JP2012107302A - Vapor deposition apparatus and vapor deposition method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば有機ELディスプレイや有機EL照明デバイスや蒸着重合膜等を作製する際における蒸着技術に関する。 The present invention relates to a vapor deposition technique in producing, for example, an organic EL display, an organic EL lighting device, a vapor deposition polymer film, and the like.
従来、この種の装置としては、例えば、特許文献1、2に記載されたものが知られている。
特許文献1、2に記載された装置は、導入された蒸気をパイプを分岐させることによって複数の流出口から蒸気を流出させるようにしている。
Conventionally, as this type of apparatus, for example, those described in
In the apparatuses described in
しかしながら、特許文献1に係る従来技術の場合、蒸気を流出させる流出開口部が一列に並べられているため、蒸気流の面内分布を均一にすることが困難であり、特に大型基板に対して均一な成膜を行うことができないという問題がある。
However, in the case of the prior art according to
また、特許文献2に係る従来技術では、異なる種類の蒸気を用いて共蒸着を行うことができず、例えば有機EL素子の発光層などを形成する際に必要なホスト材料とドーパント材料を用いた共蒸着を行うことができない。
Moreover, in the prior art which concerns on
さらに、特許文献2に係る従来技術では、管の分岐の数が2n-1であり、分岐回数が非常に多いので拡散速度が遅く、また構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
さらにまた、特許文献1、2に記載された装置では、曲管内を蒸気を流す際のコンダクタンスが小さく、高速の成膜が困難であるという問題がある。
Furthermore, the conventional technique according to
Furthermore, the apparatuses described in
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、蒸着対象物の表面に分布が均一の蒸着を高速で行うことができる技術を提供することにある。 The present invention has been made to solve the problems of the conventional technique, and the object of the present invention is to provide a technique capable of performing vapor deposition with uniform distribution on the surface of the vapor deposition object at high speed. There is to do.
また、本発明の他の目的は、異なる蒸発材料を用いて共蒸着や蒸着重合を行うことができる技術を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of performing co-evaporation or vapor deposition polymerization using different evaporation materials.
Furthermore, another object of the present invention is to provide a vapor deposition technique with a simple apparatus configuration and low cost.
上記目的を達成するためになされた本発明は、蒸着対象物が配置される真空槽と、前記真空槽の外部に設けられた蒸気発生源と、前記蒸気発生源から供給された蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って面状に放出する蒸気放出器とを備え、前記蒸気放出器は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の箱状の蒸気分岐部を備え、当該蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気放出側端部に、前記蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って放出する複数の蒸気放出口が設けられている蒸着装置である。
本発明では、前記蒸気放出器は、1個の蒸気導入口に対して4個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器の前記複数の蒸気放出口は、隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器内に、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に前記蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気発生源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有し、当該複数の蒸発源のうち所定の蒸発源が前記蒸気放出器に接続されるとともに、当該複数の蒸発源のうち前記所定の蒸発源以外の所定の蒸発源が前記分岐配管器に接続されている場合にも効果的である。
一方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている蒸着装置である。
他方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で蒸着対象物の表面に有機膜を形成する方法であって、前記有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a vacuum chamber in which an object to be deposited is disposed, a vapor generation source provided outside the vacuum chamber, and a vapor of evaporation material supplied from the vapor generation source. In the form of a plane toward the deposition object, and the vapor discharger is 4 n-1 (n is a natural number) from the vapor introduction side to the emission side of the evaporation material. A plurality of box-shaped steam branch portions communicated through communication ports that branch stepwise in a geometric series, and the vaporization side end portion of the steam branch portion of the final stage among the steam branch portions, It is a vapor deposition apparatus provided with a plurality of vapor discharge ports for releasing vapor of material toward the vapor deposition object.
In the present invention, the steam discharger is also effective in the case where a box-shaped steam branching device having four steam discharge ports is overlapped with one steam inlet.
In the present invention, the plurality of vapor discharge ports of the vapor discharger are also effective when they are arranged so that the distances between adjacent vapor discharge ports are equal.
In the present invention, a plurality of branch piping sections branching stepwise in a geometric series of 4 n-1 (n is a natural number) from the vapor introduction side to the discharge side of the vaporized material in the vapor discharge device. A branch pipe device having a plurality of vapor discharge nozzles for discharging the vapor of the evaporating material is provided in a final branch pipe portion of the branch pipe portions; It is also effective when it is arranged inside the steam discharge port of the steam discharger.
In the present invention, the vapor generation source includes a plurality of evaporation sources that generate vapors of different evaporation materials, and a predetermined evaporation source among the plurality of evaporation sources is connected to the vapor discharger, and the plurality of the evaporation sources This is also effective when a predetermined evaporation source other than the predetermined evaporation source is connected to the branch pipe.
