JP5220091B2 - 成膜源、蒸着装置、有機el素子の製造装置 - Google Patents
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Description
有機EL素子は、ガラス基板上に、下部電極膜と、有機薄膜と、上部電極膜とが記載した順番に積層されている。
有機薄膜は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を含み、下部電極膜と上部電極膜に通電し、有機薄膜に電圧を印加すると、発光層が発光する。
有機薄膜を構成する各層は有機材料で構成されており、このような有機材料の膜の成膜には蒸着装置が広く用いられる。
蒸着容器212の側面と底面にはヒータ223が配置されており、真空槽211内を真空排気し、ヒータ223が発熱すると蒸着容器212が昇温し、蒸着容器212内の有機蒸着材料200が加熱される。
放出口224の上方にはホルダ210が配置されており、ホルダ210に基板205を保持させておけば、放出口224から放出された有機材料蒸気が基板205表面に到達し、ホール注入層やホール輸送層や発光層等の有機薄膜が形成される。有機材料蒸気を放出させながら、基板205を一枚ずつ放出口224上を通過させれば、複数枚の基板205に逐次有機薄膜を形成することができる。
本発明は成膜源であって、前記蒸気発生装置を複数有し、前記開閉バルブによって、前記蒸気発生装置と前記放出装置の間の接続と遮断を個別に切替可能にされた成膜源である。
本発明は成膜源であって、前記遮蔽部材は筒状であり、前記遮蔽部材の下端は、前記筒の下端で構成され、前記放出装置と前記蒸気発生装置のうち、いずれか一方は前記筒の内部空間に接続され、他方は前記筒の外部空間に接続された成膜源である。
本発明は成膜源であって、先端が前記箱体内に挿通され、前記先端が前記容器で取り囲まれたパイプと、蓋部とを有し、前記蓋部底面には、前記蓋部底面から突出して形成されたリング状の突起から成る筒状の前記遮蔽部材が形成され、前記パイプの外周に亘って、前記容器内の溶融した前記溶融金属に前記遮蔽部材が接触すると、前記遮蔽部材と前記蓋部によって、開閉口が閉塞され、当該開閉バルブが閉じられ、前記遮蔽部材が前記溶融金属から離間すると当該開閉バルブが開けられる成膜源である。
本発明は成膜源であって、前記放出装置は互いに平行に配置された細長の放出管を複数有し、前記各放出管には放出口がそれぞれ設けられ、前記蒸気発生装置が前記放出装置に接続されると、前記各放出管に前記蒸着材料の蒸気がそれぞれ供給され、前記各放出口から前記蒸着材料の蒸気が放出される成膜源である。
本発明は蒸着装置であって、成膜槽と、前記成膜源とを有し、前記放出装置は前記成膜槽の内部に前記蒸着材料の蒸気を放出する蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記成膜槽の内部に配置され、表面に基板が配置される載置台を有し、前記放出装置は、前記載置台の上方位置から、前記載置台に向けて前記蒸着材料の蒸気を放出する蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記載置台と前記放出装置のいずれか一方又は両方に接続された揺動装置を有し、前記揺動装置は、前記放出装置を、前記載置台に配置された前記基板と平行な平面内で、当該基板に対して相対的に移動させる蒸着装置である。
本発明は有機EL素子の製造装置であって、搬送室と、スパッタ装置と、前記蒸着装置とを有し、前記スパッタ装置と前記蒸着装置は、前記搬送室に接続された有機EL素子の製造装置である。
本発明の開閉バルブは、筺体内に配置され、固体と液体とが配置可能な容器と、筺体内に配置された遮蔽部材とを有している。
図1の符号1は有機EL素子の製造に用いられる本発明の製造装置の一例を示している。
