TW504941B - Method of fabricating an EL display device, and apparatus for forming a thin film - Google Patents

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Description

504941 A7 一 B7 五、發明說明（1) 發明背景 發明領域 -----------裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明相關於被採用來製造具有E L (電發光）元件 的顯示裝置（下文稱爲「E L顯示裝置」）的薄膜形成設 備，以及採用此薄膜形成設備時的E L顯示裝置的製造方 法。 . 相關技術的敘述 近年來，對於具有E L元件成爲自發發射型元件的 E L顯示裝置有很踴躍的硏究。特別是，採用有機材料成 爲E L材料的有機E L顯示裝置向來受到注意。有機E L 顯示裝置也被稱爲「有機EL顯示器（OELD)」或是 「有機發光二極體气〇LED)」。 -f. 不像液晶顯示裝置，E L顯示裝置爲自發發射型，因 而具有不涉及任何觀看角度的問題的優點。換句話說， E L顯示裝置比液晶顯示裝置更適合於成爲戶外使用的顯 示器，並且其各種不同形式的應用曾被提出。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 E L元件具有E L層被夾在一對電極之間並且此E L 層一般具有多層結構的構造。典型而言如由Eastman Kodak Company的Tang等人所提出的具有「電洞運送層/光發射 層/電子運送層」的多層結構。多層結構展現非常高的發 射效率，並且目前正被硏究及開發的E L顯示裝置大部份 採用此結構。 此處，預定電壓由該對電極施加於上述結構的E L層 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504941 A7 B7 ______________ 五、發明說明（2 ) ，因而光由於在光發射層中發生的載子的復合（ recombination )而發射。光的發射有兩類設計，亦即其中 E L層形成在彼此正交設置的二條狀電極之間的設計（簡 單矩陣設計），以及其中E L層形成在連接於T F T且以 矩陣形狀陣列的像素電極與對電極（counter electrode )之 間（主動矩陣設計）。 · 同時，電洞運送層及光發射層等的E L材料槪赂分成 兩種’亦即低分子材料及高分子材料。雖然長期以來已知 主要包含A 1 q 3的材料被用於低分子光發射層，·但是近年 來已經注意到高分子（聚合的）光發射層，特別是在歐洲 。典型而言爲PPV (聚乙烯基苯），PVK (聚乙烯咔 唑），聚碳酸酯等。 高分子E L材，料被注意的原因在於其可藉著簡單的薄 膜形成方法而形成爲層狀，例如旋轉塗覆方法（也被稱爲 「溶液施加方法」），浸漬方法，印刷方法，或噴墨方法 ，並且與低分子材料相比，其熱穩定性較高。 通常’低分子E L材料是藉著真空汽化而形成爲層狀 。亦即’一般而言，E L材料是在不中斷真空汽化器中的 真空之下被連續地堆疊。並且，採用具有小的功函數的電 極來成爲作用成爲E L元件的陰極的電極，並且此陰極一 般也接續E L材料形成。 E L材料非常易於氧化，並且甚至是些微水分的存在 也會輕易地促進氧化，直到此E L材料降解爲止。因此， 在形成E L元件的情況中，成爲最下層的其陽極的表面首 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · :# 504941 A7 _B7________ 五、發明說明（3 ) 先被預處理以去除水分等，然後E L材料及陰極在不中斷 真空下接續地形成在陽極上。在此情況中，E L材料及陰 極有時是藉著採用蔭蔽掩模或類似者而澱積在陽極的選擇 部份上，並且甚至是在此情況中，所有的處理歩驟也是在 抽空的處理室中實施。 對於高分子E L材料也是如此。甚至.是在於真空中而 言是不划算的薄膜形成方式的旋轉塗覆方法等的情況中， 防止E L材料暴露於含有水分的大氣空氣以抑制e L材料 的降解也非常重要。 ·. 發明槪說 本發明是爲滿足上述的要求而形成，並且其目的爲提 供最有利於採用高'分子E L材料來製造E L顯示裝置的薄 膜形成設備。 本發明的另一目的爲提供藉著使用此薄膜形成設備來 製造具有高可靠性的E L顯示裝置的方法。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -----------裝·II (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -f 本發明的主旨在於使用爲多室系統（也稱爲「叢集工 具系統」）或直列系統的薄膜形成設備來製造E ^顯示裝 置’而薄膜形成設備成整體地包含用來形成由高分子£： L 材料形成的薄膜（下文中薄膜有時也被稱爲「高分子£： l 層」）的機構，以及用來形成陰極的機構。 雖然有各種不同的形成高分子E L材料膜的方法，但 是採用旋轉塗覆方法較有利。旋轉塗覆方法爲權宜之計， 其中要成爲薄膜的主要組份的溶質溶解在一溶劑中，所得 本紙張尺度適用中國國家標準（CNWA4規格（21〇 X 297公楚)--------- -6 -
