発光装置の作製方法
【課題】低電圧で発光し、両面の輝度を独立に制御し、両面の画像を独立に表示することを特徴とする発光装置を提供する。また、上記の発光装置の製造に関して、ＥＬ層を大気に曝さずにＩＴＯ電極を成膜する方法、封止缶や乾燥剤を使用しないで封止する方法を提供する。
【解決手段】絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成する。
【解決手段】絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間にエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）材料を含む発光層を介在させた発光素子で形成した画素部を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子としてＥＬ素子を用いた発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
【０００３】
有機化合物の層を発光層とするＥＬ素子は、一方が透光性のある一対の陽極及び陰極から成る電極間に、少なくとも一層のＥＬ材料を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が挿入された構成の多層膜が基板上に積層された構造を有し、陽極と陰極とに電場を加えることにより、ＥＬ層からエレクトロルミネッセンスを発する。また、ＥＬ素子からの発光は、励起一重項状態から基底状態に電子遷移する際の発光（蛍光）と励起三重項状態から基底状態に電子遷移する際の発光（りん光）とがある。
【０００４】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。
【０００５】
上記のＥＬ層は「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」に代表される積層構造を有している。また、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。
【０００６】
有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極の間に有機物が挟まれた積層構造を有しており、ＥＬ層から発せられた光を外部に取り出すには、陽極または陰極の少なくとも一方に透光性の導電物質、例えばＩｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（以下、ＩＴＯと表記する）等を用いなければならない。典型的な有機ＥＬ素子は、基板上にスパッタリング法で成膜されたＩＴＯを陽極とし、その上にＥＬ層とアルミニウム等の金属を用いた陰極が積層された構造を有している。この構造の有機ＥＬ素子では、基板上に成膜された陽極から発光が取り出される。この構造の有機ＥＬ素子を画素とするディスプレイをアクティブマトリクス駆動で表示する場合、基板上のＴＦＴが陽極を透過した発光を遮ることになり、発光の効率を大きく低下させる。そこで、近年では基板上に透光性のない金属の電極を成膜し、その上にＥＬ層と透光性の導電物質が積層された構造の有機ＥＬ素子が研究されている。この構造の有機ＥＬ素子では、ディスプレイをアクティブマトリクス駆動で表示する場合にも、基板上のＴＦＴが発光を遮ることはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の基板両面から発光が取り出される構造の有機ＥＬ素子の典型的なものは、基板上にスパッタリング法で成膜されたＩＴＯを陽極とし、その上に有機ＥＬ層と金属薄膜あるいはＩＴＯを積層することによって作成される。この構造の従来の有機ＥＬ素子は、ＥＬ層から発した光を基板両面に分けるため、駆動電圧に対する発光輝度の特性は、片面だけから発光を取り出す構造の有機ＥＬ素子の半分程度となる。
【０００８】
したがって、第１の課題として、低い駆動電圧で、陰極及び陽極の双方の透明電極から高輝度の発光を取り出すのは困難であると言う問題点が挙げられる。
【０００９】
また、ＥＬ層の上にＩＴＯをスパッタリング法で成膜し、陰極とする場合、ＥＬ層のイオン化ポテンシャルとＩＴＯの仕事関数のギャップが大きいため、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性は低く、高い駆動電圧を要する。この問題を解消するために、ＥＬ層とＩＴＯ等の間に金属薄膜を挿入したり、ＥＬ層の一部に電子供与性の高い金属、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属を添加するなどの方法でＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させている。この金属薄膜や添加されたアルカリ金属やアルカリ土類金属が陰極の透過率を低下させるため、陰極側の発光輝度を大きく低下させる原因となっている。
【００１０】
したがって、第２の課題として、電極の透過率の違いにより陽極側と陰極側で輝度を同程度に合わせることは困難であり、また、用途に応じて一方の面だけを光らせるということも不可能であるという問題点が挙げられる。
【００１１】
また、ＥＬ層の上にＩＴＯをスパッタリングする工程において、基板上にＥＬ層まで成膜された段階で、蒸着装置からスパッタ装置へ基板を搬送する際に、ＥＬ層が大気に曝露されれば、ＥＬ層は大気中の水分や酸素によって容易に酸化される。特に、陰極からＥＬ層への電子注入性を向上させる目的で添加されたアルカリ金属やアルカリ土類金属は大気中の酸素によって容易に酸化され、絶縁物となる。
【００１２】
したがって、第３の課題として、基板上にＥＬ層まで成膜された段階で、ＥＬ層が大気に曝露されれば、有機ＥＬ素子の特性は大きく劣化するという問題点が挙げられる。
【００１３】
また、従来の技術では、陰極側及び陽極側の両面から発光が取り出される構造の有機ＥＬ素子を画素とする発光装置を駆動表示させると、一方の面の画像に対して、もう一方の面ではその鏡像が表示される。
【００１４】
そのため、第４の課題として、どちらか一方の面では文字が反転するなどの問題が生じるという問題点が挙げられる。
【００１５】
さらに、基板両面から発光を取り出すタイプの発光装置では、従来のように封止缶を用いて乾燥剤を封止することは出来ない。また、２枚のガラスを対向させて封止をする場合でも、乾燥剤を挿入するスペースが乏しく、充分な量の乾燥剤を使用できないという難点がある。
【００１６】
したがって、第５の課題として、少量の乾燥剤で封止する方法、あるいは乾燥剤を使用しないで封止する方法が必要であるという問題点が挙げられる。
【００１７】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、低電圧で発光し、両面の輝度を独立に制御し、両面の画像を独立に表示することを特徴とする発光装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、上記の発光装置の製造に関して、ＥＬ層を大気に曝さずにＩＴＯ電極を成膜する方法、封止缶や乾燥剤を使用しないで封止する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、基板上にマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は、少なくとも一方が透光性を有する一対の陽極及び陰極の間に、少なくとも一層の有機層が挿入された構成の多層膜が積層された構造の第１の発光素子と第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の面に対し垂直かつ前記基板から前記画素部が形成された側の向きにのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の面に対し垂直かつ前記第１の発光素子と逆の向きにのみ光を発することを特徴とする発光装置である。
【００２０】
上記手段によって、１つの有機ＥＬ素子を両面で発光させる方式の構造が回避されるため、画素の両面で高輝度を達成するために高い駆動電圧を印加する必要がなくなり、発光装置全体の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、両発光面をそれぞれ独立に駆動させるため、両発光面の輝度を揃えることが容易となり、用途に応じて一方の面だけを光らせるということも可能となる。
【００２２】
また、上記の発光装置の製造において、１台の真空蒸着装置に蒸着室とスパッタ室を設け、搬送室を介して基板を蒸着室からスパッタ室に搬送することによって、ＥＬ層を大気に曝さずにＩＴＯ電極を成膜する方法を提供する。
【００２３】
また、両発光面をそれぞれ独立に駆動させることで、一方の面の画像に対して、もう一方の面でその鏡像が表示されるなどの難点も解消される。
【００２４】
さらに、本発明の封止は、発光素子の設けられた基板と透明な対向基板とを貼りあわせる構造とし、２枚の基板を貼りあわせる際、画素領域は透明なシール材で全面を覆い、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材で外部を囲み、これら２種類のシール材を用いて気泡等が混入しないように封止をすることを特徴とする。このような封止方法によって、封止缶や乾燥剤を使用せずに信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、両面表示が可能であり、かつ薄型で軽量の発光装置を提供することが可能となる。特に、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報端末に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、携帯情報端末のさらなる高付加価値化が実現する。
【００２６】
また、電子ブックやノートパソコンに本発明の表示装置を搭載することで、さらに多用で利便性のある使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施形態について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態１）
本発明の画素および封止の構成と製造方法を以下に説明する。本発明の画素の基本構成を図１に示す。ここでは、アクティブマトリクス方式の駆動用ＴＦＴが図示されているが、駆動方式は単純マトリクス方式であってもよい。
【００２９】
本発明の発光装置の基本構成は、第１の基板、第１の発光素子とその駆動用ＴＦＴ、第２の発光素子とその駆動用ＴＦＴ、透明保護膜、シール材、第２の基板に大別される。第１の発光素子は、第１の陽極１００９を反射電極とし、陰極１０１１を透明電極とすることにより、基板の面に対し垂直かつ基板から前記画素部が形成された側の向きにのみ光を発し、第２の発光素子は第２の陽極１０２４を透明電極とし、第２の陰極１０２３を反射電極とすることにより、基板の面に対し垂直かつ第１の発光素子と逆の向きにのみ光を発する。以後、第１の発光素子が発する光の向きを上方、その逆向きを下方と表記する。
【００３０】
第１の基板１０００は平滑性に優れ、可視領域の透過率の高い材料が好ましい。例えば、ガラスやプラスチックが好適な材料である。下地膜１００１は、基板とＴＦＴを電気的に絶縁し、基板から発生する汚染物質がＴＦＴやＥＬ層に及ばないように遮断し、基板表面の凹凸を低減する役目を果たしている。
【００３１】
下地膜１００１上には第１の駆動用ＴＦＴ１００２および第２の駆動用ＴＦＴ１０２１が形成されている。第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、活性層１００３と、ゲート電極１００５と、活性層１００３とゲート電極１００５の間に挟まれたゲート絶縁膜１００４を有している。
【００３２】
また、第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、第１の層間絶縁膜１００６で覆われており、第１の層間絶縁膜１００６上には第２の層間絶縁膜１００７と、第３の層間絶縁膜１００８とが積層形成されている。
【００３３】
なお、第１の駆動用ＴＦＴ１００２と第２の駆動用ＴＦＴ１０２１とは同じ構成となっている。
【００３４】
また、第１の陽極１００９および第２の陽極１０２４はそれぞれ、第１の発光素子の陽極、第２の発光素子の陽極、１０１０はＥＬ層、１０１１は陰極であり、第１の陽極１００９とＥＬ層１０１０と陰極１０１１が重なっている部分が第１の発光素子１０１２に、第２の陽極１０２４とＥＬ層１０１０と陰極１０１１が重なっている部分が第２の発光素子１０２２に相当する。第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、第１の発光素子１０１２に供給する電流を制御するものであり、第１の発光素子１０１２と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。また第２の駆動用ＴＦＴ１０２１は、第２の発光素子１０２２に供給する電流を制御するものであり、第２の発光素子１０２２と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。
【００３５】
第１の陽極１００９はホール注入性に優れた物質が適しており、仕事関数が大きい物質が好ましい。例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ等であり、これらの混合物や合金でもよい。また、上記以外の金属電極であっても、その上にＩＴＯを積層することで充分なホール注入性を発揮できる場合もある。
【００３６】
第２の陽極１０２４は、透明電極として機能する材料であればよく、例えば、ＩＴＯが好適である。
【００３７】
第１の陽極１００９及び第２の陽極１０２４は、スパッタ装置で成膜した後、ドライエッチング装置でパターニングすることによって形成できる。
【００３８】
有機樹脂膜１０１３は、成膜されたＥＬ層１０１０や陰極１０１１が第１の陽極１００９や第２の陽極１０２４の端部での段差により断絶されてしまうことを防止する。有機樹脂膜１０１３には、例えばアクリル樹脂やポリイミド等が好適な材料として用いられ、特に感光性アクリル樹脂は微細加工に適している。感光性アクリル樹脂は、硬化後の断面形状が丸みを帯びており、その上に成膜する層が１〜１０ｎｍ程度の極薄膜であっても断絶しにくいという利点を有する。感光性アクリル樹脂は、スピンコーター、露光機、現像機を用いて形成され、その膜厚はスピンコーターの回転速度や回転時間によって調節される。
【００３９】
ＥＬ層１０１０は、基板の製造装置とは別の装置を用いて製造する。ＥＬ層１０１０に用いる有機物が低分子であれば真空蒸着装置を、高分子であればスピンコーターやインクジェット装置を用いて成膜する。例えば、蒸着装置を用いて、ＣｕＰｃを２０ｎｍ、α−ＮＰＤを３０ｎｍ、Ａｌｑ３を５０ｎｍの構成で積層すれば、緑色発光の有機ＥＬ素子が作成できる。なお、ＣｕＰｃは電子注入層、α−ＮＰＤは電子輸送層、Ａｌｑ３は発光層である。この工程における蒸着室の圧力は１０−７Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度が好ましい。圧力が高ければ、蒸着工程中に有機物が残存酸素と熱によって酸化されるからである。また、成膜レートは、０．１〜０．２ｎｍ／ｓ程度が好ましい。成膜レートが高ければ、有機分子が熱分解する恐れがあるからである。
