KR20110005636A - 성막 장치와 그 증발원 장치 및 그 증발원 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는, 효율적으로 EL 재료를 기화·증발시키는 것이 가능하고, 고품질이며 또한 고비율로 공급하는 것이 가능한, 성막 장치와 증발원 장치, 나아가서는 증발원 용기를 제공하는 것이다.
진공 내에 있어서 피증착 기판 표면에 증착 재료를 피복하는 성막 장치에 있어서 사용하는 증발원 장치는, 그 외부에 히터(71H)를 구비하는 동시에, 그 내부에 공간을 형성하여 복수의 증발원 용기(220)를 수직 방향으로 적층하여 수납하는 히터 케이스(210)를 구비하고 있고, 각 증발원 용기는, 단면 대략「U」자 형상으로 형성하고, 대략 중앙부에 가스 방출용의 관통 구멍(222)을 형성하도록 둘러싸 형성된 고열전도 재료로 이루어지는 용기(221)와, 용기의 상면 개구를 덮는 고열전도 재료로 이루어지는 덮개(225)와, 그리고 용기 내에서 발생한 증착 재료의 가스를 간극으로부터 가스 방출용의 관통 구멍(222)으로 유도하고, 상기 히터 케이스의 상부에 설치한 안내부(212)에 모아, 분출 구멍(213)을 통해 피증착 기판(100)의 표면에 공급한다.

Description

성막 장치와 그 증발원 장치 및 그 증발원 용기 {FILM FORMING DEVICE, EVAPORATION SOURCE DEVICE THEREOF AND EVAPORATION SOURCE VESSEL THEREOF}

본 발명은, 성막 장치나 증발원 장치에 관한 것으로, 특히 유기 EL 디바이스 등의 제조에 적합한 성막 장치, 증발원 장치, 나아가서는 그 증발원 용기에 관한 것이다.

유기 EL 디바이스를 제조하기 위해 유력한 방법으로서, 진공 증착법이 있다. 이러한 진공 증착법을 이용하여 유기 EL 디바이스를 제조하는 경우, 특히 글래스판 등의 피증착 기판의 표면에 전극 사이에 끼워진 발광 재료층(EL층)을 형성하기 위한 성막 장치에서는, 진공실 내에 있어서, 당해 피증착 기판에 대향하는 위치에 배치되고, 서로 그 위치를 이동하면서 가열되어 기화한 가스상(또는, 증기상)의 EL 재료를 기판 표면에 증착하는 성막 장치가 널리 사용되고 있다.

예를 들어, 이하의 특허 문헌 1에는, 간단한 구성에 의해 안정된 가스상의 EL 재료를 공급하는 것이 가능한 도가니의 구조가 개시되어 있고, 오리피스에 의한 압력을 제어함으로써, 안정된 증기의 공급을 가능하게 하는 것이 기재되어 있다.

또한, 이하의 특허 문헌 2에서는, 다른 재료를 피증착 기판의 표면에 공급하기 위한 증착 장치가 개시되어 있고, 복수(2개)의 증발용 용기를 구비하고, 그리고 각 용기 내에서 유지된 증발 재료를, 동심 형상으로 배치한 다른 노즐에 의해 글래스 기판 상에 증착하는 것이 기재되어 있다.

덧붙여, 이하의 특허 문헌 3에서는, 증발원인 도가니로부터 증착 마스크에의 방사열의 악영향을 경감시키고, 즉, 증착 마스크의 열팽창을 억제하는 구조와 함께, 길이 방향으로 신장된 도가니의 상면에 복수의 구멍을 형성함으로써, 피증착 기판의 하측 표면에 증착 재료를 증착하는 증착 장치가 개시되어 있다.

또한, 이하의 특허 문헌 4에서는, 상기 특허 문헌 3과 마찬가지로, 길이 방향으로 신장된 도가니인 증착원 용기를, 평행하게 복수개 배열함으로써 고비율로 증착 재료를 증착하는 것이 가능한 증발원을 제안하고 있다.

또한, 이하의 특허 문헌 5에서는, 진공 증착 장치에 있어서, 저항 가열 증착법에 의해 승화성 증착 재료를 증발원에 의해 가열할 때, 가열에 의해 고형화되는 승화성 증착 재료가 파열되는 일이 없도록, 증발원 용기에, 승화성 증착 재료를 구획하여 수용하기 위한 칸막이를 설치한 것이 개시되어 있다.

