JP4909152B2 - 蒸着装置及び蒸着方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機発光素子の製造に用いる蒸着装置及び蒸着方法に関するものである。

図１０は、有機ＥＬ表示装置に用いられる有機発光素子（有機ＥＬ）の一般的な製造方法を示す工程図である。まず、ガラス基板等の基板１０１上に反射率の高い導電膜を形成し、その導電膜を所定の形状にパターニングすることによりアノード電極１０２を形成する。次にアノード電極１０２上の画素１０１ａを囲むようにして絶縁性の高い材料からなる素子分離膜１０３を形成する。これにより隣接する画素１０１ａの間は素子分離膜１０３により仕切られる。次いで、アノード電極１０２を含む基板面にホール輸送層１０４、有機発光層１０５、電子輸送層１０６、電子注入層１０７が蒸着法により順次形成される。電子注入層１０７上に透明性導電膜から成るカソード電極１０８を積層することで、基板１０１上には複数の有機発光素子が形成される。

最後に、基板上の複数の有機発光素子を透湿性の低い材料からなる図示しない封止層で覆う。なお、各有機化合物層の蒸着においては、基板面内の非蒸着領域以外に開口を備えたマスクを用いる。特にフルカラーを表示する有機ＥＬ表示装置の場合は、基板上に赤色、緑色、青色のそれぞれを発光する素子を形成する必要がある。そのため、所定の画素に対応する位置に開口するパターン部を備えたマスクを用いて素子毎に蒸着材料を塗り分ける。

アクティブマトリクス駆動で表示をつくる有機発光素子では、基板にあらかじめＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を設けておき、ＴＦＴのドレイン電極と有機発光素子のカソード電極を電気的に接続させておく必要がある。

次に上記した有機発光素子の有機化合物層を蒸着する蒸着方法を説明する。

一般的な有機ＥＬ製造装置（蒸着装置）では、真空チャンバー（成膜室）内に基板が配置され、基板の下方に蒸着源が配置される。蒸着材料は、蒸着源の蒸発口に相当する開口部から、その開口面の法線方向に沿った軸を中心軸として等方的に蒸発し、真空中を飛翔して基板面に付着する。蒸着源を基板に近づけると、基板に蒸着材料が付着する単位時間当りの量、すなわち蒸着速度が上昇するが、蒸着源から基板中心までの距離と基板端部までの距離の差が広がり、一定期間において基板面内に付着した堆積膜の膜厚分布が大きくなる。

一方で、有機発光素子の発光特性は、その素子を構成する有機化合物層の膜厚に強く依存することから、基板面内に大きな膜厚分布を形成してしまうことを工程条件として許容できない。このため上記従来の製造装置では、基板と蒸着源との間隔を十分に広げた成膜条件で有機発光素子を作製しなければならない。結果として、蒸発した全材料に対する基板に付着する材料の割合である材料利用効率が非常に低くなり、また蒸着速度も低下する。

このために製造コストが高く、量産時のスループットが低くなる。また製造装置の大型化に伴って設備コストが増大する。

これに対して、例えば特許文献１に開示された方法によれば、膜厚補正用の開口を設けた開口部材である膜厚補正板を蒸着源と基板間に配置することで、膜厚の均一性を損なうことなく蒸着速度を高めることができる。特許文献１では、蒸着源から飛翔した材料のうち、基板にほぼ垂直に入射する成分のみを通過させるように膜厚補正板の開口を形成することにより、均一な膜厚分布の蒸着膜を得るとしている。
特開２００５−１５８５７１号公報

