WO2019066087A1 - 蒸着装置、有機ｅｌパネルの製造装置、有機ｅｌパネルの製造方法 - Google Patents

蒸着装置、有機ｅｌパネルの製造装置、有機ｅｌパネルの製造方法 Download PDF

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後藤　哲也
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株式会社ブイ・テクノロジー
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    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00

Definitions

  • the present invention relates to a deposition apparatus, an apparatus for manufacturing an organic EL panel, and a method for manufacturing an organic EL panel.
  • the vapor deposition apparatus is generally known as an apparatus for forming a thin film on a substrate surface (film formation), and in the process of manufacturing an organic EL panel, a process of patterning a thin film of an organic EL material on a substrate through a mask A vacuum evaporation apparatus is used.
  • Such a vapor deposition apparatus includes a vapor deposition tank such as a vacuum chamber, a holder for holding the substrate in the vapor deposition tank, and a vapor deposition source having an opening facing the film formation surface of the substrate held by the holder.
  • the vapor deposition source includes a container for storing a film forming material (a crucible) and a heating device (heater) for heating the film forming material in the container (for example, see Patent Document 1 below).
  • the conventional vapor deposition apparatus evaporates or sublimes the film forming material in the container by heating with the vapor deposition source, and emits molecular flux of the film forming material toward the substrate held opposite to the opening of the container.
  • the film formation pattern is formed on the substrate through the opening of the vapor deposition mask in close contact with the film formation surface of the substrate.
  • the conventional vapor deposition apparatus can not bring the vapor deposition source close to the vapor deposition mask or the substrate.
  • the molecular flux of the film forming material emitted from the vapor deposition source can be given a degree of directivity by making the opening of the container into a nozzle shape, but the opening with a certain spread angle It is emitted toward the vapor deposition mask from.
  • the distance from the container opening of the deposition source to the deposition mask is large, the molecular flux of the film forming material obliquely incident on the opening of the deposition mask increases, and the thickness of the deposition mask becomes a shadow. There is a problem that high fine patterns can not be formed.
  • the present invention is proposed to address such problems. That is, in the vapor deposition apparatus, it is possible to arrange the vapor deposition source close to the vapor deposition mask or the substrate, and improve the directivity of the molecular flux of the film forming material to improve the accuracy of the film forming pattern, etc. It is an object of the present invention.
  • the vapor deposition source includes: a vapor deposition chamber that holds a substrate on which a vapor deposition mask is in close contact with the surface to be deposited; A container for containing a film forming material and having an opening directed to the deposition mask, a heating device for heating the film forming material in the container, and an ultrasonic oscillator for applying the ultrasonic vibration to the film forming material in the container An evaporation apparatus comprising an acoustic transducer.
  • a vapor deposition apparatus 1 includes a vapor deposition tank 2 provided with a holding unit 2A for holding a substrate 10 and a vapor deposition mask 11, and a vapor deposition source 3 disposed in the vapor deposition tank 2. And have.
  • the illustrated substrate 10 is held by the holding unit 2A with the film formation surface 10a facing downward.
  • the transparent electrode layer 10s and the insulating film 10p are formed on the film formation surface 10a side of the substrate 10, and the deposition mask 11 is held so as to be in close contact with the insulating film 10p.
  • the deposition mask 11 in close contact with the substrate 10 is aligned so that the opening pattern of the insulating film 10 p and the opening pattern of the deposition mask 11 coincide with each other.
