(57)【要約】【課題】有機薄膜形成装置の加熱容器を提供する。【解決手段】内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、本体と結合して有機物が吐出される吐出孔が形成され、吐出孔の縁部に形成されて有機物の拡散を制御する吐出部を有するカバーと、吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられる少なくとも一つのヒータと、ヒータとの接触表面積を広げるために吐出部の外周面またはカバーの外面に形成される表面積拡張手段とを含む。【選択図】　図５
2004027252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、
前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成され、前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御する吐出部を有するカバーと、
前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられる少なくとも１つのヒータと、
前記ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーの外面に形成される表面積拡張手段とを含むことを特徴とする有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項２】
前記表面積拡張手段は、前記ヒータを前記吐出部の外周面またはカバーの外面に位置させる接触溝よりなることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項３】
前記吐出部は、前記吐出孔に対応するオリフィス部と、前記オリフィス部から上部方向に拡開された拡開部とを備え、前記オリフィス部と対応する吐出部の外周面に形成された接触溝が相対的に深く形成されていることを特徴とする請求項２に記載の有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項４】
前記吐出部の厚みが均一に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項５】
内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、
前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成され、前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御する吐出部を有するカバーと、
前記本体の外周面に設けられて前記空間部に入れられた有機物を加熱する主ヒータと、
前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられて昇華された有機物が前記吐出孔に蒸着されることを防止する少なくとも１つの補助ヒータとを含んでなることを特徴とする有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項６】
前記補助ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーに表面積拡張手段が形成されることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項７】
前記表面積拡張手段は、前記補助ヒータを前記吐出部の外周面またはカバーの外面に位置させる接触溝よりなることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜形成装置の加熱容器。
【請求項８】
内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、
前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成されるカバーと、
前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御し、前記吐出孔に対応するオリフィス部と、前記オリフィス部から上部方向に拡開された拡開部とを有する吐出部と、
前記本体の外周面に設けられて前記空間部に入れられた有機物を加熱する主ヒータと、
前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられ、昇華された有機物が前記吐出孔に蒸着されることを防止する少なくとも１つの補助ヒータと、
