專利名稱：成膜裝置、成膜方法、有機el元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成膜裝置、成膜方法、利用該成膜裝置或成膜方法形成的有機EL(電致發(fā)光)元件、使用該成膜裝置或成膜方法的有機EL的制造方法。
背景技術(shù)：
在蒸鍍、濺射等成膜裝置中通常使用單一的固定成膜源，但相對面積較大的基板，需要通過增大成膜源的規(guī)模或使基板和成膜源離開距離來擴大成膜區(qū)域，由此造成成膜裝置大型化、所形成的膜的圖形精度下降的問題。
近年來，作為自身發(fā)光型薄型顯示元件或面發(fā)光源，在顯示器或照明領(lǐng)域備受矚目的有機EL元件具有如下基本結(jié)構(gòu)，在基板上形成下部電極，在其上形成由有機化合物構(gòu)成的有機功能層的薄膜，再在其上形成上部電極，但是，用于形成該有機功能層的成膜工序多采用真空蒸鍍方法。在該有機EL的制造中，如果為了對應(yīng)基板的大面積化而增大蒸鍍源的規(guī)模，不僅存在著上述的問題，而且還存在著由于有機化合物材料的熱傳導(dǎo)性差，因而在蒸鍍流中發(fā)生不均，不能獲得均勻的蒸鍍膜，導(dǎo)致?lián)p壞有機功能層的功能的問題。
為了對應(yīng)該問題，提出了下述專利文獻1所述的現(xiàn)有技術(shù)。在該現(xiàn)有技術(shù)中，如圖1(a)所示，對基板1設(shè)置在縱長方向設(shè)有多個蒸鍍單元2a的蒸鍍源2，通過使該蒸鍍源2在與蒸鍍源的縱長方向垂直的方向(箭頭方向)移動，在基板1上形成薄膜M。由此，在大面積基板上進行成膜時，由于能夠?qū)Χ鄠€蒸鍍單元2a分別進行溫度管理，所以能夠消除蒸鍍流的不均勻，同時可以使基板1和蒸鍍源2接近而不降低成膜圖形的形成精度。
專利文獻1 特開2001-247959號公報但是，在所述現(xiàn)有技術(shù)中是隔開排列間距p配置各個蒸鍍單元，各個蒸鍍單元承擔(dān)著與移動方向垂直的規(guī)定的成膜區(qū)域，所以根據(jù)所述排列間距p在相鄰的蒸鍍單元的成膜區(qū)域產(chǎn)生重疊，由此產(chǎn)生根據(jù)排列間距p在薄膜M的膜厚上形成凹凸分布的問題。
為了解決該問題，可以盡力縮小排列間距p，但為了縮小由蒸鍍單元的單元寬度決定的排列間距p，需要配置多個極小的蒸鍍單元，使各蒸鍍單元的溫度管理變復(fù)雜。另外，蒸鍍單元的小型化是有限度的，并且，如果使蒸鍍單元小型化，相應(yīng)地產(chǎn)生必須頻繁進行成膜材料的補充的問題，造成成膜操作性惡化的問題。
并且，如果形成了這樣的凹凸膜厚分布，例如，在形成有機EL元件的有機功能層時，在被圖形化的每個發(fā)光區(qū)域，有機功能層的層厚度產(chǎn)生偏差，具有不能得到均勻的發(fā)光性能或色調(diào)平衡的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明把解決這些問題作為課題。即，其目的是在對面積較大的基板進行成膜時，可以實現(xiàn)能得到良好的圖形形成精度或均勻的膜厚的成膜，并且，在形成面積較大的基板的有機EL元件時，確保均勻的發(fā)光性能或色調(diào)平衡。
為了達到上述目的，本發(fā)明至少具備下述構(gòu)成。
本發(fā)明的成膜裝置，包括至少具有呈直線狀排列的多個成膜單元的線狀排列成膜源，一面使所述線狀排列成膜源和基板的一方或兩方在與該排列方向交叉的方向移動一面在所述基板上進行成膜，其特征在于，將所述線狀排列成膜源的成膜單元配置成，使所述各成膜單元的移動軌跡間距小于沿著所述直線狀排列方向相鄰的所述成膜單元間的排列間距。
