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CN103305796A - 蒸发源装置及真空蒸镀装置、以及有机el显示装置的制造方法 - Google Patents

蒸发源装置及真空蒸镀装置、以及有机el显示装置的制造方法 Download PDF

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CN103305796A CN2013100547875A CN201310054787A CN103305796A CN 103305796 A CN103305796 A CN 103305796A CN 2013100547875 A CN2013100547875 A CN 2013100547875A CN 201310054787 A CN201310054787 A CN 201310054787A CN 103305796 A CN103305796 A CN 103305796A
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evaporation
substrate
film thickness
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松浦宏育
峰川英明
矢崎秋夫
尾方智彦
山本健一
楠敏明
玉腰武司
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Hitachi Ltd
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Abstract

本发明提供能在大型基板上快速地形成膜厚均匀且有机EL上部电极用的铝金属薄膜,并能长时间连续运转的真空蒸镀装置及成膜装置。通过使用陶瓷制的坩埚防止铝的攀爬,并使用在横向上操作沿纵向排列有在相同方向上以规定的角度倾斜的蒸发源(3-1)的蒸发源列(3-2)并进行蒸镀的机构,能够相对于大型的纵置基板(1-1)快速形成有机EL上部电极用金属薄膜,并使用材料供给机进行长时间的连续成膜。

Description

蒸发源装置及真空蒸镀装置、以及有机EL显示装置的制造方法
技术领域
本发明涉及蒸发源装置及真空蒸镀装置、以及有机EL显示装置的制造方法,尤其涉及对在大型的基板上形成有机EL显示装置有效的蒸发源装置及真空蒸镀装置、以及有机EL显示装置的制造方法。
背景技术
用于有机EL显示装置或照明装置的有机EL元件为利用阳极与阴极的一对电极从上下夹入由有机材料构成的有机层的结构。为通过在一对电极上施加电压,从阳极侧向有机层注入空穴,从阴极侧向有机层注入电子,通过它们再结合而发光的组合。
该有机层为层叠包括空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层的多层膜的结构。作为形成该有机层的材料,使用高分子材料与低分子材料。在其中使用低分子材料的场合,使用真空蒸镀装置形成有机薄膜。
有机EL装置的特性受到有机层的膜厚的影响较大。另一方面,形成有机薄膜的基板有逐年大型化的倾向。因此,在使用真空蒸镀装置的场合,需要高精度地控制形成在大型基板上的有机薄膜或电极用金属薄膜的膜厚,并长时间连续进行工作。电极用金属薄膜伴随大型化,需要低电阻化,尤其在显示装置中作为有机层的上部的电极材料(蒸镀材料),铝材料更有效。
然而,当在有机EL装置中形成电极层时,为了减少对夹入的有机层的膜损坏,使用真空蒸镀形成电极层。所谓膜损坏,是指发光性能下降,即使热负荷、X线、电子线、离子等照射也有可能产生发光性能下降。因此,即使在形成作为低热阻的铝电极的场合,也需要使用真空蒸镀。
在真空蒸镀中作为用于在基板上使薄膜连续而形成的结构的蒸发源,在专利文献1中公开有配置多个坩埚,相对于基板倾斜地进行扫描蒸镀的制造装置。
另外,在专利文献2中记载了在大型基板上形成真空蒸镀膜的例子。
在专利文献2记载的蒸镀装置中,为了提高EL材料的利用效率及实现成膜的均匀性,在成膜室内设置排列地配置多个收放EL材料的坩埚的支架。并且,通过相对于基板以规定间隔使支架移动,提高吞吐性。另一方面,在作为准备室的设置室设置具备加热器的旋转台,在将坩埚搬运到支架前加热,进一步提高吞吐性。
在专利文献2及3中记载了进行真空蒸镀的材料是金属材料的现有例。在专利文献3记载的熔融金属供给装置中,为了防止将熔融金属从溶解槽导向蒸发槽时产生吸起阻碍,利用物理方法监视熔融金属的液面而提前检测异常。在此,作为物理方法,改变高度地配置多个热电偶,利用热电偶的检测信号检测液面。
在专利文献4记载的金属材料供给装置中,利用电阻加热方式或高频感应加热方式加热作为蒸发源的填充在坩埚中的金属材料,将该金属材料的蒸发物附着在蒸发对象上。并且,在测定加热部的通电电压值及通电电流值,通过根据测定的电压值与电流值的比控制金属材料的供给量,实现向坩埚的均匀的金属材料的供给。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2005-32464号公报
专利文献2:日本特开2004-111386号公报
专利文献3:日本实公平8-363号公报
专利文献4:日本特开2012-7226号公报
在专利文献1中,公开了配置多个坩埚,相对于基板斜着进行扫描蒸镀的制造装置。但是,未公开相对于纵式设置的基板的蒸镀方法及长时间的工作。
发明内容
本发明的第一目的在于解决上述现有技术的问题,提供使用设置了在同一方向上排列的多个蒸发源的蒸发源列,对与纵置的大型基板对应地对以铝材料为主的金属薄膜进行高速成膜,能进行连续成膜的真空蒸镀方法及其装置。
另外,在使用有机EL的大型电视等中,在有机EL装置的电极上使用铝电极的可能性高,需要确保铝电极的形成技术。如上所述,要求该电极层具有低电阻,为了其实用化,重要的是使用能减少对有机层的膜损坏的真空蒸镀形成规定膜厚的电极层,提高装置的工作效率并实现成本降低。另外,当使用真空蒸镀时,由于限制材料向蒸发用坩埚的投入量,因此为了实现装置的连续工作,必须改善材料供给方法及控制材料供给量。
在上述专利文献2记载的蒸镀装置中,具备多个坩埚,从蒸发以前的准备阶段加热坩埚而提高金属膜制造的吞吐量。但是,在该专利文献2记载的蒸镀装置中,未充分考虑从坩埚蒸发的金属的坩埚内的残留量。如果坩埚内的残留量不明确,则在长期的连续工作时有可能材料供给不充分。
