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JP4801600B2 - Film forming method and film forming apparatus - Google Patents
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JP4801600B2 - Film forming method and film forming apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、有機化合物を含む薄膜の成膜方法及び成膜装置に関する。特にエレクトロルミネセンス素子の成膜方法及び成膜装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for forming a thin film containing an organic compound. In particular, the present invention relates to a film forming method and a film forming apparatus for an electroluminescent element.

近年、電圧を印加することで発光するEL(Electro luminescence)素子の開発が盛んである。EL素子は、有機化合物を発光させる有機EL素子と無機化合物を発光させる無機EL素子に大別されるが、いずれもLEDのような発光デバイスと異なり大面積の面状光源を形成できるため、フラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。 2. Description of the Related Art In recent years, development of EL (Electro Luminescence) elements that emit light when a voltage is applied has been active. EL elements are broadly classified into organic EL elements that emit organic compounds and inorganic EL elements that emit inorganic compounds. However, unlike light-emitting devices such as LEDs, a flat light source with a large area can be formed. Application to panel displays is expected.

しかしながら、無機EL素子は一般に、信頼性や寿命に優れているものの、印加電圧が高く、また発光輝度が低いというデメリットも有している。一方、有機EL素子は一般に、低い電圧で発光し、高い発光輝度も達成できるが、輝度を上げると寿命が短くなるというトレード・オフがあり、応用範囲を狭める要因ともなっている。また、発光効率に関してもまだ十分ではない。 However, although inorganic EL elements are generally excellent in reliability and life, they also have demerits such as high applied voltage and low emission luminance. On the other hand, an organic EL element generally emits light at a low voltage and can achieve high light emission luminance, but there is a trade-off that the lifetime is shortened when the luminance is increased, which is a factor for narrowing the application range. In addition, the luminous efficiency is still not sufficient.

これらの問題点を克服するために、例えば無機EL素子においては、エキシマレーザ光の照射によるアニール処理工程を導入することによって、高い輝度特性を得る試みがなされている(特許文献1参照)。 In order to overcome these problems, for example, in an inorganic EL element, an attempt is made to obtain high luminance characteristics by introducing an annealing process step by excimer laser light irradiation (see Patent Document 1).

また有機EL素子においては、光反応性基を有する有機材料を蒸着した後、光照射を行うことで該有機材料を架橋させ、高温における素子寿命を改善した例などが報告されている(特許文献2参照)。 In addition, in the organic EL element, an example in which an organic material having a photoreactive group is deposited and then light irradiation is performed to crosslink the organic material to improve the element lifetime at a high temperature has been reported (Patent Literature). 2).

しかしながら、これらの発光素子の発光輝度、発光効率、寿命は、未だフラットパネルディスプレイを作製できるレベルに到達しておらず、さらなる特性の向上が望まれている。特に、有機EL素子における寿命と発光効率の向上は急務であると言える。
特開2000−357586号公報 特開2001−303038号公報
However, the light emission luminance, light emission efficiency, and lifetime of these light emitting elements have not yet reached a level at which a flat panel display can be produced, and further improvement in characteristics is desired. In particular, it can be said that there is an urgent need to improve the lifetime and luminous efficiency of the organic EL element.
JP 2000-357586 A JP 2001-303038 A

多くの有機EL素子は、蒸着法を用いて有機化合物を基板上に成膜することにより形成されるが、通常の蒸着においては、気化している有機分子は基板上で熱エネルギーを失い、凍結される(固化する)。したがって、エネルギーの失い方に大きなばらつきがあると、有機分子の堆積の仕方が乱雑となり、緻密な膜の形成が困難であると考えられる。無機化合物を蒸着法により堆積する場合も同様である。 Many organic EL devices are formed by depositing an organic compound on a substrate using a vapor deposition method, but in normal vapor deposition, vaporized organic molecules lose thermal energy on the substrate and freeze. Is done (solidifies). Therefore, if there is a large variation in how the energy is lost, it is considered that the method of depositing organic molecules becomes messy and it is difficult to form a dense film. The same applies to the case where an inorganic compound is deposited by vapor deposition.

しかしながら、膜の緻密性は、発光素子の長寿命化のためには重要なファクターであると考えられるため、膜を緻密にする新たな蒸着法の開発が望まれる。 However, since the denseness of the film is considered to be an important factor for extending the lifetime of the light emitting element, it is desired to develop a new vapor deposition method for making the film dense.

また、有機EL素子における発光層の構成として、ホスト材料中に発光物質をゲスト材料として分散する手法がよく用いられているが、このような発光層を蒸着法により形成する場合、通常はホスト材料とゲスト材料を異なる蒸発源から同時に蒸発させて堆積させる共蒸着法が用いられる。この時、ゲスト材料はホスト材料中で均一に分散することにより、効率良く発光することができる。 Further, as a structure of the light emitting layer in the organic EL element, a method of dispersing a light emitting substance as a guest material in a host material is often used. When such a light emitting layer is formed by a vapor deposition method, the host material is usually used. And a co-evaporation method in which the guest material is vaporized and deposited simultaneously from different evaporation sources. At this time, the guest material can emit light efficiently by being uniformly dispersed in the host material.

しかしながら、ゲスト材料が成膜時に凝集してしまうと、濃度消光と呼ばれる現象により発光効率が低下してしまう。したがって、ゲスト材料を均一に分散し、均質な膜を形成できる蒸着法が望まれる。 However, if the guest material aggregates during film formation, the light emission efficiency decreases due to a phenomenon called concentration quenching. Therefore, a vapor deposition method capable of uniformly dispersing the guest material and forming a homogeneous film is desired.

そこで本発明では、膜を緻密にすることができる成膜方法を提供することを課題とする。また、均質な膜を形成することができる成膜方法を提供することを課題とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a film forming method capable of making a film dense. It is another object of the present invention to provide a film forming method capable of forming a homogeneous film.

また本発明では、膜を緻密にすることができる成膜装置を提供することを課題とする。また、均質な膜を形成することができる成膜装置を提供することを課題とする。 It is another object of the present invention to provide a film forming apparatus that can make a film dense. It is another object of the present invention to provide a film forming apparatus capable of forming a homogeneous film.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、発光素子を形成する物質を蒸着法により基板上に成膜する際に、気化している該物質にレーザビームを照射しながら該物質を成膜することにより、課題を解決できることを見出した。成膜する物質は限定されるものではないが、該物質が有機化合物である場合、通常の蒸着法では膜を緻密化することが困難であるため特に有効である。 As a result of intensive investigations, the inventors of the present invention formed a film while irradiating the vaporized substance with a laser beam when forming the substance forming the light emitting element on the substrate by vapor deposition. I found out that the problem can be solved. The material for forming the film is not limited, but when the material is an organic compound, it is particularly effective because it is difficult to densify the film by an ordinary vapor deposition method.

したがって本発明の構成は、有機化合物が充填された蒸発源を有する成膜室内において、基板保持手段に基板を固定し、前記有機化合物を気化させ、気化している前記有機化合物にレーザビームを照射しながら、前記有機化合物を前記基板上に堆積させる成膜方法である。 Therefore, the structure of the present invention is that the substrate is fixed to the substrate holding means in the film forming chamber having the evaporation source filled with the organic compound, the organic compound is vaporized, and the vaporized organic compound is irradiated with the laser beam. On the other hand, the organic compound is deposited on the substrate.

また、この時、レーザビームが基板にも照射されると、基板の材質によっては発熱し、基板上に該物質が堆積されない(再蒸発してしまう)場合がある。そこで本発明者らは、該基板の一表面と略平行にレーザビームを照射して該基板にレーザビームが照射されにくいようにすることにより、この問題点を克服できることを見出した。これはレーザビームの直進性を利用したものであり、直進性の低い通常の光ではこの問題点を克服することは困難である。さらに、成膜する物質は限定されるものではないが、蒸発温度が一般的に低い有機化合物を成膜する際には、基板の発熱を防ぐことのできる本手法が非常に有効である。 At this time, if the substrate is irradiated with the laser beam, heat may be generated depending on the material of the substrate, and the substance may not be deposited (re-evaporated) on the substrate. Therefore, the present inventors have found that this problem can be overcome by irradiating a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate so that the substrate is not easily irradiated with the laser beam. This utilizes the straightness of the laser beam, and it is difficult to overcome this problem with ordinary light with low straightness. Further, the material for forming the film is not limited. However, when an organic compound having a generally low evaporation temperature is formed, the present technique that can prevent heat generation of the substrate is very effective.

したがって、本発明のより好ましい構成は、有機化合物が充填された蒸発源を有する成膜室内において、基板保持手段に基板を固定し、前記有機化合物を気化させ、気化している前記有機化合物に前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射しながら、前記有機化合物を前記基板上に堆積させる成膜方法である。 Accordingly, a more preferable configuration of the present invention is that the substrate is fixed to the substrate holding means in the film formation chamber having the evaporation source filled with the organic compound, the organic compound is vaporized, and the organic compound is vaporized. In this film forming method, the organic compound is deposited on the substrate while irradiating a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate.

さらに、上述したような本発明の成膜方法は、複数の有機化合物を同時に気化させ、それら複数の有機化合物が混合された膜を形成する共蒸着時において、特に有効である。したがって本発明の構成は、それぞれ異なる複数の有機化合物が充填された複数の蒸発源を有する成膜室内において、基板保持手段に基板を固定し、前記複数の有機化合物を同時に気化させ、気化している前記複数の有機化合物にレーザビームを照射しながら、前記複数の有機化合物を前記基板上に堆積させる成膜方法である。 Furthermore, the film forming method of the present invention as described above is particularly effective at the time of co-evaporation in which a plurality of organic compounds are vaporized at the same time to form a film in which the plurality of organic compounds are mixed. Therefore, the configuration of the present invention is to fix the substrate to the substrate holding means in the film formation chamber having a plurality of evaporation sources filled with a plurality of different organic compounds, and to vaporize and vaporize the plurality of organic compounds simultaneously. A film forming method for depositing the plurality of organic compounds on the substrate while irradiating the plurality of organic compounds with a laser beam.

このような共蒸着時においても、先に述べた理由と同様の理由で、レーザビームが基板に照射されにくいことが好ましい。したがって本発明の構成は、それぞれ異なる複数の有機化合物が充填された複数の蒸発源を有する成膜室内において、基板保持手段に基板を固定し、前記複数の有機化合物を同時に気化させ、気化している前記複数の有機化合物に前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射しながら、前記複数の有機化合物を前記基板上に堆積させる成膜方法である。 Even during such co-deposition, it is preferable that the substrate is not easily irradiated with the laser beam for the same reason as described above. Therefore, the configuration of the present invention is to fix the substrate to the substrate holding means in the film formation chamber having a plurality of evaporation sources filled with a plurality of different organic compounds, and to vaporize and vaporize the plurality of organic compounds simultaneously. The plurality of organic compounds are deposited on the substrate while irradiating the plurality of organic compounds with a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate.

なお、以上で述べたような成膜方法において、レーザビームの波長は有機化合物を励起できる波長であることが好ましい。蒸着する有機化合物が複数(すなわち共蒸着時)である場合には、該レーザビームの波長はその複数の有機化合物のいずれかを励起できる波長であればよい。また、レーザビームの波長は分子運動を促進するよう、赤外光領域であってもよい。 Note that in the film forming method described above, the wavelength of the laser beam is preferably a wavelength that can excite the organic compound. When there are a plurality of organic compounds to be deposited (that is, during co-deposition), the wavelength of the laser beam may be any wavelength that can excite any of the plurality of organic compounds. The wavelength of the laser beam may be in the infrared region so as to promote molecular motion.

