真空蒸鍍裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種真空蒸鍍裝置，在真空下對基板（K）進(jìn)行蒸鍍，其包括：多個坩堝（2），分別使蒸鍍材料（A）蒸發(fā)而成為蒸發(fā)材料；閥（51），與上述坩堝（2）的下游側(cè)連接；擴(kuò)散容器（21），從上述閥（51）通過導(dǎo)入管（11）導(dǎo)入蒸發(fā)材料并使導(dǎo)入的蒸發(fā)材料擴(kuò)散；以及多個噴嘴（25），將在所述擴(kuò)散容器的內(nèi)部（22）擴(kuò)散的蒸發(fā)材料朝向基板（K）釋放，其中，全部的所述導(dǎo)入管（11）不具有分路部，蒸鍍速率為擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度（D）為1m以下且噴嘴間最大距離（L）為5m以下，并且擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度（D）與噴嘴間最大距離（L）的關(guān)系，滿足規(guī)定的公式（1）～（3）中的任意一個。
【專利說明】真空蒸鍍裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及例如用于將金屬材料、有機(jī)材料等蒸鍍材料在負(fù)壓下蒸鍍到玻璃基板表面的真空蒸鍍裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，使用有機(jī)EL材料的顯示面板通過在玻璃基板等被蒸鍍構(gòu)件上蒸鍍有機(jī)材料等蒸鍍材料而形成。通常，用蒸發(fā)容器加熱蒸鍍材料使其蒸發(fā)，作為所述蒸發(fā)后的蒸鍍材料的蒸發(fā)材料被引導(dǎo)到真空容器內(nèi)，并被釋放到所述真空容器內(nèi)配置的被蒸鍍構(gòu)件(基板)的表面，從而進(jìn)行蒸鍍。
[0003]以往公開的這種蒸鍍裝置的結(jié)構(gòu)如下:供給管的一端側(cè)連接于原料供給源且另一端側(cè)分為多路，所述供給管與形成有多個用于釋放蒸發(fā)材料的開口的供給端連接，上述供給管的分路的部分上設(shè)有流量控制裝置(例如參照專利文獻(xiàn)I)。所述結(jié)構(gòu)可以獲得厚度均勻的蒸鍍膜。
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報特開2007-332458號 [0005]可是，在上述專利文獻(xiàn)I公開的蒸鍍裝置中，供給管或?qū)牍苌暇哂蟹致凡?，因此?dǎo)致傳導(dǎo)率降低。所以，按照現(xiàn)有的上述蒸鍍裝置，在蒸鍍材料的加熱中需要考慮傳導(dǎo)率的降低部分，不得不將蒸鍍材料的加熱溫度較高設(shè)定。因此，現(xiàn)有的上述蒸鍍裝置存在的問題是，特別不適于分解溫度較低的蒸鍍材料、即容易因加熱而劣化的蒸鍍材料的真空蒸鍍。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種真空蒸鍍裝置，在蒸鍍材料的加熱中不必考慮傳導(dǎo)率的降低部分，可以較低設(shè)定蒸鍍材料的加熱溫度。
[0007]為了解決上述問題，本實(shí)用新型第一方式的真空蒸鍍裝置在真空下對基板進(jìn)行蒸鍍，其包括:多個坩堝，分別使蒸鍍材料蒸發(fā)而成為蒸發(fā)材料；閥，與所述坩堝的下游側(cè)連接；擴(kuò)散容器，從所述閥通過導(dǎo)入管導(dǎo)入蒸發(fā)材料并使導(dǎo)入的蒸發(fā)材料擴(kuò)散；以及多個釋放孔，將在所述擴(kuò)散容器的內(nèi)部擴(kuò)散的蒸發(fā)材料朝向基板釋放，所述真空蒸鍍裝置的特征在于，全部的所述導(dǎo)入管不具有分路部。
