蒸着装置及び蒸着方法
【課題】大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置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１は、真空槽の外部に設けられたホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄと、互いの雰囲気が隔離され、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄから供給される有機材料の蒸気をそれぞれ基板１５に向って面状に放出するホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄを有する蒸気放出器ユニット２とを備える。ホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口７ｈ，７ｄを有する。
【解決手段】本発明の蒸着装置１は、真空槽の外部に設けられたホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄと、互いの雰囲気が隔離され、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄから供給される有機材料の蒸気をそれぞれ基板１５に向って面状に放出するホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄを有する蒸気放出器ユニット２とを備える。ホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口７ｈ，７ｄを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製するための蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の成膜装置としては、例えば特許文献１、２に記載されたようなものが知られている。
特許文献１に係る従来技術は、インラインの基板を移動させながら成膜を行うものであり、このようなインライン方式の蒸着装置では基板を移動させる機構が必須であるため、装置構成が複雑でコストアップを招くという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献２に係る従来技術においては、有機物が収納された坩堝１００に、近接配置された複数のパイプ状のノズル１２０がそれぞれ接続されており、各ノズル１２０には、複数の開口部１２５が設けられ、坩堝１００を加熱することにより、各開口部１２５から有機物の蒸気を噴出するように構成されている。
【０００４】
しかし、特許文献２に係る従来技術では、長方形状に蒸気が放出されるため、例えば、ウェーハのような円形の基板に対して蒸発材料が無駄になるという問題がある。
また、この従来技術では、膜厚分布を均一にすることが困難であり、大面積の基板に対して膜厚が均一の成膜を行うことができない。
加えて、この従来技術では、ホスト材料の蒸発装置とドーパント材料の蒸発装置が相互に汚染され、基板上における膜質分布を均一にすることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４６２１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４５７１号公報
【発明の概要】
【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、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な有機層の成膜を簡素な構成の装置で行うことができる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、異なる蒸発材料を用いて蒸着を行う場合に複数の蒸気放出器が相互に汚染されるおそれがない技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明は、成膜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蒸発材料での蒸気を発生させる複数の蒸気発生源と、互いの雰囲気が隔離され、前記複数の蒸気発生源から供給される蒸発材料の蒸気をそれぞれ前記成膜対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出器を有する蒸気放出器ユニットとを備え、前記蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有する蒸着装置である。
本発明では、前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心として同心円上に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気発生源、当該複数の蒸気発生源から前記複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び当該前記複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた複数の蒸気放出部を有し、当該蒸気放出部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けら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を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、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、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する方法であって、蒸発材料として、フッ化リチウム又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法である。
【０００８】
本発明の場合、蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有することから、複数の蒸気放出器から蒸発材料の蒸気を面状に放出させることによって、基板を回転させることなく、大型基板に対して膜厚及び膜質が均一な膜を高速で形成することができる。
また、本発明によれば、複数の蒸気放出器は互いの雰囲気が隔離されていることから、異なる蒸発材料（例えば、ドーパント材料とホスト材料、光の三原色の蒸気を発生させるための蒸発材料）を用いて同時に成膜を行う場合であっても、各蒸気放出器が相互に汚染されるおそれがない。
また、本発明によれば、成膜対象物を移動させる必要がない（固定成膜）ので、構成が簡素な蒸着装置を提供することができる。
本発明において、蒸気放出器ユニットが、蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する場合には、蒸気放出器と成膜対象物との間において、異なる蒸発材料の蒸気を十分に混合することができるため、共蒸着した膜の膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
本発明において、複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、蒸気放出基準点を中心として同心円上に配置されている場合には、成膜対象物上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
本発明において、複数の蒸気発生源、複数の蒸気発生源から複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している場合には、蒸発温度差の大きい異なる蒸発材料（例えばホスト材料とドーパント材料）を用いる場合に、蒸気発生源、蒸気導入手段及び蒸気放出器内において、蒸発温度が低い蒸発材料の分解を防止することができ、また、蒸着重合の場合には、蒸気発生源、蒸気導入手段及び蒸気放出器内において、蒸発材料の反応を防止することができる。
本発明において、蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている場合、また、蒸気放出器の蒸気放出口が、蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている場合、また、蒸気放出器が、蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた蒸気放出部を有し、当該蒸気導入部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けられている場合には、大型の成膜対象物、特に円形やリング形状の成膜対象物上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができ、これにより例えば均一な面内分布で発光する有機ＥＬ照明平面ランプを提供することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する際に、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、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の有機薄膜層を均一且つ高速で形成することができる。
