WO2006075401A1 - 蒸発源及び蒸着装置 - Google Patents

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WO2006075401A1
WO2006075401A1 PCT/JP2005/000485 JP2005000485W WO2006075401A1 WO 2006075401 A1 WO2006075401 A1 WO 2006075401A1 JP 2005000485 W JP2005000485 W JP 2005000485W WO 2006075401 A1 WO2006075401 A1 WO 2006075401A1
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WO
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container
evaporation
evaporation source
organic
sublimation
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/000485
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English (en)
French (fr)
Inventor
Koji Abe
Mitsuhiro Suzuki
Yuuji Honda
Original Assignee
Youtec Co., Ltd.
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 Youtec Co., Ltd. filed Critical Youtec Co., Ltd.
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Priority to PCT/JP2005/000485 priority patent/WO2006075401A1/ja
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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

Definitions

  • the present invention relates to an evaporation source and a vapor deposition apparatus that can suppress the evaporating material that easily bumps from being released to the outside.
  • the present invention also relates to an evaporation source and a vapor deposition apparatus that can accurately control the temperature of the evaporation material or sublimation material.
  • An organic EL display in which an organic EL thin film is formed on a transparent substrate such as a glass substrate is one of the promising candidates for the next generation flat panel display.
  • One technique for forming an organic EL thin film on a transparent substrate is to deposit the organic EL thin film on the transparent substrate.
  • a conventional evaporation source uses a sheathed heater as its heat source. The heat of the sheathed heater is transferred to the thermo-ball as a sublimation material and heat transfer material, which are organic EL materials, through a soaking plate and a crucible. That is, the crucible contains a sublimation material and a thermoball for transferring heat to the sublimation material.
  • the reason why the thermo ball is accommodated in the crucible is that the sublimation material is a powdery solid and is sublimated in some places when heated. This is to assist heat transfer to the thermo-ball.
  • organic EL materials are prone to bumping during vapor deposition. For this reason, when an organic EL thin film is formed by vapor deposition, it is necessary to prevent the organic EL material, such as the evaporation source, from bouncing out and being released outside.
  • the evaporation rate of the organic EL material In order to keep the deposition rate constant, it is preferable to keep the evaporation rate of the organic EL material constant. For this purpose, it is necessary to control the temperature of the organic EL material with high precision so that the evaporation rate is constant. In other words, it is required to keep the temperature of the organic EL material almost constant while finely adjusting the temperature.
  • the heater power, the organic material, the crucible, the thermo ball, the heat equalizing plate, and the heater each have heat capacity. The total amount of heat capacity is very large. For this reason, when the organic EL material in the crucible was replaced or added, the temperature of the organic EL material could not be raised in a short time.
  • the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an evaporation source and a vapor deposition apparatus that can suppress the evaporation material that easily bumps to the outside. It is in. Another object of the present invention is to provide an evaporation source and an evaporation apparatus capable of accurately controlling the temperature of the evaporation material or sublimation material.
  • an evaporation source includes a container for storing an evaporation material or a sublimation material
  • a bumper shielding plate that is disposed under the opening and shields the bumpy substance in which the evaporation material or sublimation material in the container boils off from being released to the outside of the container;
  • the bumper is shielded by the bumper shielding plate, so that the bumper can be prevented from being released out of the container.
  • the evaporation source according to the present invention may further include a halogen heater that heats the container to evaporate or sublimate the evaporation material or sublimation material.
  • the opening is a vapor contained in the container. It is preferable to have an opening area smaller than the exposed surface of the emissive material or the sublimation material. In this case, the amount of evaporated or sublimated material released outside the container can be limited.
  • the opening is formed in a film thickness control member disposed at an upper portion of the container, and heats the film thickness control member.
  • the film thickness control member further comprises a heater, and the film thickness control member is formed by controlling the amount of the vaporized material or sublimation material released from the container through the opening. The film speed may be controlled.
  • the heater for heating the film thickness control member may also serve as a heater for heating the bumper shielding plate.
  • a part of the bumper shielding plate may be supported by the film thickness control member, and the film thickness control member heat may be transmitted through the supported part to be heated. In this way, the number of heaters can be reduced.
  • An evaporation source includes a container that stores an evaporation material or a sublimation material
  • a halogen heater for directly evaporating or sublimating the evaporation material or sublimation material contained in the container
  • the container is preferably made of quartz.
  • the evaporation material or the sublimation material is directly heated by the radiant heat of the halogen heater. For this reason, when the input power to the halogen heater changes, the temperature of the evaporating material or sublimation material quickly follows this change. Therefore, the temperature of the evaporating material or sublimation material in the container can be finely adjusted, and the temperature of the evaporating material or sublimation material can be kept almost constant while finely adjusting the temperature.
  • the container may be made of quartz, and may further include a halogen heater that directly evaporates or sublimates the evaporation material or sublimation material by radiant heat. is there.
  • An evaporation source includes a container that stores an evaporation material or a sublimation material
  • a halogen heater that heats the container to evaporate or sublimate the evaporating material or sublimation material
  • the evaporation source according to the present invention includes a quartz container that contains an evaporation material or a sublimation material, a metal thin film formed on the outer surface or the inner surface of the quartz container, or affixed to the outer surface or the inner surface.
  • a halogen heater for evaporating or sublimating the evaporation material or the sublimation material by heating the metal thin film or the metal thin plate.
  • the opening may have any one of a rectangular shape, a substantially circular shape, and a substantially elliptical shape.
  • a vapor deposition apparatus is a vapor deposition apparatus for forming a vapor deposition film on a substrate
  • an evaporation source and a vapor deposition apparatus that can suppress the evaporation material that easily bumps from being released to the outside. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide an evaporation source and a vapor deposition apparatus that can control the temperature of the evaporation material or the sublimation material with high accuracy.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an organic EL vapor deposition apparatus using an evaporation source according to Embodiment 1 of the present invention.
  • This organic EL vapor deposition apparatus is for vapor-depositing an organic EL film on a glass substrate 1 that becomes a flat display panel.
  • the organic EL vapor deposition equipment is equipped with a chamber 20 that serves as a vapor deposition chamber.
  • An evaporation source 100 is disposed in the chamber 20.
  • a substrate holding mechanism 2 located above the vapor deposition source 100 is disposed.
  • the substrate holding mechanism 2 includes a holding portion 2a that holds the substrate 1, and a rotating shaft 2b that supports the holding portion 2a and applies a rotational force as indicated by an arrow.
  • the rotating shaft 2b is connected to a motor (not shown), and the rotating force is applied to the rotating shaft 2b by this motor.
  • a vapor deposition film is formed on the entire surface of the substrate 1 by heating the vapor deposition source 100 and releasing the vaporized material or the sublimated material upward while rotating the holding unit 2 a as indicated by an arrow by a motor. I started to film!
  • the reason why the holding portion 2a is rotated in this manner is to form a deposited film on the substrate 1 with good in-plane uniformity as the substrate 1 rotates.
  • one substrate 1 is held by the holding portion 2a, but a plurality of substrates 1 can also be held by the holding portion 2a.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the evaporation source shown in FIG.