本發(fā)明的成膜方法，包括至少具有呈直線狀排列的多個成膜單元的線狀排列成膜源，一面使所述線狀排列成膜源和基板的一方或兩方在與該排列方向交叉的方向移動一面在所述基板上進行成膜，其特征在于，使所述各成膜單元的移動軌跡間距小于沿著所述直線狀排列方向相鄰的所述成膜單元間的排列間距。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的說明圖。
圖2是說明本發(fā)明的實施方式的成膜裝置和成膜方法的說明圖。
圖3是說明本發(fā)明的實施方式的成膜裝置和成膜方法的說明圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式的成膜裝置形式示例的說明圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施例的蒸鍍單元的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施例的線狀排列蒸鍍源的說明圖。
圖中1.基板；2、20.-線狀排列成膜源；2a、20a.成膜單元；30.線狀排列蒸鍍源；30a.蒸鍍單元(單位蒸鍍源)。
具體實施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實施方式。圖2、3是表示本發(fā)明的一實施方式的成膜裝置和成膜方法的說明圖。本發(fā)明的實施方式的成膜裝置或成膜方法，作為一個實施方式，具備相對成膜對象的基板1至少具有排列成直線狀的多個成膜單元20a的線狀排列成膜源20，一面使線狀排列成膜源20在與該排列方向交叉的方向(箭頭方向)移動一面在基板1上進行成膜，該線狀排列成膜源20將成膜單元20a配置成，使各成膜單元20a的移動軌跡間距pm小于沿著直線狀排列方向相鄰的成膜單元20a間的排列間距p。另外，作為其他實施方式，具有可變調(diào)整移動軌跡間距pm的調(diào)整裝置。此處所說的成膜單元20a是具有一定范圍的成膜區(qū)域的單位成膜源，成膜方法的種類包括蒸鍍、濺射、涂覆等所有方法。另外，所說移動軌跡間距pm是指各成膜單元20a的中心進行描畫的移動軌跡的間隔。此處，線狀排列成膜源20的移動是相對基板1移動就可以，可將基板1固定，使線狀排列成膜源20自身移動，還可將線狀排列成膜源20固定，使基板1移動?；蛘呤箖烧呦嗷ヒ苿?。
作為更具體的實施方式，如圖2所示，線狀排列成膜源20具有排列成一列的成膜單元20a，通過相對線狀排列成膜源20的移動方向傾斜配置該排列，并設(shè)定成使各成膜單元20a的移動軌跡間距pm小于沿著直線狀排列方向相鄰的成膜單元20a間的排列間距p。即，在該實施方式中，相對與線狀排列成膜源20的移動方向軸a1垂直的軸a2，將線狀排列成膜源20的排列方向軸b配置成傾斜角度θ，因此移動軌跡間距pm＝p·cosθ(0＜θ＜90°)。并且，通過改變該傾斜角度θ，能夠可變調(diào)整移動軌跡間距pm。傾斜角度θ的變化范圍的有效范圍是15°～45°。在圖示例中，形成直線狀的線狀排列成膜源20，但不限于此，也可以將成膜單元20a排列成“く”字狀。
另外，作為其他的實施方式，如圖3所示，線狀排列成膜源20通過將多列的成膜單元20a排列成交錯狀，由此設(shè)定成使各成膜單元20a的移動軌跡間距pm小于沿著直線狀排列方向相鄰的成膜單元20a間的排列間距p。即，線狀排列成膜源20的各成膜單元20a配置如下排列成其一列22的成膜單元20a位于排列成其另一列21的成膜單元20a之間。并且，通過自由地變動列21和列22的配置關(guān)系，能夠可變調(diào)整移動軌跡間距pm。
作為上述實施方式的成膜單元20a的形式示例，如圖4所示，可以采用將矩形的成膜單元排列成直線狀的形式(該圖(a))、將圓形的成膜單元排列成直線狀的形式(該圖(b))、將六角形的成膜單元排列成直線狀的形式(該圖(c))、將三角形的成膜單元交替改變其方向地排列成直線狀的形式(該圖(d))等各種形式。
