JP2003253431A

JP2003253431A - 薄膜形成装置

Info

Publication number: JP2003253431A
Application number: JP2002052673A
Authority: JP
Inventors: Toshio Negishi; 敏夫根岸; Hiroshi Kikuchi; 博菊地
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】均一な膜厚分布の有機薄膜を形成しうる薄膜形
成装置を提供する。【解決手段】本発明の薄膜形成装置は、真空槽２と、真
空槽２内において所定のピッチＰで配設された複数のホ
スト蒸発源３０及びドーパント蒸発源３１から構成され
る蒸発部３とを備えている。蒸発部３は、基板５に対し
て相対的に揺動するように構成されている。蒸発部３の
揺動方向は、基板５の成膜面に対してほぼ平行である。
蒸発部３の揺動距離は、ホスト蒸発源３０及びドーパン
ト蒸発源３１の蒸発口３４、３５のピッチＰと同一であ
る。ホスト蒸発源３０及びドーパント蒸発源３１の蒸発
口３４、３５は、同一の材料を収容した隣り合うものに
ついて、互いにピッチＱの半分だけずらして配列されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、有機ＬＥ
Ｄ素子の発光層に用いられる有機薄膜を蒸着によって形
成するための薄膜形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、フルカラーフラットパネルディス
プレイ用の素子として、有機ＬＥＤ素子が注目されてい
る。有機ＬＥＤ素子は、蛍光性有機化合物を電気的に励
起して発光させる自発光型素子で、高輝度、高視野角、
面発光、薄型で多色発光が可能であり、しかも数Ｖとい
う低電圧の直流印加で発光する全固体素子で、かつ低温
においてもその特性の変化が少ないという特徴を有して
いる。

【０００３】図７は、従来の有機ＬＥＤ素子を作成する
ための薄膜形成装置の概略構成図である。図７に示すよ
うに、この薄膜形成装置１０１にあっては、真空槽１０
２の下部に蒸発源１０３が配設されるとともに、この蒸
発源１０３の上方に成膜対象物である基板１０４が配置
されている。そして、蒸発源１０３から蒸発される有機
材料の蒸気を、マスク１０５を介して基板１０４に蒸着
させることによって所定パターンの有機薄膜を形成する
ようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
マスクのピッチのファイン化や基板の大型化に伴い、従
来の技術では均一な膜厚分布を得ることが困難になりつ
つあるというという問題がある。

【０００５】本発明は、このような従来の技術の課題を
解決するためになされたもので、その目的とするところ
は、均一な膜厚分布の有機薄膜を形成しうる薄膜形成装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１記載の発明は、所定の成膜対象物に
対して薄膜を形成するための真空槽と、前記真空槽内に
所定のピッチで配設された複数の蒸発源で構成される蒸
発部とを備え、前記蒸発源は、所定のピッチで配置され
た複数の蒸発口を有し、前記蒸発部が、前記成膜対象物
に対して相対的に揺動するように構成されていることを
特徴とする薄膜形成装置である。請求項２記載の発明
は、請求項１記載の発明において、前記蒸発部の揺動方
向が前記成膜対象物の成膜面に対してほぼ平行であるこ
とを特徴とする。請求項３記載の発明は、請求項１又は
２のいずれか１項記載の発明において、前記蒸発部が、
ホスト材料を収容したホスト蒸発源とドーパント材料を
収容したドーパント蒸発源を交互に配置して構成されて
いることを特徴とする。請求項４記載の発明は、請求項
１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記蒸発
部の揺動距離が、当該蒸発源のピッチとほぼ同一である
ことを特徴とする。請求項５記載の発明は、請求項１乃
至３のいずれか１項記載の発明において、前記蒸発部の
揺動距離が、同一の蒸発材料を収容した隣り合う蒸発源
のピッチとほぼ同一であることを特徴とする。請求項６
記載の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の発
明において、前記蒸発源が、細長形状の蒸発容器を有
し、前記複数の蒸発口が前記蒸発容器の長手方向に設け
られていることを特徴とする。請求項７記載の発明は、
請求項１乃至６のいずれか１項記載の発明において、長
手方向に所定のピッチで設けられた前記蒸発口は、隣り
合う前記蒸発源について、互いに前記ピッチの半分だけ
ずらして配列されていることを特徴とする。請求項８記
載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の発明
において、長手方向に所定のピッチで設けられた前記蒸
発口は、同一の材料を収容した隣り合う前記蒸発源につ
いて、互いに前記ピッチの半分だけずらして配列されて
いることを特徴とする