또한, 이하의 특허 문헌 6에서는, 대면성(大面性)의 박막을 균일하게 형성하기 위해, 증착 소스의 홈을 커버하도록 장착된 다수의 홀을 갖는 마스크를 이용하는 박막 형성 장치가 제안되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2007-186787호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 제2005-336527호 공보 [특허 문헌 3] 일본 특허 출원 공개 제2004-214185호 공보 [특허 문헌 4] 일본 특허 출원 공개 제2007-46100호 공보 [특허 문헌 5] 일본 특허 출원 공개 제2004-68081호 공보 [특허 문헌 6] 일본 특허 출원 공개 제2003-160855호 공보

그런데, 유기 EL 디바이스의 제조에 필요한 박막 물질, 즉, EL 재료를 증발원 용기인 도가니 내에 있어서 가열하고, 기화한 가스(또는, 증기)를 공급하는 경우, 매우 고가이고 열열화를 발생하기 쉬운 재료이므로, 당해 EL 재료를 용기 내에 남기는 일 없이, 그 전부를 기화하여 공급하는 것이 요망되고 있고, 또한 특히 최근에 있어서의 대형의 기판에 대한 EL 재료의 증착에서는, 증착 재료의 열적인 손상을 최소한에 그치게 하여 고비율로 기화시키는 것이 필요해지고 있고, 그러기 위해서는 증발원 용기 내에 충전한 증착 재료 전체에 효율적으로 열전달을 행하여, 저온 가열로 고비율이 얻어지는 증착 재료의 기화 수단이 요망되고 있다.

이에 대해, 상술한 종래 기술에서는, 예를 들어 상기한 특허 문헌 4에서는, 상기 특허 문헌 3과 마찬가지로, 길이 방향으로 신장된 도가니를, 평행하게, 복수개 배열하여 고비율로 증착 재료를 증발시키는 것이 기재되어 있지만, 그러나 그 어느 것도 도가니에 있어서의 증착 재료에의 열전달의 효율화를 도모하여 고비율로 증착 재료를 증발시키기 위한 구조에 대해서는 제안되어 있지 않다.

따라서, 본 발명에서는, 상술한 종래 기술에 있어서의 문제점에 비추어, 고가인 동시에 가열에 의해 재료가 열화되기 쉬우므로, 비교적 저온으로 가열해도 용기 내에 잔류하는 양이 적고, 즉, 효율적으로 증착 재료를 기화·증발하는 것이 가능하고, 또한 그때에도 가열 온도를 과도하게 상승시키는 일 없이, 장기간에 걸쳐 고순도이고 또한 고비율인 성막 처리가 가능한, 성막 장치와 증발원 장치와 함께, 나아가서는 그것을 위한 신규의 증발원 용기의 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 우선 진공 내에 있어서 피증착 기판 표면에 증착 재료를 피복하는 성막 장치이며, 진공실과, 상기 진공실 내에 있어서, 상기 증착 재료를 가열하여 당해 증착 재료의 가스를 발생시키는 수단과, 상기 가스를 발생 수단으로부터의 증착 재료의 가스를, 상기 피증착 기판의 표면에 공급하는 증발원 장치를 구비하고 있고, 상기 증발원 장치는, 복수의 증발원 용기를, 1개 이상, 수직 방향으로 적층하여 구성되어 있는 성막 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 역시 상기한 목적을 달성하기 위해, 성막 장치의 증발원 장치이며, 내부에 공간을 형성하고, 또한 그 외부에 발열 수단을 장착한 히터 케이스와, 상기 히터 케이스의 공간 내에 있어서, 수직 방향으로 적층되어 수납되는 1개 이상의 증발원 용기를 구비하고 있고, 상기 증발원 용기는, 각각 그 중앙부에, 당해 용기 내에서 발생한 증착 재료의 가스를 유도하기 위한 관통 구멍을 갖는 동시에, 상기 히터 케이스는, 그 상부에 형성되고, 상기 관통 구멍을 통해 상기 증발원 용기로부터 모은 증착 재료의 가스를 모아 소정의 방향으로 공급하기 위한 안내부를 구비하고, 또한 당해 안내부의 일부에, 당해 증착 재료의 가스를 소정의 방향으로 공급하기 위한 개구부를 구비하고 있는 증발원 장치가 제공된다. 또한, 본 발명에서는, 상기한 증발원 장치에 있어서, 상기 개구부가 상기 개구부의 측벽에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 또는 상기 히터 케이스의 공간 내에서 수직 방향으로 적층되어 수납된 1개 이상의 증발원 용기는, 수평 방향으로도 복수 배열되어 배치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 역시 상기한 목적을 달성하기 위해, 증발원 장치의 도가니를 구성하는 증발원 용기이며, 단면 대략「U」자 형상으로 형성되고, 또한 대략 중앙부에 가스 방출용의 수직 방향의 관통 구멍을 형성하도록 당해 관통 구멍을 둘러싸고 형성된, 고열전도 재료로 이루어지는 용기와, 상기 용기의 상면 개구를 덮는, 고열전도 재료로 이루어지는 덮개와, 그리고 적어도 상기 도가니 및 상기 덮개 중 한쪽에 형성되고, 상기 용기 내에서 발생한 증착 재료의 가스를 상기 관통 구멍으로 유도하기 위한 간극부를 구비하고 있는 증발원 용기가 제공된다. 또한, 본 발명에서는, 상기한 증발원 용기에 있어서, 상기 용기의 상면 개구부에 상기 덮개가 쑥 들어가 있는 것, 또는 상기 용기가 적층된 하부의 용기의 덮개를 겸하고 있는 것, 또는 상기 단면 대략「U」자 형상으로 형성된 상기 용기에 의해 둘러싸여 형성되는 수직 방향의 상기 관통 구멍은, 수평 방향으로 연장되어 형성되어 있는 것, 또는 상기 단면 대략「U」자 형상으로 형성된 용기는, 그 내부를 복수의 공간으로 분할하기 위한 격벽을 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 상술한 본 발명이 되는 성막 장치, 증발원 장치, 그리고 그것을 위한 증발원 용기에 따르면, 비교적 간단한 구조에 의해, 고가의 EL 재료를, 잔류량을 적게 효율적으로 가열·기화하고, 또한 가열 온도를 상승시키는 일 없이, 고품질이며 또한 고비율로 공급하는 것이 가능해지고, 이들을 이용함으로써, 성능이 우수한 유기 EL 디바이스를 효율적으로, 저렴하고 또한 대량으로 제조하는 것이 가능해진다고 하는 우수한 효과를 발휘한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 성막 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 상기 성막 장치에 있어서의 플레이트의 이동 기구의 일례를 도시하는 부분 사시도.
도 3은 상기 성막 장치에 있어서의 증발원 장치의 이동 기구의 일례를 도시하는 단면 및 평면도.
도 4는 본 발명이 되는 증발원 장치의 전체 구조를 도시하는 일부 단면을 포함하는 사시도.
도 5는 상기 증발원 장치를 구성하는 본 발명이 되는 증발원 용기의 전체 구조를 도시하는 전개 사시도.
도 6은 그 사용 방법에 대해 설명하기 위해, 상기 증발원 장치의 히터 케이스 내에 수용한 상태의 상기 증발원 용기의 단면도.
도 7은 상기 증발원 용기의 변형예를 도시하는 단면도.
도 8은 상기 증발원 용기의 다른 변형예를 도시하는 단면도.
도 9는 상기 증발원 용기의 또 다른 변형예를 도시하는 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해, 첨부한 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.

