JP2000223269A

JP2000223269A - 有機薄膜形成装置

Info

Publication number: JP2000223269A
Application number: JP11019292A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Aoshima; 正一青島; Kazuo Sakurai; 和雄桜井; Takeshi Yamazaki; 猛山崎; Mitsuyoshi Ogino; 三善荻野
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-01-28
Also published as: JP4312289B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有機ＥＬ表示素子を連続生産でき、熱的に変性
しやすい有機材料を用いて再現性のよい有機薄膜を安定
して連続的に生産し、量産に適した有機薄膜形成装置を
提供する。【解決手段】有機薄膜形成装置は、複数の有機材料を個
別に充填する複数のルツボ１２を用意し、ルツボのいず
れかを選択し、真空室１１内で有機材料を蒸発源２１の
熱で蒸発させ、基板２０に蒸着して膜を形成し膜を積層
して有機ＥＬ表示素子を作る。ルツボと蒸発源は分離し
て形成されかつルツボは蒸発源に対して着脱自在であ
り、かつ蒸発源に対してルツボを取り付け、取り外しす
る搬送機構１５を備え、成膜開始前に、搬送機構によっ
て、成膜しようとする膜の厚みに対応する所定量の有機
材料３４が充填された状態のルツボを蒸発源に取り付け
るように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機薄膜形成装置に
関し、特に、大型フラット表示パネルとして利用可能な
有機ＥＬ表示素子の連続生産に適した有機薄膜形成装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のフラット表示パネルには主に液晶
表示素子が使用されていた。しかし、液晶表示装置につ
いては、自発光素子でないこと、大型化が難しいことな
どからその他の形式の表示パネルの開発が急がれてい
る。一方、有機ＥＬ表示素子は、有機高分子材料の薄膜
化技術と有機・無機材料のハイブリッド化技術からな
り、新しい原理に基づく表示素子であり、自発光素子で
ある。視野角が広く、また構造が簡単であるため、将来
低コストでかつ大型化可能な表示パネルとして期待され
ている。

【０００３】有機ＥＬ表示素子は実際上輝度や発光色の
制御の観点から複雑な積層構造を有している。有機ＥＬ
表示素子の一例を断面構造で表された図４に示す。陽極
としてのガラス基板７１の上に酸化インジウム等の透明
導電膜７２を形成し、さらに透明導電膜７２の上に、正
孔輸送層７３、発光層７４、カソード電極７５が順次に
成膜され、最終的に全体に耐環境性を高めるための封止
処理の保護膜７６が施されている。正孔輸送層７３には
トリアリールアミン誘導体、発光層７４にはキノリノー
ル錯体などの有機材料が使用される。また発光層７４に
も発光効率を向上させるための有機材料（例えば緑色の
発光ではクマリン誘導体）が使用される。上記の各層は
それぞれ厚さが５００オングストローム程度の薄い層と
して形成される。従来、有機ＥＬ表示素子の各層を作製
は、真空中で有機材料や金属材料を蒸発することにより
行われていた。薄膜の作製は近年では連続生産が可能で
あるという観点からカソードスパッタリング技術が主流
であるが、有機ＥＬ表示素子の有機薄膜の作製では、有
機材料の特性上、蒸気圧が高く分解、変性しやすいこ
と、イオンや電子等の荷電粒子の衝撃に極めて弱いこ
と、粉体で昇華蒸発する材料が多いこと、蒸着マスクに
よるパターニングが必要であるため粒子の直線性が要求
されること、など理由に基づいて、スパッタリング技術
は使用できず、蒸着技術が利用されている。このよう
に、有機ＥＬ表示素子の有機材料の各層の成膜は蒸着装
置によって行われており、この蒸着装置には、研究用装
置として、現在、一般的に、抵抗加熱方式の蒸着ボート
蒸発源が使用されている。