前記補助ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーの外面に形成されて前記補助ヒータが位置し、前記吐出部のオリフィス部と対応する外周面には相対的に深く形成される接触溝とを含むことを特徴とする有機薄膜形成装置の加熱容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機薄膜形成装置の加熱容器に係り、補助ヒータを加熱容器のカバーに設け、カバーとの接触表面積を広げることにより昇華された有機物の再結晶化が発生しない有機薄膜形成装置の加熱容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は能動発光型表示素子として、視野角が広くてコントラストにすぐれるだけではなく、応答速度が速いという長所を有しており、次世代表示素子として注目されている。
【０００３】
ＥＬ素子は発光層形成用物質により無機ＥＬ素子と有機ＥＬ素子とに区分される。ここで、有機ＥＬ素子は無機ＥＬ素子に比べて輝度、駆動電圧及び応答速度特性にすぐれて多色化が可能であるという長所を有している。
【０００４】
一般的な有機ＥＬ素子は基板上部に所定パターンの正電極層が形成されている。そして、この正電極層上部にはホール輸送層、発光層、電子輸送層が順次に形成され、前記電子輸送層の上面には前記正電極層と直交する方向に所定パターンの負電極層が形成されている。ここで、ホール輸送層、発光層及び電子輸送層は有機化合物よりなる有機薄膜である。
【０００５】
このような構成を有する有機ＥＬ素子を製造する過程において、ホール輸送層、発光層、電子輸送層の有機薄膜は内部圧力が１０−６ないし１０−７ｔｏｒｒに調節される真空チャンバと、この内部に基板と対向するように設けられて少量の有機物が入れられた加熱容器と、この加熱容器に設けられて有機物を加熱昇華させるためのヒータとを含む蒸着装置により形成される。
【０００６】
前述の有機薄膜形成装置の加熱容器により有機薄膜の蒸着がなされる過程において、加熱容器の重要性が要求される。例えば、加熱容器の開口部が完全に開いている場合、基板に蒸着された有機薄膜の均一度が落ちると同時に内部温度不均一の問題が引き起こされる。また、有機物の消耗が多く、有機ＥＬ素子の製作に多くの短所が引き起こされる。このような問題点を解決するためにいろいろな方法が開発された。特開平１２−２２３２６９号に開示されたように、小規模の加熱容器を多数形成し、加熱容器自らの開口部を小さくして有機薄膜の均一度を高める方法が考案された。または、加熱容器の開口部を点ソースで形成したり、図１に示されたように、カバー６で加熱容器１０の本体４の開口部１を密閉し、前記カバー６に点ソースの吐出孔６ａを形成する方法が考案された。この場合、本体４の内部に入れられた有機物２がヒータ３による加熱により高い圧力で吐出孔６ａを通じて加熱容器１０の外部に吐出されて基板に蒸着されることで有機物の消耗を減らせるだけではなく、基板に蒸着された有機薄膜の均一度など前述した問題点などを解決できる。
【０００７】
しかしこの場合、やはり蒸着された有機薄膜の均一度が完全でない。すなわち、図１に示されたように、前記ヒータ３が前記本体４の外周面の中下部４ｂだけを覆い包んでいて前記本体４の上部４ａと前記加熱容器のカバー６の温度は前記本体４の中下部４ｂに比べて低い。従って、前記本体４の上部４ａとカバー６の温度が前記本体４の中下部４ｂに比べて低いので、昇華された有機物２が再結晶化して前記カバー６の内壁にこびりつくという問題点をはらんでいる。それにより、再結晶化された有機物により有機物が消耗し、基板に蒸着される有機薄膜の厚みが一定ではなくなることにより有機薄膜の均一度が向上しないという問題点をはらんでいる。
【０００８】
また、再結晶化された有機物は前記カバーの吐出部の吐出孔を狭めたり塞いでしまい、基板に有機薄膜が形成されること自体を困難にすることがあるという問題点をはらんでいる。
【０００９】
このような問題点を解決するために図２に示されたように、前記カバー３６の吐出部３７の外周面に別個の補助ヒータ３８を設けて有機物が再結晶化されることを防止しようとした。しかし、吐出孔３７ａが狭くなったり塞がることを防止するためには温度を上げねばならないのであるが、その場合に熱の消耗が多くなって効率的に有機物の再結晶化を防止できないという問題点をはらんでいる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記のような点を勘案してなったものであり、カバーとヒータ間の接触表面積を広めて効率的に昇華された有機物の再結晶化を防止して目標とする有機薄膜の厚みに正確に形成できる有機薄膜形成装置の加熱容器を提供するところに目的がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の有機薄膜形成装置の加熱容器は、内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成され、前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御する吐出部を有するカバーと、前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられる少なくとも１つのヒータと、前記ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーの外面に形成される表面積拡張手段とを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、前記表面積拡張手段は前記ヒータを前記吐出部の外周面またはカバーの外面に位置させる接触溝よりなることを特徴とする。
