CN100346884C - 生产发光器件的装置及用该装置生产发光器件的方法 - Google Patents

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    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources

Abstract

一种占地面积小的生产发光器件的装置及用此装置生产发光器件的方法。生产发光器件的装置包含装载工作室、形成发光材料薄膜的工作室、形成导电材料薄膜的工作室、形成绝缘材料薄膜的工作室、以及卸载工作室，其中，形成发光材料薄膜的工作室是用液体喷射方法形成发光材料薄膜的工作室，形成导电材料薄膜的工作室是用溅射方法形成导电材料薄膜的工作室，而形成绝缘材料薄膜的工作室是用溅射方法来形成绝缘材料薄膜的工作室，且其中，在所有装载工作室、形成发光材料薄膜的工作室、形成导电材料薄膜的工作室、形成绝缘材料薄膜的工作室、以及卸载工作室中，待要处理的衬底被支持成待要处理的衬底的成膜表面与重力方向所对着的角度在0-30度内。

Description

生产发光器件的装置及用该装置生产发光器件的方法
技术领域
本发明涉及到显示器件(以下称为发光器件)领域，此显示器件在衬底上包含元件(以下称为发光元件)，此发光元件的结构包含阳极、阴极、以及夹在阳极与阴极之间的薄膜(以下称为发光层)，以便根据称为电致发光的现象而发光。本发明还涉及到用来生产上述发光器件的装置的技术领域。
背景技术
近年来，已极力推动开发称为有机EL平板和有机发光二极管(OLED)的发光器件作为视频显示器。借助于利用正空穴与电子在形成于用来注入正空穴的电极(以下称为阳极)与用来注入电子的电极(以下称为阴极)之间的发光层中的复合而产生所谓电致发光的发光现象，并借助于控制光发射的开通/关断而显示图象，实现了这一点。
发光器件中起最重要作用的发光元件包括发光层(确切地说是包含有机化合物的发光层)，此发光层的抗氧和抗潮气能力很差，容易退化，因而必须非常小心地制造。亦即，要求进行一系列工艺，从阳极(或阴极)的制作，发光层的制作，直至阴极的制作，随之以气密性密封(以便紧密地密封发光元件)。因此，用来生产发光器件的装置倾向于变得庞大，需要更大的场地(所谓占地面积)。
占地面积大的生产装置伴随着难以布局洁净室，且明显地变得笨重。因此，需要很高的洁净室设计成本。但当前成膜装置和密封装置已经被完全连接到一起成为多工作室，从减小生产装置的尺寸和降低重量的观点看，仍然留有很大的发展余地。
而且，目前已经蓬勃开发了借助于涂敷溶液而制作用于发光器件的发光元件的方法，例如甩涂方法、喷墨方法、或印刷方法。特别是用喷墨方法制作有机薄膜已经接近实用水平，其基本技术已经在例如JP-A-10-12377中公开了。
喷墨方法是利用迄今已经用于印刷机以形成薄膜的喷墨系统而实现的技术，利用诸如水或酒精的其中溶解或弥散了是为有机薄膜材料的溶质的溶剂代替墨水，并将溶液滴珠涂敷到各个象素。当采用喷墨方法时，由于不需要真空装置，故能够减小装置的尺寸。但当构成多工作室时，装置总体上不可避免地变得庞大。
发明内容
考虑到上述问题而实现了本发明，本发明提供了一种占地面积小的用来生产发光器件的装置以及用上述生产装置来生产发光器件的方法。
亦即，本发明提供了一种用来生产发光器件的装置，它包含装载工作室、用来形成发光材料薄膜的工作室、用来形成导电材料薄膜的工作室、用来形成绝缘材料薄膜的工作室、以及卸载工作室；其中
用来形成发光材料薄膜的工作室，是用喷射含有发光组分的滴珠(点)或连续流体的方法(以下称为液体喷射方法)来形成发光材料薄膜的工作室；
用来形成导电材料薄膜的工作室，是用溅射方法来形成导电材料薄膜的工作室；而
用来形成绝缘材料薄膜的工作室，是用溅射方法来形成绝缘材料薄膜的工作室；
且其中，在所有装载工作室、用来形成发光材料薄膜的工作室、用来形成导电材料薄膜的工作室、用来形成绝缘材料薄膜的工作室、以及卸载工作室中，待要处理的衬底被支持成待要处理的衬底的成膜表面与重力方向所对着的角为0-30度。此处，装载工作室和卸载工作室可以共用。亦即，即使此二个工作室组合在一起形成，也不出现特别的问题。
本发明的最重要特点在于，进行一系列处理，从形成发光材料直至气密性密封，待要处理的衬底在成膜和传输的整个过程中被支持在竖直状态下，亦即，待要处理的衬底被支持成待要处理的衬底的成膜表面与重力方向所对着的角为0-30度(优选为0-10度)。由于待要处理的衬底是竖直的，故能够减小传送机构和成膜工作室所占据的基底(占地面积)，从而能够减小生产装置的总体占地面积。衬底可以被安排成长边沿上下方向或短边沿上下方向。但为了更肯定地减小生产装置的占地面积，最好是短边沿上下方向。
在本发明中，发光材料意味着载流子注入层(正空穴注入层或电子注入层)、载流子输运层(正空穴输运层或电子输运层)、载流子阻挡层(正空穴阻挡层或电子阻挡层)、发光层或有助于复合载流子的有机化合物或无机化合物、或它们的叠层。发光组分意味着成为发光材料的组分，可以是有机化合物或无机化合物。发光组分粗略地包括发光材料或载流子(正空穴或电子)输运材料。
发光材料是在注入正空穴和电子时由于电致发光而产生发光现象的材料。此发光材料可以是无机化合物或有机化合物。在涂敷诸如本发明的溶液的方法中，希望使用有机化合物。而且，可以采用由于单重态激发而发射荧光的材料或由于三重态激发而发射磷光的材料作为发光材料。正空穴输运材料是其中正空穴容易迁移的材料，而电子输运材料是其中电子容易迁移的材料。
本发明的生产装置不仅可以根据液体喷射方法，而且可以根据印刷方法、喷雾方法、或任何其它的涂敷溶液的方法来形成发光材料膜。印刷方法是借助于根据诸如丝网印刷方法或凸版印刷方法之类的印刷方法随之以焙烧而涂敷含有发光组分的溶液的发光材料成膜方法。而且，喷雾方法是借助于以雾状形式涂敷含有发光组分的溶液随之以焙烧而形成发光材料膜的方法。这3种方法都是借助于涂敷含有发光组分的溶液随之以焙烧而形成发光材料膜的方法，因而通常被称为溶液涂敷方法。
溶液涂敷方法可以在常压或加压气氛中进行。由于氧或潮气的存在，发光组分容易退化。因此，气氛最好尽可能不含有潮气。采用氮气、稀有气体、或任何其它惰性气体气氛则更好。此气氛还可能包含待要涂敷的溶液的溶剂组分。当气氛包含溶剂组分时，即使在涂敷步骤被中断时，注入部分处的溶液也不干燥，从而降低了导致限制的可能性。
而且，根据溶剂的选择，有可能在减压条件下涂敷溶剂。减压条件意味着压力低于大气压的条件。在氮气、稀有气体、或任何其它惰性气体填充的气氛中，压力可以为1×102-2×104Pa(最好是5×102-5×103Pa)，或可以更高地抽空到1-5×104Pa(1×102-1×103Pa)。当降低压力时，从液珠注入到气氛中到达象素电极之前，溶剂一直挥发，液珠的体积因而减小。因此，能够在短时间内进行焙烧步骤。
当用溶液涂敷方法形成时，发光材料主要包含有机化合物；亦即，最好采用高分子有机化合物。高分子有机化合物呈现优异的抗热性，从材料的观点看很少退化。因此可以说高分子有机化合物是适于制造高度可靠发光器件的材料。
而且，本发明的生产装置从防止诸如发光材料和晶体管的元件被电子射线、X射线、或任何其它辐射线损坏的观点出发，具有采用溅射方法来形成导电材料膜和绝缘材料膜的特点。迄今已经采用真空蒸发来形成导电材料(特别是阴极材料)膜，但引起发光材料和晶体管被真空蒸发时产生的辐射线损坏。为了解决此问题，本发明的生产装置采用了不产生辐射线的溅射方法。这种构造在有源矩阵型发光器件的生产中是特别有效的。
作为导电材料，形成了用作阴极的金属膜或用作阳极的导电氧化物膜。作为用作阴极的金属膜，可以采用含有周期表1族或2族元素的金属膜。特别优选的是采用含有锂的铝膜。作为用作阳极的导电氧化物膜，可以采用氧化铟、氧化锡、氧化锌、或它们的化合物。
而且，作为绝缘材料，最好采用几乎不透氧或潮气的膜，例如以氮化硅膜或氮氧化硅膜为代表的含氮的硅化合物。还可以采用氮化铝膜或类金刚石碳(DLC)膜。确切地说，用溅射方法容易形成氮化硅，且最好使之能够形成致密的膜。
