JP2023102548A - 蒸着装置及び蒸着方法 - Google Patents

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Abstract

Figure 2023102548000001
【課題】ファインマスクを適用することなく所望の薄膜を形成する。
【解決手段】一実施形態によれば、蒸着方法は、基板上に、下電極と、前記下電極と重なる開口を有するリブと、前記リブの上に配置された下部及び前記下部の上に配置され前記下部の側面から突出した上部を含む隔壁と、を形成した処理基板を用意し、第１蒸着ヘッドから噴出される第１材料の蒸気の広がり角度を第１角度に設定し、前記処理基板に前記第１材料を蒸着し、第２蒸着ヘッドから噴出される第２材料の蒸気の広がり角度を前記第１角度より大きい第２角度に設定し、前記第１材料が蒸着された前記処理基板に前記第２材料を蒸着する。
【選択図】図１２

Description

本発明の実施形態は、蒸着装置及び蒸着方法に関する。
近年、表示素子として有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を適用した表示装置が実用化されている。この表示素子は、薄膜トランジスタを含む画素回路と、画素回路に接続された下電極と、下電極を覆う有機層と、有機層を覆う上電極と、を備えている。有機層は、発光層の他に、正孔輸送層や電子輸送層などの機能層を含んでいる。
例えば、マスクを用いて有機層を蒸着する場合、各画素に対応した開口を有するファインマスクが適用される。しかしながら、ファインマスクの加工精度、開口形状の変形等に起因して、蒸着によって形成される薄膜の形成精度が低下するおそれがある。このため、ファインマスクを適用することなく、所望の領域に薄膜を形成する技術が必要とされている。
特開２０００－１９５６７７号公報 特開２００４－２０７２１７号公報 特開２００８－１３５３２５号公報 特開２００９－３２６７３号公報 特開２０１０－１１８１９１号公報 国際公開第２０１８／１７９３０８号
本発明の目的は、ファインマスクを適用することなく所望の薄膜を形成することが可能な蒸着装置及び蒸着方法を提供することにある。
一実施形態によれば、蒸着方法は、
基板上に、下電極と、前記下電極と重なる開口を有するリブと、前記リブの上に配置された下部及び前記下部の上に配置され前記下部の側面から突出した上部を含む隔壁と、を形成した処理基板を用意し、第１蒸着ヘッドから噴出される第１材料の蒸気の広がり角度を第１角度に設定し、前記処理基板に前記第１材料を蒸着し、第２蒸着ヘッドから噴出される第２材料の蒸気の広がり角度を前記第１角度より大きい第２角度に設定し、前記第１材料が蒸着された前記処理基板に前記第２材料を蒸着する。
一実施形態によれば、蒸着方法は、
基板上に、下電極と、前記下電極と重なる開口を有するリブと、前記リブの上に配置された下部及び前記下部の上に配置され前記下部の側面から突出した上部を含む隔壁と、を形成した処理基板を用意し、前記処理基板を第１ステージに配置し、第１蒸着ヘッドのノズルの延出方向と前記第１ステージの法線とのなす角度を第１角度に設定し、前記第１蒸着ヘッドの前記ノズルから第１材料の蒸気を噴出し、前記処理基板に前記第１材料を蒸着し、前記第１材料が蒸着された前記処理基板を第２ステージに配置し、第２蒸着ヘッドのノズルの延出方向と前記第２ステージの法線とのなす角度を前記第１角度より大きい第２角度に設定し、前記第２蒸着ヘッドの前記ノズルから第２材料の蒸気を噴出し、前記処理基板に前記第２材料を蒸着する。
一実施形態によれば、蒸着装置は、
第１ステージと、前記第１ステージの上に配置された処理基板に第１材料を蒸着するように構成された第１蒸着ヘッドと、第２ステージと、前記第２ステージの上に配置され前記第１材料が蒸着された前記処理基板に第２材料を蒸着するように構成された第２蒸着ヘッドと、を備え、前記第１蒸着ヘッド及び前記第２蒸着ヘッドの各々は、材料を加熱して蒸気を発生させる蒸着源と、前記蒸着源に接続され、前記蒸着源で発生した蒸気を噴出するノズルと、を備え、前記第１蒸着ヘッドから噴出される前記第１材料の蒸気の広がり角度は、第１角度に設定され、前記第２蒸着ヘッドから噴出される前記第２材料の蒸気の広がり角度は、前記第１角度とは異なる第２角度に設定される。
図１は、表示装置ＤＳＰの構成例を示す図である。 図２は、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のレイアウトの一例を示す図である。 図３は、図２中のIII－III線に沿う表示装置ＤＳＰの概略的な断面図である。 図４は、表示素子２０の構成の一例を示す図である。 図５は、表示装置ＤＳＰの製造方法の一例を説明するための図である。 図６は、図５に示した第１薄膜の蒸着工程を説明するための図である。 図７は、本実施形態に係る蒸着装置１００の一例を示す図である。 図８は、図７に示した蒸着ヘッド１２０の他の断面図である。 図９は、図７に示した蒸着ヘッド１２０の他の断面図である。 図１０は、蒸着源１２１に接続されるスリーブ１２３の一例を示す平面図である。 図１１は、蒸着源１２１に接続されるスリーブ１２３の他の例を示す平面図である。 図１２は、本実施形態に係る蒸着装置及び蒸着方法の一例を示す図である。 図１３は、第１薄膜を蒸着する際の蒸着角度を説明するための図である。 図１４は、本実施形態に係る蒸着装置及び蒸着方法の他の例を示す図である。 図１５は、第１薄膜を蒸着する際の蒸着角度を説明するための図である。
一実施形態について図面を参照しながら説明する。
開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
なお、図面には、必要に応じて理解を容易にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を記載する。Ｘ軸に沿った方向を第１方向と称し、Ｙ軸に沿った方向を第２方向と称し、Ｚ軸に沿った方向を第３方向と称する。第３方向Ｚと平行に各種要素を見ることを平面視という。
本実施形態に係る表示装置は、表示素子として有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置であり、テレビ、パーソナルコンピュータ、車載機器、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話端末等に搭載され得る。
図１は、表示装置ＤＳＰの構成例を示す図である。
表示装置ＤＳＰは、絶縁性の基板１０の上に、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周辺の周辺領域ＳＡと、を有している。基板１０は、ガラスであってもよいし、可撓性を有する樹脂フィルムであってもよい。
本実施形態においては、平面視における基板１０の形状が長方形である。ただし、基板１０の平面視における形状は長方形に限らず、正方形、円形あるいは楕円形などの他の形状であってもよい。
表示領域ＤＡは、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを備えている。画素ＰＸは、複数の副画素ＳＰを含む。一例では、画素ＰＸは、赤色の副画素ＳＰ１、緑色の副画素ＳＰ２および青色の副画素ＳＰ３を含む。なお、画素ＰＸは、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３とともに、あるいは副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のいずれかに代えて、白色などの他の色の副画素ＳＰを含んでもよい。
副画素ＳＰは、画素回路１と、画素回路１によって駆動される表示素子２０とを備えている。画素回路１は、画素スイッチ２と、駆動トランジスタ３と、キャパシタ４とを備えている。画素スイッチ２および駆動トランジスタ３は、例えば薄膜トランジスタにより構成されたスイッチング素子である。
画素スイッチ２のゲート電極は、走査線ＧＬに接続されている。画素スイッチ２のソース電極およびドレイン電極の一方は信号線ＳＬに接続され、他方は駆動トランジスタ３のゲート電極およびキャパシタ４に接続されている。駆動トランジスタ３において、ソース電極およびドレイン電極の一方は電源線ＰＬおよびキャパシタ４に接続され、他方は表示素子２０のアノードに接続されている。
なお、画素回路１の構成は図示した例に限らない。例えば、画素回路１は、より多くの薄膜トランジスタおよびキャパシタを備えてもよい。
