(57)【要約】  【課題】大型基板に対して均一な膜厚分布の成膜が可能になるとともに、蒸着時における加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことが可能な有機材料用蒸発源及びこれを用いた有機蒸着装置を提供する。  【解決手段】本発明の蒸発源は、高周波誘導コイル５０からなる加熱部を有し所定の有機材料を収容するための容器本体部３１ａと、当該有機材料の蒸気を通過させるための蒸発口３１ｃを有する蓋部３１ｂとを備える。蓋部３１ｂの蒸発口３１ｃから放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波誘導コイルからなる加熱部を有し所定の有機材料を収容するための容器本体部と、
当該有機材料の蒸気を通過させるための蒸発口を有する蓋部とを備え、
前記蒸発口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成されている有機材料用蒸発源。
【請求項２】
前記蓋部に複数の蒸発口が設けられ、当該複数の蒸発口が末広がり状に配置されている請求項１記載の有機材料用蒸発源。
【請求項３】
前記蓋部の蒸発口が、前記基準位置からの距離に応じて総開口面積が大きくなるように構成されている請求項１又は２のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源。
【請求項４】
前記蓋部の蒸発口が、前記基準位置を中心とする複数の同心円弧に沿って配列されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源。
【請求項５】
前記蓋部が、末広がり形状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源。
【請求項６】
前記容器本体部が、末広がり形状に形成されている請求項１乃至５のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源が配置された真空槽を備え、
前記真空槽内において成膜対象物が前記有機材料用蒸発源に対し所定の回転中心軸を中心として相対的に回転するように構成され、
前記有機材料用蒸発源が、その蒸発口の基準位置が前記回転中心軸の近傍に位置するように配置されている有機蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、有機ＥＬ素子等を製造する際に、基板上に有機化合物の蒸着膜を形成するための有機材料用蒸発源及びこれを用いた有機蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は、従来の有機ＥＬ素子を作成するための有機蒸着装置の概略構成図である。
図７に示すように、この有機蒸着装置１０１にあっては、真空槽１０２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。
【０００３】
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】
ところで、近年、有機ＥＬ素子の技術分野においては、大型基板に対応する量産化技術が求められているが、従来の蒸発源では、均一な膜厚分布を得ることが困難であるという問題がある。
【０００５】
また、従来の蒸発源では、加熱温度及び蒸発速度の制御を正確に行うことが困難であるとともに、制御の応答性の十分ではないという問題もある。
【特許文献１】特開平１０−１６８５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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、大型基板に対して均一な膜厚分布の成膜が可能な有機材料用蒸発源及びこれを用いた有機蒸着装置を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、蒸着時における加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことが可能な有機材料用蒸発源及びこれを用いた有機蒸着装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、高周波誘導コイルからなる加熱部を有し所定の有機材料を収容するための容器本体部と、当該有機材料の蒸気を通過させるための蒸発口を有する蓋部とを備え、前記蒸発口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成されている有機材料用蒸発源である。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記蓋部に複数の蒸発口が設けられ、当該複数の蒸発口が末広がり状に配置されているものである。
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、前記蓋部の蒸発口が、前記基準位置からの距離に応じて総開口面積が大きくなるように構成されているものである。
請求項４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、前記蓋部の蒸発口が、前記基準位置を中心とする複数の同心円弧に沿って配列されているものである。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の発明において、前記蓋部が、末広がり形状に形成されているものである。
