TWI330382B - Manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
1330382 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種設有用於沉積可藉由蒸發進行沉積 的材料(以下稱爲蒸發材料)的沉積裝置的製造設備、以 及利用該製造設備執行的發光裝置的製造方法,該發光裝 置具有含有機化合物的層作爲發光層。具體地說,本發明 係關於一種真空蒸發方法和真空蒸發設備,藉由從面向基 底設置的多個蒸發源蒸發蒸發材料而進行沉積。 【先前技術】 近年來,已經對具有EL元件作爲自發光元件的發光 裝置進行了硏究。發光裝置一般稱爲EL顯示器或發光二 極體(LED )。由於這些發光裝置具有如適於移動顯示的 快回應速度、低壓、低功耗驅動等特性,因此包括新一代 行動電話和攜帶型資訊終端(P D A )的下一代顯示器吸引 了人們的注意力。 具有含有機化合物的層作爲發光層的EL元件具有如 下結構:含有機化合物的層(以下稱爲EL層)夾在陽極 和陰極之間。藉由對陽極和陰極施加電場在EL層中産生 電致發光。從EL元件獲得的光包括從單態激發返回到基 態時發射的光(熒光)和在從三態激發返回到基態時發射 的光(磷光)。 上述EL層具有以“電洞輸送層、發光層、電子輸送 層”爲代表的疊層結構。用於形成EL層的EL材料廣義 -5- (2) (2)1330382 地說分爲低分子(單聚合物)材料和高分子(多聚合物) 材料。低分子材料採用蒸發設備進行沉積。 蒸發設備具有安裝在基底上的基底固定器、封裝LE 材料的坩堝 '蒸發材料、用於防止昇華的EL材料上升的 擋板、和用於在坩堝中加熱EL材料的加熱器。然後,被 加熱器加熱的EL材料昇華並沉積在滾動的基底上。此 時,爲了均勻地沉積,基底和坩堝之間必須具有至少1 m 的距離。 根據上述蒸發設備和上述真空蒸發方法,當藉由真空 蒸發形成EL層時,幾乎所有昇華的EL材料都黏接到在 蒸發設備的沉積室內部的內壁、擋板或黏接防護板(用於 防止真空蒸發材料黏接到沉積室的內壁上的保護板)上。 因此,在形成EL層時,昂貴的EL材料的利用效率低到 約1%或更小,並且發光裝置的製造成本非常昂貴。 此外,根據現有技術的蒸發設備,爲了提供均勻膜, 必須將基底與蒸發源隔開等於或大於1 m的間隔。因此, 蒸發設備變的尺寸很大,並延長了用於從蒸發設備的每個 沉積室排出氣體所需要的時間,因此抑制了沉積速度並降 低了産率。而且’當基底變大時,存在的問題是基底中間 部分和邊緣的膜厚度極易變成不同。此外,該蒸發設備是 旋轉基底結構型的,因此該蒸發設備對大面積基底的處理 有限制。 此外’ EL材料由於容易被存在的氧或水氧化而導致 特性退化問題。然而,在藉由蒸發法形成膜時,放入容器 -6- (3) 1330382 (玻璃瓶)中的預定量的蒸發材料被取出並輸送給安裝在 蒸發設備底座內部與要形成膜的物體相對的位置上的容器 (代表性的有坩堝、蒸發船形器皿),並在傳送操作中涉 及到蒸發材料與氧或水或雜質混合。 此外’當蒸發材料從玻璃瓶輸送到容器中時,蒸發材 料是藉由人手在設有手套等沉積室的預處理室的內部進行 輸送的。然而,當手套設置在預處理室中時,不能構成真 空’因此在大氣壓力下進行操作,混入雜質的可能性很 高。例如’即使在預處理室內部在氮環境下進行傳送操作 時,也很難將濕氣或氧減少到盡可能的少。此外,雖然想 到用機械手,由於蒸發材料是粉末形狀的,因此很難製造 用於進行傳送操作的機械手。因此,藉由能避免混入雜質 的一體封閉系統難以進行形成E L元件的步驟,即從在下 電極上形成EL層到形成上電極的步驟。 【發明內容】 因此’本發明提供一種作爲製造裝置的蒸發設備和蒸 發方法’提高了 EL材料的利用效率並均勻地形成優異的 膜或提高了形成EL層的生産率。此外,本發明提供一種 藉由根據本發明的蒸發設備和蒸發方法製造的發光裝置以 及發光裝置的製造方法。 此外,本發明提供一種將EL材料有效地蒸發到大面 積基底上的製造裝置’所述大面積基底例如爲 320mm><400mm 370mmx470mm ' 550mm><650mm (4) (4)1330382 600mmx720mm 、 6 8 0 m m χ 8 8 0 m m 、 lOOOmmx 1200mm 、 1100mmxl 2 5 0mm或1150mmxl 3 00mm。本發明還提供能爲 大面積基底在其蒸發表面上獲得均勻膜厚的蒸發設備。 此外,本發明提供能避免雜質混入EL材料中的製造 裝置。 本發明提供一種以基底和蒸發源相互相對移動以便實 現上述目的爲特徵的蒸發設備。就是說,本發明的特徵在 於其上設置封閉蒸發材料的容器501的蒸發源固定器相對 於在蒸發設備中基底以一定間隔移動。此外,膜厚監視器 與將要移動的蒸發源固定器結合起來。此外,蒸發源固定 器的移動速度根據由膜厚監視器測量的値進行控制,以便 獲得均勻膜厚。 此外,如圖3中的例子所示,即使在擋板503封閉的 狀態中,藉由打開擋板5 03中的小孔,使從孔(開口部分 S 2 )傾斜射出的蒸發材料撞擊到膜厚監視器上,蒸發速度 總是可以測量的。注意對於打開和關閉擋板的方法沒有限 制。也可使用滑動擋板。封閉蒸發材料的容器5 0 1被加熱 並在蒸發期間保持加熱狀態。即使在移動之後蒸發源固定 器502上沒有基底,仍然進行加熱。因此,藉由採用擋板 5 03可以消除蒸發材料的浪費。此外,小孔形成在擋板 中,在容器中可能形成洩漏,因而可防止容器內的壓力變 成高壓。注意孔的開口表面面積S2小於容器的開口部分 表面面積S 1。 此外,較佳的,蒸發源固定器在基底圓周部分可以旋 -8 - (5) (5)1330382 轉’以便使膜厚均勻。蒸發源固定器選擇的例子示於圖 2C中。此外,也可以重復進行半旋轉,如圖2D所示。較 佳的’以一定的間距移動蒸發源固定器,以使蒸發材料的 昇華的邊緣(折邊)重疊。 此外,主要由於皺縮、由此非發光區膨脹的主要原因 是包括被吸收的濕氣的少量濕氣到達含有有機化合物的層 中。因此希望在主動矩陣基底上形成含有有機化合物的層 之前除去殘留在設有TFT的主動矩陣基底中的濕氣(包 括吸收的濕氣)。 本發明藉由提供用於均勻地加熱多個基底的熱處理 室’並在形成含有有機化合物的層之前使用多個板加熱器 (通常爲護套加熱器)在100— 25(TC的溫度下進行真空 加熱’可以防止或減少褶皺的産生。特別是,當有機樹脂 材料用作中間層絕緣膜或隔板材料時,濕氣很容易被有機 樹脂材料吸收,此外,還有産生除氣的風險。因此,在形 成含有有機化合物層之前有效地在100 - 250 °C的溫度下 進行真空加熱。 此外,根據本發明’從形成含有有機化合物層並藉由 在不暴露於周圍環境的情況下進行密封的步驟是較佳的, 以便防止濕氣滲入含有機化合物層內。 