JP2005082880A - 有機ｅｌ発光装置の成膜設備 - Google Patents
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Abstract
【課題】 有機ＥＬ発光装置の成膜設備の提供。
【解決手段】 蒸着源機構（１０）、混合チャンバ機構（２０）、中空回転軸機構（３０）、微調整機構（４０）、及び真空機構（５０）で組成された有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、該中空回転軸機構（３０）が、中空回転軸（３１）と伝動ユニット（３３）を具え、該中空回転軸（３１）の一端は混合チャンバ機構（２０）に枢設され、もう一端は回転走査アーム（３２）に固定され、該回転走査アーム（３２）の表面に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、該伝動ユニット（３３）は駆動源（３３０）と伝動体（３３１）を具え、該伝動体（３３１）が該中空回転軸（３１）を囲み、該駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）を駆動して回転させる。
【選択図】 図５
【解決手段】 蒸着源機構（１０）、混合チャンバ機構（２０）、中空回転軸機構（３０）、微調整機構（４０）、及び真空機構（５０）で組成された有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、該中空回転軸機構（３０）が、中空回転軸（３１）と伝動ユニット（３３）を具え、該中空回転軸（３１）の一端は混合チャンバ機構（２０）に枢設され、もう一端は回転走査アーム（３２）に固定され、該回転走査アーム（３２）の表面に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、該伝動ユニット（３３）は駆動源（３３０）と伝動体（３３１）を具え、該伝動体（３３１）が該中空回転軸（３１）を囲み、該駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）を駆動して回転させる。
【選択図】 図５
Description
本発明は一種の成膜設備に係り、特に、回転走査方式で装置基板上に均一な膜厚を形成する有機ＥＬ発光装置の成膜設備に関する。
半導体工業、電子工業及び機械工業領域にあって、使用する装置にある種の特性を付与するために、よく使用される方式は「蒸着処理」により装置表面に一層の薄膜を堆積させる方式である。
いわゆる蒸着処理とは、蒸着を実行するための蒸着室、及び蒸着に必要な真空度を提供するための真空システムで組成され、蒸着室内で採用する固体蒸着材料を坩堝内に放置し、且つこの導電材料で形成された坩堝を外界の直流電源と接続する。適当な直流電源を坩堝に流した後、坩堝が電気抵抗効果により熱を発生することを利用し、坩堝内の蒸着材料を加熱して蒸着材料の融点まで加熱する。この時、もともと固体の蒸着材料の蒸着能力は非常に強く、その蒸気（蒸着材料分子）を利用し、蒸着源上方のあまり遠くない場所に置いた基板に対して薄膜堆積を行なう。
現在、有機ＥＬ発光装置（ＯＬＥＤ）の生産方法中、比較的よく使用されているのは、点蒸着、線蒸着、ＯＶＰＤ（ＯＶＰＤ；Ｏｒｇａｎｉｃ ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＤＳＰ（Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｃａｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ）である。
図１は伝統的な点蒸着構造表示図である。図示されるように、それは坩堝Ａを具え、坩堝Ａの上方の適当な距離に蒸着される基板Ｂを置き、マスクＣを組み合わせて坩堝Ａより蒸発した蒸気Ｄを基板Ｂ表面に蒸着させて、薄膜を形成する。
蒸着過程中に蒸気Ｄの蒸発の方向は一致せず、このため基板Ｂの薄膜厚さを均一とするため、基板Ｂを不断に回転させなければならない。しかし基板ＢはマスクＣの精密アライメントの問題を有しているため、基板Ｂは固定されて不動とされるのが最も好ましく、並びに有機ＥＬ発光装置を製作する時、基板Ｂに直接加熱して膜厚の緻密性を増せば、装置の寿命を延長することができるが、基板Ｂ回転の工程中に加熱器とサーモカップルを増設するとなると、構造上の設計が相当に複雑となる。このほかこの点蒸着法は蒸着材料を補充する時、通常窒素ガスを真空チャンバに通入して、真空チャンバ内部圧力を大気圧力と同じとしなければ補充が行なえず、このため材料使用効率が極めて低くなる。
蒸着過程中に蒸気Ｄの蒸発の方向は一致せず、このため基板Ｂの薄膜厚さを均一とするため、基板Ｂを不断に回転させなければならない。しかし基板ＢはマスクＣの精密アライメントの問題を有しているため、基板Ｂは固定されて不動とされるのが最も好ましく、並びに有機ＥＬ発光装置を製作する時、基板Ｂに直接加熱して膜厚の緻密性を増せば、装置の寿命を延長することができるが、基板Ｂ回転の工程中に加熱器とサーモカップルを増設するとなると、構造上の設計が相当に複雑となる。このほかこの点蒸着法は蒸着材料を補充する時、通常窒素ガスを真空チャンバに通入して、真空チャンバ内部圧力を大気圧力と同じとしなければ補充が行なえず、このため材料使用効率が極めて低くなる。
