KR20070041387A - 증착 장치 - Google Patents

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KR20070041387A
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야수유키 아라이
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가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼
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Abstract

본 발명의 목적은 큰 크기를 갖는 기판에 대해서 섀도우 마스크를 이용함이 없이 박막을 선택적으로 형성할 수 있는 증착 장치를 제공하는 것이다. 증착 장치에서, 증발 소스에는 실린더 셀, 상기 실린더 셀의 하부를 가열하는 히터, 및 상기 실린더 셀의 상부를 가열하는 히터를 포함한다. 핫 플레이트는 자신의 내부에 제공되는 히터에 의해 온도를 조절할 수 있다. 핫 플레이튼 실린더 셀에 연결되는 재료 공급부로부터 실린더 셀로 공급되는 증발 재료를 가열하고 증발 또는 승화에 의해 증발 재료를 기화시킨다. 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 회전시키는 회전 메커니즘은 온도 균일성을 달성하기 위하여 제공될 수 있다. 재료 공급부를 가열하는 히터는 실린더 셀에 공급되는 증발 재료의 온도를 상승시키기 위하여 제공될 수 있다. 이와 같은 증발 소스에 의해, 큰 크기를 갖는 기판에 대해서 증착이 균일하게 그리고 지속적으로 수행될 수 있다.
증착, 실린더 셀, 핫 플레이트, 히터, 재료 공급부.

Description

증착 장치{Deposition device}
도1은 실시예 모드 1에 따른 증착 장치의 구조를 설명하는 도면.
도2는 실시예 모드 1에 따른 증착 장치의 내부 구조를 설명하는 도면.
도3는 실시예 모드 2에 따른 증착 장치의 내부 구조를 설명하는 도면.
도4는 실시예 모드 4에 따른 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 증발 소스의 예를 도시한 도면.
도5는 실시예 모드 4에 따른 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 증발 소스의 예를 도시한 도면.
도6는 실시예 모드 4에 따른 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 증발 소스의 예를 도시한 도면.
도7는 실시예 모드 5에 따른 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 증발 소스의 예를 도시한 도면.
도8는 실시예 모드 6에 따른 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 증발 소스의 예를 도시한 도면.
도9는 실시예 모드 3에 따른 증착 장치의 내부 구조를 설명하는 도면.
도10은 실시예 모드 7에 따른 EL 소자의 구조를 설명하는 도면.
도11은 실시예 모드 8에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도12a 및 12b는 실시예 모드 8에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도13은 실시예 모드 8에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도14a 및 14b는 실시예 모드 9에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도15는 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도16은 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 구조를 설명하는 도면.
도17a 및 17b는 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도18은 (도17a에 대응하는) 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 상면도.
도19a 내지 19c는 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도20은 (도19b에 대응하는) 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 상면도.
도21a 내지 21c는 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도22는 (도21a에 대응하는) 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 상면도.
도23은 (도21c에 대응하는) 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 상면도.
도24는 실시예 모드 10에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도25a 및 25c는 실시예 모드 11에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도26은 실시예 모드 11에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 단면도.
도27은 실시예 모드 12에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 상면도.
도28은 실시예 모드 12에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 등가 회로도.
도29는 실시예 모드 13에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 도면.
도30은 실시예 모드 13에 따른 발광 장치의 제조 단계를 설명하는 도면.
도31은 실시예 모드 14에서의 증착 방법을 설명하는 도면.
도32는 실시예 모드 15에 따른 발광 장치의 모드를 설명하는 도면.
도33은 실시예 모드 15에 따른 발광 장치의 모드를 설명하는 도면.
도34는 실시예 모드 16에 따른 텔레비전 장치의 구조를 설명하는 도면.
도35는 실시예 모드 16에 따른 텔레비전 장치의 구조를 설명하는 도면.
도36은 실시예 모드 17에 다른 셀룰러 전화의 구조를 설명하는 도면.
도37은 실시예 모드 17에 따른 셀룰러 전화의 구조를 설명하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명*
10...전달 챔버 14...로드 챔버
16...언로드 챔버 18...처리 챔버
34...증착 처리 챔버 38...밀봉 처리 챔버
본 발명은 증발에 의해 필름을 형성하는 증착 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 전기루미네선스(electroluminescence)를 사용하는 디스플레이 장치를 제조하는데 사용될 수 있는 증착 장치에 관한 것이다.
박막을 형성하는 전형적인 방법으로서, 증발 방법이 공지되어 있다. 증발 방법은 진공에서 증발될 재료가 가열되어 증발되고 나서, 상기 재료가 박막으로서 물체의 표면에 부착되는 기술로서 공지되어 있다. 증발 방법은 박막을 형성하기 위한 기술로서 다양한 분야들에서 사용된다. 예를 들어, 증발 방법은 유기 재료를 사용하는 전기루미네선스 소자(이하에서, 또한 "EL 소자"라 칭함)를 제조하는데 적용된다. 박막을 증발시키기 위한 장치의 많은 구조들이 존재한다. 유기 EL 소자를 제조하는데 사용되는 장치로서, 유기 EL 적층된-층 구조가 개별적인 진공 챔버들에서 진공 분위기를 유지하면서 연속적으로 증착될 수 있는 구조를 갖는 증착 장치가 존재한다(예를 들어, 특허 문서 1: 일본국 공개 특허 출원 번호 제H10-241858호(페이지 6 및 7, 도4) 참조).
상기의 증발 장치 이외에, 기판 유지 수단 위에 기판 및 증발 마스크를 위치시키고, 증발 소스(evaporation sourece) 및 기판 사이의 거리를 30cm 또는 그보다 적게 좁히고, 증발 소스를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킴으로써 증착이 수행되는 증발 장치가 게시되어 있다(예를 들어, 특허 문서 2: 일본국 공개 특허 출원 번호 제2004-063454호(페이지 5 및 7, 도1) 참조).
이러한 증착 장치들에서, EL 소자에서의 EL 층의 증착은 저항 가열 방법에 의해 수행된다. 저항 가열 방법은 금속 또는 세라믹으로 형성된 증발 소스가 증발 재료로 충전되고, 감소된 압력 하에서 가열함으로써 증발되거나 승화되어 필름을 형성하는 방법이다. 증발 소스가 순간적으로 증발 온도를 상승시키거나 하강시킬 수 없기 때문에, 증발은 일단 시작되면 용이하게 중단될 수 없고, 기판으로의 증발 재료의 부착은 셔터를 개방하거나 폐쇄함으로써 제어될 필요가 있다.
전기루미네선스 디스플레이 장치를 제조하는데 사용되는 유리 기판은 큰 크기를 갖도록 조성되어 왔다. 예를 들어, 6세대에서는 1500 mm × 1800 mm의 크기를 갖는 유리 기판, 7세대에서는 1870 mm × 2200 mm의 크기를 갖는 유리 기판, 및 8세대에서는 2160 mm × 2400 mm의 크기를 갖는 유리 기판이 제조 라인에 도입된다는 것이 미리 결정되었다.
그러나, 증발 소스가 충전될 수 있는 증발 재료의 양이 EL 층을 증착할 시에 제한된다. 따라서, 큰 크기를 갖는 다수의 기판들을 연속적으로 처리하는 것이 점점 어려워진다. 즉, 많은 양의 증발 재료들은 큰 크기를 갖는 유리 기판에 EL 층을 연속적으로 증발시킬 필요가 있지만, 증발 소스로서 도가니(crucible)가 크기에서 제한을 가지며, 증발 소스가 충분한 양의 증발 재료들로 충전될 수 없다는 문제점이 존재한다. 따라서, 매 시간마다 증발 재료로 증발 소스를 재충전하기 위하여 증발 동작이 중단될 필요가 있다는 문제점이 발생한다. 증발시에, 증발 소스의 온도를 안정화하기 위하여 소정의 시간이 필요로 되고, 그 사이에 증발하는 재료는 낭 비된다. 따라서, 재료의 수율이 낮아지고, 처리량의 저하가 초래된다.
상기 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 큰 크기를 갖는 기판에 대하여 박막을 용이하게 형성할 수 있는 증착 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 증착 장치는 분말 형태의 증발 재료를 함유하는 기류(air current) 또는 증발 재료가 용제에 용해되거나 분산되는 에어로졸화된 원료 용액으로 연속적으로 또는 간헐적으로 공급하는 재료 공급부, 및 기류 또는 기화될 에어로졸화된 원료 용액을 가열하는 가열부를 가지고 있다. 즉, 분말 형태의 증발 재료 또는 에어로졸화된 증발 재료가 기화되도록 가열되는 증발 소스는 증착을 수행하기 위한 처리 챔버에 제공된다.
증발 소스는 증발 재료를 가열하는 가열부를 가지고 있다. 증발 재료에 거의 반응하지 않는 재료가 증발 재료를 가열하는 가열부를 위해 선택되고, 가열부의 형태는 임의로 형성될 수 있다. 예를 들어, 가열부는 바람직하게는, 플레이트와 같은 형상으로 형성된다. 분말 형태의 증발 재료를 함유하는 기류 또는 증발 재료가 용제에 용해되거나 분산되는 에어로졸화된 원료 용액은 증발 재료를 가열하는 가열부, 예를 들어, 핫 플레이트(hot plate)에 연속적으로 또는 간헐적으로 공급되며, 기류 또는 에어로졸화된 원료는 기화된다.
실린더 셀은 증발 재료를 가열하는 가열부, 예를 들어, 핫 플레이트를 포함한다. 실린더 셀에는, 증발 재료를 내부 벽에 배치하지 않기 위하여 상기 실린더 셀 자신을 가열하는 수단이 제공될 수 있다. 가열 수단으로서, 다양한 방법들, 예를 들어, 실린더 셀로 흐르는 전류에 의해 열을 발생시키는 방법, 복사 열에 의해 가열하는 방법, 저항 가열에 의해 가열하는 방법, 유도된 발열 반응에 의해 가열하는 방법, 등이 적용될 수 있다.
기화될 증발 재료를 가열하는 핫 플레이트는 실린더 셀 내부에 제공됨으로써, 기화된 증발 재료는 주변 상에 확산되지 않을 수 있다. 실린더 셀이 가열되어, 내부 벽의 표면 온도는 증발 재료가 부착되지 않는 온도로 유지됨으로써, 증발 재료의 낭비가 제거될 수 있고, 수율이 개선될 수 있다.
이러한 핫 플레이트는 실린더 셀 내에 제공될 수 있고, 기화된 증발 재료의 주입 홀은 슬림한 형태를 갖도록 아래로 협소해질 수 있다. 이와 같은 구조를 형성함으로써, 기화된 증발 재료의 분자는 방향성을 가지면서 확산될 수 있다. 따라서, 필름은 기판 위의 좁은 영역에서 선택적으로 형성될 수 있다.
증발 소스는 필름이 증착되는 기판의 한 표면을 주사할 수 있는 이동 수단에서 유지된다. 하나의 또는 복수의 증발 소스들은 이동 수단에서 유지된다. 증발 소스 및 재료 공급 수단은 일체화된 방식으로 형성될 수 있다. 대안적으로, 재로 공급 수단은 이동할 수 있도록 설정되는 증발 소스에 고정될 수 있다. 후자의 경우에, 증발 소스 및 재료 공급 수단은 소정 상태의 증발 재료가 통과할 수 있는 내부 직경을 갖는 재료 공급 튜브로 서로 접속된다.
재료 공급부 및 재료 공급 소스를 서로 분리하고, 재료 공급 튜브로 연결함으로써, 주사될 수 있도록 유지되는 경량의 증발 소스가 달성될 수 있다. 따라서, 증발 소스를 주사하는 이동 수단의 부담이 감소되고, 기계적은 컴포넌트의 경량화 및 소형화가 달성될 수 있다. 또한, 증발 재료를 저장하는 재료 공급 소스의 용량이 확대될 수 있다. 따라서, 증발 재료로 증발 소스를 충전하는 빈도가 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 증착 장치는 기판 상에 증발 재료를 증착시키는 증발 소스, 기판의 주 표면을 따라 주사하도록 증발 소스를 이동시키는 이동 수단, 및 상기 증발 재료를 상기 증발 소스에 간헐적으로 공급하는 재료 공급부를 포함한다.
본 발명에 따른 증착 장치는 증발 재료가 용제에 용해되거나 분산되는 원료 용액을 에어로졸화하고 상기 용제를 에어로졸에서 간헐적으로 배출하는 재료 공급부, 상기 재료 공급부에 연결되고 상기 용제를 증발시키거나 승화시키는 증발 소스, 및 기판의 주 표면을 따라 주사하도록 상기 증발 소스를 이동시키는 이동 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 증착 장치는 캐리어 가스로 파우더 형태의 증발 재료를 간헐적으로 배출하는 재료 공급부, 상기 재료 공급부에 연결되고 상기 증발 재료를 증발시키거나 승화시키는 증발 소스, 및 기판의 주 표면을 따라 주사하도록 상기 증발 소스를 이동시키는 이동 수단을 포함한다.
본 발명에서, 용어 "재료 공급부는 증발 재료를 증발 소스로 간헐적으로 공급한다"는 증발 재료의 공급이 박막 패턴의 디자인에 따라 임의로 중단되고 재개된다는 것을 의미한다. 즉, 재료 공급부는 증발 재료를 증발 소스에 선택적으로 공급한다. 예를 들어, 증발 재료는 재료 공급부로부터 증발 소스에 포함된 핫 플레이트 로 선택적으로 배출된다. 이러한 선택적인 배출 중에, 핫 플레이트는 아래로 냉각되거나 위로 재-가열되지 않을 수 있고, 일정한 온도로 유지될 수 있다. 이에 따르면, 증착의 중단 및 재개가 빨라진다.
본 발명에 따르면, 큰 스크린을 갖는 디스플레이 패널을 사용하는 경우에도, 증착이 균일하고 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다, 증발 소스로 공급될 필요가 없으므로, 처리량이 개선될 수 있다.
증착용 재료를 핫 플레이트에 간헐적으로 공급함으로써, 필름이 증착될 표면 위에 선택적으로 형성될 수 있다. 증발 소스로부터 증발 재료를 간헐적으로 증발시키거나 승화시킴으로써, 증발에 의한 필름 형성 시에 필요로 되는 셰도우 마스크가 생략될 수 있다.
본 발명의 실시예 모드들은 도면들을 참조하여 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 아래의 설명에 국한되지 않고 다양한 변경 변화들 및 변경들이 본 발명의 내용과 범위를 벗어나지 않는다면, 다양한 변화들 및 변경들이 당업자들에게 명백하다는 것을 용이하게 이해해야 한다. 따라서, 본 발명은 다음의 실시예 모드들의 설명에 국한되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 모든 도면들에서 동일한 부분 또는 동일한 기능을 갖는 부분에는 동일한 참조 번호가 병기되어 있고, 이의 반복적인 설명은 생략된다는 것에 주의하여야 한다.
(실시예 모드 1)
이 실시예 모드에서, 가열부에 증발용 재료를 공급하는 수단을 가지고 있는 증발 소스를 포함하는 증착 처리 챔버를 갖는 증착 장치의 구조가 도1 및 도2를 참 조하여 설명될 것이다.
도1은 기판 위에 EL 층을 형성하는 증착 장치의 구조를 도시한다. EL 층은 EL을 사용하는 EL 소자의 주요 파트이다. 다이오드-형 EL 소자는 EL 층이 한 쌍의 전극들 사이에 개입되는 구조를 갖는다. 이 소자에서, EL 층은 하나의 층 또는 상이한 기능을 각각 갖는 다수의 층들로 형성된다. 이 경우에, EL 층은 정공 주입 및 운반 층, 발광 층, 전자 주입 및 운반 층, 등으로 또한 칭해지는 상이한 기능을 각각 갖는 층들을 결합함으로써 형성될 수 있다. EL 층이 적어도 하나의 파트에서 전기루미네선스를 전개하는 재료를 함유하는 층을 나타낸다는 것에 주의하여야 한다(전기루미네선스는 형광 물질 또는 인광 물질에 전계를 인가함으로써 광이 방출되는 현상을 나타낸다).
