CN101949001A - 真空气相沉积设备 - Google Patents

Abstract

在一种包括多个直线形蒸发源的真空气相沉积设备中，为蒸发容器分别计算等厚面。每个等厚面表示从对应的蒸发容器中的排放孔释放的蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置。随后，蒸发容器以各个等厚面的接触点在基板的表面上都相互重合的方式放置，每个接触点表示对应的等厚面与基板的表面接触的位置。

Description

真空气相沉积设备 

技术领域

本发明涉及通过在诸如基板之类的沉积目标上同时沉积多种蒸发材料而形成薄膜的真空气相沉积设备。 

背景技术

真空气相沉积设备为用于以如下方式形成薄膜的设备。首先，沉积目标和包含蒸发材料的蒸发容器放置在该设备的真空室内部。随后，当真空室的内部减压时，蒸发容器被加热，以熔化并通过蒸发或升华作用蒸发蒸发材料。蒸发的材料随后沉积在沉积目标的表面上，由此形成薄膜。作为加热蒸发容器的方法，真空气相沉积设备采用诸如外部加热方法之类的方法，外部加热方法采用外部加热装置加热包含蒸发材料的蒸发容器。近些年来，真空气相沉积设备已经不仅用于采用金属材料形成金属薄膜和氧化物薄膜，而且用来通过沉积有机材料形成有机薄膜，以及用来通过同时沉积多种有机材料来形成小分子有机薄膜。例如，真空气相沉积设备用于形成用于平板显示器的有机场致发光元件(以下称为有机EL元件)。 

真空气相沉积设备还能够通过在基板等等上面同时沉积多种蒸发材料来形成薄膜(同时沉积)。例如，当将要通过沉积工艺形成用于有机EL元件的发光层时，基质材料和发光材料用作蒸发材料。这些材料同时沉积，以形成发光层。因此，在形成发光层时，基质材料和发光材料的混合比是影响发光层特性的重要因素。 

引用列表 

专利文献 

专利文献1日本专利申请公开No.2004-095275 

专利文献2日本专利申请公开No.2002-348658 

专利文献3日本专利申请公开No.2006-57173 

专利文献4日本专利申请公开No.2006-249572 

专利文献5日本专利申请公开No.2009-127066 

发明内容

技术问题 

随着诸如液晶显示器之类的平板显示器的屏幕尺寸增加，由此所使用的基板的尺寸也增加。类似地，有机EL元件希望使用大基板，其也适用于显示和照明。在有机EL显示器中，薄膜需要均匀地且匀质地沉积在基板上。然而，基板变得越大，形成均匀且匀质的薄膜变得越困难。特别是近年来对较高的面板质量的需求不断增加，这要求增加均匀性。 

传统的真空气相沉积设备<专利文献1>包括允许蒸发材料通过直线形设置的多个开口蒸发的蒸发源。随后通过彼此相对移动蒸发源和基板，被蒸发的材料沉积在大基板上，从而形成具有相对均匀的薄膜厚度的薄膜。近年来，已经要求通过改善昂贵有机材料的利用来降低制造成本，并且通过高速薄膜形成来改善生产能力。这些要求已经通过降低蒸发源和基板之间的距离得到满足。然而，在通过并排设置两个直线形蒸发源进行同时沉积的情况中，难以采用这种类型的设备形成匀质的薄膜。这是因为沉积的蒸发材料的混合比沿薄膜厚度方向改变(随后采用图5详细说明)。 

本发明已经考虑到上述情况，且目标是提供一种在采用多个直线形蒸发源混合沉积蒸发材料时能够沿薄膜厚度方向形成具有恒定混合比的多种蒸发材料的匀质薄膜。 

技术方案 

在根据第一发明的用于解决上述问题的真空气相沉积设备中，每个包含蒸发材料并具有多个排放孔的多个蒸发容器平行于所述多个排放孔的设置方向放置。所述蒸发容器被加热，以蒸发或升华对应的蒸发材料，并且对应的材料的蒸汽通过所述多个排放孔释放。而且，所述蒸发材料混合在一起并通过沿垂直于所述多个排放孔的所述设置方向的方向相对移动基板和所述蒸发容器而沉积在所述基板的整个表面上。该设备的特征在于，分别为所述蒸发容器计算等厚面(或相同薄膜厚度的表面)，每个等厚面表示从对应的蒸发容器中的所述排放孔释放的所述蒸发材料的蒸汽的沉积量(或薄膜厚度)每单位时间都相同的位置。此外，所述蒸发容器 以各个等厚面的接触点在所述基板的所述表面上都相互重合的方式放置，每个接触点表示对应的等厚面与所述基板的所述表面接触的位置。 

根据第二发明的用于解决上述问题的真空气相沉积设备提供在第一发明中描述的具有下述特征的真空气相沉积设备。在所述蒸发容器包括从所述蒸发容器突出的喷嘴并且所述排放孔设置为穿透所述喷嘴的情况中，所述蒸发容器放置为垂直竖立，并且所述喷嘴以各个等厚面的接触点都在所述基板的所述表面上相互重合的方式倾斜。在这里，每个接触点表示对应的等厚面接触基板表面的位置。 

