JP2004238688A

JP2004238688A - Apparatus for manufacturing organic light emitting device and system for manufacturing display device

Info

Publication number: JP2004238688A
Application number: JP2003029484A
Authority: JP
Inventors: Keizo Mori; 圭三森; Hiroshi Kano; 浩志加納; Hiroyuki Watanabe; 洋之渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for manufacturing an organic light emitting device which increases evaporation efficiency and improves productivity and a system for manufacturing a display device using the same. <P>SOLUTION: An evaporation source 62A has a structure wherein a crucible 71 housing an organic material 70 is housed in a graphite case 71A. The organic material 70 is heated by a heat source 72 to generate steam 70A which is emitted from a nozzle 73 positioned on the upper surface of the case 71A toward a substrate. The crucible 71 is composed of a material having a specific heat of 0.1-0.3 J/g×K, preferably a high-melting metal or an alloy containing the high-melting metal, particularly preferably molybdenum (Mo) or tantalum (Ta). The crucible 71 has an improved responsiveness to heat, which enables heating or cooling of the crucible 71 and the organic material 70 within a short time and therefore improves the productivity. Moreover, excessive evaporation of the organic material 70 is prevented to enable rapid control of evaporation rate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸着により有機発光素子の有機層を形成する有機発光素子の製造装置、およびこの製造装置を複数備えた、表示装置の製造システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイに代わる表示装置として、有機発光素子を用いた有機ＥＬディスプレイが注目されている。有機ＥＬディスプレイは、自発光型であるので視野角が広く、消費電力が低いという特性を有し、また、高精細度の高速ビデオ信号に対しても十分な応答性を有するものと考えられており、実用化に向けて開発が進められている。
【０００３】
有機発光素子は、陽極と陰極との間に発光層を含む３層ないし５層程度の有機層を備えた構成を有している。有機層を構成する有機材料は耐水性が低く、ウェットプロセスに適しないので、有機層は、一般的に、真空薄膜成膜技術を利用した真空蒸着により形成される。
【０００４】
従来、有機発光素子のための真空蒸着装置としては、例えば、ライン状の蒸着源と基板とを対向配置し、蒸着源あるいは基板を移動することにより基板を走査しながら蒸着を行うようにしたものがある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００５】
図７は、このような従来の蒸着源の断面構成を表している。この蒸着源は、有機材料１００を収容する石英ガラスよりなる坩堝１０１を有しており、坩堝１０１の周囲に設けられた熱源１０２により、有機材料１００を加熱し、その蒸気１００Ａを坩堝１０１に設けられたノズル１０３を介して図示しない基板に向けて噴出させるようになっている。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｓ．Ｖ．スライク（ＳｔｅｖｅｎＶａｎＳｌｙｋｅ）、外９名，“２７．２／ＬｉｎｅａｒＳｏｕｒｃｅＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＯｒｇａｎｉｃＬａｙｅｒｓｆｏｒＦｕｌｌ−ＣｏｌｏｒＯＬＥＤ ”，ＳＩＤ ’０２ＤＩＧＥＳＴ，（米国），ＳｏｃｉｅｔｙｆｏｒＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ（ＳＩＤ），２００２年，ｐ．８８６−８８９
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の坩堝１０１は、石英ガラスにより構成されていたので、坩堝１０１の熱容量が大きく、例えば、加熱を開始してから、実際に坩堝１０１内の有機材料１００の温度が蒸発温度まで上昇し、所定の蒸発量に達するまでに要する時間が長かった。また、蒸着を終了した後、坩堝１０１の温度を下げるのにも長時間を要していた。そのため、生産性に問題があった。
【０００８】
更に、蒸着レートを下げたい場合であっても、蒸発量を所望の値に下げるまでの時間が長くかかり、蒸着レートの迅速な制御が難しいという問題があった。加えて、その間に蒸発してしまう有機材料１００のロスが大きく、製造コスト上昇の原因となっていた。
【０００９】
なお、坩堝１０１の熱容量を小さくするため、軽量で機械的強度が高く加工性も良好なグラファイトを用いることが考えられる。しかしながら、グラファイトよりなる坩堝１０１は、厚さがあまりに薄いと作業中に欠け等が生じるおそれがあるので、例えば２ｍｍ程度の厚さを確保する必要がある。そのため、熱容量を小さくするには限界があった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、蒸着効率を高め、生産性を向上させることができる有機発光素子の製造装置、およびこの有機発光素子の製造装置を備えた、表示装置の製造システムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明による有機発光素子の製造装置は、基板に有機層を備えた有機発光素子を蒸着により形成するためのものであって、有機材料を収容する坩堝を有する蒸着源を備え、坩堝は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されているものである。具体的には、坩堝は、高融点金属により構成されることが好ましく、特に、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）により構成されることが好ましい。
【００１２】
本発明による表示装置の製造システムは、本発明による製造装置を複数備え、製造装置の各々がそれぞれ異なる色成分に対応した有機発光素子を形成するように構成されたものである。
【００１３】
本発明による有機発光素子の製造装置、および表示装置の製造システムでは、坩堝は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されているので、坩堝が短時間で加熱され、坩堝に収容された有機材料が加熱されて所定の蒸発量に達するまでの時間が短縮される。蒸着が終了した後には、坩堝が短時間で冷却され、坩堝に収容された有機材料も素早く冷却される。
【００１４】
また、蒸着レートを下げたい場合にも、坩堝の温度が短時間で下がり、坩堝に収容された有機材料の蒸発量が所望の値に達するまでの時間が短くなる。よって、有機材料の無駄な蒸発が抑えられ、蒸着レートが迅速に制御される。
【００１５】
【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て詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る有機発光素子の製造装置、およびこれを用いた表示装置の製造システムによって製造される表示装置の概略構造の一例を表すものである。この表示装置は、極薄型のカラーディスプレイ装置などとして用いられるものであり、例えば、駆動パネル１０と封止パネル２０とが対向配置され、接着層３０により全面が貼り合わされている。駆動パネル１０は、ガラスなどの絶縁材料よりなる基板１１の上に、赤色の光を発生する有機発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する有機発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する有機発光素子１０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。
【００１７】
この有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、例えば、基板１１に有機層１２を備えている。基板１１と有機層１２との間には陽極としての第１電極１３が形成され、有機層１２の上には陰極としての第２電極１４が形成されている。
【００１８】
有機層１２は、有機発光素子の発光色によって構成が異なっている。有機発光素子１０Ｒは、正孔注入層１２Ａ，正孔輸送層１２Ｂ，発光層１２Ｃおよび電子輸送層１２Ｄが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有しており、有機発光素子１０Ｇ，１０Ｂは、正孔輸送層１２Ｂ，発光層１２Ｃおよび電子輸送層１２Ｄが第１電極１２の側からこの順に積層された構造を有している。正孔注入層１２Ａおよび正孔輸送層１２Ｂは、発光層１２Ｃへの正孔注入効率を高めるためのものである。発光層１２Ｃは、電流の注入により正孔と電子とが再結合し、光を発生するものである。電子輸送層１２Ｄは、発光層１２Ｃへの電子注入効率を高めるためのものである。
【００１９】
有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１２Ａの構成材料としては、例えば、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）が挙げられ、有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１２Ｂの構成材料としては、例えば、ビス［（Ｎ−ナフチル）−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）が挙げられ、有機発光素子１０Ｒの発光層１２Ｃの構成材料としては、例えば、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）に２，６−ビス［４−［Ｎ−（４−メトキシフェニル）−Ｎ−フェニル］アミノスチリル］ナフタレン−１，５−ジカルボニトリル（ＢＳＮ−ＢＣＮ）を４０体積％混合したものが挙げられ、有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１２Ｃの構成材料としては、例えば、８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ_３）が挙げられる。
【００２０】
有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１２Ｂの構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられ、有機発光素子１０Ｂの発光層１２Ｃの構成材料としては、例えば、スピロ６Φ（ｓｐｉｒｏ６Φ）が挙げられ、有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１２Ｄの構成材料としては、例えば、Ａｌｑ_３が挙げられる。
【００２１】
有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１２Ｂの構成材料としては、例えば、α−ＮＰＤが挙げられ、有機発光素子１０Ｇの発光層１２Ｃの構成材料としては、例えば、Ａｌｑ_３にクマリン６（Ｃ６；Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を３体積％混合したものが挙げられ、有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１２Ｄの構成材料としては、例えば、Ａｌｑ_３が挙げられる。
【００２２】
第１電極１３は、反射層としての機能も兼ねており、例えば、白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），クロム（Ｃｒ）またはタングステン（Ｗ）などの金属または合金により構成されている。
【００２３】
第２電極１４は、半透過性電極により構成されており、発光層１２Ｂで発生した光は第２電極１４の側から取り出されるようになっている。第２電極１４は、例えば、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属または合金により構成されている。
【００２４】
封止パネル２０は、駆動パネル１０の第２電極１４の側に位置しており、接着層３０と共に有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する封止用基板２１を有している。封止用基板２１は、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。なお、封止用基板２１には、例えば、図示しないカラーフィルターを設け、これにより外光反射を低減し、コントラストを改善するようにしてもよい。
【００２５】
図２は、このような表示装置を製造するための製造システムの全体構成を表したものである。この製造システム４０は、３原色に対応した３つの製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂを備えている。製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、装置自体としてはいずれも同じものであるが、後述する蒸着源の坩堝にそれぞれ異なる有機材料を収容することにより、製造装置４１Ｒは有機発光素子１０Ｒの有機層１２を形成し、製造装置４１Ｇは有機発光素子１０Ｇの有機層１２を形成し、製造装置４１Ｂは有機発光素子１０Ｂの有機層１２を形成するように構成されている。
【００２６】
また、この製造システム４０は、外部から基板１１が供給される基板供給部４２と、基板１１に対してクリーニングあるいは活性化等の前処理が行われる前処理部４３とを備えている。
【００２７】
更に、製造装置４１Ｒの前段階として、有機発光素子１０Ｒの有機層１２を形成するために基板１１と後述するメタルマスクとの位置合わせ（精密アライメント）および固定を行うアライメント部４４Ｒが設けられている。同様に、製造装置４１Ｇの前段階として、有機発光素子１０Ｇの有機層１２を形成するために基板１１とメタルマスクとの位置合わせおよび固定を行うアライメント部４４Ｇが設けられ、製造装置４１Ｂの前段階として、有機発光素子１０Ｂの有機層１２を形成するために基板１１とメタルマスクとの位置合わせおよび固定を行うアライメント部４４Ｂが設けられている。アライメント部４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂにおける位置合わせは、例えば、予め付されたアライメントマークを画像処理等によって検出および認識することなどによって行うことが可能である。また、アライメント調整および固定については、例えば、周知のハンドリングロボットなどを用いて行うことができる。
【００２８】
加えて、この製造システム４０は、基板１１とメタルマスクとの分離等の後処理を行う後処理部４５と、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１２が形成された後の基板１１を排出する基板排出部４６とを備えている。
【００２９】
