JP2006063446A - 有機物蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができる有機物蒸着装置を提供するためのものである。
【解決手段】 本発明の有機物蒸着装置は胴体を成し、基板を地面に対し、７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにするチャンバと、前記基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなる有機物格納部と、前記基板上に蒸着する有機物を噴射する有機物噴射ノズル部と、前記有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる連結ラインと、前記有機物格納部、有機物噴射ノズル部及び連結ライン中の少なくとも前記有機物噴射ノズルを垂直方向に移動させることができる移送装置を備えてなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機半導体素子などの有機薄膜形成のための有機物蒸着装置に関し、より詳しくは、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着し、有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、均一な厚さの有機薄膜を形成することができる有機物蒸着装置に関する。

一般に、有機電界発光素子（ＯＬＥＤ、Ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）などを含む有機半導体素子の有機薄膜は、低分子有機物質を真空中から蒸発させて有機薄膜を形成する方法と、高分子有機物質を溶剤に溶解した後、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、ディップコーティング（ｄｉｐ ｃｏａｔｉｎｇ）、ダクターブレーティング、インクジェットプリンティングなどを用いて有機薄膜を形成する方法とに大別される。

前記の方法のうち、真空で低分子有機物質からなる薄膜を製作する場合には、形成しようとする形状の開口部を有するシャドーマスクパターン（ｓｈａｄｏｗ ｍａｓｋ ｐａｔｔｅｒｎ）を基板の前に整列し、前記基板に有機物質を蒸着することにより、前記基板上に有機薄膜を製作することになる。

前記のような低分子有機物質からなる有機薄膜の製造方法としては、点型有機物蒸着源を用いる方法と、線型有機物蒸着源を用いる方法などがある。

しかし、前記のような点型または線型の有機源物蒸着源を用いて大型基板上に有機薄膜を形成する場合には、前記基板と蒸発源との間の距離が共に増加することになり、前記基板と蒸発源との間の距離の増加は前記基板上に形成される有機薄膜の均一性が低下する原因となる。

また、前記基板と蒸発源との間の距離が増加することになると、前記蒸発源から蒸発した有機物が前記基板以外の真空チャンバに蒸着されて、有機物の損失が増加することになり、前記有機物が高価であることを勘案すると、製造コストが増加する問題がある。

また、有機薄膜の均一性の確保のために、前記シャドーマスクパターンと蒸発源とが所定の角度を成すようにして、有機薄膜を形成することができる。その際、前記シャドーマスクパターンと蒸発源とが所定の角度を成す場合、前記シャドーマスクパターンによる影効果が発生して希望する形状の有機薄膜を得ることが困難であるという問題がある。

また、蒸発源と噴射ノズルとが一体化されていて、熱による基板及びマスクパターンの熱による変形が発生できる問題がある。

また、大型基板の場合、基板の垂れ現象により、基板の中央部とエッジ部との薄膜の均一性が相違するという問題がある。

また、従来の有機物蒸着装置は有機物の均一な蒸着のために基板が移動する方式を採択するが、このように基板が移動する場合、チャンバの大きさが非常に大きくなる問題がある。

また、従来の有機物蒸着装置の場合、前記有機物蒸着装置の使用時、各構成要素の隙間に有機物粒子が入り込んで、有機物の漏れが発生することになる。このような有機物の漏れにより前記加熱ヒータの汚染が発生することになれば、前記加熱ヒータのショートが発生する問題がある。

前記加熱ヒータのショートが発生して前記加熱ヒータを切替える場合、前記加熱ヒータが前記有機物蒸着源と一体型からなっているので、切替えの困難性があり、また、切替え作業時間が長いという問題がある。

本発明の目的は、前記の従来技術の問題を解決するためのものであって、本発明は、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができる有機物蒸着装置を提供することをその目的とする。

また、本発明は、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができ、有機物格納部と有機物噴射ノズルとを分離して基板及びマスクパターンの変形を最小化した有機物蒸着装置を提供することをその目的とする。

また、本発明は、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができ、有機物格納部と有機物噴射ノズルとを分離して基板及びマスクパターンの変形を最小化した有機物蒸着装置を提供することをその目的とする。

また、本発明は、独立分離可能な加熱ヒータと、跳ね防止板と一体化したノズル部とを備える有機物蒸着装置を提供することをその目的とする。

前記の目的を達成するための本発明の有機物蒸着装置は、胴体を成し、基板を地面に対し、７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにするチャンバと、前記基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなる有機物格納部と、前記基板上に蒸着する有機物を噴射する有機物噴射ノズル部と、前記有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる連結ラインと、前記有機物格納部、有機物噴射ノズル部及び連結ラインのうち少なくとも前記有機物噴射ノズルを垂直方向に移動させることができる移送装置と、を備えてなる。

