JP4054561B2 - Deposition method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にEL素子を形成する際に、成膜材料を昇華精製すると共に精製された材料を用いて成膜を行う際に用いる成膜装置及び成膜方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自発光型の素子としてEL素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、EL材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機ELディスプレイ(OELD:Organic EL Display)又は有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)とも呼ばれている。
【0003】
なお、EL素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electro Luminescence)が得られる有機化合物を含む層(以下、EL層と記す)と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)とがあるが、本発明の成膜装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【0004】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適しており、様々な形での使用が提案されている。
【0005】
EL素子は一対の電極間にEL層が挟まれた構造となっているが、EL層は通常、積層構造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
【0006】
また、他にも陽極上に正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、または正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。
【0007】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してEL層という。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てEL層に含まれる。
【0008】
また、本明細書中では、陰極、EL層及び陽極で形成される発光素子をEL素子といい、これには、互いに直交するように設けられた2種類のストライプ状電極の間にEL層を形成する方式(単純マトリクス方式)、又はTFTに接続されマトリクス状に配列された画素電極と対向電極との間にEL層を形成する方式(アクティブマトリクス方式)の2種類がある。
【0009】
EL素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である。また、素子の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域(ダークスポット)が広がるという形で現れるが、その原因としてEL層の劣化が問題となっている。
【0010】
EL層を形成するEL材料は、酸素や水等の不純物により劣化を受ける。また、その他の不純物がEL材料に含まれることでEL層の劣化に影響を及ぼすことも考えられる。
【0011】
従来、蒸着法により成膜を行う際には、蒸発材料をそのまま用いているが、蒸着時の蒸発材料には、不純物が混入していることが考えられる。すなわち、EL素子の劣化原因の一つである酸素や水及びその他の不純物が混入している可能性がある。
【0012】
また、蒸発材料を予め精製することにより純度を高めることはできるが、蒸着するまでの間に不純物が混入してしまうという可能性もある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、成膜時にEL材料に含まれる不純物を分離除去し、これにより純度を高めたEL材料を用いて成膜を行い、高純度なEL層を形成することができる成膜装置を提供することを課題とする。また、本発明の成膜装置を用いた成膜方法を提供することを課題とする。
【0014】
【発明を解決するための手段】
本発明は、純粋なEL材料の昇華温度を利用して、成膜直前にEL材料の昇華精製を行うことで、EL材料に含まれる複数の不純物を除去することができ、精製されたEL材料(以下、高純度EL材料という)を蒸発源として用いて薄膜を成膜することを特徴とする。
【0015】
図1では、複数の不純物物質が含まれているEL材料を固体から気化させて、これに温度変化を与えると各物質の昇華温度の違いにより複数の物質が分離できる点について説明する。なお、縦軸に温度をとり、横軸に総析出量を示す。また、本明細書中では、高純度EL材料よりも昇華温度の高い物質(不純物)を高温材料とよび、昇華温度の低い物質(不純物)を低温材料とよぶことにする。また、高温と低温の中間に位置する温度で昇華する高純度EL材料を中温材料と呼ぶことにする。なお、温度毎に析出した材料を予め質量分析(GC−MS)等の分析により調べておくことで、純粋なEL材料の昇華温度を調べることができる。
【0016】
はじめに、EL材料に含まれる全ての物質(高純度EL材料及び不純物)が気化する温度(以下完全昇華温度)をかける。これにより完全昇華領域100においてEL材料に含まれる全ての物質が気体として存在する。さらにこの後、徐々に温度を下げていくと、図1の高温材料析出領域101において昇華温度の高い高温材料が固体として析出する。
【0017】
さらに、温度を下げていくと図1の中温材料析出領域102において、主生成物である中温材料(高純度EL材料)が析出する。そして、再び温度を下げていくと低温材料析出領域103において、低温材料が析出する。
【0018】
つまり、本発明は、析出温度の差を利用して高純度EL材料(中温材料)より高温で析出する不純物(高温材料)、または、低温で析出する不純物(低温材料)を分離し、高純度EL材料のみで成膜を行う成膜装置及び成膜方法を提供する。さらに、成膜材料だけでなく、成膜装置自体も高純度化のための様々な機能を有していることを特徴とする。
【0019】
図2においては、EL材料200を昇華精製した後で蒸着により成膜を行う方法について説明する。図2は、断面図であり、はじめに、図2(A)により低温材料(不純物)の分離を行う。系には、温度調節機構が備えられており、系においては、EL材料が温度による固体−気体間の状態変化、すなわち昇華という現象が生じる。図2に示す複数の系においては、これらの状態変化が行われている。なお、ここでいう温度調節機構の具体的な例として、ヒーターが含まれる。系(1)201には、EL材料200が備えられている。又、系(1)201には、温度調節機構(a)203が備えられており、EL材料を全て気化させる完全昇華温度に温度を制御することができる。また、このような系(1)201において気化したEL材料のことを気体EL材料と呼ぶことにする。
【0020】
系(1)201で発生した気体EL材料は、図2(A)に示すように備えられている系(2)204に移動する。また、系(2)204には、温度調節機構(b)205が備えられていて、系(2)204を中温に維持することができる。なお、系(2)204は、図2(A)の断面図から見て下側は、系(1)201で発生した気体が全て系(2)204に移動できるように連結されており、又上側になる部分は、系(2)204内部の気体が通過できる程度の開口部210が設けられている。
【0021】
系(2)204に移動した気体EL材料のうち中温以上の温度で昇華する物質は、系(2)204の内部の析出領域(a)211に固体として析出する。本明細書中では、ここで析出した物質を準EL材料と呼ぶことにする。なお、中温以下の温度で昇華する低温材料は、気体のままであるため、系(2)204の開口部210から系(2)204の外部に放出される。ここで放出される低温材料は、EL材料に含まれていた不純物であるので外部に回収される。
【0022】
次に、気体を除去した系(2)204を図2(B)に示すように180°反転させて備える。そして、温度調節機構(b)205により系(2)204を完全昇華温度に維持する。これにより、系(2)204内部に析出した準EL材料は気化し、系(3)206に移動する。
【0023】
系(3)206には、温度調節機構(c)207が備えられている。ここで、温度調節機構(c)207により系(3)206は、高温に維持される。このとき、準EL材料のうち、高温材料(不純物)は、系(3)206内部の領域(b)212に析出する。これにより、高温材料(不純物)を分離することができ、系(3)206内部に中温材料(高純度EL材料)のみを気体として存在させることができる。
【0024】
また、系(3)206は、図2(A)における系(2)204と同様上部に気体が通過できる開口部213を有しているので、系(3)206の外部に高純度EL材料(気体)を放出することができる。
【0025】
そして、高純度EL材料(気体)が放出される方向に基板208を備えておくことで、これまでの昇華精製により得られた高純度EL材料を成膜(蒸着)することが可能となる。
【0026】
なお、基板208は、成膜直前に加熱処理を行い、基板208上の酸素や水等の不純物を除去しておくことが好ましい。
【0027】
さらに、これらのEL材料の昇華精製及び成膜を行う成膜室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス(SUS)等を内部壁面に用いる。これにより、成膜室内部の真空度を10-5〜10-6Paに維持することができる。また、気孔がきわめて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、これらは、中心線平均粗さが30Å以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。
【0028】
また、本発明の成膜装置が有する成膜室や搬送室等の処理室において、各処理室にガスが導入される場合には、処理室直前に備えられているガス精製機により酸素や水等の不純物等が除去され高純度化されたガスが導入されるようになっている。
【0029】
さらに、本発明の成膜装置が有するこれらの成膜室や搬送室等の処理室の全てには、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられている。これにより各処理室の到達真空度を10-5〜10-6Paにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。
【0030】
なお、本発明の成膜装置を用いてEL層を形成する際には、その形成前に基板上に形成されたEL素子の陽極もしくは陰極の表面処理を行う。
その具体的な方法としては、酸素中で紫外光を照射しつつ加熱処理を行ったり、酸素または水素プラズマ処理を行いつつ加熱処理を行う等の方法がある。なお、加熱の温度は100℃以下であるのが好ましい。また、成膜室の内部は、成膜前に成膜室内の不純物を除去するために成膜室を100℃以下に加熱する機構を設けておくことも有効である。
【0031】
なお、本発明における昇華精製は、EL材料のみならず、蒸着に用いる金属材料等のその他の材料の精製にも用いることができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
本発明の成膜装置に備えられる成膜室の構成について図3に示す。図3(A)は成膜室の上面図であり、図3(B)及び図3(C)は、断面図である。なお、共通の部分には、共通の符号を使うものとする。
【0033】
図3(A)において、301は成膜室であり、成膜室301の内部に基板302が搬送される。基板302が搬送されると、成膜室301に備えられている複数の蒸発源のうち、必要な蒸発源のみが使えるようにシャッター(2)306が開く構造になっている。なお、シャッター(2)306は蒸発源と基板302の間に備えられており、所望の蒸発源のみから基板上に蒸着が行えるように、その他の蒸発源からの蒸発材料の放出を遮断する役割を果たしている。図3は、複数の蒸発源のうち、蒸発源(1)303、蒸発源(2)304を用いて共蒸着が行われる場合について示している。
【0034】
具体的な構造については、図3(A)を点線AA’で紙面に垂直方向に切断した断面構造である図3(B)、(C)を用いて説明する。
【0035】
まず、図3(B)において、蒸着前のEL材料に含まれる不純物のうち、低温材料の分離除去が行われる。系(1)311には、EL材料312が備えてある。また、系(1)311には、温度調節機構(1)313が備えてあるので系(1)311内部の温度が調節できるようになっている。
【0036】
温度調節機構(1)313により、系(1)311内部はEL材料が気化して気体EL材料となる温度(完全昇華温度)に維持される。そして、気体EL材料は、系(1)311から系(2)314に移動する。
【0037】
系(2)314には、温度調節機構(2)315が備えてあるので系(2)314内部の温度が調節できるようになっている。
【0038】
温度調節機構(2)315により、系(2)314内部の気体EL材料のうち中温材料及び高温材料を含むEL材料が固体として析出する温度(中温)に維持される。このとき低温材料は気体のままであり、系(2)314の開口部316から系(2)314の外部に放出される。なお、このとき成膜室内部は、シャッター(1)317により系(1)311および系(2)314と上部に備えられている系(3)318とは遮断されている。
【0039】
また、ここでは、図示されていないが、系(2)314の開口部316から放出された低温材料(気体)は、排気系により装置外部に放出されるようになっている。なお、ここでの排気は、クライオポンプにより行われている。
【0040】
低温材料が除去されると図3(C)に示すようにシャッター(1)317が開き、系(2)314が180°反転する。そして、系(3)318と連結される。
【0041】
系(2)314には、図3(B)において析出させた中温材料及び高温材料を含むEL材料が存在するが、温度調節機構(2)315により系(2)314の内部を完全昇華温度にすることで、再び気化させることができる。そして、気化したEL材料は、系(2)314から系(3)318に移動する。系(3)318には、温度調節機構(3)321が備えられており、温度調節機構(3)321により、系(3)318内部の温度は、高温に保たれている。このとき、気化したEL材料に含まれる高温材料は、昇華により系(3)318の内部に析出する。以上により、系(3)318に存在する気体は高純度EL材料(中温材料)のみとなる。
【0042】
また、それぞれの蒸発源が有する系(3)318の上部には、シャッター(2)306が設けられていて、必要な蒸発源のシャッターのみが開くようになっている。なお、本実施の形態では、蒸発源(1)303と蒸発源(2)304のシャッターのみが開いている。
【0043】
つまり、シャッター(2)306が開くことにより、蒸発源(1)303と蒸発源(2)304のそれぞれの系(3)318の開口部322からEL材料が放出され、系(3)318の上部に備えられている基板上に蒸着が行われる。なお、蒸発源が複数の場合には、共蒸着が行われる。
【0044】
また、複数のEL材料を基板上に塗り分ける場合には、シャッター(2)306と基板の間に開口部を設けたシャドーマスクを備えておいても良い。なお、シャドーマスクとしては、金属板やガラス板からなるものを用いることができる。
【0045】
また、これらの成膜室の内部壁面は、アルミニウムやステンレス(SUS)等の金属材料で通常形成されているが、これらの材料は、酸素や水等の不純物を放出するなどの問題がある。そこで、これらの金属材料表面を電解研磨により鏡面化させたものを用いる。さらに、成膜室内部に用いる部材にも通常のセラミックスに比べて気孔が極限的に少なく、内部表面における表面積が小さい材料を用いることが好ましい。これは、内部の表面積を小さくすることで、水や酸素といった不純物等の脱離特性を向上させ、成膜室内の不純物汚染を防ぐためである。なお、これらの表面は、中心線平均粗さ1〜30Åの平滑性を有している。
【0046】
次に、これまで説明したものと少し異なる方法で蒸着前にEL材料を昇華精製し、蒸着を行う場合について説明する。
【0047】
図4において、401は、分離管であり、内部に窒素や希ガス等の不活性ガスをキャリヤーガスとして流している。なお、本発明の成膜装置において、装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に成膜装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【0048】
また、材料室402には、EL材料403が備えられており、材料室402には、EL材料403を気化するための加熱機構404が備えられている。なお、この加熱機構404によりEL材料403を気化する前に予めEL材料403を加熱することで、水等の不純物を除去することができる。また、この時の加熱温度は、200℃以下であることが好ましい。
【0049】
さらに、ここでは図示していないが、材料室402は、材料交換室とゲートを介して連結される。なお、材料交換室には、交換したEL材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられており、外部からEL材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、材料室402内と同じ圧力状態になったところでゲートを開け、材料室402内部にEL材料備えることができるようになっている。
【0050】
材料室402で気化した気体EL材料は、キャリヤーガスとともに分離管401内を矢印aの方向に移動する。なお、分離管401には、その内部の温度を調節するための温度調節機構405(具体的には、ヒーターが含まれる)が備えられている。
【0051】
温度調節機構405では、気体EL材料が流れてくる方向から徐々に温度が低くなるように設定されている。なお、温度調節機構405の高温部分の温度は、加熱機構404よりも低い温度になるように調節されている。
【0052】
そして、気体EL材料が温度調節機構を備えた分離管内部を移動する際に、昇華温度の違いにより、高純度EL材料よりも昇華温度の高い不純物(高温材料)、昇華温度の低い不純物(低温材料)及び高純度EL材料(中温材料)を異なる温度領域ごとに分離して析出させることができる。
【0053】
なお、予め純粋なEL材料が析出する温度を測定しておけば、温度と位置の調節は容易である。また、通常は、純粋なEL材料の融点から±10℃付近が析出温度となる。そして、分離管401のある領域406をゲート(a)407及びゲート(b)408により分離できるような構造にしておき、この領域に純粋なEL材料が析出するように温度を調節すればよい。なお、分離管401をゲート(a)407及びゲート(b)408により分離することで、蒸発源分離室409を形成することができる。
【0054】
なお、ここでは図示しないが、分離管401は、ゲート(c)410を介して、成膜室と連結されている。そこで、分離管401に連結された成膜室の構成について図5を用いて説明する。
【0055】
図5(A)において、分離管501内部の気体EL材料が温度調節機構502により分離析出し、高純度なEL材料(高純度EL材料)509のみが分離管501内部でゲート(a)503、ゲート(b)504及びゲート(c)505により遮断された蒸発源分離室506内部に析出する。なお、蒸発源分離室506は、ゲート(c)505を介して成膜室507と連結されている。つまり、ゲート(c)505が開くと、領域(a)508において高純度EL材料の蒸着が可能になる。
【0056】
なお、図5(B)に領域(a)508の拡大図を示す。基板511はゲート(d)512を通り、成膜室507に搬入される。また、基板511は、成膜面を下面に向け、固定台513上に固定され、蒸着される。
【0057】
なお、ここでは、EL層を形成するため、基板上には、予め画素電極514(陽極もしくは陰極)が形成されている。
【0058】
【実施例】
〔実施例1〕
本発明の成膜装置について図6を用いて説明する。図6において、601は搬送室であり、搬送室601には搬送機構(A)602が備えられ、基板603の搬送が行われる。搬送室601は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構(A)602によって行われる。また、搬送室601を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ(磁気浮上型)もしくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いることが可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。
【0059】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室601は減圧雰囲気となるので、搬送室601に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ(図示せず)が備えられている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ(磁気浮上型)もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。
【0060】
まず、604は基板のセッティング(設置)を行うロード室であり、アンロード室も兼ねている。ロード室604はゲート600aにより搬送室601と連結され、ここに基板603をセットしたキャリア(図示せず)が配置される。なお、ロード室604は基板搬入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室604は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。なお、排気ポンプとしては、ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには、ガス精製機が備えられており、装置内に導入されるガスの不純物(酸素や水)が予め除去されるようになっている。
【0061】
なお、本実施例では基板603として、EL素子の陽極となる透明導電膜まで形成した基板を用いる。本実施例では基板603を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットする。これは後に蒸着法による成膜を行う際に、フェイスダウン方式(デポアップ方式ともいう)を行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる。
【0062】
次に、605で示されるのはEL素子の陽極もしくは陰極(本実施例では陽極)の表面を処理する処理室(以下、前処理室という)であり、前処理室605はゲート600bにより搬送室601と連結される。前処理室605はEL素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ100〜120℃で加熱できるようにする。このような前処理は、EL素子の陽極表面を処理する際に有効である。