また、図２は伝統的な線蒸着構造表示図である。図示されるように、線蒸着と点蒸着の異なるところは、坩堝Ａ１が長條状とされ、且つ坩堝Ａ１の下方が線形スライドレールＥにより横方向移動可能とされ、坩堝Ａ１上方に設けられた基板Ｂ１は固定され不動であり、長條状の坩堝Ａ１の蒸発する蒸気Ｄ１が直線状を呈することを利用し、横向き移動により蒸気Ｄ１を基板Ｂ１の表面に蒸着させて薄膜を形成する。
しかし、この線蒸着は、基板Ｂ１を固定して不動とし、蒸着時の精密性を高められるが、その欠点は横向き走査の線形スライドレールＥを配置するための余分の空間を必要とし、これにより線形走査設備体積が一般の伝統的な蒸着方式（例えば点蒸着法）の二倍となり、このためクリーンルームの建造コストが増した。
しかし、この線蒸着は、基板Ｂ１を固定して不動とし、蒸着時の精密性を高められるが、その欠点は横向き走査の線形スライドレールＥを配置するための余分の空間を必要とし、これにより線形走査設備体積が一般の伝統的な蒸着方式（例えば点蒸着法）の二倍となり、このためクリーンルームの建造コストが増した。
また、図３は伝統的なＯＶＰＤ構造表示図である。図示されるように、それは蒸気タンクＦを具え、該蒸気タンクＦ内に蒸着材料Ｇが放置され且つ低反応性のキャリアガス（Ｃａｒｒｉａ Ｇａｓ）Ｈ（例えばＨ2 ）が通入され、蒸気タンクＦの下方に加熱器Ａ２が設置され、加熱器Ａ２を利用して蒸気タンクＦ内の蒸着材料Ｇを加熱してそれに蒸気Ｄ２を形成させ、この蒸気Ｄ”が低反応性のキャリアガスＨにより面状のシャワーヘッドＪ内に送られ、さらにシャワーヘッドＪのシャワー孔Ｋより蒸気Ｄ２が基板Ｂ２表面に蒸着され、薄膜を形成する。
このような成膜技術は面状のシャワーヘッドＪの面積が非常に大きく且つ十分に基板Ｂ２に接近するため、その熱量が基板Ｂ２に累積しやすく、基板Ｂ２の熱損傷を形成する。このほか、シャワーヘッドＪは固定されて不動であり、膜厚を均一とするためには基板Ｂ２を不断に回転させなければならず、このため蒸着パターン再現性不足の問題を有する。さらに、成膜過程中にあって各蒸着材料の蒸着速度はキャリアガスＨの流量により推算するしかなく、且つこの推算データを蒸着源にフィードバックしてクローズ回路コントロールを行なうことができない。また基板Ｂ２の製造工程中に不断に回転させるため、加熱器とサーモカップルの取り付けが行なえず、有機ＥＬ発光装置を製作する時に膜厚の緻密性を増すことができず、装置の寿命を制限することになった。
このような成膜技術は面状のシャワーヘッドＪの面積が非常に大きく且つ十分に基板Ｂ２に接近するため、その熱量が基板Ｂ２に累積しやすく、基板Ｂ２の熱損傷を形成する。このほか、シャワーヘッドＪは固定されて不動であり、膜厚を均一とするためには基板Ｂ２を不断に回転させなければならず、このため蒸着パターン再現性不足の問題を有する。さらに、成膜過程中にあって各蒸着材料の蒸着速度はキャリアガスＨの流量により推算するしかなく、且つこの推算データを蒸着源にフィードバックしてクローズ回路コントロールを行なうことができない。また基板Ｂ２の製造工程中に不断に回転させるため、加熱器とサーモカップルの取り付けが行なえず、有機ＥＬ発光装置を製作する時に膜厚の緻密性を増すことができず、装置の寿命を制限することになった。
また、図４は伝統的なＤＳＰ構造表示図である。図示されるように、それは横向き移動するシャワーヘッドＪ１を具え、このシャワーヘッドＪ１内の蒸気Ｄ３の形成は、ＯＶＰＤ方式と同じであるため説明を省略する。シャワーヘッドＪ１のシャワー孔Ｋ１を利用し、蒸気Ｄ３をマスクＣ３を透過させて基板Ｂ３の表面に蒸着させて、薄膜を形成する。
このような成膜技術は線蒸着と同様の欠点を有しており、いずれも横向き走査の線性スライドレール（図示せず）を配置する余分の空間を必要とし、この線形走査設備体積は一般の伝統的な蒸着方式（例えば点蒸着）の約二倍となり、このためクリーンルームの建造コストが増加する。
及び、成膜過程で、ＯＶＰＤと同じ欠点を有する。各蒸着の蒸着速度はキャリアガスＨの流量により推算するしかなく、且つこの推算データを蒸着源にフィードバックしてクローズ回路制御を行なうことができない。
このような成膜技術は線蒸着と同様の欠点を有しており、いずれも横向き走査の線性スライドレール（図示せず）を配置する余分の空間を必要とし、この線形走査設備体積は一般の伝統的な蒸着方式（例えば点蒸着）の約二倍となり、このためクリーンルームの建造コストが増加する。
及び、成膜過程で、ＯＶＰＤと同じ欠点を有する。各蒸着の蒸着速度はキャリアガスＨの流量により推算するしかなく、且つこの推算データを蒸着源にフィードバックしてクローズ回路制御を行なうことができない。
総合すると、膜圧に均一性を具備させ且つ装置寿命及び製造設備の問題を考慮すると、成膜過程中で最も好ましいのは基板を不動に保持し、且つ蒸着源を定点回転走査する方式である。
本発明の主要な目的は、上述の欠点を解決し、欠点の存在を無くすことにある。即ち、本発明は基板表面の膜厚に均一性を具備させ、且つ蒸着パターンの精密性不足の状況の発生を防止し、これにより蒸着時に基板を固定して不動とする。本発明は伝動ユニットを利用して中空回転軸を駆動して回転させ、回転走査アームにより回転走査の方式で基板の表面に堆積を行なわせ、基板表面のどの部分に対しても十分に均一な蒸着が行なえるようにする。
