CN1450197A - 蒸镀方法及显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是在蒸镀工序中，控制由掩膜所导致的对于基板表面的损害。是通过在磁铁(120)与由磁性材料所构成的掩膜(1)之间插入玻璃基板(130)，并使玻璃基板(130)与掩膜(1)密接。由蒸镀源(140)通过掩膜(1)的开口部(2)在玻璃基板(130)的表面进行有机EL元件材料的蒸镀，从而形成有机EL元件的图案。并对与掩膜(1)的玻璃基板(300)表面相对一侧的表面实施粗糙化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸镀方法和显示装置的制造方法，特别涉及一种使蒸镀掩膜密接于基板的表面，并使蒸镀源遍布整个上述基板地移动，同时通过设置于上述蒸镀掩膜的若干个开口部，将蒸镀材料蒸镀在上述基板的表面，从而形成图案的蒸镀方法及显示装置的制造方法。
背景技术
近年来，采用电致发光(Electro Luminescence：以下称“EL”)元件的EL显示装置，因为可取代CRT或LCD的显示装置而受到瞩目，例如，作为用以驱动该EL元件的开关元件的具有薄膜晶体管(Thin FilmTransistor：以下称“TFT”)的EL显示装置的研究开发也正在进行以作为驱动该EL元件的开关元件的EL显示装置的研究开发也在进行当中。
图10表示现有EL显示装置的平面图，图11表示沿图10中的B-B线的剖面图。在具有栅极电极11的栅极信号线51和漏极信号线52的交点附近具有TFT。该TFT的漏极与漏极信号线52相连，且栅极与栅极信号线51相连，而且源极与EL元件的阳极61相连。
在由玻璃、合成树脂等构成的基板或具有导电性的基板或半导体基板等的基板10上，将TFT和有机EL元件依次层积，形成显示像素110。但是，当采用具有导电性的基板以及半导体基板作为基板10时，是在这些基板10上形成SiO2、SiN等绝缘膜后，再形成TFT。
首先，在绝缘性基板10上形成由铬(Cr)等高熔点金属形成的栅极电极11，然后，在其上依次形成栅极绝缘膜12、以及由p-Si膜所构成的有源层13。
在该有源层13上，设有：位于栅极电极11上方的沟道13c；在该沟道13c的两侧，将沟道13c上的阻挡(Stopper)绝缘膜14屏蔽并进行离子掺杂，再以抗蚀剂将栅极电极11的两侧覆盖并进行离子掺杂，在栅极电极11的两侧形成低浓度区域和在该低浓度区域外侧形成高浓度区域的源极13s与漏极13d。即所谓的低掺杂漏极LDD(Lightly DopedDrain)构造。
然后，在整个栅极绝缘膜12、有源层13和阻挡绝缘膜14上，按照SiO2膜、SiN膜以及SiO2膜的顺序层积形成层间绝缘膜15，并将Al等金属填充于与漏极13d对应而设置的接触孔中形成漏极电极16。然后使整个面，例如由有机树脂形成的表面上平坦化，形成平坦化绝缘膜17。然后，在与该平坦化绝缘膜17的源极13s对应的位置上形成接触孔，而在平坦化绝缘膜17上形成了兼具有：由通过该接触孔与源极13s相接触的ITO(Indium Tin Oxide)构成的源极电极18的EL元件的阳极61。然后，在该阳极61上形成EL元件60。