根据第三发明的用于解决上述问题的真空气相沉积设备提供在第一和第二发明中描述的具有下述特征的真空气相沉积设备。每个蒸发容器在其中都包括具有通过对应的蒸汽的多个通孔的整流板(current plate)。此外，作为沿所述多个排放孔的所述设置方向的单位长度的流导，通过所述通孔的流导形成为与通过所述排放孔的流导成比例。 

有益效果 

根据第一和第二特征，蒸发容器以等厚面接触基板表面的接触点将在基板表面相互重合的方式设置。在这里，每个等厚面表示从对应的蒸发容器中的所述排放孔释放的所述蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置。这允许形成具有基本恒定的蒸发材料混合比的匀质薄膜。因此，制造出具有较高质量的有机EL元件。 

根据第三特征，每个蒸发容器在其中都包括具有通过对应的蒸汽的多个通孔的整流板，并且作为沿所述多个排放孔的所述设置方向的单位长度的流导，通过所述通孔的流导形成为与通过所述排放孔的流导成比例。这允许在直线形蒸发容器中的蒸发材料的蒸发率沿纵向方向(多个排放孔的设置方向)改变时控制每种蒸发材料的蒸汽沿纵向方向的分布。因此，在大基板上可以实现沿纵向方向具有更均匀的薄膜厚度分布的薄膜。因此，形成了匀质且具有均匀特性的元件。 

附图说明

图1为示出根据本发明的真空气相沉积设备的示例性实施方式的配置示意图。 

图2为示出根据本发明的真空气相沉积设备的直线形蒸发源的实施例的剖视图。 

图3A为用于说明根据本发明的真空气相沉积设备的蒸发容器中的加热机构和控制机构的结构的示意图。图3B为该结构的修改。 

图4A至4C为示出根据本发明的真空气相沉积设备的蒸发容器的结构的实施例的示意图。图4A为蒸发容器沿其纵向方向的剖视图。图4B为蒸发容器的顶视图。图4C为蒸发容器内部的整流板的顶视图。 

图5A为用于说明通常如何放置两个蒸发源的示意图。图5B为示出与该放置相关的沿输送方向的某些位置处的沉积量的分布的图示。 

图6A为用于说明在根据本发明的真空气相沉积设备中如何放置两个蒸发源的示意图。图6B为示出与该放置相关的沿输送方向的某些位置处的沉积量的分布的图示。 

图7为用于说明在根据本发明的真空气相沉积设备中如何放置三个蒸发源的示意图。 

图8为示出根据本发明的真空气相沉积设备的直线形蒸发源的另一个实施例(第二实施例)的剖视图。 

图9为用于说明在根据本发明的真空气相沉积设备中如何放置具有喷嘴的两个蒸发源的示意图。 

图10为用于说明在根据本发明的真空气相沉积设备中如何放置具有喷嘴的三个蒸发源的示意图。 

具体实施方式

将参照图1至10详细描述根据本发明的真空气相沉积设备的各实施方式。 

(第一实施例) 

图1为示出第一实施例的真空气相沉积设备的配置的示意性结构图。图1示出了沿垂直于基板在真空气相沉积设备中的输送方向的平面截取的截面。第一实施例的真空气相沉积设备安装为用于形成有机EL元件的联机系统的一部分(真空气相沉积设备段)。因此，以下将通过以形成有机EL元件为例子来描述第一实施例的真空气相沉积设备；然而，第一实施例的 真空气相沉积设备不限于此，并且适用于形成金属材料的金属薄膜、绝缘材料的绝缘薄膜，等等。第一实施例的真空气相沉积设备还适用于采用一种蒸发材料的沉积以及采用多种蒸发材料的沉积(多源同时沉积；在两种蒸发材料的情况中也称为共同沉积)。 

联机系统包括多个处理设备(如真空气相沉积设备等等)。整个系统由真空室构造，多个基板连续传输通过真空室，每个基板经受用于形成有机EL元件(如作为有机薄膜的发光层的形成、作为金属薄膜的电极的形成等等)的连续处理。这些处理需要用于从大气侧将基板装入真空室和用于将基板从真空室中取出的结构，如装料室和卸料室。这些结构可以通过熟知的技术获得，因此在此省略对其的说明。 

在用于形成有机EL元件的有机薄膜的真空气相沉积设备中，例如，真空室1经由阀2连接至真空泵3，如图1所示，允许真空室1的内部被抽成高真空状态。其上沉积有机薄膜的基板4定位在未图示的托盘的中间。通过由驱动源5驱动的运输辊6的旋转，基板4与托盘一起从图1的前侧向另一侧输送。注意到在第一实施例中，随后将描述的蒸发源20固定在确定位置上，且使基板4移动；相反，基板4可以固定在某个位置处，并且可以使蒸发源20移动。 

基板4路径之下设置的是蒸发源20，每个蒸发源20包括其中包含蒸发材料的蒸发容器8、用于加热的放置在每个蒸发容器8附近的加热装置9等等。每个蒸发源20形成为沿垂直于基板4的输送方向的水平方向(以下称为基板4的板宽度方向)延长的直线形蒸发源，并具有等于或稍微大于基板4的沿板宽度方向长度的长度。在多源同时沉积的情况中，如随后将描述的图5和6所示，多个蒸发源20平行于基板4的板宽度方向设置。 

