JP4523927B2 - 触媒強化化学気相蒸着装置及び有機電界発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は触媒強化化学気相蒸着（ＣＶＤ）装置に係り、さらに詳細には触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドに装着されるフィラメントを效率的に配列することによって、蒸着ソースガスの分解を均一に発生させてガス使用効率を８０％以上まで極大化させて、これを通じて均一な薄膜を得ることができる触媒強化ＣＶＤ装置及びそれを介して形成される無機膜を利用した有機電界発光素子の製造方法に関する。
一般的に有機電界発光素子の封止（Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）用薄膜は誘導結合プラズマＣＶＤ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）またはプラズマ−強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などのプラズマ工程を利用して窒化シリコン（ＳｉＮｘ）または窒酸化シリコン（ＳｉＯＮ）を有機ＥＬ素子上部に成膜している。
一般的にＣＶＤ装備は蒸着ソースを運送する蒸着ソース供給装置と、供給装置から供給受けた蒸着ソースを基板が装着された反応チャンバーに均一に噴射させるシャワーヘッドで構成される。シャワーヘッドは供給装置から供給受けた蒸着ソースを収容するシャワーゾーンと、受容された蒸着ソースを反応チャンバー内部に噴射させる蒸着ソース噴射ノズルで構成される。このようなＣＶＤ装備を利用して金属薄膜や無機膜などを形成する。
この時、通常的に蒸着ソースは、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、シラン（ＳｉＨ４）／アンモニア（ＮＨ３）／窒素（Ｎ２）ガス、ＳｉＯＮ薄膜の場合、シラン（ＳｉＨ４）／アンモニア（ＮＨ３）／一酸化窒素（Ｎ２Ｏ）ガスを利用して成膜を遂行するのに、ＮＨ３のような蒸着ソースはプラズマ内でガスの水素結合を完全に分解するのは難しいため多量の水素がＳｉＮｘやＳｉＯＮに含まれて薄膜の特性を阻害するようになる。特に、有機電界発光素子用封止時水素が多量に存在するようになれば酸素との反応を介して有機発光素子の特性に影響をおよぼすため封止用薄膜内に水素の含有量を最小化しなければならない。
従来には、ＣＶＤ装置において、フィラメント部の幅を狭めて長手方向に長く形成して、左右に移動させながら反応ガス（ＳｉＨ４）を分解させて基板上に大面積で薄膜を蒸着する方法が特許文献１に開示されているが、フィラメントの配列構造に対する詳細な図面はさがすことができなかった。また、熱フィラメント−化学気相蒸着（ＨＦ−ＣＶＤ）装置において２個の平行した電極上に等しい長さのフィラメントが一定間隔で形成される内容が特許文献２に開示されている。
しかし、従来のＣＶＤ装置において、シャワーヘッドにフィラメントとガスノズルが装着される構造はなかったし、またフィラメントとガスノズル間の効率的な配列構造も考慮されなかった。これにより、従来のＰＥＣＶＤの場合、水素結合が離れて薄膜形成に使われる蒸着ソースガスの使用効率が５％以内と低い問題点を有している。
大韓民国公開特許公報第１９９３−００１９８０５号
米国特許第６、５８２、７８０号
触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドにフィラメントを效率的に配列することによって蒸着ソースの分解を均一に発生させてガス使用効率を極大化させて、これを通じて均一な薄膜を得ることができる触媒強化ＣＶＤ装置の製造方法及びフィラメント配列構造により形成された薄膜を採用する有機電界発光素子の製造方法を提供する。
前記目的を達成するために、本発明の触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、電極に各端が接続されたフィラメント、及びフィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、フィラメントは、シャワーヘッドの中心軸に対して左右対称に装着されることを要旨とする。
また、本発明のもう１つのの触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、電極に各端が接続されたフィラメント、及びフィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、フィラメントは、シャワーヘッドの中心点に対して対角線対称に装着されることを要旨とする。
さらに、本発明のもう１つのの触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、電極に各端が接続されたフィラメント、及びフィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、フィラメントは、シャワーヘッドの中心軸及び中心点に対して非対称であり、同一構造のフィラメントを２以上反復して具備することを要旨とする。