上述生产装置进行各个工艺，从发光材料的形成直至用来保护发光材料免受氧影响使外界气氛不进入的密封，这使得有可能生产高度可靠的发光器件。此外，整个工艺在衬底竖直的状态下进行，使得有可能减小生产装置的占地面积，并大幅度提高诸如洁净室布局之类的设计步骤的自由度。而且，利用简单的溶液涂敷方法来形成发光材料，降低了发光器件的生产成本。而且，采用高分子有机化合物作为发光层，改善了发光器件的可靠性。
附图说明
图1A和1B是根据本发明的生产装置的俯视图和侧视图；
图2A和2B示出了点喷射方法的原理；
图3示出了点喷射方法形成的膜；
图4示出了点喷射方法形成的膜；
图5是根据本发明的生产装置的俯视图；
图6A和6B示出了线喷射方法的原理；
图7是根据本发明的生产装置的俯视图；
图8A和8B示出了印刷方法的原理；
图9是根据本发明的生产装置的俯视图；
图10A和10B示出了喷雾方法的原理；
图11A和11B是俯视图，示出了根据本发明的生产装置；
图12A-12D示出了用线喷射方法形成的膜；
图13A和13B示出了用于线喷射方法的喷嘴的结构；
图14是用来盛放含有发光组分的溶液的容器的剖面图；
图15A-15C示出了用溶液涂敷方法制造发光器件的例子；
图16是根据本发明的生产装置的俯视图；
图17A和17B示出了用本发明得到的发光器件的构造；
图18A和18B示出了用本发明得到的发光器件的构造；
图19A和19B示出了用本发明得到的发光器件的构造；
图20A-20C示出了用本发明得到的发光器件的外貌；而
图21A-21H示出了配备有用本发明得到的发光器件的电子设备的例子。
具体实施方式
[实施方案1]
本实施方案参照俯视图1A和侧视图1B来论述用来进行从发光材料形成直至阴极制作的各个步骤的在线生产装置。此处所示各个工作室的比例不同。因此，当要实际构成此生产装置时，必须参照下面在本实施方案中要描述的各个工作室的功能来适当地确定其体积。
在图1A和1B中，参考号11表示用来将衬底传送进来的装载工作室，12表示用来将衬底传送出去的卸载工作室，13表示用来形成正空穴注入层的成膜工作室，14表示用来形成发光层的成膜工作室，15表示用来形成电子注入层的成膜工作室，16表示用来形成用作阴极的金属膜的成膜工作室，而17表示用来形成具有钝化作用的保护膜的成膜工作室。在各个图中，箭头100表示衬底10被传送的方向。已经被处理过的衬底由虚线代表。此处，衬底10以竖直状态，亦即以成膜表面(待要处理的表面)与重力方向所对的角为0-30度的状态被传送。
成膜工作室13-15是用来形成发光材料的。在本实施方案中，各个成膜工作室配备有液体喷射系统(确切地说，用来喷射滴珠形式的溶液的系统被称为点喷射系统，也称为喷墨系统)。下面参照图2A和2B来描述采用点喷射系统的成膜工作室的特点。
图2A以放大的形式示出了用作在装置中实现点喷射以便根据点喷射系统及其外围而涂敷溶液的喷射头的部分(以下称为头部)。具体地说，图2A示出了含有发光材料的溶液刚刚从头部喷射之后的状态。在本实施方案中，对应于红、绿、蓝三种颜色的发光材料在一个成膜工作室中被分别涂敷。
在图2A中，参考号201表示用作发光元件阳极或阴极的象素电极。参考号202表示用来分割象素的绝缘体，而203表示载流子注入层。当象素电极201是阳极时，载流子注入层是正空穴注入层，而当象素电极201是阴极时，载流子注入层是电子注入层。头部204包括多个喷射部分205a-205c，这些喷射部分具有喷射含有发光材料的溶液的功能，并配备有压电元件206a-206c。喷射部分205a-205c被含有发光材料的溶液207a-207c充满。
此处，溶液207a包含发射红光的发光材料，溶液207b包含发射绿光的发光材料，而溶液207c包含发射蓝光的发光材料。这三种发光材料构成了用来发射红光的象素、用来发射绿光的象素、以及用来发射蓝光的象素。这3个象素被认为构成了一个象素单元。
虽然图2A仅仅示出了对应于R(红)、G(绿)、B(蓝)的喷射部分，但可以平行地安排多个喷射部分(喷嘴)。考虑到产率，最好安排数目对应于一行或一列象素数目的喷射部分。在本实施方案中，利用配备有对应于一行象素的喷射部分的头部(亦即线状的或矩形的头部)，通过一次扫描而在所有象素上形成发光层。借助于执行多次扫描，也可以以重叠的方式进行涂敷。
而且，头部204与象素电极201之间的间距208被常压氮气填充。在纯化时将氧和潮气的含量保持为非常低，是特别可取的。除了氮气之外，还可以包含溶剂组分(与包含发光材料的溶液的溶剂相同)，或用溶剂组分取代氮气。这防止了喷射部分205a-205c的末端干燥，从而防止了堵塞。
填充在喷射部分205a-205c中的包含发光材料的溶液207a-207c，由于压电元件206a-206c的体积变化而被加压和推出，从而被向着象素电极201喷射。结果，发光材料被周期性地淀积。喷射的液珠209被淀积在象素电极201上，并被焙烧以形成发光层。借助于暴露于真空、加热、或其组合，来进行焙烧。
本实施方案的生产装置根据具有上述特点的液体喷射方法来形成发光材料。亦即，在图1A和1B中，头部13a-15a被提供在成膜工作室13-15中。所有这些头部具有参照图2A和2B所述的构造，并涂敷含有有机化合物或无机化合物的溶液。可以提供用来在室温(典型为20℃)到300℃下，更优选是在50-200℃下对衬底进行加热的机构。加热机构的提供使得有可能与溶液涂敷同时进行加热，免去了分别提供焙烧步骤的必要。
而且，在图1B中，成膜工作室(发光层)14的侧视图对应于当从上侧看头部沿衬底表面(成膜表面)移动时。箭头101表示头部从衬底10的一端平行于衬底表面到其另一端移动的方向，以便将溶液涂敷于其上。参照图1A，衬底10与头部14a的前端(喷射口)之间的距离L为0.1-2mm。
此处，氮气、稀有气体、或任何其它的惰性气体沿垂直于纸面的方向从上侧直到下侧流过成膜工作室13-15，在衬底10与头部13a-15a之间形成惰性气体的片流。此处，流动的惰性气体可以被加热来代替衬底的加热，或同时加热衬底。
下面参照图3和4进行的描述是如何利用本实施方案的生产装置来涂敷包含发光材料的溶液。在图3中，参考号301是其上形成薄膜晶体管和象素电极的有源矩阵衬底。对应于4个平板的各个电路被制作在一片玻璃衬底上。各个平板由象素部分302a、栅线驱动电路302b、以及数据线驱动电路302c构成，但本发明对其没有任何限制。
头部303从上侧到下侧(箭头的方向)沿膜表面扫描有源矩阵衬底301，发光材料从而被相继喷射到各个象素上，如放大示出的虚线环绕的部分304所示。参考号305a表示对其涂敷对应于红色的发光材料的象素，参考号305b表示对其涂敷对应于绿色的发光材料的象素，而参考号305c表示对其涂敷对应于蓝色的发光材料的象素。而且，参考号306表示用来分割象素的绝缘膜。
在图3中，发光材料以象素为单位被涂敷。但如图4所示，可以以象素列为单位来涂敷发光材料。在图4中，参考号401是其上制作薄膜晶体管和象素电极的有源矩阵衬底。象素部分402a、栅线驱动电路402b、以及数据线驱动电路402c被形成在其上。头部403从上侧到下侧(箭头的方向)沿膜表面扫描有源矩阵衬底401，发光材料从而被相继喷射到象素列上，如放大示出的虚线环绕的部分404所示。参考号405a表示对其涂敷对应于红色的发光材料的象素列，参考号405b表示对其涂敷对应于绿色的发光材料的象素列，而参考号405c表示对其涂敷对应于蓝色的发光材料的象素列。而且，参考号406表示用来分割象素列的绝缘膜。
在成膜工作室13-15中涂敷的溶液，通过诸如在真空中加热之类的焙烧步骤而形成薄膜。虽然在本实施方案中未示出，但在溶液已经被涂敷到所有象素之后，可以有一个时期进行处理，或可以涂敷溶液并对对应于红、绿、蓝色的各个象素彼此分别地进行焙烧步骤。
在图3和4中，头部已经从衬底的上端扫描到下端。但头部也可以从左端向右端扫描。此时，可以采用移动衬底的系统。
然后，其上已经在如上所述构成的成膜工作室13-15中形成了发光材料的衬底10，被传送到成膜工作室16中。成膜工作室16是用来以溅射方法形成用作阴极的金属膜的，当衬底10在矩形靶16a侧旁通过时，就形成膜。这使得有可能形成含有周期表1族或2族元素的金属膜，诸如例如铝和锂的合金膜之类。虽然对靶16a的形状没有限制，但垂直安排的衬底10提供了允许使用诸如线状、矩形状、椭圆形状、或任何其它类似形状的细长形状的靶的优点，从而减小了装置所占据的面积又保持了高的产率。
