專利名稱：發(fā)光器件制作系統(tǒng)和制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有沉積裝置的制作裝置，用于能夠通過蒸發(fā)進(jìn)行沉積的材料(以下將其稱為蒸發(fā)材料)的沉積。具體來說，本發(fā)明是一種當(dāng)將有機(jī)材料用作蒸發(fā)材料時的有效技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來，已經(jīng)積極地對具有EL元件作為自發(fā)光元件的發(fā)光器件進(jìn)行了研究。特別地，一種利用有機(jī)材料作為EL材料的發(fā)光器件收到關(guān)注。這種發(fā)光器件也被稱為有機(jī)EL顯示器或有機(jī)發(fā)光二極管。
此外，EL元件具有陽極、陰極以及包含有機(jī)化合物的層，對該層加上電場可以獲得電致發(fā)光(以下稱為EL層)。在有機(jī)化合物中的電致發(fā)光具有從單激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)中的發(fā)光(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)中的發(fā)光(磷光)。利用本發(fā)明的沉積裝置和沉積方法制作的發(fā)光裝置能夠適用于這兩種發(fā)光情況。
由于與液晶顯示器件不同，該發(fā)光器件的特征在于沒有視角的問題，因為它們是自發(fā)光型的。更具體來說，它們比液晶顯示器更適合于在戶外使用。已經(jīng)提出了各種使用形式。
EL元件具有將EL層夾在一對電極之間的結(jié)構(gòu)。EL層一般具有多層結(jié)構(gòu)。典型地，陽極/空穴傳輸層/發(fā)射層/電子傳輸層/陰極的多層結(jié)構(gòu)是著名的，這是由EastmanKodakCompany的Tang提出的。這種結(jié)構(gòu)具有很高的發(fā)光效率，為大多數(shù)目前正在研究和開發(fā)的發(fā)光器件所采用。
另外，除了這一點，這些結(jié)構(gòu)可以很好地按照這樣的順序?qū)盈B在陽極之上空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層的結(jié)構(gòu)，或者，空穴注入層/空穴傳輸層/發(fā)光層/電子傳輸層/電子注入層的結(jié)構(gòu)。此外，給發(fā)光層涂上熒光顏料也是可以接受的。此外，這些層最好都用低分子材料構(gòu)成或者都用聚合材料構(gòu)成。
在本說明中，將位于陽極和陰極之間總的層集中稱為EL層。因此，認(rèn)為空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層都包括在EL層中。
在本說明中，由陽極、EL層和陰極構(gòu)成的發(fā)光元件稱為EL元件。EL元件有兩種系統(tǒng)將EL層構(gòu)成在兩種相互垂直的長條電極之間的系統(tǒng)(簡單矩陣系統(tǒng))和將EL層構(gòu)成在相反的電極與連接TFT并且按矩陣排列的像素電極之間的系統(tǒng)(主動矩陣系統(tǒng))。
構(gòu)成EL層的EL材料一般分為低分子(基于單體的)材料和聚合(基于聚合體的)材料。低分子材料主要通過蒸發(fā)來沉積。
EL材料往往出現(xiàn)嚴(yán)重變質(zhì)，它很容易被存在的氧氣或濕氣氧化或退化。由于這個緣故，在沉積之后不能進(jìn)行光刻處理。為了形成圖案，需要用具有打開部分的掩膜(以后稱之為掩膜)同時進(jìn)行沉積和分離。因此，幾乎已經(jīng)將所有升華了的有機(jī)EL材料沉積在薄膜形成室或墻沉積防護(hù)罩(用于防止蒸發(fā)材料沉積在薄膜形成室的內(nèi)墻上的保護(hù)板)的內(nèi)墻上。
在傳統(tǒng)的蒸發(fā)裝置中，將襯底與蒸發(fā)源之間的空間設(shè)置的比較寬，以提高薄膜厚度的均勻性，這使得裝置本身的尺寸較大。此外，由于襯底與蒸發(fā)源之間的空間寬，使沉積速度變低，排空薄膜形成室內(nèi)部所需的時間很長，生產(chǎn)能力下降。
此外，在傳統(tǒng)的蒸發(fā)裝置中，對昂貴的EL材料的利用率大約為百分之一或更低，這種極低的利用率使發(fā)光器件的制作成本極高。
發(fā)明概述EL材料非常昂貴，其每克的單價比沒克黃金的單價要貴得多。因此，希望盡可能有效地使用它們。但是，在傳統(tǒng)的蒸發(fā)裝置中，對昂貴的EL材料的利用率很低。
本發(fā)明的一個目的是提供一種能夠提高EL材料的利用率并且在均勻性和生產(chǎn)能力方面性能卓越的蒸發(fā)裝置。
在本發(fā)明中，在蒸發(fā)過程中，襯底與蒸發(fā)源之間的距離d通常減小到30cm或更小，對蒸發(fā)材料的利用率以及生產(chǎn)能力明顯提高。由于減小了襯底與蒸發(fā)源之間的距離d，因此可以減小薄膜形成室的尺寸。小型化降低了薄膜形成室的容積。因此，可以縮短用于抽真空的時間，可以減少薄膜形成室內(nèi)部的雜質(zhì)總量，還可以防止在高純度的EL材料中混入雜質(zhì)(濕氣和氧氣)。按照本發(fā)明，將來實現(xiàn)更高純度的蒸發(fā)材料的想法是可行的。
除此之外，本發(fā)明的特征在于，在薄膜形成室中，將具有用蒸發(fā)材料密封的容器的蒸發(fā)源支持器移動到距襯底一定的間距。在本說明中，將具有配備了可移動蒸發(fā)源支持器的蒸發(fā)裝置的制作系統(tǒng)稱為移動單元集群系統(tǒng)(movingcellclustersystem)。單個蒸發(fā)源支持器可以支持兩個或更多坩堝，最好是四個或六個坩堝。在本發(fā)明中，蒸發(fā)源支持器被移動。這樣，當(dāng)快速移動時，掩膜幾乎沒有被加熱。因此也可以抑制由掩膜熱變形引起的沉積失敗。
將要在本說明披露的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種具有沉積裝置的制作系統(tǒng)，其中，將蒸發(fā)材料從沉積在襯底對面的蒸發(fā)源蒸發(fā)并且沉積在襯底上，所述系統(tǒng)包括一個薄膜形成室，用于放置襯底，所述薄膜形成室包括蒸發(fā)源；以及用于移動蒸發(fā)源的裝置(適合于移動的單元)，其中，為了進(jìn)行沉積，蒸發(fā)源沿X方向、Y方向或之字形移動。
此外，可以接受的是，將用于旋轉(zhuǎn)襯底的機(jī)構(gòu)布置在薄膜形成室中，為了沉積出厚度非常均勻的薄膜，在蒸發(fā)過程中，使襯底旋轉(zhuǎn)和蒸發(fā)源移動同時進(jìn)行。
將要在本說明披露的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種具有沉積裝置的制作系統(tǒng)，在該沉積裝置中，將蒸發(fā)材料從沉積在襯底對面的蒸發(fā)源蒸發(fā)并且沉積在襯底上，一個薄膜形成室，用于放置襯底，所述薄膜形成室具有蒸發(fā)源；用于移動蒸發(fā)源的裝置(適合于移動的單元)；以及用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置(適合于旋轉(zhuǎn)的單元)，其中，為了進(jìn)行沉積，使襯底旋轉(zhuǎn)和蒸發(fā)源移動同時進(jìn)行。
可以構(gòu)成一種多室系統(tǒng)的制作系統(tǒng)。本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)是具有沉積裝置的制作系統(tǒng)，該制作系統(tǒng)具有一個加載室；一個與加載室連接的輸送室；一個與輸送室連接的薄膜形成室，其中，薄膜形成室包括
蒸發(fā)源；以及用于移動蒸發(fā)源的裝置(適合于移動的單元)，用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置(適合于旋轉(zhuǎn)的單元)，其中，為了進(jìn)行沉積，使襯底旋轉(zhuǎn)和蒸發(fā)源移動同時進(jìn)行。
在本結(jié)構(gòu)中，蒸發(fā)源與襯底之間的距離的特征為30cm或低于30cm，最好是5到15cm。
在本結(jié)構(gòu)中，薄膜形成室的特征在于與用于對薄膜形成室抽真空的真空處理室連接。
在本結(jié)構(gòu)中，蒸發(fā)源的特征在于至少在X方向和Y方向移動。在本結(jié)構(gòu)中，將掩膜布置在襯底與蒸發(fā)源之間，該掩膜的特征在于由具有低熱膨脹系數(shù)的金屬材料構(gòu)成。
在本結(jié)構(gòu)中，蒸發(fā)材料的特征在于是有機(jī)化合物或金屬材料。
當(dāng)說道主處理時，在該處理中，如氧氣和濕氣等雜質(zhì)被混入用于蒸發(fā)的EL材料或金屬材料中，在蒸發(fā)和蒸發(fā)處理之前，可以考慮將EL材料或金屬材料放入蒸發(fā)裝置的過程。
一般來說，用于儲存EL材料的容器放在用塑料蓋封閉的棕色玻璃瓶中，還應(yīng)該考慮用于儲存EL材料的容器的密封度不夠。
傳統(tǒng)上，在利用蒸發(fā)的方法進(jìn)行沉積的過程中，將盛在容器(玻璃瓶)中的預(yù)定量的蒸發(fā)材料取出，并且傳送到位于面對蒸發(fā)裝置中的加工件的位置上的容器(通常是坩堝和蒸發(fā)器皿)中。在傳送操作中，很容易混入雜質(zhì)。更具體來說，很容易混入氧氣、濕氣和其它雜質(zhì)，這是降低EL元件品質(zhì)的原因之一。
例如，在所述材料從玻璃瓶輸送到容器的過程中，考慮人手將在配備有手套的預(yù)處理室中的材料輸送到蒸發(fā)室。但是，當(dāng)預(yù)處理室配備有手套時，不能對該室抽真空，因此在大氣壓下進(jìn)行該操作。即使在惰性氣體中進(jìn)行該操作，也很難盡可能減少預(yù)處理室中的氧氣和濕氣。還考慮利用機(jī)器人。但是，蒸發(fā)材料是粉末，因此很難制造輸送機(jī)器人。因此很難制造完全密封的系統(tǒng)，使從形成覆蓋下面電極的EL層的步驟到形成上面電極的步驟的這些處理步驟都自動進(jìn)行，以避免混入雜質(zhì)。
