CN101849032A - 蒸镀源、有机el元件的制造装置 - Google Patents

蒸镀源、有机el元件的制造装置 Download PDF

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Abstract

改善蒸镀源的蒸发容器(9)的热控制性。本发明的蒸镀源(3)具有配置有机材料(21)的蒸发容器(9)，在蒸镀源(3)的外周卷绕有加热线(18)。有机材料(21)和蒸发容器(9)的侧壁接触的部分以与加热线(18)的下端相比成为下方的方式配置，在基板支持架(4)安装基板(20)。在启动电源(7)使加热线(18)发热而加热蒸发容器(9)时，有机材料(21)的蒸气从朝上的贯通孔(31)释放至真空槽(2)内部，附着于基板(20)，形成薄膜。因将加热线(18)配置至蒸发容器(9)的上端，所以能够使开口升温至蒸发温度以上，上述蒸发容器(9)由铜、铜/铍合金、Ti或Ta的任一种金属材料构成，侧壁与底壁被成形为0.3mm以上0.7mm以下的厚度，因此热容小，控制性优越。

Description

蒸镀源、有机EL元件的制造装置
技术领域
本发明涉及蒸镀源，和使用该蒸镀源的装置。
背景技术
历来，对于蒸镀装置的蒸发容器(坩埚)，使用石墨制的容器。由于石墨制的坩埚需要某种程度的壁厚，所以坩埚变重，热容变大。
因此，坩埚的温度响应性差，难以正确地控制坩埚内的蒸镀材料的温度。另外，在作为蒸镀材料而将有机材料填充于坩埚的情况下，根据有机材料的种类，存在有机材料渗入坩埚的情况。
专利文献1：日本专利申请特开2005-97730号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种温度响应性高，且蒸镀材料难以渗入蒸发容器的蒸镀源。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明是蒸镀源，其构成为具有：环状的加热装置；以及被插入上述加热装置，并配置有机材料蒸发容器，当上述加热装置发热时，上述有机材料被加热，从上述蒸发容器释放上述有机材料的蒸气，其中，上述蒸发容器是由铜、铜/铍合金、Ti或Ta的任一种金属材料构成，侧壁与底壁被成形为0.3mm以上0.7mm以下的厚度。
本发明是蒸镀源，其中，构成为在上述加热装置的周围配置有水冷护罩，上述加热装置的外周侧面与上述水冷护罩的内周侧面面对。
本发明是蒸镀源，其中，上述水冷护罩的高度被做成比上述蒸发容器的开口的高度低。
本发明是蒸镀源，其中，具有覆盖上述蒸发容器的内部空间的盖构件，上述盖构件具有：盖部主体，以及形成于上述盖部主体的贯通孔，上述盖部主体配置于上述蒸发容器内部的、上述蒸发容器的开口与底面之间，在上述蒸发容器内从上述有机材料释放蒸气时，该蒸气充满上述蒸发容器的内部空间，并通过上述贯通孔向上述蒸发容器的外部空间释放。
本发明是蒸镀源，其中，上述盖部主体位于以上述加热装置包围的空间。
本发明是蒸镀源，其中，上述盖构件具有连接于上述盖部主体的悬吊部，上述悬吊部载置于上述蒸发容器的开口的缘部分，上述盖部主体通过上述悬吊部，悬挂于上述蒸发容器的内部空间。
本发明是有机EL元件的制造装置，在基板表面形成有机薄膜而制造有机EL元件，其中，该有机EL元件的制造装置构成为，具有：真空槽；以及配置于上述真空槽内的蒸镀源，上述蒸镀源，具有：环状的加热装置；以及被插入上述加热装置，并配置有机材料的蒸发容器，当上述加热装置发热时，上述有机材料被加热，从上述蒸发容器释放上述有机材料的蒸气，上述蒸发容器由铜、铜/铍合金、Ti或Ta的任一种金属材料构成，侧壁与底壁被成形为0.3mm以上0.7mm以下的厚度。
