(57)【要約】【課題】シャッターに付着した付着物が剥離して蒸着源の上部を覆うことを防止することが可能な蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬ装置、および電子機器を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の蒸着装置は、蒸着源により蒸着材料を気化させて、基板の蒸着面に膜形成を行う蒸着装置において、前記蒸着源の開口部の近傍に、蒸着レートを調整するためのシャッターを備え、前記シャッターの前記蒸着源側の面に、微細な凹凸を形成したものである。【選択図】        図１
2006002200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着源により蒸着材料を気化させて、基板の蒸着面に膜形成を行う蒸着装置において、
前記蒸着源の開口部の近傍に、蒸着レートを調整するためのシャッターを備え、
前記シャッターの前記蒸着源側の面に、微細な凹凸を形成したことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記微細な凹凸はメッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記凸部は逆テーパー形状を呈することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記シャッターは、前記蒸着材料に対して不活性な材料で構成されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の蒸着装置。
【請求項５】
蒸着源により蒸着材料を気化させて、基板の蒸着面に膜形成を行う蒸着方法において、
前記蒸着源の開口部の近傍に設けられたシャッターにより、蒸着レートを調整し、
前記シャッターの前記蒸着源側の面に、微細な凹凸を形成したことを特徴とする蒸着方法。
【請求項６】
前記微細な凹凸はメッシュ状に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の蒸着方法。
【請求項７】
前記凸部は逆テーパー形状を呈することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の蒸着方法。
【請求項８】
前記シャッターは、前記蒸着材料に対して不活性な材料で構成されることを特徴とする請求項５〜請求項７のいずれか１つに記載の蒸着方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の蒸着装置を使用して製造されたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機ＥＬ装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬ装置、および電子機器に関し、詳細には、蒸着源により蒸着材料を気化させて、基板の蒸着面に膜形成を行い、蒸着レートをシャッターにより調整する蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬ装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空に排気した容器中で成膜しようとする材料を加熱・蒸発させ、基板上に凝結・固化させることにより、目的とする薄膜を形成する方法として、真空蒸着法が知られている。かかる真空蒸着法で使用される真空蒸着装置は、真空容器の内部において、蒸着源（抵抗）に取付けた蒸着材料を加熱して蒸発させ、蒸発分子を基板の表面に蒸着させる。
【０００３】
有機ＥＬ素子用有機薄膜作成方法の一つとして上述の真空蒸着法が使用されている。真空蒸着法では、有機ＥＬ材料である蒸着材料の気化温度以上に加熱された蒸発源から気化した蒸着材料が成膜用基板上で固体で堆積し薄膜を形成する。蒸着薄膜は成膜基板上に配置されたステンレス鋼などのマスクにより任意の形状に蒸着される。この際、膜厚を均一化することが重要であるが、一般には、蒸発源からの蒸発量を安定化させてから基板面に堆積させる方法が取られる。そのために、蒸着装置内に開閉可能なシャッターを設置し、蒸発源から気化する蒸着材料の蒸着レート等をモニターしながら、蒸発量が安定したらシャッターを開けて基板面への蒸着を開始する操作を行う。また、このシャッターは蒸着材料がチャンバー内に付着することや、異なる材料が蒸着源に混入するのを防止する作用もある。
【０００４】