【０００４】抵抗加熱方式の蒸発装置の一例を図５に示
す。この蒸着装置は研究用のものである。蒸着装置は、
排気ポート８１を介して図示しない真空ポンプで高真空
に排気された真空室８２の中で、その下側に蒸着ボート
８３が配置され、蒸着ボート８３の中に粉末状の蒸着材
料８４がセットされている。基板ホルダ８５は真空室８
２の上方に配置され、その下面に成膜が行われるガラス
基板８６が固定されている。ガラス基板８６と蒸着ボー
ト８３の間には、成膜される膜の厚みを制御するシャッ
タ８７と膜の厚みをモニタする膜厚計８８が配置され
る。領域８９は成膜領域である。蒸着材料８４が充填さ
れた蒸着ボート８３は数百℃程度に加熱され、このため
蒸着材料が蒸発して蒸着ボート８３に形成された孔から
外部に出て上昇し、ガラス基板８６の下面（透明導電
膜）の上に付着し、成膜が行われる。蒸着ボートは積層
される有機材料膜の種類の数だけ用意される。

【０００５】また分子線蒸着装置に一般的に使用される
蒸発源としてＫセル（クヌンセンセル）と呼ばれるルツ
ボが使用されている。Ｋセルの構造の一例を図６に示
す。加熱コイル９１の内側に例えば窒化ボロン製のルツ
ボ９２が配置され、ルツボ９２の内部に適量の蒸発材料
９３が収容される。ルツボ９２の外側にはその温度を正
確に管理するためのタンタルなどで作られた３層構造の
熱遮蔽板９４が設けられ、ルツボ９２の下側には熱電対
９５が設けられている。加熱コイル９１に電流を流す
と、ルツボ９２が加熱され、蒸発材料９３が蒸発する。
蒸発材料の蒸発量は、図示しない蒸発速度計を監視しな
がら加熱コイル９１に流す電流を調整することにより調
整される。Ｋセルは、蒸発温度が１０００℃以上の高温
である場合には温度制御がしやすい。

【０００６】さらに実用装置に関する従来の技術文献と
して特開平１０−１９５６３８号公報を挙げることがで
きる。この文献には主材料に対する添加材料の蒸発速度
の正確な制御を可能にする有機材料用蒸発源と、これを
利用して構成される有機薄膜形成装置が開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬ表示素子を製
作するための有機薄膜形成装置は、現状、その特性上、
連続生産に適したスパッタリング技術を利用できず、蒸
発技術を適用しなければならない。前述の抵抗加熱方式
の蒸発装置によれば、蒸着ボート８３の蒸発材料がなく
なったときには真空室８２の内部を大気に戻して蒸発材
料を充填することが必要となり、研究レベルでは使える
が、連続生産が要求される実用的な製造装置として使う
ことは困難である。すなわち、連続生産を行える蒸発装
置としては蒸発材料の連続供給を行うことが構造上極め
て難しい。

【０００８】前述のＫセルは精度よく温度管理できるル
ツボであり、上記の抵抗加熱方式の蒸発装置において蒸
発材料の交換回数を減らすという前提で当該Ｋセルを使
用すれば、連続生産の可能性も考えられる。しかしなが
ら、蒸発材料の交換回数を減らす場合には、Ｋセルで蒸
発材料の充填量が多くなることから、ルツボの熱容量が
大きくなり、温度制御が難しくなるという問題が起き
る。温度制御が難しくなると、膜の厚みを正確に制御す
ることができず、さらにガラス基板上に蒸着された有機
ＥＬ表示素子に熱的な影響が与えられ、望ましい精度の
有機ＥＬ表示素子を製作することが困難となる。Ｋセル
自体は精密に正確な温度制御を行える蒸発源であるの
で、蒸発材料の充填量を適切に設定し、かつ蒸発材料の
供給を連続的に行うことができるのであれば、連続生産
が蒸発装置においても可能になる。しかし、現在のとこ
ろ、蒸発材料を連続的に供給できる手段が開発されてい
ないので、連続生産を行うことはできない。