504941 五、發明說明（4) 的溶液由旋轉器或類似者施加，M且隨後藉著烘焙過程使 溶劑揮發，因而形成薄膜。 在本發明中，含有筒分子E L材料的溶液由旋轉器施 加，並且藉者在咼分子E L材料不晶化的溫度（具體地說 ，在不筒於玻璃轉變溫度的溫度）實施熱處理來使溶劑揮 發。結果，高分子E L層形成在基板上。換句話說，高分 子E L層的形成必須要有用來施加含有高分子E L材料的 溶液的機構’以及用來在施加之後烘焙的機構。 力外，咼分子E L材料如同低分子e L·材料一樣對氧 的抵抗力弱’因而宜於在形成高分子E1層之後形成一導 電膜’使得此咼分子E L層不會暴露於含有水分或氧的環 境。因此’可以說用來形成高分子E L層的機構（在本發 明中’用來執行旋'轉塗覆過程的機構）以及用來在高分子 E L層上形成導電膜以作用成爲陰極（或陽極）的機構（ 用來執行汽相膜形成過程例如真空汽化或濺射的機構）宜 於被安裝在相同的薄膜形成設備中。 本發明藉著爲多室系統的薄膜形成設備而達成上述要 求’並且在於藉著採用此薄膜形成設備來製造具有高可靠 性的E L顯示裝置的技術。 圖式簡要敘述 Η 1爲顯示實施本發明的薄膜形成設備的構造的平面 圖。 圖2爲顯示本發明的另一實施例的薄膜形成設備的構 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------—裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 504941 A7 B7 五、發明說明（5 ) 造的平面圖。 圖3爲顯示本發明的另一實施例的薄膜形成設備的構 造的平面圖。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖4爲顯示本發明的另一實施例的薄膜形成設備的構 造的平面圖。 圖5 A至5 D爲顯示用來製造主動矩·陣型e l顯示裝 置的過程的截面圖。 ^ 圖6 A至6 E顯示用來製造主動矩陣型E L顯示裝置 的另 一種過程的截面圖。 元件對照表 10 1 運送室 10 2 托架 < 10 3 共同室 10 4 基板 1〇 5 運送機構 10 6 a 一 1 0 6 f 閘門 10 7 氧化用處理室 10 8 溶液施加用處理室 10 9 烘焙用處理室 11 0 第一汽相膜形成用處理室 11 1 第二汽相膜形成用處理室 2 0 1 抽空用處理室 2 0 2 閘門 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 504941 A7 B7_ 五、發明說明（6 ) 3〇1 手套箱 302 通過箱 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 0 3 閘門 304 紫外線照射機構 3 0 5 閘門 4 0 1 第一運送室 4 0 2 托架 4 0 3 閘門 404 第一共同室 405 第一運送機構 407 氧化用處理室 4 0 9 溶液施加用處理室 410 閘門 - 411 第二運送室 4 1 2 閘門 4 13 第二共同室 414 第二運送機構 4 15 閘門 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 416 烘焙用處理室 4 17 閘門 4 18 第一汽相膜形成用處理室 4 19 閘門 420 第三運送室 4 2 1 閘門 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 504941 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、 發明說明（ 7 ) 4 2 2 第 二 共 同 4 2 3 第 二 運 送 4 2 4 閘 門 4 2 5 第 二 汽 相 4 2 6 閘 門 4 2 7 第 四 運 送 4 2 8 托 架 5 〇 1 玻 璃 基 板 5 〇 2 像 素 5 〇 3 T F T 5 〇 4 像 素 電 極 5 〇 5 尚 分 子 E 5 〇 6 尚 分 子 E 5 〇 7 陰 極 5 〇 8 電 極 ( 輔 6 〇 1 玻 璃 基 板 6 〇 2 像 素 6 〇 3 T F T 6 〇 4 像 素 電 極 6 〇 5 陰 極 6 〇 6 局 分 子 E 6 〇 7 筒 分 子 E 6 〇 8 陽 極 室 機構 膜形成用處理室 室 (陽極） L層預型 L層（聚乙烯咔唑膜） 助電極） (陰極） L層預型 L層（聚乙烯基苯膜） — — — — — — — — I — I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 504941 A7 B7 五、發明說明（8 ) 本發明的較佳實施例 〔實施例1〕 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以下參考圖1敘述本發明的實施例的用來形成薄膜的 設備。圖1所示的設備是作用來製造包含E L元件的E L 顯示裝置，其採用透明導電膜成爲陽極，高分子E L層成 爲光發射層，以及金屬膜成爲陰極。金屬、膜含有屬於週期 表的第一族或第二族的元素。 _ 參考圖1 ，數字1 0 1表示運送室，而基板被送入此 運送室及從此運送室被取出，並且運送室也被稱.爲「負載 鎖疋室」。上面設定有基板的托架102配置在此處。附 帶一提，運送室1 0 1可被分離以向內送入基板及向外送 出基板。 另外’數字1<0 3表示一共同室，其包含用來運送基 板1 0 4的機構（「運送機構」）1 〇 5。用來處理基板 1 0 4的自動臂或類似者爲運送機構1 〇 5的一個例子。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，多個處理室（以數字107至1 1 1表示）分 別經由閘門1 0 6 a至1 〇 6 f而連接於共同室1 0 3。 在圖1所示的構造中，共同室1 〇 3的內部是在充滿有惰 性氣體（較佳地爲氮氣，氦氣，氖器，或氬氣）的常壓氣 氛中。但是’，因爲處理室1 〇 1及1 〇 7至1 1 1可藉著 相應的閘門1 0 6 a至1 〇 6 f而與共同室1 0 3完全斷 開，所以可界定氣密封閉空間。 因此’可藉著對每一處理室設置一真空泵來在真空中 實施處理。可使用成爲真空泵的爲旋轉油泵，機械增壓泵 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 504941 A7 B7 五、發明說明（9 ) ’分子輪機泵，或低溫泵，而在這些泵中，對於去除水分 很有效的低溫泵特別合宜。