JP2003321765A - 有機物の蒸着方法及びこの方法に用いられる蒸着装置ならびに蒸発源 - Google Patents
有機物の蒸着方法及びこの方法に用いられる蒸着装置ならびに蒸発源Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】蒸着材料が有機材料であっても、有機材料に熱
ダメージを与えることなく、しかも伝熱効果を高めて、
蒸発材料の溶融を均一に促進させることができ、均一で
不純物の少ない良質な蒸着膜を効率よく形成することが
でき、しかも、大型基板にも同様に対応できる蒸発源、
蒸着装置および蒸着方法を提供することを目的とする。 【解決手段】蒸発源４は、蒸着材料５を収容する開口部
４０を備えた筐体４１と、この蒸着材料５を筐体４１内
に供給する材料供給部６と、筐体４１内の蒸着材料５内
に混入される発熱体８と、この発熱体８の近傍かつ筐体
４１の外周に設けられる発熱体８を誘導加熱するための
ＩＨコイル７ｂと、この発熱体８を攪拌するための攪拌
部９とによって構成されている。
ダメージを与えることなく、しかも伝熱効果を高めて、
蒸発材料の溶融を均一に促進させることができ、均一で
不純物の少ない良質な蒸着膜を効率よく形成することが
でき、しかも、大型基板にも同様に対応できる蒸発源、
蒸着装置および蒸着方法を提供することを目的とする。 【解決手段】蒸発源４は、蒸着材料５を収容する開口部
４０を備えた筐体４１と、この蒸着材料５を筐体４１内
に供給する材料供給部６と、筐体４１内の蒸着材料５内
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４１の外周に設けられる発熱体８を誘導加熱するための
ＩＨコイル７ｂと、この発熱体８を攪拌するための攪拌
部９とによって構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸発源、蒸着装置
および蒸着方法に関し、更に詳しくは、蒸着材料として
有機材料を用いるものに関する。
および蒸着方法に関し、更に詳しくは、蒸着材料として
有機材料を用いるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、有機化合物（以下、有機材料とい
う）を発光材料とする有機ＥＬ素子は、表示素子として
ディスプレイへの利用が進められている。この有機ＥＬ
素子は、一般に基板表面上に、陽極、正孔伝達機能を有
する正孔輸送層、発光層、電子伝達機能を有する電子注
入層および陰極が順に積層された多層構造である。これ
らの膜を構成する有機材料は、熱伝導率が極めて小さ
く、また熱によるダメージを受けやすい特性をもつこと
から、有機材料を蒸着材料として用いる場合、蒸着材料
を収容するるつぼ内の温度管理が適切になされる必要が
あり、温度分布を均一にする等の工夫がなされている。
う）を発光材料とする有機ＥＬ素子は、表示素子として
ディスプレイへの利用が進められている。この有機ＥＬ
素子は、一般に基板表面上に、陽極、正孔伝達機能を有
する正孔輸送層、発光層、電子伝達機能を有する電子注
入層および陰極が順に積層された多層構造である。これ
らの膜を構成する有機材料は、熱伝導率が極めて小さ
く、また熱によるダメージを受けやすい特性をもつこと
から、有機材料を蒸着材料として用いる場合、蒸着材料
を収容するるつぼ内の温度管理が適切になされる必要が
あり、温度分布を均一にする等の工夫がなされている。
【０００３】このような装置として、従来では図４に示
すような蒸着装置が用いられており、この蒸着装置を用
いて有機ＥＬ素子が製造されている。
すような蒸着装置が用いられており、この蒸着装置を用
いて有機ＥＬ素子が製造されている。
【０００４】この蒸着装置８０１は、真空チャンバ８０
２内の下方側に、蒸着材料８０５とこの蒸着材料８０５
を収容したるつぼ８０６からなる蒸発源８０４が配置さ
れている。また、蒸発源８０４には、この蒸発源８０４
を加熱するための加熱体（図示省略）が設けられてい
る。るつぼ８０６内には、蒸着材料８０５とともに熱伝
導性の優れた伝熱物体８１１が混入されている。また、
蒸発源８０４の開口部８４ｅは真空チャンバ８０２内の
上方側に向けて開口されており、真空チャンバ８０２内
の上方側には、この開口部８４ｅに対向して配置された
基板８０３がその成膜面８０３ａを下方に向けた状態で
設置されている。
２内の下方側に、蒸着材料８０５とこの蒸着材料８０５
を収容したるつぼ８０６からなる蒸発源８０４が配置さ
れている。また、蒸発源８０４には、この蒸発源８０４
を加熱するための加熱体（図示省略）が設けられてい
る。るつぼ８０６内には、蒸着材料８０５とともに熱伝
導性の優れた伝熱物体８１１が混入されている。また、
蒸発源８０４の開口部８４ｅは真空チャンバ８０２内の
上方側に向けて開口されており、真空チャンバ８０２内
の上方側には、この開口部８４ｅに対向して配置された
基板８０３がその成膜面８０３ａを下方に向けた状態で
設置されている。
【０００５】以上の構成の蒸着装置８０１では、蒸着材
料８０５に混入された伝熱物体８１１により、熱伝導性
の低い有機材料である蒸着材料８０５の温度分布をある
程度均一にすることができ、開口部８４ｅから蒸発分子
を噴射させることができる。
料８０５に混入された伝熱物体８１１により、熱伝導性
の低い有機材料である蒸着材料８０５の温度分布をある
程度均一にすることができ、開口部８４ｅから蒸発分子
を噴射させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層構
造の有機ＥＬ素子を製造する場合、蒸着材料として有機