本发明是有机EL元件的制造装置，其中，构成为在上述加热装置的周围配置有水冷护罩，上述加热装置的外周侧面与上述水冷护罩的内周侧面面对。
本发明是有机EL元件的制造装置，其中，上述水冷护罩的高度被做成比上述蒸发容器的开口的高度低。
本发明是有机EL元件的制造装置，其中，具有覆盖上述蒸发容器的内部空间的盖构件，上述盖构件具有：盖部主体，以及形成于上述盖部主体的贯通孔，上述盖部主体配置于上述蒸发容器内部的上述蒸发容器的开口与底面之间，在上述蒸发容器内从上述有机材料释放蒸气时，该蒸气充满上述蒸发容器的内部空间，并通过上述贯通孔向上述蒸发容器的外部空间释放。
本发明是有机EL元件的制造装置，其中，上述盖部主体位于以上述加热装置包围的空间。
本发明是有机EL元件的制造装置，其中，上述盖构件具有连接于上述盖部主体的悬吊部，上述悬吊部载置于上述蒸发容器的开口的缘部分，上述盖部主体通过上述悬吊部，悬挂于上述蒸发容器的内部空间。
发明的效果
因为蒸发容器的热响应性高，所以能够缩短从加热开始到蒸气释放的启动时间。因为可以正确地进行有机材料的温度控制，所以能够不分解有机材料而使其蒸发。在停止加热装置时，蒸气释放在短时间停止。因为有机材料不析出到贯通孔，所以蒸气释放速度稳定。因为有机材料不渗入蒸发容器，所以能够有效利用高价的有机材料。
附图说明
图1是说明真空蒸镀装置的一例的剖面图。
图2是说明本发明的蒸镀源的一例的剖面图。
附图标记说明
1：真空蒸镀装置(有机EL元件的制造装置)
3：蒸镀源
9：蒸发容器
10：加热装置
21：有机材料
具体实施方式
图1的附图标记1表示本发明的一例的有机EL元件的制造装置(真空蒸镀装置)。真空蒸镀装置1具有真空槽2。在真空槽2内部的下方配置有蒸镀源3，在其上方配置有基板支架4。蒸镀源3如图2所示具有：蒸发容器9、加热装置10、和水冷护罩13。
加热装置10为环状，具有将高导热率的物质形成为环状的均热体17。均热体17在真空槽2内，将其中心轴线作为大致垂直而配置。
蒸发容器9在将开口35朝向上方(真空槽2的顶侧)的状态下铅直地插入到均热体17的环内，均热体17环装于蒸发容器9的外周侧面。
在均热体17的内部，设置有与均热体17同心卷绕的加热线18，蒸发容器9被加热线18所卷绕。
均热体17的铅直方向(高度方向)的长度与蒸发容器9的铅直方向的长度(高度)相比被缩短。在蒸发容器9的上端(开口35的周围)为了加强而形成有凸缘36(开口35的缘部分)，均热体17的上端与凸缘36接触，将凸缘36载置于均热体17。因此，蒸发容器9在底面部分从加热装置10突出的状态下，悬挂于加热装置10。即，蒸发容器9的与均热体17的下端相比为下方的部分不被均热体17覆盖而露出于真空槽2的内部环境。
在真空槽2的外部配置有加热电源7，加热线18连接于该加热电源7。通过加热电源7对加热线18通电，当加热线18发热时，在蒸发容器9的外周侧面中，与均热体17面对的部分通过来自均热体17的导热被加热而升温。
蒸发容器9是通过铜薄板，或铜/铍合金薄板的拉延加工而形成，底面与侧壁的厚度被作为0.3mm以上0.7mm以下。
由于蒸发容器9壁的厚度薄，所以坩埚的重量轻，由于热容小，所以升温速度或降温速度快，在进行温度控制的情况下追随性高