【0063】
その他の前処理法としては、酸素または水素中でプラズマを照射しつつ200〜400℃で加熱するという方法も有効であり、この場合には、プラズマ処理及び加熱処理が可能な機構を前処理室に備えておけばよい。
【0064】
次に、606は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(A)と呼ぶ。成膜室(A)606はゲート600cを介して搬送室601に連結される。本実施例では成膜室(A)606として図3に示した構造の成膜室を設けている。
【0065】
本実施例では、成膜室(A)606内の成膜部607において、赤色に発色する発光層を成膜する。従って、成膜室(A)606内に備えられている複数の蒸発源のうち赤色に発色する発光層となる有機EL材料が備えられている蒸発源の上部のシャッターを開けておく。また、選択的に赤色に発色する発光層を形成するためにシャドーマスクがセットされている。なお、赤色に発色する発光層としては、Alq3にDCMをドーピングしたものを用いて形成することができる。その他にもEu錯体(Eu(DCM)3(Phen)、アルミキノリラト錯体(Alq3)にDCM−1をドーパントとして用いたもの等を用いることができるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【0066】
また、成膜室(A)606はゲート600gを介して材料交換室614に連結される。なお、材料交換室614には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室614には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を追加または交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート600gを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。なお、蒸発材料は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【0067】
なお、成膜室(A)606内における成膜プロセスに関しては、図3の説明を参照すれば良い。
【0068】
次に、608は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(B)と呼ぶ。成膜室(B)608はゲート600dを介して搬送室601に連結される。本実施例では成膜室(B)608として図3に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室(B)608内の成膜部609において、緑色に発色する発光層を成膜する。なお、緑色に発色する発光層としては、CBPとIr(ppy)3を共蒸着することにより形成させることができる。なお、この他にもアルミキノリラト錯体(Alq3)、ベンゾキノリノラトベリリウム錯体(BeBq)を用いることができる。さらには、アルミキノリラト錯体(Alq3)にクマリン6やキナクリドンといった材料をドーパントとして用いたものも可能であるが、その他公知の材料を用いることもできる。
【0069】
また、成膜室(B)608はゲート600hを介して材料交換室615に連結される。なお、材料交換室615には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室615には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート600hを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。なお、蒸発材料は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【0070】
なお、成膜室(B)608内における成膜プロセスに関しては、図3の説明を参照すれば良い。
【0071】
次に、610は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(C)と呼ぶ。成膜室(C)610はゲート600eを介して搬送室601に連結される。本実施例では成膜室(C)610として図3に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室(C)610内の成膜部611において、青色に発色する発光層を成膜する。なお、青色に発色する発光層としては、ジスチリル誘導体であるDPVBiや、アゾメチン化合物を配位子に持つ亜鉛錯体及びDPVBiにペリレンをドーピングしたものを用いることもできるが、その他の公知の材料を用いても良い。
【0072】
また、成膜室(C)610はゲート600iを介して材料交換室616に連結される。なお、材料交換室616には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室616には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート600iを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。なお、蒸発材料は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【0073】
なお、成膜室(C)610内における成膜プロセスに関しては、図3の説明を参照すれば良い。
【0074】
なお、本実施例では、EL素子の陽極もしくは陰極上に直接発光層を形成させる例について説明したが、発光層の形成を行う前に正孔注入層や正孔輸送層を形成させても良い。なお、正孔注入層としては、銅フタロシアニンやポリチオフェン誘導体であるPEDOTなどを用いることができ、正孔輸送層としては、MTDATA(4,4',4''-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine)やα−NPD等を用いることができる。なお、高分子材料からなる層を形成する場合には、この成膜室の代わりにスピンコート処理が可能な成膜室を設けても良い。
【0075】
また、発光層形成後には、電子輸送層や電子注入層を形成させても良い。なお、電子輸送層としては、1,3,4−オキサジアゾール誘導体や1,2,4−トリアゾール誘導体(TAZ)といった材料を用いることができる。さらに、バッファー層として、フッ化リチウム(LiF)、酸化アルミニウム(Al23)、リチウムアセチルアセトネート(Liacac)といった材料を用いた層を形成させても良い。
【0076】
次に、612は蒸着法によりEL素子の陽極もしくは陰極となる導電膜(本実施例では陰極となる金属膜)を成膜するための成膜室であり、成膜室(D)と呼ぶ。成膜室(D)612はゲート600fを介して搬送室601に連結される。本実施例では、成膜室(D)612内の成膜部613において、EL素子の陰極となる導電膜としてAl−Li合金膜(アルミニウムとリチウムとの合金膜)を成膜する。なお、周期表(元素周期律)の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。共蒸着とは、同時に蒸着セルを加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法をいう。
【0077】
また、成膜室(D)612はゲート600jを介して材料交換室617に連結される。なお、材料交換室617には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室617には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート600jを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。
【0078】
なお、成膜室(A)606、成膜室(B)608、成膜室(C)610及び成膜室(D)612には、成膜室内にイメージセンサーとして知られているCCD(Charge Coupled Device)を備えておくことにより、メタルマスクを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わせを精度良く行うことを可能にする。
【0079】
また、成膜室(A)606、成膜室(B)608、成膜室(C)610及び成膜室(D)612には、各成膜室内を加熱する機構を備えておく。これにより、成膜室内の不純物の一部を除去することができる。
【0080】
さらにこれらの成膜室に備える排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ(磁気浮上型)もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが、本実施例ではクライオポンプ及びドライポンプが望ましい。
【0081】
また、成膜室(A)606、成膜室(B)608、成膜室(C)610及び成膜室(D)612は、排気ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は10-6Pa以上であることが望ましく、例えば、排気速度が10000l/s(H2O)のクライオポンプを用いて、成膜室内部の表面積を10m2とし、成膜室内部をアルミニウムで形成したときの成膜室内部のリーク量は、20時間で4.1×10-7Pa・m3・s-1以下になるようにしなければならない。この様な真空度を得るためには、成膜室内部を電解研磨により表面積を小さくすることが効果的である。
【0082】
次に、618は封止室(封入室またはグローブボックスともいう)であり、ゲート600kを介してロード室604に連結されている。封止室618では、最終的にEL素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成されたEL素子を酸素や水分から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【0083】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー材と上記EL素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。
【0084】
また、カバー材とEL素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【0085】
図6に示した成膜装置では、封止室618の内部に紫外光を照射するための機構(以下、紫外光照射機構という)619が設けられており、この紫外光照射機構619から発した紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室618の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことができる。なお、具体的には、酸素及び水の濃度は0.3ppm以下にすることが望ましい。また、逆に封止室618の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
【0086】
次に、封止室618には受渡室(パスボックス)620が連結される。受渡室620には搬送機構(B)621が設けられ、封止室618でEL素子の封入が完了した基板を受渡室620へと搬送する。受渡室620も排気ポンプを取り付けることで減圧とすることが可能である。この受渡室620は封止室618を直接外気に晒さないようにするための設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室において用いる部材を供給する部材供給室を設けることも可能である。
【0087】
なお、本実施例において図示しなかったが、EL素子の形成後に窒化珪素や酸化珪素等の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むDLC(Diamond Like Carbon)膜を積層させた絶縁膜をEL素子上に形成させても良い。なお、DLC(Diamond Like Carbon)膜とは、ダイヤモンド結合(sp3結合)とグラファイト結合(SP2結合)が混在した非晶質膜である。またこの場合には、自己バイアスを印加することでプラズマを発生させ、原料ガスのプラズマ放電分解により薄膜を形成させるCVD(chemical vapor deposition)装置を備えた成膜室を設ければよい。
【0088】
なお、CVD(chemical vapor deposition)装置を備えた成膜室においては、酸素(O2)、水素(H2)、メタン(CH4)、アンモニア(NH3)、シラン(SiH4)を用いることができる。また、CVD装置としては、平行平板型の電極を有しRF電源が13.56MHzのものを用いることができる。
【0089】
さらに、スパッタリング法(または、スパッタ法ともいう)により成膜を行う成膜室を設けることも可能である。EL素子の陰極上にEL層が形成された後、陽極を形成する場合にスパッタリングによる成膜が有効であるためである。すなわち画素電極が陰極である場合に有効である。なお、成膜時の成膜室内は、アルゴン中に酸素を添加した雰囲気にしておくことで成膜された膜中の酸素濃度を制御し、透過率の高い低抵抗な膜を形成することができる。また、その他の成膜室と同様に成膜室はゲートにより搬送室と遮断されるのが望ましい。
【0090】
また、スパッタリングを行う成膜室においては、成膜基板の温度を制御する機構を設けても良い。なお、成膜基板は20〜150℃に維持されることが望ましい。さらに、成膜室に備える排気ポンプとしては、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ(磁気浮上型)もしくはクライオポンプなどを用いることが可能であるが、本実施例ではターボ分子ポンプ(磁気浮上型)及びドライポンプが望ましい。
【0091】
以上のように、図6に示した成膜装置を用いることで完全にEL素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【0092】
また、本実施例で示したのと異なる形状を有する成膜装置について図11にしめす。図6で示した成膜装置は、ロード室、前処理室の他にEL材料を成膜する成膜室が3室、金属材料を成膜する成膜室が1室、封止室および受渡室を有する構造であったが、図11に示す成膜装置は、搬送機構(1102、1104)を備えた搬送室(1101、1103)、ロード室1105、前処理室1106、EL材料を成膜する成膜室(A)1107、金属材料を成膜する成膜室(B)1108、スパッタ処理を行う成膜室(C)1109、搬送室1110、CVD処理を行う成膜室(D)1115、ゲート(1100a〜1100i)、封止室1111および受渡室1112から形成されている。なお、EL材料を成膜する成膜室(A)1107及び金属材料を成膜する成膜室(B)1108には、材料交換室(1113、1114)がゲートを介して連結されているが、成膜室に重なるような構造にして、試料交換時に材料交換室(1113、1114)を引き出して試料を交換する構造であっても良い。なお、図11に示す成膜装置に備えられているこれらの処理室は、本実施例において説明した機能を有し、また本実施例において説明した処理が可能である。
【0093】
〔実施例2〕
本発明の成膜装置をマルチチャンバー方式(クラスターツール方式ともいう)とした場合について図7を用いて説明する。図7において、701は搬送室であり、搬送室701には搬送機構(A)702が備えられ、基板703の搬送が行われる。搬送室701は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構(A)702によって行われる。また、搬送室701を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ(磁気浮上型)もしくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いることが可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。
【0094】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室701は減圧雰囲気となるので、搬送室701に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ(図示せず)が備えられている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプが用いられるが、上記同様磁気浮上型のターボ分子ポンプが好ましい。
【0095】
又、ゲートは、各処理室および搬送室を完全な密閉空間とするためにOリング等を用いて密閉性を高めている。なお、装置内の不純物汚染を防ぐために、より脱ガスの少ないOリングを用いることが好ましい。
【0096】
まず、704は基板のセッティング(設置)を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ロード室704はゲート700aにより搬送室701と連結され、ここに基板703をセットしたキャリア(図示せず)が配置される。なお、ロード室704は基板搬入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室704は上述の排気ポンプと高純度化された窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。
【0097】
次に、705で示されるのはEL素子の陽極もしくは陰極(本実施例では陽極)の表面を処理する前処理室であり、前処理室705はゲート700bにより搬送室701と連結される。前処理室はEL素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ100〜120℃で加熱できるようにする。このような前処理は、EL素子の陽極表面を処理する際に有効である。
【0098】
次に、706は蒸着法により有機EL材料を成膜するための塗布室であり、塗布室と呼ぶ。なお、塗布室706は搬送室701との間に真空排気用処理室714を設けて、塗布室706のみ常圧(大気圧)での処理を可能にした構成を示す。
【0099】
実施例1では、薄膜形成装置の内部は、全て減圧状態にあり、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等のEL層の形成も減圧下で行う例を示したが、高分子材料を用いてEL層を形成する場合には、窒素や希ガス等の不活性ガスを満たした常圧で行うため、塗布室706に基板を搬送するためには、塗布室706とそれ以外の成膜装置内部における圧力差を克服しなければならない。
【0100】
そこで本実施例では、まず真空排気用処理室714を搬送室701と同じ圧力まで減圧しておき、その状態でゲート700cを開けて基板を搬送する。そして、ゲート700cを閉めた後、真空排気用処理室714内を不活性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート700gを開けて塗布室706へと基板を搬送する。ここでは、基板と一緒にステージごと搬送しても良いし、専用の搬送手段で行っても良い。
【0101】
なお、本実施例では、正孔注入層として高分子材料を形成する場合について説明する。なお、ここで用いる高分子材料としては、ポリチオフェン誘導体であるPEDOT(polyethylenedioxy thiophene)が好ましいが、その他の公知の高分子EL材料を用いることは可能である。
【0102】
そして、塗布室706においてスピンコート法により正孔注入層が形成される。なお、塗布室706には、加熱機構を備えておき、塗布後の乾燥を行う機能を設けておいても良い。
【0103】
以上により正孔注入層の形成が終了したら、ゲート700gを開けて真空排気用処理室714へ基板を搬送し、ゲート700g及びゲート700cを閉めた状態で真空排気を行う。こうして真空排気用処理室714が搬送室701と同じ減圧状態にまで達したら、ゲート700cを開けて基板を搬送室701へと搬送する。
【0104】
次に、708は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(A)と呼ぶ。成膜室(A)708はゲート700dを介して搬送室701に連結される。本実施例では成膜室(A)708として図5に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室(A)708内の成膜部709において、赤色、緑色および青色に発色する発光層をそれぞれ成膜する。なお、赤色、緑色および青色に発色する発光層としては、実施例1で述べた材料の他、公知の材料を用いれば良い。また、これらの材料は、それぞれ別の蒸発源に備えられてあり、各色毎にシャドーマスクを用いて所望の位置に成膜が行われる。
【0105】
さらに、成膜室(A)708に備えられた複数の蒸発材料は、それぞれ分離管715により昇華精製された後、蒸着される。また、これらの蒸発材料は、分離管715とゲート700hを介して連結されている材料交換室716において、追加もしくは交換される。なお、材料交換室716には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室716には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート700hを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。
【0106】
次に、710は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(B)と呼ぶ。成膜室(B)710はゲート700eを介して搬送室701に連結される。本実施例では成膜室(B)710として図5に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室(B)710内の成膜部711において、電子輸送層もしくは電子注入層を成膜する。なお、電子輸送層もしくは電子注入層としては公知の材料を用いれば良い。
【0107】
さらに、成膜室(B)710に備えられた複数の蒸発材料は、それぞれ分離管717により昇華精製された後、蒸着される。また、これらの蒸発材料は、分離管717とゲート700iを介して連結されている材料交換室718において、追加もしくは交換される。なお、材料交換室718には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室718には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート700iを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。
【0108】
