CN1441080A - 发光器件制作系统和制作方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种对EL材料具有很高的利用率并且薄膜的均匀度良好的蒸发装置。本发明是一种具有可移动蒸发源和衬底旋转单元的蒸发装置，其中蒸发源支持器与工件(衬底)的距离减小到30cm或更小，20cm更好，5到15cm最好，以便提高对EL材料的利用率。在蒸发过程中，为了进行沉积，使蒸发源支持器沿着X方向和Y方向移动并且使工件(衬底)旋转。因此，提高了薄膜的均匀度。

Description

发光器件制作系统和制作方法
发明领域
本发明涉及一种具有沉积装置的制作装置，用于能够通过蒸发进行沉积的材料(以下将其称为蒸发材料)的沉积。具体来说，本发明是一种当将有机材料用作蒸发材料时的有效技术。
背景技术
近年来，已经积极地对具有EL元件作为自发光元件的发光器件进行了研究。特别地，一种利用有机材料作为EL材料的发光器件收到关注。这种发光器件也被称为有机EL显示器或有机发光二极管。
此外，EL元件具有阳极、阴极以及包含有机化合物的层，对该层加上电场可以获得电致发光(以下称为EL层)。在有机化合物中的电致发光具有从单激发态返回到基态中的发光(荧光)和从三重激发态返回到基态中的发光(磷光)。利用本发明的沉积装置和沉积方法制作的发光装置能够适用于这两种发光情况。
由于与液晶显示器件不同，该发光器件的特征在于没有视角的问题，因为它们是自发光型的。更具体来说，它们比液晶显示器更适合于在户外使用。已经提出了各种使用形式。
EL元件具有将EL层夹在一对电极之间的结构。EL层一般具有多层结构。典型地，阳极/空穴传输层/发射层/电子传输层/阴极的多层结构是著名的，这是由EastmanKodakCompany的Tang提出的。这种结构具有很高的发光效率，为大多数目前正在研究和开发的发光器件所采用。
另外，除了这一点，这些结构可以很好地按照这样的顺序层叠在阳极之上：空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层的结构，或者，空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层的结构。此外，给发光层涂上荧光颜料也是可以接受的。此外，这些层最好都用低分子材料构成或者都用聚合材料构成。
在本说明中，将位于阳极和阴极之间总的层集中称为EL层。因此，认为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层都包括在EL层中。
在本说明中，由阳极、EL层和阴极构成的发光元件称为EL元件。EL元件有两种系统：将EL层构成在两种相互垂直的长条电极之间的系统(简单矩阵系统)和将EL层构成在相反的电极与连接TFT并且按矩阵排列的像素电极之间的系统(主动矩阵系统)。
构成EL层的EL材料一般分为低分子(基于单体的)材料和聚合(基于聚合体的)材料。低分子材料主要通过蒸发来沉积。
EL材料往往出现严重变质，它很容易被存在的氧气或湿气氧化或退化。由于这个缘故，在沉积之后不能进行光刻处理。为了形成图案，需要用具有打开部分的掩膜(以后称之为掩膜)同时进行沉积和分离。因此，几乎已经将所有升华了的有机EL材料沉积在薄膜形成室或墙沉积防护罩(用于防止蒸发材料沉积在薄膜形成室的内墙上的保护板)的内墙上。
在传统的蒸发装置中，将衬底与蒸发源之间的空间设置的比较宽，以提高薄膜厚度的均匀性，这使得装置本身的尺寸较大。此外，由于衬底与蒸发源之间的空间宽，使沉积速度变低，排空薄膜形成室内部所需的时间很长，生产能力下降。
此外，在传统的蒸发装置中，对昂贵的EL材料的利用率大约为百分之一或更低，这种极低的利用率使发光器件的制作成本极高。
发明概述
EL材料非常昂贵，其每克的单价比没克黄金的单价要贵得多。因此，希望尽可能有效地使用它们。但是，在传统的蒸发装置中，对昂贵的EL材料的利用率很低。
本发明的一个目的是提供一种能够提高EL材料的利用率并且在均匀性和生产能力方面性能卓越的蒸发装置。
在本发明中，在蒸发过程中，衬底与蒸发源之间的距离d通常减小到30cm或更小，对蒸发材料的利用率以及生产能力明显提高。由于减小了衬底与蒸发源之间的距离d，因此可以减小薄膜形成室的尺寸。小型化降低了薄膜形成室的容积。因此，可以缩短用于抽真空的时间，可以减少薄膜形成室内部的杂质总量，还可以防止在高纯度的EL材料中混入杂质(湿气和氧气)。按照本发明，将来实现更高纯度的蒸发材料的想法是可行的。
除此之外，本发明的特征在于，在薄膜形成室中，将具有用蒸发材料密封的容器的蒸发源支持器移动到距衬底一定的间距。在本说明中，将具有配备了可移动蒸发源支持器的蒸发装置的制作系统称为移动单元集群系统(movingcellclustersystem)。单个蒸发源支持器可以支持两个或更多坩埚，最好是四个或六个坩埚。在本发明中，蒸发源支持器被移动。这样，当快速移动时，掩膜几乎没有被加热。因此也可以抑制由掩膜热变形引起的沉积失败。
将要在本说明披露的本发明的结构是一种具有沉积装置的制作系统，其中，将蒸发材料从沉积在衬底对面的蒸发源蒸发并且沉积在衬底上，所述系统包括：
一个薄膜形成室，用于放置衬底，所述薄膜形成室包括：
蒸发源；以及
用于移动蒸发源的装置(适合于移动的单元)，
其中，为了进行沉积，蒸发源沿X方向、Y方向或之字形移动。
此外，可以接受的是，将用于旋转衬底的机构布置在薄膜形成室中，为了沉积出厚度非常均匀的薄膜，在蒸发过程中，使衬底旋转和蒸发源移动同时进行。
将要在本说明披露的本发明的结构是一种具有沉积装置的制作系统，在该沉积装置中，将蒸发材料从沉积在衬底对面的蒸发源蒸发并且沉积在衬底上，
一个薄膜形成室，用于放置衬底，所述薄膜形成室具有：
蒸发源；
用于移动蒸发源的装置(适合于移动的单元)；以及
用于旋转衬底的装置(适合于旋转的单元)，
其中，为了进行沉积，使衬底旋转和蒸发源移动同时进行。
可以构成一种多室系统的制作系统。本发明的另一种结构是具有沉积装置的制作系统，该制作系统具有：
一个加载室；
一个与加载室连接的输送室；
一个与输送室连接的薄膜形成室，
其中，薄膜形成室包括：
蒸发源；以及
用于移动蒸发源的装置(适合于移动的单元)，
用于旋转衬底的装置(适合于旋转的单元)，
其中，为了进行沉积，使衬底旋转和蒸发源移动同时进行。
在本结构中，蒸发源与衬底之间的距离的特征为30cm或低于30cm，最好是5到15cm。
在本结构中，薄膜形成室的特征在于与用于对薄膜形成室抽真空的真空处理室连接。
在本结构中，蒸发源的特征在于至少在X方向和Y方向移动。在本结构中，将掩膜布置在衬底与蒸发源之间，该掩膜的特征在于由具有低热膨胀系数的金属材料构成。
在本结构中，蒸发材料的特征在于是有机化合物或金属材料。
当说道主处理时，在该处理中，如氧气和湿气等杂质被混入用于蒸发的EL材料或金属材料中，在蒸发和蒸发处理之前，可以考虑将EL材料或金属材料放入蒸发装置的过程。
一般来说，用于储存EL材料的容器放在用塑料盖封闭的棕色玻璃瓶中，还应该考虑用于储存EL材料的容器的密封度不够。
传统上，在利用蒸发的方法进行沉积的过程中，将盛在容器(玻璃瓶)中的预定量的蒸发材料取出，并且传送到位于面对蒸发装置中的加工件的位置上的容器(通常是坩埚和蒸发器皿)中。在传送操作中，很容易混入杂质。更具体来说，很容易混入氧气、湿气和其它杂质，这是降低EL元件品质的原因之一。
例如，在所述材料从玻璃瓶输送到容器的过程中，考虑人手将在配备有手套的预处理室中的材料输送到蒸发室。但是，当预处理室配备有手套时，不能对该室抽真空，因此在大气压下进行该操作。即使在惰性气体中进行该操作，也很难尽可能减少预处理室中的氧气和湿气。还考虑利用机器人。但是，蒸发材料是粉末，因此很难制造输送机器人。因此很难制造完全密封的系统，使从形成覆盖下面电极的EL层的步骤到形成上面电极的步骤的这些处理步骤都自动进行，以避免混入杂质。