On the other hand, the present invention is a vapor deposition apparatus in which a plurality of the above-described vapor deposition apparatuses are arranged close to each other and configured to supply vapor of the evaporation material independently to the plurality of vapor deposition apparatuses. .
On the other hand, the present invention is a method for forming an organic film on the surface of an object to be vapor-deposited in a vacuum using any one of the above-described vapor deposition apparatuses, and forming an organic thin film layer of an organic EL device as the organic evaporation material. This is a vapor deposition method using a host material and a dopant material.
本発明の場合、蒸気放出器が、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の箱状の蒸気分岐部を備え、当該蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気放出側端部に、蒸発材料の蒸気を蒸着対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出口が設けられていることから、蒸気放出器内において蒸発材料の蒸気を十分に拡散させた後に放出することができ、これにより種々の蒸着対象物、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本発明においては、複数の箱状の蒸気分岐部を介して蒸発材料の蒸気が拡散されるので、流れる蒸気のコンダクタンスが大きく、高速で蒸着を行うことができる。
本発明において、蒸気放出器が、1個の蒸気導入口に対して4個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されている場合には、構成が簡素且つコンパクトで製造コストの安い蒸着装置を提供することができる。
本発明において、蒸気放出器の複数の蒸気放出口について、隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置すれば、各蒸気放出口から放出される蒸気の面内分布がより一層均一になるため、蒸着対象物の表面に対する成膜の均一性を一層向上させることができる。
本発明において、蒸気放出器内に、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合には、異なる種類の蒸発材料の蒸気をそれぞれ混合することなく拡散させて蒸着対象物に向って放出することができるので、蒸気放出器と分岐配管器との間における蒸発材料の相互汚染を防止することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている場合には、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本発明によれば、複数の蒸着装置のうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
他方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合には、大型の有機EL装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
In the case of the present invention, the vapor discharger is communicated through a communication port that branches stepwise in a geometric series of 4 n-1 (n is a natural number) from the vapor introduction side to the discharge side of the vaporized material. A plurality of steams, each having a plurality of box-like steam branching parts, for releasing the vapor of the evaporation material in a plane toward the vapor deposition target at the end of the steam branching side of the steam branching part. Since the discharge port is provided, it is possible to release the vapor of the evaporation material after sufficiently diffusing in the vapor discharge device, so that the distribution is uniform on the surface of various deposition objects, particularly large substrates. A film can be formed.
In the present invention, since the vapor of the evaporation material is diffused through the plurality of box-shaped vapor branch portions, the conductance of the flowing vapor is large and the vapor deposition can be performed at a high speed.
In the present invention, when the steam discharge device is configured by stacking a box-shaped steam branching device having four steam discharge ports on one steam inlet, the configuration is simple and compact. A low-cost vapor deposition apparatus can be provided.
In the present invention, when the plurality of steam discharge ports of the steam discharger are arranged so that the distances between adjacent steam discharge ports are equal, the in-plane distribution of the steam discharged from each of the steam discharge ports is even more uniform. Therefore, the uniformity of the film formation on the surface of the deposition object can be further improved.
In the present invention, a branch having a plurality of branch pipe sections branching stepwise in a geometric series of 4 n-1 (n is a natural number) from the vapor introduction side to the discharge side of the vaporizer in the vapor discharger. A plumbing device is provided, and a plurality of vapor discharge nozzles that discharge vapor of the evaporation material are provided in the final branch piping portion of the branch piping portions, and the tip portions of the plurality of vapor discharge nozzles are the vapor discharge devices. If it is arranged inside the vapor discharge port, it is possible to diffuse the vapors of different kinds of evaporation materials without mixing them and release them toward the object to be vapor-deposited. It is possible to prevent cross-contamination of the evaporated material with the vessel.
On the other hand, in the case where any one of the above-described vapor deposition apparatuses is arranged close to each other and configured to supply vapor of the evaporation material independently to the plurality of vapor deposition apparatuses, the large substrate A film having a uniform distribution on the surface can be formed.
Further, according to the present invention, it is possible to perform film formation on deposition objects having various shapes and sizes by operating only a predetermined one of the plurality of deposition apparatuses.
On the other hand, when any one of the above-described vapor deposition apparatuses is used and the host material and the dopant material for forming the organic thin film layer of the organic EL device are used as the organic evaporation material, the organic thin film of the large organic EL device is uniformly formed. Vapor deposition can be performed with a suitable film thickness and quality.
本発明によれば、蒸着対象物の表面に分布が均一の蒸着を高速で行うことができる技術を提供することができる。
また、本発明によれば、異なる蒸発材料を用いて共蒸着や蒸着重合を行うことができる。
さらに、本発明によれば、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which can perform vapor deposition with uniform distribution on the surface of a vapor deposition target object at high speed can be provided.