表示素子２０は、発光素子としての有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であり、有機ＥＬ素子と称する場合がある。例えば、副画素ＳＰ１は赤色の波長域の光を放つ表示素子２０を備え、副画素ＳＰ２は緑色の波長域の光を放つ表示素子２０を備え、副画素ＳＰ３は青色の波長域の光を放つ表示素子２０を備えている。
図２は、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のレイアウトの一例を示す図である。
図２の例においては、副画素ＳＰ１と副画素ＳＰ２が第２方向Ｙに並んでいる。さらに、副画素ＳＰ１，ＳＰ２がそれぞれ副画素ＳＰ３と第１方向Ｘに並んでいる。
副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３がこのようなレイアウトである場合、表示領域ＤＡには、副画素ＳＰ１，ＳＰ２が第２方向Ｙに交互に配置された列と、複数の副画素ＳＰ３が第２方向Ｙに繰り返し配置された列とが形成される。これらの列は、第１方向Ｘに交互に並ぶ。
なお、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のレイアウトは図２の例に限られない。他の一例として、各画素ＰＸにおける副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３が第１方向Ｘに順に並んでいてもよい。
表示領域ＤＡには、リブ５および隔壁６が配置されている。リブ５は、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３においてそれぞれ開口ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３を有している。図２の例においては、開口ＡＰ２が開口ＡＰ１よりも大きく、開口ＡＰ３が開口ＡＰ２よりも大きい。
隔壁６は、平面視においてリブ５と重なっている。隔壁６は、第１方向Ｘに延びる複数の第１隔壁６ｘと、第２方向Ｙに延びる複数の第２隔壁６ｙとを有している。複数の第１隔壁６ｘは、第２方向Ｙに隣り合う開口ＡＰ１，ＡＰ２の間、および、第２方向Ｙに隣り合う２つの開口ＡＰ３の間にそれぞれ配置されている。第２隔壁６ｙは、第１方向Ｘに隣り合う開口ＡＰ１，ＡＰ３の間、および、第１方向Ｘに隣り合う開口ＡＰ２，ＡＰ３の間にそれぞれ配置されている。
図２の例においては、第１隔壁６ｘおよび第２隔壁６ｙは、互いに接続されている。これにより、隔壁６は、全体として開口ＡＰ１，ＡＰ２，ＡＰ３を囲う格子状に形成されている。隔壁６は、リブ５と同様に副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３において開口を有するということもできる。
副画素ＳＰ１は、開口ＡＰ１とそれぞれ重なる下電極ＬＥ１、上電極ＵＥ１および有機層ＯＲ１を備えている。副画素ＳＰ２は、開口ＡＰ２とそれぞれ重なる下電極ＬＥ２、上電極ＵＥ２および有機層ＯＲ２を備えている。副画素ＳＰ３は、開口ＡＰ３とそれぞれ重なる下電極ＬＥ３、上電極ＵＥ３および有機層ＯＲ３を備えている。
図２の例においては、下電極ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３の外形は点線で示し、有機層ＯＲ１、ＯＲ２、ＯＲ３、および、上電極ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３の外形は一点鎖線で示している。下電極ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３のそれぞれの周縁部は、リブ５に重なっている。上電極ＵＥ１の外形は有機層ＯＲ１の外形とほぼ一致し、上電極ＵＥ１及び有機層ＯＲ１のそれぞれの周縁部は、隔壁６に重なっている。上電極ＵＥ２の外形は有機層ＯＲ２の外形とほぼ一致し、上電極ＵＥ２及び有機層ＯＲ２のそれぞれの周縁部は、隔壁６に重なっている。上電極ＵＥ３の外形は有機層ＯＲ３の外形とほぼ一致し、上電極ＵＥ３及び有機層ＯＲ３のそれぞれの周縁部は、隔壁６に重なっている。
下電極ＬＥ１、上電極ＵＥ１および有機層ＯＲ１は、副画素ＳＰ１の表示素子２０を構成する。下電極ＬＥ２、上電極ＵＥ２および有機層ＯＲ２は、副画素ＳＰ２の表示素子２０を構成する。下電極ＬＥ３、上電極ＵＥ３および有機層ＯＲ３は、副画素ＳＰ３の表示素子２０を構成する。下電極ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３は、例えば、表示素子２０のアノードに相当する。上電極ＵＥ１、ＵＥ２、ＵＥ３は、表示素子２０のカソード、あるいは、共通電極に相当する。
下電極ＬＥ１は、コンタクトホールＣＨ１を通じて副画素ＳＰ１の画素回路１（図１参照）に接続されている。下電極ＬＥ２は、コンタクトホールＣＨ２を通じて副画素ＳＰ２の画素回路１に接続されている。下電極ＬＥ３は、コンタクトホールＣＨ３を通じて副画素ＳＰ３の画素回路１に接続されている。
図３は、図２中のIII－III線に沿う表示装置ＤＳＰの概略的な断面図である。
上述の基板１０の上に回路層１１が配置されている。回路層１１は、図１に示した画素回路１、走査線ＧＬ、信号線ＳＬおよび電源線ＰＬなどの各種回路や配線を含む。回路層１１は、絶縁層１２により覆われている。絶縁層１２は、回路層１１により生じる凹凸を平坦化する平坦化膜として機能する。
下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３は、絶縁層１２の上に配置されている。リブ５は、絶縁層１２および下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の上に配置されている。下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の端部は、リブ５により覆われている。
隔壁６は、リブ５の上に配置された下部６１と、下部６１の上面を覆う上部６２と、を含む。上部６２は、下部６１よりも大きい幅を有している。これにより、図３においては上部６２の両端部が下部６１の側面よりも突出している。このような隔壁６の形状は、オーバーハング状ということもできる。
図２に示した有機層ＯＲ１は、互いに離間した第１有機層ＯＲ１ａおよび第２有機層ＯＲ１ｂを含む。また、図２に示した上電極ＵＥ１は、互いに離間した第１上電極ＵＥ１ａおよび第２上電極ＵＥ１ｂを含む。図３に示すように、第１有機層ＯＲ１ａは、開口ＡＰ１を通じて下電極ＬＥ１に接触し、下電極ＬＥ１を覆うとともに、リブ５の一部を覆っている。第２有機層ＯＲ１ｂは、上部６２の上に位置している。第１上電極ＵＥ１ａは、下電極ＬＥ１と対向するとともに、第１有機層ＯＲ１ａを覆っている。さらに、第１上電極ＵＥ１ａは、下部６１の側面に接触している。第２上電極ＵＥ１ｂは、隔壁６の上方に位置し、第２有機層ＯＲ１ｂを覆っている。
図２に示した有機層ＯＲ２は、互いに離間した第１有機層ＯＲ２ａおよび第２有機層ＯＲ２ｂを含む。また、図２に示した上電極ＵＥ２は、互いに離間した第１上電極ＵＥ２ａおよび第２上電極ＵＥ２ｂを含む。図３に示すように、第１有機層ＯＲ２ａは、開口ＡＰ２を通じて下電極ＬＥ２に接触し、下電極ＬＥ２を覆うとともに、リブ５の一部を覆っている。第２有機層ＯＲ２ｂは、上部６２の上に位置している。第１上電極ＵＥ２ａは、下電極ＬＥ２と対向するとともに、第１有機層ＯＲ２ａを覆っている。さらに、第１上電極ＵＥ２ａは、下部６１の側面に接触している。第２上電極ＵＥ２ｂは、隔壁６の上方に位置し、第２有機層ＯＲ２ｂを覆っている。
図２に示した有機層ＯＲ３は、互いに離間した第１有機層ＯＲ３ａおよび第２有機層ＯＲ３ｂを含む。また、図２に示した上電極ＵＥ３は、互いに離間した第１上電極ＵＥ３ａおよび第２上電極ＵＥ３ｂを含む。図３に示すように、第１有機層ＯＲ３ａは、開口ＡＰ３を通じて下電極ＬＥ３に接触し、下電極ＬＥ３を覆うとともに、リブ５の一部を覆っている。第２有機層ＯＲ３ｂは、上部６２の上に位置している。第１上電極ＵＥ３ａは、下電極ＬＥ３と対向するとともに、第１有機層ＯＲ３ａを覆っている。さらに、第１上電極ＵＥ３ａは、下部６１の側面に接触している。第２上電極ＵＥ３ｂは、隔壁６の上方に位置し、第２有機層ＯＲ３ｂを覆っている。