【００１３】
また、前記吐出部は、前記吐出孔に対応するオリフィス部と、前記オリフィス部から上部方向に拡開された拡開部を備え、前記オリフィス部と対応する吐出部の外周面に形成された接触溝が相対的に深く形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記吐出部の厚みが均一に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
また、前記目的を達成するための本発明の有機薄膜形成装置の加熱容器は内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成され、前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御する吐出部を有するカバーと、前記本体の外周面に設けられて前記空間部に入れられた有機物を加熱する主ヒータと、前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられて昇華された有機物が前記吐出孔に蒸着されることを防止する少なくとも１つの補助ヒータとを含んでなることを特徴とする。
【００１６】
また、前記補助ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーに表面積拡張手段が形成されることを特徴とする。
【００１７】
また、前記表面積拡張手段は前記補助ヒータを前記吐出部の外周面またはカバーの外面に位置させる接触溝よりなることを特徴とする。
【００１８】
また、前記目的を達成するための本発明の有機薄膜形成装置の加熱容器は、内部に有機物が入れられる空間部が形成された本体と、前記本体と結合して前記有機物が吐出される吐出孔が形成されるカバーと、前記吐出孔の縁部に形成されて前記有機物の拡散を制御し、前記吐出孔に対応するオリフィス部と、前記オリフィス部から上部方向に拡開された拡開部を有する吐出部と、前記本体の外周面に設けられて前記空間部に入れられた有機物を加熱する主ヒータと、前記吐出部の外周面またはカバーの外面に設けられて昇華された有機物が前記吐出孔に蒸着されることを防止する少なくとも１つの補助ヒータと、前記補助ヒータとの接触表面積を広げるために前記吐出部の外周面またはカバーの外面に形成されて前記補助ヒータが位置し、前記吐出部のオリフィス部と対応する外周面には相対的に深く形成される接触溝とを含むことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器を詳細に説明する。
【００２０】
有機電子発光素子の有機膜を構成する有機化合物としては、フタロシアニン（ＣｕＰｃ：ｃｏｐｐｅｒ　ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（Ｎ，Ｎ’−Ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ：ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（ｔｒｉｓ−８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ　ａｌｕｍｉｎｕｍ、Ａｌｑ３）などがあるが、本実施形態はこれに限定されず、有機電子発光素子に用いられるいずれの有機材料に対しても実施可能である。
【００２１】
有機薄膜形成装置は図３に示されたように、真空チャンバ２１の内部に有機薄膜を真空蒸着しようとする基板２２が設けられ、この基板２２と対応する真空チャンバ２１の下面には有機物を昇華させるための加熱容器３０が設けられ、前記基板２２と加熱容器間の基板２２と近接した側には前記基板２２に有機薄膜を蒸着しようとするパターンと同じパターンの開口を有したマスク２３が設けられる。前記マスク２３はマスクフレーム２４により支持される。前記基板２２の上部には前記マスクフレーム２４に支持されたマスク２３を基板２２に密着させるためのマグネットユニット２５を駆動させて前記マスク２３を基板２２に密着させる。
【００２２】
図４Ａまたは図６を参照すれば、本発明の一実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器３０は、内部に有機物が入れられる本体３３と、前記本体３３と結合されるカバー３６と、前記カバー３６に接触すべく設けられて前記カバー３６を加熱する少なくとも１つの補助ヒータ３８と、前記補助ヒータ３８が前記カバー３６に接触する表面積を広げるための表面積拡張手段４０とを含む。
【００２３】
