KR20130105349A

KR20130105349A - 증발원 장치 및 진공 증착 장치 및 유기 el 표시 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130105349A
Application number: KR1020130017323A
Authority: KR
Inventors: 다쯔야 미야께; 히로야스 마쯔우라; 히데아끼 미네까와; 아끼오 야자끼; 도모히꼬 오가따; 겐이찌 야마모또; 도시아끼 구스노끼; 다께시 다마꼬시
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2013-02-19
Publication date: 2013-09-25
Also published as: CN103305796A; TW201337013A

Abstract

대형 기판 위에 막 두께가 균일하고 유기 EL 상부 전극용의 알루미늄 금속 박막을 고속으로 성막시켜, 장시간 연속 운전 가능한 진공 증착 장치 및 성막 장치를 제공한다.
세라믹제의 도가니를 사용하여 알루미늄의 기어 오름을 방지하고, 동일한 방향으로 소정의 각도로 기운 증발원(3-1)을 세로 방향으로 나란히 배열한 증발원 열(3-2)을 가로 방향으로 조작하여 증착하는 기구를 사용함으로써, 대형화된 세로 방향으로 배치된 기판(1-1)에 대하여, 유기 EL 상부 전극용 금속 박막을 고속 성막하고, 재료 공급기를 사용하여, 장시간의 연속 성막할 수 있다.

Description

증발원 장치 및 진공 증착 장치 및 유기 EL 표시 장치의 제조 방법{EVAPORATION SOURCE APPARATUS, VACUUM DEPOSITION APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ORGANIC EL DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 증발원 장치 및 진공 증착 장치 및 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 대형의 기판 위에 유기 EL 표시 장치를 형성하기 위하여 유효한 증발원 장치 및 진공 증착 장치 및 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

유기 EL 표시 장치나 조명 장치에 사용되는 유기 EL 소자는, 유기 재료로 이루어지는 유기층을 상하로부터 양극과 음극의 한 쌍의 전극 사이에 끼워넣은 구조로 되어 있다. 한 쌍의 전극에 전압을 인가함으로써 양극측으로부터 정공이, 음극측으로부터 전자가 각각 유기층에 주입되고, 그들이 재결합함으로써 발광하는 구조로 되어 있다.

이 유기층은, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층을 포함하는 다층막이 적층된 구조로 되어 있다. 이 유기층을 형성하는 재료로서 고분자 재료와 저분자 재료를 사용한 것이 있다. 이 중 저분자 재료를 사용하는 경우에는, 진공 증착 장치를 사용하여 유기 박막을 형성한다.

유기 EL 디바이스의 특성은 유기층의 막 두께의 영향을 크게 받는다. 한편, 유기 박막을 형성하는 기판은 해마다 대형화되고 있다. 따라서, 진공 증착 장치를 사용하는 경우, 대형의 기판 위에 형성되는 유기 박막이나 전극용 금속 박막의 막 두께를 고정밀도로 제어하여, 장시간 연속 가동할 필요가 있다. 전극용 금속 박막은 대형화에 수반하여, 저저항화가 필요해져, 특히 표시 장치용에는 유기층의 상부의 전극 재료(증착 재료)로서는 알루미늄 재료가 무엇보다 유력시되고 있다.

그런데, 유기 EL 디바이스에 있어서는 전극층을 형성할 때에, 끼워 넣는 유기층으로의 막 데미지를 저감시키기 위해, 진공 증착을 사용하여 전극층을 형성하고 있다. 막 데미지란, 발광 성능의 저하이지만, 열부하나, X선, 전자선, 이온 등의 조사로도 발광 성능이 저하될 우려가 있다. 그로 인해, 저열저항인 알루미늄 전극을 형성하는 경우에 있어서도, 진공 증착을 사용할 필요가 생긴다.

진공 증착에 의해 기판에 박막을 연속하여 형성하는 구성을 위한 증발원으로서, 특허문헌 1에는, 복수의 도가니를 배치하고, 기판에 대하여 비스듬히 스캔 증착하는 제조 장치가 개시되어 있다.

또한, 대형 기판에 진공 증착막을 형성하는 예가 특허문헌 2에 기재되어 있다.

특허문헌 2에 기재된 증착 장치에서는, EL 재료의 이용 효율을 높이기 위하여 및 성막의 균일성을 도모하기 위하여, EL 재료를 수용하는 도가니를 복수개 나란히 배치한 홀더를, 성막실 내에 설치하고 있다. 그리고 기판에 대하여 소정 피치로 홀더를 이동시킴으로써 스루풋성을 높이고 있다. 한편, 준비실인 설치실에는 히터를 구비한 회전대가 설치되어 있고, 도가니를 홀더에 반송하기 전에 가열하여, 더욱 스루풋성을 높이고 있다.

진공 증착하는 재료가 금속 재료인 종래예가, 특허문헌 2 및 3에 기재되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 용융 금속 공급 장치에서는, 용융 금속을 융해조로부터 증발조로 유도할 때에 빨아 올림 저해가 발생하는 것을 방지하기 위해, 용융 금속의 액면을 물리적 수단에 의해 감시하여 이상을 조기에 검지하고 있다. 여기서 물리적 수단으로서, 복수의 열전대를 높이를 바꾸어 배치하고, 열전대의 검출 신호에 의해 액면을 검출하고 있다.

특허문헌 4에 기재된 금속 재료 공급 장치에서는, 증발원인 도가니에 충전된 금속 재료를 저항 가열 방식 또는 고주파 유도 가열 방식에 의해 가열하여, 이 금속 재료의 증발물을 증발 대상에 부착시키고 있다. 그리고 가열부의 통전 전압값 및 통전 전류값을 측정하고, 측정한 전압값과 전류값의 비에 따라 금속 재료의 공급량을 제어함으로써, 도가니로의 균일한 금속 재료의 공급을 도모하고 있다.

일본 특허 공개 제2005-32464호 공보 일본 특허 공개 제2004-111386호 공보 일본 실용신안 공고 평8-363호 공보 일본 특허 공개 제2012-7226호 공보

특허문헌 1에는, 복수의 도가니를 배치하고, 기판에 대하여 비스듬히 스캔 증착하는 제조 장치가 개시되어 있다. 그러나, 종형(縱型)으로 설치되어 있는 기판에 대한 증착 방법 및 장시간의 가동에 대해서는 개시되어 있지 않다.

본 발명의 제1 목적은, 상기한 종래 기술의 문제를 해결하여, 동일한 방향으로 나란히 배열된 복수의 증발원을 설치한 증발원 열을 사용하여, 세로 방향으로 배치된 대형 기판에 대응하고, 알루미늄 재료를 주로 한 금속 박막을 고속 성막하고, 연속 성막하는 것이 가능한 진공 증착 방법 및 그 장치를 제공하는 것이다.

또한, 유기 EL을 사용한 대형 텔레비전 등에서는, 유기 EL 디바이스의 전극에 알루미늄 전극이 사용될 가능성이 높아, 알루미늄 전극의 형성 기술의 확립이 필요해지고 있다. 상술한 바와 같이, 이 전극층에는 저저항이 요구되고 있어, 그 실용화를 위해서는 유기층에 대한 막 데미지를 저감 가능한 진공 증착을 사용하여 소정 막 두께의 전극층을 제작하고, 장치의 가동 효율을 향상시켜 비용 저감을 도모하는 것이 중요해진다. 또한, 진공 증착을 사용하면, 증발용 도가니로의 재료의 투입량이 제한되므로, 장치의 연속 가동을 실현하기 위해서는, 재료 공급 방법의 개선 및 재료 공급량의 제어가 필수적이다.

상기 특허문헌 2에 기재된 증착 장치에서는, 복수의 도가니를 구비하고, 증발 이전의 준비 단계부터 도가니를 가열하여 금속막 제작의 스루풋을 향상시키고 있다. 그러나, 이 특허문헌 2에 기재된 증착 장치에서는, 도가니로부터 증발하는 금속의 도가니 내의 잔량에 대해서는 충분히 고려되어 있지는 않다. 도가니 내의 잔량이 불분명하면, 장기의 연속 가동 시에 재료 공급이 불충분해질 우려가 있다.

유기층의 상면에 알루미늄 전극층을 형성하는 경우에는, 알루미늄 재료의 특성으로 인하여, 시험관 형상으로 형성된 PBN(열분해성 질화붕소; Pyrolytic Boron Nitride)제의 크누센 셀(K 셀)을 사용한다. 이 K 셀을 사용하여 K 셀 내의 알루미늄의 양을 파악하는 방법으로서, 육안이나 액면계를 사용하는 방법, 무엇인가의 전기적 신호를 검출하는 방법이 있다.

그러나, 카메라나 육안을 이용하면, 진공 증착조 내에서 도가니로부터 증발한 금속(알루미늄)이, 카메라의 렌즈나 감시창을 코팅하여, 장기 사용에는 견딜 수 없다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 액면계를 사용하는 방법에 있어서는, 진공조 내에서 복수의 로 내에 열전대를 위치 결정하여 배치하는 것이 곤란하다. 또한, 증발한 알루미늄이 열전대에 부착되어 오신호를 발생할 우려가 있다.

특허문헌 4에 기재된 가열부에 와이어를 피드시키는 방법에서는, 와이어가 알루미늄인 경우에는, 도가니를 1400℃ 부근까지 온도 상승시키지 않으면 알루미늄 증착을 실현할 수 없다. 알루미늄의 와이어의 선단을 도가니의 탕면(湯面) 가까이까지 접근시키면, 와이어의 선단부로부터의 열전도에 의해 와이어 각 부가 급격하게 온도 상승한다. 그 결과, 1400℃에 비하여 훨씬 저온의 융점 온도로 되는 위치가 피드부의 내부측으로 이동하여, 도가니에 도달하지 않는 위치에서 와이어가 녹아, 도가니 주위에 흩날린다는 문제가 발생할 우려가 있다.

