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[Technisches Gebiet]
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Bedampfungsvorrichtung zur Ausführung
eines Filmbildungsprozesses an einem durch Dampfabscheidung zu verarbeitenden
Zielobjekt.
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[Hintergrundtechnik]
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In
letzter Zeit ist eine organische EL-Vorrichtung, die Elektrolumineszenz
(EL) verwendet, entwickelt worden. Da die organische EL-Vorrichtung
nahezu keine Wärme erzeugt, verbraucht sie im Vergleich
zu einer Kathodenstrahlröhre oder dergleichen weniger Leistung.
Ferner existieren, da die organische EL-Vorrichtung eine selbstleuchtende
Vorrichtung ist, einige andere Vorteile, beispielsweise ein Betrachtungswinkel,
der breiter als derjenige eines Flüssigkristalldisplays
(LCD) ist, so dass in der Zukunft deren Fortentwicklung erwartet
wird.
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Die
typischste Struktur dieser organischen EL-Vorrichtung umfasst eine
Anodenschicht (positive Elektrode), eine Licht emittierende Schicht
und eine Kathodenschicht (negative Elektrode), die der Reihe nach
auf einem Glassubstrat gestapelt sind, um eine geschichtete Form
bzw. Sandwich-Form zu bilden. Um Licht aus der Licht emittierenden
Schicht herauszubringen, wird eine transparente Elektrode, die aus ITO
(Indiumzinnoxid) besteht, als die Anodenschicht auf dem Glassubstrat
verwendet.
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Eine
derartige organische EL-Vorrichtung wird allgemein dadurch hergestellt,
dass die Licht emittierende Schicht und die Kathodenschicht der Reihe
nach auf dem Glassubstrat an der Oberfläche, an der die
ITO-Schicht (Anodenschicht) vorgeformt ist, gebildet werden.
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Eine
Vakuumabscheidungsvorrichtung, die beispielsweise in Patentdokument
1 gezeigt ist, ist als eine Vorrichtung zum Ausbilden der Licht
emittierenden Schicht einer derartigen organischen EL-Vorrichtung
bekannt. Patentdokument 1:
japanische
offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2000-282219 -
[Offenbarung der Erfindung]
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[Mit der Erfindung zu lösende
Probleme]
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Jedoch
wird bei dem Prozess zur Bildung der Licht emittierenden Schicht
der organischen EL-Vorrichtung das Innere der Prozesskammer während des
Dampfabscheidungsprozesses auf ein voreingestelltes Druckniveau
druckgemindert bzw. drucklos gemacht. Der Grund hierfür
besteht darin, dass beim Formen der Licht emittierenden Schicht
der organischen EL-Vorrichtung, wie oben beschrieben ist, wenn die
Filmbildung unter dem atmosphärischen Druck ausgeführt
wird, um das Filmbildungsmaterial auf der Oberfläche des
Substrats durch Liefern von Dampf des Filmbildungsmaterials mit
einer hohen Temperatur von etwa 200°C bis 500°C
von einem Bedampfungskopf abzuscheiden, die Wärme des Dampfes
des Filmbildungsmaterials durch die Luft innerhalb der Prozesskammer
an die verschiedenen Komponenten, wie Sensoren, in der Prozesskammer übertragen
wird. Infolgedessen wird ein Temperaturanstieg derartiger Komponenten
und eine folgliche Verschlechterung von Charakteristiken der Komponenten
oder ein Schaden der Komponenten selbst bewirkt. Demgemäß wird
bei dem Prozess zum Ausbilden der Licht emittierenden Schicht der
organischen EL-Vorrichtung das Innere der Prozesskammer auf das
voreingestellte Druckniveau druckgemindert, um das Entweichen der
Wärme von dem Dampf des Filmbildungsmaterials (Wärmeisolierung durch
Vakuum) zu verhindern.
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Inzwischen
sind eine Dampferzeugungseinheit zur Verdampfung des Filmbildungsmaterials,
ein Rohr zur Lieferung des Dampfs des Filmbildungsmaterials, der
in der Dampferzeugungseinheit erzeugt wird, an den Bedampfungskopf
und ein Steuerventil zur Steuerung einer Lieferung des Dampfs des
Filmbildungsmaterials allgemein außerhalb der Prozesskammer
angeordnet, um das Auffüllen des Filmbildungsmaterials,
deren Wartung und dergleichen auszuführen. Wenn jedoch
die Dampferzeugungseinheit, das Rohr und das Steuerventil unter
dem atmosphärischen Druck angeordnet sind, wird die Wärme in
die Luft abgestrahlt, so dass es schwierig ist, eine Temperatur
des Dampfs des Filmbildungsmaterials, der in der Dampferzeugungseinheit
erzeugt wird, auf einem gewünschten Niveau beizubehalten,
während der Dampf an den Bedampfungskopf gesendet wird. Wenn
beispielsweise eine Temperatur des Dampfs des Filmbildungsmaterials
unter eine eingestellte Temperatur fällt, während
der Dampf an den Bedampfungskopf gesendet wird, wird das Filmbildungsmaterial
in dem Rohr oder dergleichen niedergeschlagen, so dass der Dampf
nicht ausreichend an den Bedampfungskopf geliefert werden kann.
Aus diesem Grunde wird die Liefermenge des Dampfs von dem Bedampfungskopf
reduziert, wodurch eine Abscheidungsrate reduziert wird. Ferner
nehmen, da es notwendig ist, einen Heizer zum Vorheizen eines Trägergases
oder zum Heizen des Rohrs oder dergleichen anzubringen, um eine
derartige Temperaturabnahme zu verhindern, die Kosten der Vorrichtung
wie auch die laufenden Kosten hierfür zu und die Größe
der Vorrichtung wird groß.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bedampfungsvorrichtung
bereitzustellen, die in der Lage ist, den Dampf des Filmbildungsmaterials,
der in der Dampferzeugungseinheit erzeugt wird, an den Bedampfungskopf
zu liefern, ohne die Temperaturabnahme zu bewirken.
