CN107532276A - 蒸镀装置和蒸镀方法 - Google Patents

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CN107532276A CN201680022605.8A CN201680022605A CN107532276A CN 107532276 A CN107532276 A CN 107532276A CN 201680022605 A CN201680022605 A CN 201680022605A CN 107532276 A CN107532276 A CN 107532276A
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Abstract

蒸镀装置(1)包括:蒸镀源(30);具有多个掩模开口(12)的蒸镀掩模(10);和具有多个限制板(22)的限制板单元(20),在限制板单元的与X轴方向平行的截面中,限制板之间的限制板开口(23)与被成膜基板(200)的被成膜区域(202)一对一地相对,并且防止入射角小于阴影临界角的蒸镀颗粒(310)向掩模开口入射。

Description

蒸镀装置和蒸镀方法
技术领域
本发明涉及在具有至少1个被成膜区域的被成膜基板的上述被成膜区域内形成规定图案的蒸镀膜的蒸镀装置和蒸镀方法。
背景技术
近年来,在各种商品和领域中,平板显示器被充分利用,要求平板显示器的更进一步的大型化、高画质化、低耗电化。
在这样的状况下,具备利用有机材料或无机材料的电场发光(Electroluminescence;以下记为“EL”)的EL元件的EL显示装置,作为全固体型且在低电压驱动、高速响应性、自发光性等方面优异的平板显示器,受到了高度关注。
为了实现全色显示,EL显示装置具备与构成像素的多个子像素对应地射出期望的颜色的光的发光层。
发光层通过在蒸镀工序中使用设置有高精度的开口部的精细金属掩模(FMM)作为蒸镀掩模,在被成膜基板上的各区域分开蒸镀彼此不同的蒸镀颗粒,作为蒸镀膜形成。
此时,在量产工艺中,通常使用使与被成膜基板同等大小的蒸镀掩模与该被成膜基板密合而进行蒸镀的方法。
然而,近年来,从提高生产率的观点出发,被成膜基板的大型化进一步发展。在使用大型的被成膜基板的情况下,难以使与该被成膜基板同等大小的蒸镀掩模与被成膜基板均匀地密合。
因此,提出了将大型的被成膜基板的蒸镀区域分割为多个分区,使用比被成膜基板小的蒸镀掩模,使被成膜基板移动而进行蒸镀的方法(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开特许公报“特开2013-55039号公报(2013年3月21日公开)”
专利文献2:日本公开特许公报“特开2006-152441号公报(2006年6月15日公开)”
发明内容
发明要解决的技术问题
然而,蒸镀掩模的掩模开口通常利用蚀刻或激光形成,因此,具有特有的截面形状。另外,专利文献1也利用蚀刻在蒸镀掩模中形成有狭缝作为掩模开口。
在使蒸镀颗粒向这样的掩模开口入射而形成蒸镀膜图案的情况下,根据蒸镀掩模的开口位置和开口形状的不同,会无法正确地形成蒸镀膜的图案。
在此成为问题的是,存在相对于掩模开口倾斜入射的蒸镀颗粒。这样的蒸镀颗粒,根据入射角的不同,会无法通过掩模开口到达被成膜基板。这通常被称为阴影,存在膜厚从掩模开口的中心至端部逐渐变薄、产生模糊、像素的一部分缺失的问题点。
在一般的蒸镀装置中,存在倾斜入射掩模开口的蒸镀颗粒,因此,会产生阴影,会产生图案化不良。因此,使工艺和装置受到显著的限制。
专利文献1不限制到达被成膜基板的蒸镀颗粒的方向,结果,存在从浅的角度进入掩模开口的蒸镀颗粒。然而,这样的话,会产生阴影,无法实现精确的图案化。特别是,在量产装置中,为了提高生产率,作为蒸镀源希望使用线源,但是在该情况下,会特别显著地产生阴影。
本发明是鉴于上述问题点而做出的,其目的在于提供不产生由阴影导致的模糊和像素缺失的蒸镀装置和蒸镀方法。
用于解决技术问题的手段