根據在本說明書所揭示的本發明之製造設備的特徵在 於包含: 裝載室; 耦合到裝載室的傳送室; -9- (6) (6)1330382 耦合到傳送室的多個膜形成室; 耦合到傳送室的處理室; 其中多個膜形成室的每個膜形成室都耦合到真空排氣 處理室’用於在膜形成室內部形成真空; 其中多個膜形成室的每個膜形成室包含: 用於進行掩模和基底的位置對準的對準機構; 基底固定機構; 蒸發源固定器;和 用於移動蒸發源固定器的機構; 其中蒸發源固定器包含: 密封蒸發材料的容器; 用於加熱容器的機構;和 形成在容器上的擋板; 其中每個處理室耦合到真空排氣處理室,用於提供真 空狀態; 其中多個板加熱器設置在處理室中,以便疊加和打開 其間的縫隙;和 其中處理室可以在多個基底上進行真空加熱。 此外,較佳的,在蒸發含有有機化物的層之前進行電 漿處理’以便除去有機物質和濕氣。 根據本發明的另一實施例,一種製造設備包含: 裝載室; 耦合到裝載室的傳送室; 耦合到傳送室的多個膜形成室; -10- (7) (7)1330382 幸禹合到傳送室的處理室; 其中多個膜形成室的每個膜形成室都耦合到真空排氣 處理室,用於在膜形成室內部形成真空; 其中多個膜形成室的每個膜形成室包含: 用於進行掩模和基底的位置對準的對準機構; 基底固定機構; 蒸發源固定器;和 用於移動蒸發源固定器的機構; 其中蒸發源固定器包括: 密封蒸發材料的容器; 用於加熱容器的機構;和 形成在容器上的擋板; 其中處理室耦合到真空排氣處理室,用於提供真空狀 態;和 其中將氫氣、氧氣或惰性氣體引入在處理室中以産生 電漿。 在上述結構中,該設備的特徵在於多個板加熱器設置 在傳送室中,以便疊加和打開其間的間隙,並且能在多個 基底上進行真空加熱的處理室耦合到傳送室。採用板加熱 器在基底上均勻地進行真空加熱和從基底除去吸收的濕氣 可以防止或減少褶皴的産生。 此外,在上述每個結構中用於移動蒸發源固定器的機 構的功能是以一定間距在X軸方向移動蒸發源固定器, 並以一定間距在y軸方向移動蒸發源固定器。在本發明的 -11 - (8) 1330382 蒸發方法中基底旋轉不是必須的,因此可以提供能 表面面積基底的蒸發設備。此外,可以根據本發明 勻的蒸發膜,其中蒸發源固定器相對基底在X軸方 軸方向移動。 在本發明的蒸發設備中,在蒸發期間基底和蒸 定器之間的間隙距離縮短到通常等於或小於3 0cm 的,等於或小於20cm,更佳的,從5cm到15cm。 大提高了蒸發材料的利用效率以及生産率。 上述蒸發設備中的蒸發源固定器包括:容器( 坩堝);藉由浸透構件設置在容器外部的加熱器; 加熱器外部的熱絕緣層;其中接受上述元件的外殼 外殻外部的冷卻管;打開和關閉包括坩堝的開口部 殼開口部分的蒸發擋板;和膜厚感測器。注意也可 能以加熱器固定到其上的狀態進行傳送的容器。此 容器是一個能承受高溫、高壓、和低壓的容器,並 採用如燒結氮化硼(BN)、燒結氮化硼(BN)的 以及氮化鋁(A1N )、石英或石墨的材料製造。 此外,提供能在膜形成室內在X軸方向和y軸 蒸發源固定器保持在水平狀態的情況下移動蒸發源 的機構。這裏蒸發源固定器以鋸齒形方式移動,如 和2B中蒸發源固定器的平面中所示。此外,用於 固定器的移動間距可適當調整到隔板間P鬲。 注意到蒸發源固定器A、B、C和D開始移動 可以是在先前蒸發源固定器已經停止移動之後,和 控制大 形成均 向和y 發源固 ,較佳 由此大 通常爲 形成在 :圍繞 分的外 以使用 外,該 且藉由 化合物 方向在 固定器 丨圖 2 A 蒸發源 的時間 也可以 -12- 1330382 Ο) 疋在先則蒸發源固定器已停止之前,如圖2A和2B所 示。例如,如果具有電洞輸送特性的有機材料設置在蒸發 源固定器A,變爲發光層的有機材料設置在蒸發源固定器 B中,具有電子輸送特性的有機材料設置在蒸發源固定器 C中,並且變爲陰極緩衝器的材料設置在蒸發源固定器D 中’然後在相同室內依次層疊這些材料的層。此外,如果 在當則蒸發膜已經固化之前下一個蒸發源固定器開始移 動’可以在具有叠層結構的EL層中形成其中混合了蒸發 材料的每個膜之間的介面中的區域(混合區)。 根據本發明’其中基底和蒸發源固定器a、B、C和 D互相相對移動’基底和蒸發源固定器之間的距離不必很 長’由此可以實現設備最小化。此外,蒸發設備變小,因 此可以減少在膜形成室內壁上或蒸發防護遮罩件上的昇華 蒸發材料黏接。因此可以不浪費地使用蒸發材料。此外, 在本發明的蒸發方法中不必旋轉基底,因此可以提供能處 理大表面面積基底的蒸發設備。此外,根據本發明可以均 句地形成蒸發膜’其中蒸發源固定器在X方向和y方向相 對於基底移動。 此外’在蒸發源固定器中不總是必須提供一個有機化 合物或一種類型的有機化合物。也可使用多種類型的材 料。例如’除了在蒸發源固定器中提供作爲發光有機化合 物的一種材料之外’還可以提供用作摻雜劑(摻雜劑材 料)的不同有機化合物。較佳的,用於蒸發的有機化合物 層有主材料和具有低於主材料的激發能的發光材料(摻雜 -13- 1330382 do) 劑材料)構成。還較佳的’摻雜劑的激發能低 區的激發能和低於電子輸送層的激發能。因此 於有效地發射光’同時防止摻雜劑的分子激 外,如果摻雜劑是載子捕獲材料,還可以提 率。而且,向混合區中添加作爲摻雜劑並能將 轉換成光的材料也落入在本發明的範圍內。還 區中提供濃度梯度。 此外,如果在一個蒸發源固定器中提供多 物,則希望在蒸發期間使用的方向是對角方向 發材料的位置交叉,因而有機化合物互相混合 以向蒸發源固定器提供四種蒸發材料(例如, 料的兩種主材料和作爲蒸發材料的兩種摻雜劑 便進行共同蒸發。此外,當圖素尺寸很小(或 緣體之間的間隙很小時)時,可以藉由將容器 四個單元’並藉由適當地從每個單元蒸發而 發’由此精確地進行膜形成。 而且’基底和蒸發源固定器之間的間距d 爲等於或小於3〇cm,且較佳爲5cm到15cm, 發掩模也被加熱。因此希望藉由採用具有低熱 金屬材料形成蒸發掩模,這種材料不會由於 (例如可採用下列材料:鎢、鉬、鉻、鎳、或 是高熔點金屬;含有這些金屬之一的合金金屬 Inconel;或HasteU〇y)。例如可採用42%鎳 的低熱膨脹合金。此外,爲了冷卻被加熱的蒸 ,於電洞輸送 摻雜劑可用 子擴散。此 高載子複合 三態激發能 可以在混合 種有機化合 ,以便在蒸 。此外,可 作爲蒸發材 材料),以 者當每個絕 的內部分成 進行共同蒸 縮短到通常 因此擔心蒸 膨脹係數的 受熱而變形 鉬,這些都 ,不鏡鋼, 和5 8 %鐵等 發掩模,也 -14- (11) (11)1330382 可以提供用於使冷媒(冷卻水或冷卻氣體)迴圈經過蒸發 掩模的機構。 較佳的,採用電漿發生裝置在膜形成室中産生電漿’ 使黏接於掩模上的蒸發物氣化’並將氣化的蒸發物排出到 膜形成室外部,以便淸除掉黏接於掩模上的蒸發物。因此 在掩模上形成分離電極,並且將高頻電源連接到電極之一 上。因此較佳的採用導電材料形成掩模。 注意當在第一電極(陰極或陽極)上選擇地形成蒸發 膜時使用蒸發掩模,如果在整個表面上形成蒸發膜則不特 別需要蒸發掩模。 此外,膜形成室具有用於引入從由 Ar、Η、F、NF3 和〇組成的組選擇的一種氣體或多種氣體的氣體引入裝 置以及用於蒸發氣化蒸發物的裝置。因此根據上述結構, 在不將其暴露於周圍環境的情況下,在維修期間可以淸洗 蒸發室的內部。 