專利名稱：成膜方法和成膜裝置、自發(fā)光元件的制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及成膜方法和成膜裝置、自發(fā)光元件的制造方法和制造裝置。
背景技術(shù)：
作為把金屬材料成膜于被成膜面上的方法之一，公知有電子束蒸鍍法。該電子束蒸鍍法與一般的加熱蒸鍍相比，可以得到較高的成膜速度，所以用于有機(jī)EL(Organic Electro Luminescence，有機(jī)電致發(fā)光)元件等自發(fā)光元件的金屬電極膜形成中，可以縮短制造時間。
圖1為說明通過現(xiàn)有的電子束蒸鍍形成金屬薄膜的說明圖。按照此圖，把基板J1配置在真空的成膜室內(nèi)，由電子束發(fā)生器(電子槍)J4對收容于成膜源(坩堝)J2內(nèi)的金屬材料J3照射電子束J5，使其熔化，產(chǎn)生的金屬蒸汽蒸鍍到基板J1的被成膜面J1a上，形成金屬薄膜。
在通過這樣的電子束蒸鍍法形成金屬薄膜的情況下，存在的問題是把電子束J5照射到金屬材料J3上時，如圖1所示那樣，從金屬材料J3飛濺出二次電子J6，飛濺出的二次電子J6撞擊到被成膜面J1a上，對被成膜面J1a造成損傷。此外存在的問題是產(chǎn)生接觸到金屬材料J3的電子束J5沒有被金屬材料J3吸收而被反彈的反彈電子，由于其與被成膜面J1a撞擊而對被成膜面J1a造成損傷。
在通過上述的電子束蒸鍍法來對有機(jī)EL元件的金屬電極進(jìn)行成膜的情況下，由于有機(jī)EL元件具有在基板上形成透明電極、且在其上對由包括發(fā)光層在內(nèi)的各種功能層構(gòu)成的有機(jī)層進(jìn)行成膜、再在其上對金屬電極膜進(jìn)行成膜的層疊結(jié)構(gòu)，所以在與被成膜面J1a相接觸的有機(jī)層的表面上產(chǎn)生因二次電子或反彈電子造成的損傷，從而存在破壞有機(jī)層而降低發(fā)光效率、或造成產(chǎn)生泄漏的原因等的問題。
因此研究出防止在電子束蒸鍍法中的二次電子或反彈電子撞擊被成膜面J1a的相應(yīng)對策，提出了如下述專利文獻(xiàn)1中所記載的現(xiàn)有技術(shù)。由此，如圖1所示，通過磁鐵J7A、J7B，在被成膜面J1a和成膜源J2之間形成與被成膜面J1a平行的磁場M，利用該磁場M來彎曲上述的二次電子J6等的前進(jìn)方向，從而防止它們到達(dá)被成膜面J1a。
專利文獻(xiàn)1 日本特許第3568189號公報

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這樣的現(xiàn)有技術(shù)，由于與被成膜面J1a平行地形成的磁場M，二次電子J6等電子的前進(jìn)方向彎曲，從而可以避免因該電子的撞擊造成的對被成膜面J1a的損傷?？墒牵殡S二次電子J6的產(chǎn)生所產(chǎn)生的陽離子J8具有較大的慣性，所以幾乎不會受到磁場M的影響，到達(dá)被成膜面J1a。由此，在利用設(shè)置了防止二次電子J6等到達(dá)被成膜面J1a的磁場M的電子束蒸鍍法，對被成膜面J1a進(jìn)行成膜的情況下，會有在所形成的金屬薄膜上積蓄陽離子而處于帶正電的狀態(tài)的問題。
這樣，如果處于在所形成的金屬薄膜上積蓄了陽離子的狀態(tài)，出現(xiàn)的問題是因其帶電所形成的靜電對周圍產(chǎn)生不良影響，并且在通過這樣的電子束蒸鍍形成自發(fā)光元件的金屬電極的情況下，由于陽離子的積蓄所形成的靜電而形成了對自發(fā)光元件施加很大電場的狀態(tài)，例如當(dāng)形成在一對電極之間挾持有機(jī)層而構(gòu)成的有機(jī)EL元件時，由于在金屬電極上產(chǎn)生的正電，而有較大的電場施加到有機(jī)層之間，并因該電場而產(chǎn)生較強(qiáng)的應(yīng)力，從而產(chǎn)生元件劣化和電極之間短路等的問題。此外，在針對有機(jī)EL元件的陰極發(fā)生這樣的陽離子積蓄的情況下，由于有很大的反向電壓施加到有機(jī)層上，所以有發(fā)生有機(jī)層的絕緣被破壞等元件功能降低的可能性。
