JP5046882B2 - インライン式成膜装置 - Google Patents
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Description
本発明は、複数の成膜材料を蒸発又は昇華させて、混合した成膜材料を基板上に成膜する共蒸着室を有するインライン式成膜装置に関する。
複数の成膜材料を蒸発又は昇華させて、混合した成膜材料を基板上に成膜する共蒸着成膜装置が知られている。例えば、有機ＥＬ素子の発光層等を成膜する場合には、ガラス基板を搬送しながら、ガラス基板下方の複数のノズルから複数の成膜材料を蒸発又は昇華させ、各成膜材料を決められた割合で混合して、ガラス基板上に成膜する必要がある。具体的には、特許文献１に示す装置においては、成膜材料を収容する傾動可能な容器を備え、容器の角度を調整することにより、同一の蒸着エリアに共蒸着する位置関係として、成膜材料を混合して成膜を行っている。又、特許文献２に示す装置においては、異なる成膜材料を各々収容する容器のノズルを、ガラス基板の幅方向（ガラス基板の搬送方向に垂直な方向）に交互に多数並べ、成膜材料を噴射中に混合させて、共蒸着による成膜を行っている。
一定速度で搬送されるガラス基板に、複数の成膜材料からなる混合膜を含む複数の層を連続して成膜するインライン式成膜装置が知られている（特許文献３〜５）。このようなインライン式成膜装置では、ガラス基板の搬送方向に連続して複数の蒸着室を設置しており、多層に成膜していくには、隣接する蒸着室の蒸発源からの蒸気が混合しないように、各蒸着室を区画する防着板が設置されている。
従来のインライン式成膜装置における共蒸着室は、例えば、図５に示すような構成となる。具体的には、共蒸着室４１に、成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する容器４２、４３を備えている。搬送方向Ｔへ搬送されるガラス基板４４に、容器４２、４３からの成膜材料Ａ、Ｂを共蒸着する際には、防着板４５A、４５Bを用いて、共蒸着室４１を仕切る構成となる。このような構成において、混合膜を成膜する場合、ガラス基板４４の蒸着範囲Ｒでは、防着板４５A、４５Bの影響がなく、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜を得ることができる。ところが、搬送方向Ｔの上流及び下流においては、つまり、ガラス基板４４の蒸着範囲ＲA、ＲBにおいては、防着板４５A、４５Bに対する容器４２、４３のノズルの幾何学上の位置関係のため、どちらか一方の成膜材料のみの単独膜ができてしまい、混合膜が得られなくなる問題があった。特に、有機ＥＬ素子の形成時に、上述したような単独膜ができてしまった場合には、例えば、電子注入層では、発光のためにより大きな電圧が必要となり、発光効率が落ちてしまう要因ともなり得る。
ここで、単独膜ができてしまう理由を、図５を用いて説明する。容器４２からの上流側への最大の蒸着範囲は、防着板４５Aにより、ラインＵAで規定される範囲に制限され、一方、容器４３からの上流側への最大の蒸着範囲は、防着板４５Aにより、ラインＵBで規定される範囲に制限される。そのため、蒸着範囲ＲBは、容器４３からの成膜材料の蒸着範囲ではあっても、容器４２からの成膜材料の蒸着範囲ではないため、成膜材料Ｂのみの単独膜ができてしまう。同様に、容器４２からの下流側への最大の蒸着範囲は、防着板４５Bにより、ラインＤAで規定される範囲に制限され、一方、容器４３からの下流側への最大の蒸着範囲は、防着板４５Bにより、ラインＤBで規定される範囲に制限される。そのため、蒸着範囲ＲAは、容器４２からの成膜材料の蒸着範囲ではあっても、容器４３からの成膜材料の蒸着範囲ではないため、成膜材料Ａのみの単独膜ができてしまう。このように、ガラス基板４４の搬送方向Ｔの上流、下流において、単独膜ができてしまい、混合膜が得られなくなる問題があり、蒸着室同士の距離を長くせざるを得ず、装置が大きくなっていた。
一方、引用文献２に示された装置においては、図６に示すように、共蒸着室５１において、成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する多数の容器５２、５３を備えると共に、ガラス基板５３の基板幅方向Ｗ（ガラス基板の搬送方向Ｔに垂直な方向）に容器５２、５３のノズルを交互に並べることにより、成膜材料Ａ、Ｂを混合させて共蒸着しているため、前述したような単独膜ができてしまう問題は生じにくいと考えられる。しかしながら、このように、基板幅方向Ｗに容器５２、５３のノズルを交互に並べた構成では、図６中に示すように、基板幅方向Ｗにおいて、成膜材料の濃度分布のムラが発生する問題が生じる。特に、蒸発又は昇華のための加熱温度は、成膜材料によっても、成膜レートによっても異なるため、容器５２、５３のノズルは、各々異なる温度に加熱する必要があると共に、隣接するノズルとの断熱を施すスペースが必要となり、このため、ノズル間の距離が大きくなり、益々基板幅方向Ｗの濃度ムラを助長することになる。
このように、従来のインライン式成膜装置において、共蒸着を行う場合には、単独膜ができてしまったり、濃度ムラができてしまったりする問題が避けられなかった。
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、単独膜が生成されることが無く、濃度ムラも無く共蒸着を行うことができるインライン式成膜装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する第１の発明に係るインライン式成膜装置は、