図３は、この製造システム４０の各部の間で基板１１を移動させるための一体型の搬送治具の一例を表すものである。この搬送治具５０は、例えば、基板１１の有機層１２が形成される側のメタルマスク５１と、基板１１の反対側の電磁石５２とを有している。メタルマスク５１は、鉄（Ｆｅ）あるいはニッケル（Ｎｉ）などの強磁性体よりなる平板状の部材であり、電磁石５２が発生する磁力により、基板１１の表面に密着した状態で固定されるようになっている。また、メタルマスク５１には、有機層１２が形成される予定の位置に、複数の開孔５１Ａが設けられており、所定のパターンで有機層１２を形成することができるようになっている。なお、メタルマスク５１を複数種類用意すれば異なるパターンの多層成膜が可能となることは言うまでもない。このような搬送治具５０が取り付けられた基板１１の移動、移載などは、例えば、周知の搬送コンベアなどを用いて行うことができる。
【００３０】
図２に示した製造システム４０においては、後処理部４５において基板１１から分離された搬送治具５０をＲ色アライメント部４４Ｒへと供給するリターン部４７を設け、閉ループ構造４８を形成することが好ましい。これにより、図３に示した搬送治具５０が、製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂおよびリターン部４６からなる閉ループ構造４８内を循環することになり、有機層１２を形成するための一連の工程を完全自動化することが可能となるからである。この閉ループ構造４８内には、例えば、図２に示したように、製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂおよびリターン部４６を、アライメント部４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂおよび後処理部４５を頂点とする方形状に配置することができる。ただし、閉ループ構造４８は、必ずしも方形状である必要はないことは言うまでもない。例えば、直線状に配された製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂに沿うようにしてリターン部４６を配設するようにしてもよい。
【００３１】
図４は、製造装置４１Ｒの構成を模式的に表したものである。この製造装置４１Ｒは、真空チャンバ６１内に、有機発光素子１０Ｒの有機層の構成材料である有機材料を収容する四つの蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを備えている。真空チャンバ６１には、図示しないが、搬送治具５０および基板１１の搬入口および排出口が設けられている。蒸着源６２Ａには、有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１２Ａの構成材料が収容されている。蒸着源６２Ｂには、有機発光素子１０Ｒの正孔輸送層１２Ｂの構成材料が収容されている。蒸着源６２Ｃには、有機発光素子１０Ｒの発光層１２Ｃの構成材料が収容されている。蒸着源６２Ｄには、有機発光素子１０Ｒの電子輸送層１２Ｄの構成材料が収容されている。なお、蒸着源の数は、必ずしも四つに限られないことは言うまでもない。また、製造装置４１Ｒには、予備の蒸着源を設置するための空間を設けておくようにしてもよい。
【００３２】
製造装置４１Ｇ，４１Ｂについては、蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄに収容される有機材料が異なることを除き、製造装置４１Ｒと同様に形成されている。すなわち、例えば、製造装置４１Ｇの蒸着源６２Ａには何も収容されておらず、製造装置４１Ｇの蒸着源６２Ｂには、有機発光素子１０Ｇの正孔輸送層１２Ｂの構成材料が収容されている。製造装置４１Ｇの蒸着源６２Ｃには、有機発光素子１０Ｇの発光層１２Ｃの構成材料が収容されている。製造装置４１Ｇの蒸着源６２Ｄには、有機発光素子１０Ｇの電子輸送層１２Ｄの構成材料が収容されている。また、例えば、製造装置４１Ｂの蒸着源６２Ａには、何も収容されておらず、製造装置４１Ｂの蒸着源６２Ｂには、有機発光素子１０Ｂの正孔輸送層１２Ｂの構成材料が収容されている。製造装置４１Ｂの蒸着源６２Ｃには、有機発光素子１０Ｂの発光層１２Ｃの構成材料が収容されている。製造装置４１Ｂの蒸着源６２Ｄには、有機発光素子１０Ｂの電子輸送層１２Ｄの構成材料が収容されている。これ以降は、製造装置４１Ｒについてのみ説明し、製造装置４１Ｇ，４１Ｂについては省略する。
【００３３】
製造装置４１Ｒは、基板１１が蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを順に通過するように基板１１と蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄとの相対位置を可変させる搬送部６３を備えている。搬送部６３は、搬送治具５０の移動を真空中で行う必要があること、および蒸着によるゴミの問題などを考慮して、例えば、搬送治具５０を取り付けた基板１１を搭載した台車を閉じたワイヤに接続し、そのワイヤを外部からサーボモータ等により定速駆動して引っ張る、というような簡素な方式を採用することが可能である。ただし、脱ガスの対策などがなされていれば、周知技術であるボールネジあるいはベルトコンベア等による搬送方式を用いてもよい。
【００３４】
蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄは、例えば、図５に模式的に示したように、搬送部６３による相対位置可変方向Ａと略直交方向に延びるライン状に構成されていることが好ましい。この場合、蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄの長さは、基板１１の相対位置可変方向Ａに直交する辺の長さに合わせて設定されていることが好ましい。これにより、基板１１の全面にわたって有機層１２を均一な膜厚で形成することができる。なお、図５においては搬送治具５０および搬送部６３を省略している。
【００３５】
図６は、蒸着源６２Ａの断面構成を表している。なお、蒸着源６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄは、収容する有機材料の違いを除けば、蒸着源６２Ａと同様に構成されているので、以下では蒸着源６２Ａについてのみ説明する。蒸着源６２Ａは、有機材料７０を収容する坩堝７１を有しており、この坩堝７１は、例えばグラファイトよりなるケース７１Ａに収容されている。ケース７１Ａの周囲には、坩堝７１に収容された有機材料７０を加熱するヒータ等の熱源７２が設けられている。ケース７１Ａの上面には、有機材料７０の蒸気７０Ａを基板１１に向けて噴出させるノズル７３が設けられている。
【００３６】
坩堝７１は、例えば、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されている。有機材料７０を短時間に加熱あるいは冷却するためには、坩堝７１の熱容量をできる限り小さくすることが望ましく、坩堝７１の材料の比熱を上記範囲内とすることにより、実用上、高い蒸着効率を得ることができるからである。
【００３７】
具体的には、坩堝７１は、モリブデン（Ｍｏ；グラム比熱０．２４８Ｊ／ｇ・Ｋ），タンタル（Ｔａ；グラム比熱０．１４０Ｊ／ｇ・Ｋ），タングステン（Ｗ；グラム比熱０．１３２Ｊ／ｇ・Ｋ），ニオブ（Ｎｂ）などの高融点金属または高融点金属を含む合金により構成されていることが好ましい（グラム比熱は、飯田修一他編，「物理定数表」，朝倉書店，１９７８年参照。）。薄い板状にしても坩堝７１の強度を高くすることができ、また、比較的安価であることから製造コストの低減を期待できるからである。更に、グラファイトのような多孔性材料と異なり、有機材料７０が坩堝７１あるいはケース７１Ａにしみ込んで外部にしみ出すことを防止することができるからである。
【００３８】
中でも、モリブデン（Ｍｏ）およびタンタル（Ｔａ）は、良好な加工性を有することから特に好ましい。
【００３９】
ここで、「高融点」とは、具体的には、融点が５００℃以上であることが望ましく、更に、温度５００度（℃）で蒸気圧が１＊１０^−７Ｐａ以下であることが望ましい。有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１２の構成材料として用いられる有機材料７０は、一般に、約１５０℃ないし４００℃程度の温度で蒸発するものが多いことから、坩堝７１は約５００℃以上でも融けないものであることが必要であり、かつ坩堝７１の材料の蒸気が無視できる程少ないことが必要であるからである。
【００４０】
坩堝７１の厚さは、例えば０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。この程度の厚さが、機能的に適当であるからである。また、従来の石英ガラスよりなる坩堝１０１あるいはグラファイトよりなる坩堝などに比べて著しく薄くなり、坩堝７１の質量を小さくして坩堝７１の熱容量を更に小さくすることができるからである。
【００４１】
また、蒸着源６２Ａには、図示しない温度コントローラが接続されている。この温度コントローラは、成膜の厚さを図示しない膜厚センサによりモニタすることにより蒸着レートを所望の値に制御するものである。また、温度コントローラは、他の蒸着源６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄの温度コントローラとは独立しており、各蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄは個別に蒸着レートが制御されるようになっている。ただし、蒸着レートの制御は、温度コントローラによる制御に限られるものではない。例えば、温度コントローラによる制御に代えて、あるいは温度コントローラによる制御に加えて、各蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄと基板１１との距離を制御するための機構を、各蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄに個別に設けること、あるいは膜厚センサにより検知された膜厚データを基板１１の搬送速度にフィードバックすることなどによっても可能である。
【００４２】
次に、このような製造装置４１および製造システム４０の処理動作例、すなわち製造装置４１による有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの製造および製造システム４０による表示装置の製造について説明する。
【００４３】
まず、上述したようなガラスなどの絶縁材料よりなる基板１１が、製造システム４０の基板供給部４１に投入される。基板１１には、上述した材料よりなる第１電極１３が所定のパターンで予め形成されている。この基板１１に対して、前処理部４３において、クリーニングあるいは活性化等の前処理が行われる。
【００４４】
前処理部４３における前処理が行われた後、アライメント部４４Ｒにおいて、搬送治具５０のメタルマスク５１と基板１１とが、メタルマスク５１の開孔５１Ａが有機発光素子１０Ｒの形成される位置に対応するように位置合わせされ、電磁石５２によってメタルマスク５１が基板１１が固定される。
【００４５】
続いて、製造装置４１Ｒにおいて、搬送部６３によって基板１１が相対位置可変方向Ａに移動され、基板１１が蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを順に通過するように基板１１と蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄとの相対位置が可変される。これにより、基板１１が蒸着源６２Ａを通過すると共に有機発光素子１０Ｒの正孔注入層１２Ａが形成され、続いて蒸着源６２Ｂを通過すると共に正孔注入層１２Ａの上に正孔輸送層１２Ｂが形成され、更に蒸着源６２Ｃを通過すると共に正孔注入層１２Ａおよび正孔輸送層１２Ｂの上に発光層１２Ｃが形成され、最後に蒸着源６２Ｄを通過すると共に正孔注入層１２Ａ，正孔輸送層１２Ｂおよび発光層１２Ｃの上に電子輸送層１２Ｄが形成される。こうして、基板１１に、有機発光素子１０Ｒの有機層１２が形成される。
【００４６】
有機発光素子１０Ｒの有機層１２が形成された後、アライメント部４４Ｇにおいて、搬送治具５０のメタルマスク５１と基板１１とが、メタルマスク５１の開孔５１Ａが有機発光素子１０Ｇの形成される位置に対応するように位置合わせされ、電磁石５２によってメタルマスク５１が基板１１が固定される。
【００４７】
続いて、製造装置４１Ｇにおいて、製造装置４１Ｒの場合と同様にして、基板１１に、有機発光素子１０Ｇの有機層１２が形成される。
【００４８】
有機発光素子１０Ｇの有機層１２が形成された後、アライメント部４４Ｂにおいて、搬送治具５０のメタルマスク５１と基板１１とが、メタルマスク５１の開孔５１Ａが有機発光素子１０Ｂの形成される位置に対応するように位置合わせされ、電磁石５２によってメタルマスク５１が基板１１が固定される。
【００４９】
続いて、製造装置４１Ｂにおいて、製造装置４１Ｒの場合と同様にして、基板１１に、有機発光素子１０Ｂの有機層１２が形成される。
【００５０】
有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１２が形成された後、後処理部４５において基板１１と搬送治具５０のメタルマスク５１および電磁石５２とが分離される。基板１１は基板排出部４６から排出される。搬送治具５０のメタルマスク５１および電磁石５２は、リターン部４７を介してアライメント部４４Ｒへと供給され、別の基板１１に取り付けられる。
【００５１】
排出された基板１１においては、有機層１２の上に第２電極１４が形成され、これにより駆動パネル１０が形成される。続いて、駆動パネル１０の有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂが形成されている側に接着層３０が形成され、この接着層３０により駆動パネル１０と封止パネル２０とが貼り合わせられる。こうして、図１に示した表示装置が完成する。
【００５２】
ここでは、製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにおいて、坩堝７１は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されているので、坩堝７１の熱に対する応答性が向上する。よって、坩堝７１が短時間で加熱され、坩堝７１に収容された有機材料７０が加熱されて所定の蒸発量に達するまでの時間が、例えば従来では１時間３０分かかったのに対して本実施の形態では３０分となり、著しく短縮される。有機層１２の形成が終了した後には、坩堝７１が短時間で冷却され、坩堝７１に収容された有機材料７０も素早く冷却される。
【００５３】
また、蒸着レートを下げたい場合にも、坩堝７１の温度が短時間で下がり、坩堝７１に収容された有機材料７０の蒸発量が所望の値に達するまでの時間が短くなる。よって、有機材料７０の無駄な蒸発が抑えられ、蒸着レートが迅速に制御される。
【００５４】
このように本実施の形態では、製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにおいて、坩堝７１は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されているので、坩堝７１の熱に対する応答性を向上させることができる。よって、坩堝７１を短時間で加熱し、坩堝７１に収容された有機材料７０が加熱されて所定の蒸発量に達するまでの時間を著しく短縮することができる。有機層１２の形成が終了した後には、坩堝７１を短時間で冷却し、坩堝７１に収容された有機材料７０も素早く冷却することができる。よって、生産性が向上する。
【００５５】
また、蒸着レートを下げたい場合にも、坩堝７１の温度を短時間で下げ、坩堝７１に収容された有機材料７０の蒸発量が所望の値に達するまでの時間を短くすることができる。よって、有機材料７０の無駄な蒸発を抑えて、蒸着レートを迅速に制御することができる。
【００５６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、坩堝７１とケース７１Ａとを別個に構成するようにしたが、坩堝とケースとを一体とすることも可能である。
【００５７】
また、上記実施の形態では、有機発光素子１０Ｒの有機層１２が四つの層からなることに鑑み、各製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂにそれぞれ四つの蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄを備え、製造装置４１Ｇ，４１Ｂでは蒸着源６２Ａに何も収容しないようにした場合について説明したが、蒸着源の数は、必ずしも製造装置４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂで同じである必要はなく、また、有機発光素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの有機層１２の数と同じである必要もない。