材料が用いられるが、上記したように、有機材料は熱伝
導率が極めて小さく、また熱によるダメージを受けやす
い物性をもつことから、こうした有機材料に対し熱ダメ
ージを与えることなく、しかも伝熱効果を高めて、蒸発
材料の溶融を均一に促進させることが益々求められてい
る。また、蒸着装置８０１では、蒸発源８０４は開口面
積が小さいこと、しかも上方に配置された基板８０３に
蒸着材料８０５の蒸発分子を成膜することから、基板８
０３に対する蒸発分子の付着力が弱く、基板８０３に対
して膜厚を均一にすることができない問題がある。さら
に、蒸着材料８０５を連続的に蒸発源８０４に供給する
ことができないために、効率よく基板８０３に膜を形成
するのが困難であった。
造の有機ＥＬ素子を製造する場合、蒸着材料として有機
材料が用いられるが、上記したように、有機材料は熱伝
導率が極めて小さく、また熱によるダメージを受けやす
い物性をもつことから、こうした有機材料に対し熱ダメ
ージを与えることなく、しかも伝熱効果を高めて、蒸発
材料の溶融を均一に促進させることが益々求められてい
る。また、蒸着装置８０１では、蒸発源８０４は開口面
積が小さいこと、しかも上方に配置された基板８０３に
蒸着材料８０５の蒸発分子を成膜することから、基板８
０３に対する蒸発分子の付着力が弱く、基板８０３に対
して膜厚を均一にすることができない問題がある。さら
に、蒸着材料８０５を連続的に蒸発源８０４に供給する
ことができないために、効率よく基板８０３に膜を形成
するのが困難であった。
【０００７】特に、多層構造の有機ＥＬ素子を製造する
場合、各層毎に基板８０３に膜を形成することから、膜
形成に時間がかかる。さらに、各層毎に蒸発源８０４を
切り替える必要がある。
場合、各層毎に基板８０３に膜を形成することから、膜
形成に時間がかかる。さらに、各層毎に蒸発源８０４を
切り替える必要がある。
【０００８】また、従来の装置では、大型の基板に対し
て、優れた膜質を効率よく成膜することは困難であっ
た。
て、優れた膜質を効率よく成膜することは困難であっ
た。
【０００９】本発明は、こうした問題を解決するために
なされたものであり、蒸着材料が有機材料であっても、
有機材料に熱ダメージを与えることなく、しかも伝熱効
果を高めて、蒸発材料の溶融を均一に促進させることが
でき、均一で不純物の少ない良質な蒸着膜を効率よく形
成することができ、しかも、大型基板にも同様に対応で
きる蒸発源、蒸着装置および蒸着方法を提供することを
目的とする。
なされたものであり、蒸着材料が有機材料であっても、
有機材料に熱ダメージを与えることなく、しかも伝熱効
果を高めて、蒸発材料の溶融を均一に促進させることが
でき、均一で不純物の少ない良質な蒸着膜を効率よく形
成することができ、しかも、大型基板にも同様に対応で
きる蒸発源、蒸着装置および蒸着方法を提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】＜蒸発源＞上記目的を達
成するため本発明にかかる蒸発源は、蒸着材料を蒸発さ
せ、その蒸発分子を基板に導くことにより、薄膜を形成
する蒸着装置に具備される蒸発源であって、蒸着材料を
収容する開口部を備えた筐体と、この蒸着材料を筐体内
に供給する材料供給部と、上記筐体内の蒸着材料内に混
入される発熱体と、この発熱体近傍かつ上記筐体の外周
に設けられ、この発熱体を誘導加熱するための誘導加熱
体と、この発熱体を攪拌する攪拌部とが具備されている
ことによってを特徴付けられる。
成するため本発明にかかる蒸発源は、蒸着材料を蒸発さ
せ、その蒸発分子を基板に導くことにより、薄膜を形成
する蒸着装置に具備される蒸発源であって、蒸着材料を
収容する開口部を備えた筐体と、この蒸着材料を筐体内
に供給する材料供給部と、上記筐体内の蒸着材料内に混
入される発熱体と、この発熱体近傍かつ上記筐体の外周
に設けられ、この発熱体を誘導加熱するための誘導加熱
体と、この発熱体を攪拌する攪拌部とが具備されている
ことによってを特徴付けられる。
【００１１】以上の構成の蒸発源では、蒸着材料内に混
入される発熱体は、攪拌部によって攪拌されながら、誘
導加熱体により誘導加熱されるので、熱は蒸着材料全体
に均一に拡散する。これにより、蒸着材料全体が均一に
溶融し、筐体の開口部全面から蒸着材料の蒸発分子が連
続的に噴射し、安定した蒸着を行うことができ、均一な
蒸着膜の形成を可能とする。なお、この筐体の大きさ
は、適宜大きくすることができ、この場合、蒸発時間を
長くすることができる。
入される発熱体は、攪拌部によって攪拌されながら、誘
導加熱体により誘導加熱されるので、熱は蒸着材料全体
に均一に拡散する。これにより、蒸着材料全体が均一に
溶融し、筐体の開口部全面から蒸着材料の蒸発分子が連
続的に噴射し、安定した蒸着を行うことができ、均一な
蒸着膜の形成を可能とする。なお、この筐体の大きさ
は、適宜大きくすることができ、この場合、蒸発時間を
長くすることができる。
【００１２】この蒸発源の構成において、発熱体は球状
体とし、攪拌部はこの発熱体を攪拌する攪拌部材とこの
攪拌部材を回転させる回転駆動手段を備えた構成である
ことが好ましい。
体とし、攪拌部はこの発熱体を攪拌する攪拌部材とこの
攪拌部材を回転させる回転駆動手段を備えた構成である
ことが好ましい。
【００１３】この場合、熱発散面が球面全体とする発熱
体は、攪拌部材の回転より攪拌されて、蒸着材料に広い
面積で接触し、かつ、その攪拌によって発熱体の接触面
が常に移動することから、発熱体の熱エネルギは蒸着材
料全体に均一に拡散する。従って、蒸着材料は均一に溶
