JP6487049B2 - 蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法 - Google Patents

蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法

Info

Publication number
JP6487049B2
JP6487049B2 JP2017530817A JP2017530817A JP6487049B2 JP 6487049 B2 JP6487049 B2 JP 6487049B2 JP 2017530817 A JP2017530817 A JP 2017530817A JP 2017530817 A JP2017530817 A JP 2017530817A JP 6487049 B2 JP6487049 B2 JP 6487049B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vapor deposition
length
slit nozzle
substrate
line source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2017530817A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2017018314A1 (ja
Inventor
伸一 川戸
伸一 川戸
菊池 克浩
克浩 菊池
学 二星
学 二星
井上 智
智 井上
勇毅 小林
勇毅 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of JPWO2017018314A1 publication Critical patent/JPWO2017018314A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6487049B2 publication Critical patent/JP6487049B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/243Crucibles for source material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12Organic material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/225Oblique incidence of vaporised material on substrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/562Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks for coating elongated substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/16Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

本発明は、蒸着材料が蒸着粒子として射出する穴(以下、ノズルと称する)を備えた蒸着源、上記蒸着源を備えた蒸着装置、上記蒸着源を用いた蒸着膜製造方法に関するものである。
近年、さまざまなフラットパネルディスプレイが開発されており、特に、有機EL(Electro luminescence)表示装置は、低消費電力化、薄型化および高画質化などを実現できる点から、優れたフラットパネルディスプレイとして高い注目を浴びている。
このような有機EL表示装置の分野においては、表示画面の大型化や製造コストの抑制の観点から、より大型のマザー基板を用いることが好ましい。このような大面積基板である大型のマザー基板に蒸着膜の成膜を行う場合、ラインソースまたはリニアソースと称される蒸着源が使用される。上記蒸着源は、蒸着材料が蒸着粒子として射出するノズルが一方向に沿って配置されているので、第1方向の蒸着源の長さが、上記第1方向と直交し、かつ、蒸着源または基板が移動する第2方向の蒸着源の長さより長くなっているのが一般的である。なお、以後、大型のマザー基板に蒸着膜の成膜を行う場合に用いられる蒸着源をラインソースと称する。
図10の(a)は従来のラインソースの概略形状を示す上面図であり、図10の(b)は従来のラインソースの概略形状を示す斜視図である。
大型のマザー基板に蒸着膜の成膜を行う場合、成膜される蒸着膜の膜厚分布を均一にすることは非常に重要であるため、図10の(a)および図10の(b)に図示されているように、ラインソース100には、通常、蒸着材料が蒸着粒子として射出する丸型のノズル101が複数個設けられている。
ラインソース100は、その加熱方法などは特に限定されないが、加熱されることにより、蒸着材料を、ノズル101を介して外部に蒸着粒子として射出する。ラインソース100の材質は特に限定されないが、熱の影響による伸縮が少ない材質を用いるのが一般的である。なお、ラインソース100の形状は、図中X方向の長さが上記X方向と直交する図中Y方向の長さより長い形状となっている。
ラインソース100の射出面の各々のノズル101から射出された蒸着粒子が基板上にて重畳することにより、大面積にわたって均一な蒸着が可能となる。
日本国公開特許公報「特開2003‐297570号公報(2003年10月17日公開)」 日本国特許公報「特公平7‐93249号公報(1995年10月9日公告)」
しかしながら、図10の(a)および図10の(b)に図示されている従来のラインソース100を用いた場合には、蒸着材料の利用効率が悪いという問題が生じる。
図11の(a)および図11の(b)は、従来のラインソース100を用いた場合に、蒸着材料の利用効率が悪くなる理由を説明するための図である。
従来のラインソース100(図10の(a)および図10の(b)参照)には、一般的に、丸型のノズル101が設けられている。このように丸型のノズル101が設けられている場合、図11の(a)に図示されているように、図中X方向において、各々のノズル101から射出する蒸着粒子は大きく拡がりながら射出する。このため、基板104が存在しない領域である非蒸着領域にまで蒸着粒子が拡がるのを防止するため、蒸着粒子が飛散する方向上には、防着板102が設けられている。なお、基板104が存在する領域である蒸着領域においては、マスク103を介して、蒸着粒子を基板104上に蒸着することにより、基板104の幅方向全体に所定形状の蒸着膜を形成することができる。
ここで、図中X方向における蒸着材料の利用効率について考えて見ると、ラインソース100の長軸方向(図中X方向)の長さは、基板104の幅とほぼ同じであるため、拡がった蒸着粒子の多くは、基板104が存在する領域である蒸着領域に到達して有効に活用される割合が高いことがわかる。すなわち、一部の蒸着粒子、具体的には、ラインソース100の長軸方向(図中X方向)の中心からずれた両端に近い領域に設けられたノズル101から射出する蒸着粒子の一部が基板104に到達せず、防着板102に付着するか、防着板102が形成されていない箇所においては、そのまま真空チャンバー内に飛散することとなる。
一方、ラインソース100は、図11の(b)に図示されているように、基板104の長さ方向、すなわち、図中のラインソースの移動方向の何れか一方向に移動するが、ラインソース100が基板104上の非蒸着領域を通過する際には蒸着粒子が射出せず、ラインソース100が基板104上の蒸着領域に留まっている際にのみ蒸着粒子が射出する構成となっている。
上述したように、従来のラインソース100には、丸型のノズル101が設けられているので、図中Y方向においても、各々のノズル101から射出する蒸着粒子は大きく拡がりながら射出することとなり、基板104上の非蒸着領域にまで蒸着粒子が拡がるのを防止するため防着板105が設けられている。
ここで、図中Y方向における蒸着材料の利用効率について考えて見ると、ラインソース100の短軸方向(図中Y方向)の長さは、基板104の長さと比較すると、大幅に短く、ラインソース100と基板104とが対向する部分も小さいので、基板104上における蒸着領域はごく一部で、非蒸着領域が大半を占めることとなる。ノズル101から射出した蒸着粒子中、基板104上における蒸着領域に到達しない蒸着粒子は、全て材料のロスにつながるとともに、防着板105に付着するか、防着板105が形成されていない箇所においては、そのまま真空チャンバー内に飛散することとなる。
