CN101467493A - 发光元件和发光元件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种发光元件的制造装置,其特征在于:具有进行衬底处理的多个处理室,该衬底处理用于在被处理衬底上形成具有包含有机层的多个层的发光元件;多个处理室分别构成为:以被处理衬底的形成发光元件的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式,进行被处理衬底的衬底处理。
Description
技术领域
本发明涉及包含有机发光层的发光元件的制造方法、以及包含有机发光层的发光元件的制造装置。
背景技术
近年来,能薄形化的平面型显示装置的实用化不断发展,正在取代以往使用的CRT(Cathode Ray Tube)。例如,有机电致发光元件(有机EL元件)具有自发光、高速响应等特征,所以作为下一代显示装置用的元件引人注目。此外,有机EL元件除了显示装置以外,有时也作为面发光元件使用。
有机EL元件是在正电极和负电极之间夹持包含有机EL(发光层)的有机层而构成的。空穴从正电极向该发光层注入,电子从负电极向该发光层注入,它们进行复合而发光。
此外,在有机层中,按照需要,在正电极和发光层之间插入空穴输送层,并且/或者在负电极和发光层之间插入电子输送层,由此能改善发光效率。
形成所述发光元件的一般方法如下所述。首先,利用蒸镀法在形成了由铟锡氧化物(ITO)构成的正电极图案的衬底上形成有机层。所谓蒸镀法,例如是在被处理衬底上淀积蒸发或者升华了的蒸镀原料而形成薄膜的方法。接着,在该有机层上,通过蒸镀法等,形成成为负电极的铝(Al)。
这样,就形成了在正电极和负电极之间形成了有机层的发光元件(例如参照专利文献1)。
图1是示意地表示构成以往的发光元件的制造装置的一部分的蒸镀装置的图。
参照图1,蒸镀装置10具有在内部划分了内部空间11A的处理容器11。在内部空间11A中设置有蒸镀源12、与蒸镀源12相对的衬底保持台15。内部空间11A通过排气管14从排气泵等(未图示)排气,保持预定的减压状态。
在蒸镀源12上设置有加热器13,用加热器13把保持在内部的原料12A加热。据此,原料12A蒸发或者升华,产生气体原料G。该气体原料淀积到保持于衬底保持台15的被处理衬底S上。
使用所述成膜装置10能形成发光元件的有机层(发光层)、有机层上的电极等。
专利文献1:日本专利申请公开公报第2004-225058号
可是,在以往的发光元件的制造装置中,例如使用蒸镀法进行成膜时,为了在被处理衬底上淀积从处理容器内的蒸镀源蒸发或者升华的原料,需要把成膜面朝下(face down)来保持被处理衬底。因此,在被处理衬底变大时,产生了被处理衬底的处理变得困难,发光元件的生产性下降的问题。
特别是近年来的平板显示器逐渐大型化,使用发光元件(有机EL元件)的显示装置有大型化的倾向。因此,形成发光元件的被处理衬底与此相伴,也存在大型化的倾向,被处理衬底的输送和安装等处理变得日益困难起来。
此外,在制造发光元件的多个衬底处理步骤中,如果面朝下保持衬底的处理装置和面朝上保持衬底的处理装置混合存在,则被处理衬底的输送和处理变得很复杂,将产生发光元件的生产性下降,制造成本增大的问题。
另外被处理衬底破损的概率增大,此外,关于被处理衬底的翘曲量,也必须予以充分考虑,有可能产生生产性下降的问题。
发明内容
因此,本发明的目的在于,提供解决所述问题的新的有用的发光元件的制造装置和发光元件的制造方法。
本发明的具体的课题在于,提供能以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造装置、以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造方法。
本发明的第1方式提供一种发光元件的制造装置,具有进行衬底处理的多个处理室,该衬底处理用于在被处理衬底上形成具有包含有机层的多个层的发光元件;该多个处理室分别构成为:以被处理衬底的形成发光元件的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式,对被处理衬底进行预定的处理。
本发明的第2方式提供一种发光元件的制造装置,是第1方式的发光元件的制造装置,具有连接多个处理室并且对多个处理室输送被处理衬底的输送室,在输送室中,以被处理衬底的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式保持并输送被处理衬底。
本发明的第3方式提供一种发光元件的制造装置,是第2方式的发光元件的制造装置,还具有多个输送室。
本发明的第4方式提供一种发光元件的制造装置,是第1~第3方式中的任意一个方式的发光元件的制造装置,多个处理室包括:用于进行有机层的成膜的有机层成膜室、用于进行对有机层施加电压的电极的成膜的电极成膜室。
本发明的第5方式提供一种发光元件的制造装置,是第4方式的发光元件的制造装置,有机层成膜室构成为:具有多层构造的有机层通过蒸镀法连续地成膜,该多层构造包括通过施加电压而发光的发光层。
本发明的第6方式提供一种发光元件的制造装置,是第5方式的发光元件的制造装置,在有机层成膜室中设置有保持被处理衬底的保持台、把用于蒸镀的多个成膜原料气体提供到被处理衬底上的多个成膜原料气体供给部。
