JP6567349B2 - 蒸着方法及び蒸着装置 - Google Patents
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Description
る。また、本発明は、蒸着により形成された発光層を備えた有機EL(Electro Luminesc
ence)表示装置の製造に用いて好適な技術に関する。
真空蒸着法では、所定パターンの開口が形成されたマスク(シャドウマスクとも称される)が使用される。マスクが密着固定された基板の被蒸着面を蒸着源に対向させる。そして、蒸着源からの蒸着粒子(成膜材料)を、マスクの開口を通して被蒸着面に蒸着させることにより、所定パターンの被膜が形成される。蒸着は発光層の色ごとに行われる(これを「塗り分け蒸着」という)。
また、特許文献3では、第二蒸着源と第三蒸着源とを互いに傾けた配置にして基板搬送方向の膜厚分布を揃えることができるとのことだが、単純に傾けるだけでは、互いの傾斜方向延長線上の膜厚が最も厚くなるので基板搬送方向の膜厚分布を揃えることは極めて困難である。
前記基板、及び、前記蒸着ユニットのうちの一方を他方に対して前記基板の面内方向の第1方向に沿って相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記複数の蒸着源開口が、前記第1方向の上流側から異なる位置として配置されており、
前記複数の蒸着源開口には、これら複数の蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう複数の蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記複数の蒸着粒子が付着する前記基板上の蒸着領域に対して、この蒸着領域では、前記複数の蒸着粒子が重なる領域を少なくとも有し、
前記制限ノズルが、前記制限ノズルの前記第1方向の位置に起因して発生する前記蒸着領域内での前記蒸着粒子における密度分布の差を減少させるように、前記第1方向における前記蒸着粒子の指向性を制限するように設定されることにより上記課題を解決した。
本発明は、前記複数の蒸着源は、第1、第2および第3蒸着源を含み、前記第1、第2および第3蒸着源は、第1、第2および第3蒸着源開口を備え、
前記第3、第1および第2蒸着源開口が、順に前記第1方向の上流側から下流に向けて異なる位置として配置されており、
前記第1、第2および第3蒸着源開口には、それぞれ、これら第1、第2および第3蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう第1、第2および第3蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する第1、第2および第3制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記第1蒸着粒子、前記第2蒸着粒子及び前記第3蒸着粒子が付着する前記基板上の領域をそれぞれ第1領域、第2領域および第3領域とすると、
前記第1、第2および第3蒸着源開口においては、前記第1領域、第2領域および第3領域が互いに重なる部分を有するように第2および第3蒸着粒子の放出方向を傾けるよう制御されるとともに、
前記第2制限ノズルが、前記第2領域を前記第1領域に重ねるように第2蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第2領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第2蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第2領域での前記第2蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第3制限ノズルが、前記第3領域を前記第1領域に重ねるように第3蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第3領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第3蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第3領域での前記第3蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第1蒸着源開口に設けられた前記第1制限ノズルが、前記第1領域において、前記第1方向の上流側および下流側で少なくなる前記第1蒸着粒子分布の差を減少するように指向性を制限し、
これら、前記第1、第2および第3制限ノズルでは、前記第1方向における前記第1、第2および第3蒸着粒子密度分布状態を同一化するようにそれぞれの前記第1、第2および第3蒸着粒子の指向性を制限可能として設定されることにより上記課題を解決した。
本発明の前記制限ノズルは、前記第1方向における前記第1から第3領域の位置が一致するように、前記第1から第3蒸着粒子の前記第1方向における指向性を制限するよう設定されてなることが好ましい。
本発明は、前記第1蒸着源開口に設けられた前記第1制限ノズルと、前記第2蒸着源開口に設けられた前記第2制限ノズルと、前記第3蒸着源開口に設けられた前記第3制限ノズルとが、いずれも前記第1方向に複数分割されて配置されることができる。
本発明の前記複数分割された第1から第3制限ノズルが、前記第1方向に非均等配置とされていることがある。
本発明の前記制限ノズルは、前記制限ノズルは、前記第2制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第2領域において、前記第1方向において隣接する前記第1蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第2蒸着粒子の指向性を制限可能に設定され、前記第3制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第3領域において、前記第1方向において隣接する前記第1蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第3蒸着粒子の指向性を制限可能に設定され、前記第1制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第1領域において、前記第1方向の中心から隣接する前記第2および第3蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第1蒸着粒子の指向性を制限可能に設定されることもできる。