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 以數字1 0 7表示的處理室作用來實施氧化處理，以 使形成在基板上的透明導電膜的表面變好（下文中處理室 1 0 7被稱爲「氧化用處理室」）。此處，執行預處理來 使透明導電膜的接合表面電位與高分子E· L層的表面電位 匹配。預處理技術爲以下三種： _ _ (1 )根據利用平行板輝光放電的氧電漿的表面氧化 處理。 _ (2 )根據藉著以紫外光照射而產生的臭氧的表面氧 化處理。 (3 )根據由電漿產生的氧基的表面氧化處理。 雖然根據本發^月的薄膜形成設備可配備有用來實施此 三種表面氧化處理的任何之一的處理室，但是藉著紫外光 照射來產生臭氧以實施透明導電膜的表面氧化的方法較簡 單及合宜。另外，在透明導電膜的表面上及表面內的有機 物質可藉著根據臭氧的表面氧化被去除。另外，藉著在此 情況中同時加熱基板可有效地令人滿意地去除水分。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 附帶一提，在抽空氧化用處理室1 0 7時，此處理室 可藉著閘門1 0 6 b而與共同室1 〇 3完全斷開，以在氣 密狀態中實施抽空。 其次，以數字1 0 8表示的處理室作用來藉著旋轉塗 覆方法施加含有局分子E L材料的溶液（下文中處理室 1〇8被稱爲「溶液施加用處理室」）。如上所述，因爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- 504941 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1Q) E L材料對水分的抵抗力非常弱，所以溶液施加用處理室 1〇8的內部必須始終保持在惰性氣氛中。 在此情況中，閘門1 0 6 c也扮演防止有機溶液散射 的快門角色。在將處理室1 0 8的內部帶到低壓狀態時， 此處理室可藉著閘門1 0 6 c而與共同室1 〇 3完全斷開 0 . 其次，以數字1 0 9表示的處理室作用來烘焙在溶'P 施加用處理室1 0 8中形成的薄塗覆膜（下文中處理室 1 〇 9被稱爲「烘焙用處理室」）。此處—薄膜被熱處理 ，因而去除有機溶液的過量部份以及實施用來形成高分子 E L層的製程。只要烘焙過程的氣氛爲惰性氣體，則其可 在常壓下。但是，因爲有機溶質揮發，所以烘焙過程應較 佳地在真空中實施y在此情況中，處理室1 0 9可藉著閘 門1 0 6 d而與共同室1 〇 3完全斷開。 其次，以數字1 1 0表示的處理室作用來藉著汽相膜 形成製程形成電極（下文中處理室1 1 0被稱爲「第一汽 相膜形成用處理室」）。真空汽化或濺射可成爲汽相膜形 成方法。此處，此方法是用來在高分子E L層上形成陰極 ’因而較不易於造成損壞的真空汽化較佳。在任一情況中 ’處理室1 1 0是藉著閘門1 0 6 e而與共同室1 0 3斷 開，並且膜的形成在真空中實施。 附帶一提，以圖1所示的薄膜形成設備，陰極是在第 一汽相膜形成用處理室1 1 0中形成。任何已知的材料可 被採用成爲陰極的材料。另外，基板1 〇 4承受真空汽化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -n 1 n n n n II ϋ n I · ϋ n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： -13- 504941 A7 B7 _ 五、發明說明（11) 的表面（基板1 〇 4形成有高分子E L層之側）可配合面 朝上設計或面向下設計。 面朝上設計非常簡單，因爲從共同室1 0 3運送的基 板1 〇 4可直接被設定在接受器上。以面向下設計，運送 機構1 0 5或第一汽相膜形成用處理室1 1 0必須先行配 備有用來將基板1 〇 4內外翻轉的機構，·因而運送變得複 雜。但是，此面向下設計達成污染物很少會黏著的有利旱占 〇 附帶一提，在真空汽化處理在第一汽相·膜形成用處理 室1 1 〇中實施的情況中，必須預先包含汽化源。在這方 面，可安裝多個汽化源。並且，汽化源可配合電阻加熱型 或E B (電子束）型。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ------------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .-f. 其次，以數字‘ 1 1 1表示的處理室作用來藉著汽相膜 形成製程形成電極（下文中處理室1 1 1被稱爲「第二汽 相膜形成用處理室」）。此處，要形成的電極爲輔助陰極 的輔助電極。另外，可採用真空汽化或濺射，而前者由於 較不易於造成損壞而較佳。在任一情況中，處理室1 1 1 是藉著閘門1 〇 6 f而與共同室1 0 3斷開，並且膜的形 成是在真空中實施。 並且，在實施真空汽化成爲汽相膜形成製程的情況中 ，必須安裝汽化源。汽化源可與第一汽相膜形成用處理室 1 1 0中相同，因而在此省略其敘述。 經常被採用成爲陰極的金屬膜爲含有屬於週期表的第 一族或第二族的元素的金屬膜。因爲此金屬膜易於氧化’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 504941 A7 _______B7 _ 五、發明說明（12 ) 所以其表面應預先被合宜地保護。並且，因爲所需的金屬 膜厚度小，所以設置具有低電阻係數的導電膜（上述的輔 助電極）來輔助’因而降低陰極的電阻。同時，陰極的保 護是藉著具有低電阻係數的導電膜而達成。採用主要的組 份爲鋁，銅，或銀的金屬膜來成爲輔助導電膜。 附帶一提，上述的處理步驟可藉著根.據碰觸面板及序 列器的電腦化全自動控制器來實施。 . — 如上所述地建構的薄膜形成設備的最重要的特徵在於 E L層的形成是藉著旋轉塗覆方法來完成，·並且.其機構是 與用來形成陰極的機構一起安裝在爲多室系統的薄膜形成 設備中。