しかし、特許文献１に開示された方法においても、材料利用効率が犠牲になる点に課題がある。なぜなら、蒸着源から蒸発した材料の速度ベクトルの空間分布は、必ずしも基板に垂直な成分ばかりではない。また基板以外に付着する蒸着材料の割合を低減することも困難である。また別の課題として、上記従来の技術においては、長時間蒸着を継続した場合に、膜厚補正板の開口の周縁に蒸発物が堆積してしまい、この堆積物が、基板へ向かって飛翔する蒸着材料の障害物となり、膜厚補正板の開口寸法が経時的に変化してしまう。例えば基板と蒸着源との距離を２５０ｍｍ、膜厚補正板と基板との距離を１００ｍｍとし、膜厚補正板の開口寸法が１μｍ変化したとすると、基板上での着膜位置ズレは１．７μｍとなる。通常、１５０〜２００ｐｐｉ相当の高精細表示対応の有機ＥＬディスプレイにおいては、トータルの着膜位置ズレ許容範囲が５μｍ程度を目標とするため、この１．７μｍは誤差因子として比較的大きい部類である。またこのような位置ズレが時間と共に変化してしまうことから、歩留まりを低下させる原因となりかねない。

本発明は、有機化合物層の膜厚の均一化と、高い蒸着速度及び材料利用効率を実現し、かつ長時間の蒸着においても着膜位置ズレを抑制して、膜厚分布を安定化できる蒸着装置及び蒸着方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため、本発明の蒸着装置は、成膜室に配設された蒸着源と、前記蒸着源と被成膜基板の間に配置され、前記被成膜基板に蒸着される膜の膜厚分布を補正するための開口を備えた開口部材と、前記被成膜基板の蒸着領域に転写するためのパターン部を備えたマスクと、前記蒸着源及び前記開口部材を、前記基板及び前記マスクに対して第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を有し、前記開口部材の前記開口の周縁には、前記開口部材の面方向に傾斜した傾斜面を備え、前記開口部材の前記開口は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って変化する前記第１の方向の開口幅を有することを特徴とする。

開口部材の開口形状を蒸発速度分布に合わせて設計することで蒸着速度の不均一を補償し、被成膜基板に堆積する膜の膜厚分布の均一性を得る。これによって、材料利用効率の高い高品質な有機発光素子を製造することができる。そして、開口部材の開口の周縁に傾斜面を設けることで、長時間蒸着を行った場合にも開口の周縁に蒸着材料が付着することによる開口寸法の変化を抑制することができ、上述の特性を安定的に維持することができる。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は一実施形態による蒸着装置を示す摸式断面図である。この装置は、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子（有機発光素子）の製造に用いられる。真空チャンバー（成膜室）Ｅ内で、電極を有する被成膜基板である基板１上の素子分離膜３にマスク１０を当接し、蒸着源２０の有機化合物（蒸着材料）をマスク１０を介して基板上に被着させる。蒸着源２０と基板１の間には、蒸着される膜（有機化合物層）の膜厚分布を補正するための開口２３ａを備えた開口部材である膜厚補正板２３が配置される。膜厚補正板２３は、蒸着源２０及びヒーター２１とともに、移動手段である移動ステージ２４によって、Ｘ方向（第１の方向）へ移動する。蒸着源２０から蒸発した有機化合物はある広がりをもって真空中に飛翔した後に、蒸着源２０の蒸気放出用の開口部の開口面の法線方向に対して角度θの範囲内の有機化合物が、膜厚補正板２３の開口２３ａを通過して、基板１へ付着する。この角度θは基板１に入射する有機化合物の入射角の最大値に相当する。

そして、蒸着源２０から蒸発した有機化合物が膜厚補正板２３の開口２３ａの周縁に堆積した場合でも、その堆積物により、蒸発した有機化合物の進路を妨害されぬように、膜厚補正板２３の面方向に傾斜した傾斜面２３ｂを設けておく。

傾斜面２３ｂの傾斜角度Ψは、基板１への入射角の最大値（角度θ）以上にとっておくことが望ましい。

蒸着源２０はポイントソースであり、ポイントソースには蒸着材料を加熱するためのヒーター２１が備えられている。蒸着源２０及び膜厚補正板２３は、基板１に対して相対的に、矢印で示すＸ方向あるいはその反対方向へ移動する。基板１の所定の蒸着領域に転写するパターン部を有するマスク１０は、基板１の蒸着源側で、基板１に当接または近接するように配設される。図１では、マスク１０を基板１上に設けられた素子分離膜３の上面とほぼ接触するように配置している。基板１の裏面に配置した基板保持機構３０により、基板１及びマスク１０が保持され、真空チャンバーＥ内は排気系により１×１０^-4〜１×１０^-5Ｐａ程度に排気されている。