  • the evaporation source 100 includes a quartz container 102 that houses an organic EL material 4 that is an example of an evaporation material or a sublimation material.
  • the container 102 has a rectangular parallelepiped force with its upper surface removed, and the side surface 102b and the upper end of the end surface are bent outward.
  • the organic EL material 4 inside the container 102 is directly heated by radiant heat from a heat source (not shown).
  • the organic EL material 4 in the container 102 has a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the upper surface opening 102a of the container 102 is covered with a film thickness control member 106 made of metal (for example, stainless steel).
  • the film thickness control member 106 has a shape obtained by removing the bottom surface from a thin rectangular parallelepiped housing, and an opening 106a is formed on the top surface.
  • the width of the opening 106a is smaller than the width of the container 102.
  • the opening area of the opening 106a is smaller than the exposed surface (upper surface) of the organic EL material 4 accommodated in the container 102. .
  • the organic EL material 4 is directly heated by radiant heat and vaporized, and is discharged to the outside of the container 102 through the opening 106a.
  • the discharge amount of the organic EL material 4 is controlled by the size (for example, width) of the opening 106a.
  • the deposition rate of the deposited organic EL thin film can be controlled by the opening area (or width) of the opening 106a.
  • a bumper shielding plate 108 is disposed below the opening 106a, that is, between the opening 106a and the organic EL material 4.
  • the bumper shielding plate 108 is a rectangular metal plate (for example, a stainless steel plate), and overlaps the entire opening 106a in a planar arrangement in which the length and width are larger than the length and width of the opening 106a. For this reason, even if the organic EL material 4 bumps, the bumper is blocked by the bumper shielding plate 108 and is not released to the outside. Vaporized organic EL The release amount of the material 4 is controlled by the gap 108a between the film thickness control member 106 and the bumper shielding plate 108 in addition to the opening area (for example, width) of the opening 106a.
  • a heater 105 positioned outside the evaporation source 100 is assembled to the film thickness control member 106 by a casing 104.
  • the film thickness control member 106 is heated by the heater 105.
  • the both ends of the bumper shielding plate 108 are hung on a plurality of protrusions (not shown) formed on the inner walls of both end surfaces of the film thickness control member 106 so that the film thickness control member 106 has a bow. It is supported. Then, the heat of the film thickness control member 106 is transmitted to the bumper shield plate 108 through the supported portion, whereby the bumper shield plate 108 is heated.
  • the bumped organic EL material 4 adheres to the film thickness control member 106 and the bumper shielding plate 108, the attached organic EL material 4 is vaporized. Further, the evaporated organic EL material 4 is difficult to be deposited on the film thickness control member 106 and the bumper shielding plate 108. Therefore, it is difficult for the opening 106a and the gap 108a to be blocked or narrowed by the organic EL material 4.
  • the heater 105 may be a force sheathed heater that is a halogen heater, for example.
  • the heater 105 is a sheathed heater, it is preferable that the film thickness control member 106 and the heater 105 are filled with a material having good heat conductivity.
  • the bumper shield 108 is disposed between the opening 106a from which the vapor of the organic EL material 4 is released and the organic EL material 4. Even if the organic EL material 4 bumps, it is possible to prevent the bumped material from being released to the outside of the container 102. Further, since the film thickness control member 106 and the bumper shielding plate 108 having the opening 106a are heated by the heater 105, the opening 106a and the gap 108a are blocked or narrowed by the organic EL material 4. What happens is what happens. For this reason, the organic EL material 4 can be continuously deposited on a plurality of glass substrates 1.
  • the opening area of the opening 106a is smaller than the exposed surface of the organic EL material 4, the organic EL thin film formed on the glass substrate 1 by changing the opening area of the opening 106a.
  • the deposition rate that is, the film thickness can be controlled.
  • the container 102 is made of quartz, the organic EL material 4 easily reacts with the metal. Can do.
  • the container 102 may not be made of stone if it is a material that directly transmits radiant heat of heat source power to the organic EL material 4.
  • the container 102 may be formed of stainless steel, molybdenum, or silicon carbide.
  • the container 102 is directly heated by the radiant heat from the heat source, and the organic EL material 4 is heated. This eliminates the need for a material for transferring heat between the heat source and the container 102, so that the temperature of the container 102 quickly follows changes in the input to the heat source. Accordingly, the temperature of the organic EL material 4 can be accurately controlled.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an evaporation source according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the evaporation source according to the present embodiment is used as a part of the organic EL vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the container 102 is supported by a support jig 110 made of quartz. Therefore, the organic EL material 4 of the evaporation source 100 can be easily replaced by replacing the container 102.
  • the support jig 110 has a shape in which the upper surface of the rectangular parallelepiped housing is removed and the side surface 110b and the upper end 110a of each end surface are bent outward.
  • the support jig 110 is fitted into the case 112 of the evaporation source 100 from above.
  • the case 112 has a shape obtained by removing the upper surface of the rectangular parallelepiped housing, and supports the support jig 110 by the upper ends of the side surface and the end face coming into contact with the upper end 110a of the support jig 110.
  • halogen heater 120a A plurality of halogen heaters 120a, 120b, 120c, 120d (hereinafter referred to as halogen heater 120a etc.) are arranged on the outside of the support jig 110, respectively. Radiant heat (radiant heat) of halogen heater 120a is transmitted through quartz support jig 110 and container 102 and absorbed by organic EL material 4. That is, the halogen heater 120a directly heats and vaporizes the organic EL material 4. For this reason, using a halogen heater 120a, etc. eliminates the need for a substance to transfer heat between the heater 105 and the organic EL material 4, so the temperature of the organic EL material 4 changes the input power to the halogen heater 120a, etc. To follow quickly.
  • the temperature of the organic EL material 4 can be kept constant with high accuracy.
  • the halogen heater 120 a and the like are arranged at different locations along the support jig 110, that is, the container 102, and both end portions are fixed to both end surfaces of the case 112.
  • the halogen heater 120a is disposed along one side surface of the container 102
  • the halogen heater 120d is disposed along the other side surface of the container 102
  • the halogen heaters 120b and 120c are disposed along the bottom surface of the container 102. Is done. Therefore, the halogen heater 120a and the like can heat the entire organic EL material 4.
  • a part of the halogen heater 120a (for example, the norogen heater 120a, 120d) is disposed along the side surface of the container 102, and faces the bumper shield 108 via the quartz support jig 110. If so, a part of the radiant heat generated by these heaters directly heats the bumper shield 108.
  • the halogen heater 120a and the like can be controlled independently from the heater 105. Further, the halogen heater 120a and the like can be controlled independently of each other. For example, the input power of each of the halogen heaters 120a and the like can be changed independently of each other. In addition, it is preferable that the halogen heaters 120b and 120c can be operated without operating the halogen heaters 120a and 120d, or the halogen heaters 120a and the like can be operated one by one. In this case, the halogen heater 120a and the like can heat a part of the container 102 and can adjust the heating intensity.
  • the organic EL material 4 is directly heated by the halogen heater 120a or the like, a substance for transferring heat between the heater and the organic EL material 4 is not necessary. For this reason, the temperature of the container 102 quickly follows the change in the input power to the halogen heater 120a and the like. Therefore, the temperature of the organic EL material 4 can be finely adjusted, and the temperature of the organic EL material can be kept almost constant while finely adjusting the temperature. As a result, the deposition rate of the organic EL thin film can be kept constant.