有机EL元件60的一般构造是，由ITO(Indium Tin Oxide)等透明电极构成的阳极61、由MTDATA(4，4-二(3-甲基苯基苯基氨基)联苯)(4，4-bis(3-methyl-phenylphenylamino)biphenyl)形成的第1空穴输送层和由TPD(4，4，4-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺)(4，4，4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylanine)形成的第2空穴输送层所构成的空穴输送层62、由包含喹吖(二)酮(Quinacridone)衍生物的Bebq2(10-苯并[h]喹啉酚-铍络合物)形成的发光层63、以及由Bebq2形成的电子输送层64、由镁·铟合金或铝或铝合金所构成的阴极65的顺序层积形成。
有机EL元件60是使由阳极61注入的空穴与由阴极65注入的电子在发光层的内部再结合，并激发形成发光层的有机分子而产生激发子。在该激子放射钝化的过程中由发光层发光，该光会从透明的阳极61经由透明绝缘基板放出至外部而进行发光。
另外，上述技术揭示于例如日本特开平11-283182号公报。
用于上述有机EL元件60的空穴输送层62、发光层63、电子输送层64的有机EL材料，由于具有耐溶剂性低且不耐水的特性，因此在半导体制造过程中无法利用光影技术。因此，通过所谓使用掩膜的蒸镀来形成有机EL元件60的空穴输送层62、发光层63、电子输送层64的图案。
然后，参照图12～图15说明有关通过有机EL材料的蒸镀形成图案的方法。首先，在图12中，100为真空蒸镀装置，101为并设于真空蒸镀装置100中的排气系统，109为设置在真空蒸镀装置的真空腔室内的支撑台，在该支撑台109上，载置有由镍(Ni)或因瓦(invar)合金(Fe64Ni36)等磁性材料所形成的掩膜(蒸镀掩膜)111。在掩膜111的预定位置上设置有若干个开口部112。
载置在支撑台109上的掩膜111上配置有可上下移动的磁铁120。130为插入磁铁120与掩膜111之间且被称为母玻璃的玻璃基板。140为配置在掩膜111下方且可沿着掩膜111左右移动的蒸镀源。
在图12中，现在真空蒸镀装置100的真空腔室内通过排气系统101保持在真空状态。因此，玻璃基板130通过未图示的搬送机构插入磁铁120与掩膜111之间。然后，如图13所示，通过搬送机构使玻璃基板130载置在掩膜111上。
其次，如图14所示，使磁铁120向下移动至与玻璃基板130的上面相接触的位置。这样，掩膜111受到磁铁120的磁力而与玻璃基板130的下面、也即图案形成面密接。
其次，如图15所示，通过未图示的移动机构使蒸镀源140沿水平方向从玻璃基板130左端移动到右端，并同时通过掩膜111的开口部112，在玻璃基板130的表面进行上述有机EL材料、阴极65的材料(例如铝)的蒸镀。在此，蒸镀源140由沿着图15的纸面垂直方向细长延伸的坩埚所构成，收纳于坩埚内的蒸镀材料通过加热器加热而蒸发。
完成蒸镀后，使磁铁120朝上方移动。这样，玻璃基板130就通过搬送机构从掩膜111提起，被搬送至下一工序的作业位置。这样，能进行有机EL元件60的图案形成。
然后，当在由ITO构成的阳极61上，形成空穴传输层62、发光层63、电子传输层64时，采用多腔室方式，在各腔室内，通过上述的蒸镀方法形成各层的图案。
发明内容
但是，由于在上述现有蒸镀方法中，无法在同一腔室内连续形成构成有机EL元件60的空穴传输层62、发光层63、电子传输层64，所以具有例如在各层的界面将会有污染物附着，使得有机EL元件60的特性变得不稳定，恶化等问题。
并且，在彩色滤波器的有机EL显示装置中，虽具有R、G、B的各显示像素，但可依R、G、B的各像素调整上述各层的厚度、材料等。