【００４０】
陰極１１０１は、例えばＩＴＯをスパッタリング法で成膜する。この際、ＥＬ層の有機物が大気に曝露されれば、水分や酸素と容易に反応し、ＥＬ素子としての性能の劣化を招く。したがって、蒸着室とスパッタ室が外気から隔離された真空室を介して繋がっている構造の装置を使用することが好ましい。このような装置を使用した場合、蒸着からスパッタリングまでの一連の工程が、基板の搬送工程も含めて全て真空中で行うことが可能であるため、大気中の水分や酸素の影響を除外される。
【００４１】
また、有機物のＥＬ層の上にＩＴＯを直接成膜した場合、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性が低いため、駆動電圧が極端に高くなる。このため、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を高める工夫が必要である。
【００４２】
例えば、ＩＴＯとの界面付近のＥＬ層に、電子供与性の高い物質、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属などを共蒸着によって添加する方法がある。特に、ＬｉをＡｌｑ３に添加する方法やＡｌｑ３層上にＬｉが添加されたＢＣＰやＣｕＰｃの層を設ける方法が有効である。このような手段を用いて、ＥＬ層中の陰極付近の有機物にＮ型半導体に近い物性を与えることによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を飛躍的に向上させることが出来る。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属は大気中で容易に酸化されて絶縁体となるため、前記の装置で大気曝露を避けることが好ましい。
【００４３】
その他の方法として、ＥＬ層とＩＴＯの間に金属薄膜を挿入することによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させることができる。例えば、Ａｌ−Ｌｉ合金やＭｇ−Ａｇ合金の１０ｎｍ程度の薄膜であれば透光性があり、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させる効果も高い。
【００４４】
また、ＩＴＯをスパッタ室で成膜する工程において、スパッタ室内で発生したプラズマがＥＬ層にダメージを与えるため、有機ＥＬ素子の輝度特性を低下させる原因となる。このダメージを最小限に抑えるには、スパッタリングの条件（圧力、ガス流量比、投入電力）を調整してプラズマ濃度を下げる方法、プラズマが基板に接触しないようにターゲットにメッシュを被せる方法、ＥＬ層の上に無機物の保護層を設ける方法などがある。一般に、スパッタリング時の放電電力値を下げて成膜すれば、ＥＬ層に及ぼすダメージは低減されるが、低電力で成膜されたＩＴＯの比抵抗値は高くなる傾向があり、低電力成膜では圧力とガス流量比を調節してＩＴＯの比抵抗が最低となる条件に最適化しなければならない。例えば、ＲＦ１００Ｗ以下で成膜する場合、ガス流量比Ｏ２／Ａｒを０とし、全圧を約１Ｐａ程度とすることが好ましい。通常のスパッタ装置では、この条件で比抵抗がμΩｃｍのオーダーのＩＴＯが成膜できる。また、成膜パラメータの最適化だけでなく、ターゲットに対向するメッシュを被せてプラズマをターゲットとメッシュに挟まれた領域だけに発生するような構造とし、プラズマが基板に接触しないようにする方法（リモートプラズマ・スパッタ）や、ＥＬ層の上に無機物の保護層、例えば、金属や金属窒化物や金属ホウ化物などの薄膜を設ける方法などと併用することが好ましい。
【００４５】
上記ＩＴＯ電極は、電極として充分に機能する低いシート抵抗値（１０〜１００Ω／□）、高い光透過率（可視領域で８０〜９０％以上）、可視光を干渉で弱めることのない良好な光学特性の全てを有している必要がある。
【００４６】
特に、光学特性はＩＴＯ電極の膜厚に大きく依存するため、最適化が不可欠である。図２は図１中の第２の発光素子の主要部分の拡大図であり、ホール注入層２００１、ホール輸送層２００２、発光層＋添加物２００３という構成のＥＬ層の上に陰極（透明電極）２００４と第２の陰極（反射電極）２００５を積層した構造の発光素子の光学干渉を示している。陰極（透明電極）２００４と第２の陰極（反射電極）２００５の屈折率をそれぞれｎ４、ｎ５とすると、発光層＋添加物２００３から直接外部に到達する光（直接光）と発光層＋添加物２００３から陰極（透明電極）２００４を経由して第２の陰極（反射電極）２００５との界面で反射して外部に到達する光（反射光）の光路差は、２×（ｎ４×ｄ１＋ｎ５×ｄ２）で表される。ここで注意すべきことは、ｎ４＞ｎ５の場合、発光は自由端反射をするため反射部における位相の変化はないが、ｎ４＜ｎ５の場合、発光は固定端反射をするため反射部において位相がπだけ変化するということである。例えば、ＩＴＯとＡｌの積層の場合、発光は自由端反射をする。したがって、光路差２×（ｎ４×ｄ１＋ｎ５×ｄ２）が可視光波長λの整数倍となるように作成すれば、波長λの光が干渉して強められる。
【００４７】
図１の第２の陰極１０２３は、第２の発光素子１０２２が完全に覆われ、かつ第１の発光素子１０１２は全く覆われないように成膜する。第２の陰極１０２３の材質には反射率の高い金属、例えばＡｌ等の使用が好ましい。Ａｌは１０ｎｍ程度の膜厚では光を透過するため、１００ｎｍ程度の膜厚が好ましい。Ａｌは蒸着でもスパッタリングでも容易に成膜可能である。
【００４８】
透明保護層１０１４の成膜は電極とＥＬ層を水分と酸素から保護することを目的としている。したがって、水に難溶の物質を使用し、陰極を完全に覆う形状で成膜することが好ましい。好適な物質は、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などである。これらは蒸着によって容易に成膜可能である。膜厚が厚いほど保護効果が大きいため、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００４９】
シール材１０２５は、透明保護膜１０１４と第２の基板１０２６との間の空間を埋め尽くすように充填する。封止は、発光素子の設けられた第１の基板１０００と対向する第２の基板１０２６とを貼りあわせる構造とし、２枚の基板を貼りあわせる際、画素領域は透明なシール材で全面を覆い、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材で外部を囲み、これら２種類のシール材を用いて気泡等が混入しないように行う。シール材のパターニングにはディスペンサを使用する。なお、一対の基板を貼りあわせる際、僅かでも水分が混入されれば、作成された有機ＥＬ素子の耐久性に深刻な影響が現れるため、封止室は減圧または窒素雰囲気とすることが望ましい。貼りあわせ作業中の、封止室の露点は低いほど好適な条件であり、−８０℃以下が望ましい。
【００５０】
上記のシール材に紫外線硬化樹脂を用いる場合は、硬化させる際には、画素部にも紫外線が照射されるため、透明保護膜１０１４を２層とし、上層には紫外線のみを吸収または反射する層、例えばＺｎＯなどの層を形成することが望ましい。
【００５１】
本実施形態において、有機層、前記透明電極、前記透明保護膜の形成までの全ての工程を１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で行うことができる。
【００５２】
（実施形態２）
本発明の画素の基本構成を図１１に示す。ここでは、単純マトリクス方式の発光装置の構成について示す。なお、本実施の形態について、実施形態１と同様の構成要素については、同じ符号を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態に係る発光装置は、第１の基板１０００と第２の基板１０２６の間に第１の発光素子１０１２と第２の発光素子１０２２が形成され、両基板はスペーサが混入された接着剤１０３３で間隙をもって固着されている。陽極１０３１と陰極１０１１は透明電極とし、第１の発光素子１０１２では陽極１０３１側に、及び第２の発光素子１０２２では陰極１０１１側にそれぞれ遮光膜１０３０、１０３２を設けることにより光の放射方向を決めている。
【００５４】
単純マトリクス方式では、陽極１０３１と陰極１０１１をストライプ状に形成し、その交差部にＥＬ層を介在させることでマトリクス状に配列する画素を形成するものである。図１１の構成では、陽極１０３１と陰極１０１１の間にＥＬ層１０１０が形成されており、第１の発光素子１０１２は第１の基板１０００側から、及び第２の発光素子１０２２は第２の基板側から各素子の発光光が放射されることになる。
【００５５】
陽極１０３１は、ＩＴＯや、その平坦性を高めるためにＳｉＯ２を１〜１０重量％、例えば５重量％添加した透明電極を用いても良い。陰極１０１１は、ＩＴＯとの界面付近のＥＬ層に電子供与性の高い物質として、アルカリ金属やアルカリ土類金属などを共蒸着によって添加するものである。その他の方法として、ＥＬ層とＩＴＯの間に金属薄膜を挿入することによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させるものでも良い。
【００５６】
遮光膜１０３０、１０３２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、その他の金属や、顔料を含む非透光性の樹脂材料で形成すれば良い。
【００５７】
透明保護層１０１４は、陰極を完全に覆う形状で成膜する。好適な物質は、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などである。これらは蒸着によって容易に成膜可能である。膜厚が厚いほど保護効果が大きいため、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。その他に、高周波スパッタリング法でシリコンターゲットから形成する窒化シリコン膜を用いても良い。
【００５８】
シール材１０２５は、透明保護膜１０１４と第２の基板１０２６との間の空隙を充填するように形成する。シール材１０２５は光硬化型の樹脂を用いることが好ましく、第１の発光素子１０１２の発光光の透過率が高い透光性の材料を用いる。
【００５９】
また、ここでは図示しないが、第１の発光素子１０１２と第２の基板１０２６の間、及び第２の発光素子１０２２と第１の基板１０００の間に着色層を設け、各発光素子の発光光における特定波長帯を透過させる構成とすることもできる。すなわち、発光光の色純度を高めたり、多色表示を行うことができる。
【００６０】
陽極１０３１及び陰極１０１１をそれぞれ個別に形成して独立に制御することにより、単純マトリクス方式を採用しても、低電圧で発光し、両面の輝度を独立に制御し、両面の画像を独立に表示する発光装置を得ることができる。
【００６１】
（実施形態３）
次に、実施形態１で示す本発明の発光装置の駆動方法に関して、以下の実施形態３に説明する。
【００６２】
本発明の一実施形態を図３に示す。なお、ここではスイッチ素子や駆動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いているが、特に限定はしない。例えば、ＭＯＳトランジスタ、有機トランジスタ、分子トランジスタ等が挙げられるが、いずれも同様に用いて良い。また、ＴＦＴにおいては、ソース領域とドレイン領域とは、その構造や動作条件によって、分別が難しいため、一方を第１の電極、他方を第２の電極として表記する。
【００６３】
図３において、点線枠３０００で囲まれた領域が１画素であり、ソース信号線３００１、ゲート信号線３００２、電流供給線３００３、スイッチング用ＴＦＴ３００４、第１の駆動用ＴＦＴ３００５、第２の駆動用ＴＦＴ３００６、第１の発光素子３００７、第２の発光素子３００８を有する。各画素において、第１の発光素子３００７の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子３００８の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
【００６４】
スイッチング用ＴＦＴ３００４のゲート電極は、ゲート信号線３００２と電気的に接続され、第１の電極は、ソース信号線３００１と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６のゲート電極と電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ３００５の第１の電極は、電流供給線３００３と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子３００７の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ３００６の第１の電極は、電流供給線３００３と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子３００８の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子３００７の第２の電極および、第２の発光素子３００８の第２の電極は、それぞれ、電流供給線と互いに電位差を有する対向電極３００９、３０１０と電気的に接続されている。
【００６５】
ソース信号線３００１に出力された映像信号は、スイッチング用ＴＦＴ３００４がＯＮするタイミングで、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６のゲート電極へと入力され、映像信号にしたがって、第１、第２の発光素子３００７、３００８に電流が供給されて発光する。前述のとおり、第１の領域、第２の領域は、それぞれ基板表裏から出射光が得られる。
【００６６】
この構成によると、第１の発光素子３００７、第２の発光素子３００８の発光、非発光の制御は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６によってなされるが、例えば、図４に示すように、電流供給線４００３と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ４００５、４００６の第１の電極との間に、それぞれ排他的に動作するアナログスイッチ４０１１、４０１２を設け、表示面制御信号によってＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、ある期間ではアナログスイッチ４０１１がＯＮし、第１の発光素子４００７に電流が供給されると、第１の領域には映像が表示される。一方、アナログスイッチ４０１１と排他的に動作するアナログスイッチ４０１２は、この時はＯＦＦしており、第２の発光素子４００８への電流供給経路を遮断する。よって第２の領域は発光しない。反対に、アナログスイッチ４０１２がＯＮし、第２の発光素子４００８に電流が供給され、第２の領域に映像が表示されている期間では、アナログスイッチ４０１２はＯＦＦし、第１の発光素子４００７への電流供給経路を遮断する。よって第１の領域は発光しない。このとき、表示面制御信号は、使用者が何らかの操作を行うことによって出力され、表示面の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば端末を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
