專利名稱：制造設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備淀積設(shè)備的制造設(shè)備，其中的氣相淀積設(shè)備被用來(lái)形成能夠通過(guò)氣相淀積而形成膜的材料(下文中稱作蒸發(fā)材料)的膜，而且，本發(fā)明還涉及使用該制造設(shè)備且以含有有機(jī)化合物的層作為發(fā)光層的發(fā)光器件以及其制造方法。確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種膜的制作方法(氣相淀積方法)及其制造設(shè)備，該制作方法通過(guò)蒸發(fā)提供在襯底對(duì)面的多個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)材料來(lái)形成膜。
背景技術(shù)：
近幾年，對(duì)于包含以自發(fā)光型發(fā)光元件作為EL元件的發(fā)光器件的研究非?；钴S。發(fā)光器件又被稱為有機(jī)EL顯示器或有機(jī)發(fā)光二極管。由于這些發(fā)光器件有適用于動(dòng)感畫面顯示的諸如快速響應(yīng)速度、低電壓、低功耗驅(qū)動(dòng)等特征，它們作為用于包括新一代移動(dòng)電話和便攜式信息終端(PDA)的下一代顯示器備受關(guān)注。
以含有有機(jī)化合物的層作為發(fā)光層的EL元件的結(jié)構(gòu)是在陽(yáng)極和陰極中間夾持含有有機(jī)化合物的層(下文中，稱作EL層)，通過(guò)向陽(yáng)極和陰極施加電場(chǎng)從而在EL層中產(chǎn)生電致發(fā)光(ElectroLuminescence)。從EL元件獲取的發(fā)光包括從單重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的發(fā)光(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的發(fā)光(磷光)。
上述EL層具有以“空穴輸運(yùn)層/發(fā)光層/電子輸運(yùn)層”為典型的疊層結(jié)構(gòu)。用于形成EL層的EL材料粗略地分類為低分子(單體)材料和高分子(聚合物)材料。低分子材料用氣相淀積設(shè)備淀積形成膜。
傳統(tǒng)的氣相淀積設(shè)備是在襯底托架(holder)上安裝襯底，并提供有封裝了EL材料，也就是蒸發(fā)材料的熔化鍋(或氣相淀積板)、用于防止升華的EL材料上散的閘門、和用于加熱熔化鍋中EL材料的加熱器。用加熱器加熱的EL材料被升華并淀積在旋轉(zhuǎn)的襯底上。這時(shí)，為了達(dá)到均勻淀積的目的，襯底和熔化鍋之間需要有1m或更大的距離。
根據(jù)上述傳統(tǒng)的氣相淀積設(shè)備和氣相淀積方法，當(dāng)用氣相淀積方式形成EL層時(shí)，幾乎所有升華了的EL材料附著到氣相淀積設(shè)備的膜形成室(即淀積室)內(nèi)部的內(nèi)壁、閘門或附著防護(hù)屏(用于防止蒸發(fā)材料附著到膜形成室內(nèi)壁上的保護(hù)板)上。因而，在形成EL層時(shí)，昂貴的EL材料的利用效率極低，只有大約1％或更低，這就使發(fā)光器件的制造成本變得非常昂貴。
另外，根據(jù)常規(guī)技術(shù)的氣相淀積設(shè)備，為了提供均勻的膜，有必要將襯底和蒸發(fā)源以等于或大于1m的距離的間隔分開。因而，氣相淀積設(shè)備本身變得龐大，并且氣相淀積設(shè)備的每個(gè)膜形成室因排氣所需的時(shí)間周期變長(zhǎng)，其結(jié)果是導(dǎo)致膜形成速率減緩，產(chǎn)量降低。而且，如果是大尺寸的襯底，襯底的中心部分和周邊部分容易產(chǎn)生膜的厚度不均勻的問(wèn)題。另外，氣相淀積設(shè)備是一種轉(zhuǎn)動(dòng)襯底的結(jié)構(gòu)，這樣，以處理大尺寸襯底為目的的氣相淀積設(shè)備就有了局限性。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明者提出了一種氣相淀積設(shè)備(專利文件1、專利文件2)，作為解決上述問(wèn)題的手段。
專利文件1專利公開文件2001-247959專利文件2專利公開文件2002-60926本發(fā)明的目的是提供一種氣相淀積設(shè)備以及氣相淀積方法，其能夠提高EL材料的利用效率從而使制造成本降低，并在EL層的產(chǎn)量或均勻性上具有優(yōu)越性。另外，本發(fā)明還提供利用上述氣相淀積設(shè)備以及氣相淀積方法制造的發(fā)光器件以及制造該發(fā)光器件的方法。
另外，本發(fā)明提供一種氣相淀積設(shè)備，該裝置可以處理，例如320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm這樣的大尺寸襯底，能夠消除襯底的彎曲度，并能獲得襯底整體上均勻的膜的厚度。
隨著襯底尺寸的增大氣相淀積的面積也增大，這樣需要準(zhǔn)備的EL材料也增多。如果按傳統(tǒng)的方式，也就是將襯底和蒸發(fā)源以等于或大于1m的距離的間隔分開，昂貴的EL材料的利用效率極低，只有大約1％或更低時(shí)，則必須準(zhǔn)備大體積的熔化鍋(或氣相淀積板)和大量的EL材料。而且，需要加熱儲(chǔ)藏在大體積的熔化鍋中的EL材料一直到氣相淀積速度穩(wěn)定的加熱時(shí)間也隨之增長(zhǎng)，這樣就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)量降低。另外，在真空中加熱難，冷卻也難，所以冷卻EL材料也需要化時(shí)間。尤其是將大量的EL材料分配到多個(gè)熔化鍋時(shí)，控制各個(gè)熔化鍋的膜的形成比率變得困難，保持膜的均勻性變得困難。另外，即使準(zhǔn)備了用于加熱的加熱器、熔化鍋等，由于性質(zhì)、形狀的微小差異，準(zhǔn)備多個(gè)完全相同的蒸發(fā)源很困難。