[0008]此外，本實(shí)用新型第二方式的真空蒸鍍裝置在第一方式所述的真空蒸鍍裝置的基礎(chǔ)上，擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)與噴嘴間最大距離(L)的關(guān)系滿足以下的公式:
[0009]100XD ≥一1.22XL2 + 25L — 0.51。
[0010]而且，本實(shí)用新型第三方式的真空蒸鍍裝置在第一方式所述的真空蒸鍍裝置的基礎(chǔ)上，蒸鍍速率為0.lA /sec以上IOA /sec以下，擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)為Im以下且噴嘴間最大距離(L)為5m以下，并且，擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)與噴嘴間最大距離(L)的關(guān)系滿足以下的公式(I)~(3)中的任意一個:
[0011]100XD ≥一1.22XL2 + 25L — 0.51...(I)
[0012]100XD ≤ 80XL + 244...(2)[0013]100XD 0.25XL + 4.75..*(3)。
[0014]按照所述真空蒸鍍裝置，由于在導(dǎo)入管中傳導(dǎo)率幾乎不降低，所以在蒸鍍材料的加熱中不必考慮傳導(dǎo)率的降低部分，能夠較低設(shè)定蒸鍍材料的加熱溫度。因此，特別適于分解溫度較低的蒸鍍材料、即容易因加熱而劣化的蒸鍍材料的真空蒸鍍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施方式I的真空蒸鍍裝置的整體斷面圖，(a)是正面斷面圖，(b)是(a)的A-A斷面圖。
[0016]圖2是表示同一真空蒸鍍裝置的模擬中使用的擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間的模型的示意圖。
[0017]圖3是表示同一模擬的結(jié)果的坐標(biāo)圖，(a)是釋放孔的間距Lt小時的坐標(biāo)圖，(b)是釋放孔的間距Lt大時的坐標(biāo)圖。
[0018]圖4是表示作為同一模擬的結(jié)果、滿足公式(I)的范圍的坐標(biāo)圖。
[0019]圖5是表示作為同一模擬的結(jié)果、滿足公式(I)?(3)的范圍的坐標(biāo)圖。
[0020]圖6是本實(shí)用新型實(shí)施方式2的真空蒸鍍裝置的整體斷面圖，(a)是正面斷面圖，(b)是側(cè)面斷面圖。
[0021]圖7是現(xiàn)有的真空蒸鍍裝置的整體斷面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022](實(shí)施方式I)
[0023]以下，根據(jù)【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型實(shí)施方式I的真空蒸鍍裝置。
[0024]如圖1的(a)所示，所述真空蒸鍍裝置I包括:多個(圖1的(a)中為兩個)坩堝2，使蒸鍍材料(例如Alq3)A蒸發(fā)；多條(圖1的(a)中為兩條)導(dǎo)入管11，分別從坩堝2導(dǎo)入作為蒸發(fā)后的蒸鍍材料A的蒸發(fā)材料；真空容器3，將由上述導(dǎo)入管11導(dǎo)入的蒸發(fā)材料引導(dǎo)到內(nèi)部配置的基板K上并以規(guī)定的真空度(負(fù)壓)進(jìn)行蒸鍍；以及真空泵(省略圖示)，使所述真空容器3的內(nèi)部成為規(guī)定的真空度(負(fù)壓)。此外，所述真空容器3配置有:擴(kuò)散容器(也稱為岐管)21，使由導(dǎo)入管11導(dǎo)入的蒸發(fā)材料擴(kuò)散；基板托架31，將基板K以固定的狀態(tài)保持在下側(cè)；以及石英振動式膜厚計(jì)(也稱為QCM) 41，在所述基板托架31的附近測量對基板K的蒸鍍速率。而且，如圖1的(a)和(b)所示，在所述擴(kuò)散容器21的基板對置面上，前后左右形成有多個用于釋放擴(kuò)散后的蒸發(fā)材料的釋放孔23，并且在各釋放孔23上裝有噴嘴25。另外，以下把從擴(kuò)散容器21觀察的坩堝2的方向(圖1中的左右方向)稱為左右方向。
