JP2010531391A - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡略化することができると共に、短時間で均一な厚みに蒸着物質を基板に蒸着することができる蒸着装置の提供。
【解決手段】本発明の蒸着装置は、フレーム上に往復移動可能に取り付けられた移動プレート、基板上に蒸着できるように蒸着材料を蒸発させ、前記移動プレートに前記移動プレートの移動方向と交差する方向に配設けられた複数の蒸発源、及び、前記移動プレートを往復駆動させるための駆動ユニットを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着装置に関し、特に、簡単な構造で、且つ大面積基板上に均一な厚さに蒸着物質を蒸着することが可能な蒸着装置に関する。

一般に、蒸着装置は、真空ポンプにより排気及び減圧された真空槽内において、蒸発源に充填した材料を加熱及び蒸発させて基板に付着させる装置である。

最近、短時間で基板に蒸着物質を蒸着させることができる蒸着装置に対する必要性が増加している。一例として、基板の幅と同じ長さの細長い開口部を有する大型の蒸発源を用いて、基板を移動させながら蒸着作業を行う蒸着装置が開発されている。しかし、このような蒸着装置では、基板の移動空間を確保する必要があるため、蒸着装置の大型化が避けられないという問題や、大型蒸発源の温度制御が困難であるため、蒸着膜の厚さ均一性が低下するという問題がある。

このような理由から、基板を固定した状態で１つの蒸発源を移動させながら蒸着作業を行う蒸着装置が開発されている。しかし、このような蒸着装置では、蒸着時間が長くなり、ボールねじのような駆動源を使用しているため、パーティクルが多く発生するという問題がある。

また、前述のような１つの蒸発源と１つの駆動源からなる蒸発ユニットを複数個並設して大面積の基板を短時間で蒸着するための研究が行われているが、このような場合、複数の蒸発源を移動させるためには、複数の駆動源が必要になるため、蒸着装置の構造が複雑化し、蒸着装置の製造コストがアップするという問題がある。

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、蒸着時間を短縮させることができると共に、基板上に蒸着される蒸着物質の厚さ均一性を向上させることができる蒸着装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、構造を簡略化することができると共に、パーティクルの発生を抑制することができる蒸着装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る蒸着装置は、フレーム上に往復移動可能に取り付けられた移動プレート、基板上に蒸着可能なように蒸着物質を蒸発させ、前記移動プレートに、前記移動プレートの移動方向と交差する方向に配設された複数の蒸発源、及び前記移動プレートを往復移動させるための駆動ユニット、を有する。

本発明の一実施形態によれば、前記蒸着装置は、前記移動プレートの往復移動をガイドするガイドユニットを有し、前記ガイドユニットは、前記フレームに設けられたガイドレール、及び前記ガイドレールが挿入されるガイド溝が形成され、前記移動プレートに固定されるように設けられたガイド部材、を有する。

前記駆動ユニットは、駆動モータ、及び前記移動プレートが移動可能となるように前記駆動モータの動力を前記移動プレートに伝達する動力伝達ユニット、を有し、前記動力伝達ユニットは、前記フレームに回転可能に設けられ、前記駆動モータにより駆動される駆動プーリ、前記駆動プーリから前記移動プレートの移動方向に離間して配置され、前記フレームに回転可能に設けられた従動プーリ、前記駆動プーリと前記従動プーリとを連結させ、前記移動プレートが固定されるように設けられたスチールベルト、及び前記駆動モータの動力を前記駆動プーリに伝達する１組のベベルギヤを有し、前記駆動プーリ、前記従動プーリ及び前記スチールベルトは、それぞれ複数個が前記移動プレートの移動方向と交差する方向に離間して配置される。

また、前記蒸発源は、前記移動プレートの移動方向と交差する方向に互いに離間して配置された複数のホスト蒸発源、及び前記ホスト蒸発源に対応する個数が前記ホスト蒸発源の各々から前記移動プレートの移動方向に離間して配置されたゲスト蒸発源を有する。

本発明の他の実施形態によれば、前記駆動プーリは、前記駆動モータの駆動軸に結合され、前記１対のベベルギヤを省略することができる。

さらに、上記のような目的は、駆動モータ、フレーム上に往復移動可能に取り付けられた移動プレート、基板上に蒸着できるように蒸着物質を蒸発させ、前記移動プレートに設けられた少なくとも１つの蒸発源、及び前記移動プレートが固定されるように設けられ、前記駆動モータの動力を伝達して前記移動プレートを前記フレーム上で往復移動させるスチールベルトを含む蒸着装置によっても達成することができる。

前述のような本発明によれば、１つの移動プレートに複数の蒸発源を支持させ、前記移動プレートを往復移動させながら固定された基板に蒸着物質を蒸着させることにより、蒸着装置の構造を簡略化させると共に蒸着時間を短縮させることができ、それぞれの蒸発源に対する温度制御が容易であるため、蒸着膜の均一な厚さを維持することができる。