ところで、上述したような本発明の成膜方法を実現できる成膜装置に関しても、本発明の構成と言える。特に、先に述べたように、基板の一表面と略平行にレーザビームを照射して該基板にレーザビームが照射されにくいようにすることにより、該基板が発熱しないように設計された成膜装置は、本発明の特徴的な構成となる。したがって本発明の他の構成は、有機化合物を充填した蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、を有し、前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源と前記基板保持手段との間に前記レーザビームが照射されるように設けられている成膜装置である。なお、本明細書において、略平行とは、多少のずれを含みつつ平行な場合を指す。したがって、レーザビームの照射によって、基板が加熱されない範囲において、平行な方向からずれても良い。 By the way, it can be said that the film forming apparatus capable of realizing the film forming method of the present invention as described above has the configuration of the present invention. In particular, as described above, the film is designed so that the substrate does not generate heat by irradiating the substrate with a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate to prevent the substrate from being irradiated with the laser beam. The apparatus has a characteristic configuration of the present invention. Therefore, another configuration of the present invention includes an evaporation source filled with an organic compound, a substrate holding unit that exposes and holds one surface of at least a part of the substrate, and a film forming chamber provided therein, Laser beam irradiation means for irradiating a laser beam substantially parallel to one surface, and the laser beam irradiation means is irradiated with the laser beam between the evaporation source and the substrate holding means. The film forming apparatus is provided as described above. In the present specification, the term “substantially parallel” refers to a case where they are parallel with some deviation. Therefore, the laser beam may be deviated from the parallel direction within a range where the substrate is not heated.

また本発明の構成は、有機化合物を充填した蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、を有し、前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源から気化した前記有機化合物に前記レーザビームが照射されるように設けられている成膜装置である。 Further, the structure of the present invention includes an evaporation source filled with an organic compound, a substrate holding unit that exposes and holds one surface or at least a part of the substrate, and a surface of the substrate. A laser beam irradiating means for irradiating a laser beam substantially parallel to the laser beam, and the laser beam irradiating means is provided so that the organic compound vaporized from the evaporation source is irradiated with the laser beam. The film forming apparatus.

さらに、本発明の成膜装置において、成膜室にはレーザビームを透過する光導入窓を設置し、またレーザビーム照射手段は成膜室の外に設置し、レーザビームが前記光導入窓を透過して成膜室内を照射するような構成が好ましい。このような構成とすることで、レーザビーム照射手段の有機化合物による汚染を容易に防ぐことができる。また、成膜室の構成が複雑になることがなく、従来用いられている成膜室をそのまま転用できるというメリットもある。したがって本発明の構成は、有機化合物を充填した蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、前記成膜室に設けられた光導入窓と、前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを前記光導入窓から前記成膜室内に照射するレーザビーム照射手段と、を有し、前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源と前記基板保持手段との間に前記レーザビームが照射されるように設けられている成膜装置である。 Further, in the film forming apparatus of the present invention, a light introducing window that transmits a laser beam is provided in the film forming chamber, and a laser beam irradiation means is provided outside the film forming chamber, and the laser beam passes the light introducing window. A structure that transmits and irradiates the film formation chamber is preferable. By adopting such a configuration, contamination of the laser beam irradiation means with an organic compound can be easily prevented. In addition, the configuration of the film formation chamber is not complicated, and there is also an advantage that a conventionally used film formation chamber can be used as it is. Therefore, the configuration of the present invention includes a film forming chamber provided with an evaporation source filled with an organic compound and a substrate holding means for exposing and holding one surface of at least a part of the substrate, and the film forming chamber. A laser beam irradiation unit that irradiates the film formation chamber with a laser beam that is provided and a laser beam that is substantially parallel to one surface of the substrate, and the laser beam irradiation unit. Is a film forming apparatus provided to irradiate the laser beam between the evaporation source and the substrate holding means.

また本発明の構成は、有機化合物を充填した蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、前記成膜室に設けられた光導入窓と、前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを前記光導入窓から前記成膜室内に照射するレーザビーム照射手段と、を有し、前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源から気化した前記有機化合物に前記レーザビームが照射されるように設けられている成膜装置である。 Further, the structure of the present invention includes an evaporation source filled with an organic compound and a substrate holding means for exposing and holding one surface of at least a part of the substrate, and a film forming chamber provided therein, A laser beam irradiation unit that irradiates the film formation chamber with a laser beam that is provided and a laser beam that is substantially parallel to one surface of the substrate, and the laser beam irradiation unit. Is a film forming apparatus provided to irradiate the organic compound vaporized from the evaporation source with the laser beam.

なお、以上で述べた成膜装置において、レーザビームの波長は有機化合物を励起できる波長であることが好ましい。蒸着する有機化合物が複数(すなわち共蒸着時)である場合には、該レーザビームの波長はその複数の有機化合物のいずれかを励起できる波長であればよい。また、レーザビームの波長は分子運動を促進するよう、赤外光領域であってもよい。 Note that in the film formation apparatus described above, the wavelength of the laser beam is preferably a wavelength that can excite the organic compound. When there are a plurality of organic compounds to be deposited (that is, during co-deposition), the wavelength of the laser beam may be any wavelength that can excite any of the plurality of organic compounds. The wavelength of the laser beam may be in the infrared region so as to promote molecular motion.

また、前記レーザビーム照射手段のレーザ光源として、具体的には、Arレーザ、Krレーザ、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YLFレーザ、YAlOレーザ、GdVOレーザ、KGWレーザ、KYWレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、Yレーザ、YVOレーザ、セラミックスレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ等を好ましく用いることができる。 Further, as a laser light source of the laser beam irradiation means, specifically, an Ar laser, a Kr laser, a carbon dioxide laser, a YAG laser, a YLF laser, a YAlO 3 laser, a GdVO 4 laser, a KGW laser, a KYW laser, an alexandrite laser, Ti : Sapphire laser, Y 2 O 3 laser, YVO 4 laser, ceramics laser, helium cadmium laser, etc. can be preferably used.

また、上述した本発明の成膜装置においては、成膜室内におけるレーザビームの反射を防止して安全性を高めるために、前記レーザビームの照射端に前記レーザを吸収する受光板が設けられていることが好ましい。 In the film forming apparatus of the present invention described above, a light receiving plate for absorbing the laser is provided at the irradiation end of the laser beam in order to prevent reflection of the laser beam in the film forming chamber and improve safety. Preferably it is.

なお、上述したような本発明の成膜方法は、複数の有機化合物を同時に気化させ、それら複数の有機化合物が混合された膜を形成する共蒸着時において特に有効であるため、本発明の成膜装置においては、蒸発源が複数設けられていることが好ましい。 The film forming method of the present invention as described above is particularly effective during co-evaporation in which a plurality of organic compounds are vaporized at the same time to form a film in which the plurality of organic compounds are mixed. In the membrane apparatus, it is preferable that a plurality of evaporation sources are provided.

本発明を実施することにより、成膜時に膜を緻密にすることができる。また、均質な膜を形成することができる。 By implementing the present invention, the film can be made dense during film formation. In addition, a homogeneous film can be formed.

また本発明を実施することにより、膜を緻密にすることができる成膜装置が得られる。また、均質な膜を形成することができる成膜装置が得られる。 Further, by implementing the present invention, a film forming apparatus that can make the film dense can be obtained. In addition, a film forming apparatus capable of forming a homogeneous film is obtained.

さらに、本発明の成膜方法や成膜装置を発光素子の作製に適用することで、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、発光効率の高い発光素子を得ることができる。 Furthermore, a light-emitting element with a long lifetime can be obtained by applying the film formation method and the film formation apparatus of the present invention to the manufacture of a light-emitting element. In addition, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained.

本実施形態では、本発明の成膜方法および成膜装置についてより詳細に説明する。なお、本発明の成膜方法および成膜装置は、課題を解決する手段の項でも述べた通り有機化合物を成膜する場合に特に有効であるので、以下では有機化合物を成膜する場合を例に説明する。 In the present embodiment, the film forming method and film forming apparatus of the present invention will be described in more detail. The film forming method and the film forming apparatus of the present invention are particularly effective when an organic compound is formed as described in the section for solving the problem. Explained.

(実施形態1)
本実施形態1では、本発明の成膜方法について、膜を緻密にするという本発明の主旨の観点から説明する。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, the film forming method of the present invention will be described from the viewpoint of the gist of the present invention to make a film dense.

まず、膜の緻密性と発光素子の寿命との関連性について説明する。先にも述べた通り、膜の緻密性は発光素子の長寿命化のためには重要なファクターであると考えられるが、それは以下のような理由による。 First, the relationship between the denseness of the film and the lifetime of the light emitting element will be described. As described above, the denseness of the film is considered to be an important factor for extending the lifetime of the light-emitting element, for the following reason.

第一には、膜が緻密でない場合、発光素子の駆動中に有機分子が移動しやすいという問題がある。有機分子の位置が駆動中に(すなわち経時的に)移動すれば、キャリアバランスも経時的に変化する。また、キャリアバランスが変化すると、投入電力に対する出力すなわち発光効率が低下する。したがって、有機分子の経時的な移動は最終的に、発光効率の経時的な低下へと繋がり、このことが輝度劣化として認識されるのである。第二に、膜が緻密でない場合、不純物も経時的に移動しやすくなるが、発光の妨げとなる不純物(酸素、水、駆動中に反応によって生じた物質、など)が発光層に移動していくことにより、やはり発光効率の経時的な低下へと繋がる。 First, when the film is not dense, there is a problem that organic molecules easily move during driving of the light emitting element. If the position of the organic molecule moves during driving (ie, over time), the carrier balance also changes over time. Further, when the carrier balance changes, the output with respect to the input power, that is, the light emission efficiency decreases. Therefore, the movement of organic molecules over time eventually leads to a decrease in light emission efficiency over time, which is recognized as a deterioration in luminance. Second, when the film is not dense, impurities also move easily over time, but impurities that interfere with light emission (oxygen, water, substances generated by reaction during driving, etc.) move to the light emitting layer. This will also lead to a decrease in luminous efficiency over time.

図1は、基板100上に堆積された有機分子101により有機化合物膜110が形成されている様子を表した模式図である。先に述べた通り、通常の蒸着の場合、気化している有機分子は基板上で熱エネルギーを失って凍結される(固化する)が、エネルギーの失い方に大きなばらつきがあると、有機分子101の堆積の仕方が乱雑となる。したがってこの場合、図1(A)に示すように、有機化合物膜110中に間隙120が生じてしまう。すなわち、通常の蒸着では、図1(B)のような間隙のない緻密な膜の形成が困難である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which an organic compound film 110 is formed by organic molecules 101 deposited on a substrate 100. As described above, in the case of normal vapor deposition, the vaporized organic molecule loses thermal energy on the substrate and is frozen (solidified). However, if there is a large variation in how the energy is lost, the organic molecule 101 The way of depositing becomes messy. Therefore, in this case, a gap 120 is generated in the organic compound film 110 as shown in FIG. That is, in normal vapor deposition, it is difficult to form a dense film with no gap as shown in FIG.