一方、本発明の有機電界発光素子の製造方法は、基板と、基板上部に形成された第１電極と、第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、有機膜上部に形成された第２電極と、第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、触媒強化化学気相蒸着装置のシャワーヘッドに、シャワーヘッドの中心軸に対して左右対称である構造、シャワーヘッドの中心点に対して対角線対称である構造、及びシャワーヘッドの中心軸及び中心点に対して非対称形態で、同一パターンを２回以上反復した構造で構成された群から選択されるいずれか一つの構造を有するフィラメントを装着して、無機膜を形成することを要旨とする。
ここで、フィラメントは、タングステン、タンタル、ニッケル及びクロムのうちいずれか一元素で形成し、望ましくは、フィラメントはタングステンで形成する。
また、フィラメントは、フィラメント領域で、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、シラン／アンモニア／窒素、ＳｉＯＮ薄膜の場合、シラン／アンモニア／一酸化窒素の蒸着ソースガスを分解する。
無機膜はＳｉＮｘまたはＳｉＯＮである。
上述したように本発明によると触媒強化ＣＶＤ装置のＷフィラメントを效率的に配列することによって蒸着ソースの分解を均一に発生させてガス使用効率を８０％以上に極大化させて、これを通じて均一な薄膜を得られる。
また、触媒強化ＣＶＤ装置のＷフィラメント配列構造を介して形成された無機膜を有機電界発光素子に利用して水分や酸素の浸透を防止して有機発光層の劣化を防止することによって有機電界発光素子の寿命を向上できる。
以下、本発明を添付した図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１を参照して触媒強化ＣＶＤ装置を説明すると、真空排気されたチャンバー１００内部の電極１６０に外部電源を介して電源を供給した後、ガス（ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２）をガス注入口（図示せず）を通じてシャワーヘッド１３０に注入する。シャワーヘッド１３０に注入されたガスはガスノズル１４０を介して噴射されて、約１８００℃に加熱したフィラメント１５０を過ぎた後、シャワーヘッド１３０で供給されるガスが、フィラメント１５０の熱により分解されて薄膜を成膜させる。すなわち、フィラメント１５０により成膜反応が促進されるため触媒強化化学気相蒸着と呼ぶ。
触媒強化ＣＶＤの熱分解特性は、フィラメント１５０の特性に依存するようになるが、本発明によるフィラメントの配列構造を有する触媒強化ＣＶＤを利用する場合、蒸着ソースガスの分解がフィラメント１５０領域で起きるため水素結合の分解が完壁にできて、ＳｉＮｘ薄膜の特性を向上させることができる。すなわち、水素結合が完全分解されたシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）ラジカルが薄膜成長に関与するためＳｉＮ薄膜内の水素濃度を最小化することができる。
フィラメント１５０は、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）及びクロム（Ｃｒ）のうちから選択される１元素で形成する。望ましくは高融点金属であるタングステン（Ｗ）で形成する。フィラメント１５０は外部電源から電極１６０に電源を供給受けて高熱に発熱する。
蒸着ソースガスの種類により、他の種類の薄膜を形成できる。たとえば、蒸着ソースガスにＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２Ｏを用いる場合、ＳｉＯＮ薄膜として成膜される。
また、チャンバー１００の外壁には壁ヒーター１７０がさらに装着されている。これはチャンバー１００の温度が低い場合、基板１２０に蒸着しなければならない蒸着物がチャンバー１００の内壁に蒸着し、蒸着効率が減少するだけでなく、パーティクルを生成する原因になるので、これを防止するため一定な温度で加熱するために形成される。
一方、シャワーヘッド１３０で噴射されるガスは、シャワーヘッド１３０の複数個のガスノズル１４０のサイズ及び位置、またはフィラメント１５０の位置によって多様な分布を有するので、噴射されるガスが均一な密度を有するように適切なガスノズル１４０のサイズ及び位置、またはフィラメント１５０の位置を選定してシャワーヘッドを形成する。
本発明の実施の形態では、ガスノズル１４０の位置よりはフィラメント１５０の位置を調節して蒸着される薄膜を均一に塗布するようにする。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。
（実施形態１）
図２に示すように、本発明の第１実施形態では、フィラメント１５０はシャワーヘッド１３０の中心軸に対して左右対称的に配置されている。また、フィラメント１５０に印加される電源を供給する電極１６０は、シャワーヘッド上の左右側上部にそれぞれ一つずつ形成されている。これにより、フィラメント１５０は全体的に一つの線で連結されている。そして、基板１１０はシャワーヘッド１３０のサイズよりは小さくなっていて、基板１１０のエッジ部分で蒸着される膜が中心部分と均一度に差がないように配置される。
図２に示すように、本発明の第１実施形態では、フィラメント１５０はシャワーヘッド１３０の中心軸に対して左右対称的に配置されている。また、フィラメント１５０に印加される電源を供給する電極１６０は、シャワーヘッド上の左右側上部にそれぞれ一つずつ形成されている。これにより、フィラメント１５０は全体的に一つの線で連結されている。そして、基板１１０はシャワーヘッド１３０のサイズよりは小さくなっていて、基板１１０のエッジ部分で蒸着される膜が中心部分と均一度に差がないように配置される。