Further, according to the present invention, co-evaporation or vapor deposition polymerization can be performed using different evaporation materials.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a vapor deposition technique that is simple and inexpensive.
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る蒸着装置の内部を示す斜視図、図2(a)(b)は、同蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図である。図3(a)(b)は、同実施の形態における蒸気導入口及び蒸気放出口の位置関係を示す平面図である。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing the inside of a vapor deposition apparatus according to the present invention, and FIGS. 2A and 2B are perspective views showing a configuration of a vapor discharger of the vapor deposition apparatus. FIGS. 3A and 3B are plan views showing the positional relationship between the steam inlet and the steam outlet in the same embodiment.
以下、上下関係については図1及び図2に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1又は図2に示すように、本実施の形態の蒸着装置10は、図示しない真空槽内に、蒸発材料の蒸気を基板(蒸着対象物)5に向って面状に放出する蒸気放出器100が設けられて構成されるものである。
Hereinafter, the vertical relationship will be described based on the configuration shown in FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to this.
As shown in FIG. 1 or 2, the
この蒸気放出器100は、真空槽内の基板5の下方に設けられるもので、蒸気分岐である複数の(本実施の形態では第1〜第3)蒸気分岐器1、2、3から構成されている。
後述するように、この蒸気放出器100は、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐(増加)する複数の連通口を有している。
The
As will be described later, this
図2(a)に示すように、本実施の形態の第1蒸気分岐器1は、例えばステンレス等の金属材料からなる箱状(本例では、幅及び奥行きが高さより大きい長方体形状)の部材、すなわち、セルボックスからなる。
As shown in FIG. 2A, the first
第1蒸気分岐器1の底面1aの中央部分には、蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入口1Aが設けられている。一方、蒸気分岐器の上面1bの四隅部分には、蒸発材料の蒸気を放出するための4個の蒸気放出口1Bが設けられている。
In the central portion of the
本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、第1蒸気分岐器1の上面1bにおいて、同一の平面内において隣接する蒸気放出口1Bの間の距離が等しくなるように構成することが好ましい。また、同様の観点からは、4個の蒸気放出口1Bに対して重心の位置に蒸気導入口1Aを設けることが好ましい。
In the case of the present invention, there is no particular limitation, but from the viewpoint of forming a more uniform film thickness and film quality, on the
また、本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、蒸気放出口1Bの面積の和が、蒸気導入口1Aの面積より大きくならない(小さくなる)ように設定することが好ましい。
In the case of the present invention, although not particularly limited, the sum of the areas of the
そして、本実施の形態においては、図2(b)に示すように、上記構成を有する第1蒸気分岐器1の上面1bに、第2蒸気分岐器2が4個取り付けられている。
第2蒸気分岐器2の基本構成は、第1蒸気分岐器1と同一であり、その大きさが第1蒸気分岐器1より小さい点が第1蒸気分岐器1と異なるものである。
And in this Embodiment, as shown in FIG.2 (b), the 4th
The basic structure of the second
すなわち、第2蒸気分岐器2の底面の中央部分に、蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入口2Aが設けられ、他方、第2蒸気分岐器2の上面2bの四隅部分には、蒸発材料の蒸気を放出するための4個の蒸気放出口2Bが設けられている。
That is, the
この場合、第1蒸気分岐器1の蒸気放出口1Bと、第2蒸気分岐器2の蒸気導入口2Aとが接続されるように、第1蒸気分岐器1の上面1bに、第2蒸気分岐器2をそれぞれ配置する。そして、これら第1蒸気分岐器1の蒸気放出口1Bと第2蒸気分岐器2の蒸気導入口2Aによって連通口が構成される。
In this case, the second steam branch is connected to the
また、本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第2蒸気分岐器2においても、蒸気放出口2Bの面積の和が、蒸気導入口2Aの面積より大きくならない(小さくなる)ように設定することが好ましい。
In the case of the present invention, although not particularly limited, from the viewpoint of preventing the reverse flow of the vapor of the organic material, that is, maintaining the pressure gradient, the
さらに、本実施の形態においては、図1に示すように、各第2蒸気分岐器2の上面2bに、第3蒸気分岐器3がそれぞれ4個固定されるようになっている。
第3蒸気分岐器3の基本構成は、第1及び第2蒸気分岐器1、2と同一であり、その大きさが第1及び第2蒸気分岐器1、2より小さいものである。
Furthermore, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, four third
The basic configuration of the third
この場合、第2蒸気分岐器2の蒸気放出口2Bと、第3蒸気分岐器3の蒸気導入口3Aとが接続されるように、各第2蒸気分岐器2の上面2bに、第3蒸気分岐器3をそれぞれ配置する。そして、これら第2蒸気分岐器2の蒸気放出口2Bと第3蒸気分岐器3の蒸気導入口3Aによって連通口が構成される。
さらに、第3蒸気分岐器3の上面3bには、それぞれ四隅部分に蒸気放出口3Bが設けられている。
In this case, the third steam is connected to the
Further, the
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第3蒸気分岐器3においても、蒸気放出口3Bの面積の和が、蒸気導入口3Aの面積より大きくならない(小さくなる)ように設定することが好ましい。