そこで本発明者らは、基板上に有機化合物を蒸着する際に、基板に到達する前の気化している有機化合物にレーザビームを照射することを考案した。この本発明の成膜方法とその原理について、図2を用いて以下に説明する。 Therefore, the present inventors devised irradiating a laser beam to the vaporized organic compound before reaching the substrate when the organic compound is vapor-deposited on the substrate. The film forming method of the present invention and its principle will be described below with reference to FIG.

本発明の成膜方法においては、まず、有機化合物211が充填された蒸発源210を有する成膜室200内において、基板保持手段201に基板202を固定する(図2(A))。次に、この有機化合物211を気化させる(図2(B))。図2中、212は気化している有機化合物を表す。なお、有機化合物を気化させる手段は、抵抗加熱法や誘導加熱法など如何なる手段を用いてもよい。さらにここで、有機化合物を気化させて蒸着している最中に、気化している有機化合物212に対してレーザビーム203を照射する(図2(C))。なおこの時、図2に示す通り、レーザビーム203は、基板が加熱されないよう基板の一表面と略平行となるように照射することが好ましいが、基板の材質によっては加熱されない場合もあるため、これに限定されることはない。 In the film forming method of the present invention, first, the substrate 202 is fixed to the substrate holding means 201 in the film forming chamber 200 having the evaporation source 210 filled with the organic compound 211 (FIG. 2A). Next, the organic compound 211 is vaporized (FIG. 2B). In FIG. 2, 212 represents the vaporized organic compound. As a means for vaporizing the organic compound, any means such as a resistance heating method or an induction heating method may be used. Further, during vapor deposition of the organic compound, the vaporized organic compound 212 is irradiated with a laser beam 203 (FIG. 2C). At this time, as shown in FIG. 2, it is preferable to irradiate the laser beam 203 so as to be substantially parallel to one surface of the substrate so that the substrate is not heated, but it may not be heated depending on the material of the substrate. It is not limited to this.

図2において、レーザビーム203の波長が有機化合物211を励起できる波長である場合、気化している有機化合物212はレーザビーム203によって励起され、エネルギーを得た状態となる。この時、レーザビーム203は均質かつ高密度なエネルギー密度を有するため、レーザビーム203が照射された気化している有機化合物212は、いずれの分子も均一なエネルギーを得ることになる。その結果、気化している有機化合物212が基板202上で熱エネルギーを失って凍結される(固化する)過程において、その熱エネルギーの失い方も各分子で均一となり、間隙のない緻密な膜204が形成される。 In FIG. 2, when the wavelength of the laser beam 203 is a wavelength that can excite the organic compound 211, the vaporized organic compound 212 is excited by the laser beam 203 to obtain energy. At this time, since the laser beam 203 has a homogeneous and high-density energy density, the vaporized organic compound 212 irradiated with the laser beam 203 obtains uniform energy for all molecules. As a result, in the process in which the vaporized organic compound 212 loses thermal energy on the substrate 202 and freezes (solidifies), the loss of thermal energy is uniform for each molecule, and the dense film 204 without gaps is present. Is formed.

この時、気化している有機化合物212が励起状態のまま(すなわち高いエネルギーを有する状態のまま)基板202上に達すると、より緻密な膜が形成できるため好ましい。例えば、後の実施形態3で述べるような燐光性化合物は励起寿命が1μ秒程度であるが、分子量が1000程度の有機化合物が250℃程度で蒸発して真空蒸着される場合、その1μ秒の間に該有機化合物が真空中で飛翔できる距離は0.1mm程度である。したがって、図2において、レーザビーム203と基板202との距離は0.01mm以上0.1mm以下が好ましい。 At this time, it is preferable that the vaporized organic compound 212 reaches the substrate 202 in an excited state (that is, in a state having high energy) because a denser film can be formed. For example, a phosphorescent compound as described in Embodiment 3 below has an excitation lifetime of about 1 μsec, but when an organic compound having a molecular weight of about 1000 evaporates at about 250 ° C. and is vacuum-deposited, that 1 μsec The distance that the organic compound can fly in a vacuum is about 0.1 mm. Therefore, in FIG. 2, the distance between the laser beam 203 and the substrate 202 is preferably 0.01 mm or more and 0.1 mm or less.

ただし、気化している有機化合物212は、必ずしも励起状態のまま基板202上に達する必要はない。なぜならば、励起状態が失活する際に、得たエネルギーの一部は分子運動を活性化し、熱エネルギーに変換されるためである。したがってこの場合も、各分子は均一なエネルギーを有するまま基板202上に到達することができる。 However, the vaporized organic compound 212 does not necessarily reach the substrate 202 in an excited state. This is because when the excited state is deactivated, part of the obtained energy activates molecular motion and is converted into thermal energy. Therefore, also in this case, each molecule can reach the substrate 202 with uniform energy.

なお、熱エネルギーへの変換という観点では、レーザビーム203の波長が赤外光領域の場合、気化している有機化合物212の分子運動は活性化され、該気化している有機化合物212は熱エネルギーを得た状態となるため好ましい。 From the viewpoint of conversion to thermal energy, when the wavelength of the laser beam 203 is in the infrared region, the molecular motion of the vaporized organic compound 212 is activated, and the vaporized organic compound 212 is converted into thermal energy. This is preferable because

以上のようにして、本発明の成膜方法を適用することにより緻密な膜を形成することができる。なお、上述したような有機化合物211を励起できる波長のレーザビームのレーザ光源としては、紫外光領域や可視光領域の波長のレーザが挙げられ、窒素レーザ(337nm)や、YVOレーザの第2高調波(532nm)などを用いることができる。また、赤外光領域の波長のレーザビームのレーザ光源としては、炭酸ガスレーザなどが挙げられる。 As described above, a dense film can be formed by applying the film forming method of the present invention. As a laser light source of a laser beam having a wavelength capable of exciting the organic compound 211 as described above, a laser having a wavelength in the ultraviolet light region or visible light region can be given, and a second laser of a nitrogen laser (337 nm) or a YVO 4 laser can be used. Harmonics (532 nm) or the like can be used. Moreover, as a laser light source of a laser beam having a wavelength in the infrared light region, a carbon dioxide laser or the like can be given.

(実施形態2)
本実施形態2では、本発明の成膜方法について、均質な膜を形成するという本発明の主旨の観点から説明する。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, the film forming method of the present invention will be described from the viewpoint of the gist of the present invention to form a homogeneous film.

まず、膜の均一性と発光素子の発光効率との関連性について説明する。先にも述べた通り、膜の均一性は発光素子の高効率化のためには重要なファクターであると考えられるが、それは以下のような理由による。すなわち、先にも述べたことであるが、共蒸着法を用いて発光材料であるゲスト材料をホスト材料中に分散する際に、ゲスト材料が凝集してしまうと、濃度消光と呼ばれる現象により発光効率が低下してしまうためである。 First, the relationship between the uniformity of the film and the light emission efficiency of the light emitting element will be described. As described above, the uniformity of the film is considered to be an important factor for increasing the efficiency of the light-emitting element, for the following reason. That is, as described above, when a guest material that is a light-emitting material is dispersed in a host material using a co-evaporation method, if the guest material aggregates, light emission occurs due to a phenomenon called concentration quenching. This is because the efficiency is lowered.

図3は、基板300上に堆積されたホスト材料の分子301とゲスト材料の分子302により有機化合物膜310が形成されている様子を表した模式図である。通常の蒸着の場合、気化している有機分子は基板上で熱エネルギーを失って凍結される(固化する)が、エネルギーの失い方に大きなばらつきがあると、有機分子の堆積の仕方が乱雑となる。その結果、図3(A)に示すように、有機化合物膜310中にゲスト材料の分子302の凝集体320が生じてしまう。すなわち、通常の蒸着では、図3(B)のような凝集体のない均質な膜の形成が困難である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which an organic compound film 310 is formed by the host material molecules 301 and the guest material molecules 302 deposited on the substrate 300. In the case of normal vapor deposition, the vaporized organic molecules lose their thermal energy on the substrate and freeze (solidify). However, if there is a large variation in how the energy is lost, the organic molecules are deposited in a messy manner. Become. As a result, as shown in FIG. 3A, aggregates 320 of guest material molecules 302 are formed in the organic compound film 310. That is, it is difficult to form a homogeneous film without aggregates as shown in FIG.

そこで本発明者らは、基板上に共蒸着法により異なる有機化合物を同時に蒸着する際に、基板に到達する前の気化している有機化合物にレーザビームを照射することを考案した。この本発明の成膜方法とその原理について、図4を用いて以下に説明する。 Therefore, the present inventors devised irradiating a laser beam to the vaporized organic compound before reaching the substrate when different organic compounds are simultaneously deposited on the substrate by co-evaporation. The film forming method of the present invention and its principle will be described below with reference to FIG.

本発明の成膜方法においては、まず、それぞれ異なる複数の有機化合物(本実施形態においては、ホスト材料411とゲスト材料421の2種類である)が充填された複数の蒸発源(本実施形態においては、ホスト材料411の蒸発源410と、ゲスト材料421の蒸発源420の2つである)を有する成膜室400内において、基板保持手段401に基板402を固定する(図4(A))。次に、ホスト材料411とゲスト材料421を同時に気化させる(図4(B))。図2中、412は気化しているホスト材料、422は気化しているゲスト材料を表す。なお、有機化合物を気化させる手段は、抵抗加熱法や誘導加熱法など如何なる手段を用いてもよい。さらにここで、共蒸着している最中に、気化しているホスト材料412および気化しているゲスト材料422に対してレーザビーム403を照射する(図4(C))。なおこの時、図4に示す通り、レーザビーム403は、基板が加熱されないよう基板の一表面と略平行となるように照射することが好ましいが、基板の材質によっては加熱されない場合もあるため、これに限定されることはない。 In the film forming method of the present invention, first, a plurality of evaporation sources (in this embodiment) filled with a plurality of different organic compounds (in this embodiment, two types of materials, a host material 411 and a guest material 421). The substrate 402 is fixed to the substrate holding means 401 in the film formation chamber 400 having the evaporation source 410 of the host material 411 and the evaporation source 420 of the guest material 421 (FIG. 4A). . Next, the host material 411 and the guest material 421 are vaporized at the same time (FIG. 4B). In FIG. 2, 412 represents a vaporized host material, and 422 represents a vaporized guest material. As a means for vaporizing the organic compound, any means such as a resistance heating method or an induction heating method may be used. Further, here, the vaporized host material 412 and the vaporized guest material 422 are irradiated with a laser beam 403 during co-evaporation (FIG. 4C). At this time, as shown in FIG. 4, the laser beam 403 is preferably irradiated so as to be substantially parallel to one surface of the substrate so that the substrate is not heated, but depending on the material of the substrate, it may not be heated. It is not limited to this.

図4において、レーザビーム403の波長がホスト材料411またはゲスト材料421を励起できる波長である場合、気化しているそれら有機化合物のいずれかまたは両方は、レーザビーム403によって励起され、エネルギーを得た状態となる。以下、本実施形態2においては、ゲスト材料421が励起される場合について説明するが、本発明においてはホスト材料とゲスト材料のいずれが励起される場合も同様の効果が得られるため、これに限定されることはない。 In FIG. 4, when the wavelength of the laser beam 403 is a wavelength that can excite the host material 411 or the guest material 421, either or both of these vaporized organic compounds are excited by the laser beam 403 to obtain energy. It becomes a state. Hereinafter, in Embodiment 2, the case where the guest material 421 is excited will be described. However, in the present invention, the same effect can be obtained when either the host material or the guest material is excited. It will never be done.