フィラメント５０はＷ、Ｔａ、Ｎｉ及びＣｒのうちのいずれか一元素で形成する。望ましくは、フィラメント５０はＷで形成する。
フィラメント５０は０．３ｍｍ以上の厚さで形成する。フィラメント５０の厚さが０．３ｍｍ以上であれば蒸着ソースガスの分解特性が向上する。さらに望ましくは、フィラメント５０の厚さは０．３ないし２．０ｍｍにする。フィラメント５０の厚さが０．３ｍｍ以下の場合には、蒸着ソースガスの分解が低下する場合があって、２．０ｍｍ以上の場合には工程時高い温度を必要とする。
本発明の第１実施形態によるフィラメント１５０の配列構造は、直列型フィラメントであって、パワーの制御及び製作が簡便である。
以上のように、触媒強化ＣＶＤ装置のフィラメント１５０を效率的に配列することによって、基板の薄膜形成領域全体で蒸着ソースガスの分解を均一に発生させて、蒸着ソースガスの使用効率を８０％以上まで極大化させる。これを通じて均一な薄膜を得ることができる。これで、高品質の薄膜を形成して、薄膜の特性を向上させることができる。
フィラメント５０の配列構造は、触媒強化ＣＶＤの特性を左右する最も重要な要素で作用する。
本発明の第２実施形態ないし第９実施形態では、実施形態１と等しく触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッド１３０に装着されるフィラメント１５０は、シャワーヘッド１３０の中心軸に対して左右対称である形態に配列されている。但し、フィラメント１５０及び電極の配列構造が第１実施形態とは相異なる。
（実施形態２）
図３に示すように、本発明の第２実施形態は、同一間隔を有する並列型フィラメント構造を有する。
図３に示すように、本発明の第２実施形態は、同一間隔を有する並列型フィラメント構造を有する。
第２実施形態によるフィラメント配列構造は、ガスノズル１４０が一つの線で連結されているのではなく、縦方向にそれぞれ分離されて複数個のフィラメント１５０が形成されており、複数個のフィラメント１５０の各末端には複数個の電極１６０がそれぞれ連結している構造である。
本発明の第２実施形態によるフィラメント５０の配列構造は、並列型配列構造であって最も簡便に製作することができて、線間距離を調節して薄膜の均一度調節が易しい。
（実施形態３）
図４に示すように、本発明の第３実施形態は、同一サイズと同一間隔を有する一字型フィラメントが平行するように繰り返されたフィラメント構造を有する。
図４に示すように、本発明の第３実施形態は、同一サイズと同一間隔を有する一字型フィラメントが平行するように繰り返されたフィラメント構造を有する。
第３実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の垂直な両末端に平行して一定間隔で一列に形成される複数個の電極１６０、電極１６０間に一定間隔で一列に形成される複数個のガスノズル１４０及び平行した両電極１６０を連結させてガスノズル１４０下部に形成される複数個の分離されたフィラメント１５０が平行するように繰り返された構造で形成される。
さらに詳細には、本発明の第３実施形態によるフィラメント１５０配列構造は、本発明の第２実施形態による一字型フィラメントが平行するように繰り返された構造であって、基板１１０の形状によって均一度調節が容易くて、フィラメント交替が容易いフィラメント配列構造である。フィラメント１５０は基板１１０の形状に合うように個数を指定すればよい。
（実施形態４）
図５に示すように、本発明の第４実施形態は、シャワーヘッド１３０の両端側のフィラメント１５０間の間隔を狭く配列した並列型フィラメント構造を有する。
図５に示すように、本発明の第４実施形態は、シャワーヘッド１３０の両端側のフィラメント１５０間の間隔を狭く配列した並列型フィラメント構造を有する。
第４実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の垂直な両末端に平行して、両端側のフィラメント１５０間の間隔が狭く配列されて一列に形成される複数個の電極１６０、電極１６０間に一定間隔で一列に形成される複数個のガスノズル１４０及び平行した両電極１６０を連結させてガスノズル１４０下部に形成される複数個の分離されたフィラメント１５０で形成される。
本発明の第４実施形態によるフィラメント配列構造は、一般的にエッジ部の薄膜均一度を一定にできないため、この部分をさらに狭く配列して均一度を一定にできるフィラメント配列構造である。
（実施形態５）
図６に示すように、本発明の第５実施形態は、一定間隔で形成されたガスノズル１４０を取り囲んだフィラメント１５０が対称で繰り返された構造のフィラメント配列構造を有する。
図６に示すように、本発明の第５実施形態は、一定間隔で形成されたガスノズル１４０を取り囲んだフィラメント１５０が対称で繰り返された構造のフィラメント配列構造を有する。
第５実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の中心軸に垂直して両末端に平行するように形成される複数個の電極１６０、電極１６０の外部に一定間隔で一列に形成されるガスノズル１４０及びガスノズル１４０を取り囲んで平行した両電極１６０を連結させるフィラメント１５０が対称で繰り返されて形成される。
本発明の第５実施形態によるフィラメント配列構造は、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造である。
