TWI400830B - 密封膜形成方法、密封膜形成裝置 - Google Patents

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Description

密封膜形成方法、密封膜形成裝置
本發明係關於一種形成用來密封有機發光元件的密封膜的密封膜形成方法、密封膜形成裝置以及形成了密封膜的有機發光元件。
近年來，吾人開發出一種利用電致發光(electroluminescence；EL)的有機EL元件。有機EL元件，其消耗電力比陰極射線管等產品更小，且自發光特性使其視野角度比液晶顯示器(LCD)更優異，由於具備這些優點，其今後的發展受到期待。
另外，有機EL元件很怕水分，從元件的缺陷部位侵入的水分會使發光亮度降低，進而產生稱為暗點的非發光區域，因此會在有機EL元件的表面上形成具備耐透濕性的密封膜。關於必須採用像有機EL元件那樣的低溫程序且必須具備極高耐透濕性的密封膜，可使用氮化矽、氧化鋁等的無機層。另外，亦有文獻提出一種採用無機層與例如UV硬化樹脂的有機層的堆疊構造的密封膜(參照例如專利文獻1～3)。
習知技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平10-312883號公報
專利文獻2：日本特開平4-267097號公報
專利文獻3：日本特開昭64-41192號公報
然而，為了確保耐透濕性，以低溫程序形成具有厚度足以覆蓋在基板表面上所附著的雜質微粒的無機層的密封膜有其必要。當所形成的密封膜太薄而雜質微粒未被無機層所覆蓋時，在雜質微粒與無機層之間會產生缺陷部位，水分便有可能從該缺陷部位侵入。因此，形成較厚的密封膜需要以數小時為單位的較長時間。另外，即使形成了具有厚度足以覆蓋雜質微粒的無機層的密封膜，也可能會殘留一部分的缺陷部位。例如，當朝沿著基板表面的方向突出的部分有雜質微粒時，會因為該突出部分而產生無機層未堆積到的遮蔽部位，進而產生缺陷部位。
另外，在專利文獻1中雖然揭示了一種在有機EL元件上形成光硬化性樹脂的緩衝層，使其硬化，然後才在緩衝層上更進一步形成無機層的方法，然而在使緩衝層硬化時所照射的紫外線可能會使有機EL元件劣化。
另外，在專利文獻2中雖然揭示了一種在有機EL元件上形成無機層，並在該無機層上形成光硬化性樹脂層的方法，然而為了確保高耐透濕性，密封膜必須形成到在玻璃基板上所附著的雜質微粒會被無機層所覆蓋的厚度，如是便無法縮短形成密封膜所需要的時間。
再者，在專利文獻3中雖然揭示了一種在有機EL元件上依序形成無機層、有機層、無機層的方法，然而單純將各層堆疊的方法，在玻璃基板上有雜質微粒附著的情況下，會有水分侵入而產生缺陷之虞，仍舊必須形成較厚的無機層以確保較高的耐透濕性。
有鑑於相關問題，本發明之目的在於提供一種密封膜形成方法、密封膜形成裝置以及有機發光元件，其能夠以比習知技術更短的時間以及更低的成本形成耐透濕性高的密封膜。
本發明係一種密封膜形成方法，其形成用來密封有機發光元件的密封膜，其特徵為：在該有機發光元件的表面上形成第1無機層，在該第1無機層上形成碳化氫層，將該碳化氫層軟化或熔解(重熔)以使其平坦化，使該碳化氫層硬化，在使該碳化氫層硬化之後，於該碳化氫層上形成比該第1無機層更厚的第2無機層。
本發明係一種密封膜形成裝置，其形成用來密封有機發光元件的密封膜，包含：在該有機發光元件的表面上形成第1無機層的機構；在該第1無機層上形成碳化氫層的機構；加熱該碳化氫層的機構；對該碳化氫層照射電子束或是紫外線的機構；以及在層的機構；對該碳化氫層照射電子束或是紫外線的機構；以及在對該碳化氫層照射電子束或是紫外線之後，於該碳化氫層上形成比該第1無機層更厚的第2無機層的機構。
本發明係一種有機發光元件，其被密封膜所密封，該密封膜包含：形成於該有機發光元件的表面上的第1無機層；形成於該第1無機層上的具有重熔形狀的碳化氫層；以及形成於該碳化氫層上的第2無機層；該第2無機層比該第1無機層更厚。
在本發明中，由於在有機發光元件的表面上形成第1無機層，故在後段的成膜步驟中，碳化氫層的有機成分不會對有機發光元件造成污染，或是與其產生化學反應。由於在第1無機層上形成具有重熔形狀的碳化氫層，故有機發光元件的覆膜不會有缺陷。另外，由於碳化氫層係平坦的重熔形狀，故在碳化氫層上所形成的無機層不會有缺陷。再者，由於使碳化氫層硬化，故能夠確實地防止因為碳化氫層的再軟化或是熔解而產生缺陷部以及水分侵入的情況。再者，由於碳化氫層可在比無機層更短的時間內形成足夠厚度，故相對於習知技術的無機層而言，本發明可在短時間內形成具備耐透濕性膜功能的較薄的第2無機層。另外，即使在將第2無機層形成得比習知技術的無機層更薄的情況下，由於第2無機層的基底為具備平坦的重熔形狀的碳化氫層，故可確保耐透濕性。另外，當具有耐透濕性膜功能的第2無機層形成得比較厚時，則在成膜步驟中的具有保護膜功能的第1無機層便可形成得比較薄。
如是，便可縮短無機層的形成時間。藉此，便可確保耐透濕性，並縮短密封膜(尤其是無機層)的形成時間。
若根據本發明，便能夠以比習知技術更短的時間以及更低的成本形成耐透濕性高的密封膜。
以下，根據本發明的實施態樣的圖式詳細說明本發明。