那么，在本發(fā)明中，構(gòu)成了一種制作系統(tǒng)，其中，不將通常為玻璃瓶的傳統(tǒng)容器用作存儲EL材料的容器，而將EL材料和金屬材料直接放在要被放入蒸發(fā)裝置的容器中，并且在傳送之后將它們沉積。本發(fā)明實現(xiàn)了防止雜質(zhì)混入高純度的EL材料中?；蛘撸?dāng)直接放置EL材料的蒸發(fā)材料時，不分開放置所獲得的蒸發(fā)材料，而采用將蒸發(fā)材料在放在蒸發(fā)裝置中的容器中直接升華和提純。按照本發(fā)明，將來實現(xiàn)更高純度的蒸發(fā)材料的想法是可行的。最好將金屬材料直接放在要被放入蒸發(fā)裝置中的容器中，并且通過電阻加熱進(jìn)行蒸發(fā)。
所希望的是，使用蒸發(fā)裝置的發(fā)光器件制造商要求材料制造商直接將蒸發(fā)材料放入要被放在蒸發(fā)裝置中的容器中，材料制造商制作或銷售蒸發(fā)材料。
此外，即使由材料制造商提供高純度的EL材料，在發(fā)光器件制造器中的傳統(tǒng)輸送操作也總有混入雜質(zhì)的風(fēng)險，不能保持EL材料的純度，這使得在純度方面受到限制。按照本發(fā)明，發(fā)光器件制造器與材料制造器合作，努力減少混入的雜質(zhì)，這可以保持由材料制造器獲得的高純度EL材料。因此，發(fā)光器件制造器能夠在不降低純度的情況下進(jìn)行蒸發(fā)。
附圖簡要說明通過結(jié)合附圖考慮下面的詳細(xì)描述，可以很容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，其中

圖1A和1B示出了實施例1；圖2A和2B為說明例1的截面圖；圖3示出了發(fā)光器件的頂視圖；圖4A、4B和4C為說明例3的截面圖；圖5示出了多室系統(tǒng)的制作系統(tǒng)(例4)；圖6示出了移動蒸發(fā)源支持器的一個例子；圖7示出了例5；圖8A和8B示出了在設(shè)置室中的坩堝傳送；圖9A和9B示出了在設(shè)置室中傳送到蒸發(fā)源支持器的坩堝；以及圖10示出了多室系統(tǒng)的制作系統(tǒng)(例7)。
優(yōu)選實施例描述以下將對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述。
實施例圖1A和1B示出了本發(fā)明的沉積裝置。圖1A為截面圖，圖1B為頂視圖。
在圖1A和1B中，標(biāo)號11表示薄膜形成室，標(biāo)號12表示襯底支持器，標(biāo)號13表示襯底，標(biāo)號14表示掩膜，標(biāo)號15表示沉積罩(沉積閘)，標(biāo)號17表示蒸發(fā)源支持器，標(biāo)號18表示蒸發(fā)材料，并且標(biāo)號19表示經(jīng)過蒸發(fā)的蒸發(fā)材料。
在真空度為5×10-3乇(0.665帕)或更低，最好是10-4到10-6帕的薄膜形成室11中進(jìn)行蒸發(fā)。在蒸發(fā)過程中，通過預(yù)先進(jìn)行電阻加熱對蒸發(fā)材料進(jìn)行蒸發(fā)(汽化)。當(dāng)進(jìn)行蒸發(fā)時，將閘(沒有示出)打開，使得材料沿著襯底13的方向飛。經(jīng)過蒸發(fā)的蒸發(fā)材料19向上飛，通過位于掩膜14中的打開部分，并且有選擇地蒸發(fā)到襯底13上。
在蒸發(fā)裝置中，蒸發(fā)源支持由一個坩堝、通過散熱元件布置在坩堝外面的加熱器、在加熱器的外面布置隔熱層、用于將它們包住的外殼、圍繞該外殼的外面布置的冷卻管以及用于打開和關(guān)閉外殼的打開部分的閘設(shè)備構(gòu)成，包括坩堝的打開部分。此外，在本說明中，坩堝是一個具有相對較大開口部分的圓桶形容器，它是由BN的燒坯、BN和AlN的混合燒坯、或如石英和石墨等能夠抵抗高溫、高壓和減壓的材料構(gòu)成的。
最好可以由微計算機(jī)對沉積速度進(jìn)行控制。
在圖1A和1B中示出的蒸發(fā)裝置中，在蒸發(fā)過程中，通常將襯底13與蒸發(fā)源支持器17之間的距離d減小到30cm或以下，20cm或以下更好，最好是5到15cm。這樣明顯提高了對蒸發(fā)材料的利用率和生產(chǎn)能力。
襯底支持器12配備有用于旋轉(zhuǎn)襯底13的機(jī)構(gòu)。支持器配備有用于在薄膜形成室11內(nèi)部沿著X方向或Y方向移動該支持器的機(jī)構(gòu)，同時蒸發(fā)源支持器17保持水平。這里，示出了沿著某個方向移動該支持器的例子，對此沒有具體規(guī)定。使蒸發(fā)源支持器17在二維平面內(nèi)沿X方向或Y方向移動是可以接受的?？蛇x地，最好蒸發(fā)源支持器201可以沿著X方向或Y方向往返移動若干次、斜著移動或沿著弧形移動。蒸發(fā)源支持器201可以按照固定的加速度移動。蒸發(fā)源支持器201也可以在靠近襯底的邊緣部分減速或加速移動。例如，如圖6所示的例子，最好使蒸發(fā)源支持器201沿著折線移動。在圖6中，標(biāo)號200表示襯底，標(biāo)號201表示蒸發(fā)源支持器，標(biāo)號202表示蒸發(fā)源支持器移動的方向。在圖6中，可以在蒸發(fā)源支持器201中放置四個坩堝。將蒸發(fā)材料203a和蒸發(fā)材料203b放在不同的坩堝中。
圖1A和1B所示的蒸發(fā)裝置的特征在于，在蒸發(fā)過程中，可以使襯底13的旋轉(zhuǎn)和蒸發(fā)源支持器17的移動同時進(jìn)行，并且由此使沉積在薄膜厚度均勻性方面表現(xiàn)優(yōu)越。
可以將沉積罩布置在可移動蒸發(fā)源支持器17中。最好，在單個蒸發(fā)源支持器中提供的有機(jī)化合物不必是單一的化合物，它可以是多種化合物。例如，可以在蒸發(fā)源中提供用作摻雜劑的另一種有機(jī)化合物(摻雜材料)，而不是提供一種用作發(fā)光有機(jī)化合物的材料。最好，要被沉積的有機(jī)化合物層由宿主材料和激發(fā)能量低于該宿主材料的發(fā)光材料(摻雜材料)構(gòu)成，將摻雜材料的激發(fā)能量設(shè)計為低于空穴傳輸區(qū)域的激發(fā)能量和電子傳輸層的激發(fā)能量。因此，防止了攙雜材料的分子激發(fā)子擴(kuò)散，并且可以提高攙雜材料的發(fā)光效率。當(dāng)攙雜材料是載流子截留材料時，也可以提高載流子重新組合的效率。能夠?qū)⑷丶ぐl(fā)能量轉(zhuǎn)換為光發(fā)射的材料作為攙雜材料混入混合區(qū)域的情況也包括在本發(fā)明中。關(guān)于混合區(qū)域的形成，最好混合區(qū)域具有濃度梯度。
當(dāng)在單個蒸發(fā)源支持器中提供多種有機(jī)化合物時，希望將化合物蒸發(fā)的方向設(shè)置為傾斜的，以便在工件的位置相交，使有機(jī)化合物相互混合。如圖6所示，為了進(jìn)行共同蒸發(fā)，蒸發(fā)源支持器201可以有四種蒸發(fā)材料(兩種作為蒸發(fā)材料a的宿主材料和兩種作為蒸發(fā)材料b的攙雜材料)。
由于通常將襯底13與蒸發(fā)源支持器17之間的距離減小到30cm或更小，最好是5到15cm，掩膜14可能被加熱。因此，對于掩膜14來說，希望利用具有低熱膨脹系數(shù)的金屬材料，這樣的材料幾乎不出現(xiàn)熱變形(例如，高熔點金屬如鎢、鉭、鉻、鎳和鉬等或是包含這些元素的合金，以及如不銹鋼、鉻鎳鐵合金和耐熱鎳基合金等材料)。例如，42％鎳和58％鐵的低熱膨脹合金是有名的。為了冷卻要被加熱的掩膜，最好使該掩膜配備有用于循環(huán)冷卻介質(zhì)(冷卻水或冷卻氣體)的裝置。
掩膜14用于有選擇地沉積薄膜，在薄膜的整個表面上沉積時不需要它。
襯底支持器12安裝有永磁鐵，它利用磁力將金屬制作的掩膜固定，還固定夾在中間的襯底13。這里示出了掩膜與襯底13緊密接觸的例子。但是，最好適當(dāng)?shù)靥峁┮环N用于帶有一些空間固定襯底的襯底支持器或掩膜支持器。
薄膜形成室11與用于對薄膜形成室抽真空的真空處理室連接。關(guān)于真空處理室，提供了磁浮渦輪分子泵、低溫泵和干燥密封真空泵。因此，可以將傳輸室的極限真空度設(shè)置為10-5到10-6，并且可以對來自泵側(cè)和排氣系統(tǒng)的雜質(zhì)反向擴(kuò)散進(jìn)行控制。為了防止將雜質(zhì)引入該裝置中，將惰性氣體如氮氣和稀有氣體用作要被引入的氣體。在將要被引入裝置的氣體引入該裝置之前，利用氣體凈化器對這些氣體進(jìn)行高度凈化。因此，需要提供氣體凈化器，以便對氣體進(jìn)行高度凈化，然后將其引入蒸發(fā)裝置。因此，可以預(yù)先消除包含在氣體中的氧氣、濕氣以及其它雜質(zhì)。這樣就防止了將雜質(zhì)引入該裝置。
最好在薄膜形成室11中提供等離子體生成單元，在沒有放入襯底的狀態(tài)下，在薄膜形成室中生成等離子體(通過對從Ar、H、F、NF3或O中選擇的一種或幾種氣體進(jìn)行激發(fā)產(chǎn)生的等離子體)，為了清潔，將沉積在薄膜形成室的內(nèi)墻、墻沉積罩或掩膜上的沉積物汽化排放到薄膜形成室外面。這樣，可以在保持期間，在不將薄膜形成室暴露在空氣中的情況下，對其進(jìn)行清潔。此外，清潔中被汽化的有機(jī)化合物可以通過排氣系統(tǒng)收集并對其重復(fù)利用。
以下將通過例子，更詳細(xì)地描述按照這樣的結(jié)構(gòu)形成的本發(fā)明。
例子[例1]這里，按照圖2A和2B，對制作有源矩陣發(fā)光器件的處理步驟進(jìn)行舉例和描述，該發(fā)光器件具有在同一個襯底上的像素部分和驅(qū)動電路并且包括EL元件。
首先，如圖2A所示，利用眾所周知的制作處理步驟，在具有絕緣表面的襯底21上形成薄膜晶體管(下面將其稱為TFT)22。在像素部分20a中，形成n溝道TFT和p溝道TFT。這里，在圖中示出用于給有機(jī)發(fā)光元件提供電流的p溝道TFT。用于給有機(jī)發(fā)光元件提供電流的TFT可以是n溝道TFT或p溝道TFT。在位于像素部分周圍的驅(qū)動電路20b中，形成n溝道TFT、p溝道TFT以及將它們互補(bǔ)組合的COMS電路。這里，示出了一個例子，其中，按照矩陣形成由透明氧化膜形成的陽極23(ITO(氧化銦錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)和氧化鋅(ZnO))，然后形成連接TFT的有源層的接線。隨后，形成由無機(jī)材料或有機(jī)材料構(gòu)成的絕緣薄膜24，用于覆蓋陽極23的端部。