また、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、フッ化リチウムを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の電子注入層を均一且つ高速で形成することができる。
さらに、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、三酸化モリブデンを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の陽極バッファ層を均一且つ高速で形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば有機ＥＬ素子を製造する装置において、基板を回転させることなく、大型基板に対して均一な膜を高速で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図（ｂ）：図１（ａ）の蒸気放出器のＡ−Ａ線断面図
【図２】同蒸気放出器の蒸気放出口の配置を説明するための平面図
【図３】本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図
【図４】本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図
【図５】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の他の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図（ｂ）：図５（ａ）の蒸気放出器のＢ−Ｂ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の蒸気放出器のＡ−Ａ線断面図である。
また、図２は、同蒸気放出器の蒸気放出口の配置を説明するための平面図である。
以下、蒸着装置の上下関係については図１（ｂ）に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の蒸着装置１は、基板１５が配置される真空槽（図示せず）を有し、この真空槽の内部に、蒸気放出器ユニット２が設けられて構成されている。
この蒸気放出器ユニット２は、真空槽の外部に設けられたホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄに接続されている。
【００１３】
ここで、ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈ内には、蒸発材料として、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料が収容され、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄ内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料が収容されている。
【００１４】
本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、それぞれ図示しない加熱冷却手段によって所定の温度に温度制御されるようになっている。また、これら蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、図示しない断熱部材によって互いに熱が伝達されないように構成されている。
【００１５】
また、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、それぞれキャリアガス供給装置３１ｈ、３１ｄに接続され、キャリアガス源３２から供給されるキャリアガスが、それぞれホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄに供給されるように構成されている。
【００１６】
本実施の形態の蒸気放出器ユニット２は、複数（本例では８個）のホスト材料用蒸気放出器（第１の蒸気放出器）５ｈと、複数（本例では８個）のドーパント材料用蒸気放出器（第２の蒸気放出器）５ｄとを有している。
本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、同一形状の蒸気放出面６ｈ、６ｄを有している。
【００１７】
ここで、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出面６ｈ，６ｄは、同一の水平面内に設けられるとともに、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に広がる形状に形成され、各蒸気放出面６ｈ，６ｄには、それぞれ複数の蒸気放出口７ｈ，７ｄが設けられている。
【００１８】
これらホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄは、後述するように、それぞれ上述した蒸気放出基準点Ｏを通る線分上に放射状に配設され、例えば当該線分方向に延びる長孔形状に形成されている。
【００１９】
ここで、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてその数を増加させることにより、有機材料の蒸気の放出量が増加するように構成されている。
【００２０】
例えば、図２に示すように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈについては、蒸気放出面６ｈ上の蒸気放出基準点Ｏを通る一本の線分Ｍ1上に一列の蒸気放出口７ｈ1が配設され、さらに、蒸気放出基準点Ｏを通り且つ上記線分Ｍ1の両側に放射状に延びる２本の線分Ｍ2、Ｍ3上に、それぞれ一列の蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3が配設されている。
【００２１】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、蒸気放出基準点Ｏを通る線分Ｍの両側に設けられる蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3が、当該線分Ｍ1上に対して線対称の位置に配置することが好ましい。
【００２２】
また、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄについては、蒸気放出面６ｄ上の蒸気放出基準点Ｏを通る一本の線分ｍ1上に一列の蒸気放出口７ｄ1が配設され、さらに、蒸気放出基準点Ｏを通り且つ上記線分ｍ1の両側に放射状に延びる２本の線分ｍ2、ｍ3上に、それぞれ一列の蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3が配設されている。
【００２３】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、蒸気放出基準点Ｏを通る線分ｍの両側に設けられる蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3が、当該線分ｍ1上に対して線対称の位置に配置することが好ましい。
そして、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、上記蒸気放出基準点Ｏの周囲において、円周方向に関して交互に配置されている。
【００２４】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、隣接するホスト材料用蒸気放出器５ｈについて、蒸気放出口７ｈ1同士、また蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3の間隔が等しく、かつ、蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置することが好ましい。
また、同様の観点から、隣接するドーパント材料用蒸気放出器５ｄについて、蒸気放出口７ｄ1同士、また蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3の間隔が等しく、かつ、蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置することが好ましい。
【００２５】
