TWI252706B - Manufacturing method of organic electroluminescent display device - Google Patents

Description

!2527〇6 坎、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機電場發光顯示裝置之製造方法，特 別係關於包含有機電場發光材料之蒸鍍步驟之有機電場發 光顯示裝置之製造方法。 【先前技術】 年末使用有機電場發光（Electro Luminescence : 以下％之為「有機ELj )元件之有機電場發光顯示裝置， 係作為可取代CRT、LCD的顯示裝置而備受矚目，而具備 :例如·做為驅動該有機EL元件之開關元件之薄膜電晶 杜（Th丨n FUm Transist〇r :以下稱之為「TFT」）之有機EL 顯不裝置的研究開發亦不斷地發展。 第11圖係顯示有冑ELi貝示裝置的一顯示像素之剖面 圖。：顯示像素係在具有閘極電極u之閘極信號線，以及 ，極k號線（未顯示於圖中）的交點附近具有有機元件 ^動用之T F T。該T F τ的祕連接於没極信號線，而問極 13 m連接於問極信號線（未顯示於圖中），此外源極 中二接：EL元件的陽極61。在實際的有機EL顯示裝置 明二多數個配置成矩陣狀之像素構成顯示領 况明f關該有機EL顯示裳置之製造方法。 下 緣性係在由玻璃或合成樹脂等所構成的透明絕 首Γ二 序疊層TFT以及有機虹元件而形成。 成之門極：4性基板10上形成由路(Cr)等高熔點金屬所構 成之閘極電極u’再在其上依序形成由閘極絕緣膜12: 3]49〇〇 5 1252706 及P Si膜（多晶石夕膜）所形成之主動層I]。 才/主動層13形成於間極電極11上方之通道13c，盘 :通逼…之兩側’以通豸…上的擋止絕緣们4做為 進行離子摻雜，再以阻劑遮蓋閘極電極U之兩側進行 =子摻雜而於開極電極n兩側形成低濃度領域並於其外 貝1形成尚濃度領域的源極l3s以及汲極i3d。 之後，在閘極絕緣膜12、主動層13以及擋止絕緣膜 上的全面，形成依序疊層Si〇2膜、SiN膜以及Si〇2膜 而成之層間絕緣膜15,並在對應汲極13d而設之接觸孔中 充填A1、等金屬以形成汲極電極16。此外例如於全面形成 吏表面平坦之由有機:掏脂所形成之平坦化絕緣膜1 7。 著在汶平坦化絕緣膜丨7之對應於源極1 3 $的位置 形成接觸孔，而於平坦化絕緣膜17上形成經由該接觸孔而 〔、源極US接觸之由IT0(Indium Tin Oxide)所形成之兼作 原極电極之陽極61。陽極61係由ITO(Indium Tin Oxide) 等的透明電極所構成。 元件6 0 ’係為一般之構造，其係為依序疊層·· 陽極 61，由]vfTDATA(4,4-bis(3-methylphenylpheny-lamiii0)

Phenyl)所形成之第1電洞輸送層，*TPD(4,4,4-tris(3_ methylphenylphenylamin〇)triphenylanine)所形成之第 2 電 洞輸迗層所構成之電洞輸送層62 ;由包含喹吖啶 (Quinacridone)衍生物iBebq2(1〇•苯并〔h〕喹啉酚鈹配 位化。物）所形成之發光層63，以及由Bebq2所形成之電 子輸層64’由鎮銦合金或鋁，或鋁合金所形成之陰極 6 314900 1252706 而形成之構造。 