另外，大尺寸的襯底如果以傳統(tǒng)的面朝下的方式來(lái)執(zhí)行氣相淀積，則會(huì)使襯底的中心部分彎曲，這樣，襯底和掩膜之間的密接性減弱，從而導(dǎo)致襯底表面由于密接性的差異而引起圖案不均勻的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種氣相淀積設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)將襯底平面相對(duì)于水平面垂直豎立起來(lái)，從而消除襯底(以及掩膜)的彎曲，并使襯底和蒸發(fā)源之間的間隔距離窄化到典型的為50cm或更少，優(yōu)選的，30cm或更少，更優(yōu)選的，5cm至15cm，在顯著提高蒸發(fā)材料的利用效率和生產(chǎn)量的同時(shí)，相對(duì)移動(dòng)襯底和蒸發(fā)源雙方。換言之，本發(fā)明的特征是在氣相淀積室中，使安裝有內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器的蒸發(fā)源托架相對(duì)于襯底只朝一個(gè)方向(例如Z軸方向)以一定速度移動(dòng)(或來(lái)回移動(dòng))，并在和蒸發(fā)托架的移動(dòng)方向直交的方向(例如X軸方向)上以一定的間隔載運(yùn)襯底。
另外，直立起襯底平面，可以減少塵粒的附著。另外還可以使氣相淀積設(shè)備整體的底腳變小。
公開在本說(shuō)明書中的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是一種制造設(shè)備，包括淀積設(shè)備，該淀積設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源蒸發(fā)淀積蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜，其中，在淀積室中，所述襯底平面相對(duì)于淀積室底面被垂直地放置，且包括在保持所述襯底豎立的狀態(tài)下在X軸方向上移動(dòng)該襯底的裝置(襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu))；蒸發(fā)源；按和X軸及Y軸呈直角的Z軸方向升降該蒸發(fā)源的裝置(蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu))，并且其中，按Z軸方向升降所述蒸發(fā)源后，在X軸方向上以一定的間隔移動(dòng)襯底，重復(fù)該工藝以進(jìn)行膜的形成。
為了能夠執(zhí)行共同氣相淀積或?qū)盈B形成疊層膜，可以在一個(gè)淀積室中提供多個(gè)蒸發(fā)源，本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)為一種制造設(shè)備，包括淀積設(shè)備，該淀積設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源蒸發(fā)淀積蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜，其中，在淀積室中，所述襯底平面相對(duì)于淀積室底面被垂直地放置，且包括在保持所述襯底豎立的狀態(tài)下在X軸方向上移動(dòng)該襯底的裝置；多個(gè)蒸發(fā)源；按和X軸及Y軸呈直角的Z軸方向升降所述蒸發(fā)源的多個(gè)裝置，并且其中，以Z軸方向升降所述多個(gè)蒸發(fā)源后，在X軸方向上以一定的間隔移動(dòng)襯底，重復(fù)該工藝以進(jìn)行共同氣相淀積或?qū)盈B形成疊層膜。
另外，優(yōu)選提供和淀積室連接的配備有薄膜厚度計(jì)的備用室，本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)為一種制造設(shè)備，包括淀積設(shè)備，該淀積設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源氣相淀積蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜，其中，在淀積室中，所述襯底平面相對(duì)于淀積室底面被垂直地放置，且包括在保持所述襯底豎立的狀態(tài)下在X軸方向上移動(dòng)該襯底的裝置；蒸發(fā)源；以和X軸及Y軸呈直角的Z軸方向升降該蒸發(fā)源的裝置，所述淀積室和提供有膜厚監(jiān)測(cè)儀的備用室連接，
在所述備用室獲取預(yù)定的淀積比率后，以Z軸方向升降所述蒸發(fā)源后，在X軸方向上以一定的間隔移動(dòng)襯底，重復(fù)該工藝以進(jìn)行膜的形成。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備，其中以不同的距離安排多個(gè)所述提供在備用室中的薄膜厚度計(jì)，例如用于主體材料的薄膜厚度計(jì)或用于雜質(zhì)材料的薄膜厚度計(jì)等。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備，其中提供多個(gè)所述備用室并使其夾著所述淀積室。蒸發(fā)源從一個(gè)備用室經(jīng)淀積室移動(dòng)到另一個(gè)備用室，從而在被豎立的襯底上進(jìn)行一條線的淀積。
通過(guò)提供多個(gè)所述具備膜厚監(jiān)測(cè)儀的備用室，可以延長(zhǎng)膜厚監(jiān)測(cè)儀的壽命。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備，其中從以Z軸方向升降的所述蒸發(fā)源以水平方向噴散出一個(gè)種類的蒸發(fā)材料。
另外，在本發(fā)明中，由于氣相淀積是對(duì)垂直豎立的襯底進(jìn)行的，所以蒸發(fā)材料在真空中以水平方向散開。因此，容器的結(jié)構(gòu)有以下特征，即蒸發(fā)開口(或?qū)ё?guide))提供在容器的側(cè)面，蒸發(fā)材料從蒸發(fā)開口以水平方向噴散出。
本發(fā)明的其他的結(jié)構(gòu)為一種制造設(shè)備，包括淀積設(shè)備，該淀積設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源氣相淀積蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜，其中，在提供于所述蒸發(fā)源上的容器的側(cè)面提供使蒸發(fā)材料以水平方向噴散出的開口，且具有該開口的最小徑的面和所述容器的外壁面一致。
