KR20160041976A - 증착 장치 및 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법 - Google Patents

증착 장치 및 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법 Download PDF

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가쯔히로 기꾸찌
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마사히로 이찌하라
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Abstract

본 발명은, 증착류의 산란에 기초하는 이상 성막의 발생을 방지할 수 있는 증착 장치 및 상기 증착 장치에 의해 박막 패턴이 형성되는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법을 제공한다. 본 발명은, 증착 입자를 사출하는 노즐을 갖는 증착원과, 상기 노즐의 전방에 개구부를 갖는 제1 제한판 및 상기 제1 제한판의 개구부 내에 배치된 복수의 제2 제한판을 갖는 일체화 제한판과, 복수의 슬릿을 갖는 마스크를 구비하는 증착 장치, 및 상기 증착 장치를 사용하여 박막의 패턴을 형성하는 증착 공정을 포함하는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법.

Description

증착 장치 및 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법{VAPOR DEPOSITION DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT}
본 발명은, 증착 장치 및 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 증착류의 경로를 규정하는 제한판을 구비하는 증착 장치 및 상기 증착 장치에 의해 박막 패턴이 형성되는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
증착 장치는, 진공 중에서 금속, 비금속 등의 물질을 가열하여 증발 또는 승화시키고, 그 증기를 기판상에 응축시켜 박막을 형성하는 장치이며, 여러 분야에서 사용되고 있다.
예를 들어, 풀 컬러 표시의 유기 일렉트로 루미네센스(EL) 표시 장치는, 일반적으로, 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 3색의 유기 EL 발광층을 구비하고, 이들을 선택적으로 원하는 휘도로 발광시킴으로써 화상 표시를 행하는데, 유기 EL 발광층의 패턴 형성을 행하는 수단의 하나로서, 증착 장치를 들 수 있다.
최근에는, 기판보다도 소형의 증착 마스크를 사용하여, 기판을 증착 마스크 및 증착원에 대해 상대적으로 이동시키면서 증착을 행함으로써, 증착 마스크보다 대형의 기판상에 유기 EL 발광층을 형성하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조).
국제 공개 제2011/034011호 일본 특허 공개 제2010-270396호 공보
도 23은, 종래의 스캔 증착식의 증착 장치를 나타낸 단면 모식도이다. 스캔 증착이란, 기판 또는 마스크를 이동(주사)시키면서 기판상에 증착막을 성막하는 방법이다. 도 23에서는, 피성막 기판(이하, 단순히 기판이라고도 함.)(115) 또는 증착 마스크(이하, 단순히 마스크라고도 함.)(114)는 지면에 대해 직교하는 방향으로 이동하는 경우를 나타내고 있다. 스캔 증착법에서는, 예를 들어 도 23에 나타내는 바와 같이, 증착원(111)의 노즐(112)의 상방에, 제한판(113), 마스크(114) 및 기판(115)이 이 순서로 배치된다. 그리고, 노즐(112)의 정면에 제한판(113)의 개구가 위치하도록 각 부재의 위치 조정이 이루어진다. 제한판(113)은, 서로 인접하는 노즐(112)로부터 사출된 증착 입자끼리가 혼합되는 것을 방지하기 위한 것이다. 노즐(112)로부터 사출된 증착 입자는, 증착류(도 23 중의 점선)로서 제한판(113)의 개구 및 마스크(114)의 슬릿을 통과하여, 기판(115)상의 소정의 위치에 부착된다. 제한판(113)의 개구의 위치 및 마스크(114)의 슬릿의 위치를 조정함으로써, 증착막(116)을 정확한 위치에 성막할 수 있다.
증착류는, 통상, 직선적으로 진행한다. 그러나 실제로는, 도 23에 나타내는 바와 같이 증착류에 산란이 발생하는 경우가 있다. 본 발명자들이 검토를 행한 바로는, 증착류에 산란이 발생하는 원인의 하나는, 제한판(113)으로 둘러싸인 공간 내에서의 증착 밀도의 상승이다. 특히, 프로세스상, 고(高)레이트로 하거나, 또는, 노즐(112)끼리의 간격이 좁게 배치될 때에는, 증착 밀도가 높아지기 쉬워진다. 증착 밀도가 높아지면, 증착 입자끼리가 충돌하기 쉬워져, 산란이 일어난다. 증착류에 산란이 발생하면, 그 산란의 정도에 따라서는, 원하는 방향과 다른 각도로 진행 방향을 갖는 증착류 성분(이하, 이것을 이상 증착류 성분이라고도 함.)이 나타나고, 그것이 마스크(114)의 슬릿을 통과하면, 기판(115)상의 원하는 곳 이외의 장소에 미소막(117)이 성막되는 경우가 있다(이하, 이 현상을 이상 성막이라고도 함).