当在有机层的上表面形成铝电极层的场合,根据铝材料的特性使用形成为试管状的PBN(热分级性氮化硼;Pyrolytic Boron Nitride)制的克努森元件(K元件)。作为使用该K元件并把握K元件内的铝的量的方法,具有使用目视或液面计的方法、检测任一个电信号的方法。
但是,当使用摄像机或目视时,在真空蒸镀槽内从坩埚蒸发的金属(铝)覆盖摄像机的镜头或窥视窗,无法长期使用。另外,在专利文献3记载的使用液面计的方法中,难以在真空槽内将热电偶定位在多个炉内而配置。另外,存在蒸发的铝附着在热电偶上而产生错误信号的可能性。
在专利文献4记载的向加热部供给金属丝的方法中,在金属丝是铝的场合,当未将坩埚温度加热到1400℃附近时无法实现铝蒸镀。当将铝金属丝的前端接近到坩埚的熔融金属附近时,由于来自金属丝的前端部的热传导,金属丝各部温度急剧地上升。其结果,与成为1400℃相比还为非常低温的熔点温度的位置向送料部的内部侧移动,金属丝在未到达坩埚的位置熔断,存在产生飞散到坩埚的周围的不良状况的可能性。
本发明的第二目的是鉴于上述现有技术的不良状况而完成的,其目的在于即使是为了形成铝等金属电极而使用克努森元件(通常称为K元件)等蒸发源对铝等金属进行蒸镀而在基板上成膜时,也检测蒸发源内的金属的液面而连续且稳定地供给金属。本发明的另一目的在于在为了形成金属电极而使用蒸发源进行金属蒸镀时,利用简单的方法检测熔融金属的液面,并根据该检测的液面控制金属的蒸发量。
为了实现上述第一目的,本发明的蒸发源装置具备:蒸发源列,其由多个在纵向上排列的蒸发源构成,各蒸发源一部分为了喷出蒸气而开口,各自的长轴相对于水平方向以规定的角度在相同方向上倾斜;以及多个膜厚监视器,其与各个上述蒸发源对应地设置为与上述蒸发源相同的数量,对来自各个上述蒸发源的蒸镀材料的膜厚进行计测。
在上述本发明的第一特征的蒸发源装置中,本发明的第二特征在于,上述蒸发源列相对于纵式配置的基板相对地在左右方向上进行一轴移动。
在上述本发明的第一特征或第二特征的蒸发源装置中,本发明的第三特征在于,上述蒸发源的坩埚结构为出口朝向横向。
另外,为了实现上述目的,本发明的真空蒸镀装置具有纵式配置基板的基板设置机构、以及蒸发源列,本发明的第四特征在于,上述蒸发源列由多个在纵向上排列的蒸发源构成,各蒸发源一部分为了喷出蒸气而开口,各自的长轴相对于水平方向以规定的角度在同一方向上倾斜,并且,上述真空蒸镀装置具备:多个膜厚监视器,其与各个上述蒸发源对应地设置为与上述蒸发源相同的个数,对来自各个上述蒸发源的蒸镀材料的膜厚进行计测;根据上述多个膜厚监视器计测的膜厚输出控制信号的膜厚控制计;以及根据上述控制信号控制上述多个蒸发源的蒸发源电源。
在上述本发明的第四特征的真空蒸镀装置中,本发明的第五特征在于,还设置备用电源,上述备用电源在停电时向上述膜厚控制计及上述蒸发源电源供给电源,即使在停电时也能进行一定时间的坩埚的温度控制。
在上述本发明的第四特征或第五特征的真空蒸镀装置中,本发明的第六特征在于,上述膜厚监视器具有孔眼。
在上述本发明的第六特征的真空蒸镀装置中,本发明的第七特征在于,上述膜厚监视器的上述孔眼是筒状的孔眼。
在上述本发明的第六特征或第七特征的真空蒸镀装置中,本发明的第八特征在于,上述孔眼的内径是φ4~6mm。
在上述本发明的第四特征至第八特征的任一个记载的真空蒸镀装置中,本发明的第九特征在于,具有用于从斜上部方向朝向上述蒸发源投入上述蒸镀材料的材料供给机,上述材料供给机在投入口具备冷却机构。
另外,为了实现上述目的,本发明的有机EL显示装置的制造方法利用封闭基板封闭形成有薄膜晶体管、有机EL层、以及夹着上述有机EL层的电极层的TFT基板,本发明的有机EL显示装置的制造方法的第十特征在于,在真空蒸镀装置的蒸镀室内纵式配置形成有薄膜晶体管的TFT基板,与上述TFT基板相对地配设蒸发源列,该蒸发源列沿纵向配置了多个收放用于对上述有机EL层或电极层进行成膜的蒸镀材料的蒸发源,上述蒸发源的长轴相对于水平方向以规定的角度倾斜配置,通过对上述蒸发源的坩埚进行加热,使上述蒸镀材料蒸发,通过使上述蒸发源列在上述纵向及与上述水平方向垂直的方向上移动,并在上述TFT基板上蒸镀上述蒸镀材料,从而形成上述有机EL层。
在上述本发明的第十特征的有机EL显示装置的制造方法中,本发明的第十一特征在于,在上述蒸镀室内具备用于向各个上述蒸发源供给蒸镀材料的材料供给机,上述材料供给机冷却上述蒸镀材料的投入口,防止上述蒸镀材料的堵塞,在维持上述蒸镀室的真空状态的状态下从上述蒸发源的斜上部方向供给上述蒸镀材料。
当作为蒸发源使用作为金属的铝时,根据铝的蒸发温度高及与铝的亲和性的关系,作为配置在真空内的坩埚,普遍使用被称为K元件的试管状且在开口部侧稍微开口的喇叭状的PBN制容器。在使用该喇叭状的坩埚的场合,从坩埚内蒸发的铝的空间侧的蒸发范围或蒸发量根据从坩埚的开口端到坩埚内的铝的液面的深度变化。根据该发现,在本发明中,还提出了以下的真空蒸镀装置。
即,为了实现上述第二目的,本发明的第十二特征在于,使收放在蒸发源内的蒸发材料蒸发并在离开蒸发源配置的基板上成膜的蒸镀装置中,相对于一个蒸发源设置多个测定从上述蒸发源蒸发的蒸发材料的成膜量的膜厚计,具备蒸镀材料量计算单元,其根据该多个膜厚计中的至少两个膜厚计的成膜量的比,计算该蒸发源内的蒸发材料的量。
并且,在上述本发明的第十二特征中,本发明的第十三特征在于,具备多个上述蒸发源,上述至少两个膜厚计中的一个膜厚计兼做测定从相邻的蒸发源蒸发的蒸发材料的蒸镀膜厚度的膜厚计。另外,在上述本发明的第十二或第十三特征中,本发明的第十四特征在于,上述蒸发源具备喷出蒸发材料的喷嘴,并且上述至少两个膜厚计相对于想要计算蒸发源内的蒸发材料的量的蒸发源的上述喷嘴的中心轴以不同的角度设置。
另外,在上述本发明的第十二或第十三特征中,本发明的第十五特征在于,上述膜厚计具备用于取入测定成膜量的蒸发材料的至少两个开口部,在该开口部的至少一个上具备防止测定成膜量的蒸发材料通过该开口部进入膜厚计的开闭机构。另外,在上述本发明的第十五特征中,本发明的第十六特征在于,在上述至少两个开口部具备由筒状部件构成,限制测定成膜量的蒸发材料进入该开口部的量的孔眼。
另外,在上述本发明的第十二或第十三特征中,本发明的第十七特征在于,上述蒸发源的至少一部分由热分解性氮化硼构成。另外,在上述本发明的第十二或第十三特征中,本发明的第十八特征在于,上述蒸发材料是铝材料。另外,在上述本发明的第十二或第十三特征中,本发明的第十九特征在于,上述基板是对包括有机EL层的层进行成膜的基板。
本发明的效果如下。
