TW200305003A - Film thickness measureing method and measuring apparatus for organic thin film for use in organic electroluminescence device - Google Patents

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200305003 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機電激發光元件（以下稱爲有機EL元 件）之膜厚測定時可適用的’利用螢光之膜厚測定方法及 膜厚測定裝置。 【先前技術】 目前之有機 EL元件，1 98 7年由 C.W.Tang及 S.A.VanSlyke 在 Applied Physics Letters (51(12)，ΡΡ·913 -915(1987))以具有高亮度、低電壓驅動、小型、高效率 等特徵的有機發光元件予以發表以來，已急速地正在進行 實用化。Tang等乃將容易獲得非晶薄膜之有機色素以真 空蒸鍍成膜，藉加以極爲薄膜化，而將習知之有機發光元 件的效率提升一位數。依據該報告，則在驅動電壓1 0 V 以下實現外部量子效率1 %、視覺發光效率1 . 5 lm / W、亮 度1 000 cd / m2。又，對於陰極亦藉使用工作函數較小的 鎂•銀合金以謀圖低電壓化。自上述報告已經過十年以上 之現在，有機EL元件更加高效率化、更加長壽化同時， 亦在市面上進行販售矩陣面板。 有機EL元件具有可發光、薄型、輕量、高亮度、高效 率等特徵，且被期待爲次世代之平面顯示裝置。圖1爲顯 示有機EL元件之基本構造。圖1之有機EL元件，在玻 璃或石英、樹脂等透明基板1上之ITO (Indium Tin Oxide)等可見範圍形成有透明電極材料所成的透明電極2 (2) (2)200305003 。該透明電極2具有例如100 nm左右之厚度。透明電極 2表面則層疊有空穴輸送薄膜材料所成之50 nm左右空穴 輸送薄膜3，及電子輸送發光薄膜材料所成之50 nm左右 電子輸送發光薄膜4。且，在電子輸送發光薄膜4表面形 成50 nm〜200 nm左右厚度之上部電極5。圖1之有機 EL元件雖是雙層構造，惟最近，亦開發有三層構造、四 層構造等之多層構造的元件。 如圖1所示，有機EL元件至少在任何一方電極之可 見光範圍具有穿透性，並具有在元件之電極2 , 5間有 100 nm左右極薄有機膜（如圖1之3，4)之構造。且其驅 動電壓特性大大地依存於有機薄膜之膜厚，爲獲得面內之 有機薄膜膜厚均勻成爲重要課題。因爲有機薄膜之成膜中 如果發生膜厚不均勻，恐會連累到製品之成品率降低。尤 其如在成膜中能測定膜厚分布，將其反饋成膜裝置，而面 內之膜均勻性提升時，乃可期待製品之成品率提升以減低 成本。 歷來，有機EL元件係使用各種方法及裝置予以測定 有機薄膜之成膜中或成膜後的膜厚。例如，圖1之有機 EL元件，在空穴輸送薄膜3之成膜中或成膜後，更在其 上面的電子輸送發光薄膜4之成膜中或成膜後，皆需要測 定膜厚。膜厚測定之主要方法，對於真空中之成膜中乃採 用（石英）晶體振子法，對於成膜後之膜厚，則由於利用光 干涉之膜厚測定法能進行非破壞性、非接觸性之測定，故 廣泛地使用它。又，由絲網印刷、噴霧、或塗敷予以成膜 (3) (3)200305003 時，通常在成膜後利用光干涉以測定膜厚。 