然后，如圖2B所示，沉積用于形成EL元件的有機(jī)化合物層(EL層)。
首先，作為預(yù)處理，對陽極23進(jìn)行清潔。關(guān)于清潔陽極表面，在真空中進(jìn)行紫外線照射或者進(jìn)行氧等離子體處理，以便清潔陽極表面。關(guān)于氧化，最好在將襯底加熱到100到120℃的情況下，在包含氧氣的空氣中進(jìn)行紫外線照射，在陽極是氧化物如ITO的情況下，這樣做是有效的。關(guān)于退火，為了清除附著在襯底中的雜質(zhì)如氧氣和濕氣以及沉積在襯底上的薄膜中的雜質(zhì)如氧氣和濕氣，可以在襯底能夠在真空中承受的50℃或更高，最好是65到150℃的加熱溫度下對襯底進(jìn)行退火。特別地，EL材料往往被雜質(zhì)如氧氣和濕氣退化，因此在蒸發(fā)之前在真空進(jìn)行退火是有效的。
接著，在不暴露在空氣中的情況下，將襯底輸送到圖1A和1B所示的作為沉積裝置的薄膜形成室，并且將作為有機(jī)化合物層之一的空穴傳輸層、空穴注入層或發(fā)光層適當(dāng)?shù)貙盈B在陽極23上。這里，為了進(jìn)行蒸發(fā)，將在作為圖1A和1B中示出的蒸發(fā)裝置的薄膜形成室中提供的蒸發(fā)源加熱，沉積出空穴注入層25、發(fā)光層(R)26、發(fā)光層(G)27和發(fā)光層(B)28。發(fā)光層(R)為發(fā)出紅光的發(fā)光層，發(fā)光層(G)為發(fā)出綠光的發(fā)光層，并且發(fā)光層(B)為發(fā)出藍(lán)光的發(fā)光層。在圖1A和1B中示出的沉積裝置用于蒸發(fā)，它可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
然后，形成陰極29。在圖1A和1B中示出的薄膜形成室可以用于形成陰極29。在圖1A和1B中示出的沉積裝置用于蒸發(fā)，它可以顯著地提高陰極的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
關(guān)于用于陰極29的材料，考慮最好利用具有較小功函數(shù)的金屬(典型的是在元素周期表中第一族或第二族中的金屬元素)或包含它們的合金。功函數(shù)越小，發(fā)光效率提高的越多。由此，作為用于陰極的材料，包含堿金屬之一Li(鋰)的合金材料是他們當(dāng)中的理想材料。陰極也用作全部像素的共用接線，它具有在通過接線的輸入端部分的端子電極。
接著，最好利用保護(hù)膜、密封襯底或密封罐對襯底進(jìn)行密封，將有機(jī)發(fā)光器件與外界完全隔開，以防止外界的物質(zhì)進(jìn)入，由于濕氣和氧氣使EL層氧化，這些物質(zhì)會引起退化。可以提供干燥劑。
然后，用各向異性的導(dǎo)電材料將FPC(軟性印刷電路)聯(lián)接到輸入和輸出端部分中的電極上。各向異性的導(dǎo)電材料是由樹脂與鍍金的直徑為幾到幾百微米的導(dǎo)電顆粒構(gòu)成的，其中導(dǎo)電顆粒在電氣上將在輸入和輸出部分中的電極與在FPC中形成的接線連接。
最好提供光學(xué)膜如由起偏振片和延遲劑構(gòu)成的循環(huán)偏振片，或者，如果需要，安裝IC芯片。
按照這些處理步驟，完成了用FPC連接的模塊型有源矩陣發(fā)光器件。
此外，這里示出了陽極是透明導(dǎo)電膜，按照這樣的順序疊加陽極、有機(jī)化合物層和陰極的例子。但是，本發(fā)明不限于這種多層結(jié)構(gòu)。可以按照陰極、有機(jī)化合物層和陽極的順序進(jìn)行分層，或者，陽極可以是一個金屬層，按照陽極、有機(jī)化合物層和半透明的陰極的順序進(jìn)行分層。
這里示出了頂部柵極TFT的例子，作為TFT的結(jié)構(gòu)。但是，本發(fā)明能夠修改而不必考慮TFT的結(jié)構(gòu)。例如，可以改為底部柵極(逆交叉)的TFT和交叉TFT。
圖3示出了EL模塊的頂視圖的外觀。在形成了無數(shù)TFT的襯底(也將其稱為TFT襯底)35中，布置了用于顯示的像素部分30、用于驅(qū)動在像素部分中的像素的驅(qū)動電路31a和31b、用于將布置在EL層之上的陰極連接到互連接線的連接部分、以及用于聯(lián)結(jié)FPC從而連接外部電路的端子部分32。將該模塊用用于密封EL元件的襯底和密封材料34進(jìn)行密封。
在圖3中，沒有具體表明像素部分的截面圖。這里，將圖2B中示出的截面圖作為例子。圖3中示出的模塊為進(jìn)行密封處理之后的產(chǎn)品，其中，將保護(hù)膜或者密封襯底聯(lián)接到具有圖2B所示截面結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品上。
在襯底上形成絕緣薄膜，在絕緣薄膜的上部形成像素部分和驅(qū)動電路。由多個包括電流控制TFT和在電氣上連接漏極的像素電極構(gòu)成像素部分。通過利用包括n溝道TFT和p溝道TFT的CMOS電路形成驅(qū)動電路。
最好通過利用眾所周知的技術(shù)形成這些TFT。
像素電極起發(fā)光元件(有機(jī)發(fā)光元件)的陽極的作用。在像素電極的兩端形成稱為岸(bank)的絕緣薄膜，在像素電極之上形成有機(jī)化合物層和發(fā)光元件的陰極。
陰極起由全部像素共用的接線的作用，通過連接接線，陰極在電氣上連接到連接FPC的端子部分。用陰極和保護(hù)膜覆蓋像素部分和驅(qū)動電路包括的全部器件。最好用膠粘劑將襯底與覆蓋材料(用于密封的襯底)粘結(jié)。可以在覆蓋材料中布置凹進(jìn)部分用來放置干燥劑。
本例可以與實施例自由組合。
例1示出了制作將頂部柵極TFT(更具體講，它是平面TFT)作為TFT22的例子。在本例中，使用TFT42而不是TFT22。在本例中使用的TFT42為底部柵極TFT(更具體講為逆交叉TFT)，最好利用眾所周知的制作處理步驟來制作它。
如圖4A所示，首先，利用眾所周知的制作處理步驟，在具有絕緣表面的襯底41上形成底部柵極的TFT42。這里，示出了形成TFT，然后按照矩陣形成陽極43的例子，陽極43由金屬層(從Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn和In只選擇的包括一種或多個元素的導(dǎo)電材料)構(gòu)成。
接著，沉積用于覆蓋陽極43端部的絕緣薄膜44，它是由無機(jī)材料或有機(jī)材料構(gòu)成的。
然后，如圖4B所示，沉積用于形成EL元件的有機(jī)化合物層(EL層)。將襯底傳送到配備有蒸發(fā)源的薄膜形成室，在陽極43之上適當(dāng)?shù)貙盈B空穴傳輸層、空穴注入層或發(fā)光層，它們是有機(jī)化合物層之一。這里在圖1A和1B所示的沉積裝置中進(jìn)行蒸發(fā)，沉積出空穴注入層45、發(fā)光層(R)46、發(fā)光層(G)47和發(fā)光層(B)48。在圖1A和1B中所示的沉積裝置用于蒸發(fā)，它可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
接著，利用圖1A和1B所示的沉積裝置形成應(yīng)當(dāng)為下層的陰極49a。圖1A和1B所示的沉積裝置用于蒸發(fā)，它可以顯著地提高陰極49a的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。關(guān)于應(yīng)當(dāng)作為下層的陰極49a，最好使用非常薄的金屬膜(通過將鋁與合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素聯(lián)合蒸發(fā)而沉積的薄膜)或這些材料的多層。
然后，在陰極49a之上形成電極49b(圖4C，對于電極49b，最好使用透明金屬氧化膜(ITO(氧化銦錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)和氧化鋅(ZnO))。圖4C所示的多層結(jié)構(gòu)是沿著圖中箭頭所示的方向發(fā)光的情況(光線通過陰極)。由此，最好將半透明的導(dǎo)電材料用作包括陰極的電極。
在本步驟之后的步驟與例1中示出的模塊型有源矩陣發(fā)光器件的步驟相同，因此這里將其說明省略。
本例可以與實施例、例1或2中的任意一個自由結(jié)合。
在本例中，圖5示出了多室系統(tǒng)的制作系統(tǒng)，其中到制作上部電極之前，制作步驟完全是自動進(jìn)行的。
在圖5中，100a到100k和100m到100u表示門，101表示預(yù)處理室，119表示取出室，102、104a、108、114和118表示輸送室，105、107和111表示傳遞室，106R、106B、106G、109、110、112和113表示薄膜形成室，103表示預(yù)處理室，117表示密封襯底加載室，115表示分配室，116表示封裝室，120a和120b表示盒(chamber)室，121表示支架安裝臺。
下面將說明預(yù)先用TFT22和陽極23形成的襯底在圖5所示的制作系統(tǒng)中傳送，以形成圖2B所示的多層結(jié)構(gòu)的過程。
首先，在盒室120a或盒室120b中放置用TFT和陽極23形成的襯底。當(dāng)該襯底是大尺寸襯底時(例如，300mm×360mm)，將其放置在盒室120b中。當(dāng)該襯底是一般襯底時(例如，127mm×127mm)，將其傳送到支架安裝臺121。然后，將幾個襯底放入支架中(例如，300mm×360mm)。
然后，將襯底從配備有襯底輸送機(jī)構(gòu)的輸送室118傳送到準(zhǔn)備室101。
準(zhǔn)備室101與真空處理室連接。最好，將準(zhǔn)備室101抽真空，然后引入惰性氣體達(dá)到大氣壓。接著，將襯底傳送到連接準(zhǔn)備室101的輸送室102。預(yù)先將輸送室抽真空以保持真空，以便不存在濕氣和氧氣。