每个蒸发容器8上方设置的是蒸发率检测装置10(如晶体监视器头等)，其用于检测从蒸发容器8蒸发的相应的蒸发材料7的蒸发率。该蒸发率检测装置10连接至蒸发率控制装置11。蒸发率控制装置11根据由蒸发率检测装置10检测的蒸发率控制至加热电源12的控制输出，使得蒸发率保持在预定值。加热电源12根据控制输出向加热装置9馈送受控的电力，使得蒸发率将保持恒定。在这里，上述控制称为沉积时的温度控制。同时，在控制温度直到蒸发容器8达到蒸发温度的情况中，即，温度上升控制， 通过将用于控制加热电源12的控制装置切换至设置在蒸发容器的底部上的热电偶和温度控制装置(均未图示)来控制该温度。在多源同时沉积的情况中，每个单独的蒸发源设置有上述加热机构和控制机构。 

当每个蒸发容器8采用如上所述的蒸发率检测装置10、蒸发率控制装置11、加热电源12和加热装置9加热时，包含在蒸发容器8中的蒸发材料7蒸发或升华。蒸发材料7的蒸汽随后根据恒定的蒸发率通过随后将描述的多个排放孔13释放。基板4的板宽度方向与设置多个排放孔13的方向相同。使基板4和每个蒸发源20沿垂直于板宽度方向的方向和设置排放孔13的方向相对移动。因此，从各个蒸发源20蒸发的蒸发材料7沉积在基板4的整个表面上。 

接下来，将采用图2至4C详细描述蒸发源20。 

图2为沿着垂直于线性蒸发源的纵向方向的平面截取的第一实施例的蒸发源的剖视图。在多源同时沉积的情况中，每个蒸发源具有相同的结构。 

放置在蒸发源20内部的蒸发容器8形成为沿基板4的板宽度方向延伸，并具有等于或稍微大于基板4沿板宽度方向的长度的长度。多个排放孔13设置在蒸发容器8的上表面(基板4侧上的表面)上。具有多个通孔18的整流板14放置在排放孔13和蒸发容器8内部的蒸发材料7之间。如随后将采用所描述的图4A至4C说明的那样，排放孔13和通孔18沿纵向方向的位置以通过蒸发材料7的沉积形成的薄膜的薄膜厚度分布沿基板4的板宽度方向将是均匀的方式设置。 

为了安装和卸下蒸发容器8以及配置排放孔13，加热装置9不放置在蒸发容器8上方。因此，为了补偿排放孔13中的温度降低，加热装置9在排放孔13侧密集设置，下加热装置9在下侧(蒸发材料7侧)稀疏设置。这种沉积防止排放孔13中的温度降低，其因此避免排放孔13由蒸发材料7阻塞。随后将采用图3A和3B进一步描述加热装置9和加热电源12。 

此外，防辐射板15放置在加热装置9除正好处于排放孔13上方之外的外围的整个表面附近。该防辐射板15用来保留并均匀化蒸发容器8的热量。而且，防辐射板15的外围由水冷护套16和绝热板17覆盖。水冷护套16在其中具有冷却水流过的通道(未图示)，并由冷却水冷却。绝热板 17在对应于排放孔13的设置位置的位置处具有开口部17a，并与水冷护套16的上开口部接触。水冷护套16和绝热板17用来防止至真空室1和基板4的热辐射。诸如铝的具有高导热性的材料适合用于绝热板17。注意到绝热板17中的每个开口部17a都形成为向着基本变宽的锥形详细，用于避免粘附到其上的蒸发材料7蒸发。 

接下来，将参照图3A描述蒸发容器8中的加热机构和控制机构的结构。图3A为用于说明第一实施例的加热机构和控制机构的示意图。 

蒸发容器8中的排放孔13暴露至将要经受沉积的基板4。因此，如果不采取对策，则排放孔13附近的温度变得低于蒸发容器8内部的温度。而且，当蒸发容器8延伸时，温度变化可能沿纵向方向出现。作为对策，专利文献1中描述了一种方法，其中多个温度控制装置沿纵向方向隔开设置，为每个隔开的区域进行蒸发率控制。然而，实际上，通过检测每个隔开区域的蒸发率来控制加热装置上的温度是极其困难的，该方法要求复杂的结构。 

为了解决上述问题，在第一实施例中，加热蒸发容器8的加热机构由一个加热电源12和一个(单系统)加热装置9形成，因此控制机构由一个蒸发率检测装置10和蒸发率控制装置11形成，如图3A所示。以这种方式，加热机构和控制机构用作单系统。加热装置9由以螺旋形式缠绕在蒸发容器8的外表面周围的一根热线形成。加热装置9以下述方式设置，即通过在蒸发容器8的上部(排放孔13侧)周围密集地缠绕加热装置9且在蒸发容器8的下部(蒸发材料7侧)周围稀疏地缠绕加热装置9，它的间距在排放孔13侧将比蒸发容器7侧密集。这种结构允许单系统热控制。因此，能够容易且长时间稳定地控制蒸发率，允许形成具有均匀薄膜厚度的薄膜，因此，允许形成具有稳定特性的元件。 

