CN103385035A - 蒸镀颗粒射出装置和蒸镀装置以及蒸镀方法 - Google Patents

蒸镀颗粒射出装置和蒸镀装置以及蒸镀方法 Download PDF

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Abstract

蒸镀颗粒放出喷嘴部(30)包括蒸镀颗粒发生部(41)、至少一级的中间喷嘴部(51)、蒸镀颗粒放出喷嘴部(61)和热交换器(43、63、53)。蒸镀颗粒放出喷嘴部(61)由热交换器(63)控制成比蒸镀材料成为气体的温度低的温度,中间喷嘴部(51)由热交换器(53)控制成蒸镀颗粒发生部(41)与蒸镀颗粒放出喷嘴部(61)之间的温度。

Description

蒸镀颗粒射出装置和蒸镀装置以及蒸镀方法
技术领域
本发明涉及蒸镀颗粒射出装置和具有该蒸镀颗粒射出装置作为蒸镀源的蒸镀装置以及使用该蒸镀装置的蒸镀方法。
背景技术
近年来,在各种商品和领域中均使用平板显示器,要求平板显示器的进一步大型化、高画质化、低耗电化。
这种状况下,具有利用了有机材料的电致发光(Electroluminescence,以下记作“EL”)的有机EL元件的有机EL显示装置,作为全固体型且在低电压驱动、高速响应性、自发光性等方面优秀的平板显示器,备受瞩目。
有机EL显示装置具有例如在由设置有TFT(薄膜晶体管)的玻璃基板等构成的基板上,设置有与TFT连接的有机EL元件的结构。
有机EL元件是能够利用低电压直流驱动进行高亮度发光的发光元件,具有第一电极、有机EL层和第二电极依次层叠的结构。其中,第一电极与TFT连接。
另外,在第一电极与第二电极之间,作为上述有机EL层,设置有使空穴注入层、空穴输送层、电子阻挡层、发光层、空穴阻挡层、电子输送层、电子注入层等层叠而成的有机层。
全彩色的有机EL显示装置,一般将红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各色的有机EL元件作为子像素在基板上排列形成,用TFT使这些有机EL元件有选择地以期望的亮度发光,由此进行图像显示。
这种有机EL显示装置的发光部中的有机EL元件,一般由有机膜的层叠蒸镀形成。有机EL显示装置的制造中,至少由发出各色光的有机发光材料构成的发光层,按每个作为发光元件的有机EL元件以规定的图案成膜。
层叠蒸镀的规定图案的成膜中,除了可以使用例如被称为荫罩(shadow mask)的掩模的蒸镀法以外,还可以使用喷墨法、激光转印法等。其中,当前使用被称为荫罩的掩模的蒸镀法是最常用的。
使用被称为荫罩的掩模的蒸镀法中,在能够将内部保持为减压状态的腔室内,配置使蒸镀材料蒸发或升华的蒸镀源,例如在高真空下对蒸镀材料进行加热使蒸镀材料蒸发或升华。
然后,将该蒸镀或升华后的蒸镀材料作为蒸镀颗粒通过设置于蒸镀用的掩模的开口部而蒸镀于被成膜基板上,由此形成期望的成膜图案。
在专利文献1中,作为蒸镀颗粒射出装置,公开有一种原料供给装置,其作为如上所述使用被称为荫罩的掩模的蒸镀法的一例,通过控制从蒸镀源蒸发或升华的蒸镀材料的量来使蒸镀膜的成膜速度稳定。
图18是表示专利文献1记载的原料供给装置的概略结构的剖视图。
如图18所示,专利文献1所述的原料供给装置300具有如下结构:将蒸镀材料加热成第一温度使其蒸发或升华而成为气体原料的气体发生室301,与调整上述气体原料的温度的温度调整室302通过配管部303连接。
另外,在温度调整室302的出口附近,设置有作为蒸镀用的掩模起作用的狭缝部304。由此,气体原料通过狭缝部304后被蒸镀到被成膜基板200上。
在温度调整室302的比狭缝部304靠上游侧(即,与配管部303连接的一侧)的位置,设置有使蒸发或升华后的蒸镀材料(气体原料)成为比上述第一温度低的第二温度的第一加热器305。
在温度调整室302内设置有多个多孔板306,在各多孔板306设置有使气体原料通过的多个开口部306a。气体原料通过与多孔板306接触而发生热交换,从而被控制为第二温度。
另外,在温度调整室302的狭缝部304及其下流侧,设置有使上述气体原料成为比上游侧的第二温度高的第三温度的第二加热器307。
专利文献1中,使蒸发或升华后的原料(气体原料)在温度调整室302成为比第一温度低的第二温度,使之饱和而成为饱和蒸气压。由此,抑制伴随温度变动的气体原料的供给量的变动,另一方面在狭缝部304及其下游侧,通过将气体原料加热到比第二温度高的第三温度,抑制气体原料的凝固。
具体而言,作为蒸镀材料,在发光层的主体材料中使用Alq3(羟基喹啉铝络合物,aluminato-tris-8-hydroxyquinolate),令第一温度为350℃~400℃,第二温度为300℃~350℃,第三温度为350℃~400℃。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报“特开2007-92149号公报(2007年4月12日公开)”
发明内容
发明要解决的技术问题
但是,在专利文献1中,未考虑蒸镀颗粒的流动(蒸镀流)的准直,不仅配置于上下方向的多孔板306的开口部306a的位置不一致,而且最上层的多孔板306的开口部306a的位置与狭缝部304的开口位置也不一致。因此,在狭缝部304发生蒸镀流的散射(散乱)。
另外,Alq3的升华温度为305℃,在专利文献1中,如上所述,在狭缝部304及其下游侧,使气体原料成为蒸发或升华温度以上的温度。因此,虽然发生蒸镀流的散射,但却不具有对散射的蒸镀流的倾斜成分进行阻挡的结构。因此,成膜后的图案中产生模糊。
像这样,在现有的蒸镀装置中,不能以规定的精度形成图案,不能形成显示品质高的面板。
本发明鉴于上述问题点,其目的在于提供一种能够抑制成膜图案的模糊、形成显示品质高的面板的蒸镀颗粒射出装置和蒸镀装置以及蒸镀方法。
解决技术问题的技术手段
为了解决上述技术问题,本发明的蒸镀颗粒射出装置的特征在于,包括:(1)蒸镀颗粒发生部,其对蒸镀材料进行加热使得产生气体状的蒸镀颗粒;(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部,其设置有将在上述蒸镀颗粒发生部产生的蒸镀颗粒射出到外部的多个贯通口;和(3)至少一级的中间喷嘴部,该中间喷嘴部具有多个贯通口,在蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间,与上述蒸镀颗粒发生部和蒸镀颗粒放出喷嘴部隔开间隔地重叠设置,在上述(1)蒸镀颗粒发生部、(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部和(3)中间喷嘴部分别设置有温度调整部件,上述(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部由对应的温度调整部件控制成比上述蒸镀材料成为气体的温度低的温度,上述(3)中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成上述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间的温度。
其中,在此,上述蒸镀材料成为气体的温度,在使上述蒸镀材料蒸发的情况下表示其蒸发温度,在使其升华的情况下表示升华温度。
根据上述结构,使将上述蒸镀颗粒发生部中产生的蒸镀颗粒射出到外部的上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口如上所述成为比上述蒸镀材料成为气体的温度低的温度,由此能够阻挡蒸镀流的倾斜成分。因此,能够使蒸镀流准直化。
此时,如果设置具有上述结构的中间喷嘴部,则蒸镀颗粒在通过上述中间喷嘴部的贯通口时,温度降低。
因此,能够使喷嘴部的温度从述蒸镀颗粒发生部到上述蒸镀颗粒放出喷嘴部阶段性地降低,能够使蒸镀颗粒的流动直线化,并且使附着于喷嘴部的壁面的蒸镀材料减少。
另外,通过用上述中间喷嘴部使蒸镀颗粒的温度降低,能够局部地降低上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的压力。因此,能够防止上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口处的蒸镀颗粒的散射。
另外,如上所述通过降低蒸镀颗粒放出喷嘴部及其附近的压力,能够抑制平均自由程因上述蒸镀颗粒放出喷嘴部而变短的现象。因此,能够进一步改善蒸镀流的准直性。
因此,根据上述结构,在使从上述蒸镀颗粒射出装置射出的蒸镀颗粒通过与上述蒸镀颗粒射出装置相对配置的蒸镀掩模上设置的贯通口后使之蒸镀于被成膜基板,由此形成期望的成膜图案的情况下,能够使从上述蒸镀颗粒射出装置射出并到达蒸镀掩模的蒸镀颗粒的飞来方向与被成膜基板的被成膜面的法线方向(换言之,蒸镀掩模的掩模面的法线方向)平行。
因此,通过将上述蒸镀颗粒射出装置用于使用蒸镀掩模进行蒸镀的蒸镀装置和蒸镀方法,与蒸镀掩模的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒通过蒸镀掩模的贯通口,按照掩模图案附着于被成膜基板。因此,能够消除成膜图案的图案模糊(图案毛边),形成高精度的成膜图案。
另外,如上所述为了提高蒸镀颗粒的直进性,在通过使蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口如上所述成为比蒸镀材料成为气体的温度低的温度来使倾斜成分的蒸镀颗粒附着于贯通口的壁面(喷嘴壁面)的情况下,如果不设置中间喷嘴部而使蒸镀颗粒放出喷嘴部的温度一下子下降,由此使蒸镀流的温度一下子降低,则喷嘴壁面的蒸镀颗粒的附着量变多。其结果是,容易在蒸镀颗粒放出喷嘴部发生堵塞。
但是,根据上述结构,在蒸镀颗粒到达蒸镀颗粒放出喷嘴部之前,在前一级的中间喷嘴部进行了蒸镀流的平行流(准直)化,所以能够抑制和防止蒸镀颗粒向蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的壁面附着。
另外,为了解决上述技术问题,本发明的蒸镀装置是在被成膜基板上进行规定的图案的成膜的蒸镀装置,该蒸镀装置的特征在于,包括:(1)上述蒸镀颗粒射出装置;(2)蒸镀掩模,其具有贯通口,使从上述蒸镀颗粒射出装置射出的蒸镀颗粒通过上述贯通口蒸镀于上述被成膜基板,与上述被成膜基板的蒸镀区域相比面积小;和(3)移动机构,其在使上述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使上述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、与上述被成膜基板中的至少一方相对移动。
另外,为了解决上述技术问题,本发明的蒸镀方法的特征在于:使用上述蒸镀装置,在使上述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使上述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、与上述被成膜基板中的至少一方相对移动,在被成膜基板上进行规定的图案的成膜。
在使用比被成膜基板的蒸镀区域面积小的蒸镀掩模、使被成膜基板与蒸镀掩模隔开间隔而形成蒸镀膜的情况下,现有技术中,从蒸镀颗粒射出装置飞来并通过蒸镀掩模的贯通口的蒸镀颗粒,因蒸镀掩模的贯通口(掩模开口图案)而散射附着于被成膜基板,由此形成成膜图案。
因此,现有技术在所形成的图案中产生模糊(毛边),不能以规定的精度形成成膜图案。
但是,根据上述各结构,上述蒸镀装置通过具有上述蒸镀颗粒射出装置,如上所述,能够使从上述蒸镀颗粒射出装置射出并到达蒸镀掩模的蒸镀颗粒的飞来方向与被成膜基板的被成膜面的法线方向(换言之,蒸镀掩模的掩模面的法线方向)平行。
因此,与蒸镀掩模的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒,通过蒸镀掩模的贯通口,按照掩模图案附着于被成膜基板。因此,能够消除成膜图案的图案模糊(图案毛边),形成高精度的成膜图案。
发明效果
根据本发明,具有作为蒸镀颗粒射出装置的射出口的贯通口的蒸镀颗粒放出喷嘴部,被控制为比蒸镀材料成为气体的温度低的温度,由此能够阻挡蒸镀流的倾斜成分,能够使蒸镀流准直化。
而且,上述蒸镀颗粒射出装置在对蒸镀材料进行加热使产生气体状的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒发生部与上述蒸镀颗粒放出喷嘴部之间,设置有被控制成上述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间的温度的中间喷嘴部,由此能够使喷嘴部的温度从上述蒸镀颗粒发生部到上述蒸镀颗粒放出喷嘴部阶段性地降低。
因此,能够在使蒸镀颗粒的流动直线化的同时使附着于喷嘴部的壁面的蒸镀材料减少,并且能够防止颗粒放出喷嘴部的堵塞。
另外,通过用上述中间喷嘴部降低蒸镀颗粒的温度,能够局部地降低上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的压力,防止上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口处的蒸镀颗粒的散射,并且能够抑制平均自由程因上述蒸镀颗粒放出喷嘴部而变短的现象。因此,能够进一步改善蒸镀流的准直性。
因此,通过将上述蒸镀颗粒射出装置用于使用蒸镀掩模进行蒸镀的蒸镀装置和蒸镀方法,与蒸镀掩模的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒通过蒸镀掩模的贯通口,按照掩模图案附着于被成膜基板。因此,能够消除成膜图案的图案模糊,形成高精度的成膜图案。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的实施方式1的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的剖视图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式1的蒸镀装置的重要部位的概略结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式1的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的俯视图。
图4是用于比较的表示与加热温度控制单元相邻地设置有冷却温度控制单元时的蒸镀颗粒射出装置的概略结构的剖视图。
图5是表示有机EL显示装置的概略结构的剖视图。
图6是表示构成有机EL显示装置的显示部的有机EL元件的概略结构的剖视图。
