JP6117509B2

JP6117509B2 - 蒸着装置

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Publication number: JP6117509B2
Application number: JP2012229576A
Authority: JP
Inventors: 寿充中村
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2012-10-17
Publication date: 2017-04-19
Anticipated expiration: 2032-10-17
Also published as: JP2014080659A

Description

本発明は、複数の成膜材料を蒸発又は昇華させて基板に薄膜を形成する蒸着装置に関する。

有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの成膜工程には、真空中で成膜材料を加熱して蒸発又は昇華させ、その成膜材料を基板等に付着させる真空蒸着法が用いられている。

一方、複数の成膜材料から一つの薄膜を構成する場合には、各収容部から蒸発又は昇華した成膜材料を同時に基板に付着させる方法が採られることがある。この方法で用いられる装置は、複数の収容部を備える多元式の装置である。

この種の蒸着装置の一例として、図７に示すように、防着板１０３，１０４によって区画された共蒸着室１００に、互いに異なる成膜材料を各々収容する第１の蒸着源１０１及び第２の蒸着源１０２を備えた装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。第１の蒸着源１０１には、第１の成膜材料が収容され、第２の蒸着源１０２には、第１の成膜材料とは異なる第２の成膜材料が収容される。基板１０７は、一方の防着板１０３側から他方の防着板１０４側へ、図中矢印方向に搬送される。

各蒸着源１０１，１０２は、開口部１０５，１０６を備え、開口部１０５，１０６は、成膜対象の基板１０７に対して傾いている。また、各蒸着源１０１，１０２の開口部１０５，１０６の間には、衝立１０８が備えられている。衝立１０８がない構成では、各蒸着源１０１，１０２の開口部１０５，１０６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形成される。

衝立１０８を配置することにより、第１の蒸着源１０１から放出される蒸気の飛散は、基板搬送方向の下流側で、ライン１１０で規定される範囲に制限される。また第２の蒸着源１０２から放出される蒸気飛散は、基板搬送方向の下流側で、防着板１０４によりライン１０９で規定される範囲に制限される。さらに、衝立１０８の位置は、ライン１０９で規定される基板１０７表面での蒸着範囲が、ライン１１０で規定される基板１０７表面での蒸着範囲と一致するように設定されている。

同様に、第１の蒸着源１０１からの蒸気の飛散は、基板搬送方向の上流側で、防着板１０３によりライン１１１に規定される範囲に制限される。また、第２の蒸着源１０２からの蒸気の飛散は、基板搬送方向の上流側で、衝立１０８によりライン１１２で規定される範囲に制限される。衝立１０８は、ライン１１１で規定される基板１０７表面での蒸着範囲が、ライン１１２で規定される基板１０７表面での蒸着範囲と一致するように配置されている。

特開２００９−１２７０６６号公報

しかし各蒸着源１０１，１０２の間に衝立１０８や成膜材料の飛散を制限する制限板等を配置した場合には、衝立１０８や制限板等に飛散した成膜材料が接触するために、装置を連続運転するに従い、衝立１０８や制限板等に成膜材料が固体状となって堆積することがある。図８に示すように、衝立１０８に固体状の成膜材料が堆積すると、その堆積物１１３によって成膜材料の飛散が一部遮られてしまうため、飛散範囲が変わってしまう。また成膜材料の堆積量は、蒸着装置の運転時間が長くなるにつれ大きくなる。このため、衝立１０８等によって成膜材料の飛散方向を規制しても、運転時間が長くなるにつれ成膜材料の飛散方向が本来の方向からずれて、基板１０７の表面に付着する成膜材料の比率が変化してしまう。