도1에 도시된 증착 장치에서, 다수의 증착 처리 챔버들은 전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12) 주위에 연결된다. 전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12)는 증착 장치에서 각 증착 챔버로 운반되는 기판을 이동시키기 위하여 제공된다. 증착 처리 챔버들이 전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12)에 연결됨으로써, 기판을 대기(atmospheric air)에 노출시킴이 없이 처리가 연속적으로 수행될 수 있다. 로드 챔버(load chamber)(14)가 전달 챔버(10)에 연결되고, 기판은 로드 챔버(14)로부터 증착 장치 내로 운반된다. 게다가, 증착 처리 챔버들(20, 22 및 24)이 전달 챔버(10)에 연결된다. 또한, 열 처리 챔버(18) 및 플라즈마 처리 챔버(26)가 전달 챔버(10)에 연결되지만; 이러한 처리 챔버들은 적절하게 제공될 수 있다. EL 소자의 전극들 중 하나로서 전도성 필름을 형성하는 증착 처리 챔버(34) 및 증착 처리 챔버들(28, 30 및 32)이 전달 챔버(12)에 연결된다. 게이트 밸브들(44a 내지44k, 44m 및 44n)은 전달 챔버(10)와 각각의 증착 처리 챔버 사이 및 전달 챔버(22)와 각각의 증착 처리 챔버 사이에 제공된다. 각각의 처리 챔버의 압력은 이러한 게이트 밸브들에 의해 독립적으로 제어될 수 있고, 처리 챔버들 사이의 상호 오염은 방지된다.
감소된 압력 하에서 챔버를 유지시키는 배기 수단이 각각의 처리 챔버에 제공된다는 것에 주의하여야 한다. 배기 수단으로서, 건식 펌프, 터보 분자 펌프, 및 확산 펌프와 같은 다양한 진공 펌프들이 사용될 수 있다.
로드 챔버(14)로부터 전달 챔버(10)로 도입된 기판은 회전할 수 있는 암-형 전달 수단(40)에 의해 소정의 처리 챔버로 운반된다. 상기 기판은 전달 수단(40) 하나의 처리 챔버로부터 다른 처리 챔버로 전달된다. 전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12)는 증착 처리 챔버(22)와 연결되며, 기판은 전달 수단(40) 및 전달 수단(42)에 의하여 전달되어 이러한 연결된 부분에서 수용된다.
전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12)에 연결된 각각의 처리 챔버는 대기로부터 차단된다. 그 내부는 헬륨, 아르곤, 질소와 같은 불활성 가스, 또는 진공 배기 펌프에 의해 감소된 압력 조건 하에서 유지된다. 이 증착 장치에서, EL 층의 증착 처리는 기판은 대기에 노출시키지 않고 연속적으로 수행될 수 있다. EL 층의 증착 처리 후에, 기판은 수증기로 인하여 저하될 수 있다. 따라서, 이 증착 장치에서, 증착 후의 기판을 대기에 노출하기 전에 EL 층이 밀봉 처리를 받는 밀봉 처리 챔버(38)가 전달 챔버(12)에 연결된다. 밀봉 처리 챔버(38)는 대기압 또는 대기압에 가까운 압력 하에 있다. 전달 챔버(12) 및 밀봉 처리 챔버(38) 사이에 중간 챔 버(36)가 제공된다. 중간 챔버(36)는 기판을 전달하고 수용하며 챔버들 간의 압력을 감소시키기 위해 제공된다. 밀봉 처리 후의 기판은 밀봉 처리 챔버(38)에 연결되는 언로드 챔버(16)로부터 꺼내어진다.
도1의 증착 장치에서, 전달 챔버(10) 및 전달 챔버(12)에 연결된 처리 챔버들의 수 및 이들의 구조는 EL 소자의 적층된-층 구조에 따라 적절하게 결합될 수 있다. 이하에서, 결합 처리 챔버들의 예가 제시된다.
열 처리 챔버(18)에서, 하부 전극, 절연 파티션(insulating partition) 등이 형성되는 기판은 우선 가스제거 처리(degassing treatment)를 수행하기 위하여 가열된다. 플라즈마 처리 챔버(26)에서, 베이스 전극의 표면은 희가스(rare gas) 또는 산소 플라즈마 처리를 받는다. 이러한 플라즈마 처리는 표면을 깨끗하게 하고 표면 상태를 안정화(표면의 물리적이거나 화학적인 안정화)시키기 위하여 수행된다.
증착 처리 챔버(20)는 EL 소자의 전극들 중 하나와 접촉하는 전극 버퍼 층을 형성하기 위한 처리 챔버로서 이루어질 수 있다. 전극 버퍼 층은 캐리어 주입 특성(정공 주입 특성 또는 전자 주입 특성)을 가지며 EL 소자의 단락 또는 다크 스펏 결점(dark spot defect)의 발생을 억제하는 층이다. 전형적으로, 전극 버퍼 층은 저항률이 5×104 내지 1×106Ωcm인 유기 및 무기 혼합 재료로 이루어진다. 이 버퍼 층은 복수의 증발 소스들을 사용한 동시-증발(co-evaporation)에 의해 형성될 수 있다. 또한, 증착 처리 챔버(24)는 정공 운반 층을 증착시키는 처리 챔버이다.
EL 소자 내의 발광 층의 구조는 단일 컬러로 광을 방출하는 경우 및 화이트 컬러로 광을 방출하는 경우와 상이하다. 따라서, 방출 광을 고려하여 증착 장치에 증착 처리 챔버를 배열하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 디스플레이 패널에서 상이한 컬러로 광을 각각 방출하는 세 종류의 EL 소자들을 형성하는 경우에, 각각의 광 방출 컬러에 대응하는 발광 층들이 층착될 필요가 있다. 이 경우에, 증착 처리 챔버(22)는 제1 발광 층의 증착에 사용되고, 증착 처리 챔버는 제2 발광 층의 증착에 사용되며, 증착 처리 챔버(30)는 제3 발광 층의 증착에 사용될 수 있다. 각 발광 층에 증착 처리 챔버를 개별적으로 제공함으로써, 상이한 광 방출 재료들로 인한 상호 오염이 방지될 수 있고, 증착 처리의 처리량이 개선될 수 있다.
대안적으로, 상이한 컬러로 광을 각각 방출하는 세 종류의 EL 재료들이 증착 처리 챔버(22), 증착 처리 챔버(28), 및 증착 처리 챔버(30)에 순차적으로 증발될 수 있다. 예를 들어, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)에 대응하는 광 방출 컬러들을 갖는 발광 층들이 각 픽셀에 형성된다. 이 경우에, 증발될 영역에 따라 마스크를 시프팅시킴으로써 증발을 수행하기 위하여 셰도우 마스크가 사용된다.
화이트 컬러를 갖는 광을 방출하는 EL 소자는 상이한 컬러들을 갖는 광을 방출하는 발광 층들을 적층함으로써 형성된다. 이와 같은 경우에, 소자 기판은 각각의 증착 처리 챔버에서 순차적으로 이동하고 나서, 각각의 발광 층에 대해 증착이 수행될 수 있다. 또한, 상이한 발광 층들은 동일한 증착 처리 챔버에 연속적으로 증착될 수 있다.
전극은 증착 처리 챔버(34) 내의 EL 층 위에 형성된다. 전극을 형성하기 위 하여 전자 빔 증발 방법 및 스퍼터링 방법이 적용될 수 있을지라도, 바람직하게는, 저항 열 증착 방법이 사용된다.
전극의 형성까지 처리가 완료되는 소자 기판은 중간 챔버(36)를 통하여 밀봉 처리 챔버(38)로 운반된다. 밀봉 처리 챔버(38)는 EL 재료에 대해 헬륨, 아르곤, 네온, 또는 질소와 같은 불활성 가스, 알칼리 금속 등으로 충전된다. 밀봉 기판은 소자 기판의 EL 층이 불활성 가스 분위기 하에서 형성되는 측면에 부착된다. 밀봉 기판으로 EL 소자를 밀봉하는 조건에서, 소자 기판 및 밀봉 기판 간의 공간은 불활성 가스 또는 수지 재료로 충전될 수 있다. 불활성 가스 또는 수지 재료로 충전됨으로써, EL 소자는 대기 및 부식성 가스에 노출되는 것이 방지되어, 저하되지 않을 수 있다. 밀봉 처리 챔버(38)는 밀봉 재료를 도출하는 디스펜서(dispenser), 암과 같은 기계적인 컴포넌트 또는 밀봉 기판을 요소 기판과 대향하도록 고정하는 고정 스테이지, 공간을 수자 재료로 충전하는 디스펜서 또는 스핀 코터 등을 가지고 있다.
도2는 증착 처리 챔버의 내부 구조의 예를 도시한다. 증착 처리 챔버는 감소된 압력 하에서 유지되며, 도2에서, 최상부 플레이트(112) 및 최하부 플레이트(114) 사이에 개입되는 내부 측은 증착 처리 챔버의 내부이다.
증착 처리 챔버에는, 증발 소스(100)가 제공된다. 상이한 조성을 각각 갖는 다수의 층들이 증착되는 경우, 또는 상이한 재료가 동시-증발되는 경우에, 다수의증발 소스들이 제공될 수 있다. 증발 소스(100)는 기화되어 증착될 재료를 증발시키거나 승화시키는 가열 수단을 가지고 있다. 증발 소스(100)는 증발 재료와 쉽게 반응하지 않는 세라믹 또는 금속과 같은 재료를 사용하여 형성된다. 바람직하게는, 증발 소스(100)는 질화 알루미늄 또는 질화 붕소와 같은 세라믹 재료를 사용하여 형성된다. 세라믹 재료는 유기 재료를 함유하는 증발 재료와 쉽게 반응하지 않고, 불순물로서 적은 양의 가스를 배출하므로; 고 순도를 갖는 EL 층이 형성될 수 있다.
증발 재료를 공급하는 재료 공급부(102)가 증발 소스(100)에 부착된다. 재료 공급부(102)는 파이프 배열과 연결되어, 증착될 재료가 재료 공급 소스(104)로부터 공급되도록 한다. 재료 공급 소스(104)는 증착 처리 챔버의 내부 또는 외부에 배열될 수 있고, 증발 소스(100)에 저장하도록 할 수 없는 많은 양의 증착 재료들을 저장한다. 즉, 증발 재료는 재료 공급 소스(104)를 제공함으로써 증발 소스(100)에 연속적으로 공급될 수 있다.
증발 재료를 증발 소스(100)에 공급하는 방법으로서, 분말 형태의 증발 재료가 캐리어 가스와 함께 전달되는 기류 전달 방법; 증발 재료가 용제에 용해되거나 분산되는 원료 용액이 전달되어 분무기에 의해 에어로졸화되고, 에어로졸 내의 용제가 기화되는 에어로졸 방법; 및 증발 재료가 공급될 유체에 포함되는 방법 등이 적용될 수 있다.
기류 전달 방법 또는 에어로졸 방법을 적용하는 경우에, 캐리어 가스는 증발 재료와 함께 처리 챔버의 내부에 공급된다. 각각의 처리 챔버에서, 배기 팬 또는 진공 배기 펌프가 연결됨으로써, 각각의 처리 챔버는 대기압 또는 대기압보다 낮은 압력, 바람직하게는, 133 내지 13300 Pa의 압력 하에서 유지된다. 증착 처리 챔버 가 헬륨, 아리곤, 네온, 크립톤, 크세논, 또는 질소와 같은 불활성 가스로 충전되거나; 가스가 공급되는(동시에 배기됨) 동안 압력은 조정될 수 있다. 게다가, 산화막을 형성하기 위한 증착 챔버는 산소 또는 산화 질소와 같은 가스를 도입함으로써 산화 분위기 하에 있을 수 있다. 또한, 유기 재료를 증발시키기 위한 증착 처리 챔버는 수소와 같은 가스를 도입함으로써 환원 분위기에 있을 수 있다. 환원 분위기를 형성함으로써, 쉽게 산화되는 유기 재료 및 무기 재료가 산화되어 품질이 변화되는 것이 방지된다.
증발 소스(100)는 다중조인트 암(108)에 의해 처리 챔버 내에 설정되는 기판(116)의 표면을 따라 자유롭게 주사될 수 있도록 제공된다. 기판(116)은 기판 척(110)을 갖는 기판 스테이지(106)에 고정된다. 히터는 기판(116)을 가열하기 위하여 기판 스테이지(106)에 통합될 수 있다. 증발 소스(100)는 기판(116)에 가깝도록 형성되며, 다중조인트 암(108)에 의해 주사됨으로써, 필름이 큰 크기를 갖는 기판의 전체 표면 위에 형성될 수 있다. 즉, 필름은 기판으로부터 증발 소스를 분리시키지 않고 큰 크기를 갖는 기판의 전체 표면 위에 형성될 수 있다. 따라서, 증착 장치의 소형화가 달성될 수 있다.
셰도우 마스크(118)가 기판(116)에 도포되는 경우에, 마스크 척(111)이 사용된다. 필름을 형성하는 패턴에 따라 개구들이 형성되는 셰도우 마스크(118)는 기판 위에 증발 필름이 선택적으로 형성될 필요가 있는 경우에 사용된다. 셰도우 마스크(118)의 정렬이 필요로 되는 경우에, 카메라가 처리 챔버에서 설정되고, X-Y-θ 방향으로 미세하게 움직일 수 있는 포지셔닝 수단이 마스크 척(111)에 제공됨으로 써, 정렬이 수행될 수 있다.
증발 소스(100)가 다중조인트된 암(108)에 의해 주사될 때, 필름은 증발 소스(100)에 부착된 재료 공급부(102)로부터 공급되는 증발 재료를 간헐적으로 공급함으로써 기판(116) 위에 선택적으로 형성될 수 있다. 재료 공급부(102)로부터 증발 재료를 간헐적으로 공급하기 위하여, 밸브를 사용하여 온-오프 제어가 수행될 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 증발 소스(100) 및 기판(116) 사이에 필요로 되는 셔터가 생략될 수 있다.
증발 소스(100) 및 기판(116) 사이의 거리는 다중조인트 암(108) 및/또는 기판 스테이지(106)의 축방향 높이를 변화시킴으로써 조정될 수 있다. 증발 소스(100)에 부착된 재료 공급부(102) 및 재료 공급 소스(104)를 연결시키는 재료 공급 튜브(103)는 가요적으로 구부러질 수 있다. 재료 공급 튜브(103)는 감소된 압력 하에서도 자신의 형상을 변화시키지 않도록 하기 위하여 강성이며 좁은 튜브로 형성될 수 있다. 도2는 재료 공급 소스(104)가 증착 처리 챔버의 외부에 배열되는 모드를 도시한다. 그러나, 이와 같은 배열 대신에, 재료 공급 소스(104)는 증착 처리 챔버 내부에 배열될 수 있다. 또한, 재료 공급 튜브(103)는 재료 공급부(102)와 일체화되어 생략될 수 있다.
이 실시예 모드의 증착 장치에 따르면, 큰 스크린은 갖는 디스플레이 패널을 사용하는 경우에도, 증착이 균일하고 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다, 증발 소스로 공급될 필요가 없으므로, 처리량이 개선될 수 있다. 더구나, 증착용 재료가 증착 소스(100)로부터 간헐적으로 공급됨으로써, 필름 이 필름 형성 표면 위에 선택적으로 형성될 수 있다. 따라서, 증발에 의한 증착에서 필요로 되는 셰도우 마스크 및 셔터가 생략될 수 있다.
(실시예 모드 2)
이 실시예 모드에서, 증발을 수행하기 위하여 증발 소스가 고정되고 기판이 이동되는 증착 처리 챔버의 구조가 도3을 참조하여 설명될 것이다.
도3은 증착 처리 챔버의 내부 구조를 도시한다. 증착 처리 챔버는 감소된 압력 하에서 유지된다. 증착 처리 챔버에는, 증발 소스, 기판을 고정하는 지그(jig) 등이 최상부 플레이트(112) 및 최하부 플레이트(114) 사이에 개입되도록 배열된다.
증발 처리 챔버 내에 제공되는 증발 소스(100), 재료 공급부(102), 재료 공급 튜브(103), 및 재료 공급 소스는 실시예 모드 1과 동일한 구조를 갖는다. 상이한 조성을 각각 갖는 다수의 층들을 증착하는 경우 또는 상이한 재료들을 동시-증발하는 경우에, 복수의 증발 소스들이 제공될 수 있다. 증발 소스(100)는 최하부 플레이트(114) 측에 제공되는 증발 소스 홀더(120)에 장착된다. 증발 소스(100)의 위치가 고정되는 경우에, 증발 소스 홀더(120)를 위아래로 이동시키는 이동 메커니즘이 제공되어, 증발 소스(100) 및 기판(116) 간의 거리가 조정될 수 있다. 증발 소스(100) 및 기판(116) 간의 거리를 조정함으로써, 증착 레이트 및 필름 두께 분포가 조정될 수 있다.