【００５８】
更に、上記実施の形態では、各蒸着源６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄに何もいれないか、あるいはそれぞれ異なる有機材料を収容するようにしたが、二つ以上の蒸発源に同じ材料を収容するようにしてもよい。
【００５９】
加えて、上記実施の形態では、搬送部６３が、固定位置にある蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄに対して基板１１を移動させるようにした場合について説明したが、搬送部６３は、固定位置にある基板１１に対して蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄを移動させるようにしてもよく、あるいは、基板１１と蒸着源６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄとの両方を移動させるようにしてもよい。
【００６０】
更にまた、例えば、上記実施の形態において説明した各部の構造あるいは材料などは限定されるものではなく、他の構造あるいは材料としてもよい。例えば、上記実施の形態では、表示装置の構造を具体的に例を挙げて説明したが、これに限られるものではない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の有機発光素子の製造装置、および本発明の表示装置の製造システムによれば、坩堝を、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成するようにしたので、坩堝の熱に対する応答性を向上させることができる。よって、坩堝を短時間で加熱し、坩堝に収容された有機材料が加熱されて所定の蒸発量に達するまでの時間を著しく短縮することができる。また、蒸着が終了した後には、坩堝は短時間で冷却され、坩堝に収容された有機材料も素早く冷却されることから、生産性が向上する。
【００６２】
また、蒸着レートを下げたい場合にも、坩堝の温度を短時間で下げ、坩堝に収容された有機材料の蒸発量が所望の値に達するまでの時間を短くすることができる。よって、有機材料の無駄な蒸発を抑えて、蒸着レートを迅速に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る有機発光素子の製造装置およびこれを用いた製造システムによって製造される表示装置の概略構成を表す分解斜視図である。
【図２】図１に示した表示装置を製造するための製造システムの全体構成を表す平面図である。
【図３】図２に示した製造システムの各部の間で基板を移動させるための搬送治具の一例を表す断面図である。
【図４】図２に示した製造装置の構成を模式的に表す断面図である。
【図５】図２に示した製造装置の構成を模式的に表す斜視図である。
【図６】図４および図５に示した蒸着源の概略構成を表す断面図である。
【図７】従来の蒸着源の概略構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１０…駆動パネル、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…有機発光素子、１１…基板、１２…有機層、１２Ａ…正孔注入層、１２Ｂ…正孔輸送層、１２Ｃ…発光層、１２Ｄ…電子輸送層、１３…第１電極、１４…第２電極、２０…封止パネル、２１…封止用基板、３０…接着層、４０…製造システム、４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ…製造装置，４２…基板供給部、４３…前処理部、４４Ｒ，４４Ｇ，４４Ｂ…アライメント部、４５…後処理部、４６…基板排出部、４７…リターン部、４８…閉ループ構造、５０…搬送治具、５１…メタルマスク、５１Ａ…開孔、５２…電磁石、６１…真空チャンバ、６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ…蒸着源、６３…搬送部、７０，１００…有機材料、７１，１０１…坩堝、７１Ａ…ケース、７２，１０２…熱源、７３，１０３…ノズル、Ａ…相対位置可変方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic light emitting device manufacturing apparatus for forming an organic layer of an organic light emitting element by vapor deposition, and a display device manufacturing system including a plurality of such manufacturing devices.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an organic EL display using an organic light-emitting element has attracted attention as a display device replacing a liquid crystal display. The organic EL display is a self-luminous type, so that it has a wide viewing angle and low power consumption, and is considered to have a sufficient response to a high-definition high-speed video signal. It is being developed for practical use.
[0003]
The organic light-emitting device has a configuration including about three to five organic layers including a light-emitting layer between an anode and a cathode. Since the organic material forming the organic layer has low water resistance and is not suitable for a wet process, the organic layer is generally formed by vacuum deposition using a vacuum thin film formation technique.
[0004]
Conventionally, as a vacuum deposition apparatus for an organic light-emitting element, for example, a linear deposition source and a substrate are arranged to face each other, and the deposition is performed while scanning the substrate by moving the deposition source or the substrate. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0005]
FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of such a conventional evaporation source. This vapor deposition source has a crucible 101 made of quartz glass containing the organic material 100, and the organic material 100 is heated by a heat source 102 provided around the crucible 101, and the vapor 100 A is provided in the crucible 101. The nozzle 103 is ejected toward a substrate (not shown) through the nozzle 103 provided.
[0006]
[Non-patent document 1]
S. V. Slick (Steven Van Slyke), 9 others, "27.2 / Linear Source Deposition of Organic Layers for Full-Color OLED", SID '02 DIGEST, (USA), Society, USA . 886-889
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, since such a conventional crucible 101 is made of quartz glass, the heat capacity of the crucible 101 is large. For example, after the heating is started, the temperature of the organic material 100 in the crucible 101 actually becomes the evaporation temperature. And it took a long time to reach a predetermined amount of evaporation. In addition, it takes a long time to lower the temperature of the crucible 101 after the evaporation is completed. Therefore, there was a problem in productivity.
[0008]
Furthermore, even when it is desired to reduce the evaporation rate, it takes a long time to reduce the evaporation amount to a desired value, and there is a problem that it is difficult to quickly control the evaporation rate. In addition, the loss of the organic material 100 which evaporates during that time is large, causing an increase in manufacturing cost.
[0009]
In order to reduce the heat capacity of the crucible 101, it is conceivable to use graphite that is lightweight, has high mechanical strength and good workability. However, if the thickness of the crucible 101 made of graphite is too small, chipping or the like may occur during the operation, so it is necessary to secure a thickness of, for example, about 2 mm. Therefore, there is a limit in reducing the heat capacity.
[0010]
The present invention has been made in view of such a problem, and its object is to provide a device for manufacturing an organic light-emitting element that can increase the vapor deposition efficiency and improve productivity, and a device for manufacturing this organic light-emitting device. An object of the present invention is to provide a display device manufacturing system.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus for manufacturing an organic light emitting device according to the present invention is for forming an organic light emitting device having an organic layer on a substrate by vapor deposition, and includes a vapor deposition source having a crucible containing an organic material. Is made of a material having a content of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less. Specifically, the crucible is preferably made of a high melting point metal, particularly preferably made of molybdenum (Mo) or tantalum (Ta).
[0012]
A display device manufacturing system according to the present invention includes a plurality of manufacturing devices according to the present invention, and each of the manufacturing devices is configured to form an organic light emitting element corresponding to a different color component.
[0013]
In the apparatus for manufacturing an organic light emitting device and the system for manufacturing a display device according to the present invention, the crucible is made of a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less. It is heated in a short time, and the time until the organic material contained in the crucible is heated and reaches a predetermined evaporation amount is shortened. After the evaporation is completed, the crucible is cooled in a short time, and the organic material contained in the crucible is also cooled quickly.
[0014]
