專利名稱：用于膜淀積的方法和設(shè)備的制作方法
1、發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及采用有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光器件，其中有機(jī)發(fā)光元件具有陽極、陰極和包括適于通過施加電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)發(fā)光的有機(jī)化合物的膜(以下稱作“有機(jī)化合物層”)。具體而言，本發(fā)明涉及需要比相關(guān)技術(shù)的發(fā)光器件低的驅(qū)動(dòng)電壓和具有比相關(guān)技術(shù)的發(fā)光器件長(zhǎng)的壽命的發(fā)光器件的制造。此外，本申請(qǐng)的說明書中所述的發(fā)光器件指的是采用有機(jī)發(fā)光元件作為發(fā)光元件的圖像顯示器件或發(fā)光器件。而且，該發(fā)光器件包括以下所有組件其中連接器如各向異性導(dǎo)電膜(FPC柔性印刷電路)、TAB(帶式自動(dòng)鍵合)帶、或TCP(帶式載體封裝)安裝到有機(jī)發(fā)光元件的組件；其中在TAB帶或TCP的末端提供印刷電路板的組件；或在COG(玻璃上芯片)系統(tǒng)中IC(集成電路)直接安裝到有機(jī)發(fā)光元件上的組件。
2、相關(guān)技術(shù)的說明有機(jī)發(fā)光元件適于通過施加電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)發(fā)光。已經(jīng)說明了發(fā)光的機(jī)理在于有機(jī)化合物層置于電極之間，通過給電極施加電壓，從陰極填充的電子和從陽極填充的空穴在有機(jī)化合物層中的發(fā)光中心復(fù)合在一起，形成分子激子，并且當(dāng)分子激子返回到基態(tài)時(shí)放出能量，從而發(fā)光。
此外，由有機(jī)化合物形成的分子激子的種類可以包括單激發(fā)態(tài)和三激發(fā)態(tài)，而本發(fā)明的說明書包含每種激發(fā)態(tài)用于發(fā)光的情況。
在這種有機(jī)發(fā)光元件中，有機(jī)化合物層通常形成為1μm以下的薄膜。而且，由于有機(jī)發(fā)光元件是其中有機(jī)化合物層本身發(fā)光的自發(fā)光類型的元件，因此不需要用在常規(guī)液晶顯示器中的背底照明。因而，有機(jī)發(fā)光元件可以非常有利地形成為薄的和輕重量的。
而且，例如通過厚度為100-200nm的有機(jī)化合物層，考慮到有機(jī)化合物層中的載流子的移動(dòng)的范圍，從載流子的填充到其復(fù)合花費(fèi)的時(shí)間周期是幾十毫微秒的數(shù)量級(jí)，即使包含從載流子的復(fù)合到發(fā)光的程序，在少于一微秒的數(shù)量級(jí)就實(shí)現(xiàn)發(fā)光。因而，特征之一在于響應(yīng)速度非?？?。
此外，由于有機(jī)發(fā)光元件是載流子填充型發(fā)光元件，因此可以用DC電壓驅(qū)動(dòng)，并且很難產(chǎn)生噪聲。關(guān)于驅(qū)動(dòng)電壓，通過首先在有機(jī)化合物層的厚度均勻，在100nm左右的超薄膜，選擇電極材料，相對(duì)于有機(jī)化合物層減小載流子填充勢(shì)壘，并進(jìn)一步引入單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(雙結(jié)構(gòu))，在5.5V實(shí)現(xiàn)100cd/m2的足夠亮度(文獻(xiàn)1C.W.Tang andS.A.VanSlyke，“Organic electroluminescent diodes”，AppliedPhysics Letters，vol.51.No.12，913-915(1987))，。
由于如薄和輕重量、高速響應(yīng)性、DC低電壓驅(qū)動(dòng)等的特性，作為下一代平板顯示元件，已經(jīng)注意到了有機(jī)發(fā)光元件。而且，由于有機(jī)發(fā)光元件是自發(fā)光型和可見角度大，它們?cè)诳梢娦陨舷鄬?duì)有利，并且相信作為用于便攜式設(shè)備中的顯示器的元件是有效的。
因此，在文獻(xiàn)1中所述的有機(jī)發(fā)光元件的構(gòu)成中，通過采用相對(duì)穩(wěn)定的低功函數(shù)的Mg∶Ag合金作為陰極以提高電子注入性能，載流子填充勢(shì)壘很小。這就可以將大量載流子填充到有機(jī)化合物層中。
此外，通過采用其中由二胺化合物構(gòu)成的空穴輸送層和由tris(8-quinolinolato)鋁(以下寫為“Alq3”) 構(gòu)成的電子輸送發(fā)光層疊層作為有機(jī)化合物層的單異質(zhì)結(jié)構(gòu)，通過移位和限制提高載流子的復(fù)合效率，上述結(jié)構(gòu)將在下面介紹。
在例如有機(jī)發(fā)光元件只有單Alq3層的情況下，由于Alq3是電子輸送性能的，從陰極填充的大部分電子在不與空穴復(fù)合的情況下到達(dá)陽極，使發(fā)光效率非常低。就是說，為了具有有效地發(fā)光(或在低電壓驅(qū)動(dòng))的單層有機(jī)發(fā)光元件，需要采用能夠以阱平衡方式承載電子和空穴的材料(以下稱為“雙極材料”)，Alq3不滿足這個(gè)要求。
然而，采用在文獻(xiàn)1中所述的單異質(zhì)結(jié)構(gòu)會(huì)使從陰極填充的電子被空穴輸送層和電子輸送發(fā)光層之間的界面阻擋，被封閉在電子輸送發(fā)光層中。相應(yīng)地，載流子可以有效地在電子輸送發(fā)光層中復(fù)合，以便提供有效的發(fā)光。
當(dāng)研究這種載流子阻擋功能的概念時(shí)，可以控制載流子復(fù)合區(qū)。作為例子，有一個(gè)報(bào)導(dǎo)，根據(jù)該報(bào)導(dǎo)，在空穴輸送層的封閉空穴中得到了成果，并通過在可空穴輸送層和電子輸送層之間插入能阻擋空穴的層(空穴阻擋層)，制成空穴輸送發(fā)光層(文獻(xiàn)2YasunoriKIJIMA，Nobutoshi ASAI and Shin-ichiro TAMURA，”A Blue OrganicLuminescent Diode”，Japanese Journal of AppliedPhysics，Vol.38，5274-5277(1999))。
而且，可以說文獻(xiàn)1中所介紹的有機(jī)發(fā)光元件是在考慮到功能分離的基礎(chǔ)上的，根據(jù)這一點(diǎn)，空穴的承載是通過空穴輸送層進(jìn)行的，電子的發(fā)光是通過電子輸送發(fā)光層進(jìn)行的。功能分離的概念已經(jīng)進(jìn)一步上升到雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(三異質(zhì)結(jié)構(gòu))的概念，據(jù)此，發(fā)光層插入在空穴輸送層和電子輸送層之間(文獻(xiàn)3Chihaya ADACHI，ShizuoTOKITO，Tetsuo TSUTSUI and Shogo SAITO，”Electroluminescence inOrganic Films with Three-Layered Structure”，Japanese Journal ofApplied Phys ics，Vol.27，No.2，L269-L271(1988))。
這種功能分離的優(yōu)點(diǎn)在于功能分離可以使有機(jī)材料的種類不需要同時(shí)具有多種功能(發(fā)光、載流子承載性能、來自陰極的載流子填充性能，等等)，這對(duì)分子設(shè)計(jì)等提供很寬的自由度(例如不需要不合理地尋找雙極材料)。即，通過結(jié)合分別具有好的發(fā)光特性和載流子承載性能的材料很容易實(shí)現(xiàn)高發(fā)光效率。
由于這些優(yōu)點(diǎn)，直到現(xiàn)在已經(jīng)廣泛地利用了文獻(xiàn)1中介紹的疊層結(jié)構(gòu)的概念(載流子阻擋功能或功能分離)本身。
還注意到，在這些發(fā)光元件的制造中，特別在批量生產(chǎn)工藝中，為了防止通過用真空蒸發(fā)層疊空穴輸送材料和發(fā)光材料以及電子輸送材料等而使各種材料被污染，通常采用線型淀積設(shè)備(多室設(shè)計(jì))。相應(yīng)地，這種淀積設(shè)備的上部平面圖示于

圖16中。
在圖16中所示的淀積設(shè)備中，可以進(jìn)行陰極和在具有陽極(如ITO等)的襯底上的空穴輸送層和發(fā)光層及電子輸送層的三層疊層結(jié)構(gòu)的真空蒸發(fā)，并進(jìn)行其密封處理。
首先，將帶有陽極的襯底傳送到載入室中。通過第一傳送室向紫外線輻射室運(yùn)送襯底，然后通過在真空環(huán)境中照射紫外線，在這種陽極表面上進(jìn)行清洗處理。這里應(yīng)注意，在陽極由氧化物如ITO構(gòu)成的情況下，陽極在預(yù)處理室中被氧化。
接著，在蒸汽蒸發(fā)室1501中形成空穴輸送層，同時(shí)在真空蒸發(fā)室1502-1504中形成發(fā)光層(在圖16中，紅、綠和藍(lán)三種顏色)，并在真空蒸發(fā)室1505中形成電子輸送層，然后在真空蒸發(fā)室1506中形成陰極。最后，在密封室中進(jìn)行密封處理，由此從載出室獲得發(fā)光元件。
只有線型淀積設(shè)備才具有的一個(gè)特征是各個(gè)層的真空蒸發(fā)是分別在不同真空蒸發(fā)室1501-1505中進(jìn)行的。因而，每個(gè)真空蒸發(fā)室1501-1505通?？商峁┯袉蝹€(gè)蒸發(fā)源(1511-1515)(但是，注意到，在真空蒸發(fā)室1302-1304中，在通過摻雜顏料制造發(fā)光層的情況下，為形成共同真空蒸發(fā)層，有時(shí)可能需要兩個(gè)蒸發(fā)源)。簡(jiǎn)言之，采用特殊設(shè)備設(shè)置，其中各個(gè)層的材料很難互相混合。
采用圖16中介紹的淀積設(shè)備制造的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)示于圖17A和17B中。在圖17A和17B中，在形成在襯底1601上的陽極1602和陰極1603之間形成有機(jī)化合物層1604。這里，關(guān)于形成的有機(jī)化合物層1604，在不同蒸發(fā)室中形成不同的有機(jī)化合物。這樣，如此形成的第一有機(jī)化合物層1605和第二有機(jī)化合物層1606之間以及第二有機(jī)化合物層1606和第三有機(jī)化合物層1607之間的層疊界面明確地分離。
現(xiàn)在，在第一有機(jī)化合物層1605和第二有機(jī)化合物層1606之間的界面附近的區(qū)域1608示于圖17B中。從這個(gè)圖看出，很顯然雜質(zhì)1610被混合到第一有機(jī)化合物層1605和第二有機(jī)化合物層1606之間的界面1609中。換言之，在圖16所示的常規(guī)淀積設(shè)備的情況下，在分離淀積室中形成各個(gè)層。因此，當(dāng)在淀積室之間移動(dòng)襯底時(shí)，雜質(zhì)1610將粘附到襯底的表面上并由此混合到界面1609中。注意這里所述的雜質(zhì)具體指氧、水等。
然而，作為不同種類物質(zhì)之間的結(jié)(特別是，絕緣材料之間的結(jié))，上述層疊結(jié)構(gòu)需要在物質(zhì)的界面處產(chǎn)生能量勢(shì)壘。由于能量勢(shì)壘的存在抑制了載流子在界面的移動(dòng)，因此產(chǎn)生以下兩個(gè)問題。
一個(gè)問題是，勢(shì)壘將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓的進(jìn)一步減小。實(shí)際上，已經(jīng)報(bào)導(dǎo)了關(guān)于現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光元件，其中采用共軛聚合物的單層結(jié)構(gòu)在驅(qū)動(dòng)電壓方面優(yōu)異并在功率效率(單位“1m/W”)方面保持最高數(shù)據(jù)(與由單激態(tài)發(fā)光的情況相比)。(文獻(xiàn)4Tetsuo Tsut sui“bulletinof organic molecular/bioelectronics”subcommittee of Society ofApplied Physics，Vol.11，No.1，P.8(2000))。
此外，文獻(xiàn)4中介紹的共軛聚合物是雙極材料，并且關(guān)于載流子的復(fù)合效率，能實(shí)現(xiàn)等于疊層結(jié)構(gòu)的水平。相應(yīng)地，證明了如果采用雙極材料的方法可以得到等效的載流子復(fù)合效率而不用任何疊層結(jié)構(gòu)，則具有較少界面的單層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電壓實(shí)際上很低。
例如，有一種方法，其中用于減輕能量勢(shì)壘的材料置于電極和有機(jī)化合物層之間，以便提高載流子填充性能以減小驅(qū)動(dòng)電壓(文獻(xiàn)5Takeo Wakimoto，Yoshinori Fukuda，Kenichi Nagayama，AkiraYokoi，Hitoshi Nakada，and Masami Tsuchida，”O(jiān)rganic EL CellsUsing Alkaline Metal Compounds as Electron InjectionMaterials”，IEE TRANSACTIONS ON ELECTRONDEVICES，VOL.44，NO.8，1245-1248(1977))。在文獻(xiàn)5中，采用Li2O作為電子注入層在減小驅(qū)動(dòng)電壓上已經(jīng)成功了。
然而，在有機(jī)材料之間(如空穴輸送層和發(fā)光層之間；以下將界面稱為“有機(jī)界面“)的載流子運(yùn)送保持為不確定的問題，并被認(rèn)為在通過單層結(jié)構(gòu)得到的低驅(qū)動(dòng)電壓上是重要的方面。
此外，由能量勢(shì)壘引起的另一問題被認(rèn)為是對(duì)有機(jī)發(fā)光元件的使用壽命的影響。即，妨礙了載流子的移動(dòng)，并由于電荷積累而降低了亮度。
在關(guān)于這種退化的機(jī)理沒有建立任何確定理論時(shí)，有這樣的報(bào)導(dǎo)，通過在陽極和空穴輸送層之間插入空穴注入層和不采用DC驅(qū)動(dòng)而采用方波的AC驅(qū)動(dòng)，可抑制亮度的降低(文獻(xiàn)6S.A.VanSlyke.C.H.Chen，and C.W.Tang，“Organic electroluminescent devices with improvedstability”，Apply Physics Letters，Vol.69，No.15，2160-2162(1996))。這可以說提供了通過消除由于插入空穴注入層和AC驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的電荷積累可抑制亮度降低的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。
從上面看出，一方面，疊層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以容易地提高載流子的復(fù)合效率和在功能分離方面增大材料選擇的范圍，另一方面，很多有機(jī)界面的形成妨礙了載流子的移動(dòng)并對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓和亮度的降低有影響。
同時(shí)，在常規(guī)淀積設(shè)備中，當(dāng)通過真空淀積用空穴輸送材料、發(fā)光層材料和電子輸送材料形成層時(shí)，在分離室中提供蒸發(fā)源，并在不同室中形成不同層，以便不污染各個(gè)材料。然而，這種設(shè)備遇到的問題是有機(jī)界面清楚地分開，并且在形成上述多層結(jié)構(gòu)的情況下，當(dāng)襯底被驅(qū)動(dòng)以在室之間移動(dòng)時(shí)，雜質(zhì)如水和氧可混合到有機(jī)界面中。
除了用常規(guī)淀積設(shè)備通過淀積方法形成有機(jī)化合物層之外，特別在形成分子尺寸不同的多種有機(jī)化合物的膜時(shí)，很難形成致密膜。然而，關(guān)于以下幾點(diǎn)在提高元件特性上膜的致密性是很重要的。首先，由于載流子在有機(jī)化合分子之間周圍移動(dòng)的同時(shí)復(fù)合，因此有機(jī)化合物的分子間距離對(duì)載流子移動(dòng)有影響。提高分子間的距離可能引起防止載流子遷移的原因。而且，低遷移率的載流子放置在準(zhǔn)備被捕獲在有機(jī)化合物之間的部分中，結(jié)果是沒有復(fù)合的大量載流子存在于有機(jī)化合物層中。
即，可以認(rèn)為膜致密性也對(duì)降低上述發(fā)光元件的亮度和驅(qū)動(dòng)電壓有影響。
本發(fā)明的概要因此，本發(fā)明提供用于制造元件的淀積設(shè)備，通過不同于常規(guī)使用的疊層結(jié)構(gòu)的概念，通過調(diào)節(jié)存在于有機(jī)化合物層中的能量勢(shì)壘使元件的載流子遷移率提高，同時(shí)該元件具有與疊層結(jié)構(gòu)的功能分離相同的各種材料的功能和更致密的膜。而且，還有一個(gè)目的是提供采用這種淀積設(shè)備淀積膜的方法。
關(guān)于多層結(jié)構(gòu)中的能量勢(shì)壘的削弱，在插入載流子注入層的技術(shù)中明顯看到了，如文獻(xiàn)5中發(fā)現(xiàn)的。換言之，在具有大能量勢(shì)壘的多層結(jié)構(gòu)的界面，插入用于削弱這種能量勢(shì)壘的材料可以將能量勢(shì)壘設(shè)計(jì)成階梯狀的形式。