另外，也可以改造蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)以取代如上所述的容器，在這種情況下，蒸發(fā)源的結(jié)構(gòu)有以下特征，即蒸發(fā)開口(或?qū)ё?guide))提供在蒸發(fā)源的側(cè)面，蒸發(fā)材料從蒸發(fā)開口以水平方向噴散出。
本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)為一種制造設(shè)備，包括淀積設(shè)備，該淀積設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源氣相淀積蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜，
其中，在所述蒸發(fā)源的側(cè)面提供使蒸發(fā)材料以水平方向噴散出的開口，且具有該開口的最小徑的面和所述蒸發(fā)源的外壁面一致。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備，其中所述開口的外壁側(cè)面中的開口面積比內(nèi)壁側(cè)面中的開口面積更小。這樣做，可以使開口附近的溫度不下降，并防止開口堵塞。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的制造設(shè)備，其中提供在所述蒸發(fā)源的儲(chǔ)藏蒸發(fā)材料的容器被能夠互相獨(dú)立地控制溫度的上部加熱器和下部加熱器包圍。上部加熱器加熱開口附近，從而防止開口堵塞。
另外，利用本發(fā)明的淀積設(shè)備，可以形成將裝載室、載運(yùn)室、和淀積室在直列方向上連接的串列方式的制造設(shè)備(圖6、圖7示出一例)。
因此，本發(fā)明可以采用一種制造設(shè)備，其中，不使用典型為褐色玻璃瓶之類的常規(guī)的容器作為用來(lái)儲(chǔ)藏EL材料的容器，EL材料被直接儲(chǔ)藏在預(yù)定被安置到氣相淀積設(shè)備中的容器中，且在被運(yùn)送之后實(shí)施氣相淀積。還可以實(shí)現(xiàn)提高產(chǎn)量的完全自動(dòng)的制造設(shè)備，并且可實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠避免雜質(zhì)混入到在材料制造商處提純的蒸發(fā)材料的整體封閉系統(tǒng)。


附圖中圖1A和1B分別是根據(jù)實(shí)施方案1的淀積設(shè)備的斜透射圖和剖面圖；圖2A和2B是根據(jù)實(shí)施方案2的容器的剖面圖；圖3A和3B是顯示根據(jù)實(shí)施方案1的共同淀積的視圖；圖4A和4B分別是根據(jù)實(shí)施例1的淀積設(shè)備的俯視圖和剖面圖；圖5A和5B是根據(jù)實(shí)施例2的蒸發(fā)源托架的一個(gè)例子的剖面圖；圖6是根據(jù)實(shí)施例3的串列式制造設(shè)備的側(cè)面圖；圖7是串列式制造設(shè)備的側(cè)面圖。
本發(fā)明的選擇圖是圖1
具體實(shí)施例方式
以下具體說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方案。
實(shí)施方案1這里用圖1A和1B說(shuō)明本發(fā)明的制造設(shè)備。
圖1A是氣相淀積設(shè)備的側(cè)面透視圖，圖1B是對(duì)應(yīng)于圖1A的剖面圖。參考數(shù)字100表示淀積室；101表示襯底；102表示固定襯底的襯底托架；103表示襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)；104a、104b表示蒸發(fā)源托架；105a、105b表示蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)；106a、106b表示膜厚監(jiān)測(cè)儀；107a、107b表示閘門、108a、108b表示備用室。
下文將說(shuō)明膜的淀積形成步驟。
首先，對(duì)淀積室100以及備用室108a、108b執(zhí)行真空排氣直到達(dá)到5×10-3Torr(0.665Pa)或更低的真空度，優(yōu)選10-4～10-6Torr。淀積室100以及備用室108a、108b和真空排氣處理室連接，可以執(zhí)行真空排氣以獲取真空，并可以在真空排氣后導(dǎo)入惰性氣體以獲取大氣壓。真空排氣處理室配有磁懸浮式渦輪分子泵、低壓泵或干泵。這些泵使和各個(gè)室連接的載運(yùn)室的最終真空度可達(dá)到10-5～10-6Torr，并且可控制雜質(zhì)從泵側(cè)和排氣系統(tǒng)的反向擴(kuò)散。為了防止雜質(zhì)混入設(shè)備內(nèi)部，使用惰性氣體的氮?dú)饣蛳∮袣怏w作為引入氣體。使用在引入設(shè)備前被氣體提純器高度純化的引入氣體。因此，有必要提供氣體提純器，從而使氣體被高度提純，之后再被引入氣相淀積設(shè)備。由此，可預(yù)先去除包含在氣體中的氧、水分等雜質(zhì)，可防止雜質(zhì)被引入氣相淀積設(shè)備。
預(yù)先在蒸發(fā)源托架上安裝好儲(chǔ)藏蒸發(fā)材料的容器，在備用室108a或備用室108b通過(guò)電阻加熱對(duì)容器執(zhí)行預(yù)熱(以比氣相淀積開始的溫度更低的溫度加熱)以備用。
接著，在襯底托架102上固定襯底101，并用襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)103將豎立的襯底載運(yùn)到淀積室100，且在淀積室內(nèi)以X方向移動(dòng)該襯底到蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105a的近旁。注意，當(dāng)使用掩膜選擇性地進(jìn)行淀積時(shí)，完成給襯底和掩膜定位后，在襯底托架上固定襯底和掩膜雙方。
然后，在備用室中，一邊加熱蒸發(fā)源托架一邊測(cè)定膜厚檢測(cè)儀，一直到膜厚比率穩(wěn)定。