さらに、基板１０７の搬送路は、第１の蒸着源１０１から第２の蒸着源１０２に向かう方向に設定されているため、基板１０７の搬送路のうち、第２の蒸着源１０２よりも第１の蒸着源１０１に近い上流側では、第１の成膜材料の付着量が多くなる傾向がある。また、第１の蒸着源１０１よりも第２の蒸着源１０２に近い下流側では、第２の成膜材料の付着量が多くなる傾向がある。従って、図７に示す基板１０７の表面上に設定される任意の点Ｐ１では、まず上流側で第１の成膜材料の割合が多い薄膜が形成され、下流側に搬送されて膜厚が大きくなるに従い、第２の成膜材料の割合が多い薄膜が形成される。このため、点Ｐ１における第１の成膜材料の濃度比率を薄膜の厚さ方向にみると、図９に示すように、第１の成膜材料の濃度比率は、基板自体の表面から離れるに従い小さくなっていく。即ち、薄膜の厚さ方向における成膜材料の濃度分布が不均一になってしまう。尚、こうした課題は、上述した構成の蒸着装置に限らず、多元式の蒸着装置においては概ね共通したものである。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、濃度分布の均一化を図ることができる多元式の蒸着装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、真空槽と、成膜材料をそれぞれ収容した複数の材料収容部と、各材料収容部から蒸発又は昇華した前記各成膜材料を混合する混合室と、前記各材料収容部と前記混合室とをそれぞれ連通する流路が形成され前記各成膜材料を前記混合室に収集する流路集積部と前記混合室から混合した前記成膜材料を成膜対象の基板に対して吐出する吐出口と、前記複数の材料収容部を収容する外ケースと、を備え、前記外ケースは、前記真空槽内に収容され、前記材料収容部から前記基板側への熱の伝播を抑制するための冷却機構を備え、前記冷却機構は、前記流路集積部と前記基板の搬送路との間に配置されることを要旨とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の材料収容部から蒸発又は昇華した成膜材料が各流路を介して混合室にそれぞれ収集されるため、基板に成膜材料を吐出する前に、各成膜
材料を予め混合することができる。このため、基板に濃度分布が均一な薄膜を形成することができる。また、流路集積部には、各材料収容部から成膜材料を収集する流路が形成されているので、各材料収容部と混合室とをパイプで個別に接続するよりも、混合室に連通する流路の出口のピッチを狭くしやすい。このため、近接した出口から成膜材料を混合室に導入できるので、混合室で成膜材料を速やかに混合することができる。また、外ケースには冷却機構が設けられているので、材料収容部側から基板側への熱の伝播を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の蒸着装置において、前記吐出口は、前記基板の幅以上の長さを有する長尺状の開口を備えたことを要旨とする。
請求項２に記載の発明によれば、吐出口は、基板の幅以上の長さを有する長尺状の開口を備えるため、混合室の過度な圧力上昇を抑制することができる。このため混合室から材料収容部への混合ガスの逆流を防ぐことができる。従って、材料収容部に異なる成膜材料が混入することを防ぐことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の蒸着装置において、前記混合室には、前記成膜材料の吐出方向に対してその表面が垂直に設けられた拡散板が設けられたことを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、拡散板は成膜材料の吐出方向に対して垂直に備えられているので、混合室内に導入された成膜材料の多くが拡散板に反射する。このため、成膜材料を速やかに混合することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置において、前記流路集積部を加熱する流路側加熱部をさらに備えたことを要旨とする。
請求項４に記載の発明によれば、流路側加熱部により流路集積部が加熱されるので、流路の内側面に成膜材料が堆積することを抑制することができる。また、各流路を個別に加熱する必要がないため、熱の利用効率を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置において、前記混合室の温度を調節する混合室側加熱部をさらに備えたことを要旨とする。
請求項５に記載の発明によれば、混合室内は加熱室によって温度調整されるので、混合室の内側面に堆積する成膜材料の堆積量を減少させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸着装置において、前記材料収容部と前記混合室とを連通する前記流路は、前記材料収容部から前記混合室に向かうにつれ、流路断面積が小さくなることを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、流路は、材料収容部から混合室に向かうにつれ流路断面積が小さくなるため、流路の入口で成膜材料を受け入れやすくしつつ、各流路の出口が占める面積を小さくして混合室２６の容積も小さくできる。このため、混合室で成膜材料を速やかに混合することができる。