  • FIG. 9 shows the relationship between the temperature and time of the evaporation source and the relationship between the deposition rate and time when the organic EL thin film is formed by the organic EL vapor deposition apparatus using the evaporation source according to the second embodiment. It is a graph.
  • the film thickness of the organic EL thin film can be obtained using the measurement data obtained by the film thickness meter.
  • Reference numeral 10 indicates the relationship between the temperature (° C.) of the evaporation source and time
  • reference numeral 11 indicates the relationship between the film formation rate (nmZ seconds) and time.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an evaporation source for comparison with the data of FIG.
  • This evaporation source has a crucible 17 in which a thermo ball 18 as a heat transfer material and a sublimation material as an organic EL material are accommodated.
  • the thermo ball 18 is for transferring heat to the sublimation material.
  • the crucible 17 is covered with a soaking plate 19, and this soaking plate 19 is covered with a sheathed heater 21! Heat generated by the sheathed heater 21 is transmitted to the sublimation material via the soaking plate 19, the crucible 18 and the thermo ball 18.
  • a casing 104 is disposed on the sheathed heater 21, and a bumper shielding plate 108 is disposed above the crucible 17. The reason for arranging the casing 104 and the bumper shielding plate 108 is to make the casing and the bumper shielding plate the same configuration as the evaporation source shown in FIG. 3 for easy comparison.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the temperature and time of the evaporation source and the relationship between the deposition rate and time when the organic EL thin film is formed by the organic EL vapor deposition apparatus using the evaporation source shown in FIG. is there.
  • the film thickness of the organic EL thin film is the measurement data obtained by the film thickness meter.
  • Reference numeral 22 shows the relationship between the temperature (° C) of the evaporation source and time
  • reference numeral 23 shows the relationship between the deposition rate (nmZ seconds) and time.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a rectangular deposition source according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the evaporation source according to the present embodiment is used as part of the organic EL vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • the evaporation source is an organic EL material that is an example of an evaporation material or a sublimation material.
  • a quartz container (crucible) 102 is provided.
  • the container 102 has a shape in which a cuboid force is also removed from the upper surface.
  • a halogen heater 120 is arranged in the container 102 so as to go around the outer surface of the container 102. Radiant heat (radiant heat) from the halogen heater 120 passes through the quartz container 102 and is absorbed by the organic EL material 4. That is, the halogen heater 120 is disposed so as to directly heat and vaporize the organic EL material 4. This eliminates the need for a substance to transfer heat between the heat source and the container 102, so that the temperature of the container 102 quickly follows changes in the input to the heat source. Therefore, the temperature of the organic EL material 4 can be accurately controlled. In other words, the temperature of the organic EL material 4 can be finely adjusted, and the temperature of the organic EL material can be kept almost constant while finely adjusting the temperature. As a result, the deposition rate of the organic EL thin film can be kept constant.
  • the vapor deposition source according to the present embodiment can be applied instead of the quartz container 102 containing the organic EL material 4 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a round deposition source according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the evaporation source according to the present embodiment is used as part of the organic EL vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • the evaporation source includes a quartz container (crucible) 3 that contains an organic EL material 4 that is an example of an evaporation material or a sublimation material.
  • the container 3 has a cylindrical shape with a sealed bottom.
  • a halogen heater 120 is arranged so as to go around the outer side surface.
  • the radiant heat (radiant heat) from the rogen heater 120 passes through the quartz container 3 and is absorbed by the organic EL material 4. That is, the halogen heater 120 is arranged so that the organic EL material 4 is directly heated and vaporized. For this reason, a substance for transferring heat between the heat source and the container 3 is not required, and the temperature of the container 3 quickly follows the change in input to the heat source. Therefore, the temperature of the organic EL material 4 can be accurately controlled.
  • FIG. 6 (A) is a perspective view showing a film thickness correcting plate arranged so as to cover the upper part of the deposition source container 3 shown in FIG. 5, and FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line 6A-6A shown in FIG. [0049]
  • the film thickness correction plate (mount plate) 5 has a substantially circular planar shape
  • the film thickness correction plate 5 has an opening having a substantially circular planar shape.
  • 5a is formed.
  • An auxiliary film thickness correcting plate 6 is disposed on the opening 5 a, and the auxiliary film thickness correcting plate 6 is fitted into the film thickness correcting plate 5.
  • the auxiliary film thickness correcting plate 6 has an opening 6a having a substantially circular planar shape, and the opening 6a has a smaller diameter than the opening 5a.
  • the opening of the container 3 can be made the size of the opening 6 a of the auxiliary film thickness correction plate 6. Further, by removing the auxiliary film thickness correcting plate 6 from the film thickness correcting plate 5, the opening of the container 3 can be made the size of the opening 5 a of the film thickness correcting plate 5. In this way, the size of the opening can be adjusted, whereby the release amount of the organic EL material 4 can be adjusted, and the deposition rate of the deposited organic EL thin film can be controlled. In other words, the film thickness of the vapor deposition film can be corrected by using the film thickness correction plate 5 and the auxiliary film thickness correction plate 6.
  • the vapor deposition source according to the present embodiment can be applied in place of the quartz container 102 containing the organic EL material 4 shown in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a donut-type vapor deposition source according to Embodiment 5 of the present invention.
  • the evaporation source according to the present embodiment is used as a part of the organic EL vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • the evaporation source includes a quartz container (crucible) 7 that contains an organic EL material that is an example of an evaporation material or a sublimation material.
  • the container 7 has a donut shape with the bottom sealed.
  • a halogen heater 8 is arranged so as to go around the outer side surface, and a halogen heater 9 is arranged so as to go around the inner side surface.
  • Radiant heat (radiant heat) from the halogen heaters 8 and 9 passes through the quartz container 7 and is absorbed by the organic EL material. That is, the halogen heaters 8 and 9 vaporize the organic EL material by directly heating it. For this reason, a substance for transferring heat between the heat source and the container 7 is not necessary, and the temperature of the container 7 quickly follows the change in input to the heat source. Therefore, the temperature of the organic EL material can be accurately controlled.
  • the temperature of the organic EL material 4 can be finely adjusted, and the temperature of the organic EL material can be adjusted finely. It will be possible to keep it almost constant. As a result, the deposition rate of the organic EL thin film can be kept constant.
  • the vapor deposition source according to the present embodiment can be applied instead of the quartz container 102 containing the organic EL material 4 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an evaporation source according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the evaporation source 100 according to the present embodiment has the same configuration as that of the second embodiment except that a quartz container 114 is used instead of the container 102 and the supporting jig 110, and the organic EL shown in FIG. Used as an evaporation source for vapor deposition equipment.
  • a quartz container 114 is used instead of the container 102 and the supporting jig 110, and the organic EL shown in FIG. Used as an evaporation source for vapor deposition equipment.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the container 114 has a shape in which the upper surface of the rectangular parallelepiped is removed and the side surfaces and the upper ends 114a of the end surfaces are bent outward.
