JP5374373B2 - 有機材料蒸気発生装置、成膜源、有機el成膜装置 - Google Patents
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Description
有機EL素子を用いたカラーの表示パネルは、ガラス基板上に赤、緑、青の三色の異なる色で発色する発光領域が配置されている。発光領域は、金属薄膜のアノード電極膜と、有機薄膜のホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層と、金属薄膜の電子注入層及びカソード電極膜とがこの順序で積層されて構成されており、発光層中に添加されている発色剤によって、赤、緑、青、又は補助的な黄色に発色するようになっている。
この放出装置101はパイプ状の蒸気放出管172を有している。蒸気放出管172は、供給配管127によって、有機材料蒸気が生成される生成装置105に接続されている。生成装置105から有機材料蒸気が供給されると、蒸気放出管172の長手方向に沿って多数形成された放出孔173から成膜対象物107に向けて有機材料蒸気が放出され、成膜対象物107に到達するとその表面に有機薄膜が形成される。
特に、大型基板が成膜対象物の場合、成膜対象物を回転させることができないため、膜厚分布を均一にすることは困難である。
その結果を下記表1に示す。中央部分の膜厚を1とした。
成膜速度が小さい程、即ち、分子流の程度が強くなる程、根本部分側の膜厚比が大きくなることが分かる。15Å/秒の成膜速度では、おおむね均一に成膜される。
しかし、15Å/秒の成膜速度では、速すぎて各膜厚を所望の範囲に制御することは困難である。また、成膜速度が速いと、成膜された膜が疎になり易く、緻密な有機膜が得られない場合がある。所望の膜厚、膜質を得るためには7Å/秒以下の成膜速度が望ましい。
本発明は有機材料蒸気発生装置であって、前記蒸発装置は、水平方向に対して傾斜された蒸発面を有し、前記有機材料は、前記蒸発面上に落下するように構成された有機材料蒸気発生装置である。
本発明は有機材料蒸気発生装置であって、前記接続配管は水平方向に対して傾斜され、前記接続配管の内部に前記有機材料が供給され、前記接続配管から前記蒸発装置上に前記有機材料が落下するように構成された有機材料蒸気発生装置である。
本発明は有機材料蒸気発生装置であって、前記ガス加熱装置は前記キャリアガスが通過可能な加熱フィルタと、前記加熱フィルタを昇温させるヒータとを有する有機材料蒸気発生装置である。
本発明は、長手方向に沿って複数の放出孔が形成された細長の蒸気放出管と、前記蒸気放出管に接続された有機材料蒸気発生装置とを有する成膜源であって、前記有機材料蒸気発生装置は、蒸発室と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に有機材料を供給する供給装置と、前記蒸発室内に配置され、前記供給装置から供給された前記有機材料を蒸発させる蒸発装置と、キャリアガスを加熱するガス加熱装置とを有し、前記供給装置は、前記有機材料の粉体が配置されるタンク室と、前記タンク室と前記蒸発装置とを接続する原料供給管と、前記原料供給管内に配置され、側面にネジ溝が形成された回転軸とを有し、前記回転軸の回転により、前記タンク室内に配置された前記粉体が前記ネジ溝から落下して前記原料供給管を通過するように構成され、前記蒸発室は前記ガス加熱装置によって加熱された前記キャリアガスが、前記原料供給管に導入されるように構成され、前記蒸気放出管の一端と、前記蒸発室とを接続する供給配管が設けられた成膜源である。
本発明は、真空槽と、前記真空槽内部に有機材料蒸気を放出する成膜源とを有する有機EL成膜装置であって、前記成膜源は、長手方向に沿って複数の放出孔が形成された細長の蒸気放出管と、前記蒸気放出管に接続された有機材料蒸気発生装置とを有し、前記有機材料蒸気発生装置は、蒸発室と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に有機材料を供給する供給装置と、前記蒸発室内に配置され、前記供給装置から供給された前記有機材料を蒸発させる蒸発装置と、キャリアガスを加熱するガス加熱装置とを有し、前記供給装置は、前記有機材料の粉体が配置されるタンク室と、前記タンク室と前記蒸発装置とを接続する原料供給管と、前記原料供給管内に配置され、側面にネジ溝が形成された回転軸とを有し、前記回転軸の回転により、前記タンク室内に配置された前記粉体が前記ネジ溝から落下して前記原料供給管を通過するように構成され、前記蒸発室は前記ガス加熱装置によって加熱された前記キャリアガスが、前記原料供給管に導入されるように構成され、前記蒸気放出管の一端と、前記蒸発室とを接続する供給配管が設けられ、前記蒸気放出管は、前記真空槽の内部に配置された有機EL成膜装置である。