副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３には、封止層７１，７２，７３がそれぞれ配置されている。封止層７１は、第１上電極ＵＥ１ａ、下部６１の側面および第２上電極ＵＥ１ｂを連続的に覆っている。封止層７２は、第１上電極ＵＥ２ａ、下部６１の側面および第２上電極ＵＥ２ｂを連続的に覆っている。封止層７３は、第１上電極ＵＥ３ａ、下部６１の側面および第２上電極ＵＥ３ｂを連続的に覆っている。
図３の例においては、副画素ＳＰ１，ＳＰ３の間の隔壁６上の第２有機層ＯＲ１ｂ、第２上電極ＵＥ１ｂおよび封止層７１と、当該隔壁６上の第２有機層ＯＲ３ｂ、第２上電極ＵＥ３ｂおよび封止層７３とが離間している。また、副画素ＳＰ２，ＳＰ３の間の隔壁６上の第２有機層ＯＲ２ｂ、第２上電極ＵＥ２ｂおよび封止層７２と、当該隔壁６上の第２有機層ＯＲ３ｂ、第２上電極ＵＥ３ｂおよび封止層７３とが離間している。
封止層７１，７２，７３は、樹脂層１３により覆われている。樹脂層１３は、封止層１４により覆われている。さらに、封止層１４は、樹脂層１５により覆われている。
絶縁層１２は、有機材料で形成されている。リブ５および封止層１４，７１，７２，７３は、例えばシリコン窒化物（ＳｉＮｘ）などの無機材料で形成されている。無機材料で形成されたリブ５の厚さは、隔壁６や絶縁層１２の厚さに比べて十分に小さい。一例では、リブ５の厚さは２００ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下である。
隔壁６の下部６１は、導電性を有している。隔壁６の上部６２も導電性を有してもよい。
下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３は、ＩＴＯなどの透明導電材料で形成されてもよいし、銀（Ａｇ）などの金属材料と透明導電材料の積層構造を有してもよい。上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３は、例えばマグネシウムと銀の合金（ＭｇＡｇ）などの金属材料で形成されている。上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３は、ＩＴＯなどの透明導電材料で形成されてもよい。
下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の電位が上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３の電位よりも相対的に高い場合、下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３がアノードに相当し、上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３がカソードに相当する。また、上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３の電位が下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の電位よりも相対的に高い場合、上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３がアノードに相当し、下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３がカソードに相当する。
有機層ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３は、複数の機能層と、発光層と、を含む。
副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、有機層ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３の発光層が発する光の光学特性を調整するためのキャップ層をさらに含んでもよい。このようなキャップ層は、上電極ＵＥ１と封止層７１の間、上電極ＵＥ２と封止層７２の間、上電極ＵＥ３と封止層７３の間にそれぞれ設けられてもよい。
隔壁６には、共通電圧が供給されている。この共通電圧は、下部６１の側面に接触した第１上電極ＵＥ１ａ，ＵＥ２ａ，ＵＥ３ａにそれぞれ供給される。下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３には、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３がそれぞれ有する画素回路１を通じて画素電圧が供給される。
下電極ＬＥ１と上電極ＵＥ１の間に電位差が形成されると、第１有機層ＯＲ１ａの発光層が赤色の波長域の光を放つ。下電極ＬＥ２と上電極ＵＥ２の間に電位差が形成されると、第１有機層ＯＲ２ａの発光層が緑色の波長域の光を放つ。下電極ＬＥ３と上電極ＵＥ３の間に電位差が形成されると、第１有機層ＯＲ３ａの発光層が青色の波長域の光を放つ。
他の例として、有機層ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３の発光層が同一色（例えば白色）の光を放ってもよい。この場合において、表示装置ＤＳＰは、発光層が放つ光を副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３に対応する色の光に変換するカラーフィルタを備えてもよい。また、表示装置ＤＳＰは、発光層が放つ光により励起して副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３に応じた色の光を生成する量子ドットを含んだ層を備えてもよい。
図４は、表示素子２０の構成の一例を示す図である。
図４に示す下電極ＬＥは、図３の下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の各々に相当する。図４に示す有機層ＯＲは、図３の有機層ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３の各々に相当する。図４に示す上電極ＵＥは、図３の上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３の各々に相当する。
有機層ＯＲは、キャリア調整層ＣＡ１と、発光層ＥＭと、キャリア調整層ＣＡ２と、を有している。キャリア調整層ＣＡ１は下電極ＬＥと発光層ＥＭとの間に位置し、キャリア調整層ＣＡ２は発光層ＥＭと上電極ＵＥとの間に位置している。キャリア調整層ＣＡ１及びＣＡ２は、複数の機能層を含んでいる。以下、下電極ＬＥがアノードに相当し、上電極ＵＥがカソードに相当する場合を例に説明する。
キャリア調整層ＣＡ１は、機能層として、正孔注入層Ｆ１１、正孔輸送層Ｆ１２、電子ブロッキング層Ｆ１３などを含んでいる。正孔注入層Ｆ１１は下電極ＬＥの上に配置され、正孔輸送層Ｆ１２は正孔注入層Ｆ１１の上に配置され、電子ブロッキング層Ｆ１３は正孔輸送層Ｆ１２の上に配置され、発光層ＥＭは電子ブロッキング層Ｆ１３の上に配置されている。
キャリア調整層ＣＡ２は、機能層として、正孔ブロッキング層Ｆ２１、電子輸送層Ｆ２２、電子注入層Ｆ２３などを含んでいる。正孔ブロッキング層Ｆ２１は発光層ＥＭの上に配置され、電子輸送層Ｆ２２は正孔ブロッキング層Ｆ２１の上に配置され、電子注入層Ｆ２３は電子輸送層Ｆ２２の上に配置され、上電極ＵＥは電子注入層Ｆ２３の上に配置されている。
なお、キャリア調整層ＣＡ１及びＣＡ２は、上記した機能層の他に、必要に応じてキャリア発生層などの他の機能層を含んでいてもよいし、上記した機能層の少なくとも１つが省略されてもよい。
図５は、表示装置ＤＳＰの製造方法の一例を説明するための図である。
ここに示す製造方法は、大別して、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３の各々の下地となる処理基板を用意する工程（ステップＳＴ１）と、第１副画素を形成する工程（ステップＳＴ２）と、を含む。なお、ここでの第１副画素は、副画素ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３のいずれかである。
まず、ステップＳＴ１においては、基板１０の上に、下電極ＬＥと、下電極ＬＥと重なる開口ＡＰを有するリブ５と、リブ５の上に配置された下部６１及び下部６１の上に配置され下部６１の側面から突出した上部６２を含む隔壁６と、を形成した処理基板ＳＵＢを用意する。