晶體振子法之測定原理，簡單說之，是利用晶體振子 之固有振動隨著其質量變化而變化者。即，對於晶體振子 進行薄膜蒸鍍時，如果該薄膜之質量比起晶體振子之質量 十分的小，乃產生僅晶體振子之質量或增加厚度之相同效 果，而利用可產生對應質量變化之固有振動數的變化者。 利用光干涉之膜厚測定法，當對薄膜照射連續波長光 時，穿過薄膜在底面反射再回到表面之光束，與在薄膜表 面反射之光束即互相干涉。且藉測定發生干涉之光譜，以 解析干涉之凹凸頂峰位置，而可求得膜厚。 惟，上述晶體振子法，並非直接觀察透明基板上之有 機薄膜的膜厚，係自同一真空裝置內設置之晶體振子所堆 積的蒸鍍物以估計膜厚之方法。因此本質上無法直接測定 透明基板上所形成之有機薄膜的膜厚。是故’被形成爲使 用於如平面面板顯示裝置之有機薄膜的膜厚分布’無法在 製造工程中以非破壞性加以測定。又，僅被使用於製造工 程中之膜厚監視時，如因所堆積蒸鍍物致晶體振子之固有 振動數大幅度降低，則發生不得不更換晶體振子之不妥。 另，如採用使用光干涉之膜厚測定方法時’雖能以非 破壞性進行測定基板上之有機薄膜的膜厚分布’但有其解 析非常複雜的問題。 【發明內容】 本發明爲克服上述問題所開發者’其目的爲提供一種 -8- (4) (4)200305003 在有機E L兀件所使用之有機薄膜的膜厚測定，利用將光 照射於有機薄膜以測定有機薄膜所發出螢光強度的方法， 而可進行有機薄膜的膜厚測定之膜厚測定方法。 依據本發明之實施例，本發明爲有機EL元件所使用 有機薄膜的相對膜厚分布之測定方法，係將含紫外光之光 照射於有機薄膜的所定範圍，以測定有機薄膜因光照射所 生成螢光之強度，並自螢光強度求取上述有機薄膜的上述 所定範圍之膜厚，再從有機薄膜各範圍之膜厚以求取有機 薄膜之膜厚分布的膜厚分布測定方法。且，上述方法，乃 將有機薄膜裝設於XY可動台上，藉χγ可動台而掃描有 機薄膜之光照射位置的測定方法。 又依據本發明之其他實施例，本發明爲有機EL元件 所使用有機薄膜的相對膜厚分布之測定方法，係將含紫外 光之光照射於有機薄膜，藉二元感測器分別測定因光照射 在有機薄膜之測定範圍各部分所生成螢光之強度，並自所 測定螢光強度分別求取有機薄膜各部分之膜厚，再從有機 薄膜各部分之膜厚以求取有機薄膜之膜厚分布的膜厚分布 測定方法。且，二元感測器是二元CCD感測器的測定方 法。 更是，以真空蒸鍍法形成有機薄膜的方法，係利用上 述任一測定方法測定膜厚，以進行有機薄膜之膜厚控制的 有機薄膜形成方法，或是，以旋轉塗敷法形成有機薄膜的 方法，係利用上述任一測定方法測定膜厚，以進行有機薄 膜之膜厚控制的有機薄膜形成方法，或是，以噴霧塗敷法 -9 - (5) (5)200305003 形成有機薄膜的方法，係利用上述任一測定方法測定膜厚 ，以進行有機薄膜之膜厚控制的有機薄膜形成方法。 又依據本發明之其他實施例，本發明爲有機EL元件 所使用有機薄膜的相對膜厚分布之測定裝置，係具有：將 含紫外光之光照射於有機薄膜的所定範圍之手段；與測定 有機薄膜所生成的螢光強度之手段；與自螢光強度求取所 定範圍的膜厚之手段；且自有機薄膜各範圍之膜厚求出有 機薄膜的膜厚分布之膜厚分布測定裝置。又，上述裝置是 ’更具有可裝載有機薄膜，以構成能掃描有機薄膜的光照 射位置之XY可動台的測定裝置。 又依據本發明之其他實施例，本發明爲有機EL元件 所使用有機薄膜的相對膜厚分布之測定裝置，係具有··將 含紫外光之光照射於有機薄膜的所定範圍之手段；與分別 測定有機薄膜各部分所生成的各螢光強度之手段；與自各 螢光強度求取測定範圍各部分的膜厚之手段；且自有機薄 膜各部分之膜厚求出有機薄膜的膜厚分布之膜厚分布測定 裝置，亦是，分別測定各螢光強度之手段爲二元CCD感 測器的膜厚測定裝置。 