WO2007135870A1

WO2007135870A1 - 有機蒸着材料用蒸着装置、有機薄膜の製造方法

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Publication number: WO2007135870A1
Application number: PCT/JP2007/059723
Authority: WO
Inventors: Toshio Negishi
Original assignee: Ulvac, Inc.
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2007-11-29
Also published as: EP2025774A1; KR20080078644A; TWI470097B; JP4815447B2; EP2025774B1; EP2025774A4; CN101356296A; CN101356296B; US8308866B2; JPWO2007135870A1; TW200806802A; US20090061090A1; KR101071605B1

Abstract

有機蒸着材料の組成変化、分解、変質が生じない蒸着装置を提供する。搬送装置３０ａ、３０ｂに基板一枚分の有機蒸着材料を乗せ、予め加熱した蒸着容器１２内に搬入する。有機蒸着材料は基板毎に少量づつ加熱され、有機材料蒸気を放出して消滅するので、加熱されている時間が短く、水分による分解や変質が生じない。異なる有機化合物が混合されていても、混合組成の変化が無いので、母材と発色剤を混合した有機蒸着材料を貯留槽３４ａ、３４ｂに貯留しておき、搬送装置３０ａ、３０ｂに配置することもできる。

Description

明細書

有機蒸着材料用蒸着装置、有機薄膜の製造方法

技術分野

[0001] 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。

背景技術

[0002] 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、電子注入層及び力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!/、る。

[0003] 図 8の符号 203は、従来技術の有機薄膜形成装置であり、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、る。

[0004] 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。

[0005] 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。

[0006] 有機材料蒸気を放出させた状態で、基板 205を一枚ずつ放出口 224上の位置を通過させれば、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。上記のような蒸着容器は下記文献に記載されて、る。

特許文献 1：特開 2003— 293120号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] 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り、加熱を開始し、複数の基板 205を成膜した状態では、蒸着容器 212内に残存する有機蒸着材料 200は長時間高温に曝されているため、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。

[0008] 図 7は、劣化状態を模式的に示すグラフであり、横軸が時間、縦軸が放出口 224から放出される有機材料蒸気の分子量である (加熱直後の分子量を 100%としてある。）また、発光層を形成する母材の有機化合物と、発色剤の有機化合物を混合した有機蒸着材料を蒸着容器 212の内部に配置して成膜すると、蒸発温度が低い方が蒸気が放出され易いため、複数の基板 205に成膜した後では、含有割合が加熱初期の状態力も変化してしまい、加熱初期と複数の基板 205に成膜した後とでは、放出口 224から放出される有機材料蒸気の母材と発色剤の含有割合が大きく異なるという問題がある。

従って、従来技術の蒸着装置では、母材の蒸発容器と発色剤の蒸発容器は同じ真空槽内に別々に配置する必要があった。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は、上記課題を解決するため、真空槽と、前記真空槽の内部に配置された蒸着容器と、蒸着材料が配置される供給装置と、前記蒸着容器と前記供給装置に接続された搭載槽と、前記搭載槽内と前記真空槽内との間を移動可能に構成され、前記搭載槽内に位置するときに前記供給装置力前記蒸着材料が供給されるように構成された搬送装置と、前記蒸着容器を加熱し、前記蒸着容器内に位置する前記蒸着材料から材料蒸気を発生させ、前記蒸着容器の放出口から前記真空槽内に前記材料蒸気を放出させる加熱装置とを有する蒸着装置である。

また、本発明は、前記供給装置は、前記蒸着材料を貯留する貯留槽と、前記貯留槽の内部と前記搭載槽の内部を接続し、前記貯留槽内部の前記蒸着材料を前記搭載槽内部に移動させる接続装置とを有する蒸着装置である。

また、本発明は、前記貯留槽は、前記搭載槽上に配置され、前記貯留槽の内部と前記搭載槽の内部が接続されると、前記貯留槽内部の前記蒸着材料は、前記搭載槽内部の前記搬送装置上に落下して配置されるように構成された蒸着装置である。また、本発明は、前記搭載槽の内部雰囲気を前記蒸着容器の内部雰囲気から隔離する隔離板を有する蒸着装置である。

また、本発明は、前記真空槽内には、成膜対象物を保持し、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。

