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JP2001291589A - 熱物理蒸着源 - Google Patents

熱物理蒸着源

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JP2001291589A
JP2001291589A JP2001058355A JP2001058355A JP2001291589A JP 2001291589 A JP2001291589 A JP 2001291589A JP 2001058355 A JP2001058355 A JP 2001058355A JP 2001058355 A JP2001058355 A JP 2001058355A JP 2001291589 A JP2001291589 A JP 2001291589A
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electroluminescent material
baffle member
slit
housing
vaporized
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JP2001058355A
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Robert G Spahn
ジー．スパーン ロバート
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Eastman Kodak Co
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Eastman Kodak Co
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/243—Crucibles for source material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機電界発光材料用の熱物理蒸着源を改良す
ること。 【解決手段】 a)所定のハウジングを含み；b)ハウジン
グは所定の上板によってさらに画定されており；c)所定
のバフル部材を含み；d)所定の直線投影が、上板との間
の間隔が寸法Ｌとなるような位置を側壁上で画定し；e)
寸法比wh対wsは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２〜
６の範囲内、そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲内
にあり；そしてf)電位差をハウジングの各種部分に印加
することにより、気化した電界発光材料がハウジングの
複数の側壁及び上板並びにバフル部材の上面で跳ね返り
スリットを通って基板に達する一方、電界発光材料粒状
物がスリットを通過するのをバフル部材によって妨げる
ようにした手段を含む、ことを特徴とする熱物理蒸着
源。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機電界発光層の
熱物理蒸着法に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱物理蒸着法は、蒸着源の容器又はハウ
ジングに入れられた材料を気化温度まで加熱し、その蒸
気が蒸着源から移動して被覆されるべき基板の上で凝縮
することにより基板を被覆する周知の技法である。この
方法は、気化されるべき材料を保持している蒸着源と被
覆されるべき支持体との両方を、1.33×10-5〜1.33 Pa
(10-7〜10-2 Torr)の範囲の圧力レベルにまで排気され
る容器に入れて実施される場合が多い。このような減圧
は、蒸着源の温度は蒸着材料が気化する温度まで上昇す
るので、蒸着源を構成している材料又は蒸着源に含まれ
ている蒸着材料と容器内部の雰囲気との望ましくない反
応を回避する上で有用である。
【０００３】典型的に、蒸着源は電気抵抗材料でできて
おり、その容器の壁部に電流を流すと当該材料の温度が
上昇する。すると、壁部との接触による伝導及び壁部か
らの輻射線により、内部の蒸着材料が加熱される。典型
的には、容器は箱のような形をしており、その開口部か
ら蒸気が基板の方向へ漏れる（流出する）ようになって
いる。しかしながら、壁部の加熱方法には、容器を包囲
するコイルからの輻射、適当なコイルによる容器の誘導
加熱、電子衝撃、及び光源からの照射、をはじめとする
他の方法も採用されている。
【０００４】もし、容器又はハウジングが、液漏れがな
いように材料から製作されるならば、気化が、固体から
の昇華によるか、又は固体がまず溶融してできた液体か