融し、蒸発分子は効率よく開口部から噴射する。
体は、攪拌部材の回転より攪拌されて、蒸着材料に広い
面積で接触し、かつ、その攪拌によって発熱体の接触面
が常に移動することから、発熱体の熱エネルギは蒸着材
料全体に均一に拡散する。従って、蒸着材料は均一に溶
融し、蒸発分子は効率よく開口部から噴射する。
【００１４】上記の構成において、筐体には、蒸発分子
を基板に導くための噴射力を蒸発分子に付加するための
補助ガスを供給するガス供給部が設けられていてもよ
い。
を基板に導くための噴射力を蒸発分子に付加するための
補助ガスを供給するガス供給部が設けられていてもよ
い。
【００１５】この場合、補助ガスにより、蒸発分子の噴
射速度を上昇させることができ、蒸発分子の基板辺への
到達時間を短くできる。このことにより、蒸発分子は他
の物質に汚染されず、優れた膜質の蒸着膜を形成するこ
とが可能になる。
射速度を上昇させることができ、蒸発分子の基板辺への
到達時間を短くできる。このことにより、蒸発分子は他
の物質に汚染されず、優れた膜質の蒸着膜を形成するこ
とが可能になる。
【００１６】さらに、上記構成において、材料供給部
は、蒸着材料を収容するホッパと、上記発熱体を含む蒸
着材料全体に対する蒸着材料の密度を所定値とするよう
ホッパ内の蒸着材料の供給量を制御する供給制御手段を
備える構成であってもとよい。
は、蒸着材料を収容するホッパと、上記発熱体を含む蒸
着材料全体に対する蒸着材料の密度を所定値とするよう
ホッパ内の蒸着材料の供給量を制御する供給制御手段を
備える構成であってもとよい。
【００１７】この構成とすれば、蒸発材料が蒸発するに
伴い、蒸発材料の残存量は減少するが、発熱体を含む蒸
着材料全体に対する蒸着材料の密度を所定値とするよう
に蒸着材料の供給量を制御されるので、常に溶融すべき
蒸着材料が一定に保たれ、蒸発分子を連続的、かつ、一
定量噴射させることができる。
伴い、蒸発材料の残存量は減少するが、発熱体を含む蒸
着材料全体に対する蒸着材料の密度を所定値とするよう
に蒸着材料の供給量を制御されるので、常に溶融すべき
蒸着材料が一定に保たれ、蒸発分子を連続的、かつ、一
定量噴射させることができる。
【００１８】また、誘導加熱体は、ＩＨコイル（Induct
ion Heating Coil: 電磁誘導加熱コイル) からなる構成
としてもよい。 ＜蒸発装置＞本発明にかかる蒸着装置は、上記の蒸発源
を用いることができる。この蒸発源を真空チャンバ側壁
に設け、その蒸発源から蒸発分子が噴射される蒸発源の
開口部を真空チャンバ内方に向けた状態に配置される。
一方、成膜面をこの開口部に向けた状態で支持される基
板がこの開口部に対向する位置に配置される構成であ
る。
ion Heating Coil: 電磁誘導加熱コイル) からなる構成
としてもよい。 ＜蒸発装置＞本発明にかかる蒸着装置は、上記の蒸発源
を用いることができる。この蒸発源を真空チャンバ側壁
に設け、その蒸発源から蒸発分子が噴射される蒸発源の
開口部を真空チャンバ内方に向けた状態に配置される。
一方、成膜面をこの開口部に向けた状態で支持される基
板がこの開口部に対向する位置に配置される構成であ
る。
【００１９】以上の構成の蒸着装置は、上記した蒸発源
の作用を含むものであるので、その説明は省略する。本
蒸着装置では、蒸発源の開口部は基板成膜面と対向位置
に、かつ側方を向いた状態で配置されるので、蒸発分子
は側方から噴射され、上方に噴射する場合に比べ、噴射
力が低下することがなく、蒸発分子の基板成膜面への付
着力を大きくすることができる。従って、均一かつ不純
物の少ない蒸着膜を効率よく形成することができる。
の作用を含むものであるので、その説明は省略する。本
蒸着装置では、蒸発源の開口部は基板成膜面と対向位置
に、かつ側方を向いた状態で配置されるので、蒸発分子
は側方から噴射され、上方に噴射する場合に比べ、噴射
力が低下することがなく、蒸発分子の基板成膜面への付
着力を大きくすることができる。従って、均一かつ不純
物の少ない蒸着膜を効率よく形成することができる。
【００２０】さらに、本発明にかかる蒸着装置は、上記
の蒸発源を用いることができ、この蒸発源を複数個、真
空チャンバ側壁にそれぞれ所定間隔を空けて設けた構成
に適用される。この構成では、各蒸発源から蒸発分子が
噴射される蒸発源の開口部がそれぞれ真空チャンバ内方
に向けた状態に配置されており、基板の成膜面を順次移
動させて、各蒸発源の開口部に対向させて位置させる構
成とする。
の蒸発源を用いることができ、この蒸発源を複数個、真
空チャンバ側壁にそれぞれ所定間隔を空けて設けた構成
に適用される。この構成では、各蒸発源から蒸発分子が
噴射される蒸発源の開口部がそれぞれ真空チャンバ内方
に向けた状態に配置されており、基板の成膜面を順次移
動させて、各蒸発源の開口部に対向させて位置させる構
成とする。
【００２１】この構成では、基板を次に蒸着すべき蒸発
源の開口部に移動させ、その位置で上記したと同様の工
程の蒸着が行われるので、異なる種類の蒸着膜を連続し
て形成でき、しかも優れた積層膜を得ることができる。 ＜蒸着方法＞本発明にかかる蒸着方法は、請求項６に記
載の蒸発装置を用いた蒸着方法である。すなわち、筐体
内に蒸着材料を供給するとともに発熱体を上記筐体内の
蒸着材料内に混入し、この発熱体を攪拌しながら、上記
誘導加熱体により誘導加熱することにより、蒸着材料を
蒸発させ、その蒸発分子を基板の成膜面に導いて蒸着膜
を形成することによって特徴付けられる。また、本発明
にかかるもう一つの蒸着方法は、請求項７に記載の蒸発
装置を用いた蒸着方法である。すなわち、蒸発源を複数