因此，以氧化由透明導電膜形成的陽極的表面的 步驟開始並且以形成輔助電極的步驟結束的處理步驟可在 不使基板結構於任何時間暴露於室外空氣之下實施。 結果，可藉著簡單的機構來形成對降解具有免疫力的 高分子E L層’以及製造具有高可靠性的E L顯示裝置。 〔實施例2〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -ϋ I ϋ n I I n I ϋ I n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -t 在此實施例中’以下參考圖2敘述圖1所示的薄膜形 成設備被部份地改變的例子。具體地說，此實施例係建構 成使得一抽空用處理室2 0 1設置在共同室1 〇 3與溶液 方也加用處理室1 0 8之間。附帶一提，關於此改變的部份 以外的其他部份的敘述可用實施例1的敘述。 雖然實施例1述及共同室1 〇 3充滿有惰性氣體以使 其內部保持在常壓下的例子，但是基板1 〇 4也可在真空
504941 A7 B7 五、發明說明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 中運送。在此情況中，共同室1 0 3的內部壓力可降低至 數mTo r r (毫托）至數十mTo r r 。在此情況中， 溶液施加用處理室1 0 8充滿有惰性氣體以使其內部保持 在常壓下。因此，共同室1 0 3與處理室1 〇 8的內部壓 力之間的差異必須被克服。 因此，在此實施例中，抽空用處理室· 2 0 1的壓力首 先被降低至共同室1 0 3的壓力，並且閘門1 〇 6 d在低 壓狀態中打開，以將基板1 0 4運送至壓力室2 0 1內。 在閘門1 0 6 d關閉之後，用惰性氣體淸除抽空·用處理室 2 0 1的內部。當處理室2 0 1的內部壓力恢復常壓時， 閘門2 0 2打開以將基板1 0 4運送至溶液施加用處理室 1 0 8內。此處的運送可分階段完成，或是可以專用的運 送機構來完成。 ’ 另外，當溶液施加步驟結束時，閘門2 0 2打開以將 基板1 0 4運送至抽空用處理室2 0 1內，並且此處理室 2 0 1在閘門2 0 2及閘門1 0 6 d關閉的狀態中被抽空 。當抽空用處理室2 0 1的內部在適當時候到達共同室 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 3的低壓狀態時，閘門1 〇 6 d打開以將基板1 〇 4 運送至共同室103內。 附帶一提，雖然烘焙用處理室1 0 9設置在此實施例 中，但是抽空用處理室2 0 1的接受器也可製成爲可被力口 熱，以在此處實施烘焙的步驟。藉著在烘焙之後抽空處理 室2 0 1可抑制除氣。 藉著如上所述的構造，可在所有的處理室中在真空中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -16- 504941 A7 _J7_____ 五、發明說明（14) 處理基板1 0 4，除了在溶液施加用處理室1 0 8中之外 。如果共同室1 〇 3的內部是在低壓狀態’則在抽空表面 氧化用處理室1 〇 7，烘焙用處理室1 〇 9，第一汽相膜 形成用處理室1 1 0，或第二汽相膜形成用處理室1 1 1 時可縮短達到想要的內部壓力的時間週期’因而可增進薄 膜形成設備的物料通過量。 · 〔實施例3〕 在此實施例中，以下參考圖3敘述圖1所示‘的薄膜形 成設備被部份地改變的例子。具體地說，此實施例係建構 成使得運送室1 0 1配備有手套箱3 0 1及通過箱3 0 2 。附帶一提，關於此改變的部份以外的其他部份的敘述可 用實施例1的敘述… 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 手套箱3 0 1經由閘門3 0 3而連接於運送室1 〇 1 。用來最終地將E L元件包封在密封空間中的處理是在手 套箱3 0 1中實施。在此處理中，承受所有的處理步驟的 基板1 0 4 (在圖3所示的薄膜形成設備中的處理步驟之 後回至運送室1 0 1的基板1 〇 4 )被保護成與室外空氣 隔離，並且採用的權宜之計爲以密封材料（也被稱爲「殻 體材料」）來機械包封基板1 〇 4，或是以熱固性樹脂或 紫外線凝固性樹脂來包封基板1 〇 4。 可使用例如玻璃，陶瓷，及金屬的任何材料成爲密封 材料。在使光出現在密封材料之側上的情況中，此材料必 須爲可透光。另外，密封材料與承受所有的處理步驟的基
504941 A7 B7 五、發明說明（15) 板1 0 4是以熱固性樹脂或紫外線凝固性樹脂黏貼在一起 ’並且樹脂是藉著熱處理或以紫外光照射的處理而凝固， 因而界疋密：間。將乾丨架劑例如氧化鋇放置在密封空間 中也很有效。 或者’ E L元件可在不採用密封材料下只用熱固性樹 脂或紫外線凝固性樹脂來包封。在此情況.中，熱固性樹脂 或紫外線凝固性樹脂可施加及凝固以至少覆蓋承受所有虞 理步驟的基板1 0 4的側表面。此設計的作用爲防止水分 從膜界面入侵。 ·.. 以圖3所示的薄膜形成設備的構造，用來以紫外光照 射的機構（下文稱爲「紫外線照射機構」）3 0 4安裝在 手套箱3 0 1的內部。紫外線凝固性樹脂是藉著從紫外線 照射機構3 0 4射出的紫外光而凝固。 附帶一提，雖然手套箱3 0 1中的操作可以是手動的 ，但是操作在電腦控制下機械式地執行的結構是有利的。 在採用密封材料的情況中，結合如同在組裝液晶單元的步 驟中所採用的用來施加密封劑（此處爲熱固性樹脂或紫外 線凝固性樹脂）的機構，用來將基板黏貼在一起的機構， 以及用來凝固密封劑的機構是有利的。 另外，手套箱3 0 1的內部可藉著附著一真空泵來使 其壓力降低。在包封步驟是藉著自動臂運動而機械式地實 施的情況中，在降低的壓力下實施是很有效的。 其次，通過箱3 0 2經由閘門3 0 5而連接於手套箱 3〇1。