異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
下流側の前記仕切部材により制限された下流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の下流側における蒸着範囲と一致するように、上流側の前記開口部からの蒸気の下流側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
上流側の前記開口部おける、下流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
下流側の前記開口部の上端と下流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と上流側の前記開口部の上端とを通る直線と上流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、上流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の下流側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
下流側の前記仕切部材により制限された下流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の下流側における蒸着範囲と一致するように、上流側の前記開口部からの蒸気の下流側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
上流側の前記開口部おける、下流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
下流側の前記開口部の上端と下流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と上流側の前記開口部の上端とを通る直線と上流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、上流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の下流側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
上記課題を解決する第２の発明に係るインライン式成膜装置は、
上記第１の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記制限部材は、更に、
上流側の前記仕切部材により制限された上流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の上流側における蒸着範囲と一致するように、下流側の前記開口部からの蒸気の上流側への蒸着範囲を制限するものであり、
下流側の前記開口部おける、上流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
上流側の前記開口部の上端と上流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と下流側の前記開口部の上端とを通る直線と下流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、下流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の上流側においても、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
上記第１の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記制限部材は、更に、
上流側の前記仕切部材により制限された上流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の上流側における蒸着範囲と一致するように、下流側の前記開口部からの蒸気の上流側への蒸着範囲を制限するものであり、
下流側の前記開口部おける、上流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
上流側の前記開口部の上端と上流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と下流側の前記開口部の上端とを通る直線と下流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、下流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の上流側においても、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
上記課題を解決する第３の発明に係るインライン式成膜装置は、
上記第１又は第２の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記開口部をカットすることにより、前記上面を傾けて形成したことを特徴とする。
上記第１又は第２の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記開口部をカットすることにより、前記上面を傾けて形成したことを特徴とする。