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[Mittel zum Lösen der Probleme]
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist eine Bedampfungsvorrichtung zur Ausführung
eines Filmbildungsprozesses an einem durch Dampfabscheidung zu verarbeitenden
Zielobjekt vorgesehen, wobei eine Prozesskammer zum Ausführen
des Filmbildungsprozesses an dem Zielobjekt und eine Dampferzeugungskammer
zum Verdampfen eines Filmbildungsmaterials benachbart zueinander
angeordnet sind, Gasaustragsmechanismen zum Druckmindern bzw. Drucklosmachen
eines Inneren der Prozesskammer und eines Inneren der Dampferzeugungskammer
angebracht sind, eine Dampfaustragsöffnung zum Austrag
eines Dampfs des Filmbildungsmaterials in der Prozesskammer angeordnet
ist, eine Dampferzeugungseinheit zum Verdampfen des Filmbildungsmaterials
und ein Steuerventil zum Steuern einer Lieferung des Dampfs des
Filmbildungsmaterials in der Dampferzeugungskammer angeordnet sind,
und ein Strömungspfad zum Liefern des Dampfs des Filmbildungsmaterials,
der in der Dampferzeugungseinheit erzeugt wird, an die Dampfaustragsöffnung
ohne Austrag desselben in Richtung eines Äußeren
der Prozesskammer und der Dampferzeugungskammer angebracht sind.
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Es
kann möglich sein, dass ein Bedampfungskopf, an dessen
Oberfläche die Dampfaustragsöffnung geformt ist,
vorgesehen ist, und dass der Bedampfungskopf durch eine Trennwand
getragen wird, die die Prozesskammer und die Dampferzeugungskammer
trennt, während die mit der Dampfaustragsöffnung
versehene Oberfläche des Bedampfungskopfs in der Prozesskammer
freigelegt ist. In diesem Fall kann zumindest ein Teil der Trennwand aus
einem thermischen Isolator bestehen. Ferner können die
Dampferzeugungseinheit und das Steuerventil den Bedampfungskopf
tragen.
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Des
Weiteren kann ein Trägergaslieferrohr zur Lieferung eines
Trägergases, das den Dampf des Filmbildungsmaterials, der
in der Dampferzeugungseinheit verdampft wird, an die Dampfaustragsöffnung liefert,
an den Dampferzeugungsmechanismus vorgesehen sein. In diesem Fall
kann es möglich sein, dass die Dampferzeugungseinheit einen
Heizerblock besitzt, der ein Gesamtes desselben integral heizt, und
in dem Heizerblock ein Materialbehälter, der mit dem Filmbildungsmaterial
gefüllt ist, und ein Trägergaspfad zum Strömen
des Trägergases, das von dem Trägergaslieferrohr
zu dem Materialbehälter geliefert wird, angeordnet sind.
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Das
Filmbildungsmaterial ist beispielsweise ein Filmbildungsmaterial
für eine Licht emittierende Schicht einer organischen EL-Vorrichtung.
Ferner ist das Steuerventil beispielsweise ein Faltenbalgventil oder
ein Membranventil.
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[Wirkung der Erfindung]
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung ist es durch Lieferung des Dampfs des Filmbildungsmaterials,
der in der Dampferzeugungseinheit erzeugt wird, an eine Dampfaustragsöffnung
ohne Austrag desselben in Richtung des Äußeren
der Prozesskammer und der Dampferzeugungskammer möglich,
den Dampf an den Bedampfungskopf unter einem Zustand von Wärmeisolierung
durch Vakuum zu liefern, ohne eine Tempera turabnahme zu bewirken.
Daher kann ein Niederschlag des Filmbildungsmaterials in einem Rohr
oder dergleichen verhindert werden, so dass die Liefermenge des
Dampfs von dem Bedampfungskopf stabilisiert und eine Reduktion einer Dampfabscheidungsrate
vermieden werden kann. Ferner kann, da eine Anbringung eines Heizers
zum Heizen des Rohrs oder dergleichen vermieden werden kann, eine
Reduzierung von Kosten der Vorrichtung oder laufenden Kosten derselben
erreicht und die Vorrichtung miniaturisiert werden.
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Überdies
kann, wenn die Dampferzeugungseinheit und das Steuerventil an dem
Bedampfungskopf als ein einzelner Körper getragen werden,
eine Bedampfungseinheit eine kompakte Größe besitzen, so
dass die Temperatursteuerbarkeit und -gleichförmigkeit
der gesamten Bedampfungseinheit durch Beibehaltung des Inneren der
Prozesskammer und der Dampferzeugungskammer unter einem Zustand von
Wärmeisolierung durch Vakuum verbessert werden können.
Durch Integration der Dampferzeugungseinheit und des Steuerventils
mit dem Bedampfungskopf besteht keine Notwendigkeit zum Verbinden
von Abschnitten jeder Komponente, so dass eine Temperaturabnahme
unterdrückt werden kann. Zusätzlich wird, da die
Bedampfungseinheit als ein einzelner Körper ausgeführt
werden kann, deren Wartung erleichtert. Ferner kann, wenn jede der Dampferzeugungseinheiten 70, 71 und 72 aus
dem Heizerblock 91 besteht, der zum Aufheizen als ein Ganzes
in der Lage ist, und der Materialbehälter 92 und
der Trägergaspfad 94 innerhalb des Heizerblocks 91 angeordnet
sind, ein Heizer zum Vorheizen des Trägergases ebenfalls
weggelassen werden, so dass der Raum eingespart werden kann.
