JP2003229257A - 熱物理蒸着源 - Google Patents

熱物理蒸着源

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JP2003229257A
JP2003229257A JP2002343767A JP2002343767A JP2003229257A JP 2003229257 A JP2003229257 A JP 2003229257A JP 2002343767 A JP2002343767 A JP 2002343767A JP 2002343767 A JP2002343767 A JP 2002343767A JP 2003229257 A JP2003229257 A JP 2003229257A
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heater
bias
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container
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Slyke Steven A Van
エー バン スライク スティーブン
Robert G Spahn
ジョージ スパーン ロバート
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】構造体の上に実質的に均一な有機層を設ける。 【解決手段】構造体上に有機発光デバイス（OLED）を形
成する際に固体有機材料を気化させるための熱物理蒸着
源は、バイアスヒータと、該バイアスヒータ内に配置さ
れた電気絶縁性容器と、該容器内に配置された気化ヒー
タとを含む。該蒸着源と該構造体との間で相対移動をさ
せることにより、該構造体の上に実質的に均一な有機層
が設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、有機発光
デバイス(OLED)の一部をなす構造体の上に有機層を製造
するための熱物理蒸着源に関する。
【０００２】
【従来の技術】有機発光デバイスは、有機エレクトロル
ミネセントデバイスとも呼ばれているが、２以上の有機
層を第１電極と第２電極との間に挟み込んで構築するこ
とができる。従来構成のパッシブ型有機発光デバイス(O
LED)では、ガラス基板のような透光性基板の上に第１電
極として複数の透光性アノード、例えば、インジウム錫
酸化物(ITO)アノードを、横方向に間隔を置いて並べて
形成する。次いで、２以上の有機層を、減圧（典型的に
は10-3Torr未満に）保持されたチャンバ内で、それぞれ
の蒸着源からそれぞれの有機材料を続けて蒸着すること
により形成する。これら有機層の最上部のものの上に、
第２電極として複数のカソードを横方向に間隔を置いて
並べて蒸着する。
【０００３】このような従来のパッシブ型有機発光デバ
イスは、特定のカラム（アノード）と、順次方式で各ロ
ウ（カソード）との間に電場（駆動電圧とも呼ばれる）
を印加することにより動作する。アノードに対してカソ
ードを負にバイアスすると、カソードとアノードの重な
り領域により画定された画素から光が放出され、そして
放出された光はアノードと基板を通って観察者に到達す
る。
【０００４】アクティブ型有機発光デバイス(OLED)で
は、対応する透光部に接続されている薄膜トランジスタ
(TFT)によって第１電極としてアレイ状のアノードが設
けられる。２以上の有機層は、上述したパッシブ型デバ
イスの構築法と実質的に同様に、蒸着法により続けて形
成される。有機層の最上部のものの上には、第２電極と
して、共通のカソードを蒸着する。アクティブ型有機発
光デバイスの構成及び機能については米国特許第5,550,
066号に記載されており、これを参照することによりそ
の開示内容を本明細書の一部とする。
【０００５】有機発光デバイスを構築する上で有用とな
る有機材料、蒸着有機層の厚さ、及び層構成について
は、例えば、米国特許第4,356,429号、同第4,539,507
号、同第4,720,432号及び同第4,769,292号に記載されて
おり、これらを参照することによりその開示内容を本明
細書の一部とする。
【０００６】有機発光デバイスを製造するための構造体
上に有機層を熱物理蒸着させる源が、譲受人共通のRobe
rt G. Spahnの米国特許第６２３７５２９号（２００１
年５月２９日発行）に記載されている。Spahnが開示す
る蒸着源は、気化し得る固体有機材料を受容するための
閉鎖容器を画定するハウジングを含む。該ハウジングは
さらに、気化した有機材料が通過して構造体の表面に到
達できるようにする蒸気流出スリット開口部を画定する
上板によって画定されている。該閉鎖容器を画定するハ
ウジングは該上板に結合されている。Spahnが開示する
蒸着源はさらに、該上板に取り付けられた導電性バフル
部材を含む。該閉鎖容器内の固体有機材料に熱をかける
