JP2007100216A - 蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】カソードの抵抗を減少させることができると共に、素子の暗点不良を最小化することができる蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置を提供する。
【解決手段】本発明は、蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置に関し、本発明は、薄膜材料が収容された空間部及び薄膜材料を外部に吐出する開口部を含むるつぼと；前記るつぼの空間部に位置し、１つ以上の孔を有するインナープレートと；前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と；を備え、前記インナープレートは、多段に積層されることを特徴とする蒸発源及び真空蒸着装置を開示する。
【選択図】図３ａ
【解決手段】本発明は、蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置に関し、本発明は、薄膜材料が収容された空間部及び薄膜材料を外部に吐出する開口部を含むるつぼと；前記るつぼの空間部に位置し、１つ以上の孔を有するインナープレートと；前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と；を備え、前記インナープレートは、多段に積層されることを特徴とする蒸発源及び真空蒸着装置を開示する。
【選択図】図３ａ
Description
本発明は、蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置に関し、より詳細には、カソードの抵抗を減少させ、アノードとカソードとの間にショートが発生することを防止できる蒸発源に関する。
フラットパネルディスプレイ素子（Flat Panel Display Device)のうち有機電界発光素子（Organic Electroluminescence Display Device)は、有機化合物を電気的に励起させて発光する自発光型表示装置であって、ＬＣＤに使われるバックライトを不要とするので、軽量化、薄形化が可能であるだけでなく、その製造工程を単純化させることができる。また、低温製作が可能であり、応答速度が１ｍｓ以下と高速の応答速度を有し、低い消費電力、広い視野角及び高いコントラスト（Contrast）などの特性を示す。
前記有機電界発光素子は、アノードとカソードとの間に有機発光層を含む有機膜層を備えていて、アノードから供給される正孔とカソードから供給される電子が有機発光層内で結合して、正孔−電子対である励起子（exciton）を形成し、前記励起子が励起状態から基底状態に戻るときに発生するエネルギーにより発光する。
前記有機膜層またはカソードは、主として真空蒸着法により成膜されるが、前記真空蒸着法に使われる真空蒸着装置は、内部圧力が１０−６乃至１０−７ｔｏｒｒに調節される真空チャンバーと、前記真空チャンバーの下部に位置し、内部に薄膜材料が収容される加熱容器であるるつぼ（crucible）と、前記るつぼの外周面に巻き回され、電気的に加熱する加熱装置とを含む蒸発源とを備える。
前記有機膜層またはカソードが形成されるべき被処理基板は、前記真空チャンバーの上部に位置し、前記蒸発源から蒸発された薄膜材料は、前記被処理基板へ移動し、吸着、蒸着、再蒸発などの連続的過程を経て前記被処理基板上に固体化され、薄い薄膜を形成するが、この際、前記薄膜材料が気化や昇華ではなく、スプラッシュ（splash）形態で被蒸着基板に堆積される場合、暗点不良が発生し得る。
また、前記薄膜材料が酸素と反応しやすいＭｇのような金属である場合、前記薄膜材料の表面には薄い自然酸化膜、すなわち金属酸化物が形成されている。前記被処理基板に薄膜を形成するために、薄膜材料が収容されたるつぼを加熱する場合、薄膜材料と一緒に前記金属酸化物も加熱され、被処理基板に蒸着されるようになるが、Ｍｇは５００度程度で気化するのに対し、前記金属酸化物は２５００度以上の温度で気化するので、前記金属酸化物は気化または昇華せず、塊りの形態で被処理基板に堆積される。
このような金属酸化物が被処理基板に蒸着されると、カソードの抵抗が増加し、また、粒子が大きいので、アノードとカソードとの間にショートを発生させることによって暗点不良を招くという問題がある。
韓国特許登録０４９０５３７号
韓国出願公報２００４−３７６６１号
特開２００５−１６３０９０号公報
特開１９９９−０５０２３６号公報
従って、本発明は前述のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、カソードの抵抗を減少させることができると共に、素子の暗点不良を最小化することができる蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明に係る蒸発源は、薄膜材料が収容された空間部及び薄膜材料を外部に吐出する開口部を含むるつぼと、前記るつぼの空間部に位置し、１つ以上の孔を有するインナープレートと、前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と、を備え、前記インナープレートは多段に積層されることを特徴とする。
また、本発明の他の態様に係る真空蒸着装置は、真空チャンバーと；前記真空チャンバーの下部に位置し、薄膜材料が収容された空間部と蒸発された薄膜材料を外部に吐出させる開口部とを含むるつぼと、前記るつぼの空間部に位置し、蒸発した薄膜材料を通過させるための１つ以上の孔を有する多段のインナープレートと、前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と、を備える蒸発源と；を備えることを特徴とする。
本発明は、カソードの抵抗を減少させることができると共に、アノードとカソードとの間にショットが発生することを防止することができ、これにより、暗点不良を最小化することができ、有機電界発光表示装置の画面の品質を向上させることができる。