【０００９】前述の特許公開公報に開示された有機材料
用蒸発源は、添加材料を収容し蒸発させる蒸発源の構造
を、容器本体である第１のルツボと孔部を有した第２の
ルツボとから構成し、添加材料を充填した第１のルツボ
に第２のルツボをはめ込み、添加材料の蒸気を、孔部を
通して上昇させることにより添加材料の蒸発を制御する
ように構成している。これによれば、主材料に対する添
加材料の蒸発速度を正確に制御することができるかもし
れないが、上記で指摘した連続生産の問題を解決するこ
とは困難である。

【００１０】本発明の目的は、上記の課題を解決するこ
とにあり、有機ＥＬ表示素子を連続生産できる製造装置
であり、熱的に変性しやすい有機材料を用いて再現性の
よい有機薄膜を安定して連続的に生産し、量産に適した
有機薄膜形成装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
有機薄膜形成装置は、上記目的を達成するために次のよ
うに構成される。本発明に係る有機薄膜形成装置は、好
ましくは、有機ＥＬ表示素子製造装置の一部を構成する
ものであり、有機材料の膜を形成するときに、蒸着作用
に基づいて基板の上に有機材料蒸着膜を形成するための
装置である。有機薄膜形成装置は、前提として、種類の
異なる複数の有機材料の各々を個別に充填する複数の蒸
発容器（ルツボ）を用意しており、複数の蒸発容器のい
ずれかを選択し、真空室内で、その中に充填された有機
材料を蒸発源の熱で蒸発させ、上方に配置された基板に
蒸着して膜を形成し、各種の前記有機材料を用いて基板
に複数の膜を積層して有機ＥＬ表示素子を形成する。本
発明による有機薄膜形成装置は、その特徴として、蒸発
容器と蒸発源（加熱部）が分離して形成されかつ蒸発容
器は蒸発源に対して着脱自在であり、かつ蒸発源に対し
て蒸発容器を取り付け、取り外しする蒸発容器搬送機を
備え、成膜開始前に、蒸発容器搬送機によって、成膜し
ようとする膜の厚みに対応する所定量の有機材料が充填
された状態の蒸発容器を蒸発源に取り付けるように構成
される。上記の構成によれば、蒸発源の本体に対してル
ツボを着脱自在にし、かつ当該ルツボに対して蒸着によ
る成膜を行う前（大気中あるいは減圧下）の段階で１回
の成膜工程に必要な量の有機材料が正確に秤量・充填さ
れ用意される。成膜工程では、用意されたルツボを順次
に成膜室内の蒸発源にセットしながら蒸着による成膜を
行い、これによって有機ＥＬ表示素子の連続的な生産が
可能になる。上記の構成において、さらに、複数の蒸発
容器が配置された容器収容室と、蒸発源が配置された成
膜室が設けられ、容器収容室と成膜室の間にゲートバル
ブが設けられる。蒸着による成膜が行われる成膜室と、
蒸発源から取り外されかつ必要な少量の有機材料が充填
された複数のルツボが用意される容器収容室は、ゲート
バルブで隔離され、各々独自に所定の真空状態に保持さ
れる。上記の構成において、さらに、上記蒸発容器搬送
機は、蒸発容器をつかむ把持部を備え、この把持部で蒸
発容器をつかみ、ゲートバルブを設けた開口部を介して
容器収容室と成膜室の間で蒸発容器を搬送することを特
徴とする。蒸発容器搬送機は、搬送ロボットとして構成
され、蒸発源に対して着脱自在に構成されたルツボを、
連続生産を可能にすべく、搬送する機能を有している。
上記の構成において、さらに、複数の蒸発容器の各々に
は、材料供給室で、１回の成膜工程に必要な量の有機材
料が充填されるように構成される。比較的に少量（およ
そ１ｇ以下の程度）にすることによって、ルツボを小型
化することが可能となり、前述の従来技術であるＫセル
で問題となるルツボの熱容量も小さくできる。また、成
膜工程中においても、大気中で有機材料の供給・充填が
簡単に行えるため、容易に連続生産することが可能とな
る。また本発明に係る有機薄膜形成装置は、前述の第１
の基本構成において、容器収容室を特別に設けることな
く、成膜室だけとし、蒸発容器と蒸発源と蒸発容器搬送
機を同じ成膜室に配置し、複数の蒸発容器の各々に、１
回の成膜工程に必要な量の有機材料を充填するように構
成することもできる。この構成によれば、全体的な構成
が簡易化される。さらに、上記の各構成において、複数
の蒸発容器に１回の成膜に必要な量の有機材料を充填す
る材料供給機構を付設するように構成することも好まし
い。連続生産を可能にするためには自動的に有機材料を
供給しルツボに充填することが可能な材料供給装置を装
備することが必要である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１３】図１〜図３は本発明に係る有機薄膜形成装
置の代表的な実施形態を示す。この有機薄膜形成装置は
有機ＥＬ表示素子製造装置の一部として構成される。こ
の有機薄膜形成装置は、例えば図４に示した２層の有機
材料の蒸着層および金属材料の蒸着層を含んで形成され
る有機ＥＬ表示素子の製造において、所定の厚みを有す
る有機材料の各蒸着層の膜を再現性よく正確に形成して
かつ連続的に生産する蒸着装置である。図１は有機薄膜
形成装置のシステム全体の構成を示しており、成膜装置
を構成する各部分、制御部（コントローラ）、給電部
（電源）、制御部と装置の各部を接続する複数の信号線
（破線で示す）、給電部と蒸発源を接続する給電線（一
点鎖線で示す）などが示されている。本実施形態による
有機薄膜形成装置は、有機材料の蒸着作用により成膜が
行われる真空室１１と、複数の蒸発容器（または蒸発ボ
ート）１２、すなわち複数のルツボ１２が用意され配置
される容器収容室（予備室）１３とを備えている。真空
室１１と容器収容室１３は隣接して設けられており、そ
の間にはゲートバルブ１４が設けられる。ゲートバルブ
１４は通常閉じられて真空室１１と容器収容室１３を隔
離する。またゲートバルブ１４を開くことによって、真
空室１１と容器収容室１３との間で両者を通じる開口部
が形成され、複数のルツボ１２のいずれかを移動させる
ことが可能となる。ルツボ１２の移動には、容器収容室
１３の内部に設けられた搬送機構１５が使用される。真
空室１１と容器収容室１３の各々には真空ポンプ１６，
１７が付設されており、これらの真空ポンプは独立に動
作し、これらの真空ポンプで各室は独立に排気され、そ
れぞれ別個の真空状態になるように減圧されている。