【０００７】本発明にあっては、複数の蒸発口を有する
蒸発部が成膜対象物に対して相対的に揺動するように構
成されていることから、蒸発材料の蒸気が均一な状態で
成膜対象物に到達し、その結果、マスクのピッチがファ
イン化し、また基板が大型化した場合であっても、成膜
対象物上において均一な膜厚分布を得ることができ、広
い範囲にわたって均一な膜厚分布を得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る薄膜
形成装置の好ましい実施の形態の正面側断面図であり、
有機ＬＥＤ素子の有機薄膜を形成するためのものであ
る。

【０００９】また、図２（ａ）は、同薄膜形成装置の蒸
発部の断面図、図２（ｂ）は、同蒸発部の外観構成を示
す平面図である。図３は、本実施の形態の蒸発源の蒸発
口の位置関係を示す説明図である。

【００１０】図１に示すように、本実施の形態の薄膜形
成装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽
２を有し、この真空槽２の下方には後述する蒸発部３が
配設されている。

【００１１】そして、この蒸発部３の上方近傍には、蒸
発部３から蒸発する蒸気を制御するためのシャッター７
が設けられている。

【００１２】一方、真空槽２の上部には、基板ホルダー
４が設けられ、この基板ホルダー４に、蒸着膜を形成す
べき基板（成膜対象物）５が固定されている。そして、
基板５の下方近傍にはマスク６が設けられている。

【００１３】図２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の
形態の蒸発部３は、図示しない駆動機構に連結され、基
板５の成膜面５ａに対して平行な方向（揺動方向Ｘ）に
一体的に揺動（異なる方向へ移動することをいう。特に
本実施の形態においては往復動することをいう。）する
ように構成されている。

【００１４】ここで、蒸発部３は、複数の蒸発源３０、
３１から構成されている。本実施の形態の場合は、ホス
ト材料を蒸発させるためのホスト蒸発源３０と、ドーパ
ント材料を蒸発させるためのドーパント蒸発源３１とを
有している。

【００１５】これらホスト蒸発源３０とドーパント蒸発
源３１は、それぞれ細長の円筒形状の蒸発容器３２、３
３を有している。

【００１６】ここで、各ホスト蒸発源３０の蒸発容器３
２の内部には、所定の有機系の蒸発材料（例えばＡｌｑ
３）４０が収容され、この蒸発材料４０は、図示しない
ヒータによって加熱されるようになっている。

【００１７】ここで、各ホスト蒸発源３０は、揺動方向
と直交する方向（揺動直交方向Ｙ）に向けて、所定のピ
ッチＰをおいて平行に配列されている。

【００１８】そして、各ホスト蒸発源３０の蒸発容器３
２の上部の中央部には、その長手方向に沿って所定の間
隔Ｑで複数の蒸発口３４が直線的に設けられている。す
なわち、これら各蒸発口３４は、揺動直交方向Ｙに沿っ
て直線的に配列され、これにより、隣接するホスト蒸発
源３０の蒸発口３４の、揺動方向Ｘに対するピッチもＰ
となる。

【００１９】その一方、図３に示すように、本実施の形
態にあっては、隣接するホスト蒸発源３０の蒸発口３４
が、揺動直交方向Ｙに半ピッチ（Ｑ／２）ずらして配列
されている。

【００２０】一方、ドーパント蒸発源３１は、ホスト蒸
発源３０と隣接する位置に配設され、上記同様のピッチ
Ｐをおいて平行に配列されている。そして、各ドーパン
ト蒸発源３１の蒸発容器３３の内部には、所定の有機系
の蒸発材料（例えばＤＣＪＴＢ（4-dicyanomethylene-6
-cp-julolidinostyryl-2-tert-butyl-4H-pyran）、ルブ
レン等）４１が収容され、この蒸発材料４１は、図示し
ないヒータによって加熱されるようになっている。