根據(jù)這種實施方式的成膜裝置或成膜方法，可以與成膜單元20a的單元寬度無關(guān)地充分縮小成膜單元20a的移動軌跡間距pm。因此，可以縮小根據(jù)該移動軌跡間距pm形成的膜厚分布的間距，可以使膜厚均勻。并且，由于能夠可變調(diào)整移動軌跡間距pm，所以可以根據(jù)需要調(diào)整膜厚分布的精度。此外，單元寬度不影響膜厚分布，所以能夠擴大成膜單元的容量，可以延長連續(xù)工作時間。由此，可以對更大型的基板有效地進行成膜。
實施例以下作為本發(fā)明的實施例，表示把上述的成膜單元20a作為蒸鍍源的蒸鍍裝置或蒸鍍方法的示例，以及使用該蒸鍍方法的有機EL元件的制造方法，采用該制造方法制造的有機EL元件。
圖5是表示對應(yīng)上述的成膜單元20a的單位蒸鍍源(以下稱為蒸鍍單元)的一例的說明圖。蒸鍍單元30a把有機化合物作為蒸鍍材料31，具有收容該蒸鍍材料31的被稱為坩鍋的容器32和加熱該容器32內(nèi)的蒸鍍材料31的加熱裝置33，另外根據(jù)需要，具有配置在容器32外側(cè)的均熱部件34、設(shè)在加熱裝置33外側(cè)的隔熱層35、對加熱裝置33進行溫度控制的熱電耦36。此處，均熱部件34用SUS、Cu等材料形成，用于把來自加熱裝置33的熱量均勻有效地傳遞給容器32。
作為示例，蒸鍍單元30a的容器32和加熱裝置33可以采用在由鈦(Ti)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈹(BeO)等高熔點氧化物形成的圓筒狀容器外周直接或間接地纏繞鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)等高熔點金屬的燈絲或加熱用線圈并通電的高頻加熱法，但不限于此，也可以使用由鉭(Ta)、鉬(Mo)、鎢(W)、SUS、鈦(Ti)等高熔點金屬或其氧化物、氮化物、合金等形成容器32，使用電阻加熱裝置作為加熱裝置。另外，也可以采用激光加熱法、電子束加熱法等。并且根據(jù)需要，可以在容器32內(nèi)設(shè)置攪拌機構(gòu)。
把這種蒸鍍單元30a排列成直線狀，形成圖6所示的線狀排列蒸鍍源30。圖示情況是采用圓柱狀蒸鍍單元30a。在該情況下，直徑d為2～10cm，優(yōu)選3～8cm，高度T為4～20cm，優(yōu)選10～18cm。蒸鍍單元30a的形式不限于此，可以采用圖4所示的各種形式。另外，為了提高蒸鍍材料的指向性，可以在蒸鍍單元30a上覆蓋具有槽或孔的蓋，或設(shè)置整流部。通過使用線狀排列蒸鍍源30，可以利用各個蒸鍍單元30a分別加熱由熱傳導(dǎo)性不好的有機化合物構(gòu)成的蒸鍍材料，所以即使在蒸鍍大面積的基板時，可以利用均勻的蒸鍍流進行成膜。
并且，作為本發(fā)明的實施方式的線狀排列成膜源20，如果采用實施例的線狀排列蒸鍍源30，可以與蒸鍍單元30a的單元寬度無關(guān)地充分縮小蒸鍍單元30a的移動軌跡間距pm。因此，可以縮小根據(jù)該移動軌跡間距pm形成的膜厚分布的間距，可以使膜厚均勻。并且，由于能夠可變調(diào)整移動軌跡間距pm，所以可以根據(jù)需要調(diào)整膜厚分布的精度。此外，單元寬度不影響膜厚分布，所以能夠擴大各個蒸鍍單元30a的容量，可以延長連續(xù)工作時間。由此，可以對更大型的基板有效地進行成膜。
這種實施例的蒸鍍裝置或蒸鍍方法對制造有機EL元件有效，特別對制造由大面積基板構(gòu)成的有機EL元件有效。有機EL元件的制造方法用于在基板上形成下部電極，在該下部電極上形成至少具有發(fā)光功能層的有機功能層，在該有機功能層上形成上部電極。在本發(fā)明的實施例中，利用上述的蒸鍍裝置或蒸鍍方法進行有機功能層的成膜，有機功能層的至少一層是通過來自線狀排列蒸鍍源30的真空蒸鍍形成的。為了形成有機功能層的圖形，根據(jù)需要在基板上配置掩模，通過掩模蒸鍍形成具有所期望的圖形的有機功能層。