圖1A至圖1H係以示意方式表示本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一個實施例的說明圖。如圖1A所示的在形成有銦錫氧化物(Indium Tin Oxide；ITO)膜等的陽極層11a的玻璃基板11上形成有機EL元件12之後，如圖1B所示的，在形成有陽極層11a的玻璃基板11以及有機EL元件12的表面上形成第1無機層13a。第1無機層13a，係例如氮化矽膜，由低溫電漿化學氣相沉積(chemical vapor deposition；CVD)法所形成。另外，亦可用氧化矽膜或氧化鋁膜形成第1無機層13a。氧化矽膜可用電漿CVD形成。第1無機層13a的厚度約為100～1000nm。形成第1無機層13a可防止有機EL元件12因為後段的成膜處理而受到損壞。亦即，若有機EL元件12與後段的成膜處理所形成的有機層亦即碳化氫層13c直接接觸的話，有可能會因為密封膜的有機成分而對有機EL元件12造成污染或與其產生化學反應，因此遂在有機EL元件12上形成第1無機層13a。另外，第1無機層13a亦即氮化矽膜，因為較佳的密封膜形成方法，使其與下一步驟所形成的第1非晶碳層13b的接合性提高，進而使其與隔著第1非晶碳層13b的氮化矽膜與碳化氫層13c的接合性或密合性提高。亦即，氮化矽膜與第1非晶碳層13b的接合性比玻璃基板11與第1非晶碳層13b的接合性更高，另外，後段的成膜處理所形成的碳化氫層13c與第1非晶碳層13b的接合性也比氮化矽膜與碳化氫層13c的接合性更高。因此，便可使隔著第1非晶碳層13b的氮化矽膜以及碳化氫層13c因為玻璃基板11而緊密地形成膜層，進而提高耐透濕性。
然後，如圖1C所示的，在第1無機層13a上形成第1非晶碳層13b。第1非晶碳層13b利用例如電漿CVD成膜，其厚度為100～500nm。藉由形成第1非晶碳層13b，可提高下一步驟所形成的碳化氫層13c與第1無機層13a的接合性，並更進一步提高耐透濕性。
接著，如圖1D所示的，在形成於有機EL元件12上的第1非晶碳層13b上形成碳化氫層13c。碳化氫層13c利用例如真空蒸鍍法形成。具體而言，對在室溫下為固體狀態的碳化氫材料加熱，使碳化氫材料蒸發，碳化氫材料的蒸氣利用氬(Ar)氣等的搬運氣體搬運，供給到玻璃基板11的第1非晶碳層13b上。在供給碳化氫材料的蒸氣時，將玻璃基板11保持在比碳化氫材料的熔點更低的溫度，藉此便可使供給到第1非晶碳層13b上的碳化氫材料的蒸氣凝結，進而形成碳化氫層13c。碳化氫層13c的厚度為例如0.5～2.0μm。
代表性的碳化氫材料的分子式、分子量以及熔點表列於下述表格。為了防止有機EL元件12的劣化，宜使用熔點在100℃以下的碳化氫，如是便可防止有機EL元件12的劣化。更宜使用熔點在50℃以下的碳化氫，如是便可更確實地方防止有機EL元件12的劣化。
接著，如圖1E所示的，照射紅外線，對碳化氫層13c加熱，使碳化氫層13c軟化或是熔解，藉由重熔作用，使碳化氫層13c平坦化。圖中，附有影線的箭號係表示紅外線。碳化氫層13c的加熱溫度在會使碳化氫層13c軟化或是熔解但不會使有機EL元件12劣化的溫度範圍內。讓碳化氫層13c軟化或是熔解，可使其覆蓋範圍良好，並形成平坦的膜層。
在玻璃基板11上通常會附著有雜質微粒。雜質微粒的大小甚至可達3μm左右，根據該雜質微粒的形狀，可能會發生玻璃基板11以及雜質微粒未被碳化氫層13c覆蓋到而產生缺陷部位的情況。若殘留有缺陷部位，則耐透濕性可能會降低，也可能會對後段的成膜處理造成不良的影響，是比較不理想的情況。是故，讓碳化氫層13c軟化或是熔解，藉此便可使碳化氫層13c平坦化，並覆蓋該缺陷部位。
接著，讓玻璃基板11的溫度降低到比碳化氫層13c的熔點更低的溫度，例如降低到室溫，之後，如圖1F所示的，對其照射電子束，利用碳化氫材料的交聯反應使碳化氫層13c硬化。圖中，虛線箭號代表電子束。藉由使碳化氫層13c硬化，便可提高耐熱性。藉由使碳化氫層13c的耐熱性提高，則即使在之後的步驟中也能夠維持重熔形狀。另外，當碳化氫層13c為UV硬化性樹脂時，照射紫外線使碳化氫層13c硬化即可。由於在碳化氫層13c的底層形成第1無機層13a，故可保護有機EL元件12不會受到電子束以及紫外線的照射。如是，便可防止有機EL元件12的發光層受到損傷。
接著，採用較佳的密封膜形成方法，如圖1G所示的，在碳化氫層13c上形成第2非晶碳層13d。第2非晶碳層13d的形成方法，與第1非晶碳層13b相同。
接著，如圖1H所示的，在第2非晶碳層13d上形成比第1無機層13a更厚的第2無機層13e。第2無機層13e以與第1無機層13a相同的方法形成。惟第2無機層13e是密封膜13的最外層，需發揮耐透濕性膜的功能，故所形成的厚度比第1無機層13a更厚。例如，第2無機層13e的厚度為1.0～3.0μm。第2無機層13e的基底亦即碳化氫層13c為平坦的重熔形狀，可消除雜質微粒所造成的缺陷部位，並確實地覆蓋碳化氫層13c的表面。
圖2係表示本實施態樣的有機EL裝置的一個實施例的側剖面圖。本實施態樣的有機EL裝置，在玻璃基板11上堆疊陽極層11a、發光層以及陰極層12g，並以密封膜13密封各層。
陽極層11a係發光層的光線能夠透過的透明電極，例如ITO膜。
發光層係以例如真空蒸鍍堆疊第1層至第6層所形成的6層構造。第1層係正孔輸送層12a，第2層係正孔注入層12b，第3層係藍發光層12c，第4層係紅發光層12d，第5層係綠發光層12e，第6層係電子輸送層12f。另外，在此說明的第1至第6層的構造是一個實施例。