個、真空チャンバ側壁にそれぞれ所定間隔を空けて設
け、かつ、上記蒸発源から蒸発分子が噴射される当該蒸
発源の開口部をそれぞれ真空チャンバ内方に向けた状態
に配置するとともに、成膜面を上記蒸発源の開口部に対
向させて基板を配置し、蒸着材料を上記筐体内に供給す
るとともに上記発熱体を上記筐体内の蒸着材料内に混入
し、上記発熱体を攪拌しながら上記誘導加熱体により誘
導加熱することにより、蒸着材料を蒸発させ、その蒸発
分子を基板の成膜面に導いて蒸着膜を形成した後、その
基板を順次蒸着膜を形成すべき蒸発源の開口部に対向す
る位置まで移動させ、蒸着膜を形成する工程を順次行う
ことにより、連続的に蒸着膜を形成して積層膜を得るも
のである。
源の開口部に移動させ、その位置で上記したと同様の工
程の蒸着が行われるので、異なる種類の蒸着膜を連続し
て形成でき、しかも優れた積層膜を得ることができる。 ＜蒸着方法＞本発明にかかる蒸着方法は、請求項６に記
載の蒸発装置を用いた蒸着方法である。すなわち、筐体
内に蒸着材料を供給するとともに発熱体を上記筐体内の
蒸着材料内に混入し、この発熱体を攪拌しながら、上記
誘導加熱体により誘導加熱することにより、蒸着材料を
蒸発させ、その蒸発分子を基板の成膜面に導いて蒸着膜
を形成することによって特徴付けられる。また、本発明
にかかるもう一つの蒸着方法は、請求項７に記載の蒸発
装置を用いた蒸着方法である。すなわち、蒸発源を複数
個、真空チャンバ側壁にそれぞれ所定間隔を空けて設
け、かつ、上記蒸発源から蒸発分子が噴射される当該蒸
発源の開口部をそれぞれ真空チャンバ内方に向けた状態
に配置するとともに、成膜面を上記蒸発源の開口部に対
向させて基板を配置し、蒸着材料を上記筐体内に供給す
るとともに上記発熱体を上記筐体内の蒸着材料内に混入
し、上記発熱体を攪拌しながら上記誘導加熱体により誘
導加熱することにより、蒸着材料を蒸発させ、その蒸発
分子を基板の成膜面に導いて蒸着膜を形成した後、その
基板を順次蒸着膜を形成すべき蒸発源の開口部に対向す
る位置まで移動させ、蒸着膜を形成する工程を順次行う
ことにより、連続的に蒸着膜を形成して積層膜を得るも
のである。
【００２２】本発明の各蒸着方法の作用は、各蒸着方法
に用いられる各蒸着装置における作用と同様であるの
で、ここでは省略する。
に用いられる各蒸着装置における作用と同様であるの
で、ここでは省略する。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の
形態にかかる蒸着装置の概略構成図である。
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の
形態にかかる蒸着装置の概略構成図である。
【００２４】この蒸発装置１は、蒸発源４が真空チャン
バ側壁（図示せず）に、蒸発源４から蒸発分子が噴射さ
れる蒸発源４の開口部４０を、真空チャンバ２の内方に
向けた状態に配置される。一方、基板３はその成膜面３
ａをこの開口部４０に向けた状態で基板ホルダ１１に支
持される。
バ側壁（図示せず）に、蒸発源４から蒸発分子が噴射さ
れる蒸発源４の開口部４０を、真空チャンバ２の内方に
向けた状態に配置される。一方、基板３はその成膜面３
ａをこの開口部４０に向けた状態で基板ホルダ１１に支
持される。
【００２５】蒸発源４は、蒸着材料５を収容する開口部
４０を備えた筐体４１と、この蒸着材料５を筐体４１内
に供給する材料供給部６と、筐体４１内の蒸着材料５内
に混入される発熱体８と、この発熱体８の近傍かつ筐体
４１の外周に設けられる発熱体８を誘導加熱するための
ＩＨコイル７ｂと、この発熱体８を攪拌するための攪拌
部９とによって構成されている。筐体４１の外周には、
このＩＨコイル７ｂのほか、ヒータ７ａが設けられてお
り、誘導加熱体７を構成する。
４０を備えた筐体４１と、この蒸着材料５を筐体４１内
に供給する材料供給部６と、筐体４１内の蒸着材料５内
に混入される発熱体８と、この発熱体８の近傍かつ筐体
４１の外周に設けられる発熱体８を誘導加熱するための
ＩＨコイル７ｂと、この発熱体８を攪拌するための攪拌
部９とによって構成されている。筐体４１の外周には、
このＩＨコイル７ｂのほか、ヒータ７ａが設けられてお
り、誘導加熱体７を構成する。
【００２６】材料供給部６は、蒸着材料を収容するホッ
パ６ｂと、発熱体８を含む蒸着材料全体に対する蒸着材
料の密度を所定値とするようホッパ６ｂ内の蒸着材料５
の供給量を制御する供給制御手段６ａからなる。この蒸
着材料の密度は、約７０％であることが好ましく、供給
制御手段６ａは常にその値が維持されるように制御を行
い、蒸着に伴って減少した蒸発材料量をホッパ６ｂから
筐体４１内に供給する。
パ６ｂと、発熱体８を含む蒸着材料全体に対する蒸着材
料の密度を所定値とするようホッパ６ｂ内の蒸着材料５
の供給量を制御する供給制御手段６ａからなる。この蒸
着材料の密度は、約７０％であることが好ましく、供給
制御手段６ａは常にその値が維持されるように制御を行
い、蒸着に伴って減少した蒸発材料量をホッパ６ｂから
筐体４１内に供給する。
【００２７】また、発熱体８は、Ｃ，ＳｕＳ，Ｃｕ等の
熱伝導性の高い物質によって形成されており、直径が約
１０ｍｍの球状体である。
熱伝導性の高い物質によって形成されており、直径が約
１０ｍｍの球状体である。
【００２８】攪拌部９は、この発熱体８を攪拌する攪拌
棒９ｂと、この攪拌棒９ｂをその中心で支持するととも
に、回転軸を構成する支持回転軸９ａと、この支持回転
軸９ａを回転駆動するモータ９ｃを備える。
棒９ｂと、この攪拌棒９ｂをその中心で支持するととも
に、回転軸を構成する支持回転軸９ａと、この支持回転