らの蒸発によるかは、何ら問題にはならない。いずれに
しても、容器が、石英、セラミック、付形カーボン材
料、等のような耐熱性の液漏れしない材料でライニング
され得ること、そしてこのようなライナーが周囲の抵抗
加熱装置により加熱されることは、よく知られている。
【０００５】熱物理蒸着源は、多種多様な材料、例え
ば、低温有機物、金属又は相当高温の無機化合物からな
る層を、気化して基板上に付着させるのに用いられてい
る。有機層を付着させる場合、出発材料は粉末状である
ことが典型的である。このような有機粉末は、この種の
熱気化被覆法に問題をいくつか提起する。第一に、有機
物の多くは、比較的複雑な化合物（高分子量）であって
結合が比較的弱いため、気化過程中に分解しないように
注意しなければならない。次に、粉末形態は、蒸気と共
に蒸着源から出てきて基板上に望ましくない塊として付
着する未気化電界発光材料の粒子を生ぜしめる可能性が
ある。このような塊は、基板上に形成された層に含まれ
る粒状物又は粒子包含物とも一般に呼ばれている。この
現象は、粉末形態の表面積が非常に大きいため、水分や
揮発性有機物を吸収保持又は吸着保持し、これが加熱時
に放出されて、気体や粒状物が蒸着源から基板に向けて
噴出する可能性がある点で、さらに一層悪化する。同様
の事柄は、気化（蒸発）の前に溶融し、基板表面に向け
て液滴を噴出し得る材料にも当てはまる。
【０００６】これらの望ましくない粒状物又は液滴が、
製品、特に、暗い斑点が画像もしくはショートをもたら
し、又は開口部が電子装置の破損となり得る、電子用途
又は光学用途において許容できない欠陥となる。
【０００７】このような有機粉末装填物をより均一に加
熱し、さらに粒状物や液滴が破裂して基板に到達するこ
とがないようにも設計された有機蒸着源の開発に、多大
な努力が払われている。蒸気だけが出て行くことを確実
にしようと、蒸着源材料と出口との間に、いろいろな設
計の複雑なバフリング構造体を設けることが提案されて
いる。例えば、米国特許第3,466,424号及び同第4,401,0
52号を参照されたい。また、有機蒸着材料と容器の高温
部材との接触面積を最大化するために、手の込んだ様々
な特徴が蒸着源材料容器の内部に付加されてもいる。例
えば、米国特許第2,447,789号及び同第3,271,562号を参
照されたい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来技術の蒸着源にまつわる問題を解決する有機電
界発光材料用の熱物理蒸着源を提供することにある。本
発明の別の目的は、電界発光材料粒状物が直接出ていか
ないようにすると同時に蒸気通過量を最大限に高めるこ
とができる簡略化されたバフル構造を有する熱物理蒸着
源を提供することにある。本発明のさらに別の目的は、
熱慣性が小さい、すなわち蒸着源へのパワー入力の変動
に対する温度応答速度が高い、熱物理蒸着源を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】これら及びその他の目的
は、表示装置の形成において固体有機電界発光材料を気
化させ且つ気化した電界発光材料を層として基板表面上
に適用するための熱物理蒸着源であって、 a)気化され得る固体有機電界発光材料を受容する、底壁
と複数の側壁とを有する囲いを画定するハウジングであ
って、その幅がwhであるものを含み； b)前記ハウジングは、気化した電界発光材料を基板表面
に向けて通過せしめるための幅wsの蒸気流出口スリット
を画定し且つ導電性部分を有する上板によってさらに画
定されており； c)前記スリットに中心を置き、また前記複数の側壁との
間に間隔をあけ、さらに前記上板との間に距離ｍを置い
た幅ｂの導電性バフル部材であって、気化した電界発光
材料が前記スリットに直接接近しないように且つ電界発
光材料粒状物が前記スリットを通過しないように前記ス
リットを覆う透視線を実質的に提供するバフル部材を含
み； d)前記スリットの縁部から前記バフル部材の縁部を経て
側壁に到達する直線投影が、上板との間の間隔が寸法Ｌ
となるような位置を当該側壁上で画定し； e)寸法比wh対wsは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２
〜６の範囲内、そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲
内にあり；そして f)前記囲い内の固体有機電界発光材料を気化させるため
に当該材料に加えるべき熱を発生させるための電位差を
前記ハウジングの各種部分に印加することにより、気化
した電界発光材料が前記ハウジングの複数の側壁及び上
板並びに前記バフル部材の上面で跳ね返り前記スリット
を通って前記基板に達する一方、前記電界発光材料粒状
物が前記スリットを通過するのを前記バフル部材によっ