In the present invention, there is no particular limitation, but from the viewpoint of preventing the reverse flow of the vapor of the organic material, that is, maintaining the pressure gradient, the area of the
図3(a)(b)に示すように、本実施の形態の蒸気放出口3Bは、それぞれ同一の水平面内に配置され、符号16で示す正方形の頂点の位置に配置することが好ましい。すなわち、第3蒸気分岐器3の上面3bにおいて、隣接する蒸気放出口3Bの間の距離が等しく(P1)なるように構成することが好ましい。
As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the
さらに、本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第3蒸気分岐器3同士についても、X方向及びY方向に関し、それぞれ隣接する蒸気放出口3Bの間の距離が等しく(P2)、かつ、隣接する全ての蒸気放出口3Bの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい(P1=P2)。
また、同様の観点からは、4個の蒸気放出口3Bに対して重心の位置に蒸気導入口3Aを設けることが好ましい。
Furthermore, in the case of the present invention, although not particularly limited, from the viewpoint of forming a more uniform film thickness and film quality, the adjacent third
From the same viewpoint, it is preferable to provide the
さらにまた、本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第2蒸気分岐器2並びに第2蒸気分岐器2同士についても、同一の平面内において、X方向及びY方向に関し、それぞれ隣接する蒸気放出口2Bの間の距離が等しく、かつ、隣接する全ての蒸気放出口2Bの間の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
また、同様の観点からは、4個の蒸気放出口2Bに対して重心の位置に蒸気導入口2Aを設けることが好ましい。
Furthermore, in the case of the present invention, although not particularly limited, from the viewpoint of forming a more uniform film thickness and film quality, the adjacent
From the same viewpoint, it is preferable to provide the
一方、図1に示すように、本実施の形態の場合、第1蒸気分岐器1は、例えば有機EL装置の有機層を形成するための、蒸気発生源である複数(本例では2個)のホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31に接続されている。
ここで、ホスト材料蒸発源21の蒸発容器内には、有機EL素子の有機薄膜形成用のホスト材料50hが収容されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, in the case of the present embodiment, the first
Here, the
また、ドーパント材料蒸発源31の蒸発容器内には、有機EL素子の有機薄膜形成用のドーパント材料50dが収容されている。
そして、ホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31の周囲には、加熱手段20が配設されている。
Further, in the evaporation container of the dopant
A
また、ホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31は、それぞれキャリア蒸気供給装置17h、17dに接続され、キャリア蒸気源18から供給されるキャリアガスが、それぞれホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31に供給されるように構成されている。
The host
さらに、本例の場合、ホスト材料蒸発源21は、バルブ22を介して供給管6hに接続され、ドーパント材料蒸発源31は、バルブ32を介して供給管6dに接続されている。
なお、供給管6h及び供給管6dの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル7h、7dが設けられ、これら蒸気放出ノズル7h、7dから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ8h、8dによってそれぞれ測定するように構成されている。
また、詳細は図示しないが、上述した蒸気放出器100内には、蒸着の際に蒸気放出器100を加熱するためのヒータが設けられている。
Further, in the case of this example, the host
In the vicinity of the
Further, although not shown in detail, a heater for heating the
このような構成を有する本実施の形態において、基板5上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽内の圧力を所定の圧力にした状態で、ホスト材料蒸発源21から供給管6hを介してホスト材料50hの蒸気を第1蒸気分岐器1内に導入する。
In the present embodiment having such a configuration, when an organic material film is deposited on the
また、ドーパント材料蒸発源31からドーパント材料50dの蒸気を、供給管6dを介して第1蒸気分岐器1内に導入する。
第1蒸気分岐器1内に導入されたホスト材料50hの蒸気とドーパント材料50dの蒸気は、第1蒸気分岐器1、第2蒸気分岐器2及び第3蒸気分岐器3によって分岐拡散されて蒸気放出器100内を通過し、最終段である第3蒸気分岐器3の各蒸気放出口3Bから基板5に向って面状に放出され、これにより基板5全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。
Further, the vapor of the
The vapor of the
以上述べたように本実施の形態によれば、蒸気放出器100が、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を有する第1〜第3蒸気分岐器1〜3を備え、これら第1〜第3蒸気分岐器1〜3のうち最終段の第3蒸気分岐器3の蒸気放出側端部に、複数の蒸気放出口3Bがそれぞれ設けられていることから、蒸気放出器100内において蒸発材料の蒸気を十分に拡散させた後、複数の蒸気放出口3Bから面状に有機材料の蒸気を放出することができ、これにより特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、本実施の形態においては、第1〜第3蒸気分岐部1〜3が箱状に形成されているため、流れる蒸気のコンダクタンスが配管の場合に比べて大きく、高速で蒸着を行うことができる。
さらに、本実施の形態では、蒸気放出器100において、第1〜第3蒸気分岐器1〜3における蒸気放出口1B〜3Bが同一の平面内に配置されるとともに、第1〜第3蒸気分岐器1〜3における蒸気放出口1B〜3Bは、それぞれの隣接する蒸気放出口1B〜3Bの距離が等しくなるように配置することにより、第3蒸気分岐器3における各蒸気放出口3Bから放出される有機材料の蒸気の面内分布がより均一になるため、基板5の表面に対する膜厚及び膜質の均一性をより向上させることができる。
Moreover, in this Embodiment, since the 1st-3rd vapor | steam branching parts 1-3 are formed in the box shape, the conductance of the vapor | steam which flows is large compared with the case of piping, and it can vapor-deposit at high speed. it can.