本发明的第7方式提供一种发光元件的制造装置,是第6方式的发光元件的制造装置,具有:使蒸镀的原料蒸发或升华而生成成膜原料气体的成膜原料气体生成部;从成膜原料气体生成部对成膜原料气体供给部输送成膜原料气体的输送路。
本发明的第8方式提供一种发光元件的制造装置,是第7方式的发光元件的制造装置,分别具有与多个成膜原料气体供给部对应的多个成膜原料气体生成部和多个输送路。
本发明的第9方式提供一种发光元件的制造装置,是第8方式的发光元件的制造装置,保持台与成膜对应地沿着多个成膜原料气体供给部的排列来移动。
本发明的第10方式提供一种发光元件的制造装置,是第4~第9方式中的任意一个方式的发光元件的制造装置,电极成膜室构成为:通过使用彼此相对的2个靶的溅射法来进行电极的成膜。
本发明的第11方式提供一种发光元件的制造装置,是第4~第10方式中的任意一个方式的发光元件的制造装置,多个处理室包括用于蚀刻有机层而形成图案的蚀刻室。
本发明的第12方式提供一种发光元件的制造方法,在被处理衬底的元件形成面上形成具有包含有机层的多个层的发光元件,具有:在多个处理室中分别实施的多个衬底处理步骤。在多个处理室中,以被处理衬底的形成元件的面朝向与重力方向相反的方向的方式保持被处理衬底,对该被处理衬底进行衬底处理。
本发明的第13方式提供一种发光元件的制造方法,是第12方式的发光元件的制造方法,在连接在多个处理室上,把被处理衬底输送到多个处理室中的输送室中,以被处理衬底的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式保持并输送被处理衬底。
本发明的第14方式提供一种发光元件的制造方法,是第13方式的发光元件的制造方法,被处理衬底通过多个输送室输送到多个处理室。
本发明的第15方式提供一种发光元件的制造方法,是第12~第14方式中的任意一个方式的发光元件的制造方法,多个衬底处理步骤包括:用于进行有机层的成膜的有机层成膜步骤、用于进行对有机层施加电压的电极的成膜的电极成膜步骤。
本发明的第16方式提供一种发光元件的制造方法,是第15方式的发光元件的制造方法,在有机层成膜步骤中,具有多层构造的有机层通过蒸镀法连续地成膜,该多层构造包含通过施加电压而发光的发光层。
本发明的第17方式提供一种发光元件的制造方法,是第16方式的发光元件的制造方法,在有机层成膜步骤中,通过成膜处理室进行有机层的成膜,该成膜处理室具有:用于保持被处理衬底的保持台、把用于蒸镀的多个成膜原料气体提供到被处理衬底上的多个成膜原料气体供给部。
本发明的第18方式提供一种发光元件的制造方法,是第17方式的发光元件的制造方法,从使蒸镀的原料蒸发或升华而生成成膜原料气体的成膜原料气体生成部,通过输送成膜原料气体的输送路向多个成膜原料气体供给部供给成膜原料气体。
本发明的第19方式提供一种发光元件的制造方法,是第18方式的发光元件的制造方法,从多个成膜原料气体生成部,通过多个输送路向对应的多个成膜原料气体供给部,分别供给多个成膜原料气体。
本发明的第20方式提供一种发光元件的制造方法,是第19方式的发光元件的制造方法,与成膜对应地沿着多个成膜原料气体供给部的排列来移动保持台。
本发明的第21方式提供一种发光元件的制造方法,是第15~第20方式中的任意一个方式的发光元件的制造方法,在电极成膜步骤中,通过使用彼此相对的2个靶的溅射法,进行电极的成膜。
本发明的第22方式提供一种发光元件的制造方法,是第12~第21中的任意一个方式的发光元件的制造方法,多个衬底处理步骤包括用于蚀刻有机层而形成图案的蚀刻步骤。
根据本发明,能提供能以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造装置、以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造方法。
附图说明
图1是以往的发光元件的制造装置的例子。
图2(A)~(C)是表示实施例1的发光元件的制造方法的一部分的图。
图3(D)~(E)是表示实施例1的发光元件的制造方法的另一部分的图。
图4(F)~(G)是表示实施例1的发光元件的制造方法的又一部分的图。
图5是表示实施例1的发光元件的制造装置的一个例子的图。
图6是表示实施例1的发光元件的制造装置的其他例子的图。
图7是表示实施例1的发光元件的制造装置的其他例子的图。
图8是表示实施例1的发光元件的制造装置的其他例子的图。
图9是表示实施例1的发光元件的制造装置的其他例子的图。
图10是表示实施例1的发光元件的制造装置的一个布局的图。
图11是表示实施例2的发光元件的制造装置的其它布局的图。
图12是表示实施例3的发光元件的制造装置的又一布局的图。
符号说明
200-发光元件;201-衬底;201A-元件形成面;202-阳极;203-引出线;204-有机层;205-阴极;205a-引出线;206、206a-保护层;EL1、SP1、SP2、SP3、ET1、CVD1、CVD2-处理室;CLN1、CLN2-清洁处理室;M1、M2、M3、M4-掩模输送室;L1、L2、L3、L4-加载互锁室;TM1、TM2、TM3、TM4、TM5、TM6、TM7、TM8、TM1A、TM2A、TM3A-输送室
具体实施方式
以下,参照附图,说明本发明的实施方式。
