JP4876237B2 - 複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源 - Google Patents

Description

本発明は、複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源に係り、より詳細には、複数のルツボで蒸発した有機物質が大面積基板に対して均一な蒸着を行わせる有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源に関する。

一般的に、有機発光素子を製造する方法は、低分子物質を真空中に蒸発させて製造する方法と、高分子物質を溶剤に溶かしてスピンコーティングする方法とが知られている。

このような方法のうち、高真空で薄膜を製作する低分子有機発光素子製造方法の場合、任意の形状の開口部を持つシャドーマスクを基板の前に整列して、この基板に有機物質を蒸着して薄膜を製作する。

このような薄膜製作には有機物質蒸発源が利用される。有機物質蒸発源は、上面が開放されて有機物質を入れるルツボ、加熱により蒸発または昇華された有機物質が通過するように複数の穿孔が形成された蓋部を備えて構成される。生産性向上のために大面積基板を使用する場合、大面積薄膜の均一度が確保されるように線形蒸発源が必要になる。この時、大面積基板１００または線形蒸発源が動いて基板の全面積に対して蒸着が行われる。

線形蒸発源の外側部分は中央に比べて蒸発されたガスの重畳する部分が少ないために、薄膜の均一度が基板の中央より外側で顕著に小さくなる。このような現象を防止するためには、蒸発源の長さが基板の長さよりかなり長くならねばならないが、この時は蒸発源の使用効率が落ちる。

図１は、従来の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図であり、図２は、図１に図示したルツボ蓋部２０の平面図である。従来には、大面積均一度の確保のために、蓋部２０の穿孔２５の間隔とその面積とを調節して長手方向の終端での均一度を向上させようとした。すなわち、図面に示したように、蓋部２０の中心から外側へ行くほど穿孔２５の間隔を狭め（ｄ１＞ｄ２＞ｄ３）、穿孔２５の面積を広げて（Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３）多量の有機物を外側に通過させた。

しかし、このように大面積均一度確保のために、穿孔２５の大きさが互いに異なり、その間隔が互いに異なる蓋部２０を使用する場合、穿孔２５の大きさと間隔は非常に微細に調節されねばならない。特に、穿孔２５の大きさは、数百μmから数mmまで非常に多様でその加工が非常にむずかしいという問題点がある。また、非常に微細な穿孔２５の場合には、蓋部２０の熱源変化により有機物が固まって穿孔２５が閉塞されがちな問題点がある。

本発明は、前記した問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、複数のルツボで蒸発した有機物質がルツボの開口から放射状に広がる高さを異にすることによって、微細な穿孔を加工せずに、大面積基板に対して均一な蒸着を行わせるところに目的がある。

本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない他の目的は下の記載から当業者に明確に理解されうる。

前記目的を達成するために、本発明の実施形態による複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源は、長い筒状ないし箱状に形成されるハウジングと、上面は開放されており、内部に蒸着用物質を入れるものであり、前記ハウジングに挿入される複数のルツボと、前記ルツボを加熱する加熱装置と、を備え、各ルツボの開口の高さが各々異なり、前記ルツボで蒸発された前記蒸着用物質が前記異なる高さのルツボの開口から広がるように構成されている。

本発明の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源によれば、次のような効果が一つあるいはそれ以上ある。

第１に、加工し難い微細穿孔をあけなくても有機物質を蒸着させうる。

第２に、微細な穿孔が不要なので、有機物が固くなって穿孔が閉塞される問題がない。

第３に、ハウジング内で各ルツボの有機物質が放射状に広がるルツボの開口の高さを異にして、大面積基板に対して有機物質の均一な蒸着をなしうる。

その他の実施例の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の利点及び特徴、そしてこれを達成する方法は添付された図面に基づいて詳細に後述されている実施例を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下で開示される実施例に限定されるものではなく、この実施例から外れて多様な形に具現でき、本明細書で説明する実施例は本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で当業者に発明の範ちゅうを完全に報せるために提供されるものであり、本発明は請求項及び発明の詳細な説明によってのみ定義される。一方、明細書全体に亙って同一な参照符号は同一な構成要素を示す。