請求項１の発明は、蒸着源機構（１０）、混合チャンバ機構（２０）、中空回転軸機構（３０）、微調整機構（４０）、及び真空機構（５０）で組成された有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、
該中空回転軸機構（３０）が、中空回転軸（３１）と伝動ユニット（３３）を具え、
該中空回転軸（３１）の一端は混合チャンバ機構（２０）に枢設され、もう一端は回転走査アーム（３２）に固定され、該回転走査アーム（３２）の表面に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、
該伝動ユニット（３３）は駆動源（３３０）と伝動体（３３１）を具え、該伝動体（３３１）が該中空回転軸（３１）を囲み、該駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）を駆動して回転させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、蒸着源機構（１０）が加熱管（１２）を具え、該加熱管（１２）の二つの坩堝（１１）、（１１’）との接続が、コントロールバルブ（１５）、（１６）により切り換えられ、該二つの坩堝（１１）、（１１’）が共同で一つのマスフローコントローラ（１３）を使用することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、混合チャンバ機構（２０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）を具え、その内部が略漏斗状を呈する中空槽（２１０）とされ、底部に開口（２１１）を具え、且つ該開口（２１１）の近隣部分にゲート（２１２）が設けられ、該ゲート（２１２）により蒸気（Ｍ）の流出と非流出が制御されることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に略球状を呈するフォーカスチャンバ（２２）が設けられ、該フォーカスチャンバ（２２）の表面が円弧を呈する設計とされ、これにより坩堝（１１）の加熱管（１２）とどのような角度で接続されても、開口（２１１）にアライメントでき、フォーカシングを達成できることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に蒸着率モニタ手段（２３）が設けられ、蒸着率により坩堝（１１）温度を調整し、蒸着率を一定範囲内に維持すると共に、各蒸着材料の占有比率を実際に知って共同蒸着時に精密にドープ量を制御することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の上端と下端に磁液軸（３４’）、（３４）が設けられて温度コントロール式中空チャンバ（２１）と中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続され、中空蒸着チャンバ（Ｎ）の回転時の漏気現象を防止したことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、微調整機構（４０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に設置され、該微調整機構（４０）は弾性体（４１）、載置板（４２）、調整手段（４３）で組成され、該載置板（４２）は該調整手段（４３）を利用して中空回転軸（３１）の上端と下端の磁液軸（３４’）、（３４）に固定され、且つ該載置板（４２）の上に弾性体（４１）が放置され、該弾性体（４１）の別端が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に当接し、該調整手段（４３）により磁液軸（３４’）、（３４）両側の高さが調整されることにより、上下の二つの磁液軸（３４’）、（３４）が中空回転軸（３１）に套設される時に発生する不同心の状況とそれによる中空回転軸（３１）回転時の磁液軸（３４’）、（３４）の磨損が防止されたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、弾性体（４１）と調整手段（４３）がそれぞれ圧縮バネ状風箱及び調整ボルトとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、真空機構（５０）が抽気源（５１）及び抽気管路（５２）を具え、且つ抽気管路が該中空蒸着チャンバ（Ｎ）と温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に接続され、該抽気源（５１）が駆動されて抽気管路（５２）を介して二つのチャンバ内の空気を抜き取り、真空状態を形成させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、抽気源（５１）がポンプとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１１の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が回転走査アーム（３２）の両端近くほど大きく設