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Dokumentenidentifikation DE102005020666A1 22.12.2005
Titel Filmbildungsquelle, vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung, Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszierenden Bauelements, und organisches elektrolumineszierendes Bauelement
Anmelder Tohoku Pioneer Corp., Tendo, Yamagata, JP
Erfinder Abiko, Hirosi, Yonezawa, Yamagata, JP;
Matsuda, Daisuke, Yonezwawa, Yamagata, JP;
Umetsu, Shigehiro, Yonezwawa, Yamagata, JP
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Anmeldedatum 03.05.2005
DE-Aktenzeichen 102005020666
Offenlegungstag 22.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.12.2005
IPC-Hauptklasse C23C 14/34
Zusammenfassung Eine Filmbildung wird mit einem hohen Grad an Richtfähigkeit ausgeführt. Eine Filmbildungsquelle einer vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung umfasst einen Materialbehälter zur Aufnahme eines filmbildenden Materials, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des filmbildenden Materials innerhalb des Materialbehälters, und ein an einer Ausstoßöffnung des Materialbehälters vorgesehenes Richtorgan. In dieser Quelle umfasst das Richtorgan einen Durchgang, der in feine Öffnungen unterteilt ist, und eine Soll-Richtfähigkeit wird erhalten auf der Basis der Querschnittsfläche (Sa) jeder Öffnung im Richtorgan, des Abstands (L) der Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und der Filmbildungsgeschwindigkeit (R) für das filmbildende Material an einer Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Filmbildungsquelle, eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung, ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszierenden Bauelements, und ein organisches elektrolumineszierendes Bauelement.

Vakuumunterstützte Filmbildungsverfahren (einschließlich Vakuumabscheideverfahren und Molekularstrahlepitaxie-Verfahren) sind als vorteilhafte Techniken zur Bildung von Dünnfilmen auf Substraten bekannt. Bei einem vakuumunterstützten Filmbildungsverfahren wird ein atomarer oder molekularer Strom eines filmbildenden Materials, der unter Erhitzen durch Sublimieren oder Verdampfen des filmbildenden Materials erzeugt wurde, auf die Filmbildungsoberfläche eines im Inneren einer Filmbildungsvakuumkammer angeordneten Substrats abgestrahlt, wodurch sich eine feste Anhaftung des filmbildenden Materials an dieser Filmbildungsoberfläche ergibt, und hierbei ein Dünnfilm entsteht. Eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung zur Ausführung dieser Art vakuumunterstützter Filmbildung hat typischerweise einen grundlegenden Aufbau, der eine Filmbildungsquelle umfasst, die mit wenigstens einem als Tiegel oder Zelle bekannten Behälter ausgestattet ist, um das filmbildende Material aufzunehmen, und eine Heizeinrichtung zur Erhitzung des filmbildenden Materials, sowie die oben beschriebene Filmbildungsvakuumkammer.

Diese Axt von vakuumunterstützter Filmbildung wird zur Bildung von Dünnfilmen in allen Arten von elektronischen Einrichtungen eingesetzt. Insbesondere wird sie bei der Herstellung von organischen elektrolumineszierenden Bauelementen verwendet, die in jüngster Zeit als Anzeigeelemente für selbstemittierende Flachschirmanzeigen großes Interesse auf sich gezogen haben, und zur Bildung von Elektroden oder Schichten aus organischem Material (einschließlich lumineszierender Schichten) auf einem Substrat.

Eine Eigenschaft, die die Filmbildungsquelle bei der vakuumunterstützten Filmbildung haben muss, ist ein hoher Grad an Richtfähigkeit. In dieser Beschreibung bezieht sich ein hoher Grad an Richtfähigkeit auf die Fähigkeit, den atomaren oder molekularen Strom, der unter Erhtizen durch Sublimieren oder Verdampfen des filmbildenden Materials erzeugt wird, ohne eine nach außen laufende Streuung des Stroms in eine gewünschte Richtung auszustoßen. In quantitativen Begriffen ausgedrückt, bezieht sich diese Eigenschaft auf die Fähigkeit, die halbe Breite der Verteilung der Filmdicke des erzeugten Dünnfilms zu verringern.

Indem man eine Filmbildungsquelle mit einem hohen Grad an Richtfähigkeit verwendet, wird das filmbildende Material nicht in verschwenderischer Art und Weise gestreut, was bedeutet, dass die Verbrauchseffizienz des Materials maximiert werden kann. Zudem lässt sich eine konzentrierte Filmbildung an den gewünschten Stellen ausführen, d.h. dass auch der Betriebswirkungsgrad des Filmbildungsprozesses verbessert werden kann, vorausgesetzt, die Filmbildung geht bei einer angemessenen Geschwindigkeit vonstatten.

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszierenden Bauelements ermöglicht ein hoher Grad an Richtfähigkeit eine Verbesserung der Produktivität, indem die Verbrauchseffizienz des wertvollen organischen Materials maximiert wird und sich der Betriebswirkungsgrad des Filmbildungsprozesses verbessert. Als Ergebnis einer verbesserten Genauigkeit bei der Filmbildung ermöglicht dies eine Kostenreduzierung des Produkts und auch eine Verbesserung der Produktqualität.

Es sind eine ganze Reihe von verschiedenen Filmbildungsquellen zur Erzeugung von hohen Graden an Richtfähigkeit vorgeschlagen worden. Beispielsweise ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer Hei 6-228740 ein Aufbau offenbart, bei dem über der Dampfabscheidungsquelle der vakuumunterstützten Abscheidevorrichtung eine Düse zum Ausstoßen eines dampfförmigen Stroms vorgesehen ist, und die Form der Düsenausstoßöffnung wird entsprechend dem Abscheidebereich des Abscheidetargets modifiziert. Ferner ist in der japanischen Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2003-293120 ein Aufbau offenbart, bei dem ein lang gestreckter Behälter, in dem ein Verdampfungsmaterial untergebracht ist, als Dampfabscheidungsquelle der vakuumunterstützten Abscheidevorrichtung vorgesehen ist. Entlang der Längsrichtung dieses lang gestreckten Behälters sind lochförmige Verdampfungsöffnungen vorgesehen, und das Längenverhältnis (Tiefe L der Öffnung/Durchmesser D der Öffnung) für jede dieser Verdampfungsöffnungen wird auf einen Wert von mindestens 1 eingestellt.