通過箱3 0 2也可藉著附著真空泵而使其內部壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 0 ammm& n n n n I n n emmmf I n 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -18- 504941 Α7 Β7 五、發明說明（16) Λ降低。此通過箱3 0 2爲作用來防止手套箱3 0 1的內 部直接暴露於室外空氣的設備，並且基板1 0 4從其被取 出。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如上所述，以此實施例的薄膜形成設備，基板1 〇 4 & E L元件已經被完全包封在密封空間中的階段暴露於室 外空氣。因此，可完美地防止E L元件由.於水分等而降解 °亦即，可製造具有高可靠性的E L顯示裝置。 · _ 附帶一提，可將實施例2的特徵（圖2所示的抽空用 胃ii室2 0 1 )加入圖3所示的薄膜形成設備。·如此，可 更增進E L顯示裝置的可靠性。 〔實施例4〕 在此實施例中’，以下參考圖4敘述本發明應用於直列 系統的薄膜形成設備的情況。附帶一提，此設備基本上相 應於圖1所示的多室系統的薄膜形成設備被改變成直列系 統的情況，因此有關個別處理室的敘述可引用實施例1。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 參考圖4，數字4 0 1表示基板被送入的第一運送室 ’並且其設置有托架4 0 2。第一運送室4 0 1經由閘門 4〇3而連接於第一共同室4 0 4。第一共同室4 0 4配 備有第一運送機構405。另外，氧化用處理室407經 由聞門4 0 6而連接於第一共同室4 0 4，並且溶液施加 用處理室4 0 9經由閘門4 0 8而連接於第一共同室 4 0 4° 依序在氧化用處理室4 0 7及溶液施加用處理室 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 504941 Α7 Β7 五、發明說明（17) 4 〇 9中被處理的基板被送入經由閘門4 1 0而連接於第 一運送室404的第二運送室411內。第二共同室 4 1 3經由閘門4 1 2而連接於第二運送室4 1 1。第二 共同室4 1 3配備有基板藉以被取出第二運送室4 1 1的 第二運送機構414。 另外，烘焙用處理室4 1 6經由閘門.4 1 5而連接於 第二共同室4 1 3 ，並且第一汽相膜形成用處理室4 1 β 經由閘門4 1 7而連接於第二共同室4 1 3。另外，依序 在烘焙用處理室4 1 6及第一汽相膜形成用處理·室4 1 8 中被處理的基板被送入經由閘門4 1 9而連接於第二共同 室413的第三運送室420內。 第三共同室4 2 2經由閘門4 2 1而連接於第三運送 室4 2 0。第三共伺室4 2 2配備有基板藉以被取出第三 運送室420的第三運送機構42 3。另外，第二汽相膜 形成用處理室4 2 5經由閘門4 2 4而連接於第三共同室 4 2 2 ，並且用來取出基板的第四運送室4 2 7經由閘門 426而連接於第三共同室422。第四運送室427設 置有托架4 2 8。 如上所述，此實施例在於直列薄膜形成設備，其中多 個處理室連接來實現物料通過處理。 * 附帶一提，一抽空用處理室可以與實施例2中相同的 方式設置在溶液施加用處理室4 0 9與第一共同室4 0 4 之間。也可有與實施例3中相同的方式的構造，其中一手 套箱及一通過箱連接於第四運送室4 2 7，以在E L元件 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------- -裂 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 504941 A7 B7__ 五、發明說明（18) 的包封後取出基板。 〔實施例5〕 實施例1至4已經舉例說明氧化用處理室，溶液施加 用處理室，烘焙用處理室，第一汽相膜形成用處理室，以 及第二汽相膜形成用處理室設置成爲多個、處理室的構造， 但是本發明不受限於此種組合。 · , 如果需要，也可設置二或更多個溶液施加用處理室， 或是三或更多個汽相膜形成用處理室。另外^汽相膜形成 用處理室除了金屬膜的形成外也可用於低分子E L層的形 成。也可例如藉著旋轉塗覆來形成發光層，然後藉著真空 汽化來在其上堆疊電子運送層，或是藉著旋轉塗覆來形成 電洞運送層，然後藉著真空汽化來在其上堆疊發光層。當 然，藉著真空汽化所形成的低分子E L層也可藉著旋轉塗 覆而鋪設在高分子E L層上。 形成以含有矽的絕緣膜較佳的絕緣膜成爲最終的鈍化 膜來覆蓋E L元件也很有效。在此情況中，絕緣膜可在汽 相膜形成用處理室中藉著濺射或真空汽化來形成。附帶一 提，·以氧含量低的矽氮化物膜或矽氮氧化物膜來成爲含有 矽的絕緣膜較有利。 如上所述，本發明不受限於多個處理室的組合’而是 可由負責的人士來正當地決定要設置的處理室的功能°附* 帶一提，有關個別處理室的敘述可引用實施例1。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -.1 n n I 1 ϋ 1 1 I I · n 1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ir-a. f. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 504941 A7 B7 五、發明說明（19) 〔實施例6〕 -------------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在此實施例中，以下參考圖5 ( A )至5 ( D )敘述 本發明的薄膜形成設備被採用來製造主動矩陣型^； L顯示 裝置的例子。附帶一提，在此實施例中，實施例1中所述 的設備會被用爲例子。因此，有關在個別處理室中實施的 處理步驟的細節可引用實施例1的敘述。. 