同时，由于加热装置9在蒸发容器8的外表面周围缠绕多次，因此如果要求的总长度超过可用的加热装置的长度，则一个加热装置不能提供足够的输出。在这种情况中，可以使用多个加热装置。当要使用多个加热装置时，类似地，加热装置也缠绕在蒸发容器8的外表面上。例如，如图3B所示，可以使用两个加热装置，其为在上部侧密集缠绕的加热装置9a和在下部侧稀疏缠绕的加热装置9b。在这种情况中，加热装置9a和9b相 互并联或串联连接，用作单系统，使得采用一个加热电源12向其馈送电力。这种结构还允许单系统热控制。因此，能够容易且长时间稳定地控制蒸发率，允许形成具有均匀薄膜厚度的薄膜，因此，允许形成具有稳定特性的元件。 

通常，即使在各个加热装置具有相同的长度时它们的电阻也相互不同。因此，采用多个加热装置要求多种电源。然而，通过在蒸发容器8的外表面周围缠绕加热装置9a和9b，例如如图3b所示，加热装置9a和9b都可以沿蒸发容器8的纵向方向设置。因此，即使在采用多个加热装置的情况中，由于加热装置9a和9b之间的差异引起的加热影响不会出现在蒸发容器8的纵向方向上。因此，蒸发容器8沿其纵向方向的温度分布可以均匀形成。 

接下来，将参照图4A至4C描述第一实施例中的整流板14中的排放孔13和通孔18。图4A为蒸发容器8沿其纵向方向的剖视图。图4B为蒸发容器8的顶视图。图4C为整流板14的顶视图。在接下来的描述中，从蒸发材料7本身蒸发的蒸汽的量将称为“蒸发量”，而排放孔13中和通孔18中的除此之外的其它蒸汽的量将称为“蒸汽量”，以在它们之间进行明确区分。 

多个排放孔13沿蒸发容器8的纵向方向线性形成在蒸发容器8的上表面(基板4侧的表面)上。所有的排放孔13为具有相同直径(具有相同面积)的圆形形状。排放孔13设置为使得它们之间的间距从蒸发容器8的中心到两个端部沿它的纵向方向将变密集。以这种方式，通过排放孔13的流导3向着蒸发容器8的两个端部将变大。假设例如在图4B中从每个端部到中心的排放孔13之间的间距为W₁₁、W₁₂、W₁₃和W₁₄，靠近中心的间距W₁₃和W₁₄相等，从中心到两侧，间距W₁₁、W₁₂、W₁₃和W₁₄具有W₁₄≈W₁₃＞W₁₂＞W₁₁的关系。 

蒸发源20为直线形蒸发源。因此，至于基板4上的薄膜厚度分布，应当考虑沿板宽度方向的薄膜厚度分布。直线蒸发源20可以假设通过设置多个点蒸发源而获得。为此，由直线蒸发源20形成的薄膜沿基板4的板宽度方向的厚度分布可以基于从所述多个点蒸发源释放的蒸汽的量的几何叠加计算。采用这种事实，计算蒸发源20上每个假设点蒸发源必需 的蒸汽量，使得沿基板4的板宽度方向的薄膜厚度分布将会是均匀的。基于计算的蒸汽量，计算每单位长度的蒸发容器8的上表面上的流导。一旦计算了每单位长度的流导，则可以基于流导排放孔13的直径和长度以及被蒸发分子的平均速度计算每个排放孔13的流导(例如参见GorouTominaga，Hiroo Kumagai的″Shinkuu no Butsuri to Ouyou，″Shokabo Publishing Co.，Ltd，1970等等)。因此，计算出沿蒸发容器8纵向方向的排放孔13之间的设置间距。 

沿蒸发容器8纵向方向的排放孔13之间的设置间距的计算如下说明。在两侧的排放孔13之间的设置间距需要比中间侧上的排放孔13之间的设置间距要密集(即，两侧上的每单位长度的流导需要大于中心侧上的每单位长度的流导)，以沿基板4的板宽度方向形成均匀的薄膜厚度分布。为此，在第一实施例中，间距具有如上所述的关系W₁₄≈W₁₃＞W₁₂＞W₁₁。应当注意到排放孔13的这种设置间距是在假设排放孔13正下方的蒸发材料7的蒸汽量为均匀的前提下设置的。然而，实际上，即使当蒸发材料7本身的每单位长度的蒸发量是均匀的，蒸汽的扩散也会降低排放孔13正下方的蒸发容器8的两侧上的蒸发材料7的蒸汽量。因此，即使两侧的排放孔13的设置间距密集(或者两侧的流导较大)，蒸发容器8两侧的蒸汽量也小于估计量。这妨碍了沿基板4的板宽度方向的薄膜厚度分布的改善。 

而且，在细长蒸发容器8的情况中，蒸发容器8的温度变化和/或蒸发材料7本身的状态的改变可能极大地改变蒸发状态，这可能使沿蒸发容器8纵向方向的蒸发量不均匀。特别地，当蒸发材料7为有机材料时，材料的状态可以由温度变化明显改变。在这种情况中，蒸发量沿纵向方向变得不均匀，此外，随着蒸发材料7的消耗，蒸发材料7可能不均衡地留下。因此，这使得沿纵向方向的蒸发量甚至更不均匀。 