次に、712は蒸着法によりEL素子の陽極もしくは陰極となる導電膜(本実施例では陰極となる金属膜)を成膜するための成膜室であり、成膜室(C)と呼ぶ。成膜室(C)712はゲート700fを介して搬送室701に連結される。本実施例では成膜室(C)712として図5に示した構造の成膜室を設けている。本実施例では、成膜室(C)712内の成膜部713において、EL素子の陰極となる導電膜としてAl−Li合金膜(アルミニウムとリチウムとの合金膜)を成膜する。なお、周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
【0109】
さらに、成膜室(C)712に備えられた複数の蒸発材料は、それぞれ分離管719により昇華精製された後、蒸着される。また、これらの蒸発材料は、分離管719とゲート700jを介して連結されている材料交換室720において、追加もしくは交換される。なお、材料交換室720には、交換した材料を加熱するヒーターが設けられている。予め材料を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温度は200℃以下であることが望ましい。また、材料交換室720には、内部を減圧状態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から蒸発材料を導入した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート700jを開け、成膜室内部の蒸発源に蒸発材料備えることができるようになっている。
【0110】
次に、721は封止室であり、ゲート700kを介してロード室704に連結されている。封止室721の説明は実施例1を参照すれば良い。また、実施例1と同様に封止室721の内部には紫外光照射機構722が設けられている。さらに、封止室721には受渡室723が連結される。受渡室723には搬送機構(B)724が設けられ、封止室721でEL素子の封入が完了した基板を受渡室723へと搬送する。受渡室723の説明も実施例1を参照すれば良い。
【0111】
以上のように、図7に示した成膜装置を用いることで完全にEL素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高いEL表示装置を作製することが可能となる。なお、本実施例の構成は、実施例1に示したいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0112】
〔実施例3〕
本発明の成膜装置をインライン方式とした場合について図8を用いて説明する。図8において801はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。ロード室801には排気系800aが備えられ、排気系800aは第1バルブ81、ターボ分子ポンプ82、第2バルブ83、第3バルブ84及びドライポンプ85を含んだ構成からなっている。
【0113】
また、本実施例においてもゲートで遮断されたロード室、前処理室、成膜室、封止室及びアンロード室等の各処理室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス(SUS)等の材料を内部壁面に用い、また、気孔がきわめて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料からなる内部部材を用いる。なおこれらの材料は中心平均粗さが30Å以下となるような表面平滑性を有する
【0114】
第1バルブ81は、ゲート弁を有するメインバルブであるが、コンダクタンスバルブを兼ねてバタフライバルブを用いる場合もある。第2バルブ83および第3バルブ84はフォアバルブであり、まず第2バルブ83を開けてドライポンプ84によりロード室801を粗く減圧し、次に第1バルブ81及び第3バルブ84を空けてターボ分子ポンプ82でロード室801を高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブースターポンプを用いても良いし、メカニカルブースターポンプで真空度を高めてからターボ分子ポンプを用いても良い。
【0115】
次に、802で示されるのはEL素子の陽極もしくは陰極(本実施例では陽極)の表面を処理する前処理室であり、前処理室802は排気系800bを備えている。また、ロード室801とは図示しないゲートで密閉遮断されている。前処理室802はEL素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ100〜120℃で加熱できるようにする。その他にも酸素または水素中でプラズマ照射しつつ200〜400℃で加熱処理をするという方法を用いても良い。
【0116】
次に、803は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(A)と呼ぶ。成膜室(A)803は排気系800cを備えている。また、前処理室802とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(A)803として図3に示した構造の成膜室を設けている。
【0117】
成膜室(A)803に搬送された基板804は、成膜室(A)803に備えられた複数の蒸発源805のうちシャッターが開いた蒸発源(本実施例では、蒸発源(a)805)を用いて成膜が行われる。なお、成膜室(A)803の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。本実施例では、成膜室(A)803において、正孔注入層または正孔輸送層もしくは正孔注入層と正孔輸送層の両方を成膜する。正孔注入層および正孔輸送層を形成する材料としては、公知の材料を用いれば良い。
【0118】
次に、806は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(B)と呼ぶ。成膜室(B)806は排気系800dを備えている。また、成膜室(A)803とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(B)806として図3に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室(B)806の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、成膜室(B)806において、赤色に発色する発光層を成膜する。赤色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
【0119】
次に、807は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(C)と呼ぶ。成膜室(C)807は排気系800eを備えている。また、成膜室(B)806とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(C)807として図3に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室(C)807の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、成膜室(C)807において、緑色に発色する発光層を成膜する。緑色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
【0120】
次に、808は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(D)と呼ぶ。成膜室(D)808は排気系800fを備えている。また、成膜室(C)807とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(D)808として図3に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室(D)808の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、成膜室(D)808において、青色に発色する発光層を成膜する。青色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
【0121】
次に、809は蒸着法により有機EL材料を成膜するための成膜室であり、成膜室(E)と呼ぶ。成膜室(E)809は排気系800gを備えている。また、成膜室(D)808とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(E)809として図3に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室(E)809の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、成膜室(E)809において、電子輸送層もしくは電子注入層を成膜する。なお、電子輸送層もしくは電子注入層を形成する材料としては、公知の材料を用いれば良い。
【0122】
次に、810は蒸着法によりEL素子の陽極もしくは陰極となる導電膜(本実施例では陰極となる金属膜)を成膜するための成膜室であり、成膜室(F)と呼ぶ。成膜室(F)810は排気系800hを備えている。また、成膜室(E)809とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では成膜室(F)810として図3に示した構造の成膜室を設けている。従って成膜室(F)810の詳細な動作に関しては、図3の説明を参照すれば良い。
【0123】
本実施例では、成膜室(F)810において、EL素子の陰極となる導電膜としてAl−Li合金膜(アルミニウムとリチウムとの合金膜)を成膜する。なお、周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
【0124】
また、ここで、実施例1で説明したのと同様にCVD室を設けて、窒化珪素膜、酸化珪素膜及びDLC膜等の絶縁膜をEL素子の保護膜(パッシベーション膜)として形成させてもよい。
【0125】
なお、CVD室を設ける場合には、CVD室で用いる材料ガスを予め高純度化するためのガス精製機を設けておくと良い。
【0126】
次に、811は封止室であり、排気系800iを備えている。また、成膜室(F)810とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室811の説明は実施例1を参照すれば良い。また、実施例1と同様に封止室811の内部には紫外光照射機構(図示せず)が設けられている。
【0127】
最後に、812はアンロード室であり、排気系800jを備えている。EL素子が形成された基板はここから取り出される。
【0128】
以上のように、図8に示した成膜装置を用いることで完全にEL素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。また、インライン方式により高いスループットで発光装置を作製することができる。なお、本実施例の構成は、実施例1に示したいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0129】
〔実施例4〕
本実施例では、本発明の成膜装置を用いて、EL素子を保護するための封止(または封入)工程まで行った発光装置について示し、さらに途中の作製行程においてEL素子における不純物による劣化を防止するための方法についても説明する。
【0130】
図9(A)は、EL素子の封止までを行った状態の断面図である。ガラス基板900の上方には画素部901、駆動回路902が形成されており、画素部901は電流制御用TFT903とそのドレインに電気的に接続された画素電極904を含む複数の画素により形成される。また、駆動回路902はnチャネル型トランジスタ905とpチャネル型トランジスタ906とを組み合わせたCMOS回路を用いて形成される。なお、ガラス基板900上には、保護膜として窒化珪素、酸化珪素または酸化窒化珪素といった珪素を含む化合物や炭素膜(具体的にはダイヤモンドライクカーボン膜)916を2〜30nmの厚さに設けると良い。これにより、基板側からの不純物の侵入を防ぐことができる。
【0131】
画素電極904はEL素子の陽極として機能する。また、画素電極904の両端にはバンク907が形成され、画素電極904上にはEL層908およびEL素子の陰極909が形成される。陰極909は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線910を経由してFPC(フレキシブルプリントサーキット)911に電気的に接続されている。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基盤(PWB)が取り付けられていても良い。さらに、画素部901及び駆動回路902に含まれる素子は全てパッシベーション膜912で覆われている。
【0132】
なお、EL素子に酸素や水等の不純物が侵入するのを防ぐために917の部分で行う処理について図9(B)及び図9(C)を用いて説明する。
【0133】
図9(B)において、91a及び91bは層間絶縁膜であり、91aは、ポリイミドやポリアミドといった有機樹脂膜で形成されており、その上には、窒化珪素膜、酸化珪素膜及びDLC膜といった絶縁膜が形成される。そして、画素電極92および電流制御用TFTからの接続配線93が形成され、さらに画素電極間の隙間を埋めるようにバンク94が形成される。
【0134】
この時バンク94は、ポリイミドやポリアミドといった有機樹脂膜で形成されている。そこで、本実施例では、バンク94の表面をAr等の希ガス中でプラズマ処理を行うことにより表面を緻密化させる。これによりバンク表面に含まれていた不純物を除去することができると共に外部からの不純物の侵入を防ぐことができる。
【0135】
また、図9(C)は、図9(B)とバンク94の形成までは同じであるが、バンク94上に窒化珪素膜、酸化珪素膜及びDLC膜といったパッシベーション膜95を2〜30nmの膜厚で形成する。なお、この場合には、バンク94は、パッシベーション膜95により完全に封止されてしまうので、バンク94中に含まれる酸素及び水等の不純物が外部に放出されることはなく、EL素子の劣化を防ぐことができる。
【0136】
次に図9(A)に示すように、シール材913によりカバー材914が貼り合わされている。なお、カバー材914とEL素子との間隔を確保するためにスペーサを設けても良い。そして、シール材913の内側には空隙915が形成されている。なお、シール材913は水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、空隙915の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を設けることは有効である。
【0137】
なお、カバー材914の表面および裏面には保護膜として炭素膜(具体的にはダイヤモンドライクカーボン膜)916a、916bを2〜30nmの厚さに設けると良い。このような炭素膜は、酸素および水の侵入を防ぐとともにカバー材914の表面を機械的に保護する役割をもつ。
【0138】
以上のような構造でEL素子を封入することにより、EL素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等のEL層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置が得られる。なお、本実施例の構成は、実施例1〜実施例3に示したいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0139】
〔実施例5〕
本実施例では、本発明の成膜装置を用いてEL層のカラー化を実現するために成膜時に用いるメタルマスクについて図10を用いて説明する。
【0140】
図10(A)は、メタルマスクの上面図である。1001は、メタルマスクのマスク部であり、成膜しない部分を覆う役目を果たす。
【0141】
また、1001に複数形成されている1002は、開口部aであり、蒸着時に開口部a1002を通過したEL材料が基板上に成膜される。
【0142】
なお、本実施例において図10(A)で示したメタルマスクは、EL材料を一色成膜した後、矢印xの方向に移動させ、隣の画素に異なる色を成膜していく。これを繰り返すことで、複数色のEL材料の成膜が可能となる。
【0143】
また、メタルマスクの開口部a1002の形状に関しては、横方向(異色の画素列が形成される方向)に隣り合う開口部aの距離(p)は、10〜200μmが好ましく、縦方向(同色の画素列が形成される方向)に隣り合う開口部a1002との距離(q)は、10〜40μmが好ましい。さらに、開口部a1002の短辺(r)は、20〜200μmであるのが好ましい。
【0144】
なお、メタルマスクのマスク部1001は、2層構造のマスク部材から形成されるが、マスク部1001をマスク枠1003に貼り合わせて3層構造とすることで、より強度の高いメタルマスクを形成することができる。図10(A)をA−A’で切断した際の断面図を図10(B)に示す。なお、本実施例において用いるマスク枠1003には、中空アルミニウムやアルミナ等の部材を用いることができる。また、膜厚は1〜15mmであることが好ましい。さらに、マスク枠1003はメタルマスク(第1マスク1001a、第2マスク1001b)よりもやや小さい開口部b1011が設けられており、この開口部b1011にマスク部1001を重ね、一部が重なるようにしてマスク枠1003と貼り合わせることによりメタルマスクを完成させることができる。
【0145】
次に、メタルマスクを形成する方法について図10(C)を用いて説明する。ただし、ここで、図10(C)により形成されるメタルマスクは、図10(B)に示すものとは一部の構造が異なるが、本発明においては、どちらの構造のメタルマスクを用いることができる。
【0146】
はじめに、第1のマスク層1101aが形成される。なお、1101aは、鉄、銅、ニッケル、コバルト、アルミニウム、銀、タンタル、タングステンといった金属材料や、これらの金属からなる合金及びステンレス(SUS316)といった磁石に引きつけられる材料で形成するのが好ましい。なお、ここで形成される第1のマスク層1101aの膜厚は、50〜200μmであるのが好ましい。
【0147】
次に第1のマスク層1101aに第2のマスク層1101bを積層させる。この時の第2のマスク層1101bは、蒸着法、スパッタリング法およびCVD法等の公知の成膜方法を用いて成膜すればよい。なお、ここで形成される第2のマスク層1101bの膜厚は、0.5〜20μmであるのが好ましい。また、ここで形成される第2のマスク層1101bは、第1のマスク層1101aと同じエッチング液を用いて同時にエッチングを行った際にエッチングの選択比が十分にとれるような材料を用いなければならない。
【0148】
なお、第1のマスク層1101aに対する第2のマスク層1101bの膜厚比は0.1〜0.01となるのが好ましい。さらに、同一のエッチング液を用いた際の第1のマスク層1101aを形成する材料のエッチング速度に対する第2のマスク層1101bを形成する材料のエッチング速度の比は、両者の膜厚比が0.01以下であった場合には、0.001以下であることが望ましい。
【0149】
このようにして、第1のマスク層1101a及び第2のマスク層1101bを積層させたメタルマスクは、両面をレジスト材料(1004aおよび1004b)で覆った後に一度にエッチングすることで、図10(C)の1201a,1201bに示されるような形状のメタルマスクを形成させることができる。なお、ここでは、2種類の材料を用いてメタルマスクを形成する場合について説明したが、一種類の材料を用いてこれをエッチングすることにより形成することも可能である。
【0150】
メタルマスク(1201a、1201b)を形成した後、レジスト(1004a、1004b)を除去し、マスク枠1003と貼り合わせることにより、より強度の高いメタルマスクを形成することができる。また、マスク枠1003を用いることにより、400×500mmや620×720mmといった大判サイズのメタルマスクを形成させることもできる。
【0151】
次に画素電極1006、配線1007及びバンク1008が形成されたTFT(図示せず)を有する基板上に図10(C)により形成したメタルマスクを備えて成膜を行う方法についてその一部の断面図を示した図10(D)を用いて説明する。この時基板のメタルマスクと反対側に磁石1009を備えておくことで、第1マスク1201aが磁力で引きつけられるために、基板とメタルマスク間の距離(s)を小さくし(s≧0)、基板とメタルマスクの密着性をより向上させることができる。以上により、メタルマスクの撓みや浮きやズレなどにより作製するパターンの不良を防ぐことができ、EL材料の成膜を精度良く行うことができる。
【0152】
また、本実施例の構成は、実施例1〜実施例4のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0153】
【発明の効果】
本発明の成膜装置を用いることで、より昇華精製された材料による薄膜形成が可能となり、さらに成膜装置内部に不純物汚染を防ぐ機能を設けていることから成膜時に不純物による汚染を受けずに成膜ができる。以上により、EL素子の素子特性をこれまで以上に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す図。
【図2】 本発明の構成を示す図。
【図3】 成膜室の構造を示す図。
【図4】 成膜室の構造を示す図。
【図5】 蒸着室の構造を示す図。
【図6】 成膜装置の構造を示す図。
【図7】 成膜装置の構造を示す図。
【図8】 成膜装置の構造を示す図。
【図9】 発光装置の断面構造を示す図。
【図10】 メタルマスクについて説明する図。
【図11】 成膜装置の構造を示す図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a film forming apparatus and a film forming method used when forming an EL element on a substrate by performing sublimation purification on a film forming material and performing film formation using the purified material.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research on a light-emitting device having an EL element as a self-luminous element has been actively conducted, and in particular, a light-emitting device using an organic material as an EL material has attracted attention. This light emitting device is also called an organic EL display (OELD) or an organic light emitting diode (OLED).
