WO2012046795A1 - 蒸着装置、薄膜の成膜方法、並びに、有機el装置の製造方法 - Google Patents

蒸着装置、薄膜の成膜方法、並びに、有機el装置の製造方法 Download PDF

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WO2012046795A1
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thin film
film material
material discharge
vapor
vapor deposition
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PCT/JP2011/073061
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栄史 栗部
武良 高橋
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株式会社カネカ
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    • 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
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    • C23C14/243Crucibles for source material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C14/12Organic material
    • HELECTRICITY
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a vapor deposition apparatus.
  • the present invention is particularly suitable as a vapor deposition apparatus used for manufacturing an organic EL (Electro Luminescence) apparatus. Furthermore, the present invention relates to a method for forming a thin film using the vapor deposition device and a method for manufacturing an organic EL device.
  • organic EL devices have attracted attention as a lighting device that can replace incandescent and fluorescent lamps, and many studies have been made.
  • an organic EL method is attracting attention as a method for changing to a liquid crystal method or a plasma method in a display member typified by a television.
  • the organic EL device is obtained by laminating an organic EL element on a base material such as a glass substrate or a transparent resin film.
  • the organic EL element has two or more light-transmitting electrodes facing each other, and a light emitting layer made of an organic compound is laminated between the electrodes.
  • the organic EL element emits light by the energy of recombination of electrically excited electrons and holes. Since the organic EL device is a self-luminous device, a high-contrast image can be obtained when used as a display material.
  • light of various wavelengths can be emitted by appropriately selecting the material of the light emitting layer.
  • the thickness is extremely thin compared to incandescent lamps and fluorescent lamps, and light is emitted in a planar shape, so there are few restrictions on the installation location.
  • the typical layer structure of the organic EL device is as shown in FIG.
  • the organic EL device 200 shown in FIG. 31 has a configuration called a bottom emission type.
  • a transparent electrode layer 202, a functional layer 203, and a back electrode layer 205 are laminated on a glass substrate 201, and these are sealed.
  • the portion 206 is sealed.
  • the functional layer 203 is formed by stacking a plurality of thin films of organic compounds.
  • a typical functional layer 203 has a layer structure as shown in FIG. 32, which includes a hole injection layer 210, a hole transport layer 211, a light emitting layer 212, and an electron transport layer 213.
  • the organic EL device is manufactured by sequentially forming the above layers on the glass substrate 201.
  • the transparent electrode layer 202 is a transparent conductive film layer such as indium tin oxide (ITO), and is formed mainly by sputtering or CVD.
  • the functional layer 203 is formed by laminating a plurality of thin films of an organic compound as described above, and each thin film is formed by a vacuum deposition method.
  • the back electrode layer 205 is a metal thin film such as aluminum or silver, and is formed by a vacuum deposition method.
  • the vacuum deposition method is a technique for forming a film using a vacuum deposition apparatus as disclosed in Patent Document 1, for example. That is, the vacuum evaporation apparatus is constituted by a vacuum chamber and an evaporation apparatus that evaporates the thin film material. A vacuum chamber can install a glass substrate. The evaporation apparatus is configured by a heating apparatus using electric resistance or an electron beam, and a crucible for storing a thin film material.
  • the glass substrate is installed in a horizontal position on the ceiling side of the vacuum chamber.
  • the crucible of the evaporator is installed at the lower part of the glass substrate. Then, the thin film material in the crucible is heated by electric resistance or the like, evaporated and scattered upward and deposited on the lower surface of the glass substrate.
  • the vacuum deposition apparatus of the prior art forms a glass substrate one by one.
  • the vacuum chamber of the conventional vacuum deposition apparatus can be provided with only one glass substrate and forms a film only on the lower surface side of the glass substrate.
  • the vacuum deposition apparatus of the prior art was capable of forming a film of a desired quality, but there was a complaint that the productivity was low.
  • the vacuum deposition apparatus of the prior art can set up only one glass substrate in the vacuum chamber, and forms the glass substrates one by one. The number of substrates is small and the productivity is low.
  • vacuum deposition is performed in a high vacuum atmosphere, it is necessary to return the pressure in the vacuum chamber to atmospheric pressure when the formed glass substrate is taken out. Then, it is necessary to install a new glass substrate in the vacuum chamber and again reduce the pressure in the vacuum chamber to adjust to a desired degree of vacuum.
  • the conventional vapor deposition apparatus can form only one substrate at a time, and has a low film forming ability per unit time.
  • the present invention focuses on the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to develop a vapor deposition apparatus having a large number of base materials that can be formed per unit time.
  • One aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a vacuum chamber in which a base material can be installed and an evaporation device that evaporates a thin film material.
  • a vapor deposition apparatus for evaporating evaporated thin film material to deposit a film of a predetermined component on the base material a plurality of base materials can be installed in a vacuum chamber, and a plurality of thin film material discharge portions are provided.
  • the thin film material discharge portion is located at a position facing a different substrate, and the evaporated thin film material is supplied to the plurality of thin film material discharge portions from the evaporation device, and the thin film material is simultaneously discharged from the plurality of thin film material discharge portions.
  • the vapor deposition apparatus is characterized in that a film can be simultaneously formed on each of the substrates at opposite positions.
  • the vapor deposition apparatus of this aspect can install a plurality of base materials in a vacuum chamber, and has a thin film material discharge portion at a position facing each base material. And it is possible to discharge
  • the apparatus has a film vapor transport path that communicates the evaporator and the thin film material discharge section, and a part or all of the film vapor transport path is branched, and the thin film is transferred from one evaporator to a plurality of thin film material discharge sections. Supply material.
  • This preferred aspect discloses a specific structure of the vapor deposition apparatus.
  • a throttling device for adjusting the flow rate of the thin film material discharged from the thin film material discharge section.
  • the balance of a plurality of thin film material discharge portions can be adjusted. That is, the vapor deposition apparatus of this aspect has a throttling device that adjusts the flow rate of the thin film material discharged from the thin film material discharge portion, so that the amount of the thin film material discharged from each thin film material discharge portion is adjusted to be equal. be able to.
  • the film formation surfaces of the two substrates are erected in a facing direction, and a thin film material discharge portion is installed between the two substrates.
  • the thin film material discharge part is installed between the two base materials, the space in the vacuum chamber can be used effectively, and the overall shape of the apparatus can be reduced in size.
  • the film formation surfaces of the two substrates may be erected back to back, and the thin film material discharge portions may be respectively installed outside the two substrates.
  • the apparatus has a plurality of evaporators, the evaporators evaporate different thin film materials, and the evaporators for supplying the thin film material to the thin film material discharge part can be switched.
  • the apparatus has a plurality of evaporation devices, the evaporation devices evaporate different thin film materials, and a plurality of thin film material discharge portions are provided at positions facing one substrate, and the plurality of thin film material discharges The units communicate with different evaporators.
  • a plurality of a set of units each including an evaporation device and a plurality of thin film material discharge portions to which the thin film material evaporated from the evaporation device is supplied are provided.
  • Such a configuration further increases the number of substrates that can be formed per unit time, further improving production efficiency.
  • the thin film material discharge portion is provided with a large number of holes for discharging the vapor of the thin film material, and the holes are distributed in a planar shape.
  • This preferred aspect discloses a specific structure of a vapor deposition apparatus employing a so-called area source method.
  • the thin film material discharge portion may be constituted by an opening of a tube, and vapor of the thin film material may be discharged from the opening.
  • release part may be provided with the some hole which discharge
  • the evaporation device may be installed outside the vacuum chamber.
  • Another aspect of the present invention is a method for forming a thin film, characterized in that a film is simultaneously formed on a plurality of substrates using the above-described vapor deposition apparatus.
  • the productivity is high.
  • Still another aspect of the present invention is a method for manufacturing an organic EL device having at least a functional layer, wherein at least one layer constituting the functional layer is formed by the above-described thin film forming method.
  • the manufacturing method of the organic EL device is a method for manufacturing an organic EL device having at least a functional layer, wherein at least one layer constituting the functional layer is formed by the above-described thin film forming method.
  • layers constituting the functional layer include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer.
  • the vapor deposition apparatus of the present invention can form a film on a plurality of substrates at the same time, the number of substrates that can be formed per unit time is large and the productivity is high.
  • the method for forming a thin film of the present invention it is possible to form a film on more base materials in a short time, so that productivity is high.
  • the vacuum evaporation system of 20th Embodiment of this invention is shown, (a) is a perspective view which shows the positional relationship of a thin film material discharge
  • the vacuum evaporation system of 21st Embodiment of this invention is shown, (a) is a perspective view which shows the positional relationship of a thin film material discharge
  • the vacuum deposition apparatus 1 As shown in FIG. 1, the vacuum deposition apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention has a vacuum chamber 2, and a substrate mounting table 3, an evaporation device 5, and a vapor chamber 6 are built in the vacuum chamber 2. It is a thing.
  • the vacuum chamber 2 is a member having a wide space 8 in which glass substrates (base materials) 7a and 7b can be installed, similarly to the known one.
  • the vacuum chamber 2 is airtight.
  • a vacuum pump 9 is connected to the vacuum chamber 2, and the inside can be maintained in a high vacuum atmosphere.
  • the substrate mounting table 3 is composed of a pedestal 30 and substrate holding walls 31a and 31b.
  • the substrate holding walls 31a and 31b are wall-like portions erected on the upper portion of the pedestal portion 30, and a substrate holder (not shown) is provided.
  • a cooling pipe 33 is attached to the back surfaces of the substrate holding walls 31a and 31b. The cooling liquid circulates in the cooling pipe 33 to maintain the temperature of the substrate holding walls 31a and 31b at a constant temperature.
  • the evaporation apparatus 5 includes a known crucible 10 and an electric heater 11 for vaporization.
  • the structure and function of the evaporation apparatus 5 are the same as those known in the art, and a thin film material can be put in the crucible 10, and the thin film material can be melted and vaporized by the electric heater 11.