上記課題を解決する第４の発明に係るインライン式成膜装置は、
異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
上流側又は下流側のいずれか一方側の前記仕切部材により制限された前記一方側の前記開口部からの蒸気の前記基板の前記一方側における蒸着範囲と一致するように、上流側又は下流側のいずれか他方側の前記開口部からの蒸気の前記一方側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
前記制限部材として、前記一方側の前記開口部の上端と前記一方側の前記仕切部材の先端とを通る直線と、両方の前記開口部の上面の位置が一致するように、両方の前記開口部の上面を傾けて形成することにより、両方の前記開口部おける前記一方側の方に延設された開口部側面を設け、
前記基板の前記一方側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
上流側又は下流側のいずれか一方側の前記仕切部材により制限された前記一方側の前記開口部からの蒸気の前記基板の前記一方側における蒸着範囲と一致するように、上流側又は下流側のいずれか他方側の前記開口部からの蒸気の前記一方側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
前記制限部材として、前記一方側の前記開口部の上端と前記一方側の前記仕切部材の先端とを通る直線と、両方の前記開口部の上面の位置が一致するように、両方の前記開口部の上面を傾けて形成することにより、両方の前記開口部おける前記一方側の方に延設された開口部側面を設け、
前記基板の前記一方側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とする。
上記課題を解決する第５の発明に係るインライン式成膜装置は、
上記第４の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記２つの蒸着源の間に断熱部材を設けると共に、前記２つの蒸着源を近接して配置したことを特徴とする。
上記第４の発明に記載のインライン式成膜装置において、
前記２つの蒸着源の間に断熱部材を設けると共に、前記２つの蒸着源を近接して配置したことを特徴とする。
本発明によれば、共蒸着室において、制限部材により一方若しくは両方の蒸着源からの蒸着範囲を制限するので、基板の搬送方向の上流側、下流側の一方若しくは両方において、単独膜の形成を防止すると共に、搬送方向だけでなく、搬送方向に垂直な基板幅方向において、濃度ムラの無い共蒸着を行うことができる。又、制限部材により一方若しくは両方の蒸着源からの蒸着範囲を制限するので、隣接する蒸着室を近接して配置することができ、その結果、インライン式成膜装置を短く、コンパクトにすることができる。
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係るインライン式成膜装置の実施形態例のいくつかを説明する。
図１は、本発明に係るインライン式成膜装置の実施形態の参考例を示す概略図である。なお、図１においては、インライン式成膜装置を構成する複数の蒸着室のうち、混合膜を成膜する共蒸着室のみ図示して、本参考例の説明を行っている。
ここで、本発明に係るインライン式成膜装置は、異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、一定速度で搬送される基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、複数の成膜材料からなる混合膜を含む多層膜を基板に成膜するものである。これは、後述の実施例１〜３でも同様である。
図１に示すように、本参考例のインライン式成膜装置は、少なくとも１つの共蒸着室１を有し、共蒸着室１は、２つの成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する２つの蒸着源２、３を備えている。この蒸着源２、３は、ガラス基板４の搬送方向Ｔに垂直となるガラス基板４の幅方向に長く、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部２ａ、３ａを各々備えている。共蒸着を行う際には、蒸着源２、３の成膜材料Ａ、Ｂを蒸発又は昇華させ、成膜材料Ａ、Ｂを混合して、搬送方向Ｔへ搬送されるガラス基板４上に混合膜を成膜している。開口部２ａ、３ａの長さは、搬送方向Ｔに垂直なガラス基板４の幅方向において、ガラス基板４の幅と同等若しくは長いものが望ましい。又、開口部２ａ、３ａの上面は、図１においては、ガラス基板４の表面（下面）に対して傾いているが、本参考例では、開口部２ａ、３ａの上面を、ガラス基板４の表面に平行にしても、他の傾きにしても構わない。
又、共蒸着室１には、搬送されるガラス基板４と離れて配置されると共に、２つの蒸着源２、３を間にして、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置され、隣接する他の蒸着室との間を仕切るための２つの防着板５A、５B（仕切部材）が設けられている。インライン式成膜装置には、搬送方向Ｔに連続して複数の蒸発室が設置されているため、この防着板５A、５Bにより、各蒸着室を区画して、隣接する蒸発室の蒸着源からの蒸気が混合しないようにしている。