那么，在本发明中，构成了一种制作系统，其中，不将通常为玻璃瓶的传统容器用作存储EL材料的容器，而将EL材料和金属材料直接放在要被放入蒸发装置的容器中，并且在传送之后将它们沉积。本发明实现了防止杂质混入高纯度的EL材料中。或者，当直接放置EL材料的蒸发材料时，不分开放置所获得的蒸发材料，而采用将蒸发材料在放在蒸发装置中的容器中直接升华和提纯。按照本发明，将来实现更高纯度的蒸发材料的想法是可行的。最好将金属材料直接放在要被放入蒸发装置中的容器中，并且通过电阻加热进行蒸发。
所希望的是，使用蒸发装置的发光器件制造商要求材料制造商直接将蒸发材料放入要被放在蒸发装置中的容器中，材料制造商制作或销售蒸发材料。
此外，即使由材料制造商提供高纯度的EL材料，在发光器件制造器中的传统输送操作也总有混入杂质的风险，不能保持EL材料的纯度，这使得在纯度方面受到限制。按照本发明，发光器件制造器与材料制造器合作，努力减少混入的杂质，这可以保持由材料制造器获得的高纯度EL材料。因此，发光器件制造器能够在不降低纯度的情况下进行蒸发。
附图简要说明
通过结合附图考虑下面的详细描述，可以很容易地理解本发明的教导，其中：
图1A和1B示出了实施例1；
图2A和2B为说明例1的截面图；
图3示出了发光器件的顶视图；
图4A、4B和4C为说明例3的截面图；
图5示出了多室系统的制作系统(例4)；
图6示出了移动蒸发源支持器的一个例子；
图7示出了例5；
图8A和8B示出了在设置室中的坩埚传送；
图9A和9B示出了在设置室中传送到蒸发源支持器的坩埚；以及
图10示出了多室系统的制作系统(例7)。
优选实施例描述
以下将对本发明的实施例进行描述。
实施例
图1A和1B示出了本发明的沉积装置。图1A为截面图，图1B为顶视图。
在图1A和1B中，标号11表示薄膜形成室，标号12表示衬底支持器，标号13表示衬底，标号14表示掩膜，标号15表示沉积罩(沉积闸)，标号17表示蒸发源支持器，标号18表示蒸发材料，并且标号19表示经过蒸发的蒸发材料。
在真空度为5×10-3乇(0.665帕)或更低，最好是10-4到10-6帕的薄膜形成室11中进行蒸发。在蒸发过程中，通过预先进行电阻加热对蒸发材料进行蒸发(汽化)。当进行蒸发时，将闸(没有示出)打开，使得材料沿着衬底13的方向飞。经过蒸发的蒸发材料19向上飞，通过位于掩膜14中的打开部分，并且有选择地蒸发到衬底13上。
在蒸发装置中，蒸发源支持由一个坩埚、通过散热元件布置在坩埚外面的加热器、在加热器的外面布置隔热层、用于将它们包住的外壳、围绕该外壳的外面布置的冷却管以及用于打开和关闭外壳的打开部分的闸设备构成，包括坩埚的打开部分。此外，在本说明中，坩埚是一个具有相对较大开口部分的圆桶形容器，它是由BN的烧坯、BN和AlN的混合烧坯、或如石英和石墨等能够抵抗高温、高压和减压的材料构成的。
最好可以由微计算机对沉积速度进行控制。
在图1A和1B中示出的蒸发装置中，在蒸发过程中，通常将衬底13与蒸发源支持器17之间的距离d减小到30cm或以下，20cm或以下更好，最好是5到15cm。这样明显提高了对蒸发材料的利用率和生产能力。
衬底支持器12配备有用于旋转衬底13的机构。支持器配备有用于在薄膜形成室11内部沿着X方向或Y方向移动该支持器的机构，同时蒸发源支持器17保持水平。这里，示出了沿着某个方向移动该支持器的例子，对此没有具体规定。使蒸发源支持器17在二维平面内沿X方向或Y方向移动是可以接受的。可选地，最好蒸发源支持器201可以沿着X方向或Y方向往返移动若干次、斜着移动或沿着弧形移动。蒸发源支持器201可以按照固定的加速度移动。蒸发源支持器201也可以在靠近衬底的边缘部分减速或加速移动。例如，如图6所示的例子，最好使蒸发源支持器201沿着折线移动。在图6中，标号200表示衬底，标号201表示蒸发源支持器，标号202表示蒸发源支持器移动的方向。在图6中，可以在蒸发源支持器201中放置四个坩埚。将蒸发材料203a和蒸发材料203b放在不同的坩埚中。
图1A和1B所示的蒸发装置的特征在于，在蒸发过程中，可以使衬底13的旋转和蒸发源支持器17的移动同时进行，并且由此使沉积在薄膜厚度均匀性方面表现优越。
可以将沉积罩布置在可移动蒸发源支持器17中。最好，在单个蒸发源支持器中提供的有机化合物不必是单一的化合物，它可以是多种化合物。例如，可以在蒸发源中提供用作掺杂剂的另一种有机化合物(掺杂材料)，而不是提供一种用作发光有机化合物的材料。最好，要被沉积的有机化合物层由宿主材料和激发能量低于该宿主材料的发光材料(掺杂材料)构成，将掺杂材料的激发能量设计为低于空穴传输区域的激发能量和电子传输层的激发能量。因此，防止了搀杂材料的分子激发子扩散，并且可以提高搀杂材料的发光效率。当搀杂材料是载流子截留材料时，也可以提高载流子重新组合的效率。能够将三重激发能量转换为光发射的材料作为搀杂材料混入混合区域的情况也包括在本发明中。关于混合区域的形成，最好混合区域具有浓度梯度。
当在单个蒸发源支持器中提供多种有机化合物时，希望将化合物蒸发的方向设置为倾斜的，以便在工件的位置相交，使有机化合物相互混合。如图6所示，为了进行共同蒸发，蒸发源支持器201可以有四种蒸发材料(两种作为蒸发材料a的宿主材料和两种作为蒸发材料b的搀杂材料)。
由于通常将衬底13与蒸发源支持器17之间的距离减小到30cm或更小，最好是5到15cm，掩膜14可能被加热。因此，对于掩膜14来说，希望利用具有低热膨胀系数的金属材料，这样的材料几乎不出现热变形(例如，高熔点金属如钨、钽、铬、镍和钼等或是包含这些元素的合金，以及如不锈钢、铬镍铁合金和耐热镍基合金等材料)。例如，42％镍和58％铁的低热膨胀合金是有名的。为了冷却要被加热的掩膜，最好使该掩膜配备有用于循环冷却介质(冷却水或冷却气体)的装置。
掩膜14用于有选择地沉积薄膜，在薄膜的整个表面上沉积时不需要它。
衬底支持器12安装有永磁铁，它利用磁力将金属制作的掩膜固定，还固定夹在中间的衬底13。这里示出了掩膜与衬底13紧密接触的例子。但是，最好适当地提供一种用于带有一些空间固定衬底的衬底支持器或掩膜支持器。
薄膜形成室11与用于对薄膜形成室抽真空的真空处理室连接。关于真空处理室，提供了磁浮涡轮分子泵、低温泵和干燥密封真空泵。因此，可以将传输室的极限真空度设置为10-5到10-6，并且可以对来自泵侧和排气系统的杂质反向扩散进行控制。为了防止将杂质引入该装置中，将惰性气体如氮气和稀有气体用作要被引入的气体。在将要被引入装置的气体引入该装置之前，利用气体净化器对这些气体进行高度净化。因此，需要提供气体净化器，以便对气体进行高度净化，然后将其引入蒸发装置。因此，可以预先消除包含在气体中的氧气、湿气以及其它杂质。这样就防止了将杂质引入该装置。
最好在薄膜形成室11中提供等离子体生成单元，在没有放入衬底的状态下，在薄膜形成室中生成等离子体(通过对从Ar、H、F、NF3或O中选择的一种或几种气体进行激发产生的等离子体)，为了清洁，将沉积在薄膜形成室的内墙、墙沉积罩或掩膜上的沉积物汽化排放到薄膜形成室外面。这样，可以在保持期间，在不将薄膜形成室暴露在空气中的情况下，对其进行清洁。此外，清洁中被汽化的有机化合物可以通过排气系统收集并对其重复利用。
以下将通过例子，更详细地描述按照这样的结构形成的本发明。
例子
[例1]
这里，按照图2A和2B，对制作有源矩阵发光器件的处理步骤进行举例和描述，该发光器件具有在同一个衬底上的像素部分和驱动电路并且包括EL元件。
