CN1723741A - 发光装置、制造装置、成膜方法及清洁方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供新型的成膜方法，通过与成膜室连接的减压部件减压，在成膜室中从蒸发源蒸发有机化合物材料并成膜时，使比有机化合物材料的粒子小的粒子、即原子半径小的材料组成的气体(硅烷系气体等)微量流入，使有机化合物膜中包含原子半径小的材料。
Description
技术领域
本发明涉及用于通过蒸镀可成膜的材料(以下，称为蒸镀材料)的成膜的成膜装置、制造装置、清洁方法及成膜方法。特别地，本发明是采用包含有机化合物的材料作为蒸镀材料时有效的技术。
背景技术
近年，作为自发光型的元件，含有EL元件的发光装置的研究活跃，特别地，采用有机材料作为EL材料的发光装置备受注目。该发光装置也称为有机EL显示器或有机发光二极管。
发光装置与液晶显示装置不同，由于是自发光型，因而具有无视角问题的特征。即，比液晶显示器更适合作为室外采用的显示器，已提出各种各样形态的使用。
EL元件是在一对电极间夹持EL层的构造，而EL层通常形成层叠构造。代表地，例如有「空穴输送层/发光层/电子输送层」的层叠构造。该构造的发光效率非常高，现在，研究开发中的发光装置大多采用该构造。
EL元件的实用化中最大的问题是元件的寿命不充分。另外，元件的劣化以随着长时间发光导致非发光区域(dark spot)扩大的形式表现，其原因是EL层的劣化问题。
形成EL层的EL材料因氧或水等的杂质导致劣化。另外，其他杂质包含在EL材料中也影响EL层的劣化。
另外，EL材料大体分成低分子(单体)材料和高分子(聚合体)材料，其中低分子材料主要通过蒸镀成膜。真空下从蒸发源使蒸发材料蒸发而成膜的真空蒸镀法是物理成膜法的代表例。另外，作为化学成膜法的代表例，已知有在衬底上供给原料气体，通过在气相中或衬底表面上的化学反应而成膜的CVD(化学蒸镀)法。
通过传统的蒸镀法成膜时，虽然直接采用蒸发材料，但是会在蒸镀时的蒸发材料混入杂质。即，可能混入EL元件的劣化原因之一的氧或水及其他杂质。
另外，虽然可通过预先精制蒸发材料来提高纯度，但是在到蒸镀为止的期间也有混入杂质的可能性。
EL材料极易劣化，氧或水的存在导致容易氧化而劣化。因而，成膜后不进行光刻工序，为了构成图案必须在用具有开口部的掩模(以下，称为蒸镀掩模)成膜的同时进行分离。从而，升华的有机EL材料几乎都附着在成膜室内的蒸镀掩模或防附着罩(防止蒸镀材料在成膜室的内壁附着的保护板)。
发明的公开
(发明解决的课题)
本发明鉴于上述问题点而提出，其课题是提供生产量高且可形成高密度EL层的成膜装置及与该成膜装置设置在同一室的制造装置。而且，其课题是提供采用本发明的成膜装置的成膜方法。
(解决课题的手段)
本发明提供的新型的成膜方法，通过与成膜室连接的减压部件(涡轮分子泵或干燥泵或低温泵等的真空泵)设置为5×10-3Torr(0.66Pa)以下，最好为1×10-3Torr(0.133Pa)以下，在成膜室中从蒸发源使有机化合物材料蒸发并成膜时，使比有机化合物材料的粒子小的粒子，即原子半径小的材料组成的气体微量流入，使有机化合物膜中包含原子半径小的材料。本发明的特征是有意在有机化合物膜中包含无机材料，以提高可靠性。
即，本发明有意在成膜时导入材料气体，使材料气体的成分包含在有机化合物膜中而形成高密度膜，以阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散膜中。
作为上述原子半径小的材料气体，具体地，可以采用从硅烷系气体(硅烷、乙硅烷、丙硅烷等)、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4或碳化氢系气体(CH4、C2H2、C2H4、C6H6等)选出的一种或多种。另外，也包含将这些气体用氢或氩等稀释的混合气体。导入装置内部的这些气体用于在导入装置内之前通过气体精制机高纯度化。从而，必须具备气体精制机，以便在气体高纯度化后导入蒸镀装置。从而，由于可以预先除去气体中所包含的残留气体(氧或水分、其他杂质等)，可防止这些杂质导入装置内部。
例如，通过在蒸镀时导入硅烷气体，使膜中含有Si，完成发光元件后，当存在针孔或短路的不良部分时，该不良部分通过发热使Si反应形成SiOx、SiCx等的绝缘性的绝缘物，降低了针孔或短路的部分中的泄漏，可获得点缺陷(暗点等)不恶化的自恢复的效果。
另外，也可通过加热衬底使导入的材料气体的成分在衬底上有效堆积。
另外，也可通过等离子发生部件游离化。例如，为硅烷的场合，通过等离子发生部件生成SiHx、SiHxOy、SiOy等的氧化硅前驱体，这些与来自蒸发源的有机化合物材料都堆积在衬底上。硅烷易于与氧或水分反应，可降低成膜室内的氧浓度或水分。
本说明书公开的本发明的构成是在具有绝缘表面的衬底上具备发光元件的发光装置，该发光元件具有阳极、与该阳极连接的包含有机化合物的层、包含该有机化合物的层连接的阴极，其特征在于，包含上述有机化合物的层中，硅含量用SIMS测定为1×1018～5×1020个/cm-3，最好是3×1018～3×1020个/cm-3。
如硅烷系气体一样的材料气体与氧或水分反应时，可降低成膜室内的氧浓度或水分，获得可靠性高的有机化合物膜。另外，作为等离子发生方法，可适当采用ECR、ICP、螺旋波、磁控管、双频、三极管或LEP等。
另外，本说明书中提供新型的成膜装置。
本发明的成膜装置，是从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上进行成膜的成膜装置，其特征在于，配置上述衬底的成膜室内具有收纳有机化合物材料的蒸镀源和加热该蒸镀源的部件，上述成膜室具有与令上述成膜室内为真空的真空排气处理室连接且可导入材料气体的部件。
另外，本发明的成膜装置可作为多室方式的制造装置，本发明的制造装置是具备加载室、与该加载室连接的传输室，及与该传输室连接的成膜室的制造装置，其特征在于，上述传输室具有使掩模(蒸镀掩模)和衬底的位置对齐的功能，配置上述衬底的成膜室内具有收纳有机化合物材料的蒸镀源和加热该蒸镀源的部件，上述成膜室具有与令上述成膜室内为真空的真空排气处理室连接且可导入材料气体的部件。
另外，本发明的成膜装置可作为将加载室、传输室、成膜室以串联方向连接的联机方式的制造装置，其构成是具备加载室、与该加载室连接的传输室，及与该传输室串联方向连接的成膜室的制造装置，其特征在于，上述传输室具有使掩模和衬底的位置对齐的功能，配置上述衬底的成膜室内具有收纳有机化合物材料的蒸镀源和加热该蒸镀源的部件，上述成膜室具有与令上述成膜室内为真空的真空排气处理室连接且可导入材料气体的部件。
另外，上述成膜装置(及具有上述成膜装置的制造装置)的各构成中，其特征在于，上述蒸镀源可在保持水平的同时在成膜室内可沿X方向或Y方向移动。另外，蒸镀时，令衬底和蒸镀源架的间隔距离d代表地在30cm以下，最好在20cm以下，且最好狭小到5cm～15cm，可显著提高蒸镀材料的利用效率及生产量。蒸镀源架由容器(代表为坩埚)、在容器的外侧经由均热材料配设的加热器、在该加热器的外侧设置的隔热层、收纳它们的外筒、在外筒的外侧环绕的冷却管、使包含坩埚开口部的外筒开口部开闭的蒸镀遮板、膜层传感器构成。
另外，蒸镀掩模最好是采用难以因热变形(低热膨胀率)、可耐蒸镀时的温度的金属材料(例如，钨、钽、铬、镍或钼等的高融点金属或包含这些元素的合金、不锈钢、镍铬铁耐热耐蚀合金、耐蚀耐热镍基合金等材料的金属掩模。例如，有与玻璃衬底(0.4×10-6～8.5×10-6)的热膨胀率接近的镍42％、铁58％的低热膨胀合金(42合金)、镍36％的低热膨胀合金(36因瓦合金)等。
另外，上述成膜装置(及具备上述成膜装置的制造装置)的各构成中，也可在成膜室具备加热上述衬底的部件。另外，作为加热衬底的部件，可令设有加热器或电热线等的台(也可具备固定衬底的功能)或设有加热器或电热线等的金属掩模与衬底接触或靠近进行加热，可令衬底的温度为50～200度，最好为65～150度。通过加热衬底，可容易使材料气体的成分进入有机化合物膜中。
另外，上述成膜装置(及具备上述成膜装置的制造装置)的各构成中，导入上述材料气体的部件，其特征在于是将等离子发生部件游离化的材料气体导入的部件。另外，除了导入材料气体的系统，还可另外设置导入惰性气体(氮、氩等)的系统，以使成膜室内保持常压。另外，除了导入材料气体的系统，还可另外设置导入清洁气体(H2、氩、NF3等)的系统，以清洁成膜室内。
另外，本说明书公开的清洁方法，是除去具备蒸镀源的成膜室内附着的有机化合物的清洁方法，其特征在于，在成膜室内发生等离子，或者在成膜室内导入通过等离子离子化的气体，对内壁或防止该内壁成膜的附着防止部件或掩模进行清洁，并通过真空排气部件排气。
上述构成中，其特征在于，上述等离子是激励从Ar、H、F、NF3、或O选出的一种或多种的气体而发生的。
另外，也可在蒸镀时在成膜室内进行天线方式的放电来形成等离子，将离子化的材料气体的成分化学附着到蒸发的有机化合物中。
另外，上述成膜装置的各构成中，与成膜室连接设置的真空排气部件，通过无油干燥泵从大气压真空排气到1Pa程度，并通过磁悬浮型的涡轮分子泵或复合分子泵真空排气到更高的压力。在成膜室为了除去水分还可并设低温泵。这样可防止由来自排气部件的主要为油等的有机物导致的污染。内壁面通过电解研磨进行镜面处理，减少表面积以防止气体放出。
另外，上述各成膜装置中，可在一个成膜室配置多个蒸镀源，在同一成膜室中形成多个功能区域，且形成具有混合区域的发光元件。从而，发光元件的阳极和阴极间形成多个功能区域组成的有机化合物膜时，不形成传统的存在明确界面的层叠构造，而可以形成第一功能区域和第二功能区域之间，具有由构成第一功能区域的材料及构成第二功能区域的材料的两方组成的混合区域的构造。根据本发明，通过在成膜前或成膜中将材料气体导入而使膜中含有材料气体的成分，可使混合区域中的分子间距更适合。通过形成混合区域，缓和了功能区域间的能量势垒。从而，可防止驱动电压的降低及亮度降低。
另外，第一有机化合物及第二有机化合物具有从：从阳极接受空穴的空穴注入性、空穴迁移率大于电子迁移率的空穴输送性、电子迁移率大于空穴迁移率的电子输送性、从阴极接受电子的电子注入性、阻止空穴或电子的迁移的阻挡性、呈现发光的发光性的一组性质中选出的性质，且分别具备不同的上述性质。
另外，作为空穴注入性高的有机化合物，最好是酞菁系的化合物，作为空穴输送性高的有机化合物，最好是芳族二胺化合物，另外，作为电子输送性高的有机化合物，最好是包含喹啉骨骼的金属络合物，包含苯并喹啉骨骼的金属络合物，或恶二唑衍生物，或三唑衍生物，或菲绕啉衍生物。而且，作为呈现发光的有机化合物，最好是稳定发光的包含喹啉骨骼的金属络合物，或包含苯并恶唑骨骼的金属络合物，或包含苯并噻唑骨骼的金属络合物。