为了解决这个问题，在第一实施例中，具有通过蒸发材料7的蒸汽的通孔18的整流板14设置在蒸发容器8内部，使得排放孔13正下方的蒸发材料7的蒸汽量变均匀。采用这种结构，能够处理蒸发材料7沿纵向方向上的不均匀的蒸发量。以下，将参照图4C描述整流板14。 

整流板14放置在蒸发容器8内部的排放孔13和蒸发材料7之间，以隔开排放孔13侧和蒸发材料7侧。多个通孔18设置为穿透整流板14并 形成为沿在整流板14纵向方向上延伸的两条直线对准。所有的通孔18为具有相同直径(具有相同面积)的圆形形状。通孔18设置为使得它们之间的间距沿整流板14的纵向方向从整流板14的中心到两个端部将变密集。以这种方式，通过通孔18的流导3与通过排放孔13的流导成比例。假设例如在图4C中从每个端侧到中心的通孔18之间的间距为W₂₁、W₂₂、W₂₃、W₂₄和W₂₅，靠近中心的间距W₂₃、W₂₄和W₂₅彼此相等，并且从中心到两侧，间距W₂₁、W₂₂、W₂₃、W₂₄和W₂₅具有W₂₅≈W₂₄≈W₂₃＞W₂₂＞W₂₁的关系。 

由于下述原因，通孔18设置为使得当从蒸发材料7的整个表面上观看时，排放孔13和通孔18不在同一直线上对准。蒸发材料7可以为容易隆起(飞溅)的材料，如有机材料。当这种材料隆起时，上述配置防止由隆起产生的蒸汽直接通过通孔18和排放孔13而直接粘附到基板4上。由于这种配置防止由隆起产生的蒸汽直接粘附到基板4上，因此能够显著地改善产品质量。 

看起来如果通孔18设置为其间具有相等的间距，则排放孔13正下方的蒸发材料7的蒸汽量应当变得均匀。然而，这也是在整流板14下方的蒸发材料7的蒸汽量均匀的假设条件下。实际上，在整流板14正下方，蒸发容器8两侧的蒸发材料7的蒸汽量也降低。因此，通过整流板14两侧的通孔18的蒸汽的量小于估计量。因此，即使在两侧的排放孔13的设置间距密集(或者两侧的流导较大)，通过蒸发容器8两侧的排放孔13的蒸汽的量也小于估计量。这妨碍了沿基板4的板宽度方向的薄膜厚度分布的改善。而且，当存在蒸发容器8温度变化，蒸发材料7状态改变，和/或蒸发材料7不均匀，则蒸发材料7沿纵向方向的蒸发量变得不均匀。因此，沿基板4板宽度方向的薄膜厚度分布变坏。 

因此，通孔18之间的设置间距基本上以与排放孔13之间的设置间距相同的方式计算。例如，整流板14上的每个假设点蒸发源必需的蒸汽量被计算，使得排放孔13正下方的蒸汽量将是均匀的。基于计算的蒸汽量，计算整流板14上表面上的每单位长度的流导。随后，基于计算的每单位长度的流导和每个排放孔13的流导，计算沿整流板14纵向方向的通孔18之间的设置间距。沿整流板14纵向方向的通孔18之间的设置间距的计算 表示如下。两侧的通孔18之间的设置间距需要比中间侧的通孔18之间的设置间距要密集(即，每单位长度的流导在两侧需要比在中间侧大)，使排放孔13正下方的蒸汽量均匀。为此，在第一实施例中，间距具有如上所述的关系W₂₅≈W₂₄≈W₂₃＞W₂₂＞W₂₁。因此，排放孔13之间的设置间距和通孔18之间的设置间距实现具有相同的设置趋势。因此，作为沿纵向方向的每单位长度的流导，通过通孔18的流导与通过排放孔13的流导成比例。 

在上述图4B中，具有相同直径的排放孔13的设置间距改变，以改变蒸发容器8中每单位长度的流导。然而，排放孔13之间的设置间距可以设为固定长度，并且相反，排放孔13的尺寸可以改变，以改变单位长度的流导。 

在上述图4C中，具有相同直径的通孔18的设置间距改变，以改变整流板14每单位长度的流导。然而，通孔18之间的设置间距可以设为固定长度，且相反，通孔18的尺寸可以改变，以改变每单位长度的流导。 

而且，排放孔13和通孔18都具有如上图4b和4C中的圆形形状，但可以具有正方形形状、椭圆形形状、矩形形状等等。而且，一个排放孔13与两个通孔18联系，但可以与一个或多个(3或更多)通孔18联系。 

根据上述结构，整流板14设置在蒸发容器8内部，蒸发容器8中的排放孔13和整流板14中的通孔18设置为具有如上所述的位置关系。因此，排放孔13正下方的蒸汽量能够变得均匀，与中间侧的蒸汽流的量相比，这又增加了每个端侧的蒸汽流的量。这抑制了基板4的两个端部处的薄膜厚度的降低，因此使沿基板4板宽度方向的薄膜厚度分布均匀。因此，能够获得具有期望的均匀的薄膜厚度分布的薄膜。 

