專利名稱：制造系統(tǒng),發(fā)光裝置以及含有有機化合物層的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一種膜形成系統(tǒng)的制造系統(tǒng)，其中膜形成系統(tǒng)使用能夠通過氣相淀積形成膜的材料(下文中稱作蒸發(fā)材料)，本發(fā)明同時涉及使用該制造系統(tǒng)以含有有機化合物的層為發(fā)光層的發(fā)光裝置及其制造方法。確切地說，本發(fā)明涉及一種膜的制作方法(氣相淀積方法)及其制造系統(tǒng)，該制作方法通過蒸發(fā)提供在襯底對面的多個蒸發(fā)源的蒸發(fā)材料進行膜的形成。
背景技術(shù)：
近幾年，對于具有EL元件作為自發(fā)光發(fā)光元件的發(fā)光裝置的研究非常活躍。發(fā)光裝置又稱有機EL顯示器或有機發(fā)光二極管。由于這些發(fā)光裝置有適用于動感畫面顯示的諸如快速響應(yīng)速度，低電壓、低功耗驅(qū)動等特征，它們作為用于包括新一代移動電話和便攜式信息終端(PDA)的下一代顯示器備受關(guān)注。
EL元件具有含有有機化合物的層作為發(fā)光層。該EL元件具有一種結(jié)構(gòu)，其中含有有機化合物的層(下文中，稱作EL層)夾在陽極和陰極之間，通過向陽極和陰極施加電場在EL層中產(chǎn)生電致發(fā)光。從EL元件得到的發(fā)光包括從單重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的光發(fā)射(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)回到基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。
上述EL層具有以“空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層”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系統(tǒng)淀積而形成。
傳統(tǒng)的氣相淀積系統(tǒng)具有用于安裝襯底的襯底支架、具有封裝EL材料即蒸發(fā)材料的坩堝、用于防止要被升華的EL材料上升的閘門、和用于加熱坩堝中EL材料的加熱器。然后，用加熱器加熱的EL材料被升華并淀積在轉(zhuǎn)動的襯底上。這時，為了達到均勻淀積的目的，襯底和坩堝之間需要有至少1m或更大的距離。
根據(jù)上述氣相淀積系統(tǒng)和上述氣相淀積方法，當EL層用氣相淀積形成時，幾乎所有被升華的EL材料附著到氣相淀積系統(tǒng)的淀積室的內(nèi)部的內(nèi)壁、閘門或附著防護屏(用于防止蒸發(fā)材料附著到淀積室的內(nèi)壁上的保護板)上。因而，在形成EL層時，昂貴的EL材料的利用效率非常低，即大約1％或更低，這就使發(fā)光裝置的制造成本變得非常昂貴。
另外，根據(jù)常規(guī)技術(shù)的氣相淀積系統(tǒng)，為了提供均勻的膜，有必要將襯底以等于或大于1m的距離的間隔從蒸發(fā)源分開。因而，氣相淀積系統(tǒng)本身變得龐大，氣相淀積系統(tǒng)的每個淀積室抽氣所需的時間周期延長，因而，膜形成速率減緩，產(chǎn)量降低。而且，如果是大面積的襯底，襯底的中心部分和邊緣部分容易發(fā)生膜的厚度不均勻的問題。另外，氣相淀積系統(tǒng)具有一種轉(zhuǎn)動襯底的結(jié)構(gòu)，因而，以大面積襯底為目標時，氣相淀積系統(tǒng)就有了局限性。
另外，有一個問題是EL材料由于氧氣或濕氣的存在容易被氧化、退化。然而，在用氣相淀積法形成薄膜中，放入容器(玻璃瓶)中的蒸發(fā)材料以預定量被取出并轉(zhuǎn)移到安裝在氣相淀積系統(tǒng)內(nèi)部與要形成有膜的物體相對位置上的容器(典型的，坩堝、或氣相淀積舟)中，在蒸發(fā)材料的轉(zhuǎn)移操作中，就有混入氧氣或濕氣或雜質(zhì)到蒸發(fā)材料中的危險性。
另外，當蒸發(fā)材料從玻璃瓶轉(zhuǎn)移到容器中時，蒸發(fā)材料由人手在提供有手套等的淀積室的預處理室內(nèi)部轉(zhuǎn)移。然而，當預處理室中提供手套時，室內(nèi)無法抽真空，操作在大氣壓下進行，這樣，混入雜質(zhì)的可能性就相當大。即使轉(zhuǎn)移操作在處于氮氣氛中的預處理室內(nèi)部進行，也很難盡可能地減少濕氣或者氧氣。另外，盡管使用自控設(shè)備(robot)不是不可能，但由于蒸發(fā)材料是粉末狀，很難制造出能夠進行這種轉(zhuǎn)移操作的自控設(shè)備。因而，很難通過防止雜質(zhì)混入的集成密閉系統(tǒng)來實施形成EL元件的步驟，即，從形成下電極上面的EL層的步驟到形成上電極的步驟。
因此，本發(fā)明提供一種制作系統(tǒng)的氣相淀積系統(tǒng)及氣相淀積方法，其能夠提高利用EL材料的效率、并在形成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系統(tǒng)以及氣相淀積方法制造的發(fā)光裝置和制造該發(fā)光裝置的方法。
另外，本發(fā)明提供在具有，例如320mm×400mm、370mm×470mm、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm尺寸的大面積襯底上有效地氣相淀積EL材料的制造系統(tǒng)。而且，本發(fā)明提供的氣相淀積系統(tǒng)使得大面積襯底的整個表面具有均勻的厚度。
另外，本發(fā)明提供能夠避免雜質(zhì)混入EL材料的制造系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明提供的氣相淀積系統(tǒng)的特征在于，襯底和蒸發(fā)源相對彼此移動。特別是，在淀積室的內(nèi)部，安裝有其內(nèi)填充了蒸發(fā)材料的容器的蒸發(fā)源支架相對于襯底以一定的間距移動。在本說明書中，具備配有移動的蒸發(fā)源支架的氣相淀積系統(tǒng)的制造系統(tǒng)被稱為移動單元群集方式(moving cell cluster method)。
另外，一個蒸發(fā)源支架上可以安裝4個或更多個坩堝，優(yōu)選的是6個或8個。也就是說，安裝在蒸發(fā)源支架上的有機材料不一定是一個或一種，也可以是多種類型的有機化合物。根據(jù)下面的步驟在坩堝A中放置有輸運空穴能力的有機材料，在坩堝B中放置將成為發(fā)光層的有機材料，在坩堝C中放置有電子輸運能力的有機材料，在坩堝D中放置將成為陰極緩沖的材料，這樣可在同一室內(nèi)連續(xù)淀積不同類型的有機化合物。另外，即使不能在蒸發(fā)源支架上安裝多個坩堝，但可在安裝室中安裝多個坩堝，將坩堝按順序交替更換來實施氣相淀積，其結(jié)果，可以在同一室內(nèi)連續(xù)淀積這些類型的有機化合物。
在要提高氣相淀積速率較慢的材料的工作量的情形中，可將同一材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積來縮短氣相淀積的時間。另外，在使用因淀積速率使得膜的質(zhì)量會受影響的材料的情形中，可將同一材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積，其結(jié)果是得到均勻的薄膜質(zhì)量和厚度。另外，通過將同一材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積，可以在有疊層結(jié)構(gòu)的EL層中與各個膜的接觸面上形成蒸發(fā)材料被混和的區(qū)域(混合區(qū))。
例如，如果制作全色顯示發(fā)光裝置，優(yōu)選的是，在第一室中使用R用的氣相淀積掩模選擇地形成R用的包括空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的疊層，在第二室中使用G用的氣相淀積掩模選擇地形成G用的包括空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的疊層，在第三室中使用B用的氣相淀積掩模選擇地形成B用的包括空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的疊層。因每個空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的最佳薄膜厚度根據(jù)發(fā)光元件的發(fā)光顏色(R，G，B)的不同而各不相同，優(yōu)選的是，各個層按順序形成疊層。
此外，除了在蒸發(fā)源支架中提供一種作為發(fā)光性的有機化合物的材料之外，還可以一起提供能夠成為摻雜物的其它有機化合物(摻雜材料)。優(yōu)選的是，使得通過氣相淀積形成的有機化合物層由主材料和激發(fā)能低于主材料的發(fā)光材料(摻雜材料)構(gòu)成。還優(yōu)選的是，摻雜物的激發(fā)能低于空穴輸運區(qū)的激發(fā)能和電子輸運層的激發(fā)能。由此，可以讓摻雜物有效地發(fā)光同時防止摻雜物分子激發(fā)體的擴散。另外，當摻雜物是載流子陷阱類型的材料時，還可以提升復合載流子的效率。另外，本發(fā)明包括一種情形，其中將能夠把三重態(tài)激發(fā)能轉(zhuǎn)變成發(fā)光的材料加入到混合區(qū)作為摻雜物。另外，在形成混合區(qū)中，可以向混合區(qū)提供濃度梯度。
另外，當在一個蒸發(fā)源支架提供多個有機化合物材料時，優(yōu)選的是有機化合物材料的蒸發(fā)方向歪斜，以便在要被淀積的物體位置處交叉，使得有機化合物材料被混合在一起?？梢杂谜{(diào)節(jié)傾斜度用的螺釘適當?shù)厥谷萜?坩堝)歪斜來設(shè)定氣相淀積的方向。另外，為了實施共同淀積，蒸發(fā)源支架可以提供有4種蒸發(fā)材料(例如，2種主材料作為蒸發(fā)材料a，2種摻雜材料作為蒸發(fā)材料b)。
在蒸發(fā)源支架處提供一個可以在淀積室內(nèi)向X方向或Y方向(典型的是雙軸臺)移動并同時保持水平狀態(tài)的機構(gòu)。這里，蒸發(fā)源支架在二維平面上以鋸齒形字型移動。另外，也可根據(jù)隔離物的間距適當?shù)卣{(diào)整蒸發(fā)源支架的移動間距。另外，膜的厚度監(jiān)視器和蒸發(fā)源支架結(jié)合為一體而移動。根據(jù)膜的厚度監(jiān)視器所測出的值調(diào)節(jié)蒸發(fā)源支架的移動速度，從而使膜的厚度均勻。
例如，蒸發(fā)源支架以30cm/分鐘到300cm/分鐘范圍在X方向或Y方向移動。
在本發(fā)明的氣相淀積系統(tǒng)中，在氣相淀積過程中，襯底和蒸發(fā)源支架之間的間距d可以減少到典型的為30cm或更少，優(yōu)選的，20cm或更少，更優(yōu)選的，5cm-15cm，由此顯著地提高蒸發(fā)材料的利用效率和產(chǎn)量。
另外，由于襯底和蒸發(fā)源支架之間的間距d被縮短到典型的為30cm或更少，因而氣相淀積掩模有可能被加熱。因此，對于氣相淀積掩模，優(yōu)選的是，使用具有低熱擴散系數(shù)的金屬材料，例如，諸如鎢、鉭、鉻、鎳、鉬的高熔點金屬或包括這些元素的合金，諸如不銹鋼、鉻鎳鐵合金、鎳基合金。除了這些材料之外，還可以使用含有42％的鎳和58％的鐵的低熱擴散系數(shù)的合金。另外，為了冷卻要被加熱的氣相淀積掩模，可以給氣相淀積掩模提供有循環(huán)冷卻介質(zhì)(諸如冷卻水、冷卻氣體等)的機構(gòu)。本發(fā)明由于氣相淀積掩模的移動，如果其移動速度快，氣相淀積掩模幾乎不被加熱，所以可以抑制因掩模的熱變形而引起的劣質(zhì)膜的形成。
另外，為了清潔附著到掩模上被淀積的物質(zhì)，優(yōu)選的是通過等離子體發(fā)生裝置在淀積室的內(nèi)部產(chǎn)生等離子體以蒸發(fā)附著在掩模上的被淀積材料以排出蒸氣到淀積室的外面。所以，淀積室包括用于引入選自包括Ar、H、F、NF3和O的組中的一種或多種氣體的氣體引入裝置和用于排出蒸發(fā)的被淀積材料的排出裝置。另外，在掩模上另外提供電源，其中任何一方都與高頻電源連接。據(jù)此，優(yōu)選的是，掩模由導電材料形成。例如，在以襯底閘門作電極，氣體流量為30sccm，H2氣為30sccm，RF功率為800W的條件下，通過在襯底閘門和掩模之間產(chǎn)生等離子體，可以清潔附著到掩模上被淀積的物質(zhì)而不損傷掩模。通過上述構(gòu)成，在維護期間淀積室的內(nèi)部可以被清潔而不與大氣接觸。另外，優(yōu)選的是，淀積室具有包括只對掩模進行簡單等離子體清潔的裝置和對整個室內(nèi)進行強力等離子體清潔的裝置的兩種裝置。
上述氣相淀積系統(tǒng)中的蒸發(fā)源支架包括容器(通常為坩堝)；通過中介均熱部件(soaking member)設(shè)置在容器外部的加熱器；設(shè)置在加熱器外部的熱絕緣層；其中容納上述元件的外殼；圍繞外殼外部的冷卻管；打開和關(guān)閉包括坩堝的開口部分的外殼開口部分的氣相淀積閘門；和膜厚傳感器。注意也可以使用能以加熱器固定到其上的狀態(tài)進行傳送的容器。此外，該容器是一個能承受高溫、高壓、和低壓的容器，并且通過采用如耐熱性金屬(Ti)，氮化硼(BN)的燒結(jié)體、氮化硼(BN)和氮化鋁(AlN)的復合燒結(jié)體、石英或石墨的材料制造。
根據(jù)本發(fā)明的制造系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)一種制造系統(tǒng)包括裝載室；
與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與每個淀積室連接的安裝室，其中，所述每個淀積室和將所述每個淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；其中每個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的定位裝置(CCD照相機和制動器)；支承襯底的裝置(支架)；移動蒸發(fā)源支架的移動裝置(臺)，其中所述蒸發(fā)源支架包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的裝置(加熱器)；以及提供在容器上的閘門；其中，所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；其中安裝室包括加熱容器的裝置(加熱器)；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的載運裝置(載運自控設(shè)備)。
淀積室可以只設(shè)置一個蒸發(fā)源支架，也可以設(shè)置多個蒸發(fā)源支架。
根據(jù)這樣相對彼此移動襯底和蒸發(fā)源支架，不需要提供襯底和蒸發(fā)源之間的長距離，可以實現(xiàn)裝置的小尺寸化。另外，由于氣相淀積系統(tǒng)是小尺寸的，被升華的蒸發(fā)材料在淀積室內(nèi)部的內(nèi)壁上的附著和防止屏上的附著減少了，蒸發(fā)材料可以不被浪費，而被有效利用。另外，根據(jù)本發(fā)明的氣相淀積方法，沒有必要轉(zhuǎn)動襯底，因而，可以提供能夠處理大面積襯底的氣相淀積系統(tǒng)。另外，通過在X軸方向和Y軸方向相對于襯底移動蒸發(fā)源支架，可以均勻地形成氣相淀積的膜。另外，根據(jù)本發(fā)明由于氣相淀積掩模的移動，所以可以將因掩模的熱變形而引起的劣質(zhì)膜的形成最小化。
如圖3A和3B所示的實例，如將容器懸浮在加熱器之上，由此可以控制氣相淀積而不使用閘門。比如，通過由諸如石英，陶瓷等制成的頂升桿使容器懸浮于加熱器之上而使其冷卻。在用頂升桿使容器懸浮使其冷卻的情形中，可使用放熱性較好的金屬材料制成有薄壁的容器。圖3A示出2個單元的橫截面視圖，其中一個單元處于氣相淀積正在進行的狀態(tài)，圖3B示出2個單元都處于正在進行氣相淀積的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明的制造系統(tǒng)具有這樣的結(jié)構(gòu)一種制造系統(tǒng)包括裝載室；
