CN101054657A - 膜形成装置和膜形成方法以及清洁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够形成高密度和高纯度EL层的膜形成装置和清洁方法。本发明为通过加热衬底的加热装置加热衬底10、借助连接到膜形成室的减压装置(如涡轮分子泵、干泵、低温抽气泵等的真空泵)将膜形成室的压力减小到5×10－3乇(0.665Pa)或以下，优选减小到1×10－3乇(0.133Pa)或以下并通过从淀积源淀积有机化合物材料进行膜形成，形成高密度EL层。在膜形成室中，通过等离子体进行淀积掩模的清洁。

Description

膜形成装置和膜形成方法以及清洁方法
本发明申请是本发明申请人于2002年12月12日提交的、申请号为02154229.5、发明名称为“膜形成装置和膜形成方法以及清洁方法”的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及膜形成装置和通过淀积可形成膜材料(下文称做淀积材料)形成膜所使用的膜形成方法。此外，本发明涉及去除通过淀积粘附到内壁等上的淀积材料的清洁方法。特别是，本发明为有机材料用做淀积材料时的有效技术。
背景技术
近些年来，热衷进行包括EL元件作为自发光型元件的发光装置的研究，特别是使用有机材料作为EL材料的发光装置引人注目。这种发光装置称做有机EL显示器(OELD)或有机发光二极管(OLED)。
EL元件包括含有通过施加电场能够电致发光的有机化合物的层(下文称做EL层)、阳极和阴极。有机化合物中的发光包括从单重态返回到常态时的光发射(荧光)和从三重态返回到常态时的光发射(磷光)。本发明的膜形成装置和膜形成方法制造的光发射装置适用于荧光和磷光两种情况。
发光装置由于是自发光型而不是液晶显示装置，因此具有在可见光角度中没有问题的特性。即，作为户外使用的的显示器，该装置比液晶显示器更合适，并且现已提出了各种方式的应用。
EL元件具有EL层夹在一对电极之间并且EL层通常具有层状结构的结构。代表性的例子是Tang，Eastman Kodak Co.提出的空穴传送层/发光层/电子传送层的层状结构。结构具有显著的高发光效率，目前已研究和开发的几乎所有的发光装置都使用这种结构。
此外，可以使用在阳极上连续地形成的空穴注入层/空穴传送层/发光层/电子传送层的结构，以及空穴注入层/空穴传送层/发光层/电子传送层/电子注入层的结构。在发光层中可以掺杂荧光材料等。此外，可以使用都具有低分子量的材料或都具有高分子量的材料形成这些层。
顺便提及，在本说明书中，要在阴极和阳极中形成的所有层一般称做EL层。因此，以上提到的空穴注入层、空穴传送层、发光层、电子传送层、电子注入层都包括在EL层中。
此外，在说明书中，由阴极、EL层以及阳极组成的发光元件称做EL元件，有两种类型的EL元件：一种是简单的矩阵型，其中EL层形成在相互垂直形成的两种条形电极之间，另一种是有源矩阵型，其中EL层形成在连接到TFT并排列在矩阵中的像素电极和反电极之间。
实际应用中EL元件的最重要问题是元件的寿命不够长。以下面的方式元件出现退化：随着长时间发光，非发光区(黑斑)变宽引起，对于退化的原因，EL层退化变成问题。
形成EL层的EL材料由于如氧、水等杂质退化。此外，有可能EL层的退化受具有其它杂质的EL材料污染影响。
此外，EL材料广义上分为低分子量(单体型)材料和高分子量(聚合物型)材料，其中，低分子量材料主要通过淀积形成膜。
通过常规的淀积方法形成膜时，使用淀积材料形成膜，但假设用于淀积的淀积材料被杂质污染。即，为EL元件退化的原因之一的氧、水和其它杂质有可能混在其中。
此外，虽然通过预先提纯淀积材料可以增加纯度，但有可能进行蒸发时混入杂质。
EL材料非常易于退化，存在氧或水时容易氧化和退化。为此，膜形成之后不能进行光刻工艺，为了形成图形，形成膜的同时使用具有开口的掩模(下文称做淀积掩模)分离膜。因此，几乎所有升华的有机EL材料都粘附到膜形成室中的淀积掩模或防淀积遮护板(用于防止淀积材料粘附到膜形成室内壁的保护板)。
为了除去粘附到淀积掩模或防淀积遮护板的有机EL材料，需要打开膜形成室同时暴露到空气，将淀积掩模或防淀积遮护板取出，接下来清洗后放回到膜形成室内。然而，使用有机EL材料形成膜时，暴露到空气的淀积掩模或防淀积遮护板吸收的水或氧有可能分离出并被膜吸收，由此可以明白吸收的水或氧为促进有机EL材料退化的因素。
鉴于以上提到的问题完成本发明，本发明的目的在于提供一种能够高生产量、高密度和高纯度地形成EL层的膜形成装置。本发明的另一目的是提供一种使用本发明的膜形成装置的膜形成方法。
因此，本发明的再一目的是提供一种清洁方法，用于除去粘附到安装在本发明的膜形成装置内的夹具上和膜形成装置内壁上的淀积材料同时不暴露到空气，并且提供一种配备有执行清洁法的机构的膜形成装置。顺便提及，在本说明书中，安装在以上膜形成装置内部的夹具包括衬底支架、掩模支架、防淀积遮护板以及淀积掩模。
发明内容
本发明的膜形成装置为通过从安装在衬底对面的淀积源淀积有机化合物材料在衬底上形成膜的膜形成装置；其中衬底安放其内的膜形成室包括淀积源、加热淀积源的装置、以及加热掩模的加热装置，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室相通。
本发明提供一种形成高密度EL层的方法，包括借助加热衬底的装置加热衬底，并借助连接到膜形成室的减压装置(如涡轮分子泵、干泵、低温抽气泵等的真空泵)进一步将压力减小到5×10-3乇(0.665Pa)或以下，优选减小到1×10-3乇(0.133Pa)或以下，以及从淀积源淀积有机化合物材料进行膜形成。因此，在本发明中，可以在形成膜的同时在真空中进行退火。或者，可以形成膜之前在真空中退火衬底。同样，可以形成膜之后在真空中退火衬底。以上衬底的温度(T1)设置为低于温度(T3)。此外，对于加热衬底的装置，使用其中形成有加热器和电加热线的工作台(可选地具有固定衬底功能)或其中形成有加热器和电加热线的金属掩模进行加热，同时衬底加热装置靠近衬底安装或安装在衬底附近，将衬底的温度(T1)控制到50到200℃，优选65到150℃。在本发明中，通过加热衬底，靠近被加热的衬底安装或安装在衬底附近的淀积掩模也被加热。因此，优选淀积掩模由金属材料(例如，如钨、钽、铬、镍、钼等的高熔点金属以及含这些金属的合金)、不锈钢、铬镍铁合金、哈司特镍合金等制成，这些材料加热几乎不变形(具有低热膨胀系数)并且能承受衬底温度(T1)。例如，举例说明含42％重量的镍和58％重量的低热膨胀合金(42合金)以及含36％重量的镍的低热膨胀合金(36不胀钢)具有接近玻璃衬底的热膨胀系数(0.4×10-6到8.5×10-6)。
此外，优选安装防止粘附装置，以防止淀积时有机化合物粘附到膜形成室的内壁，本发明的膜形成装置为通过从安装在衬底对面的淀积源淀积有机化合物材料在衬底上形成膜的膜形成装置；其中衬底安放其内的膜形成室包括防止在内壁中形成膜的防止粘附装置、加热防止粘附装置的加热装置、淀积源、加热淀积源的装置、以及加热衬底或掩模(淀积掩模)的加热装置，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室相通。
对于防止粘附装置，优选防淀积遮护板，加热器安装在防淀积遮护板周围以加热防淀积遮护板的整体，将防淀积遮护板的温度(T2)设置为比衬底温度(T1)高至少10℃，以便没有淀积在衬底上的有机化合物可以粘到衬底上。此外，通过将防淀积遮护板加热到一定的温度(有机化合物的升华温度)或以上，通过蒸发粘附的有机化合物可以清结膜形成室。
在本发明中，膜形成时的衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3)。
此外，使用本发明的膜形成装置，可以得到串连式膜形成装置，本发明的这种膜形成装置是包括彼此串联连接的装载室、传送室、以及膜形成室的膜形成装置；其中膜形成室具有使掩模和衬底的定位一致的功能，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室相通，膜形成室包括防止在内壁中形成膜的防止粘附装置、加热防止粘附装置的加热装置、淀积源、加热淀积源的装置以及加热衬底或掩模(淀积掩模)的加热装置。
此外，使用本发明的膜形成装置，可以得到多室型膜形成装置，本发明的这种膜形成装置包括彼此串联连接的装载室、传送室、以及膜形成室；其中传送室具有使掩模和衬底的定位一致的功能，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室相通，膜形成室包括防止在内壁中形成膜的防止粘附装置、加热防止粘附装置的加热装置、淀积源、加热淀积源的装置以及加热衬底或掩模(淀积掩模)的加热装置。
在以上提到的各个膜形成装置中，多个淀积源设置在一个膜形成室中并且在单个膜形成室中，可以形成多个功能区，由此可以形成具有混合区的发光元件。因此，包括多个功能区的有机化合物形成在发光元件的阳极和阴极之间时，与存在清晰界面的常规层状结构不同，可以形成其中包括第一功能区的材料和包括第二功能区的材料的混合区形成在第一功能区和第二功能区之间的结构。根据本发明，膜形成之前或膜形成期间，进行真空退火，以便混合区中的分子可以相互更好地配合。形成混合区缓和了功能区之间的能量势垒。因此，可以降低驱动电压，可以防止亮度退化。
第一有机化合物和第二有机化合物具有的特性选自以下组成的组：从阳极接收空穴的空穴注入特性、空穴迁移率高于电子迁移率的空穴传送特性、电子迁移率高于空穴迁移率的电子传送特性、从阴极接收电子的电子注入特性、抑制空穴或电子传送的阻挡特性以及呈现发光的发光特性，分别具有不同的特性。
对于具有高空穴注入特性的有机化合物，优选酞菁型化合物，对于具有高空穴传送特性的有机化合物，优选芳香族二胺，对于具有高电子传送特性的有机化合物，优选含喹啉基干(skeleton)的金属络合物、含苯并喹啉基干的金属络合物、二唑(oxadiazole)衍生物、三唑衍生物、或菲咯啉衍生物。此外，对于表现发光的有机化合物，优选能够稳定发光的含喹啉基干的金属络合物、含苯并恶唑基干的金属络合物、或含苯并噻唑基干的金属络合物。
此外优选，发光区由主体材料和发光材料(掺杂剂)组成，其中发光材料的激发能低于主体材料激发能，设计掺杂剂的激发能低于空穴传送区的激发能和电子传送层的激发能。由此，可以防止掺杂剂的受激分子分散，掺杂剂可以有效地发光。此外，掺杂剂为载流子俘获型材料时，载流子的再结合(re-coupling)效率提高。
此外，本发明包括能够将三重激发能转换发光的材料作为掺杂剂添加到混合区的情况。在形成混合区时，混合区可具有浓度梯度。
本发明的膜形成装置不仅可以用于形成如EL材料的有机化合物的膜，也可以用于淀积如金属材料等的其它材料。
此外，通过在膜形成室的内壁中照射激光和扫描激光束，进行清洁，由此根据本发明的膜形成装置包括通过从安装在衬底对面的淀积源淀积有机化合物材料在衬底上形成膜的膜形成装置；其中衬底安放其内的膜形成室包括淀积源、加热淀积源的装置、以及加热衬底的加热装置，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室以及将激光束照射到处理室内壁的清洁准备室相通。
在以上构成(constitution)中，通过电镜(galvano-mirror)或多角镜扫描以上提到的激光束以蒸发粘附到膜形成室、防淀积遮护板或淀积掩模上的淀积物质并进行清洁。采用以上提到的构成，维护时不必将膜形成室暴露到空气，也可以进行清洁。
以上提到的激光束可以包括例如连续振荡或脉冲振荡固体激光器、连续振荡或脉冲振荡受激准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器等的激光器发出的激光束。以上提到的固体激光器包括选自以下的一种或多种类型的激光器：YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、紫翠玉激光器、Ti：兰宝石激光器。
此外，具有膜形成装置内的等离子体产生装置并配备有淀积源的膜形成装置也属于本发明，有关本发明的膜形成装置的另一构成是通过从安装在衬底对面的淀积源淀积有机化合物材料在衬底上形成膜的膜形成装置；其中所述衬底安放其内的膜形成室包括淀积源、加热淀积源的装置、以及加热衬底、掩模(淀积掩模)以及与掩模相对的电极的加热装置，膜形成室与将膜形成室抽真空的真空气体放电处理室相通，等离子体在膜形成室中产生。
在以上提到的构成中，以上掩模由导电材料制成，以上的掩模或以上的电极与高频电源连接(13MHz到40MHz的频率和20W到200W的高频电源)。可以将掩模和电极的间隔调整到1cm到5cm。此外，在以上提到的构成中，以上膜形成室提供有将选自Ar、H、F、NF3和O的一种或多种气体引入到膜形成室内的气体引入装置，以及放电蒸发的淀积物质的装置。
此外，在以上提到的构成中，优选为用于产生等离子体的一个电极的淀积掩模由具有导电性的材料和高熔点金属(例如，如钨、钽、铬、镍、钼等的高熔点金属以及含这些金属的合金)、不锈钢、铬镍铁合金、哈司特镍合金等制成，这些材料加热几乎不变形(具有低热膨胀系数)并且能承受等离子体。此外，为了冷却加热的淀积掩模，可以在淀积掩模中安装循环冷却介质(冷却水、冷却气体)的机构。
通过以上提到的等离子体产生装置，等离子体在膜形成室中产生，粘附到膜形成室内壁、防淀积遮护板或淀积掩模的淀积物质被蒸发并从膜形成室排出以进行清洁。采用以上提到的构成，维护时可进行清洁同时膜形成室不暴露到空气。
采用以上提到的构成的膜形成装置的清洁方法也包括在本发明中，清洁方法通过在膜形成室中产生等离子体去除粘附到提供有淀积源的膜形成室的有机化合物，并清洁内壁，防止膜形成在内壁上的防粘附装置或掩模。
以上提到的清洁方法的构成中，以上等离子体在掩模和电极之间产生，电极安装在掩模和淀积源之间。
在以上提到的清洁方法的构成中，通过激发选自Ar、H、F、NF3和O的一种或多种气体产生等离子体。
附图说明