图7是按工序顺序表示有机EL显示装置的制造工序的流程图。
图8(a)是表示蒸镀源使用图1所示的蒸镀颗粒射出装置而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图,(b)是蒸镀源使用图4所示的蒸镀颗粒射出装置而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
图9是示意性地表示本发明的实施方式1的蒸镀颗粒射出装置的重要部位的概略结构的一例的俯视图。
图10是示意性地表示本发明的实施方式2的蒸镀颗粒射出装置的概略结构的剖视图。
图11是表示蒸镀源使用图10所示的蒸镀颗粒射出装置而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
图12是示意性地表示本发明的实施方式2的蒸镀颗粒射出装置的重要部位的概略结构的一例的俯视图。
图13是示意性地表示本发明的实施方式3的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的剖视图。
图14是示意性地表示本发明的实施方式3的蒸镀装置的重要部位的概略结构的剖视图。
图15是表示使用本发明的实施方式3的蒸镀装置而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
图16是示意性地表示本发明的实施方式4的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的剖视图。
图17是示意性地表示本发明的实施方式5的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的剖视图。
图18是表示专利文献1记载的原料供给装置的概略结构的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
[实施方式1]
基于图1~图9对本发明的一个实施方式进行说明如下。
<蒸镀方式>
首先,下面参照图3说明本实施方式中使用的蒸镀方法的蒸镀方式。
图3是表示本实施方式的蒸镀装置中真空腔室内的主要构成要素的俯视图。
本实施方式的蒸镀装置以及蒸镀方法中,如图3所示,使被称为荫罩的蒸镀用的掩模10(蒸镀掩模)与被成膜基板200分离地进行蒸镀、成膜。
本实施方式的蒸镀装置和蒸镀方法中,作为蒸镀源的蒸镀颗粒射出装置30与掩模10的相对位置固定。蒸镀颗粒射出装置30和掩模10,在作为与掩模10的掩模面(即,掩模10的开口部形成面)垂直的方向的Z轴方向上彼此隔开固定距离地被保持。
另外,以下,在本实施方式中,以如下情况为例进行说明:如图3所示,使用比被成膜基板200的尺寸小的尺寸的掩模10,固定蒸镀颗粒射出装置30和掩模10,在与被成膜基板200的长边方向平行的方向上输送(直线输送)被成膜基板200,使之通过掩模10上方,由此使蒸镀材料经过设置于掩模10的开口部11(贯通口)后蒸镀在被成膜基板200上。
但是,本实施方式并不限定于此,也可以固定被成膜基板200,使蒸镀颗粒射出装置30和掩模10移动,也可以使蒸镀颗粒射出装置30及掩模10、与被成膜基板200中的至少一方相对于另一方相对移动。
另外,被成膜基板200的长边200a相对于掩模10的方向并不限定于此,当然也可以根据被成膜基板200的大小,按照被成膜基板200的长边200a与掩模10的长边10a平行的方式配置掩模10和被成膜基板200。
另外,蒸镀颗粒射出装置30和掩模10只要相对地位置固定即可,可以用相同的支架等保持部件一体设置作为掩模单元,也可以分别独立设置。
另外,使蒸镀颗粒射出装置30和掩模10相对于被成膜基板200相对移动时,如上所述在将蒸镀颗粒射出装置30和掩模10用同一保持部件保持的状态下,用同一移动机构使它们相对于被成膜基板200相对移动。
<蒸镀装置的整体结构>
图1是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置中的真空腔室内的主要构成要素的剖视图。另外,图2是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置的重要部位的概略结构的剖视图。
另外,图1和图2表示用图3所示的A-A线截断蒸镀装置时的蒸镀装置的重要部位的概略结构。另外,图2中,将蒸镀用的掩模的开口部和作为蒸镀颗粒射出装置的射出口的开口部的个数大幅省略而简略化。
另外,图1~图3中,为了方便图示,蒸镀颗粒射出装置中的作为射出口的开口的个数各自不同,但不会由此而影响本实施方式的效果,本实施方式得到的效果不会改变。
如图2所示,本实施方式的蒸镀装置1具有如下结构:在真空腔室2(成膜室)内,设置有基板移动单元3、掩模移动单元4、遮挡件操作单元5、支架(holder)6、遮挡件(shutter)7、掩模10(蒸镀掩模)、蒸镀颗粒射出装置移动单元20、蒸镀颗粒射出装置30(蒸镀源)。
<真空腔室2的结构>
在真空腔室2设置有未图示的真空泵,该真空泵为了在蒸镀时将该真空腔室2内保持为真空状态,通过设置于该真空腔室2的未图示的排气口对真空腔室2进行真空排气。
<基板移动单元3的结构>
基板移动单元3(基板输送单元)保持被成膜基板200,并且具有XYθ驱动电机等未图示的电机,通过未图示的电机驱动控制部驱动电机,由此使被成膜基板200移动。
基板移动单元3使TFT基板等被成膜基板200在被保持成其被成膜面201面向掩模10的掩模面的状态下移动。
本实施方式中,如图3所示,使用比被成膜基板200尺寸小的掩模10,用基板移动单元3在YX平面内将被成膜基板200在X轴方向输送(直线输送)使之通过掩模10上方,由此进行蒸镀材料的蒸镀。
另外,在被成膜基板200设置有用于进行掩模10与被成膜基板200的位置对齐(对准)的未图示的对准标记。
基板移动单元3如上所述通过驱动例如XYθ驱动电机等未图示的电机,消除被成膜基板200的位置偏差,进行位置修正,使该被成膜基板200位于适当的位置。
<掩模10的结构>
如图3所示,在本实施方式中,作为掩模10使用矩形状(带状)的蒸镀掩模,在与被成膜基板200的长边方向平行的方向进行扫描。
在掩模10上,如图1~图3所示,例如在一维方向上排列设置有多个例如带状(条状)的开口部11(贯通口)。
开口部11的长边方向,设置成与扫描方向(基板输送方向,图1~图3中,X轴方向)平行,在与扫描方向正交的方向(图1~图3中,Y轴方向)上排列设置多个。
在本实施方式中,如图3所示,与掩模10的短边10b平行地延伸的开口部11,在掩模10的长边方向上排列设置多个。
本实施方式的掩模10,如图3所示,与被成膜基板200的扫描方向平行的方向上的掩模10的开口部11的宽度d1,形成为比被成膜基板200的被成膜面201的被成膜区域(面板区域201a)的、与被成膜基板200的扫描方向平行的方向的宽度d11短。
另一方面,与被成膜基板200的扫描方向垂直的方向上的掩模10的蒸镀区域(即,开口部11的组的形成区域)的宽度d2,与例如被成膜基板200的被成膜区域(面板区域201a)的、与被成膜基板200的扫描方向垂直的方向的宽度d12相应地形成,使得用一次扫描就遍及与被成膜基板200的扫描方向垂直的方向的整个被成膜区域进行成膜。但是,本实施方式并不限定于此。
另外,被成膜基板200的不要附着蒸镀颗粒的部分,被作为图2所示的遮挡件7和作为防镀板的支架6的后述的突出部8覆盖。
另外,作为掩模10,可以适用例如金属制的掩模,但并不限定于此。
<掩模移动单元4的结构>
如图2所示,掩模移动单元4保持蒸镀用的掩模10,并且具有XYθ驱动电机等未图示的电机,通过未图示的电机驱动控制部驱动电机,由此在保持掩模10与蒸镀颗粒射出装置30的相对位置的状态下使掩模10移动。
掩模10与蒸镀颗粒射出装置30的相对位置被固定,但存在对准作业的微小操作区域。
换言之,掩模10与蒸镀颗粒射出装置30除了对准、空隙调整等微调的情况以外,其相对位置关系固定。
在掩模10设置有用于进行掩模10与被成膜基板200的位置对齐的未图示的对准标记。另外,在掩模10设置有用于进行掩模10与蒸镀装置1的绝对位置对齐的未图示的绝对位置对齐用标记。另一方面,在真空腔室2内设置有与掩模10的绝对位置对应的未图示的绝对位置对齐基准标记。
另外,上述绝对位置,基于掩模10与蒸镀装置1的相对位置或者掩模10与蒸镀颗粒射出装置30的相对位置预先在设计阶段就由装置决定。
掩模移动单元4,如上所述通过驱动例如XYθ驱动电机等未图示的电机,消除掩模10的位置偏差,进行位置修正使该掩模移动单元4处于适当的位置。
<遮挡件7的结构>
如图2所示,在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间,为了控制从蒸镀颗粒射出装置30射出的蒸镀颗粒是否能到达掩模10,设置有决定是否使蒸镀颗粒向被成膜基板200放射的遮挡件7。
遮挡件7在使蒸镀速率稳定化时、以及不需要蒸镀时防止蒸镀颗粒射出到真空腔室2内。例如,在进行被成膜基板200与掩模10的对准时,阻碍蒸镀颗粒的射出路径,以使得蒸镀颗粒不能到达被成膜基板200。
利用遮挡件操作单元5例如将遮挡件7设置于掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间,使其在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间能够进退(能够插入)。
除了对被成膜基板200进行成膜时以外,遮挡件7均覆盖蒸镀颗粒射出装置30的作为蒸镀颗粒(蒸镀材料)的射出口的开口部62。
<遮挡件操作单元5的结构>
如图2所示,遮挡件操作单元5保持遮挡件7,并且例如根据来自设置于真空腔室外的未图示的控制部的蒸镀关闭(OFF)信号/蒸镀开启(ON)信号来操作遮挡件7。
遮挡件操作单元5例如具有未图示的电机,通过未图示的电机驱动控制部驱动电机,由此使遮挡件7运作(移动)。例如,遮挡件操作单元5根据来自未图示的控制部的蒸镀关闭(OFF)信号,在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间插入遮挡件7,由此将作为蒸镀颗粒射出装置30的射出口的开口部62封闭。另一方面,根据来自未图示的控制部的蒸镀开启(ON)信号,使遮挡件操作单元5运作,从而将上述开口部62敞开。
像这样,使遮挡件操作单元5运作,在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间适当插入遮挡件7,由此能够防止向被成膜基板200的多余部分(非成膜区域)蒸镀。
<支架6的结构>
另外,如图2所示,在真空腔室2内,与真空腔室2的内壁2a相邻地设置有支架6,该支架6为防镀板且兼作真空腔室内构成物保持机构。
支架6设置成:覆盖除了将作为蒸镀颗粒射出装置30的射出口的开口部62和掩模10的开口区域(开口部组的形成区域)连结而得的蒸镀颗粒的射出路径之外的、真空腔室2内的不希望附着蒸镀颗粒的蒸镀颗粒的飞散区域(射出路径以外的多余的飞散区域,该射出路径为蒸镀颗粒的必要的飞散区域),该真空腔室2内的不希望附着蒸镀颗粒的蒸镀颗粒的飞散区域例如为该蒸镀颗粒射出装置30的周围和真空腔室2的内壁2a等。
在支架6上以分别具有作为蒸汽流放出口的开口部9的方式设置有多个突出部8。另外,图2中,作为一例,图示列举了从蒸镀颗粒射出装置30侧依次设置有具有第一开口部9a的第一突出部8a、具有第二开口部9b的第二突出部8b、具有第三开口部9c的第三突出部8c三个突出部8的情况。
作为一例,掩模移动单元4由第一突出部8a保持,遮挡件操作单元5由第三突出部8c保持。另外,基板移动单元3在比第一突出部8a靠上方的位置与第一突出部8a重叠配置。
如图2所示,在上述蒸镀装置1中,从蒸镀颗粒射出装置30飞散出来的蒸镀颗粒被调整成飞散至掩模10内,那些飞散到掩模10外的蒸镀颗粒,被也作为防镀板(遮蔽板)起作用的上述支架6适当除去。
通过这样,能够防止掩模10的开口区域以外的多余部分被附着蒸镀颗粒而被污染。
<蒸镀颗粒射出装置移动单元20的结构>
蒸镀颗粒射出装置30,隔着掩模10与被成膜基板200相对配置。如上所述,掩模10与蒸镀颗粒射出装置30的相对位置被固定。
另外,在本实施方式中,利用蒸镀颗粒射出装置移动单元20将蒸镀颗粒射出装置30固定于真空腔室2的底壁,利用掩模移动单元4将掩模10保持并固定于支架6的第一突出部8a,由此,蒸镀颗粒射出装置30与掩模10相对位置固定。
但是,对于蒸镀颗粒射出装置30而言,也存在对准作业的微小操作区域。
如图2所示,蒸镀颗粒射出装置移动单元20例如具有XYZ载置台等载置台21和致动器22。
该载置台21和致动器22,与蒸镀颗粒射出装置30相邻设置。
载置台21保持蒸镀颗粒射出装置30,并且具有XYθ驱动电机等未图示的电机,利用未图示的电机驱动控制部驱动电机,由此使蒸镀颗粒射出装置30移动。
致动器22是通过将控制信号转换为与掩模10的开口部形成面垂直的Z轴方向的动作,来控制掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间的空隙(间隔距离)的Z轴驱动致动器。
另外,掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间的空隙,可以任意设定,没有特别限定。但是,为了提高蒸镀材料的利用效率,优选空隙尽可能小,作为一例,设定为例如100mm左右。
像这样,优选利用蒸镀颗粒射出装置移动单元20将蒸镀颗粒射出装置30设置成在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的任意方向移动自如。
<蒸镀颗粒射出装置30的结构>
蒸镀颗粒射出装置30通过在高真空下,将作为成膜材料的蒸镀材料加热使之蒸发或升华,而将有机发光材料等蒸镀材料作为蒸镀颗粒射出。
本实施方式中,作为一例,举出以下情况进行说明:将蒸镀颗粒射出装置30配置在被成膜基板200的下方,在被成膜基板200的被成膜面201朝向下方的状态下,使蒸镀颗粒射出装置30经过掩模10的开口部11从下方向上方蒸镀(上沉积)。
如图1和图2所示,蒸镀颗粒射出装置30具有如下结构:在蒸镀颗粒射出装置主体(以下简单记作“装置主体”)31内部,在上下方向设置的多个(多级)喷嘴部空开规定的间隔重叠地设置。
各喷嘴部分别设置有在上下方向上贯通的多个开口部(贯通口)。另外,在各喷嘴部的开口部的周围,作为调整和控制各喷嘴部的温度的温度调整部件,分别设置有热交换器。
本实施方式中,作为喷嘴部设置有蒸镀颗粒放出喷嘴部61(冷却喷嘴部)和中间喷嘴部51(中间温度喷嘴部),在喷嘴部的下方设置有蒸镀颗粒发生部41。