本発明にかかる第１実施形態の蒸着装置を用いて製造された有機ＥＬ素子の一例を模式的に示す断面図。同蒸着装置の斜視図。同蒸着装置を構成する蒸着機構の斜視図。同蒸着機構の断面図。同蒸着機構の要部平面図。第２実施形態の蒸着機構の断面図。従来の蒸着装置の模式図。従来の蒸着装置の衝立の拡大図。従来の蒸着装置によって形成される薄膜の厚さ方向における濃度分布を示すグラフ。本発明にかかる変形例の蒸着装置の要部平面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した蒸着装置の一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。蒸着装置は、複数の成膜材料を同時に蒸着する多元式の装置である。本実施形態では、蒸着装置を、有機ＥＬ素子を製造するための装置に具体化して説明する。

図１に示すように、蒸着装置によって製造される有機ＥＬ素子Ｄは、ガラス等からなる基板Ｓに、マトリクス状に形成された陽極Ｃと、正孔輸送層Ｌ１と、発光層Ｌ２と、電子輸送層Ｌ３と、陰極ＡＮとを備えている。陽極Ｃは、インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）等の透明電極材料からなる。正孔輸送層Ｌ１は、陽極Ｃから注入された正孔を発光層Ｌ２に輸送する層であって、有機材料からなる。

発光層Ｌ２は、低分子材料又は高分子材料からなるホスト分子と、ホスト分子にドープされた蛍光色素等のゲスト分子からなる。電子輸送層Ｌ３は、陰極ＡＮから注入された電子を発光層Ｌ２に輸送する層であって金属錯体等の有機材料からなる。

電極間に電圧が印加されると、陽極Ｃから注入された正孔が正孔輸送層Ｌ１を介して発光層Ｌ２に輸送され、陰極ＡＮから注入された電子が電子輸送層Ｌ３を介して発光層Ｌ２に輸送される。輸送された電子及び正孔はホスト分子内で再結合し、ホスト分子は励起状態となる。さらに励起状態にあるホスト分子から、基底状態にあるゲスト分子に励起エネルギーが移動し、蛍光量子効率の高いゲスト分子が発光する。

この発光層Ｌ２を形成する際には、ホスト分子の成膜材料と、ゲスト分子の成膜材料とを同時に蒸着する多元式の蒸着装置が用いられる。
次に、発光層Ｌ２を形成する蒸着装置について説明する。この蒸着装置は、陽極Ｃ及び正孔輸送層Ｌ１が形成された基板Ｓを成膜対象とし、この基板Ｓに所定の開口パターンを有するマスクを密着させて正孔輸送層Ｌ１上に発光層Ｌ２を形成する。図２に示すように、蒸着装置１０は、蒸着機構１１と、基板Ｓを搬送する図示しない搬送機構と、内側に基板Ｓの搬送路を有し蒸着機構１１を収容する真空槽、及び真空槽内を減圧する排気系（いずれも図示略）を備える。

この蒸着装置１０は、いわゆるデポアップ式の装置であって、基板Ｓの搬送路に対し、蒸着源有する蒸着機構１１を鉛直方向下方に備える。蒸着機構１１は、その上面に、成膜材料を吐出する吐出口１２を備える。この吐出口１２は、長尺状の開口を備える。また、吐出口１２は、その長手方向が、基板Ｓの搬送方向（図中矢印方向）に対して直交するように配置されている。さらに、吐出口１２の長さは、基板搬送方向と直交する基板Ｓの幅Ｗ１よりも長いか、同一である。