て妨げるようにした手段を含む、ことを特徴とする熱物
理蒸着源によって達成される。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１、図２及び図３に、長方形の
熱物理蒸着源１の透視図と断面図を示す。長方形の熱物
理蒸着源１は、側壁１２及び１４、端壁１６及び１８並
びに底壁１５によって画定される長方形のハウジング１
０からなる。ハウジング１０は固体の有機電界発光用蒸
着材料４０を初期レベル４２まで含有する。ハウジング
は、興味ある固体有機電界発光用蒸着材料を気化させる
のに必要な高温に耐えられ且つ付形可能なものであれ
ば、どのような材料でも構築することができる。壁に電
流を流した時に、壁に続いてハウジング１０に含まれる
有機電界発光用蒸着材料４０が輻射及び伝導により加熱
されるに十分な温度にまで壁を抵抗加熱するように、電
気抵抗率の比較的高い耐熱金属で壁を製作することがで
きる。このようなハウジング材料は、当業者であれば周
知であるが、多くの場合、機械的付形及び溶接がしやす
いこと、機械的に丈夫な容器が得られる厚さthにおいて
電気抵抗率が有用な範囲をとること、そして、気化に必
要な温度において興味ある有機電界発光材料のほとんど
に対する化学反応性が限られていることから、タンタル
が特に魅力的な材料である。また、これらの壁を、高温
誘電体材料、例えば、石英、パイレックス（登録商標）
ガラス、アルミナ、その他当業者に公知の数あるセラミ
ック材料の１つ、で製作することもできる。特に、固体
の有機電界発光用蒸着材料が溶融してから気化する場合
には、溶融材料を含有するため、溶接された金属ハウジ
ングよりも、上記の誘電体材料の方が有用であり得る。
【００１１】長方形熱物理蒸着源１の最後の六番目の壁
は、蒸気流出口２２を有する長方形の上板２０である。
蒸気流出口２２は、長方形上板２０の平面内においてハ
ウジング１０に関して中心に位置することが典型的であ
る。蒸気流出口の機能は、気化した有機電界発光用蒸着
材料をハウジング１０から基板（例えば、図４中の基板
１０２）の方向へ漏れされることである。
【００１２】蒸着材料４０の粒状物又は液滴が流出口を
通して基板の方向へ直接出ていくのを遮断するように、
長方形の流出口２２の下方に長方形のバフル部材３０の
中心を置く。本発明の特徴は、粒状物又は液滴が出てい
く危険性が極力抑えられると同時に蒸気が出ていく確率
が最大限に引き上げられるように、長方形熱物理蒸着源
１と、長方形ハウジング１０と、長方形上板２０と、長
方形流出口２２と、長方形バフル部材３０と、そしてバ
フル部材３０の長方形上板２０からの間隔との相対寸法
の大きさを最適化するために、適切な寸法の組合せを選
択したことにある。興味ある寸法を図５に示す。
【００１３】上板２０は電気接続用フランジ２１及び２
３を有し、これらを接続用クランプにより電源に接続す
ることができる（図４参照）。図１及び図２に略示した
ように、上板２０は、少なくともハウジング１０の長辺
側壁１２、１４に沿って延びるシールリップ２５、２７
を有する。他のシール手段を構築し得ることは理解でき
よう。例えば、予め成形したセラミックシール（図示な
し）をハウジング１０の側壁１２、１４及び端壁１６、
１８の各々の上に配置することができ、このようなシー
ルにより上板２０を封止するように係合することができ
る。
【００１４】ハウジング１０は幅寸法whを有し、上板２
０の蒸気流出口２２は幅寸法wsを有する。図２中の垂直
中心線２４で略示したように、蒸気流出口スリット２２
はハウジング１０に関して中心に位置している。
【００１５】長方形バフル部材３０は、バフル支持体３
２、３４によって、上板２０から間隔を置かれている。
バフル支持体はバフル部材と上板とに対して、スポット
溶接、リベット締め、その他の締結手段によって固定す
ることができる。バフル部材３０はバフル端末３６、３
８を有し（図３参照）、また、バフル部材３０の構造安
定性を確保する特徴、例えば、リブその他の構造設計の
形態で構築されたバフルスタビライザー３１、を有する
こともできる。
【００１６】バフル部材３０と蒸気流出口２２との位置
関係は、バフル部材３０が、有機電界発光用蒸着材料４
０の粒状物又は液滴を蒸気流出口２２から噴出させない
ようにすると同時に、気化する有機電界発光用材料４０
の分子がハウジング１０内部のバフル部材３０の周囲を
経て最終的に蒸気流出口２２から基板に向けて出ていく
ことを許容するような関係にある（図４参照）。
【００１７】上板の電気接続用フランジ２１、２３で電
源と電気接続して電流を流すことにより、上板２０とバ
フル部材３０はどちらも抵抗加熱される。ハウジング１
０の少なくとも一部分を加熱したい場合には、ハウジン
グの壁厚thを、上板２０からの輻射熱に加えて、ハウジ
ング１０の側壁、端壁及び底壁からの電流熱が固体の有
