专利名称：成膜方法和成膜装置、自发光元件的制造方法和制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及成膜方法和成膜装置、自发光元件的制造方法和制造装置。
背景技术：
作为在被成膜面上成膜金属材料的方法之一，已经知道有电子束蒸镀法。该电子束蒸镀法与加热蒸镀相比，可以获得较高的成膜速度，所以被应用于有机EL元件等自发光元件的金属电极膜形成中，可以缩短制造时间。
图1是说明基于以往的电子束蒸镀的金属薄膜形成的说明图。根据该方法，在真空成膜室内配置基板J1，利用电子束发生器(电子枪)J4向收容在成膜源(坩埚)J2内的金属材料J3照射电子束J5并使其熔化，所产生的金属蒸气蒸镀在基板J1的被成膜面J1a上，形成金属薄膜。
在利用这种电子束蒸镀法形成金属薄膜的情况下，向金属材料J3照射电子束J5时，如图1所示，从金属材料J3飞出二次电子J6，飞出的二次电子J6冲击被成膜面J1a，存在损伤被成膜面J1a的问题。并且，产生撞到金属材料J3上的电子束J5未被金属材料J3吸收而反弹的反弹电子，存在该反弹电子冲击被成膜面J1a而损伤被成膜面J1a的问题。
例如，在利用前述的电子束蒸镀法形成有机EL元件的金属电极时，有机EL元件在基板上形成透明电极，在其上成膜由包括发光层在内的各种功能层构成的有机层，再在其上成膜金属电极膜，由于具有这种层叠结构，所以在有机层的表面上产生因二次电子或反弹电子造成的损伤，破坏有机层并降低发光效率，或者变成产生泄漏的原因，这些不合适的地方被视为问题。
因此，研究防止电子束蒸镀法中的二次电子或反弹电子冲击被成膜面J1a的对策，提出了下述专利文献1记载的现有技术。根据该现有技术，如图1所示，在被成膜面J1a和成膜源J2之间，利用磁铁J7A、J7B形成与被成膜面J1a平行的磁场M，使前述的二次电子J6等的行进方向在该磁场M中折弯，防止它们到达被成膜面J1a。
日本特许第3568189号公报根据这种现有技术，可以利用平行于被成膜面J1a而形成的磁场M，避免被成膜面J1a因二次电子J6等而损伤，但另一方面，由于该磁场M，降低了从成膜源J2产生的负电荷(电子或阴离子)到达被成膜面J1a的比率。并且，由于阳离子J8具有较大的惯性，所以几乎不会受到磁场M的影响而到达被成膜面J1a。这样，在利用设有防止二次电子J6等到达被成膜面J1a的磁场M的电子束蒸镀法形成被成膜面J1a时，担心所形成的金属薄膜处于正侧带电的状态。
这样，在所形成的金属薄膜处于正侧带电的状态时，认为该静电会给周围带来不良影响，并且在形成了金属电极的情况下，变为因该静电而施加电压的状态，例如在形成有机EL元件的金属电极(阴极)的情况下，由于该正侧带电，使得在有机层之间施加较大的反方向电压，所以有机层有可能产生绝缘被破坏等降低元件功能的情况。
发明内容
本发明把解决这种问题作为其课题的一例。即，本发明的目的在于，在利用设有防止二次电子等到达被成膜面的磁场的电子束蒸镀来形成金属薄膜时，使所形成的金属薄膜的带电状态处于合适状态，并且在利用这种电子束蒸镀形成有机EL元件等自发光元件的金属电极时，使金属电极的带电状态处于合适状态，以将元件的功能降低防患于未然。
为了达到上述目的，本发明的成膜方法和成膜装置、自发光元件的制造方法和制造装置至少具备以下各独立权利要求的结构。
一种成膜方法，通过电子束蒸镀在被成膜面上形成金属薄膜，其特征在于，在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷，一面监视所述被成膜面周边的正电荷，一面根据该监视结果调整所述被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。
一种成膜装置，通过电子束蒸镀在被成膜面上形成金属薄膜，其特征在于，具有磁场形成单元，其在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷；电荷监视单元，其监视所述被成膜面周边的正电荷；电荷调整单元，其根据该电荷监视单元的监视结果，调整所述被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。
一种自发光元件的制造方法，通过电子束蒸镀在自发光元件的功能层上的被成膜面上形成金属电极膜，其特征在于，在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷，一面监视所述被成膜面周边的正电荷，一面根据该监视结果调整所述被成膜面上形成的金属电极膜的电荷状态。