かかる蒸着装置では、長期間使用することでシャッターの蒸着源側には大量の蒸着材料が付着する。この蒸着材料がシャッターから剥離して蒸着源に混入する可能性がある。特許文献１では、シャッター等に蒸着材料に対して不活性な材料を使用して、異物の混入を防ぎ積極的に蒸着材料の再利用を試みている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９０３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１の技術では、シャッターから剥離した蒸着材料が蒸着源の上部を覆い蒸着レートを不安定化若しくは激減させる可能性がある。これを防止するために、シャッターの交換・メンテナンスの回数を増やことで解決することができるが、非効率的であり生産性の面で問題となる。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シャッターに付着した付着物が剥離して蒸着源の上部を覆うことを防止することが可能な蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬ装置、および電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、蒸着源により蒸着材料を気化させて、基板の蒸着面に膜形成を行う蒸着装置において、前記蒸着源の開口部の近傍に、蒸着レートを調整するためのシャッターを備え、前記シャッターの前記蒸着源側の面に、微細な凹凸を形成したことを特徴とする。
【０００９】
これにより、シャッターに付着した蒸着材料が凸部と凹部とで寸断された状態となるため、シャッターから蒸着材料が剥離しても、細かな固まりとして落下することになり、蒸着源の開口部を塞ぐことなく蒸着源に再充填される。この結果、シャッターに付着した蒸着材料の付着物が剥離した場合でも、蒸着源を覆うことを防止することが可能な蒸着装置を提供することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記微細な凹凸はメッシュ状に形成されていることが望ましい。これにより、シャッターに付着した蒸着材料をメッシュ状に寸断することができ、蒸着材料が落下した場合でもより細かな固まりとして落下させることが可能となる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記凸部は逆テーパー形状を呈することが望ましい。これにより、シャッターの凸部と凹部とで、付着する蒸着材料をより有効に寸断することが可能となる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記シャッターは、前記蒸着材料に対して不活性な材料で構成されることが望ましい。これにより、蒸着源に異物が混入することを防止することが可能となる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、有機ＥＬ装置を本発明の蒸着装置を使用して製造することが望ましい。これにより、有機ＥＬ装置の発光層等を本発明の蒸着装置で形成する場合に、均一な発光層等を形成することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器に本発明の有機ＥＬ装置を搭載することが望ましい。これにより、均一な発光層等が形成された有機ＥＬ装置を搭載した電子機器を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例に係る蒸着装置１の概略構成を示す模式的な断面図である。同図において、１１は真空チャンバー、１２は真空チャンバー１１内を真空排気する真空ポンプ、１３は排気口、１４は蒸着源１５の内部に載入される蒸着材料、１５は蒸着材料１４を加熱する加熱抵抗を有する蒸着源、１６は蒸着源１５に電力を供給する電源、１７は蒸着材料１４が形成される基板、１８は蒸着源１５の開口部の上方に形成されたセルシャッター、１９は基板１７の蒸着面１７ａ側に設けられた基板シャッター、２０は基板１７を支持する基板支持部を示している。
【００１７】
真空チャンバー１１内の下部には、蒸着材料１４を載入して加熱により蒸発させる壺形状の蒸着源１５が設けられている。この蒸着源１５には電力供給ライン１６ａを通じて電力を供給する電源１６が、真空チャンバー１１の外部に設けられている。ここで、蒸着材料１４としては、例えば、有機材料や金属材料等を使用することができる。蒸着源１５の開口部の上方近傍には、蒸着材料１４の蒸着レートのON/OFFを実質的にコントロールするためのセルシャッター１８が配置されている。また、真空チャンバー１１内の上部には、基板１７を下方に支持する基板支持部２０が配置されている。基板１７は、例えば、ガラス材料や金属材料からなる。基板１７の蒸着面１７ａと蒸着源１５の間には、基板１７の蒸着面１７ａに蒸着材料１４を堆積させるタイミングを実質的にコントロール（調整）するための基板シャッター１９が配置されている。基板シャッター１９と基板１７との間に不図示のマスクが設置される。
