TWI632716B - Manufacturing method of organic component, manufacturing device of organic component, and organic component - Google Patents

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TWI632716B
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Abstract

本發明之課題在於抑制水分滲入至有機EL元件。
提供一種有機元件之製造方法，具有：將在用以密封一或是複數隔壁部與陽極上之有機層的第1密封層上形成有中間層之基板加以搬入之製程；以及將形成於該基板之中間層加以回蝕之製程；該回蝕製程係實行至該一或是複數隔壁部當中至少一隔壁部上的第1密封層之至少一部分從該中間層露出達到可和下一製程中所成膜的第2密封層相接觸之程度。

Description

有機元件之製造方法、有機元件之製造裝置及有機元件
本發明係關於一種有機元件之製造方法、有機元件之製造裝置及有機元件。
近年來開發有例如利用電致發光(EL：Electro Luminescence)之有機EL元件。有機EL元件具有相較於布朗管等之消耗電力小並為自發光、且相較於液晶顯示器在視野角優異等優點。
另一方面，有機EL元件不耐水分。因此，若水分從有機EL元件之缺陷部滲入，或發光亮度降低、或產生被稱為暗點之非發光區域。因此，有時於有機EL元件之表面會形成例如具有耐透濕性之密封層。於此情況，能以不致對於有機EL元件造成損傷之低溫程序來形成，且要求耐透濕性之密封層有時會使用例如氮化矽等無機層。
但是，上述密封層會有水分從電極焊墊的開口側面滲入、而滲入之水分造成有機EL元件劣化使得壽命變短之疑慮。
是以，有人提議於有機EL元件上以由中間層(平坦化層)與防護層經1層以上積層之多層密封層來密封有機EL元件(例如參見專利文獻1)。
先前技術文獻
專利文獻1 日本特開2012-253036號公報
但是，專利文獻1中，為了形成中間層必須使用罩體，且必須進行罩體與基板之對位，而有生產量降低、製造成本變高之課題。
針對上述課題，本發明之一觀點，其目的在於壓低成本而在不致降低生產量的情況下來形成具有密封性能高的密封構造之元件。
為了解決上述課題，依據一態樣係提供一種有機元件之製造方法，具有：將在用以密封一或是複數隔壁部與陽極上之有機層的第1密封層上形成有中間層之基板加以搬入之製程；以及將形成於該基板之中間層加以回蝕之製程；該回蝕製程係實行至該一或是複數隔壁部當中至少一隔壁部上的第1密封層之至少一部分從該中間層露出達到可和下一製程中所成膜的第2密封層相接觸之程度。
此外，為了解決上述課題，依據其他態樣係提供一種有機元件之製造裝置，具有：第1成膜裝置，係形成將基板上所形成之一或是複數隔壁部與陽極上之有機層加以密封之第1密封層；第2成膜裝置，係於該第1密封層上塗布中間層；以及蝕刻裝置，係回蝕該中間層；該蝕刻裝置係回蝕該中間層至該一或是複數隔壁部當中至少一隔壁部上的第1密封層之至少一部分從該中間層露出達到可和下一製程中所成膜的第2密封層相接觸之程度。
此外，為了解決上述課題，依據其他態樣係提供一種有機元件，係於將一或是複數隔壁部與陽極上之有機層加以密封之第1密封層上，以至少一隔壁部上的第1密封層之至少一部分露出的方式形成有中間層；該中間層上之第2密封層係以和從該中間層露出之該第1密封層相接觸的方式而形成。
依據一態樣，可壓低成本而在不致降低生產量的情況下來形成具有密封性能高的密封構造之元件。
1‧‧‧有機元件之製造裝置
12‧‧‧洗淨裝置
16‧‧‧蒸鍍裝置
20‧‧‧成膜裝置A
24‧‧‧成膜裝置B
32‧‧‧蝕刻裝置
34‧‧‧成膜裝置D
36‧‧‧貼合裝置
38‧‧‧蝕刻裝置
50‧‧‧有機EL元件
51‧‧‧控制部
52‧‧‧電極焊墊部
100‧‧‧控制部
101‧‧‧密封層
103‧‧‧中間層
105‧‧‧密封層
110,120,130,140‧‧‧隔壁部
圖1(a)係一實施形態之有機元件之概略截面圖，圖1(b)係比較用有機元件之概略截面圖。
圖2係一實施形態之有機元件之製造裝置全體構成圖。
圖3A係一實施形態之於形成有隔壁部之基板來形成有機EL元件之圖。
圖3B係一實施形態之於設置了有機EL元件之基板形成第1密封層而形成了中間層之圖。
圖3C係一實施形態之回蝕中間層而形成第2密封層之圖。
圖3D係一實施形態之有機EL元件及其周邊以包覆片來被覆而將電極焊墊部加以蝕刻、開口之圖。
圖4係一實施形態之隔壁部之形成例。
圖5係用以說明一實施形態之回流(reflow)作用之圖。
圖6係一實施形態之變形例1中，回蝕中間層而形成第2密封層之圖。
圖7係一實施形態之變形例2中，回蝕中間層而形成第2密封層之圖。
圖8A係一實施形態之變形例3中，反覆實行中間層之形成以及回蝕之圖。
圖8B係一實施形態之變形例3中，反覆實行回蝕之後再形成第2密封層之圖。
圖8C係一實施形態之變形例3中，以包覆片來覆蓋有機EL元件及其周邊，而將電極焊墊部加以蝕刻形成開口之圖。
圖9係顯示一實施形態之蝕刻處理裝置一例之概略截面圖。
圖10係顯示一實施形態之成膜裝置一例之概略截面圖。
圖11A係顯示一實施形態之原料氣體供給構造體一例之圖。
圖11B係顯示一實施形態之電漿激發用氣體供給構造體一例之圖。
圖12係用以說明一實施形態之密封層之積層構造例之圖。