この製造装置1は搬送室2と、1又は複数の蒸着装置10a〜10cと、スパッタ室7と、搬出入室3a、3bと、処理室6、8とを有しており、各蒸着装置10a〜10cと、スパッタ室7と、搬出入室3a、3bと、処理室6、8はそれぞれ搬送室2に接続されている。
真空排気系9により、搬送室2内部と、蒸着装置10a〜10cの内部と、処理室6、8内部と、スパッタ室7内部と、搬入室3a内部と、搬出室3b内部に真空雰囲気が形成される。
図1の蒸着装置10a〜10cのうち、少なくとも1台は本発明の蒸着装置10bで構成されており、本発明の蒸着装置10bを用いて、上記発光層が形成される。
図2は本発明の蒸着装置10bを示す模式的な平面図であり、蒸着装置10bは、成膜槽と、成膜源13とを有している。尚、図2では成膜槽は省略している。
各蒸気発生装置20は、異なる蒸着材料が収容される以外は同じ構成を有しており、同じ部材には同じ符号を付して説明する。
加熱装置21は、加熱室29を有している。加熱室29の内部空間は仕切り部材25で二分され、一方の導入空間22にはセラミック粒子(SiC粒子等)や、メッシュ等からなるフィルタ27が配置され、他方の加熱空間23には載置部材24が配置されている。
タンク31は加熱室29の上方に配置されており、接続管33の上端はタンク31の内部空間に気密に接続されている。接続管33の下端は加熱室29に気密に挿通され、導入管26の一端と他端の間に接続されている。
回転軸35が静止した状態では、蒸着材料39はタンク31に留まるが、回転手段32により、回転軸35を接続管33の中心軸線を中心として回転させると、タンク31内の蒸着材料39は突条36間の溝に入り込み、該溝を通って接続管33内を下方へ移動し、導入管26の一端と他端の間に落下する。
回転軸35の回転量と、蒸着材料39の落下量との関係を求めておけば、その関係から、必要量の蒸着材料39を落下させるのに必要な回転軸35の回転量が分かる。
開閉バルブ70は、各蒸気発生装置20と放出装置50の間に1以上ずつ設けられており、加熱空間23が開閉バルブ70に接続されている。
図3は図2のA−A切断線断面図であり、各開閉バルブ70は、筺体である箱体71と、容器75と、遮蔽部材72と、移動装置61とをそれぞれ有している。
箱体71の底壁の一部は分離されている。図3の符号64は分離された箱体下部を示し、符号79は残りの箱体上部を示している。
下軸63の下端は移動装置61に接続されている。移動装置61により、下軸63を上昇又は下降させると、ベロース66が伸縮し、箱体71の内部空間を外部空間から遮断したまま、箱体下部64と、上軸65と、容器75とが一緒に上昇又は下降する。
箱体下部64が移動するのに対し、箱体上部79は固定されている。遮蔽部材72は箱体上部79に固定されており、容器75が上昇又は下降することで、容器75と遮蔽部材72とが相対的に移動する。
容器75底面の略中央位置には、容器75の開口よりも小径の突部74が立設され、容器75側壁と、突部74側面との間に、リング状の収容部が形成されている。
箱体上部79に挿入されたパイプの下端の開口が開閉口69となり、その開閉口69の周囲のパイプ先端部分が遮蔽部材72となっている。後述するように、遮蔽部材72によって開閉口69が開閉される。
蒸気発生装置20と放出装置50のうち、いずれか一方は接続配管78に、他方は遮蔽部材72にそれぞれ気密に接続されている。
開閉バルブ70は個別に開状態と閉状態に切替可能だから、蒸気発生装置20を個別に放出装置50に接続又は遮断し、所望の蒸気発生装置20から気体を放出装置50へ移動させることができる。
各開閉バルブ70は一つの放出装置50に接続されている。従って、各蒸気発生装置20で発生した蒸気は、一つの放出装置50へ供給される。