一方、以下に説明するように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈは、ホスト材料導入部８ｈを介してホスト材料の蒸気が導入されるように構成され、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、ドーパント材料導入部９ｄを介してドーパント材料の蒸気が導入されるように構成されている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈのホスト材料導入部８ｈは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌの周囲において鉛直方向に延びる例えば断面リング形状で円筒形状の鉛直導入部８Ｖを有している。
そして、この鉛直導入部８Ｖの下端部に、水平方向に延びる水平導入部８Ｈが接続され、この水平導入部８Ｈは、バルブ３３ｈを介して上記ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈに接続されている。
【００２７】
また、ホスト材料導入部８ｈの鉛直導入部８Ｖは、その上端部において、蒸気導入口１０を介して各ホスト材料用蒸気放出器５ｈと接続されている。
一方、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄのドーパント材料導入部９ｄは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌ上において鉛直方向に延びるパイプ状の鉛直導入部９Ｖを有している。
【００２８】
この鉛直導入部９Ｖの下端部には、水平方向に延びる水平導入部９Ｈが接続され、この水平導入部９Ｈは、バルブ３３ｄを介して上記ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄに接続されている。
また、ドーパント材料導入部９ｄの鉛直導入部９Ｖは、その上端部において、蒸気導入室１１及び蒸気導入口１２を介して各ドーパント材料用蒸気放出器５ｄと接続されている。
【００２９】
なお、ホスト材料導入部８ｈの水平導入部８Ｈの先端部分近傍には、コンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル１３ｈが設けられ、この蒸気放出ノズル１３ｈから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ１４ｈによって測定するように構成されている。
【００３０】
また、ドーパント材料導入部の水平導入部９Ｈの先端部分近傍には、コンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル１３ｄが設けられ、この蒸気放出ノズル１３ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ１４ｄによって測定するように構成されている。
【００３１】
なお、上述したホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びホスト材料導入部８ｈ並びにドーパント材料用蒸気放出器５ｄ及びドーパント材料導入部９ｄは、それぞれ図示しない加熱冷却手段によって所定の温度に温度制御されるとともに、図示しない断熱部材によって互いに熱が伝達されないように構成されている。
【００３２】
このような構成を有する本実施の形態において、基板１５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽内の圧力を所定の圧力にした状態で、ホスト材料用蒸気発生源３ｈからホスト材料導入部８ｈを介してホスト材料の蒸気をホスト材料用蒸気放出器５ｈ内に導入する。
【００３３】
また、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄからドーパント材料導入部９ｄを介してドーパント材料の蒸気をドーパント材料用蒸気放出器５ｄ内に導入する。
これにより、ホスト材料用蒸気放出器５ｈの蒸気放出口７ｈからホスト材料の蒸気が基板１５に向って面状に放出されるとともに、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｄからドーパント材料の蒸気が基板１５に向って面状に放出され、基板１５全表面にホスト材料及びドーパント材料の共蒸着膜が形成される。
【００３４】
以上述べたように本実施の形態においては、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配列され蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口７ｈ、７ｄを有することから、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄからホスト材料とドーパント材料の蒸気を面状に放出させることによって、基板１５を回転させることなく、基板１５上に膜厚及び膜質が均一な膜を高速で形成することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄは互いの雰囲気が隔離されていることから、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが相互に汚染されるおそれがない。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として円周方向に関して交互に配置されていることから、蒸気放出器ユニット２と基板１５との間において、ホスト材料とドーパント材料の蒸気を十分に混合することができるため、共蒸着した膜の膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
【００３７】
さらにまた、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として同心円上に配置されているため、基板１５上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
【００３８】
加えて、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ及びドーパント材料用蒸気発生源３ｄ、ホスト材料導入部８ｈ及びドーパント材料導入部９ｄ、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有しているので、蒸発材料として、蒸発温度差の大きいホスト材料とドーパント材料を用いる場合であっても、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ及びドーパント材料用蒸気発生源３ｄ、ホスト材料導入部８ｈ及びドーパント材料導入部９ｄ、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄ内において、蒸発温度が低い方の蒸発材料の分解を防止することができる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、基板１５を移動させる必要がないので、構成が簡素な蒸着装置を提供することができる。
図３及び図４は、本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４０】
図３に示すように、本例の蒸気放出器ユニット２Ａは、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７０ｈ、７０ｄの形状が上記実施の形態と異なり、蒸気放出面６ｈ，６ｄ上に円弧形状の蒸気放出口７０ｈ、７０ｄが設けられているものである。
図４に示すように、本例の蒸気放出口７０ｈは、例えば上述した蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円Ｃ1〜Ｃ6上にそれぞれ配置されている。
【００４１】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、隣接するホスト材料用蒸気放出器５ｈについて、蒸気放出口７０ｈ同士の間隔が等しくなるように構成することが好ましい。
さらに、同様の観点から、隣接するドーパント材料用蒸気放出器５ｄについて、蒸気放出口７０ｄ同士、また蒸気放出口７０ｄの間隔が等しくなるように構成することが好ましい。
【００４２】
このような構成を有する本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加え、特に円形やリング形状の大型基板上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができ、これにより例えば均一な面内分布で発光する有機ＥＬ照明平面ランプを提供することができる。
【００４３】
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５（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の他の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の蒸気放出器のＢ−Ｂ線断面図である。