通過這種設(shè)置，可以增加來自電極的電載流子的可注入性和將驅(qū)動(dòng)電壓減小到一定程度。然而，這個(gè)方案面臨的問題是必須增加層的數(shù)量將導(dǎo)致有機(jī)界面數(shù)量的增加。如文獻(xiàn)4建議的，這被認(rèn)為是在驅(qū)動(dòng)電壓和功率效率保持在最高級(jí)數(shù)據(jù)方面單層結(jié)構(gòu)優(yōu)于多層結(jié)構(gòu)的原因。
相反，克服這點(diǎn)將可以得到單層結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)電壓/功率效率，同時(shí)保持多層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)(使各種材料結(jié)合，同時(shí)不需要任何復(fù)雜的分子設(shè)計(jì))。
因而，當(dāng)形成具有在發(fā)光元件的陽極102和陰極103之間的多個(gè)功能區(qū)的有機(jī)化合物層104時(shí)，如圖1A所示，在第一功能區(qū)105和第二功能區(qū)106之間形成包括構(gòu)成第一功能區(qū)105的材料和構(gòu)成第二功能區(qū)106的材料的第一混合區(qū)108的結(jié)構(gòu)。
此外，在第二功能區(qū)106和第三功能區(qū)107之間形成包括構(gòu)成第二功能區(qū)106的材料和構(gòu)成第三功能區(qū)107的材料的第二混合物109的結(jié)構(gòu)。
可以認(rèn)為，通過采用如圖1A所示的結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)了存在于功能區(qū)之間的能量勢(shì)壘以提高載流子可注入性。這相應(yīng)地防止了驅(qū)動(dòng)電壓減小和亮度降低。
從前面看來，利用本發(fā)明的淀積設(shè)備，在制造至少包括第一有機(jī)化合物可表示功能的區(qū)域(第一功能區(qū))和不同于構(gòu)成第一功能區(qū)的第二有機(jī)化合物可表示功能的區(qū)域(第二功能區(qū))的發(fā)光元件和具有該發(fā)光元件的發(fā)光器件時(shí)，其獨(dú)有的特征是在第一功能區(qū)和第二功能區(qū)之間形成由構(gòu)成第一功能區(qū)的有機(jī)化合物和構(gòu)成第二功能區(qū)的有機(jī)化合物構(gòu)成的混合區(qū)。
同時(shí)，如圖1A所示，要形成在第一功能區(qū)105和第二功能區(qū)106之間的第一混合物108由于連續(xù)地形成在如圖1B所示的相同淀積室中而可以防止雜質(zhì)混入，如圖16B所示。
應(yīng)該注意，第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物的性能是彼此不同的，而每種化合物具有選自由接收來自陽極的空穴的空穴可注入性、帶有比電子遷移率高的空穴遷移率的空穴可輸送性、帶有比空穴遷移率高的電子遷移率的電子可輸送性、接收來自陰極的電子的電子可注入性、用于預(yù)防空穴或電子移動(dòng)的阻擋性能、和呈現(xiàn)發(fā)光的發(fā)光性能構(gòu)成的組的性能。還應(yīng)注意，具有高空穴可注入性的有機(jī)化合物優(yōu)選由酞菁基化合物構(gòu)成；具有高空穴可遷移性的有機(jī)化合物可以是芳族二胺化合物；具有高電子可輸送性的有機(jī)化合物可以是其中含有喹啉骨架的金屬絡(luò)合物、含有苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物或噁二唑衍生物或三唑衍生物或菲咯啉衍生物。而且，發(fā)光的有機(jī)化合物可以優(yōu)選是其中含有帶有穩(wěn)定發(fā)光的喹啉骨架的金屬絡(luò)合物、含有苯并噁唑骨架的金屬絡(luò)合物，或含有苯并噻唑骨架的金屬絡(luò)合物。
上述第一功能區(qū)和第二功能區(qū)的一些組合示于下列表1中。組合A-E可單獨(dú)使用(如只有“A”)或以混合形式將它們中的一些引入在一起(如“A”和“B”)。
另外，在引入采用組合C和D的混合形式的情況下(即，當(dāng)在具有發(fā)光性能的功能區(qū)的界面引入混合區(qū)時(shí))，通過防止形成在發(fā)光區(qū)中的分子激子的擴(kuò)散，可以進(jìn)一步提高發(fā)光效率。因此，優(yōu)選這種發(fā)光區(qū)的激發(fā)能量比空穴區(qū)的激發(fā)能量和電子輸送區(qū)的激發(fā)能量低。在這種情況下，由于載流子可輸送性差的發(fā)光材料可用做發(fā)光區(qū)，因此具有選擇材料的范圍相應(yīng)地變大的優(yōu)點(diǎn)。這里應(yīng)注意，本說明書中使用的術(shù)語“激發(fā)能量”應(yīng)理解為最高占據(jù)分子軌道(HOMO)和最低未占據(jù)分子軌道(LUMO)之間的能量差。
更優(yōu)選，設(shè)計(jì)成使發(fā)光區(qū)由基質(zhì)材料和激發(fā)能量比基質(zhì)材料低的發(fā)光材料(摻雜劑)構(gòu)成，并設(shè)計(jì)成使這種摻雜劑的激發(fā)能量比空穴輸送區(qū)的激發(fā)能量和電子輸送層的激發(fā)能量低。通過這種設(shè)置，可以允許摻雜劑有效地發(fā)光，同時(shí)防止摻雜劑的分子激子擴(kuò)散。此外，如果摻雜劑由載流子捕獲型的某種材料構(gòu)成，則還可以提高載流子的復(fù)合效率。
而且，本發(fā)明的淀積設(shè)備可以形成如圖1C所示構(gòu)成的發(fā)光元件。在圖1C中，在要形成在襯底101上的陽極102和陰極103之間的有機(jī)化合物層104中，在由第一有機(jī)化合物形成的第一功能區(qū)110和由第二有機(jī)化合物形成的第二功能區(qū)111之間形成具有包括含有第一功能區(qū)110的材料和含有第二功能區(qū)111的材料的第一混合區(qū)的結(jié)構(gòu)。此外，通過向第一混合區(qū)的整個(gè)或部分中摻雜第三有機(jī)化合物，可以在整個(gè)或部分第一混合區(qū)中形成第三功能區(qū)。注意這里形成的第三功能區(qū)113是呈現(xiàn)發(fā)光的區(qū)域。
順便提及，當(dāng)形成圖1C的元件結(jié)構(gòu)時(shí)，第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物由具有選自由空穴可注入性、空穴可輸送性、電子可輸送性、電子可注入性和阻擋性能構(gòu)成的組的特性的有機(jī)化合物構(gòu)成，其中各種有機(jī)化合物具有彼此不同的性能。此外，第三有機(jī)化合物是發(fā)光有機(jī)化合物(摻雜劑)并需要使用激發(fā)能量比第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物低的材料。注意，在第三功能區(qū)113中，第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物起到對(duì)摻雜劑的基質(zhì)的作用。
因此，鑒于發(fā)光效率，已經(jīng)成功地提出了能將從三重激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)釋放的能量(以下稱為“三重激發(fā)能量”)轉(zhuǎn)換為亮度的有機(jī)發(fā)光元件，它們的發(fā)光效率已經(jīng)被引起注意到了(文獻(xiàn)7D.F.O’Brien，M.A.Baldo，M.E.Thompson and S.R.Forrest，”Improvedenergy transfer in electrophosphorescent devices”，AppliedPhysics Letters，Vol.74，No.3，442-444(1999))，(文獻(xiàn)8TetsuoTSUTSUI，Moon-Jae YANG，Masayuki YAHIRO，Kenji NAKAMURA，TeruichiWATANABE，Taishi TSUJI，Yoshinori FUKUDA，Takeo WAKIMOTO andSatoshi MIYAGUCHI，”High Quantum Efficiency in 0rganicLuminescent devices with Iridium-Complex as a Triplet EmissiveCenter”Japanese Journal of Applied Physics，Vol.38，L1502-L1504(1999))。
在文獻(xiàn)7中采用其中心金屬是鉑的金屬絡(luò)合物，在文獻(xiàn)8中采用其中心金屬是銥的金屬絡(luò)合物。能將三重激發(fā)能量轉(zhuǎn)換成亮度的這些有機(jī)發(fā)光元件(以下稱為“三重發(fā)光二極管”)可以實(shí)現(xiàn)比相關(guān)技術(shù)元件高的強(qiáng)度亮度和高的發(fā)光效率。
然而，文獻(xiàn)8已經(jīng)提出了一個(gè)例子，其中在初始亮度設(shè)定為500cd/m2的情況下，亮度的半壽命約為170小時(shí)，由此產(chǎn)生元件使用壽命的問題。因此，將本發(fā)明應(yīng)用于三重發(fā)光二極管可以提供高功能的發(fā)光元件，該元件除了以來自三重激發(fā)態(tài)的亮度為基礎(chǔ)的高強(qiáng)度亮度和高發(fā)光效率之外，使用壽命很長(zhǎng)。
因而，能將三重激發(fā)能量轉(zhuǎn)換成發(fā)光的材料作為摻雜劑添加到第一混合區(qū)112中，以便在發(fā)光元件中形成第三功能區(qū)113，如圖1C所示。同時(shí)，在形成混合區(qū)時(shí)，在混合區(qū)中可以提供濃度梯度。
此外，本發(fā)明的特征在于通過用真空蒸發(fā)淀積有機(jī)化合物層，同時(shí)照射來自光源的光，使淀積層致密，如圖2A-2C所示。
圖2A表示在淀積室201中在形成有直到用于發(fā)光元件的陽極的襯底上形成有機(jī)化合物層201的方法。在淀積室201中有用有機(jī)化合物制備的蒸發(fā)源202。順便提及，在蒸發(fā)源202中，通過電阻加熱，使有機(jī)化合物蒸發(fā)，其中通過真空蒸發(fā)，將從處于有機(jī)化合物分子203的狀態(tài)的蒸發(fā)源202蒸發(fā)的有機(jī)化合物淀積在襯底上。
同時(shí)，在淀積室中，在向襯底上淀積有機(jī)化合物過程中，提供光源204以連續(xù)向有機(jī)化合物分子203和襯底表面照射光。同時(shí)，從光源204照射紫外線。注意，在本發(fā)明中，最好采用波長(zhǎng)為100-300nm的光。
順便提及，來自光源204的光照射到蒸發(fā)的有機(jī)化合物分子203上，以便給它們提供光子能量。這將激活有機(jī)化合物分子203，以便對(duì)襯底表面上的表面反應(yīng)有影響，由此促進(jìn)致密膜形成。
順便提及，本發(fā)明中的光不僅在有機(jī)化合物分子203淀積在襯底上之前照射到有機(jī)化合物分子203上以便激活該有機(jī)化合物分子，而且照射到襯底上。如圖2B所示，還可以激活已經(jīng)淀積在襯底陽極上的有機(jī)化合物分子。圖2B所示的是傾斜向下方向觀察到的正在被淀積的襯底的圖。
這里被激活的襯底上的有機(jī)化合物分子由于光照射而增加了激活能量，并且可再次移動(dòng)到另外的穩(wěn)定位置。
通過這種方式，由于不僅有機(jī)化合物分子在淀積之前被允許淀積成更致密的膜，而且已經(jīng)被淀積的有機(jī)化合物分子進(jìn)一步被致密化，因此可以形成具有比至今得到的有機(jī)化合物層更高的致密性的有機(jī)化合物層205，如圖2C所示。
相應(yīng)地，在淀積期間，本發(fā)明不僅在同一淀積室淀積多種有機(jī)化合物并形成多個(gè)功能區(qū)，而且還可以在其界面形成混合區(qū)，同時(shí)照射光，如圖3A和3B所示。
在圖3A中，在淀積室301中提供形成有發(fā)光元件的陽極的襯底。首先，從第一蒸發(fā)源302a向陽極上淀積第一有機(jī)化合物303a，形成第一功能區(qū)306。此時(shí)，向淀積之前的有機(jī)化合物分子和已經(jīng)淀積在襯底上的有機(jī)化合物分子照射來自光源304的光(第一有機(jī)化合物分子305a，第二有機(jī)化合物分子305b)。這能增強(qiáng)分子激活能量，以便縮短分子間距離。這樣，使形成第一功能區(qū)306的有機(jī)化合物層致密化。
接著，通過真空蒸發(fā)，分別從第一蒸發(fā)源302a和第二蒸發(fā)源302b同時(shí)淀積第一有機(jī)化合物303a和第二有機(jī)化合物303b，以便形成第一混合區(qū)308。此時(shí)，由于同樣在從光源照射光的同時(shí)進(jìn)行淀積，因此以進(jìn)一步的致密性形成有機(jī)化合物層。
最后，通過真空蒸發(fā)從第二蒸發(fā)源302b淀積第二有機(jī)化合物303b，形成同樣通過光照射而致密化的第二功能區(qū)307。
通過上面的步驟，形成具有在第一功能區(qū)306和第二功能區(qū)307之間的第一混合區(qū)308的有機(jī)化合物層309，如圖3B所示，其中可以大大縮短形成有機(jī)化合物的有機(jī)化合物分子的分子間距離。如果增加了構(gòu)成有機(jī)化合物層309的有機(jī)化合物的分子間距離，在分子間產(chǎn)生間隙。分子間的間隙可能在有機(jī)化合物層形成缺陷，以便防止載流子在缺陷位置移動(dòng)。由于這一點(diǎn)，電荷的積累會(huì)引起亮度降低和元件退化。從上面看出，如在本發(fā)明中，在淀積過程中在淀積室中提供光源304以照射光是有效的。
如上所述，本發(fā)明的淀積設(shè)備的特征在于，在具有多個(gè)蒸發(fā)源的同一淀積室中，不僅形成具有多個(gè)功能區(qū)和混合區(qū)的發(fā)光元件，如前所述，而且以致密性形成這些區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明的另一方案，用于制造電致發(fā)光元件的方法包括在照射光的狀態(tài)中形成有機(jī)化合物層的步驟。由此，致密地形成有機(jī)化合物層。
附圖的簡(jiǎn)要說明圖1A-1C是說明要用本發(fā)明的淀積設(shè)備制造的元件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A-2C是說明由于光照射產(chǎn)生的有機(jī)化合物的狀態(tài)的示意圖；圖3A和3B是說明用本發(fā)明的淀積設(shè)備制造元件的示意圖；圖4A和4B是說明淀積室的示意圖；圖5A和5B是說明淀積設(shè)備的示意圖；圖6A-6E是說明用于對(duì)準(zhǔn)金屬掩模的方法的示意圖；圖7是說明清洗準(zhǔn)備室的示意圖；圖8是說明淀積設(shè)備的示意圖；圖9A-9C是說明材料更換室和密封室的示意圖；圖10A和10B是說明淀積設(shè)備的示意圖；圖11A和11B是說明淀積設(shè)備的示意圖12是說明發(fā)光器件的示意圖；圖13A和13B是說明密封結(jié)構(gòu)的的示意圖；圖14是說明發(fā)光器件的示意圖；圖15A-15H是表示電裝置的例子的示意圖；圖16是說明常規(guī)例子的示意圖；圖17A和17B是說明常規(guī)例子的示意圖；圖18A和18B是說明發(fā)光元件的示意圖；圖19A-19C是說明象素部分的結(jié)構(gòu)的示意圖；以及圖20是說明材料室的示意圖。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明下面參照?qǐng)D4A說明在本發(fā)明的淀積設(shè)備中使用的淀積室410。如圖4A所示，在襯底400下面提供固定到固定器401上的金屬掩模402，蒸發(fā)源403a-403c也提供在其下面。蒸發(fā)源403(403a-403c)包括用于制備制造有機(jī)化合物層的有機(jī)化合物404(404a-404c)的材料室405(405a-405c)和快門406(406a-406c)。這里應(yīng)注意，在本發(fā)明的淀積設(shè)備中，建議可移動(dòng)(可旋轉(zhuǎn))地設(shè)置蒸發(fā)源403或要進(jìn)行真空蒸發(fā)的襯底，以便保證均勻地形成膜。
注意，材料室405(405a-405c)由導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成，并具有圖20所示的結(jié)構(gòu)。當(dāng)給材料室405(405a-405c)施加電壓時(shí)，由于產(chǎn)生電阻而加熱內(nèi)部有機(jī)化合物404(404a-404c)，有機(jī)化合物404(404a-404c)將被蒸發(fā)，然后淀積在襯底400的表面上。還應(yīng)注意，術(shù)語襯底400的表面應(yīng)理解為包括襯底和形成在該襯底上的一個(gè)以上的薄膜，這里，陽極形成在襯底400上。
此外，快門406(406a-406c)控制被蒸發(fā)的有機(jī)化合物404(404a-404c)的真空蒸發(fā)。簡(jiǎn)言之，當(dāng)打開快門時(shí)，由于施加熱量而通過真空蒸發(fā)淀積蒸發(fā)的有機(jī)化合物404(404a-404c)。相應(yīng)地，在說明書中，使快門處于打開狀態(tài)以淀積有機(jī)化合物被稱為操作蒸發(fā)源。
此外，將希望在剛剛打開快門之后、在用于進(jìn)行任何真空蒸發(fā)的真空蒸發(fā)工藝之前，通過加熱預(yù)蒸發(fā)有機(jī)化合物404(404a-404c)，由此縮短淀積所需要的時(shí)間周期。
同時(shí)，設(shè)置本發(fā)明的淀積設(shè)備以在一個(gè)淀積室內(nèi)形成具有多個(gè)功能區(qū)的有機(jī)化合物層，并具有提供的多個(gè)蒸發(fā)源403a-403c。注意，在本發(fā)明中，通過同時(shí)操作多個(gè)蒸發(fā)源，同時(shí)淀積多種有機(jī)化合物。而且，通過連續(xù)操作多個(gè)蒸發(fā)源，可連續(xù)淀積多種有機(jī)化合物。在這種情況下，由于防止了將釋放的氣體因淀積室內(nèi)的壓力改變而進(jìn)入，因此可以防止不同區(qū)域之間的界面間的污染。即，可以在不間斷的情況下通過真空蒸發(fā)從多個(gè)蒸發(fā)源連續(xù)淀積。順便提及，通過操作蒸發(fā)源，蒸發(fā)有機(jī)化合物以向上蒸發(fā)并通過形成在金屬掩模402中的開口412淀積在襯底400上。