また、本発明は、真空槽内に配置された蒸着容器に有機蒸着材料を配置し、前記蒸着容器を加熱し、前記蒸着容器の放出口から前記有機蒸着材料の有機材料蒸気を放出させ、複数の成膜対象物に前記放出口と対面する位置を逐次通過させ、前記成膜対象物に有機薄膜を形成する有機薄膜の製造方法であって、前記蒸着容器内に前記有機蒸着材料を配置し、前記有機材料蒸気の放出を開始させ、前記成膜対象物への有機薄膜形成を開始した後、前記蒸着容器を前記真空槽内に配置した状態で、前記蒸着容器内に前記有機蒸着材料を供給する有機薄膜の製造方法であるまた、本発明は、前記成膜対象物毎に、前記有機蒸着材料を前記蒸着容器に供給する有機薄膜の製造方法である。

また、本発明は、前記蒸着容器に供給する前記有機蒸着材料は、前記有機蒸着材料の蒸発温度よりも低温で真空雰囲気中に保管しておく有機薄膜の製造方法である。

また、本発明は、前記有機蒸着材料は粉体の状態で供給する有機薄膜の製造方法である。

また、本発明は、前記蒸着容器に供給される前記有機蒸着材料の粉体には、異なる種類の有機化合物が混合された有機薄膜の製造方法である。また、本発明は、前記有機蒸着材料は、粉体を固めた錠剤である有機薄膜の製造方法である。

また、本発明は、前記錠剤にされる前記有機蒸着材料の粉体には、異なる種類の有機化合物が混合された有機薄膜の製造方法である。

発明の効果

[0010] 有機蒸着材料が高温に長時間曝されな！/ヽので、有機蒸着材料が分解や変質しない。

また、蒸着容器内に基板毎に有機蒸着材料を供給すれば、有機蒸着材料に異なる有機化合物を混合する場合でも、各基板に対する混合割合の変化はなヽ。

図面の簡単な説明

[0011] [図 1]本発明の第一例の蒸着装置を説明するための斜視図

[図 2]その蒸着装置の内部を説明するための模式的断面図

[図 3](a)、 (b)：本発明の蒸着装置を用いて有機薄膜を成膜する手順を説明するための工程図

圆 4](a)、 (b)：有機蒸着材料を蒸着容器底面に配置する場合の手順を説明するてめの工程図

[図 5]本発明の第二例の蒸着装置を説明するための模式的断面図

[図 6]本発明で用いることができる錠剤状の有機蒸着材料を示す斜視図

[図 7]従来技術の蒸着装置の真空槽内に放出される有機材料蒸気の劣化を説明するためのグラフ

[図 8]従来技術の蒸着装置

符号の説明

[0012] 1、 2……蒸着装置

5、 105……成膜対象物 (基板）

11、 111……真空槽

12、 112……蒸着容器

13a、 13b……供給装置

14、 114……基板搬送機構 23、 123……カロ熱装置

24、 124……放出口

30a、 30b……搬送装置

32a, 32b……搭載楼

33a, 33b……密閉板

発明を実施するための最良の形態

[0013] 本発明を図面を用いて説明する。

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、有機薄膜形成用の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、蒸着容器 12と、一乃至複数台の供給装置 13a、 1 3bを有して、る（図 1では真空槽 11は省略してある）。

蒸着容器 12は、真空槽 11の内部に配置されている。

蒸着容器 12は、細長の容器本体 21と、細長の板状の蓋部 22とを有している。容器本体 21は、蓋部 22によって蓋がされている。

[0014] 蒸着容器 12には、一乃至複数台の搭載槽 32a、 32bが接続されている。ここでは搭載槽 32a、 32bは二台であり、搭載槽 32a、 32bは、容器本体 21の長手方向の両端部にそれぞれ配置されている。

[0015] 容器本体 21の側壁の一部 (ここでは長手方向両端の側壁)と搭載槽 32a、 32bの一部〖こは、開口が形成され、容器本体 21の開口と搭載槽 32a、 32bの開口は連通されており、容器本体 21の内部と搭載槽 32a、 32bの内部は接続されている。

[0016] 供給装置 13a、 13bは、搭載槽 32a、 32bと、貯留槽 34a、 34bと、接続装置 39a、 3

9bを有している。

貯留槽 34a、 34bの内部と、搭載槽 32a、 32bの内部は、接続装置 39a、 39bを介して接続可能に構成されている。

貯留槽 34a、 34bは、搭載槽 32a、 32bの上方に配置されている。

[0017] 接続装置 39a、 39bは、閉状態になると、貯留槽 34a、 34bの底部を閉塞し、貯留槽 34a、 34bの内部を搭載槽 32a、 32bの内部力も遮断し、開状態になると、貯留槽 34a、 34bの内部を搭載槽 32a、 32bの内部に接続するように構成されている。接続装置 39a、 39bが閉状態の状態では、貯留槽 34a、 34bの底部は閉塞されており、貯留槽 34a、 34bの内部に粉体や液体等の流動性を有する有機蒸着材料 40a、 40bを貯留することができる。ここでは有機蒸着材料 40a、 40bは粉体である。