此外，在第一实施例的真空气相沉积设备中，如图6或7所示的那样放置蒸发源，使得由多源同时沉积的沉积薄膜中的混合比沿薄膜厚度方向将保持恒定。图5A为用于说明通常如何放置两个蒸发源的示意图，以及图5B为示出与该放置相关的沿输送方向的某些位置处的沉积量的分布的图示。图6A为用于说明在第一实施例中如何放置两个蒸发源的示意图，以及图6B为示出与该放置相关的沿输送方向的某些位置处的沉积量的分布的图示。图7为用于说明在第一实施例中如何放置三个蒸发源的示意图。 注意到将给出描述，同时为了简化图示，在图5A至7中仅示出了蒸发源内部的基板和蒸发容器。 

通常，在两个蒸发源(蒸发容器)的情况中，蒸发容器8a和8b以分别来自蒸发容器8a和8b的排放孔13a和13b的中心的法线La和Lb在基板4的沉积面上相互重合的方式倾斜放置，如图5A所示。在这种放置情况中，蒸发容器8a和8b的等厚面19a和19b的计算表示如下，每个等厚面19a和19b是从排放孔13a和13b中对应的一个释放的蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间相同的位置。具体地，等厚面19a和19b在基板4的沉积面与法线La和Lb交叉(在图5A中也与示出设备中心的中心线C交叉)的位置处相互交叉。 

根据余弦定律，等厚面19a和19b为期望的球形或椭圆形(例如参见Tatsuo Asamaki，Hakumaku Sakusei no Kiso，The Nikkan Kogyo Shimbun，Ltd.，2005等等)。在图5A的情况中，等厚面19a和19b图示为椭圆形。此外，等厚面19a和19b类似于肥皂泡如何膨胀同时变薄。等厚面19a和19b表示发生相同薄膜厚度的粘附的位置。即使在蒸发容器8a和8b具有不均匀的混合比(沉积量或薄膜厚度的不均匀比率)时，等厚面也图示为具有相同的形状和尺寸。这用于这样的实施例，其中等厚面19a表示100nm的薄膜厚度，等厚面19b表示1nm的薄膜厚度，因此形成具有100∶1的混合比的薄膜。 

根据图5A，可以看出，等厚面19a和19b分别从蒸发容器8a和8b上扩展，并在基板4上相互交叉之前接触基板4。等厚面19a和19b首先接触基板4的位置是从蒸发容器8a和8b沉积的薄膜的厚度变为最大的位置。 

下文中示出在沿输送方向T的每个位置处沿基板4的高度方向的沉积量的测量。如图5B所示，对应的蒸发材料的蒸汽的沉积量在不同的位置取它们的最大值。以这些位置为峰值，每次的沉积量近似对称地降低。注意到图5B为示出在基板4与蒸发容器8a和8b之间的距离为1，且沿输送方向的距离为4的范围内的沉积量(对应于薄膜厚度)的图示。来自蒸发容器8a和8b的沉积量彼此不同，但为了比较，它们的最大沉积量图示为相同。如从图5B明显看出的，虽然所形成的薄膜中的混合比整体上是相 同的，但混合比在沿输送方向的任何位置处是有偏差的，并且偏差的量大。 

基板4在沿输送方向T移动时经历同时沉积。因此，图5B中示出的分布对应于沿由所述同时沉积形成的薄膜的薄膜厚度方向的混合比，偏离的混合比表示沉积的蒸发材料的混合比沿沉积的薄膜的薄膜厚度方向变化。为此，这种薄膜几乎不是匀质薄膜。近年来，已经要求通过改善昂贵有机材料的利用来降低制造成本，并且要求通过高速薄膜形成来改善生产能力。这些要求已经通过降低蒸发源和基板之间的距离得到满足。这又增加了混合比的偏差量。由于等厚面实际上几乎为球面，混合比的偏差量表现的更为明显。 

另一方面，在第一实施例中，在两个蒸发源(蒸发容器)的情况中(在双源同时沉积的情况中)，蒸发容器8a和8b以等厚面19a和19b接触基板4的沉积面的接触点将在基板4的沉积面上相对重合的方式倾斜放置，如图6A所示。例如，为了形成有机EL元件的发光层，作为蒸发材料的基质材料和发光材料需要混合并沉积。在这种情况中，根据基质材料和发光材料的混合比计算等厚面19a和等厚面19b。在这里，等厚面19a表示从排放孔13a排放的基质材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置，等厚面19b表示从排放孔13b排放的发光材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置。随后，蒸发容器8a和8b以所获得的等厚面19a和19b与基板4的沉积面接触的接触点将在基板4的沉积面上相对重合的方式倾斜放置。 

可以根据蒸发材料的类型，通过采用诸如蒸发容器8a和8b的温度、位置和倾斜度之类的参数进行的蒸汽流量分布的模拟计算上述等厚面19a和19b。例如，来自一个排放孔13的等厚面为以排放孔13为其原点的球形或椭圆形物体(其截面为圆形或椭圆形)。然后，由于多个排放孔13a和13b沿直线设置在对应的蒸发容器8a和8b中，可以将等厚面19a和19b认为是通过沿对应的多个排放孔13a和13b的设置方向使球形或椭圆形物体部分地叠加而获得的连续连接的球形或椭圆形物体。也就是说，可以将等厚面19a和19b认为是具有圆形或椭圆形截面的细长物体。因此，当等厚面19a和19b的与基板4的沉积面接触的接触点在沿多个排放孔13a和13b的设置方向的任何位置处都在基板4的沉积面上相互重合时，则认为等厚面19a和19b的与基板4的沉积面接触的接触点在沿多个排放孔13a 和13b的设置方向的所有位置处都在基板4的沉积面上相互重合接触点。 