べく該ハウジングに電位差を印加して該固体有機材料を
気化させる時に、該バフル部材は、気化した有機材料は
該バフル部材を回り込み該スリットを通して基板や構造
体に到達するが、有機材料の粒子は該バフル部材により
該スリットを通過することができないように、該上板内
のスリットを透視線被覆する。
【０００７】Spahnが開示した熱物理蒸着源を使用して
複数の基板又は構造体の上に特定の有機材料の有機層を
形成させる場合、該閉鎖容器内に残留する有機材料又は
該閉鎖容器内に残留する有機材料残留物を、特に該ハウ
ジングにより画定された閉鎖容器の内側角部から、除去
することが困難であることがわかった。とりわけ、新規
装填の有機材料が先行使用した有機材料と異なる場合、
該閉鎖容器に新規有機材料を装填する前に、先行使用し
た有機材料の痕跡を有効に除去するために機械的スクラ
ビングを繰り返す必要がある。例えば、該閉鎖容器内に
先に受容した固体有機材料が有機正孔輸送材料であった
場合、該閉鎖容器を画定するハウジングに、例えば、有
機発光材料を装填する前に、たとえ微量であっても先行
使用された正孔輸送材料によって当該発光材料が汚染さ
れないように、当該有機正孔輸送材料のいかなる残留物
も完全に除去しておく必要がある。
【０００８】表面から有機残留物を洗浄する方法として
は、例えば、容器の囲いを酸浴中に浸漬する方法（「酸
洗浄」）や、容器の囲い又は内面を強酸化剤で処理する
方法が有効であることが知られているが、Spahnが開示
する蒸着源の洗浄には、当該閉鎖容器を形成するのに使
用されている金属がこのような洗浄法により悪影響を受
けるおそれがあるため、これらの方法は採用することが
できない。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４７６９２９２号明細書
【特許文献２】米国特許第６２３７５２９号明細書
【特許文献３】米国特許第４３５６４２９号明細書
【特許文献４】米国特許第４５３９５０７号明細書
【特許文献５】米国特許第４７２０４３２号明細書
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、有機
発光デバイス(OLED)の一部をなす構造体の上に有機層を
形成するための熱物理蒸着源を提供することにある。本
発明の別の目的は、OLEDの一部をなす構造体の上に有機
層を形成するための熱物理蒸着源であって、バイアスヒ
ータと、該バイアスヒータ内に配置された電気絶縁性容
器であって気化され得る固体有機材料を受容するための
ものと、該容器上に配置された気化ヒータとを含む蒸着
源を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、
OLEDの一部をなす構造体の上に有機層を形成するための
熱物理蒸着源であって、該構造体の表面に対して該蒸着
源を移動させて該構造体の上に実質的に均一な層を設け
るための手段を含むもの、を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のこれらその他の
目的は、有機発光デバイス(OLED)を形成するに際し減圧
チャンバ内で固体有機材料を気化させ、かつ、気化した
有機材料を構造体表面に層として適用するための熱物理
蒸着源であって、 a)側壁及び底壁により画定されたバイアスヒータであっ
て該側壁の高さがＨBであるものと、 b)該バイアスヒータ内に配置された電気絶縁性容器であ
って、気化され得る固体有機材料を受容し、側壁及び底
壁により画定され、そしてその側壁の高さが、該バイア
スヒータの側壁の高さＨBよりも高いＨCであるものと、 c)該容器の側壁面の上方に配置された気化ヒータであっ
て、気化した有機材料が通過して該構造体表面に到達す
ることができるように該容器内に延在する蒸気流出スリ
ット開口部を画定するものと、 d)該容器内の該固体有機材料に、該固体有機材料が気化
するには不十分なバイアス温度を提供するバイアス熱を
かけるための電位差を該バイアスヒータに印加するため
の手段と、 e)該容器内の該固体有機材料の最上部に、該最上部が気
化し、気化した有機材料が該流出スリット開口部を通し
て該構造体上に投射されて該構造体上に有機層を提供す
るような気化熱をかけるための電位差を該気化ヒータに
印加するための手段と、 f)該構造体上に実質的に均一な有機層を提供するよう
に、該蒸着源と該構造体との間で相対移動をさせるため
の手段とを含んで成る熱物理蒸着源によって達成され
る。
【００１２】
【発明の実施の形態】有機発光デバイス(OLED)の層厚寸
法はマイクロメートル以下の範囲にある場合が多い一
方、横方向のデバイス寸法を表す特徴は50〜500ミリメ
ートルの範囲にある場合があるため、当該図面は当然に
略図的性質ものである。したがって、当該図面は、寸法
の正確さを求めるというよりは、視認性の良さを求めて
比例拡大・縮小されている。
【００１３】用語「基板」は、透光性支持体の上に、予
め複数の第１電極（アノード）を横方向に間隔を置いて