图1示出了本发明的膜形成装置(实施例1)。
图2A和2B示出了本发明的流程图(实施例1)。
图3示出了本发明的膜形成装置(实施例2)。
图4A和4B示出了说明由本发明的膜形成装置制备的元件结构图(例1)。
图5A和5B示出了说明本发明的膜形成装置图(例2)。
图6示出了说明本发明的膜形成装置图(例3)。
图7示出了说明本发明的膜形成装置图(例4)。
图8示出了说明本发明的发光装置图。
图9A和9B示出了说明本发明的发光装置图。
图10示出了说明本发明的发光装置图。
图11A到11F示出了说明电子装置的一个例子的图。
图12A到12C示出了说明电子装置的一个例子的图。
图13示出了本发明的膜形成装置(实施例3)。
图14A和14B示出了淀积掩模的放大剖面图。
图15示出了本发明中膜形成装置的剖面图的一个例子。
具体实施方式
下面介绍本发明的各实施例。
实施例1
下面参考图1介绍本发明的膜形成装置的结构。图1为本发明膜形成装置的剖面图的一个例子。
通过淀积法形成膜时，优选面朝下法(有时称做朝上淀积法)，以其上要形成膜的面朝下的方式设置衬底10。面朝下法是形成膜的同时衬底形成膜的表面朝下的方法，在这种方法中，可以抑制灰尘等的粘附。
如图1所示，加热装置，此时为加热器11，靠近衬底10设置。通过加热装置，衬底的温度(T1)可以加热到50到200℃，优选65到150℃。此外，固定在支架12b中的金属掩模12a安装在衬底10下面，能够分别加热到不同温度的淀积源支架16a到16c进一步安装在掩模下面。淀积源安装在衬底对面。此时，固定在支架12b中的衬底为示例性的，它也可以使用永久磁铁通过金属掩模固定。
在图1中，由于金属掩模12a(有时也称做淀积掩模)靠近衬底10安装，当加热衬底时，金属掩模同时被加热。通过用于衬底和金属掩模的加热装置，衬底的整体被加热。因此，金属掩模(淀积掩模)优选由加热几乎不变形并且能承受衬底温度(T1)的金属材料制成。此外，淀积掩模不限于金属材料，也可以使用能承受衬底温度(T1)的另一材料制成的掩模(表面上有光屏蔽膜的玻璃或石英)。顺便提及，此时，靠近衬底10安装的金属掩模12a为示例性的，本发明不限于此例，衬底和金属掩模可以相互分开。
此外，加热装置(加热器和电加热线)可以靠近金属掩模安装，或者加热装置(加热器和电加热线)可以安装在金属掩模自身中以加热金属掩模，由此可以加热靠近金属掩模的衬底。通过加热金属掩模，可以加热进行膜形成一侧的衬底表面。
此时，淀积源由淀积源支架16a到16c、形成有机化合物膜的有机化合物17(17a到17c)、含有有机化合物的材料室18(18a到18c)、以及闸板(shutter)19(19a到19c)组成。此外，优选通过附加到膜形成室的专门的材料交换室(未示出)引入有机化合物，以避免膜形成室打开最终暴露到空气。打开膜形成室暴露到空气使水和各种气体被内壁吸收，并通过对室抽真空再次释放。需要几十或上百小时减少吸收气体的释放并将真空度稳定到平衡值。因此，进行膜形成室壁的烘焙处理以缩短时间。然而，重复打开暴露到空气不是有效的方法，优选安装专门的材料交换室。
在本发明的膜形成室中，淀积源或要进行淀积的衬底最好制得可移动(或可旋转)。图1示出了其上要淀积膜的衬底制得可旋转并且金属掩模12a和支架12b制得可旋转的一个例子。此外，虽然固定了衬底，但淀积支架可以相对于衬底在x方向或y方向中移动以进行淀积。
材料室18(18a到18c)为导电金属材料制成的淀积源支架16a到16c的空间，当借助安装在淀积源支架中的加热装置[施加电压时产生电阻(电阻加热)]将材料室内的有机化合物17(17a到17c)加热到各自的升华温度(T3，T3’，T3”)时，它们被蒸发和淀积在衬底10的表面上。加热装置基本上为电阻加热型，然而也可以使用努森电池。顺便提及，在本说明书中，衬底10的表面包括形成在衬底上的薄膜，此时，阳极或阴极形成在衬底上。
闸板19(19a到19c)控制蒸发的有机化合物17(17a到17c)的淀积。即，当打开闸板时，可以淀积通过加热蒸发的有机化合物17(17a到17c)。此外，可以在衬底10和闸板19之间安装一个或多个其它闸板(例如，覆盖淀积源直到淀积源的升华稳定的闸板)。
由于可以缩短膜形成时间，因此优选淀积之前通过加热蒸发有机化合物17(17a到17c)，以便淀积时一打开闸板19(19a到19c)就进行淀积。
此外，在本发明的膜形成装置中，在一个膜形成室中可以形成具有多个功能区的有机化合物膜，基于此形成多个淀积源。在各淀积源中蒸发的有机化合物通过金属掩模12a中形成的开口(未示出)淀积在衬底10上。顺便提及，金属掩模的开口可以是矩形、椭圆形、或线形，它们可以排列成类矩阵形或三角形布局。
此外，根据淀积材料的淀积温度差，将比高纯度EL材料(中间温度材料)高的温度淀积的杂质(高温材料)或低温淀积的杂质(低温材料)分开，仅进行高纯度EL材料的膜形成。此外，在本说明书中，升华温度高于高纯度EL材料的升华温度的物质(杂质)命名为高温材料，具有较低升华温度的物质(杂质)命名为低温材料。此外，在高温和低温之间的中间温度升华的高纯度EL材料命名为中间温度材料。顺便提及，通过质谱分析法(GC-MS)预先分析在各温度淀积的材料以研究纯EL材料的升华温度。
可以在淀积之前对淀积材料进行升华提纯。要提纯淀积材料，可以使用区域提纯法。
安装用于在淀积时防止有机化合物粘附到内壁的防淀积遮护板15。安装防淀积遮护板15可使淀积不能淀积在衬底上的有机化合物成为可能。在防淀积遮护板15的周围，相互接近地设置电加热线14，通过电加热线14，可以加热防淀积遮护板15的整体。形成膜时，优选防淀积遮护板15的温度(T2)比衬底的温度(T1)高至少10℃。
此外，膜形成室13连接到将膜形成室抽真空的真空放电处理室。真空放电处理室配备有磁浮型涡轮分子泵、干泵、低温抽气泵等。因此，可以获得10-5到10-6Pa真空度的膜形成室，可以控制杂质从泵一侧和气体放电系统反向扩散。
此外，膜形成室13连接到气体引入系统，以恢复膜形成室中的正常压力。为了防止杂质引入到装置内，对于要引入的气体，可以使用氮气、稀有气体等的惰性气体。在引入到装置内之前，通过气体提纯装置高度提纯要引入装置内的这些气体。因此，需要安装气体提纯装置以便在提纯之后将高纯度的气体引入到装置内。由此，可以预先去除含在气体中的氧、水和其它杂质，由此可以防止这些杂质引入到装置内。
对于在膜形成室内使用的材料，可以使用通过电解抛光的镜面抛光的铝和不锈钢(SUS)用于内壁面，是由于通过减小表面积可以减少如对氧和水等杂质的吸收能力。因此，膜形成室内的真空度保持在10-5到10-6Pa。此外，可以使用如陶瓷等已进行了处理以显著减少孔的材料作为内部部件。优选这些材料具有中心线之间等于3nm或以下的平均粗糙度的表面光洁度。
在图1的膜形成装置中，由于使用同一膜形成室中的多个材料室进行膜形成，安装在膜形成时移动含用于膜形成的有机材料的材料室到衬底下优化的位置或移动衬底到材料室上优化位置的功能，以便提高膜形成效率。
使用图1所示的膜形成装置可以在膜形成之前在真空中进行退火，膜形成期间进行退火，或膜形成之后进行真空中退火，以提高产量。此外，能够抽真空的退火室连接到膜形成室，并且衬底在真空中传送，由此可以在膜形成之前在连接到膜形成室的退火室中进行真空退火，或者在膜形成之后在真空中进行退火。
下面，使用图1的膜形成装置，参考图2介绍包括阳极、与阳极相邻的有机化合物层、与有机化合物层相邻的阴极的发光装置的制造工序。图2为传送到膜形成室之后的流程图。
首先，形成阳极的衬底传送到传送室(未示出)。对于形成阳极的材料，使用透明导电材料，也可以使用铟-锡化合物、氧化锌等。接下来，它被传送到连接到传送室(未示出)的膜形成预处理室(未示出)。在膜形成预处理室中，可进行阳极表面的清洁、氧化处理或热处理。对于阳极表面的清洁，通过真空中UV射线照射清洁阳极表面。此外，对于氧化处理，在含氧气氛中照射UV射线，同时进行100到120℃的加热，阳极为如ITO的氧化物时，该处理很有效。此外，对于热处理，在真空中进行加热，加热温度为50℃或以上，优选65到150℃，衬底能够经受去除粘附到衬底的如氧、水等杂质，以及去除存在于形成在衬底上的膜中如氧、水等杂质。特别是，由于EL材料易于由于如氧、水等杂质退化，淀积之前真空中加热很有效。
接下来，进行了上述预处理的衬底传送到膜形成室13，同时不暴露到空气。在膜形成室13中，设置衬底10，同时其上形成膜的表面朝下。顺便提及，优选在传送衬底之前膜形成室抽真空。
安装抽真空装置同时连接到膜形成室，通过无油干泵抽真空，从大气压到约1Pa，进一步通过磁浮型涡轮分子泵或复合分子泵抽真空到低压。可以安装低温抽气泵与膜形成室组合以便去除水。以此方式，可以防止来自放电装置主要为油的有机物质的污染。通过电解抛光镜面处理内壁表面以减少表面积并防止放出气体。为了减少内壁放出气体的目的，加热器优选安装在膜形成室外部以进行烘焙处理。通过烘焙处理可以显著抑制放出气体。此外，为了防止由于放出气体导致的杂质污染，优选淀积时使用冷却介质进行冷却。以此方式，可以获得达到1×10-6Pa的真空度。
膜形成室抽真空时，也可以同时去除粘附到膜形成室内壁、金属掩模以及防淀积遮护板上吸收的水和吸收的氧。此外，优选送入衬底之前加热膜形成室。需要时间逐步冷却预处理加热的衬底，送入膜形成室之后再次加热导致生产量减少。优选，传送作为预处理进行的加热处理加热的衬底，并在加热不冷却时放置在膜形成室中。装置显示在图1中，由于安装了加热衬底的加热装置，因此可以在膜形成室中进行为预处理的真空热处理。
现在，在淀积之前在膜形成室中进行真空热处理(退火)。通过退火(去气)，去除粘附到衬底如氧、水等杂质，和存在于形成在衬底上的膜中如氧、水等杂质。为了以此方式去除杂质，优选进行抽真空，并进一步增加真空度。
接下来，在抽真空到5×10-3乇(0.665Pa)，优选10-4到10-6Pa真空度的膜形成室13中进行淀积。淀积时，通过电阻加热蒸发第一有机化合物17a，淀积时打开闸板19a时，朝衬底10扩散。蒸发的有机化合物朝上扩散并穿过金属掩模12a中形成的开口(未示出)淀积在衬底10上。顺便提及，淀积时，通过加热衬底，衬底的温度(T1)加热到50到200℃，优选65到150℃。淀积时，衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3)。此外，将防淀积遮护板的温度(T2)设置比衬底温度(T1)高至少10℃，以便没有淀积在衬底上的有机化合物可以粘到衬底上。
在图1所示的装置中，安装加热衬底的加热装置以在真空中在膜形成期间进行热处理。由于淀积时淀积材料有可能被如氧、水等杂质污染，因此淀积期间在真空中进行热处理可以有效地排出含在膜中的气体。以此方式，在真空中加热衬底的同时，进行淀积以形成具有需要的膜厚度的膜，因此，可以形成具有高密度和高纯度的有机化合物层。此时有机化合物包括具有如从阳极接收空穴的空穴注入特性、具有比电子迁移率高的空穴迁移率的空穴传送特性、电子迁移率比空穴迁移率高的电子传送特性、从阴极接收电子的电子注入特性、抑制空穴或电子传送的阻挡特性以及呈现发光的发光特性的有机化合物。
以此方式，完成有机化合物17a的淀积，在阳极上形成有机化合物17a的薄膜。
此外，为了在得到的有机化合物层中减少如氧、水等杂质，在1×10-4Pa或以下的压力下进行加热以散发出淀积时夹带的水等。由于淀积时淀积材料可能被如氧、水等杂质污染，淀积之后真空加热可以有效地散发含在膜中的气体。当淀积之后进行退火时，优选将衬底传送到另一处理室而不是膜形成室，同时不将衬底暴露到空气，然后在真空中进行退火。
在图1所示的装置中，由于安装了加热衬底的加热装置，因此在膜形成室中形成膜之后，可以在真空中进行热处理。优选使真空度比淀积时的增加，淀积之后在100到200℃进行退火。膜形成之后通过退火(去气)，可以进一步去除形成在衬底上有机化合物层中如氧、水等杂质，形成高密度和高纯度的有机化合物层。
到目前为止介绍的步骤用于形成有机化合物17a的单层，并对应于图2A所示的流程。
此后，重复以上提到的单层形成步骤制成需要的有机化合物层，并最终叠置阴极。顺便提及，层叠不同淀积材料(有机化合物和阴极材料)时，可在不同的膜形成室或完全在单个的膜形成室中进行层叠步骤。对于阴极的材料，可以使用含镁(Mg)、锂(Li)或钙(Ca)具有小功函数的材料。优选，可以使用由MgAg(含Mg∶Ag＝10∶1混合的Mg和Ag的材料)制成的电极。此外，可以为镱(Yb)、MgAgAl电极、LiAl电极以及LiFAl电极。因此可以制备包括阳极、与阳极相邻的有机化合物层以及与有机化合物层相邻的阴极的发光装置。此外，在膜形成室中进行形成膜之前的退火，此时提高了生产量。
下面参考图2B和图1所示的流程介绍在提供有三个淀积源的单个膜形成室中形成三层叠层结构的一个例子。根据以上介绍的单层形成工序通过关闭闸板19a完成有机化合物17a的有机化合物层的淀积(第一淀积)时，通过安装在淀积支架中的加热装置将淀积支架内的有机化合物17b预先加热到升华温度(T3’)，打开闸板19b开始淀积(第二淀积)，在有机化合物17a的有机化合物层上形成有机化合物17b的有机化合物层。接着，以相同的方式，通过关闭闸板19b完成有机化合物17b的有机化合物层的淀积(第二次淀积)时，通过安装在淀积支架中的加热装置将淀积支架内的有机化合物17c预先加热到升华温度(T3”)，打开闸板19c开始淀积(第三淀积)，在有机化合物17b的有机化合物层上形成有机化合物17c的有机化合物层。
第一淀积、第二淀积以及第三淀积时，衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3，T3’，T3”)。顺便提及，根据使用的淀积材料各淀积源的温度不同，由此根据各淀积源的温度可以适当地改变衬底温度(T1)和防淀积遮护板的温度(T2)。此外，第一淀积、第二淀积以及第三淀积时也可以适当地改变真空度。
此外，可以同时打开多个淀积源的闸板以进行同时淀积。同时淀积意味着在膜形成步骤中通过加热同时蒸发不同的淀积源并且不同的物质混合的淀积方法。