同时，在相同的条件下，不管蒸发材料的类型或薄膜厚度，等厚面19a和19b的尺寸都保持相同，但根据蒸发源和基板之间的距离而相互不同。因此，通过使用蒸发率检测装置10和蒸发率控制装置11来分别检测和控制来自蒸发容器8a和8b的沉积量(蒸发率)，可以以期望的混合比形成薄膜。然而，期望的是蒸发材料的等厚面19a和19b尺寸近似彼此相等。以这种方式，能够相对于中心线C对称地放置蒸发容器8a和8b，并且还能够获得如在下文将描述的图6B中示出的极其类似的形状的沉积量分布。 

下文中示出在沿输送方向T的每个位置处沿基板4的高度方向的沉积量的测量。如图6B所示，各自的蒸发材料的蒸汽和沉积量在基板4的沉积面与中心线C交叉的位置处都取它们的最大值。以这些位置为峰值，沉积量每个对称地降低。中心线C位置处的混合比为期望的混合比。其它位置处的混合比偏差较小的差值。然而，这些偏差量明显小于图5B的偏差量。基板4在沿输送方向T移动时经历同时沉积。因此，图6B中示出的分布对应于沿由所述同时沉积形成的薄膜的薄膜厚度方向的混合比。这种分布表明可以沿所沉积的薄膜的薄膜厚度方向明显地抑制所沉积的蒸发材料的混合比的变化。总而言之，第一实施例使得能够沿薄膜厚度方向将混合比保持为基本恒定，因此形成匀质薄膜，由此使得能够以较高的质量制造有机EL元件等。 

在这里，使等厚面19a和19b接触基板4的沉积面的接触点在基板4的沉积面上相对重合可以以下述方式表述。具体地，参照图6B说明，沿输送方向的其中从蒸发容器8a蒸发的蒸发材料的沉积量沿基板4的高度方向达到最大的位置与沿输送方向的其中从蒸发容器8b蒸发的蒸发材料的沉积量沿基板4的高度方向达到最大的位置重合。 

进一步，在如图7所示的三个蒸发源(蒸发容器)的情况中(在三源同时沉积的情况中)，分别来自蒸发容器8a、8b和8c的排放孔13a、13b和13c的中心的法线La、Lb和Lc不应当在基板4的沉积面上相互重合。相反，为蒸发容器8a、8b和8c分别计算等厚面19a、19b和19c。在这里，每个等厚面19a、19b和19c都表示从排放孔13a、13b和13c中的对应的一个释放的蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置。随后，蒸发容 器8a、8b和8c以等厚面19a、19b和19c接触基板4的沉积面的接触点将在基板4的沉积面上都相互重合的方式倾斜放置。 

根据这种结构，如在双源同时沉积的情况一样，沿薄膜厚度方向的混合比基本保持恒定，因此形成匀质薄膜。因此，可以制造具有较高质量的有机EL元件。同时为了通过三源同时沉积形成有机EL元件的发光层，在蒸发容器8a和8b两侧的材料应当是基质材料，而在蒸发容器8c中间的材料应当是作为掺杂物的发光材料。 

(第二实施例) 

除了图1中示出的蒸发源，图8中示出的蒸发源也适用于本发明。在这种情况中，其它结构可以与在第一实施例中描述的结构相同，因此在此仅图示了蒸发源。图8为沿垂直于直线形蒸发源的纵向方向的平面截取的剖视图。 

如图8所示，第二实施例的蒸发源20′具有与图2中示出的蒸发源20的结构相同的结构。然而，在这种结构中，向上突出至绝热板17的上表面的喷嘴21设置在蒸发容器8′的上表面(基板4侧上的表面上，并且排放孔13设置为穿过喷嘴21。采用喷嘴21，每个排放孔13的沿其高度方向的上平面的位置形成为与绝热板17的沿其高度方向的上表面的位置一样高。这消除了粘附至绝热板17的蒸发材料7蒸发的可能性。因此，绝热板17中的开口部17b不需要成锥形，代替的是，其形成为垂直穿过绝热板17。其它配置与图2中示出的蒸发源20的配置一样，因此图8中相同的部件由相同的附图标记表示，并省略对其的描述。 

此外，在第二实施例中，如图9或10那样放置蒸发源，使得通过多源同时沉积获得的沉积的薄膜的混合比沿薄膜厚度方向将保持恒定。图9为用于说明在第二实施例中如何放置两个蒸发源的示意图。图10为用于说明在第二实施例中如何放置三个蒸发源的示意图。注意到将给出描述，同时为了简化图示，在图9至10中仅示出了蒸发源内部的基板和蒸发容器。 

在第二实施例中，在两个蒸发源(蒸发容器)的情况中(在双源同时沉积情况中)，为蒸发容器8a′和8b′分别计算等厚面24a和24b。每个等厚面24a和24b表示从喷嘴21a和21b中对应的一个释放的蒸发材料的蒸汽的沉积 量每次都相同的位置。随后，如图9所示，蒸发容器8a′和8b′放置为垂直竖立，并且其喷嘴21a和21b以等厚面24a和24b接触基板4的沉积面的接触点将在基板4的沉积面彼此重合的方式倾斜。 