필름이 증착되는 기판(116)은 기판 척(110)을 갖는 기판 스테이지(106)에 고정될 수 있다. 이 경우에, 히터는 기판(116)을 가열하기 위하여 기판 스테이지(106) 내에 통합될 수 있다. 증착 시에 기판 온도를 조정함으로써, 필름의 품질 이 제어될 수 있다.
풀리(pulley) 또는 기어를 포함하는 이동 메커니즘(122)이 기판 스테이지(106)의 에지에 제공되며, 이는 제1 가이드 레일(124) 위에서 이동 가능하도록 배열된다. 풀리 또는 기어와 같은 이동 메커니즘이 제1 가이드 레일(124)의 상부에 제공되며, 이는 제2 가이드 레일(126) 위에서 이동 가능하도록 배열된다. 이와 같은 방식에서, 기판을 이동 가능하도록 함으로써, 필름은 큰 크기를 갖는 기판의 전체 표면 위에서 형성될 수 있다. 즉, 필름은 기판으로부터 증발 소스를 분리시키지 않고 큰 크기를 갖는 기판의 전체 표면 위에서 형성될 수 있다. 필름을 증착할 시에 셰도우 마스크(118)를 사용하는 경우에, 셰도우 마스크(118)는 마스크 척(111)의 사용에 의해 기판(116)과 함께 기판 스테이지(106)에 고정될 수 있다.
이 실시예 모드의 증착 장치에 따르면, 큰 스크린을 갖는 디스플레이 패널을 사용하는 경우에도, 필름이 균일하고 연속적으로 증착될 수 있다. 이 경우에, 기판의 외부 치수가 더 커지는 경우, 기판이 이동되는 거리가 더 길어지고, 이에 따라, 증착 처리 챔버는 더 길어질 필요가 있다. 이와 같은 경우에, 다수의 고정된 증발 소스들이 중앙부 또는 주변부에 임의로 배열되도록 증착 처리 챔버에 제공됨으로써, 기판의 전체 표면을 증발시키는데 필요로 되는 기판의 이동 거리가 짧아질 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다 증발 소스에 제공될 필요가 없으므로, 처리량이 개선될 수 있다. 더구나, 증발 소스(100)로부터 증착용 재료를 간헐적으로 공급함으로써, 필름이 증착될 표면 위에 선택적으로 형성될 수 있다. 따라서, 증발에 의한 증착에서 필요로 되는 셰도우 마스크 및 셔터가 생략될 수 있다.
(실시예 모드 3)
이 실시예 모드에서, 증발을 수행하기 위하여 증발 소스 및 기판 둘 다가 이동되는 증착 처리 챔버의 구조가 도9를 참조하여 설명될 것이다.
도9에 도시된 처리 챔버의 내부 구조에서, 증착 처리 챔버(174)에 제공되는 증발 소스(100)는 실시예 모드 1과 동일한 구조를 갖는다. 하나 또는 복수의 증발 소스들(100)이 제공될 수 있다. 증발 소스(100)는 제2 가이드 레일(178)에 의해 위아래로 이동할 수 있도록 하기 위하여 풀리 또는 기어를 포함하는 이동 메커니즘(180) 위에 제공된다. 제1 가이드 레일(182) 위에서 이동하는 기판 전달 메커니즘(180)의 전달 속도 및 제2 가이드 레일(178)에 의해 위아래로 이동하는 증발 소스(100)의 이동 속도가 적절하게 조정됨으로써, 증착 레이트 및 필름 두께 분포가 조정될 수 있다.
게다가, 히터(184)는 증착 처리 챔버(174)의 내벽인 기판(116)이 전달되는 표면 위에 제공될 수 있다. 히터로서, 램프 히터, 시드형 히터(sheathed heater) 등이 사용될 수 있다. 히터(184)를 제공함으로써, 기판(116)이 가열될 수 있고, 이에 따라, 증착 시의 기판 온도가 제어될 수 있다.
증발 소스(100)는 증발 재료를 상기 증발 소스에 연속적으로 공급하는 재료 공급부(102)에 연결된다. 재료 공급부는 상기 재료 공급부(102) 및 상기 재료 공급부(102)와 재료 공급 소스(104)를 연결시키는 재료 공급 튜브(103)로부터 분리되도록 배열되는 재료 공급 소스(104)를 갖는다. 이의 세부사항들은 실시예 모드 2와 동일하다.
이 실시예 모드의 증착 장치에 따르면, 기판 및 증발 소스를 서로 이동시킴으로써, 큰 스크린을 갖는 디스플레이 패널을 사용하는 경우에도 증착이 균일하고 연속적으로 수행될 수 있다. 이 경우에, 한 측이 1 미터 이상의 큰 크기를 갖는 기판의 경우에도, 기판은 수직 상태 또는 상기 기판이 수직 상태로부터 약 1 내지 30도 기울어지는 상태로 유지됨으로써 안전하게 유지될 수 있고, 이에 따라 전달 문제가 억제될 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다 증발 소스에 제공될 필요가 없으므로, 처리량이 개선될 수 있다.
(실시예 모드 4)
이 실시예 모드에서, 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 증발 소스 및 재료 공급부의 예가 도4, 도5 및 도6을 참조하여 설명될 것이다. 도4는 증발 소스(100), 재료 공급부(102), 재료 공급 튜브(103), 및 재료 공급 소스(104)가 결합되는 상태를 도시한다.
증발 소스(100)는 실린더 셀(128) 및 실린더(128)를 가열하는 히터를 가지고 있다. 히터로서, 저항 가열, 고주파수 가열, 복사 가열과 같은 방법에 국한되지 않고, 실린더 셀(128)을 가열할 수 있는 한, 임의의 방법이 사용될 수 있다. 도4는 실린더 셀(128)을 가열하는 히터가 다수로 분할되는 예를 도시한다. 즉, 실린더 셀(128)의 하부를 가열하는 히터(134) 및 실린더 셀의 상부를 가열하는 히터(136)가 제공된다. 상술된 바와 같이 히터를 다수로 분할함으로써, 실린더 셀(128)의 온도 분포가 제어될 수 있다.
핫 플레이트(130)가 실린더 셀(128) 내부에 제공된다. 핫 플레이트(130)는 자신(130) 내부에 제공된 히터(138)에 의해 온도를 제어할 수 있다. 핫 플레이트(130)는 히터(134) 및 히터(136)에 의해 가열되는 실린더 셀(128)의 복사 열에 의해 또한 가열된다. 핫 플레이트(130)는 실린더 셀에 연결되는 재료 공급부(102)로부터 실린더 셀(128) 내로 공급되는 증발 재료를 가열하고, 증발 또는 승화에 의해 증발 재료를 기화시킨다. 핫 플레이트(130)에서, 증발 재료가 분사되는 부분의 온도는 낮아진다. 실린더 셀(128) 내부에서 핫 플레이트(130)를 회전시키는 회전 메커니즘(132)을 제공함으로써, 핫 플레이트(130)의 온도 균일성이 달성될 수 있다. 게다가, 재료 공급부(102)를 가열하는 히터(140)가 실린더 셀(128) 내로 공급되는 증발 재료의 온도를 상승시키기 위하여 제공될 수 있다.
증발 재료(100)의 실린더 셀(128)은 핫 플레이트(130)가 제공되는 하부 또는 중간부에 비하여, 기화된 증발 재료의 주입 홀(142)의 일부 아래로 협소해지도록 형성된다. 이와 같은 구조에서, 기화된 증발 재료의 분자는 방향성을 가지고 확산될 수 있다. 증발 재료의 확산 방향에서 방향성을 가짐으로써, 필름은 기판 위의 좁은 영역에 선택적으로 형성될 수 있다. 이때, 증발 소스(100)를 실시예 모드 1에서 설명된 바와 같이 주사함으로써, 필름은 기판 표면 위의 임의의 영역에서 드로잉(drawing)하여 선택적으로 형성될 수 있다.
실린더 셀(128)에서, 온도가 쉽게 낮아지는, 주입 홀(142)이 제공되는 상부는 상부를 가열하는 히터(136)에 의해 가열되도록 독립적으로 제어됨으로써, 주입 홀(142)은 증발 재료를 부착함으로써 클로깅(clogging)되는 것이 방지된다. 히터들(134 및 136)에 의해 실린더 셀(128)의 내벽의 온도를 증발 재료의 증발 또는 승 화 온도보다 더 높도록 제어하는 것이 바람직하다. 따라서, 증발 재료는 재료 공급부(102)로부터 공급되는 증발 재료를 기화하지 않고 실린더 셀(128) 내부에 증착되는 것이 방지될 수 있다.
도5는 도4의 증발 소스(100)와 동일한 구조를 갖는 복수의 증발 소스들이 결합되는 예를 도시한다. 실린더 셀들(128) 내부의 핫 플레이트들(130) 및 상기 핫 플레이트들(130)을 가열하는 히터들(138)은 각 실린더에서 셀 온도들을 독립적으로 제어할 수 있다. 따라서, 상이한 증발 또는 승화 온도를 각각 갖는 동시-증발하는 증발 재료들의 경우에도, 각각의 증발 재료에 적절한 온도들에서 증발 재료들을 가열하고 증착 레이트를 제어함으로써 필름이 형성될 수 있다.
게다가, 도5에서, 핫 플레이트(130)는 실린더 셀(128) 내의 자신의 상부측이 협소해지도록 기울어진 각도를 가지고 있다. 이와 같은 구조에서, 기화된 증발 재료는 실린더 셀(128)의 상부에 효율적으로 도입될 수 있다. 이 경우에, 회전 메커니즘(132)에 의해 핫 플레이트(130)를 회전시킴으로써, 핫 플레이트(130)의 일정 온도가 유지될 수 있고, 증발 재료는 효율적으로 기화될 수 있다.
도6은 캐리어 가스가 실린더 셀(128)의 하부로부터 흐르고 핫 플레이트(130)에 의해 기화되는 증발 재료가 주입 홀(142)로부터 확산되는 구조를 도시한다. 캐리어 가스 질량 흐름을 제어함으로써, 기화된 증발 재료의 분자가 방향성을 가지고 확산될 수 있고, 필름이 선택적으로 형성될 수 있다. 가스 공급 소스(144)로부터 공급되는 캐리어 가스는 실린더 셀(128)의 하부에 위치되는 가스 도입 홀(148)로부터 도입된다. 캐리어 가스로서, 바람직하게는, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 또는 네온과 같은 불활성 가스가 사용된다. 이 경우에, 질소가 또한 사용될 수 있다. 또한, 증발 재료와 반응하는 산화 가스 또는 환원 가스가 반응성 증발을 수행하기 위하여 도입될 수 있다. 임의의 경우에, 내부에 도입된 캐리어 가스로 인해 실린더 셀(128) 내부의 온도를 낮추기 위하여, 가스 도입 개구(148) 앞에 가스 가열 히터(146)을 제공하여 캐리어 가스를 가열하는 것이 바람직하다.
이 실시예 모드의 증발 소스가 실시예 모드 1 내지 3에서 제시된 증착 장치에 적용되는 경우, 큰 크기를 갖는 기판을 사용하는 경우에도, 증착이 균일하고 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다, 증발 소스로 공급될 필요가 없고, 증착이 다수의 기판들 위에서 연속적으로 수행될 수 있으므로; 처리량이 개선될 수 있다. 더구나, 증발 소스(100)로부터 증착용 재료를 간헐적으로 공급함으로써, 필름이 증착된 기판 위에 선택적으로 형성될 수 있다. 이와 같은 구조에서, 증발에 의한 증착에서 필요로 되는 셰도우 마스크 및 셔터는 생략될 수 있다.
(실시예 모드 5)
이 실시예 모드에서, 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 재료 공급 소스의 예가 도7을 참조하여 설명될 것이다. 이 실시예 모드에서, 증블 재료의 사용 효율을 강화시킴으로써 큰 크기를 갖는 기판에 증발 재료를 연속적으로 증발시키기 위하여, 분말 형태의 증발 재료가 기류에 의해 공급되는 구조가 도시되어 있다.
재료 공급부(102) 및 재료 공급 소스(104)는 재료 공급 튜브(103)에 의해 서 로 연결된다. 재료 공급 부(104)에서, 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 소스(152) 및 증발 재료를 공급하는 서지 탱크(surge tank)(156)가 분말 스터링 챔버(powder stirring chanber)(150)에 연결된다. 흐름 양이 흐름 양 제어 밸브(154)에 의해 조정되는, 캐리어 가스 공급 소스(152)로부터 공급되는 캐리어 가스가 분말 스터링 챔버(150) 내로 흐른다. 공급 양이 스톱 밸브(158)에 의해 조정되는, 분말 형태의 증발 재료는 서지 탱크(156)로부터 반말 스터링 챔버(150)로 확산된다. 분말 스터링 챔버(150)가 날개를 갖는 스터링 로터(160)를 가지고 있는 경우, 분말 형태의 증발 재료는 쉽게 확산되며, 분말을 포함하는 캐리어 가스는 재료 공급부(102)에 효율적으로 공급될 수 있다. 재료 공급 튜브(103)가 스톱 밸브(162)를 가지고 있는 경우, 증발 재료의 분말을 포함하는 캐리어 가스는 재료 공급부(102)에 간헐적으로 공급될 수 있다.
캐리어 가스로서, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 또는 크세논와 같은 불활성 가스, 질소 가스, 또는 수소 가스로부터 선택되는 하나 또는 복수의 종류의 조합이 사용될 수 있다.
재료 공급부(102)의 실린더 몸체(141)에서, 내부 직경은 분말 형태의 증발 재료를 포함하는 캐리어 가스의 유동도(flow rate) 및 압력이 제어될 수 있도록 입구로부터 출구까지 상이하다. 즉, 분말 형태의 증발 재료를 포함하는 캐리어 가스의 유동도를 낮추고, 증발 소스의 실린더 셀로 공급될 캐리어 가스를 조정하는 것이 바람직하다. 그 이유는 캐리어 가스의 유동도가 고속인 경우에 핫 플레이트(130)의 온도가 쉽게 불안정해지기 때문이다. 또한, 이 실린더 몸체(141)는 히 터(140)에 의해 가열되고, 분말 형태의 증발 재료를 포함하는 캐리어 가스는 사전가열될 수 있다.
이 실시예 모드의 재료 공급부(102) 및 재료 공급 소스(104)는 실시예 모드 4에 적용될 수 있다. 따라서, 실시예 모드 4와 동일한 작용 효과가 달성될 수 있다.
(실시예 모드 6)
이 실시예 모드에서, 증착 장치의 증착 처리 챔버에 제공되는 재료 공급부 및 재료 공급 소스의 예가 도8을 참조하여 설명될 것이다. 이 실시예 모드에서, 증발 재료의 사용 효율을 강화시킴으로써 큰 크기를 갖는 기판 위에 증발 재료를 연속적으로 증발시키기 위하여, 증발 재료가 용제에서 용해되거나 분산되는 원료 용액이 전달되고 에어로졸 내의 용제가 기화되는 동안 증발을 수행하기 위하여 분무기에 의해 에어로졸화되는 구조가 도시되어 있다.
재료 공급 소스(104)는 증발 재료가 용제에서 용해되거나 분산되는 원료 용액이 액체 입자(약 1 내지 1000 nm의 입자)로서 캐리어 가스에서 분산되어 재료 공급부(102)에 공급되는 구조를 갖는다. 재료 공급부(102)는 증발 재료를 포함하는 액체 입자 내의 용제가 기화되고, 증발 재료가 또한 가열되어 기화되는 구조를 갖는다.
재료 공급 소스(104)는 증발 재료가 용제에서 용해되거나 분산되는 원료 용액을 저장하는 서지 탱크(164), 원료 용액을 전달하는 펌프(166), 흐름 양 조정 밸브(168) 등으로 구성되는 원료 용액 공급부; 캐리어 가스를 공급하는 가스 공급 소 스(170); 및 유동도 조정 밸브(172)를 포함한다. 용제로서, 예를 들어, 테트라하이드로푸란, 클로로포름, 디메틸포름아미드, 디메릴 술록시드가 사용될 수 있다. 캐리어 가스로서, 헬륨, 아르곤, 크립톤, 또는 크세논과 같은 불활성 가스, 질소 가스, 또는 수소 가스로부터 선택되는 하나 또는 복수의 종류의 조합이 사용될 수 있다.
각각의 원료 용액 및 캐리어 가스는 재료 공급 튜브(103)에 의해 재료 공급부(102)의 에어로졸 형성 장치(143)로 공급된다. 에어로졸 형성 장치(143)는 바람직하게는, 원료 용액 및 캐리어 가스가 혼합되어 고속으로 분무되는 분무기로 구성된다. 게다가, 원료 용액 및 캐리어 가스는 초음파 트랜스듀서를 사용하는 미세한 분무제(mist)의 형태일 수 있다. 히터(140)에 의해 가열되는 실린더 몸체(141)에 용제가 부착하지 않도록 에어로졸 형성 장치(143)로부터 분무된 에어로졸을 유지하는 것이 바람직하다.