  • the vapor deposition source 3 radiates a film forming material toward the vapor deposition mask 11 in close contact with the substrate 10, and heats the container 30 in which the film forming material M is accommodated and the film forming material M in the container 30.
  • a heating device 31 and an ultrasonic transducer 32 for applying ultrasonic vibration to the film forming material M in the container 30 are provided.
  • the container 30 has an opening 30 A directed to the deposition mask 11.
  • the molecular flux of the film forming material M that has been evaporated or sublimated is emitted toward the deposition mask 11 from the opening 30A.
  • the opening 30 ⁇ / b> A preferably has a tubular nozzle shape in order to enhance the directivity toward the deposition mask 11.
  • the heating device 31 can be configured by a heat transfer heater or the like, and heats the film forming material M in the container 30 to a set temperature by being disposed outside or inside the container 30.
  • the heating device 31 is provided with a temperature sensor or the like so that the heating temperature does not rise above the set temperature.
  • the ultrasonic transducer 32 generates ultrasonic vibration of, for example, 20 kHz to 2 MHz, and is disposed in the container 30 in the illustrated example. Specifically, the ultrasonic transducer 32 can be disposed in the vicinity of the bottom surface of the container 30, thereby applying ultrasonic vibration to the film forming material M of the container 30. The deployment position of the ultrasonic transducer 32 can be deployed so as to be incorporated into the bottom surface or the wall surface of the container 30 except that the ultrasonic transducer 32 is disposed inside the container 30 as described above.
  • the evaporation or sublimation of the film forming material M is promoted by applying the vibration energy to the film forming material M to which the ultrasonic vibration is applied by the ultrasonic transducer 32.
  • the molecular flux of the film forming material M can be released from the opening 30A of the container 30 in a state where the heating temperature by the heating device 31 is kept low.
  • kinetic energy is added to the molecular flux of the film forming material M by the ultrasonic vibration applied to the film forming material M, which makes it possible to generate a highly directional molecular flux.
  • Table 1 below shows the frequency of the ultrasonic transducer to be applied and the heating temperature of the heating device 31 at the time of molecular flux generation. As apparent from the table, by raising the applied frequency, even if the heating temperature of the heating device 32 is kept low, the film forming material M is evaporated or sublimated to generate molecular flux. it can.
  • the heating temperature of the vapor deposition source 3 can be suppressed to a low level when emitting molecular flux of the film forming material M from the vapor deposition source 3 toward the vapor deposition mask 11 according to the vapor deposition apparatus 1 as described above, It becomes possible to arrange close to the vapor deposition mask 11. As a result, the molecular flux of the film forming material M emitted from the vapor deposition source 3 can be made incident on the opening of the vapor deposition mask 11 with good directivity.
  • the molecular flux of the film forming material M emitted from the vapor deposition source 3 itself has high directivity due to the application of ultrasonic vibration, so that a minute pattern with high accuracy is formed on the substrate 10 can do.
  • Such a vapor deposition apparatus 1 can be used as a manufacturing apparatus of an organic electroluminescent panel, or the manufacturing method of an organic electroluminescent panel by using the film-forming material M as organic electroluminescent material.
  • the film-forming material M at this time is a material for forming each layer such as a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, etc. in the case of forming an organic EL element having a multilayer structure. In order.
  • Vapor deposition equipment 1: Vapor deposition equipment, 2: Evaporation tank, 2A: Holding part, 3: Vapor deposition source, 30: container, 30A: opening, 31: heating device, 32: ultrasonic transducer, 10: substrate, 10a: deposition surface, 10s: transparent electrode layer, 10p: insulating film, 11: Evaporation mask, M: deposition material,

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Abstract

蒸着装置において、蒸着源を蒸着マスクや基板に近接配置させることを可能にし、成膜材料の分子流束の指向性を改善することで、成膜パターンの精度を向上させる。蒸着装置は、蒸着マスクが被成膜面に密着された基板を内部に保持する蒸着槽と、蒸着槽内に配置され、蒸着マスクに向けて成膜材料を放射する蒸着源とを備え、蒸着源は、成膜材料が収容されると共に蒸着マスクに向けた開口を有する容器と、容器内の成膜材料を加熱する加熱装置と、容器内の成膜材料に超音波振動を与える超音波振動子を備える。

Description

蒸着装置、有機ＥＬパネルの製造装置、有機ＥＬパネルの製造方法
　本発明は、蒸着装置、有機ＥＬパネルの製造装置、有機ＥＬパネルの製造方法に関するものである。
　蒸着装置は、基板表面に薄膜を形成（成膜）するための装置として一般に知られており、有機ＥＬパネルの製造工程では、基板にマスクを介して有機ＥＬ材料の薄膜をパターニングする工程で、真空蒸着装置が用いられている。
　このような蒸着装置は、真空チャンバなどの蒸着槽と、蒸着槽内で基板を保持する保持部と、この保持部に保持される基板の被成膜面に対向する開口を有する蒸着源を備えており、蒸着源は、成膜材料を収容する容器（坩堝）とこの容器内の成膜材料を加熱する加熱装置（ヒータ）を備えている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開２００９－１１４５１７号公報
　従来の蒸着装置は、蒸着源での加熱で、容器内の成膜材料を蒸発又は昇華させ、容器の開口に対向して保持されている基板に向けて成膜材料の分子流束を放射することで、基板の被成膜面に密着した蒸着マスクの開口を通して、基板に成膜パターンを形成している。
　この際、蒸着源の加熱に伴って発生する熱流（輻射熱）によって蒸着マスクや基板の温度が上昇すると、蒸着マスクに熱変形が生じたり、基板と蒸着マスクの熱膨張の違いによって両者間のアライメント精度が悪化するといった問題が生じる。このため、従来の蒸着装置は、蒸着源を蒸着マスクや基板に近接させることができない。
　これに対して、蒸着源から放射される成膜材料の分子流束は、容器の開口をノズル形状にすることである程度の指向性を付与することは可能であるものの、ある程度の広がり角をもって開口から蒸着マスクに向けて放射される。これにより、蒸着源の容器開口から蒸着マスクまでの距離が大きいと、蒸着マスクの開口に斜めに入射する成膜材料の分子流束が多くなり、蒸着マスクの厚さが陰になって精度の高い微細パターンを成膜することができない問題が生じる。
　本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、蒸着装置において、蒸着源を蒸着マスクや基板に近接配置させることを可能にし、成膜材料の分子流束の指向性を改善することで、成膜パターンの精度を向上させること、などが本発明の課題である。
　このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
　蒸着マスクが被成膜面に密着された基板を内部に保持する蒸着槽と、前記蒸着槽内に配置され、前記蒸着マスクに向けて成膜材料を放射する蒸着源とを備え、前記蒸着源は、成膜材料が収容されると共に前記蒸着マスクに向けた開口を有する容器と、該容器内の成膜材料を加熱する加熱装置と、該容器内の成膜材料に超音波振動を与える超音波振動子を備えることを特徴とする蒸着装置。
本発明の実施形態に係る蒸着装置を示した説明図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る蒸着装置１は、基板１０と蒸着マスク１１を保持する保持部２Ａを備えた蒸着槽２と、蒸着槽２内に配置される蒸着源３とを備えている。図示の基板１０は、被成膜面１０ａを下向きにして保持部２Ａに保持されている。基板１０の被成膜面１０ａ側には、透明電極層１０ｓと絶縁膜１０ｐが形成されており、絶縁膜１０ｐに密着するように、蒸着マスク１１が保持されている。基板１０に密着される蒸着マスク１１は、絶縁膜１０ｐの開口パターンと蒸着マスク１１の開口パターンが合致するようにアライメントされている。
　蒸着源３は、基板１０に密着された蒸着マスク１１に向けて成膜材料を放射するものであり、成膜材料Ｍが収容される容器３０と、容器３０内の成膜材料Ｍを加熱する加熱装置３１と、容器３０内の成膜材料Ｍに超音波振動を与える超音波振動子３２を備えている。