【００１４】容器収容室１３の中に配置されるルツボ１
２の数は、通常、例えば成膜しようとする有機ＥＬ表示
素子に含まれる各種の有機材料による複数の層の数に対
応している。図示例では、３つのルツボ１２が示されて
いる。３つのルツボ１２は例えば回転可能な円盤状のパ
レット１８に配置されている。パレット１８にはルツボ
１２を収容するための複数の収容穴（ルツボ立て）が形
成されており、ルツボ１２はその収容穴の中に出し入れ
自在にセットされている。各収容穴には、その位置に対
応して固有の番号が割り当てられている。この固有の番
号は、各ルツボに収容された材料に関して蒸着による成
膜を行うとき、成膜工程を管理するコントローラ用の管
理データとして用いられる。パレット１８には、有機材
料を精密に秤量し充填し終えたルツボ１２がセットされ
る。成膜を開始する前の段階で、複数のルツボ１２の各
々には、前述した正孔輸送層や発光層などの有機材料蒸
着層を順次に成膜するための有機材料が１回の成膜工程
において必要でかつ十分な量にて厳密に充填されてい
る。従って、各ルツボ１２には、従来のルツボの場合と
比較して相対的に少量（およそ１ｇ以下の程度）の有機
材料が充填されており、また少量の蒸着材料を充填でき
ればよいことから、ルツボ１２自体も、従来のルツボに
比較して小型の形態を有している。なおルツボ１２は例
えば石英で作られている。