したがって、各々のノズル101から射出し拡がった蒸着粒子の多くは、基板104上における蒸着領域に到達せず、蒸着粒子が有効に活用される割合が低いことがわかる。
このような問題を改善するために、ラインソース100の短軸方向(図中Y方向)の長さをより長くし、基板104上における蒸着領域を大きく広げることも考えられるが、このようにした場合には、蒸着装置の極端な大型化や量産性の低下を招いてしまう。
さらに、近年の有機EL表示装置の場合、そのデバイス特性への悪影響の懸念や、FMM(Fine Metal Mask)といったマスク塗分け方法を用いる場合のシャドウの懸念などから、基板104に対する蒸着粒子の入射角を高く制限する必要があり、ラインソース100の短軸方向(図中Y方向)の長さは、ますます制限されることとなってしまっている。
以上のように、従来のラインソース100は、結果として著しい蒸着材料の利用効率の低下を引き起こしてしまっている。
なお、特許文献1および2には、丸型とは異なるノズル形状(開口形状)を備えている場合について記載されている。
特許文献1には、蒸気流出開口部のサイズおよび隣接する蒸気流出開口部間の間隔の少なくとも一方を変えることにより、ラインソースの長さ方向に沿って格納された蒸着材料の射出量の均一性を実質的に改善することについて記載されている。
図12は、特許文献1に開示されているラインソースを構成する気化ヒータおよび電気絶縁性容器の概略構成を示す図である。
図示されているように、固体有機材料が入っている細長い電気絶縁性容器230は、側壁232、側壁232と対向する側壁(図示せず)、末端壁236・238および底壁235によって画定されており、上記側壁と上記末端壁とは共通の上面を共有している。電気絶縁性容器230の蓋を形成する気化ヒータ240は、気化ヒータ240の一部を形成する封止フランジ246によって、電気絶縁性容器230の共通上面の上に封止配置されている。気化ヒータ240は、実質的に平面状であり電気接続フランジ241・243を備えている。
複数の蒸気流出開口部242は、気化ヒータ240の長さ方向に沿った中心に形成されており、気化ヒータ240を貫通して、電気絶縁性容器230内で形成された有機材料の蒸気を、蒸気流出開口部242から流出させるようになっている。
図示されているように、複数の蒸気流出開口部242の一部は、その長さと幅が異なるスリット形状に形成されている。しかしながら、蒸気流出開口部242の長さと幅は、ラインソースの長軸方向に沿って格納された蒸着材料の射出量の均一性を実質的に改善することのみを考慮しているため、少なくとも、ラインソースの短軸方向に平行に配列された蒸気流出開口部242の幅方向において、蒸着粒子の飛散範囲を狭く制御できるようには規定されてない。また、ラインソースの長さ方向の中央部分の蒸気流出開口部242は、スリット形状でもない。さらに、気化ヒータ240に形成された蒸気流出開口部242の深さについても、特に考慮しておらず、ラインソースの短軸方向に平行に配列された蒸気流出開口部242の幅方向において、蒸着粒子の飛散範囲を狭く制御できるような深さには規定されていない。
したがって、特許文献1に開示されている蒸気流出開口部242の各々は、蒸気流出開口部242の長さ方向と蒸気流出開口部242の幅方向とで十分な異方性効果が得られる特定のスリット形状ではないので、特許文献1に開示されているラインソースを用いた場合にも、著しい蒸着材料の利用効率の低下を招いてしまう。
特許文献2には、開口部が形成されたマスクを備えた蒸着源装置について記載されており、上記マスクにおいては、開口部の短軸方向を橋絡することで複数のスリット状の開口部とし、熱の影響により伸びが発生して上記開口部のスリット幅が変化するのを抑制し、フィルム幅方向の金属膜厚の均一性を向上できると記載されている。
しかしながら、特許文献2に開示されている蒸着源装置においては、マスクに形成された複数のスリット状の開口部の深さについては、特に考慮しておらず、上記マスクの短軸方向に平行に配列されたスリット状の開口部の幅方向において、蒸着粒子の飛散範囲を狭く制御できるような深さには規定されていない。
したがって、特許文献2に開示されている蒸着源装置を用いた場合にも、蒸着材料の利用効率の向上を図ることはできない。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる蒸着源、蒸着装置および蒸着膜を形成する方法を提供することを目的とする。
本発明の蒸着源は、上記の課題を解決するために、蒸着粒子を射出する複数の開口部が一つの面に形成され、第1方向の長さが同一平面内において上記第1方向と直交する第2方向の長さより長い蒸着源であって、上記複数の開口部の各々は、上記第1方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第1辺と、上記第2方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第2辺とに囲まれてスリット形状で形成されているとともに、上記第1方向に沿って直線状に一定間隔で形成されており、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの4倍以上、50倍以下であり、上記第2辺の長さは1mm以上、5mm以下であり、上記第1方向および上記第2方向と直交する第3方向における上記開口部の深さは5mm以上、20mm以下である。
上記構成によれば、上記開口部の各々においては、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの4倍以上、50倍以下であり、上記第2辺の長さは1mm以上、5mm以下であり、上記第1方向および上記第2方向と直交する第3方向における上記開口部の深さは5mm以上、20mm以下であるので、上記複数の開口部の各々は、上記開口部の第1方向と第2方向とで十分な異方性効果が得られるある特定のスリット形状となる。また、上記複数の開口部の各々は、上記開口部のより長い方が上記蒸着源の第1方向に沿って形成されている。
したがって、上記開口部によれば、上記蒸着粒子の上記第1方向の飛散範囲は広く、上記蒸着粒子の上記第2方向の飛散範囲は狭く制御することができるので、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる蒸着源を実現できる。
本発明の蒸着装置は、上記蒸着源を備えている。
上記構成によれば、上記蒸着装置は、上記蒸着源を備えているので、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる。
本発明の蒸着膜製造方法は、上記蒸着源を用いた、基板への蒸着膜製造方法であって、上記基板および上記蒸着源の少なくとも一つを、上記第2方向に移動させながら蒸着を行う。
上記方法によれば、基板上に形成される成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる。
本発明の一態様によれば、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法を提供できる。
(a)〜(c)は、本発明の実施の形態1に係るラインソースおよびラインソースに備えられたスリットノズルの形状を示す図である。 (a)は、本発明の実施の形態1に係るラインソースの天板を示す図であり、(b)は、上記ラインソースと基板とを備えた蒸着装置を示す図である。 (a)は、スリットノズルの幅方向における蒸着粒子の指向性を説明するための図であり、(b)は、スリットノズルの長さ方向における蒸着粒子の指向性を説明するための図である。 (a)は、蒸着粒子のスリットノズル幅方向の指向性(n値)とスリットノズル長さ/幅比率との関係を示す図であり、(b)は、蒸着粒子のスリットノズル長さ方向の指向性(n値)とスリットノズル長さ/幅比率との関係を示す図である。 基板上に形成された蒸着膜のスリットノズル幅方向における膜厚分布とスリットノズル幅方向n値との関係を示す図である。 図2に図示した蒸着装置を用いて基板上に蒸着膜を形成した場合であって、(a)は、基板上に形成された蒸着膜のラインソース長軸方向における膜厚分布を示す図であり、(b)は、基板上に形成された蒸着膜のラインソース短軸方向における膜厚分布を示す図である。 (a)は、本発明の実施の形態2に係るラインソースの天板を示す図であり、(b)は、上記ラインソースと基板とを備えた蒸着装置を示す図である。 図7に図示した蒸着装置を用いて蒸着膜を形成した場合であって、(a)は、基板上に形成された蒸着膜のラインソース長軸方向における膜厚分布を示す図であり、(b)は、基板上に形成された蒸着膜のラインソース短軸方向における膜厚分布を示す図である。 本発明の実施の形態3に係るラインソースの天板を示す図である。 (a)は、従来のラインソースの概略形状を示す上面図であり、(b)は、従来のラインソースの概略形状を示す斜視図である。 (a)および(b)は、図10に図示した従来のラインソースを用いた場合に、蒸着材料の利用効率が悪くなる理由を説明するための図である。 特許文献1に開示されているラインソースを構成する気化ヒータおよび電気絶縁性容器の概略構成を示す図である。
