説明

薄膜製造用装置

【課題】薄膜形成用のシャドーマスクを基板に対して平行に保持する。装置の設置面積をできるだけ小さくし、薄膜の膜厚を均一にする。
【解決手段】真空チャンバー110の上部に回転軸121を配置する。該回転軸121の内部に蒸発器140を設けて原料物質を気化させる。該回転軸121の下端にはガス注入器113を連結して、一体的に回転させる。ガス注入器113の下方には基板Sを配置し、該基板Sの上面にはシャドーマスク112を吸着させる。回転軸121の上部に供給されるキャリアガスは、気化された原料物質を運搬して基板Sの上面に付着させる。これにより、薄膜が形成される。本発明によれば、シャドーマスク112は基板Sに載置されるので、基板Sに対して平行に保持されることとなる。ガス注入器113は回転式であるため、装置の設置面積を小さくでき、かつ、薄膜の膜厚を均一にできる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、表示素子の製造装置に係り、より具体的には、原料物質を基板の上方から供給する有機発光ダイオード素子の製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
平板ディスプレーのうち、現在最も多く使用されている液晶表示装置は、軽くて電力消耗が少ないという長所があるが、それ自体は発光素子ではなく受光素子であるために、明るさ、コントラスト(contrast)、視野角、さらには大面積化等に関して一定の技術的限界がある。
【0003】
このような短所等を克服できる対案として模索されているのが、有機発光ダイオード素子を利用した平板ディスプレーであって、最近は、これに関する研究開発が活発に行われている。
【0004】
この有機発光ダイオード素子は、それ自体が発光素子であるために液晶表示装置に比べて、視野角やコントラスト等が優れており、バックライトが不必要であることから、より軽量で薄く製作することができ、消費電力の側面からしても有利である。
【0005】
特に、液晶表示装置やPDP(Plasma Display Panel)とは異なり、有機発光ダイオード素子の製造装置は、蒸着及び封止(encapsulation)装置が全部であるために、工程の大変単純である長所がある。
【0006】
図1は、有機発光ダイオード素子10の断面構造を単純化して示した図であって、アノード(陽極)11とカソード(陰極)15間に、有機化合物で構成される正孔輸送層12、有機発光層13及び電子輸送層14が順に形成されて、通常的に、アノード(陽極)11は、インジウム−スズ−オキサイド(ITO)を利用して、カソード(陰極)15は、アルミニウム(Al)を利用してコーティングされる。
【0007】
このような有機発光ダイオード素子10において、アノード(陽極)11とカソード(陰極)15との間に電圧を印加すると、アノード(陽極)11から注入された正孔が正孔輸送層12を経由して有機発光層13へと移動し、電子がカソード(陰極)15から電子輸送層14を経由して有機発光層13へと注入されて、有機発光層13の領域で電子と正孔が再結合して中性の励起子(exciton)が形成される。この励起子(exciton)が励起状態から基底状態に変化されながら有機発光層13の分子が発光して画像を形成する。
【0008】
有機発光層は、赤色R、緑色G、青色Bの色相を表現する領域であって、一般的には、各画素ごとに、赤色R、緑色G、青色Bを発光する別途の有機物質を蒸着して使用する。
【0009】
ところで、現在、有機発光ダイオード素子の製造に使用される有機物質には、主に低分子系が使用されているが、かかる低分子系有機物質には、水分や高エネルギー粒子に脆弱であるという問題がある。
【0010】
通常使用される有機物質には、Alq3(aluminum tris(8-hydroxyquinone))、CuPc(copper phthanlocyanine)、TDD(N,N’-di(naphthalene-N,N’-bis(3-methyphenyl)-[1,1’-biphenyl]-4,4’-diamine)、NPD(N,N’-di(naphthalene-l-yl)-N,N’-diphenyl-benzidine)等があって、色相を表現するために、赤色の場合、DCJTB(4-(dicyanomethylene)-2-tert-butyl-b-(1,1,7,7-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran)、緑色の場合、コーマリン(coumarine)誘導体または、キナクリドン(quinacridone)誘導体、青色の場合、DPA(diphthate dianhydride)、FDA(fluorenyl diacetylene)等のドーパント(dopant)を使用する。
【0011】
従って、薄膜の製造に際しては、固体状態のソース物質を気化(蒸発)させて気化した有機物を基板に蒸着する方法を主に利用するが、このために、基板上部にシャドーマスク(所定のパターンが形成されたシャドーマスク)を付着させ、露出された基板の表面に有機物を蒸着する。