以下、本発明の実施形態により、複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を説明するための図面を参考して本発明について説明する。

図３は、本発明の第１実施形態による複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。本発明の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源は、複数のルツボ１０を収容するハウジング６０、蒸着用物質を入れるルツボ１０、ルツボ１０を加熱して蒸着用物質を気化または昇華させる加熱装置を備えて構成される。

ハウジング６０は、上面は開放されており、側面と下面とは閉鎖された長い筒状ないし箱状であり、内部に複数のルツボ１０を収容するように内部空間を具備する。大面積基板または線形蒸発源が動いて基板の全面積に対して有機物質疑蒸着が行われるように、ハウジング６０の幅は基板幅よりはもう少し大きいことが望ましい。

ルツボ１０は、上面は開放されており、側面と下面とは閉鎖された長い円筒状であり、ルツボ１０の内部に蒸着用有機物質５０が保存または維持されるように内部空間を具備する。ルツボ１０の上端は、そこから蒸発された蒸着用有機物質が広がる開口となっている。ハウジング６０には、ルツボ１０の上端の開口がハウジング６０の上面よりも上方に突出するように、ルツボ１０が受け入れられている。図示の例では、各ルツボ１０は同じ断面寸法を有しており、したがって、ルツボ１０の開口の面積は同じである。

図４は、本発明の一実施形態による熱線８０が連結されたルツボ１０を示す斜視図である。図４を参照して説明すれば、ルツボ１０の形状は長い円筒状であることが望ましい。しかし、上面が開放されており、内部に有機物質５０が保存または維持されうるならば、長い四角柱などの形状に多様に変わりうる。ルツボ１０の外壁には、後述するルツボ固定部７０の係止支持台７２に置かれてルツボ１０を固定させる係止部１２が形成されている。ルツボ１０の外壁での係止部１２の位置は、ルツボ１０がハウジング６０に挿入される深さによってルツボ１０ごとに異なるが、後述する加熱装置が置かれる位置よりはルツボ１０の上部にある必要がある。ルツボ１０の外部下端部には加熱装置が形成される。

図３を参照すれば、ルツボ１０はその高さ寸法がいずれも同じである。そして、ハウジング６０内でハウジングの長手方向に沿って一列に配置され、深さを異にして挿入される。ルツボ１０の外壁に形成された係止部１２の位置をそれぞれ異なって形成できるので、係止支持台７２上に係止部１２が置かれて、各ルツボ１０は深さを異にして挿入されうる。この時、ルツボ１０は、中央部から外側（ハウジングの長手方向端部）へ行くほどハウジング６０に挿入される深さを浅くする。したがって、中央部から外側へ行くほど蒸発された有機物質５０がルツボ１０の開口から放射状に広がる高さ(すなわち、ルツボ１０の上端の開口の高さ)が高くなる。

加熱装置は、ルツボ１０の外壁に設置されてルツボ１０を加熱する。ルツボ１０の加熱によりルツボ１０の内部に置かれた有機物質５０は、温度が上昇して蒸発する。加熱装置は、図４のように熱線８０で形成されることが望ましい。熱線８０が形成される高さ部位は、ルツボ１０の全体高さではなく、ルツボ１０の内部に置かれる有機物質５０の高さに合わせて形成することが望ましい。各ルツボ１０には同量の有機物質５０を入れるので、各ルツボ１０ごとに熱線８０が形成される高さと間隔とを同じくして、各ルツボ１０ごとに均一な熱伝逹をなすことが望ましい。したがって、各ルツボ１０ごとに蒸発される有機物質５０の量は同一になる。加熱装置は、熱線８０だけでなくルツボ１０の一定高さを加熱できるならば多様な方法で具現できる。

図５は、本発明の第２実施形態による複数のルツボ１０を利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。複数のルツボ１０を収容するハウジング６０、蒸着用物質を入れるルツボ１０、ルツボ１０を加熱して蒸着用物質を気化または昇華させる加熱装置を備えて構成されるが、このような構成要素は前述した第１実施形態と同一であるので、説明を省略する。