接下來(lái)，打開閘門107a、107b，用蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105a使蒸發(fā)源托架104a在Z方向上移動(dòng)或來(lái)回移動(dòng)以形成膜。注意，在此，雖然蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105a表示為由旋轉(zhuǎn)帶或旋轉(zhuǎn)輥構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，但是蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105a的結(jié)構(gòu)并不局限于此。蒸發(fā)材料以水平方向被擴(kuò)散淀積在豎立的襯底上從而形成膜。例如，從備用室108a移動(dòng)蒸發(fā)源托架104a到淀積室100以形成膜，且經(jīng)過(guò)淀積室100移動(dòng)到備用室108b，在蒸發(fā)源托架104a待命期間，以某間距在X方向上移動(dòng)襯底，然后再一次途經(jīng)淀積室100移動(dòng)蒸發(fā)源托架104a到備用室108a。無(wú)論在備用室108a還是備用室108b都可以測(cè)定膜厚比率，這樣不但容易控制形成的膜的厚度，而且可以延長(zhǎng)膜厚監(jiān)測(cè)儀的壽命。
然后，用襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)103將襯底移動(dòng)到蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105b的近旁。注意，在此，雖然襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)103表示為由旋轉(zhuǎn)帶或旋轉(zhuǎn)輥構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，但是襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)103的結(jié)構(gòu)并不局限于此。然后，和上述同樣，打開閘門，用蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105b使蒸發(fā)源托架104b在Z方向上移動(dòng)或來(lái)回移動(dòng)以形成膜。
根據(jù)上述可以層疊形成膜。雖然在此示出了在淀積室中配備兩個(gè)蒸發(fā)源托架以及蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)的例子，但是本發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)，也可以在淀積室內(nèi)配備三個(gè)或更多的蒸發(fā)源托架以及蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)連續(xù)形成膜。
另外，還可以在蒸發(fā)源托架上提供區(qū)別于閘門107a、107b的閘門，也可以在蒸發(fā)源托架和襯底之間提供襯底閘門。
另外，雖然在此示出了在淀積室的側(cè)壁提供襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)的例子，但是也可以在淀積室的底面提供襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)。
另外，還可以提供調(diào)節(jié)蒸發(fā)源托架和襯底之間間距的機(jī)構(gòu)。
圖1表示的氣相淀積設(shè)備通過(guò)將襯底豎立起來(lái)可以消除大尺寸襯底的彎曲，并獲得在襯底整體上均勻的膜的厚度。除此外還可以消除對(duì)應(yīng)大尺寸襯底的掩膜的彎曲。
另外，在執(zhí)行共同氣相淀積的情形中，如圖3A和3B所示，安排多個(gè)蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)105a、105b并縮小其間的間距，適當(dāng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)開口的方向，并使相互的蒸發(fā)中心121和襯底的一點(diǎn)吻合，在這樣的狀態(tài)下同時(shí)執(zhí)行氣相淀積。
另外，圖3A中，參考數(shù)字120是指通過(guò)共同氣相淀積而獲取的淀積膜。
而且，圖3A是在執(zhí)行共同氣相淀積的情況中的蒸發(fā)源托架周邊的俯視圖的一部分，圖3B是相應(yīng)于圖3A的側(cè)面圖。另外，圖3A和圖3B中，和圖1相對(duì)應(yīng)的部分使用和圖1相同的符號(hào)。
實(shí)施方案2在此將用圖2A示出在水平方向上噴散出蒸發(fā)材料的容器的剖面結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。如圖2A所示，蒸發(fā)口的開口112提供在容器110的側(cè)面，而且該開口的形狀是有特征的。
另外，圖2A所示的容器，整體上是圓筒形狀，由具備開口的容器110(上部)和容器111(下部)構(gòu)成。蒸發(fā)材料113被儲(chǔ)藏在容器111(下部)中，并用容器110(上部)蓋住。
如果，上述容器的開口是具有從容器的內(nèi)側(cè)到外側(cè)的斜面的錐形，且開口最小徑位于側(cè)壁內(nèi)側(cè)，則開口和外側(cè)氣氛接觸的側(cè)壁的表面面積增大，這樣就容易冷卻。
而容易冷卻的開口又容易堆積蒸發(fā)材料從而引起堵塞，所以本發(fā)明使容器110的內(nèi)壁面的開口面積比外壁面的開口面積大，也就是，該開口形狀是只具有從容器110的外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的斜面的錐形。如圖2A所示，開口最小徑位于容器側(cè)面。另外，使容器的開口邊緣成為最薄的部分，這樣就更容易加熱。
另外，當(dāng)安裝蒸發(fā)源托架(整體沒(méi)有圖示出)時(shí)，如圖2B所示，優(yōu)選使加熱上部容器110的加熱裝置(上部加熱器114)和加熱下部容器111的加熱裝置(下部加熱器115)連接在一起。在執(zhí)行氣相淀積時(shí)，優(yōu)選使上部加熱器114和下部加熱器115的加熱溫度相同或更高。通過(guò)加熱上部加熱器114可以防止蒸發(fā)物附著堆積在上部容器110的內(nèi)壁上。