【0012】
以下では、図2ないし図4を参照しながら、従来使用されている主な有機発光ダイオード素子用蒸着装置20について説明する。
【0013】
図2に示す蒸着装置は、サセプター(susceptor)22が真空チャンバー21内部の上部に配置され、点形蒸発器24aが該チャンバー内部の下部に配置された構造である。いま、サセプター(susceptor)22の下側面に基板Sを吸着させ、所定のパターンが形成されたシャドーマスク23を該基板Sに沿うように配置し、点形蒸発器24aによって原料物質を気化させると、該気化された有機物質は、シャドーマスク23のパターンにて被覆されずに露出されている基板の部分表面に蒸着されることとなる。点形蒸発器24aとしては、通常は、熱線によって加熱されるセラミック製るつぼが使用される。
【0014】
基板に蒸着される薄膜の膜厚をより均一にするためには、気化された物質が十分に拡散されるように、点形蒸発器24aと基板Sとの距離を大きく取ることが望ましく、さらには、基板を支持するサセプター(susceptor)22を回転軸25の周りに回転させることが望ましい。
【0015】
図3に示す蒸着装置は、サセプター(susceptor)22が真空チャンバー21内部の上部に配置される点、蒸発器24bが該チャンバー内部の下部に配置される点は、図2に示す装置と同様であるが、使用される蒸着器24bが点形ではなく線形である点で異なる。つまり、この蒸発器24bは、紙面に垂直な方向にある程度の長さを有していて、移送ライン26に沿って水平移動されることにより蒸着工程を実施するようになっている。なお、基板Sは、図2に示すような回転はされず、固定されたままである。
【0016】
図4に示す蒸着装置では、サセプター(susceptor)22が真空チャンバー21内の下部に配置されている点、サセプター(susceptor)22の上方に線形噴射器27が配置されている点、真空チャンバー21の外部に気化器30が配置されている点、及び前記線形噴射器27が、前記気化器30から供給される原料ガスを噴射するように構成されている点が前述した蒸着装置とは異なる。
【0017】
また、真空チャンバー21の内部に配置された線形噴射器27は、内部移送ライン28に沿って移動するものであって、気化器30から源流流入管32を介してキャリアガスと共に供給されてくる原料物質を基板Sの上面に噴射する方式である。気化器30には、キャリアガス流入管33が連結され、キャリアガスが気化された原料物質を運搬するように構成されている。
【0018】
また、この装置では、線形噴射器27が内部移送ライン28に沿って水平移動すると、原料流入管32を介してこれに連結されている気化器30も外部移送ライン31に沿って水平移動するように構成されている。原料流入管32は線形噴射器27及び気化器30と共に移動するので、真空チャンバー21と流入管32との間には、機密性確保のためのベローズ(bellows)が設けられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0019】
ところで、このような従来の方式の真空蒸着装置には、無視できない問題がある。
【0020】
例えば、図2のような点形蒸発器24aを利用する装置では、薄膜の膜厚均一度を確保するためには、チャンバーの内部を可能な限りの高真空に維持し、原料の蒸気圧を高めて、基板Sと点形蒸発器24aとの間の距離をできるだけ大きくしなければならない。そのため、原料ガスの効率が大変悪く、基板が大面積化されるほど、薄膜均一度の確保が困難になってしまうという問題があった。また、シャドーマスク23が基板Sの下方に位置しており、シャドーマスク23が垂れ下がってしまうという問題があった。
【0021】
また、図3に示すような線形蒸発器24bを利用する場合には、基板Sが大面積化されるほど、線形蒸発器24bの長さも長くしなければならないので、原料の装入量も比例して伸びなければならないという問題(つまり、原料の単位時間当たりの供給量を増加させなければならないという問題)がある。また、薄膜の均一度を高めるためには、基板Sと蒸発器24bとの距離を可能な限り大きくしなければならないが、点形蒸発器24aを利用する場合のように、原料の効率が悪くなるという問題がある。また、シャドーマスク23が垂れ下がる問題が発生する。
【0022】
図4に示す蒸着装置の場合は、シャドーマスク23は基板Sの上側に配置されるので、シャドーマスク23の垂れ下がり現象は防ぐことができる。しかし、基板が大きくなるほど、線形噴射器27に気化された原料ガスを供給する原料流入管32の長さを長くし、真空チャンバー21の外部の気化器30も線形噴射器27と同一な距離を水平移動しなければならないので、装置の設置面積が大きくなってしまうという問題があった。
【0023】
また、気化された原料ガスが途中で凝縮してしまうことを防ぐためには、流入管32を高温(100℃ないし500℃)に維持しなければならず、このための付帯設備が複雑になるという問題があった。