したがって、本発明は、有機電界発光表示装置の信頼性を向上させることができ、製造収率を高めることができるという効果がある。
（実施例）
以下、添付の図面を参照して本発明に係る蒸発源及びこれを用いた蒸着装置を説明する。
以下、添付の図面を参照して本発明に係る蒸発源及びこれを用いた蒸着装置を説明する。
図１は、本発明に係る蒸発源を備えた真空蒸着装置を示す断面図である。
図１を参照すれば、真空蒸着装置は、真空チャンバー１１０と、前記真空チャンバーの下部に位置する蒸発源１３０とを備える。
前記真空チャンバー１１０には、真空排気系（図示せず）が連結されていて、前記真空チャンバー１１０の内部は、一定の真空状態に維持される。
そして、前記真空チャンバー１１０内の上部には、被処理基板１２０が配置され、前記被処理基板１２０の一側には、前記被処理基板１２０に成膜される厚さを測定するためのセンサ（図示せず）を設けることができる。また、前記被処理基板１２０の一面には、蒸着しようとするパターンが形成されたマスク１２１が位置し、前記被処理基板１２０及び前記マスク１２１は、基板固定装置１２２によって密着及び固定される。
前記真空チャンバー１１０内の下部には、るつぼ及び加熱装置を備えた蒸発源１３０が位置し、前記蒸発源１３０の上部には、蒸発される薄膜材料の開閉を制御するためのシャッター（図示せず）が設けられることができる。
図２は、本発明に係る蒸発源を示す斜視図である。
図２に示されるように、前記蒸発源１３０は、加熱容器であるるつぼ１４０と、前記るつぼ１４０の外周面に巻き回され、電気的に加熱する加熱装置１５０とを備える。
前記るつぼ１４０は、黒鉛、ＰＢＮ（Pyrolytic Boron Nitride）または金属などで形成されることができ、薄膜材料を収容する空間部と、前記加熱装置１５０により蒸発した薄膜材料が放出される開口部１４１とを含む。そして、前記薄膜材料の上部の空間部には、銅、金または銀などの熱伝導度の良い物質で形成され、１つ以上の孔を有する多段のインナープレート１６０が位置する。このインナープレート１６０の詳細については後述する。
また、前記蒸発源１３０は、前記開口部１４１に組み付けられ、蒸発した薄膜材料を吐出させるための孔１７５を有する蓋体１７０をさらに備えることができる。前記のような蓋体１７０を備えると、蒸発した薄膜材料が一定の経路を介して放出され、被処理基板に蒸着されるので、さらに均一な厚さの薄膜を得ることができる。
図３ａは、本発明に係る多段のインナープレートが装着されたるつぼを示す断面図であり、図３ｂは、本発明に係る多段のインナープレートを示す平面図である。
図３ａに示されるように、前記るつぼ１４０に収容された薄膜材料１８０上部の空間部１４５に多段のインナープレート１６０が位置する。
前記インナープレート１６０は、るつぼ１４０の空間部１４５に収容された薄膜材料１８０に一定の内圧を加えて、薄膜材料１８０のスプラッシュ現象を防止すると共に、所望しない金属酸化物を濾して、被処理基板に金属酸化物が蒸着することを防止するためのものであって、この場合、前記インナープレート１６０は、２乃至５段に設置されることが好ましい。
ここで、前記インナープレート１６０を１段だけ設置する場合、前記インナープレートの下部の空間に充分の内圧を加えることができず、５段以上を設置する場合、内圧があまり大きくなり得るので、前記インナープレート１６０は、２乃至５段に設置されることが好ましい。
また、前記多段のインナープレート１６０の外径は、前記るつぼ１４０の内径と同一であることが好ましい。
前記多段のインナープレート１６０の外径を前記るつぼ１４０の内径と同一に形成すると、前記るつぼ１４０の空間部１４５に充分の圧力を加えることができ、また、前記多段のインナープレート１６０が加熱容器１４０の内壁に密着されるので、接触により前記インナープレート１６０に前記るつぼ１４０の熱が伝達され、前記るつぼ１４０と前記インナープレート１６０の温度がほぼ同一に維持され得るようになる。これにより、薄膜材料１８０のスプラッシュ現象を防止することができ、蒸発した薄膜材料１８０は、前記インナープレートが位置する空間部１４５の通過時にも同一に温度が維持されるので、前記インナープレート１６０上に再結晶化せず、気化された状態でるつぼ１４０外部に放出されることができる。
この際、前記多段のインナープレート１６０は、２ｍｍ乃至１０ｍｍの間隔で配置することが好ましい。各インナープレート１６１、１６２、１６３間の間隔が２ｍｍより小さい場合、各インナープレート間の内圧が大き過ぎて、前記インナープレートが変形され得る。また、１０ｍｍより大きい場合は、前記るつぼ１４０の空間部１４５に充分な内圧がかからなくなり、蒸発した薄膜材料１８０は、酸素と結合して金属酸化物を形成するようになり、インナープレート１６０に再結晶する問題が発生する。
また、前記多段のインナープレート１６０は、各々１つ以上の孔を有するが、各インナープレート１６１、１６２、１６３に設けられた孔１６１ａ、１６２ａ、１６３ａが互いに対応しないように配置する。
蒸発された薄膜材料１８０は、前記インナープレートの孔を通過して前記るつぼ１４０の外部に放出され、被処理基板に蒸着される。この際、所望しない金属酸化物は、気化状態にないため、前記インナープレート１６０により濾されて前記加熱容器１４０の外部に放出されなくなる。したがって、図３ｂに示されるように、各インナープレート１６１、１６２、１６３に位置を異ならしめて孔を形成したり、または、各インナープレートの装着時、孔が対応しないように配置したり、各インナープレートの孔の大きさを異ならしめて形成することによって、各インナープレート１６１、１６２、１６３に設けられた孔１６１ａ、１６２ａ、１６３ａが互いに対応しないようにすると、仮に金属酸化物が最下段のインナープレート１６３の孔１６３ａを通過してもその上段に在るインナープレート１６１、１６２により金属酸化物が濾されることによって、前記金属酸化物が被処理基板に蒸着されることを効果的に防止することができる。
上述したように、本発明に係る蒸発源及びこれを用いた真空蒸着装置は、多段のインナープレートを備えることによって、るつぼの空間部に充分の内圧を形成させることによって、薄膜材料１８０のスプラッシュ現象を防止することができ、金属酸化物が被処理基板に蒸着されることを防止することができる。
また、本発明は、前記多段のインナープレートの外径を加熱容器の内径と同一に形成することによって、前記るつぼの空間部に充分の内圧を加えることができ、前記るつぼとインナープレートとの温度を同一に維持することによって、薄膜材料１８０が各インナープレートの孔を通過する時、気化状態を維持させて、前記インナープレートに再結晶することを防止することができる。
そして、本発明では、前記多段のインナープレートを各インナープレートに形成された孔が対応しないように配列させることによって、金属酸化物が被処理基板に蒸着することを効果的に防止することができる。
したがって、本発明は、薄膜材料に含まれた金属酸化物が被処理基板に蒸着することを防止することによって、カソードの抵抗が増加することを防止することができ、アノード電極とカソード電極との間にショットが発生することを防止することができる。
以上において説明した本発明は、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であるので、上述した実施形態及び添付された図面に限定されるものではない。
１１０ 真空チャンバー
１２０ 被処理基板
１２１ マスク
１２２ 基板固定装置
１３０ 蒸発源
１４０ るつぼ
１４１ 開口部
１４５ 空間部
１５０ 加熱装置
１６０ インナープレート
１７０ 蓋対
１７５ 孔
１８０ 薄膜材料
１２０ 被処理基板
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１４０ るつぼ
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１６０ インナープレート
１７０ 蓋対
１７５ 孔
１８０ 薄膜材料
Claims (17)
- 薄膜材料が収容された空間部及び薄膜材料を外部に吐出する開口部を含むるつぼと、
前記るつぼの空間部に位置し、１つ以上の孔を有するインナープレートと、
前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と、
を備え、
前記インナープレートは、多段に積層されることを特徴とする蒸発源。 - 前記インナープレートは、２乃至５段に積層されることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記多段のインナープレートは、２ｍｍ乃至１０ｍｍの間隔で積層されることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記多段のインナープレートの外径は、前記空間部の内径と同一であることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記多段のインナープレートは、各インナープレートの孔が互いに対応しないように配置されることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記多段のインナープレートは、各インナープレートの孔の大きさが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記開口部に組み付けられ、蒸発した薄膜材料を吐出するための孔を含む蓋体をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記るつぼは、黒鉛、ＰＢＮ、及び金属よりなる群から選択されたいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 前記多段のインナープレートは、銅、金及び銀よりなる群から選択されたいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１に記載の蒸発源。
- 真空チャンバーと；
前記真空チャンバーの下部に位置し、薄膜材料が収容された空間部と蒸発した薄膜材料を外部に吐出する開口部とを含むるつぼと、前記るつぼの空間部に位置し、蒸発した薄膜材料を通過させるための１つ以上の孔を有する多段のインナープレートと、前記るつぼの外周面に位置する加熱装置と、を備える蒸発源と；
を備えることを特徴とする真空蒸着装置。 - 前記多段のインナープレートは、２ｍｍ乃至１０ｍｍの間隔で積層されることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記多段のインナープレートの外径は、前記空間部の内径と同一であることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記多段のインナープレートは、各インナープレートの孔が互いに対応しないように配置されることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記多段のインナープレートは、各インナープレートの孔の大きさが互いに異なることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記蒸発源は、前記開口部に組み付けられ、蒸発した薄膜材料を吐出するための孔を含む蓋体をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記るつぼは、黒鉛、ＰＢＮ、及び金属よりなる群から選択されたいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
- 前記多段のインナープレートは、銅、金及び銀よりなる群から選択されたいずれか１つで形成されることを特徴とする請求項１０に記載の真空蒸着装置。
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Cited By (4)
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