図３に示すように、蒸着機構１１は、直方体形状をなす外ケース１３と、外ケース１３内に収容された４つの筐体１５とを備えている。筐体１５は、外ケース１３内に平行に並べられている。成膜材料は、筐体１５内で加熱されて蒸発又は昇華し、吐出口１２から吐出される。各成膜材料の配置は特に限定されないが、例えば左端及び右端の筐体１５は、発光層Ｌ２を構成するゲスト分子からなるゲスト材料をそれぞれ収容している。各筐体１５に収容されたゲスト材料は、異なる材料を混合したものでもよく、単一の材料でもよい。また、中央の２つの筐体１５は、発光層Ｌ２を構成するホスト分子からなるホスト材料を収容している。各筐体１５に収容されたホスト材料は、異なる材料を混合したものでもよく、単一の材料でもよい。

外ケース１３の正面には、センサ固定部１６が設けられている。センサ固定部１６には、各筐体１５内で蒸発又は昇華した成膜材料の吐出量をそれぞれ測定する膜厚センサ１７が固定されている。膜厚センサ１７は、水晶振動子を備え、筐体１５に形成された細孔に接続されている。また膜厚センサ１７は、水晶振動子の振動数の変化から、細孔から吐出され水晶振動子に付着した成膜材料の量を算出する。そして、その算出された実測値と、細孔から吐出される成膜材料量及び筐体１５から吐出される成膜材料量との相関性とに基づいて、各筐体１５から吐出された成膜材料量を予測する。

各筐体１５は、グラファイト等の熱伝導性が高い材料から形成されている。図４に示すように、筐体１５の外側面には、ヒーター２０が接触した状態で設けられている。また、各筐体１５内には、成膜材料を収容した材料収容部１８が配設されている。材料収容部１８は、有底筒状をなし、筐体１５と同様にグラファイト等から形成されている。ヒーター２０が、成膜材料の蒸発温度又は昇華温度以上の温度で駆動されると、筐体１５及び材料収容部１８を介して成膜材料が加熱される。加熱された成膜材料は、蒸発又は昇華して、材料収容部１８の開口から筐体１５内に流れ込む。

これらの筐体１５は、隔壁部２１によって区画された筐体収容空間１５ａに収容されている。隔壁部２１は、左端の筐体１５の左側方及び右端の筐体１５の右側方と、各筐体１５の間と、各筐体１５の下方とにそれぞれ設けられている。隔壁部２１と筐体１５との間には、リフレクター２２が配設されている。リフレクター２２は複数の板状部材を備え、これらの板状部材と各板状部材間の空間によって筐体収容空間１５ａから放出される熱を遮断し、隣り合う筐体収容空間１５ａに熱が伝わらないようにしている。

筐体１５の上方には、流路集積部２５が備えられている。流路集積部２５は、全ての筐体収容空間１５ａを覆う大きさであって、左端に配置された隔壁部２１から右端に配置された隔壁部２１までの幅と、筐体１５の長手方向に沿った長さとほぼ同じ奥行を有している。この流路集積部２５には、各筐体１５にそれぞれ連通した各流路２８が形成されている。

流路集積部２５の上方には、成膜材料を混合するための混合室２６が設けられている。混合室２６は、流路集積部２５から立設され混合室２６を囲む壁部２７と流路集積部２５の上面とによって区画されており、その上部は開口している。混合室２６の側方の壁部２７は、流路集積部２５及び筐体１５の奥行とほぼ同じ長さを有している。即ち、混合室２６は、筐体１５の長手方向に沿った細長状に形成されている。

成膜材料はこの混合室２６で予め混合されるため、成膜材料の飛散角度を制御する衝立や制限板を混合室２６の上方に配置する必要が無い。従って、その衝立や制限板のスペース分だけ、吐出口１２と基板Ｓとの距離を短くすることができるので、吐出口１２と基板Ｓとの間に形成された空間中に飛散して基板Ｓに付着せずに失われてしまう材料の損失量を低減することができる。このため、各材料収容部１８から吐出された成膜材料の総量に対する基板Ｓへの付着量の割合である材料利用率を高めることができる。

混合室２６を構成する壁部２７の外側面には、混合室側加熱部としてのヒーター２７ａが接触した状態で設けられている。ヒーター２７ａの駆動により、壁部２７を介して混合室２６に熱が伝播され、混合室２６内の気体の温度が上昇する。