続いて、ステップＳＴ２においては、まず、処理基板ＳＵＢに第１薄膜を蒸着する（ステップＳＴ２１）。第１薄膜の蒸着工程については後述する。その後、第１薄膜の上に所定の形状にパターニングされたレジストを形成する（ステップＳＴ２２）。その後、レジストをマスクとして第１薄膜をエッチングする（ステップＳＴ２３）。その後、レジストを除去する（ステップＳＴ２４）。これにより、所定の形状の第１薄膜を有する第１副画素が形成される。
図６は、図５に示した第１薄膜の蒸着工程を説明するための図である。ここで説明する第１薄膜は、有機層ＯＲと、上電極ＵＥと、封止層７と、を有している。また、有機層ＯＲは、図４に示した複数の機能層を有している。
まず、処理基板ＳＵＢの上に、正孔注入層Ｆ１１を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１１）。これにより、下電極ＬＥに接する正孔注入層Ｆ１１が形成される。ここでの下電極ＬＥは、上記の下電極ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３のいずれかに相当する。
その後、正孔注入層Ｆ１１の上に、正孔輸送層Ｆ１２を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１２）。これにより、正孔注入層Ｆ１１に接する正孔輸送層Ｆ１２が形成される。
その後、正孔輸送層Ｆ１２の上に、電子ブロッキング層Ｆ１３を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１３）。これにより、正孔輸送層Ｆ１２に接する電子ブロッキング層Ｆ１３が形成される。
その後、電子ブロッキング層Ｆ１３の上に、発光層ＥＭを形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１４）。これにより、電子ブロッキング層Ｆ１３に接する発光層ＥＭが形成される。
その後、発光層ＥＭの上に、正孔ブロッキング層Ｆ２１を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１５）。これにより、発光層ＥＭに接する正孔ブロッキング層Ｆ２１が形成される。
その後、正孔ブロッキング層Ｆ２１の上に、電子輸送層Ｆ２２を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１６）。これにより、正孔ブロッキング層Ｆ２１に接する電子輸送層Ｆ２２が形成される。
その後、電子輸送層Ｆ２２の上に、電子注入層Ｆ２３を形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１７）。これにより、電子輸送層Ｆ２２に接する電子注入層Ｆ２３が形成される。一連のステップＳＴ２１１からステップＳＴ２１７までの工程により、有機層ＯＲが形成される。ここでの有機層ＯＲは、上記の有機層ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３のいずれかに相当する。
その後、電子注入層Ｆ２３の上に、上電極ＵＥを形成するための材料を蒸着する（ステップＳＴ２１８）。これにより、電子注入層Ｆ２３に接するとともに隔壁６の下部６１に接し、且つ、有機層ＯＲを覆う上電極ＵＥが形成される。ここでの上電極ＵＥは、上記の上電極ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３のいずれかに相当する。
その後、上電極ＵＥ及び隔壁６を覆う封止層７を形成する（ステップＳＴ２１９）。ここでの封止層７は、上記の封止層７１，７２，７３のいずれかに相当する。
なお、封止層７を形成する前に、透明なキャップ層（光学調整層）を蒸着してもよい。また、上記のステップＳＴ２１１乃至ステップＳＴ２１３の少なくとも１つ、及び、ステップＳＴ２１５乃至ステップＳＴ２１７の少なくとも１つを省略してもよい。また、上記のステップＳＴ２１１乃至ステップＳＴ２１７の他に、有機層を構成する機能層を形成するための工程が追加されてもよい。
次に、上記の蒸着工程で適用可能な蒸着装置１００の一例について説明する。
図７は、本実施形態に係る蒸着装置１００の一例を示す図である。
蒸着装置１００は、処理基板ＳＵＢを配置するためのステージ１１０と、ステージ１１０に対向する蒸着ヘッド１２０と、蒸着ヘッド１２０を駆動する駆動機構１３０と、チャンバー１４０と、を備えている。チャンバー１４０は、ステージ１１０、蒸着ヘッド１２０、駆動機構１３０等を収容し、内部の真空化を可能とするように構成されている。
例えば、図２に示したレイアウトの副画素ＳＰ１，ＳＰ２,ＳＰ３を形成する場合、蒸着ヘッド１２０は、第３方向Ｚにおいてステージ１１０と対向している。駆動機構１３０は、蒸気を噴出している蒸着ヘッド１２０を第２方向Ｙに沿って移動する走査機構と、蒸着ヘッド１２０を第１方向Ｘに移動する移動機構と、を備えている。
蒸着ヘッド１２０は、蒸着源１２１と、複数のノズル１２２と、複数のスリーブ１２３と、傾斜機構１２４と、を備えている。
蒸着源１２１は、材料を加熱して蒸気を発生させるように構成されている。蒸着源１２１は、第３方向Ｚにおいてステージ１１０と対向する側に底面１２１Ａを有している。加熱される材料としては、有機層を形成するための材料、あるいは、上電極を形成するための材料である。
複数のノズル１２２は、第１方向Ｘに並び、蒸着源１２１の底面１２１Ａに接続されている。図示した例では、ノズル１２２の各々は、底面１２１Ａからステージ１１０に向かって第３方向Ｚに沿って延出している。これらの複数のノズル１２２は、蒸着源１２１で発生した蒸気をステージ１１０（あるいはステージ１１０の上の処理基板ＳＵＢ）に向けて噴出するように構成されている。
複数のスリーブ１２３は、複数のノズル１２２に対応するように形成され、第１方向Ｘに並び、蒸着源１２１の底面１２１Ａに接続されている。図示した例では、スリーブ１２３の各々は、底面１２１Ａからステージ１１０に向かって第３方向Ｚに沿って延出している。スリーブ１２３の各々は、ノズル１２２を囲むように配置されている。スリーブ１２３は、蒸着源１２１に対して着脱可能である。
このようなスリーブ１２３は、蒸着ヘッド１２０から処理基板ＳＵＢに向けて噴出される蒸気を規制する。スリーブ１２３を介して蒸着ヘッド１２０から処理基板ＳＵＢに向けて噴出される蒸気の広がり角度は、以下、蒸着角度と称する。
傾斜機構１２４は、ノズル１２２の延出方向１２２Ａをステージ１１０の法線１１０Ａに対して傾斜させるように構成されている。図中には、延出方向１２２Ａを一点鎖線で示し、法線１１０Ａを二点鎖線で示している。
本実施形態において、例えば、蒸着ヘッド１２０から噴出される蒸気の蒸着角度が第１角度である第１モード（狭蒸着角モード）においては、長尺のスリーブ１２３が蒸着源１２１に接続される。また、蒸着ヘッド１２０から噴出される蒸気の蒸着角度が第１角度より大きい第２角度である第２モード（広蒸着角モード）においては、短尺のスリーブ１２３が蒸着源１２１に接続される。
ノズル１２２のうち最もステージ１１０に近接する部分をノズル１２２の先端１２２Ｔと称し、スリーブ１２３のうち最もステージ１１０に近接する部分をスリーブ１２３の先端１２３Ｔと称する。このとき、ノズル１２２の先端１２２Ｔからスリーブ１２３の先端１２３Ｔまでの第３方向Ｚに沿った距離Ｄに関して、第１モードの距離Ｄａは、第２モードの距離Ｄｂより大きい。
蒸着源１２１の底面１２１Ａからスリーブ１２３の先端１２３Ｔまでの第３方向Ｚに沿った長さＬに関して、第１モードで適用されるスリーブ１２３の長さＬａは、第２モードで適用されるスリーブ１２３の長さＬｂよりも長い。
スリーブ１２３の長さＬを調整することにより、距離Ｄは自在に設定することができる。距離Ｄが大きくなるほどノズル１２２から噴出された蒸気がスリーブ１２３によって規制され、蒸気の直進性が向上し、蒸着角度が小さくなる。距離Ｄが小さくなるほどノズル１２２から噴出された蒸気がスリーブ１２３によって規制されにくくなり、蒸気の発散性が向上し、蒸着角度が大きくなる。このように、スリーブ１２３の長さＬを調整することにより、蒸着ヘッド１２０から処理基板ＳＵＢに向けて噴出される蒸気の蒸着角度を自在に制御することができる。
図８及び図９は、図７に示した蒸着ヘッド１２０の他の断面図である。図８及び図９では、第２方向Ｙ及び第３方向Ｚによって規定されるＹ－Ｚ平面における蒸着ヘッド１２０の断面を示している。なお、図８及び図９では、スリーブ１２３を図示していないが、スリーブ１２３が蒸着ヘッド１２０に設けられてもよい。