Further, in the present embodiment, in the
その一方で、本実施の形態によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができ、更にはセルボックスを用いて蒸気分岐器100を構成しているため、構成が簡素でコンパクトな蒸着装置10を提供することができる。
On the other hand, according to the present embodiment, the branching series of piping can be reduced as compared with the prior art, and furthermore, the
このように、本実施の形態によれば、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いることにより、大型の有機EL装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。 Thus, according to the present embodiment, by using the host material and the dopant material for forming the organic thin film layer of the organic EL device, the organic thin film of the large organic EL device can be formed with a uniform film thickness and film quality. Vapor deposition can be performed.
さらに、本実施の形態では、異なる蒸気を発生させる複数の蒸気発生源、すなわち、ホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31を供給管6h並びに供給管6dを介して蒸気分岐器100に導入するよう構成されていることから、異なる蒸気を確実に混合させて基板5の表面に対して均一な成膜を行うことができる。
Further, in the present embodiment, a plurality of vapor generation sources that generate different vapors, that is, the host
図4は、本発明に用いる面状の蒸気放出器の他の例を示す斜視図、図5(a)(b)は、同面状の蒸気放出器の内部構成を示す概略図、図6は、同面状の蒸気放出器を用いた蒸着装置を示す平面図である。 FIG. 4 is a perspective view showing another example of a planar steam discharger used in the present invention, FIGS. 5A and 5B are schematic views showing the internal configuration of the planar steam discharger, and FIG. These are top views which show the vapor deposition apparatus using the same surface-shaped vapor | steam discharger.
以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図4、図5(a)(b)及び図6に示すように、本例の蒸気放出器100Aは、真空槽4内に設けられるもので、上述した第1〜第3蒸気分岐器1〜3をそれぞれ合体させた場合と同等の大きさのセルボックスからなる第1〜第3蒸気分岐器101〜103を有している。
In the following, parts corresponding to those in the above embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIGS. 4, 5 (a), 5 (b), and 6, the
ここで、第1蒸気分岐器101の容積より第2蒸気分岐器102の容積が大きく、さらに、第2蒸気分岐器102の容積より第3蒸気分岐器103の容積が大きくなるように構成され、第1蒸気分岐器101上に第2蒸気分岐器102が取り付けられ、第2蒸気分岐器102上に第3蒸気分岐器103が取り付けられている。
Here, the volume of the
第1蒸気分岐器101の下部には、図示しない蒸気供給源から供給管106を介して蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入部107が設けられ、この蒸気導入部107と第1蒸気分岐器101は、一つの連通口108を介して連通されている。
Below the
そして、本実施の形態の蒸着装置10Aでは、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐(増加)する複数の連通口を有している。すなわち、第1蒸気分岐器と第2蒸気分岐器との間には、4個の第1連通口104が設けられ、第2蒸気分岐器と第3蒸気分岐器との間には、8個の第2連通口105が設けられている。そして、第3蒸気分岐器の上面には、64個の蒸気放出口103Bが設けられている。
In the
本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、第1及び第2連通口104、105は、上述した蒸気放出口1B(蒸気導入口2A)、蒸気放出口2B(蒸気導入口3A)と同一の条件で設けることがより好ましく、また、蒸気放出口103Bについても、上述した蒸気放出口3Bと同一の条件で設けることがよりことが好ましい。
このような構成を有する本例によれば、製造しやすいため、コストダウンを図ることができる。また、蒸気分岐が非平衡(非対称)になった際、再び平衡に戻すことが可能になる。
In the case of the present invention, although not particularly limited, from the viewpoint of forming a film having a more uniform film thickness and film quality, the first and
According to this example having such a configuration, since it is easy to manufacture, the cost can be reduced. Further, when the steam branch becomes non-equilibrium (asymmetric), it becomes possible to return to equilibrium again.