【0024】
なお、このような問題は、有機発光ダイオード素子用の真空蒸着装置にだけ限られる問題ではなく、原料物質を気化させて基板を処理する全ての表示素子製造装置に共通する問題である。
【0025】
本発明は、前述したような問題を解決するためのものであり、装置の設置面積を小さくしながらも、蒸着される薄膜の均一度を向上させる表示素子の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0026】
本発明は、チャンバーと;前記チャンバー内部に配置されるサセプターと;前記サセプターの上方に配置されると共に、多数の噴射口を有するガス注入器と;前記ガス注入器に連結されると共に、前記多数の噴射口に連結される流路を有する軸と;原料物質を気化させて、気化された前記原料物質を前記ガス注入器に供給する蒸発器とを備えた薄膜製造用装置を提供する。
【0027】
前記軸は、前記ガス注入器と共に回転できて、前記薄膜製造用装置は、一端が前記蒸発器に連結され、前記軸の内部に配置された第1電力供給線をさらに備える。
【0028】
また、前記薄膜製造用装置は、前記第1電力供給線の他の一端に連結されるスリップリングと、前記スリップリングに連結される第2電力供給線と、をさらに備え、前記流路に連結されて、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部を備え、前記キャリアガスと気化された前記原料物質は、前記ガス注入器から噴射される。
【0029】
薄膜製造用装置は、前記蒸発器の上方に配置され、前記キャリアガスを予熱するヒーターをさらに備える。
【0030】
薄膜製造用装置の前記軸は、前記流路の直径より大きい直径を有する拡張部を有して、前記蒸発器は、前記拡張部内に配置される。
【0031】
また、前記ガス注入器は、突出された収容部を有して、前記蒸発器は、前記収容部に配置される。
【0032】
前記流路は、前記ガス注入器の中央部に連結されており、前記多数の噴射口の密度は、前記ガス注入器の中央部で最小であって、外郭の方へ行くほど徐々に増加するように形成される。
【0033】
前記原料物質は、有機物質を含む。
【0034】
薄膜製造用装置は、前記軸を取り囲むハウジングと、前記ハウジング及び前記軸の間に配置されたマグネティックシールと、を備えており、前記ハウジングに連結されて該ハウジングにパージガスを供給するパージガス流入管をさらに備える。また、前記ハウジングに連結され、前記マグネティックシールを冷却する冷却手段をさらに備える。
【0035】
前記ガス注入器は、内部ヒーターを含む。
【0036】
他の一方、本発明は、チャンバーと;前記チャンバー内部に配置されるサセプター(susceptor)と;前記サセプター(susceptor)の上方に配置されると共に、多数の噴射口を有するガス注入器と;前記ガス注入器に連結されると共に、前記多数の噴射口に連結される流路を有する軸と;原料物質を気化させて、気化された前記原料物質を前記ガス注入器に供給する多数の蒸発器と;前記流路に前記原料物質を供給する原料物質供給部とを備えた薄膜製造用装置を提供する。
【0037】
前記原料物質供給部は、粉末状の前記原料物質を貯蔵するタンクと;前記タンクと前記流路を連結する原料供給管と;少なくとも一部が前記タンクの内部に配置されるスクリューと;前記スクリューを駆動させるスクリュー回転装置とを有する。
【0038】
前記多数の蒸発器は、前記ガス注入器内に形成されて、前記多数の蒸発器は、前記ガス注入器の内部空間を水平に区分する第1蒸発器及び第2蒸発器を有する。
【0039】
前記第1蒸発器の端部には、多数の第1ガス流動ホールが形成されて、前記第2蒸発器の中心部には、多数の第2ガス流動ホールが形成される。
【発明の効果】
【0040】
サセプター(susceptor)を真空チャンバーの下部に置くことによって、基板の上部に付着されるシャドーマスクの垂れ下がり現象が防げて、装備の内部で気化された源流物質を回転式ガス注入器を利用して噴射されることによって、原料物質を気化させ基板を処理する表示素子製造装置のフットプリント(footprint)を縮めて、薄膜の均一度を高める。
【発明を実施するための最良の形態】
【0041】
以下、図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。
【実施例1】
【0042】
本発明の実施例1に係る蒸着装置は、図5に示したように、基板Sを載置するサセプター(susceptor)111が真空チャンバー110の内部の下部に配置され、原料ガスを噴射するガス注入器113が上部に配置された構造である。
【0043】
これらの構造は、図4とも共通するが、本発明の実施例1では、原料ガスを供給する蒸発器140が、真空チャンバー110の上面の中央部に結合される回転軸121の内部に配置されていることが最大の特徴である。
【0044】