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[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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1 ist
ein Diagramm zur Beschreibung einer organischen EL-Vorrichtung;
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2 ist
ein Diagramm eines Prozesssystems;
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3 ist
eine Schnittansicht, die eine Konfiguration einer Bedampfungsvorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung schematisch darstellt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht einer Bedampfungseinheit;
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5 ist
ein Schaltbild der Bedampfungseinheit;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Dampferzeugungseinheit;
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7 ist
ein Diagramm zum Beschreiben eines Filmbildungssystems, bei dem
jede Prozessvorrichtung um eine Überführungskammer
herum angeordnet ist;
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8 ist
ein Diagramm zum Beschreiben eines Prozesssystems, bei dem sechs
Prozessvorrichtungen um eine Überführungskammer
herum angeordnet sind; und
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9 ist
ein Diagramm zum Beschreiben eines Prozesssystems, das derart konfiguriert
ist, um ein Substrat direkt in jeweilige Prozessvorrichtungen von
einer Lade/Entladeeinheit zu laden.
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[Geeignetste Weise zur Ausführung
der Erfindung]
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Nachfolgend
wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert
unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der
folgenden Ausführungsform wird ein Prozesssystem 10 zur
Herstellung einer organischen EL-Vorrichtung A durch Ausbilden einer
Anodenschicht 1 (positive Elektrode), einer Licht emittierenden
Schicht 3 und einer Kathodenschicht 2 (negative
Elektrode) auf einem Glassubstrat G als ein zu verarbeitendes Zielobjekt
detailliert als ein Beispiel eines Dampfabscheidungsprozesses beschrieben.
Ferner bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in dem gesamten
Dokument, und eine redundante Beschreibung derselben wird weggelassen.
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1 sieht
ein Diagramm zur Beschreibung der organischen EL-Vorrichtung A vor,
die gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung hergestellt ist. Die typischste Struktur dieser organischen EL-Vorrichtung
A ist eine Sandwich-Struktur, bei der die Licht emittierende Schicht 3 zwischen
der Anode 1 und der Kathode 2 angeordnet ist.
Die Anode 1 ist auf dem Glassubstrat G ausgebildet. Eine
transparente Elektrode, die beispielsweise aus ITO (Indiumzinnoxid)
hergestellt und in der Lage ist, Licht der Licht emittierenden Schicht 3 durchzulassen,
wird als die Anode 1 verwendet.
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Eine
organische Schicht, die als die Licht emittierende Schicht 3 dient,
kann einschichtig oder mehrschichtig sein. In 1 ist
sie eine 6- schichtige Struktur mit einer ersten Schicht a1 bis zu
einer sechsten Schicht a6, die aufeinander geschichtet sind. Die
erste Schicht a1 ist eine Lochtransportschicht; die zweite Schicht
a2 ist eine nicht Licht emittierende Schicht (Elektronenblockierschicht);
die dritte Schicht a3 ist eine blaues Licht emittierende Schicht;
die vierte Schicht a4 ist eine rotes Licht emittierende Schicht;
die fünfte Schicht a5 ist eine grünes Licht emittierende
Schicht; und die sechste Schicht a6 ist eine Elektronentransportschicht.
Eine derartige organische EL-Vorrichtung A wird durch die Prozesse
zum aufeinander erfolgenden Ausbilden der Licht emittierenden Schicht 3 (d.
h. der ersten Schicht a1 bis zu der sechsten Schicht a6) an der
Anode 1 an der Oberfläche des Glassubstrats G;
zum Ausbilden der Kathode 2, die aus Ag, einer Mg/Ag-Legierung oder
dergleichen besteht, nach einem Anordnen einer Austrittsarbeitseinstellschicht
(nicht gezeigt) dazwischen; und schließlich zum Abdichten
der gesamten Struktur mit einem Nitridfilm (nicht gezeigt) hergestellt,
wie später beschrieben wird.
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2 zeigt
ein Diagramm, das das Prozesssystem 10 zur Herstellung
der organischen EL-Vorrichtung A beschreibt. Das Prozesssystem 10 besitzt eine
Konfiguration, beider ein Lader 11, eine Überführungskammer 12,
eine Bedampfungsvorrichtung 13 für die Licht emittierende
Schicht 3, eine Überführungskammer 14,
eine Filmbildungsvorrichtung 15 für die Austrittsarbeitseinstellschicht,
eine Überführungskammer 16, eine Ätzvorrichtung 17,
eine Überführungskammer 18, eine Sputtervorrichtung 19, eine Überführungskammer 20,
eine CVD-Vorrichtung 21, eine Überführungskammer 22 und
ein Entlader 23 nacheinander in Reihe entlang einer Überführungsrichtung
(in 2 rechte Richtung) des Substrats G angeordnet
sind. Der Lader 11 ist eine Vorrichtung zum Laden des Substrats
G in das Prozesssystem 10. Die Überführungskammern 12, 14, 16, 18, 20 und 22 sind
Vorrichtungen zum Überführen des Substrats G zwischen
den jeweiligen Prozessvorrichtungen. Der Entlader 23 ist
eine Vorrichtung zum Entladen des Substrats G von dem Prozesssystem 10.
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Nachfolgend
wird die Bedampfungsvorrichtung 13 gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detaillierter
beschrieben. 3 ist eine Schnittansicht, die
die Konfiguration der Bedampfungsvorrichtung 13 schematisch
veranschaulicht; 4 stellt eine perspektivische
Ansicht dar, die eine Bedampfungseinheit 55 (56, 57, 58, 59 und 60) zeigt,
die in die Bedampfungsvorrichtung 13 integriert ist; 5 stellt
ein Schaltbild der Bedampfungseinheit 55 (56, 57, 58, 59 und 60)
dar; und 6 zeigt eine perspektivische
Ansicht von Dampferzeugungseinheiten 70, 71 und 72.