Also, when it is desired to lower the vapor deposition rate, the temperature of the crucible decreases in a short time, and the time required for the evaporation amount of the organic material contained in the crucible to reach a desired value is shortened. Therefore, unnecessary evaporation of the organic material is suppressed, and the deposition rate is quickly controlled.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 shows an example of a schematic structure of an organic light emitting device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention and a display device manufactured by a display device manufacturing system using the same. This display device is used as an ultra-thin color display device or the like. For example, a drive panel 10 and a sealing panel 20 are arranged to face each other, and the entire surface is bonded by an adhesive layer 30. The driving panel 10 includes an organic light emitting device 10R that generates red light, an organic light emitting device 10G that generates green light, and an organic light emitting device that generates blue light on a substrate 11 made of an insulating material such as glass. The elements 10B are sequentially provided in a matrix as a whole.
[0017]
The organic light emitting elements 10R, 10G, and 10B include, for example, an organic layer 12 on a substrate 11. A first electrode 13 as an anode is formed between the substrate 11 and the organic layer 12, and a second electrode 14 as a cathode is formed on the organic layer 12.
[0018]
The configuration of the organic layer 12 differs depending on the emission color of the organic light emitting element. The organic light emitting device 10R has a structure in which a hole injection layer 12A, a hole transport layer 12B, a light emitting layer 12C, and an electron transport layer 12D are stacked in this order from the first electrode 12 side. , 10B have a structure in which a hole transport layer 12B, a light emitting layer 12C, and an electron transport layer 12D are stacked in this order from the first electrode 12 side. The hole injection layer 12A and the hole transport layer 12B are for improving the efficiency of hole injection into the light emitting layer 12C. The light emitting layer 12C is a layer in which holes and electrons are recombined by current injection and generate light. The electron transport layer 12D is for increasing the efficiency of injecting electrons into the light emitting layer 12C.
[0019]
As a constituent material of the hole injection layer 12A of the organic light emitting device 10R, for example, 4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (m-MTDATA) is exemplified. As a constituent material of the hole transport layer 12B of 10R, for example, bis [(N-naphthyl) -N-phenyl] benzidine (α-NPD) can be mentioned. As a constituent material of the light emitting layer 12C of the organic light emitting device 10R, For example, 8-quinolinol aluminum complex (Alq ₃ ) Is mixed with 40% by volume of 2,6-bis [4- [N- (4-methoxyphenyl) -N-phenyl] aminostyryl] naphthalene-1,5-dicarbonitrile (BSN-BCN). As a constituent material of the electron transport layer 12C of the organic light emitting device 10R, for example, an 8-quinolinol aluminum complex (Alq ₃ ).
[0020]
As a constituent material of the hole transport layer 12B of the organic light-emitting element 10B, for example, α-NPD can be mentioned, and as a constituent material of the light-emitting layer 12C of the organic light-emitting element 10B, for example, spiro 6Φ (spiro6Φ) can be given. As a constituent material of the electron transport layer 12D of the organic light emitting device 10B, for example, Alq ₃ Is mentioned.
[0021]
As a constituent material of the hole transport layer 12B of the organic light emitting device 10G, for example, α-NPD can be mentioned. As a constituent material of the light emitting layer 12C of the organic light emitting device 10G, for example, Alq ₃ And 3% by volume of coumarin 6 (C6; Coumarin 6). The constituent material of the electron transport layer 12D of the organic light emitting device 10G is, for example, Alq. ₃ Is mentioned.
[0022]
The first electrode 13 also functions as a reflection layer, and is made of, for example, a metal or alloy such as platinum (Pt), gold (Au), chromium (Cr), or tungsten (W).
[0023]
The second electrode 14 is constituted by a semi-transparent electrode, and light generated in the light emitting layer 12B is extracted from the second electrode 14 side. The second electrode 14 is made of, for example, a metal or alloy such as silver (Ag), aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca), and sodium (Na).
[0024]
The sealing panel 20 is located on the side of the second electrode 14 of the drive panel 10 and has a sealing substrate 21 for sealing the organic light emitting elements 10R, 10G, 10B together with the adhesive layer 30. The sealing substrate 21 is made of a material such as glass transparent to light generated in the organic light emitting devices 10R, 10G, and 10B. The sealing substrate 21 may be provided with, for example, a color filter (not shown) so as to reduce external light reflection and improve contrast.
[0025]
FIG. 2 shows an overall configuration of a manufacturing system for manufacturing such a display device. The manufacturing system 40 includes three manufacturing devices 41R, 41G, and 41B corresponding to the three primary colors. The manufacturing apparatuses 41R, 41G, and 41B are all the same as the apparatuses themselves. However, by storing different organic materials in crucibles of an evaporation source, which will be described later, the manufacturing apparatus 41R can operate the organic layer 12 of the organic light emitting element 10R. The manufacturing apparatus 41G is configured to form the organic layer 12 of the organic light emitting element 10G, and the manufacturing apparatus 41B is configured to form the organic layer 12 of the organic light emitting element 10B.
[0026]
Further, the manufacturing system 40 includes a substrate supply unit 42 to which the substrate 11 is supplied from the outside, and a pre-processing unit 43 in which pre-processing such as cleaning or activation is performed on the substrate 11.
[0027]
Further, as a pre-stage of the manufacturing apparatus 41R, an alignment section 44R is provided for performing alignment (precision alignment) and fixing between the substrate 11 and a metal mask described later in order to form the organic layer 12 of the organic light emitting element 10R. . Similarly, as a pre-stage of the manufacturing apparatus 41G, an alignment unit 44G for positioning and fixing the substrate 11 and the metal mask to form the organic layer 12 of the organic light-emitting element 10G is provided. As an example, an alignment unit 44B for positioning and fixing the substrate 11 and the metal mask to form the organic layer 12 of the organic light emitting element 10B is provided. The alignment in the alignment units 44R, 44G, and 44B can be performed, for example, by detecting and recognizing alignment marks that have been added in advance by image processing or the like. The alignment adjustment and the fixing can be performed using, for example, a known handling robot.
[0028]
In addition, the manufacturing system 40 includes a post-processing unit 45 for performing post-processing such as separation of the substrate 11 and the metal mask, and a substrate 11 on which the organic layers 12 of the organic light-emitting elements 10R, 10G, and 10B are formed. And a substrate discharging section 46 for discharging.