【００２１】さらに、各ドーパント蒸発源３１の蒸発容
器３３の上部の中央部には、その長手方向に沿って所定
の間隔Ｑで複数の蒸発口３５が直線的に設けられてい
る。

【００２２】この場合、各蒸発口３５は、ホスト蒸発源
３０の場合と同様に、揺動直交方向Ｙに沿って直線的に
配列され、隣接するドーパント蒸発源３１の蒸発口３５
の関係についても、ホスト蒸発源３０の場合と同様に、
揺動直交方向Ｙに半ピッチ（Ｑ／２）ずらして配列され
ている。

【００２３】一方、シャッター７は、蒸発部３を覆う大
きさの平板からなるもので、このシャッター７には、各
ホスト蒸発源３０及びドーパント蒸発源３１に対応する
スリット状の開口部７０が形成されている。

【００２４】そして、このシャッター７は、図示しない
駆動機構に連結され、上記揺動方向Ｘに移動して開閉動
作を行うとともに、蒸発部３と同期して揺動できるよう
に構成されている。

【００２５】なお、シャッター７は、例えば冷却水を循
環させることによって所定の温度に制御されるようにな
っている。

【００２６】このような構成を有する本実施の形態にお
いて基板５上に成膜を行う場合には、真空槽２内を所定
の圧力に調整した後、図４に示すように、シャッター７
を閉じた状態で、蒸発部３のホスト蒸発源３０及びドー
パント蒸発源３１内の蒸発材料４０、４１の加熱を開始
する。

【００２７】これにより、各ホスト蒸発源３０及びドー
パント蒸発源３１の蒸発口３５から蒸発材料４０、４１
の蒸気が放出される。この時点では、蒸発材料４０、４
１の蒸気はシャッター７によって遮られるため、基板５
には到達しない。

【００２８】そして、蒸発材料４０、４１の蒸発速度が
所定の値に到達した時点でシャッター７を移動させ、そ
の開口部７０を各ホスト蒸発源３０及びドーパント蒸発
源３１の蒸発口３５の直上に位置させる。

【００２９】これにより、図５に示すように、シャッタ
ー７の開口部７０を介して蒸発材料４０、４１の蒸気が
基板５に向かうようになる。

【００３０】そこで、図６に示すように、蒸発部３とシ
ャッター７を揺動させる。本実施の形態の場合は、蒸発
部３とシャッター７を同期させた状態で、上記ホストお
よびドーパント蒸発源３０、３１間のピッチＰだけＸ方
向に揺動させる。

【００３１】そして、この状態を維持して成膜を行い、
所定の膜厚が得られた時点でシャッター７を閉じて成膜
を終了する。

【００３２】以上述べたように本実施の形態にあって
は、複数の蒸発口３５を有する蒸発部３が基板５に対し
て相対的に揺動するように構成されていることから、蒸
発材料４０、４１の蒸気が均一な状態で基板５に到達
し、その結果、マスクのピッチがファイン化し、また基
板５が大型化した場合であっても、基板５上において均
一な膜厚分布を得ることが可能になる。

【００３３】特に、本実施の形態においては、蒸発部３
の揺動方向が基板５の成膜面５ａに対して平行であると
ともに、蒸発部３の揺動距離が蒸発口３４、３５のピッ
チＰと同一であり、さらに、蒸発部３の蒸発口３４、３
５を当該蒸発部３の揺動方向Ｘに対して半ピッチずらし
て配列されているため、真空槽２内の広い空間内におい
て蒸発材料４０、４１の蒸気がより均一な状態で基板５
に到達し、その結果、大型の基板５上において均一な膜
厚分布を得ることができる。

【００３４】さらに、本実施の形態においては、細長形
状の蒸発容器３２、３３の長手方向に複数の蒸発口が設
けられ、この蒸発容器３２、３３を幅方向に揺動させる
ように構成されているため、広い範囲にわたって均一な
膜厚分布を得ることができるものである。