此外,該設備的特徵在於,在每種上述結構中,當X 軸方向和y軸方向之間切換時蒸發源固定器旋轉。藉由旋 轉蒸發源固定器可以形成均勻膜厚。 此外,該設備的特徵在於,在每個上述結構中在擋板 中打開開口表面面積S2的孔,其中S2小於容器的開口表 面面積S1。藉由在擋板中形成小孔,使容器內的壓力洩 漏,以便不形成高壓。 此外,該設備的特徵在於在上述每個結構中在蒸發源 固定器中形成膜厚監視器。藉由根據膜厚監視器測量的値 -15- (12) (12)1330382 調整蒸發源固定器的移動速度,也可以使膜厚均勻。 此外’在每個上述結構中的惰性氣體元素是選自由 He、Ne、Ai·、Kr和Xe組成的組的一種元素或多種元 素。當然’ Ar很便宜,因此它是較佳的。 此外’在蒸發前將EL材料安裝到膜形成室中的技 術、蒸發技術等可以認爲是主要技術,在這其間,擔心如 氧和濕氣等雜質將會污染被蒸發的EL材料或金屬材料。 因此較佳的’在耦合到膜形成室的處理室中提供手 套’手套從膜形成室移動到用於每個蒸發源的預處理室, 並將蒸發材料裝入預處理室的蒸發源中。就是說,提供其 中蒸發源移動到預處理室的製造設備。可以在保持膜形成 室的淸潔度水準的同時設置蒸發源。 此外’褐色玻璃瓶通常用於儲存EL材料,並且採用 塑膠蓋密封。其中儲存EL材料的容器的密封水準視爲不 充分的。 當藉由蒸發進行膜形成時’取出放在容器(玻璃瓶) 中的預定量的蒸發材料,並輸送到設置在與要形成膜的物 體相對的蒸發設備內的位置上的容器(通常爲坦禍或蒸發 船)。然而’在傳送操作期間存在將混入雜質的風險。就 是說,可能被如氧或濕氣等雜質污染,這將導致EL元件 退化。 例如’可以考慮在設有手套等的預處理室中進行從玻 璃瓶向容器的手動傳送操作。然而,如果預處理室設有手 套,則不能提供真空’且該操作在周圍環境中進行。因此 -16- (13) 1330382 即使在例如氮環境中進行蒸發,也難以盡可能多地 處理室內的濕氣和氧。可以考慮採用機械手,但是 料是粉末狀的’因此難以製造用於輸送操作的機械 而’難以製成能避免雜質污染並從在下部電極上死 層的步驟到形成上部電極的步驟完全自動化操作的 閉系統。 在本發明中’在製造系統中實現了防止雜質汙 高純度蒸發材料中’該製造系統直接在設置在蒸發 的預定容器中儲存EL材料和金屬材料,而不用採 容器、通常爲褐色玻璃瓶等作爲儲存EL材料的容 外’當直接接收EL材料蒸發材料時,還可以在設 發設備中的預定容器中直接進行昇華淨化處理,而 割和接收獲得的蒸發材料。本發明可以處理甚至非 淨化蒸發材料成爲可能’這在將來是希望的。此外 在設置在蒸發設備中的預定容器中直接接收金屬材 以藉由電阻加熱進行蒸發。 而且,較佳的,同樣地傳送其他構件,如膜厚 (液晶振蕩器等)和擋板,並將它們設置在蒸發設 不會暴露於周圍環境。 希望採用該蒸發設備的發光裝置製造者將用於 在蒸發設備中的容器中直接接收蒸發材料的工作委 造和/或銷售該蒸發材料的材料製造者。 此外,無論經由材料製造者輸送的EL材料是 純度,對雜質污染的擔心仍取決於由發光裝置製造 除去預 蒸發材 手。因 :成 EL 連續封 物進入 設備中 用習知 器。此 置在蒸 不用分 常高度 ,可以 料,可 監視器 備中而 在設置 託給製 多麼高 者採用 -17- (14) (14)1330382 的習知傳送操作。EL材料的純度無法保持,且於此對它 們的純度有所限制。根據本發明,由材料製造者獲得的極 1¾純度的EL材料可以藉由發光裝置製造者和材料製造者 共同協力來保持’盡力減少雜質汙物。因此發光裝置製造 者可以在不降低材料純度的情況下進行蒸發。 下面採用圖6詳細說明傳送容器的實施例。用於傳送 和分成上部分621a和下部分621b的第二容器包括:用於 固定設置在第二容器的上部分中的第一容器的固定機構 7〇6 ;用於向固定機構施加壓力的彈簧7〇5 ;設置在第二 容器下部分中並成爲用於保持第二容器內的減壓的氣體通 道的氣體引入口 708;固定上部容器621a和下部容器 621b的〇形環707;和緊固件702。其中封閉淨化蒸發材 料的第一容器70 1設置在第二容器內。注意第二容器可由 含有不銹鋼的材料形成,且第一容器可以由含有鈦的材料 形成。 淨化蒸發材料被材料製造者封閉在第一容器701中。 第二容器的上部分621a和下部分621b藉由〇形環707連 接’且上部容器62〗a和下部容器621b藉由緊固件702固 定。由此將第一容器701封閉在第二容器中。然後藉由氣 體引入部分708減小第二容器內的壓力,此外’用氮環境 替換其大氣環境。然後調整彈簧705,藉由固定機構706 固定第一容器701。注意在第二容器中還可設置乾燥劑。 如果第二容器的內部爲真空、減壓狀態、或保持在氮環境 中,則可以防止甚至微量的氧和濕氣黏接到蒸發材料上。 -18- (15) (15)1330382 在這種狀態將容器輸送給發光裝置製造者,且第一容 器701直接安裝到處理室中。之後,藉由熱處理使蒸發材 料昇華,並進行蒸發膜的形成。 下面參照圖4 A和4 B以及圖5 A和5 B說明用於在膜 形成室中安裝第一容器的機構,其中第一容器在第二容器 中密封和傳送。注意圖4A和4B以及圖5A和5B是表示 在傳送期間的第一容器的示意圖。 圖4A表示安裝室805的頂視圖。安裝室805包括其 上設置第一容器701或第二容器的工作台804、蒸發源固 定器803和用於輸送第一容器的傳送機構802。圖4B表 示安裝室的透視圖。此外,安裝室805設置成與膜形成室 8 06相鄰。可以採用用於控制環境的裝置藉由氣體引入口 控制安裝室的環境。注意,本發明的傳送機構不限於圖 4A和4B中所示的結構,其中第一容器的側邊被夾在當 中。還可以採用從第一容器的上部將第一容器夾(拾取) 在當中的結構。 在緊固件701鬆弛的狀態第二容器設置在安裝室805 中的工作台804上。然後藉由用於控制環境的裝置將安裝 室805的內部放入減壓狀態。第二容器達到以下狀態:當 安裝室內的壓力等於第二容器內的壓力時,它可以打開。 然後採用傳送機構802除去第二容器的上部分621a,並 將第一容器701設置在蒸發源固定器803上。注意,雖然 圖中未示出,可以適當地提供用於設置被除去的上部分 62 1a的位置。然後蒸發源固定器803從安裝室805移動 -19- (16) 1330382 到膜形成室8 0 6。 之後,藉由設置在蒸發源固定器8〇3中的加熱 蒸發材料昇華,並開始膜形成。當在膜形成期間形 發源固定器803中的擋板(未示出)打開時’昇華 材料向基底散射並沉積在其上,由此形成發光層( 洞輸送層、電洞注入層、電子輸送層和電子注入層 然後在完成蒸發之後蒸發源固定器803返回到 8〇5。然後藉由傳送機構802將設置蒸發源固定器 的第一容器701移動到第二容器的下部容器(未示 並藉由上部容器6 2 1 a密封。較佳的,在傳送期間 時組合它們,密封第一容器、上部容器62 1 a和 器。在這種狀態下,安裝室8 05設置爲周圍環境壓 安裝室取出第二容器,固定緊固件702,將該元件 材料製造者。 下面使用圖5A和5B說明用於設置密封在第 中的多個第一容器並將它們傳送到蒸發源固定器 構。