CN105296928B - 线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置。该线光源，包括：汽缸部，其具有与基板的表面平行的水平方向的长度，且上侧设有使蒸镀物质向上侧喷射的多个喷嘴，并具有内部空间；一个以上的连接部，其与所述汽缸部结合而与所述内部空间连通，并向所述汽缸部的下侧突出；坩埚部，其连接到所述连接部的下端并用于装蒸镀物质。并且线光源设定有：第1温度控制区域，包括所述坩埚部；第2温度控制区域，包括所述连接部，温度高于所述第1温度控制区域；第3温度控制区域，包括所述汽缸部，温度高于所述第2温度控制区域；第4温度控制区域，包括所述多个喷嘴，温度高于所述第3温度控制区域。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜蒸镀装置，更详细地说，涉及通过蒸发蒸镀物质，在基板上形成薄膜的线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置。
背景技术
具代表性的平板显示器(Flat Panel Display)有液晶显示器(Liquid CrystalDisplay)、等离子显示器(Plasma Display Panel)、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diodes)等。
其中，有机发光二极管具有快速的回应速度、低于现有液晶显示器的消耗电力、高亮度、轻质等特性，而且无需额外的后灯(back light)装置，能够制造成超薄型，因此作为新一代显示器件而备受瞩目。
同时，在平板显示器的基板上形成薄膜的一般方法有蒸发蒸镀法(Evaporation)、离子电镀法(Ion-plating)及溅射法(Sputtering)等物理蒸镀法(PVD)，及利用气体反应的化学气相蒸镀法(CVD)等。其中，蒸发蒸镀法用于有机发光二极管的有机物层、无机物层等薄膜的形成。
在平板显示器的基板上形成薄膜的方法中，蒸发蒸镀法由薄膜蒸镀装置实现，该装置包括：真空腔室，形成密闭的处理空间；蒸发源，设置于真空腔室的下部，将被蒸镀的物质蒸发。
具体地说，以往的薄膜蒸镀装置中，使基板的基板处理面面向蒸发源的上侧，通过蒸发蒸镀物质，在基板处理面上蒸镀薄膜。
另一方面，随着基板的大型化，“在整个基板处理面形成均匀的薄膜”成为重要问题。
尤其，为形成既定的图案化薄膜，使用蒸发蒸镀法的薄膜蒸镀装置在覆盖罩子的状态下执行，因此蒸发的蒸镀物质的蒸发方向也成为形成均匀薄膜的薄膜蒸镀装置的重要因素。
发明内容
(要解决的技术问题)
本发明的目的在于，提供一种线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置，根据蒸发蒸镀法进行薄膜蒸镀工艺时，通过精确地控制基板处理面的蒸镀物质的蒸发方向而能够更加均匀地实现基板处理。
(解决问题的手段)
本发明是为了达成所述本发明的目的而提出，根据本发明的薄膜蒸镀装置，包括：工艺腔室，其形成密闭的处理空间；线光源，其被设置在所述处理空间的下侧，通过加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于所述处理空间上侧的基板上形成薄膜；其中，所述线光源，包括：汽缸部，其具有与所述基板的表面平行的水平方向的长度且上侧设有使蒸镀物质向上侧喷射的多个喷嘴，并具有内部空间；一个以上的连接部，其与所述汽缸部结合而与所述内部空间连通，并向所述汽缸部的下侧突出；坩埚部，其连接到所述连接部的下端并用于装蒸镀物质；所述线光源设定为：第1温度控制区域，包括所述坩埚部；第2温度控制区域，包括所述连接部，温度高于所述第1温度控制区域；第3温度控制区域，包括所述汽缸部，温度高于所述第2温度控制区域；第4温度控制区域，包括所述多个喷嘴，温度高于所述第3温度控制区域；其中，所述第1至第4温度控制区域被控制为温度高于所述蒸镀物质的汽化温度；所述第1至第4温度控制区域，分别设有能够独立控制的加热器。