有機el元件60係利用經由 TFT而提佴、、六& &上 钺EL兀件驅動用 耗仏之電抓而發先。亦即，由陽極61 與由陰極65注入之電子於發光 /之电洞， % JA九層63的内邱i沾人 形成發光層63之有機分子 D再、…激發 失活的過程中由發光層63放出== 激發子在放射 透過絕緣性基板1〇朝外部射出而發光。明的陽極6丨 63 Ϊ述有機EL元件6〇之用於電洞輸送層62、發紗 包子輪送層04之有機EIj材料， 曰 -pr ^ u , U具有低耐溶劑性、 〜刀之特性’故無法使用半導體製程中之光微影技 ^ 又斤明的使用遮罩之蒸鍍法進;^ 機EL元件6〇的雷、、因於译恩^ 、又&進订有 仟60的電洞輸送層62、發光層63 64以及陰極65的圖案形成。 別k曰 此外，相關連之先前技術文件，可例舉特開2州_ 1 7 5 2 0 〇號公報。 利用上述使用料之蒸職，進行有機el元件6〇的 圖案形成時，如第丨2 A圖所示，逨罩丨〇 、 遲阜1〇1係接近配置於絕 基板100的表面。此係因遮軍101與絕緣性基板_ 始、接時’容易導致其表面的損傷。 ^ 外由瘵鑛射束產生源（未顯示於圖中）發出之含有 機EL材料之蒸鍍射束103,係通過設於遮罩1〇1之開口部 1〇2而照射於絕緣性基板100。如此，如第ΐ2β圖所示，° 尸可在絕緣性基板]00表面之對應於開口部1 〇2的領墓 鍍上有機EL材料。 、α 314900 7 12527〇6 大然而，蒸鍍射束之指向性較低時，如第丨2 A圖所示， 么因為所謂的遮蔽效應’產生由遮| 1〇1之開口部ι〇2的邊 、、彖:員斜入射之蒸鍍射束的成分’而蒸鍍成較開寬 之領域。此外，蒸鍍射束的密度會從開口部1〇2之中央邱 :邊緣逐漸降低。其結果，如第12Β圖所示，被蒸鑛^ 、，EL材料層200’會形成中央部較厚，而週邊部較薄之不 平均的膜厚，而對有機EL元件6〇之特性造成不良影響。 【發明内容】 因此，本發明係藉由提昇蒸鍍射束的指向性，使有機 EL材料層的膜厚均一化，及提高有機紅材料層的圖案形 成的精度者。 〃 — •，丨·平侑具有複數 条鍍射束通過用筒體’通過該蒸鍍射束通過用筒體放出, 有有機EL材料之蒸鍍射束之蒸鍍射束產生源；在真空室 内^置基板；接近前述基板的表面，配置具有複數開1 之蒸鍍遮罩；以及使前述蒸鍍射束產生源產生；!鍍射束 使該蒸鍍射束通過前述蒸鍍遮罩的開口部提供至前述基; 的表面’藉此於前述基板表面的預定領域蒸錄有機料 料。 而且，在上述構成之外，前述蒸鍍射束通過用筒體· 筒徑與筒長的比…：5以上為佳。藉此，可提高蒸鍍， 束的指向性，使有機EL材料層的膜厚大致均一化。 此外，在上述構成之外，以鄰接前述蒸鑛射束通過 筒體設置加熱器，在利用該加熱器加熱通過前述蒸鍍射 314900 8 1252706 通過用筒體之瘵鍍射束的同時進行蒸鍍為佳。藉此，可防 止条鍍射束在通過蒸鍍射束通過用筒體時冷卻，導致有機 EL材料附著於蒸鍍射束通過用冑體的内壁使蒸鑛射束通 路變窄甚至阻塞之問題。 再者，本發明係具有以下之特徵者··在真空室内配置 基板；接近前述基板的表面，配置蒸鍍遮罩；在與前述蒸 鍍遮罩相對的位置上配置產生含有有機E L材料之蒸鍍射 束之蒸鍍射束產生源；在前述蒸鍍射束產生源與前述蒸鍍 遮罩之間，配i具有複數蒸鍍射束通過孔之蒸鍵射束方向 肩整板；以及使前述蒸鍍射束產生源產生含有有機虹材 料之蒸鍍射束，使該蒸鍍射束通過前述複數之蒸鍍射束通 過孔及前述蒸鍍遮罩的開口部提供至前述基板之表面，藉 此於前述基板表面的預定領域蒸鍍有機EL材料。 