  • the vapor chamber 6 functions as a passage through which the vapor of the thin film material passes, and the crucible installation part 12, the vapor passage part 13, and the thin film material discharge parts 25 and 26 are integrated. That is, the crucible installation part 12 of the vapor chamber 6 is located at the lowest position and has a relatively wide space, and the above-described evaporator 5 is installed therein.
  • a shutter (not shown) is provided on the upper portion of the crucible installation portion 12, and when the substrate is replaced, the shutter can be fully closed to prevent the vapor of the thin film material from entering the vapor passage portion 13.
  • the steam passage 13 is located above the crucible installation part 12 and forms a steam passage space (film vapor transport path) 15 communicating with the crucible installation part 12.
  • the steam passage portion 13 employed in the present embodiment has a rectangular plate shape, and has large-area planar portions 20 and 21 on the front side and the back side.
  • the flat portions 20 and 21 are both rectangular.
  • the side wall portions 22 and 23 and the top wall portion 24 that connect the flat surface portions 20 and 21 have a smaller area than the above-described flat surface portions 20 and 21.
  • the steam passage space 15 is surrounded by the flat surface portions 20 and 21, the side wall portions 22 and 23, and the top wall portion 24, and this steam passage space 15 communicates with the crucible installation portion 12 as shown in FIG. 1. Yes.
  • the plane portions 20 and 21 of the vapor passage portion 13 function as the thin film material discharge portions 25 and 26. That is, the flat portions 20 and 21 are provided with a large number of holes 27 as shown in FIGS. The size of the hole 27 is uniform, or the one arranged on the upper side is larger than the one arranged on the lower side.
  • the thin film material discharge portions 25 and 26 employ a raw material supply system called an area source among those skilled in the art, and discharge the vaporized thin film material from each hole 27 as will be described later.
  • the electric heaters 35, 36, and 37 for heat insulation are attached to the outer peripheral portion of the steam chamber 6.
  • the vacuum deposition apparatus 1 includes the substrate mounting table 3, the evaporation apparatus 5, and the vapor chamber 6 in the vacuum chamber 2, and the vapor chamber 6 is the center of the vacuum chamber 2. Installed in the department. That is, as shown in the layout of FIG. 1, the crucible installation portion 12 of the vapor chamber 6 is located below the vacuum chamber 2, and the vapor passage portion 13 of the vapor chamber 6 is erected near the central axis of the vacuum chamber 2. Accordingly, the flat portions 20 and 21 (thin film material discharge portions 25 and 26) of the vapor passage portion 13 are arranged to face outward from the vicinity of the center of the vacuum chamber 2, and the holes 27 of the thin film material discharge portions 25 and 26 are formed. , Both open from the vicinity of the center toward the outside.
  • a substrate installation table 3 is provided at a position covering the crucible installation part 12 of the vapor chamber 6. Therefore, in the state where the glass substrates 7 a and 7 b are not present, the substrate holding walls 31 a and 31 b of the substrate mounting table 3 face the vapor passage portion 13 of the vapor chamber 6.
  • the glass substrates 7a and 7b are placed on the substrate mounting table 3. That is, the glass substrates 7 a and 7 b are installed vertically on the pedestal 30 of the substrate installation table 3. One surface of the glass substrates 7a and 7b is in contact with the substrate holding walls 31a and 31b of the substrate mounting table 3, and the glass substrates 7a and 7b are fixed to the substrate mounting table 3 with a substrate holder (not shown).
  • the other surfaces 32 of the glass substrates 7a and 7b are at positions facing the thin film material discharge portions 25 and 26, respectively.
  • the glass substrates 7a and 7b and the thin film material discharge portions 25 and 26 are They will face each other in parallel.
  • the surfaces of the glass substrates 7 a and 7 b that face the thin film material discharge portions 25 and 26 are the film formation surfaces 32.
  • the sizes of the glass substrates 7a and 7b are substantially equal to the thin film material discharge portions 25 and 26.
  • the film formation surfaces 32 of the glass substrates 7a and 7b are erected in a direction facing each other, and a vapor chamber is provided between the two glass substrates 7a and 7b.
  • release parts 25 and 26 are formed in the vapor
  • the vapor of the thin film material is discharged from the thin film material discharge portions 25 and 26, and the vapor is applied to the film formation surfaces 32 of the glass substrates 7a and 7b to form films on the glass substrates 7a and 7b. That is, a desired thin film material is put in the crucible 10, the thin film material is melted by the electric heater 11 for vaporization, and further the thin film material is vaporized. The vaporized thin film material enters the vapor passage space 15 of the vapor passage portion 13 from the crucible installation portion 12 of the vapor chamber 6, and is discharged toward the glass substrates 7a and 7b from the holes 27 provided in the thin film material discharge portions 25 and 26. Is done.
  • the electric heaters 35, 36, and 37 for heat insulation are attached to the outer peripheral portion of the vapor chamber 6, and the vapor passage space 15 in the vapor chamber 6 is maintained at a considerably high temperature. Therefore, the thin film material vaporized in the crucible 10 is discharged from the holes 27 provided in the thin film material discharge portions 25 and 26 while maintaining the vaporized state.
  • the holes 27 provided in the thin film material discharge portions 25 and 26 are distributed with a planar spread.
  • the thin film material discharge part 25 faces the glass substrate 7a
  • the thin film material discharge part 26 faces the glass substrate 7b.
  • the sizes of the thin film material discharge portions 25 and 26 are substantially equal to those of the glass substrates 7a and 7b, and both face each other in parallel.
  • the substrate holding walls 31a and 31b of the substrate mounting table 3 are in contact with the outer surfaces of the glass substrates 7a and 7b, and the substrate holding walls 31a and 31b have a cooling function, the temperature of the glass substrates 7a and 7b. Is maintained at a low temperature.
  • release parts 25 and 26 is sprayed uniformly on the whole surface of glass substrate 7a, 7b, heat is taken on the surface of glass substrate 7a, 7b, and it solidifies. .
  • desired film formation is simultaneously performed on the surfaces of the glass substrates 7a and 7b.
  • the formed glass substrates 7a and 7b are taken out from the vacuum chamber 2, and become an organic EL device or the like through desired post-processing.
  • the steam passage portion 13 of the steam chamber 6 is exemplified as a rectangular plate. That is, in the above-described embodiment, the thin film material discharge portions 25 and 26 are rectangular and flat. However, the present invention is not limited to this shape, and may have a cylindrical thin-film material discharge portion 41, such as a vapor chamber 40 shown in FIGS. Embodiment). In the vapor chamber 40 shown in FIG. 5, the thin film material discharge
  • a triangular prism-shaped steam chamber 43 as shown in FIGS. 7 and 8 may be employed (third embodiment).
  • the vapor chamber 43 has thin film material discharge portions 45, 46, 47 in three directions, and the glass substrates 7 a, 7 b, 7 c face the thin film material discharge portions 45, 46, 47. 3 units can be installed.
  • the vapor chamber 48 having a square shape as shown in FIG. 9 may be used in the plan view as shown in FIG. 9 (fourth embodiment), and the polygonal shape such as a pentagon or a hexagon may be used in the plan view.
  • the film was formed with the glass substrates 7a and 7b fixed.
  • the glass substrates 7a, 7b, 7c, and 7d were rotated around the vapor chamber 40.
  • the vapor chamber 40 side may be rotated (sixth embodiment). 10 and 11, the vapor chamber 40 having the cylindrical thin film material discharge portion 41 has been described as an example. However, other shapes of vapor chambers may be used as a matter of course.
  • the portion where the crucible 10 is installed, the flow path through which the vapor of the thin film material passes (vapor passage portion 13), and the portions constituting the thin film material discharge portions 25 and 26 are integrated to form the vapor chamber 6 and did. That is, in the previous embodiment, the configuration in which the portion where the crucible 10 is installed, the flow path through which the thin film material passes, and the portions forming the thin film material discharge portions 25 and 26 are integrally integrated.
  • the present invention is not limited to this configuration, and these may be clearly divided.
  • the crucible installation part 51 is a wide space in which the crucible 10 can be installed.
  • release parts 53 and 55 have a large area facing glass substrate 7a, 7b.
  • the thin film material discharge portions 53 and 55 are provided with a large number of holes 27 as in the previous embodiment.
  • release parts 53 and 55 are connected by the film
  • the film vapor transport path 61 is a pipe, and is bifurcated in the middle and connected to the thin film material discharge portions 53 and 55. That is, the membrane vapor transport path 61 is constituted by the main pipe 56 and the two branch pipes 57 and 58.
  • the two branch pipes 57 and 58 have flow rate adjusting valves (throttle devices) 60a and 60b, respectively.
  • the flow rate adjusting valves 60a and 60b function as a throttle device that adjusts the flow rate of the thin film material.
  • the crucible 10 is installed in the crucible installation unit 51. Then, the vapor of the thin film material vaporized in the crucible enters the branch pipes 57 and 58 from the main pipe 56 of the film vapor transport path 61, and is discharged to the glass substrates 7a and 7b through the thin film material discharge portions 53 and 55.
  • the flow rate adjusting valves (throttle devices) 60a and 60b are provided in the film vapor transport path 61, the thin film material discharged from the left and right thin film material discharge portions 53 and 55 The balance can be adjusted. For example, when the vapor of the thin film material discharged from one thin film material discharge unit 53 is excessive as compared with the other thin film material discharge unit 55, the flow rate adjustment of the branch pipe 57 reaching the thin film material discharge unit 53 is performed.
  • the valve (throttle device) 60a is throttled or the other flow rate adjustment valve (throttle device) 60b is opened. As a result, the amounts and pressures of the thin film materials released from the two thin film material discharge portions 53 and 55 become equal, and the thicknesses of the films formed on the two glass substrates 7a and 7b are uniform.
  • the thin film material discharge portions 25 and 26 each having a large number of holes 27 are exemplified. That is, in the previous embodiment, all adopt a raw material supply method called an area source, and a large number of holes 27 are distributed in a plane, but other raw material supply methods are adopted. Also good.