レーザビーム403は均質かつ高密度なエネルギー密度を有するため、レーザビーム403が照射された気化しているゲスト材料422は、いずれの分子も均一なエネルギーを得ることになる。その結果、気化しているゲスト材料422が基板202上で熱エネルギーを失って凍結される(固化する)過程において、その熱エネルギーの失い方も各分子で均一となる。本実施形態のような場合、ゲスト材料の周辺にホスト材料が存在しているため、凍結時にゲスト材料は単独で膜を形成することがない。すなわち、ホスト材料中にゲスト材料が均一に分散されることになり、均質な膜404が形成される。なお、図4(B)に示したように、気化しているゲスト材料422が仮に会合状態423を形成していたとしても、高密度のエネルギーを有するレーザビームの照射により会合状態423は解消され、やはり均質な膜404が得られる。 Since the laser beam 403 has a homogeneous and high-density energy density, the vaporized guest material 422 irradiated with the laser beam 403 obtains uniform energy for all molecules. As a result, in the process in which the vaporized guest material 422 loses thermal energy on the substrate 202 and freezes (solidifies), the way in which the thermal energy is lost becomes uniform for each molecule. In the case of this embodiment, since the host material is present around the guest material, the guest material does not form a film alone during freezing. That is, the guest material is uniformly dispersed in the host material, and a uniform film 404 is formed. Note that as shown in FIG. 4B, even if the vaporized guest material 422 forms the association state 423, the association state 423 is eliminated by irradiation with a laser beam having high-density energy. A homogeneous film 404 is also obtained.

なお、実施形態1で述べた内容と同様の理由で、図4において、レーザビーム403と基板402との距離は0.01mm以上0.1mm以下が好ましいが、必ずしもこれに限定されることはない。また、実施形態1で述べた内容と同様の理由で、レーザビーム403は赤外光領域の波長を有していてもよい。レーザ光源に関しても実施形態1で述べたものと同様なものを用いることができる。 Note that for the same reason as described in Embodiment Mode 1, the distance between the laser beam 403 and the substrate 402 in FIG. 4 is preferably 0.01 mm or more and 0.1 mm or less, but is not necessarily limited thereto. . For the same reason as described in Embodiment Mode 1, the laser beam 403 may have a wavelength in the infrared region. A laser light source similar to that described in Embodiment 1 can be used.

(実施形態3)
本実施形態に係る本発明の成膜装置について、図5と図6を用いて説明する。なお図5は該成膜装置の構成を説明する側面図、図6は同平面図であり、以下の説明では両図を参照する。
(Embodiment 3)
The film forming apparatus of the present invention according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 5 is a side view for explaining the configuration of the film forming apparatus, and FIG. 6 is a plan view thereof. In the following description, both figures are referred to.

本実施形態に係る成膜装置は、成膜時の温度を上げることなく、薄膜を堆積する下地構造、若しくは堆積する薄膜自体を劣化させずに、緻密な薄膜、または、歪みや欠陥の少ない均質な薄膜を形成することを目的として構成されている。特に蒸発温度や耐熱温度の低い有機薄膜を堆積するのに適した成膜装置である。 The film forming apparatus according to this embodiment does not increase the temperature during film formation, and does not deteriorate the underlying structure on which the thin film is deposited, or the deposited thin film itself, or a dense thin film or a homogeneous film with less distortion and defects. The purpose is to form a thin film. In particular, it is a film forming apparatus suitable for depositing an organic thin film having a low evaporation temperature and a low heat resistance temperature.

図5及び図6において示す成膜装置は、真空排気系に接続される成膜室10を備えている。成膜室10には、基板ステージ12、蒸発源16、真空排気系に接続する排気口18などが備えられている。基板ステージ12には基板保持手段が付加されていても良い。基板保持手段は、基板30を固定する基板チャック31、被膜を形成する領域に開口部を形成したシャドーマスク32を固定するマスクチャック33を含む。すなわち、基板保持手段は、基板30の一表面若しくは少なくともその一部を蒸発源に対して露出させ保持するように構成されている。基板チャック31、マスクチャック33は先端のツメにより、基板30やシャドーマスク32の端部を機械的に保持するものである。その他に、電磁的作用により基板30やシャドーマスク32を保持するものを適用しても良い。 The film forming apparatus shown in FIGS. 5 and 6 includes a film forming chamber 10 connected to a vacuum exhaust system. The film forming chamber 10 includes a substrate stage 12, an evaporation source 16, an exhaust port 18 connected to a vacuum exhaust system, and the like. Substrate holding means may be added to the substrate stage 12. The substrate holding means includes a substrate chuck 31 for fixing the substrate 30 and a mask chuck 33 for fixing a shadow mask 32 having an opening in a region where a film is to be formed. That is, the substrate holding means is configured to expose and hold one surface of the substrate 30 or at least a part thereof with respect to the evaporation source. The substrate chuck 31 and the mask chuck 33 mechanically hold the end portions of the substrate 30 and the shadow mask 32 by the claw at the tip. In addition, a device that holds the substrate 30 and the shadow mask 32 by electromagnetic action may be applied.

基板ステージ12の基板保持手段により、薄膜を堆積する基板30は、概略平面状態を保って保持され、蒸発源16と対向配置される。成膜室10には、この基板30と略平行にレーザビームを入射させる光導入窓14aが備えられている。すなわち、薄膜の堆積表面に入射しないように、成膜室10の中にレーザビームを導入する光導入窓14aが備えられている。 The substrate 30 on which the thin film is deposited is held in a substantially planar state by the substrate holding means of the substrate stage 12 and is disposed opposite to the evaporation source 16. The film forming chamber 10 is provided with a light introduction window 14 a through which a laser beam is incident substantially parallel to the substrate 30. That is, a light introduction window 14 a for introducing a laser beam is provided in the film forming chamber 10 so as not to enter the deposition surface of the thin film.

成膜室10の中に導入するレーザビームは、蒸発源16から蒸発若しくは昇華してくる蒸着材料に作用させるものである。そのために、レーザビームの照射方向と、蒸着材料の飛散方向とが交差するように蒸発源16と光導入窓14aを配置する。勿論、光導入窓14aの配置は前述の関係を保つために一義的に決められるものではなく、レーザビームに対する反射板などを利用して任意に配置することができる。 The laser beam introduced into the film forming chamber 10 acts on the vapor deposition material evaporated or sublimated from the evaporation source 16. For this purpose, the evaporation source 16 and the light introduction window 14a are arranged so that the irradiation direction of the laser beam and the scattering direction of the vapor deposition material intersect. Of course, the arrangement of the light introduction window 14a is not uniquely determined in order to maintain the above-described relationship, and can be arbitrarily arranged using a reflection plate for the laser beam.

レーザビームが通過する位置と基板30との距離は、実施形態1で述べた理由から、0.01mm以上0.1mm以下が好ましい。 The distance between the position where the laser beam passes and the substrate 30 is preferably 0.01 mm or more and 0.1 mm or less for the reason described in the first embodiment.

蒸着材料の飛散方向と交差するようにレーザビームを成膜室10に導入するため、レーザビームのビーム形状は、図6で示すように、基板30の薄膜堆積表面と平行な方向に広がっていることが好ましい。すなわち、蒸発源16と基板ステージ12との間に、基板30の一表面と略平行にレーザビームを照射するレーザビーム照射手段は、レーザ光源22、光学系23を含んでいる。また、成膜室10に備えられる光導入窓14aも付加的な要素として組み合わされている。そのために、レーザ光源22から放射されるレーザビームを整形する光学系23を設けることが好ましい。光学系23は、レーザ光源22と光導入窓14aの間に設けるが、成膜室10内に設けても良い。 Since the laser beam is introduced into the film forming chamber 10 so as to intersect the direction of scattering of the vapor deposition material, the beam shape of the laser beam spreads in a direction parallel to the thin film deposition surface of the substrate 30 as shown in FIG. It is preferable. That is, laser beam irradiation means for irradiating a laser beam between the evaporation source 16 and the substrate stage 12 substantially parallel to one surface of the substrate 30 includes a laser light source 22 and an optical system 23. Further, a light introduction window 14a provided in the film forming chamber 10 is also combined as an additional element. Therefore, it is preferable to provide an optical system 23 that shapes the laser beam emitted from the laser light source 22. The optical system 23 is provided between the laser light source 22 and the light introduction window 14a, but may be provided in the film forming chamber 10.

光学系23の構成は、一例として、レーザ光源22側からビームエキスパンダ24、ビームホモジナイザ26を組み合わせたものを適用することができる。ビームエキスパンダ24は、凹シリンドリカルレンズ36(若しくは凹レンズ)と凸シリンドリカルレンズ38(若しくは凸レンズ)を組み合わせたものであり、これにより、レーザ光源22から放射されるレーザビームのビーム幅を広げることができる。また、ビームホモジナイザ26は、例えばTEM00モードで発振してガウス分布を持つレーザビームのエネルギー密度分布を均一化するためのものである。そのため、ビームホモジナイザ26としては、凸シリンドリカルレンズアレイ40と凹シリンドリカルレンズアレイ42を組み合わせたものを適用することができる。それにより、基板30の薄膜堆積表面と平行な方向のレーザビームのエネルギー密度分布を均一化することができる。 As an example of the configuration of the optical system 23, a combination of a beam expander 24 and a beam homogenizer 26 from the laser light source 22 side can be applied. The beam expander 24 is a combination of a concave cylindrical lens 36 (or a concave lens) and a convex cylindrical lens 38 (or a convex lens), so that the beam width of the laser beam emitted from the laser light source 22 can be increased. . The beam homogenizer 26 is for uniformizing the energy density distribution of a laser beam that oscillates in, for example, the TEM00 mode and has a Gaussian distribution. Therefore, as the beam homogenizer 26, a combination of the convex cylindrical lens array 40 and the concave cylindrical lens array 42 can be applied. Thereby, the energy density distribution of the laser beam in the direction parallel to the thin film deposition surface of the substrate 30 can be made uniform.

レーザ光源22としては、可視光領域から赤外光領域の波長の光を放射可能なものが好ましく、気体レーザ、固体レーザなどを適用することができる。例えば、YVOレーザの基本波(1.06μm)、第2高調波(532nm)、炭酸ガスレーザの基本波(10.6μm)などを適用することができる。また、気体レーザとしては、例えば、Arレーザ、Krレーザ、COレーザなどを適用することができる。固体レーザとしては、例えば、YAGレーザ、YLFレーザ、YAlOレーザ、GdVOレーザ、KGWレーザ、KYWレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、Yレーザ、YVOレーザなどを適用することができる。また、YAGレーザ、Yレーザ、GdVOレーザ、YVOレーザなどはセラミックスレーザとも呼ばれる。金属蒸気レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ等が挙げられる。 The laser light source 22 is preferably one that can emit light having a wavelength in the visible light region to the infrared light region, and a gas laser, a solid laser, or the like can be applied. For example, the fundamental wave (1.06 μm) of the YVO 4 laser, the second harmonic (532 nm), the fundamental wave (10.6 μm) of the carbon dioxide laser can be applied. As the gas laser, for example, an Ar laser, a Kr laser, a CO 2 laser, or the like can be applied. As the solid-state laser, for example, a YAG laser, a YLF laser, a YAlO 3 laser, a GdVO 4 laser, a KGW laser, a KYW laser, an alexandrite laser, a Ti: sapphire laser, a Y 2 O 3 laser, a YVO 4 laser, or the like can be applied. it can. A YAG laser, a Y 2 O 3 laser, a GdVO 4 laser, a YVO 4 laser, and the like are also called ceramic lasers. Examples of the metal vapor laser include a helium cadmium laser.