更に、本参考例においては、開口部２ａ、３ａの間に衝立６（制限部材）を設けている。衝立６がない構成では、前述したように、搬送方向Ｔの上流及び下流において、防着板５A、５Bに対する蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａの幾何学上の位置関係のため、一方の成膜材料からなる単独膜ができてしまうが、本参考例では、衝立６を設けることにより、ガラス基板４の蒸着範囲Ｒにおいて、単独膜が生成されることなく、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜を得ることができるようになる。この理由を、図１を用いて具体的に説明する。
蒸着源３の開口部３ａからの蒸気の下流側への飛散は、防着板５Bにより、ラインＤBで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源２の開口部２ａからの蒸気の下流側への飛散は、衝立６により、ラインＤAで規定される範囲に制限される。そして、衝立６は、ラインＤAで規定されるガラス基板４表面での蒸着範囲が、ラインＤBで規定されるガラス基板４表面での蒸着範囲と一致するように配置されている。更に具体的には、防着板５Bに対し蒸着源３の開口部３ａの遠い方の縁と防着板５Bの先端とを通る直線（ラインＤB）がガラス基板４と交わる点を起点とし、該起点と防着板５Bに対し蒸着源２の開口部２ａの遠い方の縁とを通る直線（ラインＤA）と衝立６の上端が一致するように、衝立６を配置している。その結果、ガラス基板４の下流側（蒸着範囲Ｒ内の下流側部分）において、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
同様に、蒸着源２の開口部２ａからの蒸気の上流側への飛散は、防着板５Aにより、ラインＵAで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源３の開口部３ａからの蒸気の上流側への飛散は、衝立６により、ラインＵBで規定される範囲に制限される。そして、衝立６は、ラインＵBで規定されるガラス基板４表面での蒸着範囲が、ラインＵAで規定されるガラス基板４表面での蒸着範囲と一致するように配置されている。更に具体的には、防着板５Aに対し蒸着源２の開口部２ａの遠い方の縁と防着板５Aの先端とを通る直線（ラインＵA）がガラス基板４と交わる点を起点とし、該起点と防着板５Aに対し蒸着源３の開口部３ａの遠い方の縁とを通る直線（ラインＵB）と衝立６の上端が一致するように、衝立６を配置している。その結果、ガラス基板４の上流側（蒸着範囲Ｒ内の上流側部分）においても、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
この衝立６では、衝立６が成膜材料Ａ、Ｂをトラップすることにより、蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａからの蒸気の蒸着範囲を遮る障壁となって、単独膜の生成を防止することになる。従って、衝立６は、成膜材料Ａ、Ｂをトラップ可能な状態、つまり、成膜材料Ａ、Ｂを蒸発しない温度に維持された状態が望ましい。なお、衝立６は、望ましくは、搬送方向Ｔにおいて、共蒸着室１の中心位置に配置し、この衝立６の位置を基準に、線対称となるように、蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａ、防着板５A、５Bを配置すれば、これらの幾何学的な配置位置によるラインＵA、ＵB、ＤA、ＤBの設定は、より容易となる。又、衝立６の厚さを厚くしたり、複数枚としたりすることにより、ラインＵA、ＵB、ＤA、ＤBの調整を行えるようにしてもよいし、衝立６を鉛直方向、水平方向に可動とすることにより、ラインＵA、ＵB、ＤA、ＤBの調整を行えるようにしてもよい。
このように、蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａに対して、衝立６を適切な位置に配置することにより、ガラス基板４の蒸着範囲Ｒ全般に渡って、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することが可能となる。
又、単独膜の生成が防止できるため、蒸着室同士の距離を長くする必要はなく、その結果、装置の大きさをコンパクトにすることができる。
又、単独膜の生成が防止できるため、蒸着室同士の距離を長くする必要はなく、その結果、装置の大きさをコンパクトにすることができる。
なお、本参考例において、衝立６は、蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａ両方に対して、蒸気の蒸着範囲を制限する制限部材の役割を果たしているが、搬送方向Ｔの上流又は下流のいずれか一方において、単独膜の生成を許容できる場合には、後述する実施例２、３のように、蒸着源２、３の開口部２ａ、３ａのいずれか一方の蒸気の蒸着範囲を制限するようにしてもよい。
図２は、本発明に係るインライン式成膜装置の実施形態の一例を示す概略図である。なお、図２においても、参考例１と同様に、インライン式成膜装置を構成する複数の蒸着室のうち共蒸着室のみ図示して、本実施例の説明を行っている。