與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與每個淀積室連接的安裝室，其中，所述每個淀積室和將淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；其中每個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的定位裝置(CCD照相機和制動器)；支承襯底的裝置(支架)；移動蒸發(fā)源支架的移動裝置(臺)，其中所述蒸發(fā)源支架包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的裝置(加熱器)；以及懸浮容器于蒸發(fā)源支架之上以便使其冷卻的裝置(頂升桿)；以及其中，所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；其中安裝室包括加熱容器的裝置(加熱器)；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的載運裝置(載運自控設(shè)備)。
此外，非發(fā)光區(qū)擴大即被稱為(發(fā)光區(qū))皺縮的主要原因是，包括被吸收濕氣的少量濕氣到達有機化合物中。因此最好在具有TFT的有源矩陣襯底上形成含有有機化合物的層之前除去殘留在有源矩陣襯底中的濕氣(包括吸收的濕氣)。
本發(fā)明通過使用片式加熱器(通常為護套加熱器)，提供用于均勻地加熱多個襯底的熱處理室，并在形成含有有機化合物的層之前在100-250℃的溫度下進行真空加熱，可以防止或減少皺縮的產(chǎn)生。特別是，當有機樹脂膜用作層間絕緣膜或隔板材料時，濕氣很容易被有機樹脂材料吸收，此外，還有產(chǎn)生除氣的風險。因此，在形成含有有機化合物層之前在100-250℃溫度下進行真空加熱對于防止或減少皺縮的產(chǎn)生相當有效。
在上述制造系統(tǒng)的每個結(jié)構(gòu)中，多個片式加熱器被重疊的并且保持一定間距的安置在載運室中，并且載運室和能在多個襯底上進行真空加熱的處理室連接。采用片式加熱器在襯底上均勻地進行真空加熱來除去襯底上的濕氣，這樣就可以防止或減少皺縮的產(chǎn)生。
此外，在上述制造系統(tǒng)的每個結(jié)構(gòu)中，移動上述蒸發(fā)源支架的裝置具有以一定間距在X軸方向移動上述蒸發(fā)源支架，并以一定間距在Y軸方向移動蒸發(fā)源支架的功能。因為在本發(fā)明的氣相淀積方法中旋轉(zhuǎn)襯底不是必須的，所以可以提供對大面積襯底實施氣相淀積的系統(tǒng)。此外，由于蒸發(fā)源支架相對襯底在X軸方向和Y軸方向移動，所以形成的膜相當均勻。
此外，優(yōu)選在襯底周邊部分旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)源支架，以便使膜厚均勻。另外，優(yōu)選以一定的間距移動蒸發(fā)源支架，以使氣化的蒸發(fā)材料重疊(overlap)在底部。
在氣相淀積之前將EL材料安置在淀積室中的過程或者氣相淀積過程等，可以被認為是可能將諸如氧氣或濕氣之類的雜質(zhì)混入到EL材料或金屬材料(將被氣相淀積的)的主要過程。
通常用來儲藏EL材料的容器被置于褐色玻璃瓶中，用塑料蓋(帽)封閉此褐色玻璃瓶?？梢韵氲皆摬Ａ繘]有被正確地封閉。
在常規(guī)技術(shù)中，用氣相淀積方法來進行膜的形成，置于容器(玻璃瓶)中的蒸發(fā)材料以預定數(shù)量被提出并轉(zhuǎn)移到安排在氣相淀積系統(tǒng)中對著其上待要形成膜的襯底的位置處的一個容器中(典型為坩堝或淀積舟)。但在這一轉(zhuǎn)移操作中，可能混入雜質(zhì)。更具體地說，有可能混入引起EL元件退化的因素之一的氧氣、濕氣、或其它雜質(zhì)。
例如，當蒸發(fā)材料從玻璃瓶轉(zhuǎn)移到此容器時，可以由在氣相淀積系統(tǒng)中提供有手套等的預處理工作室中的工作人員的手來進行。但當手套被安置在預處理工作室中時，預處理工作室無法被抽空，操作是在大氣中進行的。即使在氮氣氣氛中進行此操作，也難于盡可能降低預處理工作室中的濕氣或氧氣。雖然可以使用機械手，但由于蒸發(fā)材料是粉末狀的，故很難制造用來轉(zhuǎn)移這樣的蒸發(fā)材料的機械手。因而，很難制造連續(xù)密閉系統(tǒng)能夠防止雜質(zhì)混入EL材料的制造系統(tǒng)(該制造系統(tǒng)實現(xiàn)了從形成下電極上面的EL層的步驟到形成上電極的步驟的完全自動化)。
因此，本發(fā)明提供一種制造系統(tǒng)，其中，不使用典型為褐色玻璃瓶之類的常規(guī)的容器作為用來儲藏EL材料的容器，EL材料或金屬材料被直接儲藏在將要被安置在淀積裝置中的容器中，載送該材料之后實施氣相淀積，致使能夠防止雜質(zhì)與高純度蒸發(fā)材料的混合。當EL蒸發(fā)材料被直接儲藏在容器中時，可以直接對將被設(shè)置在氣相淀積系統(tǒng)中的容器(坩鍋)進行EL蒸發(fā)材料的升華提純，而不需要將獲得的EL材料分配到各個容器中。根據(jù)本發(fā)明的制造系統(tǒng)，可以在將來進行蒸發(fā)材料的超高純度化。另外，金屬材料被直接儲藏在將要被安置在氣相淀積系統(tǒng)中的容器中，以便用電阻器加熱方法進行淀積。
下面將參考圖4A給出要載送的容器樣式的具體說明。用于載送的被分割成上部(721a)和下部(721b)的第二容器包括提供在第二容器上部的用于固定第一容器的固定裝置706、用于給固定裝置加壓的彈簧705、提供在第二容器下部用于構(gòu)成氣體路徑來保持第二容器被減壓的氣體引入口708、用于固定上容器721a和下容器721b的O型環(huán)；和鉤扣部件702。填充有精制的蒸發(fā)材料的第一容器701被安裝在第二容器中。另外，第二容器可以用含不銹鋼的材料形成，第一容器可以用含鈦的材料形成。
在材料制造商處，精制的蒸發(fā)材料填充在第一容器701中。另外，第二容器的上部721a和下部721b通過O型環(huán)707匹配，用鉤扣部件702固定上容器721a和下容器721b，將第一容器701密閉地密封在第二容器內(nèi)部。之后，通過氣體引入口708給第二容器的內(nèi)部減壓，并用氮氣氛置換，第一容器701通過調(diào)節(jié)彈簧705用固定裝置706固定。干燥劑可以安裝在第二容器的內(nèi)部。當?shù)诙萜鞯膬?nèi)部這樣被保持在真空、低壓或氮氣氛中時，甚至可以防止少量的氧氣或濕氣附著到蒸發(fā)材料上。
在這種狀態(tài)下將容器載運到發(fā)光裝置制造商處，并且第一容器701直接安裝到淀積室中。之后，蒸發(fā)材料通過加熱升華被淀積在襯底上。
另外，優(yōu)選的是，以同樣方式不與大氣接觸地載運其他部件，比如膜厚度監(jiān)視器(晶體振蕩器等)，閘門等。
采用此氣相淀積系統(tǒng)的發(fā)光裝置制造廠家，最好委托制造或出售蒸發(fā)材料的材料制造廠家完成直接將蒸發(fā)材料儲藏在安置于氣相淀積系統(tǒng)中的容器內(nèi)的操作。通過發(fā)光裝置制造廠家與材料制造廠家的共同合作努力減少雜質(zhì)的混合，在材料制造廠家獲得的純度非常高的EL材料，可以被保持原樣不降低純度地由發(fā)光裝置制造廠家進行氣相淀積。
盡管材料制造廠家提供了高純度EL材料，但若在發(fā)光裝置制造廠家實施常規(guī)的轉(zhuǎn)移操作，就不能避免雜質(zhì)混入EL材料。所以最終無法保持EL材料的純度，使純度有了局限性。
針對以上問題，本發(fā)明從容器中取出在其中用真空密封的坩堝(填充有蒸發(fā)材料)而不與大氣接觸，因為安置坩堝到蒸發(fā)源支架的安裝室與淀積室連接，從安裝室用自控設(shè)備載送坩堝到蒸發(fā)源支架而不與大氣接觸。另外，優(yōu)選的是，安裝室內(nèi)提供真空抽氣裝置，并且，提供加熱坩堝的裝置。
其次，將參考圖5A和4B說明安裝第一容器911到淀積室的機構(gòu)，其中第一容器911在被密閉地密封在第二容器721a和721b中的狀態(tài)下被載運。
圖4A說明安裝室905的頂表面視圖，其包括載運包括第一容器的第二容器912的旋轉(zhuǎn)底座907，用于載運第一容器的載運裝置，提升裝置(機械臂)902a。另外，安裝室被安排得與淀積室相鄰，安裝室中的氣氛可以通過使用氣體引入口的控制氣氛的控制器來控制。另外，本發(fā)明的載運裝置不限于圖4B所說明的從第一容器的上方夾住第一容器以載運的結(jié)構(gòu)，也可以是夾住第一容器701的側(cè)面以載運的結(jié)構(gòu)。
在這樣的安裝室中，第二容器在取下鉤扣部件702的狀態(tài)下被安排到旋轉(zhuǎn)安裝底座(包括加熱器)713之上。因為安裝室內(nèi)部處于真空狀態(tài)，所以就不需要鉤扣部件702，接下來，安裝室的內(nèi)部通過氣氛控制器變成減壓的狀態(tài)。當安裝室內(nèi)部的壓力和第二容器內(nèi)部的壓力變得彼此相等時，就能夠容易地打開第二容器。其次，第二容器的上部721a通過提升裝置711被卸掉，第二容器的下部和第一容器701通過旋轉(zhuǎn)安裝底座713以轉(zhuǎn)動軸712為軸心旋轉(zhuǎn)從而被移動。然后，第一容器701通過載送裝置被載送到淀積室并且安裝到蒸發(fā)源支架處(沒有圖示出)。
然后，通過提供在蒸發(fā)源支架803處的加熱器，蒸發(fā)材料升華，膜開始形成。在形成膜時，當提供在蒸發(fā)源支架處的閘門(沒有圖示出)打開時，升華的蒸發(fā)材料飛散開到襯底的方向并氣相淀積到襯底上以形成發(fā)光層(包括空穴輸運層、空穴注入層、電子輸運層和電子注入層)。
另外，完成氣相淀積之后，從蒸發(fā)源支架提升出第一容器701并載送到安裝室，然后將第一容器搭載在旋轉(zhuǎn)底座907上的第二容器的下部容器(沒有圖示出)上，并用第二容器的上部容器721a密閉地密封。這時，優(yōu)選的是第一容器、第二容器的上容器721a和下容器使用最初載運時的容器的組合體被一起密閉地密封在第二容器中。在這種狀態(tài)下，安裝室905置于大氣壓下，從安裝室中取出第二容器，用鉤扣部件702固定后，載運到材料制造商處。
圖5A和5B示出一個可以安裝多個第一容器911的安裝室的實例。圖5A中，安裝室905包括可以裝載多個第一容器911或第二容器的旋轉(zhuǎn)底座907，用于載送第一容器的載送裝置902b，以及提升裝置902a。淀積室906包括蒸發(fā)源支架903和用于移動蒸發(fā)源支架的裝置(沒有圖示出)。圖5A示出了安裝室的俯視圖，圖5B示出安裝室內(nèi)的斜透視圖。安裝室905被安排得與淀積室906通過閘門閥900連接，安裝室中的氣氛可以通過使用氣體引入口的氣氛控制器來控制。另外，雖然這里沒有圖示出，但另行提供被卸掉的上部(第二容器的)912的放置場所。
或者，可以在與淀積室連接的預處理室(安裝室)中提供自控設(shè)備，將整個蒸發(fā)源從安裝室轉(zhuǎn)移到預處理室，在預處理室安裝蒸發(fā)材料到蒸發(fā)源中。也就是說，也可以是采用蒸發(fā)源移動到預處理室的制造系統(tǒng)。以這種方式，能夠在保持淀積室的清潔度的情況下安裝蒸發(fā)源。
此外，本發(fā)明還減少了每單個襯底的處理時間。如圖8所示，設(shè)有多個淀積室的多室制造系統(tǒng)具有用于向第一襯底上進行淀積的第一淀積室、和用于向第二襯底上進行淀積的第二淀積室。在每個淀積室中同時(并列)層疊多個有機化合物層，由此減少了每單個襯底的處理時間。也就是說，從載運室取出第一襯底并將其放在第一淀積室中，在第一襯底上進行氣相淀積。在這期間，從載運室取出第二襯底并將其放在第二淀積室中，并在第二襯底上進行氣相淀積。
在圖8中的載運室1004a中提供有6個淀積室，因此可以將6個襯底放在各個淀積室中并進行依次和同時氣相淀積。此外，還可以在一個淀積室維修期間使用其它淀積室進行氣相淀積，這樣就不用因維修暫停生產(chǎn)線。
作為本發(fā)明的形成含有有機化合物層的氣相淀積工序的一個實例，首先，在安裝室中安裝坩堝于真空密封的容器中，在安裝室內(nèi)被真空抽氣后從容器中取出坩堝。然后，對坩堝實施加熱直到坩堝的溫度上升到溫度T，但是，真空度要設(shè)定的低于氣相淀積時的真空度以便控制氣相淀積不在安裝室內(nèi)開始。接下來，從安裝室載送加熱后的坩堝到淀積室。位于淀積室的蒸發(fā)源支架提前被加熱，安裝好坩堝進一步提高真空度后即可開始氣相淀積。蒸發(fā)源支架可以在X方向或Y方向移動，可以在相對的被固定的襯底上形成均勻的膜。另外，提前加熱可以縮短加熱坩堝的時間。
根據(jù)本發(fā)明制作含有有機化合物的層的方法的結(jié)構(gòu)是一種制造含有有機化合物的層的方法，所述制造方法包括以下步驟在安裝室安裝填充有含有有機化合物材料的容器；在安裝室內(nèi)實施真空抽氣；在安裝室將容器加熱至溫度T；載運加熱過的所述容器到預先加熱至溫度T的蒸發(fā)源支架；將襯底載入到淀積室；保持容器的溫度在溫度T并提升淀積室內(nèi)的真空度使其真空度高于安裝室，然后對襯底實施氣相淀積；以及載送襯底。
另外，在本發(fā)明中，為了防止?jié)駳馇秩胗袡C化合物的層，優(yōu)選的是，在不與大氣接觸的情況下，實施從形成含有有機化合物的層到密封的工序。
另外，用上述氣相淀積系統(tǒng)形成R，G，B各個發(fā)光層時，如空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層中任何一個層用不同的掩模形成，如圖21所示發(fā)光層邊緣部分就容易參差不齊，因而會引起邊緣部分的電阻值的變化。附圖標記4001，4002分別表示發(fā)光區(qū)域和由于氣相淀積掩模的差異造成的邊緣部分的異常。邊緣部分雖不在發(fā)光區(qū)域內(nèi)但會引起發(fā)光元件驅(qū)動電壓的上升，還會成為和相鄰像素的層相接部分短路的原因。根據(jù)本發(fā)明，襯底和蒸發(fā)源之間間隔的距離窄到20cm或更少，優(yōu)選的，5cm-15cm，而且，用相同掩模實施的空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的氣相淀積，邊緣部分容易一致，發(fā)光元件可以與相鄰像素分開。
用上述制造系統(tǒng)形成的發(fā)光元件也是本發(fā)明之一。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件具有一種結(jié)構(gòu)，包括位于具有絕緣表面的襯底上的陰極；和陰極連接的含有有機化合物的疊層；以及和含有有機化合物的疊層連接的陽極。
其中含有有機化合物的疊層中，至少有2層以上的端部部分相同；
以及其中所述發(fā)光元件被一種疊層覆蓋，該疊層包括第一無機絕緣膜，有吸濕性和透明性的膜，以及第二無機絕緣膜。
另外，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件具有另一結(jié)構(gòu)，包括位于具有絕緣表面的襯底上的陰極；和陰極連接的含有有機化合物的疊層；以及和含有有機化合物的疊層連接的陽極。
形成含有有機化合物的疊層的上層以覆蓋含有有機化合物的疊層的下層；以及其中所述發(fā)光元件被一種疊層覆蓋，該疊層包括第一無機絕緣膜，有吸濕性和透明性的膜，以及第二無機絕緣膜。
在上述各結(jié)構(gòu)中，其中有吸濕性和透明性的膜的特征是其應(yīng)力比第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜要小，而且，其有緩和第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜的應(yīng)力的效果。
在上述各結(jié)構(gòu)中，其中第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是通過濺射方法或CVD方法獲得的氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜，DLC膜，CN膜，或這些膜的疊層。其中，優(yōu)選的是，第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是用以硅制成的靶通過高頻率濺射法形成的氮化硅膜。