一种自发光元件的制造装置，通过电子束蒸镀在自发光元件的功能层上的被成膜面上形成金属电极膜，其特征在于，具有磁场形成单元，其在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷；电荷监视单元，其监视所述被成膜面周边的正电荷；电荷调整单元，其根据该电荷监视单元的监视结果，调整所述被成膜面上形成的金属电极膜的电荷状态。
图1是现有技术的说明图。
图2是说明本发明的实施方式的说明图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。图2是说明本发明的一个实施方式的成膜方法、成膜装置的说明图。
该成膜装置通过电子束蒸镀在基板1的被成膜面1a上形成金属薄膜，利用电子束发生器4向收容在成膜源2内的金属材料3照射电子束EB以使其熔化，所产生的金属蒸气蒸镀在基板1的被成膜面1a上，形成金属薄膜，与现有技术相同，具有磁场形成单元5(磁铁5A、5B)，其在被成膜面1a和成膜源2之间形成与被成膜面1a平行的磁场M，以防止因向成膜源2照射电子束5而从成膜源2朝向被成膜面1a的负电荷ES(二次电子或反弹电子)。
并且，该成膜装置除所述磁场形成单元5外，还具有电荷监视单元6，其监视被成膜面1a周边的正电荷；电荷调整单元(负电荷产生单元7或磁场调整单元8)，其根据电荷监视单元6的监视结果，调整被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。此处所说的电荷监视单元6是使用了检测因附着在金属板上的正电荷而形成的电流的检流计或收集正电荷的法拉第杯等的装置，设置在基板1的附近，用于监视基板周边的正电荷。负电荷产生单元7是利用热电子放出(灯丝)等产生电子、负电荷的装置，设置在与基板1的被成膜面1a相对的方向上。磁场调整单元8是利用磁铁等产生磁场的装置，设置在基板1和成膜源2之间。
在使用这种成膜装置的成膜方法中，当通过电子束蒸镀在被成膜面1a上形成金属薄膜时，在被成膜面1a和成膜源2之间形成与被成膜面1a平行的磁场M，以防止由于对成膜源2进行的电子束EB照射而从成膜源2朝向被成膜面1a的负电荷ES，一面监视被成膜面1a周边的正电荷P0，一面根据监视结果调整被成膜面1a上形成的金属薄膜的电荷状态。
这样，从成膜源2飞出的二次电子等的行进方向由于磁场形成单元5形成的与被成膜面1a平行的磁场M而折弯，所以能够将成膜初期二次电子等冲击被成膜面1a而损伤被成膜面1a的问题防患于未然。并且，以后，当在被成膜面1a上开始形成金属薄膜时，利用电荷监视单元6逐次监视被成膜面1a周边的正电荷，根据该监视结果调整金属薄膜的电荷状态，所以能够把金属薄膜的电荷状态调整为合适的状态。
因此，即使通过磁场形成单元5去除朝向被成膜面1a的负电荷，由此产生成膜于被成膜面1a上的金属薄膜带正电的情况，也能够利用基于电荷监视单元6的输出的电荷调整单元的调整功能，把带电状态校正为合适的方向，能够避免因金属薄膜的带电造成的静电的不良影响。
此时的电荷调整单元作为主动校正带正电的金属薄膜的带电状态的手段，可以使用向金属薄膜上施加负电荷的负电荷产生单元7，并且作为通过调整减少被磁场形成单元5去除的负电荷来缓和金属薄膜带正电的程度的手段，可以使用磁场调整单元8，其调整因磁场形成单元5形成的磁场M的强度或方向，使从成膜源2朝向被成膜面1a的负电荷的一部分通过。该各个单元可以单独使用，也可以一并使用构成电荷调整单元。
并且，该电荷调整单元对电荷状态的调整，优选调整为去除金属薄膜上的带电。由此，可以排除因静电造成的问题和因静电产生的不必要的电压施加。
通过使用这种成膜装置和成膜方法形成自发光元件的金属电极膜，可以将这种成膜装置和成膜方法用作自发光元件的制造装置和制造方法。此时，在自发光元件的功能层上形成前述的被成膜面1a，可以把前述的金属薄膜说成金属电极膜来进行说明。
根据具有这种磁场形成单元5、电荷监视单元6和电荷调整单元(负电荷产生单元7或磁场调整单元8)的自发光元件制造装置以及使用该装置的制造方法，可以解决二次电子等冲击自发光元件的功能层而损伤功能层的问题，并且能够把成膜于功能层上的金属电极膜的带电状态调整为合适的状态，所以能够防止由于因带电造成的静电而向功能层施加不需要的电压从而使功能层的绝缘被破坏等问题。由此，能够避免因静电造成的自发光元件的功能降低。
以下，说明把前述自发光元件作为有机EL元件时的制造装置和制造方法。作为制造装置，使用前述说明的装置，这样，在有机EL元件的制造步骤中，进行有机层上的金属电极(阴极)的成膜。
一般情况下，有机EL元件具有在阳极(空穴注入电极)和阴极(电子注入电极)之间夹入有机层的结构，通过向两个电极之间施加电压，从阳极注入/输送到有机层内的空穴和从阴极注入/输送到有机层内的电子再结合，以实现发光。