また、連続的にエネルギーを供給することができる点で連続発振レーザをレーザ光源22として用いることが好ましいが、繰り返し周波数が10MHz以上のパルスレーザを用いることも可能である。蒸発分子が励起してから基底状態に戻るまでの時間よりもレーザのパルス間隔が短ければ、薄膜の堆積表面に連続して励起分子のフラックスを与えることができる。 In addition, a continuous wave laser is preferably used as the laser light source 22 in that energy can be continuously supplied, but a pulse laser having a repetition frequency of 10 MHz or more can also be used. If the pulse interval of the laser is shorter than the time from when the evaporated molecules are excited to the return to the ground state, the excited molecule flux can be continuously applied to the deposition surface of the thin film.

成膜室10に入射したレーザビームは受光板28に照射されるようにしている。受光板28は必須ではないが、光吸収体を用いてレーザビームの散乱を防止するようにしても良い。また、受光板28として光反射体を用い、レーザビームを成膜室10に再入射させても良い。その他に、光センサを設けてレーザビーム強度を検知し、レーザ光源22の出力を制御するようにしても良い。 The laser beam incident on the film forming chamber 10 is applied to the light receiving plate 28. Although the light receiving plate 28 is not essential, it is possible to prevent scattering of the laser beam by using a light absorber. Further, a light reflector may be used as the light receiving plate 28 and the laser beam may be reincident on the film forming chamber 10. In addition, an optical sensor may be provided to detect the laser beam intensity and control the output of the laser light source 22.

また、図5と図6において示す光導入窓14aと同等なものを複数個成膜室10に設け、複数本のレーザビームを導入して成膜を行うようにしても良い。 Further, a plurality of light introducing windows 14a shown in FIGS. 5 and 6 may be provided in the film forming chamber 10 to form a film by introducing a plurality of laser beams.

蒸発源16は、Tiなどの金属製のボート、セラミックス製の坩堝などを用いた抵抗加熱方式、電子ビーム加熱方式などを適用することができる。またクヌーセンセルを適用して分子ビームを制御するようにしても良い。 As the evaporation source 16, a resistance heating method using a metal boat such as Ti, a ceramic crucible, or the like, an electron beam heating method, or the like can be applied. Further, the molecular beam may be controlled by applying a Knudsen cell.

複数の蒸着材料を用いて共蒸着する場合には、蒸発源16を複数個設ければ良い。また、蒸発源16と基板ステージ12の間にはシャッタ20を設け、蒸着材料が基板30に飛着するタイミングを制御できるようにしても良い。成膜時における成膜室10の圧力は蒸着が可能な圧力範囲であれば良く、減圧下に限定されない。好ましくは10−5Paから10−1Pa程度とすれば良い。 In the case of co-evaporation using a plurality of vapor deposition materials, a plurality of evaporation sources 16 may be provided. Further, a shutter 20 may be provided between the evaporation source 16 and the substrate stage 12 so that the timing at which the vapor deposition material reaches the substrate 30 can be controlled. The pressure in the film formation chamber 10 at the time of film formation is not limited to a reduced pressure as long as it is in a pressure range where vapor deposition is possible. The pressure is preferably about 10 −5 Pa to 10 −1 Pa.

また、基板30に均一性良く薄膜を形成するために基板30若しくは蒸発源16、または基板30と蒸発源16の双方を移動可能に配置して、例えばラスタースキャンをするように成膜を行っても良い。このような構成にすることで、フラットパネルディスプレイのマザーガラスとして、第6世代の1500mm×1800mm、第7世代の1870mm×2200mm、第8世代の2160mm×2400mmの外寸を持つガラス基板でも容易に成膜を行うことができる。 Further, in order to form a thin film with good uniformity on the substrate 30, the substrate 30 or the evaporation source 16, or both the substrate 30 and the evaporation source 16 are movably disposed, and film formation is performed, for example, by raster scanning. Also good. By adopting such a configuration, a glass substrate having outer dimensions of sixth generation 1500 mm × 1800 mm, seventh generation 1870 mm × 2200 mm, and eighth generation 2160 mm × 2400 mm can be easily used as a mother glass of a flat panel display. A film can be formed.

このように、本実施形態に係る成膜装置によれば、レーザビームを蒸発分子に照射して成膜を行うことにより、当該蒸発分子が励起若しくは活性化され、緻密な薄膜、または、歪みや欠陥の少ない均質な薄膜を形成することができる。 As described above, according to the film forming apparatus according to the present embodiment, by performing film formation by irradiating the evaporated molecules with the laser beam, the evaporated molecules are excited or activated, and the thin film or the A homogeneous thin film with few defects can be formed.

(実施形態4)
本実施形態では、本発明の成膜方法や成膜装置を適用して作製できる発光素子を例示する。以下では、図7を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In the present embodiment, a light emitting element that can be manufactured by applying the film forming method and the film forming apparatus of the present invention will be exemplified. Below, it demonstrates using FIG.

図7は、本発明の成膜方法や成膜装置により作製できる発光素子の素子構造を示した図である。発光素子は、第1の電極701と第2の電極702との間に、発光物質を含む層703が設けられている。本実施形態では、第1の電極701が陽極として、第2の電極702が陰極として機能する場合を例示する。また、発光物質を含む層703が、正孔注入層711、正孔輸送層712、発光層713、電子輸送層714、電子注入層715から構成されている場合を例示するが、本発明ではこの構成に限定されることはなく、他の素子構造を適用してもよい。 FIG. 7 is a diagram showing an element structure of a light emitting element that can be manufactured by the film forming method and the film forming apparatus of the present invention. In the light-emitting element, a layer 703 containing a light-emitting substance is provided between the first electrode 701 and the second electrode 702. In this embodiment, the case where the first electrode 701 functions as an anode and the second electrode 702 functions as a cathode is illustrated. In addition, the case where the layer 703 containing a light-emitting substance includes a hole injection layer 711, a hole transport layer 712, a light-emitting layer 713, an electron transport layer 714, and an electron injection layer 715 is illustrated. The structure is not limited, and other element structures may be applied.

実施形態1〜3で述べたような本発明の成膜方法や成膜装置は、正孔注入層711、正孔輸送層712、発光層713、電子輸送層714、電子注入層715のいずれの層を形成する場合にも用いることができる。すなわち、以下で述べる具体的な物質を、実施形態1〜3で述べたような本発明の成膜方法や成膜装置により蒸着することにより、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、特に発光層713に本発明を適用することで、発光効率の高い発光素子を得ることができる。ただし、蒸着される物質は、以下に述べる物質に限定されることはなく、他の様々な物質を用いることができる。 The film formation method and film formation apparatus of the present invention as described in Embodiments 1 to 3 include any of the hole injection layer 711, the hole transport layer 712, the light emitting layer 713, the electron transport layer 714, and the electron injection layer 715. It can also be used when forming a layer. That is, a light-emitting element having a long lifetime can be obtained by vapor-depositing a specific substance described below using the film formation method or film formation apparatus of the present invention as described in Embodiments 1 to 3. In particular, by applying the present invention to the light-emitting layer 713, a light-emitting element with high emission efficiency can be obtained. However, the material to be deposited is not limited to the materials described below, and various other materials can be used.

正孔注入層711を構成する物質としては、モリブデン酸化物(MoOx)やバナジウム酸化物(VOx)、ルテニウム酸化物(RuOx)、タングステン酸化物(WOx)、マンガン酸化物(MnOx)等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(CuPC)等のフタロシアニン系の化合物や、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:m−MTDATA)、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)のような芳香族アミン化合物も用いることができる。また、上述した物質と、該物質に対して電子受容性を示す物質とを共蒸着することによっても正孔注入層711を形成することができる。電子受容性を示す物質としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(F−TCNQ)などを代表的に用いることができる。なお、正孔注入層711は、上述した物質を混合もしくは積層して構成することもできる。 As a material constituting the hole injection layer 711, molybdenum oxide (MoOx), vanadium oxide (VOx), ruthenium oxide (RuOx), tungsten oxide (WOx), manganese oxide (MnOx), or the like is used. Can do. In addition, phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPC), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA) ), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: m-MTDATA), 4,4′-bis [N- (1- Naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), 4,4′-bis [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [ An aromatic amine compound such as N- (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DFLDPBi) can also be used. Alternatively, the hole-injecting layer 711 can be formed by co-evaporation of the above-described substance and a substance that exhibits an electron accepting property with respect to the substance. As a substance exhibiting an electron accepting property, 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (F 4 -TCNQ) or the like can be typically used. Note that the hole-injection layer 711 can also be formed by mixing or stacking the above substances.

正孔輸送層712を構成する物質としては、先に述べたNPB、TPD、DFLDPBiなどの芳香族アミン化合物を代表的には用いることができる。なお、正孔輸送層712は、上述した物質を混合もしくは積層して構成することもできる。 As a substance constituting the hole transport layer 712, an aromatic amine compound such as NPB, TPD, or DFLDPBi described above can be typically used. Note that the hole-transport layer 712 can be formed by mixing or stacking the above substances.

電子輸送層714を構成する物質としては、例えばトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX))、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などの金属錯体の他、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などを用いることができる。なお、電子輸送層714は、上述した物質を混合もしくは積層して構成することもできる。 Examples of the substance that forms the electron transport layer 714 include tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ), bis (10-hydroxybenzo [ h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate ] In addition to metal complexes such as zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ) 2 ), 2- (4-biphenylyl) -5 -(4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD) and 1,3-biphenyl [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-tert-butylphenyl) -4-phenyl- 5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethylphenyl) -5- (4-biphenylyl) -1 2,4-triazole (abbreviation: p-EtTAZ), bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproine (abbreviation: BCP), and the like can be used. Note that the electron-transport layer 714 can also be formed by mixing or stacking the above substances.

電子注入層715を構成する物質としては、上述した電子輸送層714を構成できる物質の他、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。 As a substance constituting the electron injection layer 715, an alkali such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), etc., in addition to the substance capable of constituting the electron transport layer 714 described above. Metal or alkaline earth metal compounds can be used.