所述第1温度控制区域设有：一个以上的加热器，用于加热装在所述坩埚部的蒸镀物质；冷却部，其吸收由设置在所述第2温度控制区域的加热器传递的热。
优选地，所述冷却部，设置为所述坩埚部的上部的吸热量高于下部。
优选地，所述冷却部，包括：制冷剂供应装置；制冷剂循环管，其与所述制冷剂供应装置连接，围住所述坩埚部；泵，使制冷剂沿着所述制冷剂循环管流动；所述制冷剂循环管被设置成制冷剂从所述坩埚部的上侧流入而从下侧传递到所述制冷剂供应装置。
优选地，所述制冷剂循环管具有围住所述坩埚部的线圈结构，所述制冷剂循环管的线圈结构的上下方向的节距，所述坩埚部的上部的节距小于下部的节距。
优选地，所述第3温度控制区域及所述第4温度控制区域，设有线圈结构或板型结构的加热器。
所述第4温度控制区域，包括：第1加热器及第2加热器，具有板型结构的加热器分别围住圆筒型结构的所述多个喷嘴的半圆部分而相对设置；所述第1加热器及所述第2加热器，当连通直流电源时，所述第1加热器的+端子与所述第2加热器的-端子相对，所述第1加热器的-端子与所述第2加热器的+端子相对。
所述第4温度控制区域被设置成具有板型结构的加热器围住所述喷嘴的外周面；具有所述板型结构的加热器以所述喷嘴的上下方向为基准而在上侧、中心及下侧中的至少一个形成一个以上的开口部，从而在形成所述开口部的部分提高发热量。
本发明还公开一种薄膜蒸镀装置，包括：工艺腔室，其形成密闭的处理空间；所述线光源，其被设置在所述处理空间的下侧，加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于所述处理空间上侧的基板上形成薄膜。
(发明的效果)
根据本发明的线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置，包括：汽缸部，设有用于蒸发蒸镀物质的多个喷嘴；坩埚部，用于装蒸镀物质；及连接部，设置在坩埚部与汽缸部之间。本发明的优点在于，通过依次提高从坩埚部到汽缸部的温度并利用喷嘴以最高温度汽化蒸镀物质，从而能够更加有效地控制针对基板处理面的蒸镀物质的蒸发方向。
具体地说，以往为了形成图案化的薄膜而使用了罩子，当针对基板处理面的蒸镀物质的蒸发方向即其放射角大时，在罩子的开口部附近，针对基板处理面的入射角会变大，因此难以精确地蒸镀薄膜。
但是，根据本发明的线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置，通过依次提高从坩埚部到汽缸部的温度，利用喷嘴以最高温度加热蒸镀物质，从而使针对基板处理面的蒸镀物质的蒸发方向更加接近垂直，从而能够精确地蒸镀薄膜。
并且，以往，因为要加热连接部而设置的加热器中产生的热被传递到坩埚部，难以控制坩埚部中的温度，但根据本发明的线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置，通过依次提高从坩埚部到汽缸部的温度，利用喷嘴以最高温度加热蒸镀物质，从而能够同时进行加热及冷却，能够控制坩埚部中的温度低于连接部中的温度。
附图说明
图1是呈现根据本发明的薄膜蒸镀装置的剖面图。
图2是呈现图1的薄膜蒸镀装置的线光源的剖面图。
图3是呈现设定在图1的线光源的温度控制区域的概念图。
图4是呈现用于图3的第1温度控制区域的温度控制的温度控制部的一例的概念图。
图5a及图5b分别是呈现用于图3的第4温度控制区域的温度控制的温度控制部的一例的平面图及剖面图。
图6a至图6c是呈现图5a及图5b图示的板型结构的加热器上形成开口部的例子的概念图。