図２は、蒸着源２０、膜厚補正板２３、マスク１０及び基板１の位置関係を示す斜視図である。膜厚補正板２３の開口２３ａのＸ方向の開口幅が最も狭い中心位置に正対して、蒸着源２０の開口面の中心位置が配置されている。

膜厚補正板２３の開口２３ａは、図３に示すように、太鼓状の開口形状を有するパターン開口であり、開口中央における開口幅Ｗｃが開口端における開口幅Ｗｅよりも狭くなっている。この開口形状はＸ方向に直交するＹ方向（第２の方向）に対称である。

次に膜厚補正板２３の開口形状について詳しく説明する。

蒸着源２０はポイントソースであって、１種類の有機化合物を蒸発させる場合を説明する。ポイントソースから蒸発した有機化合物はコサイン則に従って真空中で分散するため、基板面における膜厚分布は同心円状に形成される。このため基板１の中心から外側の端部に向かい膜厚が薄くなる傾向をもつ。つまり蒸着源２０の開口面の中心位置を基板面の中心に正対して配置した場合、基板中央から基板端部に向かう方向に沿って蒸着速度は遅くなる。

蒸着源２０に対して基板１がＸ方向に移動しながら蒸着し続ける場合、基板面のある座標（Ｘ１、Ｙ１）における膜厚ｌは式（１）に示すように、蒸着速度Ｖを蒸着時間ｔで積分した値に相当する。

ｌ＝∫Ｖ ｄｔ ・・・（１）
一定の蒸着速度の蒸着源２０が基板１に対して相対的に一定の速度で移動する場合、Ｘ方向の膜厚はほぼ均一化される。一方でＹ方向は上述したコサイン則に従った膜厚分布になるため、時間補正することが必要となる。

そのために図３に示すように、膜厚補正板２３の開口２３ａのＸ方向の開口幅を、Ｙ方向に沿って開口中心から離れるにしたがい徐々に広くして、蒸着速度が比較的遅い外側の開口端部で蒸着時間を長く取れるようなパターン形状とする。

具体的には、蒸着源２０の移動速度をｓとして、開口中心での蒸着速度Ｖｃ、蒸着時間ｔｃ、Ｘ方向の開口幅Ｗｃ、開口端部での蒸着速度Ｖｅ、蒸着される時間ｔｅ、Ｘ方向の開口幅Ｗｅの間に、以下に示す関係が成立するように設定する。

ｔｃ＝Ｗｃ／ｓ
ｔｅ＝Ｗｅ／ｓ
∫Ｖｃ ｄｔ［０、ｔｃ］＝∫Ｖｅ ｄｔ［０、ｔｅ］ ・・・（２）

図３において、膜厚補正板２３の開口２３ａ内のＨ₁ 、Ｈ₂ 、Ｈ₃ の各点における蒸着時の膜厚の時間変化を、図４のグラフに示した。各点における平均蒸着速度の大小関係は、Ｈ₃ ＜Ｈ₂ ＜Ｈ₁ となっているため、所定の膜厚に到達するために必要な蒸着にかかる蒸着時間は、Ｈ₁ ＜Ｈ₂ ＜Ｈ₃ となる。

そこで、蒸着源２０の蒸発速度分布の中心に対応する位置において、開口２３ａの開口幅が最も狭く、外側に向かって拡がるように変化させる。このように、膜厚補正板２３の開口２３ａを通過する蒸着材料の基板１に対する入射角が最も小さく、膜厚補正板２３の開口端部にて入射角を大きくすることで、斜入射成分をも基板１に蒸着させ、膜厚分布を均一化する。