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Die
Bedampfungsvorrichtung 13 besitzt eine Konfiguration, bei
der eine Prozesskammer 30 zur Ausführung der Filmbildung
auf dem Substrat G darin und eine Dampferzeugungskammer 31 zum
Verdampfen eines Filmbildungsmaterials darin vertikal benachbart
zueinander angeordnet sind. Die Prozesskammer 30 und die
Dampferzeugungskammer 31 sind innerhalb eines Kammerhauptkörpers 32,
der aus Aluminium, rostfreiem Stahl oder dergleichen besteht, ausgebildet,
und die Prozesskammer 30 und die Dampferzeugungskammer 31 sind
durch eine Trennwand 33 getrennt, die aus einem thermischen Isolator
besteht und dazwischen vorgesehen ist.
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Ein
Gasauslassloch 35 ist an der Bodenfläche der Prozesskammer 30 geöffnet,
und eine Vakuumpumpe 36, die als ein Gasauslassmechanismus dient
und außerhalb des Kammerhauptkörpers 32 angeordnet
ist, ist über ein Gasauslassrohr 37 mit dem Gasauslassloch 35 verbunden.
Das Innere der Prozesskammer 30 wird auf ein voreingestell tes Druckniveau
durch den Betrieb der Vakuumpumpe 36 druckgemindert bzw.
drucklos gemacht.
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Gleichermaßen
ist ein Gasauslassloch 40 in der Bodenfläche der
Dampferzeugungskammer 31 geöffnet, und eine Vakuumpumpe 41,
die als eine Gasauslasseinheit dient und außerhalb des
Kammerhauptkörpers 32 angeordnet ist, ist mit
dem Gasauslassloch 40 über ein Gasauslassrohr 42 verbunden.
Das Innere der Dampferzeugungskammer 31 wird auf ein vorbestimmtes
Druckniveau durch den Betrieb der Vakuumpumpe 41 druckgemindert
bzw. drucklos gemacht.
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An
dem oberen Bereich der Prozesskammer 30 sind ein Führungselement 45 und
ein Halteelement 46 angebracht, das sich entlang des Führungselements 45 durch
eine geeignete Antriebsquelle (nicht gezeigt) bewegt. Eine Substrathalteeinheit 47, wie
eine elektrostatische Spanneinrichtung oder dergleichen, ist an
dem Halteelement 46 angebracht, und das Substrat G, das
das Ziel der Filmbildung darstellt, wird an der Bodenfläche
der Substrathalteeinheit 47 horizontal gehalten.
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Ein
Ladedurchlass 50 und ein Entladedurchlass 51 sind
an Seitenflächen der Prozesskammer 30 vorgesehen.
Bei der Bedampfungsvorrichtung 13 wird das von dem Ladedurchlass 50 geladene
Substrat G durch die Substrathalteeinheit 47 gehalten und auf
die rechte Seite in der Prozesskammer 30 in 3 überführt,
um von dem Entladedurchlass 51 entladen zu werden.
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An
der Trennwand 33, die die Prozesskammer 30 und
die Dampferzeugungskammer 31 trennt und die entlang der Überführungsrichtung
des Substrats G angeordnet ist, befinden sich sechs Bedampfungseinheiten 55, 56, 57, 58, 59 und 60 zur
Lieferung von Dämpfen von Filmbildungsmaterialien. Diese
Bedampfungseinheiten 55 bis 60 umfassen die erste
Bedampfungseinheit 55 zum Abscheiden der Lochtransportschicht;
die zweite Bedampfungseinheit 56 zum Abscheiden der nicht
Licht emittierenden Schicht; die dritte Bedampfungseinheit 57 zum
Abscheiden der blaues Licht emittierenden Schicht; die vierte Bedampfungseinheit 58 zum
Abscheiden der rotes Licht emittierenden Schicht; die fünfte
Bedampfungseinheit 59 zum Abscheiden der grünes
Licht emittierenden Schicht; und die sechste Bedampfungseinheit 60 zum
Abscheiden der Elektronentransportschicht, und sie scheiden die
Dämpfe der Filmbildungsmaterialien der Reihe nach auf der
Bodenfläche des Substrats G ab, während es überführt und
von der Substrathalteeinheit 47 gehalten wird. Ferner sind
Dampftrennwände 61 zwischen den jeweiligen Bedampfungseinheiten 55 bis 60 angeordnet,
so dass die Dämpfe der Filmbildungsmaterialien, die von
den jeweiligen Bedampfungseinheiten 55 bis 60 geliefert
werden, auf der Bodenfläche des Substrats G der Reihe nach,
ohne miteinander gemischt zu werden, abgeschieden werden können.
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Da
alle Bedampfungseinheiten 55 bis 60 dieselbe Konfiguration
besitzen, wird nur die Konfiguration der ersten Bedampfungseinheit 55 als
ein repräsentatives Beispiel erläutert. Wie in 4 dargestellt ist,
besitzt die Bedampfungseinheit 55 eine Konfiguration, bei
der ein Rohrgehäuse 66 an der Bodenseite eines
Bedampfungskopfs 65 angebracht ist und drei Dampferzeugungseinheiten 70, 71 und 72 an
einer Seite des Rohrgehäuses 66 angeordnet sind,
während drei sich öffnende/schließende
Ventile 75, 76 und 77 auf der entgegengesetzten
Seite angeordnet sind.