這個機構不同於圖4A和4B中所示的機構。 圖5A顯示安裝室905的頂視圖。安裝室905 上設置第一容器或第二容器的工作台904、多個蒸 定器9 03、用於傳送第一容器的多個傳送機構902 轉台907。圖5B顯示安裝室905的透視圖。此外 室905設置成與膜形成室906相鄰。可以經由氣體 並採用用於控制環境的裝置控制安裝室內的大氣。 多個第一容器701可藉由旋轉台907和多個傳 機構使 成在蒸 的蒸發 包括電 )° 安裝室 803中 出), 藉由此 下部容 力,從 發送給 二容器 中的機 包括其 發源固 以及旋 ,安裝 引入口 送機構 -20- (17) (17)1330382 902設置在多個蒸發源固定器9〇3中,並且在完成膜形成 之後可以有效地進行用於從多個蒸發源固定器向工作台 904移動多個第—容器的操作。較佳的此時在傳送的第 二容器中設置第一容器。 注意旋轉台907可具有旋轉功能,以便提高當開始蒸 發時傳送蒸發源固定器和當完成蒸發時傳送蒸發源固定器 的效率。旋轉台907不限於上述結構。旋轉台907可具有 用於水平移動的功能’並且在設置在第一膜形成室906中 的蒸發源固定器靠近的階段,多個第一容器可藉由採用移 動機構9 02設置在蒸發源固定器中。 可以將藉由上述蒸發設備形成的蒸發膜中的雜質減少 到最小量。如果採用這些類型的蒸發膜完成發光元件,則 可實現高可靠性和亮度。此外,根據這種類型的製造系 統,由材料製造者密封的容器可以直接安裝在蒸發設備 中’因此可以防止氧和濕氣吸附在蒸發材料上。將來本發 明可以處理甚至更高度淨化的發光層。此外,藉由再次淨 化其中保持殘餘蒸發材料的容器可以消除材料浪費。另 外,可以回收第一容器和第二容器,由此降低成本。 此外,本發明還減少了每單個基底的處理時間。如圖 10所示,設有多個膜形成室的多室製造設備具有用於向 第一基底上進行沉積的第一膜形成室、和用於向第二基底 上進行沉積的第二膜形成室。在每個膜形成室中同時(並 列)層疊多個有機化合物層,由此減少了每單個基底的處 理時間。即,從傳送室取出第一基底並將其放在第一膜形 -21 - (18) (18)1330382 成室中,在第一基底上進行汽相沉積。在這期間,從傳送 室取出第二基底並將其放在第二膜形成室中,並在第二基 底上進行汽相沉積。 在圖10中的傳送室1004a提供六個膜形成室,因此 可以將六個基底放在各個膜形成室中並進行依次和同時進 行蒸發。此外,還可以在一個膜形成室的維修期間採用其 他膜形成室進行蒸發,而不暫停生產線。 此外,如果在圖10中製造全色發光裝置,則在不同 膜形成室中依次層疊對應顔色R、G和B的電洞輸送層、 發光層和電子輸送層。此外,還可以在相同膜形成室中依 次疊置對應顔色R、G和B的電洞輸送層、發光層和電子 輸送層。如果在相同膜形成室中依次疊置對應顔色R、G 和B的電洞輸送層、發光層和電子輸送層,可以採用類似 於圖2A和2B所示的膜形成裝置。即,可以採用其中至 少三個或更多個的多個蒸發源固定器設置在一個膜形成室 中的蒸發設備。注意,較佳的,採用對應R、G和B的不 同蒸發掩模以便避免顔色混合。還較佳的,在汽相沉積之 前進行掩模對準,由此只在預定區域形成膜。爲了減少掩 模數量,可以採用用於R、G和B的同一蒸發掩模。可以 在汽相沉積之前藉由偏移用於每種顔色的掩模位置而進行 掩模對準,由此只在預定區域中形成膜。 此外,本發明不限於其中在同一室中依次疊置電洞輸 送層、發光層和電子輸送層的結構。也可以在多個耦合室 中依次疊置電洞輸送層、發光層和電子輸送層。 -22- (19) (19)1330382 此外,雖然前面作爲典型例子討論了結構,其中在陰 極和陽極之間疊置和設置作爲含有有機化合物的層的三 層,即電洞輸送層、發光層和電子輸送層,本發明不限於 這種特殊結構。也可以採用其中在陽極上依次疊置電洞注 入層、電洞輸送層、發光層和電子輸送層的結構。此外, 還可以採用其中在陽極上依次疊置電洞注入層、電洞輸送 層、發光層 '電子輸送層、和電子注入層的結構。此外, 也可以採用兩層結構和單層結構。可以向發光層中摻雜熒 光顔料等。此外,還可以採用具有電洞輸送特性的發光層 和具有電子輸送特性的發光層作爲發光層。而且,這些層 可以都用低分子量材料形成,此外,可以採用高分子量材 料形成一層或多層。注意,在本說明書總在陰極和陽極之 間形成的所有層一般通稱爲含有有機化合物的層(EL 層)。因此上述電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子 輸送層、電子注入層都包含在EL層的範疇內。此外,含 有有機化合物的層(EL層)還含有無機材料如矽。 注意,發光層(EL元件)包括含有有機化合物的層 (以下稱爲EL層)、陽極和陰極,其中在含有有機化合 物的層中藉由施加電場可以獲得發光(電致發光)。關於 有機化合物中的發光,有在從單態激發返回到基態時的光 發射(熒光)和從三態激發返回到基態時的光發射(磷 光)。在本發明中製造的發光裝置可以適用於兩種光發 射。 此外,對本發明的發光裝置中的熒光顯示器的驅動方 •23- (20) (20)1330382 法不進行限制。例如,可以採用點順序驅動法、行順序驅 動法' 熒光幕順序驅動法等。通常,時間灰度標定驅動法 或面積灰度標定驅動法可適當地用作行順序驅動法。此 外,輸入到發光裝置的源線的影像訊號可以是類比訊號或 數位訊號。驅動電路等可根據影像訊號類型適當設計。 而且,本說明書中由陰極、EL層和陽極形成的發光 元件稱爲EL元件。有兩種形成EL元件的方法,一種方 法是在互相相交形成的兩種類型條形電極之間形成EL層 (簡單矩陣法),另一種方法是在設置成矩陣形式的並連 接到TFT的圖素電極和相對電極之間形成EL層(主動矩 陣法)。 【實施方式】 下面說明本發明的實施方式。 下面採用圖7A和7B說明用於在膜形成室內的X方 向和y方向移動的蒸發源固定器。 圖7A是表示藉由連接到電源3 07的加熱機構3 03並 利用處於打開狀態的滑動擋板3 06進行熱處理和使容器 301中的蒸發材料302蒸發的狀態。注意,膜厚監視器 3 〇5固定到蒸發源固定器304上。可利用處於打開狀態的 擋板藉由調整熱處理溫度和由電源307進行的蒸發源固定 器3 〇4的移動速度,可以控制膜厚。 另一方面,圖7B表示處於關閉狀態的滑動擋板 3 〇6。打開擋板3 06中的孔,從孔傾斜射出的材料在指向 -24- (21) 1330382 膜厚監視器305的方向運動。注意’雖然在圖7八和7B 所示例子中,打開了容器3 0 1和擋板3 0 6 a之間的間隙, 該間隙可以很窄’或者可以根本沒有間隙。即’容器3 0 1 和擋板3 0 6可以緊密接觸。即使它們緊密接觸’由於小孔 打開,因此容器內的壓力洩漏。
此外,雖然設有一個容器301的蒸發源固定器的例子 示於圖7A和7B中’爲進行共同蒸發等’在圖8A和8B 中顯示設有多個容器202的蒸發源固定器。 膜厚監視器201設置在兩個容器202的每個中,一個 容器相對於固定基底200傾斜設置,如圖8A和8B所 示。加熱器用作加熱機構,並藉由電阻加熱法進行蒸發。 注意,在蒸發期間,藉由擋板處於打開狀態,蒸發源固定 器在基底下面移動,如8A所示。此外,如果在基底200 下沒有蒸發源固定器,則藉由關閉具有小孔的擋板204停 止蒸發。