首先，如图2A所示，利用众所周知的制作处理步骤，在具有绝缘表面的衬底21上形成薄膜晶体管(下面将其称为TFT)22。在像素部分20a中，形成n沟道TFT和p沟道TFT。这里，在图中示出用于给有机发光元件提供电流的p沟道TFT。用于给有机发光元件提供电流的TFT可以是n沟道TFT或p沟道TFT。在位于像素部分周围的驱动电路20b中，形成n沟道TFT、p沟道TFT以及将它们互补组合的COMS电路。这里，示出了一个例子，其中，按照矩阵形成由透明氧化膜形成的阳极23(ITO(氧化铟锡合金)、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)和氧化锌(ZnO))，然后形成连接TFT的有源层的接线。随后，形成由无机材料或有机材料构成的绝缘薄膜24，用于覆盖阳极23的端部。
然后，如图2B所示，沉积用于形成EL元件的有机化合物层(EL层)。
首先，作为预处理，对阳极23进行清洁。关于清洁阳极表面，在真空中进行紫外线照射或者进行氧等离子体处理，以便清洁阳极表面。关于氧化，最好在将衬底加热到100到120℃的情况下，在包含氧气的空气中进行紫外线照射，在阳极是氧化物如ITO的情况下，这样做是有效的。关于退火，为了清除附着在衬底中的杂质如氧气和湿气以及沉积在衬底上的薄膜中的杂质如氧气和湿气，可以在衬底能够在真空中承受的50℃或更高，最好是65到150℃的加热温度下对衬底进行退火。特别地，EL材料往往被杂质如氧气和湿气退化，因此在蒸发之前在真空进行退火是有效的。
接着，在不暴露在空气中的情况下，将衬底输送到图1A和1B所示的作为沉积装置的薄膜形成室，并且将作为有机化合物层之一的空穴传输层、空穴注入层或发光层适当地层叠在阳极23上。这里，为了进行蒸发，将在作为图1A和1B中示出的蒸发装置的薄膜形成室中提供的蒸发源加热，沉积出空穴注入层25、发光层(R)26、发光层(G)27和发光层(B)28。发光层(R)为发出红光的发光层，发光层(G)为发出绿光的发光层，并且发光层(B)为发出蓝光的发光层。在图1A和1B中示出的沉积装置用于蒸发，它可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
然后，形成阴极29。在图1A和1B中示出的薄膜形成室可以用于形成阴极29。在图1A和1B中示出的沉积装置用于蒸发，它可以显著地提高阴极的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
关于用于阴极29的材料，考虑最好利用具有较小功函数的金属(典型的是在元素周期表中第一族或第二族中的金属元素)或包含它们的合金。功函数越小，发光效率提高的越多。由此，作为用于阴极的材料，包含碱金属之一Li(锂)的合金材料是他们当中的理想材料。阴极也用作全部像素的共用接线，它具有在通过接线的输入端部分的端子电极。
接着，最好利用保护膜、密封衬底或密封罐对衬底进行密封，将有机发光器件与外界完全隔开，以防止外界的物质进入，由于湿气和氧气使EL层氧化，这些物质会引起退化。可以提供干燥剂。
然后，用各向异性的导电材料将FPC(软性印刷电路)联接到输入和输出端部分中的电极上。各向异性的导电材料是由树脂与镀金的直径为几到几百微米的导电颗粒构成的，其中导电颗粒在电气上将在输入和输出部分中的电极与在FPC中形成的接线连接。
最好提供光学膜如由起偏振片和延迟剂构成的循环偏振片，或者，如果需要，安装IC芯片。
按照这些处理步骤，完成了用FPC连接的模块型有源矩阵发光器件。
此外，这里示出了阳极是透明导电膜，按照这样的顺序叠加阳极、有机化合物层和阴极的例子。但是，本发明不限于这种多层结构。可以按照阴极、有机化合物层和阳极的顺序进行分层，或者，阳极可以是一个金属层，按照阳极、有机化合物层和半透明的阴极的顺序进行分层。
这里示出了顶部栅极TFT的例子，作为TFT的结构。但是，本发明能够修改而不必考虑TFT的结构。例如，可以改为底部栅极(逆交叉)的TFT和交叉TFT。
[例2]
图3示出了EL模块的顶视图的外观。在形成了无数TFT的衬底(也将其称为TFT衬底)35中，布置了用于显示的像素部分30、用于驱动在像素部分中的像素的驱动电路31a和31b、用于将布置在EL层之上的阴极连接到互连接线的连接部分、以及用于联结FPC从而连接外部电路的端子部分32。将该模块用用于密封EL元件的衬底和密封材料34进行密封。
在图3中，没有具体表明像素部分的截面图。这里，将图2B中示出的截面图作为例子。图3中示出的模块为进行密封处理之后的产品，其中，将保护膜或者密封衬底联接到具有图2B所示截面结构的产品上。
在衬底上形成绝缘薄膜，在绝缘薄膜的上部形成像素部分和驱动电路。由多个包括电流控制TFT和在电气上连接漏极的像素电极构成像素部分。通过利用包括n沟道TFT和p沟道TFT的CMOS电路形成驱动电路。
最好通过利用众所周知的技术形成这些TFT。
像素电极起发光元件(有机发光元件)的阳极的作用。在像素电极的两端形成称为岸(bank)的绝缘薄膜，在像素电极之上形成有机化合物层和发光元件的阴极。
阴极起由全部像素共用的接线的作用，通过连接接线，阴极在电气上连接到连接FPC的端子部分。用阴极和保护膜覆盖像素部分和驱动电路包括的全部器件。最好用胶粘剂将衬底与覆盖材料(用于密封的衬底)粘结。可以在覆盖材料中布置凹进部分用来放置干燥剂。
本例可以与实施例自由组合。
[例3]
例1示出了制作将顶部栅极TFT(更具体讲，它是平面TFT)作为TFT22的例子。在本例中，使用TFT42而不是TFT22。在本例中使用的TFT42为底部栅极TFT(更具体讲为逆交叉TFT)，最好利用众所周知的制作处理步骤来制作它。
如图4A所示，首先，利用众所周知的制作处理步骤，在具有绝缘表面的衬底41上形成底部栅极的TFT42。这里，示出了形成TFT，然后按照矩阵形成阳极43的例子，阳极43由金属层(从Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn和In只选择的包括一种或多个元素的导电材料)构成。
接着，沉积用于覆盖阳极43端部的绝缘薄膜44，它是由无机材料或有机材料构成的。
然后，如图4B所示，沉积用于形成EL元件的有机化合物层(EL层)。将衬底传送到配备有蒸发源的薄膜形成室，在阳极43之上适当地层叠空穴传输层、空穴注入层或发光层，它们是有机化合物层之一。这里在图1A和1B所示的沉积装置中进行蒸发，沉积出空穴注入层45、发光层(R)46、发光层(G)47和发光层(B)48。在图1A和1B中所示的沉积装置用于蒸发，它可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
接着，利用图1A和1B所示的沉积装置形成应当为下层的阴极49a。图1A和1B所示的沉积装置用于蒸发，它可以显著地提高阴极49a的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。关于应当作为下层的阴极49a，最好使用非常薄的金属膜(通过将铝与合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素联合蒸发而沉积的薄膜)或这些材料的多层。
然后，在阴极49a之上形成电极49b(图4C，对于电极49b，最好使用透明金属氧化膜(ITO(氧化铟锡合金)、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)和氧化锌(ZnO))。图4C所示的多层结构是沿着图中箭头所示的方向发光的情况(光线通过阴极)。由此，最好将半透明的导电材料用作包括阴极的电极。
在本步骤之后的步骤与例1中示出的模块型有源矩阵发光器件的步骤相同，因此这里将其说明省略。
本例可以与实施例、例1或2中的任意一个自由结合。
[例4]
在本例中，图5示出了多室系统的制作系统，其中到制作上部电极之前，制作步骤完全是自动进行的。
在图5中，100a到100k和100m到100u表示门，101表示预处理室，119表示取出室，102、104a、108、114和118表示输送室，105、107和111表示传递室，106R、106B、106G、109、110、112和113表示薄膜形成室，103表示预处理室，117表示密封衬底加载室，115表示分配室，116表示封装室，120a和120b表示盒(chamber)室，121表示支架安装台。