第一淀积、第二淀积以及第三淀积时，由于进行蒸发的同时在真空中加热衬底以进行膜形成直到获得需要的膜厚度，因此可以得到高密度和高质量的有机化合物层。此外，没有暴露到空气，衬底在真空中加热的同时淀积可进行多次，由此各层的中间层中的分子可以相互更好地配合。
因此，完成了多个不同有机化合物的淀积，由有机化合物层17a、有机化合物层17b、以及有机化合物层17c组成的叠层形成在阳极上。
接下来，以形成单层的相同方式，为了减少得到的有机化合物层中如氧、水等杂质，在1×10-4Pa或以下的压力下进行加热散发出淀积时夹带的水等。淀积之后进行退火时，可以在膜形成室中进行退火，或者将衬底传送到另一处理室而不是膜形成室，同时不将衬底暴露到空气，在真空中进行退火。
到目前为止介绍的步骤用于形成多层有机化合物，并对应于图2B所示的流程。
根据以上提到的步骤完成了层叠需要的有机化合物层时，最后叠置阴极。以此方式，可以制备包括阳极、与阳极相邻的有机化合物层以及与有机化合物层相邻的阴极的发光装置。当如以上介绍各层在单个膜形成室中形成时，可以省略传送衬底，此外膜形成室抽真空、加热衬底以及逐步冷却衬底所需要的时间可以进一步缩短，由此显著提高了生产量。
此外，进行一次或多次以上提到的形成有机化合物的单层或叠层之后，优选进行清洁。通过再升华和气体放电进行清洁。要进行再升华，加热膜形成装置的内壁以及安装在膜形成装置内部的夹具，通过加热器加热、红外线加热、或UV加热的任意一种以及通过组合这些加热方式实施加热方法。此外，优选使用真空泵马上排出再升华的淀积材料。此外，通过气体引入系统注入含卤族元素的气体进行再升华，同时排出氟化物形式的淀积材料。
此外，在没有设置衬底的条件下进行清洁，在图1的膜形成装置中，通过加热衬底的加热装置加热支架和金属掩模以蒸发粘附到它们的有机化合物。通过电加热线14加热防淀积遮护板可以蒸发粘附到防淀积遮护板的有机化合物。如果进行清洁，优选衬底的加热装置和防淀积遮护板的加热装置能够控制到有机化合物的蒸发温度。清洁时，通过气体放电系统(真空泵)等回收蒸发的有机化合物，以使它们可重复使用。
实施例2
这里，在图3中示出了不同于实施例1的膜形成装置。
如图3所示，介绍安装加热炉31和清洁准备室22同时连接到膜形成室33的一个例子。
通过在外部安装加热器，加热衬底的加热炉31能够进行退火处理。通过加热炉31，衬底的温度(T1)控制到50到200℃，优选65到150℃。此外，图3中虚线表示的门或闸板安装在加热炉31和膜形成室33之间。虽然没有示出，但抽真空装置可以附加地安装在加热炉31中。在本实施例中，淀积之前通过加热炉31在真空中进行退火，通过打开门进行淀积。
此外，激光23和光学系统24安装在清洁准备室22中，通过扫描装置20来自激光器的激光束21可以照射到膜形成室33的内部。由激光束21可以穿透的材料(石英等)制成的窗口形成在隔开清洁准备室22和膜形成室33的壁中。对于扫描装置20，可以使用电镜或多角镜扫描以蒸发粘附到膜形成室内壁和防淀积遮护板的淀积物质并进行清洁。
在没有放置衬底的条件下进行清洁时，在图3的膜形成装置中，通过激光束辐照加热膜形成装置的内壁和安装在膜形成装置内部的夹具以进行再升华。激光束21包括例如连续振荡或脉冲振荡固体激光器、连续振荡或脉冲振荡受激准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器等的激光束源发出的激光束。以上提到的固体激光器包括选自以下的一种或多种类型的激光器：YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、紫翠玉激光器、Ti：兰宝石激光器。其中，优选能够通过光学系统24在照射面中放大照射表面积的脉冲振荡受激准分子激光器和Ar激光器。
此外，提供在靠近安装衬底的部分(图3中虚线所示部分)的支架中固定的金属掩模32a，能够以单独的温度加热的淀积源支架36安装在金属掩模32a下面。淀积源安装在衬底的对面。
材料室38为导电金属材料制成的淀积源支架36的空间，当借助安装在淀积源支架中的加热装置[施加电压时产生电阻(电阻加热)]将材料室内的有机化合物37加热到升华温度(T3)时，它被蒸发和淀积在衬底的表面上。
第一闸板39控制蒸发的有机化合物37的淀积。第二闸板25安装在加热炉31和第一闸板39之间。第二闸板25为覆盖淀积源直到淀积源的升华速度稳定的闸板。
此外，安装淀积时防止有机化合物粘附到膜形成室内壁的防淀积遮护板35。此外，在防淀积遮护板35的周围，设置电加热线34，通过电加热线34，可以加热防淀积遮护板35的整体。淀积时，衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3)。将防淀积遮护板的温度(T2)设置比衬底温度(T1)高至少10℃，以便不能淀积在衬底上的有机化合物可以粘到衬底上。
此外，膜形成室33连接到将膜形成室抽真空的真空放电处理室。膜形成室33也连接到气体引入系统，以恢复膜形成室中的正常压力。
此外，同样在图3的装置中，通过加热炉31进行膜形成期间的真空热处理。由于淀积时淀积材料有可能被如氧、水等杂质污染，因此淀积期间在真空中进行热处理可以有效地排出含在膜中的气体。以此方式，在真空中加热衬底的同时，进行淀积以形成具有需要膜厚度的膜，因此，可以形成具有高密度和高纯度的有机化合物层。
通过使用图3中所示的膜形成装置，可以在膜形成之前进行真空退火、在膜形成期间进行真空退火、以及膜形成之后进行真空退火，以提高生产量。
对每个膜形成工艺可进行借助激光束进行的以上提到的清洁，也可以在进行多个膜形成工艺之后进行清洁。
本实施例可选地与实施例1结合。
实施例3
下面参考图13介绍本发明的另一膜形成装置的结构。图13示出了本发明的另一膜形成装置的剖面图的实例。
如图13所示，介绍在通过电容器1300b连接到高频电源1300a的淀积掩模1302a和电极1302b之间产生等离子体1301的一个例子。
靠近安装衬底的部分(图中虚线所示部分)安装支架中固定的淀积掩模1302a，能够以相应的温度加热的淀积源支架1306安装在其下。淀积源与衬底相对安装。
此外，材料室1308为导电金属材料制成的淀积源支架1306的空间，当借助安装在淀积支架中的加热装置(加电阻加热方法)将材料室内的有机化合物1307加热到升华温度(T3)时，它被蒸发和淀积在衬底的表面上。顺便提及，淀积时，电极1302b移动到不会影响淀积的位置。
安装在淀积时防止有机化合物淀积到膜形成室内壁的防淀积遮护板1305。此外，在邻近防淀积遮护板35的周围设置电加热线1304，通过电加热线1304，可以加热防淀积遮护板1305的整体。淀积时，衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3)。将防淀积遮护板的温度(T2)设置比衬底温度(T1)高至少10℃，以便不能淀积在衬底上的有机化合物可以粘到衬底上。
图14A示出了淀积掩模1302a的剖面放大图。由于淀积掩模为金属掩模，通过腐蚀技术处理时，剖面不是垂直的而是锥形。图14B示出了淀积掩模的不同剖面结构的一个例子。在两种剖面结构中，开口的周边部分很尖。因此，等离子体容易在开口的周边部分中产生，由此，粘附物质的部分最需要清理的部分，即被粘附物质粘附时掩模精度下降的开口周边部分需要清理。对于制备金属掩模而不是腐蚀技术的方法，可使用电成型技术，此时，剖面形状变成剖面具有R的悬臂形。
完成淀积时，取出衬底，然后进行清洁以去除粘附到安装在膜形成装置内部的夹具以及膜形成装置内壁的淀积材料，而不暴露到空气。清洁时，将电极1302b移动到与淀积掩模1302a相对的位置。此外，气体引入到膜形成室1303内。要引入到膜形成室1303内的气体可以是选自Ar、H、F、NF3和O的一种或多种气体。接下来，高频电场从高频电源1300a施加到淀积掩模1302a，以激发气体(Ar、H、F、NF3和O)并产生等离子体1301。以此方式，在膜形成室1303中产生等离子体1301，蒸发粘附到膜形成室内壁、防淀积遮护板1305、以及淀积掩模1302a的淀积物质，并排出膜形成室。通过图13所示的膜形成装置，维护时可以进行清洁，而不必打开膜形成室接触空气。
此时，虽然示出了在淀积掩模1302a和安装在掩模和淀积源支架1306之间的电极1302b之间产生等离子体的一个例子，但本发明不限于此，而是包括只要包括等离子体产生装置的任何装置。此外，高频电源可以连接到电极1302b，电极1302b可以形成为网状电极，或可以引入气体的类似于淋浴喷头的电极。
此外，可以对每个膜形成工艺进行以上提到的等离子体清洁，也可以在多个膜形成工艺之后进行清洁。
本实施例任选地与实施例1组合。
下面参考例子进一步详细地介绍以上结构的本发明。
实例
例1
在本例中，举例说明了通过减小有机化合物膜中存在的能量势垒可以提高载流子的迁移率，以及同时提供多种类型材料的功能并且层叠结构的功能分开的元件的制造。
对于减小层叠结构中的能量势垒，现已发现插入载流子注入层的技术非常有效。即，在具有高能势垒的层叠结构的界面，插入减少能量势垒的材料，由此能量势垒可以设计成台阶形式。因此，来自电极的载流子注入能力增加，当然驱动电压可以一定程度上减小。然而，存在层的数量增加导致有机界面数量增加的问题。假设这是具有单层结构的装置具有驱动电压和功率效率的最高数据(top data)的原因。换句话说，如果解决了该问题，虽然层叠结构的优点(多种材料可以组合使用，不需要复杂的分子设计)很有效，但可以获得单结构具有的驱动电压和功率效率。
在本例中，当由多种功能区组成的有机化合物膜形成在发光元件的阳极和阴极之间时，与具有清晰界面的常规层状结构不同，形成了在第一功能区和第二功能区之间具有包含形成第一功能区的材料和形成第二功能区的材料的混合区的结构。
通过形成这种结构，与常规的结构相比，存在于功能区之间的能量势垒降低，由此可以认为载流子注入能力提高。即，通过形成混合区，可以减少功能区之间的能量势垒。因此，可以降低驱动电压，可以抑制亮度退化。
如上所述，在本例中，对于制造至少包括其中第一有机化合物能够执行功能的区域(第一功能区)和其中与形成第一功能区的第一有机化合物不同的第二有机化合物能够执行功能的区域(第二功能区)的发光元件，以及包括该元件的发光装置，通过使用图1所示的膜形成装置制造，在第一功能区和第二功能区之间形成含有形成第一功能区的有机化合物和形成第二功能区的有机化合物的混合区。
在图1所示的膜形成装置中，在单个膜形成室中形成具有多个功能区的有机化合物膜，与此对应，安装多个淀积源。传送并放置其内形成有阳极的衬底。通过加热装置加热衬底，衬底的温度(T1)调节到50到200℃，优选65到150℃。此外，形成膜时，衬底温度(T1)设置得低于防淀积遮护板的温度(T2)，防淀积遮护板的温度(T2)设置得低于淀积源的温度(T3)。
首先，淀积存放在第一材料室18a中的第一有机化合物17a。顺便提及，用电阻加热预先蒸发第一有机化合物17a，淀积时打开闸板19a，第一有机化合物朝衬底扩散。因此，形成图4A所示的第一功能区210。
淀积第一有机化合物17a的同时，可以打开闸板19b淀积存储在第二材料室18b中的第二有机化合物17b。用电阻加热预先蒸发第二有机化合物17b，打开闸板19b，第二有机化合物朝衬底扩散。这里，形成由第一有机化合物17a和第二有机化合物17b组成的第一混合区211。
过一会儿，仅关闭闸板19a，淀积第二有机化合物17b。因此，可以形成第二功能区212。
在本例中，虽然介绍了通过同时淀积两种类型的有机化合物形成混合区的方法，但是通过淀积第一有机化合物然后在第一有机化合物的淀积气氛下淀积第二有机化合物可以在第一功能区和第二功能区之间形成混合区。
接下来，淀积第二有机化合物17b的同时，打开闸板19c淀积存储在第三材料室18c中的第三有机化合物17c。用电阻加热预先蒸发第三有机化合物17c，打开闸板19c，第三有机化合物朝衬底扩散。这里，可以形成由第二有机化合物17b和第三有机化合物17c组成的第二混合区213。
过一会儿，仅关闭闸板19b，淀积第三有机化合物17c。因此，可以形成第三功能区214。
最后，通过本发明的膜形成装置形成阴极以完成发光元件。
此外，对于另一有机化合物膜，如图4B所示，使用第一有机化合物17a形成第一功能区220之后，形成由第一有机化合物17a和第二有机化合物17b组成的第一混合区221，然后使用第二有机化合物17b形成第二功能区222。接着，在第二功能区222形成期间，通过暂时性地打开闸板19c同时淀积第三有机化合物17c，形成第二混合区223。
过一会儿，关闭闸板19c，再次形成第二功能区222。最后形成阴极以完成发光元件。
由于能够形成以上提到有机化合物膜的图1的膜形成装置可以在单个膜形成室中形成具有多个功能区的有机化合物膜，因此功能区的界面没有被杂质污染，此外混合区可以形成在功能区的界面。在以上提到的方式中，可以形成没有明显的层状结构(即，没有清晰的有机界面)并且提供有多种功能的发光元件。
此外，图1的膜形成装置能够在膜形成之前、膜形成期间、膜形成之后进行真空退火，通过膜形成期间进行真空退火，混合区中的分子可以很好地配合。因此，驱动电压可以降低，可以进一步抑制亮度退化。通过膜形成之后退火(去气)，可以进一步去除形成在衬底上的有机化合物层中如氧、水等杂质，形成高密度和高纯度的有机化合物层。
本实施例可任选地与实施例1、实施例2或实施例3组合。
例2
下面参考图5介绍本例的膜形成装置的结构。图5A是膜形成装置的俯视图，图5B为剖面图。共同的符号表示相同的部件。在本例中，举例说明了在包括三个膜形成室的串联型膜形成装置的三个膜形成室中形成三种类型有机化合物膜(红、绿和蓝)。顺便提及，第一膜形成室305、第二膜形成室308以及第三膜形成室310对应于图1所示膜形成室13。
在图5A中，数字300表示装载室，装载室抽真空减少压力之后，设置在装载室中的衬底被传送到第一传送室301。在第一传送室301中，预先固定在支架302中的金属掩模303与各支架对准，淀积之前衬底304安装在金属掩模303上，完成了对准。随后，衬底304和金属掩模303结合在一起并传送到第一膜形成室305。此外，在本例中，真空放电装置和衬底加热装置安装在第一传送室301中，以在淀积之前进行真空退火，并去除衬底中含有的水。此外，用于衬底的换向机构可安装在第一传送室301中。