當(dāng)使用本發(fā)明的容器時(shí)，有一個(gè)特征是大顆粒很難從開口112噴散出。尤其是一次執(zhí)行大量蒸發(fā)材料的氣相淀積時(shí)，雖然有一個(gè)擔(dān)憂是如圖2B所示那樣出現(xiàn)崩沸(bumping)，大顆粒116朝上噴出，但是該大顆粒在撞擊在容器內(nèi)部的頂棚后又會(huì)重返原來(lái)的位置。或者，大顆粒116在噴出堆積到容器的內(nèi)部的頂棚后，用上部加熱器加熱從而使大顆粒116重新蒸發(fā)并從容器內(nèi)部的頂棚朝向容器底部進(jìn)行氣相淀積。這種情況下，從容器內(nèi)部的底部朝向頂棚的蒸發(fā)材料和從容器內(nèi)部的頂棚朝向底部的蒸發(fā)材料產(chǎn)生對(duì)流，最終從開口112以水平方向被噴出。
另外，開口112的形狀可以是圓形、墮圓形、矩形、或細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形。
還有，如果沒(méi)有必要，也可以不提供加熱上部容器的加熱裝置。
另外，如執(zhí)行共同氣相淀積，則可以如圖3所示那樣在一個(gè)淀積室內(nèi)提供多個(gè)蒸發(fā)源托架。注意，提供分別移動(dòng)多個(gè)蒸發(fā)源托架的移動(dòng)機(jī)構(gòu)。適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)蒸發(fā)開口的取向以使多個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)中心重疊。另外，使蒸發(fā)源托架的移動(dòng)機(jī)構(gòu)整體的取向能夠改變從而使多個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)中心重疊。
而且，準(zhǔn)備多種開口位置不同的容器(上部)，適當(dāng)?shù)馗鼡Q容器以調(diào)節(jié)蒸發(fā)中心重疊。
以下將通過(guò)所示實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明由以上結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1圖4A是制造設(shè)備的一部分的俯視圖。注意，圖4A為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，在圖中省略了備用室。淀積室200是串列式制造設(shè)備的一部分，和淀積室200鄰接的小室可以同樣是襯底豎立型氣相淀積設(shè)備，也可以是襯底豎立型濺射設(shè)備、襯底和掩膜的定位室、襯底安裝室、襯底卸載室等。
在此，為了防止雜質(zhì)混入，并為了維持淀積室200的真空度，提供和淀積室連接的安裝室210，在該安裝室210中安裝儲(chǔ)藏蒸發(fā)材料的容器212。換言之，將提供一種在安裝室中大氣和真空交替存在，而淀積室則一直保持高真空的系統(tǒng)。
首先，將容器212從門215搬進(jìn)安裝室210，并安裝在容器安裝臺(tái)213上。然后，對(duì)安裝室210內(nèi)進(jìn)行和淀積室200相同程度的真空排氣，然后，打開閘門214。然后，將蒸發(fā)源托架204移動(dòng)到安裝室附近，用真空自動(dòng)機(jī)211將容器212從容器安裝臺(tái)213移動(dòng)到蒸發(fā)源托架204，并安裝好。將容器212安裝在蒸發(fā)源托架204上后關(guān)閉閘門214，移動(dòng)蒸發(fā)源托架204到備用室208a或備用室208b，開始加熱蒸發(fā)材料。
作為蒸發(fā)材料，可以使用由低分子構(gòu)成的有機(jī)化合物材料，比如，三(8-喹啉醇合)鋁(以下稱Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(以下稱Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇合)鈹(以下稱BeBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉醇合)-(4-羥基-聯(lián)苯基)-鋁(以下稱BAlq)、雙[2-(2-羥苯基)-苯并噁唑醇合]鋅(以下稱Zn(BOX)2)、和雙[2-(2-羥苯基)-苯并噻唑醇合]鋅(以下稱Zn(BTZ)2)等的金屬絡(luò)合物。除此以外的材料是噁二唑衍生物，如2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(縮寫成PBD)、以及1，3-雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(縮寫成OXD-7)；三唑衍生物，如3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫成TAZ)、以及3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(縮寫成p-EtTAZ)；咪唑衍生物，如2，2’，2”-(1，3，5-benzenetriyl)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(縮寫成TPBI)；以及菲咯啉衍生物，如紅菲繞啉(縮寫成BPhen)和浴銅靈(縮寫成BCP)。
加熱蒸發(fā)材料，用配備在備用室208a或備用室208b的膜厚監(jiān)測(cè)儀206監(jiān)測(cè)并在所希望的膜的厚度比率穩(wěn)定后，將襯底201載運(yùn)到淀積室200。預(yù)先在連接的小室里給襯底和掩膜(圖中沒(méi)有表示)定位，用襯底托架202將襯底豎立并固定，在不與大氣接觸的狀態(tài)下將襯底載運(yùn)到淀積室200。在淀積室內(nèi)用襯底載運(yùn)機(jī)構(gòu)203在X方向上移動(dòng)豎立著的襯底201。