（実施形態６）
図７に示すように、本発明の第６実施形態は、同一サイズと同一間隔を有する直列型フィラメント配列構造を有する。
図７に示すように、本発明の第６実施形態は、同一サイズと同一間隔を有する直列型フィラメント配列構造を有する。
第６実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の水平な両末端に平行して一定間隔で一列に形成される複数個の電極１６０、電極１６０間に一定間隔で一列に形成される複数個のガスノズル１４０及び平行した両電極１６０を連結させてガスノズル１４０下部に形成される複数個の分離されたフィラメント１５０で形成される。
本発明の第６実施形態は、本発明の第１実施形態と同様であるが、フィラメント１５０が直列型で形成されることが異なっており、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造をしている。
（実施形態７）
図８に示すように、本発明の第７実施形態は、中心部に並列型フィラメントを含んでガスノズル１４０を取り囲んだフィラメント１５０が対称であるフィラメント配列構造を有する。
図８に示すように、本発明の第７実施形態は、中心部に並列型フィラメントを含んでガスノズル１４０を取り囲んだフィラメント１５０が対称であるフィラメント配列構造を有する。
第７実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の中心軸に垂直な両末端に一定間隔で平行するように形成される複数個の電極１６０、電極１６０間に一定間隔で形成される複数個のガスノズル１４０及び平行した両電極１６０を連結させてガスノズル１４０下部に形成される複数個の分離されたフィラメント１５０と中心部を逸れて中心部と水平するように形成される複数個の電極１６０、電極１６０外部に一定間隔で形成される複数個のガスノズル１４０及びガスノズル１４０を取り囲んで電極１６０を連結させるフィラメント１５０が対称で繰り返されて形成される。
本発明の第７実施形態は、本発明の第５実施形態と同様であるが、中心部に並列型フィラメントをさらに含んで、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造をしている。
（実施形態８）
図９に示すように、本発明の第８実施形態は、櫛状パターンが上下に連結されて対称であるフィラメント配列構造を有する。
図９に示すように、本発明の第８実施形態は、櫛状パターンが上下に連結されて対称であるフィラメント配列構造を有する。
第８実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の上下両末端にそれぞれ一つずつ形成される電極１６０、電極１６０内部に一定間隔で一列に形成される複数個のガスノズル１４０及び上下部の電極１６０を連結させてガスノズル１４０に沿って凹凸状に形成されるフィラメント１５０が対称で繰り返される構造で形成される。
本発明の第８実施形態は、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造をしている。
（実施形態９）
図１０に示すように、本発明の第９実施形態は、櫛状パターンが上下部に繰り返される構造のフィラメント配列構造を有する。
図１０に示すように、本発明の第９実施形態は、櫛状パターンが上下部に繰り返される構造のフィラメント配列構造を有する。
第９実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の上下両末端にそれぞれ一つずつ形成される電極１６０、電極１６０内部に一定間隔で一列に形成される複数個のガスノズル１４０及び上部の電極１６０を連結させてガスノズル１４０に沿って櫛状に形成されるフィラメント１５０が下部に繰り返される構造で形成される。
本発明の第９実施形態は、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造をしている。
第１実施形態ないし第９実施形態によるフィラメント１５０の配列はシャワーヘッド１３０の中心軸に対して左右対称の構造である。
フィラメント１５０は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ及びＣｒのうちいずれか一元素で形成する。望ましくは、フィラメント１５０はＷで形成する。
フィラメント１５０の厚さは、本発明の第１実施形態と等しく０．３ｍｍ以上に形成し、さらに望ましくは、０．３ないし２．０ｍｍの厚さで形成する。
フィラメントは、フィラメント領域で、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２ガス、ＳｉＯＮ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２Ｏ蒸着ソースガスを分解する。
図１１及び図１２は本発明の実施形態１０及び実施形態１１による触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドに装着される対角線対称形フィラメントの配列構造を示す断面図である。
（実施形態１０）
図１１に示すように、本発明の実施形態１０では、並列型フィラメント構造のうちフィラメントがジグザグ型で配置された構造を有する。
図１１に示すように、本発明の実施形態１０では、並列型フィラメント構造のうちフィラメントがジグザグ型で配置された構造を有する。