前記回転軸121は、真空チャンバー110の内部に配置されたガス注入器113に一端が連結され、上段がキャリアガスの供給管127に連結されて、内部にガス流路124が形成され、これを通じてキャリアガスが供給されるようになっている。
【0045】
また、回転軸121の内部には、原料ガスを供給する蒸発器140を収容するための、他の部分より直径が大きい拡張部128が形成されており、前記拡張部128の下段は、ガス注入器113の内部に連結されている。
【0046】
このような回転軸121は、図示しない駆動手段によって回転されるが、回転軸121の下段に連結されたガス注入器113と共に回転しながら基板Sの上面に原料ガスを噴射することとなるので、均一な膜厚の薄膜を形成することができる。
【0047】
回転軸121と、真空チャンバー110の内部のガス注入器113とは連結されているので、外部と機密を維持するために、ハウジング120にて回転軸121を取り囲むようにし、固定されたハウジング120と回転する回転軸121間の真空シールのためにマグネティックシール123を配置した。
【0048】
マグネティックシール123は、磁性流体を利用して回転軸をシーリングする手段であり、一般的なものを使用すれば良いので、詳しい説明は省略する。
【0049】
但し、このようなマグネティックシール123に使用される磁性流体が原料ガスによって酸化されたり劣化される場合には、真空シールの性能が急激に低下してしまうので、望ましくは、パージガス流入管125をハウジング120に連結して(該ハウジング120の所定箇所にパージガスを供給し)原料ガスが磁性流体の方へ流れないようにしておくと良い。パージガスとしては、窒素ガスNや、アルゴンArや、他の非活性ガスが使用される。
【0050】
また、磁性流体は、150℃以上の温度で、性能が急激に低下してしまうので、何らかの冷却手段(図示せず)をハウジングに連結して、マグネティックシール123が設けられた辺りの温度を冷却し、マグネティックシール123を冷却する必要もある。
【0051】
一方、回転軸121の上段は、固定されたキャリアガス供給管127に連結されるので、回転軸121とキャリアガス供給管127との間にも、マグネティックシールを利用した真空シールを形成する。
【0052】
図6は、図5のIV−IV線に沿った断面図であり、ガス注入器113は図6に示すような管状に形成され、その下壁には噴射口(図5の符号114参照)が多数形成されている。なお、図6では、ガス注入器113の断面形状は長方形状であるが、長方形以外の多角形状としても、円形としても良い。
【0053】
図5に明らかなように、噴射口114の密度が中央部から周辺部へと行くほど密集するように設定されているが、そのようにしたのは、ガス注入器113の噴射圧力が中心部で高く、周辺部へ行くほど低くなるので、これを補償するためである。
【0054】
図7(a)は、ガス注入器113の斜視図を示している。但し、ガス注入器はこのような形状(一字型)に限定されるものではなく、図7(b)に示すように、第1ガス注入器113a及び第2ガス注入器113bを結合した十字型に構成したり、さらには、3つ以上の一字型ガス注入器を結合した構成にしたりすることもできる。どの形態を採択する場合においても、中心部から周辺部に行くほど、噴射口114の密度を増加させることが望ましい。
【0055】
結合する一字型ガス注入器の数が多く、基板全面積において原料ガスを均一に噴射できるのであれば、ガス注入口113は回転させずに固定しておいても良い。
【0056】
また、気化されたガスが再び凝縮することを防ぐために、蒸発器140と同一な程度の温度まで加熱するためのヒーター(図示せず)をガス注入器113に内蔵することが望ましい。
【0057】
蒸発器140は、Alq3(aluminum tris(8-hydroxyquinone))等の原料ガスを蒸発させるるつぼであって、加熱のため、それ自体にヒーター(図示せず)を備えている。前記ヒーターには、回転軸の内部に配置された第1電力供給線122aを介して電源が供給されるようになっている。蒸発器140の加熱温度は、原料物質の種類によって異なるが、通常、500℃ないし600℃程度である。
【0058】
また、気化された原料ガスを運搬する際の、キャリアガスによる温度低下を最小限にするために、蒸発器140の前段にヒーター130を設けるのが望ましい。その加熱温度は、原料物質の種類によって異なるが、通常は、100℃ないし500℃の範囲である。
【0059】
ヒーター130も蒸発器140のように、第1電力供給線122aを介して電源が供給されるが、第1電力供給線122aは、単一な供給線としても、ヒーター130及び蒸発器140の各々に連結される複数の供給線としても良い。
【0060】
また、ヒーター130及び蒸発器140には、不図示の熱電対(thermocouple)を連結して温度を感知するのが望ましく、前記熱電対(thermocouple)は、第1電力供給線122aのような方式で回転軸121の内部に設けられて外部に連結される。
【0061】