各放出管52は細長であって、各放出管52には複数の放出口55が長手方向に沿って一定間隔を空けて列設されている。各放出管52は、各放出口55をそれぞれ下方に向けて、成膜槽11内部に平行配置されている。従って、放出口55は行列状に並べられている。
載置台15の基板81が配置される面は、基板81の裏面の半分以上が接触するよう大きくなっており、基板81が大型であっても撓み等の変形が生じない。
発光性有機材料と着色剤とを混合して2色以上の蒸着材料39を用意する。白色光用の発光層を形成する場合には、少なくとも3色(例えば、赤、緑、青)の蒸着材料39を用意する。
予め、各色の着色層の成膜すべき膜厚は予め決まっており、決められた膜厚の成膜に必要な蒸着材料39の必要量を、各色毎に予め求めておく。
各タンク31の真空雰囲気を維持したまま、各色の有機材料を異なる蒸気発生装置20のタンク31に別々に収容する。
蒸気は、他の蒸気発生装置20へは移動せず、パージガスと一緒に開閉バルブ70と放出装置50とを通って、放出口55から放出される。
放出口55から蒸気が放出され始めてから、蒸気の放出が終わって成膜が終了するまでの間、載置台15上の基板81を、放出口55が配置された領域と対面させておく。
載置台15上に基板81を配置したまま、成膜状態に置く蒸気発生装置20を、第一の色の蒸着材料39が収容された物から、第二の色の蒸着材料39が収容された物に変える。
成膜する着色層の色を変える毎に、マスク16と基板81とを相対的に移動させれば、各色の着色層が、基板81表面上の異なる場所にそれぞれ形成される。
以上は、開閉バルブ70が別々の箱体71を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
以上は、各開閉バルブ70、80、100が低融点金属76を個別に有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。
箱体下部124は固定され、箱体上部129は不図示の移動装置に接続され、各箱体上部129が個別に昇降可能になっている。
本発明の蒸着装置10bに用いる蒸着材料39は特に限定されないが、例えば、粒径100μm以上200μm以下の粉体である。
遮蔽部材72の形状も特に限定されないが、下端を構成する壁を、先端に向けて先細りにし、尖らせれば、開閉バルブ70を閉状態にする際、低融点金属76が飛び散らない。
パージガスを導入しながら成膜を行う場合は、パージガスとしては蒸着材料39と反応しない不活性ガス(Ar、Kr、Xe)を用いることが望ましい。
具体的には、断熱部材を設け、加熱室29等からの熱が供給装置30やタンク31に伝わらないようにする。また、断熱部材を設けるのと同時に、供給装置30とタンク31のいずれか一方又は両方を冷却手段で冷却すれば、より確実に蒸着材料39の変質を防止できる。
本発明の蒸着装置10bは発光層だけでなく、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層、電子輸送層等、他の有機薄膜の成膜に用いることもできる。
載置台15と放出装置50との相対的な往復移動の方向は特に限定されないが、膜厚分布をより均一にするためには、放出管52の長手方向と交差する方向に往復移動させる。
容器43の上部には、蓋部40が配置されている。
蓋部40の底面は、容器43に面しており、底面には、リング形状の突出物から成り、筒状の遮蔽部材49が形成されている。蓋部40と遮蔽部材49は気体を透過させず、互いに気密に接続されている。
蓋部40が降下し、遮蔽部材49が、開閉口69の周囲の全周に亘って溶融した低融点金属46に接触し、浸漬されると、開閉口69は、蓋部40と遮蔽部材49とで蓋をされ、接続配管78と開閉口69とは遮断される。
蓋部40ではなく、リング形状の容器43とパイプ41とが移動しても同様である。遮蔽部材49は容器本体45の底面とは接触しない。