以下，針對實施本發明之形態參見圖式來說明。此外，本說明書以及圖式中針對實質同一構成係賦予同一符號而省略重複說明。
<起始>
一般，有機EL元件不耐水分。若水分從有機EL元件之缺陷部滲入，會造成發光亮度降低、或是產生被稱為暗點的非發光部區域。因此，於有機EL元件之表面形成具有耐透濕性之密封層。例如，如圖1(a)以及圖1(b)所示，在玻璃基板S(以下僅稱為基板S)上形成將有機EL元件50加以密封之密封層101(第1密封層)。
但是，即便設置了密封層101，如圖1(b)所示，若元件製造過程中或製造後有水分從電極焊墊部52之上方進入而滲入直到有機EL元件50的情況，會造成有機EL元件50劣化，縮短元件之壽命。
是以，為了抑制水分滲入直到有機EL元件50，由本實施形態所製造之有機元件如圖1(a)所示，係於有機EL元件50與電極焊墊部52之間設置隔壁部(堤防部)120，而於其上之位置B，密封層101之上部係以相對於密封層105(第2密封層)以一部分埋入的狀態做接觸並密合。藉此，於位置B形成水分滲入抑制用之壁部。
依據該構成，於元件製造過程中或製造後從電極焊墊部52之上方滲入的水分會被壁部所阻擋，要滲入直到有機EL元件50之區域A會變得困難。藉此，可抑制有機EL元件50因水分而劣化從而其壽命縮短。以下，針對本實施形態之有機元件之製造裝置以及有機元件之製造方法，參見圖式來說明。
〔有機元件之製造裝置〕
首先，針對本發明之一實施形態之有機元件之製造裝置之全體構成，參見圖2來說明。此外，針對本發明之一實施形態之有機元件之製造裝置的動作，主要參見圖3A~圖3D來說明。圖2係本實施形態之有機元件之製造裝置之全體構成圖。圖3A~圖3D係顯示用以製造本實施形態之有機元件之各製程圖。
有機元件之製造裝置1從搬入基板S之加載互鎖模組(LLM)10起依序具有洗淨裝置(前處理)12、移轉模組(TM)14、蒸鍍裝置16、移轉模組(TM)18、成膜裝置A20、移轉模組(TM)22、成膜裝置B24、加載互鎖模組(LLM)26、成膜裝置C28、加熱裝置30(回流)、蝕刻裝置32、成膜裝置D34、蓋體貼合裝置36以及焊墊蝕刻裝置38。
上述構成當中，從加載互鎖模組10到加載互鎖模組26為止乃將基板S於真空中進行處理之沿線(in-line)裝置構成。移轉模組(TM)14、18、22乃用以於鄰接裝置間收授基板S之裝置，例如可使用搬送機械人來搬送基板S。其中，移轉模組(TM)14、18、22所進行之搬送方法不限於此，也可使用輸送帶、輸送輥進行搬送等。
(基板搬入)
加載互鎖模組10係以將基板S從裝置外部移送到真空雰圍之洗淨裝置12的方式運作。被移送基板S之一例如圖3A所示。例如，如圖3A之「S0」所示，被移送基板S已經形成了成為陽極之例如ITO(Indium Tin Oxide)、IGZO、ZnO、單層石墨等或隔壁部110、120。以下，針對陽極舉出ITO為例來說明。
陽極層90(陽極層)以及電極焊墊部52係以ITO所形成。隔壁部110、120之形成上也可使用光微影(曝光)技術。亦即，隔壁部110、120係藉由在基板S上塗布(旋塗)感光性有機聚醯亞胺等樹脂，經圖案狀曝光、顯影而形成者。所形成之隔壁部110、120受到退火處理。藉此，去除隔壁部110、120中的水分。
如圖3A之「S1」所示，隔壁部110為有機EL元件50之形成用隔壁部。隔壁部120為水分滲入抑制用隔壁部。其中，各隔壁部之功能不限於此，例如隔壁部110也具有抑制水分滲入之功能。
本實施形態中，於隔壁部110與電極焊墊部52之間僅設置1個隔壁部120。但是，隔壁部之形成圖案不限定於此，也可在隔壁部110與電極焊墊部52之間形成複數隔壁部。例如，圖4中，在隔壁部110與金屬焊墊部52之間係以數μm的間隔形成了3個隔壁部120、130、140。於隔壁部110之內側形成了有機EL元件50。3個隔壁部120、130、140係以包圍有機EL元件50以及隔壁部110的方式來設置。亦即，以有機EL元件50為中心，從內周側往外周側形成隔壁部110、120、130、140，於最外側形成有電極焊墊部52。此處，電極焊墊部52僅圖示了1個，但不限定於此，可於周緣方向設置複數個。
此外，隔壁部110係鄰接於有機層之第1隔壁部的一例。隔壁部120、130、140係位於第1隔壁部外側且在第1隔壁部與電極焊墊部之間以包圍有機層的方式所設之一或是複數第2隔壁部之一例。
回到圖3A，針對隔壁部之形狀說明，則本實施形態中隔壁部110、120之高度為大致相同而為2μm程度。此外，隔壁部110、120之側壁傾斜(角度)也大致相同。隔壁部120至少相較於有機EL元件50之區域A的隔壁部110來得縮窄寬度。隔壁部120在根基側只要有數μm程度的寬度即可。此外，隔壁部120以前端側較根基側來得細化形成為佳。此外，考慮到在隔壁部120上 所形成之中間層，隔壁部120與其成為梯形形狀另以前端側成為R形狀為佳。關於中間層將會後述。
(洗淨)
洗淨裝置(前處理)12係將被搬入之基板S加以洗淨。洗淨方法之一例，可舉出以高頻放電生成氧電漿，利用所生成之氧自由基來進行有機化合物之氧化以及分解，藉以去除基板表面之有機物之氧自由基洗淨。其中，洗淨基板S之方法不限於洗淨裝置(前處理)12所進行之洗淨方法。
(有機層之成膜)
蒸鍍裝置16係以真空蒸鍍法在ITO90上形成由電洞注入層、電洞輸送層、藍發光層、紅發光層、綠發光層以及電子輸送層所構成之有機層。其中，有機層之成膜方法不限於蒸鍍裝置16所進行之蒸鍍方法。
(陰極層之成膜)