本发明的实施方式的发光元件的制造装置具有进行衬底处理的多个处理室,该衬底处理用于在衬底上形成具有包含有机层的多个层的发光元件。在这些多个处理室中,以被处理衬底的形成发光元件的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式保持被处理衬底,进行预定的衬底处理。
因此,在本发明的实施方式的发光元件的制造装置中,在多个处理室中,能在以所谓面朝上的方式保持被处理衬底的状态下,形成发光元件。因此,对于所述发光元件的制造装置而言,特别是应对大型的被处理衬底变得容易。
在所述发光元件的制造装置中,没必要面朝下保持被处理衬底,所以不需要静电保持机构(例如,静电吸盘(ESC))等抵抗重力来保持被处理衬底的机构。在发光元件的制造工序中,使用这样的制造装置时,面朝下保持衬底的装置和面朝上保持衬底的装置不会混合存在,所以不需要把被处理衬底翻面等的动作,将减少大型被处理衬底破损的概率。不必过度担心大型被处理衬底的翘曲量,能改善使用大型被处理衬底的发光元件的生产性。
此外,在本说明书中,所谓“面朝上处理”意思是:在以被处理衬底的形成发光元件的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式对处理衬底进行处理的状态下,进行衬底处理。即、在成膜、蚀刻、表面处理和其它衬底处理中,将以被处理衬底的处理面朝向与重力方向相反的方向(在处理室内朝上)的方式保持被处理衬底称作面朝上成膜、面朝上蚀刻等,此外,还称作“面朝上保持衬底”。
在所述发光元件的制造装置中,例如在实施蒸镀法的处理室(成膜室)中,使用于成膜的原料蒸发或升华,生成气体状的成膜原料,并输送成膜原料,提供到被处理衬底上,可以面朝上处理(面朝上成膜)。在后面描述这样的制造装置。
下面,根据附图,按步骤来说明基于所述制造装置的发光元件的制造方法。
[实施例1]
关于本发明实施例1的发光元件的制造方法的一个例子,根据图2(A)~(C)、图3(D)~(E)和图4(F)~(G),按步骤进行说明。但在以下的图中,对先前说明了的部分赋予相同的参照符号,有时省略说明。
首先,在图2(A)所示的步骤中,准备所谓的带电极衬底。该衬底由以下部分构成:由例如玻璃等构成的透明的衬底201;在衬底201的一个面、即形成元件的面(元件形成面)201A上形成的由ITO等透明材料构成的阳极202;以及与在后面的步骤中形成的阴极电连接的引出线203。这时,阳极202和引出线203例如通过溅射法等形成。
此外,在衬底201上,也可以在元件形成面201A侧设置TFT等控制发光元件的发光的控制元件。例如,在显示装置中使用由本实施例形成的发光元件时,常常按像素来设置例如TFT等用于控制的元件。
这时,TFT的源极和所述阳极202连接,TFT的栅极和漏极分别与形成格子状的栅极线和漏极线连接,进行各像素的显示控制。这时,引出线203连接在预定的控制电路(未图示)上。这样的显示装置的驱动电路被称作有源矩阵驱动电路。另外,在本图中,省略了这样的有源矩阵驱动电路的图示。
接着,在图2(B)所示的步骤中,以覆盖阳极202、引出线203、衬底201的元件形成面201A的露出部的方式,在阳极202、引出线203、衬底201之上,通过蒸镀法,形成包含发光层(有机EL层)的有机层204。这时,不使用掩模,实质上在衬底的整个面上形成有机层204。
在本步骤中,通过面朝上成膜来形成有机层204。由于在面朝上保持衬底的状态下进行蒸镀,所以本实施例的发光元件的制造装置构成为:把气体状的成膜原料气体首先输送到衬底201的上方,从那里向衬底201供给。后面描述本发明实施方式的这样的制造装置的结构。
接着,在图2(C)所示的步骤中,在有机层204上,通过使用例如图案掩模的溅射,形成由例如Ag构成的阴极205。通过使用图案掩模,该阴极205具有预定的图案。此外,也可以在整面形成阴极205之后,通过使用光刻法的蚀刻法,形成具有预定的图案的阴极205。此外,阴极205也可以为由Ag构成的层和由Al构成的层的多层构造。在本步骤中,通过面朝上成膜来形成阴极205。
接着,在图3(D)所示的步骤中,把图2(C)所示的步骤中形成的、形成了图案的阴极205用作掩模,通过例如等离子体蚀刻,蚀刻有机层204后,把有机层204图案化。在该步骤中,通过蚀刻,除去有机层204的需要剥离的区域(例如,引出线203上或其它不需要发光层的区域),把有机层204图案化。在本步骤中,在面朝上保持衬底的状态下,通过蚀刻(例如,反应性离子蚀刻(RIE)、或者电感耦合等离子体(ICP)的蚀刻等),把有机层204图案化。
接着,在图3(E)所示的步骤中,通过使用图案掩模的CVD法,在衬底201上形成由例如氮化硅(SiN)构成的绝缘性保护层206,使得其覆盖阳极202的一部分、有机层204、阴极205。此外,保护层206以阴极205的一部分露出的方式具有开口部H。在本步骤中,在面朝上保持衬底的状态下,形成保护膜206。
接着,在图4(F)所示的步骤中,通过使用例如图案掩模的溅射,形成通过开口部H电连接阴极205和引出线203的连接线205a。在本步骤中,与图2(C)所示的步骤一样,在面朝上保持衬底的状态下,形成连接线205a。
在图4(G)所示的步骤中,通过使用图案掩模的CVD法,在衬底201上形成由例如氮化硅(SiN)构成的绝缘性保护膜206a,使得其覆盖连接线205a、引出线203的一部分。在本步骤中,与图3(E)所示的步骤一样,在面朝上保持衬底的状态下,形成保护膜206a。