下面将说明预先用TFT22和阳极23形成的衬底在图5所示的制作系统中传送，以形成图2B所示的多层结构的过程。
首先，在盒室120a或盒室120b中放置用TFT和阳极23形成的衬底。当该衬底是大尺寸衬底时(例如，300mm×360mm)，将其放置在盒室120b中。当该衬底是一般衬底时(例如，127mm×127mm)，将其传送到支架安装台121。然后，将几个衬底放入支架中(例如，300mm×360mm)。
然后，将衬底从配备有衬底输送机构的输送室118传送到准备室101。
准备室101与真空处理室连接。最好，将准备室101抽真空，然后引入惰性气体达到大气压。接着，将衬底传送到连接准备室101的输送室102。预先将输送室抽真空以保持真空，以便不存在湿气和氧气。
输送室102与用于对输送室抽真空的真空处理室连接。关于真空处理室，提供了磁浮涡轮分子泵、低温泵或干燥密封真空泵。因此，输送室中的最终的真空度可以达到10-5到10-6Pa，并且可以对从泵侧的杂质反向扩散和排气系统进行控制。为了防止将杂质引入该装置，将惰性气体如氮气和稀有气体用作要引入的气体。在引入该装置之前，用气体净化器对要引入该装置的气体进行高度净化。因此，需要配备气体净化器，以便对气体进行高度净化，然后将其引入该装置。因此，可以预先清除包含在气体中的氧气、湿气和其它杂质。这样，可以防止将杂质引入该装置。
为了清除包含在衬底中的湿气和其它气体，衬底最好在真空中退火以除氧。最好将衬底传送到与输送室102连接的预处理室103进行退火。当需要对阳极表面进行清洁时，最好将衬底传送到与输送室102连接的预处理室103进行清洁。
可以将由聚合物构成的有机化合物层沉积在整个阳极之上。薄膜形成室112是用于沉积由聚合物构成的有机化合物层的薄膜形成室。在本例中，示出了将起空穴注入层25作用的聚(苯乙烯-磺酸盐)/聚(乙二氧基噻吩ethylenedioxythiophene)(PEDOT/PSS)水溶液沉积在整个表面的例子。当通过旋转涂覆、喷墨沉积或者喷射，在薄膜形成室112中进行有机化合物层沉积时，在大气压下将用于沉积的衬底的表面向上放置。在本例中，传送室105配备有用于适当翻转衬底的衬底翻转机构。在用水溶液进行沉积之后，最好将衬底传送到预处理室103并且在真空中进行退火以使湿气汽化。在本例中，示出了对由聚合物构成的空穴注入层25进行沉积的例子。但是，可以在电阻加热的基础上，通过蒸发对由低分子量有机材料构成的空穴注入层进行沉积，或者不特别提供空穴注入层25。
接着，在不暴露到空气中的情况下，将衬底104c从输送室102传送到传送室105。然后，将衬底104c传送到输送室104，并且由输送机构104b将其传送到薄膜形成室106R，以便将发出红光的EL层26适当地沉积在阳极23上。这里，沉积是在电阻加热的基础上通过蒸发进行的。对于薄膜形成室106R来说，在传送室105中，将用于沉积的衬底表面向下放置。在传送衬底之前，最好对薄膜形成室抽真空。
在被抽真空的薄膜形成室106R中进行蒸发，将薄膜形成室106R的真空度减小到例如5×10-3乇(0.665Pa)或以下，最好是10-4到10-6pa。在蒸发过程中，预先进行电阻加热，使有机化合物汽化。在蒸发过程中，将闸(没有示出)打开，使化合物沿着衬底的方向飞。经过汽化的有机化合物向上飞，并且通过金属掩膜中沉积的打开部分，沉积在衬底上。
在本例中，在图1A和1B中示出的沉积装置用于进行沉积。在图1A和1B中示出的沉积装置用于蒸发，这可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
这里，为了提供全颜色，在薄膜形成室106R中对衬底进行沉积，然后，在薄膜形成室106G和106B中对衬底连续进行沉积，以便适当地形成发出红、绿、蓝光的有机化合物层26到28。
在阳极23上形成空穴注入层25和理想的EL层26到28，然后，在不暴露到空气中的情况下，将衬底从输送室104a传送到传送室107。接着，在不暴露到空气中的情况下，将衬底从传送室107传送到输送室108。
此后，在输送室108中提供的输送机构将衬底传送到薄膜形成室110，在电阻加热的基础上，通过蒸发的方法，适当地沉积由金属层构成的阴极29。这里，薄膜形成室110是在用于通过电阻加热进行蒸发的蒸发源中具有Li和Al蒸发装置。
按照这些步骤，制作出图2B中所示的多层结构发光元件。
然后，在不暴露到空气中的情况下，将衬底从输送室108传送到薄膜形成室113，对由氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜构成的保护膜进行沉积。这里，薄膜形成室113是在内部配备有由硅构成的目标(target)、由氧化硅构成的目标或由氮化硅构成的目标的喷射装置。例如，使用由硅构成的目标，在薄膜形成室中的气体设置为氮气或包含氮气和氩气的气体，这使得能够进行氮化硅薄膜沉积。
接着，在不暴露到空气中的情况下，将形成有发光元件的衬底从输送室108传送到传送室111，再将其从传送室111传送到输送室114。
此后，将形成有发光元件的衬底从输送室114传送到封装室116。最好在封装室116中准备好具有密封材料的封装衬底。
将封装衬底从外面装入封装衬底加载室117。为了清除杂质如湿气，最好预先在真空中进行退火。例如，在封装衬底加载室117中对衬底进行退火。当在封装衬底上形成密封材料时，将输送室114设置为大气压，将封装衬底从封装衬底加载室传送到分配室115，以形成与形成有发光元件的衬底粘结的密封材料。然后，将形成有密封材料的封装衬底传送到封装室116。
接着，为了对形成有发光元件的衬底除气，在真空中或者在惰性气体中对衬底退火，然后，将形成有密封材料的封装衬底与形成有发光元件的衬底粘结。这里，示出了在封装衬底上形成密封材料的例子，对其没有具体规定。最好在形成有发光元件的衬底上构成密封材料。
然后，通过在封装室116中提供的紫外线照射机构，将紫外线照射在一套经过粘结的衬底上，以便使密封材料固化。这里，将紫外线可固化树脂用作密封材料，只要是粘结剂，没有其他特殊限制。
接着，将这套经过粘结的衬底从封装室116传送到输送室114，再从输送室114传送到取出室119，将其取出。
如上所述，使用了图5所示的制作系统，直到将其在封闭的空间中封装之前，完全不将发光元件暴露在周围的空气中。由此，能够制作高度可靠的发光器件。在输送室114中重复出现真空和大气压下的氮气，但理想的情况是始终将输送室102、104a和108保持真空。
或者，直列(inline)系统的制作装置是可行的。
下面将说明将预先形成了TFT和阳极的衬底传送到图5所示的制作系统中，并且形成图4C所示的多层结构的过程。
首先，与形成图2A所示的多层结构相似，将形成有TFT和阳极43的衬底放置在盒室120a或盒室120b中。
然后，将衬底从配备有衬底输送机构的输送室118传送到准备室101。接着，将衬底传送到与准备室101连接的输送室102。
为了清除包含在衬底中的湿气和其它气体，最好对衬底在真空中退火以除氧。为了退火，最好将衬底传送到与输送室102连接的预处理室103。当需要清洁阳极表面时，将衬底传送到与输送室102连接的预处理室103进行清洁。
可以在整个阳极之上形成由聚合物构成的有机化合物层。薄膜形成室112是用于沉积由聚合物构成的有机化合物层的薄膜形成室。例如，最好在整个表面上对起空穴注入层45作用的聚(苯乙烯磺酸盐)/聚(乙二氧基噻吩ethylenedioxythiophene)(PEDOT/PSS)水溶液进行沉积。当通过旋转涂覆、喷墨沉积或者喷射，在薄膜形成室112中对有机化合物层进行沉积时，在大气压下将用于沉积的衬底的表面向上放置。传送室105配备有用于适当翻转衬底的衬底翻转机构。在用水溶液进行沉积之后，最好将衬底传送到预处理室103并且在真空中进行热处理以使湿气汽化。
