CN1458666A - 制造装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种制造装置，它能提高蒸发材料的利用效率，减少具有有机光发射元件的光发射器件的制造成本，并缩短制造光发射器件所必需的制造时间。根据本发明，具有多个成膜室的多室制造装置包括用于对第一衬底蒸发的第一成膜室和用于对第二衬底蒸发的第二成膜室。在每个成膜室中，层叠多个有机化合物层，由此提高生产量。此外，可以以同样方式并行对多个成膜室中的各个衬底进行蒸发，同时另一个成膜室进行清洗。

Description

制造装置
技术领域
本发明涉及一种制造装置，用于将能够通过蒸发形成膜的材料(此后称为蒸发材料)形成膜，以及一种以EL元件为代表的光发射器件的制造方法。特别是本发明涉及到一种使用有机材料作为蒸发材料并且是很有效的制造光发射器件的技术。注意在本说明书中，“光发射器件”一词指图象显示器件、光发射器件或光源(包括照明设备)。包括在光发射器件定义范畴内的还有：其中有连接器如FPC(柔性印刷电路)、TAB(带自动接合)或TCP(带载体封装)被附加到光发射器件的模块；其中在TAB带或TCP的尖端提供印刷线路板的模块；以及其中IC(集成电路)通过COG(玻璃上芯片)法直接被安装到光发射元件的模块。
背景技术
最近几年，对使用EL元件作为自发光元件的光发射器件的研究变得很活跃。特别是使用有机材料作EL元件的光发射器件吸引了更多关注。光发射器件被称为有机EL显示器(OELD)或有机光发射二极管(0LED)。
注意EL元件具有包含通过施加电场获得发光(电致发光)的有机化合物的层(此后称为EL层)、阳极和阴极。有机化合物发光的类型包括从单重激发态返回到基态的光发射(荧光)和从三重激发态返回到基态的光发射(磷光)。两种类型的光发射都可被应用到通过根据本发明的膜形成装置和膜形成方法生产的光发射器件。
与液晶显示器件不一样，光发射器件是自发光型的，由此不引起视角问题。更为特别的是光发射器件作为户外用显示器比液晶显示器更适合。因此提出了各种形式的光发射器件的应用。
EL元件具有EL层被夹在一对电极间的结构，并且EL层通常具有叠层结构。叠层结构的典型例子是由“空穴输运层/光发射层/和电子输运层”构成的叠层结构。由于它的光发射效率相当高，现在正在研究和开发中的大部分光发射器件采用该结构。
作为替代可使用另一种叠层结构，其中：空穴注入层、空穴输运层、光发射层和电子输运层按所述顺序层叠在阳极上；或空穴注入层、空穴输运层、光发射层、电子输运层和电子注入层按所述顺序层叠在阳极上。荧光颜料等也可被掺杂到光发射层。此外，上述所有层可只使用低分子量材料形成，或可只使用高分子量材料形成。
此外，用于形成EL层的EL材料大致分为低分子量(基于单体)材料和高分子量(基于聚合物)材料，而低分子量材料主要通过蒸发形成膜。
EL材料极易退化，因为EL材料容易由于氧或水分的存在而被氧化。因此膜形成后不能进行光刻步骤。为形成图案，在膜形成的同时必须使用具有开口部分的掩模(此后称为蒸发掩模)划分图案区。因此，大部分升华的有机EL材料粘附到成膜室的内壁或防粘附屏蔽板(防止蒸发材料粘附到成膜室内壁的保护板)上。结果，蒸发装置需要定期维护，如去除成膜室内壁和防粘附屏蔽板上的粘附物质的清洗工艺，由此使得在维护期间必须暂时停止用于大规模生产的制造线。
为了改善膜厚均匀性，传统的蒸发装置在衬底和蒸发源间有较大间隔，从而装置本身具有较大尺寸。而且，传统的蒸发装置具有一种结构，如图22所示，其中衬底和蒸发源间的间隔设定在1m或1m以上，并且使衬底旋转以获得具有均匀厚度的膜。此外，蒸发装置具有使衬底旋转这样一种结构，从而限制蒸发装置获得大面积衬底。而且，衬底和蒸发源之间的间隔大，结果成膜速度减小并且成膜室需要的排气时间更长，由此降低了生产量。
此外，在传统蒸发装置中，昂贵的EL材料的利用率极低，低到约1％或更低。因此光发射器件的制造成本极高。
EL材料极为昂贵，每克价格高于每克金的价格。因此希望尽可能高效使用EL材料。但是在传统蒸发装置中，昂贵的EL材料的利用率很低。
发明内容
本发明是考虑到上述问题做出的，因此具有提供能够改善EL材料的利用率、均匀性极好、产量极高的蒸发装置和制造装置的目的。
由于蒸发在真空中进行，使成膜室达到真空状态花很长时间，并且对于每一步每个成膜室所需时间不同。因此，很难将制造工艺设计为自动化步骤，由此限制了生产率的提高。特别是需要花很长时间通过蒸发淀积和层叠含有机化合物的层，由此存在对减少每个衬底的处理时间的限制。考虑到上述问题，本发明具有另一个减少每个衬底的工艺时间的目的。
此外，本发明的另一个目的是提供一种能够不需暂时停止制造线而维护成膜室的制造设备。
此外，根据本发明，提供通过蒸发有效地在具有大尺寸如320mm×400mm、370mm×470mm、、550mm×650mm、600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm或1150mm×1300mm的大面积衬底上淀积EL材料的方法。
此外，根据本发明，提供一种能够防止杂质混入EL材料的制造***。
根据本发明，提供具有多个成膜室的多室制造装置，包括对第一衬底进行蒸发的第一成膜室和对第二衬底进行蒸发的第二成膜室，特征在于多个有机化合物层在各个成膜室被并行层叠，由此减少了每个衬底的工艺时间。更特别的是第一衬底从转移室装入第一成膜室后，对第一衬底的表面进行蒸发，而当第二衬底从转移室装入第二成膜室后，也对第二衬底的表面进行蒸发。在图1中，四个成膜室被连接到转移室102。因此如图6A所示，表示了从衬底装载到衬底卸载顺序的一个实例，四个衬底被装入各个成膜室并连续进行并行蒸发是可以的。
根据本发明为了保持大规模生产中生产周期一致，多个室至少作为蒸发室和加热室提供，而单个室可作为另一个具有相对短的工艺时间的室提供。因此本发明允许进行有效的大规模生产。
根据本说明书公开的本发明的第一结构，提供一种制造装置，包括：
装载室；
与装载室相连的转移室；以及
与转移室相连的多个成膜室，其中：
多个成膜室每一个都连接到用于使成膜室内部成为真空状态的真空排气处理室，而且每个成膜室都包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置；蒸发源；和用于加热蒸发源的装置；并且
在多个成膜室的至少两个中，并行对装入各个成膜室中的衬底的表面进行蒸发。
此外，不仅可提供多个在其中形成有机化合物层的成膜室，而且可分别提供多个其中在有机化合物层上形成电极(阴极或阳极)的成膜室、密封室和预处理室，并且各形成工艺可以类似地并行进行。因此根据本说明书公开的本发明的第二种结构，提供一种制造装置，包括：
装载室；
连接到装载室的转移室；
连接到转移室的多个成膜室，以及
多个密封室，其中：
多个成膜室每一个都连接到用于使成膜室内部成为真空状态的真空排气处理室，而且每个成膜室都包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置；蒸发源；和用于加热蒸发源的装置；并且
在多个成膜室的至少两个中，并行对装入各个成膜室中的衬底的表面进行蒸发；并且
每个衬底被分配给多个密封室中的一个以在其中密封。
此外，根据本发明，即使衬底处理数量略微减少，也可实现有效蒸发处理。例如，如图6B所示，表示从衬底的装载到衬底的卸载顺序的一个实例，即使当第四成膜室正在进行维护时也可以在第一到第三成膜室中顺序进行蒸发而不必暂停生产线。因此，根据本说明书公开的本发明的第三结构，提供一种制造装置，包括：
装载室；
连接到装载室的转移室；以及
连接到转移室的多个成膜室，其中：
多个成膜室每一个都连接到用于使成膜室内部成为真空状态的真空排气处理室，而且每个成膜室都包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置；蒸发源；和用于加热蒸发源的装置；并且
在多个成膜室的至少两个中，并行对装入各个成膜室中的衬底表面进行蒸发，并且在多个成膜室中至少一个中，成膜室的内部在进行清洗。
此外，在形成单色光发射器件的情况下，如表示从衬底的装载到衬底的卸载的顺序的图2A所示，空穴输运层(称为HTL)、光发射层和电子输运层(称为ETL)在同一成膜室中被连续层叠，由此提高了产量。当空穴输运层、光发射层和电子输运层在同一成膜室被连续层叠时，如图9A和9B所示，可在一个成膜室提供多个蒸发源支架(每个蒸发源支架沿X方向或Y方向移动)。通过使用图9A和9B中的蒸发装置，可提高蒸发材料的利用效率。
上述各个结构的特征在于在多个成膜室的至少两个中，并行进行含相同有机化合物的层的蒸发工艺。