为蒸发容器8a′和8b′分别计算等厚面24a和24b。在相同的条件下，不管蒸发材料的类型或薄膜厚度，等厚面24a和24b的尺寸都保持相同，但根据蒸发源和基板之间的距离而相互不同。因此，通过使用蒸发率检测装置10和蒸发率控制装置11来分别检测和控制来自蒸发容器8a′和8b′的沉积量(蒸发率)，可以以期望的混合比形成薄膜。然而，期望的是蒸发材料的等厚面24a和24b尺寸近似彼此相等。以这种方式，能够相对于中心线C对称地放置蒸发容器8a′和8b′，并且还能够获得如上将描述的图6B中示出的沉积量分布。 

还在第二实施例中，使等厚面24a和24b与基板4的沉积面接触的接触点在基板4的沉积面上彼此重合与参照图6B说明的意思相同。具体地，沿输送方向的其中从蒸发容器8a′蒸发的蒸发材料的沉积量沿基板4的高度方向达到最大的位置，在基板4的沉积表面上，与沿输送方向的其中从蒸发容器8b′蒸发的蒸发材料的沉积量沿基板4的高度方向达到最大的位置重合。根据这种结构，沿薄膜厚度方向的混合比基本保持恒定，因此形成匀质薄膜。因此，可以制造具有较高质量的有机EL元件。 

进一步，在三个蒸发源(蒸发容器)的情况中(在三源同时沉积的情况中)，分别来自蒸发容器8a′、8b′和8c′的喷嘴21a、21b和21c的中心的法线La、Lb和Lc不应当在基板4的沉积面上相互重合。相反，为蒸发容器8a′、8b′和8c′分别计算等厚面24a、24b和24c。在这里，每个等厚面24a、24b和24c都表示从喷嘴21a、21b和21c中的对应的一个释放的蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置。然后，如图10所示，蒸发容器8a′、8b′和8c′被放置以垂直地竖立，并且其喷嘴21a、21b和21c还以等厚面24a、24b和24c接触基板4的沉积面的接触点将在基板4的沉积面上都相互重合的方式倾斜放置。 

根据这种结构，如在双源同时沉积的情况一样，沿薄膜厚度方向的混合比基本保持恒定，因此形成匀质薄膜。因此，可以制造具有较高质量的有机EL元件。同时，为了通过三源同时沉积形成有机EL元件的发光层， 在蒸发容器8a′和8b′两侧的材料应当是基质材料，而在蒸发容器8c中间的材料应当是作为掺杂物的发光材料。在第二实施例中，蒸发容器8a′、8b′和8c′不需要以倾斜的方式放置，因此可以容易地安装。 

工业应用性 

根据本发明的真空气相沉积设备特别适合沉积目标为大基板的情况，并且还适合蒸发材料为有机材料的情况。 

附图标记列表 

1真空室 

2阀 

3真空泵 

4基板 

5驱动源 

6运输辊 

7蒸发材料 

8，8a，8b，8a′，8b′蒸发容器 

9加热装置 

10蒸发率检测装置 

11蒸发率控制装置 

12加热电源 

13，13a，13b，13c排放孔 

14整流板 

15防辐射板 

16水冷护套 

17绝热板 

18通孔 

20，20′蒸发源 

19a，19b，19c  等厚面 

21，21a，21b，21c  喷嘴 

24a，24b，24c  等厚面 

Claims (3)

1.一种真空气相沉积设备，其中，

每个包含蒸发材料并具有线性地设置的多个排放孔的多个蒸发容器平行于所述多个排放孔的设置方向放置，并且

所述蒸发容器被加热，以蒸发或升华对应的蒸发材料，并且对应的材料的蒸汽通过所述多个排放孔释放，以及所述蒸发材料混合在一起并通过沿垂直于所述多个排放孔的所述设置方向的方向相对移动基板和所述蒸发容器而沉积在所述基板的整个表面上，其中：

分别计算所述蒸发容器的等厚面，每个等厚面表示从对应的蒸发容器中的所述排放孔释放的所述蒸发材料的蒸汽的沉积量每单位时间都相同的位置；并且

所述蒸发容器以各个等厚面的接触点在所述基板的所述表面上都相互重合的方式放置，每个接触点表示对应的等厚面与所述基板的所述表面接触的位置。

2.根据权利要求1所述的真空气相沉积设备，其中，

在所述蒸发容器包括从所述蒸发容器突出的喷嘴并且所述排放孔被设置成穿过所述喷嘴的情况下，所述蒸发容器放置为垂直竖立，并且所述喷嘴以各个等厚面的接触点在所述基板的所述表面上都相互重合的方式倾斜。

3.根据权利要求1和2中的任一项所述的真空气相沉积设备，其中，

每个蒸发容器在其中都包括整流板，所述整流板具有通过对应的蒸汽的多个通孔；并且

对于沿所述多个排放孔的所述设置方向的单位长度的流导，通过所述通孔的流导形成为与通过所述排放孔的流导成比例。

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