また、壁部２７と外ケース１３との間には、遮熱板２７ｂが設けられ、ヒーター２７ａからの熱が外ケース１３の上壁部に伝播することを抑制している。
上述した混合室２６は、流路集積部２５に形成された各流路２８を介して筐体１５の開口と連通している。各流路２８は、屈曲した形状をなし、まず筐体１５の開口から流路集積部２５の厚み方向に延びた後、混合室２６側へ向かって９０度屈曲する。さらに流路２８は、その屈曲部から混合室２６の下方まで延びた後、混合室２６の底面で開口する。

図５に示すように、流路２８の出口２８ｃは、混合室２６の長手方向に延びる長尺状の出口流路２８ｂに沿って複数形成されている。即ち、混合室２６の底面には、各筐体１５に対応する出口２８ｃの列が平行に並んでおり、本実施形態では４列の出口２８ｃが設けられている。

また、筐体１５から出口流路２８ｂに向かう各流路２８の内側には、金属等からなる管路２８ａが設けられている。この流路２８の断面積は、筐体１５の開口と連通する入口から、混合室２６で開口する出口に向かうにつれて小さくなっている。このため、混合室２６の底面に、各流路２８の出口を形成するために要する面積が小さくなるため、混合室２６の容積を小さくすることが可能となる。

さらに各流路２８は流路集積部２５に形成されているため、外ケース１３内で、筐体１５及び混合室２６を接続するパイプを引き回すよりも、蒸着機構１１の内部構造の複雑化を抑制できる。また、筐体１５と混合室２６とをパイプで個別に接続する場合、流路２８の出口のピッチを設定する際に、混合室２６の下方に接続された各パイプがぶつからないような配置にしなければならず制約が多いが、上述したように流路集積部２５に各流路２８を形成すると、流路２８のレイアウトの自由度が向上されるため、各流路２８の出口のピッチを狭くしやすい。出口のピッチが狭くなると、成膜材料を接触させつつ混合室２６内に導入できるとともに、混合室２６の容積も小さくできることから、混合室２６で成膜材料を速やかに混合することができる。

また、流路集積部２５の外側面のうち、上面と端面とには、流路側加熱部としてのヒーター２９が配設されている。ヒーター２９は流路集積部２５を加熱し、流路２８の内側面への成膜材料の付着を抑制する。このとき、各流路２８に対し個別にヒーターを設ける必要がないので、熱の利用効率を向上することができる。

さらに、流路集積部２５と、外ケース１３の上壁部との間には、リフレクター３０が配設されている。このリフレクター３０は、外ケース１３から基板側への熱の伝播を抑制している。

外ケース１３の上壁部には、水冷式の冷却機構を構成する冷却路３１が形成されている。冷却路３１に冷却水を流す管路３１ａを挿通することにより、外ケース１３の上壁部を冷却し、蒸着機構１１から基板側への熱の伝播を抑制している。

次に、蒸着装置の動作について説明する。まず筐体１５を囲むヒーター２０が駆動されて、筐体１５が各成膜材料の蒸発温度又は昇華温度に応じた温度で予め加熱される。例えば、左端の筐体１５は、その筐体１５に収容された成膜材料の蒸発温度又は昇華温度以上である約４００度に加熱され、その筐体１５と隣り合う筐体１５は、その筐体１５に収容された成膜材料の蒸発温度又は昇華温度以上である約５００度で加熱される。これらの筐体１５間の熱移動は、隔壁部２１及びリフレクター２２によって抑制される。また、流路集積部２５のヒーター２９は、所定の温度範囲で流路集積部２５を予め加熱する。例えば、ヒーター２９は、各筐体１５に対するヒーター２０の加熱温度のうち、最も高い温度に合わせて流路集積部２５を加熱する。即ち、各筐体１５の加熱温度のうち５００度が最高温度の場合、ヒーター２９は、流路集積部２５を５００度、又は５００度以上に加熱する。

