説明

薄膜形成用蒸着装置

【課題】 薄膜形成用蒸着装置を提供する。
【解決手段】 本発明による薄膜形成用蒸着装置は、蒸着材料を加熱して蒸発させる蒸発源と、前記蒸発源から供給された気相の蒸着材料を移送する送り管と、前記送り管を開閉する開閉手段と、前記送り管に連結され、前記蒸着材料を基板に向けて噴射する噴射手段とを含んでなる。本発明によると、工程の進行によって、蒸着材料の供給を制御することができる。即ち、蒸着材料の供給が不要な場合、これを遮断することによって、蒸着材料の使用効率を極大化することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、薄膜形成用蒸着装置に関し、より詳しくは、蒸着材料の供給が不要な場合、それを遮断することによって、蒸着材料の使用効率を極大化することができる薄膜形成用蒸着装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、情報通信技術の飛躍的な発展と市場の膨張によって、ディスプレイ素子として平板表示素子(フラット パネル ディスプレイ)が脚光を浴びている。このような平板表示素子としては、液晶表示素子、プラズマディスプレイ素子、有機発光素子などが代表的なものである。
【0003】
中でも、有機発光素子は、早い応答速度、従来の液晶表示素子より低い消費電力、軽量性、別途のバックライト装置の不要で超薄型で作られる点、高輝度などの特長から次世代ディスプレイ素子として脚光を浴びている。
【0004】
このような有機発光素子は、基板の上に、陽極膜、有機薄膜、陰極膜を順に成膜し、陽極と陰極との間に電圧をかけることによって、適宜なエネルギーの差が有機薄膜に形成され、自ら発光する原理である。即ち、注入される電子と正孔(hole)の再結合によって生じた励起エネルギーが光として発生するのである。この時、有機物質のドーパントの量によって、発生する光の波長が調節できるため、フルカラーの具現が可能である。
【0005】
有機発光素子の詳しい構造は、示していないが、基板上に、陽極、正孔(ホール)注入層、正孔転送層(hole transfer layer)、発光層、電子転送層(eletron transfer layer)、電子注入層、陰極が順に積層されて形成される。ここで、陽極としては、面抵抗が小さく、透過性が良いITO(Indium Tin Oxide)が主として使用される。そして、有機薄膜は、発光効率を高めるために、正孔注入層、正孔運送層、発光層、電子運送層、電子注入層の多層で構成され、発光層として使用される有機物質は、Alq、TPD、PBD、m−MTDATA、TCTAなどである。また、陰極としては、LiF−Al金属膜が使用される。そして、有機薄膜は、空気中の水分と酸素に非常に弱いため、素子の寿命(life time)を増加させるためのキャップが封止される。
【0006】
従って、有機発光素子を製造するためには、多様な蒸着膜を形成しなければならないが、このような蒸着膜を形成するための従来の方法では、ポイント蒸着、ライン蒸着、有機気相蒸着(OVPD)、及びデジタル・スキャン・プロセッサー(DSP)などがある。
【0007】
図1を参照して、従来のDSP方式による蒸着装置の構成を説明すると、蒸着材料を加熱して蒸発させる蒸発源120と、前記蒸発源120から蒸発された蒸着材料を移送する送り管130と、前記送り管130を通して供給された気相の蒸発材料を基板Sに向けて噴射する複数のノズルが備えられた噴射手段140とを含んでなる。
【0008】
前記のように構成された従来の蒸着装置100は、真空チャンバ内に基板Sをローディングし、ローディングされた基板とマスクMを整列して定位置に密着させた後、蒸発源120を加熱し、蒸着材料を基板Sに向けて噴射することによって、薄膜を形成する。
【0009】
一方、基板のローディング時、または基板とマスクの整列時などには、蒸着材料が噴射されてはならない。このため、従来では、回動可能なシャッター150を利用している。即ち、工程の準備時には、基板Sと噴射手段140との間にシャッター150を介在させることで、基板に蒸着材料が蒸着されることを防止し、工程時には、前記シャッター150を回動させて開放することで、基板に蒸着材料を蒸着する。
【0010】