本発明の蒸着方法は、基板上に蒸着粒子を付着させて所定パターンの被膜を形成する蒸着工程を有する蒸着方法であって、
前記蒸着工程を上記のいずれか記載の蒸着装置を用いて行うことができる。
本発明は、前記蒸着工程を上記のいずれかに記載の蒸着装置を用いて行い、
前記被膜が、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子とが混合された部分を含むことができる。
本発明の蒸着方法は、前記蒸着工程を上記のいずれかに記載の蒸着装置を用いて行い、
前記被膜において、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子との混合比率が前記第1方向において一定であることができる。
前記被膜が有機EL素子の発光層であることができる。
前記基板、及び、前記蒸着ユニットのうちの一方を他方に対して前記基板の面内方向の第1方向に沿って相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記複数の蒸着源開口が、前記第1方向の上流側から異なる位置として配置されており、
前記複数の蒸着源開口には、これら複数の蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう複数の蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記複数の蒸着粒子が付着する前記基板上の蒸着領域に対して、この蒸着領域では、前記複数の蒸着粒子が重なる領域を少なくとも有し、
前記制限ノズルが、前記制限ノズルの前記第1方向の位置に起因して発生する前記蒸着領域内での前記蒸着粒子における密度分布の差を減少させるように、前記第1方向における前記蒸着粒子の指向性を制限するように設定されることにより、複数種の蒸着粒子が基板に到達して共蒸着により被膜を形成する際に、それぞれの蒸着粒子の拡がり角度を制限し、第1方向における各蒸着粒子分布が変化してしまうことを回避して、それぞれの蒸着粒子であるホスト・アシスト・ドーパントの膜厚分布を基板搬送方向で同一の状態として、これらホスト・アシスト・ドーパント比率を基板搬送方向位置にかかわらず一定となる成膜を実現可能として、発光デバイスでの蒸着領域境界の色度・輝度差を解消することができる。
前記第3、第1および第2蒸着源開口が、順に前記第1方向の上流側から下流に向けて異なる位置として配置されており、
前記第1、第2および第3蒸着源開口には、それぞれ、これら第1、第2および第3蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう第1、第2および第3蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する第1、第2および第3制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記第1蒸着粒子、前記第2蒸着粒子及び前記第3蒸着粒子が付着する前記基板上の領域をそれぞれ第1領域、第2領域および第3領域とすると、
前記第1、第2および第3蒸着源開口においては、前記第1領域、第2領域および第3領域が互いに重なる部分を有するように第2および第3蒸着粒子の放出方向を傾けるよう制御されるとともに、
前記第2制限ノズルが、前記第2領域を前記第1領域に重ねるように第2蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第2領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第2蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第2領域での前記第2蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第3制限ノズルが、前記第3領域を前記第1領域に重ねるように第3蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第3領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第3蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第3領域での前記第3蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第1蒸着源開口に設けられた前記第1制限ノズルが、前記第1領域において、前記第1方向の上流側および下流側で少なくなる前記第1蒸着粒子分布の差を減少するように指向性を制限し、
これら、前記第1、第2および第3制限ノズルでは、前記第1方向における前記第1、第2および第3蒸着粒子密度分布状態を同一化するようにそれぞれの前記第1、第2および第3蒸着粒子の指向性を制限可能として設定されることにより、第1から第3蒸着粒子が基板に到達して共蒸着により被膜を形成する際に、それぞれの蒸着粒子の拡がり角度を制限し、第1方向における各蒸着粒子分布が変化してしまうことを回避して、それぞれの蒸着粒子であるホスト・アシスト・ドーパントの膜厚分布を基板搬送方向で同一の状態として、これらホスト・アシスト・ドーパント比率を基板搬送方向位置にかかわらず一定となる成膜を実現可能として、発光デバイスでの蒸着領域境界の色度・輝度差を解消することができる。
前記被膜が、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子とが混合された部分を含むことや、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子との混合比率が前記第1方向において一定であることができ、これにより、三元の共蒸着を第1方向における均一濃度分布として実現することができる。