錯此，可提高蒸鍍射束的指向性，使有機EL材料的 膜厚大致均一化。 【實施方式】 以下’芩考圖式說明本發明之實施形態。 (第1實施形態） 以下，芩照圖式詳細說明本發明之第i實施形態。第 1圖為蒸鍍射束產生源50之斜視圖、第2圖為第i圖之剖 面圖、第3圖係顯示有機EL材料之蒸鍍步驟之斜視圖、σ 第4圖則為第3圖之剖面圖。 本發明之有機EL顯示裳置之製造方法，係預先準備 絕緣性基板10,並在該絕緣性基板10上依序形成有機 314900 9 1252706 兀件驅動用TFT以及有機EL元件60,但其中除了有機EL 凡件60的形成步驟外，係與先前說明之步驟相同。 ^構成有機EL元件60之電洞輸送層62、發光層63、 甩子輸送層64以及陰極65，係利用使用遮罩1〇1之蒸鍍 法形成圖案。蒸鍍射束，係透過安裝於蒸鍍射束產生源5〇 之細長形的蒸鍍射束通過用筒體52而提昇其指向性。 一如第1圖以及第2圖所示蒸鍍射束，在預定形狀的框 體的底部設有機EL材料之儲留部51。此外圖中雖未顯 不，但該儲留部51設有加熱器，該加熱器係用以加熱儲存 於儲留部5 1之有機EL材料使其呈溶融狀態。 在儲㊆邛5 1的上方，立設有複數條連通該儲留空間之 細長形的蒸鍍射束通過用筒體52，該蒸鍍射束通過用筒體 52係沿著框體的長邊方向排成一列之方式立設。另分別安 裝有與該蒸鍍射束通過用筒體52鄰接，用以加熱通過蒸鍍 射束通過用筒體52内之蒸鐘射束之加熱器54。此外，複又 數之蒸鍍射束通過用筒體52之筒口部53係露出於與框體 上面相同之面上。 仕此，根據本案發明人的研究，為提昇蒸鍍射束含 向性、確保蒸鍍之有機EL材料層，㈣，確保電洞輸 層62、發光層63、電子輸送層64以及陰極65的層厚g 均一性與圖案形成之精纟，而料個蒸鍍射束通過用有 52的筒徑d與筒長1之比設定為至少1 : 5以上。此外 為顧及蒸鍍射束的不平均與重現性，理想上最好將兩_ 的比没定在1 : 1 〇以上。 、 314900 10 l2527〇6 此外，瘵鍍射束通過用筒體u 、 的洛鍍射束圓滑地進行 、死7狀，為使指向性高 取射雖以圓铕灿μ — 但對此並無特別之限制，〜 。狀的同體較為理想， :狀，射東通過心筒 5時，墓鍍射♦诵沾田… /、同長1比為！： …、級耵釆通過用筒體S2的尺 d為0.5mm、筒長1兔9 ’、 以例如筒徑 η π 1马2.5mm較為理想。 此外’如第3圖與第4圖所示，在直 :有…動用TFT等之絕緣性基板二= 面對該絕緣性基板_之方式配置遮罩101 接近 數的ΓΓΰ1，與各有機⑪材料層之圖㈣應而形成複 ㈣口。Ρ102。接著，以面對遮罩101之方式，配置上 处热鑛射束產生源50。之後，蒸發收納於蒸㈣束產生源 之#遠。p 5 1中壬溶融狀感之有機EL材料，使其通過基 ㈣束通過用筒體52’形成具有高指向性之蒸鑛射束而朝 =遮罩】〇1之方向放射。之後，使蒸鍍射束產生源5〇相對 於遮罩10〗平行移動，藉此’涵蓋遮罩1〇】的全面而照射 蒸鍍射束。如此，即可形成各有機El材料層之圖案。 第5 A圖、第5B圖係顯示··蒸鍍射束1 〇4通過遮罩 1 0 1而照射於絕緣性基板丨00之樣態。如第5 a圖所示，由 於所有的蒸鍍射束〗〇4的方向，係與遮罩1 〇丨以及絕緣性 基板]0 0幾乎垂直，故不會產生遮蔽效應，而得以防止蒸 鍍成較開口部〗〇2寬之領娀。