図7は、本発明の他の実施の形態の要部を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図7に示すように、本実施の形態の蒸着装置10Bは、真空槽4内に、図1〜図3(a)(b)に示す蒸気放出器100に対応する蒸気放出器100Bが設けられている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a main part of another embodiment of the present invention. Hereinafter, parts corresponding to those of the above embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 7, the
この蒸気放出器100Bは、第1〜第3蒸気分岐器1〜3と同一の基本構成を有するボックス分岐器11を備え、このボックス分岐器11内に、インナー分岐器12が設けられて構成されている。
ボックス分岐器11は、第1蒸気分岐器1の下部に、第1蒸気分岐器1と連通するように蒸気導入部13が設けられ、この蒸気導入部13に供給管6hを介して例えば有機EL装置の有機層を形成するためのホスト材料用蒸発源(図示せず)に接続されている。
This
The
一方、インナー分岐器12は、例えば金属材料からなる配管を継手等によって連結して一体的に構成したもので、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数(本実施の形態では第1〜第3)分岐配管部121〜123を有している。
On the other hand, the inner branching
ここで、インナー分岐器12は、供給管6hとは別の供給管6dを介して例えば有機EL装置の有機層を形成するためのドーパント材料用蒸発源(図示せず)に接続された蒸気導入部14を有している。
Here, the inner branching
そして、ボックス分岐器11の第1蒸気分岐器1内には、蒸気導入部14の上部に取り付けられた第1分岐継手51が配置されている。この第1分岐継手51には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が90度となるように連結された4個の第1水平配管部51Hが設けられ、さらに、第1水平配管部51Hの先端部には、それぞれ例えば鉛直上方に延びる第1鉛直配管部51Vが取り付けられている。
And in the 1st
ここで、4個の第1鉛直配管部51Vは、ボックス分岐器11の第1蒸気分岐器1と第2蒸気分岐器2との間に設けた連通口11aを介してそれぞれの先端部が第2蒸気分岐器2内に挿入され、さらに、第1鉛直配管部51Vの先端部(上端部)には、第2分岐継手52がそれぞれ取り付けられている。
Here, each of the four first
各第2分岐継手52には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が90度となるように構成された4個の第2水平配管部52Hが取り付けられている。さらに、第2水平配管部52Hの先端部には、それぞれ例えば鉛直上方に延びる第2鉛直配管部52Vが取り付けられている。
For example, four second
ここで、各第2鉛直配管部52Vは、ボックス分岐器11の第2蒸気分岐器2と第3蒸気分岐器3との間に設けた連通口12aを介してそれぞれの先端部がボックス分岐器11の第3蒸気分岐器3内に挿入され、第2鉛直配管部52Vの先端部(上端部)には、第3分岐継手53がそれぞれ取り付けられている。
Here, each 2nd vertical piping
各第3分岐継手53には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が90度となるように構成された4個の第3水平配管部53Hが取り付けられ、さらに、各第3水平配管部53Hの先端部には、例えば鉛直上方に延びる蒸気放出ノズル53Nが取り付けられている。
Each of the third branch joints 53 is attached with, for example, four third
ここで、各蒸気放出ノズル53Nの先端部(上端部)は、第3蒸気分岐器3の上面に設けた蒸気放出口13a内に配置されている。
本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、同一の段の水平配管部並びに鉛直配管部の長さが等しくなるように構成することが好ましい。
Here, the front end portion (upper end portion) of each
In the case of the present invention, there is no particular limitation, but from the viewpoint of forming a film with a more uniform film thickness and film quality, the length of the horizontal pipe section and the vertical pipe section of the same stage are equal. It is preferable to do.