本発明の実施の形態について図1から図9に基づいて説明すれば、次の通りである。以下、説明の便宜上、特定の実施形態にて説明した構成と同一の機能を有する構成については、同一の符号を付記し、その説明を省略する場合がある。
〔実施の形態1〕
図1から図6に基づき、例えば、有機EL(Electro luminescence)表示装置の製造工程において、基板上に蒸着膜を形成する際に用いられるラインソース10(蒸着源)と、ラインソース10を備えている蒸着装置30とについて説明する。
図1の(a)は、ラインソース10に備えられたスリットノズル1の形状を示す平面図であり、図1の(b)はラインソース10の形状を示す平面図であり、図1の(c)はラインソース10の形状を示す斜視図である。
図1の(a)は、ラインソース10に備えられたスリットノズル1の形状を示しており、図示しているように、スリットノズル1のX軸方向(第1方向)の長さをLとし、スリットノズル1のY軸方向(第2方向)の長さ(すなわち、幅)をWとすると、スリットノズル1は、その長さLが、その幅Wよりも長い形状を有しているとともに、上記X軸方向および上記Y軸方向と直交するZ軸方向(第3方向)に所定の深さを有する。なお、スリットノズル1のY軸方向(第2方向)は、同一平面内においてスリットノズル1のX軸方向(第1方向)と直交する。すなわち、スリットノズル1は、互いに対向する同じ長さの2つの第1辺Aと、互いに対向する同じ長さの2つの第2辺Bとに囲まれたスリット形状を有している。
図1の(b)・(c)に図示されているように、ラインソース10は、X軸方向(第1方向)の長さが、X軸方向と直交するY軸方向(第2方向)の長さより長い四角柱状を有している。以下、X軸方向を長さ方向とし、Y軸方向を幅方向として説明する。
ラインソース10は、蒸着粒子を射出する蒸着源である。ラインソース10は、容器内部に蒸着材料を直接収容する容器であってもよく、ロードロック式の配管を有し、外部から蒸着材料が供給されるように形成されていてもよい。
ラインソース10の天板11に設けられた複数のスリットノズル1は、ノズル状(筒状)の射出口であり、平面視で、上記X軸方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第1辺Aと、Y軸方向(すなわち、ラインソース10の短軸方向)に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第2辺Bとに囲まれたスリット形状を有している。
なお、本実施の形態においては、アップデポジションを行う場合の例として、複数のスリットノズル1をラインソース10の天板11に設けた場合を例に挙げて説明したが、これに限定されることはなく、例えば、複数のスリットノズル1をラインソース10の下側の一つの面に設けてもよく、この場合には、ダウンデポジションに好適に用いることができる。
ラインソース10は、蒸着材料を加熱して蒸発(蒸着材料が液体材料である場合)または昇華(蒸着材料が固体材料である場合)させることで気体状の蒸着粒子を発生させ、スリットノズル1から外部に射出する。なお、ラインソース10の天板11は、蒸着材料の詰まりを防ぐため、蒸着材料の蒸発温度または、昇華温度以上に加熱されている。
ラインソース10の天板11には、複数のスリットノズル1が、ラインソース10の長軸方向であるX軸方向に沿って、直線状に一定間隔で形成されている。
図2の(a)は、ラインソース10の形状を示す平面図でその一例としての寸法を示した図であり、図2の(b)は、ラインソース10と基板20とを備えた蒸着装置30の要部の概略構成を示す図である。
図2の(a)および図2の(b)に図示されているように、本実施の形態においては、幅が600mmである基板20を用いていることや、ラインソース10の天板11から基板20までの距離が200mmであることを考慮した上で、この基板20の幅方向において均一な蒸着膜を形成するため、長軸方向(図中X軸方向)の長さが850mmであるラインソース10を用いたが、これに限定されることはなく、ラインソース10長軸方向(図中X軸方向)の長さは、基板20の幅やラインソース10の天板11に設けられたスリットノズル1の数やラインソース10の天板11から基板20までの距離に応じて、その好ましい値は変わり得る。
図2の(a)に図示されているように、ラインソース10の長軸方向(図中X軸方向)の長さは850mmであり、各々のスリットノズル1の幅は2mmで、各々のスリットノズル1の長さは36mmで形成されている。そして、スリットノズル1は、スリットノズル1の長さ36mmとスリットノズル1の間の間隙84mmとを合わせて120mmとなるように、ラインソース10の長軸方向(図中X軸方向)に沿って、7個が直線状に配置されており、スリットノズル1は、ラインソース10の短軸方向(図中Y軸方向)においては、略中心に配置されている。すなわち、スリットノズル1は、そのピッチ(スリットノズル1の左端から隣接するスリットノズル1の左端までの距離)が120mmとなるように、配置されている。なお、ラインソース10の長軸方向(図中X軸方向)の両端から最隣接するスリットノズル1までは47mmであり、最隣接するスリットノズル1の間には84mmの間隙がある。なお、図2の(a)に図示した具体的な寸法やスリットノズル1の個数が一例であることは言うまでもない。
なお、本実施の形態においては、各々のスリットノズル1の幅が2mmの場合を例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、各々のスリットノズル1の幅は、1mm以上、5mm以下であればよい。各々のスリットノズル1の幅が1mm未満の場合は、加工性や蒸着粒子の射出効率が悪くなるという問題があり、5mmより大きい場合には、蒸着粒子のスリットノズル1の幅方向の飛散範囲を狭く制御するのが困難となってしまう。
なお、本実施の形態においては、図2の(a)および図2の(b)に図示されているように、ラインソース10は、基板20に対して、ラインソース10をスリットノズル1の幅方向(図中Y軸方向)が走査方向(基板走査方向)となるように移動(相対移動)させながら蒸着を行ったが、これに限定されるものではない。スリットノズル1の幅方向(図中Y軸方向)が走査方向となるように、ラインソース10に対して、基板20を移動(相対移動)させてもよい。さらには、スリットノズル1の幅方向(図中Y軸方向)が走査方向となるように、ラインソース10と基板20とをともにスリットノズル1の幅方向(図中Y軸方向)に移動させてもよい。
そして、図2の(b)に図示されているように、ラインソース10の天板11に設けられた複数のスリットノズル1のZ軸方向(第3方向)の深さは、本実施の形態においては、10mmである場合を例に挙げて説明するが、これに限定されることはなく、以下の理由から5mm以上、20mm以下であればよい。スリットノズル1の深さが、浅すぎると(5mm未満の場合)、蒸着分布の異方性が弱まってしまう問題が生じ、深すぎると(20mmより厚い場合)、加工性が悪くなったり、つまりなどが生じやすくなってしまう。
ラインソースのスリットノズルから射出した蒸着粒子に方向分布(異方性とも言う)、すなわち、指向性が生じる詳細なメカニズムは明らかになっていないが、スリットノズルからの熱エネルギーの供与や、スリットノズルを通過する際に個々の蒸着粒子が相互に衝突を起こす現象が相互に関係し、最終的な方向分布を形成するものと考えられている。
そして、ラインソースのスリットノズルから射出した蒸着粒子に生じる方向分布、すなわち、指向性を表すパラメーターとして、一般にn値というパラメーターが使用されている。このn値は、下記式(1)で表すことができ、下記式(1)中のn+3をn値とする場合もある。