【００１５】さらに図１に示すごとく容器収容室１３の
右隣には材料供給室４１が設けられ、容器収容室13と材
料供給室４１の間には開閉自在なゲートバルブ１９が設
けられている。材料供給室４１には、材料を供給するた
めのノズル４２ａを備えた材料自動供給機構４２が備え
られている。容器収容室１３内の複数のルツボ１２の各
々に必要な量の有機材料を充填するときにゲートバルブ
１９が開かれる。

【００１６】真空室１１は蒸着作用に基づく成膜が行わ
れる部分であり、上方に成膜が行われるガラス基板２０
が配置され、下方に複数の蒸発源２１が設けられてい
る。ガラス基板２０の下面に有機材料が蒸着される。図
１で２２はガラス基板２０を固定するホルダである。蒸
発源２１は、全体の基本構成は図６で説明した従来の構
成に類似しているが、次のような特徴点を有する。図３
に蒸発源２１の詳細な構造を示す。蒸発源２１は、加熱
コイルを利用して成る筒型の加熱部２３と、加熱部２３
を覆う複数の熱遮蔽板２４ａ〜２４ｃからなる熱遮蔽部
２４を備える。この蒸発源２１では、加熱部２３に対し
てルツボ１２が分離して形成されており、ルツボ１２は
加熱部２３に対して着脱自在に設けられる点に特徴があ
り、この点が従来の蒸発源の構成との大きな相違点であ
る。従って加熱部２３は、ルツボ１２を上側の開口部２
３ａから出し入れできる容器のごとき形態を有してい
る。さらに加熱部２３の下部には、上下動自在な支持部
材２５が設けられている。加熱部２３の内部に入れられ
たルツボ１２は、その下部を支持部材２５によって支持
され、さらにこの支持部材２５は駆動装置２６（図１に
示す）によって矢印Ａに示すごとく上下に動かされる。
支持部材２５の上昇動作によってルツボ１２は突き出さ
れ、ルツボ１２の取り出しを容易に行うことができる。
図１と図２に示された例では、説明の便宜上、蒸発源２
１にセットされたルツボ１２は上部が出た状態に示され
ているが、成膜の際には、支持部材２５がさらに下降
し、ルツボ１２はその上部の縁部（鍔の部分）１２ａを
残して、その下側全体が加熱部２３の中に入る。そし
て、蒸発源２１から取り出すときには、下側の支持部材
２５の上昇動作でルツボ１２を突き上げ、搬送機構１５
によってルツボ１２をつかみやすいようにする。なおル
ツボ１２のすべてを加熱部２３の中にすっぽりと入れる
ように構成することも可能である。駆動装置２６の支持
部材２５を駆動させるための動作は、図１に示すごとく
コンピュータで構成されるコントローラ２７によって制
御される。コントローラ２７にはその記憶部に成膜処理
を行うための制御プログラムが内蔵され、当該制御プロ
グラムに従って蒸発源２１の支持部材２５を動作させ、
かつ搬送機構１５を関連させて動作させることにより、
ルツボ１２を搬送し、取りつけ・取り外しを行う。また
コントローラ２７は、蒸発を行う各有機材料のプロセス
条件（蒸着材料、秤量重量、設定温度等）を、各ルツボ
ごと、前述した固有のルツボ番号別に設定・管理する。

【００１７】真空室１１において蒸発源２１は例えば５
個以上設けられる。蒸発源を複数設けることによって異
なった種類の有機材料を同時に蒸発させることができ
る。複数の蒸発源２１の各々で有機材料を蒸発させると
きには蒸発源２１は加熱部２３に電力が投入されて加熱
されるが、各蒸発源２１の加熱のための条件（設定温
度）はコントローラ２７によって独立に制御される。ま
た各蒸発源には上方にシャッタ２８が設けられており、
これが開くことによって蒸発した材料を上方に昇らせる
ことが可能となる。図１においてシャッタ２８を開閉さ
せる機構の図示は省略されている。