傾斜機構１２４は、例えばノズル１２２と一体化された蒸着源１２１をＹ－Ｚ平面内で回転させるように構成されており、ステージ１１０の法線１１０Ａに対してノズル１２２の延出方向１２２Ａを傾斜させることができる。なお、傾斜機構１２４は、固定された蒸着源１２１に対してノズル１２２のみをＹ－Ｚ平面内で回転させるように構成されてもよい。
図８に示す例では、ノズル１２２の延出方向１２２Ａがステージ１１０の法線１１０Ａとほぼ平行である。つまり、延出方向１２２Ａと法線１１０Ａとのなす角度は０°である。
図９に示す例では、ノズル１２２の延出方向１２２Ａがステージ１１０の法線１１０Ａに対して傾斜している。つまり、延出方向１２２Ａと法線１１０Ａとのなす角度θＡは０°より大きい鋭角である。このとき、ノズル１２２は、その先端１２２Ｔが蒸着ヘッド１２０の移動方向ＹＡとは逆を向くように傾斜している。なす角度θＡは、傾斜機構１２４によって自在に設定することができる。つまり、なす角度θＡは、０°以上の角度に自在に設定することができる。
図８に示した例の延出方向１２２Ａと法線１１０Ａとのなす角度を第１角度とし、図９に示した例の延出方向１２２Ａと法線１１０Ａとのなす角度を第２角度としたとき、第２角度は第１角度より大きい。
但し、蒸着ヘッド１２０から処理基板ＳＵＢに向けて噴出される材料Ｍの蒸気の広がり角度（蒸着角度）θＢに関しては、図８に示した例と、図９に示した例とでは同等である。
このように、ノズル１２２がステージ１１０上の処理基板ＳＵＢと対向した状態で、蒸着ヘッド１２０は、材料Ｍの蒸気を噴出しながら移動し、材料Ｍを処理基板ＳＵＢに蒸着する。蒸着ヘッド１２０の移動方向ＹＡは、例えば第２方向Ｙに平行である。
図１０は、蒸着源１２１に接続されるスリーブ１２３の一例を示す平面図である。
ノズル１２２は、第３方向Ｚに延出した円筒状に形成されている。複数のノズル１２２は、第１方向Ｘに等ピッチで配列されている。
スリーブ１２３は、第３方向Ｚに延出した円筒状に形成されている。スリーブ１２３は、ノズル１２２に対して同心的に配置されている。スリーブ１２３の内径は、ノズル１２２の外径より大きい。複数のスリーブ１２３は、第１方向Ｘに等ピッチで配列されている。スリーブ１２３の配列ピッチは、ノズル１２２の配列ピッチと等しい。
図１１は、蒸着源１２１に接続されるスリーブ１２３の他の例を示す平面図である。
図１１に示す例は、図１０に示した例と比較して、スリーブ１２３が格子状に形成された点で相違している。つまり、１つのノズル１２２は、四方に配置された平板のスリーブ１２３で囲まれている。
なお、図１０及び図１１に示した例では、蒸着ヘッド１２０が第１方向Ｘに一列に並んだノズル１２２を備えるが、この例に限らず、蒸着ヘッド１２０は、複数列に並んだノズル１２２を備えていてもよい。また、スリーブ１２３の形状については、図１０及び図１１に示した例に限らない。
図１２は、本実施形態に係る蒸着装置及び蒸着方法の一例を示す図である。なお、ここに示した複数のチャンバー及びチャンバー内に収容された要素は、１つの蒸着装置１００とみなすことができる。
まず、処理基板ＳＵＢを用意する。処理基板ＳＵＢは、上記したように、基板１０の上に、下電極ＬＥ、リブ５、及び、隔壁６を形成したものである。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０１に導入され、ステージ１１０１の上に配置される。チャンバー１４０１に収容された蒸着ヘッド１２０１は、処理基板ＳＵＢに材料Ｍ１を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０１においては、長さＬ１のスリーブ１２３１でノズル１２２１を囲み、このスリーブ１２３１を蒸着源１２１１に接続する。これにより、ノズル１２２１の先端とスリーブ１２３１の先端との間を距離Ｄ１に設定する。
そして、蒸着ヘッド１２０１は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ１の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、ノズル１２２１から噴出された蒸気の一部は、スリーブ１２３１によって遮られる。蒸着ヘッド１２０１は、材料Ｍ１の蒸気を蒸着角度θ１で噴出する。これにより、材料Ｍ１が処理基板ＳＵＢに蒸着される。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０２に導入され、ステージ１１０２の上に配置される。チャンバー１４０２に収容された蒸着ヘッド１２０２は、材料Ｍ１が蒸着された処理基板ＳＵＢに材料Ｍ２を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０２においては、長さＬ２のスリーブ１２３２でノズル１２２２を囲み、このスリーブ１２３２を蒸着源１２１２に接続する。長さＬ２は長さＬ１より短い。これにより、ノズル１２２２の先端とスリーブ１２３２の先端との間を距離Ｄ２に設定する。距離Ｄ２は距離Ｄ１より小さい。
そして、蒸着ヘッド１２０２は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ２の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、ノズル１２２２から噴出された蒸気の一部は、スリーブ１２３２によって遮られる。蒸着ヘッド１２０２は、材料Ｍ２の蒸気を蒸着角度θ２で噴出する。蒸着角度θ２は、蒸着角度θ１とは異なり、ここでは、蒸着角度θ１より大きい。これにより、材料Ｍ２が処理基板ＳＵＢに蒸着される。材料Ｍ２は、先に蒸着された材料Ｍ１よりも広範囲にわたって蒸着され、材料Ｍ１を覆う。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０３に導入され、ステージ１１０３の上に配置される。チャンバー１４０３に収容された蒸着ヘッド１２０３は、材料Ｍ２が蒸着された処理基板ＳＵＢに材料Ｍ３を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０３においては、スリーブは設けられてない。
そして、蒸着ヘッド１２０３は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ３の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、蒸着ヘッド１２０３は、材料Ｍ３の蒸気を蒸着角度θ３で噴出する。蒸着角度θ３は、蒸着角度θ１及びθ２とは異なる。蒸着ヘッド１２０３においては、ノズル１２２３から噴出される蒸気を規制するスリーブが設けられていないため、蒸気は大きく広がる。このため、蒸着角度θ３は蒸着角度θ２より大きい。これにより、材料Ｍ３が処理基板ＳＵＢに蒸着される。材料Ｍ３は、先に蒸着された材料Ｍ２よりも広範囲にわたって蒸着され、材料Ｍ２を覆う。
図１２に示した例では、ノズル１２２１の延出方向はステージ１１０１の法線に平行であり、ノズル１２２２の延出方向はステージ１１０２の法線に平行であり、ノズル１２２３の延出方向はステージ１１０３の法線に平行である。
また、ステージ１１０１からノズル１２２１までの第３方向Ｚに沿った距離、ステージ１１０２からノズル１２２２までの第３方向Ｚに沿った距離、及び、ステージ１１０３からノズル１２２３までの第３方向Ｚに沿った距離は、いずれも同等であるが、互いに異なっていてもよい。
図１３は、第１薄膜を蒸着する際の蒸着角度を説明するための図である。
ここでは、複数の機能層や発光層を含む有機層ＯＲのうち、下電極ＬＥに近接する側の下層ＯＲＡと、上電極ＵＥに近接する側の上層ＯＲＢと、を示している。下層ＯＲＡは、例えば、上記の正孔注入層、正孔輸送層、発光層などである。上層ＯＲＢは、例えば、上記の電子注入層、電子輸送層、正孔ブロッキング層などである。
蒸着ヘッド１２０１による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１１乃至ＳＴ２１４の少なくとも１つの工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０１が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ１の蒸気を噴出することにより、下層ＯＲＡが形成される。このとき、蒸着角度θ１で隔壁６に向かう蒸気の一部は、上部６２で遮られる。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する下層ＯＲＡは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１から離間している。また、隔壁６の上部６２には、下層ＯＲＡを形成するための材料Ｍ１が蒸着されている。図中に実線で示す蒸着角度θ１は、例えば、５５°～６５°である。