成膜裝置A20係使用圖案罩體來蒸鍍例如銀、鋁、鋁合金、鋰鋁合金、或是鎂以及銀之合金等。藉此，於電子輸送層上形成陰極層92。其中，陰極層之成膜方法不限於成膜裝置A20所進行之蒸鍍方法。
如以上所述，如圖3A之「S1」所示，藉由成膜裝置A20來形成陰極層92(陰極層)，藉由蒸鍍裝置16以於ITO(陽極層)90與陰極層92之間形成有機層之積層膜。如此一來，於隔壁部110內形成有機EL元件50。此外，在圖3B以及後面的圖式係省略有機EL元件50中陽極層90以及陰極層92之圖示。
(密封層之成膜)
成膜裝置B24係藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)處理來形成將隔壁部110、120與有機EL元件50加以密封之密封層101。密封層101能以例如氮化矽(SiN)所形成，也能以氮氧化矽(SiON)來形成。關於成膜裝置B24之構成將於後面說明(圖10)。
當密封層101形成氮化矽膜之情況，成膜裝置B24係被供給氬(Ar)氣體、氮(N2)氣體、氫(H2)氣體、矽烷系氣體。矽烷系氣體係使用例如矽烷(SiH4)氣體、二矽烷(Si2H6)氣體等。也可取代氮氣體以及氫氣體而改為供給氨(NH3)氣體。此外，亦可取代矽烷氣體改為供給其他含Si氣體，例如供給三甲矽烷胺(TSA)、原矽酸四乙酯(TEOS)。
如圖3B之「S2」所示，密封層101形成於隔壁部110、120、有機EL元件50以及電極焊墊P上。密封層101之厚度為50nm~200nm程度。
亦可藉由成膜裝置B24來形成氧化鋁(Al2O3)之密封層101。氧化鋁之密封層101具有高透明性之優點。此外，亦可組合氮化矽層與氧化鋁層來形成密封層101。於此情況，例如，為了更為抑制水分之滲入，以於氮化矽層之薄膜上形成既定厚度之氧化鋁層為佳。氮化矽層亦可例如藉由CVD處理來成膜。氧化鋁層亦可例如藉由CVD處理或是ALD(Atomic Layer Deposition)處理來成膜。密封層101除了氧化鋁以外亦可為氧化鎂(MgO)。此外，密封層101為將一或是複數隔壁部與陽極上之有機層加以密封之第1密封層之一例。此外，成膜裝置B24為用以形成第1密封層(將基板上所形成之一或是複數隔壁部與陽極上之有機層加以密封)之第1成膜裝置之一例。
(基板搬出)
加載互鎖模組26係將基板S從成膜裝置B24內之真空雰圍移送到外部(大氣)。
(中間層之形成)
成膜裝置C28係塗布(旋塗)丙烯酸酯或是乙烯化合物之液體材料來形成中間層。其結果，如圖3B之「S3」所示，於密封層101上形成中間層103。中間層103係以保護有機EL元件50並埋沒附著於基板S之雜物的方式發揮功能。
形成中間層103之材料係使用熔點低、例如熔點為100℃以下之液體材料。形成中間層103之後，實行硬化(cure)處理。硬化(cure)處理中可使用UV光照射、電子束照射、電漿硬化等。此時，處理溫度係在不致對於有機EL元件50造成損傷的範圍下進行。
中間層103係以具流動性之液體狀態的材料所形成之層。因此，基底之密封層101之角落部(突出部)會因為表面張力而較平坦部形成更薄的膜。從而，如前述般，隔壁部120以前端側相對於根基側來得細長形成為佳。藉此，如圖3B之「S3」所示，於隔壁部120上所形成之中間層103之厚度Th1變得較於隔壁部110上所形成之中間層103之厚度Th2來得薄。進而，只要隔壁部120之前端側為R形狀，由於可薄薄地形成中間層103故為所喜好者。此外，成 膜裝置C28乃為在第1密封層(密封層101)上塗布中間層103之第2成膜裝置之一例。
中間層103亦可藉由熱CVD或是蒸鍍而利用碳化氫系化合物(CxHyOzNw；z、w包含0)之材料來形成。碳化氫系化合物(碳化氫材料)構成之中間層103係例如以真空蒸鍍法來形成。具體而言，將在室溫為固體狀態之碳化氫材料做加熱來使得碳化氫材料蒸發，而將碳化氫材料之蒸氣以氬氣體等搬送氣體來搬送，供給於密封層101上。於供給碳化氫材料之蒸氣之際，藉由將基板S保持在比碳化氫材料之熔點來得低的溫度下，而使得被供給至密封層101上之碳化氫材料之蒸氣產生凝縮。藉此，可形成中間層103。中間層103之厚度為例如0.5~2.0μm。
於中間層103所使用之代表性碳化氫材料之分子式、分子量以及熔點示於下述表1。為了抑制有機EL元件50之劣化，以使用熔點在約100℃以下之碳化氫材料為佳。若使用熔點在約50℃以下之碳化氫材料，則可更確實地抑制有機EL元件50之劣化，故為更佳。
於此情況，亦可藉由以下說明之回流處理來使得中間層103熔融。於形成中間層103之情況，雖可實行回流處理，但亦可不實行回流處理而進行下一製程之回蝕處理。於實行回流處理之情況，中間層(CxHy)103可將存在於基板表面之粒子等異物的間隙加以填埋，而可格外提高後續成膜之密封層105之被膜性。
(回流)
回流處理係以加熱裝置30來進行。加熱裝置30係對於已成膜之中間層103照射紅外線以加熱碳化氫材料。藉此，可使得中間層103之碳化氫材料軟化或是熔解，利用回流作用使得中間層103平坦化。圖5以「S3'」表示之箭頭乃紅外線。中間層103之加熱溫度係在碳化氫材料會軟化或是熔解、且有機EL元件50不致劣化之溫度範圍內進行。若使得碳化氫材料軟化或是熔解，則可形成覆蓋性良好且平坦之中間層103。