[0003]
Note that the EL element includes a layer containing an organic compound (hereinafter, referred to as an EL layer) from which luminescence generated by applying an electric field is obtained, an anode, and a cathode. Luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. The light-emitting device manufactured by the film formation method can be applied to either light emission.
[0004]
Unlike the liquid crystal display device, the light-emitting device is a self-luminous type and has a feature that there is no problem of viewing angle. That is, as a display used outdoors, it is more suitable than a liquid crystal display, and use in various forms has been proposed.
[0005]
An EL element has a structure in which an EL layer is sandwiched between a pair of electrodes, but the EL layer usually has a laminated structure. A typical example is a “hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer” stacked structure proposed by Tang et al. Of Kodak Eastman Company. This structure has very high luminous efficiency, and most of the light emitting devices that are currently under research and development employ this structure.
[0006]
In addition, a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer, or a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer / an electron injection layer are sequentially laminated on the anode. Good structure. You may dope a fluorescent pigment | dye etc. with respect to a light emitting layer. These layers may all be formed using a low molecular weight material, or may be formed using a high molecular weight material.
[0007]
Note that in this specification, all layers provided between a cathode and an anode are collectively referred to as an EL layer. Therefore, the above-described hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, and electron injection layer are all included in the EL layer.
[0008]
In this specification, a light-emitting element formed of a cathode, an EL layer, and an anode is referred to as an EL element. For this purpose, an EL layer is provided between two types of stripe-shaped electrodes provided so as to be orthogonal to each other. There are two types, a formation method (simple matrix method) and a method (active matrix method) in which an EL layer is formed between a pixel electrode connected to a TFT and arranged in a matrix and a counter electrode.
[0009]
The biggest problem in the practical application of EL elements is that the lifetime of the elements is insufficient. In addition, the deterioration of the element appears in the form of light emission for a long time and a non-light emitting region (dark spot) is widened. The cause is deterioration of the EL layer.
[0010]
The EL material forming the EL layer is deteriorated by impurities such as oxygen and water. In addition, it is conceivable that other impurities are included in the EL material to affect the deterioration of the EL layer.
[0011]
Conventionally, when forming a film by the vapor deposition method, the evaporation material is used as it is, but it is considered that impurities are mixed in the evaporation material at the time of vapor deposition. That is, oxygen, water, and other impurities that are one cause of deterioration of the EL element may be mixed.
[0012]
In addition, although the purity can be increased by purifying the evaporation material in advance, there is a possibility that impurities are mixed before the evaporation.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and by separating and removing impurities contained in an EL material at the time of film formation, film formation is performed using an EL material having a higher purity, thereby a high-purity EL layer. It is an object of the present invention to provide a film forming apparatus capable of forming the film. It is another object of the present invention to provide a film forming method using the film forming apparatus of the present invention.
[0014]
[Means for Solving the Invention]
In the present invention, by sublimation purification of an EL material immediately before film formation by using the sublimation temperature of a pure EL material, a plurality of impurities contained in the EL material can be removed, and the purified EL material A thin film is formed using an evaporation source (hereinafter referred to as a high-purity EL material).
[0015]
FIG. 1 illustrates that when an EL material containing a plurality of impurity substances is vaporized from a solid and a temperature change is applied thereto, the plurality of substances can be separated due to the difference in sublimation temperatures of the respective substances. The vertical axis represents temperature, and the horizontal axis represents total precipitation. In this specification, a substance (impurity) having a higher sublimation temperature than the high-purity EL material is referred to as a high-temperature material, and a substance (impurity) having a lower sublimation temperature is referred to as a low-temperature material. In addition, a high-purity EL material that sublimes at a temperature located between the high temperature and the low temperature is referred to as a medium temperature material. In addition, the sublimation temperature of a pure EL material can be investigated by investigating the material deposited for each temperature in advance by analysis such as mass spectrometry (GC-MS).
[0016]
First, a temperature at which all substances (high-purity EL material and impurities) contained in the EL material are vaporized (hereinafter referred to as complete sublimation temperature) is applied. Thereby, in the complete sublimation region 100, all substances contained in the EL material exist as gas. Thereafter, when the temperature is gradually lowered, a high temperature material having a high sublimation temperature is precipitated as a solid in the high temperature material precipitation region 101 of FIG.
[0017]
Further, when the temperature is lowered, an intermediate temperature material (high purity EL material) as a main product is precipitated in the intermediate temperature material precipitation region 102 of FIG. When the temperature is lowered again, the low temperature material is precipitated in the low temperature material precipitation region 103.
[0018]
In other words, the present invention utilizes the difference in precipitation temperature to separate impurities (high temperature materials) that precipitate at a higher temperature than high purity EL materials (medium temperature materials) or impurities that precipitate at a low temperature (low temperature materials) to achieve high purity. Provided are a film formation apparatus and a film formation method for performing film formation using only an EL material. Further, not only the film forming material but also the film forming apparatus itself has various functions for high purity.
[0019]
In FIG. 2, a method of forming a film by vapor deposition after sublimation purification of the EL material 200 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view. First, low-temperature material (impurities) is separated according to FIG. The system is provided with a temperature control mechanism, and in the system, the EL material undergoes a state change between solid and gas due to temperature, that is, a phenomenon of sublimation occurs. In the plurality of systems shown in FIG. 2, these state changes are performed. Note that a heater is included as a specific example of the temperature adjustment mechanism referred to here. The system (1) 201 is provided with an EL material 200. Further, the system (1) 201 is provided with a temperature adjustment mechanism (a) 203, and the temperature can be controlled to a complete sublimation temperature that vaporizes all the EL material. In addition, the EL material vaporized in the system (1) 201 is referred to as a gas EL material.
[0020]
The gas EL material generated in the system (1) 201 moves to the system (2) 204 provided as shown in FIG. Further, the system (2) 204 is provided with a temperature adjustment mechanism (b) 205, and the system (2) 204 can be maintained at an intermediate temperature. The system (2) 204 is connected so that all the gas generated in the system (1) 201 can move to the system (2) 204 on the lower side when viewed from the cross-sectional view of FIG. The upper portion is provided with an opening 210 that allows the gas inside the system (2) 204 to pass therethrough.
[0021]
Of the gas EL material that has moved to the system (2) 204, a substance that sublimes at a medium temperature or higher is deposited as a solid in the precipitation region (a) 211 inside the system (2) 204. In the present specification, the substance deposited here is referred to as a quasi-EL material. Note that the low-temperature material that sublimates at a temperature equal to or lower than the intermediate temperature remains as a gas, and is thus released from the opening 210 of the system (2) 204 to the outside of the system (2) 204. The low temperature material released here is an impurity contained in the EL material and is collected outside.
[0022]
Next, the system (2) 204 from which the gas has been removed is inverted 180 ° as shown in FIG. Then, the system (2) 204 is maintained at the complete sublimation temperature by the temperature adjustment mechanism (b) 205. Thereby, the quasi-EL material deposited inside the system (2) 204 is vaporized and moves to the system (3) 206.
[0023]
The system (3) 206 is provided with a temperature adjustment mechanism (c) 207. Here, the system (3) 206 is maintained at a high temperature by the temperature adjustment mechanism (c) 207. At this time, of the quasi-EL material, the high temperature material (impurities) is deposited in the region (b) 212 inside the system (3) 206. Thereby, the high temperature material (impurities) can be separated, and only the medium temperature material (high-purity EL material) can be present in the system (3) 206 as a gas.
[0024]
Further, the system (3) 206 has an opening 213 through which gas can pass in the same manner as the system (2) 204 in FIG. 2A, so that a high-purity EL material is provided outside the system (3) 206. (Gas) can be released.