【００１８】
図２は、セルシャッター１８の蒸着源側面１８ａの構造を説明するための図であり、図２−１は、セルシャッター１８の蒸着源側面１８ａの平面図、図２−２は、図２−１のＡ部の断面図を示している。セルシャッター１８は、耐熱性・蒸着材料に対する安定性・加工性に優れた材料が望ましく、セルシャッター１８に蒸着材料１４が付着することでセルシャッター１８および蒸着材料１４のいずれもが変質しない不活性な材料が望ましい。例えば、ステンレス系等の金属材料やセラミック材料を使用することができる。セルシャッター１８の蒸着源側面１８ａには、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４が剥離する場合に、細かな固まりとして剥離するように、図２−１に示すように、メッシュ状の微細な凹凸が形成されている。この微細な凹凸は、図２−２に示すように凸部３１と凹部３２からなる。このように、メッシュ状に微細な凹凸を形成することにより、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４が凸部３１と凹部３２とで寸断された状態となるため、セルシャッター１８から蒸着材料１４が剥離しても、細かな固まりとして落下することになり、蒸着源１５の開口部を塞ぐことなく蒸着源１５に再充填される。これにより、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４の付着膜が剥離した場合でも、蒸着源１５を覆うことを防止することができる。
【００１９】
図３は、セルシャッター１８の蒸着源側面１８ａの構造の変形例を説明するための図であり、図３−１は、図２−１のＡ部の断面図、図３−２はセルシャッター１８に蒸着材料１４が付着する態様を模式的に示す図である。図３−１に示すように、凸部３１の形状を逆テーパー形状に形成することににしても良い。凸部３１の形状を逆テーパー形状に形成することにより、図３−２に示すように、セルシャッター１８に付着する蒸着材料１４を凸部３１と凹部３２とで、より有効に寸断することができる。
【００２０】
なお、本実施例では、微細な凹凸を規則的（実施例ではメッシュ状）に形成することとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、不規則的に微細な凹凸を形成することにしてもよく、セルシャッター１８に付着する蒸着材料１４を細かく寸断可能な構成であれば、如何なる構造としても良い。
【００２１】
また、基板シャッター１９もセルシャッター１８と同様の材料を使用し、かつ、その蒸着源側面１９ａの表面に微細な凹凸を形成することにしても良い。これは、基板シャッター１９にも蒸着材料１４が付着し、その付着物が蒸着源１５に落下する可能性があるからである。
【００２２】
上記構成の蒸着装置１による蒸着方法を説明する。真空ポンプ１２の駆動によって真空チャンバー１１の内部を高真空状態とし、その状態で電源１６からの電力により蒸着源１５を発熱させる。これにより、蒸着材料１４が加熱され、蒸着材料１４固有の蒸発温度に達した時点で蒸発分子となって上方へ飛び出す。飛び出した蒸発分子は不図示のマスクのスリットを通過して基板１７の蒸着面１７ａに付着し、次第に堆積する。この場合、蒸着源１５内部に装入された蒸着材料１４を可及的に一定速度で気化させ、監視装置（図示せず）で蒸着レートを監視または制御し、蒸着レートが一定になったらセルシャッター１８および基板シャッター１９を開放したり、または蒸着レートによりセルシャッター１８および基板シャッター１９の開放度を制御することにより、基板１７に付着する蒸着材料１４の付着速度・量・厚み等を制御する。このようにして、基板１７には、不図示のマスクのスリット幅と同一幅の蒸着膜が形成される。
【００２３】
以上説明したように、実施例１によれば、蒸着源１５の開口部の上方近傍に、蒸着レートを調整するためのセルシャッター１８を設け、セルシャッター１８の蒸着源側の面に、微細な凹凸を形成しているので、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４が凸部と凹部とで寸断された状態となるため、セルシャッター１８から付着した蒸着材料１４が剥離しても、細かな固まりとして落下することになり、蒸着源１５の開口部を塞ぐことなく蒸着源１５に再充填される。この結果、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４の付着物が剥離した場合でも、蒸着源１５を覆うことを防止することが可能な蒸着装置を提供することが可能となる。
【００２４】