形成在由阳极和阴极构成的一对电极之间层叠包括有机层在内的各种功能层的层结构。该层结构一般是由空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层构成，但除发光层以外的各层也可以根据需要省略，并且各层可以由单一材料形成，也可以形成为混合了多种材料的混合层，还可以在高分子粘合剂中分散各种功能材料。各层可以形成为单层也可以形成为多层。另外，在前述层结构的最上部，在其上利用溅射法形成电极时，为了使有机层不受损伤，有时设置具有缓冲功能的层，并且有时也设置用于使由于各层的成膜而形成的表面凹凸变平坦的层。
形成于基板上的有机EL元件的配置可以呈点矩阵状配置多个，也可以具有单个或多个预定大小的发光区域。显示区域中的有机EL元件的驱动方式可以是无源驱动方式、有源驱动方式中的任何方式，没有特别限定。另外，作为有机EL元件单体的结构，可以采用层叠多个有机EL元件的结构(SOLEDStacked OLED)、在阴极和阳极之间设置电荷产生层的结构(多光子元件)，其结构也没有特别限定。
将具体的制造方法示例如下。
前处理步骤准备上面层叠了透明导电膜(ITO、IZO等)和金属导电膜(Cr、Al、Ag等)的基板(玻璃、塑料等)(作为一例，基板使用玻璃基板，透明导电膜使用ITO，金属导电膜使用Cr膜)。特别是在使用具有碱成分的玻璃基板时，使用基板表面成膜了阻挡层(SiO2、TiO2等)的基板，使得含有的不纯元素(碱金属、Ca、Na等)不会渗透到表面。
然后，对于具有阻挡层、透明导电膜和金属导电膜的基板，利用光刻法对最上层的金属导电膜进行构图，形成连接第1电极或第2电极(阳极或阴极)的引出电极。
然后，利用光刻法对在基板上露出的透明导电膜进行构图，形成第1电极(阳极)。此时，引出电极的形成部分按照引出电极的样式进行构图，形成在透明导电膜上层叠了金属导电膜的引出电极。
然后，利用光刻法对感光性聚酰亚胺等绝缘膜进行构图，以便在第1电极上限定发光区域的开口，从而确定基板上的有机EL元件的配置。并且，根据需要，也可以形成用于限定第2电极的分隔壁。然后，根据需要实施UV清洗步骤，以去除基板表面的有机物和水分。
成膜步骤
把经过了前处理步骤的基板输送到蒸镀装置内，按照图2所示，对基板设置成膜用掩模1，由此在基板上通过成膜用掩模1成膜有机层的图形。
示出有关有机层的成膜的示例，例如，通过蒸镀层叠50nm的成为空穴注入层的CuPc等，然后层叠50nm的4，4-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(NPD)等作为空穴输送层。并且，使用成膜用掩模1，在其上的各个成膜区域分涂RGB各发光层来成膜。
具体来讲，在基板上设置具有B发光层的成膜图形的成膜用掩模1，作为B发光层，在4，4’-二(2，2-二苯乙烯基)-联苯(DPVBi)的主材料中加入4，4’-二(2-咔唑次乙烯基)联苯(BCZVBi)作为1％重量百分比的掺杂剂而共蒸镀50nm。由此，在成膜区域形成B发光层的成膜图形。
然后，在基板1上设置具有G发光层的成膜图形的成膜用掩模1，蒸镀50nm的香灵素6作为G发光层。由此，在成膜区域形成G发光层的成膜图形。
另外，在基板1上设置具有R发光层的成膜图形的成膜用掩模1，作为R发光层，在三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)的主材料中加入4-二氰基甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)作为1％重量百分比的掺杂剂而共蒸镀50nm。由此，在成膜区域形成R发光层的成膜图形。
然后，蒸镀20nm的Alq3作为电子输送层。并且，利用前述的使用电子束蒸镀的成膜装置或成膜方法，蒸镀150nm的铝(Al)作为第2电极(阴极)。
密封步骤然后，把基板从成膜步骤后的真空氛围下搬入氮气的惰性气体氛围下的密封室。另一方面，通过喷砂处理在表面设置凹部，把凹部内装填了干燥手段(SrO、CaO等)的玻璃密封基板搬入到密封室内。并且，使用分配器等在玻璃密封基板上的预定位置处涂布适量混合了(约0.1～0.5％重量百分比)粒径为1～300μm的隔离体(最好是玻璃或塑料制的)的紫外线硬化型环氧树脂制的粘接剂，使该玻璃密封基板和基板通过所述粘接剂而粘贴，从基板侧或玻璃密封基板侧向粘接剂照射紫外线，使粘接剂硬化。这样，在基板和玻璃密封基板之间的密封空间内收容显示区域，可以将构成显示区域的有机EL元件与外部空气隔离。