[0025]在所述各坩堝2的下游開口上，分別連接有控制蒸發(fā)材料的流量的閥51。此外，所述導(dǎo)入管11以貫穿真空容器3的側(cè)壁3s的方式配置，并連接真空容器3外的各閥51和真空容器3內(nèi)的擴(kuò)散容器21。而且，所述擴(kuò)散容器21是形成有內(nèi)部空間22的長方體形狀，該內(nèi)部空間22用于使蒸發(fā)材料擴(kuò)散。此外，在保持于基板托架31的基板K上，設(shè)有使生成在基板K上的蒸鍍膜形成在所需的范圍上的金屬掩模M。
[0026]接著，說明作為本實(shí)用新型要旨的導(dǎo)入管11和擴(kuò)散容器21的具體結(jié)構(gòu)。
[0027]所述導(dǎo)入管11是在全長上內(nèi)徑固定的管。因此，所述導(dǎo)入管11具有不易使導(dǎo)入的蒸發(fā)材料的傳導(dǎo)率降低的結(jié)構(gòu)。
[0028]所述擴(kuò)散容器21的左右側(cè)面上，分別形成有用于連通所述導(dǎo)入管11的內(nèi)部和所述內(nèi)部空間22的導(dǎo)入口 24。因此，所述擴(kuò)散容器21從導(dǎo)入口 24導(dǎo)入蒸發(fā)材料，使導(dǎo)入的蒸發(fā)材料在所述內(nèi)部空間22擴(kuò)散，并將擴(kuò)散后的蒸發(fā)材料從所述噴嘴25朝向基板K釋放。所述內(nèi)部空間22也是長方體形狀，具有最大面積的兩面為基板對置面及其相對面。
[0029]設(shè)擴(kuò)散容器21的內(nèi)部空間22的厚度為D、噴嘴25的噴嘴間最大距離為L時，所述擴(kuò)散容器21滿足:
[0030]100XD ≤一1.22XL2 + 25L — 0.51...(I)。
[0031]此外，蒸鍍速率為0.lA /see以上1θΑ /sec以下，擴(kuò)散容器21的內(nèi)部空間22的厚
度(D)為Im以下，并且噴嘴25的噴嘴間最大距離(L)為5m以下，滿足:
[0032]100XD ≤ 80XL + 244...(2)
[0033]100XD 0.25XL + 4.75..*(3)。
[0034]盡管未圖示，但在坩堝2上設(shè)有用于加熱蒸鍍材料A使其蒸發(fā)的加熱器(例如封裝加熱器)。此外，盡管未圖示，但在閥51、導(dǎo)入管11、擴(kuò)散容器21和噴嘴25上，分別設(shè)有用于防止通過內(nèi)部的蒸發(fā)材料冷卻而附著的加熱器(例如封裝加熱器)。 [0035]以下說明所述真空蒸鍍裝置I的作用。
[0036]首先，向各坩堝2投入蒸鍍材料A，利用真空泵使真空容器3的內(nèi)部成為規(guī)定的真空度(負(fù)壓)。而后，關(guān)閉全部的閥51，用加熱器加熱坩堝2、閥51、導(dǎo)入管11、擴(kuò)散容器21和噴嘴25。如果坩堝2內(nèi)的蒸鍍材料A被加熱，則所述蒸鍍材料A蒸發(fā)。隨后，通過打開一個閥51，來自所述坩堝2的蒸發(fā)后的蒸鍍材料A (即蒸發(fā)材料)，在傳導(dǎo)率幾乎不降低的狀態(tài)下通過閥51和導(dǎo)入管11，并被導(dǎo)入擴(kuò)散容器21。而后，蒸發(fā)材料在擴(kuò)散容器21的內(nèi)部空間22中擴(kuò)散，并從噴嘴25朝向基板K釋放。利用釋放的蒸發(fā)材料進(jìn)行蒸鍍，在基板K上生成蒸鍍膜。此外，在基板K的附近由石英振動式膜厚計(jì)41測量蒸鍍速率，并用閥51適當(dāng)控制蒸發(fā)材料的流量，以使蒸鍍速率成為所需的值。如果生成所需厚度的蒸鍍膜，則關(guān)閉所述閥51并打開另一個閥51，同樣地在所述蒸鍍膜上重疊生成其他的蒸鍍膜。