  • FIG. 13 (eighth embodiment) employs a raw material supply system called a point source, in which the raw material is discharged from one opening. That is, in the vacuum vapor deposition apparatus 70 shown in FIG. 13, the two tubes 72 and 73 protrude from the crucible installation part 71. The two pipes 72 and 73 are both bent at the tip in the horizontal direction, and the openings 75 and 76 face the glass substrates 7a and 7b.
  • the openings 75 and 76 of the tubes 72 and 73 function as a thin film material discharge portion. That is, the thin film material discharge portion is configured by the openings 75 and 76 of the tubes 72 and 73, and the vapor of the thin film material is discharged from the openings 75 and 76.
  • FIG. 14 (Ninth Embodiment) employs a raw material supply system called a linear source, and discharges the raw material from the opening row 77 arranged vertically.
  • the opening row 77 is a row of a plurality of holes through which the vapor of the thin film material is discharged.
  • the opening row 77 functions as a thin film material discharge portion.
  • the film forming operation may be reciprocated about 1 to 3 times.
  • the film formation surfaces 32 of the glass substrates 7a and 7b are arranged to face each other, and the thin film material discharge portions 25 and 26 are provided on the inside thereof to form a film on the glass substrates 7a and 7b.
  • the vacuum vapor deposition apparatus 78 shown in FIG. 15 the vapor
  • the hole 27 is provided in the inner surface side of the vapor
  • the vacuum deposition apparatus 78 of the present embodiment is an example in which the film formation surfaces 32 of the glass substrates 7a and 7b are erected back to back, and the thin film material discharge portions 82 and 83 are installed outside the two glass substrates 7a and 7b, respectively. It is.
  • the evaporator 5 such as the crucible 10 is disposed in the vacuum chamber 2, but the evaporator 5 may be installed outside the vacuum chamber 2.
  • the evaporation apparatus 5 is arrange
  • FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
  • the evaporator 86 is arrange
  • release parts 90 and 91 are installed in the vacuum chamber 2, and these are connected to the pipe lines 87a and 87b. Further, flow rate adjusting valves (throttle devices) 60a and 60b are provided in the pipe lines 87a and 87b.
  • a vacuum vapor deposition apparatus 95 shown in FIG. 18 includes four evaporation apparatuses 93a, 93b, 93c, and 93d.
  • the four evaporators 93a, 93b, 93c, and 93d are all outside the vacuum chamber 2.
  • a member corresponding to the vapor passage portion 13 of the vapor chamber 6 is provided in the vacuum chamber 2.
  • the four evaporators 93 a, 93 b, 93 c, 93 d and the steam passage 13 in the vacuum chamber 2 are connected by a pipe 88.
  • the pipe line 88 includes a manifold 96 having four introduction-side ports and one discharge-side port, and the discharge-side port is connected to the vapor passage portion 13 in the vacuum chamber 2.
  • the four introduction-side ports are connected to the respective evaporators 93a, 93b, 93c, and 93d via on-off valves 97a, 97b, 97c, and 97d, respectively.
  • the on-off valves 97a, 97b, 97c, and 97d employed in the present embodiment can be fully closed.
  • the vacuum vapor deposition apparatus 95 of this embodiment different types of thin film materials are put into the crucibles 10 of the respective evaporation apparatuses 93a, 93b, 93c, and 93d.
  • the thin film material introduced into the vapor passage part 13 can be changed by switching the on-off valves 97a, 97b, 97c, and 97d.
  • a heat retaining electric heater (not shown) is attached to a portion corresponding to the steam chamber.
  • the temperature-retaining electric heater can be individually set for the evaporators 93 a, 93 b, 93 c, 93 d, the pipe line 88, and the steam passage 13.
  • different types of thin films can be sequentially formed by introducing different types of thin film materials into the crucible 10 of the evaporators 93a, 93b, 93c, and 93d.
  • the temperature of the pipe 88 and the steam passage 13 can be set as follows.
  • the temperature of the electric heater for heat retention is set for each evaporator according to the type of thin film material to be input (for example, the boiling point of the thin film material plus about 10 ° C.).
  • the highest temperature among the temperatures set by the evaporators 93 a, 93 b, 93 c, 93 d is selected as the set temperature of the electric heater for heat insulation.
  • the temperatures of the pipe 88 and the steam passage 13 are maintained at a temperature sufficiently higher than the boiling point of each thin film material, so that any thin film material is solidified in the pipe 88 or the steam passage 13.
  • the vacuum vapor deposition apparatus 95 of this embodiment When the vacuum vapor deposition apparatus 95 of this embodiment is used, a plurality of films can be formed with one vacuum vapor deposition apparatus 95.
  • the hole injection layer 210, the hole transport layer 211, the light emitting layer 212, and the electron transport layer 213 described above can be formed in one vacuum chamber 2.
  • the evaporators 93 a, 93 b, 93 c, 93 d are installed outside the vacuum chamber 2, but they may be arranged in the vacuum chamber 2.
  • a vacuum deposition apparatus 98 (fourteenth embodiment) shown in FIG. 19 is a further development of the configuration of the vacuum deposition apparatus 95 of FIG.
  • the vacuum deposition apparatus 98 includes a plurality of sets of units each including an evaporation apparatus 93a, 93b, 93c, 93d, a conduit 88, a manifold 96, a vapor passage section 13, and thin film material discharge sections 25, 26. According to this embodiment, productivity can be further improved.
  • the evaporators 93 a, 93 b, 93 c, 93 d are installed outside the vacuum chamber 2, but they may be arranged in the vacuum chamber 2.
  • the vacuum vapor deposition apparatus 95 shown in FIG. 18 only one vapor passage 13 is provided in the vacuum chamber 2, and a plurality of types of thin film materials are emitted from the thin film material discharge portions 25 and 26 included in the vapor passage 13. . That is, in the vacuum vapor deposition apparatus 95 shown in FIG. 18, the thin film material supplied from the evaporation apparatuses 93a, 93b, 93c, and 93d is discharged using the thin film material discharge portions 25 and 26 in common.
  • the present invention is not limited to this configuration. For example, as in a vacuum vapor deposition apparatus 98 shown in FIG.
  • a plurality of systems of thin film material discharge portions 89a, 89b, 94a, 94b, 99a, 99b may be provided, and independent film vapor transport paths 84a, 84b, 84c may be provided for the thin film material discharge portions 89a, 89b, 94a, 94b, 99a, 99b of each system.
  • on-off valves 97a, 97b, and 97c are provided in the film vapor transport paths 84a, 84b, and 84c, respectively, and the on-off valves 97a, 97b, and 97c are switched, thereby The thin film material introduced into can be changed. Further, co-evaporation can be performed by simultaneously opening two or more of the on-off valves 97a, 97b, and 97c.
  • the fifteenth embodiment can be further developed to provide a plurality of systems of thin film material discharge portions and to provide a plurality of evaporation devices or film vapor transport paths for one thin film material discharge portion.
  • a plurality of systems of thin film material discharge parts 89a, 89b, 94a, 94b, 99a, 99b are provided in the vacuum chamber 2, and independent film vapor transport is provided for each system.
  • Paths 84A, 84B, 84C are provided.
  • the evaporators 93g, 93h, 93i constitute one system and are connected to the film vapor transport path 84C.
  • the evaporators 93a to 93i are provided with on / off valves 97a to 97i, respectively, and the thin film material introduced into the vacuum chamber 2 can be changed by switching the on / off valves 97a to 97i.
  • the vacuum evaporation apparatus 125 is suitable for performing co-evaporation.
  • the evaporation devices 93a to 93c are charged with the thin film materials A to C, the evaporation devices 93d to 93f are loaded with the thin film materials D to F, and the evaporation devices 93g to 93i are loaded with the thin film materials G to I, respectively.
  • the thin film materials A to C can be co-deposited from the evaporators 93a to 93c through the film vapor transport path 84A.
  • the thin film materials D to F can be co-deposited from the evaporators 93d to 93f through the film vapor transport path 84B.
  • the thin film materials G to I can be co-deposited from the evaporators 93g to 93i through the film vapor transport path 84C.
  • the configuration of this embodiment is suitable for the area source method.
  • the vacuum vapor deposition apparatus 126 of FIG. 22 (17th Embodiment) changes the branch pattern of the film
  • the vacuum vapor deposition apparatus 127 of FIG. 23 (18th Embodiment) changes the branch pattern of the film
  • the co-evaporation can be performed sequentially for each system, and the number of chambers required for film formation can be reduced.
  • the material discharge portions 89a, 89b, 94a, 94b, 99a, 99b may be installed in the same vacuum chamber 2.
  • two evaporation apparatuses 93 a and 93 b are installed outside the vacuum chamber 2.
  • two thin film material discharge portions 90 and 91 are installed in the vacuum chamber 2.
  • a pipe is branched from the evaporation device 93a so that the evaporated thin film material can be supplied to both of the thin film material discharge portions 90 and 91.
  • the evaporator 93a and the thin film material discharge part 90 are connected via the on-off valve 97a.
  • the evaporator 93a and the thin film material discharge part 91 are connected via an on-off valve 97a ′.
  • the evaporated thin film material can be supplied to both the thin film material discharge portions 90 and 91.
  • the evaporator 93b and the thin film material discharge unit 90 are connected via an on-off valve 97b.
  • the evaporator 93b and the thin film material discharge part 91 are connected via an on-off valve 97b ′.
  • This embodiment is suitable for performing co-evaporation.
  • each evaporator may be disposed in the vacuum chamber 2.
  • the vacuum deposition apparatus 130 shown in FIGS. 25 (a) and 25 (b) (20th embodiment) is based on the linear source system shown in FIG. 14 (9th embodiment). It is a combination. That is, the vacuum deposition apparatus 130 discharges the raw material from the vertically arranged opening row 77, and the opening row 77 functions as a thin film material discharge portion.
  • the vacuum deposition apparatus 130 has three evaporation apparatuses 93a, 93b, and 93c, and the evaporated thin film material is supplied to the vapor passage space 15 through the on-off valves 97a, 97b, and 97c, respectively.