此外，如表示从衬底的装载到衬底的卸载的顺序的实例的图6A所示，衬底的传送路径被划分成与连接到每个转移室的成膜室编号相同的路径编号，从而可依次进行有效成膜。注意图3中的箭头表示用于一个衬底从衬底装载到衬底卸载的路径的实例。因此，根据本说明书公开的本发明的第四个结构，提供一种制造装置，包括：
装载室；
连接到装载室的转移室；以及
连接到转移室的多个成膜室，其中：
多个成膜室每一个都连接到用于使成膜室内部成为真空状态的真空排气处理室，而且每个成膜室都包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置；蒸发源；和用于加热蒸发源的装置；并且
装入装载室的多个衬底在转移室中分别被分配给多个成膜室中的一个以被装入其中，并且每个衬底沿不同路径中其编号与成膜室编号相同的一条路径进行工艺处理。
此外，在形成全色光发射器件的情况下，如图2B所示，空穴输运层、光发射层和电子输运层可优选在同一成膜室被连续层叠。当空穴输运层、光发射层和电子输运层在同一成膜室被连续层叠时，可使用如图9A和9B所示的成膜装置，即在一个成膜室中蒸发装置配备多个，至少三个或三个以上蒸发源支架(每个蒸发源支架沿X方向或Y方向移动)。注意如表示从衬底装载到衬底卸载顺序的图4所示，所有必需的有机层，例如空穴输运层、光发射层和电子输运层可在三个不同的成膜室(一个成膜室用于红色光发射元件，一个成膜室用于蓝色光发射元件，以及一个成膜室用于绿色光发射元件)被连续层叠。例如将构成红色光发射元件的空穴输运层、光发射层和电子输运层通过使用蒸发掩模(R)在第一室中被选择性层叠；将构成蓝色光发射元件的空穴输运层、光发射层和电子输运层通过使用蒸发掩模(B)在第二室中被选择性层叠；而将构成绿色光发射元件的空穴输运层、光发射层和电子输运层通过使用蒸发掩模(G)在第三室中被选择性层叠，由此实现全色显示。注意在图4中，蒸发前在每个室进行掩模对准以在预定区域进行成膜。
此外，在空穴输运层、光发射层和电子输运层在一个室中层叠的情况下，为了实现全色显示，例如，可适当选择用于给定色(R、G或B)最优的材料(成为空穴输运层和电子输运层的有机材料)。本发明的特征也在于这些层的膜厚可根据颜色改变。因此不同材料可用于全部总计九种类型的层：用于R的空穴输运层、光发射层和电子输运层；用于G的空穴输运层、光发射层和电子输运层和用于B的空穴输运层、光发射层和电子输运层。注意成为空穴输运层或电子输运层的有机材料可作为公用材料使用。
此外，在用于R、G和B的空穴输运层、光发射层和电子输运层在三个不同的成膜室中层叠的情况下，用于每一个衬底的路径的实例在图5中用箭头简单表示。例如，第一衬底被装入第一成膜室后，含有用于红光发射的有机化合物的层被形成叠层膜，然后第一衬底被卸载。随后，第一衬底装入第二成膜室后，含有用于绿光发射的有机化合物的层被形成叠层膜；而第二衬底被装入第一成膜室后，含有用于红光发射的有机化合物的层可层叠到第二衬底形成膜。最后，第一衬底被装入第三成膜室后，含有用于蓝光发射的有机化合物的层被形成叠层膜，而第二衬底被装入第二成膜室后，第三衬底被装入第一成膜室，并且各层可顺序被层叠到各个衬底。
此外，本发明不限于其中空穴输运层、光发射层和电子输运层在同一成膜室中连续层叠的结构。但是，空穴输运层、光发射层和电子输运层可在多个彼此连接的室中被层叠。例如，构成绿光发射元件的空穴输运层在第一室形成为膜，构成绿光发射元件的光发射层在第二室形成为膜，而构成绿光发射元件的电子输运层在第三室形成为膜。由此含有用于绿光发射的有机化合物的层可形成叠层膜。
此外，作为布置在阴极和阳极之间的含有机化合物的层的典型实例，上面描述了包含空穴输运层、光发射层和电子输运层的三层叠层结构。但是，对其没有特别限制。可使用另一种叠层结构，其中空穴注入层、空穴输运层、光发射层和电子输运层按所述顺序层叠在阳极上；或空穴注入层、空穴输运层、光发射层、电子输运层和电子注入层按所说顺序层叠在阳极上。作为替代可使用双层结构或单层结构。荧光颜料等也可添加到光发射层中。而且光发射层的例子包括具有空穴输运能力的光发射层和具有电子输运能力的光发射层。此外，所有上述层可只使用低分子量材料形成，或上述层中的一层或几层可使用高分子量材料形成。注意在本说明书中，在阳极和阴极间提供的层一般称为包含有机化合物的层(EL层)。因此，上述空穴注入层、空穴输运层、光发射层、电子输运层和电子注入层都包含在EL层中。此外，包含有机化合物的层(EL层)也可包含无机材料如硅。
注意光发射元件(EL元件)具有通过施加电场得到发光(电致发光)的含有机化合物的层(此后称为EL层)、阳极和阴极。有机化合物发光的类型包括从单重激发态返回到基态的光发射(荧光)和从三重激发态返回到基态的光发射(磷光)。两种类型光发射都可应用到根据本发明生产的光发射器件。
此外，在根据本发明的光发射器件中，对用于屏幕显示的驱动方法没有特别限制。例如，可使用点顺序驱动法、线顺序驱动法、面顺序驱动法等。典型地是使用线顺序驱动法，并且也可适当使用时分灰度等级驱动法和区域灰度等级驱动法。而且输入到光发射器件的源线的图像信号可以是模拟信号或数字信号，从而可根据图像信号适当设计驱动电路等。
附图说明
在附图中：
图1表示根据本发明的实施例1的制造装置的实例；
图2A和2B分别表示用于根据实施例1的制造装置的顺序的实例；
图3表示根据实施例1的用于衬底的传送路径的实例；
图4表示用于根据实施例1的制造装置的顺序的另一个实例；
图5表示根据实施例1用于衬底的传送路径的实例；
图6A和6B表示用于根据实施例1的制造装置的顺序的另一个实例；
图7表示根据实施例1用于两个衬底的传送路径的实例；
图8A～8C表示根据本发明的实施例2的蒸发装置；
图9A和9B表示根据本发明的实施例2的蒸发装置；
图10A和10B表示根据本发明的实施例3的容器的实例；
图11A和11B表示根据本发明的实施例3的容器的其它实例；
图12A和12B表示根据本发明的实施例3的蒸发源的支架的实例；
图13表示根据本发明的实施例4的制造***；
图14表示根据本发明的实施例4的传送容器；
图15A和15B表示根据本发明的实施例4的蒸发装置；
图16A和16B表示根据本发明的实施例4的蒸发装置；
图17A和17B表示根据本发明的实例1的光发射器件；
图18A和18B表示根据本发明的实例1的光发射器件；
图19A～19C表示根据本发明的实例1的光发射器件；
图20A～20H分别表示使用本发明的电子装置的实例；
图21表示根据本发明的实施例1的制造装置的另一个实例；
图22表示传统的蒸发装置。
具体实施方式
此后将描述本发明的实施例。
[实施例1]
图1表示多室***的制造装置的一个实例，其中从形成第一电极的工艺到密封工艺所有生产工艺自动进行。
图1所示的多室制造装置包括：门100a～100s；取出室119；转移室104a、102、114和118；交接室105和107；预备室101；第一成膜室106A；第二成膜室106B；第三成膜室106C；第四成膜室106D；其它成膜室109a、109b、113a和113b；处理室120a和120b；用于安装蒸发源的安置室126A、126B、126C和126D；预处理室103a和103b；第一密封室116a；第二密封室116b；第一储备室130a；第二储备室130b；盒(cassette)室120a和120b；托盘放置台121；以及清洗室122。
此后，将描述预先形成薄膜晶体管、阳极(第一电极)和覆盖阳极端部的绝缘体的衬底被装入图1所示的制造装置之后的光发射器件的制造步骤。
首先，上述衬底被放在盒室120a或120b中。如果衬底具有大尺寸(例如，300mm×360mm)，衬底被放在盒带室120a或120b中。如果衬底具有普通尺寸(例如，127mm×127mm)，衬底被传送到托盘放置台121并且多个衬底被放置于(具有，例如，300mm×360mm尺寸)的托盘中。
其次，分别形成有薄膜晶体管、阳极和覆盖阳极的端部的绝缘体的多个衬底被传送到转移室118，然后进一步传送到清洗室122以通过使用溶液从衬底表面去除杂质(如细颗粒)。如果衬底在清洗室122被清洗，在大气压下使衬底要形成膜的表面朝下放置。
而且在形成含有机化合物的膜之前，为了去除衬底内的水分和气体，优选进行用于真空除气的退火处理。因此，衬底可被传送到分别与转移室118相连的预处理室103a和103b，在那里进行退火处理。而且，如果要去除形成到不必要部分的含有机化合物膜，衬底被传送到预处理室103a和103b以选择性去除有机化合物膜层的叠层。预处理室103a和103b各自都有等离子体发生装置，并且通过激发一种或多种选自由Ar、H、F和O组成的组的的气体产生等离子体，由此进行干法刻蚀。此处，表示提供两个预处理室103a和103b在两个衬底上进行基本上彼此并行的处理。