前記本体３３は、前記基板２２と対応する側に開口部３１が形成され、その下部に有機物２が入れられる空間部３２を有する。前記本体３３は前記有機材料２を加熱できるように熱伝導性が良好なセラミック材料より形成することが望ましい。すなわち、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、炭化シリコンのうちいずれの１つより形成することが望ましい。前記本体３３の外周面には前記空間部３２に入れられる有機物２を加熱して昇華させるための主ヒータ３４が設けられ、前記本体３３の下面には有機物２の温度を測定するための温度測定手段３５が設けられる。前記本体３３の開口部３１の大きさは有機物２の蒸着条件及び蒸着状態により変形可能である。
【００２４】
図５に示されたように、前記カバー３６は前記加熱容器の本体３３の上部に結合して前記開口部３１を密閉する。図４Ｂまたは図７を参照すれば、前記カバー３６の中央部には前記有機物２が吐出される吐出孔３６ａが形成される。前記吐出孔３６ａの縁部には前記有機物が吐出されて広がることを制御する吐出部３７が形成される。前記吐出部３７は小さな円筒形である。前記吐出部３７は前記ヒータ３４により本体３３内で昇華された有機物２が吐出される吐出孔３６ａに対応するオリフィス部３７ａと、前記オリフィス部３７ａから上部方向に拡開される拡開部３７ｂとを備える。前記オリフィス部３７ａは前記吐出孔３６ａと連結して有機物を吐出させる。前記拡開部３７ｂは前記オリフィス部３７ａを通過した有機物の拡散が容易なようにだんだんと拡開されている。図５に示されたように、前記吐出孔３６ａと連結する前記カバー３６の内面３６ｂは前記吐出孔３６ａ方向にだんだんと縮小さるべく傾斜するように形成され、昇華された有機物２が前記吐出孔３６ａに容易に吸入されるようにする。
【００２５】
前記補助ヒータ３８は前記主ヒータ３４と離れている前記カバー３６を別個に加熱する役割を果たす。前記補助ヒータ３８は前記カバー３６の吐出部３７の外周面３７ｃまたはカバー３６の外面と接触すべく設けられて前記カバー３６を加熱する。図６に示されたように、前記補助ヒータ３８と接触する表面積を広げるために前記吐出部３７の外周面３７ｃまたはカバー３６の外面に表面積拡張手段４０が形成される。
【００２６】
前記表面積拡張手段４０は接触溝４０よりなり、前記補助ヒータ３８が前記吐出部３７の外周面３７ｃまたはカバー３６の外面に安着するようにし、前記補助ヒータ３８との接触表面積を広げる。
【００２７】
従って、前記吐出部３７が前記補助ヒータ３８により加熱される加熱面積が広くなる。従って、効率的に前記カバー３６または吐出孔３６ａを加熱することにより昇華された有機物が前記カバー３６の内面３６ｂにて再結晶化されて蒸着されることを防止する。
【００２８】
図５に示されたように、前記補助ヒータ３８は前記カバー３６の吐出部３７を何回も覆い包んで前記カバー３６の外面に接触する。このような場合には前記カバー３６が加熱される面積がさらに広くなる。上記の通りに、前記カバー３６の外面に何回も巻かれる前記補助ヒータ３８は、前記カバー３６の吐出部３７の外周面及び前記カバー３６の上面と同時に接触する内部巻線３８ａと、前記内部巻線３８ａの外部に順々に巻かれ、前記カバー３６の外壁と接触する多数の外部巻線３８ｂとを含む。前記内部巻線３８ａは前記吐出部３７を加熱することにより前記吐出部の吐出孔３６ａを塞ぐ有機物を発生させない。そして、前記外部巻線３８ｂはカバー３６の外壁を加熱することにより、前記カバー３６の内壁に蒸着される有機物を発生させない。この場合、図５または図６を参照すれば、前記カバーの吐出部３７の外周面及び前記カバー３６の上面には前記内部巻線３８ａに対応する第１接触溝４１が形成される。すなわち、前記内部巻線３８ａが結合さるべく円形の第１接触溝４１が形成される。従って、前記内部巻線３８ａが前記第１接触溝４１に結合されることにより前記内部巻線３８ａにより前記カバー３６が加熱される加熱面積が広くなって有機物２の再結晶化を防止する。また、図８に示されたように、前記第１接触溝４１及び内部巻線３８ａは前記カバーの吐出部３７の外周面に多数形成されて加熱面積をさらに広げられる。
【００２９】
一方、図５または図６に示されたように、前記カバー３６の外面には前記多数の外部巻線３８ｂに対応する多数の第２接触溝４２が形成される。すなわち、前記外部巻線３８ｂが結合さるべく半円状の第２接触溝４２が多数連続的に形成される。従って、前記外部巻線３８ｂが前記第２接触溝４２に結合されることにより前記外部巻線３８ｂにより加熱される加熱面積が広くなって有機物の再結晶化を防止する。
【００３０】
図９または図１０を参照すれば、本発明の他の実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器は、内部に有機物が入れられる本体３３と、前記本体３３と結合されるカバー３６と、前記カバー３６に接触すべく設けられて前記カバー３６を加熱する補助ヒータ３８とを含む。
【００３１】
