JP5244635B2 - 有機物蒸着装置 - Google Patents

Description

本発明は、有機物蒸着装置に関し、より詳細には、蒸着源がレールに沿って移動するスライディング走行方式の有機物蒸着装置に関する。

有機電界発光素子は、アノード電極、カソード電極及び有機薄膜を含み、アノード電極から注入される正孔と、カソード電極から注入される電子とが有機薄膜で再結合される過程においてエネルギー差によって光を放出する。

有機薄膜は、電子注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含み、このような有機薄膜は、大体、真空蒸着法によって形成される。

有機薄膜を形成するための蒸着装置は、有機物を加熱して蒸発した有機物を基板に蒸着させる蒸着源を備える。

大韓民国公開特許公報第１０−２００６−００４０２３３号（２００６年５月１０日公開）には、加熱によってるつぼ（ｃｒｕｃｉｂｌｅ）から気化または昇華した有機物が被処理基板に蒸着されるように構成された有機物蒸着装置が開示されている。

しかし、従来の有機物蒸着装置は、蒸着源が固定されるように設けられるため、大面積基板に有機薄膜を形成するためには、蒸着源と基板との間の距離を拡大しなければならない。そのため、装置の大きさが大きくなければならず、蒸着される有機薄膜の厚さの均一度が低下するという欠点があった。また、蒸着源に収容される有機物の量が限られているため、有機物材料を補充するのに多くの時間が必要になり、生産性が低下するという欠点があった。

生産性を増大させるためには、有機物材料の量を増加させなければならない。しかし、有機物材料の量を増加させるために蒸着源の大きさを拡大すると、蒸着率の制御が困難になり、蒸着源の数を増加させると、クロストークによって有機薄膜の厚さの均一度が低下する。

大韓民国特許公開第２００６−００１３７３５号 特開２０００−２２３２６９号 大韓民国特許公開第２００６−０１１８２３９号

本発明の目的は、大きな面積を有する基板に有機薄膜を均一な厚さに形成することができる有機物蒸着装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、連続蒸着時間を増加させ、生産性が向上するようにした有機物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の一形態に係る有機物蒸着装置は、チャンバと、前記チャンバ内の一側に配置され、基板を保持する基板保持部と、前記チャンバ内の他側に配置されたレールと、前記レールと交差する方向に設けられたガイドレールを備えるとともに前記レール上に配置され前記レールに沿って移動可能な本体、および前記本体が備える前記ガイドレール上にそれぞれ配置されており、前記本体が前記レールに沿って移動することにより前記レールに沿って移動し、かつ前記ガイドレールに沿って前記レールと交差する方向にそれぞれ移動可能な第１プレート、第２プレートを備える移送部と、前記第１プレート上に配置され、前記基板に蒸着させる有機物を収容するとともに蒸発させる第１蒸着源および第１補助蒸着源と、前記第２プレート上に配置され、前記基板に蒸着させる有機物を収容するとともに蒸発させる第２蒸着源および第２補助蒸着源と、を備える。前記第１蒸着源および前記第２蒸着源にそれぞれ収容した前記有機物がなくなると、前記第１プレートが移動することによって前記第１蒸着源の位置と前記第１補助蒸着源の位置とがそれぞれ変更され、前記第２プレートが移動することによって前記第２蒸着源の位置と前記第２補助蒸着源の位置とがそれぞれ変更され、前記第１補助蒸着源および前記第２補助蒸着源にそれぞれ収容した前記有機物を蒸発させて前記基板に蒸着させる。

本発明の有機物蒸着装置は、蒸着源と補助蒸着源とを備え、蒸着過程において、プレートの移動により、蒸着源と補助蒸着源との位置が変更され得る。蒸着源及び補助蒸着源の有機物材料を連続的に使用可能にすることにより、蒸着時間が従来に比べて２倍程度増大し、生産性を向上させることができる。また、本発明の有機物蒸着装置は、蒸着源がレールに沿って移動することにより、装置の大きさを増加させなくても、大きな面積を有する基板に有機薄膜を均一な厚さに蒸着することができる。

本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための正面図である。 本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための側面図である。 本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための平面図である。 図１ａ、図１ｂ及び図１ｃに示す蒸着源を説明するための斜視図である。 本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための正面図である。 本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。以下の実施形態は、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって本発明が十分に理解されるように提供されるものであって、様々な形態に変形可能であり、本発明の範囲は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。