其次，衬底从装备有衬底传送机构的转移室118被传送到预备室101。在本实施例的制造装置中，预备室101具有衬底反转机构并能适当反转衬底。预备室101被连接到真空排气处理室并优选在该室经真空排气后引入惰性气体，使压强达到大气压强。
其次，衬底被传送到与预备室101相连的转移室102。优选转移室102预先抽真空并保持真空状态，以使其含有尽可能少的水分和氧。
上述真空排气处理室配备有磁悬浮涡轮分子泵、低温泵或干泵。泵可使连接到预备室的转移室达到10-5～10-6Pa的真空度。此外，来自泵一侧和排气***的杂质的反向扩散可被控制。为了不让杂质进入设备内部，引入惰性气体如氮或稀有气体。用作引入到设备的气体是进入设备内部前经过气体净化器净化具有高纯度的气体。因此，必需提供气体净化器，从而使气体净化具有高纯度后再引入蒸发装置。因此，气体内的氧、水分和其它杂质被预先去除，由此可防止这些杂质进入设备内部。
其次，衬底从转移室102被传送到第一成膜室106A、第二成膜室106B、第三成膜室106C和第四成膜室106D。然后形成作为空穴注入层、空穴输运层和光发射层的低分子量有机化合物层。
就总体光发射元件而言，可形成呈现单色(具体地为白色)光发射或全色(具体地红、绿和蓝)光发射的有机化合物层。此处，将描述其中在各个成膜室106A、106B、106C和106D同时形成呈现白色光发射的有机化合物层的实例(每个成膜工艺大致并行进行)。
注意在呈现白色光发射的有机化合物层是具有不同光发射颜色的光发射层的叠层的情况下，有机化合物层大体上分为两种：包含红、绿和蓝三原色的三波长型和利用蓝色和黄色或蓝-绿和橙色的补色间的关系的两波长型。此处，将描述其中使用三波长型获得白光发射元件的实例。
首先，将描述各个成膜室106A、106B、106C和106D。成膜室106A、106B、106C和106D各自具有可移动蒸发源支架，蒸发源支架备有多个。在每个成膜室中，按下列状态设置五个蒸发源支架：第一蒸发源支架具有密封其中的用于形成白色光发射层的芳香族二胺(称为TPD)；第二蒸发源支架中密封有用于形成白色光发射层的p-EtTAZ；第三蒸发源支架中密封有用于形成白色光发射层的Alq3；第四蒸发源支架中密封有通过将红色光发射颜料尼罗红添加到用于形成白色光发射层的Alq3中而获得的EL材料；第五蒸发源支架中密封有Alq3。
EL材料优选通过使用下列制造***被放置在上述成膜室中。即优选使用坩埚(典型地为坩埚)来形成膜，材料制造商预先在容器中储存了EL材料。此外，优选容器不暴露大气放置。因此，优选当坩埚从材料制造商运送过来时被密封在第二容器中，然后保持密封状态装入成膜室。理想的是分别具有真空排气装置并且被分别连接到成膜室106A、106B、106C和106D的安置室126A、126B、126C和126D被抽真空或充入惰性气体，并且坩埚在安置室中从第二容器中被取出，然后被放入成膜室。结果坩埚和储存于坩埚中的EL材料可免于污染。注意金属掩模可被储备在安置室126A、126B、126C和126D中。
其次，将描述成膜步骤。在成膜室106A中，掩模从上述安置室传递过来并按需要放置。然后第一到第五蒸发源支架开始顺序移动以对衬底进行蒸发。更特别的是来自第一蒸发源支架的TPD被加热升华并通过蒸发淀积在衬底的整个表面上。之后，来自第二蒸发源支架的p-EtTAZ被升华，来自第三蒸发源支架的Alq3被升华，来自第四蒸发源支架的Alq3：尼罗红被升华，以及来自第五蒸发源支架的A1q3被升华，它们都通过蒸发被淀积在衬底的整个表面上。
在使用蒸发法的情况下，优选在经真空排气达到低于5×10-3Torr(0.665Pa)或更低，优选10-4～10-6Pa真空度的成膜室中进行蒸发。
注意在各个成膜室提供上述其中放有EL材料的蒸发源支架，并且在各个成膜室106B～106D中，蒸发以相同方式进行。换言之，可大致并行地对四个衬底进行相同的成膜工艺。图7表示一条路径的简单实例，四个衬底中的两个沿该路径被处理。结果，即使一给定的成膜室正在进行维护或清洗，成膜工艺也可在其余的成膜室中进行，由此减少了成膜周期。因此，可提高光发射器件的生产量。
其次，衬底在不暴露大气的情况下从转移室102被传送到交接室105。并进一步从交接室105传送到转移室104a。
其次，安装在转移室104a的传送机构用来将衬底传送到成膜室109a或成膜室109b，然后在衬底形成阴极。阴极可通过两层阴极层叠形成(下层和上层)。阴极(下层)由使用电阻加热蒸发形成的非常薄的金属膜(MgAg、MgIn、AlLi、CaN等其它合金膜，或通过铝和属于元素周期表1或2族的元素共同蒸发形成的膜)构成。阴极(上层)由通过溅射形成的透明导电膜(氧化铟锡合金(ITO)膜、氧化铟-氧化锌合金(In2O3-ZnO)膜、氧化锌(ZnO)膜等)形成。因此，用于形成薄金属膜的成膜室被优选安排在制造装置中。
通过上述步骤，形成了具有如图17A和17B所示叠层结构的光发射元件。
其次，在不暴露大气的情况下，衬底从转移室104a被传送到成膜室113a或113b，然后在衬底形成由氮化硅膜或氧氮化硅膜构成的保护膜。此处，成膜室113a和113b各自包括硅靶、氧化硅靶或氮化硅靶。例如，通过使用硅靶和将成膜室设为氮气或含氮和氩的气氛可形成氮化硅膜。图1表示配备两个成膜室113a和113b，从而可大致并行地对两个衬底形成保护膜的***实例。
其次，在不暴露大气的情况下，形成光发射器件的衬底从转移室104a被传送到交接室107，并进而从交接室107传送到转移室114。然后，形成光发射器件的衬底从转移室114被传送到第一密封室116a或第二密封室116b。注意在第一密封室116a和第二密封室116b中，形成后面用于将衬底彼此结合或用于密封衬底的密封件。图1表示配备两个密封室116a和116b，从而可大致并行地对两个衬底进行结合处理的***实例。
密封衬底从外面被放置在第一储备室130a或第二储备室130b中以备用。注意为了去除水分和其它杂质，优选例如，在第一储备室130a或第二储备室130b内，对密封衬底作预先真空退火处理。如果在密封衬底上形成用于将密封衬底和其上形成光发射元件的衬底结合起来的密封件，密封件在第一储备室130a或第二储备室130b内形成，并且其上形成密封件的密封衬底然后被传送到第一密封室116a或第二密封室116b。注意可在第一密封室116a或第二密封室116b中为密封衬底提供干燥剂。而且第一密封室130a和第二密封室130b可储备蒸发时用的蒸发掩模。
其次，为了对装有光发射器件的衬底除气，在真空或在惰性气体气氛中的退火处理完成后，装有密封件的密封衬底和装有光发射器件的衬底被彼此结合在一起。而且，封闭空间充入氮气或惰性气体。注意，此处表示出在密封衬底上形成密封件的实例。但是，没有特殊限制，并且密封件可在形成有光发射元件的衬底上形成。
其次，通过安装在密封室116a、116b中的UV线照射装置用UV光照射结合的一对衬底，由此使密封件固化。注意此处用可UV固化和热固性树脂作密封件。但是，只要将粘结剂用作密封件则对此没有特别限制，并且可使用只被UV线固化的一类树脂。
此外，树脂可代替惰性气体填充在封闭空间中。对于向下发射型的情况，没有光穿过阴极，从而填充的树脂材料不特别限定，可使用可UV固化树脂或不透明树脂。但是，对于向上发射型的情况，UV线穿过阴极对EL层造成损伤，从而不能使用可UV固化树脂。因此，对于向上发射型的情况，优选使用透明热固性树脂作填充树脂。
其次，被结合的衬底对从密封室116a、116b被传送到转移室114，然后从转移室114传送到取出室119被由此取出。
此外，从取出室119被取出后，密封件被热处理固化。在使用向上发射型且用热固性树脂填充封闭空间的情况下，热固性树脂可在固化密封件的热处理中同时被固化。
如上所述，使用图1所示装置可使光发射元件在完全被密封在封闭空间前不暴露大气。结果，可生产具有高可靠性的光发射器件。注意转移室114可在真空和大气压下的氮气氛状态之间交替变换。但是，转移室102、104a和108一直保持真空是理想的。
注意，虽然图中未表示出，但是提供一个控制驱动单元，它控制衬底被移动到各个工艺室所走的路径，由此实现全自动化***。
而且，可将形成有作为阳极的透明导电膜的衬底装入如图1所示的制造装置中，并形成在和上述叠层结构相对的方向上发射光的光发射元件(具有一种结构，其中从朝向TFT的透明阳极取出含有机化合物的层中产生的光发射，此后称为向下发射结构)。
在阳极和阴极都由透明或半透明材料构成的情况下，也可以形成朝上表面和朝下表面取出含有机化合物的层中产生的光发射的结构(此后称为双侧发射结构)。