蒸着ヘッド１２０２による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１５乃至ＳＴ２１７の少なくとも１つの工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０２が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ２の蒸気を噴出することにより、上層ＯＲＢが形成される。このとき、蒸着角度θ２で隔壁６に向かう蒸気の一部は、上部６２で遮られる。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する上層ＯＲＢは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１から離間している。また、隔壁６の上部６２には、上層ＯＲＢを形成するための材料Ｍ２が蒸着されている。蒸着角度θ２が蒸着角度θ１より大きいため、材料Ｍ２は、材料Ｍ１よりも広範囲に蒸着される。このため、材料Ｍ２は、材料Ｍ１よりも隔壁６に近接する範囲にも蒸着されている。したがって、下層ＯＲＡは上層ＯＲＢによって覆われる。図中に点線で示す蒸着角度θ２は、例えば、９５°～１０５°である。
蒸着ヘッド１２０３による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１８の工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０３が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ３の蒸気を噴出することにより、上電極ＵＥが形成される。このとき、蒸着角度θ２よりも大きい蒸着角度θ３で隔壁６に向かう蒸気は、上部６２で遮られるものの、一部の蒸気は下部６１に到達する。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する上電極ＵＥは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１に接している。また、隔壁６の上部６２には、上電極ＵＥを形成するための材料Ｍ３が蒸着されている。材料Ｍ３が材料Ｍ２よりも隔壁６に近接する範囲に蒸着されるため、上層ＯＲＢは上電極ＵＥによって覆われる。図中に一点鎖線で示す蒸着角度θ３は、例えば、１１５°～１２５°である。
リブ５の上において、下層ＯＲＡ、上層ＯＲＢ、上電極ＵＥは、蒸着の際にそれぞれ隔壁６の影となる部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃを有している。これらの部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃは、下電極ＬＥに重畳する部分よりも薄くなる傾向があるが、下電極ＬＥから離間しているため、発光に寄与しない。上電極ＵＥと隔壁６とが接触し且つ部分Ａと部分Ｃとの不所望な接触を抑制する観点では、上記の蒸着角度θ１乃至θ３は、部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃがそれぞれリブ５の上に形成されるように設定されることが望ましい。
部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃの第２方向Ｙに沿った幅について、部分Ｂは部分Ａより大きく、部分Ｃは部分Ｂより大きい。そして、部分Ｂは部分Ａを覆い、部分Ｃは部分Ｂを覆っている。また、部分Ａ及び部分Ｂは隔壁６から離間し、部分Ｃは隔壁６に接している。
このように、本実施形態によれば、蒸着ヘッド１２０は、蒸着角度を調整することができる。このため、各層を最適な蒸着角度で蒸着することができる。また、蒸着角度を制御することにより、各層の端部の位置をずらすことができる。したがって、ファインマスクを適用することなく、所望の形状の薄膜を所望の位置に形成することができる。
ここで説明した例において、蒸着ヘッド１２０１が第１蒸着ヘッドに相当し、長さＬ１が第１長さに相当し、材料Ｍ１が第１材料に相当し、蒸着角度θ１が第１角度に相当する場合、蒸着ヘッド１２０２または蒸着ヘッド１２０３は第２蒸着ヘッドに相当し、長さＬ２が第２長さに相当し、材料Ｍ２または材料Ｍ３は第２材料に相当し、蒸着角度θ２または蒸着角度θ３は第２角度に相当する。
あるいは、蒸着ヘッド１２０３が第２蒸着ヘッドに相当し、材料Ｍ３が第２材料に相当し、蒸着角度θ３が第２角度に相当する場合、蒸着ヘッド１２０１または蒸着ヘッド１２０２は第１蒸着ヘッドに相当し、材料Ｍ１または材料Ｍ２は第１材料に相当し、蒸着角度θ１または蒸着角度θ２は第１角度に相当する。
あるいは、蒸着ヘッド１２０１が第１蒸着ヘッドに相当し、長さＬ１が第１長さに相当し、材料Ｍ１が第１材料に相当し、蒸着角度θ１が第１角度に相当し、蒸着ヘッド１２０２が第２蒸着ヘッドに相当し、長さＬ２が第２長さに相当し、材料Ｍ２が第２材料に相当し、蒸着角度θ２が第２角度に相当し、蒸着ヘッド１２０３が第３蒸着ヘッドに相当し、材料Ｍ３が第３材料に相当し、蒸着角度θ３が第３角度に相当する場合もあり得る。
例えば、材料Ｍ１は有機層ＯＲの下層ＯＲＡを形成するための材料であり、材料Ｍ２は有機層ＯＲの上層ＯＲＢを形成するための材料であり、材料Ｍ３は上電極ＵＥを形成するための材料である。
次に、他の製造方法について説明する。
図１４は、本実施形態に係る蒸着装置及び蒸着方法の他の例を示す図である。なお、ここに示した複数のチャンバー及びチャンバー内に収容された要素は、１つの蒸着装置１００とみなすことができる。
まず、処理基板ＳＵＢを用意する。処理基板ＳＵＢは、上記したように、基板１０の上に、下電極ＬＥ、リブ５、及び、隔壁６を形成したものである。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０１に導入され、ステージ１１０１の上に配置される。チャンバー１４０１に収容された蒸着ヘッド１２０１は、処理基板ＳＵＢに材料Ｍ１を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０１においては、長さＬ１のスリーブ１２３１でノズル１２２１を囲み、このスリーブ１２３１を蒸着源１２１１に接続する。これにより、ノズル１２２１の先端とスリーブ１２３１の先端との間を距離Ｄ１に設定する。ノズル１２２１の延出方向１２２１Ａは、ステージ１１０１の法線１１０１Ａと平行である。つまり、延出方向１２２１Ａと法線１１０１Ａとのなす角度は０°である。
そして、蒸着ヘッド１２０１は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ１の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、ノズル１２２１から噴出された蒸気の一部は、スリーブ１２３１によって遮られる。蒸着ヘッド１２０１は、材料Ｍ１の蒸気を蒸着角度θ１で噴出する。これにより、材料Ｍ１が処理基板ＳＵＢに蒸着される。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０２に導入され、ステージ１１０２の上に配置される。チャンバー１４０２に収容された蒸着ヘッド１２０２は、材料Ｍ１が蒸着された処理基板ＳＵＢに材料Ｍ２を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０２においては、長さＬ２のスリーブ１２３２でノズル１２２２を囲み、このスリーブ１２３２を蒸着源１２１２に接続する。長さＬ２は長さＬ１より短い。これにより、ノズル１２２２の先端とスリーブ１２３２の先端との間を距離Ｄ２に設定する。距離Ｄ２は距離Ｄ１より小さい。ノズル１２２２の延出方向１２２２Ａは、ステージ１１０２の法線１１０２Ａと平行である。つまり、延出方向１２２２Ａと法線１１０２Ａとのなす角度は、延出方向１２２１Ａと法線１１０１Ａとのなす角度と等しく、０°である。