  • the evaporators 93a, 93b, and 93c may be installed in the vacuum chamber or may be installed outside the vacuum chamber. In addition, illustration of a vacuum chamber is abbreviate
  • the thin film material discharge portions 133a, 133b, and 133c are provided for the respective evaporation apparatuses 93a, 93b, and 93c. . That is, in the present embodiment, the inside of the vapor chamber 6 is partitioned into three small rooms 135a, 135b, and 135c corresponding to the three thin film material discharge portions 133a, 133b, and 133c. Each small room 135a, 135b, 135c becomes an independent steam passage.
  • different thin film materials can be simultaneously discharged from the thin film material discharge portions 133a, 133b, and 133c, and co-evaporation can be performed.
  • different types of thin film materials can be sequentially discharged from the thin film material discharge portions 133a, 133b, and 133c to stack a plurality of types of thin films.
  • the evaporators 93a, 93b, and 93c may be installed in the vacuum chamber or may be installed outside the vacuum chamber.
  • FIG. 26B shows the configuration of the evaporator 93a as a representative example, but the evaporators 93b and 93c have exactly the same configuration. In FIG. 26B, the vacuum chamber is not shown.
  • the steam chamber 6 is vertically long and the opening rows 77 are arranged in the vertical direction, but the steam chamber 6 is horizontally long and the opening rows 77 are horizontally arranged. You may arrange in a direction. In this case, the glass substrates 7 a and 7 b are moved relative to the opening row 77 in the vertical direction.
  • the vapor chamber 6 is basically placed on the floor, but the present invention is not limited to this.
  • the vapor chamber 6 may be suspended from the ceiling.
  • the evaporation apparatus 5 is installed outside the vacuum chamber 2, and the evaporated thin film material is supplied from the ceiling side of the vacuum chamber 2 to the thin film material discharge portions 25 and 26.
  • a plurality of evaporation devices can be provided for one vapor chamber 6.
  • a plurality of units each including a plurality of evaporators 93a, 93b, 93c and thin film material discharge portions 25, 26 (steam chamber 6) are provided in the vacuum chamber 2. Can be installed.
  • the organic EL device 100 exemplified below is an integrated organic EL device.
  • the integrated organic EL device 100 is obtained by electrically connecting organic EL elements formed in a strip shape (hereinafter referred to as “unit EL elements”) in series.
  • the layer configuration of the integrated organic EL device 100 is as shown in FIG. 29, which is the same as the organic EL device 200 (FIG. 31) having the basic configuration described above.
  • the EL element is divided into strip-shaped unit EL elements.
  • the integrated organic EL device 100 is a glass substrate (base material) 101 in which a transparent electrode layer 102, a functional layer 103, and a back electrode layer 104 are sequentially laminated, and grooves 110, 111, 112 are formed in each layer. , 113 are formed. More specifically, the first groove 110 is formed in the transparent electrode layer 102, and the transparent electrode layer 102 is divided into a plurality of parts.
  • the functional layer 103 is formed with a second groove 111, and the functional layer 103 is divided into a plurality of parts. Further, a part of the back electrode layer 104 enters the second groove 111, and the transparent electrode layer 102 is formed at the bottom of the groove. Is in contact with. Further, the third groove 112 of the functional layer 103 and the fourth groove 113 provided in the back electrode layer 104 communicate with each other to form a deep common groove 115 as a whole.
  • the integrated organic EL device 100 includes a first groove 110 provided in the transparent electrode layer 102 and a functional layer 103 (specifically, a hole injection layer 210, a hole transport layer 211, a light emitting layer 212, and an electron transport layer). 213) and the common groove 115 provided in the back electrode layer 104 divides each thin layer to form independent unit EL elements 120a, 120b,. As described above, a part of the back electrode layer 104 enters the second groove 111, a part of the back electrode layer 104 is in contact with the transparent electrode layer 102, and one unit EL element 120a is adjacent. The unit EL element 120b is electrically connected in series.
  • an externally supplied current flows from the transparent electrode layer 102 side through the functional layer 103 toward the back electrode layer 104 side, but a part of the back electrode layer 104 passes through the second groove 111 and passes through the transparent electrode layer 102. Flows to the transparent electrode layer 102 of the adjacent unit EL element 120b through the first unit EL element 120a.
  • all the unit elements are electrically connected in series, and all the unit elements emit light.
  • the transparent electrode layer 102 is formed on the light-transmitting substrate 101 such as glass as the first step as shown in FIG.
  • the transparent electrode layer 102 indium tin oxide (ITO), tin oxide (SnO 2 ), zinc oxide (ZnO), or the like is used.
  • the transparent electrode layer 102 is formed on the substrate 101 by sputtering or CVD.
  • a first laser scribe process is performed, and the first groove 110 is formed by laser scribe on the transparent electrode layer 102 as shown in FIG.
  • the substrate 101 is put into a vacuum evaporation apparatus, and a hole injection layer 210, a hole transport layer 211, a light emitting layer 212, and an electron transport layer 213 are sequentially deposited, and as shown in FIG. Layer 103 is formed.