Bei einem realen, vakuumunterstützten Filmbildungsprozess ist jedoch eine effektive Verbesserung der Richtfähigkeit, indem man einfach die Form der Düsenausstoßöffnung der Filmbildungsquelle oder das Längenverhältnis der Verdampfungsöffnungen einstellt, unmöglich. 1 ist eine graphische Darstellung, in der die Beziehung zwischen dem Längenverhältnis der Düse (Düsenlänge L/Innendurchmesser D der Düse) und der halben Breite ha gezeigt ist, und zwar unter Bedingungen, die das Vorsehen einer kreiszylindrischen Düse an der Ausstoßöffnung der Filmbildungsquelle, sowie eine gleichförmige Filmbildungsrate einschließen. Die 2A und 2B sind Darstellungen, in denen die Definition der halben Breite ha erklärt ist. Wie in 2A gezeigt ist, ist die Ausstoßöffnung der Filmbildungsquelle S auf ein zur Filmbildung vorgesehenes Substrat M gerichtet. Wenn die Verteilung der sich ergebenden Filmdicke so vorliegt wie in 1 gezeigt ist, dann ist die halbe Breite ha gleich dem doppelten Abstand eines Punkts 0 auf dem Substrat M direkt über der Ausstoßöffnung, zu dem Punkt, an dem die Filmdicke auf den halben Wert (t0/2) der maximalen Filmdicke t0 innerhalb der Filmdickenverteilung auf der Substratoberfläche abfällt.

Aus der graphischen Darstellung von 1 geht klar hervor, dass, selbst wenn das Längenverhältnis der Düse auf einen Wert von 1 oder darüber eingestellt wird, keine weitere Verbesserung der Richtfähigkeit (d.h. keine weitere Verengung der halben Breite ha) erreicht werden kann, wenn einmal ein bestimmter Wert erreicht ist. Wird das Längenverhältnis auf einen hohen Wert eingestellt, dann kann die Richtfähigkeit gesteigert werden, indem man die Filmbildungsgeschwindigkeit herabsetzt; eine Herabsetzung der Filmbildungsgeschwindigkeit erhöht aber die Zeit, die die Filmbildung in Anspruch nimmt, was eine nicht praxistaugliche Verschlechterung des Betriebswirkungsgrads des Filmbildungsprozesses verursacht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen. Mit anderen Worten besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die essenziellen Faktoren zu bestimmen, welche die Richtfähigkeit der Filmbildungsquelle steuern, wodurch es möglich wird, konstruktive Kernmerkmale der Filmbildungsquelle darzulegen, die höhere Grade an Richtfähigkeit ermöglichen, die ohne Absenkung der Filmbildungsgeschwindigkeit erzielt werden sollen. Weitere Aufgaben der vorliegenden Erfindung bestehen darin, eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung bereitzustellen, die zu einer Filmbildung mit hoher Richtfähigkeit bei angemessener Geschwindigkeit in der Lage ist, und darin, die Herstellungskosten von organischen elektrolumineszierenden Bauelementen zu reduzieren und die dazugehörige Produktqualität zu verbessern, indem die Filmbildung mit einem hohen Grad an Richtfähigkeit und einem hohen Betriebswirkungsgrad vonstatten geht.

Um diese Aufgaben lösen, umfasst die vorliegende Erfindung zumindest die Konstruktionen gemäß der folgenden, unabhängigen Aspekte.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, wie in Anspruch 1 dargelegt, eine Filmbildungsquelle einer vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung bereitgestellt, zur Ausbildung eines Dünnfilms auf einer Oberfläche eines Filmbildungstargets durch Abstrahlung eines durch Erhitzen und Sublimieren oder Verdampfen erzeugten atomaren oder molekularen Stroms eines filmbildenden Materials auf die Oberfläche des Filmbildungstargets, wobei die Filmbildungsquelle einen Materialbehälter umfasst, um das filmbildende Material aufzunehmen, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des filmbildenden Materials innerhalb des Materialbehälters, und ein Richtorgan, das an einer Ausstoßöffnung des Materialbehälters vorgesehen ist, wobei das Richtorgan einen Durchgang aufweist, der in feine Öffnungen unterteilt ist, und eine Soll-Richtfähigkeit auf der Basis einer Querschnittsfläche Sa jeder Öffnung im Richtorgan, einem Abstand L einer Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und einer Filmbildungsgeschwindigkeit R für das filmbildende Material an einer Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans erhalten wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.

1 ist ein erläuterndes Diagramm (das die Beziehung zwischen dem Längenverhältnis und der halben Breite zeigt), das zum Beschreiben der Aufgaben der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

die 2A und 2B sind erläuternde Darstellungen (zur Definition der halben Breite), die zur Beschreibung der Aufgaben der vorliegenden Erfindung verwendet werden;

3 ist ein erläuterndes Schaubild, das ein Beispiel für den grundlegenden Aufbau einer Filmbildungsquelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

4 ist eine graphische Darstellung, die den bevorzugten Bereich von Einstellwerten für eine Filmbildungsquelle nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

5 ist eine graphische Darstellung, in der die Ergebnisse für Beispiele und Vergleichsbeispiele der vorliegenden Erfindung gezeigt sind, die in die graphische Darstellung von 4 eingetragen sind;

die 6A und 6B sind erläuternde Schaubilder, die modifizierte Beispiele für die Filmbildungsquelle nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen;

die 7A bis 7D sind erläuternde Schaubilder, die beispielhafte Konstruktionen für eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung zeigen, unter Verwendung einer Filmbildungsquelle gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

8 ist ein erläuterndes Schaubild, das ein Beispiel für ein organisches elektrolumineszierendes Anzeigefeld zeigt, das unter Verwendung einer vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Mit Bezug auf die Zeichnungen werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. 3 ist ein erläuterndes Schaubild, das ein Beispiel für den grundlegenden Aufbau einer Filmbildungsquelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Filmbildungsquelle 10 gemäß dieser Ausführungsform umfasst wenigstens einen Materialbehälter 11 zur Aufnahme eines filmbildenden Materials, eine Heizeinrichtung 12 zum Erhitzen des im Inneren des Materialbehälters 11 aufgenommenen, filmbildenden Materials, und ein Richtorgan 13, das an einer Ausstoßöffnung 11a des Materialbehälters 11 vorgesehen ist. Das Richtorgan 13 umfasst einen Durchgang 13b, der in eine Vielzahl von feinen Öffnungen 13a unterteilt wurde.