ところが、有機発光素子の製造に利用される有機物などの蒸着材料の殆どは、非常に高価なものである。従って、シャッターによる方式は、噴射される蒸着材料を遮断して基板への蒸着を防ぐだけで、それを再活用することができないため、蒸着材料の無駄使いになるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は、上述した問題点を解決するために案出したものであって、本発明の目的は、蒸着材料の供給が不要な場合、これを遮断することによって、蒸着材料の使用効率を極大化することができる薄膜形成用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】
【0012】
前記のような技術的課題を解決するために、本発明による薄膜形成用蒸着装置は、蒸着材料を加熱して蒸発させる蒸発源と、前記蒸発源から供給された気相の蒸着材料を移送する送り管と、前記送り管を開閉する開閉手段と、前記送り管に連結され、前記蒸着材料を基板に向けて噴射する噴射手段と、を含んでなる。
【0013】
前記開閉手段は、様々な形で製作されることができ、特に、空圧により伸縮可能なベローズと、前記ベローズの伸縮により前記送り管を開閉する金属口とを含んでなることが望ましい。
【0014】
また、前記送り管から分岐され、前記開閉手段により前記送り管の閉鎖時、蒸着材料を誘導するバイパスラインと、前記バイパスラインにより誘導される前記蒸着材料を貯蔵する貯蔵タンクがさらに備えられることがより望ましい。
【0015】
なお、前記開閉手段を加熱するヒーターがさらに備えられることが望ましい。
【0016】
また、前記噴射手段と基板との間には、回動可能なシャッターがさらに備えられても良い。
【発明の効果】
【0017】
本発明によると、工程の進行によって、蒸着材料の供給を制御することができる。
【0018】
従って、蒸着材料の供給が不要な場合、これを遮断することによって、蒸着材料の使用効率を極大化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
以下、添付した図面を参照して、本発明の構成及び作用を具体的に説明する。
【0020】
図2を参照すると、本発明による蒸着装置1は、蒸発源20、送り管30、噴射手段80、開閉手段40、50及びバイパスライン60を含んでなる。
【0021】
蒸発源20は、内部に金属または有機物などの蒸着材料を収容し加熱することによって、蒸着材料を蒸発させる要素である。
【0022】
送り管30は、蒸発源20から蒸発された気相の蒸着材料を後述する噴射手段80に流入させる要素である。
【0023】
噴射手段80は、送り管30から流入された前記気相の蒸着材料を基板Sに向けて噴射する複数の噴射ノズルを含んで構成される。前記基板Sは、メタルマスクMを整列して定位置に密着されている。また、噴射手段80と基板Sとの間には、シャッター90が備えられる。シャッター90は、回動可能に構成され、工程の準備時には、基板Sと噴射ヘッド80との間にシャッター90を介在させることで、基板Sに蒸着材料が蒸着されることを防止し、工程時には、シャッター90を回動させて開放することで、基板Sに蒸着材料を蒸着する。また、示していないが、噴射ヘッド80の温度を制御するための熱電対がさらに備えられる。
【0024】
また、蒸着源20の上圧速度を制御するために、質量流量制御器(Mass Flow Controller、MFC)10が備えられるが、この時、希釈ガスが使用される。即ち、前記希釈ガスは、質量流量制御器10により供給量が制御され、供給ラインを通して注入される。
【0025】
特に、本発明による蒸着装置1は、送り管30を開閉する開閉手段40がさらに備えられている。開閉手段40により送り管30を開閉することによって、蒸発源20から蒸発された前記蒸着材料の噴射手段80への供給を制御することができる。
【0026】
一方、開閉手段40によって送り管30が閉鎖される時、前記蒸着材料を誘導するバイパスライン60が、送り管30から分岐されて形成される。
【0027】
また、バイパスライン60上にも、開閉手段50がさらに備えられる。
【0028】
また、バイパスライン60を通して誘導される蒸着材料を貯蔵し再活用するために、貯蔵タンク70がさらに備えられている。
【0029】
図3aを参照して、本発明による開閉手段40の構成を具体的に説明する。示しているように、開閉手段40は、空圧によって伸縮可能なベローズ41と、ベローズ41に連結され、送り管30を開閉する金属口42とを含んでなる。勿論、金属口42は、高温でも耐熱性を有する材質で形成される。
【0030】