機電界発光用蒸着材料４０に付加され得る抵抗加熱通路
を提供するように選定する。熱物理蒸着源１は、その設
計が長方形であるため線形蒸着源とも呼ばれる。
【００１８】本発明の熱物理蒸着源の、特に有機電界発
光用蒸着材料４０について使用する場合の重要な特徴
は、長方形上板２０と長方形バフル部材３０とからの輻
射熱が最上層、例えば、固体有機電界発光材料４０の最
上部に位置する初期層４２、を輻射のみによって加熱す
るため、最上層が固体相から蒸気相へ変化する機会を最
多化すると共に、最上位よりも下方に位置する固体有機
電界発光材料４０が、固体有機電界発光材料（通常は粉
末状である）から発生する吸着気体又は吸収気体が粒状
物又は液滴を蒸気流出口２２の方へ上向きに噴出させる
ことになるであろう温度にまで加熱される危険性を極力
抑える、ということにある。
【００１９】図４に、真空容器又は真空室の内部で基板
１０２の上に有機電界発光被膜を形成するように作動す
る熱物理蒸着源を含む物理蒸着装置２００を示す。当該
容器又は室は、一般的に、ベース板２０２と、上部板２
０４と、真空シール２１０により当該ベース板２０２に
係合封止され且つ真空シール２０８により当該上部板２
０４に係合封止される室壁２０６とから形成されてい
る。真空ポンプ２２０が、真空弁２２２及びベース板２
０２内の吸入排出口２２４を介して1.33×10-5〜1.33 P
a(10-7〜10-2 Torr)の範囲の圧力にまで室内排気を行
う。当該圧力は、上部板２０４を貫通して室内に延びて
いる圧力モニター口２６０を有する圧力モニター２６２
によって指示される。
【００２０】熱物理蒸着源１の電気接続フランジ２１及
び２３は、それぞれ接続クランプ２４８及び２５８を介
して導線２４４及び２５４に、またそれぞれ電力フィー
ドスルー２４６及び２５６並びにそれぞれ導線２４４及
び２５４を介して電源２４０に接続されている。導線２
４１の途中に電流計２４２を挿入し、電源２４０により
供給される調整可能な電圧の関数として熱物理蒸着源１
を流れる電流を表示させる。
【００２１】熱物理蒸着源１は、一般に金属製のベース
板２０２に対して、断熱構造体２３０により支持され
る。この断熱構造体２３０は、真空容器又は真空室の効
率的排気を可能ならしめるような構造を有する。
【００２２】熱物理蒸着源１の上板２０及びバフル部材
３０（図１〜３の説明参照）をそこを流れる電流Ｉによ
り十分に加熱すると、有機電界発光材料の蒸気４４が、
ハウジング１０の側壁１２及び１４、上板２０の下側並
びにバフル部材３０から屈折した後、蒸気流出口２２を
通って出ていく。図中破線で示した有機電界発光材料の
蒸気４４は、上板１０４の方向へほぼ上方に向かい、し
たがって、基板取り付け用ブラケット１０４及び１０６
により上部板２０４に保持されている基板１０２の方向
へ向かう。特定の特性、例えば、接着性や結晶学的特
性、を有する有機電界発光層を形成させるため、基板１
０２を、上部板２０４に対してではなく、温度制御でき
る表面に取り付けることができる、ということも認識さ
れる。
【００２３】有機電界発光材料の蒸気４４は、導線２７
２により速度モニター２７４に接続されている蒸着速度
モニター要素２７０にも入射する。一般に実施されてい
るように、速度モニター２７４が一定の蒸着速度を示す
ようになる時間まで基板１０２を覆うため、シャッター
（図示なし）を使用することができる。このようなシャ
ッターを開くことにより、基板１０２の上に有機電界発
光層が蒸着される。
【００２４】熱物理蒸着装置２００は、後に図１０を参
照して詳述するように、基板上に有機電界発光層を形成
し、合わせて有機電界発光装置を提供する上で特に有効
であることが判明した。
【００２５】図５に示した長方形蒸着源の略断面図は、
本発明による蒸着源の最適設計を達成する上で重要な各
種寸法を説明するものである。第一の近似に対し、熱物
理蒸着源の最適設計は、Donald J. Santeler, Donald
W. Jones, David H. Holkeboer及びFrank RaganoのVacu
um Technology and Space Simulationの第５章「Gas Fl
ow in Components and Systems」(NASA SP-105: Washin
gton, 1966)の第83-121頁に記載されているブロックさ
れた「パイプ」を通る流体の流れ理論の態様を利用して
提供され、長方形上板２０、長方形流出口２２、長方形
バフル部材３０及び、蒸気流出確率を最大化するための
当該バフル部材の長方形上板２０下方での配置、が設計
される。第一の近似に対し、上記刊行物の図5.9、第102
頁により作業することにより、蒸着源の設計を改良する
ことができる。表１に、ウェブ被覆工程における不安定
有機材料の熱物理蒸着に関し、設計変数の異なる複数の