根据本发明,因此,即使大型基板,也能只通过增加蒸发源列的蒸发源数,即使任意的大小都能进行蒸镀。另外,通过在真空蒸镀室内准备多个蒸发源列,切换地进行蒸镀,能够长时间进行工作。
另外,根据本发明,由于在不同的两处配置在真空蒸镀中使用的膜厚计,根据该膜厚计检测的膜厚变化强度的比检测作为蒸发源内的蒸发源的铝的液面高度,因此能够与该液面高度相应地连续且稳定地供给铝。另外,能够将液面控制为一定或规定高度。另外,根据本发明,由于在使用蒸发源进行铝蒸镀时以简单的方法检测铝的液面,因此能根据该检测的液面控制铝的蒸发量。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图2是表示本发明的第二实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图3是表示本发明的第三实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图4是表示本发明的第四实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图5是表示本发明的第五实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图6A是表示本发明的第五实施例的蒸发源截面结构的示意图。
图6B是表示本发明的第五实施例的蒸发源列与蒸镀室、基板、膜厚监视器的结构的示意图与说明动作的图。
图7是表示各蒸镀材料相对于坩埚温度的饱和蒸气压的图。
图8是表示本发明的有机EL显示装置生产工序的一个例子的工序图。
图9A是表示本发明的蒸发源截面结构的示意图。
图9B是表示本发明的第七实施例的蒸发源截面结构的示意图。
图9C是表示本发明的第七实施例的蒸发源截面结构的示意图。
图9D是表示本发明的第七实施例的蒸发源截面结构的示意图。
图10是本发明的蒸镀装置的一个实施例的示意图。
图11是表示图10所示的蒸镀装置具备的蒸发源部的详细的图。
图12是说明液面高度与蒸发的广度的关系的图。
图13是膜厚监视器的一个实施例的分解立体图。
图14是表示膜厚监视器的配置例的图。
图中:1-1、1-2—基板,2—蒸气,3-1—蒸发源,3-2—蒸发源列,3-3、3-4—蒸发源列,5—(真空)蒸镀室,7、7-1、7-2、7-3、7-4、7-5、7a~7e、71、72—膜厚监视器,8—膜厚控制计,9—蒸发源电源,10—控制用电脑,11—加热器,13—蒸发材料,14—克努森元件(K元件),40—蒸镀材料,41—孔眼,42—筒,50—阀,51—冷却机构,60—备用电源。
具体实施方式
下面,实施例一至实施例八的发明为了防止在铝蒸镀中成为问题的沾湿或攀爬,采用一体化的陶瓷制的坩埚结构,使坩埚的材质为不与铝材料反应的热分解性氮化硼(PBN),通过以规定的角度配设该PBN坩埚,相对于基板相对地使斜着配置多个蒸发源的蒸发源列横向移动,蒸镀在纵式配置的基板上。
另外,本发明为了与纵式大型基板对应,配置与上述蒸发源相同个数的在纵向上排列至少两个以上在同一方向上以相同的角度倾斜的蒸发源并蒸镀的机构与膜厚测定用监视器。
作为本发明的真空蒸镀装置的一个实施例,说明应用于有机EL装置的制造的例子。有机EL装置的制造装置是在金属电极层(阳极)上形成空穴注入层或空穴输送层、发光层(有机膜层),在金属电极层(阴极、上部电极)下形成电子注入层或电子输送层等利用真空蒸镀多层层叠地形成多种材料的薄膜层。
本发明的真空蒸镀装置具备在蒸镀室中纵向配置被蒸镀对象的基板的基板设置机构(未图示),在蒸镀室中使用陶瓷制的坩埚,为了防止铝的攀爬,并与纵式大型基板对应,具有至少两个以上、纵向排列在相同方向倾斜为规定的角度的蒸发源而蒸镀的结构。
以下,使用实施例及附图详细地说明本发明的内容。
但是,本发明并不限定于以下说明的实施方式,在本发明所属的技术领域中,当然也包括只要是具有通常的知识的人员,都能够根据本发明的思想与精神修改或改进本发明的发明。
另外,在各图的说明中,对具有相同功能的结构要素标注相同的参照符号,为了避免重复,尽量省略说明。
(实施例一)
图1中,本发明的真空蒸镀装置的结构在蒸镀室5中具有基板1-1、蒸发源3-1、蒸发源列3-2以及膜厚监视器7,在蒸镀室5外具有用于控制膜厚的膜厚控制计8、用于控制蒸发源的温度的蒸发源电源9、使膜厚控制计8与蒸发源电源9连动地控制并用于存储蒸镀数据的控制用电脑10。蒸发源3-1例如是克努森元件(K元件)。该K元件包括以陶瓷(PBN、氧化铝、碳材料等)为材质的坩埚、用于加热该坩埚的加热器、用于控制坩埚温度的热电偶、用于防止热量散发到外部的热密封件、以及水冷密封件。另外,从外部向真空蒸镀装置供给电源(未图示)。
膜厚监视器7向膜厚控制计8输出计测的膜厚数据。膜厚控制计8根据从膜厚监视器7输出的膜厚数据向蒸发源电源9输出控制信号。蒸发源电源9根据输入的控制信号控制各个蒸发源3-1的坩埚的温度。其结果,能进行膜厚分布的不均小的成膜。
如以往那样,在蒸发源是一个的场合,收放在蒸发源中的蒸镀材料通过加热坩埚而作为蒸气从蒸发源相对于纵式配置的基板朝向斜向喷出。喷出的蒸镀材料的蒸气堆积在基板上,形成蒸镀薄膜,但由于为从斜向蒸镀而成的膜,因此蒸镀薄膜为在上下方向上非对称的膜厚分布。例如,基板的周边部的蒸镀薄膜的膜厚变薄,基板中央附近的膜厚变大,对用于有机薄膜或金属薄膜来说为不均大的膜,设计性差。
在实施例一中,如图1所示,纵向排列至少两个以上在相同方向以规定角度倾斜的蒸发源3-1并进行蒸镀。换言之,蒸发源列3-2的多个蒸发源3-1的长轴相对于形成蒸镀薄膜的水平方向以规定的角度在相同方向上倾斜。加热分别收放在蒸发源3-1中的蒸镀材料,作为蒸气从蒸发源向斜向喷出。喷出的蒸镀材料的蒸气堆积在基板1-1上,形成蒸镀薄膜。
其结果,通过使用与基板1-1的上下方向的长度相同的蒸发源列3-2,蒸镀薄膜6-1在蒸发源3-1为一个的场合为在上下方向非对称的膜厚分布,膜厚分布6-4的不均变大。但是,通过纵向排列,在上下方向非对称的膜厚分布与邻近的蒸发源3-1的膜厚分布重合,能够减小形成在基板上的膜厚分布6-5的不均。
在图1的实施例中,通过固定基板1-1,使蒸发源列3-2左右移动,实施对基板整体的成膜。但是,即使固定蒸发源列3-2,使基板1-1横向移动并进行蒸镀,也能得到相同的效果。
另外,在图1中未图示,通过使用具备能够从蒸镀室5的外部连续地向真空内供给基板1-1的搬运机构的设备,能一边以批量式进行基板供给,一边连续地成膜。另外,通过在基板1-1与蒸发源列3-2之间设置掩蔽件,能够进行图案形成。