発光層713に用いる発光物質としては、例えばクマリン6やクマリン545Tなどのクマリン誘導体、N,N’−ジメチルキナクリドンやN、N’−ジフェニルキナクリドンなどのキナクリドン誘導体、N−フェニルアクリドンやN−メチルアクリドンなどのアクリドン誘導体、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,10−ジフェニルアントラセン、ルブレン、ペリフランテン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)などの縮合芳香族化合物、4−ジシアノメチレン−2−[p−(ジメチルアミノ)スチリル]−6−メチル−4H−ピランなどのピラン誘導体、4−(2,2−ジフェニルビニル)トリフェニルアミンなどのアミン誘導体などが挙げられる。また、燐光性化合物を用いることもでき、ビス{2−(p−トリル)ピリジナト}イリジウム(III)アセチルアセトナートやビス{2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト}イリジウム(III)アセチルアセトナート、ビス{2−(4、6−ジフルオロフェニル)ピリジナト}イリジウム(III)ピコリナート、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウムなどのイリジウム錯体、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン−白金錯体などの白金錯体、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリントリス(2−テノイルトリフルオロアセトナト)ユーロピウム(III)などの希土類錯体などが挙げられる。 Examples of the light-emitting substance used for the light-emitting layer 713 include coumarin derivatives such as coumarin 6 and coumarin 545T, quinacridone derivatives such as N, N′-dimethylquinacridone and N, N′-diphenylquinacridone, N-phenylacridone and N-methyl. Acridone derivatives such as acridone, 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 9,10-diphenylanthracene, rubrene, perifrantene, 2,5,8,11 -Condensed aromatic compounds such as tetra (tert-butyl) perylene (abbreviation: TBP), pyran derivatives such as 4-dicyanomethylene-2- [p- (dimethylamino) styryl] -6-methyl-4H-pyran, 4 -Amine derivatives such as (2,2-diphenylvinyl) triphenylamine Etc., and the like. A phosphorescent compound can also be used, and bis {2- (p-tolyl) pyridinato} iridium (III) acetylacetonate or bis {2- (2′-benzothienyl) pyridinato} iridium (III) acetylacetonate Iridium complexes such as bis {2- (4,6-difluorophenyl) pyridinato} iridium (III) picolinate, (acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium, 2,3 , 7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin-platinum complex and the like, 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline tris (2-thenoyltrifluoroacetonato) europium And rare earth complexes such as (III).

また、上述した発光物質をゲスト材料としてホスト材料中に分散して発光層713を構成してもよい。この場合、発光層713は、ゲスト材料とホスト材料を共蒸着することによって形成することができる。発光物質を分散させるためのホスト材料としては、上述した正孔輸送層712を構成する物質や電子輸送層714を構成する物質等、各種のものを用いることができる。具体的には例えば、上述したNPB、Alqなどの他、2,3−ビス(4−トリフェニルアミノ)キノキサリン(略称:TPAQn)、2,3−ビス{4−[N−(4−ビフェニリル)−N−フェニルアミノ]フェニル}キノキサリン(略称:BPAPQ)等が挙げられる。具体的には、発光物質よりもLUMO準位が高く、HOMO準位が低い物質を用いることができる。また、発光物質を分散させるためのホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。 Alternatively, the light-emitting layer 713 may be formed by dispersing the above-described light-emitting substance as a guest material in a host material. In this case, the light-emitting layer 713 can be formed by co-evaporation of a guest material and a host material. As the host material for dispersing the light-emitting substance, various materials such as the substance constituting the hole transport layer 712 and the substance constituting the electron transport layer 714 can be used. Specifically, for example, in addition to NPB and Alq described above, 2,3-bis (4-triphenylamino) quinoxaline (abbreviation: TPAQn), 2,3-bis {4- [N- (4-biphenylyl)] -N-phenylamino] phenyl} quinoxaline (abbreviation: BPAPQ) and the like. Specifically, a substance having a higher LUMO level and a lower HOMO level than a light-emitting substance can be used. In addition, a plurality of host materials for dispersing the light-emitting substance can be used. For example, a substance that suppresses crystallization, such as rubrene, may be further added to suppress crystallization.

なお、発光層713は、必ずしも単層とする必要はなく、上述した構成を積層して構成することもできる。 Note that the light-emitting layer 713 is not necessarily a single layer, and can be formed by stacking the above structures.

第1の電極701を構成する物質について特に限定はないが、本実施形態のように陽極として機能する際は仕事関数の大きい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物(ITO)、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)、酸化インジウム酸化亜鉛(IZO)の他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)等を用いることができる。なお、第1の電極701は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。 Although there is no particular limitation on the material constituting the first electrode 701, it is preferably formed of a material having a high work function when functioning as an anode as in this embodiment. Specifically, indium tin oxide (ITO), indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO), indium zinc oxide (IZO), gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni) , Tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), or the like can be used. Note that the first electrode 701 can be formed by, for example, a sputtering method, an evaporation method, or the like.

第2の電極702を構成する物質について特に限定はないが、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の1族または2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。 There is no particular limitation on the substance forming the second electrode 702, but a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like with a low work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used. Specific examples of such a cathode material include elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and magnesium (Mg), calcium (Ca), Examples thereof include alkaline earth metals such as strontium (Sr), alloys containing these (MgAg, AlLi), rare earth metals such as europium (Eu) and ytterbium (Yb), and alloys containing these.

なお、発光素子は、第1の電極701および第2の電極702のいずれか一方もしくは両方を、透光性を有する電極とする必要がある。 Note that in the light-emitting element, one or both of the first electrode 701 and the second electrode 702 needs to be a light-transmitting electrode.

本実施例では、本発明の成膜方法を用いた発光素子の作製例を例示する。なお、説明のために図7に用いた符号を引用する。 In this example, an example of manufacturing a light-emitting element using the film formation method of the present invention is illustrated. For the sake of explanation, the reference numerals used in FIG. 7 are cited.

まず、インジウム錫珪素酸化物膜が、110nmの膜厚で成膜されたガラス基板を用意する。インジウム錫珪素酸化物膜の表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺を絶縁膜で覆う。なお、インジウム錫珪素酸化物膜は発光素子の陽極として機能する第1の電極701である。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質樹脂のブラシを用いて基板表面を洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行う。 First, a glass substrate on which an indium tin silicon oxide film is formed with a thickness of 110 nm is prepared. The surface of the indium tin silicon oxide film is covered with an insulating film so that the surface is exposed with a size of 2 mm square. Note that the indium tin silicon oxide film is the first electrode 701 that functions as an anode of the light-emitting element. As a pretreatment for forming a light emitting element on this substrate, the surface of the substrate is washed with a porous resin brush, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.

次に、インジウム錫珪素酸化物膜が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定する。なお、該真空蒸着装置としては、成膜室の壁面に光導入窓を有する真空蒸着装置を用いる。 Next, the substrate is fixed to a holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the indium tin silicon oxide film is formed faces downward. As the vacuum deposition apparatus, a vacuum deposition apparatus having a light introduction window on the wall surface of the film formation chamber is used.

真空装置内を10−4Paに減圧した後、下記構造式(i)で表されるNPBと酸化モリブデン(VI)とを、NPB:酸化モリブデン(VI)=4:1(質量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層711を形成する。膜厚は120nmとする。なお、酸化モリブデンは、NPBに対して電子受容性を示す物質として添加したものである。次に、NPBを10nm蒸着することにより、正孔輸送層712を形成する。 After reducing the pressure in the vacuum apparatus to 10 −4 Pa, NPB represented by the following structural formula (i) and molybdenum oxide (VI) are NPB: molybdenum oxide (VI) = 4: 1 (mass ratio). Thus, the hole injection layer 711 is formed by co-evaporation. The film thickness is 120 nm. Molybdenum oxide is added as a substance showing electron accepting property to NPB. Next, the hole transport layer 712 is formed by evaporating NPB to a thickness of 10 nm.

次に、波長532nmのグリーンレーザ(コヒーレント社製、Verdi−V10)を、基板表面と略平行となるように光導入窓から成膜室内に照射しながら、発光層713を形成する。発光層713は、まず、下記構造式(ii)で表されるAlqと下記構造式(iii)で表される(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(略称:Ir(Fdpq)(acac))とを、Alq:Ir(Fdpq)(acac)=1:0.10(質量比)となるように共蒸着し、次いで下記構造式(iv)で表されるBPAPQとIr(Fdpq)(acac)とを、BPAPQ:Ir(Fdpq)(acac)=1:0.10(質量比)となるように共蒸着することにより形成する。この時、AlqとIr(Fdpq)(acac)とを含む層、およびBPAPQとIr(Fdpq)(acac)とを含む層は、いずれも12.5nmの膜厚で形成する。なお、Ir(Fdpq)(acac)は、レーザの波長である532nmに吸収帯が存在する。 Next, the light emitting layer 713 is formed while irradiating a green laser having a wavelength of 532 nm (manufactured by Coherent, Verdi-V10) from the light introduction window into the film formation chamber so as to be substantially parallel to the substrate surface. First, the light-emitting layer 713 includes Alq represented by the following structural formula (ii) and (acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium represented by the following structural formula (iii). (Abbreviation: Ir (Fdpq) 2 (acac)) is co-evaporated so that Alq: Ir (Fdpq) 2 (acac) = 1: 0.10 (mass ratio), and then the following structural formula (iv) BPAPQ and Ir (Fdpq) 2 (acac) represented by the following formula are co-deposited so that BPAPQ: Ir (Fdpq) 2 (acac) = 1: 0.10 (mass ratio). At this time, both the layer containing Alq and Ir (Fdpq) 2 (acac) and the layer containing BPAPQ and Ir (Fdpq) 2 (acac) are formed with a thickness of 12.5 nm. Ir (Fdpq) 2 (acac) has an absorption band at 532 nm, which is the wavelength of the laser.

次に、レーザの照射を終了し、Alqを12.5nm蒸着し、さらに下記構造式(v)で表されるBPhenを30nm蒸着することにより、電子輸送層714を形成する。さらに電子輸送層714上に、フッ化リチウム(LiF)を1nm蒸着し、電子注入層715を形成する。最後に、陰極として機能する第2の電極702としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子を得ることができる。 Next, the laser irradiation is finished, Alq is deposited at 12.5 nm, and BPhen represented by the following structural formula (v) is deposited at 30 nm, whereby the electron transport layer 714 is formed. Further, 1 nm of lithium fluoride (LiF) is evaporated on the electron transport layer 714 to form an electron injection layer 715. Finally, a 200-nm-thick aluminum film is formed as the second electrode 702 functioning as a cathode, whereby a light-emitting element can be obtained.

Figure 0004801600
Figure 0004801600

本実施例では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。 In this example, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention will be described.

本実施例では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブ型の発光装置について説明する。本実施例では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図8を用いて説明する。なお、図8(A)は、発光装置を示す上面図、図8(B)は図8(A)をA−A’およびB−B’で切断した断面図である。点線で示された601は駆動回路部(ソース側駆動回路)、602は画素部、603は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、604は封止基板、605はシール材であり、シール材605で囲まれた内側は、空間607になっている。 In this embodiment, an active light-emitting device in which driving of a light-emitting element is controlled by a transistor will be described. In this embodiment, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention in a pixel portion will be described with reference to FIG. 8A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along lines A-A ′ and B-B ′ in FIG. 8A. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.

なお、図8(B)の引き回し配線608はソース側駆動回路601及びゲート側駆動回路603に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリントサーキット)609からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。 Note that a lead wiring 608 in FIG. 8B is a wiring for transmitting signals input to the source side driver circuit 601 and the gate side driver circuit 603, and is from an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal. Receives a video signal, a clock signal, a start signal, a reset signal, and the like. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

次に、断面構造について図8(B)を用いて説明する。素子基板610上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。 Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610. Here, a source-side driver circuit 601 that is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are illustrated.

なお、ソース側駆動回路601はnチャネル型TFT623とpチャネル型TFT624とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路を形成するTFTは、公知のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。 Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-channel TFT 623 and a p-channel TFT 624 are combined. The TFT forming the driving circuit may be formed by a known CMOS circuit, PMOS circuit or NMOS circuit. In this embodiment, a driver integrated type in which a drive circuit is formed on a substrate is shown. However, this is not always necessary, and the drive circuit can be formed outside the substrate.