首先，如圖5 ( A )所示，以矩陣形狀陣列的像素 _ 5 0 2形成在玻璃基板5 0 1上。雖然此實施例中採用玻 璃基板5 0 1 ’但是可使用任何材料於基板。但是，在光 從E L元件射出至基板側上的情況中，如同在此實施例中 ，基板必須可透光。 -# 另外，像素5 0 2的每一個具有TFT5 0 3及像素 電極（陽極）5 0' 4，並且流至像素電極5 0 4的電流是 由TFT5 0 3來控制。TFT5 0 3的製造方法可爲任 何已知的T F 丁製造方法。當然，T F T 5 0 3可爲頂閘 (top gate )型 TFT 或底閘（bottom gate )型丁 FT。 (圖 5 ( A )) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 另外，像素電極5 0 3是使用透明導電膜來形成，例 如由包含氧化銦及氧化錫的化合物（並且其被稱爲「 I T〇」）構成者，或是由包含氧化銦及氧化鋅的化合物 構成者。在此實施例中，採用有1 0 %至1 5 %的氧化鋅 混合在氧化銦中的化合物。 隨後，圖5 ( A )所示的基板被放置於托架1 0 2， 並且此托架1 0 2被設定在圖1所示的薄膜形成設備的運 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 504941 A7 B7 五、發明說明（20) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 送室1 0 1中。另外’基板被運送機構1 0 5運送至氧化 用處理室1 0 7內’而陽極5 0 4的表面在其內被較佳化 。在此實施例中，在氧氣被引入抽空的處理室1 〇 7內的 狀態中，投射紫外光，並且基板暴露於如此產生的臭氧氣 氛中，因而使像素電極5 0 4的表面電位較佳。 隨後，基板被運送機構1 0 5運送至溶液施加用處理 室1 0 8內，並且藉著旋轉塗覆以含有E L材料的溶液來 塗覆基板，因而形成局分子E L層預型5 0 5。在此實施 例中，採用聚乙烯咔唑溶解在氯仿中的溶液·。當然，可採 用任何其他的一高分子E L材料與一有機溶劑之間的適當 組合。（圖5 ( B )) 另外，所得的基板被運送至烘焙用處理室1 0 9內， 其中實施烘焙處理（熱處理）以聚合E L材料。在此實施 例中，整個基板是藉著利用加熱器加熱一階段而在5 0至 1 5 0 °C (而以1 1 0至1 2 0 °C較佳）的溫度被熱處理 。如此，過量的氯仿揮發而形成高分子E L層（聚乙烯咔 唑膜）5〇6 。（圖5 ( C )) 當獲得圖5 ( C )的狀態時，基板被運送至第一汽相 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 膜形成用處理室1 1 〇內，其中藉著真空汽化形成由含有 屬於週期表的第一族或第二族的元素的金屬膜所形成的陰 極5 0 7。在此實施例中，鎂與銀以1 0 : 1的比被共同 汽化，因而形成由Mg - Ag合金形成的陰極5 0 7。 另外，形成有陰極5 0 7的基板被取出第一汽相膜形 成用處理室1 1 0，並且被運送機構1 〇 5送入第二汽相 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- 504941 A7 B7 五、發明說明（21) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 膜形成用處理室1 1 1內。在後一處理室1 1 1中，主要 組份爲鋁的電極（輔助電極）5 0 8形成在陰極5 0 7上 。如此，獲得圖5 ( D )的狀態。 然後，可視需要藉著真空汽化或濺射來提供鈍化膜， 例如矽氮化物膜。在提供鈍化膜的情況中，薄膜形成設備 可先行配備有絕緣膜形成用處理室，或是·基板可被取出一 次而藉著另一設備來形成鈍化膜。 - ^ 另外，使用如實施例3中所示的薄膜形成設備，可在 基板暴露於室外空氣之前最終地包封E L元件。·. 附帶一提，雖然此實施例舉例說明本發明的薄膜形成 設備被應用於主動矩陣型E L顯示裝置的製造，但是此設 備也可應用來製造簡單矩陣型E L顯示裝置。並且，實施 例2至5的任一個中的薄膜形成設備也可被應用。 〔實施例7〕 在此實施例中，以下參考圖6 ( A )至6 ( E )來敘 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 述本發明的薄膜形成設備被採用來製造主動矩陣型E L顯 示裝置的另一例子。附帶一提，在此實施例中，實施例1 中所述的設備被用爲例子。因此，有關在個別處理室中實 施的處理步驟的細節可引用實施例1的敘述。 首先’如圖6 ( A )所示，以矩陣形狀陣列的像素 6 0 2形成在玻璃基板6 0 1上。雖然在此實施例中採用 玻璃基板6 0 1 ’但是任何材料均可用於基板。 另外，像素6 0 2的每一個具有TFT 6 〇 3及像素 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -24- 504941 A7 B7 五、發明說明（22) 電極（陰極）6 〇 4，並且流至像素電極6 0 4的電流是 由TFT6 0 3來控制。TFT6 0 3的製造方法可爲任 何已知的T F T製造方法。當然，T F T 6 0 3可爲頂閘 型TFT或底閘型TFT。（圖6 (A)) 另外，像素電極6 0 3可由主要組份爲鋁的膜形成。 在此實施例中，使從E L元件射出的光出現在與基板 6 0 1相反之側上（在圖6 ( A )中觀看時向上）_。在此 情況中，採用展現最高可能的反射係數的材料較有利。 隨後，圖6 ( A )所示的基板被放置於托架· 1 〇 2， 並且此托架1 0 2被設定在圖1所示的薄膜形成設備的運 送室1 0 1中。另外，基板由運送機構1 0 5運送至第一 汽相膜形成用處理室1 1 0內，其中藉著真空汽化形成各 由含有屬於週期表'的第一族或第二族的元素的金屬膜形成 的陰極6 0 5。