同時(shí)，在淀積期間，在蒸發(fā)源403(403a-403c)之間提供光源407以向有機(jī)化合物分子和襯底照射光。照射光可以給從蒸發(fā)源蒸發(fā)的并處于剛剛到達(dá)襯底之前的狀態(tài)的有機(jī)化合物分子和已經(jīng)淀積在襯底上的有機(jī)化合物分子提供激活能量，由此可以形成進(jìn)一步致密的有機(jī)化合物層。
順便提及，本發(fā)明照射來自光源407的紫外線。例如，可以采用具有184.9nm或253.7nm波長(zhǎng)的低壓汞燈、惰性氣體共振線(Kr123.6nm、116.5nm、Xe147.0nm、129.5nm)、或其它低壓金屬蒸汽燈(Cd326.1nm、228.8nm，Zn307.6nm、213.9nm)。然而，特別優(yōu)選照射具有從100到300nm波長(zhǎng)的紫外線。下面介紹具體的膜淀積方法。
首先對(duì)提供在第一材料室405a中的第一有機(jī)化合物404a進(jìn)行真空蒸發(fā)。這里應(yīng)注意，在真空蒸發(fā)過程中，預(yù)先通過電阻加熱蒸發(fā)第一有機(jī)化合物404a，并由此通過打開快門406a在襯底400的方向分散。由此，可以形成如圖1A所示的第一功能區(qū)105。
而且，在保持淀積第一有機(jī)化合物404a的同時(shí)，打開另一個(gè)快門406b，用于進(jìn)行在第二材料室405b中提供的第二有機(jī)化合物204b的真空蒸發(fā)。注意，在真空蒸發(fā)期間，也通過電阻加熱預(yù)蒸發(fā)第二有機(jī)化合物，并由此通過打開快門406b在襯底400的方向分散。這里，可以形成基本由第一有機(jī)化合物404a和第二有機(jī)化合物404b構(gòu)成的第一混合區(qū)108。
并且，之后，只關(guān)閉用于第二有機(jī)化合物404b的真空蒸發(fā)的快門406a。這樣，可以形成第二功能區(qū)106。
應(yīng)該注意，雖然這里示出了通過同時(shí)真空蒸發(fā)兩種有機(jī)化合物而形成混合區(qū)的一種特殊方法，但是，也可以通過淀積第一有機(jī)化合物，然后在第一有機(jī)化合物的真空蒸發(fā)環(huán)境中淀積第二有機(jī)化合物，在第一功能區(qū)和第二功能區(qū)形成形成混合區(qū)。
接著，在保持淀積第二有機(jī)化合物404b的同時(shí)，打開快門406c，用于進(jìn)行已經(jīng)提供在第三材料室405c中的第三有機(jī)化合物404c的真空蒸發(fā)。注意，在真空蒸發(fā)期間，也通過電阻加熱預(yù)蒸發(fā)第三有機(jī)化合物，并由此通過打開快門406b在襯底400的方向分散。這里，可以形成基本由第二有機(jī)化合物404b和第三有機(jī)化合物404c構(gòu)成的第二混合區(qū)109。
短時(shí)間之后，只關(guān)閉快門406b以淀積第三有機(jī)化合物404c。這就可以形成第三功能區(qū)107。順便提及，在本發(fā)明中，在淀積有機(jī)化合物層期間，假設(shè)一直保持從光源407照射光。最后，形成陰極，由此完成本發(fā)明的發(fā)光元件。
順便提及，在圖1C所示的發(fā)光元件中，采用第一有機(jī)化合物404a形成第一功能區(qū)110。此后，形成第一有機(jī)化合物404a和第二有機(jī)化合物404b的第一混合區(qū)112。在形成第一混合區(qū)112期間，暫時(shí)(或同時(shí))打開快門406c以進(jìn)行第三有機(jī)化合物404的淀積(摻雜)，由此形成第三功能區(qū)113。
然后，通過關(guān)閉快門406c再次形成第一混合區(qū)112。同時(shí)，在第一混合區(qū)112中完全摻雜第三有機(jī)化合物，在打開快門406b的同時(shí)打開快門406c，并在關(guān)閉快門406a的同時(shí)關(guān)閉快門406c。
此外，第二功能區(qū)111由第二有機(jī)化合物404b形成。通過上面的步驟，形成有機(jī)化合物層104。在這種情況下，在形成有機(jī)化合物層期間假設(shè)從光源連續(xù)照射光。通過在分離淀積室中或利用分離淀積設(shè)備形成陰極，形成發(fā)光元件。
這里，圖4B表示提供在蒸發(fā)室中的蒸發(fā)源403和光源407。圖4B表示從淀積室的上面看到的提供在淀積室中的蒸發(fā)源403和光源407的設(shè)置方式。
這里，將介紹采用三種有機(jī)化合物形成有機(jī)化合物層的情況，如圖1A所示。在水平線中設(shè)置分別備有三種有機(jī)化合物的蒸發(fā)源403a、403b、403c。這些線在垂直方向用標(biāo)號(hào)k(k＝1-10行)表示。利用這種方式，通過在同一淀積室內(nèi)提供具有相同有機(jī)化合物的多個(gè)蒸發(fā)源，可以使形成在襯底上的有機(jī)化合物層的膜厚均勻。同時(shí)，在蒸發(fā)源(403a-403c)之間提供光源407。順便提及，雖然這里示出了在相鄰線(1)之間三種有機(jī)化合物的設(shè)置不同的情況，但是這種設(shè)置不是必須的，即設(shè)置可以是就具有處于相同順序的位置的線的形式。關(guān)于光源407，這種設(shè)置也不是必須的，即可以設(shè)置成向在淀積室內(nèi)蒸發(fā)的有機(jī)化合物分子或襯底上的有機(jī)化合物分子盡可能均勻地照射光。
必須注意到，利用本發(fā)明的淀積設(shè)備，采用在同一淀積室內(nèi)的多個(gè)材料室進(jìn)行淀積，帶有用于淀積的有機(jī)材料的材料室可以被設(shè)計(jì)成在淀積工藝期間在襯底下面的最佳位置移動(dòng)，以便提高淀積性能，或者襯底被修改成具有在材料室上面的最佳位置移動(dòng)的功能，用于相同目的。
此外，本發(fā)明的淀積室提供有防附著屏蔽件408，用于在真空蒸發(fā)過程中防止有機(jī)化合物附著于這種淀積室的內(nèi)壁上。提供的這種防附著屏蔽件408可以淀積沒有淀積到襯底上的有機(jī)化合物成分。在防附著屏蔽件408周圍，提供與之接觸的加熱導(dǎo)線409，其中采用這個(gè)加熱導(dǎo)線409可以使這個(gè)防附著屏蔽件408完全被加熱。此外，加熱防附著屏蔽件408可以使附著于屏蔽件408上的有機(jī)化合物蒸發(fā)。這將實(shí)現(xiàn)成功地清洗淀積室的內(nèi)部。
由于能制造上述有機(jī)化合物層的本發(fā)明的淀積設(shè)備可以在同一淀積室內(nèi)形成具有多個(gè)功能區(qū)的有機(jī)化合物層，因此可以在不讓功能區(qū)界面被雜質(zhì)污染的情況下在功能區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。從前面的描述看出，很顯然可以在沒有表現(xiàn)任何明顯多層結(jié)構(gòu)的情況下(即，在不涉及任何明顯有機(jī)界面的情況下)制造包括多功能的發(fā)光元件。
此外，參照?qǐng)D5A和5B介紹具有淀積室的淀積設(shè)備的結(jié)構(gòu)。圖5A是表示淀積設(shè)備的頂部平面圖的示意圖，圖5B表示其剖面結(jié)構(gòu)。這里應(yīng)注意到共同部件將用共同參考標(biāo)記表示。而且，示出了被設(shè)置成在具有三個(gè)淀積室的線型方案的淀積設(shè)備的每個(gè)淀積室中形成三種有機(jī)化合物層的例子。
在圖5A中，參考標(biāo)號(hào)500是裝載室。在裝載室中制備的襯底被輸送到第一對(duì)準(zhǔn)室501中。順便提及，在第一對(duì)準(zhǔn)室501中，預(yù)先固定在固定器502上的金屬掩模503用固定器對(duì)準(zhǔn)。襯底504在淀積之前放在完成對(duì)準(zhǔn)的金屬掩模503上。這使在一個(gè)主體上的襯底504和金屬掩模503被輸送到第一淀積室505。
這里，用圖6A-6E介紹用于固定金屬掩模503和襯底504的固定器502的位置關(guān)系。注意，與圖5A和5B相同的部件采用相同的參考標(biāo)記。
圖6A中示出了剖面結(jié)構(gòu)。其中示出的固定器502一般由掩模固定器601、旋轉(zhuǎn)軸602、襯底固定器603、控制裝置604和輔助支桿605構(gòu)成。另外，金屬掩模503用與掩模固定器601上的突起606、與安裝在金屬掩模503上的襯底504對(duì)準(zhǔn)的方式固定。另外，金屬掩模503似的襯底504用輔助支桿605固定。
圖6A的區(qū)域607的頂部平面圖示于圖6B中。此外，襯底304通過襯底固定器603固定，如圖6A和6B所示。
另外，沿著圖6B的線B-B’截取的剖面圖示于圖6C中。假設(shè)圖6C中所示的金屬掩模503的位置是在淀積時(shí)的位置，圖6D中所示的金屬掩模503的位置是在對(duì)準(zhǔn)工藝期間的位置，其中旋轉(zhuǎn)軸602在Z軸方向移動(dòng)。
在圖6D的工藝步驟中，旋轉(zhuǎn)軸602在X軸和Y軸及Z軸方向的任何一個(gè)方向上是可移動(dòng)的，X-Y平面也可以關(guān)于Z軸移動(dòng)梯度(θ)。此外，控制裝置604從通過電荷耦合器件(CCD)攝象機(jī)得到的位置信息和預(yù)先輸入其中的位置信息輸出移動(dòng)信息，由此通過耦合到控制裝置604的旋轉(zhuǎn)軸602，掩模固定器的位置可以與規(guī)定位置一致。
此外，金屬掩模503在區(qū)域608中的放大圖示于圖6E中。這里使用的金屬掩模503由采用彼此不同的材料形成的掩模a609和掩模a610構(gòu)成的。此外，在真空蒸發(fā)期間，將在襯底上制造已經(jīng)通過這些開口611的有機(jī)化合物。設(shè)計(jì)它們的形狀以提高在采用掩模進(jìn)行真空蒸發(fā)時(shí)的淀積精度，并且在使用中，掩模b610處于靠近襯底504的一側(cè)。
當(dāng)完成金屬掩模503的對(duì)準(zhǔn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸602在Z軸方向運(yùn)動(dòng)，并引起金屬掩模503在圖6C的位置再次移動(dòng)，然后通過輔助支桿605使金屬掩模503和襯底504固定在一起，由此可以隨著金屬掩模503和襯底504之間的定位完成金屬掩模503的對(duì)準(zhǔn)。順便提及，在本例中，金屬掩模503的開口可以是正方形、矩形、圓形或橢圓形。這些開口可以按矩陣排列或三角形排列。否則，它們可以按線形排列。
圖5A中的第一淀積室505提供有多個(gè)蒸發(fā)源506。另外，每個(gè)蒸發(fā)源506由其中制備有機(jī)化合物的材料室(未示出)和用于通過打開/關(guān)閉操作控制材料室中的蒸發(fā)的有機(jī)化合物向材料室外面的擴(kuò)散的開門構(gòu)成。
此外，在第一淀積室505中提供的多個(gè)蒸發(fā)源506分別提供有用于構(gòu)成發(fā)光元件的有機(jī)化合物層并有不同功能的有機(jī)化合物。這里應(yīng)注意，這里使用的有機(jī)化合物可以參考具有以下特性的有機(jī)化合物來自陽極的空穴的空穴可注入性、具有比電子遷移率高的空穴遷移率的空穴可輸送性、帶有比空穴遷移性高的電子遷移性的電子可輸送性、用于從陰極接收電子的電子可注入性、用于阻止空穴或電子移動(dòng)的阻擋性能、和呈現(xiàn)光發(fā)射的發(fā)光性能。
這里應(yīng)注意，具有高空穴可注入性的有機(jī)化合物可以優(yōu)選是酞菁基化合物；具有高空穴可輸送性的有機(jī)化合物優(yōu)選是芳族二胺化合物；和具有高電子可輸送性的有機(jī)化合物優(yōu)選是含有苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物還可以是菲咯啉衍生物。而且，呈現(xiàn)發(fā)光性能的有機(jī)化合物優(yōu)選是發(fā)射穩(wěn)定光并含有喹啉骨架的金屬絡(luò)合物、含有苯并噁唑骨架的金屬絡(luò)合物、或含有苯并噻唑骨架的金屬絡(luò)合物。
同時(shí)，在第一淀積室505中提供多個(gè)光源513。順便提及，在淀積期間，從光源513照射光。
在第一淀積室505中，采用圖4A中所述的方法，通過真空蒸發(fā)按順序淀積提供在這些蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物，結(jié)果形成具有多個(gè)功能區(qū)和混合區(qū)的第一有機(jī)化合物層(這里為發(fā)紅光的層)。
接著，向第二對(duì)準(zhǔn)室507輸送襯底504。在第二對(duì)準(zhǔn)室507中，一旦襯底504與金屬掩模503分開之后，按照與要制造第二有機(jī)化合物層的位置匹配的方式進(jìn)行金屬掩模503的對(duì)準(zhǔn)。并且，在完成對(duì)準(zhǔn)之后，襯底504和金屬掩模503彼此重疊并固定在一起。
然后，將襯底504輸送到第二淀積室508。第二淀積室508同樣提供有多個(gè)蒸發(fā)源。通過按照與第一淀積室505相同的順序采用多種有機(jī)化合物淀積，形成包括具有多個(gè)功能(這里為發(fā)綠光的)的區(qū)域的第二有機(jī)化合物層。順便提及，在第二淀積室508中也提供多個(gè)光源，以便在淀積過程中從光源照射光。
此外，向第三對(duì)準(zhǔn)室509輸送襯底504。在第三對(duì)準(zhǔn)室509中，一旦襯底504與金屬掩模503分開之后，按照與要制造第三有機(jī)化合物層的位置匹配的方式進(jìn)行金屬掩模503的對(duì)準(zhǔn)。并且，在完成對(duì)準(zhǔn)之后，襯底504和金屬掩模503彼此重疊并固定在一起。
然后，將襯底504輸送到第三淀積室510。第三淀積室510同樣具有多個(gè)蒸發(fā)源。通過按照與第其它淀積室相同的順序采用多種有機(jī)化合物淀積，形成包括具有多個(gè)功能(這里為發(fā)藍(lán)光的)的區(qū)域的第三有機(jī)化合物層。順便提及，在第三淀積室510中也提供多個(gè)光源，以便在淀積過程中從光源照射光。
最后，將襯底504輸送到卸載室511，在那里襯底被取出到外面。
在形成不同有機(jī)化合物層的任何時(shí)候，用這種方式在對(duì)準(zhǔn)室中進(jìn)行金屬掩模503的對(duì)準(zhǔn)，可以在同一裝置內(nèi)形成多個(gè)有機(jī)化合物層。由于通過這種方式在同一淀積室內(nèi)淀積由單個(gè)有機(jī)化合物層構(gòu)成的功能區(qū)，可以相鄰功能區(qū)之間的雜質(zhì)污染。此外，在該淀積設(shè)備中，由于可以在不同功能區(qū)之間形成混合區(qū)，因此可以在不呈現(xiàn)任何明顯多層結(jié)構(gòu)的情況下制造具有多個(gè)功能的發(fā)光元件。
此外，雖然本例中示出了操作以形成有機(jī)化合物層的淀積設(shè)備，但是本發(fā)明的淀積設(shè)備不只限于這種結(jié)構(gòu)，而是可以修改的，以便具有包括其中陰極形成在有機(jī)化合物層上的淀積室和能密封發(fā)光元件的處理室的結(jié)構(gòu)。另外，發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的有機(jī)化合物層的淀積順序不限于上述順序。
而且，也可以提供用于清洗如本實(shí)施方式中所述的對(duì)準(zhǔn)和淀積室的裝置。還應(yīng)注意在圖5A的區(qū)域512中提供這種裝置的情況下，可以提供圖7所示的清洗初級(jí)室514。
在清洗初級(jí)室514中，通過分解反應(yīng)氣體如NF3或CF4產(chǎn)生原子團(tuán)，然后將它們引入第二對(duì)準(zhǔn)室507中，由此在第二對(duì)準(zhǔn)室507中進(jìn)行清洗。注意，通過預(yù)先在對(duì)準(zhǔn)室507中提供使用的金屬掩模，可以清洗金屬掩模。而且還應(yīng)注意，將原子團(tuán)引入第二淀積室508也可以清洗第二淀積室508的內(nèi)部。此外，第二對(duì)準(zhǔn)室507和第二淀積室508通過門(未示出)分別與清洗初級(jí)室514連接，其中將門設(shè)計(jì)成在引入原子團(tuán)時(shí)被打開。下面將參照?qǐng)D8介紹本發(fā)明的淀積設(shè)備是線形設(shè)計(jì)的情況。在圖8中，參考標(biāo)記701表示從中輸送襯底的裝載室。注意本例中使用的術(shù)語襯底應(yīng)理解為帶有要形成在其上的發(fā)光元件的陽極或陰極(本例中使用的陽極)的襯底。此外，裝載室701與排氣系統(tǒng)700a相連，其中這個(gè)排氣系統(tǒng)700a包括第一閥門71、低溫泵71、第二閥門73、第三閥門74和干泵75。
同時(shí)，由于淀積室內(nèi)可到達(dá)的真空度優(yōu)選為10-6Pa或更低，因此希望采用具有10000l/s或更高的排氣率的真空泵。
另外，在本例中，作為用于各個(gè)處理室如門阻擋裝載室、對(duì)準(zhǔn)室、淀積室、密封室和卸載室的內(nèi)部的材料，帶有通過電子拋光處理得到的鏡面的如鋁或不銹鋼(SUS)等材料可用在其內(nèi)壁平面上，這是因?yàn)橥ㄟ^使內(nèi)壁的表面面積較小而使它們能減少雜質(zhì)如氧和水的吸附。順便提及，這些材料具有提供5nm或更小(優(yōu)選為3nm或更小)的平均表面粗糙度的表面平滑性。注意這里的平均表面粗糙度指的是三維范圍，以便給表面施加在JIS B0601中限定的中線平均粗糙度。
除了上述之外，還有一種方法是采用容易與氣體反應(yīng)的材料以在淀積室內(nèi)壁上形成有源表面。這種情況下，希望材料采用Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、La、Ba等。
雖然第一閥門71是具有門閥的主閥門，但是也可以采用用做導(dǎo)電閥的蝶形閥。第二閥門73和第三閥門74是前部閥門。首先，打開第二閥門703，通過干泵75粗略地減少裝載室701的壓力，然后打開第一閥門71和第三閥門74，用低溫泵72將裝載室701的壓力減小到高度真空狀態(tài)。注意低溫泵可以用機(jī)械增壓泵和渦輪分子泵代替，或者可以在用機(jī)械增壓泵提高真空度低溫泵之后，使用低溫泵。