而且最好，发光性区域由基质材料和激励能量比基质材料低的发光材料(掺杂剂)构成，掺杂剂的激励能量设计成比空穴输送性区域的激励能量及电子输送层的激励能量低。从而，可防止掺杂剂的分子激励子的扩散，有效地使掺杂剂发光。另外，掺杂剂若是载流子俘获型的材料，则可提高载流子的再结合效率。
另外，本发明包含将三重态激励能量发光变换材料作为掺杂剂加到混合区域的场合。另外，混合区域的形成中，使混合区域具备浓度梯度。
另外，本发明中的成膜装置不限于EL材料代表的有机化合物，也可用于蒸镀时采用的金属材料等的其他材料的成膜。
另外，本说明书中也提供新型的成膜方法。
本发明的成膜方法，是在成膜室内配置的衬底上蒸镀有机化合物的成膜方法，其特征在于，令上述成膜室内为高于1×10-3Torr的高真空，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上成膜时，同时将材料气体导入上述成膜室。
另外，本发明的成膜方法，是在成膜室内配置的衬底上蒸镀有机化合物的成膜方法，其特征在于，令上述成膜室内为高于1×10-3Torr的高真空，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上成膜时，同时将游离化的材料气体导入上述成膜室。
另外，上述各构成中，其特征是上述材料气体是从硅烷、乙硅烷、丙硅烷、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4、CH4、C2H2、C2H4或C6H6选出的一种或多种。
另外，除了硅烷也可导入磷化氢气体。另外，也可取代硅烷，采用AsH3、B2、H2、BF4、H2Te、Cd(CH3)2、Zn(CH3)2、(CH3)3In、H2Se、BeH2、三甲基镓或三甲基镓表示的各种气体。
另外，作为阴极和阳极之间配置的包含有机化合物的层，以层叠空穴输送层、发光层、电子输送层的3层的例为代表，但是没有特别限定，可以是在阳极上按照空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层或空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层的顺序层叠的构造，或二层构造，或单层构造。对发光层也可掺杂荧光性色素等。另外，作为发光层，有具有空穴输送性的发光层或具有电子输送性的发光层等。另外，这些层可全部由低分子材料形成，也可以是其中的一层或若干层由高分子材料形成。另外，本说明书中，阴极和阳极之间设置的所有层总称为包含有机化合物的层(EL层)。从而，上述空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层及电子注入层都包含在EL层中。另外，包含有机化合物的层(EL层)也可包含硅等的无机材料。
另外，发光元件(EL元件)具有：包含因施加电场而发光(ElectroLuminescence)的有机化合物的层(以下，记为EL层)、阳极、阴极。有机化合物中的发光有从一重态激励状态返回基态时的发光(荧光)和从三重态激励状态返回基态时的发光(磷光)，本发明制作的发光装置可适用采用任一种发光的情况。
另外，本说明书中，阴极和阳极之间设置的所有层总称为EL层。从而，上述的空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层及电子注入层都包含在EL层中。
另外，本发明的发光装置中，画面显示的驱动方法没有特别限定，例如，可采用点顺序驱动方法或线顺序驱动方法或面顺序驱动方法等。代表地采用线顺序驱动方法，适当采用时间分割灰度驱动方法或面积灰度驱动方法也可。另外，输入发光装置的源极线的视频信号可以是模拟信号，也可以是数字信号，可适当配合视频信号设计驱动电路等。
另外，本说明书中，由阴极、EL层及阳极形成的发光元件称为EL元件，其中，有在相互正交设置的2种条纹状电极间形成EL层的方式(单矩阵方式)或与TFT连接、在矩阵状排列的像素电极和对置电极之间形成EL层的方式(有源矩阵方式)的2种。
图面的简单说明
图1是表示实施形态1的本发明的成膜装置的截面图。
图2是表示实施形态2的本发明的成膜装置的截面图。
图3是表示实施形态3的本发明的成膜装置的截面图。
图4是表示实施形态4的本发明的成膜装置的截面图。
图5是表示实施例1的本发明的成膜装置制作的元件构造的说明图。
图6是表示实施例2的多室方式的制造装置的示意图。
图7是表示实施例2的设置室中的坩埚传输的示意图。
图8是表示向实施例2的设置室中的蒸镀源架传输坩埚的示意图。
图9是实施例3的示意图。
图10是实施例3的示意图。
图11是实施例4的示意图。
图12是实施例5的示意图。
图13是实施例6的示意图。
图14是表示实施例7的联机方式的制造装置的示意图。
实施发明的最佳的形态
以下说明本发明的实施形态。
(实施形态1)
用图1说明本发明中的成膜装置的构成。图1是本发明的成膜装置的一例的截面图。
通过蒸镀法成膜时，最好采用“面朝下”方式(也称为向上淀积方式)，衬底10的被成膜面设置成向下。“面朝下”方式是指衬底的被成膜面向下状态下成膜的方式，采用该方式可抑制杂物的附着等。
如图1所示，与衬底10连接有加热部件，这里，在衬底架12上具备有加热器。通过加热部件，衬底的温度可达到50～200度，最好为65～150度。另外，衬底10通过衬底架内置的永久磁石由金属掩模(未图示)夹持而固定。另外，成膜室内设置的工作台18设置有可加热到各种不同温度的蒸镀单元(也称为蒸镀架)13。另外，蒸镀源设置成与衬底对置。这里例示了使用永久磁石由金属掩模夹持衬底而固定的例子，但是也可以用架固定。
这里，蒸镀源由蒸镀单元13、收纳有机化合物的容器(坩埚、蒸镀皿等)、遮板14、加热有机化合物的加热部件以及包围四周的隔热材料构成。作为加热部件，基本采用电阻加热型，也可采用克努森单元(knudsen cell)。
另外，成膜室与蒸镀时将材料气体数sccm导入成膜室的气体导入系统和令成膜室内为常压的气体导入系统连接。作为材料气体，可采用从硅烷、乙硅烷、丙硅烷、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4、CH4、C2H2、C2H4、或C6H6选出的一种或多种。另外，最好材料气体不会从气体导入口以最短距离流到气体排出口。
被室壁11包围的空间通过减压部件(涡轮分子泵16或干燥泵或低温泵17等的真空泵。)设置在5×10-3Torr(0.665Pa)以下，最好为1×10-3Torr(0.133Pa)以下，通过蒸镀单元中设置的加热部件(施加电压时产生的电阻(电阻加热))将内部的有机化合物加热到升华温度后，气化并蒸镀到衬底10的表面。在该蒸镀时通过数sccm导入材料气体而使膜中含有材料气体的成分。另外，图1中，为了使蒸发的第1材料15a和蒸发的第2材料15b混合，表示了使一个单元倾斜进行共同蒸镀，而且导入的材料气体也混合形成膜的示例。共同蒸镀是指加热不同蒸镀源使其同时气化，在成膜阶段混合不同物质的蒸镀法。另外，蒸镀时，为了使膜厚均一，旋转衬底架12。
另外，衬底10的表面在本说明书中包含衬底和其上形成的薄膜，这里，衬底上还形成阳极或阴极。
另外，遮板14控制气化的有机化合物的蒸镀。即，遮板开时，通过加热气化的有机化合物可进行蒸镀。而且衬底10和遮板14之间还可设置一个或多个其他遮板。(例如，在蒸镀源的升华稳定为止的期间，覆盖蒸镀源的遮板。)
另外，有机化合物最好在蒸镀前加热气化，这样蒸镀时遮板14打开就可进行蒸镀，可缩短成膜时间。
另外，本发明中的成膜装置中，一个成膜室中可形成具有多个功能区域的有机化合物膜，蒸镀源也可相应设置多个。
另外，设置了在蒸镀时防止有机化合物在成膜室的内壁附着的防附着板19。通过设置该防附着板19，可附着未蒸镀到衬底上的有机化合物。
另外，成膜室与令成膜室内成为真空的多个真空排气处理室连接。真空排气处理室具备磁悬浮型的涡轮分子泵16和低温泵17。从而，成膜室可达到真空度10-5～10-6Torr。另外，用低温泵17进行真空排气后，停止低温泵17，用涡轮分子泵16进行真空排气的同时，数sccm流入材料气体并进行蒸镀。蒸镀结束后，用涡轮分子泵排气的同时导入惰性气体，使压力上升到一定程度，使残留的材料气体从成膜室内排出，再次进行高真空排气。最后，使成膜室内到加载室保持真空的同时输出蒸镀的衬底。
另外，作为用于室壁11的材料，由于其表面积小可减少氧或水等的杂质的吸附性，可将进行电解研磨镜面化的铝或不锈钢(SUS)等用于内部壁面。从而，成膜室内部的真空度可维持10-5～10-6Torr。另外，将处理成气孔很少的陶瓷等的材料用于内部材料。另外，这些最好具有中心线平均粗细为3nm以下的表面平滑性。
若采用图1所示成膜装置，在成膜时有意地导入材料气体，通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中而形成高密度膜。通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散到膜中，提高发光元件的可靠性。
例如，在使有机材料蒸发并进行蒸镀的成膜室数sccm导入硅烷气体后，与从蒸镀源向衬底蒸发的有机材料一起在成膜室内浮游的SiH4被取入有机膜中。即，在粒子半径比较大的有机材料分子的间隙直接埋入原子半径小的SiH4或者以SiHx的形式埋入，可包含在有机膜中。蒸镀中，蒸镀源加热到100度左右，但是硅烷的分解温度(大气压中的分解温度)约为550度，因而不分解。通过蒸发的有机材料也可能与SiH4或者SiHx反应形成化合物。另外，由于成膜室中少量残留的氧(或水分)被捕获生成SiOx，因而可减少成为成膜室中及膜中有机材料劣化的要因的氧(或水分)，结果可提高发光元件的可靠性。另外，生成的SiOx也可原样保持在膜中。
膜中若存在有机材料分子的间隙，则间隙易于进入氧而产生劣化。从而，为了填埋该间隙，也可采用SiF4、GeH4、GeF4、SnH4或碳化氢系气体(CH4，C2H2，C2H4，C6H6等)提高发光元件的可靠性。
另外，上述有机材料可采用α-NPD(4，4’-bis-[N-(naphthyl)N-phenyl-amino]biphenyl)、BCP(bathocuproine)、MTDATA(4，4’，4″-tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)triphenylamine)、Alq3(tris-8-quinolinolate铝络合物)等。
以下，说明采用图1的成膜装置制作具备阳极、与该阳极连接的有机化合物层和与该有机化合物层连接的阴极的发光元件的顺序的示例。
首先，将形成阳极的衬底输入到输入室(未图示)。形成阳极的材料采用透明导电材料，可采用铟锡化合物或氧化锌等。然后传输到与输入室(未图示)连接的成膜前处理室(未图示)。该成膜前处理室中，可进行阳极表面的清洁或氧化处理或加热处理等。作为阳极表面的清洁，可在真空中进行紫外线照射来清洁阳极表面。另外，作为氧化处理，可在100～120度下加热的同时，在包含氧的气氛中照射紫外线，阳极为ITO等的氧化物时有效。另外，作为加热处理，可在真空中进行衬底能够忍耐的50度以上的加热温度，最好进行65～150度的加热，除去衬底附着的氧或水分等的杂质或衬底上形成的膜中的氧或水分等的杂质。特别地，由于EL材料因氧或水等的杂质导致容易劣化，因而蒸镀前在真空中加热是有效的。
