专利名称：成膜装置、成膜方法、有机el元件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种成膜装置、成膜方法、利用该成膜装置或成膜方法形成的有机EL(电致发光)元件、使用该成膜装置或成膜方法的有机EL的制造方法。
背景技术：
在蒸镀、溅射等成膜装置中通常使用单一的固定成膜源，但相对面积较大的基板，需要通过增大成膜源的规模或使基板和成膜源离开距离来扩大成膜区域，由此造成成膜装置大型化、所形成的膜的图形精度下降的问题。
近年来，作为自身发光型薄型显示元件或面发光源，在显示器或照明领域备受瞩目的有机EL元件具有如下基本结构，在基板上形成下部电极，在其上形成由有机化合物构成的有机功能层的薄膜，再在其上形成上部电极，但是，用于形成该有机功能层的成膜工序多采用真空蒸镀方法。在该有机EL的制造中，如果为了对应基板的大面积化而增大蒸镀源的规模，不仅存在着上述的问题，而且还存在着由于有机化合物材料的热传导性差，因而在蒸镀流中发生不均，不能获得均匀的蒸镀膜，导致损坏有机功能层的功能的问题。
为了对应该问题，提出了下述专利文献1所述的现有技术。在该现有技术中，如图1(a)所示，对基板1设置在纵长方向设有多个蒸镀单元2a的蒸镀源2，通过使该蒸镀源2在与蒸镀源的纵长方向垂直的方向(箭头方向)移动，在基板1上形成薄膜M。由此，在大面积基板上进行成膜时，由于能够对多个蒸镀单元2a分别进行温度管理，所以能够消除蒸镀流的不均匀，同时可以使基板1和蒸镀源2接近而不降低成膜图形的形成精度。
专利文献1 特开2001-247959号公报但是，在所述现有技术中是隔开排列间距p配置各个蒸镀单元，各个蒸镀单元承担着与移动方向垂直的规定的成膜区域，所以根据所述排列间距p在相邻的蒸镀单元的成膜区域产生重叠，由此产生根据排列间距p在薄膜M的膜厚上形成凹凸分布的问题。
为了解决该问题，可以尽力缩小排列间距p，但为了缩小由蒸镀单元的单元宽度决定的排列间距p，需要配置多个极小的蒸镀单元，使各蒸镀单元的温度管理变复杂。另外，蒸镀单元的小型化是有限度的，并且，如果使蒸镀单元小型化，相应地产生必须频繁进行成膜材料的补充的问题，造成成膜操作性恶化的问题。
并且，如果形成了这样的凹凸膜厚分布，例如，在形成有机EL元件的有机功能层时，在被图形化的每个发光区域，有机功能层的层厚度产生偏差，具有不能得到均匀的发光性能或色调平衡的问题。
发明内容
本发明把解决这些问题作为课题。即，其目的是在对面积较大的基板进行成膜时，可以实现能得到良好的图形形成精度或均匀的膜厚的成膜，并且，在形成面积较大的基板的有机EL元件时，确保均匀的发光性能或色调平衡。
为了达到上述目的，本发明至少具备下述构成。
本发明的成膜装置，包括至少具有呈直线状排列的多个成膜单元的线状排列成膜源，一面使所述线状排列成膜源和基板的一方或两方在与该排列方向交叉的方向移动一面在所述基板上进行成膜，其特征在于，将所述线状排列成膜源的成膜单元配置成，使所述各成膜单元的移动轨迹间距小于沿着所述直线状排列方向相邻的所述成膜单元间的排列间距。
本发明的成膜方法，包括至少具有呈直线状排列的多个成膜单元的线状排列成膜源，一面使所述线状排列成膜源和基板的一方或两方在与该排列方向交叉的方向移动一面在所述基板上进行成膜，其特征在于，使所述各成膜单元的移动轨迹间距小于沿着所述直线状排列方向相邻的所述成膜单元间的排列间距。
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成膜装置和成膜方法的说明图。
图3是说明本发明的实施方式的成膜装置和成膜方法的说明图。
图4是表示本发明的实施方式的成膜装置形式示例的说明图。
图5是表示本发明的实施例的蒸镀单元的说明图。
图6是表示本发明的实施例的线状排列蒸镀源的说明图。