接着，在不暴露到空气中的情况下，将衬底104c从输送室102传送到传送室105，然后，将衬底104c传送到输送室104。由输送机构104b将衬底传送到薄膜形成室106R，将发出红光的EL层46适当地沉积在阳极43上。这里，沉积是利用图1A和图1B所示沉积装置通过蒸发进行的。图1A和1B所示的沉积装置用于蒸发，可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
这里，为了提供全颜色，在薄膜形成室106R中对衬底进行沉积，然后，在薄膜形成室106G和106B中对衬底进行沉积，以便适当地沉积发出红、绿、蓝光的有机化合物层46到48。
在阳极43上形成空穴注入层45和理想的EL层46到48，然后，在不暴露到空气中的情况下，将衬底从输送室104a传送到传送室107。然后，在不暴露到空气中的情况下，再将衬底从传送室107传送到输送室108。
此后，利用在输送室108中配备的输送机构将衬底传送到薄膜形成室110，通过在图1A和1B中示出的沉积装置，沉积由非常薄的金属膜(通过共同沉积的方法，对铝与合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素进行沉积的薄膜)构成的阴极49a(下层)。对由非常薄的金属膜构成的阴极49a(下层)进行沉积。然后，将衬底传送到薄膜形成室109，在这里，利用喷射对由透明导电薄膜形成的电极(上层)49b(ITO(氧化铟锡合金)、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)和氧化锌(ZnO))进行沉积，以便适当形成薄金属层的和透明导电薄膜的电极49a和49b的多层。
按照这些处理步骤，制成图4C中示出的多层结构的发光元件。图4C中示出的多层结构的发光元件沿着图中箭头所示的方向发出光线，与图2B所示发光元件发出的光线相反。
此后的处理步骤与制作图2A所示的具有多层结构的发光器件的过程相同，因此忽略对其的说明。
如上所述，当使用图5所示的制作系统时，可以分别制作图2B中和图4C中所示的多层结构。在图1A和1B中所示的沉积装置用于蒸发，可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、对蒸发材料的利用率以及产量。
本例可以与实施例以及例1到3中的任何一个自由组合。
[例5]
图7示出了本例的制作系统的示意图。
在图7中，标号61a表示第一容器(坩埚)，61b表示第二容器，用于将第一容器与空气分开，以防止第一容器被污染。标号62表示经过高度净化的粉末状EL材料。标号63表示可抽真空室，标号64表示加热单元，标号65表示工件，标号66表示薄膜。标号68表示材料制造器，它是一个生产和净化将被用作蒸发材料的有机复合材料的制造器(典型为原料处理器)，标号69表示具有蒸发装置的发光器件制造器，它是一个发光器件的制造器(典型为生产工厂)。
以下将说明本例的制造系统的流程。
首先，发光器件制造器69向材料制造器68下指令60。材料制造器68按照指令60准备第一容器和第二容器。然后，在充分注意不让杂质(氧气和湿气)混入的情况下，材料制造器在超净室的环境中，在第一容器61a中净化或放置经过高度净化的EL材料62。此后，材料制造器68最好在第二容器61b中密封第一容器61a，以免不必要的杂质附着在超净室环境中的第一容器的里面或外面。在密封过程中，第二容器61b的里面最好为真空或充满惰性气体。最好，在净化或装载经过高度净化的EL材料之前，对第一容器61a和第二容器61b进行清洁。
在本例中，由于后面要进行蒸发，将第一容器61a放在一个室中。第二容器61b可以是一种具有阻挡层特性的包装膜，用于阻止混入氧气和湿气。但是，第二容器最好是具有光屏蔽特性的圆柱形或箱形的硬容器，以便进行自动拾取。
接着，当第一容器61a被密封在第二容器61b中时，材料制造器68进行到发光器件制造器69的输送67。
然后，当第一容器61a被密封在第二容器61b中时，将它们放在可以抽真空的处理室63中。处理室63是一个具有内部提供的加热单元64和衬底支持器(未示出)的蒸发室。此后，对处理室63进行抽真空并且进行清洁，尽可能减少氧气和湿气，将第一容器61a从第二容器61b中取出，然后，在保持真空的情况下将其放入加热单元64。这样就准备了蒸发源。放置工件65(衬底)，使其面对第一容器61a。
接着，用于进行电阻加热的加热单元64对蒸发材料进行加热，并且薄膜66可以被沉积在面对蒸发源的工件表面上。这样得到的沉积薄膜66不含杂质。当将沉积薄膜66用于完成发光元件时，可以实现高可靠性和高亮度。
这样，在从未暴露在空气中的情况下，将第一容器61a放入处理室63，可以在将纯度保持在已经由材料制造器装载蒸发材料62的水平的情况下，进行蒸发。材料制造器直接将EL材料装载到第一容器61a中，它可以提供发光器件制造器正好需要的量，并且可以有效地利用相对昂贵的EL材料。
在基于电阻加热的传统的蒸发方法中，对材料的利用率很低。例如，以下是一种提高利用率的方法。在维护蒸发装置时候，将新的EL材料装载入坩埚，在这种状态下进行第一次蒸发，然后，保留未被蒸发的剩余材料。然后，在下一次沉积时，将新的EL材料补充在剩余材料之上进行蒸发，在后续的蒸发中反复补充，直到进行维护之前。这种方法可以提高利用率，但是该方法会使剩余材料受到污染。操作者补充材料，因此在补充过程中有可能将氧气和湿气混入蒸发材料，使纯度下降。将坩埚重复若干次用于蒸发，在维护时将其丢弃。为了防止被杂质污染，可以考虑每次进行蒸发时将新EL材料放入坩埚，并且在每次蒸发后将坩埚丢弃，但制作成本提高。
该制作系统可以取消传统的盛放蒸发材料的玻璃瓶以及将材料从玻璃瓶输送到坩埚的操作，这样可以防止混入杂质。除此之外，也可以提高产量。
按照本例，能够实现完全自动的制作系统以提高产量，能够实现完全封闭的系统，该系统能够防止杂质混入由材料制造器68净化的蒸发材料中。
EL材料是为了说明所举的例子。但是，在本例中，也可以在电阻加热的基础上，通过蒸发对作为阴极和阳极的金属层进行沉积。当利用电阻加热形成阴极时可以在不改变TFT22的电气特性(导通电流、关断电流、Vth和S值)的情况下，制作EL元件。
对于金属材料，可以按照相似的方式将金属材料预先盛放在第一容器中，像现在这样将第一容器放在蒸发装置中，并且利用电阻加热使金属蒸发，从而沉积出薄膜。
本例可以与实施例以及例1到4中的任何一个自由组合。
[例6]
在本例中，将结合图8A，详细描述用于输送的容器的形式。用于输送的第二容器具有上部分721a和下部分721b。该第二容器具有：位于第二容器的上部分中，用于固定第一容器的固定单元706；用于给固定单元施加压力的弹簧705；一个位于第二容器下部分的气体入口708，它是一个用于减少和保持第二容器中的压力的气体管线；一个用于将上容器721a与下容器721b固定的O形环；以及一个紧固件702。在第二容器中，放入密封有经过净化的蒸发材料的第一容器701。第二容器最好是由包括不锈钢的材料构成的，而第一容器701是由含钛的材料构成的。
在材料制造器中，将经过净化的蒸发材料密封在第一容器701中。然后，通过0形环将第二容器的上部分721a放在第二容器的下部分721b上，紧固件702将上容器721a与下容器721b固定，然后将第一容器701密封在第二容器中。此后，通过气体入口708对第二容器的内部减压，并且用氮气进行替换，对弹簧705进行控制，利用固定单元706固定第一容器701。最好在第二容器中放入干燥剂。按照这样的方式，当第二容器的内部保持真空、减压或氮气时，即使是少量的氧气和湿气，也可以防止其附着到蒸发材料上。
在该状态下，将这些容器输送到发光器件制造器，将第一容器放入薄膜形成室。此后，通过加热使蒸发材料升华，以便沉积出薄膜。