【００１８】真空室１１において、ガラス基板２０と、
蒸発源２１のシャッタ２８との間の空間に成膜領域２９
が形成される。ガラス基板２０を取りつけるためのホル
ダ２２は真空室１１の天井部に設けられ、真空室１１の
外に設けられた回転駆動装置３０によって回転するよう
に設けられている。ガラス基板２０を回転させるのは基
板面に均一に蒸着が行われるようにするためである。回
転駆動装置３０の動作はコントローラ２７によって制御
される。また従来では、成膜領域２９に対応して膜厚計
が取りつけられていたが、本実施形態による有機材料の
蒸着装置の場合は、毎回の蒸着成膜で使用する分のみの
少量の材料をルツボ１２に充填し、ルツボ１２における
充填量を厳密にかつ正確に管理することによって有機材
料の蒸着層の膜厚を決定するようしているので、膜厚計
を付設して成膜された膜厚をモニタする必要はない。し
かしながら、さらに図示のごとく膜厚計３１を付設して
フィードバック制御を実現し、本発明の特徴的構成と組
み合わせることにより蒸着層の膜厚管理を向上すること
も可能である。この場合、膜厚計３１で検出された情報
はコントローラ２７に送られる。

【００１９】また上記支持部材２５には熱電対３２が内
蔵される。熱電対３２はルツボ１２の温度を測定するた
めのものであり、測定で得られたルツボ１２の温度情報
はコントローラ２７に与えられる。加熱部２３の加熱コ
イルに対しては、給電部３３から電流が供給され、供給
される電流量に応じてルツボ１２の加熱温度が決定され
る。ルツボ１２の加熱温度は、ルツボ１２に充填された
材料３４の蒸発量を決定する。そこでコントローラ２７
は、熱電対３２から与えられるルツボ１２の温度情報に
基づいて給電部３３から供給される電流量を制御し、蒸
着に適した最適な電流量を設定する。各ルツボ１２の材
料蒸発の際に、セットされた蒸発源２１の加熱部２３に
供給される電力は、コントローラ２７によって、材料ご
とに、固有のルツボ番号で管理されながら個別に制御さ
れる。

【００２０】容器収容室１３内に設けられた搬送機構１
５は、図２に示すごとく、ルツボ１２を把持する開閉自
在なハンド３５と、矢印３６のごとく回転自在でかつ矢
印３７のごとく伸縮自在なアーム３８と、図１の矢印Ｂ
に示すごとく上下動する支柱３９と、ハンド３５とアー
ム３８と支柱３９にかかる動作を行わせる駆動装置４０
とから構成される搬送ロボット機構である。ハンド３５
はアーム３８の先部に設けられ、アーム３８は支柱３６
の先部に固定される。支柱３６が回転することによりア
ーム３８は回転自在となる。駆動装置４０の動作は、コ
ントローラ２７の記憶部に用意された成膜のための制御
プログラムに含まれる搬送プログラムに従って制御され
る。例えば成膜が行われるとき、搬送機構１５の動作に
よって、容器収容室１３のパレット１８にセットされた
複数のルツボ１２のうちのいずれかが選択され、ハンド
３２で把持され、ゲートバルブ１４が開いた状態では、
図２中破線で示されるごとく真空室１１の内部に運ば
れ、蒸発源２１にセットされる。この場合において、成
膜が開始される前の段階で、容器収容室１３において、
蒸発源２１に取りつけられるルツボ１２には、その後に
行われる成膜工程にて１回の成膜で形成される有機材料
蒸着層の所定の厚みの分のみの比較的に少量の材料が予
め充填されるようにして用意されている。

【００２１】前述の構成では、搬送機構１５は容器収容
室１３に設けられたが、搬送機構１５を真空室１１の内
部、すなわち成膜室内に設けることも可能である。この
場合には、真空室１１側から容器収容室１３へルツボ１
２を取りにいく構成となる。また前述の構成において、
真空室１１と別個に容器収容室１３を設ける代わりに、
準備段階の複数のルツボ１２をパレットを利用して真空
室１１内に設けるように構成することも可能である。こ
の場合には、ルツボの搬送の際にゲートバルブ１４を開
閉する必要がなくなる。