在蒸发容器9的内部，到与均热体17的下端相比较低的位置配置有粉体的有机材料21，蒸发容器9中的有机材料21的上端与均热体17的下端之间的部分是与均热体17及有机材料21均不接触的无接触部分14，当从均热体17通过热传导而加热蒸发容器9的上部时，在无接触部分14中从上方至下方传导热而加热有机材料21。
因此，蒸发容器9侧面的热的上流侧的上部与热的下流侧的下部相比温度变高，因此即使令蒸发容器9的配置了有机材料21的部分降温至蒸发温度附近，也能够将温度容易下降的蒸发容器9的开口35的部分的温度维持在蒸发温度以上。
在露出于蒸发容器9的内部空间的底面与内周面(露出面27)，形成有反应防止膜41。反应防止膜41例如将镍、镍钯合金、白金、铑，钯等作为主成分，以电镀法形成。
有机材料21不与铜接触而与反应防止膜41接触，即使有机材料21被升温至蒸发温度以上，也不与铜进行反应。
水冷护罩13为环状，与蒸发容器9及均热体17以同心的方式包围均热体17的外周而配置。水冷护罩13不与均热体17接触，从均热体17的外周侧面放射的热线被水冷护罩13遮蔽，真空槽2的壁面不被加热。
水冷护罩13的铅直方向的长度比均热体17的铅直方向的长度短，水冷护罩13的下端与均热体17的下端高度相同，或配置于其下方，水冷护罩13的上端与均热体17的上端相比位于下方。
因此，均热体17的外周面的下部与水冷护罩13面对，上部不与水冷护罩13面对，当将冷却水通水至水冷护罩13时，均热体17的与水冷护罩13面对的部分被水冷护罩13冷却，均热体17的上部的不与水冷护罩13面对的部分未被冷却。
由此，在通电至加热线18而使其发热，以均热体17使蒸发容器9升温时，即使通水至水冷护罩13，蒸发容器9的开口35的部分的温度也不下降，该部分的温度不低于有机材料21的蒸发温度。
在蒸发容器9的开口35，配置有盖构件(坩埚盖)12。
盖构件12具有：板状的盖部主体33，和安装于盖部主体33的环状的悬吊部(悬挂构件)32。悬吊部32载置于蒸发容器9的开口35的缘(凸缘36)，盖部主体33通过悬吊部32而悬挂于蒸发容器9的内部空间。
悬吊部32无间隙地紧贴于蒸发容器9的开口35周围，蒸发容器9的开口35被盖构件12覆盖。因此，在从蒸发容器9内的有机材料21释放蒸气时，蒸发容器9的内部空间被有机材料21的蒸气均匀地充满。
在盖构件12形成有多个贯通孔31。在这里，贯通孔31形成于盖部主体33。盖部主体33在蒸发容器9的底面与开口35之间、在被均热体17包围的空间中配置。因此，盖构件12以贯通孔31在均热体17之间配置的方式而安装。
如上所述，蒸发容器9的开口35被盖构件12所覆盖，蒸发容器9的内部空间仅以贯通孔31与蒸发容器9的外部空间连接，在蒸发容器9内部充满的有机材料21的蒸气通过贯通孔31而均匀地释放到真空槽2的内部。
以下，对在基板表面形成有机薄膜而制造有机EL元件的工序进行说明。在真空槽2连接有真空排气系统6，使真空排气系统6工作，使真空槽2内为真空环境，在维持真空环境同时，将基板20送入真空槽2内，安装在基板支架4。图1表示在基板支架4安装有基板20的状态。
蒸发容器9在真空槽2内通过支撑棒11而被铅直地支撑，在蒸发容器9的底面，安装有配置于支撑棒11的内部的温度传感器16。温度传感器16与配置在真空槽2的外部的控制装置8连接。
图2中的附图标记25是配置于蒸发容器9的底面的水冷护罩，真空槽2的底壁不被加热。
蒸发容器9的温度通过温度传感器16而被检测，通过控制装置8进行温度测定。