根據(jù)這種制造方法制造的有機EL元件的特征在于，至少具有一層利用上述的線狀排列蒸鍍源30的蒸鍍流形成的有機功能層，該有機功能層形成在基板上，并被夾在一對電極之間。有機EL元件的有機功能層的結(jié)構(gòu)在下部電極為陽極、上部電極陰極的情況下，一般是空穴輸送層/發(fā)光層/電子輸送層的結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)置各自不只一層的多層疊層的發(fā)光層、空穴輸送層、電子輸送層，還可以省略空穴輸送層和電子輸送層的任意一層，也可以兩層均省略只剩下發(fā)光層。作為有機功能層，可以根據(jù)用途插入空穴注入層、電子注入層、空穴屏蔽層、電子屏蔽層等的有機功能層。另外，也可以把有機發(fā)光功能層作為電子輸送層、發(fā)光層、空穴輸送層，以下部電極為陰極、上部電極為陽極。
作為本發(fā)明的實施例可以采用的有機功能層材料的示例列舉如下，但不限于此。
作為空穴輸送層，只要具有高空穴遷移率的功能即可，其材料可以選擇使用以往公知的化合物中的任意物質(zhì)。作為具體示例，可以使用銅酞菁藍等血卟啉化合物、4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯氨基]-聯(lián)苯(NPB)等芳香族叔胺、4-(二對甲苯氨基)-4’-[4-(二對甲苯氨基)苯乙烯基]二苯乙烯等二苯乙烯化合物、三唑衍生物或苯乙烯基胺化合物等有機材料。另外，也可以使用聚碳酸酯等高分子中分散有低分子的空穴輸送用有機材料的高分子分散類材料。
發(fā)光層可以使用公知的發(fā)光材料，作為具體示例，可以使用4，4’-雙(2，2’-聯(lián)苯基乙烯基)-聯(lián)苯(DPVBi)等芳香族二次甲基化合物、1，4-雙(2-甲基苯乙烯基)苯等苯乙烯苯化合物、3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-叔丁苯基-1，2，4-三唑(TAZ)等三唑衍生物、蒽醌衍生物、芴酮衍生物等的熒光性有機材料、(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物(Alq3)等熒光性有機金屬化合物、聚對苯乙炔(PPV)類、聚芴類、聚乙烯咔唑(PVK)類等的高分子材料、白金絡(luò)合物或銥絡(luò)合物等三重激子中可以利用熒光發(fā)光的有機材料(特表2001-520450)。發(fā)光材料可以是僅用上述的發(fā)光材料構(gòu)成的物質(zhì)，也可以含有空穴輸送材料、電子輸送材料、添加劑(供體、受體等)或發(fā)光性摻雜物等。另外，這些物質(zhì)也可以分散到高分子材料或無機材料中。
電子輸送層只要具有把陰極注入的電子傳遞到發(fā)光層的功能即可，其材料可以選擇使用以往公知的化合物中的任意物質(zhì)。作為具體示例，可以使用硝基取代的芴酮衍生物、蒽金雞納甲烷衍生物等的有機材料、8-羥基喹啉衍生物的金屬絡(luò)合物、金屬酞菁藍等。
根據(jù)這種實施例，即使是形成在大面積基板上的有機EL元件，也可以使由熱傳導(dǎo)性不好的有機化合物材料構(gòu)成的各有機功能層均勻成膜。另外，即使采用大的蒸鍍單元30a，也可以形成不影響成膜精度的均勻有機功能層。因此，可以獲得降低有機EL元件特性的內(nèi)面的偏差的高品質(zhì)的有機EL元件，例如，可以降低進行每個圖形的發(fā)光特性的偏差或進行彩色顯示時的色調(diào)不均。另外，即使增加蒸鍍單元30a的容量，也不會影響上述效果，所以不僅能夠獲得上述效果，而且還能延長成膜的連續(xù)工作時間，從而可以提高有機EL面板的生產(chǎn)效率。
權(quán)利要求