符号说明
100：工艺腔室 200：线光源
210：坩埚部 220：连接部
230：汽缸部
具体实施方式
下面，参照附图说明根据本发明的线光源及具备此线光源的薄膜蒸镀装置。
根据本发明的薄膜蒸镀装置，如图1所图示，包括：工艺腔室100，形成密闭的处理空间S；线光源200，位于工艺腔室100的处理空间S的下侧，通过加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于处理空间S的上侧的基板10的基板处理面上形成薄膜。
此处，基板处理的对象即基板10，只要是通过蒸镀物的蒸发而能够在液晶显示器(Liquid Crystal Display)、等离子显示器(Plasma Display Panel)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diodes)等基板处理面上形成薄膜的部件，任何对象皆可。
并且，所述基板10，能够被直接移送至工艺腔室100内，或如图1所图示，被置于基板盘20而移送。
并且，可设置成已形成图案化开口部的罩子(未图示)密贴基板处理面，从而能够根据基板处理的种类而在基板10的基板处理面以既定的图案蒸镀。
所述工艺腔室100是为了执行基板处理而形成处理空间S的构成，可由多种方式构成。
作为一例，所述工艺腔室100，可包括：铅条(lead)110，可拆卸地结合到腔室主体120而形成密闭的处理空间S。
并且，所述工艺腔室100可根据基板处理的种类而设有多种部件、模块，例如：排气管(未图示)，根据处理空间S中的基板处理条件而维持压力和排气；用于固定或引导基板盘20的部件(未图示)等。
并且，所述工艺腔室100，可形成门101、102，用于基板10的出入。
所述线光源200，是位于工艺腔室100的处理空间S的下侧，通过加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于处理空间S的上侧的基板10的基板处理面上形成薄膜的构成，可由多种方式构成。
作为一例，所述线光源200，包括：汽缸部230，具有与基板10的表面平行的水平方向的长度且上侧设有使蒸镀物质向上侧喷射的多个喷嘴240，并具有内部空间IS；一个以上的连接部220，其与汽缸部230结合而与内部空间IS连通，并向汽缸部230的下侧突出；坩埚部210，其连接到连接部220的下端并用于装蒸镀物质。
所述汽缸部230，是具有与基板10的表面平行的水平方向的长度且上侧设有使蒸镀物质向上侧喷射的多个喷嘴240，并具有内部空间IS的构成，可由多种方式构成。
尤其所述汽缸部230，可以是具有与基板10的表面平行的水平方向的长度的圆筒型形状，两端设有测量喷嘴250，可根据蒸发量传感器(未图示)而测量蒸发量。
所述测量喷嘴250，其被设置在圆筒型结构的汽缸部230的两端，用于加热并喷射蒸镀物质，从而能够根据设置于汽缸部230的两端中的至少一侧的蒸发量传感器(未图示)而测量蒸发量，优选与后述的喷嘴240具有相同或类似的结构。
并且，所述喷嘴240，如图2所图示，为了以与喷嘴240相同的条件测量蒸发率，设置在喷嘴240的相同的加热器440优先采用串联或并联方式。
尤其，后述的所述第4温度控制区域340，为了以与喷嘴240相同的条件测量蒸发率，优选包括测量喷嘴250。
并且，所述汽缸部230，对应连接部220的数字而形成一个以上的连接开口231，从而能够与后述的连接部220连接。
同时，所述汽缸部230，其上侧设有向上侧喷射蒸镀物质的多个喷嘴240。
所述喷嘴240，加热以液体状态沿着坩埚部210、连接部220及汽缸部230的内周面移动的蒸镀物质而使其向基板10的基板处理面蒸发。
此处，所述喷嘴240，设有多个，以平行于基板处理面的水平方向排成一列，通过实验等，能够以相同的间隔或预先设定的间隔设置。