[0018] 接続装置 39a、 39bの開閉と、接続装置 39a、 39bを通過する有機蒸着材料 40a、 40bの量は、コンピュータ等の制御装置によって制御されており、接続装置 39a、 39 bが開状態にされると、有機蒸着材料 40a、 40bの自重による落下で、有機蒸着材料 40a、墨は、接続装置 39a、 39bを通過し、貯留槽 34a、 34b力も搭載槽 32a、 32b の内部に移動する。

このとき、有機蒸着材料 40a、 40bは、制御装置によって設定された分量だけ接続装置 39a、 39bを通過するように構成されている。移動後は、接続装置 39a、 39bは閉状態にする。供給される有機蒸着材料 40a、 40bは、一定重量が供給されるよう〖こ構成してもよヽし、一定体積が供給されるように構成してもよヽ。

[0019] 各搭載槽 32a、 32bの内部には、搬送装置 (ボート) 30a、 30bがそれぞれ配置されている。各搬送装置 30a、 30bの上部には、収容部 31a、 31bがそれぞれ形成されている。収容部 31a、 31bは、ここでは搬送装置 30a、 30bに形成された凹部であるが、搬送装置 30a、 30bの上部に受け皿を設け、受け皿によって収容部 31a、 31bを構成してちょい。

[0020] 収容部 31a、 3 lbは鉛直上方を向けられており、搭載槽 32a、 32bと貯留槽 34a、 3 4bとの接続部分の下方にある。搭載槽 32a、 32b内に落下した有機蒸着材料は、収容部 31a、 31b上〖こ落下し、収容部 31a、 31b上に配置される。

[0021] 搬送装置 30a、 30bには、移動機構 37a、 37bが接続されており、移動機構 37a、 3 7bがロッドを伸ばすと、搬送装置 30a、 30bは搭載槽 32a、 32b内から蒸着容器 12 の内部に移動され、ロッドを縮めると、搬送装置 30a、 30bは、蒸着容器 12の内部から搭載槽 32a、 32b内に移動するように構成されている。

[0022] 蒸着容器 12の内部には、蓋 22と平行に、平板の充満板 26が配置されている。

蒸着容器 12内に移動された搬送装置 30a、 30bは、充満板 26と容器本体 21の底面との間に位置している。

[0023] 容器本体 21の底面の外側と側面の外側には、加熱装置 23が配置されている。カロ熱装置 23には通電によって発熱する抵抗発熱体が設けられており、加熱装置 23が発熱すると容器本体 21や、充満板 26、蓋 22が加熱され、昇温する。容器本体 21、充満板 26、蓋 22はカーボングラファイトや金属製の熱伝導率が高い物質で構成されている。

[0024] 加熱装置 23は抵抗発熱体だけではなぐ電磁誘電によって蒸着容器 12を加熱する装置、赤外線放射によって蒸着容器 12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 12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 12を加熱する装置を広く含む。

[0025] 後述するように、蒸着容器 12や搭載槽 32a、 32bの内部を含む真空槽 11の内部は予め真空雰囲気にしておき、蒸着容器 12内に位置する搬送装置 30a、 30bは、容器本体 21から放出される輻射熱や、充満板 26で反射されるその輻射熱を受け、加熱され、収容部 31a、 3 lbに配置された有機蒸着材料が昇温する。

有機蒸着材料が蒸気放出温度以上の温度に昇温すると、有機蒸着材料から有機材料蒸気が放出される。

[0026] 蓋部 22と充満板 26には、それぞれ一乃至複数の放出口 24、 27が形成されており、放出された有機材料蒸気は、蒸着容器 12の内部の充満板 26と容器本体 21の底面との間の空間を充満しながら、充満板 26と蓋部 22との間の空間に流出し、その空間を充満しながら、放出口 24を通って真空槽 11の内部に放出される。有機材料蒸気は蒸着容器 12の放出口 24以外の部分からは漏れ出ない。

[0027] 蓋部 22の放出口 24と充満板 26の放出口 27は、相対的な位置が調節されており、充満板 26と蓋部 22に挟まれた部分の空間に有機材料蒸気が濃度略一定で充満し、蓋部 22のどの放出口 24からも、同程度の放出量の有機材料蒸気が放出されるように構成されている。