[0029]
FIG. 3 illustrates an example of an integrated transfer jig for moving the substrate 11 between the components of the manufacturing system 40. The transfer jig 50 has, for example, a metal mask 51 on the side of the substrate 11 on which the organic layer 12 is formed, and an electromagnet 52 on the opposite side of the substrate 11. The metal mask 51 is a plate-shaped member made of a ferromagnetic material such as iron (Fe) or nickel (Ni), and is fixed in a state of being in close contact with the surface of the substrate 11 by the magnetic force generated by the electromagnet 52. Has become. A plurality of openings 51A are provided in the metal mask 51 at positions where the organic layer 12 is to be formed, so that the organic layer 12 can be formed in a predetermined pattern. Needless to say, if a plurality of types of metal masks 51 are prepared, a multilayer film having different patterns can be formed. The movement, transfer, and the like of the substrate 11 to which the transfer jig 50 is attached can be performed using, for example, a well-known transfer conveyor.
[0030]
In the manufacturing system 40 illustrated in FIG. 2, a return unit 47 that supplies the transfer jig 50 separated from the substrate 11 in the post-processing unit 45 to the R color alignment unit 44 </ b> R is provided to form a closed loop structure 48. preferable. Thereby, the transport jig 50 shown in FIG. 3 circulates in the closed loop structure 48 including the manufacturing apparatuses 41R, 41G, 41B and the return section 46, and a series of steps for forming the organic layer 12 is performed. This is because it becomes possible to fully automate. In the closed loop structure 48, for example, as shown in FIG. 2, the manufacturing apparatuses 41R, 41G, 41B and the return section 46 are formed into a square shape having the alignment sections 44R, 44G, 44B and the post-processing section 45 as vertices. Can be arranged. However, it is needless to say that the closed loop structure 48 does not necessarily have to be square. For example, the return portion 46 may be provided along the linearly arranged manufacturing apparatuses 41R, 41G, and 41B.
[0031]
FIG. 4 schematically illustrates the configuration of the manufacturing apparatus 41R. The manufacturing apparatus 41R includes, in a vacuum chamber 61, four evaporation sources 62A, 62B, 62C, and 62D that house organic materials that are constituent materials of the organic layer of the organic light-emitting element 10R. Although not shown, the vacuum chamber 61 is provided with a transfer jig 50 and a carry-in port and a discharge port of the substrate 11. The constituent material of the hole injection layer 12A of the organic light emitting element 10R is stored in the evaporation source 62A. The constituent material of the hole transport layer 12B of the organic light emitting device 10R is accommodated in the evaporation source 62B. The constituent material of the light emitting layer 12C of the organic light emitting element 10R is stored in the evaporation source 62C. The constituent material of the electron transport layer 12D of the organic light emitting device 10R is accommodated in the evaporation source 62D. Needless to say, the number of evaporation sources is not necessarily limited to four. Further, the manufacturing apparatus 41R may be provided with a space for installing a spare evaporation source.
[0032]
The manufacturing apparatuses 41G and 41B are formed in the same manner as the manufacturing apparatus 41R, except that the organic materials contained in the evaporation sources 62A, 62B, 62C and 62D are different. That is, for example, nothing is stored in the evaporation source 62A of the manufacturing apparatus 41G, and the constituent material of the hole transport layer 12B of the organic light emitting element 10G is stored in the evaporation source 62B of the manufacturing apparatus 41G. The constituent material of the light emitting layer 12C of the organic light emitting element 10G is accommodated in the evaporation source 62C of the manufacturing apparatus 41G. The constituent material of the electron transport layer 12D of the organic light emitting device 10G is accommodated in the evaporation source 62D of the manufacturing apparatus 41G. Further, for example, nothing is stored in the evaporation source 62A of the manufacturing apparatus 41B, and the constituent material of the hole transport layer 12B of the organic light emitting element 10B is stored in the evaporation source 62B of the manufacturing apparatus 41B. . The constituent material of the light emitting layer 12C of the organic light emitting element 10B is accommodated in the evaporation source 62C of the manufacturing apparatus 41B. The constituent material of the electron transport layer 12D of the organic light emitting element 10B is accommodated in the evaporation source 62D of the manufacturing apparatus 41B. Hereinafter, only the manufacturing apparatus 41R will be described, and the manufacturing apparatuses 41G and 41B will be omitted.
[0033]
The manufacturing apparatus 41R includes a transfer unit 63 that changes the relative position between the substrate 11 and the evaporation sources 62A, 62B, 62C, and 62D so that the substrate 11 passes through the evaporation sources 62A, 62B, 62C, and 62D in order. In consideration of the necessity of moving the transfer jig 50 in a vacuum and the problem of dust caused by vapor deposition, the transfer unit 63 closes the cart carrying the substrate 11 to which the transfer jig 50 is attached, for example. It is possible to adopt a simple system in which the wire is connected to the wire, and the wire is driven at a constant speed by a servomotor or the like from the outside and pulled. However, as long as measures against degassing are taken, a well-known transfer method using a ball screw or a belt conveyor may be used.
[0034]
The deposition sources 62A, 62B, 62C, and 62D are preferably configured in a line shape extending in a direction substantially perpendicular to the relative position variable direction A by the transport unit 63, for example, as schematically shown in FIG. In this case, it is preferable that the length of the vapor deposition sources 62A, 62B, 62C, and 62D is set in accordance with the length of a side of the substrate 11 orthogonal to the direction A of relative position change. Thereby, the organic layer 12 can be formed with a uniform film thickness over the entire surface of the substrate 11. In FIG. 5, the transport jig 50 and the transport section 63 are omitted.
[0035]
FIG. 6 illustrates a cross-sectional configuration of the evaporation source 62A. The vapor deposition sources 62B, 62C, and 62D are configured similarly to the vapor deposition source 62A except for the difference in the organic material to be accommodated. Therefore, only the vapor deposition source 62A will be described below. The vapor deposition source 62A has a crucible 71 containing an organic material 70, and this crucible 71 is contained in a case 71A made of, for example, graphite. A heat source 72 such as a heater for heating the organic material 70 accommodated in the crucible 71 is provided around the case 71A. On the upper surface of the case 71A, there is provided a nozzle 73 for ejecting the vapor 70A of the organic material 70 toward the substrate 11.
[0036]