輸送室102與用于對輸送室抽真空的真空處理室連接。關(guān)于真空處理室，提供了磁浮渦輪分子泵、低溫泵或干燥密封真空泵。因此，輸送室中的最終的真空度可以達(dá)到10-5到10-6Pa，并且可以對從泵側(cè)的雜質(zhì)反向擴(kuò)散和排氣系統(tǒng)進(jìn)行控制。為了防止將雜質(zhì)引入該裝置，將惰性氣體如氮氣和稀有氣體用作要引入的氣體。在引入該裝置之前，用氣體凈化器對要引入該裝置的氣體進(jìn)行高度凈化。因此，需要配備氣體凈化器，以便對氣體進(jìn)行高度凈化，然后將其引入該裝置。因此，可以預(yù)先清除包含在氣體中的氧氣、濕氣和其它雜質(zhì)。這樣，可以防止將雜質(zhì)引入該裝置。
為了清除包含在襯底中的濕氣和其它氣體，襯底最好在真空中退火以除氧。最好將襯底傳送到與輸送室102連接的預(yù)處理室103進(jìn)行退火。當(dāng)需要對陽極表面進(jìn)行清潔時，最好將襯底傳送到與輸送室102連接的預(yù)處理室103進(jìn)行清潔。
可以將由聚合物構(gòu)成的有機(jī)化合物層沉積在整個陽極之上。薄膜形成室112是用于沉積由聚合物構(gòu)成的有機(jī)化合物層的薄膜形成室。在本例中，示出了將起空穴注入層25作用的聚(苯乙烯-磺酸鹽)/聚(乙二氧基噻吩ethylenedioxythiophene)(PEDOT/PSS)水溶液沉積在整個表面的例子。當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)涂覆、噴墨沉積或者噴射，在薄膜形成室112中進(jìn)行有機(jī)化合物層沉積時，在大氣壓下將用于沉積的襯底的表面向上放置。在本例中，傳送室105配備有用于適當(dāng)翻轉(zhuǎn)襯底的襯底翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在用水溶液進(jìn)行沉積之后，最好將襯底傳送到預(yù)處理室103并且在真空中進(jìn)行退火以使?jié)駳馄?。在本例中，示出了對由聚合物?gòu)成的空穴注入層25進(jìn)行沉積的例子。但是，可以在電阻加熱的基礎(chǔ)上，通過蒸發(fā)對由低分子量有機(jī)材料構(gòu)成的空穴注入層進(jìn)行沉積，或者不特別提供空穴注入層25。
接著，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底104c從輸送室102傳送到傳送室105。然后，將襯底104c傳送到輸送室104，并且由輸送機(jī)構(gòu)104b將其傳送到薄膜形成室106R，以便將發(fā)出紅光的EL層26適當(dāng)?shù)爻练e在陽極23上。這里，沉積是在電阻加熱的基礎(chǔ)上通過蒸發(fā)進(jìn)行的。對于薄膜形成室106R來說，在傳送室105中，將用于沉積的襯底表面向下放置。在傳送襯底之前，最好對薄膜形成室抽真空。
在被抽真空的薄膜形成室106R中進(jìn)行蒸發(fā)，將薄膜形成室106R的真空度減小到例如5×10-3乇(0.665Pa)或以下，最好是10-4到10-6pa。在蒸發(fā)過程中，預(yù)先進(jìn)行電阻加熱，使有機(jī)化合物汽化。在蒸發(fā)過程中，將閘(沒有示出)打開，使化合物沿著襯底的方向飛。經(jīng)過汽化的有機(jī)化合物向上飛，并且通過金屬掩膜中沉積的打開部分，沉積在襯底上。
在本例中，在圖1A和1B中示出的沉積裝置用于進(jìn)行沉積。在圖1A和1B中示出的沉積裝置用于蒸發(fā)，這可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
這里，為了提供全顏色，在薄膜形成室106R中對襯底進(jìn)行沉積，然后，在薄膜形成室106G和106B中對襯底連續(xù)進(jìn)行沉積，以便適當(dāng)?shù)匦纬砂l(fā)出紅、綠、藍(lán)光的有機(jī)化合物層26到28。
在陽極23上形成空穴注入層25和理想的EL層26到28，然后，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底從輸送室104a傳送到傳送室107。接著，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底從傳送室107傳送到輸送室108。
此后，在輸送室108中提供的輸送機(jī)構(gòu)將襯底傳送到薄膜形成室110，在電阻加熱的基礎(chǔ)上，通過蒸發(fā)的方法，適當(dāng)?shù)爻练e由金屬層構(gòu)成的陰極29。這里，薄膜形成室110是在用于通過電阻加熱進(jìn)行蒸發(fā)的蒸發(fā)源中具有Li和Al蒸發(fā)裝置。
按照這些步驟，制作出圖2B中所示的多層結(jié)構(gòu)發(fā)光元件。
然后，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底從輸送室108傳送到薄膜形成室113，對由氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜構(gòu)成的保護(hù)膜進(jìn)行沉積。這里，薄膜形成室113是在內(nèi)部配備有由硅構(gòu)成的目標(biāo)(target)、由氧化硅構(gòu)成的目標(biāo)或由氮化硅構(gòu)成的目標(biāo)的噴射裝置。例如，使用由硅構(gòu)成的目標(biāo)，在薄膜形成室中的氣體設(shè)置為氮氣或包含氮氣和氬氣的氣體，這使得能夠進(jìn)行氮化硅薄膜沉積。
接著，在不暴露到空氣中的情況下，將形成有發(fā)光元件的襯底從輸送室108傳送到傳送室111，再將其從傳送室111傳送到輸送室114。
此后，將形成有發(fā)光元件的襯底從輸送室114傳送到封裝室116。最好在封裝室116中準(zhǔn)備好具有密封材料的封裝襯底。
將封裝襯底從外面裝入封裝襯底加載室117。為了清除雜質(zhì)如濕氣，最好預(yù)先在真空中進(jìn)行退火。例如，在封裝襯底加載室117中對襯底進(jìn)行退火。當(dāng)在封裝襯底上形成密封材料時，將輸送室114設(shè)置為大氣壓，將封裝襯底從封裝襯底加載室傳送到分配室115，以形成與形成有發(fā)光元件的襯底粘結(jié)的密封材料。然后，將形成有密封材料的封裝襯底傳送到封裝室116。
接著，為了對形成有發(fā)光元件的襯底除氣，在真空中或者在惰性氣體中對襯底退火，然后，將形成有密封材料的封裝襯底與形成有發(fā)光元件的襯底粘結(jié)。這里，示出了在封裝襯底上形成密封材料的例子，對其沒有具體規(guī)定。最好在形成有發(fā)光元件的襯底上構(gòu)成密封材料。
然后，通過在封裝室116中提供的紫外線照射機(jī)構(gòu)，將紫外線照射在一套經(jīng)過粘結(jié)的襯底上，以便使密封材料固化。這里，將紫外線可固化樹脂用作密封材料，只要是粘結(jié)劑，沒有其他特殊限制。
接著，將這套經(jīng)過粘結(jié)的襯底從封裝室116傳送到輸送室114，再從輸送室114傳送到取出室119，將其取出。
如上所述，使用了圖5所示的制作系統(tǒng)，直到將其在封閉的空間中封裝之前，完全不將發(fā)光元件暴露在周圍的空氣中。由此，能夠制作高度可靠的發(fā)光器件。在輸送室114中重復(fù)出現(xiàn)真空和大氣壓下的氮氣，但理想的情況是始終將輸送室102、104a和108保持真空。
或者，直列(inline)系統(tǒng)的制作裝置是可行的。
下面將說明將預(yù)先形成了TFT和陽極的襯底傳送到圖5所示的制作系統(tǒng)中，并且形成圖4C所示的多層結(jié)構(gòu)的過程。
首先，與形成圖2A所示的多層結(jié)構(gòu)相似，將形成有TFT和陽極43的襯底放置在盒室120a或盒室120b中。
然后，將襯底從配備有襯底輸送機(jī)構(gòu)的輸送室118傳送到準(zhǔn)備室101。接著，將襯底傳送到與準(zhǔn)備室101連接的輸送室102。
為了清除包含在襯底中的濕氣和其它氣體，最好對襯底在真空中退火以除氧。為了退火，最好將襯底傳送到與輸送室102連接的預(yù)處理室103。當(dāng)需要清潔陽極表面時，將襯底傳送到與輸送室102連接的預(yù)處理室103進(jìn)行清潔。
可以在整個陽極之上形成由聚合物構(gòu)成的有機(jī)化合物層。薄膜形成室112是用于沉積由聚合物構(gòu)成的有機(jī)化合物層的薄膜形成室。例如，最好在整個表面上對起空穴注入層45作用的聚(苯乙烯磺酸鹽)/聚(乙二氧基噻吩ethylenedioxythiophene)(PEDOT/PSS)水溶液進(jìn)行沉積。當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)涂覆、噴墨沉積或者噴射，在薄膜形成室112中對有機(jī)化合物層進(jìn)行沉積時，在大氣壓下將用于沉積的襯底的表面向上放置。傳送室105配備有用于適當(dāng)翻轉(zhuǎn)襯底的襯底翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在用水溶液進(jìn)行沉積之后，最好將襯底傳送到預(yù)處理室103并且在真空中進(jìn)行熱處理以使?jié)駳馄?br> 接著，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底104c從輸送室102傳送到傳送室105，然后，將襯底104c傳送到輸送室104。由輸送機(jī)構(gòu)104b將襯底傳送到薄膜形成室106R，將發(fā)出紅光的EL層46適當(dāng)?shù)爻练e在陽極43上。這里，沉積是利用圖1A和圖1B所示沉積裝置通過蒸發(fā)進(jìn)行的。圖1A和1B所示的沉積裝置用于蒸發(fā)，可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
