JP2002241925A

JP2002241925A - 有機蒸着装置及び有機薄膜製造方法

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Publication number: JP2002241925A
Application number: JP2001044691A
Authority: JP
Inventors: Toshio Negishi; 敏夫根岸
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-28
Anticipated expiration: 2021-02-21
Also published as: JP3839674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】マスクをクリーニングできる技術を提供する。【解決手段】真空槽３内に反射手段２１を配置し、レー
ザ光発生装置２７から射出したレーザ光を反射させ、マ
スク１０に照射する。マスク１０表面に付着している有
機薄膜が蒸発し、除去される。その蒸気は真空排気装置
５２によって真空槽３外に排気される。マスク１０を取
り外さなくてもクリーニングが行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機蒸着装置の技術
分野にかかり、特に、マスクをクリーニングする技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、有機薄膜を用いた有機ＥＬ表
示装置が注目されている。図５の符号２０１は、有機Ｅ
Ｌ表示装置の一例であり、透明なガラス基板２１１上
に、透明電極膜２１２と、バッファー層２１３と、有機
薄膜２１４と、カソード電極膜２１５と、保護膜２１６
とがこの順序で積層されている。

【０００３】透明電極膜２１２とカソード電極膜２１５
の間に電圧を印加すると、電子とホールが有機薄膜内で
結合し、発光する。その光は、ガラス基板２１１を透過
し、外部に放射され、文字や図形等が表示される。

【０００４】上記のような有機薄膜２１４を用い、カラ
ー表示可能な有機ＥＬ表示装置を製造するためには、三
原色の各色の光を発生させる三種類の有機薄膜を透明電
極膜上に形成する必要がある。

【０００５】図６の符号１０２は、従来技術の有機蒸着
装置であり、カラー表示可能な有機ＥＬ表示装置を製造
するために用いられている。

【０００６】この有機蒸着装置１０２は真空槽１０３を
有しており、該真空槽１０３内の底壁側には有機蒸着源
１５５が配置され、天井側には基板ホルダ１１２が配置
されている。

【０００７】真空槽１０３内を真空排気し、基板ホルダ
１３０にガラス基板を保持させる。符号１０８はその状
態のガラス基板を示している。このガラス基板１０８の
表面には、予め透明電極膜１０９が形成されており、そ
の透明電極膜１０９が有機蒸着源１５５に面するよう
に、基板ホルダ１３０上に保持されている。

【０００８】有機蒸着源１５５は、容器１２１と、該容
器１２１周囲に巻回されたヒータ１２２とを有してお
り、容器１２１内には、予め、有機材料１２２が配置さ
れている。

【０００９】この有機蒸着源１５５のヒータ１２３に通
電し、有機材料１２２を昇温させると有機材料１２２の
蒸気が発生し、容器１２１の開口部分から真空槽１０３
内に放出される。

【００１０】この有機蒸着装置１０２では、ガラス基板
１０９と有機蒸着源１５５の間の位置に、マスク１１０
が配置されている。該マスク１１０は、板状のニッケル
合金から成る遮蔽部材１１３と、該遮蔽部材１１３に形
成された複数の孔１１１とで構成されている。

【００１１】有機蒸着源１５５からは、母材となる有機
材料の蒸気と、母材中に微少量添加される有機材料(ド
ーパント)の蒸気とが放出されており、その蒸気によっ
て形成される有機薄膜は、ドーパントとなる有機材料に
より、三原色のうちの一色を発光するようになってい
る。

【００１２】真空槽１０３内に放出された有機材料１２
２の蒸気は、孔１１１を通過し、ガラス基板１０８上の
透明電極膜１０９表面に到達すると、孔１１１のパター
ンに対応する場ターンで、透明電極膜１０９上に有機薄
膜が形成される。

【００１３】真空槽１０３内で、有機薄膜が所定膜厚に
形成されたら、ガラス基板１０８を他の有機蒸着装置に
搬送する。

【００１４】孔１１１のマスク１１０上の配置を図７に
示す。孔１１１は、所定間隔を開けて規則的に配置され
ており、上記の有機蒸着装置１０２内で形成した有機薄
膜に隣接した透明電極膜１０９上の位置に、他の色に対
応する有機薄膜を形成する。