【００３５】なお、本発明は上述の実施の形態に限られ
ることなく、種々の変更を行うことができる。例えば、
上記実施の形態においては、蒸発部側を揺動させるよう
にしたが、本発明はこれに限られず、基板側を揺動させ
るように構成することも可能である。

【００３６】ただし、装置の小型化及び構成の簡素化の
観点からは、蒸発部側を揺動させることが好ましい。

【００３７】また、蒸発部の揺動距離についても、プロ
セスの条件や装置構成に応じて適宜変更することができ
る。

【００３８】さらに、複数の蒸発源を用いるのではなく
単一の蒸発源を用いることも可能である。

【００３９】さらにまた、蒸発源の移動方向、形状、ピ
ッチ、数、蒸発口の数、間隔、形状、配置等について
も、プロセスの条件や装置構成に応じて適宜変更するこ
とができる。

【００４０】加えて、本発明は有機ＬＥＤ素子の有機薄
膜を形成するための装置に限られず、種々の蒸着装置に
適用することができる。ただし、本発明は有機材料を用
いて有機ＬＥＤ素子の有機薄膜を形成する場合に特に有
効なものである。

【００４１】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、マス
クのピッチがファイン化し、また基板が大型化した場合
であっても、成膜対象物上において均一な膜厚分布を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る薄膜形成装置の好ましい実施の形
態の正面側断面図

【図２】（ａ）：同薄膜形成装置の蒸発部の断面図（ｂ）：同蒸発部の外観構成を示す平面図

【図３】本実施の形態の蒸発源の蒸発口の位置関係を示
す説明図

【図４】同実施の形態における成膜工程を示す説明図
（その１）

【図５】同実施の形態における成膜工程を示す説明図
（その２）

【図６】同実施の形態における成膜工程を示す説明図
（その３）

【図７】従来の有機ＬＥＤ素子を作成するための薄膜形
成装置の概略構成図

【符号の説明】

１…薄膜形成装置２…真空槽３…蒸発部５…基板
（成膜対象物）５ａ…成膜面３０…ホスト蒸発源
３１…ドーパント蒸発源３２、３３…蒸発容器３４、３５…蒸発口Ｐ…ピッチ４０、４１…蒸発材
料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3K007 AB11 AB18 DB03 FA01 4K029 BA62 BC07 BD00 CA01 DB12 DB14 DB23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の成膜対象物に対して薄膜を形成する
ための真空槽と、前記真空槽内に所定のピッチで配設された複数の蒸発源
で構成される蒸発部とを備え、前記蒸発源は、所定のピッチで配置された複数の蒸発口
を有し、前記蒸発部が、前記成膜対象物に対して相対的に揺動す
るように構成されていることを特徴とする薄膜形成装
置。
【請求項２】前記蒸発部の揺動方向が前記成膜対象物の
成膜面に対してほぼ平行であることを特徴とする請求項
１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】前記蒸発部が、ホスト材料を収容したホス
ト蒸発源とドーパント材料を収容したドーパント蒸発源
を交互に配置して構成されていることを特徴とする請求
項１又は２のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項４】前記蒸発部の揺動距離が、当該蒸発源のピ
ッチとほぼ同一であることを特徴とする請求項１又はの
いずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項５】前記蒸発部の揺動距離が、同一の蒸発材料
を収容した隣り合う蒸発源のピッチとほぼ同一であるこ
とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の薄
膜形成装置。
【請求項６】前記蒸発源が、細長形状の蒸発容器を有
し、前記複数の蒸発口が前記蒸発容器の長手方向に設け
られていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
１項記載の薄膜形成装置。
【請求項７】長手方向に所定のピッチで設けられた前記
蒸発口は、隣り合う前記蒸発源について、互いに前記ピ
ッチの半分だけずらして配列されていることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項８】長手方向に所定のピッチで設けられた前記
蒸発口は、同一の材料を収容した隣り合う前記蒸発源に
ついて、互いに前記ピッチの半分だけずらして配列され
ていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項
記載の薄膜形成装置。