図２に示すように、本実施例のインライン式成膜装置は、少なくとも１つの共蒸着室１１を有し、共蒸着室１１は、２つの成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する２つの蒸着源１２、１３を備えている。この蒸着源１２、１３は、ガラス基板１４の搬送方向Ｔに垂直となるガラス基板１４の幅方向に長く、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部１２ａ、１３ａを各々備えている。共蒸着を行う際には、蒸着源１２、１３の成膜材料Ａ、Ｂを蒸発又は昇華させ、成膜材料Ａ、Ｂを混合して、搬送方向Ｔへ搬送されるガラス基板１４上に混合膜を成膜している。開口部１２ａ、１３ａの長さは、搬送方向Ｔに垂直なガラス基板１４の幅方向において、ガラス基板１４の幅と同等若しくは長いものが望ましい。
又、共蒸着室１１には、搬送されるガラス基板１４と離れて配置されると共に、２つの蒸着源１２、１３を間にして、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置され、隣接する他の蒸着室との間を仕切るための２つの防着板１５A、１５B（仕切部材）が設けられている。インライン式成膜装置には、搬送方向Ｔに連続して複数の蒸発室が設置されているため、この防着板１５A、１５Bにより、各蒸着室を区画して、隣接する蒸発室の蒸着源からの蒸気が混合しないようにしている。
参考例１においては、２つの蒸着源の開口部の間に衝立を設けたが、本実施例では、蒸着源１２、１３の開口部１２ａ、１３ａにおいて、一方側の開口部おける、他方側の開口部に近い方の開口部側面を延設しており、その開口部側面を制限部材として機能させている。具体的には、図２に示すように、開口部１２ａおいては、開口部１３ａに近い方の開口部側面１２ｂを延設しており、開口部１３ａおいては、開口部１２ａに近い方の開口部側面１３ｂを延設している。なお、一番単純な構成としては、制限部材として機能するように、開口部側面１２ｂ、１３ｂのみを延設すればよいが、本実施例においては、開口部１２ａ、１３ａの上面を傾けて形成することにより、開口部側面１２ｂ、１３ｂを延設した構成としている。又、開口部１２ａ、１３ａの上面を傾けて形成する際には、例えば、蒸着源１２、１３の開口部をカットすることにより、後述する適切な位置の上面となるようにすればよい。
従って、開口部側面１２ｂ、１３ｂを延設することにより、ガラス基板１４の蒸着範囲Ｒにおいて、単独膜が生成されることなく、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを得ることができるようになる。この理由と共に、開口部１２ａ、１３ａの上面の適切な位置について、図２を用いて具体的に説明する。
蒸着源１３の開口部１３ａからの蒸気の下流側への飛散は、防着板１５Bにより、ラインＤBで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源１２の開口部１２ａからの蒸気の下流側への飛散は、開口部側面１２ｂにより、ラインＤAで規定される範囲に制限される。そして、開口部１２ａの上面は、ラインＤAで規定されるガラス基板１４表面での蒸着範囲が、ラインＤBで規定されるガラス基板１４表面での蒸着範囲と一致するように形成されている。更に具体的には、開口部１３ａの上端と防着板１５Bの先端とを通る直線（ラインＤB）がガラス基板１４と交わる点を起点とし、該起点と開口部１２ａの上端とを通る直線（ラインＤA）と開口部１２ａの上面の位置が一致するようにしている。その結果、ガラス基板１４の下流側（蒸着範囲Ｒ内の下流側部分）において、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
同様に、蒸着源１２の開口部１２ａからの蒸気の上流側への飛散は、防着板１５Aにより、ラインＵAで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源１３の開口部１３ａからの蒸気の上流側への飛散は、開口部側面１３ｂにより、ラインＵBで規定される範囲に制限される。そして、開口部１３ａの上面は、ラインＵBで規定されるガラス基板１４表面での蒸着範囲が、ラインＵAで規定されるガラス基板１４表面での蒸着範囲と一致するように形成されている。更に具体的には、開口部１２ａの上端と防着板１５Aの先端とを通る直線（ラインＵA）がガラス基板１４と交わる点を起点とし、該起点と開口部１３ａの上端とを通る直線（ラインＵB）と開口部１３ａの上面の位置が一致するようにしている。その結果、ガラス基板１４の上流側（蒸着範囲Ｒ内の上流側部分）においても、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
開口部側面１２ｂ、１３ｂは、蒸着源１２、１３の開口部１２ａ、１３ａからの蒸気の蒸着範囲を遮る障壁となって、単独膜の生成を防止するものである。開口部側面１２ｂは、蒸着源１２、１３と一体であり、蒸着源１２、１３と同じ温度となるため、参考例１に示した衝立６とは異なり、成膜材料Ａ、Ｂをトラップすることはない。従って、成膜材料Ａ、Ｂをトラップすることなく、それらの蒸気を効率的にガラス基板１４側に提供することができる。
このように、蒸着源１２、１３の開口部１２ａ、１３ａにおいて、開口部側面１２ｂ、１３ｂを延設することにより、ガラス基板１４の蒸着範囲Ｒ全般に渡って、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することが可能となる。又、単独膜の生成が防止できるため、蒸着室同士の距離を長くする必要はなく、その結果、装置の大きさをコンパクトにすることができる。更には、通常、蒸着源の開口部の上面は、ガラス基板と平行となるように形成されることが多いが、そのような開口部を、上述したようにカットすることにより、本実施例の構成に容易に変更可能である。