以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気放出器５ｈのホスト材料導入部８ｈは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌの周囲において鉛直方向に延びる例えば断面リング形状で円筒形状の鉛直導入部８Ｖを有し、この鉛直導入部８Ｖが、バルブ３３ｈを介して上記ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈに接続されている。
【００４５】
そして、ホスト材料導入部８ｈの鉛直導入部８Ｖの上端部には、例えば、中空円板形状の水平導入部８Ｈが接続されている。
この鉛直導入部８Ｖの上面には、蒸気放出基準点Ｏを中心として例えば等しい角度で放射状に配置された複数（本実施の形態では６個）の蒸気放出ノズル４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ、４４ｈ及び４５ｈが複数組（本実施の形態では８組）設けられている。
【００４６】
これら蒸気放出ノズル４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ、４４ｈ及び４５ｈの上部には、それぞれ蒸気放出口５０ｈ、５１ｈ、５２ｈ、５３ｈ、５４ｈ及び５５ｈが設けられている。
ここで、蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてノズルの径が大きくなるように形成され、これにより蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量を増加するようになっている。
【００４７】
一方、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄのドーパント材料導入部９ｄは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌ上において鉛直方向に延びるパイプ状の鉛直導入部９Ｖを有し、この鉛直導入部９Ｖが、バルブ３３ｄを介して上記ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄに接続されている。
【００４８】
そして、ドーパント材料導入部９ｄの鉛直導入部９Ｖの上端部には、例えば蒸気放出基準点Ｏを中心として例えば等しい角度で放射状に延びる複数（本実施の形態では８個）の水平導入部９Ｈが接続され、各水平導入部９Ｈの上面に、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配置された複数（本実施の形態では６個）の蒸気放出ノズル４０ｄ、４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ及び４５ｄが設けられている。
【００４９】
これら蒸気放出ノズル４０ｄ、４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ及び４５ｄの上部には、それぞれ蒸気放出口５０ｄ、５１ｄ、５２ｄ、５３ｄ、５４ｄ及び５５ｄが設けられている。
ここで、蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてノズルの径が大きくなるように形成され、これにより蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量を増加するようになっている。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ドーパント材料導入部９ｄの水平導入部９Ｈは、ホスト材料導入部８ｈの水平導入部８Ｈの上方に設けられている。そして、これら蒸気放出ノズル４０ｈ〜４５ｈ並びに４０ｄ〜４５ｄの高さが同一となるように構成され、これにより蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈ並びに５０ｄ〜５５ｄが同一平面内に位置するように設けられている。
【００５１】
また、上述した蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈと、蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄは、蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置されている。さらに、蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈ並びに蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄに関し、対応する蒸気放出口５０ｈ及び５０ｄ、５１ｈ及び５１ｄ、５２ｈ及び５２ｄ、５３ｈ及び５３ｄ、５４ｈ及び５４ｄ、５５ｈ及び５５ｄは、それぞれ蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置されている。
【００５２】
このような構成を有する本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加え、特に円形やリング形状の大型基板上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
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。
【００５３】
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、蒸気放出器ユニットにおける蒸気放出器の数は上述した実施の形態のものには限られず、適宜変更することができる。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、有機ＥＬ装置の有機層のホスト材料及びドーパント材料を蒸着する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、例えば切換バルブを介して３個以上の蒸気発生源を蒸気放出器ユニットに接続し、切換バルブを切り換えることによって種々の有機材料の蒸気を蒸気放出器ユニットに供給するように構成することもできる。
【００５５】
さらに、上記実施の形態においては、成膜対象物である基板の下側から蒸気を放出させて基板上に蒸着を行うようにしたが、本発明はこれに限られず、鉛直方向に対して傾けた基板に対して蒸気を放出させることもでき、また、水平方向に向けて配置した基板に対して上方から蒸気を放出し、いわゆるデポダウンの成膜を行うように構成することもできる。
【００５６】
さらにまた、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。
加えて、本発明は、有機材料のみならず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）や三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）等の無機材料についても適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…蒸着装置
２…蒸気放出器ユニット
３ｈ…ホスト材料用蒸気発生源（蒸気発生源）
３ｄ…ドーパント材料用蒸気発生源（蒸気発生源）
５ｈ…ホスト材料用蒸気放出器（第１の蒸気放出器）
５ｄ…ドーパント材料用蒸気放出器（第２の蒸気放出器）
７ｈ，７ｄ…蒸気放出口
８ｈ…ホスト材料導入部
９ｄ…ドーパント材料導入部
１５…基板（成膜対象物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製するための蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の成膜装置としては、例えば特許文献１、２に記載されたようなものが知られている。
特許文献１に係る従来技術は、インラインの基板を移動させながら成膜を行うものであり、このようなインライン方式の蒸着装置では基板を移動させる機構が必須であるため、装置構成が複雑でコストアップを招くという問題がある。
【０００３】
一方、特許文献２に係る従来技術においては、有機物が収納された坩堝１００に、近接配置された複数のパイプ状のノズル１２０がそれぞれ接続されており、各ノズル１２０には、複数の開口部１２５が設けられ、坩堝１００を加熱することにより、各開口部１２５から有機物の蒸気を噴出するように構成されている。
【０００４】
しかし、特許文献２に係る従来技術では、長方形状に蒸気が放出されるため、例えば、ウェーハのような円形の基板に対して蒸発材料が無駄になるという問題がある。
また、この従来技術では、膜厚分布を均一にすることが困難であり、大面積の基板に対して膜厚が均一の成膜を行うことができない。