本实施方式中,装置主体31分别具有热交换器(温度调整部件),包括彼此独立地以能够调整和控制温度的方式设置的多个温度控制单元(单元、块)。各喷嘴部和蒸镀颗粒发生部41分别设置于单独的温度控制单元。
本实施方式中,作为温度控制单元,从下级侧依次设置有加热温度控制单元40(蒸镀材料供给单元、蒸镀材料供给部)、中间温度控制单元50(中间喷嘴部形成单元、温度调整部)和冷却温度控制单元60(蒸镀颗粒放出喷嘴部形成单元、蒸镀颗粒射出部)三个温度控制单元。
<加热温度控制单元40的结构>
作为最下级的温度控制单元的加热温度控制单元40包括:作为蒸镀颗粒发生部41,例如在内部收纳蒸镀材料的被称为坩埚或蒸发舟的一面(上部)开口的加热容器42;和设置于加热容器42的周围,调整和控制加热容器42的温度,对加热容器42内的蒸镀材料进行加热的热交换器43。
加热温度控制单元40通过热交换器43,对加热容器42内的蒸镀材料进行加热使之蒸发(蒸镀材料为液体材料的情况)或升华(蒸镀材料为固体材料的情况)使蒸镀材料气体化,由此产生气体状的蒸镀颗粒。
另外,作为上述热交换器43,可以使用公知的热交换器,例如通常的加热器等。
蒸镀材料被蒸镀颗粒发生部41加热,由此成为高温的蒸镀颗粒。
蒸镀颗粒发生部41的温度(更严密地说,是被热交换器43加热的加热容器42内的温度),设定为比蒸镀材料的蒸发温度(蒸发的情况)或升华温度(升华的情况)高的温度。为了增多蒸镀颗粒从而提高成膜速率,蒸镀颗粒发生部41被设定到稍高的温度。
蒸镀颗粒发生部41的温度如果为比蒸镀材料成为气体的温度+10℃低的温度,则不能得到必要的成膜速率。另一方面,当蒸镀颗粒发生部41的温度比蒸镀颗粒成为气体的温度+100℃高时,蒸镀材料热分解的可能性变高。
另外,蒸镀材料成为气体的温度,表示蒸镀材料的蒸发温度(使蒸镀材料蒸发的情况)或升华温度(使蒸镀材料升华的情况)。
蒸镀颗粒发生部41的温度优选被控制为蒸镀颗粒成为气体的温度+10℃以上,蒸镀颗粒成为气体的温度+100℃以下(即,蒸镀颗粒成为气体的温度+10℃≤蒸镀颗粒发生部41的温度≤蒸镀颗粒成为气体的温度+100℃)的范围内。
通过加热温度控制单元40蒸发或升华后的蒸镀材料,从加热容器42的上部的开口部44被放出并供给到中间温度控制单元50的喷嘴部。
<中间温度控制单元50的结构>
中间温度控制单元50具有如下结构:作为喷嘴部的中间喷嘴部51以横穿中间温度控制单元50内的方式在装置主体31内、具体而言是与各喷嘴部的喷嘴面(开口面)垂直的方向上突出地设置。
另外,本实施方式具有如下结构:如图1和图2所示,中间喷嘴部51设置于中间温度控制单元50的中心部,在中间温度控制单元50的下部和上部、即中间喷嘴部51的下方和上方设置有开口部54、55。
另外,优选各喷嘴部间的间隙尽可能小,各喷嘴部间的扩散空间不是必须的。
但是,在本实施方式中,各喷嘴部、进一步各温度控制单元被调整、控制为不同的温度。
因此,设置于各温度控制单元的凹状的开口部的内部空间的、与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向的距离,特别是各喷嘴部间的距离,优选设置为10mm以上。
另外,设置于各温度控制单元的凹状的开口部的开口缘部,为了防止蒸镀颗粒的散射,优选形成为将各温度控制单元层叠时分别成为一个面。
因此,本实施方式中,设置于中间温度控制单元50的下部的开口部54,在将中间温度控制单元50层叠于加热温度控制单元40上时,开口部54的开口缘部形成为与加热容器42的上部的开口部44的开口缘部成为一个面。
在中间喷嘴部51分别设置有上下方向贯通的多个开口部52(贯通口)。
另外,如图2所示,例如在中间喷嘴部51内的、开口部52的周围,设置有调整、控制中间喷嘴部51的温度的热交换器53。
从加热容器42的上部的开口部44放出的蒸镀颗粒,通过由加热容器42的上部的开口部44和设置于中间温度控制单元50的下部的开口部54形成的、装置主体31内的内部空间,供给到中间喷嘴部51的开口部52。
中间喷嘴部51根据被成膜基板200的被成膜面201的法线方向的、中间喷嘴部51的开口部52的开口长度(即,中间喷嘴部51的物理的喷嘴长度),改善蒸镀颗粒的直线性。
但是,此时,如果通过使喷嘴部的温度一下子降低,使蒸镀流(蒸汽流)的温度一下子降低,则开口部52的壁面(喷嘴壁面)容易附着蒸镀颗粒。
因此,中间喷嘴部51起到降低蒸镀颗粒的温度的作用,所以优选是比蒸镀颗粒发生部41的温度低的值。
因此,中间喷嘴部51被热交换器53控制为比蒸镀颗粒发生部41低的温度、且比蒸镀颗粒放出喷嘴部61高的温度。即,蒸镀颗粒发生部41的温度>中间喷嘴部51的温度>蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度。
而且,中间喷嘴部51的温度是比蒸镀颗粒发生部41的温度低的温度,只要是蒸镀颗粒发生部41的温度与蒸镀颗粒发生部41的温度之间的温度,就没有特别限定。
但是,中间喷嘴部51的温度是蒸镀颗粒成为气体的温度(蒸发温度或升华温度)以下的情况下,在中间喷嘴部51附着蒸镀颗粒。
因此,中间喷嘴部51的温度,考虑局部的温度分布等,优选为蒸镀颗粒成为气体的温度+5℃以上。因此,中间喷嘴部51的温度优选被设定在蒸镀颗粒成为气体的温度+5℃以上、且比蒸镀颗粒发生部41的温度低的范围内。
像这样,在蒸镀颗粒射出装置30中,在蒸镀颗粒从蒸镀颗粒发生部41产生、从蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62放出(射出)到蒸镀颗粒射出装置外的路径中,形成成为加热温度控制单元40的蒸镀颗粒发生部41的温度(即,加热容器42的温度)与蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62之间的温度的中间喷嘴部51。
蒸镀颗粒通过中间喷嘴部51的开口部52,从而温度降低,到达冷却温度控制单元60的蒸镀颗粒放出喷嘴部61。
另外,中间喷嘴部51的开口部52的长度(喷嘴长度)没有特别限定,为了降低蒸镀颗粒的温度,优选为20mm以上。
<冷却温度控制单元60的结构>
冷却温度控制单元60具有如下结构:作为喷嘴部的蒸镀颗粒放出喷嘴部61以横穿冷却温度控制单元60内的方式在装置主体31内、具体而言是与各喷嘴部的喷嘴面(开口面)垂直的方向上突出地设置。
另外,本实施方式中,如图1所示,蒸镀颗粒放出喷嘴部61例如设置于冷却温度控制单元60的中心部,在冷却温度控制单元60的下部和上部,即蒸镀颗粒放出喷嘴部61的下方和上方设置有凹状的开口部64、65。
因此,设置于冷却温度控制单元60的下部的开口部64,在将冷却温度控制单元60层叠于中间温度控制单元50上时,开口部64的开口缘部形成为与开口部54的开口缘部成为一个面。
因此,优选在冷却温度控制单元60也以如下方式设置凹状的开口部64:相邻的温度控制单元之间的内部空间的、与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的距离,特别是各喷嘴部间的距离为10mm以上。
不过,只要能确保各喷嘴部间的距离为10mm以上,自然仅设置开口部55、64中的任一方即可。
在蒸镀颗粒放出喷嘴部61分别设置有上下方向贯通的多个开口部62(贯通口)。
另外,如图2所示,在蒸镀颗粒放出喷嘴部61内的、开口部62的周围,设置有调整、控制蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度的热交换器63。
另外,作为热交换器53、63,只要能够调整和控制成期望的温度就不做特别的限定,能够使用公知的热交换器。
通过中间喷嘴部51的开口部52后的蒸镀颗粒,通过由设置于中间温度控制单元50的上部的开口部55和设置于冷却温度控制单元60的下部的开口部64形成的、装置主体31内的内部空间,供给到蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62。
蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62,是将蒸镀颗粒射出到装置外部的射出口,通过开口部62后的蒸镀颗粒,经过设置于蒸镀颗粒射出装置30的上方的掩模10的开口部11,被蒸镀到被成膜基板200的被成膜面201。
另外,如图1和图3所示,开口部62可以形成于凹状的开口部65的底面,也可以如图2所示,不设置开口部65,而在装置主体31的上表面形成为一个面。
在蒸镀颗粒放出喷嘴部61中,使通过中间喷嘴部51的开口部52的蒸镀颗粒的倾斜成分附着于开口部62的壁面,由此进一步改善蒸镀颗粒的直线性。
另外,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的长度(喷嘴长度)没有特别限定,为了阻挡蒸镀颗粒的倾斜成分,优选为20mm以上。
蒸镀颗粒放出喷嘴部61被设定为比蒸镀材料成为气体的温度(蒸发温度或升华温度)低的温度。
另外,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度,只要比蒸镀材料成为气体的温度低就没有做特别的限定,但优选被设定在蒸镀材料成为气体的温度-119℃以上,蒸镀材料成为气体的温度-5℃以下(即,蒸镀材料成为气体的温度-119℃≤蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度≤蒸镀材料成为气体的温度-5℃)的范围内。其理由如下所述。
以加工容易且热传导性高的纯铜为主体,以使在喷嘴部表面不发生化学变化的方式镀镍从而形成各喷嘴部时,喷嘴部的热膨胀系数为16.8×10-6℃。
此时,为了形成大型面板,将开口部在一个方向上排列多个地形成于喷嘴部,在喷嘴部的两端的开口部的中心间的距离(两端距离)为1m的情况下,形成喷嘴部所用的材料的温度变化1℃时,上述两端距离伸长16.8μm。
但是,喷嘴部的开口部的位置从规定位置偏离的量,至多需要在2mm以下。当大于2mm时,从被成膜基板200的被成膜面201侧看时的中间喷嘴部51的位置与蒸镀颗粒放出喷嘴部61的位置的位置偏离过大,颗粒放出方向会产生偏差。
因此,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度,优选为蒸镀材料成为气体的温度-119℃以上。另外,喷嘴部的材料中也存在热膨胀系数较小的材料。但是,这种材料在加工性和热传导性方面存在困难。
另外,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度,在过于接近蒸镀材料成为气体的温度、例如升华温度时,通过局部的温度分布等,有可能使蒸镀颗粒吸附效果变小。因此,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度优选为蒸镀材料成为气体的温度-5℃以下。
这些中间喷嘴部51的开口部52的温度和蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的温度,由热交换器53、63精度良好地控制。
本实施方式中,作为一例,蒸镀材料使用Alq3(羟基喹啉铝络合物,升华温度:305℃),蒸镀颗粒发生部41的温度为340℃,中间喷嘴部51的温度为320℃,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度为250℃。
另外,本实施方式中,真空腔室2优选保持为高真空状态,真空腔室2内的真空度(达到的真空度)优选为比10-3Pa高(换言之,压力比10-3Pa低)。
通过成为比10-3Pa高的真空度,蒸镀颗粒的平均自由程能够得到必要充分的值。另一方面,当真空度为10-3Pa以下时,该平均自由程变短,所以蒸镀颗粒散射,到达被成膜基板200的效率降低,准直(Collimated)成分变少。
因此,本实施方式中,真空腔室2内的真空到达率(达到的真空率)为1.0×10-4pa以上(换言之,真空腔室2内的压力为1.0×10-4pa以下)。
<使被成膜基板200与掩模10隔开间隔成膜的蒸镀方式的技术问题>
接着,为了说明上述蒸镀颗粒射出装置30的效果,首先,对使被成膜基板200与掩模10隔开间隔形成蒸镀膜的蒸镀方式的技术问题进行说明。
图4是用于比较的表示与加热温度控制单元相邻地设置冷却温度控制单元时的蒸镀颗粒射出装置的概略结构的剖视图。
另外,为了比较,在图4所示的蒸镀颗粒射出装置400中,同与蒸镀颗粒射出装置30的加热温度控制单元40同样的加热温度控制单元40相邻地设置有具有与冷却温度控制单元60同样的结构的冷却温度控制单元60。
即,图4所示的蒸镀颗粒射出装置400,在与蒸镀颗粒射出装置30的加热温度控制单元40中的热交换器43和加热容器42同样的热交换器43和加热容器42的上方,具有与蒸镀颗粒射出装置30的蒸镀颗粒放出喷嘴部61同样的蒸镀颗粒放出喷嘴部61。
另外,在蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的周围,设置有与蒸镀颗粒射出装置30的热交换器63同样的热交换器63。
但是,如图4所示,在与加热温度控制单元40相邻地设置有冷却温度控制单元60的情况下,蒸镀颗粒放出喷嘴部61与加热容器42接近设置,由此,从蒸镀颗粒射出装置400飞来且通过掩模10的开口部11后的蒸镀颗粒,因掩模10的开口部11(掩模开口图案)而变得散射后附着于被成膜基板200形成成膜图案。
因此,在成膜后的图案中产生模糊(毛边),不能以规定的精度形成成膜图案。另外,关于这一点在后面基于比较实验结果进一步具体叙述。
<本实施方式的蒸镀方法的原理和效果>
鉴于以上问题,在本实施方式中,如图1~图3所示,作为蒸镀源,在加热温度控制单元40与冷却温度控制单元60之间设置有中间温度控制单元50,将冷却温度控制单元60的蒸镀颗粒放出喷嘴部61设定为比蒸镀材料成为气体的温度低的温度,将中间温度控制单元50设定为蒸镀颗粒发生部41与蒸镀颗粒放出喷嘴部61之间的温度。
首先,根据本实施方式,通过按照上述方式将蒸镀颗粒射出装置30的作为向外部出射的射出口的开口部62冷却,来阻挡(除去)蒸镀流的倾斜成分。
如上所述,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度在使蒸镀材料蒸发的情况下设定为比其蒸发温度低,在使蒸镀材料升华的情况下设定为比其升华温度低,由此容易吸附撞击到开口部62的壁面的蒸镀颗粒。
因此,如上所述通过冷却蒸镀颗粒放出喷嘴部61,能够阻挡倾斜成分的蒸镀颗粒。因此,能够使蒸镀流准直化。