本發(fā)明就是把應(yīng)對這樣的問題作為了課題的一個例子。即，本發(fā)明的目的是，在通過電子束蒸鍍形成金屬薄膜時，防止二次電子等到達(dá)被成膜面，并且防止陽離子到達(dá)被成膜面，從而避免金屬薄膜處于帶電狀態(tài)，另外，在通過這樣的電子束蒸鍍而形成有機(jī)EL元件等自發(fā)光元件的金屬電極時，避免金屬電極處于帶電狀態(tài)，防止元件劣化和電極之間短路等的問題，或者，將由于功能層的絕緣破壞等造成的元件功能降低的現(xiàn)象防患于未然等。
為了達(dá)到這樣的目的，本發(fā)明的成膜方法和成膜裝置、自發(fā)光元件的制造方法和制造裝置至少具備以下各獨立權(quán)利要求的結(jié)構(gòu)。
一種成膜方法，通過電子束蒸鍍，在被成膜面上形成金屬薄膜，其特征在于，在通過向成膜源照射電子束而從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料時，變更由于向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
一種成膜裝置，通過電子束蒸鍍，在被成膜面上形成金屬薄膜，其特征在于，具有成膜源；電子束照射裝置，其向該成膜源照射電子束以從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料；以及電荷軌跡變更單元，其變更由于向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
一種自發(fā)光元件的制造方法，通過電子束蒸鍍，在自發(fā)光元件中的功能層上的被成膜面上形成金屬電極膜，其特征在于，在通過向成膜源照射電子束而從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料時，變更由于向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
一種自發(fā)光元件的制造裝置，通過電子束蒸鍍，在自發(fā)光元件中的功能層上的被成膜面上形成金屬電極膜，其特征在于，具有成膜源；電子束照射單元，其向該成膜源照射電子束以從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料；電荷軌跡變更單元，其變更由于向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的說明圖。
圖2為說明本發(fā)明的實施方式的說明圖。
符號說明1基板1a被成膜面2成膜源
3金屬材料4電子束照射單元5電荷軌跡變更單元6電荷監(jiān)測單元具體實施方式
下面參照附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖2為說明本發(fā)明的一個實施方式的成膜方法、成膜裝置的說明圖。
該成膜裝置通過電子束蒸鍍，在基板1的被成膜面1a上形成Al等的金屬薄膜，并具有用電子束發(fā)生器(電子槍)向收容在成膜源2內(nèi)的金屬材料3照射電子束EB的電子束照射單元4，通過該電子束照射而熔化金屬材料3，所產(chǎn)生的金屬蒸汽蒸鍍到基板1的被成膜面1a上，形成金屬薄膜，而且還具有電荷軌跡變更單元5，其變更由于向成膜源2照射電子束而產(chǎn)生的電子ES(二次電子或反彈電子)和陽離子Po的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)被成膜面1a。此外還根據(jù)需要，該成膜裝置具有監(jiān)測被成膜面1a周圍的正電荷的電荷監(jiān)測單元6。
利用這樣的成膜裝置實現(xiàn)的成膜方法，在通過電子束蒸鍍而在被成膜面1a上形成金屬薄膜，并在通過向成膜源2照射電子束EB而從成膜源2蒸發(fā)出金屬材料3時，變更由于向成膜源2照射電子束EB而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)被成膜面1a。
這樣，從成膜源2飛濺出的二次電子等被電荷軌跡變更單元5變更了軌跡，所以可以將在成膜初期因二次電子等撞擊到被成膜面1a上而損傷被成膜面1a的問題防患于未然。此外，與此同時，從成膜源2飛濺出的陽離子Po的前進(jìn)軌跡會被電荷軌跡變更單元5所變更，所以可以防止在已成膜的金屬薄膜上積蓄陽離子。