又是，在以真空蒸鍍法形成有機薄膜的裝置，藉與上 述任一測定裝置連接之有機薄膜的膜厚控制裝置，以進行 膜厚控制的薄膜形成裝置，或在以旋轉塗敷法形成有機薄 膜的裝置，藉與上述任一測定裝置連接之有機薄膜的膜厚 控制裝置，以進行膜厚控制的薄膜形成裝置，或在以噴霧 塗敷法形成有機薄膜的裝置，藉與上述任一測定裝置連接 -10- (6) (6)200305003 之有機薄膜的膜厚控制裝置，以進行膜厚控制的薄膜形成 裝置。 【實施方式】 以下，將本發明依據圖示之具體實施形態加以詳細說 明。在以下各實施形態之說明及圖示的記載，相同要件乃 由相同參照符號表示。 圖2爲顯示本發明第一實施形態者，係由有機EL元 件16底部所設置紫外光光源11與上述有機EL元件16 間所開設之針孔1 5，及上述有機EL元件1 6頂部所裝設 之光檢測器1 2所構成。又，針孔1 5亦可設置於上述有機 EL元件16與光檢測器12之間。且依需在有機EL元件 1 6與光檢測器1 2之間裝設紫外光截止濾光器1 8亦可。 紫外光光源1 1則可利用如螢光試驗燈、氙氣燈、重 氫燈、氮氣雷射等，能放出具有可激勵構成有機EL元件 16的有機材料之波長（較佳爲200 nm至3 80 nm波長）的紫 外光之光源。光檢測器1 2則可利用如光二極管、光電晶 體、多通道分光器、CCD感測器等。藉將有機EL元件16 裝載於XY可動台22上，而能容易地測出面內之膜厚分 布。紫外光截止濾光器1 8則可使用例如光學厚度爲波長 程度且具有折射率相異之多數透明電介質薄膜層的干涉濾 光器。此時，可使用能遮斷紫外光的長波長通過濾光器、 或主要藉各有機材料僅使固有激勵光通過的帶通濾光器。 自紫外光光源1 1發出之紫外光1 3，係穿過針孔1 5 -11 - (7) (7)200305003 照射於有機薄膜1 6 1。針孔1 5之大小乃對應膜厚的各評 價範圍予以決定，例如直徑1〇 Α πι〜1〇〇〇 // m左右較宜。 藉此有機薄膜161即生成有機材料固有之螢光14’由光 檢測器1 2檢出其螢光強度。例如，預先由實驗求取螢光 強度與膜厚的關係，在具有存儲該等關係之存儲器（未圖 示）的膜厚測定部20、如數位萬用表等將所測定螢光強度 換算爲膜厚，並求取各評價範圍之膜厚。且該膜厚測定部 20，亦可被構成爲具有：將所測定膜厚對應於XY可動台 之各掃描位置，以導出有機材料薄膜之膜厚面內分布所用 的CPU(未圖示）。尤其在第一實施形態，如圖2所示將紫 外光1 3對有機薄膜1 6 1自底側予以垂直照射’而可正確 地將照射範圍限定於薄膜的膜厚方向，以進行高精度之膜 厚測定。 一般，有機EL元件係層疊有多數不同有機薄膜的情 形相當多。此時，藉將各有機薄膜之螢光光譜予以波形分 離，以求出多數層疊膜各膜所對應之各光譜強度，而可個 別地求出各有機薄膜之膜厚。又，對於如圖1所示有機 EL元件之膜厚進行評價時，則準備具有分別僅使各薄膜 層3, 4所發生固有螢光通過之通帶的多數濾光器，藉將 該等濾光器依照順序更換使用，亦能將多數薄膜層3，4 之膜厚加以分離測定。 以下說明第一實施形態之測定例。此時評價對象之薄 膜層爲一層。藉混合聚乙烯咔唑與香豆色素之二氯乙烷溶 液，以通常之成膜所使用噴霧法，在成膜有銦錫氧化物（ -12- (8) (8)200305003 以下稱爲ITO)的玻璃基板上，塗敷聚乙烯咔唑與香豆色 素之混合物。