ただし、図５を参照すれば、ルツボ１０はその高さ寸法が異なる。そして、ハウジング６０内でハウジングの長手方向に沿って一列に配置され、挿入される深さはいずれも同じである。この時、ハウジング６０の中央から外側へ行くほど高くなるルツボ１０を挿入させる。したがって、中央部から外側へ行くほど蒸発された有機物質５０がルツボ１０の開口から放射状に広がる高さ（すなわち、ルツボ１０の上端の開口の高さ）が高くなる。

図６は、本発明の第３実施形態による複数のルツボ１０を利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。複数のルツボ１０を収容するハウジング６０、蒸着用物質を入れるルツボ１０、ルツボ１０を加熱して蒸着用物質を気化または昇華させる加熱装置を備えて構成されるが、このような構成要素は前述した第１実施形態と同一であるので、説明を省略する。

ただし、図６を参照すれば、ルツボ１０はその高さ寸法がいずれも同じである。そして、ハウジング６０内でハウジングの長手方向に沿って一列に配置され、挿入される深さがいずれも同じである。この時、ハウジング６０の中央部から外側へ行くほど高さ寸法が大きくなる高さ調節部１４がルツボ１０上にそれぞれ結合される。高さ調節部１４の上端の開口がルツボの開口となっている。したがって、中央部から外側へ行くほど蒸発された有機物質５０がルツボ１０の開口から放射状に広がる高さ（すなわち、ルツボ１０の高さ調節部１４の上端の開口の高さ）が高くなる。

図７は、蒸発源からの距離による蒸発状態を示す図面である。図面を参照して、本発明によって大面積基板１００に対して均一な蒸着が行われる原理を説明する。図７は、有機物質５０が蒸発される地点から基板までの距離が近い場合（図７の左側）と、相対的に距離の遠い場合（図７の右側）とを示す。ルツボ１０内の一定位置で蒸発された有機物質５０は、基板に向う垂直方向を中心に放射状に広がる。放射状に広がるために、有機物質５０が蒸発される地点から基板までの距離が近い場合は、遠い場合より狭い地域に有機物質５０が到達する。同量の物質が蒸発してさらに狭い地域に有機物質５０が到達するので、単位面積当たり有機物質５０の量は、距離が近い場合にさらに多くなる。

有機物質５０がルツボ１０の開口から放射状に広がる高さ(ルツボ１０の開口の高さ)がそれぞれ同じ場合、外側部分は中央に比べて蒸発された有機物質５０の重畳する部分が少なくなる。したがって、蒸発された有機物質５０が基板１００に蒸着する時、薄膜の均一度が基板１００の中心より外側で顕著に小さくなる。

本発明によれば、ルツボ１０の開口で有機物質が放射状に広がる高さ(ルツボ１０の開口の高さ)が、中央のルツボ１０から外側のルツボへ行くほど高くなるように形成される。したがって、外側にあるルツボ１０で蒸発した有機物質５０は、中央にあるルツボ１０で蒸発された有機物質５０に比べて重畳する部分は少ないが、基板に垂直な地点のルツボ１０から到達する単位面積当たり有機物質５０の量は多くなる。したがって、全体ルツボ１０で蒸発する有機物質５０により大面積基板１００に均一な蒸着が行われる。

図８は、本発明の一実施形態によるルツボ固定部７０の平面図である。ルツボ１０の形状によってルツボ１０が挿入されるように複数の孔があけられている。ルツボ１０に形成された係止部１２によりルツボ１０が固定されるように、孔には図面のように係止支持台７２が形成される。図面に図示していないが、係止部１２と係止支持台７２とに他の結合手段を付加して、ルツボ１０が動かないように固定できる。ルツボ１０が挿入される深さを異にして固定する方法は、前記の方法だけでなく多様な方法で具現できる。

前記のように構成される本発明による有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源の作用を説明すれば、次の通りである。