然后，上述前处理结束后的衬底不接触大气而输入成膜室。在成膜室，衬底10的被成膜面设置成向下。另外，输入衬底前，成膜室内最好预先进行真空排气。
与成膜室连接设置的真空排气部件采用无油的干燥泵从大气压真空排气到1Pa程度，并用磁悬浮型的涡轮分子泵16真空排气到更高的压力。而且成膜室还设置低温泵17，以除去水分。这样，可实现1×10-6Torr的真空度。
在成膜室内真空排气时，也可同时除去成膜室内壁或金属掩模或防附着罩等附着的吸附水或吸附氧。而且，输入衬底前最好预先加热成膜室。前处理中加热的衬底逐渐冷却并输入成膜室后，再次加热需要花很长时间，导致生产量的降低。最好不冷却由前处理中进行的加热处理加热的衬底而直接输入并设置到加热的成膜室。另外，图1所示装置在衬底架12上设置有加热衬底的加热部件，因而前处理即真空中的加热处理也可在成膜室进行。
这里，蒸镀前在成膜室中进行真空中的加热处理(退火)。通过该退火(脱气)除去衬底附着的氧或水分等的杂质或衬底上形成的膜中的氧或水分等的杂质。为了从成膜室除去这样除去的杂质，最好进行真空排气，也可进一步提高真空度。
然后，在数sccm导入材料气体的同时真空排气到真空度为5×10-3Torr(0.665Pa)以下，最好为10-4～10-6Torr的成膜室进行蒸镀。蒸镀时，预先通过电阻加热使第一有机化合物气化，蒸镀时通过打开遮板14而向衬底10的方向飞散。气化的有机化合物向上方飞散与材料气体混合，通过金属掩模上设置的开口部(未图示)而蒸镀到衬底10。另外，蒸镀时，通过加热衬底的部件将衬底的温度加热到50～200度，最好到65～150度。
图1所示装置中设置有加热衬底的加热部件，在成膜中进行真空中的加热处理。由于在蒸镀时的蒸发材料可能混入氧或水分等的杂质，因而在蒸镀中进行真空中的加热处理使膜中所包含的气体放出是有效的。这样，在真空中加热衬底的同时进行蒸镀来进行期望的膜厚的成膜，可形成高密度有机化合物层。另外，这里的有机化合物具有：从阳极接受空穴的空穴注入性、空穴迁移率大于电子迁移率的空穴输送性、电子迁移率大于空穴迁移率的电子输送性、从阴极接受电子的电子注入性、阻止空穴或电子的迁移的阻挡性、呈现发光的发光性的性质。
这样，有机化合物的蒸镀结束，在阳极上形成有机化合物组成的膜。
而且，为了降低获得的有机化合物层中的水分或氧的杂质，可在1×10-4Torr以下的压力进行加热处理，也可在蒸镀时进行使混入的水分等放出的加热处理。由于蒸镀时的蒸发材料中可能混入氧或水分等的杂质，因而蒸镀后在真空中进行加热处理使膜中所包含的气体放出是有效的。进行蒸镀后的退火时，最好不与大气接触而将衬底传输到不同于成膜室的其他处理室，在真空中进行退火。
图1所示装置中设置有加热衬底的加热部件，因而成膜后在真空中的加热处理也可在成膜室进行。最好采用比蒸镀时的真空度更高的真空，在蒸镀后进行100～200度的退火。通过该成膜后的退火(脱气)，可进一步除去衬底上形成的有机化合物层中的氧或水分等的杂质，形成高密度有机化合物层。
在有机化合物层中导入材料气体或材料气体的主成分，例如在蒸镀时导入硅烷气体时，令通过SIMS测定的硅含量为0.01atoms％～5atoms％，最好为0.1atoms％～2atoms％左右。用图1所示成膜装置成膜的包含有机化合物的膜，由于包含材料气体或材料气体的主成分而成为难以进入氧或水分的膜，因而可提高采用包含该有机化合物的膜的发光元件的可靠性。
到此为止的工序是形成有机化合物的单层的情况。
以下，通过反复进行上述单层的形成工序，层叠期望的有机化合物层，最后层叠形成阴极。另外，层叠不同蒸镀材料(有机化合物或阴极的材料)时，可以在各个成膜室进行，也可全部在同一成膜室层叠。阴极的材料采用包含工作函数小的镁(Mg)、锂(Li)或钙(Ca)的材料。最好采用由MgAg(Mg和Ag以Mg∶Ag＝10∶1混合的材料)组成的电极。另外也可以是镱(Yb)、MgAgAl电极、LiAl电极以及LiFAl电极。这样，可制作具备阳极、与该阳极连接的有机化合物层和与该有机化合物层连接的阴极的发光元件。另外，成膜前的退火可在成膜室进行，该场合可提高生产量。另外，成膜后的退火可在成膜室进行，该场合可提高生产量。
(实施形态2)
这里，图2表示不同于实施形态1的成膜装置。
图2表示为了均一成膜而使蒸镀源移动(或旋转)的成膜装置的例。
图2中，20是衬底，21是室壁，22是衬底架，23是蒸镀单元，25a是蒸发的第1材料，25b是蒸发的第2材料，26是涡轮分子泵，27是低温泵，28是使蒸镀单元移动的移动机构。由于不需要使衬底旋转，可提供与大面积衬底对应的蒸镀装置。另外，通过使蒸镀单元23相对于衬底在X轴方向及Y轴方向上移动，可使蒸镀膜均一地成膜。
本发明的蒸镀装置在蒸镀时，令衬底20和蒸镀单元23的间隔距离d代表地在30cm以下，最好在20cm以下，且最好狭小到5cm～15cm，可显著提高蒸镀材料的利用效率及生产量。
另外，蒸镀单元23具备的有机化合物不必是一个或一种，也可以是多种。例如，在蒸镀源架除了具备作为发光性的有机化合物的一种材料，还可一并具备可成为掺杂剂的其他有机化合物(掺杂剂材料)。作为被蒸镀的有机化合物层，由基质材料和激励能量比基质材料低的发光材料(掺杂剂材料)构成，掺杂剂的激励能量最好设计成比空穴输送性区域的激励能量及电子输送层的激励能量低。从而，可防止掺杂剂的分子激励子的扩散，有效地使掺杂剂发光。另外，掺杂剂若是载流子俘获型的材料，则可提高载流子的再结合效率。另外，将三重态激励能量可变换成发光的材料作为掺杂剂添加到混合区域的情况也包含在本发明中。另外，在混合区域的形成中，也可使混合区域具有浓度梯度。
而且，一个蒸镀源架具备的有机化合物有多种时，最好使蒸发方向倾斜并在被蒸镀物的位置交叉，以使有机化合物相互混合。另外，为了进行共同蒸镀，也可在蒸镀单元具备4种蒸镀材料(例如，作为蒸镀材料a的基质材料2种，作为蒸镀材料b的掺杂剂材料2种)。
另外，氧或水等的杂质可能混入蒸镀的EL材料或金属材料的主要过程考虑有蒸镀前在成膜室设置EL材料的过程和蒸镀过程等。
因而，最好在与成膜室连接的前处理室具备球形容器，将蒸镀源逐个地从成膜室移动到前处理室，在前处理室中将蒸镀材料设置在蒸镀源。即，蒸镀源作为移动到前处理室的制造装置。这样，可在保持成膜室的洗净度的情况下设置蒸镀源。
图2所示的成膜装置中，在成膜时有意地导入材料气体，通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中而形成高密度膜。通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散到膜中，提高发光元件的可靠性。
另外，本实施形态可与实施形态1自由组合。
(实施形态3)
这里，图3表示不同于实施形态1的成膜装置。另外，与图1相同处采用相同符号。
图3所示的成膜装置是预先通过等离子发生部件游离化的材料气体导入成膜室的同时进行蒸镀的例。
如图3所示，微波源30a与导波管30b连接。该导波管30b对放电管中的材料气体进行照射，通过辉光放电形成等离子30c。这里采用的微波源放射约2.45GHz的μ波。
例如，采用硅烷气体作为材料气体时，生成SiHx、SiHxOy、SiOy等的氧化硅前驱体，导入成膜室内。这些游离基易于与氧或水分反应，可降低成膜室内的氧浓度或水分，结果可获得可靠性高的有机化合物膜。
另外，这些游离基易于移动或堆积到温度更高的场所，因而最好在用衬底架12设置的加热器31加热衬底的同时进行蒸镀。另外，为了防止移动或堆积到蒸镀单元13，最好用隔热材料覆盖蒸镀单元13。
另外，本实施形态可与实施形态1或实施形态2自由组合。
(实施形态4)
这里，图4表示不同于实施形态1的成膜装置。
图4所示的成膜装置是采用离子喷镀法，在成膜室内使材料气体离子化，使蒸发的有机材料65附着的同时进行蒸镀的例。
图4中，60是衬底，61是室壁，62是衬底架，63是单元，65是蒸发的有机材料，66是涡轮分子泵，67是低温泵，68是工作台，69是防附着板。
图4所示成膜装置，设置有向收纳材料51的坩埚52照射电子束的电子枪50和使等离子53发生的等离子发生部件64。
电子枪50向坩埚52照射电子束使坩埚内的材料51溶解并蒸发形成材料51的蒸发流，通过等离子发生部件64离子化后，离子化的蒸发流和从蒸镀单元63蒸发的有机材料65混合，它们与衬底碰撞而成膜。
图4所示成膜装置中，使有机材料的蒸镀的中途蒸发的材料51被化学附着，使材料51的成分包含在有机化合物膜中而形成高密度膜。通过使材料51的成分包含在有机化合物膜中，可阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散到膜中，提高发光元件的可靠性。
另外，本实施形态可与实施形态1至3之一自由组合。
以上构成的本发明将通过以下说明的实施例进一步详细说明。
(实施例)
[实施例1]
本实施例中，说明了缓和有机化合物膜中存在的能量势垒，提高载流子的移动性的同时，与层叠构造的功能分离同样地具有各种多个材料的功能的发光元件的制作例。
对于层叠构造中的能量势垒的缓和，插入载流子注入层的技术是显著有效的。即，能量势垒大的层叠构造的界面中，通过插入缓和该能量势垒的材料，可将能量势垒设计成阶梯状。从而提高来自电极的载流子注入性，可确实一定程度地降低驱动电压。但是问题点在于增加层数反过来增加了有机界面数。这考虑为是单层构造保持驱动电压·功率的最大数据的原因。反过来说，通过克服这一点，可发挥层叠构造的优点(可组合各种各样的材料，不需要复杂的分子设计)，且可达到单层构造的驱动电压·功率。
因而本实施例中，发光元件的阳极和阴极间形成由多个功能区域组成的有机化合物膜时，不形成传统的存在明确界面的层叠构造中，而是在第一功能区域和第二功能区域之间，形成具有由构成第一功能区域的材料及构成第二功能区域的材料的两方组成的混合区域的构造。
通过采用这样的构造，比传统的构造降低了功能区域间存在的能量势垒，提高了载流子的注入性。即功能区域间的能量势垒通过形成混合区域而缓和。从而，可防止驱动电压的降低及亮度降低。
以上，本实施例中，在制作至少包含第一有机化合物可表现功能的区域(第一功能区域)和与构成上述第一功能区域的物质不同的第二有机化合物可表现功能的区域(第二功能区域)的发光元件及包含它的发光装置时，采用图1所示成膜装置，在上述第一功能区域和上述第二功能区域之间，制作由构成上述第一功能区域的有机化合物和构成上述第二功能区域的有机化合物所组成的混合区域。
图1所示成膜装置中，在一个成膜室中形成具有多个功能区域的有机化合物膜，蒸镀源也相应设置多个。另外，输入并设置形成有阳极的衬底。