作为一例，所述多个喷嘴240，在对应基板10的中心部分的位置，其间隔相对较大，在对应边缘部分的位置，其间隔相对较小。
同时，所述多个喷嘴240，以上下开口，可通过与汽缸部230螺丝结合等多种方式而结合。
所述连接部220，是为了与内部空间IS连通而与汽缸部230结合并向汽缸部230的下侧突出的构成，为了使汽缸部230的内部空间IS与坩埚部210相互连通，具有上下开口的汽缸形状，优选具有圆筒形状。
并且，所述连接部220，根据后述的坩埚部210的设置数字，可设有一个以上。
所述坩埚部210，由：为了与内部空间IS连通而与汽缸部230结合，连接到向汽缸部230的下侧突出的一个以上的连接部220；及连接部220的下端并用于装蒸镀物质的构成，可由多种方式构成。
并且，所述坩埚部210，优选地，为了蒸镀物质的再填充而能够上下移动。
此处，可根据作业者或另外的供应装置而执行对所述坩埚部210的蒸镀物质的再填充。
并且，所述坩埚部210，与连接部220的下端结合而形成坩埚部210的内周面与连接部220的内周面连续的面，从而使液体状态的蒸镀物质能够从坩埚部210沿着该坩埚部210的内周面及连接部220的内周面而移动。
并且，所述坩埚部210，坩埚部210的上端部分的外周面密贴连接部220的下端内周面的状态被插入，从而使液体状态的蒸镀物质能够从坩埚部210沿着该坩埚部210的内周面及连接部220的内周面而移动。
同时，随着基板的大型化，需要在整个基板处理面均匀地形成薄膜，因此蒸发的蒸镀物质的蒸发方向是重要因素，蒸镀物质的蒸发方向根据线光源200而不同。
据此，根据本发明的薄膜蒸镀装置的线光源200，如图3所图示，被设定为：第1温度控制区域310，包括坩埚部210；第2温度控制区域320，包括连接部220，温度高于第1温度控制区域310；第3温度控制区域330，包括汽缸部230，温度高于第2温度控制区域320；第4温度控制区域340，包括多个喷嘴240，温度高于第3温度控制区域330；第1至第4温度控制区域310、320、330、340分别设有能够独立控制的加热器(部分未图示)。
此处，设置在所述第1至第4温度控制区域310、320、330、340的加热器，根据加热方式，可具有线圈结构、板型结构等多种结构。
尤其，设置在所述第1至第3温度控制区域310、320、330的加热器，优选具有线圈结构，如图2、图5a及图5b所图示，设置在第4温度区域340的加热器为优选具有板型结构的加热器440。此处，设置在所述第3温度控制区域330的加热器，可具有线圈结构或板型结构。
具体地说，如图2、图5a及图5b所图示，具有所述板型结构的加热器440，可包括：第1加热器441及第2加热器442，设置成围住圆筒型结构的喷嘴240的外周面，相对设置而分别围住喷嘴240的半圆部分。
并且，所述第1加热器441及第2加热器442可被设置成沿着多个喷嘴240的布置方向分别围住喷嘴240的半圆部分并相对。
尤其，优选地，所述第1加热器441及第2加热器442，连通直流电源时，第1加热器441的+端子与第2加热器442的-端子相对，第1加热器441的-端子与第2加热器442的+端子相对。
如上述，所述第1加热器441及第2加热器442，若+端子与-端子相对，根据对直流电源的相对位置，能够抵消根据电压下降的发热量之差，能够均匀控制发热量。
并且，如图6a至图6c所图示，若设置在所述第4温度区域340的加热器440具有板型结构，为了其发热量的模式变化，可形成一个以上的开口部443。
具体地说，设置在所述第4温度区域340的加热器440，尤其，具有板型结构的加热器440，如图6a至图6c所图示，以喷嘴240的上下方向为基准，在上侧、中心及下侧中的至少一个形成一个以上的开口部443，从而在形成开口部443的部分增加电阻，提高发热量。