R=R×cosn+3θ 式(1)
上記式(1)中、Rは基板20上における、ノズル直上方向に対して角度θの位置(第1の位置)における蒸着膜厚を示しており、Rは基板20上の位置であって、ノズル直上の位置(第2の位置)の蒸着膜厚を示しており、θは上記第1の位置と上記第2の位置との間の角度を示している。
上記式(1)からわかるように、基板20上に蒸着される蒸着膜の厚さは、ノズル直上で最も大きく、ノズル直上から離れるにつれて小さくなる。また、上記n値はノズルの指向性を表すパラメーターであるので、大きければ大きいほど、その指向性が高くなることを意味し、言い換えると、上記n値が大きければ大きいほど、一つのノズルのみが存在する蒸着源を想定すると、この蒸着源から射出した蒸着粒子が形成する蒸着膜の膜厚分布は悪くなっていくと言える。
図3は、上記式(1)を本実施の形態に適用した場合であって、図3の(a)は、スリットノズル1の幅方向における蒸着粒子の指向性を説明するための図であり、図3の(b)は、スリットノズル1の長さ方向における蒸着粒子の指向性を説明するための図である。
図3の(a)に図示されているように、スリットノズル1の幅方向(図中Y方向)においては、詳しくは後述するが、上記n値が比較的大きい値となり、一つのスリットノズル1のみが存在する蒸着源10Uから射出した蒸着粒子が形成する蒸着膜21の膜厚は、スリットノズル1の直上から少し離れた位置でも小さくなることがわかる。これは、スリットノズル1が、幅方向(図中Y方向)において、指向性が高い形状に形成されていることを意味する。
一方、図3の(b)に図示されているように、スリットノズル1の長さ方向(図中X方向)においては、詳しくは後述するが、上記n値が比較的小さい値となり、一つのスリットノズル1のみが存在する蒸着源10Uから射出した蒸着粒子が形成する蒸着膜21の膜厚は、スリットノズル1の直上から少し離れた位置でも比較的大きくなることがわかる。これは、スリットノズル1は、長さ方向(図中X方向)において、指向性が低い形状に形成されていることを意味する。
図4は、図2の(b)に図示した蒸着装置30を用いて基板20上に蒸着膜を形成した場合であって、図4の(a)は、蒸着粒子のスリットノズル幅方向の指向性(n値)とスリットノズル長さ/幅比率との関係を示す図であり、図4の(b)は、蒸着粒子のスリットノズル長さ方向の指向性(n値)とスリットノズル長さ/幅比率との関係を示す図である。
図4の(a)に図示されているように、ラインソース10の各々のスリットノズル1の幅は2mmで、各々のスリットノズル1の長さは36mmで形成されているので、図中の横軸であるスリットノズル長さ/幅比率は18であり、図中の縦軸であるスリットノズル幅方向n値は、約250であり、スリットノズル1が、スリットノズル1の幅方向において、指向性が高い形状に形成されていることがわかる。
一方、図4の(b)に図示されているように、ラインソース10の各々のスリットノズル1の幅は2mmで、各々のスリットノズル1の長さは36mmで形成されているので、図中の横軸であるスリットノズル長さ/幅比率は18であり、図中の縦軸であるスリットノズル長さ方向n値は、約3であり、スリットノズル1が、スリットノズル1の長さ方向において、指向性が低い形状に形成されていることがわかる。
すなわち、ラインソース10の各々のスリットノズル1は、スリットノズル1の幅方向と長さ方向とで十分な異方性効果が得られる特定のスリット形状に形成されている。
図5は、図2の(b)に図示した蒸着装置30を用いて基板20上に蒸着膜を形成した場合であって、基板20上に形成された蒸着膜のスリットノズル1の幅方向における膜厚分布とスリットノズル1の幅方向n値との関係を示す図である。
基板20上に形成された蒸着膜のスリットノズル1の幅方向における膜厚分布からわかるように、スリットノズル1の幅方向n値が大きくなるほど、基板20のスリットノズル1の幅方向の非常に狭い領域にのみ蒸着膜が形成されることがわかる。
図6は、図2の(b)に図示した蒸着装置30を用いて基板20上に蒸着膜を形成した場合であって、図6の(a)は、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース10の長軸方向における膜厚分布を示す図であり、図6の(b)は、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース10の短軸方向における膜厚分布を示す図である。
図6の(a)に図示されているように、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース10の長軸方向の膜厚分布は、概ねフラットであり、均一な膜厚分布を得ることができる。具体的には、基板幅600mmの領域においては±5%の膜厚分布を得ることができ、そのさらに内側である500mmの領域おいては、±2%の膜厚分布を得ることができた。
一方、図6の(b)に図示されているように、ラインソース10の各々のスリットノズル1のスリットノズル幅方向n値は、約250であるので、基板20のスリットノズル幅方向の±30mmの範囲より外側には、ほとんど蒸着粒子が到達せず、基板20のスリットノズル幅方向の非常に狭い領域(基板20のスリットノズル幅方向の±30mmの範囲以内)にのみ蒸着膜を形成することができる。
したがって、スリットノズル幅方向においては、従来のように、防着板(制御板ともいう)を用いなくても、蒸着粒子が真空チャンバー内に飛散するのを抑制できる。
よって、蒸着膜の高い面内均一性、高い材料利用効率、高精度なマスク蒸着および小型化が実現できるラインソース10および蒸着装置30を提供できる。
本実施の形態においては、図4の(a)および図4の(b)に図示されているように、ラインソース10の各々のスリットノズル1の幅が2mmで、各々のスリットノズル1の長さが36mmで形成され、スリットノズル長さ/幅比率が18である場合を一例に挙げて説明しているが、これに限定されることはなく、スリットノズル幅方向n値とスリットノズル長さ方向n値との差が、スリットノズルの幅方向と長さ方向とで十分な異方性効果が得られるスリットノズル長さ/幅比率以上であればよく、スリットノズルの幅方向と長さ方向とで十分な異方性効果が得られるスリットノズル長さ/幅比率は4以上であればよい。また、スリットノズル長さ/幅比率は、スリットノズル幅方向n値とスリットノズル長さ方向n値との差がさらに大きくなることから、10以上であることが好ましく、スリットノズル幅方向n値が250程度となる15以上であることがさらに好ましい。
以下では、スリットノズル長さ/幅比率が少なくとも4以上必要な理由について説明する。スリットノズル長さ/幅比率は、上述したように材料利用効率を十分に確保するとともに、さらには特に近年の有機EL表示装置における、デバイス特性への悪影響の懸念や、FMM(Fine Metal Mask)といったマスク塗分け方法を用いる場合のシャドウの懸念を無くすことができる値に設定されるべきである。これらを考慮すると、スリットノズル幅方向(図2の(a)および図2の(b)におけるY方向)での蒸着範囲は基板20上±50mm程度の範囲に収めるべきであり、その時に材料利用ロスを無くすためには、図5より、スリットノズル幅方向n値はn=100程度の値を有する必要がある。したがって、スリットノズル長さ/幅比率は、図4の(a)より、4以上とするべきである。
一方で、スリットノズル長さ/幅比率があまりにも大きい場合には、基板20上に蒸着される蒸着膜のスリットノズル長さ方向の膜厚分布の悪化を招く恐れがある。図4の(b)に示すように、スリットノズル長さ方向n値は、スリットノズル長さ/幅比率に比例する。このため、スリットノズル長さ方向n値は、スリットノズル長さ/幅比率から、計算によって求めることができる。基板20の幅方向全体において面内均一性を確保する観点からすると、スリットノズル長さ方向n値は、5以下であることが好ましく、4未満であることが特に好ましい。このため、スリットノズル長さ/幅比率は、50以下であることが好ましく、蒸着レートやラインソース10の熱分布の変動による蒸着分布形状の変動が著しく大きくなってしまうのを抑制する観点からすると、スリットノズル長さ/幅比率は、30以下であることがより好ましい。