又，包括該有機材料混合物，一般有機el 元件所使用之薄膜形成，除了對應有機材料種類由上述噴 霧塗敷法之外，以通常的成膜方法，亦可使用同業者已知 之真空蒸鍍法或旋轉塗敷法加以實行。 因此成膜裝置2 0 0隨著欲成膜之有機材料的性質，可 適當地選擇已知之真空蒸鍍裝置201、旋轉塗敷裝置202 ’或噴霧塗敷裝置2〇3加以使用（參照圖1〇、圖n)。旋轉 塗敷法是促使透明基板旋轉，在其表面滴下液狀之成膜有 機材料，以形成所盼厚度之有機薄膜的方法。噴霧法是將 液狀之成膜有機材料裝入於噴霧裝置之噴射部23，，藉在 透明基板表面上將有機材料噴霧，以形成所盼厚度之有機 薄膜的方法。在本實施形態使用之單純噴霧法所形成帝塗 膜厚度，可推想在噴霧位置正下面較厚，隨著愈離開噴霧 位置正下面愈薄。 ITO藉照射紫外線並不生成螢光，而是將紫外線照射 於聚乙烯咔唑與香豆色素之混合物塗膜，才觀察到來自香 豆色素之綠色螢光。 以光源1 1，即在有機EL元件1 6底部設置螢光檢查 燈（東芝製 FI — 3L)，以光檢測器12，乃在有機EL元件 16頂部設置光纖多通道分光器（大洋光學社製 S 2000)。 光纖多通道分光器所測定之螢光強度及螢光光譜瞬間被顯 示於構成測定部20之例如個人電腦（未圖示）的畫面，亦 可保存於其存儲部。且，在光源的背照光11與多通道分 -13- (9) (9)200305003 光器1 2之間裝設針孔1 5及紫外光截止濾光器1 8。 將被形成有機薄膜之透明基板配置於XY可動台上， 以每2 mm進行測定螢光強度之面內分布。而自預先求取 之螢光強度與膜厚的關係，可測定有機材料薄膜之膜厚的 面內分布。在圖7顯示所測定聚乙烯咔唑與香豆色素之混 合物塗膜的膜厚面內分布。縱軸是將膜厚以任意單位表示 。由於本實施形態將有機材料薄膜以噴霧法加以塗膜，故 顯示膜厚在中心部之噴霧位置正下面呈較厚，隨著愈離開 噴霧位置正下面愈薄的狀態。 又，將有機薄膜以蒸鍍製造時，係將圖2所示測定系 統設置於真空蒸鍍裝置20 1內，藉在有機薄膜蒸鍍時，同 時測定有機薄膜之螢光強度，而能由膜厚控制部2 1、例如 個人電腦等進行膜厚控制。且藉膜厚控制部2 1，由於膜 厚之時間變化而將控制信號發送至蒸鍍源23之電源（未圖 示）以及爲控制通常與蒸鍍源一起使用之有機薄膜材料通 過量所需的擋門控制器（未圖示），即能控制蒸鍍速度及目 標膜厚之結束蒸鍍。此時，如對預先設定的一處或多處予 以膜厚測定，則能進行膜厚控制。又依需進行有機薄膜全 體之膜厚分布測定，依據其測定結果評價成膜條件，亦可 進行膜厚控制。 圖3爲顯示本發明第二實施形態，係由設置於有機 EL元件16底部之紫外光光源11及上述有機EL元件16 之間的透鏡系統1 7，與上述有機EL元件1 6頂部所設置 光檢測器1 2所構成。依需亦可在有機EL元件1 6與光檢 -14- (10) 200305003 測器1 2之間裝設紫外光截止濾光器1 8。又，圖3〜 是被省略模厚測定部20及模厚控制部2 1之記載。 紫外光光源11則可利用如螢光試驗燈、氙氣煖 氫燈、氮氣雷射等，能放出具有可激勵構成有機EL 16的有機材料之波長、較佳爲200 nm至380 nm波 紫外光之光源。光檢測器1 2則可利用光二極管、光 體、多通道分光器等。 藉將有機EL元件16裝載於XY可動台22上， 容易地測定面內之膜厚分布。自紫外光光源1 1發出 外光1 3即穿過透鏡系統1 7照射有機薄膜1 6 1。