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Eine
Dampfaustragsöffnung 80 zum Austrag der Dämpfe
von Filmbildungsmaterialien für die Licht emittierende
Schicht 3 der organischen EL-Vorrichtung A ist an der oberen
Fläche des Bedampfungskopfs 65 ausgebildet. Die
Dampfaustragsöffnung 80 ist in einer geschlitzten
Form entlang einer Richtung rechtwinklig zu der Überführungsrichtung
des Substrats G vorgesehen und besitzt eine Länge, die
gleich oder geringfügig langer als die Breite des Substrats
G ist. Durch Überführen des Substrats G mittels
der Substrathalteeinheit 47, während die Dämpfe
der Filmbildungsmaterialien aus dieser schlitzförmigen Dampfaustragsöffnung 80 ausgetragen
werden, kann ein Film an der gesamten Bodenfläche des Substrats
G ausgebildet werden.
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Der
Bedampfungskopf 65 wird von der Trennwand 33 zum
Trennen der Prozesskammer 30 und der Dampferzeugungskammer 31 getragen, während
seine obere Fläche, die mit der Dampfaustragsöffnung 80 versehen
ist, zu dem Inneren der Prozesskammer 30 freigelegt ist.
Die Bodenfläche des Bedampfungskopfs 65 ist zu
dem Inneren der Dampferzeugungskammer 31 freigelegt. Das
Rohrgehäuse (Transportpfad) 66, das an der Bodenfläche
des Bedampfungskopfs 65 angebracht ist, und die Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 und
die Steuerventile 75, 76 und 77, die
an dem Rohrgehäuse 66 angebracht sind, sind alle
an dem Inneren der Dampferzeugungskammer 31 angeordnet.
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Die
drei Dampferzeugungseinheiten 70, 71 und 72 und
die drei Steuerventile 75, 76 und 77 stehen
in Korrespondenzbeziehung. Zur näheren Ausführung
steuert das Steuerventil 75 die Lieferung des Dampfs des
Filmbildungsmaterials, der von der Dampferzeugungseinheit 70 erzeugt
wird; das Steuerventil 76 steuert die Lieferung des Dampfs
des Filmbildungsmaterials, der von der Dampferzeugungseinheit 71 erzeugt
wird; und das Steuerventil 77 steuert die Lieferung des
Dampfs des Filmbildungsmaterials, der von der Dampferzeugungseinheit 72 erzeugt
wird. Im Inneren des Rohrgehäuses 66 sind Zweigrohre 81, 82 und 83 zur
Verbindung der jeweiligen Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 mit den jeweiligen
Steuerventilen 75 bis 77 und ein Vereinigungsrohr 85 zum
Mischen der Dämpfe der Filmbildungsmaterialien, die von
den jeweiligen Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 über
die jeweiligen Steuerventile 75 bis 77 geliefert
werden, und dann zum Liefern derselben an den Bedampfungskopf 65 angebracht.
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Alle
Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 besitzen dieselbe
Konfiguration. Wie in 6 gezeigt ist, besitzt jede
der Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 einen Heizerblock 91,
der mit einer Vielzahl von Heizern 90 an dessen Querseiten
versehen und in der Lage ist, dessen Ganzes integral aufzuheizen. Der
gesamte Heizerblock 91 wird durch die Heizer 90 bis
zu einer Temperatur aufgeheizt, bei der das Filmbildungsmaterial
verdampft werden kann.
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An
dem Mittelpunkt des Inneren des Heizerblocks 91 ist ein
Materialbehälter 92 angeordnet, der mit dem Filmbildungsmaterial
(Dampfabscheidungsmaterial) für die Licht emittierende
Schicht 3 der organischen EL-Vorrichtung A gefüllt
werden kann. Das Filmbildungsmaterial, das in den Materialbehälter 92 gefüllt
ist, wird durch die Wärme des Heizerblocks 91 verdampft.
Ferner ist ein Trägergaslieferrohr 93 zur Lieferung
eines Trägergases, wie Ar oder dergleichen, mit einer Querseite
des Heizerblocks 91 verbunden. Innerhalb des Heizerblocks 91 ist
ein Trägergaspfad 94 zur Bereitstellung des Trägergases ausgebildet,
das von dem Trägergaslieferrohr 93 an den Materialbehälter 92 geliefert
wird, nachdem das Trägergas eine ausreichende Distanz um
das Innere des Heizerblocks 91 herum geströmt
ist. Demgemäß wird das Trägergas, das
von dem Trägergaslieferrohr 93 geliefert wird,
an den Materialbehälter 92 geliefert, nachdem
es auf eine Temperatur erhitzt worden ist, die nahezu gleich der
Temperatur des Heizerblocks 91 ist, indem es durch den
Trägergaspfad 94 geführt wird. Ferner
wird in dem Fall eines Auffüllens des Materialbehäl ters 92 mit
dem Filmbildungsmaterial das Innere der Dampferzeugungskammer 31 zuerst
zu der atmosphärischen Atmosphäre durch ein Absperrventil
(nicht gezeigt) oder dergleichen geöffnet, das an einem
Bodenabschnitt des Kammerhauptkörpers 32 vorgesehen
ist, und dann wird der Materialbehälter 92 von
jeder der Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 mit
dem Filmbildungsmaterial aufgefüllt. Zu diesem Zeitpunkt
bleibt, da die Prozesskammer 30 und die Dampferzeugungskammer 31 durch
die Trennwand 33 getrennt sind, das Innere der Prozesskammer 30 immer
noch druckgemindert bzw. drucklos und ist durch Vakuum sogar dann
thermisch isoliert, wenn das Auffüllen des Filmbildungsmaterials ausgeführt
wird.