此外，图21表示装有两个取出室的制造装置的实例，因为在通过同时并行处理两个不同尺寸的衬底生产元件的情况下，需要多个取出室。图21中也提供掩模储备室和涂敷室。注意在图21中，使用和图1相同的参考数字。
在图21中，参考数字100t表示门，1003表示涂敷室，1013表示掩模储备室，而参考数字1019a和1019b表示取出室。
注意掩模储备室1013储备有蒸发时用的蒸发掩模。进行蒸发时蒸发掩模被适当地传送到每个成膜室，然后安置在其中。特别地，很难在安置室储备具有大面积的掩模，因而优选独立提供如图21所示的掩模储备室。而且，掩模储备室1013不仅可储备蒸发掩模也可储备，例如，衬底。
此外，在涂敷室1003中，含高分子量材料的层可通过喷墨法或旋涂法形成。例如，作为空穴注入层(阳极缓冲层)的聚(亚乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)水溶液，聚苯胺/樟脑磺酸(PANI/CSA)水溶液，PTPDES、Et-PTPDEK、PPBA等可被涂敷在第一电极(阳极)的整个表面上，然后进行烘烤。
此外，通过旋涂法形成的PEDOT/PSS膜覆盖整个表面。因此，优选选择性去除膜覆盖在衬底端面和周边、终端部分、阴极和下层布线彼此连接的区域等的部分。例如，优选在预处理室103a中使用掩模通过O2灰化进行去除。
[实施例2]
图8A～8C表示以衬底和蒸发源彼此相对移动为特征的成膜***。图8A是X方向截面图(沿虚线A-A’截取的断面)，图8B是Y方向截面图(沿虚线B-B’截取的断面)，图8C是顶视图。此外，图8A、8B和8C表示蒸发中的蒸发***。
如图8A～8C所示的成膜***特征在于在蒸发***中，装有充满蒸发材料的容器的蒸发源支架相对于衬底以一定间距移动，或衬底相对蒸发源以一定间距移动。此外，优选蒸发源支架以一定间距移动以与升华的蒸发材料的端部(边缘)重合。
虽然可建立单个或多个蒸发源支架，但是当为EL层的各个叠层膜提供蒸发源支架时，蒸发可高效连续进行。此外，可在蒸发源支架安装单个或多个容器，并且可安装充满相同蒸发材料的多个容器。此外，当具有不同蒸发材料的容器被安排时，可在衬底上在混合升华的蒸发材料的情况下形成膜(这称为共同蒸发)。
在图8A～8C中，成膜室11包括衬底支架12、装有蒸发挡板15的蒸发源支架17、移动蒸发源支架的装置(未表示出)和用于产生低压气氛的装置。此外，成膜室11安装有衬底13和蒸发掩模14。此外，可通过使用CCD照相机(未示出)确认蒸发掩模的对准。蒸发源支架17安装有充满蒸发材料18的容器。成膜室11通过产生低压气氛的装置抽真空到低于5×10-3Torr(0.665Pa)或更低真空度，优选10-4～10-6Pa。
此外，蒸发时，通过电阻加热先使蒸发材料升华(汽化)并在蒸发时打开挡板15使其向衬底13方向扩散。蒸发的蒸发材料19向上扩散并通过蒸发掩模14处提供的开口部分有选择地气相淀积在衬底13上。此外，优选通过控制中心如个人计算机控制成膜速度、蒸发支架的移动速度和挡板的开关。可通过移动速度控制蒸发源支架的蒸发率。
此外，虽然未表示出，但可在蒸发的同时通过在成膜室11处提供的石英振荡器测量淀积膜的膜厚。当使用石英振荡器测量淀积膜的膜厚的时候，淀积到石英振荡器的膜的质量变化可象共振频率的变化一样被测量。
在图8A～8C所示的蒸发***中，蒸发时，衬底13和蒸发源支架17之间的间隔的距离d可减少到，典型地，30cm或更小，优选20cm或更小，更优选5～15cm，由此大大提高蒸发材料的利用率和产量。
在蒸发***中，蒸发源支架17由容器(有代表性的为坩埚)、通过均匀加热组件安置在容器外侧的加热子、在加热子外侧提供的绝缘层、包容上述部分的外套桶、缠绕在外套桶外侧的冷却管和用于开关外套桶开口部分包括坩埚的开口部分的蒸发挡板15。此外，蒸发源支架17可以是能够处于加热子固定到容器上的状态下被传送的容器。此外，该容器由能够承受高温、高压和低压的BN烧结体材料、BN和AlN复合烧结体、石英或石墨形成。
此外，在成膜室11内部蒸发源支架17配有可在X方向或Y方向移动同时保持水平状态的机构。在此情况下，可使蒸发源支架17在二维平面上作Z字形移动，如图9A或图9B所示。此外，蒸发源支架17移动的间距可恰当地与绝缘体之间地间隔相匹配。此外，绝缘体10排列成条状以覆盖第一电极21的端部。
此外，在图9A和9B中，开始移动蒸发源支架A、B、C和D的时间可以是前一个蒸发源支架停止后或停止前。例如，将能够输运空穴的有机材料放置在蒸发支架A处，作为光发射层的有机材料放置在蒸发支架B处，能够输运电子的有机材料放置在蒸发支架C，以及作为阴极缓冲的材料放置在蒸发支架D，可以在同一室中连续层叠这些材料层。此外，当后一个蒸发源支架在气相淀积膜固化前开始移动，在具有叠层结构的EL层中，可在各个膜的界面处形成蒸发材料混合的区域(混合区)。
根据本发明这样相对移动衬底和蒸发源支架A、B、C和D，不需延长衬底和蒸发源支架间的距离就可实现器件的小尺寸形成。此外，由于蒸发***尺寸小，在成膜室内部，升华的蒸发材料对内壁或防粘附挡板的粘附减少，并且可节约利用蒸发材料。此外，根据本发明的蒸发方法，不必旋转衬底，因此可提供能够处理大面积衬底的蒸发***。此外，根据发明在X轴方向和Y轴方向相对于衬底移动蒸发源支架，可均匀形成气相淀积膜。
此外，在蒸发源支架提供的有机化合物不一定是其中的一个或一种，而可以是其中的多种。例如，除在蒸发源支架作为发光有机材料提供的一种材料外，可同时提供可以作为掺杂剂(掺杂材料)的其它有机化合物。优选设计要气相淀积的有机化合物层由基质材料和具有激发能比基质材料低的发光材料(掺杂材料)构成，从而掺杂剂的激发能变得低于空穴输运区的激发能和电子输运层的激发能。由此，可阻止掺杂剂的分子激子(exciter)扩散，并可使掺杂剂有效发光。此外，当掺杂剂是载流子俘获型材料时，也可提高载流子复合效率。此外，本发明包括一种情况，其中能够使三重激发能转化成发光的材料作为掺杂剂被添加到混合区。此外，在形成混合区的过程中，可将浓度梯度提供给混合区。
此外，当在单个蒸发源支架上提供多个有机化合物时，优选蒸发方向倾斜相交于被淀积物体的位置，从而有机化合物可被混合在一起。此外，为了进行共同蒸发，蒸发源支架可被提供四种蒸发材料(例如，提供两种基质材料作为蒸发材料A，两种掺杂材料作为蒸发材料b)。此外，当像素尺寸小(或各绝缘体间的间隔窄)时，通过将容器内部分成四份并进行各自适当蒸发的共同蒸发可形成精细的膜。
此外，由于衬底13和蒸发源支架17间的间距d被缩短到，典型地，30cm或更小，优选5～15cm，担心蒸发掩模14也被加热。因此，优选蒸发掩模14使用加热很难变形的低热膨胀率的金属材料(例如，如钨、钽、铬、镍或钼之类的高熔点金属或包含这些元素的合金，不锈钢、inconel、Hastelloy之类的材料)。例如，提出使用具有42％镍和58％铁的低热膨胀合金等。此外，为了冷却被加热的蒸发掩模，可为蒸发掩模提供冷却介质(冷却水、冷却气体)的循环机构。
此外，为了清除粘附到掩模的淀积物质，优选通过等离子体发生装置在成膜室内部产生等离子体，使粘附到掩模的淀积物质汽化并将蒸气排出到成膜室外。为此目的，单独为掩模提供电极，并将高频电源20连接到掩模和电极中任何一个。
此外，成膜室包括气体引入装置用于引入一种或多种选自由Ar、H、F、NF3和O组成的组的气体，以及气体排出装置用于排出汽化的淀积物质。通过上述构造，维护时可不接触大气而清洗成膜室内部。
清洗可如下所述进行，室内气氛被氮气取代，并被真空排气，而且高频电源(13.56MHz)可被连接到掩模或电极，从而在掩模和电极(衬底挡板，未表示出)间产生等离子体。然后，氩气和氢气分别按30sccm的流量引入室内，室内气氛被稳定，施加800W的RF电功率产生等离子体，由此掩模和室内壁可被清洗。
此外，成膜室11和真空室连接以使成膜室内成为真空。真空处理室配有磁悬浮式涡轮分子泵、低压泵或干泵。由此成膜室11的最终真空度可达到10-5～10-6Pa，并且可控制杂质从泵侧和排气***的反向扩散。为了防止杂质随要引入的气体被引入成膜室11，使用惰性气体氮气或稀有气体。使用在引入设备前被气体提纯器高度纯化的引入气体。因此，有必要提供气体提纯器，从而使气体被高度提纯，之后再被引入成膜室11。由此，可预先去除包含在气体中的氧、水分等杂质，可防止杂质被引入成膜室11。
此外，为衬底支架12提供永磁以用磁力固定含有金属的蒸发掩模，也用于固定介于其间的衬底13。虽然此处表示出了蒸发掩模和衬底13紧密接触的实例，但是可适当提供其间有一定间隔地固定的衬底支架或蒸发掩模支架。
根据具有如上所述蒸发源支架移动机构的成膜室，不必延长衬底和蒸发源支架间的距离，并且蒸发膜可均匀形成。
[实施例3]