加えて、この従来技術では、ホスト材料の蒸発装置とドーパント材料の蒸発装置が相互に汚染され、基板上における膜質分布を均一にすることが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４６２１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１８４５７１号公報
【発明の概要】
【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、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な有機層の成膜を簡素な構成の装置で行うことができる技術を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、異なる蒸発材料を用いて蒸着を行う場合に複数の蒸気放出器が相互に汚染されるおそれがない技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明は、成膜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蒸発材料での蒸気を発生させる複数の蒸気発生源と、互いの雰囲気が隔離され、前記複数の蒸気発生源から供給される蒸発材料の蒸気をそれぞれ前記成膜対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出器を有する蒸気放出器ユニットとを備え、前記蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有する蒸着装置である。
本発明では、前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心として同心円上に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気発生源、当該複数の蒸気発生源から前記複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び当該前記複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた複数の蒸気放出部を有し、当該蒸気放出部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けら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を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、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、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する方法であって、蒸発材料として、フッ化リチウム又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法である。
【０００８】
本発明の場合、蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有することから、複数の蒸気放出器から蒸発材料の蒸気を面状に放出させることによって、基板を回転させることなく、大型基板に対して膜厚及び膜質が均一な膜を高速で形成することができる。
また、本発明によれば、複数の蒸気放出器は互いの雰囲気が隔離されていることから、異なる蒸発材料（例えば、ドーパント材料とホスト材料、光の三原色の蒸気を発生させるための蒸発材料）を用いて同時に成膜を行う場合であっても、各蒸気放出器が相互に汚染されるおそれがない。
また、本発明によれば、成膜対象物を移動させる必要がない（固定成膜）ので、構成が簡素な蒸着装置を提供することができる。
本発明において、蒸気放出器ユニットが、蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する場合には、蒸気放出器と成膜対象物との間において、異なる蒸発材料の蒸気を十分に混合することができるため、共蒸着した膜の膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
本発明において、複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、蒸気放出基準点を中心として同心円上に配置されている場合には、成膜対象物上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
本発明において、複数の蒸気発生源、複数の蒸気発生源から複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している場合には、蒸発温度差の大きい異なる蒸発材料（例えばホスト材料とドーパント材料）を用いる場合に、蒸気発生源、蒸気導入手段及び蒸気放出器内において、蒸発温度が低い蒸発材料の分解を防止することができ、また、蒸着重合の場合には、蒸気発生源、蒸気導入手段及び蒸気放出器内において、蒸発材料の反応を防止することができる。
本発明において、蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている場合、また、蒸気放出器の蒸気放出口が、蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている場合、また、蒸気放出器が、蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた蒸気放出部を有し、当該蒸気導入部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けられている場合には、大型の成膜対象物、特に円形やリング形状の成膜対象物上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができ、これにより例えば均一な面内分布で発光する有機ＥＬ照明平面ランプを提供することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する際に、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、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の有機薄膜層を均一且つ高速で形成することができる。
また、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、フッ化リチウムを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の電子注入層を均一且つ高速で形成することができる。
さらに、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、三酸化モリブデンを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の陽極バッファ層を均一且つ高速で形成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、例えば有機ＥＬ素子を製造する装置において、基板を回転させることなく、大型基板に対して均一な膜を高速で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図（ｂ）：図１（ａ）の蒸気放出器のＡ−Ａ線断面図
【図２】同蒸気放出器の蒸気放出口の配置を説明するための平面図
【図３】本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図
【図４】本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図
【図５】（ａ）：本発明に係る蒸着装置の他の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図（ｂ）：図５（ａ）の蒸気放出器のＢ−Ｂ線断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の蒸気放出器のＡ−Ａ線断面図である。
また、図２は、同蒸気放出器の蒸気放出口の配置を説明するための平面図である。
以下、蒸着装置の上下関係については図１（ｂ）に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１２】
図１（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の蒸着装置１は、基板１５が配置される真空槽（図示せず）を有し、この真空槽の内部に、蒸気放出器ユニット２が設けられて構成されている。
この蒸気放出器ユニット２は、真空槽の外部に設けられたホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄに接続されている。