並べて形成しておいたものを意味する。このような基板
はパッシブ型OLEDの前駆体となる。用語「構造体」は、
蒸着有機層の一部を受容した後の基板を記述し、またパ
ッシブ型前駆体とは区別されるべきアクティブ型アレイ
を示す。
【００１４】図１に、各種層を示すため要素の一部を剥
ぎ取ったパッシブ型有機発光デバイス(OLED)１０の略透
視図を示す。透光性基板１１の表面に、横方向に間隔を
置いて並べられた複数の第１電極１２（アノードとも呼
ばれる）が形成されている。詳しく後述するように、有
機正孔輸送層(HTL)１３と、有機発光層(LEL)１４と、有
機電子輸送層(ETL)とが物理蒸着法により逐次形成され
ている。横方向に間隔を置いて並べられた第２電極（カ
ソードとも呼ばれる）は、有機電子輸送層１５の上に、
該第１電極１２と実質的に直交する方向において形成さ
れている。当該構造物の環境的影響を受ける部分を封入
体又はカバー１８でシールすることにより、OLED完成品
１０が提供される。
【００１５】図２に、比較的多数の有機発光デバイスを
製造するのに適した装置であって、緩衝ハブ１０２及び
移送ハブ１０４から延在する複数のステーション間で基
板又は構造体を輸送又は移送するための自動化手段又は
ロボット手段（図示なし）を使用する装置１００の略透
視図を示す。ハブ１０２、１０４の内部及びこれらのハ
ブから延在する各ステーションの内部の減圧は、ポンプ
口１０７を介して真空ポンプ１０６が提供する。装置１
００の内部の減圧は、圧力ゲージ１０８が指示する。当
該圧力は１０-3Torrよりも低いことが典型的である。
【００１６】該ステーションには、基板又は構造体を装
填するための装填ステーション１１０、有機正孔輸送層
(HTL)を形成するための蒸着ステーション１３０、有機
発光層(LEL)を形成するための蒸着ステーション１４
０、有機電子輸送層(ETL)を形成するための蒸着ステー
ション１５０、複数の第２電極（カソード）を形成する
ための蒸着ステーション１６０、構造体を緩衝ハブ１０
２から移送ハブ１０４（これが順に保存ステーション１
７０を提供する）へ移送するための取出ステーション１
０３及び該ハブ１０４に接合口１０５を介して連結され
ている封入ステーション１８０が含まれる。これらステ
ーションの各々は、それぞれハブ１０２及び１０４の中
に延在する開放口を有し、そして各ステーションは、洗
浄用、材料補充用、及び部品交換・修理用のステーショ
ンへのアクセスを提供するための真空シールされたポー
ト（図示なし）を有する。各ステーションは、チャンバ
を画定するハウジングを含む。
【００１７】図５〜図８の詳細な説明では、図２のステ
ーション１５０（ETL）において有機電子輸送層１５
（図１参照）を形成するための有機材料の説明用例示と
して、有機電子輸送材料を示す。本発明の側面により熱
物理蒸着源を有効に用いて図２のステーション１４０
（LEL）において有機発光層１４（図１参照）を形成す
ること、又は図２のステーション１３０（HTL）におい
て有機正孔輸送層１３（図１参照）を形成すること、が
可能であることは認識される。
【００１８】図３は、図２の分断線３−３に沿って切断
された装填ステーション１１０の略断面図である。装填
ステーション１１０は、チャンバ１１０Ｃを画定するハ
ウジング１１０Ｈを有する。該チャンバの内部には、予
め第１電極１２を形成しておいた複数の基板１１（図１
参照）を担持するように設計されたキャリヤ１１１が配
置されている。複数のアクティブ型構造体を支持するた
めの別のキャリヤ１１１を提供することもできる。キャ
リヤ１１１は、取出ステーション１０３及び保存ステー
ション１７０においても提供されることができる。
【００１９】図４に、本発明により構築された熱物理蒸
着源の略分解透視図を示す。該蒸着源は、側壁２２、２
４と、端壁２６、２８と、底壁２５とを有するバイアス
ヒータ２０を含む。端壁２８及び２６からそれぞれ電気
接続用フランジ２１及び２３が延在している。バイアス
ヒータ２０は、低〜中程度の導電性を有し、高温の「バ
イアス」温度における反復使用サイクルにおいて優れた
機械的強度及び安定性を示し、かつ、所望の形状に容易
に付形され得る、そのような金属で構築されている。こ
れらの要件を満たす好適な金属としてタンタルがある。
このバイアスヒータの高さはＨBである。
【００２０】さらに、該蒸着源は、側壁３２、３４と、
端壁３６、３８と、底壁３５とを有する電気絶縁性容器
３０を含む。側壁３２、３４と端壁３６、３８とは共通
の上面３９を共有する。電気絶縁性容器３０は、石英又
はセラミック材料で構築されることが好ましい。このよ
うな材料は、図５及び図６を参照しながら詳述するよう
に、有機材料又は有機残留物を当該有機材料を受容した
容器から除去するために一般に用いられる酸又は強酸化
剤に対して実質的に耐性を示す。該容器は、バイアスヒ
ータ２０の高さＨBよりも高い高さＨCを有する。点線に
沿った矢印は、容器３０が下降してバイアスヒータ２０
の中に配置されることを示すものである（図５及び図６