基板S通常附著有雜質粒子。雜質粒子中有約3μm程度者，受到該雜質粒子之形狀的影響，有時無法以中間層103覆蓋基板S以及雜質粒子而產生缺陷部。一旦產生缺陷部，會有耐透濕性降低之虞，且對於後製程之成膜處理恐有不良影響之虞，而非所喜好者。是以，藉由使得碳化氫材料軟化或是熔解來讓中間層103平坦化。藉此，可埋沒缺陷部。尤其，可使得隔壁部110、120上之中間層103之角落部平坦化。於中間層103之成膜後實行回流處理之情況，中間層103之成膜後之硬化(cure)處理以在回流處理後實行為佳。
(回蝕)
圖2所示蝕刻裝置32係將氧(O2)氣體、稀有氣體(Ar等)導入腔室內並供給高頻電力，藉以讓氧氣體電離以及解離而生成氧電漿。蝕刻裝置32係藉由所生成之氧電漿來回蝕中間層103。中間層103之厚度基於隔壁部110、120之形狀在隔壁部120上成為最薄。從而，如圖3C之「S4」所示，於中間層103之回蝕之際，位置B之密封層101之頂部最早從中間層103露出。中間層103因選擇比故蝕刻速率高於密封層101。從而，於位置B處，只要密封層101之頂部從中間層103露出後仍持續回蝕，則密封層101之前端部會從中間層10突出。
此外，回蝕中間層103之際，密封層101成為阻蝕物可避免有機EL元件50受到蝕刻或損傷。
如以上般，本實施形態之回蝕處理的實行程度係直到隔壁部110、120當中至少位於最外側之隔壁部120上的密封層101之至少一部分從中間層103露出達到可和下一製程中所成膜之密封層作接觸之程度。
(密封層之成膜)
其次，圖2所示成膜裝置D34係藉由CVD(Chemical Vapor Deposition)處理而於中間層103上形成密封層105。密封層105能以例如氮化矽(SiN)來形成，也能以氮氧化矽(SiON)、氧化鎂(MgO)等來形成。
如圖3C之「S5」所示，中間層103上之密封層105係和從中間層103露出之密封層101在位置B接觸。密封層105之厚度為100nm~1000nm程度。成膜裝置D34也可除了CVD處理再和ALD處理組合來形成密封層105。
此外，密封層105為回蝕中間層103後所成膜之第2密封層之一例。此外，成膜裝置D34為中間層103之回蝕後形成密封層105並使得所形成之密封層105和從中間層103露出之密封層101作接觸之第3成膜裝置之一例。
如圖3C之「S5」所示，於隔壁部120上之位置B，密封層101之上部相對於密封層105以部分埋入之狀態相密合(接觸)著。藉此，至少於最外側之隔壁部、亦即於最接近電極焊墊部52之位置B的隔壁部120，可形成密封層101與密封層105相密合之壁部。藉此，即使如圖1(a)所示般水分從電極焊墊部52之上方滲入，也會被由密封層101與密封層105所形成之壁部所阻擋，故難以滲入至有機EL元件。其結果，可抑制水分所致有機EL元件50之發光亮度的降低、被稱為暗點之非發光區域之產生。如此般依據本實施形態，可抑制水分所致有機EL元件50之劣化而防止有機元件之壽命縮短，可提高製品之可靠性。
圖2所示貼合裝置36如圖3D之「S6」所示，係將包覆片107以接著劑(黏著層)來覆蓋有機EL元件52的方式而安裝。藉此，可保持有機元件之機械強度，並可保護有機EL元件52。包覆片107係以透明玻璃或塑膠所形成。
蝕刻裝置38係以包覆片107為罩體，對電極焊墊部52上之密封層105、中間層103、密封層101進行蝕刻，使得電極焊墊部52形成開口。藉此，結束有機元件之製造。
當電極焊墊部52形成開口，則水分會從電極焊墊部52之上方進入。但是，如前述般，水分會被由密封層101與密封層105所形成之壁部而阻擋，無法滲入至有機EL元件50。藉此，可抑制有機EL元件50之劣化而防止有機元件之壽命降低。
圖2所示有機元件之製造裝置1進而具有控制部51。控制部51具有CPU(Central Processing Unit)53、ROM(Read Only Memory)54、RAM(Random Access Memory)56、HDD(Hard Disk Drive)58以及介面59。CPU52係基於被儲存在上述記憶區域之各種配方而控制系統全體。配方中設定了各裝置之控制情報亦即程序時間、腔室內溫度、壓力(氣體之排氣)、高頻電力或電壓、各種氣體流量、搬送時機等。
(變形例1)
圖3C之「S5」中，藉由在隔壁部120上之位置B使得密封層101與密封層105相密合來形成壁部，以阻擋水分從電極焊墊部52側滲入。相對於此，於變形例1中，如圖6之「S4」所示，不僅在隔壁部120上之位置B、也在隔壁部110上之位置C、D處藉由由密封層101與密封層105所形成之壁部來阻擋水分從電極焊墊部52側滲入。此時，如圖6之「S4」所示，在位置B、C、D處實行回蝕直到密封層101從中間層103露出為止。藉此，如圖6之「S5」所示，密封層105和從中間層103露出之密封層101在位置B、C、D作接觸。
依據相關構成，藉由在位置B、C、D所形成之壁部，可更確實地阻擋來自電極焊墊部52側之水分，而無法滲入至有機EL元件50。藉此，可更確實地抑制有機EL元件50之劣化。
(變形例2)
進而，變形例2中，如圖7之「S4」所示，不僅是隔壁部110、120上之位置B、C、D，即便是未形成隔壁部110之位置E、F也使得密封層101與密封層105接觸。製程方面如圖7之「S4」所示，於位置B、C、D、E、F，實行回蝕直到密封層101從中間層103露出為止。於此情況，中間層103會成為僅形成於障壁部側面之狀態。藉此，如圖7之「S5」所示，成膜於中間層103上之密封層105會和從中間層103露出之密封層101在位置B、C、D、E、F處作接觸。
依據相關構成，可藉由在位置B、C、D、E、F所形成之壁部來更確實地阻擋水分，可更確實地抑制水分滲入到有機EL元件50。