此时,在本实施方式中,如上所述通过设置中间喷嘴部51,将蒸镀颗粒所通过的开口部(喷嘴部)设置多级,使喷嘴部的温度阶段性变化(缓慢降低),由此能够使蒸镀颗粒的流动直线化,并且使附着于喷嘴部的壁面的蒸镀材料减少。
另外,通过如上所述在蒸镀颗粒的射出路径的从上游侧至下游侧使喷嘴部的温度缓慢降低,能够使通过各级的喷嘴部的开口部的蒸镀颗粒的温度缓慢降低。
由此,能够使作为蒸镀颗粒射出装置30的射出口的、冷却温度控制单元60的开口部62的压力局部地降低,所以能够防止开口部62的蒸镀颗粒的散射。
另外,如上所述,通过将蒸镀颗粒放出喷嘴部61如上所述设定为比蒸镀材料成为气体的温度低的温度,使蒸镀颗粒放出喷嘴部61附近的蒸镀颗粒的温度降低。
此时,如上所述通过在中间蒸镀颗粒发生部41与蒸镀颗粒放出喷嘴部61之间设置中间喷嘴部51来使蒸镀颗粒的温度降低,能够使蒸镀颗粒放出喷嘴部61的压力下降,能够改善蒸镀颗粒放出喷嘴部61中的蒸镀颗粒扩散。
另外,如上所述通过降低蒸镀颗粒放出喷嘴部61及其附近的压力,能够抑制平均自由程因蒸镀颗粒放出喷嘴部61而变短的现象,能够进一步改善蒸镀流的准直性。
另外,如上所述为了提高蒸镀颗粒的直进性,在如图4所示通过冷却蒸镀颗粒放出喷嘴部61来使倾斜成分的蒸镀颗粒附着于喷嘴壁面的情况下,如果不设置中间喷嘴部51而使蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度一下子下降从而使蒸镀流的温度一下子降低,则喷嘴壁面的蒸镀颗粒的附着量变多。其结果是,容易在喷嘴部发生堵塞。
因此,在如图4所示使蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度一下子下降而不设置中间喷嘴部51的情况下,当形成一定量的膜时,例如图4所示装置主体单元化的例子中,需要将冷却温度控制单元60从真空腔室卸下,通过利用药液等的喷嘴洗净工序将附着于蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的壁面的蒸镀材料除去。
另外,在装置主体未单元化的情况下,需要将蒸镀颗粒射出装置本身取出到真空腔室外并拆开。
但是,本实施方式中,蒸镀颗粒放出喷嘴部61中,用前级的中间喷嘴部51将蒸镀流成为平行流(准直),所以基本上没有蒸镀颗粒附着到开口部62的壁面。
另外,本实施方式中,如图1~图3所示,通过装置主体31单元化,即使蒸镀颗粒附着于开口部62的壁面,也不需要将蒸镀颗粒射出装置30本身取出到真空腔室外并拆开。
另外,通过在各温度控制单元分别设置热交换器,在中间喷嘴部51与蒸镀颗粒放出喷嘴部61具有相同形状的情况下,也可以更换冷却温度控制单元60与中间温度控制单元50的配置等,将附着有蒸镀颗粒的蒸镀颗粒放出喷嘴部61作为中间喷嘴部51使用。
像这样,将附着有蒸镀颗粒的蒸镀颗粒放出喷嘴部61作为中间喷嘴部51使用,如上所述将其加热到比蒸镀材料成为气体的温度高的温度,由此能够再次利用所附着的蒸镀颗粒。在这种情况下,不需要另外的利用药液等的喷嘴洗净工序。
另外,在上述蒸镀颗粒射出装置30中,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52,形成于从被成膜面201的法线方向(例如,蒸镀颗粒射出装置30的上方)看互相重叠的位置。
如图3所示,在被成膜基板200的被成膜面201的法线方向上,中间喷嘴部51的开口部52的中心位置形成于与蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62相同的位置。
在图1~图3所示的例子中,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52具有相同路径,从被成膜面201的法线方向看时,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52形成为位于相同位置。
像这样,通过蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52形成于重叠的位置,能够提高蒸镀流的准直性(平行流化)。
另外,如上所述蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52形成于重叠的位置,由此能够使被成膜面201的法线方向上的等效的喷嘴部的开口部的长度(开口部长度、喷嘴长度)变长,能够利用喷嘴长度效果实现蒸镀流的准直化。
如上所述,根据本实施方式,从蒸镀颗粒射出装置30射出并到达掩模10的蒸镀颗粒的飞来方向,成为与被成膜基板200的被成膜面201的法线方向(换言之,掩模10的掩模面的法线方向)平行(准直)。
由此,与掩模10的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒,通过掩模10的开口部11,按照掩模图案(即,按照开口部11的形状)附着于被成膜基板200。因此,能够消除成膜图案的图案模糊,形成高精度的成膜图案。
接着,说明使用了上述蒸镀装置1的成膜图案的形成方法,即作为本实施方式的蒸镀方法的一例,列举从TFT基板侧取出光的底部发光型且RGB全彩色显示的有机EL显示装置的制造方法为例进行说明。
<有机EL显示装置的整体结构>
图5是表示有机EL显示装置的概略结构的剖视图。
如图5所示,有机EL显示装置100具有TFT(薄膜晶体管)基板110、有机EL元件120、粘接层130和密封基板140。
TFT基板110上,在作为像素区域的部分形成有TFT等作为开关元件。
有机EL元件120矩阵状地形成在TFT基板110的显示区域。
形成有有机EL元件120的TFT基板110,通过粘接层130等与密封基板140贴合。
接着,对上述有机EL显示装置100的TFT基板110和有机EL元件120的结构进行详细说明。
<TFT基板110的结构>
图6是表示构成有机EL显示装置100的显示部的有机EL元件120的概略结构的剖视图。
如图6所示,TFT基板110具有在玻璃基板等透明的绝缘基板111上形成TFT112(开关元件)和配线113、层间绝缘膜114、边缘覆盖物115等的结构。
有机EL显示装置100是全彩色的有源矩阵型的有机EL显示装置,在绝缘基板111上,在被配线113包围的区域中矩阵状地排列有分别由红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各色有机EL元件120构成的各色的像素101R、101G、101B。
TFT112分别与各像素101R、101G、101B对应地设置。另外,TFT的结构以往众所周知。因此,省略对TFT112的各层的图示以及说明。
层间绝缘膜114以覆盖各TFT112和配线113的方式遍及上述绝缘基板111的整个区域层叠在上述绝缘基板111上。
在层间绝缘膜114上形成有有机EL元件120的第一电极121。
另外,在层间绝缘膜114设置有用于将有机EL元件120的第一电极121与TFT112电连接的接触孔114a。由此,TFT112经上述接触孔114a与有机EL元件120电连接。
边缘覆盖物115是用于防止在第一电极121的端部有机EL层变薄或电场集中而导致有机EL元件120的第一电极121与第二电极126短路的绝缘层。
边缘覆盖物115在层间绝缘膜114上以覆盖第一电极121的端部的方式形成。
第一电极121如图6所示在没有边缘覆盖物115的部分露出。该露出部分成为各像素101R、101G、101B的发光部。
换言之,各像素101R、101G、101B,被具有绝缘性的边缘覆盖物115分隔。边缘覆盖物115也作为元件分离膜起作用。
<TFT基板110的制造方法>
作为绝缘基板111,例如可以使用无碱玻璃和塑料等。本实施方式中,使用板厚0.7mm的无碱玻璃。
作为层间绝缘膜114和边缘覆盖物115,可以使用已知的感光性树脂。作为上述感光性树脂,可以列举例如丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂等。
另外,TFT112用已知的方法制作。另外,本实施方式中,如上所述,列举在各像素101R、101G、101B形成有TFT112的有源矩阵型的有机EL显示装置100的例子。
但是,本实施方式并不限定于此,未形成TFT的无源矩阵型的有机EL显示装置的制造也能够应用本发明。
<有机EL元件120的结构>
有机EL元件120是能够利用低电压直流驱动进行高亮度发光的发光元件,依次层叠有第一电极121、有机EL层和第二电极126。
第一电极121具有将空穴注入(供给)到上述有机EL层的功能。第一电极121如上所述经接触孔114a与TFT112连接。
在第一电极121与第二电极126之间,如图6所示,具有以下结构:从第一电极121侧依次形成有例如空穴注入层兼空穴输送层122、发光层123R、123G、123B、电子输送层124和电子注入层125,作为有机EL层。
另外,虽然未图示,可以根据需要插入用于阻止空穴、电子等载流子的流动的载流子阻挡层。另外,一个层也可以具有多个功能,例如,可以形成一个层来兼作空穴注入层和空穴输送层。
另外,上述层叠顺序是以第一电极121为阳极,以第二电极126为阴极的顺序。在以第一电极121为阴极、以第二电极126为阳极的情况下,有机EL层的层叠顺序相反。
空穴注入层是具有提高从第一电极121向有机EL层注入空穴的空穴注入效率的功能的层。另外,空穴输送层是具有提高向发光层123R、123G、123B输送空穴的空穴输送效率的功能的层。空穴注入层兼空穴输送层122以覆盖第一电极121和边缘覆盖物115的方式在上述TFT基板110的显示区域整面均匀地形成。
另外,本实施方式中,如上所述,作为空穴注入层和空穴输送层,设置有空穴注入层和空穴输送层一体化的空穴注入层兼空穴输送层122。但是,本实施方式并不限定于此,也可以空穴注入层和空穴输送层作为互相独立的层形成。
在空穴注入层兼空穴输送层122上,发光层123R、123G、123B分别与像素101R、101G、101B对应地形成。
发光层123R、123G、123B是具有使从第一电极121侧注入的空穴和从第二电极126注入的电子再结合而射出光的功能的层。发光层123R、123G、123B分别由低分子荧光色素、金属络合物等发光效率高的材料形成。
另外,电子输送层124是具有提高向发光层123R、123G、123B输送电子的电子输送效率的功能的层。另外,电子注入层125是具有提高从第二电极126向有机EL层注入电子的电子注入效率的功能的层。
电子输送层124以覆盖发光层123R、123G、123B和空穴注入层兼空穴输送层122的方式在这些发光层123R、123G、123B和空穴注入层兼空穴输送层122上遍及上述TFT基板110的显示区域整面均匀地形成。
另外,电子注入层125以覆盖电子输送层124的方式在电子输送层124上遍及上述TFT基板110的显示区域整面均匀地形成。
另外,电子输送层124和电子注入层125,可以如上所述作为互相独立的层形成,也可以互相一体化地设置。即,有机EL显示装置100可以具有电子输送层兼电子注入层来替代电子输送层124和电子注入层125。
第二电极126是具有将电子注入到由如上所述的有机层构成的有机EL层中的功能的层。第二电极126以覆盖电子注入层125的方式在电子注入层125上在上述TFT基板110的显示区域整面均匀地形成。
另外,发光层123R、123G、123B以外的有机层不是作为有机EL层必须的层,可以根据要求的有机EL元件120的特性适当形成。
另外,也可以像空穴注入层兼空穴输送层122和电子输送层兼电子注入层那样,一个层具有多个功能。
另外,在有机EL层能够根据需要追加载流子阻挡层。例如,在发光层123R、123G、123B与电子输送层124之间追加空穴阻挡层作为载流子阻挡层,由此阻止空穴漏至电子输送层124,能够提高发光效率。
<有机EL元件120的制造方法>
第一电极121在用溅射法等形成电极材料之后,通过光刻技术和蚀刻,与各个像素101R、101G、101B对应地进行图案形成。
作为第一电极121能够使用各种导电性材料,但在向绝缘基板111一侧放射光的底部发光型的有机EL元件的情况下,需要为透明或半透明。
另一方面,在从与基板相反的一侧放射光的顶部发光型有机EL元件的情况下,第二电极126需要为透明或半透明。
作为这些第一电极121和第二电极126所用的导电膜材料,可以使用例如ITO(Indium Tin Oxide:铟锡氧化物)、IZO(Indium Zinc Oxide:铟锌氧化物)、添加镓的氧化锌(GZO)等透明导电材料、金(Au)、镍(Ni)、铂(Pt)等金属材料。
另外,作为上述第一电极121和第二电极126的层叠方法,能够使用溅射法、真空蒸镀法、CVD(chemical vapor deposition:化学蒸镀)法、等离子体CVD法、印刷法等。例如,上述第一电极121的层叠也可以使用后述的蒸镀装置1。
作为有机EL层的材料,可以使用已知的材料。另外,发光层123R、123G、123B可以分别使用单一的材料,也可以使用将某种材料作为主体(host)材料、其它材料作为客体(guest)材料或掺杂剂混入的混合材料。
作为空穴注入层、空穴输送层、或者空穴注入层兼空穴输送层122,可以列举例如蒽、氮杂苯并菲、芴酮、腙、芪、苯并菲、苯炔、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉、三唑、咪唑、噁二唑、噁唑、聚芳基烷、苯二胺、芳基胺以及它们的衍生物、噻吩类化合物、聚硅烷类化合物、乙烯基咔唑类化合物、苯胺类化合物等链式或环式共轭类的单体、低聚物或聚合物等。
作为发光层123R、123G、123B材料,可以使用低分子荧光色素、金属络合物等发光效率高的材料。例如可以列举:蒽、萘、茚、菲、芘、并四苯、苯并菲、二萘嵌苯、苉、荧蒽、醋菲烯、戊芬、并五苯、晕苯、丁二烯、香豆素、吖啶、芪、和它们的衍生物、三(8-羟基喹啉)铝络合物、双(羟基苯并喹啉)铍络合物、三(联苯甲酰甲基)菲啰啉铕络合物、二甲苯酰基乙烯基联苯(ditoluyl vinyl biphenyl)、羟基苯基噁唑、羟基苯基噻唑等。
作为电子输送层124、电子注入层125或电子输送层兼电子注入层的材料,例如可以列举:三(8-羟基喹啉)铝络合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯基喹喔啉衍生物、噻咯衍生物等。
<使用真空蒸镀法的成膜图案的形成方法>
在此,下面主要用图7对使用真空蒸镀法的成膜图案的形成方法进行说明。
