열 물리적 증착 소스 및 면적이 큰 기판을 피복하는 방법 document_id A220623031006

유기 전장발광 장치라고도 칭하는 유기 발광 장치는, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 둘 이상의 유기 층을 끼워 넣는 것에 의해서 구성될 수 있다. 종래의 수동 매트릭스 유기 발광 장치(passive matrix organic light-emitting device : OLED) 구조에 있어서, 복수의 측방향 이격 광투과 애노드, 예컨대 인-주석 산화물(ITP)이 유리 기판 등의 광 투과 기판상에 제 1 전극으로서 형성되어 있다. 그 다음 통상적으로 10-3Torr(1.33x10-1Pa) 미만의 감압으로 유지된 챔버 내에, 각 소스로부터 각 유기 재료의 증착에 의해서 둘 이상의 유기 층이 연속적으로 형성된다. 도핑 또는 비도핑된 유기 발광 재료 이외에, OLEDS의 제조에 사용된 전형적인 유기 층이 도핑 또는 비도핑된 유기 구멍 주입 물질이고, 도핑 또는 비도핑 유기 구멍 이송 물질이며, 도핑 또는 비도핑 유기 전자 운반 물질이며, 여기서 도핑(doping)이란, 소정의 물질 또는 그것으로 구성된 장치의 전기적 성능, 광학 성능, 안정도 또는 수명을 향상시키기 위해 부 성분을 추가하는 것을 의미한다. 복수의 측방향 이격 캐소드가 유기 층의 최상층 위에 제 2 전극으로서 부착된다. 캐소드는 애노드에 대해 소정 각도, 전형적으로는 직각으로 배향된다. 전위를 인가함으로써 적절한 가로열(애노드)과 순차적으로 각 세로열(캐소드) 사이에서 그러한 종래의 팻브 매트릭스 유기 발광 장치가 작동한다. 캐소드가 애노드에 대해 소극적으로 가압되면, 캐소드와 애노드의 중첩 영역에 의해 규정된 화소로부터 광이 방출하고, 방출된 광은 애노드와 기판을 통해서 관찰자에게 도달한다. 능동 매트릭스 유기 발광장치(OLED)에서, 박막 트랜지스터(TFT)에 의해서 제 1 전극으로서 애노드의 열이 제공되는데, 이것은 각 광 전달부에 접속되어 있다. 상술한 수동 매트릭스 장치의 구성과 실질적으로 동일한 방법으로 증착에 의해 둘 이상의 유기층이 연속적으로 형성된다. 유기 층의 최상층 위에 제 2 전극으로서 공통 캐소드가 부착된다. 능동 매트릭스 유기 발광 장치의 구성 및 기능은, 그 내용이 본 명세서에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,550,066 호에 개시되어 있다. 유기 발광 장치의 구성에 유용한 유기 재료, 증착된 유기 층의 두께 및 층의 형상은, 예컨대 그 내용이 본 명세서에 참고로 인용되는 미국 특허 제 4,356,429 호, 제 4,539,507 호, 4,720,432 호 및 제 4,769,292 호에 개시되어 있다. 연산된 방사선 사진술을 위한 화상 인광물질 등의 다른 종류의 화상 장치 및 디지털 방사선 사진술을 위한 x 선 광전도 장치는, 넓은 영역에 걸쳐 활성 물질을 균일하게 피복하는 능력에 의존한다. 충분히 작은 기판의 경우, 점광원 접근법(point source approach)을 실행할 수 있는데, 여기서는 부착될 물질이 국부적으로 가열된 도가니로부터 흘러나오고 또 기판을 따라 피복이 충분히 균일하게 되어 있는 국소 증착 영역으로부터 충분히 멀리 기판이 배치된다. 