成膜工作室17是用来以溅射方法(最好以高频溅射方法)形成具有钝化作用的绝缘膜的。在这一成膜工作室17中，与上述成膜工作室16相似，当衬底10通过矩形靶17a侧旁时，就形成膜。这使得有可能形成诸如氮化硅膜或氮氧化硅膜之类的高度致密的硅化物膜。
完成了直至密封步骤的衬底10，被传送到卸载工作室12并被取出。此处，装载工作室11和卸载工作室12被描述为分立的工作室。但装载工作室和卸载工作室可以被组合在一起，以便共用其功能。
[实施方案2]
在实施方案1中，对应于红、绿、蓝的发光材料在成膜工作室14中被分别涂敷。但在本实施方案中，对应于红、绿、蓝的发光材料在分立的成膜工作室中被涂敷以便成膜。此处所示的各个工作室的比例不同。因此，当要实际构成此生产装置时，必须参照本实施方案将要描述的各个工作室的功能而适当地确定其体积。
图5所示的生产装置具有与图1所示结构相同的在线型基本构造，但就提供等离子体处理工作室、将各个成膜工作室分成3个工作室、以及提供旋转工作室以便借助于旋转来耦合各个成膜工作室而言，是不同的。首先，通过装载工作室501传送的衬底500，被传送到等离子体处理工作室503中，其中，形成在衬底500上的象素电极的表面被等离子体处理，以便清洗并调整功函数。当象素电极是阳极时，氧等离子体或臭氧等离子体被优选。借助于跨越电极503a建立电场，可以产生等离子体。
然后，在成膜工作室504中，头部504a涂敷含有有机化合物的溶液。在涂敷之后，用加热方法进行焙烧步骤，从而形成正空穴注入层。利用加热方法的焙烧步骤能够在衬底被加热的状态下与溶液的涂敷同时进行。利用头部来涂敷溶液的方法在实施方案1中已经进行了描述，此处不再赘述。
接着，在成膜工作室505和506中形成发光层R(对应于红色)以及发光层G(对应于绿色)。通过利用提供在各个工作室中的头部504a和505a涂敷含有发光材料的溶液的步骤以及通过用加热方法的焙烧步骤，来形成各个发光层。当对应于预定颜色的发光层通过各个工作室被形成在衬底500上时，衬底500被传送。在形成各个发光层的过程中，焙烧步骤与溶液涂敷同时进行。
其上已经形成了发光层R和发光层G的衬底500，被传送到旋转工作室507中。转盘507a被安装在旋转工作室507中，并在其上提供了二个轨道507b。在衬底500被置于轨道507b中的任何一个上的情况下，转盘507a旋转180度，且衬底500移动到下一个成膜工作室508中的线上。
然后，在成膜工作室508中形成发光层B(对应于蓝色)。通过利用头部508a涂敷含有发光材料的溶液的步骤以及通过与之同时进行的用加热方法的焙烧步骤，来形成发光层B。
接着，衬底500被传送到成膜工作室509中，其中，用溅射方法形成用作阴极的金属膜。与实施方案1中相似，当衬底500通过矩形靶509a旁时，就形成了膜。对靶509a的形状没有限制，与实施方案1中相似，可以采用线状、矩形状、椭圆形状、或任何其它细长形状的靶。
在用来形成用作保护膜的绝缘膜的成膜工作室510中，用溅射方法(最好用高频溅射方法)在阴极上形成绝缘膜，从而将形成在衬底500上的发光材料密封。氮化硅膜被优选为此绝缘膜。
完成了直至密封步骤的衬底500，被传送到卸载工作室502中，并被取出。通过上述一系列步骤，形成了发光材料、阴极、以及(密封的)保护膜，隔绝了外部气氛。此处，装载工作室501和卸载工作室502被描述为分立的工作室。但装载工作室和卸载工作室可以被组合在一起，以便共用其功能。
[实施方案3]
在本实施方案中，参照图6A和6B来描述不同于图2A和2B所示实施方案1和2的头部结构。亦即，不用喷射液珠的方法来涂敷溶液，而是用涂敷具有一定粘滞度的胶状溶液的方法来涂敷溶液。因为此方法喷射的溶液成连续的流体线，故此方法被称为线喷射方法。
图6A示出了含有发光材料的溶液被喷射的状态，而图6B示出了含有发光材料的溶液未被喷射的状态。至于与图2A和2B中所用相同的参考号，可参见实施方案1的描述。
如图6A所示，在本实施方案中，头部604具有多个喷射部分605a-605c，它们具有用来喷射发光材料的功能，并具有压电元件(压阻元件)606a-606c。喷射部分605a-605c被含有发光材料的溶液607a-607c充满。此处以与图2A相同的方式，溶液607a包含发射红光的发光材料，溶液607b包含发射绿光的发光材料，而溶液607c包含发射蓝光的发光材料。
但在本实施方案中，含有发光材料的溶液607a-607c的粘滞性大于实施方案1的含有发光材料的溶液207a-207c的粘滞性。这是为了连续地涂敷含有发光材料的溶液，结果，各个发光材料被连续地淀积。而且，如图6A所示，当含有发光材料的溶液607a-607c要被涂敷时，含有发光材料的溶液607a-607c在压电元件606a-606c保持向下推的情况下被诸如氮气之类的惰性气体加压并被推出。
此时，喷射部分605a-605c与象素电极201之间的距离最好尽可能小。例如，此距离最好约为0.1-约0.5mm。在本实施方案的情况下，溶液必须被垂直地喷射涂敷到衬底。但由于其粘滞性大而难以有力地喷射含有发光材料的溶液607a-607c。因此，当距离尽可能小时，溶液能够被正确地涂敷到象素电极201上。
如图6B所示，当含有发光材料的溶液607a-607c的涂敷被中断时，未被惰性气体施压，压电元件606a-606c因而保持向上推(沿箭头方向)。含有发光材料的溶液于是从喷射口稍许缩回，从而防止了干燥。此处，空间608可以是含有溶剂组分的气氛，以便防止含有发光材料的溶液607a-607c在喷射口处干燥。
可以用加热的方法来焙烧被涂敷的溶液，或可以暴露于真空而焙烧。或者可以组合采用这些焙烧方法。这样就如图6B所示形成了发射红光的发光层610a、发射绿光的发光层610b、以及发射蓝光的发光层610c。然后，若有需要，则形成载流子输运层和载流子注入层，随之以形成反电极(对于阳极是阴极，而对于阴极是阳极)，从而完成发光元件。
[实施方案4]
本实施方案论述用来形成发光材料的配备有根据印刷方法的成膜工作室的实施方案1或2的生产装置。具体地说，举例说明了凸版印刷，但当然也可以用丝网印刷方法来代替。而且，在本实施方案中，为了改善实施方案2的生产装置，红色、绿色、以及蓝色三个发光层在分立的工作室中被形成。当仅仅需要一种颜色时，此生产装置可以与实施方案1的生产装置组合。
此处示出的各个工作室的比例不同。因此，当要实际构成此生产装置时，必须参照本实施方案将要描述的各个工作室的功能适当地确定其体积。
图7示出了根据本实施方案的生产装置。图7所示的生产装置包括装载工作室701、卸载工作室702、以及按步骤顺序包括等离子体处理工作室703、用来形成正空穴注入层的成膜工作室704、用来形成发射红光的发光层的成膜工作室705、用来形成发射绿光的发光层的成膜工作室706、旋转工作室707、用来形成发射蓝光的发光层的成膜工作室708、用来形成阴极的成膜工作室709、以及用来形成保护膜的成膜工作室710。等离子体处理工作室703具有电极703a，成膜工作室704具有转动部分704a，成膜工作室705具有转动部分705a，成膜工作室706具有转动部分706a，旋转工作室707具有转盘707a和轨道707b，成膜工作室708具有转动部分708a，成膜工作室709具有溅射闸门709a，而成膜工作室710具有溅射闸门710a。
上述构造具有与参照图5所述的实施方案2的生产装置几乎相同的各种功能，不再赘述。但成膜工作室704-706以及708已经改变，下面参照图8A和8B来描述其内部构造。
图8A和8B按放大尺度示出了提供在成膜工作室704-706和708中的转动部分附近的构造，其中，图8A是从上侧看成膜装置时的俯视图，而图8B是从侧面看成膜装置时的侧视图。
在图8A和8B中，参考号801表示阿尼洛韧皮纤维滚筒，而802表示用来夹持含有发光组分的溶液803的夹持部分(以下简称为溶液夹持部分)。溶液夹持部分802在夹持含有发光组分的溶液803的情况下与阿尼洛韧皮纤维滚筒801相接触，从而将溶液供应到阿尼洛韧皮纤维滚筒801。虽然未示出，但在阿尼洛韧皮纤维滚筒801表面上形成了网状沟槽，当阿尼洛韧皮纤维滚筒801沿箭头A方向旋转时，含有发光组分的溶液803被夹持在网状沟槽中。阿尼洛韧皮纤维滚筒801表面上所示的虚线意味着已经夹持有包含发光组分的溶液803。