此处，将参考图10A和10B如下详细描述装满蒸发材料的容器和容器周围的蒸发源指支架的构造。此外，图10A和10B表示挡板打开状态。
图10A表示安装在蒸发源支架304的一个容器周围的截面图，图中示出了在蒸发源支架处提供的加热装置303、加热装置的电源307、容器的蒸发材料302、在容器内部提供的过滤器305和安置在在容器上部提供的开口部分上的挡板306。作为加热装置303，可使用电阻加热、高频或激光加热，特别是可使用线圈电加热。
此外，被加热装置303加热的蒸发材料302被升华，升华的材料302从容器开口部分上升。在这种情况下，尺寸等于或大于一恒定量(过滤器网)的升华材料不能通过在容器内部提供的过滤器305，返回到容器并被再次升华。此外，过滤器305可用高导电材料形成并被加热装置(未表示出)加热。通过加热，可防止蒸发材料固化并粘附到过滤器。
通过具有提供这样一种过滤器的构造的容器，具有均匀尺寸的蒸发材料被气相淀积，因此成膜速度可被控制，并且可提供均匀膜厚，以及可以实现没有不均匀性的均匀蒸发。自然，当能够实现没有不均匀性的均匀蒸发时，不一定必需提供过滤器。此外，容器形状不限于图10A中的形状。
其次，将参考图10B，对具有不同于图10A构造的填充蒸发材料的容器进行说明。
图10B表示出了安装在蒸发支架处的容器311、容器内的蒸发材料312、在蒸发源支架处提供的第一加热装置313、第一加热装置的电源318、安置在容器开口部分上面的挡板317、在开口部分上提供的平板316、围绕过滤器提供的第二加热装置314和第二加热装置的电源319。
此外，被第一加热装置313加热的蒸发材料312升华，并且升华的蒸发材料从容器311的开口部分上升。在此情况下，尺寸等于或大于一恒定量的升华材料不能通过在容器开口部分上提供的平板316和第二加热装置314之间的间隔，撞击到平板316上并返回到容器内部。此外，由于平板316被第二加热装置314加热，可防止蒸发材料固化并粘附到平板316。此外，优选平板316由高导电材料形成。此外，可提供过滤器代替平板。
此外，作为第一加热装置313的加热温度(T1)，施加一个高于蒸发材料的升华温度(TA)的温度，第二加热装置314的加热温度(T2)可低于第一加热装置的加热温度。这是由于曾经被升华的蒸发材料易于升华，因此不施加实际的升华温度蒸发材料就可升华。即各加热温度可以是T1＞＞T2＞TA。
通过这样一种具有围绕平板提供加热装置的构造的容器，具有均匀尺寸的蒸发材料被升华，此外，被升华的材料通过加热装置的周围区域，因此减少蒸发材料对平板的粘附，另外，成膜速度可被控制，并且可提供均匀膜厚，以及可以实现没有不均匀性的均匀蒸发。自然，当能够实现没有不均匀性的均匀蒸发时，不一定需要提供平板。此外，容器形状不限于图10A和10B中的形状，例如，可提供具有图11A和11B所示形状的容器。
图11A表示在蒸发源支架404处提供加热装置402的一个实例，图中表示出了容器403和405的形状实例的截面图，其中每个容器的开口部分向其上侧变窄。此外，将提纯的蒸发材料填充在具有宽开口部分的容器中后，图11A所示的容器403或405的形状可使用容器盖等构成。此外，当向上侧变窄的容器的开口部分的直径根据打算形成的蒸发材料的尺寸确立时，可获得类似于过滤器的效果。
此外，图11B表示在容器处提供加热装置412的实例。虽然容器413和415的形状类似于图11A中的形状，但在容器本身处提供加热装置412。此外，加热装置的电源可在安装到蒸发源支架的阶段被设计成处于ON状态。通过在容器本身处提供加热装置这样一种构造，甚至在容器具有难于加热的开口部分形状的情况下，热量也可以充分施加到蒸发材料。
其次，将参考图12A和12B描述蒸发源支架的一种具体结构。图12A和12B表示蒸发源支架的放大视图。
图12A表示给格状蒸发源支架502提供四个充满蒸发材料的容器501以及在各个容器上提供挡板503的构造实例，图12B表示给线性形状蒸发源支架512提供四个充满蒸发材料的容器511以及在各个容器上提供挡板513的构造实例。
可在图12A或12B所示的蒸发源支架502或512处安装充满相同材料的多个容器501或511，或可在蒸发源支架处安装单独一个容器。此外，通过安装充满不同蒸发材料(例如，基质材料和客体材料)的容器可进行共同蒸发。此外，如上所述，通过加热容器蒸发材料被升华，并且在衬底上形成膜。
另外，如图12A或12B所示，通过在每个容器上提供挡板503或513，可控制是否由升华的蒸发材料形成膜。此外，可在所有容器上只提供单独一个挡板。此外，通过该挡板，可在不停止加热不形成膜的蒸发源支架，即处于等待状态的蒸发源支架的情况下，减少不需要的蒸发材料的升华和扩散。此外，蒸发源支架的构造不限于图12A或12B所示的那些构造，个人可适当设计以体现本发明。
通过上述蒸发源支架和容器，蒸发材料可被有效升华，另外，膜在蒸发材料尺寸均匀的状态下形成，因此形成没有不均匀性的均匀蒸发膜。此外，可在蒸发源支架处安装多个蒸发材料，因此可以容易地进行共同蒸发。此外，不为EL层中的每一个膜移动成膜室，可在一次操作中形成目标的EL层。
[实施例4]
参考图13，将说明将提纯的蒸发材料填充到上述容器中，运送该容器，之后将该容器直接安装在本身是成膜设备的蒸发***进行蒸发的制造方法的***。
图13表示制造商，典型地，用于生产和提纯作为蒸发材料的有机化合物材料的材料制造商618(典型地，材料制造商)，和发光器件制造商619(典型地，生产厂)，它是具有蒸发***的发光器件制造商。
首先，从发光器件制造商619到材料制造商618的定单610被执行。根据定单610，材料制造商618提纯以升华蒸发材料，并将粉状高纯度提纯的蒸发材料612填充到第一容器611。之后，材料制造商618使第一容器隔绝大气，从而不使外部杂质粘附到容器内部或外部，并将第一容器611放在第二容器621a和621b中密封以防止第一容器611在清洁环境室内部被污染。在密封第二容器621a和621b时，优选容器内部为真空或填充氮气等惰性气体。此外，优选在以超高纯度提纯或填充蒸发材料612之前清洁第一容器611和第二容器621a和621b。此外，虽然第二容器621a和621b可以是具有阻挡氧或水分混入其中的阻挡特性的包装膜，为了能够自动取出容器，优选第二容器由具有光阻挡特性的桶状或盒状坚固容器构成。
之后，第一容器611在被第二容器621a和621b密封的状态下从材料制造商618运送(617)到发光器件制造商619。
在发光器件制造商619处，第一容器611在密封于第二容器621a和621b中的状态下直接被引进到可抽真空的处理室613中。此外，处理室613是内部装有加热装置614和衬底保持装置(未表示出)的蒸发***。
之后，处理室613内部被抽真空以产生氧或水分尽可能减少的清洁状态，之后保持真空，从第二容器621a和621b中取出第一容器611，与加热装置614接触安装第一容器611，则蒸发源被准备好。此外，被淀积物体(此处为衬底)615与第一容器611相对安装在处理室613处。
随后，通过加热装置614加热蒸发材料，在被淀积物体615的表面上形成蒸发膜616。这样提供的蒸发膜616不含杂质，并且当发光元件使用蒸发膜616形成时，可实现高可靠性和高亮度。
此外，形成膜后，剩余在第一容器611中的蒸发材料可在发光器件制造商619处被升华提纯。膜形成后，第一容器611被放在第二容器621a和621b中从处理室613取出，运送到提纯室以升华提纯蒸发材料。在那里，剩余的蒸发材料被升华提纯，并且高纯度提纯的粉状蒸发材料被装入一个单独的容器中。之后，在密封于第二容器的状态下，蒸发材料被运送到处理室613进行蒸发处理。在此情况下，优选用于提纯剩余的蒸发材料的温度(T3)、蒸发材料周围升高的温度(T4)和被升华提纯的蒸发材料周围的温度(T5)间的关系满足T3＞T4＞T5。即在升华提纯材料的情况下，当温度朝填充要被升华提纯的蒸发材料的容器一侧下降时，产生对流，则材料可被有效升华提纯。此外，可与处理室613接触提供用于升华提纯蒸发材料的提纯室，则在不使用用于密封蒸发材料的第二容器的情况下可运送已被升华提纯的蒸发材料。
如上所述，第一容器611在完全不接触大气的情况下被安装在作为处理室613的蒸发室中而使蒸发能够进行，同时保持材料制造商填充蒸发材料612时的纯度。因此，根据本发明，可实现提高产量的完全自动的制造***，并且可实现一个能够避免杂质混入在材料制造商618处提纯的蒸发材料812的整体封闭***。此外，蒸发材料612被材料制造方(mater)根据定单直接放在第一容器611中，因此只有必需量的蒸发材料被提供到发光器件制造商，相对昂贵的蒸发材料可被有效使用。此外，第一容器和第二容器可再利用，相当于减少了成本。