【００６７】
また、アナログスイッチ４０１１、４０１２を排他的に動作させるのではなく、図５に示すように、表示面制御信号１、表示面制御信号２を用いて独立に制御してもよい。この構成によると、第１の領域、第２の領域はいずれも任意に表示・非表示を切り替えることが出来る。
【００６８】
図４、図５に示した構成を用いて、第１の領域と第２の領域とで互いに異なる映像を表示させる方法としては、例えば１フレーム期間において、奇数フレームで第１の領域の表示を行い、偶数フレームで第２の領域の表示を行うなどといった方法が挙げられる。このとき、表示面制御信号は、１フレーム期間ごとに反転させ、アナログスイッチ５０１１、５０１２が互いに１フレームごとにＯＮ・ＯＦＦを切り替えられれば良い。
【００６９】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例で更に詳細な説明を行うこととする。
【実施例１】
【００７０】
本実施例では、発光装置の作成を目的とした、マルチチャンバー方式の製造装置および製造方法について記述する。この製造装置は、薄膜トランジスタ・陽極（第１の電極）・該陽極の端部を覆う絶縁物等が予め設けられている基板を投入して成膜等の処理を連続的に行った後、基板とは別に投入した対向と一体化させることによって封止処理を行い、パネルを完成させるものである。
【００７１】
図６は、ゲート６０００ａ〜６０００ｗと、搬送室６００１・６００２・６００３・６００４・６００５（各搬送室には基板を搬送するための搬送ロボットが設置されている）と、仕込室６０１１と、受渡室６０１２・６０１３・６０１４と、カセット室６０２０ａ・６０２０ｂと、トレー装着ステージ６０２１と、成膜室６０２２と、基板加熱室６０２３と、基板・マスクストック室６０２４と、前処理室６０２５と、基板加熱室６０２６と、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｅａと、蒸着源を設置する蒸着前室６０２７Ｈｂ・６０２７Ｒｂ・６０２７Ｇｂ・６０２７Ｂｂ・６０２７Ｅｂと、蒸着室６０２８・６０２９と、スパッタ室６０３０・６０３１と、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２・グローブＢＯＸ６０３３・準備室６０３４と、基板・対向ストック室６０３５と、封止室６０３６と、取出室６０３７と、を有するマルチチャンバー方式の製造装置である。
【００７２】
本製造装置への基板の投入方法について説明する。
【００７３】
カセット室６０２０ａまたはカセット室６０２０ｂに基板が収納されたカセットを投入する。本製造装置は、２種類の大きさの基板を取り扱うことが出来るという特徴を持つ。取り扱う基板が大型基板（本実施例では３００ｍｍ×３６０ｍｍとする）である場合、カセット室６０２０ｂに大型基板が収納された大型カセット（本実施例では１２段とする）を最大２個投入出来る。取り扱う基板が小型基板（本実施例では１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍとする）である場合、カセット室６０２０ａに小型基板が収納された小型カセット（本実施例では２０段とし、このうち上部１６段に小型基板を収納し、下部４段は搬送室６００１の搬送ロボットのアームを差し込むためのスペースとして運用する）を投入すると共に、小型基板を複数枚（本実施例では４枚とする）搭載して搬送するための基板トレー（本実施例では大型基板と同サイズの３００ｍｍ×３６０ｍｍとする）が収納されたトレーカセット（本実施例では４段とする）をカセット室６０２０ｂに投入する。このようにカセット室６０２０ｂには大型カセット及びトレーカセットの両方が設置出来る形になっている。尚、大型基板・小型基板共、投入時の向きはフェイスアップ（後工程で成膜される面が上側）である。上記からわかるように、本実施例では一度に投入可能な基板最大数、即ち１ロット当たりの最大基板数は大型基板の場合は２４枚、小型基板の場合は３２枚である。
【００７４】
本製造装置へのメタルマスクの投入方法について説明する。
【００７５】
基板・マスクストック室６０２４に前処理室６０２５、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｅａ、蒸着室６０２８・６０２９、スパッタ室６０３０・６０３１の計１０室で使用するメタルマスクを計１０枚セットする。本実施例では、基板・マスクストック室６０２４は１１段のエレベータ構造となっている。マスクセット後の状態を図７ａに示す。基板・マスクストック室６０２４の排気が終了したら、各処理室へ必要なメタルマスクを搬送すればよい。マスク搬出後の状態を図７ｂに示す。尚、各段はマスク及び基板兼用になっている。マスクを各室に搬送した後この部屋は全段空段になるため、後述するように、基板・マスクストック室６０２４を基板の一時退避場所として使用することが出来る。
【００７６】
基板・マスクストック室６０２４の全段数が最大マスク枚数より１段多く設定している理由は、これによって、あるロットＡが終了後、そのロットＡで使用したマスクを回収する前に、次のロットＢで使用すべき異種マスク１０枚を図７ｃのように予め用意しておくことが可能になるからである。つまり、空きの１段を使用して、マスク使用する処理室１室毎に、ロットＡで使用したマスクの回収→及ロットＢで使用するマスクの搬送、といった処理を図７ｄ→図７ｅ→図７ｆ→図７ｇ・・・のように連続して行うことが出来るため、最終的に図７ｈのようにマスクを使用する全ての部屋に関してマスクを交換することが出来るのである。この結果、マスク交換の作業時間を短縮することが可能となっている。
【００７７】
本製造装置への対向の投入方法について説明する。
【００７８】
基板が大型基板（３００×３６０ｍｍ）の場合は、基板と同サイズの大型対向を、カセット室６０２０ｂで使用したものと同一の大型カセット（１２段）に収納し、対向ガラス用Ｎ２置換室に最大２個セットする（即ち大型対向投入可能枚数は最大２４枚）。基板が小型基板（１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍ）の場合は、基板より一回り小さいサイズ（本実施例では１２２．６ｍｍ×１２２．６ｍｍと、基板より外周２ｍｍ分小さいとする）の小型対向を、複数枚搭載可能な（本実施例では４枚とする）対向トレー（本実施例では３００×３６０ｍｍとする）に搭載したものを、カセット室６０２０ｂで使用したものと同一のトレーカセットに収納し、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２に最大２個セットする（即ち小型対向投入可能枚数は最大３２枚）。尚、大型対向・小型対向共、投入時及びその後の処理時における向きはフェイスアップ（後に基板と貼り合せる際に、基板と接触する面が上側）である。
【００７９】
以下、まず基板の処理方法に関して順に説明する。
【００８０】
搬送室６００１は常時Ｎ２雰囲気大気圧となっており、これに設置された搬送ロボット（基板吸着機構を有する）が基板を取りに行く。大型基板の場合はカセット室６０２０ｂから基板を取り出し、仕込室６０１１に搬送する。小型基板の場合はカセット室６０２０ｂからトレーを取り出しトレー装着ステージ６０２１に搬送後、カセット室６０２０ａから小型基板を取り出しトレー装着ステージ６０２１に搬送後、トレーに装着する（本実施例では最大４枚）。この後、大型基板或いは小型基板入りトレーを仕込室６０１１へ搬入する。この時点以降、基板の向きはフェイスダウン（後工程で成膜される面が下側）になる。
【００８１】
このように、本製造装置においては、小型基板に対しては４枚同時の処理となるため、小型基板に対するスループットは極めて高いと言える。以下、特に断らない限り、大型基板に対する処理のみについて記載することにし、大型基板を単に基板と記載するが、小型基板に対する処理についても全く同様である。
【００８２】
また、仕込室６０１１は、常時真空に保たれている搬送室６００２と連結されているため、基板を搬入した後は排気を行ってから搬送室６００２に基板を搬出することになる。基板搬出後は仕込室６０１１に不活性ガスを導入して大気圧に戻し（ベント）、次に搬送室６００１から流れて来る基板の搬入に備えておけばよい。
【００８３】
搬送室６００１その他真空排気が可能な処理室の真空排気用のポンプとして、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられており、これによって到達真空度を１０−５〜１０−６Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【００８４】
ところで、完成後の発光素子において、表示画素内で画素周辺部から輝度が劣化するというシュリンク現象が見られることがある。この防止策の一つとして、有機化合物を含む膜の蒸着直前の真空加熱が挙げられる。これは前処理室６０２５、あるいは基板加熱室６０２６に設けられたヒーター（シースヒータ等）で行うことが可能である。上記基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×１０−３ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４〜１０−６Ｐａ）で行う。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【００８５】
但し、必要な加熱及び冷却時間が長いため、連続して基板を流す場合はスループットが著しく低下する。そのため、基板加熱室６０２６は多段になっている。本実施例では前処理室６０２５での基板加熱（基板面内温度分布を均一にするためシースヒータが採用されている）は最大同時１枚であるのに対し、基板加熱室６０２６は４段のエレベータ構造になっているため、最大同時４枚の基板加熱が可能であり、大幅な処理時間の短縮が実現される。また、本実施例では基板加熱室６０２６にはシースヒータが５段、即ち基板の段数より１段多く設置されているため、基板がどの段に収納されても全く同じように基板両面から加熱を行うことが出来る。加熱後の基板は基板・マスクストック室６０２４に搬送し、ここで冷却を行えばよい。この処理によって、基板加熱室６０２６の空いた段には次の基板を速やかに搬入することが出来、結果として処理時間の短縮につながる。
【００８６】
次いで、上記真空加熱を行った後、搬送室６００２から基板を蒸着室６０２７Ｈａに搬送して真空蒸着を行い、正孔注入層または正孔輸送層を形成する。次いで、搬送室６００２から常時真空に保たれている受渡室６０１２を経由して、常時真空に保たれている搬送室６００３に基板を搬送する。
【００８７】
その後、搬送室６００３に連結された蒸着室６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａへ基板を適宜搬送して、赤色発光層・緑色発光層・青色発光層・電子輸送層または電子注入層等の有機層を真空蒸着法によって形成する。ここで、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａについて説明する。
【００８８】
蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａには、複数の蒸着源（本実施例では４ 源とする）が搭載可能な、移動式蒸着源ホルダが設置されている。蒸着時には蒸着源を動かしながら成膜出来る他、多源共蒸着も容易に行うことが出来る。また、各蒸着源には蒸着源シャッターが設置されており、このシャッターの開閉を通じて、材料を実際に蒸発させるかどうかのコントロールを行う。
【００８９】
これら蒸着室へＥＬ材料の設置は、以下に示す製造システムを用いると好ましい。すなわち、ＥＬ材料が予め材料メーカーで収納されている容器（代表的には坩堝）を用いて成膜を行うことが好ましい。さらに設置する際には大気に触れることなく行うことが好ましく、材料メーカーから搬送する際、坩堝は第２の容器に密閉した状態のまま成膜室に導入されることが好ましい。望ましくは、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａに連結された、真空排気手段を有する蒸着前室６０２７Ｈｂ・６０２７Ｒｂ・６０２７Ｇｂ・６０２７Ｂｂ・６０２７Ｅｂを真空、または不活性ガス雰囲気とし、この中で第２の容器から坩堝を取り出して、蒸着室の蒸着源ホルダに坩堝を設置する。こ れによって、各蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａを大気開放することなく各蒸着源にＥＬ材料をセットすることが出来るのみならず、坩堝及び該坩堝に収納されたＥＬ材料を蒸着直前までクリーンな状態に保持出来る。
【００９０】
蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａで使用するＥＬ材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、単色（例えば白色）、或いはフルカラー（赤色・緑色・青色）の発光を示す発光素子を形成することが出来る。
【００９１】
尚、白色の発光を示す有機化合物層は、異なる発光色を有する発光層を積層する場合において、赤色・緑色・青色の３原色を含有する３波長タイプと、青色／黄色または青緑色／橙色の補色の関係を用いた２波長タイプに大別される。３波長タイプの白色発光素子を、全有機化合物層の形成を一つの蒸着室のみで行うことによって作成する場合には、第１の蒸着源には白色発光層を形成する芳香族ジアミンＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）、第２の蒸着源には白色発光層を形成する３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（ムービフェニニル）−１，２，４−トリアゾール（以下ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）、第３の蒸着源には白色発光層を形成するＡｌｑ３、第４の蒸着源には赤色発光色素であるＮｉｌｅＲｅｄ、をそれぞれ用意する。そして、第１から第４の順に実際に材料を蒸発させ、各層を積層すればよい。具体的には、まず第１から第４の蒸着源を予め加熱しておく。この時、各蒸着源に設置された蒸着源シャッターは閉じておく。次に第１の蒸着源シャッターを開き、ＴＰＤを基板上に成膜後、第１の蒸着源シャッターを閉じる。その後、第２の蒸着源シャッターを開き、ｐ−ＥｔＴＡＺを基板上に成膜後、第２の蒸着源シャッターを閉じる。次いで、第３の蒸着源シャッターを開き、基板上にＡｌｑ３を成膜後、第３の蒸着源シャッターを閉じる。さらに第３・第４の蒸着源シャッターを開き、Ａｌｑ３とＮｉｌｅＲｅｄの共蒸着層を形成後、第３・第４の蒸着源シャッターを閉じる。最後に、再び第３の蒸着源シャッターを開き、基板上にＡｌｑ３を成膜後、第３の蒸着源シャッターを閉じる。こうした一連の手続きで、ＴＰＤ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、Ａｌｑ３、Ａｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ、Ａｌｑ３の層を順番に基板上に成膜出来る。尚、最初のＡｌｑ３層とＡｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ層の界面、及びＡｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ層と最後のＡｌｑ３層の界面においては、第３の蒸発源シャッターは開けたままでもよい。