但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、以下の各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
本発明を適用して製造可能な有機EL表示装置の一例を説明する。本例の有機EL表示装置は、TFT基板側から光を取り出すボトムエミッション型で、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色からなる画素(サブ画素)の発光を制御することによりフルカラーの画像表示を行う有機EL表示装置である。
次に、有機EL表示装置1の製造方法について以下に説明する。
図5は、本実施形態にかかる蒸着装置の基板の走行方向と垂直な蒸着源開口を通る面に沿った図で、基板10に被膜90が形成される様子を示した基板10の移動方向10aに平行な面に沿った正断面図、図6は、図5に示した蒸着装置の蒸着源開口断面図を示す断面図、図7は、図5に示した蒸着装置の蒸着マスク開口を示す平面図、図8は、図6に示した蒸着装置の蒸着源開口の設定条件を示すグラフであり、(a)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向の膜厚分布、(b)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布、(c)従来の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布を示すグラフである。
なお、本実施形態では、走査方向および走査方向に平行な方向(第1の方向)をY方向(Y軸方向)とし、走査方向に垂直な方向(第2の方向)をX方向(X軸方向)として説明する。
図9は、本実施形態にかかる蒸着装置の基板の走行方向と垂直な蒸着源開口を通る面に沿った図で、基板10に被膜90が形成される様子を示した基板10の移動方向10aに平行な面に沿った正断面図、図10は、図9に示した蒸着装置の蒸着源開口断面図を示す断面図、図11は、図9に示した蒸着装置の蒸着マスク開口を示す平面図、図12は、図10に示した蒸着装置の蒸着源開口の設定条件を示すグラフであり、(a)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向の膜厚分布、(b)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布、(c)従来の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布を示すグラフである。
なお、本実施形態では、走査方向および走査方向に平行な方向(第1の方向)をY方向(Y軸方向)とし、走査方向に垂直な方向(第2の方向)をX方向(X軸方向)として説明する。
図13は、本実施形態にかかる蒸着装置の基板の走行方向と垂直な蒸着源開口を通る面に沿った図で、基板10に被膜90が形成される様子を示した基板10の移動方向10aに平行な面に沿った正断面図、図14は、図13に示した蒸着装置の蒸着源開口を示す平面図、図15は、図13に示した蒸着装置の蒸着マスク開口を示す平面図、図16は、図14に示した蒸着装置の蒸着源開口の設定条件を示すグラフであり、(a)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向の膜厚分布、(b)本実施形態の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布、(c)従来の蒸着源開口によった基板搬送方向における規格化膜厚分布を示すグラフである。
これにより、蒸着源開口61a,61b,61cから放出された第1から第3蒸着粒子91a,91b,91cは、それぞれ設定された放射方向に向かって進行する。制限板ユニット80の配置は第2及び第3蒸着粒子91b,91cの放射角度および各領域92a,92b,92cの設定位置に対応して適宜設定される。
これにより、蒸着源開口61a,61b,61cから放出された第1から第3蒸着粒子91a,91b,91cのそれぞれは、それぞれの放出方向に向かって所定の分布を保ったまま放射される。制限板ユニット80の配置は第2及び第3蒸着粒子91b,91cの放出角度および各領域92a,92b,92cの設定位置に対応して適宜設定される。
第2蒸着源開口61bから放出される第2蒸着粒子91bの数は、制限ノズルがない場合に、第2蒸着源開口61bの開口方向(本例ではZ軸方向よりも搬送方向10a後側に傾斜した方向)に沿った向きにおいて最も多く、開口方向に対してなす角度(出射角度)が大きくなるにしたがって徐々に少なくなる。
同様に、第3蒸着源開口61cから放出される第3蒸着粒子91cの数は、制限ノズルがない場合に、第3蒸着源開口61cの開口方向(本例ではZ軸方向よりも搬送方向10a前側に傾斜した方向)に沿った向きにおいて最も多く、開口方向に対してなす角度(出射角度)が大きくなるにしたがって徐々に少なくなる。
制限板ユニット80は、第1から第3蒸着源開口61a〜61cから放出され基板10へ向かう第1から第3蒸着粒子91a〜91cのX軸方向およびY軸方向における指向性を制限する。これにより、不要な蒸着粒子を制限し所望の蒸着粒子を任意のマスク開口領域のみに付着させることができる。
上記により、ホスト・アシスト・ドーパント比率が搬送方向位置にかかわらず一定となった。これにより、発光デバイスでの蒸着領域境界の色度・輝度差が解消するという効果を奏することができる。
光層の形成に好ましく利用することができる。
10a…第1方向
20…有機EL素子
23R,23G,23B…発光層
56…移動機構
60…蒸着源
61a,61b,61c…蒸着源開口
61a1〜61c6…制限ノズル
70…蒸着マスク
71a,71b…マスク開口
92a,92b,92c…蒸着領域
90…被膜
91a,91b,91c…蒸着粒子
Claims (10)
- マスク開口が形成された蒸着マスクを介して、基板上に前記マスク開口の開口形状に対応したパターンの被膜を形成する蒸着装置であって、
前記蒸着装置は、