軸９ａを回転駆動するモータ９ｃを備える。
【００２９】また、筐体４１には、蒸発分子を基板に導
くための噴射力を蒸発分子に付加するための補助ガスを
供給するガス供給部１０が設けられている。このガス供
給部は、Ａｒ等の不活性ガス供給源１０ａおよび筐体４
１に連通するガス供給管１０ｂによって構成される。こ
の構成によって、筐体４１内に供給された補助ガスの運
動エネルギが蒸発分子に付加され、蒸発分子の噴射力が
さらに高められる。
くための噴射力を蒸発分子に付加するための補助ガスを
供給するガス供給部１０が設けられている。このガス供
給部は、Ａｒ等の不活性ガス供給源１０ａおよび筐体４
１に連通するガス供給管１０ｂによって構成される。こ
の構成によって、筐体４１内に供給された補助ガスの運
動エネルギが蒸発分子に付加され、蒸発分子の噴射力が
さらに高められる。
【００３０】なお、筐体４１はセラミックスなどの耐熱
材料からなり、その大きさは、適宜変更することによ
り、例えば大きく形成した場合、蒸発時間を長くするこ
とができる。
材料からなり、その大きさは、適宜変更することによ
り、例えば大きく形成した場合、蒸発時間を長くするこ
とができる。
【００３１】また、本実施の形態では、発熱体８は直径
が約１０ｍｍの球状体としたベストモードとしたが、直
径は３〜１５ｍｍの範囲であればよい。
が約１０ｍｍの球状体としたベストモードとしたが、直
径は３〜１５ｍｍの範囲であればよい。
【００３２】以上の実施の形態の蒸着装置１では、発熱
体８は、攪拌棒９ｂによって攪拌されながら、誘導加熱
体７により誘導加熱される。この場合、熱発散面が球面
全体とする発熱体８は攪拌しながら、広い面積にわたり
蒸着材料５に接触し、しかも発熱体８の接触面が常に移
動することから、発熱体の熱エネルギは蒸着材料５全体
に均一に拡散する。従って、蒸着材料は均一に溶融し、
蒸発分子は、連続的に、効率よく開口部全面から噴射す
ることになる。さらに、補助ガスにより、蒸発分子の噴
射速度を上昇させることができるので、蒸発分子の基板
３の成膜面３ａへの到達時間を短くできる。従って、蒸
発分子は他の物質に汚染されず成膜面３ａに到達し、そ
の結果、均一で優れた膜質の蒸着膜を、安定して形成す
ることができる。
体８は、攪拌棒９ｂによって攪拌されながら、誘導加熱
体７により誘導加熱される。この場合、熱発散面が球面
全体とする発熱体８は攪拌しながら、広い面積にわたり
蒸着材料５に接触し、しかも発熱体８の接触面が常に移
動することから、発熱体の熱エネルギは蒸着材料５全体
に均一に拡散する。従って、蒸着材料は均一に溶融し、
蒸発分子は、連続的に、効率よく開口部全面から噴射す
ることになる。さらに、補助ガスにより、蒸発分子の噴
射速度を上昇させることができるので、蒸発分子の基板
３の成膜面３ａへの到達時間を短くできる。従って、蒸
発分子は他の物質に汚染されず成膜面３ａに到達し、そ
の結果、均一で優れた膜質の蒸着膜を、安定して形成す
ることができる。
【００３３】さらに、材料供給部６には供給制御手段６
ａを備えるので、蒸着工程で蒸発材料が減少しても、発
熱体８を含む蒸着材料全体に対する蒸着材料の密度を約
７０％とするように蒸着材料の供給量を制御するので、
常に溶融すべき蒸着材料が一定に保たれ、蒸発分子を連
続的にかつ一定量噴射させることができ、安定した蒸着
工程を維持できる。
ａを備えるので、蒸着工程で蒸発材料が減少しても、発
熱体８を含む蒸着材料全体に対する蒸着材料の密度を約
７０％とするように蒸着材料の供給量を制御するので、
常に溶融すべき蒸着材料が一定に保たれ、蒸発分子を連
続的にかつ一定量噴射させることができ、安定した蒸着
工程を維持できる。
【００３４】さらにまた、蒸発源４の開口部４０は基板
成膜面３ａと対向位置に、かつ側方を向いた状態で配置
されるので、蒸発分子は側方から噴射される形態をと
り、上方に噴射する場合に比べ、噴射力の低下が少な
く、蒸発分子の基板成膜面３ａへの付着力が大きい点で
も、均一かつ不純物の少ない良質の蒸着膜を効率よく形
成することに寄与できるものである。
成膜面３ａと対向位置に、かつ側方を向いた状態で配置
されるので、蒸発分子は側方から噴射される形態をと
り、上方に噴射する場合に比べ、噴射力の低下が少な
く、蒸発分子の基板成膜面３ａへの付着力が大きい点で
も、均一かつ不純物の少ない良質の蒸着膜を効率よく形
成することに寄与できるものである。
【００３５】なお、蒸着装置１では、図３に示すよう
に、ＩＨコイル７ｂの外方側に沿ってフェライト７ｃを
設けた構成としてもよい。この構成とした場合、さらに
高加熱の誘導加熱を実現でき、さらに安定した蒸着膜の
形成を行うことができる。
に、ＩＨコイル７ｂの外方側に沿ってフェライト７ｃを
設けた構成としてもよい。この構成とした場合、さらに
高加熱の誘導加熱を実現でき、さらに安定した蒸着膜の
形成を行うことができる。
【００３６】以上の蒸着装置１は、円筒型二ツ割構造で
あるベルジャ型真空チャンバなどに適用し、その真空チ
ャンバの側壁に、複数個の蒸発源を、所定間隔を空けて
設けた構成の蒸着装置とすることもできる。図２はこの
ような蒸着装置の一例を示す模式的平面図である。
あるベルジャ型真空チャンバなどに適用し、その真空チ
ャンバの側壁に、複数個の蒸発源を、所定間隔を空けて
設けた構成の蒸着装置とすることもできる。図２はこの
ような蒸着装置の一例を示す模式的平面図である。
【００３７】この蒸着装置１０は、蒸発源４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄが所定間隔（真空チャンバ１／４周毎）を空