  • the container 114 is directly fitted with an upper force in the case 112 of the evaporation source.
  • the case 112 supports the container 114 by the upper end contacting the upper end 114a of the container 114.
  • a metal thin film 114b is formed on at least the bottom and side surfaces of the outer surface of the container 114.
  • the metal thin film 114b is formed by, for example, electroless plating. Radiant heat from the halogen heater 120a or the like is absorbed by the metal thin film 114b and heats the metal thin film 114b. As a result, the organic EL material 4 held in the stone-made container 114 and the container 114 is heated.
  • the metal thin film 114b is sufficiently thin, its heat capacity is small. For this reason, since the heat capacity of the substance for transferring heat to the organic EL material 4 is also reduced, the temperature of the container 102 quickly follows the change in the input power to the halogen heater 120a etc. The Therefore, the temperature of the organic EL material 4 can be adjusted with high accuracy.
  • the thickness of the metal sheet is preferably 1 mm or less!
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
  • it can be used as an organometallic material supply unit in a MOCVD apparatus or as an evaporation source for gas phase ion plating.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an organic EL vapor deposition apparatus using an evaporation source according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the evaporation source shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an evaporation source according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a rectangular deposition source according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a round vapor deposition source according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 6 (A) is a perspective view showing a film thickness correction plate arranged so as to cover the top of the container of the vapor deposition source shown in FIG. 5, and (B) is a 6A— FIG. 6 is a sectional view taken along line 6A.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a donut-type vapor deposition source according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of an evaporation source according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature and time of the evaporation source and the relationship between the deposition rate and time when the organic EL thin film is formed by the organic EL vapor deposition apparatus using the evaporation source according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an evaporation source for comparison with the data in FIG.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the temperature and time of the evaporation source and the relationship between the deposition rate and time when the organic EL thin film is formed by the organic EL vapor deposition apparatus using the evaporation source shown in FIG. Description

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Abstract

【課題】 突沸しやすい蒸発材料が外部に放出されることを抑制できる蒸発源及び蒸着装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料が収容される容器102と、前記容器の上部に配置され、該容器内で蒸発又は昇華した材料が該容器外に放出される量を制御する開口部106aと、前記開口部の下に配置され、前記容器内の蒸発材料又は昇華材料が突沸した突沸物が該容器外に放出されるのを遮蔽する突沸物遮蔽板108と、前記突沸物遮蔽板を加熱するヒータ105とを具備することを特徴とする。

Description

明 細 書
蒸発源及び蒸着装置
技術分野
[0001] 本発明は、突沸しやすい蒸発材料が外部に放出されることを抑制できる蒸発源及 び蒸着装置に関する。また、本発明は、蒸発材料又は昇華材料の温度を精度よく制 御できる蒸発源及び蒸着装置に関する。
背景技術
[0002] ガラス基板等の透明基板に有機 EL薄膜を形成した有機 ELディスプレイは、次世 代のフラットパネルディスプレイの有力候補の一つである。透明基板に有機 EL薄膜 を形成する技術の一つとして、有機 EL薄膜を透明基板に蒸着する方法がある。 従来の蒸発源は、その熱源としてシーズヒータを用いている。このシーズヒータの熱 は均熱板及び坩堝を介して有機 EL材料である昇華材及び伝熱材としてのサーモボ ールに伝達されるようになっている。つまり、坩堝内には昇華材及びその昇華材に熱 を伝えるためのサーモボールが収容されている。坩堝内にサーモボールを収容する 理由は、昇華材が粉状の固体であって加熱されると所々昇華されていき、昇華され た部分が空洞となると熱が伝わらなくなるため、その際に昇華材への伝熱をサーモボ ールによって補助するためである。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] ところで、有機 EL材料は蒸着時に突沸しやす ヽ。このため有機 EL薄膜を蒸着によ り形成する場合、蒸発源カゝら有機 EL材料が突沸して外に放出されることを防ぐ必要 がある。