본 발명의 제2 목적은 상기 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 알루미늄 등의 금속 전극을 형성하기 위하여 크누센 셀(통칭 K 셀) 등의 증발원을 사용하여 알루미늄 등의 금속을 증착하여 기판 위에 성막할 때에도, 증발원 내의 금속의 액면을 검출하여 금속을 연속적으로 안정되게 공급하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 금속 전극을 형성하기 위하여 증발원을 사용하여 금속 증착할 때에, 용융 금속의 액면을 간단한 방법으로 검출하고, 이 검출한 액면에 기초하여 금속의 증발량을 제어하는 데 있다.

상기한 제1 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 증발원 장치는, 일부가 증기를 방출하기 위하여 개구되고, 각각의 장축이 수평 방향에 대하여 소정의 각도로 동일한 방향으로 기울어 있는, 복수의 세로 방향으로 나란히 배열된 증발원에 의해 구성되는 증발원 열과, 상기 증발원 각각에 대응하여, 상기 증발원과 같은 수로 설치되고, 상기 증발원 각각으로부터의 증착 재료의 막 두께를 계측하는 복수의 막 두께 모니터를 구비한 것을 본 발명의 제1 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제1 특징의 증발원 장치에 있어서, 상기 증발원 열은, 세로로 배치된 기판에 대하여 상대적으로 좌우 방향으로 1축 이동하는 것을 본 발명의 제2 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제1 특징 또는 제2 특징의 증발원 장치에 있어서, 상기 증발원의 도가니 구조는, 출구가 가로 방향을 향하고 있는 것을 본 발명의 제3 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 진공 증착 장치는, 기판을 세로로 배치하는 기판 설치 기구와, 증발원 열을 갖는 진공 증착 장치이며, 상기 증발원 열은, 일부가 증기를 방출하기 위하여 개구되고, 각각의 장축이 수평 방향에 대하여 소정의 각도로 동일한 방향으로 기울어 있는, 복수의 세로 방향으로 나란히 배열된 증발원에 의해 구성되고, 상기 진공 증착 장치는, 상기 증발원 각각에 대응하여 상기 증발원과 같은 수로 설치되고, 상기 증발원 각각으로부터의 증착 재료의 막 두께를 계측하는 복수의 막 두께 모니터와, 상기 복수의 막 두께 모니터가 계측한 막 두께에 기초하여 제어 신호를 출력하는 막 두께 제어계와, 상기 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 증발원을 제어하는 증발원 전원을 더 구비한 것을 본 발명의 제4 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제4 특징의 진공 증착 장치에 있어서, 백업 전원을 더 설치하고, 상기 백업 전원은, 정전 시에 상기 막 두께 제어계 및 상기 증발원 전원에 전원을 공급하여, 정전 시에도 일정 시간 도가니의 온도 제어를 가능하게 한 것을 본 발명의 제5 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제4 특징 또는 제5 특징의 진공 증착 장치에 있어서, 상기 막 두께 모니터는, 애퍼쳐를 갖는 것을 본 발명의 제6 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제6 특징의 진공 증착 장치에 있어서, 상기 막 두께 모니터는, 상기 애퍼쳐가 통 형상의 애퍼쳐인 것을 본 발명의 제7 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제6 특징 또는 제7 특징의 진공 증착 장치에 있어서, 상기 애퍼쳐는, 내경이 φ4 내지 6mm인 것을 본 발명의 제8 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제4 특징 내지 제8 특징 중 어느 하나에 기재된 진공 증착 장치에 있어서, 상기 증착 재료를 비스듬히 상부 방향으로부터 상기 증발원에 투입하기 위한 재료 공급기를 갖고, 상기 재료 공급기는, 투입구에 냉각 기구를 구비한 것을 본 발명의 제9 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 유기 EL 표시 장치의 제조 방법은, 박막 트랜지스터, 유기 EL층 및 상기 유기 EL층을 사이에 둔 전극층이 형성된 TFT 기판을 밀봉 기판에 의해 밀봉한 유기 EL 표시 장치의 제조 방법이며, 박막 트랜지스터가 형성된 TFT 기판을 진공 증착 장치의 증착실 내에 세로로 배치하고, 상기 TFT 기판에 대향하여, 상기 유기 EL층 또는 전극층을 성막하기 위한 증착 재료를 수용한 증발원을 복수 세로 방향으로 배치한 증발원 열을 배설하고, 상기 증발원의 장축은, 수평 방향에 대하여 소정의 각도 기울어 배치되고, 상기 증발원의 도가니를 가열함으로써, 상기 증착 재료를 증발시키고, 상기 증발원 열을 상기 세로 방향 및 상기 수평 방향과 직각 방향으로 이동시킴으로써, 상기 TFT 기판에 상기 증착 재료를 증착함으로써, 상기 유기 EL층을 형성하는 것을 본 발명의 제10 특징으로 한다.

상기 본 발명의 제10 특징의 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 증착실 내에, 상기 증발원 각각에 증착 재료를 공급하기 위한 재료 공급기를 구비하고, 상기 재료 공급기는, 상기 증착 재료의 투입구를 냉각하여, 상기 증착 재료의 막힘을 방지하고, 상기 증착실의 진공 상태를 유지한 채, 상기 증발원의 비스듬한 상부 방향으로부터, 상기 증착 재료를 공급하는 것을 본 발명의 제11 특징으로 한다.

금속인 알루미늄을 증발원에 사용하면, 알루미늄의 증발 온도가 높은 점 및 알루미늄과의 친화성의 관계로, 진공 내에 배치하는 도가니로서 K 셀이라고 불리는 시험관 형상이며 개구부측으로 약간 개방된 나팔 형상의 PBN제 용기가 다용된다. 이 나팔 형상의 도가니를 사용한 경우, 도가니 내에서 증발하는 알루미늄의 공간측의 증발 범위나 증발량은, 도가니의 개구단부로부터 도가니 내의 알루미늄의 액면까지의 깊이에 따라 변화한다. 이 지식에 기초하여 본 발명에서는, 또한, 이하와 같은 진공 증발 장치를 제안한다.

즉, 상기 제2 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서는, 증발원으로부터 이격하여 배치된 기판에, 상기 증발원 내에 수용된 증발 재료를 증발시켜 성막하는 증착 장치에 있어서, 상기 증발원으로부터 증발하는 증발 재료의 성막량을 측정하는 막 두께계(計)를 1개의 증발원에 대하여 복수 설치하고, 이 복수의 막 두께계 중 적어도 2개의 막 두께계의 성막량의 비에 기초하여 상기 증발원 내의 증발 재료의 양을 산출하는 증발 재료량 산출 수단을 구비한 것을 제12 특징으로 한다.

그리고 이 상기 본 발명의 제12 특징에 있어서, 상기 증발원은 복수 구비되어 있고, 상기 적어도 2개의 막 두께계 중 1개의 막 두께계는, 인접하는 증발원으로부터 증발하는 증발 재료의 증착막 두께를 측정하는 막 두께계와 겸용되는 것을 본 발명의 제13 특징으로 한다. 또한, 상기 본 발명의 제12 또는 제13 특징에 있어서, 상기 증발원은 증발 재료를 분출하는 노즐을 구비하고, 또한 상기 적어도 2개의 막 두께계는, 증발원 내의 증발 재료의 양을 산출하려고 하는 증발원의 상기 노즐의 중심축에 대하여, 상이한 각도로 설치되어 있는 것을 본 발명의 제14 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명의 제12 또는 제13 특징에 있어서, 상기 막 두께계는, 성막량을 측정하는 증발 재료를 도입하기 위한 적어도 2개의 개구부를 구비하고, 상기 개구부 중 적어도 1개에, 성막량을 측정하는 증발 재료가 상기 개구부를 통하여 막 두께계에 들어가지 않도록 하는 셔터 기구를 구비하는 것을 본 발명의 제15 특징으로 한다. 또한 상기 본 발명의 제15 특징에 있어서, 상기 적어도 2개의 개구부에는, 통 형상 부재로 구성되고, 성막량을 측정하는 증발 재료가 상기 개구부에 들어가는 양을 제한하는 애퍼쳐를 구비하는 것을 본 발명의 제16 특징으로 한다.

또한 상기 본 발명의 제12 또는 제13 특징에 있어서, 상기 증발원은, 적어도 그 일부가 열분해성 질화붕소로 이루어지는 것을 본 발명의 제17 특징으로 한다. 또한 상기 본 발명의 제12 또는 제13 특징에 있어서, 상기 증발 재료가 알루미늄 재료인 것을 본 발명의 제18 특징으로 한다. 또한 상기 본 발명의 제12 또는 제13 특징에 있어서, 상기 기판은 유기 EL층을 포함하는 층을 성막하는 기판인 것을 본 발명의 제19 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 그로 인해, 대형 기판이라도, 증발원 열의 증발원수를 증가시키는 것만으로, 어떠한 크기라도 증착 가능하게 된다. 또한, 증발원 열을 진공 증착실 내에 복수개 준비하고, 전환하여 증착함으로써, 장시간 가동에 대응할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 진공 증착에서 사용하는 막 두께계를 상이한 2개소에 배치하고, 그 막 두께계가 검출한 막 두께 변화 강도의 비로부터 증발원 내의 증발원인 알루미늄의 액면 높이를 검출하므로, 이 액면 높이에 응하여 알루미늄을 연속적으로 안정되게 공급할 수 있다. 또한, 액면을 일정 또는 소정 높이로 제어할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 증발원을 사용하여 알루미늄 증착할 때에 알루미늄의 액면을 간단한 방법에 의해 검출하므로, 이 검출한 액면에 기초하여 알루미늄의 증발량을 제어 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 6a는 본 발명의 제5 실시예에 있어서의 증발원 단면 구조를 도시하는 모식도.
도 6b는 본 발명의 제5 실시예에 있어서의 증발원 열과 증착실, 기판, 막 두께 모니터의 구성을 도시하는 모식도와 동작을 설명하는 도면.
도 7은 도가니 온도에 대한 각 증착 재료의 포화 증기압을 도시하는 도면.
도 8은 본 발명에 있어서의 유기 EL 표시 장치 생산 공정의 일례를 나타낸 공정도.
도 9a는 본 발명에 있어서의 증발원 단면 구조를 도시하는 모식도.
도 9b는 본 발명의 제7 실시예에 있어서의 증발원 단면 구조를 도시하는 모식도.
도 9c는 본 발명의 제7 실시예에 있어서의 증발원 단면 구조를 도시하는 모식도.
도 9d는 본 발명의 제7 실시예에 있어서의 증발원 단면 구조를 도시하는 모식도.
도 10은 본 발명에 관한 증착 장치의 일 실시예의 모식도.
도 11은 도 10에 도시한 증착 장치가 구비하는 증발원부의 상세를 도시하는 도면.
도 12는 액면 높이와 증발의 확대의 관계를 설명하는 도면.
도 13은 막 두께 모니터의 일 실시예의 분해 사시도.
도 14는 막 두께 모니터의 배치예를 도시하는 도면.