上述蒸發源固定器在膜形成室中以鋸齒形方式在平面 上移動,如圖2A和2B所示。 在設有膜形成室的多室製造設備(圖1中顯示一個例 子)中可以防止濕氣進入含有有機化合物的層中。因此在 不暴露於周圍環境的情況下可以進行從形成含有有機化合 物的層直到密封操作的處理。 下面採用所示實施例進一步詳細說明具有上述結構的 本發明。 -25- (22) (22)1330382 實施例 [實施例1] 在本例中,在圖1中顯示其中自動化進行從第一電極 直到密封的製造技術的多室製造設備的例子。 圖1顯示多室製造設備,其包括:閘門100a-100y; 提取室119;傳送室102' l〇4a' 108' 114和118;運輸 室105、107和111;儲存室(裝載室)101;第一膜形成 室106H;第二膜形成室106B;第三膜形成室106G;第 四膜形成室106R;第五膜形成室106E;其他膜形成室 109(ITO或IZO膜)、110(金屬膜)、112(旋塗或噴 墨)、113(SiN膜或SiOx膜)、131(灘射室)、和132 (濺射室);用於設置蒸發源的安裝室126R、126G、 126B、126E和126H;預處理室103a(烘焙或02電漿、 H2電漿、Ar電漿)和l〇3b (真空烘焙);密封室116; 掩模儲存室124;密封基底儲存室130;盒式室iua和 120b ;以及底座裝載台121。 在圖1所示的製造設備中’顯示用於放置基底的處 理,其中預先在基底上形成薄膜電晶體、陽極(第一電 極)和覆蓋陽極的邊緣部分的絕緣體,並接著製造發光裝 置。 首先將基底設置在盒式室120a或盒式室120b中。將 大尺寸基底(例如300mmx360mm)設置在盒式室120a或 120b中’同時將標準尺寸的基底(例如 1 2 7mm XI 270mm)傳送給底座裝載台121,並將多個基底 -26- (23) 1330382 設置在底座裝載台(例如300mmx360mm)中。 然後將其上形成薄膜電晶體、陽極、和覆蓋陽極 緣部分的絕緣體的基底傳送給傳送室118。 此外,較佳的,在形成含有有機化合物的膜之前 退火,用於除去真空內的氣體,以便除去含在基底中 氣和其他氣體。基底可以輸送到與傳送室118耦合的 理室128,並可以在那裏進行退火。 此外,藉由採用噴墨法、旋塗法等,膜形成室1 以形成由聚合材料製成的電洞注入層。將聚(乙烯二 吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS )的水溶液、 胺/樟腦磺酸(PANI/CSA )的水溶液、PTPDES PTPDEK、PPBA或作爲電洞注入層的類似材料塗敷在 電極(陽極)的整個表面上並焙燒。較佳的,在烘 1 2 3中進行焙燒。對於藉由採用旋塗器等塗覆法形成 合材料構成的電洞注入層的情況可以提高平準度。對 成的膜,可以得到滿意的膜厚的覆蓋率和均勻性。 是,由於發光器層很均勻,因此可以獲得均勻的光發 在這種情況下,較佳的,在藉由塗覆法形成電洞注入 後和恰好藉由蒸發形成膜之前進行真空加熱(在1 20 (TC )。注意,如果存在以下情況則可以在不暴露 圍環境的情況下藉由蒸發進行發光層的形成:藉由海 洗第一電極(陽極)的表面;藉由臨時在80°C下對 旋塗形成在整個表面上並具有60nm的膜厚的聚(乙 氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)的水溶 的邊 進行 的濕 預處 1 2可 氧噻 聚苯 ' Et-第一 焙室 由聚 於形 特別 射。 層之 00 - 於周 綿淸 藉由 烯二 液的 -27- (24) (24)1330382 膜進行焙燒10分鐘,然後在2〇〇°C下焙燒1小時;和此 外,例如,恰好在蒸發之前進行真空加熱(在17 0 °c下加 熱30分鐘,然後冷卻30分鐘)。特別是’藉由製成 PEDOT/ PSS膜厚可以減少不平整性或微小顆粒對ITO膜 表面的影響。 此外,如果塗覆在ITO膜上的頂部,貝IJ PEDOT/ OSS 沒有良好的可濕性。因此’較佳的’在一旦藉由旋塗法進 行 PEDOT/PSS溶液的第一次塗覆之後藉由用純淨水淸 洗,增加可濕性。PEDOT/ PSS容器的第二次塗覆可以藉 由旋塗法進行,並進行烘焙,由此形成具有良好均勻性的 膜。注意在一旦進行第一塗覆之後用純淨水淸洗基底對提 高表面品質是有效的,並且還對除去微小顆粒等有效果。 此外,如果藉由旋塗形成PEDOT/ PSS,可以在整個 表面上形成膜,因此較佳的,從基底的邊緣表面和周邊部 分、以及連接到端部、陰極或下部接線等的區域選擇地除 去 PEDOT/PSS。較佳的,藉由採用 02灰化等在處理室 l〇3a中進行除去步驟。 接著基底從設有基底傳送機構的傳送室118輸送到儲 存室101。在本實施例的製造設備中的儲存室101中設置 基底翻轉機構,並且可以適當地翻轉基底。較佳的,儲存 室101耦合到真空排氣處理室,並且藉由在抽成真空之後 引入惰性氣體而將儲存室101設置爲周圍環境壓力。 然後將基底傳送到耦合到儲存室101的傳送室102。 較佳的’預先對傳送室102的內部進行真空排氣,並保持 -28- (25) (25)1330382 在真空,以便其中存在盡可能少的氧和濕氣。 此外,磁性懸浮渦輪分子泵、低溫泵或乾泵可作爲真 空排氣處理室。因此在耦合到儲存室的傳送室中可以實現 1 〇 _ 5到1 (T 6Pa的極限壓力。此外,可以控制雜質從泵一 側和從排氣系統反向擴散。可引入惰性氣體如氮氣或稀有 氣體,以便防止雜質引入設備內。採用在引入設備之前已 經經由淨化器高度淨化過的氣體。因此必須提供氣體淨化 器,以便在高度淨化之後將氣體引入蒸發設備內。可以預 先除去含在氣體中的氧、濕氣和其他雜質,因此可以防止 這些雜質進入設備內部。 此外,基底可以輸送到預處理室103a,如果趨於除 去形成在不必要部分中的含有有機化合物,則可以選擇地 除去化合物膜的疊層。處理室103a具有電漿産生裝置, 並藉由激勵選自Ar、H、F、和Ο的一種氣體或多種氣體 而進行乾蝕刻,由此産生電漿。 此外,較佳的,在蒸發含有有機化合物的膜之前進行 真空加熱,以便消除褶皴。將基底傳送到預處理室 103a,並在真空(等於或低於5xl0_3Torr( 0.665Pa)的 壓力,較佳的,從1〇-6到10_4Pa)中進行用於除氣的退 火,以便完全除去含在基底中的濕氣和其他氣體。如果有 機樹脂膜用作中間層絕緣膜材料或阻擋材料,特別是,在 某些情況下有機樹脂材料趨於容易吸收濕氣,且擔心除氣 下,必須在100— 250°C、較佳的,爲I5(rc—20(TC的溫 度下’在例如3 0分鐘或更長時間的周期內加熱之後,進 -29- (26) (26)1330382 1J 30分鐘的自然冷卻,然後在形成含有有機化合物的層 之前進行真空加熱,,以便除去吸收的濕氣。 