けて設けられており、各蒸発源４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
は、蒸発分子が噴射される蒸発源の開口部がそれぞれ真
空チャンバ２０の内方に向けた状態とされている。ま
た、基板３は、蒸着時には、その成膜面３ａを蒸着すべ
き蒸発源（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、例えば蒸発源４
ａの開口部に向けた状態で配置される。そこで、上記し
た実施の形態と同様の蒸着を行った後、基板３を次の蒸
発源、例えば蒸発源４ｂの開口部まで周回移動させ、そ
こで同様の蒸着を行う。このように、基板３を順次周回
移動させ、各蒸発源毎に蒸着を行うことによって、積層
膜が得られる。基板３の配置、周回移動は図示しない移
動機構によって行われる。
４ｃ，４ｄが所定間隔（真空チャンバ１／４周毎）を空
けて設けられており、各蒸発源４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ
は、蒸発分子が噴射される蒸発源の開口部がそれぞれ真
空チャンバ２０の内方に向けた状態とされている。ま
た、基板３は、蒸着時には、その成膜面３ａを蒸着すべ
き蒸発源（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、例えば蒸発源４
ａの開口部に向けた状態で配置される。そこで、上記し
た実施の形態と同様の蒸着を行った後、基板３を次の蒸
発源、例えば蒸発源４ｂの開口部まで周回移動させ、そ
こで同様の蒸着を行う。このように、基板３を順次周回
移動させ、各蒸発源毎に蒸着を行うことによって、積層
膜が得られる。基板３の配置、周回移動は図示しない移
動機構によって行われる。
【００３８】なお、上記した各実施の形態において、蒸
発源（あるいは、それぞれの蒸発源）を設置すべき位置
に、複数個の蒸発源を縦に並べて設置する構成としても
よい。この場合は、蒸発分子の噴射面積が増大するの
で、大型の基板の蒸着が可能になり、優れた膜質の蒸着
膜あるいは積層膜を得ることができる点で有益である。
発源（あるいは、それぞれの蒸発源）を設置すべき位置
に、複数個の蒸発源を縦に並べて設置する構成としても
よい。この場合は、蒸発分子の噴射面積が増大するの
で、大型の基板の蒸着が可能になり、優れた膜質の蒸着
膜あるいは積層膜を得ることができる点で有益である。
【００３９】また、蒸着装置１０では基板３を周回移動
させるが、これに限定されるものではなく、基板３の移
動形態は、真空チャンバの形態によって異なるものとし
てよい。
させるが、これに限定されるものではなく、基板３の移
動形態は、真空チャンバの形態によって異なるものとし
てよい。
【００４０】次に、この蒸着装置１０を用いて、有機Ｅ
Ｌ膜を基板３に形成する薄膜形成工程を説明する。
Ｌ膜を基板３に形成する薄膜形成工程を説明する。
【００４１】まず、ベルジャ型真空チャンバ２０にその
真空チャンバ１／４周毎に間隔を設けて、蒸発源４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄを設ける。これらの蒸発源４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄは、図１に示した蒸発源４と同様の構成
であり、蒸発材料が異なるのみである。
真空チャンバ１／４周毎に間隔を設けて、蒸発源４ａ、
４ｂ、４ｃ、４ｄを設ける。これらの蒸発源４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄは、図１に示した蒸発源４と同様の構成
であり、蒸発材料が異なるのみである。
【００４２】蒸発源４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、基板
への薄膜積層順に、陽極電極材料であるＩＴＯ（インジ
ウム錫酸化物）、正孔輸送層材料であるＴＰＤ（トリフ
ェニルジアミン）、有機発光層材料であるＡｌｑ3 （ト
リスアルミニウム錯体）、陰極電極材料であるＡｌをそ
れぞれのホッパ６ｂにセットする。
への薄膜積層順に、陽極電極材料であるＩＴＯ（インジ
ウム錫酸化物）、正孔輸送層材料であるＴＰＤ（トリフ
ェニルジアミン）、有機発光層材料であるＡｌｑ3 （ト
リスアルミニウム錯体）、陰極電極材料であるＡｌをそ
れぞれのホッパ６ｂにセットする。
【００４３】次に、基板３を基板ホルダ１１に支持した
状態で、複数の蒸発源４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのそれぞ
れに対して成膜面３ａを対向させながら、順次真空チャ
ンバ２０内を周回移動（矢符Ａ）させるように設置す
る。
状態で、複数の蒸発源４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのそれぞ
れに対して成膜面３ａを対向させながら、順次真空チャ
ンバ２０内を周回移動（矢符Ａ）させるように設置す
る。
【００４４】ここでまず、ＩＴＯ膜を形成するために、
基板３を蒸発源４ａの対向位置に配した後、ホッパ６ｂ
よりそれぞれの蒸着材料であるＩＴＯを筐体４１内に供
給する。この蒸着材料の供給は蒸着が行なわれている
間、供給制御手段６ａにより、蒸着材料の密度を約７０
％とするよう、蒸着に伴って減少する蒸発材料量をホッ
パ６ｂから筐体４１内に供給される。
基板３を蒸発源４ａの対向位置に配した後、ホッパ６ｂ
よりそれぞれの蒸着材料であるＩＴＯを筐体４１内に供
給する。この蒸着材料の供給は蒸着が行なわれている