(變形例3)
變形例3係反覆實行中間層之形成以及回蝕。例如，對於形成了100~500nm厚度之密封層101之後並形成了中間層103之基板，進行圖7之 「S4」所示中間層103之回蝕。之後，如圖8A之「S4-1」所示，再度形成中間層103。其次，如圖8A之「S4-2」所示，對於已形成之中間層103進而做回蝕。其次，如圖8B之「S5-1」所示，形成密封層105。此處，反覆實行2次中間層103之形成以及回蝕，但中間層103之形成以及回蝕之反覆次數不限於此。
其次，如圖8C之「S6-1」所示，以覆蓋有機EL元件52的方式利用接著劑(黏著層)來安裝包覆片107。藉此，可維持有機元件之機械強度、保護有機EL元件52。包覆片107係以透明玻璃或塑膠所形成。
蝕刻裝置38係以包覆片107為罩體，將電極焊墊部52上之密封層105、中間層103、密封層101加以蝕刻，使得電極焊墊部52形成開口。藉此，完成有機元件之製造。
依據變形例3之有機元件之製造，於反覆中間層103之形成以及回蝕後形成密封層105。如此般，藉由反覆中間層103之塗布與回蝕達複數次，可使得表面形狀更為平順，使得形成密封層105(第2密封層)時的覆蓋性成為良好，可抑制針孔等之發生。此結果，可更抑制水分滲入有機元件。
尤其，於變形例3之有機元件之製造中，對於底層表面具有凹凸之基板形成密封層105時可使得覆蓋性成為良好，此為效果所在。
依據上述實施形態以及變形例1~3之有機元件之製造，由於並未使用金屬罩體，而少有粒子之顧慮。此外，圖案形成所進行之微影(曝光製程)僅1次，可達成簡潔、低成本化，也容易對應於大面積之基板。此外，由於在上述實施形態以及變形例1~3之有機元件之製造上可使用LCD等既存設備，而無須新的設備投資，可抑制製造成本。
此外，由密封層101與密封層105所形成之壁部不限於上述實施形態以及變形例1、2所載明之位置。壁部可在不損及中間層103之功能的範圍內進行回蝕而露出密封層101之位置處來形成。其中，於更外側之隔壁部上、亦即愈接近於電極焊墊部52之位置處形成壁部，則抑制水分滲入之效果愈高而較佳。從而，較佳為在形成於基板S上之一或是複數隔壁部當中至少位於最外側之隔壁部上來形成由密封層101與密封層105所形成之壁部。其中，亦可於一或是複數隔壁部當中至少一個隔壁部上來形成由密封層101與密 封層105所形成之壁部。例如，也可不形成有機EL元件50形成用隔壁部110以外之隔壁部，而於隔壁部110上形成上述壁部。
以上，針對本實施形態之有機元件之製造裝置1之全體構成以及動作做了說明。據此，中間層103受到回蝕直到密封層101從中間層103露出為止。回蝕後所成膜之密封層105會和露出之密封層101接觸，藉此來形成壁部。水分被相關壁部所阻擋，而難以滲入至有機EL元件50。從而，可防止水分所致有機EL元件50之劣化，藉此，可維持有機元件之壽命，提高其可靠性。尤其，依據本實施形態，不僅是製品化後、即便是製造過程中也可阻擋水分，而可更為確實地防止有機EL元件之劣化。
此外，依據本實施形態之有機元件之製造方法，無須用以形成中間層103之罩體，無須罩體與基板之對位。從而，本實施形態可在壓低成本、不致降低生產量的情況下來形成具有密封性能高的密封構造之元件。
(裝置構成例：蝕刻裝置)
其次，針對回蝕中間層103之蝕刻裝置32之裝置構成例，參見圖9來說明，再者，關於形成密封層101(密封層105)之成膜裝置B24(成膜裝置D34)之裝置構成例係參見圖9來說明。
蝕刻裝置32具有內部被保持氣密而電性接地之腔室C。腔室C為圓筒狀，係由例如腔室內壁表面經過陽極氧化處理之鋁等所形成。蝕刻裝置32連接於未圖示之氣體供給源。回蝕中間層103之情況，從氣體供給源對腔室C內導入例如含氧氣體之氣體。
於腔室C之內部設有載置基板S之載置台202。載置台202被支撐於支撐台上。載置台202也發揮下部電極之功能。亦即，載置台202係經由未圖示之匹配器而連接於高頻電源210。藉此，載置台202係從高頻電源210被供給既定頻率(例如2MHZ)之偏壓用高頻電力。
於載置台202之上方在和載置台202對向之位置處設有上部電極204。上部電極204係經由未圖示之匹配器而連接於高頻電源208。藉此，上部電極204從高頻電源208被供給既定頻率(例如40MHZ)之電漿生成用高頻電力。
於腔室C底部設有排氣管206。於排氣管206連接著未圖示之排氣裝置。排氣裝置係將腔室C之氣體加以排氣。
(裝置構成例：成膜裝置)
其次，針對形成密封層101(密封層105)之成膜裝置B24(成膜裝置D34)之構成例參見圖10來說明。圖10係顯示成膜裝置之構成一例之縱截面圖。成膜裝置D34和成膜裝置B24具有同樣構成，故以下針對成膜裝置B24說明之。此外，本實施形態之成膜裝置B24乃使用輻線狹縫天線來產生電漿之CVD裝置。
成膜裝置B24具備有例如上面開口之有底圓筒狀腔室C。腔室C由例如鋁合金所形成。此外腔室C呈接地狀態。於腔室C底部之大致中央部設有例如做為載置基板S之載置部的載置台131。
載置台131也可埋入電極板132。電極板132也可連接於直流電壓源133。直流電壓源133也可對電極板132供給電壓。藉此，於載置台131之表面產生靜電力，基板S被靜電吸附於載置台131上。此外，載置台131亦可經由匹配器134而連接於高頻電源135。載置台131也可以來自高頻電源135之高頻電力而被施加偏壓電場。高頻電源135也可使用例如頻率為400kHz~13.56MHz者。高頻電源135可藉由輸出高頻電力來對載置台131施加偏壓電場。此外，高頻電源135可藉由輸出高頻電力而對載置於載置台131上之基板S以及基板S上所形成之膜施加偏壓電場。