首先，蒸镀第一材料室中具备的第一有机化合物。另外，第一有机化合物预先通过电阻加热气化，蒸镀时通过打开第l遮板使其向衬底的方向飞散。蒸镀时导入材料气体，这里是硅烷气体，使其包含在膜中。从而，可形成图5(A)所示第一功能区域210。
然后，蒸镀第一有机化合物17a的同时，打开第2遮板，蒸镀第二材料室中具备的第二有机化合物。另外，第二有机化合物也预先通过电阻加热气化，蒸镀时通过打开第2遮板使其向衬底的方向飞散。蒸镀时导入材料气体，这里是硅烷气体，使其包含在膜中。因而，可形成第一有机化合物和第二有机化合物组成的第一混合区域211。
不久后，仅关闭第1遮板，蒸镀第二有机化合物。蒸镀时导入材料气体，这里是硅烷气体，使其包含在膜中。从而，可形成第二功能区域212。
另外，本实施例中，说明了通过同时蒸镀二种有机化合物来形成混合区域的方法，但是，也可以在蒸镀第一有机化合物后，在该蒸镀气氛下蒸镀第二有机化合物，从而在第一功能区域和第二功能区域之间形成混合区域。
接着，蒸镀第二有机化合物的同时，打开第3遮板，蒸镀第三材料室具备的第三有机化合物。另外，第三有机化合物也预先通过电阻加热气化，蒸镀时通过打开第3遮板使其向衬底的方向飞散。蒸镀时导入材料气体，这里是硅烷气体，使其包含在膜中。因而，可形成第二有机化合物和第三有机化合物组成的第二混合区域213。
不久后，仅关闭第2遮板，蒸镀第三有机化合物。蒸镀时导入材料气体，这里是硅烷气体，使其包含在膜中。然后关闭第3遮板，结束第三有机化合物的蒸镀。从而，可形成第三功能区域214。
最后，通过形成阴极，完成由本发明的成膜装置形成的发光元件。
而且，如图5(B)所示，作为其他有机化合物膜，采用第一有机化合物形成第一功能区域220后，形成第一有机化合物和第二有机化合物组成的第一混合区域221，而且，用第二有机化合物形成第二功能区域222。然后，第二功能区域222形成的中途，暂时打开第3遮板，同时进行第三有机化合物17c的蒸镀，从而形成第二混合区域223。
不久后，通过关闭第3遮板，再次形成第二功能区域222。然后，通过形成阴极而形成发光元件。
可形成以上有机化合物膜的图2的成膜装置，由于可在同一成膜室中形成具有多个功能区域的有机化合物膜，因而可在功能区域界面形成混合区域。如上所述，可制作没有明显的层叠构造(即，没有明确的有机界面)，且具备多个功能的发光元件。
另外，图1的成膜装置，在成膜时有意地导入材料气体(硅烷气体)，可使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，通过使有机化合物膜中包含原子半径小的材料(代表为硅)，可使混合区域中的分子间距更适合。从而，可进一步防止驱动电压的降低及亮度降低。另外，通过材料气体可进一步除去成膜室内的氧或水分等的杂质，可形成高密度的有机化合物层。
另外，本实施例可与实施形态1、实施形态2、实施形态3或实施形态4自由组合。
[实施例2]
本实施例中，从第1电极到密封为止的制作全自动化的多室方式的制造装置的例如图6所示。
图6是具备：闸500a～500y；传输室502、504a、508、514、518；转移室505、507、511；导入室501；第1成膜室506H；第2成膜室506B；第3成膜室506G；第4成膜室506R、第5成膜室506E；其他成膜室509、510、512、5l3、531、532；设置蒸镀源的设置室526R、526G、526B、526E、526H；前处理室503a、503b；密封室516；掩模储备室524；密封衬底储备室530；装填室520a、520b；托盘安装台521，以及取出室519的多室制造装置。另外，传输室504a设置有传输衬底504c用的传输机构504b，其他传输室也同样分别设有传输机构。
以下，说明将预先设有阳极(第1电极)和覆盖该阳极的端部的绝缘物(隔壁)的衬底输入图6所示制造装置来制作发光装置的顺序。另外，制作有源矩阵型的发光装置时，预先在衬底上，设置多个与阳极连接的薄膜晶体管(电流控制用TFT)及其他薄膜晶体管(开关用TFT等)，还设置薄膜晶体管组成的驱动电路。另外，在制作单矩阵型的发光装置时也可采用图6所示制造装置进行制作。
首先，在装填室520a或装填室520b设置上述衬底。衬底为大型衬底(例如300mm×360mm)时设置在装填室520b，为通常衬底(例如，127mm×127mm)时设置在装填室520a，然后传输到托盘安装台521，在托盘(例如300mm×360mm)上设置多个衬底。
装填室设置的衬底(设有阳极和覆盖该阳极的端部的绝缘物的衬底)传输到传输室518。
另外，设置在装填室之前，为了降低点缺陷，最好对第1电极(阳极)的表面用含界面活化剂(弱碱性)的多孔质海绵(代表为PVA(聚乙烯醇)制、尼龙制等)洗净以除去表面的杂物。作为洗净机构，可采用具有在与衬底面平行的轴线周围旋转且与衬底面接触的筒状刷(PVA制)的洗净装置，也可采用在与衬底面垂直的轴线周围旋转且与衬底面接触的盘状刷(PVA制)的洗净装置。另外，包含有机化合物的膜形成前，为了除去上述衬底所包含的水分或其他气体，最好在真空中进行用以脱气的退火，也可以传输到与传输室518连接的前处理室523进行退火。
然后，从设有衬底传输机构的传输室518传输到导入室501。本实施例的制造装置中，导入室501具备衬底反转机构，可适当反转衬底。导入室501与真空排气处理室连接，真空排气后，最好预先导入惰性气体来达到大气压。
然后传输到与导入室501连接的传输室502。为了使传输室502内尽量不存在水分或氧，最好预先进行真空排气以维持真空。
另外，作为上述的真空排气处理室，具备磁悬浮型的涡轮分子泵、低温泵、或干燥泵。从而导入室连接的传输室的真空度可达到10-5～10-6Torr，而且可控制来自泵侧及排气系统的杂质的逆扩散。为了防止装置内部导入杂质，导入的气体采用氮或稀有气体等的惰性气体。导入装置内部的这些气体在导入装置内前通过气体精制机高纯度化。从而，为了使气体高纯度化后导入蒸镀装置，必须具备气体精制机。从而，由于可预先除去气体中所包含的氧或水、其他杂质，因而可防止这些杂质导入装置内部。
另外，想除去不需要的处所形成的包含有机化合物的膜时，可传输到前处理室503a，选择地除去有机化合物膜的层叠。前处理室503a具有等离子发生部件，通过激励从Ar、H、F、O中选出的一种或多种的气体发生等离子，进行干刻蚀。另外，为了采用紫外线照射作为阳极表面处理，也可在前处理室503a具备UV照射机构。
另外，为了消除收缩，最好在包含有机化合物的膜蒸镀前进行真空加热，传输到前处理室503b，为了彻底除去上述衬底所包含的水分或其他气体，在真空(5×10-3Torr(0.665Pa)以下，最好是10-4～10-6Torr)进行用以脱气的退火。在前处理室503b中，采用平板加热器(代表为铠装式加热器)均一加热多个衬底。特别地，采用有机树脂膜作为层间绝缘膜或隔壁的材料时，有机树脂材料易于吸附水分且有发生脱气的可能性，因而在包含有机化合物的层形成前进行真空加热是有效的，即在100度～250度、最好150度～200度下进行例如30分钟以上的加热后，进行30分钟的自然冷却，除去吸附水分。
然后，进行上述真空加热后，将衬底从传输室502传输到转移室505，而且，不与大气接触地将衬底从转移室505传输到传输室504a。
然后，适当地将衬底传输到传输室504a连接的成膜室506R、506G、506B、506E，适当形成成为空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层或电子注入层的由低分子组成的有机化合物层。另外，可将衬底从传输室502传输到成膜室506H进行蒸镀。
另外，成膜室512中也可采用喷墨法或旋涂法等形成高分子材料组成的空穴注入层。另外，也可将衬底纵向设置在真空中通过喷墨法成膜。也可在第1电极(阳极)上全面涂敷并焙烧作为空穴注入层(阳极缓冲层)作用的聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸水溶液(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et-PTPDEK或PPBA等。焙烧时最好在焙烧室523进行。采用旋涂等的涂敷法形成高分子材料组成的空穴注入层时，可以提高平坦性且使其上成膜的膜的覆盖性及膜厚均一性良好。特别地，由于发光层的膜厚均一，可获得均一的发光。该场合，以涂敷法形成空穴注入层后，在通过蒸镀法成膜前最好进行真空加热(100～200度)。真空加热时也可在前处理室503b进行。例如，也可以用海绵洗净第1电极(阳极)的表面后，输入装填室，传输到成膜室512，用旋涂法以膜厚60nm全面涂敷聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸水溶液(PEDOT/PSS)后，传输到焙烧室523进行80度、10分钟的假焙烧以及200度、1小时的真焙烧，再传输到前处理室503b进行蒸镀前的真空加热(170度，加热30分钟、冷却30分钟)后，传输到成膜室506R、506G、506B，不与大气接触地用蒸镀法进行发光层的形成。特别地，采用ITO膜作为阳极材料，表面存在凹凸或微小粒子时，通过令PEDOT/PSS的膜厚为30nm以上的膜厚，可降低这些影响。
另外，PEDOT/PSS若涂敷到ITO膜上，则润湿性不太好，因而最好以旋涂法进行第1次涂敷PEDOT/PSS溶液后，如果用纯水洗净可提高润湿性，并再度以旋涂法进行第2次涂敷PEDOT/PSS溶液，然后进行焙烧，均一性良好地成膜。另外，进行第1次涂敷后，如果用纯水洗净可改善表面，同时具有除去微小粒子等的效果。
另外，通过旋涂法将PEDOT/PSS成膜时，为了全面成膜，最好选择地除去衬底的端面或周缘部、端子部、阴极与下部配线的连接区域等，最好在前处理室503a通过O2灰化等除去。
这里，说明成膜室506R、506G、506B、506E、506H。
各成膜室506R、506G、506B、506E、506H设置有可移动蒸镀源架(蒸镀单元)。即，相当于上述实施形态2的图2的成膜室。如上述实施形态2所示，蒸镀时在材料气体导入的同时进行蒸镀。作为材料气体，具体地，可采用从硅烷系气体(硅烷、乙硅烷、丙硅烷等)、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4或碳化氢系气体(CH4、C2H2、C2H4、C6H6等)选出的一种或多种。通过在成膜时有意地导入材料气体，使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可形成高密度膜。通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散到膜中，提高发光元件的可靠性。
另外，准备多个该蒸镀源架，并适当具备多个将EL材料封入的容器(坩埚)，以该状态设置到成膜室内。以面朝下方式设置衬底，通过CCD等进行蒸镀掩模的位置对齐，通过电阻加热法进行蒸镀，可选择地进行成膜。另外，蒸镀掩模储备在掩模储备室524，进行蒸镀时适当传输到成膜室。另外，成膜室532是用于形成包含有机化合物的层或金属材料层的预备蒸镀室。