【００１５】上述したように、カラー表示を行うために
は、透明電極膜１０９表面に、パターニングした有機薄
膜を形成する必要があり、そのため、孔１１１を有する
マスク１１０をガラス基板１０８上に配置し、有機薄膜
を成長させると、マスク１１０の遮蔽部材１１３上にも
有機薄膜が形成されてしまう。

【００１６】遮蔽部材１１３上の有機薄膜が孔１１１内
に向けて成長すると、孔１１１の大きさが次第に小さく
なり、有機薄膜を希望通りの幅や長さに形成できなくな
る。従って、マスク１１０は頻繁に交換する必要があっ
た。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の不都合を解決するために創作されたものであり、その
目的は、正確なパターンの有機薄膜を形成できる技術を
提供することにある。また、マスクを簡単に再生する技
術を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、真空槽と、前記真空槽の天
井側に配置された基板ホルダと、前記真空槽の底壁側に
配置された有機蒸着源と、前記基板ホルダに配置された
基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置されたマスク
と、レーザ光発生装置とを有し、前記レーザ光発生装置
から射出されたレーザ光を前記マスクに照射できるよう
に構成された有機蒸着装置である。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の有機蒸着装置であって、前記真空槽
内に配置された反射手段を有し、前記レーザ光を前記反
射手段で反射させ、前記マスクに照射するように構成さ
れた有機蒸着装置である。請求項３記載の発明は、請求
項２記載の有機蒸着装置であって、前記反射手段を前記
真空槽内で移動させる反射手段移動装置が設けられた有
機蒸着装置である。請求項４記載の発明は、請求項１乃
至請求項３のいずれか１項記載の有機蒸着装置であっ
て、前記マスクを前記真空槽内で移動させるマスク移動
装置が設けられた有機蒸着装置である。請求項５記載の
発明は、真空槽内に基板を配置し、前記真空槽内に配置
された有機蒸着源から有機材料の蒸気を放出させ、該蒸
気のうち、前記基板と前記有機蒸着源の間の位置に配置
したマスクの孔を通過した蒸気によって前記基板上に有
機薄膜を形成する有機薄膜製造方法であって、前記真空
槽内を真空雰囲気にし、前記マスク表面に付着した有機
薄膜にレーザ光を照射し、前記マスク表面の有機薄膜を
蒸発させるマスククリーニング工程を有する有機薄膜製
造方法である。請求項６記載の発明は、請求項５記載の
有機薄膜製造方法であって、前記マスククリーニング工
程は、前記真空槽内を真空排気しながら前記マスクに前
記レーザ光を照射する有機薄膜製造方法である。

【００１９】一般に、多色表示ができる有機ＥＬ表示装
置を構成させるために、多数の孔が形成されたマスクが
用いられており、このマスクは、有機蒸発源と基板の間
の位置であって、基板表面に接触させるか、基板表面に
近接して配置されている。

【００２０】そして、有機蒸発源から有機材料の蒸気を
放出させると、有機材料の蒸気はマスクの孔を通過し、
基板上には孔の配置パターンに従ったパターンの有機薄
膜が形成される。

【００２１】しかしながら、マスク表面にも有機材料の
蒸気が付着するため、マスクにも有機薄膜が形成されて
しまう。

【００２２】本発明は上記のように構成されており、レ
ーザ光をマスクに照射し、マスク表面に形成された有機
薄膜を蒸発させ、マスクをクリーニングしている。従っ
て、マスク表面に付着した有機薄膜によって孔の径が小
さくなったり、マスク表面から有機薄膜が剥離し、ダス
トになることがない。

【００２３】この場合、マスク移動装置によってマスク
を移動させながらレーザ光を照射すると、マスクの所望
位置にレーザ光を照射できるので、小径のレーザ光でマ
スクの有効領域の表面に隈無くレーザ光を照射すること
ができる。

【００２４】また、有機薄膜を形成する有機材料は粉体
や液体であるため、内部に有機材料を収容した有機蒸発
源は真空槽の下方に配置し、開口部分を上方に向ける必
要があり、従って、基板ホルダは真空槽内の天井側の位
置であって、有機蒸発源の上方に配置する必要がある。

【００２５】このように、有機蒸着装置では、有機蒸着
源と基板ホルダの位置が決まってしまうため、レーザ光
発生装置の位置に合わせて有機蒸着源と基板ホルダを配
置することができない。

【００２６】そこで、本発明では、真空槽内に反射手段
を配置し、反射手段でレーザ光を反射させ、マスクに照
射するように構成されており、従って、マスクの位置が
決まっている場合であっても、レーザ光発生装置を所望
位置に配置することができる。

【００２７】また、反射手段移動装置を設け、反射手段
を移動できるようにしておくと、有機薄膜形成の際に反
射手段が邪魔になることがない。また、レーザ光の照射
の際に、反射手段を移動させることもできる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１を参照し、符号２は本発明の
一例の有機蒸着装置を示している。

【００２９】この有機蒸着装置２は真空槽３を有してお
り、該真空槽３内の底壁上には、複数の有機蒸着源が配
置されている。ここでは、第１〜第３の有機蒸着源５５
₁〜５５₃と、図示しない有機蒸着源とが配置されてい
る。第１〜第３の有機蒸着源５５₁〜５５₃内には、三原
色の各色に対応する３種類の有機材料５６₁〜５６₃がそ
れぞれ配置されており、また、不図示の有機蒸着源内に
は、有機薄膜の母材となる有機蒸着材料が配置されてい
る。

【００３０】真空槽３内の天井側には、基板ホルダ３０
が配置されている。該基板ホルダ３０は、第１〜第３の
有機蒸着源５５₁〜５５₃及び不図示の有機蒸着源上に位
置している。

【００３１】基板ホルダ３０は、マスク移動装置３１
と、マスク懸吊板３２と、基板懸吊板３３とを有してい
る。

【００３２】マスク移動装置３１は、その一端部が真空
槽３の天井に取り付けられており、他端部には、マスク
懸吊板３２と基板懸吊板３３とが、水平な状態で取り付
けられている。

【００３３】マスク移動装置３１は、真空槽３外に配置
されたモータに接続されており、このモータの駆動力に
よって、マスク懸吊板３２と基板懸吊板３３とを水平方
向に移動させ、また、水平面内で回転させるように構成
されている。

【００３４】マスク懸吊板３２と基板懸吊板３３の四隅
には、フック３５、３６が下方に向けて垂直に取り付け
られている。各フック３５、３６の下端部は、水平方向
であって、マスク懸吊板３２や基板懸吊板３３の辺に沿
った方向に曲げられており、その曲げられた部分の上に
板状の部材を載置できるように構成されている。

【００３５】図１の符号１０は、マスク懸吊板３２のフ
ック３５によって、基板ホルダ３０内に載置されたマス
クを示している。また、同図符号８は、基板懸吊板３３
のフック３６によって、基板ホルダ３０内に載置された
状態のガラス製の基板を示している。

【００３６】マスク懸吊板３２に取り付けられたフック
３５の下端部は、基板懸吊板３３に取り付けられたフッ
ク３６の下端部よりも下方に位置しており、基板８はマ
スク１０の真上に位置するようになっている。

【００３７】また、基板８とマスク１０とは、フック３
５、３６によって水平にされており、基板８は、マスク
１０に近接した位置に配置されるようになっている。

【００３８】上記のような有機蒸着装置２を使用し、有
機薄膜を積層させる場合には、予め、各有機蒸着源５５
₁〜５５₃内に、三原色に対応する有機蒸着材料５６₁〜
５６₃を配置し、基板ホルダ３０に基板８を配置せず、
マスク１０を装着した状態で真空槽３に接続された真空
排気装置５２を動作させ、真空槽３内を真空排気してお
く。

【００３９】真空槽３内の真空雰囲気を維持しながら、
基板搬送ロボットによって基板８を真空槽３内に搬入す
る。この基板８はガラス製であり、その表面には予めパ
ターニングされた透明導電膜が形成されている。基板８
は、透明導電膜が形成された面を下にして基板ホルダ３
０内に挿入され、上述したように、フック３６の下端部
上に載置される。

【００４０】符号３４は押さえ板であり、基板８の上方
から降下させ、基板８表面に密着させ、基板８がフック
３６上で動かないようにする。

【００４１】真空槽３の天井にはＣＣＤカメラ３８が配
置されており、このＣＣＤカメラ３８によって、マスク
１０に形成されたアラインメントマークと基板８に形成
されたアラインメントマークとを観察しながらマスク移
動装置３１によって、マスク１０と基板８とを相対的に
移動させ、位置合わせを行う。

【００４２】位置合わせを行った後、先ず、母材となる
有機材料の蒸気と、第１の有機蒸着源５５₁内に配置さ
れた第１色目の有機材料６₁とを放出させる。

【００４３】図３は、マスク３と、基板８と、第１の有
機蒸着源５５₁との間の相対的な位置関係を示した図で
ある。同図の符号５７₁は、母材となる有機化合物の蒸
気及び第１の有機材料５６₁の蒸気を示している。

【００４４】マスク１０は、板状のニッケル合金で構成
された遮蔽部材１３と、該遮蔽部材１３に形成された複
数の孔１１とを有している。

【００４５】蒸気５７₁が、マスク１０の孔１１を通過
し、基板８に到達すると、透明導電膜表面に、孔１１の
配置パターンと同じパターンで第１の有機薄膜が形成さ
れる。

【００４６】なお、第１の有機薄膜及び後述する第２、
第３の有機薄膜を形成する際には、マスク懸吊板３１及
び基板懸吊板２１とを中心軸線６４を中心にして一緒に
回転させ、基板８とマスク１０とを相対的に静止させた
状態で一緒に回転させ、有機材料の蒸気が基板８表面に
均一に到達するようにしておく。

【００４７】図４(ａ)及び(ｂ)〜(ｅ)は、３種類の有機
薄膜を基板８上に形成する場合の工程を示しており、図
４(ａ)に示すように、第１の有機薄膜４１が所定膜厚に
形成されたら、蒸気放出を一旦停止させ、マスク移動装
置３１によってマスク１０と基板８とを所定量だけ相対
的に移動させ(図４(ｂ))、次いで、母材となる有機材料
の蒸気と、第２の蒸着源５５₂内に配置された第２の有
機薄膜材料５６₂の蒸気とを放出させ、第１の有機薄膜
４１に隣接する位置に第２の有機薄膜４２を形成する
(図４(ｃ))。

【００４８】第２の有機薄膜４２の形成後、同様にマス
ク１０と基板８とを所定量だけ相対的に移動させ(同図
(ｄ))、第１、第２の有機薄膜４１、４２に隣接する位
置に第３の有機薄膜４３を形成する(図４(ｅ))。

【００４９】第１〜第３の有機薄膜４１〜４３が形成さ
れた基板８は、有機蒸着装置２外に搬出し、カソード電
極膜等を形成する成膜装置に搬送する。他方、この有機
蒸着装置２内には、未処理の基板を搬入し、上記と同じ
手順で第１〜第３の有機薄膜を形成する。

【００５０】以上のように、マスク１０を用い、基板８
上にパターニングした有機薄膜を形成すると、マスク１
０の遮蔽部材１３表面にも有機薄膜が成長してしまう。
図１、２の符号１４は、遮蔽部材１３上の有機薄膜を示
している。

【００５１】本発明の有機蒸着装置２は、遮蔽部材１３
上の有機薄膜１４を除去するためのレーザ光発生装置２
７と、反射手段２１と、反射手段移動装置２４とを有し
ている。

【００５２】レーザ光発生装置２７は真空槽３の外部に
配置されており、該レーザ光発生装置２７が射出するレ
ーザ光は、真空槽３に設けられた窓２６を通って真空槽
３内に入射するように構成されている。

【００５３】反射手段２１は、真空槽３内であって、真
空槽３内に入射するレーザ光の光路上に配置されてい
る。

【００５４】従って、真空槽３内に入射したレーザ光は
反射手段２１に照射され、該反射手段２１によって反射
される。反射手段２１は、反射したレーザ光を真空槽３
の天井側に照射するように配置されている。

【００５５】この反射手段２１は、支持部材２３を介し
て反射手段移動装置２４に取り付けられており、反射手
段移動装置２４を動作させ、支持部材２３を伸縮させる
ことで、レーザ光の光路上を移動できるように構成され
ている。