J 此外’較佳的’預處理室是多級真空加熱室,如圖 13所示。在圖13中’ C表示真空室,1表示恒定溫度 缸’ 2表示板加熱器,3表示均勻溫度板(板加熱器), 4表示用於加熱基底槽,5表示基底固定器。藉由從板加 熱器2的熱傳導將熱量傳輸到均勻溫度板3,並且加熱均 勻溫度板3。在每個槽4中被加熱的待處理基底被紅外光 等的熱輻射均勻加熱。在一個槽4中可以放置一個基底, 就是說在恒定溫度缸1中總共有7個基底。 然後,在上述真空加熱之後將基底從傳送室102輸送 到膜形成室1 06H (用於HTL和HIL的EL層),並進行 蒸發處理。接著將基底從傳送室102輸送到運輸室105, 此外,在不暴露於周圍環境的情況下,從運輸室105輸送 到傳送室1 0 4 a。 然後將基底適當地輸送到膜形成室1 06R (紅色EL 層)、106G (綠色EL層)、106B (藍色EL層)以及與 傳送室104a耦合的106E (用於ETL和EIL的EL層), 並形成成爲電洞注入層、電洞輸送層和發光層的低分子量 有機化合物層。這裏將說明膜形成室106R、106G、 106B、 106E 和 106H。 可移動的蒸發源固定器安裝在每個膜形成室106R、 106G、1〇6Β、106E和106H中。製備多個蒸發源固定 器,並且它們設有其中封閉EL材料的多個容器(坩 -30- (27) (27)1330382 禍)°蒸發源固定器按照這種狀態安裝在膜形成室內。 較佳的’採用如下所示的製造系統將EL材料安裝至ij 膜形成室內。即’較佳的,採用在其內部由材料製造者預 先接受EL材料的容器(通常爲坩堝)進行膜形成。此 外’較佳的’在不暴露於周圍環境的情況下將EL材料安 裝到容器內。在從材料製造者傳送時,較佳的,在它們被 密封在第二容器內的狀態下將坩堝引入膜形成室內。希望 具有分別耦合到膜形成室106R、106G、106B、106E和 106H的真空排氣裝置的安裝室〗26R、126G、126B、 12 6H和126E設置在真空下或惰性氣體環境下,並且在真 空內、或在惰性氣體環境中將坩堝從第二容器取出,然後 設置在膜形成室內。因此可防止坩堝和被接收在坩堝內的 EL材料被污染。注意還可以在安裝室126R、126G、 126B、126H和126E中儲存金屬掩模。 藉由適當地選擇放在膜形成室106R、106G、106B、 106H和106E內的 EL材料,可以形成顯示單色(具體而 言是白色)或全色(具體而言,是紅、綠和藍色)光發射 的發光元件。 注意發射白色光的有機化合物層對於發射層具有用於 疊層的不同光發射顔色的情況可以粗分爲兩種。一種是含 有三基色即紅、綠和藍色的三波長型,另一種是利用藍色 和黃色之間或藍綠色和橙色之間的補償顔色關係的二波長 型。如果獲得利用三波長型光發射的白色發光元件,則在 一個膜形成室內製備多個蒸發源固定器。在第一蒸發源固 -31 - (28) (28)1330382 定器中封閉芳香二胺(TPD ),用於形成白色發光層,在 第二蒸發源固定器中封閉p-EtTAZ,用於形成白色發光 層,在第三蒸發液固定器中封閉Alq3,用於形成白色發 光層。在第四蒸發源固定器中封閉其中添加了奈耳 (Nile)紅即發射紅光的顔料的Alq3,用於形成白色發光 層’在第五蒸發源固定器中封閉Alq3。蒸發源固定器按 照這種狀態安裝在每個膜形成室中。然後開始依次移動第 一到第五蒸發源固定器,並且在基底上進行蒸發和層疊。 具體而言’ TPD由於受熱而從第一蒸發源固定器昇華,並 在整個基底表面上蒸發。接著P-EtTAZ從第二蒸發源固 定器昇華’ Alq3從第三蒸發源固定器昇華,Alq3 :奈耳紅 從第四蒸發源固定器昇華,並且Alq3從第五蒸發源固定 器昇華。昇華的材料蒸發在整個基底表面上。如果之後形 成陰極’則可獲得發射白色光的元件。 適當層疊含有有機化合物的層之後,和在從輸送室 1 04a將基底輸送給運輸室1 〇7之後,將基底從運輸室107 移動到傳送室108,所有這些過程都是在不暴露於周圍環 境的情況下進行的。 接著藉由安裝在傳送室108內的傳送機構將基底傳送 給膜形成室110,並形成陰極。該陰極是藉由採用電阻加 熱的蒸發法形成的金屬膜(由合金如 MgAg、MgIn、 AlLi、CaN等或位於元素周期表】族或2族的元素和鋁藉 由共同蒸發形成的膜)。陰極還可以採用濺射法在膜形成 室132內形成。此外,可以採用濺射法在膜形成室1〇9內 -32- (29) (29)1330382 形成由透明導電膜(ITO (銦錫氧化合金)、氧化銦-氧化 鋅合金(Ιη203-Ζη0)、氧化鋅(ΖηΟ)等)製成的膜。 而且’還將基底傳送給耦合到傳送室1 〇8的膜形成室 113’並且可以形成由氮化矽膜或氮氧化矽膜製成的保護 膜。由砂製成的靶、由氧化矽製成的靶、或由氮化矽製成 的粑設置在膜形成室113內。例如,藉由採用由矽製成的 祀’並藉由使膜形成室內的環境形成爲氮環境,或者形成 爲含有氮氣和氬氣的環境,可以形成氮化矽膜。 可以藉由上述技術形成具有疊層結構的發光元件。 然後在不暴露於周圍環境的情況下將其上形成發光元 件的基底從傳送室108輸送到運輸室U1,此外,基底從 運輸室111輸送給傳送室114。接著將其上形成發光元件 的基底從傳送室1 1 4輸送到密封室丨丨6。 製備密封室並從外部設置在裝載室丨i 7中。注意較佳 的’預先在真空內進行退火,以便除去雜質如濕氣。然後 形成密封材料,其中密封基底黏接到其上形成發光元件的 基底上。此時’在密封室內形成密封材料。然後,將具有 形成的密封材料的密封基底輸送給密封基底儲存室13〇。 注意還可以在密封室中在密封基底上形成乾燥劑。注意, 雖然适裏顯不在密封基底上形成密封材料的例子,但是本 發明不限於這種結構。密封材料還可以形成在具有在其上 形成的發光元件的基底上。 然後在密封室116中將基底和密封基底黏接在一起, 並利用設置在密封室116內的紫外光輻射機構將uv光照 -33- (30) (30)1330382 射到黏接的基底對上,由此設置密封材料。注意,雖然這 裏紫外光固化樹脂用作密封材料’但是本發明不限於使用 這種材料。亦可以採用其他材料’只要它們是黏接材料即 可 ° 接著將黏接的基底對從密封室1 1 6傳送到傳送室 114,然後從傳送室114輸送給提取室119並取出。上述 通道由圖9中的箭頭所示。 因此,採用圖1所示的製造設備,藉由將發光元件完 全密封成密封空間而進行處理,並且不會暴露於周圍環 境。因此可以製造具有高可靠性的發光裝置。注意,雖然 傳送室1 1 4和1 1 8內的環境在環境壓力下從真空到氮氣環 境重復改變,但是較佳的,在傳送室102、l〇4a和108中 總是保持真空。 注意,雖然這裏未示出,但是可以提供控制裝置,用 於控制基底移動到每個處理室的通道,因此實現了完全自 動化。 此外,在圖1所示的製造設備中還可以形成向上發射 型(雙側發射)發光元件。含有有機化合物的層形成在具 有作爲陽極的透明導電膜(或金屬膜(TiN))的基底 上,然後形成透明或半透明陰極(例如,薄金屬膜(A1、 Ag)和透明導電膜)。 