將襯底移動(dòng)到蒸發(fā)源托架204的近旁后，打開閘門207a、207b從備用室208a(或備用室208b)將蒸發(fā)源托架204按Z方向移動(dòng)(或來(lái)回移動(dòng))到淀積室200。蒸發(fā)材料從蒸發(fā)源托架204以水平方向噴出，反復(fù)重復(fù)蒸發(fā)源托架204的在Z方向上的移動(dòng)(或來(lái)回移動(dòng))和襯底的在X方向上的移動(dòng)，從而在襯底201上淀積形成膜。
例如，將蒸發(fā)源托架204以30cm/分至300cm/分在Z方向上移動(dòng)。
如使用圖4所示的氣相淀積設(shè)備，則可以在襯底被豎立的狀態(tài)下載運(yùn)襯底，所以即使是大尺寸的襯底，也不會(huì)出現(xiàn)彎曲，通過(guò)反復(fù)重復(fù)上述淀積形成膜的工藝，可以在整個(gè)襯底上形成膜。
另外，襯底20 1和蒸發(fā)源托架204之間的間距d典型的為50cm或更少，優(yōu)選窄到30cm或更少，更優(yōu)選的，5cm-15cm，這樣可以顯著提高蒸發(fā)材料的利用效率和生產(chǎn)量。
雖然在此示出了用一個(gè)蒸發(fā)源托架和一個(gè)蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)形成單層膜的例子，但本發(fā)明并不局限于此，也可以在一個(gè)淀積室內(nèi)提供兩個(gè)或更多的蒸發(fā)源托架和蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)形成兩層或更多層的疊層。
另外，本實(shí)施例可以和實(shí)施方案1或?qū)嵤┓桨?自由組合。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，由于要從安裝室210用真空自動(dòng)機(jī)211搬運(yùn)容器，并安裝容器到蒸發(fā)源托架，所以要在設(shè)計(jì)蒸發(fā)源托架上想辦法。
鑒于此，本實(shí)施例將用圖5A和5B說(shuō)明一個(gè)蒸發(fā)源托架的例子，該蒸發(fā)源托架使用真空自動(dòng)機(jī)211從安裝室210搬運(yùn)容器并安裝其到蒸發(fā)源托架的工藝更容易操作。圖5A是一個(gè)剖面圖，說(shuō)明安裝容器時(shí)的該蒸發(fā)源托架的狀態(tài)，圖5B也是一個(gè)剖面圖，說(shuō)明在蒸發(fā)期間的該蒸發(fā)源托架的狀態(tài)。
蒸發(fā)源托架由上部部件502和下部部件503構(gòu)成，上下部件中分別提供有移動(dòng)機(jī)構(gòu)505、506；和加熱機(jī)構(gòu)(上部加熱器513、下部加熱器512)，并能夠被分別移動(dòng)。
在本實(shí)施例中，容器500可以使用一般的熔化鍋，其結(jié)構(gòu)是從提供在上部部件503的開口507以水平方向噴出蒸發(fā)材料。如果容易冷卻，則蒸發(fā)材料容易在開口處附著堆積從而導(dǎo)致堵塞，所以，本實(shí)施例中，上部部件503的內(nèi)壁面的開口面積是比外壁面的開口面積大的形狀，換言之，是只具有從上部部件503的外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)的斜面的錐形。如圖5A所示，開口的最小徑位于上部部件503的側(cè)面。另外，使上部部件503的開口邊緣成為最薄的部分，這樣就更容易執(zhí)行加熱。
另外，移動(dòng)機(jī)構(gòu)505有旋轉(zhuǎn)功能，可以自由改變開口507的方向，也就是蒸發(fā)材料的噴散方向。
另外，當(dāng)使用本發(fā)明的蒸發(fā)源托架時(shí)，有一個(gè)特征是大顆粒很難從開口507噴散出。尤其是一次氣相淀積大量的蒸發(fā)材料時(shí)，雖然有出現(xiàn)崩沸，大顆粒116朝上噴出的擔(dān)憂，但是該大顆粒撞擊在上部部件503內(nèi)部的頂棚后又會(huì)重返原來(lái)的位置。
如圖5A所示，當(dāng)安裝容器(熔化鍋)500時(shí)，將上部部件503移動(dòng)到上方后，安裝室的真空自動(dòng)機(jī)將容器500安裝到下部部件502。之后，將上部部件503移動(dòng)到下面從而連接上部部件503和下部部件502。為了準(zhǔn)確進(jìn)行連接，還可以提供扣鉤(沒(méi)有圖示出)，并旋轉(zhuǎn)上部部件503來(lái)固定。
另外，在氣相淀積時(shí)，如圖5B所示，在連接的狀態(tài)下移動(dòng)蒸發(fā)源托架整體。
在執(zhí)行氣相淀積時(shí)，上部加熱器513的加熱溫度優(yōu)選相同于或高于下部加熱器512的加熱溫度。雙方各自的加熱器控制功能提供在能夠獨(dú)立控制的不同的部分(例如上部加熱器513的加熱器控制功能安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)506內(nèi)部)。通過(guò)加熱上部加熱器513可以防止蒸發(fā)物附著堆積在上部部件503的內(nèi)壁上。另外，在氣相淀積結(jié)束后，加熱上部加熱器513和下部加熱器512還可以防止蒸發(fā)材料進(jìn)入并附著沉淀在連接部分從而導(dǎo)致上部部件和下部部件不能被分開的問(wèn)題。
另外，雖然在實(shí)施例1中示出了蒸發(fā)源托架移動(dòng)機(jī)構(gòu)是旋轉(zhuǎn)帶及旋轉(zhuǎn)輥的例子，但在本實(shí)施例中示出了移動(dòng)機(jī)構(gòu)505、506使用利用軌道部分508的車輪(沒(méi)有圖示出)的例子。移動(dòng)機(jī)構(gòu)505、506的內(nèi)部提供多個(gè)夾著軌道508的車輪，驅(qū)動(dòng)車輪，可以沿著軌道508在Z方向上移動(dòng)蒸發(fā)源托架。
另外，本實(shí)施例可以和實(shí)施方案1或?qū)嵤├?自由組合。
實(shí)施例3本實(shí)施例將用圖6說(shuō)明適合批量生產(chǎn)系統(tǒng)的串列方式的制造設(shè)備。
用真空搬運(yùn)途徑將各個(gè)小室的出入口部分連接成環(huán)形，并在其內(nèi)部提供載運(yùn)襯底托架的線路。注意，如圖6所示，在淀積設(shè)備的上方載運(yùn)已完成淀積的襯底可以縮小制造設(shè)備整體的底腳面積。