【００１３】
ここで、ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈ内には、蒸発材料として、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料が収容され、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄ内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料が収容されている。
【００１４】
本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、それぞれ図示しない加熱冷却手段によって所定の温度に温度制御されるようになっている。また、これら蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、図示しない断熱部材によって互いに熱が伝達されないように構成されている。
【００１５】
また、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄは、それぞれキャリアガス供給装置３１ｈ、３１ｄに接続され、キャリアガス源３２から供給されるキャリアガスが、それぞれホスト材料用蒸気発生源３ｈ、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｈ、３０ｄに供給されるように構成されている。
【００１６】
本実施の形態の蒸気放出器ユニット２は、複数（本例では８個）のホスト材料用蒸気放出器（第１の蒸気放出器）５ｈと、複数（本例では８個）のドーパント材料用蒸気放出器（第２の蒸気放出器）５ｄとを有している。
本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、同一形状の蒸気放出面６ｈ、６ｄを有している。
【００１７】
ここで、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出面６ｈ，６ｄは、同一の水平面内に設けられるとともに、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に広がる形状に形成され、各蒸気放出面６ｈ，６ｄには、それぞれ複数の蒸気放出口７ｈ，７ｄが設けられている。
【００１８】
これらホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄは、後述するように、それぞれ上述した蒸気放出基準点Ｏを通る線分上に放射状に配設され、例えば当該線分方向に延びる長孔形状に形成されている。
【００１９】
ここで、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてその数を増加させることにより、有機材料の蒸気の放出量が増加するように構成されている。
【００２０】
例えば、図２に示すように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈについては、蒸気放出面６ｈ上の蒸気放出基準点Ｏを通る一本の線分Ｍ1上に一列の蒸気放出口７ｈ1が配設され、さらに、蒸気放出基準点Ｏを通り且つ上記線分Ｍ1の両側に放射状に延びる２本の線分Ｍ2、Ｍ3上に、それぞれ一列の蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3が配設されている。
【００２１】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、蒸気放出基準点Ｏを通る線分Ｍの両側に設けられる蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3が、当該線分Ｍ1上に対して線対称の位置に配置することが好ましい。
【００２２】
また、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄについては、蒸気放出面６ｄ上の蒸気放出基準点Ｏを通る一本の線分ｍ1上に一列の蒸気放出口７ｄ1が配設され、さらに、蒸気放出基準点Ｏを通り且つ上記線分ｍ1の両側に放射状に延びる２本の線分ｍ2、ｍ3上に、それぞれ一列の蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3が配設されている。
【００２３】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、蒸気放出基準点Ｏを通る線分ｍの両側に設けられる蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3が、当該線分ｍ1上に対して線対称の位置に配置することが好ましい。
そして、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、上記蒸気放出基準点Ｏの周囲において、円周方向に関して交互に配置されている。
【００２４】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、隣接するホスト材料用蒸気放出器５ｈについて、蒸気放出口７ｈ1同士、また蒸気放出口７ｈ2、７ｈ3の間隔が等しく、かつ、蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置することが好ましい。
また、同様の観点から、隣接するドーパント材料用蒸気放出器５ｄについて、蒸気放出口７ｄ1同士、また蒸気放出口７ｄ2、７ｄ3の間隔が等しく、かつ、蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置することが好ましい。
【００２５】
一方、以下に説明するように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈは、ホスト材料導入部８ｈを介してホスト材料の蒸気が導入されるように構成され、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄは、ドーパント材料導入部９ｄを介してドーパント材料の蒸気が導入されるように構成されている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、ホスト材料用蒸気放出器５ｈのホスト材料導入部８ｈは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌの周囲において鉛直方向に延びる例えば断面リング形状で円筒形状の鉛直導入部８Ｖを有している。
そして、この鉛直導入部８Ｖの下端部に、水平方向に延びる水平導入部８Ｈが接続され、この水平導入部８Ｈは、バルブ３３ｈを介して上記ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈに接続されている。
【００２７】
また、ホスト材料導入部８ｈの鉛直導入部８Ｖは、その上端部において、蒸気導入口１０を介して各ホスト材料用蒸気放出器５ｈと接続されている。
一方、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄのドーパント材料導入部９ｄは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌ上において鉛直方向に延びるパイプ状の鉛直導入部９Ｖを有している。
【００２８】
この鉛直導入部９Ｖの下端部には、水平方向に延びる水平導入部９Ｈが接続され、この水平導入部９Ｈは、バルブ３３ｄを介して上記ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄに接続されている。
また、ドーパント材料導入部９ｄの鉛直導入部９Ｖは、その上端部において、蒸気導入室１１及び蒸気導入口１２を介して各ドーパント材料用蒸気放出器５ｄと接続されている。
【００２９】
なお、ホスト材料導入部８ｈの水平導入部８Ｈの先端部分近傍には、コンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル１３ｈが設けられ、この蒸気放出ノズル１３ｈから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ１４ｈによって測定するように構成されている。
【００３０】
また、ドーパント材料導入部の水平導入部９Ｈの先端部分近傍には、コンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル１３ｄが設けられ、この蒸気放出ノズル１３ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ１４ｄによって測定するように構成されている。
【００３１】
なお、上述したホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びホスト材料導入部８ｈ並びにドーパント材料用蒸気放出器５ｄ及びドーパント材料導入部９ｄは、それぞれ図示しない加熱冷却手段によって所定の温度に温度制御されるとともに、図示しない断熱部材によって互いに熱が伝達されないように構成されている。