실린더 몸체(141)로부터 배출된 에어로졸은 증발 소스의 핫 플레이트에 의해 기화되어, 실린더 셀의 개구부로부터의 캐리어 가스와 함께 배출된다. 실린더 셀의 온도는 에어로졸 내의 증발 재료가 증발되거나 승화되는 온도가 되도록 설정된다. 이 경우에, 에어로졸과 같은 미세한 입자는 큰 표면 영역으로 인해, 대기에서의 끓는점 이하의 온도에서 기화되는 용제를 형성할 수 있다. 또한, 온도는 에어로졸 형성 장치(143)의 연결부로부터 실린더 몸체(141)의 개구부(증기가 배출되는 개구)를 향해서 더 높아지도록 설정될 수 있다. 실린더 몸체(141)의 내부는 유동도 및 압력이 에어로졸의 흐름을 중단함이 없이 제어되는 구조를 갖는다.
이 실시예 모드의 재료 공급부(102) 및 재료 공급 소스(104)는 실시예 모드 4에 적용될 수 있다. 따라서, 실시예 모드 4와 동일한 작용 효과가 달성될 수 있다.
(실시예 모드 7)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드들 1 내지 6 중 어느 하나의 구조를 갖는 증착 장치에 의해 제조되는 EL 소자의 예가 설명될 것이다. 이 실시예 모드에서, 한 쌍의 전극들 사이에 EL 층을 갖는 EL 소자가 설명될 것이다.
도10은 EL 소자의 단면 적층된 구조를 도시한다. 이 EL 소자에서, 제1 전극(202) 및 제2 전극(204) 사이에 EL 층(206)이 형성된다. EL 층(206)은 실시예 모드들 4 내지 7 중 어느 하나에서 설명된 증발 소스를 가지고 있는 증발 장치에 의해 형성될 수 있다. EL 소자에서, 기판(200)은 지기 몸체로서 사용될 수 있다. 기판(200)으로서, 유리, 플라스틱 등이 사용될 수 있다. EL 소자의 제조 단계에서 지지 몸체의 역할을 하는 한, 상기의 것 이외의 기판이 사용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 이하에서, 제1 전극(202)(이하에서, 또한 "애노드"라 칭함)으로부터 정공들을 주입하고 제2 전극(204)(이하에서, 또한 "캐소드"라 칭함)으로부터 전자들을 주입함으로써 광을 방출하는 EL 소자가 설명된다.
제1 전극(202)에 관해서는, 다양한 금속들, 합금들, 및 전기 전도성 화합물들, 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 산화 인듐 주석(ITO), 실리콘을 함유하는 산화 인듐 주석, 산화 아연(ZnO), 산화 아연이 산화 인듐과 혼합되는 산화 인듐 아연, 등이 사용될 수 있다. 게다가, 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 텅스 텐(W), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 철(Fe), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 알루미늄(Al), 알루미늄-실리콘(Al-Si), 알루미늄-티타늄(Al-Ti), 알루미늄-실리콘-구리(Al=Si-Cu), 금속 재료의 질화물, 등이 사용된다. 제1 전극(202)아 애노드로서 사용되는 경우, 이러한 재료들 중에서, 높은 일함수(4.0eV 또는 그 이상의 일함수)를 갖는 산화 인듐 주석, 등을 사용하는 것을 바람직하다.
EL 층(206)은 제1 전극(202) 측으로부터 순차적으로 제1 층(208), 제2 층(210), 제3 층(212), 및 제4 층(214)을 포함한다.
제1 층(208)은 캐리어 주입 및 운반 층이며, 바람직하게는 금속 산화물 및 유기 화합물을 함유하는 합성 재료를 사용하여 형성된다. 금속 산화물로서, 주기율표의 4 내지 8 족에 속하는 금속 산화물이 사용될 수 있다. 특히, 산화 바나듐, 산화 니오브, 산화 탄탈륨, 산화 크롬, 산화 몰리브덴, 산화 텅스텐, 산화 망간, 및 산화 레듐이 높은 전자 억셉팅 특성으로 인하여 바람직하다. 무엇보다도, 산화 몰리브덴은 대기에서 안정적이고 핸들링하기 쉽기 때문에 특히 바람직하다.
금속 산화물 및 유기 화합물의 조합으로서, 유기 화합물이 금속 산화물에 의해 산화되기 용이한 복합 재료가 바람직하다. 즉, 유기 화합물의 라디칼 양이온이 금속 산화물에서 쉽게 생성되는 복합 재료가 바람직하다. 복합 재료에 사용되는 유기 화합물로서, 예를 들어, 방향족 아민 화합물, 카르바졸 유도체, 방향족 하이드로카본, 금속 합성물, 유기 금속 합성물, (올리고머, 덴드리머, 또는 폴리머와 같은) 고분자 화합물 등이 사용될 수 있다. 따라서, 복합 재료의 전도성은 단지 유기 화합물만을 사용하는 경우에 비하여 개선될 수 있고, 유기 화합물에 대한 캐리어 주입 특성(특히, 정공 주입 특성)이 강화되는 효과가 달성될 수 있다. 게다가, 다양한 금속들에 의한 전기 배리어가 경감되어 접촉 저항을 감소시킬 수 있다.
제2 층(210)은 높은 정공 운반 특성을 갖는 물질, 예를 들어, 4,4'-bis{N-(1-naphtyl)-N-phenylamino}biphenyl(약어: NPB), N,N-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine(약어: TPD), 4,4',4"-tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine)(약어: TDATA), 또는 4,4',4"-tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamine(약어: MTDATA)와 같은 방향족 아민-계 화합물(즉, 벤젠 고리-질소의 결합을 갖는 화합물)로 이루어진다. 본원에 설명된 물질들은 주로 10-6cm2/Vsec 또는 그 이상의 정공 이동도를 갖는다. 전자 운반 특성보다 더 높은 정공 운반 특성을 갖는 한, 상기의 것 이외의 물질이 사용될 수 있다. 제2 층(210)은 단지 하나의 층이 아니라, 상기 물질로 이루어진 2개 이상의 층들의 적층된 층일 수 있다.
제3 층(212)은 광 방출 재료를 함유하는 층이다. 광 방출 재료로서, N,N'-dimethylquiancridone(약어: DMQd), 또는 3-(2-benxothiazoyl)-7-diethylaminocoumarin(약어: 쿠머린 6)과 같은 높은 광 방출 특성을 갖는 물질, 및 tris(8-quinolinolato)aluminum(약어: Alq) 또는 9,10-di(2-naphtyl)anthracene(약어: DNA)와 같은 높은 캐리어 운반 특성을 가지며, 거의 결정화되지 않는 물질을 결합하는 것이 바람직하다. 게다가, Alq 및 DNA가 높은 광 방출 특성을 가지기 때문에, 제3 층(212)은 이러한 물질들이 독립적으로 사용되는 구조를 가질 수 있다.
제4 층(214)에 관해서는, 높은 전자 운반 특성을 갖는 물질이 적용될 수 있다. 예를 들어, tris(8-quinolinolato)aluminum(약어: Alq), tri(5-methyl-8-quinolinolato)alumium(약어: Almq3), bis(10-hydroxybenxo[h]-quinolinato)beryllium(약어: BeBq2), 또는 bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylpenolato-alumium(약어: BAlq), 등과 같은 벤조퀴놀린 스켈레톤(benzoquinoline skeleton) 또는 퀴놀린 스켈레톤을 갖는 금속 합성물이 사용될 수 있다. 게다가, bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolato]zinc(약어: Zn(BOX)2) 또는 bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolato]zinc(약어: Zn(BTZ)2) 등과 같은 옥사졸-계 또는 티아졸-계 리간드가 사용될 수 있다. 금속 합성물 이외에, 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole(약어: PBD), 1,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene(약어: OXD-7), 3-(4-tert-bytylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazole(약어: TAZ), 3-(4-tert-butylphenyl)-4-(4-ethyphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazole(약어: p-EtTAZ), bathophenanthroline(약어: BPhen), bathocuproin(약어: BCP), 등이 사용될 수 있다. 본원에 설명된 물질들은 주로 10-6cm2/Vsec 또는 그 이상의 전자 이동도를 갖는다. 정공 운반 특성보다 더 높은 전자 운반 특성을 갖는 한, 상기의 것 이외의 물질이 사용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
제2 전극(204)에 관해서는, 금속, 합금, 또는 낮은 일함수(3.8eV 또는 그 이 하의 낮은 일함수)를 갖는 전자 전도성 화합물 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들어, 주기율표의 1 또는 2족에 속하는 원소, 즉, 리듐(Li) 또는 세슘(Cs)과 같은 알칼리 금속, 또는 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 스트론튬(sr)과 같은 알칼리토 금속; 및 이들(Mg : Ag 또는 Al : Li)을 함유하는 합금이 사용될 수 있다. 또한, 제2 전극(204)은 금속 또는 금속 산화 층, 및 전자 주입 층을 갖는 EL 층206)을 결합함으로써 형성될 수 있다. 전자 주입 층으로서, 불화 리듐(LiF), 불화 세슘(CsF), 또는 불화 칼슘(CaF2)과 같은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속의 화합물이 사용될 수 있다. 게다가, 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속을 함유하는 전자 운반 특성을 갖는 물질로 이루어진 층, 예를 들어, 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 Alq로 이루어진 층이 사용될 수 있다.
EL 층(206)의 구조가 도10의 설명에 국한되지 않고, 전계를 인가함으로써 광 방출이 달성될 수 있는 임의의 구조가 사용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 즉, 정공들 및 전자들이 금속에 가까운 광 방출 영역을 제공함으로써 발생하는 소광(quenching)을 억제하기 위하여 제1 전극(202) 및 제2 전극(204)으로부터 분리된 부분에서 재결합되는 영역을 갖는 한, 도10에 도시된 구조 이외의 구조가 사용될 수 있다.
EL 층(206)에서, 캐리어 운반 특성의 관점에서 정공 주입 층, 정공 운반 층, 발광 층, 전자 운반 층, 전자 주입 층, 등이라 칭하는 하나 또는 복수의 종류의 층들이 포함된다. 각 층의 경계가 명백해질 필요가 없고, 각 층을 형성하는 재료가 부분적으로 혼합되어 경계면이 명백하지 않은 경우가 존재한다는 것에 주의하여야 한다. 각 층에 대하여, 유기-계 재료 및 무기-계 재료가 사용될 수 있다. 유기-계 재료로서, 고분자 재료, 중간 분자 재료, 및 저분자 재료 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 전극은 전계를 EL 층에 인가하는 기능을 가질 수 있다. 전도 층과 첩촉하는 캐리어 운반 또는 캐리어 주입 특성을 갖는 금속 또는 금속 산화물로 이루어진 전도 층이 전극에 포함될 수 있다.
상술된 바와 같은 구조를 갖는 EL 소자는 제1 전극(202) 및 제2 전극(204) 간에 전압을 인가하고 EL 층(206)에 전류를 흐르게 함으로써 발광(루미네선스)을 달성할 수 있다. 도10의 구조에서, 발광 영역은 제3 층(212)에 형성된다. 그러나, 발광 영역의 역할을 하는데 있어서 전체의 제3 영역(212)이 필요하지는 않고, 예를 들어, 발광 영역은 제3 층(212)에서 단지 제2 층(210) 측 또는 제4 층(214) 측 상에만 형성될 수 있다.
제1 전극(202) 또는 제2 전극(204) 중 하나가 광 투과 특성을 가지고 다른 전극이 광 반사 특성을 가지는 경우, EL 층(206)으로부터의 광은 광 투과 전극 측으로부터 방사될 수 있다. 제1 전극(202) 및 제2 전극(204) 둘 다가 광 투과 특성을 가지는 경우, EL 층(206)으로부터의 광이 전극들 둘 다로부터 방사될 수 있는 EL 소자가 달성될 수 있다.
실시예 모드 1에서 설명된 바와 같이, 이와 같은 EL 소자는 도1에 도시된 다수의 증착 처리 챔버들을 가지고 있는 증착 장치에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 산화 인듐 주석 필름이 제1 전극(202)으로서 형성되는 기판(200)이 진공 배출 을 수행하기 위하여 로드 챔버(14)에 놓인다.
그 후, 기판(200)은 전달 수단(40)에 의해 열 처리 챔버(18) 내로 도입된다. 열 처리 챔버(18)에서, 기판(200)은 가스제거 처리를 수행하기 위하여 가열된다. 또한, 기판(200)은 플라즈마 처리 챔버(26)로 전달되어, 산소 플라즈마 처리에 의해 제1 전극(202)의 표면을 프로세싱할 수 있다. 열 처리 챔버(18)에서의 처리는 적절하게 수행될 수 있고, 생략될 수 있다.
증착 처리 챔버에 도입되는 기판(200) 위에서, 제1 층(208)이 제1 전극(202) 상에 증착된다. 금속 산화물 및 유기 화합물을 함유하는 복합 재료로 형성된 제1 층(208)을 증착하기 위하여, 증착 처리 챔버(20)는 유기 화합물의 증발 소스 및 금속 산화물의 증발 소스를 가지고 있다. 적어도 두 종류의 증발 소스들을 사용하여 동시-증발이 수행된다. 증발 소스의 구조로서, 실시예 모드들 4 내지 7 중 어느 하나에서의 증발 소스들의 구조가 적용될 수 있다. 물론, 두 종류의 증발 소스들이 반드시 동일한 구조를 가질 필요는 없고, 서로 상이한 구조를 갖는 증발 소스들이 결합될 수 있다. 실시예 모드 4로서 금속 산화물을 증발시키기 위하여 분말이 기류에 의해 전달되는 경우에, 산소는 캐리어 가스로서 사용될 수 있다. 산소를 증착 처리 챔버(20)에 공급함으로써, 금속 산화물의 화학량론적 조성으로부터의 차이가 억제될 수 있다. 또한, 유기체 화합물로서, 에어로졸화를 위한 방법이 실시예 모드 5로서 적용될 수 있다. 임의의 경우에, 제1 층(208)은 30 내지 300nm의 두께로 형성되는, 저항률이 5×104 내지 1×106Ωcm인 캐리어 주입 및 운반 특성을 갖는 층이 다.
그 후, 제2 층(210)이 증착 처리 챔버(20)에 증착된다. 제2 층(210)의 경우에, NPB와 같은 높은 정공 운반 특성을 갖는 물질이 증착된다. 기판(200)이 증착된 제2 층(210)에 대해 다른 증착 처리 챔버로 이동될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
증착 처리 챔버(24)로 이동되는 기판(200) 위에, 제3 층(212)이 증착된다. 제3 층은 광 방출 재료를 함유하는 층이고, 광 방출 컬러에 따른 증발 재료가 제3 층(212)으로서 증착된다. 증발 소스의 구조로서, 실시예 모드들 4 내지 7 중 어느 하나의 증발 소스들이 적용될 수 있다. 물론, 상기와 같이 두 종류의 증발 소스들이 동일한 구조를 가질 필요는 없고, 서로 상이한 구조들이 결합될 수 있다. 상이한 컬러들을 갖는 광을 방사하는 다수의 층들이 각각의 EL 소자 또는 하나의 EL 소자에 증착되는 경우에, 하나의 층을 증착한 후, 기판(200)은 다른 층을 증착하기 위하여 증착 처리 챔버들(28 및 30)로 이동된다. 개별적인 증착 처리 챔버들에서 필름들을 증착함으로써, 발광 물질들은 부적절하게 혼합되지 않고, 높은 광 방출 컬러 순도를 갖는 소자가 제조될 수 있다.
증착 처리 챔버(32)로 이동되는 기판(200) 위에 제4 층이 증착된다. 제4 층(214)으로서, Alq와 같은 필름이 전자 운반 층으로서 증착된다. 게다가, 기판(200)은 제2 전극(204)을 증착하기 위하여 증착 처리 챔버(34)로 이동된다.
EL 층206) 및 제2 전극(204)이 형성되는 기판(200)은 중간 챔버(36)를 통하여 밀봉 처리 챔버(38)로 운반된다. 밀봉 처리 챔버(38)는 헬륨, 아르곤, 네온, 또 는 질소와 같은 불활성 가스로 충전된다. 밀봉 플레이트는 EL 층(206)을 밀봉하기 위하여 상기 EL 층(206)이 불활성 분위기 하에서 형성되는 기판(200)의 측면에 부착된다. 밀봉 상태에서, 기판(200) 및 밀봉 플레이트 사이의 공간은 불활성 가스 또는 수지 재료로 충전될 수 있다.