参照）。
【００２１】該蒸着源の上部要素は気化ヒータ４０であ
るが、これもまたタンタル金属で構築されることが好ま
しい。気化ヒータ４０は、実質的に平面構造体であっ
て、電気接続用フランジ４１、４３と、蒸気流出スリッ
ト開口部４２と、点線に沿った矢印が示すように気化ヒ
ータ４０を容器３０上に下降させたときに容器３０の共
通上面３９の上に気化ヒータ４０を心合せして保持する
ための心合せ用又は保持用フランジ４６とを含む。次い
で、蒸気流出スリット開口部は、容器３０の内部寸法
（図４中識別なし）の範囲内に心合せされる。
【００２２】図５及び図６に、本発明の側面により構築
された熱物理蒸着源であって、容器３０の中に受容又は
装填した有機材料の特性に関連する区別できる特徴を有
するものの略断面図を示す。図５及び図６においては、
説明の明瞭化のために図４の符号を保持し、そして図５
及び図６に示した熱物理蒸着源の間で同様の部品及び同
様の機能には同様の符号を追加記載する。例えば、接続
クランプ２１ｃ、２３ｃ及び４１ｃ、４３ｃは、対応す
る電気接続用フランジ２１、２３及び４１、４３をそれ
ぞれ対応する電気リード線２１ｗ、２３ｗ及び４１ｗ、
４３ｗに接続するという同様の機能を発揮する同等要素
である。
【００２３】図５において、電気絶縁性容器３０は、初
期レベル１５ｂまで充填された粉末状、フレーク状又は
粒状の有機電子輸送材料１５ａを受容している。この場
合、気化ヒータ４０は、蒸気流出スリット開口部４２を
実質的に覆うバフル面５２を有するバフル部材５０を含
むので、構造体への蒸着に際し、有機材料蒸気はバフル
部材５０を回り込み、スリット開口部４２を通って有機
層を受容すべき構造体の方へ向けられるが、粉末粒子又
はフレーク粒子はバフル部材によって妨害されてスリッ
ト開口部４２に到達しない。バフル部材５０は、気化ヒ
ータ４０に対して、バフル部材５０を機械的に支持する
バフル末端部により接続されている。このように、容器
３０が粉末状、フレーク状又は粒状の有機材料装填物を
受容すると、気化ヒータ４０及び取り付けられたバフル
部材５０は、上記米国特許第６２３７５２９号（Spah
n）に記載された上板に構造上関連している。
【００２４】特に図７及び図８を参照した場合に視覚的
に区別できるように、気化ヒータ４０に関連する電気リ
ード線４１ｗ及び４３ｗは波形線で示し、一方、バイア
スヒータ２０に関連する電気リード線２１ｗ及び２３ｗ
はコイル形線で示す。
【００２５】図６において、容器３０は、固体凝集ペレ
ット１５ｐ−１、１５ｐ−２、１５ｐ−３及び１５ｐ−
４の形態で有機電子輸送材料を受容している。このよう
な固体有機ペレットの調製法については、譲受人共通の
Steven A. Van Slykeらの米国特許出願第０９／８９８
３６９号（２００１年７月３日出願）に記載されてお
り、これを参照することにより本明細書の一部とする。
当該固体ペレットは比較的高度に団結又は圧縮されてい
るので、ばらばらの粒子は実質的に存在しない。したが
って、気化ヒータ４０は、図５を参照しながら説明した
バフル部材５０の無いものを構築することができる。
【００２６】図７に、本発明の蒸着源を使用することに
より構造体上に蒸着有機電子輸送層（ETL）を形成する
用に供する、図２の蒸着ステーション１５０の略断面図
を示す。ステーション１５０は、チャンバ１５０Ｃを画
定するハウジング１５０Ｈを有する。構造体１１は、蒸
着有機正孔輸送層１３及び蒸着有機発光層１４を有し、
典型的には圧力が１０-3Torrよりも低い減圧下（図２参
照）にあるチャンバ１５０Ｃの内部でホルダ及び／又は
マスクフレーム１５１に支持されている。
【００２７】バイアスヒータ２０と、容器３０と、気化
ヒータ４０とを含む熱物理蒸着源を、留置位「Ｐ」（図
８参照）にある場合を実線断面図で、また、それぞれの
矢印が示す該蒸着源の前進移動「Ｆ」又は逆進移動
「Ｒ」の際の中間位置「Ｉ」及び末端位置「II」にある
場合を破線で、それぞれ示す。
【００２８】該蒸着源は、カートリッジレール２８７に
形成されたホイール溝２８６又はホイールくぼみにおい
て案内されるカートリッジホイール２８５を有する断熱
性及び電気絶縁性のカートリッジ２８４の上に配置され
ている。カートリッジ２８４のネジ孔（図示なし）内に
親ネジ２８２が延在する。親ネジ２８２は、一端が親ネ
ジシャフト末端ブラケット２８３で支持され、そして親
ネジシャフト２８１としてハウジング１５０を通してモ
ータ２８０にまで延在する。親ネジシャフト２８１のこ
の部分が真空シール（図示なし）を介して該ハウジング
を通過する。このようなシールは、真空系の内外に延在
する回転要素のために一般に使用されている。
【００２９】モータ２８０は、入力端子２８９から該モ
ータに制御信号を提供するスイッチ２８８を介して、カ
ートリッジ２８４の前進移動「Ｆ」又は逆進移動「Ｒ」
を提供する。スイッチ２８８は、該カートリッジが、実
線のカートリッジ及び蒸着源で示した「留置」位に留ま
る中間位又は「ニュートラル」位（図示なし）を有する