這里，為了提供全顏色，在薄膜形成室106R中對襯底進(jìn)行沉積，然后，在薄膜形成室106G和106B中對襯底進(jìn)行沉積，以便適當(dāng)?shù)爻练e發(fā)出紅、綠、藍(lán)光的有機(jī)化合物層46到48。
在陽極43上形成空穴注入層45和理想的EL層46到48，然后，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底從輸送室104a傳送到傳送室107。然后，在不暴露到空氣中的情況下，再將襯底從傳送室107傳送到輸送室108。
此后，利用在輸送室108中配備的輸送機(jī)構(gòu)將襯底傳送到薄膜形成室110，通過在圖1A和1B中示出的沉積裝置，沉積由非常薄的金屬膜(通過共同沉積的方法，對鋁與合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素進(jìn)行沉積的薄膜)構(gòu)成的陰極49a(下層)。對由非常薄的金屬膜構(gòu)成的陰極49a(下層)進(jìn)行沉積。然后，將襯底傳送到薄膜形成室109，在這里，利用噴射對由透明導(dǎo)電薄膜形成的電極(上層)49b(ITO(氧化銦錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)和氧化鋅(ZnO))進(jìn)行沉積，以便適當(dāng)形成薄金屬層的和透明導(dǎo)電薄膜的電極49a和49b的多層。
按照這些處理步驟，制成圖4C中示出的多層結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。圖4C中示出的多層結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件沿著圖中箭頭所示的方向發(fā)出光線，與圖2B所示發(fā)光元件發(fā)出的光線相反。
此后的處理步驟與制作圖2A所示的具有多層結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件的過程相同，因此忽略對其的說明。
如上所述，當(dāng)使用圖5所示的制作系統(tǒng)時，可以分別制作圖2B中和圖4C中所示的多層結(jié)構(gòu)。在圖1A和1B中所示的沉積裝置用于蒸發(fā)，可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、對蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
本例可以與實施例以及例1到3中的任何一個自由組合。
圖7示出了本例的制作系統(tǒng)的示意圖。
在圖7中，標(biāo)號61a表示第一容器(坩堝)，61b表示第二容器，用于將第一容器與空氣分開，以防止第一容器被污染。標(biāo)號62表示經(jīng)過高度凈化的粉末狀EL材料。標(biāo)號63表示可抽真空室，標(biāo)號64表示加熱單元，標(biāo)號65表示工件，標(biāo)號66表示薄膜。標(biāo)號68表示材料制造器，它是一個生產(chǎn)和凈化將被用作蒸發(fā)材料的有機(jī)復(fù)合材料的制造器(典型為原料處理器)，標(biāo)號69表示具有蒸發(fā)裝置的發(fā)光器件制造器，它是一個發(fā)光器件的制造器(典型為生產(chǎn)工廠)。
以下將說明本例的制造系統(tǒng)的流程。
首先，發(fā)光器件制造器69向材料制造器68下指令60。材料制造器68按照指令60準(zhǔn)備第一容器和第二容器。然后，在充分注意不讓雜質(zhì)(氧氣和濕氣)混入的情況下，材料制造器在超凈室的環(huán)境中，在第一容器61a中凈化或放置經(jīng)過高度凈化的EL材料62。此后，材料制造器68最好在第二容器61b中密封第一容器61a，以免不必要的雜質(zhì)附著在超凈室環(huán)境中的第一容器的里面或外面。在密封過程中，第二容器61b的里面最好為真空或充滿惰性氣體。最好，在凈化或裝載經(jīng)過高度凈化的EL材料之前，對第一容器61a和第二容器61b進(jìn)行清潔。
在本例中，由于后面要進(jìn)行蒸發(fā)，將第一容器61a放在一個室中。第二容器61b可以是一種具有阻擋層特性的包裝膜，用于阻止混入氧氣和濕氣。但是，第二容器最好是具有光屏蔽特性的圓柱形或箱形的硬容器，以便進(jìn)行自動拾取。
接著，當(dāng)?shù)谝蝗萜?1a被密封在第二容器61b中時，材料制造器68進(jìn)行到發(fā)光器件制造器69的輸送67。
然后，當(dāng)?shù)谝蝗萜?1a被密封在第二容器61b中時，將它們放在可以抽真空的處理室63中。處理室63是一個具有內(nèi)部提供的加熱單元64和襯底支持器(未示出)的蒸發(fā)室。此后，對處理室63進(jìn)行抽真空并且進(jìn)行清潔，盡可能減少氧氣和濕氣，將第一容器61a從第二容器61b中取出，然后，在保持真空的情況下將其放入加熱單元64。這樣就準(zhǔn)備了蒸發(fā)源。放置工件65(襯底)，使其面對第一容器61a。
接著，用于進(jìn)行電阻加熱的加熱單元64對蒸發(fā)材料進(jìn)行加熱，并且薄膜66可以被沉積在面對蒸發(fā)源的工件表面上。這樣得到的沉積薄膜66不含雜質(zhì)。當(dāng)將沉積薄膜66用于完成發(fā)光元件時，可以實現(xiàn)高可靠性和高亮度。
這樣，在從未暴露在空氣中的情況下，將第一容器61a放入處理室63，可以在將純度保持在已經(jīng)由材料制造器裝載蒸發(fā)材料62的水平的情況下，進(jìn)行蒸發(fā)。材料制造器直接將EL材料裝載到第一容器61a中，它可以提供發(fā)光器件制造器正好需要的量，并且可以有效地利用相對昂貴的EL材料。
在基于電阻加熱的傳統(tǒng)的蒸發(fā)方法中，對材料的利用率很低。例如，以下是一種提高利用率的方法。在維護(hù)蒸發(fā)裝置時候，將新的EL材料裝載入坩堝，在這種狀態(tài)下進(jìn)行第一次蒸發(fā)，然后，保留未被蒸發(fā)的剩余材料。然后，在下一次沉積時，將新的EL材料補(bǔ)充在剩余材料之上進(jìn)行蒸發(fā)，在后續(xù)的蒸發(fā)中反復(fù)補(bǔ)充，直到進(jìn)行維護(hù)之前。這種方法可以提高利用率，但是該方法會使剩余材料受到污染。操作者補(bǔ)充材料，因此在補(bǔ)充過程中有可能將氧氣和濕氣混入蒸發(fā)材料，使純度下降。將坩堝重復(fù)若干次用于蒸發(fā)，在維護(hù)時將其丟棄。為了防止被雜質(zhì)污染，可以考慮每次進(jìn)行蒸發(fā)時將新EL材料放入坩堝，并且在每次蒸發(fā)后將坩堝丟棄，但制作成本提高。
該制作系統(tǒng)可以取消傳統(tǒng)的盛放蒸發(fā)材料的玻璃瓶以及將材料從玻璃瓶輸送到坩堝的操作，這樣可以防止混入雜質(zhì)。除此之外，也可以提高產(chǎn)量。
按照本例，能夠?qū)崿F(xiàn)完全自動的制作系統(tǒng)以提高產(chǎn)量，能夠?qū)崿F(xiàn)完全封閉的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠防止雜質(zhì)混入由材料制造器68凈化的蒸發(fā)材料中。
EL材料是為了說明所舉的例子。但是，在本例中，也可以在電阻加熱的基礎(chǔ)上，通過蒸發(fā)對作為陰極和陽極的金屬層進(jìn)行沉積。當(dāng)利用電阻加熱形成陰極時可以在不改變TFT22的電氣特性(導(dǎo)通電流、關(guān)斷電流、Vth和S值)的情況下，制作EL元件。
對于金屬材料，可以按照相似的方式將金屬材料預(yù)先盛放在第一容器中，像現(xiàn)在這樣將第一容器放在蒸發(fā)裝置中，并且利用電阻加熱使金屬蒸發(fā)，從而沉積出薄膜。
本例可以與實施例以及例1到4中的任何一個自由組合。
在本例中，將結(jié)合圖8A，詳細(xì)描述用于輸送的容器的形式。用于輸送的第二容器具有上部分721a和下部分721b。該第二容器具有位于第二容器的上部分中，用于固定第一容器的固定單元706；用于給固定單元施加壓力的彈簧705；一個位于第二容器下部分的氣體入口708，它是一個用于減少和保持第二容器中的壓力的氣體管線；一個用于將上容器721a與下容器721b固定的O形環(huán)；以及一個緊固件702。在第二容器中，放入密封有經(jīng)過凈化的蒸發(fā)材料的第一容器701。第二容器最好是由包括不銹鋼的材料構(gòu)成的，而第一容器701是由含鈦的材料構(gòu)成的。
在材料制造器中，將經(jīng)過凈化的蒸發(fā)材料密封在第一容器701中。然后，通過0形環(huán)將第二容器的上部分721a放在第二容器的下部分721b上，緊固件702將上容器721a與下容器721b固定，然后將第一容器701密封在第二容器中。此后，通過氣體入口708對第二容器的內(nèi)部減壓，并且用氮氣進(jìn)行替換，對彈簧705進(jìn)行控制，利用固定單元706固定第一容器701。最好在第二容器中放入干燥劑。按照這樣的方式，當(dāng)?shù)诙萜鞯膬?nèi)部保持真空、減壓或氮氣時，即使是少量的氧氣和濕氣，也可以防止其附著到蒸發(fā)材料上。
在該狀態(tài)下，將這些容器輸送到發(fā)光器件制造器，將第一容器放入薄膜形成室。此后，通過加熱使蒸發(fā)材料升華，以便沉積出薄膜。
理想的是，以相似的方式，在不暴露到空氣中的情況下，將其它部件如薄膜厚度監(jiān)視器(石英諧振器)和閘輸送并放入蒸發(fā)裝置中。
在本例中，薄膜形成室與設(shè)置室連接，在設(shè)置室中將在不暴露到空氣中的情況下被密封在容器中的坩堝(它被充滿蒸發(fā)材料)從容器中取出，以便將坩堝放置在蒸發(fā)源支持器中。在不暴露到空氣中的情況下，利用傳送機(jī)器人從設(shè)置室輸送坩堝。最好，設(shè)置室配備有抽真空的單元和用于對坩堝進(jìn)行加熱的加熱單元。
以下將結(jié)合圖8A和8B，對將第一容器701放入薄膜形成室的機(jī)構(gòu)進(jìn)行描述，第一容器被密封在第二容器721a和721b中進(jìn)行輸送。