【００９２】
上記工程によって適宜、有機化合物を含む層を積層した後、搬送室６００３から常時真空に保たれている受渡室６０１３を経由し、常時真空に保たれている搬送室６００４に基板を搬送する。
【００９３】
陰極（透明電極）はスパッタ法を用いて形成することが出来る。基板をスパッタ室６０３０、スパッタ室６０３１に適宜搬送し、ＩＴＯに代表される透明導電膜をスパッタリング法により形成すればよい。
【００９４】
次いで、陰極（反射電極）を形成する。金属の陰極は、例えば、Ａｌを蒸着室６０２８や蒸着室６０２９で抵抗加熱を用いた真空蒸着法により形成してもよいし、スパッタ室６０３０やスパッタ室６０３１でスパッタリング法によって形成することも出来る。
【００９５】
最後に、蒸着室６０２８や蒸着室６０２９でＣａＦ２やＺｎＯの透明保護膜を形成する。
【００９６】
以上の工程で積層構造の発光素子が形成される。
【００９７】
次いで、発光素子が形成された基板を大気開放することなく、搬送室６００４から受渡室６０１４に搬送する。さらに受渡室６０１４から搬送室６００５を経由し、基板・対向ストック室６０３５に搬送する。基板・対向ストック室６０３５は基板及び対向を一時ストックしておくための部屋であり、多段エレベータ構造を有している。各段は基板・対向兼用である。本実施例では２４段のエレベータ構造になっており、大型基板・大型対向の場合は投入した基板及び対向の一部が、小型基板・小型対向の場合は投入した基板（トレー）及び対向（トレー）の全てが、それぞれ収納可能である。そのため、もし基板・対向ストック室６０３５に空段が存在しない場合は、空段ができるまで受渡室６０１４で基板を待機させておけばよい。また、基板・対向ストック室６０３５と搬送室６００５の間には仕切りのためのゲート等は特に設置されておらず、空間としては基板・対向ストック室６０３５は搬送室６００５と一体である。
【００９８】
また、搬送室６００５は予め水分や酸素等をなるべく除去するため、ロットを流す前に予め十分排気しておく必要があるが、ロットを流し始めた後は常時Ｎ２大気圧に保たれるため、搬送室６００５に基板を搬送する際には受渡室６０１４をベントする必要がある。基板を搬送室６００５に搬送した後は、再度受渡室６０１４を排気し、次の基板を搬送室６００４から搬送可能な状態にしておく。つまり、受渡室６０１４は基板が通過する度に排気・ベントを繰り返す。
【００９９】
以下、対向の処理方法について順に説明する。
【０１００】
対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２を排気・ベントする処理を１回以上（本実施例では３回とする）行った後で、対向をグローブＢＯＸ６０３３に搬送する。このように排気・ベント処理を１回以上行うことによって、グローブＢＯＸ内の水分濃度・酸素濃度を極力低濃度に保っておく。
【０１０１】
グローブＢＯＸ６０３３では対向に関する前処理（シール材の準備）が行われる。基板をシールディスペンサ部分に搬送し、シールディスペンサを使用して、発光素子が設けられた基板と最終的に貼り合わせるためのシール材（本実施例ではＵＶ硬化型樹脂とする）を対向に塗布する。シール材は、画素領域全体を覆うための透明なシール材と、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材の２種類を用いる。塗布のパターニングは、粘度の低いシール材が画素部全体を覆うように、かつ粘度の高いシール材が画素部全体を囲むように行う。このシールディスペンサ部には予めシールディスペンサの種々の調整を手作業で行うためのグローブ（図示しない）が設置されている。またシール材は、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２を通じて、ロットを流す前に予め外部からグローブＢＯＸ６０３３内に用意しておけばよい。
【０１０２】
準備室６０３４を排気・ベントする処理を１回以上（本実施例では２回とする）行った後で、最後にもう１度準備室６０３４をベントする。その後、準備室６０３４から搬送室６００５を通じて対向を基板・対向ストック室６０３５に搬送する。但し、基板・対向ストック室６０３５に空段が存在しない場合は、空段ができるまで準備室６０３４で対向を待機させておけばよい。
【０１０３】
以下、基板・対向ストック室６０３５に一時ストックされている基板と対向を貼り合せる処理について説明する。
【０１０４】
基板・対向ストック室６０３５から基板及び対向を搬送室６００５経由で封止室６０３６に搬送する。その後、基板と対向のアライメント動作を行った後で、基板と対向を貼り合わせ、加圧する。その後、シール材を硬化させ、基板と対向を一体のパネルとする。本実施例ではシール材はＵＶ硬化樹脂であり、封止室６０３６にはＵＶ照射機構が設置されており、ＵＶ照射は対向側（下側）から行われる。
【０１０５】
このように完成したパネルは搬送室６００５経由で取出室６０３７に搬送する。取出室にはカセット室６０２０ｂや対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２でも使用した大型カセット（２４段）が２個、或いはトレーカセット（４段）が４個セット可能になっており、両者のうちどちらをセットするかは取出室６０３７の段取り替えによって選択可能である。投入した全ての基板及び対向の処理が完了した後、取出室からカセットに収納されたパネルを取り出せばよい。
【０１０６】
以上の手順で本製造装置を使用することによって、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【実施例２】
【０１０７】
以下の実施例では、本発明の発光装置を表示部として含む電気機器を例示する。
【０１０８】
本実施例では、本発明の表示装置を、携帯情報端末において代表的な携帯電話に適用した例を示す。
【０１０９】
図８（Ａ）に示されるように、本発明の表示装置を用いれば、１体の表示装置で両面表示が可能なため、両面に表示部を設けた場合においても、筐体８０００の厚さを抑えることが可能となる。
【０１１０】
使用例として、端末を開いた場合、第１の表示面８００１を主に表示面として使用する。画面操作は、操作ボタン８００２によって行う。端末を閉じている状態において主に用いる第２の表示面８００３は、従来はスペースの関係上、サイズの小さなものしか内蔵出来なかったが、本発明によって、第１の表示面８００１と同等の表示サイズを有する第２の表示面８００３を用いて、メール、Ｗｅｂページ等の閲覧が可能となる。閉じた状態での操作は、操作ボタン８００４によって行う。
【０１１１】
また、最近ではデジタルカメラ搭載の携帯電話等が普及しているが、レンズ８００５を手前に向けた状態での撮影時にも、表示領域の広い第２の表示面８００２でモニタしながらの撮影が可能となる。
【０１１２】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の携帯電話を真横から見た図である。第１の表示面８００１と第２の表示面８００３を同時に表示すれば、撮影者側からも被撮影者側からもモニタ映像を見ることが可能となり、アングル等の撮影意図が満たされているかを被撮影者が確認してから撮影者がシャッターを切るということも可能となる。このような撮影では、撮影者と被撮影者のコミュニケーションが円滑となり、撮影の失敗を減らす効果がある。８００６は撮影者、８００７は被撮影者、８００８は表示コントローラ、８００９は本体駆動用モジュール、８０１０はバッテリー、８０１１は第１の基板である。
【０１１３】
このような利用法は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにも実施可能である。
【実施例３】
【０１１４】
本実施例では、フィルム基板上に作成した本発明の両面発光装置を電子ブックに適用した例を示す。
【０１１５】
電子ブックにおいて、本発明を利用したフィルム形態の両面発光パネルを利用し、複数のページを同時に表示させることが可能である。図９に示されるように、第１の表示面９０００及び第４の表示面９００３には通常の片面発光表示装置を用い、中央部に本発明の表示装置である第２の表示面９００１及び第３の表示面９００２を挿入することにより、合計４ページを同時に表示することが可能となる。
【０１１６】
本実施例の電子ブックにおいて、図９に示される第１の表示面９０００および第４の表示面９００３は、電子ブック本体に固定された通常の片面発光表示パネルであり、基板はフィルムである必要はなく、通常のガラス基板でもよい。
【０１１７】
また、第１の表示面９０００および第４の表示面９００３は、基板側から発光を取り出す下面出射（ボトム・エミッション）タイプでも、成膜面側から発光を取り出す上面出射（トップ・エミッション）タイプでもよい。
【０１１８】
一方、第２の表示面９００１および第３の表示面９００２は、本発明を利用したフィルム形態の両面発光表示パネルであり、プラスチック等の材質のフィルム基板上に電極やＥＬ層を成膜して作製される。封止は、対向フィルムを透明接着剤で貼り合わせる方法や、スパッタリング法やＣＶＤ法を用いて窒化シリコン等の保護膜で基板全体を覆う方法がある。
【０１１９】
本実施例の電子ブックの構成を図１２に示す。本実施例の電子ブックには、電源９０１２、バッテリー９０１３、電源コントローラ９０１４、ＣＰＵ９０１５、ＲＯＭ９０１６、ＲＡＭ９０１７、モデム９０１８、無線電話ユニット９０１９、モデムコントローラ９０２０、ハードディスク９０２１、ＣＤ−ＲＯＭ９０２２、メモリーカード９０２３、音声信号処理回路９０２４、音声出力ユニット９０２５、操作ボタン９０２６から入力される信号を処理する入力コントローラ９０２７、ビデオ信号処理回路９０１１、信号処理回路９０１０、映像信号コントロール回路９００９、信号分割回路９００４〜９００８等が内蔵されている。
【０１２０】
本実施例の電子ブックには、ハードディスク９０２１、ＣＤ−ＲＯＭ９０２２、メモリーカード９０２３等の記録媒体が含まれており、これらの記録媒体から、必要な情報を引き出して表示面に表示することができる。また、これらの記録媒体を外部から接続することも可能である。さらに、本実施例の電子ブックは、外部のネットワークに接続されたモデム９０１８や、無線電話ユニット９０１９からの情報をモデムコントローラ９０２０で処理することにより、表示させることも可能である。
【０１２１】
これらの記録媒体や外部からの信号は、ビデオ信号処理回路９０１１で処理され、信号処理回路９０１０、映像コントロール回路９００９を経て、各表示面に接続された信号分割回路９００４〜９００８に入力される。第２の表示面９００１と第３の表示面９００２は同一基板上に形成されているが、それぞれ独立した信号を信号分割回路９００５、９００６から入力することが可能であり、それぞれ独立した画像を表示することができる。
【０１２２】
さらに、本実施例の電子ブックは、画像だけでなく、音声信号処理回路９０２４で処理された信号を音声出力ユニット９０２５で出力することもできる。
【０１２３】
このような機能を有する電子ブックでは、図表を参照しながら別のページの本文を読むような場合や、辞書を参照しながら本文を読む場合等に便利である。
【実施例４】
【０１２４】
本発明の表示装置をノートパソコンに適用した例を図１０に示す。
【０１２５】
ノートパソコンの表示装置に本発明を利用した場合、図１０に示されるように、２面の表示面を設けても厚さを抑えることが可能である。好適な作製例としては、通常のパソコン表示装置として用いる大面積のメインディスプレイ１００００と、使用を中断した場合等に必要最小限の情報を表示する小面積のサブディスプレイ１００１の２つを使い分けることが出来るタイプのノートパソコンである。
【０１２６】
作製方法は、本明細書で既述の手順でよい。メインディスプレイ１００００とサブディスプレイ１０００１は独立駆動であり、全く別の画像を表示することが可能である。
【０１２７】
パソコン使用者がメインディスプレイ１００００を見つめて作業している状態では、サブディスプレイ１０００１はオフにすることが可能であり、あるいはまた、他者に向けて何らかのメッセージを表示することも可能である。
【０１２８】
パソコン使用者が作業を中断してディスプレイ部分を閉じ、サブディスプレイ１０００１のみが外部に露出している状態では、メインディスプレイ１００００はオフにすることが可能である。サブディスプレイ１０００１は、使用者の意図次第で、オフにすることも可能であり、必要最小限の情報のみを表示させることも可能である。例えば、作業中断中に時刻を表示させたり、起動中のアプリケーションの種類を表示させたり、電子メールの到着情報を表示させたり、作業者の行き先を表示させる等の利用法がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】図１は、本発明の発光装置の断面を示す図である。
【図２】図２は、本発明の発光の光学干渉を示す図である。
【図３】図３は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例１を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例４を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の発光装置の断面を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例３の構成を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の電極間にエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）材料を含む発光層を介在させた発光素子で形成した画素部を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子としてＥＬ素子を用いた発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
【０００３】
有機化合物の層を発光層とするＥＬ素子は、一方が透光性のある一対の陽極及び陰極から成る電極間に、少なくとも一層のＥＬ材料を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が挿入された構成の多層膜が基板上に積層された構造を有し、陽極と陰極とに電場を加えることにより、ＥＬ層からエレクトロルミネッセンスを発する。また、ＥＬ素子からの発光は、励起一重項状態から基底状態に電子遷移する際の発光（蛍光）と励起三重項状態から基底状態に電子遷移する際の発光（りん光）とがある。
【０００４】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層という。