また、ボックス分岐器11についても、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第1〜第3蒸気分岐器1〜3並びに第1〜第3蒸気分岐器1〜3同士について、同一の平面内において、X方向及びY方向に関し、それぞれ隣接する連通口11a、12a並びに蒸気放出口13aの間の距離が等しく、かつ、隣接する全ての蒸気放出口13aの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい。
Further, the
なお、詳細は図示しないが、上述した蒸気放出器100A内には、蒸着の際に蒸気放出器100Aを加熱するためのヒータが設けられている。
このような構成を有する本実施の形態において、基板5上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽4内の圧力を所定の圧力にした状態で、供給管6h及び蒸気導入部13を介して例えば上記ホスト材料の蒸気をボックス分岐器11内に導入する。
Although not shown in detail, a heater for heating the
In the present embodiment having such a configuration, when a film of an organic material is deposited on the
また、例えば上記ドーパント材料の蒸気を、供給管6d及び蒸気導入部14を介してインナー分岐器12内に導入する。
ボックス分岐器11内に導入されたホスト材料の蒸気は、第1蒸気分岐器1、第2蒸気分岐器2及び第3蒸気分岐器3によって分岐拡散され、最終段である第3蒸気分岐器3の各蒸気放出口13aから基板5に向って面状に放出される。
For example, the vapor | steam of the said dopant material is introduce | transduced in the inner branching
The steam of the host material introduced into the
一方、インナー分岐器12内に導入されたドーパント材料の蒸気は、第1分岐継手51、第1水平配管部51H、鉛直配管部51V、第2分岐継手52、第2水平配管部52H、第2鉛直配管部52V、第3分岐継手53、第3水平配管部53Hによって分岐拡散され、蒸気放出ノズル53Nから基板5に向って面状に放出される。
これにより、基板5全表面に例えばホスト材料及びドーパント材料の膜が共蒸着形成される。
On the other hand, the vapor of the dopant material introduced into the inner branching
Thereby, for example, a film of the host material and the dopant material is co-evaporated on the entire surface of the
以上述べたように本実施の形態によれば、上記実施の形態の効果に加え、異なる種類の蒸発材料の蒸気をそれぞれ混合することなく拡散させて基板5に向って放出することができるので、ボックス分岐器11とインナー分岐器12との間における蒸発材料の相互汚染を防止することができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the above embodiment, the vapors of different types of evaporation materials can be diffused and released toward the
Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.
図8は、本発明の他の実施の形態を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図8に示すように、本実施の形態の有機EL製造用の蒸着装置10Cは、図4〜図6に示す蒸気放出器100Aと同一構成のボックス分岐器11と、図7に示すインナー分岐器12とを組み合わせた蒸気放出器100Cを有している。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention. Hereinafter, the same reference numerals are given to portions corresponding to the above-described embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 8, a
ここで、蒸気放出器100Cは、ボックス分岐器11に蒸気を導入する蒸気導入部11aと、インナー分岐器12に蒸気を導入する蒸気導入部12aを有している。
一方、真空槽4の外部には、有機層を蒸着によって形成するための第1〜第3蒸発源7〜9が設けられている。
Here, the
On the other hand, outside the
第1蒸発源7は、例えば、正孔注入層材料蒸発源71、正孔輸送層材料蒸発源72、第1ホスト材料蒸発源73、第2ホスト材料蒸発源74、第3ホスト材料蒸発源75、第4ホスト材料蒸発源76が、ボックス分岐器11の蒸気導入部11aに接続された供給管6hに、独立して切換可能なバルブ70を介してそれぞれ接続されている。
The first evaporation source 7 includes, for example, a hole injection layer material evaporation source 71, a hole transport layer material evaporation source 72, a first host
第2蒸発源8は、例えば、第1アシスタントドーパント材料蒸発源81、第2アシスタントドーパント材料蒸発源82が、ボックス分岐器11の蒸気導入部11aに接続された供給管6dに、独立して切換可能なバルブ80を介してそれぞれ接続されている。
For example, the first assistant dopant material evaporation source 81 and the second assistant dopant material evaporation source 82 are independently switched to the
第3蒸発源9は、例えば、第1ドーパント材料蒸発源91、第2ドーパント材料蒸発源92、第3ドーパント材料蒸発源93、第4ドーパント材料蒸発源94が、ボックス分岐器11の蒸気導入部12aに接続された供給管6aに、独立して切換可能なバルブ90を介してそれぞれ接続されている。
The third evaporation source 9 is, for example, the first dopant
このような構成を有する本実施の形態では、上記実施の形態と同様の効果に加え、第1〜第3蒸気供給源7〜9が、蒸気放出器100Cに対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御するバルブ70〜90をそれぞれ有することから、これらバルブ70〜90の切り換えを行うことにより、光の三原色の有機材料の蒸気を用いてフルカラーや白色の有機層を積層形成することが可能になる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
In the present embodiment having such a configuration, in addition to the same effects as in the above-described embodiment, the first to third steam supply sources 7 to 9 supply the vapor of the organic material supplied to the
Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.
図9は、本発明の他の実施の形態を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図9に示すように、本実施の形態の蒸着装置10Dは、上述した蒸着装置10、10A、10B、10Cのいずれかを複数、すなわち、3×4個並べて近接配置したものである。
FIG. 9 is a plan view showing another embodiment of the present invention. Hereinafter, the same reference numerals are given to the portions corresponding to the above-described embodiment, and the detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 9, a
詳細は図示しないが、各蒸着装置10、10A、10B、10Cは、独立して制御可能な蒸気供給源を有し、各蒸気供給源は、上述した供給管を介して蒸気放出器にそれぞれ接続されている。
そして、蒸気放出口110は、隣接するもの同士の距離が等しくなるように、それぞれの位置が設定されている。
Although not shown in detail, each of the
The positions of the
このような構成を有する本実施の形態によれば、非常に大型の基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、12個の蒸着装置10、10A、10B、10Cのうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
According to this embodiment having such a configuration, it is possible to form a film with a uniform distribution on the surface of a very large substrate.