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１２の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が同じとされ、且つシャワー孔（３２０）の数が回転走査アーム（３２）の両端近くほど多く設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１３の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の内部に軸心（３１０）が挿入され、蒸気（Ｍ）の流通に供され、これにより該軸心（３１０）を洗浄する必要がある時に、直接軸心（３１０）を新しいものに交換でき、洗浄の面倒を無くしたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
該中空回転軸機構（３０）が、中空回転軸（３１）と伝動ユニット（３３）を具え、
該中空回転軸（３１）の一端は混合チャンバ機構（２０）に枢設され、もう一端は回転走査アーム（３２）に固定され、該回転走査アーム（３２）の表面に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、
該伝動ユニット（３３）は駆動源（３３０）と伝動体（３３１）を具え、該伝動体（３３１）が該中空回転軸（３１）を囲み、該駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）を駆動して回転させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、蒸着源機構（１０）が加熱管（１２）を具え、該加熱管（１２）の二つの坩堝（１１）、（１１’）との接続が、コントロールバルブ（１５）、（１６）により切り換えられ、該二つの坩堝（１１）、（１１’）が共同で一つのマスフローコントローラ（１３）を使用することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、混合チャンバ機構（２０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）を具え、その内部が略漏斗状を呈する中空槽（２１０）とされ、底部に開口（２１１）を具え、且つ該開口（２１１）の近隣部分にゲート（２１２）が設けられ、該ゲート（２１２）により蒸気（Ｍ）の流出と非流出が制御されることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に略球状を呈するフォーカスチャンバ（２２）が設けられ、該フォーカスチャンバ（２２）の表面が円弧を呈する設計とされ、これにより坩堝（１１）の加熱管（１２）とどのような角度で接続されても、開口（２１１）にアライメントでき、フォーカシングを達成できることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項５の発明は、請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に蒸着率モニタ手段（２３）が設けられ、蒸着率により坩堝（１１）温度を調整し、蒸着率を一定範囲内に維持すると共に、各蒸着材料の占有比率を実際に知って共同蒸着時に精密にドープ量を制御することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の上端と下端に磁液軸（３４’）、（３４）が設けられて温度コントロール式中空チャンバ（２１）と中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続され、中空蒸着チャンバ（Ｎ）の回転時の漏気現象を防止したことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、微調整機構（４０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に設置され、該微調整機構（４０）は弾性体（４１）、載置板（４２）、調整手段（４３）で組成され、該載置板（４２）は該調整手段（４３）を利用して中空回転軸（３１）の上端と下端の磁液軸（３４’）、（３４）に固定され、且つ該載置板（４２）の上に弾性体（４１）が放置され、該弾性体（４１）の別端が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に当接し、該調整手段（４３）により磁液軸（３４’）、（３４）両側の高さが調整されることにより、上下の二つの磁液軸（３４’）、（３４）が中空回転軸（３１）に套設される時に発生する不同心の状況とそれによる中空回転軸（３１）回転時の磁液軸（３４’）、（３４）の磨損が防止されたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項８の発明は、請求項７記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、弾性体（４１）と調整手段（４３）がそれぞれ圧縮バネ状風箱及び調整ボルトとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、真空機構（５０）が抽気源（５１）及