【０００５】
上記のＥＬ層は「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」に代表される積層構造を有している。また、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。
【０００６】
有機ＥＬ素子は、対向する一対の電極の間に有機物が挟まれた積層構造を有しており、ＥＬ層から発せられた光を外部に取り出すには、陽極または陰極の少なくとも一方に透光性の導電物質、例えばＩｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ（以下、ＩＴＯと表記する）等を用いなければならない。典型的な有機ＥＬ素子は、基板上にスパッタリング法で成膜されたＩＴＯを陽極とし、その上にＥＬ層とアルミニウム等の金属を用いた陰極が積層された構造を有している。この構造の有機ＥＬ素子では、基板上に成膜された陽極から発光が取り出される。この構造の有機ＥＬ素子を画素とするディスプレイをアクティブマトリクス駆動で表示する場合、基板上のＴＦＴが陽極を透過した発光を遮ることになり、発光の効率を大きく低下させる。そこで、近年では基板上に透光性のない金属の電極を成膜し、その上にＥＬ層と透光性の導電物質が積層された構造の有機ＥＬ素子が研究されている。この構造の有機ＥＬ素子では、ディスプレイをアクティブマトリクス駆動で表示する場合にも、基板上のＴＦＴが発光を遮ることはない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の基板両面から発光が取り出される構造の有機ＥＬ素子の典型的なものは、基板上にスパッタリング法で成膜されたＩＴＯを陽極とし、その上に有機ＥＬ層と金属薄膜あるいはＩＴＯを積層することによって作成される。この構造の従来の有機ＥＬ素子は、ＥＬ層から発した光を基板両面に分けるため、駆動電圧に対する発光輝度の特性は、片面だけから発光を取り出す構造の有機ＥＬ素子の半分程度となる。
【０００８】
したがって、第１の課題として、低い駆動電圧で、陰極及び陽極の双方の透明電極から高輝度の発光を取り出すのは困難であると言う問題点が挙げられる。
【０００９】
また、ＥＬ層の上にＩＴＯをスパッタリング法で成膜し、陰極とする場合、ＥＬ層のイオン化ポテンシャルとＩＴＯの仕事関数のギャップが大きいため、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性は低く、高い駆動電圧を要する。この問題を解消するために、ＥＬ層とＩＴＯ等の間に金属薄膜を挿入したり、ＥＬ層の一部に電子供与性の高い金属、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属を添加するなどの方法でＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させている。この金属薄膜や添加されたアルカリ金属やアルカリ土類金属が陰極の透過率を低下させるため、陰極側の発光輝度を大きく低下させる原因となっている。
【００１０】
したがって、第２の課題として、電極の透過率の違いにより陽極側と陰極側で輝度を同程度に合わせることは困難であり、また、用途に応じて一方の面だけを光らせるということも不可能であるという問題点が挙げられる。
【００１１】
また、ＥＬ層の上にＩＴＯをスパッタリングする工程において、基板上にＥＬ層まで成膜された段階で、蒸着装置からスパッタ装置へ基板を搬送する際に、ＥＬ層が大気に曝露されれば、ＥＬ層は大気中の水分や酸素によって容易に酸化される。特に、陰極からＥＬ層への電子注入性を向上させる目的で添加されたアルカリ金属やアルカリ土類金属は大気中の酸素によって容易に酸化され、絶縁物となる。
【００１２】
したがって、第３の課題として、基板上にＥＬ層まで成膜された段階で、ＥＬ層が大気に曝露されれば、有機ＥＬ素子の特性は大きく劣化するという問題点が挙げられる。
【００１３】
また、従来の技術では、陰極側及び陽極側の両面から発光が取り出される構造の有機ＥＬ素子を画素とする発光装置を駆動表示させると、一方の面の画像に対して、もう一方の面ではその鏡像が表示される。
【００１４】
そのため、第４の課題として、どちらか一方の面では文字が反転するなどの問題が生じるという問題点が挙げられる。
【００１５】
さらに、基板両面から発光を取り出すタイプの発光装置では、従来のように封止缶を用いて乾燥剤を封止することは出来ない。また、２枚のガラスを対向させて封止をする場合でも、乾燥剤を挿入するスペースが乏しく、充分な量の乾燥剤を使用できないという難点がある。
【００１６】
したがって、第５の課題として、少量の乾燥剤で封止する方法、あるいは乾燥剤を使用しないで封止する方法が必要であるという問題点が挙げられる。
【００１７】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、低電圧で発光し、両面の輝度を独立に制御し、両面の画像を独立に表示することを特徴とする発光装置を提供することを目的とする。
【００１８】
また、上記の発光装置の製造に関して、ＥＬ層を大気に曝さずにＩＴＯ電極を成膜する方法、封止缶や乾燥剤を使用しないで封止する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記課題を解決するために、基板上にマトリクス状に配置された画素部を有し、前記画素は、少なくとも一方が透光性を有する一対の陽極及び陰極の間に、少なくとも一層の有機層が挿入された構成の多層膜が積層された構造の第１の発光素子と第２の発光素子とを有し、前記第１の発光素子は、前記基板の面に対し垂直かつ前記基板から前記画素部が形成された側の向きにのみ光を発し、前記第２の発光素子は、前記基板の面に対し垂直かつ前記第１の発光素子と逆の向きにのみ光を発することを特徴とする発光装置である。
【００２０】
上記手段によって、１つの有機ＥＬ素子を両面で発光させる方式の構造が回避されるため、画素の両面で高輝度を達成するために高い駆動電圧を印加する必要がなくなり、発光装置全体の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】
また、両発光面をそれぞれ独立に駆動させるため、両発光面の輝度を揃えることが容易となり、用途に応じて一方の面だけを光らせるということも可能となる。
【００２２】
また、上記の発光装置の製造において、１台の真空蒸着装置に蒸着室とスパッタ室を設け、搬送室を介して基板を蒸着室からスパッタ室に搬送することによって、ＥＬ層を大気に曝さずにＩＴＯ電極を成膜する方法を提供する。
【００２３】
また、両発光面をそれぞれ独立に駆動させることで、一方の面の画像に対して、もう一方の面でその鏡像が表示されるなどの難点も解消される。
【００２４】
さらに、本発明の封止は、発光素子の設けられた基板と透明な対向基板とを貼りあわせる構造とし、２枚の基板を貼りあわせる際、画素領域は透明なシール材で全面を覆い、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材で外部を囲み、これら２種類のシール材を用いて気泡等が混入しないように封止をすることを特徴とする。このような封止方法によって、封止缶や乾燥剤を使用せずに信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明により、両面表示が可能であり、かつ薄型で軽量の発光装置を提供することが可能となる。特に、従来、スペースやコストの関係上、サイズの小さいサブ画面しか搭載できなかった携帯情報端末に、大画面のサブ画面を搭載することが可能となり、携帯情報端末のさらなる高付加価値化が実現する。
【００２６】
また、電子ブックやノートパソコンに本発明の表示装置を搭載することで、さらに多用で利便性のある使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の実施形態について、以下に図面を用いて詳細に説明する。
【００２８】
（実施形態１）
本発明の画素および封止の構成と製造方法を以下に説明する。本発明の画素の基本構成を図１に示す。ここでは、アクティブマトリクス方式の駆動用ＴＦＴが図示されているが、駆動方式は単純マトリクス方式であってもよい。
【００２９】
本発明の発光装置の基本構成は、第１の基板、第１の発光素子とその駆動用ＴＦＴ、第２の発光素子とその駆動用ＴＦＴ、透明保護膜、シール材、第２の基板に大別される。第１の発光素子は、第１の陽極１００９を反射電極とし、陰極１０１１を透明電極とすることにより、基板の面に対し垂直かつ基板から前記画素部が形成された側の向きにのみ光を発し、第２の発光素子は第２の陽極１０２４を透明電極とし、第２の陰極１０２３を反射電極とすることにより、基板の面に対し垂直かつ第１の発光素子と逆の向きにのみ光を発する。以後、第１の発光素子が発する光の向きを上方、その逆向きを下方と表記する。
【００３０】
第１の基板１０００は平滑性に優れ、可視領域の透過率の高い材料が好ましい。例えば、ガラスやプラスチックが好適な材料である。下地膜１００１は、基板とＴＦＴを電気的に絶縁し、基板から発生する汚染物質がＴＦＴやＥＬ層に及ばないように遮断し、基板表面の凹凸を低減する役目を果たしている。
【００３１】
下地膜１００１上には第１の駆動用ＴＦＴ１００２および第２の駆動用ＴＦＴ１０２１が形成されている。第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、活性層１００３と、ゲート電極１００５と、活性層１００３とゲート電極１００５の間に挟まれたゲート絶縁膜１００４を有している。
【００３２】
また、第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、第１の層間絶縁膜１００６で覆われており、第１の層間絶縁膜１００６上には第２の層間絶縁膜１００７と、第３の層間絶縁膜１００８とが積層形成されている。
【００３３】
なお、第１の駆動用ＴＦＴ１００２と第２の駆動用ＴＦＴ１０２１とは同じ構成となっている。
【００３４】
また、第１の陽極１００９および第２の陽極１０２４はそれぞれ、第１の発光素子の陽極、第２の発光素子の陽極、１０１０はＥＬ層、１０１１は陰極であり、第１の陽極１００９とＥＬ層１０１０と陰極１０１１が重なっている部分が第１の発光素子１０１２に、第２の陽極１０２４とＥＬ層１０１０と陰極１０１１が重なっている部分が第２の発光素子１０２２に相当する。第１の駆動用ＴＦＴ１００２は、第１の発光素子１０１２に供給する電流を制御するものであり、第１の発光素子１０１２と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。また第２の駆動用ＴＦＴ１０２１は、第２の発光素子１０２２に供給する電流を制御するものであり、第２の発光素子１０２２と直接、または他の素子を介して電気的に接続されている。
【００３５】
第１の陽極１００９はホール注入性に優れた物質が適しており、仕事関数が大きい物質が好ましい。例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、Ｎｉ、Ｗ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｓｅ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ａｕ等であり、これらの混合物や合金でもよい。また、上記以外の金属電極であっても、その上にＩＴＯを積層することで充分なホール注入性を発揮できる場合もある。
【００３６】
第２の陽極１０２４は、透明電極として機能する材料であればよく、例えば、ＩＴＯが好適である。
【００３７】
第１の陽極１００９及び第２の陽極１０２４は、スパッタ装置で成膜した後、ドライエッチング装置でパターニングすることによって形成できる。
【００３８】
有機樹脂膜１０１３は、成膜されたＥＬ層１０１０や陰極１０１１が第１の陽極１００９や第２の陽極１０２４の端部での段差により断絶されてしまうことを防止する。有機樹脂膜１０１３には、例えばアクリル樹脂やポリイミド等が好適な材料として用いられ、特に感光性アクリル樹脂は微細加工に適している。感光性アクリル樹脂は、硬化後の断面形状が丸みを帯びており、その上に成膜する層が１〜１０ｎｍ程度の極薄膜であっても断絶しにくいという利点を有する。感光性アクリル樹脂は、スピンコーター、露光機、現像機を用いて形成され、その膜厚はスピンコーターの回転速度や回転時間によって調節される。
【００３９】
ＥＬ層１０１０は、基板の製造装置とは別の装置を用いて製造する。ＥＬ層１０１０に用いる有機物が低分子であれば真空蒸着装置を、高分子であればスピンコーターやインクジェット装置を用いて成膜する。例えば、蒸着装置を用いて、ＣｕＰｃを２０ｎｍ、α−ＮＰＤを３０ｎｍ、Ａｌｑ３を５０ｎｍの構成で積層すれば、緑色発光の有機ＥＬ素子が作成できる。なお、ＣｕＰｃは電子注入層、α−ＮＰＤは電子輸送層、Ａｌｑ３は発光層である。この工程における蒸着室の圧力は１０−７Ｐａ〜１０−４Ｐａ程度が好ましい。圧力が高ければ、蒸着工程中に有機物が残存酸素と熱によって酸化されるからである。また、成膜レートは、０．１〜０．２ｎｍ／ｓ程度が好ましい。成膜レートが高ければ、有機分子が熱分解する恐れがあるからである。
【００４０】
陰極１１０１は、例えばＩＴＯをスパッタリング法で成膜する。この際、ＥＬ層の有機物が大気に曝露されれば、水分や酸素と容易に反応し、ＥＬ素子としての性能の劣化を招く。したがって、蒸着室とスパッタ室が外気から隔離された真空室を介して繋がっている構造の装置を使用することが好ましい。このような装置を使用した場合、蒸着からスパッタリングまでの一連の工程が、基板の搬送工程も含めて全て真空中で行うことが可能であるため、大気中の水分や酸素の影響を除外される。
【００４１】
また、有機物のＥＬ層の上にＩＴＯを直接成膜した場合、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性が低いため、駆動電圧が極端に高くなる。このため、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を高める工夫が必要である。
【００４２】
例えば、ＩＴＯとの界面付近のＥＬ層に、電子供与性の高い物質、例えばアルカリ金属やアルカリ土類金属などを共蒸着によって添加する方法がある。特に、ＬｉをＡｌｑ３に添加する方法やＡｌｑ３層上にＬｉが添加されたＢＣＰやＣｕＰｃの層を設ける方法が有効である。このような手段を用いて、ＥＬ層中の陰極付近の有機物にＮ型半導体に近い物性を与えることによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を飛躍的に向上させることが出来る。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属は大気中で容易に酸化されて絶縁体となるため、前記の装置で大気曝露を避けることが好ましい。
【００４３】
その他の方法として、ＥＬ層とＩＴＯの間に金属薄膜を挿入することによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させることができる。例えば、Ａｌ−Ｌｉ合金やＭｇ−Ａｇ合金の１０ｎｍ程度の薄膜であれば透光性があり、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させる効果も高い。