另外,在以下说明中以如下情况为例进行说明:使用TFT基板110作为被成膜基板200,并且使用有机发光材料作为蒸镀材料,在形成有第一电极121的被成膜基板200上用真空蒸镀法形成有机EL层作为蒸镀膜。
在全彩色的有机EL显示装置100中,如上所述,例如由具有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)各色的发光层123R、123G、123B的有机EL元件120构成的各色的像素101R、101G、101B,矩阵状地排列。
另外,当然也可以替代红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的发光层123R、123G、123B,具有包括青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)的各色的发光层,也可以具有包括红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、黄色(Y)的各色的发光层。
在这种有机EL显示装置100中,用TFT112使这些有机EL元件120有选择地以期望的亮度发光,由此进行彩色图像显示。
因此,为了制造有机EL显示装置100,需要使由发出各色光的有机发光材料构成的发光层在被成膜基板200上按每个有机EL元件120以规定的图案成膜。
如上所述,掩模10在期望的位置以期望的形状形成有开口部11。如图1~3所示,掩模10与被成膜基板200的被成膜面201隔着固定空隙地相对配置。
另外,在掩模10的与被成膜基板200相反的一侧,以与被成膜基板200的被成膜面201相对的方式配置有蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源。
在制造有机EL显示装置100的情况下,将有机发光材料在高真空下加热使其蒸发或升华而成为气体,由此作为气体状的蒸镀颗粒从蒸镀颗粒射出装置30射出。
作为蒸镀颗粒从蒸镀颗粒射出装置30射出的蒸镀材料,通过设置于掩模10的开口部11后被蒸镀于被成膜基板200。
由此,仅在与开口部11对应的被成膜基板200的所希望的位置,蒸镀形成具有期望的成膜图案的有机膜作为蒸镀膜。另外,蒸镀按发光层的每个颜色进行(将之称为“分涂蒸镀”)。
例如,在图6的空穴注入层兼空穴输送层122的情况下,在显示部整面进行成膜,因而使用仅在显示部整面和需要成膜的区域开口的开放式掩模(open mask)作为蒸镀用的掩模10,进行成膜。
另外,电子输送层124和电子注入层125、第二电极126也同样。
另一方面,在图6中,在进行显示红色的像素的发光层123R的成膜的情况下,使用仅在使红色的发光材料蒸镀的区域开口的精细掩模(fine mask)作为蒸镀用的掩模10,进行成膜。
<有机EL显示装置100的制造工序的流程>
图7是按照工序顺序表示有机EL显示装置100的制造工序的流程图。
首先,制作TFT基板110,在所制成的TFT基板110上形成第一电极121(步骤S1)。其中,TFT基板110可以使用公知的技术制作。
接着,在形成有该第一电极121的TFT基板110上,将开放式掩模作为蒸镀用的掩模10使用,通过真空蒸镀法在像素区域整面形成空穴注入层和空穴输送层(步骤S2)。另外,作为空穴注入层和空穴输送层,如上所述,可以采用空穴注入层兼空穴输送层122。
接着,将精细掩模作为蒸镀用的掩模10使用,通过真空蒸镀法对发光层123R、123G、123B进行分涂蒸镀(步骤S3)。由此,形成与各像素101R、101G、101B对应的图案膜。
接着,在形成有发光层123R、123G、123B的TFT基板110上,将开放式掩模作为蒸镀用的掩模10使用,通过真空蒸镀法在像素区域整面依次形成电子输送层124、电子注入层125、第二电极126(步骤S4~S6)。
如上所述,对蒸镀完成后的基板,进行有机EL元件120的区域(显示部)的密封,使得有机EL元件120不会因大气中的水分和氧气而劣化(步骤S7)。
关于密封,有用CVD法等形成水分和氧气不容易透过的膜的方法、用粘接剂等贴合玻璃基板等的方法等。
根据如上所述的工序,制作有机EL显示装置100。有机EL显示装置100,从形成于外部的驱动电路使位于各个像素的有机EL元件120流通电流而发光,由此进行期望的显示。
<基于实验的成膜图案的比较(比较实验)>
接着,对使用图1所示的蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源的情况和使用图4所示的蒸镀颗粒射出装置400作为蒸镀源的情况下,实际得到的成膜图案的精度进行比较。
实验中除了如上所述使用图1所示的的蒸镀颗粒射出装置30和图4所示的蒸镀颗粒射出装置400作为蒸镀源,在蒸镀颗粒射出装置30设置有中间温度控制单元50以外,采用相同的条件。
另外,蒸镀材料使用绿色的发光材料、例如绿色的发光层123G的主体材料所使用的Alq3(羟基喹啉铝络合物)(升华温度305℃),Alq3的单膜在硅晶片上以100nm的厚度直线(inline)成型。
另外,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上被成膜基板200与掩模10之间的间隔距离为1mm。另外,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上蒸镀颗粒射出装置30、400与掩模10之间的间隔距离为125mm。
另外,真空腔室2的到达真空度为1.0×10-4pa以下,如上所述,图1所示的蒸镀颗粒射出装置30的蒸镀颗粒发生部41的温度为340℃,中间喷嘴部51的温度为320℃,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度为250℃。
另外,图4所示的蒸镀颗粒射出装置400中,蒸镀颗粒发生部41的温度为340℃,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度为250℃。
另外,各喷嘴部的开口部长度(喷嘴长度)均为20mm,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的各喷嘴部间的间隙均为10mm。
图8(a)、(b)表示在光学显微镜下观察所得到的成膜图案的结果。
图8(a)是表示蒸镀源使用图1所示的蒸镀颗粒射出装置30而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图,图8(b)是蒸镀源使用图4所示的蒸镀颗粒射出装置400而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
如果通过掩模10的开口部11时在蒸镀流中存在倾斜成分,则在所得到的图案的端部出现由倾斜地通过掩模10的开口部11的蒸镀颗粒产生的倾斜部(膜厚不同的部分)。
在使用蒸镀颗粒射出装置400作为蒸镀源的情况下,如图8(b)所示,在所得到的图案的宽度方向,膜厚不同的部分看起来呈现多重线,并且该膜厚不同的部分的宽度、即扩展到本来应该形成的成膜图案以外的部分的宽度,比图8(a)大很多。
由此可知,在使用蒸镀颗粒射出装置400作为蒸镀源的情况下,如图8(b)所示,所得到的成膜图案中产生较大的图案模糊(图案毛边),与之相对,在使用蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源的情况下,如图8(a)所示,与图8(b)相比图案模糊得到了改善。
由此可知,通过使用本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源,能够形成显示品质高的显示面板。
<基板移动单元3的变形例>
另外,在本实施方式中,如图2所示,以被成膜基板200载置在基板移动单元3上的情况为例进行了图示,但本实施方式并不限定于此。
基板移动单元3优选具有例如未图示的静电卡盘。例如,被成膜基板200的非成膜面202,用静电卡盘等方法被保持于配置在被成膜基板200的非成膜面202一侧的基板移动单元3,由此能够将被成膜基板200以没有出现因自重而产生的弯曲的状态保持于基板移动单元3。
<加热温度控制单元40的变形例>
本实施方式以如下情况为例进行了说明:如图1和图2所示,加热温度控制单元40具有在内部收纳蒸镀材料的被称为坩埚或蒸发舟的、一面(上部)开口的加热容器42作为蒸镀颗粒发生部41,将蒸镀材料直接收纳于加热容器42并使之蒸发或升华而成为气体。
但是,本实施方式并不限定于此。例如也可以在蒸镀颗粒发生部41设置未图示的加载互锁(10ad lock)式的配管,从使用了加热机构的设置于真空腔室外的容器等未图示的蒸镀材料收纳容器,用加热后的上述配管将气体状态的蒸镀材料供给到蒸镀颗粒发生部。
<下沉积(down deposition)>
另外,本实施方式中,如上所述,列举以下情况进行了说明:将蒸镀颗粒射出装置30配置在被成膜基板200的下方,使蒸镀颗粒射出装置30经掩模10的开口部11从下方向上方进行上沉积(updeposition)。但是,本实施方式并不限定于此。
也可以是例如通过变更(与图1~图3所示的配置上下相反)基板移动单元3、掩模移动单元4、遮挡件操作单元5、蒸镀颗粒射出装置移动单元20的配置,将蒸镀颗粒射出装置30设置在被成膜基板200的上方,经掩模10的开口部11使蒸镀颗粒从上方向下方蒸镀于被成膜基板200(下沉积)。
另外,像这样在进行下沉积的情况下,替代将蒸镀材料直接收纳于蒸镀颗粒射出装置30的加热容器42,如上所述,例如使用加载互锁式的配管,将蒸发或升华后的蒸镀材料通过加载互锁式的配管射出到加热温度控制单元40即可。
像这样在通过下沉积进行蒸镀的情况下,即使不使用用于抑制自重弯曲的静电卡盘等方法,也能够在遍及被成膜基板200的整面精度良好地形成高精细的图案。
<侧沉积(side deposition)>
另外,例如,也可以为:上述蒸镀颗粒射出装置30具有向横向射出蒸镀颗粒的机构,在被成膜基板200的被成膜面201侧面向蒸镀颗粒射出装置30侧且在垂直方向竖立的状态下,经掩模10使蒸镀颗粒横向蒸镀(侧沉积)到被成膜基板200。
另外,像这样在进行侧沉积的情况下,替代将蒸镀材料直接收纳于蒸镀颗粒射出装置30的加热容器42,如上所述,例如使用加载互锁式的配管,使蒸发或升华后的蒸镀材料通过加载互锁式的配管射出到加热温度控制单元40即可。
<喷嘴部的开口面积>
另外,在图1~图3所示的例子中,列举蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62与中间喷嘴部51的开口部52具有相同直径的情况进行了说明。但是,本实施方式并不限定于此。
图9是示意性地表示本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30的重要部位的概略结构的的一例的俯视图。其中,图9中,用虚线表示中间喷嘴部51的开口部52,并且省略了蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62和中间喷嘴部51的开口部52的个数的一部分。
如图9所示,从被成膜基板200的被成膜面201的法线方向看,中间喷嘴部51的开口部52的面积(开口面积)也可以形成得比蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62大。
换言之,从被成膜基板200的被成膜面201的法线方向看,中间喷嘴部51的开口部52的直径也可以形成得比蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的直径大。
另外,为了改善膜厚分布,在同一级的喷嘴部内,各个开口部的形状(喷嘴形状)也可以不同。
<其它变形例>
另外,在本实施方式中,以中间喷嘴部51仅设置一级的情况为例进行说明。但是,本实施方式并不限定于此,上述中间喷嘴部51也可以设置多级。
另外,如上所述在中间喷嘴部51设置多级的情况下,各中间喷嘴部51的开口部的形状,可以相同也可以如后述的实施方式那样不同。
另外,在中间喷嘴部51设置多级的情况下,各中间喷嘴部51的温度,可以相同也可以如后述的实施方式那样不同。
不论哪种情况下,如上所述通过设置多级中间喷嘴部51,能够提高喷嘴长度带来的准直效果。
另外,图3以掩模10的开口部11和作为蒸镀颗粒射出装置30的射出口的开口部62一维(即线状)地配置的情况为例表示。但是,本实施方式并不限定于此,掩模10的开口部11与蒸镀颗粒射出装置30的射出口也可以分别二维(即,面状)地配置。
另外,在本实施方式中,以有机EL显示装置100具有TFT基板110、在该TFT基板110上形成有机层的情况为例进行了说明,但本发明并不限定于此。替代TFT基板110,有机EL显示装置100也可以使用在形成有机层的基板上未形成TFT的无源型的基板,也可以用上述无源型的基板作为被成膜基板200。
另外,本实施方式中,如上所述以在TFT基板110上形成有机层的情况为例进行了说明,但本实施方式并不限定于此,形成电极图案替代有机层的情况也能够应用本发明。
另外,上述蒸镀颗粒射出装置30所用的各单元和各喷嘴部的材料(原材料),根据蒸镀材料的种类、特别是蒸镀材料成为气体的温度,适当选择不会因各喷嘴部的加热或冷却而劣化、变形的材料即可,并不做特别限定。作为上述蒸镀颗粒射出装置30所用的各单元和各喷嘴部的材料,例如可以使用在坩埚等公知的蒸镀源中使用的材料。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30和蒸镀装置1的蒸镀方法,除了如上所述的有机EL显示装置100的制造方法以外,也能够适用于通过蒸镀而形成图案化的膜的各种制造方法和制造装置。
例如,除了有机EL显示装置100以外,也能够适用于例如有机薄膜晶体管等功能器件的制造。
[实施方式21
以下,主要基于图10~图12对本实施方式进行说明。
另外,在本实施方式中,主要对与实施方式1的不同之处进行说明,对具有与在上述实施方式1中使用的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。
<蒸镀颗粒射出装置30的结构>
图10是示意性地表示本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30的概略结构的剖视图。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30,除了将与实施方式1同样的中间温度控制单元50(温度调整部)设置三级以外,具有与实施方式1的蒸镀颗粒射出装置30同样的结构。