一方、前述した蒸発器140及びヒーター130に電源を供給する第1電力供給線122aは、回転軸121と共に回転する部分であるので、外部電源に連結されている第2電力供給線122bと電気的に連結するために、スリップリング(slip ring)160を利用すると良い。このスリップリング160は、回転軸と固定軸、回転軸と回転軸間の連結状態を維持するために、通常よく使用されているものである。
【0062】
ここで、図5のA部分の部分拡大図である図8を参照して、スリップリング160の構成を説明する。回転軸に連結されると共に第1電力供給線122aが結合された回転軸連結部材162と、固定軸に連結されると共に第2電力供給線122bが結合された固定軸連結部材161との間には、ベアリング(bearing)163が介装されている。回転軸連結部材162の内側には、第1電力供給線122aに連結される円形の第1接触面164が配置され、固定軸連結部材161の外側には、第2電力供給線122bに連結される円形の第2接触面165が配置されている。
【0063】
前記第1接触面164と第2接触面165の間には、スプリングまたは、弾性を有する接触端子167が介装されている。回転する側の第1接触面164と固定側の第2接触面165との電気的導通(ひいては、第1電力供給線122aと第2電力供給線122bの電気的導通)は前記接触端子167によって確保されることとなる。
【0064】
一方、図5にて符号116を付したものは、シャッターであって、ガス注入器113から噴射される原料ガスを遮断するためにガス注入器113の下方に配置される遮断膜である。このシャッター116は、製造工程を実施する際には、ガス流動の邪魔にならないように、折られた状態にされ、製造工程終了後には、図示のようにガス注入器113の下方に広げられて原料ガスの流動を遮断することとなる。
【0065】
図5では、回転軸121の内部に、1つの蒸発器140と1つのヒーター130とだけを示しているが、必要な場合には、蒸発器を2つ以上設けても良く、ヒーターを2つ以上設けても良い。例えば、複数の蒸発器140を互いに離間した状態に配置し、各蒸発器140の下方にガス注入器113を配置すると良い。つまり、図5に示すような蒸発器140等を内蔵する回転軸121、及び前記回転軸121の下端に支持されたガス注入器113等からなる組立体を、前記真空チャンバー110に複数配置するようにしても良い。
【0066】
以上のような構成の製造装置で実施される製造工程を説明する。
【0067】
まず、基板Sをサセプター(susceptor)111の上面に載置し、基板Sの上面には、所定のパターンが形成されたシャドーマスク112を付着させる。ヒーター130と蒸発器140(原料ガスを内包する蒸発器140)を加熱して一定な温度に維持する。この時、シャッター116をガス注入器113の下部に位置させ原料ガスの噴射を遮断しておく。
【0068】
次に、真空ポンピング(pumping)を実施して真空チャンバー110の内部を高真空状態にして工程雰囲気を作る。その後、シャッター116を開けると共に、回転軸121及びガス注入器113を回転させる。
【0069】
キャリアガス供給管127から供給されたキャリアガスは、ヒーター130を通過する際に予熱され、蒸発器140で気化された原料ガスを下方のガス注入器113まで運搬する。
【0070】
キャリアガス及び原料ガスは、ガス注入器113のガス拡散部115で、1次拡散された後、噴射口114から下方に噴射される。噴射された原料ガスは、基板Sの表面(シャドーフレーム112にて被覆されずに露出されている部分)に蒸着され、所定の薄膜パターンが形成される。
【0071】
所定厚さの薄膜が形成された段階で工程を終了する必要があるが、そのためには、先ず、回転軸121の回転を停止し、シャッター116をガス注入器113の下方に広げて原料ガスを遮断する。また、キャリアガスを大量注入して、真空チャンバー110の内部の圧力を高めることによって、原料物質の蒸気圧を低くして気化を抑える。
【0072】
このようなキャリアガスの大量注入を実現するには、原料ガス運搬用の通常的なキャリアガス貯蔵部150とは別に、大容量貯蔵部を設けておき、圧力調節用として使用すると良い。
【0073】
原料ガスを遮断した後、シャドーマスク112を取り除いて基板Sを搬出する。これによって製造工程が終了する。
【実施例2】
【0074】
本発明の実施例2に係る蒸着装置は、図9に示すものであるが、ここでは重複説明を省略することとし、実施例1と異なる部分だけを説明する。
【0075】
蒸発器140及びヒーター130は、最高500℃ないし600℃に加熱されるので、実施例1では、冷却手段にてマグネティックシールを冷却して、マグネティックシール123の磁性流体を保護するようにした。
【0076】
本実施例2では、ヒーター130及び蒸発器140を、回転軸121の内部ではなくガス注入器113の内部に位置させた。このような配置によって、マグネティックシール123への熱伝達を最小限にすることができる。
【0077】