因此，本发明的目的在于提供一种可连续地将材料不同的若干个蒸镀层进行图案形成，以及，将蒸镀层的厚度、材料予以最优化的蒸镀方法。
本发明的蒸镀方法，是使蒸镀掩膜密接在基板的表面，并使蒸镀源遍布整个上述基板地移动，同时通过设置于上述蒸镀掩膜上的若干个开口部，将蒸镀材料蒸镀在上述基板的表面，从而形成图案，其特征是：通过设置若干个具有各种不同的蒸镀材料的蒸镀源，并使上述若干个蒸镀源依次或同时移动，连续形成若干蒸镀层。
此外，本发明的显示装置的制造方法，是使绝缘性基板与上述蒸镀掩膜密接，并使蒸镀源遍布整个上述基板地移动，同时通过上述蒸镀掩膜的开口部，在上述绝缘性基板的表面进行有机EL元件材料的蒸镀，从而形成有机EL元件的图案，其特征是：通过设置若干个具有各种不同的蒸镀材料的蒸镀源，并使上述若干个蒸镀源依次或同时移动，连续形成有机EL元件的各层。
附图说明
图1是本发明第1实施方式的蒸镀方法以及有机EL显示装置的制造方法的说明图。
图2是图1的真空蒸镀装置的俯视图。
图3是本发明第1实施方式的蒸镀方法以及有机EL显示装置的制造方法的说明图。
图4是本发明第1实施方式的蒸镀方法以及有机EL显示装置的制造方法的说明图。
图5是本发明的第1实施方式的蒸镀方法以及有机EL显示装置的制造方法的说明图。
图6是本发明第1实施方式的蒸镀方法以及有机EL显示装置的制造方法的说明图。
图7是由本发明的第1实施方式的蒸镀方法所形成的有机EL元件的剖面图。
图8是表示本发明第2实施方式的真空蒸镀装置的示意图。
图9是由本发明第2实施方式的蒸镀方法所形成的有机EL元件的剖面图。
图10是现有EL显示装置的平面图。
图11(a)～(b)是沿图10中的B-B线的剖面图。
图12是通过有机EL材料的蒸镀形成图案的方法示意图。
图13是通过有机EL材料的蒸镀形成图案的方法示意图。
图14是通过有机EL材料的蒸镀形成图案的方法示意图。
图15是通过有机EL材料的蒸镀形成图案的方法示意图。
符号说明
1平坦化绝缘膜；2阳极；3空穴传输层；4发光层；5第1电子传输层；6第2电子传输层；10绝缘性基板；11栅极电极；12栅极绝缘膜；13有源层；13c沟道；13d漏极；13s源极；14阻挡绝缘膜；15层间绝缘膜；16漏极电极；17平坦化绝缘膜；18源极电极；51栅极信号线；52漏极信号线；60 EL元件；61阳极；62空穴传输层；63发光层；64电子传输层；65阴极；70，80，90有机EL元件；71阳极；72发光层；73电子传输层；81阳极；82发光层；83电子传输层；91阳极；92发光层；93电子传输层；100真空蒸镀装置；101排气系统；109支撑台；110显示像素；111掩膜；112开口部；120磁铁；130玻璃基板；140，141蒸镀源；150～157蒸镀源；300真空蒸镀装置；301～305腔室；
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。图1～图7是说明本发明的第1实施方式的图。另外，对于与图9至图13相同的构成部分，则标注相同的符号。
图1是表示在真空蒸镀装置100的腔室内，玻璃基板130插在磁铁120与掩膜111之间的状态。此外，图2是表示图1的真空蒸镀装置100的俯视图。
在本实施方式中，是以在真空蒸镀装置100的腔室内设置2个蒸镀源140、141为特征，其中该蒸镀源是可通过移动机构(未图示)而沿玻璃基板130的主面在水平方向移动。蒸镀源140、141是沿玻璃基板130的一边方向细长延伸的“坩埚”而构成，且收纳于该“坩埚”内的蒸镀材料是以通过加热器加热蒸发的方式构成。