在圖 圖示使用一個透鏡之情形，惟依需亦可使用由多數透 合的透鏡系統。 藉使用透鏡系統1 7將紫外光1 3聚光，乃能激勵 窄範圍，以提升膜厚分布測定時之面內的分辨能力。 被聚光之狹窄範圍的紫外光照射，有機薄膜1 6 1即在 範圍生成有機材料固有之螢光1 4，並由光檢測器1 2 微細部分之螢光強度。將聚光部設成如直徑1 0 // m〜 //πι左右較宜。有機EL元件16通常將不同之有機薄 疊有三層或四層的情形較多。此時，則將各個有機薄 螢光光譜藉通常使用之光譜波形分離手段予以波形分 或另外依序分別求取各有機薄膜所對應之頂峰光譜強 而可分別求得由不同材料所成有機薄膜之微小部分膜 又，以蒸鍍製造有機薄膜時，與第一實施形態同 該透鏡系統設置於真空裝置內，如上述進行測定有機 圖6 、重 元件 長的 電晶 而能 之紫 3雖 鏡組 更狹 由於 微小 檢出 1000 膜層 膜之 離， 度， 厚。 樣將 薄膜 -15- (11) (11)200305003 之螢光強度，而可控制蒸鍍速度及膜厚。 圖4爲顯示本發明第三實施形態，係由有機EL元件 1 6頂部所設置紫外光光源1 1及上述有機EL元件1 6間所 設置針孔1 5，與上述有機EL元件1 6頂部所設置光檢測 器1 2所構成。圖4所示實施形態雖將針孔1 5開設於紫外 光光源1 1及有機EL元件16之間，惟替代之將針孔15 設置於上述有機EL元件1 6與光檢測器1 2之間亦可。又 依需，在有機EL元件1 6與光檢測器1 2之間裝設紫外光 截止濾光器1 8亦可。 紫外光光源1 1則與第一實施形態同樣可利用螢光試 驗燈、氙氣燈、重氫燈、氮氣雷射等，能放出具有可激勵 構成有機EL元件16的有機材料之波長、較佳爲200 nm 至3 80 nm波長的紫外光之光源。光檢測器1 2則可利用光 二極管、光電晶體、多通道分光器等。藉將有機EL元件 1 6裝載於XY可動台22上，而能容易地測定面內之膜厚 分布。由於是自有機EL元件1 6頂部將紫外光直接照射 於有機薄膜1 6 1，故與第一及第二實施形態相較，可排除 有機薄膜161直接配置於其上之透明基板（參照圖1之1) ，與該透明基板及有機薄膜161間所配置之透明電極（參 照圖1之2)的影響。 自紫外光光源1 1發出之紫外光1 3即穿過針孔1 5照 射於有機薄膜161。藉此有機薄膜161乃生成有機材料固 有之螢光1 4，由光檢測器12檢出其螢光強度。有機EL 元件一般層疊有不同有機薄膜的情形較多。此時，藉由適 -16- (12) (12)200305003 當之光譜分離手段，將各有機薄膜之螢光光譜加以波形分 離，以求取各個之光譜強度，而可分別求得各有機薄膜之 膜厚。 又，以蒸鍍製造有機薄膜時，與第一實施形態同樣， 將該測定系統設置於真空裝置內，藉在有機薄膜蒸鍍時， 同時測定有機薄膜之螢光強度，乃能實施膜厚控制。且藉 將該螢光強度或膜厚之時間變化回饋給蒸鍍源23之電源（ 未圖示）以及爲控制通常與蒸鍍源一起使用之有機薄膜材 料通過量所需的擋門控制器，而能控制蒸鍍速度及目標膜 厚之結束蒸鍍。 圖5爲顯示本發明第四實施形態，係由有機EL元件 1 6頂部所設置紫外光光源1 1及上述有機EL元件1 6間所 設置透鏡1 7，與上述有機EL元件1 6頂部所設置光檢測 器1 2所構成。而依需，在有機EL元件1 6與光檢測器1 2 之間裝設紫外光截止濾光器1 8亦可。 紫外光光源1 1則與上述實施形態所示情形同樣可利 用螢光試驗燈、氙氣燈、重氫燈、氮氣雷射等’能放出具 有可激勵構成有機EL元件16的有機材料之波長、較佳爲 2 0 0 nm至3 8 0 nm波長的紫外光之光源。