[0028] 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、基板は蓋部 22の放出口 24と対面する位置を通過するように構成されている。

[0029] 放出口 24、 27は、蓋部 22や充満板 26の長手方向に沿って配置されており、基板は、蓋部 22の長手方向とは直交する方向に移動する。基板の幅は、放出口 27が配置された領域の長さよりも短ぐ放出口 24から真空槽 11の内部に放出された有機材料蒸気は、基板表面に均一に到達し、有機薄膜が形成される。

[0030] 次に、本発明の第一例の蒸着装置 1を用い、複数の成膜対象物 (基板)に有機薄膜を逐次形成する工程について説明する。

真空槽 11と、搭載槽 32a、 32bと、貯留槽 34a、 34bには真空排気系 15がそれぞれ接続されており、真空排気系 15を動作させると、真空槽 11と、搭載槽 32a、 32bと、貯留槽 34a、 34bは真空排気される。真空排気により、蒸着容器 12の内部の気体は、真空槽 11を通って排出される。

[0031] 各槽 11、 32a, 32b、 34a、 34bは、同じ真空排気系 15で真空排気してもよいし、それぞれ個別に真空排気系を設けてもよい。

貯留槽 34a、 34bは、搭載槽 32a、 32bの内部を介して真空排気するように構成してもよい。

[0032] 真空槽 11、蒸着容器 12、搭載槽 32a、 32b、貯留槽 34a、 34bの内部が同程度の真空雰囲気まで真空排気された後、加熱装置 23に通電して発熱させ、蒸着容器 12 を加熱する。

[0033] 搬送装置 30a、 30bは、搭載槽 32a、 32bの内部に配置し、加熱装置 23が発熱しても昇温しな、ようにしておく。

貯留槽 34a、 34bには、予め有機蒸着材料 40a、 40bが配置されており、接続装置 39a、 39bを開け、一時貯留室 34a、 34b内の有機蒸着材料 40a、 40bを、予め設定された分量だけ落下させ、搬送装置 30a、 30bの収容部 31a、 31b上に配置する。

[0034] 図 3(a)の符号 41a、 41bは、収容部 31a、 3 lb上に配置された有機蒸着材料を示している (図 3、図 4では、真空槽 11と、保管槽 35a、 35bの記載は省略する)。

ホルダ 10には、成膜面が放出口 24と面する向きに、成膜対象物である基板 5が保持されている。

[0035] 基板 5が蒸着容器 12に到達する前に、図 3(b)に示すように、搬送装置 30a、 30bは、有機蒸着材料 41a、 41bを乗せた状態で蒸着容器 12の内部に移動されており、搬送装置 30a、 30bの熱容量は小さいため、搬送装置 30a、 30b上の有機蒸着材料 41 a、 41bは、容器本体 21等の蒸着容器 12が放射する輻射熱によって短時間で蒸発温度まで昇温され、有機材料蒸気が放出される。基板 5は、有機材料蒸気が放出された状態の蒸着容器 12に到達し、蓋部 22の放出口 24と対面する位置を通過すると、基板 5の表面に有機薄膜が形成される。

ここでは、蒸着容器 12の放出口 24と対面する位置を、複数の基板 5がー枚ずつ通過する。

[0036] 有機蒸着材料 41a、 41bは、有機材料蒸気を放出すると、徐々に減少する。搬送装置 30a、 30b上に配置された有機蒸着材料 41a、 41bの量は、基板 5が通過する前は消滅せず、通過すると直ぐに消滅する量に設定されており、消滅後、次の基板が蒸着容器 12に到達する前に、搬送装置 30a、 30bを搭載槽 32a、 32bに戻し、下記のように、搬送装置 30a、 30b上に、有機蒸着材料を補充する。

[0037] 搬送装置 30a、 30bの、蒸着容器 12側の端部には、密閉板 33a、 33bが配置されている。

密閉板 33a、 33bは、搬送装置 30a、 30bの内部と搭載槽 32a、 32bの内部とが接続された開口部分よりも大径であり、開口部分の周囲又は密閉板 33a、 33bの縁付近には、オーリングが配置されている。

[0038] 搬送装置 30a、 30bが搭載槽 32a、 32bの内部に収容された状態では、密閉板 33 a、 33bと容器本体 21とは、オーリングを介して密着されており、搭載槽 32a、 32bの内部は、蒸着容器 12の内部力も遮断される。