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Durch
Ausführen der Öffnungs/Schließvorgänge
der jeweiligen Steuerventile 75 bis 77 ist es möglich,
einen Zustand der Lieferung der Dämpfe der Filmbildungsmaterialien,
die in den jeweiligen Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 verdampft
und über die jeweiligen Zweigrohre 81 bis 83 zusammen mit
dem Trägergas geliefert werden, an das Vereinigungsrohr 85 geeignet
in einen Zustand zu übertragen, in dem sie nicht geliefert
werden, oder umgekehrt. Faltenbalgventile, Membranventile oder dergleichen
können als die Steuerventile 75 bis 77 verwendet
werden. Durch die Öffnungs/Schließvorgänge
der Steuerventile 75 bis 77 können die
Dämpfe der Filmbildungsmaterialien, die in den jeweiligen Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 verdampft
werden, in dem Vereinigungsrohr 85 in verschiedenen Verhältnissen
gemischt werden. Die Dämpfe der Filmbildungsmaterialien,
die in dem Vereinigungsrohr 85 gemischt werden, werden
von der Dampfaustragsöffnung 80 ausgetragen, die
in der oberen Fläche des Bedampfungskopfs 65 vorgesehen
ist, ohne an das Äußere der Prozesskammer 30 und
der Dampferzeugungskammer 31 ausgelassen zu werden. Ferner
besitzen, obwohl die erste Bedampfungs einheit 55 als ein
repräsentatives Beispiel erläutert worden ist,
andere Bedampfungseinheiten 56 bis 60 dieselbe
Konfiguration.
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Außerdem
ist die Filmbildungsvorrichtung 15 für die Austrittsarbeitseinstellschicht,
wie in 2 gezeigt ist, so konfiguriert, um die Austrittsarbeitseinstellschicht
an der Oberfläche des Substrats G durch Dampfabscheidung
auszubilden. Die Ätzvorrichtung 17 ist so konfiguriert,
um jede ausgebildete Schicht zu ätzen. Die Sputtervorrichtung 19 ist
so konfiguriert, um die Kathode 2 durch Sputtern eines
Elektrodenmaterials, wie Ag oder dergleichen, auszubilden. Die CVD-Vorrichtung 21 dichtet
die organische EL-Vorrichtung A durch Ausbildung eines Dichtungsfilmes,
der aus einem Nitridfilm oder dergleichen hergestellt ist, durch
CVD oder dergleichen ab.
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Jedoch
wird in dem Prozesssystem 10, das so konfiguriert ist,
wie oben beschrieben ist, ein Substrat G, das durch den Lader 11 geladen
wird, zuerst durch die Überführungskammer 12 in
die Bedampfungsvorrichtung 13 geladen. Hierbei wird die
Anode 1, die beispielsweise aus ITO besteht, vorher an
der Oberfläche des Substrats G in einem voreingestellten
Muster ausgebildet.
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In
der Bedampfungsvorrichtung 13 wird das Substrat G von der
Substrathalteeinheit 47 gehalten, während die
Substratfläche (Filmbildungsfläche) nach unten
weist. Ferner werden, bevor das Substrat G in die Bedampfungsvorrichtung 13 geladen
wird, das Innere der Prozesskammer 30 und der Dampferzeugungskammer 31 der
Bedampfungsvorrichtung 13 vorher durch die Vakuumpumpen 36 und 41 auf voreingestellte
Druckniveaus druckgemindert.
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Ferner
können in der druckgeminderten Dampferzeugungskammer 31 die
Dämpfe der Filmbildungsmaterialien, die in den jeweiligen
Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 verdampft werden,
in dem Vereinigungsrohr 85 in einer bestimmten Kombination
durch die Öffnungs/Schließvorgänge der Steuerventile 75 bis 77 gemischt
werden. Anschließend werden die Dämpfe der Filmbildungsmaterialien
an den Bedampfungskopf 65 geliefert, ohne von der Dampferzeugungskammer 31 ausgelassen
zu werden. Demgemäß werden die Dämpfe
der Filmbildungsmaterialien, die an den Bedampfungskopf 65 geliefert
werden, von der Dampfaustragsöffnung 80 ausgetragen,
die in der oberen Fläche des Bedampfungskopfs 65 in
der Prozesskammer 30 vorgesehen ist.
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Inzwischen
wird in der druckgeminderten Prozesskammer 30 das Substrat
G, das von der Substrathalteeinheit 47 gehalten ist, nach
rechts von 3 überführt.
Während sich das Substrat G bewegt, werden die Dämpfe
der Filmbildungsmaterialien von den Dampfaustragsöffnungen 80 der
oberen Flächen der Bedampfungsköpfe 65 geliefert,
so dass die Licht emittierende Schicht 3 an der Oberfläche des
Substrats G ausgebildet/abgeschieden wird.
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Anschließend
wird das Substrat G, an dem die Licht emittierende Schicht 3 in
der Bedampfungsvorrichtung 13 ausgebildet wird, durch die Überführungskammer 14 in
die Filmbildungsvorrichtung 15 geladen. In der Filmbildungsvorrichtung 15 wird
die Austrittsarbeitseinstellschicht an der Oberfläche des Substrats
G ausgebildet.
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Anschließend
wird das Substrat G in die Ätzvorrichtung 17 durch
die Überführungskammer 16 geladen und
jeder ausgebildete Film darin einer Formgebung unterzogen. Anschließend
wird das Substrat G in die Sputtervorrichtung 19 durch
die Überführungskammer 18 geladen und
die Kathode 2 wird darauf ausgebildet. Anschließend
wird das Substrat G in die CVD-Vorrichtung 21 durch die Überführungskammer 20 geladen,
und darin wird das Abdichten der organischen EL-Vorrichtung A ausgeführt. Die
organische EL-Vorrichtung A, die somit hergestellt ist, wird von
dem Prozesssystem 10 durch die Überführungskammer 22 und
den Entlader 23 entladen.