In addition, according to the present embodiment, only predetermined ones of the twelve
Since other configurations and operational effects are the same as those of the above-described embodiment, detailed description thereof is omitted.
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、隣接する蒸気放出口を正方形の頂点の位置に配置することにより、蒸気放出口同士の距離が等しくなるようにしたが、本発明はこれに限られず、蒸気放出口が長方形の頂点の位置に配置することもできる。
ただし、より均一な成膜を行う観点からは、上記実施の形態のように、蒸気放出口が正方形の頂点の位置に配置することにより、隣接する蒸気放出口の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made.
For example, in the above-described embodiment, the adjacent steam discharge ports are arranged at the positions of the apexes of the square so that the distances between the steam discharge ports are equal. However, the present invention is not limited to this, and the steam discharge ports are not limited to this. It is also possible to place the exit at the position of a rectangular vertex.
However, from the viewpoint of performing more uniform film formation, the vapor discharge ports are arranged at the positions of the apexes of the square as in the above embodiment, so that the distances between adjacent vapor discharge ports are equal. It is preferable.
また、上記実施の形態においては、蒸気放出口を上方に向けて蒸気を上方に放出するようにしたが、本発明はこれに限られず、斜め上下方向、水平方向又は鉛直下方に向けて蒸気を放出することもできる。 Further, in the above embodiment, the steam is released upward with the steam outlet facing upward, but the present invention is not limited to this, and the steam is directed diagonally up and down, horizontally or vertically downward. It can also be released.
一方、蒸気放出器の蒸気分岐部の数は上記実施の形態には限られず、2個又は4個以上設けることもできる。
ただし、大型基板に対応する観点からは、上記実施の形態のように、3個以上の蒸気分岐部を設け、これにより64個以上の蒸気放出口を設けることが好ましい。
On the other hand, the number of steam branching portions of the steam discharger is not limited to the above embodiment, and two or four or more may be provided.
However, from the viewpoint of dealing with a large substrate, it is preferable to provide three or more steam branching portions as in the above embodiment, thereby providing 64 or more steam discharge ports.
さらにまた、本発明は、有機EL装置の有機層を形成する場合のみならず、有機EL装置の電極層を形成する場合にも適用することができる。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができる。
Furthermore, the present invention can be applied not only when the organic layer of the organic EL device is formed, but also when the electrode layer of the organic EL device is formed.
In addition, the present invention can also be applied to an apparatus for performing vapor deposition polymerization using a plurality of raw material monomers.
1…第1蒸気分岐器(蒸気分岐部)
2…第2蒸気分岐器(蒸気分岐部)
3…第3蒸気分岐器(蒸気分岐部)
3B…蒸気放出口
4…真空槽
5…基板(蒸着対象物)
10…蒸着装置
21…ホスト材料蒸発源(蒸気発生源)
31…ドーパント材料蒸発源(蒸気発生源)
100…蒸気放出器
1 ... 1st steam branch (steam branch)
2 ... Second steam branch (steam branch)
3 ... Third steam branch (steam branch)
3B ...
10 ...
31 ... Dopant material evaporation source (steam generation source)
100: Steam discharger
Claims (7)
前記真空槽の外部に設けられた蒸気発生源と、
前記蒸気発生源から供給された蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って面状に放出する蒸気放出器とを備え、
前記蒸気放出器は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の箱状の蒸気分岐部を備え、当該蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気放出側端部に、前記蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って放出する複数の蒸気放出口が設けられている蒸着装置。 A vacuum chamber in which a deposition object is arranged;
A steam generation source provided outside the vacuum chamber;
A vapor discharger for discharging the vapor of the evaporation material supplied from the vapor generation source in a plane toward the deposition object;
The steam discharger is a plurality of boxes communicated via a communication port that branches stepwise in a geometric series of 4 n-1 (n is a natural number) from the vapor introduction side to the discharge side of the evaporating material. And a plurality of vapor discharge ports for releasing the vapor of the evaporation material toward the deposition target are provided at the vapor discharge side end of the final vapor branch portion of the vapor branch portions. Vapor deposition equipment.
前記有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法。 A method for forming an organic film on a surface of a vapor deposition object in a vacuum using the vapor deposition apparatus according to claim 1,
A vapor deposition method using a host material and a dopant material for forming an organic thin film layer of an organic EL device as the organic evaporation material.
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