[0039] 搭載槽 32a、 32bには、ガス供給系 17が接続されており、搭載槽 32a、 32b内に、冷却ガス (アルゴンガス等の希ガスや窒素ガス等の不活性ガス)を導入し、搬送装置 3 Oa、 30bの温度を気体の熱伝導によって、蒸気放出温度よりも低温に冷却する。密閉板 33a、 33bによって、搭載槽 32a、 32bの内部は、蒸着容器 12の内部から遮断された状態では、搭載槽 32a、 32bに導入された冷却ガスは蒸着容器 12には侵入しない。

[0040] なお、搭載槽 32a、 32bは略室温であり、搬送装置 30a、 30bは熱容量が小さいので、搬送装置 30a、 30b自身が放射する輻射熱によって、搬送装置 30a、 30bの温度は容易に低下する。 [0041] 従って、冷却ガスを導入しな、自然冷却によっても搬送装置 30a、 30bの温度を、蒸発温度よりも低下させることもできる。この場合、冷却ガスを用いた冷却よりも冷却時間は長くなる。

[0042] 搬送装置 30a、 30bが所定温度まで冷却されたら、冷却ガスの導入を停止し、搭載槽 32a、 32b内を蒸着容器 12や貯留槽 34a、 34bの圧力と同程度まで真空排気した後、接続装置 39a、 39bを開け、一時貯留室 34a、 34bから所定量の有機蒸着材料を落下させ、搬送装置 30a、 30b上に配置する。

[0043] そして上記工程と同様に、搬送装置 30a、 30bを蒸着容器 12内に移動させ、昇温させて有機材料蒸気が放出された後、次の基板を放出口 24と対面する位置を通過させ、その基板上に有機薄膜を形成する。

[0044] 貯留槽 34a、 34bの周囲は室温であり、その内部に配置された有機蒸着材料 40a、 40bも室温に維持されている。また、貯留槽 34a、 34bの内部は真空排気されている

[0045] 従って、貯留槽 34a、 34b内に配置された有機蒸着材料 40a、 40bは、室温'真空雰囲気中で保管されており、酸化や分解が進行しないので、搬送装置 30a、 30bには、劣化のない有機蒸着材料 40a、 40bが供給される。

[0046] また、有機蒸着材料は、蒸着容器 12内に位置する時間だけ加熱される。その時間は、基板 5が通過する時間であり、加熱される時間が短ぐ蒸着容器 12内での劣化は非常に少ない。貯留槽 34a、 34bや、後述する保管槽 35a、 35bでの劣化はない。従って、分解や劣化で形成された有機化合物の蒸気は真空槽 11内に放出されなヽ

[0047] 貯留槽 34a、 34bの内部に貯留されている有機蒸着材料 40a、 40bには、有機 EL 素子の発光層の母材となる有機化合物の粉体と、発光層の発色剤である有機化合物の粉体が、予め、所定の割合で混合されており、母材の蒸着容器と発色剤の蒸着容器を真空槽 11内に別々に配置しなくても、基板 5表面に有機発光層を形成することがでさる。

[0048] 母材の有機化合物の粉体と、発色剤の有機化合物の粉体は均一に混合されており、一枚の基板表面への発色層 (有機薄膜)の形成開始力形成終了までの間は短時間であるから、真空槽 11内に放出される有機材料蒸気中の母材の有機化合物蒸気と発色剤の有機化合物蒸気の含有割合の変化は少ないし、変化したとしても、基板 5毎に、蒸着容器 12内に別の有機蒸着材料 41a、 41bが供給、配置されるから、各基板 5には、同じ組成の発光層が形成される。

[0049] 上記実施例では、搬送装置 30a、 30b上に有機蒸着材料 41 a、 41bを乗せた状態で有機材料蒸気を発生させたが、有機蒸着材料 41a、 41bを乗せた搬送装置 30a、 30bを蒸着容器 12内に挿入した後、図 4(a)に示すように、搬送装置 30a、 30bを回転させること等で上下反転させ、収容部 31a、 31bを鉛直下方に向け、有機蒸着材料 41a、 41bを収容部 31a、 31bから蒸着容器 12の底面上に落下させ、有機蒸着材料 41a、 41bを、輻射熱に加え、蒸着容器 12からの熱伝導で加熱することができる。

[0050] 蒸着容器 12の底面に配置された有機蒸着材料 41a、 41bが蒸発温度以上の温度に昇温すると、蓋部 22の放出口 24から有機材料蒸気が放出され、放出口 24と対面する位置を通る基板の表面に有機薄膜が形成される。