이와 같은 방식으로, EL 소자가 달성될 수 있다. 이 실시예 모드에 따르면, 큰 스크린을 갖는 디스플레이 패널을 사용하는 경우에도, 증착이 균일하고 연속적으로 수행될 수 있다. 또한, 증발 재료는 소진될 때마다 증발 소스로 공급될 필요가 없으므로, 처리량이 개선될 수 있다.
(실시예 모드 8)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드 1 내지 6에 제시된 증착 장치에 의해 제조된 발광 장치의 예가 도11을 참조하여 설명될 것이다. 발광 장치가 픽셀들로서 또한 칭해지는 다수의 디스플레이 유닛들을 배열함으로써 문자들, 숫자들, 심볼들, 부호들, 정지 영상들, 이동 영상들 등을 디스플레이하는 장치를 포함한다는 것에 주의하여야 한다. 픽셀들은 매트릭스 형태 및 세그먼트 형태와 같은 다양한 방식으로 배열된다. 게다가, 발광 장치는 대체적으로 명암, 컬러 톤 등을 변화시킴으로써 정보를 디스플레이하는 장치를 포함한다. 또한, 발광 장치는 대체적으로 광원 또는 조명으로서 사용되는 장치를 포함한다.
도11은 소자 기판(300) 위에 형성되는 드라이버 회로(302) 및 디스플레이 부(304)가 밀봉 기판(334)에 의해 밀봉되는 발광 장치를 도시한다.
드라이버 회로(302)에서, 제1 p-채널 트랜지스터(306) 및 제2 n-채널 트랜지 스터(308)는 전형적인 예로서 도시된다. 제1 트랜지스터(306)는 반도체 층(316), 게이트 절연층으로서 작용하는 절연층(318), 및 게이트 전극(320)을 포함한다. 게다가, 오염 불순물에 대한 차단층으로서 절연층(314)은 반도체 층(316)의 하부 층에 형성된다. 반도체 층(316)으로서, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘이 사용될 수 있다.
제2 트랜지스터(308)는 제1 트랜지스터(306)와 동일한 구조를 가지며 반도체 층(316)에 형성되는 소스 영역 및 드레인 영역과 같은 불순물 영역을 적절하게 제공함으로써 트랜지스터의 역할을 한다. 트랜지스터에서, 채널 형성 영역이 한 쌍의 소스 영역 및 드레인 영역 사이에 제공되는 단일 드레인 구조, 저농도 드레인(LDD)이 채널 형성 영역 및 드레인 사이에 제공되는 LDD 구조, LDD가 게이트 전극과 중첩되는 게이트 중첩된 드레인 구조 등이 사용을 위하여 적절하게 선택될 수 있다. 시프트 레지스터 회로, 래치 회로, 레벨 시프터 회로, 스위치 회로 등은 이러한 트랜지스터들을 이용함으로써 형성되어 드라이버 회로(302)를 형성한다.
디스플레이 부(304)에서, 한 픽셀에 포함되는 제3 n-채널 트랜지스터(310) 및 제4 p-채널 트랜지스터(312)는 전형적인 예로서 도시된다. 도12a는 이 픽셀의 상면도를 도시한 것이고 a-b 라인에 대응하는 단면도는 도11에 도시된다. 도12b는 픽셀의 등가 회로를 도시한 것이다. 제3 트랜지스터(310) 및 제4 트랜지스터(312)는 다수의 게이트 전극들이 한 쌍의 소스 영역 및 드레인 영역 간에 개입되는(다수의 채널 형성 영역이 직렬로 배열된다) 다중-게이트 구조를 갖는다.
패시베이션 층(322) 및 층간 절연층(324)은 게이트 전극(320)의 상부 층에 형성되고, 배선(326)은 그 위에 형성된다. 디스플레이 부(304)에서, 영상 신호를 공급하는 배선(327), 전원선으로서 배선(333) 및 제3 트랜지스터(310) 및 제4 트랜지스터(312)를 연결하는 배선(329)이 형성된다. 파티션 층(330)은 배선(329) 위에 형성되는데, 이들 간에는 절연층(328)이 개입되어 있다. EL 소자(201)는 층간 절연층(324) 위에 배열된다. 제1 전극(202)은 층간 절연층(324) 위에서(또는 절연층(328) 위에서) 신장되어 제4 트랜지스터(312)의 배선(311)에 접속된다. 제1 전극(202)의 주변 에지부는 파티션 층(330)으로 커버되고, 개구부가 형성된다. EL 소자는 제1 전극(202), EL 층(206) 및 제2 전극(204)으로 구성되고 이에 대한 상세한 설명들은 실시예 모드 8에서의 설명을 이용할 수 있다. 도11에 도시된 바와 같이 EL 층(206)으로부터 광 방출이 제1 전극(202) 측으로 방출되는 경우에, 제1 전극(202)은 투명한 전도성 필름으로 형성되고 제2 전극은 금속 전극으로 형성된다. 게다가, 밀봉 재료(332)는 소자 기판(300) 및 밀봉 기판(334) 간에 개입된다.
도11은 절연층(328)이 EL 소자의 제1 전극(202) 및 층간 절연층(324) 간에 제공되는 구조를 도시한 것이라는 것에 주의하여야 한다. 배선층이 에칭 처리에 의해 층간 절연층(324) 위에 형성되고 에칭 잔여물이 EL 소자의 프로그레시브 검출(비발광 영역을 촉진시키기 위한 시간 및 결함으로 인한 저하)을 촉진하기 위하여 잔류할 때, 이 절연층(328)은 이 결함을 방지하도록 효율적으로 기능을 한다. 따러서, 절연층(328)은 또한 생략될 수 있다.
도11이 게이트 전극(320)이 반도체 층(316) 형성 후 형성되는 최상부 게이트 트랜지스터 구조를 도시하지만, 반도체 층이 게이트 전극을 형성한 후 형성되는 최 하부 게이트 구조가 사용될 수 있다. 특히, 비정질 실리콘을 이용하는 경우에, 후자를 사용하는 것이 바람직하다.
소자 기판(300)의 단자부(336)에서, 단자(338)가 제공되어 외부 회로에 접속되는 배선 보드(340)에 전기적으로 접속된다. 접속부에서, 전도성 접착제(342)가 제공된다.
도13은 소자 기판(300)의 구조를 도시한 것이다. 다수의 픽셀들(305)이 배열되는 디스플레이 부(304)는 소자 기판(300) 위에 형성된다. 게다가, 주사선 드라이버 회로(302a) 및 신호선 드라이버 회로(302b)는 드라이버 회로로서 형성된다. 디스플레이 부(304)에서, 주사선 드라이버 회로(302a)로부터 신장되는 배선, 신호선 드라이버 회로(302b)로부터 신장되는 배선(327) 및 전원선으로서 배선(333)이 제공된다. 게다가, 픽셀(305)에 포함되는 EL 소자(201)의 루미넌스 변화를 보상하기 위한 모니터 회로(307)가 제공될 수 있다. EL 소자(201) 및 모니터 회로(307)에 포함되는 EL 소자는 동일한 구조를 갖는다.
소자 기판(300)의 주변상에는, 외부 회로로부터 주사선 드라이버 회로(302a)로 신호를 입력하는 단자(338a), 외부 회로로부터 신호선 드라이버 회로(302b)로 신호를 입력하는 단자(338b), 및 모니터 회로(307)로 신호를 입력하는 단자(338c)가 제공된다. 픽셀(305)은 영상 신호가 공급되는 배선(327)에 접속되는 제3 트랜지스터(310) 및 전력이 공급되는 EL 소자(201) 및 배선(33) 사이에 직렬로 삽입되어 이에 접속되는 제4 트랜지스터를 포함한다. 제3 트랜지스터(310)의 게이트는 배선(325)에 접속되고, 게이트가 주사 신호에 의해 선택될 때, 영상 신호가 공급되는 배선(327)의 신호는 픽셀(305)에 입력된다. 입력된 신호는 제4 트랜지스터(312)의 게이트에 공급되어 저장 커패시터 부(313)를 충전시킨다. 배선(333) 및 EL 소자(201)는 이 신호에 대응하여 상호 도통되고 EL 소자(201)는 광을 방출한다.
픽셀(305)에 제공된 EL 소자(201)가 광을 방출하도록 하기 위하여, 외부 회로로부터 전력을 공급할 필요가 있다. 전력이 공급되는 배선(333)은 단자(338c)에서 외부 회로에 접속된다. 유도될 배선의 길이에 따라서 배선(333)에서 저항 손실이 발생되기 때문에, 단자들(338c)은 소자 기판(300)의 주변상의 복수의 부분들에 제공되는 것이 바람직하다. 단자들(338c)은 소자 기판(300)의 양 에지들 상에 제공되어, 디스플레이부(304)의 에어리어에서 루미넌스 변화들이 현저하게 되지 않도록 한다. 즉, 스크린의 한 측면은 밝아지는 동안 다른 측면이 어두어지는 것을 방지한다. 게다가, 한 쌍의 전극들을 갖는 EL 소자(201)에서, 전력이 공급되는 배선(333)에 접속되는 전극에 대향되는 전극은 다수의 픽셀들(305)에 의해 공유되는 공통 전극으로서 형성된다. 이 전극의 저항 손실을 감소시키기 위하여, 다수의 단자들(338d)이 제공된다.
이와 같은 발광 장치에서, EL 소자는 실시예 모드 1에 설명된 바와 같은 도1에 도시된 다수의 증착 처리 챔버들이 제공되는 증착 장치에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 드라이버 회로(302), 디스플레이 부(304)의 각 트랜지스터 및 제4 트랜지스터(312)에 접속되는 제4 전극에 접속되는 제1 전극(202), 및 파티션 층(330) 까지의 구성요소들이 형성되는 소자 기판(300)은 로드 챔버(14)로 운반되어 EL 층(206)을 증착시킨다. 실시예 모드 8은 이 프로세스를 위한 것으로 칭해질 수 있 다.
이 실시예 모드를 따르면, 증착은 1000mm 보다 긴 측면을 갖는 큰 크기의 유리 기판을 이용하는 경우에도 증발 필름의 동일평면 균일성으로 연속적으로 수행될 수 있다. 게다가, 증발 재료는 소진될 때마다 증발 소스에 공급될 필요가 없으므로; 처리량이 개선될 수 있다.
(실시예 모드 9)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드들 1 내지 6에 도시된 증착 장치에 의해 제조될 수 있는 발광 장치의 예가 도14a 및 도14b와 관련하여 설명될 것이다.
도14a는 발광 장치의 상면도이고, 이는 기판(400) 위에 픽셀(402)을 배열함으로써 형성되는 디스플레이 부(404)를 도시한다. 도14b는 픽셀(402)의 구조의 단면도를 도시한 것이다. 이하의 설명은 이들 두 개의 도면들에 관련된다.
기판(400) 위에는 한 방향으로 신장하는 배선 및 또 다른 방향으로 신장하는 배선이 형성되어 서로 교차된다. 여기서, 간편성을 위하여 한 방향을 X 방향이라 칭하고 또 다른 방향을 Y방향이라 칭한다.
X 방향으로 신장하는 배선(410) 및 Y 방향으로 신장하는 배선이 제공되며, EL 층(206)은 두 배선들이 교차되는 부분에 형성된다. 이 때, EL 층(206)은 Y 방향으로 신장하는 배선(412)과 동일한 방향으로 스트라이프 형태로 형성될 수 있다. 격벽(416)은 Y방향으로 신장하는 배선(412) 및 EL 층(206)과 동일한 방향으로 스트라이프 형태로 형성된다. 격벽(416)은 EL 층(206) 및 배선(412)의 인접 세트르로부터 스트라이프 형태로 신장하는 배선(412) 및 EL 층(206)을 분리시키는 기능을 갖 는다. 격벽은 도14b에 도시된 바와 같은 역 테이퍼링된 단면 형상을 가질 수 있다. 게다가, 절연층(414)은 X 방향으로 신장하는 배선(410) 및 격벽(416) 간에 제공되어, 주사선 입력 단자(408)로부터 X방향으로 신장하는 배선(410) 및 신호선 입력 단자(406)로부터 Y 방향으로 신장하는 배선(412)이 서로 접촉되지 않도록 한다.
실시예 모드 1에 설명된 바와 같은 이와 같은 발광 장치에서, EL 층(206)은 도1에 도시된 다수의 증착 처리 챔버들이 제공되는 증착 장치에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 스트라이프 형태로 X 방향으로 신장하는 배선(410), 절연층(414), 및 격벽(416)이 형성되는 기판(400)은 로드 챔버(14)로 운반되고 EL 층(206)은 증착된다. 실시예 모드 8이 이 프로세스를 위한 것으로 칭해질 수 있다. 이 경우에, 실시예 모드 8과 유사한 EL 층이 EL 층(206)에 적용될 수 있다. 게다가, 디스플레이 부(404)에서 적색(R), 녹색(G), 또는 청색(B)과 같은 상이한 발광색을 각각 갖는 픽셀들을 형성하는 경우에, EL 층(206)은 증발시 섀도우 마스크를 이용함으로써 상이한 구조를 갖도록 제조될 수 있다. 이 때, 격벽(416)은 스페이서의 역할을 하여, 섀도우 마스크가 배선(410) 등과 직접 접촉하지 않도록 한다.
이 실시예 모드를 따르면, 1000mm 보다 긴 측면을 갖는 큰 크기의 유리 기판을 이용하는 경우에도 증착이 증발 필름의 동일평면 균일성으로 연속적으로 수행될 수 있다. 게다가, 증발 재료가 소진될 때마다 증발 재료가 증발 소스에 공급될 필요가 없으므로; 처리량이 개선될 수 있다.
(실시예 모드 10)
이 실시예에서, 실시예 모드들 1 내지 6에 도시된 증착 장치에 의해 제조될 수 있는 발광 장치의 예가 도면과 관련하여 설명될 것이다. 이 실시예 모드에서, 트랜지스터를 포함하는 소자 기판의 제조 공정이 포토마스크를 이용함이 없이 소정 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 발광 장치가 특히 적어도 부분적으로 도면과 관련하여 설명될 것이다.
도15는 픽셀 부(702)가 매트릭스 형태로 배열되는 픽셀들(704)을 포함하고, 주사선 입력 단자(706), 및 신호선 입력 단자(708)는 절연 표면을 갖는 기판(700) 위에 형성되는 이 실시예 모드와 관계하는 발광 장치의 구조를 도시한 상면도이다. 픽셀들의 수는 각종 표준들에 따라서 결정될 수 있다. XGA의 경우에, 픽셀들의 수는 1024×768×3(RGB)일 수 있고, UXGA의 경우에, 픽셀들의 수는 1600×1200×3(RGB)일 수 있고 전체 스펙 고 비젼 디스플레이에 대해 사용하는 경우에 픽셀들의 수는 1920×1080×3(RGB)일 수 있다.
도15는 외부 드라이버 회로에 의해 주사선 및 신호에 입력되는 신호를 제어하는 발광 장치의 구조를 도시한 것이다. 게다가, 드라이버 IC는 도16에 도시된 바와 같이 COG(chip on glass)에 의해 기판(700) 상에 설치될 수 있다. 도16은 주사선 드라이버 IC(710) 및 신호선 드라이버 IC(712)가 기판(700)상에 설치되는 모드를 도시한다. 주사선 드라이버 IC(710)는 주사선 입력 단자(706) 및 픽셀부(702) 간에 제공된다.
입력 단자(706)로부터 신장되는 주사선 및 입력 단자(708)로부터 신장되는 신호선은 교차되고 이에 따라서 픽셀들(704)은 매트릭스 형태로 배열된다. 각 픽셀들(704)에는 신호선의 접속 상태를 제어하는 트랜지스터(지금부터 "스위칭 트랜지 스터" 또는 "스위칭 TFT"라 칭함) 및 EL 소자로 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터와 트랜지스터(이하부터 "구동 트랜지스터" 또는 "구동 TFT"라 칭함)가 제공되고, 이 구동 트랜지스터는 EL 소자에 직렬로 접속된다.