前記有機物格納部は、前記チャンバの内部または外部に位置することができる。

前記有機物噴射ノズル部は、隔壁を更に備えることが好ましい。

前記有機物噴射ノズル部の有機物噴射方向の先端部に位置し、前記基板上に蒸着する有機物の蒸着率を測定する測定装置を更に備えることが好ましくて、前記測定装置は、前記有機物噴射ノズルと一体化されて、前記有機物噴射ノズル部と共に垂直移動することが好ましい。

また、本発明の有機物蒸着装置は、胴体を成し、基板を地面に対し、７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにするチャンバと、前記基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなる少なくとも一つの有機物格納部と、前記基板上に蒸着する有機物を噴射する２つ以上の有機物噴射ノズル部と、前記有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる連結ラインと、を備えてなる。

前記有機物格納部と前記有機物噴射ノズルとは１:多数に対応し、または前記有機物格納部は複数個であり、前記有機物噴射ノズルは前記有機物格納部と１:１に対応することが好ましい。

前記のように、本発明によると、本発明は基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができ、有機物格納部と有機物噴射ノズルとを分離して基板及びマスクパターンの変形を最小化した有機物蒸着装置を提供することができる。

また、本発明は、基板をほぼ垂直に起立した状態で有機物を蒸着して有機薄膜を形成して大型基板に適用可能で、かつ、均一な厚さの有機薄膜を形成することができ、有機物格納部と有機物噴射ノズルとを分離して基板及びマスクパターンの変形を最小化した有機物蒸着装置を提供することができる。

また、本発明は、独立分離可能な加熱ヒータ部と、跳ね防止板と一体化したノズル部と、を備える有機物蒸着装置を提供することができる。

前記では、本発明の好ましい実施の形態を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者であれば、下記の特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができることが分るべきである。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図面の同一参照符号は同一構成要素を表す。

図１は、本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。

図１を参照すると、本発明の実施の形態に係る有機物蒸着装置１００は、前記有機物蒸着装置１００の胴体を成すチャンバ１１０と、有機物が蒸着する基板Ｓ上に有機物粒子を噴射させるための有機物蒸着源１２０と、前記有機物蒸着源１２０を垂直方向に移動させることができる有機物蒸着源移送装置１３０と、を備える構造からなる。

前記チャンバ１１０は、有機物を蒸着しようとする基板Ｓをほぼ垂直、好ましくは、地面と７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにする。また、前記チャンバ１１０は真空チャンバであることが好ましい。

前記有機物蒸着源１２０は、前記基板１１０上に蒸着する有機物を受け入れる有機物格納部１２１と、前記有機物格納部１２１から蒸発した有機物を前記基板Ｓ上に噴射する有機物噴射ノズル部１２２と、前記有機物格納部１２１及び有機物噴射ノズル部１２２を連結させて前記蒸発した有機物の移動経路となる連結ライン１２３と、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物蒸着率及び有機物の厚さを測定する測定装置１２４と、を備える構造からなる。

前記有機物蒸着源移送装置１３０は、前記有機物蒸着源１２０のうち少なくとも前記有機物噴射ノズル部１２２を垂直方向に移動させることができる移動手段を備える構造からなる。その際、前記有機物蒸着源移送装置１３０は真空に維持される前記チャンバ１１０内での使用に適した垂直移送装置であって、前記有機物蒸着源１２０のうち少なくとも前記有機物噴射ノズル部１２２の移動速度が調節できるように移送速度調節機構（図示してはいない）を更に具備することができる。

図面の参照符号Ｍは、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の形状を決定するマスクパターンである。

図２ａ及び図２ｂは、本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図であって、有機物が蒸着する基板及び有機物蒸着源に限定して図示したものである。

図２ａ及び図２ｂを参照すると、本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置１００の有機物蒸着源１２０は、基板Ｓ上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所１２１ａからなる有機物格納部１２１と、基板Ｓ上に蒸着する有機物を噴射する有機物噴射ノズル部１２２と、前記有機物噴射ノズル部１２２と有機物格納部１２１とを連結させる連結ライン１２３と、基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び有機物の厚さを測定する測定装置１２４と、からなる。

前記有機物格納部１２１は、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物を格納する少なくとも一つの有機物格納所１２１ａからなる。前記有機物格納部１２１は、有機物格納所１２１ａを加熱して有機物粒子に蒸発させる部分であって、前記有機物格納部１２１は一般的に前記チャンバ１１０の内部に位置するが、本発明の有機物格納部１２１は前記チャンバ１１０の外部に位置することもできる。即ち、前記有機物格納部１２１の位置はチャンバ１１０の内部または外部の全てに位置するように構成することができる。