Das Richtorgan 13 entspricht der im Stand der Technik verwendeten Düse und hat die Funktion, die Abstrahlrichtung des atomaren oder molekularen Stroms des filmbildenden Materials zu regeln, der durch Erhitzen und entweder Sublimieren oder Verdampfen des filmbildenden Materials erzeugt wurde. Das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der während der Auslegung des Richtorgans 13 stattfindenden Einführung eines spezifischen Verhältnisses zwischen der molekularen Flussdichte (oder der atomaren Flussdichte, obwohl nachstehend die molekulare Flussdichte als der allgemeine Begriff verwendet wird, um beide Arten des Flusses abzudecken), und der halben Breite.

Um die Richtfähigkeit der Filmbildungsquelle 10 zu verbessern, ist es notwendig, einen Zustand herzustellen, bei dem intermolekulare Kollisionen innerhalb des Durchgangs 13b des Richtorgans 13 mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftreten werden. Anders ausgedrückt ist es notwendig, einen Zustand herzustellen, bei dem die Knudsen-Zahl Ku (= &lgr;/d, wobei &lgr; die mittlere freie Weglänge der Moleküle [m] ist, und d der Innendurchmesser des Durchgangs 13b ist), die eine dimensionslose Zahl ist, die man zur Abschätzung des Effekts von intermolekularen Kollisionen bei der Molekularbewegung hernimmt, beträchtlich größer als 1 ist. Wenn jedoch die Filmbildungsgeschwindigkeit abgesenkt wird, um einen Zustand mit einer hohen Knudsen-Zahl Ku zu erzeugen, dann besteht wie oben beschrieben eine Tendenz dahingehend, eine Verlängerung der Filmbildungszeit heraufzubeschwören, wodurch ein praktikabler Filmbildungsvorgang unmöglich gemacht wird.

Demzufolge hat man bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Augenmerk auf die molekulare Flussdichte innerhalb des Richtorgans 13 gelegt. Anders ausgedrückt wurde die Ausführungsform unter Konzentration darauf entworfen, dass die Beziehung zwischen der molekularen Flussdichte im Richtorgan 13 und der halben Breite eine Korrelation darstellt, die von der Auslegung des Richtorgans 13 und dem Betriebszustand der Filmbildungsquelle 10 abhängt. Genauer gesagt hat man festgestellt, dass die Beziehung zwischen dem natürlichen Logarithmus der molekularen Flussdichte und der normierten halben Breite eine lineare Beziehung mit einem positiven Gradienten ist, der von der Auslegung des Richtorgans 13 und dem Betriebszustand der Filmbildungsquelle 10 abhängt. Demzufolge sind bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Auslegungsbandbreiten festgelegt, die eine Auslegung des Richtorgans 13 und einen Betriebszustand der Filmbildungsquelle 10 vorgeben, die hinsichtlich der Maximierung sowohl der Richtfähigkeit als auch der Filmbildungsgeschwindigkeit angemessen sind.

Genauer ausgedrückt stellte sich die molekulare Flussdichte X als konstruktives Kernmerkmal der Filmbildungsquelle 10 dar als die nachstehend gezeigte Formel (a). X = log(R·L2/Sa) [Ångström/sec](a) Sa: Querschnittsfläche jeder Öffnung 13a im Richtorgan 13, L: Abstand der Ausstoßspitze des Richtorgans 13 zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und R: Filmbildungsgeschwindigkeit für das filmbildende Material an einem Punkt an der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans 13.

Des Weiteren stellte sich die normierte halbe Breite Y in Form der nachstehend gezeigten Formel (b) dar. Y = ha/L(b) ha: halbe Breite während der Filmbildung auf der Oberfläche des Filmbildungstargets, und L: Abstand der Ausstoßspitze des Richtorgans 13 zur Oberfläche des Filmbildungstargets.

Die Parameter in diesen Formeln (a) und (b) sind durch den Betriebszustand der Filmbildungsquelle 10 und die Auslegung des Richtorgans 13 bestimmt. Demgemäß lässt sich für die Filmbildungsquelle 10 eine gewünschte Richtfähigkeit einstellen, und zwar auf der Basis der Querschnittsfläche Sa jeder Öffnung 13a im Richtorgan 13, des Abstands L der Ausstoßspitze des Richtorgans 13 zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und der Filmbildungsgeschwindigkeit R für das filmbildende Material an einer Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans 13.

4 ist eine graphische Darstellung, in der der bevorzugte Bereich von Einstellwerten für die Filmbildungsquelle 10 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die graphische Darstellung zeigt den Bereich an Einstellwerten, wobei sich die molekulare Flussdichte X darstellt durch die oben genannte Formel (a) und entlang der X-Achse aufgetragen ist, und die normierte halbe Breite Y dargestellt ist durch die oben angegebene Formel (b) und entlang der Y-Achse aufgetragen ist. In der Figur stellt die Gerade p1 Y = 0,21·X – 0,2 dar, und die Gerade p2 stellt Y = 0,22·X – 0,39 dar. Der Bereich III in der Figur, der für Y > 0,21·X – 0,2 steht, stellt die X-Y-Beziehung für diejenigen Fälle dar, bei denen im Richtorgan 13 keine feinen Öffnungen ausgebildet sind, wie es im Stand der Technik der Fall ist.

Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung steht für eine Auslegung, bei der mit derselben molekularen Flussdichte X das Experiment einen höheren Grad an Richtfähigkeit (eine schmälere halbe Breite) gezeigt hat als für den Bereich III. Die erzielbare Bandbreite von Einstellwerten ist als Bereich I angegeben [1 ≤ X ≤ 10, 0,01 Y ≤ 0,21·X – 0,2] und innerhalb dieses Bereichs sind besonders bevorzugte Einstellwerte angegeben als Bereich II [2 ≤ X ≤ 9, 0,05 ≤ Y ≤ 0,22·X – 0,39]. Das Aufstellen dieser Bereiche beruht auf einem Vergleich der Ergebnisse von Messungen, die an bestimmten Beispielen und Vergleichsbeispielen vorgenommen wurden, wie nachstehend beschrieben.

Das charakteristische Merkmal dieser Ausführungsform ist die Verwendung der Formeln X = log(R·L2/Sa) und Y = ha/L als Einstellparameter. Unter Verwendung dieser Einstellparameter lässt sich die Richtfähigkeit der Filmbildungsquelle 10 auf der Basis der molekularen Flussdichte einstellen, welcher der primäre Faktor ist, der die Richtfähigkeit beeinflusst. Infolgedessen kann verglichen mit dem Stand der Technik ein höherer Grad an Richtfähigkeit erzielt werden, während noch eine zufriedenstellende Filmbildungsgeschwindigkeit beibehalten wird.

