JP5328726B2 - 薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明において、前記各蒸着空間の中心に対応する前記パターニングスリットの長さは、前記各蒸着空間の端部に対応する前記パターニングスリットの長さより小さく形成される。
本発明において、前記支持部材は、前記パターニングスリットの長手方向と交差して配される。
本発明において、前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間に配されて、前記蒸着源から放射される前記蒸着物質のうち少なくとも一部を遮断する補正板をさらに備える。
本発明において、前記補正板は、薄膜の厚さが実質的に同一に形成されるように備えられる。
本発明において、前記補正板は、円弧またはコサイン曲線の形状に形成される。
本発明において、前記補正板は、前記各蒸着空間の中心での高さが、各蒸着空間の端部での高さより低く形成される。
本発明において、前記補正板は、前記各蒸着空間の中心での前記蒸着物質の遮断量が、前記各蒸着空間の端部での前記蒸着物質の遮断量より多く形成される。
本発明において、前記補正板は前記各蒸着空間ごとに形成され、前記各蒸着空間に配された前記蒸着源ノズルから放射される前記蒸着物質の特性によって、前記それぞれの補正板のサイズまたは形状が変更される。
本発明において、複数の前記蒸着空間ごとに蒸着される薄膜の厚さが同一であるように、前記それぞれの補正板のサイズまたは形状が変更される。
本発明において、前記複数の遮断板は、等間隔で配される。
本発明において、前記遮断板と前記パターニングスリットシートとは、所定間隔をおいて離隔するように形成される。
本発明において、前記複数の第1遮断板及び前記複数の第2遮断板それぞれは、前記第1方向と実質的に垂直である第2方向に形成されて、前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間の空間を複数の蒸着空間に区切る。
本発明において、前記互いに対応する第1遮断板及び第2遮断板は実質的に同じ平面上に位置するように配される。
図1は、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置によって製造された有機発光ディスプレイ装置の平面図である。
画素領域30に設けられる薄膜トランジスタには、ゲートラインの信号によって発光素子にデータ信号を伝達して、その動作を制御するスイッチング用薄膜トランジスタと、データ信号によって有機電界発光素子に所定の電流が流れるように駆動させる駆動用薄膜トランジスタとの画素部薄膜トランジスタがありうる。また、回路領域40に設けられる薄膜トランジスタには、所定の回路を具現するように備えられた回路部薄膜トランジスタがありうる。
図2は、図1の有機発光ディスプレイ装置のうち、一つの副画素を示した断面図である。
有機膜62は、低分子または高分子有機膜が使われうるが、低分子有機膜を使用する場合、ホール注入層(HIL:Hole Injection Layer)、ホール輸送層(HTL:Hole Transport Layer)、発光層(EML:Emission Layer)、電子輸送層(ETL:Electron Transport Layer)、電子注入層(EIL:Electron Injection Layer)などが単一あるいは複合の構造に積層されて形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン(CuPc:copper phthalocyanine)、N,N−ジ(ナフタレン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン(NPB)、トリス−8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3)などを始めとして多様に適用できる。これら低分子有機膜は、真空蒸着の方法で形成できる。
画素電極61は、アノード電極の機能を行い、対向電極63はカソード電極の機能を行うが、もちろん、これら画素電極61と対向電極63との極性は逆になってもよい。
以下では、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置及びこれを利用した有機発光ディスプレイ装置の製造方法について詳細に説明する。
図3、図4及び図5を参照すれば、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着アセンブリ100は、蒸着源110、蒸着源ノズル部120、遮断板アセンブリ130、パターニングスリットシート150を備えることができる。
ここで、本発明の一実施形態では、基板400が薄膜蒸着アセンブリ100に対して相対的に移動しつつ蒸着が進められることを一特徴とする。
詳細には、蒸着源110は、その内部に蒸着物質115が満たされる坩堝111と、坩堝111を加熱させて坩堝111の内部に満たされた蒸着物質115を坩堝111の一側、詳細には蒸着源ノズル部120側に蒸発させるためのヒーター112とを備えることができる。
すなわち、互いに隣接している2つの遮断板131の間には一つの蒸着源ノズル121が配されうる。同時に、互いに隣接している2つの遮断板131の間には複数のパターニングスリット151が配されうる。そして、互いに隣接している2つの遮断板131によって、蒸着源ノズル部120とパターニングスリットシート150との間の空間が区切られて、それぞれの蒸着源ノズル121別に蒸着空間Sが分離される。したがって、一つの蒸着源ノズル121から放射された蒸着物質は、大体同じ蒸着空間Sにあるパターニングスリット151を通過して基板400に蒸着されうる。
このような本発明によって、マスクを基板より小さく形成した後、マスクを基板に対して移動させつつ蒸着を行えることによって、マスク製作が容易になる効果を得ることができる。また、基板とマスクとの接触による不良を防止する効果を得ることができる。また、工程で基板とマスクとを密着させる時間が不要になるため、製造速度が向上する効果を得ることができる。
図6Aは、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着アセンブリで、蒸着物質が蒸着されている状態を概略的に示す図面であり、図6Bは、図6Aのように遮断板により蒸着空間が分離された状態で発生する陰影を示す図面であり、図6Cは、蒸着空間が分離されていない状態で発生する陰影を示す図面である。
SH1=s*ds/h
(s=パターニングスリットシートと基板との距離、ds=蒸着源ノズルの幅、h=蒸着源とパターニングスリットシートとの距離)
SH2=s*2dn/h
(s=パターニングスリットシートと基板との距離、dn=隣接する蒸着源ノズル間の間隔、h=蒸着源とパターニングスリットシートとの距離)
以下では、基板全体の膜均一度を確保するためのパターニングスリットシートについて詳細に説明する。
図7には、パターニングスリットの長さがいずれも同じパターニングスリットシートを備えた薄膜蒸着装置によって蒸着された蒸着膜の分布形態が、線Aで図示されており、パターニングスリットの長さの異なるパターニングスリットシートを備えた薄膜蒸着装置によって蒸着された蒸着膜の分布形態が、線Bで図示されている。
前述したような各蒸着空間S内で発生する蒸着膜厚の不均一現象を除去するために、パターニングスリット151の長さを異なって形成できる。
蒸着された膜のプロファイルは、蒸着源110と基板400との距離及び前記cosn(θ)のn値により決定されうる。本発明の一実施形態による蒸着装置は、基板に対して相対的に移動しつつ蒸着を行うので、その移動方向に沿って蒸着物質が重なる。このように位置による蒸着膜の厚さは、数式3により決定される。
図11は、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置のパターニングスリットシートの他の変形例を示す平面図である。図11を参照すれば、パターニングスリットシート250は、長さの異なるパターニングスリットを備える。図11のパターニングスリットシート250が長さの異なるパターニングスリットを備えるという点では、図10のパターニングスリットシート150と同一である。しかし、図10のパターニングスリットシート150では、パターニングスリット151a、151b、151cの上部は同じ位置にあり、その下部で長さの差があるが、図11のパターニングスリットシート250は、パターニングスリット251aがパターニングスリット251b、251cに比べてその長さが上下部でいずれも小さくなるという点で、図11のパターニングスリットシート250は、図10のパターニングスリットシート150と差がある。パターニングスリットの位置の差にもかかわらず、図11のパターニングスリットシート250も、パターニングスリット251a、251b、251cの長さが蒸着空間Sの中央部から両端部へ行くほど長くなるという点では、図10のパターニングスリットシート150と同一である。したがって、相対的に長さの短い中央部分に対応するパターニングスリット251aでは、蒸着物質が少なく通過し、相対的に長さの長い蒸着空間Sの端部に対応するパターニングスリット251b、251cでは、蒸着物質が多く通過するようになって、蒸着薄膜の厚さが均一に形成されうる。
図14を参照すれば、本発明の他の実施形態に関する薄膜蒸着アセンブリ500は、蒸着源510、蒸着源ノズル部520、第1遮断板アセンブリ530、第2遮断板アセンブリ540、パターニングスリットシート550及び基板400を備えることができる。
かかるチャンバー(図示せず)内には被蒸着体である基板400が配されうる。そして、チャンバー(図示せず)内で基板400と対向する側には、蒸着物質515が収納及び加熱される蒸着源510が配されうる。蒸着源510は、坩堝511と、ヒーター512とを備えることができる。
蒸着源ノズル部520の一側には、第1遮断板アセンブリ530が備えられうる。前記第1遮断板アセンブリ530は、複数の第1遮断板531と、第1遮断板531の外側に備えられる第1遮断板フレーム532とを備えることができる。
そして、蒸着源510と基板400との間には、パターニングスリットシート550及びパターニングスリットシートフレーム555がさらに備えられうる。パターニングスリットシートフレーム555は、ほぼ窓枠のような格子状で形成され、その内側にパターニングスリットシート550が結合されうる。そして、パターニングスリットシート550には、X軸方向に沿って複数のパターニングスリット551が形成されうる。
詳細には、前記複数の第1遮断板531は、X軸方向に沿って互いに平行に備えられうる。そして、前記複数の第1遮断板531は等間隔に形成されうる。また、それぞれの第1遮断板531は、図面から見た時、YZ平面と平行に、言い換えれば、X軸方向に垂直になるように形成されうる。
図18、図19及び図20を参照すれば、本発明の一実施形態に関する薄膜蒸着装置700は、蒸着源710、蒸着源ノズル部720及びパターニングスリットシート750を備える。
ここで、本発明の一実施形態では、基板400が薄膜蒸着装置700に対して相対的に移動しつつ蒸着が進められることを一特徴とする。
一方、チャンバー内で、前記基板400と対向する側には、蒸着物質715が収納及び加熱される蒸着源710が配される。前記蒸着源710内に収納されている蒸着物質715が気化することによって、基板400に蒸着が行われる。
このような本発明によって、マスクを基板より小さく形成した後、マスクを基板に対し移動させつつ蒸着を行えることによって、マスク製作が容易になる効果を得ることができる。また、基板とマスクとの接触による不良を防止する効果を得ることができる。また、工程で基板とマスクとを密着させる時間が不要になるため、製造速度が向上する効果を得ることができる。
図22は、本発明のさらに他の実施形態による薄膜蒸着装置のパターニングスリットシート850を示す図面である。本実施形態では、パターニングスリットシート850の一側に、補正板857がさらに備えられるという点で、前述した前記実施形態の薄膜蒸着装置700と区別される。
図23は、本発明のさらに他の実施形態に関する薄膜蒸着装置のパターニングスリットシート示す背面斜視図である。図23を参照すれば、パターニングスリットシート750の背面には、パターニングスリットシート750を支持する支持部材760を備えることができる。支持部材760は、パターニングスリットシート750の背面に配されて、パターニングスリットシート750が蒸着源710に向かってたわみ込むことを防止できる。支持部材760は棒状になりうる。支持部材760は、パターニングスリット751の長手方向と交差するようにパターニングスリットシート750の背面に配され、一実施形態として、支持部材760は、その長手方向がパターニングスリット751の長手方向と垂直するように配されうる。支持部材760は、その両端部がパターニングスリットシートフレーム755に固定されうる。
本発明は、前述した実施形態及び添付した図面により限定されるものではなく、特許請求の範囲により限定され、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、多様な形態の置換、変形及び変更が可能であるということは当業者に明らかであろう。
110 蒸着源
111 坩堝
112 ヒーター
115 蒸着物質
120 蒸着源ノズル部
130 遮断板アセンブリ
131 遮断板
132 遮断板フレーム
135 連結部材
150 パターニングスリットシート
155 パターニングスリットシートフレーム
400 基板
Claims (40)
- 基板上に薄膜を形成するための薄膜蒸着装置において、
蒸着物質を放射する蒸着源と、
前記蒸着源の一側に配され、第1方向に沿って複数の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部と、
前記蒸着源と対向して配され、前記第1方向に沿って複数のパターニングスリットが形成されるパターニングスリットシートと、
前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間に前記第1方向に沿って配されて、前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間の空間を複数の蒸着空間に区切る複数の遮断板を備える遮断板アセンブリと、を備え、
前記各蒸着空間に対応する前記パターニングスリットの長さが異なるように形成され、
前記薄膜蒸着装置は、前記基板と所定程度離隔するように形成され、
前記薄膜蒸着装置と前記基板とは、いずれか一側が他側に対して相対的に移動自在に形成され、前記基板が、前記薄膜蒸着装置に対して相対的に移動しつつ、前記基板上に、前記蒸着源の蒸着物質が連続的に蒸着されることを特徴とする薄膜蒸着装置。 - 前記パターニングスリットは、前記各蒸着空間の中心から遠ざかるほどその長さが長く形成されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記各蒸着空間の中心に対応する前記パターニングスリットの長さは、前記各蒸着空間の端部に対応する前記パターニングスリットの長さより小さく形成されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記パターニングスリットシートが前記蒸着源に向かってたわみ込むことを防止するように、前記パターニングスリットシートを支持する支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記支持部材は、前記パターニングスリットの長手方向と交差して配されることを特徴とする請求項4に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記支持部材は、前記パターニングスリットの長手方向と垂直になるように配されることを特徴とする請求項5に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間に配されて、前記蒸着源から放射される前記蒸着物質のうち少なくとも一部を遮断する補正板をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、薄膜の厚さが実質的に同一に形成されるように備えられることを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記各蒸着空間の中心から遠ざかるほどその高さが低く形成されることを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、円弧またはコサイン曲線の形状に形成されることを特徴とする請求項9に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記各蒸着空間の中心での高さが、各蒸着空間の端部での高さより低く形成されることを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記各蒸着空間の中心での前記蒸着物質の遮断量が、前記各蒸着空間の端部での前記蒸着物質の遮断量より多く形成されることを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記パターニングスリットシートの一面に配されることを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は前記各蒸着空間ごとに形成され、
前記各蒸着空間に配された前記蒸着源ノズルから放射される前記蒸着物質の特性によって、前記それぞれの補正板のサイズまたは形状が変更可能なことを特徴とする請求項7に記載の薄膜蒸着装置。 - 複数の前記蒸着空間ごとに蒸着される薄膜の厚さが同一であるように、前記それぞれの補正板のサイズまたは形状が変更可能なことを特徴とする請求項14に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記複数の遮断板それぞれは、前記第1方向と実質的に垂直である第2方向に形成されて、前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間の空間を複数の蒸着空間に区切ることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記複数の遮断板は、等間隔で配されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記遮断板と前記パターニングスリットシートとは、所定間隔をおいて離隔するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記遮断板アセンブリは、複数の第1遮断板を備える第1遮断板アセンブリと、複数の第2遮断板を備える第2遮断板アセンブリとを備えることを特徴とする請求項1に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記複数の第1遮断板及び前記複数の第2遮断板それぞれは、前記第1方向と実質的に垂直である第2方向に形成されて、前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間の空間を複数の蒸着空間に区切ることを特徴とする請求項19に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記複数の第1遮断板及び前記複数の第2遮断板それぞれは、互いに対応するように配されることを特徴とする請求項19に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記互いに対応する第1遮断板及び第2遮断板は、実質的に同じ平面上に位置するように配されることを特徴とする請求項21に記載の薄膜蒸着装置。
- 基板上に薄膜を形成するための薄膜蒸着装置において、
蒸着物質を放射する蒸着源と、
前記蒸着源の一側に配され、第1方向に沿って複数の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部と、
前記蒸着源ノズル部と対向して配され、前記第1方向に対して垂直である第2方向に沿って複数のパターニングスリットが形成されるパターニングスリットシートと、を備え、
前記複数のパターニングスリットは互いに相異なる長さを持つように形成され、
前記基板が前記薄膜蒸着装置に対して前記第1方向に沿って移動しつつ蒸着が行われ、
前記蒸着源、前記蒸着源ノズル部及び前記パターニングスリットシートは、一体に形成されることを特徴とする薄膜蒸着装置。 - 前記複数のパターニングスリットは、蒸着される薄膜の厚さが実質的に同一に形成されるように備えられることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記各パターニングスリットの長さによって、前記基板上に蒸着される蒸着物質の蒸着量が制御されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記パターニングスリットシートの中心部分の前記パターニングスリットの長さが、前記パターニングスリットシートの両端部の前記パターニングスリットの長さより短く形成されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記蒸着源及び前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとは、連結部材により結合されて一体に形成されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記連結部材は、前記蒸着物質の移動経路をガイドすることを特徴とする請求項27に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記連結部材は、前記蒸着源及び前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間の空間を外部から密閉するように形成されることを特徴とする請求項27に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記薄膜蒸着装置は、前記基板と所定程度離隔するように形成されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記基板は、前記薄膜蒸着装置に対して前記第1方向に沿って移動しつつ、前記基板上に前記蒸着物質が連続的に蒸着されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記薄膜蒸着装置の前記パターニングスリットシートは、前記基板より小さく形成されることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記パターニングスリットシートが前記蒸着源に向かってたわみ込むことを防止するように、前記パターニングスリットシートを支持する支持部材をさらに備えることを特徴とする請求項23に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記支持部材は、前記パターニングスリットの長手方向と交差して配されることを特徴とする請求項33に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記支持部材は、前記パターニングスリットの長手方向と垂直になるように配されることを特徴とする請求項34に記載の薄膜蒸着装置。
- 基板上に薄膜を形成するための薄膜蒸着装置において、
蒸着物質を放射する蒸着源と、
前記蒸着源の一側に配され、第1方向に沿って複数の蒸着源ノズルが形成される蒸着源ノズル部と、
前記蒸着源ノズル部と対向して配され、前記第1方向に対して垂直である第2方向に沿って複数のパターニングスリットが形成されるパターニングスリットシートと、
前記蒸着源ノズル部と前記パターニングスリットシートとの間に配されて、前記蒸着源から放射される前記蒸着物質のうち少なくとも一部を遮断する補正板と、を備え、
前記基板が前記薄膜蒸着装置に対して前記第1方向に沿って移動しつつ蒸着が行われ、
前記蒸着源、前記蒸着源ノズル部及び前記パターニングスリットシートは、一体に形成されることを特徴とする薄膜蒸着装置。 - 前記補正板は、蒸着される薄膜の厚さが実質的に同一に形成されるように備えられることを特徴とする請求項36に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記パターニングスリットシートの中心から遠ざかるほどその高さが低く形成されることを特徴とする請求項36に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、円弧またはコサイン曲線の形状に形成されることを特徴とする請求項38に記載の薄膜蒸着装置。
- 前記補正板は、前記パターニングスリットシートの中心での前記蒸着物質の遮断量が、前記パターニングスリットシートの端部での前記蒸着物質の遮断量より多く形成されることを特徴とする請求項37に記載の薄膜蒸着装置。
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