接著，由標(biāo)記702表示的部件是對(duì)準(zhǔn)室。這里，進(jìn)行金屬掩模的對(duì)準(zhǔn)和襯底在金屬掩模上的定位，用于在接下來將向其輸送襯底的淀積室內(nèi)淀積。這將稱為對(duì)準(zhǔn)室A702。另外，可以在這里的對(duì)準(zhǔn)方法中采用圖6A-6E中說明的方法。另外，對(duì)準(zhǔn)室A702包括排氣系統(tǒng)700b，并通過門(未示出)關(guān)閉和與裝載室701隔絕。
此外，對(duì)準(zhǔn)室A702提供有清洗初級(jí)室713a，用于通過分解反應(yīng)氣體如NF3或CF4等產(chǎn)生原子團(tuán)，并將其引入對(duì)準(zhǔn)室A702中，由此可以清洗對(duì)準(zhǔn)室A702。注意，可以通過預(yù)先在對(duì)準(zhǔn)室A702中提供金屬掩模而清洗所用的金屬掩模。
接著，標(biāo)號(hào)703表示通過真空蒸發(fā)法制造第一有機(jī)化合物層的淀積室，以下將稱為淀積室A703。淀積室A703包括排氣系統(tǒng)700c。此外，可以通過門(未示出)關(guān)閉并與對(duì)準(zhǔn)室A702隔絕。
用與對(duì)準(zhǔn)室A702相同的方式，淀積室A703提供有清洗初級(jí)室713b。注意，這里通過向淀積室A703中引入通過分解反應(yīng)氣體如NF3或CF4等產(chǎn)生的原子團(tuán)，可以清洗淀積室A703的內(nèi)部。
在本例中，提供具有圖4A所示結(jié)構(gòu)的淀積室作為制造發(fā)射紅光的第一有機(jī)化合物層的淀積室A703。另外，作為蒸發(fā)源，提供以下蒸發(fā)源提供有帶空穴可注入性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源、提供有帶空穴可輸送性的有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源、提供有帶空穴可輸送性的有機(jī)化合物用做有發(fā)光性能的有機(jī)化合物基質(zhì)的第三蒸發(fā)源、提供有帶發(fā)光性能的有機(jī)化合物的第四蒸發(fā)源、提供有帶阻擋性能的有機(jī)化合物的第五蒸發(fā)源、和提供有帶電子可輸送性的有機(jī)化合物的第六蒸發(fā)源。同時(shí)，在淀積室A703中提供多個(gè)光源714，以便在淀積期間從光源714照射光。
順便提及，光源可采用具有184.9nm或253.7nm波長(zhǎng)的低壓汞燈、惰性氣體共振線(Kr123.6nm、116.5nm，Xe147.0nm、129.5nm)、或其它低壓金屬蒸汽燈(Cd326.1nm、228.8nm，Zn307.6nm、213.9nm)。然而，本例采用低壓汞燈作為光源以輻射具有184.9nm波長(zhǎng)的光。
還應(yīng)該注意，在本實(shí)施方案中，銅酞菁(以下縮寫為Cu-Pc)用做提供在第一蒸發(fā)源中的具有空穴可注入性的有機(jī)化合物；4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(以下縮寫為α-NPD)用做提供在第二蒸發(fā)源中的具有空穴可輸送性的有機(jī)化合物；4，4’-二咔唑聯(lián)苯(CBP)用做成為提供在第三蒸發(fā)源中的基質(zhì)(host)的有機(jī)化合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卜啉鉑(PtOEP)用做提供在第四蒸發(fā)源中的具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物；浴銅靈(bathocuproin)(BCP)用做提供在第五蒸發(fā)源中的具有阻擋性能的有機(jī)化合物；和三(8-喹啉醇(quinolinolat))鋁(Alq3)用做提供在第六蒸發(fā)源中的具有電子可輸送性的有機(jī)化合物。
應(yīng)注意，通過用真空蒸發(fā)按順序淀積這些有機(jī)化合物，可以在陽極上形成包括具有空穴可注入性、空穴可輸送性、發(fā)光性能、和電子可輸送性的功能的區(qū)域的有機(jī)化合物層。
同時(shí)，在本實(shí)施例中，通過同時(shí)淀積形成功能區(qū)的有機(jī)化合物，在不同功能區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。即，在空穴注入?yún)^(qū)和空穴輸送區(qū)之間的界面、在空穴輸送區(qū)和包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)之間的界面、在包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)和阻擋區(qū)之間的界面和在阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)之間的界面分別形成混合區(qū)。
實(shí)際上，在通過將Cu-Pc淀積成15nm的厚度形成第一功能區(qū)之后，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積Cu-Pc和α-NPD，由此形成膜厚為5-10nm的第一混合區(qū)。然后，形成厚度為40nm的α-NPD膜，由此形成第二功能區(qū)，接著通過同時(shí)真空蒸發(fā)α-NPD和CBP形成厚度為5-10nm的第二混合區(qū)。然后，形成厚度為25-40nm的CBP膜，由此形成第三功能區(qū)。然而，通過在整個(gè)或恒定周期內(nèi)同時(shí)淀積CBP和PtOEP以形成第三功能區(qū)，在第三功能區(qū)的全部或部分中形成第三混合區(qū)。注意，這里第三混合區(qū)具有發(fā)光性能。此外，通過同時(shí)真空蒸發(fā)將CBP和BCP淀積成5-10nm的膜厚，由此形成第四混合區(qū)。此后，形成厚度為8nm的BCP膜，由此形成第四功能區(qū)。此外，通過同時(shí)真空蒸發(fā)將BCP和Alq3淀積為5-10nm的膜厚，結(jié)果形成第五混合區(qū)。最后形成厚度為25nm的Alq3膜，由此形成第五功能區(qū)。通過上述工藝步驟，形成第一有機(jī)化合物層。
應(yīng)該注意，在上面涉及第一有機(jī)化合物層的說明中，分別在六個(gè)蒸發(fā)源中提供功能彼此不同的六種有機(jī)化合物，然后通過這些有機(jī)化合物的真空蒸發(fā)形成該有機(jī)化合物層。本發(fā)明應(yīng)該不只限于上述情形，可以采用多種有機(jī)化合物。另外，提供在單蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物不應(yīng)當(dāng)總是限于單個(gè)，可以是多個(gè)的。例如，除了提供在蒸發(fā)源中的作為具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物的單種材料之外，可以一起提供用做摻雜劑的其它有機(jī)化合物。注意第一有機(jī)化合物層具有多個(gè)功能，現(xiàn)有公知材料可用做構(gòu)成發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層的這些有機(jī)化合物。
應(yīng)注意，可以如此設(shè)計(jì)蒸發(fā)源，以便使用微計(jì)算機(jī)控制其淀積速度。此外，通過這種設(shè)置，在同時(shí)制造多個(gè)有機(jī)化合物層時(shí)，優(yōu)選控制混合比。
接下來，又標(biāo)記706表示的部分是對(duì)準(zhǔn)室。在這里，進(jìn)行金屬掩模的對(duì)準(zhǔn)和襯底在金屬掩模似的定位，用于在接著向其輸送襯底的淀積室中淀積。這將稱為對(duì)準(zhǔn)室B706。另外，在這里的對(duì)準(zhǔn)方法中可采用圖6A-6E所述的方法。另外，對(duì)準(zhǔn)室B706包括排氣系統(tǒng)700d，并通過門(未示出)關(guān)閉和與淀積室A703隔開。還包括通過門(未示出)被關(guān)閉和與對(duì)準(zhǔn)室B706隔開的清洗初級(jí)室713c，與對(duì)準(zhǔn)室A702的方式相同。
接著，標(biāo)號(hào)707表示通過真空蒸發(fā)淀積第二有機(jī)化合物層的淀積室，以下稱為淀積室B707。這個(gè)淀積室B707提供有排氣系統(tǒng)700e。此外，該淀積室通過門(未示出)關(guān)閉和與對(duì)準(zhǔn)室B706隔開。此外，還包括通過門(未示出)被關(guān)閉和與淀積室B707隔開的清洗初級(jí)室713d，與淀積室A703的情形一樣。
在本例中，提供具有圖2A所示結(jié)構(gòu)的淀積室作為制造發(fā)射綠光的第二有機(jī)化合物層的淀積室B507。另外，作為蒸發(fā)源，提供以下蒸發(fā)源提供有帶空穴可注入性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源、提供有帶空穴可輸送性的有機(jī)化合物的第二和第三蒸發(fā)源、提供有帶空穴可輸送性的基質(zhì)材料的第四蒸發(fā)源、提供有帶發(fā)光性能的有機(jī)化合物的第五蒸發(fā)源、提供有帶阻擋性能的有機(jī)化合物的第六蒸發(fā)源、和提供有帶電子可輸送性的有機(jī)化合物的第七蒸發(fā)源。同時(shí)，在淀積室A703中提供多個(gè)光源714，以便在淀積期間從光源714照射光。順便提及，在淀積室B707中提供低壓汞燈作為光源以輻射具有184.9nm波長(zhǎng)的光。
同時(shí)，應(yīng)注意，在本實(shí)施方案中，采用Cu-Pc作為提供在第一蒸發(fā)源中的具有空穴可注入性的有機(jī)化合物；4，4’，4”-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(以下表示為MTDATA)用做提供在第二蒸發(fā)源中的具有空穴可輸送性的有機(jī)化合物；α-NPD用做提供在第三蒸發(fā)源中的具有空穴可輸送性的有機(jī)化合物；CBP用做提供在第四蒸發(fā)源中的具有空穴可輸送性的基質(zhì)材料；三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)用做提供在第五蒸發(fā)源中的具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物；BCP用做提供在第六蒸發(fā)源中的具有阻擋性能的有機(jī)化合物；和Alq3用做提供在第七蒸發(fā)源中的具有電子可輸送性的有機(jī)化合物。
順便提及，通過按順序淀積這些有機(jī)化合物，在陽極上形成包括具有空穴可注入性、空穴可輸送性、發(fā)光性能、阻擋性能和電子可輸送性的功能的區(qū)域的第二有機(jī)化合物層。
同時(shí)，在本例中，通過同時(shí)真空蒸發(fā)用于形成功能區(qū)的有機(jī)化合物，在不同功能區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。即，在空穴注入?yún)^(qū)和空穴輸送區(qū)之間的界面、在空穴輸送區(qū)和包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)之間的界面、在包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)和阻擋區(qū)之間的界面以及在阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)之間的界面分別形成混合區(qū)。
實(shí)際上，在通過將Cu-Pc淀積成10nm的厚度形成第一功能區(qū)之后，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積Cu-Pc和MTDATA，由此形成膜厚為5-10nm的第一混合區(qū)。然后，形成厚度為20nm的MTDATA膜，由此形成第二功能區(qū)，接著通過同時(shí)真空蒸發(fā)MTDATA和α-NPD形成厚度為5-10nm的第二混合區(qū)。然后，形成厚度為10nm的α-NPD膜，由此形成第三功能區(qū)。然后，通過α-NPD和CBP的同時(shí)真空蒸發(fā)，形成厚度為5-10nm的第三混合區(qū)。接著，制造厚度為20-40nm的CBP膜，由此形成第四功能區(qū)。在整個(gè)周期或恒定周期內(nèi)形成第四功能區(qū)，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積CBP和(Ir(PPY)3)，由此在整個(gè)或部分第四功能區(qū)中形成第四混合區(qū)。第四功能區(qū)形成為5-40nm的膜厚。注意第四混合區(qū)具有發(fā)光特性。接著，淀積厚度為10nm的BCP膜，由此形成第五功能區(qū)。之后，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積BCP和Alq3，形成膜厚為5-10nm的第六混合區(qū)；最后，形成厚度為40nm的Alq3膜，以便形成第六功能區(qū)，由此形成第二有機(jī)化合物層。
注意，在上面的說明中，通過真空蒸發(fā)，由提供有帶有分別不同功能的有機(jī)化合物的第七蒸發(fā)源形成有機(jī)化合物層，作為第二有機(jī)化合物層。本發(fā)明應(yīng)該不只限于上述情形，而是可以修改的，只要是多個(gè)蒸發(fā)源即可。另外，公知材料可用做用于形成發(fā)射綠光的有機(jī)化合物層的具有多個(gè)功能的有機(jī)化合物。
順便提及，希望通過微計(jì)算機(jī)控制蒸發(fā)源的淀積率。同時(shí)，由于這個(gè)原因，希望在同時(shí)淀積多種有機(jī)化合物時(shí)控制混合比。
接著，由標(biāo)記708表示的部分是對(duì)準(zhǔn)室。在這里，進(jìn)行金屬掩模的對(duì)準(zhǔn)和襯底在金屬掩模上的的定位，用于在接著要向其輸送襯底的淀積室中淀積。這將稱為對(duì)準(zhǔn)室C708。另外，在這里的對(duì)準(zhǔn)方法中可采用6A中說明的方法。另外，對(duì)準(zhǔn)室C708包括排氣系統(tǒng)700f，并通過未示出的門關(guān)閉和與淀積室B707隔開。還包括通過未示出的門關(guān)閉和與對(duì)準(zhǔn)室C708隔開的清洗初級(jí)室713e，與對(duì)準(zhǔn)室A702的情況一樣。
接著，標(biāo)號(hào)709表示通過真空蒸發(fā)制造第二有機(jī)化合物層的淀積室，以下稱為淀積室C709。這個(gè)淀積室C709提供有排氣系統(tǒng)700g。此外，它通過未示出的門被關(guān)閉并與對(duì)準(zhǔn)室C708隔開。另外，包括通過未示出的門被關(guān)閉和與淀積室C709隔開的清洗初級(jí)室713f，與淀積室A703的情形一樣。
在本例中，提供具有圖4A所示結(jié)構(gòu)的淀積室，作為制造發(fā)射藍(lán)光的第三有機(jī)化合物層的淀積室C709。另外，作為蒸發(fā)源，提供以下蒸發(fā)源提供有帶空穴可注入性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源、提供有帶發(fā)光性能的有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源、提供有阻擋性能的第三蒸發(fā)源、提供有帶電子可輸送性的有機(jī)化合物的第四蒸發(fā)源。注意本例中，采用Cu-Pc作為提供在第一蒸發(fā)源中的具有空穴可注入性的有機(jī)化合物；α-NPD用做提供在第二蒸發(fā)源中的具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物；BCP用做提供在第三蒸發(fā)源中的具有阻擋性能的有機(jī)化合物；和Alq3用做提供在第四蒸發(fā)源中的具有電子可輸送性的有機(jī)化合物。順便提及，在淀積室C0709中提供低壓汞燈作為光源以輻射具有184.9nm波長(zhǎng)的光。
同時(shí)，應(yīng)注意，本例采用Cu-Pc作為要制備在第一蒸發(fā)源中的空穴注入有機(jī)化合物，α-NPD用做要在第二蒸發(fā)源中制備的發(fā)光有機(jī)化合物，BCP用做要在第三蒸發(fā)源中制備的阻擋有機(jī)化合物，和Alq3用做要在第四蒸發(fā)源中制備的電子輸送有機(jī)化合物。
順便提及，通過按順序淀積這些有機(jī)化合物，可以在陽極上形成包括具有空穴可注入性、發(fā)光性能、阻擋性能和電子可輸送性的功能的區(qū)域的第三有機(jī)化合物。
同時(shí)，本例通過同時(shí)淀積用于形成功能區(qū)的有機(jī)化合物，在不同功能區(qū)的界面形成混合區(qū)。即，分別在空穴注入?yún)^(qū)和發(fā)光區(qū)的界面、發(fā)光區(qū)和阻擋區(qū)的界面和阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)的界面形成混合區(qū)。
實(shí)際上，在通過將Cu-Pc淀積成20nm的厚度形成第一功能區(qū)之后，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積Cu-Pc和α-NPD，由此形成膜厚為5-10nm的第一混合區(qū)。然后，形成厚度為40nm的α-NPD膜，由此形成第二功能區(qū)，接著通過同時(shí)真空蒸發(fā)α-NPD和BCP，形成厚度為5-10nm的第二混合區(qū)。然后，形成厚度為10nm的BCP膜，由此形成第三功能區(qū)。然后，通過BCP和Alq3的同時(shí)真空蒸發(fā)，形成厚度為5-10nm的第三混合區(qū)；最后，形成厚度為40nm的Alq3膜，由此形成第四功能區(qū)。借此，形成第三有機(jī)化合物層。