圖8A示出了具有用于固定盛放了第一容器的第二容器721a和721b的旋轉(zhuǎn)臺713、用于輸送第一容器的輸送機(jī)構(gòu)以及提升機(jī)構(gòu)的設(shè)置室713的截面圖。設(shè)置室的位置與薄膜形成室相鄰，并且可以由氣體控制單元通過氣體入口控制設(shè)置室中的氣體。本例的輸送機(jī)構(gòu)不限于圖8B所示在第一容器701上面將第一容器夾住(拾取)進(jìn)行傳送的結(jié)構(gòu)?？梢圆捎脧膫?cè)面夾住第一容器進(jìn)行傳送的結(jié)構(gòu)。
在這個設(shè)置室中，將第二容器放在旋轉(zhuǎn)臺713上，而將緊固件702去掉。其里面是真空狀態(tài)，因此去掉緊固件702時，第二容器不斷開。然后，氣體控制單元減小設(shè)置室里面的壓強(qiáng)。當(dāng)設(shè)置室里面的壓強(qiáng)變得與第二容器里面的壓強(qiáng)相等時，很容易將第二容器打開。提升機(jī)構(gòu)711將第二容器的上部分721a移開，并且旋轉(zhuǎn)臺713以旋轉(zhuǎn)軸712作為軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使第二容器的下部分和第一容器移動。然后，輸送機(jī)構(gòu)將第一容器701輸送到薄膜形成室，并且將第一容器701放在蒸發(fā)源支持器(沒有示出)里面。
此后，位于蒸發(fā)源支持器中的加熱單元使蒸發(fā)材料升華，開始沉積。在這個沉積過程中，當(dāng)位于蒸發(fā)源支持器中的閘(沒有示出)打開時，升華的蒸發(fā)材料沿著要被沉積的襯底的方向飛過襯底，并且沉積出發(fā)光層(包括空穴傳輸層、空穴注入層、電子傳輸層和電子注入層)。
接著，完成蒸發(fā)之后，將第一容器從蒸發(fā)源支持器中拾起，輸送到設(shè)置室，放在置于旋轉(zhuǎn)臺713之上的第二容器(沒有示出)的下容器上，并且用上容器721a密封。此時，最好按照傳送的組合將第一容器、上容器、和下容器密封。在這種情況下，使設(shè)置室805處于大氣壓下。將第二容器從設(shè)置室中取出，用緊固件702固定，并且傳送到材料制造器。
圖9A和9B示出了可以保持多個第一容器911的設(shè)置室的例子。在圖9A中，設(shè)置室905具有可以保持多個第一容器911或第二容器912的旋轉(zhuǎn)臺907、用于傳送第一容器的傳送機(jī)構(gòu)902b和提升機(jī)構(gòu)902a。薄膜形成室906具有蒸發(fā)源支持器903和支持器移動機(jī)構(gòu)(這里沒有示出)。圖9A示出了頂視圖，圖9B示出了設(shè)置室里面的透視圖。設(shè)置室905配備有與薄膜形成室906相鄰的閘閥900，并且氣體控制單元通過氣體入口對設(shè)置室中的氣體進(jìn)行控制。在圖中沒有示出，安排移開的上部分(第二容器)912的地方是分開布置的。
或者，可以在與薄膜形成室連接的預(yù)處理室(設(shè)置室)中配備機(jī)器人，使機(jī)器人將每個蒸發(fā)源從薄膜形成室移動到預(yù)處理室，并且使機(jī)器人能夠在預(yù)處理室的蒸發(fā)源中布置蒸發(fā)材料。更具體地說，可以接受在其中將蒸發(fā)源移動到預(yù)處理室的制作系統(tǒng)。因此，可以在保持薄膜形成室清潔的情況下，設(shè)置蒸發(fā)源。
本例可以與實施例和例1到5中的任意一個自由組合。
在本例中，圖10示出了從第一電極形成到封裝的處理步驟全部自動進(jìn)行的多室系統(tǒng)的制作系統(tǒng)的例子。
圖10是一個多室制作系統(tǒng)，具有門500a到500y，輸送室502、504a、508、514和518，傳送室505、507和511，準(zhǔn)備室501，第一薄膜形成室506H，第二薄膜形成室506B，第三薄膜形成室506G，第四薄膜形成室506R，薄膜形成室506E，其它薄膜形成室509、510、512、513、531、和532，用于設(shè)置蒸發(fā)源的蒸發(fā)室526R、526G、526B、526E和526H，預(yù)處理室503a和503b，封裝室516，掩膜儲存室524、封裝襯底儲存室530，盒室520a和520b，托盤安裝臺521和取出室519。輸送室504a配備有用于輸送襯底504c的傳送機(jī)構(gòu)504b，并且其它輸送室也相似地配備有各自的傳送機(jī)構(gòu)。
下面，示出了將預(yù)先形成有陽極(第一電極)和用于覆蓋陽極末端部分的絕緣子(阻擋壁)的襯底傳遞到圖10所示系統(tǒng)中，以便制作發(fā)光器件的過程。在制作有源矩陣發(fā)光器件的情況下，襯底由多個連接到陽極的薄膜晶體管(電流控制TFT)和其它晶體管(如開關(guān)TFT)以及也由薄膜晶體管構(gòu)成的驅(qū)動電路預(yù)先形成。也是在制作有源矩陣發(fā)光器件的情況下，可以通過圖10所示的制作系統(tǒng)對其進(jìn)行制作。
首先，將襯底放在盒室520a或盒室520b中。當(dāng)該襯底是大尺寸襯底時(例如，300mm×360mm)，將其放置在盒室520b中。當(dāng)該襯底是一般襯底時(例如，127mm×127mm)，將其放在盒室520a中并傳送到支架安裝臺521。將多個襯底放在支架上(例如，300mm×360mm)。
將放在盒室中的襯底(形成有陽極和用于覆蓋陽極末端部分的絕緣子的襯底)傳送到輸送室518。
為了減少點缺陷，在將襯底放在盒室中之前，最好用浸泡了表面活性劑(弱堿性)的多孔海綿(通常該海綿是由PVA(聚-乙烯醇)和尼龍制造的)對第一電極(陽極)的表面進(jìn)行清潔，以清除該表面上的灰塵和污垢。作為清潔機(jī)構(gòu)，可以采用具有沿著與襯底表面平行的軸線旋轉(zhuǎn)，以接觸襯底表面的旋轉(zhuǎn)刷(由PVA制造的)的清潔設(shè)備，或者具有沿著與襯底表面垂直的軸線旋轉(zhuǎn)，以接觸襯底表面的盤刷(由PVA制造的)的清潔設(shè)備。為了清除包含在襯底中的濕氣和其它氣體，在沉積包含有機(jī)化合物的薄膜之前，最好對襯底退火，在真空中進(jìn)行排氣。為了退火，最好將襯底傳送到與輸送室518連接的烘焙室523。
接著，將襯底從配備有襯底輸送機(jī)構(gòu)的輸送室518傳送到準(zhǔn)備室501。在本例的制作系統(tǒng)中，安裝在輸送室518中的機(jī)器人可以將襯底翻轉(zhuǎn)，它可以將襯底反過來傳送到準(zhǔn)備室501。在本例中，將輸送室518始終保持為大氣壓。準(zhǔn)備室501與真空處理室連接，它最好被抽真空，引入惰性氣體并且保持為大氣壓。
接著，將襯底傳送到與準(zhǔn)備室501連接的輸送室502。最好預(yù)先將輸送室502抽真空并保持真空，以便使存在的濕氣和氧氣盡可能少。
關(guān)于真空處理室，提供了磁浮渦輪分子泵、低溫泵或干燥密封真空泵。因此，輸送室中的最終的真空度可以達(dá)到10-5到10-6Pa，并且可以對來自泵側(cè)的雜質(zhì)反向擴(kuò)散和排氣系統(tǒng)進(jìn)行控制。為了防止雜質(zhì)混入該裝置，將惰性氣體如氮氣和稀有氣體用作要引入的氣體。在引入該裝置之前，用氣體凈化器對要引入該裝置的氣體進(jìn)行高度凈化。因此，需要配備氣體凈化器，以便對氣體進(jìn)行高度凈化，再將其引入該裝置。因此，可以預(yù)先清除包含在氣體中的氧氣、濕氣和其它雜質(zhì)。這樣，可以防止將雜質(zhì)引入該裝置。
在將已經(jīng)沉積在不必要的位置上的包含有機(jī)化合物的薄膜清除的情況下，最好將襯底傳送到預(yù)處理室503a，以便有選擇地清除多層有機(jī)化合物薄膜。預(yù)處理室503a具有等離子生成單元，用于對從Ar、h、F、和O中選擇的一種或多種氣體進(jìn)行激發(fā)，生成用于干蝕刻的等離子。掩膜用于有選擇地僅將不需要的部分清除?？梢栽陬A(yù)處理室503a提供紫外線照射機(jī)構(gòu)，以便照射紫外線，作為陽極表面處理。
為了消除收縮，最好在緊接著沉積有機(jī)化合物薄模之前，在真空下對襯底進(jìn)行加熱。為了在預(yù)處理室503b中徹底清除包含在襯底中的濕氣和其它氣體，在真空中(5×10-3乇(0.665Pa)或以下，最好是10-4到10-6Pa)對襯底退火，用于除氧。在預(yù)處理室503b中，將平面加熱器(典型為外皮加熱器)用于對多個襯底均勻加熱?？梢詫⒍鄠€平面加熱器布置為用平面加熱器將襯底夾在中間，從兩側(cè)對其加熱。當(dāng)然，平面加熱器可以從一側(cè)對襯底加熱。特別地，當(dāng)有機(jī)樹脂薄膜被用作層間絕緣材料或阻擋壁的材料時，某些有機(jī)樹脂材料有吸收濕氣的趨勢，往往需要進(jìn)一步除氧。因此，有效的是在真空中進(jìn)行加熱，其中，在100到250℃、最好是150到200℃對襯底進(jìn)行30分鐘或更長時間的退火，然后進(jìn)行自然冷卻，例如，30分鐘，從而在沉積包含有機(jī)化合物的層之前，清除所吸收的濕氣。
然后，在真空中進(jìn)行加熱之后，將襯底從輸送室502傳送到傳送室505，再在不暴露到空氣中的情況下，將襯底從傳送室505傳送到輸送室504a。
接著，將襯底適當(dāng)?shù)貍魉偷脚c輸送室504a連接的薄膜形成室506R、506G、506B和506E，以便在襯底上沉積將作為空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層或電子注入層的低分子量有機(jī)化合物層?；蛘撸梢詫⒁r底從輸送室102傳送到薄膜形成室506H進(jìn)行蒸發(fā)。