【００２２】次に、容器収容室１３のパレット１８にセ
ットされた各ルツボ１２に有機材料の材料を充填する構
成について説明する。各ルツボ１２への材料の充填は、
成膜工程が開始される前の段階、または成膜工程中の段
階で行われる。材料を充填するときには、ゲートバルブ
１４が閉じた状態にてゲートバルブ１９が開かれる。従
って真空室１１内の真空状態は保持されている。ゲート
バルブ１９が開かれると、容器収容室１３と材料供給室
４１が通じた状態になる。このときに、例えば搬送機構
１５で各ルツボ１２をを把持し、材料自動供給機構４２
のノズル４２ａの下側に運び、ノズル４２ａからルツボ
１２へ、ルツボに応じて選択された所定の材料が供給・
充填される。材料自動供給機構４２の内部には、各有機
材料ごとに材料タンクが設けられており、これらの材料
タンクから必要な材料が取り出され、ノズル４２ａを介
して各ルツボ１２へ供給される。材料自動供給機構４２
の動作はコントローラ２７によって制御される。材料自
動供給機構４２から各ルツボ１２に供給される材料の充
填量は、その後、真空室１１で実施される蒸着による１
回の成膜工程で作製される膜厚に必要な分だけであり、
比較的に少量（およそ１ｇ以下の程度）である。

【００２３】上記の構成によれば、例えば大気圧状態あ
るいは減圧状態の材料供給室４１で比較的に少量の材料
が対応する各ルツボ１２に正確に秤量・充填される。各
ルツボ１２への材料の充填が完了すると、その後ゲート
バルブ１９が閉じられる。ゲートバルブ１９が閉じられ
ると、真空ポンプ１７が動作し、容器収容室１３内が減
圧され、所定の真空状態にされ、次の成膜工程に移行す
る。成膜工程ではゲートバルブ１４が開かれ、パレット
１８に用意された複数のルツボ１２がそれぞれ搬送機構
１５によって真空室１１内の蒸発源２１に搬送され、セ
ットされ、成膜が開始される。以上の材料供給の構成に
よれば、成膜工程が開始される前の段階で、蒸着作用に
基づく成膜が行われる真空室１１に搬入される複数のル
ツボ１２に対して、成膜工程で必要とされる少量の有機
材料を正確に秤量することができ、成膜工程中には、成
膜室の真空状態を保ったまま成膜に必要とされる材料を
収容するルツボを順次に交換して、連続的に有機材料を
供給することができるので、蒸着による有機ＥＬ表示素
子の作製で連続生産を行うことができる。

【００２４】またルツボ１２は、１回の蒸着成膜に必要
な量を充填できる大きさの容器でよいため、例えば内径
が１０ｍｍ程度、高さが３０ｍｍ程度の小型のサイズで
形成することができる。このため、ルツボの熱容量が小
さくなって、しかも蒸発源２１の構造、主に加熱部２３
の小型化も可能であるため、全体的な熱輻射が小さくな
り、基板のダメージが低減される。また前述のフィード
バック制御が効果的に機能できるため、温度制御性が向
上するという利点を有する。さらに蒸着による成膜で必
要とされる材料の量を成膜される蒸着層の厚みとの関係
で正確に管理できるようにしたため、熱的に変成しやす
い有機材料の制御を可能にし、有機材料の管理を有効に
行うことができる。