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、前記容器本体部が、末広がり形状に形成されているものである。
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項記載の有機材料用蒸発源が配置された真空槽を備え、前記真空槽内において成膜対象物が前記有機材料用蒸発源に対し所定の回転中心軸を中心として相対的に回転するように構成され、前記有機材料用蒸発源が、その蒸発口の基準位置が前記回転中心軸の近傍に位置するように配置されている有機蒸着装置である。
【０００９】
本発明の有機材料用蒸発源は、蒸発口から放出される有機材料の蒸気の量が、所定の基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成されており、この有機材料用蒸発源を、その蒸発口の基準位置が成膜対象物の回転中心軸の近傍に位置するように配置することによって、成膜対象物の回転中心軸近傍から離れた部位において有機材料の蒸気を多く蒸着させることができ、これにより成膜対象物上における膜厚分布を均一にすることが可能になる。
【００１０】
また、本発明の有機材料用蒸発源は、容器本体部に高周波誘導コイルからなる加熱部を有していることから、蒸発源として例えばクヌーセンセルを用いた場合に比べて蒸着時における加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことが可能になる。
【００１１】
本発明の有機材料用蒸発源においては、蓋部に複数の蒸発口を設け当該複数の蒸発口を末広がり状に配置すること、蓋部の蒸発口を、基準位置からの距離に応じて総開口面積が大きくなるように構成すること、蓋部の蒸発口を、基準位置を中心とする複数の同心円弧に沿って配列することによって、蒸発口から放出される有機材料の蒸気の量を、当該基準位置を基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成することができ、これにより成膜対象物上における膜厚分布を均一にすることが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、大型基板に対して均一な膜厚分布の成膜が可能になるとともに、蒸着時における加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施の形態の有機蒸着装置の構成を示す断面図、図２及び図３は、同有機蒸着装置における蒸発源の構成を示す平面図、図４は、同有機蒸着装置のホスト蒸発源の外観構成を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置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の下方に後述する蒸発部３が配設されている。
【００１５】
ここで、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図示しないシャッターが設けられている。
【００１６】
また、真空槽２内の上部には、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。
【００１７】
本実施の形態の場合、図示しないモータの駆動によって基板５が水平方向に回転するように構成されている。
【００１８】
この場合、基板５は、その中央部に位置する回転中心軸Ｏを中心として回転するようになっている。
【００１９】
一方、蒸発部３は、複数の蒸発源３０から構成されている。
本実施の形態の場合、各蒸発源３０は、ホスト材料を蒸発させるためのホスト蒸発源３１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３２とを有し、例えば、ホスト蒸発源３１の両側部にドーパント蒸発源３２が配置されるようになっている。
【００２０】
まず、ホスト蒸発源３１について説明すると、ホスト蒸発源３１は、末広がり形状、例えば扇形形状の蒸発容器３１ａを有している。
【００２１】
ここで、ホスト蒸発源３１の蒸発容器３１ａは、例えばグラファイトからなるもので、その内部の共通する空間には、所定の有機系の蒸発材料が収容される。
【００２２】
この蒸発容器３１ａは、蒸発容器３１ａと同様に扇形形状の蓋部３１ｂによって覆われるようになっている。
【００２３】
ホスト蒸発源３１は、蒸発容器３１ａの周囲に所定のコイル５０が巻き付けられ、真空槽２の外部に設けられた交流電源５１からこのコイル５０に対して所定周波数の交流電圧を印加するように構成されている。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、例えば蒸発容器３１ａの周囲に例えばガス等の冷媒を循環させるための冷却パイプ（図示せず）を配置することにより蒸発容器３１ａを所定の温度に制御することができる。
【００２５】
ホスト蒸発源３１の蓋部３１ｂには、以下に説明する複数の蒸発口３１ｃが設けられている。
【００２６】
本実施の形態の場合は、各蒸発口３１ｃは同一の大きさの円形形状に形成され、蓋部３１ｂの形状に対応するように末広がり状に配置されている。
【００２７】
図３に示すように、各ホスト蒸発源３１は、その先細状の先端部を上述した基板５の回転中心軸Ｏの位置に向けて配設されている。
【００２８】
そして、蓋部３１ｂの蒸発口３１ｃが、この基板５の回転中心軸Ｏを中心とする複数の同心円３３に沿って配列されている。
【００２９】