実施形態１０によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０の垂直な両末端に一定間隔で一列に形成される複数個の電極１６０、電極１６０内部間に形成される複数個のガスノズル１４０、電極１６０間に水平で一列に配置さているセラミックボルト１８０及び平行した両電極１６０を連結させて、セラミックボルト１８０によりガスノズル４０下部にフィラメント１５０がジグザグで配置されている構造である。
本発明の実施形態１０では、フィラメントを対角線のジグザグ形態で連結した並列型構造であって、直列型も可能な構造で蒸着ソースガスの使用効率を極大化させることができる配列構造をしている。
実施形態１０では、フィラメントを対角線に配列するためのセラミックボルト１８０を含み、セラミックボルト１８０を利用してフィラメント１５０を巻いてフィラメント１５０の方向を転換させる。
（実施形態１１）
図１２に示すように、本発明の実施形態１１では、並列型フィラメントが対角線方向に平行するように配置されている。
図１２に示すように、本発明の実施形態１１では、並列型フィラメントが対角線方向に平行するように配置されている。
実施形態１１のフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０を取り囲んで一定間隔で形成される複数個の電極１６０、電極１６０内部に形成される複数個のガスノズル１４０及び電極１６０を対角線で連結させてガスノズル１４０下部に形成される複数個のフィラメント１５０で形成される。
本発明の実施形態１１では、フィラメント１５０を対角線に配列して薄膜の均一度及び熱均一度を向上させたフィラメント配列構造をしている。
実施形態１０及び実施形態１１によるフィラメント１５０の配列は対角線方向に対称的な構造である。
フィラメント１５０は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ及びＣｒのうちいずれか一元素で形成する。望ましくはフィラメント１５０はＷで形成する。
フィラメント１５０の厚さは、本発明の第１実施形態と等しく０．３ｍｍ以上に形成する。さらに望ましくは、０．３ないし２．０ｍｍの厚さで形成する。
フィラメントは、フィラメント領域で、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２ガス、ＳｉＯＮ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２Ｏ蒸着ソースガスを分解する。
（実施形態１２）
図１３に示すように、本発明の第１２実施形態では、実施形態１０のジグザグ型フィラメント構造が対角線方向に配置されている。
図１３に示すように、本発明の第１２実施形態では、実施形態１０のジグザグ型フィラメント構造が対角線方向に配置されている。
第１２実施形態によるフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０を取り囲んで一定間隔で形成される複数個の電極１６０、電極１６０内部間に形成される複数個のガスノズル１４０、電極１６０間毎に形成されるセラミックボルト１８０及び両電極１６０を連結させてセラミックボルト１８０を介してガスノズル１４０下部にジグザグで連結する複数個のフィラメント１５０で形成される。
本発明の第１２実施形態は、フィラメント１５０を対角線のジグザグ形態で羅列して蒸着ソースガスの使用効率を極大化させることができる配列構造をしている。
対角線型ジグザグ型フィラメントは、フィラメント１５０を対角線に配列するためのセラミックボルト１８０を含み、セラミックボルト１８０を利用してフィラメント１５０を巻いてフィラメント１５０の方向を転換させる。
（実施形態１３）
図１４に示すように、本発明の実施形態１３では、フィラメント間の間隔が順次的に大きくなる四角形フィラメントパターンが繰り返されるフィラメント構造を有する。
図１４に示すように、本発明の実施形態１３では、フィラメント間の間隔が順次的に大きくなる四角形フィラメントパターンが繰り返されるフィラメント構造を有する。
実施形態１３のフィラメント配列構造は、基板１１０上部に位置するシャワーヘッド１３０に対角線で平行するように形成される電極１６０、電極１６０周囲に一定間隔で形成される複数個のガスノズル１４０及び平行した両電極１６０を連結させて、ガスノズル１４０に沿って内側の電極を基準にしてフィラメント１５０間の間隔が順次的に大きくなる四角形フィラメント１５０パターンが繰り返される複数個のフィラメント１５０で形成される。
本発明の実施形態１３では、フィラメント１５０を内側から外方へますます大きい四角形を描いて形成される構造が繰り返されたフィラメントであって、均一度を向上させるためのフィラメント配列構造をしている。
この時、一つのパターンでフィラメントは断線なく一度に連結する。
第１２実施形態及び第１３実施形態によるフィラメント１５０の配列は、シャワーヘッド１３０の中心軸や中心点に対した非対称構造である。
フィラメント１５０は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ及びＣｒのうちいずれか一元素で形成する。望ましくは、フィラメント１５０はＷで形成する。
フィラメント１５０の厚さは、本発明の第１実施形態と等しく０．３ｍｍ以上にする。さらに望ましくは、０．３ないし２．０ｍｍの厚さで形成する。