前記有機物噴射ノズル部１２２は、前記有機物格納部１２１から蒸発した有機物粒子を前記基板Ｓ上に噴射する部分であって、図示してはいないが、前記有機物粒子の凝縮を防止する加熱ヒータと、有機物粒子の噴射を均一にするためのノズルと、を備える構造からなる。また、前記有機物噴射ノズル部１２２は、前記有機物格納部１２１から蒸発する有機物のうち、完全に粒子状態で蒸発せずに、多数の有機物粒子が固まったクラスター形態を維持する有機物を更に有機物粒子状態に潰れるようにして、前記基板Ｓ上に噴射される有機物粒子の大きさを均一にするための隔壁（ｂａｆｆｌｅ）を更に備える構造からなることができる。

前記連結ライン１２３は、前記有機物格納部１２１と前記有機物噴射ノズル部１２２とを連結して、有機物格納部１２１から蒸発する有機物粒子を前記有機物噴射ノズル部１２２に移送させる部分である。前記連結ライン１２３は、前記有機物格納部１２１から蒸発した有機物粒子が凝縮することを防止するために温度が制御できるように構成される。また、前記有機物粒子が凝縮を最小化するために２つの領域以上の個別制御をすることもできる。また、前記有機物格納部１２１が前記チャンバ１１０の外部に位置する場合には、前記有機物格納部１２１と有機物噴射ノズル部１２２とを連結させる連結ライン１２３は前記チャンバ１１０の外部に連結される。また、前記連結ライン１２３は前記有機物噴射ノズル部１２２を垂直方向に移動可能にするために、シワ管のような形態からなることができる。

前記測定装置１２４は、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び有機物の厚さを測定するものであって、前記有機物噴射ノズル部１２２の有機物噴射方向の先端部に位置し、前記有機物噴射ノズル部１２２と一体化している。前記測定装置１２４は前記基板Ｓ上に有機薄膜を形成するために前記有機物噴射ノズル部１２２の移動の際、前記有機物噴射ノズル部１２２と共に移動し、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率を測定して前記有機物格納部１２１内の有機物蒸発量を制御する。

前記のような有機物蒸着装置１００を用いる有機薄膜の形成方法は下記の通りである。

まず、前記有機物蒸着装置１００のチャンバ１１０内に基板Ｓを地面にほぼ垂直、好ましくは、地面と７０゜ないし１１０゜の角度を維持するように装着する。

次に、前記チャンバ１１０の内部または外部に位置し、有機物を受け入れている少なくとも一つの前記有機物格納所からなる有機物格納部１２１を加熱して前記有機物を有機物粒子状態で蒸発させる。

前記蒸発した有機物粒子は、前記有機物格納部１２１及び有機物噴射ノズル部１２２の連結ライン１２３を介して前記有機物噴射ノズル部１２２に移動し、前記有機物噴射ノズル部１２２を介して前記基板Ｓ上に噴射される。

その際、前記有機物格納部１２１から蒸発する有機物中、完全に粒子状態で蒸発しなくて、多数の有機物粒子が固まったクラスター形態を維持する有機物が前記有機物噴射ノズル部１２２の隔壁と衝突して更に有機物粒子状態に潰れるようにすることにより、前記基板Ｓ上に噴射される有機物粒子の大きさを均一にする。

また、前記有機物格納部１２１と有機物噴射ノズル部１２２との連結ライン１２３と有機物噴射ノズル部１２２とは補助加熱ヒータを介して加熱して前記蒸発した有機物粒子が凝縮しないようにする。

また、前記有機物蒸着源移送装置１３０を介して前記有機物蒸着源１２０のうち少なくとも前記有機物噴射ノズル部１２２を移動させ、前記基板Ｓ上に前記有機物粒子を均一に噴射して、前記基板Ｓ上に均一な有機薄膜を形成することができる。

一方、図３は、本発明の別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図であって、有機物が蒸着する基板及び有機物蒸着源に限定して図示したものである。

図３を参照すると、本発明の別の実施の形態に係る有機物蒸着装置は図１、図２ａ及び図２ｂに図示された有機物蒸着装置と類似する。但し、前記有機物蒸着装置の有機物蒸着源２００が多数の有機物格納部２１０と多数の有機物噴射ノズル部２２０とからなる構造のみが相違する。