図11、12の符号70bは、本発明の他の開閉バルブを示している。
箱体79の内部には、第一の容器75が配置されている。
第一の容器75の下方には、容器本体95が配置されている。容器本体95には、図10(a)、(b)で示した開閉バルブ70aと同様に、底面にパイプ91が接続されてリング状の第二の容器93が構成されている。
第一の容器75の底面の鉛直下方を向く裏面には、リング状の突起からなる筒状の第二の遮蔽部材98が密着して気密に形成されている。
第二の遮蔽部材98が第二の容器93内に挿入され、第二の遮蔽部材98が低融点金属96に接触し、その内部に浸漬されると第二の開閉口94は、第一の容器75が蓋部となり、蓋部と第二の遮蔽部材98とによって閉塞される。このとき、第一の開閉口69は開放され、第一の開閉口69が接続口62に接続されている。
Claims (9)
- 内部で蒸着材料の蒸気を発生させる蒸気発生装置と、
前記蒸着材料の蒸気を放出する放出装置と、
前記蒸気発生装置と、前記放出装置との間の接続と遮断とを切り替える開閉バルブとを有する成膜源であって、
前記開閉バルブは、箱体と、
前記箱体内に配置され、溶融金属が配置されるべき容器と、
前記容器に配置される前記溶融金属と、
下端が前記溶融金属に接触可能な遮蔽部材と、
前記遮蔽部材とを相対的に移動させ、前記溶融金属表面と前記遮蔽部材の下端とを接触させて当該開閉バルブを閉じ、前記遮蔽部材の下端と前記溶融金属表面とを離間させて、当該開閉バルブを開ける移動装置とを有する成膜源。 - 前記蒸気発生装置を複数有し、
前記開閉バルブによって、前記蒸気発生装置と前記放出装置の間の接続と遮断を個別に切替可能にされた請求項1記載の成膜源。 - 前記遮蔽部材は筒状であり、
前記遮蔽部材の下端は、前記筒の下端で構成され、
前記放出装置と前記蒸気発生装置のうち、いずれか一方は前記筒の内部空間に接続され、他方は前記筒の外部空間に接続された請求項1又は請求項2のいずれか1項記載の成膜源。 - 先端が前記箱体内に挿通され、前記先端が前記容器で取り囲まれたパイプと、
蓋部とを有し、
前記蓋部底面には、前記蓋部底面から突出して形成されたリング状の突起から成る筒状の前記遮蔽部材が形成され、
前記パイプの外周に亘って、前記容器内の溶融した前記溶融金属に前記遮蔽部材が接触すると、前記遮蔽部材と前記蓋部によって、開閉口が閉塞され、当該開閉バルブが閉じられ、
前記遮蔽部材が前記溶融金属から離間すると当該開閉バルブが開けられる請求項1記載の成膜源。 - 前記放出装置は互いに平行に配置された細長の放出管を複数有し、
前記各放出管には放出口がそれぞれ設けられ、
前記蒸気発生装置が前記放出装置に接続されると、前記各放出管に前記蒸着材料の蒸気がそれぞれ供給され、前記各放出口から前記蒸着材料の蒸気が放出される請求項1乃至請求項4のいずれか1項記載の成膜源。 - 成膜槽と、請求項1乃至請求項5のいずれか1項記載の成膜源とを有し、
前記放出装置は前記成膜槽の内部に前記蒸着材料の蒸気を放出する蒸着装置。 - 前記成膜槽の内部に配置され、表面に基板が配置される載置台を有し、
前記放出装置は、前記載置台の上方位置から、前記載置台に向けて前記蒸着材料の蒸気を放出する請求項6記載の蒸着装置。 - 前記載置台と前記放出装置のいずれか一方又は両方に接続された揺動装置を有し、
前記揺動装置は、前記放出装置を、前記載置台に配置された前記基板と平行な平面内で、当該基板に対して相対的に移動させる請求項7記載の蒸着装置。 - 搬送室と、スパッタ装置と、請求項6乃至請求項8のいずれか1項記載の蒸着装置とを有し、
前記スパッタ装置と前記蒸着装置は、前記搬送室に接続された有機EL素子の製造装置。
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