このような配置のために、回転軸121に連結されるガス注入器113の中央部に、周辺部より上方へ突出された一定の空間を有する収容部129を形成して、その内部にヒーター130及び蒸発器140を位置させている。ガス注入器113の下壁に形成された噴射口114の形態は、実施例1と同一である。
【0078】
従って、回転軸121には、ガス流路124だけが形成されることとなり、実施例1のような拡張部は形成されていない。
【実施例3】
【0079】
前述した実施例1、実施例2の蒸着装置では、キャリアガスの流動経路上に、ヒーター130及び原料物質を含む蒸発器140を位置させることによって、キャリアガスがヒーター130を通過する過程で予熱された後、蒸発器140で気化された原料ガスをガス注入器113へと運搬して噴射させるように構成している。
【0080】
これに対し、本実施例3では、外部から粉末状の原料物質を供給し、ガス注入器113の内部に設けられた気化プレート180、190で、前記供給された原料物質を気化させることを特徴とする。
【0081】
図10を参照してより詳しく説明すると、内部にガス流路124を有する回転軸121の下段にガス注入器113が連結されており、そのガス注入器113の内部には、前記ガス注入器113の内部の空間を水平に分割する第1気化プレート(第1蒸発器)180、第2気化プレート(第2蒸発器)190が設けられている。
【0082】
前記第1気化プレート180及び第2気化プレート190は、外部からガス流路124を通って供給されてきた粉末原料をガス注入器113の内部で拡散させる役割をすると同時に、内蔵されたヒーターを利用して粉末原料を気化させる役割をしている。そして、第1気化プレート180、第2気化プレート190に内蔵されたヒーターは、回転軸121を貫通するように配置された第1電力供給線122aに連結され、電源が供給されるように構成されている。
【0083】
図11(a)及び(b)は、第1気化プレート180、第2気化プレート190の平面形状等を示している。これらの第1気化プレート180及び第2気化プレート190の端縁をガス注入器113の内壁に密着させることにより、ガスが、各プレート端縁とガス注入器内壁との間から漏れ出ないようにした。
【0084】
また、流入されたガスを下方の噴射口114へと流動させるために、上側の第1気化プレート180の端部近傍には第1ガス流動ホール181を形成し、下側の第2気化プレート190の中央部には第2ガス流動ホール191を形成した。このように、回転軸の内部のガス流路124を通って流入されてきた粉末原料の流動経路をできるだけ長く形成することによって、第1気化プレート180、第2気化プレート190によって十分加熱されることとなる。
【0085】
図面では、前記ガス流動ホール181、191は単一の円形ホールのように示されているが、これに限られるのではなく、例えば、多数の貫通ホールを密接させて形成しても良い。
【0086】
粉末原料は、別途の粉末原料供給部170を通じて供給されて、キャリアガス流入管127からキャリアガス供給部150を通じて供給されたキャリアガスと合流される。
【0087】
粉末原料供給部170から供給される粉末原料が一定量となるように、図12に示すように、粉末原料貯蔵タンク171の内部に定量供給スクリュー173を設けると共に、該定量供給スクリュー173によって押し出された粉末原料がキャリアガス流入管127に導くための原料供給管174を粉末原料貯蔵タンク171の下側に連結するようにした。
【0088】
前記定量供給スクリュー173は、1回転当供給される粉末原料の量を利用して原料供給量が精密に制御できて、このために、粉末原料貯蔵タンク171の外部に定量供給スクリュー173を駆動するスクリュー回転装置172を備える。つまり、前記定量供給スクリュー173が1回転された場合における粉末原料の供給量は一定量であることから、該スクリュー173の回転を制御すれば該粉末原料の供給量を精密に制御できる。本実施例では、スクリュー173の回転はスクリュー回転装置172によって制御するようにした。
【0089】
一方、粉末原料を持続的に供給するために、粉末原料貯蔵タンク171にリフィルタンク175を連結しておき、センサーを利用して自動的に粉末原料貯蔵タンク171に粉末原料を補給するようにした。
【0090】
以上のような構成の製造装置で、工程が行われる過程を説明する。
【0091】
基板Sをサセプター(susceptor)111の上面に載置した後、所定のパターンが形成されたシャドーマスク112を基板Sの上面に付着させ、一方では、気化プレート180を加熱して一定温度にしておく。この時、シャッター116をガス注入器113の下方に配置しておいて、原料ガスを遮断するようにしておくことが望ましい。
【0092】
真空ポンピング(pumping)を実施して真空チャンバー110の内部を高真空状態にして工程雰囲気を作る。その後、シャッター116を開けると共に、回転軸121及びガス注入器113を回転させる。
【0093】