即ち、本発明の別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源２００は基板Ｓ上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなり、前記有機物蒸着装置のチャンバの内部、または、外部に位置する多数の有機物格納部２１０と、前記有機物格納部２１０に各々対応する多数の有機物噴射ノズル部２２０と、前記各有機物噴射ノズル部２２０と有機物格納部２１０とを連結させる多数の連結ライン２３０と、前記各有機物噴射ノズル部２２０の有機物噴射方向の先端に設けられて前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率を測定する測定装置２４０と、を備える構造からなる。

前記のような有機物蒸着装置の有機物蒸着源２００は、多数の有機物格納部２１０及び多数の有機物噴射ノズル部２２０を備えることにより、前記有機物噴射ノズル部２２０を移動させるための移動手段を具備しなくてもほぼ垂直に起立した大型基板上に有機物が蒸着でき、前記移動手段を備える場合にはより均一に有機物を蒸着することができる。

図４は、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図であって、有機物を蒸着する基板及び有機物蒸着源に限定して図示したものである。

図４を参照すると、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置は、図１、図２ａ及び図２ｂに図示された有機物蒸着装置と類似する。但し、前記有機物蒸着装置の有機物蒸着源３００が少なくとも一つの有機物格納部３１０と、前記有機物格納部３１０中のいずれかの一つと対応する多数の有機物噴射ノズル部３２０とからなる構造のみが相違する。

即ち、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源３００は、基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなり、前記有機物蒸着装置の内部または外部に位置する有機物格納部と、前記基板上に有機物粒子を噴射する多数の有機物噴射ノズル部と、前記各有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる多数の連結ラインと、前記各有機物噴射ノズル部の有機物噴射方向の先端に設けられて基板上に蒸着する有機物の蒸着率を測定する測定装置を備える構造とからなる。

前記のような有機物蒸着装置は、一つの有機物格納所に２つ以上の有機物噴射ノズルが対応する。

即ち、一つの有機物格納所に多数の有機物噴射ノズルが対応して、前記ほぼ垂直に起立した基板上に有機物を蒸着して有機薄膜を形成するものである。

前記のように、図１ないし図４に示すような本発明の実施の形態に係る有機物蒸着装置は基板を垂直に起立した状態で有機物粒子を噴射して有機薄膜を形成することにより、大型基板の場合、基板の垂れ形状を防止するので、大型基板に適用が可能である。

また、有機物格納部と有機物噴射ノズル部とを分離して、前記基板及びマスクパターンの熱による変形を防止し、前記基板上に有機物の粒子分布が均一な有機薄膜を形成することができる。

また、前記多数の有機物格納部に格納される有機物に相違する物質を使用して前記有機薄膜の特性を改善するための不純物の注入が可能である。

また、前記有機薄膜の形成のためのマスクとして現在ファインメタルマスク（ｆｉｎｅ ｍｅｔａｌ ｍａｓｋ）を使用する現在の趨勢において、有機物が前記基板Ｓとほぼ垂直に噴射されるので、均一のステップカバリッジを確保することができる長所がある。

また、前記有機物蒸着源移送装置１３０を介して前記有機物蒸着源１２０、２００、３００が移動して前記基板Ｓ上に有機物を蒸着するので、従来の有機物蒸着源移送装置がなく、基板Ｓを移動させる有機物蒸着装置１００を用いて有機物を蒸着する場合に比べて、チャンバ１１０の大きさを約７５％以内に縮小することが可能である。

一方、図５ａ及び図５ｂは、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための図面であって、図５ａは発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源の縦断面図であり、図５ｂは本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源の横断面図である。

図５ａ及び図５ｂを参照すると、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源４００は有機物格納部４１０、有機物誘導路４２０、加熱ヒータ４３０、内部熱反射板４４０、外部冷却板４５０、有機物噴射ノズル部４６０及び測定装置４７０からなる。

前記有機物格納部４１０は、前記基板Ｓ上に形成される有機薄膜の材料の有機物を格納する部分であって、少なくとも一つのセル４１０ａに区分されるるつぼからなることが好ましい。

前記有機物誘導路４２０は、前記有機物格納部４１０から蒸発した有機物粒子を前記有機物噴射ノズル部４６０に移送する役割を遂行し、前記有機物粒子の移動経路を決定する役割を遂行する。より詳細に説明すると、前記有機物格納部４１０から前記有機物粒子が上向きに蒸発し、前記ほぼ垂直に起立した基板Ｓ上に有機物を蒸着するためには前記有機物粒子の最終移動経路がほぼ水平方向でなければならないので、前記有機物誘導路４２０の末端は地面と-２０゜ないし２０゜の角度を維持しなければならない。即ち、前記有機物粒子の最終移動経路を地面と-２０゜ないし２０゜の角度を維持するように誘導する。また、前記有機物誘導路４２０の中間部分は所定の角度で傾斜するように形成して、前記有機物格納部４１０から蒸発する有機物中の一部のクラスター（ｃｌｕｓｔｅｒ）形態の有機物が誘導路の内壁と衝突して有機物粒子状態に潰れるようにすることにより、前記クラスター形態の有機物がスムーズに前記有機物誘導路４２０の内部で均等に混合され、前記基板Ｓ上に有機物が固まって蒸着することを防止する役割を遂行する。