ことができる。
【００３０】蒸着源の「留置」位において、バイアスヒ
ータ２０の温度を測定する温度測定装置により、第１制
御信号を発生させる。この装置は、図７において、バイ
アスヒータ温度輻射熱５０６の一部をハウジング１５０
Ｈの窓５０８を通して集め、対応するバイアスヒータ制
御信号を出力端子５１２に提供する光学式高温計５１０
として示される。この制御信号は、別法としてバイアス
ヒータ２０に取り付けた熱電対によって集めてもよい
が、リード線５１４を介して、バイアスヒータ電源５２
０の入力端子５１６に提供される。このバイアスヒータ
電源５２０は、ハウジング１５０Ｈに封止配置されたパ
ワーフィードスルー５２６及び５２９にそれぞれ対応す
るリード線５２５及び５２８を介して接続されている出
力端子５２４及び５２７を有する。コイル形電気リード
線２１ｗ及び２３ｗは、それぞれパワーフィードスルー
５２６及び５２９に接続されており、バイアスヒータ２
０に末端が位置するように略示されている。図５及び図
６の電気接続用フランジ２１及び２３並びに接続クラン
プ２１ｃ及び２３ｃは、視覚的明瞭性を確保するため、
図７の図面からは省略されている。
【００３１】バイアスヒータ温度制御信号による制御下
でバイアスヒータ２０にバイアスヒータ電源５２０より
提供される電位差は、当該バイアスヒータが、有機材料
（図７の容器３０に受容された２つの固体ペレット１５
ｐの形態で図示）を容器内で気化させるには不十分な温
度に維持されるように、選定される。しかしながら、当
該バイアスヒータ温度は、容器内に受容された有機材料
から連行された気体及び／又は連行された湿分又は揮発
性化合物を放出させるに十分な温度である。
【００３２】蒸着源の「留置」位「Ｐ」において第２制
御信号を発生させると、気化ヒータ４０が作動して有機
材料の最上部（図７では上部ペレットの最上部）を気化
させる。気化した有機材料は、気化ヒータ４０から容器
３０の中に延在する蒸気流出スリット開口部４２を通っ
て蒸着源から出ていく。チャンバ１５０Ｃ内の有機電子
輸送材料の蒸気によって、蒸着ゾーン１５ｖが画定され
る。
【００３３】蒸着源の「留置」位「Ｐ」（図８参照）に
おける蒸着ゾーン１５ｖに、少なくとも２つのクリスタ
ル質量センサ３０１及び３０３を支持する質量センサ集
成体３００が配置されていることが示されている。クリ
スタル質量センサ３０１は検出位にあって有機材料を受
容する。センサ３０１はセンサ信号フィードスルー４０
１及びセンサ信号リード線４１０を介して蒸着速度モニ
タ４２０の入力端子４１６に接続されている。モニタ４
２０は所望の蒸着速度、すなわちセンサ３０１の上の所
望の質量蓄積速度を提供し、そしてモニタは、蒸着プロ
セス監視技術において周知であるように、クリスタル質
量センサ３０１を含む発振器回路（図示なし）を含む。
蒸着速度モニタ４２０は、その出力端子に出力信号を提
供し、このモニタ出力信号が、リード線４２４を介し、
コントローラ又は増幅器４３０の入力端子４２６への入
力信号となる。コントローラ又は増幅器４３０の出力端
子４３２における出力信号は、リード線４３４を介し、
気化ヒータ電源４４０の入力端子４３６に接続されてい
る。気化ヒータ電源４４０は、ハウジング１５０Ｈに配
置された対応するパワーフィードスルー４４６及び４４
９にそれぞれリード線４４５及び４４８を介して接続さ
れている２つの出力端子４４４及び４４７を有する。気
化ヒータ４０は、蒸着源の中間位において波形点線で略
示したように、それぞれ電気リード線４１ｗ及び４３ｗ
を有するパワーフィードスルー４４６及び４４９に接続
されている。
【００３４】このように、蒸着源の「留置」位「Ｐ」
（図８参照）において、バイアスヒータ温度制御信号が
バイアスヒータ電源５２０を制御することによりバイア
スヒータ２０の制御されたバイアスヒータ温度を提供
し、そして蒸着速度制御信号が気化ヒータ電源４４０を
制御することにより気化ヒータ４０の制御された温度を
提供し、これに応じて容器３０に受容された有機材料の
気化が制御される。制御されたバイアスヒータ温度によ
り、バイアスヒータの加熱がなければ必要となるであろ
う気化ヒータ温度よりも低下させることができる気化ヒ
ータ温度の選定が可能となる。この制御されたバイアス
ヒータ温度による「温度付加」効果は、高すぎる気化ヒ
ータ温度において部分分解を受けやすい有機材料が容器
に受容されている場合に、有利となることが示された。
【００３５】上述の制御された条件を確立した時点で、
図８に示したように、カートリッジ２８４を「留置」位
「Ｐ」から前進方向「Ｆ」において中間位「Ｉ」を通り
末端位「II」まで移動又は並進させ、そこから蒸着源を
逆進方向「Ｒ」において中間位「Ｉ」を通り留置位
「Ｐ」まで戻す。
【００３６】蒸気流出スリット開口部４２及び気化ヒー
タ４０は当該構造体から距離Ｄだけ離れている。距離Ｄ
は、有機電子輸送材料の部分層１５ｆが蒸着源の前進移
動「Ｆ」中に構造体１１の上に形成され、そして有機電
子輸送層完成体１５(ETL)が、蒸着源が逆進移動「Ｒ」
