JPWO2008105287A1 - 蒸着源、蒸着装置、有機薄膜の成膜方法 - Google Patents
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Abstract
膜質の良い有機薄膜を成膜可能な蒸着装置を提供する。本発明の蒸着装置１は、蒸発室１５と蒸着容器２１とを有しており、蒸着容器２１と蒸発室１５は小孔３８で接続されている。蒸着材料１６は蒸発室１５に必要量ずつ供給されるので、大量の蒸着材料１６が長時間加熱されることがない。蒸着材料１６は蒸発室１５で蒸発するので、突沸がおこっても、液滴が基板６に到達しない。レーザー光の照射で蒸着材料１６を蒸発させれば、蒸着材料１６の化学変性が少なくてすむ。
Description
本発明は有機薄膜の技術分野にかかり、特に、品質のよい有機薄膜を製造する技術に関する。
有機ＥＬ素子は近年最も注目される表示素子の一つであり、高輝度で応答速度が速いという優れた特性を有している。有機ＥＬ素子は、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、アノード電極膜、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及びカソード電極膜がこの順序で積層されており、発光層中に添加された発色剤で、赤、緑、又は青で発色するようになっている。
ホール輸送層、発光層、電子輸送層等は一般に有機材料で構成されており、このような有機材料の膜の成膜には蒸着装置が広く用いられる。
図５の符号２０３は、従来技術の蒸着装置であり、真空槽２１１の内部に蒸着容器２１２が配置されている。蒸着容器２１２は、容器本体２２１を有しており、該容器本体２２１の上部は、一乃至複数個の放出口２２４が形成された蓋部２２２で塞がれている。
図５の符号２０３は、従来技術の蒸着装置であり、真空槽２１１の内部に蒸着容器２１２が配置されている。蒸着容器２１２は、容器本体２２１を有しており、該容器本体２２１の上部は、一乃至複数個の放出口２２４が形成された蓋部２２２で塞がれている。
蒸着容器２１２の内部には、粉体の有機蒸着材料２００が配置されている。
蒸着容器２１２の側面と底面にはヒータ２２３が配置されており、真空槽２１１内を真空排気系２１５により真空排気し、ヒータ２２３が発熱すると蒸着容器２１２が昇温し、蒸着容器２１２内の有機蒸着材料２００が加熱される。
蒸着容器２１２の側面と底面にはヒータ２２３が配置されており、真空槽２１１内を真空排気系２１５により真空排気し、ヒータ２２３が発熱すると蒸着容器２１２が昇温し、蒸着容器２１２内の有機蒸着材料２００が加熱される。
有機蒸着材料２００が蒸発温度以上の温度に加熱されると、蒸着容器２１２内に、有機材料蒸気が充満し、放出口２２４から真空槽２１１内に放出される。
放出口２２４の上方には、基板搬送装置２１４が配置されており、ホルダ２１０に基板２０５を保持させ基板搬送装置２１４を動作させると、基板２０５は、放出口２２４の真上位置を通り、放出口２２４から放出された有機材料蒸気が基板２０５表面に到達し、ホール注入層やホール輸送層等の有機薄膜が形成される。
放出口２２４の上方には、基板搬送装置２１４が配置されており、ホルダ２１０に基板２０５を保持させ基板搬送装置２１４を動作させると、基板２０５は、放出口２２４の真上位置を通り、放出口２２４から放出された有機材料蒸気が基板２０５表面に到達し、ホール注入層やホール輸送層等の有機薄膜が形成される。
有機材料蒸気を放出させながら、基板２０５を一枚ずつ放出口２２４上を通過させれば、複数枚の基板２０５に逐次有機薄膜を形成することが可能になる。
特開２００３−９６５５７号公報
しかし、上記のように複数枚の基板２０５を成膜するためには、蒸着容器２１２内に多量の有機蒸着材料２００を配置する必要がある。実際の生産現場では、蒸着材料を３５０℃〜４５０℃に加熱しながら１２０時間以上連続して成膜処理を行うため、蒸着容器２１２内の有機蒸着材料２００は長時間高温に曝されることになり、蒸着容器中の水分と反応して変質したり、加熱による分解が進行し、加熱初期の状態に比べ、有機蒸着材料２００が劣化してしまう。
また、有機蒸着材料２００が加熱されるときに突沸が起こると、有機蒸着材料２００の溶融物からなる液滴が放出される。突沸は放出口２２４の真下で起こるため、その液滴の一部が放出口２２４を通過し、基板２０５に到達すると、形成される薄膜に液滴が混入し、膜質が悪くなるという問題があった。