於腔室C之上部開口例如經由用以確保氣密性之O型環等密封材140而設有介電質窗141。腔室C內藉由此介電質窗141而被閉鎖。於介電質窗141之上部設有做為供給電漿生成用微波之電漿激發部的輻線狹縫天線142。此外，介電質窗141係例如使用氧化鋁(Al2O3)。於相關情況下，介電質窗141對於乾式潔淨所使用之三氟化氮(NF3)氣體具有耐性。此外，為了進而提高對三氟化氮氣體之耐性，也可於介電質窗141之氧化鋁表面被覆氧化釔(Y2O3)、尖晶石(MgAl2O4)、或是氮化鋁(AlN)。
輻線狹縫天線142具備有下面開口之大致圓筒狀天線本體150。於天線本體150下面的開口部處設有圓盤狀狹縫板151(形成有多數狹縫)。也可於天線本體150內之狹縫板151上部設置由低耗損介電質材料所形成之介電質板152。於天線本體150之上面連接著連通於微波振盪裝置153之同軸導波管154。微波振盪裝置153設置於腔室C之外部，可對輻線狹縫天線142產生既定頻率(例如2.45GHz)之微波振盪。藉由相關構成，從微波振盪裝置153所振 盪出之微波被傳輸到輻線狹縫天線142內，在介電質板152受到壓縮而短波化後，利用狹縫板151產生圓偏波，從介電質窗141朝腔室C內進行放射。
於腔室C內之載置台131與輻線狹縫天線142之間設有例如大致平板形狀之原料氣體供給構造體60。原料氣體供給構造體60從俯視觀看其外形係形成為至少較基板S之直徑來得大之圓形狀。藉由此原料氣體供給構造體60，腔室C內被區劃出輻線狹縫天線142側的電漿生成區域R1、以及載置台131側的原料氣體解離區域R2。再者，原料氣體供給構造體60以使用例如氧化鋁為佳。於此情況，由於氧化鋁為陶瓷，故相較於鋁等金屬材料具有高耐熱性與高強度。此外，由於不會發生將電漿生成區域R1所生成之電漿加以捕集(trap)之情事，故對於玻璃基板可得到充分的離子照射。此外，可藉由對玻璃基板上的膜做充分的離子照射來生成緻密的膜。此外，原料氣體供給構造體60對於乾式潔淨所使用之三氟化氮氣體具有耐性。再者，為了提高對三氟化氮氣體之耐性，也可於原料氣體供給構造體60之氧化鋁表面被覆氧化釔、尖晶石或是氮化鋁。
原料氣體供給構造體60如圖11A所示般係由在同一平面上配置為大致格子狀的一連串原料氣體供給管61所構成。原料氣體供給管61從軸向觀看縱截面形成為方形。於原料氣體供給管61彼此之間隙形成有多數開口部62。於原料氣體供給構造體60之上側的電漿生成區域R1所生成的電漿可通過此開口部62而進入載置台131側之原料氣體解離區域R2。
於原料氣體供給構造體60之原料氣體供給管61之下面，如圖10所示般形成有多數原料氣體供給口63。此等原料氣體供給口63在原料氣體供給構造體60面內以均等配置著。於原料氣體供給管61連接著可和設置於腔室C外部之原料氣體供給源64相連通之氣體管65。於原料氣體供給源64例如被個別封入有屬矽烷系氣體之矽烷(SiH4)氣體與氫(H2)氣體來做為原料氣體。氣體管65設有閥66、質流控制器67。藉由相關構成，從原料氣體供給源64通過氣體管65對原料氣體供給管61分別導入既定流量之矽烷氣體與氫氣體。此外，此等矽烷氣體與氫氣體係從各原料氣體供給口63往下方的原料氣體解離區域R2來供給。
被覆電漿生成區域R1之外周面的腔室C內周面處，形成有供給電漿原料之電漿激發用氣體的第1電漿激發用氣體供給口70。第1電漿激發用氣體供 給口70例如沿著腔室C之內周面形成於複數部位。於第1電漿激發用氣體供給口70連接著第1電漿激發用氣體供給管72(例如貫通腔室C之側壁部，而和設置於腔室C外部之第1電漿激發用氣體供給源71相通)。於第1電漿激發用氣體供給管72設有閥73、質流控制器74。依據相關構成，於腔室C內之電漿生成區域R1內可從側方被供給既定流量之電漿激發用氣體。於本實施形態，第1電漿激發用氣體供給源71被封入例如氬(Ar)氣體做為電漿激發用氣體。
於原料氣體供給構造體60之上面積層配置著例如和原料氣體供給構造體60具有同樣構成之大致平板形狀之電漿激發用氣體供給構造體80。電漿激發用氣體供給構造體80如圖11B所示般係由配置為格子狀之第2電漿激發用氣體供給管81所構成。此外，電漿激發用氣體供給構造體80可使用例如氧化鋁。即便於此情況下，由於如上述般氧化鋁為陶瓷，故相較於鋁等金屬材料具有高耐熱性與高強度。此外，由於不會發生將電漿生成區域R1所生成之電漿加以捕集之情事，故對於玻璃基板可得到充分的離子照射。此外，可藉由對玻璃基板上的膜做充分的離子照射來生成緻密的膜。此外，電漿激發用氣體供給構造體80對於乾式潔淨所使用之三氟化氮氣體具有耐性。再者，為了提高對三氟化氮氣體之耐性，也可於電漿激發用氣體供給構造體80之氧化鋁表面被覆氧化釔或是尖晶石。
於第2電漿激發用氣體供給管81之上面，如圖10所示般形成有複數第2電漿激發用氣體供給口82。此等複數第2電漿激發用氣體供給口82係於電漿激發用氣體供給構造體80面內做均等配置。藉此，可對電漿生成區域R1從下側往上方供給電漿激發用氣體。此外，本實施形態中，此電漿激發用氣體為例如氬氣體。此外，除了氬氣體，原料氣體之氮(N2)氣體也從電漿激發用氣體供給構造體80供給於電漿生成區域R1。
於格子狀第2電漿激發用氣體供給管81彼此之間隙處形成有開口部83，於電漿生成區域R1所生成之電漿可通過電漿激發用氣體供給構造體80與原料氣體供給構造體60而進入下方之原料氣體解離區域R2。