で構造体１１を通過して「留置」位「Ｐ」に戻る際に上
述した制御信号を再度提供することにより設けられるよ
う、望ましい蒸気束を蒸着ゾーン１５ｖに提供するよう
に選定される。
【００３７】熱物理蒸着源が留置位にある間に、構造体
１１をロボット手段（図示なし）によりチャンバ１５０
から取り出して、別のステーション、例えば、図２のOL
ED装置のステーション１６０に、緩衝ハブ１０２を介し
て進行させる。上述したように、有機電子輸送層１５を
蒸着するため、チャンバ１５０Ｃのホルダ又はマスクフ
レーム１５１に新規構造体を進行させる。
【００３８】質量センサ集成体３００は、回転体シャフ
ト３２３及び回転体３２５を介して回転可能なセンサ支
持体３２０を含む。回転体３２５は、ここではマニュア
ル式回転体として図示されている。回転体３２５が、セ
ンサ支持体３２０を選択可能に回転させるためのモータ
であってもよいことは認識される。第２クリスタル質量
センサ３０３がセンサ支持体３２０の上に、シールド３
２９で遮蔽された洗浄位置にあることが略示されてい
る。洗浄用輻射線は、洗浄用輻射線ユニット３９０Ｒに
より提供され、そして光ファイバ束であることができる
光ガイド３９２を介してセンサ３０３に向けられる。
【００３９】代わりの各種蒸着速度検出要素及び構成、
並びに検出位における再利用のための各種センサ洗浄法
が、譲受人共通のMichael A. Marcusらの米国特許出願
第０９／８３９８８６号（２００１年４月２０日出願）
及び譲受人共通のSteven A.Van Slykeらの米国特許出願
第０９／８３９８８５号（２００１年４月２０日出願）
に記載されており、これらの開示内容を本明細書の一部
とする。
【００４０】図８に、図２のETL蒸着ステーション１５
０の一部の略上面図を示す。図面の視覚的明瞭さを維持
するため、図８からは、光学式高温計５１０、バイアス
ヒータ電源５２０、蒸着速度モニタ４２０、コントロー
ラ又は増幅器４３０、気化ヒータ電源４４０及び洗浄用
輻射線ユニット３９０Ｒが省略されている。
【００４１】「留置」位「Ｐ」、蒸着源移動中の中間位
「Ｉ」、及び、蒸着源の逆進移動「Ｒ」の開始位でもあ
る蒸着源の前進移動「Ｆ」の末端位「II」を示す。ま
た、バイアスヒータ２０に関連する接続クランプ２１
ｃ、２３ｃ（図５及び図６参照）並びに気化ヒータ４０
に関連する接続クランプ４１ｃ、４３ｃも図示する。電
気リード線２１ｗ及び２３ｗ（コイル形線）並びに電気
リード線４１ｗ及び４３ｗ（波形線）は、チャンバ１５
０Ｃにおけるそれぞれのパワーフィードスルー５２６、
５２９及び４４６、４４９を末端とするように示されて
いる。ホルダ又はマスクフレーム１５１は、当該図面か
らは省略されている。
【００４２】図７及び図８に示したように、ホルダ又は
マスクフレーム１５１に保持された固定配置された構造
体に対して熱物理蒸着源を移動させることにより、熱物
理蒸着源と構造体１１との間で相対移動をさせる。
【００４３】適合されたホルダ又はマスクフレーム１５
１（図示なし）に係合する親ネジを介し、固定配置され
た蒸着源に対して構造体を移動させることにより、熱物
理蒸着源と構造体１１との間で相対移動をさせることも
できる。この後者の構成では、質量センサ集成体３００
を蒸着源に対して固定配置し、クリスタル質量センサ３
０１のようなクリスタル質量センサにより蒸着ゾーン１
５ｖの一部において蒸気束を連続検出することができ
る。
【００４４】上述したように、図２、図５、図６、図７
及び図８は、例示目的のみで、図２のOLED装置において
当該目的で示したステーション１５０において構造体上
に有機電子輸送層を形成すること及び有機電子輸送層を
示している。本発明により構築された１又は２以上の蒸
着源を使用することにより、ドープ型又は無ドープ型の
有機電子輸送層１５を調製し得ることは理解される。同
様に、図２のOLED装置１００の各ステーションにおい
て、構造体上に、ドープ型又は無ドープ型の有機発光層
１４及びドープ型又は無ドープ型の有機正孔輸送層１３
をそれぞれ蒸着することができる。また、構造体上の第
１層として、ドープ型又は無ドープ型の正孔注入層（図
面中図示なし）を形成することもできる。
【００４５】構造体上にドープ型層を設けるためのドー
パントの使用については、例えば、上記米国特許第４７
６９２９２号に記載されている。該特許明細書には、１
又は２種以上のドーパントを有機発光層に内蔵させるこ
とにより発光色、すなわち色相をシフトさせることが記
載されている。多色又はフルカラーの有機発光デバイス
を構築する場合、このように選ばれた色のシフト又は変
更が特に望ましい。
【００４６】いわゆる色中性ドーパントを有機正孔輸送
層及び／又は有機電子輸送層と共に有効利用することに
より、動作安定性が高い、又は動作寿命が長い、又は電
場発光効率が高い有機発光デバイスを提供することがで
きる。このような色中性ドーパントとその有機発光デバ
イスにおける使用については、譲受人共通のTukaramK.