[0037]在此，由于蒸鍍速率、內(nèi)部空間22的厚度(D)和噴嘴25的噴嘴間最大距離(L)如上所述，所以內(nèi)部空間22的蒸發(fā)材料從噴嘴25以蒸鍍膜的膜厚均勻性在±3%以內(nèi)的方式釋放。
[0038]這樣，按照所述實(shí)施方式I的真空蒸鍍裝置1，由于在導(dǎo)入管11中傳導(dǎo)率幾乎不降低，所以在蒸鍍材料A的加熱中不必考慮傳導(dǎo)率的降低部分，可以較低設(shè)定蒸鍍材料A的加熱溫度。因此，特別適于分解溫度較低的蒸鍍材料、即容易因加熱而劣化的蒸鍍材料的真空蒸鍍。
[0039]此外，可以使蒸鍍膜的膜厚均勻性在±3%以內(nèi)。
[0040](模擬)
[0041]以下，說明用于導(dǎo)出所述實(shí)施方式I的公式(I)~(3)的模擬。
[0042]如圖2所示，所述模擬中作為對所述實(shí)施方式I的內(nèi)部空間22 (長方體形狀)的近似，設(shè)置了直徑Dt的圓柱形狀的內(nèi)部空間。此外，所述模擬中在左右方向設(shè)置兩個釋放孔23t，上述釋放孔23t的間距為Lt。
[0043]在形成這種內(nèi)部空間22t和釋放孔23t的擴(kuò)散容器21t中，算出導(dǎo)入的蒸發(fā)材料的流量速率Q、內(nèi)部空間22t的直徑Dt和釋放孔23t的間距Lt進(jìn)行各種改變時、從釋放孔23t釋放的蒸發(fā)材料的流量比ql/q2。
[0044]圖3的(a)表示了 Lt設(shè)為較小值的結(jié)果，圖3的(b)表示了 Lt設(shè)為較大值的結(jié)果。如圖3的(a)所示，Lt是較小的值時，Dt越小、在流量速率較低的區(qū)域中流量比越穩(wěn)定，Dt越大、在流量速率較高的區(qū)域中流量比越穩(wěn)定。此外，如圖3的(b)所示，Lt是較大的值時也同樣，Dt越小、在流量速率較低的區(qū)域中流量比越穩(wěn)定，Dt越大、在流量速率較高的區(qū)域中流量比越穩(wěn)定。這是因?yàn)?，如果Dt小，則蒸發(fā)材料的流量速率在規(guī)定值以下，且蒸發(fā)材料成為分子流，而如果Dt大，則蒸發(fā)材料的流量速率在其他的規(guī)定值以上，且蒸發(fā)材料成為粘性流。對此，在Dt小而流量速率超過所述規(guī)定值時，或者Dt大而流量速率小于所述其他的規(guī)定值時，由于蒸發(fā)材料成為分子流與粘性流混合的狀態(tài)，所以如果改變流量速率則流量比也大幅改變。從所述模擬結(jié)果得到與流量速率無關(guān)的、流量比成為0.94以上的Dt和Lt的關(guān)系式。所述關(guān)系式成為所述公式(I)。圖4的陰影表示了滿足所述公式(I)的Dt-Lt的范圍。另外，如果流量比在0.94以上，則蒸鍍膜的膜厚均勻性在±3%以內(nèi)。
[0045]而且，根據(jù)所述模擬結(jié)果，得到流量速率在0.lA /see以上IOA /sec以下的范圍內(nèi)、流量比成為0.94以上的Dt和Lt的關(guān)系式。在擴(kuò)散容器21的內(nèi)部空間22的厚度(D)為Im以下和噴嘴25的噴嘴間最大距離(L)為5m以下的條件下，所述關(guān)系式成為所述公式
(2)和(3)。
[0046]因此，在蒸鍍速率為0.lA /see以上1()A /sec以下，內(nèi)部空間22的厚度(D)為Im
以下和噴嘴25的噴嘴間最大距離(L)為5m以下的條件下，只要滿足所述公式(I)、(2)或