また、画素部602はスイッチング用TFT611と、電流制御用TFT612とそのドレインに電気的に接続された第1の電極613とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極613の端部を覆って絶縁物614が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより絶縁物614を形成する。 The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching TFT 611, a current control TFT 612, and a first electrode 613 electrically connected to the drain thereof. Note that an insulator 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613. Here, the insulator 614 is formed by using a positive photosensitive acrylic resin film.

また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物614の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物614の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物614の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物614として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。 In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614. For example, when positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive type that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.

第1の電極613上には、発光物質を含む層616、および第2の電極617がそれぞれ形成されている。第1の電極613および第2の電極617の少なくとも一方は透光性を有しており、発光物質を含む層616からの発光を外部へ取り出すことが可能である。 Over the first electrode 613, a layer 616 containing a light-emitting substance and a second electrode 617 are formed. At least one of the first electrode 613 and the second electrode 617 has a light-transmitting property, and light emitted from the layer 616 containing a light-emitting substance can be extracted to the outside.

なお、第1の電極613、発光物質を含む層616、第2の電極617の形成方法としては、種々の方法を用いることができる。具体的には、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着(EB蒸着)法等の真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長法(PVD)、有機金属CVD法、ハイドライド輸送減圧CVD法等の化学気相成長法(CVD)、原子エピタキシ法(ALE)等を用いることができる。また、インクジェット法、スピンコート法等を用いることができる。また、各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。 Note that various methods can be used for forming the first electrode 613, the layer 616 containing a light-emitting substance, and the second electrode 617. Specifically, chemicals such as resistance heating vapor deposition, vacuum deposition such as electron beam vapor deposition (EB vapor deposition), physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, metal organic CVD, hydride transport low pressure CVD, etc. Vapor phase epitaxy (CVD), atomic epitaxy (ALE), or the like can be used. In addition, an inkjet method, a spin coating method, or the like can be used. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer.

さらにシール材605で封止基板604を素子基板610と貼り合わせることにより、素子基板610、封止基板604、およびシール材605で囲まれた空間607に発光素子618が備えられた構造になっている。なお、空間607には、充填材が充填されており、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材605で充填される場合もある。 Further, the sealing substrate 604 is bonded to the element substrate 610 with the sealant 605, whereby the light-emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. Yes. Note that the space 607 is filled with a filler, and may be filled with a sealant 605 in addition to an inert gas (such as nitrogen or argon).

なお、シール材605にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。 Note that an epoxy-based resin is preferably used for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), Mylar, polyester, acrylic, or the like can be used as a material for the sealing substrate 604.

以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。 As described above, a light-emitting device having the light-emitting element of the present invention can be obtained.

本実施例の発光装置は、実施形態で示した発光素子を有する。実施形態で示した発光素子は、低駆動電圧で動作が可能である。また、高い発光効率を実現することができる。よって、消費電力を低減された発光装置を得ることができる。 The light-emitting device of this example includes the light-emitting element described in the embodiment. The light-emitting element described in the embodiment can operate with a low driving voltage. Moreover, high luminous efficiency can be realized. Thus, a light-emitting device with reduced power consumption can be obtained.

また、本実施例の発光装置は、高耐電圧の駆動回路が不要であるため、発光装置の作製コストを低減することができる。また、発光装置の軽量化、駆動回路部分の小型化が可能である。 Further, since the light-emitting device of this embodiment does not require a high withstand voltage driving circuit, the manufacturing cost of the light-emitting device can be reduced. In addition, the light emitting device can be reduced in weight and the drive circuit portion can be reduced in size.

本実施例では、実施例2に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本実施例の電子機器は、本発明の成膜方法又は成膜装置を用いて作製した発光素子を有する。よって、駆動電圧の低減された発光素子を有するため、消費電極の低減された電子機器を提供することが可能である。 In this example, an electronic device of the present invention including the light-emitting device shown in Example 2 as part thereof will be described. The electronic device of this example includes a light-emitting element manufactured using the film formation method or the film formation apparatus of the present invention. Therefore, since the light-emitting element with reduced driving voltage is included, an electronic device with reduced consumption electrodes can be provided.

本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図9に示す。 As an electronic device manufactured using the light emitting device of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display, a navigation system, a sound reproducing device (car audio, audio component, etc.), a computer, a game device, a portable information terminal (mobile) Display device capable of playing back a recording medium such as a computer, a mobile phone, a portable game machine, or an electronic book) and a recording medium (specifically, a digital versatile disc (DVD)) and displaying the image And the like). Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

図9(A)は本発明に係るテレビ装置であり、筐体9101、支持台9102、表示部9103、スピーカー部9104、ビデオ入力端子9105等を含む。このテレビ装置において、表示部9103は、本発明の成膜方法又は成膜装置を用いて作製した発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特性を有している。その発光素子で構成される表示部9103も同様の特性を有するため、本発明に係るテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特性により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体9101や支持台9102の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。 FIG. 9A illustrates a television device according to the present invention, which includes a housing 9101, a supporting base 9102, a display portion 9103, a speaker portion 9104, a video input terminal 9105, and the like. In this television device, the display portion 9103 is formed by arranging light-emitting elements manufactured using the film formation method or the film formation apparatus of the present invention in a matrix. The light-emitting element has characteristics of high light emission efficiency and low driving voltage. Since the display portion 9103 including the light-emitting elements has similar characteristics, the television set according to the present invention has little deterioration in image quality and low power consumption. With such characteristics, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the television device; therefore, the housing 9101 and the support base 9102 can be reduced in size and weight. In the television device according to the present invention, low power consumption, high image quality, and reduction in size and weight are achieved, so that a product suitable for a living environment can be provided.

図9(B)は本発明に係るコンピュータであり、本体9201、筐体9202、表示部9203、キーボード9204、外部接続ポート9205、ポインティングマウス9206等を含む。このコンピュータにおいて、表示部9203は、本発明の成膜方法又は成膜装置を用いて作製した発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特性を有している。その発光素子で構成される表示部9203も同様の特性を有するため、本発明に係るコンピュータは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特性により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9201や筐体9202の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。 FIG. 9B illustrates a computer according to the present invention, which includes a main body 9201, a housing 9202, a display portion 9203, a keyboard 9204, an external connection port 9205, a pointing mouse 9206, and the like. In this computer, the display portion 9203 is formed by arranging light-emitting elements manufactured using the film formation method or the film formation apparatus of the present invention in a matrix. The light-emitting element has characteristics of high light emission efficiency and low driving voltage. Since the display portion 9203 which includes the light-emitting elements has similar characteristics, the computer according to the present invention has no deterioration in image quality and low power consumption. With such characteristics, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the computer, so that the main body 9201 and the housing 9202 can be reduced in size and weight. In the computer according to the present invention, low power consumption, high image quality, and reduction in size and weight are achieved; therefore, a product suitable for the environment can be provided.

図9(C)は本発明に係る携帯電話であり、本体9401、筐体9402、表示部9403、音声入力部9404、音声出力部9405、操作キー9406、外部接続ポート9407、アンテナ9408等を含む。この携帯電話において、表示部9403は、本発明の成膜方法又は成膜装置を用いて作製した発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特性を有している。その発光素子で構成される表示部9403も同様の特性を有するため、本発明に係る携帯電話は画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特性により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9401や筐体9402の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。 FIG. 9C illustrates a mobile phone according to the present invention, which includes a main body 9401, a housing 9402, a display portion 9403, an audio input portion 9404, an audio output portion 9405, operation keys 9406, an external connection port 9407, an antenna 9408, and the like. . In this cellular phone, the display portion 9403 is formed by arranging light-emitting elements manufactured using the film formation method or the film formation apparatus of the present invention in a matrix. The light-emitting element has characteristics of high light emission efficiency and low driving voltage. Since the display portion 9403 including the light-emitting elements has similar characteristics, the mobile phone according to the present invention has no deterioration in image quality and low power consumption. With such characteristics, the deterioration compensation function and the power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the mobile phone, so that the main body 9401 and the housing 9402 can be reduced in size and weight. Since the cellular phone according to the present invention has low power consumption, high image quality, and reduced size and weight, a product suitable for carrying can be provided.

図9(D)は本発明の係るカメラであり、本体9501、表示部9502、筐体9503、外部接続ポート9504、リモコン受信部9505、受像部9506、バッテリー9507、音声入力部9508、操作キー9509、接眼部9510等を含む。このカメラにおいて、表示部9502は、本発明の成膜方法又は成膜装置を用いて作製した発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、駆動電圧が低いという特性を有している。その発光素子で構成される表示部9502も同様の特性を有するため、本発明に係るカメラは画質の劣化がなく、低消費電力化が図られている。このような特性により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体9501の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。 FIG. 9D illustrates a camera according to the present invention, which includes a main body 9501, a display portion 9502, a housing 9503, an external connection port 9504, a remote control receiving portion 9505, an image receiving portion 9506, a battery 9507, an audio input portion 9508, and operation keys 9509. , An eyepiece 9510 and the like. In this camera, the display portion 9502 is formed by arranging light-emitting elements manufactured using the film formation method or the film formation apparatus of the present invention in a matrix. The light-emitting element has characteristics of high light emission efficiency and low driving voltage. Since the display portion 9502 which includes the light-emitting elements has similar characteristics, the camera according to the present invention has no deterioration in image quality and low power consumption. With such characteristics, a deterioration compensation function and a power supply circuit can be significantly reduced or reduced in the camera, so that the main body 9501 can be reduced in size and weight. Since the camera according to the present invention has low power consumption, high image quality, and small size and light weight, a product suitable for carrying can be provided.

本実施例では、実施例1で発光素子の材料として用いた、2,3−ビス{4−[N−(4−ビフェニリル)−N−フェニルアミノ]フェニル}キノキサリン(略称:BPAPQ)の合成方法を具体的に例示する。 In this example, a method for synthesizing 2,3-bis {4- [N- (4-biphenylyl) -N-phenylamino] phenyl} quinoxaline (abbreviation: BPAPQ) used as the material of the light-emitting element in Example 1 Is specifically exemplified.

[ステップ1;2,3−ビス(4−ブロモフェニル)キノキサリンの合成]
窒素雰囲気下で、4,4’−ジブロモベンジル30.0g(81.5mmol)とo−フェニレンジアミン9.00g(83.2mmol)のクロロホルム溶液(200mL)を80℃で3時間加熱し、還流した。反応溶液を室温まで冷却した後、反応溶液を水で洗浄した。水層をクロロホルムで抽出し、有機層と合わせて飽和食塩水で洗浄し、更に有機層を硫酸マクネシウムで乾燥した。その後、ろ過、濃縮を行い、目的物である2,3−ビス(4−ブロモフェニル)キノキサリンの白色固体を33g、収率92%で得た。ステップ1の合成スキームを下記(d−1)に示す。
[Step 1; Synthesis of 2,3-bis (4-bromophenyl) quinoxaline]
Under a nitrogen atmosphere, a chloroform solution (200 mL) of 30.0 g (81.5 mmol) of 4,4′-dibromobenzyl and 9.00 g (83.2 mmol) of o-phenylenediamine was heated at 80 ° C. for 3 hours to reflux. . After the reaction solution was cooled to room temperature, the reaction solution was washed with water. The aqueous layer was extracted with chloroform, combined with the organic layer, washed with saturated brine, and the organic layer was further dried over magnesium sulfate. Thereafter, filtration and concentration were performed to obtain 33 g of a target white solid of 2,3-bis (4-bromophenyl) quinoxaline in a yield of 92%. The synthesis scheme of Step 1 is shown in (d-1) below.