び抽気管路（５２）を具え、且つ抽気管路が該中空蒸着チャンバ（Ｎ）と温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に接続され、該抽気源（５１）が駆動されて抽気管路（５２）を介して二つのチャンバ内の空気を抜き取り、真空状態を形成させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１０の発明は、請求項９記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、抽気源（５１）がポンプとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１１の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が回転走査アーム（３２）の両端近くほど大きく設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１２の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が同じとされ、且つシャワー孔（３２０）の数が回転走査アーム（３２）の両端近くほど多く設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
請求項１３の発明は、請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の内部に軸心（３１０）が挿入され、蒸気（Ｍ）の流通に供され、これにより該軸心（３１０）を洗浄する必要がある時に、直接軸心（３１０）を新しいものに交換でき、洗浄の面倒を無くしたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備としている。
本発明は従来の技術の欠点を解決し、欠点の存在を無くした有機ＥＬ発光装置の成膜設備を提供しており、それは、基板表面の膜厚に均一性を具備させ、且つ蒸着パターンの精密性不足の状況の発生を防止し、これにより蒸着時に基板を固定して不動とする。本発明は伝動ユニットを利用して中空回転軸を駆動して回転させ、回転走査アームにより回転走査の方式で基板の表面に堆積を行なわせ、基板表面のどの部分に対しても十分に均一な蒸着が行なえるようにした成膜設備である。
図５は本発明の成膜設備構造表示図である。図示されるように、本発明は、蒸着源機構（１０）、混合チャンバ機構（２０）、中空回転軸機構（３０）、微調整機構（４０）、及び真空機構（５０）で組成されている。
該蒸着源機構（１０）は少なくとも一組の坩堝（１１）を具え、該坩堝（１１）は蒸気（Ｍ）（蒸着材料分子）を保存するのに用いられ、該坩堝（１１）に加熱管（１２）とマスフローコントローラ（１３）が外接され、また該マスフローコントローラ（１３）はキャリアガス（１４）（Ｎ2 ）に接続され、該キャリアガス（１４）は坩堝（１１）内の蒸気（Ｍ）を加熱管（１２）を介して該混合チャンバ機構（２０）内に伝送するのに供される。そのうち該マスフローコントローラ（１３）（Ｍａｓｓ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ；ＭＦＣ）は、キャリアガス（１４）の流量を制御して堆積速度を制御するのに用いられる。
また、該混合チャンバ機構（２０）は、温度コントロール式中空チャンバ（２１）とフォーカスチャンバ（２２）、蒸着率モニタ手段（２３）を具えている。
該温度コントロール式中空チャンバ（２１）は、その内部が略漏斗状を呈する中空槽（２１０）とされ、底部に開口（２１１）を具え、且つ該開口（２１１）の近隣部分にゲート（２１２）が設けられ、該ゲート（２１２）により蒸気（Ｍ）（蒸着材料分子）の流出と非流出が制御される。
該温度コントロール式中空チャンバ（２１）は、その内部が略漏斗状を呈する中空槽（２１０）とされ、底部に開口（２１１）を具え、且つ該開口（２１１）の近隣部分にゲート（２１２）が設けられ、該ゲート（２１２）により蒸気（Ｍ）（蒸着材料分子）の流出と非流出が制御される。
該フォーカスチャンバ（２２）は略球状を呈し、該フォーカスチャンバ（２２）の表面が円弧を呈する設計とされ、これにより坩堝（１１）の加熱管（１２）とどのような角度で接続されても、開口（２１１）にアライメントでき、フォーカシングの目的を達成できる。
該蒸着率モニタ手段（２３）は、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に設けられ、それは、各蒸着材料の蒸着率をモニタリングし、蒸着率により坩堝（１１）温度を調整し、蒸着率を一定範囲内に維持すると共に、各蒸着材料の占有比率を実際に知って共同蒸着時に精密にドープ量を制御するのに供される。
別に、中空回転軸機構（３０）は、中空回転軸（３１）、伝動ユニット（３３）、少なくとも一つの磁液軸（３４’）、（３４）（Ｆｅｒｒｏｆｌｕｉｄ）を具えている。