图中1.基板；2、20.-线状排列成膜源；2a、20a.成膜单元；30.线状排列蒸镀源；30a.蒸镀单元(单位蒸镀源)。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。图2、3是表示本发明的一实施方式的成膜装置和成膜方法的说明图。本发明的实施方式的成膜装置或成膜方法，作为一个实施方式，具备相对成膜对象的基板1至少具有排列成直线状的多个成膜单元20a的线状排列成膜源20，一面使线状排列成膜源20在与该排列方向交叉的方向(箭头方向)移动一面在基板1上进行成膜，该线状排列成膜源20将成膜单元20a配置成，使各成膜单元20a的移动轨迹间距pm小于沿着直线状排列方向相邻的成膜单元20a间的排列间距p。另外，作为其他实施方式，具有可变调整移动轨迹间距pm的调整装置。此处所说的成膜单元20a是具有一定范围的成膜区域的单位成膜源，成膜方法的种类包括蒸镀、溅射、涂覆等所有方法。另外，所说移动轨迹间距pm是指各成膜单元20a的中心进行描画的移动轨迹的间隔。此处，线状排列成膜源20的移动是相对基板1移动就可以，可将基板1固定，使线状排列成膜源20自身移动，还可将线状排列成膜源20固定，使基板1移动。或者使两者相互移动。
作为更具体的实施方式，如图2所示，线状排列成膜源20具有排列成一列的成膜单元20a，通过相对线状排列成膜源20的移动方向倾斜配置该排列，并设定成使各成膜单元20a的移动轨迹间距pm小于沿着直线状排列方向相邻的成膜单元20a间的排列间距p。即，在该实施方式中，相对与线状排列成膜源20的移动方向轴a1垂直的轴a2，将线状排列成膜源20的排列方向轴b配置成倾斜角度θ，因此移动轨迹间距pm＝p·cosθ(0＜θ＜90°)。并且，通过改变该倾斜角度θ，能够可变调整移动轨迹间距pm。倾斜角度θ的变化范围的有效范围是15°～45°。在图示例中，形成直线状的线状排列成膜源20，但不限于此，也可以将成膜单元20a排列成“く”字状。
另外，作为其他的实施方式，如图3所示，线状排列成膜源20通过将多列的成膜单元20a排列成交错状，由此设定成使各成膜单元20a的移动轨迹间距pm小于沿着直线状排列方向相邻的成膜单元20a间的排列间距p。即，线状排列成膜源20的各成膜单元20a配置如下排列成其一列22的成膜单元20a位于排列成其另一列21的成膜单元20a之间。并且，通过自由地变动列21和列22的配置关系，能够可变调整移动轨迹间距pm。
作为上述实施方式的成膜单元20a的形式示例，如图4所示，可以采用将矩形的成膜单元排列成直线状的形式(该图(a))、将圆形的成膜单元排列成直线状的形式(该图(b))、将六角形的成膜单元排列成直线状的形式(该图(c))、将三角形的成膜单元交替改变其方向地排列成直线状的形式(该图(d))等各种形式。
根据这种实施方式的成膜装置或成膜方法，可以与成膜单元20a的单元宽度无关地充分缩小成膜单元20a的移动轨迹间距pm。因此，可以缩小根据该移动轨迹间距pm形成的膜厚分布的间距，可以使膜厚均匀。并且，由于能够可变调整移动轨迹间距pm，所以可以根据需要调整膜厚分布的精度。此外，单元宽度不影响膜厚分布，所以能够扩大成膜单元的容量，可以延长连续工作时间。由此，可以对更大型的基板有效地进行成膜。
实施例以下作为本发明的实施例，表示把上述的成膜单元20a作为蒸镀源的蒸镀装置或蒸镀方法的示例，以及使用该蒸镀方法的有机EL元件的制造方法，采用该制造方法制造的有机EL元件。
图5是表示对应上述的成膜单元20a的单位蒸镀源(以下称为蒸镀单元)的一例的说明图。蒸镀单元30a把有机化合物作为蒸镀材料31，具有收容该蒸镀材料31的被称为坩锅的容器32和加热该容器32内的蒸镀材料31的加热装置33，另外根据需要，具有配置在容器32外侧的均热部件34、设在加热装置33外侧的隔热层35、对加热装置33进行温度控制的热电耦36。此处，均热部件34用SUS、Cu等材料形成，用于把来自加热装置33的热量均匀有效地传递给容器32。
作为示例，蒸镀单元30a的容器32和加热装置33可以采用在由钛(Ti)、氧化铝(Al2O3)、氧化铍(BeO)等高熔点氧化物形成的圆筒状容器外周直接或间接地缠绕钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)等高熔点金属的灯丝或加热用线圈并通电的高频加热法，但不限于此，也可以使用由钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、SUS、钛(Ti)等高熔点金属或其氧化物、氮化物、合金等形成容器32，使用电阻加热装置作为加热装置。另外，也可以采用激光加热法、电子束加热法等。并且根据需要，可以在容器32内设置搅拌机构。