由硅制成的靶用RF濺射淀積的高密集氮化硅膜不但可以有效地防止因諸如納，鋰，鎂等的堿性金屬或堿土金屬污染TFT引起的閾值電壓的變動，而且，對氧氣和濕氣有極高的封閉效果。另外，為提高封閉效果，理想的是，氧氣和氫氣的含量在10原子％或更少的范圍，優(yōu)選的，1原子％或更少的范圍。
具體的濺射條件是使用氮氣或氮和稀有氣體的混合氣體，將壓力設(shè)定為0.1到1.5Pa，頻率為13MHz到40MHz，電能為5到20W/cm2，襯底溫度為室溫到350℃，硅靶(1到10Ωcm)和襯底的距離為40mm到200mm，背壓力為1×10-3Pa或更少。還可以給襯底背面噴涂稀有氣體。例如，在流率為Ar∶N2＝20sccm∶20sccm，壓力為0.8Pa，頻率為13.56MHz，電能為16.5W/cm2，襯底溫度為200℃，硅靶和襯底的距離為60mm，背壓力為1×10-5Pa的條件下得到的高密集的氮化硅膜有以下特征刻蝕速度較慢(指用LAL500，在20℃的條件下實施刻蝕的刻蝕速度，以下相同)為9nm或更少，(優(yōu)選的是0.5到3.5nm或更少)，氫的密度較少為1×1021atoms/cm-3或更少(優(yōu)選的是5×1020atoms/cm-3或更少)。這里的術(shù)語“LAL500”是指日本橋本化成公司(Hashimoto Chemical KK)生產(chǎn)的“LAL500 SA緩沖氫氟酸”，即NH4HF2(7.13％)和NH4F(15.4％)的水溶液。
由以上濺射法制成的氮化硅膜具有下面的特征，其介電常數(shù)是7.02到9.3，折射率是1.91到2.13，內(nèi)應(yīng)力是4.17到108dyn/cm2，刻蝕速度是0.77到1.31nm/min。內(nèi)應(yīng)力數(shù)值的正負號雖根據(jù)壓應(yīng)力或拉應(yīng)力變化，這里只取其絕對值。另外，通過由以上濺射法淀積的氮化硅膜的RBS得到的Si密度為37.3atomic％，N密度為55.9atomic％。另外，通過由以上濺射法淀積的氮化硅膜具有氫氣密度為4×1020atoms/cm-3，氧氣密度為8×1020atoms/cm-3，碳密度為1×1019atoms/cm-3。另外，由以上濺射法淀積的氮化硅膜具有80％或更多的透射率。
在上述各個結(jié)構(gòu)中，上述以碳作為主要成分的薄膜包括具有3到50nm厚度的類金剛石碳膜(也被稱為DLC膜)，CN膜，或非晶碳膜。DLC(diamond like carbon)膜是碳原子間短距離有秩序地結(jié)合，雖擁有SP3的鍵，但從宏觀尺度上看是非晶結(jié)構(gòu)。DLC膜是由70到95原子％的碳，5到30原子％的氫組成，DLC膜非常硬有良好的絕緣性。另外，DLC膜有穩(wěn)定的化學性能，是不易變化的薄膜。DLC膜的熱導率是200到600W/mk，在驅(qū)動時產(chǎn)生的熱可以釋放出來。這類DLC膜的特征在于其對諸如濕氣和氧氣等氣體的低透氣率。另外，根據(jù)微硬度測試儀的測量已知這種膜有15到25GPa的硬度。
DLC膜可以用等離子體CVD法(典型地，RF等離子體CVD法，微波CVD法，電子回旋共振(ECR)CVD法，熱燈絲CVD法等)，燃燒焰法，濺射法，離子束淀積法，激光淀積法等形成。用以上任何一種膜形成方法，DLC都可以被形成有良好的粘附性。通過將襯底置于陰極上來形成DLC膜。另外，通過施加負偏壓，使得細和硬的DLC膜可以利用離子碰撞到一定程度來形成。
作為用于形成DLC膜的反應(yīng)氣體，使用氫氣和碳氫型氣體(例如，CH4，C2H2，C6H6等)。然后通過輝光放電將反應(yīng)氣體離子化。所得到的離子被加速以碰撞施加有負偏壓的陰極以便形成DLC膜。結(jié)果是，可以得到細和光滑的DLC膜。所得到的DLC膜是絕緣膜，其對可見光是透明或半透明。在本說明書中，術(shù)語“對可見光透明”意思是可見光的透射率是80-100％，術(shù)語“對可見光半透明”意思是可見光的透射率是50-80％。
作為用于CN膜形成的反應(yīng)氣體，可以使用氮氣和碳氫型氣體(例如，C2H2，C4H4等)。
在上述各個結(jié)構(gòu)中，上述有吸濕性和透明性的膜的特征在于其為通過氣相淀積而得到的材料膜。比如，可以使用MgO，SrO2，SrO，CaF2，CaN等合金膜，或諸如a-NPD(4，4’-二-[N-(萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯)，浴銅靈(bathocuproin“BCP”)，MTDATA(4，4’，4”-tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)triphenylamine)(三合苯胺三甲基戊烯甲基胺)，Alq3(三-8-羥基喹啉鋁)等含有有機化合物的材料膜。所以，上述有吸濕性和透明性的膜和構(gòu)成夾在上述陰極和陽極中間的含有有機化合物的層的疊層中的至少一層是由相同材料制成。
上述有吸濕性和透明性的膜可以是通過涂敷(噴墨法或旋涂法等)得到的含有有機化合物的聚合材料膜。例如，聚苯胺或聚噻吩衍生物(PEDOT)等。
本發(fā)明包括但不限于具有“陰極/第一無機絕緣膜/有吸濕性和透明性的膜/第二無機絕緣膜”的疊層結(jié)構(gòu)，也可以進一步多層化，比如，可以具有“陰極/有吸濕性和透明性的膜/第一無機絕緣膜/有吸濕性和透明性的膜/第二無機絕緣膜”的疊層結(jié)構(gòu)，或“陰極/第一無機絕緣膜/有吸濕性和透明性的膜/第二無機絕緣膜/有吸濕性和透明性的膜/第三無機絕緣膜”的疊層結(jié)構(gòu)。
另外，上述各個結(jié)構(gòu)中，在有源矩陣型發(fā)光元件的情形中，發(fā)光元件和與該發(fā)光元件連接的TFT形成在上述第一襯底上。
此外，作為布置在陰極和陽極之間的含有有機化合物的層的典型實例，上面描述了包含空穴輸運層、發(fā)光層和電子輸運層的三層疊層結(jié)構(gòu)。但是，含有有機化合物的層的結(jié)構(gòu)沒有特別限制于此。其可使用另一種疊層結(jié)構(gòu)，“陽極、空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層和電子輸運層”；或“陽極、空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層和電子注入層”。也可使用雙層結(jié)構(gòu)或單層結(jié)構(gòu)。對于發(fā)光層來講，可以使用具有空穴輸運能力的發(fā)光層和具有電子輸運能力的發(fā)光層。此外，所有上述層可只使用低分子量系統(tǒng)的材料形成，或上述層中的一層或幾層可使用高分子量系統(tǒng)的材料形成。注意在本說明書中，在陽極和陰極間提供的層一般稱為包含有有機化合物的層(EL層)。因此，上述空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層和電子注入層都包含在EL層中。此外，包含有有機化合物的層(EL層)也可包含諸如硅的無機材料。
注意發(fā)光元件(EL元件)具有通過施加電場產(chǎn)生電致發(fā)光的含有有機化合物的層(此后稱為EL層)、陽極和陰極。有機化合物發(fā)光的類型包括從單重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的光發(fā)射(熒光)和從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)的光發(fā)射(磷光)。兩種類型發(fā)光都可應(yīng)用到根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的發(fā)光元件。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件中，對用于屏幕顯示的驅(qū)動方法沒有特別限制。例如，對于本發(fā)明的驅(qū)動方法來講，可使用點順序驅(qū)動法、線順序驅(qū)動法、面順序驅(qū)動法等。另外，輸入到發(fā)光元件的源線的視頻信號可以是模擬信號或數(shù)字信號，可根據(jù)該視頻信號適當設(shè)計驅(qū)動電路等。
在本說明書中，包括陰極、EL層、以及陽極的發(fā)光元件被稱為EL元件。存在兩種形成EL元件的方法，它包括其中EL層形成在排列成彼此正交的二種條形電極之間的方法(無源矩陣方法)，以及其中EL層形成在像素電極與連接到TFT(薄膜晶體管)的反電極之間且排列成矩陣的方法(有源矩陣方法)。本發(fā)明適用于無源矩陣方法和有源矩陣方法雙方。


圖1A和1B是顯示實施方案1的視圖；圖2A和2B是顯示實施方案1的視圖；圖3A和3B是顯示實施方案2的視圖；圖4A和4B是顯示在安裝室中載送坩堝的圖；圖5A和5B是顯示在安裝室中載送坩堝到蒸發(fā)源支架的圖；圖6A和6B是顯示實施方案3的視圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的制造系統(tǒng)的圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例1的制造系統(tǒng)的圖；圖9A和9B示出根據(jù)實施例2的順序的一個實例；圖10A到10C是示出根據(jù)實施方案4的發(fā)光區(qū)域的橫截面圖；圖11A是示出根據(jù)實施方案4的橫截面的TEM照片，11B是構(gòu)圖的圖形；圖12A和12B是示出根據(jù)實施方案4的發(fā)光區(qū)域的橫截面圖；圖13A和13B是示出根據(jù)實施例3的制造系統(tǒng)的X方向截面圖和頂視圖；圖14A和14B是根據(jù)實施例4的說明元件結(jié)構(gòu)的圖；圖15A和15B是示出根據(jù)實施例5的發(fā)光裝置的圖；圖16A和16B是示出根據(jù)實施例5的發(fā)光裝置的圖；圖17A到17E分別表示實施例6所指電子設(shè)備的實例；圖18A到18C分別表示實施例6所指電子設(shè)備的實例；圖19A和19B是模塊視圖；圖20是電源電路的框圖；圖21示出相關(guān)的技術(shù)。
具體實施例方式
下面將說明本發(fā)明的實施方案。
實施方案1這里用圖1A和1B說明在淀積室內(nèi)以X方向或Y方向移動蒸發(fā)源支架的情況。
圖1A是蒸發(fā)源支架204的俯視圖，其上提供有6個容器(坩堝)202。圖1B是蒸發(fā)源支架204的橫截面圖。膜的厚度監(jiān)視器201設(shè)置在每一個坩堝處。從蒸發(fā)源支架的截面來看，使用調(diào)節(jié)傾斜程度的螺釘205，相應(yīng)于襯底200的表面，歪斜地設(shè)置其中一方的容器。膜的厚度監(jiān)視器201和調(diào)節(jié)傾斜程度的螺釘205都設(shè)置在每一個容器處，容器和加熱器203可以一起被歪斜。在這里，加熱器203用于通過電阻加熱實施氣相淀積。
也可以提供滑動閘門(沒有圖示出)以控制氣相淀積。例如，當襯底200的下方?jīng)]有蒸發(fā)源支架時，關(guān)閉閘門即可停止氣相淀積。
象這樣在淀積室內(nèi)通過移動機構(gòu)206(典型的是雙軸臺)將蒸發(fā)源支架204以X方向或Y方向在二維平面上移動。
圖1A和1B示出在蒸發(fā)源支架上提供6個容器的實例，但提供在蒸發(fā)源支架上的容器的數(shù)量并不限于6個，也可以是6個以上。圖2A示出在蒸發(fā)源支架上提供8個容器的實例。
在要提高氣相淀積速率較慢的材料的工作量的情形中，可將同一材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積來縮短氣相淀積的時間。另外，在最終的薄膜質(zhì)量取決于淀積速率的情形中，可將同一材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積，其結(jié)果是在同一淀積時間中形成具有相同厚度和相同質(zhì)量的薄膜。
圖2B是示出填充蒸發(fā)材料實例的模式圖。在圖2B中，8個坩堝當中，其中2個填充空穴輸運層(HTL)的材料、4個填充發(fā)光層(EML)的材料、剩下2個填充電子輸運層(ETL)的材料。這種情形中，按順序先加熱2個容器將空穴輸運層(HTL)的材料氣相淀積，然后，加熱4個容器將發(fā)光層(EML)的材料氣相淀積，最后，加熱2個容器將電子輸運層(ETL)的材料氣相淀積從而形成疊層。在設(shè)計要氣相淀積的發(fā)光層由主材料和激發(fā)能低于主材料的發(fā)光材料構(gòu)成的情形中，優(yōu)選的是，4個容器當中，放置2種材料，以便填充同一類型材料的兩個坩鍋互相對角放置。
具有上述淀積室的多室類型的制造系統(tǒng)(一個實例示于圖7)，有可能在沒有暴露給空氣的情況下執(zhí)行含有有機化合物的層的制造步驟到封閉步驟，同時防止?jié)駳馇秩牒杏袡C化合物的層。
實施方案2圖3A和3B示出沒有閘門的蒸發(fā)源支架的實例。
圖3A示出蒸發(fā)源支架300的橫截面圖，其中示出只有一個正在進行氣相淀積。用頂升桿301使坩堝302不接觸加熱器從而冷卻坩堝302，最終使氣相淀積停止。
即使關(guān)掉加熱器的電源，熱也很難被釋放掉，蒸發(fā)材料因此被繼續(xù)加熱，由于即使關(guān)掉閘門氣相淀積還會繼續(xù)進行，這就產(chǎn)生在閘門處的淀積使閘門粘接不能動作的問題。
上述問題可根據(jù)圖3所示的頂升桿301得到解決。為使坩鍋302不與加熱器接觸，坩鍋302有一個橫截面結(jié)構(gòu)，其中坩鍋302的開口部分的面積比底座部分的面積大。加熱器的形狀根據(jù)對應(yīng)坩鍋302的形狀而改變。使用這種形狀，只需少許提升頂升桿301即可實現(xiàn)坩鍋與加熱器的互不接觸。頂升桿301可用熱導率低的材料諸如石英，陶瓷等制成，坩堝302可用熱導率高的材料，優(yōu)選的是，諸如鈦等容易釋放熱的材料制成。另外，也可減少坩堝302內(nèi)壁和外壁的厚度使其容易釋放熱。
放下頂升桿即為圖3B的狀態(tài)，即2個坩鍋同時進行氣相淀積。所以，在保持加熱器繼續(xù)加熱的狀態(tài)下控制氣相淀積成為可能。另外，雖從打開加熱器的電源加熱到預定的溫度需要化費時間，但根據(jù)本發(fā)明，不用提供閘門只用頂升桿即可控制氣相淀積，因此可提高產(chǎn)量。
本實施方案可與實施方案1自由組合。
實施方案3圖6A示出在一個襯底上進行淀積之后每次實施清潔的流程。
首先，將蒸發(fā)源載入淀積室前預先對蒸發(fā)源加熱，然后，將襯底載入淀積室開始氣相淀積。氣相淀積時，用氣相淀積掩模按順序?qū)⒖昭ㄝ斶\層(HTL)的材料氣相淀積，然后，將發(fā)光層(EML)的材料氣相淀積，最后，將電子輸運層(ETL)的材料氣相淀積從而形成疊層。在形成單色發(fā)光元件的情形中，可用1張氣相淀積掩模形成單色發(fā)光元件。然后，將氣相淀積后的襯底載出。將襯底載出后，為了清潔附著在氣相淀積掩模上的淀積材料，用等離子體產(chǎn)生裝置在淀積室內(nèi)產(chǎn)生等離子體使附著在掩模上的淀積材料蒸發(fā)，然后排出淀積室。
最后，在載入下一個襯底前，預先對蒸發(fā)源加熱。至此為止的流程用圖6A示出。
另外，圖6B示出當形成全色的發(fā)光元件時，在一個襯底上進行淀積之后每次實施清潔的流程。
圖6B示出在一個淀積室中形成R，G，B的發(fā)光層的實例。
首先，將蒸發(fā)源載入淀積室前預先對蒸發(fā)源加熱，然后，將襯底載入淀積室開始氣相淀積。氣相淀積時，用氣相淀積掩模(第一張)按順序?qū)⒖昭ㄝ斶\層(HTL)的材料氣相淀積，然后，將R發(fā)光層(EML)的材料氣相淀積，最后，將電子輸運層(ETL)的材料氣相淀積從而形成疊層。然后，將氣相淀積過的襯底從淀積室中載出。將襯底載出后，為了清潔附著在氣相淀積掩模上的淀積材料，用等離子體產(chǎn)生裝置在淀積室內(nèi)產(chǎn)生等離子體使附著在掩模上的淀積材料蒸發(fā)，然后排出淀積室。