通过以上的步骤,在衬底201上形成具有阳极202、阴极205、形成在它们之间的有机层204的发光元件200。所述发光元件200有时被称作有机EL元件。
对于发光元件200,当在阳极202和阴极205之间施加电压时,从阳极202向有机层204中包含的发光层注入空穴,从阴极205注入电子,它们进行复合而发光。
发光层例如可以使用多环芳香族碳化氢、异芳香族化合物、有机金属络合物化合物等材料形成,所述材料例如可以通过蒸镀法形成。
此外,为了改善发光层的发光效率,也可以在发光层和阳极202之间形成空穴输送层、空穴注入层。此外,也可以是省略空穴输送层和空穴注入层中的任意一个或其双方的构造。
同样,为了改善发光层的发光效率,也可以在发光层和阴极205之间形成例如电子输送层、电子注入层。此外,也可以是省略电子输送层、电子注入层中的任意一个或其双方的构造。
此外,在有机层204和阴极205的界面上也可以形成添加了用于调整界面的功函数(为了把发光效率变得良好)的物质,例如Li、LiF、CsCo3等的层。
例如,可以对主体材料使用三(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3),对掺杂材料使用红荧烯(rubrene),来形成发光层,但是并不局限于此,能使用各种材料来形成。
例如,阳极202的厚度形成为100nm~200nm,有机层203的厚度形成为50nm~200nm,阴极204的厚度形成为50nm~300nm。
此外,例如发光元件200能应用在显示装置(有机EL显示装置)、面发光元件(照明、光源等)中,但是并不局限于此,能在各种电子仪器中使用。
根据以上所述的本实施例的发光元件的制造方法,在用制造装置进行的基本全部的衬底处理的步骤中,面朝上保持衬底,进行预定的处理。此外,在所述发光元件的制造装置中,没必要面朝下保持大型的被处理衬底,所以不需要静电保持机构(例如,静电吸盘(ESC))等抵抗重力来保持被处理衬底的机构。此外,在制造步骤中,面朝下保持衬底的装置和面朝上保持衬底的装置不会混合存在,所以不需要把被处理衬底翻面等的作业,大型被处理衬底破损的概率减少。此外,不需要过度考虑大型被处理衬底的翘曲量,能改善使用大型被处理衬底的发光元件的生产性。
此外,在本实施例的发光元件的制造方法中,由于通过蚀刻进行有机层204的图案形成,所以没必要如以往那样在有机层的成膜中使用掩模蒸镀法。因此,能避免掩模蒸镀法引起的各种问题。例如,如果使用掩模,则在蒸镀时,伴随着掩模的温度上升,掩模将发生变形,据此,蒸镀膜(有机层204)的图案化精度下降。而在所述实施例的发光元件的制造方法中,不使用掩模,所以能避免这样的问题。此外,掩模还成为微粒的发生源,但是,由于不使用掩模,所以能抑制它。因此,能成品率良好地制造高质量的发光元件。
此外,由于把阴极205作为掩模,蚀刻有机层204,所以例如与相邻的阴极205之间的有机层104被除去。而用于显示的发光在由阴极205和阳极202夹着的区域中产生,所以不会在显示上产生问题,显示质量与通常的显示装置同样良好。即、把阴极205作为掩模的蚀刻,能可靠地确保(掩模)并保护用于显示(发光)的有机层(发光层),并且制造方法简单,是优选的方法。关于用于这样的有机层的蚀刻的处理室,如上所述,构成为:能在面朝上保持衬底的状态下进行处理(利用图8在后面描述)。
实施所述发光元件的制造方法的制造装置例如具有与图2(A)~(C)、图3(D)~(E)和图4(F)~(G)各步骤对应的处理室(例如成膜室等)。下面,说明这些处理室的结构例。
图5是示意地表示本发明实施方式的发光元件的制造装置的处理室(成膜室)EL1的图。处理室EL1是用于实施图2(B)所示的通过蒸镀进行有机层的成膜的步骤的处理室(成膜室)。
参照图5,成膜室EL1具有处理容器311,该处理容器311在内部具有保持被处理衬底W(相当于图2(A)的衬底201)的保持台312。通过排气管311A,利用真空泵(未图示)对处理容器311内进行排气,而变为减压状态。
在处理容器311的外侧设置有例如使固体状或液体状的蒸镀原料321蒸发或者升华而生成气体状的成膜原料(气体原料)的成膜原料气体生成部322A。
成膜原料气体生成部322A具有原料容器319和运载气体供给管320。在原料容器319中保持的成膜原料321由省略图示的加热器等加热,据此,生成气体状的成膜原料(成膜原料气体)。生成的成膜原料气体与从运载气体供给管320供给的运载气体一起,通过输送路318A输送到在处理容器311中设置的成膜原料气体供给部317A。然后,从成膜原料气体供给部317A向处理容器311内的被处理衬底W的上方空间供给成膜原料气体,在被处理衬底W的附近并且/或被处理衬底W上分解,由此在被处理衬底W上淀积膜。
即、在所述构造中,可以实现有机层204的面朝上成膜。例如在以往的发光元件的制造装置中,例如使用蒸镀法进行成膜时,为了使被处理衬底吸附从处理容器内的蒸镀源蒸发或升华的原料,需要通过使被处理衬底的成膜面朝下的所谓面朝下的成膜方法来进行。因此,在被处理衬底增大时,存在被处理衬底的处理变得困难,制造发光元件的生产性下降的问题。
而所述处理室构成为可面朝上成膜,所以容易应对大型的被处理衬底。因此,能改善制造发光元件的生产性,能抑制制造成本。