【００２５】前述した実施形態は次のように変形させる
ことができる。例えば、前述ではルツボのみを搬送する
ようにしたが、ルツボに加熱部を一体化させて搬送する
ように構成することもできる。この場合には、ルツボの
温度条件が常に一定に保持されるため、ルツボの間のば
らつきを減少させることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、蒸発による成膜で有機ＥＬ表示素子を作製する
装置において、蒸発源の加熱部と蒸発容器を分離して構
成し、かつ蒸発源の本体に対してルツボを着脱自在の構
成とし、成膜工程を行う前に１回の成膜工程において必
要とされる有機材料を各ルツボに必要な少量だけ充填し
て準備するようにしたため、連続的な生産を行うことが
可能になった。蒸発源に対して着脱自在なかつ小型のル
ツボと、このルツボを搬送する搬送機構と、ルツボに対
して正確に秤量された最適な量の材料を大気中あるいは
減圧下で自動的に充填する自動材料供給機構を設けるよ
うにしたため、実用的な連続生産を行える有機薄膜形成
装置を実現することができる。連続したまた各ルツボに
は１回の成膜工程に足りる有機材料を充填すればよいの
で、小型のルツボを使用することができ、ルツボの熱容
量が小さくなり、ルツボに充填された有機材料の温度制
御性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る有機薄膜形成装置の代表的実施形
態を示す全体構成図である。

【図２】図１に示した有機薄膜形成装置の要部の平面図
である。

【図３】蒸発源の内部構造を示した縦断面図である。

【図４】有機ＥＬ表示素子の構造の一例を示す縦断面図
である。

【図５】従来の有機ＥＬ表示素子製造装置に含まれる有
機薄膜形成装置の一例を示す図である。

【図６】従来の蒸発源の構造の一例を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１１真空室１２ルツボ（蒸発容器）１３容器収容室１５搬送機構１８パレット２１蒸発源２３ホルダ３４有機材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山崎猛東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内 (72)発明者荻野三善東京都府中市四谷５丁目８番１号アネルバ株式会社内Ｆターム(参考） 3K007 AB18 DA01 DB03 EB00 FA01 4K029 AA09 BA62 BB02 BC07 BD00 DB06 DB10 DB14 DB18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】種類の異なる複数の有機材料の各々を個
別に充填する複数の蒸発容器を用意し、前記複数の蒸発
容器のいずれかを選択し、真空室内で、その中に充填さ
れた有機材料を蒸発源の熱で蒸発させ、上方に配置され
た基板に蒸着して膜を形成し、各種の前記有機材料を用
いて前記基板に複数の膜を積層して有機ＥＬ表示素子を
形成する有機薄膜形成装置において、前記蒸発容器と前記蒸発源は分離して形成されかつ前記
蒸発容器は前記蒸発源に対して着脱自在であり、かつ前
記蒸発源に対して前記蒸発容器を取り付け、取り外しす
る蒸発容器搬送機を備え、成膜開始前に、前記蒸発容器
搬送機によって、所定量の有機材料が充填された状態の
蒸発容器を前記蒸発源に取り付けるようにしたことを特
徴とする有機薄膜形成装置。
【請求項２】複数の前記蒸発容器が配置された容器収
容室と、前記蒸発源が配置された成膜室が設けられ、前
記容器収容室と前記成膜室の間にゲートバルブが設けら
れることを特徴とする請求項１記載の有機薄膜形成装
置。
【請求項３】前記蒸発容器搬送機は、前記蒸発容器を
つかむ把持部を備え、この把持部で前記蒸発容器をつか
み、ゲートバルブを設けた開口部を介して前記容器収容
室と前記成膜室の間で前記蒸発容器を搬送することを特
徴とする請求項２記載の有機薄膜形成装置。
【請求項４】複数の前記蒸発容器の各々には、前記容
器収容室で、１回の成膜工程に必要な量の前記有機材料
が充填されるように構成されることを請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の特徴とする有機薄膜形成装置。
【請求項５】前記蒸発容器と前記蒸発源と前記蒸発容
器搬送機は成膜室に配置され、複数の前記蒸発容器の各
々には、１回の成膜工程に必要な量の有機材料が充填さ
れるように構成されることを請求項１記載の特徴とする
有機薄膜形成装置。
【請求項６】複数の前記蒸発容器に１回の成膜に必要
な量の有機材料を充填する材料供給機構が設けられるこ
とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有
機薄膜形成装置。