以下将参考图14说明被运送容器的模式的具体实例。被分成上部分(621a)和下部分(621b)的用于运送的第二容器包括在在第二容器的上部分提供的用于固定第一容器的固定装置706、用于压紧固定装置的弹簧705、在第二容器的下部分提供的用于构成气体通道以保持第二容器被减压的气体导入端口708、用于固定上部容器(621a)和下部容器(621b)的O形环707，以及保持片702。充满被提纯的蒸发材料的第一容器611被安装在第二容器中。此外，第二容器可用包含不锈钢的材料形成，第一容器可用含钛材料形成。
在材料制造商处，被提纯的蒸发材料被填充在第一容器611中。此外，第二容器的上部分621a和下部分621b通过O形环707相配，上部容器621a和下部容器621b通过保持片702固定，并且第一容器611被密封在第二容器内。之后，通过气体导入端口708使第二容器内部减压并由氮气氛取代，并且第一容器611通过调节弹簧705被固定装置706固定。可在第二容器内放置干燥剂。当第二容器内部以这种方式保持真空、低压或氮气氛中时，甚至少量的氧或水分都可避免粘附到蒸发材料。
第一容器611在该状态下被运送到发光器件制造商619并直接被安装到处理室613。之后，通过加热蒸发材料被升华，并且蒸发膜616被形成。
其次，将参考图15A和15B以及图16A和16B说明将被密封于第二容器运送的第一容器611安装到成膜室806的机构。此外，图15A和15B以及图16A和16B表示运送中的第一容器。
图15A表示安装室805的顶视图，其中包括用于安装第一容器或第二容器的底座804、蒸发源支架803和用于运送底座804、蒸发源支架803和第一容器的的运送装置802，而图15B表示安装室的透视图。此外，安装室805被安排与成膜室806相邻，并且安装室的气氛可借助于气体导入端口通过用于控制气氛的装置控制。此外，本发明的运送装置不限于如图15A和15B所示的夹紧第一容器的侧面来运送的结构，而可由夹紧(拾取)第一容器的上部的结构构成。
第二容器在保持片702脱开状态下被安排到这样的安装室805的底座804上。随后，通过控制气氛的装置使安装室805的内部进入减压状态。当安装室内部的压力和第二容器内的压力彼此相等时，造成一种能够轻易打开第二容器的状态。进一步，去掉第二容器的上部分621a，并通过运送装置802将第一容器611安装在蒸发源支架803中。此外，虽然未表示出，但可适当提供用于放置被去掉的上部分621a的部分。进一步，蒸发源支架803从安装室805被移到成膜室806。
之后，通过蒸发源支架803上提供的加热装置，蒸发材料被升华，并且膜开始形成。在形成膜的过程中，当在蒸发源支架803处提供的挡板(未表示出)被打开，升华了的蒸发材料向衬底方向扩散并气相淀积在衬底上以形成发光层(包括空穴输运层、空穴注入层、电子输运层和电子注入层)。
此外，蒸发完成后，蒸发源支架803返回到安装室805，并且安装在蒸发源支架803处的第一容器611通过运送装置802被传送到安装在底座804的第二容器的下部容器(未表示出)，并被上部容器621a密封。在此情况下，优选第一容器、上部容器621a和下部容器被一个已运送过容器的组合体密封。在这种状态下，使安装室805处于大气压下，并从安装室取出第二容器，用保持片702固定并运送到材料制造商618。
其次，将参考图16A和16B说明将被第二容器密封运送的多个第一容器安装到多个蒸发源支架的机构，它不同于图15A和15B所示机构。
图16A表示安装室905的顶视图，其中包括用于安装第一容器或第二容器的底座904、多个蒸发源支架903、多个用于运送第一容器的运送装置902和旋转底座907，而图16B表示安装室905的透视图。此外，安装室905被安排与成膜室906相邻，并且安装室的气氛可被用于通过气体导入端口控制气氛的装置控制。
通过旋转底座907和多个运送装置902，可有效完成将多个第一容器611安装到多个蒸发源支架903，并将多个第一容器611从完成成膜工艺的多个蒸发源支架传送到底座904的操作。在此情况下，优选将第一容器611安装到已被运送的第二容器。
此外，为了有效运送开始蒸发用蒸发源支架和完成蒸发的蒸发源支架，可提供具有旋转功能的旋转底座907。此外，旋转底座907的结构不限于上述结构，只要旋转底座907具有向右和上升方向移动的功能，当旋转底座接近安排在成膜室906中的蒸发源支架时，多个第一容器就可通过运送装置902被提供在蒸发源支架。
根据由上述蒸发***形成的蒸发膜，杂质可被极大地减少，并且当通过使用蒸发膜完成发光元件时，可获得高可靠性和高亮度。此外，通过这样一种制造***，被材料制造商填充的容器可被直接安装到蒸发***，因此可防止氧或水分粘附到蒸发材料，进而可解决将来发光元件的超高纯形成问题。此外，通过再提纯具有剩余蒸发材料的容器，可消除材料浪费。另外，第一容器和第二容器可再利用，可实现低成本形成。
将利用下面所示实例更详细地描述由上述结构构成的本发明。
实例
此后根据附图描述本发明的实例。此外，在所有用于描述实例的图纸中，相同的部分用共同符号表示，并且省略重复的描述。
[实例1]
在本实例中，在具有绝缘表面的衬底上形成TFT并形成EL元件(光发射元件)的实例被示于图17。本实例中表示出被连接到像素部分中的EL元件的一个TFT的横截面图。
在具有绝缘表面的衬底200上由绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜的叠层膜形成基底绝缘膜201。虽然基底绝缘膜201在此处使用两层结构，但它可使用具有单层或两层或两层以上绝缘膜的结构。基底绝缘膜的第一层是通过等离子体CVD使用反应气体SiH4、NH3和N2O形成厚10～200nm(优选50～100nm)的氮氧化硅膜。此处，形成厚50nm的氮氧化硅膜(组分比：Si＝32％，O＝27％，N＝24％和H＝17％)。基底绝缘膜的第二层是通过等离子体CVD使用反应气体SiH4和N2O形成厚50～200nm(优选100～150nm)的氮氧化硅膜。此处，形成厚100nm的氮氧化硅膜(组分比：Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。
随后，在基底绝缘膜201上形成半导体层。该半导体层如下形成：通过已知方法(溅射、LPCVD、等离子体CVD等)形成非晶半导体膜，然后，通过已知结晶化法(激光结晶化法、热结晶化法或使用催化剂如镍的热结晶化法)使膜结晶化，然后结晶半导体膜被加工图案成所需形状。该半导体层被形成25～80nm厚(优选30～60nm)。结晶半导体膜的材料虽然不受限制，优选由硅或硅锗合金形成。
在通过激光结晶化工艺形成结晶半导体膜的情况下，可以使用脉冲振荡或连续振荡型准分子激光器、YAG激光器或YVO4激光器。在使用这样的激光器的情况下，优选使用的方法是从激光振荡器发射的激光被光学***会聚成线性形状照射到半导体膜上。结晶化条件由实行本发明者适当选择。在使用准分子激光器的情况下，脉冲振荡频率为30Hz，激光能量密度为100～400mJ/cm2(典型地，200～300mJ/cm2)。同时，在使用YAG激光器的情况下，优选使用它的二次谐波，并且脉冲振荡频率为1～10kHz，激光能量密度为300～600mJ/cm2(典型地，350～500mJ/cm2)。聚焦成宽度为100～1000μm，例如400μm的线性激光被照射到整个衬底，因此线性激光束的重叠比率可取50～98％。
然后，半导体层的表面被含氟化氢的刻蚀剂清洗，以形成覆盖半导体层的栅绝缘膜202。栅绝缘膜202通过使用等离子体CVD或溅射，由厚度40～150nm的含硅绝缘膜形成。在本实例中，通过等离子体CVD形成厚115nm的氮氧化硅膜(组分比：Si＝32％，O＝59％，N＝7％和H＝2％)。当然，栅绝缘膜202不限于氮氧化硅膜，而可以由含其它形式硅的单层或绝缘膜的叠层构成。
清洗栅绝缘膜202的表面后，形成栅电极210。
然后，提供p-型的杂质元素(如B)，此处，适量的硼被添加到半导体以形成源区211和漏区212。添加杂质元素后，为了激活杂质元素，进行加热、强光辐射或激光照射。同时通过激活，可以恢复等离子体对栅绝缘膜的损伤或在栅绝缘膜和半导体层之间界面的等离子体损伤。特别是将YAG激光器的二次谐波照射在主表面或背表面，由此在大气中于室温到300℃激活杂质元素是非常有效的。YAG激光器是优选的激活装置，因为它需要一些的维修。