트랜지스터는 전형적으로, 주 구성요소로서 반도체 층, 게이트 절연층, 및 게이트 전극 전계 효과 트랜지스터이다. 이 반도체 층에 형성되는 소스 및 드레인 영역들에 접속되는 배선이 또한 제공된다. 반도체 층, 게이트 절연층, 및 게이트 전극이 기판 측으로부터 제공되는 최상부 게이트 및 게이트 전극, 게이트 절연층 및 반도체 층이 기판 측으로부터 제공되는 최하부 게이트 구조가 전형적으로 공지되어 있지만, 임의의 구조가 본 발명에 사용될 수 있다. 반도체 층을 형성하는 재료로서, 실란 또는 게르마늄으로 상징되는 반도체 재료 가스를 이용하여 기상 성장법 또는 스퍼터링 법에 의해 형성되는 비정질 반도체; 광 에너지 또는 열 에너지를 이용함으로써 비정질 반도체를 결정화함으로써 얻어지는 다결정 반도체; 반비정질 반도체 등이 사용될 수 있다.
다음에, 발광 장치가 채널 보호 트랜지스터로 실현되는 단계가 설명될 것이다.
도17a는 게이트 전극, 상기 게이트 전극에 접속되는 게이트 배선 및 커패시터 배선이 드롭릿 방출 방법에 의해 기판(700) 위에 형성되는 단계를 도시한다. 도17a는 수직 단면 구조를 도시하고 도18은 선 A-B, C-D 및 E-F를 따라서 절취한 평면 구조를 도시한 것이라는 것에 주의하여야 한다.
바륨 붕규산염 유리, 알루미노 붕규산염 유리 또는 알루미노실리케이트 유리 와 같은 퓨전 방법 또는 플로우팅 방법에 의해 제조되는 비알칼리 유리 기판 또는 또는 세라믹 기판 이외에도, 기판(700)은 이 제조 프로세스의 프로세싱 온도에 대한 저항을 갖는 플라스틱 기판 등을 이용하여 형성될 수 있다. 게다가, 절연층이 스테인레스 강철 합금과 같은 금속 기판의 표면 위에 제공되는 기판이 또한 사용될 수 있다.
게이트 배선(720), 게이트 전극(722), 커패시터 전극(724) 및 게이트 전극(726)이 인쇄법에 의해 전도성 재료를 포함한 조성물을 이용함으로써 기판(700)위에 형성된다. 이들 층들을 형성하는 전도성 재료로서, Ag(은), Au(금), Cu(구리), W(텅스텐), 또는 Al(알루미늄)과 같은 주 성분으로서 금속 입자를 함유하는 조성물이 사용될 수 있다. 특히, 이는 게이트 배선의 저항을 감소시키는데 바람직하다. 그러므로, 게이트 배선은 특정 저항값을 고려하여 금, 은 및 구리중 어느 것도 용제에서 용해되거나 분산되는 조성물을 이용하여 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 저 저항을 갖는 은 또는 구리가 사용된다. 게이트 전극은 미세하게 형성될 필요가 있다. 그러므로, 5 내지 10nm의 평균 입자 직경을 갖는 입자를 포함한 나노 페이스트가 사용되는 것이 바람직하다. 용제는 부틸 아세테이트와 같은 에스테르들, 이소프로필 알콜과 같은 알콜들, 아세톤과 같은 유기 용제 등에 대응한다. 표면 장력 및 점도는 용액의 농도를 조정하거나 표면 활성제 등을 첨가함으로써 임의로 조정된다.
이 실시예 모드에 적용되는 인쇄법은 스크린 인쇄법, 마이크로도트 드롭릿을 방출하는 드롭릿 방출 방법(또한 잉크 젯 방법이라 칭함), 패턴을 드로잉하면서 소 량 방출되는 드롭릿을 연속적으로 공급하는 디스펜서 방법 등을 포함한다. 예를 들어, 드롭릿 방출 방법에 사용되는 노즐의 직경은 0.02 내지 100㎛(더욱 바람직하게는 30 ㎛이하)가 되도록 설정되는 것이 바람직하고 노즐로부터 방출되는 조성물의 방출량은 0.001 내지 100pl(더욱 바람직하게는 10 pl 이하)가 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 드롭릿 방출 방법이 주문형 및 연속형인 2가지 유형을 갖지만, 이들 2가지 유형이 사용될 수 있다. 게다가, 드롭릿 방출 방법에 사용되는 노즐은 압전 물질이 전압 인가에 의해 변환되는 특성을 이용하는 압전 방법 및 방출되도록 노즐에 제공된 히터에 의해 조성물을 끓이는 방법을 갖고 이들 두가지 방법들이 사용될 수 있다. 처리될 물체 및 노즐의 방출 개구 간의 거리는 가능한 짧게 되어 원하는 장소 상에 드롭릿을 적하시키는 것이 바람직하다. 이 거리는 대략 0.1 내지 3mm(더욱 바람직하게는 1mm 이하)로 설정되는 것이 바람직하다. 처리될 물체 및 노즐 중 하나는 원하는 패턴을 드로잉하기 위하여 처리될 물체 및 노즐 간의 상대 거리를 유지하면서 이동한다. 또한, 플라즈마 처리는 조성물을 방출하기 전에 처리될 물체의 표면에 대해 수행될 수 있다. 이것은 처리될 물체의 표면이 열처리에 의해 친수성이되거나 소액성이 되기 때문이다. 예를 들어, 처리될 물체의 표면은 순수물에 대해 친수성이되어 알콜이 용제로서 사용되는 페이스트에 대해 소액성이 된다.
조성물을 방출하는 단계는 감압하에서 수행될 수 있는데, 그 이유는 조성물의 용제가 휘발성이 되는 반면에 조성물이 방출되고 처리될 물체에 도달하여 건조 및 베이킹의 다음 단계들이 생략되거나 단축될 수 있기 때문이다. 게다가, 분압비면에서 산소의 10 내지 30%가 전도성 재료를 포함하는 조성물의 베이킹 단계에서 혼합되는 가스를 적극적으로 이용함으로써, 게이트 전극을 형성하는 전도성 필름의 저항율은 감소될 수 있고 전도성 필름은 얇아지고 평활화될 수 있다.
조성물이 방출된 후, 건조 단계 및 베이킹 단계의 하나 또는 둘 다는 레이저 광 조사, 고속 열 어닐링, 가열노를 이용하여 가열 등에 의해 감압 또는 표준 압력하에서 수행된다. 예를 들어, 건조 및 베이킹 둘 다는 열 처리 단계들이고 건조는 3분 동안 100℃에서 수행되고 베이킹은 15 내지 120분 동안 200 내지 350℃에서 수행된다. 기판은 건조 및 베이킹을 바람직하게 수행하기 위하여 미리 가열될 수 있다. 이 시간에서 온도가 기판 등의 재료에 좌우되지만, 이 온도는 100 내지 800℃(바람직하게는 200 내지 350℃)가 되도록 설정된다. 이 단계를 통해서, 조성물의 용제가 휘발되거나 분산제가 화학적으로 제거된 후 퓨전 및 용접은 주변 수지를 경화 및 수축시킴으로써 가속된다. 이 단계는 산소 대기, 질소 대기 또는 공기하에서 수행된다. 그러나, 금속 원소가 용해되거나 분산되는 용제가 손쉽게 제거되는 산소 대기가 바람직하다. 연속파 또는 펄싱된 가스 레이저와 같은 가스 레이저 또는 고상 레이저는 레이저 광 조사를 위하여 사용될 수 있다. 고속 열 어닐링(RTA)은 다음과 같이 수행된다: 불활성 가스 대기하에서, 적외선 램프, 할로겐 램프 등이 사용되며, 온도는 고속으로 증가되고, 열은 수 마이크로 초 내지 수 분 내에서 순간적으로 가해진다. 이 처리가 순간적으로 수행되기 때문에, 최외곽 박막만이 실질적으로 가열될 수 있다.
이 단계에서, 열처리는 레이저 광 조사 또는 고속 열 어닐링에 의해 수행되어 형성된 게이트 배선(720), 게이트 전극(722), 커패시터 전극(724), 및 게이트 전극(726)의 표면들을 스무드하게 하고 특히 피상층의 유동성을 증가시킨다.
나노 페이스트는 유기 용제에서 분산되거나 용해되는 5 내지 10mm의 그레인 직경을 갖는 전도성 입자를 갖고 바인더라 칭하는 열경화 수지가 또한 포함된다. 바인더는 베이킹 동안 불균일한 베이킹 또는 균열을 방지하는 기능을 갖는다. 건조 단계 또는 베이킹 단계에 의해 유기 용제의 증발, 분산제의 분해 제거 및 바인더에 의한 경화 수축은 동시에 진행된다. 따라서, 나노 입자들은 수십 nm 내지 백수십nm로 되도록 성장한다. 인접한 성장 입자들은 링크되도록 서로에 퓨징 및/또는 용접됨으로써, 금속 호모곤(metal homogone)을 형성한다. 다른 한편으로, 대부분의 잔류 유기 성분들(약 80 내지 90%)은 금속 호모곤을 벗어나서 푸쉬(push)된다. 결국, 외측을 커버하는 유기 성분 및 금속 호모곤을 포함하는 전도성 필름이 남게 된다. 잔류하는 유기 성분은 공기 및 탄소에 함유되는 산소, 유기 성분으로 형성되는 막에 함유되는 수소 등의 반응에 의해 질소 및 산소를 함유하는 대기 하에서 나노 페이스트를 베이킹시에 제거될 수 있다. 게다가, 산소가 베이킹 대기에서 포함되지 않는 경우에, 유기 성분은 산소 플라즈마 처리 등을 개별적으로 수행함으로써 제거될 수 있다. 상술된 바와 같이, 잔류하는 유기 성분은 질소 및 산소를 함유하는 대기하에서 나노 페이스트를 베이킹하거나 건조 후 산소 플라즈마 처리를 수행함으로써 제거되므로; 잔류 금속 호모곤을 함유하는 전도성 필름의 저저항, 씬닝, 스무딩이 시도될 수 있다. 조성물에서 용제가 감압하에서 전도성 재료를 함유하는 조성물을 방출함으로써 휘발되기 때문에 다음 열처리(건조 또는 베이킹)의 시간이 단축될 수 있다.
도17b에서, 게이트 절연층(728)은 플라즈마 CVD 방법 또는 스퍼터링 방법을 이용함으로써 단층 또는 적층으로 형성된다. 바람직한 모드로서, 실리콘 질화물로부터 형성되는 제1 절연층(730), 실리콘 산화물로부터 형성되는 제2 절연층(732), 및 실리콘 질화물로부터 형성되는 제3 절연층(734)을 포함하는 3개의 적층들은 게이트 절연층으로서 형성된다. 아르곤과 같은 희가스 원소가 형성되는 절연막에 혼합되도록 반응성 가스에 함유되어 저 증착 온도에서 거의 게이트 누설 전류가 없는 조밀한 절연막을 형성한다는 것에 주의하여야 한다. 실리콘 질화물 또는 실리콘 질화 산화물로부터의 게이트 배선(720), 게이트 전극(722), 커패시터 전극(724) 및 게이트 전극(726)과 접촉하는 제1 절연층(730)을 형성함으로써, 산화로 인한 열화가 방지될 수 있다.
다음에, 반도체 층(736)이 형성된다. 반도체 층(736)은 실란 또는 게르만으로 상징되는 반도체 재료 가스를 이용하여 기상 성장법 또는 스퍼터링 방법에 의해 제조되는 반도체로 형성된다. 전형적으로, 비정질 실리콘 또는 수소첨가된 비정질 실리콘이 사용될 수 있다.
절연층(738)은 플라즈마 CVD 방법 또는 스퍼터링 방법에 의해 반도체 층(736) 위에 형성된다. 이 절연층(738)은 게이트 전극에 대응하는 반도체 층(736) 위에 남게 되어 다음 단계에 도시된 바와 같이 채널 보호층이 되도록 한다. 절연층(738)이 조밀한 막으로 형성되어 금속 또는 유기 물질과 같은 외부 불순물을 방지하고 절연층(738) 및 반도체 층(736)간의 인터페이스를 깨끗하게 유지시킨다. 이 절연층(738)은 저온으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 100 내지 500 회 아르곤과 같은 희가스로 희석되는 실란 또는 디실란을 이용하여 플라즈마 CVD 방법에 의해 형성되는 실리콘 질화막은 바람직한 100℃이하의 증착 온도에서도 조밀한 막으로 형성될 수 있다.
도17b에서, 마스크들(740)은 조성물을 선택적으로 방출함으로써 절연층(738) 위에 있고 게이트 전극(722) 및 게이트 전극(726)에 대향되는 위치들에서 형성된다. 마스크(740)는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 노볼락 수지, 멜라민 또는 우레탄 수지와 같은 수지 재료를 이용하여 형성된다. 게다가, 마스크(740)는 투광성을 갖는 벤조시클로부텐, 페리렌 또는 폴리이미드와 같은 유기 재료; 실란-기반으로 한 폴리머 등의 중합화에 의해 제조된 화합물 재료; 물-용해가능한 호모폴리머 및 물-용해가능한 코폴리머를 함유하는 조성재료 등을 이용하여 드롭릿 방출 방법에 의해 형성된다. 대안적으로, 감광제를 함유하는 상업적인 레지스트 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 전형적으로 감광제인 나프쏘퀴논 디아키드 화합물 또는 노볼락 수지와 같은 포지티브 형 레지스트 또는 베이스 수지, 디페닐실란에디올 또는 산 발생기와 같은 네가티브 형 레지스트가 사용될 수 있다. 어느 한 재료를 이용시, 표면 장력 및 점성은 용액에 의한 희석을 수행하거나 표면 활성제 등을 첨가함으로써 대략적으로 제어된다. 그 후, 절연층(738)은 마스크(740)를 이용하여 에칭되어 채널 보호층으로서 작용하는 절연층(742)을 형성한다.
도19a에서, 마스크(740)는 제거되고 n-형 반도체 층(744)은 반도체 층(736) 및 절연층(742) 위에 형성된다. 게다가, 마스크들(746)은 드롭릿 방출 방법에 의해 n-형 반도체 층(744) 위에 형성된다. 도19b에서, n-형 반도체 층(744) 및 반도체 층(736)은 이 마스크(746)를 이용함으로써 에칭되어 반도체 층(748) 및 n-형 반도체 층(750)을 형성한다. 게다가, 도19b의 수직 단면 구조의 라인 A-B, C-D, 및 E-F에 대응하는 플레인 구조는 도20에 도시된다.
게다가, 도19b에 형성된 반도체 층(748)으로서, 유기 반도체가 적용될 수 있다. 유기 반도체 층으로서, 스켈레톤이 콘쥬게이트된 이중 결합을 이용하여 형성되는 π-전자 콘쥬게이트된 시스템(conjugated system) 고분자 재료가 바람직하게 사용된다. 전형적으로, 폴리씨오펜, 폴리플루오르, 폴리(3-알키씨오펜), 폴리씨오펜 유도체 또는 펜탄센과 같은 용해가능한 고분자 재료가 사용될 수 있다. 이와같은 유기 반도체 층은 실시예 모드 1 내지 6에 도시된 구조를 갖는 증착 장치에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 증발에 의한 증착시 도4 내지 도6에 도시된 증발 소스를 이용하는 경우에, 반도체 층(148)은 섀도우 마스크 등을 이용함이 없이 초기에 선택적으로 형성될 수 있다.
다음에, 관통홀(752)은 도19c에 도시된 바와 같은 에칭 프로세스에 의해 게이트 절연층(728)에 형성되어 상기 게이트 절연층(728)의 하부층 측면 상에 배치되는 게이트 전극(726)의 부분을 노출시킨다. 에칭 프로세스는 드롭릿 방출 방법에 의해 상술된 마스크와 동일한 마스크를 이용하여 수행될 수 있다. 플라즈마 에칭 또는 습식 에칭 중 하나는 에칭 프로세스를 위하여 사용될 수 있다. 플라즈마 에칭은 대형 기판을 처리하는데 적합하다. 에칭 가스로서, CF4, NF3, Cl2 또는 BCl3등과 같은 붕소계 가스 또는 염소계 가스가 적절하게 첨가될 수 있다. 대안적으로, 에칭 프로세스가 대기압 방출을 이용하여 수행될 때 전기 방전 머신닝이 국부적으로 수행될 수 있는데, 여기서 마스크는 기판의 전체 표면 위에 형성될 필요가 없다.