1.一種成膜裝置，包括至少具有呈直線狀排列的多個成膜單元的線狀排列成膜源，一面使所述線狀排列成膜源和基板的一方或兩方在與該排列方向交叉的方向移動一面在所述基板上進行成膜，其特征在于，將所述線狀排列成膜源的成膜單元配置成，使所述各成膜單元的移動軌跡間距小于沿著所述直線狀排列方向相鄰的所述成膜單元間的排列間距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜裝置，其特征在于，具有可變調(diào)整所述移動軌跡間距的調(diào)整裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的成膜裝置，其特征在于，所述線狀排列成膜源具有排列成一列的成膜單元，相對所述線狀排列成膜源的移動方向傾斜配置該排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的成膜裝置，其特征在于，所述線狀排列成膜源將呈多列排列的成膜單元交錯排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的成膜裝置，其特征在于，所述成膜單元是單位蒸鍍源，把有機化合物作為蒸鍍材料，具有收容該蒸鍍材料的容器和將該容器內(nèi)的所述蒸鍍材料加熱的加熱裝置。
6.一種成膜方法，包括至少具有呈直線狀排列的多個成膜單元的線狀排列成膜源，一面使所述線狀排列成膜源和基板的一方或兩方在與該排列方向交叉的方向移動一面在所述基板上進行成膜，其特征在于，使所述各成膜單元的移動軌跡間距小于沿著所述直線狀排列方向相鄰的所述成膜單元間的排列間距。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成膜方法，其特征在于，能夠可變調(diào)整所述移動軌跡間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的成膜方法，其特征在于，所述線狀排列成膜源具有排列成一列的成膜單元，相對所述線狀排列成膜源的移動方向傾斜配置該排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任意一項所述的成膜方法，其特征在于，所述線狀排列成膜源將排列成多列的成膜單元交錯排列。
1O.根據(jù)權(quán)利要求6～9中任意一項所述的成膜方法，其特征在于，所述成膜單元是單位蒸鍍源，把有機化合物作為蒸鍍材料，具有收容該蒸鍍材料的容器和將該容器內(nèi)的所述蒸鍍材料加熱的加熱裝置。
11.一種有機EL元件，其特征在于，至少具有一層利用權(quán)利要求1～5中任意一項所述的成膜裝置或權(quán)利要求6～10中任意一項所述的成膜方法成膜的有機功能層，該有機功能層形成于基板上，并被夾在一對電極之間。
12.一種有機EL元件的制造方法，其特征在于，利用權(quán)利要求1～5中任意一項所述的成膜裝置或權(quán)利要求6～10中任意任一項所述的成膜方法，形成至少一層被夾在一對電極之間的有機功能層。
全文摘要
一種成膜裝置、成膜方法、有機EL元件及其制造方法。在對面積較大的基板進行成膜時，可以達到良好的圖形形成精度及均勻的膜厚。具備相對成膜對象的基板(1)至少具有排列成直線狀的多個成膜單元(20a)的線狀排列成膜源(20)，在使線狀排列成膜源(20)和基板(1)的一方或兩方在與該排列方向交叉的方向(箭頭方向)上移動的同時，在基板(1)上進行成膜，該線狀排列成膜源(20)將成膜單元(20a)配置成，使各成膜單元(20a)的移動軌跡間距(p
文檔編號H05B33/10GK1578548SQ200410062408
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者丹博樹, 梅津茂裕 申請人:日本東北先鋒公司