在此實施例中，形成由M g - A g合金形 成的陰極605。附帶一提，陰極605是藉著採用掩模 的真空汽化而相應於各別的像素電極6 0 4選擇性地形成 « n n n n 1- ϋ ϋ n n I · n .1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 會· J· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 理基，任合 ， 處覆中用組 內 用塗例採當 9 加來施可適· ο 施液實，的 1 液溶此然間 室 溶的在當之 理 至料。。劑 處 送材 6 液溶 用 運 L ο 溶機 焙 5 E 6 中有 烘 ο 有型烷一 至 1 含預甲與 送 構以層氯料 運 機覆 L 二材 被 送塗 E 在 L 板 運轉子解 E 基 }由旋分溶子}的 }板著高苯分}得 β 基藉成基高 C 所 C ， 且形嫌 一 C ， 6 後並而乙的 6 外 圖隨，因聚他圖另 ( 內，用其 C 。 室板採何。 本紙張尺度適用中國國家標準（cNS)A4規格（210 x 297公爱） 504941 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（23) 其中實施烘焙處理（熱處理）來聚合E L材料。在此實施 例中’整個基板是藉著利用加熱器加熱一階段而在5 〇至 1 5 0 °C (而以1 1 〇至1 2 0 °C較佳）的溫度被熱處理 。如此’過量的二氯甲烷揮發而形成高分子E !^層（聚乙 烯基苯膜）6〇7。（圖6(D)) 當獲得圖6 ( D )的狀態時，基板被.運送至第二汽相 膜形成用處理室1 1 1內，其中藉著濺射形成由透明導電 膜形成的陽極6 0 8。在此實施例中，採用1 〇%至1 5 %的氧化鋅混合在氧化銦中化合物。如此，獲得·圖6 ( e )的狀態。 然後’可視需要藉著真空汽化或濺射來提供鈍化膜， 例如矽氮化物膜。在提供鈍化膜的情況中，薄膜形成設備 可先行配備有絕緣膜形成用處理室，或是基板可被取出一 次而藉著另一設備來形成鈍化膜。 另外’使用如實施例3中所示的薄膜形成設備，可在 基板暴露於室外空氣之前最終地包封E L元件。 附帶一提，雖然此實施例舉例說明本發明的薄膜形成 設備被應用於主動矩陣型E L顯示裝置的製造，但是此設 備也可應用來製造簡單矩陣型E L顯示裝置。並且，實施 例2至5的任一個中的薄膜形成設備也可被應用。 本發明達成如下所述的功效。 藉著旋轉塗覆製程來形成高分子E L材料層的處理室 與用來預處理及用來形成電極的其他處理室一致性地整合 成多室系統或直列系統，因而可在沒有任何降解問題下製 本紙張尺度適用中國國家標单（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · f -26- 504941 A7 _B7_ 五、發明說明（24) 造採用高分子E L材料的E L元件。因此，可顯著地增進 採用高分子E L材料的E L顯示裝置的可靠性。 ϋ n mmmut l in n n n I I tmmm I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27-

Claims (1)

  1. 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種薄膜形成設備，包含： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一運送室，而一基板被送入該運送室以及從該運送室 被取出； 一共同室，包含用來運送該基板的機構；及 多個處理室，分別經由閘門而連接於該共同室； 其中該多個處理室包含一溶液施加用·處理室，一烘焙 用處理室，以及一汽相膜形成用處理室。 · , 2 · —種薄膜形成設備，包含： 一運送室，而一基板被送入該運送室以·及從該運送室 被取出； 一共同室，包含用來運送該基板的機構；及 多個處理室，分別經由閘門而連接於該共同室； 其中該多個處'理室包含一氧化用處理室，一溶液施加 用處理室，一烘焙用處理室，以及一汽相膜形成用處理室 〇 3 · —種薄膜形成設備，包含： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一運送室，而一基板被送入該運送室以及從該運送室 被取出； 一共同室，包含用來運送該基板的機構；及 多個處理室，分別經由閘門而連接於該共同室； 其中該多個處理室包含一溶液施加用處理室，一烘焙 用處理室，在其中形成一金屬膜的一汽相膜形成用處理室 ，以及在其中形成一絕緣膜的一汽相膜形成用處理室。 4 . 一種薄膜形成設備，包含： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -28- 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一運送室，而一基板被送入該運送室以及從該運送室 被取出； 一共同室，包含用來運送該基板的機構；及 多個處理室，分別經由閘門而連接於該共同室； 其中該多個處理室包含一氧化用處理室，一溶液施加 用處理室，一烘焙用處理室，在其中形成·一金屬膜的一汽 相膜形成用處理室，以及在其中形成一絕緣膜的一汽相膜 形成用處理室。 5 ·如申請專利範圍第1項至第4項中Ϊ壬一項所述的 薄膜形成設備，其中一抽空用處理室設置在該溶液施加用 處理室與相應於其的該閘門之間。 6 ·如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的 薄膜形成設備，另’外包含用來施加選擇自由熱固性樹脂及 紫外線凝固性樹脂所組成的群類的一構件以至少覆蓋承受 所有的處理步驟的該基板的側表面的機構，以及用來凝固 所選擇的樹脂的機構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 ·如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述的 薄膜形成設備，另外包含用來施加選擇自由熱固性樹脂及 紫外線凝固性樹脂所組成的群類的一構件至承受所有的處 理步驟的該基板上的機構，用來以所選擇的樹脂將該基板 與一密封材料黏貼在一起的機構，以及用來凝固該所選擇 的樹脂的機構。 