注意，在上面的說明中，通過連續(xù)真空蒸發(fā)，分別由提供有具有不同功能的四種有機(jī)化合物的四個(gè)蒸發(fā)源形成有機(jī)化合物層，作為第三有機(jī)化合物層。本發(fā)明應(yīng)該不只限于上述情況，而是可以改變的，只要多個(gè)蒸發(fā)源即可。而且，提供在單個(gè)蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物不限于具有一種，可以是多種。例如，除了提供在蒸發(fā)源中的作為有發(fā)光性能的有機(jī)化合物的單種材料之外，可以一起提供用做摻雜劑的其它有機(jī)化合物。注意現(xiàn)有的公知材料可用做用于形成發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物層的具有多個(gè)功能的有機(jī)化合物。
順便提及，希望用微計(jì)算機(jī)控制蒸發(fā)源的淀積率。同時(shí)，由于這個(gè)原因，希望在同時(shí)淀積多種有機(jī)化合物時(shí)控制混合比。
另外，在本例中，已經(jīng)介紹了在第一淀積室A703中形成發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層同時(shí)在第二淀積室B707中形成發(fā)射綠光的有機(jī)化合物層和在第三淀積室C709中形成發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物層的情況。然而，形成這些層的順序不只限于上述順序?？梢苑謩e在淀積室A703、淀積室B707和淀積室C709之一中形成發(fā)射紅、綠和藍(lán)光的有機(jī)化合物之一?；蛘?，可以提供附加的淀積室，用于形成發(fā)射白光的有機(jī)化合物層。
接下來，標(biāo)號(hào)710表示通過真空蒸發(fā)形成作為發(fā)光元件的陽極或陰極(本例中為用做陰極的金屬膜)的導(dǎo)電膜的淀積室，以下稱為淀積室D710。淀積室D710包括排氣系統(tǒng)700h，此外，通過未示出的門被關(guān)閉和與淀積室C709隔開。另外，包括通過未示出的門被密封和與淀積室D710隔開的清洗初級(jí)室713g，與淀積室A703的方式一樣。
在本例中，在淀積室D710中，通過真空蒸發(fā)淀積Al-Li合金膜(由鋁和鋰的合金制成的膜)，作為用做發(fā)光元件的陰極的導(dǎo)電膜。另外，還可以采用鋁和屬于周期表的I族或II族的元素的共同真空蒸發(fā)。
同時(shí)，淀積室A703、淀積室B707、淀積室C709和淀積室D710提供有給每個(gè)淀積室內(nèi)部加熱的裝置。這可以去除淀積室內(nèi)的一部分雜質(zhì)。
而且，雖然干泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵(磁性浮動(dòng)型)或低溫泵用做提供在淀積室中的真空泵，在本例中希望采用低溫泵和干泵。
同時(shí)，淀積室A703、淀積室B707、淀積室C709和淀積室D710通過真空泵減壓。順便提及，希望這種情況下可達(dá)到的真空度是10-6Pa或更高。例如，希望采用如鋁等材料、用具有10000l/s(H2O)的排氣率的低溫泵形成淀積室內(nèi)部，當(dāng)?shù)矸e室內(nèi)部具有10m2的表面面積時(shí)，在20小時(shí)的泄露率為4.1×10-7Pa*m3*s-1或更低。為了得到這種真空度，通過電解質(zhì)拋光減少淀積室內(nèi)部的表面面積是有效的。
或者，這里可以提供CVD室，用于形成發(fā)光元件的絕緣膜如氮化硅膜、氧化硅膜和DLC膜或保護(hù)膜(鈍化膜)。注意在提供這種CVD室的情況下，優(yōu)選提供氣體凈化裝置，用于預(yù)先提高在CVD室中使用的材料氣體的純度。
接著，711是具有排氣系統(tǒng)700i的密封室。同時(shí)，這個(gè)室通過未示出的門緊密地與淀積室D710隔開。順便提及，密封室711處于真空狀態(tài)，當(dāng)各具有發(fā)光元件并形成到陰極的多個(gè)襯底被輸送到密封室時(shí)，關(guān)閉門，通過采用惰性氣體(氮、氦、氬等)使密封室711處于氣氛狀態(tài)，以便最后將發(fā)光元件密封到封閉空間中。順便提及，密封室711提供有輸送裝置(未示出)以從淀積室D710輸送襯底。這里的密封工藝是保護(hù)形成的發(fā)光元件不接觸氧或潮氣的工藝。方法是用蓋件機(jī)械密封或用熱固樹脂或紫外線固化樹脂密封。
同時(shí)，在密封室中預(yù)先制備蓋件。當(dāng)使用的覆蓋材料是玻璃、陶瓷、塑料或金屬時(shí)，在向覆蓋材料一側(cè)發(fā)射光的情況下覆蓋材料必須具有光學(xué)透射率。另外，用密封劑如熱固樹脂或紫外線固化樹脂等將覆蓋材料和帶有形成在其上的上述發(fā)光元件的襯底粘接在一起，通過熱處理或紫外線輻射處理使樹脂固化，由此形成氣密密封空間。在密封空間中提供潮氣吸收材料也是有效的，潮氣吸收材料的典型例子為氧化鋇。順便提及，在通過連接到CCD攝象機(jī)的定位裝置定位之后，進(jìn)行形成有發(fā)光元件的襯底和蓋件之間的粘接。
還可以用熱固樹脂或紫外線固化樹脂填充覆蓋材料和具有形成其上的發(fā)光元件的襯底之間的空間。在這種情況下，向熱固樹脂或紫外線固化樹脂中添加吸附劑、典型如氧化鋇是有效的。
在圖8所示的淀積設(shè)備中，提供用于向密封室7121內(nèi)部輻射紫外光的裝置(以下稱為“紫外光照射裝置”)，它被設(shè)置成，從這個(gè)紫外光照射裝置發(fā)射的紫外光用于使紫外線固化樹脂固化。
最后，標(biāo)號(hào)712是包括排氣系統(tǒng)700j的卸載室。帶有形成于其上的發(fā)光元件的襯底將從這里取出。
另外，圖9A和9B表示在由本發(fā)明中所示的淀積設(shè)備所具有的淀積室中提供用于更換有機(jī)化合物的裝置的情況。而且，圖9C表示密封室711的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
在圖9A中，在淀積室801中制備襯底802。在蒸發(fā)源803中制備用于形成襯底上的有機(jī)化合物層的有機(jī)化合物。順便提及，蒸發(fā)源803提供在通過門805與具有襯底的淀積室801隔開的材料更換室804中。相應(yīng)地，在本例中，通過關(guān)閉門805，材料更換室804與淀積室801分離。通過排氣系統(tǒng)806使處于真空狀態(tài)的材料更換室804的內(nèi)部回到氣氛壓力之后，該室的情況繪出如圖9A所示。這就可以添加或更換在材料更換室804的蒸發(fā)源中制備的有機(jī)化合物。
完成有機(jī)化合物的添加或更換之后，材料更換室移動(dòng)回到前面的位置，如圖9B所示。通過排氣系統(tǒng)806使內(nèi)部處于真空狀態(tài)。達(dá)到與淀積室內(nèi)部相同的壓力狀態(tài)之后，打開門805，由此從蒸發(fā)源803向襯底802淀積。
順便提及，在材料更換室804中提供加熱器，以便給更換的材料加熱。預(yù)先加熱材料可以除去如水等雜質(zhì)。此時(shí)，希望施加的溫度為200℃或更低。
同時(shí)，如圖9C所示，密封室711提供有多個(gè)處理裝置。首先，在支撐部分811中提供在密封中使用的多個(gè)蓋件。同時(shí)，要被密封處理的襯底被輸送裝置A812從淀積室D710輸送并臨時(shí)儲(chǔ)存在存儲(chǔ)部分813中。
在存儲(chǔ)部分813中積累一定量的襯底之后，密封室被門制成封閉空間，然后被惰性氣體(氮、氬氦等)形成氣氛壓力狀態(tài)。
密封室達(dá)到氣氛壓力狀態(tài)之后，一個(gè)一個(gè)處理襯底。首先，輸送裝置A812將襯底從襯底從存儲(chǔ)部分813輸送到定位裝置814。此時(shí)，在襯底上提供密封劑和吸收劑，并用輸送裝置B815將蓋件從支撐部分811輸送到定位裝置814，由此與襯底鍵合。
接著，從紫外光輻射裝置(未示出)輻射紫外光，由此完成襯底的密封。完成襯底的密封，輸送裝置C816將其輸送到取出它的卸載室712。
如上所述，采用圖8所示(或圖9A-9C)所示的淀積設(shè)備允許發(fā)光元件不被暴露于周圍空氣，直到完全被密封到封閉空間中為止，并且能使發(fā)光元件的制造的可靠性高。下面將參照?qǐng)D10A和10B介紹本發(fā)明的淀積設(shè)備。在圖10A和10B中，參考標(biāo)記901表示傳送室，其中這個(gè)傳送室901包括用于進(jìn)行襯底903的傳送的傳送裝置A902。該傳送室901設(shè)置在減壓氣氛中并用門與每個(gè)處理室耦合。門開時(shí)，襯底被傳送裝置A902傳送到每個(gè)處理室。另外，真空泵如干泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵(磁性浮動(dòng)型)或低溫泵才用于傳送裝置901的壓力減小。希望在除去水等方面優(yōu)異的低溫泵與干泵一起使用。
下面將介紹每個(gè)處理室。注意傳送室701設(shè)置在減壓氣氛中，以便使直接耦合到傳送室701的所有處理室提供有真空泵(未示出)。當(dāng)干泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵(磁性浮動(dòng)型)或低溫泵可用做真空泵時(shí)，在這種情況下，磁性浮動(dòng)型的渦輪分子泵優(yōu)選與干泵一起使用。首先，標(biāo)號(hào)704表示用于進(jìn)行襯底的設(shè)置(安裝)的裝載室。裝載室704通過門700a與傳送室701耦合，在這里設(shè)置帶有安裝在其上的襯底703的載體(未示出)。另外，裝載室704還可以做雙重工作，作為向密封室傳送完成元件形成的襯底的室。此外，裝載室704還可以具有用于載入襯底和載出襯底的分離空間。注意裝載室704包括上述真空泵和用于引入高純度氮化物氣體或惰性氣體的凈化線。另外，這里使用的真空泵優(yōu)選是低溫泵。此外，這個(gè)凈化線提供有用于預(yù)先去除要被引入裝置的這些氣體的雜質(zhì)(氧和水)的氣體精練裝置。
首先，標(biāo)號(hào)904表示用于進(jìn)行襯底設(shè)置(安裝)的裝載室。該裝載室904通過門900a與傳送室901耦合，在這里設(shè)置帶有安裝在其上的襯底903的載體(未示出)。另外，裝載室904還可以做雙重工作，作為向密封室傳送完成元件形成的襯底的室。此外，裝載室904可以具有用于載入襯底和載出襯底的分離空間。注意裝載室904包括上述真空泵和用于引入高純度氮化物氣體或惰性氣體的凈化線。另外，這里使用的真空泵優(yōu)選是低溫泵。而且，這個(gè)凈化線提供有用于預(yù)先去除要被引入裝置的這些氣體的雜質(zhì)(氧和水)的氣體精練裝置。
還應(yīng)注意在本例中，用做發(fā)光元件的陽極的透明導(dǎo)電膜形成在其上的襯底用做襯底903。在本例中，襯底903設(shè)置在載體中，并且其淀積表面直接向下。這是用于進(jìn)行面向下方案(還公知為depo-up方案)，而后者通過真空蒸發(fā)法進(jìn)行淀積。面向下方案被理解為在讓襯底的淀積表面直接向下的同時(shí)進(jìn)行淀積的方案。利用這個(gè)方案，可以抑制污染顆粒如灰塵附著。
接著，由標(biāo)號(hào)905表示的部分是用于金屬掩模對(duì)準(zhǔn)和用于匹配金屬掩模和帶有形成在其上的發(fā)光元件的陽極或陰極(本例中為陽極)的襯底之間的位置的對(duì)準(zhǔn)室，其中對(duì)準(zhǔn)室905通過門900b與傳送室901耦合。注意在形成不同有機(jī)化合物層的任何時(shí)候，金屬掩模對(duì)準(zhǔn)及襯底和金屬掩模的定位的組合都是在對(duì)準(zhǔn)室中進(jìn)行的。此外，對(duì)準(zhǔn)室905包括公知為圖象傳感器的電荷耦合器件(CCD)，由此在使用金屬掩模淀積時(shí)可以準(zhǔn)確地進(jìn)行襯底及其相關(guān)的金屬掩模的位置對(duì)準(zhǔn)。注意，關(guān)于金屬掩模對(duì)準(zhǔn)，可采用圖6A-6E所討論的方法。
此外，清洗初級(jí)室922a耦合到對(duì)準(zhǔn)室905。清洗初級(jí)室922a示于圖10B中。首先，清洗初級(jí)室922a具有用于產(chǎn)生μ波的μ波振蕩器931，其中這里產(chǎn)生的μ波將通過波導(dǎo)管932向等離子體放電管933發(fā)送。注意從這里使用的μ波振蕩器931可輻射約2.45GHz的μ波。此外，反應(yīng)氣體從氣體輸入管934輸送到等離子體放電管933。另外，這里NF3用做反應(yīng)氣體，但其它氣體如CF4和ClF3也可用做反應(yīng)氣體。
而且，反應(yīng)氣體被等離子體放電管933中的μ波分解，產(chǎn)生原子團(tuán)。這些原子團(tuán)被引導(dǎo)穿過氣體輸入管934并引入到經(jīng)過門(未示出)與之耦合的對(duì)準(zhǔn)室905。此外，等離子體放電管933可提供有用于有效補(bǔ)充μ波的反射板935。
并且，對(duì)準(zhǔn)室905包括帶有固著于其上的有機(jī)化合物層的金屬掩模。打開設(shè)置在清洗初級(jí)室922a和對(duì)準(zhǔn)室905之間的門(未示出)，可將原子團(tuán)引入到對(duì)準(zhǔn)室905中。這就可以進(jìn)行金屬掩模的清洗。
正如采用μ波等離子體可以高效率進(jìn)行反應(yīng)氣體的原子團(tuán)化，產(chǎn)生雜質(zhì)如副產(chǎn)品等的速率很低。此外，由于機(jī)理不同于標(biāo)準(zhǔn)原子團(tuán)的產(chǎn)生，得到的原子團(tuán)將不再被加速，并且在淀積室內(nèi)部不產(chǎn)生原子團(tuán)。這可以防止由于存在等離子體而對(duì)淀積室內(nèi)部有損傷和金屬掩模的損傷。
應(yīng)該注意，采用這種方法清洗對(duì)準(zhǔn)室的技術(shù)是本發(fā)明的最佳方式之一，因而本發(fā)明應(yīng)該不限于此。相應(yīng)地，還可以通過向淀積室中引入反應(yīng)氣體，由此在這個(gè)淀積室內(nèi)部產(chǎn)生等離子體而進(jìn)行干清洗，或者通過引入Ar氣體等用濺射法進(jìn)行物理清洗。
接下來，標(biāo)號(hào)906表示用真空蒸發(fā)法淀積有機(jī)化合物層所使用的淀積室，以下將稱為淀積室A906。在本例中，提供具有圖4A所示結(jié)構(gòu)的淀積室，作為淀積室906。
在本例中，在淀積室A906內(nèi)部的淀積部分907中形成用于發(fā)紅色光的第一有機(jī)化合物層。淀積室A906包括多個(gè)蒸發(fā)源，具體為包括具有空穴注入特性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源，包括具有空穴輸送特性的有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源，包括具有空穴輸送特性的有機(jī)化合物作為帶有發(fā)光特性的有機(jī)化合物基質(zhì)的第三蒸發(fā)源，包括具有發(fā)光特性的有機(jī)化合物的第四蒸發(fā)源，包括具有阻擋特性的有機(jī)化合物的第五蒸發(fā)源，和包括具有電子輸送特性的有機(jī)化合物的第六蒸發(fā)源。
當(dāng)通過蒸發(fā)按順序淀積這些有機(jī)化合物時(shí)，可在陽極上形成包括具有空穴注入特性、空穴輸送特性、發(fā)光特性、阻擋特性和電子輸送特性的功能的區(qū)域的有機(jī)化合物層。
而且，淀積設(shè)備A906提供有低壓汞燈作為光源，并被184.9nm波長(zhǎng)的光照射。
并且，在本例中，為了在不同功能區(qū)域之間的界面中形成混合區(qū)，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積用于形成功能區(qū)的有機(jī)化合物。即，分別在空穴注入?yún)^(qū)和空穴輸送區(qū)之間的界面、在空穴輸送區(qū)和包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)之間的界面、在包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)和阻擋區(qū)之間的界面、以及在阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。
注意，在上面的說明中，有機(jī)化合物層通過連續(xù)真空蒸發(fā)從提供有帶有分別不同的功能的六種有機(jī)化合物的六個(gè)蒸發(fā)源形成的，并作為第一有機(jī)化合物層。本發(fā)明應(yīng)該不只限于上述情況，而是可修改的，只要多個(gè)蒸發(fā)源即可。而且，提供在單個(gè)蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物不限于具有一種，可以是多種的。例如，除了提供在蒸發(fā)源中并作為帶有發(fā)光性能的有機(jī)化合物的單種材料之外，可以在一起提供用做摻雜劑的其它有機(jī)化合物。此外，作為具有多種功能和形成發(fā)射紅光的有機(jī)化合物的有機(jī)化合物，可采用實(shí)施例1中所示的有機(jī)化合物，如果需要的話，公知材料也可以自由組合使用。
還應(yīng)該注意，淀積室906經(jīng)過門900g耦合到材料更換室914。還應(yīng)注意材料更換室914提供有用于加熱被交換的有機(jī)化合物的加熱器。預(yù)熱這種有機(jī)化合物可以除去雜質(zhì)如水等。希望這里施加的溫度為200℃或更低。此外，由于材料更換室914提供有能將其內(nèi)部設(shè)定為減壓狀態(tài)中的真空泵，因此在通過從外部添加或交換有機(jī)化合物而加熱處理之后，使內(nèi)部設(shè)定處于真空壓力狀態(tài)。并且，當(dāng)處于與淀積室內(nèi)部相同的壓力狀態(tài)時(shí)，打開門900g，由此激活淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源，以便提供有機(jī)化合物。此外，借助傳送裝置在淀積室中的蒸發(fā)源中提供有機(jī)化合物。
另外，關(guān)于淀積室A906內(nèi)的淀積工藝可參考圖4A的說明。