其次，將淀積有發(fā)光層(R)的襯底載入淀積室。注意，將襯底載入淀積室前需要預先對蒸發(fā)室加熱。然后，用氣相淀積掩模(第二張)按順序?qū)⒖昭ㄝ斶\層(HTL)的材料氣相淀積，然后，將綠色發(fā)光層(EML)的材料氣相淀積，最后，將電子輸運層(ETL)的材料氣相淀積從而形成疊層。然后，將氣相淀積過的襯底從淀積室中載出。將襯底載出后，清潔附著在淀積室內(nèi)部的蒸發(fā)材料。
其次，將淀積有發(fā)光層(R)和發(fā)光層(G)的襯底載入淀積室。注意，將襯底載入淀積室前需要預先對蒸發(fā)室加熱。然后，用氣相淀積掩模(第三張)按順序?qū)⒖昭ㄝ斶\層(HTL)的材料氣相淀積，然后，將藍色發(fā)光層(EML)的材料氣相淀積，最后，將電子輸運層(ETL)的材料氣相淀積從而形成疊層。然后，將氣相淀積過的襯底載出淀積室。到此步驟，襯底上可形成R，G，B的發(fā)光層。
將襯底載出后，清潔附著在淀積室內(nèi)部的淀積材料。至此為止的流程用圖6B示出。
本實施方案可與實施方案1或?qū)嵤┓桨?自由組合。
實施方案4實施方案4參考圖10A-C說明利用實施方案1描述的氣相淀積系統(tǒng)形成本發(fā)明的發(fā)光裝置。
實施方案1所示的氣相淀積系統(tǒng)中，襯底和蒸發(fā)源之間的間距窄到20cm或更少，優(yōu)選的，5cm-15cm，而且，用相同掩模實施空穴注入層、空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層的氣相淀積，邊緣部分容易一致，相鄰像素也不互相接觸。
圖10A示出氣相淀積掩模501和將要被實施氣相淀積的襯底500的位置關(guān)系。需要注意的是，實際操作中，氣相淀積使用面向下的倒蒸方式，其上下位置正好相反。
在圖10A中，形成有包括TFT(沒有圖示出)且與該TFT連接的第一電極508，覆蓋該第一電極508每個末端的隔離物(典型的是光敏感性樹脂)506，以及通過涂敷在沒有被該隔離物覆蓋的第一電極的表面上形成的空穴注入層510。例如，在襯底整個表面上涂敷作為空穴注入層作用的聚(亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)，然后進行烘烤。特別是，表面上存在凸凹或微小顆粒的情形中，通過將PEDOT/PSS的膜的厚度設(shè)定為30nm或更多，可以減少凸凹或微小顆粒的影響。
此外，如果將PEDOT/PSS涂覆在ITO膜上，則因PEDOT/PSS沒有良好的可濕性，優(yōu)選在用旋涂法進行PEDOT/PSS溶液的第一次涂覆之后用純凈水清洗以便增加可濕性。PEDOT/PSS的第二次涂覆可以通過旋涂法進行，并進行烘焙，由此形成具有良好均勻性的膜。注意在進行第一次涂覆之后用純凈水清洗襯底對提高表面質(zhì)量是有效的，并且同時還獲得除去微小顆粒等的效果。
圖11A示出所觀察的形成第二電極后的元件的橫截面TEM照片。圖11B是對應(yīng)于圖11A的模式圖。在圖11A中，PEDOT/PSS的90nm左右厚的膜形成在第一電極上。
通過在隔離物的上邊緣部分或下邊緣部分形成有曲率的曲面，即使使用旋涂法，在隔離物的平緩的側(cè)墻上，隨著遠離第一電極，形成的空穴注入層厚度逐漸變薄，優(yōu)選的是，隔離物具有在其上部沒有作為空穴注入層的導電性聚合物的結(jié)構(gòu)。
如圖11A所示，在隔離物的平緩的側(cè)墻上雖有PEDOT/PSS膜但在隔離物的上部沒有形成作為空穴注入層的PEDOT/PSS。使用圖11A所示的結(jié)構(gòu)，可以有效地抑制串擾的發(fā)生。
能夠用涂敷形成的材料比如涂鈀的導電聚合物的聚吡咯來代替PEDOT/PSS。
然后，對這個襯底500實施氣相淀積，在掩模501的開口部分淀積而形成發(fā)光層511和電子輸運層512。另外，優(yōu)選的是，用電阻加熱法形成第二電極507。
圖10A示出3個像素當中的一個處于氣相淀積狀態(tài)時的截面圖。圖10B示出一個步驟狀態(tài)的俯視圖，其中R，G，B的3個像素處于淀積后，第二電極507和透明保護疊層502處于已形成的狀態(tài)。圖10C示出圖10B的橫截面圖。在圖10B中，用點線圍出的區(qū)域是發(fā)光區(qū)域，剩下的區(qū)域是形成在隔離物上的部分。由于發(fā)光層511和電子輸運層512是用相同掩模形成的，邊緣部分容易一致，相鄰像素也不互相接觸其結(jié)果是可以防止短路等發(fā)生。由于根據(jù)氣相淀積的材料或氣相淀積的速度，罩蓋掩模的量會不同，在多層重疊的情形中，優(yōu)選的是，形成下層的層的邊緣部分能夠被罩蓋的膜。
透明保護疊層502用濺射或氣相淀積的方法形成于第二電極之上。如圖10C所示，透明保護疊層502由包括第一無機絕緣膜，應(yīng)力緩和膜及第二無機絕緣膜的疊層組成。作為第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜，可以使用通過濺射或CVD得到的氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜(SiNO膜(成分比N＞O)或SiON膜(成分比N＜O))和以碳作為主要成分的薄膜(諸如DLC膜，CN膜)。這些無機絕緣膜雖對水分有很高的封閉效應(yīng)，但隨著膜的厚度增大膜應(yīng)力也增大，這樣就容易產(chǎn)生剝皮和膜的剝落。但是，如在第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜之間插入應(yīng)力緩和膜，即可以在緩和應(yīng)力的同時還吸收水分。而且，即使在膜的形成時，出于某種原因在第一無機絕緣膜上形成微小的氣孔(針尖狀氣孔)，應(yīng)力緩和膜可以填塞這些氣孔。并且，通過在應(yīng)力緩和膜之上提供第二無機絕緣膜使得透明保護疊層502對濕氣和氧氣有極高的封閉效應(yīng)。
作為應(yīng)力緩和膜，優(yōu)選的是，使用比無機絕緣膜的應(yīng)力小而且有吸濕性的材料。更優(yōu)選的是，同時具有半透明性的材料。作為應(yīng)力緩和膜還可以使用含有下列有機化合物的材料薄膜a-NPD(4，4’-二[N-(萘基)-N-苯基-氨基]聯(lián)苯)，浴銅靈(bathocuproin“BCP”)，MTDATA(4，4’，4”-tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)triphenylamine)(三合苯胺三甲基戊烯甲基胺)，Alq3(三-8-羥基喹啉鋁)。這些材料膜有吸濕性，如果膜的厚度較薄，則幾乎是透明的。另外，MgO，SrO2，SrO有吸濕性和半透明性，可以通過氣相淀積形成薄膜，因此也可以作為應(yīng)力緩和膜。
另外，作為應(yīng)力緩和膜，可以使用插入在陰極和陽極中間的含有有機化合物的層的材料。
用濺射或CVD形成無機絕緣膜，在可以用氣相淀積形成應(yīng)力緩和膜的情形中，雖需要在淀積室和濺射室(或CVD室)之間來回載送襯底，但具有不必增設(shè)新的淀積室的優(yōu)點。另外，有機樹脂薄膜也可以考慮被用作應(yīng)力緩和膜，但有機樹脂薄膜使用溶劑因而需要焙烤處理，所以有增加工作步驟，因溶劑成分引起的污染，因焙烤引起的損傷，除氣等問題。
經(jīng)上述步驟形成的透明保護疊層502適合用于以含有有機化合物的層作發(fā)光層的發(fā)光元件的密封膜。另外，透明保護疊層502有吸濕性，還起到除去濕氣的作用。
另外，第一電極508作為發(fā)光元件的陽極，第二電極507作為發(fā)光元件的陰極發(fā)揮作用。作為第一電極508的材料，可以使用從Ti，TiN，TiSiX，NY，Ni，W，WSiX，WNX，WSiXNY，NbN，Mo，Cr，Pt，Zn，Sn，In，或Mo中選出的元素，含有合金材料作主要成分的薄膜，或含有上述元素作主要成分的化合物材料，或膜的總厚度在100nm到800nm范圍內(nèi)的這些膜的疊層。另一方面，作為第二電極507的材料，可以使用MgAg，MgIn，AlLi，CaF2，CaN等的合金，或者周期表中I族或II族元素與鋁通過共同淀積形成的半透明性的膜。
圖12A和12B示出和圖10A-C一部分不同的實例。圖10C示出隔離物是具有曲率的曲面的實例，圖12A示出用非光敏樹脂作隔離物，隔離物520呈錐形的實例。在圖12A和12B中，隔離物520以外的部分，因和圖10相同所以使用同樣的符號。另外，圖12B示出空穴注入層522也由氣相淀積而形成的實例，這種情形中，優(yōu)選的是，使用相同掩模形成空穴注入層522，發(fā)光層511和電子輸運層512。
本實施方案可與實施方案1，實施方案2或?qū)嵤┓桨?自由組合。
在下面的實例中，將對具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明進行更詳細的描述。
實施例實施例1根據(jù)本實例，圖7示出多室制造系統(tǒng)的實例，其中從第一電極到密封的工序是全自動的。
圖7示出一個多室制造系統(tǒng)，其包括門100a-100y；載運室102、104a、108、114和118；輸送室105、107和111；制備室101；第一淀積室106H；第二淀積室106B；第三淀積室106G；第四淀積室106R；第五淀積室106E和其他淀積室109、110、112和113，132；安裝室103a，103b；密封室116；掩模貯存室124；密封襯底貯存室130；盒子室120a和120b；托盤放置臺121；和取出室119。另外，載運室104a中提供有載運襯底104c的載運機構(gòu)104b，其他的載運室中也同樣地各自設(shè)有載運機構(gòu)。
載運預先提供有陽極和用于覆蓋該陽極邊緣部分的絕緣體(隔離物)的襯底到圖7所示的制造系統(tǒng)中，下文將示出制造發(fā)光裝置的步驟。另外，在制造有源矩陣型發(fā)光裝置的情形中，襯底上預先提供有多個與陽極連接的薄膜晶體管(用于控制電流的TFT)和其他薄膜晶體管(開關(guān)用TFT等)，還提供有由薄膜晶體管制成的驅(qū)動電路。另外，圖7所示的制造系統(tǒng)也可用于制作無源矩陣型發(fā)光裝置。
首先，襯底安裝在盒子室120a或盒子室120b中。當襯底是大尺寸板時(例如，300mm×360mm)，襯底安裝在盒子室120b中，當襯底是普通板(例如，127mm×127mm)時，襯底安置在盒子室120a中，然后，載送襯底到托盤放置臺121，且在托盤上(例如，300mm×360mm)安裝多個襯底。
載運安裝在盒子室的襯底(提供有陽極和用于覆蓋該陽極邊緣部分的絕緣體的襯底)到載運室118。
另外，在將襯底安裝到盒子室之前，為了減少表面的點缺陷，優(yōu)選的是，將表面活性劑(弱堿)包含于多孔海綿(典型地，由PVA(聚乙烯醇)或尼龍制成)中，用其擦拭和清洗第一電極(陽極)表面以便去除表面的微粒。作為清洗裝置，可使用具有滾刷(用PVA制作)的清洗裝置，滾刷與襯底表面接觸，同時繞平行于襯底表面的軸線旋轉(zhuǎn)，或也可使用具有圓盤狀刷子(用PVA(聚乙烯醇)制作)的清洗裝置，圓盤狀刷子與襯底表面接觸，同時繞垂直于襯底表面的軸線旋轉(zhuǎn)。另外，在形成含有有機化合物的膜之前，優(yōu)選的是在真空中實施用于脫氣的退火操作，以除去包括在襯底中的濕氣或其它氣體，可以載運襯底到與載運室118相連接的預處理室123中退火。
接下來，從提供有襯底載運機構(gòu)的載運室118載運襯底到制備室101。根據(jù)本實施例的制造系統(tǒng)，安裝在載運室118的自控設(shè)備可以將襯底正面和反面反轉(zhuǎn)，并且將反轉(zhuǎn)后的襯底載運到制備室101。在本實施例中，載運室118始終維持在大氣壓下。制備室101連接到真空抽氣室，優(yōu)選的是在真空抽氣之后通過引入惰性氣體讓制備室101處于大氣壓下。
接下來，襯底載運到與制備室101連接的載運室102。優(yōu)選的是通過事先真空抽氣來保持載運室102的真空，使得濕氣或氧氣盡可能少的存在于載運室102的內(nèi)部。
另外，真空抽氣室提供有磁懸浮型渦輪分子泵、低溫泵或干燥泵。由此，連接到制備室的載運室的最終真空度可以做到落在10-5-10-6Pa的范圍，而且，可以控制雜質(zhì)從泵側(cè)和抽氣系統(tǒng)的反向擴散。為了防止雜質(zhì)混入到制造系統(tǒng)的內(nèi)部，使用氮氣或稀有氣體等的情性氣體作為要引入的氣體。將要引入到制造系統(tǒng)內(nèi)部的這些氣體，在其被引入到制造系統(tǒng)內(nèi)部之前用氣體精制器高度提純，然后再被使用。因而，有必要提供氣體精制器，使得氣體在被高度提純之后引入到氣相淀積系統(tǒng)中。由此，包括在氣體中的氧氣、濕氣和其他雜質(zhì)可以被預先除去，因而，可以防止雜質(zhì)混入到設(shè)備中。
另外，在要除去形成于不需要部分中的含有有機化合物的膜的情形中，可以載運襯底到預處理室103a，以便選擇地除去有機化合物膜的疊層。預處理室103a裝備有等離子體發(fā)生裝置，通過在預處理室中激發(fā)選自包含Ar、H、F和O的組中的一種或多種氣體產(chǎn)生等離子體來進行干刻蝕。通過使用掩模，可以僅僅選擇地除去有機化合物膜的不需要的部分。另外，可以在預處理室103a中設(shè)置UV照射機構(gòu)，以便實施UV照射作為陽極的表面處理。
此外，優(yōu)選在氣相淀積形成含有有機化合物的膜之前進行真空加熱，以便消除從像素的外圍部分延伸(皺縮)的非發(fā)光區(qū)域。將襯底載送到預處理室103b，并在真空(等于或低于5×10-3托(0.665Pa)的壓力，優(yōu)選從10-4到10-6Pa)中進行用于除氣的退火，以便完全除去含在襯底中的濕氣和其它氣體。在預處理室103b中用平板加熱器(典型的是加熱器)對多個襯底均勻地加熱。安裝多個這樣的平板加熱器，用平板加熱器將襯底夾在中間從兩面對襯底加熱，當然，也可以只從單面對襯底加熱。特別是，如果有機樹脂膜用作層間絕緣膜材料或隔離物的材料，有機樹脂材料趨于容易吸收濕氣，此外，還有產(chǎn)生除氣的危險。因此在形成含有有機化合物的層之前，進行真空加熱相當有效，具體是在100-250℃、優(yōu)選為150℃-200℃的溫度下在例如30分鐘或更長時間的周期內(nèi)加熱之后，進行30分鐘的自然冷卻，以便除去吸收的濕氣。
另外，實施真空加熱前，優(yōu)選的是，在惰性氣氛的大氣壓下實施加熱。通過預先在惰性氣氛的大氣壓下實施加熱，可以縮短真空加熱所需的時間。另外，優(yōu)選的是，實施紫外線照射的UV處理來除去襯底表面的有機物(微塵)并提高功函數(shù)(使用于陽極的ITO的功函數(shù))。因根據(jù)UV處理的效果而提高的功函數(shù)隨著時間的推移會減弱，實施UV處理后，最好立即載運襯底到真空室實施真空烘烤。
這樣，作為進一步消除收縮現(xiàn)象的優(yōu)選的工藝步驟順序，在用多孔海綿清潔襯底后，在氮的氣氛中(大氣壓下)實施200℃，1小時的熱處理，然后，對陽極表面實施370秒的紫外線照射后實施30分鐘的真空加熱(150℃，冷卻30分鐘)。依照這樣的工藝步驟順序，可以高效率地制作發(fā)光元件。
接下來，從載運室102載運襯底到輸送室105，然后，從輸送室105載運襯底到載運室104a而不暴露于大氣。
然后，適當?shù)剌d運襯底到與載運室104a相連接的淀積室106R，106G，106B，106E，并且淀積由低分子材料制成的有機化合物層以形成空穴注入層，空穴輸運層、發(fā)光層、電子輸運層和電子注入層。另外，還可以從載運室102載運襯底到淀積室106H，實施氣相淀積。