フィラメントは、フィラメント領域で、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２ガス、ＳｉＯＮ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２Ｏ蒸着ソースガスを分解する。
このように、触媒強化ＣＶＤ装置のフィラメントを效率的に配列することによって、基板の薄膜形成領域全体で蒸着ソースガスの分解を均一に発生させてガス使用効率を８０％以上まで極大化させて、これを通じて均一な薄膜を得ることができる。これで、高品質の薄膜を形成して、薄膜の特性を向上させることができる。
図１５に示すように、本発明の触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドに装着されるフィラメント配列構造を介して形成した無機膜を利用した有機電界発光素子は、ガラス、プラスチックまたは石英等のような基板１００を提供する。
基板１００上に第１電極２１０を形成する。第１電極２１０は、アノード電極で形成して、仕事関数が高い酸化錫インジウム（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）または酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）で構成された透明電極であるか、下部層にアルミニウムまたはアルミニウム合金等のような高反射率の特性を有する金属で構成された反射膜を含むＩＴＯまたはＩＺＯのような透明電極で形成する。第１電極２１０が下部層に反射膜を含む透明電極である場合、第１電極２１０は反射型アノード電極で形成される。第１電極２１０はスパッタリング法、真空蒸着法またはイオンめっき法で形成し、通常、スパッタリング法を遂行して蒸着後、マスクを利用してパターニングして形成する。
続いて、第１電極２１０上部に最小限有機発光層（ＥＭＬ；Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）を含む有機膜層２２０を形成する。
有機発光層はトリス（８−キノリノラト）アルミニウ錯体（Ａｌｑ３）、アントラセン（Ａｎｔｈｒａｃｅｎｅ）、シクロペンタジエン（Ｃｙｃｌｏｐｅｎｔａｄｉｅｎｅ）等のような低分子物質またはポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ；ｐｏｌｙ−（ｐ−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ））、ポリチオフェン（ＰＴ；ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリビニレン（ＰＰＰ；ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）及びそれらの誘導体等のような高分子物質で形成する。有機膜層２２０は、有機発光層以外にも正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層のうち１つ以上の層をさらに含むことができる。
有機膜層２２０は、真空蒸着、スピンコーティング、インクジェットプリンティング、レーザー熱転写法（ＬＩＴＩ；Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ）等の方法で積層する。望ましくは、スピンコーティングや真空蒸着方式を介して積層する。また有機膜層のパターニングは、レーザー熱転写法、シャドーマスクを用いた真空蒸着法などを用いて実施できる。
続いて、有機膜層２２０上部に第２電極２３０を形成する。第２電極２３０は、仕事関数が低い導電性の金属としてマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、及びこれらの合金で構成された群から選択された１種の物質から形成され、反射電極または光を透過することができる透過電極である。
続いて、第２電極２３０上部には無機膜２４０を形成する。
無機膜２４０は触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドに装着されて、先に説明した本発明の実施形態１ないし１３のフィラメント配列構造である左右対称、対角線対称及び非対称形態の配列構造のうちいずれか一つの構造を有するフィラメントにより形成する。
フィラメント１５０は、Ｗ、Ｔａ、Ｎｉ及びＣｒのうちいずれか一元素で形成する。望ましくは、フィラメント１５０はＷで形成する。
フィラメント１５０は、０．３ｍｍ以上の厚さで形成する。フィラメント１５０の厚さが０．３ｍｍ以上であれば蒸着ソースガスの分解特性が向上する。
さらに望ましくは、フィラメント１５０の厚さは０．３ないし２．０ｍｍにする。フィラメント１５０の厚さが０．３ｍｍ以下の場合には蒸着ソースガスの分解が低下する場合があって、２．０ｍｍ以上の場合には、工程時に高い温度を必要とする。
この時、蒸着ソースは、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２ガス、ＳｉＯＮ薄膜の場合、ＳｉＨ４／ＮＨ３／Ｎ２Ｏガスを利用して、ガスノズルを介して噴射される。
無機膜２４０はＳｉＮｘまたはＳｉＯＮである。無機膜２４０は、外部の水分や酸素から有機膜層２２０に形成された有機発光層を保護する保護膜役割をして、従来のメタル缶や基板を利用した封止の代わりに有機電界発光素子の封止に適用される。