図３は、本発明に係るインライン式成膜装置の実施形態の他の一例を示す概略図である。なお、図３においても、参考例１、実施例１と同様に、インライン式成膜装置を構成する複数の蒸着室のうち共蒸着室のみ図示して、本実施例の説明を行っている。
本実施例のインライン式成膜装置は、実施例１（図２）の変形例に該当するものであり、搬送方向Ｔの上流又は下流のいずれか一方において、単独膜の生成を許容できる場合の装置構成である。なお、本実施例では、搬送方向Ｔの上流において、単独膜の生成を許容できる場合を示す。
図３に示すように、本実施例のインライン式成膜装置は、少なくとも１つの共蒸着室２１を有し、共蒸着室２１は、２つの成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する２つの蒸着源２２、２３を備えている。この蒸着源２２、２３は、ガラス基板２４の搬送方向Ｔに垂直となるガラス基板２４の幅方向に長く、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部２２ａ、２３ａを各々備えている。共蒸着を行う際には、蒸着源２２、２３の成膜材料Ａ、Ｂを蒸発又は昇華させ、成膜材料Ａ、Ｂを混合して、搬送方向Ｔへ搬送されるガラス基板２４上に混合膜を成膜している。開口部２２ａ、２３ａの長さは、搬送方向Ｔに垂直なガラス基板２４の幅方向において、ガラス基板２４の幅と同等若しくは長いものが望ましい。
又、共蒸着室２１には、搬送されるガラス基板２４と離れて配置されると共に、２つの蒸着源２２、２３を間にして、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置され、隣接する他の蒸着室との間を仕切るための２つの防着板２５A、２５B（仕切部材）が設けられている。インライン式成膜装置には、搬送方向Ｔに連続して複数の蒸発室が設置されているため、この防着板２５A、２５Bにより、各蒸着室を区画して、隣接する蒸発室の蒸着源からの蒸気が混合しないようにしている。
実施例１においては、両方の蒸着源の開口部において、一方側の開口部おける、他方側の開口部に近い方の開口部側面を延設しており、その開口部側面を制限部材として機能させているが、本実施例では、図３に示すように、一方の蒸着源２２の開口部２２ａのみにおいて、その上面を傾けて形成することにより、単独膜の生成を避けたい側（図３においては、搬送方向Ｔの下流側）の開口部側面２２ｂを延設した構成としており、開口部側面２２ｂのみが、制限部材として機能している。
従って、開口部側面２２ｂを延設することにより、ガラス基板２４の蒸着範囲Ｒ内の下流側部分において、単独膜が生成されることなく、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを得ることができるようになる。一方、ガラス基板２４の蒸着範囲Ｒの上流側の蒸着範囲ＲBにおいては、単独膜の生成を許容することになる。
本実施例では、実施例１と同様に、蒸着源２３の開口部２３ａからの蒸気の下流側への飛散は、防着板２５Bにより、ラインＤBで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源２２の開口部２２ａからの蒸気の下流側への飛散は、開口部側面２２ｂにより、ラインＤAで規定される範囲に制限される。そして、開口部２２ａの上面は、ラインＤAで規定されるガラス基板２４表面での蒸着範囲が、ラインＤBで規定されるガラス基板２４表面での蒸着範囲と一致するように形成されている。更に具体的には、開口部２３ａの上端と防着板２５Bの先端とを通る直線（ラインＤB）がガラス基板２４と交わる点を起点とし、該起点と開口部２２ａの上端とを通る直線（ラインＤA）と開口部２２ａの上面の位置が一致するようにしている。その結果、ガラス基板２４の下流側（蒸着範囲Ｒ内の下流側部分）において、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
一方、蒸着源２２の開口部２２ａからの蒸気の上流側への飛散は、防着板２５Aにより、ラインＵAで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源２３の開口部２３ａからの蒸気の上流側への飛散は、防着板２５Aにより、ラインＵBで規定される範囲に制限される。そのため、蒸着範囲ＲBは、蒸着源２３からの成膜材料の蒸着範囲ではあっても、蒸着源２２からの成膜材料の蒸着範囲ではないため、成膜材料Ｂのみの単独膜ができてしまうことになる。
開口部側面２２ｂは、蒸着源２２の開口部２２ａからの蒸気の蒸着範囲を遮る障壁となって、ガラス基板２４の下流側においてのみ、単独膜の生成を防止するものである。この開口部側面２２ｂは、蒸着源２２と一体であり、蒸着源２２と同じ温度となるため、参考例１に示した衝立６とは異なり、成膜材料Ａをトラップすることはない。従って、成膜材料Ａをトラップすることなく、それらの蒸気を効率的にガラス基板２４側に提供することができる。更には、通常、蒸着源の開口部の上面は、ガラス基板と平行となるように形成されることが多いが、そのような開口部を、上述したようにカットすることにより、本実施例の構成に容易に変更可能である。
図４は、本発明に係るインライン式成膜装置の実施形態の更なる他の一例を示す概略図である。なお、図４においても、参考例１、実施例１、２と同様に、インライン式成膜装置を構成する複数の蒸着室のうち共蒸着室のみ図示して、本実施例の説明を行っている。