注意對(duì)對(duì)準(zhǔn)室905用相同的方法，清洗初級(jí)室922b經(jīng)過門(未示出)耦合到淀積室A906。此外，其實(shí)際設(shè)置與清洗初級(jí)室922a的相同，由此可以通過向淀積室A906中引入在清洗初級(jí)室922b中產(chǎn)生的原子團(tuán)，以便去除內(nèi)部地附著于淀積室A906上的有機(jī)化合物等。
接下來，標(biāo)號(hào)908表示通過真空蒸發(fā)法淀積第二有機(jī)化合物層所使用的淀積室，以下將稱為淀積室B908。淀積室B908經(jīng)過門900d耦合到傳送室901。在本例中，提供具有圖4所示結(jié)構(gòu)的淀積室作為淀積室B908。通過本例，在淀積室B708內(nèi)的淀積單元909形成能發(fā)射綠光的第二有機(jī)化合物層。
淀積室B908提供有多個(gè)蒸發(fā)源，具體為包括具有空穴注入特性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源，各包括具有空穴輸送特性的有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源和第三蒸發(fā)源，包括具有空穴輸送特性的基質(zhì)材料的第四蒸發(fā)源，包括具有發(fā)光特性的有機(jī)化合物的第五蒸發(fā)源，包括具有阻擋特性的有機(jī)化合物的第六蒸發(fā)源，和包括具有電子輸送特性的有機(jī)化合物的第七蒸發(fā)源。
當(dāng)通過真空蒸發(fā)按順序淀積這些有機(jī)化合物時(shí)，可在陽極上形成包括具有空穴注入特性、空穴輸送特性、發(fā)光特性、阻擋特性和電子輸送特性的功能的區(qū)域的第二有機(jī)化合物層。
而且，淀積室B908提供有低壓汞燈作為光源，并被184.9nm波長(zhǎng)的光照射。
并且，在本例中，為了在不同功能區(qū)域之間的界面中形成混合區(qū)，通過真空蒸發(fā)同時(shí)淀積用于形成功能區(qū)的有機(jī)化合物。即，分別在空穴注入?yún)^(qū)和空穴輸送區(qū)之間的界面、在空穴輸送區(qū)和包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)之間的界面、在包括發(fā)光區(qū)的空穴輸送區(qū)和阻擋區(qū)之間的界面、以及在阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。
注意，在上面的說明中，有機(jī)化合物層是通過連續(xù)真空蒸發(fā)從提供有帶有分別不同功能的七種有機(jī)化合物的七個(gè)蒸發(fā)源形成的，并作為第二有機(jī)化合物層。本發(fā)明應(yīng)該不只限于上述情況，而是可修改的，只要多個(gè)蒸發(fā)源即可。而且，提供在單個(gè)蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物不限于具有一種，可以是多種的。例如，除了提供在蒸發(fā)源中并作為帶有發(fā)光性能的有機(jī)化合物的單種材料之外，可以在一起提供用做摻雜劑的其它有機(jī)化合物。此外，作為具有多種功能和形成發(fā)射綠光的有機(jī)化合物的有機(jī)化合物，可采用實(shí)施例1中所示的有機(jī)化合物，如果需要的話，公知材料也可以自由組合使用。
還應(yīng)該注意，淀積室B908經(jīng)過門900h耦合到材料更換室915。還應(yīng)注意材料更換室915提供有用于加熱被交換的有機(jī)化合物的加熱器。預(yù)熱這種有機(jī)化合物可以除去雜質(zhì)如水等。希望這里施加的溫度為200℃或更低。此外，由于材料更換室915提供有真空泵，因此在從外部引入有機(jī)化合物之后，可以用真空泵使其內(nèi)部設(shè)定處于減壓狀態(tài)。并且，當(dāng)處于與淀積室內(nèi)部相同的壓力狀態(tài)時(shí)，打開門900h，由此激活淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源，以便提供有機(jī)化合物。此外，借助傳送裝置在淀積室中的蒸發(fā)源提供有機(jī)化合物。
此外，關(guān)于在淀積室內(nèi)的淀積工藝可以參考圖4A的說明。
接著，標(biāo)號(hào)910表示用于通過真空蒸發(fā)法淀積第三有機(jī)化合物層的淀積室，以下將稱為淀積室C910。淀積室C910經(jīng)過門900e與傳送室901耦合。在本例中，提供具有圖4所示結(jié)構(gòu)的淀積室作為淀積室C910。通過本例，在淀積室C910內(nèi)的淀積單元911形成能發(fā)射藍(lán)光的第三有機(jī)化合物層。
淀積室C910提供有多個(gè)蒸發(fā)源，實(shí)際上，提供包括具有空穴可注入性的有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源、包括具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源、包括具有阻擋性能的有機(jī)化合物的第三蒸發(fā)源、和包括具有電子可輸送性的有機(jī)化合物的第四蒸發(fā)源。
注意，連續(xù)蒸發(fā)這些有機(jī)化合物可以在陽極上形成基本上由具有空穴可注入性、發(fā)光性能、阻擋性能和電子可輸送性的功能的區(qū)域構(gòu)成的有機(jī)化合物層。
而且，淀積室C910提供有低壓汞燈作為光源，并利用184.9nm波長(zhǎng)的光照射。
另外，在本例中，通過同時(shí)真空蒸發(fā)形成這些功能區(qū)的有機(jī)化合物，在不同功能區(qū)之間的界面形成混合區(qū)。更具體而言，在空穴注入?yún)^(qū)和發(fā)光區(qū)之間的界面、在發(fā)光區(qū)和阻擋區(qū)之間的界面、和在阻擋區(qū)和電子輸送區(qū)之間的界面分別形成幾個(gè)混合區(qū)。
注意在上面的說明中，有機(jī)化合物層是通過連續(xù)真空蒸發(fā)由提供有分別不同功能的四種有機(jī)化合物的四個(gè)蒸發(fā)源形成的，并作為第三有機(jī)化合物層。本發(fā)明不應(yīng)該只限于此，而是可以修改的，只要是多個(gè)蒸發(fā)源即可。而且，提供在單個(gè)蒸發(fā)源中的有機(jī)化合物不限于具有一種，可以是多種。例如，除了提供在蒸發(fā)源中的單種材料作為具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物之外，可以一起提供用做摻雜劑的其它有機(jī)化合物。另外，作為具有多個(gè)功能并形成發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物層的有機(jī)化合物，可采用實(shí)施例1中所示的有機(jī)化合物，但是需要時(shí)可以自由組合使用公知材料。
還應(yīng)該注意，淀積室C910經(jīng)過門900i與材料更換室916耦合。還應(yīng)注意材料更換室715提供有用于加熱被更換的有機(jī)化合物的加熱器。預(yù)熱這種有機(jī)化合物可以除去雜志餓如水等。希望這里施加的溫度為200℃或更低。此外，由于材料更換室916提供有真空泵，因而在從外部引入有機(jī)化合物之后，可以通過真空泵將其內(nèi)部設(shè)定為減壓狀態(tài)。而且，當(dāng)處于與淀積室內(nèi)相同的壓力狀態(tài)時(shí)，打開門900i，由此激活淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源，以便提供有機(jī)化合物。另外，借助傳送裝置在淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源提供有機(jī)化合物。
另外，關(guān)于淀積室C910內(nèi)的淀積工藝，可參考圖4A的說明。
注意，用與對(duì)準(zhǔn)室905相同的方式，清洗初級(jí)室922d經(jīng)過門(未示出)耦合到淀積室C910。另外，其實(shí)際設(shè)置與清洗初級(jí)室922a的相同，這樣，通過向淀積室C910中引入在清洗初級(jí)室922d中產(chǎn)生的原子團(tuán)，以便去除內(nèi)部地附著于淀積室C910的有機(jī)化合物等。
然后，標(biāo)號(hào)912表示通過真空蒸發(fā)制造用做發(fā)光元件的陽極或陰極(在本例中，是用做陰極的金屬膜)的導(dǎo)電膜的淀積室，這個(gè)室下面將稱為淀積室D912。這個(gè)淀積室D912經(jīng)過門900f耦合到傳送室901。在本例中，在淀積室D912內(nèi)的淀積單元913，將形成作為用做發(fā)光元件的陰極的導(dǎo)電膜的Al-Li合金膜(鋁和鋰的合金膜)。還可以同時(shí)進(jìn)行鋁和屬于周期表的I族或II族的元素的共同真空蒸發(fā)。術(shù)語共同真空蒸發(fā)指的是在淀積步驟中蒸發(fā)源被同時(shí)加熱并且不同材料被混合在一起的真空蒸發(fā)方法。
還應(yīng)該注意，淀積室D912經(jīng)過門900j與材料更換室917耦合。還應(yīng)注意材料更換室717提供有用于加熱被更換的有機(jī)化合物的加熱器。預(yù)熱這種有機(jī)化合物可以除去雜質(zhì)如水等。希望這里施加的溫度為200℃或更低。此外，由于材料更換室917提供有真空泵，因而在從外部引入導(dǎo)電材料之后，可以通過真空泵將其內(nèi)部設(shè)定為減壓狀態(tài)。而且，當(dāng)處于與淀積室內(nèi)相同的壓力狀態(tài)時(shí)，打開門900j，由此激活淀積室內(nèi)的蒸發(fā)源，以便提供導(dǎo)電材料。
注意，用與對(duì)準(zhǔn)室905相同的方式，清洗初級(jí)室922e經(jīng)過門(未示出)耦合到淀積室D912。另外，其實(shí)際設(shè)置與清洗初級(jí)室922a的相同，這樣，通過向淀積室D912中引入在清洗初級(jí)室922e中產(chǎn)生的原子團(tuán)，可以去除內(nèi)部地附著于淀積室D912的導(dǎo)電材料等。
此外，淀積室A906、淀積室B908、淀積室C910和淀積室D912的每個(gè)包括用于加熱每個(gè)淀積室內(nèi)部的裝置。由此，可以去除淀積室內(nèi)的部分雜質(zhì)如潮氣。
應(yīng)注意，雖然干泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵(磁性浮動(dòng)型)或低溫泵可用做提供在這些淀積室中的真空泵，但是本例中希望使用低溫泵和干泵。
利用排氣泵減小淀積室A906、淀積室B908、淀積室C910和淀積室D912中的壓力。此時(shí)，要達(dá)到的真空度希望為10-6Pa或更高。例如，在采用具有36000l/s(H2O)的排氣率的低溫泵和淀積室的內(nèi)部表面面積為1.5m2時(shí)，淀積室的內(nèi)部?jī)?yōu)選由具有9.3*10-7Pa*m3*s-1或更少的泄露率的材料如18-8不銹鋼構(gòu)成。為了獲得這個(gè)真空度，通過電拋光減小淀積室的內(nèi)部表面面積是有效的，因?yàn)榭梢越档碗s質(zhì)如氧或水的吸附。
此外，通過電拋光實(shí)現(xiàn)鏡面的材料如鋁用于淀積室的內(nèi)壁表面。而且，采用由如陶瓷等材料構(gòu)成的內(nèi)部部件，其中陶瓷材料將被處理以便大大減少孔。這些材料具有為5nm或更小(優(yōu)選為3nm或更小)的表面平滑度如平均表面粗糙度。這里所述的平均表面粗糙度是三維范圍的，以便給表面施加如由JIS B0601限定的平均表面粗糙度的粗糙度。
此外，還有一種方法是，采用容易與氣體反應(yīng)的材料在淀積室的內(nèi)壁上形成活性表面。Ti、Zr、Nb、Ta、Cr、Mo、W、La、Ba、等可用做這種情況下的材料。
接下來，標(biāo)號(hào)918表示密封室(還公知為封閉室或手套箱)，它經(jīng)過門900k耦合到裝載室904。在密封室918中，進(jìn)行最后將發(fā)光元件封閉到密封空間中的處理。這個(gè)處理是用于保護(hù)形成的發(fā)光元件接觸到氧和水，并采用通過覆蓋材料進(jìn)行機(jī)械密封或通過使用熱固樹脂或紫外線固化樹脂材料密封的裝置。
當(dāng)使用的覆蓋材料可以是玻璃、陶瓷、塑料或金屬時(shí)，在光向覆蓋材料一側(cè)發(fā)射的情況下，覆蓋材料必須具有光學(xué)透射率。另外，利用密封劑如熱固樹脂或紫外線固化樹脂等將覆蓋材料和其上形成有上述發(fā)光元件的襯底粘接在一起，由此通過熱處理或紫外線處理使樹脂凝固，形成氣密密封空間。在這個(gè)密封空間中提供潮氣吸收材料是有效的，潮氣吸收材料的典型例子是氧化鋇。
還可以用熱固樹脂或紫外線固化樹脂填充覆蓋材料和具有形成在其上的發(fā)光元件的襯底之間的空間。在這種情況下，可以向熱固樹脂或紫外線固化樹脂中添加潮氣吸收材料，通常為氧化鋇。
在圖10A所示的淀積設(shè)備中，提供用于向密封室918內(nèi)部照射紫外光的裝置919(以下稱為“紫外光照射裝置”)，其設(shè)置成從這個(gè)紫外光照射裝置發(fā)射的紫外光用于使紫外線固化樹脂固化。固定真空泵可以減小密封室918內(nèi)的壓力。在通過自動(dòng)操作機(jī)械進(jìn)行上述密封工藝的情況下，可以通過進(jìn)行該工藝以防止由于減壓的氣氛而使氧和水的混入。實(shí)際上，希望這種氧和水的濃度為小于或等于0.3ppm。另外，還可以相反地對(duì)密封室918加壓。在這種情況下，密封室918被高純度的氮化物氣體或惰性氣體凈化并加壓，由此防止氧等從外面侵入。
接著，輸送室(通道箱)920耦合到密封室918。輸送室920提供有運(yùn)送裝置B921，用于向輸送室920運(yùn)送已經(jīng)在密封室918中完成發(fā)光元件的密封的襯底。通過與之連接真空泵，輸送室920也可以設(shè)置在減壓狀態(tài)。這個(gè)輸送室920是防止密封室918直接暴露于外面空氣的裝置，從中取出襯底。任選地，還可以提供用于供應(yīng)用在密封室中的部件的部件供應(yīng)室(未示出)。
必須注意，雖然本例的圖中未示出，但是，在形成發(fā)光元件之后，可以在發(fā)光元件上形成絕緣膜，其中絕緣膜具有包含硅的化學(xué)化合物如氮化硅或氧化硅的疊層和在這些化學(xué)化合物上含有碳的金剛石類碳(DLC)膜的疊層。另外，術(shù)語金剛石類碳(DLC)膜指的是具有金剛石鍵(sp3鍵)和石墨鍵(SP2鍵)的混合物的非晶膜。注意，在這種情況下，可以提供包括化學(xué)汽相淀積(CVD)裝置的淀積室，其中化學(xué)汽相淀積設(shè)備用于通過施加自偏置產(chǎn)生等離子體，由此通過材料氣體的等離子體放電分解形成薄膜。
注意，在包括這種化學(xué)汽相淀積(CVD)裝置的淀積室中，可以采用氧(O2)、氫(H2)、甲烷(CH4)、氨(NH3)和硅烷(SiH4)。還應(yīng)注意，作為CVD裝置，可以采用具有平行平板型電極并帶有13.56MHz的RF電源的裝置。
此外，還可以提供通過濺射方法(還稱為濺射法)進(jìn)行淀積的淀積室。這是由于通過濺射淀積對(duì)在發(fā)光元件的陰極上形成有機(jī)化合物層之后形成陽極的情況有效。換言之，在象素電極是陰極的情況下是有效的。另外，在淀積期間，這個(gè)淀積室的內(nèi)部被設(shè)定為帶有添加氬中的氧的氣氛中，由此很好控制如此形成的膜中的氧濃度，以便形成光學(xué)透射率高的低電阻膜。還應(yīng)注意，希望淀積室通過門與輸送室隔開，這與其余淀積室的方式一樣。
要注意，在用于濺射的淀積室中，可以提供可操作地控制這個(gè)被淀積的襯底的溫度的裝置。另外，希望被淀積的襯底保持在20-150℃的范圍內(nèi)。此外，雖然干泵、機(jī)械增壓泵、渦輪分子泵(磁性浮動(dòng)型)或低溫泵可用做提供在淀積室中的真空泵，但本例中優(yōu)選采用低溫泵和干泵。
從前面的描述明顯看出，采用圖10A和10B所示的淀積設(shè)備可以防止發(fā)光元件暴露于外部空氣，直到發(fā)光元件被完全封閉在氣密密封空間中為止，這就成功地制造了具有高可靠性的發(fā)光器件。本實(shí)施例利用圖11A和11B介紹實(shí)施例1中所示的線型淀積設(shè)備、襯底輸送方法和淀積室的結(jié)構(gòu)不同的淀積設(shè)備。
在圖11A和11B中，向經(jīng)過門(未示出)與之耦合的第一對(duì)準(zhǔn)單元1001輸送被裝載到裝載室1000的襯底1004。注意用圖6A-6E所述的方法對(duì)襯底1004進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，然后沿著金屬掩模1003固定到固定器1002上。
并且，將襯底1004連同固定器1002一起輸送到第一淀積單元1005。這里應(yīng)注意，第一對(duì)準(zhǔn)單元1001和第一淀積單元1005經(jīng)過未示出的門耦合在一起，并具有相同空間。然后，在本例中，提供軌道1012，作為在第一對(duì)準(zhǔn)單元1001和第一淀積單元1005之間自由移動(dòng)的裝置，其中在固定器1002沿著這個(gè)軌道移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行每個(gè)處理。另外，通過由固定器1002具有的控制裝置控制對(duì)準(zhǔn)期間的處理位置和淀積。
在第一淀積單元1005中，從分別備有不同有機(jī)化合物的多個(gè)蒸發(fā)源進(jìn)行真空蒸發(fā)，并形成第一有機(jī)化合物層。順便提及，第一淀積單元1005提供有低壓汞燈作為光源1014。在淀積期間，向從蒸發(fā)源1006汽化和蒸發(fā)的有機(jī)化合物分子和向已經(jīng)淀積在襯底似的有機(jī)化合物分子照射波長(zhǎng)為184.9nm的光。
然后，通過在用于形成第二有機(jī)化合物層的第二對(duì)準(zhǔn)單元1007和第二淀積室單元1008之前說明的移動(dòng)裝置輸送襯底。
在第二淀積單元1008中，通過從分別備有不同有機(jī)化合物的多個(gè)蒸發(fā)源真空蒸發(fā)有機(jī)化合物，形成第二有機(jī)化合物層。順便提及，第二淀積室單元1008同樣提供有低壓汞燈作為光源。在淀積期間，向從蒸發(fā)源汽化和蒸發(fā)的有機(jī)化合物分子和向已經(jīng)淀積在襯底上的有機(jī)化合物分子照射波長(zhǎng)為184.9nm的光。