[0004] また、基板に有機 EL薄膜を成膜する際、成膜レートを一定に保つのが好ましい。
成膜レートを一定に保っためには、有機 EL材料の蒸発速度を一定に保つことが好 ましい。そのためには、蒸発速度が一定になるように、有機 EL材料の温度を精度よく 制御することが要求される。つまり、有機 EL材料の温度を微調整しながらほぼ一定 に保つことが要求される。 前述したように蒸発源の熱源として一般的なシーズヒータを用いると、ヒータ力 有 機 EL材料に熱を伝達するための坩堝、サーモボール、均熱板及びヒータ自身それ ぞれが熱容量を有するため、それらの熱容量の総量は非常に大きなものとなる。この ため、坩堝内の有機 EL材料を交換又は追加した際、短時間で有機 EL材料を昇温 することができな力つた。
また、上述したように熱容量の総量が非常に大きいため、ヒータの温度が変化して 力 有機 EL材料の温度が変化するまでにかなりの時間が必要となる。このため、有 機 EL材料の温度を細力べ制御する際に応答性よく制御することが困難となり、その結 果、有機 EL材料の温度を微調整しながら一定に保つことが困難となるから、有機 EL 薄膜の成膜速度を一定に保つことが困難であった。
[0005] 本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、突沸しや すい蒸発材料が外部に放出されることを抑制できる蒸発源及び蒸着装置を提供する ことにある。また、本発明の他の目的は、蒸発材料又は昇華材料の温度を精度よく制 御できる蒸発源及び蒸着装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0006] 上記課題を解決するため、本発明に係る蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料が収 容される容器と、
前記容器の上部に配置され、該容器内で蒸発又は昇華した材料が該容器外に放 出される量を制御する開口部と、
前記開口部の下に配置され、前記容器内の蒸発材料又は昇華材料が突沸した突 沸物が該容器外に放出されるのを遮蔽する突沸物遮蔽板と、
前記突沸物遮蔽板を加熱するヒータと
を具備することを特徴とする。
[0007] 上記蒸発源によれば、蒸発材料又は昇華材料が突沸しても、突沸物は突沸物遮 蔽板によって遮蔽されるため、突沸物が容器外に放出されるのを抑制できる。
また、本発明に係る蒸発源において、前記容器を加熱して前記蒸発材料又は昇華 材料を蒸発又は昇華させるハロゲンヒータを更に具備して 、てもよ 、。
[0008] また、本発明に係る蒸発源において、前記開口部は、前記容器内に収容された蒸 発材料又は昇華材料の露出面より小さい開口面積を有することが好ましい。この場 合、蒸発材料又は昇華材料が容器外に放出される量を制限することができる。
[0009] また、本発明に係る蒸発源にお!、て、前記開口部は、前記容器の上部に配置され た膜厚コントロール部材に形成されたものであり、前記膜厚コントロール部材を加熱 するヒータを更に具備し、前記膜厚コントロール部材は、前記開口部によって前記蒸 発材料又は昇華材料が前記容器外に放出される量を制御することで蒸着成膜され る膜厚又は蒸着膜の成膜速度をコントロールするものであってもよい。
この場合、膜厚コントロール部材を加熱するヒータは、突沸物遮蔽板を加熱するヒ ータを兼ねていてもよい。そして突沸物遮蔽板は、膜厚コントロール部材によって一 部が支持されており、該支持されている部分を介して膜厚コントロール部材力 熱が 伝達されて加熱されてもよい。このようにするとヒータの数を少なくすることができる。
[0010] 本発明に係る蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料が収容される容器と、
前記容器に収容される蒸発材料又は昇華材料を直接加熱して蒸発又は昇華させ るハロゲンヒータと
を具備することを特徴とする。
尚、容器を石英製とすることが好ましい。
[0011] 上記蒸発源によれば、蒸発材料又は昇華材料はハロゲンヒータの輻射熱により直 接加熱される。このためハロゲンヒータへの入力電力が変化すると、蒸発材料又は昇 華材料の温度もこの変化にすばやく追従する。従って、容器内の蒸発材料又は昇華 材料の温度を細力べ調節することができるようになり、蒸発材料又は昇華材料の温度 を微調整しながらほぼ一定に保つことができるようになる。
[0012] また、本発明に係る蒸発源において、前記容器は石英製であり、更に輻射熱により 前記蒸発材料又は昇華材料を直接加熱して蒸発又は昇華させるハロゲンヒータを更 に具備することも可能である。
[0013] 本発明に係る蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料が収容される容器と、
前記容器を加熱して前記蒸発材料又は昇華材料を蒸発又は昇華させるハロゲンヒ ータと
を具備することを特徴とする。 [0014] 本発明に係る蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料が収容される石英容器と、 前記石英容器の外表面又は内表面に形成された金属薄膜、又は前記外表面又は 内表面に貼り付けられた厚さ lmm以下の金属薄板と、
前記金属薄膜又は前記金属薄板を加熱することにより蒸発材料又は昇華材料を蒸 発又は昇華させるハロゲンヒータとを具備することを特徴とする
[0015] また、本発明に係る蒸発源において、前記開口部が略長方形、略円形及び略楕円 形の 、ずれかの形状を有することも可能である。
[0016] 本発明に係る蒸着装置は、基板に蒸着膜を成膜する蒸着装置であって、
前述した蒸発源と、
前記蒸着源が収容された蒸着室と、
を具備することを特徴とする。
発明の効果
[0017] 以上説明したように本発明によれば、突沸しやすい蒸発材料が外部に放出される ことを抑制できる蒸発源及び蒸着装置を提供することができる。また、他の本発明に よれば、蒸発材料又は昇華材料の温度を精度よく制御できる蒸発源及び蒸着装置 を提供することができる。
発明を実施するための形態
[0018] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
(実施の形態 1)
図 1は、本発明の実施の形態 1による蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置の構成を示 す概念図である。この有機 EL蒸着装置は、フラットディスプレイパネルとなるガラス基 板 1に有機 EL膜を蒸着するためのものである。有機 EL蒸着装置は蒸着室となるチヤ ンバー 20を備えている。
[0019] チャンバ一 20内には蒸着源 100が配置されている。また、チャンバ一 20内には、 蒸着源 100の上方に位置する基板保持機構 2が配置されて ヽる。基板保持機構 2は 、基板 1を保持する保持部 2aと、この保持部 2aを支持し且つ矢印のように回転力を 加える回転軸 2bとを有している。この回転軸 2bは図示せぬモーターに接続されてお り、このモーターによって回転軸 2bに回転力をカ卩えるようになつている。 [0020] 有機 EL蒸着装置では、モーターによって保持部 2aを矢印のように回転させながら 、蒸着源 100を加熱して蒸発材料又は昇華材料を上方に放出させることにより、基板 1の全面に蒸着膜を成膜するようになって!/、る。このように保持部 2aを回転させるの は、基板 1が回転することにより、該基板 1に面内均一性良く蒸着膜を成膜するため である。尚、本実施の形態では、チャンバ一 20内に一つの蒸着源 100を配置してい る力 チャンバ一 20内に複数の蒸着源を配置することも可能である。また、本実施の 形態では、保持部 2aに一つの基板 1を保持しているが、保持部 2aに複数の基板 1を 保持することも可能である。