特に、複数の蒸発源が支持される移動プレートを、駆動モータとスチールベルトを用いて往復移動させることにより、蒸着装置の駆動部の構造をさらに簡略化することができると共に、駆動部におけるパーティクルの発生を抑制することができる。

さらに、駆動モータの駆動軸を駆動プーリに直接連結させることにより、駆動ユニットの構造をさらに簡略化することができる。

本願発明の目的、特徴、効果は、以下の図面と伴に、下記詳細な説明によりさらに明らかとなる。
図１は、本発明の一実施形態に係る蒸着装置を概略的に示す斜視図である。 図２は、図１に示された蒸着装置の側面図である。 図３は、図１に示された蒸着装置の断面図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る蒸着装置を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態に係る蒸着装置について図面と伴に詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本発明の一実施形態に係る蒸着装置は、フレーム１００と、前記フレーム１００に直線往復移動可能に取り付けられた移動プレート１１０と、前記移動プレート１００上に配置された複数の蒸発源１２０と、前記移動プレート１１０の直線移動をガイドするガイドユニット１３０と、前記移動プレート１１０を直線往復移動させる駆動ユニット１４０とを備えている。

前記移動プレート１１０は、前記複数の蒸発源１２０を支持しながら一緒に移動させるためのもので、その上面には前記複数の蒸発源１２０が配置され、その下面には前記移動プレート１１０を前記駆動ユニット１４０と連結するための１対の連結部材１１２が設けられている。また、前記移動プレート１１０の下面には、前記移動プレート１１０を前記ガイドユニット１３０に支持させるための１対の支持部材１１４が設けられている。なお、本実施形態では、前記移動プレート１１０が矩形のプレート形状を呈しているが、前記複数の蒸発源１２０を支持しながら一緒に移動できるものであれば、その形状及び材質は、種々に変更することができる。

前記複数の蒸発源１２０は、前記移動プレート１１０の上面に移動プレート１１０の移動方向と垂直方向に配置されている。前記複数の蒸発源１２０は、基板の位置によって均一の厚さに蒸着できるように同じ間隔を置いて配置されることが好ましい。なお、前記各蒸発源１２０は、有機ＥＬ材料を蒸着する場合、前記移動プレート１１０の移動方向に互いに離間して配置されたホスト蒸発源１２４とゲスト蒸発源１２２とを有していてもよい。前記ホスト蒸発源１２４には、ホスト材料が充填され、前記ゲスト蒸発源１２２には、ドーパントとなるゲスト材料が充填され、ホスト材料とゲスト材料とを同時に基板に蒸着させることができる。

このような蒸発源１２０は、蒸着物質を加熱及び蒸発させることができるように蒸着物質が充填されたるつぼの周囲に電熱線を配置させるような公知の構造を有することができる。この蒸発源１２０の構成については、公知の構造を有するため、蒸発源１２０の蒸発原理及び構造に関する詳細な説明は省略する。

また、前記各蒸発源１２０の付近には、前記蒸発源１２０の蒸発量を測定するための水晶振動子を有するセンサ（図示せず）を配設することができる。前記センサで測定された各蒸発源１２０の蒸発量に基づき、制御部は、各蒸発源１２０の温度を調節して各蒸発源１２０の蒸発速度を制御する。

前記ガイドユニット１３０は、前記移動プレート１１０の直線往復移動をガイドするためのもので、支持部材１１４に設けられたガイド部材１３４と、前記フレーム１００に設けられたガイドレール１３２とを有している。前記ガイド部材１３４には、前記ガイドレール１３２が挿入されるガイド溝１３５が形成されている。このような構造により、前記移動プレート１１０は、前記ガイドレール１３２に沿って直線往復移動するようになる。

本実施形態では、前記ガイドレール１３２が前記フレーム１００に固定され、ガイド溝１３５が形成されたガイド部材１３４が移動プレート１１０に固定されているが、これとは異なり、前記ガイドレール１３２が前記移動プレート１１０に固定されるように設けられ、前記ガイド溝１３５がフレーム１００に形成されることもできる。

前記駆動ユニット１４０は、前記移動プレート１１０を移動させるためのもので、駆動モータ１４１と、前記駆動モータ１４１の動力を前記移動プレート１１０に伝達するための動力伝達ユニット１４２とを有している。

前記駆動モータ１４１は、前記フレーム１００に固定されるように設けられ、供給される電流の方向によって正回転及び逆回転が可能であり、これによって、前記移動プレート１１０は往復移動できるようになる。

前記動力伝達ユニット１４２は、前記駆動モータ１４１の駆動軸１４１ａに連結され、互いに交差する軸を有する１対のベベルギヤ１４３、１４４と、前記ベベルギヤ１４３、１４４に連結された駆動プーリ１４５と、スチールベルト１４７を介して前記駆動プーリ１４５に駆動連結された従動プーリ１４６と、前記駆動プーリ１４５の動力を前記従動プーリ１４６に伝達するスチールベルト１４７とを有している。

前記ベベルギヤ１４３、１４４は、前記駆動モータ１４１の駆動軸１４１ａと連結された第１のベベルギヤ１４３と、前記第１のベベルギヤ１４３の軸と垂直に（９０度で）交差する軸を有する第２のベベルギヤ１４４とからなる。前記第１のベベルギヤ１４３及び第２のベベルギヤ１４４は、前記駆動モータ１４１の駆動軸１４１ａが前記駆動プーリ１４５の軸と垂直な（９０度をなす）状態であるため、回転動力の方向を変換するための構成であって、前記第１のベベルギア１４３と前記第２のベベルギヤ１４４とは、前記駆動モータ１４１の設置位置及び姿勢によっては省略することができる。

前記駆動プーリ１４５は、前記駆動モータ１４１を基準に両側に離間して１対設けられる。より具体的には、前記１対の駆動プーリ１４５は、フレーム１００の支持リブ１０４に回転可能に取り付けられ、前記各駆動プーリ１４５は、前記第２のベベルギヤ１４４と同じ軸１４４ａを有する。従って、前記第２のベベルギヤ１４４の回転力は、前記軸１４４ａを介して前記駆動プーリ１４５に伝達されるようになる。

前記従動プーリ１４６は、前記駆動プーリ１４５により駆動され、前記駆動プーリ１４５から移動プレート１１０の移動方向に一定距離離間して配置される。前記従動プーリ１４６は、前記１対の駆動プーリ１４５に対応するように、同じく１対が前記フレーム１００の支持リブに回転可能に取り付けられている。

前記スチールベルト１４７は、一対がそれぞれ前記駆動プーリ１４５と前記従動プーリ１４６に連結されて回転し、前記スチールベルト１４７の一地点において前記移動プレート１１０が固定される。より具体的には、前記移動プレート１１０の下面に形成された連結部材１１２が前記スチールベルト１４７に固定される。このような構造で前記スチールベルト１４７が回転すると、前記移動プレート１１０が前記ガイドレール１３２に沿って直線移動するようになる。このように前記移動プレート１１０を移動させるための動力伝達部材としてスチールベルト１４７を使用することにより、ボールねじのように摩擦の大きな動力伝達部材において発生するパーティクルの問題を抑制することができる。パーティクルの発生を抑制することにより、蒸着物質が塗布された基板の不良率が抑制される。なお、前記スチールベルト１４７、前記駆動プーリ１４５、及び従動プーリ１４６を取り囲むようにハウジングを設けることができる。この場合、前記動力伝達ユニット１４２が基板から完全に密閉され、パーティクルの発生による基板の不良発生を一層低減することができる。

以下、上記のような構成を有する蒸着装置の動作について説明する。

まず、基板を前記蒸発源１２０に対向するように配置した状態で、前記蒸発源１２０に電源を印加して蒸着物質を蒸発させる。この時、前記駆動モータ１４１を駆動させて移動プレート１１０を前記ガイドレール１３２に沿って移動させる。より具体的には、前記駆動モータ１４１が駆動されると、前記第１のベベルギヤ１４３と第２のベベルギヤ１４４を介して前記１対の駆動プーリ１４５が回転し、前記駆動プーリ１４５と一定の摩擦力をもって結合されたスチールベルト１４７が回転する。スチールベルト１４７が回転すると、前記スチールベルト１４７の一地点において固定された前記移動プレート１１０が移動する。この時、前記移動プレート１１０に取り付けられた複数の蒸発源１２０は、前記基板の長さ方向に沿って移動しながら前記基板の全体に蒸着物質を蒸着させるようになる。

図４は、本発明の他の実施形態に係る蒸着装置を概略的に示す斜視図である。図４に示すように、本発明の他の実施形態では、駆動モータ２４１の位置を変更し、本発明の一実施形態において使用される第１のベベルギア１４３と第２のベベルギヤ１４４が削除されている。即ち、本発明の他の実施形態に係る動力伝達ユニット２４２では、前記駆動モータ２４１の駆動軸２４１ａに前記駆動プーリ２４５が直接連結される。また、前記駆動プーリ２４５は、スチールベルト２４７により従動プーリ２４６と連結される。この時、前記スチールベルト２４７、駆動プーリ２４５、及び従動プーリ２４６は、前記移動プレート２１０の幅方向中央に位置付けられることが好ましい。これは、前記移動プレート２１０の移動方向により効率的に駆動力を伝達するためである。なお、前記スチールベルト２４７に移動プレート２１０が連結される構造及び前記移動プレート２１０の移動がガイドされる構成については、本発明の一実施形態と同様である。

上記のように、駆動モータ２４１の駆動軸２４１ａに駆動プーリ２４５を直接連結することにより、前記蒸着装置の構造をさらに簡略化することができる。

上述した本発明によれば、往復移動する移動プレート上に支持された複数の蒸発源から蒸着物質を蒸発させることによって、停止した基板に蒸着物質を蒸着させるので、蒸着装置の構造を簡単にすることができ、蒸発時間を短縮でき、各蒸発源の温度制御を容易に行うことができ、蒸着膜の厚みの均一化を図ることができる。

特に、複数の蒸発源を支持する移動プレートを往復運動させるために、駆動モータ及びスチールベルトを使用することにより、蒸着装置の移動部分の構造をさらに簡素化することができ、移動部分からのパーティクルを最小化することができる。

加えて、駆動モータの駆動軸は、駆動プーリに直接連結され、これにより駆動ユニットの構造をさらに簡略化することができる。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明してきたが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものでなく、本発明技術思想の範囲内において種々の変形及び修正が可能であることは、当業者にとって明らかであり、それらの変形及び修正内容は何れも本発明の技術的範囲に属する。

１００ フレーム
１０４ 支持リブ
１１０ 移動プレート
１１２ 連結部材
１１４ 支持部材
１２０ 蒸発源
１２２ ゲスト蒸発源
１２４ ホスト蒸発源
１３０ ガイドユニット
１３２ ガイドレール
１３４ ガイド部材
１３５ ガイド溝
１４１ 駆動モータ
１４２ 動力伝達ユニット
１４３ ベベルギヤ
１４４ ベベルギヤ
１４４ａ 軸
１４５ 駆動プーリ
１４６ 従動プーリ
１４７ スチールベルト
２１０ 移動プレート
２４１ 駆動モータ
２４１ａ 駆動軸
２４５ 駆動プーリ
２４６ 従動プーリ
２４７ スチールベルト

Claims (10)

1. フレーム上に往復移動可能に取り付けられた移動プレート、
   基板上に蒸着できるように蒸着物質を蒸発させ、前記移動プレートに、前記移動プレートの移動方向と交差する方向に配設された複数の蒸発源、及び
   前記移動プレートを往復移動させるための駆動ユニット、
   を有することを特徴とする蒸着装置。
2. 移動プレートの往復移動をガイドするガイドユニットを有する請求項１に記載の蒸着装置。
3. ガイドユニットは、
   フレームに設けられたガイドレール、及び
   前記ガイドレールが挿入されるガイド溝が形成され、移動プレートに固定されるように設けられたガイド部材、
   を有する請求項２に記載の蒸着装置。
4. 駆動ユニットは、
   駆動モータ、及び
   移動プレートが移動可能となるように前記駆動モータの動力を前記移動プレートに伝達する動力伝達ユニット、
   を有する請求項１及び３のいずれかに記載の蒸着装置。
5. 動力伝達ユニットは、
   フレームに回転可能に設けられ、駆動モータにより駆動される駆動プーリ、
   前記駆動プーリから移動プレートの移動方向に離間して配置され、前記フレームに回転可能に設けられた従動プーリ、及び
   前記駆動プーリと前記従動プーリとを駆動連結させ、一地点において前記移動プレートが固定されるように設けられたスチールベルト、
   を有し、
   前記駆動プーリ及び前記従動プーリが回転するに伴い、前記スチールベルトが回転して前記移動プレートが往復移動する請求項４に記載の蒸着装置。
6. 動力伝達ユニットは、
   駆動モータの動力を前記駆動プーリに伝達する１組のベベルギヤを有する請求項５に記載の蒸着装置。
7. 駆動プーリは、駆動モータの駆動軸に結合される請求項６に記載の蒸着装置。
8. 駆動プーリ、従動プーリ及びスチールベルトは、それぞれ複数個が移動プレートの移動方向と交差する方向に離間して配置される請求項５に記載の蒸着装置。
9. 蒸発源は、
   移動プレートの移動方向と交差する方向に互いに離間して配置された複数のホスト蒸発源、及び
   ホスト蒸発源に対応する個数が前記ホスト蒸発源の各々から前記移動プレートの移動方向に離間して配置されたゲスト蒸発源、
   を有する請求項１に記載の蒸着装置。
10. 駆動モータ、
    フレーム上に往復移動可能に取り付けられた移動プレート、
    基板上に蒸着できるように蒸着物質を蒸発させ、前記移動プレートに設けられた少なくとも１つの蒸発源、及び
    前記移動プレートが固定されるように設けられ、前記駆動モータの動力を伝達して前記移動プレートを前記フレーム上で往復移動させるスチールベルト、
    を有する蒸着装置。