該中空回転軸（３１）は、その一端が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の開口（２１１）に枢設され、もう一端が扇形を呈する回転走査アーム（３２）に固定され、且つ該回転走査アーム（３２）が中空蒸着チャンバ（Ｎ）内に設置され、図６の本発明の回転走査アーム構造表示図に示されるように、該回転走査アーム（３２）の基板Ｎ１表面に対応する一側に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、且つ該シャワー孔（３２０）の孔径が回転走査アーム（３２）の両端に近づくほど大きく設けられている。
該伝動ユニット（３３）は、駆動源（３３０）（モータとされうる）及び伝動体（３３１）（伝動ベルトとされうる）を具え、且つ該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）に套設され、駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）により中空回転軸（３１）を駆動し回転させる。
少なくとも一つの磁液軸（３４’）、（３４）は、中空回転軸（３１）の上下両端に套設され、また該磁液軸（３４’）、（３４）はそれぞれ温度コントロール式中空チャンバ（２１）及び中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続されている。磁液軸（３４’）、（３４）内部には緊密な微小磁性粒子が分散され、これらの磁性粒子が磁場の変化に伴い迅速に変化し、この磁性粒子の作用により、中空回転軸（３１）に外部から内部に伝送される時の良好な気密性が提供され、漏気現象の発生を防止する。
また、該微調整機構（４０）は図１０に示されるように、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に設置され、弾性体（４１）（圧縮ばね状風箱とされうる）、載置板（４２）、調整手段（４３）（調整ボルトとされうる）で組成され、そのうち載置板（４２）は該調整手段（４３）を利用して磁液軸（３４’）に固定され、且つ載置板（４２）に弾性体（４１）が載置され、該弾性体（４１）の別端が該温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に当接している。
該調整手段（４３）により磁液軸（３４’）、（３４）両側の高さが調整されることにより、上下の二つの磁液軸（３４’）、（３４）が中空回転軸（３１）に套設される時に発生する不同心の状況とそれによる中空回転軸（３１）回転時の磁液軸（３４’）、（３４）の磨損が防止される。
また、真空機構（５０）は抽気源（５１）（ポンプとされうる）及び抽気管路（５２）を具え、且つ抽気管路（５２）が該中空蒸着チャンバ（Ｎ）と温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に接続され、該抽気源（５１）が駆動されて抽気管路（５２）を介して二つのチャンバ内の空気を抜き取り、真空状態を形成させる。
以上の各機構で組成された本発明は以下の機能を有する。
本発明はキャリアガス（１４）を利用して坩堝（１１）内の蒸気（Ｍ）（蒸着材料分子）を加熱管（１２）を介して混合チャンバ機構（２０）の温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に送り、且つフォーカスチャンバ（２２）表面の円弧設計を利用し、フォーカスチャンバ（２２）を加熱管（１２）と任意の角度で接続して開口（２１１）にアライメントさせ、フォーカシングの目的を達成する。
このとき、ゲート（２１２）が開かれ（図７の本発明の混合チャンバ機構表示図を参照されたい）、蒸気Ｍ（蒸着材料分子）が該開口（２１１）より中空回転軸（３１）の回転走査アーム（３２）内に流入し、回転走査アーム（３２）が表面に設けられた複数のシャワー孔（３２０）より蒸気Ｍ（蒸着材料分子）を基板Ｎ１表面にシャワーし、基板表面に成膜する。特に、本発明は該基板Ｎ１表面の膜厚に均一性を具備させると共に、蒸着パターンの再現性不足の状況の発生を防止するため、蒸着時に基板Ｎ１を固定して不動とし、伝動ユニット（３３）を利用し中空回転軸（３１）を回転させ、回転走査アーム（３２）に回転走査の方式で基板Ｎ１表面に対して堆積を行なわせ、これにより基板Ｎ１表面のどの場所であっても十分に均一な蒸着をえられるようにしている。
さらに、該中空回転軸（３１）は二つの磁液軸（３４’）、（３４）により温度コントロール式中空チャンバ（２１）と中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続され、これにより中空回転軸（３１）の回転時の漏気現象が防止される。
本発明はキャリアガス（１４）を利用して坩堝（１１）内の蒸気（Ｍ）（蒸着材料分子）を加熱管（１２）を介して混合チャンバ機構（２０）の温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に送り、且つフォーカスチャンバ（２２）表面の円弧設計を利用し、フォーカスチャンバ（２２）を加熱管（１２）と任意の角度で接続して開口（２１１）にアライメントさせ、フォーカシングの目的を達成する。