将EL材料设置到这些成膜室最好采用以下所示的制造系统。即，最好采用材料制造机中预先收纳EL材料的容器(代表地坩埚)进行成膜。而且设置时最好不与大气接触地进行，从材料制造机传输时，坩埚最好在第2容器密闭的状态下导入成膜室。最好令具有与各成膜室506R、506G、506B、506H、506E连接的真空排气部件的设置室526R、526G、526B、526H、526E成为真空或惰性气体气氛，在其中从第2容器取出坩埚，并在成膜室设置坩埚。另外，图7或图8表示设置室的一例。
这里，用图7(A)具体地说明传输的容器的形态。将用于传输的分为上部(721a)和下部(721b)的第2容器具备：在第2容器的上部设置的用于固定第1容器的固定部件706；对固定部件加压的弹簧705；为了减压保持第2容器而在第2容器的下部设置的成为气体通路的气体导入口708；固定上部容器721a和下部容器721b的O形环；止动装置702。在该第2容器内，设置封入有精制的蒸镀材料的第1容器701。另外，第2容器也可由包含不锈钢的材料形成，第1容器70l由具有钛的材料形成。
材料制造机中，第1容器701中封入精制的蒸镀材料。然后，经由0形环使第2上部721a和下部721b对齐，由止动装置702固定上部容器721a和下部容器72lb，在第2容器内密闭第1容器701。然后，经由气体导入口708使第2容器内减压，再置换为氮气氛，调节弹簧705，通过固定部件706固定第1容器701。另外，第2容器内也可设置干燥剂。这样，若使第2容器内保持真空或减压、氮气氛，可防止微量氧或水附着到蒸镀材料。
以该状态传输到发光装置制造机，将第1容器701设置到蒸镀室。然后，通过加热使蒸镀材料升华，进行蒸镀膜的成膜。
另外，其他部件，例如膜厚监视器(水晶振子等)，遮板等最好也同样不与大气接触地传输、设置到蒸镀装置内。
另外，不与大气接触地将容器内真空密封的坩埚(填充蒸镀材料)从容器取出，用于在蒸镀架设置坩埚的的设置室与成膜室连接，不与大气接触地从设置室通过传输自动机械传输坩埚。设置室最好也设置有真空排气部件，而且设置加热坩埚的部件。
用图7(A)及图7(B)说明将第2容器721a、721b内密闭并传输的第1容器701设置到成膜室的机构。
图7(A)表示了具备搭载收纳有第1容器的第2容器721a、721b的旋转台707、传输第1容器的传输机构以及提升机构711的设置室705的截面。另外，设置室与成膜室相邻配置，通过经由气体导入口控制气氛的部件可控制设置室的气氛。另外，如图7(B)所示，传输机构不限于是从第1容器701的上方夹持该第1容器并传输的构成，也可以是夹持第1容器的侧面并传输的构成。
这样的设置室内，在止动装置702松开的状态下在旋转设置台713上配置第2容器。由于内部是真空状态，止动装置702即使松开也不会脱落。然后，通过控制气氛的部件，可令设置室内为减压状态。设置室内的压力和第2容器内的压力相等时，第2容器成为可容易开封的状态。通过提升机构711卸去第2容器的上部721a，旋转设置台713以旋转轴712为轴进行旋转，使第2容器的下部及第1容器移动。然后，第1容器701通过传输机构传输到蒸镀室，设置在蒸镀源架(未图示)。
然后，通过蒸镀源架上设置的加热部件，使蒸镀材料升华开始成膜。在该成膜时，蒸镀源架上设置的遮板(未图示)打开后，升华的蒸镀材料向衬底的方向飞散并蒸镀到衬底，形成发光层(包含空穴输送层、空穴注入层、电子输送层、电子注入层)。
然后，蒸镀结束后，从蒸镀源架提升第1容器，传输到设置室，搭载在旋转台804设置的第2容器的下部容器(未图示)，由上部容器721a密闭。此时，第1容器、上部容器、下部容器最好在传输的组合中密闭。该状态下，令设置室805为大气压，从设置室取出第2容器并固定止动装置702，传输到材料制造机。
另外，图8说明可设置多个第1容器911的设置室的例。图8(A)中，设置室905具备：可搭载多个第1容器911或第2容器912的旋转台907；传输第1容器的传输机构902b；提升机构902a，成膜室906具备：蒸镀源架903；使蒸镀架移动的机构(这里未图示)。图8(A)是俯视图，图8(B)是设置室内的透视图。另外，设置室905经由闸阀900配置成与成膜室906相邻，经由气体导入口控制气氛的部件可控制设置室的气氛。虽然未图示，配置卸下的上部(第2容器)912的处所另外设置。
或者，成膜室连接的前处理室(设置室)具备自动机械，逐个蒸镀源地从成膜室移动到前处理室，前处理室中，也可在蒸镀源设置蒸镀材料。即，蒸镀源也可作为移动到前处理室的制造装置。这样，可在保持成膜室的洗净度的情况下设置蒸镀源。
这样，可防止坩埚及该坩埚收纳的EL材料被污染。另外，设置室526R、526G、526B、526H、526E中也可储备金属掩模。
通过适当选择成膜室506R、506G、506B、506H、506E设置的EL材料，作为发光元件全体，可形成显示单色(具体为白色)或者全色(具体为红色、绿色、蓝色)的发光的发光元件。例如，绿色的发光元件形成时，依次在成膜室506H层叠空穴输送层或空穴注入层，在成膜室506G层叠发光层(G)，在成膜室506E层叠电子输送层或电子注入层后，若形成阴极，则可获得绿色的发光元件。例如，全色的发光元件形成时，在成膜室506R采用R用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(R)、电子输送层或电子注入层，在成膜室506G采用G用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(G)、电子输送层或电子注入层，在成膜室506B采用B用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(B)、电子输送层或电子注入层后，若形成阴极，则可获得全色的发光元件。
另外，显示白色的发光的有机化合物层，在层叠具有不同发光色的发光层时，大体分为含有红色、绿色、蓝色的3原色的3波长型和利用蓝色/黄色或蓝绿色/橙色的补色的关系的2波长型。可在一个成膜室形成白色发光元件。例如，用3波长型获得白色发光元件时，准备具备多个搭载多个坩埚的蒸镀源架的成膜室，在第1蒸镀源架封入芳族二胺(TPD)，第2蒸镀源架封入p-EtTAZ，第3蒸镀源架封入Alq3，第4蒸镀源架封入在Alq3添加了红色发光色素即NileRed的EL材料，第5蒸镀源架封入Alq3，以该状态设置到各成膜室。然后，第1到第5蒸镀源架按顺序开始移动，对衬底进行蒸镀、层叠。具体地，通过加热从第1蒸镀源架升华TPD，蒸镀到整个衬底。然后，从第2蒸镀源架升华p-EtTAZ，从第3蒸镀源架升华Alq3，从第4蒸镀源架升华Alq3:NileRed，从第5蒸镀源架升华Alq3，蒸镀到整个衬底。然后，若形成阴极，则可获得白色发光元件。
通过上述工序适当层叠包含有机化合物的层后，将衬底从传输室504a传输到转移室507，而且，与大气不接触地将衬底从转移室507传输到传输室508。
然后，通过传输室508内设置的传输机构，将衬底传输到成膜室510，形成阴极。该阴极是通过利用电阻加热的蒸镀法形成的金属膜(MgAg、MgIn、CaF2、LiF、CaN等的合金，或周期表的I族或II族所属元素和铝通过共同蒸镀法形成的膜，或这些的层叠膜)。另外，也可用溅射法形成阴极。
另外，制作顶面出射型的发光装置时，阴极最好是透明或半透明，最好将上述金属膜的薄膜(1nm～10nm)或者上述金属膜的薄膜(1nm～10nm)和透明导电膜的层叠作为阴极。该场合，也可用溅射法在成膜室509形成由透明导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)组成的膜。
以上的工序形成层叠构造的发光元件。
另外，也可传输到与传输室508连接的成膜室513，形成氮化硅膜或氮氧化硅膜组成的保护膜来密封。这里，成膜室513内具备由硅组成的靶，或由氧化硅组成的靶，或由氮化硅组成的靶。例如，采用由硅组成的靶，通过令成膜室气氛为氮气氛或包含氮和氩的气氛，可在阴极上形成氮化硅膜。另外，也可形成以碳为主成分的薄膜(DLC膜，CN膜，非定型碳膜)作为保护膜，也可另外设置采用CVD法的成膜室。类金刚石膜(也称为DLC膜)可由等离子CVD法(代表为，RF等离子CVD法、微波CVD法、电子回旋共振(ECR)CVD法、热灯丝CVD法等)、燃烧炎法、溅射法、离子束蒸镀法、激光蒸镀法等形成。用于成膜的反应气体采用氢气和碳化氢系的气体(例如CH4、C2H2、C6H6等)，通过辉光放电离子化，在施加负的自偏压的阴极使离子加速碰撞而成膜。另外也可采用C2H4气体和N2气体作为反应气体形成CN膜。另外，DLC膜或CN膜是对可见光透明或半透明的绝缘膜，对可见光透明是指可见光的透过率为80～100％，对可见光半透明是指可见光的透过率为50～80％。
本实施例中，在阴极上形成由第1无机绝缘膜、应力缓和膜、第2无机绝缘膜的层叠组成的保护层。例如，也可在阴极形成后，传输到成膜室513，形成第1无机绝缘膜，传输到成膜室532，用蒸镀法形成具有吸湿性及透明性的应力缓和膜(包含有机化合物的层等)，而且再度传输到成膜室513形成第2无机绝缘膜。
然后，形成有发光元件的衬底不与大气接触地从传输室508传输到转移室511，而且从转移室511传输到传输室514。然后，形成发光元件的衬底从传输室514传输到密封室516。
密封衬底从外部设置到加载室517作准备。另外，为了除去水分等的杂质，最好预先在真空中进行退火。然后，形成将密封衬底与设有发光元件的衬底粘贴用的密封材料时，在封闭室形成密封材料，将形成密封材料的密封衬底传输到密封衬底储备室530。另外，在封闭室中，也可在密封衬底上设置干燥剂。另外，这里，说明了在密封衬底形成密封材料的例，但是没有特别限定，也可在形成发光元件的衬底上形成密封材料。
然后，在密封室516中，通过密封室516中设有的紫外线照射机构对粘贴衬底和密封衬底而成的一对衬底照射UV光，使密封材料硬化。另外，这里采用紫外线硬化树脂作为密封材料，但是只要是粘接材料即可，没有特别限定。
然后，粘贴的一对衬底从密封室516传输到传输室514，再从传输室514传输到取出室519而取出。
以上，采用图6所示的制造装置可完全使发光元件封入密闭空间而不曝露在大气中，因而可制作可靠性高的发光装置。另外，传输室514、518中虽然在真空和大气压的氮气氛反复切换，但是传输室502、504a、508最好常时保持真空。
另外，这里虽然未图示，设有控制使衬底在各个处理室移动的通路而实现自动化的控制装置。
另外，在图6所示制造装置中，输入设有透明导电膜(或金属膜(TiN)作为阳极的衬底，形成包含有机化合物的层后，形成透明或半透明阴极(例如，薄金属膜(Al，Ag)和透明导电膜的层叠)，从而可形成顶面出射型(或者两面出射)的发光元件。另外，顶面出射型的发光元件是指透过阴极取出有机化合物层中的发光的元件。