這樣，在被成膜面1a上蒸鍍的主要是沒有被離子化的金屬，可以防止在被成膜面1a上成膜的金屬薄膜處于帶電狀態(tài)，可以預(yù)先避免因金屬薄膜帶電造成的靜電的惡劣影響。
此時的電荷軌跡變更單元5只要是變更二次電子等電子和陽離子的前進(jìn)軌跡使其不能到達(dá)被成膜面1a、使沒有被離子化的金屬單體等到達(dá)被成膜面1a的裝置，可以為任何形式的手段，例如可以由配置在成膜源2和被成膜面1a之間的利用雙曲型四極桿實現(xiàn)的質(zhì)量分離過濾器構(gòu)成。
這種利用雙曲型四極桿實現(xiàn)的質(zhì)量分離過濾器具有可以使具有特定質(zhì)量的不帶有離子和電荷的粒子通過的功能。例如用鋁(Al)進(jìn)行成膜而形成金屬薄膜時，如果設(shè)定Al以外的質(zhì)量，則Al的離子和電子無法通過，而僅有Al單體可以通過。即，通過把該質(zhì)量分離過濾器5配置在成膜源2和被成膜面1a之間，可以變更通過向成膜源照射電子束而產(chǎn)生的二次電子ES和Al陽離子Po的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)被成膜面1a，可以僅使Al原子到達(dá)被成膜面1a。
此外，也可以通過根據(jù)需要設(shè)置的電荷監(jiān)測單元6，邊監(jiān)測被成膜面1a周圍的帶電狀態(tài)，邊調(diào)節(jié)電荷軌跡變更單元5的強(qiáng)度，以去除金屬薄膜上所帶電荷。這樣，邊監(jiān)測已成膜的金屬薄膜的帶電狀態(tài)，邊把電荷軌跡變更單元5調(diào)節(jié)到最佳狀態(tài)，從而可以防止金屬薄膜帶電，可以排除因金屬薄膜上的靜電造成的問題和因靜電產(chǎn)生的無用的電壓施加。
這樣的成膜裝置和成膜方法通過利用此原理形成自發(fā)光元件的金屬電極膜，可以用作為自發(fā)光元件的制造裝置和制造方法。此時，會在自發(fā)光元件中的功能層上形成上述的被成膜面1a，可以把上述的金屬薄膜改叫成金屬電極膜而進(jìn)行說明。作為以上說明的金屬薄膜或金屬電極膜并不限定于Al，不用說，只要是會由于照射電子束而產(chǎn)生二次電子或離子的金屬，都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
根據(jù)具有這樣的成膜源2、電子束照射單元4、以及電荷軌跡變更單元5的自發(fā)光元件制造裝置及使用該裝置的制造方法，可以消除二次電子等撞擊到自發(fā)光元件的功能層上而對功能層造成損傷的問題，并且可以防止在功能層上成膜的金屬電極膜處于帶電狀態(tài)，所以可以將由于帶電所形成的靜電而向功能層施加的無用電壓、從而破壞功能層的絕緣等的問題防患于未然，由此可以避免因靜電造成自發(fā)光元件的功能降低。
下面對上述自發(fā)光元件為有機(jī)EL元件時的制造裝置和制造方法進(jìn)行說明。作為制造裝置，使用如上所述的裝置，由此在有機(jī)EL元件的制造過程中進(jìn)行有機(jī)層上的金屬電極(陰極)成膜。
一般，有機(jī)EL元件具有在陽極(空穴注入電極)和陰極(電子注入電極)之間夾著有機(jī)層的結(jié)構(gòu)，并通過在兩電極之間施加電壓，從陽極向有機(jī)層內(nèi)注入/輸送的空穴和從陰極向有機(jī)層內(nèi)注入/輸送的電子再結(jié)合，從而實現(xiàn)發(fā)光。
在由陽極和陰極組成的一對電極之間形成了包括有機(jī)層在內(nèi)的各種功能層層疊而成的層結(jié)構(gòu)。該層結(jié)構(gòu)一般由空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層、電子注入層組成，但除了發(fā)光層以外的各種層可以根據(jù)需要而省略，此外各層可以由單一材料形成，也可以是混合了多種材料的混合層，還可以是在高分子粘合劑中分散各種功能材料而形成的材料。各層可以由單層形成，也可以由多層形成。并且，在上述層結(jié)構(gòu)的最上部，為了在其上通過濺鍍法形成電極時使有機(jī)層不受損壞，有時設(shè)置具有緩沖功能的層，并且，有時還設(shè)置用于使由于各層的成膜而形成的表面凹凸平坦化的層。