上記課題を解決するために、本発明は蒸着源であって、、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有する蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸発室にはレーザー光を透過する窓部が設けられ、前記加熱装置は、前記窓部を通して、前記蒸発室内部に前記レーザー光を照射するように構成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、一端が前記供給室に接続され、他端が前記蒸発室に接続されたパイプと、前記パイプに挿通された回転軸と、前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有し、前記回転軸の側面には、螺旋状の溝が形成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸着容器を加熱する加熱手段を有する蒸着源である。
本発明は蒸着装置であって、真空槽と、蒸着源とを有し、前記蒸着源は、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、前記蒸着容器には、内部空間を前記真空槽の内部空間に接続する放出口が設けられた蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、前記蒸着容器の前記放出口と対面する位置を通過させる搬送機構が配置された蒸着装置である。
本発明は、真空槽内部に有機材料の蒸気を放出させ、前記真空槽内部に配置された基板表面に有機材料の薄膜を成膜する有機薄膜の成膜方法であって、蒸着容器及び蒸発室と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔とを有する蒸着源の、前記蒸発室内部で有機材料の蒸気を発生させ、前記蒸着容器に設けられた放出口から、前記蒸気を前記真空槽内部に放出させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記蒸発室内部に供給された前記有機材料にレーザー光を照射し、前記蒸気を発生させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸発室にはレーザー光を透過する窓部が設けられ、前記加熱装置は、前記窓部を通して、前記蒸発室内部に前記レーザー光を照射するように構成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、一端が前記供給室に接続され、他端が前記蒸発室に接続されたパイプと、前記パイプに挿通された回転軸と、前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有し、前記回転軸の側面には、螺旋状の溝が形成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸着容器を加熱する加熱手段を有する蒸着源である。
本発明は蒸着装置であって、真空槽と、蒸着源とを有し、前記蒸着源は、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、前記蒸着容器には、内部空間を前記真空槽の内部空間に接続する放出口が設けられた蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、前記蒸着容器の前記放出口と対面する位置を通過させる搬送機構が配置された蒸着装置である。
本発明は、真空槽内部に有機材料の蒸気を放出させ、前記真空槽内部に配置された基板表面に有機材料の薄膜を成膜する有機薄膜の成膜方法であって、蒸着容器及び蒸発室と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔とを有する蒸着源の、前記蒸発室内部で有機材料の蒸気を発生させ、前記蒸着容器に設けられた放出口から、前記蒸気を前記真空槽内部に放出させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記蒸発室内部に供給された前記有機材料にレーザー光を照射し、前記蒸気を発生させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は上記のように構成されており、蒸発材料は放出口が設けられた蒸着容器では蒸発せず、その蒸着容器に隣接する蒸発室内部で蒸発する。従って、蒸着材料を蒸発させるときに、突沸が起こっても、液滴は基板に到達せず、基板表面に成長する薄膜の膜質が劣化しない。蒸発室と蒸着容器が、パイプ等細長の空間で接続される場合には、蒸発室と蒸着容器の間の距離が長くなるので、液滴がより漏れ出しにくくなる。