[0051] 有機蒸着材料 41a、 41bを落下させた後、搬送装置 30a、 30bを搭載槽 32a、 32b に戻し、蒸気放出中は、搬送装置 30a、 30bを搭載槽 32a、 32b内に収容すれば、搬送装置 30a、 30bは昇温しないから、搬送装置 30a、 30bを収容する前、又は収容した後、搬送装置 30a、 30bの上下の反転を元に戻し、収容部 31a、 31bを鉛直上方に向けると共に、収容部 31a、 31bを、貯留槽 34a、 34bから搭載槽 32a、 32b内に有機蒸着材料が落下する位置に配置しておくと、冷却しなくても新しい有機蒸着材料を搬送装置 30a、 30b上に配置することができる。

[0052] 上記蒸着装置 2によれば、図 4(b)に示すように、容器本体 21の底面上に配置された有機蒸着材料 41a、 41bによって基板表面への薄膜形成を行ないながら、搬送装置 30a、 30bに別の有機蒸着材料 42a、 42bを配置することができ、先行する基板 5 と後行する基板 5の間隔を短くすることができる。

なお、有機蒸着材料 41a、 41bが落下する位置の容器本体 21の底面上には、受け皿を配置することができる。

[0053] 以上の蒸着装置 1、 2では、通過する基板毎に所定量の有機蒸着材料を貯留槽 34 a、 34bから搭載槽 32a、 32b内に落下させると、貯留槽 34a、 34b内に貯留されている有機蒸着材料 40a、 40bが減少する。

[0054] 貯留楼 34a、 34bには、図 1、図 2に示されているように、移動管 36a、 36bによって保管槽 35a、 35bが接続されている。保管槽 35a、 35bの内部には、有機蒸着材料が配置されている。

移動管 36a、 36bには、開閉ノノレブ 38a、 38b力 ^設けられている。

[0055] 貯留槽 34a、 34b内が真空雰囲気であって、保管槽 35a、 35bの内部が大気圧に曝される場合、開閉バルブ 38a、 38bは閉じられ、保管槽 35a、 35b力も貯留槽 34a、 34b内に大気が侵入しな、ように構成されて、る。

[0056] 貯留槽 34a、 34b内の有機蒸着材料 40a、 40bが減少した場合、保管槽 35a、 35b 内を真空排気し、保管槽 35a、 35b内の圧力が貯留槽 34a、 34b内の圧力と同程度まで低下した後、開閉バルブ 38a、 38bを開け、保管槽 35a、 35b内の有機蒸着材料を、移動管 36a、 36bを通して貯留槽 34a、 34bに移動させる。

[0057] 貯留槽 34a、 34b内の有機蒸着材料が増加し、所定量に達した後、開閉バルブ 38 a、 38bを閉じ、貯留槽 34a、 34bの内部を保管槽 35a、 35bから遮断する。この状態では、保管槽 35a、 35bの内部は、大気に曝した状態で有機蒸着材料を当該保管槽 35a、 35b内に搬入することができる。

[0058] なお、貯留槽 34a、 34bには、攪拌装置 51a、 5 lbが設けられている。貯留槽 34a、 34b内の有機蒸着材料 40a、 40bに空洞が生じないように、貯留槽 34a、 34bから搬送装置 30a、 30bに有機蒸着材料が供給されるときには、攪拌装置 51a、 51bで攪拌されるようになつている。

保管槽 35a、 35bから貯留槽 34a、 34b内に有機蒸着材料が供給されるときに攪拌装置 51a、 5 lbで攪拌するようにしてもよい。

[0059] なお、接続装置 39a、 39bや他の弁によって、貯留槽 34a、 34bの内部は、搭載槽 32a, 32bの内部力も遮断し、搭載槽 32a、 32bの内部を真空雰囲気に置いた状態で、貯留槽 34a、 34bに大気を導入することも可能である。この場合、搭載槽 32a、 3 2bの内部を貯留槽 34a、 34bの内部力も遮断した状態で貯留槽 34a、 34bの内部を大気に曝しながら、有機蒸着材料を当該貯留槽 34a、 34b内に搬入することができる [0060] その場合、貯留槽 34a、 34b内の有機蒸着材料 40a、 40bを搭載槽 32a、 32bに供給する前に、貯留槽 34a、 34bの内部を真空排気しておけば、搭載槽 32a、 32b内に大気は侵入しない。

[0061] 上記蒸着装置 1では、放出口 24は蒸着容器 12の上部に配置されており、基板 5は、成膜面を鉛直下方に向けた状態で、蒸着容器 12の上方を通過するように構成されているが、本発明はそのような蒸着装置 1に限定されるものではなぐ例えば、放出口は鉛直方向に配置し、基板の成膜面を鉛直にしてもょ、。