少なくとも前記マスク開口に対して共蒸着するそれぞれの蒸着源開口を備えた複数の蒸着源を有する蒸着ユニットと、
前記基板、及び、前記蒸着ユニットのうちの一方を他方に対して前記基板の面内方向の第1方向に沿って相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記複数の蒸着源開口が、前記第1方向の上流側から異なる位置として配置されており、
前記複数の蒸着源開口には、これら複数の蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう複数の蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記複数の蒸着粒子が付着する前記基板上の蒸着領域に対して、この蒸着領域では、前記複数の蒸着粒子が重なる領域を少なくとも有し、
前記制限ノズルが、前記制限ノズルの前記第1方向の位置に起因して発生する前記蒸着領域内での前記蒸着粒子における密度分布の差を減少させるように、前記第1方向における前記蒸着粒子の指向性を制限するように設定されることを特徴とする蒸着装置。 - 前記複数の蒸着源は、第1、第2および第3蒸着源を含み、前記第1、第2および第3蒸着源は、第1、第2および第3蒸着源開口を備え、
前記第3、第1および第2蒸着源開口が、順に前記第1方向の上流側から下流に向けて異なる位置として配置されており、
前記第1、第2および第3蒸着源開口には、それぞれ、これら第1、第2および第3蒸着源開口から放出されて前記基板へ向かう第1、第2および第3蒸着粒子の前記面内方向における指向性を制限する第1、第2および第3制限ノズルが設けられ、
前記蒸着マスクがないと仮定した場合に前記第1蒸着粒子、前記第2蒸着粒子及び前記第3蒸着粒子が付着する前記基板上の領域をそれぞれ第1領域、第2領域および第3領域とすると、
前記第1、第2および第3蒸着源開口においては、前記第1領域、第2領域および第3領域が互いに重なる部分を有するように第2および第3蒸着粒子の放出方向を傾けるよう制御されるとともに、
前記第2制限ノズルが、前記第2領域を前記第1領域に重ねるように第2蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第2領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第2蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第2領域での前記第2蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第3制限ノズルが、前記第3領域を前記第1領域に重ねるように第3蒸着粒子の放出方向を前記第1制限ノズル側に向けて傾けることにより前記第1方向における前記第3領域の前記第1制限ノズル側で大きくなる前記第3蒸着粒子密度を減少して、前記第1方向における前記第3領域での前記第3蒸着粒子密度の差を減少して分布の幅を縮小するように指向性を制限し、
前記第1蒸着源開口に設けられた前記第1制限ノズルが、前記第1領域において、前記第1方向の上流側および下流側で少なくなる前記第1蒸着粒子分布の差を減少するように指向性を制限し、
これら、前記第1、第2および第3制限ノズルでは、前記第1方向における前記第1、第2および第3蒸着粒子密度分布状態を同一化するようにそれぞれの前記第1、第2および第3蒸着粒子の指向性を制限可能として設定されることを特徴とする請求項1記載の蒸着装置。 - 前記制限ノズルは、前記第1方向における前記第1から第3領域の位置が一致するように、前記第1から第3蒸着粒子の前記第1方向における指向性を制限するよう設定されてなることを特徴とする請求項2記載の蒸着装置。
- 前記第1蒸着源開口に設けられた前記第1制限ノズルと、前記第2蒸着源開口に設けられた前記第2制限ノズルと、前記第3蒸着源開口に設けられた前記第3制限ノズルとが、いずれも前記第1方向に複数分割されて配置されることを特徴とする請求項2または3記載の蒸着装置。
- 前記複数分割された第1から第3制限ノズルが、前記第1方向に非均等配置とされていることを特徴とする請求項4記載の蒸着装置。
- 前記制限ノズルは、前記第2制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第2領域において、前記第1方向において隣接する前記第1蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第2蒸着粒子の指向性を制限可能に設定され、前記第3制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第3領域において、前記第1方向において隣接する前記第1蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第3蒸着粒子の指向性を制限可能に設定され、前記第1制限ノズルで複数に分割されたノズル開口の大きさを前記第1方向位置において変化させ、前記第1領域において、前記第1方向の中心から隣接する前記第2および第3蒸着源開口側に傾斜する密度分布を是正するよう前記第1蒸着粒子の指向性を制限可能に設定されることを特徴とする請求項2または3記載の蒸着装置。
- 基板上に蒸着粒子を付着させて所定パターンの被膜を形成する蒸着工程を有する蒸着方法であって、
前記蒸着工程を請求項1から6いずれか記載の蒸着装置を用いて行う蒸着方法。 - 請求項7記載の蒸着方法であって、
前記蒸着工程を請求項2〜6のいずれかに記載の蒸着装置を用いて行い、
前記被膜が、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子とが混合された部分を含む蒸着方法。 - 請求項8記載の蒸着方法であって、
前記蒸着工程を請求項2〜6のいずれかに記載の蒸着装置を用いて行い、
前記被膜において、前記第1蒸着粒子と前記第2蒸着粒子と前記第3蒸着粒子との混合比率が前記第1厚さ方向において一定である蒸着方法。 - 前記被膜が有機EL素子の発光層である請求項7から9のいずれか記載の蒸着方法。
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