[发明专利]用于真空蒸镀和有机电荧光器件的设备和方法

说明书

本发明涉及在一基片上电荧光材料的真空蒸镀技术，以便形成一电荧光器件。更具体地，本发明涉及为完成电荧光材料的真空蒸镀而设计的一设备和方法，也涉及由此产生的一有机电荧光器件。

为进行真空蒸镀，广泛地使用一真空喷镀系统，该系统总的包括一真空室，该真空室具有在该真空室内以相互面对面关系配置的一蒸气源和一基片。在用这真空蒸镀系统将真空室抽成真空之后，对蒸发源加热以熔化和蒸发，或者升华蒸发，由于产生蒸发源的一气相，然后蒸镀在该基片的一表面上形成一蒸镀的薄膜。为了加热蒸发源，已采用了许多方法，例如电子束辐射，其中朝着蒸发源加速电子以加热它；电阻加热，其中对构造成在用一高熔点金属例如钨或钼制成的一蒸发皿(boat)形式中一电阻元件接通电源，同时将蒸发源放置在蒸发皿上等等。在蒸发源被加热之后从蒸发源发散出的蒸气分子沿垂直于蒸发源的方向直线喷出，在蒸气分子喷出的空间里保持真空，蒸气分子将前进几十公尺的一平均自由行程，直线运行的蒸气分子随后蒸镀在一基片上，该基片与蒸发源面对面地配置。

如以上所讨论的，由于蒸气分子沿垂直于蒸发源的一方向直线喷出，从而蒸气分子以这样一方向直线运行，因此如图14中的箭头所示散射在所有方向。如果以标号“3”标记的基片有一平表面，那么蒸发源2到基片3的一中心区域的距离d₁不同于从蒸发源到基片3的一端区域的距离d₂，从而基片3的中心区域上蒸发材料的蒸镀数量和基片3的端部区域上蒸发材料的蒸镀数量就不相等，造成的问题是在基片3的表面上形成的薄膜厚度变得不均匀。

同样，由于来自蒸发源2的蒸气分子以这样的一方向直线运行从而在所有方向散射，就有显著数量的蒸气分子不朝向基片3运行和不蒸镀在基片3的表面上或不参于在基片表面上形成薄膜，从而造成材料的浪费。因此，遇到许多问题，在蒸发源中所使用的材料的利用率低，即生产率低，以及其中在基片3的表面上形成薄膜的膜附着速率也低。

某些不蒸镀在基片上的蒸气分子附着在真空室的内壁表面上。如果使用相同的真空室进行真空蒸镀，并将材料从一个变换成另一个，那么不同材料的真空蒸镀造成再加热和因此再蒸气先前已经已附着在真空室内壁表面上的材料最终被混和，污染了那时被真空蒸镀的薄膜，造成所产生的薄膜的纯度的下降。

另外，如果以上述方法使材料附着在真空室的内壁表面上，就产生这样一个问题，即真空室被释放至大气环境，就使外界空气的湿气和气体分子被吸收在附着的材料中并到达这样的程度，以致阻碍真空室保持真空。同样，可能造成这样一问题，即大气中的湿气和气体分子被吸收在附着的材料中，造成附着的材料以细分的鳞片状碎片的形式最终与真空室的内壁表面分离，这些碎片也构成了基片和熔埚，例如蒸发皿的污染的原因。

考虑到一有机材料例如一有机电荧光材料要求在真空蒸镀期间所用的加热温度相对较低，没有蒸镀在基片3上以及易于附着在真空室的内壁表面上的某些蒸气分子，并且附着在真空室内壁表面上的蒸气分子，并且附着在真空室内壁表面上的蒸气分子易于蒸发。因此，很可能产生与在真空室的内壁表面上附着的这些蒸气分子相关联的许多问题。

通常在一基片上陆续的叠层和蒸镀诸有机薄膜以形成一有机薄膜元件以致展现各种功能。当它成为有机电荧光(EL)器件时，该有机电荧光器件通常是一成层结构，其中诸有机薄膜陆续成层在基片上的一透明电极上。陆续地真空蒸镀许多有机材料制造这样的成层结构。由于已经公布了Tang等人于1988年9月6日申请的、并转让给Eastman Kodak公司的美国专利号4,769,292的专利，大量地采用在真空蒸镀期间将少量电荧光材料搀入一有机主材料的方法。作为例子，对于形成绿色元件，公知用共蒸镀方法将五吖啶酮(quinacridone)挽入主材料，主材料是一个Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)层的形式，在共蒸镀方法中同时真空蒸镀五吖啶酮。同样，为了形成一高效率有机EL器件，也公知共蒸镀输送有机材料和一接受体(acceptor)的一孔，用以提高从一阳极的孔注射效率，还共蒸镀电子输送有机材料和一供体(donor)例如Li形成一电子注射层。