  • the vacuum evaporation apparatus 1 etc. of above-described embodiment can be used.
  • Film formation using the vacuum vapor deposition apparatus 1 or the like can be performed for formation of a part or all of the layers constituting the functional layer 103.
  • a configuration including a plurality of evaporation devices 93a, 93b, 93c, and 93d such as the vacuum evaporation device 95 shown in FIG. 18 and the vacuum evaporation device 98 shown in FIG.
  • the layer 210, the hole transport layer 211, the light-emitting layer 212, and the electron transport layer 213 can be formed using a single vacuum deposition apparatus.
  • a second laser scribing process is performed on the substrate 101 taken out from the vacuum deposition apparatus, and a second groove 111 is formed in the functional layer 103 as shown in FIG.
  • the substrate 101 is inserted into a vacuum deposition apparatus, and a back electrode layer 104 made of a metal material such as aluminum (Al) or silver (Ag) is formed on the functional layer 103 as shown in FIG. To do. Also in the process of forming the back electrode layer 104, the vacuum deposition apparatus 1 of the above-described embodiment can be used.
  • a third laser scribing process is performed to form a common groove 115 in both the back electrode layer 104 and the functional layer 103 as shown in FIG.

Abstract

 有機EL装置の製造に適した真空蒸着装置であり、単位時間あたりに成膜可能な基材数が多い蒸着装置を提供することを課題とする。 真空蒸着装置1は、真空室2を有し、真空室2内に基板設置台3と、蒸発装置5及び蒸気チャンバー6とを内蔵している。蒸気チャンバー6は、坩堝設置部12と、蒸気通過部13と、薄膜材料放出部25,26とが一体化されたものであり、薄膜材料の蒸気が通過する通路として機能する。ガラス基板7a,7bの被成膜面32は、それぞれ薄膜材料放出部25,26に対向する位置にあり、ガラス基板7a,7bと薄膜材料放出部25,26とはそれぞれ平行に向き合う。そのため薄膜材料放出部25,26の孔27から放出された薄膜材料の蒸気は、ガラス基板7a,7bの全面に均等に吹きつけられ、その表面で熱を奪われて固化するので、ガラス基板7a,7bの表面に同時に所望の成膜が行われる。

Description

蒸着装置、薄膜の成膜方法、並びに、有機EL装置の製造方法
 本発明は、蒸着装置に関するものである。本発明は、特に有機EL(Electro Luminescence)装置の製造に用いる蒸着装置として好適である。さらに本発明は、当該蒸着装置を用いた薄膜の成膜方法と有機EL装置の製造方法に関するものである。
 近年、白熱灯や蛍光灯に変わる照明装置として有機EL装置が注目され、多くの研究がなされている。また、テレビに代表されるディスプレイ部材においても液晶方式やプラズマ方式に変わる方式として有機EL方式が注目されている。
 ここで有機EL装置は、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機EL素子を積層したものである。また有機EL素子は、一方又は双方が透光性を有する2つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機EL素子は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。有機EL装置は、自発光デバイスであるため、ディスプレイ材料として使用すると高コントラストの画像を得ることができる。また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
 有機EL装置の代表的な層構成は、図31の通りである。図31に示される有機EL装置200は、ボトムエミッション型と称される構成であり、ガラス基板201に、透明電極層202と、機能層203と、裏面電極層205が積層され、これらが封止部206によって封止されたものである。また機能層203は、複数の有機化合物の薄膜が積層されたものである。代表的な機能層203の層構成は、図32の通りであり、正孔注入層210、正孔輸送層211、発光層212、及び電子輸送層213を有している。
 有機EL装置は、ガラス基板201上に、前記した層を順次成膜することによって製造される。ここで上記した各層の内、透明電極層202は、酸化インジウム錫(ITO)等の透明導電膜層であり、主にスパッタ法あるいはCVD法によって成膜される。機能層203は、前記した様に複数の有機化合物の薄膜が積層されたものであり、各薄膜はいずれも真空蒸着法によって成膜される。裏面電極層205は、アルミニウムや銀等の金属薄膜であり、真空蒸着法によって成膜される。
 この様に有機EL装置を製造する際には、真空蒸着法が多用される。ここで真空蒸着法は、例えば特許文献1に開示された様な真空蒸着装置を使用して成膜する技術である。即ち真空蒸着装置は、真空室と、薄膜材料を蒸発させる蒸発装置によって構成されるものである。真空室は、ガラス基板を設置することができるものである。蒸発装置は、電気抵抗や電子ビームを利用した加熱装置と、薄膜材料を入れる坩堝とよって構成されている。
 そして多くの場合、ガラス基板は、真空室の天井側に水平姿勢に設置される。一方、蒸発装置の坩堝は、ガラス基板の下部に設置されている。そして坩堝内の薄膜材料が、電気抵抗等によって加熱され、蒸発して上方に向かって飛散し、ガラス基板の下面に付着して成膜される。
 ここで従来技術の真空蒸着装置は、ガラス基板を一枚ずつ成膜するものであった。即ち従来技術の真空蒸着装置の真空室は、ガラス基板をただ一枚しか設置することができず、且つ、ガラス基板の下面側にのみ成膜するものであった。
特開2006-274370号公報
 従来技術の真空蒸着装置は、所望の品質の膜を成膜することができるものであったが、生産性が低いという不満があった。即ち従来技術の真空蒸着装置は、前記した様に真空室内にガラス基板を一枚しか設置することができず、ガラス基板を一枚ずつ成膜するものであったから、単位時間あたりに成膜可能な基板数が少なく、生産性が低いものであった。特に、真空蒸着は、基板を高真空の雰囲気下において成膜を行うものであるから、成膜したガラス基板を取り出す際に、真空室内の圧力を大気圧に戻す必要がある。そして新たなガラス基板を真空室に設置し、再度、真空室内を減圧して所望の真空度に調整する必要がある。そのため単にガラス基板の出し入れに要する作業時間だけでなく、その前後に、真空室内の圧力を大気圧に戻す作業と、真空室を高真空状態に減圧する作業が必須であり、ガラス基板の入替えに要する総時間が長い。そしてそれにも係わらず従来技術の蒸着装置は、基板を一枚ずつしか成膜することができず、単位時間あたりの成膜能力が低いものであった。
 そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、単位時間あたりに成膜可能な基材数が多い蒸着装置を開発することを課題とするものである。
 上記した課題を解決するための本発明の1つの様相は、基材を設置可能な真空室と、薄膜材料を蒸発させる蒸発装置とを有し、真空室内に基材を設置し、蒸発装置によって蒸発された薄膜材料を蒸散させて前記基材に所定成分の膜を蒸着する蒸着装置において、真空室には複数の基材を設置可能であり、複数の薄膜材料放出部を有し、前記複数の薄膜材料放出部は異なる基材と対向する位置にあり、蒸発装置から前記複数の薄膜材料放出部に蒸発した薄膜材料がそれぞれ供給され、複数の薄膜材料放出部から同時に薄膜材料が放出されて対向する位置のそれぞれの基材に同時に成膜することが可能であることを特徴とする蒸着装置である。
 本様相の蒸着装置は、真空室に複数の基材を設置可能であり、且つ各基材に対向する位置に薄膜材料放出部がある。そしてそれぞれの薄膜材料放出部から同時に薄膜材料を放出してそれぞれの基材に同時に成膜することが可能である。そのため本様相の蒸着装置によると、複数の基材に同時に成膜を施すことが可能であり、単位時間あたりに成膜可能な基材の数が多い。
 好ましくは、蒸発装置と薄膜材料放出部とを連通する膜蒸気輸送路を有し、当該膜蒸気輸送路の一部又は全部が分岐していて一つの蒸発装置から複数の薄膜材料放出部に薄膜材料を供給する。
 この好ましい様相は、蒸着装置の具体的構造を開示するものである。
 好ましくは、薄膜材料放出部から放出される薄膜材料の流量を調節する絞り装置を備えている。
 この好ましい様相によると、複数の薄膜材料放出部のバランスを調整することができる。即ち本様相の蒸着装置は、薄膜材料放出部から放出される薄膜材料の流量を調節する絞り装置を有するので、各薄膜材料放出部から放出される薄膜材料の量が均等となる様に調節することができる。
 好ましくは、真空室内においては、2枚の基材の被成膜面が対向する向きに立設され、二つの基材の間に薄膜材料放出部が設置されている。
 この好ましい様相では、二つの基材の間に薄膜材料放出部が設置されているので、真空室内の空間を有効に活用することができ、装置の全体形状を小型化することができる。
 また逆に、真空室内においては、2枚の基材の被成膜面が背中合わせに立設され、二つの基材の外側にそれぞれ薄膜材料放出部が設置されているものであってもよい。
 好ましくは、複数の蒸発装置を有し、当該蒸発装置は異なる薄膜材料を蒸発させるものであり、薄膜材料放出部に薄膜材料を供給する蒸発装置を切替え可能である。
 この好ましい様相によると、単に基板に膜を成膜するだけでなく、複数種類の膜を積層することもできる。
 好ましくは、複数の蒸発装置を有し、当該蒸発装置は異なる薄膜材料を蒸発させるものであり、一つの基材に対向する位置に複数の薄膜材料放出部が設けられ、前記複数の薄膜材料放出部が異なる蒸発装置と連通する。
 この好ましい様相によると、単に基板に膜を成膜するだけでなく、複数種類の膜を積層することもできる。
 好ましくは、蒸発装置と当該蒸発装置から蒸発した薄膜材料が供給される複数の薄膜材料放出部とで構成される一組のユニットを、複数備えている。
 かかる構成により、単位時間あたりに成膜可能な基材の数がさらに多くなり、生産効率がさらに向上する。
 好ましくは、薄膜材料放出部には薄膜材料の蒸気を放出する孔が多数設けられており、当該孔が面状の広がりをもって分布している。
 この好ましい様相は、いわゆるエリアソース方式を採用した蒸着装置の具体的構造を開示するものである。
 一方、薄膜材料放出部は管の開口で構成されており、当該開口から薄膜材料の蒸気が放出されるものでもよい。また、薄膜材料放出部には、薄膜材料の蒸気を放出する複数の孔が列を成して設けられているものでもよい。
 これらの様相は、いわゆるポイントソース方式又はリニアソース方式を採用した蒸着装置の具体的構造を開示するものである。
 蒸発装置は、真空室の外に設置されていてもよい。
 本発明の他の様相は、上記の蒸着装置を用いて、複数の基材に同時に成膜することを特徴とする薄膜の成膜方法である。
 本様相の方法によれば、短時間でより多くの基材に成膜することができるので、生産性が高い。
 本発明のさらに他の様相は、少なくとも機能層を有する有機EL装置の製造方法であって、上記の薄膜の成膜方法によって、前記機能層を構成する少なくとも一つの層を成膜することを特徴とする有機EL装置の製造方法である。