The crucible 71 is made of, for example, a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less. In order to heat or cool the organic material 70 in a short time, it is desirable to make the heat capacity of the crucible 71 as small as possible. By setting the specific heat of the material of the crucible 71 within the above range, practically high vapor deposition efficiency can be obtained. Because it can be obtained.
[0037]
Specifically, the crucible 71 is made of molybdenum (Mo; gram specific heat 0.248 J / g · K), tantalum (Ta; gram specific heat 0.140 J / g · K), tungsten (W; gram specific heat 0.132 J / g). It is preferable to be composed of a high melting point metal such as K) or niobium (Nb) or an alloy containing a high melting point metal (for the specific heat of gram, see Shuichi Iida et al., "Physical Constant Table", Asakura Shoten, 1978) .). This is because the strength of the crucible 71 can be increased even in the case of a thin plate, and the manufacturing cost can be expected to be reduced because it is relatively inexpensive. Furthermore, unlike a porous material such as graphite, the organic material 70 can be prevented from seeping into the crucible 71 or the case 71A and seeping out.
[0038]
Among them, molybdenum (Mo) and tantalum (Ta) are particularly preferable because of having good workability.
[0039]
Here, the term “high melting point” specifically means that the melting point is preferably 500 ° C. or more, and further, the vapor pressure is 1 * 10 at a temperature of 500 ° C. (° C.). ^-7 Desirably, it is Pa or less. The organic material 70 used as a constituent material of the organic layers 12 of the organic light emitting devices 10R, 10G, and 10B generally evaporates at a temperature of about 150 ° C. to 400 ° C. However, it is necessary that the material does not melt, and the vapor of the material of the crucible 71 needs to be negligibly small.
[0040]
The thickness of the crucible 71 is preferably, for example, not less than 0.2 mm and not more than 0.3 mm. This is because such a thickness is functionally appropriate. Further, the thickness of the crucible 71 is significantly thinner than that of a conventional crucible 101 made of quartz glass or a crucible made of graphite, and the heat capacity of the crucible 71 can be further reduced by reducing the mass of the crucible 71.
[0041]
A temperature controller (not shown) is connected to the evaporation source 62A. This temperature controller controls the deposition rate to a desired value by monitoring the thickness of the film formed by a film thickness sensor (not shown). Further, the temperature controller is independent of the temperature controllers of the other evaporation sources 61B, 61C, 61D, and the evaporation rates of the respective evaporation sources 61A, 61B, 61C, 61D are individually controlled. However, the control of the deposition rate is not limited to the control by the temperature controller. For example, a mechanism for controlling the distance between each of the evaporation sources 61A, 61B, 61C, 61D and the substrate 11 in place of the control by the temperature controller or in addition to the control by the temperature controller is provided with a mechanism for controlling each of the evaporation sources 61A, 61B, It is also possible to provide them individually in 61C and 61D or to feed back the film thickness data detected by the film thickness sensor to the transport speed of the substrate 11.
[0042]
Next, an example of the processing operation of the manufacturing apparatus 41 and the manufacturing system 40, that is, the manufacturing of the organic light emitting elements 10R, 10G, and 10B by the manufacturing apparatus 41 and the manufacturing of the display device by the manufacturing system 40 will be described.
[0043]
First, the substrate 11 made of an insulating material such as glass as described above is put into the substrate supply unit 41 of the manufacturing system 40. The first electrode 13 made of the above-described material is formed in a predetermined pattern on the substrate 11 in advance. Pretreatment such as cleaning or activation is performed on the substrate 11 in the pretreatment unit 43.
[0044]
After the preprocessing in the preprocessing unit 43 is performed, in the alignment unit 44R, the metal mask 51 of the transfer jig 50 and the substrate 11 are moved to a position where the opening 51A of the metal mask 51 is formed with the organic light emitting element 10R. The substrate 11 is fixed to the metal mask 51 by the electromagnet 52 so as to correspond to each other.
[0045]
Subsequently, in the manufacturing apparatus 41R, the substrate 11 is moved in the relative position variable direction A by the transport unit 63, and the substrate 11 and the evaporation sources 62A, 62B are sequentially passed through the evaporation sources 62A, 62B, 62C, 62D. , 62C, 62D are variable. As a result, the hole injection layer 12A of the organic light emitting element 10R is formed while the substrate 11 passes through the deposition source 62A, and then the hole transport layer 12B is passed on the hole injection layer 12A while passing through the deposition source 62B. The light-emitting layer 12C is formed on the hole injection layer 12A and the hole transport layer 12B while passing through the vapor deposition source 62C. Finally, the light-emitting layer 12C passes through the vapor deposition source 62D and the hole injection layer 12A, hole transport An electron transport layer 12D is formed on the layer 12B and the light emitting layer 12C. Thus, the organic layer 12 of the organic light emitting device 10R is formed on the substrate 11.
[0046]
After the organic layer 12 of the organic light emitting device 10R is formed, the metal mask 51 of the transfer jig 50 and the substrate 11 are positioned at the position where the opening 51A of the metal mask 51 is formed with the organic light emitting device 10G in the alignment section 44G. The substrate 11 is fixed to the metal mask 51 by the electromagnet 52.
[0047]
Subsequently, in the manufacturing apparatus 41G, the organic layer 12 of the organic light emitting element 10G is formed on the substrate 11 in the same manner as in the manufacturing apparatus 41R.
[0048]
After the organic layer 12 of the organic light emitting element 10G is formed, the metal mask 51 of the transfer jig 50 and the substrate 11 are positioned in the alignment section 44B so that the opening 51A of the metal mask 51 is formed with the organic light emitting element 10B. The substrate 11 is fixed to the metal mask 51 by the electromagnet 52.
[0049]
Subsequently, in the manufacturing apparatus 41B, the organic layer 12 of the organic light emitting element 10B is formed on the substrate 11 in the same manner as in the manufacturing apparatus 41R.
[0050]
After the organic layers 12 of the organic light emitting elements 10R, 10G, and 10B are formed, the substrate 11 is separated from the metal mask 51 and the electromagnet 52 of the transport jig 50 in the post-processing unit 45. The substrate 11 is discharged from the substrate discharge unit 46. The metal mask 51 and the electromagnet 52 of the transport jig 50 are supplied to the alignment unit 44R via the return unit 47, and are attached to another substrate 11.
[0051]