光檢測器1 2則 亦可同樣利用光二極管、光電晶體、多通道分光器等。藉 將有機EL元件16裝載於XY可動台22上，而能容易地 測定面內之膜厚分布。 自紫外光光源1 1發出之紫外光1 3即穿過透鏡Ϊ 7照 射於有機薄膜1 6 1。藉使用透鏡1 7將紫外光1 3聚光’乃 -17- (13) 200305003 能激勵更狹窄範圍，以提升膜厚分布測定時之面內 能力。藉此有機薄膜161即生成有機材料固有之| ，由光檢測器12檢出其螢光強度。有機EL元件 疊有不同有機薄膜的情形較多。此時，藉將各有機 螢光光譜加以波形分離，以求取各個之光譜強度， 別求得各有機薄膜之膜厚。 又，與第三實施形態同樣，將該等設置於真空 ，藉在有機薄膜蒸鑛時，同時測定有機薄膜之螢光 則能實施膜厚控制。且藉將該螢光強度或所測定膜 間變化回饋給蒸鍍源23之電源以及擋門控制器， 制蒸鍍速度及目標膜厚之結束蒸鍍。 圖6爲顯示本發明第五實施形態。係替代圖2 一實施形態之針孔1 5，或圖3所示第二實施形態 透鏡系統，而顯示由光纖1 9照射紫外光之情形。 用如雷射光直線前進的紫外光較佳。 圖8爲顯示本發明第六實施形態，係含有有機 件1 6底部所設置紫外光光源1 1，與有機EL元件] 所設置例如二元CCD感測器等通常使用之二元感 。且依需，在有機EL元件16與二元感測器8之 紫外線截止濾光器亦可。紫外光光源1 1則利用螢 燈、氙氣燈、重氫燈、氮氣雷射等，能放出具有可 成有機EL元件16的有機材料之波長、較佳爲200 3 80 nm波長的紫外光之光源。 以二元CCD感測器8，乃可利用如數位靜態 的分辨 I光14 一般層 薄膜之 而可分 裝置內 強度， 厚之時 而能控 所示第 之光學 此時使 EL元 1 6頂部 測器8 間裝設 光試驗 激勵構 nm至 攝影機 -18- (14) (14)200305003 等。又，將該等設置於真空裝置內，藉在有機薄膜形成時 ，同時測定有機薄膜之螢光強度，而能實施膜厚控制。即 ，例如將該螢光強度之時間變化或所求得膜厚之時間變化 回饋給蒸鍍源之電源及擋門控制器（未圖示）以進行控制蒸 鍍速度，且藉具備有到達目標膜厚即結束膜厚形成之膜厚 控制裝置（未圖示）而能控制膜厚。 自紫外光光源11所發出之紫外光13係照射於有機薄 膜1 61。又，膜厚分布測出時之面內分辨能力則由二元 CCD感測器8之解析度與各測定部分之測定面積予以決 定。由於紫外光1 3之照射，有機薄膜1 6 1即生成具有其 有機材料固有的波長之螢光14，且以光檢測器的二元 C CD感測器8分別檢出各部分之螢光強度。再將二元 CCD感測器8所獲得之螢光強度的二元分布照片加以畫 像處理，並數値化，而能測定面內之膜厚分布。一般在二 元C CD感測器8與有機薄膜161之間，乃具備有爲成像 來自二元CCD感測器8之螢光所需的光學透鏡（未圖示） 〇 對第六實施形態更具體地說明之。即，藉混合聚乙烯 咔唑與香豆色素之二氯乙烷溶液，由噴霧法在成膜有銦錫 氧化物（以下稱爲IT 0)的玻璃基板上予以塗敷聚乙烯咔唑 與香豆色素之混合物。噴霧法所塗膜的膜厚，可推想在噴 霧位置正下面較厚，隨著愈離開噴霧位置正下面愈薄。 I TO藉照射紫外線並不生成螢光，而是將紫外線照射於聚 乙烯咔唑與香豆色素之混合物塗膜，才觀察到來自香豆色 -19- (15) (15)200305003 素之綠色螢光。 