在随后的工艺中，氢化完成后，形成由有机或无机材料(例如光敏有机树脂)制成的绝缘体213a，然后，氮化铝膜、表示为AlNxOy的氮氧化铝膜，或由氮化硅膜构成的第一保护膜213b形成。表示为AlNxOy的膜通过从进气***引入氧气、氮气或稀有气体，由RF溅射使用AlN或Al构成的靶形成。AlNxOy膜中的氮含量可在至少几个atom％范围内，或2.5～4 7.5atom％；氧含量在至多47.5atom％范围内，优选小于0.01～20atom％。在其中形成到达源区211或漏区212的接触孔。其次，源电极(布线)215和漏电极214形成，以完成TFT(p-沟道TFT)。该TFT将控制提供到OLED的电流(有机光发射器件)。
而且，本发明不限于本实例的TFT结构，但如果需要，可以使用在沟道区和漏区(或源区)之间具有LDD区的轻掺杂漏(LDD)结构。该结构由沟道形成区和通过添加高浓度杂质元素形成的源区或漏区之间添加低浓度杂质的区，被称为LDD区，形成。此外，它可以采用使LDD区穿过栅绝缘膜与栅电极重叠的所谓的GOLD(栅-漏重叠LDD)结构。优选栅电极形成为叠层结构并被刻蚀成具有不同的上栅电极和下栅电极锥度角，以使用栅电极作掩模，用自对准方式形成LDD区和GOLD区。
同时，虽然此处用p-沟道TFT作说明，不用说可通过用n-型杂质元素(P、As等)代替p-型杂质元素而形成n-沟道TFT。
尽管在本实例中以顶栅极TFT为例进行描述，可不考虑TFT结构而应用本发明。例如，本发明可被应用到底栅(反向交错)TFT和正向交错TFT。
随后，在像素部分，与和漏区接触的连接电极接触的第一电极217被按矩阵形状排列。第一电极217用作光发射元件的阳极或阴极。然后，形成覆盖第一电极217的端部的绝缘体(一般指堤坝、隔板、阻挡物、小丘等)216。对于绝缘体216，使用光敏有机树脂。在使用负性光敏丙烯酸树脂作绝缘体216的材料的情况下，例如，可优选这样制备绝缘体216，即绝缘体216的上端部有具有第一曲率半径曲面，而绝缘体的下端部有具有第二曲率半径曲面。第一和第二曲率半径每个可优选在0.2～3μm范围内。此外，在像素部分中形成含有机化合物的层218，然后在其上形成第二电极219以完成EL元件。该第二电极219作为EL元件的阴极或阳极。
覆盖第一电极217的端部的绝缘体216可被由氮化铝膜、氧氮化铝膜或氮化硅膜形成的第二保护膜覆盖。
例如，图17B表示了使用正性光敏丙烯酸树脂作绝缘体216的材料的实例。绝缘体316a只在其上部具有有曲率半径的曲面。此外，绝缘体316a可被由氮化铝膜、氧氮化铝膜或氮化硅膜形成的第二保护膜316b覆盖。
例如，当第一电极217作为阳极时，第一电极217的材料可以是具有大功函数的金属(即Pt、Cr、W、Ni、Zn、Sn或In)。这样的电极217的端部被绝缘体(一般指堤坝、隔板、阻挡物、小丘等)216或316覆盖，然后，使用实施例1～3所示的蒸发***，沿绝缘体216或316移动蒸发源进行真空蒸发。例如，为了进行真空蒸发，成膜室被真空排气直到达到5×10-3Torr(0.665Pa)或更低的真空度，优选10-4～10-6Pa。真空蒸发前，通过电阻加热使有机化合物汽化。当挡板被打开用于真空蒸发时，汽化的有机化合物扩散到衬底上。汽化的有机化合物向上扩散，然后通过金属掩模中形成的开口淀积在衬底上。光发射层(包括空穴输运层、空穴注入层、电子输运层和电子注入层)被形成。
在通过真空蒸发形成整体发射白光的含有机化合物的层的情况下，它可以通过淀积每个光发射层形成。例如，Alq3膜、部分掺杂红光发射颜料尼罗红的Alq3膜、p-EtTAZ膜和TPD(芳香族二胺)依次层层叠获得白光。
在使用真空蒸发的情况下，如实施例3所示，由材料制造商预先在其中储存了为真空蒸发材料的EL材料的容器(典型地，坩埚)被放置在成膜室中。优选坩埚避免接触空气被放置在成膜室中。从材料制造商运输过来的坩埚在运输过程中优选被密封于第二容器中，并在此状态下被引入成膜室。理想的是具有真空排气装置的室被连接到成膜室，坩埚在该室中于真空或惰性气氛中被从第二容器取出，然后坩埚被放置在成膜室中。这样，坩埚和储存于坩埚中的EL材料免于污染。
第二电极219由具有小功函数的金属(如Li、Mg或Cs)和该薄膜上的透明导电膜(由氧化铟锡(ITO)合金、氧化铟锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等构成)的叠层结构构成。为获得低电阻阴极，可在绝缘体216或316上提供辅助电极。这样获得的光发射元件发射白光。此处，已经描述了其中通过真空蒸发形成含有机化合物的层218的实例。但是，根据本发明，它不限于具体方法，并且层218可使用涂敷法(旋涂法、喷墨法)形成。
在本实例中，虽然描述了淀积由低分子量材料制成的层作为有机化合物层的实例，但高分子量和低分子量材料都可被淀积。
就发光的辐射方向而言，可认为有两种具有TFT的有源矩阵光发射器件结构类型。一种结构是光发射元件中产生的发光可被观察到通过第二电极，并且该结构可用上述步骤制造。
另一种结构是光发射元件中产生的发光通过第一电极后被观察者观察到，优选第一电极217用半透明材料制备。例如，当第一电极217作为阳极提供时，透明导电膜(由氧化铟锡(ITO)合金、氧化铟锌合金(In2O3-ZnO)、氧化锌(ZnO)等构成)被用作第一电极217的材料，并且其端部被绝缘体(一般称为堤坝、隔板、阻挡物、小丘等)216覆盖，随后形成含有机化合物的层218。此外，在该层上，作为阴极形成由金属膜(即MgAg、MgIn、AlLi、CaF2、CaN等合金，或通过属于元素周期表I和II族的元素和铝共同真空蒸发形成的膜)构成的第二电极219。此处，使用真空蒸发的电阻加热法用于形成阴极，从而可用真空蒸发掩模选择性形成阴极。
通过上述步骤形成第二电极219后，使用密封材料层叠密封衬底以将衬底200上形成的光发射元件封闭。
此处，参考图18A和18B描述有源矩阵型光发射器件的外观图。进一步，图18A是表示光发射装置的顶视图，而图18B是沿A-A’线切割图18A得到的截面图。在衬底1110上形成了源信号侧驱动电路1101、像素部分1102和栅信号线驱动电路1103。被密封衬底1104、密封材料1105和衬底1110包围的内侧构成空间1107。
此外，用于传送输入到源信号侧驱动电路1101和栅信号侧驱动电路1103的布线1108从用于构成外部输入端的FPC(柔性印刷电路)1109接收视频信号或时钟信号。虽然此处只表示出FPC，但FPC可附于印刷布线衬底(PWB)。本说明书的光发射装置不仅包括光发射装置的主体，也包括其上附加FPC或PWB的状态。
其次，将参考图18B说明截面结构。在衬底1110上形成驱动器电路和像素部分，而且此处表示出作为驱动电路的源信号线驱动电路1101和像素部分1102。
此外，源信号线驱动电路1101由CMOS电路结合n-沟道型TFT 1123和p-沟道型TFT 1124形成。此外，用于形成驱动器电路的TFT可由公知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，虽然根据本实例，表示出由衬底上的驱动器电路形成的集成型驱动器，但集成型驱动器不是必需的，而且驱动器电路可不在衬底上而在衬底外形成。
此外，像素部分1102由多个像素组成，每个像素包括开关TFT1111、电流控制TFT 1112和电连接到电流控制TFT 1112的漏的第一电极(阳极)1113。
此外，在第一电极(阳极)1113两端形成绝缘层1114，并且在第一电极(阳极)1113上形成有机化合物层1115。有机化合物层1115通过使用实施例1和2所示设备，沿绝缘膜1114移动蒸发源而形成。此外，在有机化合物层1115上形成第二电极(阴极)1116。结果包含第一电极(阳极)1112、有机化合物层1115和第二电极(阴极)1116的光发射元件1118被形成。此处，光发射元件1118表示发白光的实例，并因此配备包含着色层1131和光屏蔽层1132(为简化起见，外涂层此处未示出)的滤色器的实例。
在图19A～19C中，滤色器在密封衬底1104的侧面形成，由于它是一种从光发射元件发射的光通过第二电极被观察到的结构，但是，在从光发射元件发射的光通过第一电极被观察到的结构的情况下，滤色器在衬底1110的侧面形成。
第二电极(阴极)1116也用作被所有像素共用的布线，并通过连接布线1108被电连接到FPC1109。第三电极(辅助电极)1117在绝缘层1114上形成以实现使第二电极具有低电阻。
此外，为了封闭在衬底1110上形成的光发射元件1118，密封衬底1104通过密封材料1105被粘接。此外，可提供由树脂膜构成的衬垫以确保密封衬底1104和光发射元件1118之间间距。此外，密封材料1105的内侧上的空间1107充满惰性气体氮气等。此外，密封材料1105优选使用环氧类树脂。此外，密封材料1105优选为尽可能少渗水或渗氧的材料。此外，空间1107的内部可包含具有吸收氧或水分效果的物质。