そして、蒸着ヘッド１２０２は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ２の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、ノズル１２２２から噴出された蒸気の一部は、スリーブ１２３２によって遮られる。蒸着ヘッド１２０２は、材料Ｍ２の蒸気を蒸着角度θ２で噴出する。蒸着角度θ２は、蒸着角度θ１とは異なり、ここでは、蒸着角度θ１より大きい。これにより、材料Ｍ２が処理基板ＳＵＢに蒸着される。材料Ｍ２は、先に蒸着された材料Ｍ１よりも広範囲にわたって蒸着され、材料Ｍ１を覆う。
続いて、処理基板ＳＵＢは、チャンバー１４０３に導入され、ステージ１１０３の上に配置される。チャンバー１４０３に収容された蒸着ヘッド１２０３は、材料Ｍ２が蒸着された処理基板ＳＵＢに材料Ｍ３を蒸着するように構成されている。蒸着ヘッド１２０３においては、スリーブは設けられてないが、蒸着ヘッド１２０１と同様のスリーブ１２３１が設けられてもよい。傾斜機構１２４３は、蒸着ヘッド１２０３あるいはノズル１２２３を傾斜させる。ノズル１２２３の延出方向１２２３Ａは、ステージ１１０３の法線１１０３Ａに対して傾斜している。つまり、延出方向１２２３Ａと法線１１０３Ａとのなす角度は、延出方向１２２２Ａと法線１１０２Ａとのなす角度、及び、延出方向１２２１Ａと法線１１０１Ａとのなす角度より大きく、０°より大きい鋭角である。
そして、蒸着ヘッド１２０３は、第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ３の蒸気を処理基板ＳＵＢに向けて噴出する。このとき、蒸着ヘッド１２０３は、材料Ｍ３の蒸気を蒸着角度θ３で噴出する。蒸着角度θ３は、蒸着角度θ１及びθ２とは異なる。一例では、蒸着角度θ３は、蒸着角度θ１より大きく、蒸着角度θ２より小さい。これにより、材料Ｍ３が処理基板ＳＵＢに蒸着される。材料Ｍ３は、先に蒸着された材料Ｍ２よりも広範囲にわたって蒸着され、材料Ｍ２を覆う。
図１５は、第１薄膜を蒸着する際の蒸着角度を説明するための図である。
ここでは、複数の機能層や発光層を含む有機層ＯＲのうち、下電極ＬＥに近接する側の下層ＯＲＡと、上電極ＵＥに近接する側の上層ＯＲＢと、を示している。下層ＯＲＡは、例えば、上記の正孔注入層、正孔輸送層、発光層などである。上層ＯＲＢは、例えば、上記の電子注入層、電子輸送層、正孔ブロッキング層などである。
蒸着ヘッド１２０１による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１１乃至ＳＴ２１４の少なくとも１つの工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０１が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ１の蒸気を噴出することにより、下層ＯＲＡが形成される。このとき、蒸着角度θ１で隔壁６に向かう蒸気の一部は、上部６２で遮られる。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する下層ＯＲＡは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１から離間している。また、隔壁６の上部６２には、下層ＯＲＡを形成するための材料Ｍ１が蒸着されている。図中に実線で示す蒸着角度θ１は、例えば、５５°～６５°である。
蒸着ヘッド１２０２による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１５乃至ＳＴ２１７の少なくとも１つの工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０２が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ２の蒸気を噴出することにより、上層ＯＲＢが形成される。このとき、蒸着角度θ２で隔壁６に向かう蒸気の一部は、上部６２で遮られる。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する上層ＯＲＢは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１から離間している。また、隔壁６の上部６２には、上層ＯＲＢを形成するための材料Ｍ２が蒸着されている。蒸着角度θ２が蒸着角度θ１より大きいため、材料Ｍ２は、材料Ｍ１よりも広範囲に蒸着される。このため、材料Ｍ２は、材料Ｍ１よりも隔壁６に近接する範囲にも蒸着されている。したがって、下層ＯＲＡは上層ＯＲＢによって覆われる。図中に点線で示す蒸着角度θ２は、例えば、９５°～１０５°である。
蒸着ヘッド１２０３による蒸着工程は、図６に示した第１薄膜の蒸着工程のうち、例えば、ステップＳＴ２１８の工程に相当する。
蒸着ヘッド１２０３が第２方向Ｙに移動しながら材料Ｍ３の蒸気を噴出することにより、上電極ＵＥが形成される。このとき、ノズルの延出方向１２２３Ａがステージの法線１１０３Ａに対して傾斜している（つまり蒸着ヘッド１２０３が傾斜している）ため、蒸着ヘッド１２０３から噴出された蒸気は、上部６２で遮られるものの、一部の蒸気は下部６１に到達する。このため、隔壁６を挟んで第２方向Ｙに隣接する上電極ＵＥは、隔壁６によって分断され、しかも、下部６１に接している。また、隔壁６の上部６２には、上電極ＵＥを形成するための材料Ｍ３が蒸着されている。材料Ｍ３が材料Ｍ２よりも隔壁６に近接する範囲に蒸着されるため、上層ＯＲＢは上電極ＵＥによって覆われる。例えば、延出方向１２２３Ａと法線１１０３Ａとのなす角度θＡは、１５°～２５°である。また、図中に一点鎖線で示す蒸着角度θ３は、蒸着角度θ２より小さく、例えば、７５°～８５°である。
ここで、隔壁６に対して蒸着ヘッド１２０１乃至１２０３の移動方向ＹＡの下流側（図の右側）に着目する。リブ５の上において、下層ＯＲＡ、上層ＯＲＢ、上電極ＵＥは、蒸着の際にそれぞれ隔壁６の影となる部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃ’を有している。
部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃ’の第２方向Ｙに沿った幅について、部分Ｂは部分Ａより大きく、部分Ｃ’は部分Ｂより小さい。そして、部分Ｂは部分Ａを覆い、部分Ｃ’は部分Ｂを覆っている。また、部分Ａ及び部分Ｂは隔壁６から離間し、部分Ｃ’は隔壁６に接している。
一方で、隔壁６に対して蒸着ヘッド１２０１乃至１２０３の移動方向ＹＡの上流側（図の左側）に着目する。リブ５の上において、下層ＯＲＡ、上層ＯＲＢ、上電極ＵＥは、蒸着の際にそれぞれ隔壁６の影となる部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃを有している。隔壁６を挟んだ下層ＯＲＡの部分Ａはほぼ対称に形成される。隔壁６を挟んだ上層ＯＲＢの部分Ｂはほぼ対称に形成される。隔壁を挟んだ上電極ＵＥの部分Ｃ及び部分Ｃ’は非対称に形成される。部分Ｃ’は部分Ｃより小さい。
部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃの第２方向Ｙに沿った幅について、部分Ｂは部分Ａより大きく、部分Ｃは部分Ｂより小さい。そして、部分Ｂは部分Ａを覆い、部分Ｃは部分Ｂの一部を露出している。また、部分Ａ、部分Ｂ、及び、部分Ｃは、いずれも隔壁６から離間している。
これらの部分Ａ、部分Ｂ、部分Ｃ、及び、部分Ｃ’は、下電極ＬＥに重畳する部分よりも薄くなる傾向があるが、下電極ＬＥから離間しているため、発光に寄与しない。上電極ＵＥは、図の右側で隔壁６と接触し、電気的に接続される。また、図のみ微側及び左側において、部分Ａが部分Ｂによって覆われるため、部分Ａと部分Ｃとの不所望な接触が抑制される。
このように、本実施形態によれば、蒸着ヘッド１２０は、蒸着角度を調整することができる。このため、各層を最適な蒸着角度で蒸着することができる。また、蒸着角度を制御することにより、各層の端部の位置をずらすことができる。したがって、ファインマスクを適用することなく、所望の形状の薄膜を所望の位置に形成することができる。
また、上電極ＵＥの部分Ｃ及び部分Ｃ’のそれぞれの幅が低減され、リブ５の幅を低減することができる。このため、表示素子２０において表示に寄与する開口率、あるいは、画素解像度を向上することができる。
ここで説明した例において、蒸着ヘッド１２０１または蒸着ヘッド１２０２が第１蒸着ヘッドに相当し、ステージ１１０１またはステージ１１０２が第１ステージに相当し、材料Ｍ１または材料Ｍ２が第１材料に相当し、延出方向１２２１Ａと法線１１０１Ａとのなす角度あるいは延出方向１２２２Ａと法線１１０２Ａとのなす角度が第１角度に相当し、蒸着ヘッド１２０３は第２蒸着ヘッドに相当し、ステージ１１０３が第２ステージに相当し、材料Ｍ３は第２材料に相当し、延出方向１２２３Ａと法線１１０３Ａとのなす角度が第２角度に相当する。
例えば、材料Ｍ１は有機層ＯＲの下層ＯＲＡを形成するための材料であり、材料Ｍ２は有機層ＯＲの上層ＯＲＢを形成するための材料であり、材料Ｍ３は上電極ＵＥを形成するための材料である。
以上説明したように、本実施形態によれば、ファインマスクを適用することなく所望の薄膜を形成することが可能な蒸着装置及び蒸着方法を提供することができる。
以上、本発明の実施形態として説明した蒸着装置及び蒸着方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての蒸着装置及び蒸着方法も、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、もしくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、上述の実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、または当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
ＤＳＰ…表示装置
ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３…副画素 ２０…表示素子（有機ＥＬ素子）
ＬＥ，ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３…下電極（アノード）
ＵＥ，ＵＥ１，ＵＥ２，ＵＥ３…上電極（カソード）
ＯＲ，ＯＲ１，ＯＲ２，ＯＲ３…有機層
１０…基板 ５…リブ ６…隔壁 ６１…下部 ６２…上部
７，７１，７２，７３…封止層
１００…蒸着装置 １１０…ステージ １３０…駆動機構 １４０…チャンバー
１２０…蒸着ヘッド １２１…蒸着源 １２２…ノズル １２３…スリーブ １２４…傾斜機構 ＳＵＢ…処理基板

Claims (17)

  1. 基板上に、下電極と、前記下電極と重なる開口を有するリブと、前記リブの上に配置された下部及び前記下部の上に配置され前記下部の側面から突出した上部を含む隔壁と、を形成した処理基板を用意し、
    第１蒸着ヘッドから噴出される第１材料の蒸気の広がり角度を第１角度に設定し、前記処理基板に前記第１材料を蒸着し、
    第２蒸着ヘッドから噴出される第２材料の蒸気の広がり角度を前記第１角度より大きい第２角度に設定し、前記第１材料が蒸着された前記処理基板に前記第２材料を蒸着する、蒸着方法。
  2. 前記第１材料を蒸着する工程では、前記第１蒸着ヘッドにおいて第１長さのスリーブでノズルを囲み、
    前記第２材料を蒸着する工程では、前記第２蒸着ヘッドにおいて前記第１長さより短い第２長さのスリーブでノズルを囲む、請求項１に記載の蒸着方法。
  3. 前記第２蒸着ヘッドにおいて前記ノズルの先端から前記スリーブの先端までの距離は、前記第１蒸着ヘッドにおいて前記ノズルの先端から前記スリーブの先端までの距離よりも小さい、請求項２に記載の蒸着方法。
  4. 前記第１材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層の下層を形成し、前記下電極、前記リブ、及び、前記上部のそれぞれの上に蒸着され、前記下部から離間し、
    前記第２材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層の上層を形成し、前記第１材料を覆い、前記下部から離間している、請求項１に記載の蒸着方法。
  5. 前記第１材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層を形成し、前記下電極、前記リブ、及び、前記上部のそれぞれの上に蒸着され、前記下部から離間し、
    前記第２材料は、有機ＥＬ素子を構成する上電極を形成し、前記第１材料を覆い、前記下部に接している、請求項１に記載の蒸着方法。
  6. 基板上に、下電極と、前記下電極と重なる開口を有するリブと、前記リブの上に配置された下部及び前記下部の上に配置され前記下部の側面から突出した上部を含む隔壁と、を形成した処理基板を用意し、
    前記処理基板を第１ステージに配置し、第１蒸着ヘッドのノズルの延出方向と前記第１ステージの法線とのなす角度を第１角度に設定し、前記第１蒸着ヘッドの前記ノズルから第１材料の蒸気を噴出し、前記処理基板に前記第１材料を蒸着し、
    前記第１材料が蒸着された前記処理基板を第２ステージに配置し、第２蒸着ヘッドのノズルの延出方向と前記第２ステージの法線とのなす角度を前記第１角度より大きい第２角度に設定し、前記第２蒸着ヘッドの前記ノズルから第２材料の蒸気を噴出し、前記処理基板に前記第２材料を蒸着する、蒸着方法。
  7. 前記第１蒸着ヘッドの前記ノズルの延出方向は、前記第１ステージの法線と平行であり、
    前記第２蒸着ヘッドの前記ノズルの延出方向は、前記第２ステージの法線に対して傾斜している、請求項６に記載の蒸着方法。
  8. 前記第１材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層を形成し、前記下電極、前記リブ、及び、前記上部のそれぞれの上に蒸着され、前記下部から離間し、
    前記第２材料は、有機ＥＬ素子を構成する上電極を形成し、前記第１材料を覆い、前記下部に接する、請求項６に記載の蒸着方法。
  9. 前記第２蒸着ヘッドから噴出される前記第２材料の蒸気の広がり角度は、前記第１蒸着ヘッドから噴出される前記第１材料の蒸気の広がり角度より小さい、請求項６に記載の蒸着方法。
  10. 第１ステージと、
    前記第１ステージの上に配置された処理基板に第１材料を蒸着するように構成された第１蒸着ヘッドと、
    第２ステージと、
    前記第２ステージの上に配置され前記第１材料が蒸着された前記処理基板に第２材料を蒸着するように構成された第２蒸着ヘッドと、を備え、
    前記第１蒸着ヘッド及び前記第２蒸着ヘッドの各々は、
    材料を加熱して蒸気を発生させる蒸着源と、
    前記蒸着源に接続され、前記蒸着源で発生した蒸気を噴出するノズルと、を備え、
    前記第１蒸着ヘッドから噴出される前記第１材料の蒸気の広がり角度は、第１角度に設定され、
    前記第２蒸着ヘッドから噴出される前記第２材料の蒸気の広がり角度は、前記第１角度とは異なる第２角度に設定される、蒸着装置。
  11. 前記第１蒸着ヘッド及び前記第２蒸着ヘッドの各々は、さらに、
    前記ノズルを囲み、前記ノズルの先端よりも前記処理基板に向かって延出したスリーブを備え、
    前記第２蒸着ヘッドにおける前記スリーブの長さは、前記第１蒸着ヘッドにおける前記スリーブの長さよりも短い、請求項１０に記載の蒸着装置。
  12. 前記第２角度は、前記第１角度より大きい、請求項１１に記載の蒸着装置。
  13. 前記第２蒸着ヘッドは、さらに、前記ノズルの延出方向を前記第２ステージの法線に対して傾斜させる傾斜機構を備える、請求項１０に記載の蒸着装置。
  14. 前記第１蒸着ヘッドの前記ノズルの延出方向は、前記第１ステージの法線と平行である、請求項１３に記載の蒸着装置。
  15. 前記第１角度は、前記第２角度より大きい、請求項１３に記載の蒸着装置。
  16. 前記第１材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層の下層を形成するための材料であり、
    前記第２材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層の上層を形成するための材料である、請求項１０に記載の蒸着装置。
  17. 前記第１材料は、有機ＥＬ素子を構成する有機層を形成するための材料であり、
    前記第２材料は、有機ＥＬ素子を構成する上電極を形成するための材料である、請求項１０に記載の蒸着装置。
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