このとき、ゲート（２１２）が開かれ（図７の本発明の混合チャンバ機構表示図を参照されたい）、蒸気Ｍ（蒸着材料分子）が該開口（２１１）より中空回転軸（３１）の回転走査アーム（３２）内に流入し、回転走査アーム（３２）が表面に設けられた複数のシャワー孔（３２０）より蒸気Ｍ（蒸着材料分子）を基板Ｎ１表面にシャワーし、基板表面に成膜する。特に、本発明は該基板Ｎ１表面の膜厚に均一性を具備させると共に、蒸着パターンの再現性不足の状況の発生を防止するため、蒸着時に基板Ｎ１を固定して不動とし、伝動ユニット（３３）を利用し中空回転軸（３１）を回転させ、回転走査アーム（３２）に回転走査の方式で基板Ｎ１表面に対して堆積を行なわせ、これにより基板Ｎ１表面のどの場所であっても十分に均一な蒸着をえられるようにしている。
さらに、該中空回転軸（３１）は二つの磁液軸（３４’）、（３４）により温度コントロール式中空チャンバ（２１）と中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続され、これにより中空回転軸（３１）の回転時の漏気現象が防止される。
このほか、図８の本発明の回転走査アームの別の機構表示図に示されるように、回転走査アーム（３２）の表面の複数のスプレー孔（３２０）は孔径が同じとされて、スプレー孔（３２０）の個数が回転走査アーム（３２）の両端ほど多くなるよう設けられ得る。
また、図９の本発明の蒸着源機構の別の機構表示図においては、該蒸着源機構（１０）は加熱管（１２）を具え、該加熱管（１２）は二つの坩堝（１１）、（１１’）に接続され、二つのコントロールバルブ（１５）、（１６）を利用した切り換えにより、そのうち一つの坩堝（１１）内の材料を使用完了後に、即刻もう一つの坩堝（１１’）の使用に切り換え、且つ二つの坩堝（１１）、（１１’）は共同でマスフローコントローラ（１３）を使用するものとされる。
また、図９の本発明の蒸着源機構の別の機構表示図においては、該蒸着源機構（１０）は加熱管（１２）を具え、該加熱管（１２）は二つの坩堝（１１）、（１１’）に接続され、二つのコントロールバルブ（１５）、（１６）を利用した切り換えにより、そのうち一つの坩堝（１１）内の材料を使用完了後に、即刻もう一つの坩堝（１１’）の使用に切り換え、且つ二つの坩堝（１１）、（１１’）は共同でマスフローコントローラ（１３）を使用するものとされる。
これにより、ダブル蒸着源機構（１０）の設計により、生産時に材料を交換することができ、大幅に生産時間を短縮できる。
また、図１０は本発明の別の中空回転軸表示図であり、該中空回転軸（３１）の内部には軸心（３１０）が設けられ、蒸気Ｍ（蒸着材料分子）の流通に供され、これにより該軸心（３１０）を洗浄する必要がある時は、直接新しい軸心（３１０）に交換すればよく、洗浄の面倒を省くことができる。
また、図１０は本発明の別の中空回転軸表示図であり、該中空回転軸（３１）の内部には軸心（３１０）が設けられ、蒸気Ｍ（蒸着材料分子）の流通に供され、これにより該軸心（３１０）を洗浄する必要がある時は、直接新しい軸心（３１０）に交換すればよく、洗浄の面倒を省くことができる。
（１０）蒸着源機構
（１１）、（１１’）坩堝
（１２）加熱管
（１３）マスフローコントローラ
（１５）、（１６）コントロールバルブ
（２０）混合チャンバ機構
（２１）温度コントロール式中空チャンバ
（２１０）中空槽
（２１１）開口
（２１２）ゲート
（２２）フォーカスチャンバ
（２３）蒸着率モニタ手段
（３０）中空回転軸機構
（３１）中空回転軸
（３１０）軸心
（３２）回転走査アーム
（３２０）シャワー孔
（３３）伝動ユニット
（３３０）駆動源
（３３１）伝動体
（３４’）、（３４）磁液軸
（４０）微調整機構
（４１）弾性体
（４２）載置板
（４３）調整手段
（５０）真空機構
（５１）抽気源
（５２）抽気管路
（Ｍ）蒸気
（１１）、（１１’）坩堝
（１２）加熱管
（１３）マスフローコントローラ
（１５）、（１６）コントロールバルブ
（２０）混合チャンバ機構
（２１）温度コントロール式中空チャンバ
（２１０）中空槽
（２１１）開口
（２１２）ゲート
（２２）フォーカスチャンバ
（２３）蒸着率モニタ手段
（３０）中空回転軸機構
（３１）中空回転軸
（３１０）軸心
（３２）回転走査アーム
（３２０）シャワー孔
（３３）伝動ユニット
（３３０）駆動源
（３３１）伝動体
（３４’）、（３４）磁液軸
（４０）微調整機構
（４１）弾性体
（４２）載置板
（４３）調整手段
（５０）真空機構
（５１）抽気源
（５２）抽気管路
（Ｍ）蒸気
Claims (13)
- 蒸着源機構（１０）、混合チャンバ機構（２０）、中空回転軸機構（３０）、微調整機構（４０）、及び真空機構（５０）で組成された有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、 該中空回転軸機構（３０）が、中空回転軸（３１）と伝動ユニット（３３）を具え、
該中空回転軸（３１）の一端は混合チャンバ機構（２０）に枢設され、もう一端は回転走査アーム（３２）に固定され、該回転走査アーム（３２）の表面に複数のシャワー孔（３２０）が設けられ、