此外，在淀積室112中可以通過大氣壓下或減壓下的旋涂法、噴墨法等形成由聚合物材料制成的空穴注入層。還可以由豎著放置襯底于真空中，通過噴墨法形成空穴注入層。將聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶液、聚苯胺/樟腦磺酸(PANI/CSA)的水溶液、PTPDES、Et-PTPDEK或PPBA等作為空穴注入層(陽極緩沖層)發(fā)揮作用的材料涂敷在第一電極(陽極)的整個表面上并焙燒。優(yōu)選在烘焙室123中進行焙燒。通過諸如旋涂的涂覆法形成由聚合材料構(gòu)成的空穴注入層的情況還可以提高平坦性，對于在其上形成的膜，可以得到滿意的膜的覆蓋率和均勻性。特別是，由于發(fā)光層的膜的厚度很均勻，因此可以獲得均勻的光發(fā)射。在這種情況下，優(yōu)選在用涂覆法形成空穴注入層之后和用氣相淀積法淀積形成膜之前進行真空加熱(在100℃-200℃)。真空加熱可以在預處理室103b中實施。比如，在沒有暴露空氣的情況下用氣相淀積法形成發(fā)光層用海綿清洗第一電極(陽極)的表面，將襯底載運到盒子室，然后載運到淀積室112，通過旋涂形成在整個表面上具有60nm的膜厚的聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶液的膜。然后，襯底被載送到烘焙室123中，在80℃下進行預備焙燒10分鐘，然后在200℃下進行1小時的正式焙燒，將襯底載運到預處理室103b，在不暴露于大氣的情況下，實施真空加熱(在170℃下加熱30分鐘，然后冷卻30分鐘)一直到淀積即將開始之前，然后載運襯底到淀積室106R，106G，106B。特別是，在用ITO膜作為陽極的材料，表面上存在凸凹和微小顆粒的情形中，通過將PEDOT/PSS的膜的厚度設(shè)定為30nm或更多，可以減少這些影響。
此外，如果將PEDOT/PSS涂覆在ITO膜上，則因PEDOT/PSS沒有良好的可濕性，優(yōu)選在用旋涂法進行PEDOT/PSS溶液的第一次涂覆之后用純凈水清洗以便增加可濕性。PEDOT/PSS的第二次涂覆可以通過旋涂法進行，并進行烘焙，由此形成具有良好均勻性的膜。注意在第一次涂覆PEDOT/PSS溶液之后用純凈水清洗襯底對提高表面質(zhì)量是有效的，并且同時還獲得除去微小顆粒等的效果。
在完全通過旋涂形成空穴輸運層時，優(yōu)選從層的邊緣部分以及襯底的周邊部分、端部、陰極和下部線路連接的區(qū)域選擇地除去PEDOT/PSS。優(yōu)選使用掩模通過采用O2灰化等有選擇地在預處理室103a中進行除去步驟。
以下將說明淀積室106R、106G，106B，106E，106H。
在各個淀積室106R、106G，106B，106E，106H中安裝有可移動的蒸發(fā)源支架。這樣的蒸發(fā)源支架備有多個，在蒸發(fā)源支架上適當?shù)匕惭b多個填充有EL材料的容器(坩堝)。將襯底以面向下的方式安置，用CCD等對氣相淀積掩模的位置實施定位，用電阻加熱法等實施氣相淀積，從而可以有選擇地進行淀積。在掩模貯存室124貯存氣相淀積掩模，適當?shù)兀趯嵤庀嗟矸e時載運其到淀積室。另外，在氣相淀積中，因掩模貯存室處于空閑狀態(tài)，可以用來貯存膜形成后或處理后的襯底。另外，淀積室132是備用的氣相淀積室，其用于形成含有有機化合物的層或金屬材料層。
優(yōu)選的是使用以下所說明的制造系統(tǒng)把EL材料安裝到淀積室中。即，優(yōu)選的是使用被預先存儲在材料制造商的容器(有代表性的是坩堝)中的EL材料進行淀積。另外，在安裝中，優(yōu)選的是安裝EL材料而不與大氣接觸，當從材料制造商處轉(zhuǎn)移時，優(yōu)選的是將坩堝在密閉地密封在容器中的狀態(tài)下引入到淀積室中。并且，優(yōu)選的是，將連接到相應(yīng)的淀積室106R、106G，106B，106H，106E的并具有真空抽氣裝置126R、126G，126B，126H，126E的安裝室變成真空或惰性氣體氣氛，在該氣氛下，從安裝室的密閉的容器中取出坩堝，且安裝到淀積室中。根據(jù)以上步驟，可以防止污染坩堝和包含在坩堝中的EL材料。另外，安裝室126R、126G，126B，126H，126E可以貯存金屬掩模。
通過適當?shù)剡x擇安裝在淀積室106R、106G，106B，106H，106E的EL材料，整個發(fā)光元件被形成可以顯示單個顏色(具體是白色)或全部顏色(具體是，紅色、綠色、藍色)光發(fā)射的發(fā)光元件。比如，在形成綠色的發(fā)光元件的情形中，按順序在淀積室106H形成空穴輸運層或空穴注入層，在淀積室106G形成發(fā)光層(G)、在淀積室106E形成電子輸運層或電子注入層的疊層，然后，形成陰極即可得到顯示綠色的發(fā)光元件。又比如，如下形成全部顏色的EL元件在淀積室106R采用用于紅色的氣相淀積掩模，按順序形成空穴輸運層或空穴注入層，發(fā)光層(R)，電子輸運層或電子注入層的疊層，在淀積室106G采用用于綠色的氣相淀積掩模，按順序形成空穴輸運層或空穴注入層，發(fā)光層(G)，電子輸運層或電子注入層的疊層，在淀積室106B采用用于藍色的氣相淀積掩模，按順序形成空穴輸運層或空穴注入層，發(fā)光層(B)，電子輸運層或電子注入層的疊層，然后，形成陰極即可得到顯示全部顏色的發(fā)光元件。
另外，在有不同發(fā)光顏色的發(fā)光層疊層的情形中，顯示白色光發(fā)射的有機化合物層大致分成包括紅色、綠色和藍色三原色的三波長類型，和使用藍色/黃色或藍綠色/桔紅色互補色關(guān)系的兩波長類型。白色發(fā)光元件可以在一個淀積室內(nèi)形成。例如，在使用三波長類型以得到白色發(fā)光EL元件的情形中，在淀積室中準備好載有多個坩堝的多個蒸發(fā)源支架，第一蒸發(fā)源支架填充有芳香二胺(TPD)，第二蒸發(fā)源支架填充有p-EtTAZ，第三蒸發(fā)源支架填充有Alq3，第四蒸發(fā)源支架填充有在Alq3中添加有紅色發(fā)光染料的EL元件，第五蒸發(fā)源支架填充有Alq3，蒸發(fā)源支架在該狀態(tài)下安裝在相應(yīng)的淀積室中。之后，第一至第五蒸發(fā)源支架開始連續(xù)地移動，進行對于襯底的氣相淀積并形成疊層。具體的，TPD通過加熱從第一蒸發(fā)源支架升華，并氣相淀積在襯底的整個面上。之后，p-EtTAZ從第二蒸發(fā)源支架升華，Alq3從第三蒸發(fā)源支架升華，Alq3Nile紅從第四蒸發(fā)源支架升華，Alq3從第五蒸發(fā)源支架升華，并氣相淀積在襯底的整個面上。之后，形成陰極即可得到白色發(fā)光EL元件。
根據(jù)上述步驟，適當?shù)?，在形成含有有機化合物的疊層后，從載運室104a載運襯底到輸送室107，然后，從輸送室107載運襯底到載運室108而不與大氣接觸。
接下來，通過安裝在載運室108內(nèi)部的載運機構(gòu)，襯底被載運到淀積室110中以形成陰極。陰極可以采用使用電阻加熱的氣相淀積法形成的金屬膜(諸如MgAg、MgIn、CaF2、LiF、Ca3N2的合金，或者屬于周期表中I族和II族的元素和鋁通過共同淀積方法形成的膜，或這些膜層疊而成的膜)。
另外，在制造上面射出型發(fā)光裝置的情形中，陰極為透明或半透明比較理想。優(yōu)選的是，用上述金屬膜的薄膜(1nm到10nm)或上述金屬膜的薄膜(1nm到10nm)和透明導電膜的疊層形成陰極。這種情形中，可以在淀積室109通過濺射法形成由透明導電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)制成的膜。
通過上述步驟，形成本發(fā)明的發(fā)光元件。
另外，從載運室108載運襯底到與載運室108相連接的淀積室113，在淀積室113形成氮化硅膜或氮氧化硅膜的保護膜用于密封。在該情形中，淀積室113的內(nèi)部提供有硅制成的靶、或者氧化硅制成的靶，或者氮化硅制成的靶。例如，用硅制成的靶，在由氮氣氛或包括氮和氬的氣氛構(gòu)成淀積室的氣氛中，可以在陰極上形成氮化硅膜。另外，以碳作為主要成分的薄膜(DLC膜，CN膜，或非晶碳膜)也可作為保護膜。或者，另外提供使用CVD法的淀積室。類金剛石碳膜(也被稱為DLC膜)可以用等離子體CVD法(典型地，RF等離子體CVD法，微波CVD法，電子回旋共振(ECR)CVD法等)，熱燈絲CVD法)，燃燒焰法，濺射法，離子束淀積法，激光淀積法等形成。作為用于淀積的反應(yīng)氣體，使用氫氣和碳氫型氣體(例如，CH4，C2H2，C6H6等)。反應(yīng)氣體然后通過輝光放電被離子化。所得到的離子被加速以碰撞負自偏壓的陰極以便進行淀積。CN膜可以用C2H4，N2作為反應(yīng)氣體而形成。所得到的DLC膜和CN膜對可見光是透明或半透明。術(shù)語“對可見光透明”意思是可見光的透射率是80-100％，術(shù)語“對可見光半透明”意思是可見光的透射率是50-80％。
在本實施例中，保護膜是包括第一無機絕緣膜，應(yīng)力緩和膜和第二無機絕緣膜的疊層。例如，根據(jù)下面的步驟形成保護膜；形成陰極，其上形成有陰極的襯底被載運到淀積室132，用氣相淀積法形成具有吸濕性和透明性的應(yīng)力緩和膜(含有有機化合物的層)，然后再次載運襯底到淀積室113形成第二無機絕緣膜。
接下來，在不與大氣接觸的狀態(tài)下，從載運室108載運其上形成有發(fā)光元件的襯底到輸送室111，然后，從載運室114載運其上形成有發(fā)光元件的襯底到封閉室116。
從外部安裝密封襯底到裝載室117中以備用。注意優(yōu)選預先在真空內(nèi)進行退火，以便除去諸如濕氣等的雜質(zhì)。在密封襯底上形成密封材料的情形中，其中該密封材料粘接密封襯底到其上形成有EL元件的襯底上，在密封室內(nèi)形成密封材料，然后，將其上形成有密封材料的密封襯底載送給密封襯底貯存室130。注意還可以在密封室中在密封襯底上形成干燥劑。注意，雖然這里示出了在密封襯底上形成密封材料的例子，但是本發(fā)明不限于這種結(jié)構(gòu)。密封材料還可以形成在其上形成有EL元件的襯底上。
接下來，在密封室116將襯底和密封襯底粘貼在一起。通過提供在密封室116中的紫外線照射機構(gòu)用UV光照射粘貼在一起的該對襯底以固化密封材料。這里雖用紫外線固化樹脂作為密封材料，本發(fā)明的密封材料并不特別的限制于紫外線固化樹脂，密封材料可以采用其它材料，只要它們是粘接材料即可。
接下來，從密封室116載運與密封襯底粘貼在一起的襯底到載運室114，并從載運室114載運其到取出室119并取出。
如上所述，通過用圖7所示的制造系統(tǒng)，直到發(fā)光元件密封在密閉的密封空間時發(fā)光元件都不暴露于大氣中，因而，可以制造高可靠性的發(fā)光裝置。另外，盡管在載運室114和118中，真空和大氣壓下的氮氣氛被反復替換，優(yōu)選的是在載運室102、104a和108中始終保持真空狀態(tài)。另外，載運室118始終處于大氣壓下。
此外，這里雖沒有示出，根據(jù)本發(fā)明的制作系統(tǒng)提供有包括控制各個處理室操作的控制器，控制在各個處理室間載送的控制器，以及控制移動襯底到各個處理室路徑的實現(xiàn)自動化的控制器。
此外，在圖7所示的制造系統(tǒng)中，根據(jù)下面的步驟，可以形成向上(上面)發(fā)射型(或者兩面發(fā)射)發(fā)光元件將具有作為陽極的透明導電膜(或金屬膜(TiN))的襯底載運進來，在其上形成含有有機化合物的層，然后形成透明或半透明陰極(例如，薄金屬膜(Al、Ag)和透明導電膜層疊而成的疊層)。注意，向上(上面)發(fā)射型的發(fā)光元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中在含有有機化合物的層中產(chǎn)生的光通過陰極被提取到外部。
此外，在圖7所示的制造系統(tǒng)中，根據(jù)下面的步驟，還可以形成底部發(fā)射型發(fā)光元件將具有作為陽極的透明導電膜的襯底載運進來，在其上形成含有有機化合物的層，形成由金屬膜(Al、Ag)制成的陰極。注意，底部發(fā)射型的發(fā)光元件具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中該元件從透明電極的陽極向TFT的方向提取出在含有有機化合物的層中產(chǎn)生的光，然后透射出襯底。
本實施例可任選地與實施方案1至4組合。
實施例2本例中將介紹一個實例，該實例的多室制造系統(tǒng)和實施例1的制造系統(tǒng)存在部分差異。具體而言，圖8中示出了一種制造系統(tǒng)的例子，其包括安裝有6個薄膜形成室1006R、1006G、1006B、1006R’、1006G’和1006B’的載運室1004a。
注意圖8中與圖7相同的部分用相同的附圖標記表示。此外，這里為了簡明起見省略了與圖7相同部分的說明。
圖8中示出了可以并行制造全色發(fā)光元件的系統(tǒng)的例子。
與實施例1類同，在預處理室103b中對襯底進行真空加熱，然后將襯底從載運室102經(jīng)過輸送室105輸送到載運室1004a。通過經(jīng)由淀積室1006R、1006G和1006B的通道在第一襯底上層疊薄膜，并通過經(jīng)由淀積室1006R’、1006G’和1006B’的通道在第二襯底上層疊薄膜。因此象這樣通過同時在多個襯底上進行氣相淀積，可提高生產(chǎn)率。接下來的工藝可以根據(jù)實施例1進行，即可以在形成陰極之后通過進行密封而完成發(fā)光裝置。
此外，可以在不同的三個淀積室內(nèi)分別層疊R、G和B顏色的空穴輸運層、發(fā)光層和電子輸運層。注意，每個氣相淀積之前進行掩模對準，以便只在預定區(qū)域中形成膜。優(yōu)選對于每種不同顏色采用不同掩模，以便防止顏色混合，在這種情況下需要三個掩模。例如，如果處理多個襯底，可以進行下列工序。第一襯底放置在第一淀積室內(nèi)，并形成含有發(fā)射紅光的有機化合物的層。然后取出第一襯底，并放在第二薄膜形成室中，在第一襯底上形成含有發(fā)綠色光的有機化合物的層，與此同時將第二襯底放在第一淀積室內(nèi)，并且在第二襯底上形成含有發(fā)射紅色光的有機化合物的層。最后將第一襯底放在第三淀積室內(nèi)，在第一襯底上形成含有發(fā)射藍色光的有機化物的層。與此同時將第二襯底放在第二淀積室內(nèi)，將第三襯底放在第一淀積室內(nèi)，以此類推依次進行層疊。
此外，還可以在同一淀積室內(nèi)層疊R、G和B顏色的空穴輸運層、發(fā)光層和電子輸運層，如果在同一淀積室內(nèi)連續(xù)層疊R、G和B顏色空穴輸送層、發(fā)光層和電子輸送層，在掩模對準期間通過位移來進行掩模定位，可以選擇地形成對應(yīng)R、G和B的三種材料層，在這種情況下該掩模被共享，并且只用一個掩模。
此外，襯底和淀積掩模設(shè)置在淀積室(未示出)內(nèi)。此外，可以通過采用CCD照相機(未示出)確認淀積掩模的對準。其中封閉蒸發(fā)材料的容器設(shè)置在蒸發(fā)源支架中。淀積室通過減壓裝置被真空排氣到等于或低于5×100-3托(0.665Pa)、優(yōu)選從10-4到10-6Pa的真空度。此外，在氣相淀積期間通過電阻加熱使蒸發(fā)材料預先升華(氣化)，并在氣相淀積期間通過打開閘門使其向襯底的方向散射。被升華的蒸發(fā)材料向上散射，并通過形成在氣相淀積掩模中的開口部分選擇地淀積在襯底上。注意所希望膜的形成速度、蒸發(fā)源支架的移動速度和閘門的打開和關(guān)閉可以由微型計算機控制。因此可以通過蒸發(fā)源支架的移動速度控制氣相淀積速率。此外，雖然這里沒有圖示出，可以在采用設(shè)置在薄膜形成室內(nèi)的液晶振蕩器測量淀積膜的膜厚的同時進行氣相淀積。對于通過采用液晶振蕩器測量淀積膜的膜厚的情況，可以測量淀積在液晶振蕩器上的膜的質(zhì)量的變化，作為諧振頻率的變化。在該氣相淀積系統(tǒng)中，在氣相淀積期間將襯底和蒸發(fā)源支架之間的間隙距離d縮短到通常等于或小于30cm、優(yōu)選等于或小于20cm、更優(yōu)選從5到15cm，因此大大提高了蒸發(fā)源材料利用效率和生產(chǎn)率。此外，提供能在薄膜形成室內(nèi)在X方向和Y方向移動蒸發(fā)源支架并使蒸發(fā)源支架保持在水平取向的機構(gòu)。這里，蒸發(fā)源支架在二維平面中以鋸齒形方式移動。
此外，如果共同使用空穴輸送層和電子輸送層，首先形成空穴輸送層，之后用不同掩模選擇地層疊由不同材料制成的發(fā)光層，然后層疊電子輸送層。這種情況下采用3個掩模。
在圖8中，4個淀積室被連接到載運室。因此如圖9A所示的從襯底裝載到襯底卸載順序的一個實例，將4個襯底裝入各個淀積室來按順序或并列實施氣相淀積是可行的。
此外，即使要處理的襯底數(shù)量略微減少，比如，如圖9B所示的從襯底的裝載到襯底的卸載順序的一個實例，其中即使當?shù)谒牡矸e室正在進行維護時也可以在第一到第三淀積室中按順序?qū)嵤庀嗟矸e而不必暫停生產(chǎn)線。
本實施例可任選地與實施方案1至4或?qū)嵤├?組合。