[0025]
Then, by providing the substrate 208 in the direction in which the high-purity EL material (gas) is released, the high-purity EL material obtained by sublimation purification so far can be formed (evaporated).
[0026]
Note that the substrate 208 is preferably subjected to heat treatment immediately before film formation to remove impurities such as oxygen and water on the substrate 208.
[0027]
Furthermore, as materials used in the film formation chamber for performing sublimation purification and film formation of these EL materials, the adsorptivity of impurities such as oxygen and water can be reduced by reducing the surface area. Aluminum or stainless steel (SUS) or the like that has been mirror-polished by polishing is used for the inner wall surface. As a result, the degree of vacuum in the deposition chamber is 10 -Five -10 -6 Pa can be maintained. Further, a material such as ceramics that has been treated so that the pores are extremely small is used for the internal member. These preferably have surface smoothness with a center line average roughness of 30 mm or less.
[0028]
In addition, when a gas is introduced into each processing chamber in a processing chamber such as a film forming chamber or a transfer chamber included in the film forming apparatus of the present invention, oxygen or water is supplied by a gas purifier provided immediately before the processing chamber. Thus, a highly purified gas from which impurities such as are removed is introduced.
[0029]
Further, all of the processing chambers such as the film forming chamber and the transfer chamber of the film forming apparatus of the present invention are provided with a magnetic levitation type turbo molecular pump, a cryopump, or a dry pump. As a result, the ultimate degree of vacuum in each processing chamber is reduced to 10 -Five -10 -6 Pa can be set, and the back diffusion of impurities from the pump side and the exhaust system can be controlled.
[0030]
When forming an EL layer using the film forming apparatus of the present invention, surface treatment of the anode or cathode of the EL element formed on the substrate is performed before the formation.
As specific methods, there are methods such as performing heat treatment while irradiating ultraviolet light in oxygen, or performing heat treatment while performing oxygen or hydrogen plasma treatment. In addition, it is preferable that the temperature of a heating is 100 degrees C or less. It is also effective to provide a mechanism for heating the film formation chamber to 100 ° C. or lower in order to remove impurities in the film formation chamber before film formation.
[0031]
Note that the sublimation purification in the present invention can be used not only for the EL material but also for the purification of other materials such as a metal material used for vapor deposition.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 3 shows the structure of the film forming chamber provided in the film forming apparatus of the present invention. 3A is a top view of the deposition chamber, and FIGS. 3B and 3C are cross-sectional views. In addition, a common code | symbol shall be used for a common part.
[0033]
In FIG. 3A, reference numeral 301 denotes a film formation chamber, and the substrate 302 is transferred into the film formation chamber 301. When the substrate 302 is transferred, the shutter (2) 306 is opened so that only a necessary evaporation source among the plurality of evaporation sources provided in the film formation chamber 301 can be used. The shutter (2) 306 is provided between the evaporation source and the substrate 302, and serves to block the release of evaporation material from other evaporation sources so that vapor deposition can be performed on the substrate only from the desired evaporation source. Plays. FIG. 3 shows a case where co-evaporation is performed using an evaporation source (1) 303 and an evaporation source (2) 304 among a plurality of evaporation sources.
[0034]
A specific structure will be described with reference to FIGS. 3B and 3C, which are cross-sectional structures obtained by cutting FIG. 3A along a dotted line AA ′ in a direction perpendicular to the paper surface.
[0035]
First, in FIG. 3B, among the impurities contained in the EL material before vapor deposition, the low temperature material is separated and removed. The system (1) 311 is provided with an EL material 312. Further, since the system (1) 311 is provided with a temperature adjusting mechanism (1) 313, the temperature inside the system (1) 311 can be adjusted.
[0036]
The temperature adjustment mechanism (1) 313 maintains the inside of the system (1) 311 at a temperature at which the EL material is vaporized to become a gas EL material (complete sublimation temperature). Then, the gas EL material moves from the system (1) 311 to the system (2) 314.
[0037]
Since the system (2) 314 is provided with a temperature adjustment mechanism (2) 315, the temperature inside the system (2) 314 can be adjusted.
[0038]
The temperature adjustment mechanism (2) 315 maintains the temperature (medium temperature) at which the EL material containing the medium temperature material and the high temperature material out of the gas EL material inside the system (2) 314 is precipitated as a solid. At this time, the low-temperature material remains in a gas state and is discharged from the opening 316 of the system (2) 314 to the outside of the system (2) 314. At this time, the inside of the film forming chamber is shut off from the system (1) 311 and the system (2) 314 by the shutter (1) 317 and the system (3) 318 provided in the upper part.
[0039]
Although not shown here, the low temperature material (gas) released from the opening 316 of the system (2) 314 is released to the outside of the apparatus by the exhaust system. The exhaust here is performed by a cryopump.
[0040]
When the low temperature material is removed, as shown in FIG. 3C, the shutter (1) 317 is opened and the system (2) 314 is inverted by 180 °. And it is connected with the system (3) 318.
[0041]
In the system (2) 314, there is an EL material containing the medium temperature material and the high temperature material deposited in FIG. 3B. The temperature adjustment mechanism (2) 315 causes the interior of the system (2) 314 to be completely sublimated. It can be vaporized again. Then, the vaporized EL material moves from the system (2) 314 to the system (3) 318. The system (3) 318 is provided with a temperature adjustment mechanism (3) 321, and the temperature inside the system (3) 318 is maintained at a high temperature by the temperature adjustment mechanism (3) 321. At this time, the high-temperature material contained in the vaporized EL material is precipitated in the system (3) 318 by sublimation. As described above, the gas present in the system (3) 318 is only a high-purity EL material (medium temperature material).
[0042]
Further, a shutter (2) 306 is provided above the system (3) 318 of each evaporation source so that only the shutter of the necessary evaporation source is opened. In the present embodiment, only the shutters of the evaporation source (1) 303 and the evaporation source (2) 304 are open.
[0043]
That is, when the shutter (2) 306 is opened, the EL material is released from the opening 322 of the system (3) 318 of each of the evaporation source (1) 303 and the evaporation source (2) 304, and the system (3) 318 is released. Deposition is performed on a substrate provided on top. In addition, when there are a plurality of evaporation sources, co-evaporation is performed.
[0044]
In the case where a plurality of EL materials are separately applied on the substrate, a shadow mask having an opening between the shutter (2) 306 and the substrate may be provided. As the shadow mask, a mask made of a metal plate or a glass plate can be used.
[0045]
In addition, the inner wall surfaces of these film forming chambers are usually formed of a metal material such as aluminum or stainless steel (SUS), but these materials have a problem of releasing impurities such as oxygen and water. Therefore, the surface of these metal materials is mirror-finished by electropolishing. Furthermore, it is preferable to use a material having an extremely small number of pores and a small surface area on the internal surface as a member used in the film formation chamber as compared with a normal ceramic. This is because by reducing the internal surface area, desorption characteristics of impurities such as water and oxygen are improved, and impurity contamination in the film formation chamber is prevented. These surfaces have a smoothness with a center line average roughness of 1 to 30 mm.
[0046]
Next, a case will be described in which the EL material is sublimated and purified before vapor deposition by a slightly different method from that described above.
[0047]
In FIG. 4, reference numeral 401 denotes a separation tube in which an inert gas such as nitrogen or a rare gas flows as a carrier gas. In the film forming apparatus of the present invention, those gases introduced into the apparatus are those purified by a gas purifier before being introduced into the apparatus. Therefore, it is necessary to provide a gas purifier so that the gas is introduced into the film forming apparatus after being highly purified. Thereby, oxygen, water, and other impurities contained in the gas can be removed in advance, so that these impurities can be prevented from being introduced into the apparatus.
[0048]
The material chamber 402 is provided with an EL material 403, and the material chamber 402 is provided with a heating mechanism 404 for vaporizing the EL material 403. Note that impurities such as water can be removed by heating the EL material 403 in advance before the EL material 403 is vaporized by the heating mechanism 404. Moreover, it is preferable that the heating temperature at this time is 200 degrees C or less.
[0049]
Further, although not shown here, the material chamber 402 is connected to the material exchange chamber via a gate. Note that a heater for heating the replaced EL material is provided in the material exchange chamber. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. Further, the material exchange chamber is provided with an exhaust pump capable of bringing the inside into a reduced pressure state. After the EL material is introduced from the outside, the inside is brought into a reduced pressure state. The gate is opened when the pressure is the same as that in the material chamber 402, and the EL material can be provided in the material chamber 402.
[0050]
The gas EL material vaporized in the material chamber 402 moves in the direction of arrow a in the separation tube 401 together with the carrier gas. The separation tube 401 is provided with a temperature adjustment mechanism 405 (specifically, a heater is included) for adjusting the temperature inside.
[0051]
The temperature adjustment mechanism 405 is set so that the temperature gradually decreases from the direction in which the gas EL material flows. Note that the temperature of the high temperature portion of the temperature adjustment mechanism 405 is adjusted to be lower than that of the heating mechanism 404.
[0052]
When the gas EL material moves inside the separation tube having a temperature control mechanism, an impurity having a higher sublimation temperature (high temperature material) or an impurity having a lower sublimation temperature than the high purity EL material (low temperature) due to the difference in sublimation temperature. Material) and high-purity EL material (medium temperature material) can be separated and deposited in different temperature ranges.
[0053]
If the temperature at which the pure EL material is deposited is measured in advance, the temperature and position can be easily adjusted. Usually, the precipitation temperature is around ± 10 ° C. from the melting point of the pure EL material. Then, a region 406 in which the separation tube 401 is provided can be separated by the gate (a) 407 and the gate (b) 408, and the temperature may be adjusted so that pure EL material is deposited in this region. The separation tube 401 is separated by the gate (a) 407 and the gate (b) 408, whereby the evaporation source separation chamber 409 can be formed.
[0054]
Although not shown here, the separation tube 401 is connected to the film formation chamber via the gate (c) 410. Therefore, the structure of the film formation chamber connected to the separation tube 401 will be described with reference to FIG.
[0055]
In FIG. 5A, the gas EL material inside the separation tube 501 is separated and precipitated by the temperature adjustment mechanism 502, and only the high-purity EL material (high-purity EL material) 509 is gated (a) 503 inside the separation tube 501. Deposited inside the evaporation source separation chamber 506 blocked by the gate (b) 504 and the gate (c) 505. The evaporation source separation chamber 506 is connected to the film formation chamber 507 through a gate (c) 505. That is, when the gate (c) 505 is opened, the high-purity EL material can be deposited in the region (a) 508.
[0056]
FIG. 5B is an enlarged view of the region (a) 508. The substrate 511 passes through the gate (d) 512 and is carried into the film formation chamber 507. The substrate 511 is vapor-deposited by being fixed on the fixing table 513 with the film formation surface facing downward.
[0057]
Here, in order to form the EL layer, a pixel electrode 514 (anode or cathode) is formed in advance on the substrate.
[0058]
【Example】
[Example 1]
The film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 6, reference numeral 601 denotes a transfer chamber. The transfer chamber 601 is provided with a transfer mechanism (A) 602, and the substrate 603 is transferred. The transfer chamber 601 is in a reduced-pressure atmosphere, and is connected to each processing chamber by a gate. The transfer of the substrate to each processing chamber is performed by the transfer mechanism (A) 602 when the gate is opened. In order to depressurize the transfer chamber 601, it is possible to use an exhaust pump such as a dry pump, a mechanical booster pump, a turbo molecular pump (magnetic levitation type), or a cryopump. In order to obtain, a magnetic levitation type turbo molecular pump is preferable.
[0059]
Hereinafter, each processing chamber will be described. Since the transfer chamber 601 is in a reduced pressure atmosphere, all the processing chambers directly connected to the transfer chamber 601 are provided with an exhaust pump (not shown). As the exhaust pump, the above-described dry pump, mechanical booster pump, turbo molecular pump (magnetic levitation type) or cryopump is used, and here, the magnetic levitation type turbo molecular pump is preferable.
[0060]
First, reference numeral 604 denotes a load chamber for substrate setting (installation), which also serves as an unload chamber. The load chamber 604 is connected to the transfer chamber 601 by a gate 600a, and a carrier (not shown) on which a substrate 603 is set is disposed. It should be noted that the load chamber 604 may be distinguished for substrate loading and unloading. The load chamber 604 includes the above-described exhaust pump and a purge line for introducing high-purity nitrogen gas or rare gas. As the exhaust pump, a turbo molecular pump is desirable. Further, the purge line is provided with a gas purifier, and impurities (oxygen and water) of gas introduced into the apparatus are previously removed.
[0061]
Note that in this embodiment, as the substrate 603, a substrate formed up to a transparent conductive film to be an anode of an EL element is used. In this embodiment, the substrate 603 is set on the carrier with the deposition surface facing downward. This is for facilitating the face-down method (also referred to as a deposit-up method) when a film is formed by an evaporation method later. The face-down method refers to a method in which a film is formed with the deposition surface of the substrate facing down. According to this method, adhesion of dust and the like can be suppressed.
[0062]
Reference numeral 605 denotes a processing chamber (hereinafter referred to as a preprocessing chamber) for processing the surface of the anode or cathode (anode in this embodiment) of the EL element. The preprocessing chamber 605 is a transfer chamber by a gate 600b. 601 is connected. The pretreatment chamber 605 can be variously changed depending on the manufacturing process of the EL element. In this embodiment, the surface of the anode made of the transparent conductive film can be heated at 100 to 120 ° C. while irradiating ultraviolet light in oxygen. To do. Such pretreatment is effective when the anode surface of the EL element is treated.
[0063]
As another pretreatment method, a method of heating at 200 to 400 ° C. while irradiating plasma in oxygen or hydrogen is also effective. In this case, a mechanism capable of plasma treatment and heat treatment is provided in the pretreatment chamber. You should prepare for.
[0064]
Next, reference numeral 606 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (A). The film formation chamber (A) 606 is connected to the transfer chamber 601 through a gate 600c. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG.