因此,下面作为本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30的结构,仅对中间温度控制单元50进行说明。
<中间温度控制单元50的结构和效果>
本实施方式中,如图10所示,作为中间温度控制单元50从下级侧、即加热温度控制单元40一侧依次设置有中间温度控制单元50a(第一中间温度控制单元)、中间温度控制单元50b(第二中间温度控制单元)、中间温度控制单元50c(第三中间温度控制单元)。
这些中间温度控制单元50a、50b、50c各自具有与实施方式1的中间温度控制单元50同样的结构。另外,以下有时将中间温度控制单元50a、50b、50c总称为中间温度控制单元50。
这些中间温度控制单元50a、50b、50c各自具有如下结构:作为喷嘴部的中间喷嘴部51a、51b、51c以横穿各中间温度控制单元50a、50b、50c内的方式在装置主体31内、具体而言是与各喷嘴部的喷嘴面(开口面)垂直的方向上突出地设置。
另外,本实施方式中,如图10所示,各中间喷嘴部51a、51b、51c设置于各中间温度控制单元50a、50b、50c的中心部,在各中间温度控制单元50a、50b、50c的下部、即各中间喷嘴部51a、51b、51c的下方设置有凹状的开口部54a、54b、54c。另外,在各中间温度控制单元50a、50b、50c的上部、即各中间喷嘴部51a、51b、51c的上方,设置有凹状的开口部55a、55b、55c。
因此,设置于与加热温度控制单元40相邻地设置的中间温度控制单元50a的下部的开口部54a,在将中间温度控制单元50a层叠于加热温度控制单元40上时,开口部54a的开口缘部形成为与加热容器42的上部的开口部44的开口缘部成为一个面。
同样,在将这些中间温度控制单元50a、50b、50c层叠时,互相相邻的中间温度控制单元50a、50b的互相相邻的开口部55a、54b的各开口缘部、以及互相相邻的中间温度控制单元50b、50c的互相相邻的开口部55b、54c的各开口缘部,分别形成为一个面。
另外,在将冷却温度控制单元60层叠在中间温度控制单元50c上时,互相相邻的中间温度控制单元50c的开口部55c的开口缘部、以及冷却温度控制单元60的开口部64的开口缘部,彼此形成为一个面。
另外,本实施方式中,如后所述,各中间温度控制单元50a、50b、50c分别设定为不同的温度。
因此,对于各中间温度控制单元50a、50b、50c而言,设置于各温度控制单元的凹状的开口部的内部空间的、与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的距离,特别是各喷嘴部间的距离,优选设置为10mm以上。
但是,在将中间温度控制单元50a、50b、50c中的相邻的任两个中间温度控制单元设定为相同温度的情况下,被设定为相同温度的中间温度控制单元的各喷嘴部间的距离,并不限定于此。另外,在将中间温度控制单元设定为相同温度的情况下,也能得到喷嘴长度带来的准直效果。
另外,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的各喷嘴部间的间隔距离,可以各自不同,但优选形成为等间隔。
在各中间喷嘴部51a、51b、51c分别设置有上下方向贯通的多个开口部52a、52b、52c(贯通口)。
另外,在各中间喷嘴部51a、51b、51c内的、各开口部52a、52b、52c的周围,与各中间喷嘴部51a、51b、51c对应地,设置有调整和控制各中间喷嘴部51a、51b、51c的温度的热交换器53a、53b、53c。
本实施方式中,在蒸镀颗粒发生部41的温度与蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度之间,越是靠上级侧的中间喷嘴部越被设定为低的温度。即,本实施方式中,成为蒸镀颗粒发生部41的温度>下级的中间喷嘴部51a(第一中间喷嘴部)的温度>中级的中间喷嘴部51b(第二中间喷嘴部)的温度>上级的中间喷嘴部51c(第三中间喷嘴部)的温度>蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度的关系。
像这样,根据本实施方式,通过增加中间喷嘴部510的级数,能够精细地进行降低蒸镀颗粒的温度的控制,由此能够进一步提高蒸镀颗粒放出喷嘴部61中的蒸镀流的准直性。
像这样,根据本实施方式,如上所述通过增加中间喷嘴部510的级数,能够精细地进行降低蒸镀颗粒的温度的控制,所以能够缓慢地降低蒸镀流的温度,能够进一步降低各喷嘴部的开口部附近的压力。
因此,能够抑制各喷嘴部的开口部的蒸镀颗粒的散射,所以能够进一步提高蒸镀流的准直性。
另外,本实施方式中,各喷嘴部的开口部的中心位置,即各中间喷嘴部51a、51b、51c的各开口部52a、52b、52c的中心位置和蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的中心位置,在俯视、即从被成膜基板200的被成膜面201的法线方向看,分别形成为相同位置。
像这样,各喷嘴部的开口部的中心位置,从被成膜面201的法线方向看为相同位置,由此能够等同于使喷嘴部的开口部的长度与级数相应地变长。
因此,根据上述结构,等同于开口部长度变长,所以能够进一步提高蒸镀流的准直性。
另外,与各开口部的实际的开口部长度(喷嘴长度)无关地,能够通过增加中间喷嘴部510的级数来增加喷嘴部的等同(等效)的开口部长度。
另外,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的各喷嘴部间的间隔距离,可以各自不同,但优选形成为等间隔。
另外,本实施方式中,各喷嘴部的开口部的长度(喷嘴长度)也并不做特别限定。但是,为了降低蒸镀颗粒的温度,优选各中间喷嘴部51a、51b、51c的各开口部52a、52b、52c的长度为20mm以上。另外,为了阻挡蒸镀颗粒的倾斜成分,优选蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的长度为20mm以上。
<基于实验的成膜图案的比较>
接着,为了进行比较,使用图10所示的蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源,与实施方式1同样地实际形成成膜图案,将结果用图11表不。
图11是表示蒸镀源使用图10所示的蒸镀颗粒射出装置30而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
另外,实验中,除了如上所述使用图10所示的蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源,中间喷嘴部51a的温度为330℃,中间喷嘴部51b的温度为320℃,中间喷嘴部51c的温度为310℃以外,采用与实施方式1的基于实验的成膜图案的比较中使用的条件相同的条件。
因此,蒸镀颗粒发生部41的温度为340℃,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度为250℃。
另外,对于中间喷嘴部51a、51b、51c而言,各喷嘴部的开口部长度(喷嘴长度)均为20mm,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的各喷嘴部间的间隙均为10mm。
如图11所示,根据本实施方式,相比实施方式1,图案模糊得到进一步改善,能够得到基本上没有图案模糊的成膜图案。因此可知,根据本实施方式,能够形成更加高精细的显示面板。
<喷嘴部的开口面积>
图12是示意性地表示本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30的重要部位的概略结构的一例的俯视图。其中,图12中,用虚线表示各中间喷嘴部51a、51b、51c的各开口部52a、52b、52c,并且省略了蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62和中间喷嘴部51的开口部52的个数的一部分的图示。
图10所示的蒸镀颗粒射出装置30中,各喷嘴部的各开口部分别采用相同的开口部形状。
即,在本实施方式中以如下情况为例进行了说明:如图10所示,各喷嘴部的各开口部、即各中间喷嘴部51a、51b、51c的各开口部52a、52b、52c和蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62具有同一直径,从被成膜面201的法线方向看时,这些开口部52a、52b、52c、62各自位于相同位置地重叠形成。
因此,本实施方式并不限定于此,也可以如图12所示形成为:越是靠上级侧的喷嘴部,其开口部的开口面积(开口部尺寸)越小。即,也可以如图12所示形成为:以开口部尺寸按照开口部52a、开口部52b、开口部52c、开口部62的顺序变小的方式形成各开口部52a、52b、52c、62。
一般而言,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部尺寸越小越好。因此,一下子变小时会发生堵塞。因此,只要使开口部尺寸按每个喷嘴级逐渐变小或者按多个喷嘴级变小,就不会发生这种问题。因此,生产效率提高。
[实施方式3]
主要基于图13~图15对本实施方式进行说明如下。
另外,在本实施方式中,主要对与实施方式1、2的不同点进行说明,对具有与在上述实施方式1、2中说明过的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。
<蒸镀颗粒射出装置30的结构>
图13是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置1中的真空腔室2内的主要构成要素的剖视图。另外,图14是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置1的重要部位的概略结构的剖视图。
本实施方式的蒸镀装置1,除了在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间设置限制板70(aperture,孔径限制件)以外,具有与实施方式1的蒸镀装置1同样的结构。
因此,下面作为本实施方式的蒸镀装置1的结构,仅对限制板70进行说明。
<限制板70的结构和效果>
本实施方式中,使用与实施方式1同样的蒸镀颗粒射出装置30作为蒸镀源。因此,在进一步需要蒸镀流的准直性的情况下,如图13和图14所示,在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间,优选与掩模10平行地设置限制蒸镀颗粒的通过的限制板70。
在限制板70分别设置有上下方向贯通的多个开口部71(贯通口)。
在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间,如上所述,设置有限制蒸镀颗粒通过的限制板70,由此能够改善形成于被成膜基板200的成膜图案的膜厚分布。
如图13和图14所示所示,在被成膜基板200的被成膜面201的法线方向上,限制板70的开口部71的中心位置,形成于与蒸镀颗粒射出装置30的各喷嘴部(即,中间喷嘴部51、蒸镀颗粒放出喷嘴部61)的开口部52、62的中心位置相同的位置。
但是,蒸镀颗粒射出装置30的各喷嘴部的开口形状(例如开口部62的形状和尺寸)与限制板70的开口形状(开口部71的形状和尺寸)也可以相互不同。
如上所述,通过使各开口部52、62、71的中心位置一致,即使来自蒸镀颗粒放出喷嘴部61的蒸镀流有若干扩展,也能够利用限制板70高精度地抑制蒸镀流的扩展。因此,如图13和图14所示,即使中间喷嘴部51只有一级,也能够利用限制板70抑制蒸镀流的扩展。因此,能够提高蒸镀流的准直性。
另外,图16中,为了简化,使掩模10的开口部11的开口形状与限制板70的开口形状一致,但实际上掩模10的开口部11的图案形状较细。
例如,虽然根据被成膜基板200的大小和形成的成膜图案会有所不同,但与扫描方向(基板输送方向)平行的方向的、限制板70的各开口部71的开口尺寸优选为0.2m以下。
其中,在上述开口尺寸比0.2m大的情况下,蒸镀颗粒向掩模10的附着量单纯增加,仅是对成膜不做贡献的蒸镀颗粒成分增加。
与之相对地,与扫描方向(基板输送方向)平行的方向的、掩模10的各开口部11的开口尺寸过大时,图案精度降低。
因此,掩模10的上述开口尺寸,为了确保精度,在现有技术水平,需要为20cm以下。
另外,与扫描方向(基板输送方向)垂直的方向的、限制板70的开口尺寸,根据被成膜基板200的大小和形成的成膜图案而不同,但优选为5cm以下。当比5cm大时,会产生被成膜基板200的被成膜面201上的蒸镀膜的膜厚不均变大,掩模10的图案与成膜的图案的偏移量变得过大等问题。
与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向的限制板70的位置,只要限制板70在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间与蒸镀颗粒射出装置30隔开间隔地设置,就不做特别限定。限制板70例如与掩模10紧贴地设置。
另外,将限制板70与蒸镀颗粒射出装置30隔开间隔地设置的理由如下。
为了阻挡倾斜成分的蒸镀颗粒,限制板70不加热或者通过未图示的热交换器冷却。因此,限制板70成为比作为蒸镀颗粒射出装置30的出射口的开口部62低的温度。另外,在蒸镀颗粒从被成膜基板200的方向飞来时,需要在限制板70与蒸镀颗粒射出装置30之间设置未图示的遮挡件。因此,在限制板70与蒸镀颗粒射出装置30至少需要设置2cm以上的距离。
<基于实验的成膜图案的比较>
接着,为了比较,使用具有图13和图14所示的结构的蒸镀装置1形成实际的成膜图案,将结果用图15表示。
图15是表示使用本实施方式的蒸镀装置1而得到的成膜图案的光学显微镜照片的图。
另外,实验中,如上所述除了在掩模10与作为蒸镀源的蒸镀颗粒射出装置30之间设置限制板70,与被成膜基板200的被成膜面201垂直的方向上的限制板70与蒸镀颗粒射出装置30之间的距离以及限制板70与掩模10之间的距离分别为5cm以外,采用与实施方式1的基于实验的成膜图案的比较中所用的条件相同的条件。
因此,蒸镀颗粒发生部41的温度为340°C,中间喷嘴部51的温度为320°C,蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度为250°C。
如图15所示,根据本实施方式,相比实施方式1,能够得到图案模糊得到进一步改善的成膜图案。