Hatwar及びRalph H. Youngの米国特許出願第０９／８７
５６４６号（２００１年６月６日出願）に記載されてお
り、その開示内容を本明細書の一部とする。
【００４７】２種以上のホスト成分を有する均一混合型
有機ホスト層の使用については、譲受人共通のRalph H.
Youngの米国特許出願第０９／７５３０９１号（２００
１年１月２日出願）に記載されており、その開示内容を
本明細書の一部とする。
【００４８】本発明を、その特定の好ましい実施態様を
特に参照しながら説明してきたが、本発明の精神及び範
囲内のバリエーションや変更が可能であることは理解さ
れる。例えば、本発明の変更として、構造体上に１又は
２種以上の有機ドーパントを蒸着するために熱物理蒸着
源を使用する方法であって、該ドーパントを、粉末状、
フレーク状もしくは粒子状で、又は凝集ペレットの形態
で、電気絶縁性容器３０に受容するものが挙げられる。
本発明の別の変更としては、構造体上に均一混合型有機
ホスト層を蒸着するために熱物理蒸着源を使用する方法
であって、該有機ホスト材料、粉末状、フレーク状もし
くは粒子状で、又は凝集ペレットの形態で、電気絶縁性
容器３０に受容するものが挙げられる。
【００４９】
【発明の効果】本発明の特徴は、固体有機材料を気化さ
せるには不十分なバイアスヒータ温度において該有機材
料中に連行された気体又は揮発性化合物を該有機材料か
ら放出することができるように、電気絶縁性容器に受容
された固体有機材料にバイアス熱を与えるバイアスヒー
タの中に電気絶縁性容器を配置したことにある。
【００５０】本発明の別の特徴は、固体有機材料を気化
させるのに十分な低く、かつ、制御された気化ヒータ温
度で気化ヒータを運転することにより該容器内の有機材
料の一部が分解する可能性を最も低くすることができる
ように、該容器に受容された固体有機材料をバイアスヒ
ータにより制御されたバイアス温度に加熱することにあ
る。
【００５１】本発明の別の特徴は、固体有機材料を気化
させるには不十分なバイアス温度において該有機材料中
に連行された気体を該有機材料から放出することができ
るように、電気絶縁性容器に受容された固体有機材料に
バイアス熱を与えるバイアスヒータの中に電気絶縁性容
器を配置したことにある。
【００５２】本発明の別の特徴は、構造体の表面に実質
的に均一な有機層を設けることができるように蒸着源と
構造体との間で相対移動をさせることができることにあ
る。本発明の特徴は、気化すべき固体有機材料を受容す
るための電気絶縁性容器に残留する有機材料を、既知の
有効な洗浄法により容易に洗浄できることにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】各種層を示すため要素の一部を剥ぎ取ったパッ
シブ型有機発光デバイスを示す略透視図である。
【図２】比較的多数の有機発光デバイス(OLED)を製造す
るのに適した装置であって複数のステーションがハブか
ら延在しているものを示す略透視図である。
【図３】比較的多数の基板又は構造体を含有するキャリ
ヤであって、図２の分断線３−３が示す図２の装置の装
填ステーションに配置されるものを示す略断面図であ
る。
【図４】本発明による熱物理蒸着源を示す略分解透視図
である。
【図５】本発明の一側面による熱物理蒸着源であって、
粉末状有機材料を容器に受容し、該容器をバイアスヒー
タ内に配置し、そしてバフル部材を取り付けた気化ヒー
タを該容器の上に配置したものを示す略断面図である。
【図６】本発明の別の側面による熱物理蒸着源であっ
て、固体ペレット状有機材料を容器に受容し、該容器を
バイアスヒータ内に配置し、そして気化ヒータを該容器
の上に配置したものを示す略断面図である。
【図７】図２の分断線７−７が示すように、図２の装置
において構造体の上に蒸着有機電子輸送層(ETL)を形成
するための蒸着ステーションを示す略断面図であって、
本発明により該構造体の上に均一蒸着された有機電子輸
送層を設けるため親ネジにより移動される蒸着源の末端
図を示すものである。
【図８】図２のETL蒸着ステーションの一部を示す略上
面図であって、本発明により、留置位を起点に蒸着源を
前進・逆進移動させ、蒸着及びバイアスヒータ温度をそ
れぞれの検出装置でモニタすることを示すものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ジョージ スパーン アメリカ合衆国，ニューヨーク 14580, ウェブスター，ハイタワー ウェイ 716 Ｆターム(参考） 3K007 AB18 DB03 FA01 4K029 AA09 BA62 BB02 BC07 CA01 DB06 DB12 DB18 HA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 有機発光デバイス(OLED)を形成するに際