ハウジング６０上にルツボ固定部７０が置かれて結合される。ルツボ固定部７０の係止支持台７２にルツボ１０の係止部１２が係止されてルツボ１０が固定されるように、各ルツボ１０らがハウジング６０内に挿入される。この時、それぞれのルツボ１０中には同量の有機物が置かれる。ルツボ１０に形成された加熱装置は、各ルツボ１０において同じ位置に同じ間隔で形成され、各ルツボ１０に均一な熱伝逹を行う。したがって、各ルツボ１０ごとに同量の有機物質５０が蒸発されうる。加熱装置により各ルツボ１０で有機物質５０が蒸発して、基板に向って上昇する。本発明においては、ハウジング６０内の中央から左右方向へ行くほど有機物質５０が放射状に広がるルツボ１０の開口の高さを高くして、大面積基板に対して均一な有機物質の蒸着が行われる。

本発明が属する技術分野で当業者ならば本発明がその技術的思想や必須特徴を変更せずとも他の具体的な形に実施されうるということが理解できるであろう。したがって、前述した実施例は全ての面で例示的なものであって、限定的なものではないと理解せねばならない。本発明の範囲は詳細な説明よりは特許請求の範囲により表れ特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその等価概念から導かれるあらゆる変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解釈されねばならない。

本発明は、有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源関連の技術分野に好適に用いられる。

従来の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。 図１に図示したルツボ蓋部の平面図である。 本発明の第１実施形態による複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。 本発明の一実施形態による熱線が連結されたルツボを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態による複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。 本発明の第３実施形態による複数のルツボを利用した有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源を示す断面図である。 蒸発源からの距離による蒸発形態を示す図である。 本発明の一実施形態によるルツボ固定部の平面図である。

符号の説明

１０ ルツボ
１２ 係止部
５０ 有機物質
６０ ハウジング
７０ ルツボ固定部
７２ 係止支持台
８０ 熱線

Claims (7)

1. 長い筒状ないし箱状に形成されるハウジングと、
   上面は開放されており、内部に蒸着用物質を入れるものであり、前記ハウジングに一列に挿入される複数のルツボと、
   前記ルツボを加熱する加熱装置と、を備える有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源において、
   各ルツボの開口の高さが各々異なり、前記ルツボで蒸発された前記蒸着用物質が前記異なる高さのルツボの開口から広がるように構成され、前記高さは、前記ハウジングの中央から外側へゆくほど高くなる、有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
2. 前記ルツボは、その高さ寸法がいずれも同じであり、前記ハウジング内で一列に配置され、前記ハウジングの中央から外側へ行くほど前記ルツボが前記ハウジングに挿入される深さが浅くなる請求項1に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
3. 前記ルツボは、その高さ寸法がいずれも異なり、前記ハウジング内で一列に配置され、前記ハウジングの中央から外側へ行くほど高さ寸法が大きくなる前記ルツボが挿入され、前記ルツボの挿入深さがいずれも同じである請求項1に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
4. 前記ルツボは、その高さ寸法がいずれも同じであり、前記ハウジング内で一列に配置され、前記ルツボが挿入される深さがいずれも同じく、前記ハウジングの中央から外側へ行くほど高さ寸法が大きくなる高さ調節部が前記ルツボ上に形成される請求項1に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
5. 前記ハウジングの上面は開放されており、前記ハウジングの上面を覆うように設けられ、前記ハウジングに挿入される前記ルツボの上部が貫通されるように複数の孔があけられており、前記孔には係止支持台が形成されたルツボ固定部をさらに備え、前記ルツボの外壁には前記係止支持台に係止する係止部が形成されて、前記ルツボ固定部の係止支持台により前記ルツボが前記ハウジングに固定される請求項1ないし4のうちいずれか1項に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
6. 前記加熱装置は熱線を利用するものであり、前記ルツボの下部で所定高さ部位を加熱できるように、前記熱線がルツボ外壁の周囲に形成された請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。
7. 前記所定高さ部位は、前記ルツボ内部に置かれる有機物質の高さより高い請求項6に記載の有機発光素子薄膜製作のための線形蒸発源。

Images