우선, 첨부한 도 1은, 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서의, 특히 글래스판 등의 피증착 기판의 표면에 전극 사이에 끼워진 발광 재료층(EL층)을 형성하기 위한 장치인, 소위 성막 장치의 개략 구성을 도시한 단면도이다. 도면에 있어서, 부호 10은, 진공 챔버를 도시하고 있고, 이 진공 챔버(10)의 내부는 10^-3 내지 10^-5㎩ 오더의 진공도를 유지한 성막실(11)로서 형성되어 있다. 그리고 예를 들어, 다른 공정에 있어서 그 표면에 전극을 형성한 후, 피증착 기판(100)이, 진공 챔버(10)의 일부(본 예에서는, 도면의 좌측 하부)에 설치되어 게이트 밸브(12)를 통해 당해 성막실(11) 내로 도입되고, 도면에도 도시하는 바와 같이, 플레이트(13) 상에 탑재되는 동시에, 보유 지지 기구(14)에 의해 그 위에 보유 지지된다. 또한, 이 플레이트(13)의 기판이 탑재되는 면과는 반대측의 면에는, 마그네트·냉각 플레이트(15)가 탑재되어 있고, 당해 마그네트·냉각 플레이트(15)에는, 예를 들어 물 등의 냉매가 흘러, 반대측의 면에 탑재된 기판(100)을 냉각시킬 수 있도록 되어 있다.

그 후, 성막실(11) 내에서는, 도면에 화살표로 나타내는 바와 같이, 기판(100)은 플레이트(13) 상에 보유 지지된 상태에서, 이하에 도시하는 이동 기구에 의해, 소정의 위치[본 예에서는, 기판(100)은 플레이트(13)와 함께 세워져 직립 상태로 되는 위치]까지 이동된다. 또한, 도면의 부호 16은, 상기 진공 챔버(10)의 일부(상하)에 배치되어, 기판(100)의 배열 상태를 확인하기 위한 얼라인먼트 카메라를 도시하고 있다.