間、供給制御手段６ａにより、蒸着材料の密度を約７０
％とするよう、蒸着に伴って減少する蒸発材料量をホッ
パ６ｂから筐体４１内に供給される。
【００４５】この時、ヒータ７ａにより蒸発源４ａ内を
誘導加熱するとともに、ＩＨコイル７ｂにより重点的に
球状体をなす発熱体８を１００〜３００℃の温度範囲で
発熱させる。この発熱状態の発熱体８は、攪拌棒９ｂに
よって攪拌され、発熱体８の球表面から熱エネルギがＩ
ＴＯ全体に均一に拡散し、ＩＴＯを均一に溶融する。溶
融したＩＴＯは効率よく、蒸発分子となって噴射する。
さらに、補助ガスにより、ＩＴＯの蒸発分子は噴射速度
が上昇し、蒸発分子は短時間で基板３の成膜面３ａに到
達する。この結果、蒸発分子は他の物質に汚染されず、
優れた膜質のＩＴＯ膜が形成される。
誘導加熱するとともに、ＩＨコイル７ｂにより重点的に
球状体をなす発熱体８を１００〜３００℃の温度範囲で
発熱させる。この発熱状態の発熱体８は、攪拌棒９ｂに
よって攪拌され、発熱体８の球表面から熱エネルギがＩ
ＴＯ全体に均一に拡散し、ＩＴＯを均一に溶融する。溶
融したＩＴＯは効率よく、蒸発分子となって噴射する。
さらに、補助ガスにより、ＩＴＯの蒸発分子は噴射速度
が上昇し、蒸発分子は短時間で基板３の成膜面３ａに到
達する。この結果、蒸発分子は他の物質に汚染されず、
優れた膜質のＩＴＯ膜が形成される。
【００４６】次に、ＩＴＯ膜が形成された基板３上に、
次に積層するＴＰＤ膜を蒸着するために、基板３を周回
移動させ、成膜面３ａを蒸発源４ｂの対向位置となるよ
うに配する。次に、上記したＩＴＯ膜の蒸着工程と同様
に、ＴＰＤ膜を形成する。この工程はＩＴＯ膜の蒸着工
程と同様であるのでその説明を省略する。
次に積層するＴＰＤ膜を蒸着するために、基板３を周回
移動させ、成膜面３ａを蒸発源４ｂの対向位置となるよ
うに配する。次に、上記したＩＴＯ膜の蒸着工程と同様
に、ＴＰＤ膜を形成する。この工程はＩＴＯ膜の蒸着工
程と同様であるのでその説明を省略する。
【００４７】さらに、基板３を蒸発源４ｃ，４ｄにそれ
ぞれ順に周回移動させ、それぞれの蒸発源４ｃ，４ｄで
上記の蒸着工程と同様の工程により、ＴＰＤ膜さらにＡ
ｌｑ 3 膜を連続的に積層することによって、有機ＥＬ素
子が得られる。
ぞれ順に周回移動させ、それぞれの蒸発源４ｃ，４ｄで
上記の蒸着工程と同様の工程により、ＴＰＤ膜さらにＡ
ｌｑ 3 膜を連続的に積層することによって、有機ＥＬ素
子が得られる。
【００４８】なお、本実施の形態の薄膜形成工程におけ
る蒸発源の数や設置箇所は、これに限定されるものでは
なく、多層膜デバイスの種類や積層数に応じて適宜変更
してもよい。
る蒸発源の数や設置箇所は、これに限定されるものでは
なく、多層膜デバイスの種類や積層数に応じて適宜変更
してもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明にかかる
蒸発源、蒸着装置および蒸着方法によれば、蒸着材料内
に発熱体を混入し、誘導加熱によって発熱体を発熱させ
るとともに、発熱体を攪拌するようにしたので、蒸着材
料が有機材料であっても、有機材料に熱ダメージを与え
ることなく、しかも伝熱効果を高めて、蒸発材料の溶融
を均一に促進させることができる。その結果、均一で不
純物の少ない良質な蒸着膜を形成することができる。さ
らに、補助ガスの供給や蒸着材料の供給制御手段によ
り、常に一定量の蒸発分子を噴射速度を向上させた状態
で基板成膜面に到達させるので、良質な蒸着膜を効率よ
く得ることができ、生産性の向上も実現できる。
蒸発源、蒸着装置および蒸着方法によれば、蒸着材料内
に発熱体を混入し、誘導加熱によって発熱体を発熱させ
るとともに、発熱体を攪拌するようにしたので、蒸着材
料が有機材料であっても、有機材料に熱ダメージを与え
ることなく、しかも伝熱効果を高めて、蒸発材料の溶融
を均一に促進させることができる。その結果、均一で不
純物の少ない良質な蒸着膜を形成することができる。さ
らに、補助ガスの供給や蒸着材料の供給制御手段によ
り、常に一定量の蒸発分子を噴射速度を向上させた状態
で基板成膜面に到達させるので、良質な蒸着膜を効率よ
く得ることができ、生産性の向上も実現できる。
【００５０】さらに、蒸発源を複数個設置することによ
り、積層膜を連続して、効率よく形成することができ
る。また更に、蒸発源を１つの蒸着工程で、例えば、縦
に並べるなどの配置をし、同時に蒸着工程を行なうこと
により、大型基板にも対応でき、上記と同様の良質な蒸
着膜を形成することができる。
り、積層膜を連続して、効率よく形成することができ
る。また更に、蒸発源を１つの蒸着工程で、例えば、縦
に並べるなどの配置をし、同時に蒸着工程を行なうこと
により、大型基板にも対応でき、上記と同様の良質な蒸
着膜を形成することができる。
【図１】本発明の実施の形態にかかる蒸着装置の概略構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の他の実施の形態にかかる蒸着装置を説
明するための模式的平面図である。
明するための模式的平面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態にかかる蒸着装置の要
部概略構成図である。
部概略構成図である。
【図４】従来の蒸着装置の概略構成図である。
１、１０ 蒸着装置
３ 基板
３ａ 成膜面
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ 蒸発源
５ 蒸着材料
６ 材料供給部
７ 誘導加熱体
７ｂ ＩＨコイル
７ｃ フェライト
８ 発熱体