【００４４】
また、ＩＴＯをスパッタ室で成膜する工程において、スパッタ室内で発生したプラズマがＥＬ層にダメージを与えるため、有機ＥＬ素子の輝度特性を低下させる原因となる。このダメージを最小限に抑えるには、スパッタリングの条件（圧力、ガス流量比、投入電力）を調整してプラズマ濃度を下げる方法、プラズマが基板に接触しないようにターゲットにメッシュを被せる方法、ＥＬ層の上に無機物の保護層を設ける方法などがある。一般に、スパッタリング時の放電電力値を下げて成膜すれば、ＥＬ層に及ぼすダメージは低減されるが、低電力で成膜されたＩＴＯの比抵抗値は高くなる傾向があり、低電力成膜では圧力とガス流量比を調節してＩＴＯの比抵抗が最低となる条件に最適化しなければならない。例えば、ＲＦ１００Ｗ以下で成膜する場合、ガス流量比Ｏ２／Ａｒを０とし、全圧を約１Ｐａ程度とすることが好ましい。通常のスパッタ装置では、この条件で比抵抗がμΩｃｍのオーダーのＩＴＯが成膜できる。また、成膜パラメータの最適化だけでなく、ターゲットに対向するメッシュを被せてプラズマをターゲットとメッシュに挟まれた領域だけに発生するような構造とし、プラズマが基板に接触しないようにする方法（リモートプラズマ・スパッタ）や、ＥＬ層の上に無機物の保護層、例えば、金属や金属窒化物や金属ホウ化物などの薄膜を設ける方法などと併用することが好ましい。
【００４５】
上記ＩＴＯ電極は、電極として充分に機能する低いシート抵抗値（１０〜１００Ω／□）、高い光透過率（可視領域で８０〜９０％以上）、可視光を干渉で弱めることのない良好な光学特性の全てを有している必要がある。
【００４６】
特に、光学特性はＩＴＯ電極の膜厚に大きく依存するため、最適化が不可欠である。図２は図１中の第２の発光素子の主要部分の拡大図であり、ホール注入層２００１、ホール輸送層２００２、発光層＋添加物２００３という構成のＥＬ層の上に陰極（透明電極）２００４と第２の陰極（反射電極）２００５を積層した構造の発光素子の光学干渉を示している。陰極（透明電極）２００４と第２の陰極（反射電極）２００５の屈折率をそれぞれｎ４、ｎ５とすると、発光層＋添加物２００３から直接外部に到達する光（直接光）と発光層＋添加物２００３から陰極（透明電極）２００４を経由して第２の陰極（反射電極）２００５との界面で反射して外部に到達する光（反射光）の光路差は、２×（ｎ４×ｄ１＋ｎ５×ｄ２）で表される。ここで注意すべきことは、ｎ４＞ｎ５の場合、発光は自由端反射をするため反射部における位相の変化はないが、ｎ４＜ｎ５の場合、発光は固定端反射をするため反射部において位相がπだけ変化するということである。例えば、ＩＴＯとＡｌの積層の場合、発光は自由端反射をする。したがって、光路差２×（ｎ４×ｄ１＋ｎ５×ｄ２）が可視光波長λの整数倍となるように作成すれば、波長λの光が干渉して強められる。
【００４７】
図１の第２の陰極１０２３は、第２の発光素子１０２２が完全に覆われ、かつ第１の発光素子１０１２は全く覆われないように成膜する。第２の陰極１０２３の材質には反射率の高い金属、例えばＡｌ等の使用が好ましい。Ａｌは１０ｎｍ程度の膜厚では光を透過するため、１００ｎｍ程度の膜厚が好ましい。Ａｌは蒸着でもスパッタリングでも容易に成膜可能である。
【００４８】
透明保護層１０１４の成膜は電極とＥＬ層を水分と酸素から保護することを目的としている。したがって、水に難溶の物質を使用し、陰極を完全に覆う形状で成膜することが好ましい。好適な物質は、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などである。これらは蒸着によって容易に成膜可能である。膜厚が厚いほど保護効果が大きいため、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。
【００４９】
シール材１０２５は、透明保護膜１０１４と第２の基板１０２６との間の空間を埋め尽くすように充填する。封止は、発光素子の設けられた第１の基板１０００と対向する第２の基板１０２６とを貼りあわせる構造とし、２枚の基板を貼りあわせる際、画素領域は透明なシール材で全面を覆い、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材で外部を囲み、これら２種類のシール材を用いて気泡等が混入しないように行う。シール材のパターニングにはディスペンサを使用する。なお、一対の基板を貼りあわせる際、僅かでも水分が混入されれば、作成された有機ＥＬ素子の耐久性に深刻な影響が現れるため、封止室は減圧または窒素雰囲気とすることが望ましい。貼りあわせ作業中の、封止室の露点は低いほど好適な条件であり、−８０℃以下が望ましい。
【００５０】
上記のシール材に紫外線硬化樹脂を用いる場合は、硬化させる際には、画素部にも紫外線が照射されるため、透明保護膜１０１４を２層とし、上層には紫外線のみを吸収または反射する層、例えばＺｎＯなどの層を形成することが望ましい。
【００５１】
本実施形態において、有機層、前記透明電極、前記透明保護膜の形成までの全ての工程を１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で行うことができる。
【００５２】
（実施形態２）
本発明の画素の基本構成を図１１に示す。ここでは、単純マトリクス方式の発光装置の構成について示す。なお、本実施の形態について、実施形態１と同様の構成要素については、同じ符号を用いて説明する。
【００５３】
本実施の形態に係る発光装置は、第１の基板１０００と第２の基板１０２６の間に第１の発光素子１０１２と第２の発光素子１０２２が形成され、両基板はスペーサが混入された接着剤１０３３で間隙をもって固着されている。陽極１０３１と陰極１０１１は透明電極とし、第１の発光素子１０１２では陽極１０３１側に、及び第２の発光素子１０２２では陰極１０１１側にそれぞれ遮光膜１０３０、１０３２を設けることにより光の放射方向を決めている。
【００５４】
単純マトリクス方式では、陽極１０３１と陰極１０１１をストライプ状に形成し、その交差部にＥＬ層を介在させることでマトリクス状に配列する画素を形成するものである。図１１の構成では、陽極１０３１と陰極１０１１の間にＥＬ層１０１０が形成されており、第１の発光素子１０１２は第１の基板１０００側から、及び第２の発光素子１０２２は第２の基板側から各素子の発光光が放射されることになる。
【００５５】
陽極１０３１は、ＩＴＯや、その平坦性を高めるためにＳｉＯ２を１〜１０重量％、例えば５重量％添加した透明電極を用いても良い。陰極１０１１は、ＩＴＯとの界面付近のＥＬ層に電子供与性の高い物質として、アルカリ金属やアルカリ土類金属などを共蒸着によって添加するものである。その他の方法として、ＥＬ層とＩＴＯの間に金属薄膜を挿入することによって、ＩＴＯからＥＬ層への電子注入性を向上させるものでも良い。
【００５６】
遮光膜１０３０、１０３２は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、その他の金属や、顔料を含む非透光性の樹脂材料で形成すれば良い。
【００５７】
透明保護層１０１４は、陰極を完全に覆う形状で成膜する。好適な物質は、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＭｇＦ２などである。これらは蒸着によって容易に成膜可能である。膜厚が厚いほど保護効果が大きいため、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。その他に、高周波スパッタリング法でシリコンターゲットから形成する窒化シリコン膜を用いても良い。
【００５８】
シール材１０２５は、透明保護膜１０１４と第２の基板１０２６との間の空隙を充填するように形成する。シール材１０２５は光硬化型の樹脂を用いることが好ましく、第１の発光素子１０１２の発光光の透過率が高い透光性の材料を用いる。
【００５９】
また、ここでは図示しないが、第１の発光素子１０１２と第２の基板１０２６の間、及び第２の発光素子１０２２と第１の基板１０００の間に着色層を設け、各発光素子の発光光における特定波長帯を透過させる構成とすることもできる。すなわち、発光光の色純度を高めたり、多色表示を行うことができる。
【００６０】
陽極１０３１及び陰極１０１１をそれぞれ個別に形成して独立に制御することにより、単純マトリクス方式を採用しても、低電圧で発光し、両面の輝度を独立に制御し、両面の画像を独立に表示する発光装置を得ることができる。
【００６１】
（実施形態３）
次に、実施形態１で示す本発明の発光装置の駆動方法に関して、以下の実施形態３に説明する。
【００６２】
本発明の一実施形態を図３に示す。なお、ここではスイッチ素子や駆動素子として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いているが、特に限定はしない。例えば、ＭＯＳトランジスタ、有機トランジスタ、分子トランジスタ等が挙げられるが、いずれも同様に用いて良い。また、ＴＦＴにおいては、ソース領域とドレイン領域とは、その構造や動作条件によって、分別が難しいため、一方を第１の電極、他方を第２の電極として表記する。
【００６３】
図３において、点線枠３０００で囲まれた領域が１画素であり、ソース信号線３００１、ゲート信号線３００２、電流供給線３００３、スイッチング用ＴＦＴ３００４、第１の駆動用ＴＦＴ３００５、第２の駆動用ＴＦＴ３００６、第１の発光素子３００７、第２の発光素子３００８を有する。各画素において、第１の発光素子３００７の出射光が得られる領域を第１の領域、第２の発光素子３００８の出射光が得られる領域が第２の領域であり、いずれも１画素に含まれる。
【００６４】
スイッチング用ＴＦＴ３００４のゲート電極は、ゲート信号線３００２と電気的に接続され、第１の電極は、ソース信号線３００１と電気的に接続され、第２の電極は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６のゲート電極と電気的に接続されている。第１の駆動用ＴＦＴ３００５の第１の電極は、電流供給線３００３と電気的に接続され、第２の電極は、第１の発光素子３００７の第１の電極と電気的に接続されている。第２の駆動用ＴＦＴ３００６の第１の電極は、電流供給線３００３と電気的に接続され、第２の電極は、第２の発光素子３００８の第１の電極と電気的に接続されている。第１の発光素子３００７の第２の電極および、第２の発光素子３００８の第２の電極は、それぞれ、電流供給線と互いに電位差を有する対向電極３００９、３０１０と電気的に接続されている。
【００６５】
ソース信号線３００１に出力された映像信号は、スイッチング用ＴＦＴ３００４がＯＮするタイミングで、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６のゲート電極へと入力され、映像信号にしたがって、第１、第２の発光素子３００７、３００８に電流が供給されて発光する。前述のとおり、第１の領域、第２の領域は、それぞれ基板表裏から出射光が得られる。
【００６６】
この構成によると、第１の発光素子３００７、第２の発光素子３００８の発光、非発光の制御は、第１、第２の駆動用ＴＦＴ３００５、３００６によってなされるが、例えば、図４に示すように、電流供給線４００３と、第１、第２の駆動用ＴＦＴ４００５、４００６の第１の電極との間に、それぞれ排他的に動作するアナログスイッチ４０１１、４０１２を設け、表示面制御信号によってＯＮ・ＯＦＦを制御することにより、ある期間ではアナログスイッチ４０１１がＯＮし、第１の発光素子４００７に電流が供給されると、第１の領域には映像が表示される。一方、アナログスイッチ４０１１と排他的に動作するアナログスイッチ４０１２は、この時はＯＦＦしており、第２の発光素子４００８への電流供給経路を遮断する。よって第２の領域は発光しない。反対に、アナログスイッチ４０１２がＯＮし、第２の発光素子４００８に電流が供給され、第２の領域に映像が表示されている期間では、アナログスイッチ４０１２はＯＦＦし、第１の発光素子４００７への電流供給経路を遮断する。よって第１の領域は発光しない。このとき、表示面制御信号は、使用者が何らかの操作を行うことによって出力され、表示面の切り替えを行っても良いし、使用している状態（例えば端末を折りたたんだ状態か開いている状態かなど）によって、自動的に切り替え動作が行われるようにしても良い。
【００６７】
また、アナログスイッチ４０１１、４０１２を排他的に動作させるのではなく、図５に示すように、表示面制御信号１、表示面制御信号２を用いて独立に制御してもよい。この構成によると、第１の領域、第２の領域はいずれも任意に表示・非表示を切り替えることが出来る。
【００６８】
図４、図５に示した構成を用いて、第１の領域と第２の領域とで互いに異なる映像を表示させる方法としては、例えば１フレーム期間において、奇数フレームで第１の領域の表示を行い、偶数フレームで第２の領域の表示を行うなどといった方法が挙げられる。このとき、表示面制御信号は、１フレーム期間ごとに反転させ、アナログスイッチ５０１１、５０１２が互いに１フレームごとにＯＮ・ＯＦＦを切り替えられれば良い。
【００６９】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例で更に詳細な説明を行うこととする。
【実施例１】
【００７０】
本実施例では、発光装置の作成を目的とした、マルチチャンバー方式の製造装置および製造方法について記述する。この製造装置は、薄膜トランジスタ・陽極（第１の電極）・該陽極の端部を覆う絶縁物等が予め設けられている基板を投入して成膜等の処理を連続的に行った後、基板とは別に投入した対向と一体化させることによって封止処理を行い、パネルを完成させるものである。
【００７１】
図６は、ゲート６０００ａ〜６０００ｗと、搬送室６００１・６００２・６００３・６００４・６００５（各搬送室には基板を搬送するための搬送ロボットが設置されている）と、仕込室６０１１と、受渡室６０１２・６０１３・６０１４と、カセット室６０２０ａ・６０２０ｂと、トレー装着ステージ６０２１と、成膜室６０２２と、基板加熱室６０２３と、基板・マスクストック室６０２４と、前処理室６０２５と、基板加熱室６０２６と、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｅａと、蒸着源を設置する蒸着前室６０２７Ｈｂ・６０２７Ｒｂ・６０２７Ｇｂ・６０２７Ｂｂ・６０２７Ｅｂと、蒸着室６０２８・６０２９と、スパッタ室６０３０・６０３１と、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２・グローブＢＯＸ６０３３・準備室６０３４と、基板・対向ストック室６０３５と、封止室６０３６と、取出室６０３７と、を有するマルチチャンバー方式の製造装置である。
【００７２】
本製造装置への基板の投入方法について説明する。
【００７３】