熱物理蒸着源による変化の影響を示す。ここで、量
「α」は、材料が蒸着源から出ていく確率を表し、この
確率が高いほど温度一定では被覆速度が高くなる、すな
わち一定の速度を得る場合には蒸着源温度が低くなるた
め、蒸着源の有機材料が熱分解する危険性も小さくな
る。
【００２６】表１：蒸着源の性質 蒸着源 Ａ Ｂ Ｃ 変数 wh(in) 2.0 2.5 4.0 ws(in) 5/16 5/16 5/16 b(in) 3/4 3/4 3/4 m(in) 3/16 3/16 3/16 L(in) 0.72 0.94 1.58 L/(ws) 2.3 3.0 5.1 m/L 0.26 0.2 0.12 wh/ws 6.4 8.0 12.8 α 0.066 0.054 0.003 被膜 劣化までのフィート数 >8000 >1500 <200
【００２７】結果は、基板上の被膜が、被膜蒸着速度が
低い場合でさえも蒸着源内の固体有機電界発光材料の消
耗と共に非常に急速に劣化したものから、被膜蒸着速度
が高く固体有機電界発光材料のほぼ全部が消耗した後で
さえもまったく劣化しないものまでがあった。円形パイ
プ形状から長方形蒸着源形状まで適当に外挿した場合に
上記理論の有用性を認める際には、上記刊行物が作成さ
れた元である最初の文献に戻り、興味ある形状について
最適な設計点を画定するために変数のすべてについて変
化させてMonte Carlo計算を行うことができる。図５に
示した長方形形状から図７及び図８に示した円形形状へ
設計変更しても、ほとんど変化はない。
【００２８】蒸着源のハウジング１０の高さをＨ、当該
ハウジングの側壁１２及び１４の間の幅をwh、上板２０
の蒸気流出スリット口２２の幅をws、長方形バフル部材
３０の幅をｂ、そしてバフル部材３０と上板２０との間
の間隔をｍとした場合に、流出口２２の縁部の一方から
バフル部材３０の垂直中心線２４に対して同じ側の縁部
への直線投影Ｐ（破線で図示）が、上板２０から側壁１
２に沿って投影距離Ｌを提供するならば、長方形蒸着源
の設計が最適化される。本発明によると、寸法比wh対ws
は1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２〜６の範囲内、
そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲内にすべきであ
ることが定められた。この寸法比wh対wsが2.0〜3.0の範
囲内、寸法比Ｌ対wsが3.5〜５の範囲内、そして寸法比
ｍ対Ｌが0.25〜0.30の範囲内にあると、一層有効とな
る。これらの定義の下、長方形蒸着源の好適な寸法は、
ｍ/Ｌ=0.25；wh/ws=2.4；Ｌ/ws=４である。
【００２９】図６に、図１の蒸着源とは異なる長方形熱
物理蒸着源の略透視図を示す。相違点は、ハウジング１
０が、破線と矢印で略示したように、上板がハウジング
と接触配置された時に上板２０の対応する電気接続用フ
ランジ２１および２３と合致する電気接続用フランジ１
１及び１３を有している点である。抵抗加熱可能な上板
２０の厚さtt並びにハウジング側壁１２、１４及び端壁
１６、１８、及びハウジング底壁１５の各厚さth（図２
及び図３参照）を適当に選定することにより、上板２０
及びバフル部材３０は、なおも固体有機電界発光材料４
０を加熱してその気化を制御することができると同時
に、ハウジング１０の加熱度が低下することにより、固
体有機電界発光材料４０の内部に捕捉されている気体の
ガス発生を遅らせるべくレベルの偏った(bias-level)加
熱を提供することができる。
【００３０】図７及び図８に、熱物理蒸着源のシリンダ
ー形態様の、それぞれ略透視図及び略断面図を示す。シ
リンダー形ハウジング７０は、直径Ｄ、高さHc並びにハ
ウジング側壁及び底壁の厚さthを有する。垂直中心線８
４上のハウジング７０に関して中心に、円形上板８０か
ら間隔mcを置いて寸法bcを有する円形バフル部材９０が
配置されている。円形上板８０は、直径ｄ、厚さttの円
形蒸気流出口８２並びに電気接続用フランジ８１及び８
３を有する。バフル部材９０は、バフル支持体９４によ
って上板８０に取り付けられている。
【００３１】図５を参照して説明した蒸着源の最適設計
と同様に、円形蒸気流出口８２の縁部と円形バフル部材
９０の縁部との間のシリンダー形ハウジング７０の側壁
上への直線投影ｐ（垂直中心線８４に対して同一側にあ
るもの）が、上板８０からの距離Lcを提供する場合に、
最適なシリンダー形蒸着源が構成され得る。シリンダー
形蒸着源の場合、実施可能な寸法比Ｄ対ｄは1.5〜6.0、
Lc対ｄは２〜６、及びmc対Lcは0.15〜0.40の範囲内であ
る。好適な寸法比Ｄ対ｄは2.0〜3.0、Lc対ｄは3.5〜
５、そしてmc対Lcは0.25〜0.30の範囲内である。シリン
ダー形蒸着源の好適な寸法は、mc/Lc=0.25；Ｄ/ｄ=2.