支架302包括掩模支架、轴、衬底支架、控制机构、辅助销等。固定金属掩模303，同时与掩模支架上的突起匹配，衬底304安装在金属掩模303上。金属掩模303上的衬底304由辅助销固定。
完成金属掩模303对准之后，轴被移动到z轴方向，使金属掩模303再次移动，金属掩模303和衬底304由辅助销固定，由此可完成金属掩模303的对准，以及金属掩模303和衬底304的定位一致。顺便提及，虽然这里介绍了通过销对准方法实现的定位一致，但可以使用CCD照相机通过CCD对准法进行定位一致。
此外，将衬底从第一传送室301传送到第一膜形成室305时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。因此，传送衬底之前，通过真空放电装置使第一膜形成室305的真空程度与第一传送室301的相同。
在图5中，第一膜形成室305提供有多个淀积源306。每个淀积源306由存储有机化合物的材料室(未示出)以及通过打开和关闭控制材料室中蒸发的有机化合物扩散到材料室外部的闸板(未示出)组成。此外，第一膜形成室305提供有衬底加热装置。此外，虽然没有示出，但也安装了对准衬底、加热装置以及金属掩模303(包括衬底)的机构。
安装在第一膜形成室305中的多个淀积源306含具有各种不同功能并组成发光元件有机化合物膜的有机化合物。
在第一膜形成室305中，存储在这些淀积源中的有机化合物通过实施例1或例1中介绍的方法连续地淀积形成第一有机化合物膜(在此情况下为红色)。淀积时，为了提高衬底表面中得到薄膜的均匀度，进行膜形成，同时旋转衬底304。
接下来，将衬底304传送到第二传送室307。将衬底从第一膜形成室305传送到第二传送室307时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。使用具有相同开口图形的金属掩模时，在第二传送室307中，衬底304和金属掩模303同时相互分开，然后移动进行用于第二有机化合物膜的膜形成的适当定位，金属掩模303再次对准。完成对准之后，衬底304和金属掩模303再次重叠并固定。使用具有不同图形的金属掩模时，新掩模已预先制成，在第二传送室或第二膜形成室中进行与衬底的对准。
然后，将衬底304传送到第二膜形成室308。将衬底从第二传送室307传送到第二膜形成室308时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。第二膜形成室也提供有多个淀积源和衬底加热装置，与在第一膜形成室305中相同的方式，连续地使用多个有机化合物并淀积形成具有多个功能区的第二有机化合物膜(在此情况下为绿色)。
此外，衬底304传送到第三传送室309。将衬底从第二膜形成室308传送到第三传送室309时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。使用具有相同开口图形的金属掩模时，在第三传送室309中，衬底304和金属掩模303同时相互分开，然后移动进行用于第三有机化合物膜的膜形成的适当定位，金属掩模303再次对准。完成对准之后，衬底304和金属掩模303再次重叠并固定。使用具有不同图形的金属掩模时，新掩模已预先制成，可在第三传送室或第三膜形成室中进行与衬底的对准。
然后，将衬底304传送到第三膜形成室310。将衬底从第三传送室309传送到第三膜形成室309时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。第三膜形成室也提供有多个淀积源和衬底加热装置，与在其它膜形成室中相同的方式，连续地使用多个有机化合物并淀积形成具有多个功能区的第三有机化合物膜(在此情况下为蓝色)。
然后，衬底304传送到退火室312。将衬底从第三膜形成室310传送到退火室312时，优选保持衬底不接触空气并保持真空度。将衬底传送到退火室312之后，进行真空退火。淀积之后，真空度比淀积时的真空度高，优选在100到200℃进行退火。通过退火(去气)，可以进一步去除形成在衬底上有机化合物层中如氧、水等杂质，形成高密度和高纯度的有机化合物层。此外，衬底的换向机构可以提供在退火室312中。
最后，衬底304传送到卸载室311，引入惰性气体恢复正常压力之后，从膜形成装置中取出衬底。
惰性气体引入退火室312以恢复正常压力之后，可进行退火。在退火室312中进行真空退火之后，惰性气体可被引入退火室312以恢复正常压力。
以此方式，在各传送室(或膜形成室)中形成不同的有机化合物膜之后每次进行金属掩模303的对准，可以在单个装置中形成多个有机化合物膜，同时保持真空度。如上所述，由于可以在单个膜形成室中形成一个有机化合物的功能区，因此可以避免功能区之间杂质污染。此外，由于该膜形成装置能够在相邻的功能区之间形成混合区，因此可以制备具有多种功能而没有清晰的层结构的发光元件。
虽然在本例中介绍了形成有机化合物膜的装置，但本发明的膜形成装置不限于具有这种结构的装置，而是包括包含在有机化合物膜上形成阴极的膜形成室和能够密封发光元件的处理室的装置。具有发红、绿和蓝光的有机化合物膜的形成顺序可以不连续。
此外，可以安装清洁在本例中所示的传送室和膜形成室的装置。也可以安装图3所示的清洁准备室22。
此外，可以在各传送室和各膜形成室中安装掩模准备室，以存储已使用的淀积掩模和未使用的淀积掩模。
本实施例可任选地与实施例1、实施例2、实施例3或例1组合。
例3
在例2中，介绍了形成有机化合物膜的装置的一个例子。在本例中，参考图6介绍本发明的密封为串联方式的装置。
在图6中，参考数字501表示装载室，衬底从该室传送。注意在本例中使用的术语衬底应理解为其上形成用做发光元件的一个电极的阳极或阴极(在本例中使用的阳极)的部件。此外，装载室501与排气系统500a相连，其中该排气系统500a包括第一阀51、涡轮分子泵52、第二阀53、第三阀54以及干泵55。
此外在本例中，对于如为门阻挡(gate-blocked)装载室、对准室、淀积室、密封室以及卸载室等各处理室内使用的材料，通过电抛光处理具有镜面的材料例如铝或不锈钢(SUS)可以用在各室的内壁面上，由于这种材料使内壁的表面积减小，因此能够减少对如氧和水等杂质的吸收。此外，使用如陶瓷等材料制成的内部部件作为被处理使孔变得极少的内部材料。注意这些材料具有中心平均粗糙度小于或等于30的表面光滑度。
虽然第一阀51为具有闸式阀的主要阀门，但也可以使用起电导(conductance)阀作用的蝶形阀。第二阀53和第三阀54为前置阀(fore valve)。首先，第二阀53打开，通过干泵55大体上减小装载室501的压力，接下来，第一阀51和第三阀54打开，通过涡轮分子泵52将装载室501的压力减小到高真空度。注意涡轮分子泵可以用机械升压泵代替；或者，通过机械升压泵增加真空度之后，可以使用涡轮分子泵。
接下来，数字502指示的是对准室。在这里，进行金属掩模的对准和金属掩模上衬底的定位，以用于衬底将传送到的淀积室中的淀积。对准室502可以配备有衬底的换向机构。此外，在这里的对准方法中可以使用图5中介绍的方法。此外，对准室A502包括排气系统500b，通过未示出的门关闭对准室502，并与装载室501隔开。
此外，对准室A502提供有预清洁室513a，由此能在对准室A502进行清洁。注意预先在对准室A502中提供金属掩模可以清洁使用的金属掩模。
接下来，数字503表示通过真空蒸发法制造第一有机化合物层的淀积室，下文称做淀积室A503。淀积室A503包括排气系统500c。此外，通过未示出的门关闭淀积室A503，并与对准室A502隔开。
以与对准室A502类似的方法，淀积室A503提供有预清洁室513b。
在本例中，具有图1所示结构的淀积室作为制造发红光的第一有机化合物层的淀积室A503。此外，作为蒸发源的是提供具有空穴注入能力的有机化合物的第一蒸发源、提供具有空穴传送能力的有机化合物第二蒸发源、提供具有空穴传送能力的有机化合物用做具有发光能力的有机化合物基质(host)的第三蒸发源、提供具有发光能力的有机化合物的第四蒸发源、提供具有阻挡能力的有机化合物的第五蒸发源、以及提供具有电子传送能力的有机化合物的第六蒸发源。
还应该注意在本例中，铜酞菁(下文简写为“Cu-Pc”)用做提供在第一蒸发源中具有空穴注入能力的有机化合物；4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(下文简写为“α-NPD”)用做提供在第二蒸发源中具有空穴传送能力的有机化合物；4，4’-双咔唑-联苯(“CBP”)用做提供在第三蒸发源中成为基质的有机化合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉-铂(“PtOEP”)用做提供在第三蒸发源中具有发光能力的有机化合物；浴铜灵(bathocuproin“BCP”)用做提供在第五蒸发源中具有阻挡能力的有机化合物；以及，三(8-羟基喹啉)铝(“Alq3”)用做提供在第六蒸发源中具有电子传送能力的有机化合物。
应该注意通过真空蒸发依次淀积这些有机化合物，在阳极上形成包括具有空穴注入能力、空穴传送能力、发光能力以及电子传送能力功能的各区的有机化合物层。
还应该注意在本例中，通过同时真空蒸发组成两个功能区的有机化合物，在不同功能区之间的界面上形成混合区。简而言之，混合区分别形成在空穴注入区和空穴传送区之间的界面上，空穴传送区和包括发光区的电子传送区之间的界面上。
实际上，通过淀积15nm厚度的Cu-Pc形成第一功能区之后，同时通过真空蒸发淀积Cu-Pc和α-NPD，由此形成膜厚度5到10nm的第一混合区。然后，制造厚度40nm的α-NPD膜，由此形成第二功能区，接着通过同时真空蒸发α-NPD和CBP形成厚度5到10nm的第二混合区。此后，制造厚度25到40nm的CBP膜，由此形成第三功能区。在形成第三功能区的步骤，同时淀积CBP和PtOEP，由此在第三功能区的整个或部分处形成第三混合区。这里注意第三混合区具有发光能力。此外，通过同时真空蒸发淀积5到10nm膜厚度CBP和BCP，由此形成第四混合区。此外，制备8nm厚度的BCP膜，由此形成第四功能区。此外，通过同时真空蒸发淀积5到10nm膜厚度BCP和Alq3，由此形成第五混合区。最后，形成25nm厚度的Alq3膜，由此形成第五功能区。采用以上工艺步骤，由此形成第一有机化合物层。
应该注意在以上有关第一有机化合物层的介绍中，功能各不相同的六种有机化合物分别提供在六种蒸发源中，然后通过真空蒸发这些有机化合物形成有机化合物层。该例不仅限于以上内容，可以使用多种有机化合物。此外，提供在一个蒸发源中的有机化合物不总是限于一种，可以为多种。例如，除了提供在一个蒸发源中的单种材料作为具有发光能力的有机化合物之外，也可以一起提供作为掺杂剂的另一种有机化合物。注意第一有机化合物层具有多种功能，已知材料可以用做包括发红光的有机化合物层的这些有机化合物。
应该注意可以设计蒸发源以便使用微型计算机控制它的淀积速度。此外，采用这种设置，优选在同时制备多个有机化合物层时控制混合物的比例。
接下来，数字506指示的是对准室。在这里，进行金属掩模的对准和金属掩模上衬底的定位，以用于在衬底将传送到的淀积室中的淀积。对准可以在淀积室507中进行。此外，对准室B506包括排气系统500d，通过未示出的门关闭对准室B506，并与淀积室A503隔开。它还包括预清洁室513c，以类似于对准室A502的方式，通过未示出的门关闭预清洁室513c，并与对准室B506隔开。
接下来，数字507表示通过真空淀积制造第二有机化合物层的淀积室，称做淀积室B507。该淀积室B507提供有排气系统500e。此外，该室与对准室B506通过未示出的门关闭并隔开。此外，它包括预清洁室513d，以与淀积室A503类似的方式，通过未示出的门关闭预清洁室513d并与淀积室B507隔开。
在本例中，提供具有图1结构的淀积室作为制造发出绿光的第二有机化合物层的淀积室B507。此外，作为蒸发源的是提供具有空穴注入能力的有机化合物的第一蒸发源、分别提供具有空穴传送能力的有机化合物的第二蒸发源和第三蒸发源、提供具有空穴传送能力的基质材料的第四蒸发源、提供具有发光能力的有机化合物的第五蒸发源、提供具有阻挡能力的有机化合物的第六蒸发源、以及提供具有电子传送能力的有机化合物的第七蒸发源。
还应该注意在本例中，Cu-Pc用做提供在第一蒸发源中具有空穴注入能力的有机化合物；MTDATA用做提供在第二蒸发源中具有空穴传送能力的有机化合物；α-NPD用做提供在第三蒸发源中具有空穴传送能力的有机化合物；CBP用做提供在第四蒸发源中具有空穴传送能力的基质材料；三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)用做提供在第五蒸发源中具有发光能力的有机化合物；BCP用做提供在第六蒸发源中具有阻挡能力的有机化合物；以及，Alq3用做提供在第七蒸发源中具有电子传送能力的有机化合物。
应该注意通过依次真空蒸发这些有机化合物，在阳极上形成包括具有空穴传送能力、发光能力、阻挡能力以及电子传送能力功能的各区的第二有机化合物层。
还应该注意在本例中，通过同时真空蒸发形成两个功能区的有机化合物，在不同功能区之间的界面上形成混合区。具体地，混合区分别形成在空穴传送区和阻挡区之间的界面上以及阻挡区和电子传送区之间的界面上。