8 ♦—種電發光（EL)顯示裝置的製造方法，包含 -29 - 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 藉著旋轉塗覆來將含有E L材料的溶液施加在一透明 導電膜上； (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 在溶液施加步驟之後藉著熱處理來烘焙該溶液，因而 形成由該E L材料形成的薄膜；及 藉著真空汽化或灘射來在由該EL材料形成的該薄膜 上幵彡成曰有屬於週期表的桌一族或第二族的金屬的元件； 其中該丨谷液施加步驟至該金屬形成步驟是在相同的薄 膜形成設備中實施。 9 · 一種電發光（EL)顯示裝置的製·造方法，包含 氧化一透明導電膜的一表面； 藉著旋轉塗覆來將含有E L材料的溶液施加在承受氧 化步驟的該透明導電膜上； 在溶液施加步驟之後藉著熱處理來烘焙該溶液，因而 形成由該E L材料形成的薄膜；及 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉著真空汽化或濺射來在由該E L材料形成的該薄膜 上形成含有屬於週期表的第一族或第二族的元素的一金屬 膜； 其中該溶液氧化步驟至該金屬形成步驟是在相同的薄 膜形成設備中實施。 1〇·如申請專利範圍第8項或第9項所述的電發光 (E L )顯示裝置的製造方法，另外包含： 在形成該金屬膜之後，藉著真空汽化或彳賤射來在該金 屬膜上形成一絕緣膜； 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） -30- 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 #中該絕緣膜形成步驟是在該薄膜形成設備中實施。 1 1 · 一種電發光（E L )顯示裝置的製造方法，包 含： 藉著真空汽化或濺射來在一導電膜上形成含有屬於週 期表的第一族或第二族的元素的一金屬膜； 藉著旋轉塗覆來在該金屬膜上施加含有E L材料的溶 液； · — 在溶液施加步驟之後藉著熱處理來烘焙該溶液，因而 形成由該E L材料形成的薄膜；及 · · 藉著真空汽化或濺射來在由該E L材料形成的該薄膜 上形成一透明導電膜； 其中該金屬形成步驟至該透明導電膜形成步驟是在相 同的薄膜形成設備中實施。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項所述的電發光（E L )顯示裝置的製造方法，另外包含： 在該透明導電膜形成步驟之後，藉著真空汽化或濺射 來在該透明導電膜上形成一絕緣膜； 其中該絕緣膜形成步驟是在該薄膜形成設備中實施。 13 · —種薄膜形成設備，包含： 一第一室，用來施加含有E L材料的溶液； 一第二室，用來烘焙該溶液； 一第三室，用來形成一汽相膜； 用來在該第一至第三室之間傳遞一基板而不使該基板 暴露於空氣的機構；及 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） --------裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、v" .P 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -31 - 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 用來使該第一至第三室互相隔離的機構。 1 4 · 一種薄膜形成設備，包含： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一第一室，用來施加含有E L材料的溶液； 一第二室，用來氧化； 一第三室，用來形成一汽相膜； 用來在該第一至第三室之間傳遞一基板而不使該基板 暴露於空氣的機構；及 -' 用來使該第一至第三室互相隔離的機構。 15· —種薄膜形成設備，包含： ‘ 一第一室，用來施加含有E L材料的溶液； 一第二室，用來烘焙該溶液； 一第三室，用來形成一含金屬膜； 一第四室，用來形成一絕緣膜； 用來在該第一至第四室之間傳遞一基板而不使該基板 暴露於空氣的機構；及 用來使該第一至第四室互相隔離的機構。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 ·如申請專利範圍第1 3項至第1 5項中任一項 所述的薄膜形成設備，其中一旋轉塗覆設備安裝在該第一 室內。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項至第1 5項中任一項 所述的薄膜形成設備，其中一抽空用處理室設置在該溶液 施加用處理室與相應於其的該閘門之間。 1 8 ·如申請專利範圍第1 3項至第1 5項中任一項 所述的薄膜形成設備，另外包含用來施加選擇自由熱固性 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -32- 504941 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 樹脂及紫外線凝固性樹脂所組成的群類的一構件以至少覆 蓋承受所有的處理步驟的該基板的側表面的機構，以及用 來凝固所選擇的樹脂的機構。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -33-
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