圖6中，參考數(shù)字600表示安裝室；601表示預(yù)處理室；602表示淀積室(氣相淀積空穴傳輸層或空穴注入層的淀積室)；603表示淀積室(氣相淀積發(fā)光層的淀積室)；604表示淀積室(氣相淀積電子傳輸層或電子注入層的淀積室)；605表示配備提升起落機(jī)構(gòu)的襯底載運(yùn)室；606表示配備水平移動(dòng)機(jī)構(gòu)的襯底載運(yùn)室；607表示配備下降起落機(jī)構(gòu)的卸載室。另外，在各個(gè)小室之間提供閘門閥。
另外，淀積室602-604使用實(shí)施方案1、實(shí)施方案2、實(shí)施例1、或?qū)嵤├?中描述的襯底豎立型氣相淀積設(shè)備。
其工藝流程為首先，將形成有陽(yáng)極的襯底安裝在裝載室600內(nèi)。雖然能夠豎立安裝的機(jī)構(gòu)是理想的，但也可以提供在裝載室內(nèi)將橫向安裝的襯底豎立的機(jī)構(gòu)。接著，將裝載室真空排氣后打開閘門閥用搬運(yùn)襯底的自動(dòng)機(jī)等將襯底搬進(jìn)預(yù)處理室601。在預(yù)處理室601中或進(jìn)行加熱處理以脫氣，或給掩膜(沒(méi)有圖示出)定位，或?qū)⒁r底固定到襯底托架(沒(méi)有圖示出)上。預(yù)處理室601中提供有按順序載運(yùn)襯底托架的饋送載運(yùn)機(jī)構(gòu)(沒(méi)有圖示出)，由排列多個(gè)襯底托架以預(yù)定的節(jié)拍(tact)來(lái)進(jìn)行間歇載運(yùn)的載運(yùn)線構(gòu)成。接著，襯底(以及掩膜)在豎立并被固定到襯底托架的狀態(tài)下被載運(yùn)到淀積室602。在淀積室602中蒸發(fā)源托架一邊以Z方向移動(dòng)一邊向水平方向噴散出蒸發(fā)材料，其結(jié)果是在豎立的襯底上淀積而形成膜。
接著，和淀積室602同樣，在淀積室603、604按順序淀積形成包含有機(jī)化合物的膜。完成膜的形成后，襯底被搬運(yùn)到襯底載運(yùn)室605，經(jīng)提升起落機(jī)構(gòu)被提升，而且經(jīng)由襯底載運(yùn)室606被搬運(yùn)到卸載室607。卸載室607是卸下襯底并將之取出的結(jié)構(gòu)。雖然在此沒(méi)有圖示出，卸載室優(yōu)選不和大氣接觸，并和形成陰極的小室以及執(zhí)行密封的小室連接，且能夠執(zhí)行搬運(yùn)。當(dāng)制作單色發(fā)光面板時(shí)，在更換掩膜，形成由金屬材料構(gòu)成的陰極之后，用密封襯底或密封罐密封后就完成了發(fā)光器件。另外，當(dāng)制作全色發(fā)光面板時(shí)，有必要以每個(gè)發(fā)光色為單位地更換掩膜來(lái)分別涂敷，所以理想的是適當(dāng)連接用于R、G、B的如圖6所示的設(shè)備。
另外，單方向連接線也可以是如圖7所示的排列。
在圖7中，參考數(shù)字700表示裝載室；701表示預(yù)處理室；702表示淀積室(氣相淀積空穴傳輸層或空穴注入層的淀積室)；703表示淀積室(氣相淀積發(fā)光層的淀積室)；704表示淀積室(氣相淀積電子傳輸層或電子注入層的淀積室)；705表示淀積室(氣相淀積作為陰極的金屬層的淀積室)；706表示淀積室(濺射作為保護(hù)膜的無(wú)機(jī)絕緣膜的襯底豎立型濺射室)；707表示卸載室。
淀積室702至704使用實(shí)施方案1、實(shí)施方案2、實(shí)施例1、或?qū)嵤├?中描述的襯底豎立型氣相淀積設(shè)備。
雖然圖7在淀積室706中在陰極上形成保護(hù)膜以完成密封，但是本發(fā)明并不局限于該結(jié)構(gòu)，也可以用使用密封襯底或密封罐來(lái)執(zhí)行密封的小室來(lái)代替淀積室706。
另外，組合圖6所示的制造設(shè)備和圖7所示的制造設(shè)備，可以完成從在陽(yáng)極上形成有機(jī)化合物膜到形成陰極，且直到完成密封的制作的全自動(dòng)化串列式制造設(shè)備。
本實(shí)施例可以和實(shí)施方案1、實(shí)施方案2、實(shí)施例1、或?qū)嵤├?自由組合。
根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)提高蒸發(fā)材料的利用效率來(lái)減少制造成本。另外，本發(fā)明在提供消除大尺寸襯底以及掩膜的彎曲，并能夠獲取在整個(gè)襯底上膜厚度均勻的膜的氣相淀積設(shè)備的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)制造設(shè)備整體的底腳的縮小。
權(quán)利要求
1.一種制造設(shè)備包括具備淀積室的淀積(成膜)設(shè)備，其中，所述淀積室又包括襯底托架，其中襯底相對(duì)于所述淀積室底面被垂直地放置，并且該襯底在被保持豎立的狀態(tài)下在X軸方向上被移動(dòng)；裝有蒸發(fā)材料的蒸發(fā)源，該蒸發(fā)源提供在襯底對(duì)面；以和X軸呈直角的Z軸方向移動(dòng)該蒸發(fā)源的裝置，并且其中，在Z軸方向上升降所述蒸發(fā)源后，在X軸方向上以一定間隔移動(dòng)所述襯底，反復(fù)重復(fù)該工藝以形成膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造設(shè)備，其中從所述按Z軸方向被升降的蒸發(fā)源在水平方向上噴散出所述蒸發(fā)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造設(shè)備，其中在所述蒸發(fā)源的側(cè)面提供使所述蒸發(fā)材料以水平方向被噴散出的開口，且具有最小直徑的該開口的面和所述蒸發(fā)源的外壁面一致。