实际上，通过淀积10nm厚度的Cu-Pc形成第一功能区之后，同时通过真空蒸发淀积Cu-Pc和MTDATA，由此形成膜厚度5到10nm的第一混合区。然后，制造厚度20nm的MTDATA膜，由此形成第二功能区，接着通过同时真空蒸发MTDATA和α-NPD形成厚度5到10nm的第二混合区。此后，制造厚度10nm的α-NPD膜，由此形成第三功能区。然后，通过同时真空蒸发α-NPD和CBP，形成5到10nm的第三混合区。随后，制造厚度20到40nm的CBP膜，由此形成第四功能区。在形成第四功能区的步骤，通过在第四功能区的整个或部分同时真空蒸发淀积(Ir(ppy)3)，由此形成第四混合区；然后，通过真空蒸发同时淀积CBP和BCP形成厚度5到10nm的第五混合区；接下来，淀积10nm厚的BCP膜由此形成第五功能区；然后，通过真空蒸发同时淀积BCP和Alq3，由此形成5到10nm厚度的第六混合区；最后，形成40nm厚度的Alq3膜，形成第六功能区，由此形成第二有机化合物层。
应该注意在以上的介绍中，从提供功能各不相同的有机化合物分别的七种蒸发源中，真空蒸发这些有机化合物形成第二有机化合物层。该例不仅限于以上内容，可以使用多种蒸发源。此外，已知材料可以用做具有形成发绿光的有机化合物层的多种功能的有机化合物。
接下来，数字508指示的是对准室。在这里，进行金属掩模的对准和金属掩模上衬底的定位，以用于在衬底将传送到的淀积室中的淀积。对准可以在淀积室509中进行。此外，对准室C508包括排气系统500f，通过未示出的门关闭对准室C508，并与淀积室B507隔开。它还包括预清洁室513e，以类似于对准室A502的方式，通过未示出的门关闭预清洁室513e，并与对准室C508隔开。
接下来，数字509表示通过真空蒸发制造第三有机化合物层的淀积室，称做淀积室C509。该淀积室C509提供有排气系统500g。此外，该室通过未示出的门关闭并与对准室C508隔开。此外，它包括预清洁室513f，以与淀积室A503类似的方式，通过未示出的门关闭并与淀积室C509隔开。
在本例中，提供具有图1结构的淀积室作为制造发出蓝光的第三有机化合物层的淀积室C509。此外，作为蒸发源的是提供具有空穴注入能力的有机化合物的第一蒸发源、提供具有发光能力的有机化合物的第二蒸发源、提供具有阻挡能力的有机化合物的第三蒸发源、以及提供具有电子传送能力的有机化合物的第四蒸发源。
还应该注意在本例中，Cu-Pc用做提供在第一蒸发源中具有空穴注入能力的有机化合物；α-NPD用做提供在第二蒸发源中具有空穴传送能力的有机化合物；BCP用做提供在第三蒸发源中具有阻挡能力的有机化合物；以及，Alq3用做提供在第四蒸发源中具有电子传送能力的有机化合物。
应该注意通过依次真空蒸发这些有机化合物，在阳极上形成包括具有空穴注入能力、发光能力、阻挡能力以及电子传送能力功能的各区的第三有机化合物层。
还应该注意在本例中，通过同时真空蒸发形成两个功能区的有机化合物，在不同功能区之间的界面上形成混合区。具体地，混合区分别形成在空穴注入区和发光区之间的界面上、发光区和阻挡区之间的界面上，以及阻挡区和电子传送区之间的界面上。
实际上，通过淀积20nm厚度的Cu-Pc形成第一功能区之后，同时通过真空蒸发淀积Cu-Pc和α-NPD，由此形成膜厚度5到10nm的第一混合区。然后，制造厚度40nm的α-NPD膜，由此形成第二功能区，接着通过同时真空蒸发α-NPD和BCP形成厚度5到10nm的第二混合区。此后，制造厚度10nm的BCP膜，由此形成第三功能区。然后，通过同时真空蒸发BCP和Alq3，由此形成5到10nm膜厚度的第三混合区。最后，形成40nm厚度的Alq3膜，由此形成第三有机化合物层。
应该注意在以上依次真空蒸发四种蒸发源形成有机化合物层的介绍中，功能各不相同的四种有机化合物分别提供在四种蒸发源中，然后通过分别真空蒸发这些有机化合物形成第三有机化合物层。本发明不仅限于以上内容，可以使用多种蒸发源。此外，提供在单个蒸发源中的有机化合物不总是限于一种，可以为多种。例如，除了提供在蒸发源中的一种材料作为具有发光能力的有机化合物之外，也可以一起提供作为掺杂剂的另一种有机化合物。已知材料可以用做具有多种功能的有机化合物，形成发蓝光的有机化合物层。
此外，在本例中，介绍了在第一淀积室A503中形成发红光的有机化合物层，同时在第二淀积室B507中形成发绿光的有机化合物层以及在第三淀积室C509中形成发蓝光的有机化合物层的具体情况。然而，这些层的形成顺序不限于以上的顺序。可以在淀积室A503、淀积室B507和淀积室C509的一个内分别形成发红光、绿光以及蓝光的有机化合物层中的一个。或者，可以提供附加的淀积室，形成其中发白光的有机化合物层。
提供退火炉以在淀积有机化合物之后真空退火有机化合物。通过淀积之后退火，进一步去除形成在衬底上的有机化合物层中的氧和水，由此形成高密度和高纯度的有机化合物层。
接下来，数字510表示通过真空蒸发形成将成为发光元件的阳极或阴极的导电膜(本例中用作阴极的金属膜)的淀积室，称做淀积室D510。此外，淀积室D510包括排气系统500h。此外，通过未示出的门关闭该室并与淀积室C509隔开。此外，它包括预清洁室513g，以与淀积室A503类似的方式，通过未示出的门关闭并与淀积室D510隔开。
在本例中，提供具有图1所示结构的淀积室作为淀积室D510。因此，对于淀积室D510的详细工作参考图1的介绍。
在本例中，在淀积室D510中，淀积Al-Li合金膜(由铝和锂的合金制成的膜)作为用作发光元件阴极的导电膜。此外，也可以使用共同真空蒸发铝和属于元素周期表I族或II族的元素。
或者，这里提供CVD室形成绝缘膜，例如氮化硅膜、氧化硅膜以及DLC膜等或作为发光元件保护膜(钝化膜)。注意提供这种CVD室时，优选提供气体净化器用于预先增加CVD室中使用的材料气体的纯度。
接下来，数字511表示密封室，包括排气系统500i。此外，通过未示出的门关闭并与淀积室D510隔开。在密封室511中，进行处理用于最终将发光元件密封在密封的空间中。该处理是防止形成的发光元件暴露到氧和水的处理，使用装置通过覆盖材料机械地密封它或者通过热固化树脂或可紫外线固化树脂材料密封它。
虽然覆盖材料可以使用玻璃、陶瓷、塑料或金属，但当光发射到覆盖材料一侧时，覆盖材料必须具有透光性。此外，使用如热固化树脂或紫外线固化树脂等的密封材料，将覆盖材料和以上介绍的发光元件形成其上的衬底粘结在一起，由此通过热处理或紫外线照射处理使树脂固化形成不漏气的密封空间。在该密封空间中提供吸湿材料也很有效，吸湿材料的典型例子为氧化钡。
也可以用热固化树脂或紫外线固化树脂填充覆盖材料和发光元件形成其上的衬底之间的空间。此时，将通常如氧化钡等的吸湿材料添加到热固化树脂或紫外线固化树脂内。
在图6所示的淀积装置内，提供将紫外线照射到密封室511内部的机构(下文称做“紫外光照射机构”)，设置该机构由此使用该紫外光照射机构发出的紫外光固化紫外线固化树脂。
最后，数字512为卸载室，包括排气系统500j。从其中取出发光元件形成其上的衬底。
如上所述，通过使用图6或图1中所示的淀积装置，可以避免发光元件暴露到外部空气，直到发光元件完全密封在密封的空间中。由此，可以制造具有高可靠性的发光元件。
该例可与实施例1到3、例1或例2自由组合。
例4
下面参考图7介绍本发明的另一膜形成装置。在图7中，数字701表示传送室，传送室701提供有传送机构(A)702并传送衬底703。传送室701控制为减压气氛并通过各门连接到各处理室。当门打开时通过传送机构(A)702进行将衬底传送到各室以及从各室接收衬底。此外，为了减少传送室701中的压力，可以使用排气泵，例如干泵、机械升压泵、(磁浮型)涡轮分子泵或低温抽气泵，为了产生高纯度的高度真空状态，优选磁浮型涡轮分子泵。
下面介绍各处理室。顺便提及，由于传送室701处于减压气氛，直接连接到传送室701的处理室都配备有气体放电泵(未示出)。对于排气泵，可以使用以上提到的干泵、机械升压泵、(磁浮型)涡轮分子泵或低温抽气泵，此时同样优选磁浮型涡轮分子泵。
首先，数字704表示设置(放置)衬底的装载室。装载室704通过门700a连接到传送室701，其上安放有衬底703的载架(未示出)安装在装载室704中。装载室704也作为将经历元件形成工艺的衬底传送到密封室的传送室。装载室704包括用于送入衬底和送出衬底的不同空间。此外，装载室704提供有以上提到的气体放电泵以及引入高纯度氮气或稀有气体的净化管线。气体放电泵优选用涡轮分子泵，此外，净化管线配备有气体提纯装置，以预先从要引入装置内的气体中去除杂质(氧和水)。
在本例中，对于衬底703，使用其上的透明导电膜将成为发光元件阳极的衬底。在本例中，衬底703放置在载架上，同时其上将形成膜的表面朝下。
接下来，数字705表示对准室，进行金属掩模的对准，并使经历形成发光元件的阳极或阴极(此时为阳极)的衬底与金属掩模一致定位，对准室705通过门700b连接到传送室701。顺便提及，每次形成不同的有机化合物膜时，在对准室中进行金属掩模的对准以及衬底与金属掩模的一致定位。此外，在对准室705中，安装称为图像传感器的CCD(电荷耦合器件)，由此使用金属掩模形成膜时，可以高精度地一致定位衬底与金属掩模。
此外，清洁准备室722a连接到对准室705。清洁准备室722a的构成显示在图3和实施例2中。使用反应气体进行清洁。或者，在实施例3中没有安装和显示清洁准备室，气体(选自Ar、H、F、NF3和O的一种或多种气体)引入到膜形成室内，在膜形成室内产生等离子体进行干燥清洁，或者引入Ar气等，可以进行通过溅射法的物理清洁。
使用反应气体进行清洁时，安装产生μ波的μ波振荡器，这里产生的μ波通过波导传送到等离子体放电管。顺便提及，从此时使用的μ波振荡器中，辐射约2.45GHz的μ波。此外，由气体引入管提供的反应气体送到等离子体放电管。对于反应气体，可以使用NF3、CF4或ClF3。在等离子体放电管中通过μ波分解反应气体，产生自由基。自由基穿过气体引入管并引入到通过门连接的对准室705。在对准室705中，预先设置承载有机化合物膜的金属掩模。然后，通过打开安装在清洁准备室722a和对准室705之间的门，自由基引入到对准室705内。由此，可以进行金属掩模的清洁。
接下来，数字706为通过淀积法形成有机化合物膜的膜形成室，称做膜形成室(A)。膜形成室(A)706通过门700c连接到传送室701。在本例中，形成具有图1所示结构的膜形成室作为膜形成室(A)706。
在本例中，在膜形成室(A)706中的膜形成部分707中，形成发红光的第一有机化合物膜。
通过连续地淀积有机化合物，可以形成包括具有以下功能特性区域的有机化合物膜：空穴注入特性、空穴传送特性、发光特性、以及电子传送特性。
膜形成室(A)706通过门700g连接到材料更换室714。在材料更换室714中，安装加热更换的有机化合物的加热器。通过加热有机化合物预先去除如水等的杂质。加热时的温度优选200℃或以下。此外，由于材料更换室714提供有能够保持内部压力减小的气体放电泵，有机化合物额外地由外部提供或交换然后加热之后，内部保持在压力减小状态。当压力减小到与膜形成室相同水平时，门700g打开将有机化合物提供到膜形成室内的淀积源。由此通过传送机构将有机化合物存储在膜形成室中的淀积源中。
对于膜形成室(A)706中的膜形成工艺，参考实施例1和例1中介绍的图1的说明。
顺便提及，类似于对准室705，清洁准备室722b通过门(未示出)也连接到膜形成室(A)706。实际的结构与预清洁准备室722a的相同，可以去除粘附到膜形成室(A)706内部的有机化合物等。
接下来，数字708表示通过淀积法形成第二有机化合物膜的膜形成室，称做膜形成室(B)。膜形成室(B)708通过门700d连接到传送室701。在本例中，形成具有图1所示结构的膜形成室作为膜形成室(B)708。在本例中，在膜形成室(B)708中的膜形成部分709中，形成发绿光的有机化合物膜。
通过连续地淀积有机化合物，可以形成包括具有以下功能特性区域的有机化合物膜：空穴传送特性、发光特性、阻挡特性以及电子传送特性。
膜形成室(B)708通过门700h连接到材料更换室715。在材料更换室715中，安装加热更换的有机化合物的加热器。通过加热有机化合物预先去除如水等的杂质。加热时的温度优选200℃或以下。此外，由于材料更换室715提供有能够保持内部压力减小的气体放电泵，有机化合物由外部引入之后，内部保持在压力减小状态。当压力减小到与膜形成室相同水平时，门700h打开将有机化合物提供到膜形成室内的淀积源。由此通过传送机构等将有机化合物存储在膜形成室中的淀积源中。
对于膜形成室(B)708中的膜形成工艺，参考实施例1和例1中介绍的图1的说明。顺便提及，类似于对准室705，清洁准备室722c通过门(未示出)也连接到膜形成室(B)708。
接下来，数字710表示通过淀积法形成第三有机化合物膜的膜形成室，称做膜形成室(C)。膜形成室(C)710通过门700e连接到传送室701。在本例中，形成具有图1所示结构的膜形成室作为膜形成室(C)710。在本例中，在膜形成室(C)710中的膜形成部分711中，形成发蓝光的有机化合物膜。
通过连续地淀积有机化合物，可以形成包括具有以下功能特性区域的有机化合物膜：空穴注入特性、发光特性、阻挡特性以及电子传送特性。
膜形成室(C)710通过门700i连接到材料更换室716。
对于膜形成室(C)710中的膜形成工艺，参考实施例1和例1中介绍的图1的说明。顺便提及，类似于对准室705，清洁准备室722d通过门(未示出)也连接到膜形成室(C)710。
接下来，数字712表示通过淀积法形成成为发光元件的阳极或阴极(在本例中，金属膜成为阴极)的导电膜的膜形成室，称做膜形成室(D)。膜形成室(D)712通过门700f连接到传送室701。在本例中，在膜形成室(D)712的膜形成部分713中，形成成为发光元件阴极的导电膜的Al-Li合金膜(由铝和锂的合金膜)。顺便提及，属于元素周期表中I族或II族的元素可以和铝共同淀积。
膜形成室(D)712通过门700j连接到材料更换室717。在材料更换室717中，安装加热更换的导电材料的加热器。顺便提及，类似于对准室705，清洁准备室722e通过门(未示出)也连接到膜形成室(D)712。
此外，加热各膜形成室的加热机构安装在膜形成室(A)706、膜形成室(B)708、膜形成室(C)710以及膜形成室(D)712的每一个中。由此可以去除各室中的一些杂质。