【００５６】従って、反射手段移動装置２４によって反
射手段２１を移動させ、マスク１０の下方に位置させる
と、反射されたレーザ光はマスク１０に照射される。

【００５７】図２の符号２８は、レーザ光発生装置２７
から射出され、反射手段２１によって反射されたレーザ
光を示しており、真空排気装置５２を動作させ、真空槽
３内を真空雰囲気にし、レーザ光２９をマスク１０に照
射すると、マスク１０が昇温し、マスク１０表面に形成
されている有機薄膜１４が蒸発し、除去される。

【００５８】レーザ光２９を照射している間、真空排気
系５２を動作させておくと、マスク１０から発生した有
機薄膜１４の蒸気は真空排気装置５２によって排気され
る。

【００５９】また、レーザ光２９を照射する間、母材と
なる有機材料が配置された有機蒸着源、及び第１〜第３
の有機蒸着源５５₁〜５５₃の開口部分に配置されたシャ
ッターを閉じておき、真空槽３内に放出された有機薄膜
１４の蒸気が混入しないようにしておく。

【００６０】上記のようにレーザ光２９を照射するが、
レーザ光発生装置２７が発生するレーザ光は約５ｍｍ程
度の幅であるため、マスク移動装置３１と反射手段移動
装置２４とを用い、反射手段２１にレーザ光を照射しな
がらマスク１０と反射手段２１を移動させると、マスク
１０表面の有効領域内にレーザ光２９が隈無く照射さ
れ、クリーニングが行われる。

【００６１】なお、図２の符号２２は反射手段２１を収
容する収容部材であり、基板８表面に有機薄膜を形成す
る際には、反射手段２１をマスク１０の下方位置から退
避させ、収容部材２２内に収容しておき、有機蒸着材料
の蒸気が真空槽３中で拡散する際に、反射手段２１が拡
散の邪魔にならないようにしておくとよい。

【００６２】

【発明の効果】マスクを簡単にクリーニングできるの
で、有機薄膜を正確なパターンで形成できる。マスクを
クリーニングすることにより、マスクを再使用できるの
でコストが低くなる。マスクを真空槽内に配置したまま
でクリーニングを行えるので作業効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機蒸着装置の一例

【図２】本発明によるマスクのクリーニングを説明する
ための図

【図３】マスクと基板と有機蒸着源の相対的な位置関係
を説明するための図

【図４】(ａ)〜(ｅ)：有機薄膜の形成工程を説明するた
めの図

【図５】有機ＥＬ表示装置の構造を説明するための図

【図６】従来の有機蒸着装置

【図７】マスク上の孔の配置状態を説明するための図

【符号の説明】

２……有機蒸着装置３……真空槽８……基板１０……マスク１１……孔２１……反射手段２４……反射手段移動装置２９……レーザ光３１……マスク移動装置４１〜４３……有機薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空槽と、前記真空槽内に配置された基板ホルダと、前記真空槽内で前記基板ホルダと対向する位置に配置さ
れた有機蒸着源と、前記基板ホルダに配置された基板と前記有機蒸着源の間
の位置に配置されたマスクと、レーザ光発生装置とを有し、前記レーザ光発生装置から射出されたレーザ光を前記マ
スクに照射できるように構成された有機蒸着装置。
【請求項２】前記真空槽内に配置された反射手段を有
し、前記レーザ光を前記反射手段で反射させ、前記マスクに
照射するように構成された請求項１記載の有機蒸着装
置。
【請求項３】前記反射手段を前記真空槽内で移動させる
反射手段移動装置が設けられた請求項２記載の有機蒸着
装置。
【請求項４】前記マスクを前記真空槽内で移動させるマ
スク移動装置が設けられた請求項１乃至請求項３のいず
れか１項記載の有機蒸着装置。
【請求項５】真空槽内に基板を配置し、前記真空槽内に
配置された有機蒸着源から有機材料の蒸気を放出させ、
該蒸気のうち、前記基板と前記有機蒸着源の間の位置に
配置したマスクの孔を通過した蒸気によって前記基板上
に有機薄膜を形成する有機薄膜製造方法であって、前記真空槽内を真空雰囲気にし、前記マスク表面に付着
した有機薄膜にレーザ光を照射し、前記マスク表面の有
機薄膜を蒸発させるマスククリーニング工程を有する有
機薄膜製造方法。
【請求項６】前記マスククリーニング工程は、前記真空
槽内を真空排気しながら前記マスクに前記レーザ光を照
射する請求項５記載の有機薄膜製造方法。