また、本発明のような蒸着分布の異方性を発現するためのメカニズムは詳細には見出していないが、多数の蒸着粒子がスリットノズル1を通過する際に強く通路制限を受けるためと推察される。実際のところ、蒸着分布はスリットノズル1の形状だけでなく、スリットノズル1のサイズ(長さ、幅および深さ)にも影響を受ける。したがって、本発明のような強い蒸着分布の異方性を発現するためには、図2の(a)および図2の(b)に図示されているように、スリットノズル1の深さを5mm以上、20mm以下とし、スリットノズル1の幅は1mm以上、5mm以下とし、スリットノズル1の長さ(第1辺の長さ)は、スリットノズル1の幅(第2辺の長さ)の4倍以上、50倍以下である必要がある。なお、スリットノズル1の深さが、浅すぎると(5mm未満の場合)、蒸着分布の異方性が弱まってしまう問題が生じ、深すぎると(20mmより厚い場合)、加工性が悪くなったり、つまりなどが生じやすくなってしまう。
また、上述したように、基板20上に蒸着される蒸着膜のラインソース10の長軸方向全体においては、膜厚分布の均一化を行う必要があるが、そのためには複数のスリットノズル1から射出された蒸着粒子が基板20上にて重畳する必要がある。このような観点から、図2の(a)に図示されているように、スリットノズル1を設ける数は決定され、通常のサイズのラインソースの場合、スリットノズル1は、少なくとも5個以上設けられていることが好ましく、このように、スリットノズル1を設ける数によってもスリットノズル1の長さは制限されることとなる。
また、本実施の形態においては、図2の(a)に図示されているように、スリットノズル1は、スリットノズル1の長さ36mmとスリットノズル1の間の間隙84mmとを合わせて120mmとなるように、すなわち、スリットノズル1を、そのピッチ(スリットノズル1の左端から隣接するスリットノズル1の左端までの距離)が120mmとなるように、配置した場合を例に挙げて説明したが、スリットノズル1の間の間隙をあまりにも狭く設定すると、部材の加工精度が追い付かなくなったり、熱膨張による歪の影響が発生するので好ましくない。一方で、スリットノズル1の間の間隙をあまりにも広く設定すると、蒸着膜の基板20の幅方向全体において面内均一性を確保するのが困難となってしまう。したがって、スリットノズル1の間の間隙とスリットノズル1の長さとを合わせた長さは、スリットノズル1の長さの1.5倍以上、ラインソース10の長さの0.2倍以下であることが好ましい。
本実施の形態においては、ラインソース10や蒸着装置30が有機EL表示装置の製造工程において用いられる場合を一例に挙げて説明しているが、これに限定されることはなく、ラインソース10や蒸着装置30は、蒸着をはじめとする気相成長技術の全てに適用可能である。
〔実施の形態2〕
次に、図7の(a)〜(b)および図8に基づいて、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態においては、スリットノズル1aの間の間隙を24mmに縮め、そのピッチ(スリットノズル1aの左端から隣接するスリットノズル1aの左端までの距離)が60mmとなるようにし、ラインソース10aの天板11aに形成されたスリットノズル1aの数を増やし、その分、基板20とラインソース10aの天板11aとの間の距離を短く設定した点において実施の形態1とは異なり、その他については実施の形態1において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態1の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図7の(a)は、ラインソース10aの天板11aを示す図であり、図7の(b)は、ラインソース10aと基板20とを備えた蒸着装置30aを示す図である。
図7の(a)に図示されているように、スリットノズル1aは、幅が2mmで、長さが36mmで、上述した実施の形態1におけるスリットノズル1と同じである。異なる点は、本実施の形態においては、最隣接するスリットノズル1aの間に24mmの間隙があるように、スリットノズル1aを一定間隔で形成しているのに対し、上述した実施の形態1においては、最隣接するスリットノズル1の間に84mmの間隙があるように、スリットノズル1を一定間隔で形成している。
最隣接するスリットノズル1aの間に設けられる間隙を24mmに縮めることによって、ラインソース10aの天板11aには、13個のスリットノズル1aを設けることができ、ラインソース10aの天板11aに形成されたスリットノズル1aの形成密度を上げることができる。なお、スリットノズル1aは、スリットノズル1aの長さ36mmとスリットノズル1aの間の間隙24mmとを合わせて60mmとなるように、ラインソース10aの長軸方向(図中X軸方向)に沿って、13個が直線状に配置されており、スリットノズル1aは、ラインソース10aの短軸方向(図中Y軸方向)においては、略中心に配置されている。
図7の(b)に図示されているように、ラインソース10aにおいては、ラインソース10aの天板11aに形成されたスリットノズル1aの密度を実施の形態1の約2倍(正確には1.86倍)に上げているので、ラインソース10aの天板11aと基板20との間の距離を実施の形態1の半分である100mmに設定しても、ラインソース10aの長軸方向(図中X軸方向)の膜厚均一性を確保することができる。
なお、図7の(a)および図7の(b)に図示されているように、ラインソース10aの天板11aに設けられた複数のスリットノズル1aのZ軸方向(第3方向)の深さは、上述した実施の形態1と同様に、10mmとしたが、これに限定されることはなく、5mm以上、20mm以下であればよい。
なお、本実施の形態においては、図7の(a)および図7の(b)に図示されているように、ラインソース10aは、基板20に対して、ラインソース10aをスリットノズル1aの幅方向(図中Y軸方向)が走査方向(基板走査方向)となるように移動(相対移動)させながら蒸着を行ったが、これに限定されるものではない。スリットノズル1aの幅方向(図中Y軸方向)が走査方向となるように、ラインソース10aに対して、基板20を移動(相対移動)させてもよい。さらには、スリットノズル1aの幅方向(図中Y軸方向)が走査方向となるように、ラインソース10aと基板20とをともにスリットノズル1aの幅方向(図中Y軸方向)に移動させてもよい。
図8は、図7の(b)に図示した蒸着装置30aを用いて基板20上に蒸着膜を形成した場合であって、図8の(a)は、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース10aの長軸方向における膜厚分布を示す図であり、図8の(b)は、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース10aの短軸方向における膜厚分布を示す図である。
なお、スリットノズル1aの幅は2mmで、長さは36mmと上述した実施の形態1と同様であるので、ラインソース10aの各々のスリットノズル1aのスリットノズル幅方向n値は、約250で、スリットノズル長さ方向n値は、約3で上述した実施の形態1と同じである。
すなわち、ラインソース10aの各々のスリットノズル1aは、スリットノズル1aの幅方向と長さ方向とで十分な異方性効果が得られる特定のスリット形状に形成されている。
図8の(a)に図示されているように、基板20上に形成された蒸着膜のラインソース長軸方向の膜厚分布は、概ねフラットであり、均一な膜厚分布を得ることができる。具体的には、基板幅600mmの領域においては±2%の膜厚分布を得ることができ、そのさらに内側である500mmの領域おいては、±0.5%の膜厚分布を得ることができ、上述した実施の形態1よりさらに良好な膜厚分布を得ることができる。
一方、図8の(b)に図示されているように、基板20のスリットノズル幅方向の±20mmの範囲より外側には、ほとんど蒸着粒子が到達せず、基板20のスリットノズル幅方向の非常に狭い領域(基板20のスリットノズル幅方向の±20mmの範囲以内)にのみ蒸着膜を形成することができる。上述した実施の形態1に比べても、基板20のスリットノズル幅方向のさらに非常に狭い領域にのみ蒸着膜を形成することができる。
以上のように、基板20とラインソース10aの天板11aとの間の距離を短く設定できると、蒸着レートが向上し、量産性の向上を図れるとともに、蒸着装置自体のコンパクト化も可能となるため、メリットが大きい。