另外,通过在基板1-1与蒸发源列3-2之间设置掩蔽板,能够形成图案。
(实施例二)
图2是本发明的真空蒸镀装置的一个实施例的基本结构的示意图与说明动作的图。在本实施例的真空蒸镀装置中,蒸镀室5内的结构与实施例一相同。但是,在蒸镀室5外,在实施例一的结构上还具有备用电源60。
即,图2的实施例为了防止停电时等的蒸发源3-1的坩埚破裂,添加了备用电源60。
如在实施例一中说明的那样,构成本发明的蒸发源3-1的坩埚是陶瓷制(PBN、氧化铝、碳材料等)。因此,由于在蒸镀材料的熔点附近陶瓷与蒸镀材料的热膨胀率的不同,具有产生坩埚破裂的场合。因此,通过控制在熔点附近的坩埚温度的上升及下降,防止坩埚破裂。
但是,由于在停电时等蒸发源电源9不输出,因此坩埚温度急剧地下降,因此产生坩埚破裂。
在该第二实施例中,如图2所示,准备备用电源60,在停电时将供给电源切换为备用电源60,供给膜厚控制计8、蒸发源电源9、以及控制用电脑10。其结果,即使停电,由于能够使膜厚控制计8、蒸发源电源9、以及控制用电脑10进行动作,因此能够防止坩埚停电时的急剧的温度变化。因此,能够抑制坩埚破裂的产生。
例如,在蒸发源是铝材料的场合,660℃是熔点。在该熔点660℃的前后60℃(600℃~720℃)之间使用备用电源60,以1℃/分以下的变化量控制坩埚的温度的上升下降。其结果,能够防止坩埚破裂。
另外,在不实施铝成膜(不进行成膜)期间,通过使蒸发源3-1在800±50℃的范围内预先空转,抑制在成膜时以外的期间的铝材料及电力的消耗而能够长时间工作。
在图2的实施例中,通过固定基板1-1并使蒸发源列3-2左右移动,实施对基板整体的成膜。但是,即使固定蒸发源列3-2,使基板1-1横向移动并进行蒸镀也能得到同样的效果。
膜厚监视器7向膜厚控制计8输出计测了的膜厚数据。膜厚控制计8根据从膜厚监视器7输出的膜厚数据将控制信号输出到蒸发源电源9。蒸发源电源9根据输入的控制信号,控制各个蒸发源3-1的坩埚的温度。其结果,能进行膜厚分布的不均小的成膜。
另外,在图2中未图示,但能够使用具备能够从蒸镀室5的外部连续地向真空内供给及搬出基板1-1的搬运机构的设备。通过使用该设备,能够一边以批量式供给基板,一边连续地对多个基板1-1进行成膜。
另外,通过在基板1-1与蒸发源列3-2之间设置掩蔽板,能够形成图案。
(实施例三)
在图1及图2的实施例中,相对于蒸发源列3-2以一个膜厚监视器7控制膜厚。但是,蒸发源列3-2的各蒸发源3-1的坩埚温度相对于电源功率不同,因此各蒸发源3-1的蒸气的量变化,存在膜厚分布的不均进一步变大的可能性。因此,如本实施例所示,通过在蒸发源列3-2的各个蒸发源3-1的蒸气出口附近分别设置一个膜厚监视器7,能进行高精度的膜厚控制。其结果,能够减小膜厚分布的不均。
如图3所示,通过使膜厚监视器7-1~7-5与蒸发源列3-2的各个蒸发源3-1对应地一个个设置,能进行高精度的膜厚控制。
膜厚监视器7-1~7-5使用水晶振动件计测膜厚。一般地,水晶振动件是φ14mm(板厚大约0.1mm)的圆盘状,是以两个电极(蒸镀面侧与电极面侧)夹着φ14mm的水晶的结构。是以蒸镀面侧与电极面侧夹着的结构。蒸镀面侧的电极大约是φ14mm的大小,电极侧的电极大约是φ6mm的大小。通常,在蒸镀面侧的电极上部配设开有内径大约φ8mm的孔的孔眼(未图示),在蒸镀面侧电极上堆积蒸镀材料,通过测定水晶振动件的共振频率,检测测定的共振频率的变化来计测膜厚。
膜厚监视器7-1~7-5向膜厚控制计8输出计测的膜厚数据。膜厚控制计8根据从膜厚监视器7-1~7-5输出的膜厚数据,向蒸发源电源9输出控制信号。蒸发源电源9根据输入的控制信号,控制各个蒸发源3-1的坩埚的温度。其结果,能进行膜厚分布的不均小的成膜。
另外,在图3的实施例中,通过固定基板1-1并使蒸发源列3-2左右移动,实施对基板整体的成膜。但是,即使固定蒸发源列3-2使基板1-1横向移动并进行蒸镀也能得到相同的效果。
另外,通过在基板1-1与蒸发源列3-2之间设置掩蔽板,能够形成图案。
(实施例四)
在图3的实施例三中,与蒸发源列3-2的各个蒸发源3-1分别对应地配设膜厚监视器。但是,还需要防止来自各个蒸发源的蒸气的混合、以及由来自蒸发源的热辐射产生的温度的影响。在本实施例中,通过在膜厚监视器7-1~7-5前设置开有孔的筒状的孔眼,能够防止蒸气2的混合以及热辐射的影响。
图4是本实施例的真空蒸镀装置的一个实施例的基本结构的示意图与说明动作的图。膜厚监视器7-1~7-5使用水晶振动件计测膜厚。一般地,水晶振动件是φ14mm(板厚大约0.1mm)的圆盘状,是以两个电极(蒸镀面侧与电极面侧)夹着φ14mm的水晶的结构。是以蒸镀面侧与电极面侧夹着的结构。蒸镀面侧的电极大约是φ14mm的大小,电极侧的电极大约是φ6mm的大小。通常,在蒸镀面侧的电极上部配设开有内径大约φ8mm的孔的孔眼41,在蒸镀面侧电极上堆积蒸镀材料,通过测定水晶振动件的共振频率,检测测定的共振频率的变化来计测膜厚。
膜厚监视器7-1~7-5向膜厚控制计8输出计测的膜厚数据。膜厚控制计8根据从膜厚监视器7-1~7-5输出的膜厚数据,向蒸发源电源9输出控制信号。蒸发源电源9根据输入的控制信号,控制各个蒸发源3-1的坩埚的温度。其结果,能进行膜厚分布的不均小的成膜。
在本实施例中,为了避开来自蒸发源的热辐射,在蒸镀面侧的电极上部中央配设开有大约4~6mm的孔的孔眼41。其结果,能够将热辐射的影响降低为1/4~1/2。
另外,在上述孔眼41上还安装φ4~30mm的规定的长度的筒状的孔眼42。其结果,能够降低来自各个蒸发源的蒸气2的混合。另外,在安装筒状的孔眼42的场合,可以省略孔眼41。
(实施例五)
在实施例一至实施例四中,说明在蒸镀室5中设置一张基板1-1,一个一个对基板进行蒸镀的结构。但是,如图5所示,通过在蒸镀室5内设置两张以上的基板,能够有效地成膜。图5是在更换基板1-1时在邻近的位置具备其他基板1-2,减少蒸发源列3-2未进行蒸镀的时间,有效运用蒸发源3-1的坩埚内的蒸镀材料的结构。
以下,对该实施例进行说明。另外,控制膜厚的膜厚控制计8及蒸发源电源9的动作与实施例三或实施例四相同。
在图5中,在使基板1-1与基板1-2与蒸发源列3-2相对的位置,将蒸发源列3-2的待机位置作为基板1-1与基板1-2之间,在横向的一方(例如右)进行一轴的往复移动而对基板1-1进行成膜,在其成膜中进行基板1-2的设置。在对基板1-1进行成膜后,接着向横向的另一方(例如左)进行一轴的往复移动而对基板1-2进行成膜。在对基板1-2进行成膜期间,搬出已经结束成膜的基板1-1,通过进行与下一基板进行更换并成膜的准备,能够减少成膜时的工作时间的损失。另外,能够对多张基板进行成膜。