本発明による触媒強化ＣＶＤ装置のシャワーヘッドに装着されるＷフィラメント配列構造を利用して形成された無機膜２４０は、均一な薄膜を得られるため、透湿防止特性が優秀であることによって、これを利用した有機電界発光素子で保護膜として優秀な薄膜特性を有する。これで、有機発光層の劣化防止を介して有機電界発光素子の寿命を向上させることができる。
以上、本発明の望ましい一実施形態を参照しながら説明したが、該技術分野の熟練された当業者は、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更できることを理解することができる。
１００ チャンバー
１１０、１２０ 基板
１３０ シャワーヘッド
１４０ ガスノズル
１５０ フィラメント
１６０ 電極
１７０ 壁ヒーター
１８０ セラミックボルト
２１０ 第１電極
２２０ 有機膜層
２３０ 第２電極
２４０ 無機膜
１１０、１２０ 基板
１３０ シャワーヘッド
１４０ ガスノズル
１５０ フィラメント
１６０ 電極
１７０ 壁ヒーター
１８０ セラミックボルト
２１０ 第１電極
２２０ 有機膜層
２３０ 第２電極
２４０ 無機膜
Claims (21)
- ２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、
前記シャワーヘッドの下方に長方形の基板を設置し、
前記ガスノズルは、前記基板の短辺と平行な方向には等間隔に配列され、前記基板の長辺と平行な方向には前記基板の外側へいくにしたがって間隔が狭くなるように配列され、
前記フィラメントは、前記基板の短辺と平行な方向に直線的に設置され、前記基板の長辺と平行な方向には前記ガスノズルの設置位置に対応して配列されていることを特徴とする触媒強化化学気相蒸着装置。 - ２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に配列され、
前記フィラメントは、前記基板の中心付近から前記ガスノズルが設置されている位置の外側を取り囲むように左右対称に設置されていることを特徴とする触媒強化化学気相蒸着装置。 - ２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、
前記シャワーヘッドの下方に長方形の基板を設置し、
前記ガスノズルは、前記基板の長辺方向の中心部分と両端部分でそれぞれ均等に配列され、
前記フィラメントは、前記中心部分では前記基板の短辺と平行な方向に直線的に設置され、前記両端部分では前記ガスノズルが設置されている位置の外側を取り囲むように設置されていることを特徴とする触媒強化化学気相蒸着装置。 - ２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に均等に配列され、
前記フィラメントはジグザグの櫛状パターンで設置されていることを特徴とする触媒強化化学気相蒸着装置。 - ２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含む触媒強化化学気相蒸着装置であって、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に均等に配列され、
前記フィラメントは螺旋状に外側に向かって順次大きくなるように折り曲げて設置されていることを特徴とする触媒強化化学気相蒸着装置。 - 前記フィラメントは、タングステン、タンタル、ニッケル及びクロムのうちいずれか一元素で形成することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の触媒強化化学気相蒸着装置。
- 前記フィラメントの厚さは、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の触媒強化化学気相蒸着装置。
- 前記フィラメントの厚さは、０．３ｍｍないし２．０ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の触媒強化化学気相蒸着装置。
- 前記ガスノズルは、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、シラン／アンモニア／窒素の、ＳｉＯＮ薄膜の場合、シラン／アンモニア／一酸化窒素の蒸着ソースガスを噴射することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の触媒強化化学気相蒸着装置。
- 基板と、前記基板上部に形成された第１電極と、前記第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、前記有機膜上部に形成された第２電極と、前記第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、
前記無機膜は触媒強化化学気相蒸着装置で形成され、
前記触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含み、
前記シャワーヘッドの下方に長方形の基板が設置され、
前記ガスノズルは、前記基板の短辺と平行な方向には等間隔に配列され、前記基板の長辺と平行な方向には前記基板の外側へいくにしたがって間隔が狭くなるように配列され、
前記フィラメントは、前記基板の短辺と平行な方向に直線的に設置され、前記基板の長辺と平行な方向には前記ガスノズルの設置位置に対応して配列されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 基板と、前記基板上部に形成された第１電極と、前記第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、前記有機膜上部に形成された第２電極と、前記第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、