Es folgt nun eine Beschreibung von Beispielen der vorliegenden Erfindung. In einer Filmbildungsquelle 10 gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung ist der Durchmesser D0 des Materialbehälters 11 größer als der Durchmesser D1 des Richtorgans 13, und es sind eine Vielzahl von feinen Öffnungen 13a im Richtorgan 13 vorgesehen, wie in 3 gezeigt ist. Für das Richtorgan 13 wurde entweder eine Auslegung verwendet, bei der 1600 Röhren mit einem Innendurchmesser von 0,1 mm und einer Länge von 20 mm verwendet wurden, um den Innenraum des kreiszylindrischen Körpers mit einem Durchmesser D1 = 8 mm und einer Länge von 20 mm (Beispiel 1) zu füllen, oder eine Auslegung, bei der 220 Röhren mit einem Innendurchmesser von 0,4 mm und einer Länge von 20 mm verwendet wurden, um den Innenraum eines kreiszylindrischen Körpers mit einem Durchmesser D1 = 8 mm und einer Länge von 20 mm (Beispiel 2) aufzufüllen.

Darüber hinaus umfassten die Vergleichsbeispiele einen Aufbau, bei dem eine Düse vorgesehen war, die nach außen hin ein dem Richtorgan 13 identisches Erscheinungsbild bot, jedoch keine feinen Öffnungen enthielt (Vergleichsbeispiel 1), und einen Aufbau, bei dem das Richtorgan 13 vom Materialbehälter 11 abgenommen war, und der Durchmesser der Ausstoßöffnung 11a auf 3,5 mm verkleinert wurde (Vergleichsbeispiel 2).

Unter Verwendung dieser Beispiele 1 und 2 und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 wurde der Wert L (der Abstand der Ausstoßspitze des Richtorgans 13, oder der Ausstoßspitze der Düse, zur Oberfläche des Filmbildungstargets) auf 300 mm eingestellt, und die Filmbildung wurde mit einer Reihe unterschiedlicher Geschwindigkeiten durchgeführt, wobei für jede Geschwindigkeit die halbe Breite gemessen wurde. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

5 ist eine graphische Darstellung, in der die in die graphische Darstellung von 4 eingetragenen Messergebnisse gezeigt sind. In 5 kann die Richtfähigkeit so betrachtet werden, dass sie für kleinere Werte von Y ansteigt, und die Filmbildungsgeschwindigkeit kann so betrachtet werden, dass sie für größere Werte von X zunimmt. Es ist offensichtlich, dass, verglichen mit den Vergleichsbeispielen 1 und 2, die Beispiele 1 und 2 einen höheren Grad an Richtfähigkeit ermöglichen und dieser bei einer höheren Filmbildungsgeschwindigkeit erreicht werden kann.

In den zuvor beschriebenen Beispielen der vorliegenden Erfindung war das Richtorgan 13 als kreiszylindrischer Körper ausgebildet, und es wurden eine Vielzahl von Röhren verwendet, um diesen Körper aufzufüllen, wodurch sich eine Vielzahl von feinen Öffnungen 13a mit kreisförmigem Querschnitt ergab. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktionen beschränkt, und das Richtorgan 13 kann ein polygonaler, säulenförmiger Körper sein, während die Querschnittsform der Öffnungen 13a auch polygonartig oder dgl. sein kann. Wenn die Dicke der Trennwände der feinen Öffnungen zunimmt, kann dies den Durchgang von Dampf durch die Röhren blockieren, was zu Problemen hinsichtlich Materialzersetzung führt. Demzufolge sind dünnere Wände bevorzugt, vorausgesetzt, sie sind dazu in der Lage, ihre strukturelle Form beizubehalten. Ferner kann der Aufbau des Richtorgans 13 auch eine Unterteilung der Ausstoßöffnung 11a des Materialbehälters 11 in eine gitterartige Struktur umfassen, wodurch sich feine Strömungsdurchgänge ergeben. Zusammenfassend gesagt, beläuft sich die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht einfach nur auf die Spezifizierung der Auslegung des Richtorgans 13, sondern stellt vielmehr ein Aufbau bereit, bei dem basierend auf der molekularen Flussdichte Auslegungsparameter verwendet werden, um die Richtfähigkeit der Filmbildungsquelle 10 zu verbessern, und zwar auch in den Bereichen, in denen die Richtfähigkeit nicht einfach durch Erhöhung des Längenverhältnisses verbessert werden kann. Der in 3 gezeigte Aufbau der Filmbildungsquelle 10 stellt nur eine bevorzugte Ausführungsform für die praktische Umsetzung der vorliegenden Erfindung dar.

Die 6A und 6B zeigen modifizierte Beispiele für die in 3 gezeigte Filmbildungsquelle 10. In 6A sind mehrere Richtorgane 131 derselben Art, wie sie in der in 3 gezeigten Ausführungsform verwendet werden, in einer Linie über einem einzelnen Materialbehälter 11 angeordnet. In 6B ist ein Richtorgan 132, das eine lang gestreckte Ausstoßöffnung hat und mit feinen Öffnungen gefüllt ist, über einem einzelnen Materialbehälter 11 vorgesehen. Diese Beispiele stellen effektive Filmbildungsquellen für die Fälle dar, bei denen die Filmbildung einen hohen Grad an Richtfähigkeit in einer Richtung benötigt, und eine lineare Verbreiterung des Stroms in der orthogonalen Richtung. Darüber hinaus ist auch ein integrierter Aufbau möglich, bei der sich das Richtorgan im Inneren des Materialbehälters befindet.

Bezüglich der Materialien, die zur Bildung des Materialbehälters 11 und des Richtorgans 13 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden, bestehen keine besonderen Beschränkungen. Geeignete Materialien umfassen Nickel, Eisen, rostfreien Stahl, Kobalt-Nickel-Legierung, Graphit und magnetische Keramikwerkstoffe wie SiC, Al2O3, BN und Titannitrid.