陰極層12g係由蒸鍍所形成的銀、鋁、鋁合金、鋰鋁合金或是錳以及銀的合金等所形成的膜層。
如是在玻璃基板11上所形成的有機EL元件12被密封膜13所覆蓋。密封膜13包含：在有機EL元件12的表面上所形成的第1無機層13a；在該1第無機層13a上所形成的第1非晶碳層13b；在該第1非晶碳層13b上所形成的具有重熔形狀的碳化氫層13c；在該碳化氫層13c上所形成的第2非晶碳層13d；以及形成於該第2非晶碳層13d上且厚度比第1無機層13a更厚的第2無機層13e。第1以及第2無機層13a、13e為氮化矽、氧化矽膜或是氧化鋁，碳化氫層13c係所謂的石蠟。另外，第1無機層13a的厚度約為100～1000nm，碳化氫層13c的厚度為0.5～2.0μm，第2無機層13e的厚度為1.0～3.0μm，第1以及第2非晶碳層13b、13d的厚度為100～500nm。
圖3係有機EL裝置製造系統2的一構造例的示意方塊圖。本實施態樣的有機EL裝置製造系統2係由沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排的裝載器21、傳遞模組(TM)22、成膜裝置23、傳遞模組(TM)24、電極形成裝置25、傳遞模組(TM)26、密封膜形成裝置27、傳遞模組(TM)28以及卸載器29所構成。以下，傳遞模組(TM)稱為傳遞模組，為了圖示方便，在圖中將傳遞模組標記為TM。
裝載器21係用來將玻璃基板11(例如預先在表面上形成陽極層11a的玻璃基板11)送入有機EL裝置製造系統2內的裝置。傳遞模組22、24、26、28係用來在各處理裝置之間傳遞玻璃基板11的裝置。
成膜裝置23係以真空蒸鍍法在玻璃基板11上形成正孔注入層12a、正孔輸送層12b、藍發光層12c、紅發光層12d、綠發光層12e、電子輸送層12f的裝置。
電極形成裝置25係使用圖案遮罩，對例如銀、鋁、鋁合金、鋰鋁合金或是錳以及銀的合金等進行蒸鍍，以在電子輸送層12f上形成陰極層12g的裝置。
密封膜形成裝置27係利用CVD以及蒸鍍等方式形成密封膜13而將玻璃基板11上所形成的各種膜層密封起來的裝置。
卸載器29係用來將玻璃基板11送出有機EL裝置製造系統2的裝置。
密封膜形成裝置27係由沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排的第1CVD裝置3、傳遞模組81、第2CVD裝置4、傳遞模組82、蒸鍍裝置5、傳遞模組83、第3CVD裝置6、傳遞模組84、第4CVD裝置7所構成。第1CVD裝置3係用來在有機EL元件12的表面上形成第1無機層13a的裝置，第2CVD裝置4係用來在第1無機層13a上形成第1非晶碳層13b的裝置，蒸鍍裝置5係用來形成並加熱碳化氫層13c且對該碳化氫層13c照射電子束或是紫外線的裝置，第3CVD裝置6係用來在碳化氫層13c上形成第2非晶碳層13d的裝置，第4CVD裝置7係用來在第2非晶碳層13d上形成比第1無機層13a更厚的第2無機層13e的裝置。以下，說明各裝置的構造。
圖4係表示第1CVD裝置3的一構造例的示意側剖面圖。第1CVD裝置3，係例如輻射線槽孔天線(Radial Line Slot Antenna；RLSA)型的裝置，具備氣密且接地的約略圓筒狀的處理室301。處理室301，係例如鋁製，具有在約略中央部位形成了圓形開口部310的平板圓環狀的底壁301a以及圍繞底壁301a設置的側壁，且上部形成開口。另外，亦可在處理室301的內周圍設置由石英所構成的圓筒狀墊片。
在處理室301的側壁上設置了形成環狀的氣體導入構件315，該氣體導入構件315與處理氣體供給系統316連接。氣體導入構件315配置成例如淋幕狀。處理氣體供給系統316的既定處理氣體透過氣體導入構件315被導入處理室301內。處理氣體可因應電漿處理種類以及內容選用適當的氣體。例如，在利用電漿CVD形成氮化矽膜的情況下，可使用矽烷(SiH4 )氣體、氨氣(NH3 )、氮氣(N2 )等氣體。
另外，在處理室301的側壁上，設有在第1CVD裝置3所隣接的傳遞模組26、28之間搬入或送出玻璃基板11的搬入送出口325、325，以及該搬入送出口325、325的開閉閘閥326、326。
在處理室301的底壁301a上設有以與開口部310連通的方式朝下方突出的有底圓筒狀的排氣室311。在排氣室311的側壁上設有排氣管323，排氣管323與具備高速真空泵的排氣裝置324連接。排氣裝置324運作使處理室301內的氣體從排氣室311的空間311a透過排氣管323排出。如是，便可將處理室301內部高速減壓至既定的真空度，例如0.133Pa。
在排氣室311的底部中央，由AlN等陶瓷所構成的柱狀構件303以約略垂直的方式突出設置，在柱狀構件的前端部，設置了用來支持將受到電漿處理的玻璃基板11的試料台302。在試料台302的外緣部設置了用來保持玻璃基板11的引導部304。試料台302與玻璃基板11加熱用的加熱器電源306以及靜電吸附用的DC電源308連接。
在處理室301的上部所形成的開口部沿著其周圍部位設置了環狀的支持部327。在支持部327上透過密封構件329以氣密方式設置了介電體，例如由石英、Al2 O3 等陶瓷所構成且微波可透過的圓盤狀的介電體窗328。