また、実施例１によれば、微細な凹凸をメッシュ状に形成しているので、セルシャッター１８に付着した蒸着材料１４をメッシュ状に寸断することができ、蒸着材料１４が落下した場合でもより細かな固まりとして落下させることが可能となる。また、実施例１によれば、凸部を逆テーパー形状にすることとしたので、セルシャッター１８の凸部３１と凹部３２とで、付着する蒸着材料１４をより有効に寸断することが可能となる。さらに、セルシャッター１８は、蒸着材料１４に対して不活性な材料で構成することとしたので、蒸着源１５に異物が混入することを防止することが可能となる。
【００２５】
なお、実施例１の蒸着装置１では、抵抗加熱法を使用しているが、本発明はこれに限られるものではなく、電子衝撃法や高周波誘導加熱法等を使用することにしても良い。
【実施例２】
【００２６】
図４は、実施例２に係る蒸着装置１の概略構成を示す模式的な断面図である。実施例１では、セルシャッター１８および基板シャッター１９を設ける構成であるが、実施例２に係る蒸着装置１は、図４に示すように、蒸着レートを調整するためにセルシャッター１８のみを用いた構成である。
【実施例３】
【００２７】
図５は、実施例３に係る蒸着装置１の概略構成を示す模式的な断面図である。実施例４では、複数の蒸着源を設けた構成を示す図である。図５に示すように、３つの蒸着源１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが設けられており、それぞれ、Ｒ形成用の蒸着材料１４Ｒ、Ｇ形成用の蒸着材料１４Ｇ、Ｂ形成用の蒸着材料１４Ｂが載入される。また、各蒸着源１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの開口部の上方近傍には、各々セルシャッター１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが配置されている。セルシャッター１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂの蒸着源側面１８ａの表面には、メッシュ状の微細な凹凸が形成されている。
【００２８】
（有機ＥＬ装置の製造工程）
本発明の実施例に係る有機ＥＬ装置の製造方法を図６を参照して説明する。図６は、３色のフルカラーの有機ＥＬ装置の製造工程を示したものである。図６に示す有機ＥＬ装置の製造工程は、（１）画素電極形成工程と、（２）隔壁形成工程と、（３）正孔注入／輸送層形成工程と、（４）発光層形成工程と、（５）陰極形成工程等から構成される。以下の有機ＥＬ装置の形成工程では、少なくとも発光層形成工程（４）で本発明の蒸着装置１を使用して膜形成が行われる。
【００２９】
［画素電極形成工程］
透明基板１０１は、必要に応じてＴＦＴやＴＦＤのスイッチング素子が形成されている。この透明基板１０１は、支持体であると同時に光を取り出す面として機能する。従って、透明基板１０１は、光の透過特性や熱的安定性を考慮して選択される。透明基板材料としては、例えばガラス基板、透明プラスチック等が挙げられる。
【００３０】
まず、透明基板１０１上に、画素電極１０２、１０３，１０４を形成する。画素電極の形成方法としては、フォトリソグラフィー、真空蒸着、スパッタリング法、パイロゾル法等が使用することができるが、フォトリソグラフィーによることが好ましい。画素電極としては透明画素電極が好ましく、透明画素電極を構成する材料としては、酸化スズ膜、ＩＴＯ膜、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物膜等が挙げられる。
【００３１】
［隔壁形成工程］
次に、透明基板１０１上に各画素領域を隔てる隔壁（バンク）１０５を感光性ポリイミド等で形成する。これによりコントラストの向上、発光材料の混色の防止、画素と画素との間から光漏れ等を防止することができる。隔壁１０５は、上記材料にカーボンブラック等を混入してブラックレジストとしてもよい。この隔壁１０５の形成方法としては、例えばフォトリソグラフィー等が挙げられる。この後、上記基板をウエット・ドライ洗浄する。
【００３２】
［正孔注入／輸送層形成工程］
つぎに、画素電極１０２，１０３，１０４の開口部に、正孔注入／輸送層１０６を真空蒸着法により形成した。正孔注入／輸送層形成工程では、本発明の蒸着装置１を使用することにしても良い。正孔注入／輸送層１０６の材料としては、低分子有機材料を用いることができ、例えば、アリールアミン類、フタロシアニン類、ルイス酸ドープ有機層等を使用することができる。
【００３３】
［発光層形成工程］
さらに、図１の蒸着装置１を使用して真空蒸着法により、正孔注入／輸送層１０６上に、赤色発光層１０７，緑色発光層１０８，青色発光層１０９を形成した。赤色発光層１０７，緑色発光層１０８，青色発光層１０９としては、低分子有機ＥＬ材料を使用することができ、例えば、アルミ錯体，アントラセン類，希土類錯体，イリジウム錯体，各種蛍光色素等を使用することができる。