此外，在形成第三有機(jī)化合物的情況下，同樣進(jìn)行向第三對(duì)準(zhǔn)單元1009和第三淀積單元1010的輸送。
在第三淀積單元1010中，通過從分別備有不同有機(jī)化合物的多個(gè)蒸發(fā)源真空蒸發(fā)有機(jī)化合物，形成第三有機(jī)化合物層。順便提及，第三淀積室單元1010同樣提供有低壓汞燈作為光源。在淀積期間，向從蒸發(fā)源汽化和蒸發(fā)的有機(jī)化合物分子和向已經(jīng)淀積在襯底上的有機(jī)化合物分子照射波長(zhǎng)為184.9nm的光。
如上所述，本實(shí)施例可以在同一空間內(nèi)形成三種有機(jī)化合物層。第三淀積單元1010通過門(未示出)與卸載室1011連接，在那里可以取出淀積之后的襯底。
順便提及，在本例中，對(duì)準(zhǔn)部分和淀積部分內(nèi)的工藝可以與在實(shí)施例1的對(duì)準(zhǔn)室和淀積室中解釋的相同。
同時(shí)，在本例中，在對(duì)準(zhǔn)部分和淀積部分之間提供間壁以便在不防止襯底輸送的程度分隔它們，這樣可以防止在淀積期間從蒸發(fā)源蒸發(fā)的有機(jī)化合物蒸發(fā)到淀積區(qū)域(對(duì)準(zhǔn)部分和其它淀積部分)以外的其它位置。
同時(shí)，在本例的淀積設(shè)備中，還優(yōu)選提供清洗初級(jí)室1013，以便進(jìn)行淀積室內(nèi)部和金屬掩模的清洗。
通過采用上述淀積設(shè)備在同一空間內(nèi)形成多個(gè)有機(jī)化合物層，在形成不同有機(jī)化合物層時(shí)便于移動(dòng)，由此可以縮短工藝時(shí)間。
同時(shí)，本例中所示的淀積設(shè)備可以在淀積室內(nèi)進(jìn)行連續(xù)淀積，由此在形成有直到用于發(fā)光元件的陽極或陰極的襯底上形成具有多個(gè)功能的三種有機(jī)化合物層。此外，可以提供用于淀積導(dǎo)電膜的淀積室，以便連續(xù)形成直到發(fā)光元件的陰極或陽極。順便提及，除了Al-Li合金膜(鋁和鋰的合金膜)之外，形成陰極的導(dǎo)電膜可采用通過共同淀積周期表中1族或2族的元素和鋁得到的膜。形成陽極的材料，可采用氧化銦、氧化錫、氧化鋅或其化合物(ITO等)等。
除此之外，可以提供用于密封制造的發(fā)光器件的處理室。
同時(shí)，本例的淀積設(shè)備可提供有如實(shí)施例1或?qū)嵤├?所示的排氣泵。然而，為了使淀積室內(nèi)的壓力恒定，令人滿意的是提供單個(gè)或具有相同種類和相同排氣性能的多個(gè)泵。順便提及，最好使用干泵和低溫泵的組合。在本例中將介紹采用本發(fā)明的淀積設(shè)備制造的發(fā)光器件。圖12是表示有源矩陣型發(fā)光器件的剖面的示意圖。注意，雖然薄膜晶體管(以下稱為“TFTs”)用做有源元件，但是可以用MOS晶體管代替。
另外，雖然將示意地介紹表示為TFTs的頂柵型TFTs(實(shí)際上為平面型TFTs)，但是可也采用底柵型TFTs(通常為反向交錯(cuò)型TFTs)。
在圖12中，標(biāo)號(hào)1101表示襯底，這里襯底允許可見光線透過。實(shí)際上，可采用玻璃襯底、石英襯底、結(jié)晶玻璃襯底或塑料襯底(包括塑料膜)。注意襯底1101包括提供在其表面上的絕緣膜。
在襯底1101上提供象素部分1111和驅(qū)動(dòng)電路1112。下面將首先介紹象素部分1111。
象素部分111是進(jìn)行圖象顯示的區(qū)域。在襯底上存在多個(gè)象素，每個(gè)象素提供有用于控制在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流的TFT1102(以下稱為電流控制TFT)、象素電極(陽極)1103、有機(jī)化合物層1104和陰極1105。此外，標(biāo)號(hào)1113表示用于控制施加到電流控制TFT的柵極的電壓的TFT(以下稱為開關(guān)TFT)。
這里優(yōu)選電流控制TFT 1102是p溝道型TFT。雖然可以是n溝道型TFT，但是在電流控制TFT連接到發(fā)光元件的陽極的情況下，如圖12所示，采用p溝道型TFT可以抑制電功率的消耗。但是，應(yīng)注意開關(guān)TFT 1113可以是n溝道型TFT或p溝道型TFT。
注意，電流控制TFT 1102與象素電極1103電連接。在本例中，由于象素電極1103使用帶有在4.5-5.5eV范圍內(nèi)的功函數(shù)的導(dǎo)電材料，因此電極1103用做發(fā)光元件的陽極。象素電極1103通?？捎裳趸煛⒀趸a、氧化鋅或其化合物(如ITO)構(gòu)成。有機(jī)化合物層1104設(shè)置在象素電極1103上。
此外，在有機(jī)化合物層1104上設(shè)置陰極1105。希望陰極1105由功函數(shù)在2.5-3.5eV范圍內(nèi)的導(dǎo)電材料制成。陰極905通常由含有堿金屬元素或堿性稀有金屬元素的導(dǎo)電膜、含有鋁的導(dǎo)電膜、和鋁或銀層疊在上述導(dǎo)電膜上的膜構(gòu)成。
此外，包括象素電極1103、有機(jī)化合物層1104和陰極1105的發(fā)光元件1114用鈍化膜1106覆蓋。提供這個(gè)保護(hù)膜1106是用于保護(hù)發(fā)光元件1114不讓氧和水侵入。保護(hù)膜1106由如氮化硅、氮氧化硅、氧化鋁、氧化鉭或碳(通常為金剛石類碳)構(gòu)成。
下面介紹驅(qū)動(dòng)電路1112。驅(qū)動(dòng)電路1112是控制發(fā)送到象素部分1111的信號(hào)(柵信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào))的定時(shí)的區(qū)域，并提供有移位寄存器、緩沖器鎖存器、模擬開關(guān)(轉(zhuǎn)換門)或電平移位器。在圖12中，示出了由用做這些電路的基本單元的n溝道TFT 1107和p溝道TFT 1108構(gòu)成的CMOS電路。
移位寄存器、緩沖器、鎖存器、模擬開關(guān)(轉(zhuǎn)換門)或電平移位器的電路結(jié)構(gòu)用公知方法設(shè)計(jì)。另外，雖然在圖12中象素部分1111和驅(qū)動(dòng)電路112設(shè)置在同一襯底上，也可以在不提供驅(qū)動(dòng)電路111的情況下電連接IC和LSI。
另外，雖然在圖12中，象素電極(陽極)1103電連接到電流控制TFT1102，但可以修改成具有連接到電流控制TFT的陰極的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，象素電極1103可以由與陰極1105相同的材料制成，同時(shí)使陰極由與象素電極(陽極)1103相同的材料制成。在這種情況下，優(yōu)選電流控制TFT是n溝道TFT。
還應(yīng)該注意，在本例中，提供基本由布線1109和分離部分1110構(gòu)成的帶有屋檐的形狀(以下稱為屋檐結(jié)構(gòu))。圖12中所示的由布線1109和分離部分1110構(gòu)成的屋檐結(jié)構(gòu)可通過具有以下步驟的方法制造層疊構(gòu)成布線1109的金屬和形成分離部分1110并具有比金屬低的刻蝕率的材料(如金屬氮化物)，然后刻蝕所述材料。利用這種形狀，可以防止象素電極1103和布線1109與陰極1105電短路。另外，在本例中，與標(biāo)準(zhǔn)有源矩陣型發(fā)光器件不一樣，象素上的陰極1105形成為條形(與無源矩陣的陰極的方式相同)。
這里，圖12的有源矩陣型發(fā)光器件的外觀特征示于圖13A和13B中。這里應(yīng)注意，圖13A示出了上部平面圖，而圖13B中示出了沿著圖13A的線截取的剖面圖。另外，這里還使用圖12中使用的參考標(biāo)記。
有虛線表示的標(biāo)記1201指的是源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路；1202表示象素部分；1203表示柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路。此外，1204表示覆蓋材料，1205是密封劑，其中在由密封劑1205包圍的內(nèi)部提供空間1207。
另外，標(biāo)記1208表示將輸入的信號(hào)輸送到源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1201和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1203的布線，并接收來自用做外部輸入端子的柔性印刷電路(FPC)1209的視頻信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)。注意，雖然這里只示出FPC，但是印刷布線板(PWB)可固定到這個(gè)FPC上。該主題專利申請(qǐng)的發(fā)光器件包括IC安裝發(fā)光組件和帶有固定到發(fā)光面板上的FPC或PWB的發(fā)光組件。
下面將參考圖13B說明其剖面結(jié)構(gòu)。象素部分1202和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1203形成在襯底1101的上部，其中象素部分1202由各包括電流控制TFT 1102和電連接到電流控制TFT的漏的象素電極1103的多個(gè)象素形成。另外，用帶有n溝道TFT 1107和p溝道TFT 1108組合的CMOS電路形成柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1203。
象素電極1103用做發(fā)光元件的陽極。此外，在象素電極1103的相對(duì)端部形成層間絕緣膜1206，并在象素電極1103上形成發(fā)光元件的有機(jī)化合物層1104和陰極1105。
陰極1105也用做多個(gè)象素的公用布線，并經(jīng)過連接引線1208與FPC 1209電連接。另外，包含在象素部分1202和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路1203中的所有元件都用保護(hù)膜1106覆蓋。
注意，覆蓋材料1204用密封劑粘接。另外，為了保持覆蓋材料1204和發(fā)光元件之間的距離，可提供由樹脂膜構(gòu)成的隔板。并且密封劑1205的內(nèi)部變?yōu)槊芊饪臻g，其中填充惰性氣體，如氮或氬等。任選地，在這個(gè)密封空間中提供潮氣吸收材料如氧化鋇也是有效的。
注意，在玻璃、陶瓷、塑料或金屬用做覆蓋材料時(shí)，在向覆蓋材料輻射光的的情況下，覆蓋材料必須是光學(xué)透射性的。另外，玻璃纖維增強(qiáng)塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、Mylar、聚酯或丙烯?；捎米鏊芰喜牧稀?br> 用覆蓋材料1204和密封劑1205密封形成在襯底似的發(fā)光元件1114，因此可以完全將其與外部隔離并防止由于如水和氧的氧化而加速有機(jī)化合物層退化的材料侵入。這樣，可以得到高可靠性的發(fā)光器件。
注意本例中的發(fā)光元件能夠使用實(shí)施例1-3中所述的淀積設(shè)備淀積。在本例中將參照?qǐng)D14介紹由本發(fā)明的淀積設(shè)備制造的無源型(簡(jiǎn)單矩陣型)發(fā)光器件。在圖14中，標(biāo)記1203表示玻璃襯底，而1302表示由透明導(dǎo)電膜形成的陽極。在本例中，通過真空蒸發(fā)形成的包括氧化銦和氧化鋅的化學(xué)化合物作為透明導(dǎo)電膜。注意，雖然圖14中未示出，但在平行于附圖紙面的表面的方向上設(shè)置多個(gè)陽極。
此外，形成陰極間壁(1303a和1303b)，以便它們與排列成條形的陽極1302交叉。陰極間壁(1303a和1303b)形成在與圖面的表面垂直的方向。
接著，形成有機(jī)化合物層1304。如此形成的有機(jī)化合物層1304這里優(yōu)選具有通過組合各具有空穴可注入性、空穴可輸送性、發(fā)光性能、阻擋性能、電子可輸送性或電子可注入性功能的多種有機(jī)化合物形成的多個(gè)功能區(qū)。
注意在本例中，在相鄰功能區(qū)之間還形成混合區(qū)。另外，該混合區(qū)是采用前述實(shí)施例中所述的方法形成的。
而且，還應(yīng)注意到，有機(jī)化合物層1304沿著由陰極間壁(1303a和1303b)限定的溝槽形成，并由此在垂直于圖面表面的方向排列成條形。
然后，通過在成為其縱向的垂直于圖面表面的方向它們穿過陽極1302的方式，多個(gè)陰極1305排列成條形。另外，在本例中，陰極1305由MgAg制成，并通過真空蒸發(fā)制造。此外，雖然這里沒有具體說明，但是如此設(shè)計(jì)陰極1305，以便布線延伸到粘接FPC的部分，由此施加給定電壓。此外，在形成陰極1305之后，提供氮化硅膜，作為鈍化膜1306。
通過上述工藝，在襯底1301上形成發(fā)光元件1311。這里應(yīng)注意，在本例中，下側(cè)電極是具有光學(xué)透射性的陽極1302，以便在有機(jī)化合物層產(chǎn)生的光發(fā)射到下表面(襯底1301一側(cè))上。然而，可以倒置發(fā)光元件1311的結(jié)構(gòu)，由此讓下側(cè)電極成為具有光學(xué)屏蔽性的陰極。在這種情況下，在有機(jī)化合物層1304產(chǎn)生的光發(fā)射到上表面)與襯底1301相反的一側(cè))。
接下來，制備用做覆蓋材料1307的陶瓷襯底。利用本例的結(jié)構(gòu)，雖然在用前述方法倒置發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的情況下，由于陶瓷的明顯優(yōu)異光屏蔽特性而采用陶瓷襯底，但是鑒于覆蓋材料1307的透光性較好，可以采用由塑料或玻璃制成的襯底。
然后用由紫外線固化樹脂制成的密封劑1309粘接如此制備的覆蓋材料1307。注意，密封劑1309的內(nèi)部1308成為氣密密封空間，并用惰性氣體如氮或氬填充。任選地，在密封空間1308中提供潮氣吸收材料如氧化鋇也是有效的。最后附著各向異性導(dǎo)電膜(FPC)1310，由此完成無源型發(fā)光器件。與液晶顯示器件相比，是自發(fā)光的使用發(fā)光元件的發(fā)光器件具有在明亮位置的較好可見性和較寬視角。因此采用本發(fā)明的發(fā)光器件可實(shí)現(xiàn)各種電裝置。
給出采用根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件的電裝置的例子是視頻攝像機(jī)；數(shù)字?jǐn)z像機(jī)；護(hù)目鏡型顯示器(頭部安裝顯示器)；導(dǎo)航系統(tǒng)；聲音再現(xiàn)裝置(如汽車聲頻、聲頻部件等)；筆記本計(jì)算機(jī)；游戲裝置；便攜式信息終端(如移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式電話、便攜式游戲裝置、電子筆記本等)；和備有記錄介質(zhì)的圖像再現(xiàn)裝置(具體而言，帶有能在記錄介質(zhì)如數(shù)字通用盤(DVD)中再現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示器件以顯示數(shù)據(jù)圖像的裝置)。對(duì)于便攜式信息終端，寬視角是特別重要的，這是因?yàn)樵谟^看它們時(shí)它們的熒光屏經(jīng)常是傾斜的。這些電裝置的具體例子示于圖15A-15H中。
圖115表示顯示器件，其由殼體2001、支撐底座2002、顯示單元2003、揚(yáng)聲器單元2004、視頻輸入端子2005等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2003。由于具有發(fā)光元件的發(fā)光器件是自發(fā)光的，因此該器件不需要背底照明并能使顯示單元比液晶顯示器件更薄。該顯示器件指用于顯示信息的所有顯示器件，包括用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示器件、用于TV廣播接收和用于廣告的顯示器件。
圖15B表示數(shù)字靜物攝像機(jī)，由主體2101、顯示單元2102、圖像接收單元2103、操作鍵盤2104、外部接口2105、快門2106等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2102。
圖15C表示筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī)，其由主體2201、殼體2202、顯示單元2203、鍵盤2204、外部接口2205、點(diǎn)擊鼠標(biāo)2206等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2203。
圖15D表示移動(dòng)計(jì)算機(jī)，其由主體2301、顯示單元2302、開關(guān)2303、操作鍵盤2304、紅外線入口2305等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2302。
圖15E表示配有記錄介質(zhì)(具體為DVD播放機(jī))的便攜式圖像再現(xiàn)裝置。該裝置由主體2401、殼體2402、顯示單元A 2403、顯示單元B 2404、記錄介質(zhì)(DVD等)讀取單元2404、操作鍵盤2406、揚(yáng)聲器單元2407等構(gòu)成。顯示單元A 2403主要顯示圖像信息，而顯示單元B 2404主要顯示文本信息。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元A2403和B2404。配有記錄介質(zhì)的該圖像再現(xiàn)裝置包括家用視頻游戲裝置。
圖15F表示護(hù)目鏡型顯示器(頭部安裝顯示器)，其由主體2501、顯示單元2502、和臂單元2503構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2502。