實施例3圖13A和13B示出根據(jù)本發(fā)明的氣相淀積系統(tǒng)。圖13A是X方向的截面圖(沿點劃線A-A’得到的截面)，圖13B是俯視圖。另外，圖13A和13B示出氣相淀積正在進行中的氣相淀積系統(tǒng)。
圖13B中，淀積室11包括襯底支撐裝置12、安裝有六個坩堝的蒸發(fā)源支架17、用于移動蒸發(fā)源支架的裝置(沒有圖示出)和用于產(chǎn)生低壓氣氛的裝置。另外，淀積室11安裝有襯底13和氣相淀積掩模14。淀積室通過閘門30和安裝室13相互連接，其中安裝室11包括載運第一容器(坩堝)34到蒸發(fā)源支架的載運機構(gòu)31；分配第一容器(坩堝)的旋轉(zhuǎn)底座35；提升內(nèi)密封有第一容器的第二容器的提升機構(gòu)32。
另外，提供襯底支撐裝置12用于通過重力作用固定由金屬制成的氣相淀積掩模14，因而固定了位于氣相淀積掩模之上的襯底13。注意真空抽氣機構(gòu)可以引入到襯底支撐裝置12中，進行真空抽氣以固定掩模。盡管這里示出讓氣相淀積掩模與襯底支撐裝置12緊密接觸的實例，為了防止氣相淀積掩模和襯底支撐裝置形成彼此固定，絕緣體可以提供在氣相淀積掩模和襯底支撐裝置彼此交叉的部分，或者襯底支撐裝置的形狀可以任意的調(diào)節(jié)以便于與氣相淀積掩模實現(xiàn)點接觸。另外，盡管這里示出通過襯底支撐裝置12載裝襯底和氣相淀積掩模二者的實例，也可以單獨地分別提供用于支撐襯底的裝置和另一個用于支撐氣相淀積掩模的裝置。
另外，優(yōu)選的是當執(zhí)行多個圖形時襯底支撐裝置12形成于切割區(qū)(要劃線器劃線的區(qū)域)，因為氣相淀積不能在與襯底支撐裝置12重疊的區(qū)域?qū)嵤；蛘?，提供的襯底支撐裝置12與將要成為平板終端部分的區(qū)域重疊。如圖13B所示，襯底支撐裝置12從俯視的角度看是十字的形狀，這是因為圖13B示出的實例為在一個襯底13上形成用點劃線畫出的4個平板。然而，襯底支撐裝置12的形狀不限于這種結(jié)構(gòu)，不對稱形狀也是可以接受的。附帶地，雖圖中沒有示出，襯底支撐裝置12是固定在淀積室中的。另外，為簡單起見，掩模在圖13B中沒有示出。
另外，氣相淀積掩模和襯底的對準可以用CCD相機(沒有圖示出)來確認。對準控制可以分別在襯底和氣相淀積掩模中安裝對準標記物來實施。蒸發(fā)源支架17安裝有填充了蒸發(fā)材料18的容器。淀積室11通過產(chǎn)生低壓氣氛的裝置被抽真空到5×10-3托(0.665Pa)或更低的真空度，優(yōu)選的，10-4-10-6Pa。
另外，在氣相淀積中，蒸發(fā)材料通過電阻加熱被預先升華(氣化)，并通過在氣相淀積中打開閘門(沒有圖示出)向襯底13的方向散開。被氣相淀積的蒸發(fā)材料19朝向上的方向飛散開，并通過提供在氣相淀積掩模14上的開口部分被選擇地氣相淀積在襯底13上。另外，優(yōu)選的，由微機控制淀積速率、蒸發(fā)源支架的移動速度、閘門的打開和關(guān)閉。可以通過控制蒸發(fā)源支架的移動速度來控制淀積速率。
另外，盡管沒有圖示出，用提供在淀積室11中的晶體振蕩器測量所淀積膜的膜厚度的同時可以實施氣相淀積。在用晶體振蕩器測量所淀積膜的膜厚度的情形中，通過共振頻率變化可以測出淀積在晶體振蕩器上的膜質(zhì)量的變化。
在圖13A和13B所示的氣相淀積系統(tǒng)中，在氣相淀積期間，襯底13和蒸發(fā)源支架17之間間隔的距離d可以減少到典型的為30cm或更少，優(yōu)選的，20cm或更少，更優(yōu)選的，5cm-15cm，由此顯著地提高蒸發(fā)材料的利用效率和產(chǎn)量。
在氣相淀積系統(tǒng)中，蒸發(fā)源支架17的構(gòu)成包括容器(典型的，坩堝)、通過均勻加熱部件裝備在容器外側(cè)的加熱器、提供在加熱器外側(cè)的絕熱層、包含這些的外圓筒、環(huán)繞在外圓筒周圍的冷卻管和用于開啟和關(guān)閉包括坩堝打開部分的外圓筒的打開部分的氣相淀積閘門。另外，蒸發(fā)源支架可以是一種容器，其能夠在加熱器固定到容器上的狀態(tài)下被載運。另外，容器用BN燒結(jié)體材料、BN和AlN的復合燒結(jié)體、石英或石墨這樣能夠耐高溫、高壓和低壓的材料形成。
另外，蒸發(fā)源支架17提供有可在淀積室11內(nèi)部以X方向或Y方向移動同時保持水平狀態(tài)的機構(gòu)。該情形中，如圖13B所示，蒸發(fā)源支架17在二維平面上以Z字型移動。另外，蒸發(fā)源支架17的移動間距可以適當?shù)嘏c絕緣體之間的間隔匹配。
另外，為了清潔附著到掩模上的淀積材料，優(yōu)選的是通過等離子體發(fā)生裝置在淀積室的內(nèi)部產(chǎn)生等離子體以蒸發(fā)附著在掩模上的淀積材料，然后排出蒸氣到淀積室的外面。為了這個目的，高頻功率源被連接到襯底支撐裝置12上。如上所述，優(yōu)選的是襯底支撐裝置12用導電材料(諸如Ti)形成。當產(chǎn)生等離子體時，優(yōu)選的是將金屬掩模與襯底支撐裝置12電學上隔開，從而防止電場集中。
根據(jù)如上所述，具有移動蒸發(fā)源支架機構(gòu)的淀積室，沒有必要延長襯底和蒸發(fā)源支架之間的距離，這樣可以均勻地形成氣相淀積膜。
因而，根據(jù)本實施例，襯底和蒸發(fā)源支架間的距離可以縮短，可以實現(xiàn)氣相淀積系統(tǒng)的小尺寸化。另外，由于氣相淀積系統(tǒng)變成小尺寸，升華的蒸發(fā)材料在淀積室內(nèi)部的內(nèi)壁上或附著防護屏上的附著可以減少，蒸發(fā)材料可以被有效地利用。另外，根據(jù)本實施例的氣相淀積方法，沒有必要轉(zhuǎn)動襯底，因而，可以提供能夠處理大面積襯底的氣相淀積系統(tǒng)。
另外，通過這樣縮短襯底和蒸發(fā)源支架間的距離，可以在良好控制的情況下形成氣相淀積膜。
另外，本實施例可以任選地與實施方案1至實施方案4，以及實施例1和實施例2組合。
實施例4在本實施例中，舉例說明了通過減小有機化合物膜中存在的能量勢壘提高載流子的遷移率的同時，制造象層疊結(jié)構(gòu)的功能分開那樣的、具有多種類型材料的功能的元件。
對于減小層疊結(jié)構(gòu)中的能量勢壘，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)插入載流子注入層的技術(shù)非常有效。即，在具有高能量勢壘的層疊結(jié)構(gòu)的界面，插入減少能量勢壘的材料，由此能量勢壘可以設(shè)計成臺階形式。因此，來自電極的載流子注入能力增加，的確可以在一定程度上減小驅(qū)動電壓。然而，有一個問題是，因存在層的數(shù)量增加會導致有機界面數(shù)量增加?？梢哉J為這是具有單層結(jié)構(gòu)的裝置具有驅(qū)動電壓和功率效率的最大數(shù)據(jù)(topdata)的原因。反過來說，通過解決該問題，不但可以發(fā)揮層疊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(多種材料可以組合使用，不需要復雜的分子設(shè)計)，而且可以獲得單結(jié)構(gòu)具有的驅(qū)動電壓和功率效率。
在本實施例中，當由多種功能區(qū)組成的有機化合物膜形成在發(fā)光裝置的陽極和陰極之間時，與具有清晰界面的常規(guī)層狀結(jié)構(gòu)不同，形成了在第一功能區(qū)和第二功能區(qū)之間具有包含形成第一功能區(qū)的材料和形成第二功能區(qū)的另一材料的混合區(qū)的結(jié)構(gòu)。
此外，本實施例還包括能夠?qū)⑷丶ぐl(fā)能轉(zhuǎn)換發(fā)光的材料作為摻雜劑添加到混合區(qū)的情況。在形成混合區(qū)時，混合區(qū)可具有濃度梯度。
通過形成這種結(jié)構(gòu)，與常規(guī)的結(jié)構(gòu)相比，存在于功能區(qū)之間的能量勢壘降低，由此提高載流子注入能力。即，通過形成混合區(qū)，可以減少功能區(qū)之間的能量勢壘。因此，可以降低驅(qū)動電壓，也可以抑制亮度退化。
如上所述，在本實施例中，對于制造至少包括其中第一有機化合物能夠執(zhí)行功能的區(qū)域(第一功能區(qū))和其中與形成第一功能區(qū)的第一有機化合物不同的第二有機化合物能夠執(zhí)行功能的區(qū)域(第二功能區(qū))的發(fā)光元件，以及包括該元件的發(fā)光裝置，在第一功能區(qū)和第二功能區(qū)之間形成含有形成第一功能區(qū)的有機化合物和形成第二功能區(qū)的有機化合物的混合區(qū)。
配置薄膜形成系統(tǒng)，使得在單個淀積室中形成具有多個功能區(qū)的有機化合物膜，與此對應(yīng)，安裝多個蒸發(fā)源。
首先，氣相淀積第一有機化合物。順便提及，用電阻加熱預先蒸發(fā)(氣化)第一有機化合物，淀積時打開閘門，第一有機化合物朝襯底方向擴散。因此，形成圖14A所示的第一功能區(qū)610。
淀積第一有機化合物的同時，可以打開第一閘門然后淀積第二有機化合物。第二有機化合物也預先用電阻加熱使其處于蒸發(fā)狀態(tài)，打開第二閘門，第二有機化合物朝襯底的方向擴散。這里，形成由第一有機化合物和第二有機化合物組成的第一混合區(qū)611。
過一會兒，僅關(guān)閉第一閘門，淀積第二有機化合物。因此，可以形成第二功能區(qū)612。
在本實施例中，雖然介紹了通過同時淀積兩種類型的有機化合物形成混合區(qū)的方法，但是通過淀積第一有機化合物然后在第一有機化合物的淀積氣氛下淀積第二有機化合物可以在第一功能區(qū)和第二功能區(qū)之間形成混合區(qū)。
接下來，淀積第二有機化合物的同時，打開第三閘門淀積第三有機化合物。第三有機化合物也預先用電阻加熱并處于蒸發(fā)狀態(tài)，打開閘門，第三有機化合物朝襯底的方向擴散。這里，可以形成由第二有機化合物和第三有機化合物組成的第二混合區(qū)613。
過一會兒，僅關(guān)閉第二閘門，淀積第三有機化合物。因此，可以形成第三功能區(qū)614。
最后，在最終的襯底上形成陰極就完成了發(fā)光元件的制作。
此外，對于另一有機化合物膜，如圖8B所示，使用第一有機化合物形成第一功能區(qū)620之后，形成由第一有機化合物和第二有機化合物組成的第一混合區(qū)621，然后使用第二有機化合物形成第二功能區(qū)622。接著，在第二功能區(qū)622形成期間，通過暫時性地打開第三閘門同時淀積第三有機化合物，形成第二混合區(qū)623。
過一會兒，關(guān)閉第三閘門，再次形成第二功能區(qū)622。最后，在最終的襯底上形成陰極就完成了發(fā)光元件的制作。
由于本實施例中的淀積裝置可以在單個淀積室中形成具有多個功能區(qū)的有機化合物膜，因此功能區(qū)的界面沒有被雜質(zhì)污染，此外混合區(qū)可以形成在功能區(qū)的界面。在以上提到的方式中，可以形成沒有明顯的層狀結(jié)構(gòu)(即，沒有清晰的有機界面)并且提供有多種功能的發(fā)光元件。
此外，在膜形成之前、膜形成期間、膜形成之后使用能夠進行真空退火的膜形成系統(tǒng)(淀積裝置)，通過在膜形成期間進行真空退火，混合區(qū)中的分子可以更好的配合。因此，可以降低驅(qū)動電壓，亮度退化也可以得到進一步的抑制。通過膜形成之后退火(去氣)，可以進一步去除形成在襯底上的有機化合物層中如氧、濕氣等雜質(zhì)，形成高密度和高純度的有機化合物層。
本實施例可任選地與實施方案1至實施方案4、以及實施例1至實施例3組合。
實施例5本實施例用圖15示出制作發(fā)光裝置(具有上面發(fā)光結(jié)構(gòu))的一個實例，其中，發(fā)光裝置在有絕緣表面的襯底上具有以有機化合物層為發(fā)光層的發(fā)光元件。
另外，圖15A是示出發(fā)光裝置的俯視圖，圖15B是沿圖15A中線A-A’切割構(gòu)成的橫截面視圖。用點線表示的1101是源線驅(qū)動電路(sourceline driver circuit)、1102是像素部分、1103是柵線驅(qū)動電路(gateline driver circuit)。1104是透明的密封襯底、1105是第一密封材料，第一密封材料1105圍成的內(nèi)側(cè)填充有透明第二密封材料1107。第一密封材料1105中含有保持襯底間距的間隙材料。
另外，用于傳輸輸入到源線驅(qū)動電路1101和柵線驅(qū)動電路1103的信號的線路1108從作為外部輸入終端FPC(柔性印刷電路)1109接收視頻信號或時鐘信號。盡管這里只說明了FPC1109，此FPC1109可以附連有印刷線路板(PWB)。
其次，橫截面結(jié)構(gòu)將參考圖15B說明。驅(qū)動電路和像素部分形成于襯底1110之上，這里，示出作為驅(qū)動電路的源線驅(qū)動電路1101和像素部分1102。
另外，源線驅(qū)動電路1101由n溝道型TFT1123和p溝道型TFT1124組合的CMOS電路形成。另外，形成驅(qū)動電路的TFT可以通過眾所周知的CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。另外，盡管本實例中，示出在襯底之上驅(qū)動電路形成的驅(qū)動器集成型，但驅(qū)動器集成型不是必須需要的，驅(qū)動電路可以不形成在襯底之上，可以在其外。另外，以聚合硅膜作有源層的TFT結(jié)構(gòu)不受特別限制，其可以是頂柵型TFT，也可以是底柵型TFT。
另外，像素部分1102由多個像素形成，每個包括開關(guān)TFT1111、電流控制TFT1112，和第一電極(陽極)1113，第一電極電連接到電流控制TFT1112的漏區(qū)。作為電流控制TFT1112，其可以是n溝道型TFT也可以是p溝道型TFT。在其與陽極連接的情形中，優(yōu)選的是p溝道型TFT。另外，優(yōu)選的是適當?shù)靥峁┐鎯﹄娙萜?沒有圖示出)。只有一個像素的橫截面被示出，這里雖示出2個TFT用于此一個像素的實例，3個TFT或更多，也可以被適當?shù)赜糜谝粋€像素。
由于第一電極1113直接接觸到TFT的漏區(qū)，故第一電極1113的底層由能夠與漏區(qū)形成歐姆接觸的硅組成的材料構(gòu)成。與有機化合物層接觸的第一電極1113的表面，最好由功函數(shù)大的材料組成。當三層疊層結(jié)構(gòu)由例如氮化鈦膜、鋁基膜、以及氮化鈦膜組成時，可以具有低的線路電阻，形成良好歐姆接觸，并用作陽極。此外，第一電極1113可以由氮化鈦膜，鉻膜，鎢膜，Zn膜，Pt膜等單層膜，或者3層或更多層的疊層構(gòu)成。
而且，在第一電極(陽極)1113的兩端上，形成絕緣襯底(稱為堤壩、隔離物，障礙物，勢壘等)1114。絕緣襯底1114可以由有機樹脂膜或含有硅的絕緣膜組成。此處，正性光敏丙烯酸樹脂膜被用來形成如圖15B所示的絕緣襯底1114。
為了獲得良好的覆蓋度，最好使絕緣襯底1114的上邊沿部分或下邊沿部分成為具有曲率半徑的彎曲形狀。例如，若正性光敏丙烯酸樹脂被用作絕緣襯底1114的材料，則最好僅僅彎曲絕緣材料的上邊沿部分使其具有曲率半徑(優(yōu)選為0.2mm-3mm)。在光照下變成不溶于腐蝕劑的負性光敏材料以及在光照下變成溶于腐蝕劑的正性光敏材料，都能夠被用于絕緣襯底1114。
可以用由氮化鋁膜、氮氧化鋁膜、以碳為主要成分的薄膜，或氮化硅膜制作的保護膜來覆蓋絕緣襯底1114。
通過使用氣相淀積掩模的氣相淀積法或用噴墨方法將含有有機化合物的層1115選擇地形成在第一電極(陽極)1113上。第二電極(陰極)1116形成在含有有機化合物的層1115之上。陰極可使用功函數(shù)小的材料(例如Al，Ag，Li、Ca，或這些材料的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、或CaN)。這里，為使光能透射過去，第二電極(陰極)1116使用包括厚度薄的金屬薄膜，透明導電膜(氧化銦氧化錫合金(ITO)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)制成的疊層。通過以上步驟形成由包括第一電極1113(陽極)，含有有機化合物的層1115及第二電極1116(陰極)制成的發(fā)光元件1118。這里示出的是發(fā)光元件1118發(fā)白色光的實例，因而，提供有由上色層1131和光遮擋層(BM)1132制成的濾色器(為簡單起見，外涂層在這里沒有圖示出)。