各筐体１５及び材料収容部１８を介して成膜材料が加熱されると、各成膜材料は筐体１５内で蒸発又は昇華する。気体状の成膜材料は、筐体１５の開口を介して、開口に接続された流路２８に導入される。各流路２８に導入された成膜材料は、混合室２６に向かって圧送され、各流路２８の出口から混合室２６に導入される。

各流路２８の出口は互いに近接し、混合室２６は小容積化されているため、各成膜材料を構成する分子は、壁部２７に反射しながら混合室２６内で速やかに且つ均一に混合される。また、混合室２６の上部は吐出口１２として開口しているため、成膜材料が混合された混合ガスは、流路抵抗が高い流路２８側に流れることなく、流路抵抗が低い吐出口１２から吐出される。従って、混合室２６から筐体１５への成膜材料の逆流が防止される。

混合された成膜材料は、吐出口１２から基板Ｓに向かって鉛直方向上方に上昇する。蒸着機構１１の鉛直方向上方の基板搬送路には、表面にマスクを密着させた基板Ｓが搬送機構により搬送される。吐出口１２の上方を横切る基板Ｓの表面のうち、マスクの開口によって露出された領域には、吐出口１２から上昇した成膜材料が付着する。これにより、所定のパターンに従って薄膜が形成される。

この際、各筐体１５から吐出される成膜材料は混合室２６で予め混合されているため、吐出口１２の鉛直方向上方の全ての領域で、混合ガスの濃度分布は一定となる。このため、基板Ｓに形成される発光層Ｌ２は、面内においてホスト分子、及びゲスト分子の濃度分布が均一化されるのは勿論のこと、その厚さ方向においても、ホスト分子、及びゲスト分子の濃度分布が均一化される。

第１実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）第１実施形態では、複数の材料収容部１８から蒸発又は昇華した成膜材料が、各流路２８を介して混合室２６にそれぞれ収集されるため、混合室２６内で、異なる成膜材料を均一に混合することができる。そしてその混合ガスを吐出口１２から搬送される基板Ｓに対して吐出するので、面内の濃度分布を均一化するだけでなく基板Ｓの厚み方向においても、各ホスト材料及び各ゲスト材料の濃度分布の均一化を図ることができる。また、流路集積部２５には、材料収容部１８から成膜材料を収集する流路２８が形成されているので、筐体１５と混合室２６とをパイプで個別に接続する場合に比べ、流路２８のレイアウトの自由度が向上されるため、各流路２８の出口のピッチを狭くしやすい。出口のピッチが狭くなると、成膜材料を接触させつつ混合室２６内に導入できるとともに、混合室２６の容積も小さくできることから、混合効率が高められ、混合室２６で成膜材料を速やかに混合することができる。このため、吐出口１２から濃度分布が均一な混合ガスを吐出できる。

（２）第１実施形態では、吐出口１２は、長尺状の開口であるため、混合室２６に気体状の成膜材料が収集されても、混合室２６の過度な圧力上昇を抑制することができる。このため混合室２６から材料収容部側への混合ガスの逆流を防ぐことができる。従って、筐体１５内に収容された成膜材料に、異なる種類の成膜材料が混入することを防ぐことができるため、装置を連続運転しても、混合室２６から吐出される混合ガスの濃度分布を均一化することができる。

（３）第１実施形態では、蒸着装置１０は、各流路２８が形成された流路集積部２５を加熱するヒーター２９を備えた。このため、流路集積部２５を介して各流路２８内の気体を加熱することができるため、流路２８の内側面に成膜材料が堆積することを抑制することができる。また、流路２８を個別に加熱する構成よりも、流路集積部２５全体を加熱することで各流路２８を加熱することができるため、熱の利用効率を向上することができる。

（４）第１実施形態では、混合室２６を構成する壁部２７にヒーター２７ａを接触させて備えた。このため、混合室２６に各成膜材料が導入されても、壁部２７の内側に成膜材料が付着することを抑制することができる。