当蒸发源3-1一旦使坩埚温度上升到蒸发温度时,便总是喷出蒸镀材料。因此,为了使蒸发源3-1长时间工作且不损失内部的蒸镀材料地使用,如本实施例那样减少未进行蒸镀的时间是有效的方法。本实施例是交替地蒸镀两张基板的例子,但即使多张(三张以上的基板张数)也是有效的。另外,即使不是本实施例的批量式,而以单片式通过固定蒸发源3-1并一边使基板连续地横向移动一边进行蒸镀,也能够提高真空蒸镀装置的利用效率。
另外,在图5中未图示,在本实施例中,通过使用具备能够从蒸镀室5的外部连续地向真空的蒸镀室5内供给基板1-1与基板1-2的搬运机构的设备,能够一边以批量式供给基板一边连续地成膜。
在图5中未图示,基板1-1通过使用具备能够从蒸镀室5的外部连续地向真空内供给基板1-1的搬运机构的设备,能够一边以批量式进行基板供给一边连续地成膜。另外,通过在基板1-1与蒸发源列3-2之间设置掩蔽件,能够进行图案成形。
另外,通过在基板1-1、1-2与蒸发源列3-2之间设置掩蔽板,能够形成图案。
(实施例六)
在实施例一至实施例五中,当喷出坩埚内的蒸镀材料时,为了向蒸发源3-1的坩埚补充蒸镀材料4,需要暂时停止真空蒸镀装置。即,在真空蒸镀装置的连续工作上存在限制。以铝材料为例,以下使用图6A与图6B说明用于连续工作的实施例。
在本实施例中,如图6B所示,在蒸镀室5内具备材料供给机11,能不停止真空蒸镀装置地在维持真空状态的状态下进行蒸镀材料的补充。
例如,在蒸镀材料40是铝材料的场合,主要使用数mm尺寸的硬粒状材料。
如图6A所示,将蒸发源列3-2移动到材料供给机11的位置,从斜上部方向将硬粒状的材料从材料供给机11在真空内投入。由此,能进行真空蒸镀装置的连续工作。如图6A所示的截面示意图所示,材料供给机11的结构是材料供给机11-1以与各个蒸发源3-1对应的方式配置多个的结构。
但是,由于蒸发源列3-2在加热中无法进行材料的投入,因此需要暂时将蒸发源温度下降到不产生蒸气的温度。图7表示各蒸镀材料相对于坩埚温度的饱和蒸气压。在图7中,蒸镀中是坩埚温度为1100℃以上,铝的蒸气压是数PA以上的程度。当使坩埚温度下降到800℃左右时,蒸气压为1E-3PA以下。
如在实施例一中所说明的那样,当将坩埚温度下降到铝材料的熔点前后的600℃~720℃时,由于具有坩埚破裂的可能性,因此优选上述温度范围以上的温度。因此,800℃左右是适当的温度。但是,800℃是铝的熔点以上,因此如图6A所示,在使用材料供给机11-1的场合,由于在供给时材料投入口附近受到来自蒸发源的热的影响,存在铝材料40融化而堵塞的可能性。
因此,通过利用冷却机构51将材料投入口附近下降到铝的熔点以下,防止材料的堵塞。
图6A、图6B未图示,但材料供给的时机例如可以设置能够计测蒸发源列3-2的重量的机构,通过计测蒸发源列3-2的重量,在成为规定的重量以下的场合进行供给。
(实施例七)
在实施例一至实施例六中,蒸发源3-1使用圆筒状且烧杯形状的陶瓷制的坩埚,但在该场合,由于斜着设置并使用,因此如图9A所示,蒸镀材料4不能投入到坩埚容量的最大量。另外,由于蒸气2向斜向喷出,因此为在基板1-1或基板1-2的上下方向上非对称的膜厚分布,减少膜厚分布的广度而具有界限。
如本实施例那样,通过使蒸发源3-1的坩埚结构为图9B、图9C、图9D所示的截面结构,能够增加蒸镀材料4的投入量,改进膜厚分布。图9B为使坩埚横向,将出口部分的颈周围比下部节流,即使横向蒸镀材料4也不会流失的结构,由于蒸气方向也为横向,因此在基板1-1的上下方向膜厚分布也对称,通过排列多个蒸发源3-1,能够改进整体的膜厚分布。图9B的蒸发源3-1的长轴是水平方向,喷出蒸气的开口形成在比蒸发源的垂直方向的中心靠上方。
图9C为使坩埚为纵向,只使出口部分为横向的结构,由于增加蒸镀材料4的投入量,蒸气方向也为横向,因此在基板1-1的上下方向膜厚分布也对称,通过排列多个蒸发源3-1,也能改进整体的膜厚分布。图9C的蒸发源3-1的长轴是垂直方向,喷出蒸气的开口形成在比蒸发源的垂直方向的中心靠上方。但是,在图9C的场合,为了沿纵向排列多个蒸发源3-1,坩埚纵向地延伸,因此无法使蒸发源彼此的间隔窄,因此具有膜厚分布宽的场合。
图9D为使坩埚斜向倾斜,只使出口部分为横向的结构,蒸镀材料4的投入量与图9A的场合基本没有不同,但由于蒸气方向为横向,因此在基板1-1的上下方向膜厚分布也对称,通过排列多个蒸发源3-1,也能够改进整体的膜厚分布。
另一方面,在利用PBN制造图9B、图9C及图9D的坩埚结构的场合,由于利用CVD(Chemical Vapor Deposition)成膜制造PBN坩埚,因此在为复杂的结构的场合,花费时间,坩埚制造成本变高,因此在可以为膜厚分布宽大的薄膜的场合,可以采用能够降低坩埚制造成本的图9A的坩埚结构。
(实施例八)
图8是表示有机EL显示装置生产工序的一个例子的工序图。在实施例一~实施例七中,主要仅说明该生产工序的金属蒸镀的工序。
在图8的工序图中,形成有机层与控制流向有机层的电流的薄膜晶体管(TFT)的TFT基板与保护有机层免受外部的湿气影响的封闭基板分别形成,并在封闭工序/密封固化工序的封闭工序中进行组合。
在图8的TFT基板的制造工序中,相对于被水洗的基板进行干洗。干洗也包括利用紫外线照射进行的清洗的场合。
首先在干洗的TFT基板上形成TFT。在TFT上形成钝化膜及平坦化膜,在其上形成有机EL层的下部电极。下部电极与TFT的漏极连接。在使下部电极为阳极的场合,例如使用ITO(Indium Tin Oxide)膜。
接着,在下部电极上形成有机EL层。有机EL层由多个层构成。在下部电极为阳的场合,从下往上例如是空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层。这种有机EL层利用蒸镀形成,在其上形成上部电极层。上部电极层利用在实施例一至七中所述的真空蒸镀装置或有机EL显示装置的制造方法形成。
在有机EL层上各像素共用地利用β膜形成上部电极。在有机EL显示装置为上部发光的场合,上部电极使用IZO(注册商标,In2O3-ZnO)等透明电极,在有机EL显示装置为下部发光的场合,使用铝等金属膜。