[0065]
In this embodiment, a light emitting layer that develops red color is formed in a film formation portion 607 in the film formation chamber (A) 606. Therefore, the shutter above the evaporation source provided with the organic EL material that becomes the light emitting layer that emits red light among the plurality of evaporation sources provided in the film formation chamber (A) 606 is opened. In addition, a shadow mask is set to form a light emitting layer that selectively develops red color. In addition, as a light emitting layer which develops red color, Alq Three It can be formed using a material doped with DCM. Other Eu complexes (Eu (DCM) Three (Phen), aluminum quinolinato complex (Alq Three ) Using DCM-1 as a dopant can be used, but other known materials can also be used.
[0066]
The film formation chamber (A) 606 is connected to the material exchange chamber 614 through a gate 600g. Note that the material exchange chamber 614 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. In addition, since the material exchange chamber 614 is provided with an exhaust pump capable of reducing the inside of the material exchange chamber 614, after the evaporation material is added or exchanged from the outside and heat-treated, the inside is reduced. The gate 600g is opened when the pressure is the same as in the film formation chamber, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber. Note that the evaporation material is provided in an evaporation source in the film formation chamber by a transport mechanism or the like.
[0067]
Note that the description of FIG. 3 may be referred to for the film formation process in the film formation chamber (A) 606.
[0068]
Next, reference numeral 608 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (B). The film formation chamber (B) 608 is connected to the transfer chamber 601 through a gate 600d. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (B) 608. In this embodiment, a green light emitting layer is formed in a film formation portion 609 in the film formation chamber (B) 608. Note that the light-emitting layer that develops a green color can be formed by co-evaporation of CBP and Ir (ppy) 3. In addition to this, an aluminum quinolinato complex (Alq Three ), A benzoquinolinolatoberyllium complex (BeBq) can be used. Furthermore, an aluminum quinolinato complex (Alq Three ) Using a material such as coumarin 6 or quinacridone as a dopant is also possible, but other known materials can also be used.
[0069]
The film formation chamber (B) 608 is connected to the material exchange chamber 615 through a gate 600h. Note that the material exchange chamber 615 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. In addition, since the material exchange chamber 615 is provided with an exhaust pump capable of reducing the inside of the material exchange chamber 615, after the evaporation material is introduced from the outside, the inside is reduced. The gate 600h is opened when the pressure is the same as that in the film formation chamber, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber. Note that the evaporation material is provided in an evaporation source in the film formation chamber by a transport mechanism or the like.
[0070]
Note that the description of FIG. 3 may be referred to for the film formation process in the film formation chamber (B) 608.
[0071]
Next, reference numeral 610 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (C). The film formation chamber (C) 610 is connected to the transfer chamber 601 through the gate 600e. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (C) 610. In this embodiment, a light emitting layer that develops blue color is formed in a film formation portion 611 in the film formation chamber (C) 610. In addition, as a light emitting layer which develops blue color, DPVBi which is a distyryl derivative, a zinc complex having an azomethine compound as a ligand, and DPVBi doped with perylene can be used, but other known materials are used. May be.
[0072]
The film formation chamber (C) 610 is connected to the material exchange chamber 616 through the gate 600i. Note that the material exchange chamber 616 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. Further, since the material exchange chamber 616 is provided with an exhaust pump capable of bringing the inside into a reduced pressure state, the inside is put into a reduced pressure state after the evaporation material is introduced from the outside. Then, when the pressure is the same as in the film formation chamber, the gate 600i is opened, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber. Note that the evaporation material is provided in an evaporation source in the film formation chamber by a transport mechanism or the like.
[0073]
Note that the description of FIG. 3 may be referred to for the film formation process in the film formation chamber (C) 610.
[0074]
In this embodiment, the example in which the light emitting layer is directly formed on the anode or the cathode of the EL element has been described. However, the hole injection layer or the hole transport layer may be formed before the light emitting layer is formed. . In addition, copper phthalocyanine or polythiophene derivative PEDOT can be used as the hole injection layer, and MTDATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine) can be used as the hole transport layer. Or α-NPD can be used. Note that in the case of forming a layer made of a polymer material, a film formation chamber capable of spin coating may be provided instead of the film formation chamber.
[0075]
Further, after the light emitting layer is formed, an electron transport layer or an electron injection layer may be formed. Note that a material such as a 1,3,4-oxadiazole derivative or a 1,2,4-triazole derivative (TAZ) can be used for the electron transport layer. Furthermore, lithium fluoride (LiF), aluminum oxide (Al 2 O Three ), A layer using a material such as lithium acetylacetonate (Liacac) may be formed.
[0076]
Next, reference numeral 612 denotes a film formation chamber for forming a conductive film (a metal film to be a cathode in this embodiment) that becomes an anode or a cathode of an EL element by an evaporation method, and is called a film formation chamber (D). The film formation chamber (D) 612 is connected to the transfer chamber 601 through the gate 600f. In this embodiment, an Al—Li alloy film (an alloy film of aluminum and lithium) is formed as a conductive film to be a cathode of the EL element in the film formation portion 613 in the film formation chamber (D) 612. Note that it is also possible to co-evaporate an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table (element periodic rule) and aluminum. Co-evaporation refers to an evaporation method in which an evaporation cell is heated at the same time and different substances are mixed in a film formation stage.
[0077]
The film formation chamber (D) 612 is connected to a material exchange chamber 617 through a gate 600j. Note that the material exchange chamber 617 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. In addition, since the material exchange chamber 617 is provided with an exhaust pump capable of reducing the inside of the material exchange chamber 617, after the evaporation material is introduced from the outside, the inside is reduced. Then, when the pressure is the same as in the film formation chamber, the gate 600j is opened, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber.
[0078]
Note that a film formation chamber (A) 606, a film formation chamber (B) 608, a film formation chamber (C) 610, and a film formation chamber (D) 612 include a CCD (Charge) known as an image sensor in the film formation chamber. By providing a coupled device, it is possible to accurately align the substrate and the metal mask when the film is formed using the metal mask.
[0079]
The film formation chamber (A) 606, the film formation chamber (B) 608, the film formation chamber (C) 610, and the film formation chamber (D) 612 are each provided with a mechanism for heating each film formation chamber. Thus, part of the impurities in the deposition chamber can be removed.
[0080]
Further, as an exhaust pump provided in these film forming chambers, a dry pump, a mechanical booster pump, a turbo molecular pump (magnetic levitation type), a cryopump, or the like can be used. In this embodiment, the cryopump and the dry pump are used. Is desirable.
[0081]
The deposition chamber (A) 606, the deposition chamber (B) 608, the deposition chamber (C) 610, and the deposition chamber (D) 612 are depressurized by an exhaust pump. The ultimate vacuum at this time is 10 -6 For example, the exhaust speed is preferably 10,000 l / s (H 2 The surface area inside the film formation chamber is 10 m using the cryopump of O). 2 When the inside of the film forming chamber is made of aluminum, the amount of leakage inside the film forming chamber is 4.1 × 10 in 20 hours. -7 Pa · m Three ・ S -1 Must be: In order to obtain such a degree of vacuum, it is effective to reduce the surface area of the inside of the film formation chamber by electropolishing.
[0082]
Next, reference numeral 618 denotes a sealing chamber (also referred to as a sealing chamber or a glove box), which is connected to the load chamber 604 via a gate 600k. In the sealing chamber 618, a process for finally sealing the EL element in the sealed space is performed. This treatment is a treatment for protecting the formed EL element from oxygen and moisture, and means such as mechanically encapsulating with a cover material or encapsulating with a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin is used.
[0083]
As the cover material, glass, ceramics, plastic, or metal can be used. However, when light is emitted to the cover material side, it must be translucent. Further, the cover material and the substrate on which the EL element is formed are bonded together using a sealing material such as a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin, and the resin is cured by a heat treatment or an ultraviolet light irradiation treatment to thereby form a sealed space. Form. It is also effective to provide a hygroscopic material typified by barium oxide in this sealed space.
[0084]
In addition, the space between the cover material and the substrate on which the EL element is formed can be filled with a thermosetting resin or an ultraviolet light curable resin. In this case, it is effective to add a moisture absorbing material typified by barium oxide in the thermosetting resin or the ultraviolet light curable resin.
[0085]
In the film forming apparatus shown in FIG. 6, a mechanism (hereinafter referred to as an ultraviolet light irradiation mechanism) 619 for irradiating ultraviolet light is provided inside the sealing chamber 618, and the ultraviolet light irradiation mechanism 619 emits the light. An ultraviolet light curable resin is cured by ultraviolet light. Further, the inside of the sealing chamber 618 can be decompressed by attaching an exhaust pump. In the case where the sealing step is mechanically performed by robot operation, mixing of oxygen and moisture can be prevented by performing it under reduced pressure. Specifically, it is desirable that the oxygen and water concentrations be 0.3 ppm or less. Conversely, the inside of the sealing chamber 618 can be pressurized. In this case, the pressure is increased while purging with high-purity nitrogen gas or rare gas to prevent oxygen or the like from entering from the outside air.
[0086]
Next, a delivery chamber (pass box) 620 is connected to the sealing chamber 618. A delivery mechanism (B) 621 is provided in the delivery chamber 620, and the substrate in which the EL element is completely sealed in the sealing chamber 618 is delivered to the delivery chamber 620. The delivery chamber 620 can also be decompressed by attaching an exhaust pump. The delivery chamber 620 is a facility for preventing the sealing chamber 618 from being directly exposed to the outside air, from which the substrate is taken out. In addition, it is possible to provide a member supply chamber for supplying a member used in the sealing chamber.
[0087]
Although not shown in the present embodiment, after the EL element is formed, a compound containing silicon such as silicon nitride or silicon oxide, or a DLC (Diamond Like Carbon) film containing carbon is laminated on these compounds. A film may be formed on the EL element. DLC (Diamond Like Carbon) film is a diamond bond (sp Three Bond) and graphite bond (SP) 2 It is an amorphous film in which (bonding) is mixed. In this case, a film forming chamber provided with a CVD (chemical vapor deposition) apparatus for generating a plasma by applying a self-bias and forming a thin film by plasma discharge decomposition of the source gas may be provided.
[0088]
In a film formation chamber equipped with a CVD (chemical vapor deposition) apparatus, oxygen (O 2 ), Hydrogen (H 2 ), Methane (CH Four ), Ammonia (NH Three ), Silane (SiH) Four ) Can be used. As the CVD apparatus, a parallel plate type electrode having an RF power source of 13.56 MHz can be used.
[0089]
Further, a film formation chamber in which a film is formed by a sputtering method (also referred to as a sputtering method) can be provided. This is because sputtering is effective in forming the anode after the EL layer is formed on the cathode of the EL element. That is, it is effective when the pixel electrode is a cathode. Note that the oxygen concentration in the formed film can be controlled by forming an atmosphere in which oxygen is added to argon in the film formation chamber at the time of film formation, so that a low-resistance film with high transmittance can be formed. it can. Further, like the other deposition chambers, it is desirable that the deposition chamber be separated from the transfer chamber by a gate.
[0090]
Further, a mechanism for controlling the temperature of the deposition substrate may be provided in the deposition chamber in which sputtering is performed. Note that the deposition substrate is preferably maintained at 20 to 150 ° C. Further, as an exhaust pump provided in the film forming chamber, a dry pump, a mechanical booster pump, a turbo molecular pump (magnetic levitation type), a cryopump, or the like can be used. In this embodiment, a turbo molecular pump (magnetic levitation) is used. Type) and dry pumps are preferred.
[0091]
As described above, by using the film formation apparatus illustrated in FIGS. 6A and 6B, it is not necessary to expose the EL element to the air until the EL element is completely enclosed in a sealed space; thus, a highly reliable light-emitting device can be manufactured. .
[0092]
A film forming apparatus having a shape different from that shown in this embodiment is shown in FIG. In addition to the load chamber and the pretreatment chamber, the deposition apparatus shown in FIG. 6 has three deposition chambers for depositing EL material, one deposition chamber for depositing metal material, a sealing chamber, and a delivery chamber. The film formation apparatus shown in FIG. 11 has a structure including a transfer chamber (1101, 1103) including a transfer mechanism (1102, 1104), a load chamber 1105, a pretreatment chamber 1106, and an EL material. A film forming chamber (A) 1107 for forming a film, a film forming chamber (B) 1108 for forming a metal material, a film forming chamber (C) 1109 for performing a sputtering process, a transfer chamber 1110, and a film forming chamber (D) 1115 for performing a CVD process. , Gates (1100a to 1100i), a sealing chamber 1111 and a delivery chamber 1112. Note that a material exchange chamber (1113, 1114) is connected to a deposition chamber (A) 1107 for depositing an EL material and a deposition chamber (B) 1108 for depositing a metal material through a gate. Alternatively, the structure may be such that it overlaps with the film formation chamber, and the sample is exchanged by pulling out the material exchange chamber (1113, 1114) when the sample is exchanged. Note that these processing chambers provided in the film formation apparatus illustrated in FIG. 11 have the functions described in this embodiment and can perform the processing described in this embodiment.
[0093]
[Example 2]
A case where the film formation apparatus of the present invention is a multi-chamber system (also referred to as a cluster tool system) will be described with reference to FIG. In FIG. 7, reference numeral 701 denotes a transfer chamber. The transfer chamber 701 is provided with a transfer mechanism (A) 702 to transfer the substrate 703. The transfer chamber 701 is in a reduced-pressure atmosphere, and is connected to each processing chamber by a gate. The transfer of the substrate to each processing chamber is performed by the transfer mechanism (A) 702 when the gate is opened. In order to depressurize the transfer chamber 701, an exhaust pump such as a dry pump, a mechanical booster pump, a turbo molecular pump (magnetic levitation type), or a cryopump can be used. In order to obtain, a magnetic levitation type turbo molecular pump is preferable.