-
Bei
dem oben beschriebenen Prozesssystem 10 können
die Dämpfe der Filmbildungsmaterialien, die in den Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 erzeugt
werden, an die Dampfaustragsöffnung 80 geliefert
werden, ohne an das Äußere der Prozesskammer 30 und
der Dampferzeugungskammer 31 ausgelassen zu werden, so
dass es möglich ist, die Dämpfe der Filmbildungsmaterialien
an den Bedampfungskopf 65 zu senden, ohne deren Temperatur
zu senken, indem diese in dem Wärmeisolierungszustand durch
Vakuum gehalten werden. Daher kann ein Niederschlag der Filmbildungsmaterialien
in den Zweigrohren 81, 82 und 83, den
jeweiligen Steuerventilen 75 bis 77, dem Vereinigungsrohr 85 und
dergleichen verhindert werden, so dass die Liefermenge der Dämpfe
von dem Bedampfungskopf 65 stabilisiert und eine Verringerung
einer Dampfabscheidungsrate vermieden werden kann. Überdies
können, da eine Anbringung von Heizern zum Heizen der Zweigrohre 81, 82 und 83,
der jeweiligen Steuerventile 75 bis 77, des Vereinigungsrohrs 85 und
dergleichen weggelassen werden kann, die Kosten der Vorrichtung
oder die laufenden Kosten hierfür reduziert und eine Miniaturisierung
der Vorrichtung ebenfalls möglich werden.
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Wenn überdies
die Bedampfungseinheiten 55 bis 60, die jeweils
das Rohrgehäuse 66 aufweisen, die Dampferzeugungseinheiten 70 bis 72 und die
Steuerventile 75, 76 und 77, die als
ein einzelner Körper an der unteren Seite des Bedampfungskopfs 77 angebracht
sind, verwendet werden, kann jede der Bedampfungseinheiten 55 bis 60 so
konfiguriert sein, dass sie eine kompakte Größe
besitzt. Ferner kann, da jede der Bedampfungseinheiten 55 bis 60 als
ein einzelner Körper ausgeführt sein kann, deren Wartung
ebenfalls erleichtert werden.
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Überdies
kann, wie in 6 gezeigt ist, wenn jede der
Dampferzeugungseinheiten 70, 71 und 72 aus
dem Heizerblock 91 besteht, der zum Aufheizen als ein Ganzes
in der Lage ist, und der Materialbehälter 92 und
der Trägergaspfad 94 innerhalb des Heizerblocks 91 angeordnet
sind, ein Heizer zum Vorheizen des Trägergases ebenfalls
weggelassen werden, so dass der Raum eingespart werden kann.
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Die
obige Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist für die
Zwecke der Veranschaulichung und nicht zur Beschränkung
der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Es sei dem Fachmann angemerkt,
dass alle Abwandlungen und Ausführungsformen, die aus der
Bedeutung und dem Schutzumfang der Ansprüche abgeleitet
werden können, und deren Äquivalente innerhalb
des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung enthalten sind. Beispielsweise
kann, obwohl die obige Beschreibung auf Grundlage der Bedampfungsvorrichtung 13 für
die Licht emittierende Schicht 3 der organischen EL-Vorrichtung
A vorgesehen worden ist, die vorliegende Erfindung auch auf Bedampfungsvorrichtungen
zur Verwendung bei Prozessen von verschiedenen elektronischen Vorrichtungen
angewendet werden.
-
Das
zu verarbeitende Zielsubstrat G kann verschiedene Substrate umfassen,
wie ein Glassubstrat, ein Siliziumsubstrat, angewinkelte oder winkelförmige
Substrate oder dergleichen. Ferner ist die vorliegende Erfindung
auch auf ein zu verarbeitendes Zielobjekt anwendbar, das sich von
dem Substrat unterscheidet.
-
2 zeigt
das Prozesssystem 10 mit der Konfiguration, bei der der
Lader 11, die Überführungskammer 12,
die Bedampfungsvorrichtung 13 für die Licht emittierende
Schicht 3, die Überführungskammer 14,
die Filmbildungsvorrichtung 15 für die Austrittsarbeitseinstellschicht,
die Überführungskammer 16, die Ätzvorrichtung 17,
die Überführungskammer 18, die Sputtervorrichtung 19,
die Überführungskammer 20, die CVD-Vorrichtung 21,
die Überführungskammer 22 und der Entlader 23 nacheinander
in Reihe entlang der Überführungsrichtung des Substrats
G angeordnet sind. Jedoch kann, wie in 7 gezeigt
ist, ein Filmbildungssystem 109 verwendet werden, das eine
Konfiguration besitzt, bei der beispielsweise eine Substratladeschleusenvorrichtung 101,
eine Sputterbedampfungsvorrichtung 102, eine Ausrichtvorrichtung 103,
eine Ätzvorrichtung 104, eine Maskierungsladeschleusenvorrichtung 105,
eine CVD-Vorrichtung 106, eine Substratumkehrvorrichtung 107,
eine Bedampfungsvorrichtung 108 um eine Überführungskammer 100 herum angeordnet
sind. Die Anzahl und Anordnung jeder Prozessvorrichtung kann variiert
werden.
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Beispielsweise
ist es, wie in 8 dargestellt ist, möglich,
die vorliegende Erfindung auf ein Prozesssystem 117 anzuwenden,
bei dem sechs Prozessvorrichtungen 111 bis 116 um
eine Überführungskammer 110 herum angeordnet
sind. Ferner wird bei dem in 8 dargestellten
Prozesssystem 117 das Substrat G durch zwei Ladeschleusenkammern
von einer Lade/Entladeeinheit 118 in die Überführungskammer 110 geladen
oder von dieser entladen, und das Substrat G wird durch die Überführungskammer 110 in
die jeweiligen Prozessvorrichtungen 111 bis 116 geladen
oder von diesen entladen.