此外，通过气体放电泵，膜形成室(A)706、膜形成室(B)708、膜形成室(C)710以及膜形成室(D)712的每一个保持在压力减小状态中。顺便提及，此时获得的真空度优选10-6Pa或更高，例如，使用气体放电速度10,000l/s(H2O)的低温抽气泵时、设定每个膜形成室内10m2的表面积并使用铝形成膜形成室内部时，泄露量应为20小时4.1×10-7Pa.m3/s-1或更低。
接下来，数字718表示密封室(也称做密封室或球形箱(globe box))，并通过门700k连接到装载室704。在密封室718中，在封闭空间中进行发光元件的最终密封处理。该处理用于保护形成的发光元件不暴露到氧和水，用覆盖材料或使用热固化树脂或UV固化树脂机械地密封。
对于覆盖材料，可以使用玻璃、陶瓷、塑料或金属，但是光照射到覆盖材料一侧时，外壳应该透光。此外，通过热固树脂或UV固化树脂的密封剂将覆盖材料和其上形成有以上提到的发光元件的衬底粘贴在一起，通过加热处理或UV照射处理固化树脂形成封闭的空间。在封闭的空间中放入如氧化钡等的吸湿剂也很有效。
此外，也可以用热固化树脂或紫外线固化树脂填充覆盖材料和发光元件形成其上的衬底之间的空间。此时，在封闭的空间中放入如氧化钡等的吸湿剂也很有效。
在图7所示的膜形成装置内，照射UV线的机构(下文称做UV照射机构)719安装在密封室718内部，通过UV照射机构719发出的UV线照射固化UV固化树脂。通过安装气体放电泵将密封室718的内部保持在真空中。通过机械手机械地进行以上提到的密封工艺时，通过在真空条件中进行工艺可以防止氧和水的污染。实际上，氧和水的浓度优选减少到0.3ppm或以下。相反，密封室718的内部可以增加压力。此时，施加压力，同时用高纯度的氮气或稀有气体净化以防止来自外部空气的氧的渗入。
接下来，传递室(传递箱)720连接到密封室718。传递室720提供有传送机构(B)721，在密封室718中经历发光元件密封处理的衬底传送到传递室720。通过安装气体放电泵也将传递室720抽真空。传递室720抑制密封室718直接暴露到空气并从该室，取出得到的衬底。此外，可以安装提供在密封室中将使用部件的部件提供室(未示出)。
虽然没有在本例中示出，形成发光元件之后，在发光元件上可以进一步形成含氮化硅、氧化硅等化合物的绝缘膜或其上进一步层叠包括含DLC(类金刚石碳)碳的绝缘膜。DLC(类金刚石碳)膜意味着金刚石键(SP3键)和石墨键(SP2键)一起存在的非晶膜。此外，此时，可以安装提供有CVD(化学汽相淀积)装置的膜形成室，CVD装置通过施加自偏压产生等离子体并通过等离子体放电分解原材料气体形成薄膜。
如上所述，通过使用图7所示的膜形成装置，可以不暴露到空气进行工艺直到发光元件完全密封在封闭空间中，由此可以制备高可靠性的发光装置。
本例可任选地与实施例1、实施例2、例1或例2组合。
例5
这里，通过使用本发明的淀积装置详细介绍发光器件。图8为有源矩阵型发光器件的剖面图。对于有源元件，这里使用薄膜晶体管(下文称做TFT)，也可以使用MOS晶体管。
作为例子示出了顶栅TFT(具体为平面TFT)，也可以使用底栅TFT(通常为反向交错的TFT)。
在本例中，使用衬底800，衬底800由硼硅酸钡玻璃或硼硅酸铝玻璃制成，可以使用石英衬底、硅衬底、金属衬底或在表面上形成绝缘膜的不锈钢衬底。也可以使用具有耐热性能承受本例中处理温度的塑料衬底，此外可以使用柔性衬底。
接下来，在400℃的温度下，使用SiH4、NH3和N2O作为材料气体，通过等离子体CVD在0.7mm厚度的耐热玻璃衬底(衬底800)上形成氮氧化硅膜(氮氧化硅膜的组分比：Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)，作为基底绝缘膜的下层801。氮氧化硅膜具有50nm的厚度(优选10到200nm)。用臭氧水清洗膜表面，然后通过稀释的氟酸(稀释到1/100)去除表面上的氧化膜。接下来，在400℃的温度下，使用SiH4和N2O作为材料气体，通过等离子体CVD形成氮氧化硅膜(氮氧化硅膜的组分比：Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)，作为基底绝缘膜的上层802。该氮氧化硅膜具有100nm的厚度(优选50到200nm)，并设置在下层上以形成叠层。叠层不暴露到空气，在300℃的温度下使用SiH4作为材料气体，通过等离子体CVD在叠层上形成具有非晶结构的半导体膜(这里为非晶硅膜)。半导体膜(这里使用非晶硅膜)的厚度为54nm(优选25到200nm)。
本例中的基底绝缘膜具有双层结构。然而，基底绝缘膜可以是单层或主要含硅的两层以上的绝缘膜。半导体膜的材料不限于此，但优选通过已知的方法(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)由硅或硅锗合金(SixGe1-x(X＝0.0001到0.02))形成半导体膜。使用的等离子体CVD装置可以是一个晶片接一个晶片处理的装置，或者是成批处理的装置。可以连续在相同的室中形成基底绝缘膜和半导体膜以避免接触空气。
清洗具有非晶结构的半导体膜表面，然后使用臭氧水在表面上形成厚度约2nm的很薄氧化膜。接下来，半导体膜掺杂少量杂质元素(硼或磷)以便控制TFT的阈值。这里，通过没有质量分离的等离子体激发的乙硼烷(B2H6)的离子掺杂，用硼掺杂非晶硅膜。掺杂条件包括设置15kV的加速电压，通过用氢气将乙硼烷稀释到1％得到的气体的流速为30sccm，以及2×1012atom/cm2的剂量。
接下来，通过旋转器涂覆含10ppm重量镍的乙酸镍溶液。代替涂覆，通过溅射将镍喷射在整个表面上。
对半导体膜进行热处理以晶化它并得到具有晶体结构的半导体膜。在电炉中或照射强光进行热处理。当在电炉中进行热处理时，温度设置为500到650℃，处理持续4到24小时。这里，通过热处理脱氢(500℃一小时)之后热处理晶化(550℃4小时)得到具有晶体结构的硅膜。虽然这里使用电炉通过热处理晶化了半导体膜，但也可以通过能够短时间获得晶化的灯退火装置晶化。
通过稀释的氟酸等去除具有晶体结构的硅膜表面上的氧化膜之后，使用连续波固态激光器以及基波的第二到第四谐波以便晶化非晶半导体膜时得到大晶粒尺寸的晶体。由于在空气或氧气气氛中进行激光照射，由此在表面上形成氧化膜。通常，使用Nd:YVO4激光器(基波：1064mm)的二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)。当使用连续波激光器时，通过非线性光学元件将10W功率连续波YVO4激光器发出的激光转变为谐波。或者，通过将YVO4晶体和非线性光学元件放入谐振器中得到谐波。通过光学系统将照射表面上的谐波成形为长方形或椭圆形激光，然后照射要照射的物体。此时需要的能量密度约0.01到100MW/cm2(优选0.1到10MW/cm2)。照射期间，以10到2000cm/s的速度相对于激光移动半导体膜。
当然，虽然在连续波YVO4激光器的二次谐波照射在其上之前使用具有晶化结构的硅膜可以形成TFT，但优选使用激光照射其上之后具有晶化结构的硅膜形成TFT，是由于其上照射激光的硅膜结晶性提高，TFT的电特性改善。例如，虽然，使用激光照射其上之前具有晶化结构的硅膜形成TFT，但迁移率几乎为300cm2/Vs，当使用激光照射其上之后具有晶化结构的硅膜形成TFT时，迁移率极大提高，约500到600cm2/Vs。
使用镍作为促进硅晶化的金属元素进行晶化后，连续波YVO4激光器照射其上，但不限于此，形成具有非晶结构的硅膜并进行脱氢的热处理之后，通过照射连续波YVO4激光器的二次谐波得到具有晶化结构的硅膜。
可以使用脉冲波激光器代替连续波激光器。使用脉冲波的受激准分子激光器时，优选频率设置为300Hz，激光密度设置为100到1000mJ/cm2(通常为200到800mJ/cm2)。这里，激光可以重叠50到98％。
通过稀释的氟酸去除激光照射形成的氧化膜，然后用臭氧水处理表面120秒形成厚度总共1到5nm的氧化膜作为阻挡层。这里使用臭氧水形成阻挡层，但也可以通过在氧气气氛中紫外线照射氧化具有晶体结构的半导体膜表面形成，或者通过氧等离子体处理氧化具有晶体结构的半导体膜表面形成，或者通过等离子体CVD、溅射或蒸发形成约1到10nm厚的氧化膜形成。在形成阻挡层之前可以去除通过激光照射形成的氧化膜。
接下来，通过等离子体CVD或溅射在阻挡层上形成含氩非晶硅膜作为吸杂点。非晶硅膜的厚度为50到400nm，这里为150nm。使用硅靶通过溅射在0.3Pa的膜形成压力下在氩气氛中形成非晶硅膜。
此后，在电炉中进行650℃热处理3分钟以吸杂减少具有晶体结构的半导体膜中的镍浓度。灯退火装置可以代替电炉使用。
使用阻挡层作为腐蚀终止层，选择性地除去吸杂点，即，含氩非晶硅膜。然后，通过稀释的氟酸选择性地去除阻挡层。吸杂期间镍易于朝具有高浓度氧的区域移动，因此吸杂之后需要除去为氧化膜的阻挡层。
接下来，使用臭氧水在得到的含晶体结构的硅膜(也称做多晶硅膜)表面上形成薄氧化膜。然后形成抗蚀剂掩模，腐蚀硅膜形成相互隔开并具有需要形状的岛状半导体层。形成半导体层之后，去除抗蚀剂掩模。
通过含有氟酸的刻蚀剂除去氧化膜，同时，清洗硅膜的表面。然后，形成主要含硅的绝缘膜作为栅绝缘膜803。这里的栅绝缘膜为通过等离子体CVD形成的氮氧化硅膜(组分比：Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)，厚度为115nm。
接下来，厚度为20至100nm的第一导电膜和厚度为100至400nm的第二导电膜的叠层形成在栅绝缘膜上。在本例中，厚度为50nm的氮化钽膜形成在栅绝缘膜803上，然后厚度为370nm的钨膜设置其上。通过下面示出的工序构图导电膜形成栅电极和布线。
第一导电膜和第二导电膜的导电材料为选自由Ta、W、Ti、Mo、Al和Cu组中的元素或主要含有以上元素的合金或化合物。第一导电膜和第二导电膜可以为掺有磷或其它杂质元素的半导体膜，通常为多晶硅膜，或者可以是Ag-Pd-Cu合金膜。本发明不限于两层结构导电膜。例如，可以使用依次叠置的50nm厚的钨膜、500nm厚的铝-硅合金(Al-Si)膜以及30nm厚的氮化钛膜组成的三层结构。当使用三层结构时，第一导电膜的钨可以用氮化钨代替，第二导电膜的铝-硅合金(Al-Si)膜可以用铝-钛合金(Al-Ti)膜代替，第三导电膜的氮化钛膜可以用钛膜代替。或者，可以使用单层导电膜。
优选使用ICP(感应耦合等离子体)刻蚀腐蚀第一导电膜和第二导电膜(第一腐蚀处理和第二腐蚀处理)。通过使用ICP腐蚀和调节腐蚀条件(施加到线圈式电极的电功率量、施加到衬底侧电极的电功率量、衬底侧电极的温度等)，这些膜可以根据需要腐蚀并成锥形。形成抗蚀剂掩模之后，进行第一腐蚀处理。第一腐蚀条件包括在1Pa的压力下将700W的RF(13.56MHz)功率施加到线圈式电极，使用CF4、Cl2、O2作为腐蚀气体，将它的气体流速比例设置为25∶25∶10(sccm)。衬底侧(样品台)也接收150W的RF(13.56MHz)功率以施加基本上负的自/偏压。衬底侧电极的面积(尺寸)为12.5cm×12.5cm，线圈式电极为直径为25cm的圆盘(disc)(这里，提供线圈于其上的石英圆盘)。在这些第一腐蚀条件下腐蚀W膜将它的边缘形成锥形。此后，将第一腐蚀条件转变为第二腐蚀条件同时不去除抗蚀剂掩模。第二腐蚀条件包括使用CF4和Cl2作为腐蚀气体，将其气体流速比例设置为30∶30(sccm)，在1Pa的压力下将500W的RF(13.56MHz)功率施加到线圈式电极，产生等离子体腐蚀约30秒。衬底侧(样品台)也接收20W的RF(13.56MHz)功率以施加基本上负的自/偏压。在使用CF4和Cl2的混合物的第二腐蚀条件下，W膜和TaN膜的腐蚀程度几乎相同。第一腐蚀条件和第二腐蚀条件构成第一腐蚀处理。
在抗蚀剂掩模保持原位的第二腐蚀处理之后，第三腐蚀条件包括CF4和Cl2作为腐蚀气体，将它的气体流速比例设置为30∶30(sccm)，在1Pa的压力下将500W的RF(13.56MHz)功率施加到线圈式电极，产生等离子体腐蚀60秒。衬底侧(样品台)也接收20W的RF(13.56MHz)电源以施加基本上负的自/偏压。此后，将第三腐蚀条件转变为第四腐蚀条件同时不除去抗蚀剂掩模。第四腐蚀条件包括使用CF4、Cl2、O2作为腐蚀气体，将它的气体流速比例设置为20∶20∶10(sccm)，1Pa的压力下将500W的RF(13.56MHz)功率施加到线圈式电极，产生等离子体腐蚀约20秒。衬底侧(样品台)也接收20W的RF(13.56MHz)功率以施加基本上负的自/偏压。第三腐蚀条件和第四腐蚀条件构成第二腐蚀处理。在该阶段，形成具有作为下层的第一导电层804a和作为上层的第二导电层804b的栅电极和布线805到807。
接下来，去除抗蚀剂掩模，用栅电极804到807作为掩模掺杂整个表面进行第一掺杂处理。第一掺杂处理使用离子掺杂或离子注入。这里，离子掺杂条件为剂量设置为1.5×1014atom/cm2，加速电压设置为60到100keV。作为赋予n型导电类型的杂质元素，通常使用磷(P)或砷(As)。以自对准方式形成第一杂质区(n--区)822到825。
重新由抗蚀剂形成掩模。此时，由于开关TFT的关断电流值降低，形成掩模与形成像素部分901的开关TFT的半导体层的沟道形成区或其一部分重叠。形成掩模以保护形成驱动电路的p沟道TFT906的半导体层的沟道形成区及其周边部分。此外，形成掩模与形成像素部分901的电流控制TFT904的半导体层的沟道形成区及其周边部分重叠。
使用抗蚀剂掩模通过进行选择性的第二掺杂处理形成与部分栅电极重叠的杂质区(n-区)。第二掺杂处理使用离子掺杂或离子注入。这里，使用离子掺杂。通过用氢气将磷化氢(PH3)稀释到5％得到的气体的流速设置为30sccm，剂量设置为1.5×1014atom/cm2，加速电压设置为90keV。此时，由抗蚀剂制成的掩模以及第二导电层作为掩模防止赋予n型导电类型的杂质元素，形成第二杂质区311和312。用赋予浓度范围为1×1016到1×1017atom/cm3的n型导电类型的杂质元素掺杂第二杂质区。这里，与第二杂质区相同的浓度范围称做n-区。