在基板上所形成的有機(jī)EL元件的配置可以呈點矩陣狀配置多個，也可以具有單個或多個規(guī)定大小的發(fā)光區(qū)域。顯示區(qū)域中的有機(jī)EL元件的驅(qū)動方式可以是無源驅(qū)動方式和有源驅(qū)動方式中的任何一種，不作特別限定。并且，作為有機(jī)EL元件單體的結(jié)構(gòu)，也可以采用使有機(jī)EL元件多個層疊的結(jié)構(gòu)(SOLED；StackedOLED(層疊OLED))、使電荷發(fā)生層介于陰極和陽極之間的結(jié)構(gòu)(多光子元件)，對其也不作特別限定。
具體的制造方法的例子如下所示。
前處理工序準(zhǔn)備在上面層疊了透明導(dǎo)電層(ITO、IZO等)和金屬導(dǎo)電膜(Cr、Al、Ag等)的基板(玻璃、塑料等)(作為一例，基板采用玻璃基板，透明導(dǎo)電膜采用ITO，金屬導(dǎo)電膜采用Cr膜)。特別是，在使用具有堿性成分的玻璃基板的情況下，為使所含有的雜質(zhì)元素(堿金屬；Ca、Na等)不向表面浸透，使用在基板的表面上成膜了阻擋層101A(SiO2、TiO2等)的基板。
然后，針對具有阻擋層、透明導(dǎo)電膜、金屬導(dǎo)電膜的基板，通過光刻法對最上層的金屬導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成連接到第一電極或第二電極(陽極或陰極)的引出電極。
然后，通過光刻法對在基板上露出的透明導(dǎo)電膜進(jìn)行構(gòu)圖，形成第一電極(陽極)。此時，引出電極的形成部分與引出電極的形狀一致地構(gòu)圖，形成在透明導(dǎo)電膜上層疊金屬導(dǎo)電膜而成的引出電極。
此后，通過光刻法對感光性聚酰亞胺等的絕緣膜進(jìn)行構(gòu)圖，以在第一電極上限定發(fā)光區(qū)域的開口，從而指定基板上的有機(jī)EL元件的配置。此外，也可以根據(jù)需要形成用于限定第二電極的間隔壁。此后，根據(jù)需要實施UV清洗工序，以去除基板表面的有機(jī)物或水分。
成膜工序把經(jīng)過前處理工序的基板運送到蒸鍍裝置內(nèi)，如圖2所示，在基板上設(shè)置成膜用掩模1，由此在基板上通過成膜用掩模1對有機(jī)層的圖形進(jìn)行成膜。
作為有關(guān)有機(jī)層成膜的例子，例如通過蒸鍍而淀積50nm的作為空穴注入層的CuPc等，然后淀積50nm的4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基]聯(lián)苯(NPD)等作為空穴輸送層。然后在其上使用成膜用掩模1在各成膜區(qū)域中對RGB各發(fā)光層進(jìn)行分涂成膜。
具體地說，在基板上設(shè)置具有B發(fā)光層的成膜圖形的成膜用掩模1，作為B發(fā)光層，在4，4’-二(2，2-二苯乙烯基)-聯(lián)苯(DPVBi)的主材料中加入4，4’-二(2-咔唑次乙烯基)聯(lián)苯(BCZVBi)作為1％重量百分比的摻雜劑而共蒸鍍50nm。這樣，在成膜區(qū)域內(nèi)形成了B發(fā)光層的成膜圖形。
然后在基板上設(shè)置具有G發(fā)光層的成膜圖形的成膜用掩模1，并蒸鍍50nm的鄰吡喃酮6作為G發(fā)光層。這樣在成膜區(qū)域中形成了G發(fā)光層的成膜圖形。
然后在基板1上設(shè)置具有R發(fā)光層的成膜圖形的成膜用掩模1，作為R發(fā)光層，在三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)的主材料中加入4-二氰基甲基-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)作為1％重量百分比的摻雜劑而共蒸鍍50nm。這樣在成膜區(qū)域形成R發(fā)光層的成膜圖形。
此后蒸鍍20nm的Alq3作為電子輸送層。然后利用基于上述電子束蒸鍍的成膜裝置或成膜方法，蒸鍍150nm的鋁(Al)作為第二電極(陰極)。