参考号804表示印刷滚筒，而805表示其中雕刻有要印刷的图形的凸版印刷(以下简称凸版印刷)。阿尼洛韧皮纤维滚筒801在旋转过程中不断在网状沟槽中夹持含有发光组分的溶液803，借助于印刷滚筒804沿箭头B方向旋转，凸版印刷805的凸版部分与阿尼洛韧皮纤维滚筒801相接触，致使含有发光组分的溶液803被涂敷到凸版印刷805的凸版部分。
含有发光组分的溶液803被涂敷(印刷)到以相同于印刷滚筒804的速度作水平运动(箭头C的方向)的与凸版印刷805的凸版部分相接触的衬底806部分上。然后，用真空热处理方法蒸发溶剂，从而仅仅留下发光组分，形成正空穴注入层和发光层。此处，根据含有发光组分的溶液803的粘度来确定最终形成的发光材料的膜厚度。借助于选择溶剂，能够将粘度调节为10-50cp，20-30cp更优选。
[实施方案5]
本实施方案论述用来形成发光材料的配备有根据喷雾方法的成膜工作室的实施方案1或2的生产装置。而且，在本实施方案中，为了改善实施方案2的生产装置，红色、绿色、以及蓝色三个发光层在分立的工作室中被形成。当仅仅需要一种颜色时，此生产装置可以与实施方案1的生产装置组合。
此处示出的各个工作室的比例不同。因此，当要实际构成此生产装置时，必须参照本实施方案将要描述的各个工作室的功能适当地确定其体积。
图9示出了根据本实施方案的生产装置。图9所示的生产装置包括装载工作室901、卸载工作室902、以及按步骤顺序包括等离子体处理工作室903、用来形成正空穴注入层的成膜工作室904、用来形成发射红光的发光层的成膜工作室905、用来形成发射绿光的发光层的成膜工作室906、旋转工作室907、用来形成发射蓝光的发光层的成膜工作室908、用来形成阴极的成膜工作室909、以及用来形成保护膜的成膜工作室910。
等离子体处理工作室903具有电极903a，成膜工作室904具有用来喷射含有发光组分的溶液的喷雾部分904a，成膜工作室905具有喷雾部分905a和掩模905b，成膜工作室906具有喷雾部分906a和掩模906b，旋转工作室907具有转盘907a和轨道907b，成膜工作室908具有喷雾部分908a和掩模908b，成膜工作室909具有溅射闸门909a，而成膜工作室910具有溅射闸门910a。
此处，掩模905b是用来遮挡其上要形成发射红光的发光层(发光层R)的那些象素以外的象素的，掩模906b是用来遮挡其上要形成发射绿光的发光层(发光层G)的那些象素以外的象素的，而掩模908b是用来遮挡其上要形成发射蓝光的发光层(发光层B)的那些象素以外的象素的。这些掩模使得有可能涂敷各个分立的发光层。
上述构造具有与参照图5所述的实施方案2的生产装置几乎相同的各种功能，不再赘述。但成膜工作室904-906以及908已经改变，下面参照图10A和10B来描述其内部构造。
图10A和10B按放大尺度示出了提供在成膜工作室904-906和908中的喷雾部分的构造，其中，图10A是从上侧看成膜装置时的俯视图，而图10B是从侧面看成膜装置时的侧视图。
在图10A和10B中，参考号1001表示与图2A和2B所示有源矩阵衬底相似的衬底，它包括用来分割象素电极和象素的绝缘膜。在衬底1001上，至少存在着对应于红色显示的象素(象素R)1002a、对应于绿色显示的象素(象素G)1002b、以及对应于蓝色显示的象素(象素B)1002c，这些象素被排列成矩阵。
在象素R 1002a、象素G 1002b、以及象素B 1002c上，排列有掩模1003和喷雾部分1004。掩模1003是所谓的遮光掩模，用作遮挡掩模，使发光组分不形成在不希望的象素上。
喷雾部分1004配备有多个喷射口1005(见图10A和10B)，含有发光材料的溶液1006通过喷射口1005被径向喷射。在本实施方案中，雾化的溶液1006被径向喷射，称为喷雾方法。在图10A所示的构造中，含有发光材料的溶液1006是含有发射红光的发光材料的溶液，在象素R 1002a上形成发光层来发射红光。然后，用真空热处理方法来蒸发溶剂，从而仅仅留下发光材料以便形成发光层。此处，含有发光材料的溶液1006的粘度必须在溶液能够像雾那样被喷射的范围内。
在上述构造中，在喷射口1005附近出现由放出的巨大动能造成的所谓湍流。但当喷射口1005与象素1002之间的距离足够大时，可以认为径向喷射的含有发光材料的溶液1006的流速变得非常低，从而建立所谓片流。因此，若在喷射口1005与象素1002之间保持足够大的距离以建立片流，则能够形成高度均匀的膜。
上述构造使得有可能同时将溶液喷雾到衬底的整个表面上，从而实现产率非常高的工艺。当然，也可以采用如图3点喷射方法中由头部所示例的线状、矩形、椭圆形、或任何其它细长形状的喷雾部分，从而在移动衬底或喷雾部分的情况下采用喷雾方法。此时，喷雾部分可以从上端到下端或从左端到右端扫描衬底。
[实施方案6]
本实施方案对实施方案2所述的生产装置(图5)中的成膜工作室构造进行修正。具体地说，根据喷雾方法的溶液涂敷装置被用于用来形成正空穴注入层的成膜工作室，而根据液体喷射方法的溶液涂敷装置被用于用来形成发光层的成膜工作室。此描述参照图11A和11B。用相同的参考号来描述具有与图5相同的构造的部分。
首先，图11A示出了用喷雾方法在衬底500上形成正空穴注入层的情况。成膜工作室1101配备有用喷雾方法来喷射含有发光组分(形成正空穴注入层的有机化合物或无机化合物)的溶液的喷雾部分1101a，且其中含有用来形成正空穴注入层的材料的溶液被径向喷射。
图11B示出了用液体喷射方法(点喷射方法或线喷射方法)在其上已经形成了正空穴注入层的衬底500上形成发射绿光的发光层的情况。成膜工作室506配备有用液体喷射方法来喷射含有发光组分的溶液(发光层)的头部506a，且其中含有用来形成发光层的材料的溶液被喷射。
在本实施方案中，根据雾方法来形成正空穴注入层，并根据液体喷射方法来形成发光层。这是因为正空穴注入层具有对所有象素共同的功能，因而不必为各个象素分别涂敷。由于不必分别涂敷正空穴注入层，故由于其操作简单且产率高而有利地采用了喷雾方法。另一方面，必须为各个象素涂敷发光层，故采用了适合于分别涂敷的液体喷射方法。实际上，也可以采用印刷方法来代替液体喷射方法。
如上所述，由于优化了用来形成对所有象素共同的层的方法并优化了对各个象素分别形成层的方法，故改善了总的产率。本实施方案可以组合上述实施方案1-5中的任何一个来实施，而不会损害本发明的优点。
[实施方案7]
实施方案1和实施方案2已经示出了(待要处理的)衬底以竖直状态被传送的情况，亦即以其待要处理的表面与重力方向平行被传送的情况。但本实施方案具有不同的构造，其中，如参照图12A-12D将要描述的那样，衬底在相对于重力方向倾斜的情况下被处理。
图12A和12B示出了根据本实施方案产生发光材料的步骤，且其中溶液涂敷装置的头部1201沿衬底1200的表面扫描。头部1201以实施方案1-3所述的方式喷射含有发光组分的溶液，并通过焙烧步骤而形成发光材料1202。此处，本实施方案的特点在于衬底1200被安装成相对于重力方向稍许倾斜。太大的倾斜有损于节省生产装置空间的优点。因此，待要处理的衬底的成膜表面与重力方向所对的角度最好为0-30度(0-10度更优选)。
本实施方案的另一特点是提供了用来防止头部1201的喷射口在对整个衬底完成了预定的涂敷步骤之后发生干燥的装置。亦即，在衬底1200下方安装了一个收容部分1203，用来收容头部1201，且其内部用挥发溶剂方法得到的气体充满。用挥发溶剂方法得到的气体(含有溶剂组分的气体)通过引入口1204被引入，并利用它，通过形成在收容部分1203下方部分的多个开口1205而充满收容部分1203内部。
此处，“用挥发溶剂的方法得到的气体”是能够溶解待要形成的发光材料的溶剂，且最好与从头部1201喷射的含有发光组分的溶液的溶剂相同。实际上，此气体不必局限于相同的溶剂，而是可以根据待要形成的发光材料的类型适当地改变。
接着，图12C和12D示出了头部1201在形成发光材料的步骤已经完成的时刻的状态。如图12C和12D所示，头部1201被收容在收容部分1203中，以便完全隐藏在其中并暴露于溶剂气体气氛。此处，收容部分1203可以配备有封闭部分。因此，在头部1201被收容之后，收容部分1203可以被封闭部分覆盖，以便抑制溶剂组分向外界扩散。头部被未示出的支持部件固定，以便执行扫描操作。因此，封团部分于是免去了支持部件。
根据如上所述的本实施方案，其特点在于，在已经完成形成发光材料的步骤之后，头部被暴露于充满能够溶解待要形成的发光材料的溶剂的气氛。因此，在头部1201的喷射部分处，发光组分溶解在溶剂中，从而不出现由于干燥而造成的堵塞。亦即，即使当发光组分的喷射中断时，也建立了不干燥的环境。与常规的所谓喷墨系统不同，不必始终不断地喷射溶液以防止干燥，降低了无用喷射的比率，而改善了发光组分的利用效率。
本实施方案能够与包括实施方案1-3和6中任何一个的构造的生产装置组合。
[实施方案8]
本实施方案参照图13A和13B论述根据用于本发明生产装置的液体喷射方法的溶液涂敷装置的构造。在图13A中，衬底1301由磁性材料制成的衬底托1302支持，被垂直地安装(包括倾斜安装)。溶液涂敷装置的头部1303被提供成靠近衬底1301的正面。放大的喷嘴末端(喷射口)1304被虚线1305包围。喷嘴的内部具有空腔结构，且包括固定在其中的核心1306以及经由弹性部件(本实施方案中是弹簧)1307耦合到核心1306的由磁性材料制成的帽(以下称为磁帽)1308。空腔结构的外侧充满含有发光组分的溶液1309。
磁帽1308的材料被选择成相对于磁性材料制成的衬底托1302产生排斥。在图13A的情况下，衬底1301与磁帽1308之间的距离X1被选择成此排斥在衬底托1302与磁帽1308之间不起作用，根据磁性材料和衬底厚度等来确定此距离。当在衬底托1302与磁帽1308之间排斥不起作用时，磁帽1308被弹性部件1307推动，并被塞在喷嘴1304的末端处，致使含有发光组分的溶液1309不被喷射。
另一方面，在开始溶液涂敷之后，如图13B所示，衬底1301与磁帽1308之间的距离被缩短到X2。距离X2是在衬底托1302与磁帽1308之间排斥充分起作用的距离。由于此排斥，磁帽1308对弹性部件1307进行压缩，从而将其推入到空腔结构中。在喷嘴1304的末端处则保持一定空间，含有发光组分的溶液1309于是被喷射。这样，含有发光组分的溶液1309就被涂敷到衬底1301的表面上，溶剂在减压下被挥发，或溶剂被衬底1301加热而挥发，从而形成发光材料1310。
借助于用具有使之产生彼此之间的排斥的关系的磁性材料形成衬底托和在喷嘴末端处的帽，可以建立这样一种结构，当使之彼此靠近直至预定距离并保持衬底与头部(严格地说是喷嘴)之间的距离均匀性，此结构就涂敷包含在其中的溶液。此技术在将溶液涂敷到表面粗糙的衬底上的过程中是特别有效的。
本实施方案能够与具有实施方案1-3、6、7的任何一种构造的生产装置组合。
[实施方案9]
本实施方案论述在实施方案1-8的生产装置中保存含有发光组分的溶液而不使其暴露于外界空气的技术。
图14是用来在溶液涂敷装置中储存(保存)含有发光组分的溶液的容器(罐)的剖面图。容器1401最好由具有气密性的特别是具有足够高的抗氧和潮气渗透性能的材料制成，最好由不锈钢或铝制成。其内表面最好还被加工成镜面。而且，若有需要，其内表面和/或外表面可以用氮化硅膜、类金刚石碳膜、或任何其它很少渗透氧的绝缘膜进行涂敷。这是为了防止容器1401中含有发光组分的溶液1402发生退化。
参考号1403表示用来将氮气、稀有气体、或任何其它气体引入到容器1401中的入口，且惰性气体通过此入口被引入，以便对容器内部加压。参考号1404表示出口，被加压的含有发光组分的溶液1402从中被送入到溶液涂敷装置(未示出)的头部。入口1403和出口1404可以由不同于容器1401的材料制成，或与之整体制成。
参考号1406表示耦合到入口1403的入口管。为了实际引入惰性气体，入口管1406的末端被耦合到入口1403，从而引入惰性气体。同样，出口管1407的末端被耦合到出口1404，以便排出含有发光组分的溶液1402。图中各个管道由于是可拆卸的，故被表示为虚线。
例如，实施方案1和2的头部被固定到出口管1407的延长末端。在实施方案1的情况下，压电元件206a-206c在容器1401内部被惰性气体加压的状态下振荡，致使含有发光组分的溶液1402周期性地被吹出。在实施方案2的情况下，只要容器1401内部被惰性气体加压，溶液就能够连续地被涂敷。当中断压力的施加时，含有发光组分的溶液1402就停止吹出。
而且，在本实施方案中，其特点在于，含有发光组分的溶液1402从被引入到容器1401中直至容器1401被固定到溶液涂敷装置，始终在隔绝于大气的情况下被运输。亦即，含有发光组分的溶液1402的制造厂家将含有发光组分的溶液1402引入到容器1401中，在保持气密性不使其暴露于大气的情况下运输，以便直接供应到溶液涂敷装置。考虑到发光组分的抗氧和潮气性能很差且容易退化而这样做。发光组分在制备之后被保存，保持刚刚制备之后的纯度，直至被涂敷，抑制了发光组分的退化，并保持了发光器件的改进了的可靠性。
图14所示实施方案的容器仅仅是运输含有发光组分的溶液保持其纯度的一个优选例子，但不是限制本发明中能够使用的容器。
[实施方案10]
在本实施方案中，其特点在于使用长波长光作为焙烧用实施方案1-5的方法形成的发光材料的方法。下面参照图15A-15C来描述本实施方案的构造。图15A是根据本实施方案的加热方法的俯视图，图15B是沿A-A’的剖面图，而图15C是沿B-B’的剖面图。
在图15A中，参考号1501是允许波长至少大于可见光波长的光(典型为波长大于300nm的光)透射的衬底，其上形成了薄膜晶体管和象素电极。衬底1501沿箭头1502被未示出的传送机构传送。
溶液涂敷装置的头部1503被安装在衬底1501的表面上方，且含有发光组分的溶液以实施方案1-3中所述的方式被涂敷。被涂敷的发光组分1504被安装在衬底1501背面下方的灯1505发射的光(以下称为灯光)加热，溶剂从而被挥发(焙烧)以形成发光材料1506。亦即，被涂敷的发光组分1504被灯光继续地焙烧，从而掌握薄膜的外形。
亦即，由于衬底1501的运动，头部1503和灯1505沿衬底1501运动方向相反的方向相对扫描。当然，也可以固定衬底1501并移动头部1503和灯1505。在此情况下，首先设定头部1503始终扫描。结果，头部1503引起的溶液涂敷和随后用灯光进行的焙烧几乎同时实现，提供了基本上等于略去焙烧步骤的优点。
能够用作灯光的光，具有仅仅影响加热而不破坏发光材料1506的组分的波长。具体地说，光的波长最好大于400nm，亦即大于红外光的波长。例如，可以采用波长为1微米直到10厘米的电磁波，这是远紫外线直至微波。即使从处置的观点看，采用远紫外线(典型波长为4-25微米)是特别可取的。
此处的实施方案已经论述了用仅仅简单地扫描头部1503一次的方法而在整个衬底上完成涂敷的例子。但也可以多次反复移动衬底1501，以便以重叠的方式多次涂敷溶液，随之以用灯1505进行扫描。在此情况下，当头部1503扫描开头几次时，灯1505保持关断，然后，与头部1503的最后扫描同步，开通灯1505以便发光来影响扫描。
虽然本实施方案已经论述了用液体喷射方法来涂敷溶液，但本实施方案还能够被应用于用喷雾方法利用线状、矩形、椭圆形、或任何其它细长形状的喷雾部分来涂敷溶液的情况。
在利用诸如灯之类的光源作为焙烧步骤中的加热方法，用波长大于红外线波长的光进行辐照时，有可能几乎同时涂敷发光组分和焙烧发光组分，从而建立基本上略去焙烧步骤的系统。这改善了生产发光器件的步骤的产率。
[实施方案11]
本实施方案参照图16来论述本发明的生产装置，这是一种组合工具系统(也称为多工作室系统)。各个工作室通过闸门阀彼此连接以保持气密性。
在图16中，用来传送衬底的载体1602被安装在储存工作室1601中。储存工作室1601通过闸门阀被连接到传送工作室1603，用传送臂1604来传送安装在载体1602上的衬底，将其安装在衬底安装板1605上。此时，衬底首先被置于推杆1606上，然后降低推杆，致使衬底被安装在衬底安装板1605上。
在衬底被固定于其上之后，衬底安装板1605被竖直90度，移动到装载/卸载工作室1607中，在其中将衬底移交给衬底托1600。在图16中，虚线所示的衬底托1600意味着衬底托位于处理衬底时所示位置，但当工艺进行时，与衬底一起移动，不再处于虚线所示的位置。
在装载/卸载工作室1607中被移交的衬底，与衬底托1600一起沿轨道运动，并被传送到通过闸门阀连接的公共工作室1608中。转盘1609被提高在公共工作室1608中。在将衬底托1600置于其上之后，转盘1609旋转以选择通过闸门阀连接到公共工作室的其中接着要进行处理的工作室。
根据本实施方案的生产装置包括作为用来进行各种处理的工作室的用来形成正空穴注入层(HIL)的成膜工作室(HIL成膜工作室)1610、用来形成发光层的成膜工作室(发光层形成工作室)1611、用溅射方法来形成阴极膜的成膜工作室(溅射成膜工作室)1612、以及用溅射方法来形成保护膜的成膜工作室(溅射成膜工作室)1616。用来形成发光材料的成膜工作室1610和1611都配备有根据实施方案5所述喷雾方法的溶液涂敷装置，且其中含有发光组分的溶液被径向喷射以形成膜。这些工作室配备有溶液涂敷装置的喷雾部分1610a和1611a。
溅射成膜工作室1612配备有电极1613和1614以及靶1615，而溅射成膜工作室1616配备有电极1617和1618以及靶1619，它们都是圆柱形的或椭圆形的。安装在衬底托1600上的衬底沿箭头方向被传送，当从靶1615或1619旁通过时，就在其上形成膜。此时，溅射方法可以是DC(直流)溅射方法或RF(交流)溅射方法。
通过各个工作室被处理的衬底(衬底托)返回到装载/卸载工作室1607，并通过衬底安装板1605被收容在载体1602中。这样就完成了直至形成发光元件的阴极的各个步骤。发光材料的组成不仅仅局限于本实施方案的；亦即，借助于改变工作室的数目，改变成膜工作室中处理的内容，或借助于进行任何其它的改变，本实施方案能够被应用于任何组成的发光材料。亦即，如在实施方案2中那样，能够分别涂敷红色、绿色、蓝色的发光层。
而且，本实施方案可以配备有根据实施方案1-3所述的波体喷射方法的溶液涂敷装置，和/或可以配备有根据实施方案4所述的印刷方法的溶液涂敷装置，或可以与实施方案6-10中任何一个的构造组合。
[实施方案12]
发光层、正空穴注入层、正空穴输运层、正空穴阻挡层、电子注入层、电子输运层、电子阻挡层、或它们的叠层，可以仅仅由有机化合物组成，或是有机化合物和无机化合物的叠层的复合物，可以被列举为实施方案1-5所述的发光材料。
因此，本实施方案论述用有机化合物和无机化合物的复合物作为本发明发光器件中的发光材料的例子。美国专利No.5895932公开了一种借助于层叠有机化合物和无机化合物而得到的混合结构。亦即，此专利公开了一种技术，根据此技术，是为有机化合物的Alq3(三-8-羟基喹啉铝络合物)被无机化合物的二极管发射的紫外光(波长380nm)辐照，以便取出由于所谓光致发光的现象而发射的光。此技术想法与本实施方案所述的发光材料或复合物的想法极为不同。
在各个有机化合物中，高分子有机化合物(以下称为有机聚合物)具有高的抗热性，容易处置，因而被用作借助于涂敷溶液而成膜的方法中的溶质。本实施方案论述这些有机聚合物和无机化合物的复合物作为发光材料的使用。
借助于根据下列4种典型的方式而层叠有机聚合物和无机化合物，能够形成发光材料：
(a)无机化合物的正空穴注入层(或正空穴输运层)与有机聚合物的发光层的组合；
(b)无机化合物的电子注入层(或电子输运层)与有机聚合物的发光层的组合；
(c)无机化合物的发光层与有机聚合物的正空穴注入层(或正空穴输运层)的组合；以及
(d)无机化合物的发光层与有机聚合物的电子注入层(或电子输运层)的组合。
而且，借助于根据下列3种典型方式而混合有机聚合物和无机化合物，能够形成发光材料：
(e)具有载流子输运性质的有机聚合物的发光层和其中混合无机化合物的有机聚合物的组合；
(f)具有相同极性(n型或p型)载流子输运性质的有机聚合物和无机化合物的混合物作为发光层；以及
(g)具有载流子输运性质的有机聚合物和具有载流子接受性质的无机化合物的混合物。
上述构造(g)可以是例如其中混合具有电子接受性质的无机化合物的具有正空穴输运性质的有机聚合物的组合。此时，具有电子接受性质的无机化合物用来从有机聚合物接受电子，一旦在有机聚合物中产生正空穴，则正空穴被输运，从而产生输运性质。
在上述构造(a)-(g)中，诸如NiO(氧化镍)之类的p型半导体材料能够被用作无机化合物的正空穴注入层或正空穴输运层，诸如ZnO(氧化锌)或TiO2(二氧化钛)之类的n型半导体材料能够被用作无机化合物的电子注入层或电子输运层。而ZnS(硫化锌)或CdS(硫化镉)能够被用作无机化合物的发光层。
例如，在上述构造(b)中，PPV(聚亚苯基亚乙烯基)被用作有机聚合物，CdS被用作无机化合物，且借助于涂敷其溶液而形成这些组分。在此情况下，在形成CdS的过程中，纳米级(以下为几nm到几十nm的细小颗粒)的CdS细小颗粒分散在溶剂中被涂敷。在此情况下可以实施本发明的涂敷步骤。也可以采用诸如ZnO或TiO2之类的n型半导体材料来代替CdS，或采用诸如NiO的p型半导体材料。
在上述构造(e)中，例如，PVK(聚乙烯咔唑)被用作有机聚合物，CdS被用作无机化合物，且借助于涂敷其溶液而形成这些化合物。在此情况下，CdS用作发光中心。在形成CdS的过程中，CdS的细小颗粒分散在溶剂中被涂敷。在此情况下可以实施本发明的涂敷步骤。也可以采用诸如ZnS之类的无机化合物来代替CdS。CdS和ZnS是容易形成纳米级细小颗粒的无机化合物，因而当如本实施方案这样必须涂敷其溶液时，它们是非常可取的材料。
而且，在上述构造(g)中，PC(聚碳酸酯)被用作有机聚合物，是为正空穴输运无机化合物的TPD(三苯联胺)和烷氧基钛被混合到PC中以便以溶液的方式被涂敷。然后用水解和真空加热方法来形成PC、TPD和TiO2混合的发光材料。在此情况下，在形成CdS的过程中，CdS的细小颗粒分散在溶剂中被涂敷。在此情况下可以实施本发明的涂敷步骤。
如上所述，利用各种有机化合物和无机化合物，有可能用本发明的生产方法制备复合发光材料。
可以用实施方案1-8和10的任何一种方法来制备本实施方案的(复合)发光材料，并能够用实施方案9的容器来储存。
[实施方案13]
本实施方案论述借助于实施本发明而生产的发光器件，参照图17A和17B来进行描述。在图17A所示的象素结构中，参考号1701表示数据信号线，1702表示栅信号线，1703表示电源线，1704表示薄膜开关晶体管(以下也称为开关TFT)，1705表示用来保持电荷的电容器，1706表示用来将电流提供给发光元件的薄膜驱动晶体管(以下称为驱动TFT)，而1707表示连接到驱动TFT的漏的象素电极，象素电极1707用作发光元件的阳极。而且，参考号1712是用作发光元件阴极的反电极。
图17B是沿A-A’的剖面图。在图17B中，参考号1710表示衬底，可以是玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、或任何其它的透光衬底。驱动TFT 1706根据半导体工艺被制作在衬底1710上。而且，形成图形化成网格的绝缘体1708，以便覆盖制作成连接到驱动TFT 1706的象素电极1707的末端，并至少覆盖驱动TFT和开关TFT。
在象素电极1707上，形成发光材料1711a-1711c、用作阴极的反电极1712、以及钝化膜1713。发光材料1711a-1711c意味着载流子注入层、载流子输运层、载流子阻挡层、发光层、或任何其它的有助于复合载流子的有机化合物或无机化合物，或它们的叠层。这些发光材料1711a-1711c的叠层结构和材料可以是已知的结构和材料。
例如，如JP-A-2000-268967和JP-A-2000-294375所公开的那样，可以包括具有大电阻(电阻率为1-1×1011Ωcm)的无机正空穴注入层(在不同的情况下可以称为无机正空穴输运层)作为至少一个发光材料层。作为第一组分，无机正空穴注入层包含选自Li、Na、K、Rb、Cs、Fr的碱金属元素、或选自Mg、Ca、Sr的碱土金属元素、或选自La和Ce的镧系元素，且作为第二组分包括选自Zn、Sn、V、Ru、Sm、In的元素。而且，作为至少一个发光材料层，可以包括具有大电阻(电阻率为1-1×1011Ωcm)的无机电子输运层。无机正空穴注入层包含选自Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd、Co的金属元素、或其氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐、或硼酸盐。而且，无机正空穴注入层的主要组分可以是硅、锗、或硅锗的氧化物。如上所述，利用稳定的无机绝缘膜作为部分发光材料，能够提高发光元件的可靠性。
而且，作为反电极1712，可以采用含有周期表1族或2族元素的铝膜或银薄膜。在本实施方案中，从发光材料1711a-1711c发射的光必须透射，因此，膜厚度最好不大于50nm。而且，作为钝化膜1713，可以采用氮化硅膜、氮化铝膜、类金刚石碳膜、或对潮气和氧呈现高阻挡性能的绝缘膜。
在上述组成的发光器件的生产过程中，本发明使得有可能通过简单的方法以低的成本生产发光器件，并以高产率为特征，还有可能改善发光器件的可靠性。
[实施方案14]
本实施方案论述借助于实施本发明而生产的发光器件，参照图18A和18B来进行描述。在图18A所示的象素结构中，参考号1801表示数据信号线，1802表示栅信号线，1803表示电源线，1804表示开关TFT，1805表示用来保持电荷的电容器，1806表示驱动晶体管，1807表示驱动TFT的漏电极，而1808表示连接到驱动TFT漏电极的象素电极，象素电极1808用作发光元件的阳极。象素电极1808最好由对可见光透明的导电膜制成，以便从发光材料发射的光通过其中，因而由诸如ITO(氧化铟和氧化锡的化合物)或氧化铟和氧化锌的化合物之类的氧化物导电膜制成。而且，参考号1812是用作发光元件阴极的反电极。
图18B是沿A-A’的剖面图。在图18B中，参考号1810表示衬底，可以是玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、或任何其它的透光衬底。驱动TFT 1806根据半导体工艺被制作在衬底1810上。而且，形成图形化成网格的绝缘体1809，以便覆盖制作成连接到驱动TFT 1806的象素电极1808的末端，并至少覆盖驱动TFT和开关TFT。
在象素电极1808上，形成发光材料1811a-1811c、用作阴极的反电极1812、以及钝化膜1813。发光材料1811a-1811c意味着载流子注入层、载流子输运层、载流子阻挡层、发光层、或任何其它的有助于复合载流子的有机化合物或无机化合物，或它们的叠层。这些发光材料1811a-1811c的叠层结构和材料可以是已知的结构和材料。
例如，如JP-A-2000-268967和JP-A-2000-294375所公开的那样，可以包括具有大电阻(电阻率为1-1×1011Ωcm)的无机正空穴注入层(在不同的情况下可以称为无机正空穴输运层)作为至少一个发光材料层。作为第一组分，无机正空穴注入层包含选自Li、Na、K、Rb、Cs、Fr的碱金属元素、或选自Mg、Ca、Sr的碱土金属元素、或选自La和Ce的镧系元素，且作为第二组分包括选自Zn、Sn、V、Ru、Sm、In的元素。而且，作为至少一个发光材料层，可以包括具有大电阻(电阻率为1-1×1011Ωcm)的无机电子输运层。无机正空穴注入层包含选自Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd、Co的金属元素、或其氧化物、碳化物、氮化物、硅酸盐、或硼酸盐。而且，无机正空穴注入层的主要组分可以是硅、锗、或硅锗的氧化物。如上所述，利用稳定的无机绝缘膜作为发光材料部分，能够提高发光元件的可靠性。
而且，作为反电极1812，可以采用含有周期表1族或2族元素的铝膜或银薄膜。而且，作为钝化膜1813，可以采用氮化硅膜、氮化铝膜、类金刚石碳膜、或对潮气和氧呈现高阻挡性能的绝缘膜。
在上述组成的发光器件的生产过程中，本发明使得有可能通过简单的方法以低的成本生产发光器件，并以高产率为特征，还有可能改善发光器件的可靠性。
[实施方案15]
本实施方案论述实施方案13所述发光器件中不同结构的发光元件。此描述参照图19A和19B。图19A示出了一种系统，它采用发射白色光通过滤色片以便分成红、绿、蓝3种颜色的发光层。图19B示出了一种系统，它采用发射蓝色光通过颜色转换层(CCM)转换成红、绿、蓝3种颜色的发光层。
在图19A中，参考号1901是象素电极。氮化钛膜被用作阳极。形成绝缘膜1902以便覆盖其末端，并在其上形成正空穴注入层1903。在正空穴注入层1903上形成发射白色光的发光层1904，并在其上进一步形成阴极1905和保护膜1906。可以用本发明的生产装置一直执行直至保护膜的形成工艺。
此处，用来发射白色光的发光层1904可以是采用诸如借助于将是为电子输运材料的丁基-PBD(1，3，4-二唑衍生物)分散在PVK(聚乙烯咔唑)中，再对其加入TPB(1，1，4，4-四苯基-1，3-丁二烯)、香豆素6、以及DCM1(苯乙烯基着色物质)作为掺杂剂而得到的那种聚合有机化合物的已知的发光层。
借助于层叠膜厚度约20-约50nm的Al-Li(将锂加入到铝而得到的合金)电极和ITO(氧化铟和氧化锡的化合物)电极，能够形成对可见光透明的阴极1905。
利用树脂(环氧树脂等)1907进行粘合，在发光元件上进一步层叠也用作密封部件的滤色片。此滤色片由支持部件1908、黑色掩模1909、可透过红光的树脂层1910a、可透过绿光的树脂层1910b、可透过蓝光的树脂层1910c、以及涂层(整平层)1911组成。
如上所述构成之后，从象素发射的白色光通过可透过红光的树脂层1910a，通过可透过绿光的树脂层1910b，以及通过可透过蓝光的树脂层1910c，被分成红光、绿光、以及蓝光，从而得到彩色。
图19B示出了基本上类似于装配图19A的结构的构造，但为了改善纯度，配备有发射蓝光的发光层1921作为发光层，配备有用来将蓝光转换成红光的彩色转换层1922a来代替滤色片，配备有用来将蓝光转换成绿光的彩色转换层1922b、以及配备有用来反转蓝光的颜色的彩色转换层1922c(可以不提供彩色转换层1922c)。
此处，用来发射蓝光的发光层1904可以是采用聚合有机化合物的已知发光层，它可以是诸如聚二烃基芴衍生物或聚对亚苯基衍生物之类的π共轭聚合物。可以用已知的由蓝光激发的荧光材料作为彩色转换层。
由于上述结构，从象素发射的蓝光通过彩色转换层1922a、彩色转换层1922b、以及彩色转换层1922c，被转换成红光、绿光、以及蓝光，从而得到彩色。
利用具有实施方案1-11中任何一种结构的生产装置，能够生产具有图19A和19B所示发光元件的发光器件。
[实施方案16]
在本实施方案中，参照图20A-20C来描述借助于实施本发明而得到的整个发光器件的结构。图20A是借助于用密封材料密封其上制作了薄膜晶体管的器件衬底而制备的发光器件的俯视图。图20B是沿图20A中B-B’线的剖面图，而图20C是沿图20A中A-A’线的剖面图。
象素部分(显示部分)82被安装在衬底81上。此外，数据线驱动电路83、栅线驱动电路84a和84b、以及保护电路85，被排列在衬底81上，使它们环绕象素部分82。而且，密封材料86被提供成环绕这些结构组成部分。象素部分82具有借助于实施本发明而得到的发光元件。密封材料86可以是紫外线固化的树脂和环氧树脂之类。密封材料最好是吸湿性最低的材料。顺便说一下，密封材料86可以被形成为层叠在数据线驱动电路83、栅线驱动电路84a和84b、以及保护电路85部分上，或可以被提供成形成弯路以绕开这些电路。
而且，密封衬底87通过这些组成部分被粘合在衬底81上，从而与密封材料86和密封衬底87形成一个密封的空间88。此密封衬底87可以是玻璃材料、金属材料(典型为不锈钢材料)、陶瓷材料、或塑料材料(包括塑料膜)。此外，如实施方案8所示，仅仅用绝缘膜来密封也是可能的。
而且，当不同于衬底81的材料被用作密封衬底87时，由于它们的热膨胀系数不同，有可能损害密封材料86的粘合性。因此，密封衬底87与其上制作晶体管的衬底81最好是相同的材料。换言之，最好采用热膨胀系数与衬底81相同的材料。在本实施方案中，玻璃被用作衬底81和密封衬底87的材料。此外，在制备薄膜晶体管的步骤中，密封衬底87与衬底81可以经历相同的热历史，使它们的热膨胀系数彼此接近一致。
密封衬底87具有凹陷部分，其中预先放置了吸湿剂(例如氧化钡或氧化钙)89，以便借助于吸收水和氧等而保持封闭空间88处于洁净气氛中。这样，密封衬底87就起到了防止EL层退化的作用。用小网格覆盖材料90覆盖凹陷部分。此外，空气和水能够通过，但吸湿剂89不能通过。而且，可以用诸如氮或氩之类的稀有气体充满封闭空间88，或填充树脂或液体，只要是非活性即可。