(3)中的任意一個，流量比就在0.94以上，即以蒸鍍膜的膜厚均勻性在±3%以內(nèi)的方式釋放蒸發(fā)材料。圖5的陰影表示了滿足上述條件的Dt-Lt的范圍。
[0047]另外，由于所述模擬的值大致由蒸發(fā)分子的平均自由程和分散容器的壁面間距離來決定，所以不限于內(nèi)部空間22t為圓柱形狀的擴(kuò)散容器21t，也適用于長方體形狀等其他形狀的擴(kuò)散容器。
[0048](實(shí)施例)
[0049]以下，對更具體表示所述實(shí)施方式I的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0050]本實(shí)施例中，如圖1所示，使用了具有兩個坩堝2、兩條導(dǎo)入管11的真空蒸鍍裝置
I。此外，設(shè)一方的坩堝2內(nèi)的蒸鍍材料A (Al)為a-NPD，另一方的坩堝2內(nèi)的蒸鍍材料A(Α2)為Alq3。這里，使用了噴嘴25的噴嘴間最大距離(L)為1.0m、內(nèi)部空間22的厚度(D)為0.25m的擴(kuò)散容器21。
[0051]使用所述真空蒸鍍裝置1，以1.()A /sec的蒸鍍速率在基板K上生成a -NPD的蒸
鍍膜，并在所述蒸鍍膜上重疊生成Alq3的蒸鍍膜?？梢允股鲜稣翦兡さ哪ず窬鶆蛐远荚凇?%以內(nèi)。
[0052]此外，在所述工序中，蒸鍍材料A的加熱溫度在a -NPD的情況下為280°C，在Alq3的情況下為340°C，相比于以往的具備帶分路部的導(dǎo)入管11的真空蒸鍍裝置1，分別降低了5。。。
[0053](實(shí)施方式2)
[0054]本實(shí)施方式2的真空蒸鍍裝置I與所述實(shí)施方式I的真空蒸鍍裝置I不同，可以進(jìn)行共蒸鍍。
[0055]以下，基于圖6說明本實(shí)施方式2的真空蒸鍍裝置1，著眼于說明和所述實(shí)施方式I不同的擴(kuò)散容器21、導(dǎo)入管11和石英振動式膜厚計(jì)41的配置，并且對于和所述實(shí)施方式I相同的構(gòu)成標(biāo)注相同附圖標(biāo)記并省略其說明。另外，以下將圖6的(a)中的左右方向稱為左右方向，并將圖6的(b)中的左右方向稱為前后方向。
[0056]如圖6所示，在所述真空蒸鍍裝置I中，擴(kuò)散容器21在真空容器3的內(nèi)部多層(圖6中為三層)重疊配置。上層的擴(kuò)散容器21H的左側(cè)下表面的前后方向上連接有多條(圖6的(b)中為兩條)導(dǎo)入管11。中層的擴(kuò)散容器21M的右側(cè)下表面的前后方向上連接有多條(圖6的(b)中為兩條)導(dǎo)入管11。下層的擴(kuò)散容器21L的中部下表面的前后方向上連接有多條(圖6的(b)中為兩條)導(dǎo)入管11。此外，與所述導(dǎo)入管11同數(shù)量的坩堝2和閥51配置在真空容器3的下方。因此，全部的導(dǎo)入管11都貫穿真空容器3的底壁3b大體豎直配置。而且，如圖6的(b)所示，在各擴(kuò)散容器21的后表面上，安裝有釋放各內(nèi)部空間22的蒸發(fā)材料的一部分以便進(jìn)行檢測的檢測噴嘴26。此外，各檢測噴嘴26的后方分別配置有石英振動式膜厚計(jì)41，所述石英振動式膜厚計(jì)41根據(jù)所述檢測噴嘴26釋放的蒸發(fā)材料，檢測各擴(kuò)散容器21H、21M、21L的蒸鍍速率。
[0057]以下，關(guān)于所述真空蒸鍍裝置I的作用，說明與所述實(shí)施方式I的不同點(diǎn)。
[0058]在基板K的附近，利用石英振動式膜厚計(jì)41測量多個擴(kuò)散容器21H、21M、21L的整體蒸鍍速率，并在擴(kuò)散容器21H、21M、21L的后方，利用石英振動式膜厚計(jì)41分別測量所述擴(kuò)散容器21H、21M、21L的各蒸鍍速率。并且利用閥51適當(dāng)控制蒸發(fā)材料的流量，從而使整體蒸鍍速率和擴(kuò)散容器21H、21M、21L的各蒸鍍速率成為所需的值。