ここで、先に示された図面と同じ参照符号は同じ機能を果たす同じ部材を指すものであり、先に説明されたところと実質的に同一なので詳細な説明を省略する。
【００３２】
前記補助ヒータ３８との接触表面積を広げるために吐出部３７の外周面またはカバー３６の外面に形成された接触溝４０は、前記吐出部３７のオリフィス部３７ａと対応する外周面３７ｃには相対的に深く形成される。これは前記補助ヒータ３８と吐出孔３６ａとの間隔を狭めることにより前記補助ヒータ３８の熱を効率的に吐出孔３６ａに伝えさせるためである。また、前記吐出部３７の外壁と内壁との間隔の吐出部の厚みｔが均一に形成されることが望ましい。
【００３３】
前述のように構成された本発明による有機薄膜形成装置の加熱容器の作用を説明すれば次の通りである。
【００３４】
まず、有機薄膜形成装置を利用して基板に有機薄膜を形成するためには加熱容器の内部の空間部に電子輸送層、発光層または正孔輸送層を形成するための有機物を注入する。そして、本体の外周面に設置されたヒータにより前記有機物が加熱されて昇華される。昇華された有機物は前記加熱容器のカバーの吐出孔を通じて前記基板に蒸着されて有機薄膜を形成する。前記加熱容器のカバーは、補助ヒータにより別個に加熱されることにより、前記カバーが主ヒータから遠く離れていて発生する温度差により前記有機物がカバーの内面や吐出孔で再結晶化されることを防止する。この場合に、補助ヒータと前記吐出部の外周面またはカバーの外面との接触表面積を広げる接触溝により効率的に補助ヒータの熱を伝達することにより有機物の再結晶化を防止する。前述のようにカバーの内面や吐出孔で再結晶化されないで昇華された有機物はカバーの吐出孔及び吐出部を通じて吐出拡散されて基板に均一な厚みで蒸着される。
【００３５】
本発明は添付された図面に示された一実施形態を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならばこれから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であるという点が理解されうる。よって、本発明の真の保護範囲は特許請求の範囲によってのみ決まらねばならない。
【００３６】
【発明の効果】
前記のように、本発明による有機薄膜形成装置の加熱容器は、補助ヒータを加熱容器のカバーに設け、補助ヒータと加熱容器のカバーとの接触表面積を広げることにより加熱容器のカバーの内壁で有機物が再結晶化されることを防止し、所望の有機薄膜の厚みに正確に形成できるというメリットがある。
【００３７】
また、昇華された有機物の再結晶化により前記加熱容器のカバーの吐出孔が狭くなったりふさがることを防止できるというメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な有機薄膜形成装置の加熱容器の断面図である。
【図２】一般的な他の有機薄膜形成装置の加熱容器の断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による有機薄膜形成装置の概略的な断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器の分解斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器のカバーの拡大斜視図である。
【図５】図４Ａの有機薄膜形成装置の加熱容器の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による加熱容器の表面積拡張手段を示した断面図である。
【図７】図４Ｂのカバーの分解斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態による加熱容器の吐出口の外周面に１つ以上の補助ヒータ及び接触溝が形成されていることを示した断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態による有機薄膜形成装置の加熱容器の断面図である。
【図１０】図９の有機薄膜形成装置の加熱容器のカバーに形成された表面積拡張手段を示した断面図である。
【符号の説明】
２　　　有機物
３１　　開口部
３３　　本体
３４　　ヒータ
３６　　カバー
３６ｂ　カバーの内面
３７　　吐出部
３７ａ　オリフィス部
３８　　補助ヒータ
３８ａ　内部巻線
３８ｂ　外部巻線
【図１】
2004027252.tif 000003
【図２】
2004027252.tif 000004
【図３】
2004027252.tif 000005
【図４Ａ】
2004027252.tif 000006
【図４Ｂ】
2004027252.tif 000007
【図５】
2004027252.tif 000008
【図６】
2004027252.tif 000009
【図７】
2004027252.tif 000010
【図８】
2004027252.tif 000011
【図９】
2004027252.tif 000012
【図１０】
2004027252.tif 000013