【００３２】
このような構成を有する本実施の形態において、基板１５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽内の圧力を所定の圧力にした状態で、ホスト材料用蒸気発生源３ｈからホスト材料導入部８ｈを介してホスト材料の蒸気をホスト材料用蒸気放出器５ｈ内に導入する。
【００３３】
また、ドーパント材料用蒸気発生源３ｄからドーパント材料導入部９ｄを介してドーパント材料の蒸気をドーパント材料用蒸気放出器５ｄ内に導入する。
これにより、ホスト材料用蒸気放出器５ｈの蒸気放出口７ｈからホスト材料の蒸気が基板１５に向って面状に放出されるとともに、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｄからドーパント材料の蒸気が基板１５に向って面状に放出され、基板１５全表面にホスト材料及びドーパント材料の共蒸着膜が形成される。
【００３４】
以上述べたように本実施の形態においては、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配列され蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口７ｈ、７ｄを有することから、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄからホスト材料とドーパント材料の蒸気を面状に放出させることによって、基板１５を回転させることなく、基板１５上に膜厚及び膜質が均一な膜を高速で形成することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄは互いの雰囲気が隔離されていることから、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが相互に汚染されるおそれがない。
【００３６】
さらに、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として円周方向に関して交互に配置されていることから、蒸気放出器ユニット２と基板１５との間において、ホスト材料とドーパント材料の蒸気を十分に混合することができるため、共蒸着した膜の膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
【００３７】
さらにまた、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７ｈ，７ｄが、蒸気放出基準点Ｏを中心として同心円上に配置されているため、基板１５上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
【００３８】
加えて、本実施の形態では、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ及びドーパント材料用蒸気発生源３ｄ、ホスト材料導入部８ｈ及びドーパント材料導入部９ｄ、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄが、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有しているので、蒸発材料として、蒸発温度差の大きいホスト材料とドーパント材料を用いる場合であっても、ホスト材料用蒸気発生源３ｈ及びドーパント材料用蒸気発生源３ｄ、ホスト材料導入部８ｈ及びドーパント材料導入部９ｄ、ホスト材料用蒸気放出器５ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器５ｄ内において、蒸発温度が低い方の蒸発材料の分解を防止することができる。
【００３９】
また、本実施の形態によれば、基板１５を移動させる必要がないので、構成が簡素な蒸着装置を提供することができる。
図３及び図４は、本発明における蒸気放出器の他の例を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４０】
図３に示すように、本例の蒸気放出器ユニット２Ａは、ホスト材料用蒸気放出器５ｈとドーパント材料用蒸気放出器５ｄの蒸気放出口７０ｈ、７０ｄの形状が上記実施の形態と異なり、蒸気放出面６ｈ，６ｄ上に円弧形状の蒸気放出口７０ｈ、７０ｄが設けられているものである。
図４に示すように、本例の蒸気放出口７０ｈは、例えば上述した蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円Ｃ1〜Ｃ6上にそれぞれ配置されている。
【００４１】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に放出する観点からは、隣接するホスト材料用蒸気放出器５ｈについて、蒸気放出口７０ｈ同士の間隔が等しくなるように構成することが好ましい。
さらに、同様の観点から、隣接するドーパント材料用蒸気放出器５ｄについて、蒸気放出口７０ｄ同士、また蒸気放出口７０ｄの間隔が等しくなるように構成することが好ましい。
【００４２】
このような構成を有する本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加え、特に円形やリング形状の大型基板上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができ、これにより例えば均一な面内分布で発光する有機ＥＬ照明平面ランプを提供することができる。
【００４３】
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５（ａ）は、本発明に係る蒸着装置の他の実施の形態の蒸気放出器の概略平面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）の蒸気放出器のＢ−Ｂ線断面図である。
以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の場合、ホスト材料用蒸気放出器５ｈのホスト材料導入部８ｈは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌの周囲において鉛直方向に延びる例えば断面リング形状で円筒形状の鉛直導入部８Ｖを有し、この鉛直導入部８Ｖが、バルブ３３ｈを介して上記ホスト材料用蒸気発生源３ｈの蒸発容器３０ｈに接続されている。
【００４５】
そして、ホスト材料導入部８ｈの鉛直導入部８Ｖの上端部には、例えば、中空円板形状の水平導入部８Ｈが接続されている。
この鉛直導入部８Ｖの上面には、蒸気放出基準点Ｏを中心として例えば等しい角度で放射状に配置された複数（本実施の形態では６個）の蒸気放出ノズル４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ、４４ｈ及び４５ｈが複数組（本実施の形態では８組）設けられている。
【００４６】
これら蒸気放出ノズル４０ｈ、４１ｈ、４２ｈ、４３ｈ、４４ｈ及び４５ｈの上部には、それぞれ蒸気放出口５０ｈ、５１ｈ、５２ｈ、５３ｈ、５４ｈ及び５５ｈが設けられている。
ここで、蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてノズルの径が大きくなるように形成され、これにより蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量を増加するようになっている。
【００４７】
一方、ドーパント材料用蒸気放出器５ｄのドーパント材料導入部９ｄは、蒸気放出基準点Ｏを通る鉛直線分Ｌ上において鉛直方向に延びるパイプ状の鉛直導入部９Ｖを有し、この鉛直導入部９Ｖが、バルブ３３ｄを介して上記ドーパント材料用蒸気発生源３ｄの蒸発容器３０ｄに接続されている。
【００４８】
そして、ドーパント材料導入部９ｄの鉛直導入部９Ｖの上端部には、例えば蒸気放出基準点Ｏを中心として例えば等しい角度で放射状に延びる複数（本実施の形態では８個）の水平導入部９Ｈが接続され、各水平導入部９Ｈの上面に、蒸気放出基準点Ｏを中心として放射状に配置された複数（本実施の形態では６個）の蒸気放出ノズル４０ｄ、４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ及び４５ｄが設けられている。
【００４９】
これら蒸気放出ノズル４０ｄ、４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ及び４５ｄの上部には、それぞれ蒸気放出口５０ｄ、５１ｄ、５２ｄ、５３ｄ、５４ｄ及び５５ｄが設けられている。
ここで、蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄは、蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じてノズルの径が大きくなるように形成され、これにより蒸気放出基準点Ｏからの距離に応じて有機材料の蒸気の放出量を増加するようになっている。