前記加熱ヒータ４３０は前記有機物格納部４１０及び有機物誘導路４２０の外部に設けられて前記有機物格納部４１０及び有機物誘導路４２０を加熱する役割を遂行する。即ち、前記有機物格納部４１０を加熱して、前記有機物を有機物の粒子状態で蒸発させ、蒸発した有機物粒子を前記有機物誘導路４２０の内部で凝縮されないように加熱するものである。

前記内部熱反射板４４０は、前記加熱ヒータ４３０より外部に設けられて前記有機物蒸着源４００の熱効率を増加させるためのものであって、前記有機物蒸着源４００の内部の熱容量を吸収できるように多段で構成されている。

前記外部冷却板４５０は前記内部熱反射板４４０の外部に位置し、前記有機物蒸着源４００の内部の熱が外部に伝導されることを防止する。前記外部冷却板４５０は、冷媒を用いて内部熱反射板４４０を冷却させる。

前記有機物噴射ノズル部４６０は、前記有機物格納部４１０から蒸発して、前記有機物誘導路４２０を介して流入する有機物粒子をほぼ垂直に起立した基板Ｓに噴射し、前記有機物粒子が前記基板Ｓ上に蒸着、分布する形態を決定する役割を遂行する。また、前記有機物噴射ノズル部４６０は有機物粒子を噴射時に噴射角度が調節可能な形態からなることが好ましい。前記有機物噴射ノズル部４６０の開口された形態によって有機物粒子が噴射される形態が調節可能なので、前記有機物格納所４１０内の有機物が均一に蒸発可能に制御することができる。

前記測定装置４７０は、地面に７０゜ないし１１０゜の角で起立した基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び厚さを測定する役割を遂行する。また、前記測定装置４７０は前記有機物噴射ノズル部４６０の有機物噴射方向の先端部に位置し、前記有機物噴射ノズル部４６０と一体化している。

一方、図５ｂに示すように、前記有機物格納部４１０は少なくとも一つのセル４１０ａに区分され、それぞれのセル４１０ａに有機物を格納することになる。また、加熱ヒータ４３０は前記有機物格納部４１０の周辺に均等に分布する。

これは、有機物格納部４１０の前記有機物を蒸発させる場合、前記有機物格納部４１０が一つのセルからなると、前記有機物格納部４１０の内部の温度分布差により位置による有機物蒸発率の差が発生することになる。このような位置による蒸発率の差は均一な不純物の注入及び有機薄膜の均一性を低下させることになるが、前記有機物格納部４１０を多数のセル４１０ａに区分することにより、前記有機物格納部４１０内の有機物蒸発率を均一にすることができる。

前記のような本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着源を備える有機物蒸着装置を用いる有機薄膜の形成方法は下記の通りである。

まず、前記有機物蒸着装置１００のチャンバ内に基板Ｓを地面にほぼ垂直、好ましくは、地面と７０゜ないし１１０の角度を維持するように装着する。

次に、前記有機物蒸着源４００の有機物を受け入れている前記有機物格納部４１０を前記加熱ヒータ４３０を介して加熱する。

その際、前記加熱ヒータ４３０を介して前記有機物格納部４１０のるつぼの内の各セルに受容されている有機物が有機物粒子状態に蒸発することになる。

前記蒸発した有機物粒子は前記有機物誘導路４２０を介して前記有機物噴射ノズル部４６０に流入する。その際、前記有機物粒子の移動経路は前記有機物誘導路４２０の形状により決定される。前記有機物誘導路４２０の末端が地面と-２０゜ないし２０゜の角度を維持するので、前記有機物蒸着源４００内における前記有機物粒子の最終移動経路は地面と-２０゜ないし２０゜の角度を維持する。また、前記有機物誘導路４２０は前記有機物格納部４１０から蒸発する有機物中、完全に粒子状態に蒸発しなくて、多数の有機物粒子が固まったクラスター形態を維持する有機物が前記有機物誘導路４２０の内壁と衝突して有機物粒子状態に潰れるようにすることにより、前記基板Ｓ上に噴射される有機物粒子の大きさを均一にする。また、前記有機物誘導路４２０の外部の加熱ヒータ４３０は前記有機物誘導路４２０内で前記蒸発した有機物粒子が凝縮しないようにする。