4；Lc/ｄ=４である。
【００３２】図９に、長方形の蒸着源であって、固体有
機電界発光材料（図示なし）の加熱を抵抗加熱された上
板２０と取り付けられたバフル部材３０とからの輻射に
より行い、ハウジング５０の側壁５６、５８（並びに５
２及び５４、図示なし）並びに底壁５５の外部表面を、
上板とバフル部材とからの輻射の大部分がハウジング５
０の内部に保持されるように耐熱性金属鏡材料６０で被
覆したものの略断面図を示す。当該蒸着源のハウジング
は、吸熱又は伝熱による側壁の加熱を抑えるため、石英
で構築されることが好ましい。耐熱性鏡は、輻射線が非
導電性ハウジングを透過することによる熱損を抑えるた
め、ニッケル、タンタル、チタン又はモリブデンの薄層
であることができる。当該耐熱性金属鏡材料はハウジン
グ５０の外部表面の層として図示されているが、このよ
うな鏡層をハウジング５０の内部表面に沿って適用する
ことも可能である。
【００３３】同様に、図７及び図８を参照して説明した
シリンダー形蒸着源の構成を、石英でできたハウジング
７０を有し、そのシリンダー形ハウジングの外部又は内
部の表面上に耐熱性鏡材料の薄層を形成させたものにす
ることも可能である。
【００３４】図１０に、図４に示した装置２００に類似
する物理蒸着装置において本発明により構築された熱物
理蒸着源を使用して形成された有機電界発光層を有する
有機電界発光装置１００の略断面図を示す。
【００３５】透光性基板１０２の上に、順に、透光性ア
ノード１１０、有機正孔輸送層１１２、有機発光層１１
４、有機電子輸送層１１６及びカソード１１８が形成さ
れている。
【００３６】有機電界発光（EL）装置の製造に有用な有
機電界発光材料は、Tangの米国特許第4,356,423号、Van
Slykeらの米国特許第4,539,507号、VanSlykeらの米国特
許第4,720,432号、Tangらの米国特許第4,885,211号、Ta
ngらの米国特許第4,769,292号、VanSlykeらの米国特許
第5,047,687号、VanSlykeらの米国特許第5,059,862号及
びVanSlykeらの米国特許第5,061,617号に記載されてい
るもののような従来の有機EL装置の材料及び好適な層構
造の中から選択することができ、本明細書では、これら
の開示事項を参照することにより援用する。
【００３７】基板１０２はガラスか石英であることが好
ましい。アノード１１０は、インジウム錫酸化物（ＩＴ
Ｏ）でできた導電性且つ透光性の層であることが好まし
い。有機正孔輸送層１１２、有機発光層１１４及び有機
電子輸送層１１６は、本発明の長方形又はシリンダー形
のいずれかの蒸着源から熱物理蒸着することにより形成
される。カソード１１８は、適当な金属、同時蒸着金
属、又はマグネシウムと銀(Mg:Ag)、LiF:Alその他のよ
うな増強型電極構造体の従来の蒸着法により形成され
る。
【００３８】装置動作用電源１２０を、導線１２２を介
してアノード１１０に、また導線１２４を介してカソー
ド１１８に、それぞれ接続すると、アノード１１０の電
位（電圧）がカソード１１８よりも正になる時に有機発
光層１１４が発光する。発した光１３０は、破線で示し
たように、有機発光層１１４を発端とし、透光性アノー
ド１１０と透光性基板１０２を介して外部観察者まで透
過する。別の代わりとなるEL装置構造体の有機電界発光
層を付着させるために本発明の蒸着源による蒸着法を利
用できることは、当業者であれば認識できよう。
【００３９】
【発明の効果】本発明の特徴は、蒸着源から蒸気が流出
口を通して出ていく所望の速度を達成すべく固体有機電
界発光材料に適用する加熱レベルを低下させることがで
き、気化した電界発光材料を、分解の危険性が最も小さ
い最高速度で、層として基板に適用する有効な方法を提
供することである。本発明の別の特徴は、スリットに対
するバフル部材の配置により、電界発光材料の粒状物が
スリットを通過することを実質的に防止することであ
る。本発明のさらに別の特徴は、迅速な熱応答が望まれ
る場合に、ハウジングの上板とバフル部材とだけに電流
を通過させ、実質的に上方からの輻射のみで気化させる
ことにより実現できることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一態様によるスリット形状の流出口を
有する蒸着材料用のハウジングを示す熱物理蒸着源の略
透視図である。（この場合、一寸法が長くなっているこ
とから線形蒸着源と呼ばれる。）
【図２】図１中の切断線２−２に沿った蒸着源の横断面
図である。
【図３】図１中の切断線３−３に沿った蒸着源の横断面
図である。
【図４】図１に示したような蒸着源を、被覆すべき基板
を含有する真空容器の中に設置した状態の代表的な概略
図である。
【図５】本発明により最適な蒸着源設計において用いら
れる各種寸法を示した長方形蒸着源の略断面図である。
【図６】蒸着源のすべての壁部を抵抗加熱するための電
気接続用フランジを具備する、図１の蒸着源の代わりと
なる形状の透視図である。
【図７】本発明の別の態様による、シリンダー形状を有
する熱物理蒸着源の略透視図である。
【図８】図７中の切断線８−８に沿ったシリンダー形蒸
着源の略断面図であって、本発明により最適な蒸着源設
計において用いられる各種寸法を示したものである。
【図９】長方形の蒸着源であって、実質的に加熱を抵抗
加熱された上板とバフル部材とからの輻射により行い、
側壁及び底壁を非導電性材料で製作し、上板からの輻射
の大部分がハウジングの内部に保持されるようにこれら
の壁部の外部表面を鏡層で被覆したものの略断面図であ
る。