On the discharged substrate 11, the second electrode 14 is formed on the organic layer 12, thereby forming the drive panel 10. Subsequently, an adhesive layer 30 is formed on the side of the drive panel 10 where the organic light emitting elements 10R, 10G, and 10B are formed, and the drive panel 10 and the sealing panel 20 are bonded to each other by the adhesive layer 30. Thus, the display device shown in FIG. 1 is completed.
[0052]
Here, in the manufacturing apparatuses 41R, 41G, and 41B, since the crucible 71 is made of a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less, the responsiveness of the crucible 71 to heat is reduced. Is improved. Therefore, the time required for the crucible 71 to be heated in a short time and for the organic material 70 contained in the crucible 71 to be heated to reach a predetermined evaporation amount is, for example, 1 hour and 30 minutes in the related art, but this embodiment In the embodiment, the time is 30 minutes, which is significantly reduced. After the formation of the organic layer 12 is completed, the crucible 71 is cooled in a short time, and the organic material 70 contained in the crucible 71 is also quickly cooled.
[0053]
Also, when it is desired to lower the vapor deposition rate, the temperature of the crucible 71 decreases in a short time, and the time until the evaporation amount of the organic material 70 stored in the crucible 71 reaches a desired value is shortened. Therefore, useless evaporation of the organic material 70 is suppressed, and the deposition rate is quickly controlled.
[0054]
As described above, in the present embodiment, in manufacturing apparatuses 41R, 41G, and 41B, crucible 71 is made of a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less. Responsiveness to heat of 71 can be improved. Therefore, the crucible 71 can be heated in a short time, and the time required for the organic material 70 contained in the crucible 71 to be heated and reach a predetermined evaporation amount can be significantly reduced. After the formation of the organic layer 12 is completed, the crucible 71 can be cooled in a short time, and the organic material 70 contained in the crucible 71 can be cooled quickly. Therefore, productivity is improved.
[0055]
Also, when it is desired to lower the vapor deposition rate, the temperature of the crucible 71 can be reduced in a short time, and the time until the evaporation amount of the organic material 70 stored in the crucible 71 reaches a desired value can be shortened. Therefore, the evaporation rate can be quickly controlled while suppressing unnecessary evaporation of the organic material 70.
[0056]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the crucible 71 and the case 71A are configured separately, but the crucible and the case may be integrated.
[0057]
Further, in the above embodiment, in consideration of the fact that the organic layer 12 of the organic light emitting element 10R is composed of four layers, each of the manufacturing apparatuses 41R, 41G, 41B is provided with four evaporation sources 62A, 62B, 62C, 62D, respectively. In the manufacturing apparatuses 41G and 41B, a case has been described in which nothing is stored in the evaporation source 62A. However, the number of evaporation sources does not necessarily need to be the same in the manufacturing apparatuses 41R, 41G, and 41B. It is not necessary that the number of the organic layers 12 of 10R, 10G, and 10B be the same.
[0058]
Further, in the above-described embodiment, the vapor deposition sources 62A, 62B, 62C, and 62D contain nothing or contain different organic materials. However, two or more evaporation sources contain the same material. You may do so.
[0059]
In addition, in the above-described embodiment, the case has been described in which the transport unit 63 moves the substrate 11 with respect to the evaporation sources 61A, 61B, 61C, and 61D at the fixed position. The vapor deposition sources 61A, 61B, 61C, 61D may be moved with respect to the substrate 11 at the position, or both the substrate 11 and the vapor deposition sources 61A, 61B, 61C, 61D may be moved. Good.
[0060]
Furthermore, for example, the structure or material of each part described in the above embodiment is not limited, and may be another structure or material. For example, in the above-described embodiment, the structure of the display device has been described with specific examples, but the present invention is not limited to this.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the organic light emitting device manufacturing apparatus of the present invention and the display device manufacturing system of the present invention, the crucible is heated to a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less. Since it is made of a material, the responsiveness of the crucible to heat can be improved. Therefore, the crucible can be heated in a short time, and the time required for the organic material contained in the crucible to be heated and reach a predetermined evaporation amount can be significantly reduced. Further, after the vapor deposition is completed, the crucible is cooled in a short time, and the organic material contained in the crucible is also quickly cooled, so that productivity is improved.
[0062]
Also, when it is desired to lower the vapor deposition rate, the temperature of the crucible can be lowered in a short time, and the time until the amount of evaporation of the organic material contained in the crucible reaches a desired value can be shortened. Therefore, the evaporation rate can be quickly controlled while suppressing unnecessary evaporation of the organic material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a schematic configuration of a manufacturing apparatus of an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention and a display device manufactured by a manufacturing system using the same.
FIG. 2 is a plan view illustrating an overall configuration of a manufacturing system for manufacturing the display device illustrated in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a transfer jig for moving a substrate between components of the manufacturing system illustrated in FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically illustrating a configuration of the manufacturing apparatus illustrated in FIG.
FIG. 5 is a perspective view schematically showing a configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the evaporation source illustrated in FIGS. 4 and 5.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a conventional evaporation source.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drive panel, 10R, 10G, 10B ... Organic light emitting element, 11 ... Substrate, 12 ... Organic layer, 12A ... Hole injection layer, 12B ... Hole transport layer, 12C ... Light emitting layer, 12D ... Electron transport layer, 13 ... 1st electrode, 14 ... 2nd electrode, 20 ... sealing panel, 21 ... sealing substrate, 30 ... adhesive layer, 40 ... manufacturing system, 41R, 41G, 41B ... manufacturing apparatus, 42 ... board supply part, 43 ... Pre-processing unit, 44R, 44G, 44B ... Alignment unit, 45 ... Post-processing unit, 46 ... Substrate discharge unit, 47 ... Return unit, 48 ... Closed loop structure, 50 ... Transport jig, 51 ... Metal mask, 51A ... Open Hole, 52: electromagnet, 61: vacuum chamber, 62A, 62B, 62C, 62D: evaporation source, 63: transport unit, 70, 100: organic material, 71, 101: crucible, 71A: case, 72, 102: heat source, 73,1 3 ... nozzle, A ... relative position varying direction

Claims

基板に有機層を備えた有機発光素子を蒸着により形成するための製造装置であって、
有機材料を収容する坩堝を有する蒸着源を備え、
前記坩堝は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されている
ことを特徴とする有機発光素子の製造装置。A manufacturing apparatus for forming an organic light emitting element having an organic layer on a substrate by vapor deposition,
An evaporation source having a crucible containing an organic material is provided,
An apparatus for manufacturing an organic light emitting device, wherein the crucible is made of a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less.

前記坩堝は、高融点金属により構成された
ことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子の製造装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the crucible is made of a high melting point metal.

前記坩堝は、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）により構成された
ことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子の製造装置。The apparatus according to claim 1, wherein the crucible is made of molybdenum (Mo) or tantalum (Ta).

前記蒸着源は、
前記有機材料の蒸気を前記基板に向けて噴出させるノズルが設けられると共に前記坩堝を収容するケースと、
このケースの周囲に設けられ、前記坩堝に収容された有機材料を加熱する熱源と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子の製造装置。The evaporation source is
A case for accommodating the crucible together with a nozzle for ejecting the vapor of the organic material toward the substrate,
The apparatus for manufacturing an organic light emitting device according to claim 1, further comprising a heat source provided around the case and heating the organic material contained in the crucible.

前記基板が前記蒸着源を通過するように前記基板と前記蒸着源との相対位置を可変させる搬送部を備え、
前記蒸着源は、前記搬送部による相対位置可変方向と略直交方向に延びるライン状に構成された
ことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子の製造装置。A transport unit that varies a relative position between the substrate and the deposition source so that the substrate passes through the deposition source,
2. The apparatus according to claim 1, wherein the vapor deposition source is configured in a line shape extending in a direction substantially perpendicular to a direction in which the transfer unit changes the relative position. 3.

前記坩堝の厚さは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項１記載の有機発光素子の製造装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the thickness of the crucible is not less than 0.2 mm and not more than 0.3 mm.

基板に有機層を備えた有機発光素子を形成するための製造装置を複数備え、前記製造装置の各々がそれぞれ異なる色成分に対応した有機発光素子を形成するように構成された表示装置の製造システムであって、
前記製造装置は、
有機材料を収容する坩堝を有する蒸着源を備え、
前記坩堝は、比熱が０．１Ｊ／ｇ・Ｋ以上０．３Ｊ／ｇ・Ｋ以下の材料により構成されている
ことを特徴とする表示装置の製造システム。A display device manufacturing system comprising a plurality of manufacturing apparatuses for forming an organic light emitting element having an organic layer on a substrate, wherein each of the manufacturing apparatuses is configured to form an organic light emitting element corresponding to a different color component. And
The manufacturing apparatus includes:
An evaporation source having a crucible containing an organic material is provided,
The crucible is made of a material having a specific heat of 0.1 J / g · K or more and 0.3 J / g · K or less.

前記坩堝は、高融点金属により構成された
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造システム。8. The system according to claim 7, wherein the crucible is made of a high melting point metal.

前記坩堝は、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）により構成された
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造システム。The system according to claim 7, wherein the crucible is made of molybdenum (Mo) or tantalum (Ta).

前記蒸着源は、
前記有機材料の蒸気を前記基板に向けて噴出させるノズルが設けられると共に前記坩堝を収容するケースと、
このケースの周囲に設けられ、前記坩堝に収容された有機材料を加熱する熱源と
を備えたことを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造システム。The evaporation source is
A case for accommodating the crucible together with a nozzle for ejecting the vapor of the organic material toward the substrate,
8. The display device manufacturing system according to claim 7, further comprising: a heat source provided around the case and heating the organic material contained in the crucible.

前記基板が前記蒸着源を通過するように前記基板と前記蒸着源との相対位置を可変させる搬送部を備え、
前記蒸着源は、前記搬送部による相対位置可変方向と略直交方向に延びるライン状に構成された
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造システム。A transport unit that varies a relative position between the substrate and the deposition source so that the substrate passes through the deposition source,
The display device manufacturing system according to claim 7, wherein the vapor deposition source is formed in a line shape extending in a direction substantially perpendicular to a direction in which the transport unit changes a relative position.

前記坩堝の厚さは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である
ことを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造システム。The display device manufacturing system according to claim 7, wherein the thickness of the crucible is 0.2 mm or more and 0.3 mm or less.