或者可以在薄膜形成室512中，在大氣壓或減壓下，通過噴墨沉積或旋轉(zhuǎn)涂覆沉積出由聚合物材料構(gòu)成的空穴注入層?；蛘撸詈脤⒁r底垂直放置，以便通過噴墨沉積在真空中進(jìn)行沉積?？梢栽谟糜谶M(jìn)行烘焙的第一電極(陽極)的整個表面上涂覆起空穴注入層(陽極緩沖層)作用的聚(苯乙烯磺酸鹽)/聚(乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS)水溶液、聚苯胺/樟腦磺酰水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et-PTPDEK或PPBA。在烘焙過程中，在烘焙室523中對襯底進(jìn)行烘焙。當(dāng)通過利用旋轉(zhuǎn)涂覆的涂覆方法沉積由聚合物材料構(gòu)成的空穴注入層時，提高了平整度并且在其上沉積的薄膜的覆蓋和薄膜厚度均勻性可以非常好。特別地，使發(fā)光層的薄膜厚度變得均勻，從而可以得到均勻的發(fā)光。在這種情況下，最好通過涂覆的方法沉積空穴注入層，然后，在緊接著通過蒸發(fā)的方法進(jìn)行沉積之前，在真空下對襯底加熱(100到200℃)。最好在預(yù)處理室503b中，在真空下對襯底加熱。例如，用海綿對第一電極(陽極)的表面進(jìn)行清潔，并且將襯底傳送到盒室和薄膜形成室512，以便通過旋轉(zhuǎn)涂覆，在整個表面上涂覆厚度為60nm的聚(苯乙烯磺酸鹽)/聚(乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS)水溶液。然后，將襯底傳送到烘焙室523，在80℃的溫度下預(yù)烘焙十分鐘，在200℃的溫度下烘焙一個小時。在緊接著蒸發(fā)之前，再將襯底傳送到預(yù)處理室503b，在真空中加熱(在170℃的溫度下加熱30分鐘，并且冷卻30分鐘)。然后，在不暴露到空氣中的情況下，將襯底傳送到薄膜形成室506R、506G和506B，通過蒸發(fā)的方法沉積發(fā)光層。特別地，當(dāng)將ITO薄膜用作陽極材料并且在表面上存在凹坑和凸起時，形成厚度為30nm或更厚的PEDOT/PSS薄膜。因此，可以減少影響。
當(dāng)將PEDOT/PSS涂覆在ITO薄膜表面上時，它不具有良好的潤濕性。因此，最好，通過旋轉(zhuǎn)涂覆來涂覆PEDOT/PSS溶液第一次，用純水洗該表面以提高潤濕性，再通過旋轉(zhuǎn)涂覆涂覆PEDOT/PSS溶液第二次，并且烘焙該襯底，得到均勻性良好的沉積。在第一次涂覆之后，用純水清洗以改善表面，這樣也可以獲得清除細(xì)小顆粒的優(yōu)點。
當(dāng)通過旋轉(zhuǎn)涂覆沉積PEDOT/PSS時，將其沉積在整個表面上。因此，最好有選擇地將端面、邊緣部分、襯底的端子部分以及陰極與低層接線的連接區(qū)域清除。最好在預(yù)處理室503a中用掩膜通過O2灰化(ashing)進(jìn)行有選擇地清除。
這里，將描述薄膜形成室506R、506G、506B、506E和506H。
薄膜形成室506R、506G、506B、506E和506H中的每一個都配備有可移動蒸發(fā)源支持器。準(zhǔn)備多個蒸發(fā)源支持器以使多個容器(坩堝)用EL材料適當(dāng)密封，并且在這樣的狀態(tài)下將這些支持器放在薄膜形成室中。在薄膜形成室中，將襯底面朝下放置，用CCD調(diào)整掩膜的位置，以便通過電阻加熱進(jìn)行蒸發(fā)，從而進(jìn)行有選擇的沉積。該掩膜被儲存在掩膜儲存室524中，并且在蒸發(fā)過程中被適當(dāng)?shù)貍魉偷奖∧ば纬墒?。在蒸發(fā)過程中，掩膜儲存室是空的，由此在沉積或處理之后，可以將襯底儲存。薄膜形成室532是一個備用的薄膜形成室，用于形成包含有機(jī)化合物的層或金屬材料層。
最好，將以下說明的制作系統(tǒng)用于在薄膜形成室中放置EL材料。更具體來說，最好將預(yù)先由材料制造器將EL材料盛放在其中的容器(典型為坩堝)用于蒸發(fā)。在不暴露到空氣中的情況下放置坩堝更好。當(dāng)從材料制造器傳送時，最好當(dāng)坩堝密封在第二容器中時，將其帶入薄膜形成室。理想地，將設(shè)置室526R、526G、526B、526H和526E設(shè)置為真空或惰性氣體，在設(shè)置室中將坩堝從第二容器中取出，并將坩堝放在薄膜形成室中。設(shè)置室具有抽真空單元，它們分別與薄膜形成室506R、506G、506B、506H和506E連接。圖8A和8B或圖9A和9B示出設(shè)置室的一個例子。因此，可以防止坩堝和盛放在坩堝中的EL材料被污染。在設(shè)置室526R、526G、526B、526H和526E中可儲存金屬掩膜。
適當(dāng)選擇放在薄膜形成室506R、506G、506B、506H和506E中的EL材料，由此可以制作由全部發(fā)光元件發(fā)出單色(具體為白色)或全色(具體為紅綠藍(lán))光的發(fā)光元件。例如，當(dāng)制作綠色發(fā)光元件時，在薄膜形成室506H中形成空穴傳輸層或空穴注入層，在薄膜形成室506G中形成發(fā)光層(G)，在薄膜形成室506E中形成電子傳輸層或電子注入層，然后形成陰極。由此可以得到綠色發(fā)光元件。例如，當(dāng)制作全色發(fā)光元件時，在薄膜形成室506R中使用用于紅色的掩膜，以便順序地形成空穴傳輸層或空穴注入層、發(fā)光層(R)和電子傳輸層或電子注入層。在薄膜形成室506G中使用用于綠色的掩膜，以便順序地形成空穴傳輸層或空穴注入層、發(fā)光層(G)和電子傳輸層或電子注入層。在薄膜形成室506B中使用用于藍(lán)色的掩膜，以便順序地形成空穴傳輸層或空穴注入層、發(fā)光層(B)和電子傳輸層或電子注入層，然后形成陰極。由此可以得到全色發(fā)光元件。
發(fā)出白光的有機(jī)化合物層主要被分為具有紅綠藍(lán)三原色的三波段型以及在形成具有不同顏色發(fā)光層的情況下，利用藍(lán)/黃或青/橙等補(bǔ)色關(guān)系的兩波段型。在單個薄膜形成室中可以制作白色發(fā)光元件。例如，當(dāng)利用三波段型獲得白色發(fā)光元件時，準(zhǔn)備好配備有多個安放了多個坩堝的蒸發(fā)源支持器的薄膜形成室。將芳香二元胺(TPD)密封在第一蒸發(fā)源支持器中，將p-EtTAZ密封在第二蒸發(fā)源支持器中，將Alq3密封在第三蒸發(fā)源支持器中，將添加了構(gòu)成紅色發(fā)光染料的尼羅紅的Alq3密封在第四蒸發(fā)源支持器中，并且將Alq3密封在第五蒸發(fā)源支持器中。在該狀態(tài)下，支持器被放在不同的薄膜形成室中。然后，第一到第五蒸發(fā)源順序開始移動，使襯底經(jīng)過蒸發(fā)形成層。更具體來說，通過加熱使TPD從第一蒸發(fā)源支持器升華，并且沉積在整個襯底表面上。然后，使p-EtTAZ從第二蒸發(fā)源支持器升華，使Alq3從第三蒸發(fā)源支持器升華，使Alq3∶NileRed從第四蒸發(fā)源支持器升華，使Alq3從第五蒸發(fā)源支持器升華，并且使它們沉積在整個襯底表面上。此后，形成陰極，于是就可以獲得白色光發(fā)光元件。
按照這些處理步驟，適當(dāng)?shù)匦纬砂袡C(jī)化合物的層，然后將襯底從輸送室504a傳送到傳送室507。在不暴露到空氣中的情況下，再將襯底從傳送室507傳送到輸送室508。
然后，安裝在輸送室508中的輸送機(jī)構(gòu)將襯底從輸送室508傳送到薄膜形成室510，并且形成陰極。陰極是通過利用電阻加熱的蒸發(fā)方法形成的無機(jī)物薄膜(通過鋁與合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素聯(lián)合蒸發(fā)而形成的薄膜，或者多層這樣的薄膜)?；蛘?，可以通過噴射形成陰極。
當(dāng)制作頂部發(fā)光的發(fā)光器件時，陰極最好是透明的或半透明的。最好形成由金屬膜(1到10nm)構(gòu)成的薄膜或者由金屬膜(1到10nm)和透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的多層薄膜，作為陰極。在這種情況下，最好在薄膜形成室509中通過噴射，沉積透明導(dǎo)電薄膜(ITO(氧化銦錫合金)、氧化銦-氧化鋅合金(In2O3-ZnO)和氧化鋅(ZnO))。
按照這些步驟，制成多層結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。
可以將襯底傳送到與輸送室508連接的薄膜形成室513，并且形成由氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜構(gòu)成的保護(hù)膜用于封裝。這里，在薄膜形成室513中，提供由硅構(gòu)成的目標(biāo)、由氧化硅構(gòu)成的目標(biāo)或由氮化硅構(gòu)成的目標(biāo)。例如，使用硅構(gòu)成的目標(biāo)，并且使薄膜形成室中的氣體為氮氣或包含氮氣和氬氣的氣體。由此，可以在陰極上沉積氮化硅薄膜?；蛘撸詈贸练e主要成分為碳(DLC薄膜、CN薄膜和無定形碳薄膜)的薄膜作為保護(hù)膜。也可以通過CVD分別提供薄膜形成室。也可以通過等離子CVD(典型為RF等離子CVD、微波CVD、電子回旋加速器諧振源(ECR)CVD和熱燈絲CVD)、火焰燃燒技術(shù)、噴射、離子束蒸發(fā)和激光蒸發(fā)，沉積類金剛石碳薄膜(也稱為DLC薄膜)。關(guān)于用于沉積的反應(yīng)氣體，使用氫氣和碳?xì)浠鶜怏w(例如，CH4、C2H2和C6H6)，通過輝光放電將它們電離，將離子加速，碰撞負(fù)自偏陰極，進(jìn)行沉積。對于CN薄膜，最好用C2H4氣體N2氣體作為用于沉積的反應(yīng)氣體。DLC薄膜和CN薄膜對可見光透明或半透明的絕緣薄膜。對可見光透明是指對可見光的透明度為80-100％，對可見光半透明是指對可見光的透明度為50-80％。
在本例中，在陰極上形成由第一無機(jī)絕緣薄膜、應(yīng)力緩和薄膜和第二無機(jī)絕緣薄膜的多層構(gòu)成的保護(hù)層。例如，形成陰極后，將襯底傳送到薄膜形成室513以沉積第一無機(jī)絕緣薄膜，將襯底傳送到薄膜形成室532以通過蒸發(fā)法，沉積具有吸水性和透明度的應(yīng)力緩和薄膜(包含有機(jī)化合物的層)。再將襯底傳送到薄膜形成室513以沉積第二無機(jī)絕緣薄膜。