【００３４】
［陰極形成工程］
最後に、陰極（対向電極）１１０を形成した。陰極１１０としては、金属薄膜電極が好ましく、陰極を構成する金属としては、例えばＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｌｉ等が挙げられる。このような陰極１１０は、蒸着法およびスパッタ法等により形成することができる。さらに、陰極１１０の上に保護膜を形成してもよい。
【００３５】
（電子機器への適用例）
つぎに、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用可能な電子機器の具体例について図７を参照して説明する。図７−１は、本発明に係る有機ＥＬ装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）２００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ２００は、キーボード２０１を備えた本体部２０２と、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した表示部２０３とを備えている。図７−２は、本発明に係る有機ＥＬ装置を携帯電話機３００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３０１のほか、受話口３０２、送話口３０３とともに、本発明に係る有機ＥＬ装置を適用した表示部３０４を備えている。
【００３６】
本発明に係る有機ＥＬ装置は、上述した携帯電話機やノートパソコン以外にも、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニター、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニター直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係る蒸着装置は、各種の真空蒸着装置（抵抗加熱型真空蒸着装置、電子衝撃型真空蒸着装置、高周波誘導加熱型真空蒸着装置）等に広く利用可能である。また、本発明の有機ＥＬ装置は、有機ＥＬ表示装置、エレクトロミック調光ガラス、電子ペーパー、照明装置、およびプリンタヘッド等に広く利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニター、デジタルビデオカメラ、テレビ、ビューファインダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１に係る蒸着装置の概略構成を示す模式的な断面図。
【図２−１】セルシャッターの蒸着源側面の平面図。
【図２−２】図２−１のＡ部の断面図。
【図３−１】図２−１のＡ部の断面図（変形例）。
【図３−２】セルシャッターに蒸着材料が付着する態様を模式的に示す図。
【図４】実施例２に係る蒸着装置の概略構成を示す模式的な断面図。
【図５】実施例３に係る蒸着装置の概略構成を示す模式的な断面図。
【図６】本発明の実施例に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するための工程図。
【図７−１】実施例に係る有機ＥＬ装置を備えたパソコンの斜視図。
【図７−２】実施例に係る有機ＥＬ装置を備えた携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【００３９】
１  蒸着装置  １１  真空チャンバー  １２  真空ポンプ、１３  排気口、１４  蒸着材料、１５  蒸着源、１６  電源、１７  基板、１８  セルシャッター、１９  基板シャッター、２０  基板支持部  １０１  透明基板、１０２，１０３，１０４  画素電極、１０５  隔壁、１０６  正孔注入／輸送層、１０７  赤色発光層１０７、１０８  緑色発光層、１０９  青色発光層、１１０  陰極、２００  コンピュータ、２０１  キーボード、２０２  本体部、２０３  表示部、３００  携帯電話機、３０１  操作ボタン、３０２  受話口、３０３  送話口
【図１】
2006002200.tif 000003
【図２−１】
2006002200.tif 000004
【図２−２】
2006002200.tif 000005
【図３−１】
2006002200.tif 000006
【図３−２】
2006002200.tif 000007
【図４】
2006002200.tif 000008
【図５】
2006002200.tif 000009
【図６】
2006002200.tif 000010
【図７−１】
2006002200.tif 000011
【図７−２】
2006002200.tif 000012