在图8的封闭基板投入工序中,相对于进行了水洗与干洗的封闭基板配置干燥剂。有机EL层由于当有水分时会劣化,因此为了除去内部的水分而使用干燥剂。干燥剂能够使用多种材料,但根据有机EL显示装置是上部发光还是下部发光,干燥剂的配置方法不同。
这样,分别制造的TFT基板与封闭基板在封闭工序中进行组合。用于封闭TFT基板与封闭基板的密接部件形成在封闭基板上。在组合了封闭基板与TFT基板后,向密封部照射紫外线,使密封部固化,从而结束封闭。
对这样形成的有机EL显示装置进行点灯检查。在点灯检查中,即使产生黑点、白点等缺陷的场合,也能进行缺陷修正并进行修正,有机EL显示装置完成。
根据本发明,由于能够抑制由异物产生的污染并且在短时间内形成由多个层形成的有机EL层,因此能够降低有机EL显示装置的制造成本,提高成品率。另外,由于能够正确地控制有机EL层的各层的成分,因此能够制造特性的再现性高,并且可靠性高的有机EL显示装置。
根据上述实施例一至实施例八的发明,因此,即使大型基板,也能只通过增加蒸发源列的蒸发源数,即使任意的大小都能进行蒸镀。另外,通过在真空蒸镀室内准备多个蒸发源列,切换地进行蒸镀,能够长时间进行工作。
但是,在上述实施例一至实施例八中,在作为蒸发源使用金属即铝时,根据铝的蒸发温度高及与铝的亲和性的关系,作为配置在真空内的坩埚,普遍使用被称为K元件的试管状且在开口部侧稍微开口的喇叭状的PBN制容器。在使用该喇叭状的坩埚的场合,从坩埚内蒸发的铝的空间侧的蒸发范围及蒸发量根据从坩埚的开口端到坩埚内的铝的液面的深度变化。并且,如在本发明所要解决的课题中所述那样,有机EL装置的电极使用铝电极的可能性高,需要确保铝电极的形成技术。如上所述,该电极层要求低阻值,为了其实用化,重要的是使用能降低对有机层的膜损害的真空蒸镀制造规定厚度的电极层,从而提高装置的工作效率而实现成本降低。另外,当使用真空蒸镀时,由于限制材料向蒸发用坩埚的投入量,因此为了实现装置的连续工作,必须改进材料供给方法及控制材料供给量。
因此,在以下的实施例九中,说明检测作为蒸发源内的蒸发源的铝的液面高度,根据该液面高度连续且稳定地供给铝的实施例。另外,说明将液面控制为一定或规定高度的实施例。
(实施例九)
下面,使用附图说明本发明的蒸镀装置的一个实施例。本实施例是应用于有机EL装置的制造的例子。在有机EL装置的制造装置中,在金属电极层(阳极)上形成空穴注入层或空穴输送层、发光层(有机膜层),在金属电极层(阴极,上部电极)下形成电子注入层或电子输送层等利用真空蒸镀多层层叠地多种材料的薄膜层而形成。在以下的说明中,以在有机膜层上形成金属电极层的场合为例。
图10是蒸镀装置100的一个实施例的示意图。在使用蒸镀装置100在形成在基板1上的有机膜层上形成金属电极层(Al电极层)的场合,在真空环境下的蒸镀室5内配置由多个PBN制的坩埚14构成的蒸发源列32,防止铝的攀爬。另外,由于具有基板5大型化,为1800mm×1500mm左右的大小的场合,因此纵式配置。由于与该大型基板1对应,在相同方向以规定的角度倾斜地纵向排列多个蒸发源31a~31e,能如图10的箭头所示横向移动地配置。以下说明其详细。
蒸镀装置100在蒸镀室5内具有基板1及多个蒸发源31a~31e、汇总该多个蒸发源31a~31e而成的蒸发源列32、设在各蒸发源31a~31e上的膜厚监视器(膜压计测机构)7a~7e。另外,在蒸镀室5外具备电连接在各膜厚监视器7a~7e上,用于控制膜厚的膜厚控制计8、以及控制收放在蒸发源31a~31e中的蒸发材料的温度的蒸发源电源9、使膜厚控制器8与蒸发源电源9连动地进行控制并存储蒸镀数据的控制用电脑(控制装置)10。
蒸发源31a~31e被称为克努森元件(K元件)。各蒸发源31a~31e具有PBN制的厚度1mm左右的坩埚14、安装在该PBN制的坩埚14的周围的加热器11、监视坩埚14或坩埚14内的蒸发材料的温度的未图示的热电偶、用于防止向外部的热漏的未图示的热密封件及用于冷却的未图示的水冷密封件。
本实施例的各膜厚监视器7a~7e具有使用水晶振动件的膜厚计,利用由于附着在水晶振动件上的膜的重量,发振频率下降的信息。因此,以得到正确的蒸镀量的方式使用于捕获蒸发部件的筒状部件42与蒸发部件的喷射方向一致地配置。在筒状部件42的背面侧配置有形成开口的孔眼部件4100。在各膜厚监视器7a~7e上设有一至三个筒状部件42。在设有多个筒状部件42的膜厚监视器7a~7d中,在除了一个筒状部件42之外在其他筒状部件42的前面配置开闭器43。
图11以主视图表示配置在蒸镀室5内的膜厚监视器7a~7e与蒸发源31a~31e的关系。是在上下方向倾斜地配置五个蒸发源31a~31e的例子。蒸发源31a~31e具有作为坩埚的K元件14a~14e与加热器11a~11e。另外,在图11中,利用线加热器表示加热器11a~11e,但优选以面状的加热器均匀地加热。
在五个膜厚监视器7a~7e中,一致地设有十个膜厚计44a1~44e1。这是因为,如后详细所述,在本发明的蒸发材料的液面计测中,相对于一个蒸发源31至少需要两个膜厚计44。因此,例如在相同的膜厚监视器7a上配置用于计测从位于最下级的蒸发源31a喷射的铝材料的蒸镀膜厚的膜厚计44a1、用于位于最下级的正上方的蒸发源31b的液面计测的膜厚计44a2。
在此,在测定由从最下级的蒸发源31a喷射的蒸发材料形成的蒸镀膜的膜厚的场合,使用膜厚计44a1,由于该膜厚的计测持续地实施,因此在膜厚计44a1上不需要开闭器。另一方面,在用于位于最下级的正上方的蒸发源31b的液面计测的膜厚计44a2中,由于液面计测不是总是计测而是以规定时间间隔的计测,因此设置开闭器43a2。即,在计测时以外的时间,为了降低蒸镀膜附着在膜厚计44a2的未图示的水晶振动件上,开闭器43a2覆盖筒状部件42a2的开口端的前面。
用于测定由从最下级的正上方的蒸发源31b喷射的蒸发材料形成的蒸镀膜的膜厚的膜厚计44包含于位于最下级的正上方的膜厚监视器7b。该膜厚监视器7b在下侧具备用于计测最下级的蒸发源31a的液面的膜厚计44b2,在上侧具备用于计测中间级的蒸发源31c的液面的膜厚计44b3。
与上述相同地,膜厚计44b2、44b3分别在筒状体的前面具备开闭器43b2、43b3。中间级的膜厚监视器7c具备主要测定由从中间级的蒸发源31c的喷射形成的蒸镀膜的膜厚的膜厚计44c1、测定从上数第二级的蒸发源31d的液面的膜厚计44c2。膜厚计44c2具备开闭器43c2。
从上数第二级的膜厚监视器7d是与中间级的膜厚监视器7c相同的结构,具备主要测定由来自从上数第二级的蒸发源31d的喷射形成的蒸镀膜的膜厚的膜厚计44d1与测定最上级的蒸发源31e的液面的膜厚计44d2,在膜厚计44d2上设有开闭器43d2。
在最上级的膜厚监视器7e上只设有膜厚计44e1,主要测定由来自最上级的蒸发源31e的喷射形成的蒸镀膜的膜厚。主要测定各蒸镀膜的膜厚的膜厚计44a1、44b1、44c1、44d1、44e1用于测定蒸发源31a~31e的液面高度。
接着,使用图12至图14对这样构成的本发明的蒸镀装置100的液面计测进行说明。在制造有机EL装置时,当在有机膜层上形成铝电极层时,为了形成电极层时的负荷尽量不施加在有机膜层上,如上那样使用蒸镀。在此,为了蒸镀铝电极层,不论铝材料的熔点是否是1000℃左右,当温度未上升到1400℃左右时,无法形成有效的蒸镀膜。因此,需要能够将铝材料保持到1400℃左右的坩埚,现在K元件是最有效的坩埚。
在作为电极材料使用铝材料的场合,利用与铝的亲和性等,作为坩埚材料现在使用PBN。为了使用该K元件尽可能进行长时间的蒸镀或蒸镀到尽量多的基板上,保持蒸镀材料、在末端宽的试管状的K元件在最大处开口部直径为300mm左右,高度是500mm左右。并且,作为代表,使用开口部直径为100mm左右,高度200mm左右的K元件。
当使用这样高度比开口部直径高的K元件时,与使用开口部直径和高度的比为相同程度的通常的坩埚的场合相比,从开口部喷射的蒸发材料的喷射图案不同。即,在使用开口部直径与高度大致相同的程度的现有的坩埚的场合,即使液面深度稍微变化喷射图案也是大致相同的。相对于此,在使用K元件的场合,本发明人判断出具有较强的相关性。
图12表示液面深度h与喷射图案53~55的关系的一个例子。以K元件14的开口面551与K元件14的中心轴52的交点为原点O。喷射强度Am为轴对称分布。并且,随着离开中心轴52,其喷射强度Am的大小变小,另外,分布角度范围依赖K元件14内的蒸发材料(Al材料)13从开口面551到液面15的深度(高度)h而变窄。当使距中心轴52的倾斜角为θ时,在该倾斜角θ的喷射强度Am在距液面15的深度h1、h2、h3中分别为
Am=A0COSn1θ(图12(a)的场合)
=A0COSn2θ(图12(b)的场合)
=A0COSn3θ(图12(c)的场合)。在此,n1<n2<n3。
使用具有这种喷射分布53~55的蒸发材料13,例如如图12(b)那样改变以两个膜厚监视器71、72为中心轴52的角θ而配置。即,蒸发源31的喷嘴相对于中心轴52以不同的角度设置。在膜厚监视器71上设有膜厚计441,在膜厚监视器72上设有膜厚计442。此时,如果液面深度h是h=h2,则膜厚计441检测的水晶振动件的信号强度是
M1=A·COSn2θ1。同样地,膜厚计442检测的水晶振动件的信号强度是
M2=A·COSn2θ2。由此,M1与M2的比
M1/M2=(COSθ1/COSθ2)n2=kn2(k是常数),为根据距液面15的深度h变化的倍数n的函数。因此,只要求出M1、M2或M1/M2,则求出蒸发材料13的K元件14内的残留量。另外,根据实测结果已知M1/M2与液面深度h成比例。
如果清楚了K元件14内的残留量,则通过根据需要向K元件14供给蒸发材料13,能长时间且向大量的基板5形成铝电极层,事实上,能到K元件14的耐用时间一直形成铝电极层的蒸镀膜。并且,能监视液面15地以将液面15保持为一定的方式向K元件14供给铝的硬粒(粒状)或颗粒材料,从而将蒸发材料13的喷射强度保持为一定。
图13以分解立体图表示膜厚监视器7的其他例子。在上述实施例中,在膜厚监视器7的圆筒面部配置膜厚计44a1~44e1,但在本实施例中,在圆板上配置膜厚计44。图13(a)是膜厚监视器7具备一个膜厚计44的场合,图13(b)是膜厚监视器7具备两个膜厚计44的场合。
即使任一个场合,都在形成有与膜厚计44的个数相应的孔眼45的孔眼部件4100上安装筒状部件42。孔眼45形成在靠近圆板状的孔眼部件4100的外周的部分。与该孔眼45垂直地安装一个筒状部件42。在膜厚监视器7具有多个膜厚计44的场合,剩下的筒状部件42相对于孔眼部件4100倾斜地安装。在倾斜地安装的筒状部件42的开口端的前面能开闭开口端地安装开闭器43。
在孔眼部件4100的背面侧配置有圆板状的基架46,在该基架46的外周部附近安装有具备多个水晶振动件的传感器47。孔眼部件4100与基架46同心地形成,能互相改变相对位置。即,基架46能相对于孔眼部件4100旋转。传感器47的位置在相对于孔眼部件4100使基架46旋转时,位于与形成在孔眼部件4100上的孔眼45的位置重合的位置。
根据本实施例,通过使用多个组合图13(a)所示的膜厚监视器7与图13(b)所示的膜厚监视器7的、或图13(b)所示的膜厚监视器7,能够同时实施蒸镀在基板面上的蒸镀膜厚的计测与K元件的液面高度的计测。
即,在基板面的蒸镀膜厚的计测中,只要利用传感器47计测经过垂直地安装在孔眼部件4100上的筒状部件42而蒸镀的蒸镀膜的厚度即可,在计测液面深度的场合,只要求出与垂直地安装在孔眼部件4100上的筒状部件42对应的传感器47的信号强度与斜着安装在孔眼部件4100上的筒状部件42对应的传感器47的信号强度的比即可。另外,只在求出与斜着安装的筒状部件42对应的传感器47的信号强度时,打开配置在筒状部件前的开闭器43。由此,能够尽量减少堆积在传感器47上的蒸镀膜的量。其理由在于,能够使基架46旋转,将只用于液面计测的传感器47定位在与垂直于孔眼部件4100的筒状部件42对应的位置,并应用于膜厚测定用的传感器47。
根据本实施例,通过在一个膜厚监视器7上配置多个传感器47,即使是堆积在传感器47上的蒸镀膜变厚且传感器47的输出精度下降的场合,也能利用其他传感器47继续进行膜厚测定。在以相同批量蒸镀多个基板的场合是有效的。
图14表示膜厚监视器7的配置例。该图(a)是相对于配置在上下方向的蒸发源31a~31e的排列轴在左侧前方配置各膜厚监视器7a~7e的例子。未图示的基板1在图中配置在上方向。因此,从各蒸发源31a~31e向上方喷射蒸发物质。该图(b)是将上下配置的蒸发源31a~31e在每个蒸发源31a~31e的位置改变的例子,在本例子中,互相为锯齿配置。即使任意的场合,都配置在对向基板1的蒸镀没有影响的部位,并且即使液面深度h增大也进行规定量的蒸镀的范围中。
根据上述各实施例,由于能够正确地把握K元件14内的铝材料的熔融液面,因此能够在基板上直到规定膜厚均形成均匀的膜。另外,通过附设未图示的蒸发材料供给机构,能以相同批量在多个基板上形成电极层,直到K元件的耐用限度或膜厚计的使用限度均能连续地进行蒸镀处理。由此,能够降低有机EL元件的制造时间及制造成本。
在上述各实施例中,在液面测定中组合膜厚测定用的膜厚计与液面测定专用的膜厚计而使用,但也可以在用于膜厚测定的膜厚计的筒状部件的侧面部设置带开闭器的开口部,使用相邻的两个膜厚测定用膜厚计,只在液面测定时打开一方的膜厚计的开闭器进行测定。在该场合,能够减少膜厚计的个数。
另外,在上述各实施例中,使蒸发材料为铝材料,但蒸发材料并不限于此,能够应用各种材料。当然,蒸发源的个数也未限于五个,可以根据基板的大小进行增减。另外,在上述实施例中,使基板的配置为纵向,但即使是水平方向,也能应用于本发明。在该场合,在基板下面侧配置多个坩埚,使蒸发材料朝向上方蒸发。蒸发材料的供给在将基板从蒸发室更换时,从坩埚的上方投入铝硬粒材料或颗粒材料。另外,在上述实施例中使用K元件的坩埚,但坩埚未限定于K元件,即使其他坩埚也能得到相同的结果。但是,在使用深度比开口直径深的坩埚的场合,该效果更显著。
根据实施例九,在不同的两处配置在真空蒸镀中使用的膜厚计,根据该膜厚计检测的膜厚变化强度的比检测作为蒸发源内的蒸发源的铝的液面高度,因此能够根据该液面高度连续且稳定地供给铝。另外,能够将液面控制为一定或规定高度。另外,根据本发明,由于在使用蒸发源蒸镀铝时利用简单的方法检测铝的液面,因此能根据该检测的液面控制铝的蒸发量。

Claims (20)

1.一种蒸发源装置,其特征在于,具备:
蒸发源列,其由多个在纵向上排列的蒸发源构成,各蒸发源的一部分为了喷出蒸气而开口,各自的长轴相对于水平方向以规定的角度在相同方向上倾斜;以及
多个膜厚监视器,其与各个上述蒸发源对应地设置为与上述蒸发源相同的数量,对来自各个上述蒸发源的蒸镀材料的膜厚进行计测。
2.根据权利要求1所述的蒸发源装置,其特征在于,
上述蒸发源列相对于纵式配置的基板相对地在左右方向上进行一轴移动。
3.根据权利要求1或2所述的蒸发源装置,其特征在于,
上述蒸发源的坩埚结构为出口朝向横向。
4.一种真空蒸镀装置,其具有纵式配置基板的基板设置机构、以及蒸发源列,该真空蒸镀装置的特征在于,
上述蒸发源列由多个在纵向上排列的蒸发源构成,各蒸发源的一部分为了喷出蒸气而开口,各自的长轴相对于水平方向以规定的角度在同一方向上倾斜,
并且,上述真空蒸镀装置具备:
多个膜厚监视器,其与各个上述蒸发源对应地设置为与上述蒸发源相同的个数,对来自各个上述蒸发源的蒸镀材料的膜厚进行计测;
根据上述多个膜厚监视器计测的膜厚输出控制信号的膜厚控制计;以及
根据上述控制信号控制上述多个蒸发源的蒸发源电源。
5.根据权利要求4所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
还设置备用电源,上述备用电源在停电时向上述膜厚控制计及上述蒸发源电源供给电源,即使在停电时也能进行一定时间的坩埚的温度控制。
6.根据权利要求4或5所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
上述膜厚监视器具有孔眼。
7.根据权利要求6所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
上述膜厚监视器的上述孔眼是筒状的孔眼。
8.根据权利要求6所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
上述孔眼的内径是φ4~6mm。
9.根据权利要求4或5所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
具有用于从斜上部方向朝向上述蒸发源投入上述蒸镀材料的材料供给机,上述材料供给机在投入口具备冷却机构。
10.根据权利要求6所述的真空蒸镀装置,其特征在于,
具有用于从斜上部方向朝向上述蒸发源投入上述蒸镀材料的材料供给机,上述材料供给机在投入口具备冷却机构。
11.一种有机EL显示装置的制造方法,其利用封闭基板封闭形成有薄膜晶体管、有机EL层、以及夹着上述有机EL层的电极层的TFT基板,该有机EL显示装置的制造方法的特征在于,
在真空蒸镀装置的蒸镀室内纵式配置形成有薄膜晶体管的TFT基板,
与上述TFT基板相对地配设蒸发源列,该蒸发源列沿纵向配置了多个收放用于对上述有机EL层或电极层进行成膜的蒸镀材料的蒸发源,
上述蒸发源的长轴相对于水平方向以规定的角度倾斜配置,
通过对上述蒸发源的坩埚进行加热,使上述蒸镀材料蒸发,
通过使上述蒸发源列在上述纵向及与上述水平方向垂直的方向上移动,并在上述TFT基板上蒸镀上述蒸镀材料,从而形成上述有机EL层。
12.根据权利要求11所述的有机EL显示装置的制造方法,其特征在于,
在上述蒸镀室内具备用于向各个上述蒸发源供给蒸镀材料的材料供给机,上述材料供给机冷却上述蒸镀材料的投入口,防止上述蒸镀材料的堵塞,在维持上述蒸镀室的真空状态的状态下从上述蒸发源的斜上部方向供给上述蒸镀材料。
13.一种蒸镀装置,其使收放在蒸发源内的蒸发材料蒸发并在离开蒸发源配置的基板上成膜,该蒸镀装置的特征在于,
相对于一个蒸发源设置多个测定从上述蒸发源蒸发的蒸发材料的成膜量的膜厚计,该蒸镀装置具备蒸镀材料量计算单元,其根据该多个膜厚计中的至少两个膜厚计的成膜量的比,计算该蒸发源内的蒸发材料的量。
14.根据权利要求13所述的蒸镀装置,其特征在于,
具备多个上述蒸发源,上述至少两个膜厚计中的一个膜厚计兼做测定从相邻的蒸发源蒸发的蒸发材料的蒸镀膜厚度的膜厚计。
15.根据权利要求13或14所述的蒸镀装置,其特征在于,
上述蒸发源具备喷出蒸发材料的喷嘴,并且上述至少两个膜厚计相对于想要计算蒸发源内的蒸发材料的量的蒸发源的上述喷嘴的中心轴以不同的角度设置。
16.根据权利要求13或14所述的蒸镀装置,其特征在于,
上述膜厚计具备用于取入测定成膜量的蒸发材料的至少两个开口部,在该开口部的至少一个上具备防止测定成膜量的蒸发材料通过该开口部进入膜厚计的开闭机构。
17.根据权利要求16所述的蒸镀装置,其特征在于,
在上述至少两个开口部具备由筒状部件构成,限制测定成膜量的蒸发材料进入该开口部的量的孔眼。
18.根据权利要求13或14所述的蒸镀装置,其特征在于,
上述蒸发源的至少一部分由热分解性氮化硼构成。
19.根据权利要求13或14所述的蒸镀装置,其特征在于,
上述蒸发材料是铝材料。
20.根据权利要求13或14所述的蒸镀装置,其特征在于,
上述基板是对包括有机EL层的层进行成膜的基板。
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