Darüber hinaus können in der Heizeinrichtung 12 auch beliebige der herkömmlicher Weise bekannten Heizeinrichtungen eingesetzt werden. Beispiele für geeignete Heizverfahren umfassen eine Widerstandsheizung, Hochfrequenzheizung, Heizung über Laserstrahl, sowie über Elektronenstrahl. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Widerstandsheizverfahren verwendet, und ein Heizdraht, bzw. eine bootförmige Heizspule, der bzw. die aus einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt, wie z.B. Tantal (Ta), Molybdän (Mo) oder Wolfram (W) besteht, wird um den Umfang des Materialbehälters 11 gelegt, wobei letzterer aus einem Oxidmaterial mit einem hohen Schmelzpunkt gebildet ist, wie z.B. aus Aluminiumoxid (Al2O3) oder Berryliumoxid (BeO). Das Erhitzen wird dann bewerkstelligt, indem man einen elektrischen Strom durch diese Heizspule laufen lässt. In einer sogar noch wünschenswerteren Ausführungsform ist das Richtorgan 13 aus demselben Material wie der Materialbehälter 11 gebildet, und die Heizspule ist auch um den Umfang des Richtorgans 13 gewickelt. Indem man das Erhitzen des Richtorgans 13 in dieser Art und Weise ermöglicht, kann ein Anhaften des filmbildenden Materials am Richtorgan 13 verhindert werden, wodurch eine noch günstigere Filmbildung möglich ist.

Die 7A bis 7D zeigen eine Reihe von beispielhaften Konstruktionen für eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung, die eine Filmbildungsquelle gemäß der zuvor erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einsetzt. Die in den 7A bis 7D gezeigten vakuumunterstützten Vorrichtungen zur Filmbildung umfassen jeweils eine Filmbildungsquelle 10 gemäß der oben genannten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und eine Filmbildungsvakuumkammer 20, in der ein Substrat M mit einer Oberfläche m des Filmbildungstargets mittels Halteeinrichtungen gehaltert ist, die in der Figur nicht gezeigt sind. In jeder Vorrichtung wird ein molekularer Strom des filmbildenden Materials, der von der Filmbildungsquelle 10 ausgestoßen wird, auf das Substrat M abgestrahlt. Die Filmbildungsvakuumkammer 20 ist über ein Ventil 21 an ein Absaugrohr 22 angeschlossen, und das Innere der Kammer kann bis auf einen Zustand eines Hochvakuums (nicht über 10–4 Pa) leer gepumpt werden. Während die Kammer in diesem Zustand des Hochvakuums gehalten wird, wird die Filmbildungsquelle 10 erhitzt, und ein molekularer Strom des filmbildenden Materials wird in die Kammer ausgestoßen, wobei sich auf dem Substrat M ein Dünnfilm bildet. Bei diesem Aufbau ist es möglich, eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung vorzusehen, die eine Filmbildung bei hoher Richtfähigkeit und gleichzeitig angemessener Geschwindigkeit zu leisten in der Lage ist.

Bei den in den 7A und 7B gezeigten beispielhaften Konstruktionen ist die Filmbildungsquelle 10 innerhalb der Filmbildungsvakuumkammer 20 angeordnet. Es ist sowohl ein Aufbau mit einer einzigen Filmbildungsquelle 10 möglich, wie der in 7A gezeigte, als auch ein Aufbau mit einer Mehrzahl von Filmbildungsquellen 10, wie der in 7B gezeigte. Darüber hinaus sind bei den in den 7C und 7D gezeigten, beispielhaften Konstruktionen die Richtorgane 130 im Inneren der Filmbildungsvakuumkammer 20 angeordnet, während die Materialbehälter 11A, 11B und 11C außerhalb der Filmbildungsvakuumkammer 20 liegen. Bei diesen Beispielen sind eine Vielzahl von säulenförmigen Richtorganen 130 mit Ausstoßöffnungen entlang einer Richtung des Substrats ausgerichtet, und diese sind mit einer Mehrzahl von Materialbehältern 11A, 11B und 11C verbunden. Es ist sowohl ein Aufbau möglich, bei dem der Molekularstrom in der Vertikalrichtung ausgestoßen wird, wie in 7C gezeigt ist, als auch ein Aufbau, bei dem der Molekularstrom in der Horizontalrichtung ausgestoßen wird, wie in 7D gezeigt ist.

Eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung, die eine zuvor beschriebene Filmbildungsquelle 10 verwendet, lässt sich vorzugsweise auf ein Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds anwenden, das organische elektrolumineszierende Bauelemente als Anzeigeelemente enthält. Bei dieser Art von organischem elektrolumineszierenden Anzeigefeld ist eine Schicht aus organischem Material, die wenigstens eine organische, lumineszierende Schicht enthält, zwischen einer ersten Elektrode und einer zweiten Elektrode sandwichartig eingefasst, wobei sich organische elektrolumineszierende Bauelemente auf der Oberseite eines Substrats bilden. Die oben angegebene vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung kann zur Erzeugung eines aus einem oder mehreren filmbildenden Materialien bestehenden Films auf dem Substrat verwendet werden, wobei das entweder bei der Bildung der Elektroden oder der Schicht aus organischem Material geschieht.

Weil diese Filmbildung mit einer befriedigenden Geschwindigkeit und einem hohen Grad an Richtfähigkeit vonstatten gehen kann, ist eine Verschwendung des organischen Materials beschränkt, und der Arbeitsaufwand zur Wiedergewinnung nicht verbrauchten filmbildenden Materials kann reduziert weiden. Im Ergebnis lässt sich die Filmbildung mit einem guten Betriebswirkungsgrad durchführen, wodurch eine Verringerung der Herstellungskosten der organischen elektrolumineszierenden Bauelemente (und des organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds) ermöglicht ist, wie auch eine Verbesserung der Produktqualität. Es erübrigt sich zu sagen, dass diese Effekte nicht auf organische elektrolumineszierende Bauelemente beschränkt sind; dieselben Effekte sind auch für eine vakuumunterstützte Dünnfilm-Bildungseinrichtung zu erwarten, wie z.B. bei einer Vakuumabscheidung, in der Molekularstrahlepitaxie eingesetzt wird.

8 ist ein erläuterndes Schaubild, in dem ein Beispiel für ein organisches elektrolumineszierendes Anzeigefeld gezeigt ist, das unter Einsatz der vorerwähnten vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung hergestellt wurde.

Der grundlegende Aufbau dieses organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds 100 umfasst eine Schicht 133 aus organischem Material, die eine organische, lumineszierende Schicht enthält, welche zwischen einer ersten Elektrode 131 und einer zweiten Elektrode 132 sandwichartig eingefasst ist, wodurch sich eine Vielzahl von organischen elektrolumineszierenden Bauelementen 130 auf der Oberseite des Substrats 110 ergeben. Bei dem gezeigten Beispiel ist eine Deckschicht 110a aus Silizium oben auf dem Substrat 110 gebildet, und die erste Elektrode 131, die über dieser Deckschicht ausgebildet ist, ist eine transparente Elektrode (wie z.B. ITO) und fungiert als Anode, während die zweite Elektrode 132 aus einem metallischen Material wie z.B. Aluminium gebildet ist und als Kathode fungiert. Dieser Aufbau ist als unterseitiges Abstrahlsystem bekannt, bei dem Licht durch die Substratseite 110 des Aufbaus ausgesendet wird. Außerdem hat in dem gezeigten Beispiel die Schicht 133 aus organischem Material einen dreilagigen Aufbau, der eine Defektelektronen-Transportschicht 133A, eine lumineszierende Schicht 133B und eine Elektronentransportschicht 133C umfasst. Über dem Substrat 110 ist ein dicht gekapselter Raum gebildet, in dem ein Dichtungselement 140 über eine Klebeschicht 141 fest mit dem Substrat 110 verbunden wird, und innerhalb dieses dicht gekapselten Raums ist der Anzeigeabschnitt mit den organischen elektrolumineszierenden Bauelementen 130 gebildet.

In dem Anzeigeabschnitt, der die in der Figur gezeigten, organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 enthält, sind die ersten Elektroden 131 durch eine Isolierschicht 134 unterteilt, und unterhalb der unterteilten ersten Elektrode 131 bilden sich Einheitsanzeigebereiche (130R, 130G, 130B), die jeweils den organischen elektrolumineszierenden Bauelementen 130 entsprechen. Darüber hinaus ist an der Innenfläche des Dichtungselements 140, das den dicht gekapselten Raum bildet, ein Mittel 142 zum Feuchteentzug angebracht, wodurch eine durch Feuchtigkeit hervorgerufene Zersetzung der organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 verhindert ist.

Darüber hinaus ist am Rand des Substrats 110 wenigstens eine erste Elektrodenschicht 120A in einer bestimmten Struktur gebildet, die aus demselben Material und in derselben Art und Weise gebildet ist wie die ersten Elektroden 131, und von den ersten Elektroden 131 durch Isolierschichten 134 isoliert ist. An dem vorstehenden Abschnitt dieser ersten Elektrodenschicht 120A ist wenigstens eine zweite Elektrodenschicht 120B gebildet, die einen Verdrahtungsabschnitt mit geringem Widerstand erzeugt, welcher ein Metall wie Ag, Cr oder Al, oder eine Legierung aus diesen umfasst, wie z.B. eine Silber/Palladium-Legierung (Ag-Pd). Gegebenenfalls kann dann ein Schutzfilm 120C aus IZO oder dgl. auf der Oberseite der zweiten Elektrodenschicht 120B gebildet werden, wodurch die Bildung wenigstens einer Extraktionselektrode 120 vervollständigt ist, welche die erste Elektrodenschicht 120A, die zweite Elektrodenschicht 120B und den Schutzfilm 120C umfasst. Die Spitze der zweiten Elektrode 132 ist an diese Extraktionselektrode 120 nahe dem Innenrand des dicht gekapselten Raums angeschlossen.

Obwohl dies in der Figur nicht gezeigt ist, kann eine Extraktionselektrode für die erste Elektrode 131 gebildet werden, indem man die erste Elektrode 131 so verlängert, dass sie über den dicht gekapselten Raum hinaus vorsteht. Eine Elektrodenschicht, die einen Verdrahtungsabschnitt mit geringem Widerstand erzeugt und ein Metall wie Ag, Cr oder Al bzw. eine Legierung hiervon umfasst, kann auch auf der Oberseite dieser Extraktionselektrode gebildet werden, und zwar in einer Art und Weise, die derjenigen für die zweite Elektrode 132 beschriebenen entspricht.

Es folgt eine mehr ins Detail gehende Beschreibung des organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sowie auch eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Anzeigefelds.

a: Elektroden

Die erste oder zweite Elektrode 131 bzw. 132 wird als Kathode eingesetzt, während die andere als Anode eingesetzt wird. Die Anode ist aus einem Metall mit einer höheren Austrittsarbeit als die Kathode gebildet und verwendet typischerweise einen Metallfilm, wie z.B. Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Nickel (Ni), oder Platin (Pt), oder alternativ dazu einen transparenten leitfähigen Film aus einem Metalloxid, wie z.B. ITO oder IZO. Dagegen ist die Kathode aus einem Material mit einer geringeren Austrittsarbeit als die Anode gebildet und verwendet typischerweise ein Metall mit geringer Austrittsarbeit, wie z.B. ein Alkalimetall (Li, Na, K, Rb, Cs), ein Erdalkalimetall (Be, Mg, Ca, Sr, Ba), oder ein Seltenerdmetall; eine Verbindung oder Legierung aus einem derartigen Metall mit geringer Austrittsarbeit; einen amorphen Halbleiter, wie z.B. dotiertes Polyanilin oder dotiertes Polyphenylenvinylen; oder ein Oxid wie Cr2O3, NiO oder Mn2O5. In den Fällen, wo sowohl die erste als auch die zweite Elektrode 131 und 132 aus transparenten Materialien gebildet sind, kann an der zur Lichtemissionsseite entgegengesetzten Seite der Elektroden ein reflektiver Film vorgesehen sein.

Die Extraktionselektrode 120 wird an eine Komponente eines Ansteuerkreises oder an eine flexible Leiterplatte zur Ansteuerung des organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds 100 angeschlossen. Die Extraktionselektrode 120 wird vorzugsweise mit einem möglichst geringen Widerstand gebildet und es wird, wie zuvor beschrieben, entweder eine Metallelektrodenschicht geringen Widerstands erzeugt, indem eine Legierung aus Ag-Pd, oder Metalle wie Ag, Cr, Al bzw. Legierungen hiervon, schichtweise aufgebracht werden; oder alternativ dazu wird eine Metallelektrode mit geringem Widerstand aus einem einzelnen dieser Metalle gebildet.

b: Schicht aus organischem Material

Die Schicht 133 aus organischem Material besteht aus einer Schicht aus einem organischen Verbundmaterial entweder mit einer einzigen Schicht oder mit mehreren Schichten, und umfasst wenigstens eine Schicht mit organischer elektrolumineszierender Funktion, obwohl die tatsächliche Auslegung der Schichten flexibel ist. Wie in 8 gezeigt ist, wird allgemein eine Schicht aus organischem Material verwendet, die eine Defektelektronen-Transportschicht 133A, eine lumineszierende Schicht 133B und eine Elektronentxansportschicht 133C umfasst, die in dieser Reihenfolge von der Anodenseite zur Kathodenseite hin schichtweise aufgetragen werden. Von der lumineszierenden Schicht 133B, der Defektelektronen-Transportschicht 133A und der Elektronentransportschicht 133C können aber auch jeweils mehrere vorgesehen sein, und die Defektelektronen-Transportschicht 133A und/oder die Elektronentransportschicht 133C können auch weggelassen werden. Außerdem können, je nach der beabsichtigten Anwendung, andere Schichten aus organischem Material, wie die Defektelektronen-Injektionsschichten und Elektroneninjektionsschichten, auch in der Schicht aus organischem Material eingelagert sein. In der vorliegenden Erfindung können für die Defektelektronen-Transportschicht 133A, die lumineszierende Schicht 133B und die Elektronentransportschicht 133C beliebige der herkömmlicher Weise eingesetzten Materialien verwendet werden (einschließlich Materialien mit hohem Molekulargewicht als auch mit niedrigem Molekulargewicht).

Darüber hinaus kann beim lichtemittierenden Material zur Bildung der lumineszierenden Schicht 133B entweder eine Lichtemission verwendet werden, die bei der Rückkehr aus einem angeregten Singlettzustand in einen Grundzustand erzeugt wird (Fluoreszenz), oder eine Lichtemission, die bei der Rückkehr aus einem angeregten Triplettzustand in einen Grundzustand erzeugt wird (Phosphoreszenz).

c: Dichtungselement (Dichtungsfilm)

Bei dem organischen elektrolumineszierenden Anzeigefeld 100 kann für das Dichtungselement 140, das dazu verwendet wird, die organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 in luftdicht gekapseltem Zustand zu halten, ein aus Metall, Glas oder Kunststoff bestehendes, plattenförmiges oder gefäßförmiges Element verwendet werden. Ein Glaselement kann durch Pressformen, Ätzen oder eine Sandstrahlbehandlung aus einem dichtenden Flächenkörper aus Glas so gebildet werden, dass sich eine Dichtungsvertiefung ergibt (entweder mit einer einzelnen Nut oder mit einer Doppelnut). Alternativ dazu kann ein flacher Flächenkörper aus Glas verwendet werden, und dann werden Abstandshalter aus Glas (oder Kunststoff dazu verwendet, den dicht gekapselten Raum zwischen dem gläsernen Flächenkörper und dem Substrat 110 zu schaffen.

Anstatt das Dichtungselement 140 zu verwenden, können die organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 im luftdicht gekapselten Zustand auch dadurch gehalten werden, dass man sie mit einem Dichtungsfilm bedeckt. Dieser Dichtungsfilm kann entweder aus einer einzigen Filmschicht gebildet sein oder kann aus mehreren Schutzfilmen bestehen, die schichtweise zusammengebracht sind. Die verwendeten Materialien können entweder anorganische oder organische Materialien sein. Beispiele für geeignete anorganische Materialien umfassen Nitride wie SiN, AIN und GaN, Oxide wie SiO2, Al2O3, Ta2O5, ZnO und GeO, Oxinitride wie SiON, Carbonitride wie SiCN, Metall-Fluor-Verbindungen, und Metallfilme. Beispiele für geeignete organische Materialien umfassen Epoxidharze, Acrylharze, Polyparaxylen, Fluorpolymere wie Perfluorolefine und Perfluorether, Metallalkoxide wie CH3OM und C2H5OM, Polyimid-Vorläufer-materialien, und auf Perylen basierende Verbindungen. Der Aufbau des Dichtungsfilms und die eingesetzten Materialien können während der Auslegung der organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 ausgewählt werden.

d: Klebstoff

Als Klebstoff zum Ausbilden der Klebeschicht 141 kann ein unter Wärme aushärtender Klebstoff, ein chemisch aushärtender Klebstoff (ein Zweikomponentenkleber) oder ein mittels Licht (ultraviolettes Licht) aushärtender Klebstoff verwendet werden, wobei typischerweise ein Acrylharz, Epoxidharz, Polyester oder Polyolefin zum Einsatz kommt. Der Einsatz von auf Epoxidharz basierenden, über ultraviolettes Licht aushärtbaren Klebstoffen, die eine exzellente Aushärtbarkeit selbst ohne Erwärmung zeigen, ist besonders bevorzugt.

e: Mittel zum Feuchteentzug

Das Mittel 142 zum Feuchteentzug kann gebildet werden unter Verwendung eines physikalischen Trocknungsmittels wie Zeolith, Silicagel, Kohlenstoff oder Kohlenstoff-Nanoröhren, eines chemischen Trocknungsmittels wie eines Alkalimetalloxids, Metallhalids oder Chlorperoxid, eines Trocknungsmittels, das einen organometallischen Komplex enthält, der in einem auf Petroleum basierenden Lösungsmittel wie Toluol, Xylol, oder einem aliphatischen organischen Lösungsmittel gelöst ist, und Trocknungsmitteln mit Trocknungsmittelpartikeln, die in einem Bindemittel wie transparentem Polyethylen, Polyisopren oder Polyvinylcinnamat dispergiert sind.

f: verschiedene Systeme des organischen elektrolumineszierenden Anzeigefelds

An einem organischen elektrolumineszierenden Anzeigefeld 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können verschiedene Modifikationen bezüglich der Konstruktion vorgenommen werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Abstrahlkonfiguration für die organischen elektrolumineszierenden Bauelemente 130 entweder in Form des zuvor beschriebenen, unterseitigen Abstrahlsystems vorliegen, bei dem Licht durch die Substratseite 110 des Aufbaus hindurch ausgesendet wird, oder als oberseitiges Abstrahlsystem, bei dem Licht über die dem Substrat 110 gegenüberliegende Seite abgestrahlt wird. Außerdem kann das organische elektrolumineszierende Anzeigefeld 100 entweder für eine monochromatische Anzeige oder eine Farbanzeige sein. Mögliche Verfahren, die man zur Erzielung einer Farbanzeige einsetzen kann, umfassen das bekannte Verfahren der separaten Abscheidung; Verfahren, die eine Farbkonversionsschicht mit sich bringen, in der entweder Farbfilter oder ein fluoreszierendes Material verwendet wird, um Farbe aus einfarbigem Licht, wie weißem oder blauem Licht, zu erzeugen, das von einer monochromatischen, lumineszierenden Schicht ausgestrahlt wird (CF-Verfahren sowie CCM-Verfahren); Verfahren, bei denen elektromagnetische Wellen auf den Emissionsbereich einer monochromatischen, lumineszierenden Schicht abgestrahlt werden, wodurch eine Farbemission erzeugt wird (lichtgestützte Bleichverfahren); und Verfahren, bei denen Einheitsanzeigebereiche von zwei oder mehr Farben schichtweise zusammengebracht werden, wobei sich ein einzelner neuer Einheitsanzeigebereich ergibt (SOLED-Verfahren (transparente, geschichtete OLED)).1

Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung zur Bildung eines Dünnfilms auf einer Oberfläche eines Filmbildungstargets verwendet, indem ein atomarer oder molekularer Strom, der unter Erhitzen und Sublimieren oder Verdampfen eines filmbildenden Materials erzeugt wird, auf die Oberfläche des Filmbildungstargets abgestrahlt wird. Die Filmbildungsquelle dieser vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung umfasst einen Materialbehälter zur Aufnahme des filmbildenden Materials, eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des filmbildenden Materials innerhalb des Materialbehälters, und ein an der Ausstoßöffnung des Materialbehälters vorgesehenes Richtorgan. Dieses Richtorgan umfasst einen Durchgang, der in feine Öffnungen unterteilt ist, und eine Sollhöhe an Richtfähigkeit kann basierend auf der Querschnittsfläche Sa jeder Öffnung im Richtorgan, dem Abstand L der Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und der Filmbildungsgeschwindigkeit R des filmbildenden Materials an einer Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans erzielt werden.

Dementsprechend lässt sich die Richtfähigkeit der Filmbildungsquelle auf der Basis der molekularen Flussdichte einstellen, welcher der die Richtfähigkeit beherrschende, primäre Faktor ist, was bedeutet, dass eine Filmbildungsquelle so ausgelegt werden kann, dass sie dazu in der Lage ist, einen höheren Grad an Richtfähigkeit bereitzustellen, ohne dabei eine Reduzierung der Filmbildungsgeschwindigkeit zu haben. Unter Verwendung dieser Filmbildungsquelle lässt sich eine vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung herstellen, mit der man die Filmbildung bei einer angemessenen Geschwindigkeit und einem angemessenen Grad an Richtfähigkeit ausführen kann. Weil es durch die Erfindung möglich wird, dass die Filmbildung mit einem hohen Grad an Richtfähigkeit und einem günstigen Betriebswirkungsgrad ausgeführt werden kann, sind darüber hinaus die Herstellungskosten für organische elektrolumineszierende Bauelemente reduziert, während sich die Produktqualität erhöht.


Anspruch[de]
  1. Filmbildungsquelle einer vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung, zur Ausbildung eines Dünnfilms auf einer Oberfläche eines Filmbildungstargets durch Abstrahlung eines durch Erhitzen und Sublimieren oder Verdampfen erzeugten atomaren oder molekularen Stroms eines filmbildenden Materials auf die Oberfläche des Filmbildungstargets, wobei die Filmbildungsquelle umfasst:

    einen Materialbehälter, um das filmbildende Material aufzunehmen;

    eine Heizeinrichtung zum Erhitzen des filmbildenden Materials innerhalb des Materialbehälters; und

    ein Richtorgan, das an einer Ausstoßöffnung des Materialbehälters vorgesehen ist, wobei:

    das Richtorgan einen Durchgang aufweist, der in feine Öffnungen unterteilt ist;

    und

    eine Soll-Richtfähigkeit auf der Basis einer Querschnittsfläche (Sa) jeder Öffnung im Richtorgan, einem Abstand (L) einer Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, und einer Filmbildungsgeschwindigkeit (R) für das filmbildende Material an einer Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans erhalten wird.
  2. Filmbildungsquelle nach Anspruch 1, wobei eine Beziehung zwischen der Querschnittsfläche (Sa) jeder Offnung im Richtorgan, dem Abstand (L) der Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, der Filmbildungsgeschwindigkeit (R) des filmbildenden Materials an der Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans, und einer halben Breite (ha) während der Filmbildung durch die nachstehend gezeigte Formel (1) dargestellt ist: 1 ≤ X ≤ 10,0,01 ≤ Y ≤ 0,21 ·X-0,2(1) worin X = log(R·L2/Sa) (Ångström/sec.], und Y = ha/L.
  3. Filmbildungsquelle nach Anspruch 1, wobei eine Beziehung zwischen der Querschnittsfläche (Sa) jeder Öffnung im Richtorgan, dem Abstand (L) der Ausstoßspitze des Richtorgans zur Oberfläche des Filmbildungstargets, der Filmbildungsgeschwindigkeit (R) des filmbildenden Materials an der Stelle auf der Oberfläche des Filmbildungstargets direkt über der Mitte des Richtorgans, und einer halben Breite (ha) während der Filmbildung durch die nachstehend gezeigte Formel (2) dargestellt ist: 2 ≤ X ≤ 9, 0,05 ≤ Y ≤ 0,22·X – 0,39(2), worin X = log (R·L2/Sa) [Ångström/sec], und Y = ha/L.
  4. Filmbildungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Richtorgan an der Ausstoßöffnung vorgesehen ist, die einen kleineren Durchmesser hat als der Materialbehälter.
  5. Filmbildungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Richtorgan hergestellt wird, indem ein Innenraum eines kreiszylindrischen Körpers mit Röhren mit kleinem Durchmesser aufgefüllt wird, wodurch die Öffnungen entstehen.
  6. Vakuumunterstützte Vorrichtung zur Filmbildung, umfassend:

    die Filmbildungsquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5; und

    eine Filmbildungsvakuumkammer, die ein Substrat enthält, das die Oberfläche des Filmbildungstargets umfasst, wobei

    ein von der Filmbildungsquelle ausgestoßener atomarer oder molekularer Strom des filmbildenden Materials auf das Substrat abgestrahlt wird.
  7. Verfahren zur Herstellung eines organischen elektrolumineszierenden Bauelements unter Verwendung der vakuumunterstützten Vorrichtung zur Filmbildung nach Anspruch 6, zur Ausbildung wenigstens einer Elektrodenschicht oder wenigstens einer Schicht aus organischem Material auf dem Substrat.
  8. Organisches elektrolumineszierendes Bauelement, hergestellt mittels des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 7.
Es folgen 8 Blatt Zeichnungen






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