圖15G表示視頻攝像機(jī)，其由主體2601、顯示單元2602、殼體2603、外部接口2604、遙控接收單元2605、圖像接收單元2606、電池2607和聲音輸入單元2608、操作鍵盤2609、目鏡部分2610等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2602。
圖15H表示便攜式電話，其由主體2701、殼體2702、顯示單元2703、聲音輸入單元2704、聲音輸出單元2705、操作鍵盤2706、外部接口2707、天線2708等構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明制造的發(fā)光器件可適用于顯示單元2702。如果顯示單元2703在黑背景上顯示白色字符，則該便攜式電話消耗較少的功率。
如果將來從有機(jī)材料發(fā)射的光的亮度提高，該發(fā)光器件可用在通過將含有輸出圖象信息的光通過透鏡等放大并投射光的正面或背面投影儀中。
這些電裝置現(xiàn)在以通過電子通信線如互連網(wǎng)和CATV(電纜電視機(jī))發(fā)送的增加的頻率信息、特別是動(dòng)畫信息顯示。由于有機(jī)材料具有非?？斓捻憫?yīng)速度，因此該發(fā)光器件適用于動(dòng)畫顯示器。
在發(fā)光器件中，發(fā)光部分消耗功率，因此優(yōu)選用需要較少發(fā)光部分的方式顯示信息。當(dāng)在便攜式信息終端、特別是主要顯示文本信息的便攜式電話和聲音再現(xiàn)裝置的顯示單元中采用發(fā)光器件時(shí)，有驅(qū)動(dòng)該器件，以便非發(fā)光部分形成背景和發(fā)光部分形成文本信息。
如上所述，采用本發(fā)明的淀積設(shè)備制造的發(fā)光器件的應(yīng)用范圍很寬，以至于可應(yīng)用到任何領(lǐng)域的電裝置。本實(shí)施例的電裝置可采用實(shí)施例4或5中所示的用實(shí)施例1-3所示的淀積設(shè)備制造的任何發(fā)光器件作為其顯示單元。接著，關(guān)于要在本發(fā)明中形成的發(fā)光器件，本實(shí)施例介紹通過不同于采用用于R、G和B的有機(jī)化合物以展現(xiàn)如上解釋的光發(fā)射的各種顏色的技術(shù)，在發(fā)光元件上實(shí)現(xiàn)全色顯示的方法。
首先參照?qǐng)D18A說明白色發(fā)光元件與濾色器組合的方法(以下稱為濾色法)。
濾色法的設(shè)計(jì)方案如下形成用于呈現(xiàn)白光發(fā)射的有機(jī)化合物層的方案，以便使得到的白光發(fā)射通過濾色器，由此獲得紅、綠和藍(lán)光發(fā)射。
雖然有湖白光發(fā)射的各種方法，但是本例介紹在電子輸送層中摻雜光發(fā)射顏色與發(fā)光區(qū)中的光發(fā)射不同的顏料，由此得到白光發(fā)射。順便提及，在這種情況下，通過調(diào)整摻雜到電子輸送層中的摻雜劑的量，在電子輸送層和發(fā)光區(qū)中可得到光發(fā)射。
具體而言，有機(jī)化合物層包括由具有電子可輸送性的有機(jī)化合物形成的區(qū)域、由具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物形成的區(qū)域和由具有空穴可輸送性的有機(jī)化合物形成的區(qū)域。例如，具有電子可輸送性的有機(jī)化合物采用Alq3，其中用摻雜劑如4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(p-二甲基氨基-苯乙烯基)-4H-吡喃(以下稱為DCM1)或4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(久洛尼定(juloldine)-4-基-乙烯基)-4H-吡喃(以下稱為DCM2)的苯乙烯基顏料摻雜Alq3。同時(shí)，具有發(fā)光性能的有機(jī)化合物采用4，4’-雙(2，2-二苯基-乙烯基)-聯(lián)苯的聯(lián)苯乙烯基衍生物(以下稱為DPVBi)。具有空穴可輸送性的有機(jī)化合物采用MTDATA。因此，形成具有三種功能區(qū)的有機(jī)化合物層。注意，在這種情況下，還優(yōu)選在這些不同功能區(qū)的界面中提供本發(fā)明的混合區(qū)。
利用通過上面形成的有機(jī)化合物層1804，在電子輸送區(qū)中獲得紅光發(fā)射，在發(fā)光區(qū)中獲得藍(lán)光發(fā)射，由此在整個(gè)區(qū)域上得到白光發(fā)射。
順便提及，在陽極1802和陰極1803之間形成有機(jī)化合物層1804。通過從陽極注入的空穴和從陰極注入的電子在有機(jī)化合物層1804中的復(fù)合，在有機(jī)化合物層1804中得到白光發(fā)射。
同時(shí)，在襯底1801上形成發(fā)光元件。分別提供通過發(fā)光元件的陽極和絕緣膜1806的用于吸收紅光發(fā)射的其它部分的濾色器(R)1805a、用于吸收綠光發(fā)射的其它部分的濾色器(G)1805b、和用于吸收藍(lán)光發(fā)射的其它部分的濾色器(B)1805c，由此在各個(gè)濾色器分離從發(fā)光元件發(fā)射的白光發(fā)射，以便獲得紅、綠和藍(lán)光發(fā)射。同時(shí)，位于有源矩陣型，該結(jié)構(gòu)采用在襯底和濾色器之間形成的TFTs。
順便提及，在這種情況下，盡管得到的發(fā)射光顏色不同，但通過呈現(xiàn)白光發(fā)射的有機(jī)化合物層可形成所有發(fā)光元件。相應(yīng)地，不需要形成分別以發(fā)光顏色為基礎(chǔ)的有機(jī)化合物層，因此無須采用金屬掩模。在這種方式中，在不用金屬掩模進(jìn)行淀積的地方，沒有由于加熱而使金屬掩模變形的問題。因而，在本發(fā)明中，除了光照射到襯底表面上之外，在淀積期間可以加熱襯底。與只有光照射的情況下相比，這樣可以形成更致密的層。
下面參照?qǐng)D18介紹通過將具有藍(lán)光發(fā)射有機(jī)化合物層的藍(lán)光發(fā)光元件與熒光顏色轉(zhuǎn)換層組合實(shí)現(xiàn)的CCM(顏色改變介質(zhì))方法。
在CCM方法中，在襯底1811上，從陽極1812和陰極1813注入的載流子在有機(jī)化合物層1814中復(fù)合以產(chǎn)生光(藍(lán)光發(fā)射)，并激發(fā)通過絕緣膜1816形成在陽極1812下面的熒光顏色轉(zhuǎn)換層1815，因此通過各個(gè)顏色轉(zhuǎn)換層1815a、1815b和1815c進(jìn)行藍(lán)-紅(B→R)的轉(zhuǎn)換、藍(lán)-綠(B→G)的轉(zhuǎn)換、和藍(lán)-藍(lán)(B→B)的轉(zhuǎn)換，由此獲得紅、綠和藍(lán)光發(fā)射。在這種CCM方法中，有源矩陣型是通過在襯底和濾色器之間形成的TFTs構(gòu)成的。
順便提及，由于這種情況不需要分開形成有機(jī)化合物層，因此不需要使用金屬掩模。因而，采用CCM方法時(shí)，在淀積期間通過加熱襯底和照射光，可以制成致密層。
同時(shí)，采用CCM方法時(shí)，出現(xiàn)的問題是，由于顏色轉(zhuǎn)換層是熒光的，因此可以用外部光激發(fā)以降低對(duì)比度。最好通過固定濾色器等提高對(duì)比度。
順便提及，其它技術(shù)包括photo-breaching法。如上所述，如本例所示構(gòu)成的發(fā)光元件可以用本發(fā)明的淀積設(shè)備和方法制造。在本例中，將說明通過本發(fā)明的淀積設(shè)備形成的發(fā)光器件的象素部分結(jié)構(gòu)。
象素部分1911的一部分上表面示意圖示于圖19A中。在象素部分1911中形成多個(gè)象素1912a-1912c。頂表面示意圖示出了形成得覆蓋形成在象素中的象素電極的邊緣部分的絕緣層1902的狀態(tài)。這樣，形成的絕緣層1902覆蓋源線1913、掃描線1914和電流輸送線1915。絕緣層1902還覆蓋象素電極和TFT之間的連接部分形成在其底部的區(qū)域(1903)。
此外，圖19B示出了沿著圖19A所示的象素部分1911的虛線A-A’截取的剖面圖和在象素電極1902上形成有機(jī)化合物層1905a-1905c的狀態(tài)。此外，在垂直于圖面的方向形成由相同材料構(gòu)成的有機(jī)化合物層，在平行于圖面的方向形成由不同材料構(gòu)成的有機(jī)化合物層。
例如，在象素(R)1912a中形成發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層(R)1905a，在象素(G)1912b中形成發(fā)射綠光的有機(jī)化合物層(G)1905b，在象素(B)1912c中形成發(fā)射紅藍(lán)的有機(jī)化合物層(B)1905c。當(dāng)形成有機(jī)化合物層時(shí)，絕緣膜變?yōu)榻缦?margin)。即使有機(jī)化合物層的淀積位置稍微有點(diǎn)偏移，并且由不同材料構(gòu)成的有機(jī)化合物層在絕緣膜1902上是連續(xù)的，如圖19B所示。
此外，圖19C表示沿著圖19A所示的象素部分1911的虛線B-B’截取的剖面圖，并且在象素電極1901上形成有機(jī)化合物層的狀態(tài)與圖19B的相同。
沿著虛線B-B’截取的象素具有如圖19C所示的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)榕c象素(R)1912a相同的發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層(R01905a形成在上述象素中。
因此，在象素部分1911中形成發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層(R)1905a、發(fā)射綠光的有機(jī)化合物層(G)1905b和發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物層(B)1905c。這樣，可以實(shí)現(xiàn)全色發(fā)光器件。
如上所述，通過采用本發(fā)明的淀積設(shè)備形成發(fā)光元件的有機(jī)化合物層，可以在同一淀積室內(nèi)連續(xù)形成具有多個(gè)功能區(qū)的有機(jī)化合物層，同時(shí)照射光。這就可以制成更致密的有機(jī)化合物層和防止在功能區(qū)之間的界面由于雜質(zhì)而污染。而且，在用本淀積設(shè)備形成混合區(qū)時(shí)，調(diào)整了在功能區(qū)界面的有機(jī)層之間的能量勢(shì)壘，以便提高載流子的可注入性，并可以形成驅(qū)動(dòng)電壓低但驅(qū)動(dòng)壽命長(zhǎng)的發(fā)光元件。
權(quán)利要求
1.一種淀積層的方法，包括在淀積室內(nèi)，在照射光期間，在電極土形成包括第一有機(jī)化合物的第一功能區(qū)；在淀積室內(nèi)，在照射光期間，在第一功能區(qū)上形成包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物的混合區(qū)；和在淀積室內(nèi)，在照射光期間，在混合區(qū)上形成包括第二有機(jī)化合物的第二功能區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于照射光的方向與第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物的蒸發(fā)方向相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于用于蒸發(fā)第一有機(jī)化合物的蒸發(fā)源與用于蒸發(fā)第二有機(jī)化合物的蒸發(fā)源不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于第一有機(jī)化合物從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)，第二有機(jī)化合物從第二蒸發(fā)源蒸發(fā)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的淀積層的方法，其特征在于第一蒸發(fā)源和第二蒸發(fā)源各提供為多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的淀積層的方法，其特征在于在連續(xù)操作第一蒸發(fā)源和第二蒸發(fā)源時(shí)，連續(xù)淀積第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的淀積層的方法，其特征在于在同時(shí)操作第一蒸發(fā)源和第二蒸發(fā)源時(shí)，形成混合區(qū)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于光是從光源照射的，光源和蒸發(fā)源處于同一平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于光采用紫外線。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的淀積層的方法，其特征在于光具有100-200nm的波長(zhǎng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的淀積層的方法，其特征在于光源是低壓汞燈。
12.一種淀積設(shè)備，包括裝載室；對(duì)準(zhǔn)室；第一淀積室，用于在第一電極上形成有機(jī)化合物層，并提供有第一蒸發(fā)源、第二蒸發(fā)源和光源；清洗初級(jí)室；用于形成第二電極的第二淀積室；和密封室；其中所述第一蒸發(fā)源包括第一有機(jī)化合物，所述第二蒸發(fā)源包括第二有機(jī)化合物；其中在通過真空蒸發(fā)淀積所述第一有機(jī)化合物或所述第二有機(jī)化合物期間，從所述光源照射光。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于該設(shè)備提供有連續(xù)操作所述第一蒸發(fā)源和所述第二蒸發(fā)源的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于該設(shè)備提供有同時(shí)操作所述第一蒸發(fā)源和所述第二蒸發(fā)源的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于該設(shè)備提供有同時(shí)操作所述光源和所述蒸發(fā)源的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于從所述光源照射的光是紫外線。
17.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于所述光源是低壓汞燈。
18.根據(jù)權(quán)利要求12的淀積設(shè)備，其特征在于從所述光源照射的光具有100-200nm的波長(zhǎng)。
19.一種淀積層的方法，包括在照射光期間，在淀積室內(nèi)，在電極上形成包括從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第一有機(jī)化合物的第一功能區(qū)；在照射光期間，在淀積室內(nèi)，在第一功能區(qū)上形成包括從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第一有機(jī)化合物和從第二蒸發(fā)源蒸發(fā)的第二有機(jī)化合物的混合區(qū)；在照射光期間，在淀積室內(nèi)，在混合區(qū)上形成包括從第二蒸發(fā)源而不是從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第二有機(jī)化合物的第二功能區(qū)。
20.一種在淀積設(shè)備內(nèi)淀積層的方法，該淀積設(shè)備包括裝載室；對(duì)準(zhǔn)室；第一淀積室，用于在第一電極上形成有機(jī)化合物層，并提供有第一和第二蒸發(fā)源及光源；清洗初級(jí)室；用于形成第二電極的第二淀積室；密封室；包括第一有機(jī)化合物的第一蒸發(fā)源；和包括第二有機(jī)化合物的第二蒸發(fā)源；該方法包括在從光源照射光期間，在第一淀積室內(nèi)，在第一電極上形成包括從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第一有機(jī)化合物的第一功能區(qū)；在從照射光期間，在第一淀積室內(nèi)，在第一功能區(qū)上形成包括從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第一有機(jī)化合物和從第二蒸發(fā)源蒸發(fā)的第二有機(jī)化合物的混合區(qū)；在從光源照射光期間，在第一淀積室內(nèi)，在混合區(qū)上形成包括從第二蒸發(fā)源而不是從第一蒸發(fā)源蒸發(fā)的第二有機(jī)化合物的第二功能區(qū)。
21.一種淀積層的方法，包括在從光源照射光期間在淀積室中的電極上形成有機(jī)化合物層的步驟。
22.一種淀積設(shè)備，包括裝載室；對(duì)準(zhǔn)室；第一淀積室，用于在第一電極上形成有機(jī)化合物層，并包括第一蒸發(fā)源、第二蒸發(fā)源和光源；清洗初級(jí)室；用于形成第二電極的第二淀積室；和密封室；其中在通過真空蒸發(fā)淀積有機(jī)化合物層期間，從所述光源照射光。
全文摘要
提供一種淀積具有多個(gè)功能區(qū)的有機(jī)化合物層的方法和設(shè)備。在淀積室內(nèi)提供多個(gè)蒸發(fā)源?？梢赃B續(xù)形成各個(gè)有機(jī)化合物的功能區(qū),并在功能區(qū)之間的界面中形成混合區(qū)。同時(shí),在淀積室內(nèi)提供光源,以便在向陽極表面照射光的同時(shí)進(jìn)行淀積,由此形成致密的有機(jī)化合物層。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1381905SQ0210478
公開日2002年11月27日 申請(qǐng)日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者山崎舜平, 瀨尾哲史, 柴田典子 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所