本発明は有機EL成膜装置であって、前記蒸気放出管は水平に配置され、前記放出孔は下方に向けられ、前記真空槽内に搬入される成膜対象物は、前記蒸気放出管の下方に配置された有機EL成膜装置である。
本発明は有機EL成膜装置であって、互いに平行に配置された複数の前記蒸気放出管と、前記成膜対象物と前記蒸気放出管とを、前記蒸気放出管の伸びる方向とは垂直であって水平な方向に相対的に移動させる移動装置とを有する有機EL成膜装置である。
蒸発室内で生成された有機材料蒸気はキャリアガスによって放出装置に運搬されるので、蒸発室内の残留量は少なく、有機材料蒸気の供給を停止すると、直ちに成膜を停止することができる。
9……成膜室
10a〜10c……成膜装置
20a……蒸発室
23……接続配管
24……蒸発装置
27……供給配管
28……蒸発面
30a〜30c……ガス加熱装置
32……加熱フィルタ
40……供給装置
41……タンク室
42……原料供給管
48……有機材料
71……真空槽
72……蒸気放出管
この真空処理装置1は、搬送室52を有しており、該搬送室52に、R,G,Bにそれぞれ対応した成膜装置10a,10b,10cと、他の処理装置55〜58又は搬出入室59が接続されている。
各室又は各装置10a〜10c,52,55〜59はそれぞれ真空排気装置に接続されており、内部が真空雰囲気に排気される。
三台の成膜装置10a〜10cの装置構成は同一であり、共通する部材には同じ符号を付して説明する。各成膜装置10a〜10cは、図2、図3に示すように、有機材料蒸気発生装置8と成膜室9とを有している。図2は成膜室9の内部、図3は有機材料蒸気発生装置8の内部を示している。
各蒸気放出管72の根元部分は共通にされ、その部分に供給配管27が接続されている。各蒸気放出管72は、この供給配管27によって有機材料蒸気発生装置8に接続されており、後述するように、有機材料蒸気発生装置8内で生成された有機材料蒸気は供給配管27を通って、根本部分から各蒸気放出管72の内部に導入される。
真空槽71の内部には、基板ホルダ79が配置されている。基板ホルダ79上には、成膜対象の基板5が配置されている。
各蒸気放出管72の放出孔73は基板5が位置する方向に向けられており、放出孔73は、四角形の基板5に対応するように、行列状の位置に配置されている。冷却板75の放出孔73と正対する位置には、通過孔76が設けられており、放出孔73から放出されたガスは、通過孔76を通ってマスク77に到達する。
後述するように、放出孔73から放出されるガスには有機材料蒸気が含有されており、基板5の表面のうち、貫通孔78と正対する位置に、貫通孔78のパターンに対応した有機薄膜が形成される。
次に、図3を参照し、本発明の第一例の有機材料蒸気発生装置8を説明する。有機材料蒸気発生装置8は、有機材料を蒸発させる蒸発室20aと、蒸発室20aに有機材料を供給する供給装置40を有している。
図では、加熱槽31は真空槽71の外部に配置されているが、加熱槽31は真空槽71の内部に配置することもできる。
供給装置40は、タンク室41と原料供給管42を有しており、蒸発室20aの上方に、タンク室41が配置されている。
原料供給管42の内部には、側面にネジ山及びネジ溝が形成された回転軸46が配置されている。ここでは、原料供給管42と回転軸46は鉛直に配置されている。
ネジ溝の下端は原料供給管42内で開放されており、回転軸46の回転により下方に移動してネジ溝の下端に到達した有機材料は、ネジ溝内から接続配管23の内周面上に落下する。
蒸発面28上に落下した有機材料は、蒸発面28上に散布される。蒸発面28は傾いているから、有機材料は拡がった状態で蒸発面28上を滑り落ちる。
更に、本発明の成膜室9には移動装置85が設けられている。基板ホルダ79と基板5とマスク77とは相対的に静止し、また、放出装置70と冷却板75とも相対的に静止ているのに対し、移動装置85により、基板5と各蒸気放出管72とは相対的に移動するように構成されている。
更に、相対移動の方向は、蒸気放出管72が伸びる方向に対して垂直方向の成分に加え、平行な成分を有するようにしてもよいし、また、円形に相対移動するようにしてもよい。
蒸発装置24に有機材料の供給を開始した時刻tsから、供給を停止する時刻teの間一定の成膜速度が得られており、供給を停止した時刻teから供給を再開する時刻tsまでの間は原料供給が行なわれず、成膜速度は、膜厚モニタ誤差出力は観察されるが、ゼロとなっている。
この例でも、原料供給管42の下端を接続配管23に接続し、原料供給管42から落下する有機材料を接続配管23内で滑落させ、蒸発面28に落下させることができる。
上記実施例では、供給装置40は、原料供給管42と、その内部に配置された回転軸46と、回転軸46を回転させるモータ49を有していたが、供給装置40はそれに限定されるものではなく、所定量の有機材料を少量ずつ蒸発面28上に供給できるものであればよい。