（５）第１実施形態では、成膜材料が導入される流路２８を、筐体１５から混合室２６に向かうにつれ流路断面積が小さくなるように形成した。このため、流路２８の入口で成膜材料を受け入れやすくしつつ、出口を小さくすることができる。このため、混合室２６の底面にて各流路２８の出口が占める面積を小さくすることで混合室２６の容積も小さくできる。従って、混合室２６での混合効率が高めるため、成膜材料を速やかに混合することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した蒸着装置の第２実施形態を図６にしたがって説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態の混合室と蒸着機構の配置を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。

本実施形態の蒸着装置１０は、基板搬送路を蒸着機構１１の鉛直方向下方に備えたデポダウン式の装置である。搬送機構４０は、基板Ｓを鉛直方向下方から支持し、基板Ｓを搬送する搬送ローラー４０ａと、搬送ローラー４０ａを駆動する図示しない駆動系を備える。即ち、蒸着機構１１の鉛直方向上方に搬送路が設定され基板Ｓの端部を把持して搬送するデポアップ式の装置に比べ、搬送機構４０を簡素化できるので、搬送機構にかかるコストを低減することができる。また、衝立や制限板を配置する必要が無いので、デポダウン式の装置でも、衝立や制限板に付着した固体材料がデバイスへ落下するという問題がなく、その結果、欠陥デバイスを少なくできる。

混合室４１は、流路集積部２５から立設された側壁部４２と、側壁部４２の開口を閉塞する天井部４３とを備える。混合室４１は、第１実施形態と同様に、細長状の空間である。側壁部４２は、混合室４１を囲むように設けられている。天井部４３には、その短手方向の略中央に、ノズル４４が備えられている。ノズル４４の入口は、混合室４１で開口し、その出口は吐出口４５を構成している。このようなノズル４４は、天井部４３の長手方向に沿って複数形成されている。各ノズル４４が配置されるピッチは、等間隔でもよいし、中央部において密とし端部にて疎となるようにしてもよい。

また、混合室４１には、拡散板４６が設けられている。拡散板４６は、流路２８の出口から成膜材料が吐出される吐出方向に対して、その主面が垂直になるように配置されている。

次に、蒸着装置の動作について説明する。まず筐体１５を囲むヒーター２０が駆動されて、筐体１５が各成膜材料の蒸発温度又は昇華温度に応じた温度で予め加熱される。また、流路集積部２５のヒーター２９は流路集積部２５を予め加熱する。

各筐体１５及び材料収容部１８を介して成膜材料が加熱されると、各成膜材料は筐体１５内で蒸発又は昇華する。気体状の成膜材料は、筐体１５の開口を介して流路２８に導入される。各流路２８に導入された成膜材料は、各流路２８の出口から混合室４１に導入される。

各流路２８の出口は互いに近接しているため、各成膜材料を構成する分子は、側壁部４２や拡散板４６に反射しながら混合室２６内で均一に混合される。この際、拡散板４６は成膜材料の吐出方向に対して垂直となるように配置されているため、成膜材料の分子の殆どが拡散板４６に反射して混合室４１内に拡散する。

混合された成膜材料は、吐出口４５から基板Ｓに向かって吐出される。蒸着機構１１の鉛直方向下方の基板搬送路には、搬送機構４０により、表面にマスクを密着させた基板Ｓが搬送される。吐出口４５の下方を横切る基板Ｓの表面のうち、マスクの開口によって露出された領域には、吐出口４５から吐出された成膜材料が付着する。これにより、所定のパターンに従って薄膜が形成される。また、混合室４１の側壁部４２等に成膜材料が堆積しても、混合室４１の開口は天井部４３によって閉塞されているため、堆積物が基板Ｓに落下することがない。

従って、第２実施形態によれば、第１実施形態に記載の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（６）第２実施形態では、混合室４１に、成膜材料の吐出方向に対してその表面が垂直に設けられた拡散板４６を備えた。このため、混合室４１に吐出された成膜材料の殆どが拡散板４６に反射して混合室４１内に拡散するため、成膜材料を速やかに混合することができる。