接著，在不暴露到空氣中的情況下，將形成有發(fā)光元件的襯底從輸送室508傳送到傳送室511，并且從傳送室511傳送到輸送室514。然后，將形成有發(fā)光元件的襯底從輸送室514傳送到封裝室516。
將密封襯底從外面放入加載室517作為準(zhǔn)備。為了清除雜質(zhì)如濕氣，最好預(yù)先在真空中對該襯底退火。然后，當(dāng)在密封襯底上形成用于粘結(jié)形成有發(fā)光元件的襯底的密封材料時，在密封室527中形成密封材料，并且形成有密封材料的封裝襯底傳送到封裝襯底儲存室530?？梢栽诿芊馐?27中將干燥劑處理在封裝襯底中。這里示出在封裝襯底上形成密封材料的例子，對其沒有特別的規(guī)定?？梢栽谛纬捎邪l(fā)光元件的襯底上形成密封材料。
此后，在封裝室516中，將該襯底粘結(jié)到封裝襯底上，并且通過安裝在封裝室516中的紫外線照射機(jī)構(gòu)，將紫外線照射在一套經(jīng)過粘結(jié)的襯底上，固化密封材料。這里，將UV可固化樹脂用作密封材料，只要是粘結(jié)劑，沒有特殊限制。
接著，將這套經(jīng)過粘結(jié)的襯底從封裝室516傳送到輸送室514，并且從輸送室514傳送到取出室519并將其取出。
如上所述，使用圖10所示制作系統(tǒng)，完全避免了在將發(fā)光元件密封在封閉的空間里以前將其暴露在空氣中。因此可以制作高可靠發(fā)光器件。在輸送室514中，在大氣壓下傳送襯底，但可以重復(fù)真空和大氣壓下的氮氣，以便清除濕氣。然而，理想的情況是將輸送室502、504a和508始終保持真空。輸送室518始終是大氣壓。
此處附圖中未示出，安裝了用于對各個處理室中的操作進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)，用于對各個處理室之間輸送襯底進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)以及用于對將襯底傳送到各個處理室的路線進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)用于自動化。
或者，在圖10所示的制作系統(tǒng)中，可以在其中引入了形成有作為陽極的透明導(dǎo)電薄膜(或金屬薄膜(TiN))的襯底中制作頂部發(fā)光的(或頂部和底部發(fā)光的)發(fā)光元件，沉積包含有機(jī)化合物的層，并且沉積透明或半透明陰極(例如，多層薄金屬膜(Al，Ag)和透明導(dǎo)電薄膜)。頂部發(fā)光的發(fā)光元件是指使光穿過陰極并且發(fā)出由有機(jī)化合物層產(chǎn)生的光的元件。
或者，在圖10所示的制作系統(tǒng)中，可以在其中引入了形成有作為陽極的透明導(dǎo)電薄膜(或金屬薄膜(TiN))的襯底中制作底部發(fā)光的(或頂部和底部發(fā)光的)發(fā)光元件，沉積包含有機(jī)化合物的層，并且沉積由金屬膜(Al，Ag)構(gòu)成的陰極。底部發(fā)光的發(fā)光元件是指使有機(jī)化合物層發(fā)出的光從作為透明電極的陽極照向TFT并且穿過襯底的元件。
本例可以與實施例、例1、2、3、5或6自由組合。
本發(fā)明的沉積裝置用于蒸發(fā)，它可以顯著地提高有機(jī)化合物層的薄膜厚度的均勻度、蒸發(fā)材料的利用率以及產(chǎn)量。
權(quán)利要求
1.一種制作系統(tǒng)，具有沉積裝置，其中，蒸發(fā)材料從位于襯底對面的蒸發(fā)源蒸發(fā)，并沉積在襯底上，所述系統(tǒng)包括一個薄膜形成室，在其中放置襯底，所述薄膜形成室包括蒸發(fā)源；用于移動蒸發(fā)源的裝置；以及用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置，其中，襯底被移動，同時蒸發(fā)源被旋轉(zhuǎn)以便沉積。
2.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源與襯底之間的距離為30cm或更小。
3.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，其中，薄膜形成室與用于對薄膜形成室抽真空的室連接。
4.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源至少沿X方向和Y方向移動。
5.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)材料包括有機(jī)化合物材料。
6.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，所述用于移動蒸發(fā)源的裝置為蒸發(fā)源支持器。
7.如權(quán)利要求1所述的制作系統(tǒng)，所述用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置是襯底支持器。
8.一種制作系統(tǒng)，具有沉積裝置，該系統(tǒng)包括一個加載室；一個與加載室連接的輸送室；以及一個與輸送室連接的薄膜形成室，其中，薄膜形成室包括一個蒸發(fā)源；用于移動蒸發(fā)源的裝置；以及用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置，其中，襯底被移動，同時蒸發(fā)源被旋轉(zhuǎn)以便沉積。
9.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源與襯底之間的距離為30cm或更小。
10.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，其中，薄膜形成室與用于對薄膜形成室抽真空的室連接。
11.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源至少沿X方向和Y方向移動。
12.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)材料包括有機(jī)化合物材料。
13.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，所述用于移動蒸發(fā)源的裝置為蒸發(fā)源支持器。
14.如權(quán)利要求8所述的制作系統(tǒng)，所述用于旋轉(zhuǎn)襯底的裝置是襯底支持器。
15.一種制作系統(tǒng)，具有沉積裝置，其中，蒸發(fā)材料從位于襯底對面的蒸發(fā)源蒸發(fā)，并沉積在襯底上，所述系統(tǒng)包括一個薄膜形成室，在其中放置襯底，所述薄膜形成室包括蒸發(fā)源；用于移動蒸發(fā)源的裝置；并且其中，蒸發(fā)源沿著Z字形移動。
16.如權(quán)利要求15所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源與襯底之間的距離為30cm或更小。
17.如權(quán)利要求15所述的制作系統(tǒng)，其中，薄膜形成室與用于對薄膜形成室抽真空的室連接。
18.如權(quán)利要求15所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源至少沿X方向和Y方向移動。
19.如權(quán)利要求15所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)材料包括有機(jī)化合物材料。
20.如權(quán)利要求15所述的制作系統(tǒng)，所述用于移動蒸發(fā)源的裝置為蒸發(fā)源支持器。
21.一種制作系統(tǒng)，具有沉積裝置，該制作系統(tǒng)包括一個加載室；一個與加載室連接的輸送室；以及一個與輸送室連接的薄膜形成室，其中，薄膜形成室包括一個蒸發(fā)源；用于移動蒸發(fā)源的裝置；并且其中，蒸發(fā)源沿著Z字形移動。
22.如權(quán)利要求21所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源與襯底之間的距離為30cm或更小。
23.如權(quán)利要求2 1所述的制作系統(tǒng)，其中，薄膜形成室與用于對薄膜形成室抽真空的室連接。
24.如權(quán)利要求21所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)源至少沿X方向和Y方向移動。
25.如權(quán)利要求21所述的制作系統(tǒng)，其中，蒸發(fā)材料包括有機(jī)化合物材料。
26.如權(quán)利要求21所述的制作系統(tǒng)，所述用于移動蒸發(fā)源的裝置為蒸發(fā)源支持器。
27.一種發(fā)光器件的制作方法，該方法包括在薄膜形成室中旋轉(zhuǎn)襯底；在薄膜形成室中從蒸發(fā)源蒸發(fā)包括有機(jī)化合物的蒸發(fā)材料；改變蒸發(fā)源與襯底的相對位置；以及在薄膜形成室中將包括所述有機(jī)化合物的層沉積在所述襯底上。
28.一種發(fā)光器件的制作方法，該方法包括在薄膜形成室中從蒸發(fā)源蒸發(fā)包括有機(jī)化合物的蒸發(fā)材料；沿著Z字形改變蒸發(fā)源與襯底的相對位置；以及在薄膜形成室中將包括所述有機(jī)化合物的層沉積在所述襯底上。
全文摘要
提供了一種對EL材料具有很高的利用率并且薄膜的均勻度良好的蒸發(fā)裝置。本發(fā)明是一種具有可移動蒸發(fā)源和襯底旋轉(zhuǎn)單元的蒸發(fā)裝置，其中蒸發(fā)源支持器與工件(襯底)的距離減小到30cm或更小，20cm更好，5到15cm最好，以便提高對EL材料的利用率。在蒸發(fā)過程中，為了進(jìn)行沉積，使蒸發(fā)源支持器沿著X方向和Y方向移動并且使工件(襯底)旋轉(zhuǎn)。因此，提高了薄膜的均勻度。
文檔編號C23C14/24GK1441080SQ0310634
公開日2003年9月10日 申請日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月25日
發(fā)明者山崎舜平, 村上雅一, 大谷久 申請人:株式會社半導(dǎo)體能源研究所