另外，在图6所示制造装置中，输入设有透明导电膜作为阳极的衬底，形成包含有机化合物的层后，形成金属膜(Al，Ag)组成的阴极，从而可形成底面出射型的发光元件。另外，底面出射型的发光元件是指，有机化合物层中的发光从透明电极即阳极向TFT的方向取出且通过衬底的元件。
另外，本实施例可与实施形态1、实施形态2、实施形态3、实施形态4或实施例1自由组合。
[实施例3]
本实施例中，在具备绝缘表面的衬底上制作具有以包含有机化合物的层作为发光层的发光元件的发光装置(顶面出射构造)的例如图9所示。
另外，图9(A)是发光装置的俯视图，图9(B)是用A-A’切断图9(A)的截面图。虚线所示的1101是源极信号线驱动电路，1102是像素部，1103是栅极信号线驱动电路。另外，1104是透明密封衬底，1105是第1密封材料，被第1密封材料1105包围的内侧用透明第2密封材料1107填充。另外，第1密封材料1105含有用于保持衬底间隔的间隔材料。
另外，1108是传送输入源极信号线驱动电路1101及栅极信号线驱动电路1103的信号用的配线，从成为外部输入端子的FPC(柔性的印刷电路)1109接收视频信号或时钟信号。另外，这里只图示了FPC，但是该FPC上也可安装印刷线路板(PWB)。
接着，用图9(B)说明截面构造。在衬底1110上形成驱动电路及像素部，这里，显示了作为驱动电路的源极信号线驱动电路1101和像素部1102。
另外，在源极信号线驱动电路1101上，形成由n沟道型TFT1123和p沟道型TFT1124组合的CMOS电路。另外，形成驱动电路的TFT也可用公知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，本实施例中，表示了在衬底上形成驱动电路的驱动器一体型，但是不是必须的，也可不是在衬底上而是在外部形成。另外，不限于以多晶硅膜为激活层的TFT的构造，可以是顶栅极型TFT，也可以是底栅极型TFT。
另外，像素部1102由包含开关用TFT1111、电流控制用TFT1112和与其漏极电气连接的第1电极(阳极)1113的多个像素形成。电流控制用TFT1112可以是n沟道型TFT，也可以是p沟道型TFT，但是与阳极连接的场合，最好采用p沟道型TFT。另外，最好适当设置保持电容(未图示)。另外，这里在配置的无数的像素中，仅仅显示了一个像素的截面构造，该一个像素采用2个TFT的例，但是也可以采用3个或以上的TFT。
这里，由于第1电极1113构成与TFT的漏极直接连接，因而，第1电极1113的下层最好采用可与硅组成的漏极欧姆接触的材料层，与包含有机化合物的层连接的最上层采用工作函数大的材料层。例如，若采用氮化钛膜和以铝作为主成分的膜和氮化钛膜的3层构造，则作为配线的电阻也低，且可获得良好的欧姆接触，且起阳极的功能。另外，第1电极1113可采用氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层，也可采用3层以上的层叠。
另外，在第1电极(阳极)1113的两端形成绝缘物(称为架、隔壁、障壁、堤坝等)1114。绝缘物1114只要由包含有机树脂膜或硅的绝缘膜形成即可。这里，作为绝缘物1114，用正片型的感光性丙烯树脂膜形成图9所示形状的绝缘物。
为了形成良好的敷层，在绝缘物1114的上端部或下端部形成有曲率的曲面。例如，绝缘物1114的材料采用正片型的感光性丙烯的场合，最好仅在绝缘物1114的上端部具备曲率半径(0.2μm～3μm)的曲面。另外，作为绝缘物1114，可使用通过感光性的光而成为不溶于刻蚀剂的负片型或者通过光而成为溶于刻蚀剂的正片型之一。
另外，绝缘物1114也可用氮化铝膜、氮氧化铝膜、以碳为主成分的薄膜或氮化硅膜组成的保护膜覆盖。
另外，在第1电极(阳极)1113上，在导入硅烷气体的同时通过蒸镀法选择性地形成包含有机化合物的层1115。而且，在包含有机化合物的层1115上形成第2电极(阴极)1116。作为阴极，采用工作函数小的材料(Al，Ag，Li，Ca或它们的合金MgAg，MgIn，AlLi，CaF2，或CaN)即可。这里，为了使发光透过，作为第2电极(阴极)1116，采用膜厚薄的金属薄膜和透明导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)的层叠。这样，形成由第1电极(阳极)1113、包含有机化合物的层1115及第2电极(阴极)1116组成的发光元件1118。本实施例中，作为包含有机化合物的层1115，通过依次层叠芳族二胺层(TPD)、p-EtTAZ层、Alq3层、掺杂了NileRed的Alq3层、Alq3层而获得白色发光。本实施例中，发光元件1118以白色发光为例，因而设置由着色层1131和遮光层(BM)1132组成的彩色滤光镜(为了简化，这里未图示保护涂层)。
另外，若分别选择性形成获得R、G、B的发光的包含有机化合物的层，即使不使用彩色滤光镜也可获得全彩色的显示。
另外，为了密封发光元件1118，形成透明保护层1117。作为该透明保护层1117，最好采用以通过溅射法(DC方式或RF方式)或PCVD法获得的氮化硅或氮氧化硅为主成分的绝缘膜，以碳为主成分的薄膜(DLC膜、CN膜等)，或它们的层叠。若采用硅靶，在包含氮和氩的气氛下形成，则可获得对水分或碱金属等的不纯物的阻挡效果高的氮化硅膜。另外，也可采用氮化硅靶。另外，透明保护层也可通过采用远程等离子的成膜装置形成。另外，为了使发光通过透明保护层，透明保护层的膜厚最好尽可能薄。
另外，为了密封发光元件1118，在惰性气体气氛下通过第1密封材料1105、第2密封材料1107粘贴密封衬底1104。另外，第1密封材料1105、第2密封材料1107最好采用环氧树脂。另外，第1密封材料1105、第2密封材料1107最好尽可能采用不透过水分或氧的材料。
另外，本实施例中，作为构成密封衬底1104的材料，可采用玻璃衬底或石英衬底以及FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(聚氟乙烯)、姆拉(Mylar)、聚酯或丙烯酸等组成的塑料衬底。另外，用第1密封材料1105、第2密封材料1107粘接密封衬底1104后，还可用第3密封材料密封侧面(露出面)。
以上，通过将发光元件封入第1密封材料1105、第2密封材料1107，可从外部完全遮断发光元件，可防止水分或氧等的促进有机化合物层的劣化的物质从外部侵入。从而，可获得可靠性高的发光装置。
另外，若采用透明导电膜作为第1电极1113，则可制作两面发光型的发光装置。
另外，本实施例中，说明了在阳极上形成包含有机化合物的层，在包含有机化合物的层上形成透明电极即阴极的构造(以下，称为顶面出射构造)的示例，但是也可在阳极上形成包含有机化合物的层，在有机化合物层上具有形成有阴极的发光元件，在包含有机化合物的层中将产生的发光从透明电极即阳极取出到TFT(以下，称为底面出射构造)的构造的示例。
这里，底面出射构造的发光装置的一例如图10所示。
另外，图10(A)是发光装置的俯视图，图10(B)是用A-A’切断图10(A)的截面图。虚线所示的1201是源极信号线驱动电路，1202是像素部，1203是栅极信号线驱动电路。另外，1204是密封衬底，1205是含有用于保持密闭空间间隔的间隔材料的密封材料，被密封材料1205包围的内侧用惰性气体(代表为氮)填充。被密封材料1205包围的内侧空间通过干燥剂1207除去微量水分而充分干燥。
另外，1208是用于传送输入源极信号线驱动电路1201及栅极信号线驱动电路1203的信号的配线，从成为外部输入端子的FPC(柔性的印刷电路)1209接收视频信号或时钟信号。
接着，用图10(B)说明截面构造。在衬底1210上形成了驱动电路及像素部，但是，这里显示了作为驱动电路的源极信号线驱动电路1201和像素部1202。另外，在源极信号线驱动电路1201中，形成由n沟道型TFT1223和p沟道型TFT1224组合的CMOS电路。
另外，像素部1202由包含开关用TFT1211、电流控制用TFT1212和与其漏极电气连接的透明导电膜组成的第1电极(阳极)1213的多个像素形成。
这里第1电极1213形成与连接电极部分重叠，第1电极1213构成经由连接电极与TFT的漏极区域电气连接。第1电极1213最好具有透明性，且采用工作函数大的导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3、ZnO)、氧化锌(ZnO)等)。
另外，在第1电极(阳极)1213的两端形成绝缘物(称为架、隔壁、障壁、堤坝等)1214。为了形成良好的敷层，在绝缘物1214的上端部或下端部形成有曲率的曲面。另外，绝缘物1214也可用氮化铝膜、氮氧化铝膜、以碳为主成分的薄膜或氮化硅膜组成的保护膜覆盖。
另外，在第1电极(阳极)1213上，在导入硅烷的同时进行有机化合物材料的蒸镀，选择性地形成包含有机化合物的层1215。而且，在包含有机化合物的层1215上形成第2电极(阴极)1216。作为阴极，采用工作函数小的材料(Al，Ag，Li，Ca，或它们的合金MgAg，MgIn，AlLi，CaF2，或CaN)即可。这样，形成由第1电极(阳极)1213、包含有机化合物的层1215及第2电极(阴极)1216组成的发光元件1218。发光元件1218向图10中所示的箭头方向发光。这里，发光元件1218是可获得R、G、或B的单色发光的发光元件的一个，通过分别选择性地形成包含可获得R、G、B的发光的有机化合物的层的3个发光元件来作为全彩色。
另外，为了密封发光元件1218，形成保护层1217。作为该透明保护层1217，最好采用以由溅射法(DC方式或RF方式)或PCVD法获得的氮化硅或氮氧化硅为主成分的绝缘膜、或以碳为主成分的薄膜(DLC膜、CN膜等)或它们的层叠膜。若采用硅靶，在包含氮和氩的气氛下形成，则可获得对水分或碱金属等的不纯物的阻挡效果高的氮化硅膜。另外，也可采用氮化硅靶。另外，透明保护层也可通过采用远程等离子的成膜装置形成。
另外，为了密封发光元件1218，在惰性气体气氛下通过密封材料1205粘贴密封衬底1204。密封衬底1204上预先形成通过喷砂法等形成的凹部，在该凹部粘贴干燥剂1207。另外，密封材料1205最好采用环氧树脂。另外，密封材料1205最好是尽可能不透过水分或氧的材料。
另外，本实施例中，作为构成具有凹部的密封衬底1204的材料，可采用金属衬底、玻璃衬底或石英衬底以及FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics)、PVF(聚氟乙烯)、姆拉(Mylar)、聚酯或丙烯酸等组成的塑料衬底。另外，可周内侧粘贴有干燥剂的金属罐密封。
另外，本实施例可与实施形态1至4、实施例1或实施例2之一自由组合。
[实施例4]
本实施例中，说明一个像素的截面构造，特别是发光元件及TFT的连接、像素间配置的隔壁的形状。