成膜原料气体供给部317A具有与输送路318A连接的例如圆筒状或筐体状的供给部主体314。供给部主体314的一端部向被处理衬底W开口。在该一端部设置有例如由多孔性的金属材料(金属过滤器)构成的过滤板316。此外,在供给部主体314的内部设置有控制成膜原料气体的流动的整流板315。
此外,在处理容器311中,把与成膜原料气体供给部317A具有同样构造的成膜原料气体供给部317B~317F与成膜原料气体供给部317A一起排列在直线上。此外,在成膜原料气体供给部317B~317F上分别通过输送路318B~318F分别连接有成膜原料气体生成部322B~322F。成膜原料气体生成部322B~322F具有与成膜原料气体生成部322A同样的构造。
此外,在处理容器311的底面上设置有移动轨道313,保持台312设置为在移动轨道上能沿着它移动。如果保持台312在图5的箭头方向移动,则安放在保持台312上的被处理衬底W就按顺序通过成膜原料气体供给部317A~317F的下方。
这时,从成膜原料气体供给部317A~317F分别供给不同的成膜原料气体,并且保持台312移动,从而在被处理衬底W上面朝上进行由多层构造构成的有机层的成膜。
此外,在处理容器311上设置有闸阀311a、311b。后面描述的输送室通过它们连接到处理容器311。通过打开闸阀311a或闸阀311b,能把被处理衬底W送入处理容器311内,或者送出处理容器311。
例如,在以往的群集(cluster)构造的发光元件的制造装置中,由多层构造构成的有机层通过多个面朝下成膜的成膜室来成膜。因此,具有为了有机层的成膜而需要很多处理室的问题。此外,具有制造装置大型化,复杂化,并且大型的被处理衬底的输送变得困难的问题。而在本实施例中,能在一个处理室中,连续地进行由多层构造构成的有机层的面朝上成膜。因此,制造装置的构造变得简单,并且容易把制造装置小型化。
此外,图6是示意地表示发光元件的制造装置的处理室(成膜室)SP1的图。处理室SP1是用于实施图2(C)所示的、通过溅射进行阴极的成膜的步骤的处理室(成膜室)。此外,通过所述处理室SP1,也能实施图4(F)所示的步骤。
参照图6,成膜室SP1具有处理容器331,该处理容器331内部具有保持被处理衬底W的保持台332。处理容器331通过连接了真空泵的排气管(未图示)进行排气,能维持减压。保持台332构成为:能在设置于处理容器331的底面的移动轨道338上平行移动。
此外,在处理容器331内,与保持台332相对地设置有靶333、335。在靶333、335上分别连接有电源334、336。在处理容器331的侧面设置有把Ar等用于溅射的气体提供给处理容器331内的气体供给部337。
此外,在处理容器331上设置有闸阀331a。输送室(后面描述)通过闸阀331a连接于处理容器331。通过打开闸阀331a,能把被处理衬底W送入处理容器331内,或者从处理容器331送出。
在所述的处理室中,通过选择例如各种各样的靶333、335,能进行各种材料的成膜。例如形成有机层后,使用银(Ag)靶作为靶333,使用铝(Al)靶作为靶335,使安放被处理衬底W的保持台332在图6的箭头方向移动,由此在有机层上首先形成Ag层,然后在Ag层上形成Al层。即、能在一个处理室中连续形成Ag层和Al层的二层阴极。而且,在所述的处理室中也进行阴极的面朝上成膜。
此外,使用所述处理室,还能在有机层和阴极之间形成能改善发光效率的层。例如,在使用有机层和金属电极的发光元件中,有时发光效率由于有机层和电极之间的功函数差而下降。为了抑制这样的发光效率的下降,有时在有机层和电极之间(即、有机层上)形成包含例如预定的金属的层(例如金属层或者金属化合物层等)。
作为这样的用于抑制发光效率的下降的层(功函数调整层),例如能使用由Li、LiF、CsCo3等构成的层。
此外,在制造例如底发光型的发光元件时,构成形成在上层的阴极(顶阴极)的材料,理想的是使用发光的反射率良好的材料,例如理想的是使用Ag。此外,对阴极使用Ag时,作为功函数调整层,理想的是使用Li层。
此外,在利用例如溅射进行成膜时,平行设置2个靶,也能抑制对成膜对象(例如有机层)带来的损害。
图7是示意地表示作为所述处理室SP1的变形例的处理室SP1A的结构的图。图中,对先前说明了的部分赋予相同的参照符号,省略说明。参照图7,在处理室SP1A的处理容器331内,把被分别施加电压的靶340A、340B设置为彼此相对。
设置在衬底保持台332上的2个靶340A、340B分别设置为:在与衬底保持台332移动的方向大致正交的方向延伸,且彼此相对。
此外,在处理容器331内,在靶340A、340B之间的空间331A内设置有供给例如Ar等用于溅射的处理气体的气体供给部件341。通过从电源342对靶340A、340B施加电压,把处理气体激发成等离子体。
在处理室SP1A中,从电源342分别对靶340A、340B施加电压,在空间331A内激发等离子体,溅射靶,从而在被处理衬底上进行成膜。
上述处理室SP1A的特征在于,被处理衬底W与激发等离子体的空间(空间331A)具有间隔,成膜对象难以受到伴随着等离子体的激发而产生的紫外线、由溅射粒子的碰撞引起的损害的影响。因此,如果使用所述处理室SP1A,就能一边抑制对成为成膜对象的有机层带来的损害,一边进行阴极(Ag、Al)、功函数调整层(Li等)的成膜。
此外,图8是示意地表示发光元件的制造装置的处理室(蚀刻处理室)ET1的图。处理室ET1是用于实施图3(D)所示的通过蚀刻进行有机层的图案形成的步骤的处理室。