이하, 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 발명은, 알루미늄 증착에서 문제되는 습윤이나 기어 오름을 방지하기 위해, 일체화된 세라믹제의 도가니 구조를 채용하고, 도가니의 재질을 알루미늄 재료와 반응하지 않는 열분해성 질화붕소(PBN)로 하고, 해당 PBN 도가니를 소정의 각도로 배치함으로써, 증발원을 비스듬히 복수 배치한 증발원 열을 기판에 대하여 상대적으로 가로 방향으로 이동시킴으로써, 종형 배치의 기판에 증착하는 것이다.

또한, 본 발명은, 종형 대형 기판에 대응하기 위해, 동일한 방향으로 소정의 각도로 기운 증발원을, 적어도 2개 이상 세로 방향으로 나란히 배열하여 증착하는 기구와, 막 두께 측정용의 모니터를 상기 증발원과 같은 수로 배치한 것이다.

본 발명에 관한 진공 증착 장치의 일 실시예로서, 유기 EL 디바이스의 제조에 적용한 예를 설명한다. 유기 EL 디바이스의 제조 장치는, 금속 전극층(양극) 위에 정공 주입층이나 정공 수송층, 발광층(유기막층), 금속 전극층(음극, 상부 전극) 아래에 전자 주입층이나 전자 수송층 등을 여러 재료의 박막층을 진공 증착에 의해 다층 적층하여 형성하는 장치이다.

본 발명에 관한 진공 증착 장치는, 피증착 대상의 기판을 증착실에서 세로로 배치하는 기판 설치 기구(도시 생략)를 구비하고, 증착실에 세라믹제의 도가니를 사용하여, 알루미늄의 기어 오름을 방지하고, 종형 대형 기판에 대응하기 위해, 동일한 방향으로 소정의 각도로 기울인 증발원을, 적어도 2개 이상, 세로 방향으로 나란히 배열하여 증착하는 구성을 갖는다.

이하에, 실시예 및 도면을 사용하여 본 발명의 내용을 상세하게 설명한다.

그러나, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서, 통상의 지식을 갖는 자이면, 본 발명의 사상과 정신에 기초하여, 본 발명을 수정 혹은 변경할 수 있는 발명이 포함되는 것은 물론이다.

또한, 각 도면의 설명에 있어서, 동일한 기능을 갖는 구성 요소에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복을 피하기 위해, 가능한 한 설명을 생략한다.

실시예 1

도 1은, 본 발명에 있어서의 진공 증착 장치의 본 발명의 진공 증착 장치의 구성은, 증착실(5) 내에, 기판(1-1), 증발원(3-1), 증발원 열(3-2), 막 두께 모니터(7)가 있고, 증착실(5) 외부에는, 막 두께를 제어하기 위한 막 두께 제어계(8), 증발원의 온도를 제어하기 위한 증발원 전원(9), 막 두께 제어계(8)와 증발원 전원(9)을 연동시켜 제어하고, 증착 데이터를 기록하기 위한 제어용 퍼스널 컴퓨터(10)가 있다. 증발원(3-1)은, 예를 들어 크누센 셀(K 셀)이다. 이 K 셀은, 세라믹(PBN, 알루미나, 카본 재료 등)을 재질로 하는 도가니와, 해당 도가니를 가열하기 위한 히터, 도가니 온도를 제어하기 위한 열전대, 열을 외부로 누설되지 않도록 하기 위한 열 실드 및 수냉 실드로 구성되어 있다. 또한, 진공 증착 장치에는, 외부로부터 전원이 공급되고 있다(도시 생략).

막 두께 모니터(7)는, 계측한 막 두께 데이터를 막 두께 제어계(8)에 출력한다. 막 두께 제어계(8)는, 막 두께 모니터(7)로부터 출력된 막 두께 데이터에 기초하여, 제어 신호를 증발원 전원(9)에 출력한다. 증발원 전원(9)은, 입력된 제어 신호에 기초하여, 증발원(3-1) 각각의 도가니의 온도를 제어한다. 이 결과, 막 두께 분포의 편차가 작은 성막이 가능하게 된다.

종래와 같이, 증발원이 1개인 경우에는, 종형으로 배치한 기판에 대하여, 증발원에 수용된 증착 재료는, 도가니가 가열됨으로써, 증기로서 증발원으로부터 경사 방향으로 방출된다. 방출된 증착 재료의 증기는, 기판에 퇴적하여, 증착 박막이 성막되지만, 기울인 상태에서 증착된 막이기 때문에, 증착 박막은 상하 방향에서 비대칭의 막 두께 분포로 된다. 예를 들어, 기판의 주변부의 증착 박막의 막 두께는 얇아지고, 기판 중앙 부근의 막 두께가 커져, 유기 박막이나 금속 박막에 사용하기에는 편차가 큰 막으로 되어, 디바이스 특성이 나빠진다.

실시예 1에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 동일한 방향으로 소정의 각도로 기운 증발원(3-1)을 적어도 2개 이상, 세로 방향으로 나란히 배열하여 증착한다. 바꾸어 말하면, 증발원 열(3-2)의 복수의 증발원(3-1)의 장축은, 증착 박막이 성막되는 수평 방향에 대하여 소정의 각도 동일한 방향으로 기울어 있다. 증발원(3-1) 각각에 수용된 증착 재료는 가열되어, 증기로서 증발원으로부터 경사 방향으로 방출된다. 방출된 증착 재료의 증기는, 기판(1-1)에 퇴적하여, 증착 박막이 성막된다.

그 결과, 기판(1-1)의 상하 방향의 길이와 동등한 증발원 열(3-2)을 사용함으로써, 증착 박막(6-1)은, 증발원(3-1)이 1개인 경우에는 상하 방향에서 비대칭의 막 두께 분포로 되어, 막 두께 분포(6-4)의 편차가 커졌다. 그러나, 세로 방향으로 나란히 배열함으로써, 상하 방향에서 비대칭의 막 두께 분포가 인접하는 증발원(3-1)의 막 두께 분포와 겹쳐, 기판 위에 성막된 막 두께 분포(6-5)의 편차를 작게 할 수 있다.

도 1의 실시예에서는, 기판(1-1)을 고정하고, 증발원 열(3-2)을 좌우로 이동함으로써 기판 전체에 대한 성막을 실시했다. 그러나, 증발원 열(3-2)을 고정하고, 기판(1-1)을 가로 방향으로 이동시켜 증착시켜도 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 1에서는 도시하고 있지 않으나, 기판(1-1)은 증착실(5)의 외부로부터 연속하여 진공 내로 공급할 수 있는 반송 기구를 구비한 설비를 사용함으로써, 뱃치식으로 기판 공급하면서, 연속하여 성막할 수 있게 되어 있다. 또한, 기판(1-1)과 증발원 열(3-2) 사이에는 마스크를 설치함으로써, 패턴 형성을 행할 수 있다.

또한, 기판(1-1)과 증발원 열(3-2) 사이에, 마스크판을 설치함으로써, 패턴을 형성할 수 있다.

실시예 2

도 2는 본 발명에 있어서의 진공 증착 장치의 일 실시예의 기본 구성의 모식도와 동작을 설명하는 도면이다. 본 실시예의 진공 증착 장치에서는, 증착실(5) 내의 구성은 실시예 1과 동일하다. 그러나, 증착실(5) 외부에서는, 실시예 1의 구성에, 백업 전원(60)을 더 추가한 것이다.

즉, 도 2의 실시예는, 정전 시 등에 있어서의 증발원(3-1)의 도가니 깨짐을 방지하기 위해, 백업 전원(60)을 부가했다.

실시예 1에서도 설명한 바와 같이, 본 발명의 증발원(3-1)을 구성하는 도가니는, 세라믹제(PBN, 알루미나, 카본 재료 등)이다. 이로 인해, 증착 재료의 융점 부근에서는 세라믹과 증착 재료의 열팽창률의 차이에 의해, 도가니 깨짐이 발생하는 경우가 있다. 그 때문에, 융점 부근에서의 도가니 온도의 상승 및 하강을 제어함으로써 도가니 깨짐을 방지하고 있다.

그러나, 정전 시 등은, 증발원 전원(9)의 출력이 없어지기 때문에, 급격하게 도가니 온도가 하강하므로, 도가니 깨짐이 발생한다.

본 제2 실시예에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 백업 전원(60)을 준비하고, 정전 시에는 공급 전원을 백업 전원(60)으로 전환하여, 막 두께 제어계(8), 증발원 전원(9) 및 제어용 퍼스널 컴퓨터(10)에 전원을 공급한다. 이 결과, 정전 시에도 막 두께 제어계(8), 증발원 전원(9) 및 제어용 퍼스널 컴퓨터(10)가 동작 가능하기 때문에, 도가니의 정전 시의 급격한 온도 변화를 방지할 수 있다. 따라서, 도가니 깨짐의 발생을 억제할 수 있다.

예를 들어, 증발원이 알루미늄 재료인 경우에는, 660℃가 융점이다. 이 융점 660℃의 전후 60℃(600℃ 내지 720℃) 사이에서, 백업 전원(60)을 사용하여, 도가니의 온도의 상승 강하를 1℃/분 이하의 변화량으로 제어한다. 이 결과, 도가니 깨짐을 방지할 수 있었다.