前記有機物噴射ノズル部４６０に流入した有機物粒子は前記有機物噴射ノズル部４６０を介して前記基板Ｓ上に蒸着して有機薄膜を形成する。その際、前記有機物蒸着源移送装置１３０を介して前記有機物蒸着源４００が垂直方向に移動し、前記地面と７０゜ないし１１０の角度を維持する基板Ｓ上に有機物粒子が蒸着して有機薄膜を形成する。また、前記有機物粒子はその最終移動経路が地面と-２０゜ないし２０゜の角度を維持するので、前記有機物粒子が前記有機物噴射ノズル部４６０を介して前記基板Ｓに噴射される際、前記有機物粒子は地面と-２０゜ないし２０゜の角度で噴射される。また、前記有機物粒子が前記基板Ｓ上に蒸着される際に前記有機物噴射ノズル部４６０の開口された形態により前記基板Ｓ上に蒸着する有機物粒子の形態が調節される。

一方、前記有機物噴射ノズル部４６０の有機物噴射方向に先端部に設けられている前記測定装置４７０は前記有機物を前記基板Ｓ上に蒸着する間、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び有機物の蒸着厚さを測定する。従って、前記測定装置４７０を用いて、有機薄膜を形成する間、有機物粒子の蒸着率及び有機物蒸着厚さを制御することにより、均一な有機薄膜の厚さの再現性を実現することができる。

図６は、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。

図６を参照すると、本発明の別の実施の形態に係る有機物蒸着装置は図１に示すように、有機物蒸着源１２０を複数個備え、前記各有機物蒸着源を垂直に移動させるための有機物蒸着源移送装置を備える構造からなる。

一例として、前記相違する多数の蒸着源は第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂからなり、前記第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂは同じ有機物を内包し、互いに所定の間隔が離隔されて移動し、均一な有機薄膜を基板上に蒸着することができる。特に、大型基板を適用して有機薄膜を蒸着する場合により有利である。

または、前記相違する多数の有機物蒸着源は第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂからなり、前記第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂのうちいずれかの一つの有機物蒸着源、例えば、第１有機物蒸着源４００Ａは有機薄膜の原材料である有機物を前記基板Ｓ上に噴射する有機物蒸着源であり、第２有機物蒸着源４００Ｂは前記有機薄膜の特性の改善のための不純物を前記有機薄膜に含めるための有機物蒸着源である。

その際、前記第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂは有機薄膜に有機物を含めるために、前記基板Ｓ上に物質を蒸着させる前に一定の領域内で混合されるように噴射角度が調節可能である。

また、前記第１有機物蒸着源４００Ａ及び第２有機物蒸着源４００Ｂの噴射ノズルの噴射方向先端に各々有機物の蒸着率及び蒸着厚さを測定することができる測定装置を設けることにより、前記基板Ｓ上に不純物を含む有機薄膜を形成する間、蒸着率及び有機物の厚さ制御を可能にし、有機薄膜に含まれる不純物含量の制御が可能である。

前記のように、図５ａ及び図５ｂと図６に示すように、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置１００は前記内部熱反射板４４０及び外部冷却板４５０を介して前記有機物噴射ノズル部４６０を除外した外部に熱が放出されることを防止することにより、前記基板Ｓ及びマスクパターンＭに及ぼす熱影響を最小化することができる。即ち、熱による前記基板Ｓ及びマスクパターンＭの変形を防止することができる。

図７ａないし図７ｄは、本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源を説明するための図面であって、図７ａは本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源の縦断面図であり、図７ｂは本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物格納部、ノズル部及び加熱ヒータ部に限定して図示したものであり、図７ｃは本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置のハウジングに限定して図示したものであり、図７ｄは本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の冷却装置に限定して図示したものである。

図７ａないし図７ｄを参照すると、本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置１００の前記有機物蒸着源５００は有機物を格納して一部分が開口された有機物格納部５１０と、前記有機物格納部５１０の開口された部分と連結されて有機物を噴射するノズル部５２０と、前記有機物格納部５１０を覆いかぶせる形態のハウジング５３０と、前記有機物格納部５１０と前記ハウジング５３０との間に介される加熱ヒータ部５４０と、を備える構造からなる。

前記有機物格納部５１０は前記基板Ｓ上に蒸着しようとする有機薄膜の原材料の有機物を格納する部分であって、一般的にるつぼからなる。また、前記有機物格納部５１０は熱伝導度が優れる黒鉛（ｇｒａｐｈｉｔｅ）、または、その等価物からなることができるが、本発明において、その材質に限るのではない。

