JP2012107302A - 蒸着装置及び蒸着方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸着対象物の表面に分布が均一の蒸着を高速で行うことができる技術を提供する。
【解決手段】本発明の蒸着装置10は、蒸気放出器100が、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された箱状の第1〜第3蒸気分岐部1〜3を備えている。第3蒸気分岐部3の蒸気放出側端部に、蒸発材料の蒸気を蒸着対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出口3Bが設けられている。
【選択図】 図1
Description
特許文献1、2に記載された装置は、導入された蒸気をパイプを分岐させることによって複数の流出口から蒸気を流出させるようにしている。
さらにまた、特許文献1、2に記載された装置では、曲管内を蒸気を流す際のコンダクタンスが小さく、高速の成膜が困難であるという問題がある。
さらに、本発明の他の目的は、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することにある。
本発明では、前記蒸気放出器は、1個の蒸気導入口に対して4個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器の前記複数の蒸気放出口は、隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器内に、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に前記蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気発生源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有し、当該複数の蒸発源のうち所定の蒸発源が前記蒸気放出器に接続されるとともに、当該複数の蒸発源のうち前記所定の蒸発源以外の所定の蒸発源が前記分岐配管器に接続されている場合にも効果的である。
一方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている蒸着装置である。
他方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で蒸着対象物の表面に有機膜を形成する方法であって、前記有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法である。
また、本発明においては、複数の箱状の蒸気分岐部を介して蒸発材料の蒸気が拡散されるので、流れる蒸気のコンダクタンスが大きく、高速で蒸着を行うことができる。
本発明において、蒸気放出器が、1個の蒸気導入口に対して4個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されている場合には、構成が簡素且つコンパクトで製造コストの安い蒸着装置を提供することができる。
本発明において、蒸気放出器の複数の蒸気放出口について、隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置すれば、各蒸気放出口から放出される蒸気の面内分布がより一層均一になるため、蒸着対象物の表面に対する成膜の均一性を一層向上させることができる。
本発明において、蒸気放出器内に、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合には、異なる種類の蒸発材料の蒸気をそれぞれ混合することなく拡散させて蒸着対象物に向って放出することができるので、蒸気放出器と分岐配管器との間における蒸発材料の相互汚染を防止することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている場合には、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本発明によれば、複数の蒸着装置のうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
他方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合には、大型の有機EL装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。
また、本発明によれば、異なる蒸発材料を用いて共蒸着や蒸着重合を行うことができる。
さらに、本発明によれば、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することができる。
図1は、本発明に係る蒸着装置の内部を示す斜視図、図2(a)(b)は、同蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図である。図3(a)(b)は、同実施の形態における蒸気導入口及び蒸気放出口の位置関係を示す平面図である。
図1又は図2に示すように、本実施の形態の蒸着装置10は、図示しない真空槽内に、蒸発材料の蒸気を基板(蒸着対象物)5に向って面状に放出する蒸気放出器100が設けられて構成されるものである。
後述するように、この蒸気放出器100は、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐(増加)する複数の連通口を有している。
第2蒸気分岐器2の基本構成は、第1蒸気分岐器1と同一であり、その大きさが第1蒸気分岐器1より小さい点が第1蒸気分岐器1と異なるものである。
第3蒸気分岐器3の基本構成は、第1及び第2蒸気分岐器1、2と同一であり、その大きさが第1及び第2蒸気分岐器1、2より小さいものである。
さらに、第3蒸気分岐器3の上面3bには、それぞれ四隅部分に蒸気放出口3Bが設けられている。
また、同様の観点からは、4個の蒸気放出口3Bに対して重心の位置に蒸気導入口3Aを設けることが好ましい。
また、同様の観点からは、4個の蒸気放出口2Bに対して重心の位置に蒸気導入口2Aを設けることが好ましい。
ここで、ホスト材料蒸発源21の蒸発容器内には、有機EL素子の有機薄膜形成用のホスト材料50hが収容されている。
そして、ホスト材料蒸発源21、ドーパント材料蒸発源31の周囲には、加熱手段20が配設されている。
なお、供給管6h及び供給管6dの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル7h、7dが設けられ、これら蒸気放出ノズル7h、7dから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ8h、8dによってそれぞれ測定するように構成されている。
また、詳細は図示しないが、上述した蒸気放出器100内には、蒸着の際に蒸気放出器100を加熱するためのヒータが設けられている。
第1蒸気分岐器1内に導入されたホスト材料50hの蒸気とドーパント材料50dの蒸気は、第1蒸気分岐器1、第2蒸気分岐器2及び第3蒸気分岐器3によって分岐拡散されて蒸気放出器100内を通過し、最終段である第3蒸気分岐器3の各蒸気放出口3Bから基板5に向って面状に放出され、これにより基板5全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。