理想的是，以相似的方式，在不暴露到空气中的情况下，将其它部件如薄膜厚度监视器(石英谐振器)和闸输送并放入蒸发装置中。
在本例中，薄膜形成室与设置室连接，在设置室中将在不暴露到空气中的情况下被密封在容器中的坩埚(它被充满蒸发材料)从容器中取出，以便将坩埚放置在蒸发源支持器中。在不暴露到空气中的情况下，利用传送机器人从设置室输送坩埚。最好，设置室配备有抽真空的单元和用于对坩埚进行加热的加热单元。
以下将结合图8A和8B，对将第一容器701放入薄膜形成室的机构进行描述，第一容器被密封在第二容器721a和721b中进行输送。
图8A示出了具有用于固定盛放了第一容器的第二容器721a和721b的旋转台713、用于输送第一容器的输送机构以及提升机构的设置室713的截面图。设置室的位置与薄膜形成室相邻，并且可以由气体控制单元通过气体入口控制设置室中的气体。本例的输送机构不限于图8B所示在第一容器701上面将第一容器夹住(拾取)进行传送的结构。可以采用从侧面夹住第一容器进行传送的结构。
在这个设置室中，将第二容器放在旋转台713上，而将紧固件702去掉。其里面是真空状态，因此去掉紧固件702时，第二容器不断开。然后，气体控制单元减小设置室里面的压强。当设置室里面的压强变得与第二容器里面的压强相等时，很容易将第二容器打开。提升机构711将第二容器的上部分721a移开，并且旋转台713以旋转轴712作为轴进行旋转，使第二容器的下部分和第一容器移动。然后，输送机构将第一容器701输送到薄膜形成室，并且将第一容器701放在蒸发源支持器(没有示出)里面。
此后，位于蒸发源支持器中的加热单元使蒸发材料升华，开始沉积。在这个沉积过程中，当位于蒸发源支持器中的闸(没有示出)打开时，升华的蒸发材料沿着要被沉积的衬底的方向飞过衬底，并且沉积出发光层(包括空穴传输层、空穴注入层、电子传输层和电子注入层)。
接着，完成蒸发之后，将第一容器从蒸发源支持器中拾起，输送到设置室，放在置于旋转台713之上的第二容器(没有示出)的下容器上，并且用上容器721a密封。此时，最好按照传送的组合将第一容器、上容器、和下容器密封。在这种情况下，使设置室805处于大气压下。将第二容器从设置室中取出，用紧固件702固定，并且传送到材料制造器。
图9A和9B示出了可以保持多个第一容器911的设置室的例子。在图9A中，设置室905具有可以保持多个第一容器911或第二容器912的旋转台907、用于传送第一容器的传送机构902b和提升机构902a。薄膜形成室906具有蒸发源支持器903和支持器移动机构(这里没有示出)。图9A示出了顶视图，图9B示出了设置室里面的透视图。设置室905配备有与薄膜形成室906相邻的闸阀900，并且气体控制单元通过气体入口对设置室中的气体进行控制。在图中没有示出，安排移开的上部分(第二容器)912的地方是分开布置的。
或者，可以在与薄膜形成室连接的预处理室(设置室)中配备机器人，使机器人将每个蒸发源从薄膜形成室移动到预处理室，并且使机器人能够在预处理室的蒸发源中布置蒸发材料。更具体地说，可以接受在其中将蒸发源移动到预处理室的制作系统。因此，可以在保持薄膜形成室清洁的情况下，设置蒸发源。
本例可以与实施例和例1到5中的任意一个自由组合。
[例7]
在本例中，图10示出了从第一电极形成到封装的处理步骤全部自动进行的多室系统的制作系统的例子。
图10是一个多室制作系统，具有门500a到500y，输送室502、504a、508、514和518，传送室505、507和511，准备室501，第一薄膜形成室506H，第二薄膜形成室506B，第三薄膜形成室506G，第四薄膜形成室506R，薄膜形成室506E，其它薄膜形成室509、510、512、513、531、和532，用于设置蒸发源的蒸发室526R、526G、526B、526E和526H，预处理室503a和503b，封装室516，掩膜储存室524、封装衬底储存室530，盒室520a和520b，托盘安装台521和取出室519。输送室504a配备有用于输送衬底504c的传送机构504b，并且其它输送室也相似地配备有各自的传送机构。
下面，示出了将预先形成有阳极(第一电极)和用于覆盖阳极末端部分的绝缘子(阻挡壁)的衬底传递到图10所示系统中，以便制作发光器件的过程。在制作有源矩阵发光器件的情况下，衬底由多个连接到阳极的薄膜晶体管(电流控制TFT)和其它晶体管(如开关TFT)以及也由薄膜晶体管构成的驱动电路预先形成。也是在制作有源矩阵发光器件的情况下，可以通过图10所示的制作系统对其进行制作。
首先，将衬底放在盒室520a或盒室520b中。当该衬底是大尺寸衬底时(例如，300mm×360mm)，将其放置在盒室520b中。当该衬底是一般衬底时(例如，127mm×127mm)，将其放在盒室520a中并传送到支架安装台521。将多个衬底放在支架上(例如，300mm×360mm)。
将放在盒室中的衬底(形成有阳极和用于覆盖阳极末端部分的绝缘子的衬底)传送到输送室518。
为了减少点缺陷，在将衬底放在盒室中之前，最好用浸泡了表面活性剂(弱碱性)的多孔海绵(通常该海绵是由PVA(聚-乙烯醇)和尼龙制造的)对第一电极(阳极)的表面进行清洁，以清除该表面上的灰尘和污垢。作为清洁机构，可以采用具有沿着与衬底表面平行的轴线旋转，以接触衬底表面的旋转刷(由PVA制造的)的清洁设备，或者具有沿着与衬底表面垂直的轴线旋转，以接触衬底表面的盘刷(由PVA制造的)的清洁设备。为了清除包含在衬底中的湿气和其它气体，在沉积包含有机化合物的薄膜之前，最好对衬底退火，在真空中进行排气。为了退火，最好将衬底传送到与输送室518连接的烘焙室523。
接着，将衬底从配备有衬底输送机构的输送室518传送到准备室501。在本例的制作系统中，安装在输送室518中的机器人可以将衬底翻转，它可以将衬底反过来传送到准备室501。在本例中，将输送室518始终保持为大气压。准备室501与真空处理室连接，它最好被抽真空，引入惰性气体并且保持为大气压。
接着，将衬底传送到与准备室501连接的输送室502。最好预先将输送室502抽真空并保持真空，以便使存在的湿气和氧气尽可能少。
关于真空处理室，提供了磁浮涡轮分子泵、低温泵或干燥密封真空泵。因此，输送室中的最终的真空度可以达到10-5到10-6Pa，并且可以对来自泵侧的杂质反向扩散和排气系统进行控制。为了防止杂质混入该装置，将惰性气体如氮气和稀有气体用作要引入的气体。在引入该装置之前，用气体净化器对要引入该装置的气体进行高度净化。因此，需要配备气体净化器，以便对气体进行高度净化，再将其引入该装置。因此，可以预先清除包含在气体中的氧气、湿气和其它杂质。这样，可以防止将杂质引入该装置。
在将已经沉积在不必要的位置上的包含有机化合物的薄膜清除的情况下，最好将衬底传送到预处理室503a，以便有选择地清除多层有机化合物薄膜。预处理室503a具有等离子生成单元，用于对从Ar、h、F、和O中选择的一种或多种气体进行激发，生成用于干蚀刻的等离子。掩膜用于有选择地仅将不需要的部分清除。可以在预处理室503a提供紫外线照射机构，以便照射紫外线，作为阳极表面处理。
为了消除收缩，最好在紧接着沉积有机化合物薄模之前，在真空下对衬底进行加热。为了在预处理室503b中彻底清除包含在衬底中的湿气和其它气体，在真空中(5×10-3乇(0.665Pa)或以下，最好是10-4到10-6Pa)对衬底退火，用于除氧。在预处理室503b中，将平面加热器(典型为外皮加热器)用于对多个衬底均匀加热。可以将多个平面加热器布置为用平面加热器将衬底夹在中间，从两侧对其加热。当然，平面加热器可以从一侧对衬底加热。特别地，当有机树脂薄膜被用作层间绝缘材料或阻挡壁的材料时，某些有机树脂材料有吸收湿气的趋势，往往需要进一步除氧。因此，有效的是在真空中进行加热，其中，在100到250℃、最好是150到200℃对衬底进行30分钟或更长时间的退火，然后进行自然冷却，例如，30分钟，从而在沉积包含有机化合物的层之前，清除所吸收的湿气。