그리고 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 상술한 상태에서는, 이후에 그 상세 구조를 설명하는 증발원 장치(20)가, 상기 기판(100)에 대향하여 위치하고 있고, 그리고 이하에 도시하는 이동 장치에 의해 상하 방향으로 이동하면서, 유기 EL 디바이스의 발광 재료층(EL층)을 형성하기 위한 기화한 (가스상의) EL 재료를 당해 기판(100)의 표면에 공급하고, 그것에 의해 피증착 기판(100)의 표면에 필요한 EL층을 형성하게 된다. 또한, 도면의 부호 17은, EL 재료의 증착시에 기판(100)의 표면에 배치되는 프레임과 시트를 포함하는 마스크와, 그리고 당해 마스크의 냉각 플레이트로 이루어지는 부재[이하, 단순히「마스크 냉각 플레이트(17)」라 함]를 나타내고 있다.

또한, 본 장치에서 제조하는 유기 EL 발광 소자는, 양극과 음극의 사이에 형성되는 발광 유기층을 주로 3개의 기본 구조로 크게 구별할 수 있다. 그것은, (1) 양극-정공 수송층-발광층-음극으로 구성되는 싱글 헤테로 구조, (2) 양극-정공 수송층-발광층-전자 수송층-음극으로 구성되는 더블 헤테로 구조, (3) 양극-정공 주입층-정공 수송층-발광층-전자 수송층-전자 주입층-음극으로 구성되는 PIN 구조이다.

이하에서는, 앞의 공정에서 투명한 양극을 형성한 소위 보텀 에미션이라 불리고 있는 소자의 제작에 대해 설명한다.

기판 상에는 사전에 양극을 형성해 둔다. 양극으로서는 일 함수가 큰 재료가 사용 가능하고, ITO(인듐·주석 산화물) 또는 IZO(인듐·아연 산화물) 등의 박막이고 투명한 막 재료가 바람직하다.

가장 단순한 싱글 헤테로 구조의 경우, 기판에 형성한 양극인 투명 전극 상에 정공 수송층과 발광층의 순으로 각각 진공 증착에 의해 박막을 적층하고, 마지막에 증착 또는 스패터에 의해 음극을 적층한다. 이때의 정공 수송층의 구성 재료는 유기 재료를 사용하고, 예를 들어 α-NPB, PVK(poly(N-vinyl carbazole), STB, PDA, CuPc(Phthalocyanine Copper), 트리페닐아민 유도체 TPAC(1,1-Bis[4-[N,N-di(p-tolyl)amino]phenyl]cyclohexane), 디아민 유도체 TPD(N,N'-diphenyl-N,N'-(3-methylphenyl)) 등을 들 수 있다. 발광층의 구성 재료도 유기 재료로, 예를 들어, 비스(벤조퀴놀리노토라)베릴륨 착체 Bebq2, 알루미늄 착체 Alq3(tris(8-quinolinolate)aluminum) 등을 들 수 있고, 발광색을 조정하기 위해 다른 게스트 재료와 공증착(共蒸着)해도 좋다.

음극에는, 예를 들어 알루미늄, 은, 마그네슘, 리튬, 칼슘, 세슘 등의 금속 재료가 사용 가능하고, 단독 또는 공증착에 의해 음극막을 형성한다. 이들 금속 재료는 스패터에 의해 성막해도 상관없다.

더블 헤테로 구조에서는, 싱글 헤테로 구조의 발광층과 음극 사이에 전자 수송층이 추가된다. 이 전자 수송층의 재료는, 예를 들어 TPOB, Alq3, 옥사디아졸 유도체 PBD(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylohenyl)-1,3,4-oxadiazole), 1,2,3-트리아졸 유도체 TAZ, OXD, BND(2,5-Bis(1-naphthyl)-1,3,4-oxadiazole), Bath, 아연벤조티아졸 착체 Zn(BTZ), 실롤 유도체 등의 유기 재료를 들 수 있다.

PIN 구조의 경우, 양극과 정공 수송층 사이에 정공 주입층, 음극과 전자 수송층 사이에 전자 주입층이 추가된다. 이들도 또한 유기 재료이며, 진공 증착에 의해 형성된다.

정공 주입층을 구성하는 재료로서는, 예를 들어,

m-MTDATA(4,4',4"-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine),

1-TNATA((4,4',4"-tris(1-naphthylphenylamino)triphenylamine)

2-TNATA((4,4',4"-tris(2-naphthylphenylamino)triphenylamine) 등을 들 수 있다.

전자 주입층을 구성하는 재료로서, 예를 들어 LiF, CsBr(브롬화세슘), BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline) 등을 들 수 있다. 또한, 알루미늄과 리튬의 공증착에 의해 전자 주입층을 형성해도 좋다.

다음에, 첨부한 도 2에는, 상술한 플레이트(13)의 이동 기구(구체적으로는, 회전 기구)의 일례가 도시되어 있다. 도면에 있어서, 이 회전 기구는, 상기 마그네트·냉각 플레이트(15)의 측면에 고정된 아암부(42)와, 당해 아암부의 일단부에 고정된 회전 샤프트(41)를 구비하고 있고, 당해 회전 샤프트는, 진공 밀봉부(93S)를 통해, 진공 챔버(10)의 외부(대기측)으로 신장되고, 또한 대기측에 설치된 선회용 모터(93M)와, 기어(93H1, 93H2)를 통해, 도면의 화살표 A의 방향으로 선회 가능하게 되어 있다. 또한, 이 도면 중에 있어서, 부호 43, 44는, 상기 마그네트·냉각 플레이트(15)로 냉각수를 유도하기 위한 냉각수관을, 그리고 60은 선회용 모터(93M)를 제어하기 위한 제어 장치이다.

또한, 첨부한 도 3에는, 성막실(11) 내에 있어서, 상기 증발원 장치(20)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 이동 기구의 일례를 도시한다. 또한, 도 3의 (A)는 기판(100)이나 증발원 장치(20)를 포함하는 이동 기구의 단면도이고, 도 3의 (B)는 당해 도 3의 (A)에 있어서의 화살표 B의 방향으로부터 본 이동 기구의 평면도이다.

이들 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 증발원 장치(20)는 상하 방향으로 가이드하기 위한 한 쌍의 레일(76, 76)에 대해 미끄럼 이동 가능하게 보유 지지되어 있고, 그리고 접속부(73)에 의해 연결된 한 쌍의 링크(51과 52)로 이루어지는 상하 구동 수단(72)에 의해 상하 방향으로 구동된다. 즉, 상하 구동 수단(72)은, 대기측에 설치된 구동 모터(72M), 상기 모터에 의해 회전 구동되고, 또한 밀봉부(72S)에 의해 진공 밀봉된 회전부(72C), 당해 회전부에 고정되어 동기하여 회전하는 볼나사(72P), 그리고 증발원 장치(20)에 고정되고, 볼나사(72P)의 회전에 의해 증발원 장치를 상하로 주행하는 안내 가이드(72G) 등으로 구성되어 있다.

특에, 도 3의 (A)는 진공 밀봉의 일례, 즉, 링크(51)와 링크(52)의 접속부(53)의 진공 밀봉의 구성을 도시하고 있고, 이 도면에 있어서, 접속부(53)에서는, 여기서는 도시하지 않았지만, 한쪽의 링크(51)가 다른 링크(52)에 대해, 예를 들어 크로스 롤러 베어링에 의해 회전 가능하게 보유 지지되고, 또한 패킹이나 가스킷(O링)에 의해 진공 밀봉됨으로써 그 내부에 중공의 회전부를 형성하고 있다. 이러한 기구에 따르면, 진공측과 대기측이 완전히 차단되고, 그리고 당해 중공부를 개재시킴으로써, 배선(54)을 진공 챔버(10) 내에 부설(敷設)하는 것을 가능하게 하고 있다.

즉, 증발원 장치(20)는 진공 분위기 중에 있고, 그리고 이하에도 서술하는 복수개의 증발원 용기와 함께, 증착 재료를 가열하기 위한 히터(71H), 증발 온도를 검지하는 온도 센서(71S)를 갖고 있다. 한편, 대기 분위기 중에 배치된 제어 장치(60)는, 상술한 배선(54)을 통해 온도 센서(71S)로부터의 온도 검출 신호를 입력하고, 또한 원하는 증발 속도로, 증발원 장치(20)로부터 기화한 (가스상의) EL 재료를 안정적으로 얻을 수 있도록, 히터(71H)에 대해 공급하는 전력(가열 온도)을 제어한다.

계속해서, 첨부한 도 4에는, 상술한 증발원 장치(20)의 전체 구조를 도시하기 위해, 그 일부 단면을 포함하는 사시도가 도시되어 있다. 또한, 이 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 증발원 장치(20)는 피증착 기판(100)의 폭(W)(도 2를 참조)과 거의 동일하거나, 또는 그보다도 약간 큰 폭[W'(W'≥W)]을 갖고 있고, 그 주위에는 여기서는 도시하지 않는 히터(71H)(도 3이나 도 6을 참조)가 장착된 히터 케이스(210)와, 당해 히터 케이스의 내부에 수납된 복수의 증발원 용기(220, 220 …)로 구성되어 있다.

또한, 이 히터 케이스(210)는, 예를 들어 구리나 스테인리스나 알루미늄 등의 열전도성이 우수한 금속 재료로 형성되어 있고, 그 내부에는 상술한 복수의 증발원 용기(220, 220 …)를 적층하여 수납하는 공동(공간)부(211)를 갖는 동시에, 그 상부에는, 용기 내에서 발생한 가스상의 EL 재료를 모아 원하는 방향으로 유도하는(본 예에서는, 수평 방향으로 신장된) 안내부(212)가 형성되어 있다. 또한, 당해 안내부(212)의 측면[즉, 피증착 기판(100)의 표면에 대향하는 면]에는, 원형의 분출 구멍(213, 213 …)이 다수, 예를 들어 등간격으로 형성되어 있다. 즉, 이 증발원 장치(20)에서는, 히터 케이스(210)의 내부에 수용된 복수의 증발원 용기(220, 220 …)의 각각의 내부에는, 미리 EL 재료인 증발(증착) 재료가 수납되어 있고, 히터(71H)에 의해 그 주위로부터 가열되어 기화한 가스상의 EL 재료가, 도면에 화살표로 나타내는 바와 같이, 히터 케이스(210) 상부의 안내부(212)로 유도되고, 그 후, 복수의 분출 구멍(213, 213 …)으로부터 피증착 기판(100)의 표면을 향해 공급(방출)된다.

다음에, 첨부한 도 5에는, 상기 히터 케이스(210) 내부에 수용되는 각 증발원 용기(220)가, 전개 사시도에 의해 도시되어 있다. 이 증발원 용기(도가니)(220)는, 예를 들어 그라파이트, 몰리브덴, 텅스텐 등으로 대표되는, 소위 고열전도 재료에 의해, 그 단면을 대략「U」자 형상으로 형성하고, 또한 그 내부에 증발 재료를 수납하기 위한 용기(도가니)(221)를 형성하고 있고, 또한 이 단면「U」자 형상의 용기(도가니)(221)는 그 중앙부에 가스 방출용의 가로로 연장된 관통 구멍(222)을 형성하도록, 즉 당해 관통 구멍을 둘러싸, 링 형상으로 연결하여 형성되어 있다. 또한, 본 예에서는, 상기 링 형상으로 연결하여 형성된 용기(도가니)(221)의 내부에는 구획벽(223, 223 …)이 설치되고, 이것에 의해 복수의 공간(본 예에서는, 4공간)으로 분할되어 있다.

또한, 도면으로부터도 명백한 바와 같이, 상기 용기(도가니)(221)의 외부의 저면에는, 그 작용에 대해서는 이후에 서술하지만, 용기(도가니)(221)가 신장되는 방향을 따라, 2개의 다리부(224, 224)가 형성되어 있다. 또한, 상기 용기(221)의 상면에는, 그 개구부를 덮도록 덮개(225)가 설치되어 있다. 이 덮개(225)도, 상기 용기(도가니)(221)와 마찬가지로 고열전도 재료에 의해 형성되어 있고, 그 외형을 판상으로 형성하는 동시에, 그 중앙부에는 상기 관통 구멍(222)에 대응하고, 보다 구체적으로는 당해 관통 구멍보다도 큰 가로로 긴 개구(226)를 형성하고 있다.

계속해서, 상기에 그 구조를 설명한 용기(도가니)(221)와 덮개(225)로 이루어지는 증발원 용기(220)의 사용 방법에 대해, 이하에, 첨부한 도 6을 참조하면서 설명한다. 우선, 각 용기(도가니)(221)의 내부에 분말상의 증발(증착) 재료(PM)를 수납한 후, 그 상면에 덮개(225)를 씌움으로써 증발원 용기(220)로 한다. 이 증발원 용기(220)를, 상기 히터 케이스(210)의 내부에 있어서, 복수, 수직 방향으로 적층함으로써 상술한 증발원 장치(20)를 구성하여 유기 EL 디바이스 제조 장치에 있어서의 상기 성막 장치의 진공 챔버(10) 내(상기 도 1을 참조)에 삽입한다. 또한, 이 도 6은 상기 복수의 증발원 용기(220, 220 …)를 히터 케이스(210)의 내부에 수용한 상태를 도시하기 위한 일부를 확대 단면도이다.

이 도 6로부터도 명백한 바와 같이, 상술한 상태에 있어서 히터 케이스(210)의 히터(71H)에 전류가 급전되면, 당해 히터(71H)에 의한 발열은, 열전도성이 우수한 케이스(210)를 통해, 각 증발원 용기(220)를 구성하는, 용기(도가니)(221)와 덮개(225)에 대해 균일하게 전달된다. 그 결과, 용기의 내면(저면 및 측면)으로부터의 열의 전달, 나아가서는 덮개의 내면으로부터의 복사열에 의해, 각 용기(도가니)(221)의 내부에 수납한 증발(증착) 재료가 가열(약 300 내지 400℃ 정도)되어 기화하여, 가스상의 EL 재료가 된다. 그리고 이 기화한 가스상의 EL 재료는, 도면에 화살표로 나타내는 바와 같이, 용기(도가니)(221) 상에 적재된 덮개(225)의 개구(226)를 통해 외부로 방출된다. 그리고 각 증발원 용기(220)로부터 방출된 기화한 (가스상의) EL 재료는, 당해 용기의 중앙부에 형성된 가스 방출용의 가로로 긴 관통 구멍(222)을 통해, 히터 케이스(210)의 상부에 설치된 안내부(212)(상기 도 4를 참조)로 유도된다. 또한, 이때 각 증발원 용기(220) 내에 수용되는 분말상의 EL 재료는, 당해 용기의 높이(H)(예를 들어, 25 내지 30㎜ 정도)에 대해, 약 1/2 내지 1/5의 높이(h)(예를 들어, 5 내지 15㎜ 정도)로 하는 것이 바람직하다.

이상으로부터도 명백한 바와 같이, 상술한 본 발명의 실시예가 되는 증발원 용기(220)에 따르면, 그 내부에 수납된 유기 재료인 EL 재료는, 각 용기(도가니)(221)의 내표면으로부터의 열전달 및 덮개(225)의 내면으로부터의 복사열에 의한 가열에 의해, 모든 면으로부터 가열되어 기화하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 종래와 같이 용기 내에 있어서 고가의 EL 재료의 일부가 기화되지 않고 잔류해 버리는 일이 없어(잔류량이 적어져), 그로 인해 용기(도가니)의 온도를 상승시키는 등의 필요도 없고, 즉, 재료가 열화되기 어려운 비교적 저온에서 또한 고비율로 발생함으로써 양질의 가스상의 EL 재료를, 효율적으로 공급하는 것이 가능해진다. 또한, 상기한 증발원 용기(220)는, 히터 케이스(210)의 내부에 있어서, 복수를 적층한 상태로 배치함으로써, 이들 복수의 증발원 용기(220)로부터의 가스상의 EL 재료를 안내부(212)(상기 도 4를 참조)에 모을 수 있으므로, 용이하게, 고비율의 기화한 (가스상의) EL 재료를 얻는 것이 가능해진다.

또한, 이상의 실시예에 있어서는, 상기 도 6으로부터도 명백한 바와 같이, 각 용기(도가니)(221)의 내부에서 가열·기화된 가스상의 EL 재료는, 용기(도가니)(221) 상에 적재된 덮개(225)의 개구(226)를, 나아가서는 그 상면에 적층된 용기(도가니)(221)의 저면에 형성된 다리부(224)에 의해 덮개(225)와의 사이에 형성되는 간극(공간)을 통해 관통 구멍(222)으로 유도하여, 외부로 방출된다. 그러나 반드시 이러한 다리부(224)는 형성할 필요는 없고, 예를 들어 첨부한 도 7에 도시하는 바와 같이, 용기의 저면에 다리부를 형성하지 않고, 용기(도가니)(221)의 내측벽에 간극(227)을 형성하여, 당해 간극(227)을 통해 가스상의 EL 재료를 관통 구멍(222)으로 유도하여, 외부로 방출하도록 해도 좋다.

덧붙여, 용기(도가니)(221)의 저면에는 상술한 다리부(224)를 형성하는 것이지만, 첨부한 도 8에도 도시하는 바와 같이, 상기 도 7과 마찬가지로, 용기(도가니)(221)의 내측벽에 간극(227)을 형성함으로써, 당해 간극(227)을 통해 가스상의 EL 재료를 관통 구멍(222)으로 유도한 후, 외부(상방)로 방출하도록 해도 좋다. 또는, 첨부한 도 9에도 도시하는 바와 같이, 상기 덮개(225')의 외륜을 용기(도가니)(221)의 개구부보다도 작게 하여, 소위 내부로 쑥 들어가는 덮개로 하는 동시에, 당해 덮개(225')의 내측 단부와 용기(도가니)(221)의 내측벽의 사이에 간극(S)을 형성함으로써 당해 간극(26)을 통해 가스상의 EL 재료를 관통 구멍(222)으로 유도하여, 외부로 방출하도록 해도 좋다. 또한, 도면의 부호 228은, 상기 덮개(225')를 용기(도가니)(221) 내의 소정의 위치에 유지하기 위해, 외측벽의 내면에 형성한 돌기부를 도시하고 있다.

또한, 상술한 실시예의 설명, 특히 도 4에 도시한 예에서는, 상기 증발원 장치(20)를 구성하는 히터 케이스(210)의 공동(공간)부(211)에는, 복수의 증발원 용기(220, 220 …)를 수직 방향으로 적층하는 동시에, 수평(폭) 방향으로도 2개 배열하여 수납한 구조를 도시하였지만, 그러나 본 발명은 이것에 한정되는 일 없이, 예를 들어 각 증발원 용기(220)의 폭을 연장하여, 1개의 증발원 용기(220)만을 수직 방향으로 적층하는 구조로 해도 좋고, 또는 3개 또는 그 이상의 증발원 용기(220)를 폭 방향으로 배치하고, 또한 수직 방향으로 적층하는 구조로 해도 좋다. 또한, 후자의 경우에는, 각 증발원 용기(220)의 폭을 미리 소정의 폭으로 설정하고, 이것을 적절하게 조합하여 사용하는 것에 따르면, 다른 폭(W)을 갖는 복수의 종류의 피증착 기판(100)에 대해서도 용이하게 대응하는 것이 가능해지고, 이것에 의해 우수한 증발원 장치(20)로 하는 것이 가능해진다.

10 : 진공 챔버
11 : 성막실
100 : 기판
20 : 증발원 장치
71H : 히터
210 : 히터 케이스
211 : 공동(공간)부
212 : 안내부
213 : 분출 구멍
220 : 증발원 용기
221 : 용기(도가니)
222 : 관통 구멍
223 : 구획벽
224 : 다리부
225 : 덮개
226 : 개구

Claims (9)

1. 진공 내에 있어서 피증착 기판 표면에 증착 재료를 피복하는 성막 장치이며,
   진공실과,
   상기 진공실 내에 있어서, 상기 증착 재료를 가열하여 당해 증착 재료의 가스를 발생하는 수단과,
   상기 가스를 발생하는 수단으로부터의 증착 재료의 가스를, 상기 피증착 기판의 표면에 공급하는 증발원 장치를 구비하고 있고,
   상기 증발원 장치는 복수의 증발원 용기를 수직 방향으로 적층하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는, 성막 장치.
2. 성막 장치의 증발원 장치이며,
   내부에 공간을 형성하고, 또한 그 외부에 발열 수단을 장착한 히터 케이스와,
   상기 히터 케이스의 공간 내에 있어서, 수직 방향으로 적층되어 수납되는 1개 이상의 증발원 용기를 구비하고 있고,
   상기 증발원 용기는, 각각 그 중앙부에, 당해 용기 내에서 발생한 증착 재료의 가스를 유도하기 위한 관통 구멍을 갖는 동시에,
   상기 히터 케이스는, 그 상부에 형성되고, 상기 관통 구멍을 통해 상기 증발원 용기로부터 모은 증착 재료의 가스를 모아 소정의 방향으로 공급하기 위한 안내부를 구비하고, 또한 당해 안내부의 일부에, 당해 증착 재료의 가스를 소정의 방향으로 공급하기 위한 개구부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 개구부가 상기 안내부의 측벽에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 히터 케이스의 공간 내에서 수직 방향으로 적층되어 수납된 1개 이상의 증발원 용기는, 수평 방향으로도 복수 배열하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 장치.
5. 증발원 장치의 도가니를 구성하는 증발원 용기이며,
   단면 대략「U」자 형상으로 형성되고, 또한 대략 중앙부에 가스 방출용의 수직 방향의 관통 구멍을 형성하도록 당해 관통 구멍을 둘러싸고 형성된, 고열전도 재료로 이루어지는 용기와,
   상기 용기의 상면 개구를 덮는, 고열전도 재료로 이루어지는 덮개와, 그리고
   적어도 상기 도가니 및 상기 덮개 중 한쪽에 형성되고, 상기 용기 내에서 발생한 증착 재료의 가스를 상기 관통 구멍으로 유도하기 위한 간극부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 용기.
6. 제5항에 있어서, 상기 용기의 상면 개구부에 상기 덮개가 쑥 들어가 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 용기.
7. 제5항에 있어서, 상기 용기가, 적층된 하부의 용기의 덮개를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 용기.
8. 제5항에 있어서, 상기 단면 대략「U」자 형상으로 형성된 상기 용기에 의해 둘러싸여 형성되는 수직 방향의 상기 관통 구멍은, 수평 방향으로 연장되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 증발원 용기.
9. 제5항에 있어서, 상기 단면 대략「U」자 형상으로 형성된 용기는, 그 내부를 복수의 공간으로 분할하기 위한 격벽을 설치한 것을 특징으로 하는, 증발원 용기.

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