尚、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記各実施形態では、有機ＥＬ素子Ｄを、基板Ｓ、陽極Ｃ、正孔輸送層Ｌ１、発光層Ｌ２、電子輸送層Ｌ３及び陰極ＡＮから構成したが、該構成に限定されない。例えば陽極Ｃと正孔輸送層Ｌ１との間に正孔注入層を設けるようにしてもよい。また、電子輸送層Ｌ３と陰極ＡＮとの間に電子注入層を設けるようにしてもよい。

・上記各実施形態では、蒸着装置を、有機ＥＬ素子Ｄの発光層Ｌ２を形成する装置として具体化したが、正孔輸送層Ｌ１又は電子輸送層Ｌ３を形成する装置として具体化してもよい。

・上記各実施形態では、流路２８は複数の出口２８ｃを有する出口流路２８ｂを設けるようにしたが、出口２８ｃは一つでもよい。また、一つの成膜材料を吐出する出口２８ｃは、一列に配置されていなくてもよい。図１０に示すように、出口２８ｃは、千鳥状に設けられるようにしてもよい。また、出口流路２８ｂは省略してもよく、出口２８ｃは単に混合室２６の底面に直接形成されていてもよい。

・第１実施形態の混合室２６に、拡散板４６を配置するようにしてもよい。
・流路集積部２５に備えられたヒーター２９は、流路集積部２５に内蔵するようにしてもよい。

・成膜材料を収容するケースは、材料収容部１８及び筐体１５の２重構造としたが、筐体１５のみから構成してもよい。
・上記各実施形態の筐体１５には、不活性ガスからなるキャリアガスを供給するようにしてもよい。

・蒸着装置１０は、４つの材料収容部１８を備える構成としたが、２つ又は３つの材料収容部１８を備える構成でもよい。又は４つ以上の材料収容部１８を備える構成でもよい。

・上記各実施形態では、蒸着装置を、有機ＥＬ素子Ｄを製造する装置として具体化したが、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ、電子部品等、その他のデバイスを形成する装置に具体化してもよく、蒸着材料は有機材料に限定されない。例えば、蒸着装置を、複数の金属材料を共蒸着させる装置として具体化してもよい。

１０…蒸着装置、１２，４５…吐出口、１５…筐体、１８…材料収容部、２５…流路集積部、２６，４１…混合室、２７ａ…混合室側加熱部としてのヒーター、２８…流路、２９…流路側加熱部としてのヒーター、４６…拡散板、Ｓ…基板。

Claims

真空槽と、
成膜材料をそれぞれ収容した複数の材料収容部と、
前記各材料収容部から蒸発又は昇華した前記各成膜材料を混合する混合室と、
前記各材料収容部と前記混合室とをそれぞれ連通する流路が形成され前記各成膜材料を前記混合室に収集する流路集積部と、
混合した前記成膜材料を成膜対象の基板に対して吐出する吐出口と、
前記複数の材料収容部を収容する外ケースと、を備え、
前記外ケースは、前記真空槽内に収容され、前記材料収容部から前記基板側への熱の伝播を抑制するための冷却機構を備え、
前記冷却機構は、前記流路集積部と前記基板の搬送路との間に配置されることを特徴とする蒸着装置。
前記吐出口は、前記基板の幅以上の長さを有する長尺状の開口を備えた請求項１に記載の蒸着装置。
前記混合室には、前記各成膜材料を混合室内に拡散させる拡散板が備えられ、該拡散板の表面は前記成膜材料の吐出方向に対して垂直に配置された請求項１又は２に記載の蒸着装置。
前記流路集積部を加熱する流路側加熱部をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
前記混合室の温度を調節する混合室側加熱部をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
前記材料収容部と前記混合室とを連通する前記流路は、前記材料収容部から前記混合室に向かうにつれ、流路断面積が小さくなる請求項１〜５のいずれか１項に記載の蒸着装置。