この状態で、粉末原料供給部170のスクリュー回転装置171によって定量供給スクリュー173を回転させると、前記スクリュー173は、回転数に比例する量の粉末原料を原料供給管174の方へ供給する。
【0094】
原料供給管174から供給されてくる粉末原料は、キャリアガス流入管127で合流されるキャリアガスによって回転軸121の内部のガス流路124を経由してガス注入器113の内部に運ばれ、第1気化プレート180、第2気化プレート190の上面に付着される。
【0095】
第1気化プレート180、第2気化プレート190の上面に付着された粉末原料は気化され、その後、ガス流動ホール181、191を通り抜けて噴射口114から噴射される。該噴射された原料ガスは、基板Sの表面(シャドーフレーム112にて被覆されずに露出されている部分)に蒸着され、所定の薄膜パターンが形成される。
【0096】
所定厚さの薄膜が形成された段階で工程を終了する必要があるが、そのためには、先ず、回転軸121の回転を停止し、シャッター116をガス注入器113の下方に広げて原料ガスを遮断する。また、キャリアガスを大量注入して真空チャンバー110の内部の圧力を高めることによって、原料物質の蒸気圧を低くして気化を抑える。その後、シャドーマスク112を取り除いて基板Sを搬出する。これによって製造工程が終了する。
【0097】
なお、実施例3の場合には、粉末原料は、所定の厚さの薄膜蒸着に必要な量だけを定量化して投入できるので、原料物質の気化を抑えるために、キャリアガスを大量注入して蒸気圧を低くしたり、シャッターを利用して原料ガスの流動を遮断する必要性が、実施例1、実施例2に比べて少ないので、このような過程を省略することもできる。
【0098】
以上では、本発明の望ましい実施例に関してだけ説明したが、本発明がこれに限られるのではなく、当業者によって多様に変形ないし修正して実施されるので、このように変形ないし修正された実施が後述する特許請求範囲で代表される本発明の技術的思想を含むものであれば、本発明の権利範囲に属するのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0099】
【図1】有機発光ダイオード素子の一般的な断面構成図である。
【図2】従来の有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成を例示した図である。
【図3】従来の有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成を例示した図である。
【図4】従来の有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成を例示した図である。
【図5】本発明の実施例1による有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成図である。
【図6】図5のIV−IV線に沿った断面図である。
【図7(a)】(a)は、図5に使用されるガス注入器の構成図である。
【図7(b)】(b)はガス注入器の他の実施例を示した図である。
【図8】図5のA部分の拡大図である。
【図9】本発明の実施例2による有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成図である。
【図10】本発明の実施例3による有機発光ダイオード素子蒸着装置の構成図である。
【図11(a)】(a)は、第1気化プレートの平面を示した図である。
【図11(b)】(b)は、第2気化プレートの平面を示した図である。
【図12】粉末原料供給部の構成図である。
【符号の説明】
【0100】
110 真空チャンバー
111 サセプター
112 シャドーマスク
113 ガス注入器
114 噴射口
115 ガス拡散部
116 シャッター
120 ハウジング
121 回転軸
122a 第1電力供給線
122b 第2電力供給線
123 マグネティックシール
124 ガス流路
125 パージガス流入管
127 キャリアガス流入管
128 拡張部
129 収容部
130 ヒーター
140 蒸発器
150 キャリアガス供給部
160 スリップリング
170 粉末原料供給部
171 粉末原料貯蔵タンク
172 スクリュー回転装置
173 定量供給スクリュー
174 原料供給管
175 リフィルタンク
180 第1気化プレート
190 第2気化プレート
181 第1ガス流動ホール
191 第2ガス流動ホール
S 基板

【特許請求の範囲】
【請求項1】
チャンバーと;
前記チャンバー内部に配置されるサセプターと;
前記サセプターの上方に配置されると共に、多数の噴射口を有するガス注入器と;
前記ガス注入器に連結されると共に、前記多数の噴射口に連結される流路を有する軸と;
原料物質を気化させて、気化された前記原料物質を前記ガス注入器に供給する蒸発器とを備えた薄膜製造用装置。
【請求項2】
前記軸は、前記ガス注入器と共に回転できることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項3】