因此可知,根据本实施方式,能够形成更加高精细的显示面板。另外,根据上述实验结果可知,根据本实施方式,通过在掩模10与蒸镀颗粒射出装置30之间设置限制板70,能够改善蒸镀扩展,而且能够提高蒸镀流的准直性。
[实施方式4]
以下,主要基于图16对本实施方式进行说明。
另外,在本实施方式中,主要对与实施方式1~3的不同点进行说明,对具有与在上述实施方式1~3中使用的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。
<蒸镀颗粒射出装置30的结构>
图16是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置1中的真空腔室2内的主要构成要素的剖视图。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30,除了在作为温度调整部的中间温度控制单元50与作为蒸镀材料供给部的加热温度控制单元40之间还设置有具有喷嘴部的加热温度控制单元80作为温度调整部以外,具有与实施方式1的蒸镀颗粒射出装置30同样的结构。
因此,下面作为本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30的结构,仅对加热温度控制单元80进行说明。
<加热温度控制单元80的结构和效果>
加热温度控制单元80是在内部作为喷嘴部的加热喷嘴部81以横穿加热温度控制单元80内的方式向装置主体31内、具体而言是与各喷嘴部的喷嘴面(开口面)垂直的方向突出地设置的加热喷嘴部形成单元。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30具有如下结构:如图16所示,在中间喷嘴部51与蒸镀颗粒发生部41之间还设置有加热喷嘴部81作为喷嘴部。
另外,本实施方式中,如图16所示,加热喷嘴部81例如设置于加热温度控制单元80的中心部,在加热温度控制单元80的下部和上部,即加热喷嘴部81的下方和上方设置有凹状的开口部84、85。
设置于加热温度控制单元80的下部的开口部84,在将加热温度控制单元80层叠于加热温度控制单元40上时,开口部84的开口缘部形成为与加热容器42的上部的开口部44的开口缘部成为一个面。
在加热喷嘴部81设置有上下方向贯通的多个开口部82(贯通口)。
另外,本实施方式中,各喷嘴部的开口部的中心位置、即加热喷嘴部81的开口部82的中心位置、中间喷嘴部51的开口部52的中心位置、蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62的中心位置,在俯视、即从被成膜基板200的被成膜面201的法线方向看,各自形成在相同位置。
另外,如图16所示,例如在加热喷嘴部81内的、开口部82的周围,设置有调整、控制加热喷嘴部81的温度的热交换器83。
另外,作为热交换器83,只要能够调整、控制为期望的温度就不做特别的限定,能够使用公知的热交换器。
从加热容器42的上部的开口部44放出的蒸镀颗粒,通过由加热容器42的上部的开口部44和设置于加热温度控制单元80的下部的开口部84形成的、装置主体31内的内部空间,供给到加热喷嘴部81的开口部82。
图16所示的加热温度控制单元80中,设置于加热温度控制单元80的下部的开口部84,其开口长度(凹部的深度)设定得比设置于加热温度控制单元80的上部的开口部85的开口长度小,加热喷嘴部81具有与加热容器42接近配置的结构。加热喷嘴部81在喷嘴部中具有最高的温度。
另外,加热喷嘴部81被热交换器83控制为比蒸镀颗粒发生部41高的温度。
因此,在本实施方式中,满足加热喷嘴部81的温度≥蒸镀颗粒发生部41的温度>中间喷嘴部51的温度>蒸镀颗粒放出喷嘴部61的温度的关系。
另一方面,加热喷嘴部81的温度比蒸镀颗粒成为气体的温度+100℃高时,如上所述,蒸镀材料热分解的可能性变高。
因此,加热喷嘴部81的温度优选控制为蒸镀颗粒成为气体的温度+100℃≥加热喷嘴部81的温度≥蒸镀颗粒发生部41的温度。
加热喷嘴部81中,通过在设置于加热喷嘴部81的开口部82(贯通口)的壁面未附着蒸镀颗粒的状态的、加热喷嘴部81的开口部82的物理长度(开口长度、喷嘴长度),谋求蒸镀流的准直化。
即,本实施方式中,在使喷嘴部的温度降低之前,利用喷嘴长度谋求蒸镀流的准直化。由此,根据本实施方式,能够进一步减少所捕捉的蒸镀颗粒的倾斜成分。
<变形例>
另外,在本实施方式中,列举蒸镀颗粒放出喷嘴部61的开口部62、中间喷嘴部51的开口部52和加热喷嘴部81的开口部82具有相同的直径的情况进行了说明。
但是,本实施方式并不限定于此,如实施方式1、2所示,可以构成为:相邻级的喷嘴部由对应的热交换器控制成:上级侧的喷嘴部的开口部的开口面积与下级侧的喷嘴部的开口部的开口面积相同或比其小,更优选越是靠上级侧的喷嘴部的开口部,其开口面积越比下级侧的喷嘴部的开口面积形成得小。由此,能够得到与实施方式1、2所述的效果同样的效果。
[实施方式5]
以下,主要基于图17对本实施方式进行说明。
另外,在本实施方式中,主要对与实施方式1~4的不同点进行说明,对具有与在上述实施方式1~4中使用的构成要素相同的功能的构成要素标注相同的附图标记,省略其说明。
<蒸镀颗粒射出装置30的结构和效果>
图17是示意性地表示本实施方式的蒸镀装置1中的真空腔室2内的主要构成要素的剖视图。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30具有如下结构:如图17所示,在上下方向互相重叠设置的、构成装置主体31的多个温度控制单元,按每个温度控制单元分离,在各温度控制单元间具有间隙,在与该间隙对应的部分设置有捕捉蒸镀颗粒的捕集器32(蒸镀颗粒捕捉部)。
即,本实施方式中,在加热温度控制单元40与加热温度控制单元80之间、加热温度控制单元80与中间温度控制单元50之间、中间温度控制单元50与冷却温度控制单元60之间,分别设置有捕集器32。
本实施方式的蒸镀颗粒射出装置30,除了上述方面,具有与实施方式4的蒸镀颗粒射出装置30基本上同样的结构。
另外,在图17所示的例子中,在加热温度控制单元40的加热喷嘴部81的下方未设置开口部84,但上述开口部的有无并不影响效果本身。
因为能够高效地捕捉蒸镀颗粒,上述捕集器32优选利用未图示的热交换器冷却。
作为上述捕集器32,可以为例如下述的捕集器:以封闭各温度控制单元间的间隙的方式可拆卸地设置于装置主体31的外侧(即,各温度控制单元的外侧)的冷却体,在该冷却体吸附蒸镀颗粒并且捕捉蒸镀颗粒。
另外,上述捕集器32也可以包括以封闭各温度控制单元间的间隙的方式可拆卸地设置于装置主体31的外侧的、收纳从各温度控制单元间的间隙放出的蒸镀颗粒的收纳容器,使上述收纳容器冷却或者用未图示的热交换器将其冷却,由此捕捉上述收纳容器内的蒸镀颗粒。即,上述冷却体可以是与各温度控制单元间的间隙紧贴形成的冷却体,也可以是具有以覆盖各温度控制单元间的间隙的方式形成的收纳容器的冷却体。
作为上述冷却方法并不做特别限定,上述冷却可以使用例如水冷。
如上所述,根据本实施方式,在各温度控制单元间存在间隙的情况下,在与该间隙对应的部分,设置有捕捉蒸镀颗粒的捕集器32,由此能够防止蒸镀颗粒在装置主体31内散射。
<要点概要>
如上所述,上述各实施方式的蒸镀颗粒射出装置包括:(1)蒸镀颗粒发生部,其对蒸镀材料进行加热使得产生气体状的蒸镀颗粒;(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部,其设置有将在上述蒸镀颗粒发生部产生的蒸镀颗粒射出到外部的设置有多个贯通口;和(3)至少一级的中间喷嘴部,该中间喷嘴部具有多个贯通口,在上述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间,与上述蒸镀颗粒发生部和蒸镀颗粒放出喷嘴部隔开间隔重叠设置,在上述(1)蒸镀颗粒发生部、(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部和(3)中间喷嘴部分别设置有温度调整部件,上述(2)蒸镀颗粒放出喷嘴部由对应的温度调整部件控制成比上述蒸镀材料成为气体的温度低的温度,上述(3)中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成上述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间的温度。
根据上述结构,通过使上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口为比上述蒸镀材料成为气体的温度低的温度,能够阻挡蒸镀流的倾斜成分。因此,能够使蒸镀流准直化。
另外,通过设置上述中间喷嘴部,能够使喷嘴部的温度从上述蒸镀颗粒发生部到上述蒸镀颗粒放出喷嘴部阶段性地降低,能够使蒸镀颗粒的流动直线化,并且使附着于喷嘴部的壁面的蒸镀材料减少。
另外,通过使蒸镀颗粒的温度在上述中间喷嘴部降低,能够局部地降低上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的压力。因此,能够防止上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口处的蒸镀颗粒的散射。
另外,如上所述通过降低蒸镀颗粒放出喷嘴部及其附近的压力,能够抑制平均自由程因上述蒸镀颗粒放出喷嘴部而变短的现象。因此,能够进一步改善蒸镀流的准直性。
因此,根据上述结构,在使从上述蒸镀颗粒射出装置射出的蒸镀颗粒通过与上述蒸镀颗粒射出装置相对配置的蒸镀掩模上设置的贯通口后蒸镀于被成膜基板,由此形成期望的成膜图案的情况下,能够使从上述蒸镀颗粒射出装置射出并到达蒸镀掩模的蒸镀颗粒的飞来方向与被成膜基板的被成膜面的法线方向平行。
因此,通过将上述蒸镀颗粒射出装置用于使用蒸镀掩模进行蒸镀的蒸镀装置和蒸镀方法,与蒸镀掩模的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒通过蒸镀掩模的贯通口,按照掩模图案附着于被成膜基板。因此,能够消除成膜图案的图案模糊,形成高精度的成膜图案。
另外,根据上述结构,在蒸镀颗粒到达蒸镀颗粒放出喷嘴部之前,在前一级的中间喷嘴部进行了蒸镀流的准直化,所以能够抑制和防止蒸镀颗粒向蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的壁面附着。
上述蒸镀颗粒射出装置中,优选中间喷嘴部被控制成比上述蒸镀材料成为气体的温度高的温度。
在中间喷嘴部的温度为蒸镀颗粒成为气体的温度以下的情况下,在中间喷嘴部附着蒸镀颗粒。
因此,考虑局部的温度分布等,优选中间喷嘴部的温度被控制成比蒸镀颗粒成为气体的温度高的温度。
另外,优选从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述中间喷嘴部的贯通口的中心位置,与从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的中心位置相同。
像这样,通过蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口与中间喷嘴部的贯通口形成于重叠的位置,能够使上述贯通口的开口方向的等效的贯通口的长度(喷嘴长度)变长,能够提高喷嘴长度效果带来的蒸镀流的准直性(平行流化)。
另外,优选上述中间喷嘴部在上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向上设置有多级,并且与各中间喷嘴部对应地分别设置有温度调整部件,相邻级的中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成:上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的温度与上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的温度相同或比其低。
另外,优选上述多级的中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成:越是靠近上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部,温度越比上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部低。
根据上述各结构,能够使喷嘴部的温度从上述蒸镀颗粒发生部至上述蒸镀颗粒放出喷嘴部按每个喷嘴级逐渐变小,或者按每多个喷嘴级变小。
因此,能够在使蒸镀颗粒的流动直线化的同时使附着于喷嘴部的壁面的蒸镀材料减少,并且能够使颗粒放出喷嘴部及其附近的压力降低,能够进一步改善蒸镀流的准直性。
另外,通过设置多级中间喷嘴部,能够提高喷嘴长度带来的准直效果。
另外,优选从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积分别比上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的开口面积大。
而且,在上述中间喷嘴部设置有多级的情况下,优选从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积分别比上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的开口面积大,相邻级的中间喷嘴部中,上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积与上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积相同或比其小。
另外,上述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积优选:越是靠上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口,开口面积越比上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积小。
一般而言,优选越向蒸镀颗粒射出装置的外部,蒸镀颗粒的射出口的开口面积越小。因此,优选上述颗粒放出喷嘴部的开口面积小。但是,一下子变小时会发生堵塞。