-
Ferner
ist es beispielsweise, wie in 9 dargestellt
ist, auch möglich, die vorliegende Erfindung auf ein Prozesssystem 123 anzuwenden,
bei dem das Substrat G direkt (ohne Durchgang durch eine Überführungskammer)
durch eine Ladeschleusenkammer 121 von einer Lade/Entladeeinheit 120 in
jeweilige Prozessvorrichtungen 122 und 122 geladen
oder von diesen entladen wird. Wie oben dargestellt ist, kann die
Anzahl wie auch Anordnung von Prozessvorrichtungen, die in dem Prozesssystem angebracht
sind, variiert werden.
-
Zusätzlich
wird bei der obigen Ausführungsform das Substrat G, das
in die Prozesskammer 30 von dem Ladedurchlass 50 geladen
wird, von dem Entladedurchlass 51 entladen, nachdem es
in der Bedampfungsvorrichtung 13 bearbeitet ist. Jedoch kann
es auch möglich sein, einen Lade/Entladedurchlass anzubringen,
der gleichzeitig als ein Ladedurchlass und als ein Entladedurchlass
verwendet werden kann, um das Substrat G in die Prozesskammer 30 durch
den Lade/Entladedurchlass zu laden und dann dieses durch den Lade/Entladedurchlass wieder
zu entladen, nachdem die Bearbeitung vollständig ist. Ferner
ist es erwünscht, einen Überführungspfad
einzurichten, durch den das Substrat G von der Prozesskammer 30 sobald
wie möglich nach der Beendigung der Bearbeitung entladen
werden kann.
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Überdies
können die von dem Bedampfungskopf 65 von jeder
der Bedampfungseinheiten 55 bis 60 ausgetragenen
Materialien gleich oder voneinander verschieden sein. Ferner ist
die Anzahl der Bedampfungseinheiten nicht auf sechs begrenzt, sondern
kann variiert werden. Zusätzlich kann die Anzahl der Dampferzeugungseinheiten
oder der Steuerventile, die in der Bedampfungseinheit angebracht
sind, variiert werden.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
-
Die
vorliegende Erfindung kann auf beispielsweise ein Gebiet zur Herstellung
einer organischen EL-Vorrichtung angewendet werden.
-
Zusammenfassung
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[Zu
lösende Probleme] Es ist eine Bedampfungsvorrichtung vorgesehen,
die in der Lage ist, einen Dampf eines Filmbildungsmaterials, der
in einer Dampferzeugungseinheit erzeugt wird, an einen Bedampfungskopf
zu liefern, ohne eine Temperaturabnahme zu bewirken.
-
[Mittel
zum Lösen der Probleme] Es ist eine Bedampfungsvorrichtung
(13) zum Ausführen eines Filmbildungsprozesses
an einem durch Dampfabscheidung zu verarbeitenden Zielobjekt (G)
offenbart, wobei eine Prozesskammer (30) zum Ausführen
des Filmbildungsprozesses an dem Zielobjekt (G) und eine Dampferzeugungskammer
(31) zum Verdampfen eines Filmbildungsmaterials benachbart
zueinander angeordnet sind, Gasauslassmechanismen (36 und 41)
zum Druckmindern eines Inneren der Prozesskammer (30) und
eines Inneren der Dampferzeugungskammer (31) angebracht
sind, eine Dampfaustragsöffnung (80) zum Austrag
eines Dampfs des Filmbildungsmaterials in der Prozesskammer (30) angeordnet
ist, Dampferzeugungseinheiten (70 bis 72) zum
Verdampfen des Filmbildungsmaterials und Steuerventile (75 bis 77)
zum Steuern einer Lieferung des Dampfs des Filmbildungsmaterials
in der Dampferzeugungskammer (31) angeordnet sind, und
Strömungspfade (81 bis 83 und 85)
zur Lieferung des Dampfs des Filmbildungsmaterials, der in den Dampferzeugungseinheiten
(31) erzeugt wird, an die Dampfaustragsöffnung
(80) ohne Austrag desselben in Richtung eines Äußeren
der Prozesskammer (30) und der Dampferzeugungskammer (31)
angebracht sind.
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- A
- organische
EL-Vorrichtung
- G
- Glassubstrat
- 10
- Prozesssystem
- 11
- Lader
- 12,
14, 16, 18, 20, 22
- Überführungskammern
- 13
- Bedampfungsvorrichtung für
eine Licht emittierende Schicht
- 15
- Filmbildungsvorrichtung
für eine Austrittsarbeitseinstellschicht
- 17
- Ätzvorrichtung
- 19
- Sputtervorrichtung
- 21
- CVD-Vorrichtung
- 23
- Entlader
- 30
- Prozesskammer
- 31
- Dampferzeugungskammer
- 32
- Kammerhauptkörper
- 33
- Trennwand
- 35,
40
- Gasauslasslöcher
- 36,
41
- Vakuumpumpen
- 45
- Führungselement
- 47
- Substrathalteeinheit
- 55~60
- Bedampfungseinheiten
- 65
- Bedampfungskopf
- 66
- Rohrgehäuse
- 70~72
- Dampferzeugungseinheiten
- 75~77
- Steuerventile
- 80
- Dampfaustragsöffnung
- 81~83
- Zweigrohre
- 85
- Vereinigungsrohr
- 90
- Heizer
- 91
- Heizerblock
- 92
- Materialbehälter
- 93
- Trägergaslieferrohr
- 94
- Trägergaspfad
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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