此外,在圖1所示的製造設備中還可以形成底部發射 型發光元件。含有有機化合物的層形成在具有作爲陽極的 透明導電膜的基底上,然後形成由金屬膜(Al、Ag)製 -34- (31) 1330382 成的陰極。 此外,本例可以自由地與其他實施 [實施例2] 本例中將說明具有不同於實施例1 分的例子。具體而言,圖10中顯示 子,其包括設有6個膜形成室1 006R 1 006G (綠色 EL 層)、1 006B (藍色 (紅色EL層)、1006G’(綠色EL層 EL層)的傳送室1 004a。 注意圖10中與圖1相同的部分 示。此外,這裏爲了簡明起見,省略了 的說明。 圖10中顯示能並行製造全色發: 子。 與實施例1相似,在預處理室1 3 0 真空加熱,然後將基底從傳送室1 02經 到傳送室1 004a。藉由經過膜形成室 1 006B的通道在第一基底上疊置膜,並 1006R,、1006G’和 1006B’的通道在第 因此藉由在多個基底上並行進行蒸發, 下來的技術可以根據實施例1進行。可 藉由進行密封而完成發光裝置。 此外,可以在不同膜形成室內疊置 方式結合。 的製造設備的一部 一種製造設備的例 (紅色EL層)、 EL 層)、1 006R, )和1 006B’(藍色 用相同的參考號表 與圖1相同的部分 光元件的設備的例 中,在基底上進行 過運輸室105輸送 1 006R ' 1006G 和 藉由經過膜形成室 二基底上疊置膜。 可提高生産率。接 以在形成陰極之後 R、G和B顔色電 -35- (32) 1330382 洞輸送層、發光層和電子輸送層,如圖11所示 示從插入基底到取出基底的順序。注意在圖11 蒸發之前進行掩模對準,以便只在預定區域中形 佳的,對於每種不同顔色採用不同掩模,以便防 合,在這種情況下需要三個掩模。例如,如果處 底,可以進行下列處理。第一基底放置在第一 內,並形成含有發射紅光的有機化合物的層。然 一基底,並放在第二膜形成室中。將第二基底放 形成室內,同時在第一基底上形成含有發綠色光 合物的層,並且在第二基底上形成含有發射紅色 化合物的層。最後將第一基底放在第三膜形成室 基底放在第二膜形成室內,然後將第三基底放在 成室內,同時在第一基底上形成含有發射藍色光 物的層。因此可以依次進行疊置。 此外’還可以在同一膜形成室內疊置R、G 電洞輸送層、發光層和電子輸送層,如圖12Af 示,其中顯示從插入基底到取出基底的處理。如 膜形成室內連續疊置R' G和B顔色電洞輸送層 和電子輸送層,在掩模對準期間藉由位移進行掩 可以選擇地形成對應R、G和B的三種材料層, 所示。注意參考號10表示圖12B中的基底,參^ 示擋板,參考號17表示蒸發源固定器,參考號 發材料’和參考號19表示氣化蒸發材料。顯示 含有有機化合物的層的移動蒸發掩模1 4的狀態 ,其中顯 中的每個 成膜。較 止顔色混 理多個基 膜形成室 後取出第 在第一膜 的有機化 光的有機 內。第二 第一膜形 的有機化 W B顔色 ]12B 所 果在同一 、發光層 模定位, 如圖1 2 B ί號15表 18表示蒸 對於每個 。在這種 -36- (33) (33)1330382 情況下該掩模被共用,並且只用一個掩模。 此外’基底10和蒸發掩模14設置在膜形成室(未示 出)內。此外,可以藉由採用CCD視頻相機(未示出) 確認蒸發掩模1 4的對準。其中封閉蒸發材料]8的容器設 置在蒸發源固定器17中。膜形成室11被真空排氣到等於 或低於 5 xl 0_ 3Torr ( 0_665Pa ) ' 較佳的,從 1 〇_ 6 到 10 - 4Pa的真空度。此外’在蒸發期間藉由電阻加熱使蒸 發材料預先昇華(氣化),並在蒸發期間藉由打開擋板 15在基底10的方向散射。被昇華的蒸發材料19向上散 射,並藉由形成在蒸發掩模中的開口部分選擇地蒸發在基 底10上。注意希望膜形成速度 '蒸發源固定器的移動速 度和擋板的打開和關閉可以由微型電腦控制。因此可以藉 由蒸發源固定器的移動速度控制蒸發速度。此外,可以在 採用設置在膜形成室內的液晶振蕩器測量蒸發膜的膜厚的 同時進行蒸發。對於藉由採用液晶振蕩器測量蒸發膜的膜 厚的情況,可以測量蒸發在液晶振蕩器上的膜的質量的變 化,作爲諧振頻率的變化。在該蒸發設備中,在蒸發期間 將基底1 0和蒸發源固定器1 7之間的間隙距離d縮短到通 常等於或小於30cm、較佳的等於或小於20cm、更較佳的 從5到1 5 cm。因此大大提高了蒸發材料利用效率和生産 率。此外,提供能在膜形成室內在X方向和y方向移動蒸 發源固定器17並使蒸發源固定器保持在水平取向的機 構。這裏,蒸發源固定器17在平面中以鋸齒形方式移 動,如圖2A和2B所示。 -37- (34) (34)1330382 此外,如果共同使用電洞輸送層和電子輸送層,首先 形成電洞輸送層,之後採用不同掩模選擇地疊置由不同材 料製成的發光層,然後疊置電子輸送層。這種情況下採用 三個掩模。 此外,本例可以與實施例1的實施方式自由組合。 根據本發明,基底不必旋轉’因此可以提供能處理大 表面面積基底的蒸發設備。此外’即使使用大表面面積基 底,也可以提供能獲得均勻膜厚的蒸發設備。 而且,根據本發明可以縮短基底和蒸發源固定器之間 的距離,並且可以實現蒸發設備的小型化。該蒸發設備變 得較小,因此減少了黏接到膜形成室內的保護遮罩件的內 壁上的被昇華蒸發材料的量,並且有效地利用了蒸發材 料。 此外,本發明可提供其中依次設置用於進行蒸發處理 的多個膜形成室的製造設備。可增加該光發射設備的生産 量,只要在多個膜形成室中進行並行處理。 此外,本發明可提供一種製造系統’其中在不暴露於 大氣的情況下在蒸發設備中可直接安裝封閉蒸發材料的容 器、膜厚監視器等。根據本發明便於控制蒸發材料’並且 可避免雜質混入蒸發材料中。根據這種製造系統’被材料 製造者密封的容器可直接安裝在蒸發設備中’因此可防止 氧和濕氣黏接到蒸發材料上,並且將來可以控制甚至更高 度淨化的發光元件。 -38- (35) (35)1330382 【圖式簡單說明】 圖1是表示本發明的製造設備的示意圖; 圖2A和2B是表示本發明的蒸發源固定器的移動通 道的示意圖,圖2C和2D是表示蒸發源固定器在基底圓 周部分的移動的示意圖; 圖3是表示本發明的蒸發源固定器(在其擋板中具有 孔)的示意圖; 圖4A和4B是表示傳送到在安裝室中的蒸發源固定 器的坩堝的示意圖; 圖5A和5B是表示傳送到安裝室中的蒸發源固定器 的j;甘渦的示意圖; 圖6是表示本發明的傳送容器的示意圖; 圖7A和7B是表示蒸發源固定器(―個容器)上的 擋板的打開關閉的示意圖; 圖8 A和8B是表示蒸發源固定器(多個容器)上的 擋板的打開關閉的示意圖; 圖9是表示本發明的製造設備的順序的示意圖; 圖10是表不本發明(實施例2)的製造設備的示意 圖; 圖1 1是表示順序的例子(實施例2 )的示意圖; 圖12A和UB是表示順序的例子(實施例;和 圖13是表示多級真空加熱室的示意圖。 【符號說明】 -39- (36) (36)1330382 1 恆定溫度缸 2 板加熱器 3 均勻溫度板 4 加熱基底槽 5 基底固定器 10 基底 11 膜形成室 14 蒸發掩摸 15 檔板 17 蒸發源固定器 18 蒸發源材料 19 被昇華的蒸發材料 100a-100y 閘門 101 儲存室 102、104a、108、1 14、1 18 傳送室 103a ' 103b 預處理室 105 ' 107 > 111 運輸室 106H 第一膜形成室 106B 第二膜形成室 106G 第三膜形成室 106R 第四膜形成室 106E 第五膜形成室 109、110、112、113、131、132 膜形成室 1 1 6 密封室 -40- (37) (37)1330382 1 19提取室 120a ' 120b 盒式室 121底座裝載台 124掩摸儲存室 126R、126G、126B、126E、126H 安裝室 1 3 0密封基底儲存室 200基底 201膜厚監視器 202容器 204擋板 301容器 302蒸發材料 303加熱機構 304蒸發源固定器 305膜厚監視器 306滑動擋板 3 0 7電源 501容器 502蒸發源固定器 503擋板 621a 上部份容器 621b 下部份容器 701第一容器 7 02緊固件 -41 - (38)1330382
705彈簧 706固定機構 707〇形環 708氣體引入口 802傳送機構 803蒸發源固定器 804工作台 805 安裝室 806膜形成室 9 0 2傳送機構 903蒸發源固定器 9 04 工作台 905 安裝室 906 膜形成室 907 旋轉台
1004a 傳送室 1006R 、 1006G 、 1006B 、 1006R, 、 1006G, 、 1006B, 膜形成室 C 真空室 -42-
Claims (1)
1330382
拾、申請專利範圍 第921 1 9575號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年4月30日修正 1- 一種製造設備,包含: 裝載室; 耦合到裝載室的傳送室; 耦合到傳送室的多個膜形成室; 耦合到傳送室的處理室; 其中多個膜形成室的每個膜形成室耦合到真空排氣處 f室用於使膜形成室內部形成真空; 其中多侗膜形成室的每個膜形成室包含: 用於進行掩模和基底的位置對準的對準機構; 基底固定機構; 蒸發源固定器;和 用於移動蒸發源固定器的機構; 其中該蒸發源固定器包含各自密封蒸發材料的複數個 容器; 其中該複數個容器之各個包括用於加熱該複數個容器 之各個的機構’和形成在該複數個容器之各個上的擋板; 其中該處理室耦合到真空排氣處理室,用於提供真空 狀態; 其中當在一 X軸方向和一y軸方向之間轉換時,該蒸 發源固定器旋轉’用於旋轉該蒸發源固定器中之該複數個 1330382 容器; 其中多個板加熱器設置在處理室中,以便疊加和打開 ' 其間的縫隙;和 ' / 其中處理室可以在多個基底上進行真空加熱。 2. 如申請專利範圍第1項之製造設備,其中用於移 動蒸發源固定器的機構具有以一定間距在X軸方向移動蒸 發源固定器的功能,和具有以一定間距在y軸方向移動蒸 φ 發源固定器的功能。 3. 如申請專利範圍第1項之製造設備,其中在擋板中 打開一個開口,它的開口表面面積S2小於該容器的開口 • 表面面積S 1。 - 4.如申請專利範圍第1項之製造設備,其中與蒸發源 固定器相鄰形成膜厚監視器。 5.—種製造設備,包含·· 裝載室; •耦合到裝載室的傳送室; 稱合到傳送室的多個膜形成室; 耦合到傳送室的處理室; . 其中多個膜形成室的每個膜形成室都耦合到真空排氣 處理室,用於在膜形成室內部形成真空; 其中多個膜形成室的每個膜形成室包含: 用於進行掩模和基底的位置對準的對準機構; 基底固定機構; 蒸發源固定器:和 -2- 1330382 用於移動蒸發源固定器的機構; 其中該蒸發源固定器包含各自密封蒸發材料的複數個 容器; 其中該複數個容器之各個包括用於加熱該複數個容器 之各個的機構,和形成在該複數個容器之各個上的擋板; 其中當在一 X軸方向和一 y軸方向之間轉換時,該蒸 發源固定器旋轉’用於旋轉該蒸發源固定器中之該複數個 容器; 其中該處理室耦合到真空排氣處理室,用於提供真空 狀態;和 其中將氫氣、氧氣和惰性氣體中的至少一種氣體引入 處理室中以産生電漿。 6. 如申請專利範圍第5項之製造設備,其中多個板加 熱器設置在處理室中,以便疊加和打開其間的縫隙,並且 能在多個基底上進行真空加熱的處理室耦合到傳送室。 7. 如申請專利範圍第5項之製造設備,其中用於移動 蒸發源固定器的機構具有以一定間距在X軸方向移動蒸發 源固定器的功能,和具有以一定間距在y軸方向移動蒸發 源固定器的功能。 8. 如申請專利範圍第5項之製造設備,其中當在一X 軸方向和一 y軸方向之間轉換時,蒸發源固定器旋轉。 9. 如申請專利範圍第5項之製造設備,其中在擋板中 打開一個孔,它的開口表面面積S2小於該容器的開口表 面面積S 1。 -3- 1330382 ι〇·如申請專利範圍第5項之製造設備,其中與蒸發 源固定器相鄰形成膜厚監視器。 11.如申請專利範圍第5項之製造設備,其中惰性氣 體元素包括選自He、Ne、Ar、Kr和Xe的至少一種元素 ^ 12.—種製造設備,包含: 傳送室; ’ 膜形成室,耦合到傳送室,其中該膜形成室包含蒸發源 固定器,用以在基底上形成電致發光層;及 處理室,耦合到傳送室,其中該處理室能在多個基底上, 同時執行真空加熱, 其中該蒸發源固定器包含各自密封蒸發材料的複數個 容器; 其中該複數個容器之各個包括用於加熱該複數個容器 之各個的機構,和形成在該複數個容器之各個上的擋板; 其中當在一 X軸方向和一y軸方向之間轉換時,該蒸 發源固定器旋轉,用於旋轉該蒸發源固定器中之該複數個 容器。 1 3 .如申請專利範圍第1 2項所述之製造設備,其中一 膜厚度監視器設在鄰近該蒸發源固定器。 14.如申請專利範圍第12項所述之製造設備,其中該 電致發光層包含由電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電 子輸送層及電子注入層所構成之群組中所選出之至少一種 -4- 1330382 15·—種製造設備,包含: 傳送室; 膜形成室,耦合到該傳送室,其中該膜形成室包負^蒸發 源固疋器,用以在基底上形成電致發光層;及 處理室,耦合到該傳送室,其中該處理室包含多個板加 熱器,並能同時在多個基底上,執行真空加熱, 其中該蒸發源固定器包含各自密封蒸發材料的複數個 容器; 其中該複數個容器之各個包括用於加熱該複數個容器 之各個的機構,和形成在該複數個容器之各個上的擋板: 其中當在一 X軸方向和一 y軸方向之間轉換時,該蒸 發源固定器旋轉,用於旋轉該蒸發源固定;中之該複數個 容器。 16. 如申請專利範圍第15項所述之製造設備,其中一 膜厚監視器設在鄰近該蒸發源固定器。 17, 如申請專利範圍第15項所述之製造設備,其中該 電致發光層包含由電洞注入層、電洞輸送層、發光層 '電 子輸送層及電子注入層所構成之群組中所選出之至少一種
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