於第2電漿激發用氣體供給管81連接著和設置於腔室C外部之第2電漿激發用氣體供給源84相連通的氣體管85。於第2電漿激發用氣體供給源84例如被個別封入做為電漿激發用氣體之氬氣體與做為原料氣體之氮氣體。於 氣體管85設有閥86、質流控制器87。依據相關構成，可從第2電漿激發用氣體供給口82對電漿生成區域R1分別供給既定流量之氮氣體與氬氣體。
包夾腔室C底部之載置台131的兩側處設有用以對腔室C內之雰圍進行排氣之排氣口190。於排氣口190連接著和渦輪分子泵等排氣裝置191相通之排氣管192。藉由來自此排氣口190之排氣，可將腔室C內維持在既定壓力(例如後述10Pa~60Pa)。
於以上成膜裝置B24設有控制部100。控制部100為例如電腦，具有程式儲存部(未圖示)。控制部100可和圖2所示控制部51成為一體，也可為個別體。於程式儲存部中儲存著可控制成膜處理(成膜裝置B24中對於基板S上之密封膜101之成膜處理、以及成膜裝置D34中對於基板S上之密封膜105之成膜處理)之程式。此外，程式儲存部也儲存著用以控制上述原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射、驅動系統之動作等而實現成膜裝置B24、34之成膜處理的程式。此外，程式儲存部也儲存著用以對於由高頻電源135所施加之偏壓電場之施加時機進行控制之程式。此外，前述程式也可記錄於例如電腦可讀取式硬碟(HD)、軟碟(FD)、光碟(CD)、磁光碟(MO)、記憶卡等電腦可讀取之記憶媒體中，從該記憶媒體安裝到控制部100。關於原料氣體之供給、電漿激發用氣體之供給、微波之放射、以及偏壓電場之施加時機將於後述。
其次，針對以上方式所構成之成膜裝置B24進行的SiN膜之成膜方法來說明。成膜裝置D34也同樣地可形成SiN膜。此外，成膜裝置B24中所成膜之SiN膜為密封膜101之一例，成膜裝置D34中所成膜之SiN膜為密封膜105之一例。
首先，例如於成膜裝置B24之啟動時，調整氬氣體之供給流量。具體而言，以從第1電漿激發用氣體供給口70所供給之氬氣體之供給流量與從第2電漿激發用氣體供給口82所供給之氬氣體之供給流量可使得供給於電漿生成區域R1內之氬氣體之濃度成為均一的方式進行調整。此供給流量調整中，例如使得排氣裝置191運作，在腔室C內形成有和實際成膜處理時為相同的氣流之狀態下，從各電漿激發用氣體供給口70、82供給被設定在適當供給流量之氬氣體。此外，以該供給流量設定來實際上對試驗用基板施以成膜，檢查該成膜是否在基板面內均勻進行。當電漿生成區域R1內之氬氣 體之濃度為均一之情況，由於基板面內之成膜係均勻進行，故檢查的結果，當成膜未於基板面內均勻進行之情況，乃變更各氬氣體之供給流量設定，再度對試驗用基板施以成膜。如此反覆進行，以成膜於基板面內被均勻進行而電漿生成區域R1內之氬氣體濃度成為均勻的方式來設定來自各電漿激發用氣體供給口70、82之供給流量。
在設定了各電漿激發用氣體供給口70、82之供給流量之後，開始成膜裝置B24中基板S之成膜處理。首先，基板S被搬入腔室C內，吸附保持於載置台131上。此時，基板S溫度被維持在100℃以下、例如50℃~100℃。接著，利用排氣裝置191開始腔室C內之排氣，讓腔室C內之壓力減壓至既定壓力(例如10Pa~60Pa)，而維持於該狀態下。此外，基板S溫度不限於100℃以下，只要有機EL元件不致受損之溫度即可，而由有機EL元件之材質等所決定。
此處，若腔室C內之壓力低於20Pa恐無法於基板S上適切形成SiN膜。此外，若腔室C內之壓力超過60Pa，恐氣相中之氣體分子間的反應會增加而產生粒子。因此，如上述般腔室C內之壓力被維持在10Pa~60Pa。
若腔室C內受到減壓，則電漿生成區域R1內會從側方之第1電漿激發用氣體供給口70被供給氬氣體，且從下方之第2電漿激發用氣體供給口82被供給氮氣體與氬氣體。此時，電漿生成區域R1內之氬氣體之濃度於電漿生成區域R1內被均等維持。此外，氮氣體係以例如21sccm之流量被供給。從輻線狹縫天線142往正下方的電漿生成區域R1以例如2.45GHz之頻率放射2.5W/cm2~4.7W/cm2之功率的微波。藉由此微波之放射，於電漿生成區域R1內氬氣體受電漿化，氮氣體產生自由基化(或是離子化)。此外，此時，於下方行進之微波被生成之電漿吸收。此結果，於電漿生成區域R1內生成高密度電漿。
於電漿生成區域R1內所生成之電漿通過電漿激發用氣體供給構造體80與原料氣體供給構造體60進入下方之原料氣體解離區域R2內。原料氣體解離區域R2係從原料氣體供給構造體60之各原料氣體供給口63被供給矽烷氣體與氫氣體。此時，矽烷氣體以例如18sccm之流量被供給，氫氣體以例如64sccm之流量被供給。矽烷氣體與氫氣體分別被從上方進入的電漿所解離。然後，藉由此等自由基與從電漿生成區域R1所供給的氮氣體之自由基而於基板S上沉積SiN膜。
(密封層之積層構造例)
密封層101、105若從單層膜變為多層膜，則於界面改變物質進入路徑之密封效果提高，可形成水分更難以滲入之密封層。
針對多層膜之密封層之形成方法，參見圖12來簡單說明。此處雖說明密封層101之成膜方法，但密封層105之情況也可同樣來成膜。圖12顯示密封層101之積層構造一例中高頻電力之施加時機與各時機之成膜狀態之圖。此處，舉出形成SiN膜(氮化矽膜)做為密封層101之例來說明。