도21a에서, 전도성 재료를 함유하는 조성물은 드롭릿 방출 방법에 의해 소스 영역 및 드레인 영역에 접속되는 배선들(754, 756, 758 및 760)을 형성하도록 선택적으로 방출된다. 도21a의 수직 단면 구조에서 선 A-B 및 C-D를 따라서 절취된 플레인 구조가 도22에서 도시된다. 도22에 도시된 바와 같이, 기판(700)이 한 단부로부터 신장하는 배선(774)이 동시에 형성된다. 배선(774)은 배선(754)에 전기적으로 접속되도록 배치된다. 게다가, 도21a에 도시된 바와 같이, 게이트 절연층(728)에 형성되는 관통홀(752)에서, 배선(756) 및 게이트 전극(726)은 전기적으로 접속된다 배선을 형성하기 위한 전도성 재료로서, 주성분으로서 Ag(은), Au(금), Cu(구리), W(텅스텐) 또는 Al(알루미늄)과 같은 금속 입자를 함유하는 조성물이 사용될 수 있다. 또한, 투광성을 갖는 인듐 주석 산화물(지금부터, 또한 "ITO"라 칭함), 실리콘 산화물을 함유하는 인듐 주석 산화물, 유기 인듐, 오가노틴(organotin), 산화아연, 질화티타늄 등이 사용될 수 있다.
도21b에서, 절연층(742) 위의 n-형 반도체 층(744)은 마스크들로서 배선들(754, 756, 758 및 760)을 이용하여 에칭되어 소스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 n-형 반도체 층들(762 및 764)을 형성한다.
도21c에서, 픽셀 전극에 대응하는 제1 전극은 전도성 재료를 함유하는 조성물을 선택적으로 방출함으로써 배선(772)에 전기적으로 접속되도록 형성된다. 게다가, 도21c의 수직 단면 구조에서 선들 A-B, C-D 및 E-F에 대응하는 플레인 구조가 도23에 도시된다.
제1 전극(766)은 드롭릿 방출 방법에 의해 형성된다. 제1 전극(766)은 인듐 주석 산화물(ITO), 실리콘 산화물을 함유하는 인듐 주석 산화물, 산화 아연, 산화주석 등을 함유하는 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 게다가, 실리콘 산화물을 함유하는 산화 인듐은 산화 아연의 2 내지 20%와 혼합되는 전도성 산화물 타겟을 사용함으로써 증착되는 전도성 필름이 또한 사용될 수 있다. 그 후, 베이킹에 의해 픽셀 전극을 형성하도록 소정 패턴이 형성된다.
게다가, 제1 전극(766)은 Ag(은), Au(금), Cu(구리), W(텅스텐) 또는 Al(알루미늄) 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이 경우에, EL 층으로부터 발광된 광은 기판(700)에 대향하는 방향으로 방출된다.
게다가, 실리콘 질화물 또는 실리콘 질화 산화물로부터 형성되는 보호층(768) 및 절연층(770)은 전체 표면 위에 형성된다. 절연층(770)은 스핀 코팅 방법, 딥핑 방법, 인쇄 방법 등에 의해 형성될 수 있는 절연체인 한 수용될 수 있다. 보호층(768) 및 절연층(770)은 제1 전극(766)의 에지 부분을 커버하도록 형성된다. 도21c에 도시된 보호층(768) 및 절연층(770)의 구조는 에칭 프로세스에 의해 형성되고 이에 따라서 제1 전극(766)의 표면은 노출된다. 이 에칭은 절연층(770) 아래의 게이트 절연층(728) 및 보호층에 대해 동시에 수행되어, 제1 전극(766) 및 게이트 배선(720)이 노출되도록 한다.
절연층(770)에는 픽셀이 제1 전극(766)에 대응하여 형성되는 위치에 대응하는 관통 홀의 개구가 제공되도록 형성된다. 이 절연층(770)은 실리콘 산화물, 실리 콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 산화 알루미늄, 질화 알루미늄, 산화질화 알루미늄, 또는 다른 무기 절연 재료들, 아크릴 산, 메타크릴산, 또는 이들의 유도체; 폴리이미드, 방향족 폴리아미드 또는 폴리벤지미다졸과 같은 열저항 고분자 화합물;시료로서 실록산 계 재료를 이용하여 형성되는 실리콘, 산소 또는 수소를 함유하는 화합물들 중 Si-O-Si 본드를 포함한 무기 실록산 계 절연 재료; 또는 실리콘에 결합되는 수소가 메틸 또는 페닐과 같은 유기 그룹에 의해 치환되는 유기 실록산계 절연 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 절연층(770)이 아크릴 또는 폴리이미드와 같은 감광성 또는 비광감성 재료를 이용하여 형성될 때, 절연층(770)의 측면은 곡률 반경이 연속적으로 변화하고 상부 층 박막이 바람직하게는 브레이킹 없이 형성되는 형상을 갖는다.
상기 단계들에 의해, 최하부 게이트 형(또한 역 스태거링된 유형이라 칭함) TFT 및 제1 전극은 서로에 접속되는 EL 디스플레이 패널을 위한 소자 기판(800)이 완성된다.
도24는 EL 층(776)이 소자 기판(800) 위에 형성되고 밀봉 기판(784)이 결합되는 모드를 도시한다. EL 층(776)을 형성하기 전, 열 처리는 대기압에서 100℃ 이상에서 수행되어 절연층(77)에서 수분을 제거하거나 이 층의 표면에 부착된다. 게다가, 열 처리는 200 내지 400℃에서 감압 하에서 수행되어 대기중 공기에 노출됨이 없이 EL 층(776)을 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실시예 모드 7에서 서술된 EL 층은 EL 층(776)의 상세사항에 적용될 수 있다. 이 경우에, EL 층은 실시예 모드들 1 내지 6에 도시된 구조를 갖는 증착 장치에 의해 형성될 수 있다. 예 를 들어, 도4 내지 도6에 도시된 증발 소스가 증발에 의해 증착시에 사용될 때, EL 층(776)은 섀도우 마스크 등을 사용함이 없이 선택적으로 형성될 수 있다.
다음에, 밀봉 재료(782)가 형성되고 밀봉은 밀봉 기판(784)을 사용함으로써 수행된다. 그 후, 가요성 배선 보드(786)는 게이트 배선(720)에 접속될 수 있다.
상술된 바와 같이, 이 실시예 모드에서, 트랜지스터는 포토마스크를 사용하는 노광 프로세스를 이용함이 없이 제조될 수 있고, EL 소자가 결합되는 발광 장치가 제조될 수 있다. 이 실시예 모드에서, 노광 프로세스와 관계하는 현상, 노광, 레지스트 애플리케이션과 같은 처리 전부 또는 일부가 생략될 수 있다. 게다가, 드롭릿 방출 방법에 의해 기판 위에 각종 패턴들을 직접 형성함으로써, EL 디스플레이 패널은 1000nm보다 긴 측면을 갖는 5세대 또는 그 후의 유리 기판을 이용하는 경우에도 손쉽게 제조될 수 있다.
(실시예 모드 11)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드 1 내지 6에 도시된 증착 장치에 의해 제조될 수 있는 발광 장치의 예가 도면들과 관련하여 설명될 것이다. 특히, 이 실시예 모드에서, 채널 에칭형 트랜지스터를 포함하는 소자 기판의 제조 프로세스가 포토마스크를 이용함이 없이 소정 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 발광 장치가 적어도 부분적으로 도면들과 관련하여 설명될 것이다.
도25a에서, 전도성 재료를 함유하는 조성물은 기판(700) 위에 인쇄 방법에 형성되어 게이트 배선(720), 게이트 전극(722), 커패시터 전극(724) 및 게이트 전극(726)을 형성한다. 그 후, 게이트 절연층(728)은 플라즈마 CVD 방법 또는 스퍼터 링 방법을 이용함으로써 단층 또는 적층으로 형성된다. 게이트 절연층(728)은 실시예 모드 10과 유사한 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물을 이용하여 형성될 수 있다. 게다가, 활성층의 역할을 하는 반도체 층(736)이 형성된다.
그 후, n-형 반도체 층(744)은 반도체 층(736) 위에 형성된다. 레지스트 조성물은 n-형 반도체 층(744) 위에 선택적으로 방출되어 마스크(788)를 형성한다. 다음에, 반도체 층(736) 및 n-형 반도체 층(744)은 마스크(788)를 사용함으로써 에칭된다.
도25b에서, 전도성 재료를 함유하는 조성물은 배선들(754, 756, 758 및 760)을 형성하기 위하여 에칭에 의해 패터닝되는 반도체 층의 배열에 따라서 방출된다. n-형 반도체 층은 마스크들로서 이러한 배선들을 이용함으로써 에칭된다. 배선들(754, 756, 758 및 760)과 중첩되는 부분에 남아있는 n-형 반도체 층들(762 및 764) 각각은 소스 또는 드레인의 역할을 하는 영역을 포함하는 층이 된다. 반도체 층(790)은 채널을 형성하기 위한 영역을 포함하고 n-형 반도체 층들(762 및 764)과 접촉하여 형성된다. 게다가, 이 에칭 프로세스 전에, 관통홀(752)은 게이트 절연층(728)으로 부분적으로 형성되어 실시예 모드 10과 유사하게 게이트 절연층(728)의 하부 층 측면 상에 배치되는 게이트 전극의 일부를 노출시킴으로써, 배선(756) 및 게이트 전극(726)의 접속 구조가 형성될 수 있다.
도25c에서, 전도성 재료를 함유하는 조성물은 배선(760)에 전기적으로 접속되도록 제1 전극을 형성하기 위하여 방출된다.
도26에서, 보호층(768), 절연층(770), EL 층(776) 및 제2 전극(778)은 실시 예 모드 10과 유사하게 형성된다. 게다가, 밀봉 재료(782)가 형성되고 나서 밀봉은 밀봉 기판(784)을 사용함으로써 수행된다. 그 후, 가요성 배선 보드(786)는 게이트 배선(720)에 접속될 수 있다. 상술된 바와 같이, 디스플레이 기능을 갖는 발광 장치가 제조될 수 있다.
(실시예 모드 12)
보호 다이오드가 주사선 입력 단자부 및 신호선 입력 단자부에 제공되는 실시예 모드들 10 및 11에 도시된 디스플레이 장치의 모드는 도27과 관련하여 설명될 것이다. 도27에서, 스위칭 트랜지스터(802), 구동 트랜지스터(804) 및 커패시터(806)가 픽셀(704)에 제공된다.
보호 다이오드들(662 및 664)은 신호선 입력 단자부에 제공된다. 이 보호 다이오드는 스위칭 트랜지스터(802) 및 구동 트랜지스터(804)의 단계와 동일한 단계로 제조된다. 트랜지스터의 게이트는 드레인 또는 소스에 접속되고; 따라서, 보호 다이오드들(662 및 664) 각각은 다이오드로서 동작한다. 도28은 도27에 도시된 상면도와 등가 회로를 도시한다는 것에 주의하여야 한다.
보호 다이오드(662)는 게이트 전극(650), 반도체 층(652), 채널 보호를 위한 절연층(654), 및 배선(656)을 포함한다. 보호 다이오드(664)는 보호 다이오드(662)의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 이 보호 다이오드(662)에 접속되는 공통 전위 선들(658 및 660)은 게이트 전극과 동일한 층으로 형성된다. 따라서, 배선(656)에 전기적으로 접속되도록 하기 위하여, 접촉 홀은 게이트 절연층에 형성될 필요가 있다.
게이트 절연층에 접촉홀을 형성하기 위하여, 마스크는 드롭릿 방출 방법에 의해 형성되고 에칭 공정이 수행될 수 있다. 이 경우에, 대기압 방출을 이용하는 에칭 프로세스가 적용될 때, 전기 방전 머신닝이 국부적으로 수행되고 마스크는 기판이 전체 표면 위에 형성될 필요가 없다. 신호 배선(774)은 스위칭 트랜지스터(802)에서 배선(754)과 동일한 층으로 형성되고 배선(754)에 접속되는 신호 배선(774)은 소스 또는 드레인 측에 접속되는 구조를 갖는다.
주사 신호선 측 상의 입력 단자부에서 보호 다이오드들(666 및 668)은 동일한 구조를 갖는다. 이와 같은 방식으로, 입력 스테이지를 위하여 제공되는 보호 다이오드들은 동시에 형성될 수 있다.
(실시예 모드 13)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드들 8 내지 12에 도시된 발광 장치의 디스플레이부에서 픽셀의 배열 및 픽셀에 대응하는 EL 층의 증발법이 도29 및 도30과 관련하여 설명될 것이다.
도29에서, 디스플레이 부(500)는 상이한 발광 컬러들을 갖는 다수의 픽셀들을 포함하는 화소(510)를 갖는다. 화소(510)에서, 픽셀(R)(502), 픽셀(G)(504), 픽셀(B)(506) 및 픽셀(W)(508)이 포함된다. 픽셀(R)(502)에는 적색 광을 방출하는 EL 소자가 제공되며, 픽셀(G)(504)에는 녹색 광을 방출하는 EL 소자가 제공되며, 픽셀(B)(506)에는 청색 광을 방출하는 EL 소자가 제공되고, 픽셀(W)(508)에는 백색 광을 방출하는 EL 소자가 제공된다. 여기서 도시된 픽셀들의 조합이 가능한 조합들의 일례이고 화소(510)는 소위 RGB 컬러 디스플레이에 대응하는 3색들을 방출하는 픽셀들이 제공되는 구조 또는 상보적인 컬러가 이에 부가되는 구조와 같은 픽셀들의 각종 조합들에 의해 형성될 수 있다.
화소(510)에 인접한 화소(512)는 유사하게 픽셀(R), 픽셀(G), 픽셀(B) 및 픽셀(W)을 포함하지만; 화소(512) 내부의 배열은 화소(510)의 배열과 상이하다. 즉, 화소(510)의 픽셀(506)은 화소(512)의 픽셀(B)(506b)에 인접하도록 배열되고 화소(510)의 픽셀(W)(508)은 화소(512)의 픽셀(W)(508b)에 인접하도록 배열된다. 화소(512)에 인접한 화소(514)는 픽셀들의 유사한 배열을 갖는다. 게다가, 화소(510 및 514)에 인접한 화소(516)는 유사한 배열을 갖는다.
이와 같은 배열을 사용함으로써, 동일한 컬러를 갖는 광을 방출하는 다수의 픽셀들은 배열되도록 어셈블될 수 있다. 예를 들어, 도29에서, 상이한 화소에 속하는 픽셀(W)(508), 픽셀(W)(508b), 픽셀(W)(508c), 및 픽셀(W)(508d) 각각은 배열되도록 서로에 인접하다.
픽셀(R)(502), 픽셀(G)(504), 픽셀(B)(506) 및 픽셀(W)(508)에 포함되는 각 EL 소자는 상이한 컬러를 갖는 광을 방출하도록 상이한 EL 구조를 갖는다. 이 경우에, 정공 주입층, 정공 운반층, 전자 주입층, 전자 운반층 등인 각 EL 층에 공통되고 발광층의 재료는 각 EL 층에서 상이하다.
디스플레이 부가 상이한 컬러를 갖는 광을 방출하는 다수의 픽셀들을 배열함으로써 형성될 때, 섀도우 마스크는 실시예 모드 8에서 도시된 바와 같은 EL 층을 형성하기 위하여 사용될 수 있다. 섀도우 마스크에는 막이 형성되는 것이 바람직한 영역에서 개구가 제공되고 이 개구는 픽셀들의 배열에 따라서 배치된다.
도30은 이와 같은 섀도우 마스크의 예를 도시한다. 섀도우 마스크(520)에서, 개구부(520)는 픽셀들의 배열에 따라서 형성된다. 섀도우 마스크(520) 내의 개구부(522)는 픽셀들의 배열에 따라서 배열되어 예를 들어 방출 컬러에 따라서 각 픽셀에서 발광층이 상이하게 되도록 한다. 도30에서, 개구부(522)는 픽셀(508b), 픽셀(508c) 및 픽셀(508d)에서 배치되도록 배열된다. 이 경우에, 서로로부터 상이한 화소에 속하는 동일한 컬러를 갖는 광을 방출하는 픽셀들은 서로에 인접하도록 배열되어, 개구부(522)는 크게 만들어질 수 있다. 결국, 개구부들(522)은 조밀하게 형성되 필요가 없다. 따라서, 섀도우 마스크(520)의 프로세싱 정확도는 엄격하지 않음으로, 픽셀들의 소형화가 유연하게 다루어질 수 있다.
게다가, 이와 같은 방식으로 픽셀들을 배열함으로써, 픽셀들 사이의 거리는 감소될 수 있다. 이것은 동일한 컬러를 갖는 광을 방출하는 다수의 픽셀들이 섀도우 마스크(520)의 한 개구부(522)에 배치될 수 있기 때문이다.