然后，在真空中进行加热之后，将衬底从输送室502传送到传送室505，再在不暴露到空气中的情况下，将衬底从传送室505传送到输送室504a。
接着，将衬底适当地传送到与输送室504a连接的薄膜形成室506R、506G、506B和506E，以便在衬底上沉积将作为空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层或电子注入层的低分子量有机化合物层。或者，可以将衬底从输送室102传送到薄膜形成室506H进行蒸发。
或者可以在薄膜形成室512中，在大气压或减压下，通过喷墨沉积或旋转涂覆沉积出由聚合物材料构成的空穴注入层。或者，最好将衬底垂直放置，以便通过喷墨沉积在真空中进行沉积。可以在用于进行烘焙的第一电极(阳极)的整个表面上涂覆起空穴注入层(阳极缓冲层)作用的聚(苯乙烯磺酸盐)/聚(乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS)水溶液、聚苯胺/樟脑磺酰水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et-PTPDEK或PPBA。在烘焙过程中，在烘焙室523中对衬底进行烘焙。当通过利用旋转涂覆的涂覆方法沉积由聚合物材料构成的空穴注入层时，提高了平整度并且在其上沉积的薄膜的覆盖和薄膜厚度均匀性可以非常好。特别地，使发光层的薄膜厚度变得均匀，从而可以得到均匀的发光。在这种情况下，最好通过涂覆的方法沉积空穴注入层，然后，在紧接着通过蒸发的方法进行沉积之前，在真空下对衬底加热(100到200℃)。最好在预处理室503b中，在真空下对衬底加热。例如，用海绵对第一电极(阳极)的表面进行清洁，并且将衬底传送到盒室和薄膜形成室512，以便通过旋转涂覆，在整个表面上涂覆厚度为60nm的聚(苯乙烯磺酸盐)/聚(乙二氧基噻吩)(PEDOT/PSS)水溶液。然后，将衬底传送到烘焙室523，在80℃的温度下预烘焙十分钟，在200℃的温度下烘焙一个小时。在紧接着蒸发之前，再将衬底传送到预处理室503b，在真空中加热(在170℃的温度下加热30分钟，并且冷却30分钟)。然后，在不暴露到空气中的情况下，将衬底传送到薄膜形成室506R、506G和506B，通过蒸发的方法沉积发光层。特别地，当将ITO薄膜用作阳极材料并且在表面上存在凹坑和凸起时，形成厚度为30nm或更厚的PEDOT/PSS薄膜。因此，可以减少影响。
当将PEDOT/PSS涂覆在ITO薄膜表面上时，它不具有良好的润湿性。因此，最好，通过旋转涂覆来涂覆PEDOT/PSS溶液第一次，用纯水洗该表面以提高润湿性，再通过旋转涂覆涂覆PEDOT/PSS溶液第二次，并且烘焙该衬底，得到均匀性良好的沉积。在第一次涂覆之后，用纯水清洗以改善表面，这样也可以获得清除细小颗粒的优点。
当通过旋转涂覆沉积PEDOT/PSS时，将其沉积在整个表面上。因此，最好有选择地将端面、边缘部分、衬底的端子部分以及阴极与低层接线的连接区域清除。最好在预处理室503a中用掩膜通过O2灰化(ashing)进行有选择地清除。
这里，将描述薄膜形成室506R、506G、506B、506E和506H。
薄膜形成室506R、506G、506B、506E和506H中的每一个都配备有可移动蒸发源支持器。准备多个蒸发源支持器以使多个容器(坩埚)用EL材料适当密封，并且在这样的状态下将这些支持器放在薄膜形成室中。在薄膜形成室中，将衬底面朝下放置，用CCD调整掩膜的位置，以便通过电阻加热进行蒸发，从而进行有选择的沉积。该掩膜被储存在掩膜储存室524中，并且在蒸发过程中被适当地传送到薄膜形成室。在蒸发过程中，掩膜储存室是空的，由此在沉积或处理之后，可以将衬底储存。薄膜形成室532是一个备用的薄膜形成室，用于形成包含有机化合物的层或金属材料层。
最好，将以下说明的制作系统用于在薄膜形成室中放置EL材料。更具体来说，最好将预先由材料制造器将EL材料盛放在其中的容器(典型为坩埚)用于蒸发。在不暴露到空气中的情况下放置坩埚更好。当从材料制造器传送时，最好当坩埚密封在第二容器中时，将其带入薄膜形成室。理想地，将设置室526R、526G、526B、526H和526E设置为真空或惰性气体，在设置室中将坩埚从第二容器中取出，并将坩埚放在薄膜形成室中。设置室具有抽真空单元，它们分别与薄膜形成室506R、506G、506B、506H和506E连接。图8A和8B或图9A和9B示出设置室的一个例子。因此，可以防止坩埚和盛放在坩埚中的EL材料被污染。在设置室526R、526G、526B、526H和526E中可储存金属掩膜。
适当选择放在薄膜形成室506R、506G、506B、506H和506E中的EL材料，由此可以制作由全部发光元件发出单色(具体为白色)或全色(具体为红绿蓝)光的发光元件。例如，当制作绿色发光元件时，在薄膜形成室506H中形成空穴传输层或空穴注入层，在薄膜形成室506G中形成发光层(G)，在薄膜形成室506E中形成电子传输层或电子注入层，然后形成阴极。由此可以得到绿色发光元件。例如，当制作全色发光元件时，在薄膜形成室506R中使用用于红色的掩膜，以便顺序地形成空穴传输层或空穴注入层、发光层(R)和电子传输层或电子注入层。在薄膜形成室506G中使用用于绿色的掩膜，以便顺序地形成空穴传输层或空穴注入层、发光层(G)和电子传输层或电子注入层。在薄膜形成室506B中使用用于蓝色的掩膜，以便顺序地形成空穴传输层或空穴注入层、发光层(B)和电子传输层或电子注入层，然后形成阴极。由此可以得到全色发光元件。
发出白光的有机化合物层主要被分为具有红绿蓝三原色的三波段型以及在形成具有不同颜色发光层的情况下，利用蓝/黄或青/橙等补色关系的两波段型。在单个薄膜形成室中可以制作白色发光元件。例如，当利用三波段型获得白色发光元件时，准备好配备有多个安放了多个坩埚的蒸发源支持器的薄膜形成室。将芳香二元胺(TPD)密封在第一蒸发源支持器中，将p-EtTAZ密封在第二蒸发源支持器中，将Alq3密封在第三蒸发源支持器中，将添加了构成红色发光染料的尼罗红的Alq3密封在第四蒸发源支持器中，并且将Alq3密封在第五蒸发源支持器中。在该状态下，支持器被放在不同的薄膜形成室中。然后，第一到第五蒸发源顺序开始移动，使衬底经过蒸发形成层。更具体来说，通过加热使TPD从第一蒸发源支持器升华，并且沉积在整个衬底表面上。然后，使p-EtTAZ从第二蒸发源支持器升华，使Alq3从第三蒸发源支持器升华，使Alq3∶NileRed从第四蒸发源支持器升华，使Alq3从第五蒸发源支持器升华，并且使它们沉积在整个衬底表面上。此后，形成阴极，于是就可以获得白色光发光元件。
按照这些处理步骤，适当地形成包含有机化合物的层，然后将衬底从输送室504a传送到传送室507。在不暴露到空气中的情况下，再将衬底从传送室507传送到输送室508。
然后，安装在输送室508中的输送机构将衬底从输送室508传送到薄膜形成室510，并且形成阴极。阴极是通过利用电阻加热的蒸发方法形成的无机物薄膜(通过铝与合金如MgAg、MgIn、AlLi和CaN或元素周期表中第一族或第二族中的元素联合蒸发而形成的薄膜，或者多层这样的薄膜)。或者，可以通过喷射形成阴极。
当制作顶部发光的发光器件时，阴极最好是透明的或半透明的。最好形成由金属膜(1到10nm)构成的薄膜或者由金属膜(1到10nm)和透明导电薄膜构成的多层薄膜，作为阴极。在这种情况下，最好在薄膜形成室509中通过喷射，沉积透明导电薄膜(ITO(氧化铟锡合金)、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)和氧化锌(ZnO))。
按照这些步骤，制成多层结构的发光器件。