[0062] 図 5の符号 2は、そのような本発明の蒸着装置であり、本発明の第二例である。この第二例の蒸着装置 2では、真空槽 111内に細長の蒸着容器 112が配置されて、る。蒸着容器 112は、細長の容器本体 121と、板状の蓋部 122を有している。

[0063] 容器本体 121は、長手方向を鉛直にして配置されており、従って、開口は側方を向けられている。

容器本体 121の開口は鉛直に配置された蓋部 122によって塞がれている。蓋部 12 2は、長手方向に沿って一乃至複数個の放出口 124が列設されている。蓋部 122の長手方向は鉛直であり、従って、放出口 124は鉛直に配置されている。

[0064] 蒸着容器 112の内部には、蓋部 122と平行に、細長の充満板 126が長手方向を鉛直にして配置されている。この充満板 126にも、長手方向に沿って一乃至複数個の放出口 127が列設されている。

[0065] 真空槽 111内には基板搬送機構 114が配置されて、る。基板搬送機構 114〖こは、ホルダ 110が取りつけられており、成膜対象の基板 105は、ホルダ 110に鉛直に保持された状態で、蓋部 122の放出口 124と対面する位置を通過するように構成されている。

[0066] この第二例の蒸着装置 2でも、第一例の蒸着装置 1と同じ供給装置 13a、 13bを有している。この供給装置 13a、 13bには、同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。

[0067] この蒸着容器 112では、底面が蒸着容器 112の一側壁を構成しており、容器本体 121の底面であって、蒸着容器 112の一側壁には、一乃至複数個の供給装置 13a、 13bが上下方向に並んで配置されて!、る。ここでは、供給装置 13a、 13bは二個であり、一方が蒸着容器 112の上端側に、他方が下端側に配置されている。

[0068] 容器本体 121の底面の一部 (ここでは上端付近と下端付近の位置)と搭載槽 32a、 3 2bの一部には、開口が形成されており、容器本体 121の開口と搭載槽 32a、 32bの開口は連通し、容器本体 121の内部と搭載槽 32a、 32bの内部は接続されている。搭載槽 32a、 32b内に配置された搬送装置 30a、 30bは、容器本体 121内の容器本体 121の底面と充満板 126の間の位置に挿入できるように構成されて！、る。

[0069] 容器本体 121は、加熱装置 123によって昇温されている。

貯留槽 34a、 34bの内部と、搭載槽 32a、 32bの内部は、接続装置 39a、 39bを介して接続可能に構成されており、接続装置 39a、 39bを開状態にし、搬送装置 30a、 3 Obの収容部 31a、 31bに、設定された量の有機蒸着材料 41a、 41bを乗せた状態で蒸着容器 112の内部に挿入すると、有機蒸着材料 41a、 41bは、容器本体 121等の蒸着容器 112の輻射熱によって短時間で蒸発温度以上の温度に昇温され、搬送装置 30a、 30b上の有機蒸着材料 41a、 4 lbから有機材料蒸気が放出される。

[0070] 有機材料蒸気が蒸着容器 112内に充満し、蓋部 122の放出口 124から均一に放出されている状態で、基板搬送装置 114によって鉛直にされた基板 105の成膜面を放出口 124と対面させながら、その位置を通過させると、基板 105表面に有機薄膜が形成される。

基板 105の通過後、収容部 31a、 31b上の有機蒸着材料 41a、 41bは蒸発して消滅する。

[0071] 消滅後、搬送装置 30a、 30bを搭載槽 32a、 32b内に戻し、冷却ガスによる冷却、又は自然冷却によって、搬送装置 30a、 30bが蒸気放出温度よりも低温になった後、貯留槽 34a、 34bから設定された量の有機蒸着材料を搬送装置 30a、 30bの収容部 31a、 31bに落下させ、上記工程と同様に、別の基板表面への有機薄膜の形成を行なう。

[0072] なお、上記第一、第二例の蒸着装置 1、 2では、流動性を有する粉体又は液体の有機蒸着材料 40a、 40bを貯留槽 34a、 34bから落下させて搬送装置 30a、 30b上に配置したが、本発明は落下による有機蒸着材料の搬送又は有機蒸着材料の移動に限定されるものではなぐ貯留槽 34a、 34bと搭載槽 32a、 32bの間に材料搬送機構を設け、有機蒸着材料 40a、 40bを落下させず、貯留槽 34a、 34bの内部カゝら搭載槽 3 2a、 32bに、水平方向や斜め方向に真空雰囲気中を移動させ、搬送装置 30a、 30b に配置するようにしてもよい。