4.一種制造設(shè)備包括具備淀積室的淀積(成膜)設(shè)備，其中，所述淀積室又包括襯底托架，其中襯底相對(duì)于所述淀積室底面被垂直地放置，并且該襯底在被保持豎立的狀態(tài)下在X軸方向上被移動(dòng)；多個(gè)蒸發(fā)源，且每個(gè)蒸發(fā)源具備蒸發(fā)材料，并被安置在所述襯底對(duì)面；多個(gè)在和X軸呈直角的Z軸方向上移動(dòng)該蒸發(fā)源的裝置，并且其中，在Z軸方向上升降至少一個(gè)所述蒸發(fā)源后，在X軸方向上以一定的間隔移動(dòng)所述襯底，重復(fù)該工藝以進(jìn)行共同氣相淀積或?qū)盈B形成疊層膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的制造設(shè)備，其中從所述按Z軸方向被升降的蒸發(fā)源在水平方向上噴散出所述蒸發(fā)材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的制造設(shè)備，其中在所述各個(gè)蒸發(fā)源的側(cè)面提供使所述蒸發(fā)材料以水平方向被噴散出的開口，且具有最小直徑的該開口的面和所述各個(gè)蒸發(fā)源的外壁面一致。
7.一種制造設(shè)備，包括具備淀積室和備用室的淀積(成膜)設(shè)備，其中，所述淀積室又包括襯底托架，其中所述襯底相對(duì)于所述淀積室底面被垂直地放置，并且該襯底在被保持豎立的狀態(tài)下在X軸方向上被移動(dòng)；裝有蒸發(fā)材料的蒸發(fā)源，該蒸發(fā)源被提供在所述襯底對(duì)面；在和X軸呈直角的Z軸方向上移動(dòng)該蒸發(fā)源的裝置，并且其中，提供有薄膜厚度計(jì)的所述備用室連接于所述淀積室，并且，在所述備用室獲取預(yù)定的淀積比率后，以Z軸方向升降所述蒸發(fā)源，且在X軸方向上以一定間隔移動(dòng)所述襯底，反復(fù)重復(fù)該工藝以形成膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制造設(shè)備，其中提供多個(gè)所述備用室并使其夾著所述淀積室。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的制造設(shè)備，其中所述備用室包括距蒸發(fā)源不同距離的多個(gè)薄膜厚度計(jì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的制造設(shè)備，其中從按Z軸方向被升降的所述蒸發(fā)源在水平方向上噴散出一個(gè)種類的蒸發(fā)材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的制造設(shè)備，其中在所述蒸發(fā)源的側(cè)面提供使所述蒸發(fā)材料以水平方向被噴散出的開口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的制造設(shè)備，其中具有最小直徑的所述開口的面和所述蒸發(fā)源的外壁面一致。
13.一種制造設(shè)備包括淀積(成膜)設(shè)備，該設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源蒸發(fā)出蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜；其中，所述蒸發(fā)源又包括儲(chǔ)藏所述蒸發(fā)材料的容器，并且該容器的一個(gè)側(cè)面上提供使所述蒸發(fā)材料向水平方向上噴散的開口；并且其中，具有最小直徑的該開口的面和所述容器的外壁面一致。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的制造設(shè)備，其中所述容器的外壁側(cè)面中的最小開口直徑比所述容器的內(nèi)壁側(cè)面中的開口直徑小。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的制造設(shè)備，其中所述蒸發(fā)源被能夠相互獨(dú)立地控制溫度的上部加熱器和下部加熱器包圍。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的制造設(shè)備，其中移動(dòng)所述蒸發(fā)源的方向垂直于移動(dòng)所述襯底的方向。
17.一種制造設(shè)備包括淀積(成膜)設(shè)備，該設(shè)備從提供在襯底對(duì)面的蒸發(fā)源蒸發(fā)出蒸發(fā)材料從而在所述襯底上形成膜；其中，在所述蒸發(fā)源的側(cè)面提供使蒸發(fā)材料以水平方向噴散出的開口，且具有最小徑的該開口的面和所述容器的外壁面一致。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的制造設(shè)備，其中所述蒸發(fā)源的外壁側(cè)面中的最小開口直徑比所述蒸發(fā)源的內(nèi)壁側(cè)面中的開口直徑小。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的制造設(shè)備，其中所述蒸發(fā)源被能夠相互獨(dú)立地控制溫度的上部加熱器和下部加熱器包圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的制造設(shè)備，其中移動(dòng)所述蒸發(fā)源的方向垂直于移動(dòng)所述襯底的方向。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種氣相淀積設(shè)備，該設(shè)備通過(guò)提高EL材料的利用效率而減少制造成本，并在形成EL層的產(chǎn)量或均勻性上是優(yōu)越的，本發(fā)明并且提供氣相淀積方法。本發(fā)明的特征是，在氣相淀積室內(nèi)，使安裝了儲(chǔ)藏蒸發(fā)材料的容器的蒸發(fā)源托架104a、105a相對(duì)于襯底101，只向一個(gè)方向(例如Z軸方向)以一定速度移動(dòng)(或來(lái)回移動(dòng))，而且，在和蒸發(fā)源托架的移動(dòng)方向直交的方向(例如X軸方向)上以一定間隔搬運(yùn)襯底。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1578549SQ20041006943
公開日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2004年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者坂田淳一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所