参照图8,处理室ET1具有处理容器501、502,通过组合它们,在内部形成内部空间500A。在内部空间500A中,接地板506和衬底保持台505相对设置。内部空间500A从连接了排气泵等排气装置(未图示)的排气管509排气,以预定压力保持减压。
此外,处理容器501例如由金属构成,处理容器502由电介体构成。在处理容器502的外侧设置有从高频电源504施加高频电力的线圈503。此外,从高频电源510对衬底保持台505施加高频电力。
从气体供给部件508对内部空间500A供给例如N2/Ar等用于蚀刻的处理气体。通过对线圈503施加高频电力,例如将处理气体激发成等离子体。有时把这样的等离子体称作高密度等离子体(例如ICP)。利用由高密度等离子体离解的处理气体,能实施图3(D)所示的步骤(把阴极205作为掩模,蚀刻有机层204)。
此外,在处理容器501上,在连接到处理室(后面描述)的一侧设置有闸阀507。通过打开闸阀507,可将被处理衬底W送入处理容器501内或者将被处理衬底W从处理容器501内送出。
在所述处理室中,能通过面朝上蚀刻,把有机层204图案化。
例如,阴极205包含Ag时,理想的是,例如使用氮(N2)作为处理气体。例如,氮气与所述氧气或氢气相比,使Ag等金属腐蚀的影响少,此外,能高效地蚀刻有机层204。
此外,离解处理气体的蚀刻装置的等离子体理想的是,使用以高效率离解氮气的所谓高密度等离子体,但是,高密度等离子体并不局限于ICP,例如使用微波等离子体等也可以取得同样的效果。
此外,例如通过使用平行平板等离子体的蚀刻(例如RIE等),也可以把有机层图案化。
此外,图9是示意地表示发光元件的制造装置的处理室(CVD成膜室)CVD1的图。处理室CVD1是用于实施图3(E)所示的保护层的成膜的处理室。此外,通过所述处理室CVD1,还能进行图4(G)所示的步骤。
参照图9,处理室CVD1具有处理容器301,该处理容器301在内部设置了保持被处理衬底W的保持台305。处理容器301内通过连接了真空泵(未图示)的排气管301A排气,变为减压状态。在处理容器301上,在例如大致圆筒状的下部容器301A的一端的开口部上设置有盖部301B。在盖部302上设置有例如大致圆盘状的天线302,从电源303对天线302作用微波。
此外,在天线302和保持台305之间设置有对处理容器内供给用于成膜的成膜原料气体的气体供给部304。气体供给部304例如形成格子状,成为微波从格子的孔通过的构造。
因此,从气体供给部304供给的成膜原料气体被从天线302供给的微波激发成等离子体,在保持于保持台305上的被处理衬底W上进行保护层(SiN层)的成膜。
此外,在处理容器301上,在连接在输送室(后面描述)的一侧设置有闸阀301a。通过打开闸阀301a,能把被处理衬底W送入处理容器301内,或者能从处理容器301内送出。
在所述处理室中,通过面朝上的成膜,能进行保护层206、206a的成膜。
下面,对具有先前说明过的处理室EL1、SP1、ET1、CVD1的发光元件的制造装置的布局的一个例子进行说明。
图10是示意地表示实施例1的发光元件的制造装置1的布局的图。对先前说明过的部分赋予相同的符号,有时省略说明。参照图10,本实施例的发光元件的制造装置1具有连接多个处理室的多个输送室TM1、TM2、TM3、TM4。
所述输送室TM1、TM2、TM3、TM4与真空泵(未图示)连接,以把内部变为减压状态,并且在内部具有输送臂等被处理衬底的输送装置(未图示)。因此,能在减压下输送被处理衬底。这时,被处理衬底在维持面朝上的状态下被输送。
此外,这些输送室TM1、TM2、TM3、TM4例如排列在直线上,用于处理被处理衬底的多个处理室分别连接于它们之上。此外,当从上方观察时,输送室TM1、TM2、TM3、TM4为6边形状,成为在6边形的各边(连接面)连接处理室的构造。
具体而言,在输送室TM1上连接有投入被处理衬底的加载互锁(load lock)室L1、进行被处理衬底的表面处理(清洁等)的清洁处理室CLN1、CLN2。在输送室TM1上连接有先前在图5中说明过的用于进行有机层的成膜的处理室EL1。
此外,处理室EL1的与和输送室TM1连接的端部相反的端部,连接在输送室TM2的一个连接面上。在输送室TM2的其他连接面上连接有先前在图6中说明过的处理室SP1、与SP1具有同样的构造的处理室SP2、针对被处理衬底安装和拆卸掩模的掩模处理室M1、加载互锁室L2。
此外,加载互锁室L2的与和输送室TM2连接的端部相反的端部,连接在输送室TM3的一个连接面上。在输送室TM3的其他连接面上连接有处理室SP1、与SP2具有同样的构造的处理室SP3、先前在图8中说明过的处理室ET1、与掩模处理室M1具有同样的构造的掩模处理室M2、与加载互锁室L2具有同样的构造的加载互锁室L2。
此外,加载互锁室L3的与和输送室TM3连接的端部相反的端部,连接在输送室TM4的一个连接面上。在输送室TM4的其他连接面上连接有与掩模处理室M2具有同样的构造的掩模处理室M3、M4、先前在图9中说明过的处理室CVD1、与处理室CVD1具有同样的构造的处理室CVD2、以及与加载互锁室L1具有同样的构造的加载互锁室L4。