このような開口形状の膜厚補正板を用いることで、蒸着源を基板に近づけている状態でも、膜厚分布が均一な膜を形成することができるため、高い材料利用効率を得ることができる。

基板の大判化に伴い蒸着速度を低減させる必要がないので、高スループット化も可能となる。また、従来例に比べて１つの蒸着源で広い面を蒸着することが可能となるため、基板の大判化に伴う蒸着源の数の増加を抑制できる。

なお、蒸着源から蒸発した材料の蒸発速度分布が蒸着源の開口面の法線方向の軸を中心軸として同心円状あるいは同心楕円状である場合は、材料利用効率を稼ぐための膜厚補正板の開口形状は一義的に設計できる。

蒸着源の蒸発速度分布の形状は、蒸着源の中心に対して厳密に同心円状となっていなくてもよく、実質的に材料利用効率が大きく損なわれない範囲の分布形状であればよい。その範囲であれば、ここで説明する同心円状の蒸発速度分布には、一部の円が真円でない場合や、一部の円の中心がその他の円がつくる同心軸からずれている場合も含まれる。

なお、蒸着源の構造、蒸着源の数、有機化合物の種類、マスクのパターン部の開口形状などを特に制限するものではない。たとえば蒸着源には、クヌーセンセルやバルブセルなどを用いることができる。またその蒸着源の開口形状は、点状であっても、線状であってもよい。また蒸着源は複数の有機化合物層を同時に蒸着する共蒸着源であってもよい。

図５には２つの蒸着源を用いた場合を模式的に示した。このように、Ｙ方向に複数の蒸着源を配列した場合は、蒸着源と同数の開口を有する膜厚補正板を用いてもよいし、複数の開口を連続的に形成した膜厚補正板を用いてもよい。

本実施形態は、蒸着源及び膜厚補正板が基板に相対的に移動する場合について説明を行なったが、蒸着源、膜厚補正板及び基板の相対的な位置関係は一定であっても、膜厚補正板の開口の周縁に傾斜面を設けることは有効である。

膜厚補正板の開口の端面形状は、蒸着源の配置、蒸着源の数、蒸発速度分布を考慮して設定される。図６の（ａ）に示すように全体が基板側に傾斜して蒸着源に対向しない傾斜面２３ｂの代わりに、同図の（ｂ）に示すような蒸着源側に傾斜した傾斜面２３ｃや、（ｃ）に示すような蒸着源側と基板側に傾斜した２つの傾斜面２３ｄ、２３ｅを備えた構成でもよい。あるいは、図６の（ｄ）に示すように、開口２３ａの端面の一部のみを傾斜させた傾斜面２３ｆでもよい。

マスクのパターン部の開口形状は、所望の蒸着パターンに対応するようになっていればよい。たとえば、フルカラーを表示する有機ＥＬ表示装置を作製するために、画素ごとに蒸着材料を塗り分ける場合には、図７及び図８に示すように構成するとよい。

前述のように、図３に示す膜厚補正板２３の開口中心近傍と正対した位置Ｈ₁ では、マスク１０の開口部（パターン部）１１から有機化合物が基板１にほぼ垂直に入射するため、堆積する膜にはマスク１０の開口部１１の影になる領域ができない。しかし、膜厚補正板２３の開口端部と対応した位置Ｈ₃ を通過した有機化合物に対しては、基板１に対して斜め入射となるため、マスク１０の開口部１１の影となる領域を基板１に配列された画素の発光領域内につくらないようする必要がある。そこで、開口部１１の開口面積が蒸着源側から基板側に向けて厚さ方向に狭くなるように構成するために、図７に示すように、マスク１０の開口部１１の周囲には角度φのテーパーを設けておく。