図１ａ、図１ｂ及び図１ｃは、本発明に係る有機物蒸着装置を説明するための構成図であって、図１ａは正面図、図１ｂは側面図、図１ｃは平面図である。

図１ａ及び図１ｂに示すように、チャンバ１０は、蒸着が行われる空間であり、真空ポンプ（図示せず）のような排気手段によって内部が真空に保持され得る。

チャンバ１０内の一側には、基板２２を保持する基板保持部２０が配置され、基板保持部２０に対向するチャンバ１０内の他側には、レール４０が設けられる。

レール４０上には、レール４０に沿って蒸着源を移動させるための移送部５０が配置される。移送部５０は、本体５１と、第１駆動部及び第２駆動部（図示せず）と、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂとを備える。本体５１は、レール４０の上部に配置され、レール４０と接触する第１駆動部により、レール４０に沿って移動する。また、本体５１には、レール４０と交差する方向にガイドレール５３が設けられ、ガイドレール５３と接触する第２駆動部により、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂがガイドレール５３に沿って移動する。このとき、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂは、第２駆動部により、互いに近づいたり、互いに遠ざかったりするように移動する。

第１プレート５２ａ上には、有機物を蒸発させる第１蒸着源６２ａ及び第１補助蒸着源６４ａが配置され、第２プレート５２ｂ上には、有機物を蒸発させる第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂが配置される。このとき、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂは、互いに隣接するように内側に配置され、第１補助蒸着源６４ａ及び第２補助蒸着源６４ｂは、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂの外側に配置される。もしくは、これとは逆に、第１補助蒸着源６４ａ及び第２補助蒸着源６４ｂが、互いに隣接するように内側に配置され、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂが、第１補助蒸着源６４ａ及び第２補助蒸着源６４ｂの外側に配置され得る。

図１ｃに示すように、本実施形態では、第１プレート５２ａに、第１蒸着源６２ａ及び第１補助蒸着源６４ａがそれぞれ２つずつ配置され、第２プレート５２ｂに、第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂがそれぞれ２つずつ配置された場合を示しているが、蒸着源の数は、必要に応じて変更可能であることは言うまでもない。

図２に示すように、第１蒸着源６２ａ、第１補助蒸着源６４ａ、第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂは、それぞれ有機物が収容されるるつぼ６０ａと、有機物を加熱するためにるつぼ６０ａの外側に設けられるヒータ部６０ｂと、ヒータ部６０ｂの熱を外部に放出させないためにヒータ部６０ｂの外側に設けられる保温部６０ｃとを備える。るつぼ６０ａの大きさは、有機物材料が変性せず、選択された有機物材料を所望の速度で蒸着できる範囲内で適宜調節され得る。

また、チャンバ１０の内部には、有機物の蒸着厚さを感知するための複数のセンサ５５と、有機物を均一に蒸発させるための補正板（図示せず）とが配置され得る。複数のセンサ５５と補正板とは、第１蒸着源６２ａ、第１補助蒸着源６４ａ、第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂから有機物が蒸発する経路に配置され、例えば、移送部５０の本体５１に固定されるように設置可能である。

次に、上記のように構成された有機物蒸着装置の動作により本発明をより詳細に説明する。

図１ａ及び図１ｂに示すように、チャンバ１０は、蒸着領域Ｄと待機領域Ｓとに分けられる。まず、待機領域Ｓにおいて、第１蒸着源６２ａ、第１補助蒸着源６４ａ、第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂの各るつぼ６０ａに有機物が満たされるか、または予め有機物が満たされた第１蒸着源６２ａ、第１補助蒸着源６４ａ、第２蒸着源６２ｂ及び第２補助蒸着源６４ｂが外部から移送され、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂ上に配置されると、排気手段によってチャンバ１０の内部が真空状態になり、ヒータ部６０ｂによってるつぼ６０ａが加熱され始める。蒸着が行われるように、るつぼ６０ａが十分に加熱されると、蒸着領域Ｄの基板保持部２０には、基板２２が装着され、基板２２の前面には、選択的に有機物が蒸着されるように、開口部パターンが形成されたマスク３０が配置される。

次に、第１駆動部により、移送部５０がレール４０に沿って蒸着領域Ｄに移動し、蒸着領域Ｄにおいて、移送部５０がレール４０に沿って一定の速度で移動しながら、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂから有機物が蒸発して基板２２に蒸着される。第１駆動部により、移送部５０が蒸着領域Ｄに移動する前に、第２駆動部により、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂの位置が調節され、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂと基板２２との位置が整列されるようにしなければならない。

このような蒸着過程により、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂの有機物がなくなると、第２駆動部により、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂが移動し、第１蒸着源６２ａと第１補助蒸着源６４ａ、並びに、第２蒸着源６２ｂと第２補助蒸着源６４ｂの位置が変更され、第１補助蒸着源６４ａ及び第２補助蒸着源６４ｂから有機物が蒸発して基板２２に蒸着される。

図３ａ及び図３ｂに示すように、第１プレート５２ａ及び第２プレート５２ｂが互いに近づくように内側に移動することにより、第１蒸着源６２ａの位置に第１補助蒸着源６４ａが配置され、第２蒸着源６２ｂの位置に第２補助蒸着源６４ｂが配置される。

このとき、連続的な蒸着が行われるようにするためには、第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂの有機物が蒸着される間、または第１蒸着源６２ａ及び第２蒸着源６２ｂの位置を変更する前に、第１補助蒸着源６４ａ及び第２補助蒸着源６４ｂの有機物を一定の温度に予熱することが好ましい。

図示していないものの、前記第１駆動部及び第２駆動部、複数のセンサ５５及びヒータ部６０ｂは、有機物蒸着装置の動作を制御する制御部に接続されることにより、互いに連動して制御され得る。

以上のように、詳細な説明及び図面を参照して本発明の最適な実施形態を開示している。用語は、単に本発明を説明する目的で使用されたものであって、意味の限定または特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使用されたものではない。そのため、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形及び均等な他の実施形態が可能である点を理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

１０ チャンバ、
２０ 基板保持部、
２２ 基板、
３０ マスク、
４０ レール、
５０ 移送部、
５１ 本体、
５２ａ 第１プレート、
５２ｂ 第２プレート、
５３ ガイドレール、
５５ センサ、
６０ａ るつぼ、
６０ｂ ヒータ部、
６０ｃ 保温部、
６２ａ 第１蒸着源、
６２ｂ 第２蒸着源、
６４ａ 第１補助蒸着源、
６４ｂ 第２補助蒸着源。

Claims (8)

1. チャンバと、
   前記チャンバ内の一側に配置され、基板を保持する基板保持部と、
   前記チャンバ内の他側に配置されたレールと、
   前記レールと交差する方向に設けられたガイドレールを備えるとともに前記レール上に配置され前記レールに沿って移動可能な本体、および前記本体が備える前記ガイドレール上にそれぞれ配置されており、前記本体が前記レールに沿って移動することにより前記レールに沿って移動し、かつ前記ガイドレールに沿って前記レールと交差する方向にそれぞれ移動可能な第１プレート、第２プレートを備える移送部と、
   前記第１プレート上に配置され、前記基板に蒸着させる有機物を収容するとともに蒸発させる第１蒸着源および第１補助蒸着源と、
   前記第２プレート上に配置され、前記基板に蒸着させる有機物を収容するとともに蒸発させる第２蒸着源および第２補助蒸着源と、を備え、
   前記第１プレートが前記レールおよび前記ガイドレールの少なくとも一方に沿って移動することによって前記第１蒸着源および前記第１補助蒸着源の位置が変更され、前記第２プレートが前記レールおよび前記ガイドレールの少なくとも一方に沿って移動することによって前記第２蒸着源および前記第２補助蒸着源の位置が変更されることを特徴とする有機物蒸着装置。
2. 前記第１蒸着源および前記第２蒸着源にそれぞれ収容した前記有機物がなくなると、前記第１プレートが移動することによって前記第１蒸着源の位置と前記第１補助蒸着源の位置とがそれぞれ変更され、前記第２プレートが移動することによって前記第２蒸着源の位置と前記第２補助蒸着源の位置とがそれぞれ変更され、前記第１補助蒸着源および前記第２補助蒸着源にそれぞれ収容した前記有機物を蒸発させて前記基板に蒸着させることを特徴とする請求項１に記載の有機物蒸着装置。
3. 前記移送部は、
   前記レールに沿って前記本体を移動させる第１駆動部と、
   前記ガイドレールに沿って前記第１プレートおよび前記第２プレートを移動させる第２駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機物蒸着装置。
4. 前記第１蒸着源、前記第１補助蒸着源、前記第２蒸着源、および前記第２補助蒸着源のそれぞれは、
   前記有機物が収容されるるつぼと、
   前記有機物を加熱するために前記るつぼの外側に設けられるヒータ部と、
   前記ヒータ部の外側に設けられる保温部と、を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機物蒸着装置。
5. 前記第１蒸着源および前記第２蒸着源が互いに隣接するように配置され、前記第１蒸着源の外側に前記第１補助蒸着源が配置され、前記第２蒸着源の外側に前記第２補助蒸着源が配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機物蒸着装置。
6. 前記第１蒸着源、前記第１補助蒸着源、前記第２蒸着源、および前記第２補助蒸着源がそれぞれ複数個配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機物蒸着装置。
7. 前記第１蒸着源、前記第１補助蒸着源、前記第２蒸着源、および前記第２補助蒸着源から前記有機物が蒸発する経路に設けられ、前記有機物の蒸着厚さを感知するための複数のセンサをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機物蒸着装置。
8. 前記第１蒸着源、前記第１補助蒸着源、前記第２蒸着源、および前記第２補助蒸着源から前記有機物が蒸発する経路に設けられ、前記有機物を均一に蒸発させるための補正板をさらに備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機物蒸着装置。

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