該伝動ユニット（３３）は駆動源（３３０）と伝動体（３３１）を具え、該伝動体（３３１）が該中空回転軸（３１）を囲み、該駆動源（３３０）が該伝動体（３３１）を駆動し回転させ、該伝動体（３３１）が中空回転軸（３１）を駆動して回転させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。 - 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、蒸着源機構（１０）が加熱管（１２）を具え、該加熱管（１２）の二つの坩堝（１１）、（１１’）との接続が、コントロールバルブ（１５）、（１６）により切り換えられ、該二つの坩堝（１１）、（１１’）が共同で一つのマスフローコントローラ（１３）を使用することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、混合チャンバ機構（２０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）を具え、その内部が略漏斗状を呈する中空槽（２１０）とされ、底部に開口（２１１）を具え、且つ該開口（２１１）の近隣部分にゲート（２１２）が設けられ、該ゲート（２１２）により蒸気（Ｍ）の流出と非流出が制御されることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
。 - 請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に略球状を呈するフォーカスチャンバ（２２）が設けられ、該フォーカスチャンバ（２２）の表面が円弧を呈する設計とされ、これにより坩堝（１１）の加熱管（１２）とどのような角度で接続されても、開口（２１１）にアライメントでき、フォーカシングを達成できることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項３記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、温度コントロール式中空チャンバ（２１）の上方に蒸着率モニタ手段（２３）が設けられ、蒸着率により坩堝（１１）温度を調整し、蒸着率を一定範囲内に維持すると共に、各蒸着材料の占有比率を実際に知って共同蒸着時に精密にドープ量を制御することを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の上端と下端に磁液軸（３４’）、（３４）が設けられて温度コントロール式中空チャンバ（２１）と中空蒸着チャンバ（Ｎ）に接続され、中空蒸着チャンバ（Ｎ）の回転時の漏気現象を防止したことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、微調整機構（４０）が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に設置され、該微調整機構（４０）は弾性体（４１）、載置板（４２）、調整手段（４３）で組成され、該載置板（４２）は該調整手段（４３）を利用して中空回転軸（３１）の上端と下端の磁液軸（３４’）、（３４）に固定され、且つ該載置板（４２）の上に弾性体（４１）が放置され、該弾性体（４１）の別端が温度コントロール式中空チャンバ（２１）の底部に当接し、該調整手段（４３）により磁液軸（３４’）、（３４）両側の高さが調整されることにより、上下の二つの磁液軸（３４’）、（３４）が中空回転軸（３１）に套設される時に発生する不同心の状況とそれによる中空回転軸（３１）回転時の磁液軸（３４’）、（３４）の磨損が防止されたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項７記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、弾性体（４１）と調整手段（４３）がそれぞれ圧縮バネ状風箱及び調整ボルトとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、真空機構（５０）が抽気源（５１）及び抽気管路（５２）を具え、且つ抽気管路が該中空蒸着チャンバ（Ｎ）と温度コントロール式中空チャンバ（２１）内に接続され、該抽気源（５１）が駆動されて抽気管路（５２）を介して二つのチャンバ内の空気を抜き取り、真空状態を形成させることを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項９記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、抽気源（５１）がポンプとされたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が回転走査アーム（３２）の両端近くほど大きく設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、シャワー孔（３２０）の孔径が同じとされ、且つシャワー孔（３２０）の数が回転走査アーム（３２）の両端近くほど多く設けられたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
- 請求項１記載の有機ＥＬ発光装置の成膜設備において、中空回転軸（３１）の内部に軸心（３１０）が挿入され、蒸気（Ｍ）の流通に供され、これにより該軸心（３１０）を洗浄する必要がある時に、直接軸心（３１０）を新しいものに交換でき、洗浄の面倒を無くしたことを特徴とする、有機ＥＬ発光装置の成膜設備。
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2003
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