JP2004169066A

JP2004169066A - 蒸着装置

Info

Publication number: JP2004169066A
Application number: JP2002333365A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kano; 浩志加納; Takao Mori; 敬郎森; Keizo Mori; 圭三森
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】蒸発材料を効率良く使用して基板への成膜を行うこと。
【解決手段】本発明は、長尺状のライン型蒸発源２を備えており、蒸着対象となるガラス基板１とライン型蒸発源２とをその長手方向と略直角な方向に沿って相対移動させながら成膜を行う蒸着装置であり、ライン型蒸発源２に蒸発材料が出射する孔ｈをその長手方向に沿って複数個設け、各孔ｈの断面をテーパ形状にしたものである。また、この各孔の断面のテーパ形状として、蒸発材料の出射の出口に向かうほど口径が広がる形状になっているものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長尺状のライン型蒸発源を蒸着対象の基板と相対移動させて成膜を行う蒸着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面型の表示装置として、有機ＥＬ素子を発光素子としたもの（以下、単に「有機ＥＬディスプレイ」と言う。）が注目を集めている。この有機ＥＬディスプレイは、バックライトが不要な自発光型のフラットディスプレイであり、自発光型に特有の広視野角を実現できるという利点を有する。
【０００３】
また、有機ＥＬディスプレイは、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の点でバックライト型（例えば、液晶ディスプレイ）に比べて有利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備すると考えられている。
【０００４】
ここで、有機ＥＬ素子における有機層は、通常、正孔（ホール）注入層、正孔輸送層、発光層、電荷注入層等といった３〜５層が積層されてなる。ただし、各層を形成する有機材料は耐水性が低く、ウエットプロセスを利用できない。そこで、有機層を形成する際には真空薄膜成膜技術を利用した真空蒸着によって各層を順に成膜して積層構造とするのが一般的である。
【０００５】
また、例えばフルカラーの画像表示を行う有機ＥＬ素子を構成する場合は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分に対応した３種類の有機材料から成る有機層を、それぞれ異なる画素位置に成膜する必要がある。
【０００６】
このような有機層の成膜を行う技術として、本願発明者らは特願２００２−１３３５３６号において成膜対象となる基板と複数のライン型蒸発源とを相対移動させることで複数の有機層を連続成膜する装置および方法を提案している。
【０００７】
また、成膜分布を均一にする観点から、特許文献１ではライン型蒸発源の開口をスリットではなく複数の孔にしたものも考えられている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２４７９５９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ライン型蒸発源に設けた複数の孔から蒸発材料を出射する場合にはスリット状の孔から出射する場合に比べて均一な膜厚を得ることはできるものの、各孔から出射される蒸発材料を無駄なく基板に被着するといった材料の使用効率については考慮されていない。また、蒸発材料が分散して出射されることから所定の膜厚を得るためには基板の幅よりもかなり長いライン型蒸発源を用意する必要があり、装置の大型化を招く原因となっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、長尺状のライン型蒸発源を備えており、蒸着対象となる基板とライン型蒸発源とをその長手方向と略直角な方向に沿って相対移動させながら成膜を行う蒸着装置であり、ライン型蒸発源に蒸発材料が出射する孔をそのライン型蒸発源の長手方向に沿って複数個設け、各孔の断面をテーパ形状にしたものである。
【００１１】
このような本発明では、ライン型蒸発源に設けた複数の孔の断面をテーパ形状にしているため、このテーパ形状に応じて蒸発材料の分布を制御でき、材料を無駄なく基板に被着できるようになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。すなわち、本実施形態に係る蒸着装置は、主として有機ＥＬ素子の製造に適したもので、蒸発源が長尺状となっているライン型蒸発源を用い、このライン型蒸発源と蒸着対象となる基板とを相対移動させなが成膜を行うものである。
【００１３】
図１は本実施形態に係る蒸着装置の主要部を説明する模式図である。成膜対象はガラス基板１であり、インライン方式の有機ＥＬ蒸着システム等により有機ＥＬ等の材料が真空蒸着される。ライン型蒸発源２はガラス基板１の下方に配置され、ガラス基板１を図中矢印に示す移動方向へ移動させながらガラス基板１の面に向けて有機材料を蒸発させ被膜形成を行う。
【００１４】
図２は、本実施形態の蒸着装置に適用されるライン型蒸発源を説明する模式平面図、図３は、本実施形態の蒸着装置に適用されるライン型蒸発源を説明する模式断面図である。
【００１５】
ライン型蒸発源２は、蒸発材料Ｍとして例えば有機ＥＬ材料を用いている。ライン型蒸発源２は、蒸発材料Ｍを入れる耐熱性の容器である坩堝２１と、坩堝２１の下に設けられ坩堝２１を加熱するため例えば熱伝対および温度調節器で温度制御されるヒータ２２と、坩堝２１から蒸発した材料を出射するための孔ｈとを備えている。
【００１６】
また、本実施形態の蒸着装置で適用されるライン型蒸発源２としては、長手方向に沿って複数の孔ｈが設けられた構成であり、各孔ｈから蒸発材料Ｍが基板に向けて出射する。