以光源11，乃在有機EL元件16底部設置螢光檢查 燈（東芝製 FI — 3L)，以光檢測器12，在有機EL元件16 頂部設置數位靜態攝影機（新力製DSC- F55)。藉將顯示 有數位靜態攝影機所攝像螢光之塗膜照片加以畫像分析， 即能以三次元顯示螢光強度的分布。且自螢光強度測定出 膜厚之面內分布。茲將聚乙烯咔唑與香豆色素之混合物的 膜厚面內分布顯示於圖9。橫向之單位爲mm，膜厚（縱向 )爲任意標度。例如，藉測定混合物之粘度、成膜溫度、或 噴霧速度等塗敷條件，與所形成膜厚之面內分布的關係， 而能控制呈所定膜厚。旋轉塗敷時亦相同。 以蒸鍍製造有機薄膜時，係將圖8所示測定系統設置 於真空裝置201內，藉在有機薄膜蒸鍍時，平行於蒸鍍工 程同時或隔著所定時間間隔予以測定紫外線照射所發生之 有機薄膜固有的螢光強度，而能實施膜厚控制。例如，上 述數位靜態攝影機1 2及模厚測定部20所連接的膜厚控制 部2 1，依據所測定螢光強度分布或自該螢光強度算出之 膜厚分布，藉將膜厚控制部21內之CPU(未圖示）的所定 算法所求取蒸鍍條件回饋給蒸鍍源之電源及/或可控制蒸 鍍量之擋門控制器（未圖示），而能控制有機薄膜之蒸鍍速 度及目標膜厚之結束蒸鍍。 依據本發明，有機EL元件雖由成分各異的多數有機 材料層所成，亦能藉使用分別對應於多數有機材料層之多 數帶通濾光器，而分別測出各有機層之厚度分布。即，藉 -20- (16) (16)200305003 二元CCD感測器等依序測定：具有由構成各有機層之有 機材料同時所生成各材料之固有波長的多數螢光光譜波長 中，能通過僅使各測定對象之有機層的螢光頂峰波長穿過 之濾光器的各螢光，而自各螢光之頂峰波長的強度分布可 分別測出各有機層之厚度分布。 以上，雖就本發明之若干實施形態予以圖示並說明， 惟在此所記載本發明之實施形態僅爲一例示而已，不需脫 逸本發明之技術範圍可作各種變形極爲明顯。又由於說明 上之方便，本發明以螢光激勵用光源雖僅就使用能放出紫 外光的光源之情形加以說明，但必要時亦可使用波長更長 之光源或波長更短之光源。 如上說明，藉由本發明以進行測定有機EL元件所用 之有機薄膜的螢光強度，而能更正確且簡單地測定有機薄 膜面內之膜厚分布。又，對於具有多數材料不同之薄層的 有機薄膜，亦能同時或連續地測定各層。 況且，能容易地進行有機薄膜製造工程中之有機薄膜 的成長速度控制及膜厚控制。 【圖式簡單說明】 圖1爲有機EL元件之剖面構造顯示圖。 圖2爲本發明第一實施形態之螢光膜厚測定裝置槪念 圖。 圖3爲本發明第二實施形態之螢光膜厚測定裝置槪念 圖。 -21 - (17) (17)200305003 圖4爲本發明第三實施形態之螢光膜厚測定裝置槪念 圖。 圖5爲本發明第四實施形態之螢光膜厚測定裝置槪^ 圖。 圖6爲本發明第五實施形態之螢光膜厚測定裝置_ ^ 圖。 圖7爲第一實施形態之膜厚的面內分布測定結果顯$ 圖。 圖8爲本發明第六實施形態之螢光膜厚測定裝置槪念 圖。 圖9爲第六實施形態之膜厚的面內分布測定結果顯示 圖。 圖1 〇爲本發明之薄膜形成裝置。 圖11爲本發明之薄膜形成裝置。 主要元件對照表 1 :透明基板 2 :透明電極 3 :空穴輸送薄膜 4:電子輸送發光薄膜 5 :上部電極 1 1 :紫外光光源 1 2 :光檢測器 1 3 :紫外光 -22- (18) (18)200305003 14 :螢光 1 5 :針孔 16 :有機EL元件 1 7 :透鏡系統 1 8 :紫外光截止濾光器 19 :光纖 20 :膜厚測定部 2 1 :膜厚控制部 22 : XY可動台 2 3 ’ ：噴射部 200 :成膜裝置 201 :真空蒸鍍裝置 202 :旋轉塗敷裝置 203:噴霧塗敷裝置 1 6 1 :有機材料 -23-