[0059]這樣，所述實(shí) 施方式2的真空蒸鍍裝置I與實(shí)施方式I的真空蒸鍍裝置I同樣，可以較低設(shè)定蒸鍍材料A的加熱溫度，并使蒸鍍膜的膜厚均勻性在±3%以內(nèi)。此外，由于配置有多個擴(kuò)散容器21，所以通過在各擴(kuò)散容器21中導(dǎo)入不同種類的蒸發(fā)材料，從而能進(jìn)行共蒸鍍。
[0060]盡管所述實(shí)施方式I和2中圖示了導(dǎo)入管11為大體水平或大體豎直，但是不限于此。
[0061]而且，盡管所述實(shí)施方式I和2中說明了擴(kuò)散容器21在基板對置面上安裝有噴嘴25，但是也可以不安裝噴嘴25，而是從釋放孔23直接釋放蒸發(fā)材料。
[0062]此外，盡管所述實(shí)施方式I中說明了真空蒸鍍裝置I具備多個坩堝2，也可以只具備一個相禍2。
[0063]此外，所述實(shí)施方式I中的多個坩堝2內(nèi)的蒸鍍材料A可以是不同的蒸鍍材料A(Al、A2)，也可以相同。通過使用相同的蒸鍍材料A，可以進(jìn)一步降低設(shè)定蒸鍍材料A的加
熱溫度。
[0064]此外，盡管所述實(shí)施方式I和2中作為擴(kuò)散容器21的內(nèi)部空間的厚度(D)而圖示了高度，但是只要是基板對置面與其相對面的間隔即可。即，在擴(kuò)散容器21的上表面為基板對置面時，內(nèi)部空間的厚度(D)是上下面間隔，在擴(kuò)散容器21的左面或右面為基板對置面時，內(nèi)部空間的厚度(D)是左右面間隔。
【權(quán)利要求】
1.一種真空蒸鍍裝置，在真空下對基板進(jìn)行蒸鍍，其包括:多個坩堝，分別使蒸鍍材料蒸發(fā)而成為蒸發(fā)材料；閥，與所述坩堝的下游側(cè)連接；擴(kuò)散容器，從所述閥通過導(dǎo)入管導(dǎo)入蒸發(fā)材料并使導(dǎo)入的蒸發(fā)材料擴(kuò)散；以及多個釋放孔，將在所述擴(kuò)散容器的內(nèi)部擴(kuò)散的蒸發(fā)材料朝向基板釋放，所述真空蒸鍍裝置的特征在于， 全部的所述導(dǎo)入管不具有分路部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空蒸鍍裝置，其特征在于，擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)與噴嘴間最大距離(L)的關(guān)系滿足以下的公式: IOOXD ≥一1.22XL2 + 25L — 0.51。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空蒸鍍裝置，其特征在于， 蒸鍍速率為0.lA /sec以上1θΑ /sec以下， 擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)為Im以下且噴嘴間最大距離(L)為5m以下， 并且，擴(kuò)散容器的內(nèi)部空間厚度(D)與噴嘴間最大距離(L)的關(guān)系滿足以下的公式(I)~(3)中的任意一個:
100XD ≥一1.22XL2 + 25L — 0.51...(I) 100XD ≤ 80XL + 244...(2) 100XD 0.25XL + 4.75..*(3)。
【文檔編號】C23C14/24GK203768445SQ201320858786
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月15日
【發(fā)明者】松本祐司, 藤本英志, 藤本惠美子, 大工博之 申請人:日立造船株式會社