在水冷护罩13，25中对冷却水进行通水，一边通过控制装置8与温度传感器16测定蒸发容器9的温度，一边通电至加热装置10而使其发热，将蒸发容器9内的有机材料21升温至蒸发温度以上的温度。
在控制装置8设定有加热温度，该加热温度是有机材料21的蒸发温度以上的温度、且比分解温度低的温度，通过控制装置8控制向加热装置10的通电量，蒸发容器9的温度被维持为加热温度。
蒸发容器9的底面与侧面比由碳石墨形成的蒸发容器的厚度薄，在均热体17的周围未配置反射板，均热体17的侧面露出于真空糟2的内部。因此，加热装置10与蒸发容器9的热容与配置有反射板时相比变小。
因此，当通过控制装置8对流过加热装置10的电流进行增减时，蒸发容器9的温度迅速地升降，蒸发容器9的温度被维持在设定的加热温度。结果，有机材料21被维持在蒸发温度以上且不足分解温度的温度，因此能够不被加热到分解温度以上并释放蒸气。
另外，如上所述，在从有机材料21释放蒸气时，蒸发容器9的开口35的部分的温度不低于蒸发温度以下。如上所述，形成有贯通孔31的盖部主体33位于均热体17之间，盖构件12也成为蒸发温度以上的温度，因此有机材料21的蒸气不析出到蒸发容器9的开口35的部分或盖构件12，盖构件12的贯通孔31的直径也不会变化。
从盖构件12的贯通孔31释放到真空槽2内的有机材料21的蒸气到达与蒸发容器9的开口35面对的基板20表面，有机薄膜在该基板20表面生长。
在有机薄膜形成为规定膜厚之后，当停止向加热线18的通电时，因为加热装置10与蒸发容器9的热容小，所以蒸发容器9迅速降温，从蒸发容器9的蒸气释放在短时间停止。
形成了有机薄膜的基板20送出到真空槽2的外部，将未成膜的基板20送入真空槽内，与上述同样地进行有机薄膜的形成。
以上，针对作为水冷护罩13，25的冷却介质使用水(冷却水)的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，也能够使用有机溶剂或含氯氟氰等其它冷却介质。
蒸发容器9的形状与尺寸并不被特别限定，作为一个例子，是有底的圆筒形状，圆筒的开口35是直径25mm以上65mm以下，圆筒的高度是100mm以上250mm以下。为了保持蒸发容器9的强度，优选在开口35的周围，将缘部分(凸缘36)保留成帽檐状。
蒸发容器9与盖构件12的材质在导热度与比热的方面优选是无氧铜(C1020)。可是，因无氧铜柔软，所以蒸发容器9或盖构件12的强度弱，在处理上必须注意。
在使蒸发容器9及盖构件12的使用方便性提高的情况下，以及在制作大的蒸发容器9、大的盖构件12的情况下，也可以使用紫铜(C1100)，磷脱氧铜(C1201)，或铍铜(C1700)等。这样的铜合金虽然比无氧铜差，但具有比较接近的比热和导热度。另外，在使用上述以外的铜合金的情况下，因为与石墨相比有利，所以没有问题。主要是，在本申请发明中，铜适合于作为蒸发容器9与盖构件12的主成分。再有，在铜以外，也可使用将Ta或Ti等其它金属作为主成分的发容器9或盖构件12。
反应防止膜41可使用上述的各种金属，但当考虑费用效果时，最优选镍和钯的任何的一方或含有双方的材料。
石墨或不锈钢制的蒸发容器是热容为32.95J/K～34.64J/K、导热率是16.3W/m·K(不锈钢制)、104W/m·K(石墨)。相对于此，本申请专利的蒸发容器9是热容为8.40J/K、导热率是401W/m·K，可知与以往的蒸发容器相比热响应性高。