この場合、基板５の回転中心軸Ｏからの距離に応じて蒸発口３１ｃの総開口面積が大きくなるように、回転中心軸Ｏから外側に向かって蒸発口３１ｃの数が多くなるように構成されている。
【００３０】
このような構成により、蒸発口３１ｃから放出される有機材料の蒸気の量が、基板５の回転中心軸Ｏを基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するようになっている。
【００３１】
なお、本発明の場合、蒸発口３１ｃの径は特に限定されることはないが、膜厚均一性確保の観点からは、その直径が１ｍｍ〜８ｍｍとなるように構成することが好ましい。
【００３２】
また、蒸発口３１ｃ間のピッチは、膜厚均一性確保の観点から、３ｍｍ〜１０ｍｍとすることが好ましい。
【００３３】
さらに、蒸発容器３１ａ及び蓋部３１ｂの扇形の中心角については、ドーパントとホストの共蒸着の濃度及び膜厚を一定にする観点から、３０°〜６０°とすることが好ましい。
【００３４】
他方、ドーパント蒸発源３１の基本構成は、ホスト蒸発源３１と同様であり、蒸発容器３２ａと蓋部３２ｂとから構成されている。
【００３５】
そして、ドーパント蒸発源３２の蒸発容器３１ａの周囲に所定のコイル５０が巻き付けられ、交流電源５１からこのコイル５０に対して所定周波数の交流電圧を印加するように構成されている。
【００３６】
また、ドーパント蒸発源３２の蓋部３２ｂには、複数の蒸発口３２ｃが設けられている。各蒸発口３２ｃは同一の大きさの円形形状に形成され、蓋部３２ｂの形状に対応するように末広がり状に配置されている。
【００３７】
さらに、各ドーパント蒸発源３２は、その先細状の先端部を上述した基板５の回転中心軸Ｏの位置に向けて配設されている。
【００３８】
そして、蓋部３２ｂの蒸発口３２ｃが、この基板５の回転中心軸Ｏを中心とする複数の同心円３３に沿って配列されている。
【００３９】
この場合、基板５の回転中心軸Ｏからの距離に応じて蒸発口３２ｃの総開口面積が大きくなるように、回転中心軸Ｏから外側に向かって蒸発口３２ｃの数が多くなるように構成されている。
【００４０】
このような構成により、各ドーパント蒸発源３２は、蒸発口３２ｃから放出される有機材料の蒸気の量が、基板５の回転中心軸Ｏを基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するようになっている。
【００４１】
なお、本発明の場合、蒸発口３２ｃの径は特に限定されることはないが、膜厚均一性確保の観点からは、その直径が１ｍｍ〜２ｍｍとなるように構成することが好ましい。
【００４２】
また、蒸発口３２ｃ間のピッチは、膜厚均一性確保の観点から、２ｍｍ〜５ｍｍとすることが好ましい。
【００４３】
さらに、蒸発容器３２ａ及び蓋部３２ｂの扇形の中心角については、ドーパントの濃度分布の観点から、１°〜３０°とすることが好ましい。
【００４４】
以上述べたように本実施の形態においては、ホスト蒸発源３１及びドーパント蒸発源３２の蒸発口３１ｃ、３２ｃから放出される有機材料の蒸気の量が、基板５の回転中心軸Ｏを基準として二次元的位置に関して末広がり状に増加するように構成されており、その結果、基板５の回転中心軸Ｏ近傍から離れた部位において有機材料の蒸気を多く蒸着させることができ、これにより基板５上における膜厚分布を均一にすることができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、高周波誘導コイル５０によって蒸着材料を加熱することから、蒸発源として例えばクヌーセンセルを用いた場合に比べて蒸着時における加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことができる。
【００４６】
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、上述の実施の形態に示した蒸発源の数、配置や蒸発源の蒸発口の形状、配置、大きさ等は一例であり、本発明の範囲を逸脱しない限り、例えば蒸発口の形状をスリット状にするなど、適宜変更が可能である。
【実施例】
【００４７】
実施例として上記蒸発源と、比較例としてクヌーセンセルを用い、同一の条件で蒸着を行った。その結果を図５及び図６に示す。
【００４８】
図５及び図６から明らかなように、図５に示す実施例は、図６に示す比較例に比べて加熱温度及び蒸発速度の制御を正確且つ応答性良く行うことができ、その結果、約１／２の時間でプロセスを終了することができた。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る有機蒸着装置の実施の形態の構成を示す断面図
【図２】同有機蒸着装置における蒸発源の構成を示す平面図
【図３】同有機蒸着装置における蒸発源の構成を示す平面図
【図４】有機蒸着装置のドーパント蒸発源の外観構成を示す斜視図
【図５】実施例による結果を示すグラフ
【図６】比較例による結果を示すグラフ
【図７】従来の有機ＥＬ素子を作成するための有機蒸着装置の概略構成図
【符号の説明】
【００５０】
１…真空蒸着装置  ２…真空槽  ３…蒸発源  ４…基板ホルダー  ５…基板（成膜対象物）３０…蒸発源  ３１…ホスト蒸発源  ３１…ドーパント蒸発源  Ｏ…回転中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005325424.tif 000007
【図６】
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【図７】
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