カセット室６０２０ａまたはカセット室６０２０ｂに基板が収納されたカセットを投入する。本製造装置は、２種類の大きさの基板を取り扱うことが出来るという特徴を持つ。取り扱う基板が大型基板（本実施例では３００ｍｍ×３６０ｍｍとする）である場合、カセット室６０２０ｂに大型基板が収納された大型カセット（本実施例では１２段とする）を最大２個投入出来る。取り扱う基板が小型基板（本実施例では１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍとする）である場合、カセット室６０２０ａに小型基板が収納された小型カセット（本実施例では２０段とし、このうち上部１６段に小型基板を収納し、下部４段は搬送室６００１の搬送ロボットのアームを差し込むためのスペースとして運用する）を投入すると共に、小型基板を複数枚（本実施例では４枚とする）搭載して搬送するための基板トレー（本実施例では大型基板と同サイズの３００ｍｍ×３６０ｍｍとする）が収納されたトレーカセット（本実施例では４段とする）をカセット室６０２０ｂに投入する。このようにカセット室６０２０ｂには大型カセット及びトレーカセットの両方が設置出来る形になっている。尚、大型基板・小型基板共、投入時の向きはフェイスアップ（後工程で成膜される面が上側）である。上記からわかるように、本実施例では一度に投入可能な基板最大数、即ち１ロット当たりの最大基板数は大型基板の場合は２４枚、小型基板の場合は３２枚である。
【００７４】
本製造装置へのメタルマスクの投入方法について説明する。
【００７５】
基板・マスクストック室６０２４に前処理室６０２５、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｅａ、蒸着室６０２８・６０２９、スパッタ室６０３０・６０３１の計１０室で使用するメタルマスクを計１０枚セットする。本実施例では、基板・マスクストック室６０２４は１１段のエレベータ構造となっている。マスクセット後の状態を図７ａに示す。基板・マスクストック室６０２４の排気が終了したら、各処理室へ必要なメタルマスクを搬送すればよい。マスク搬出後の状態を図７ｂに示す。尚、各段はマスク及び基板兼用になっている。マスクを各室に搬送した後この部屋は全段空段になるため、後述するように、基板・マスクストック室６０２４を基板の一時退避場所として使用することが出来る。
【００７６】
基板・マスクストック室６０２４の全段数が最大マスク枚数より１段多く設定している理由は、これによって、あるロットＡが終了後、そのロットＡで使用したマスクを回収する前に、次のロットＢで使用すべき異種マスク１０枚を図７ｃのように予め用意しておくことが可能になるからである。つまり、空きの１段を使用して、マスク使用する処理室１室毎に、ロットＡで使用したマスクの回収→及ロットＢで使用するマスクの搬送、といった処理を図７ｄ→図７ｅ→図７ｆ→図７ｇ・・・のように連続して行うことが出来るため、最終的に図７ｈのようにマスクを使用する全ての部屋に関してマスクを交換することが出来るのである。この結果、マスク交換の作業時間を短縮することが可能となっている。
【００７７】
本製造装置への対向の投入方法について説明する。
【００７８】
基板が大型基板（３００×３６０ｍｍ）の場合は、基板と同サイズの大型対向を、カセット室６０２０ｂで使用したものと同一の大型カセット（１２段）に収納し、対向ガラス用Ｎ２置換室に最大２個セットする（即ち大型対向投入可能枚数は最大２４枚）。基板が小型基板（１２６．６ｍｍ×１２６．６ｍｍ）の場合は、基板より一回り小さいサイズ（本実施例では１２２．６ｍｍ×１２２．６ｍｍと、基板より外周２ｍｍ分小さいとする）の小型対向を、複数枚搭載可能な（本実施例では４枚とする）対向トレー（本実施例では３００×３６０ｍｍとする）に搭載したものを、カセット室６０２０ｂで使用したものと同一のトレーカセットに収納し、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２に最大２個セットする（即ち小型対向投入可能枚数は最大３２枚）。尚、大型対向・小型対向共、投入時及びその後の処理時における向きはフェイスアップ（後に基板と貼り合せる際に、基板と接触する面が上側）である。
【００７９】
以下、まず基板の処理方法に関して順に説明する。
【００８０】
搬送室６００１は常時Ｎ２雰囲気大気圧となっており、これに設置された搬送ロボット（基板吸着機構を有する）が基板を取りに行く。大型基板の場合はカセット室６０２０ｂから基板を取り出し、仕込室６０１１に搬送する。小型基板の場合はカセット室６０２０ｂからトレーを取り出しトレー装着ステージ６０２１に搬送後、カセット室６０２０ａから小型基板を取り出しトレー装着ステージ６０２１に搬送後、トレーに装着する（本実施例では最大４枚）。この後、大型基板或いは小型基板入りトレーを仕込室６０１１へ搬入する。この時点以降、基板の向きはフェイスダウン（後工程で成膜される面が下側）になる。
【００８１】
このように、本製造装置においては、小型基板に対しては４枚同時の処理となるため、小型基板に対するスループットは極めて高いと言える。以下、特に断らない限り、大型基板に対する処理のみについて記載することにし、大型基板を単に基板と記載するが、小型基板に対する処理についても全く同様である。
【００８２】
また、仕込室６０１１は、常時真空に保たれている搬送室６００２と連結されているため、基板を搬入した後は排気を行ってから搬送室６００２に基板を搬出することになる。基板搬出後は仕込室６０１１に不活性ガスを導入して大気圧に戻し（ベント）、次に搬送室６００１から流れて来る基板の搬入に備えておけばよい。
【００８３】
搬送室６００１その他真空排気が可能な処理室の真空排気用のポンプとして、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられており、これによって到達真空度を１０−５〜１０−６Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【００８４】
ところで、完成後の発光素子において、表示画素内で画素周辺部から輝度が劣化するというシュリンク現象が見られることがある。この防止策の一つとして、有機化合物を含む膜の蒸着直前の真空加熱が挙げられる。これは前処理室６０２５、あるいは基板加熱室６０２６に設けられたヒーター（シースヒータ等）で行うことが可能である。上記基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×１０−３ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４〜１０−６Ｐａ）で行う。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【００８５】
但し、必要な加熱及び冷却時間が長いため、連続して基板を流す場合はスループットが著しく低下する。そのため、基板加熱室６０２６は多段になっている。本実施例では前処理室６０２５での基板加熱（基板面内温度分布を均一にするためシースヒータが採用されている）は最大同時１枚であるのに対し、基板加熱室６０２６は４段のエレベータ構造になっているため、最大同時４枚の基板加熱が可能であり、大幅な処理時間の短縮が実現される。また、本実施例では基板加熱室６０２６にはシースヒータが５段、即ち基板の段数より１段多く設置されているため、基板がどの段に収納されても全く同じように基板両面から加熱を行うことが出来る。加熱後の基板は基板・マスクストック室６０２４に搬送し、ここで冷却を行えばよい。この処理によって、基板加熱室６０２６の空いた段には次の基板を速やかに搬入することが出来、結果として処理時間の短縮につながる。
【００８６】
次いで、上記真空加熱を行った後、搬送室６００２から基板を蒸着室６０２７Ｈａに搬送して真空蒸着を行い、正孔注入層または正孔輸送層を形成する。次いで、搬送室６００２から常時真空に保たれている受渡室６０１２を経由して、常時真空に保たれている搬送室６００３に基板を搬送する。
【００８７】
その後、搬送室６００３に連結された蒸着室６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａへ基板を適宜搬送して、赤色発光層・緑色発光層・青色発光層・電子輸送層または電子注入層等の有機層を真空蒸着法によって形成する。ここで、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａについて説明する。
【００８８】
蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａには、複数の蒸着源（本実施例では４ 源とする）が搭載可能な、移動式蒸着源ホルダが設置されている。蒸着時には蒸着源を動かしながら成膜出来る他、多源共蒸着も容易に行うことが出来る。また、各蒸着源には蒸着源シャッターが設置されており、このシャッターの開閉を通じて、材料を実際に蒸発させるかどうかのコントロールを行う。
【００８９】
これら蒸着室へＥＬ材料の設置は、以下に示す製造システムを用いると好ましい。すなわち、ＥＬ材料が予め材料メーカーで収納されている容器（代表的には坩堝）を用いて成膜を行うことが好ましい。さらに設置する際には大気に触れることなく行うことが好ましく、材料メーカーから搬送する際、坩堝は第２の容器に密閉した状態のまま成膜室に導入されることが好ましい。望ましくは、蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａに連結された、真空排気手段を有する蒸着前室６０２７Ｈｂ・６０２７Ｒｂ・６０２７Ｇｂ・６０２７Ｂｂ・６０２７Ｅｂを真空、または不活性ガス雰囲気とし、この中で第２の容器から坩堝を取り出して、蒸着室の蒸着源ホルダに坩堝を設置する。こ れによって、各蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａを大気開放することなく各蒸着源にＥＬ材料をセットすることが出来るのみならず、坩堝及び該坩堝に収納されたＥＬ材料を蒸着直前までクリーンな状態に保持出来る。
【００９０】
蒸着室６０２７Ｈａ・６０２７Ｒａ・６０２７Ｇａ・６０２７Ｂａ・６０２７Ｅａで使用するＥＬ材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、単色（例えば白色）、或いはフルカラー（赤色・緑色・青色）の発光を示す発光素子を形成することが出来る。
【００９１】
尚、白色の発光を示す有機化合物層は、異なる発光色を有する発光層を積層する場合において、赤色・緑色・青色の３原色を含有する３波長タイプと、青色／黄色または青緑色／橙色の補色の関係を用いた２波長タイプに大別される。３波長タイプの白色発光素子を、全有機化合物層の形成を一つの蒸着室のみで行うことによって作成する場合には、第１の蒸着源には白色発光層を形成する芳香族ジアミンＴＰＤ（トリフェニルアミン誘導体）、第２の蒸着源には白色発光層を形成する３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（ムービフェニニル）−１，２，４−トリアゾール（以下ｐ−ＥｔＴＡＺと示す）、第３の蒸着源には白色発光層を形成するＡｌｑ３、第４の蒸着源には赤色発光色素であるＮｉｌｅＲｅｄ、をそれぞれ用意する。そして、第１から第４の順に実際に材料を蒸発させ、各層を積層すればよい。具体的には、まず第１から第４の蒸着源を予め加熱しておく。この時、各蒸着源に設置された蒸着源シャッターは閉じておく。次に第１の蒸着源シャッターを開き、ＴＰＤを基板上に成膜後、第１の蒸着源シャッターを閉じる。その後、第２の蒸着源シャッターを開き、ｐ−ＥｔＴＡＺを基板上に成膜後、第２の蒸着源シャッターを閉じる。次いで、第３の蒸着源シャッターを開き、基板上にＡｌｑ３を成膜後、第３の蒸着源シャッターを閉じる。さらに第３・第４の蒸着源シャッターを開き、Ａｌｑ３とＮｉｌｅＲｅｄの共蒸着層を形成後、第３・第４の蒸着源シャッターを閉じる。最後に、再び第３の蒸着源シャッターを開き、基板上にＡｌｑ３を成膜後、第３の蒸着源シャッターを閉じる。こうした一連の手続きで、ＴＰＤ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、Ａｌｑ３、Ａｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ、Ａｌｑ３の層を順番に基板上に成膜出来る。尚、最初のＡｌｑ３層とＡｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ層の界面、及びＡｌｑ３：ＮｉｌｅＲｅｄ層と最後のＡｌｑ３層の界面においては、第３の蒸発源シャッターは開けたままでもよい。
【００９２】
上記工程によって適宜、有機化合物を含む層を積層した後、搬送室６００３から常時真空に保たれている受渡室６０１３を経由し、常時真空に保たれている搬送室６００４に基板を搬送する。
【００９３】
陰極（透明電極）はスパッタ法を用いて形成することが出来る。基板をスパッタ室６０３０、スパッタ室６０３１に適宜搬送し、ＩＴＯに代表される透明導電膜をスパッタリング法により形成すればよい。
【００９４】
次いで、陰極（反射電極）を形成する。金属の陰極は、例えば、Ａｌを蒸着室６０２８や蒸着室６０２９で抵抗加熱を用いた真空蒸着法により形成してもよいし、スパッタ室６０３０やスパッタ室６０３１でスパッタリング法によって形成することも出来る。
【００９５】
最後に、蒸着室６０２８や蒸着室６０２９でＣａＦ２やＺｎＯの透明保護膜を形成する。
【００９６】
以上の工程で積層構造の発光素子が形成される。
【００９７】
次いで、発光素子が形成された基板を大気開放することなく、搬送室６００４から受渡室６０１４に搬送する。さらに受渡室６０１４から搬送室６００５を経由し、基板・対向ストック室６０３５に搬送する。基板・対向ストック室６０３５は基板及び対向を一時ストックしておくための部屋であり、多段エレベータ構造を有している。各段は基板・対向兼用である。本実施例では２４段のエレベータ構造になっており、大型基板・大型対向の場合は投入した基板及び対向の一部が、小型基板・小型対向の場合は投入した基板（トレー）及び対向（トレー）の全てが、それぞれ収納可能である。そのため、もし基板・対向ストック室６０３５に空段が存在しない場合は、空段ができるまで受渡室６０１４で基板を待機させておけばよい。また、基板・対向ストック室６０３５と搬送室６００５の間には仕切りのためのゲート等は特に設置されておらず、空間としては基板・対向ストック室６０３５は搬送室６００５と一体である。
【００９８】
また、搬送室６００５は予め水分や酸素等をなるべく除去するため、ロットを流す前に予め十分排気しておく必要があるが、ロットを流し始めた後は常時Ｎ２大気圧に保たれるため、搬送室６００５に基板を搬送する際には受渡室６０１４をベントする必要がある。基板を搬送室６００５に搬送した後は、再度受渡室６０１４を排気し、次の基板を搬送室６００４から搬送可能な状態にしておく。つまり、受渡室６０１４は基板が通過する度に排気・ベントを繰り返す。
【００９９】
以下、対向の処理方法について順に説明する。
【０１００】
対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２を排気・ベントする処理を１回以上（本実施例では３回とする）行った後で、対向をグローブＢＯＸ６０３３に搬送する。このように排気・ベント処理を１回以上行うことによって、グローブＢＯＸ内の水分濃度・酸素濃度を極力低濃度に保っておく。
【０１０１】