可以将衬底传送到与输送室508连接的薄膜形成室513，并且形成由氮化硅薄膜或氮氧化硅薄膜构成的保护膜用于封装。这里，在薄膜形成室513中，提供由硅构成的目标、由氧化硅构成的目标或由氮化硅构成的目标。例如，使用硅构成的目标，并且使薄膜形成室中的气体为氮气或包含氮气和氩气的气体。由此，可以在阴极上沉积氮化硅薄膜。或者，最好沉积主要成分为碳(DLC薄膜、CN薄膜和无定形碳薄膜)的薄膜作为保护膜。也可以通过CVD分别提供薄膜形成室。也可以通过等离子CVD(典型为RF等离子CVD、微波CVD、电子回旋加速器谐振源(ECR)CVD和热灯丝CVD)、火焰燃烧技术、喷射、离子束蒸发和激光蒸发，沉积类金刚石碳薄膜(也称为DLC薄膜)。关于用于沉积的反应气体，使用氢气和碳氢基气体(例如，CH4、C2H2和C6H6)，通过辉光放电将它们电离，将离子加速，碰撞负自偏阴极，进行沉积。对于CN薄膜，最好用C2H4气体N2气体作为用于沉积的反应气体。DLC薄膜和CN薄膜对可见光透明或半透明的绝缘薄膜。对可见光透明是指对可见光的透明度为80-100％，对可见光半透明是指对可见光的透明度为50-80％。
在本例中，在阴极上形成由第一无机绝缘薄膜、应力缓和薄膜和第二无机绝缘薄膜的多层构成的保护层。例如，形成阴极后，将衬底传送到薄膜形成室513以沉积第一无机绝缘薄膜，将衬底传送到薄膜形成室532以通过蒸发法，沉积具有吸水性和透明度的应力缓和薄膜(包含有机化合物的层)。再将衬底传送到薄膜形成室513以沉积第二无机绝缘薄膜。
接着，在不暴露到空气中的情况下，将形成有发光元件的衬底从输送室508传送到传送室511，并且从传送室511传送到输送室514。然后，将形成有发光元件的衬底从输送室514传送到封装室516。
将密封衬底从外面放入加载室517作为准备。为了清除杂质如湿气，最好预先在真空中对该衬底退火。然后，当在密封衬底上形成用于粘结形成有发光元件的衬底的密封材料时，在密封室527中形成密封材料，并且形成有密封材料的封装衬底传送到封装衬底储存室530。可以在密封室527中将干燥剂处理在封装衬底中。这里示出在封装衬底上形成密封材料的例子，对其没有特别的规定。可以在形成有发光元件的衬底上形成密封材料。
此后，在封装室516中，将该衬底粘结到封装衬底上，并且通过安装在封装室516中的紫外线照射机构，将紫外线照射在一套经过粘结的衬底上，固化密封材料。这里，将UV可固化树脂用作密封材料，只要是粘结剂，没有特殊限制。
接着，将这套经过粘结的衬底从封装室516传送到输送室514，并且从输送室514传送到取出室519并将其取出。
如上所述，使用图10所示制作系统，完全避免了在将发光元件密封在封闭的空间里以前将其暴露在空气中。因此可以制作高可靠发光器件。在输送室514中，在大气压下传送衬底，但可以重复真空和大气压下的氮气，以便清除湿气。然而，理想的情况是将输送室502、504a和508始终保持真空。输送室518始终是大气压。
此处附图中未示出，安装了用于对各个处理室中的操作进行控制的控制系统，用于对各个处理室之间输送衬底进行控制的控制系统以及用于对将衬底传送到各个处理室的路线进行控制的控制系统用于自动化。
或者，在图10所示的制作系统中，可以在其中引入了形成有作为阳极的透明导电薄膜(或金属薄膜(TiN))的衬底中制作顶部发光的(或顶部和底部发光的)发光元件，沉积包含有机化合物的层，并且沉积透明或半透明阴极(例如，多层薄金属膜(Al，Ag)和透明导电薄膜)。顶部发光的发光元件是指使光穿过阴极并且发出由有机化合物层产生的光的元件。
或者，在图10所示的制作系统中，可以在其中引入了形成有作为阳极的透明导电薄膜(或金属薄膜(TiN))的衬底中制作底部发光的(或顶部和底部发光的)发光元件，沉积包含有机化合物的层，并且沉积由金属膜(Al，Ag)构成的阴极。底部发光的发光元件是指使有机化合物层发出的光从作为透明电极的阳极照向TFT并且穿过衬底的元件。
本例可以与实施例、例1、2、3、5或6自由组合。
本发明的沉积装置用于蒸发，它可以显著地提高有机化合物层的薄膜厚度的均匀度、蒸发材料的利用率以及产量。

Claims (28)

1.一种制作系统，具有沉积装置，其中，蒸发材料从位于衬底对面的蒸发源蒸发，并沉积在衬底上，所述系统包括：
一个薄膜形成室，在其中放置衬底，所述薄膜形成室包括：
蒸发源；
用于移动蒸发源的装置；以及
用于旋转衬底的装置，
其中，衬底被移动，同时蒸发源被旋转以便沉积。
2.如权利要求1所述的制作系统，其中，蒸发源与衬底之间的距离为30cm或更小。
3.如权利要求1所述的制作系统，其中，薄膜形成室与用于对薄膜形成室抽真空的室连接。
4.如权利要求1所述的制作系统，其中，蒸发源至少沿X方向和Y方向移动。
5.如权利要求1所述的制作系统，其中，蒸发材料包括有机化合物材料。
6.如权利要求1所述的制作系统，所述用于移动蒸发源的装置为蒸发源支持器。
7.如权利要求1所述的制作系统，所述用于旋转衬底的装置是衬底支持器。
8.一种制作系统，具有沉积装置，该系统包括：
一个加载室；
一个与加载室连接的输送室；以及
一个与输送室连接的薄膜形成室，
其中，薄膜形成室包括：
一个蒸发源；
用于移动蒸发源的装置；以及
用于旋转衬底的装置，
其中，衬底被移动，同时蒸发源被旋转以便沉积。
9.如权利要求8所述的制作系统，其中，蒸发源与衬底之间的距离为30cm或更小。
10.如权利要求8所述的制作系统，其中，薄膜形成室与用于对薄膜形成室抽真空的室连接。
11.如权利要求8所述的制作系统，其中，蒸发源至少沿X方向和Y方向移动。
12.如权利要求8所述的制作系统，其中，蒸发材料包括有机化合物材料。
13.如权利要求8所述的制作系统，所述用于移动蒸发源的装置为蒸发源支持器。
14.如权利要求8所述的制作系统，所述用于旋转衬底的装置是衬底支持器。
15.一种制作系统，具有沉积装置，其中，蒸发材料从位于衬底对面的蒸发源蒸发，并沉积在衬底上，所述系统包括：
一个薄膜形成室，在其中放置衬底，所述薄膜形成室包括：
蒸发源；
用于移动蒸发源的装置；并且
其中，蒸发源沿着Z字形移动。
16.如权利要求15所述的制作系统，其中，蒸发源与衬底之间的距离为30cm或更小。
17.如权利要求15所述的制作系统，其中，薄膜形成室与用于对薄膜形成室抽真空的室连接。
18.如权利要求15所述的制作系统，其中，蒸发源至少沿X方向和Y方向移动。
19.如权利要求15所述的制作系统，其中，蒸发材料包括有机化合物材料。
20.如权利要求15所述的制作系统，所述用于移动蒸发源的装置为蒸发源支持器。
21.一种制作系统，具有沉积装置，该制作系统包括：
一个加载室；
一个与加载室连接的输送室；以及
一个与输送室连接的薄膜形成室，
其中，薄膜形成室包括：
一个蒸发源；
用于移动蒸发源的装置；并且
其中，蒸发源沿着Z字形移动。
22.如权利要求21所述的制作系统，其中，蒸发源与衬底之间的距离为30cm或更小。
23.如权利要求2 1所述的制作系统，其中，薄膜形成室与用于对薄膜形成室抽真空的室连接。
24.如权利要求21所述的制作系统，其中，蒸发源至少沿X方向和Y方向移动。
25.如权利要求21所述的制作系统，其中，蒸发材料包括有机化合物材料。
26.如权利要求21所述的制作系统，所述用于移动蒸发源的装置为蒸发源支持器。
27.一种发光器件的制作方法，该方法包括：
在薄膜形成室中旋转衬底；
在薄膜形成室中从蒸发源蒸发包括有机化合物的蒸发材料；
改变蒸发源与衬底的相对位置；以及
在薄膜形成室中将包括所述有机化合物的层沉积在所述衬底上。
28.一种发光器件的制作方法，该方法包括：
在薄膜形成室中从蒸发源蒸发包括有机化合物的蒸发材料；
沿着Z字形改变蒸发源与衬底的相对位置；以及
在薄膜形成室中将包括所述有机化合物的层沉积在所述衬底上。
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