【００１７】
また、図３に示すように、このライン型蒸発源２の各孔ｈの断面はテーパ形状となっている。しかも、そのテーパ形状は、蒸発材料Ｍの出射の出口に向かうほど口径が広がるような角度で設けられている。
【００１８】
各孔ｈにこのようなテーパ形状が付されていることにより、このテーパ形状に応じて蒸発材料Ｍの分布を制御でき、材料を無駄なく基板に被着できるようになる。具体的には、蒸発材料Ｍが孔ｈから出射される際、孔ｈから直接出射されるものと、テーパ形状部分で反射して出射されるものとが生じる。このテーパ形状部分で反射した材料が孔ｈの中心方向に沿って向かうことで、蒸発材料Ｍの膜厚分布を急峻な形状にすることが可能となる。
【００１９】
図４はライン型蒸発源の開口の中心からの距離（ライン型蒸発源の短手方向に沿った距離）に対する相対膜厚を示す図である。この図で従来技術にはライン型蒸発源の開口が長手方向に沿ったスリット型の場合、本発明は図３に示すテーパ形状の孔の場合である。図４に示すように、本実施形態のテーパ形状を有する孔の場合、従来のスリット型の開口に比べて膜厚分布が急峻となっている。
【００２０】
通常のライン型蒸発源では、周辺に蒸発材料が飛散しないようカバーが設けられているが、図４に示す中心からの距離が±約１００ｍｍを越える部分ではこのカバーに蒸発材料が当たることになる。本実施形態のようにテーパ形状を有する孔にすることで孔の中心部分に蒸発材料の膜厚分布を集中させることができ、カバーに当たる蒸発材料の量を少なくできることから、材料の使用効率の良い蒸着装置を実現できるようになる。
【００２１】
次に、本実施形態に係る蒸着装置の動作を図１〜図３を参照して説明する。先ず、ライン型蒸発源２をヒータ２２により加熱温度制御し、有機ＥＬ材料を蒸発して上方を通過するガラス基板１の主面（対向面）に有機ＥＬの薄膜を形成する。
【００２２】
各孔ｈから飛散する蒸発材料Ｍは所定の広がりを持っているので、ガラス基板１上に均一の膜厚分布を得るためにはライン型蒸発源２の長さをガラス基板１の幅よりも長くする必要がある。
【００２３】
坩堝２１の上面に設置する開口の形状が従来技術であるスリット状であった場合、開口から飛散する材料の膜厚分布は図４に示す「従来技術」のような膜厚分布となり、ライン型蒸発源２のセンターからの広がりが大きくなる傾向にある。
【００２４】
一方、本実施形態のように、坩堝２１の上面に設置する孔ｈの形状を上面視丸型とし、出射の出口に向かうほど口径が広がるテーパ形状にすることで、孔ｈから飛散する材料の膜厚分布が図４の「本発明」のような分布となり、ライン型蒸発源２の直上に飛散する材料を従来技術より多くできる。これによって蒸発材料Ｍの使用効率を上げることもできるようになる。
【００２５】
また、ライン型蒸発源２の長手方向に沿った膜厚分布においても同様に孔ｈの中心に沿って急峻にすることができるため、ライン型蒸発源２の長さを従来に比べて短くできるというメリットもある。
【００２６】
図５は本実施形態の他の例を説明する模式断面図である。ライン型蒸発源２の孔ｈのテーパ形状としては、先に説明したように蒸発材料Ｍの出射の出口に向かうほど口径が広がる形状にするが、このテーパ面としては先に示した断面視で一定の直線により構成されるものの他、図５に示すような断面視で所定の曲線により構成されるものであってもよい。
【００２７】
このようなテーパ面の形状によって蒸発材料Ｍの膜厚分布を中心に対してさらに鋭くすることができ、材料の使用効率を向上できるようになる。なお、孔ｈの平面視形状の丸型や、テーパ面の断面視形状は直線や曲線に限定されず、平面視形状が四角、三角等の多角形、長円や楕円形状でも、また断面視形状が段差を有するものであってもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、ライン型蒸発源の各孔から飛散する材料の広がりを狭くすることで、基板へ成膜されずに無駄になる材料を減らすことができ、材料の使用効率を上げることが可能となる。また、各孔から飛散する材料の広がりを狭くすることで短いライン型蒸発源でも十分な成膜を行うことが可能となり、蒸着装置の小型化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る蒸着装置の主要部を説明する模式図である。
【図２】本実施形態の蒸着装置に適用されるライン型蒸発源を説明する模式平面図である。
【図３】本実施形態の蒸着装置に適用されるライン型蒸発源を説明する模式断面図である。
【図４】ライン型蒸発源の開口の中心から距離に対する相対膜厚を示す図である。
【図５】本実施形態の他の例を説明する模式断面図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…ライン型蒸発源、２１…坩堝、２２…ヒータ、ｈ…孔、Ｍ…蒸発材料

Claims

長尺状のライン型蒸発源を備えており、蒸着対象となる基板と前記ライン型蒸発源とをそのライン型蒸発源の長手方向と略直角な方向に沿って相対移動させながら成膜を行う蒸着装置において、
前記ライン型蒸発源には蒸発材料を出射する孔が前記長手方向に沿って複数個設けられているとともに、各孔の断面がテーパ形状になっている
ことを特徴とする蒸着装置。
前記各孔の断面のテーパ形状は、前記蒸発材料の出射の出口に向かうほど口径が広がる形状になっている
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
前記各孔のテーパ形状は、断面視で一定の傾斜を有するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
前記各孔のテーパ形状は、断面視で所定の曲線を描くように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
前記各孔の断面のテーパ形状は、前記各孔の断面にテーパ形状が設けられていない場合に比べて、前記蒸発材料の膜厚分布を急峻にする
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。