一端が前記蒸発器に連結され、前記軸の内部に配置された第1電力供給線、をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の薄膜製造用装置。
【請求項4】
前記第1電力供給線の他の一端に連結されるスリップリングと、前記スリップリングに連結される第2電力供給線と、をさらに備えることを特徴とする請求項3に記載の薄膜製造用装置。
【請求項5】
前記流路に連結されて、キャリアガスを供給するキャリアガス供給部をさらに備え、前記キャリアガスと気化された前記原料物質は、前記ガス注入器から噴射されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項6】
前記蒸発器の上方に配置され、前記キャリアガスを予熱するヒーターをさらに備えたことを特徴とする請求項5に記載の薄膜製造用装置。
【請求項7】
前記軸は、前記流路の直径より大きい直径を有する拡張部を有して、前記蒸発器は、前記拡張部内に配置されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項8】
前記ガス注入器は、突出された収容部を有して、前記蒸発器は、前記収容部に配置されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項9】
前記流路は、前記ガス注入器の中央部に連結されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項10】
前記多数の噴射口の密度は、前記ガス注入器の中央部で最小であって、外郭の方へ行くほど徐々に増加することを特徴とする請求項9に記載の薄膜製造用装置。
【請求項11】
前記原料物質は、有機物質を含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項12】
前記軸を取り囲むハウジングと、前記ハウジング及び前記軸の間に配置されたマグネティックシールと、を備えたことを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項13】
前記ハウジングに連結されて該ハウジングにパージガスを供給するパージガス流入管、をさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の薄膜製造用装置。
【請求項14】
前記ハウジングに連結され、前記マグネティックシールを冷却する冷却手段、をさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の薄膜製造用装置。
【請求項15】
前記ガス注入器は、内部ヒーターを含むことを特徴とする請求項1に記載の薄膜製造用装置。
【請求項16】
チャンバーと;
前記チャンバー内部に配置されるサセプターと;
前記サセプターの上方に配置されると共に、多数の噴射口を有するガス注入器と;
前記ガス注入器に連結されると共に、前記多数の噴射口に連結される流路を有する軸と;
原料物質を気化させて、気化された前記原料物質を前記ガス注入器に供給する多数の蒸発器と;
前記流路に前記原料物質を供給する原料物質供給部とを備えた薄膜製造用装置。
【請求項17】
前記原料物質供給部は、
粉末状の前記原料物質を貯蔵するタンクと;
前記タンクと前記流路を連結する原料供給管と;
少なくとも一部が前記タンクの内部に配置されるスクリューと;
前記スクリューを駆動させるスクリュー回転装置とを有することを特徴とする請求項16に記載の薄膜製造用装置。
【請求項18】
前記多数の蒸発器は、前記ガス注入器内に形成されることを特徴とする請求項16に記載の薄膜製造用装置。
【請求項19】
前記多数の蒸発器は、前記ガス注入器の内部空間を水平に区分する第1蒸発器及び第2蒸発器を有することを特徴とする請求項18に記載の薄膜製造用装置。
【請求項20】
前記第1蒸発器の端部には、多数の第1ガス流動ホールが形成されて、前記第2蒸発器の中心部には、多数の第2ガス流動ホールが形成されることを特徴とする請求項19に記載の薄膜製造用装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7(a)】
image rotate

【図7(b)】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate

【図11(a)】
image rotate

【図11(b)】
image rotate

【図12】
image rotate


【公開番号】特開2006−124837(P2006−124837A)
【公開日】平成18年5月18日(2006.5.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−312875(P2005−312875)
【出願日】平成17年10月27日(2005.10.27)
【出願人】(504210651)チュサン エンジニアリング コー リミテッド (7)
【Fターム(参考)】