しかしながら、単純に基板20とラインソース10aの天板11aとの間の距離を短くした場合には、蒸着膜のラインソース10aの長軸方向の膜厚分布の均一性を得るのは困難である。そこで、本実施の形態においては、スリットノズル1aの間の間隙を24mmに縮め、そのピッチが60mmとなるようにし、ラインソース10aの天板11aに形成されたスリットノズル1aの数を増やすことで、基板20とラインソース10aの天板11aとの間の距離を短くした場合にも、蒸着膜のラインソース10aの長軸方向の膜厚分布の均一性を確保できるようにした。
したがって、スリットノズル幅方向においては、従来のように、防着板(制御板ともいう)を用いなくても、蒸着粒子が真空チャンバー内に飛散するのを抑制できるので、コンパクト化や高い蒸着材料の利用効率を実現できるラインソース10aや蒸着装置30aを提供できる。また、ラインソース10aの天板11aのスリットノズル1aから射出された蒸着粒子が蒸着される基板20を備えた蒸着装置30aにおいては、ラインソース10aの天板11aと基板20との間の距離は、スリットノズル1aの間の間隙とスリットノズル1aの長さとを合わせた長さが短い程、短く設定されるので、蒸着装置30aをさらにコンパクト化することができる。
〔実施の形態3〕
次に、図9に基づいて、本発明の実施の形態3について説明する。本実施の形態においては、スリットノズル長さ/幅比率は、上述した実施の形態1および2と同じで18で、実際、スリットノズルの幅が4mmと大きくなっているため、上述した実施の形態1および2からは多少のn値の変動が生じるものと考えられるが、ラインソース10bの各々のスリットノズル1bのスリットノズル幅方向n値は、約250で、スリットノズル長さ方向n値は、約3となる。なお、スリットノズル1b・1b’の長さが72mmで、スリットノズル1b・1b’の幅が4mmと、実施の形態1および2のスリットノズル1・1aの長さおよび幅の各々の2倍となっている点において実施の形態1および2とは異なり、その他については実施の形態1において説明したとおりである。説明の便宜上、実施の形態1および2の図面に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付し、その説明を省略する。
図9は、ラインソース10bの天板11bを示す図である。
図9に図示されているように、スリットノズル1b・1b’は、幅が4mmで、長さが72mmで、最隣接する第1列目のスリットノズル1bの間および最隣接する第2列目のスリットノズル1b’の間に48mmの間隙があるように、スリットノズル1b・1b’を複数列の直線状に一定間隔で形成している。スリットノズル1b・1b’のサイズそのものが上述した実施の形態1および2におけるスリットノズル1・1aのサイズの2倍になったため、上述した実施の形態1および2のように、13個のスリットノズル1b・1b’をラインソース10bの長軸方向に1列で形成することはできない。したがって、本実施の形態においては、第1列目に7つのスリットノズル1bを配置し、第2列目に6つのスリットノズル1b’を配置し、さらに、ラインソース10bの長軸方向の膜厚均一性を向上させるため、ラインソース10bの短軸方向において互いに隣接する第1列目のスリットノズル1bと第2列目のスリットノズル1b’とは、ラインソース10bの長軸方向の中心が互いにずれるように配置されており、具体的には、例えば、図中X方向に隣り合う2つの第1列目のスリットノズル1b間の中点が、第2列目のスリットノズル1b’の図中X方向の中点と一致するように配置されている(または、図中X方向に隣り合う2つの第2列目のスリットノズル1b’間の中点が、第1列目のスリットノズル1bの図中X方向の中点と一致するように配置されている)。すなわち、図中Y方向において互いに隣接するスリットノズルのうち一方のスリットノズルと該一方のスリットノズルに図中X方向において隣接するスリットノズルとの間の領域の中心は、図中Y方向において互いに隣接するスリットノズルのうち他方のスリットノズルの図中X方向の中心と一致する。
なお、本実施の形態においては、ラインソース10bを図中の走査方向中、上方向であるY方向に走査した場合に、基板20に先に到達するスリットノズルを第1列目のスリットノズル1bとし、基板20に後で到達するスリットノズルを第2列目のスリットノズル1b’とした。
本実施の形態においては、2列で形成し、1列当りのスリットノズル1bの個数を6つおよび7つにした場合を例に挙げて説明したが、列の数や1列当りのスリットノズル1bの個数はこれに限定されることはない。また、ラインソース10bの短軸方向において互いに隣接する第1列目のスリットノズル1bと第2列目のスリットノズル1b’とは、必ずしも、ラインソース10bの長軸方向の中心が互いにずれるように配置されなくてもよく、例えば、図中X方向に隣り合う2つの第1列目のスリットノズル1b間の中点が、第2列目のスリットノズル1b’の図中X方向の中点と一致するように配置されなくてもよい。
なお、本実施の形態においては、スリットノズル1b・1b’は、スリットノズル1b・1b’の長さ72mmとスリットノズル1b・1b’の間の間隙48mmとを合わせて120mmとなるように、すなわち、そのピッチが実施の形態1と同様に、120mmとなるように配置されているので、ラインソース10bの長軸方向の膜厚均一性を確保するため、ラインソース10bの天板11bと基板20との間の距離を実施の形態1と同様に200mmに設定した。
また、本実施の形態においても、上述した実施の形態1および2と同様に、ラインソース10bの天板11bに設けられた複数のスリットノズル1b・1b’のZ軸方向(第3方向)の深さは、10mmとしたが、これに限定されることはなく、5mm以上、20mm以下であればよい。
スリットノズル1b・1b’のサイズそのものが大きいラインソース10bを用いることにより、蒸着レートを増大でき、高いスループットを得ることができる。
その反面、単純にスリットノズル1b・1b’のサイズそのもののみを大きくしただけでは、膜厚分布の変動や所定個数のスリットノズル1bをラインソース10b内に形成できなくなる現象が生じるだけである。
本実施の形態においては、スリットノズル1b・1b’のサイズそのものを大きくしながらも、スリットノズル1b・1b’の深さを5mm以上、20mm以下とし、スリットノズル1b・1b’の幅は1mm以上、5mm以下とし、スリットノズル1b・1b’の長さ(第1辺の長さ)は、スリットノズル1b・1b’の幅(第2辺の長さ)の4倍以上、50倍以下であるという強い蒸着分布の異方性を発現するための条件を満たすようにした。
したがって、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できるラインソース10bおよび蒸着装置を実現できるとともに、蒸着レートを増大でき、高いスループットを得ることもできる。
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る蒸着源は、蒸着粒子を射出する複数の開口部が一つの面に形成され、第1方向の長さが同一平面内において上記第1方向と直交する第2方向の長さより長い蒸着源であって、上記複数の開口部の各々は、上記第1方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第1辺と、上記第2方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第2辺とに囲まれてスリット形状で形成されているとともに、上記第1方向に沿って直線状に一定間隔で形成されており、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの4倍以上、50倍以下であり、上記第2辺の長さは1mm以上、5mm以下であり、上記第1方向および上記第2方向と直交する第3方向における上記開口部の深さは5mm以上、20mm以下であることを特徴としている。
上記構成によれば、上記開口部の各々においては、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの4倍以上、50倍以下であり、上記第2辺の長さは1mm以上、5mm以下であり、上記第1方向および上記第2方向と直交する第3方向における上記開口部の深さは5mm以上、20mm以下であるので、上記複数の開口部の各々は、上記開口部の第1方向と第2方向とで十分な異方性効果が得られるある特定のスリット形状となる。また、上記複数の開口部の各々は、上記開口部のより長い方が上記蒸着源の第1方向に沿って形成されている。