[0021] 図 2は、図 1に示す蒸発源の構成を示す断面概略図である。蒸発源 100は、蒸発 材料又は昇華材料の一例である有機 EL材料 4を収容する石英製の容器 102を備え ている。容器 102は直方体力も上面を取り除き、かつ側面 102b及び端面の上端を 外側に折り曲げた形状をしている。容器 102内部の有機 EL材料 4は、図示しない熱 源からの輻射熱により直接加熱される。容器 102の中にお ヽて有機 EL材料 4は略直 方体の形状を有している。容器 102の上面開口部 102aは金属製 (例えばステンレス 製)の膜厚コントロール部材 106によって覆われている。膜厚コントロール部材 106は 薄型の直方体の筐体から底面を取り除いた形状をしており、上面には開口部 106a が形成されている。開口部 106aの幅は容器 102の幅より小さぐその結果、開口部 1 06aの開口面積は、容器 102内に収容されて ヽる有機 EL材料 4の露出面(上面)より も小さくなつている。
[0022] 有機 EL材料 4は、輻射熱により直接加熱されて気化し、開口部 106aを通って容器 102の外部に放出される。有機 EL材料 4の放出量は、開口部 106aの大きさ(例えば 幅)によって制御されている。蒸着される有機 EL薄膜の堆積速度は開口部 106aの 開口面積 (又は幅)によって制御することが可能である。
[0023] 開口部 106aの下方、即ち開口部 106aと有機 EL材料 4との間には、突沸物遮蔽板 108が配置されている。突沸物遮蔽板 108は、長方形の金属板 (例えばステンレス板 )であり、長さ及び幅それぞれが開口部 106aの長さ及び幅より大きぐ平面配置にお いて開口部 106a全体と重なっている。このため有機 EL材料 4が突沸しても、突沸物 は突沸物遮蔽板 108によって遮断され、外部に放出されない。尚、気化した有機 EL 材料 4の放出量は、上記した開口部 106aの開口面積 (例えば幅)の他に、膜厚コント ロール部材 106と突沸物遮蔽板 108の隙間 108aによっても制御されている。
[0024] 膜厚コントロール部材 106には、蒸発源 100の外側に位置するヒータ 105が筐体 1 04により組みつけられている。そして膜厚コントロール部材 106はヒータ 105によって 加熱される。また、突沸物遮蔽板 108は両端それぞれが膜厚コントロール部材 106 の両端面それぞれの内壁に形成された複数の突起(図示せず)に弓 Iつ掛けられるこ とにより、膜厚コントロール部材 106に支持されている。そしてこの支持されている部 分を介して膜厚コントロール部材 106の熱が突沸物遮蔽板 108に伝達することにより 、突沸物遮蔽板 108は加熱される。
[0025] このため、突沸した有機 EL材料 4が膜厚コントロール部材 106及び突沸物遮蔽板 108に付着しても、付着した有機 EL材料 4は気化する。また気化した有機 EL材料 4 は、膜厚コントロール部材 106及び突沸物遮蔽板 108に蒸着されにくい。従って、開 口部 106a及び隙間 108aが有機 EL材料 4によって塞がれたり狭くなることは生じにく くなる。
[0026] 尚、ヒータ 105は例えばハロゲンヒータである力 シーズヒータであってもよい。ヒー タ 105がシーズヒータである場合、膜厚コントロール部材 106とヒータ 105の間は伝熱 性の良い材料によって埋められるのが好ましい。
[0027] 以上のように実施の形態 1によれば、蒸発源 100において、有機 EL材料 4の蒸気 が放出される開口部 106aと有機 EL材料 4の間に突沸物遮蔽板 108を配置したため 、有機 EL材料 4が突沸しても突沸物が容器 102外部に放出されることを抑制できる。 また、開口部 106aが形成されている膜厚コントロール部材 106及び突沸物遮蔽板 1 08それぞれはヒータ 105によって加熱されているため、開口部 106a及び隙間 108a が有機 EL材料 4によって塞がれたり狭くなることは生じに《なる。このため有機 EL 材料 4を連続して複数のガラス基板 1に蒸着させることができる。
[0028] また、開口部 106aの開口面積を有機 EL材料 4の露出面より小さくしているため、こ の開口部 106aの開口面積を変更することによりガラス基板 1に形成される有機 EL薄 膜の堆積速度すなわち膜厚を制御することができる。また、容器 102が石英製である ため、有機 EL材料 4が金属と反応しやす 、場合でも有機 EL材料 4を蒸発させること ができる。
[0029] 尚、容器 102は、熱源力もの輻射熱を有機 EL材料 4に直接伝える材質であれば石 英製ではなくてもよい。
[0030] また容器 102をステンレス、モリブデン又は炭化珪素により形成してもよい。この場 合、容器 102が熱源からの輻射熱により直接加熱され、そして有機 EL材料 4が加熱 される。このため熱源と容器 102の間に熱を伝達するための物質が必要なくなり、熱 源に対する入力の変化に対して容器 102の温度がすばやく追従するようになる。従 つて、有機 EL材料 4の温度を精度良く制御することができる。
[0031] (実施の形態 2)
図 3は、本発明の実施の形態 2による蒸発源を示す断面図である。本実施の形態 に係る蒸発源は、実施の形態 1と同様に図 1に示した有機 EL蒸着装置の一部として 用いられる。以下、実施の形態 1と同一の構成については同一の符号を付し、説明を 省略する。
[0032] 本実施の形態において容器 102は石英製の支持治具 110によって支持されている 。このため、容器 102を取り替えることにより蒸発源 100の有機 EL材料 4を簡単に交 換することができる。支持治具 110は直方体の筐体の上面を取り除き、かつ側面 110 b及び端面それぞれの上端 110aを外側に向けて折り曲げた形状である。支持治具 1 10は、蒸発源 100のケース 112に上からはめ込まれている。ケース 112は直方体の 筐体の上面を取り除いた形状であり、側面及び端面それぞれの上端が支持治具 11 0の上端 110aに当接することにより、支持治具 110を支持して 、る。
[0033] 支持治具 110の外側には、ハロゲンヒータ 120a, 120b, 120c, 120d (以下ハロゲン ヒータ 120a等と記載)がそれぞれ複数配置されている。ハロゲンヒータ 120a等力もの 放射熱 (輻射熱)は石英製の支持治具 110及び容器 102を透過し、有機 EL材料 4に 吸収される。すなわち、ハロゲンヒータ 120aは有機 EL材料 4を直接加熱して気化さ せる。このためハロゲンヒータ 120a等を用いることにより、ヒータ 105と有機 EL材料 4 の間に熱を伝達するための物質が必要なくなるため、有機 EL材料 4の温度はハロゲ ンヒータ 120a等への入力電力の変化に対してすばやく追従するようになる。このため 、精度良く有機 EL材料 4の温度を一定に保てるようになる。 [0034] また、ハロゲンヒータ 120a等は、支持治具 110すなわち容器 102に沿って互いに 異なる場所に配置されており、それぞれ両端部がケース 112の両端面に固定されて いる。例えば、ハロゲンヒータ 120aは容器 102の一方の側面に沿って配置され、ハロ ゲンヒータ 120dは容器 102の他方の側面に沿って配置され、ハロゲンヒータ 120b, 1 20cそれぞれは容器 102の底面に沿って配置される。このため、ハロゲンヒータ 120a 等は有機 EL材料 4の全体を加熱することができる。尚、ハロゲンヒータ 120a等の一 部(例えばノヽロゲンヒータ 120a, 120d)が容器 102の側面に沿って配置されており、 かつ石英製の支持治具 110を介して突沸物遮蔽板 108に面している場合、これらノヽ ロゲンヒータ力もの放射熱の一部は直接突沸物遮蔽板 108を加熱する。
[0035] ハロゲンヒータ 120a等はヒータ 105から独立して制御できるようになつている。また 、ハロゲンヒータ 120a等は互いに独立して制御できるようになつている。例えば、ハロ ゲンヒータ 120a等それぞれの入力電力を互いに独立して変化させることができる。ま た、ハロゲンヒータ 120a, 120dが動作せずにハロゲンヒータ 120b, 120cが動作する ようにもできるし、ハロゲンヒータ 120a等がそれぞれ一つずつ動作するようにもできる のが好ましい。この場合、ハロゲンヒータ 120a等は容器 102の一部を加熱することも できるし、加熱の強度を調節することもできる。