把这种蒸镀单元30a排列成直线状，形成图6所示的线状排列蒸镀源30。图示情况是采用圆柱状蒸镀单元30a。在该情况下，直径d为2～10cm，优选3～8cm，高度T为4～20cm，优选10～18cm。蒸镀单元30a的形式不限于此，可以采用图4所示的各种形式。另外，为了提高蒸镀材料的指向性，可以在蒸镀单元30a上覆盖具有槽或孔的盖，或设置整流部。通过使用线状排列蒸镀源30，可以利用各个蒸镀单元30a分别加热由热传导性不好的有机化合物构成的蒸镀材料，所以即使在蒸镀大面积的基板时，可以利用均匀的蒸镀流进行成膜。
并且，作为本发明的实施方式的线状排列成膜源20，如果采用实施例的线状排列蒸镀源30，可以与蒸镀单元30a的单元宽度无关地充分缩小蒸镀单元30a的移动轨迹间距pm。因此，可以缩小根据该移动轨迹间距pm形成的膜厚分布的间距，可以使膜厚均匀。并且，由于能够可变调整移动轨迹间距pm，所以可以根据需要调整膜厚分布的精度。此外，单元宽度不影响膜厚分布，所以能够扩大各个蒸镀单元30a的容量，可以延长连续工作时间。由此，可以对更大型的基板有效地进行成膜。
这种实施例的蒸镀装置或蒸镀方法对制造有机EL元件有效，特别对制造由大面积基板构成的有机EL元件有效。有机EL元件的制造方法用于在基板上形成下部电极，在该下部电极上形成至少具有发光功能层的有机功能层，在该有机功能层上形成上部电极。在本发明的实施例中，利用上述的蒸镀装置或蒸镀方法进行有机功能层的成膜，有机功能层的至少一层是通过来自线状排列蒸镀源30的真空蒸镀形成的。为了形成有机功能层的图形，根据需要在基板上配置掩模，通过掩模蒸镀形成具有所期望的图形的有机功能层。
根据这种制造方法制造的有机EL元件的特征在于，至少具有一层利用上述的线状排列蒸镀源30的蒸镀流形成的有机功能层，该有机功能层形成在基板上，并被夹在一对电极之间。有机EL元件的有机功能层的结构在下部电极为阳极、上部电极阴极的情况下，一般是空穴输送层/发光层/电子输送层的结构，也可以设置各自不只一层的多层叠层的发光层、空穴输送层、电子输送层，还可以省略空穴输送层和电子输送层的任意一层，也可以两层均省略只剩下发光层。作为有机功能层，可以根据用途插入空穴注入层、电子注入层、空穴屏蔽层、电子屏蔽层等的有机功能层。另外，也可以把有机发光功能层作为电子输送层、发光层、空穴输送层，以下部电极为阴极、上部电极为阳极。
作为本发明的实施例可以采用的有机功能层材料的示例列举如下，但不限于此。
作为空穴输送层，只要具有高空穴迁移率的功能即可，其材料可以选择使用以往公知的化合物中的任意物质。作为具体示例，可以使用铜酞菁蓝等血卟啉化合物、4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]-联苯(NPB)等芳香族叔胺、4-(二对甲苯氨基)-4’-[4-(二对甲苯氨基)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机材料。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输送用有机材料的高分子分散类材料。
发光层可以使用公知的发光材料，作为具体示例，可以使用4，4’-双(2，2’-联苯基乙烯基)-联苯(DPVBi)等芳香族二次甲基化合物、1，4-双(2-甲基苯乙烯基)苯等苯乙烯苯化合物、3-(4-联苯基)-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、芴酮衍生物等的荧光性有机材料、(8-羟基喹啉)铝络合物(Alq3)等荧光性有机金属化合物、聚对苯乙炔(PPV)类、聚芴类、聚乙烯咔唑(PVK)类等的高分子材料、白金络合物或铱络合物等三重激子中可以利用荧光发光的有机材料(特表2001-520450)。发光材料可以是仅用上述的发光材料构成的物质，也可以含有空穴输送材料、电子输送材料、添加剂(供体、受体等)或发光性掺杂物等。另外，这些物质也可以分散到高分子材料或无机材料中。
电子输送层只要具有把阴极注入的电子传递到发光层的功能即可，其材料可以选择使用以往公知的化合物中的任意物质。作为具体示例，可以使用硝基取代的芴酮衍生物、蒽金鸡纳甲烷衍生物等的有机材料、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、金属酞菁蓝等。