根据这种本发明的实施方式，在通过设置了防止二次电子等到达被成膜面的磁场的电子束蒸镀来形成金属薄膜时，可以使所形成的金属薄膜的带电状态处于合适的状态。并且，在通过这种电子束蒸镀形成有机EL元件等自发光元件的金属电极时，可以使金属电极的带电状态处于合适的状态，将元件的功能降低防患于未然。特别是在前述的有机EL元件的制造中，可以防止下述问题在成膜第2电极(阴极)时，由于该电极带正电而在有机层之间施加反方向电压，导致有机层的绝缘被破坏等。并且，在想将成膜后的金属电极的带电状态保持为特定带电状态时等，可以根据情况进行电荷调整。
权利要求
1.一种成膜方法，通过电子束蒸镀在被成膜面上形成金属薄膜，其特征在于，在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷，一面监视所述被成膜面周边的正电荷，一面根据该监视结果调整所述被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。
2.一种成膜装置，通过电子束蒸镀在被成膜面上形成金属薄膜，其特征在于，具有磁场形成单元，其在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷；电荷监视单元，其监视所述被成膜面周边的正电荷；电荷调整单元，其根据该电荷监视单元的监视结果，调整所述被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。
3.根据权利要求2所述的成膜装置，其特征在于，所述电荷调整单元具有向所述金属薄膜上施加负电荷的负电荷产生单元。
4.根据权利要求2或3所述的成膜装置，其特征在于，所述电荷调整单元具有磁场调整单元，其调整所述磁场，使从所述成膜源朝向所述被成膜面的负电荷的一部分通过。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的成膜装置，其特征在于，所述电荷调整单元调整所述电荷状态，以去除所述金属薄膜上的带电。
6.一种自发光元件的制造方法，通过电子束蒸镀在自发光元件的功能层上的被成膜面上形成金属电极膜，其特征在于，在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷，一面监视所述被成膜面周边的正电荷，一面根据该监视结果调整所述被成膜面上形成的金属电极膜的电荷状态。
7.一种自发光元件的制造装置，通过电子束蒸镀在自发光元件的功能层上的被成膜面上形成金属电极膜，其特征在于，具有磁场形成单元，其在所述被成膜面和成膜源之间形成与所述被成膜面平行的磁场，以防止由于对所述成膜源进行的电子束照射而从该成膜源朝向所述被成膜面的负电荷；电荷监视单元，其监视所述被成膜面周边的正电荷；电荷调整单元，其根据该电荷监视单元的监视结果，调整所述被成膜面上形成的金属电极膜的电荷状态。
8.根据权利要求7所述的自发光元件的制造装置，其特征在于，所述电荷调整单元具有向所述金属电极膜上施加负电荷的负电荷产生单元。
9.根据权利要求7或8所述的自发光元件的制造装置，其特征在于，所述电荷调整单元具有磁场调整单元，其调整所述磁场，使从所述成膜源朝向所述被成膜面的负电荷的一部分通过。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的自发光元件的制造装置，其特征在于，所述电荷调整单元调整所述电荷状态，以去除所述金属电极膜上的带电。
全文摘要
在利用设有防止二次电子等到达被成膜面的磁场的电子束蒸镀而形成金属薄膜时，使所形成的金属薄膜的带电状态处于合适状态。一种通过电子束蒸镀在基板(1)的被成膜面(1a)上形成金属薄膜的成膜装置，利用电子束发生器(4)向收容在成膜源(2)内的金属材料(3)照射电子束EB并使其熔化，所产生的金属蒸气蒸镀在基板(1)的被成膜面(1a)上，形成金属薄膜。具有磁场形成单元(5(磁铁5A、5B))，在被成膜面(1a)和成膜源(2)之间形成与被成膜面(1a)平行的磁场M，以防止由于向成膜源(2)照射电子束(5)而从成膜源(2)朝向被成膜面(1a)的负电荷ES；电荷监视单元(6)，监视被成膜面(1a)周边的正电荷；电荷调整单元(负电荷产生单元7或磁场调整单元8)，根据电荷监视单元(6)的监视结果，调整被成膜面上形成的金属薄膜的电荷状态。
文档编号C23C14/28GK1827842SQ20051009710
公开日2006年9月6日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年2月28日
发明者丹博树, 安喰隆美 申请人:日本东北先锋公司