根据上述各结构,通过从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积,比从上述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的上述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的开口面积大,能够使喷嘴部的开口面积从上述蒸镀颗粒发生部到上述蒸镀颗粒放出喷嘴部阶段性地变小。
另外,在如上所述中间喷嘴部设置有多级的情况下,相邻级的中间喷嘴部形成为:上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积,与上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积相同或比其小,或者,越是靠上述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口,开口面积越比上述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积小,由此能够按每多个喷嘴级,或者按每个喷嘴级减小喷嘴部的贯通口的开口面积。
因此,不会发生如上所述的堵塞,能够提高生产效率。
另外,优选上述蒸镀颗粒射出装置还具有加热喷嘴部,该加热喷嘴部具有多个贯通口,在上述蒸镀颗粒发生部与中间喷嘴部之间,与上述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部隔开间隔重叠设置,且被控制成比上述蒸镀颗粒发生部高的温度,从上述加热喷嘴部与上述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部重叠的方向看时的上述加热喷嘴部的贯通口的中心位置,与从上述加热喷嘴部与上述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部重叠的方向看时的上述中间喷嘴部的贯通口的中心位置相同。
根据上述结构,在使喷嘴部的温度降低之前,通过在加热喷嘴部的贯通口的壁面未附着蒸镀颗粒的状态下的、加热喷嘴部的贯通口的物理长度(喷嘴长度),能够谋求蒸镀流的准直化。
另外,优选上述各喷嘴部分别形成于不同的单元,在与各单元间的间隙对应的部分,设置有捕捉蒸镀颗粒的蒸镀颗粒捕捉部。
如上所述,上述各喷嘴部分别形成于不同的单元,由此即使在喷嘴部的贯通口的壁面附着有蒸镀颗粒,也不需要为了洗净喷嘴部而将蒸镀颗粒射出装置本身卸下到真空腔室外。
另外,根据上述结构,在与该各单元间的间隙对应的部分,设置有蒸镀颗粒捕捉部,由此能够抑制或防止蒸镀颗粒在蒸镀颗粒射出装置主体内散射。
优选上述蒸镀颗粒捕捉部是以封闭上述各单元间的间隙的方式可拆卸地设置于上述各单元的外侧的冷却体。
由此,能够高效地捕捉蒸镀颗粒。
另外,上述各实施方式的蒸镀装置是在被成膜基板上进行规定的图案的成膜的蒸镀装置,包括:(1)上述蒸镀颗粒射出装置;(2)蒸镀掩模,其具有贯通口,使从上述蒸镀颗粒射出装置射出的蒸镀颗粒通过上述贯通口蒸镀于上述被成膜基板,与上述被成膜基板的蒸镀区域相比面积小;和(3)移动机构,其在使上述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使上述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、和上述被成膜基板中的至少一方相对移动。
另外,上述各实施方式的蒸镀方法,使用上述蒸镀装置,在使上述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使上述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、与上述被成膜基板中的至少一方相对移动,在被成膜基板上进行规定的图案的成膜。
根据上述各结构,通过上述蒸镀装置具有上述蒸镀颗粒射出装置,如上所述,能够使从上述蒸镀颗粒射出装置射出并到达蒸镀掩模的蒸镀颗粒的飞来方向与被成膜基板的被成膜面的法线方向平行。
因此,与蒸镀掩模的掩模面垂直地飞来的蒸镀颗粒,通过蒸镀掩模的贯通口,按照掩模图案附着于被成膜基板。因此,即使使用比被成膜基板的蒸镀区域面积小的蒸镀掩模,使被成膜基板与蒸镀掩模隔开间隔地形成蒸镀膜,也能够消除成膜图案的图案模糊,形成高精度的成膜图案。
另外,优选在上述蒸镀装置中,在上述蒸镀颗粒射出装置与蒸镀掩模之间,设置有限制蒸镀颗粒的通过的限制板。
如上所述通过在上述蒸镀颗粒射出装置与蒸镀掩模之间设置限制板,能够改善蒸镀的扩展,而且能够提高蒸镀流的准直性。
另外,上述规定能够的图案,能够为有机电致发光元件的有机层。上述蒸镀装置可以用作有机电致发光元件的制造装置。即,上述蒸镀装置也可以是有机电致发光元件的制造装置。
另外,本发明并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
产业上的利用可能性
本发明的蒸镀颗粒射出装置和蒸镀装置以及蒸镀方法,能够适用于例如有机EL显示装置的有机层的分涂形成等的成膜工艺中使用的、有机EL显示装置的制造装置以及制造方法等。
符号说明
1     蒸镀装置
2     真空腔室
2a    内壁
3     基板移动单元(移动机构)
4     掩模移动单元(移动机构)
5     遮挡件操作单元
6     支架
7     遮挡件
8     突出部
8a    第一突出部
8b    第二突出部
8c    第三突出部
9     开口部
9a    第一开口部
9b    第二开口部
9c    第三开口部
10    掩模(蒸镀掩模)
10a   长边
10b   短边
11    开口部(贯通口)
20    蒸镀颗粒射出装置移动单元
21    载置台
22    致动器
30    蒸镀颗粒射出装置
31    装置主体(蒸镀颗粒射出装置主体)
32    捕集器(蒸镀颗粒捕捉部)
40    加热温度控制单元(单元)
41    蒸镀颗粒发生部
42    加热容器
43    热交换器(温度调整部件)
44    开口部
50 中间温度控制单元(单元)
50a、50b、50c 中间温度控制单元(单元)
51 中间喷嘴部
51a、51b、51c 中间喷嘴部
52 开口部(贯通口)
52a、52b、52c 开口部(贯通口)
53 热交换器(温度调整部件)
54 开口部
54a、54b、54c 开口部
55 开口部
55a、54b、55c 开口部
60 冷却温度控制单元(单元)
61 蒸镀颗粒放出喷嘴部
62 开口部(贯通口、射出口)
63 热交换器(温度调整部件)
64、65 开口部
70 限制板
71 开口部
80 加热温度控制单元(单元)
81 加热喷嘴部
82 开口部
83 热交换器(温度调整部件)
84、85 开口部
100 有机EL显示装置
101R、101G、101B 像素
110 TFT基板
111 绝缘基板
112 TFT
113 配线
114 层间绝缘膜
114a 接触孔
115 边缘覆盖物
120 有机EL元件
121 第一电极
122 空穴注入层兼空穴输送层
123R、123G、123B 发光层
124 电子输送层
125 电子注入层
126 第二电极
130 粘接层
140 密封基板
200 被成膜基板
200a 长边
201 被成膜面
202 非成膜面

Claims (15)

1.一种蒸镀颗粒射出装置,其特征在于,包括:
蒸镀颗粒发生部,其对蒸镀材料进行加热使得产生气体状的蒸镀颗粒;
蒸镀颗粒放出喷嘴部,其设置有将在所述蒸镀颗粒发生部产生的蒸镀颗粒射出到外部的多个贯通口;和
至少一级的中间喷嘴部,该中间喷嘴部具有多个贯通口,在所述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间,与所述蒸镀颗粒发生部和蒸镀颗粒放出喷嘴部隔开间隔地重叠设置,
在所述蒸镀颗粒发生部、蒸镀颗粒放出喷嘴部和中间喷嘴部分别设置有温度调整部件,
所述蒸镀颗粒放出喷嘴部由对应的温度调整部件控制成比所述蒸镀材料成为气体的温度低的温度,
所述中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成所述蒸镀颗粒发生部与蒸镀颗粒放出喷嘴部之间的温度。
2.如权利要求1所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
所述中间喷嘴部被控制成比所述蒸镀材料成为气体的温度高的温度。
3.如权利要求1或2所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
从所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的所述中间喷嘴部的贯通口的中心位置,与从所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的所述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的中心位置相同。
4.如权利要求1~3中任一项所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
所述中间喷嘴部在所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向上设置有多级,并且与各中间喷嘴部对应地分别设置有温度调整部件,
相邻级的中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成:所述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的温度与所述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的温度相同或比其低。
5.如权利要求4所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
所述多级的中间喷嘴部由对应的温度调整部件控制成:越是靠所述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部,温度越比所述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部低。
6.如权利要求4或5所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
从所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的所述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积分别比所述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的开口面积大,
相邻级的中间喷嘴部中,所述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积与所述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积相同或比其小。
7.如权利要求6所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
关于所述多级的中间喷嘴部的贯通口的开口面积,越是靠所述蒸镀颗粒放出喷嘴部一侧的中间喷嘴部的贯通口,开口面积越比所述蒸镀颗粒发生部一侧的中间喷嘴部的贯通口的开口面积小。
8.如权利要求1~3中任一项所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
从所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的所述中间喷嘴部的贯通口的开口面积,比从所述蒸镀颗粒放出喷嘴部与中间喷嘴部重叠的方向看时的所述蒸镀颗粒放出喷嘴部的贯通口的开口面积大。
9.如权利要求1~8中任一项所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
还具有加热喷嘴部,该加热喷嘴部具有多个贯通口,在所述蒸镀颗粒发生部与中间喷嘴部之间,与所述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部隔开间隔地重叠设置,且被控制成比所述蒸镀颗粒发生部高的温度,
从所述加热喷嘴部与所述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部重叠的方向看时的所述加热喷嘴部的贯通口的中心位置,与从所述加热喷嘴部与所述蒸镀颗粒发生部和中间喷嘴部重叠的方向看时的所述中间喷嘴部的贯通口的中心位置相同。
10.如权利要求1~9中任一项所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
所述各喷嘴部分别形成于不同的单元,在与各单元间的间隙对应的部分,设置有捕捉蒸镀颗粒的蒸镀颗粒捕捉部。
11.如权利要求10所述的蒸镀颗粒射出装置,其特征在于:
所述蒸镀颗粒捕捉部是以封闭所述各单元间的间隙的方式可拆卸地设置于所述各单元的外侧的冷却体。
12.一种蒸镀装置,其在被成膜基板上进行规定的图案的成膜,该蒸镀装置的特征在于,包括:
权利要求1~11中任一项所述的蒸镀颗粒射出装置;
蒸镀掩模,其具有贯通口,使从所述蒸镀颗粒射出装置射出的蒸镀颗粒通过所述贯通口蒸镀于所述被成膜基板,与所述被成膜基板的蒸镀区域相比面积小;和
移动机构,其在使所述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使所述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、与所述被成膜基板中的至少一方相对移动。
13.如权利要求12所述的蒸镀装置,其特征在于:
在所述蒸镀颗粒射出装置与蒸镀掩模之间,设置有限制蒸镀颗粒的通过的限制板。
14.如权利要求12或13所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述规定的图案是有机电致发光元件的有机层。
15.一种蒸镀方法,其特征在于:
使用权利要求12~14中任一项所述的蒸镀装置,在使所述蒸镀掩模与被成膜基板隔开固定距离的状态下,使所述蒸镀颗粒射出装置和蒸镀掩模、与所述被成膜基板中的至少一方相对移动,在被成膜基板上进行规定的图案的成膜。
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