    し減圧チャンバ内で固体有機材料を気化させ、かつ、気
    化した有機材料を構造体表面に層として適用するための
    熱物理蒸着源であって、 a)側壁及び底壁により画定されたバイアスヒータであっ
    て該側壁の高さがＨBであるものと、 b)該バイアスヒータ内に配置された電気絶縁性容器であ
    って、気化され得る固体有機材料を受容し、側壁及び底
    壁により画定され、そしてその側壁の高さが、該バイア
    スヒータの側壁の高さＨBよりも高いＨCであるものと、 c)該容器の側壁面の上方に配置された気化ヒータであっ
    て、気化した有機材料が通過して該構造体表面に到達す
    ることができるように該容器内に延在する蒸気流出スリ
    ット開口部を画定するものと、 d)該容器内の該固体有機材料に、該固体有機材料が気化
    するには不十分なバイアス温度を提供するバイアス熱を
    かけるための電位差を該バイアスヒータに印加するため
    の手段と、 e)該容器内の該固体有機材料の最上部に、該最上部が気
    化し、気化した有機材料が該流出スリット開口部を通し
    て該構造体上に投射されて該構造体上に有機層を提供す
    るような気化熱をかけるための電位差を該気化ヒータに
    印加するための手段と、 f)該構造体上に実質的に均一な有機層を提供するよう
    に、該蒸着源と該構造体との間で相対移動をさせるため
    の手段とを含んで成る熱物理蒸着源。
  2. 【請求項２】 有機発光デバイス(OLED)を形成するに際
    し減圧チャンバ内で固体有機材料を気化させ、かつ、気
    化した有機材料を構造体表面に層として適用するための
    熱物理蒸着源であって、 a)側壁及び底壁により画定されたバイアスヒータであっ
    て該側壁の高さがＨBであるものと、 b)該バイアスヒータ内に配置された電気絶縁性容器であ
    って、気化され得る固体有機材料を受容し、側壁及び底
    壁により画定され、そしてその側壁の高さが、該バイア
    スヒータの側壁の高さＨBよりも高いＨCであるものと、 c)該容器の側壁面の上方に配置された気化ヒータであっ
    て、気化した有機材料が通過して該構造体表面に到達す
    ることができるように該容器内に延在する蒸気流出スリ
    ット開口部を画定するものと、 d)該容器内の該固体有機材料に、該固体有機材料が気化
    するには不十分なバイアス温度を提供する制御されたバ
    イアス熱をかけるための電位差を、バイアスヒータ温度
    測定装置により提供される制御信号に応じて該バイアス
    ヒータに制御可能に印加するための手段と、 e)該容器内の該固体有機材料の最上部に、該最上部が制
    御可能に気化し、気化した有機材料が該流出スリット開
    口部を通して該構造体上に投射されて該構造体上に有機
    層を提供するような制御された気化熱をかけるための電
    位差を、蒸着速度測定装置により提供される制御信号に
    応じて該気化ヒータに印加するための手段と、 f)該構造体上に実質的に均一な有機層を提供するよう
    に、該蒸着源と該構造体との間で相対移動をさせるため
    の手段とを含んで成る熱物理蒸着源。
  3. 【請求項３】 該容器内に受容された該固体有機材料
    が、ドープ型もしくは無ドープ型正孔注入材料、ドープ
    型もしくは無ドープ型有機正孔輸送材料、ドープ型もし
    くは無ドープ型有機発光材料又はドープ型もしくは無ド
    ープ型有機電子輸送材料を含む、請求項１に記載の熱物
    理蒸着源。
  4. 【請求項４】 該電気絶縁性容器が石英又はセラミック
    材料で構築されている、請求項１に記載の熱物理蒸着
    源。
  5. 【請求項５】 該容器内に受容された該固体有機材料が
    粉末体、フレーク体又は粒状体であり、さらに、該気化
    ヒータに、粉末体、フレーク体又は粒状体の粒子が該蒸
    気流出スリット開口部を通して放出されることを実質的
    に防止し、かつ、気化した有機材料が該スリット開口部
    を通過することを可能にするバフル部材を、該容器に向
    けた方向において該気化ヒータから間隔を置いて連結さ
    せた、請求項３に記載の熱物理蒸着源。
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