グローブＢＯＸ６０３３では対向に関する前処理（シール材の準備）が行われる。基板をシールディスペンサ部分に搬送し、シールディスペンサを使用して、発光素子が設けられた基板と最終的に貼り合わせるためのシール材（本実施例ではＵＶ硬化型樹脂とする）を対向に塗布する。シール材は、画素領域全体を覆うための透明なシール材と、２枚の基板間隔を保持するギャップ材（フィラー、微粒子など）を含む別の粘度が高いシール材の２種類を用いる。塗布のパターニングは、粘度の低いシール材が画素部全体を覆うように、かつ粘度の高いシール材が画素部全体を囲むように行う。このシールディスペンサ部には予めシールディスペンサの種々の調整を手作業で行うためのグローブ（図示しない）が設置されている。またシール材は、対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２を通じて、ロットを流す前に予め外部からグローブＢＯＸ６０３３内に用意しておけばよい。
【０１０２】
準備室６０３４を排気・ベントする処理を１回以上（本実施例では２回とする）行った後で、最後にもう１度準備室６０３４をベントする。その後、準備室６０３４から搬送室６００５を通じて対向を基板・対向ストック室６０３５に搬送する。但し、基板・対向ストック室６０３５に空段が存在しない場合は、空段ができるまで準備室６０３４で対向を待機させておけばよい。
【０１０３】
以下、基板・対向ストック室６０３５に一時ストックされている基板と対向を貼り合せる処理について説明する。
【０１０４】
基板・対向ストック室６０３５から基板及び対向を搬送室６００５経由で封止室６０３６に搬送する。その後、基板と対向のアライメント動作を行った後で、基板と対向を貼り合わせ、加圧する。その後、シール材を硬化させ、基板と対向を一体のパネルとする。本実施例ではシール材はＵＶ硬化樹脂であり、封止室６０３６にはＵＶ照射機構が設置されており、ＵＶ照射は対向側（下側）から行われる。
【０１０５】
このように完成したパネルは搬送室６００５経由で取出室６０３７に搬送する。取出室にはカセット室６０２０ｂや対向ガラス用Ｎ２置換室６０３２でも使用した大型カセット（２４段）が２個、或いはトレーカセット（４段）が４個セット可能になっており、両者のうちどちらをセットするかは取出室６０３７の段取り替えによって選択可能である。投入した全ての基板及び対向の処理が完了した後、取出室からカセットに収納されたパネルを取り出せばよい。
【０１０６】
以上の手順で本製造装置を使用することによって、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【実施例２】
【０１０７】
以下の実施例では、本発明の発光装置を表示部として含む電気機器を例示する。
【０１０８】
本実施例では、本発明の表示装置を、携帯情報端末において代表的な携帯電話に適用した例を示す。
【０１０９】
図８（Ａ）に示されるように、本発明の表示装置を用いれば、１体の表示装置で両面表示が可能なため、両面に表示部を設けた場合においても、筐体８０００の厚さを抑えることが可能となる。
【０１１０】
使用例として、端末を開いた場合、第１の表示面８００１を主に表示面として使用する。画面操作は、操作ボタン８００２によって行う。端末を閉じている状態において主に用いる第２の表示面８００３は、従来はスペースの関係上、サイズの小さなものしか内蔵出来なかったが、本発明によって、第１の表示面８００１と同等の表示サイズを有する第２の表示面８００３を用いて、メール、Ｗｅｂページ等の閲覧が可能となる。閉じた状態での操作は、操作ボタン８００４によって行う。
【０１１１】
また、最近ではデジタルカメラ搭載の携帯電話等が普及しているが、レンズ８００５を手前に向けた状態での撮影時にも、表示領域の広い第２の表示面８００２でモニタしながらの撮影が可能となる。
【０１１２】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）の携帯電話を真横から見た図である。第１の表示面８００１と第２の表示面８００３を同時に表示すれば、撮影者側からも被撮影者側からもモニタ映像を見ることが可能となり、アングル等の撮影意図が満たされているかを被撮影者が確認してから撮影者がシャッターを切るということも可能となる。このような撮影では、撮影者と被撮影者のコミュニケーションが円滑となり、撮影の失敗を減らす効果がある。８００６は撮影者、８００７は被撮影者、８００８は表示コントローラ、８００９は本体駆動用モジュール、８０１０はバッテリー、８０１１は第１の基板である。
【０１１３】
このような利用法は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにも実施可能である。
【実施例３】
【０１１４】
本実施例では、フィルム基板上に作成した本発明の両面発光装置を電子ブックに適用した例を示す。
【０１１５】
電子ブックにおいて、本発明を利用したフィルム形態の両面発光パネルを利用し、複数のページを同時に表示させることが可能である。図９に示されるように、第１の表示面９０００及び第４の表示面９００３には通常の片面発光表示装置を用い、中央部に本発明の表示装置である第２の表示面９００１及び第３の表示面９００２を挿入することにより、合計４ページを同時に表示することが可能となる。
【０１１６】
本実施例の電子ブックにおいて、図９に示される第１の表示面９０００および第４の表示面９００３は、電子ブック本体に固定された通常の片面発光表示パネルであり、基板はフィルムである必要はなく、通常のガラス基板でもよい。
【０１１７】
また、第１の表示面９０００および第４の表示面９００３は、基板側から発光を取り出す下面出射（ボトム・エミッション）タイプでも、成膜面側から発光を取り出す上面出射（トップ・エミッション）タイプでもよい。
【０１１８】
一方、第２の表示面９００１および第３の表示面９００２は、本発明を利用したフィルム形態の両面発光表示パネルであり、プラスチック等の材質のフィルム基板上に電極やＥＬ層を成膜して作製される。封止は、対向フィルムを透明接着剤で貼り合わせる方法や、スパッタリング法やＣＶＤ法を用いて窒化シリコン等の保護膜で基板全体を覆う方法がある。
【０１１９】
本実施例の電子ブックの構成を図１２に示す。本実施例の電子ブックには、電源９０１２、バッテリー９０１３、電源コントローラ９０１４、ＣＰＵ９０１５、ＲＯＭ９０１６、ＲＡＭ９０１７、モデム９０１８、無線電話ユニット９０１９、モデムコントローラ９０２０、ハードディスク９０２１、ＣＤ−ＲＯＭ９０２２、メモリーカード９０２３、音声信号処理回路９０２４、音声出力ユニット９０２５、操作ボタン９０２６から入力される信号を処理する入力コントローラ９０２７、ビデオ信号処理回路９０１１、信号処理回路９０１０、映像信号コントロール回路９００９、信号分割回路９００４〜９００８等が内蔵されている。
【０１２０】
本実施例の電子ブックには、ハードディスク９０２１、ＣＤ−ＲＯＭ９０２２、メモリーカード９０２３等の記録媒体が含まれており、これらの記録媒体から、必要な情報を引き出して表示面に表示することができる。また、これらの記録媒体を外部から接続することも可能である。さらに、本実施例の電子ブックは、外部のネットワークに接続されたモデム９０１８や、無線電話ユニット９０１９からの情報をモデムコントローラ９０２０で処理することにより、表示させることも可能である。
【０１２１】
これらの記録媒体や外部からの信号は、ビデオ信号処理回路９０１１で処理され、信号処理回路９０１０、映像コントロール回路９００９を経て、各表示面に接続された信号分割回路９００４〜９００８に入力される。第２の表示面９００１と第３の表示面９００２は同一基板上に形成されているが、それぞれ独立した信号を信号分割回路９００５、９００６から入力することが可能であり、それぞれ独立した画像を表示することができる。
【０１２２】
さらに、本実施例の電子ブックは、画像だけでなく、音声信号処理回路９０２４で処理された信号を音声出力ユニット９０２５で出力することもできる。
【０１２３】
このような機能を有する電子ブックでは、図表を参照しながら別のページの本文を読むような場合や、辞書を参照しながら本文を読む場合等に便利である。
【実施例４】
【０１２４】
本発明の表示装置をノートパソコンに適用した例を図１０に示す。
【０１２５】
ノートパソコンの表示装置に本発明を利用した場合、図１０に示されるように、２面の表示面を設けても厚さを抑えることが可能である。好適な作製例としては、通常のパソコン表示装置として用いる大面積のメインディスプレイ１００００と、使用を中断した場合等に必要最小限の情報を表示する小面積のサブディスプレイ１００１の２つを使い分けることが出来るタイプのノートパソコンである。
【０１２６】
作製方法は、本明細書で既述の手順でよい。メインディスプレイ１００００とサブディスプレイ１０００１は独立駆動であり、全く別の画像を表示することが可能である。
【０１２７】
パソコン使用者がメインディスプレイ１００００を見つめて作業している状態では、サブディスプレイ１０００１はオフにすることが可能であり、あるいはまた、他者に向けて何らかのメッセージを表示することも可能である。
【０１２８】
パソコン使用者が作業を中断してディスプレイ部分を閉じ、サブディスプレイ１０００１のみが外部に露出している状態では、メインディスプレイ１００００はオフにすることが可能である。サブディスプレイ１０００１は、使用者の意図次第で、オフにすることも可能であり、必要最小限の情報のみを表示させることも可能である。例えば、作業中断中に時刻を表示させたり、起動中のアプリケーションの種類を表示させたり、電子メールの到着情報を表示させたり、作業者の行き先を表示させる等の利用法がある。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】図１は、本発明の発光装置の断面を示す図である。
【図２】図２は、本発明の発光の光学干渉を示す図である。
【図３】図３は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図４】図４は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図５】図５は、本発明の表示装置の回路構成例を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施例１を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施例１を示す図である。
【図８】図８は、本発明の実施例２を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施例３を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例４を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の発光装置の断面を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施例３の構成を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、
前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、
前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、
前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、
前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成し、
前記透明電極の一部及び前記反射電極の全体を覆うように透明保護膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を同一の層で形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記透光性の電極及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記透明電極の上方に透明保護膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
請求項３において、前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に前記透明電極を形成した後、前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項１】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、
前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、
前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を形成し、
前記透光性の電極の端部及び前記非透光性の電極の端部を覆うように有機樹脂膜を形成し、
前記有機樹脂膜、前記透光性の電極、及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成し、
前記透明電極の一部及び前記反射電極の全体を覆うように透明保護膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面上に透光性の電極及び非透光性の電極を同一の層で形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記透光性の電極及び前記非透光性の電極上にエレクトロルミネセンス材料を含む層を形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に透明電極を形成し、
１×１０−３Ｐａ以下の圧力下で前記透明電極の上方に透明保護膜を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項４】
請求項３において、前記エレクトロルミネセンス材料を含む層上に前記透明電極を形成した後、前記透光性の電極の上方に、前記透明電極に接するように反射電極を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−１４９６９９（Ｐ２００７−１４９６９９Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４７７０（Ｐ２００７−４７７０）
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【分割の表示】特願２００５−５０４６６６（Ｐ２００５−５０４６６６）の分割
【原出願日】平成１６年１月１４日（２００４．１．１４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１２日（２００７．１．１２）
【分割の表示】特願２００５−５０４６６６（Ｐ２００５−５０４６６６）の分割
【原出願日】平成１６年１月１４日（２００４．１．１４）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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