具有所述板型结构的加热器440，在形成开口部443的部分，因电阻增加而导致发热量增加，相比其他部分，通过加热存在于喷嘴240的内周面的蒸镀物质，蒸发时能够使动能最大化。
同时，关于形成于具有板型结构的加热器440的开口部443的形成位置、大小等开口部443的结构，因针对基板处理面蒸镀物质的蒸发方向根据蒸镀物质的种类而不同，可通过实验选定蒸镀物质的种类及开口部443的大小、形成位置。
同时，根据本发明的线光源200，在从坩埚部210到连接部220、汽缸部230及喷嘴部240的区域，温度依次上升，蒸镀物质以液体状态经过坩埚部210、连接部220及汽缸部230而到达喷嘴240，喷嘴240以最高的温度控制蒸镀物质，从而使蒸镀物质在第4温度控制区域340中蒸发。
并且，优选地，所述第1温度控制区域310被控制成第1温度控制区域310至第4温度控制区域340中最低的温度但高于蒸镀物质的汽化温度的温度。
同时，所述第1温度控制区域310，因受到从与其相邻的第2温度控制区域320所设有的加热器传递的热量，导致某一部分，尤其是坩埚部210的上端部分的温度控制不顺畅的问题。
据此，所述第1温度控制区域310，为了更顺畅地控制温度，如图4所图示，设有一个以上的加热器410，用于加热装在坩埚部210的蒸镀物质，还可设有冷却部490，用于吸收由设置在第2温度控制区域320的加热器(未图示)所传递的热量。
所述加热器410，是通过加热坩埚部210而以既定的温度加热装在坩埚部210的蒸镀物质的构成，可根据加热方式而具有多种结构。
所述冷却部490，是用于吸收由设置在第2温度控制区域320的加热器(未图示)传递的热量的构成，可根据冷却方式而具有多种结构。
作为一例，所述冷却部490，可包括：制冷剂供应装置(未图示)；制冷剂循环管491，其与制冷剂供应装置连接而围住坩埚部210；泵(未图示)，使制冷剂沿着制冷剂循环管491流动。
同时，所述冷却部490，为了吸收由设置在第2温度控制区域320的加热器(未图示)传递的热量，优选设置为坩埚部210的上部吸热量高于下部。
为此，所述制冷剂循环管491优选设置为制冷剂从坩埚部210的上侧流入而从下侧传递到制冷剂供应装置。
进而，所述制冷剂循环管491具有围住坩埚部210的线圈结构，优选地，制冷剂循环管491的线圈结构的上下方向的节距为坩埚部210的上部P1小于下部P2。
同时，为了解决所述第1温度控制区域310因受到从与其相邻的第2温度控制区域320所设有的加热器传递的热量而导致某一部分，尤其是坩埚部210的上端部分的温度控制不顺畅的问题，第1温度控制区域310可包括以上下分割的2个以上的多个子温度控制区域310。
此处，所述多个子温度控制区域310，可设有能够独立控制温度的一个以上的加热器(未图示)，考虑到上侧加热器的热传递，优选地，控制成其温度低于位于上侧的子温度控制区域310的温度。
此处，为了更顺畅的温度控制，所述多个子温度控制区域310，可设有加热器及冷却装置。
以上只是说明了可根据本发明体现的优选实施例的一部分，众所周知，本发明的范围并不受到上述实施例的限制，上述说明的本发明的技术思想及与其同源的技术思想都包括在本发明的范围之内。
Claims (12)
1.一种线光源，其特征在于，
作为薄膜蒸镀装置的线光源，所述薄膜蒸镀装置包括：工艺腔室，其形成密闭的处理空间；线光源，其被设置在所述处理空间的下侧，通过加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于所述处理空间上侧的基板上形成薄膜，
所述线光源，包括：
汽缸部，其具有与所述基板的表面平行的水平方向的长度且上侧设有使蒸镀物质向上侧喷射的多个喷嘴，并具有内部空间；
一个以上的连接部，其与所述汽缸部结合而与所述内部空间连通，并向所述汽缸部的下侧突出；