前記無機膜は触媒強化化学気相蒸着装置で形成され、
前記触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含み、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に配列され、
前記フィラメントは、前記基板の中心付近から前記ガスノズルが設置されている位置の外側を取り囲むように左右対称に設置されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 基板と、前記基板上部に形成された第１電極と、前記第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、前記有機膜上部に形成された第２電極と、前記第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、
前記無機膜は触媒強化化学気相蒸着装置で形成され、
前記触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含み、
前記シャワーヘッドの下方に長方形の基板を設置し、
前記ガスノズルは、前記基板の長辺方向の中心部分と両端部分でそれぞれ均等に配列され、
前記フィラメントは、前記中心部分では前記基板の短辺と平行な方向に直線的に設置され、前記両端部分では前記ガスノズルが設置されている位置の外側を取り囲むように設置されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 基板と、前記基板上部に形成された第１電極と、前記第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、前記有機膜上部に形成された第２電極と、前記第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、
前記無機膜は触媒強化化学気相蒸着装置で形成され、
前記触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含み、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に均等に配列され、
前記フィラメントはジグザグの櫛状パターンで設置されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 基板と、前記基板上部に形成された第１電極と、前記第１電極上部に形成された最小限有機発光層を含む有機膜と、前記有機膜上部に形成された第２電極と、前記第２電極上部に形成された無機膜を含む有機電界発光素子の製造方法であって、
前記無機膜は触媒強化化学気相蒸着装置で形成され、
前記触媒強化化学気相蒸着装置は、２個以上の電極と、前記電極に各端が接続されたフィラメント、及び前記フィラメント側に噴射口が向くように配列された複数個のガスノズルで構成されるシャワーヘッドを含み、
前記シャワーヘッドの下方に基板を設置し、
前記ガスノズルは前記基板の上部全体に均等に配列され、
前記フィラメントは螺旋状に外側に向かって順次大きくなるように折り曲げて設置されていることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。 - 前記フィラメントは、タングステン、タンタル、ニッケル及びクロムのうちいずれか一元素で形成することを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記フィラメントの厚さは、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記フィラメントの厚さは、０．３ｍｍないし２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１６に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記ガスノズルは、ＳｉＮ：Ｈ薄膜の場合、シラン／アンモニア／窒素、ＳｉＯＮ薄膜の場合、シラン／アンモニア／一酸化窒素の蒸着ソースガスを噴射することを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記無機膜は、窒化シリコン及び窒酸化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第１電極は、透明電極及び下部層に反射膜を含む透明電極のいずれかであることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
- 前記第２電極は、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、銀、及びこれらの合金で構成された群から選択された１種の物質で形成され、反射電極及び光を透過することができる透過電極のいずれかであることを特徴とする請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の有機電界発光素子の製造方法。
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