此外，根据本实例，作为构成密封衬底1104的材料，除玻璃衬底或石英衬底外，可使用含FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、Mylar、聚酯或丙烯酸树脂的塑料衬底。此外，可以使用密封材料1105粘接密封衬底1104，之后通过密封材料密封覆盖侧面(暴露面)。
通过如上所述封闭光发射元件，可使光发射元件与外界彻底隔绝，并且可防止加速有机化合物层退化的物质如水分或氧从外面侵入。因此，可提供高可靠性的发射器件。
此外，本实例可与实施例1～4任意结合。
[实例2]
作为使用根据本发明制造的光发射器件的电子装置的实例列举出：摄像机、数字照相机、护目镜型显示器(头置显示器)、导航***、声频再现装置(如汽车音响和声频元件)、膝上型计算机、游戏机、便携式信息终端(如移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机和电子图书)，以及装有记录媒介的图象再现装置(具体地，带有能再现记录媒介如数字通用光盘(DVD)中的数据的显示器件的装置以显示数据的图象。宽视角对于便携式信息终端是特别重要的，因为它们的屏幕在观看时通常是倾斜的。因此便携式信息终端优选采用使用光发射元件的光发射器件。这些电子装置的具体实例示于图20A～20H。
图20A表示一种光发射器件，其中包括外壳2001、支撑基座2002、显示单元2003、扬声器单元2004、视频输入端2005等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2003。此外，图20A中所示的光发射器件可通过本发明完成。由于具有光发射元件的光发射器件是自发光型，器件不需要背光并且能制造比液晶显示器件更薄的显示单元。光发射器件指用于显示信息的所有光发射器件，包括用于个人计算机的、用于TV广播接收的和用于广告的显示器件。
图20B表示数字静态照相机，它包括主体2101、显示单元2102、图象接收单元2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2102。图16B所示的数字照相机可通过本发明完成。
图20C表示膝上型计算机，它包括主体2201、外壳2202、显示单元2203、键盘2204、外部连接端口2205、指针式鼠标2206等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2203。图20C所示的膝上型计算机可通过本发明完成。
图20D表示移动计算机，它包括主体2301、显示单元2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2302。图20D所示的移动计算机可通过本发明完成。
图20E表示带有记录媒介的便携式图象再现装置(具体地是DVD播放器)。该器件包括主体2401、外壳2402、显示单元A2403、显示单元B2404、记录媒介(DVD等)读出单元2405、操作键2406、扬声器单元2407等。显示单元A2403主要显示图象信息，而显示部分B2404主要显示文本信息。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元A2403和B2404。带有记录媒介的图象再现装置也包括家用视频游戏机。图20E所示的DVD播放器可通过本发明完成。
图20F表示护目镜型显示器(头置显示器)，它包括主体2501、显示单元2502和镜臂单元2503。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2502。图20F所示的护目镜型显示器可通过本发明完成。
图20G表示摄像机，它包括主体2601、显示单元2602、外壳2603、外部连接端口2604、遥控接收单元2605、图象接收单元2606、电池2607、声音输入单元2608、操作键2609等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2602。图20G所示的摄像机可通过本发明完成。
图20H表示蜂窝电话，它包括主体2701、外壳2702、显示单元2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。根据本发明制造的光发射器件可被应用到显示单元2703。如果显示单元2703在黑色背景上显示白色字符，则蜂窝电话耗电量少。图20H所示的蜂窝电话可通过本发明完成。
如果将来发光材料的更亮的亮度成为有价值的，则通过用透镜等放大包含图象信息的输出光并投射光，光发射器件可被用于前投影仪或后投影仪。
这些电子装置现在用不断增加的频率显示通过电子通信线路如互联网和CATV(有线电视)发送的信息，特别是动画信息。由于发光材料具有非常快的响应速度，光发射器件适合用于运动图象。
根据本发明，可提供一种包含多个用于进行蒸发工艺的成膜室的制造装置，成膜室排成一排。因此，成膜工艺在多个成膜室中大致并行进行，由此提高光发射器件的生产量并减少每个衬底的处理时间。
此外，根据本发明，尽管衬底的处理数量被略微减少，但可以在不暂停生产线的情况下对一个或多个成膜室进行维护。

Claims (7)

1.一种制造装置，包含：
装载室；
连接到装载室的转移室；以及
连接到转移室的多个成膜室，
其中多个成膜室各自连接到用于使成膜室内部成为真空的真空排气处理室，
其中多个成膜室的每一个包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置、蒸发源和用于加热蒸发源的装置，并且
其中在多个成膜室的至少两个中，对装入各个成膜室中的衬底的表面进行并行蒸发。
2.一种制造装置，包含：
装载室；
连接到装载室的转移室；
连接到转移室的多个成膜室；以及
多个密封室，
其中多个成膜室各自连接到用于使成膜室内部成为真空的真空排气处理室，
其中多个成膜室的每一个包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置、蒸发源和用于加热蒸发源的装置，
其中在多个成膜室的至少两个中，对装入各个成膜室中的衬底的表面进行并行蒸发，并且
其中每个衬底被分配给多个密封室中的一个以在其中被密封。
3.一种制造装置，包含：
装载室；
连接到装载室的转移室；以及
连接到转移室的多个成膜室，
其中多个成膜室各自连接到用于使成膜室的内部成为真空的真空排气处理室，
其中多个成膜室的每一个包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置、蒸发源和用于加热蒸发源的装置，并且
其中在多个成膜室的至少两个中，对装入各个成膜室中的衬底的表面进行并行蒸发，并且在多个成膜室中至少一个中，该成膜室的内部进行清洗。
4.根据权利要求1至3中任何一项的制造装置，其中在多个成膜室的至少两个中，并行进行含相同有机化合物的层的蒸发工艺。
5.一种制造装置，包含：
装载室；
连接到装载室的转移室；以及
连接到转移室的多个成膜室，
其中多个成膜室各自连接到用于使成膜室的内部成为真空的真空排气处理室，
其中多个成膜室的每一个包括用于将掩模和衬底进行位置对准的对准装置、蒸发源和用于加热蒸发源的装置，并且
其中被装入装载室的多个衬底在转移室被分别分配给多个成膜室中的一个而被装入其中，并且每个衬底沿其编号与成膜室编号相同的不同的路径之一进行工艺处理。
6.通过使用一种蒸发***制造光发射器件的方法，该蒸发***包括多个用于形成有机化合物层的膜的第一淀积室和多个用于形成导电膜的第二淀积室，所述方法包含的步骤有：
在多个第一淀积室并行形成有机化合物层；
通过使用运送装置，在不暴露大气的情况下，将有机化合物层从第一淀积室移动到第二淀积室；以及
在第二淀积室中，与有机化合物层接触形成导电膜。
7.通过使用一种蒸发***制造光发射器件的方法，该蒸发***包括用于在衬底上形成有机化合物层的膜的第一到第四淀积室，用于形成导电膜的第五淀积室，用于形成保护膜的第六淀积室，以及用于将衬底和密封衬底粘接在一起的第七淀积室，所述方法包含的步骤有：
在第一到第四淀积室中在衬底上同时形成有机化合物层，并在不暴露大气的情况下将衬底从第一到第四淀积室中的任意一个移动到第五形成室；并且
在第五淀积室中，在有机化合物层上形成导电膜；
在不暴露大气的情况下将衬底从第五淀积室移动到第六淀积室；
在第六淀积室中，在导电膜上形成保护膜；在不暴露大气的情况下将衬底从第六室移动到第七淀积室；并且在第七淀积室中，用密封件将衬底和密封衬底粘接在一起。
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