控制部100於形成密封層101之際係依據圖12所示時序表來控制來自圖12所示高頻電源135之高頻電力的施加時機。藉此，控制對於載置台131之偏壓電場。具體而言，控制部100最初於某時刻開始氬(Ar)氣體、氮(N2)氣體、氫(H2)氣體、矽烷系氣體、以及微波(μ波)功率之供給。控制部100也可取代氮氣體以及氫氣體而供給氨(NH3)氣體。此外，控制部100也可取代矽烷氣體而供給其他含Si氣體。
於供給氬氣體、氮氣體、氫氣體以及矽烷氣體後，稍緩些開始微波(μ波)之功率的供給。如此般，藉由在氣體之供給後稍緩些來供給微波(μ波)之功率，可避免對基板S造成損傷而進行成膜。在氣體之供給以及微波功率之供給為安定之時刻t0之後的時刻t1，於有機EL元件50上積層SiN層101a。此時，SiN層101a之厚度為30~100nm程度。
在持續上述各種氣體以及微波功率之供給的情況下，在時刻t1~時刻t2之間，從高頻電源135施加偏壓用高頻電力(RF偏壓)。藉此，電漿中離子被拉引至SiN層101a，對SiN層101a賦予離子衝撃，在和SiN層101a為不同的沉積方向上成長SiN層101b，且使得在SiN層101a發生之針孔以非線形形狀來成長。此時，SiN層101b之厚度為10~50nm程度。
如此般，藉由讓偏壓用高頻電力之施加的開啟以及關閉以周期性反覆進行，可形成SiN層101a以及SiN層101b交互積層之多層膜密封層。
據此，由於能以SiN層101a以及SiN層101b之各層之界面來改變物質之進入路徑而可提高密封效果，可形成水分更難滲入之密封層101。除此以外，也可藉由在成膜中間歇供給矽烷(SiH4)氣體來製作積層構造。
以上，針對有機元件之製造方法、有機元件之製造裝置以及有機元件以實施例來說明，但本發明不限定於上述實施例，可在本發明之範圍內進 行各種變形以及改良。此外，可將上述實施例以及變形例在不矛盾的範圍內進行組合。
例如，本發明之蝕刻裝置不限於圖9所示電容耦合型電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)蝕刻裝置，也可使用採輻線狹縫天線之電漿裝置、感應耦合型電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)裝置、螺旋波激發型電漿(HWP：Helicon Wave Plasma)裝置、電子迴旋共振電漿(ECR：Electron Cyclotron resonance Plasma)裝置等。
此外，本發明之成膜裝置(成膜裝置A~D)不限於使用圖10所示輻線狹縫天線之CVD裝置，也可使用電容耦合型電漿(CCP：Capacitively Coupled Plasma)裝置、感應耦合型電漿(ICP：Inductively Coupled Plasma)裝置、螺旋波激發型電漿(HWP：Helicon Wave Plasma)裝置、電子迴旋共振電漿(ECR：Electron Cyclotron resonance Plasma)裝置等。

Claims (6)

  1. 一種有機元件之製造方法，具有：將在用以密封一或是複數隔壁部與陽極上之有機層的第1密封層之上形成有中間層之基板加以搬入之製程；藉由電漿來將形成於該基板之中間層加以回蝕之製程；以及於該中間層上成膜第2密封層之製程；該回蝕製程係實行至該一或是複數隔壁部當中至少一隔壁部之上的第1密封層之至少一部分從該中間層露出，而露出之該第1密封層的前端部會從該中間層突出；該成膜製程係在該回蝕製程後成膜該第2密封層，並讓從該中間層突出之該第1密封層的前端部相對於該第2密封層以部分埋入之狀態相密合著。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機元件之製造方法，其中該搬入製程係搬入形成有第1隔壁部與一或是複數第2隔壁部的基板；其中該第1隔壁部係鄰接於該有機層，該一或是複數第2隔壁部係以位於該第1隔壁部之外側且在該第1隔壁部與電極焊墊部之間包圍該有機層的方式來設置。
  3. 如申請專利範圍第2項之有機元件之製造方法，其中該一或是複數第2隔壁部之寬度形成為較該第1隔壁部之寬度來得窄。
  4. 如申請專利範圍第2項之有機元件之製造方法，其中該一或是複數第2隔壁部之前端側形成為較根基側來得細。
  5. 如申請專利範圍第1項之有機元件之製造方法，其中該回蝕製程係將回流後平坦化之該中間層加以回蝕。
  6. 一種有機元件之製造裝置，具有：第1成膜裝置，係形成將基板上所形成之一或是複數隔壁部與陽極上之有機層加以密封之第1密封層；第2成膜裝置，係於該第1密封層之上塗布中間層；電漿蝕刻裝置，係藉由電漿來回蝕該中間層；以及第3成膜裝置，係於該中間層上成膜第2密封層；該蝕刻裝置係回蝕該中間層至該一或是複數隔壁部當中至少一隔壁部 上的第1密封層之至少一部分從該中間層露出，而露出之該第1密封層的前端部會從該中間層突出；該第3成膜裝置係在該回蝕製程後成膜該第2密封層，從該中間層突出之該第1密封層的前端部相對於該第2密封層以部分埋入之狀態相密合著。
TW103108930A 2013-03-15 2014-03-13 Manufacturing method of organic component, manufacturing device of organic component, and organic component TWI632716B (zh)

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