Figure 0004801600
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[ステップ2;N−(4−ビフェニル)−N−フェニルアミンの合成]
窒素雰囲気下で、4−ブロモビフェニル20.0g(85.8mmol)、アニリン16.0g(172mmol)、酢酸パラジウム0.19g(0.858mmol)、炭酸カリウム23.7(172mmol)のキシレン懸濁液(157mL)にトリ−tert−ブチルホスフィン(10%ヘキサン溶液)5.2g(2.5mmol)を加え、120℃で10時間還流した。反応終了後、反応混合物を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出した。トルエン層と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、ろ過、濃縮し、残渣をシカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン)により精製し、濃縮し、N−(4−ビフェニル)−N−フェニルアミンの白色固体を13.5g、収率64%で得た。ステップ2の合成スキームを下記(d−2)に示す。
[Step 2; Synthesis of N- (4-biphenyl) -N-phenylamine]
Under nitrogen atmosphere, xylene suspension of 20.0 g (85.8 mmol) of 4-bromobiphenyl, 16.0 g (172 mmol) of aniline, 0.19 g (0.858 mmol) of palladium acetate, and 23.7 (172 mmol) of potassium carbonate To (157 mL) was added 5.2 g (2.5 mmol) of tri-tert-butylphosphine (10% hexane solution), and the mixture was refluxed at 120 ° C. for 10 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with water, and the aqueous layer was extracted with toluene. The toluene layer and the organic layer were combined, washed with saturated brine, and dried over magnesium sulfate. Thereafter, the mixture was filtered and concentrated, and the residue was purified by silica gel chromatography (developing solvent: toluene) and concentrated, and 13.5 g of a white solid of N- (4-biphenyl) -N-phenylamine was obtained in a yield of 64%. I got it. The synthesis scheme of Step 2 is shown in (d-2) below.

Figure 0004801600
Figure 0004801600

[ステップ3;BPAPQの合成]
窒素雰囲気下で、2,3−ビス(4−ブロモフェニル)キノキサリン5.0g(11.4mmol)、N−(4−ビフェニル)−N−フェニルアミン6.1g(25.0mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム0.33g(0.58mmol)、tert−ブトキシナトリウム5.5g(56.8mmol)のトルエン懸濁液(80mL)にトリ―tertブチルホスフィン(10%ヘキサン溶液)1.2g(0.58mmol)を加え、80℃で7時間加熱した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却し、析出物をろ過した。ろ物を再度トルエンに溶解し、この溶液をセライト、フロリジール、アルミナを用いてろ過し、ろ液を濃縮した。残渣をクロロホルム―ヘキサンで再結晶することで、BPAPQの黄色固体を8.1g、収率78%で得た。ステップ3の合成スキームを下記(d−3)に示す。
[Step 3; Synthesis of BPAPQ]
Under a nitrogen atmosphere, 2,3-bis (4-bromophenyl) quinoxaline 5.0 g (11.4 mmol), N- (4-biphenyl) -N-phenylamine 6.1 g (25.0 mmol), bis (di Benzylideneacetone) palladium 0.33 g (0.58 mmol) and tert-butoxy sodium 5.5 g (56.8 mmol) in a toluene suspension (80 mL) 1.2 g (0% hexane solution) of tri-tertbutylphosphine (10% hexane solution) .58 mmol) was added and heated at 80 ° C. for 7 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, and the precipitate was filtered. The filtrate was dissolved again in toluene, this solution was filtered using Celite, Florisil, and alumina, and the filtrate was concentrated. The residue was recrystallized from chloroform-hexane to obtain 8.1 g of BPAPQ yellow solid in a yield of 78%. The synthesis scheme of Step 3 is shown in (d-3) below.

Figure 0004801600
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なお、BPAPQのプロトン核磁気共鳴分光法(H−NMR)による分析結果は以下のとおりであった。
H−NMR(300MHz,CDCl);δ=8.16−8.13(m,2H),7.75−7.72(m,2H),7.58−7.04(m,36H)
The analysis results of BPAPQ by proton nuclear magnetic resonance spectroscopy ( 1 H-NMR) were as follows.
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ); δ = 8.16-8.13 (m, 2H), 7.75-7.72 (m, 2H), 7.58-7.04 (m, 36H) )

基板上に堆積された有機分子により有機化合物の膜が形成されている様子を表した模式図。The schematic diagram showing a mode that the film | membrane of the organic compound is formed with the organic molecule deposited on the board | substrate. 本発明に係る成膜方法とその原理を説明する図。2A and 2B illustrate a film forming method according to the present invention and its principle. 基板上に堆積されたホスト材料の分子とゲスト材料の分子により有機化合物の膜が形成されている様子を表した模式図。The schematic diagram showing a mode that the film | membrane of the organic compound is formed with the molecule | numerator of the host material and the guest material which were deposited on the board | substrate. 本発明に係る成膜方法とその原理を説明する図。2A and 2B illustrate a film forming method according to the present invention and its principle. 実施形態3に係る成膜装置の構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a configuration of a film forming apparatus according to a third embodiment. 実施形態3に係る成膜装置の構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a configuration of a film forming apparatus according to a third embodiment. 実施形態4に係る発光素子の素子構造を示した図。FIG. 6 shows an element structure of a light-emitting element according to Embodiment 4. 実施例2の発光装置を説明する図。6A and 6B illustrate a light-emitting device of Example 2. 実施例3の電子機器を説明する図。6A and 6B illustrate an electronic device of Embodiment 3.

符号の説明Explanation of symbols

10 成膜室
12 基板ステージ
14a 光導入窓
14b 光導入窓
16 蒸発源
18 排気口
20 シャッタ
22 レーザ光源
23 光学系
24 ビームエキスパンダ
26 ビームホモジナイザ
28 受光板
30 基板
31 基板チャック
32 シャドーマスク
33 マスクチャック
36 凹シリンドリカルレンズ
38 凸シリンドリカルレンズ
40 凸シリンドリカルレンズアレイ
42 凹シリンドリカルレンズアレイ
100 基板
101 有機分子
110 有機化合物膜
120 間隙
200 成膜室
201 基板保持手段
202 基板
203 レーザビーム
204 緻密な膜
210 蒸発源
211 有機化合物
212 有機化合物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Deposition chamber 12 Substrate stage 14a Light introduction window 14b Light introduction window 16 Evaporation source 18 Exhaust port 20 Shutter 22 Laser light source 23 Optical system 24 Beam expander 26 Beam homogenizer 28 Light receiving plate 30 Substrate 31 Substrate chuck 32 Shadow mask 33 Mask chuck 36 Concave Cylindrical Lens 38 Convex Cylindrical Lens 40 Convex Cylindrical Lens Array 42 Concave Cylindrical Lens Array 100 Substrate 101 Organic Molecule 110 Organic Compound Film 120 Gap 200 Deposition Chamber 201 Substrate Holding Unit 202 Substrate 203 Laser Beam 204 Dense Film 210 Evaporation Source 211 Organic compound 212 Organic compound

Claims (6)

それぞれ異なる複数の有機化合物が充填された複数の蒸発源と、
基板を固定する基板保持手段と、を有する成膜室内において、
前記複数の有機化合物を同時に気化させ、
気化している前記複数の有機化合物に前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射し、
前記複数の有機化合物を前記基板上に堆積させ、
前記複数の有機化合物は、ホスト材料およびゲスト材料を有し、
前記レーザビームの波長が、前記ゲスト材料を励起する波長であることを特徴とする成膜方法。
A plurality of evaporation sources each filled with a plurality of different organic compounds;
A film holding chamber having a substrate holding means for fixing the substrate,
Vaporizing the plurality of organic compounds simultaneously,
Irradiating the vaporized organic compound with a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate,
Depositing the plurality of organic compounds on the substrate;
The plurality of organic compounds have a host material and a guest material,
The film forming method , wherein a wavelength of the laser beam is a wavelength for exciting the guest material .
有機化合物を充填した複数の蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、
前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを照射するレーザビーム照射手段と、を有し、
前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源から気化した前記有機化合物に前記レーザビームを照射するように設けられ、
前記複数の蒸発源は、ホスト材料およびゲスト材料を有し、
前記レーザビームの波長が、前記ゲスト材料を励起する波長であることを特徴とする成膜装置。
A plurality of evaporation sources filled with an organic compound, and a substrate holding means for exposing and holding one surface or at least a part of the substrate;
Laser beam irradiation means for irradiating a laser beam substantially parallel to one surface of the substrate,
The laser beam irradiation means is provided to irradiate the laser beam to the organic compound vaporized from the evaporation source,
The plurality of evaporation sources includes a host material and a guest material,
The film forming apparatus , wherein the wavelength of the laser beam is a wavelength for exciting the guest material .
有機化合物を充填した複数の蒸発源と、基板の一表面若しくは少なくともその一部を露出させ保持する基板保持手段と、を内部に備えた成膜室と、
前記成膜室に設けられた光導入窓と、
前記基板の一表面と略平行となるようなレーザビームを前記光導入窓から前記成膜室内に照射するレーザビーム照射手段と、を有し、
前記レーザビーム照射手段は、前記蒸発源から気化した前記有機化合物に前記レーザビームを照射するように設けられ、
前記複数の蒸発源は、ホスト材料およびゲスト材料を有し、
前記レーザビームの波長が、前記ゲスト材料を励起する波長であることを特徴とする成膜装置。
A plurality of evaporation sources filled with an organic compound, and a substrate holding means for exposing and holding one surface or at least a part of the substrate;
A light introduction window provided in the film forming chamber;
Laser beam irradiation means for irradiating the film forming chamber with a laser beam that is substantially parallel to one surface of the substrate from the light introduction window,
The laser beam irradiation means is provided to irradiate the laser beam to the organic compound vaporized from the evaporation source,
The plurality of evaporation sources includes a host material and a guest material,
The film forming apparatus , wherein the wavelength of the laser beam is a wavelength for exciting the guest material .
請求項2または請求項3において、
前記レーザビーム照射手段のレーザ光源として、Arレーザ、Krレーザ、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ、YLFレーザ、YAlOレーザ、GdVOレーザ、KGWレーザ、KYWレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、Yレーザ、YVOレーザ、セラミックスレーザ、ヘリウムカドミウムレーザから選ばれるいずれか一のレーザ発振器が用いられることを特徴とする成膜装置。
In claim 2 or claim 3,
As a laser light source of the laser beam irradiation means, Ar laser, Kr laser, carbon dioxide laser, YAG laser, YLF laser, YAlO 3 laser, GdVO 4 laser, KGW laser, KYW laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, Y 2 O A film forming apparatus using any one of a laser oscillator selected from a 3 laser, a YVO 4 laser, a ceramics laser, and a helium cadmium laser.
請求項2乃至請求項4のいずれか一項において、
前記レーザビームの照射端に、前記レーザビームを吸収する受光板が設けられていることを特徴とする成膜装置。
In any one of Claims 2 thru | or 4,
A film forming apparatus, wherein a light receiving plate for absorbing the laser beam is provided at an irradiation end of the laser beam.
請求項2乃至請求項5のいずれか一項において、
前記基板と前記レーザの照射位置の間隔は0.01mm以上0.1mm以下であることを特徴とする成膜装置。
In any one of Claims 2 thru | or 5,
The film forming apparatus is characterized in that an interval between the substrate and the laser irradiation position is 0.01 mm or more and 0.1 mm or less.
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