前記ノズル部５２０は、前記有機物格納部５１０から蒸発する有機物粒子をほぼ垂直に起立した基板Ｓ上に噴射し、前記有機物粒子が前記基板Ｓ上に蒸着、分布する形態を決定する役割を遂行する。その際、前記ノズル部５２０は前記有機物格納部５１０から蒸発する有機物粒子を前記基板Ｓ上に噴射する有機物噴射ノズル５２１と、前記有機物格納部５１０から有機物粒子に蒸発せずに、クラスター（ｃｌｕｓｔｅｒ）形態の有機物が跳ねることを防止する跳ね防止膜５２５とが一体化した形態からなる。また、前記ノズル部５２０は熱伝導度が優れる黒鉛（ｇｒａｐｈｉｔｅ）またはその等価物からなることができるが、本発明において、その材質に限るのではない。また、前記ノズル部５２０は開口された形態により有機物粒子が噴射される形態が調節可能なので、前記有機物格納部５１０内の有機物が均一に蒸発可能に制御することができる。

前記ハウジング（ｈｏｕｓｉｎｇ）５３０は、前記有機物格納部５１０を覆いかぶせる形態からなり、前記有機物格納部５１０を外部環境と隔離する役割を遂行する。

前記加熱ヒータ部５４０は、前記有機物格納部５１０と前記ハウジング５３０との間に介されて前記有機物格納部５１０の有機物を蒸発可能に加熱する役割を遂行する。その際、前記加熱ヒータ部５４０は前記有機物を蒸発可能にする熱源の熱線５４１と、一種のリブ（Ｒｉｂ）のような形態からなり、前記熱線５４１の垂れを防止して受け入れる熱線支持体５４５と、からなる。言い換えると、前記加熱ヒータ部５４０は熱線５４１及び熱線支持体５４５からなる一種のヒータトンネル（ｈｅａｔｅｒ ｔｕｎｎｅｌ）構造からなり、前記ヒータトンネル（ｈｅａｔｅｒ ｔｕｎｎｅｌ）が前記有機物格納部５１０を覆いかぶせる形態からなる。従って、前記加熱ヒータ部５４０は前記有機物蒸着源５００でその他の構成要素、特に前記有機物格納部５１０と一体化されるかまたはその他の構成要素に取り付けられる形態からなるものでないので、独立的に分離及び交替が可能である。

また、前記有機物蒸着源５００は、前記ハウジング５３０の内壁に取り付けられる内部熱反射板５５０を更に備えることもできる。前記内部熱反射板５５０は前記加熱ヒータ部５４０から発生する熱を反射して、前記加熱ヒータ部５４０の熱効率を増加させるためのものである。

また、前記有機物蒸着源５００は、前記ノズル部５２０の基板Ｓ方向に外部面に取り付けられる熱遮断手段５６０を更に備えることができる。前記熱遮断手段５６０は、前記ノズル部５２０を介して熱が放出されて前記基板Ｓに影響を及ぼすことを防止する。

また、前記有機物蒸着源５００は前記ハウジング５３０の外壁に設けられる冷却装置５７０を更に備えることもできる。前記冷却装置５７０は前記加熱ヒータ部５４０から発生した熱が前記ハウジング５３０を介して外部に放出されることを防止する。

一方、前記有機物蒸着源５００は図面上に図示してはいないが、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び有機物の蒸着厚さを測定する役割を遂行する測定装置を更に備えることもできる。

前記のように、図７ａないし図７ｄに示すような、前記有機物蒸着装置の有機物蒸着源５００は前記有機物格納部５１０がヒータトンネル（ｈｅａｔｅｒ ｔｕｎｎｅｌ）構造の前記加熱ヒータ部５４０に介され、前記有機物格納部５１０の開口された部分にノズル部５２０が挿入され、前記加熱ヒータ部５４０が前記ハウジング５３０に挿入される構造からなり、前記有機物格納部５１０、ノズル部５２０及び加熱ヒータ部５４０の分解組立が容易な構造からなっている。

一方、前記のような有機物蒸着源５００を備える有機物蒸着装置１００を用いる有機薄膜の形成方法は下記の通りである。

まず、前記有機物蒸着装置１００のチャンバ１１０内に基板Ｓを地面にほぼ垂直、好ましくは、地面と７０゜ないし１１０゜角度を維持するように装着する。

次に、前記有機物蒸着源５００の前記基板Ｓ上に蒸着しようとする有機物を受け入れている有機物格納部５１０を、前記加熱ヒータ部５４０を介して加熱する。その際、前記加熱ヒータ部５４０を介して前記有機物格納部５１０に格納されている有機物が加熱されて有機物粒子状態で蒸発する。