レーザー光を照射して蒸着材料を蒸発させる方法は、抵抗加熱等他の加熱方法に比べて蒸着材料の化学変性が起こりにくい。
従って、レーザー光を用いた蒸着法は、有機ＥＬ材料（電荷移動材料、発光材料、電子移動材料等）のように、加熱による化学変性が起こりやすい材料を蒸発させるのに特に適しており、有機ＥＬ材料の変性が少なく、発光量の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。
従って、レーザー光を用いた蒸着法は、有機ＥＬ材料（電荷移動材料、発光材料、電子移動材料等）のように、加熱による化学変性が起こりやすい材料を蒸発させるのに特に適しており、有機ＥＬ材料の変性が少なく、発光量の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。
レーザー光はポリマーも化学変性無しに蒸発させることができるので、従来、インクジェット法、スクリーン印刷法、スピンコート法で成膜していたポリマー薄膜を、蒸着法で成膜することができる。
蒸発室に蒸着材料の供給装置を接続し、所定枚数の成膜に必要な量を、必要になる度に供給するようにすれば、多数の基板を連続成膜する場合であっても、大量の蒸着材料が長時間加熱されることがないので、蒸着材料が変性しない。
蒸発室に蒸着材料の供給装置を接続し、所定枚数の成膜に必要な量を、必要になる度に供給するようにすれば、多数の基板を連続成膜する場合であっても、大量の蒸着材料が長時間加熱されることがないので、蒸着材料が変性しない。
蒸着材料が高温に長時間曝されないので、蒸着材料が分解や変質しない。蒸着材料と化学組成の変わらない薄膜を成膜できる。発光量の高い有機ＥＬ装置を製造することができる。
１、５０、７０……蒸着装置 ２……加熱装置（レーザー照射装置） ６……成膜対象物（基板） １１……真空槽 １５……蒸発室 ２１……蒸着容器 ２５……仕切り部材 ３０……供給装置
図１の斜視図、図２の概略断面図の符号１は、本発明の実施例であり、第一例の蒸着装置を示している。
この蒸着装置１は、真空槽１１と、蒸着源３とを有している（図１では真空槽１１は省略してある）。
真空槽１１には真空排気系９が接続されており、真空排気系９を動作させると真空槽１１の内部が真空排気される。
この蒸着装置１は、真空槽１１と、蒸着源３とを有している（図１では真空槽１１は省略してある）。
真空槽１１には真空排気系９が接続されており、真空排気系９を動作させると真空槽１１の内部が真空排気される。
蒸着源３は蒸着容器２１と、蒸発室１５と、供給装置３０とを有している。蒸着容器２１は真空槽１１内部に配置されている。蒸着容器２１には複数の放出口２４が列設され、後述するように、供給装置３０から供給された蒸着材料１６が蒸発室１５内で蒸発すると、その蒸気が蒸着容器２１内部に導入され、各放出口２４からは真空槽１１の内部に蒸着材料の蒸気が放出されるように構成されている。
真空槽１１の内部には、基板搬送機構１４が配置されている。基板搬送機構１４にはホルダ１０が取りつけられている。ホルダ１０に成膜対象物の基板を保持させ、真空槽１１内を移動させると、基板は放出口２４と対面する位置を、放出口２４の列設方向と直交する方向に通過するように構成されている。
基板の幅は、放出口２４が配置された領域の長さよりも短く、放出口２４から真空槽１１の内部に放出された蒸着材料蒸気は、基板表面に均一に到達し、蒸着材料の薄膜が形成される。基板と放出口２４の間にマスクを配置し、基板表面の所定領域にだけ薄膜を形成してもよい。
次に、蒸着源３について詳細に説明する。
供給装置３０は、供給室３１と、パイプ３２と、回転軸３５とを有している。供給室３１は蒸発室１５の上方に配置されている。
パイプ３２は蒸発室１５の天井に気密に挿通され、その下端が蒸発室１５内部に露出し、上端が供給室３１の内部に接続されている。
供給装置３０は、供給室３１と、パイプ３２と、回転軸３５とを有している。供給室３１は蒸発室１５の上方に配置されている。