さらに、本実施の形態では、蒸気放出器100において、第1〜第3蒸気分岐器1〜3における蒸気放出口1B〜3Bが同一の平面内に配置されるとともに、第1〜第3蒸気分岐器1〜3における蒸気放出口1B〜3Bは、それぞれの隣接する蒸気放出口1B〜3Bの距離が等しくなるように配置することにより、第3蒸気分岐器3における各蒸気放出口3Bから放出される有機材料の蒸気の面内分布がより均一になるため、基板5の表面に対する膜厚及び膜質の均一性をより向上させることができる。
図4、図5(a)(b)及び図6に示すように、本例の蒸気放出器100Aは、真空槽4内に設けられるもので、上述した第1〜第3蒸気分岐器1〜3をそれぞれ合体させた場合と同等の大きさのセルボックスからなる第1〜第3蒸気分岐器101〜103を有している。
このような構成を有する本例によれば、製造しやすいため、コストダウンを図ることができる。また、蒸気分岐が非平衡(非対称)になった際、再び平衡に戻すことが可能になる。
図7に示すように、本実施の形態の蒸着装置10Bは、真空槽4内に、図1〜図3(a)(b)に示す蒸気放出器100に対応する蒸気放出器100Bが設けられている。
ボックス分岐器11は、第1蒸気分岐器1の下部に、第1蒸気分岐器1と連通するように蒸気導入部13が設けられ、この蒸気導入部13に供給管6hを介して例えば有機EL装置の有機層を形成するためのホスト材料用蒸発源(図示せず)に接続されている。
本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、同一の段の水平配管部並びに鉛直配管部の長さが等しくなるように構成することが好ましい。
このような構成を有する本実施の形態において、基板5上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽4内の圧力を所定の圧力にした状態で、供給管6h及び蒸気導入部13を介して例えば上記ホスト材料の蒸気をボックス分岐器11内に導入する。
ボックス分岐器11内に導入されたホスト材料の蒸気は、第1蒸気分岐器1、第2蒸気分岐器2及び第3蒸気分岐器3によって分岐拡散され、最終段である第3蒸気分岐器3の各蒸気放出口13aから基板5に向って面状に放出される。
これにより、基板5全表面に例えばホスト材料及びドーパント材料の膜が共蒸着形成される。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
図8に示すように、本実施の形態の有機EL製造用の蒸着装置10Cは、図4〜図6に示す蒸気放出器100Aと同一構成のボックス分岐器11と、図7に示すインナー分岐器12とを組み合わせた蒸気放出器100Cを有している。
一方、真空槽4の外部には、有機層を蒸着によって形成するための第1〜第3蒸発源7〜9が設けられている。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
図9に示すように、本実施の形態の蒸着装置10Dは、上述した蒸着装置10、10A、10B、10Cのいずれかを複数、すなわち、3×4個並べて近接配置したものである。
そして、蒸気放出口110は、隣接するもの同士の距離が等しくなるように、それぞれの位置が設定されている。
また、本実施の形態によれば、12個の蒸着装置10、10A、10B、10Cのうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
例えば、上記実施の形態においては、隣接する蒸気放出口を正方形の頂点の位置に配置することにより、蒸気放出口同士の距離が等しくなるようにしたが、本発明はこれに限られず、蒸気放出口が長方形の頂点の位置に配置することもできる。
ただし、より均一な成膜を行う観点からは、上記実施の形態のように、蒸気放出口が正方形の頂点の位置に配置することにより、隣接する蒸気放出口の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
ただし、大型基板に対応する観点からは、上記実施の形態のように、3個以上の蒸気分岐部を設け、これにより64個以上の蒸気放出口を設けることが好ましい。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができる。
2…第2蒸気分岐器(蒸気分岐部)
3…第3蒸気分岐器(蒸気分岐部)
3B…蒸気放出口
4…真空槽
5…基板(蒸着対象物)
10…蒸着装置
21…ホスト材料蒸発源(蒸気発生源)
31…ドーパント材料蒸発源(蒸気発生源)
100…蒸気放出器
Claims (7)
- 蒸着対象物が配置される真空槽と、
前記真空槽の外部に設けられた蒸気発生源と、
前記蒸気発生源から供給された蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って面状に放出する蒸気放出器とを備え、
前記蒸気放出器は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の箱状の蒸気分岐部を備え、当該蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気放出側端部に、前記蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って放出する複数の蒸気放出口が設けられている蒸着装置。 - 前記蒸気放出器は、1個の蒸気導入口に対して4個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されている請求項1記載の蒸着装置。
- 前記蒸気放出器の前記複数の蒸気放出口は、隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されている請求項1又は2のいずれか1項記載の蒸着装置。
- 前記蒸気放出器内に、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って4n-1(nは自然数)の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に前記蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている請求項1乃至3のいずれか1項記載の蒸着装置。
- 前記蒸気発生源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有し、当該複数の蒸発源のうち所定の蒸発源が前記蒸気放出器に接続されるとともに、当該複数の蒸発源のうち前記所定の蒸発源以外の所定の蒸発源が前記分岐配管器に接続されている請求項4記載の蒸着装置。
- 請求項1乃至5のいずれか1項記載の蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている蒸着装置。
- 請求項1乃至請求項6記載の蒸着装置を用い、真空中で蒸着対象物の表面に有機膜を形成する方法であって、
前記有機蒸発材料として、有機EL装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法。
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