 本様相の方法によれば、短時間でより多くの有機EL装置を製造することができるので、生産性が高い。機能層を構成する層の例としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層が挙げられる
 本発明の蒸着装置は、同時に複数の基材に対して成膜することができるので、単位時間あたりに成膜処理可能な基材数が多く、生産性が高い。
 本発明の薄膜の成膜方法によれば、短時間でより多くの基材に成膜することができるので、生産性が高い。
 本様相の有機EL装置の製造方法によれば、短時間でより多くの有機EL装置を製造することができるので、生産性が高い。
本発明の第1実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 図1の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図である。 図1の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 図1の真空蒸着装置で採用する薄膜材料放出部の正面図である。 本発明の第2実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図である。 図5の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 本発明の第3実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図である。 図7の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 本発明の第4実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 本発明の第5実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 本発明の第6実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す平面図である。 本発明の第7実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第8実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図である。 本発明の第9実施形態の真空蒸着装置の薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図である。 本発明の第10実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第11実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第12実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第13実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第14実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第15実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第16実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第17実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第18実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第19実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第20実施形態の真空蒸着装置を示し、(a)は薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図であり、(b)は真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第21実施形態の真空蒸着装置を示し、(a)は薄膜材料放出部とガラス基板との位置関係を示す斜視図であり、(b)は真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第22実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 本発明の第23実施形態の真空蒸着装置の概念図である。 集積型の有機EL装置の層構成を簡単に説明する有機EL装置の概念図の一例である。 図29の有機EL装置の製造方法の各工程を示す基板の断面図である。 有機EL装置の代表的な層構成を示す断面図である。 有機EL素子の代表的な層構成を示す断面図である。
 以下さらに本発明の実施形態について説明する。
 本発明の第1実施形態に係る真空蒸着装置1は、図1に示す様に、真空室2を有し、真空室2内に基板設置台3と、蒸発装置5及び蒸気チャンバー6とを内蔵したものである。
 真空室2は、公知のそれと同様に、ガラス基板(基材)7a,7bを設置することができる広い空間8を有する部材である。真空室2は、気密性を有している。また真空室2には、真空ポンプ9が接続されており、内部を高真空雰囲気に保つことができる。
 基板設置台3は、台座部30と、基板保持壁31a,31bとによって構成されている。基板保持壁31a,31bは、台座部30の上部に立設された壁状の部位であり、図示しない基板保持具が設けられている。また基板保持壁31a,31bの裏面には、冷却配管33が取り付けられている。冷却配管33には冷却液が循環し、基板保持壁31a,31bの温度を一定の温度に維持する。
 蒸発装置5は、公知の坩堝10と気化用電気ヒータ11によって構成されている。蒸発装置5の構造及び機能は、公知のそれと同一であり、坩堝10内に薄膜材料を入れ、電気ヒータ11で薄膜材料を溶融し、さらに気化させることができる。
 蒸気チャンバー6は、薄膜材料の蒸気が通過する通路として機能するものであり、坩堝設置部12と、蒸気通過部13と、薄膜材料放出部25,26とが一体化されたものである。即ち蒸気チャンバー6の坩堝設置部12は、最も下部の位置にあって比較的広い空間を有し、その内部に前記した蒸発装置5が設置される。坩堝設置部12の上部には図示しないシャッターが設けられており、基板の交換時等には、シャッターを全閉して薄膜材料の蒸気が蒸気通過部13へ入ることを防止できる。蒸気通過部13は、坩堝設置部12の上部にあり、坩堝設置部12と連通する蒸気通過空間(膜蒸気輸送路)15を形成している。
 本実施形態で採用する蒸気通過部13は、図2に示す様に、外形形状が長方形の板状であり、正面側と裏面側に大面積の平面部20,21がある。平面部20,21は何れも長方形である。平面部20,21を繋ぐ側壁部22,23及び天面壁部24は、前記した平面部20,21よりも面積が小さい。本実施形態では、平面部20,21と側壁部22,23及び天面壁部24によって蒸気通過空間15が囲まれ、この蒸気通過空間15が、図1の様に坩堝設置部12と連通している。
 本実施形態では、蒸気通過部13の平面部20,21が、薄膜材料放出部25,26として機能する。即ち平面部20,21には、図2、図4の様に多数の孔27が設けられている。孔27の大きさは一様、あるいは、上部側に配されたものが下部側に配されたものよりも大きい。薄膜材料放出部25,26は、当業者の間で、エリアソースと称される原料供給方式を採用するものであり、後記する様に各孔27から気化した薄膜材料を放出する。
 また本実施形態では、蒸気チャンバー6の外周部に保温用電気ヒータ35,36,37が取り付けられている。
 本実施形態の真空蒸着装置1は、前記した様に真空室2に、基板設置台3と、蒸発装置5及び蒸気チャンバー6とを内蔵したものであり、蒸気チャンバー6は、真空室2の中央部に設置されている。即ち図1のレイアウトに示す様に、蒸気チャンバー6の坩堝設置部12は真空室2の下部にあり、蒸気チャンバー6の蒸気通過部13は真空室2の中心軸近傍に立設している。従って蒸気通過部13の平面部20,21(薄膜材料放出部25,26)は、真空室2の中心近傍から外側に面して配されており、薄膜材料放出部25,26の孔27は、いずれも中心近傍から外側に向かって開いている。
 また蒸気チャンバー6の坩堝設置部12を覆う位置に基板設置台3が設けられている。そのためガラス基板7a,7bが無い状態においては、基板設置台3の基板保持壁31a,31bが蒸気チャンバー6の蒸気通過部13と対向する。
 本実施形態の真空蒸着装置1では、ガラス基板7a,7bは、基板設置台3に載置される。即ちガラス基板7a,7bは、基板設置台3の台座部30に縦置き状に設置される。そしてガラス基板7a,7bの一方の面が、基板設置台3の基板保持壁31a,31bと接し、ガラス基板7a,7bは図示しない基板保持具で基板設置台3に固定されている。
 従ってガラス基板7a,7bの他方の面32は、図3に示す様に、それぞれ薄膜材料放出部25,26に対向する位置にあり、ガラス基板7a,7bと薄膜材料放出部25,26とはそれぞれ平行に向き合うこととなる。本実施形態では、ガラス基板7a,7bの薄膜材料放出部25,26と向き合う面が被成膜面32となる。なお、ガラス基板7a,7bの大きさは、薄膜材料放出部25,26と略等しい。
 またガラス基板7a,7bを中心に位置関係を考察すると、ガラス基板7a,7bの被成膜面32が互いに対向する向きに立設されており、二つのガラス基板7a,7bの間に蒸気チャンバー6の蒸気通過部13がある。そして蒸気チャンバー6の蒸気通過部13に薄膜材料放出部25,26が形成されているので、二つのガラス基板7a,7bの間に薄膜材料放出部25,26が設置されている。
 この状態で、薄膜材料放出部25,26から薄膜材料の蒸気を放出し、当該蒸気をガラス基板7a,7bの被成膜面32に当てて、ガラス基板7a,7bに成膜する。即ち坩堝10内に所望の薄膜材料を入れ、気化用電気ヒータ11で薄膜材料を溶融し、さらに薄膜材料を気化させる。気化した薄膜材料は、蒸気チャンバー6の坩堝設置部12から蒸気通過部13の蒸気通過空間15に入り、薄膜材料放出部25,26に設けられた孔27からガラス基板7a,7bに向かって放出される。
 ここで本実施形態では、蒸気チャンバー6の外周部に保温用電気ヒータ35,36,37が取り付けられており、蒸気チャンバー6内の蒸気通過空間15は相当の高温に維持されている。そのため坩堝10で気化した薄膜材料は、気化状態を維持したままで薄膜材料放出部25,26に設けられた孔27から放出される。
 また本実施形態では、薄膜材料放出部25,26に設けられた孔27は、面状の広がりをもって分布している。そして薄膜材料放出部25はガラス基板7aに対向し、薄膜材料放出部26はガラス基板7bに対向している。さらに薄膜材料放出部25,26の大きさは、ガラス基板7a、7bと略等しく、且つ両者は平行に向き合っている。さらにガラス基板7a、7bの外側の面には、基板設置台3の基板保持壁31a,31bが接しており、基板保持壁31a,31bには冷却機能があるから、ガラス基板7a、7bの温度は、低温に維持されている。
 そのため薄膜材料放出部25,26の孔27から放出された薄膜材料の蒸気は、ガラス基板7a、7bの全面に均等に吹きつけられ、ガラス基板7a、7bの表面で熱を奪われて固化する。その結果、ガラス基板7a、7bの表面に同時に所望の成膜が行われる。
 成膜されたガラス基板7a、7bは、真空室2から取り出され、所望の後加工を経て有機EL装置等となる。
 次に、本発明の他の実施形態について説明する。以下に説明する実施形態において、先の実施形態と同様の部材、または同様の機能を発揮する部材は、先の実施形態と同様の番号を付すことによって、重複した説明を省略する。
 前記した実施形態(第1実施形態)では、蒸気チャンバー6の蒸気通過部13は、長方形の板状のものを例示した。即ち上記した実施形態では、薄膜材料放出部25,26は長方形であり、且つ平面であった。しかしながら、本発明は、この形状に限定されるものではなく、例えば図5、図6に示す蒸気チャンバー40の様に、円筒形の薄膜材料放出部41を有するものであってもよい(第2実施形態)。図5に示す蒸気チャンバー40では、薄膜材料放出部41は、曲面であり、より正確には円筒面である。
 また図7、図8に示す様な三角柱形の蒸気チャンバー43を採用してもよい(第3実施形態)。図7に示す実施形態では、蒸気チャンバー43は、3方に薄膜材料放出部45,46,47を有し、ガラス基板7a,7b,7cは、各薄膜材料放出部45,46,47に対向して3基設置することができる。
 またさらに発展させて、図9に示す様な平面視が四角形の蒸気チャンバー48でもよく(第4実施形態)、さらに平面視が五角形や六角形等の多角形であってもよい。