[0036] 以上、実施の形態 2によれば、実施の形態 1と同一の効果を得ることができる。
また、有機 EL材料 4をハロゲンヒータ 120a等で直接加熱するようにしたため、ヒー タと有機 EL材料 4の間に熱を伝達するための物質が必要なくなる。このため、容器 1 02の温度がハロゲンヒータ 120a等への入力電力の変化に対してすばやく追従する ようになる。従って、有機 EL材料 4の温度を細力べ調節することができるようになり、有 機 EL材料の温度を微調整しながらほぼ一定に保つことができるようになる。その結 果、有機 EL薄膜の成膜速度を一定に保つことが可能となる。
[0037] 図 9は、上記実施の形態 2による蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置によって有機 E L薄膜を成膜した際の蒸発源の温度と時間の関係及び成膜レートと時間の関係を示 すグラフである。有機 EL薄膜の膜厚は膜厚計により得られた測定データを用いて ヽ る。参照符号 10は蒸発源の温度 (°C)と時間の関係を示すものであり、参照符号 11 は成膜レート (nmZ秒)と時間の関係を示すものである。 [0038] 図 9から蒸発材料を短時間で素早く昇温することができ、蒸発材料の温度を細かく 制御することにより成膜レートを一定に保つことができることを確認できた。
[0039] 上記データと比較するために従来一般に使用されて 、るシーズヒータを用いた蒸 発源につ!、ての実験を行ったので、この実験方法及び実験結果につ!、て説明する。
[0040] 図 10は、図 9のデータと比較するための蒸発源を示す断面図である。
この蒸発源は坩堝 17を有しており、この坩堝 17内には伝熱材としてのサーモボー ル 18及び有機 EL材料である昇華材が収容されて!、る。サーモボール 18は昇華材 に熱を伝達させるためのものである。坩堝 17は均熱板 19によって覆われており、この 均熱板 19はシーズヒータ 21によって覆われて!/、る。シーズヒータ 21によって発せら れる熱が均熱板 19、坩堝 18及びサーモボール 18を介して昇華材に伝達されるよう になっている。また、シーズヒータ 21の上には筐体 104が配置されており、坩堝 17の 上方には突沸物遮蔽板 108が配置されている。筐体 104及び突沸物遮蔽板 108を 配置した理由は、筐体と突沸物遮蔽板を図 3に示す蒸発源と同じ構成として比較を 容易にするためである。
[0041] 図 11は、図 10に示す蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置によって有機 EL薄膜を成 膜した際の蒸発源の温度と時間の関係及び成膜レートと時間の関係を示すグラフで ある。有機 EL薄膜の膜厚は膜厚計により得られた測定データを用いている。参照符 号 22は蒸発源の温度 (°C)と時間の関係を示すものであり、参照符号 23は成膜レー ト (nmZ秒)と時間の関係を示すものである。
[0042] 図 11に示すように、従来の蒸発源では、蒸発材料を短時間で素早く昇温すること ができず、蒸発材料の温度を細力べ制御することもできないため成膜レートを一定に 保つことができないという結果が得られた。これに対し、本実施の形態による蒸発源 では、図 9に示すように、従来の蒸発源に比べて蒸発材料を短時間で昇温すること、 成膜レートを一定に保つことができることが確認された。
[0043] (実施の形態 3)
図 4は、本発明の実施の形態 3による角型の蒸着源を示す斜視図である。本実施 の形態に係る蒸発源は、実施の形態 1と同様に図 1に示した有機 EL蒸着装置の一 部として用いられる。蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料の一例である有機 EL材料 4 を収容する石英製の容器 (ルツボ) 102を備えている。容器 102は直方体力も上面を 取り除いた形状となっている。
[0044] 容器 102には、その外側面を一回りするようにハロゲンヒータ 120が配置されている 。ハロゲンヒータ 120からの放射熱 (輻射熱)は石英製の容器 102を透過し、有機 EL 材料 4に吸収される。すなわち、ハロゲンヒータ 120は有機 EL材料 4を直接加熱して 気化させるように配置されている。このため、熱源と容器 102の間に熱を伝達するた めの物質が必要なくなり、熱源に対する入力の変化に対して容器 102の温度がすば やく追従するようになる。従って、有機 EL材料 4の温度を精度良く制御することができ る。つまり、有機 EL材料 4の温度を細力べ調節することができるようになり、有機 EL材 料の温度を微調整しながらほぼ一定に保つことができるようになる。その結果、有機 EL薄膜の成膜速度を一定に保つことが可能となる。
[0045] 尚、図 2に示す有機 EL材料 4を収容する石英製の容器 102に代えて本実施の形 態による蒸着源を適用することも可能である。
[0046] (実施の形態 4)
図 5は、本発明の実施の形態 4による丸型の蒸着源を示す斜視図である。本実施 の形態に係る蒸発源は、実施の形態 1と同様に図 1に示した有機 EL蒸着装置の一 部として用いられる。蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料の一例である有機 EL材料 4 を収容する石英製の容器 (ルツボ) 3を備えている。容器 3は底部が封止された円筒 形状を有している。
[0047] 容器 3には、その外側面を一回りするようにハロゲンヒータ 120が配置されている。
ノ、ロゲンヒータ 120からの放射熱 (輻射熱)は石英製の容器 3を透過し、有機 EL材料 4に吸収される。すなわち、ハロゲンヒータ 120は有機 EL材料 4を直接加熱して気化 させるように配置されている。このため、熱源と容器 3の間に熱を伝達するための物質 が必要なくなり、熱源に対する入力の変化に対して容器 3の温度がすばやく追従す るようになる。従って、有機 EL材料 4の温度を精度良く制御することができる。
[0048] 図 6 (A)は、図 5に示す蒸着源の容器 3の上部に蓋をするように配置する膜厚補正 板を示す斜視図であり、図 6 (B)は、図 6 (A)に示す 6A— 6A線に沿った断面図であ る。 [0049] 図 6 (A)に示すように、膜厚補正板 (マウントプレート) 5は平面形状が略円形を有し ており、この膜厚補正板 5には平面形状が略円形の開口部 5aが形成されている。こ の開口部 5aの上には補助用膜厚補正板 6が配置されており、補助用膜厚補正板 6 は膜厚補正板 5にはめ込まれている。補助用膜厚補正板 6には平面形状が略円形 の開口部 6aが形成されており、この開口部 6aは開口部 5aより小径を有している。
[0050] 膜厚補正板 5を容器 3の上に配置することにより、容器 3の開口部を補助用膜厚補 正板 6の開口部 6aの大きさとすることができる。また、補助用膜厚補正板 6を膜厚補 正板 5から取り外すことにより、容器 3の開口部を膜厚補正板 5の開口部 5aの大きさと することができる。このように開口部の大きさを調整することができ、それにより有機 E L材料 4の放出量を調整することができ、蒸着される有機 EL薄膜の堆積速度を制御 することができる。換言すれば、膜厚補正板 5及び補助用膜厚補正板 6を用いること により、蒸着膜の膜厚を補正することができる。
[0051] 尚、図 2に示す有機 EL材料 4を収容する石英製の容器 102に代えて本実施の形 態による蒸着源を適用することも可能である。
[0052] (実施の形態 5)
図 7は、本発明の実施の形態 5によるドーナツ型の蒸着源を示す斜視図である。本 実施の形態に係る蒸発源は、実施の形態 1と同様に図 1に示した有機 EL蒸着装置 の一部として用いられる。蒸発源は、蒸発材料又は昇華材料の一例である有機 EL 材料を収容する石英製の容器 (ルツボ) 7を備えている。容器 7は底部が封止されたド 一ナツ形状を有している。