在所述发光元件的制造装置中,从加载互锁室L1投入被处理衬底W(图2(A)所示的衬底201)。然后,通过所述输送室TM1~TM4的省略了图示的输送部件(输送臂等),在多个处理室之间进行输送,通过多个处理室进行衬底处理。之后,进行图2(B)~图4(G)所示的处理,在被处理衬底的元件形成面上形成发光元件。形成了发光元件的被处理衬底从加载互锁室L4排出到制造装置之外。
这时,图2(B)所示的步骤在处理室EL1中进行,图2(C)所示的步骤在处理室SP1、SP2、SP3中的任意一个中进行,图3(D)所示的步骤在处理室ET1中进行,图2E所示的步骤在处理室CVD1、CVD2的任意一个中进行,图4(F)所示的步骤在处理室SP1、SP2、SP3中的任意一个中进行,图4(G)所示的步骤在处理室CVD1、CVD2的任意一个中进行。
此外,根据需要,也可以在图2(B)所示的步骤之前,在处理室CLN1、CLN2的任意一个中实施清洁步骤。此外,根据需要,在所述步骤的前后,在掩模输送室M1~M4中,针对被处理衬底进行掩模的安装或拆卸。
所述发光元件的制造装置1的处理室都构成为:能在面朝上保持衬底的状态下进行各种处理,所以容易应对大型被处理衬底。此外,在本实施例的发光元件的制造装置中,在所有处理室和输送室中,衬底的方向统一为面朝上,从而被处理衬底的输送和安装变得容易。
因此,能简化发光元件的制造装置的构造,此外,发光元件的生产性变得良好,能抑制制造成本。
此外还能抑制被处理衬底发生破损,此外,被处理衬底的翘曲量的管理变得容易,能提高生产性。
特别是近年来的平板显示器不断大型化,使用发光元件(有机EL元件)的显示装置具有大型化的倾向。因此,形成发光元件的被处理衬底与此相伴,也具有大型化的倾向。本实施例的发光元件的制造装置,与这些被处理衬底的大型化相对应地具有以下特征:大型被处理衬底的输送、安装等操作性和可靠性优异。
[实施例2]
此外,本发明的发光元件的制造装置并不局限于所述的构造,能进行各种变形和变更。
图11是示意地表示本发明实施例2的发光元件的制造装置2的布局的图。对先前说明过的部分赋予相同的符号,省略说明。参照图11,本实施例的发光元件的制造装置2,从上方观察时,相当于实施例1的输送室TM1的输送室TM1A为五边形。此外在输送室TM1A上,与输送室TM1时一样,连接有加载互锁室L1、清洁处理室CLN1、CLN2以及处理室EL1。
此外,相当于实施例1的输送室TM2、TM3的输送室TM2A、TM3A,与输送室TM1A一样,从上方观察时为五边形。连接在输送室上的处理室与实施例1时一样。即、在输送室TM2A上连接有处理室EL1、SP1、SP2、掩模输送室M1、加载互锁室L2。此外,在输送室TM3上连接有处理室ET1、SP3、掩模输送室M2、加载互锁室L2、L3。
在本实施例的发光元件的制造装置2中,与实施例1的发光元件的制造装置1时一样,也能进行发光元件的制造,取得与实施例1时同样的效果。本实施例时,输送室的形状不同,所以多个输送室(输送室TM1A、TM2A、TM3A、TM4)不是排列在直线上。这样,并不局限于多个输送室排列在直线上的情形,能进行各种配置来构成发光元件的制造装置。
[实施例3]
图12是示意地表示本发明实施例3的发光元件的制造装置3的布局的图。对先前说明过的部分赋予相同的符号,省略说明。参照图12,在本实施例的发光元件的制造装置3中,从上方观察时,分别相当于实施例1的输送室TM1、TM2、TM3、TM4的输送室TM5、TM6、TM7、TM8为八边形。连接在各输送室TM6~TM8上的处理室与实施例1的输送室TM1~TM4时一样。
在输送室TM5上连接有加载互锁室L1、清洁处理室CLN1、CLN2、处理室EL1。在输送室TM6上连接有处理室EL1、SP1、SP2、掩模输送室M1、加载互锁室L2。在输送室TM7上连接有处理室ET1、SP3、掩模输送室M2、加载互锁室L2、L3。此外,在输送室TM8上分别连接有处理室CVD1、CVD2、掩模处理室M3、M4、加载互锁室L3、L4。
本实施例的发光元件的制造装置3,与实施例1的发光元件的制造装置1时一样,也能进行发光元件的制造,产生与实施例1时同样的效果。
这样,输送室的形状或者在输送室的连接面上连接的处理室的位置能进行各种变形和变更。此外,所连接的处理室的个数可鉴于生产性和制造装置的成本,进行各种变更。
以上,针对优选实施例说明了本发明,但是,本发明并不局限于所述特定实施例,在权利要求书中记载的要旨内能进行各种变形和变更。
产业可利用性
根据本发明,可提供能以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造装置、以良好的生产性制造具有包含有机层的多个层的发光元件的发光元件制造方法。
本国际申请主张基于2006年6月14日提出申请的日本专利申请第2006-164965号的优先权,在这里引用其全部内容。
Claims (22)
1.一种发光元件的制造装置,具有进行衬底处理的多个处理室,该衬底处理用于在被处理衬底上形成具有包含有机层的多个层的发光元件;
所述多个处理室分别构成为:以所述被处理衬底的形成所述发光元件的元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式,对所述被处理衬底进行预定的处理。
2.根据权利要求1所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
具有连接在所述多个处理室上、对所述多个处理室输送所述被处理衬底的输送室;在所述输送室中,以所述被处理衬底的所述元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式保持并输送所述被处理衬底。
3.根据权利要求2所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
具有多个所述输送室。
4.根据权利要求1所述的发光元件的制造装置,其特征在于,所述多个处理室包括:
用于进行所述有机层的成膜的有机层成膜室;以及
用于进行对所述有机层施加电压的电极的成膜的电极成膜室。
5.根据权利要求4所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
所述有机层成膜室构成为:具有多层构造的有机层通过蒸镀法连续地成膜,该多层构造包含通过施加电压而发光的发光层。
6.根据权利要求5所述的发光元件的制造装置,其特征在于,所述有机层成膜室设置有:
保持所述被处理衬底的保持台;以及
把用于蒸镀的多个成膜原料气体供给到所述被处理衬底上的多个成膜原料气体供给部。
7.根据权利要求6所述的发光元件的制造装置,其特征在于,具有:
使蒸镀的原料蒸发或升华而生成所述成膜原料气体的成膜原料气体生成部;以及
从所述成膜原料气体生成部对所述成膜原料气体供给部输送所述成膜原料气体的输送路。
8.根据权利要求7所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
分别具有与多个所述成膜原料气体供给部对应的多个所述成膜原料气体生成部和多个所述输送路。
9.根据权利要求8所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
所述保持台构成为:沿着所述多个成膜原料气体供给部的排列方向移动。
10.根据权利要求4~9中任意一项所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
在所述电极成膜室中构成为:通过使用彼此相对的2个靶的溅射法,进行所述电极的成膜。
11.根据权利要求1所述的发光元件的制造装置,其特征在于,
所述多个处理室包括用于蚀刻所述有机层而形成图案的蚀刻室。
12.一种发光元件的制造方法,在被处理衬底的元件形成面上形成具有包含有机层的多个层的发光元件,
具有在多个处理室中分别实施的多个衬底处理步骤;
在所述多个处理室中,以所述元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式对所述被处理衬底进行处理。
13.根据权利要求12所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
在连接在多个处理室上、把所述被处理衬底输送到所述多个处理室中的输送室中,以所述元件形成面朝向与重力方向相反的方向的方式保持并输送所述被处理衬底。
14.根据权利要求13所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
所述被处理衬底通过多个所述输送室被输送到多个所述处理室。
15.根据权利要求12所述的发光元件的制造方法,其特征在于,所述多个衬底处理步骤包括:
用于进行所述有机层的成膜的有机层成膜步骤;以及
用于进行对所述有机层施加电压的电极的成膜的电极成膜步骤。
16.根据权利要求15所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
在所述有机层成膜步骤中,所述有机层通过蒸镀法连续地成膜,该有机层具有包含通过施加电压而发光的发光层的多层构造。
17.根据权利要求16所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
在所述有机层成膜步骤中,通过成膜处理室来进行所述有机层的成膜,该成膜处理室具有:用于保持所述被处理衬底的保持台、以及把用于蒸镀的多个成膜原料气体供给到所述被处理衬底上的多个成膜原料气体供给部。
18.根据权利要求17所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
从使蒸镀的原料蒸发或升华而生成所述成膜原料气体的成膜原料气体生成部,通过输送该成膜原料气体的输送路向所述多个成膜原料气体供给部供给所述成膜原料气体。
19.根据权利要求18所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
从多个所述成膜原料气体生成部,通过多个所述输送路向对应的多个所述成膜原料气体供给部,分别供给多个所述成膜原料气体。
20.根据权利要求19所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
沿着所述多个成膜原料气体供给部的排列来移动所述保持台。
21.根据权利要求15所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
在所述电极成膜步骤中,通过使用彼此相对的2个靶的溅射法,进行所述电极的成膜。
22.根据权利要求12所述的发光元件的制造方法,其特征在于,
所述多个衬底处理步骤包括用于蚀刻所述有机层而形成图案的蚀刻步骤。
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