坩埚部，其连接到所述连接部的下端并用于装蒸镀物质，
其中，所述线光源设定有：第1温度控制区域，包括所述坩埚部；第2温度控制区域，包括所述连接部，温度高于所述第1温度控制区域；第3温度控制区域，包括所述汽缸部，温度高于所述第2温度控制区域；第4温度控制区域，包括所述多个喷嘴，温度高于所述第3温度控制区域，
所述第1至第4温度控制区域被控制为温度高于所述蒸镀物质的汽化温度，
所述第1至第4温度控制区域分别设有能够独立控制的加热器。
2.根据权利要求1所述的线光源，其特征在于，
在所述第1温度控制区域设有：
一个以上的加热器，用于加热装在所述坩埚部的蒸镀物质；
冷却部，其吸收由设置在所述第2温度控制区域的加热器传递的热。
3.根据权利要求2所述的线光源，其特征在于，
所述冷却部，设置为所述坩埚部的上部的吸热量高于下部。
4.根据权利要求2所述的线光源，其特征在于，
所述冷却部包括：
制冷剂供应装置；
制冷剂循环管，其与所述制冷剂供应装置连接，围住所述坩埚部；
泵，使制冷剂沿着所述制冷剂循环管流动，
其中，所述制冷剂循环管被设置成制冷剂从所述坩埚部的上侧流入而从下侧传递到所述制冷剂供应装置。
5.根据权利要求4所述的线光源，其特征在于，
所述制冷剂循环管具有围住所述坩埚部的线圈结构，
所述制冷剂循环管的线圈结构的上下方向的节距，所述坩埚部的上部的节距小于下部的节距。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的线光源，其特征在于，
所述第3温度控制区域及所述第4温度控制区域设有线圈结构或板型结构的加热器。
7.根据权利要求1至5中的任意一项所述的线光源，其特征在于，
所述第4温度控制区域包括：第1加热器及第2加热器，具有板型结构的加热器分别围住圆筒型结构的所述多个喷嘴的半圆部分而相对设置；
所述第1加热器及所述第2加热器为，当连通直流电源时，所述第1加热器的+端子与所述第2加热器的-端子相对，所述第1加热器的-端子与所述第2加热器的+端子相对。
8.根据权利要求1至5中的任意一项所述的线光源，其特征在于，
所述第4温度控制区域被设置成具有板型结构的加热器围住所述喷嘴的外周面；
具有所述板型结构的加热器以所述喷嘴的上下方向为基准而在上侧、中心及下侧中的至少一个形成一个以上的开口部，从而在形成所述开口部的部分提高发热量。
9.一种薄膜蒸镀装置，包括：
工艺腔室，其形成密闭的处理空间；
权利要求1至5中的任意一项所述的线光源，其被设置在所述处理空间的下侧，加热蒸镀物质而使其蒸发，从而在位于所述处理空间上侧的基板上形成薄膜。
10.根据权利要求9所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，
所述第3温度控制区域及所述第4温度控制区域设有线圈结构或板型结构的加热器。
11.根据权利要求9所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，
所述第4温度控制区域包括：第1加热器及第2加热器，具有板型结构的加热器分别围住圆筒型结构的所述多个喷嘴的半圆部分而相对设置，
所述第1加热器及所述第2加热器为，当连通直流电源时，所述第1加热器的+端子与所述第2加热器的-端子相对，所述第1加热器的-端子与所述第2加热器的+端子相对。
12.根据权利要求9所述的薄膜蒸镀装置，其特征在于，
所述第4温度控制区域被设置成具有板型结构的加热器围住所述喷嘴的外周面，
具有所述板型结构的加热器以所述喷嘴的上下方向为基准而在上侧、中心及下侧中的至少一个形成一个以上的开口部，从而在形成所述开口部的部分提高发热量。
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