前記蒸発した有機物粒子は、前記ノズル部５２０に流入して、前記ノズル部５２０を介して噴射されて前記基板Ｓ上に蒸着される。その際、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物粒子は前記マスクパターンＭによりその蒸着形状が決定される。

その際、前記移送装置１３０を介して前記有機物蒸着源５００を移送させ、前記基板Ｓ上に有機物を蒸着して、より均一な有機物の蒸着を遂行することができる。

一方、前記ノズル部５２０は有機物噴射ノズル５２１と跳ね防止板５２５が一体化しているので、前記有機物格納部５１０から有機物粒子に蒸発せず、クラスター形態の有機物が跳ねることを防止することができる。

また、前記ノズル部５２０が黒鉛（ｇｒａｐｈｉｔｅ）のような熱伝導度が優れる物質からなっており、別途の加熱装置を設置しなくても前記ノズル部５２０を介して噴射される有機物粒子の凝縮を防止することができる。

また、前記有機物粒子が前記基板Ｓ上に蒸着時に前記有機物噴射ノズル部５２０の有機物噴射ノズル５２１の開口された形態により前記基板Ｓ上に蒸着する有機物粒子の形態が調節される。

一方、有機物蒸着源は測定装置（図示してはいない）を更に備えることにより、前記有機物を前記基板Ｓ上に蒸着する間、前記基板Ｓ上に蒸着する有機物の蒸着率及び有機物の蒸着厚さを測定することができる。従って、前記測定装置５８０を用いて、有機薄膜を形成する間、有機物粒子の蒸着率及び有機物蒸着厚さを制御することにより、均一な有機薄膜の厚さの再現性を実現することができる。

本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の一実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の他の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための図面である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための図面である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置を説明するための概略図である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物蒸着源の縦断面図である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の有機物格納部、ノズル部及び加熱ヒータ部に限定して図示した図面である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置のハウジングに限定して図示した図面である。 本発明の又別の実施の形態に係る有機物蒸着装置の冷却装置に限定して図示した図面である。

符号の説明

１００ 有機物蒸着装置
１１０ チャンバ
１２０、２００、３００、４００、４００Ａ、４００Ｂ、５００ 有機物蒸着源
Ｓ 基板
Ｍ マスクパターン

Claims (9)

1. 胴体を成し、基板を地面に対し、７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにするチャンバと、
   前記基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなる有機物格納部と、
   前記基板上に蒸着する有機物を噴射する有機物噴射ノズル部と、
   前記有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる連結ラインと、
   前記有機物格納部、有機物噴射ノズル部及び連結ラインのうち少なくとも前記有機物噴射ノズルを垂直方向に移動させることができる移送装置と、
   を備えることを特徴とする有機物蒸着装置。
2. 前記有機物格納部は、前記チャンバの内部または外部に位置することを特徴とする請求項１記載の有機物蒸着装置。
3. 前記有機物噴射ノズル部は、隔壁を更に備えることを特徴とする請求項１記載の有機物蒸着装置。
4. 前記有機物噴射ノズル部の有機物噴射方向の先端部に位置し、前記基板上に蒸着する有機物の蒸着率を測定する測定装置を更に備えることを特徴とする請求項１記載の有機物蒸着装置。
5. 前記測定装置は、前記有機物噴射ノズルと一体化されて、前記有機物噴射ノズル部と共に垂直移動することを特徴とする請求項４記載の有機物蒸着装置。
6. 胴体を成し、基板を地面に対し、７０゜ないし１１０゜の角度を維持するようにするチャンバと、
   前記基板上に蒸着する有機物を受け入れる少なくとも一つの有機物格納所からなる少なくとも一つの有機物格納部と、
   前記基板上に蒸着する有機物を噴射する２つ以上の有機物噴射ノズル部と、
   前記有機物噴射ノズル部と有機物格納部とを連結させる連結ラインと、
   を備えることを特徴とする有機物蒸着装置。
7. 前記有機物格納部と前記有機物噴射ノズルとは１:多数に対応することを特徴とする請求項６記載の有機物蒸着装置。
8. 前記有機物格納部は、複数個であり、
   前記有機物噴射ノズルは前記有機物格納部と１:１に対応することを特徴とする請求項６記載の有機物蒸着装置。
9. 前記有機物噴射ノズル部の有機物噴射方向の先端部に位置し、前記基板上に蒸着する有機物の蒸着率を測定する測定装置を更に備えることを特徴とする請求項６記載の有機物蒸着装置。

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