密封工序之后，把基板從成膜工序后的真空氣氛下搬入N2的惰性氣體氣氛下的密封室內(nèi)。另一方面，把通過噴砂處理在表面設(shè)置了凹部、并在凹部內(nèi)安置了干燥手段(SrO、CaO等)的玻璃密封基板運送到密封室內(nèi)。然后，使用分配器等在玻璃密封基板上的規(guī)定位置上涂布適量混合(0.1～0.5％重量百分比左右)了具有1～300μm粒徑的隔離體(優(yōu)選的是玻璃或塑料制的隔離體)的紫外線硬化型環(huán)氧樹脂制的粘接劑，使該玻璃密封基板和基板通過前述粘接劑貼合，將紫外線從基板側(cè)或玻璃密封基板側(cè)照射到粘接劑上使其硬化。這樣，在基板和玻璃密封基板之間的密閉空間內(nèi)收納顯示區(qū)域，可將構(gòu)成顯示區(qū)域的有機(jī)EL元件與外部空氣隔絕開。
根據(jù)采用這樣的本發(fā)明的實施方式，在通過電子束蒸鍍形成金屬薄膜時，在成膜初期，可以防止二次電子等到達(dá)被成膜面1a，從而可以將損傷被成膜面1a的問題防患于未然。而且，還可以防止在成膜后的金屬薄膜上積蓄陽離子，所以可以防止金屬薄膜處于帶電狀態(tài)。
此外，通過這樣的電子束蒸鍍形成有機(jī)EL元件等的自發(fā)光元件的金屬電極時，可以避免金屬電極處于帶電狀態(tài)，從而將元件的功能降低現(xiàn)象防患于未然。特別是在制造上述的有機(jī)EL元件時，在第二電極(陰極)成膜時，可以將由于該電極帶正電而在有機(jī)層之間施加反向電壓、由此所造成的有機(jī)層絕緣破壞等的問題防患于未然。
權(quán)利要求
1.一種成膜方法，通過電子束蒸鍍，在被成膜面上形成金屬薄膜，其特征在于，在通過向成膜源照射電子束而從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料時，變更通過向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
2.一種成膜裝置，通過電子束蒸鍍，在被成膜面上形成金屬薄膜，其特征在于，具有成膜源；電子束照射單元，其向該成膜源照射電子束，以從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料；以及電荷軌跡變更單元，其變更通過向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
3.如權(quán)利要求2所述的成膜裝置，其特征在于，上述電荷軌跡變更單元是配置在上述成膜源和上述被成膜面之間的利用雙曲型四極桿實現(xiàn)的質(zhì)量分離過濾器。
4.一種自發(fā)光元件的制造方法，通過電子束蒸鍍，在自發(fā)光元件的功能層上的被成膜面上形成金屬電極膜，其特征在于，在通過向成膜源照射電子束從而自該成膜源蒸發(fā)出金屬材料時，變更通過向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
5.一種自發(fā)光元件的制造裝置，通過電子束蒸鍍，在自發(fā)光元件的功能層上的被成膜面上形成金屬電極膜，其特征在于，具有成膜源；電子束照射單元，其向該成膜源照射電子束，以從該成膜源蒸發(fā)出金屬材料；以及電荷軌跡變更單元，其變更通過向上述成膜源照射電子束而產(chǎn)生的電子和陽離子的前進(jìn)軌跡，使得不會到達(dá)上述被成膜面。
6.如權(quán)利要求6所述的自發(fā)光元件的制造裝置，其特征在于，上述電荷軌跡變更單元是配置在上述成膜源和上述被成膜面之間的利用雙曲型四極桿實現(xiàn)的質(zhì)量分離過濾器。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，在通過電子束蒸鍍來形成金屬薄膜時，防止二次電子等到達(dá)被成膜面，并且防止陽離子到達(dá)被成膜面，從而避免金屬薄膜處于帶電狀態(tài)。作為解決手段，一種成膜裝置，通過電子束蒸鍍而在基板(1)的被成膜面(1a)上形成Al等的金屬薄膜，具有通過電子束發(fā)生器(電子槍)把電子束E
文檔編號C23C14/30GK1824827SQ20051013296
公開日2006年8月30日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者丹博樹 申請人:日本東北先鋒公司