图11(A)中，40是衬底，41是隔壁(也称为堤坝)，42是绝缘膜，43是第1电极(阳极)，44是包含有机化合物的层，45是第2电极(阴极)，46是TFT。
TFT46中，46a是沟道形成区域，46b、46c是源极区域或漏极区域，46d是栅电极，46e、46f是源电极或漏电极。这里显示了顶栅极型TFT，但是没有特别限定，可以是逆参差(stagger)型TFT，也可以是顺参差型TFT。另外，46f是通过部分与第1电极43连接并重叠而与TFT46连接的电极。
另外，与图11(A)部分不同的截面构造如图11(B)所示。
图11(B)中，第1电极和电极的重叠部分与图11(A)的构造不同，对第1电极构图后，通过形成与电极部分重叠而与TFT连接。
另外，与图11(A)部分不同的截面构造如图11(C)所示。
图11(C)中，还设有1层层间绝缘膜，第1电极经由接触孔与TFT的电极连接。
另外，作为隔壁41的截面形状，可以是图11(D)所示锥状。用光刻法使抗蚀剂曝光后，通过刻蚀非感光性的有机树脂或无机绝缘膜获得。
另外，若采用正片型的感光性有机树脂，可采用图11(E)所示的在上端部具有曲面的形状。
另外，若采用负片型的感光性树脂，可采用图11(F)所示在上端部及下端部具有曲面的形状。
另外，本实施例可与实施形态1至4、实施例1至3自由组合。
[实施例5]
本实施例中说明无源矩阵型的发光装置(也称为单矩阵型的发光装置)的制作示例。
首先，在玻璃衬底上由ITO等的材料(成为阳极的材料)条纹状地形成多个第1配线。然后，由抗蚀剂或感光性树脂组成的隔壁围绕成为发光区域的区域而形成。然后，通过蒸镀法，在隔壁包围的区域形成包含有机化合物的层。全色显示时，适当选择材料，在导入硅烷气体的同时通过蒸镀法形成包含有机化合物的层。然后，在隔壁及包含有机化合物的层中，由Al或Al合金等的金属材料(成为阴极的材料)形成与ITO组成的多个第1配线交叉的条纹状的多个第2配线。以上的工序可形成以包含有机化合物的层作为发光层的发光元件。
然后，用密封材料粘贴密封衬底，或者在第2配线上设置保护膜进行密封。密封衬底采用玻璃衬底、聚丙烯、聚硫化丙烯、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、聚苯硫、聚苯醚、聚砜或聚邻苯二酰胺组成的合成树脂组成的塑料衬底。
图12(A)表示本实施例的显示装置的一例的截面图。
衬底1300的主表面上设有第1电极和第2电极交叉并在交叉部形成发光元件的像素部1321。即，形成发光性的像素矩阵状排列的像素部1321。像素数若是VGA规格则为640×480点，若为XGA规格则为1024×768点，若是SXGA规格则为1365×1024点，若为UXGA规格则为1600×1200点，第1电极及第2电极的根数与之对应地设置。而且，衬底1301的端部是，在像素部1321的周边部设置的形成有与外部电路连接的端子板的输入端子部。
图12(A)所示的显示装置中，在像素部形成有：在衬底1300的主表面上左右方向延伸的第1电极1302；包含其上层形成的发光体的薄膜1305(由于包含电致发光的介质，以下为便于说明称为EL层)；以及其上层形成并在上下方向延伸的第2电极1306。在该交叉部形成像素。即，通过在行方向和列方向形成第1电极1302和第2电极1306，矩阵状地配设像素。输入端子由与第1电极或第2电极相同的材料形成。该输入端子数设置成与行方向和列方向配设的第1电极及第2电极的根数相同。
隔壁1304的截面形状具有从与第1电极1302连接的下端部向上端部弯曲的曲面形状。该曲面形状是具有中心位于隔壁或其下层侧的至少一个曲率半径的形状，或者是，在与第1电极1302连接的下端部，具有中心位于隔壁1304的外侧的至少一个第1曲率半径，以及在隔壁1304的上端部，具有中心位于隔壁或其下层侧的至少一个第2曲率半径的形状。该截面形状最好是从隔壁1304的下端部向上端部的曲率连续变化。EL层沿该曲面形状形成，通过该曲面形状缓和应力。即，在层叠不同材料的发光元件中，具有缓和由热应力导致的变形的作用。
密封像素部1321的对置衬底1350表现为由密封材料1341固定的形态。衬底1301和对置衬底1350之间的空间可用惰性气体填充，也可封入有机树脂材料1340。无论哪一种方式，由于像素部1321中的发光元件被阻挡性的绝缘膜1307被覆，即使没有特别设置干燥材料等，也可防止外因性的杂质导致的劣化。
另外，图12(A)中，与像素部1321的各像素对应，在对置衬底1350侧形成着色层1342～1344。平坦化层1345防止由着色层导致的台阶。另一方面，图12(B)是在衬底1301侧设有着色层1342～1344的构成，在平坦化层1345上形成第1电极1302。另外，图12(B)与图12(A)的发光方向不同。另外，同一部分采用同一符号表示。
另外，不限于全色的显示装置，单色的发光装置，例如在面光源、灯饰用装置中也可实施本发明。
另外，本实施例可与实施形态1至4、实施例1或实施例2之一自由组合。
[实施例6]
通过将实施本发明获得的发光装置安装到显示部可制作电子设备。电子设备有例如摄象机、数码相机、眼镜型显示器(头盔显示器)、导航系统、音响再生装置(汽车音响、音响组件等)，笔记本型个人电脑、游戏设备、便携信息终端(便携计算机、便携电话、便携型游戏机或电子书籍等)、具备记录媒体的图像再生装置(具体为具备可再生DVD(Digital Versatile Disc)等的记录媒体并显示其图像的显示器的装置)等。这些电子设备的具体例如图13所示。
图13(A)是电视，包含框体2001、支持台2002、显示部2003、扬声器部2004、视频输入端子2005等。本发明可适用于显示部2003。另外，包含个人电脑用、TV放送接收用、广告显示用等的所有信息显示用的电视。
图13(B)是数码相机，包含本体2101、显示部2102、受像部2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。本发明可适用于显示部2102。
图13(C)是笔记本型个人电脑，包含本体2201、框体2202、显示部2203、键盘2204，外部连接端口2205、鼠标2206等。本发明可适用于显示部2203。
图13(D)是便携计算机，包含本体2301、显示部2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。本发明可适用于显示部2302。
图13(E)是具备记录媒体的便携型图像再生装置(具体为DVD再生装置)，包含本体2401、框体2402、显示部A2403、显示部B2404、记录媒体(DVD等)读入部2405、操作键2406、扬声器部2407等。显示部A2403主要显示图像信息，显示部B2404主要显示文字信息，本发明可适用于显示部A2403、B2404。另外，具备记录媒体的图像再生装置中也包含家庭用游戏设备等。
图13(F)是游戏设备，包含本体2501、显示部2505、操作开关2504等。
图13(G)是摄象机，包含本体2601、显示部2602、框体2603、外部连接端口2604、遥控接收部2605、受像部2606、电池2607、声音输入部2608、操作键2609等。本发明可适用于显示部2602。
图13(H)是便携电话，包含本体2701、框体2702、显示部2703、声音输入部2704、声音输出部2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。本发明可适用于显示部2703。另外，显示部2703在黑色的背景显示白色的文字，可抑制便携电话的消耗电流。
以上，实施本发明获得的显示装置可作为所有电子设备的显示部。另外，本实施形态的电子设备中，也可采用利用实施形态1至4、实施例1至5之一的构成而制作的发光装置。
[实施例7]
本实施例中，从第1电极到密封为止的制作全自动化的联机方式的制造装置的例如图14所示。
图14是联机方式的制造装置，具备：闸1000a～1000u；传输室1002、1004a、1014；转移室1011；第1成膜室1006H；第2成膜室1006B；第3成膜室1006G；第4成膜室1006R，第5成膜室1006E；预备成膜室1006G″；预备成膜室1006R″；预备成膜室1006B″；其他成膜室1009、1010、1013；设置蒸镀源的设置室1026R、1026G、1026B、1026R″、1026G″、1026B″、1026E、1026H；前处理室1003a；封闭室1018；密封室1016；密封衬底储备室1030；衬底导入室1020；取出室1019。另外，传输室1004a中设有具备传输或反转衬底1004c用的多个机械臂的传输机构1004b，其他传输室也同样分别设有传输机构。
以下，说明将预先设有阳极(第1电极)和覆盖该阳极的端部的绝缘物(隔壁)的衬底输入图14所示制造装置来制作发光装置的顺序。
首先，在衬底导入室1020设置上述衬底。可与衬底为大型衬底(例如600mm×720mm)或为通常衬底(例如，127mm×127mm)时对应。衬底导入室1020与真空排气处理室连接，真空排气后，最好导入惰性气体而设为大气压。
衬底导入室内设置的衬底(设有阳极和覆盖该阳极的端部的绝缘物的衬底)传输到传输室1002。为了使传输室1002尽量不存在水分或氧，最好预先进行真空排气以维持真空。
另外，设置在衬底导入室之前，为了降低点缺陷，最好对第1电极(阳极)的表面用含界面活化剂(弱碱性)的多孔质海绵(代表为PVA(聚乙烯醇)制、尼龙制等)洗净以除去表面的杂物。另外，包含有机化合物的膜形成前，为了除去上述衬底所包含的水分或其他气体，最好在真空中进行用以脱气的退火，也可以在传输室1002或前处理室1003a进行退火。
然后，传输室1002中设置的衬底传输机构中具备衬底反转机构，可适当反转衬底。
另外，作为上述的真空排气处理室，具备磁悬浮型的涡轮分子泵、低温泵、或干燥泵。
另外，想除去不需要的处所形成的包含有机化合物的膜时，可传输到前处理室1003a，选择地除去有机化合物膜的层叠。前处理室1003a具有等离子发生部件，通过激励从Ar、H、F、O中选出的一种或多种的气体发生等离子，进行干刻蚀。另外，为了采用紫外线照射作为阳极表面处理，也可在前处理室1003a具备UV照射机构。
另外，为了消除收缩，最好在包含有机化合物的膜蒸镀前进行真空加热，在传输室1002中，为了彻底除去上述衬底所包含的水分或其他气体，在真空(5×10-3Torr(0.665Pa)以下，最好是10-4～10-6Torr)进行用以脱气的退火。
然后，进行上述真空加热后，传输到成膜室1006H进行蒸镀。接着，从传输室1002将衬底适当传输到与传输室1004a连接的成膜室1006R、1006G、1006B、1006R″、1006G″、1006B″、1006E，适当形成成为空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层或电子注入层的由低分子组成的有机化合物层。