パイプ３２は蒸発室１５の天井に気密に挿通され、その下端が蒸発室１５内部に露出し、上端が供給室３１の内部に接続されている。
供給室３１はパイプ３２よりも大径であり、供給室３１の底面にパイプ３２の上端開口が露出している。
回転軸３５は、上端が供給室３１とパイプ３２の接続部分よりも上方に突き出るように、パイプ３２に挿入されている。
回転軸３５は、上端が供給室３１とパイプ３２の接続部分よりも上方に突き出るように、パイプ３２に挿入されている。
回転軸３５の側面のうち、パイプ３２の下端よりも上の部分には、少なくとも供給室３１とパイプ３２の接続部分よりも上方位置まで螺旋状の溝が形成されており、供給室３１の底面上に蒸着材料１６がたまると、溝に蒸着材料が接触する。
この蒸着装置１で使用される蒸着材料１６は粉体である。回転軸３５の溝と溝の間の凸部は、パイプ３２の内壁面と接触するか、凸部と内壁面との間の隙間が、蒸着材料１６の粒子径以下であり、回転軸３５が静止した状態では、蒸着材料１６が落下しないようになっている。
真空槽１１の外部には回転手段３７が配置されている。回転軸３５は回転手段３７に接続されており、回転手段３７の動力を回転軸３５に伝達させると、回転軸３５は上昇も下降もせずに、パイプ３２内に挿通された状態を維持しながら、中心軸線Ｃを中心として回転するように構成されている。
このときの回転方向は、回転軸３５を固体にねじ込んだと仮定した時に、回転軸３５が上方に移動する方向であり、周囲の蒸着材料１６は回転軸３５にかかる力の反作用によって下方に押し込まれる。
溝の下端は蒸発室１５の内部空間に接続されており、蒸着材料１６が下方に押し込められると蒸発室１５内部に落下する。
溝の下端は蒸発室１５の内部空間に接続されており、蒸着材料１６が下方に押し込められると蒸発室１５内部に落下する。
回転軸３５を１回転させた時に落下する蒸着材料１６の量は予め分かっており（例えば１回転で０．０１ｇ）、必要量に応じた回転数で回転軸３５を回転させることで、必要量の蒸着材料１６を蒸発室１５に供給することができる。
蒸発室１５には透明な窓部１９が設けられている。ここでは、蒸発室１５は真空槽１１内部に位置し、真空槽１１の側壁の窓部１９と対面する位置にも窓部４が設けられている。
真空槽１１の外部には加熱手段であるレーザー照射装置２が配置されており、レーザー照射装置２が照射するレーザー光は、窓部４、１９を通過し、蒸発室１５内部の蒸着材料１６に入射し、蒸発室１５内部に蒸着材料１６の蒸気が発生する。
蒸発室１５と蒸着容器２１は仕切り部材２５で内部空間が仕切られており、仕切り部材２５に設けられた小孔（孔）３８によって蒸発室１５と蒸着容器２１の内部が接続され、蒸発室１５で発生した蒸気は、小孔３８を通って蒸着容器２１に移動し、放出口２４を通って真空槽１１の内部に放出される。
ここでは、蒸発室１５と蒸着容器２１は一面が互いに向き合って配置され、蒸発室１５と蒸着容器２１の間にパイプ２６が設けられ、パイプ２６によって蒸発室１５と蒸着容器２１の内部空間が接続されている。
従って、仕切り部材２５は、蒸発室１５と蒸着容器２１の互い対面する壁面と、パイプ２６の壁面で構成され、小孔３８はパイプ２６の内部空間のうち、最も大きさが小さい部分で構成されている。ここでは、パイプ２６は内径が均一であり（例えば内径１ｍｍのステンレス管）、パイプ２６内部の任意の一部分が小孔３８となる。
仕切り部材２５のうち、少なくとも小孔の周囲（パイプ２６）には加熱手段２８が設けられている。ここでは、加熱手段２８は、蒸発室１５と、蒸着容器２１にも取り付けられており、該加熱手段２８に通電し、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、パイプ２６を蒸気が析出しない温度に加熱すれば、蒸気が析出せずに蒸発室１５から小孔３８を通り、蒸着容器２１へ移動する。
尚、仕切り部材２５と小孔３８は特に限定されず、図３に示す第二例の蒸着装置５０のように、蒸着容器２１と蒸発室１５を一枚の壁５１で仕切り、その壁５１を仕切り部材とし、その壁５１に形成した貫通孔５５を小孔としてもよい。
次に、本発明の蒸着装置１を用いて有機薄膜を成膜する工程について説明する。
ここでは、真空槽１１と、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１にはそれぞれ真空排気系９が接続されており、真空槽１１と、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１をそれぞれ真空排気し、所定圧力の真空雰囲気を形成した後真空槽１１の真空排気は続けたまま、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１の真空排気を停止する。
ここでは、真空槽１１と、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１にはそれぞれ真空排気系９が接続されており、真空槽１１と、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１をそれぞれ真空排気し、所定圧力の真空雰囲気を形成した後真空槽１１の真空排気は続けたまま、蒸発室１５と、蒸着容器２１と、供給室３１の真空排気を停止する。
供給室３１には、蒸着材料１６として、例えば有機ＥＬ素子用の有機材料（電荷移動材料、電荷発生材料、発光材料等）が予め収容されている。
一枚の基板の成膜に必要な蒸着材料１６の量は予め分かっており、真空槽１１の真空排気を続けたまま、一枚以上の基板の成膜に必要な量の蒸着材料１６を供給装置３０から蒸発室１５に供給し、蒸発室１５と、パイプ２６と、蒸着容器２１を加熱手段で蒸着材料１６の蒸気が析出しない温度（例えば１５０℃〜４５０℃）に保温しながら、レーザー光を蒸着材料１６に照射し、蒸発させる。
一枚の基板の成膜に必要な蒸着材料１６の量は予め分かっており、真空槽１１の真空排気を続けたまま、一枚以上の基板の成膜に必要な量の蒸着材料１６を供給装置３０から蒸発室１５に供給し、蒸発室１５と、パイプ２６と、蒸着容器２１を加熱手段で蒸着材料１６の蒸気が析出しない温度（例えば１５０℃〜４５０℃）に保温しながら、レーザー光を蒸着材料１６に照射し、蒸発させる。
蒸発室１５の内部空間は蒸着容器２１の内部空間よりも小さくなっている。蒸着材料１６が蒸発すると、蒸発室１５内部に蒸着材料１６の蒸気が充満し、蒸発室１５の圧力が蒸着容器２１の圧力よりも高くなり、圧力差によって蒸気が蒸着容器２１に移動する。
真空槽１１の真空排気が続けられ、所定圧力の真空雰囲気（例えば１０-7Ｔｏｒｒ）にされているので、蒸気は蒸着容器２１から真空槽１１に引き出される。従って、蒸着容器２１の内部の圧力は蒸発室１５よりも常に低くなる。
真空槽１１の真空排気が続けられ、所定圧力の真空雰囲気（例えば１０-7Ｔｏｒｒ）にされているので、蒸気は蒸着容器２１から真空槽１１に引き出される。従って、蒸着容器２１の内部の圧力は蒸発室１５よりも常に低くなる。
上述したように、蒸発室１５の内部空間と蒸着容器２１の内部空間は、仕切り部材２５よりも小さい小孔３８で接続されているから、蒸発室１５と蒸着容器２１の圧力差はより大きくなる。
蒸着容器２１内には真空計５が配置されている。真空計５とレーザー照射装置２はそれぞれ制御装置７に接続されている。制御装置７には、予め目標圧力が設定されており、真空計５から送られる信号に基づいて蒸着容器２１内の圧力を求め、その圧力が目標圧力になるように、レーザー照射装置２の照射時間、パルス数等を変え、蒸着材料１６の蒸発量を増減させる。
小孔３８の大きさは、蒸着容器２１の内部圧力が目標圧力になった時に、蒸発室１５の内部圧力が所定範囲になるように設定されている。例えば目標圧力が１０-4Ｔｏｒｒの時、蒸発室１５の内部圧力は１０-3Ｔｏｒｒ〜１０-2Ｔｏｒｒである。
ホルダ１０に、成膜面を下側に向けた状態で基板６を保持させておき、蒸着容器２１の内部圧力が目標圧力で安定し、放出口２４からの蒸気放出量が安定したところで、放出口２４と対面する位置（成膜位置）を通過するように基板６を移動させると、基板６の表面に有機薄膜が形成される。
所定枚数の基板６が成膜位置を通過し終わったところで、次の基板６が成膜位置に到達する前に、所定枚数の成膜に必要な量の蒸着材料１６を供給装置３０から供給されるように、回転軸３５を決められた回数回転させる。このときの供給量は、基板一枚分であってもよいし、複数枚分であってもよい。
決められた供給量の蒸着材料１６が供給され終わったところで、新たな基板６を成膜位置へ移動させ、有機薄膜を形成する。このように、蒸着材料１６の供給と、所定枚数の成膜とを繰り返せば、多数枚の基板６を連続して処理することができる。尚、蒸着材料１６の供給は、毎回同じ量を供給してもよいし、供給量を変えてもよい。
蒸発室１５には必要な量の蒸着材料１６が必要に応じて供給されるので、従来のように大量の蒸着材料１６が長時間加熱されることなく、蒸着材料１６は劣化しない。