本実施例のインライン式成膜装置も、実施例２（図３）と同様に、搬送方向Ｔの上流又は下流のいずれか一方において、単独膜の生成を許容できる場合の装置構成である。なお、本実施例でも、搬送方向Ｔの上流において、単独膜の生成を許容できる場合を示す。
図４に示すように、本実施例のインライン式成膜装置は、少なくとも１つの共蒸着室３１を有し、共蒸着室３１は、２つの成膜材料Ａ、Ｂを各々収容する２つの蒸着源３２、３３を備えている。この蒸着源３２、３３は、ガラス基板３４の搬送方向Ｔに垂直となるガラス基板３４の幅方向に長く、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部３２ａ、３３ａを各々備えている。共蒸着を行う際には、蒸着源３２、３３の成膜材料Ａ、Ｂを蒸発又は昇華させ、成膜材料Ａ、Ｂを混合して、搬送方向Ｔへ搬送されるガラス基板３４上に混合膜を成膜している。開口部３２ａ、３３ａの長さは、搬送方向Ｔに垂直なガラス基板２４の幅方向において、ガラス基板３４の幅と同等若しくは長いものが望ましい。
又、共蒸着室３１には、搬送されるガラス基板３４と離れて配置されると共に、２つの蒸着源３２、３３を間にして、搬送方向Ｔの上流側及び下流側に互いに平行に配置され、隣接する他の蒸着室との間を仕切るための２つの防着板３５A、３５B（仕切部材）が設けられている。インライン式成膜装置には、搬送方向Ｔに連続して複数の蒸発室が設置されているため、この防着板３５A、３５Bにより、各蒸着室を区画して、隣接する蒸発室の蒸着源からの蒸気が混合しないようにしている。
実施例２においては、両方の蒸着源をある程度離して配置しているが、本実施例では、図４に示しように、少なくとも１つ以上の断熱板３６を介して、蒸着源３２、３３を近接して配置すると共に、蒸着源３２、３３の開口部３２ａ、３３ａにおいて、それらの上面を傾けて形成することにより、単独膜の生成を避けたい側（図４においては、搬送方向Ｔの下流側）の開口部側面３２ｂ、３３ｂを延設した構成としており、開口部側面３２ｂ、３３ｂが制限部材として機能している。
従って、開口部側面３２ｂ、３３ｂを延設することにより、ガラス基板３４の蒸着範囲内の下流側部分において、単独膜が生成されることなく、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを得ることができるようになる。一方、ガラス基板３４の蒸着範囲内の上流側部分においては、単独膜の生成を許容することになる。
本実施例では、蒸着源３３の開口部３３ａからの蒸気の下流側への飛散は、開口部側面３３ｂにより、ラインＤBで規定される範囲に制限され、一方、蒸着源３２の開口部３２ａからの蒸気の下流側への飛散は、開口部側面３２ｂにより、ラインＤAで規定される範囲に制限されている。そして、これらのラインＤAとラインＤBが一致するように、開口部３２ａ、３３ａの上面を形成することにより、ラインＤAで規定されるガラス基板３４表面での蒸着範囲と、ラインＤBで規定されるガラス基板３４表面での蒸着範囲とを一致させている。更に具体的には、開口部３３ａの上端と防着板３５Bの先端とを通る直線（ラインＤB＝ラインＤA）と開口部３２ａ、３３ａの上面の位置が一致するようにしている。その結果、ガラス基板３４の下流側（蒸着範囲内の下流側部分）において、成膜材料Ａ、Ｂの蒸着範囲を一致させて、一方の成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、成膜材料Ａ、Ｂからなる混合膜のみを成膜することができる。
一方、蒸着源３２の開口部３２ａからの蒸気の上流側への飛散、蒸着源３３の開口部３３ａからの蒸気の上流側への飛散は、実施例２と同様に、防着板３５Aにより各々制限される。そのため、ガラス基板３４の上流側は、蒸着源３３からの成膜材料の蒸着範囲ではあっても、蒸着源３２からの成膜材料の蒸着範囲ではないため、成膜材料Ｂのみの単独膜ができてしまう。
開口部側面３２ｂ、３３ｂは、各々、蒸着源３２の開口部３２ａからの蒸気、蒸着源３３の開口部３３ａからの蒸気の蒸着範囲を遮る障壁となって、ガラス基板３４の下流側においてのみ、単独膜の生成を防止するものである。この開口部側面３２ｂ、３３ｂは、各々、蒸着源３２、３３と一体であり、蒸着源３２、２２と同じ温度となるため、参考例１に示した衝立６とは異なり、成膜材料Ａ、Ｂをトラップすることはない。従って、成膜材料Ａ、Ｂをトラップすることなく、それらの蒸気を効率的にガラス基板３４側に提供することができる。更には、通常、蒸着源の開口部の上面は、ガラス基板と平行となるように形成されることが多いが、そのような開口部を、上述ようにカットすることにより、本実施例の構成に容易に変更可能である。
又、本実施例では、蒸着源３２と蒸着源３３との間に断熱板３６を設けた構成であり、蒸着源３２と蒸着源３３との間に大きな温度差（例えば、一方が３００℃、他方が６００℃等）があった場合でも、互いに近接して配置することが可能である。つまり、断熱板３６は、蒸着源３２と蒸着源３３との間に熱勾配（断熱層）を設ける機能を有しており、温度差の大きさに応じて、断熱板３６の数を増減することにより、適切な熱勾配（断熱層）を設けることができる。
本発明は、インライン式成膜装置に好適なものであり、特に、有機ＥＬ素子を形成するためのインライン式成膜装置に好適である。
１、１１、２１、３１ 共蒸着室
２、１２、２２、３２ 蒸着源