在蒸镀开始前，蒸镀源140在玻璃基板130的左端的位置处于待机状态，蒸镀源141则在玻璃基板130的右端的位置处于待机状态。此外，在蒸镀源140中装有发光层材料，而在蒸镀源141中则装有电子传输层材料。其它结构与图12相同。另外，在玻璃基板130的图案形成面，预先形成有未图示的，由如图11所示的TFT、层间绝缘膜15、平坦化绝缘膜17、ITO(Indium Tin Oxide)等透明电极所构成的阳极61，此外，在阳极61上具有通过现有例所说明的蒸镀方法形成的空穴传输层。
现在，在图1中，真空蒸镀装置100的腔室内，通过排气系统101而保持在真空状态。在此，玻璃基板130通过未图示的搬运机构插在磁铁120与掩膜111之间。
然后，如图3所示，玻璃基板130通过搬运机构载置于掩膜111上。
其次，如图4所示，使磁铁120向下方移动到与玻璃基板130的上面接触的位置。如此一来，掩膜111受到磁铁120的磁力影响而密接于玻璃基板130的下面，即图案形成面。
其次，如图5所示，通过未图示的移动机构而使蒸镀源140从玻璃基板130左端沿水平方向移动到右端，同时通过掩膜111的开口部112，在玻璃基板130的表面进行发光层材料的蒸镀。此时，实际上蒸镀源140是由母体材料与掺杂物的2个蒸镀源而构成。这样，形成有机EL元件的发光层。
然后，如图6所示，使蒸镀源140停止在玻璃基板130的右端，并使蒸镀源141向左方向水平移动，同时通过相同的掩膜111的开口部112，在玻璃基板130的表面进行电子传输层材料的蒸镀。当蒸镀源141到达玻璃基板130的右端时，蒸镀完成。
这样，如果按照本实施方式，通过依次移动2个蒸镀源140、141而进行蒸镀的方式，连续形成发光层与电子传输层。然后，使磁铁120在上方移动。然后，玻璃基板130通过搬运机构而从掩膜111被提起，且被运送到下一工序的作业位置。
图7是通过上述的蒸镀方法所形成的有机EL元件的剖面图。1是形成于玻璃基板上的平坦化绝缘膜，2是由ITO所构成的阳极，3是空穴传输层。空穴传输层3与所有像素共通地，形成在整个显示区域上，而在此空穴传输层3上，使每个像素连续形成发光层4与第1电子传输层5。并且，在第1电子传输层5上，有与所有像素共通地，形成于整体的显示区域上的第2电子传输层6。
这样，依据本实施方式，由于发光层4与第1电子传输层5连续形成，故可提高有机EL元件的发光特性。此外，如下所述，由于每个R、G、B像素，都可变更发光层以及电子传输层的厚度、材料，故具有可将R、G、B的有机EL元件的特性予以最优化的优点。
其次，参照图8及图9说明第2实施方式。图8是表示多腔室方式的真空蒸镀装置300的图。此真空蒸镀装置300具有5个腔室301、302、303、304、305，用腔室301在玻璃基板130上进行空穴传输层3的蒸镀。然后，将玻璃基板130搬送到腔室302，进行R的像素的发光层以及电子传输层的蒸镀。之后，玻璃基板130被搬送到腔室303，进行G的像素的发光层以及电子传输层的蒸镀。
然后，玻璃基板130被搬送到腔室304，进行B的像素的发光层以及电子传输层的蒸镀。然后，玻璃基板130被搬送到腔室305，再使电子传输层进行使用所有像素的共同蒸镀。
对于腔室301、305，分别配有蒸镀源150、157，而对于与R、G、B的像素相对应的3个腔室302、303、304，则分别配有2个蒸镀源(151、152)、(153、154)、(155、156)，与第1实施方式的蒸镀方法相同，依次或同时使2个蒸镀源移动，同时进行个别像素的发光层以及电子传输层的蒸镀。