９ 攪拌部
９ａ 支持回転軸
９ｂ 攪拌棒
９ｃ モータ
１０ ガス供給部
１０ａ ガス供給源
１０ｂ ガス供給管
４０ 開口部
４１ 筐体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小川 倉一
大阪府東大阪市楠根１丁目８番27号 三容
真空工業株式会社内
(72)発明者 山田 敬治
大阪府東大阪市楠根１丁目８番27号 三容
真空工業株式会社内
(72)発明者 梶川 不二雄
大阪府東大阪市楠根１丁目８番27号 三容
真空工業株式会社内
(72)発明者 大橋 健一
大阪府東大阪市楠根１丁目８番27号 三容
真空工業株式会社内
Ｆターム(参考） 3K007 AB18 DB03 FA01
4K029 BA62 BC07 BD00 CA01 DB06
DB17 DB19
Claims (9)
- 【請求項１】蒸着材料を蒸発させ、その蒸発分子を基板
に導くことにより、薄膜を形成する蒸着装置に具備され
る蒸発源であって、蒸着材料を収容する開口部を備えた
筐体と、この蒸着材料を筐体内に供給する材料供給部
と、上記筐体内の蒸着材料内に混入される発熱体と、こ
の発熱体近傍かつ上記筐体の外周に設けられ、この発熱
体を誘導加熱するための誘導加熱体と、この発熱体を攪
拌する攪拌部とが具備されていることを特徴とする蒸発
源。 - 【請求項２】上記発熱体は球状体からなるとともに、上
記攪拌部はこの発熱体を攪拌する攪拌部材とこの攪拌部
材を回転させる回転駆動手段を備えることを特徴とする
請求項１に記載の蒸発源。 - 【請求項３】上記筐体には、蒸発分子を基板に導くため
の噴射力を蒸発分子に付加するための補助ガスを供給す
るガス供給部が設けられていることを特徴とする請求項
１または２に記載の蒸発源。 - 【請求項４】上記材料供給部は、蒸着材料を収容するホ
ッパと、上記発熱体を含む蒸着材料全体に対する当該蒸
着材料の密度を所定値とするよう上記ホッパ内の蒸着材
料の供給量を制御する供給制御手段を備えることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の蒸発源。 - 【請求項５】上記誘導加熱体は、ＩＨコイル（Inductio
n Heating Coil) からなることを特徴とする請求項１乃
至４のいずれかにに記載の蒸発源。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸発源
が真空チャンバ側壁に、かつ、上記蒸発源から蒸発分子
が噴射される当該蒸発源の開口部を上記真空チャンバ内
方に向けた状態に配置されるとともに、成膜面をこの開
口部に向けた状態で支持される基板が当該開口部に対向
する位置に配置される蒸着装置。 - 【請求項７】請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸発源
が複数個、真空チャンバ側壁にそれぞれ所定間隔を空け
て設けられ、かつ、上記各蒸発源から蒸発分子が噴射さ
れる当該蒸発源の開口部をそれぞれ真空チャンバ内方に
向けた状態に配置されているとともに、基板の成膜面を
順次移動させることによって各蒸発源の開口部の対向位
置に配置する移動機構を備えてなる蒸着装置。 - 【請求項８】請求項６に記載の蒸発装置を用いた蒸着方
法であって、筐体内に蒸着材料を供給するとともに発熱
体を上記筐体内の蒸着材料内に混入し、この発熱体を攪
拌しながら、上記誘導加熱体により誘導加熱することに
より、蒸着材料を蒸発させ、その蒸発分子を基板の成膜
面に導いて蒸着膜を形成する蒸着方法。 - 【請求項９】 請求項７に記載の蒸発装置を用いた蒸着
方法であって、蒸発源を複数個、真空チャンバ側壁にそ
れぞれ所定間隔を空けて設け、かつ、上記蒸発源から蒸
発分子が噴射される当該蒸発源の開口部をそれぞれ真空
チャンバ内方に向けた状態に配置するとともに、成膜面
を上記蒸発源の開口部に対向させて基板を配置し、蒸着
材料を上記筐体内に供給するとともに上記発熱体を上記
筐体内の蒸着材料内に混入し、上記発熱体を攪拌しなが
ら上記誘導加熱体により誘導加熱することにより、蒸着
材料を蒸発させ、その蒸発分子を基板の成膜面に導いて
蒸着膜を形成した後、その基板を順次蒸着膜を形成すべ
き蒸発源の開口部に対向する位置まで移動させ、蒸着膜
を形成する工程を順次行うことにより、連続的に蒸着膜
を形成して積層膜を得る蒸着方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002128791A JP2003321765A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 有機物の蒸着方法及びこの方法に用いられる蒸着装置ならびに蒸発源 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002128791A JP2003321765A (ja) | 2002-04-30 | 2002-04-30 | 有機物の蒸着方法及びこの方法に用いられる蒸着装置ならびに蒸発源 |
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|---|---|
| JP2003321765A true JP2003321765A (ja) | 2003-11-14 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2003321765A (ja) |
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