그리고, 이와 같이 이상 성막이 일어나면, 예를 들어 유기 EL 표시 장치의 경우에는, 적(R), 녹(G) 및 청(B)의 3색의 발광층으로부터 각각 발해진 광이 혼색되어 이상 발광을 야기시켜, 표시 품위를 손상시킬 가능성이 있다.
본 발명은, 상기 현 상황에 비추어 이루어진 것이며, 증착류의 산란에 기초하는 이상 성막의 발생을 방지하는 것이 가능한 증착 장치 및 상기 증착 장치에 의해 박막 패턴이 형성되는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 일 형태는, 증착 입자를 사출하는 노즐을 갖는 증착원과, 상기 노즐의 전방에 개구부를 갖는 제1 제한판 및 상기 제1 제한판의 개구부 내에 배치된 복수의 제2 제한판을 갖는 일체화 제한판과, 복수의 슬릿을 갖는 마스크를 구비하는 증착 장치이다.
또한, 본 발명의 다른 일 형태는, 증착 입자를 사출하는 노즐을 갖는 증착원과, 상기 노즐의 전방에 개구부를 갖는 제1 제한판 및 상기 제1 제한판의 개구부 내에 배치된 복수의 제2 제한판을 갖는 일체화 제한판과, 복수의 슬릿을 갖는 마스크를 구비하는 증착 장치를 사용하여 박막의 패턴을 형성하는 증착 공정을 포함하는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법이다.
본 발명의 증착 장치에 따르면, 증착류의 산란에 기초하는 이상 성막의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 제조 방법에 따르면, 이상 성막이 적은 고정밀의 유기 EL 소자를 제작할 수 있다.
도 1은 실시 형태 1의 증착 장치를 사용하여 피성막 기판에 대해 스캔 증착을 행하는 모습을 나타내는 사시 모식도이다.
도 2는 실시 형태 1의 증착 장치에 있어서의 증착원, 일체화 제한판, 마스크 및 기판의 움직임을 제어하는 주사 유닛의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 3은 실시 형태 1의 증착 장치의 단면 모식도이다.
도 4는 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5는 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 6은 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서, 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부 부근의 모식도이며, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 출구 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다.
도 8은 실시 형태 1에 있어서, 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부 부근의 모식도이며, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 중앙 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다.
도 9는 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부의 모식도이며, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 출구 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다.
도 10은 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부의 모식도이며, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 중앙 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다.
도 11은 도 7에서 나타낸 예에 비해, 미소 제한판을 보다 길게 설계한 경우를 나타내는 모식도이다.
도 12는 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 개념도이다.
도 13은 실시 형태 1의 증착 장치를 주사하여 피성막 기판에 성막이 이루어지는 모습을 상방으로부터 보았을 때를 나타낸 모식도이다.
도 14는 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 15는 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 16은 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 17은 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 18은 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 개념도이다.
도 19는 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 20은 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 21은 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 22는 실시 형태 3의 증착 장치의 단면 모식도이다.
도 23은 종래의 스캔 증착식의 증착 장치를 나타낸 단면 모식도이다.
이하에 실시 형태를 예로 들어, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시 형태만으로 한정되는 것은 아니다.
하기 실시 형태의 증착 장치에 의해 제작되는 기기의 예로서는, 유기 EL 디스플레이, 유기 EL 조명 등, 유기 EL 소자를 구비하는 것, 및 복수의 화소를 구비하는 표시 장치를 들 수 있다. 그 중에서도, 하기 실시 형태의 증착 장치는, 화소의 정밀도가 요구되는 유기 EL 소자 기판 및 컬러 필터 기판의 제작에 적절하게 사용된다.
실시 형태1
도 1은, 실시 형태 1의 증착 장치를 사용하여 피성막 기판에 대해 스캔 증착을 행하는 모습을 나타내는 사시 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1의 증착 장치 내에서는, 기판(15)을 향해 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)가 이 순서로 배치된다. 기판(15)은, 정전척(기판 홀더)(18)에 의해 고정되어 있고, XYZ 축 방향으로 슬라이드하는 것이 가능하도록 되어 있다.
증착원(11)과 일체화 제한판(13) 사이 및 일체화 제한판(13)과 마스크(14) 사이에는 공간이 형성되어 있다. 마스크(14)에는 복수의 슬릿이 형성되어 있고, 일체화 제한판(13)에는 복수의 개구부가 형성되어 있다. 마스크(14)의 슬릿의 길이 방향과, 일체화 제한판(13)의 개구부의 길이 방향은 일치되어 있다.
증착원(11)에는 복수의 노즐(12)이 좌우에 주기적으로 설치되어 있다. 각 노즐(12)로부터 일체화 제한판(13)의 개구부를 향해 증착 입자가 사출되고, 증착류(도 1 중의 편화살표)로 되어 일체화 제한판(13)의 개구부 및 마스크(14)의 슬릿을 빠져 나가, 기판(15)에 도달한다.
유기 EL 소자를 제작하는 것이면, 유기 재료 및 무기 재료가 용도에 따라 증착 입자로서 사용될 수 있다. 유기 재료는, 예를 들어, 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 주입층 및 전자 수송층에 사용되고, 무기 재료는, 예를 들어, 양극 및 음극에 사용된다.
도 1에 나타내는 예에서는, 기판(15)은, 마스크(14)의 슬릿의 길이 방향과 동일한 방향(도 1 중의 양쪽 화살표), 즉, Y축 방향으로 주사되고 있지만, 반드시 이 방향으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 1에 나타내는 예에서는, 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)가 고정되고, 기판(15)이 이동하고 있지만, 기판(15)이 고정되고, 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)가 상대적으로 이동해도 된다. 또한, 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)는, 일체로 되어 움직임이 제어되어도 되고, 개별로 움직임이 제어되어도 된다. 이들의 일부 또는 전체는, 모터 등의 발동기와 연결되어 있고, 별도로 설치한 구동 회로에 의한 제어에 의해, 이들의 XYZ 축 방향의 움직임이 실현된다. 구동 회로에 의한 제어에는, 예를 들어, 얼라인먼트 마크가 참조된다. 얼라인먼트 마크는, 예를 들어, 기판(15)의 단부(4코너) 및 마스크(14)의 단부(4코너)에 형성된다.
일체화 제한판(13)은, 복수의 개구부를 갖는 제1 제한판(13a)과, 제1 제한판(13a)의 각 개구부 내에 설치된 복수의 미소 제한판(제2 제한판)(13b)으로 구성되어 있다. 제1 제한판(13a)에 의해, 인접하는 노즐(12)로부터 사출되는 각각의 증착류가 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이에 의해, 각 노즐(12)로부터 사출되어 마스크(14)에 도착할 때까지의 증착류의 대략의 방향이 규정된다. 미소 제한판(13b)은, 증착류를 보다 정밀하게 제어하기 위해 설치된 구획 부재이며, 1개당의 크기는 제1 제한판(13a)의 개구부보다도 작다.
제1 제한판(13a)의 개구부의 형상은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 직육면체를 들 수 있다. 제1 제한판(13a)의 개구부의 치수로서는, 제조되는 제품의 설계에 따라 적절히 변경되지만, 제1 제한판(13a)의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때, 즉, 증착 장치를 단면적으로 보았을 때에, 예를 들어, 세로가 10∼100㎜(도 1 중 x방향), 가로가 5∼30㎜(도 1 중 y 방향), 깊이가 50∼500㎜(도 1 중 z 방향)인 것을 들 수 있다.
일체화 제한판(13)은, 벽면에 부착된 증착 물질이 재증발하는 것을 방지하기 위해, 냉각되어 있는(구체적으로는, 20∼80℃로 설정됨) 것이 바람직하다.
도 2는, 실시 형태 1의 증착 장치에 있어서의 증착원, 일체화 제한판, 마스크 및 기판의 움직임을 제어하는 주사 유닛의 일례를 나타낸 모식도이다. 도 2에 나타내는 예에서는, 증착원(11)과, 일체화 제한판(13)과, 마스크(14)는, 말단에서 서로가 연결되어 있어, 일체적으로 움직일 수 있도록 되어 있다. 기판(15)은 정전척(18)에 의해 고정되어 있고, 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)와는 별도로 움직임이 제어된다. 증착원(11)에는 노즐(12)이 장착되어 있고, 기판(15) 및 정전척(18), 또는, 증착원(11), 일체화 제한판(13) 및 마스크(14)의 주사와 동시에, 도면 중의 화살표 방향을 향해 노즐(12)로부터 증착 입자가 사출된다. 기판(15) 및 마스크(14)의 단부에는, 각각 얼라인먼트 마크(19)가 형성되어 있고, 이에 의해, 기판(15)과 마스크(14)의 위치 조정이 이루어진다. 이상과 같은 주사 유닛에 의해 조정된 스캔 증착에 의해, 원하는 증착막(16)이 형성된다.
이와 같이, 실시 형태 1의 증착 장치는, (i) 피성막 기판을 고정하는 기판 홀더와, 상기 기판 홀더를 고정하고, 증착원, 일체화 제한판 및 마스크를 상대적으로 이동시키는 주사 유닛을 구비하고 있어도 되고, (ii) 피성막 기판을 고정하는 기판 홀더와, 증착원, 일체화 제한판 및 마스크를 고정하고, 상기 기판 홀더를 이동시키는 주사 유닛을 구비하고 있어도 된다.
또한, 실시 형태 1의 증착 장치를 사용하여 성막을 행할 때에는, 증착 공정은, (i) 피성막 기판을 보유 지지한 기판 홀더를 고정하고, 증착원, 일체화 제한판 및 마스크를 상대적으로 이동시키면서, 상기 피성막 기판상에 증착막을 형성하는 것이어도 되고, (ii) 증착원, 일체화 제한판 및 마스크를 고정하고, 피성막 기판을 보유 지지한 기판 홀더를 이동시키면서, 상기 피성막 기판상에 증착막을 형성하는 것이어도 된다.
도 3은, 실시 형태 1의 증착 장치의 단면 모식도이며, 도 3 중의 점선이 증착류의 방향을 나타내고 있다. 증착류는, 전체적으로 보면, 노즐(12)의 사출구로부터 멀어짐에 따라 등방적으로 확산을 갖도록 방사되지만, 제1 제한판(13a)에 의해, 방사 각도[노즐(12)의 사출구의 방향에 대해 이루는 각도]가 큰 성분은 차단되기 때문에, 방사 각도가 작은 성분으로 좁혀져(필터링) 이루어지게 된다. 또한, 실시 형태 1의 증착 장치에서는, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구 부근에 설치된 미소 제한판(13b)에 의해서도 증착류의 좁혀짐이 더 이루어지기 때문에, 제1 제한판(13a)에 의해 좁혀진 성분은, 방사 각도가 작은 성분으로 더 좁혀지고, 그런 후에 일체화 제한판(13)의 외부로 방출되게 된다.
이러한 2단계의 좁힘을 행함으로써, 가령 제1 제한판(13a)의 개구부 내에서 증착 입자끼리가 충돌하여, 산란이 일어났다고 해도, 산란 각도가 큰 성분은 미소 제한판(13b)에 의해 차단되기 때문에, 이상 증착류 성분이 마스크(14)의 슬릿을 통과할 가능성을 대폭으로 저감시킬 수 있다. 그리고, 그에 의해 이상 성막의 발생이 억제되기 때문에, 정확한 위치에 증착막(16)을 성막할 수 있다.
미소 제한판(13b)의 치수로서는, 제조되는 제품의 설계에 따라 적절히 변경되지만, 제1 제한판(13a)의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때, 즉, 증착 장치를 단면적으로 보았을 때에, 예를 들어, 세로가 5∼30㎜(도 1 중 x 방향), 가로가 0.5∼2㎜(도 1 중 y 방향), 깊이가 10∼50㎜(도 1 중 z 방향)인 것을 들 수 있다.
증착 입자의 충돌은, 증착 밀도가 높은 환경하에서 발생하기 쉬워진다. 증착 밀도의 상승은, 제1 제한판(13a)의 개구부 내에서 일어나기 쉽기 때문에, 미소 제한판(13b)은 제1 제한판(13a)의 개구부 내에 설치되어 있다. 바람직하게는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구와 외계의 경계면 S를 따라 복수의 미소 제한판(13b)이 나란히 배치된다. 이에 의해, 보다 제1 제한판(13a)의 개구부의 입구에 가까운 측, 즉, 보다 노즐(12)에 가까운 위치에 미소 제한판(13b)을 배치한 경우에 비해, 보다 균일한 막을 성막하는 것이 가능해진다.
미소 제한판(13b)은, 제1 제한판(13a)의 개구부의 외측이 아니라 내측에 배치되는 편이, 설계 작업의 관점에서도 유리하다. 이것은, 성막 패턴의 전체 설계는, 제1 제한판의 개구부의 설계에 의해 실현되기 때문이다. 개구부의 외측에 미소 제한판을 배치해 버리면, 전체 설계를 다시 할 필요성이 생긴다. 실시 형태 1에 의하면, 이러한 기본 설계에 손질을 가하는 일 없이, 산란의 발생 억제의 효과만을 얻는 것이 가능해진다.
실시 형태 1에 있어서 미소 제한판(13b)은, 제1 제한판(13a)과 일체화되어 있는데, 이에 의해, 각 제한판을 각각 냉각하지 않아도 된다고 하는 이점이 얻어진다. 단, 미소 제한판(13b)은, 착탈식의 것인 것이 바람직하고, 그렇게 함으로써, 부착물의 퇴적에 의한 정밀도 저하, 제1 제한판(13a)의 개구부의 폐색에 의한 증착 효율의 저하를 해소할 수 있다.
도 3에서는, 제1 제한판의 개구부 내에 설치된 미소 제한판의 위치를, 증착 장치를 단면적으로 보았을 때를 기준으로 나타냈지만, 제1 제한판(13a)의 상면 또는 하면에 대해 수직인 방향으로부터 보았을 때, 즉, 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때에는, 도 4∼도 6과 같이 된다. 즉, 도 4∼도 6은, 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 모식도이다.
도 4에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)의 지지부(13c)가, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구와 외계의 경계면에 접하도록, 또한 제1 제한판(13a)의 개구부의 내측에 위치하도록 설치되어 있다. 지지부(13c)로부터는, 노즐측을 향해 복수의 돌출부(13d)가 연신되어 있다.
도 5에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)의 지지부(13c)가, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구와 외계의 경계면에 평행하도록, 또한 제1 제한판(13a)의 개구부의 내측과 외측의 양쪽에 걸치도록, 즉, 경계면을 포함하도록 설치되어 있다. 지지부(13c)로부터는, 노즐측을 향해 복수의 돌출부(13d)가 연신되어 있다.
도 6에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)의 지지부(13c)가, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구와 외계의 경계면과는 접해 있지는 않지만, 경계면과 평행하도록, 또한 제1 제한판(13a)의 개구부의 내측에 위치하도록 설치되어 있다. 지지부(13c)로부터는, 노즐측과 외계측의 양쪽을 향해 복수의 돌출부(13d)가 연신되어 있다.
이와 같이, 미소 제한판의 형상 및 배치 장소에 대해서는 다양한 형태가 상정되지만, 예를 들어 도 4∼도 6과 같이, 미소 제한판(13b)이, 제1 제한판(13a)의 지지부(13c)가 개구부의 출구와 외계의 경계면과 평행하게 배치되고, 돌출부(13d)의 방향이 지지부(13c)에 대해 직교하는 것은, 설계가 비교적 용이하다. 그러나 한편, 제1 제한판(13a)의 돌출부(13d)가 지지부(13c)에 대해 직교하도록, 즉, 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치될 때, 이하의 과제가 발생할 수 있다.
도 7 및 도 8은, 실시 형태 1에 있어서, 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부 부근의 모식도이다. 도 7은, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 출구 부근에 배치되었을 때를 나타내고, 도 8은, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 중앙 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다. 도 7 및 도 8에 있어서의 일점 쇄선은, 증착류가 미소 제한판에 의해 차단되는 성분을 나타내고 있다.
미소 제한판(13b)은, 이상 증착류 성분의 차단에 매우 효과적이지만, 그 폐해로서, 정상적인 증착류 성분에 대해서도 일부 차단의 영향을 끼쳐 버린다. 도 7 및 도 8에 있어서의 양쪽 화살표로 나타내어지는 범위는, 각각 성막이 이루어지지 않았던 영역(이하, 비성막 영역이라고도 함.)을 나타내고 있다. 이것은, 증착 장치에 제한판을 설치하는 측면에서는 피할 수 없는 과제이다. 그리고, 이러한 정상적인 증착류 성분의 차단이 일부에서 일어났을 때, 균일하게 막이 형성되지 않는 경우가 있다.
단, 미소 제한판의 위치에 따라, 그 영향의 정도는 다르다. 예를 들어, 도 7에 나타낸 예와 같이, 미소 제한판(13b)이 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구 부근에 배치되는 경우, 즉, 제1 제한판(13a)의 개구부의 출구와 외계의 경계면 S를 따라 복수의 미소 제한판(13b)이 나란히 배치되도록 하는 경우에는, 미소 제한판(13b)이 노즐(12)의 위치로부터 가능한 가장 먼 위치에 배치되게 되어, 성막 영역과 피성막 영역 사이에서의 불균일이 발생하기 어렵다.
한편, 도 8에 나타낸 예와 같이, 미소 제한판(13b)이 제1 제한판(13a)의 개구부의 중앙 부근에 배치되는 경우에는, 미소 제한판(13b)은 노즐(12)의 위치에 보다 가까운 위치에 배치되게 되기 때문에, 도 7에 나타내는 예에 비해, 성막 영역과 비성막 영역 사이에서의 불균일이 두드러지게 된다.
즉, 도 7에 나타내는 미소 제한판(13b)의 배치 구성에 의하면, 도 8에 나타내는 미소 제한판(13b)의 배치 구성에 비해 균일한 막을 형성할 수 있다.
또한, 도 7에 나타낸 예와 도 8에 나타낸 예를 비교하면, 보다 기판에 가까운 측에 미소 제한판(13b)이 배치된 도 7에 나타내는 예의 쪽이, 증착류의 산란의 영향을 방지하는 점에서도 효과적이다.
도 9 및 도 10은, 도 7 및 도 8과 마찬가지로, 미소 제한판을 노즐의 사출구의 방향과 평행하게 배치하였을 때의 제1 제한판의 개구부의 모식도이다. 도 9는 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 출구 부근에 배치되었을 때를 나타내고, 도 10은, 미소 제한판이 제1 제한판의 개구부의 중앙 부근에 배치되었을 때를 나타내고 있다. 도 9 및 도 10에 있어서의 점선은, 증착류의 방향을 나타내고 있다.
도 9와 도 10을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 보다 기판에 가까운 측에 미소 제한판이 배치된 도 9의 예에 의하면, 제1 제한판의 개구부의 출구 부근에서 산란된 증착류에 대해서도, 차단의 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 있어서 미소 제한판(제2 제한판)은, 제1 제한판의 개구부의 중앙과 출구 사이에 배치되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는, 제1 제한판의 개구부의 출구와 외계의 경계면을 따라 복수의 미소 제한판이 나란히 배치되는 형태이다. 이에 의해, 증착 패턴의 정밀도가 증가하기 때문에, 예를 들어, 고정밀의 디스플레이를 실현하는, 수율의 향상에 의해 생산성이 높아지는 등의 이점을 얻을 수 있다.
도 11은, 도 7에 나타낸 예에 비해, 미소 제한판을 보다 길게 설계한 경우를 나타내는 모식도이다. 미소 제한판(13b)은, 긴 쪽이 보다 증착류의 산란에 의한 이상 증착 성분의 차단에는 적합하지만, 지나치게 길면 정상 증착류 성분을 차단할 확률이 높아진다. 미소 제한판의 최적의 길이는, 요구되는 설계에 따라 적절히 변경되지만, 5∼30㎜이 적합하다.
상기 비성막의 발생의 과제를 해결하는 데 있어서는, 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 미소 제한판의 배치에도 고안을 추가하는 것이 바람직하다.
도 12는, 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 개념도이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 미소 제한판(13b)은 전체적으로 보았을 때에, 제1 제한판(13a)의 개구부의 길이 방향과 같은 방향으로 신장되는 복수의 돌출부(13d)가, 행 방향으로 일정 간격을 두고 나란히 배치된 구성으로 되어 있다. 또한, 각 돌출부(13b)는, 기판 반송 방향을 따라 복수로 나뉘어 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 행 방향으로 일정한 간격으로 배치된 돌출부(13d)로 구성되는 1조의 돌출부군(13e)이 열 형상으로 배열되어 미소 제한판(13b)이 구성되어 있지만, 각 열 사이에서 돌출부군(13e)은, 행 방향으로 약간 어긋나게 배치되어 있다.
도 13은, 실시 형태 1의 증착 장치를 주사하여 피성막 기판에 성막이 이루어지는 모습을 상방으로부터 보았을 때를 나타낸 모식도이다. 도 13에서는, 일체화 제한판(13) 및 마스크의 위치가 고정되고, 기판(15)이 상측 방향으로부터 하측 방향(도면 중의 화살표 방향)으로 주사되고 있는 경우를 나타내고 있다.
도 13에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 1에 있어서의 일체화 제한판(13)에 의하면, 모든 행을 통과하였을 때에는, 기판(15)의 전체에 균일한 증착막이 성막되게 된다.
이와 같이, 실시 형태 1의 일체화 제한판에 의하면, 기판 또는 마스크를 주사하여 스캔 증착하였을 때에, 평균적으로 성막이 이루어지게 되기 때문에, 상기 비성막 영역의 발생의 과제를 최소한으로 억제할 수 있다.
도 12에서 나타낸 예는, 실시 형태 1에 있어서의 미소 제한판의 위치를 개념적으로 나타낸 것이지만, 구체적으로는, 이하와 같은 구조에 의해 실현된다. 도 14∼도 17은, 실시 형태 1의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 모식도이다.
도 14에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 전체적으로 선반 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 미소 제한판(13b)이 하단으로부터 상단을 향해 지지부(빔)(13c)와 돌출부(구획)(13d)가 교대로 적층된 구성으로 되어 있다.
도 15에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 전체적으로 선반 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 제1 제한판(13a)의 개구부 중앙 부근에 위치하는 사다리 형상의 부위, 최상단에 있는 지지부(13c) 및 최하단에 있는 지지부(13c)를 기점으로 하여, 상측 방향 또는 하측 방향으로 돌출부(13d)가 신장된 구성으로 되어 있다.
도 16에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 최상단에 있는 지지부(13c) 및 최하단에 있는 지지부(13c)를 기점으로 하여, 상측 방향 또는 하측 방향으로 지그재그 형상의 돌출부(13d)가 신장된 구성으로 되어 있다.
도 17에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 돌출부(13d)의 양면으로부터 각각 상측 방향 또는 하측 방향으로 돌출부(13d)가 신장된 구성을 1조로 하는 복수의 조로 구성되어 있다.
또한, 도 13∼도 17에서는, 5조(5행)의 돌출부군에 의해, 하나의 개구부가 차지된 형태가 도시되어 있지만, 실시 형태 1에 있어서 돌출부군의 행 수는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 5조(5행)의 돌출부군을 1 주기(1 사이클)로 하고, 그것이 수 사이클 배치된 형태여도 된다.
이하에 나타내는 실시 형태 2의 증착 장치도 또한, 상기 비성막 영역의 발생의 과제를 해결하기 위해 적합한 형태의 하나이다.
실시 형태2
도 18은, 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 개념도이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 미소 제한판(13b)의 방향은, 제1 제한판(13a)의 개구부의 길이 방향에 대해 각도를 이루도록(구체적으로는, 20∼50°의 각도를 이루도록) 배치되어 있다. 부언하면, 미소 제한판(13b)의 방향은, 기판의 주사 방향 및 마스크의 슬릿의 길이 방향과도 각도를 이루도록 배치되어 있다. 실시 형태 2의 증착 장치는, 상방으로부터 보았을 때의 미소 제한판의 기울기가 다른 점 이외에는, 실시 형태 1의 증착 장치와 마찬가지이다.
도 18에 나타내는 바와 같이, 실시 형태 2에 있어서의 미소 제한판은, 전체적으로 보았을 때에, 제1 제한판의 개구부의 길이 방향에 대해 각도를 이루는 방향으로 복수의 돌출부가 신장되어 있고, 또한 상기 복수의 돌기부가, 행 방향으로도 열 방향으로도 일정 간격을 두고 매트릭스 형상으로 배치된 구성으로 되어 있다. 보다 구체적으로는, 행 방향으로 일정한 간격으로 배치된 돌출부(13d)로 구성되는 1조의 돌출부군(13e)이, 2행 1조를 1세트로서 열 형상으로 배치되어 있고, 각 돌출부군(13e)은, 열 사이에서 반주기분, 행 방향으로 어긋나게 배치되어 있다. 바꾸어 말하면, 미소 제한판은, 돌출부군(13e)이 열 방향으로 주기적으로(도면 중의 예에서는, 2행 3 사이클로) 배열되는 것에 의해 구성되어 있다. 실시 형태 2에 있어서 돌출부군(13e)의 주기 단위 및 그 사이클 수는 한정되지 않지만, 도 18에 나타내는 바와 같이, 하나의 주기 단위가 2행으로 구성되는 것이, 효율면에서는 바람직하다.
도 18에 나타내는 일체화 제한판(13)에 의하면, 기판 또는 마스크를 주사하여 스캔 증착하였을 때에, 평균적으로 성막이 이루어지게 된다.
도 18에 나타내는 일체화 제한판은, 구체적으로는, 이하와 같은 구조에 의해 실현된다. 도 19∼도 21은, 실시 형태 2의 증착 장치를 상방으로부터 보았을 때의 일체화 제한판의 모식도이다.
도 19에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 전체적으로 선반 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 미소 제한판(13b)이 하단으로부터 상단을 향해 지지부(13c)와 돌출부(13d)가 교대로 적층된 구성으로 되어 있다.
도 20에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 전체적으로 선반 형상으로 되어 있다. 구체적으로는, 제1 제한판(13a)의 개구부 중앙 부근에 위치하는 사다리 형상의 부위, 최상단에 있는 지지부(13c) 및 최하단에 있는 지지부(13c)를 기점으로 하여, 상측 방향 또는 하측 방향으로 돌출부(13d)가 신장된 구성으로 되어 있다.