기판의 크기가 증가하거나 또는 작업 거리가 감소함에 따라, 소망하는 균일성을 얻기 위해서 국부적 소스에 대한 기판의 회전 또는 행성 운동이 종종 필요하다. 증착 소스를 연장시키고 또 소스 및 기판을 서로에 대해 이동시키는 것에 의해서, 상당히 작은 작동 거리에서 소망하는 균일성을 얻을 수 있고, 그에 따라서 소망하는 경우 상당히 높은 비율과 양호한 재료 이용을 제공할 수 있다. 영역을 넓히기 위한 그러한 방법의 비례축소(적어도 하나의 치수가 15㎝ 이상인 기판)가 점 광원의 경우보다 상당히 용이하다. 유기 발광 장치를 제조하기 위한 구조체상에 유기 층을 열 물리적으로 증측하기 위한 기다란 소스는, 스판 로버트 지(Spahn Robert G.)에 의해 공개된 미국 특허 제 6,237,529 호에 개시되어 있다. 스판이 공개한 소스는, 기화될 수 있는 고체 유기 물질을 수납하기 위한 폐쇄체를 규정하는 하우징을 포함하고 있다. 이 하우징은 상부 판에 의해 추가로 규정되는데, 상부 판은 기화된 유기 물질이 슬릿을 통과하여 구조체의 표면상으로 나아가게 하는 증기 유출 슬릿 구멍을 규정하고 있다. 폐쇄체를 규정하는 하우징은 상부 판에 연결되어 있다. 스판이 공개한 소스는, 상부 판에 부착된 도전성 배플 부재를 더 포함한다. 이 배플 부재는, 폐쇄체 내의 고체 유지 물질의 표면으로부터 시선 접근을 방지하는 것에 의해서 유기 물질의 입자가 상부 판 내의 슬릿을 통과하는 것을 방지한다. 하우징에 전위가 인가되어 폐쇄체 내의 고체 유기 물질에 열이 가해짐으로써 고체 유기 물질이 증발하면, 입자가 고체 물질의 표면으로부터 방출될 수 있다. 배플의 적절한 크기 및 간격에 의해서, 증발된 물질 및 임의의 방출된 입자가, 슬릿을 통해 방출되기 전에 소스 내부의 적어도 하나의 내부면에 충돌해야 한다. 프리먼 데니스 알(Freeman Dennis R.)의 미국 특허 출원 공개 2003/0168013 A1 호에 개시된 바와 같이, 상부 판의 슬릿을 구멍의 열로 대체하는 것에 의해서, 공동으로 양도된 미국 특허 제 6,237,529 호에 개시된 증착 소스를 개량시킬 수 있다. 슬릿의 기하학적 형상과 관련된 불균일성을 극복하는 것 외에, 프리먼 등은 구멍 사이의 간격을 변화시키는 것(단부 근처에서 보다 긴밀하게 이격되게 하는 것)에 의해서 단 효과(end effect)를 보상하는 능력(즉, 소스 단부의 상대 부착 속도에서 유한 소스 길이 및 후속 액적)을 설명하고 있다. 또한, 히터로부터의 열 발생 또는 부착될 물질에 의한 열 흡수 또는 소스 내부의 상기 재료의 분포에 있어서의 임의의 불균일성이 소스의 길이를 따르는 부착의 불균일성을 발생시킬 수 있다. 불균일성의 다른 잠재적인 소스는 물질의 증발을 전달하는데 사용되는 구멍 이외의 소스 폐쇄체의 의도하지 않는 누출이다. 소스의 단부에서 그러한 누출이 존재하면, 소스의 중앙으로부터 단부까지의 증기의 유동에 의해 소스 내부에 압력 변화가 발생하여, 결과적인 부착의 불균일이 생긴다. 포레스트(미국 특허 제 6,337,102 B1 호) 등은, 유기 물질 및 유기 전구체를 증발시키고 이것들을 기판이 위치되고 운반 가스의 사용에 의해 고체 또는 액체로부터 발생한 증기가 반송되는 원자로 용기로 반송하는 방법을 개시하고 있다. 