[0073] この場合、有機蒸着材料は流動性を有していなくてもよぐ例えば、図 6に示すように、圧縮等で粉末を打錠成形し、錠剤状の有機蒸着材料 60を得て、搬送装置 30a、 30bに供給してもよい。

[0074] この場合、錠剤状の有機蒸着材料 60の分量を、一枚の基板表面に有機薄膜が形成される量と同じか、それの数分の一の分量にしておくと、基板毎に蒸着容器 12内部に錠剤状の有機蒸着材料 60を一乃至複数粒づっ供給し、有機薄膜を形成することがでさる。

この錠剤状の有機蒸着材料 60にも、母材の有機化合物と発色剤の有機化合物等の異なる有機化合物を一定の配合量で均一に分散して含有させることができる。

[0075] なお、以上は母材の有機化合物と発色剤の有機化合物等、異なる種類の有機化合物が二種類以上 (実施例では二種類)一定の配合量で混合された粉体の有機蒸着材料 41a、 41bや錠剤状の有機蒸着材料 60を用いた場合について説明したが、一種類の有機化合物から成る有機蒸着材料を蒸着容器 12、 112内に配置し、有機材料蒸気を放出させてもよい。

また、異なる化合物は母材と発色剤に限定されるものではない。

[0076] 更に、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、蒸着容器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。

Claims

請求の範囲

[1] 真空槽と、

前記真空槽の内部に配置された蒸着容器と、

蒸着材料が配置される供給装置と、

前記蒸着容器と前記供給装置に接続された搭載槽と、

前記搭載槽内と前記真空槽内との間を移動可能に構成され、前記搭載槽内に位置するときに前記供給装置から前記蒸着材料が供給されるように構成された搬送装置と、

前記蒸着容器を加熱し、前記蒸着容器内に位置する前記蒸着材料から材料蒸気を発生させ、前記蒸着容器の放出口から前記真空槽内に前記材料蒸気を放出させる加熱装置とを有する蒸着装置。

[2] 前記供給装置は、前記蒸着材料を貯留する貯留槽と、前記貯留槽の内部と前記搭載槽の内部を接続し、前記貯留槽内部の前記蒸着材料を前記搭載槽内部に移動させる接続装置とを有する請求項 1記載の蒸着装置。

[3] 前記貯留槽は、前記搭載槽上に配置され、前記貯留槽の内部と前記搭載槽の内部が接続されると、前記貯留槽内部の前記蒸着材料は、前記搭載槽内部の前記搬送装置上に落下して配置されるように構成された請求項 2記載の蒸着装置。

[4] 前記搭載槽の内部雰囲気を前記蒸着容器の内部雰囲気から隔離する隔離板を有する請求項 1記載の蒸着装置。

[5] 前記真空槽の内部には、成膜対象物を保持し、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 1記載の蒸着装置。

[6] 真空槽の内部に配置された蒸着容器に有機蒸着材料を配置し、前記蒸着容器を加熱し、前記蒸着容器の放出口から前記有機蒸着材料の有機材料蒸気を放出させ、複数の成膜対象物に前記放出口と対面する位置を逐次通過させ、前記成膜対象物に有機薄膜を形成する有機薄膜の製造方法であって、

前記蒸着容器内に前記有機蒸着材料を配置し、前記有機材料蒸気の放出を開始させ、前記成膜対象物への有機薄膜形成を開始した後、前記蒸着容器を前記真空槽内に配置した状態で、前記蒸着容器内に前記有機蒸着材料を供給する有機薄膜の製造方法。

[7] 前記成膜対象物毎に、前記有機蒸着材料を前記蒸着容器に供給する請求項 6記載の有機薄膜の製造方法。

[8] 前記蒸着容器に供給する前記有機蒸着材料は、前記有機蒸着材料の蒸発温度よりも低温で真空雰囲気中に保管しておく請求項 6項記載の有機薄膜の製造方法。

[9] 前記有機蒸着材料は粉体の状態で供給する請求項 6記載の有機薄膜の製造方法

[10] 前記蒸着容器に供給される前記有機蒸着材料の粉体には、異なる種類の有機化合物が混合された請求項 9記載の有機薄膜の製造方法。

[11] 前記有機蒸着材料は、粉体を固めた錠剤である請求項 6記載の有機薄膜の製造方法。

[12] 前記錠剤にされる前記有機蒸着材料の粉体には、異なる種類の有機化合物が混合された請求項 10記載の有機薄膜の製造方法。