以上は、蒸着材料１６の加熱にレーザー照射装置２を用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、加熱装置としては、通電によって発熱する抵抗発熱体、電磁誘電によって蒸着容器２１を加熱する装置、赤外線放射によって蒸着容器２１を加熱する装置、昇温させた熱媒体の熱伝導によって蒸着容器２１を加熱する装置、ペルチェ効果によって加熱する装置等の蒸着容器２１を加熱する装置等を用いることができる。
レーザー光は無機材料だけでなく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の有機材料を蒸発可能であり、しかも、蒸発するときに蒸着材料の化学組成の変化が少ないので特に好ましい。
また、蒸着材料１６の変性物や不純物は、吸収波長が、変性する前の目的化合物とは異なるから、目的化合物に吸収されやすい波長のレーザー光を選択すれば、蒸着材料１６の一部が変性したり、不純物が混入したとしても、目的化合物のだけを選択的に蒸発させ、変性物や不純物の混入量が少ない薄膜を形成できる。
レーザー照射装置２として、レーザー光の波長を可変な可変型のものを用いれば、蒸着材料１６の吸収波長に応じて、放出するレーザー光の波長を選択できるので、本発明の蒸着装置１を多様な蒸着材料１６の成膜に用いることができる。
レーザー光の波長は特に限定されないが、蒸着材料１６がポリマーの場合は、例えば６８０ｎｍ〜１０．６μｍである。レーザー照射装置２の一例を述べると、口径１０μｍ〜２０μｍのＣＯ2レーザーである。
上記実施例では本発明の蒸着装置によって有機薄膜を形成したが、本発明の蒸着装置は、長時間の加熱によって劣化する蒸着材料を真空雰囲気内で蒸発させ、複数の成膜対象物に逐次薄膜を形成する製造方法に適しており、蒸発室１５内で蒸気を発生させる蒸着材料は有機化合物に限定されるものではない。要するに、本発明の蒸着装置は、有機化合物の薄膜を形成する場合の他、無機薄膜や複合材料の薄膜を形成するのにも用いることができる。
蒸発室１５と供給装置３０を真空槽１１の外部に配置することもできる。この場合、真空槽１１に窓部４を設ける必要はない。
蒸発室１５と供給装置３０を真空槽１１の外部に配置することもできる。この場合、真空槽１１に窓部４を設ける必要はない。
また、一つの蒸着容器２１に接続する蒸発室１５の数は特に限定されず、一つの蒸着容器２１に複数の蒸発室１５を小孔３８を介して接続し、複数の蒸発室１５から蒸着容器２１に蒸気を供給してもよい。この場合、各蒸発室１５から同じ蒸着材料１６の蒸気を供給してもよいし、異なる蒸着材料１６の蒸気を供給してもよい。異なる蒸着材料１６の蒸気を同時に供給すれば、２種類以上の蒸着材料１６からなる薄膜が形成される。
以上は、蒸発室１５と蒸着容器２１にも真空排気系９に接続する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。真空排気系９を真空槽１１だけに接続し、真空槽内部を真空排気することで、放出口２４を介して蒸着容器２１の内部を真空排気し、更に小孔３８を介して蒸発室１５の内部を真空排気することもできる。更に、蒸発室１５と蒸着容器２１のいずれか一方を真空排気系に接続することもできる。
以上は、放出口２４を鉛直上方に向け、成膜面を下側に向けて基板を搬送する装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図４の符号７０に示す第三例の蒸着装置のように、細長の蒸着容器２１を、長手方向を鉛直下方に向けて配置してもよい。この蒸着装置７０には、図１、２の蒸着装置１と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、図４の符号７０に示す第三例の蒸着装置のように、細長の蒸着容器２１を、長手方向を鉛直下方に向けて配置してもよい。この蒸着装置７０には、図１、２の蒸着装置１と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
基板搬送機構７４はホルダ７７に保持された基板６を鉛直に向けた状態で搬送可能になっており、基板６は放出口２４と対面する位置を通過し、放出口２４から放出される蒸気によって基板６表面に薄膜が形成される。