不除去抗蚀剂掩模进行第三掺杂处理。第三掺杂处理使用离子掺杂或离子注入。作为赋予n型导电类型的杂质元素，通常使用磷(P)或砷(As)。这里，使用离子掺杂。通过用氢气将磷化氢(PH3)稀释到5％得到的气体的流速设置为40sccm，剂量设置为2×1015atom/cm2，加速电压设置为80keV。此时，由抗蚀剂制成的掩模以及第二导电层作为掩模防止赋予n型导电类型的杂质元素，形成第三杂质区813、814、826到828。用赋予浓度范围为1×1020到1×1021atom/cm3n型导电类型的杂质元素掺杂第三杂质区。这里，与第三杂质区相同的浓度范围称做n+区。
除去抗蚀剂掩模并形成新的抗蚀剂掩模之后，进行第四掺杂处理。形成第四杂质区818、819、832、833以及第五杂质区816、817、830、831，其中通过第四掺杂处理将赋予p型导电类型的杂质元素添加到形成p沟道TFT的半导体层。
赋予p型导电类型的杂质元素的浓度设置为从1×1020到1×1021atom/cm3以添加到第四杂质区818、819、832和833。已在前一步骤由磷(P)掺杂的第四杂质区818、819、832和833(n--区)用赋予p型导电类型且浓度为1.5到3倍磷浓度的杂质元素掺杂以获得p型导电类型。这里，与第四杂质区具有相同浓度范围的区域称做p+区。
在与第二导电层的锥形部分重叠的区域中形成第五杂质区816、817、830、831。添加浓度范围为1×1018到1×1020atom/cm3赋予p型导电类型的杂质元素。这里，与第五杂质区具有相同浓度范围的区域称做p-区。
通过以上步骤，在每个半导体层中形成具有n型或p型导电类型的杂质区。导电层804到807变为TFT的栅电极。
形成绝缘层覆盖几乎整个表面(未示出)。在本例中，通过等离子体CVD法形成厚度50nm的氧化硅膜。当然，绝缘膜不限于氧化硅膜，可以使用含硅的其它绝缘膜的单层或叠层。
下一步骤是掺杂半导体层使用的杂质元素的激活处理。激活步骤使用灯光源的快速热退火(RTA)、激光照射、使用电炉的热处理或这些方法的组合。
在本例所示的例子中，以上介绍的激活之后形成层间绝缘膜。然而，可以在激活之前形成绝缘膜。
形成由氮化硅膜制成的第一层间绝缘膜808。然后，对半导体层进行热处理(300到550℃进行1到12小时)以氢化处理半导体层。该步骤使用含在第一层间绝缘膜808中的氢端接悬挂键。与存在为氧化硅膜的层间绝缘膜无关氢化半导体层。可以使用的其它氢化方法包括等离子体氢化(使用等离子体激活的氢)。
接下来，在第一层间绝缘膜808上形成由有机绝缘材料制成的第二层间绝缘膜809。在本例中，形成厚度1.6μm的丙烯酸树脂809a，通过溅射形成厚度200nm的氮化硅膜809b。
形成与由p沟道TFT904形成的接触电流控制TFT904漏区接触的像素电极834与以后形成的连接电极重叠接触。在本例中，像素电极起OLED阳极的作用，为由OLED发出的光穿过像素电极照射的透明导电膜。
接下来形成的是到达作为栅电极或栅极布线的导电层的接触孔并且接触孔到达杂质区。在本例中，连续进行几次腐蚀处理。此外，在本例中，使用第二层间绝缘膜作为腐蚀终止层，以腐蚀第三层间绝缘膜，然后第一层间绝缘膜用做腐蚀终止层以腐蚀第二层间绝缘膜，然后腐蚀第一层间绝缘膜。
此后，由Al、Ti、Mo或W形成电极835到841，具体为源线、电源线、引出电极、连接电极等。这里，通过构图Ti膜(厚度100nm)、含硅的Al膜(厚度350nm)、以及另一Ti膜(厚度50nm)的叠层得到电极和布线。根据需要形成源电极、源线、连接电极、引出电极、电源线等。接触覆盖有层间绝缘膜的栅极布线的引出电极提供在栅极布线的端部，其它布线的端部也具有连接到外部电路和外部电源的多个电极的输入/输出端部。提供连接电极841以接触并与像素电极834重叠，已形成的像素电极834接触电流控制TFT904的漏区。
以上面介绍的方式形成驱动电路902，驱动电路902具有n沟道TFT905和p沟道TFT906互补地组合的CMOS电路以及分别具有n沟道TFT903或p沟道TFT904的多个像素的像素部分901。
接下来，称做堤坝(bank)的绝缘体842a和843b形成在像素电极834的每一端以覆盖像素电极834的每一端。堤坝842a和843b由含硅或树脂膜的绝缘膜形成。在本例中，通过构图由有机树脂膜制成的绝缘膜形成堤坝842a，通过溅射形成氮化硅膜，通过构图形成堤坝842b。
接着，在其端部由堤坝覆盖的像素电极834上形成OLED的EL层843和阴极844。在本例中，通过实施例1中所示的淀积装置蒸发OLED的EL层843和阴极844。蒸发方法根据实施例1或例1。通过在真空中进行蒸发同时加热衬底形成高密度和高纯度的EL层。
EL层843(用于光发射和移动载流子以产生光发射的层)具有发光层以及电荷传送层与电荷注入层的自由组合。例如，使用低分子量有机EL材料或高分子量有机EL材料用于形成EL层。EL层可以是由通过单重态激发(荧光)发光的发光材料(单态化合物)形成的薄膜或由通过三重态激发(磷光)发光的发光材料(三重态化合物)形成的薄膜。可以使用如碳化硅等的无机材料作为电荷传送层和电荷注入层。可以使用已知的有机EL材料和无机材料。
据说阴极844的优选材料为具有小功函数的金属(通常，属于元素周期表中1或2族的金属元素)或这些金属的合金。随着功函数变小，发光效率提高。因此，特别优选含为一种碱金属的Li(锂)的合金材料作为阴极材料。阴极也作为所有像素公共的线，并且具有穿过连接线的输入端部分中的端电极。
到目前为止的步骤完成的状态显示在图8中。虽然用于OLED(电流控制TFT)的开关TFT903和电流提供TFT显示在图8中，但不用说不限于此，由多个TFT形成的各种电路可以提供在TFT的栅电极端部。
接下来，优选由有机树脂、保护膜、密封基片、或密封容器密封至少具有阴极、有机化合物层以及阳极的OLED，以使OLED完全与外部隔离，并防止如潮气和氧等外部物质渗透，由于EL层氧化这加速退化。然而，不需要在以后将连接FPC的输入/输出端部分中提供保护膜等。
使用各向异性导电材料将FPC(柔性印刷电路)附着到输入/输出端部分的电极。各向异性导电材料由树脂以及表面覆有Au等且直径为几十到几百μm的导电颗粒组成。导电颗粒将输入/输出端部分的电极与FPC中形成的布线电连接。
如果需要，可以提供如极化板组成的圆形极化板和相差板等的光学薄膜，并且可以安装IC芯片。
通过以上步骤，完成了将连接FPC的模块型发光器件。
本例可以与实施例1和2以及例1到4自由组合。
例6
显示了例5得到的模块型发光器件(也称做EL模块)的俯视图和剖面图。
图9A为EL模块的俯视图，图9B为沿图9A的线A-A’截取的剖面图。图9A示出了基底绝缘膜401形成在结合(bonding)部件400(例如第二结合部件等)上，像素部分402、源极侧驱动电路404、以及栅极侧驱动电路403形成其上。可以根据以上提到的例子5得到这些像素部分和驱动电路。
参考数字418为有机树脂，419为保护膜。像素部分和驱动电路部分由有机树脂418覆盖，有机树脂418由保护膜419覆盖。此外，有机树脂可以使用结合部件由覆盖材料密封。在进行剥离之前，可以粘附覆盖材料作为支撑介质。
此外，参考数字408表示传送将被输入到源极侧驱动电路404以及栅极侧驱动电路403的信号的布线，它接收将来自变为外部输入端的FPC(柔性印刷电路)409的视频信号和时钟信号。这里图中仅示出了FPC，但印刷布线板(PWB)可以附加到该FPC。假设本说明书中的发光器件不仅包含发光器件自身，也包含附有FPC或PWB的状态。
下面介绍图9B所示的剖面结构。基底绝缘膜401形成在结合部件400上。形成与绝缘膜401接触的像素部分402和栅极驱动电路403。像素部分402由电流控制TFT411和包括电连接到电流控制TFT411漏极的像素电极412的多个像素组成。此外，通过使用与n沟道TFT413和p沟道TFT414结合的CMOS电路形成栅极驱动电路403。
根据例5的n沟道TFT和例5的p沟道TFT可以制造TFT(包括411、413以及414)。虽然在图9中仅示出了用于OLED的电流源TFT(电流控制TFT411)，但不用说不限于此，由多个TFT形成的各种电路可以提供在TFT栅电极的端部。
像素部分402、源极侧驱动电路404、以及栅极侧驱动电路403形成在根据例5的同一衬底上。
像素电极412作为发光元件(OLED)的阴极。堤坝415形成在像素电极412的两个端部。发光元件的有机化合物层416和阳极417形成在像素电极412上。
对于有机化合物层416，应该理解可以通过自由地结合发光层、电荷传送层或电荷注入层形成有机化合物层(用于进行光发射以及由此载流子移动的层)。
阳极417作为所有像素的公共线，并通过连接线408电连接到FPC409。此外，包含在像素部分402和栅极侧驱动电路403中的元件都由阳极417、有机树脂418以及保护膜419覆盖。
此外，对于有机树脂418，优选使用尽可能透过可见光的透明或半透明材料。此外，优选有机树脂418为尽可能不透过如潮气和氧等杂质的材料。
此外，优选发光元件完全由有机树脂418覆盖之后，保护膜419至少形成在有机树脂418的表面(露出表面)上，如图7A和7B所示。保护膜形成在包括衬底背面的整个表面上。此时，需要仔细形成保护膜，以便在提供外部输入端(FPC)的位置处不形成保护膜部分。使用掩模以防止在该位置形成保护膜。外部输入端部分可以由如Teflon(注册商标)制成的带覆盖，该带可用做CVD装置中防止形成保护膜的掩蔽带。氮化硅膜、DLC膜或AlNxOy膜可以用做保护膜419。
按以上构成的发光元件用保护膜419封闭，以将发光元件与外部完全隔离，由此防止通过氧化加速有机化合物退化的如水和氧等材料从外部进入。由此，提高了发光器件的可靠性。通过使用图5到7所示的装置可以进行从淀积到密封EL层的步骤。
像素电极用做阳极并且有机化合物层和阴极制成叠层以在与图9中所示相反方向中发光的另一布局也是可行的。图10示出了这种布局的一个例子。它的俯视图与图9中所示的俯视图相同，因此省略了介绍。
下面介绍图7的剖面图中的结构。绝缘膜610形成在衬底600上，像素部分602和栅极侧驱动电路603形成在绝缘膜610上。由包括电流控制TFT611和电连接到电流控制TFT611漏极的像素电极的多个像素形成像素部分602。通过使用具有n沟道TFT613和p沟道TFT614结合的CMOS电路形成栅极驱动电路603。
与例5的n沟道TFT和例5的p沟道TFT相同的方式可制造这些TFT(611、613、614等)。虽然在图10中仅示出了用于OLED的电流源TFT(电流控制TFT411)，但不用说不限于此，由多个TFT形成的各种电路可以提供在TFT栅电极的端部。
像素电极612用作发光元件(OLED)的阳极。堤坝615形成在像素电极612的相对的端部，发光元件的有机化合物层616和阳极617形成在像素电极612上。
阳极617也用作连接到所有像素的公共线元件，并通过连接布线608电连接到FPC609。此外，包含在像素部分602和栅极侧驱动电路603中所有的元件都由阳极617、有机树脂618以及保护膜619覆盖。通过粘结剂将覆盖部件620粘结到元件层。在覆盖部件中形成凹槽，干燥剂620设置其中。
在图10所示的布局中，像素电极用做阴极，同时有机化合物层和阳极叠置形成，由此沿图10所示的箭头方向发光。
虽然借助例子介绍顶栅TFT，但只要是TFT结构都可以适用本发明。例如，本发明可以适用于底栅(倒置交错结构)TFT和交错结构的TFT。
本例可以与实施例1、实施例2、例1到5自由组合。
例7
通过实施本发明，可以实现EL模块(有源矩阵液晶模块、有源矩阵EL模块和有源矩阵EC模块)。即，通过实施本发明，实现了构建在所有电子设备中的各种模块。
下面给出这种电子设备：视频摄像机、数字照相机、头戴显示器(护目镜型显示器)、汽车导航系统、汽车立体声系统、个人计算机、便携信息终端(移动计算机、移动电话或电子书籍等)等。在图11和12中示出了这些例子。
图11A是个人计算机，包括：机身2001、图像输入部分2002、显示部分2003和键盘2004等。
图11B是视频摄像机，包括：机身2101、显示部分2102、声音输入部分2103、操作开关2104、电池2105和图像接收部分2106等。
图11C是移动计算机，包括：机身2201、摄像机部分2202、图像接收部分2203、操作开关2204和显示部分2205等。
图11D是护目镜型显示器，包括：机身2301、显示部分2302和镜臂部分2303等。
图11E是采用记录介质记录节目(下文中称作记录介质)的播放器，包括：机身2401、显示部分2402、扬声器部分2403、记录介质2404和操作开关2405等。该装置采用DVD(数字通用光盘)、CD等作为记录介质，并能进行音乐欣赏、电影欣赏、游戏和用于互联网。
图11F是数字照相机，包括：机身2501、显示部分2502、取景器2503、操作开关2504和图像接收部分(未在图中示出)等。
图12A是移动电话，包括机身2901、声音输出部分2902、声音输入部分2903、显示部分2904、操作开关2905、天线2906和图像输入部分(CCD、图像传感器等)2907等。
图12B是便携书籍(电子书籍)，包括：机身3001、显示部分3002和3003、记录介质3004、操作开关3005和天线3006等。
图12C是显示器，包括：机身3101、支撑部分3102和显示部分3103等。此外，在图12C中的显示器具有小的、中等尺寸或大尺寸的屏幕，例如5到20英寸。另外，为了制造这种尺寸的显示部件，优选采用一侧为一米的基板通过成套印刷(gang printing)来大量生产。
如上所述，本发明的适用范围极其广泛，并且本发明可用于各种领域的电子设备。注意，本例中的这些电子设备可通过利用实施例1到3中的构造以及例1到6的任何组合来实现。
例8
在本例中介绍了一种新颖的膜制造方法。
对于物理膜形成方法的一个典型例子，现已知在真空下由真空源蒸发蒸发材料形成膜的真空蒸发。此外，对于化学膜形成方法的典型例子，现已知在衬底表面或汽相中通过化学反应形成膜的CVD(化学汽相淀积)。