또한, 알루미늄 성막을 실시하지 않는(성막하지 않는) 기간은, 증발원(3-1)을 800±50℃의 범위에서, 아이들링시켜 둠으로써, 성막 시 이외의 기간에서의 알루미늄 재료 및 전력의 소비를 억제하여 장시간 가동할 수 있었다.

도 2의 실시예에서는, 기판(1-1)을 고정하고, 증발원 열(3-2)을 좌우로 이동함으로써 기판 전체에 대한 성막을 실시했다. 그러나, 증발원 열(3-2)을 고정하고, 기판(1-1)을 가로 방향으로 이동시켜 증착시켜도 동일한 효과가 얻어진다.

또한, 도 2에서는 도시하고 있지 않으나, 기판(1-1)을 증착실(5)의 외부로부터 연속하여 진공 내로 공급 및 반출할 수 있는 반송 기구를 구비한 설비를 사용할 수 있다. 이 설비를 사용함으로써, 뱃치식으로 기판을 공급하면서, 복수의 기판(1-1)을 연속하여 성막할 수 있다.

실시예 3

도 1 및 도 2의 실시예에서는, 증발원 열(3-2)에 대하여, 1개의 막 두께 모니터(7)에 의해 막 두께를 제어했다. 그러나, 증발원 열(3-2)의 각 증발원(3-1)의 도가니 온도는 전원 파워에 대하여 다르기 때문에, 각 증발원(3-1)의 증기(2)의 양이 변화하여, 막 두께 분포의 편차가 더욱 커질 가능성이 있다. 그로 인해, 본 실시예에 도시한 바와 같이, 증발원 열(3-2)의 증발원(3-1) 각각의 증기 출구 부근에, 1개씩 막 두께 모니터(7)를 설치함으로써, 고정밀도의 막 두께 제어가 가능하게 된다. 이 결과, 막 두께 분포의 편차를 작게 할 수 있다.

도 3과 같이, 막 두께 모니터(7-1 내지 7-5)를 증발원 열(3-2)의 증발원(3-1) 각각에 대응하여 1개씩 설치함으로써, 고정밀도의 막 두께 제어가 가능하게 된다.

막 두께 모니터(7-1 내지 7-5)는, 수정 진동자를 사용하여 막 두께를 계측하고 있다. 일반적으로는, 수정 진동자는 φ14mm(판 두께는 약 0.1mm)의 원반 형상이며, φ14mm의 수정을 2개의 전극(증착면측과 전극면측) 사이에 끼운 구조이다. 증착면측의 전극은, 약 φ14mm의 크기이며, 전극측의 전극은 약 φ6mm의 크기이다. 통상은, 증착면측의 전극 상부에 내경 약 φ8mm의 구멍이 난 애퍼쳐(도시 생략)를 배치하고, 증착면측 전극 위에 증착 재료를 퇴적시켜, 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하고, 측정한 공진 주파수의 변화를 검출함으로써 막 두께를 계측한다.

막 두께 모니터(7-1 내지 7-5)는, 계측한 막 두께 데이터를 막 두께 제어계(8)에 출력한다. 막 두께 제어계(8)는, 막 두께 모니터(7-1 내지 7-5)로부터 출력된 막 두께 데이터에 기초하여, 제어 신호를 증발원 전원(9)에 출력한다. 증발원 전원(9)은, 입력된 제어 신호에 기초하여, 증발원(3-1) 각각의 도가니의 온도를 제어한다. 이 결과, 막 두께 분포의 편차가 작은 성막이 가능하게 된다.

또한, 도 3의 실시예에서는, 기판(1-1)을 고정하고, 증발원 열(3-2)을 좌우로 이동함으로써 기판 전체에 대한 성막을 실시했다. 그러나, 증발원 열(3-2)을 고정하고, 기판(1-1)을 가로 방향으로 이동시켜 증착시켜도 동일한 효과가 얻어진다.

실시예 4

도 3의 실시예 3에 있어서는, 증발원 열(3-2)의 증발원(3-1) 각각에 대응하여 개개의 막 두께 모니터를 배치했다. 그러나, 더욱 각각의 증발원으로부터의 증기의 크로스 토크 및 증발원으로부터의 열복사에 의한 온도의 영향을 방지할 필요가 있다. 본 실시예에서는, 막 두께 모니터(7-1 내지 7-5) 앞에, 구멍이 난 통 형상의 애퍼쳐를 형성함으로써, 증기(2)의 크로스 토크 및 열복사의 영향을 방지할 수 있었다.

도 4는, 본 실시예에 있어서의 진공 증착 장치의 일 실시예의 기본 구성의 모식도와 동작을 설명하는 도면이다. 막 두께 모니터(7-1 내지 7-5)는, 수정 진동자를 사용하여 막 두께를 계측하고 있다. 일반적으로는, 수정 진동자는, φ14mm(판 두께는 약 0.1mm)의 원반 형상이며, φ14mm의 수정을 2개의 전극(증착면측과 전극면측) 사이에 끼운 구조이다. 증착면측의 전극은, 약 φ14mm의 크기이며, 전극측의 전극은 약 φ6mm의 크기이다. 통상은, 증착면측의 전극 상부에 내경 약 φ8mm의 구멍이 난 애퍼쳐(41)를 배치하고, 증착면측 전극 위에 증착 재료를 퇴적시켜, 수정 진동자의 공진 주파수를 측정하고, 측정한 공진 주파수의 변화를 검출함으로써 막 두께를 계측한다.

본 실시예에서는, 증발원으로부터의 열복사를 피하기 위해서, 증착면측의 전극 상부 중앙에 약 φ4 내지 6mm의 구멍이 난 애퍼쳐(41)를 배치했다. 이 결과, 열복사의 영향을 약 1/4 내지 1/2로 저감할 수 있었다.

또한, 상기 애퍼쳐(41) 위에, φ4 내지 φ30mm의 소정의 길이의 통 형상의 애퍼쳐(42)를 더 형성했다. 이 결과, 각각의 증발원으로부터의 증기(2)의 크로스 토크를 저감할 수 있었다. 또한, 통 형상의 애퍼쳐(42)를 형성한 경우에는, 애퍼쳐(41)를 생략해도 좋다.

실시예 5

실시예 1 내지 실시예 4에서는, 증착실(5)에, 1매의 기판(1-1)을 설치하고, 1매씩 기판을 증착하는 구성을 설명했다. 그러나, 도 5에 도시한 바와 같이, 증착실(5) 내에 2매 이상의 기판을 설치함으로써, 효율적으로 성막할 수 있다. 도 5는, 기판(1-1)의 교환 시에, 다른 기판(1-2)을 인접하는 위치에 준비하고, 증발원 열(3-2)이 증착하고 있지 않은 시간을 적게 하여, 증발원(3-1)의 도가니 내의 증착 재료를 유효하게 활용하는 것이다.

이하, 그 실시예에 대하여 설명한다. 또한, 막 두께를 제어하는 막 두께 제어계(8) 및 증발원 전원(9)의 동작은, 실시예 3 또는 실시예 4와 마찬가지이다.

도 5에 있어서, 기판(1-1)과 기판(1-2)을 증발원 열(3-2)에 대향하는 위치에 두고, 증발원 열(3-2)의 대기 위치를 기판(1-1)과 기판(1-2) 사이로 하고, 가로 방향의 한쪽(예를 들어, 우측)에 1축의 왕복 이동을 시켜 기판(1-1)을 성막하고, 그 성막 중에 기판(1-2)의 설치를 행한다. 기판(1-1)을 성막한 후, 계속하여 이어서, 가로 방향의 다른 쪽(예를 들어, 좌측)에 1축의 왕복 이동을 시켜 기판(1-2)을 성막한다. 기판(1-2)을 성막하고 있는 동안, 이미 성막을 종료한 기판(1-1)을 반출하고, 다음 기판과 교환하여 성막할 준비를 함으로써, 성막 시의 가동 시간의 손실을 저감할 수 있고, 또한, 복수의 기판을 성막할 수 있다.

증발원(3-1)은, 일단 도가니 온도를 증발 온도까지 상승시키면, 항상 증착 재료를 방출하고 있다. 이로 인해, 증발원(3-1)을 장시간 가동시켜 내부의 증착 재료를 손출없이 사용하기 위해서는, 본 실시예와 같이 증착하고 있지 않은 시간을 감소시키는 것이 유효한 방법이다. 본 실시예는, 기판 2매를 교대로 증착하는 예이었지만, 복수매(3매 이상의 기판 매수)로 해도 유효하다. 또한, 본 실시예의 뱃치식이 아니고, 낱장식으로 증발원(3-1)을 고정하고, 기판을 연속하여 가로 방향으로 이동시키면서 증착시키는 것에 의해서도, 진공 증착 장치의 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5에서는 도시하고 있지 않으나, 본 실시예에서는, 기판(1-1)과 기판(1-2)을, 증착실(5)의 외부로부터 연속하여 진공의 증착실(5) 내로 공급할 수 있는 반송 기구를 구비한 설비를 사용함으로써, 뱃치식으로 기판을 공급하면서, 연속하여 성막할 수 있도록 하고 있다.

도 5에서는 도시하고 있지 않으나, 기판(1-1)은 증착실(5)의 외부로부터 연속하여 진공 내로 공급할 수 있는 반송 기구를 구비한 설비를 사용함으로써, 뱃치식으로 기판 공급하면서, 연속하여 성막할 수 있게 되어 있다. 또한, 기판(1-1)과 증발원 열(3-2) 사이에는 마스크를 설치함으로써, 패턴 형성을 행할 수 있다.

또한, 기판(1-1, 1-2)과 증발원 열(3-2) 사이에, 마스크판을 설치함으로써, 패턴을 형성할 수 있다.

실시예 6

실시예 1 내지 실시예 5에 있어서는, 도가니 내의 증착 재료를 방출해 버리면, 증발원(3-1)의 도가니에 증착 재료(40)를 보충하기 위해, 일단 진공 증착 장치를 정지시킬 필요가 있다. 즉, 진공 증착 장치의 연속 가동에는 제한이 있다. 알루미늄 재료를 예로 들어, 연속 가동하기 위한 실시예를, 도 6a와 도 6b를 사용하여 이하에 설명한다.

본 실시예에서는, 도 6b에 도시한 바와 같이, 증착실(5) 내에 재료 공급기(11)를 구비하고 있고, 진공 증착 장치를 정지시키지 않고, 진공 상태를 유지한 채, 증착 재료의 보충을 할 수 있도록 했다.

예를 들어, 증착 재료(40)가 알루미늄 재료인 경우에는, 수mm 크기의 샷 형상의 것을 주로 사용한다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 증발원 열(3-2)을 재료 공급기(11)의 위치로 이동시켜, 비스듬히 상부 방향으로부터 샷 형상의 재료를 재료 공급기(11)로부터 진공 내에서 투입한다. 이에 의해, 진공 증착 장치의 연속 가동이 가능하게 된다. 재료 공급기(11)의 구성은, 도 6a에 도시하는 단면 모식도와 같이, 재료 공급기(11-1)가, 각각의 증발원(3-1)에 대응하도록 복수개 배치한 구성이다.

단, 증발원 열(3-2)이 가열 중에는 재료의 투입을 할 수 없으므로, 일단 증발원 온도를 증기가 나오지 않는 온도까지 내릴 필요가 있다. 도 7에, 도가니 온도에 대한 각 증착 재료의 포화 증기압을 나타낸다. 도 7에 있어서, 증착 중에는 도가니 온도가 1100℃ 이상으로 되고, 알루미늄의 증기압은 수 PA 이상 정도이다. 도가니 온도를 800℃ 정도로 내리면, 증기압은 1E-3PA 이하로 된다.

실시예 1에서 설명한 바와 같이, 도가니 온도를 알루미늄 재료의 융점 전후의 600℃ 내지 720℃까지 내려 버리면, 도가니 깨짐의 위험성이 있으므로, 상기 온도 범위 이상의 온도가 바람직하다. 따라서, 800℃ 정도가 적절한 온도이다. 단, 800℃는 알루미늄의 융점 이상이므로, 도 6a에 도시한 바와 같이, 재료 공급기(11-1)를 사용하는 경우에는, 공급 시에 재료 투입구 부근이 증발원으로부터의 열의 영향으로, 알루미늄 재료(40)가 녹아 막혀 버릴 가능성이 있다.

따라서, 재료 투입구 부근을 냉각 기구(51)에 의해 알루미늄의 융점 이하로 내림으로써, 재료의 막힘을 방지한다.

도 6a, 도 6b에는 도시되어 있지 않지만, 재료 공급의 타이밍은, 예를 들어 증발원 열(3-2)의 중량을 계측할 수 있는 수단을 설치하고, 증발원 열(3-2)의 중량을 계측하여, 소정의 중량 이하로 된 경우에 공급하도록 해도 좋다.

실시예 7

실시예 1 내지 실시예 6에 있어서는, 증발원(3-1)은, 원통 형상이고, 비커 형상의 세라믹제의 도가니를 사용했지만, 이 경우, 비스듬히 설치하여 사용하기 때문에, 도 9a에 도시한 바와 같이, 증착 재료(4)는, 도가니 용량의 최대량까지 넣는 것은 불가능하다. 또한, 증기(2)는 경사 방향으로 방출되기 때문에, 기판(1-1) 또는 기판(1-2)의 상하 방향에서 비대칭의 막 두께 분포로 되어, 막 두께 분포의 확대를 적게 하기에는 한계가 있다.

본 실시예와 같이, 증발원(3-1)의 도가니 구조를 도 9b, 도 9c 및 도 9d에 도시하는 단면 구조로 함으로써, 증착 재료(4)의 투입량을 증가시켜, 막 두께 분포를 개선할 수 있었다. 도 9b는, 도가니를 가로 방향으로 하고, 출구 부분의 목 주위를 하부보다 좁혀, 가로 방향으로 해도 증착 재료(4)가 유실되지 않는 구조로 되어 있고, 증기 방향도 가로 방향으로 되기 때문에, 기판(1-1)의 상하 방향에서 막 두께 분포도 대칭으로 되고, 복수개의 증발원(3-1)을 나란히 배열함으로써, 전체의 막 두께 분포도 개선할 수 있었다. 도 9b의 증발원(3-1)은, 장축이 수평 방향이며, 증기를 분출하는 개구는, 증발원의 수직 방향의 중심보다도 상방에 형성되어 있다.

도 9c는, 도가니를 세로 방향으로 하고, 출구 부분만을 가로 방향으로 한 구조로 되어 있고, 증착 재료(4)의 투입량을 증가시키고, 증기 방향도 가로 방향으로 되기 때문에, 기판(1-1)의 상하 방향에서 막 두께 분포도 대칭으로 되고, 복수개의 증발원(3-1)을 나란히 배열함으로써, 전체의 막 두께 분포도 개선할 수 있었다. 도 9c의 증발원(3-1)은, 장축이 수직 방향이며, 증기를 분출하는 개구는, 증발원의 수직 방향의 중심보다도 상방에 형성되어 있다. 단, 도 9c의 경우, 세로 방향으로 복수개의 증발원(3-1)을 나란히 배열하기 위해서는, 도가니가 세로 방향으로 신장되어 있으므로, 증발원끼리의 간격을 좁힐 수 없기 때문에, 막 두께 분포가 확대되는 경우가 있다.

도 9d는, 도가니를 경사 방향으로 기울이고, 출구 부분만을 가로 방향으로 한 구조로 되어 있고, 증착 재료(4)의 투입량은 도 9a의 경우와 그다지 차이가 없지만, 증기 방향은 가로 방향으로 되기 때문에, 기판(1-1)의 상하 방향에서 막 두께 분포도 대칭으로 되고, 복수개의 증발원(3-1)을 나란히 배열함으로써, 전체의 막 두께 분포도 개선할 수 있었다.

한편, 도 9b, 도 9c 및 도 9d의 도가니 구조를 PBN으로 작성하는 경우, CVD(Chemical Vapor Deposition) 성막으로 PBN 도가니를 제작하기 때문에, 복잡한 구조의 경우, 시간이 걸리고, 도가니 제조 비용이 높아지기 때문에, 막 두께 분포의 확대가 큰 박막이라도 상관없는 경우에는, 도가니 제조 비용 저감을 할 수 있는 도 9a의 도가니 구조를 채용해도 좋다.

실시예 8

도 8은, 유기 EL 표시 장치 생산 공정의 일례를 나타낸 공정도이다. 실시예 1 내지 실시예 7에서는, 이 생산 공정의 금속 증착의 공정만을 주로 설명했다.

도 8의 공정도에서는, 유기층과 유기층에 흐르는 전류를 제어하는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된 TFT 기판과, 유기층을 외부의 습기로부터 보호하는 밀봉 기판은 따로따로 형성되고, 밀봉 공정/시일 경화 공정의 밀봉 공정에 있어서 조합된다.

도 8의 TFT 기판의 제조 공정에 있어서, 웨트 세정된 기판에 대하여 드라이 세정을 행한다. 드라이 세정은, 자외선 조사에 의한 세정을 포함하는 경우도 있다.

드라이 세정된 TFT 기판에 우선 TFT가 형성된다. TFT 위에 패시베이션막 및 평탄화막이 형성되고, 그 위에 유기 EL층의 하부 전극이 형성된다. 하부 전극은 TFT의 드레인 전극과 접속하고 있다. 하부 전극을 애노드로 하는 경우에는, 예를 들어 ITO(Indium Tinoxide)막이 사용된다.

이어서, 하부 전극 위에 유기 EL층이 형성된다. 유기 EL층은 복수의 층으로 구성된다. 하부 전극이 애노드인 경우에는, 아래부터, 예를 들어 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이다. 이러한 유기 EL층은 증착에 의해 형성되고, 그 위에 상부 전극층이 형성된다. 상부 전극층은, 실시예 1 내지 실시예 7에서 설명한 바와 같은 진공 증착 장치 혹은 유기 EL 표시 장치의 제조 방법에 의해 형성한다.

유기 EL층 위에는, 각 화소 공통으로, 전면에 상부 전극이 형성된다. 유기 EL 표시 장치가 톱 에미션인 경우에는, 상부 전극에는 IZO(등록 상표, In₂O₃-ZnO) 등의 투명 전극이 사용되고, 유기 EL 표시 장치가 보텀 에미션인 경우에는, 알루미늄 등의 금속막이 사용된다.

도 8의 밀봉 기판 투입 공정에 있어서, 웨트 세정 및 드라이 세정을 행한 밀봉 기판에 대하여 데시칸트(건조제)가 배치된다. 유기 EL층은, 수분이 있으면 열화를 하므로, 내부의 수분을 제거하기 위하여 데시칸트가 사용된다. 데시칸트에는 다양한 재료를 사용할 수 있지만, 유기 EL 표시 장치가 톱 에미션인지 보텀 에미션인지에 따라 데시칸트의 배치 방법이 상이하다.

이와 같이, 따로따로 제조된 TFT 기판과 밀봉 기판은, 밀봉 공정에 있어서, 조합된다. TFT 기판과 밀봉 기판을 밀봉하기 위한 시일재는, 밀봉 기판에 형성된다. 밀봉 기판과 TFT 기판을 조합한 후, 시일부에 자외선을 조사하여, 시일부를 경화시켜, 밀봉을 완료시킨다.

이와 같이 하여 형성된 유기 EL 표시 장치에 대하여 점등 검사를 행한다. 점등 검사에 있어서, 흑색점, 백색점 등의 결함이 발생하는 경우에도 결함 수정 가능한 것은 수정을 행하여, 유기 EL 표시 장치가 완성된다.

본 발명에 의해, 복수의 층에 의해 형성되는 유기 EL층을 이물질에 의한 오염을 억제하고, 또한, 짧은 택트 시간에서 형성할 수 있으므로, 유기 EL 표시 장치의 제조 비용을 저하시키고, 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 유기 EL층의 각 층의 성분을 정확하게 제어할 수 있으므로, 특성의 재현성이 높고, 또한, 신뢰성이 높은 유기 EL 표시 장치를 제조할 수 있다.

상기 실시예 1 내지 실시예 8에 관한 발명에 의하면, 그로 인해, 대형 기판이라도, 증발원 열의 증발원수를 증가시키는 것만으로, 어떠한 크기라도 증착 가능하게 된다. 또한, 증발원 열을 진공 증착실 내에 복수개 준비하고, 전환하며 증착함으로써, 장시간 가동에 대응할 수 있다.

그러나, 상기 실시예 1 내지 실시예 8에서는, 증발원으로서 금속인 알루미늄을 증발원에 사용하면, 알루미늄의 증발 온도가 높은 점 및 알루미늄과의 친화성의 관계로, 진공 내에 배치하는 도가니로서 K 셀이라고 불리는 시험관 형상이며 개구부측에 약간 개방된 나팔 형상의 PBN제 용기가 다용된다. 이 나팔 형상의 도가니를 사용한 경우, 도가니 내로부터 증발하는 알루미늄의 공간측의 증발 범위나 증발량은, 도가니의 개구단부부터 도가니 내의 알루미늄의 액면까지의 깊이에 따라 변화한다. 그리고, 본 발명이 해결하고자 하는 과제에서도 설명한 바와 같이, 유기 EL 디바이스의 전극에 알루미늄 전극이 사용될 가능성이 높아, 알루미늄 전극의 형성 기술의 확립이 필요해지고 있다. 상술한 바와 같이, 이 전극층에는 저저항이 요구되고 있으며, 그 실용화를 위해서는 유기층에 대한 막 데미지를 저감 가능한 진공 증착을 사용하여 소정 막 두께의 전극층을 제작하고, 장치의 가동 효율을 향상시켜 비용 저감을 도모하는 것이 중요해진다. 또한, 진공 증착을 사용하면, 증발용 도가니로의 재료의 투입량이 제한되므로, 장치의 연속 가동을 실현하기 위해서는, 재료 공급 방법의 개선 및 재료 공급량의 제어가 필수적이다.

따라서, 이하의 실시예 9에서는, 증발원 내의 증발원인 알루미늄의 액면 높이를 검출하고, 이 액면 높이에 따라 알루미늄을 연속적으로 안정되게 공급하는 실시예를 설명한다. 또한, 액면을 일정 또는 소정 높이로 제어하는 실시예를 설명한다.

실시예 9

이하, 본 발명에 관한 증착 장치의 일 실시예를, 도면을 사용하여 설명한다. 본 실시예는, 유기 EL 디바이스의 제조에 적용한 예이다. 유기 EL 디바이스의 제조 장치에서는, 금속 전극층(양극) 위에 정공 주입층이나 정공 수송층, 발광층(유기막층), 금속 전극층(음극, 상부 전극) 아래에 전자 주입층이나 전자 수송층 등 여러 재료의 박막층을, 진공 증착에 의해 다층 적층하여 형성한다. 이하의 설명에서는, 유기막층 위에 금속 전극층을 형성하는 경우를 예로 든다.

도 10은, 증착 장치(100)의 일 실시예의 모식도이다. 증착 장치(100)를 사용하여, 기판(1)에 형성된 유기막층 위에 금속 전극층(Al 전극층)을 형성하는 경우에는, 진공 환경 하의 증착실(5) 내에, 복수의 PBN제의 도가니(14)로 이루어지는 증발원 열(32)을 배치하고, 알루미늄의 기어 오름을 방지하고 있다. 또한, 기판(5)은 대형화하고 있으며, 1800mm×1500mm 정도 크기의 경우도 있으므로, 종형으로 배치한다. 이 대형 기판(1)에 대응하기 위해, 증발원(31a 내지 31e)을 동일한 방향으로 소정의 각도로 기울여 복수개 세로 방향으로 나란히 배열하고, 도 10의 화살표로 나타낸 가로 방향으로 이동 가능하게 배치하고 있다. 이 상세를, 이하에 설명한다.

증착 장치(100)는, 증착실(5) 내에, 기판(1) 및 복수의 증발원(31a 내지 31e), 이 복수의 증발원(31a 내지 31e)을 통합한 증발원 열(32), 각 증발원(31a 내지 31e)에 설치한 막 두께 모니터(막압 계측 수단)(7a 내지 7e)를 갖고 있다. 한편 증착실(5) 외부에는, 각 막 두께 모니터(7a 내지 7e)에 전기적으로 접속되고, 막 두께를 제어하기 위한 막 두께 제어계(8) 및 각 증발원(31a 내지 31e)에 수용되는 증발 재료의 온도를 제어하는 증발원 전원(9), 막 두께 제어계(8)와 증발원 전원(9)을 연동시켜 제어함과 함께, 증착 데이터를 기록하는 제어용 퍼스널 컴퓨터(제어 장치)(10)를 구비하고 있다.

증발원(31a 내지 31e)은, 크누센 셀(K 셀)이라고 불리는 것이다. 각 증발원(31a 내지 31e)은, PBN제의 두께 1mm 정도의 도가니(14)와, 이 PBN제의 도가니(14) 주위에 설치한 히터(11)와, 도가니(14) 또는 도가니(14) 내의 증발 재료의 온도를 감시하는 도시하지 않은 열전대와, 외부로의 열 누설을 방지하기 위한 도시하지 않은 열 실드 및 냉각을 위한 도시하지 않은 수냉 실드를 갖고 있다.

본 실시예의 각 막 두께 모니터(7a 내지 7e)는, 수정 진동자를 사용한 막 두께계(計)를 갖고 있으며, 수정 진동자에 부착된 막의 무게에 의해, 발진 주파수가 저하하는 것을 이용하고 있다. 그로 인해, 정확한 증착량이 얻어지도록, 증발 부재를 포착하기 위한 통 형상 부재(42)를 증발 부재의 방사 방향에 맞추어 배치하고 있다. 통 형상 부재(42)의 배면측에는, 개구가 형성된 애퍼쳐 부재(4100)가 배치되어 있다. 각 막 두께 모니터(7a 내지 7e)에는, 1 내지 3개의 통 형상 부재(42)가 설치되어 있다. 복수의 통 형상 부재(42)가 설치된 막 두께 모니터(7a 내지 7d)에서는, 1개의 통 형상 부재(42)를 제외하고 다른 통 형상 부재(42)의 전방면에는 셔터(43)가 배치되어 있다.

도 11에, 증착실(5) 내에 배치되는 막 두께 모니터(7a 내지 7e)와 증발원(31a 내지 31e)의 관계를 정면도로 나타낸다. 상하 방향으로 5개의 증발원(31a 내지 31e)을 기울여 배치한 예이다. 증발원(31a 내지 31e)은, 도가니인 K 셀(14a 내지 14e)과 히터(11a 내지 11e)를 갖고 있다. 또한, 도 11에서는, 히터(11a 내지 11e)를 선 히터에 의해 나타내고 있지만, 면 형상의 히터에 의해 균일하게 가열하는 것이 더욱 바람직하다.

5개의 막 두께 모니터(7a 내지 7e)에서는, 모두 10개의 막 두께계(44a1 내지 44e1)가 설치되어 있다. 이것은 상세를 후술하는 바와 같이, 본 발명에 의한 증발 재료의 액면 계측에서는 1개의 증발원(31)에 대하여 적어도 2개의 막 두께계(44)를 필요로 하기 때문이다. 그로 인해 예를 들어, 최하단에 있는 증발원(31a)으로부터 방사되는 알루미늄 재료의 증착막 두께를 계측하기 위한 막 두께계(44a1)와, 최하단 바로 위에 있는 증발원(31b)의 액면 계측을 위한 막 두께계(44a2)를, 동일한 막 두께 모니터(7a)에 배치하고 있다.

여기서, 최하단의 증발원(31a)으로부터 방사되는 증발 재료에 의해 형성되는 증착막의 막 두께를 측정하는 경우에는, 막 두께계(44a1)를 사용하지만, 이 막 두께의 계측은 계속하여 실시되므로, 막 두께계(44a1)에는 셔터는 불필요하다. 한편, 최하단의 바로 위에 있는 증발원(31b)의 액면 계측에 사용하는 막 두께계(44a2)에서는, 액면 계측이 상시 계측이 아니라 소정 시간 간격으로의 계측이므로, 셔터(43a2)를 설치하고 있다. 즉, 계측 시 이외의 시간에, 막 두께계(44a2)의 도시하지 않은 수정 진동자에 증착막이 부착되는 것을 저감시키기 위해, 셔터(43a2)가 통 형상 부재(42a2)의 개구단부의 전방면을 덮고 있다.

최하단의 바로 위의 증발원(31b)으로부터 방사되는 증발 재료에 의해 형성되는 증착막의 막 두께를 측정하기 위한 막 두께계(44)는, 최하단의 바로 위에 있는 막 두께 모니터(7b)에 구비되어 있다. 이 막 두께 모니터(7b)는, 최하단의 증발원(31a)의 액면을 계측하기 위한 막 두께계(44b2)를 하측에, 중간단의 증발원(31c)의 액면을 계측하기 위한 막 두께계(44b3)를 상측에 구비하고 있다.

상기와 마찬가지로, 막 두께계(44b2, 44b3)는 각각 셔터(43b2, 43b3)를 통 형상체의 전방면에 구비하고 있다. 중간단의 막 두께 모니터(7c)는 중간단의 증발원(31c)으로부터의 방사에 의해 형성되는 증착막의 막 두께를 주로 측정하는 막 두께계(44c1)와, 위에서부터 2단째의 증발원(31d)의 액면을 측정하는 막 두께계(44c2)를 구비하고 있다. 막 (44c2)에는 셔터(43c2)가 구비되어 있다.

위에서부터 2단째의 막 두께 모니터(7d)는 중간단의 막 두께 모니터(7c)와 마찬가지의 구성이며, 위에서부터 2단째의 증발원(31d)으로부터의 방사에 의해 형성되는 증착막의 막 두께를 주로 측정하는 막 두께계(44d1)와 최상단의 증발원(31e)의 액면을 계측하는 막 두께계(44d2)를 구비하고 있고, 막 두께계(44d2)에는 셔터(43d2)가 설치되어 있다.

최상단의 막 두께 모니터(7e)에는, 막 두께계(44e1)만이 설치되어 있고, 최상단의 증발원(31e)으로부터의 방사에 의해 형성되는 증착막의 막 두께를 주로 측정한다. 각 증착막의 막 두께를 주로 측정하는 막 두께계(44a1, 44b1, 44c1, 44d1, 44e1)는, 증발원(31a 내지 31e)의 액면 높이를 측정하는 데에도 사용된다.

이어서, 이와 같이 구성한 본 발명의 증착 장치(100)에 있어서의 액면 계측에 대해서, 도 12 내지 도 14를 사용하여 설명한다. 유기 EL 디바이스의 제작 시에, 유기막층 위에 알루미늄 전극층을 형성할 때는, 유기막층에 전극층 형성 시의 부하가 가능한 한 가해지지 않도록, 증착을 사용하는 것은 상술한 바와 같다. 여기서, 알루미늄 전극층을 증착시키기 위해서는, 알루미늄 재료의 융점은 1000℃ 정도임에도 불구하고, 1400℃ 정도까지 온도 상승시키지 않으면 유효한 증착막이 형성되지 않는다. 그로 인해, 알루미늄 재료를 1400℃ 정도까지 유지할 수 있는 도가니가 필요하며, 현재 K 셀이 가장 유효한 도가니이다.

알루미늄 재료를 전극 재료로서 사용한 경우, 알루미늄과의 친화성 등에 의해, 도가니 재료로서, 현 상황에서는 PBN이 사용된다. 이 K 셀을 사용하여 장시간의 증착 또는 가능한 한 많은 기판 매수에 증착하기 위해, 증발 재료를 보유 지지하는, 아래로 갈수록 퍼지는 시험관 형상의 K 셀은, 최대로는 개구부 직경 300mm 정도, 높이가 500mm 정도이다. 그리고, 대표적으로는 개구부 직경 100mm 정도, 높이가 200mm 정도인 것을 사용하고 있다.

이렇게 개구부 직경에 비하여 높이가 높은 K 셀을 사용하면, 개구부 직경과 높이의 비가 동일한 정도의 통상의 도가니를 사용한 경우와 비교하여, 개구부로부터 방사되는 증발 재료의 방사 패턴이 상이하다. 즉, 개구부 직경과 높이가 거의 동일한 정도의 종래의 도가니를 사용한 경우에는, 액면 깊이가 다소 변화해도 방사 패턴은 거의 동일하다. 이에 반하여, K 셀을 사용한 경우에는, 강한 상관이 있는 것이, 본 발명자들에 의해 판명되었다.

도 12에 액면 깊이 h와 방사 패턴(53 내지 55)의 관계의 일례를 나타낸다. K 셀(14)의 개구면(551)과 K 셀(14)의 중심축(52)의 교점을 원점 O으로 한다. 방사 강도 Am은 축 대칭 분포로 된다. 그리고, 중심축(52)으로부터 어긋남에 따라 그 방사 강도 Am의 크기가 작아지고, 또한, K 셀(14) 내의 증발 재료(Al 재료)(13)의 개구면(551)부터 액면(15)까지의 깊이(높이) h에 의존하여 분포 각도 범위가 좁아진다. 중심축(52)으로부터의 기울기각을 θ로 하면, 그 기울기 θ에서의 방사 강도 Am은, 액면(15)으로부터의 깊이 h1, h2, h3에 있어서, 각각

Am=A0COSn1θ(도 12의 (a)의 경우)

=A0COSn2θ(도 12의 (b)의 경우)

=A0COSn3θ(도 12의 (c)의 경우)로 된다. 여기서, n1<n2<n3이다.

이러한 방사 분포(53 내지 55)를 갖는 증발 재료(13)를 사용하여, 예를 들어 도 12의 (b)와 같이 2개의 막 두께 모니터(71, 72)를 중심축(52)과 이루는 각 θ를 변경해 배치한다. 즉, 증발원(31)의 노즐의 중심축(52)에 대하여, 상이한 각도로 설치되어 있다. 막 두께 모니터(71)에는 막 두께계(441)가, 막 두께 모니터(72)에는 막 두께계(442)가 각각 설치되어 있다. 이때, 액면 깊이 h가 h=h2이면, 막 두께계(441)가 검출하는 수정 진동자의 신호 강도는,

M1=A·COSn2θ1이다. 마찬가지로 막 두께계(442)가 검출하는 수정 진동자의 신호 강도는,

M2=A·COSn2θ2이다. 이것으로부터, M1과 M2의 비는,

M1/M2=(COSθ1/COSθ2)n2=kn2(k은 상수)로 되고, 액면(15)까지의 깊이 h에 따라 변화하는 멱승수 n의 함수로 된다. 따라서, M1, M2를 측정하거나, 혹은 M1/M2를 구하면, 증발 재료(13)의 K 셀(14) 내의 잔량이 구해진다. 또한, 실측 결과로부터 M1/M2가 액면 깊이 h에 비례하는 것이 알려져 있다.

K 셀(14) 내의 잔량을 알면, 필요에 따라 K 셀(14)에 증발 재료(13)를 공급함으로써, 장시간 혹은 다량의 기판(5)에의 알루미늄 전극층의 형성이 가능하게 되어, 사실상 K 셀(14)의 내용(耐用) 시간까지 알루미늄 전극층의 증착막 형성이 가능하게 된다. 또는, 액면(15)을 감시하여, 액면(15)이 일정하게 유지되도록 알루미늄의 샷(입상)이나 펠릿재를 K 셀(14)에 공급하여, 증발 재료(13)의 방사 강도를 일정하게 유지하는 것도 가능하게 된다.

도 13에 막 두께 모니터(7)의 다른 예를 분해 사시도로 나타낸다. 상기 실시예에서는 막 두께 모니터(7)의 원통면부에 막 두께계(44a1 내지 44e1)를 배치하고 있었지만, 본 실시예에서는 원판에 막 두께계(44)를 배치하고 있다. 도 13의 (a)는, 막 두께 모니터(7)가 1개의 막 두께계(44)를 구비하는 경우이며, 도 13의 (b)는 막 두께 모니터(7)가 2개의 막 두께계(44)를 구비하는 경우이다.

어느 경우든, 막 두께계(44)의 수에 따른 애퍼쳐(45)가 형성된 애퍼쳐 부재(4100)에, 통 형상 부재(42)가 설치되어 있다. 애퍼쳐(45)는 원판 형상의 애퍼쳐 부재(4100)의 외주에 가까운 부분에 형성된다. 이 애퍼쳐(45)에 수직으로 1개의 통 형상 부재(42)를 설치한다. 막 두께 모니터(7)가 복수개의 막 두께계(44)를 갖는 경우에는, 나머지의 통 형상 부재(42)는, 애퍼쳐 부재(4100)에 대하여 기울어 설치된다. 기울어 설치된 통 형상 부재(42)의 개구단부의 전방면에는, 셔터(43)가 개구단부를 개폐 가능하게 설치된다.

애퍼쳐 부재(4100)의 배면측에는 원판 형상의 베이스 플레이트(46)가 배치되어 있고, 이 베이스 플레이트(46)의 외주부 가까이에는, 복수개의 수정 진동자를 구비한 센서(47)가 설치되어 있다. 애퍼쳐 부재(4100)와 베이스 플레이트(46)는 동심으로 형성되어 있고, 서로 상대 위치는 가변이다. 즉, 애퍼쳐 부재(4100)에 대하여, 베이스 플레이트(46)가 회전 가능하게 되어 있다. 센서(47)의 위치는, 애퍼쳐 부재(4100)에 대하여 베이스 플레이트(46)를 회전시켰을 때에, 애퍼쳐 부재(4100)에 형성한 애퍼쳐(45)의 위치와 겹치는 위치로 한다.

본 실시예에 의하면, 도 13의 (a)에 도시한 막 두께 모니터(7)와 도 13의 (b)에 도시한 막 두께 모니터(7)를 조합하거나 또는 도 13의 (b)에 도시한 막 두께 모니터(7)를 복수 사용함으로써, 기판면에 증착되는 증착막 두께의 계측과, K 셀의 액면 높이의 계측을 병행하여 실시할 수 있다.

즉, 기판면의 증착막 두께의 계측에서는, 애퍼쳐 부재(4100)에 수직으로 설치한 통 형상 부재(42)를 경유하여 증착한 증착막의 두께를 센서(47)로 계측하면 되고, 액면 깊이를 계측하는 경우에는, 애퍼쳐 부재(4100)에 수직으로 설치한 통 형상 부재(42)에 대응하는 센서(47)의 신호 강도와, 애퍼쳐 부재(4100)에 비스듬히 설치한 통 형상 부재(42)에 대응하는 센서(47)의 신호 강도와의 비를 구하면 된다. 또한, 비스듬히 설치한 통 형상 부재(42)에 대응하는 센서(47)의 신호 강도를 구할 때만, 통 형상 부재 앞에 배치한 셔터(43)를 개방한다. 이에 의해, 센서(47)에 퇴적되는 증착막의 양을 가능한 한 저감하고 있다. 이 이유는, 베이스 플레이트(46)를 회전시켜, 액면 계측에만 사용한 센서(47)를 애퍼쳐 부재(4100)에 수직한 통 형상 부재(42)에 대응하는 위치에 위치 결정하고, 막 두께 측정용의 센서(47)에 이용할 수 있도록 하기 위해서이다.

본 실시예에 의하면, 1개의 막 두께 모니터(7)에 복수의 센서(47)를 배치함으로써, 센서(47)에 퇴적한 증착막이 두꺼워져 센서(47)의 출력 정밀도가 저하된 경우라도, 다른 센서(47)로 막 두께 측정을 계속하는 것이 가능하게 된다. 다수의 기판을 동일 뱃치로 증착하는 경우에 유효하다.

도 14에, 막 두께 모니터(7)의 배치예를 도시한다. 도 14의 (a)는, 상하 방향으로 배치한 증발원(31a 내지 31e)의 배열축에 대하여, 좌측 전방에 각 막 두께 모니터(7a 내지 7e)를 배치한 예이다. 도시하지 않은 기판(1)은, 도면에서 상측 방향으로 배치된다. 따라서, 각 증발원(31a 내지 31e)으로부터는, 상방을 향하여 증발 물질이 방사된다. 도 14의 (b)는, 상하로 배치한 증발원(31a 내지 31e)을, 증발원(31a 내지 31e)의 위치마다 변경한 예이며, 본 예에서는 서로 지그재그 배치로 하고 있다. 어느 경우든, 기판(1)에의 증착에 영향이 없는 장소이며, 게다가 액면 깊이 h가 증대해도 소정량의 증착이 이루어지는 범위에 배치한다.

상기 각 실시예에 의하면, K 셀(14) 내의 알루미늄 재료의 용융 액면을 정확하게 파악할 수 있으므로, 기판에 소정 막 두께까지 균일한 막을 형성할 수 있다. 또한, 도시하지 않은 증발 재료 공급 기구를 부설함으로써, 동일 뱃치로 복수의 기판에의 전극층의 형성이 가능하게 되어, K 셀의 내용 한도 또는 막 두께계의 사용 한도까지 연속적으로 증착 처리가 가능하게 된다. 이에 의해, 유기 EL 소자의 제조 시간 및 제조 비용을 저감할 수 있다.

상기 각 실시예에 있어서는, 액면 측정에 막 두께 측정용의 막 두께계와 액면 측정 전용 막 두께계를 조합하여 사용하고 있지만, 막 두께 측정에 사용하는 막 두께계의 통 형상 부재의 측면부에 셔터를 구비한 개구부를 형성하고, 인접하는 2개의 막 두께 측정용의 막 두께계를 사용하여, 한쪽 막 두께계의 셔터를 액면 측정 시만 개방하여 측정하도록 해도 좋다. 이 경우, 막 두께계의 개수를 저감할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서는, 증발 재료를 알루미늄 재료로 하고 있지만, 증발 재료는 이것에 한정하는 것은 아니고, 각종 재료에 적용할 수 있다. 물론, 증발원의 개수도 5개에 한정하는 것은 아니며, 기판의 크기에 따라 증감하면 된다. 또한, 상기 실시예에서는 기판의 배치를 세로 방향으로 하고 있지만, 수평 방향이어도 본 발명은 적용할 수 있다. 그 경우, 기판 하면측에 복수의 도가니를 배치하고, 상방을 향하여 증발 재료를 증발시키도록 한다. 증발 재료의 공급은, 기판을 증발실로부터 교체할 때에, 도가니의 상방으로부터 알루미늄 샷재 또는 펠릿재를 투입하도록 한다. 또한, 상기 실시예에서는 K 셀의 도가니를 사용하고 있지만, 도가니는 K 셀에 한정하는 것은 아니며, 다른 도가니에서도 마찬가지의 결과가 얻어진다. 단, 개구 직경에 비해 깊이가 깊은 도가니를 사용한 경우에, 그 효과는 현저해진다.

실시예 9에 의하면, 진공 증착에서 사용하는 막 두께계를 상이한 2개소에 배치하고, 그 막 두께계가 검출한 막 두께 변화 강도의 비로부터 증발원 내의 증발원인 알루미늄의 액면 높이를 검출하므로, 이 액면 높이에 따라 알루미늄을 연속적으로 안정되게 공급할 수 있다. 또한, 액면을 일정 또는 소정 높이로 제어할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 증발원을 사용하여 알루미늄 증착할 때에 알루미늄의 액면을 간단한 방법에 의해 검출하므로, 이 검출한 액면에 기초하여 알루미늄의 증발량을 제어 가능하다.

1-1, 1-2: 기판
2: 증기
3-1: 증발원
3-2: 증발원 열
3-3, 3-4: 증발원 열
5: (진공)증착실
7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, 7a 내지 7e, 71, 72: 막 두께 모니터
8: 막 두께 제어계
9: 증발원 전원
10: 제어용 퍼스널 컴퓨터
11: 히터
13: 증발 재료
14: 크누센 셀(K 셀)
40: 증착 재료
41: 애퍼쳐
42: 통
50: 밸브
51: 냉각 기구
60: 백업 전원

Claims

일부가 증기를 방출하기 위하여 개구되고, 각각의 장축이 수평 방향에 대하여 소정의 각도로 동일한 방향으로 기울어 있는, 복수의 세로 방향으로 나란히 배열된 증발원에 의해 구성되는 증발원 열과,
상기 증발원 각각에 대응하여, 상기 증발원과 같은 수로 설치되고, 상기 증발원 각각으로부터의 증착 재료의 막 두께를 계측하는 복수의 막 두께 모니터를 구비한 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
제1항에 있어서, 상기 증발원 열은, 세로로 배치된 기판에 대하여 상대적으로 좌우 방향으로 1축 이동하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증발원의 도가니 구조는, 출구가 가로 방향을 향하고 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치.
기판을 세로로 배치하는 기판 설치 기구와, 증발원 열을 갖는 진공 증착 장치로서,
상기 증발원 열은, 일부가 증기를 방출하기 위하여 개구되고, 각각의 장축이 수평 방향에 대하여 소정의 각도로 동일한 방향으로 기울어 있는, 복수의 세로 방향으로 나란히 배열된 증발원에 의해 구성되고,
상기 진공 증착 장치는, 상기 증발원 각각에 대응하여 상기 증발원과 같은 수로 설치되고, 상기 증발원 각각으로부터의 증착 재료의 막 두께를 계측하는 복수의 막 두께 모니터와,
상기 복수의 막 두께 모니터가 계측한 막 두께에 기초하여 제어 신호를 출력하는 막 두께 제어계와,
상기 제어 신호에 기초하여 상기 복수의 증발원을 제어하는 증발원 전원을 더 구비한 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제4항에 있어서, 백업 전원을 더 설치하고, 상기 백업 전원은, 정전 시에 상기 막 두께 제어계 및 상기 증발원 전원에 전원을 공급하여, 정전 시에도 일정 시간 도가니의 온도 제어를 가능하게 한 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 막 두께 모니터는, 애퍼쳐를 갖는 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제6항에 있어서, 상기 막 두께 모니터는, 상기 애퍼쳐가 통 형상의 애퍼쳐인 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제6항에 있어서, 상기 애퍼쳐는, 내경이 φ4 내지 6mm인 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 증착 재료를 비스듬히 상부 방향으로부터 상기 증발원에 투입하기 위한 재료 공급기를 갖고, 상기 재료 공급기는, 투입구에 냉각 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
제6항에 있어서, 상기 증착 재료를 비스듬히 상부 방향으로부터 상기 증발원에 투입하기 위한 재료 공급기를 갖고, 상기 재료 공급기는, 투입구에 냉각 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 진공 증착 장치.
박막 트랜지스터, 유기 EL층 및 상기 유기 EL층을 사이에 둔 전극층이 형성된 TFT 기판을 밀봉 기판에 의해 밀봉한 유기 EL 표시 장치의 제조 방법으로서,
박막 트랜지스터가 형성된 TFT 기판을 진공 증착 장치의 증착실 내에 세로로 배치하고,
상기 TFT 기판에 대향하여, 상기 유기 EL층 또는 전극층을 성막하기 위한 증착 재료를 수용한 증발원을 복수 세로 방향으로 배치한 증발원 열을 배설하고,
상기 증발원의 장축은, 수평 방향에 대하여 소정의 각도 기울어 배치되고,
상기 증발원의 도가니를 가열함으로써, 상기 증착 재료를 증발시키고,
상기 증발원 열을 상기 세로 방향 및 상기 수평 방향과 직각 방향으로 이동 시킴으로써, 상기 TFT 기판에 상기 증착 재료를 증착함으로써, 상기 유기 EL층을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
제11항에 있어서, 상기 증착실 내에, 상기 증발원 각각에 증착 재료를 공급하기 위한 재료 공급기를 구비하고, 상기 재료 공급기는, 상기 증착 재료의 투입구를 냉각하여, 상기 증착 재료의 막힘을 방지하고, 상기 증착실의 진공 상태를 유지한 채, 상기 증발원의 비스듬한 상부 방향으로부터, 상기 증착 재료를 공급하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 표시 장치의 제조 방법.
증발원으로부터 이격하여 배치된 기판에, 상기 증발원 내에 수용된 증발 재료를 증발시켜 성막하는 증착 장치에 있어서,
상기 증발원으로부터 증발하는 증발 재료의 성막량을 측정하는 막 두께계를 1개의 증발원에 대하여 복수 설치하고, 이 복수의 막 두께계 중 적어도 2개의 막 두께계의 성막량의 비에 기초하여 상기 증발원 내의 증발 재료의 양을 산출하는 증발 재료량 산출 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항에 있어서, 상기 증발원은 복수 구비되어 있고, 상기 적어도 2개의 막 두께계 중 1개의 막 두께계는, 인접하는 증발원으로부터 증발하는 증발 재료의 증착막 두께를 측정하는 막 두께계와 겸용되는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 증발원은 증발 재료를 분출하는 노즐을 구비하고, 또한 상기 적어도 2개의 막 두께계는, 증발원 내의 증발 재료의 양을 산출하려고 하는 증발원의 상기 노즐의 중심축에 대하여, 상이한 각도로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 막 두께계는, 성막량을 측정하는 증발 재료를 도입하기 위한 적어도 2개의 개구부를 구비하고, 상기 개구부 중 적어도 1개에, 성막량을 측정하는 증발 재료가 상기 개구부를 통하여 막 두께계에 들어가지 않도록 하는 셔터 기구를 구비한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제16항에 있어서, 상기 적어도 2개의 개구부에는, 통 형상 부재로 구성되고, 성막량을 측정하는 증발 재료가 상기 개구부에 들어가는 양을 제한하는 애퍼쳐를 구비한 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 증발원은, 적어도 그 일부가 열분해성 질화붕소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 증발 재료가 알루미늄 재료인 것을 특징으로 하는 증착 장치.
제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 기판은 유기 EL층을 포함하는 층을 성막하는 기판인 것을 특징으로 하는 증착 장치.