【図１０】本発明により構築された熱物理蒸着源を使用
して形成された有機電界発光層を有する有機電界発光装
置の略断面図である。
【符号の説明】
１…長方形熱物理蒸着源 10…長方形ハウジング 11…電気接続用フランジ 12…側壁 13…電気接続用フランジ 14…側壁 15…底壁 16…端壁 18…端壁 20…長方形上板 21…電気接続用フランジ 22…蒸気流出口 23…電気接続用フランジ 24…垂直中心線 25…シールリップ 27…シールリップ 30…長方形バフル部材 31…バフルスタビライザー 32…バフル支持体 34…バフル支持体 36…バフル端末 38…バフル端末 40…固体有機電界発光蒸着材料 42…固体有機電界発光蒸着材料の初期レベル 44…有機電界発光蒸着材料の蒸気 50…非導電性ハウジング 55…非導電性ハウジングの底壁 56…非導電性ハウジングの側壁 58…非導電性ハウジングの側壁 60…耐熱性金属鏡材料の被膜 70…シリンダー形ハウジング 80…円形上板 81…電気接続用フランジ 82…円形蒸気流出口 83…電気接続用フランジ 84…垂直中心線 90…円形バフル部材 94…バフル支持体 100…有機電界発光(EL)装置 102…基板 104…基板取り付け用ブラケット 106…基板取り付け用ブラケット 110…アノード 112…有機正孔輸送層 114…有機発光層 116…有機電子輸送層 118…カソード 120…装置動作電源 122…導線 124…導線 130…放出光 200…物理蒸着装置 202…ベース板 204…上部板 206…室壁 208…真空シール 210…真空シール 220…真空ポンプ 222…真空弁 224…吸入排出口 230…断熱構造体 240…電源 241…導線 242…電流計 244…導線 246…電力フィードスルー 248…接続用クランプ 254…導線 256…電力フィードスルー 258…接続用クランプ 260…圧力モニター口 262…圧力モニター 270…蒸着速度モニター要素 272…導線 274…速度モニター ｂ…長方形バフル部材の幅 Ｈ…長方形ハウジングの高さ Ｌ…側壁に沿った上板からの距離 ｍ…バフル部材と上板との間の間隔 ｐ…直線投影 wh…ハウジングの側壁間の幅 ws…蒸気流出口の幅 bc…円形バフル部材の直径 Hc…シリンダー形ハウジングの高さ Lc…側壁に沿った上板からの距離 mc…円形バフルと円形上板との間の間隔 Ｄ…シリンダー形ハウジングの直径 ｄ…円形蒸気流出口の直径 th…ハウジング側壁の厚さ tt…上板の厚さ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｈ０５Ｂ 33/22 Ｂ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表示装置の形成において固体有機電界発
    光材料を気化させ且つ気化した電界発光材料を層として
    基板表面上に適用するための熱物理蒸着源であって、 a)気化され得る固体有機電界発光材料を受容する、底壁
    と複数の側壁とを有する囲いを画定するハウジングであ
    って、その幅がwhであるものを含み； b)前記ハウジングは、気化した電界発光材料を基板表面
    に向けて通過せしめるための幅wsの蒸気流出口スリット
    を画定し且つ導電性部分を有する上板によってさらに画
    定されており； c)前記スリットに中心を置き、また前記複数の側壁との
    間に間隔をあけ、さらに前記上板との間に距離ｍを置い
    た幅ｂの導電性バフル部材であって、気化した電界発光
    材料が前記スリットに直接接近しないように且つ電界発
    光材料粒状物が前記スリットを通過しないように前記ス
    リットを覆う透視線を実質的に提供するバフル部材を含
    み； d)前記スリットの縁部から前記バフル部材の縁部を経て
    側壁に到達する直線投影が、上板との間の間隔が寸法Ｌ
    となるような位置を当該側壁上で画定し； e)寸法比wh対wsは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２
    〜６の範囲内、そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲
    内にあり；そして f)前記囲い内の固体有機電界発光材料を気化させるため
    に当該材料に加えるべき熱を発生させるための電位差を
    前記ハウジングの各種部分に印加することにより、気化
    した電界発光材料が前記ハウジングの複数の側壁及び上
    板並びに前記バフル部材の上面で跳ね返り前記スリット
    を通って前記基板に達する一方、前記電界発光材料粒状
    物が前記スリットを通過するのを前記バフル部材によっ
    て妨げるようにした手段を含む、ことを特徴とする熱物
    理蒸着源。
  2. 【請求項２】 表示装置の形成において固体有機電界発
    光材料を気化させ且つ気化した電界発光材料を層として
    基板表面上に適用するための熱物理蒸着源であって、 a)気化され得る固体有機電界発光材料を受容する、底壁
    と複数の側壁とを有する囲いを画定するハウジングであ
    って、その幅がwhであるものを含み； b)前記ハウジングは、気化した電界発光材料を基板表面
    に向けて通過せしめるための幅wsの蒸気流出口スリット
    を画定し且つ導電性部分を有する上板によってさらに画
    定されており； c)前記スリットに中心を置き、また前記複数の側壁との
    間に間隔をあけ、さらに前記上板との間に距離ｍを置い
    た幅ｂの導電性バフル部材であって、気化した電界発光