本例提供了新颖的膜形成方法。即，当在膜形成室中由蒸发源蒸发有机化合物材料时，流动包括小于有机化合物材料颗粒的材料作为组分的少量的材料气体，以将小原子半径材料包含在有机化合物膜中。
对于小原子半径材料气体，可以使用选自以下一种或多种：硅烷族气体(甲硅烷、乙硅烷以及丙硅烷)、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4以及碳氢化合物族气体(CH4、C2H2、C2H4以及C6H6)。将气体引入到装置内之前，通过气体净化器高度提纯气体。因此，需要提供气体净化器以便高度提纯气体之后，气体引入到蒸发装置内。由此，可以预先去除含在气体中的氧、水和其它杂质。因此，可以防止这些杂质引入到装置内。
例如，当甲硅烷气体以几sccm引入到其内通过蒸发淀积有机材料的膜形成室内时，在膜形成室内漂浮的SiH4进入通过淀积由蒸发源蒸发的有机材料在衬底上形成的薄膜内。然后，小原子半径SiH4加原样或SiHx嵌入在要含在膜中的较大颗粒半径有机材料分子之间。蒸发期间，蒸发源加热到100℃。由于甲硅烷具有约550℃的分解温度，因此它不会分解。根据要蒸发的有机材料，它与SiH4或SiHx反应形成化合物。此外，由于少量残留在膜形成室中的氧(或潮气)被捕获形成SiOx，因此可以减少膜形成室以及膜中为退化有机材料的一个因素的氧(或潮气)。由此，可以提高发光元件的可靠性。
当膜中的有机材料分子之间存在间隔时，氧容易进入间隔引起退化。由于该间隔被掩盖，因此通过使用SiF4、GeH4、GeF4、SnH4以及碳氢化合物族气体(CH4、C2H2、C2H4以及C6H6)可以提高发光元件的可靠性。
对于以上的有机材料，可以列举：α-NPD(4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯)、BCP(浴铜灵)、MTDATA(4，4’4”-三(N-3-甲苯基-N-苯基-氨基)三苯胺、Alq3(三(8-羟基喹啉)铝(tris-8-quinolinorathoalumium)衍生物)。
当通过共同蒸发形成图4所示的混合区域时，或当淀积功能区(具有电子传送功能)时，本例很有效。由此，可以提高发光元件的可靠性。
膜形成室的真空度为10-8到10-1乇，优选10-7到10-2乇。提供干泵、低温抽气泵或磁浮型涡轮分子泵用做与膜形成室相连的真空蒸发处理室。此外，当膜形成室的内壁材料表面制得小时，如氧和水等杂质的吸收也小。因此，可以使用通过电解抛光制成镜面的不锈钢(SUS)或铝。由此，可以保持膜形成室内10-8到10-1乇的真空度。此外，使用处理过以将孔减到极少量的材料如陶瓷作为内部部件。应该注意，优选这些材料具有中心线平均平坦度3nm以下的表面平坦度。
下面使用图15介绍本发明中膜形成装置的构成。图15示出了本发明中膜形成装置的剖面图的一个例子。
在图15中，提供通过支架固定接触衬底1501的蒸发掩模1502a。此外，在它下面，提供能够分别以不同温度加热的蒸发源支架1506。应该注意这些蒸发源与衬底相面对提供。
材料室1508为包括导电金属材料的蒸发支架1506的空间。当通过为蒸发支架提供的加热装置(通常为电阻加热法)将提供在其内的有机化合物1507加热到升华温度时，有机化合物通过蒸发淀积到衬底的表面。应该注意当进行蒸发时，将电极1502b移动到不会防止蒸发的位置，此外，有机化合物1507提供在各容器内(通常为坩埚和蒸发舟)。
此外，蒸发期间，材料气体以几sccm引入以将材料气体含在膜中。材料气体或材料气体的主要成分以0.01原子％到5原子％，优选0.1原子％到2原子％含在膜中。对于引入到膜形成室1503内的气体，可以使用选自以下的一种或多种：硅烷族气体(甲硅烷、乙硅烷以及丙硅烷)、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4以及碳氢化合物族气体(CH4、C2H2、C2H4以及C6H6)。
含有使用图15形成的有机化合物的膜含有材料气体或材料气体的主要成分，氧和潮气很难进入膜内。因此，使用含有有机化合物的本膜的发光元件提高了可靠性。
此外，通过蒸发多种不同材料进行蒸发时，同时蒸发两种有机化合物，以上材料气体引入以形成含两种有机化合物和材料气体或材料气体的主要成分的混合区。
此外，蒸发第一有机化合物之后，在相同的蒸发气氛下蒸发第二有机化合物，引入以上材料气体形成第一功能区和第二功能区之间的混合区。在本例中，通过以前的电阻加热蒸发第一有机化合物，蒸发期间打开第一闸板1509。由此可以朝衬底分散。以此方式，可以形成图4A所示的第一功能区。接下来，打开第二闸板1519蒸发形成混合区。
此外，形成混合区时，混合区具有浓度梯度。此外，当添加能够将三重态激发能转变为光发射的材料到混合区作为掺杂剂时，可以适用本发明。此外，当进行共同蒸发时，优选蒸发有机化合物的方向与要被蒸发的物体的位置交叉，由此有机化合物相互混合。
此外，提供防粘附屏蔽板1505以防止蒸发期间有机化合物粘附到膜形成室的内壁。
此外，由于提供有如加热器的加热装置的蒸发支架1506升高到高温，因此优选它覆盖有热绝缘材料1504。
此外，只要等离子体不对含有机化合物的膜产生损伤，那么可产生等离子体。可以在通过电容器1500b与高频电源1500a相连的蒸发掩模1502a与电极1502b之间产生等离子体。
此外，除了甲硅烷还可以引入磷化氢气体。此外，代替甲硅烷，可以使用AsH3、B2H2、BF4、H2Te、Cd(CH3)2、Zn(CH3)2、(CH3)3In、H2Se、BeH2、三甲基镓或三乙基镓。
本例可以与实施例1到3以及例1到7任何之一自由组合。
根据本发明，在真空中加热衬底的同时进行淀积和形成具有所希望厚度的膜，从而可形成高密度和高纯度的有机化合物层。
此外，根据本发明，在真空中加热衬底的同时进行多次淀积，从而在各相邻层之间的分子配合得更好。特别的，在形成混合区的情况下，在混合区中的分子配合得更好。因此，可以进一步降低驱动电压并可抑制亮度退化。
此外，根据本发明，在单个膜形成室中，可以在膜形成之前在真空中进行退火，在膜形成期间在真空中退火，在膜形成之后在真空中退火，从而提高生产能力。
此外，根据本发明，粘附在膜形成装置中安装的夹具上和膜形成装置内壁上的淀积材料可以被去掉而不将它们暴露在大气中。

Claims (29)

1.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；以及
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底。
2.根据权利要求1的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
3.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
在将衬底隔绝大气的同时比形成膜期间的真空度进一步增加真空度，
在通过比在形成膜期间的真空度进一步增加真空度获得的真空中加热衬底。
4.根据权利要求3的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
5.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
在将衬底隔绝大气的同时比形成膜期间的真空度进一步增加真空度；以及
在通过比形成膜期间的真空度进一步增加真空度得到的1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
6.根据权利要求5的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
7.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
比形成膜期间的真空度进一步增加真空度；以及
在膜形成室中在比形成膜期间的真空度进一步增加真空度得到的1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
8.根据权利要求7的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
9.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
在不将衬底暴露于大气的情况下，将衬底从膜形成室传送到处理室；以及
在处理室中在1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
10.根据权利要求9的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
11.一种形成EL器件的方法，包括：
通过从第一淀积源在衬底上淀积第一淀积材料在膜形成室中形成第一层；以及
在形成第一层后将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
在该真空中加热衬底；以及
在加热衬底后，通过从第二淀积源在第一层上淀积第二淀积材料在第一层上形成第二层。
12.根据权利要求11的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
13.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
借助通过邻近衬底提供的掩模从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热掩模以加热衬底。
14.根据权利要求13的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
15.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
借助通过邻近衬底提供的掩模从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热掩模以加热衬底；
在将衬底隔绝大气的同时比形成膜期间的真空度进一步增加真空度；以及
在通过比形成膜期间的真空度进一步增加真空度得到的真空中加热衬底。
16.根据权利要求15的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
17.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
借助通过邻近衬底提供的掩模从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
在将衬底隔绝大气的同时比形成膜期间的真空度进一步增加真空度；以及
在通过比形成膜期间的真空度进一步增加真空度得到的1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
18.根据权利要求17的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
19.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
借助通过邻近衬底提供的掩模从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
比形成膜期间的真空度进一步增加真空度；以及
膜形成室中在通过比形成膜期间的真空度进一步增加真空度得到的1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
20.根据权利要求19的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
21.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
借助通过邻近衬底提供的掩模从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
在不将衬底暴露于大气的情况下，将衬底从膜形成室传送到处理室；以及
在处理室中在1×10-4Pa或更低压强的真空中加热衬底。
22.根据权利要求21的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
23.一种形成EL器件的方法，包括：
借助通过邻近衬底提供的掩模从第一淀积源在衬底上淀积第一淀积材料在膜形成室中形成第一层；以及
在形成第一层后将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
在该真空中加热掩模以加热衬底；以及
在加热掩模后，通过从第二淀积源在第一层上淀积第二淀积材料在第一层上形成第二层。
24.根据权利要求23的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
25.一种形成EL器件的方法，包括：
将膜形成室保持真空，真空度为5×10-3乇或更低的压强；
通过从淀积源在衬底上淀积淀积材料形成膜；
在衬底上淀积淀积材料期间在该真空中加热衬底；
通过微机控制淀积材料的淀积速度。
26.根据权利要求25的形成EL器件的方法，其中EL器件被组合在选自由个人计算机、照相机、移动计算机、移动电话、电子书和显示器组成的组的一种设备中。
27.一种清洁方法，用来去除粘附到提供有淀积源的膜形成室的有机化合物，所述方法包括：
通过在膜形成室中产生等离子体清洁掩模或内壁或者防止在内壁上形成膜的防粘附装置。
28.根据权利要求27的方法，其中所述等离子体在所述掩模和电极之间产生，电极设置在所述掩模和所述淀积源之间。
29.根据权利要求27的方法，其中所述等离子体通过激发选自Ar、H、F、NF3和O的一种或多种气体产生。
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