另外，也可另外设置采用喷墨法或旋涂法等形成高分子材料组成的空穴注入层的成膜室。另外，也可将衬底纵向设置在真空中通过喷墨法成膜。
另外，通过旋涂法将PEDOT/PSS成膜时，为了全面成膜，最好选择地除去衬底的端面或周缘部、端子部、阴极与下部配线的连接区域等，最好在前处理室1003a通过O2灰化等除去。
这里，说明成膜室1006R、1006G、1006B、1006R″、1006G″、1006B″、1006E、1006H。
各成膜室1006R、1006G、1006B、1006R″、1006G″、1006B″、1006E、1006H设置有可移动蒸镀源架(蒸镀单元)。即，相当于上述实施形态2的图2的成膜室。如上述实施形态2所示，蒸镀时在材料气体导入的同时进行蒸镀。作为材料气体，具体地，可采用从硅烷系气体(硅烷、乙硅烷、丙硅烷等)、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4或碳化氢系气体(CH4、C2H2、C2H4、C6H6等)选出的一种或多种。通过在成膜时有意地导入材料气体，使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可形成高密度膜。通过使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，可阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散到膜中，提高发光元件的可靠性。
另外，准备多个该蒸镀源架，并适当具备多个将EL材料封入的容器(坩埚)，以该状态设置到成膜室内。以面朝下方式设置衬底，通过CCD等进行蒸镀掩模的位置对齐，通过电阻加热法进行蒸镀，可选择地进行成膜。另外，可设置储备蒸镀掩模的掩模储备室。
将EL材料设置到这些成膜室最好采用上述实施例1的图7、8所示的制造系统。即，最好采用材料制造机中预先收纳EL材料的容器(代表为坩埚)进行成膜。而且设置时最好不与大气接触地进行，从材料制造机传输时，坩埚最好在第2容器密闭的状态下导入成膜室。最好令具有与各成膜室1006R、1006G、1006B、1006R″、1006G″、1006B″、1006E、1006H连接的真空排气部件的设置室1026R、1026G、1026B、1026R″、1026G″、1026B″、1026H、1026E成为真空或惰性气体气氛，在其中从第2容器取出坩埚，并在成膜室设置坩埚。
这样，可防止坩埚及该坩埚收纳的EL材料被污染。另外，设置室1026R、1026G、1026B、1026R″、1026G″、1026B″、1026H、1026E中也可储备金属掩模。
通过适当选择成膜室1006R、1006G、1006B、1006R″、1006G″、1006B″、1006E、1006H设置的EL材料，作为发光元件全体，可形成显示单色(具体为白色)或者全色(具体为红色、绿色、蓝色)的发光的发光元件。例如，绿色的发光元件形成时，依次在成膜室1006H层叠空穴输送层或空穴注入层，在成膜室1006G层叠发光层(G)，在成膜室1006E层叠电子输送层或电子注入层后，若形成阴极，则可获得绿色的发光元件。例如，全色的发光元件形成时，在成膜室1006R采用R用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(R)、电子输送层或电子注入层，在成膜室1006G采用G用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(G)、电子输送层或电子注入层，在成膜室1006B采用B用的蒸镀掩模，依次层叠空穴输送层或空穴注入层、发光层(B)、电子输送层或电子注入层后，若形成阴极，则可获得全色的发光元件。
另外，通过利用预备成膜室1006R″、1006G″、1006B″，可在成膜室1006R、1006G、1006B中进行清洁期间也不用停止生产线的情况下制作面板。另外，两方运转可增加制作面板枚数。
通过上述工序适当层叠包含有机化合物的层后，通过传输室1004a内设置的传输机构，将衬底传输到成膜室1010，形成阴极。该阴极是通过利用电阻加热的蒸镀法形成的金属膜(MgAg、MgIn、CaF2、LiF、CaN等的合金，或周期表的I族或II族所属元素和铝通过共同蒸镀法形成的膜，或这些的层叠膜)。另外，也可用溅射法形成阴极。
另外，制作顶面出射型的发光装置时，阴极最好是透明或半透明，最好将上述金属膜的薄膜(1nm～10nm)或者上述金属膜的薄膜(1nm～10nm)和透明导电膜的层叠作为阴极。该场合，也可用溅射法在成膜室1009形成由透明导电膜(ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等)组成的膜。
以上的工序形成层叠构造的发光元件。
另外，也可传输到与传输室1004a连接的成膜室1013，形成氮化硅膜或氮氧化硅膜组成的保护膜来密封。这里，成膜室1013内具备由硅组成的靶，或由氧化硅组成的靶，或由氮化硅组成的靶。例如，采用由硅组成的靶，通过令成膜室气氛为氮气氛或包含氮和氩的气氛，可在阴极上形成氮化硅膜。另外，也可形成以碳为主成分的薄膜(DLC膜，CN膜，非定型碳膜)作为保护膜，也可另外设置采用CVD法的成膜室。
然后，形成有发光元件的衬底不与大气接触地从传输室1004a传输到转移室1011，而且从转移室1011传输到传输室1014。然后，形成发光元件的衬底从传输室1014传输到密封室1016。
密封衬底从外部设置到加载室1017作准备。另外，为了除去水分等的杂质，最好预先在真空中进行退火。然后，形成将密封衬底与设有发光元件的衬底粘贴用的密封材料时，在封闭室形成密封材料，将形成密封材料的密封衬底传输到密封衬底储备室1030。另外，在封闭室1018中，也可在密封衬底上设置干燥剂。另外，这里，说明了在密封衬底形成密封材料的例，但是没有特别限定，也可在形成发光元件的衬底上形成密封材料。
然后，在密封室1016中，通过密封室1016中设有的紫外线照射机构对粘贴衬底和密封衬底而成的一对衬底照射UV光，使密封材料硬化。另外，这里采用紫外线硬化树脂作为密封材料，但是只要是粘接材料即可，没有特别限定。
然后，粘贴的一对衬底从密封室1016传输到传输室1014，再从传输室1014传输到取出室1019而取出。
以上，采用图14所示的制造装置可完全使发光元件封入密闭空间而不曝露在大气中，因而可制作可靠性高的发光装置。另外，传输室1014中虽然在真空和大气压的氮气氛反复切换，但是传输室1002、1004a最好常时保持真空。
另外，这里虽然未图示，设有控制使衬底在各个处理室移动的通路而实现自动化的控制装置。
另外，在图14所示制造装置中，输入设有透明导电膜(或金属膜(TiN)作为阳极的衬底，形成包含有机化合物的层后，形成透明或半透明阴极(例如，薄金属膜(Al，Ag)和透明导电膜的层叠)，从而可形成顶面出射型(或者两面出射)的发光元件。
另外，在图14所示制造装置中，输入设有透明导电膜作为阳极的衬底，形成包含有机化合物的层后，形成金属膜(Al，Ag)组成的阴极，从而可形成底面出射型的发光元件。
另外，本实施例可与实施形态1至4或实施例1之一自由组合。
产业上利用的可能性
根据本发明，在材料气体导入的同时进行有机化合物膜的蒸镀。使材料气体的成分包含在有机化合物膜中，以期望的膜厚进行成膜。根据本发明，通过在成膜时有意地导入材料气体，可形成高密度膜，阻挡引起劣化的氧或水分等的杂质侵入、扩散。
Claims (13)
1.一种发光装置，在具有绝缘表面的衬底上具备发光元件，该发光元件具有阳极、与该阳极连接的包含有机化合物的层、与包含该有机化合物的层连接的阴极，其特征在于，
包含上述有机化合物的层中，用SIMS测定的硅含量是1×1018～5×1020个/cm-3。
2.一种成膜装置，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上进行成膜，其特征在于，
配置上述衬底的成膜室内具有收纳有机化合物材料的蒸镀源和加热该蒸镀源的部件，
上述成膜室具有与令上述成膜室内为真空的真空排气处理室连接且可导入材料气体的部件。
3.一种制造装置，具备加载室、与该加载室连接的传输室，及与该传输室连接的成膜室，其特征在于，
上述传输室具有使掩模和衬底的位置对齐的功能，
配置上述衬底的成膜室内具有收纳有机化合物材料的蒸镀源和加热该蒸镀源的部件，
上述成膜室具有与令上述成膜室内为真空的真空排气处理室连接且可导入材料气体的部件。
4.权利要求2或3所述的制造装置，其特征在于，上述蒸镀源可在成膜室内可沿X方向或Y方向移动。
5.权利要求2至4任一项所述的制造装置，其特征在于，上述成膜室具备加热上述衬底的部件。
6.权利要求2至5任一项所述的制造装置，其特征在于，
导入上述材料气体的部件是将等离子发生部件游离化的材料气体导入的部件。
7.权利要求2至5任一项所述的制造装置，其特征在于，
上述材料气体是从硅烷、乙硅烷、丙硅烷、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4、CH4、C2H2、C2H4或C6H6选出的一种或多种。
8.一种成膜方法，在成膜室内配置的衬底上蒸镀有机化合物，其特征在于，
令上述成膜室内为高于1×10-3Torr的高真空，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上成膜时，同时将材料气体导入上述成膜室。
9.一种成膜方法，在成膜室内配置的衬底上蒸镀有机化合物的成膜方法，其特征在于，
令上述成膜室内为高于1×10-3Torr的高真空，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上成膜时，同时将游离化的材料气体导入上述成膜室。
10.权利要求8或9所述的成膜方法，其特征在于，
上述材料气体是从硅烷、乙硅烷、丙硅烷、SiF4、GeH4、GeF4、SnH4、CH4、C2H2、C2H4或C6H6选出的一种或多种。
11.一种成膜方法，在成膜室内配置的衬底上蒸镀有机化合物，其特征在于，
令上述成膜室内为高于1×10-3Torr的高真空，从与衬底对置配置的蒸镀源蒸镀有机化合物材料并在上述衬底上成膜时，同时将通过等离子而离子化的材料蒸发，与上述有机化合物材料一起以化学方式附着到衬底上进行成膜。
12.一种清洁方法，除去具备蒸镀源的成膜室内附着的有机化合物，其特征在于，
在成膜室内发生等离子，或者在成膜室内导入通过等离子而离子化的气体，对内壁或防止该内壁成膜的附着防止部件或掩模进行清洁，并通过真空排气部件排气。
13.权利要求12所述的清洁方法，其特征在于，上述等离子是激励从Ar、H、F、NF3、或O选出的一种或多种的气体而发生的。
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