[0094]
Hereinafter, each processing chamber will be described. Since the transfer chamber 701 is in a reduced pressure atmosphere, all the processing chambers directly connected to the transfer chamber 701 are provided with an exhaust pump (not shown). As the exhaust pump, the above-described dry pump, mechanical booster pump, turbo molecular pump or cryopump is used, and a magnetic levitation type turbo molecular pump is preferable as described above.
[0095]
Further, the gate is improved in hermeticity by using an O-ring or the like in order to make each processing chamber and transfer chamber completely sealed. In order to prevent impurity contamination in the apparatus, it is preferable to use an O-ring with less degassing.
[0096]
First, reference numeral 704 denotes a load chamber for substrate setting (installation), which is also called a load lock chamber. The load chamber 704 is connected to the transfer chamber 701 by a gate 700a, and a carrier (not shown) on which a substrate 703 is set is disposed. It should be noted that the load chamber 704 may be distinguished for substrate loading and substrate unloading. The load chamber 704 includes the above-described exhaust pump and a purge line for introducing highly purified nitrogen gas or rare gas.
[0097]
Reference numeral 705 denotes a pretreatment chamber for treating the surface of the EL element anode or cathode (in this embodiment, the anode). The pretreatment chamber 705 is connected to the transfer chamber 701 by a gate 700b. The pretreatment chamber can be variously changed depending on the manufacturing process of the EL element. In this embodiment, the surface of the anode made of the transparent conductive film can be heated at 100 to 120 ° C. while irradiating ultraviolet light in oxygen. . Such pretreatment is effective when the anode surface of the EL element is treated.
[0098]
Next, reference numeral 706 denotes a coating chamber for depositing an organic EL material by a vapor deposition method, and is called a coating chamber. Note that the coating chamber 706 is provided with a vacuum evacuation processing chamber 714 between the coating chamber 701 and the coating chamber 706 can be processed at normal pressure (atmospheric pressure).
[0099]
In Example 1, the inside of the thin film forming apparatus is all in a reduced pressure state, and EL layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer are formed under reduced pressure. However, when an EL layer is formed using a polymer material, since it is performed at normal pressure filled with an inert gas such as nitrogen or a rare gas, in order to transport the substrate to the coating chamber 706, The pressure difference between the coating chamber 706 and other film forming apparatuses must be overcome.
[0100]
Therefore, in this embodiment, first, the vacuum evacuation processing chamber 714 is depressurized to the same pressure as the transfer chamber 701, and in that state, the gate 700c is opened to transfer the substrate. After the gate 700c is closed, the inside of the evacuation processing chamber 714 is purged with an inert gas. When the pressure returns to normal pressure, the gate 700g is opened and the substrate is transferred to the coating chamber 706. Here, the entire stage may be transported together with the substrate, or may be performed by a dedicated transport means.
[0101]
In this embodiment, a case where a polymer material is formed as the hole injection layer will be described. As the polymer material used here, PEDOT (polyethylenedioxy thiophene) which is a polythiophene derivative is preferable, but other known polymer EL materials can be used.
[0102]
Then, a hole injection layer is formed in the coating chamber 706 by spin coating. Note that the coating chamber 706 may include a heating mechanism and a function of performing drying after coating.
[0103]
When the formation of the hole injection layer is completed as described above, the gate 700g is opened, the substrate is transferred to the processing chamber 714 for evacuation, and evacuation is performed with the gate 700g and the gate 700c closed. When the vacuum evacuation processing chamber 714 reaches the same decompressed state as the transfer chamber 701, the gate 700c is opened and the substrate is transferred to the transfer chamber 701.
[0104]
Next, reference numeral 708 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (A). The film formation chamber (A) 708 is connected to the transfer chamber 701 through a gate 700d. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 5 is provided as the film formation chamber (A) 708. In this embodiment, in the film formation portion 709 in the film formation chamber (A) 708, red, green and blue light emitting layers are formed. As the light emitting layer that develops red, green, and blue colors, a known material may be used in addition to the materials described in the first embodiment. In addition, these materials are provided in different evaporation sources, and film formation is performed at a desired position using a shadow mask for each color.
[0105]
Further, the plurality of evaporation materials provided in the film formation chamber (A) 708 are sublimated and purified by the separation tube 715 and then deposited. Further, these evaporation materials are added or exchanged in a material exchange chamber 716 connected to the separation pipe 715 via the gate 700h. Note that the material exchange chamber 716 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. In addition, since the material exchange chamber 716 is provided with an exhaust pump capable of reducing the inside of the material exchange chamber 716, the inside of the material exchange chamber 716 is reduced in pressure after the evaporation material is introduced from the outside. Then, when the pressure is the same as that in the film formation chamber, the gate 700h is opened, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber.
[0106]
Next, reference numeral 710 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (B). The film formation chamber (B) 710 is connected to the transfer chamber 701 through a gate 700e. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 5 is provided as the film formation chamber (B) 710. In this embodiment, an electron transport layer or an electron injection layer is formed in the film formation portion 711 in the film formation chamber (B) 710. A known material may be used for the electron transport layer or the electron injection layer.
[0107]
Further, the plurality of evaporation materials provided in the film formation chamber (B) 710 are sublimated and purified by the separation tube 717 and then deposited. Further, these evaporation materials are added or exchanged in a material exchange chamber 718 connected to the separation pipe 717 via the gate 700i. Note that the material exchange chamber 718 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. Further, since the material exchange chamber 718 is provided with an exhaust pump capable of bringing the inside into a reduced pressure state, the inside is put into a reduced pressure state after the evaporation material is introduced from the outside. Then, when the pressure is the same as in the film formation chamber, the gate 700i is opened, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber.
[0108]
Next, reference numeral 712 denotes a film formation chamber for forming a conductive film (a metal film to be a cathode in this embodiment) that becomes an anode or a cathode of an EL element by an evaporation method, and is called a film formation chamber (C). The film formation chamber (C) 712 is connected to the transfer chamber 701 through a gate 700f. In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 5 is provided as the film formation chamber (C) 712. In this embodiment, an Al—Li alloy film (an alloy film of aluminum and lithium) is formed as a conductive film to be a cathode of an EL element in a film formation portion 713 in the film formation chamber (C) 712. Note that it is possible to co-evaporate an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and aluminum.
[0109]
Further, the plurality of evaporation materials provided in the film formation chamber (C) 712 are sublimated and purified by the separation tube 719 and then deposited. These evaporating materials are added or exchanged in a material exchange chamber 720 connected to the separation pipe 719 via the gate 700j. Note that the material exchange chamber 720 is provided with a heater for heating the exchanged material. Impurities such as water can be removed by heating the material in advance. The temperature applied at this time is desirably 200 ° C. or lower. Further, since the material exchange chamber 720 is provided with an exhaust pump capable of bringing the inside into a reduced pressure state, the inside is put into a reduced pressure state after the evaporation material is introduced from the outside. Then, when the pressure is the same as in the film formation chamber, the gate 700j is opened, and an evaporation material can be provided in the evaporation source in the film formation chamber.
[0110]
Next, reference numeral 721 denotes a sealing chamber, which is connected to the load chamber 704 through a gate 700k. The description of the sealing chamber 721 may refer to the first embodiment. As in the first embodiment, an ultraviolet light irradiation mechanism 722 is provided inside the sealing chamber 721. Further, a delivery chamber 723 is connected to the sealing chamber 721. A delivery mechanism (B) 724 is provided in the delivery chamber 723, and the substrate in which the EL element is sealed in the sealing chamber 721 is delivered to the delivery chamber 723. The description of the delivery chamber 723 may also refer to the first embodiment.
[0111]
As described above, by using the film formation apparatus illustrated in FIG. 7, it is not necessary to expose to the outside air until the EL element is completely enclosed in a sealed space, so that a highly reliable EL display device can be manufactured. Become. Note that the configuration of this embodiment can be implemented in combination with any of the configurations shown in Embodiment 1.
[0112]
Example 3
A case where the film forming apparatus of the present invention is an in-line method will be described with reference to FIG. In FIG. 8, reference numeral 801 denotes a load chamber from which the substrate is transferred. The load chamber 801 is provided with an exhaust system 800a, and the exhaust system 800a includes a first valve 81, a turbo molecular pump 82, a second valve 83, a third valve 84, and a dry pump 85.
[0113]
Also, in this embodiment, as a material used in each processing chamber such as a load chamber, a preprocessing chamber, a film forming chamber, a sealing chamber, and an unloading chamber blocked by a gate, the surface area can be reduced. Since the adsorptivity of impurities such as oxygen and water can be reduced, materials such as aluminum and stainless steel (SUS) that are mirror-polished by electrolytic polishing are used for the inner wall surface, and the pores are extremely reduced. An internal member made of a processed material such as ceramics is used. These materials have surface smoothness with a center average roughness of 30 mm or less.
[0114]
The first valve 81 is a main valve having a gate valve, but a butterfly valve may also be used as a conductance valve. The second valve 83 and the third valve 84 are fore valves. First, the second valve 83 is opened, the load chamber 801 is roughly decompressed by the dry pump 84, and then the first valve 81 and the third valve 84 are opened to make a turbo. The load chamber 801 is depressurized to a high vacuum by the molecular pump 82. A mechanical booster pump may be used instead of the turbo molecular pump, or the turbo molecular pump may be used after increasing the degree of vacuum with the mechanical booster pump.
[0115]
Reference numeral 802 denotes a pretreatment chamber for treating the surface of the anode or cathode (an anode in this embodiment) of the EL element, and the pretreatment chamber 802 includes an exhaust system 800b. The load chamber 801 is hermetically shut off by a gate (not shown). The pretreatment chamber 802 can be variously changed depending on the manufacturing process of the EL element. In this embodiment, the surface of the anode made of the transparent conductive film can be heated at 100 to 120 ° C. while being irradiated with ultraviolet light in oxygen. To do. In addition, a method of performing heat treatment at 200 to 400 ° C. while plasma irradiation in oxygen or hydrogen may be used.
[0116]
Next, reference numeral 803 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (A). The film formation chamber (A) 803 is provided with an exhaust system 800c. The pretreatment chamber 802 is hermetically sealed with a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (A) 803.
[0117]
The substrate 804 transferred to the film formation chamber (A) 803 is an evaporation source (in this embodiment, an evaporation source (a)) whose shutter is opened among the plurality of evaporation sources 805 provided in the film formation chamber (A) 803. 805) is used for film formation. Note that the detailed operation of the film formation chamber (A) 803 may be referred to the description of FIG. In this embodiment, in the film formation chamber (A) 803, a hole injection layer, a hole transport layer, or both a hole injection layer and a hole transport layer are formed. A known material may be used as a material for forming the hole injection layer and the hole transport layer.
[0118]
Next, reference numeral 806 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (B). The film formation chamber (B) 806 includes an exhaust system 800d. The film formation chamber (A) 803 is hermetically shut off by a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (B) 806. Accordingly, the detailed operation of the film formation chamber (B) 806 may be referred to the description of FIG. In this embodiment, a light emitting layer that develops red color is formed in the film formation chamber (B) 806. A known material may be used for the light emitting layer that develops red color.
[0119]
Next, reference numeral 807 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (C). The film formation chamber (C) 807 includes an exhaust system 800e. The film formation chamber (B) 806 is hermetically shut off by a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (C) 807. Therefore, the detailed operation of the film formation chamber (C) 807 may be referred to the description of FIG. In this embodiment, a light emitting layer that emits green light is formed in the film formation chamber (C) 807. A known material may be used for the light emitting layer that develops a green color.
[0120]
Next, reference numeral 808 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (D). The film formation chamber (D) 808 includes an exhaust system 800f. The film formation chamber (C) 807 is hermetically sealed with a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (D) 808. Accordingly, the detailed operation of the film formation chamber (D) 808 may be referred to the description of FIG. In this embodiment, a light emitting layer that develops blue color is formed in the film formation chamber (D) 808. A known material may be used for the light emitting layer that develops a blue color.
[0121]
Next, reference numeral 809 denotes a film formation chamber for forming an organic EL material by vapor deposition, and is referred to as a film formation chamber (E). The film formation chamber (E) 809 includes an exhaust system 800 g. The film formation chamber (D) 808 is hermetically shut off by a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (E) 809. Accordingly, the detailed operation of the film formation chamber (E) 809 may be referred to the description of FIG. In this embodiment, an electron transport layer or an electron injection layer is formed in the film formation chamber (E) 809. Note that a known material may be used as a material for forming the electron transport layer or the electron injection layer.
[0122]
Next, reference numeral 810 denotes a film formation chamber for forming a conductive film (a metal film to be a cathode in this embodiment) which becomes an anode or a cathode of an EL element by an evaporation method, and is called a film formation chamber (F). The film formation chamber (F) 810 includes an exhaust system 800h. The film formation chamber (E) 809 is hermetically sealed with a gate (not shown). In this embodiment, a film formation chamber having the structure shown in FIG. 3 is provided as the film formation chamber (F) 810. Therefore, the detailed operation of the film formation chamber (F) 810 may be referred to the description of FIG.
[0123]
In this embodiment, in the film formation chamber (F) 810, an Al—Li alloy film (an alloy film of aluminum and lithium) is formed as a conductive film to be a cathode of the EL element. Note that it is possible to co-evaporate an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and aluminum.
[0124]
Here, a CVD chamber may be provided in the same manner as described in the first embodiment, and an insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a DLC film may be formed as a protective film (passivation film) for the EL element. Good.
[0125]
In the case where a CVD chamber is provided, a gas purifier for purifying a material gas used in the CVD chamber in advance is preferably provided.
[0126]
Next, reference numeral 811 denotes a sealing chamber, which includes an exhaust system 800i. The film formation chamber (F) 810 is hermetically sealed by a gate (not shown). The description of the sealing chamber 811 may refer to the first embodiment. Further, as in the first embodiment, an ultraviolet light irradiation mechanism (not shown) is provided inside the sealing chamber 811.
[0127]
Finally, reference numeral 812 denotes an unload chamber, which includes an exhaust system 800j. The substrate on which the EL element is formed is taken out from here.