したがって、上記開口部によれば、上記蒸着粒子の上記第1方向の飛散範囲は広く、上記蒸着粒子の上記第2方向の飛散範囲は狭く制御することができるので、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる蒸着源を実現できる。
本発明の態様2に係る蒸着源は、上記態様1において、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの10倍以上であることが好ましい。
上記構成によれば、上記開口部の第1方向と第2方向とでさらに大きい異方性効果が得られる。
本発明の態様3に係る蒸着源は、上記態様1または2において、上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの30倍以下であることが好ましい。
上記構成によれば、蒸着レートや蒸着源の熱分布の変動による蒸着分布形状の変動が著しく大きくなってしまうのを抑制することができる。
本発明の態様4に係る蒸着源は、上記態様1から3の何れかにおいて、上記一つの面には、上記複数の開口部が少なくとも5個以上設けられていることが好ましい。
上記構成によれば、上記蒸着粒子の上記第1方向の飛散範囲は広く、上記第1方向において均一な成膜分布を得ることができる。
本発明の態様5に係る蒸着源は、上記態様1から4の何れかにおいて、上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さは、上記第1辺の長さの1.5倍以上、上記蒸着源の上記第1方向の長さの0.2倍以下であることが好ましい。
上記構成によれば、上記第1方向において均一な成膜分布を得ることができる。
本発明の態様6に係る蒸着源は、上記態様1から5の何れかにおいて、上記複数の開口部の各々は、上記第1方向に沿って複数列の直線状に一定間隔で形成されていてもよい。
上記構成によれば、上記開口部のサイズが大きい場合にも、上記開口部の全てを上記蒸着源の上記一つの面に形成することができる。
本発明の態様7に係る蒸着源は、上記態様6において、上記第2方向において互いに隣接する開口部同士は、上記開口部の第1方向の中心が互いにずれていることが好ましい。
上記構成によれば、膜厚均一性の悪化を招くのを抑制できる。
本発明の態様8に係る蒸着源は、上記態様7において、上記第2方向において互いに隣接する開口部のうち一方の開口部と該一方の開口部に上記第1方向において隣接する開口部との間の領域の中心は、上記第2方向において互いに隣接する開口部のうち他方の開口部の上記第1方向の中心と一致することが好ましい。
上記構成によれば、膜厚均一性の悪化を招くのを抑制できる。
本発明の態様9に係る蒸着装置は、上記態様1から8の何れかの蒸着源を備えていることを特徴としている。
上記構成によれば、上記蒸着装置は、上記蒸着源を備えているので、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる。
本発明の態様10に係る蒸着装置は、上記態様9において、上記蒸着源から射出された蒸着粒子を基板に蒸着させるとともに、上記蒸着源の上記一つの面と上記基板との間の距離は、上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さが短い程、短く設定されることが好ましい。
上記構成によれば、成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できるとともに、蒸着装置のコンパクト化も実現することができる。
本発明の態様11に係る蒸着膜製造方法は、上記態様1から8の何れかに記載の蒸着源を用いた、基板への蒸着膜製造方法であって、上記基板および上記蒸着源の少なくとも一つを、上記第2方向に移動させながら蒸着を行うことが好ましい。
上記方法によれば、基板上に形成される成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる。
本発明の態様12に係る蒸着膜製造方法は、上記態様11において、上記蒸着源の上記一つの面と上記基板との間の距離を、上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さが短い程、短く設定することが好ましい。
上記方法によれば、基板上に形成される成膜分布が均一でありながら、高い蒸着材料の利用効率を実現できる。
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
本発明は、蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法に利用することができる。
1 スリットノズル(開口部)
1a スリットノズル(開口部)
1b スリットノズル(開口部)
1b’ スリットノズル(開口部)
10 ラインソース(蒸着源)
10a ラインソース(蒸着源)
10b ラインソース(蒸着源)
10U 一つのスリットノズルのみが存在する蒸着源
11 天板
11a 天板
11b 天板
20 基板
21 蒸着膜
30 蒸着装置
30a 蒸着装置
W スリットノズルの幅(第2辺の長さ)
L スリットノズルの長さ(第1辺の長さ)
A 第1辺
B 第2辺

Claims (12)

  1. 蒸着粒子を射出する複数の開口部が一つの面に形成され、第1方向の長さが同一平面内において上記第1方向と直交する第2方向の長さより長い蒸着源であって、
    上記複数の開口部の各々は、上記第1方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第1辺と、上記第2方向に平行で、互いに対向する同じ長さの2つの第2辺とに囲まれてスリット形状で形成されているとともに、上記第1方向に沿って直線状に一定間隔で形成されており、
    上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの4倍以上、50倍以下であり、
    上記第2辺の長さは1mm以上、5mm以下であり、
    上記第1方向および上記第2方向と直交する第3方向における上記開口部の深さは5mm以上、20mm以下であることを特徴とする蒸着源。
  2. 上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの10倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の蒸着源。
  3. 上記第1辺の長さは、上記第2辺の長さの30倍以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の蒸着源。
  4. 上記一つの面には、上記複数の開口部が少なくとも5個以上設けられていることを特徴とする請求項1から3の何れか1項に記載の蒸着源。
  5. 上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さは、上記第1辺の長さの1.5倍以上、上記蒸着源の上記第1方向の長さの0.2倍以下であることを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の蒸着源。
  6. 上記複数の開口部の各々は、上記第1方向に沿って複数列の直線状に一定間隔で形成されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の蒸着源。
  7. 上記第2方向において互いに隣接する開口部同士は、上記開口部の第1方向の中心が互いにずれていることを特徴とする請求項6に記載の蒸着源。
  8. 上記第2方向において互いに隣接する開口部のうち一方の開口部と該一方の開口部に上記第1方向において隣接する開口部との間の領域の中心は、上記第2方向において互いに隣接する開口部のうち他方の開口部の上記第1方向の中心と一致することを特徴とする請求項7に記載の蒸着源。
  9. 請求項1から8の何れか1項に記載の蒸着源を備えていることを特徴とする蒸着装置。
  10. 上記蒸着源から射出された蒸着粒子を基板に蒸着させるとともに、
    上記蒸着源の上記一つの面と上記基板との間の距離は、上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さが短い程、短く設定されることを特徴とする請求項9に記載の蒸着装置。
  11. 上記請求項1から8の何れか1項に記載の蒸着源を用いた、基板への蒸着膜製造方法であって、
    上記基板および上記蒸着源の少なくとも一つを、上記第2方向に移動させながら蒸着を行うことを特徴とする蒸着膜製造方法。
  12. 上記蒸着源の上記一つの面と上記基板との間の距離を、上記一定間隔と上記第1辺の長さとを合わせた長さが短い程、短く設定することを特徴とする請求項11に記載の蒸着膜製造方法。
JP2017530817A 2015-07-28 2016-07-21 蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法 Expired - Fee Related JP6487049B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015148966 2015-07-28
JP2015148966 2015-07-28
PCT/JP2016/071397 WO2017018314A1 (ja) 2015-07-28 2016-07-21 蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017018314A1 JPWO2017018314A1 (ja) 2018-04-05
JP6487049B2 true JP6487049B2 (ja) 2019-03-20

Family

ID=57884716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017530817A Expired - Fee Related JP6487049B2 (ja) 2015-07-28 2016-07-21 蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10597770B2 (ja)
JP (1) JP6487049B2 (ja)
KR (1) KR20180015250A (ja)
CN (1) CN107735509B (ja)
WO (1) WO2017018314A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200040537A (ko) * 2018-10-10 2020-04-20 엘지디스플레이 주식회사 측향식 진공증착용 소스, 소스 어셈블리 및 이를 이용한 측향식 진공증착 장치
CN109518135A (zh) * 2019-01-24 2019-03-26 京东方科技集团股份有限公司 一种蒸镀设备及蒸镀方法
CN112553577A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 宝山钢铁股份有限公司 一种提高真空镀膜收得率的真空镀膜装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62122209A (ja) * 1985-11-22 1987-06-03 Mitsubishi Electric Corp 薄膜形成装置
JPH0793249B2 (ja) * 1991-03-22 1995-10-09 松下電器産業株式会社 金属化フィルムの製造方法
US20030168013A1 (en) 2002-03-08 2003-09-11 Eastman Kodak Company Elongated thermal physical vapor deposition source with plural apertures for making an organic light-emitting device
US20050211172A1 (en) 2002-03-08 2005-09-29 Freeman Dennis R Elongated thermal physical vapor deposition source with plural apertures
US6911671B2 (en) * 2002-09-23 2005-06-28 Eastman Kodak Company Device for depositing patterned layers in OLED displays
JP4139186B2 (ja) * 2002-10-21 2008-08-27 東北パイオニア株式会社 真空蒸着装置
JP2004353082A (ja) * 2003-05-08 2004-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 蒸発装置
JP5410618B2 (ja) * 2010-12-21 2014-02-05 シャープ株式会社 蒸着装置、蒸着方法、並びに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法
KR102192500B1 (ko) * 2013-10-24 2020-12-17 히다치 조센 가부시키가이샤 진공증착장치용 매니폴드

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017018314A1 (ja) 2017-02-02
CN107735509A (zh) 2018-02-23
US10597770B2 (en) 2020-03-24
US20180187299A1 (en) 2018-07-05
CN107735509B (zh) 2019-12-13
JPWO2017018314A1 (ja) 2018-04-05
KR20180015250A (ko) 2018-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6239286B2 (ja) 蒸着装置およびこれを用いた有機発光表示装置の製造方法
KR101989653B1 (ko) 진공 증착 장치
US11220737B2 (en) Systems and methods of modulating flow during vapor jet deposition of organic materials
KR102046441B1 (ko) 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조방법
US9515263B2 (en) Device and method for depositing organic material
JP6487049B2 (ja) 蒸着源、蒸着装置および蒸着膜製造方法
TWI568867B (zh) 多噴嘴之有機蒸氣噴射印刷
JP5400653B2 (ja) 真空蒸着装置
US8616930B1 (en) Depositing apparatus and method for manufacturing organic light emitting diode display using the same
KR20130139615A (ko) 증착용 마스크 및 이를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조방법
JP2014065973A (ja) 蒸着粒子射出装置および蒸着装置
KR20160087985A (ko) 증착장치
JP2018501405A (ja) 材料堆積装置、真空堆積システム、及び材料堆積方法
US9303317B2 (en) Deposition apparatus
KR102039684B1 (ko) 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조방법
JPWO2019064426A1 (ja) 蒸着源および蒸着装置並びに蒸着膜製造方法
WO2017170059A1 (ja) 蒸着装置、蒸着方法及び有機el表示装置の製造方法
JP6931599B2 (ja) 蒸着装置及び蒸着方法
TW201925499A (zh) 蒸鍍裝置、蒸鍍方法和控制板
KR20180005133A (ko) 증착 장치 및 증발원
JP7026143B2 (ja) 蒸着装置
KR20200038768A (ko) Oled 디스플레이, 그 제조용 증착원과 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190122

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6487049

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees