KR20050010470A - 유기 박막의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

유기 박막의 제조방법 및 제조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20050010470A
KR20050010470A KR1020040010558A KR20040010558A KR20050010470A KR 20050010470 A KR20050010470 A KR 20050010470A KR 1020040010558 A KR1020040010558 A KR 1020040010558A KR 20040010558 A KR20040010558 A KR 20040010558A KR 20050010470 A KR20050010470 A KR 20050010470A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
organic
crucible
deposition apparatus
organic material
line source
Prior art date
Application number
KR1020040010558A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100826743B1 (ko
Inventor
마츠카제노리유키
키무라히로시
Original Assignee
후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤 filed Critical 후지 덴키 홀딩스 가부시키가이샤
Publication of KR20050010470A publication Critical patent/KR20050010470A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100826743B1 publication Critical patent/KR100826743B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C9/00—Attaching auxiliary optical parts
    • G02C9/04—Attaching auxiliary optical parts by fitting over or clamping on
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/10—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of electroluminescent light sources
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/12—Organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C23C14/243—Crucibles for source material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C5/00—Constructions of non-optical parts
    • G02C5/02—Bridges; Browbars; Intermediate bars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C5/00—Constructions of non-optical parts
    • G02C5/12—Nose pads; Nose-engaging surfaces of bridges or rims
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00—Optical parts
    • G02C7/10—Filters, e.g. for facilitating adaptation of the eyes to the dark; Sunglasses
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02C—SPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C2200/00—Generic mechanical aspects applicable to one or more of the groups G02C1/00 - G02C5/00 and G02C9/00 - G02C13/00 and their subgroups
    • G02C2200/02—Magnetic means
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 유기 재료의 가열 방법의 제어를 단순하게 행할 수 있고, 증착되는 유기 재료의 온도 관리가 용이하며, 또한 얻어지는 유기 박막의 막두께 분포의 재현성, 안정성이 우수한 유기 박막의 제조방법 및 제조장치를 제공하는 것으로서, 이를 위한 수단으로서는, 진공 챔버 내에 설치된 증착 장치에 대해, 증착 장치 밖에 설치된 재료 도입부로부터 유기 재료를 기상(vapor state)으로 공급하고, 증착 장치 내에 배설되는 기판상에 유기 재료의 박막을 형성하는 공정을 포함하고, 재료 도입부는 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 증착 장치와 독립된 배기 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조방법.

Description

유기 박막의 제조방법 및 제조장치{Organic thin film manufacturing method and manufacturing apparatus}
본 발명은, 유기 박막의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 유기 EL 소자의 제조에 관해 유용한, 유기 박막의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
(종래 기술)
근래, 정보 통신의 고속화와 응용 범위의 확대가 급속하게 진행되고 있다. 이 중에서, 표시 디바이스에는 휴대성이나 동화를 표시하는 등의 요구에 대응할 수 있는 저소비 전력으로 고속 응답이 가능한 고정밀 표시 디바이스가 고안되어 있다. 특히 유기 일렉트로 루미네선스 소자(이하, 유기 EL 소자라고 칭한다)에서는, 1987년에 이스트맨코닥사의 C.W.Tang에 의해 2층 적층 구성이며 높은 효율의 유기 EL 소자가 발표된 이래(비특허 문헌 1 참조), 현재에 이르는 동안에 다양한 유기 EL 소자가 개발되고 일부 실용화하기 시작하고 있다.
유기 EL 소자의 발광부(이하, 유기 EL층이라고 칭한다)로서 이용되는 유기화합물 박막의 성막 방법으로서는, 가열 증착 방법이 채용되어 있다. 해당 방법에서는, 일반적으로는 보트, 도가니(boat, crucible) 등의 용기에 박막용 재료를 수용하고, 외측으로부터 히터 등으로 가열하는 간접 가열 방법이 취하여지고 있다. 유기 EL층을 형성하는 경우에는, 그 제막 면적 내에서 중심치로부터 ±5% 이하로 수습되는 양호한 막두께 분포를 갖는 것이 요망되고 있다. 이러한 요청에 대해 점(点)증발원에 가까운 증착원 또는 라인 소스라고 불리는 증발원을 이용하는 방법에 의해, 대면적 제막 기술의 향상이 도모되고 있다.
한편, 유기 EL 소자의 코스트 다운을 위해서는, 유기 EL층의 재료의 이용 효율을 향상시키는 것이 불가결하게 되어 있다. 현재 상태로서는, 점증발원을 사용하면 재료의 증기류의 대부분이 장치 측벽에 부착하고, 제막 기판에는 약간밖에 증착되지 않기 때문에, 그 사용 효율은 매우 낮다. 이 때문에, 라인 소스라고 불리는 선형상의 증발원을 이용하고, 제막 기판 - 증착원 거리를 단축함으로서, 긴변 방향으로 양호한 막두께 분포를 갖는, 재료의 이용 효율 및 대면적화의 점에서 우수한 방법이 개발되어 오고 있다(특허 문헌 1 참조). 도 5에 종래 제안되어 있는 라인 소스를 이용한 증착 장치의 개략도를 도시한다. 해당 장치는, 배기 장치(53)에 연통된 진공 챔버(50) 내에, 유기 재료(56)를 수용하는 가열 보트(59)를 포함하는 라인 소스(51)을 구비하고, 라인 소스(51)에 대향하여 기판이 설치된다. 도가니(59)는 히터를 내장하고, 히터용 전원(54)에 접속되어 있다. 히터에 의한 가열에 의해, 유기 재료(56)가 증발하여 증기류(55)로 되고, 기판 표면에 퇴적한다. 기판 표면으로 유기 재료의 퇴적을, 막두께 계측용 센서(57)에 접속된 막두께 계측계(58)에 의해 감시하여도 좋다. 또한, 측벽에 대한 유기 재료의 퇴적을 방지하기 위한 방착판(52)을 마련하여도 좋다.
라인 소스 또는 점증발원형의 증발원은, 그 대부분이 가열 보트, 도가니 등 또는 그 바닥면에 재료를 충전시키는 방법을 채용하고 있다. 그러나, 증착하여야 할 유기 재료는 그 성질에 따라 승화하는 재료도 있는가 하면, 용융한 후에 증발하는 재료도 있다. 특히 승화성 재료의 경우, 가열된 벽면에 접한 재료가 우선적으로 증발하기 때문에 막두께 분포에 변화가 생긴다. 이 때문에 증발원 그 자체를 진동시켜서 증착하는 방법도 제안되어 있다. 근래에는, 도가니 내에 세라믹스, 금속 등의 분체 또는 분쇄체와 혼합하여 수용하고, 도가니를 가열하는 유기 화합물의 증착 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 2 참조). 이에 의하면, 용기 내의 열의 전달이 향상하고, 재료의 소비량에 의하지 않으며 증착 속도의 저하나 승화 효율의 저하를 개선할 수 있다고 되어 있다.
또한, 매끈하면서 균일한 유기 재료의 박막을 저압 유기 증착 내지 저압 유기 분자 빔 증착법에 의해 형성하는 방법 및 장치가 제안되어 있다(특허 문헌 3 참조). 해당 문헌에서는, 증착하여야 할 유기 분자를, 독립된 증발원으로부터 캐리어 가스를 이용하여 기판으로 인도하는 방법이 개시되어 있지만, 증발원 및 성막실의 각각이 독립된 배기계를 갖는 것을 개시하고 있지 않다.
[특허 문헌 1] 일본 특개2003-7464호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특개2001-323367호 공보
[특허 문헌 3] 일본 특표2001-523768호 공보
[비특허 문헌 1] C.W.Tang, S.A.VanSlyke, App1. Phys. Lett. 51,913(1987)
종래형의 라인 소스 또는 점증발원형의 증발원을 이용하는 경우, 증착시키는 유기 재료의 충전마다 진공 챔버를 개방할 필요가 있고, 예를 들어 진공 개방을 하지 않더라도, 보관시에 재료중에 포함되는 가스나 수분을 날리기 위해 충전 직후에 재료를 한번 가열시키는 전처리가 필요해진다. 또한, 승화성 재료를 이용하는 경우와 용융 후에 증발하는 재료에서는 최적의 가열 조건이 다르기 때문에, 재료의 가열 방법의 제어가 복잡하게 될 우려가 있다.
또한, 유기 EL 소자에 적용되는 각 유기 재료는, 각각 고유의 온도-증기압 특성을 갖는다. 일반적으로 승화성 재료에서의 온도-증기압 특성은, 그 소정의 증기류를 얻기 위한 온도 범위가 매우 좁고, 온도에 대해 민감하다고 말하여지고 있다. 따라서 그러한 유기 재료를 대면적이며 게다가 균일하게 증발시키기 위해서는, 그 온도 관리는 중요하다. 그러나, 증발원이 대형화할수록 열용량도 커지고, 균열화까지 방대한 시간이 필요하고, 그 온도 제어는 매우 곤란해진다. 또한, 증발원의 대형화에 수반하여, 가열 보트(59)로의 재료의 탑재 방법도 고려하여야 할 점이 많이 있다. 예를 들면, 대량생산시에 다량으로 재료를 소비하면 증발 재료의 표면이 증착원중으로 하강하고, 막두께 분포 및 증착 속도에 변화를 초래할 가능성이 생긴다.
또한, 도 5에 도시한 바와 같은 라인 소스(51)를 이용하여 긴변 방향에 대해 양호한 막두께 분포를 얻기 위해서는, 가열 보트(59)에의 재료의 탑재 방법도 균일하게 할 필요가 있고, 막두께 분포의 재현성, 안정성은 그 탑재 방법에도 따른다고생각된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상과 같은 대량생산시에 발생하는 여러 문제를 해결하고 대면적 증착이 가능한 라인 소스를 제공하는 것이다.
(과제를 해결하기 위하는 수단)
본 발명의 제 1 실시 형태인 유기 박막의 제조방법은, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치에 대해, 상기 증착 장치 밖에 설치된 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 유기 재료를 기상으로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설되는 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 재료 도입부는 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 실시 형태인 유기 박막의 제조장치는, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치와, 상기 증착 장치 밖에 설치되고, 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치에 접속되어 있는 재료 도입부를 구비하고, 상기 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 기상의 유기 재료를 상기 증착 장치로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설된 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다. 본 제조장치는, 유기 EL 소자의 유기 EL층을 제조하기 위한 장치로서 유용하다.
본 발명의 제 3 실시 형태인 유기 EL 소자의 제조방법은, 기판상에 제 1 전극을 적층 하는 공정과, 상기 제 1 전극상에 유기 EL층을 형성하는 공정과, 상기 유기 EL층상에 제 2 전극을 적층하는 공정을 포함하고, 상기 유기 EL층을 형성하는 공정은, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치에 대해, 상기 증착 장치 밖에 설치된 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 유기 재료를 기상으로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설되는 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 포함하고, 상기 재료 도입부는 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 실시 형태인 유기 EL 소자의 제조장치는, 제 1 전극을 형성하는 수단과, 유기 EL층을 형성하는 수단과, 제 2 전극을 형성하는 수단을 포함하고; 상기 유기 EL층을 형성하는 수단은, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치와, 상기 증착 장치 밖에 설치되고, 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치에 접속되어 있는 재료 도입부를 포함하고; 상기 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 기상의 유기 재료를 상기 증착 장치에 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설된 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 내지 제 4 실시 형태에서, 상기 재료 도입부는, 상기 유기 재료를 유지하기 위한 도가니와, 상기 도가니를 지지하기 위한 도가니 고정 수단과, 상기 도가니를 가열하는 가열 수단을 가지며, 상기 가열 수단에 의해 상기 도가니를 가열함으로서 상기 유기 재료를 기화시켜도 좋다. 또한, 상기 진공 챔버 내에 공급된기상의 유기 재료를 확산시키기 위한 차폐판을 가지며, 상기 차폐판을 온도 조절하여 차폐판에 대한 유기 재료의 부착을 방지하여도 좋다.
도 1은 본 발명의 증착 장치를 도시한 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 증착 장치의 재료 도입부를 도시한 개략 단면도.
도 3은 본 발명의 증착 장치의 차폐판의 예를 도시한 개략 상면도.
도 4는 본 발명의 증착 장치의 가스 분배관의 예를 도시한 개략 상면도.
도 5는 종래 기술의 라인 소스를 이용한 증착 장치의 예를 도시한 개략 단면도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10, 50 : 진공 챔버 11 : 라인 소스
12, 52 : 방착판(attachment preventing plate)
13a, b, 53 : 배기 장치 14, 54 : 차폐판 히터용 전원
15, 55 : 증기류 17, 57 : 막두께 계측용 센서
18, 58 : 막두께 계측계 19 : 차폐판
20 : 재료 도입부 21 : 밸브
22 : 히터 23 : 가스 분배관
24, 56 : 유기 재료 25 : 도가니(crucible)
26 : 히터용 전원 27 : 조인트부
31 : 정류용 구멍 51 : 라인 소스
59 : 저항 가열용 보트
본 발명의 유기 박막의 형성 장치의 예를 도 1에 도시한다. 본 발명의 장치는, 진공 챔버(10)와 재료 도입부(20)가 조인트부(27)에 마련된 밸브(21)에 의해 구분되고, 각각 독립된 진공계로 되어 있다. 따라서 진공 챔버(10) 및 재료 도입부(20)의 각각이, 독립된 배기 장치(13a 및 13b)와 연통되어 있다. 진공 챔버(10)는, 라인 소스(11)와, 라인 소스(11)와 대향하여 배치되는 기판을 포함한다. 복수의 기판을 지지하는 것이 가능한 기판 홀더(도시 생략)를 진공 챔버(10) 내에 마련하고, 복수의 기판에 대해 동시에 제막을 행하는 것도 가능하다. 라인 소스(11)는, 재료 도입부(20)로부터 조인트부(27)를 통하여 연통된 가스 분배관(23)과, 가스 분배관(23)과 기판과의 사이에 위치하는 차폐판(19)을 포함한다. 가스 분배관(23) 및 차폐판(19)은, 각각 유기 재료의 부착을 방지하기 위한 가열 수단(도시 생략)을 포함하고, 해당 가열 수단은, 히터용 전원(14)에 접속되어 있다. 진공 챔버(10) 내에, 막두께 계측용 센서(17)를 마련하고, 그것을 막두께 계측계(18)에 접속하여, 기판상의 성막 상황을 확인하면서, 유기 박막의 형성을 행하여도 좋다. 또한, 진공 챔버(10)의 내측 측벽에, 방착판(12)을 마련하여도 좋다. 방착판(12)에 가열 수단(도시 생략)을 또한 마련하여, 유기 재료의 부착을 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 라인 소스(11)는, 라인 소스 저부에 마련한 도가니에 유기 재료를 충전하는 것이 아니라, 진공 챔버(10) 밖에 설치한 재료 도입부(20)로부터, 조인트부(27)를 통하여, 라인 소스(11) 내의 가스 분배관(23)에 기상의 유기 재료가 라인 소스(11) 하부로부터 공급되는 구조로 되어 있다. 라인 소스(11)는, 피제막 기판의 제막되는 영역 이상의 길이를 갖는다. 라인 소스(11) 위측을 피제막 기판이 통과하는 또는 피제막 기판 아래측을 통과함으로서, 소망하는 증착을 행하는 것이 가능하다. 라인 소스(11) 내부에는, 하부로부터의 증기 흐름이 소스 내에서 일정하게 되도록 다수의 구멍이 뚫린 차폐판(19)이 설치되어 있다. 라인 소스(11)에 히터와 같은 가열 수단(도시 생략)을 설치하고, 라인 소스(11)를 가열하여 기상의 유기 재료의 퇴적을 방지하는 것이 바람직하다.
차폐판(19)은, 아래측에 설치한 가스 분배관(23)으로부터 공급되는 유기 재료를, 위측에 설치한 기판 전체면에, 치우침 없이 증기를 균일하게 분배시키기 위한 구조물이다. 차폐판(19)으로서는, 증기를 차폐 및 분배할 수 있는 판, 구조물 등이면 좋다. 그 형상이나 크기는 특히 한정되는 것이 아니고, 필요에 응하여 적절한 형상, 크기로 하면 좋다. 도 3에, 본 발명에서 이용되는 차폐판(19)의 한 예의 상면도를 도시한다 도 3의 구조에서는, 차폐판(19)의 전체면에 걸쳐서, 다수의 정류용 구멍(31)을 갖고 있다. 정류용 구멍(31)의 각각의 형상, 크기 및 분포는, 적절히 결정할 수 있다. 또한, 차폐판(19)의 재질도 특히 한정되는 것이 아니지만, Cu, Ta, Mo 등의 금속, SUS 등의 합금, 또는 알루미나, 지르코니아, 질화알루미늄 등의 세라믹스 등 원료인 유기 재료와 반응·결합하지 않는 물질일 것이 필요하다.양호한 열전도율을 갖는 Cu 나 Mo 등이 바람직하다. 또한, 차폐판(19)에 히터와 같은 가열 수단(도시 생략)을 설치하고, 히터용 전원(14)에 접속하여 차폐판(19)을 가열하여 기상의 유기 재료의 퇴적을 방지하는 것이 바람직하다.
가스 분배관(23)은, 조인트부(27)에 접속되고, 조인트부(27)를 통하여 공급되는 기상의 유기 재료를 라인 소스(11) 전체에 균일하게 분배하기 위한 구조물이다. 가스 분배관(23)으로서는, 증기를 분배할 수 있는 관 등 구조물 등이면 좋다. 그 형상이나 크기는 특히 한정되는 것이 아니고, 필요에 응하여 적절한 형상, 크기로 하면 좋다. 도 4에, 본 발명에서 이용되는 가스 분배관(23)의 한 예의 상면도를 도시한다. 도 4의 구조에서는, 가스 분배관(23)은 복수의 직각의 굴곡부를 가지며, 가스 분배관(23)의 전체 길이에 걸쳐서, 다수의 정류용 구멍(31)을 갖고 있다. 정류용 구멍(31)의 각각의 형상, 크기 및 분포는, 적절히 결정할 수 있다. 또한, 가스 분배관(23)의 재질도 특히 한정되는 것이 아니지만, Cu, Ta, Mo 등의 금속, SUS 등의 합금, 또는 알루미나, 지르코니아, 질화알루미늄 등의 세라믹스 등 원료인 유기 재료와 반응·결합하지 않는 물질일 것이 필요하다. 양호한 열전도율을 갖는 Cu나 Mo 등이 바람직하다. 또한, 가스 분배관(23)에 히터와 같은 가열 수단(도시 생략)을 설치하고, 히터용 전원(14)에 접속하여 가스 분배관(23)을 가열하여 기상의 유기 재료의 퇴적을 방지하는 것이 바람직하다.
도 2는, 본 발명의 장치에 이용되는 재료 도입부(20)의 예를 도시한 개략 단면도이다. 재료 도입부(20)는, 유기 재료(24)를 수용하는 도가니(25)를 구비하고, 도가니(25)는, 임의의 고정 수단에 의해, 바람직하기는 조인트부(27)와 정면으로대하도록 지지된다. 또한, 도가니의 주위에 히터용 전원(26)에 접속된 히터(22) 등의 가열 수단을 마련하고, 해당 가열 수단에 의해 도가니(25) 중의 유기 재료(24)를 승화 또는 용융 후에 증발시키고, 유기 재료를 기상으로서 진공 챔버(10)로 도입한다. 또한, 재료 도입부(20)의 측벽에도 히터(도시 생략)를 마련하고, 해당 히터를 히터용 전원(26)에 접속하여 측벽을 가열하고, 기상 상태의 유기 재료의 부착을 방지하여도 좋다.
또한, 재료 도입부(20)에 가스 도입구(도시 생략)를 또한 마련하고, N2나 Ar과 같은 불활성 가스를 캐리어 가스로서 도입하고, 도가니(25)에서 증발하는 기상 재료를 진공 챔버 내로 도입하는 방식의 적용도 가능하다.
본 발명의 장치에 있어서, 조인트부(27)에 마련된 밸브(21)를 폐쇄함으로서, 재료 도입부(20) 내부의 압력을 진공 챔버(10)로부터 독립하여 변화시키는 것이 가능하다. 즉, 재료 도입부(20)만을 대기압으로 개방하여, 도가니(25) 내의 유기 재료(24)의 보충이 가능하다.
본 발명의 유기 박막의 제조방법은, 재료 도입부(22)의 도가니(25) 내에 수용되어 있는 유기 재료를 가열하여 증발시키고, 증발한 기상 상태의 유기 재료를 조인트부(27)를 경유하여 라인 소스(11) 내의 가스 분배관(23)에 도입하여 라인 소스(11) 내로 분배하고, 또한 차폐판(19)을 통과시켜서 진공 챔버(10) 내로 도입되고, 최종적으로 피 제막 기판상에 유기 재료를 퇴적시키는 것을 포함한다.
이와 같이, 진공 챔버(10) 외부의 재료 도입부(22)에서 기화된 유기 재료를진공 챔버(10) 내(즉 라인 소스(11) 내)로 도입할 수 있기 때문에, 유기 재료(24)가 승화성 재료인지, 용융 후에 증발하는 재료인지를 불문하고 라인 소스(11)의 설계가 가능하다. 또한, 진공 챔버(10) 내로 유기 재료가 기상 상태로 공급되기 때문에, 라인 소스(11)의 설계시에 재료의 증발면의 변화의 영향을 고려할 필요가 없고, 대량생산시에 몇회 사용하여도 막두께 분포나 제막 속도의 변동이 적고, 제막시의 제어가 용이해진다. 또한, 전술한 바와 같이, 증착에 의해 소비된 유기 재료를 새롭게 충전하는 경우에는, 진공 챔버(10) 전체를 대기에 폭로하는 일 없이, 재료 도입부(20)만을 대기 개방하여 재료의 충전을 행하는 것이 가능해진다. 그리고, 밸브(21)을 폐쇄한 상태에서, 유기 재료중에 포함되는 가스나 수분을 날리기 위한 가열 전처리를 행할 수가 있다. 본 발명의 방법에서는 보다 좁은 공간에서 전처리를 할 수 있기 때문에, 이 단계에서의 재료의 소실을 최소한으로 하는 것이 가능해진다.
원료가 되는 유기 재료로서는, 기상 퇴적법으로 성막 가능한 물질이라면 특히 한정되는 것이 아니고, 여러가지의 유기 재료를 이용할 수 있다. 예를 들면, 폴리아세틸렌, 폴리인 등의 체인형상 고분자; 포리아센(안트라센 등)이나 금속 킬레이트 화합물(구리프탈로시아닌 등)의 분자 결정 등의 전자 공역계(共役系) 유기 반도체 물질; 안트라센, 디에틸아민류, p-페닐렌디아민, 테트라메틸-p-페닐렌디아민(TMPD), 테트라티오훌발렌(TTF) 등의 도너가 되는 화합물과, 테트라시아노퀴노디메탄(TCNQ), 테트라시아노에틸렌(TCNE), p-클로라닐 등의 억셉터가 되는 화합물로 구성되는 전하 이동 착체; 색소 재료; 형광 재료; 액정 재료 등을, 본 발명의 유기 재료로서 이용할 수 있다.
기판상으로의 제막을 행하는 때에는, 진공 챔버(10) 및 재료 도입부(20)의 압력을 10Pa 내지 10-7Pa로 설정한 후에, 재료 도입부(20)의 측벽, 조인트부(27), 가스 부분 배관(23), 차폐판(19) 및 방착판(12)의 온도를, 진공 챔버(10)의 설정 온도보다도 높게 설정하고, 이들의 부위에의 유기 재료의 부착 및 재결정화를 방지하는 것이 바람직하다. 또한, 전술한 재료 도입부(20)의 측벽, 조인트부(27), 가스 분배관(23), 차폐판(19) 및 방착판(12)은, 각각 독립된 히터에 의해 가열되기 때문에, 각각의 부위에 관해 최적의 온도를 설정하는 것이 가능하게 되는 동시에, 각 부위가 소정의 온도에 달하기 까지 요하는 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
또한, 유기 재료의 퇴적에 의해 형성되는 유기 박막의 막두께 분포에 영향을 주는 가스 분배관(23) 및 차폐판(19)의 온도 분포를 적절하게 제어하는 것이 바람직하다. 가스 분배관(23) 및 차폐판(19)의 각각에 관해, 전체를 380 내지 400℃의 균일한 온도로 설정하여도 좋고. 또한, 가스 분배관(23) 및 차폐판(19)이 독립하여 제어되는 복수의 히터의 세트를 구비하고, 해당 복수의 히터의 세트를 개별적으로 제어함으로서, 적절한 온도 분포를 달성하여도 좋다.
다음에, 밸브(21)를 개방하고, 도가니(25)를 통상 150 내지 500℃ 정도, 바람직하기는 200 내지 400℃ 정도로 가열하여, 유기 재료(24)를 증발시킨다. 종래형의 라인 소스를 이용하는 경우, 유기 재료의 장전량이 많고 라인 소스 전체(특히 가열 보트 내)의 열용량이 크기 때문에, 라인 소스가 소정의 온도에 달하여 일정하게 되기 까지, 상당히 긴 시간이 필요하였다. 그러나, 본 발명의 방법에서는, 유기 재료의 재장전이 용이한 것 및 기판 이외의 부위에의 유기 재료의 부착을 방지하는 것이 가능하기 때문에, 1회의 제막에 이용하는 유기 재료의 장전량을 적게 하여 그 열용량을 작게 하고, 상대적으로 짧은 시간에 소정의 온도에 도달하는 것이 가능하다.
상기한 유기 박막의 제조방법 및 제조장치는, 유기 EL 소자의 제조에서 이용하는 것이 가능하다. 유기 EL 소자는, 지지 기판상에 제 1 전극, 유기 EL층 및 제 2 전극을 적어도 포함하는 구조를 갖는다.
지지 기판으로서, 유리나 플라스틱 등으로 이루어지는 절연성 기판, 반도전성이나 도전성 기판에 절연성의 박막을 형성한 기판, 또는 폴리올레핀, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지 또는 폴리이미드 수지 등으로 형성된 가요성 필름 등을 이용할 수 있다.
제 1 전극 및 제 2 전극은, 각각 유기 EL층에 대해 정공 및 전자를 주입하는 양극 또는 음극의 어느 하나로서 사용된다. 양극은, 정공의 주입을 효율적으로 행하기 위해, IT0, IZ0 등의 투명 도전성 금속 산화물과 같은 일함수가 큰 재료를 이용하여 형성된다. 반사성의 양극이 소망되는 경우에는, 투명 도전성 금속 산화물과 반사성 금속 또는 합금(Al, Ag, Mo, W 등의 금속 또는 그들의 합금, NiP, NiB, CrP, CrB 등의 비결정 금속 또는 합금, 또는 NiAl 등의 미결정성 합금)과의 적층 구조를, 양극으로서 이용하는 것이 가능하다. 또한, 필요에 응하여, 투명 도전성 금속 산화물의 표면을, UV, 플라즈마 등을 이용하여 처리하여, 유기 EL층에 대한정공 주입성을 향상시켜도 좋다. 음극은, 예를 들면 알칼리 금속, 알칼리토류 금속, 알루미늄과 같은 전자 주입성 금속 또는 그들의 합금과 같은 일함수가 작은 재료가 바람직하다. 양호한 성막성 및 낮은 저항률을 달성하기 위해서는, 알루미늄 합금(특히, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속과의 합금 등), AgMg 합금 등을 이용하는 것이 바람직하다. 또는 음극이 투명한 것이 바람직한 경우에는, 전술한 전자 주입성 금속 또는 그들의 합금의 초박막(막두께 10㎚ 이하)과, 투명 도전성 산화물과의 적층체를 음극으로서 이용하는 것이 가능하다. 제 1 전극 및 제 2 전극은, 증착, 스퍼터, CVD, 레이저 어블레이션 등의 해당 기술에서 알려져 있는 방법을 이용하여 형성할 수 있다.
독립하여 제어 가능한 발광부를 매트릭스 형상으로 배열한 유기 EL 소자가 요구되는 경우, 제 1 전극 및 제 2 전극(50)을, 각각 직교하는 방향으로 늘어나는 라인 패턴을 갖는 복수의 부분 전극으로 형성하고, 전압을 인가한 부분 전극의 교차하는 부분이 발광하는 패시브 매트릭스 구동형 소자를 형성하여도 좋다. 또한, 기판상에 발광부에 1대1로 대응시킨 스위칭 소자(TFT 등)를 형성하고, 해당 스위칭 소자에 1대1로 대응시킨 복수의 부분 전극으로 구성되는 제 1 전극과 접속하고, 유기 EL층상에 일체로서 형성된 제 2 전극과 조합시켜서, 소위 액티브 매트릭스 구동형 소자를 형성하여도 좋다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 기판측(제 1 전극측)으로부터 광을 취출하여도 좋고, 제 2 전극측으로부터 광을 취출하여도 좋다. 광을 취출하는 방향은, 제 1 또는 제 2 전극의 한쪽을 반사성으로 하고, 다른쪽을 투명으로 함으로서 제어 가능하다.
유기 EL층은, 정공 및 전자의 주입을 받아서, 근자외부터 가시 영역의 광, 바람직하기는 청색부터 청녹색 영역의 광을 발하는 층이다. 백색광을 발하는 유기 EL층을 이용하여도 좋다. 본 발명의 유기 EL 소자를 형성함에 있어서, 전술한 유기 EL층을 구성하는 각각의 층을 본 발명의 제조방법 및 제조장치를 이용하여 형성하는 것이 바람직하다. 유기 EL층은, 적어도 유기 발광층을 포함하고, 필요에 응하여, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및/또는 전자 주입층을 개재시킨 구조를 갖는다. 구체적으로는, 아래와 같은 층 구성으로 되는 것이 채용된다.
(1) 유기 발광층
(2) 정공 주입층/유기 발광층
(3) 유기 발광층/전자 주입층
(4) 정공 주입층/유기 발광층/전자 주입층
(5) 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 주입층
(6) 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광층/전자 수송층/전자 주입층
(상기에 있어서, 제 1 전극은 유기 발광층 또는 정공 주입층에 접속되고, 제 2 전극은 유기 발광층 또는 전자 주입층에 접속된다)
상기 각 층의 재료로서는, 공지의 것이 사용된다. 청색부터 청녹색의 발광을 얻기 위해서는, 유기 발광층 중에, 예를 들면 벤조티아졸계, 벤조이미다졸계, 벤조옥사졸계 등의 형광 증백제, 금속 킬레이트화 옥소늄 화합물, 스티릴벤젠계 화합물, 방향족 디메틸리덴계 화합물 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 호스트 화합물에 도펀트를 첨가함으로서, 백색광을 포함하는 여러가지의 파장역의 광을 발하는 유기 발광층을 형성하여도 좋다. 호스트 화합물로서는, 디스티릴아릴렌계 화합물, N,N'-디톨릴-N,N'-디페닐비페닐아민(TPD), 알루미늄트리스(8-퀴놀리놀레이트)(Alq3) 등을 사용할 수 있다. 도펀트로서는, 페릴렌(청자색), 쿠마린6(청색), 퀴나크리돈계 화합물(청녹색 내지 녹색), 루브렌(황색), 4-디시아노메틸렌-2-(p-디메틸아미노스티릴)-6-메틸-4H-피란(DCM, 적색), 백금 옥타에틸포르피린 착체(PtOEP, 적색) 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층의 재료로서는, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속 또는 그들을 포함하는 합금, 알칼리 금속 불화물 등의 전자 주입성 재료의 박막(막두께 10㎚ 이하)으로 하여도 좋다. 또한, 알칼리 금속 내지 알칼리토류 금속을 도프한 알루미늄의 퀴놀리놀 착체를 사용하여도 좋다. 전자 수송층의 재료로서는, 2-(4-비페닐)-5-(p-t부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸(PBD)과 같은 옥사디아졸 유도체, 트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 페닐퀴녹살린류(類), 알루미늄의 퀴놀리놀 착체(예를 들면 Alq3) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송층의 재료로서는, TPD, N,N'-비스(1-나프틸)-N,N'-디페닐비페닐아민(α-NPD), 4,4',4"-트리스(N-3-톨릴-N-페닐아미노)트리페닐아민(m-MTDATA) 등의 트리아릴아민계 재료를 포함하는 공지의 재료를 사용할 수 있다. 정공 주입층의 재료로서는, 프탈로시아닌류(구리프탈로시아닌 등) 또는 인단트렌계 화합물 등을 사용할 수 있다.
전술한 유기 EL 소자에 대해, 컬러 필터층 내지 색변환층을 더 마련하고, 소망하는 색상의 광을 발하는 유기 EL 소자를 형성하여도 좋다. 컬러 필터층이란, 유기 EL층으로부터의 발광 중, 특정 파장역의 광만을 투과시키는 층이다. 색변환 필터란, 유기 EL층으로부터의 발광의 특정 파장역의 성분을 흡수하고 다른 파장역의 광을 방출하는, 소위 파장 분포 변환을 행하는 층이다. 예를 들면, 청색 내지 청녹색의 성분을 흡수하고, 적색광을 방사하는 적색변환층을 마련하여도 좋다. 색변환층과 컬러 필터층을 조합시켜서 이용하여, 방출되는 광의 색 순도를 향상시켜도 좋다. 또한, 독립하여 제어되는 복수의 발광부를 갖는 유기 EL 소자를 이용하는 경우, 복수종의 컬러 필터층 내지 색변환층을 조합시켜서, 다색 표시 디스플레이를 형성하는 것이 가능하다. 색변환층 및 컬러 필터층은, 해당 기술에서 알려져 있는 임의의 재료로 형성하는 것이 가능하다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 그것들은 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변경 가능한 것은 말할 것도 없다.
(실시예 1)
도 1에 도시한 제막 장치를 이용하여, 제막 속도의 안정성에 관한 실증 시험을 행하였다. 내용적 0.2㎥의 진공 챔버(10) 중에, 770㎜×150㎜의 장착 영역을 갖는 기판 홀더에 50㎜×50㎜ 치수의 유리 기판을 15행 3렬 배치하였다. 차폐판(19)은 800㎜×200㎜의 치수 및 전체면에 걸쳐 균일하게 분포한 직경 3㎜의 원형 정류용 구멍을 가지며, 개구률(정류용 구멍의 총면적/차폐판의 총면적)은 0.5%였다. 차폐판(19)과 기판과의 거리를 150㎜로 하였다. 한편, 내용적 0.05㎥의 재료 도입부(20) 중에, 구경 50㎜, 깊이 100㎜의 도가니(25)를 마련하고, 그 속에 100g의 트리스(8-퀴노리노라이트)알루미늄(Alq3)을 장전하였다. Alq3은, 유기 EL 소자의 전자 수송성 재료로서 일반적으로 사용되는 재료로서, 승화성을 갖는 것이 알려져 있다. 진공 챔버(10)와 재료 도입부(20)는, 내경 20㎜의 SUS제 파이프인 조인트부(27)에 접속되고, 해당 파이프의 선단은, 균일하게 분포한 직경 2㎜의 원형 정류용 구멍을 갖는 내경 4㎜의 가스 분배관(23)에 접속하였다.
이상의 장치를 이용하여, 목표 제막 속도를 10㎚/sec로 설정하고, 제어성 및 승온 과정에 관해 검증하였다. 차폐판, 조인트부 및 재료 도입부 측벽용의 히터에 관해, 400℃의 목표 온도를 설정하였다. 진공 챔버(10) 및 재료 도입부(20)를 10-5Pa까지 감압한 후에, 모든 히터에 대해 동시에 전원을 투입하였다.
전원 투입 후, 각 부분의 온도가 안정되고 나서, 계속해서 목표 온도 320℃로 설정된 도가니의 히터의 전원을 투입하였다. Alq3이 가열되고, 기판에 대한 제막 속도가 10㎚/sec에 도달할 때까지 2시간을 요하였다. 일련의 실험에서, 도가니 내의 유기 재료는 약 8g 소실하였다.
(비교예 1)
도 5에 도시한 종래형의 제막 장치를 이용하고, 실시예 1과 마찬가지로, 제어성, 승온 과정 및 제막 속도의 안정성에 관한 실증 시험을 행하였다. 내용적 O.2㎥의 진공 챔버(10) 중에, 770㎜×150㎜의 장착 영역을 갖는 기판 홀더에 50㎜×50㎜의 유리 기판을 15행×3열로 배치하고, 유리 기판 표면에서 150㎜의 위치에 개구부 850㎜×35㎜, 깊이 50㎜의 저항 가열 보트(59)를 배치하고, 100g의 Alq3를 충전한다.
뒤이어, 진공 챔버(50)를 10-5Pa로 감압하고, 목표 온도 400℃로 설정된 방착판(52)의 히터에 전원을 투입하였다.
전원 투입 후, 각 부분의 온도가 안정되고 나서, 계속해서 목표 온도 320℃로 설정된 저항 가열 보트의 히터에 전원을 투입하고, 제막을 시작하였다. Alq3이 가열되고 기판에 대한 제막 속도가 10㎚/sec에 도달할 때까지 약 5시간을 요하였다. 전원 투입 후, 각 부분의 온도가 안정되기 까지 보트 내에서 소실한 Alq3은 약 20g에 이르렀다.
(실시예 2)
실시예 1에 기재된 장치를 이용하여, 평균 막두께가 300㎚가 되도록 30초간에 걸쳐서 제막을 행하고, Alq3을 유리 기판상에 적층시켰다.
그 후, 촉침식 막후계로 제작한 모든 유리 기판의 유기 박막의 막두께를 측정하였다. 그 결과, 상대 막두께(45장의 유리 기판 중, 가장 두꺼운 유기 박막의 막두께에 대한, 가장 얇은 유기 박막의 막두께의 비)가 O.9 이상이였다. 이 결과로부터, 본 발명의 박막 제조방법에 의해, 막두께 분포가 적고, 균일한 막두께의 박막을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 장치를 이용하여, 제막 회수에 대한 막두께 재현성에 관해서도 검토를 실시하였다. 실시예 1의 장치를 이용하여, 도중에 유기 재료를 보충하는 일 없이, 30초간에 걸치는 Alq3의 제막을 연속 50회 반복하였다. 제 50회째에 얻어진 Alq3박막은, 평균 막두께 296㎚, 상대 막두께가 0.9 이상을 가지며, 제 1회째에 얻어진 Alq3박막과 동등한 막두께 및 막두께의 균일성을 가졌다. 이로부터, 본 발명의 방법은, 제막을 반복 행하여 도가니 내의 유기 재료가 소비되어 있는 경우에도, 높은 막두께 재현성을 얻는 것을 알 수 있었다.
(비교예 2)
비교예 1에 기재된 장치를 이용하여, 평균 막두께가 300㎚가 되도록 30초간에 걸쳐서 제막을 행하고, Alq3을 유리 기판상에 적층시켰다. 그 후, 촉침식 막후계를 이용하여, 제작한 유기 박막의 막두께를 측정하였다. 그 결과, 상대 막두께가 0.8 이하라는 큰 막두께 분포를 갖는 것을 알 수 있었다.
진공 챔버(50) 내에 방사 온도계를 별도 마련하고, 라인 소스(51)의 온도를 감시한 바, 라인 소스(51)의 긴변 방향에 있어서 5 내지 10℃ 정도의 온도 분포가 존재하는 것을 알고, 이것이 큰 막두께 분포를 갖는 것의 요인의 하나라는 것을 알 수 있었다. 또한, 유기 재료(56)를 라인 소스(51)(보다 구체적으로는 저항 가열용 보트(59)) 내에 도입하는 때의, 유기 재료의 치우침이나 편차도 영향을 주고 있다고 생각된다.
또한, 제막 회수에 대한 막두께 재현성에 대해서도 검토를 실시하였다. 비교예 1의 장치를 이용하여, 도중에 유기 재료를 보충하는 일 없이, 30초간에 걸치는 Alq3의 제막을 연속 50회 반복하였다. 제 11회째의 성막에서, 얻어진 Alq3박막은 360㎚의 평균 막두께 및 0.8의 상대 막두께를 가지며, 제 1회째에 얻어진 Alq3박막과 동등의 막두께 및 막두께를 재현할 수 없었다. 이로부터, 종래 기술의 증발원을 이용하는 장치의 막두께 재현성은 낮은 것을 알 수 있었다.
(실시예 3)
실시예 1의 성막 장치를 이용하여, 유기 EL 소자의 제작을 시험하였다. 로드 로크를 갖는 반송용 진공조에 3세트의 실시예 1의 성막 장치를 연결하고, 진공을 깨지 않고 기판을 각 성막 장치로 이동할 수 있도록 하였다. 770㎜×150㎜의 장착 영역을 갖는 기판 홀더에, 막두께 100㎚의 ITO를 적층한 유리 기판(50㎜×50㎜)을 15행 3열로 배열하여 장착하고, 로드 로크로부터 반송용 진공조 중으로 반입하였다.
다음에, 기판 홀더를 제 1의 제막 장치 중으로 반입하고, 제막 속도 2㎚/sec로 막두께 40㎚의 α-NPD를 적층하여, 홀 수송층을 형성하였다. 그리고, 기판 홀더를 제 2의 제막 장치 중으로 반입하고, 제막 속도 2㎚/sec로 막두께 60㎚의 Alq3을 적층하여, 전자 수송성 발광층을 형성하였다. 최후로, 기판 홀더를 제 3의 제막 장치 중으로 반입하고, 제막 속도 2㎚/sec로 막두께 100㎚의 Ag·Mg 합금(Mg 90질량%)을 적층하여, 전자 주입성 음극을 형성하고, 유기 EL 소자를 얻었다.
얻어진 45개의 유기 EL 소자에 대해, ITO를 양극, Ag·Mg를 음극으로 하여 20V의 전압을 인가하고, 휘도의 전류 효율을 측정하였다. 45개의 소자의 평균 전류 효율은, 4cd/A이고, 그 편차(평균 전류 효율에 대한, 평균 전류 효율로부터의 최대 편차의 비의 절대치)는 10% 이내였다.
(비교예 3)
제막 장치로서 비교예 1의 장치를 이용한 것을 제외하고, 실시예 3과 마찬가지로 유기 EL 소자를 제작하였다.
얻어진 45개의 소자를 평가한 결과, 실시예 3과 거의 동등한 평균 전류 효율을 갖는 것을 알 수 있었다. 그러나, 그 편차는 20%로 큰 것을 알 수 있었다. 이 편차는, 비교예 2에서 기술한 바와 같이, 소자의 막두께 분포가 크게 영향을 일으켜 발생한 것이라고 생각하고 있다.
이와 같은 구조를 취하는 이점은,
·재료 도입부가 독립하여 있고, 재료 충전이 장치 외부에서 행하여지기 때문에, 증착 챔버를 대기 개방할 필요가 없는 것
·재료 도입부가 독립하여 있고, 유기 재료가 증기로서 공급되기 때문에, 해당 재료가 승화성인지 용융성인지를 불문하고 라인 소스의 설계를 할 수 있는 것.
·재료를 증기로 공급하기 때문에, 재료의 증발면의 영향을 고려할 필요가 없고, 대량생산시에 몇회 사용하여도, 막두께 분포나 성막 속도의 변동이 적고, 제어가 용이한 것 등을 들 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 유기 재료의 충전이 진공 챔버로부터 독립된 재료 도입부에서 행하여지기 때문에, 재료 충전시에 증착 챔버를 대기 개방할 필요가 없으며, 재료가 독립된 재료 도입부로부터 기상 상태로 공급되기 때문에, 사용하는 재료가 승화성인지 용융 후에 증발하는 것인지를 불문하고 라인 소스의 설계를 할 수 있고, 제조시에 재료의 증발면의 변화가 주는 영향을 생각할 필요가 없고; 대량생산시에 몇회 사용하여도 막두께 분포나 제막 속도의 변동이 적으며, 유기 재료의 이용 효율이 높고, 제어가 용이하여 대량 생산에도 대응이 가능한, 대면적 기판에의 유기 재료의 증착이 가능한, 유기 박막의 제조장치 및 제조방법을 실현할 수 있다. 해당 제조장치 및 제조방법은, 대면적의 유기 EL 소자의 제조에서 특히 유효하다.

Claims (12)

  1. 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치에 대해, 상기 증착 장치 밖에 설치된 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 유기 재료를 기상(vapor state)으로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설되는 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 공정을 포함하고, 상기 재료 도입부는 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 재료 도입부는, 상기 유기 재료를 유지하기 위한 도가니(crucible)와, 상기 도가니를 지지하기 위한 도가니 고정 수단과, 상기 도가니를 가열하는 가열 수단을 가지며, 상기 가열 수단에 의해 상기 도가니를 가열함으로서 상기 유기 재료를 기화시키는 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 라인 소스는 공급된 기상의 유기 재료를 확산시키기 위한 차폐판을 가지며, 상기 차폐판은 온도 조절되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조방법.
  4. 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치와,
    상기 증착 장치 밖에 설치되고, 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치에 접속되어 있는 재료 도입부를 구비하고,
    상기 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 기상의 유기 재료를 상기 증착 장치에 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설된 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 재료 도입부는, 상기 유기 재료를 유지하기 위한 도가니와, 상기 도가니를 지지하기 위한 도가니 고정 수단과, 상기 도가니를 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 라인 소스는 공급된 기상의 유기 재료를 확산시키기 위한 차폐판을 가지며, 상기 차폐판은 온도 조절되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 박막의 제조장치.
  7. 기판상에 제 1 전극을 적층하는 공정과,
    상기 제 1 전극상에, 유기 EL층을 형성하는 공정과,
    상기 유기 EL층상에 제 2 전극을 적층하는 공정을 포함하고,
    상기 유기 EL층을 형성하는 공정은, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치에 대해, 상기 증착 장치 밖에 설치된 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 유기 재료를 기상으로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설되는 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 포함하고, 상기 재료 도입부는 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 재료 도입부는, 상기 유기 재료를 유지하기 위한 도가니와, 상기 도가니를 지지하기 위한 도가니 고정 수단과, 상기 도가니를 가열하는 가열 수단을 가지며, 상기 가열 수단에 의해 상기 도가니를 가열함으로서 상기 유기 재료를 기화시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 라인 소스는 공급된 기상의 유기 재료를 확산시키기 위한 차폐판을 가지며, 상기 차폐판은 온도 조절되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조방법.
  10. 제 1 전극을 형성하는 수단과, 유기 EL층을 형성하는 수단과, 제 2 전극을형성하는 수단을 포함하며; 상기 유기 EL층을 형성하는 수단은, 진공 챔버 내에 설치되고, 라인 소스를 갖는 증착 장치와, 상기 증착 장치 밖에 설치되고, 상기 증착 장치와 독립적으로 압력 설정 가능한 구조를 가지며, 또한 상기 증착 장치와 독립된 배기 장치에 접속되어 있는 재료 도입부를 포함하고; 상기 재료 도입부로부터 상기 라인 소스에 기상의 유기 재료를 상기 증착 장치로 공급하고, 상기 증착 장치 내에 배설된 기판상에 상기 유기 재료의 박막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 재료 도입부는, 상기 유기 재료를 유지하기 위한 도가니와, 상기 도가니를 지지하기 위한 도가니 고정 수단과, 상기 도가니를 가열하는 가열 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 라인 소스는 공급된 기상의 유기 재료를 확산시키기 위한 차폐판을 가지며, 상기 차폐판은 온도 조절되고 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조장치.
KR1020040010558A 2003-07-17 2004-02-18 유기 박막의 제조장치 KR100826743B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003276262A JP4013859B2 (ja) 2003-07-17 2003-07-17 有機薄膜の製造装置
JPJP-P-2003-00276262 2003-07-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050010470A true KR20050010470A (ko) 2005-01-27
KR100826743B1 KR100826743B1 (ko) 2008-04-30

Family

ID=32040898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040010558A KR100826743B1 (ko) 2003-07-17 2004-02-18 유기 박막의 제조장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20050011443A1 (ko)
JP (1) JP4013859B2 (ko)
KR (1) KR100826743B1 (ko)
GB (1) GB2403955B (ko)
TW (1) TW200505280A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8617314B2 (en) 2008-04-14 2013-12-31 Adp Engineering Co., Ltd. Organic deposition apparatus and method of depositing organic substance using the same
KR101493548B1 (ko) * 2008-01-16 2015-02-13 캐논 톡키 가부시키가이샤 성막장치
KR101504443B1 (ko) * 2010-10-20 2015-03-19 가부시키가이샤 알박 유기막 형성 장치 및 유기막 형성 방법

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004014311A (ja) * 2002-06-07 2004-01-15 Sony Corp 有機薄膜の形成方法
JP2006225757A (ja) * 2005-01-21 2006-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 真空蒸着装置
JP4673190B2 (ja) * 2005-11-01 2011-04-20 長州産業株式会社 薄膜堆積用分子線源とその分子線量制御方法
KR20080019808A (ko) * 2006-08-29 2008-03-05 주성엔지니어링(주) 유기 박막 증착 장치 및 방법
JP2009149916A (ja) * 2006-09-14 2009-07-09 Ulvac Japan Ltd 真空蒸気処理装置
JP5173175B2 (ja) * 2006-09-29 2013-03-27 東京エレクトロン株式会社 蒸着装置
KR20080045974A (ko) * 2006-11-21 2008-05-26 삼성전자주식회사 박막 증착장치 및 박막 증착방법
DE112008000669T5 (de) * 2007-03-26 2010-03-25 ULVAC, Inc., Chigasaki-shi Dampfabscheidungsquelle, Dampfabscheidungsvorrichtung, Filmbildungsverfahren
EP2190263B1 (en) * 2007-09-10 2013-03-20 Ulvac, Inc. Process for producing thin organic film
US20090267891A1 (en) * 2008-04-25 2009-10-29 Bamidele Ali Virtual paper
KR101499228B1 (ko) * 2008-12-08 2015-03-05 삼성디스플레이 주식회사 증착 장치 및 증착 방법
JP5395478B2 (ja) * 2009-03-18 2014-01-22 株式会社半導体エネルギー研究所 製造装置
JP5452178B2 (ja) * 2009-11-12 2014-03-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ 真空蒸着装置、真空蒸着方法、および、有機ｅｌ表示装置の製造方法
CN102115869B (zh) * 2009-12-31 2013-11-20 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镀膜装置
KR101019947B1 (ko) * 2010-06-10 2011-03-09 에스엔유 프리시젼 주식회사 유기 반도체 제조장치
KR101198039B1 (ko) * 2010-09-20 2012-11-06 에스엔유 프리시젼 주식회사 모노머 증착장치 및 모노머 증착장치의 배기방법
CN102477545B (zh) * 2010-11-23 2015-04-15 北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司 进气装置和具有它的等离子体化学气相沉积设备
KR101525813B1 (ko) * 2010-12-09 2015-06-05 울박, 인크 유기 박막 형성 장치
JP5511767B2 (ja) * 2011-10-27 2014-06-04 東京エレクトロン株式会社 蒸着装置
KR101959975B1 (ko) * 2012-07-10 2019-07-16 삼성디스플레이 주식회사 유기층 증착 장치, 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 및 이에 따라 제조된 유기 발광 디스플레이 장치
EP2747122B1 (en) * 2012-12-20 2019-07-03 Applied Materials, Inc. Plasma enhanced deposition arrangement for evaporation of dielectric materials, deposition apparatus and methods of operating thereof
CN105765101A (zh) * 2013-11-16 2016-07-13 纽升股份有限公司 用于监测真空反应器设备中的硒蒸气的方法
KR102231490B1 (ko) * 2014-09-02 2021-03-25 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자
CN107002223B (zh) * 2014-12-05 2019-11-05 应用材料公司 材料沉积系统和用于在材料沉积系统中沉积材料的方法
CN104561905B (zh) * 2014-12-29 2017-07-14 昆山国显光电有限公司 一种线性蒸发源
CN106222626A (zh) * 2016-09-06 2016-12-14 中山瑞科新能源有限公司 一种高效率的进片与抽气装置
DE102017109249B4 (de) * 2017-04-28 2022-08-11 VON ARDENNE Asset GmbH & Co. KG Feststoffpartikel-Quelle, Prozessieranordnung und Verfahren
US11168394B2 (en) 2018-03-14 2021-11-09 CeeVeeTech, LLC Method and apparatus for making a vapor of precise concentration by sublimation
JP7129280B2 (ja) * 2018-08-28 2022-09-01 株式会社カネカ ガスキャリア蒸着装置
CN113957390B (zh) * 2020-07-21 2024-03-08 宝山钢铁股份有限公司 一种具有气垫缓冲腔的真空镀膜装置
CN113957389B (zh) * 2020-07-21 2023-08-11 宝山钢铁股份有限公司 一种具有多孔降噪及均匀化分配金属蒸汽的真空镀膜装置
US20220181124A1 (en) * 2020-12-03 2022-06-09 Applied Materials, Inc. Erosion resistant metal fluoride coatings, methods of preparation and methods of use thereof

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1197806B (it) * 1986-08-01 1988-12-06 Metalvuoto Films Spa Procedimento ed apparecchiatura per la realizzazione di pellicole metallizzate per condesatori elettrici e prodotti cosi' ottenuti
JPH0266161A (ja) * 1987-12-04 1990-03-06 Res Dev Corp Of Japan 真空蒸着装置
JP2524622B2 (ja) * 1988-07-18 1996-08-14 真空冶金株式会社 超微粒子膜の形成方法
JP3516819B2 (ja) * 1996-09-12 2004-04-05 株式会社アルバック モノマーの蒸発システム、同蒸発システムを備えた真空処理室、および有機化合物膜の成膜方法
JPH11312649A (ja) * 1998-04-30 1999-11-09 Nippon Asm Kk Ｃｖｄ装置
US6473564B1 (en) * 2000-01-07 2002-10-29 Nihon Shinku Gijutsu Kabushiki Kaisha Method of manufacturing thin organic film
US6596085B1 (en) * 2000-02-01 2003-07-22 Applied Materials, Inc. Methods and apparatus for improved vaporization of deposition material in a substrate processing system
JP4599727B2 (ja) * 2001-02-21 2010-12-15 株式会社デンソー 蒸着装置
US20030015140A1 (en) * 2001-04-26 2003-01-23 Eastman Kodak Company Physical vapor deposition of organic layers using tubular sources for making organic light-emitting devices
KR100437768B1 (ko) * 2001-09-13 2004-06-30 엘지전자 주식회사 박막증착장치
JP2003193224A (ja) * 2001-12-21 2003-07-09 Sharp Corp 薄膜製造装置とその装置を用いた薄膜積層装置並びに薄膜製造方法
US6749906B2 (en) * 2002-04-25 2004-06-15 Eastman Kodak Company Thermal physical vapor deposition apparatus with detachable vapor source(s) and method
US20040144321A1 (en) * 2003-01-28 2004-07-29 Eastman Kodak Company Method of designing a thermal physical vapor deposition system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101493548B1 (ko) * 2008-01-16 2015-02-13 캐논 톡키 가부시키가이샤 성막장치
US8617314B2 (en) 2008-04-14 2013-12-31 Adp Engineering Co., Ltd. Organic deposition apparatus and method of depositing organic substance using the same
KR101504443B1 (ko) * 2010-10-20 2015-03-19 가부시키가이샤 알박 유기막 형성 장치 및 유기막 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
GB2403955A (en) 2005-01-19
GB2403955B (en) 2006-05-24
JP4013859B2 (ja) 2007-11-28
GB0403645D0 (en) 2004-03-24
KR100826743B1 (ko) 2008-04-30
TW200505280A (en) 2005-02-01
US20050011443A1 (en) 2005-01-20
JP2005036296A (ja) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100826743B1 (ko) 유기 박막의 제조장치
KR101171209B1 (ko) 박막을 형성하는 방법 및 장치
US7951421B2 (en) Vapor deposition of a layer
JP4436920B2 (ja) 有機蒸着源及びその加熱源の制御方法
US20070098891A1 (en) Vapor deposition apparatus and method
US20050244580A1 (en) Deposition apparatus for temperature sensitive materials
TW200835387A (en) Depositing organic material onto an OLED substrate
WO2005098079A1 (en) High thickness uniformity vaporization source
JP2000160328A (ja) 素子用薄膜層の蒸着方法、蒸着装置および有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2012124593A1 (ja) 蒸着粒子射出装置および蒸着装置
JP3684343B2 (ja) 薄膜堆積用分子線源セル
JPH09256142A (ja) 成膜装置
JP2001059161A (ja) 有機薄膜の製造装置および製造方法
EP2137335B1 (en) Fine control of vaporized organic material
KR20040068000A (ko) 백색광 방출 유기발광다이오드의 제조에서 치밀화된 유기물질의 사용
JP3616586B2 (ja) 薄膜堆積用分子線源セル
JP2002246175A (ja) 有機材料薄膜の形成方法及びその装置、並びに有機電界発光素子の製造方法
JP4303814B2 (ja) 有機ｅｌ素子の製造装置および製造方法
JP2005232492A (ja) 蒸着装置
KR101850147B1 (ko) 유기발광다이오드 소자 및 그 제조방법
JP4552184B2 (ja) 有機発光素子用基板に有機層を蒸着させる装置および方法
KR100695271B1 (ko) 대면적 ｏｌｅｄ기판의 패턴형성방법
KR19980081742A (ko) 유기 전계발광 소자
JP2007146265A (ja) 蒸着装置
JP2004300503A (ja) 蒸発源、蒸発方法、蒸発源を用いた成膜装置および蒸発源を用いた有機電界発光装置の製造方法。

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130830

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140401

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee