KR20190015993A - 증발원 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
[과제] 돌비의 발생을 억제하여 양호한 증착이 가능한 증발원 장치를 제공한다.
[해결 수단] 증착 재료가 수용되는 용기와, 용기를 가열하는 가열 수단과, 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서, 제어 수단은, 용기에 수용된 증착 재료의 하부의 온도가 용기에 수용된 증착 재료의 상부의 온도보다 높은 제1 가열 제어와, 용기에 수용된 증착 재료의 상부의 온도가 용기에 수용된 증착 재료의 하부의 온도보다 높은 제2 가열 제어를 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치를 이용한다.
[해결 수단] 증착 재료가 수용되는 용기와, 용기를 가열하는 가열 수단과, 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서, 제어 수단은, 용기에 수용된 증착 재료의 하부의 온도가 용기에 수용된 증착 재료의 상부의 온도보다 높은 제1 가열 제어와, 용기에 수용된 증착 재료의 상부의 온도가 용기에 수용된 증착 재료의 하부의 온도보다 높은 제2 가열 제어를 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치를 이용한다.
Description
본 발명은, 증발원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
최근, 디스플레이의 일종으로서, 유기 재료의 전계 발광을 이용한 유기 EL 소자를 구비한 유기 EL 장치가 주목을 받고 있다. 이러한 유기 EL 디스플레이 등의 유기 전자 디바이스 제조에 있어서, 증발원 장치를 이용하여, 기판 상에 유기 재료나 금속전극 재료 등의 증착 재료를 증착시켜 성막을 행하는 공정이 있다.
증착 공정에서 이용되는 증발원 장치는, 증착 재료가 수용되는 용기로서의 기능과, 증착 재료의 온도를 상승시켜 증발시키고, 기판의 표면에 부착시키기 위한 가열 기능을 가진다. 종래, 가열 기능을 향상시켜 양호한 성막을 행하기 위해서, 증착 재료를 균일하게 가열할 수 있도록 하는 증발원 장치가 제안되어 있다.
특허문헌 1(일본특허공개 평4-348022호 공보)에서는, 증착 재료의 용기(도가니)의 저부를 끌어 올려 두고, 용기의 개구부와, 끌어 올린 부분에 가열용 히터를 설치함으로써, 증착 재료를 균일하게 가열함과 함께, 증발한 재료가 당해 개구부에 액적으로서 부착되는 것을 막고 있다.
그러나 종래, 증발원 장치가 증착 재료를 가열하여 온도를 높이는 단계에 있어서, 돌비(突沸)가 발생하여, 용융된 증착 재료가 분출하여 흩날리는 경우가 있었다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 돌비의 발생을 억제하여 양호한 증착이 가능한 증발원 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 위해, 본 발명은 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 제어 수단은, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높은 제1 가열 제어와, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높은 제2 가열 제어를 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발하는 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역을 갖고,
상기 제어 수단은, 상기 중부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료와, 상기 증착 재료가 수용된 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발하는 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역을 갖고,
상기 증착 재료는, 당해 증착 재료의 상면의 위치가, 상기 용기의 높이 방향에 있어서 상기 중부 영역에 포함되도록, 상기 용기에 수용되어 있고,
상기 제어 수단은, 상기 중부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 동일측면의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발하는 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역을 갖고,
상기 제어 수단은, 상기 하부 영역의 온도가 상기 상부 영역의 온도보다 높아지는 제1 가열 제어와, 상기 상부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 높아지는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및, 제1 보온재를 갖고,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제1 보온재는, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및, 제3 가열원을 갖고,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제3 가열원은, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는
것을 특징으로 하는 증발원 장치이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단을 구비하는 증발원 장치의 제어 방법으로서,
상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도가, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제1 가열 스텝과,
상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도가, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제2 가열 스텝을 갖는 것을 특징으로 하는 증발원 장치의 제어 방법이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단을 구비하는 증발원 장치의 제어 방법으로서,
상기 증착 재료가 증발하는 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역의 온도가, 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제1 가열 스텝과,
상기 하부 영역의 온도가, 상기 중부 영역의 온도보다 낮아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제2 가열 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 증발원 장치의 제어 방법이다.
본 발명은 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치와,
상기 증발원 장치가 배치되어 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하고,
상기 제어 수단은, 상기 증착 재료의 증착을 행하기 전에, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높아지도록 제1 가열 제어를 행하고,
상기 제어 수단은, 상기 증착 재료의 증착을 행하는 때에, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높아지도록 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증착 장치이다.
본 발명에 의하면, 돌비의 발생을 억제하여 양호한 증착이 가능한 증발원 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 유기 전자 디바이스의 제조 장치의 구성의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 증착 재료의 돌비에 대해 설명하는 도면이다.
도 3은, 실시형태 1에 관한 증발원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시형태 1에 관한 온도 등의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 실시형태 1의 구성에 의한 제어의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시형태 2·3에 관한 증발원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 유기 EL 표시장치의 구조를 나타내는 도면\
도 2는, 증착 재료의 돌비에 대해 설명하는 도면이다.
도 3은, 실시형태 1에 관한 증발원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, 실시형태 1에 관한 온도 등의 추이를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 실시형태 1의 구성에 의한 제어의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 6은, 실시형태 2·3에 관한 증발원 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 유기 EL 표시장치의 구조를 나타내는 도면\
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태 및 실시예를 설명한다. 다만, 이하의 실시형태 및 실시예는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 범위를 그러한 구성으로 한정하지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한은, 본 발명의 범위를 그러한 바로만 한정하는 취지의 것은 아니다.
본 발명은, 증발원 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 증착에 의해 피증착체에 박막을 형성하기 위한 증발원 장치 및 그 제어 방법에 매우 적합하다. 본 발명은 또한, 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 당해 프로그램을 격납한 기억 매체로서도 파악할 수 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 의해 읽어내기 가능한 비일시적인 기억 매체여도 좋다. 본 발명은, 예를 들어, 피증착체인 기판의 표면에 진공 증착에 의해 소망하는 패턴의 박막(재료층)을 형성하는 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로서는, 글라스, 수지, 금속 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 또한, 증발원 장치의 피증착체는, 평판 형상의 기판에 한정되지 않는다. 예를 들어, 요철이나 개구가 있는 기계 부품을 피증착체로 해도 좋다. 또한, 증착 재료로서도, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속산화물 등) 등의 임의의 재료를 선택할 수 있다. 또한, 유기막뿐만 아니라 금속막을 성막하는 것도 가능하다. 본 발명의 기술은, 구체적으로는, 유기 전자 디바이스(예를 들어, 유기 EL 표시장치, 박막 태양전지), 광학 부재 등의 제조 장치에 적용 가능하다.
<실시형태 1>
<증발원 장치의 개략 구성>
도 1은, 증착 장치(성막 장치)의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 성막 장치는, 진공 챔버(200)를 가진다. 진공 챔버(200)의 내부는, 진공 분위기이거나, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되고 있다. 진공 챔버(200)의 내부에는, 개략, 기판 보유지지 유닛(도시하지 않음)에 의해 보유지지된 피증착체인 기판(10)과, 마스크(220)와, 증발원 장치(240)가 설치된다. 기판 보유지지 유닛은, 기판(10)을 재치하기 위한 접수 손톱 등의 지지구나, 기판을 압압 보유지지하기 위한 클램프 등의 압압구에 의해 기판을 보유지지한다.
기판(10)은, 반송 로봇(도시하지 않음)에 의해 진공 챔버(200) 내로 반송된 후, 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되며, 성막 시에는 수평면(XY 평면)과 평행이 되도록 고정된다. 마스크(220)는, 기판(10) 상에 형성하는 소정 패턴의 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 가지는 마스크로서, 예를 들어 메탈 마스크이다. 성막 시에는 마스크(220) 상에 기판(10)이 재치된다.
진공 챔버 내에는, 그 외, 기판(10)의 온도 상승을 억제하는 냉각판(도시하지 않음)을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 진공 챔버의 위에는, 기판(10)의 얼라인먼트를 위한 기구, 예를 들어 X방향 또는 Y방향의 액추에이터나, 기판 보유지지를 위한 클램프 기구용 액추에이터 등의 구동 수단이나, 기판(10)을 촬상하는 카메라(모두 도시하지 않음)를 구비하고 있어도 좋다.
증발원 장치(240)는 개략, 내부에 증착 재료(242)를 수용 가능한 용기(244)와, 가열을 행하기 위한 히터(246)와, 가열 효율을 높이기 위한 보온재인 리플렉터(248)를 구비한다. 도 1에서는 히터(246)는 용기 상부와 하부에, 리플렉터(248)는 용기 상부와 저부에 설치되어 있지만, 후술하는 바와 같이, 이것 이외의 배치도 가능하다. 그 외에, 증발원 장치(240)의 구성요소 전체를 격납할 수 있는 케이스, 셔터, 막두께 모니터등을 구비하고 있어도 좋다(모두 도시하지 않음). 또한, 성막을 균일하게 행하기 위해서 증발원 장치(240)를 이동시키는, 증발원 구동 기구(250)를 구비하여도 좋다. 이들 각 구성요소에 대해서는, 후에 상세하게 설명한다. 또한, 도 1에 있어서의 증발원 장치(240)의 각 구성요소의 형상, 위치 관계, 사이즈비는 예시에 지나지 않는다. 또한, 후술하는 제어부(270)에 대해서는, 본 명세서에서는 증발원 장치의 일부로서 파악하고 있지만, 증발원 장치와는 다른 것으로서 파악해도 좋다.
용기(244)의 재질로서는, 예를 들어 세라믹, 금속, 카본 재료 등이 알려져 있지만, 이에 한정되지 않고, 증착 재료(242)의 물성이나 히터(246)에 의한 가열 온도와의 관계에서 바람직한 것을 이용한다. 히터(246)로서는, 예를 들어 시스 히터나 금속 와이어선 등의 저항 가열식의 히터가 알려져 있지만, 이에 한정되지 않고, 증착 재료(242)를 증발시키는 가열 성능이 있으면 된다. 후술하는 바와 같이, 용기(244)의 복수의 부위를 개별적으로 온도 제어하면서 가열할 수 있는 것이라면, 종류는 묻지 않는다. 또한 히터의 형상에 관해서도, 도 1과 같은 와이어 형상 외에, 플레이트 형상, 메쉬 형상 등 임의의 형상을 채용할 수 있다. 리플렉터(248)는 열효율을 높이는 보온재(단열재)이며, 예를 들어 금속 등을 이용할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
성막 장치는 제어부(270)를 가진다. 제어부(270)는, 증발원 장치(240)의 제어, 예를 들어 가열의 개시나 종료의 타이밍 제어, 온도 제어, 셔터를 설치하는 경우는 그 개폐 타이밍 제어, 증발원 구동 기구를 설치하는 경우는 그 이동 제어 등을 행한다. 또한, 복수의 제어 수단을 조합하여 제어부(270)를 구성해도 좋다. 복수의 제어 수단이란 예를 들어, 가열 제어 수단, 셔터 제어 수단, 증발원 구동 제어 수단 등이다. 또한, 히터(246)를 부위마다 제어 가능하게 한 경우, 각각의 부위마다 가열 제어 수단을 설치해도 좋다. 가열 제어에 대해서는, 후에 별항을 마련하여 상술한다. 제어부(270)는, 기판(10)의 반송 및 얼라인먼트 제어 수단 등, 증발원 장치(240) 이외의 기구의 제어 수단을 겸하고 있어도 좋다.
제어부(270)는, 예를 들어, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O, UI 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(270)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 컴퓨터를 이용해도 좋고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)를 이용해도 좋다. 혹은, 제어부(270)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC이나 FPGA와 같은 회로로 구성하여도 좋다. 또한, 성막 장치마다 제어부(270)가 설치되어 있어도 좋고, 하나의 제어부(270)가 복수의 성막 장치를 제어하여도 좋다.
용기 내부에 증착 재료(242)가 수용되고, 기판(10)의 마스크(220)에의 재치나 얼라인먼트 등의 준비가 완료하면, 제어부(270)의 제어에 의해 히터(246)가 동작을 개시하고, 증착 재료(242)가 가열된다. 온도가 충분히 높아지면, 증착 재료(242)가 증발하여 기판(10)의 표면에 부착되어, 박막을 형성한다. 복수의 용기에 다른 종류의 증착 재료를 수용하여 둠으로써 공(共) 증착도 가능하다. 형성된 막을 막두께 모니터(도시하지 않음) 등으로 측정하면서 제어를 행함으로써, 기판 상에 소망하는 두께를 가진 막이 형성된다. 균일한 두께로 성막하기 위해, 예를 들어, 기판(10)을 회전시키거나, 증발원 구동 기구에 의해 증발원 장치를 이동시키거나 하면서 증착을 행해도 좋다. 또한, 기판의 크기에 따라서는, 복수의 증발원을 병행하여 가열하는 것도 바람직하다. 용기(244)의 형상은 임의이다. 또한, 증발원의 종류도, 점상의 증발원, 선상의 증발원, 면상의 증발원 중 어느 것이라도 상관없다.
후술하는 바와 같이, 어느 종류의 증착 재료가 성막된 기판 상에 다른 종류의 증착 재료를 성막함으로써, 복층 구조를 형성할 수 있다. 그 경우, 용기 내의 증착 재료를 교환하거나, 용기 자체를 다른 종류의 증착 재료가 격납된 것으로 교환하거나 해도 좋다. 또한, 진공 챔버 내에 복수의 증발원 장치를 설치하고 교환하면서 이용해도 좋고, 기판(10)을 현재의 성막 장치로부터 반출하고, 다른 종류의 증착 재료가 수납된 증발원 장치를 구비하는 다른 성막 장치에 반입해도 좋다.
<증착 재료의 돌비의 원인>
도 2(a)~도 2(d)는, 돌비의 원인을 설명하기 위한 도면으로서, 종래의 증착 방식에 있어서의 가열 개시 이후의 용기(244)의 내부의 모습을 차례차례 나타낸 것이다.
우선 도 2(a)에 있어서, 히터(246)에 의해 증착 재료(242)의 가열이 개시된다. 이 때 증착 재료는, 전체가 고체 상태(242a)이다. 가열이 진행하면, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 증착 재료의 하부가 고체 상태(242a)인데 대해, 증착 재료의 상부가 용융하여 액체 상태(242b)로 된다.
여기서, 증착 재료에 따라서는, 가열에 의한 온도의 상승에 수반하여, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 증착 재료로부터 불순물인 가스 성분(252)이 방출되는 경우가 있다. 이 가스 이탈 현상은 "디가스(degasification)"이라고도 불리며, 증착 재료(242)로부터 빠져 나온 가스 성분(252)은 상부로 빠져 나와 간다. 그러나, 디가스에 의한 가스 성분(252)이가 빠져 나가기 전에, 도 2(b)와 같이 상부의 증착 재료가 용융하여 액체의 상태(242b)가 되어 있으면, 상부로 빠져 나가려고 하는 가스 성분(252)에 대해서 덮개의 역할을 하여 버린다.
가열에 의한 가스 성분(252)의 이탈이 진행하면, 액체 상태의 증착 재료(242 b)의 아래에서 가스압이 높아진다. 더욱 이 가스압이 높아지면, 도 2(d)에 나타내는 바와 같이, 갈 곳이 없어진 가스 성분(252)이 분출하여 증착 재료가 비산하여 버린다. 이 현상이 출원인의 검토에 의해 밝혀진 돌비의 원인이며, 양호한 성막을 방해하는 요인이 된다.
출원인이 부단히 검토한 결과, 상기 증착 재료가 돌비를 일으키는 원인을 추구하여, 다시 아래에 기재한 증발원 장치의 구성 및 제어 방법을 착상하기에 이르렀다. 본 발명에 의해, 증착 재료의 돌비를 억제하는 증발원 장치 및 증발원 장치의 제어 방법을 제공한다.
<증발원 장치의 상세 구성>
도 3(a)는, 본 실시형태의 증발원 장치(240)의 구성을 설명하기 위해서, 증발원 장치(240) 중, 증착 재료의 수용 및 가열에 관련하는 구성요소를 나타낸 개략 단면도이다. 도 3(b)는, 용기(244)의 각 부위를 가리켜 나타내는 용어에 대해 설명하는 도면이다. 본 실시형태에 있어서는, 히터(246)는, 용기의 상부 영역(244a)에 대향하는 위치에 배치되는 상부 히터(246a)와, 용기의 하부 영역(244b)에 대향하는 위치에 배치되는 하부 히터(246b)를 포함하고 있다. 또한, "대향하는 위치"라고 하는 문언은 엄격하게 파악할 필요는 없고, 다소의 높이 방향의 위치 어긋남이 있다고 해도, 가열 대상 위치의 온도에 영향을 준다면 상관없다.
제어부(270)는, 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b)를, 각각 독립하여 제어 가능하다. 제어 내용으로서는, 가열의 개시/종료나 온도 변경 등이 있다. 또한, 리플렉터(248)는, 용기의 상부 영역(244a)에 대응하는 상부 리플렉터(248a)와, 용기의 저부(244d)에 대향하는 저부 리플렉터(248b)를 포함하고 있다. 또한, 저부 리플렉터(248b)는, 용기의 저부(244d)의 하측밖에 존재할 수 없는 것은 아니고, 그 일부가 용기의 저부(244d)의 상측으로 연신하고 있어도 된다. 저부 리플렉터(248b)는, 요컨데, 하부 히터(246b)가 용기 내의 증착 재료의 하부를 가열하기 위해 배치된다.
도 3(b)를 참조하여, 본 명세서 중의 용어에 대해 설명한다. 용기(244) 중, 적어도 상면을 포함하는 영역의 것을 용기의 "상부 영역(244a)"이라 부른다. 상부 영역(244a)은, 증착 재료(242)가 증발하는 때에 통과하는 개구를 포함한다. 상부 영역과 마찬가지로, 용기 중 적어도 저면을 포함하는 영역의 것을 "하부 영역(244b)"이라 부른다. 상부 영역과 하부 영역의 각각이 용기의 높이 중에서 차지하는 비율은 반드시 특정의 범위로 한정되는 것은 아니고, 증발원 장치마다 다르게 되어 있어도 좋다. 위에서 설명한 바와 같이, 용기 상면을 포함하고 있으면 상부 영역이라 말할 수 있다. 또한 당해 상부 영역에 대응하는 위치에 설치되어, 당해 상부 영역을 가열 가능한 히터는 상부 히터라고 말할 수 있다. 또한, 용기 저면을 포함하고 있으면 하부 영역이라고 말할 수 있다. 또한 당해 하부 영역에 대응하는 위치에 설치되어, 당해 하부 영역을 가열 가능한 히터는 하부 히터라고 말할 수 있다.
또한, 용기의 높이 방향을, 상부 영역과 하부 영역 중 어느 것으로 분류해야 하는 것은 아니며, 양자 간에 "중부 영역(244c)"을 설정해도 된다. 또한, 용기의 저면의 것을, 하부 영역(244b)과는 별도로 "저부(244d)"라고 부르는 경우도 있다. 또한, 용기(244)가, 당해 용기의 상면으로부터 돌출한 노즐 형상의 부위를 구비하는 경우와 같이, 높이 방향에 있어서 복수의 측면이 존재하는 경우가 있다. 그 경우, 상부 영역은, 적어도 용기의 상면을 포함하는 영역의 것을 가리킨다. 또한, 하부 영역은, 당해 상부 영역과 동일 측면(동일한 상면과 저면을 갖는 측면)에 설정된다.
증착 재료 및/또는 용기의 가열에 이용되는 히터(246)와 리플렉터(248)의 것을, "가열 수단"이라고도 부른다. 가열 수단 중, 히터는 가열원이며, 리플렉터는 보온재라고 부를 수 있다. 또한, 가열의 타이밍이나 온도에도 이용되는 제어부(270)를, 증발원 장치의 가열에 관한 "제어 수단"이라고도 부른다. 다만 제어부(270)와는 별도로, 가열에 관한 제어 수단으로서 기능하는 온도 제어 유닛을 설치해도 상관없다. 상부 히터(246a), 하부 히터(246b), 저부 히터(246c), 상부 리플렉터(248a), 저부 리플렉터(248b)는, 각각 본 발명의 제1 가열원, 제2 가열원, 제3 가열원, 제2 보온재, 제1 보온재에 상당한다.
또한, 가열 수단이나 제어 수단을, 용기의 높이 방향에서의 위치에 따라 분류할 수도 있다. 예를 들어, 상부 히터(246a) 및 상부 리플렉터(248a)를, 용기의 상부 영역(244a)의 가열, 또는, 증착 재료(242)의 상부의 가열에 관련한 제1 가열 수단으로서 정의할 수 있다. 마찬가지로, 하부 히터(246b) 및 저부 리플렉터(248b)를, 용기의 하부 영역(244b)의 가열, 또는, 증착 재료(242)의 하부의 가열에 관한 제2 가열 수단으로서 정의할 수 있다. 또한, 후술하는 실시형태와 같이 증발원 장치(240)가 상부 리플렉터(248a)를 포함하지 않는 경우, 상부 히터(246a)만을 갖고 제1 가열 수단으로 해도 좋다. 또한, 증발원 장치(240)가 저부 히터(246c)를 포함하는 경우, 당해 저부 히터(246c)를 제2 가열 수단에 포함하여도 좋다. 또한, 증발원 장치(240)가 저부 리플렉터(248b)를 포함하지 않는 경우, 하부 히터(246b)만, 또는, 하부 히터(246b) 및 저부 히터(246c)를 갖고 제2 가열 수단으로 해도 좋다. 또한, 제어부(270)를, 제1 가열 수단에 대응하는 제1 제어 수단과 제2 가열 수단에 대응하는 제2 가열 수단으로 분류하여도 좋다.
제어부(270)는 가열 수단의 종류에 따른 방법으로 상부 히터(246a)와 하부 히터(246b) 각각을 제어한다. 예를 들어 저항 가열식 히터를 이용할 경우는 발열선에의 통전을 제어한다. 보다 구체적으로는, 저항 가열식 히터의 전류 밀도를 높게 하거나 낮게 하거나 함으로써, 온도를 높게 하거나 낮게 하거나 한다. 제어부(270)는, 유저가 컴퓨터의 UI 등을 통해 입력한 입력값이나, 장치 구성 및 증착 재료에 관한 조건(예를 들어, 히터의 성능, 용기의 형상이나 재질, 리플렉터의 배치나 특성, 그 외 성막 장치의 특성, 증착 재료의 종류, 용기 내에 수용되는 증착 재료의 양) 등에 따라 제어 조건을 결정한다. 온도 센서(도시하지 않음)를 설치하여 두고, 그 검출값을 제어에 이용하는 것도 바람직하다. 또한, 증착 재료나 장치 구성에 따른 바람직한 제어 조건을, 미리 메모리에 테이블이나 수식의 형식으로 격납하여 두고, 제어부(270)에 참조시키는 것도 바람직하다.
<가열 제어>
도 4는, 도 3(a)에 나타낸 증발원 장치(240)를 이용한 가열 제어에 대해 설명하는 그래프로서, (1) 증착 재료의 상부의 온도, (2) 증착 재료의 하부의 온도, (3) 용기 상부 영역의 온도, (4) 용기의 하부 영역의 온도, (5) 증착 재료의 증발 레이트, (6) 디가스에 의해 발생하는 가스의 압력의 추이를 나타내고 있다. 도 4의 횡축은 시간의 경과를 나타낸다. 종축은, (1)~(4)에 관해서는 온도를, (5)에 관해서는 단위시간당의 증발량을, (6)에 관해서는 압력을 각각 나타낸다.
증착 재료를 가열하는 기간을 페이즈 1, 증착 재료가 증발을 시작한 이후의 기간이며, 피증착체에의 증착 단계를 페이즈 2라 한다. 본 발명의 구성 및 제어 방법은, 제어부(270)가, 페이즈 1의 기간에서는, 재료의 하부가 재료의 상부보다 고온이 되도록 하는 제1 가열 제어를 행하는 점에 특징이 있다. 가열 수단이 저항 가열식 히터인 경우, 하부 히터(제2 가열원)의 전력 밀도가, 제1 가열원(상부 히터)의 전력 밀도보다 높게 함으로써, 제1 가열 제어를 실현할 수 있다.
본 발명의 구성 또는 제어 방법의 보다 바람직한 특징은, 페이즈 2의 기간에서는, 재료의 상부가 재료의 하부보다 고온이 되도록 하는 제2 가열 제어를 행하는 점이다. 페이즈 2에 있어서의 제2 가열 제어는, 용기의 상부 영역을 용기의 하부 영역보다 고온으로 하는 제어라고 바꿔 말할 수도 있다. 또한, 용기의 상부 영역의 온도를, 적어도 개구부에의 재료 퇴적을 억제할 수 있는 정도로 높게 할 수 있으면, 페이즈 2(제2 가열 제어)에 있어서 어느 정도의 효과를 얻을 수 있다. 가열 수단이 저항 가열식 히터인 경우, 제1 가열원(상부 히터)의 전력 밀도가, 제2 가열원(하부 히터)의 전력 밀도보다 높게 함으로써, 제2 가열 제어를 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는 재료의 가열 단계를 페이즈 1이라고 불렀지만, 증발이 조금이라도 시작되면 즉시 페이즈 1의 제어를 종료해야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 증발 레이트가 소정의 레벨을 넘을 때까지의 사이에는, 페이즈 1의 제어를 행하고 있어도 된다. 혹은, 돌비가 발생하지 않는 정도로 디가스가 진행하면, 페이즈 2로 전환하여도 된다. 또한, 페이즈 이행 기간에 있어서, 상부와 하부의 온도를 동일한 정도로 해도 된다. 도 4에서는, 증발 레이트가 상승한 후 안정적인 증착이 시작되는 타이밍 t2 이후를 페이즈 2로 하고 있는데, 이 타이밍은 엄밀한 것은 아니다.
우선, 도 4의 타이밍 t0에 있어서 가열이 개시되었을 때의 증발원 장치(240)의 모습을 도 5(a)에 나타낸다. 이 때 제어부(270)는, 고체 상태의 증착 재료(242a)의 하부의 온도가, 상부의 온도보다 높아지도록, 상부 히터(246a)의 온도와 하부 히터(246b)의 온도를 제어한다. 예를 들어, 용기의 높이 방향에 있어서,고체 상태의 증착 재료(242a)의 수용량과, 상부/하부 히터의 위치 관계가 도 5(a)와 같을 경우, 용기의 하부 영역(244b)에 대응하는 하부 히터(246b)의 온도를, 용기의 상부 영역(244a)에 대응하는 상부 히터(246a)의 온도보다 높게 한다.
본 실시형태의 페이즈 1에 있어서는, 저부 리플렉터(248b)가 존재함으로써, 용기의 하부 영역(244b)의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있고, 나아가서는 증착 재료의 하부의 온도를 높일 수 있다. 또한, 용기의 중부 영역(244c)에 대응하는 부위에는 리플렉터를 설치하지 않았다. 이러한 구성에 의해 중부 영역(244c)으로부터 열을 풀어놓는 것이 가능하게 되어, 증착 재료의 상부의 온도가 과도하게 상승하는 것을 억제할 수 있다.
이와 같은 페이즈 1의 가열 제어에 의하면, 증착 재료에 있어서 비교적 고온인 하부의 측으로부터, 비교적 저온인 상부를 향해 순서대로 디가스가 일어난다. 그 때문에, 도 4의 타이밍 t1에 있어서 가스 압력이 증대되었을 경우에도, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 증착 재료의 상부는 고체이기 때문에, 가스 성분(252)이 증착 재료의 사이를 지나는 것이 가능하게 되어, 스무드하게 용기 밖으로 이탈한다. 따라서, 가스가 빠져나가기 전에 증착 재료의 상부가 용융되어 덮개로서의 역할을 하는 일이 없으므로, 돌비는 일어나지 않는다.
디가스의 완료 후 더욱 온도가 상승하면, 서서히 증착 재료가 용융되어 나가, 이윽고 도 5(c)에 나타내는 바와 같이, 액체 상태(242b)가 된다. 제어부 (270)는, 돌비가 발생하지 않는 정도까지 가스 이탈이 진행되면, 용기의 상부 영역(244a)의 온도가, 하부 영역(244b)의 온도보다 높아지도록, 상부 히터(246a)의 온도와 하부 히터(246b)의 온도를 제어한다. 예를 들어, 페이즈 1과는 역으로, 용기의 하부 영역(244b)에 대응하는 하부 히터(246b)의 온도를, 용기의 상부 영역(244a)에 대응하는 상부 히터(246a)의 온도보다 낮게 한다. 그 결과, 도 4에 있어서는, 타이밍 t2 이후의 페이즈 2에 있어서, 용기 상부가 용기 하부보다 고온으로 되어 있다. 또한, 이에 따라, 재료 상부가 재료 하부보다 고온으로 되어 있다.
본 실시형태의 페이즈 2에 있어서는, 상부 리플렉터(248a)가 존재함으로써, 용기의 상부 영역(244a)의 온도를 효율적으로 상승시킬 수 있고, 나아가서는 재료 퇴적을 효과적으로 억제할 수 있다.
이와 같은 페이즈 2의 가열 제어에 의하면, 용기의 상부 영역이 고온으로 가열되기 때문에, 증발한 증착 재료가 용기의 개구부에서 응축하여 퇴적하는 일이 없기 때문에, 안정된 증착이 가능하게 된다.
이상과 같이, 본 실시형태의 증발원 장치의 구성 및 제어 방법에 의하면, 가열 시에는 증착 재료의 하부가 상부보다 고온이 되기 때문에, 가스가 스무드하게 이탈하여, 돌비를 방지할 수 있다. 그 결과, 증착 시에 돌비를 일으키지 않고 양호한 성막이 가능하게 된다. 또한 페이즈 2와 같은, 보다 바람직한 제어 방법에 의하면, 증착 시에 용기의 상부 영역을 고온으로 함으로써, 응축을 효과적으로 막아 재료 퇴적을 막을 수 있다.
또한, 증발이 진행하는 것에 따라 용기 중의 증착 재료(242)의 양은 감소되어 간다. 그 때문에, 용기의 높이 방향에 있어서의, 상부/하부 히터의 위치와, 증착 재료의 상면의 위치의 관계도 서서히 변화한다. 따라서, 본 발명의 제어의 효과를 크게 하기 위해서는, 초기 상태(타이밍 t0)에 있어서의 증착 재료(242)의 상면의 위치나, 증발이 시작된 이후의 증착 재료(242)의 상면의 위치를 고려하여, 상부/하부 히터의 가열 제어를 행하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 초기 상태에서, 증착 재료(242)의 양이 많고, 용기의 높이 방향에 있어서, 증착 재료(242)의 상면이 상부 히터(246a)에 대응하는 위치(용기의 상부 영역)에 있는 경우, 상부 히터의 온도를 너무 높게 하는 것은 바람직하지 않다. 한편, 초기 상태에서는, 용기의 높이 방향에 있어서, 증착 재료(242)의 상면이 중부 영역에 대응하는 위치에 있는 경우, 중부 영역으로부터는 열이 외부로 도망치기 쉽기 때문에, 페이즈 1의 제어가 매우 적합하게 행해진다.
<실시형태 2>
본 발명의 실시형태 2를, 도면을 참조하면서 설명한다. 실시형태 1과 공통되는 구성에는 대해서는 같은 부호를 부여하고, 설명을 간략화한다. 도 6(a)는, 본 실시형태의 증발원 장치 중, 재료의 가열에 관련하는 구성요소를 나타낸 개략 단면도이다. 히터(246)는, 용기의 상부 영역(244a)에 대응하는 상부 히터(246a)와, 용기의 하부 영역(244b)에 대응하는 하부 히터(246b)를 포함하고 있고, 각각 독자적으로 제어 가능하다. 또한, 리플렉터(248)는, 용기의 저면에 대응하는 저부 리플렉터(248b)를 포함하고 있다. 한편, 본 실시형태의 증발원 장치는, 상부 리플렉터(248a)를 포함하지 않았다.
이러한 구성에 의해서도, 실시형태 1에서 설명한 것 같은, 증착 재료의 가열 단계(페이즈 1)에 있어서 재료의 하부를 재료의 상부보다 고온으로 하는 제어는 가능하다. 또한, 증착 재료가 증착되는 단계(페이즈 2)에 있어서도, 재료의 상부를 재료의 하부보다 고온으로 하는 제어(또는, 용기의 상부 영역을 용기의 하부 영역보다 고온으로 하는 제어, 혹은, 용기의 상부 영역을, 개구부에의 재료 퇴적을 억제할 수 있는 정도의 온도로 하는 제어)는 가능하다. 본 실시형태의 가열 수단이 저항 가열식 히터인 경우, 실시형태 1과 마찬가지로, 페이즈 1에서는 하부 히터(246b)의 전력 밀도를 상부 히터(246a)보다 높게 하고, 페이즈 2에서는 상부 히터(246a)의 전력 밀도를 하부 히터(246b)보다 높게 하면 된다.
또한, 본 실시형태에서는 상부 리플렉터(248a)를 설치하지 않기 때문에, 페이즈 1에 있어서, 재료의 상부의 온도가, 실시형태 1의 경우와 비교하여 상승하기 어렵다. 그 때문에, 돌비 억제의 효과를 비교적 얻기 쉽다. 한편 페이즈 2에 있어서는, 개구부에의 재료 퇴적을 방지하기 위해, 상부 히터(246a)의 가열 제어를 효율적으로 행할 필요가 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 증발원 장치의 구성 및 제어 방법에 따라서도, 돌비를 일으키지 않고 양호한 성막이 가능하게 된다. 또한, 보다 바람직한 제어 방법에 의하면, 증착 시의 재료 퇴적 방지라고 하는 효과를 얻을 수 있다.
<실시형태 3>
본 발명의 실시형태 3을, 도면을 참조하면서 설명한다. 실시형태 1·2와 공통되는 구성에는 같은 부호를 부여하고, 설명을 간략화한다. 도 6(b)는, 본 실시형태의 증발원 장치 중, 재료의 가열에 관련하는 구성요소를 나타낸 개략 단면도이다. 히터(246)는, 용기의 상부 영역(244a)에 대응하는 상부 히터(246a)와, 용기의 하부 영역(244b)에 대응하는 하부 히터(246b)에 더하여, 용기의 저면에 대응하는 저부 히터(246c)를 포함하고 있다. 상부 히터(246a), 하부 히터(246b), 저부 히터(246c)는, 제어부(270)에 의해 각각 독립하여 제어 가능하다. 또한, 도 6(b)에서는 리플렉터(248)는 설치하고 있지 않다. 다만, 본 실시형태의 특징은 저부 히터(246c)를 설치한 점에 있으므로, 도 6(b)의 구성에 더하여 상부 리플렉터(248a) 및 저부 리플렉터(248b) 중 적어도 일방을 설치해도 좋다.
이러한 구성에 의하여도, 실시형태 1·2에서 설명한 것 같은, 증착 재료의 가열 단계(페이즈 1)에 있어서 재료의 하부를 재료의 상부보다 고온으로 하는 제어는 가능하다. 또한, 증착 재료가 증착하는 단계(페이즈 2)에 있어서도, 재료의 상부를 재료의 하부보다 고온으로 하는 제어(또는, 용기의 상부 영역을 용기의 하부 영역보다 고온으로 하는 제어, 혹은, 용기의 상부 영역을, 개구부에의 재료 퇴적을 억제할 수 있는 정도의 온도로 하는 제어)는 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는 저부 히터(246c)를 설치하고 있기 때문에, 페이즈 1에 있어서 재료의 하부의 온도를 상승시키기 쉽다. 그 때문에 재료 하부로부터의 가스 이탈을 효과적으로 촉진할 수 있다.
본 실시형태의 가열 수단이 저항 가열식 히터인 경우, 페이즈 1에서는, 상부 히터(246a)의 전력 밀도를 하부 히터(246b) 및 저부 히터(246c)보다 낮게 한다. 또한, 페이즈 1에 있어서, 저부 히터(246c)의 전력 밀도를, 하부 히터(246b)의 전력 밀도 이상으로 해도 좋다. 나아가 페이즈 2에서는, 상부 히터(246a)의 전력 밀도를 하부 히터(246b) 및 저부 히터(246c)보다 높게 한다. 또한, 페이즈 2에 있어서, 하부 히터(246b)의 전력 밀도를, 저부 히터(246c)의 전력 밀도 이상으로 해도 좋다. 혹은, 페이즈 2에 있어서, 저부 히터(246c)에는 전원을 넣지 않아도 좋다. 이에 의해, 레이트 제어를 스무드하게 행할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태의 증발원 장치의 구성 및 제어 방법에 따라서도, 돌비를 일으키지 않고서 양호한 성막이 가능하게 된다. 또한, 보다 바람직한 제어 방법에 의하면, 증착 시의 재료 퇴적 방지라고 하는 효과를 얻을 수 있다.
<변형예>
상기 각 실시형태에서는, 가열 수단을 최대로 상부·하부·저부의 3 계통으로 구분하였다. 그러나, 가열 단계에 있어 재료의 하부를 상부보다 고온으로 할 수 있다면, 이외의 구분 방법도 상관없다. 용기의 사이즈나 상정되는 증착 재료의 수용량에 따라 세세한 제어를 행하도록, 계통을 늘려도 좋다.
또한, 상기 각 실시형태에서 나타낸 증발원 장치의 용기의 형상은, 본 발명의 적용 대상의 일례에 불과하다. 또한, 용기의 상면의, 증착 재료가 증발하여 간 입자가 분출되는 부분에, 입자의 지향성 제어 등의 목적으로, 노즐이나 슬릿을 설치해도 좋다. 용기의 상면으로부터 돌출한 노즐을 설치하는 경우도, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 적어도 용기의 상면을 포함하는 영역의 것을 상부 영역이라 부른다. 또한, 증착 시(페이스 2)에 있어서는, 재료 퇴적을 억제하기 위해, 히터에 의해 노즐을 포함한 부분을 고온으로 제어하는 것이 바람직하다.
<실시형태 4>
<유기 전자 디바이스의 제조 방법의 구체예>
본 실시형태에서는, 증발원 장치를 구비하는 증착 장치(성막 장치)를 이용한 유기 전자 디바이스의 제조 방법의 일례를 설명한다. 이하, 유기 전자 디바이스의 예로서 유기 EL 표시장치의 구성 및 제조 방법을 예시한다. 우선, 제조하는 유기 EL 표시장치에 대해 설명한다. 도 7(a)는 유기 EL 표시장치(60)의 전체도, 도 7(b)는 1 화소의 단면 구조를 나타내고 있다. 본 실시형태의 성막 장치가 구비되는 증발원 장치(240)로서는, 상기 각 실시형태에 어느 것에 기재된 장치를 이용한다.
도 7(a)에 도시한 바와 같이, 유기 EL 표시장치(60)의 표시 영역(61)에는, 발광소자를 복수 구비한 화소(62)가 매트릭스 형태로 복수 개 배치되어 있다. 상세 내용은 후술하지만, 발광소자의 각각은, 한 쌍의 전극에 끼워진 유기층을 구비한 구조를 가지고 있다. 또한, 여기서 말하는 화소란, 표시 영역(61)에 있어서 소망의 색 표시를 가능하게 하는 최소 단위를 지칭한다. 본 도면의 유기 EL 표시장치의 경우, 서로 다른 발광을 나타내는 제1 발광소자(62R), 제2 발광소자(62G), 제3 발광소자(62B)의 조합에 의해 화소(62)가 구성되어 있다. 화소(62)는, 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 조합으로 구성되는 경우가 많지만, 황색 발광소자, 시안 발광소자, 백색 발광소자의 조합이어도 되며, 적어도 1색 이상이면 특히 제한되는 것은 아니다.
도 7(b)는, 도 7(a)의 A-B선에 있어서의 부분 단면 모식도이다. 화소(62)는, 피증착체인 기판(63) 상에, 제1 전극(양극; 64), 정공수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B) 중 어느 것, 전자수송층(67), 제2 전극(음극; 68)을 구비한 유기 EL 소자를 가지고 있다. 이들 중, 정공수송층(65), 발광층(66R, 66G, 66B), 전자수송층(67)이 유기층에 해당한다. 또한, 본 실시형태에서는, 발광층(66R)은 적색을 발하는 유기 EL층, 발광층(66G)은 녹색을 발하는 유기 EL층, 발광층(66B)은 청색을 발하는 유기 EL층이다. 발광층(66R, 66G, 66B)은, 각각 적색, 녹색, 청색을 발하는 발광소자(유기 EL 소자라고 부르는 경우도 있음)에 대응하는 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 제1 전극(64)은 발광소자별로 분리되어 형성되어 있다. 정공수송층(65)과 전자수송층(67)과 제2 전극(68)은, 복수의 발광소자(62R, 62G, 62B)와 공통으로 형성되어 있어도 좋고, 발광소자별로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 제1 전극(64)과 제2 전극(68)이 이물에 의해 단락되는 것을 방지하기 위하여, 제1 전극(64) 사이에 절연층(69)이 설치되어 있다. 또한, 유기 EL층은 수분이나 산소에 의해 열화되기 때문에, 수분이나 산소로부터 유기 EL 소자를 보호하기 위한 보호층(70)이 설치되어 있다.
다음으로, 유기 EL 표시장치의 제조 방법의 예에 대해 구체적으로 설명한다. 우선, 유기 EL 표시장치를 구동하기 위한 회로(도시하지 않음) 및 제1 전극(64)이 형성된 기판(63)을 준비한다.
제1 전극(64)이 형성된 기판(63) 위에 아크릴 수지를 스핀 코트로 형성하고, 아크릴 수지를 리소그래피법에 의해, 제1 전극(64)이 형성된 부분에 개구가 형성되도록 패터닝하여 절연층(69)을 형성한다. 이 개구부가, 발광소자가 실제로 발광하는 발광 영역에 상당한다.
절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 제1 성막 장치에 반입하고, 기판 보유지지 유닛으로 기판을 보유지지하고, 정공수송층(65)을, 표시 영역의 제1 전극(64) 위에 공통되는 층으로서 성막한다. 정공수송층(65)은 진공 증착에 의해 성막된다. 실제로는 정공수송층(65)은 표시영역(61)보다 큰 사이즈로 형성되기 때문에, 고정밀 마스크는 불필요하다. 여기서, 본 스텝에서의 성막이나, 이하의 각 레이어의 성막에 있어 이용되는 성막 장치는, 상기 각 실시형태의 어느 것에 기재된 증발원 장치를 구비하고 있다. 증발원 장치가 상기 실시형태의 구성을 갖고, 상기 실시형태에 기재된 가열 제어를 행함으로써, 성막 중의 돌비가 억제된다.
다음으로, 정공수송층(65)까지가 형성된 기판(63)을 제2 성막 장치에 반입하고, 기판 보유지지 유닛으로 보유지지한다. 기판과 마스크와의 얼라인먼트를 행하고, 기판을 마스크 위에 재치하고, 기판(63)의 적색을 발하는 소자를 배치하는 부분에, 적색을 발하는 발광층(66R)을 성막한다. 본 예에 의하면, 마스크와 기판을 양호하게 겹쳐 맞출 수 있어서 고정밀의 성막을 행할 수 있다.
발광층(66R)의 성막과 마찬가지로, 제3 성막 장치에 의해 녹색을 발하는 발광층(66G)을 성막하고, 나아가 제4 성막 장치에 의해 청색을 발하는 발광층(66B)을 성막한다. 발광층(66R, 66G, 66B)의 성막이 완료된 후, 제5 성막 장치에 의해 표시 영역(61) 전체에 전자수송층(67)을 성막한다. 전자수송층(67)은, 3색의 발광층(66R, 66G, 66B)에 공통의 층으로서 형성된다.
전자수송층(65)까지가 형성된 기판을 스퍼터링 장치로 이동시키고, 제2 전극(68)을 성막하고, 그 후 플라즈마 CVD 장치로 이동시켜 보호층(70)을 성막하여, 유기 EL 표시장치(60)가 완성된다.
절연층(69)이 패터닝된 기판(63)을 성막 장치에 반입하고 나서 보호층(70)의 성막이 완료할 때까지는, 수분이나 산소를 포함한 분위기에 노출되어 버리면, 유기 EL 재료로 된 발광층이 수분이나 산소에 의해 열화되어 버릴 우려가 있다. 따라서, 본 예에 있어서, 성막 장치 사이의 기판의 반입 반출은, 진공 분위기 또는 불활성 가스 분위기 하에서 행해진다.
이와 같이 하여 얻어진 유기 EL 표시장치는, 발광소자마다 발광층이 정밀도 높게 형성된다. 따라서, 상기 제조 방법을 이용하면, 발광층의 위치 어긋남에 기인하는 유기 EL 표시장치의 불량의 발생을 억제할 수 있다. 본 실시형태와 관련되는 성막 장치에 의하면, 증발원 장치의 가열을 적절히 제어함으로써 돌비가 억제되기 때문에, 양호한 증착이 가능하게 된다.
240: 증발원 장치
242: 증착 재료
244: 용기
246: 히터
248: 리플렉터
242: 증착 재료
244: 용기
246: 히터
248: 리플렉터
Claims (19)
- 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 제어 수단은, 상기 용기에 수용된 상기 증착 재료의 하부의 온도가 상기 용기에 수용된 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높은 제1 가열 제어와, 상기 용기에 수용된 상기 증착 재료의 상부의 온도가 상기 용기에 수용된 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높은 제2 가열 제어를 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가열 제어를 행한 후, 상기 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발할 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역을 가지며,
상기 제어 수단은, 상기 중부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제3항에 있어서,
상기 용기의 중부 영역은, 상기 증착 재료가 수용된 상태에서, 상기 증착 재료의 상면의 위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료와, 상기 증착 재료가 수용된 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발할 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역을 가지며,
상기 증착 재료는, 당해 증착 재료의 상면의 위치가, 상기 용기의 높이 방향에 있어서 상기 중부 영역에 포함되도록, 상기 용기에 수용되며,
상기 제어 수단은, 상기 중부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 용기는, 당해 용기의 동일 측면의 높이 방향에 있어서, 상기 증착 재료가 증발할 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과, 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역을 가지며,
상기 제어 수단은, 상기 하부 영역의 온도가 상기 상부 영역의 온도보다 높아지게 되는 제1 가열 제어와, 상기 상부 영역의 온도가 상기 하부 영역의 온도보다 높아지게 되는 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제6항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가열 제어를 행한 후, 상기 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및 제1 보온재를 가지며,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제1 보온재는, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및 제3 가열원을 가지며,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제3 가열원은, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 가열 수단은, 상기 제1 가열원에 대응하는 위치에 배치된 제2 보온재를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및 제1 보온재를 가지며,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제1 보온재는, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치로서,
상기 가열 수단은, 제1 가열원, 제2 가열원, 및 제3 가열원을 가지며,
상기 제1 가열원은, 상기 용기의 상부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제2 가열원은, 상기 용기의 하부에 대향하는 위치에 배치되고,
상기 제3 가열원은, 상기 용기의 저부에 대향하는 위치에 배치되는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제11항 또는 제12항에 있어서,
상기 가열 수단은, 상기 제1 가열원에 대응하는 위치에 배치된 제2 보온재를 가지는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제2 가열원의 전력 밀도가, 상기 제1 가열원의 전력 밀도보다 높아지게 되는 제1 가열 제어와, 상기 제1 가열원의 전력 밀도가, 상기 제2 가열원의 전력 밀도보다 높아지게 되는 제2 가열 제어를 행할 수 있는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 제14항에 있어서,
상기 제어 수단은, 상기 제1 가열 제어를 행한 후, 상기 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증발원 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단을 구비하는 증발원 장치의 제어 방법으로서,
상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도가, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제1 가열 스텝과,
상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도가, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제2 가열 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 증발원 장치의 제어 방법. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단을 구비하는 증발원 장치의 제어 방법으로서,
상기 증착 재료가 증발할 때에 통과하는 개구를 포함하는 상부 영역과 상기 용기의 저부를 포함하는 하부 영역과의 사이에 위치하는 중부 영역의 온도가, 상기 하부 영역의 온도보다 낮아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제1 가열 스텝과,
상기 하부 영역의 온도가, 상기 중부 영역의 온도보다 낮아지도록 상기 가열 수단을 제어하는 제2 가열 스텝을 가지는 것을 특징으로 하는 증발원 장치의 제어 방법. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 증발원 장치와,
상기 증발원 장치가 배치되고, 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 증착 장치. - 증착 재료가 수용되는 용기와, 상기 용기를 가열하는 가열 수단과, 상기 가열 수단에 의한 가열을 제어하는 제어 수단을 구비하는 증발원 장치와,
상기 증발원 장치가 배치되고, 상기 증착 재료의 증착이 행해지는 진공 챔버를 구비하고,
상기 제어 수단은, 상기 증착 재료의 증착을 행하기 전에, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도보다 높아지도록 제1 가열 제어를 행하고,
상기 제어 수단은, 상기 증착 재료의 증착을 행할 때에, 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 상부의 온도가 상기 용기에 수용되는 상기 증착 재료의 하부의 온도보다 높아지도록 제2 가열 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.
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