上記課題を解決するために、本発明は蒸着源であって、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、前記供給装置は前記蒸発室の上部に設置され、前記供給装置から前記蒸発室内に前記蒸着材料を落下させる、蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸発室にはレーザー光を透過する窓部が設けられ、前記加熱装置は、前記窓部を通して、前記蒸発室内部に前記レーザー光を照射するように構成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、一端が前記供給室に接続され、他端が前記蒸発室に接続されたパイプと、前記パイプに挿通された回転軸と、前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有し、前記回転軸の側面には、螺旋状の溝が形成され、前記回転軸は垂直に設置され、前記回転軸の回転数と前記蒸発室への前記有機材料の供給量が関連付けられている、蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸着容器を加熱する加熱手段を有する蒸着源である。
本発明は蒸着装置であって、真空槽と、蒸着源とを有し、前記蒸着源は、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、前記供給装置は前記蒸発室の上部に設置され、前記供給装置から前記蒸発室内に前記蒸着材料を落下させ、前記蒸着容器には、内部空間を前記真空槽の内部空間に接続する放出口が設けられた蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、前記蒸着容器の前記放出口と対面する位置を通過させる搬送機構が配置された蒸着装置である。
本発明は、真空槽内部に有機材料の蒸気を放出させ、前記真空槽内部に配置された基板表面に有機材料の薄膜を成膜する有機薄膜の成膜方法であって、蒸発室内に有機材料を上方から落下させて供給し、前記蒸発室内で前記有機材料を加熱して蒸気を発生させ、前記蒸気を蒸着容器に導入し、前記蒸着容器に設けられた放出口から、前記蒸気を前記真空槽内部に放出させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記蒸発室内部に供給された前記有機材料にレーザー光を照射し、前記蒸気を発生させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、螺旋状の溝が形成された回転軸を回転させて前記蒸発室内に前記有機材料を落下させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記回転軸の回転数と前記蒸発室への前記有機材料の供給量が関連付けられている有機薄膜の成膜方法である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸発室にはレーザー光を透過する窓部が設けられ、前記加熱装置は、前記窓部を通して、前記蒸発室内部に前記レーザー光を照射するように構成された蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、一端が前記供給室に接続され、他端が前記蒸発室に接続されたパイプと、前記パイプに挿通された回転軸と、前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有し、前記回転軸の側面には、螺旋状の溝が形成され、前記回転軸は垂直に設置され、前記回転軸の回転数と前記蒸発室への前記有機材料の供給量が関連付けられている、蒸着源である。
本発明は蒸着源であって、前記蒸着容器を加熱する加熱手段を有する蒸着源である。
本発明は蒸着装置であって、真空槽と、蒸着源とを有し、前記蒸着源は、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、前記供給装置は前記蒸発室の上部に設置され、前記供給装置から前記蒸発室内に前記蒸着材料を落下させ、前記蒸着容器には、内部空間を前記真空槽の内部空間に接続する放出口が設けられた蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、前記蒸着容器の前記放出口と対面する位置を通過させる搬送機構が配置された蒸着装置である。