此外，蒸鍍後之有機EL材 料2 0 1之厚度係呈整體均一之狀。 此外，以接近且面對絕緣性基板]〇〇的方式，進行遮— 314900 1252706 罩101的配置時，為使其間分開―定的間隔（例如：數十微 米），可在絕緣性基板⑽與遮1101之間設置複數之· 物1〇5(蒼照第4圖）。藉此，即可防止因遮罩1〇1接觸絕^ 性基板100而損傷絕緣性基板1〇〇表面的膜或元件。 此外’有機EL材料層為包含電洞輪送層62、發光屉 63、電子輸送層64以及陰極“之複數層。因此，；如： 在1個真空室内蒸鍍電洞輸送層62後，蒸鍍有電 以之絕'緣性基請被移送至另一個真空室中，並在該： 空室中反覆進行相同之步驟，藉此形喊電洞輸送層Μ上層 之發光層63。如此，依序疊層電洞輸送層62、發光層α、 私子輸迗層64以及陰極65，形成有機el元件⑽。 、2 ^ ’在上述第1實施形態中，複數條之蒸鍍射束通 ^用同:52係沿著框體的長邊方向以一列方式立設而構 成、泉H洛鐘源，但本發明並未侷限於上述形態 通過用筒體52亦可配置成行列狀。 肩束 (第2實施形態）

以J，參照圖式詳細說明本發明之第2實施形態。第 θ …鎮射束產生源！ 5 〇以及以面對前述蒸 源-之方式設置之蒸鍛射束方向調整板7。之：二產生第 7圖為“圖之剖面圖、第s圖為顯示有機 步驟之斜視圖、第9圖則為第8圖之剖面圖。 、X 本發明之有機電場發光顯示裝置造 準備絕緣性美柘1Π T'預先 "〇 ,並在該絕緣性基板10上依序形成有 .兀件驅動用TFT以及有機EL元件60，但其中除了 3]4900 12 χ252706 有機el元件60的形成步驟外，係與先前說明之步驟相 同。 構成有機EL元件60之電洞輸送層62、發光層63、 電子輸送層64以及陰極65,係利用使用遮罩1〇1之蒸鍍 法形成圖案。 蒸鍍射束產生源15〇如第6圖與第7圖所示，有機紅 材料的儲留部1 5丨係設於預定形狀之框體的底部。 儲留部151中設有加熱器153。加熱器之構成係用以 ^熱儲存於儲留部151之有機EL材料並使其呈溶融狀 恶。在儲留部151的上方，複數個蒸鍍射束放射孔152， :著㈣的長邊方向以-列之方式開σ。蒸錢射束，從安 衣於瘵鍍射束產生源之複數的蒸鍍射束放射孔】U放射。 此=，從前述蒸鍍射束放射孔152放射之蒸鍍射束2〇〇, 係藉由通過以面對蒸鍍射束產生源15〇上之蒸鍍射束放射 孔1 5 2之方式而設之蒸鍍射束方向調整板7 0上之複數的蒸 鍍射束通過孔71而形成高指向性之蒸鍍射束21〇。 旦=鏟射束放射孔152之數量與蒸鍍射束通過孔71之數 里不而致。此外，蒸鍍射束通過孔7丨，最好形成從蒸鍍 射束方向調整板7 〇挖去圓柱狀部分而得之形狀，但並未受 此限定，亦可為挖去角柱部分而得之形狀。 此外，為提昇指向性，蒸鍍射束通過孔7丨的孔徑約以 0.1mm至1mm為佳。 此外条鍍射束方向調整板7 0中，以安裝有例如加熱 器（未顯示於圖中）等的發熱體進行加熱較為理想。或者， 314900 13 1252706 以發熱體構成蒸鑛射束方向調整板7G亦可。藉此，加熱通 過蒸鍍射束方向調整板70上之複數的蒸鍍射束通過孔71 之蒸鑛射束210，以防止蒸鑛材料附著於蒸鑛射束通過孔 7卜 如第8圖舆第9圖所示，在真空室内，配置已形成有 機EL驅動用TFT等之絕緣性基板1〇〇，並以接近且面對 该絕緣性基板1 00之方式配置遮罩1 〇 1。 在遮罩101與各有機EL材料層之圖案對應而形成之 複數的開口部102。接著，以面對遮罩1〇1的方式，配置 上逑洛鐘射束產生源150。此外，以面對蒸鍍射束產生源 150的方式，配置具備複數的蒸鍍射束通過孔η之蒸鍍射 束方向調整板70。 之後，蒸發收納於蒸鍍射束產生源15〇之儲留部ΐ5ι 中呈溶融狀態的有機EL材料，並由蒸錢射束放射孔！ W 放射蒸鍍射束200。此外蒸鍍射束2〇〇，通過以面對前述蒸 鍍射束放射孔152之方式設置之蒸鍍射束方向調整板7〇 上之蒸鍍射束通過孔71，形成具有高指向性之蒸鍍射束 210朝遮罩101之方向放射。之後，使蒸鍍射束產生源 與蒸鍍射束方向調整板70同時相對於遮罩1〇1平行移動， 糟此，朝著遮罩101的全面照射具有高指向性之蒸鍍射束 2 1 0。藉此，形成各有機E]L材料之圖案。 此外，使蒸鍍射束產生源〗5〇及蒸鍍射束方向調整板 70同時相對於遮罩101平行移動時，在圖中，雖例示2鍍 射束產生源1 50與蒸鍍射束方向調整板7〇係在非連接之狀 314900 !252706 態下同時移動，但兩者亦可以物理方式連 ▼ W \、、口 //人月豆。広Q， 要使¥锻射束產生源15()以及蒸㈣束方向調整板 目對於遮罩ΗΠ移動即可，因此亦可固定蒸鍍射束產生 :、150以及蒸鍍射束方向調整板7〇的位置而移動絕緣性基 板100與遮罩101。 弟10A圖、帛10B圖係顯示：蒸鍵射束21〇通過遮罩 101照射於絕緣性基板100之樣態。如第l〇A圖所示，由 =有的蒸鍍射束21G的方向，係與遮罩⑻以及絕緣性 i板100大致垂言，姑x I # 曰產生遮敝效應，而得以防止蒸 錄成較開口部102官$ /¾ 0 ,, — 、、 見之7員域。此外，蒸鍍後之有機EL·材 料20 1的厚度係呈整體均一之狀。 此外，以接近並面對絕緣性基板1〇〇的方式，進行遮 幕101的配置.時，為使其間分開一定的間隔（例如：數十微 :)’可在絕緣性基板⑽與遮罩1G1之間設置複數之間隔 藉此’可防止因遮罩1()1接觸絕緣性基板100而 貝傷絕緣基板1 〇 〇表面的膜或元件。 此外’有機EL材料層為包含電洞輸送層62、發光層 63、電子輸送層64以及陰極65之複數層。因此，二如： 在1個真空室内蒸鍍電洞輸送層62後，蒸鍍有電洞輪送層 62之絕緣性基板！⑼被移送至另—個真空室中，並在該真 空室中反覆進行相同之步驟，藉此形成電洞輸送層Μ上層 :發光層63。如此’依序疊層電润送層，、發光層〇、曰 電子輸送層64以及陰極65，形成有機£l元件6〇。 此外，在上述第2實施形態中’蒸鍍射束放射孔152 314900 15 1252706 與蒸鍍射束通過孔7 1係沿著框體的長邊方向以列方式立 設複數個而構成線性蒸鍍源，但本發明並未侷限於上述步 悲，瘵鍍射束放射孔1 5 2與蒸鐘射束通過孔7】亦可配置、 行列狀。 _成 【圖式簡單說明】 —— 第1圖為使用於本發明之第丨實施形態之有機EL元 件之製造方法之蒸鍍射束產生源之斜視圖。 第2圖為使用於本發明之第1實施形態之有機EI开 件之製造方法之蒸鍍射束產生源之剖面圖。 第3圖為說明本發明之第 裝置”、…土 …弟1知形態之有機EL顯示 我直之製造方法之圖。 第4圖為說明本發明之第 裝置之製造方法之圖。一之有機虹顯示 EL、第^及5B圖為說明本發明之第1實施形態之有機 EL -示裳置之製造方法之圖。 有械 第6圖為使用於本發 & 林夕却 弟2貫知形悲之有機EL元 件之製造方法之蒗鲈射φ太& a饵兀 ^ ^'鍍射束產生源之斜視圖。 第7圖為使用於本發 件之制^i 弟2貫施形態之有機EL·元 :造方法之蒸銀射束產生源之剖面圖。 第8圖為說明本發明 a 裝置之製造方法之圖。 細態之有機紅顯示 第9圖為說明本發明 裝置《製造方法之圖。 貫施形態之有機EL顯示 第及_圖為說明本發明之第2實施形態之有機 3]4900 16 1252706 EL顯示裝置之製造方法之圖。 示像素 示裝置 第11圖為傳統例之有機EL顯示裝置之一顯 剖面圖。 ' 第12A及12B圖為說明傳統例之有機顯 製造方法之圖。 ' 60 62 64 7 0 101 103、 152 10、100絕緣性基板 12 閘極絕緣膜 13c 通道 13d 〉及極 層間絕緣膜 17 平坦化絕緣膜 5 1、1 5 1儲留部 5 3 筒口部 有機EL元件 電洞輸送層 電子輸送層 洛鍍射束調整板 遮罩 104 ' 200蒸鍍射束 蒸鍍射束放射孔 210 高相向性之蒸鍍射束 11 閘極電極 13 主動層 13s 源極 14 擋止絕緣膜 16 沒極電極 50、 150蒸鍍射束產生源 52 蒸鍍射束通過用彳 54、 153加熱器 61 陽極 63 發光層 65 陰極 71 洛鑛射束通過孔 102 開口部 1 05 間隔物 201 令機E L材料 J7 314900

Claims (1)

1. .1 .11252706 第92 1201 83號專利申請案 申請專利範圍修正本 . ^ ^ (94年5月9曰 1 · 一種有機電場發光顯示裝置冑 、 且心衣k方法，其特徵為： 準備具有複數之蒸鍍射束通〃 如 不遇過用同體，通過該蒸鑛 射束通過用筒體放出含有有機 — β有铖A场發光材料之蒸鍍射 束之条錢射束產生源； 在真空室内配置基板； 接近如述基板的表面，西P罢 甶配置具有複數開口部之蒸鑛 遮罩；以及 使前述蒸鍍射束產生源產 义 ，、產生瘵鍍射束，而邊加熱通 射束通過用筒體之蒸錢射束，邊使前述蒸鑛 1束通過前述蒸鑛遮罩的開口部提供至前述基板的表 材料。 J 了貝疋7員域療鍍有機電場發光 2·如申請專利範圍第1項有 1 項之有械毛场發光顯示裝置之製 = 其中，前述蒸錄射束通過用筒體之筒徑與筒長 的比在1 : 5以上。 3·如申請專利範圍第1 1 貝之有機电％發光顯示裝置之製 ^法’其中’前述蒸㈣束通過用筒體係在前述基鑛 射束產生源之長度方向設成一列。 …、 4· 一種有機電場發光顯 貝不衣置之製造方法，其特徵為： 在真空室内配置基板； 接近前述基板的表而 J表面，配置蒸鍍遮罩； ] (修正本）314900 1252706 在/Θ述条錢遮罩相對的位置上配置產生含有 機電場：光材料之蒸鍍射束之蒸鍍射束產生源； 在觔述蒸鑛射束產生源與前述蒸鑛遮罩之間，配置 具有複數蒸鍍射束通過孔之經加熱的蒸鍍射束方向調 整板；以及 使蒸鍍射束產生源產生含有有機電場發光材料之 蒸鍍射束，使該蒸鍍射束通過前述複數之蒸鍍射束通過 孔以及前述蒸鍍遮罩之開口部提供至前述基板之表 面，藉此於前述基板表面的預定領域蒸鍍有機電場發光 材料。 5 •如申請專利範圍第4項之有機電場發光顯示裝置之製 造方法’其中，前述複數之蒸鍍射束通過孔，係以排成 〆列之方式設於前述蒸鍍射束方向調整板的長邊方向。 6妒申請專利範圍第4項之有機電場發光顯示裝置之製 造方法’其中，前述蒸鍍射束方向調整板係由發熱體所 媾成。 (修正本）3] 4900