　容器３０は、蒸着マスク１１に向けた開口３０Ａを有している。開口３０Ａからは、蒸発又は昇華した成膜材料Ｍの分子流束が蒸着マスク１１に向けて放出される。開口３０Ａは、蒸着マスク１１に向けた指向性を高めるために、筒状のノズル形状を有することが好ましい。
　加熱装置３１は、伝熱ヒータなどで構成することができ、容器３０の外側又は内側に配備することで、容器３０内の成膜材料Ｍを設定された温度まで加熱する。この加熱装置３１は、温度センサを設けるなどして、設定温度以上に加熱温度が上昇しないようにすることが好ましい。
　超音波振動子３２は、例えば、２０ｋＨｚ～２ＭＨｚの超音波振動を発生させるものであり、図示の例では、容器３０内に配置されている。具体的には、超音波振動子３２は、容器３０の底面付近に配置することができ、これによって、容器３０の成膜材料Ｍに超音波振動を付与する。超音波振動子３２の配備位置は、前述したように容器３０の内部に配置する以外は、容器３０の底面や壁面に組み込むように配備することができる。
　超音波振動子３２によって超音波振動が付与された成膜材料Ｍは、振動エネルギーの付与によって、成膜材料Ｍの蒸発又は昇華が促進されることになる。これによって、加熱装置３１による加熱温度を低く抑えた状態で、容器３０の開口３０Ａから成膜材料Ｍの分子流束を放出させることできる。また、成膜材料Ｍに付与される超音波振動によって、成膜材料Ｍの分子流束に運動エネルギーが加わることになり、指向性の高い分子流束を発生させることが可能になる。
　下記の表１は、付与する超音波振動子の振動数と分子流束発生時の加熱装置３１の加熱温度を示している。表から明らかなように、付与する振動数を高めることで、加熱装置３２の加熱温度を低く抑えた状態であっても、成膜材料Ｍを蒸発又は昇華させて分子流束を発生させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　このような蒸着装置１によると、蒸着源３から蒸着マスク１１に向けて成膜材料Ｍの分子流束を放射させるに際して、蒸着源３の加熱温度を低く抑えることができるので、蒸着源３を蒸着マスク１１に近接配置することが可能になる。これによって、蒸着源３から出射される成膜材料Ｍの分子流束を指向性良く蒸着マスク１１の開口に入射させることができる。
　また、蒸着源３から出射される成膜材料Ｍの分子流束は、超音波振動の付与によってそれ自体が高い指向性を有しているので、基板１０上に精度の高い微細パターンを成膜することができる。
　このような蒸着装置１は、成膜材料Ｍを有機ＥＬ材料とすることで、有機ＥＬパネルの製造装置として、或いは有機ＥＬパネルの製造方法に用いることができる。この際の成膜材料Ｍは、多層構造の有機ＥＬ素子を形成する場合には、ホール輸送層、発光層、電子輸送層などの各層を形成する材料になり、基板１０の透明電極層１０ｓ上に順次積層される。
１：蒸着装置，
２：蒸着槽，２Ａ：保持部，
３：蒸着源，３０：容器，３０Ａ：開口，
３１：加熱装置，３２：超音波振動子，
１０：基板，１０ａ：被成膜面，１０ｓ：透明電極層，１０ｐ：絶縁膜，
１１：蒸着マスク，Ｍ：成膜材料，

Claims (5)

  1. 　蒸着マスクが被成膜面に密着された基板を内部に保持する蒸着槽と、
    　前記蒸着槽内に配置され、前記蒸着マスクに向けて成膜材料を放射する蒸着源とを備え、
    　前記蒸着源は、
    　成膜材料が収容されると共に前記蒸着マスクに向けた開口を有する容器と、
    　該容器内の成膜材料を加熱する加熱装置と、
    　該容器内の成膜材料に超音波振動を与える超音波振動子を備えることを特徴とする蒸着装置。
  2. 　前記超音波振動子は、前記容器の内部に配置されていることを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
  3. 　前記超音波振動子は、２０ｋＨｚ～２ＭＨｚの振動を発生させることを特徴とする請求項１又は２記載の蒸着装置。
  4. 　請求項１～３のいずれか１項記載の蒸着装置を備え、
    　前記成膜材料が有機ＥＬ材料である有機ＥＬパネルの製造装置。
  5. 　請求項１～３のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、
    　前記成膜材料が有機ＥＬ材料である有機ＥＬパネルの製造方法。
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