图9是通过有关蒸镀方法形成的有机EL元件的剖面图。在图中，为简化起见仅表示R像素、G像素、B像素的有机EL元件70、80、90，对于驱动用的TFT则省略图示。
R像素的有机EL元件70通过共通的空穴传输层3，在阳极71上连续形成发光层72以及电子传输层73，在其上层形成共通的电子传输层6。此外，G像素的有机EL元件80通过共通的空穴传输层3，在阳极81上连续形成发光层82以及电子传输层83，在其上层形成共通的电子传输层6。
此外，B像素的有机EL元件90通过共通的空穴传输层3，在阳极91上连续形成发光层92以及电子传输层93，在其上层形成共通的电子传输层6。
因此，依据本实施方式，R、G、B的各个像素可连续形成发光层与电子传输层，提高发光特性，同时可任意适当变更它们的厚度、材料，设定成最适于R、G、B的各像素的条件。
另外，在上述实施方式中说明的是设有2个蒸镀源，连续形成2层的情况，但并不以此为限，也可设置3个以上的蒸镀源，连续形成3层以上的层。
由于依据本发明的蒸镀方法，使若干个蒸镀源依次移动，同时使材料不同的若干个蒸镀层连续，在基板上形成图案，故可使蒸镀层的界面状态稳定化。而且，可将蒸镀层的厚度、材料予以最优化。
尤其是，通过将此蒸镀方法施用于有机EL元件的制造，可使发光特性稳定。而且可使构成有机EL元件的空穴传输层、发光层、电子传输层，依R、G、B的各个像素予以最优化，并可提高EL显示装置的品质。
Claims (5)
1.一种蒸镀方法，是使蒸镀掩膜密接在基板的表面，并使蒸镀源遍布整个所述基板地移动，同时通过设置于所述蒸镀掩膜上的若干个开口部，将蒸镀材料蒸镀在所述基板的表面，从而形成图案，其特征是：
通过设置若干个具有各种不同的蒸镀材料的蒸镀源，并使所述若干个蒸镀源依次或同时移动，连续形成若干蒸镀层。
2.如权利要求1所述的蒸镀方法，其特征是：所述蒸镀材料是有机EL材料。
3.一种显示装置的制造方法，是使绝缘性基板与所述蒸镀掩膜密接，并使蒸镀源遍布整个所述基板地移动，同时通过所述蒸镀掩膜的开口部，在所述绝缘性基板的表面进行有机EL元件材料的蒸镀，从而形成有机EL元件的图案，其特征是：
通过设置若干个具有各种不同的蒸镀材料的蒸镀源，并使所述若干个蒸镀源依次或同时移动，连续形成有机EL元件的各层。
4.如权利要求3所述的显示装置的制造方法，其特征是：所述若干层至少包括发光层和电子传输层。
5.一种显示装置的制造方法，其特征是包括下述工序：准备用以形成与R、G、B相对应的有机EL元件图案的第1、第2和第3蒸镀腔室；
在所述第1蒸镀腔室中，使绝缘性基板与第1蒸镀掩膜密接，并使若干个具有各种不同的有机EL材料的蒸镀源依次或同时遍布整个所述基板地移动，同时通过所述第1蒸镀掩膜的开口部，在所述绝缘性基板的表面进行蒸镀，以进行与R相对应的有机EL元件的图案形成的工序；
将所述绝缘性基板移动至第2蒸镀腔室，使所述绝缘性基板与第2蒸镀掩膜密接，并使若干个具有各种不同的有机EL材料的蒸镀源依次或同时遍布整个所述基板地移动，同时通过所述第2蒸镀掩膜的开口部，在所述绝缘性基板的表面进行蒸镀，以进行与G相对应的有机EL元件的图案形成的工序；以及
将所述绝缘性基板移动至第3蒸镀腔室，使所述绝缘性基板与第3蒸镀掩膜密接，并使若干个具有各种不同的有机EL材料的蒸镀源依次或同时遍布整个所述基板地移动，同时通过所述第3蒸镀掩膜的开口部，再所述绝缘性基板的表面进行蒸镀，以进行与B相对应的有机EL元件的图案形成的工序。
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