２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ 開口部
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ 開口部側面
３、１３、２３、３３ 蒸着源
３ａ、１３ａ、３３ａ 開口部
１３ｂ、３３ｂ 開口部側面
５A、５B、１５A、１５B、２５A、２５B、３５A、３５B 防着板
４、１４、２４、３４ ガラス基板
５A、５B、１５A、１５B、２５A、２５B、３５A、３５B 防着板
６ 衝立
３６ 断熱板
２、１２、２２、３２ 蒸着源
２ａ、１２ａ、２２ａ、３２ａ 開口部
１２ｂ、２２ｂ、３２ｂ 開口部側面
３、１３、２３、３３ 蒸着源
３ａ、１３ａ、３３ａ 開口部
１３ｂ、３３ｂ 開口部側面
５A、５B、１５A、１５B、２５A、２５B、３５A、３５B 防着板
４、１４、２４、３４ ガラス基板
５A、５B、１５A、１５B、２５A、２５B、３５A、３５B 防着板
６ 衝立
３６ 断熱板
Claims (5)
- 異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
下流側の前記仕切部材により制限された下流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の下流側における蒸着範囲と一致するように、上流側の前記開口部からの蒸気の下流側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
上流側の前記開口部おける、下流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
下流側の前記開口部の上端と下流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と上流側の前記開口部の上端とを通る直線と上流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、上流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の下流側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とするインライン式成膜装置。 - 請求項１に記載のインライン式成膜装置において、
前記制限部材は、更に、
上流側の前記仕切部材により制限された上流側の前記開口部からの蒸気の前記基板の上流側における蒸着範囲と一致するように、下流側の前記開口部からの蒸気の上流側への蒸着範囲を制限するものであり、
下流側の前記開口部おける、上流側の前記開口部に近い方の開口部側面を延設し、該開口部側面を前記制限部材とすると共に、
上流側の前記開口部の上端と上流側の前記仕切部材の先端とを通る直線が前記基板と交わる点を起点とし、該起点と下流側の前記開口部の上端とを通る直線と下流側の前記開口部の上面の位置が一致するように、下流側の前記開口部の上面を傾けて形成して、前記開口部側面を形成し、
前記基板の上流側においても、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とするインライン式成膜装置。 - 請求項１又は請求項２に記載のインライン式成膜装置において、
前記開口部をカットすることにより、前記上面を傾けて形成したことを特徴とするインライン式成膜装置。 - 異なる２つの成膜材料を蒸発又は昇華させ、当該蒸気を混合させて、共蒸着による混合膜の成膜を行う共蒸着室を、複数の蒸着室のうちに少なくとも１つ有し、前記複数の蒸着室を基板の搬送方向に並べ、搬送される前記基板に対して、各蒸着室による成膜を連続して行うことにより、前記基板に多層膜を成膜するインライン式成膜装置において、
前記共蒸着室は、
前記搬送方向に垂直な前記基板の幅方向に長く、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置された開口部を各々備え、前記成膜材料を各々収容する２つの蒸着源と、
搬送される前記基板と離れて配置されると共に、前記２つの蒸着源を間にして、前記搬送方向の上流側及び下流側に互いに平行に配置され、当該共蒸着室と隣接する他の蒸着室とを仕切る２つの仕切部材と、
上流側又は下流側のいずれか一方側の前記仕切部材により制限された前記一方側の前記開口部からの蒸気の前記基板の前記一方側における蒸着範囲と一致するように、上流側又は下流側のいずれか他方側の前記開口部からの蒸気の前記一方側への蒸着範囲を制限する制限部材とを有し、
前記制限部材として、前記一方側の前記開口部の上端と前記一方側の前記仕切部材の先端とを通る直線と、両方の前記開口部の上面の位置が一致するように、両方の前記開口部の上面を傾けて形成することにより、両方の前記開口部おける前記一方側の方に延設された開口部側面を設け、
前記基板の前記一方側において、一方の前記成膜材料からなる単独膜の成膜を防止して、混合膜のみを成膜するようにしたことを特徴とするインライン式成膜装置。 - 請求項４に記載のインライン式成膜装置において、
前記２つの蒸着源の間に断熱部材を設けると共に、前記２つの蒸着源を近接して配置したことを特徴とするインライン式成膜装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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