根据这种实施例，即使是形成在大面积基板上的有机EL元件，也可以使由热传导性不好的有机化合物材料构成的各有机功能层均匀成膜。另外，即使采用大的蒸镀单元30a，也可以形成不影响成膜精度的均匀有机功能层。因此，可以获得降低有机EL元件特性的内面的偏差的高品质的有机EL元件，例如，可以降低进行每个图形的发光特性的偏差或进行彩色显示时的色调不均。另外，即使增加蒸镀单元30a的容量，也不会影响上述效果，所以不仅能够获得上述效果，而且还能延长成膜的连续工作时间，从而可以提高有机EL面板的生产效率。
权利要求
1.一种成膜装置，包括至少具有呈直线状排列的多个成膜单元的线状排列成膜源，一面使所述线状排列成膜源和基板的一方或两方在与该排列方向交叉的方向移动一面在所述基板上进行成膜，其特征在于，将所述线状排列成膜源的成膜单元配置成，使所述各成膜单元的移动轨迹间距小于沿着所述直线状排列方向相邻的所述成膜单元间的排列间距。
2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，具有可变调整所述移动轨迹间距的调整装置。
3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，所述线状排列成膜源具有排列成一列的成膜单元，相对所述线状排列成膜源的移动方向倾斜配置该排列。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的成膜装置，其特征在于，所述线状排列成膜源将呈多列排列的成膜单元交错排列。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的成膜装置，其特征在于，所述成膜单元是单位蒸镀源，把有机化合物作为蒸镀材料，具有收容该蒸镀材料的容器和将该容器内的所述蒸镀材料加热的加热装置。
6.一种成膜方法，包括至少具有呈直线状排列的多个成膜单元的线状排列成膜源，一面使所述线状排列成膜源和基板的一方或两方在与该排列方向交叉的方向移动一面在所述基板上进行成膜，其特征在于，使所述各成膜单元的移动轨迹间距小于沿着所述直线状排列方向相邻的所述成膜单元间的排列间距。
7.根据权利要求6所述的成膜方法，其特征在于，能够可变调整所述移动轨迹间距。
8.根据权利要求6或7所述的成膜方法，其特征在于，所述线状排列成膜源具有排列成一列的成膜单元，相对所述线状排列成膜源的移动方向倾斜配置该排列。
9.根据权利要求6～8中任意一项所述的成膜方法，其特征在于，所述线状排列成膜源将排列成多列的成膜单元交错排列。
1O.根据权利要求6～9中任意一项所述的成膜方法，其特征在于，所述成膜单元是单位蒸镀源，把有机化合物作为蒸镀材料，具有收容该蒸镀材料的容器和将该容器内的所述蒸镀材料加热的加热装置。
11.一种有机EL元件，其特征在于，至少具有一层利用权利要求1～5中任意一项所述的成膜装置或权利要求6～10中任意一项所述的成膜方法成膜的有机功能层，该有机功能层形成于基板上，并被夹在一对电极之间。
12.一种有机EL元件的制造方法，其特征在于，利用权利要求1～5中任意一项所述的成膜装置或权利要求6～10中任意任一项所述的成膜方法，形成至少一层被夹在一对电极之间的有机功能层。
全文摘要
一种成膜装置、成膜方法、有机EL元件及其制造方法。在对面积较大的基板进行成膜时，可以达到良好的图形形成精度及均匀的膜厚。具备相对成膜对象的基板(1)至少具有排列成直线状的多个成膜单元(20a)的线状排列成膜源(20)，在使线状排列成膜源(20)和基板(1)的一方或两方在与该排列方向交叉的方向(箭头方向)上移动的同时，在基板(1)上进行成膜，该线状排列成膜源(20)将成膜单元(20a)配置成，使各成膜单元(20a)的移动轨迹间距(p
文档编号H05B33/10GK1578548SQ200410062408
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月2日 优先权日2003年7月8日
发明者丹博树, 梅津茂裕 申请人:日本东北先锋公司