図3a乃至図3bを参照して、開閉手段40の作用を説明する。まず、図3aのように、蒸発源から蒸発された気相の蒸着材料が、送り管30を通して噴射手段に供給される。
【0031】
次に、基板のローディングやマスクとの整列など、蒸着が行われない間には、図3bのように、ベローズ41に閉鎖用空圧を加えてベローズ41を伸ばし、その結果、ベローズ41に連結されている金属口42が、送り管30を閉鎖させる。この状態では、示していないが、噴射手段への供給が遮断された気相の蒸着材料は、バイパスラインに誘導され、貯蔵タンクに貯蔵される。
【0032】
逆に、蒸着工程を行うためには、ベローズ41に開放用空圧を加えてベローズ41を圧縮させ、その結果、図3aのように、金属口42が送り管30を開放させる。この時は、前記バイパスラインが閉鎖される。
【0033】
以下、本発明による蒸着装置の作用を説明する。まず、真空チャンバ(示せず)の内部に基板Sをローディングし、マスクMを整列して定位置に密着させる。このような工程の準備中には、開閉手段40を用いて送り管30を閉鎖することによって、蒸着材料が噴射手段80に供給されることを遮断する。
【0034】
前記の準備段階が完了すると、シャッター90を回動させて開放し、開閉手段40を用いて送り管30を開放することによって、蒸着材料を噴射手段80に供給し、噴射手段80は、基板Sに向けて蒸着材料を噴射して蒸着する。
【0035】
同様に、蒸着工程が完了する、または新しい蒸着工程を行うために準備する段階では、送り管30を閉鎖する。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】従来の薄膜形成用蒸着装置の構造を示す図である。
【図2】本発明による蒸着装置の構造を示す図である。
【図3a】図2に示されている蒸着装置の要部使用状態図である。
【図3b】図2に示されている蒸着装置の要部使用状態図である。
【符号の説明】
【0037】
1 蒸着装置
10 質量流量制御器
20 蒸発源
30 送り管
40、50 バルブ
41 ベローズ
42 金属口
60 バイパスライン
70 貯蔵タンク
80 噴射ヘッド
90 シャッター

【特許請求の範囲】
【請求項1】
蒸着材料を加熱して蒸発させる蒸発源と、
前記蒸発源から供給された気相の蒸着材料を移送する送り管と、
前記送り管を開閉する開閉手段と、
前記送り管に連結され、前記蒸着材料を基板に向けて噴射する噴射手段とを含んでなることを特徴とする薄膜形成用蒸着装置。
【請求項2】
前記開閉手段は、
空圧により伸縮可能なベローズと、
前記ベローズの伸縮により前記送り管を開閉する金属口とを含んでなることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成用蒸着装置。
【請求項3】
前記送り管から分岐され、前記開閉手段により前記送り管の閉鎖時、蒸着材料を誘導するバイパスラインがさらに備えられることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成用蒸着装置。
【請求項4】
前記バイパスラインにより誘導される前記蒸着材料を貯蔵する貯蔵タンクがさらに備えられることを特徴とする請求項3に記載の薄膜形成用蒸着装置。
【請求項5】
前記開閉手段を加熱するヒーターがさらに備えられることを特徴とする請求項2に記載の薄膜形成用蒸着装置。
【請求項6】
前記噴射手段と基板との間には、回動可能なシャッターがさらに備えられることを特徴とする請求項1に記載の薄膜形成用蒸着装置。

【図1】
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【図2】
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【図3a】
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【図3b】
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【公開番号】特開2007−314881(P2007−314881A)
【公開日】平成19年12月6日(2007.12.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−138101(P2007−138101)
【出願日】平成19年5月24日(2007.5.24)
【出願人】(507170066)エイエヌエス インコーポレイテッド (1)
【Fターム(参考)】