而且，在衬底81上形成用来将信号传输到数据线驱动电路83以及栅线驱动电路84a和84b的端子部分91。此外，诸如视频信号之类的数据信号通过柔性印刷电路(FPC)92被传送到端子部分91。图14B示出了端子部分91的剖面图，其中，利用其中分散有导电材料颗粒96的树脂97，将与栅布线或数据布线同时形成的具有氧化物导电膜94层叠在布线93上的结构的布线和对于FPC 92形成的布线95彼此电连接。此处的导电材料可以是涂敷有金或银镀层的球形聚合物。
在本实施方案中，保护电路85被置于端子部分91与数据线驱动电路83之间，且当其间突然的脉冲信号引起静电时，负责将脉冲信号释放到外部。同时，电容器首先减弱瞬时引入的高电压信号，而其它的高电压信号可以由薄膜晶体管或薄膜二极管构成的电路逸出到外部。或者，可以在其它地方，例如在象素部分82与栅线驱动电路84a和84b之间形成保护电路。
[实施方案17]
实施方案13和14所述薄膜晶体管的结构都成为顶栅结构(具体地说是平面结构)。但在各个实施方案中，也可以采用底栅结构(典型为反梯形结构)。
应该理解的是，其应用不局限于薄膜晶体管，而是可以由用硅阱形成的MOS结构晶体管组成。而且，用以二极管(也称为二端元件)为代表的MIM(金属-绝缘体-金属)元件来代替薄膜晶体管，也是可能的。
无论在哪种情况下，当生产有源矩阵发光器件时，本发明的主要作用不会受到诸如晶体管结构之类的开关元件的结构的损害。
[实施方案18]
借助于将实施本发明而得到的发光器件用于其中的显示部分，能够生产各种电子装置。这些电子装置的例子是摄象机、数码相机、风镜式显示器(头戴式显示器)、导航系统、放声装置(汽车音响、音响部件等)、膝上计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子图书等)、以及包括记录媒质的放像装置(具体地说是能够处理诸如数字万能碟盘(DVD)之类的记录媒质中的数据并具有能够显示数据图象的显示器的装置)。图21A-21H示出了其实际例子。
图21A示出了一种电视，它包含机箱2001、支座2002、显示部分2003、扬声器单元2004、图象输入端子2005等。本发明被用于显示部分2003。术语电视包括用来显示信息的所有电视，例如个人计算机的电视、用来接收TV广播的电视、以及用于广告的电视。
图21B示出了一种数码相机，它包含主体2101、显示部分2102、图象接收单元2103、操作键2104、外部接口2105、快门2106等。本发明被用于显示部分2102。
图21C示出了一种膝上计算机，它包含主体2201、机箱2202、显示部分2203、键盘2204、外部接口2205、鼠标2206等。本发明被用于显示部分2203。
图21D示出了一种移动计算机，它包含主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。本发明被用于显示部分2302。
图21E示出了一种配备有记录媒质(具体地说是DVD播放器)的便携式放像装置。此装置包含主体2401、机箱2402、显示部分A 2403、显示部分B 2404、记录媒质(例如DVD)读出单元2405、操作键2406、扬声器单元2407等。显示部分A 2403主要显示图象信息，而显示部分B 2404主要显示文本信息。本发明被用于显示部分A 2403和B2404。术语配备有记录媒质的放像装置包括家用游戏机。
图21F示出了一种风镜式显示器(头戴式显示器)，它包含主体2501、显示部分2502、以及镜臂单元2503。本发明被用于显示部分2502。
图21G示出了一种摄象机，它包含主体2601、显示部分2602、机箱2603、外部接口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。本发明被用于显示部分2602。
图21H示出了一种蜂窝电话，它包含主体2701、机箱2702、显示部分2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、外部接口2707、天线2708等。本发明被用于显示部分2703。若显示部分2703在黑色背景上显示白色字符，则能够降低蜂窝电话的功耗。
如上所述，借助于实施本发明而得到的发光器件可以被用作任何电子装置的显示部分。本实施方案的电子装置可以采用实施方案13-16所示发光器件的任何一种结构。
本发明使得有可能压缩用来传送衬底的装置所占据的面积，因此提供了一种占地面积小的生产装置。占地面积小的生产装置方便了装置在洁净室中的布局和洁净室的设计。

Claims (18)

1.一种生产发光器件装置，它包含：
装载工作室；
用液体喷射方法来形成发光膜的第一工作室；
用溅射方法来形成导电膜的第二工作室；
用溅射方法来形成绝缘膜的第三工作室；以及
卸载工作室，
其中，在所有装载工作室、第一工作室到第三工作室、以及卸载工作室中，衬底被支持成待要处理的衬底表面与重力方向所对的角度为0-30度。
2.根据权利要求1的生产发光器件装置，进一步包含公共工作室。
3.一种生产发光器件装置，它包含：
装载工作室；
用印刷方法来形成发光膜的第一工作室；
用溅射方法来形成导电膜的第二工作室；
用溅射方法来形成绝缘膜的第三工作室；以及
卸载工作室，
其中，在所有装载工作室、第一工作室到第三工作室、以及卸载工作室中，衬底被支持成待要处理的衬底表面与重力方向所对的角度为0-30度。
4.根据权利要求3的生产发光器件装置，进一步包含公共工作室。
5.一种生产发光器件装置，它包含：
装载工作室；
用喷雾方法来形成发光膜的第一工作室；
用溅射方法来形成导电膜的第二工作室；
用溅射方法来形成绝缘膜的第三工作室；以及
卸载工作室，
其中，在所有装载工作室、第一工作室到第三工作室、以及卸载工作室中，衬底被支持成待要处理的衬底表面与重力方向所对的角度为0-30度。
6.根据权利要求5的生产发光器件装置，进一步包含
公共工作室。
7.根据权利要求1、3和5中任何一个的生产发光器件装置，其中，发光膜包含选自包括空穴注入层、空穴输运层、空穴阻挡层、电子注入层、电子输运层、以及电子阻挡层组成的组中的至少一种层。
8.根据权利要求1、3和5中任何一个的生产发光器件装置，其中，导电膜是包含属于周期表1族或2族元素的金属膜。
9.根据权利要求1、3和5中任何一个的生产发光器件装置，其中，导电膜是氧化物导电膜。
10.根据权利要求1、3和5中任何一个的生产发光器件装置，其中，绝缘膜包含氮化硅。
11.根据权利要求1、3和5中任何一个的生产发光器件装置，其中，装载工作室与卸载工作室被构造成单一结构。
12.一种生产发光器件的方法，它包含下列步骤：
用喷墨方法在电极上形成发光膜；
用溅射方法在发光膜上形成导电膜；以及
用溅射方法在导电膜上形成绝缘膜，
其中，在以衬底表面与重力方向所对的角度在0-30度范围内的方式夹持具有电极的衬底的情况下，进行发光膜形成步骤、导电膜形成步骤、以及绝缘膜形成步骤。
13.一种生产发光器件的方法，它包含下列步骤：
用印刷方法在电极上形成发光膜；
用溅射方法在发光膜上形成导电膜；以及
用溅射方法在导电膜上形成绝缘膜，
其中，在以衬底表面与重力方向所对的角度在0-30度范围内的方式夹持具有电极的衬底的情况下，进行发光膜形成步骤、导电膜形成步骤、以及绝缘膜形成步骤。
14.一种生产发光器件的方法，它包含下列步骤：
用喷雾方法在电极上形成发光膜；
用溅射方法在发光膜上形成导电膜；以及
用溅射方法在导电膜上形成绝缘膜，
其中，在以衬底表面与重力方向所对的角度在0-30度范围内的方式夹持具有电极的衬底的情况下，进行发光膜形成步骤、导电膜形成步骤、以及绝缘膜形成步骤。
15.根据权利要求12-14中任何一个的生产发光器件的方法，其中，发光膜包含选自包括空穴注入层、空穴输运层、空穴阻挡层、电子注入层、电子输运层、以及电子阻挡层组成的组中的至少一种层。
16.根据权利要求12-14中任何一个的生产发光器件的方法，其中，导电膜是包含属于周期表1族或2族元素的金属膜。
17.根据权利要求12-14中任何一个的生产发光器件的方法，其中，导电膜是氧化物导体膜。
18.根据权利要求12-14中任何一个的生产发光器件的方法，其中，绝缘膜包含氮化硅。
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