Claims (1)

1. (1) (1)200305003 拾、申請專利範圍 1. 一種膜厚分布測定方法，係能測定有機電激發光 元件所使用之有機薄膜的相對膜厚分布，其特徵爲： 將含紫外光之光照射於上述有機薄膜的所定範圍； 以測定上述有機薄膜因光照射所生成螢光之強度； 且自螢光強度求取上述有機薄膜的上述所定範圍之膜 厚； 再從上述有機薄膜各範圍之膜厚以求取有機薄膜之膜 厚分布。 2. 如申請專利範圍第1項之測定方法，其中，係將 上述有機薄膜裝載於XY可動台上，藉上述XY可動台而 掃描上述有機薄膜之光照射位置。 3 · —種膜厚分布測定方法，係能測定有機電激發光 元件所使用之有機薄膜的相對膜厚分布，其特徵爲： 將含紫外光之光照射於上述有機薄膜； 藉二元感測器分別測定因光照射在上述有機薄膜&之測 定範圍各部分所生成螢光之強度； 並自所測定上述螢光強度分別求取上述有機薄膜各部 分之膜厚； 再從上述有機薄膜各部分之膜厚以求取上述有機薄膜 之膜厚分布。 4.如申請專利範圍第3項之測定方法，其中，上述 二元感測器係爲二元CCD感測器。 5 · —種有機薄膜之形成方法，係由真空蒸鍍法形成 -24- (2) (2)200305003 有機薄膜，其特徵爲： 利用上述申請專利範圍第1〜4之任一項測定方法以 測定膜厚，而進行有機薄膜之膜厚控制。 6. 一種有機薄膜之形成方法，係由旋轉塗敷法形成 有機薄膜，其特徵爲： 利用上述申請專利範圍第1〜4之任一項測定方法以 測定膜厚，而進行有機薄膜之膜厚控制。 7. 一種有機薄膜之形成方法，係由噴霧塗敷法形成 有機薄膜，其特徵爲： 利用上述申請專利範圍第1〜4之任一項測定方法以 測定膜厚，而進行有機薄膜之膜厚控制。 8 . —種膜厚分布測定裝置，係能測定有機電激發光 元件所使用之有機薄膜的相對膜厚分布，其特徵爲具有： 將含紫外光之光照射於上述有機薄膜的所定範圍之手 段；與 測定上述有機薄膜所生成的螢光強度之手段；與 自上述螢光強度求取上述所定範圍的膜厚之手段；且 自有機薄膜各範圍之膜厚求出有機薄膜的膜厚分布。 9. 如申請專利範圍第8項之測定裝置，其中，更具 有可裝載上述有機薄膜，以構成能掃描上述有機薄膜的光 照射位置之XY可動台。 10. —種膜厚分布測定裝置，係能測定有機電激發光 元件所使用之有機薄膜的相對膜厚分布，其特徵爲具有： 將含紫外光之光照射於上述有機薄膜的所定範圍之手 -25- (3) (3)200305003 段；與 分別測定上述有機薄膜各部分所生成的各螢光強度之 手段；與 自上述各螢光強度求取上述測定範圍各部分的膜厚之 手段；且 自有機薄膜各部分之膜厚求出上漲有機薄膜的膜厚分 布。 11·如申請專利範圍第10項之測定裝置，其中，分 別測定上述各螢光強度之手段爲爲二元CCD感測器。 12. —種薄膜形成裝置，係由真空蒸鍍法形成有機薄 膜，其特徵爲： 藉上述申請專利範圍第8〜1 1之任一項測定裝置所連 接之有機薄膜的膜厚控制裝置，以進行膜厚控制。 13. —種薄膜形成裝置，係由旋轉塗敷法形成有機薄 膜，其特徵爲： 藉上述申請專利範圍第8〜1 1之任一項測定裝置所連 接之有機薄膜的膜厚控制裝置，以進行膜厚控制。 14. 一種薄膜形成裝置，係由噴霧塗敷法形成有機薄 膜，其特徵爲： 藉上述申請專利範圍第8〜1 1之任一項測定裝置所連 接之有機薄膜的膜厚控制裝置，以進行膜厚控制。 -26-