[0128]
As described above, by using the film formation apparatus illustrated in FIG. 8, it is not necessary to expose the EL element to the outside until the EL element is completely enclosed in a sealed space; thus, a highly reliable light-emitting device can be manufactured. . In addition, a light-emitting device can be manufactured with high throughput by an in-line method. Note that the configuration of this embodiment can be implemented in combination with any of the configurations shown in Embodiment 1.
[0129]
Example 4
In this embodiment, a light-emitting device that has been processed up to a sealing (or sealing) process for protecting an EL element using the film formation apparatus of the present invention is shown. A method for preventing this will also be described.
[0130]
FIG. 9A is a cross-sectional view of the state where the EL element is sealed. A pixel portion 901 and a driving circuit 902 are formed above the glass substrate 900. The pixel portion 901 is formed by a plurality of pixels including a current control TFT 903 and a pixel electrode 904 electrically connected to the drain thereof. . The driver circuit 902 is formed using a CMOS circuit in which an n-channel transistor 905 and a p-channel transistor 906 are combined. Note that on the glass substrate 900, as a protective film, a silicon-containing compound such as silicon nitride, silicon oxide, or silicon oxynitride, or a carbon film (specifically, a diamond-like carbon film) 916 is provided to a thickness of 2 to 30 nm. good. Thereby, intrusion of impurities from the substrate side can be prevented.
[0131]
The pixel electrode 904 functions as an anode of the EL element. In addition, banks 907 are formed at both ends of the pixel electrode 904, and an EL layer 908 and an EL element cathode 909 are formed on the pixel electrode 904. The cathode 909 also functions as a wiring common to all pixels, and is electrically connected to an FPC (flexible printed circuit) 911 via a connection wiring 910. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. Further, all elements included in the pixel portion 901 and the driver circuit 902 are covered with a passivation film 912.
[0132]
Note that treatment performed in a portion 917 in order to prevent impurities such as oxygen and water from entering the EL element will be described with reference to FIGS. 9B and 9C.
[0133]
In FIG. 9B, reference numerals 91a and 91b denote interlayer insulating films, and 91a is formed of an organic resin film such as polyimide or polyamide, and an insulating film such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a DLC film is formed thereon. A film is formed. Then, a connection wiring 93 from the pixel electrode 92 and the current control TFT is formed, and a bank 94 is formed so as to fill a gap between the pixel electrodes.
[0134]
At this time, the bank 94 is formed of an organic resin film such as polyimide or polyamide. Therefore, in this embodiment, the surface of the bank 94 is densified by performing plasma treatment in a rare gas such as Ar. Thereby, impurities contained in the bank surface can be removed and impurities can be prevented from entering from the outside.
[0135]
9C is the same as FIG. 9B until the bank 94 is formed, but a passivation film 95 such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, and a DLC film is formed on the bank 94 with a film thickness of 2 to 30 nm. Form with thickness. In this case, since the bank 94 is completely sealed by the passivation film 95, impurities such as oxygen and water contained in the bank 94 are not released to the outside, and the EL element deteriorates. Can be prevented.
[0136]
Next, as illustrated in FIG. 9A, a cover material 914 is bonded with a seal material 913. Note that a spacer may be provided in order to ensure a space between the cover material 914 and the EL element. A gap 915 is formed inside the sealing material 913. Note that the sealant 913 is preferably a material that does not transmit moisture or oxygen. Furthermore, it is effective to provide a substance having a hygroscopic effect or a substance having an antioxidant effect inside the gap 915.
[0137]
Note that carbon films (specifically, diamond-like carbon films) 916a and 916b may be provided on the front and back surfaces of the cover material 914 in thicknesses of 2 to 30 nm as protective films. Such a carbon film has a role of preventing oxygen and water from entering and mechanically protecting the surface of the cover material 914.
[0138]
By encapsulating the EL element with the structure as described above, the EL element can be completely shut off from the outside, and a substance that promotes deterioration due to oxidation of the EL layer such as moisture and oxygen can be prevented from entering from the outside. Can do. Therefore, a highly reliable light emitting device can be obtained. In addition, the structure of a present Example can be implemented in combination freely with any structure shown in Example 1-3.
[0139]
Example 5
In this embodiment, a metal mask used for film formation in order to realize colorization of an EL layer by using the film formation apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.
[0140]
FIG. 10A is a top view of the metal mask. Reference numeral 1001 denotes a mask portion of a metal mask, which serves to cover a portion where no film is formed.
[0141]
A plurality 1002 formed in 1001 is an opening a, and the EL material that has passed through the opening a1002 during vapor deposition is formed on the substrate.
[0142]
In this embodiment, the metal mask shown in FIG. 10A is formed by depositing an EL material in one color and then moving it in the direction of the arrow x to deposit different colors on adjacent pixels. By repeating this, it is possible to form a multi-color EL material.
[0143]
In addition, regarding the shape of the opening a1002 of the metal mask, the distance (p) between the openings a adjacent in the horizontal direction (direction in which different color pixel columns are formed) is preferably 10 to 200 μm, and the vertical direction (same color) The distance (q) between the openings a1002 adjacent in the direction in which the pixel columns are formed is preferably 10 to 40 μm. Further, the short side (r) of the opening a1002 is preferably 20 to 200 μm.
[0144]
Note that the mask portion 1001 of the metal mask is formed from a mask member having a two-layer structure, but a metal mask having higher strength is formed by attaching the mask portion 1001 to the mask frame 1003 to form a three-layer structure. be able to. A cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 10A is shown in FIG. Note that a member such as hollow aluminum or alumina can be used for the mask frame 1003 used in this embodiment. Moreover, it is preferable that a film thickness is 1-15 mm. Further, the mask frame 1003 is provided with an opening b1011 slightly smaller than the metal mask (the first mask 1001a and the second mask 1001b), and the mask part 1001 is overlapped with the opening b1011 so that a part thereof overlaps. A metal mask can be completed by bonding to the mask frame 1003.
[0145]
Next, a method for forming a metal mask will be described with reference to FIG. However, although the metal mask formed in FIG. 10C has a part of the structure different from that shown in FIG. 10B, either structure of the metal mask is used in the present invention. Can do.
[0146]
First, the first mask layer 1101a is formed. 1101a is preferably formed of a metal material such as iron, copper, nickel, cobalt, aluminum, silver, tantalum, or tungsten, or an alloy made of these metals and a material that can be attracted to a magnet such as stainless steel (SUS316). Note that the thickness of the first mask layer 1101a formed here is preferably 50 to 200 μm.
[0147]
Next, a second mask layer 1101b is stacked on the first mask layer 1101a. The second mask layer 1101b at this time may be formed using a known film formation method such as an evaporation method, a sputtering method, or a CVD method. Note that the thickness of the second mask layer 1101b formed here is preferably 0.5 to 20 μm. In addition, the second mask layer 1101b formed here must be made of a material that has a sufficient etching selectivity when etching is performed simultaneously using the same etching solution as the first mask layer 1101a. Don't be.
[0148]
Note that the thickness ratio of the second mask layer 1101b to the first mask layer 1101a is preferably 0.1 to 0.01. Further, the ratio of the etching rate of the material forming the second mask layer 1101b to the etching rate of the material forming the first mask layer 1101a when using the same etching solution is such that the film thickness ratio of the two is 0. If it is 01 or less, it is preferably 0.001 or less.
[0149]
In this manner, the metal mask in which the first mask layer 1101a and the second mask layer 1101b are stacked is etched at a time after covering both surfaces with a resist material (1004a and 1004b), so that FIG. ) 1201a and 1201b can be formed. Although the case where the metal mask is formed using two kinds of materials has been described here, the metal mask can be formed by etching using one kind of material.
[0150]
After forming the metal masks (1201a, 1201b), the resists (1004a, 1004b) are removed and bonded to the mask frame 1003, whereby a metal mask with higher strength can be formed. Further, by using the mask frame 1003, a large-sized metal mask such as 400 × 500 mm or 620 × 720 mm can be formed.
[0151]
Next, a partial cross section of a method for forming a film by using the metal mask formed in FIG. 10C on a substrate having a TFT (not shown) in which the pixel electrode 1006, the wiring 1007, and the bank 1008 are formed. This will be described with reference to FIG. At this time, by providing the magnet 1009 on the opposite side of the metal mask of the substrate, the first mask 1201a is attracted by magnetic force, so the distance (s) between the substrate and the metal mask is reduced (s ≧ 0), The adhesion between the substrate and the metal mask can be further improved. As described above, it is possible to prevent a defect in a pattern to be manufactured due to bending, floating, or misalignment of the metal mask, and it is possible to deposit the EL material with high accuracy.
[0152]
In addition, the configuration of this embodiment can be implemented by freely combining with any of the configurations of Embodiments 1 to 4.
[0153]
【The invention's effect】
By using the film forming apparatus of the present invention, it is possible to form a thin film using a material that has been further sublimated and purified, and further, the film forming apparatus is provided with a function to prevent impurity contamination so that it is not affected by impurities during film formation. Can be formed. As described above, the element characteristics of the EL element can be improved more than ever.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the present invention.
FIG. 3 shows a structure of a film formation chamber.
FIG. 4 shows a structure of a film formation chamber.
FIG. 5 is a diagram showing a structure of a vapor deposition chamber.
FIG. 6 shows a structure of a film forming apparatus.
FIG. 7 shows a structure of a film forming apparatus.
FIG. 8 shows a structure of a film forming apparatus.
FIG 9 illustrates a cross-sectional structure of a light-emitting device.
10A and 10B illustrate a metal mask.
FIG. 11 shows a structure of a film forming apparatus.

Claims (5)

第1の温度調節機構により系1を第1の温度に制御し、前記系1に備えられた蒸発材料を気化し、
前記気化した蒸発材料を、前記系1と連結され且つ開口部が設けられた系2に移動させ、第2の温度調節機構により前記系2を前記第1の温度よりも低い第2の温度に制御し、前記気化した蒸発材料を第1の気体と第1の固体の状態に分離し、
前記系2の開口部から前記第1の気体を除去し、
前記系2を反転して開口部が設けられた系3と連結し、
前記第2の温度調節機構により前記系2を前記第1の温度に制御し、前記第1の固体を気化させた後に前記系3に移動させ、
第3の温度調節機構により前記系3を前記第1の温度よりも低く前記第2の温度よりも高い第3の温度に制御し、前記気化させた第1の固体を第2の気体と第2の固体の状態に分離し、
前記系3の開口部から放出される前記第2の気体を用いて基板に成膜することを特徴とする成膜方法。
The system 1 is controlled to the first temperature by the first temperature adjusting mechanism, and the evaporation material provided in the system 1 is vaporized.
The vaporized evaporation material is moved to a system 2 connected to the system 1 and provided with an opening, and the system 2 is brought to a second temperature lower than the first temperature by a second temperature adjusting mechanism. Controlling and separating the vaporized evaporation material into a first gas and a first solid state;
Removing the first gas from the opening of the system 2;
Invert the system 2 and connect with the system 3 provided with an opening,
The system 2 is controlled to the first temperature by the second temperature adjusting mechanism, and after the first solid is vaporized, moved to the system 3;
The system 3 is controlled to a third temperature lower than the first temperature and higher than the second temperature by a third temperature adjustment mechanism, and the vaporized first solid is mixed with the second gas and the second temperature. Separated into two solid states,
A film forming method comprising forming a film on a substrate using the second gas released from the opening of the system 3.
第1の温度調節機構により系1を第1の温度に制御し、前記系1に備えられた蒸発材料を気化し、
前記気化した蒸発材料を、前記系1と連結され且つ開口部が設けられた系2に移動させ、第2の温度調節機構により前記系2を前記第1の温度よりも低い第2の温度に制御し、前記気化した蒸発材料を第1の気体と第1の固体の状態に分離し、
前記系2の開口部から前記第1の気体を除去し、
前記系2の上部に設けられた第1のシャッターを開いて前記系2を系3と連結し、
前記第2の温度調節機構により前記系2を前記第1の温度に制御し、前記第1の固体を気化させた後に前記系3に移動させ、
第3の温度調節機構により前記系3を前記第1の温度よりも低く前記第2の温度よりも高い第3の温度に制御し、前記気化した第1の固体を第2の気体と第2の固体の状態に分離し、
前記系3の上部に設けられた第2のシャッターを開いて前記系3の開口部から放出される前記第2の気体を用いて基板に成膜することを特徴とする成膜方法。
The system 1 is controlled to the first temperature by the first temperature adjusting mechanism, and the evaporation material provided in the system 1 is vaporized.
The vaporized evaporation material is moved to a system 2 connected to the system 1 and provided with an opening, and the system 2 is brought to a second temperature lower than the first temperature by a second temperature adjusting mechanism. Controlling and separating the vaporized evaporation material into a first gas and a first solid state;
Removing the first gas from the opening of the system 2;
Open the first shutter provided at the top of the system 2 to connect the system 2 to the system 3,
The system 2 is controlled to the first temperature by the second temperature adjusting mechanism, and after the first solid is vaporized, moved to the system 3;
The system 3 is controlled to a third temperature lower than the first temperature and higher than the second temperature by a third temperature adjusting mechanism, and the vaporized first solid is added to the second gas and the second temperature. Separated into a solid state,
A film forming method comprising: opening a second shutter provided on an upper part of the system 3 to form a film on a substrate using the second gas released from an opening of the system 3.
請求項1又は2において、前記系1、系2及び系3では前記蒸発材料の固体−気体間の状態変化が行われていることを特徴とする成膜方法。  3. The film forming method according to claim 1, wherein in the system 1, the system 2, and the system 3, a state change between solid and gas of the evaporation material is performed. 請求項1乃至のいずれか一項において、前記蒸発材料はEL材料であることを特徴とする成膜方法。In any one of claims 1 to 3, the film forming method, wherein the evaporating material is an EL material. 請求項1乃至のいずれか一項において、前記蒸発材料は金属材料であることを特徴する成膜方法。In any one of claims 1 to 4, the film formation method of wherein said evaporation material is a metal material.
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