本発明では、有機材料が少量ずつ蒸発室20a内に供給されるので、タンク室41内や供給装置40内の有機材料は室温程度の温度に維持され、加熱による分解を防ぐことができる。
なお、上記実施例では、昇温させた多孔質又は網状の加熱フィルタ内にキャリアガスを流してキャリアガスを加熱したが、各種の熱交換器内にキャリアガスを流して昇温させてもよい。
Claims (8)
- 蒸発室と、
前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に有機材料を供給する供給装置と、
前記蒸発室内に配置され、前記供給装置から供給された前記有機材料を蒸発させる蒸発装置と、
キャリアガスを加熱するガス加熱装置と、
前記蒸発室と前記ガス加熱装置とを接続し、加熱された前記キャリアガスが通過する接続配管とを有し、
前記供給装置は、前記有機材料の粉体が配置されるタンク室と、
前記タンク室と前記蒸発装置とを接続する原料供給管と、
前記原料供給管内に配置され、側面にネジ溝が形成された回転軸とを有し、
前記回転軸の回転により、前記タンク室内に配置された前記粉体が前記ネジ溝から落下して前記原料供給管を通過するように構成され、
前記原料供給管は前記接続配管に接続され、前記ガス加熱装置によって加熱された前記キャリアガスが、前記原料供給管の前記回転軸よりも下方の部分に導入されるように構成された有機材料蒸気発生装置。 - 前記蒸発装置は、水平方向に対して傾斜された蒸発面を有し、前記有機材料は、前記蒸発面上に落下するように構成された請求項1記載の有機材料蒸気発生装置。
- 前記接続配管は水平方向に対して傾斜され、
前記接続配管の内部に前記有機材料が供給され、前記接続配管から前記蒸発装置上に前記有機材料が落下するように構成された請求項1記載の有機材料蒸気発生装置。 - 前記ガス加熱装置は前記キャリアガスが通過可能な加熱フィルタと、
前記加熱フィルタを昇温させるヒータとを有する請求項1記載の有機材料蒸気発生装置。 - 長手方向に沿って複数の放出孔が形成された細長の蒸気放出管と、
前記蒸気放出管に接続された有機材料蒸気発生装置とを有する成膜源であって、
前記有機材料蒸気発生装置は、
蒸発室と、
前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に有機材料を供給する供給装置と、
前記蒸発室内に配置され、前記供給装置から供給された前記有機材料を蒸発させる蒸発装置と、
キャリアガスを加熱するガス加熱装置とを有し、
前記供給装置は、前記有機材料の粉体が配置されるタンク室と、
前記タンク室と前記蒸発装置とを接続する原料供給管と、
前記原料供給管内に配置され、側面にネジ溝が形成された回転軸とを有し、
前記回転軸の回転により、前記タンク室内に配置された前記粉体が前記ネジ溝から落下して前記原料供給管を通過するように構成され、
前記蒸発室は前記ガス加熱装置によって加熱された前記キャリアガスが、前記原料供給管に導入されるように構成され、
前記蒸気放出管の一端と、前記蒸発室とを接続する供給配管が設けられた成膜源。 - 真空槽と、
前記真空槽内部に有機材料蒸気を放出する成膜源とを有する有機EL成膜装置であって、
前記成膜源は、
長手方向に沿って複数の放出孔が形成された細長の蒸気放出管と、
前記蒸気放出管に接続された有機材料蒸気発生装置とを有し、
前記有機材料蒸気発生装置は、蒸発室と、
前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に有機材料を供給する供給装置と、
前記蒸発室内に配置され、前記供給装置から供給された前記有機材料を蒸発させる蒸発装置と、
キャリアガスを加熱するガス加熱装置とを有し、
前記供給装置は、前記有機材料の粉体が配置されるタンク室と、
前記タンク室と前記蒸発装置とを接続する原料供給管と、
前記原料供給管内に配置され、側面にネジ溝が形成された回転軸とを有し、
前記回転軸の回転により、前記タンク室内に配置された前記粉体が前記ネジ溝から落下して前記原料供給管を通過するように構成され、
前記蒸発室は前記ガス加熱装置によって加熱された前記キャリアガスが、前記原料供給管に導入されるように構成され、
前記蒸気放出管の一端と、前記蒸発室とを接続する供給配管が設けられ、
前記蒸気放出管は、前記真空槽の内部に配置された有機EL成膜装置。 - 前記蒸気放出管は水平に配置され、
前記放出孔は下方に向けられ、
前記真空槽内に搬入される成膜対象物は、前記蒸気放出管の下方に配置された請求項6記載の有機EL成膜装置。 - 互いに平行に配置された複数の前記蒸気放出管と、
前記成膜対象物と前記蒸気放出管とを、前記蒸気放出管の伸びる方向とは垂直であって水平な方向に相対的に移動させる移動装置とを有する請求項7記載の有機EL成膜装置。
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