【００５０】
なお、本実施の形態では、ドーパント材料導入部９ｄの水平導入部９Ｈは、ホスト材料導入部８ｈの水平導入部８Ｈの上方に設けられている。そして、これら蒸気放出ノズル４０ｈ〜４５ｈ並びに４０ｄ〜４５ｄの高さが同一となるように構成され、これにより蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈ並びに５０ｄ〜５５ｄが同一平面内に位置するように設けられている。
【００５１】
また、上述した蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈと、蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄは、蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置されている。さらに、蒸気放出口５０ｈ〜５５ｈ並びに蒸気放出口５０ｄ〜５５ｄに関し、対応する蒸気放出口５０ｈ及び５０ｄ、５１ｈ及び５１ｄ、５２ｈ及び５２ｄ、５３ｈ及び５３ｄ、５４ｈ及び５４ｄ、５５ｈ及び５５ｄは、それぞれ蒸気放出基準点Ｏを中心とする同心円上に配置されている。
【００５２】
このような構成を有する本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加え、特に円形やリング形状の大型基板上における膜厚及び膜質の均一性をより高めることができる。
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。
【００５３】
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、蒸気放出器ユニットにおける蒸気放出器の数は上述した実施の形態のものには限られず、適宜変更することができる。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、有機ＥＬ装置の有機層のホスト材料及びドーパント材料を蒸着する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、例えば切換バルブを介して３個以上の蒸気発生源を蒸気放出器ユニットに接続し、切換バルブを切り換えることによって種々の有機材料の蒸気を蒸気放出器ユニットに供給するように構成することもできる。
【００５５】
さらに、上記実施の形態においては、成膜対象物である基板の下側から蒸気を放出させて基板上に蒸着を行うようにしたが、本発明はこれに限られず、鉛直方向に対して傾けた基板に対して蒸気を放出させることもでき、また、水平方向に向けて配置した基板に対して上方から蒸気を放出し、いわゆるデポダウンの成膜を行うように構成することもできる。
【００５６】
さらにまた、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。
加えて、本発明は、有機材料のみならず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）や三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）等の無機材料についても適用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…蒸着装置
２…蒸気放出器ユニット
３ｈ…ホスト材料用蒸気発生源（蒸気発生源）
３ｄ…ドーパント材料用蒸気発生源（蒸気発生源）
５ｈ…ホスト材料用蒸気放出器（第１の蒸気放出器）
５ｄ…ドーパント材料用蒸気放出器（第２の蒸気放出器）
７ｈ，７ｄ…蒸気放出口
８ｈ…ホスト材料導入部
９ｄ…ドーパント材料導入部
１５…基板（成膜対象物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜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蒸発材料での蒸気を発生させる複数の蒸気発生源と、
互いの雰囲気が隔離され、前記複数の蒸気発生源から供給される蒸発材料の蒸気をそれぞれ前記成膜対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出器を有する蒸気放出器ユニットとを備え、
前記蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有する蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心として同心円上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。
【請求項４】
前記複数の蒸気発生源、当該複数の蒸気発生源から前記複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び当該前記複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている請求項１乃至５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた複数の蒸気放出部を有し、当該蒸気放出部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、
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。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する方法であって、
蒸発材料として、フッ化リチウム又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法。
【請求項１】
成膜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蒸発材料での蒸気を発生させる複数の蒸気発生源と、
互いの雰囲気が隔離され、前記複数の蒸気発生源から供給される蒸発材料の蒸気をそれぞれ前記成膜対象物に向って面状に放出する複数の蒸気放出器を有する蒸気放出器ユニットとを備え、
前記蒸気放出器ユニットの複数の蒸気放出器が、当該蒸発材料の蒸気を放出する際の基準となる蒸気放出基準点を中心として放射状に配列され当該蒸気放出基準点からの距離に応じて当該蒸発材料の蒸気の放出量が増加するように構成された複数の蒸気放出口を有する蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心として円周方向に関して交互に配置された第１及び第２の蒸気放出器を有する請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心として同心円上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。
【請求項４】
前記複数の蒸気発生源、当該複数の蒸気発生源から前記複数の蒸気放出器に蒸発材料の蒸気を導入する蒸気導入手段、及び当該前記複数の蒸気放出器が、それぞれ独自に温度を制御するように構成されるとともに、互いに熱伝達を防止する断熱構造を有している請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、円弧形状に形成されている請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記複数の蒸気放出器の蒸気放出口が、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられている請求項１乃至５のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記蒸気放出器ユニットが、前記蒸気放出基準点を中心とする複数の同心円上に設けられた複数の蒸気放出部を有し、当該蒸気放出部には、それぞれ複数の蒸気放出口が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、
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。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する方法であって、
蒸発材料として、フッ化リチウム又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１２６９５８（Ｐ２０１２−１２６９５８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７９４８４（Ｐ２０１０−２７９４８４）
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１５日（２０１０．１２．１５）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]