 また先の実施形態では、ガラス基板7a,7bを固定した状態で成膜を行ったが、図10に示す様に、ガラス基板7a,7b、7c,7dを、蒸気チャンバー40を中心として回転させてもよい(第5実施形態)。逆に、図11の様に、蒸気チャンバー40側を回転させてもよい(第6実施形態)。
 図10、図11では、円筒形の薄膜材料放出部41を有する蒸気チャンバー40を例に説明したが、もちろん他の形状の蒸気チャンバーであってもよい。
 先の実施形態では、坩堝10を設置する部位と、薄膜材料の蒸気が通過する流路(蒸気通過部13)及び薄膜材料放出部25,26を構成する部位を一体化させて蒸気チャンバー6とした。即ち先の実施形態では、坩堝10を設置する部位と、薄膜材料が通過する流路と、薄膜材料放出部25,26を構成する部位が渾然一体となった構成を開示した。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、これらを明確に分けてもよい。
 例えば図12(第7実施形態)に示す真空蒸着装置50の様に、坩堝設置部51と、蒸気通過部52と、薄膜材料放出部53,55とを明確に分ける。
 図12に示す真空蒸着装置50では、坩堝設置部51は坩堝10を設置することができる広い空間である。また薄膜材料放出部53,55は、ガラス基板7a,7bに対向する大面積を有する。薄膜材料放出部53,55には先の実施形態と同様に孔27が多数設けられている。
 そして坩堝設置部51と薄膜材料放出部53,55の間が、膜蒸気輸送路61で結ばれている。膜蒸気輸送路61は、管路であり、中途で二股に分岐されて薄膜材料放出部53,55に接続されている。即ち膜蒸気輸送路61は、主管路56と、二つの分岐管路57,58によって構成されている。そして二つの分岐管路57,58にはそれぞれ流量調整弁(絞り装置)60a,60bが介在されている。流量調整弁60a,60bは、薄膜材料の流量を調節する絞り装置として機能するものである。
 本実施形態の真空蒸着装置50では、坩堝設置部51に坩堝10が設置される。そして坩堝で気化した薄膜材料の蒸気は、膜蒸気輸送路61の主管路56から分岐管路57,58に入り、薄膜材料放出部53,55を経てガラス基板7a,7b側に放出される。
 本実施形態の真空蒸着装置50では、膜蒸気輸送路61に、流量調整弁(絞り装置)60a,60bが設けられているので、左右の薄膜材料放出部53,55から放出される薄膜材料のバランスを調整することができる。
 例えば、一方の薄膜材料放出部53から放出される薄膜材料の蒸気が、他方の薄膜材料放出部55に比べて過大である場合には、薄膜材料放出部53に至る分岐管路57の流量調整弁(絞り装置)60aを絞るか、他方の流量調整弁(絞り装置)60bを開く。その結果、二つの薄膜材料放出部53,55から放出される薄膜材料の量や圧力が等しくなり、二つのガラス基板7a,7bに成膜される膜の厚さが揃う。
 また先の実施形態では、いずれも多数の孔27を有する薄膜材料放出部25,26を例示した。即ち先の実施形態では、いずれもエリアソースと称される原料供給方式を採用するものであり、多数の孔27が面状に分布しているが、他の方式の原料供給方式を採用してもよい。
 図13(第8実施形態)は、ポイントソースと称される原料供給方式を採用するものであり、一つの開口から原料を放出するものである。即ち図13に示す真空蒸着装置70では、坩堝設置部71から二つの管72,73が突出している。そして二つの管72,73はいずれも先端部分が水平方向に折り曲げられ、その開口75、76が、ガラス基板7a,7bに対向している。本実施形態では、管72,73の開口75、76が薄膜材料放出部として機能する。即ち、薄膜材料放出部が管72,73の開口75、76で構成されており、開口75、76から薄膜材料の蒸気が放出される。
 また図14(第9実施形態)は、リニアソースと称される原料供給方式を採用するものであり、縦に配された開口列77から原料を放出するものである。開口列77は薄膜材料の蒸気を放出する複数の孔が列を成したものである。本実施形態では、開口列77が薄膜材料放出部として機能する。
 なお図14の構成を採用する場合には、ガラス基板7a,7bを開口列77に対して相対的に移動させる必要がある。例えば、1回の成膜操作について1~3回程度往復させればよい。
 また前述した実施形態は、いずれもガラス基板7a,7bの被成膜面32を向き合わせて配置し、その内側に薄膜材料放出部25,26を設けてガラス基板7a,7bに成膜を行う構成であったが、逆に外側の面に成膜を行ってもよい。
 図15(第10実施形態)に示す真空蒸着装置78では、蒸気チャンバー80に蒸気通過部81a,81bを二列設け、さらに両者の間を大きく離した。また蒸気通過部81a,81bの内面側に孔27を設けている。そして蒸気通過部81a,81b同士の間にガラス基板7a,7bを設けている。本実施形態の真空蒸着装置78は、ガラス基板7a,7bの被成膜面32を背中合わせに立設し、二つのガラス基板7a,7bの外側にそれぞれ薄膜材料放出部82,83を設置した例である。
 また前記した実施形態では、いずれも坩堝10等の蒸発装置5を真空室2内に配置したが、蒸発装置5を真空室2の外に設置してもよい。
 図16(第11実施形態)に示す真空蒸着装置79では、蒸発装置5を真空室2の外に配置している。その他の構成は、図1の第1実施形態と同じである。
 また図17(第12実施形態)に示す真空蒸着装置85でも、蒸発装置86を真空室2の外に配置している。真空蒸着装置85では、真空室2の中に二つの薄膜材料放出部90,91を設置し、これらを管路87a、87bに接続している。さらに各管路87a、87bには、流量調整弁(絞り装置)60a,60bが設けられている。
 以上説明した実施形態は、いずれも蒸発装置5を一基だけ有しているが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、複数の蒸発装置93を有するものであってもよい。図18(第13実施形態)に示す真空蒸着装置95は、4基の蒸発装置93a,93b,93c,93dを備えている。
 4基の蒸発装置93a,93b,93c,93dは、いずれも真空室2の外にある。また真空室2内には、前記した蒸気チャンバー6の蒸気通過部13に相当する部材が設けられている。そして4基の蒸発装置93a,93b,93c,93dと真空室2内の蒸気通過部13が管路88で接続されている。
 管路88は、4個の導入側ポート、1個の吐出側ポートを有するマニホールド96を有し、吐出側ポートが真空室2内の蒸気通過部13に接続されている。
 一方、4個の導入側ポートは、それぞれ開閉弁97a,97b,97c,97dを介してそれぞれの蒸発装置93a,93b,93c,93dに接続されている。本実施形態で採用する開閉弁97a,97b,97c,97dは、全閉状態にすることが可能である。
 本実施形態の真空蒸着装置95では、各蒸発装置93a,93b,93c,93dの坩堝10に異なる種類の薄膜材料が投入される。本実施形態の真空蒸着装置95では、開閉弁97a,97b,97c,97dを切り換えることにより、蒸気通過部13に導入される薄膜材料を変更することができる。
 前記した実施形態における蒸気チャンバー6と同様に、本実施形態においても、蒸気チャンバーに相当する部分に保温用電気ヒータ(図示せず)が取り付けられている。さらに、当該保温用電気ヒータは、蒸発装置93a,93b,93c,93d、管路88、及び蒸気通過部13に対して個別に温度設定することができる。
 本実施形態の真空蒸着装置95によれば、蒸発装置93a,93b,93c,93dの坩堝10に異なる種類の薄膜材料を投入することにより、異なる種類の薄膜を順次成膜することができるが、この際の管路88及び蒸気通過部13の温度については、以下のように設定することができる。
 即ち、蒸発装置93a,93b,93c,93dについては、投入する薄膜材料の種類に応じて、蒸発装置ごとに保温用電気ヒータの温度を設定する(例えば、薄膜材料の沸点プラス10℃程度)。一方、管路88と蒸気通過部13については、蒸発装置93a,93b,93c,93dで設定した各温度のうち、最も高い温度を保温用電気ヒータの設定温度として選択する。これにより、管路88と蒸気通過部13の温度が各薄膜材料の沸点よりも十分に高い温度に維持されるから、いずれの薄膜材料を気化させても管路88や蒸気通過部13で固化してしまうことはない。この構成によれば、蒸発装置の切替え時(薄膜材料の切替え時)に管路88や蒸気通過部13の温度を変える必要がない。
 なお、薄膜材料相互のコンタミネーションを防止するために、蒸発装置の切替え時には、窒素ガス等の不活性ガスを管路88と蒸気通過部13に通し、残留した薄膜材料を取り除く。
 本実施形態の真空蒸着装置95を使用すると、一つの真空蒸着装置95で複数の膜を成膜することができる。例えば前記した正孔注入層210、正孔輸送層211、発光層212、及び電子輸送層213を、一つの真空室2内で成膜することも可能である。
 なお、本実施形態では蒸発装置93a,93b,93c,93dを真空室2の外に設置しているが、真空室2の中に配置してもよい。
 図19に示す真空蒸着装置98(第14実施形態)は、図18の真空蒸着装置95の構成をさらに発展させたものである。真空蒸着装置98は、蒸発装置93a,93b,93c,93d、管路88、マニホールド96、蒸気通過部13、及び薄膜材料放出部25,26からなる一組のユニットを複数備えている。本実施形態によれば、生産性をさらに向上させることができる。なお、本実施形態では蒸発装置93a,93b,93c,93dを真空室2の外に設置しているが、真空室2の中に配置してもよい。
 図18に示す真空蒸着装置95では、真空室2内に蒸気通過部13を一基だけ設け、蒸気通過部13が有する薄膜材料放出部25,26から複数種類の薄膜材料を放出するものである。即ち図18に示す真空蒸着装置95では、薄膜材料放出部25,26を共用して蒸発装置93a,93b,93c,93dから供給される薄膜材料を放出する。
 しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば図20(第15実施形態)に示す真空蒸着装置98の様に、真空室2内に複数系統の薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bを設け、各系統の薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bごとに独立した膜蒸気輸送路84a,84b,84cを設けてもよい。本実施形態の真空蒸着装置98においても、膜蒸気輸送路84a,84b,84cのそれぞれに開閉弁97a,97b,97cが設けられ、開閉弁97a,97b,97cを切り換えることにより、真空室2内に導入される薄膜材料を変更することができる。また、開閉弁97a,97b,97cの2つ以上を同時に開けることにより、共蒸着を行うこともできる。
 第15実施形態(図20)をさらに発展させ、複数系統の薄膜材料放出部を設けると共に、1つの薄膜材料放出部に対して複数の蒸発装置あるいは膜蒸気輸送路を設けることもできる。
 図21(第16実施形態)に示す真空蒸着装置125では、真空室2内に複数系統の薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bを設け、系統ごとに独立した膜蒸気輸送路84A,84B,84Cを設けている。薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bはそれぞれ複数あり、ガラス基板7a,7bの被成膜面に対向する同一系統の複数の薄膜材料放出部は、ガラス基板7a,7bの被成膜面に対して一様に分布している。
 本実施形態では、9個の蒸発装置が設けられており、蒸発装置93a,93b,93cが1つの系統を構成して膜蒸気輸送路84Aに連結されている。また蒸発装置93d,93e,93fが1つの系統を構成して膜蒸気輸送路84Bに連結されている。また蒸発装置93g,93h,93iが1つの系統を構成して膜蒸気輸送路84Cに連結されている。蒸発装置93a~93iには、それぞれ開閉弁97a~97iが設けられており、開閉弁97a~97iを切り換えることにより、真空室2内に導入される薄膜材料を変更することができる。
 真空蒸着装置125は、共蒸着を行うのに適している。例えば、蒸発装置93a~93cにそれぞれ薄膜材料A~Cを、蒸発装置93d~93fにそれぞれ薄膜材料D~Fを、蒸発装置93g~93iにそれぞれ薄膜材料G~Iを仕込む。そうすると、蒸発装置93a~93cから膜蒸気輸送路84Aを通じて、薄膜材料A~Cを共蒸着することができる。同様に、蒸発装置93d~93fから膜蒸気輸送路84Bを通じて、薄膜材料D~Fを共蒸着することができる。同様に、蒸発装置93g~93iから膜蒸気輸送路84Cを通じて、薄膜材料G~Iを共蒸着することができる。
 本実施形態の構成は、エリアソース方式に適している。
 図22(第17実施形態)の真空蒸着装置126は、膜蒸気輸送路84A,84Cの分岐パターンを変えたものである。
 図23(第18実施形態)の真空蒸着装置127は、膜蒸気輸送路84A,84B,84Cの分岐パターンを変えたものである。
 図21~図23に示した実施形態によれば、共蒸着を系統ごとに順番に行うことができ、成膜に必要なチャンバー数を減らすことができる。なお、図21~図23に示す蒸発装置93a~93i、膜蒸気輸送路84A~84C、及び薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bからなる一組のユニットを複数備え、薄膜材料放出部89a,89b、94a,94b、99a,99bを同一の真空室2内に設置する構成としてもよい。
 他の実施形態について、さらに説明する。
 図24(第19実施形態)に示す真空蒸着装置128では、2個の蒸発装置93a,93bが真空室2の外に設置されている。また、図17(第12実施形態)と同様に、真空室2の中に2個の薄膜材料放出部90,91が設置されている。本実施形態では、蒸発装置93aから管路が分岐しており、蒸発した薄膜材料を薄膜材料放出部90,91の両方に供給可能な構成となっている。蒸発装置93aと薄膜材料放出部90とは、開閉弁97aを介して連結されている。蒸発装置93aと薄膜材料放出部91とは、開閉弁97a’を介して連結されている。蒸発装置94bについても同様であり、蒸発した薄膜材料を薄膜材料放出部90,91の両方に供給可能な構成となっている。そして同様に、蒸発装置93bと薄膜材料放出部90とは、開閉弁97bを介して連結されている。蒸発装置93bと薄膜材料放出部91とは、開閉弁97b’を介して連結されている。
 本実施形態は、共蒸着を行うのに適している。
 図20~24に示した実施形態においても、各蒸発装置を真空室2の中に配置してもよい。
 図25(a)、図25(b)(第20実施形態)に示す真空蒸着装置130は、図14(第9実施形態)に示したリニアソース方式を基本とし、これに複数の蒸発装置を組み合わせたものである。すなわち真空蒸着装置130は、縦に配された開口列77から原料を放出するものであり、開口列77が薄膜材料放出部として機能する。真空蒸着装置130は、3個の蒸発装置93a,93b,93cを有しており、蒸発した薄膜材料は、それぞれ開閉弁97a,97b,97cを介して蒸気通過空間15に供給される。蒸発装置93a,93b,93cは、真空室の中に設置してもよいし、真空室の外に設置してもよい。なお図25(b)では真空室の図示を省略している。
 一方、図26(a)、図26(b)(第21実施形態)に示す真空蒸着装置131では、蒸発装置93a,93b,93cごとに薄膜材料放出部133a,133b,133cが設けられている。すなわち本実施形態では、蒸気チャンバー6の内部が3個の薄膜材料放出部133a,133b,133cに対応して、3室の小部屋135a,135b,135cに仕切られている。各小部屋135a,135b,135cが独立した蒸気通過部となる。
 本実施形態によれば、薄膜材料放出部133a,133b,133cから異なる薄膜材料を同時に放出させて共蒸着を行うことができる。また、薄膜材料放出部133a,133b,133cから異なる薄膜材料を順次放出させて、複数種の薄膜を積層することができる。
 蒸発装置93a,93b,93cは、真空室の中に設置してもよいし、真空室の外に設置してもよい。なお図26(b)は蒸発装置93aの構成を代表例として示しているが、蒸発装置93b,93cについても全く同じ構成である。また図26(b)では真空室の図示を省略している。
 図14、図25、図26に示したリニアソース方式の例では、蒸気チャンバー6が縦長であり、開口列77が天地方向に並んでいるが、蒸気チャンバー6を横長とし、開口列77を水平方向に並べてもよい。この場合には、ガラス基板7a,7bを開口列77に対して天地方向に相対移動させることになる。
 上記した実施形態では、基本的に蒸気チャンバー6を床置きしているが、本発明はこれに限定されるものではない。図27(第22実施形態)に示す真空蒸着装置140のように、蒸気チャンバー6を天井から吊り下げて設置してもよい。真空蒸着装置140では、蒸発装置5が真空室2の外に設置されており、蒸発した薄膜材料は真空室2の天井側から薄膜材料放出部25,26に供給される。
 本実施形態においても、1つの蒸気チャンバー6に対して複数の蒸発装置を設けることができる。
 さらに図28(第23実施形態)に示す様に、複数の蒸発装置93a,93b,93cと薄膜材料放出部25,26(蒸気チャンバー6)からなる一組のユニットを、真空室2内に複数設置することができる。
 次に、上述した真空蒸着装置1等によって製造されることが望ましい有機EL装置の構造及びその製造方法について説明する。
 以下に例示する有機EL装置100は、集積型の有機EL装置である。集積型の有機EL装置100は、短冊状に形成された有機EL素子(以下、「単位EL素子」と称する)を電気的に直列に接続したものである。
 集積型有機EL装置100の層構成は図29の通りであり、前記した基本構成の有機EL装置200(図31)と同一であるが、複数の溝が設けられていて一つの平面状の有機EL素子が短冊状の単位EL素子に分割されている。
 即ち、集積型の有機EL装置100は、ガラス基板(基材)101に透明電極層102と機能層103及び裏面電極層104が順次積層されたものであるが、各層に溝110,111,112,113が形成されている。
 具体的に説明すると、透明電極層102に第一溝110が形成され、透明電極層102が複数に分割されている。また機能層103には第二溝111が形成され、機能層103が複数に分割され、さらに当該第二溝111の中に裏面電極層104の一部が進入して溝底部で透明電極層102と接している。
 さらに機能層103の第三溝112と裏面電極層104に設けられた第四溝113が連通し、全体として深い共通溝115が形成されている。
 集積型有機EL装置100は、透明電極層102に設けられた第一溝110と、機能層103(具体的には正孔注入層210、正孔輸送層211、発光層212、及び電子輸送層213)及び裏面電極層104に設けられた共通溝115によって各薄層が区画され、独立した単位EL素子120a,120b・・・が形成されている。そして前記した様に、第二溝111の中に裏面電極層104の一部が進入し、裏面電極層104の一部が透明電極層102と接しており、一つの単位EL素子120aは隣接する単位EL素子120bと電気的に直列に接続されている。
 即ち外部から供給される電流は、透明電極層102側から機能層103を経て裏面電極層104側に向かって流れるが、裏面電極層104の一部が第二溝111を介して透明電極層102と接しており、最初の単位EL素子120aを経て隣の単位EL素子120bの透明電極層102に流れる。この様に集積型の有機EL装置100では、各単位素子が全て直列に電気接続され、全ての単位素子が発光する。
 集積型の有機EL装置100を製造する際には、最初の工程として図30(a)の様にガラス等の透光性を有する基材101の上に、透明電極層102を成膜する。
 透明電極層102には、酸化インジウム錫(ITO)、酸化錫(SnO)酸化亜鉛(ZnO)等が用いられる。透明電極層102はスパッタ法やCVD法によって基板101に形成される。
 そして続いて、第一レーザスクライブ工程を行い、図30(b)の様に、透明電極層102に対してレーザスクライブによって第一溝110を形成する。
 次に、この基板101を真空蒸着装置に入れ、正孔注入層210、正孔輸送層211、発光層212、及び電子輸送層213を順次堆積し、図30(c)に示すように、機能層103を形成する。
 そして、機能層103を形成する際に、上記した実施形態の真空蒸着装置1等を使用することができる。真空蒸着装置1等を用いた成膜は、機能層103を構成する一部又は全部の層の形成について行うことができる。特に図18に示した真空蒸着装置95や、図20に示した真空蒸着装置98の様に複数の各蒸発装置93a,93b,93c,93dを備えた構成を採用すれば、前記した正孔注入層210、正孔輸送層211、発光層212、及び電子輸送層213を、一つの真空蒸着装置で成膜することができる。
 そして真空蒸着装置から取り出した基板101に対して第二レーザスクライブ工程を行い、図30(d)の様に機能層103に第二溝111を形成する。
 続いて、真空蒸着装置に前記基板101を挿入し、図30(e)の様に機能層103の上に、アルミニウム(Al)や銀(Ag)などの金属材料からなる裏面電極層104を形成する。
 裏面電極層104を形成する工程についても、上記した実施形態の真空蒸着装置1等を使用することができる。
 さらに続いて第三レーザスクライブ工程を行い、図30(f)の様に裏面電極層104と機能層103の双方に共通溝115を形成する。
 そしてさらに図示しない給電電極の成形や、その外側における分離溝(図示せず)の成形、分離溝の外側部分の裏面電極層104等の除去及び封止部による封止の作業が行われて有機EL装置(光電変換装置)が完成する。

Claims (14)

  1.  基材を設置可能な真空室と、薄膜材料を蒸発させる蒸発装置とを有し、真空室内に基材を設置し、蒸発装置によって蒸発された薄膜材料を蒸散させて前記基材に所定成分の膜を蒸着する蒸着装置において、
     真空室には複数の基材を設置可能であり、
     複数の薄膜材料放出部を有し、前記複数の薄膜材料放出部は異なる基材と対向する位置にあり、
     蒸発装置から前記複数の薄膜材料放出部に蒸発した薄膜材料がそれぞれ供給され、
     複数の薄膜材料放出部から同時に薄膜材料が放出されて対向する位置のそれぞれの基材に同時に成膜することが可能であることを特徴とする蒸着装置。
  2.  蒸発装置と薄膜材料放出部とを連通する膜蒸気輸送路を有し、当該膜蒸気輸送路の一部又は全部が分岐していて一つの蒸発装置から複数の薄膜材料放出部に薄膜材料を供給することを特徴とする請求項1に記載の蒸着装置。
  3.  薄膜材料放出部から放出される薄膜材料の流量を調節する絞り装置を備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の蒸着装置。
  4.  真空室内においては、2枚の基材の被成膜面が対向する向きに立設され、二つの基材の間に薄膜材料放出部が設置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の蒸着装置。
  5.  真空室内においては、2枚の基材の被成膜面が背中合わせに立設され、二つの基材の外側にそれぞれ薄膜材料放出部が設置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の蒸着装置。
  6.  複数の蒸発装置を有し、当該蒸発装置は異なる薄膜材料を蒸発させるものであり、薄膜材料放出部に薄膜材料を供給する蒸発装置を切替え可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の蒸着装置。
  7.  複数の蒸発装置を有し、当該蒸発装置は異なる薄膜材料を蒸発させるものであり、一つの基材に対向する位置に複数の薄膜材料放出部が設けられ、前記複数の薄膜材料放出部が異なる蒸発装置と連通することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の蒸着装置。
  8.  蒸発装置と当該蒸発装置から蒸発した薄膜材料が供給される複数の薄膜材料放出部とで構成される一組のユニットを、複数備えたことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の蒸着装置。
  9.  薄膜材料放出部には薄膜材料の蒸気を放出する孔が多数設けられており、当該孔が面状の広がりをもって分布していることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の蒸着装置。
  10.  薄膜材料放出部は管の開口で構成されており、当該開口から薄膜材料の蒸気が放出されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の蒸着装置。
  11.  薄膜材料放出部には、薄膜材料の蒸気を放出する複数の孔が列を成して設けられていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の蒸着装置。
  12.  蒸発装置は、真空室の外に設置されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の蒸着装置。
  13.  請求項1乃至12のいずれかに記載の蒸着装置を用いて、複数の基材に同時に成膜することを特徴とする薄膜の成膜方法。
  14.  少なくとも機能層を有する有機EL装置の製造方法であって、請求項13に記載の薄膜の成膜方法によって、前記機能層を構成する少なくとも一つの層を成膜することを特徴とする有機EL装置の製造方法。
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