상기 발명의 일 실시예에서, 포레스트 등은 기판을 적절히 큰 원자로 용기의 내부에 설치하고 그곳으로 운반되는 증기가 기판과 혼합되고 반응하거나 또는 응측된다. 상기 발명의 다른 실시예는, 넓은 면적의 기판의 피복 및 그러한 여러 부착 공정을 서로 연속된 형태로 설정하는 것을 포함하는 적용에 관한 것이다. 이 실시예의 경우에, 포레스트 등은 기판 이동 방향에 수직으로 증착(depositing) 물질의 연속 선을 형성하기 위해서 가스 매니폴드(“구멍의 선을 갖는 중공형 관”으로서 개시됨)에 의해서 공급되는 가스 커튼(gas curtain)의 사용을 개시하고 있다. 포레스트 등이 개시한 바와 같은 증기 반송에 대한 접근은, “원격 기화(remote vaporization)”를 특징으로 하는데, 여기서 증착 구역 및 보다 적절하게는 증착 챔버의 외부의 장치에서 물질이 증기로 변환된다. 유기 증기만이 또는 운반 가스와 조합하여 증착 챔버 내로 운반되고 최종적으로 기판 표면에 운반된다. 이러한 접근법을 이용하는 경우에는, 적절한 가열 방법을 사용하여 운반 선 내의 원치 않는 응축을 피하도록 상당한 주의를 기울여야 한다. 이러한 문제점은 실질적으로 고온에서 원하는 정도까지 기화하는 무기 물질의 사용을 기도하는 경우에 보다 중요하다. 또한, 넓은 영역을 피복하기 위한 기화된 물질의 반송은 한결같이 가스 매니폴드의 사용을 필요로 한다. 포레스트 등의 특허에는 그러한 가스 매니폴드의 요건에 대해서는 어떠한 언급도 되어 있지 않다. 포레스트 등의 특허로부터 알 수 있는 바와 같이, 당업자는 증착 구역 내의 증착 소스의 길이를 따라 물질이 기화하는 기다란 소스로부터 균일한 막을 제공하기가 어렵다는 것을 예상할 것이다. 발명의 요약 본 발명에 따르면, 선형 열 증착 소스를 사용하는 물질의 부착 층에 불균일성이 존재하는 이유 중 하나가 소스 내부, 특히 한 쪽 단부의 내벽에서의 증발 물질의 응축이고, 그에 따라 부착 공정 도중에 소스의 중앙으로부터 한 쪽 단부로 길이방향으로의 증기 유동이 발생하는 것을 발견하였다. 본 발명의 목적은, 내부 응축 효과를 최소화하고 또 상술한 문제점을 회피하는 증착 구역 내부의 증착 소스의 길이를 따라 물질이 증발하는 개선된 물리적 증착 시스템을 제공하는 것이다. 상기 목적은, 기판상에 물질을 부착하기 위한 열 물리적 증착 소스에 의해서 달성되는바, 이 열 물리적 증착 소스는, a) 물질을 수납하기 위한 것으로, 연장된 방향으로 컨덕턴스(CB)를 갖는 기다란 용기와, b) 용기 내의 물질을 가열하여 물질을 부분 압력(Pm)으로 기화시키는 히터와, c) 부재의 길이를 따라 배열된 복수의 구멍을 규정하는 적어도 하나의 부재를 갖는 용기로서, 상기 구멍인 총 컨덕턴스(CA)를 가지며, 여기서 CA/CB≤0.5인, 용기와, d) 용기의 각 측면을 가열하여 용기상의 재료의 응축을 감소시키는 단부 가열 수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 구멍을 갖는 기다란 용기로부터의 물질의 증착은, 증착 도중에 그러한 물질의 내부 응축을 감소시키는 것에 의해서 상당히 개선될 수 있다. 이것은, 물질의 응축을 감소시키기 위해 용기의 단부를 가열하는 다수의 상이한 장치에서 달성된다.