盖构件12也与蒸发容器9同样地，通过铜薄板，或铜/铍合金薄板的拉延加工而形成，至少使盖部主体33的厚度变薄(0.3mm以上0.7mm以下)。如果使盖构件12的厚度变薄的话，蒸镀源3整体的重量变轻。另外，因盖构件12的热容小，所以升温速度或降温速度快，在温度控制的情况下的追随性高。

Claims (12)

1.一种蒸镀源，其构成为，具有：
环状的加热装置；以及
被插入上述加热装置，并配置有机材料的蒸发容器，
当上述加热装置发热时，上述有机材料被加热，从上述蒸发容器释放上述有机材料的蒸气，其中，
上述蒸发容器是由铜、铜/铍合金、Ti或Ta的任一种金属材料构成，侧壁与底壁被成形为0.3mm以上0.7mm以下的厚度。
2.根据权利要求1所述的蒸镀源，其中，构成为在上述加热装置的周围配置有水冷护罩，上述加热装置的外周侧面与上述水冷护罩的内周侧面面对。
3.根据权利要求2所述的蒸镀源，其中，上述水冷护罩的高度被做成比上述蒸发容器的开口的高度低。
4.根据权利要求1所述的蒸镀源，其中，
具有：覆盖上述蒸发容器的内部空间的盖构件，
上述盖构件具有：盖部主体；以及形成于上述盖部主体的贯通孔，
上述盖部主体配置于上述蒸发容器内部的、上述蒸发容器的开口与底面之间，
在上述蒸发容器内从上述有机材料释放蒸气时，该蒸气充满上述蒸发容器的内部空间，并通过上述贯通孔向上述蒸发容器的外部空间释放。
5.根据权利要求4所述的蒸镀源，其中，上述盖部主体位于以上述加热装置包围的空间。
6.根据权利要求4所述的蒸镀源，其中，
上述盖构件具有：连接于上述盖部主体的悬吊部，
上述悬吊部载置于上述蒸发容器的开口的缘部分，
上述盖部主体通过上述悬吊部，悬挂于上述蒸发容器的内部空间。
7.一种有机EL元件的制造装置，在基板表面形成有机薄膜而制造有机EL元件，其中，该有机EL元件的制造装置构成为，
具有：真空槽；以及配置于上述真空槽内的蒸镀源，
上述蒸镀源，具有：环状的加热装置；以及
被插入上述加热装置，并配置有机材料的蒸发容器，
当上述加热装置发热时，上述有机材料被加热，从上述蒸发容器释放上述有机材料的蒸气，
上述蒸发容器由铜、铜/铍合金、Ti或Ta的任一种金属材料构成，侧壁与底壁被成形为0.3mm以上0.7mm以下的厚度。
8.根据权利要求7所述的有机EL元件的制造装置，其中，构成为在上述加热装置的周围配置有水冷护罩，上述加热装置的外周侧面与上述水冷护罩的内周侧面面对。
9.根据权利要求8所述的有机EL元件的制造装置，其中，上述水冷护罩的高度被做成比上述蒸发容器的开口的高度低。
10.根据权利要求7所述的有机EL元件的制造装置，其中，
具有：覆盖上述蒸发容器的内部空间的盖构件，
上述盖构件具有：盖部主体，以及形成于上述盖部主体的贯通孔，
上述盖部主体配置于上述蒸发容器内部的、上述蒸发容器的开口与底面之间，
在上述蒸发容器内从上述有机材料释放蒸气时，该蒸气充满上述蒸发容器的内部空间，并通过上述贯通孔向上述蒸发容器的外部空间释放。
11.根据权利要求10所述的有机EL元件的制造装置，其中，上述盖部主体位于以上述加热装置包围的空间。
12.根据权利要求10所述的有机EL元件的制造装置，其中，
上述盖构件具有：连接于上述盖部主体的悬吊部，
上述悬吊部载置于上述蒸发容器的开口的缘部分，
上述盖部主体通过上述悬吊部，悬挂于上述蒸发容器的内部空间。
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