상이한 컬러들을 갖는 광을 방출하는 발광층들이 형성될 때, 섀도우 마스크(520)의 위치는 시프트됨으로써, 인접 픽셀들은 상기와 동일하게 배열될 수 있다.
실시예 모드들 1 내지 7에 도시된 증착 장치에 대한 배열에 대응하는 섀도우 마스크 및 픽셀의 이와 같은 배열을 적용함으로써, 증착은 1000mm 보다 긴 측면을 갖는 큰 크기의 유리 기판을 이용하는 경우에도 증발 필름의 동일평면 균일성으로 연속적으로 수행될 수 있다. 게다가, 증발 재료는 소진될 때마다, 증발 소스에 공급될 필요가 없으므로; 처리량이 개선될 수 있다.
(실시예 모드 14)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드들 1 내지 6에 도시된 증착 장치에 의해 막을 형성하기 위한 증착 방법의 예가 설명될 것이다.
EL 층과 같은 막이 형성되는 기판의 크기가 제한되지 않는다. 예를 들어, 1500mm×1800mm의 크기를 갖는 6세대의 유리 기판들, 1870mm×2200mm의 크기를 갖는 7세대 및 2160mm×2400mm의 크기를 갖는 8세대가 대형 스크린을 갖는 텔레비전용 기판으로서 적용될 수 있다. 물론, 차세대의 유리 기판, 즉, 대형 유리 기판이 또한 적용될 수 있다.
도31은 한 가지 예로서 40인치의 8개의 패널들을 얻을 수 있는 2160mm×2400mm의 크기를 갖는 8세대의 기판(600)을 도시한다. 40인치급의 스크린을 각각 형성하기 위한 다수의 소자 기판들(602)이 예를 들어 이 기판(600) 위에 배열된다.
이와 같은 기판(600)에 대해서, 증발 소스(604)는 소자 기판(602)이 형성되는 적어도 주 표면에 균일한 증발 필름을 형성하도록 이동하면서 증발을 수행한다. 이 동작은 도31에서 점선으로 도시된다. 한 방향(방향)으로 왕복은 주사축을 기판(600)의 주 표면으로 이동시킴으로써 수행된다. 이와 같은 증발 소스(604)의 동작에 의해 기판(600)의 주표면의 증착 처리가 종료된 후에, 유사한 주사가 왕복 방향(X방향)을 변화시킴으로써 부가적으로 수행될 수 있다. 상술된 바와 같이, 주사 방향을 변화시킴으로써, 증발된 필름의 균일성이 향상될 수 있다.
기판으로의 증발 소스에 의한 주사가 이 실시예 모드에서 설명되지만, 기판이 증발원(실시예 모드 2)을 고정시킴으로써 이동되는 방법이 사용되거나 기판 및 증발원 둘 다가 이동되는 방법(실시예 모드 3)이 사용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
(실시예 모드 15)
도32 및 도33은 구동 회로 등이 실시예 모드 12, 13 및 14에 도시된 소자 기판(800) 위에 설치되는 모듈의 예를 도시한 것이다. 도32 및 도33에서, 픽셀들(704a, 704b 및 704c)을 포함하는 픽셀부(702)는 소자 기판(800) 위에 형성된다.
도32에서, 보호 회로(820)는 픽셀에 형성되는 트랜지스터와 유사한 트랜지스터 또는 상기 트랜지스터의 게이트 및 소스를 연결하는 다이오드를 이용함으로써 형성되는데, 이는 픽셀부(702) 외부에 그리고 구동 회로(824) 및 픽셀(704) 사이에 제공된다. 구동 회로(824)에 대해서, 단결정 반도체로 형성되는 드라이버 IC, 유리 기판 위에 다결정 반도체 막으로 형성되는 스틱 드라이버 IC 등이 적용될 수 있다.
소자 기판(800)은 드롭릿 방출 방법에 의해 형성되는 스페이서(834)에 의해 밀링 기판(784)에 확고하게 부착되는데, 이 스페이서는 소자 기판 및 밀봉 기판 사이에 개입된다. 스페이서는 기판의 두께가 얇고 픽셀부의 에어리어가 큰 경우에도 2개의 기판들 간에서 거리를 일정하게 유지시키도록 제공되는 것이 바람직하다. EL 소자 (780) 위의 그리고 소자 기판(800) 및 밀봉 기판(784) 사이의 갭은 응고되는 투광성을 갖는 수지 재료로 충전되거나 무수 질소 또는 불활성 가스로 충전될 수 있다.
도32에서, EL 소자가 상부 방출 구조를 갖는 경우가 도시되는데, 여기서 광은 도면에서 화살표로 도시된 방향으로 방출된다. 멀티컬러 디스플레이는 픽 셀(704a, 704b, 및 704c)이 적색, 녹색 및 청색 각각의 상이한 컬러의 광을 방출시킴으로써 수행될 수 있다. 게다가, 밀봉 기판(784) 측 상의 각 컬러에 각각 대응하는 컬러링 층(836a), 컬러링 층(836b) 및 컬러링 층(836c)을 형성함으로써, 외부에 방출되는 광의 컬러 순도가 향상될 수 있다. 게다가, 컬러링 층들(836a, 836b, 및 836c)은 백색 EL 소자들인 픽셀들(704a, 704b 및 704c)과 결합될 수 있다.
외부 회로(828)는 배선 보드(826)와 소자 기판(800)의 한 에지에 제공되는 주사선 또는 신호선 연결 단자에 접속된다. 게다가, 히트 파이프(830) 및 히트 싱크(832)가 제공되어 소자 기판(800)에 접촉 또는 이에 인접하도록 되어 열 분산 효과를 향상시키는 구조를 얻는다.
최상부 방출 EL 모듈이 도32에 도시되었지만 최하부 방출 구조는 또한 EL 소자의 구조 또는 외부 회로 보드의 위치를 변화시킴으로써 사용될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
도33은 픽셀부가 밀봉 재료(782) 또는 접착 수지(822)의 이용함으로써 소자 기판(800)에 형성되는 측면 상에 수지 막(837)을 부착시킴으로써 형성된다. 수증기의 투과를 방지하기 위한 가스 배리어 막은 수지막(837)의 표면 위에 제공되는 것이 바람직하다. EL 소자로부터의 광이 기판을 통해서 방출되는 최하부 방출 구조가 도33에 도시되었지만, 최상부 방출 구조는 수지막(837) 및 접착성 수지(822)가 투광성을 갖도록 함으로써 사용될 수 있다. 어쨌든, 막 밀봉 구조를 사용함으로써, 더욱 얇고 경량 디스플레이 장치가 달성될 수 있다.
(실시예 모드 16)
텔레비전 장치는 실시예 모드 15에 의해 제조되는 모듈에 의해 완성될 수 있다. 도34는 텔레비전 장치의 주 구조를 도시하는 블록도를 도시한다. 픽셀부(901)는 소자 기판(900) 위에 형성된다. 신호선 드라이버 회로(902) 및 주사선 구동 회로(903)는 COG 방법에 의해 소자 기판(900) 상에 설치될 수 있다.
또 다른 외부 회로의 구조로서, 튜너(904)에서 수신되는 신호들 중 비디오 신호를 증폭하는 비디오 신호 증폭기 회로(905), 비디오 증폭 회로(905)로부터 출력되는 신호를 적색, 녹색 및 청색의 각 컬러에 대응하는 색도 신호로 변환시키는 비디오 신호 처리 회로(906), 드라이버 IC의 입력 사양으로 비디오 신호를 변환시키는 제어 회로(907) 등이 비디오 신호 입력측 상에 제공된다. 제어 회로(907)는 주사선측 및 신호선 측 둘 다로 신호들을 출력한다. 디지털 구동의 경우에, 신호 구동 회로(908)는 신호선측 상에 제공되고 입력 디지털 신호는 공급되도록 m개의 조각들로 나누어질 수 있다.
튜너(904)에 수신되는 신호들 중, 오디오 신호는 오디오 신호 증폭기 회로(909)에 전송되고 출력은 오디오 신호 처리 회로(910)를 통해서 스피커(913)로 공급된다. 제어 회로(911)는 입력부(912)로부터의 음량 및 수신국(수신 주파수)에 대한 정보를 수신하고 신호를 튜너(904) 및 오디오 신호 처리 회로(910)로 전송한다.
이와 같은 외부 회로가 설치되는 도32 및 도33에서 서술된 모듈은 도35에 도시된 바와 같이 섀시(920)에 포함됨으로써, 텔레비전 장치를 완성할 수 있다. 디스플레이 스크린(921)은 모듈을 이용함으로써 형성되고, 게다가 스피커(922), 동작 스위치들(924) 등이 부착 시스템으로서 제공된다. 이와 같은 방식으로, 텔레비전 장치는 본 발명에 의해 완성될 수 있다.
물론, 본 발명은 텔레비전 장치로 국한되지 않고, 본 발명은 기차역, 공항, 등에서 정보 디스플레이 보드, 거리의 광고 디스플레이 보드와 같은 대형 디스플레이 매체뿐만 아니라, 개인용 컴퓨터의 모니터로서 각종 용도의 애플리케이션에 적용될 수 있다.
(실시예 모드 17)
이 실시예 모드에서, 실시예 모드 16에 도시된 디스플레이 모듈들 중 임의의 한 모듈이 사용되는 셀룰러 전화의 예가 도36 및 도37과 관련하여 설명될 것이다.
도36은 셀룰러 전화의 조립을 도시한 도면이다. 셀룰러 전화에서, 섀시(958)는 모듈(950), 키 입력 스위치(952), 회로 보드(954), 2차 배터리(956) 등을 포함한다. 도36에 도시된 바와 같이, 모듈(950)을 배치시 디스플레이 부의 위치에 대응하는 섀시(958)에 대해 커팅이 수행된다. 게다가, IC 칩 또는 센서 칩은 모듈(950)상에 설치된다.
도37은 이와 같은 셀룰러 전화의 시스템 구성의 예를 도시한다. 안테나(960), 고 주파수 회로(961), 기저대역 프로세서(962) 등은 통신 회로, 변조 회로, 복조 회로 등을 포함하여 700 내지 900MHz 대역 및 1.7 내지 2.5GHz에서 무선 통신을 수행한다. 오디오 및 영상 프로세서(970)는 CPU(971)와 통신하여 비디오 신호 등을 제어기(975)로 전송하고 게다가 전원 회로(974)를 제어하며, 스피커(963)로 음을 출력하며, 마이크로폰(964)으로부터 음을 입력하며, CCD 모듈(965) 로부터 전송된 영상 데이터를 처리하는 등등을 행한다. 이 영상 데이터는 보조 메메모리 입력 인터페이스(966)(메모리 카드)를 통해서 메모리 카드에 저장될 수 있다. 제어기(975)는 신호들을 (주) 디스플레이 패널(976) 및 (서브) 디스플레이 패널(977)로 신호들을 전송하고 또한 디스플레이를 스위치한다.
CPU(971)는 키 입력 스위치(968) 및 외부 광 세기를 검출하는 광학 센서(967)로부터 신호를 수신함으로써 오디오 및 영상 프로세서(970)를 제어한다. 게다가, CPU(971)는 통신 인터페이스(969)(입력 및 출력 IF(LAN/IR 통신/USB/블루투쓰))을 통해서 근거리 통신망을 이용하여 통신을 제어한다. 메모리((72)는 전화 번호 또는 송신/수신된 이메일과 같은 정보를 저장하도록 제공된다. 게다가, 하드 디스크와 같은 메모리 매체(973)는 저장 용량을 증가시키기 위하여 부가될 수 있다. 전원 회로(978)는 전력을 이들 시스템들에 공급한다.
도36은 예로서 셀룰러 전화의 외관 형상을 도시하고 이 실시예 모드에 관한 셀룰러 전화가 기능 또는 사용 애플리케이션에 따라서 각종 모드들로 변경될 수 있다는 것에 주의하여야 한다.
상술된 바와 같이, 셀룰러 전화는 이 실시예 모드에서 예시되었지만, 본 발명은 이에 국한되지 않고 컴퓨터 및 비디오 카메라와 같은 모듈이 제공되는 다양한 전자 장치들이 실현될 수 있다. 예를 들어, 전자책, 휴대용 정보 단말기(가령 PDA(개인 휴대 정보 단말기)), 휴대용 비디오 게임기, 홈 비디오 게임기, 항법 시스템 등이 제공된다.
이 출원은 2005년 10월 13일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 번호 2005-298879호에 기초하며 그 전체 내용이 본원에 참조된다.
본 발명은 대형 기판에 대해서 섀도우 마스크를 이용함이 없이 박막을 선택적으로 형성할 수 있다.

Claims (30)

  1. 증착 장치에 있어서,
    재료 공급부;
    증발 소스; 및
    이동 메커니즘을 포함하며,
    상기 재료 공급부는 증발 재료를 증발 소스에 선택적으로 공급하며,
    상기 증발 소스는 증발 재료를 기판 위에 증착시키고
    상기 이동 메커니즘은 상기 증발 소스를 이동시켜 상기 기판의 표면을 따라서 주사하는, 증착 장치.
  2. 증착 장치에 있어서,
    재료 공급부;
    증발 소스; 및
    이동 메커니즘을 포함하며,
    상기 재료 공급부는 증발 재료가 용제에서 용해되거나 분산되는 원료 용액을 에어로졸화(aerosolize)하고 상기 에어로졸화된 원료 용액을 증발 소스로 선택적으로 공급하며,
    상기 증발 소스는 상기 용제를 증발시키고 상기 증발 재료를 기판 위에 증착시키고,
    상기 이동 메커니즘은 상기 증발 소스를 이동시켜 상기 기판의 표면을 따라서 주사하는, 증착 장치.
  3. 증착 장치에 있어서,
    재료 공급부;
    증발 소스; 및
    이동 메커니즘을 포함하며,
    상기 재료 공급부는 캐리어 가스(carrier gas)와 함께 분말 형태의 증발 재료를 상기 증발 소스로 선택적으로 공급하며,
    증발 소스는 상기 증발 재료를 승화(sublimate)시키고 상기 증발 재료를 기판 위에 증착시키고,
    상기 이동 메커니즘은 상기 증발 소스를 이동시켜 상기 기판의 표면을 따라서 주사하는, 증착 장치.
  4. 제1항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 증착 장치.
  5. 제2항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 증착 장치.
  6. 제3항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 증착 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트(hot plate)를 포함하는, 증착 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 포함하는, 증착 장치.
  9. 제3항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 포함하는, 증착 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구(slim aperture)를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 증착 장치.
  11. 제8항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 증착 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 증착 장치.
  13. 제7항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 증발 장치.
  14. 제8항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 증발 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 증발 장치.
  16. 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    재료 공급부로부터 증발 소스로 증발 재료를 선택적으로 공급하는 단계;
    상기 공급된 증발 재료를 기판 위에 증착시키는 단계; 및,
    상기 기판의 표면을 따라서 주사하도록 상기 증발 소스를 이동시키는 단계를 포함하는, 장치 제조 방법.
  17. 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    증발 재료가 용제에서 용해되거나 분산되는 원료 용액을 에어로졸화하는 단계;
    재료 공급부로부터 증발 소스로 상기 에어로졸화된 원료를 선택적으로 공급하는 단계;
    상기 용제를 증발시킴으로써 상기 증발 재료를 기판 위에 증착시키는 단계; 및,
    상기 기판의 표면을 따라서 주사하도록 상기 증발 소스를 이동시키는 단계를 포함하는, 장치 제조 방법.
  18. 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    재료 공급부로부터 상기 증발 소스로 캐리어 가스와 함께 분말 형태의 증발 재료를 선택적으로 공급하는 단계;
    상기 증발 재료를 승화시킴으로써 기판 위에 상기 증발 재료를 증착시키는 단계; 및,
    상기 기판의 표면을 따라서 주사하도록 상기 증발 소스를 이동시키는 단계를 포함하는, 장치 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 장치 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 장치 제조 방법.
  21. 제18항에 있어서, 복수의 증발 소스들이 제공되는, 장치 제조 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 포함하는, 장치 제조 방법.
  23. 제17항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 포함하는, 장치 제조 방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 증발 소스는 실린더 셀 및 상기 실린더 셀 내의 핫 플레이트를 포함하는, 장치 제조 방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 장치 제조 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 장치 제조 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 실린더 셀에서, 주입 홀은 슬림 개구를 갖도록 아래로 협소하게 되는, 장치 제조 방법.
  28. 제22항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 장치 제조 방법.
  29. 제23항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 장치 제조 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 증발 소스는 상기 핫 플레이트에 연결되는 회전 메커니즘을 포함하는, 장치 제조 방법.
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