도 21에 나타내는 예에서는, 미소 제한판(13b)이, 돌출부(13d)의 양면으로부터 각각 상측 방향 또는 하측 방향으로 돌출부(13d)가 신장된 구성을 1조로 하는 복수의 조로 구성되어 있다.
이하에 나타내는 실시 형태 3의 증착 장치도 또한, 상기 비성막 영역의 발생의 과제를 해결하기 위해 적합한 형태의 하나이다.
실시 형태3
도 22는, 실시 형태 3의 증착 장치의 단면 모식도이며, 도 22 중의 점선이 증착류의 방향을 나타내고 있다. 실시 형태 3의 증착 장치는, 제1 제한판의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때, 즉, 증착 장치를 단면적으로 보았을 때의 미소 제한판의 기울기가 상이한 점 이외에는, 실시 형태 1의 증착 장치와 마찬가지이다.
증착류는, 전체적으로 보면, 노즐(12)의 사출구로부터 멀어짐에 따라 등방적으로 확산을 갖도록 방사되므로, 미소 제한판(13b)의 방향이 증착류의 방사 각도를 따르도록 노즐의 사출구의 방향에 대해 각도를 이루고 있으면(구체적으로는, 노즐의 사출구를 향해 배치되어 있음), 정상적인 증착류 성분이 차단되기 어려워진다. 따라서, 도 22에 나타내는 예에 의하면, 정상적인 증착류 성분의 차단을 저감시킬 수 있어, 균일하게 증착막을 성막하는 것이 가능해진다.
11, 111 : 증착원
12, 112 : 노즐
13 : 일체화 제한판
13a : 제1 제한판
13b : 미소 제한판(제2 제한판)
13c : 지지부
13d : 돌출부
13e : 돌출부군
14, 114 : 마스크(증착 마스크)
15, 115 : 기판(피성막 기판)
16, 116 : 증착막
18 : 정전척
19 : 얼라인먼트 마크
113 : 제한판
117 : 미소막

Claims (10)

  1. 증착 입자를 사출하는 노즐을 갖는 증착원과,
    상기 노즐의 전방에 개구부를 갖는 제1 제한판 및 상기 제1 제한판의 개구부 내에 배치된 복수의 제2 제한판을 갖는 일체화 제한판과,
    복수의 슬릿을 갖는 마스크
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 제한판은, 상기 제1 제한판의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 제한판의 개구부의 중앙과 출구의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 제한판은, 상기 제1 제한판의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때에, 제1 제한판의 개구부의 출구와 외계의 경계면을 따라 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 제한판은, 상기 제1 제한판의 상면 또는 하면에 대해 수직인 방향으로부터 보았을 때에, 상기 제1 제한판의 개구부의 길이 방향과 각도를 이루도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 제한판은, 상기 제1 제한판의 상면 또는 하면에 대해 수평한 방향으로부터 보았을 때에, 상기 노즐의 사출구의 방향에 대해 각도를 이루고 있는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 피성막 기판을 고정하는 기판 홀더와,
    상기 기판 홀더를 고정하고, 상기 증착원, 상기 일체화 제한판 및 상기 마스크를 상대적으로 이동시키는 주사 유닛
    을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 피성막 기판을 고정하는 기판 홀더와,
    상기 증착원, 상기 일체화 제한판 및 상기 마스크를 고정하고, 상기 기판 홀더를 이동시키는 주사 유닛
    을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
  8. 증착 입자를 사출하는 노즐을 갖는 증착원과, 상기 노즐의 전방에 개구부를 갖는 제1 제한판 및 상기 제1 제한판의 개구부 내에 배치된 복수의 제2 제한판을 갖는 일체화 제한판과, 복수의 슬릿을 갖는 마스크를 구비하는 증착 장치를 사용하여 박막의 패턴을 형성하는 증착 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 증착 공정은, 피성막 기판을 보유 지지한 기판 홀더를 고정하고, 상기 증착원, 상기 일체화 제한판 및 상기 마스크를 상대적으로 이동시키면서, 상기 피성막 기판상에 증착막을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 증착 공정은, 상기 증착원, 상기 일체화 제한판 및 상기 마스크를 고정하고, 피성막 기판을 보유 지지한 기판 홀더를 이동시키면서, 상기 피성막 기판상에 증착막을 형성하는 공정인 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네센스 소자의 제조 방법.
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