あるいは、図８に示すように、膜厚補正板２３の開口端部側に対応するマスク１０の開口部１１は、その中心位置Ｐ₁ を基板１の画素中心（各画素の中心位置）Ｐ₀ に対してΔＰだけシフトさせ、マスク１０の開口部１１の影となる部分が素子外に形成されるように構成する。つまり、マスクの少なくとも一部の開口中心をそれと対応する位置にある画素の中心からＹ方向にわずかにずらして、マスク１０の開口ピッチＰがΔＰだけ画素ピッチより小さくなる領域を設けておく。

また、蒸着源側から基板側に向けてマスクの開口面積が狭くなるように構成し、かつ、マスクの少なくとも一部の開口中心をそれと対応する位置にある画素の中心からＹ方向にわずかにずらす構成でもよい。

このようにして、基板に蒸着される有機化合物の膜厚分布をより一層均一にすることができ、有機ＥＬ表示装置の輝度ムラや視野角特性のばらつきを抑制することができる。

図１に示す構成を備えた蒸着装置によって有機発光素子を製造した。厚さ０．５ｍｍの膜厚補正板２３を蒸着源２０と基板１の間に配置し、基板１を固定した状態で蒸着源２０と膜厚補正板２３を同時に矢印の方向へ移動させた。膜厚補正板２３の開口２３ａのＸ方向の開口幅がＹ方向に沿って分布をもち、開口中央から開口端に向かって図２及び図３に示すように拡大している。膜厚補正板２３の開口２３ａの中央位置は蒸着源２０の中心に対応するように配置されている。また膜厚補正板２３の開口２３ａの周縁には、傾斜角度Ψの傾斜面２３ｂを設けている。傾斜角度Ψは最大入射角である角度θよりも５°広くとっている。

この装置を用いて、４００ｍｍ×５００ｍｍの基板１上に有機発光素子を作製した。

基板１は、その長手方向がＸ方向に平行になるよう配置し、蒸着源２０と基板１との距離を３５０ｍｍとした。また、膜厚補正板２３の開口形状は、Ｙ方向の長さＨを４１０ｍｍ、Ｘ方向の開口幅は、蒸着源２０の中心と対向する位置の開口幅Ｗｃ＝１５０ｍｍ、同方向において最も広い開口端部の開口幅Ｗｅ＝５５０ｍｍの太鼓形のパターン形状とした。

次に、有機発光素子の作製工程を説明する。まず、ＴＦＴを備えた基板１上にアノード電極を形成した。次に画素間に配置される素子分離膜３を形成した。その後真空ベークを行い素子分離膜３に含まれる水分の脱水処理を行い、さらに基板１を一旦冷却した後にＵＶ／オゾン洗浄処理を施した。続いて、ホール輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層を順次蒸着法により積層した。なお、有機発光層となる有機化合物層の蒸着では各色に対応したマスク１０を用い、画素ごとに塗り分けた。

この上にカソード電極として透明導電膜を成膜した。蒸着源２０及び膜厚補正板２３の移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃとした。

上記の工程により得られた有機化合物層の基板面内の膜厚分布は±５％以下であった。

また、基板１に蒸着を開始してから完了するまでの期間の全蒸発量に対する、基板１に堆積する量の割合を示すプロセス収率は約１２％であった。また長時間蒸着を行った場合にも、膜厚補正板２３の開口２３ａに傾斜面２３ｂを設けていたため、蒸発物の付着による膜厚補正板２３の開口寸法の変化を十分に抑制することができ、上述の特性を安定的に維持することができた。これにより量産時の歩留まりを向上させることができた。

（比較例１）
基板に対してほぼ垂直に入射する成分のみを通過させるような開口形状を備えた膜厚補正板を用いて、実施例１と同様の方法で有機化合物を蒸着した。入射成分として垂直成分だけを蒸着に利用する場合には、蒸着膜の膜厚分布を均一化するために基板と蒸着源の間隔を実施例１よりも広げる必要がある。たとえば実施例１と同様に４００ｍｍ×５００ｍｍサイズの基板において、±５％以下の膜厚分布を得るときの基板と蒸着源との間隔は１０００ｍｍ以上必要となり、このときのプロセス収率は０．１％未満であった。また、蒸着に必要な期間は実施例１の約８．６倍であった。さらに、長時間蒸着を続けると、膜厚補正板の開口の周縁には蒸発物が堆積し、開口寸法が変化した。これにより基板に蒸着した膜の膜厚分布が経時的に変化した。

図５に示す構成を備えた蒸着装置を用いて有機発光素子を製造した。４００ｍｍ×５００ｍｍの基板１を用いて、その短手方向がＸ方向に平行になるよう配置し、蒸着源２０と基板１との距離を２８０ｍｍとした。また２箇所に配置した蒸着源２０及び厚さ０．５ｍｍの膜厚補正板２３は位置を固定し、基板１が移動する構成とし、膜厚補正板２３の開口２３ａは各蒸着源２０に対応するようにして２箇所設けた。各開口２３ａの端面（周縁）には、図６の（ｂ）に示すように蒸着源側に傾斜させた傾斜面２３ｃを有し、傾斜角度Ψは約６０°とした。傾斜面２３ｃは面粗さＲａ＜１００ｎｍとなるように研磨処理を施した。

このとき膜厚補正板２３の開口形状は、Ｙ方向の長さを２６０ｍｍ、Ｘ方向の開口幅は蒸着源２０の中心と対向する位置で１６０ｍｍ、同方向において最も幅の広い開口端部で３１０ｍｍの太鼓状とした。上記の条件で実施例１と同様にして有機発光素子を作製した。なお、基板１の移動速度は２０ｍｍ／ｓｅｃとした。

上記方法により得られた有機化合物層の基板面内の膜厚分布は±５％以下であった。またプロセス収率は約１２％であった。蒸着源の数を２つにすることにより、実施例１に比べて約１／２のタクトで蒸着工程を完了した。

また長時間蒸着を行った場合にも、膜厚補正板の開口に傾斜面を設けたため、蒸発物の付着による膜厚補正板の開口寸法の変化を十分に抑制することができた。これにより上述の特性を安定的に維持し、量産時の歩留まりを向上させることができた。さらに膜厚補正板の傾斜面を平滑処理したことにより、膜厚補正板に付着した有機化合物を短時間で除去することができ、非平滑処理の膜厚補正板と比較して、洗浄工程のタクトを短くできた。また洗浄強度を低減できるために、洗浄工程における膜厚補正板へのダメージを抑制し、膜厚補正板の再利用回数を増やすことができた。

（比較例２）
基板に対してほぼ垂直に入射する成分のみを通過させるような開口形状を備えた膜厚補正板を用いて、実施例２と同様の方法で有機化合物を蒸着した。蒸着源を２つにし、入射成分として垂直成分だけを蒸着に利用する場合でも、蒸着膜の膜厚分布を均一化するために基板と蒸着源の間隔を実施例１よりも広げる必要がある。たとえば実施例１と同様に４００ｍｍ×５００ｍｍサイズの基板において、±５％以下の膜厚分布を得るときの基板と蒸着源との間隔は４５０ｍｍ以上必要となり、このときのプロセス収率は０．１％未満であった。また、蒸着に必要な期間は実施例１の約２．６倍であった。さらに、長時間蒸着を続けると、膜厚補正板の開口には蒸発物が堆積し、開口寸法が変化した。これにより基板に蒸着した膜の膜厚分布が経時的に変化した。

４００ｍｍ×５００ｍｍの基板１を用いて、基板１の長手方向がＸ方向に平行になるよう配置し、マスク１０の各開口部１１の端面には、図７に示すように、φ＝約１５°のテーパーを設けた。このようにマスク１０にテーパー角を設けることにより、テーパーがない場合に比べて、均一な膜厚分布を得るために制限される入射角が緩和される。このため、実施例１と比較して蒸着源と基板との距離を短縮できる。本実施例では、蒸着源と基板との距離を２５０ｍｍとした。膜厚補正板２３には厚さ１ｍｍのものを用い、開口２３ａの断面形状は、図６の（ｃ）に示すように、下向きの傾斜面２３ｄの傾斜角度Ψ１と、上向きの傾斜面２３ｆの傾斜角度Ψ２はほぼ等しく、約６０°とした。上記以外は実施例１と同様の構成を備えた蒸着装置を用いて、有機発光素子を製造した。

上記方法により得られた有機化合物層の基板面内の膜厚分布は±５％以下であり、プロセス収率は約１２％であった。また実施例１に比較して、基板と蒸着源との距離を短縮させたため、蒸着速度を１．２５倍に高めることができた。これに従い、実施例１に比べて約４／５のタクトで蒸着工程を完了した。また長時間蒸着を行った場合にも、膜厚補正板の開口に傾斜面を設けたため、蒸発物の付着による膜厚補正板の開口寸法の変化を十分に抑制することができ、上述の特性を安定的に維持することができた。これにより量産時の歩留まりを向上させることができた。

実施例３と同様に、４００ｍｍ×５００ｍｍの基板を用いて、その長手方向がＸ方向に平行になるよう配置し、蒸着源と基板との距離を２５０ｍｍとした。膜厚補正板２３には厚さ１ｍｍのものを用い、開口２３ａの断面形状は図６の（ｃ）に示すものを用いた。開口２３ａの下向きの傾斜面２３ｄの傾斜角度Ψ１と、上向きの傾斜面２３ｆの傾斜角度Ψ２はほぼ等しく、約６０°とした。

また図８に示すように、マスク１０の開口部１１には約１５°のテーパーを設けた。さらに、マスク１０の開口ピッチは、膜厚補正板２３の開口２３ａの端部において基板１上の画素中心Ｐ₀ からΔＰ＝１０μｍだけシフトするように、マスク面内において調整した。膜厚補正板２３の開口２３ａの中央部ではシフトさせなかった。

これによりシフトがない場合に比べて、基板面のＹ方向においては、発光領域外にマスク１０の開口部１１の影がつくられる面積をより広く取れる構成となる。このため実施例３よりも膜厚補正板２３の開口幅を広げることができた。開口中央の開口幅Ｗｃ＝１７０ｍｍとし、その他の寸法は式（２）に従って決定した。上記以外は実施例１と同様の構成を備えた蒸着装置を用いて、有機発光素子を製造した。

上記方法により得られた有機化合物層の基板面内の膜厚分布は±５％以下であり、プロセス収率は約１４％であった。また実施例１に比較して、基板と蒸着源との距離を短縮させたため、蒸着速度を１．２５倍に高めることができた。これに従い、実施例１に比べて約４／５のタクトで蒸着工程を完了した。また長時間蒸着を行った場合にも、膜厚補正板の開口に傾斜面を設けていたため、蒸発物の付着による膜厚補正板の開口寸法の変化を十分に抑制することができ、上述の特性を安定的に維持することができた。これにより量産時の歩留まりを向上させることができた。

図９に示す構成を備えた蒸着装置によって有機発光素子を製造した。この蒸着装置では、２つの異なる蒸着材料を基板１の同一領域に蒸着するために、２つの蒸着源２０を配置した。各蒸着源２０は、基板面の法線方向に対してやや傾いた状態に維持され、各蒸着源２０から蒸発した蒸発材料は基板面の極近傍で均一に混在する状態をつくるように設定されている。また厚さ０．５ｍｍの膜厚補正板２３を２つの蒸着源２０と基板１の間に配置し、基板１を固定した状態で２つの蒸着源２０と膜厚補正板２３を同時に移動させた。

本実施例においては、２つの蒸着源２０から蒸発した蒸発材料の積算膜厚を基板１面内において均一化するため、基板１と膜厚補正板２３の開口２３ａとの距離を近接させており、その距離を約１０ｍｍとした。なお、膜厚補正板２３の開口２３ａは、Ｘ方向の開口幅がＹ方向に沿って分布をもち、開口中央から開口端部に向かって図２及び図３に示すように広がっている。また膜厚補正板２３の開口２３ａには、傾斜角度Ψで傾斜する傾斜面２３ｂを設けている。傾斜角度Ψは約６０°とした。上記以外は実施例１と同様の構成を備えた蒸着装置を用いて、有機発光素子を製造した。

上記の工程により得られた有機化合物層の基板面内の膜厚分布は±５％以下であった。また、基板１に蒸着を開始してから完了するまでの期間の全蒸発量に対する、基板１に堆積する量の割合を示すプロセス収率は約１２％であった。また長時間蒸着を行った場合にも、膜厚補正板の開口に傾斜面を設けていたため、蒸発物の付着による膜厚補正板の開口寸法の変化を十分に抑制することができ、上述の特性を安定的に維持することができた。これにより量産時の歩留まりを向上させることができた。

実施例１による蒸着装置を示す模式断面図である。 図１の装置の膜厚補正板の配置を説明するための模式斜視図である。 膜厚補正板の開口形状を示す平面図である。 有機化合物の蒸着時間と膜厚の関係を示すグラフである。 実施例２による蒸着装置を示す模式斜視図である。 膜厚補正板の開口の断面形状を示す図である。 実施例３による蒸着方法を示す模式断面図である。 実施例４による蒸着方法を説明するための模式断面図である。 実施例５による蒸着装置を示す模式断面図である。 有機発光素子の一般的な製造方法を示す工程図である。

符号の説明

１ 基板
１０ マスク
２０ 蒸着源
２１ ヒーター
２３ 膜厚補正板
２３ａ 開口
２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ 傾斜面
２４ 移動ステージ

Claims (7)

1. 成膜室に配設された蒸着源と、
   前記蒸着源と被成膜基板の間に配置され、前記被成膜基板に蒸着される膜の膜厚分布を補正するための開口を備えた開口部材と、
   前記被成膜基板の蒸着領域に転写するためのパターン部を備えたマスクと、
   前記蒸着源及び前記開口部材を、前記基板及び前記マスクに対して第１の方向に相対的に移動させる移動手段と、を有し、
   前記開口部材の前記開口の周縁には、前記開口部材の面方向に傾斜した傾斜面を備え、前記開口部材の前記開口は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って変化する前記第１の方向の開口幅を有することを特徴とする蒸着装置。
2. 前記傾斜面の一部は、前記蒸着源に対向しないことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
3. 前記開口部材の前記開口の前記開口幅は、前記蒸着源の蒸発速度分布の中心に対応する位置で最も狭く、前記蒸発速度分布の外側に向かって拡がっていることを特徴とする請求項１又は２記載の蒸着装置。
4. 前記蒸発速度分布が、前記蒸着源の開口面の法線方向の軸を中心軸として同心円状あるいは同心楕円状であることを特徴とする請求項３記載の蒸着装置。
5. 電極を有する被成膜基板に配列された複数の画素に有機発光素子の有機化合物層を蒸着する蒸着方法において、
   蒸着源から蒸発する有機化合物を、膜厚分布を補正するための開口を備えた開口部材と、前記被成膜基板の蒸着領域に転写するためのパターン部を備えたマスクとを介して、前記被成膜基板に被着させる工程と、
   前記蒸着源及び前記開口部材を前記被成膜基板及び前記マスクに対して第１の方向に相対的に移動させる工程と、を有し、
   前記開口部材の前記開口の周縁には、前記開口部材の面方向に傾斜した傾斜面を備え、前記開口部材の前記開口は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って変化する前記第１の方向の開口幅を有することを特徴とする蒸着方法。
6. 前記マスクの前記パターン部は、前記蒸着源側から前記基板側に向けて、前記マスクの厚さ方向に開口面積が狭くなることを特徴とする請求項５記載の蒸着方法。
7. 前記マスクの一部において、前記パターン部の中心位置と各画素の中心位置が、前記第２の方向にずれていることを特徴とする請求項５記載の蒸着方法。

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