    材料が前記スリットに直接接近しないように且つ電界発
    光材料粒状物が前記スリットを通過しないように前記ス
    リットを覆う透視線を実質的に提供するバフル部材を含
    み； d)前記スリットの縁部から前記バフル部材の縁部を経て
    側壁に到達する直線投影が、上板との間の間隔が寸法Ｌ
    となるような位置を当該側壁上で画定し； e)寸法比wh対wsは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２
    〜６の範囲内、そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲
    内にあり；そして f)前記上板の導電性部分と前記バフル部材とに電位差を
    印加して、当該上板とバフル部材が前記囲い内の固体有
    機電界発光材料に熱を加えて当該材料を気化させること
    により、気化した電界発光材料が前記ハウジングの複数
    の側壁及び上板並びに前記バフル部材の上面で跳ね返り
    前記スリットを通って前記基板に達する一方、前記電界
    発光材料粒状物が前記スリットを通過するのを前記バフ
    ル部材によって妨げるようにした手段を含む、ことを特
    徴とする熱物理蒸着源。
  3. 【請求項３】 固体の有機正孔輸送性材料、有機電子輸
    送性材料又は有機発光材料を気化させ且つ気化した電界
    発光材料を層として基板表面上に適用することにより有
    機電界発光装置を提供するための熱物理蒸着源であっ
    て、 a)気化され得る固体有機電界発光材料を受容する、底壁
    と複数の側壁とを有する囲いを画定するハウジングであ
    って、その幅がwhであるものを含み； b)前記ハウジングは、気化した電界発光材料を基板表面
    に向けて通過せしめるための幅wsの蒸気流出口スリット
    を画定し且つ導電性部分を有する上板によってさらに画
    定されており； c)前記スリットに中心を置き、また前記複数の側壁との
    間に間隔をあけ、さらに前記上板の導電性部分に電気接
    続され、その上前記上板との間に距離ｍを置いた幅ｂの
    導電性バフル部材であって、気化した電界発光材料が前
    記スリットに直接接近しないように且つ電界発光材料粒
    状物が前記スリットを通過しないように前記スリットを
    覆う透視線を実質的に提供するバフル部材を含み； d)前記スリットの縁部から前記バフル部材の各辺の縁部
    を経て複数の側壁に到達する直線投影が、上板との間の
    間隔が寸法Ｌとなるような位置を当該側壁上で画定し； e)寸法比wh対wsは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Ｌ対wsは２
    〜６の範囲内、そして寸法比ｍ対Ｌは0.15〜0.40の範囲
    内にあり；そして f)前記バフル部材に接続されている前記上板の導電性部
    分に電位差を印加して、当該上板とバフル部材が前記囲
    い内の固体有機電界発光材料に熱を加えて当該材料を気
    化させることにより、気化した電界発光材料が前記ハウ
    ジングの複数の側壁及び上板並びに前記バフル部材の上
    面で跳ね返り前記スリットを通って前記基板に達する一
    方、前記電界発光材料粒状物が前記スリットを通過する
    のを前記バフル部材によって妨げるようにした手段を含
    む、ことを特徴とする熱物理蒸着源。
  4. 【請求項４】 固体有機電界発光材料を気化させ且つ気
    化した電界発光材料を層として基板表面上に適用するた
    めの熱物理蒸着源であって、 a)気化され得る固体有機電界発光材料を受容する、底壁
    と複数の側壁とを有する囲いを画定するシリンダー形ハ
    ウジングであって、その幅が直径Ｄであるものを含み； b)前記シリンダー形ハウジングは、気化した電界発光材
    料を基板表面に向けて通過せしめるための直径ｄの円形
    蒸気流出口を画定し且つ導電性部分を有する円形上板に
    よってさらに画定されており； c)前記流出口に中心を置き且つ前記上板との間に距離mc
    を置いた直径bcの導電性円形バフル部材であって、気化
    した電界発光材料が前記流出口に直接接近しないように
    且つ電界発光材料粒状物が前記流出口を通過しないよう
    に前記流出口を覆う透視線を実質的に提供するバフル部
    材を含み； d)前記流出口の縁部から前記バフル部材の縁部を経て側
    壁に到達する直線投影が、上板との間の間隔が寸法Lcと
    なるような位置を当該側壁上で画定し； e)寸法比Ｄ対ｄは1.5〜6.0の範囲内、寸法比Lc対ｄは２
    〜６の範囲内、そして寸法比mc対Lcは0.15〜0.40の範囲
    内にあり；そして f)前記円形上板の導電性部分と前記円形バフル部材とに
    電位差を印加して、当該円形上板と円形バフル部材が前
    記囲い内の固体有機電界発光材料に熱を加えて当該材料
    を気化させることにより、気化した電界発光材料が前記
    ハウジングの複数の側壁及び円形上板並びに前記円形バ
    フル部材の上面で跳ね返り前記円形流出口を通って前記
    基板に達する一方、前記電界発光材料粒状物が前記円形
    流出口を通過するのを前記円形バフル部材によって妨げ
    るようにした手段を含む、ことを特徴とする熱物理蒸着
    源。
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