本発明は、真空槽内部に有機材料の蒸気を放出させ、前記真空槽内部に配置された基板表面に有機材料の薄膜を成膜する有機薄膜の成膜方法であって、蒸発室内に有機材料を上方から落下させて供給し、前記蒸発室内で前記有機材料を加熱して蒸気を発生させ、前記蒸気を蒸着容器に導入し、前記蒸着容器に設けられた放出口から、前記蒸気を前記真空槽内部に放出させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記蒸発室内部に供給された前記有機材料にレーザー光を照射し、前記蒸気を発生させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、螺旋状の溝が形成された回転軸を回転させて前記蒸発室内に前記有機材料を落下させる有機薄膜の成膜方法である。
本発明は有機薄膜の成膜方法であって、前記回転軸の回転数と前記蒸発室への前記有機材料の供給量が関連付けられている有機薄膜の成膜方法である。
従って、仕切り部材２５は、蒸発室１５と蒸着容器２１の互いに対面する壁面と、パイプ２６の壁面で構成され、小孔３８はパイプ２６の内部空間のうち、最も大きさが小さい部分で構成されている。ここでは、パイプ２６は内径が均一であり（例えば内径１ｍｍのステンレス管）、パイプ２６内部の任意の一部分が小孔３８となる。
また、蒸着材料１６の変性物や不純物は、吸収波長が、変性する前の目的化合物とは異なるから、目的化合物に吸収されやすい波長のレーザー光を選択すれば、蒸着材料１６の一部が変性したり、不純物が混入したとしても、目的化合物だけを選択的に蒸発させ、変性物や不純物の混入量が少ない薄膜を形成できる。
Claims (8)
- 内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、
前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、
前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、
前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、
前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有する蒸着源。 - 前記蒸発室にはレーザー光を透過する窓部が設けられ、
前記加熱装置は、前記窓部を通して、前記蒸発室内部に前記レーザー光を照射するように構成された請求項１記載の蒸着源。 - 前記供給装置は前記蒸着材料が配置される供給室と、
一端が前記供給室に接続され、他端が前記蒸発室に接続されたパイプと、
前記パイプに挿通された回転軸と、
前記回転軸を中心軸線を中心として回転させる回転手段とを有し、
前記回転軸の側面には、螺旋状の溝が形成された請求項１記載の蒸着源。 - 前記蒸着容器を加熱する加熱手段を有する請求項１記載の蒸着源。
- 真空槽と、蒸着源とを有し、
前記蒸着源は、内部で蒸着材料の蒸気を蒸発させる蒸発室と、
前記蒸着材料の蒸気を放出する放出口を有する蒸着容器と、
前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔と、
前記蒸発室に接続され、前記蒸発室の内部に蒸着材料を供給する供給装置と、
前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱し、蒸発させる加熱装置とを有し、
前記蒸着容器には、内部空間を前記真空槽の内部空間に接続する放出口が設けられた蒸着装置。 - 前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、前記蒸着容器の前記放出口と対面する位置を通過させる搬送機構が配置された請求項５記載の蒸着装置。
- 真空槽内部に有機材料の蒸気を放出させ、前記真空槽内部に配置された基板表面に有機材料の薄膜を成膜する有機薄膜の成膜方法であって、
蒸着容器及び蒸発室と、
前記蒸着容器の内部空間と前記蒸発室の内部空間とを接続する孔とを有する蒸着源の、
前記蒸発室内部で有機材料の蒸気を発生させ、
前記蒸着容器に設けられた放出口から、前記蒸気を前記真空槽内部に放出させる有機薄膜の成膜方法。 - 前記蒸発室内部に供給された前記有機材料にレーザー光を照射し、前記蒸気を発生させる請求項７記載の有機薄膜の成膜方法。
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