在介電體窗328的上方，以對向試料台302的方式，設置了圓板狀的槽孔板331。槽孔板331在與介電體窗328表面接觸的狀態下，卡止在處理室301的側壁上端。槽孔板331係由導體(例如表面鍍金的銅板或是鋁板)所構成，且貫通了複數個微波放射槽孔332，其形成既定圖案。亦即，槽孔板331構成RLSA天線。微波放射槽孔332，形成例如長溝狀，隣接的一對微波放射槽孔332以形成約略L字形的方式互相靠近設置。成對的複數個微波放射槽孔332配置成同心圓狀。微波放射槽孔332的長度或排列間隔係根據微波波長等參數所決定的。
具有比真空更大的介電常數的介電體板333以互相面接觸方式設置在槽孔板331的頂面上。介電體板333具有平板狀的介電體圓板部。在介電體圓板部的約略中央部形成了孔部。另外圓筒狀的微波入射部從孔部的周圍以相對於介電體圓板部約略垂直的方式突出。
在處理室301的頂面上，以覆蓋槽孔板331以及介電體板333的方式，設置了圓盤狀的防護蓋體334。防護蓋體334係由例如鋁或不銹鋼等金屬所製成的。處理室301的頂面與防護蓋體334之間被密封構件335所密封。
在防護蓋體334的內部形成了蓋體側冷卻水流路334a，讓冷卻水在蓋體側冷卻水流路334a內流通，便可對槽孔板331、介電體窗328、介電體板333、防護蓋體334進行冷卻。另外，防護蓋體334接地。
在防護蓋體334的上壁的中央形成了開口部336，該開口部與導波管337連接。導波管337具有從防護蓋體334的開口部336朝上方延伸而出且剖面為圓形的同軸導波管337a，以及與同軸導波管337a的上端部連接並朝水平方向延伸且剖面為矩形的矩形導波管337b，在矩形導波管337b的端部透過匹配電路338與微波產生裝置339連接。微波產生裝置339所產生的微波(例如頻率2.45GHz的微波)會透過導波管337傳遞到上述槽孔板331。另外，微波的頻率亦可採用8.35GHz、1.98GHz、915MHz等。矩形導波管337b在與同軸導波管337a連接的該側的端部上設有模式變換器340。同軸導波管337a具有筒狀的同軸外導體342，以及沿著該同軸外導體342的中心線配置的同軸內導體341，同軸內導體341的下端部連接固定在槽孔板331的中心上。另外，介電體板333的微波入射部內嵌於同軸導波管337a。
另外，第1CVD裝置3具備控制第1CVD裝置3的各構造部的程序控制器350。程序控制器350連接使用者介面351，使用者介面351由鍵盤與顯示器等構件所構成，鍵盤可輸入步驟管理者管理第1CVD裝置3的指令，顯示器可顯示第1CVD裝置3的運作狀況。另外，程序控制器350連接記憶部352，記憶部352儲存了以程序控制器350控制實現在第1CVD裝置3執行各種處理的控制程式，以及記錄有處理條件等資料的程序控制程式。程序控制器350從記憶部352讀取對應使用者介面351的指示的任意的程序控制程式並執行之，在程序控制器350的控制下，使第1CVD裝置3進行所期望的處理。
以上，係說明第1CVD裝置3的構造，惟第2以及第3CVD裝置4、6的構造與第1CVD裝置3相同。相異點在於：第2以及第3CVD裝置4、6的處理氣體供給系統316係供給用來形成非晶碳層的處理氣體。形成非晶碳層，係使用碳化氫(Cx Hy )氣體、氬(Ar)氣體等。另外，x、y係整數，碳化氫(Cx Hy )氣體係例如甲烷(CH4 )。第4CVD裝置7的構造基本上與第1CVD裝置3相同。
圖5係表示蒸鍍裝置5的一構造例的示意側剖面圖。蒸鍍裝置5具備用來收納玻璃基板11，並在內部對玻璃基板11進行碳化氫層13c的蒸鍍、重熔處理以及硬化處理的處理室501。處理室501，形成以搬運方向作為長邊方向的中空長方體形狀，由鋁、不銹鋼等材質所構成。在處理室501的長邊方向兩端側的側面上，設有用來將玻璃基板11搬運至處理室501的內部或外部的搬運口511、511，並利用閘閥512、512使搬運口511、511開啟或閉合。在處理室501的適當位置設置排氣管513，排氣管513與包含高速真空泵在內的排氣裝置514連接。使排氣裝置514運作，將處理室501內部減壓至既定壓力，例如10-2Pa。
在處理室501的底部設置了搬運裝置502，其可搬運被送入處理室501的玻璃基板11。搬運裝置502具備在處理室501的底部沿著長邊方向設置的引導軌，以及受到該引導軌的引導而可朝搬運方向亦即該長邊方向移動的移動構件，在移動構件的上端部設有以水平方式支持玻璃基板11的支持台503。在支持台503的內部設有保持玻璃基板11的靜電夾頭、保持玻璃基板11的溫度或是對其加熱的加熱器、冷媒管等構件。另外，支持台503可藉由線性馬達而進行移動。
在處理室501的上部，於搬運方向約略中央部位，設置了基板處理頭504。基板處理頭504具備：以真空蒸鍍法在玻璃基板11上形成碳化氫層13c的蒸鍍頭541；對玻璃基板11照射紅外線以將所形成的碳化氫層13c軟化或是熔解的紅外線照射頭542；以及對玻璃基板11照射電子束或是紫外線以使碳化氫硬化的硬化處理頭543。
另外，在本實施態樣中，係例示了進行碳化氫層13c的蒸鍍、重熔處理以及硬化處理等所有處理的裝置，惟亦可將進行碳化氫層13c的蒸鍍的蒸鍍裝置，進行重熔處理的重熔處理裝置，以及進行硬化處理的硬化處理裝置個別單獨設置。
蒸鍍頭541係將通過輸送管受到輸送的碳化氫材料的蒸氣向處理室501所收納的玻璃基板11吹出的機構。蒸鍍頭541透過輸送管與配置在處理室501的外部的蒸氣產生部545連接。蒸氣產生部545具備例如不銹鋼製的容器以及配置在容器內部的加熱機構。加熱機構設有可收納碳化氫材料的容器，可利用電源供給電力對碳化氫材料進行加熱。碳化氫材料係例如分子式以Cx Hy 表示的石蠟。碳化氫材料的加熱，可利用例如容器所埋設的電阻體進行加熱。如是，對加熱機構內部所收納的碳化氫材料進行加熱，以產生碳化氫材料的蒸氣。另外，容器與對玻璃基板11供給由惰性氣體，例如氬(Ar)等稀有氣體所構成的搬運氣體的搬運氣體供給管連接，將碳化氫材料的蒸氣與搬運氣體供給管對容器所供給的搬運氣體一起從蒸氣產生部545透過輸送管供給到蒸鍍頭541。在搬運氣體供給管以及輸送管的途中設置了用來調整搬運氣體供給量的流量調整閥544、546。流量調整閥544、546係例如電磁閥，流量調整閥544、546的開閉動作受到後述的程序控制器550控制。
紅外線照射頭542具備紅外線燈，其因為例如支持台503對玻璃基板11的搬運而照射到在玻璃基板11上所形成的碳化氫層13c的整個表面，亦即，以對預定形成密封膜13的區域照射紅外線的方式配置紅外線燈。紅外線燈所照射的紅外線的強度，只要足以使在玻璃基板11上所形成的碳化氫層13c軟化或是熔解即可。紅外線較佳的照射強度為：即使紅外線連續照射，有機EL元件12的溫度仍留在不會劣化的溫度範圍內。該紅外線燈與電力供給電源連接，電力供給受到程序控制器550控制。程序控制器550控制紅外線燈的電力供給，將碳化氫層13c加熱到軟化或是熔解且有機EL元件12不會劣化的溫度。
另外，紅外線照射頭542係對碳化氫層13c進行加熱的機構的一個例子而已。例如，亦可使支持台503具備可對碳化氫層13c進行加熱的加熱板，以取代紅外線照射頭542。
硬化處理頭543具備電子槍，其因為例如支持台503對玻璃基板11的搬運而照射到在玻璃基板11上所形成的碳化氫層13c的整個表面，亦即，以對預定形成密封膜13的區域照射電子束的方式配置電子槍，電子槍的動作受到程序控制器550控制。另外，在使用具備UV硬化特性的碳化氫材料形成碳化氫層13c的情況下，可使硬化處理頭543具備可對玻璃基板11照射紫外線的紫外線燈。
另外，蒸鍍裝置5具備控制蒸鍍裝置5的各構造部位的程序控制器550。程序控制器550與步驟管理者為了管理蒸鍍裝置5而可輸入指令的使用者介面連接。另外，程序控制器550與記憶部552連接，其儲存了可實現程序控制器550控制蒸鍍裝置5執行各種處理的控制程式，以及記錄了處理條件等資料的程序控制程式。程序控制器550根據使用者介面的指示從記憶部552讀取任意的程序控制程式，在程序控制器550的控制下，使蒸鍍裝置5進行所期望的處理。
另外，在此，係對玻璃基板11受到搬運的實施例進行說明，惟亦可採用將支持台503固定並使基板處理頭504相對於玻璃基板11移動的構造。
另外，在使用可被電子束硬化的碳化氫材料形成碳化氫層13c的情況下，蒸鍍裝置5亦可不設置硬化處理頭543。這是因為，可在後段的以電漿CVD形成非晶碳13d的步驟中，利用電子束的照射，將非晶碳13d的形成與碳化氫層13c的硬化一併進行。
以下，使用圖3，簡單說明如是構成之有機EL裝置製造系統2以及密封膜形成裝置27的動作。首先，透過裝載器21將預先在表面上形成有陽極層11a的玻璃基板11搬入成膜裝置23內。成膜裝置23在玻璃基板11上形成有機EL元件12。接著，利用傳遞模組24送入更裡面的電極形成裝置25，形成陰極層12g。接著，利用傳遞模組26、81、82、83、84，將玻璃基板11依序搬運到第1以及第2CVD裝置3、4、蒸鍍裝置5、第3以及第4CVD裝置6、7，各裝置在有機EL元件12上依序形成第1無機層13a、第1非晶碳層13b、碳化氫層13c、第2非晶碳層13d、第2無機層13e，將有機EL元件12密封起來。然後，將有機EL元件12被密封的玻璃基板11利用傳遞模組28透過卸載器29搬出到外部去。
若根據本實施態樣，便能夠以比習知技術更短的時間以及更低的成本形成耐透濕性高的密封膜13。
另外，在以於低溫程序形成厚度足以覆蓋玻璃基板11表面上所附著的雜質微粒的單一無機層作為密封膜的情況下，密封膜的形成需要以數小時為單位的時間。另外，即使形成厚度足以覆蓋雜質微粒的無機層作為密封膜，也會發生有部分缺陷部殘留下來的問題。另一方面，在形成由單一有機層所構成的密封膜的情況下，密封膜的有機成分可能會對有機EL元件12造成污染，或是與其產生化學反應，而會有無法確保像無機層那樣的耐透濕性的問題。然而，如本實施態樣所示的，藉由在有機EL元件12上形成第1無機層13a，並在該第1無機層13a上形成碳化氫層13c，便可解決有機EL元件12劣化的問題。另外，藉由在覆蓋範圍良好的具有平坦重熔形狀的碳化氫層13c上形成第2無機層13e，也能確保耐透濕性。
另外，不形成第2無機層13e，而以一定厚度的第1無機層13a與碳化氫層13c形成密封膜也是可以。然而，當第1無機層13a的膜層太薄而厚度不足以覆蓋玻璃基板11表面上所附著的雜質微粒時，會產生缺陷部，而形成該缺陷部僅被碳化氫層13c覆蓋的構造。此時，水分可能會通過比起無機層而言耐透濕性較差的碳化氫層13c以及缺陷部而到達有機EL元件12，使有機EL元件12劣化。在本實施態樣中，由於更以第2無機層13e覆蓋碳化氫層13c，故亦可解決上述的耐透濕性問題。
另外，由於係以使用在室溫下為固體的碳化氫材料的真空蒸鍍法於玻璃基板11上形成碳化氫層13c，比起使用液體的碳化氫材料形成膜層的情況而言，更能防止會污染蒸鍍裝置5內部的雜質微粒產生，進而減少有機EL裝置的缺陷。
再者，由於係利用電漿CVD形成無機層，故比起以濺鍍法形成無機層的情況而言，更能防止雜質微粒的產生，進而減少有機EL裝置的缺陷。
再者，由於係在第1以及第2無機層13a，13e與碳化氫層13c之間形成第1以及第2非晶碳層13b、13d，故可提高第1以及第2無機層13a、13e與碳化氫層13c的接合性以及耐透濕性。
另外，在本實施態樣中，係依序進行碳化氫層的硬化處理與第2非晶碳層的形成處理，惟亦可將該硬化處理以及形成處理同時進行。換句話說，亦可利用以電漿CVD形成第2非晶碳時所產生之電漿中的電子，使碳化氫層硬化。
另外，上述所說明的係藉由照射紅外線使碳化氫層軟化或是熔解的實施例，惟亦可採用在支持台設置加熱器等的加熱機構，並利用該加熱機構使碳化氫層軟化或是熔解的構造。
再者，上述所說明的係使用相同材料形成第1以及第2無機層的實施例，惟亦可使用不同材料形成第1以及第2無機層。
再者，上述所例示的係5層構造的密封膜，惟亦可更包夾其他膜層。相反的，亦可使用不具備第1以及第2非晶碳層其中一方或是雙方的密封膜密封有機EL元件。
(變化實施例1)
圖6係表示變化實施例1的有機EL裝置製造系統102的一構造實施例的方塊圖。變化實施例1的有機EL裝置製造系統102沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排了裝載器21、傳遞模組22、成膜裝置23、傳遞模組24、電極形成裝置25、傳遞模組26、密封膜形成裝置27以及從傳遞模組26分岐出去的卸載器29。
密封膜形成裝置27係由沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排的第1CVD裝置3、傳遞模組181、第2CVD裝置4、傳遞模組182以及蒸鍍裝置5所構成，並在第1CVD裝置3、第2CVD裝置4以及蒸鍍裝置5之間來回搬運玻璃基板11。在變化實施例1中，第1CVD裝置3係兼作上述實施態樣所說明的第4CVD裝置7，第2CVD裝置4係兼作第3CVD裝置6。
茲說明變化實施例1的有機EL裝置製造系統102的動作。到形成陰極層12g、形成具有重熔形狀的碳化氫層13c為止的步驟與上述實施態樣相同。形成了具有重熔形狀的碳化氫層13c的玻璃基板11，被傳遞模組182再次搬運到第2CVD裝置4，在碳化氫層13c上形成第2非晶碳層13d。然後，形成了第2非晶碳層13d的玻璃基板11，被傳遞模組181搬運到第1CVD裝置3。在第1CVD裝置3中，於第2非晶碳層13d上形成第2無機層13e，然後被傳遞模組26搬出並送到卸載器29。
在變化實施例1中，藉由2個CVD裝置與蒸鍍裝置5，便可形成本實施態樣的密封膜13，並使裝置小型化。另外，亦能夠以低成本構成有機EL裝置製造系統102。
另外，在本實施態樣以及變化實施例1中，無機層以及非晶碳層的形成係在不同的CVD裝置中進行，惟亦可替換所供給的氣體種類，用1個CVD裝置形成無機層以及非晶碳層。
(變化實施例2)
圖7係表示變化實施例2的有機EL裝置製造系統202的一構造實施例的方塊圖。變化實施例2的有機EL裝置製造系統202係由沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排的裝載器21、傳遞模組22、成膜裝置23、傳遞模組24、電極形成裝置25、傳遞模組26、密封膜形成裝置27以及卸載器29所構成。
密封膜形成裝置27具備沿著玻璃基板11的搬運方向依序直列並排的第1CVD裝置3、傳遞模組281以及第2CVD裝置4，再者，蒸鍍裝置5以從傳遞模組281分歧出去的方式設置，玻璃基板11以在第1CVD裝置3、第2CVD裝置4以及蒸鍍裝置5之間移動的方式受到搬運。另外，傳遞模組281在蒸鍍裝置5的相對側設置了可暫時堆放已形成第2非晶碳層13d的玻璃基板11的緩衝部9。緩衝部9在傳遞模組281的相對側設有傳遞模組283，在該傳遞模組283上設有2個第4CVD裝置7與卸載器。傳遞模組283將緩衝部9所堆放的玻璃基板11搬運到其中一個第4CVD裝置7，並將形成了第2無機層13e的玻璃基板11從第4CVD裝置7、7搬出並送到卸載器。另外，變化實施例2係說明設置了2個第4CVD裝置7、7的實施例，惟亦可設置3個以上的第4CVD裝置7、7、.....。
茲說明變化實施例2的有機EL裝置製造系統202的動作。到形成陰極層12g、用第1以及第2CVD裝置3、4形成第1無機層13a以及第1非晶碳層13b為止的步驟與上述實施態樣以及變化實施例1相同。形成了第1非晶碳層13b的玻璃基板11被傳遞模組281從第2CVD裝置4搬運到蒸鍍裝置5。然後，在蒸鍍裝置5形成具備重熔形狀的碳化氫層13c。形成了具有重熔形狀的碳化氫層13c的玻璃基板11被傳遞模組281再次搬運到第2CVD裝置4，在碳化氫層13c上形成第2非晶碳層13d。然後，形成了第2非晶碳層13d的玻璃基板11被傳遞模組281搬運到緩衝部9。然後，緩衝部9所堆放的玻璃基板11被傳遞模組283搬運到空的第4CVD裝置7。在第4CVD裝置7形成第2無機層13e。形成了第2無機層13e的玻璃基板11被傳遞模組283搬出並送到卸載器29。
由於第2無機層13e比第1無機層13a更厚，故成膜需要較長時間，在變化實施例2中，由於設置了緩衝部9，且設置了2個用來形成第2無機層13e的第4CVD裝置7，故比起變化實施例1而言，能夠更迅速地形成密封膜13。
另外，在變化實施例2中，係說明在傳遞模組281上設置第1以及第2CVD裝置3、4以及蒸鍍裝置5的實施例，惟此僅為一構造實施例而已，自不待言，亦可如變化實施例1，將第1CVD裝置3、第2CVD裝置4以及蒸鍍裝置5隔著傳遞模組直列連接。
(變化實施例3)
圖8A乃至圖8F係以概念方式表示變化實施例3的密封膜形成方法的一個實施例的說明圖。首先，與上述實施態樣相同，如圖8A所示的在形成有ITO膜等陽極層11a的玻璃基板11上形成有機EL元件12，之後，如圖8B所示的，在形成了陽極層11a的玻璃基板11以及有機EL元件12的表面上形成第1無機層13a。第1無機層13a的構造、成膜方法與實施態樣相同。
然後，如圖8C所示的，在形成了有機EL元件12的第1無機層13a上形成碳化氫層13c。碳化氫層13c的構造、成膜方法與上述實施態樣相同。
接著，如圖8D所示的，照射紅外線，將碳化氫層13c加熱，使碳化氫層13c軟化或是熔解，利用重熔作用，使碳化氫層13c平坦化。然後，讓玻璃基板11的溫度降低到比碳化氫層13c的熔點更低的溫度，例如室溫，之後如圖8E所示的，照射電子束，利用碳化氫材料的架橋反應使碳化氫層13c硬化。另外，碳化氫層13c的平坦化與電子束的照射處理亦可同時進行。碳化氫層的加熱、冷卻以及照射電子束的方法，就技術層面而言與上述實施態樣相同。
接著，如圖8F所示的，在碳化氫層13c上形成比第1無機層13a更厚的第2無機層13e。第2無機層13e以與第1無機層13a相同的方法形成。惟第2無機層13e係密封膜313的最外層，應具有耐透濕性，故厚度形成得比第1無機層13a更厚。
圖9係表示變化實施例3的有機EL裝置的一個實施例的側剖面圖。變化實施例3的有機EL裝置，係在玻璃基板11上堆疊陽極層11a、發光層以及陰極層12g，並以密封膜313將各層整體密封起來。陽極層11a以及發光層的構造與上述實施態樣相同，在玻璃基板11上所形成的有機EL元件12被密封膜313覆蓋。
密封膜313具備：在有機EL元件12的表面上所形成的第1無機層13a；在該第1無機層13a上所形成的具有重熔形狀的碳化氫層13c；以及形成於該碳化氫層13c上且厚度比第1無機層13a更厚的第2無機層13e。第1以及第2無機層13a、13e以及碳化氫層13c的構造與上述實施態樣1相同。
變化實施例3可達到與上述實施態樣相同的效果，能夠以更短的時間以及更低的成本形成耐透濕性高的密封膜313。
另外，在變化實施例3中，由於未形成第1以及第2非晶碳層13b、13d，故能夠以更短的時間形成密封膜313。
另外，變化實施例3係說明不具備第1以及第2非晶碳層13b、13d的密封膜313以及該密封膜313的形成方法，惟亦可加入第1以及第2無機層13a、13e以及碳化氫層13c，並形成第1以及第2非晶碳層13b、13d其中之一。
例如，由於碳化氫層13c形成覆蓋範圍良好的重熔形狀，故亦可省略形成在碳化氫層13c上的第2非晶碳層13d，而只形成第1非晶碳層13b。此時，便能夠以較短時間形成耐透濕性高的密封膜313。
上述所揭示的實施態樣的所有技術特徵均為例示，並非限制。本發明範圍並非意指上述實施態樣，而係請求範圍所示，其應包含與請求範圍均等之範圍內的所有變化態樣。
2、102、202．．．有機EL裝置製造系統
3．．．第1CVD裝置
4．．．第2CVD裝置
5．．．蒸鍍裝置
6．．．第3CVD裝置
7．．．第4CVD裝置
81、82、83、84．．．傳遞模組
9．．．緩衝部
11．．．玻璃基板
11a．．．陽極層
12．．．有機EL元件
12a．．．正孔輸送層
12b．．．正孔注入層
12c．．．藍發光層
12d．．．紅發光層
12e．．．綠發光層
12f．．．電子輸送層
12g．．．陰極層
13．．．密封膜
13a．．．第1無機層
13b．．．第1非晶碳層
13c．．．碳化氫層
13d．．．第2非晶碳層
13e．．．第2無機層
181、182．．．傳遞模組
21．．．裝載器
21．．．裝載器
22．．．傳遞模組
23．．．成膜裝置
24．．．傳遞模組
25．．．電極形成裝置
26．．．傳遞模組
27．．．密封膜形成裝置
28．．．傳遞模組
29．．．卸載器
281、283．．．傳遞模組
301．．．處理室
301a．．．底壁
302．．．試料台
303．．．柱狀構件
304．．．引導部
306．．．加熱器電源
308．．．DC電源
310．．．開口部
311．．．排氣室
311a．．．空間
313．．．密封膜
315．．．氣體導入構件
316．．．處理氣體供給系統
323．．．排氣管
324．．．排氣裝置
325．．．搬入送出口
326．．．開閉閘閥
327．．．支持部
328．．．介電體窗
329．．．密封構件
331．．．槽孔板
332．．．微波放射槽孔
333．．．介電體板
334．．．防護蓋體
334a．．．冷卻水流路
335．．．密封構件
336．．．開口部
337．．．導波管
337a．．．同軸導波管
337b．．．矩形導波管
338．．．匹配電路
339．．．微波產生裝置
340．．．模式變換器
341．．．同軸內導體
342．．．同軸外導體
350．．．程序控制器
351．．．使用者介面
352．．．記憶部
501．．．處理室
502．．．搬運裝置
503．．．支持台
504．．．基板處理頭
511．．．搬運口
512．．．閘閥
513．．．排氣管
514．．．排氣裝置
541．．．蒸鍍頭
542．．．紅外線照射頭
543．．．硬化處理頭
544．．．流量調整閥
545．．．蒸氣產生部
546．．．電磁閥
550．．．程序控制器
551．．．使用者介面
552．．．記憶部
圖1A係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1B係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1C係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1D係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1E係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1F係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1G係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖1H係本發明的實施態樣的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖2係本實施態樣的有機EL裝置的一實施例的側剖面圖。
圖3係有機EL裝置製造系統的一構造例的示意方塊圖。
圖4係第1CVD裝置的一構造例的示意側剖面圖。
圖5係蒸鍍裝置的一構造例的示意側剖面圖。
圖6係變化實施例1的有機EL裝置製造系統的一構造例的方塊圖。
圖7係變化實施例2的有機EL裝置製造系統的一構造例的方塊圖。
圖8A係變化實施例3的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖8B係變化實施例3的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖8C係變化實施例3的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖8D係變化實施例3的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
圖8E係變化實施例3的密封膜形成方法的一實施例的示意說明圖。
明圖。
圖9係變化實施例3的有機EL裝置的一實施例的側剖面圖。
11‧‧‧玻璃基板
11a‧‧‧陽極層
12‧‧‧有機EL元件
13‧‧‧密封膜
13a‧‧‧第1無機層
13b‧‧‧第1非晶碳層
13c‧‧‧碳化氫層
13d‧‧‧第2非晶碳層
13e‧‧‧第2無機層

Claims (6)

  1. 一種密封膜形成方法，其形成用來密封有機發光元件的密封膜，其特徵為：在該有機發光元件的表面上形成第1無機層，在該第1無機層上形成非晶碳層，在該非晶碳層上形成碳化氫層，將該碳化氫層軟化或是熔解以使其平坦化，使該碳化氫層硬化，在使該碳化氫層硬化之後，於該碳化氫層上形成比該第1無機層更厚的第2無機層。
  2. 如申請專利範圍第1項之密封膜形成方法，其中，在使該碳化氫層硬化之後且形成該第2無機層之前，或是與使該碳化氫層硬化的處理一起，於該碳化氫層上形成非晶碳層。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之密封膜形成方法，其中，該無機層為氮化矽膜、氧化矽膜或是氧化鋁膜。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之密封膜形成方法，其中，該無機層以電漿CVD形成。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之密封膜形成方法，其中，該碳化氫層以蒸鍍形成，且照射電子束或是紫外線使該碳化氫層硬化。
  6. 一種密封膜形成裝置，其形成用來密封有機發光元件的密封膜，包含：第1無機層形成機構，其在該有機發光元件的表面上形成第1無機層；碳化氫層形成機構，其在該第1無機層上形成碳化氫層；加熱機構，其對該碳化氫層進行加熱；照射機構，其對該碳化氫層照射電子束或是紫外線；以及 第2無機層形成機構，其在該碳化氫層受到電子束或是紫外線照射之後，於該碳化氫層上形成比該第1無機層更厚的第2無機層。
TW100122032A 2010-06-23 2011-06-23 密封膜形成方法、密封膜形成裝置 TWI400830B (zh)

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