[0053] ドーナツ型の容器 7には、その外側面を一回りするようにハロゲンヒータ 8が配置さ れており、その内側面を一回りするようにハロゲンヒータ 9が配置されている。ハロゲン ヒータ 8, 9からの放射熱 (輻射熱)は石英製の容器 7を透過し、有機 EL材料に吸収さ れる。すなわち、ハロゲンヒータ 8, 9は有機 EL材料を直接加熱して気化させるように なっている。このため、熱源と容器 7の間に熱を伝達するための物質が必要なくなり、 熱源に対する入力の変化に対して容器 7の温度がすばやく追従するようになる。従つ て、有機 EL材料の温度を精度良く制御することができる。つまり、有機 EL材料 4の温 度を細力べ調節することができるようになり、有機 EL材料の温度を微調整しながらほ ぼ一定に保つことができるようになる。その結果、有機 EL薄膜の成膜速度を一定に 保つことが可能となる。
[0054] 尚、図 2に示す有機 EL材料 4を収容する石英製の容器 102に代えて本実施の形 態による蒸着源を適用することも可能である。
[0055] (実施の形態 6)
図 8は、本発明の実施の形態 6による蒸発源の断面図である。本実施の形態に係る 蒸発源 100は、容器 102及び支持治具 110の代わりに石英製の容器 114を用いる 点を除いて実施の形態 2と同一の構成であり、図 1に示した有機 EL蒸着装置の蒸発 源として使用される。以下、実施の形態 2と同一の構成については同一の符号を付し 、説明を省略する。
[0056] 容器 114は、直方体の上面を取り除き、かつ側面及び端面の上端 114aを外側に 向けて折り曲げた形状である。容器 114は、蒸発源のケース 112に上力も直接はめ 込まれている。ケース 112は、上端が容器 114の上端 114aに当接することにより、容 器 114を支持している。
[0057] 容器 114の外面のうち少なくとも底面及び側面には金属薄膜 114bが形成されてい る。金属薄膜 114bは例えば無電解メツキにより形成される。ハロゲンヒータ 120a等か らの放射熱は金属薄膜 114bに吸収され、金属薄膜 114bを加熱する。これにより石 英製の容器 114及び容器 114に保持されて 、る有機 EL材料 4が加熱される。
[0058] 金属薄膜 114bは十分に薄いため、その熱容量は小さい。このため、ヒータ力も有 機 EL材料 4まで熱を伝達するための物質の熱容量が小さくなるため、容器 102の温 度がハロゲンヒータ 120a等への入力電力の変化に対してすばやく追従するようにな る。従って、有機 EL材料 4の温度を精度良く調節することができる。
[0059] 尚、金属薄膜 114bの代わりに金属薄板を用いても同様の効果を得ることができる。
このとき金属薄板の厚さは 1mm以下であるのが好まし!/、。
[0060] また、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなぐ本発明の主旨を逸 脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、 MOCVD装置 における有機金属材料の供給ユニットや、気相イオンプレーティングの蒸発源として 用いることも可能である。 図面の簡単な説明
[0061] [図 1]本発明の実施の形態 1による蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置の構成を示す 概念図である。
[図 2]図 1に示す蒸発源の構成を示す断面概略図である。
[図 3]本発明の実施の形態 2による蒸発源を示す断面図である。
[図 4]本発明の実施の形態 3による角型の蒸着源を示す斜視図である。
[図 5]本発明の実施の形態 4による丸型の蒸着源を示す斜視図である。
[図 6] (A)は、図 5に示す蒸着源の容器の上部に蓋をするように配置する膜厚補正板 を示す斜視図であり、(B)は、(A)に示す 6A— 6A線に沿った断面図である。
[図 7]本発明の実施の形態 5によるドーナツ型の蒸着源を示す斜視図である。
[図 8]本発明の実施の形態 6による蒸発源の断面図である。
[図 9]実施の形態 2による蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置によって有機 EL薄膜を 成膜した際の蒸発源の温度と時間の関係及び成膜レートと時間の関係を示すグラフ である。
[図 10]図 9のデータと比較するための蒸発源を示す断面図である。
[図 11]図 10に示す蒸発源を用いた有機 EL蒸着装置によって有機 EL薄膜を成膜し た際の蒸発源の温度と時間の関係及び成膜レートと時間の関係を示すグラフである 符号の説明
[0062] 1…ガラス基板
2…基板保持機構
2a…保持部
2b…回転軸
3…容器 (ルツボ)
4…有機 EL材料
5· · '膜厚補正板 (マウントプレート)
5a…開口部
6…補助用膜厚補正板 6a…開口部
7, 17···容器 (ルツボ)
8, 9···ノヽロゲンヒータ
8···サーモボーノレ
9…均熱板
0···チャンバ一
1···シース、ヒータ
0…蒸発源
2…容器
2a…上面開口部
2b…側面
4·· '筐体
5···ヒータ
6···膜厚コントロール部材
6a…開口部
8…突沸物遮蔽板
8a…隙間
0···支持治具
0a…上端
Ob…側面
2···ケース
0, 120a— 120d…ノヽロゲンヒータ4…容器
4a…上端
4b…金属薄膜

Claims

請求の範囲
[1] 蒸発材料又は昇華材料が収容される容器と、
前記容器の上部に配置され、該容器内で蒸発又は昇華した材料が該容器外に放 出される量を制御する開口部と、
前記開口部の下に配置され、前記容器内の蒸発材料又は昇華材料が突沸した突 沸物が該容器外に放出されるのを遮蔽する突沸物遮蔽板と、
前記突沸物遮蔽板を加熱するヒータと
を具備することを特徴とする蒸発源。
[2] 請求項 1において、前記開口部は、前記容器内に収容された蒸発材料又は昇華材 料の露出面より小さい開口面積を有することを特徴とする蒸発源。
[3] 請求項 2において、前記開口部は、前記容器の上部に配置された膜厚コントロール 部材に形成されたものであり、前記膜厚コントロール部材を加熱するヒータを更に具 備し、
前記膜厚コントロール部材は、前記開口部によって前記蒸発材料又は昇華材料が 前記容器外に放出される量を制御することで蒸着成膜される膜厚又は蒸着膜の成 膜速度をコントロールするものであることを特徴とする蒸発源。
[4] 請求項 3にお 、て、前記膜厚コントロール部材を加熱するヒータは、前記突沸物遮 蔽板を加熱するヒータを兼ねており、
前記突沸物遮蔽板は、前記膜厚コントロール部材によって一部が支持されており、 該支持されている部分を介して前記膜厚コントロール部材カゝら熱が伝達されて加熱 されることを特徴とする蒸発源。
[5] 蒸発材料又は昇華材料が収容される容器と、
前記容器に収容される蒸発材料又は昇華材料を直接加熱して蒸発又は昇華させ るハロゲンヒータと
を具備することを特徴とする蒸発源。
[6] 請求項 5において、前記容器は石英製であることを特徴とする蒸発源。
[7] 請求項 1乃至 4のいずれか一項において、前記容器は石英製であり、
更に輻射熱により前記蒸発材料又は昇華材料を直接加熱して蒸発又は昇華させ るハロゲンヒータを更に具備することを特徴とする蒸発源。
[8] 蒸発材料又は昇華材料が収容される容器と、
前記容器を加熱して前記蒸発材料又は昇華材料を蒸発又は昇華させるハロゲンヒ ータと
を具備することを特徴とする蒸発源。
[9] 請求項 1乃至 4の ヽずれか一項にお 1ヽて、前記容器を加熱して前記蒸発材料又は 昇華材料を蒸発又は昇華させるハロゲンヒータを更に具備することを特徴とする蒸発 源。
[10] 蒸発材料又は昇華材料が収容される石英容器と、
前記石英容器の外表面又は内表面に形成された金属薄膜、又は前記外表面又は 内表面に貼り付けられた厚さ lmm以下の金属薄板と、
前記金属薄膜又は前記金属薄板を加熱することにより蒸発材料又は昇華材料を蒸 発又は昇華させるハロゲンヒータと
を具備することを特徴とする蒸発源。
[11] 請求項 1乃至 4、 7、 9のいずれか一項において、前記開口部が略長方形、略円形 及び略楕円形のいずれかの形状を有することを特徴とする蒸発源。
[12] 基板に蒸着膜を成膜する蒸着装置であって、
請求項 1乃至 11のいずれか一項に記載の蒸発源と、
前記蒸着源が収容された蒸着室と、
を具備することを特徴とする蒸着装置。
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