另外，如果各自選擇地形成能夠得到R，G，B發(fā)光的含有有機化合物的層，不需要濾色器也可以得到全色顯示。
為了密封發(fā)光元件1118形成透明保護層1117，此透明保護層為實施方案1所描述的透明保護疊層。透明保護疊層由包括第一無機絕緣膜，應(yīng)力緩和膜及第二無機絕緣膜的疊層組成。作為第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜，可以使用通過濺射法或CVD法獲得的氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜(SiNO膜(成分比N＞O)或SiON膜(成分比N＜O))和以碳作為主要成分的薄膜(諸如DLC膜，CN膜)。這些無機絕緣膜雖對水分有很高的封閉效應(yīng)，但隨著膜的厚度的增大膜應(yīng)力也增大，這樣就容易產(chǎn)生剝皮和膜的剝落。但是，如在第一無機絕緣膜和第二無機絕緣膜之間夾上應(yīng)力緩和膜，即可以緩和應(yīng)力還吸收水分。而且，即使在膜的形成時，出于某種原因在第一無機絕緣膜上形成微小的氣孔(針尖狀氣孔)，應(yīng)力緩和膜可以填塞這些氣孔。然后，進一步在應(yīng)力緩和膜之上提供第二無機絕緣膜使其對水和氧有極高的封閉效應(yīng)。作為應(yīng)力緩和膜，優(yōu)選的是，使用比無機絕緣膜的應(yīng)力小而且有吸濕性的材料，更優(yōu)選的是，同時還是具有透光性的材料。作為應(yīng)力緩和膜還可以使用諸如a-NPD(4，4’-二-[N-(萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯)，浴銅靈(bathocuproin “BCP”)，MTDATA(4，4’，4”-tris (N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)triphenylamine)(三合苯胺三甲基戊烯甲基胺)，Alq3(三-8-羥基喹啉鋁)等含有有機化合物的材料膜。這些材料膜有吸濕性，如果膜的厚度薄，則幾乎是透明的。另外，MgO，SrO2，SrO有吸濕性和透光性，可以通過氣相淀積形成薄膜，這些氧化物中的任意氧化物可以作為應(yīng)力緩和膜。在該實施例中，用硅制成的靶，在包括氮和氬的氣氛構(gòu)成的氣氛中所形成的膜，即，對水和堿性金屬等雜質(zhì)有極高封閉效果的氮化硅膜用于第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜，通過氣相淀積方法形成的Alq3膜用于應(yīng)力緩和膜。為使光能透射過透明保護疊層，優(yōu)選的是，使透明保護疊層的膜的總厚度盡可能的薄。
另外，為了密封發(fā)光元件1118，在惰性氣體氣氛中，用第一密封材料1105，第二密封材料1107將襯底和密封襯底1104粘貼在一起。另外，作為第一密封材料1105和第二密封材料1107，優(yōu)選的是使用環(huán)氧類樹脂。此外，第一密封材料和第二密封材料優(yōu)選的是盡量不滲透濕氣或氧的材料。
另外，根據(jù)本實例，作為構(gòu)成密封襯底1104的材料，除了玻璃襯底或石英襯底之外，可以使用包括FRP(玻璃纖維增強塑料)、PVF(聚氟乙烯)、邁拉(Mylar)、聚酯、或丙烯酸樹脂等的塑料襯底。另外，用第一密封材料1105和第二密封材料1107粘接密封襯底1104之后，可以用第三密封材料覆蓋側(cè)面(暴露的面)實現(xiàn)進一步的密封。
通過如上所述用透明保護層1117，第一密封材料1105和第二密封材料1107密封發(fā)光元件，發(fā)光元件可以完全地與外界阻斷(block)，所以可以防止諸如濕氣或氧這樣加速有機化合物層退化的物質(zhì)從外界入侵。因而，可以提供高度可靠的發(fā)光裝置。
另外，對于第一電極1113，通過使用透明導電膜，則能夠制造兩面發(fā)光型發(fā)光器件(上面發(fā)光型和底面發(fā)光型)。
雖然本實施方案所示的是以下稱為上面發(fā)射結(jié)構(gòu)的例子，其中，含有有機化合物的層形成在陽極上，而用作透明電極的陰極在含有有機化合物的層上形成，但也可以采用另一結(jié)構(gòu)，即，在陽極上形成含有有機化合物的層，在有機化合物層上形成陰極，而有機化合物層中發(fā)射的光通過透明電極的陽極從TFT的方向取出的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)(以下稱為底面發(fā)射結(jié)構(gòu))。
下文將用圖16A和16B說明底面發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置的一個實例。
圖16A是示出發(fā)光裝置的俯視圖，圖16B是沿圖16A中線A-A’切割構(gòu)成的橫截面視圖。用點線表示的附圖標記1201是源線驅(qū)動電路、1202是像素部分、1203是柵線驅(qū)動電路。1204是密封襯底、1205是含有保持襯底間距的間隙材料的密封材料，密封材料1205圍成的內(nèi)側(cè)空間填充有惰性氣體(典型的為氮氣)。被密封材料1205圍成的內(nèi)側(cè)空間用干燥劑1207除去少量水分，所以被充分地干燥。
另外，用于傳輸輸入到源線驅(qū)動電路1201和柵線驅(qū)動電路1203的信號的線路1208從作為外部輸入終端的FPC(柔性印刷電路)1209接收視頻信號或時鐘信號。
其次，橫截面結(jié)構(gòu)將參考圖16B說明。驅(qū)動電路和像素部分形成于襯底1210之上，這里，示出作為驅(qū)動電路的源線驅(qū)動電路1201和像素部分1202。另外，源線驅(qū)動電路1201用n溝道型TFT1223和p溝道型TFT1224組合的CMOS電路形成。
另外，像素部分1202由多個像素形成，每個像素包括開關(guān)TFT1211、電流控制TFT1212和由透明導電膜1213制成的第一電極(陽極)，其中透明導電膜1213電連接到電流控制TFT1212的漏區(qū)。
這里示出一個結(jié)構(gòu)，其中第一電極1213的一部分和連接電極重疊，第一電極1213經(jīng)連接電極電連接到TFT的漏區(qū)。第一電極1213優(yōu)選的是，使用有透明性而且功函數(shù)大的導電膜(ITO(氧化銦氧化錫合金)、氧化銦氧化鋅合金(In2O3-ZnO)、氧化鋅(ZnO)等)。
而且，在第一電極(陽極)1213的兩端上，形成絕緣襯底(稱為堤壩、隔離物，障礙物，勢壘等)1214。為了獲得良好的覆蓋，最好使絕緣襯底1214的上邊沿部分或下邊沿部分成為具有曲率半徑的彎曲形狀?？梢杂糜傻X膜、氮氧化鋁膜、以碳為主要成分的薄膜，或氮化硅膜制作的保護膜來覆蓋絕緣襯底1214。
用使用氣相淀積掩模的氣相淀積法或用噴墨方法將包含有有機化合物的層1215選擇地形成在第一電極(陽極)1213上。第二電極(陰極)1216形成在含有有機化合物的層1215之上。陰極可使用功函數(shù)小的材料(例如Al，Ag，Li、Ca，或這些材料的合金MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、或CaN)。通過以上步驟形成由第一電極1213(陽極)，含有有機化合物的層1215及第二電極1216(陰極)制成的發(fā)光元件1218。這里，發(fā)光元件1218按圖16所示的箭頭方向發(fā)光。這里，發(fā)光元件1218是從R，G或B的單色發(fā)光得到的發(fā)光元件中的一種，通過各自選擇地形成能夠得到R，G，B發(fā)光的含有有機化合物的層而形成的3個發(fā)光元件，可以得到全色顯示。
形成保護層1217來封裝發(fā)光元件1218，此透明保護層1217采用實施方案2所描述的保護疊層。保護疊層由包括第一無機絕緣膜，應(yīng)力緩和膜及第二元機絕緣膜的疊層組成。
另外，為了密封發(fā)光元件1218，在惰性氣體氣氛中，用密封材料1205將襯底和密封襯底1204粘貼。密封襯底1204上預先形成有用噴沙清除法形成的凹部，干燥劑1207加添于所形成的凹部。另外，作為密封材料1205，優(yōu)選的是使用環(huán)氧類樹脂。此外，密封材料1205最好采用盡量不滲透濕氣或氧的材料。
另外，根據(jù)本實例，作為構(gòu)成具有凹部的密封襯底1204的材料，除了金屬襯底，玻璃襯底或石英襯底之外，可以使用包括FRP(玻璃纖維增強塑料)、PVF(聚氟乙烯)、邁拉(Mylar)、聚酯、或丙烯酸樹脂的塑料襯底。此外，內(nèi)側(cè)附帶有干燥劑的金屬罐也可以用來密封。
本實施例可任選地與實施方案1至實施方案4或?qū)嵤├?至實施例4組合。
實施例6通過實施本發(fā)明可以完成各種模塊(有源矩陣液晶模塊、有源矩陣EL模塊和有源矩陣EC模塊)。也就是說，通過實施本發(fā)明完成了所有將這些模塊配備到顯示部分中的電子設(shè)備。
這樣的電子設(shè)備包括攝像機；數(shù)碼相機；頭盔顯示器(護目鏡型顯示器)；汽車導航系統(tǒng)；投影儀；汽車用立體聲系統(tǒng)；個人計算機；便攜式信息終端(移動計算機、移動電話或電子書籍等)等。圖17A到18C中顯示了這些示例。
圖17A是包括以下部件的個人計算機主體2001；圖像輸入部分2002；顯示部分2003；以及鍵盤2004等。
圖17B是包括以下部件的攝像機主體2101；顯示部分2102；語音輸入部分2103；操作開關(guān)2104；電池2105；以及圖像接收部分2106等。
圖17C是包括以下部件的移動計算機主體2201；攝像機部分2202；圖像接收部分2203；操作開關(guān)2204；以及顯示部分2205等。
圖17D是利用其中記錄了節(jié)目的記錄媒體(以下稱為記錄媒體)的重放機，它包括主體2401；顯示部分2402；揚聲器部分2403；記錄媒體2404；以及操作開關(guān)2405等。該裝置利用用于記錄媒體的DVD(數(shù)字通用盤)、CD等，并可以用于音樂欣賞、電影欣賞、游戲以及用于因特網(wǎng)。
圖17E是包括以下部件的數(shù)碼相機主體2501；顯示部分2502；取景器2503；操作開關(guān)2504；以及圖像接收部分(圖中沒有圖示出)等。
圖18A是包括以下部件的移動電話主體2901；聲音輸出部分2902；聲音輸入部分2903；顯示部分2904；操作開關(guān)2905；天線2906；以及圖像輸入部分(CCD，圖像傳感器等)2907等。
圖18B是包括以下部件的便攜式書(電子書)主體3001；顯示部分3002和3003；記錄媒體3004；操作開關(guān)3005和天線3006等。
圖18C是包括以下部件的顯示單元主體3101；支撐部分3102；以及顯示部分3103等。
另外，圖18C中顯示的顯示部分具有小到中間規(guī)格或大規(guī)格屏幕，例如5到20英寸的規(guī)格。此外，為了制造具有這些尺寸的顯示部分，最好利用邊長一米的襯底來批量生產(chǎn)顯示部分。
如上所述，本發(fā)明的可適用范圍非常寬，并且本發(fā)明可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域的電子設(shè)備。另外，本實施例的電子設(shè)備可以通過利用實施方案1到4及實施例1到5中結(jié)構(gòu)的任何組合來獲得。
實施例7實施例6描述的電子設(shè)備包括其中密封有發(fā)光元件的平板、其中的平板配備有控制器以及包括諸如電源電路之類的集成電路的模塊。此平板和模塊都相當于發(fā)光器件的一種模式。在本發(fā)明中，將描述模塊的具體結(jié)構(gòu)。
圖19A示出了模塊的外貌，其中的平板1800配備有控制器1801和電源電路1802。在平板1800中提供有在各個像素中提供有發(fā)光元件的像素部分1803、用來選擇像素部分1803中的像素的柵線驅(qū)動電路(gate line driver circuit)1804、以及用來將視頻信號饋送到被選擇的像素的源線驅(qū)動電路(source line driver circuit)1805。
在印刷襯底1806中提供有控制器1801和電源電路1802，從控制器1801或電源電路1802輸出的各種信號和電源電壓，經(jīng)由FPC1807被饋送到平板1800的像素部分1803、柵線驅(qū)動電路1804、以及源線驅(qū)動電路1805。
電源電壓和各種信號經(jīng)由配備有多個輸入端子的接口(I/F)1808被饋送到印刷電路1806。
雖然在本實施例中用FPC將印刷襯底1806固定到平板1800，但本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。也可以用COG(玻璃上芯片)方式將控制器1801和電源電路1802直接提供在平板1800上。
而且，在印刷電路1806中，存在著形成在各個線路之間的電容器以及線路本身具有的電阻，由此會引起電源電壓或信號的噪聲或使信號傳遞變得遲緩。因此，在印刷襯底1806上提供諸如電容器和緩沖器之類的各種元件，以便防止電源電壓或信號的噪聲或信號傳遞變得遲緩。
圖19B是方框圖，示出了印刷襯底1806的結(jié)構(gòu)。饋送到界面1808的各種信號和電源電壓，被饋送到控制器1801和電源電路1802。
控制器1801具有A/D轉(zhuǎn)換器1809、鎖相環(huán)(PLL)1810、控制信號發(fā)生部分1811、以及SRAM(靜態(tài)隨機存取存儲器)1812和1813。雖然SRAM被用于本實施例中，但能夠采用SDRAM來代替SRAM，且若能夠高速寫入和讀出數(shù)據(jù)，則還能夠采用DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)。
經(jīng)由界面1808饋送的視頻信號，在A/D轉(zhuǎn)換器1809中被并-串行轉(zhuǎn)換，被輸入到控制信號發(fā)生部分1811作為對應(yīng)于R、G、B各種顏色的視頻信號。而且，基于經(jīng)由界面1808饋送的各種信號，在A/D轉(zhuǎn)換器1809中產(chǎn)生水平同步信號、垂直同步信號、時鐘信號(CLK)、以及交流電壓，并且被輸入到控制信號發(fā)生部分1811中。
鎖相環(huán)1810具有將經(jīng)由界面1808饋送的各種信號的頻率和控制信號發(fā)生部分1811的工作頻率的相位進行同步的功能?？刂菩盘柊l(fā)生部分1811的工作頻率不總是與經(jīng)由界面1808饋送的各種信號的頻率相同，為了使之彼此同步而在鎖相環(huán)1810中調(diào)整控制信號發(fā)生部分1811的工作頻率。
輸入到控制信號發(fā)生部分1811的視頻信號先被寫入SRAM1812和1813，并被儲存。在控制信號發(fā)生部分1811中，將儲存在SRAM1812中的所有各位視頻信號中對應(yīng)于整個像素的視頻信號一位一位地逐個讀出，并饋送到平板1800的源線驅(qū)動電路1805。
而且，在控制信號發(fā)生部分1811中，在發(fā)光元件發(fā)光周期內(nèi)各個位的信息被輸入到平板1800的掃描線驅(qū)動電路1804。
此外，電源電路1802將預定的電源電壓饋送到平板1800的源線驅(qū)動電路1805、掃描線驅(qū)動電路1804、以及像素部分1803。
接著，用圖20來描述電源電路1802的詳細結(jié)構(gòu)。本實施例的電源電路1802由采用4個開關(guān)調(diào)壓器控制1860的開關(guān)調(diào)壓器1854以及串聯(lián)調(diào)壓器1855組成。
通常，開關(guān)調(diào)壓器比串聯(lián)調(diào)壓器更小而輕，且不僅能夠降壓而且能夠升壓以及正負反轉(zhuǎn)。另一方面，串聯(lián)調(diào)壓器僅僅被用于降壓，但串聯(lián)調(diào)壓器輸出的電壓比開關(guān)調(diào)壓器具有更高的精度，且?guī)缀醪怀霈F(xiàn)波紋或噪聲。本實施方式的電源電路1802采用二者的組合。
圖20所示的開關(guān)調(diào)壓器1854具有開關(guān)調(diào)壓器控制(SWR)1860、衰減器(ATT)1861、變壓器(T)1862、電感器(L)1863、參考電源(Vref)1864、振蕩電路(OSC)1865、二極管1866、雙極晶體管1867、可變電阻器1868、以及電容器1869。
當諸如外部鋰離子電池(3.6V)之類的電壓在開關(guān)調(diào)壓器1854中被轉(zhuǎn)換時，就產(chǎn)生提供給陰極的電源電壓以及饋送到開關(guān)調(diào)壓器1854的電源電壓。
而且，串聯(lián)調(diào)壓器1855具有帶隙電路(BG)1870、放大器1871、運算放大器1872、電流源1873、可變電阻器1874、以及雙極晶體管1875，且開關(guān)調(diào)壓器1854中產(chǎn)生的電源電壓被饋送到其中。
在串聯(lián)調(diào)壓器1855中，利用開關(guān)調(diào)壓器1854中產(chǎn)生的電源電壓，根據(jù)帶隙電路1870中產(chǎn)生的一定電壓，來產(chǎn)生直流的電源電壓，該電源電壓饋送到給各個顏色的發(fā)光元件的陽極供應(yīng)電流的線路(電流供應(yīng)線)。
另外，電流源1873的電流在視頻信號被寫入像素的驅(qū)動方式中使用。在這種情況下，在電流源1873中產(chǎn)生的電流饋送到平板1800的源線驅(qū)動電路1805。注意，在視頻信號的電壓被寫入像素的驅(qū)動方式的情形中，電流源1873不一定是必須的。
另外，開關(guān)調(diào)壓器，OSC，放大器，以及運算放大器可以用TFT構(gòu)成。
另外，本實施例可以任選地和實施方案1到實施方案4及實施例1到實施例6組合。
根據(jù)本發(fā)明，沒有必要轉(zhuǎn)動襯底，因而，可以提供能夠處理大面積襯底的氣相淀積系統(tǒng)。另外，可以提供即使使用大面積襯底也可以得到均勻的膜的厚度的氣相淀積系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，通過將蒸發(fā)材料分開填充于多個坩堝中并同時實施氣相淀積，可以縮短氣相淀積的時間。而且，根據(jù)本發(fā)明，沒有閘門也可以控制氣相淀積。
另外，根據(jù)本發(fā)明，襯底和蒸發(fā)源支架之間的距離可以縮短，因而可以實現(xiàn)氣相淀積系統(tǒng)的小尺寸化。另外，由于氣相淀積系統(tǒng)是小尺寸的，減少了附著在淀積室內(nèi)部的內(nèi)壁或附著在防護屏上的升華的蒸發(fā)材料，因而可以有效地利用蒸發(fā)材料。
另外，本發(fā)明可以提供一種制造系統(tǒng)，其可以連續(xù)安排用于實施氣相淀積工藝的多個淀積室。象這樣，在多個淀積室中實施并行處理，可以提高發(fā)光裝置的產(chǎn)量。
另外，本發(fā)明可提供一種制造系統(tǒng)，其能夠從安裝室載運填充有蒸發(fā)材料的容器和膜的厚度監(jiān)視器等到與安裝室連接的氣相淀積系統(tǒng)中而不暴露于大氣。根據(jù)本發(fā)明，蒸發(fā)材料的處理變得容易，并可以避免雜質(zhì)混入蒸發(fā)材料中。根據(jù)該制造系統(tǒng)，由材料制造商封閉的容器可以安裝到氣相淀積系統(tǒng)中而不暴露于大氣，因而，可以防止氧或水分附著蒸發(fā)材料上，使得將來所對應(yīng)的超高純度的發(fā)光元件成為可能。
權(quán)利要求
1.一種制造系統(tǒng)包括裝載室；與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與每個淀積室連接的安裝室，其中，所述每個淀積室和將每個淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；其中每個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的定位裝置；支承襯底的裝置；以及移動蒸發(fā)源支架的移動裝置，其中所述蒸發(fā)源支架包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的裝置；以及提供在容器上的閘門；其中，所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；以及其中安裝室包括加熱容器的裝置；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的載運裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的制造系統(tǒng)，其中多個平板加熱器放置在載運室中，所述多個平板加熱器保持間距地重疊安裝在載運室；以及其中載運室與可以真空加熱多個襯底的處理室連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的制造系統(tǒng)，其中所述移動蒸發(fā)源支架的移動裝置具有以一定間距在X軸移動蒸發(fā)源支架，和以一定間距在Y軸移動蒸發(fā)源支架的功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的制造系統(tǒng)，其中所述容器的數(shù)量等于或多于六個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的制造系統(tǒng)，其中在蒸發(fā)源支架上提供有調(diào)整傾斜程度的螺釘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的制造系統(tǒng)，其中所述裝載室是輸送室。
7.一種制造系統(tǒng)包括裝載室；與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與每個淀積室連接的安裝室，其中，所述每個淀積室和將淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；其中每個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的定位裝置；支承襯底的裝置；移動蒸發(fā)源支架的移動裝置；其中所述蒸發(fā)源支架包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的裝置；以及將容器懸浮于蒸發(fā)源支架之上以便使容器冷卻的裝置；其中，所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；其中安裝室包括加熱容器的裝置；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的載運裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的制造系統(tǒng)，其中多個平板加熱器放置在載運室中，所述多個平板加熱器保持間距地重疊安裝在載運室；以及載運室與可以真空加熱多個襯底的處理室連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的制造系統(tǒng)，其中所述移動蒸發(fā)源支架的移動裝置具有以一定間距在X軸移動蒸發(fā)源支架，和以一定間距在Y軸移動蒸發(fā)源支架的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的制造系統(tǒng)，其中所述容器的數(shù)量等于或多于六個。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的制造系統(tǒng)，其中在蒸發(fā)源支架上提供有調(diào)整傾斜程度的螺釘。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的制造系統(tǒng)，其中所述裝載室是輸送室。
13.一種制造含有有機化合物的層的方法，其包括以下步驟在安裝室安裝填充有含有有機化合物材料的容器；在安裝室內(nèi)實施真空抽氣；在安裝室將容器加熱至溫度T；載運加熱過的所述容器到預先加熱至溫度T的蒸發(fā)源支架；載入襯底到淀積室；保持容器的溫度在溫度T，并提高淀積室內(nèi)的真空度使其真空度高于安裝室的真空度，然后對襯底實施氣相淀積；以及載送襯底。
14.一種包括發(fā)光元件的發(fā)光裝置，所述發(fā)光元件在有絕緣表面的襯底上包括陰極、和陰極連接的含有有機化合物的疊層、以及和含有有機化合物的疊層連接的陽極；其中在含有有機化合物的疊層中，至少有2層以上的邊緣部分相同；以及其中所述發(fā)光元件被一種疊層覆蓋，該疊層包括第一無機絕緣膜、有吸濕性和透明性的膜、以及第二無機絕緣膜。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中有吸濕性和透明性的膜比第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜的應(yīng)力小。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜，DLC膜，CN膜，或這些膜的疊層。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是使用用硅制作的靶通過高頻率濺射法形成的氮化硅膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中第一襯底上提供有發(fā)光元件以及和發(fā)光元件連接的TFT。
19.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中所述有吸濕性和透明性的膜是通過氣相淀積獲得的材料膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中有吸濕性和透明性的膜與夾在陰極和陽極之間的疊層中的至少1層是采用相同的材料形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置選自攝像機、數(shù)碼相機、顯示器、汽車導航系統(tǒng)、個人計算機或者便攜式信息終端。
22.一種包括發(fā)光元件的發(fā)光裝置，所述發(fā)光元件在有絕緣表面的襯底上包括陰極、和陰極連接的含有有機化合物的疊層、以及和含有有機化合物的疊層連接的陽極，其中在含有有機化合物的疊層中，提供疊層的上層以便覆蓋疊層的底層的末端；以及其中所述發(fā)光元件被一種疊層覆蓋，該疊層包括第一無機絕緣膜、有吸濕性和透明性的膜、以及第二無機絕緣膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中有吸濕性和透明性的膜比第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜的應(yīng)力小。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是氮化硅膜，氧化硅膜，氮氧化硅膜，DLC膜，CN膜，或這些膜的疊層。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中第一無機絕緣膜或第二無機絕緣膜是使用用硅制作的靶通過高頻率濺射法形成的氮化硅膜。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中第一襯底上提供有發(fā)光元件以及和發(fā)光元件連接的TFT。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中所述有吸濕性和透明性的膜是通過氣相淀積獲得的材料膜。
28.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中有吸濕性和透明性的膜與夾在陰極和陽極之間的疊層中的至少1層是采用相同的材料形成。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的發(fā)光裝置，其中發(fā)光裝置選自攝像機、數(shù)碼相機、顯示器、汽車導航系統(tǒng)、個人計算機或者便攜式信息終端。
30.一種制造系統(tǒng)，包括裝載室；與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與每個淀積室連接的安裝室，其中，所述每個淀積室和將淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；以及其中每個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的CCD照相機和制動器；支架；移動蒸發(fā)源支架的臺，其中所述臺包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的加熱器；以及提供在容器上的閘門；其中，所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；以及其中安裝室包括加熱容器的加熱器；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的機械臂。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的發(fā)光裝置，其中所述容器的數(shù)量等于或多于六個。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的發(fā)光裝置，其中在蒸發(fā)源支架上提供有調(diào)整傾斜程度的螺釘。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的發(fā)光裝置，其中所述裝載室是輸送室。
34.一種制造系統(tǒng)，包括裝載室；與裝載室連接的載運室；與載運室連接的多個淀積室；以及與多個淀積室連接的安裝室，其中，所述多個淀積室和將淀積室內(nèi)真空抽氣的第一真空抽氣室連接在一起；其中多個淀積室包括給掩模和襯底的位置定位的CCD照相機和制動器；支架；以及移動蒸發(fā)源支架的臺，其中所述蒸發(fā)源支架包括至少一個其內(nèi)密封有蒸發(fā)材料的容器；加熱容器的加熱器；以及將容器懸浮于蒸發(fā)源支架之上以便使容器冷卻的頂升桿；以及其中所述安裝室和將安裝室內(nèi)真空抽氣的第二真空抽氣室連接在一起；以及其中安裝室包括加熱容器的加熱器；以及載運容器到淀積室的蒸發(fā)源支架的機械臂。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的發(fā)光裝置，其中所述容器的數(shù)量等于或多于六個。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的發(fā)光裝置，其中在蒸發(fā)源支架上提供有調(diào)整傾斜程度的螺釘。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的發(fā)光裝置，其中所述裝載室是輸送室。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于薄膜形成系統(tǒng)的氣相淀積系統(tǒng)，其提高EL材料的利用效率、并在形成EL層的產(chǎn)量或均勻性上具有優(yōu)越性，并且本發(fā)明還提供一種氣相淀積方法。本發(fā)明的特征是，在氣相淀積室內(nèi)，提供有6個內(nèi)封有蒸發(fā)材料的容器911的蒸發(fā)源支架903其對應(yīng)于襯底以一定的間隔邊移動邊實施氣相淀積。通過載送裝置902b從安裝室905載送蒸發(fā)源支架903。旋轉(zhuǎn)底座907內(nèi)藏加熱器，在容器被載送到蒸發(fā)源支架903之前，通過對蒸發(fā)源支架903加熱可提高產(chǎn)量。
文檔編號C23C14/56GK1679375SQ03820510
公開日2005年10月5日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月30日
發(fā)明者山崎舜平, 村上雅一, 桑原秀明 申請人:株式會社半導體能源研究所