为了解决上述的技术问题,本发明的一个方式的蒸镀装置,是在具有至少1个被成膜区域的被成膜基板的上述被成膜区域内,形成至少在第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜的蒸镀装置,该蒸镀装置包括:蒸镀源,该蒸镀源具有射出蒸镀颗粒的多个蒸镀源开口;蒸镀掩模,该蒸镀掩模与上述被成膜区域相对地具有掩模开口区域,该掩模开口区域根据上述蒸镀膜的图案由至少在上述第一方向上排列的多个掩模开口构成,上述掩模开口分别具有正锥状的截面形状;和限制板单元,该限制板单元在上述蒸镀源与上述蒸镀掩模之间具有至少在上述第一方向上彼此分离地配置的多个限制板,在上述限制板单元的与上述第一方向平行的截面中,在彼此相邻的上述限制板之间形成的限制板开口与上述被成膜区域一对一地相对,并且在将上述被成膜区域的上述第一方向的宽度设为Wp、将上述限制板单元的与上述蒸镀源相对的相对面侧的表面的上述限制板开口的上述第一方向的宽度设为Wr、将从上述被成膜基板的被成膜面至上述限制板的与上述蒸镀源相对的相对面的距离设为Db、将上述蒸镀掩模的与上述第一方向平行的截面中的上述掩模开口的开口壁的倾斜角设为α时,上述限制板单元中,上述限制板开口的中心轴与上述被成膜区域的中心轴一致,并且满足下式(1):
Wr≤2/tanα×Db-Wp‥(1)。
为了解决上述的技术问题,本发明的一个方式的蒸镀方法是使用本发明的一个方式的上述蒸镀装置,在具有至少1个被成膜区域的被成膜基板的上述被成膜区域内,形成至少在第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜的方法。
发明效果
根据本发明的一个方式,能够提供不产生由阴影导致的模糊和像素缺失的蒸镀装置和蒸镀方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的蒸镀装置的基本构成的截面图。
图2是表示本发明的实施方式1的蒸镀装置的基本构成的立体图。
图3是表示本发明的实施方式1的蒸镀装置的主要部分的概略构成的一个例子的截面图。
图4的(a)、(b)是表示蒸镀颗粒向掩模开口的入射角与蒸镀膜的图案的关系的截面图。
图5是表示本发明的实施方式2的蒸镀装置的基本构成的截面图。
图6是表示本发明的实施方式3的蒸镀装置的基本构成的截面图。
图7是表示本发明的实施方式3的蒸镀装置的另一构成的截面图。
图8是表示本发明的实施方式4的蒸镀装置的基本构成的截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
〔实施方式1〕
图1是表示本实施方式的蒸镀装置1的基本构成的截面图。另外,图2是表示本实施方式的蒸镀装置1的基本构成的立体图。图3是表示本实施方式的蒸镀装置1的主要部分的概略构成的一个例子的截面图。
本实施方式的蒸镀装置1和蒸镀方法特别是在有机EL显示装置等EL显示装置中的构成EL元件的发光层等EL层的蒸镀中是有用的。
以下,作为一个例子,例如列举以下的情况为例进行说明:将本实施方式的蒸镀装置1和蒸镀方法应用于在基板上排列形成有红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各色的有机EL元件作为子像素的RGB全色显示的有机EL显示装置的制造,利用RGB分涂方式形成有机EL元件的发光层。
即,以下列举利用上述蒸镀装置1形成的蒸镀膜300是有机EL显示装置中的R、G、B的各色的发光层的情况为例进行说明。然而,本实施方式并不限定于此,本实施方式的蒸镀装置1和蒸镀方法能够应用于以有机EL显示装置和无机EL显示装置的制造为代表的所有使用气相生长技术的器件的制造。
另外,在本实施方式中,如图1所示,将构成有机EL显示装置中的R、G、B的各色的发光层的蒸镀膜300依次记载为蒸镀膜300R、蒸镀膜300G、蒸镀膜300B。然而,在不需要特别区别这些各色的蒸镀膜300R、300G、300B的情况下,将这些蒸镀膜300R、300G、300B总称而只记为蒸镀膜300。
另外,以下,将沿着被成膜基板200的扫描方向(扫描轴)的水平方向轴设为Y轴、将沿着与被成膜基板200的扫描方向垂直的方向的水平方向轴设为X轴、将作为被成膜基板200的被成膜面201的法线方向且与X轴和Y轴垂直的垂直方向轴(上下方向轴)设为Z轴进行说明。另外,将X轴方向设为行方向(第一方向),将Y轴方向设为列方向(第二方向)。另外,为了说明方便起见,只要没有特别说明,在图1中,将Z轴的向上的箭头一侧作为上(侧)进行说明。
<蒸镀装置1的概略构成>
如图1和图3所示,蒸镀装置1是用于在被成膜基板200的被成膜面201的被成膜区域202(蒸镀膜图案化区域)形成蒸镀膜300的装置。
本实施方式的蒸镀装置1,作为必要构成,包括蒸镀掩模10、限制板单元20和蒸镀源30。
限制板单元20和蒸镀源30,通过其位置关系被固定而被单元化。另外,限制板单元20和蒸镀源30例如可以利用刚性部件彼此固定,也可以具有独立的构成,控制动作以1个单元的形式进行动作。通过限制板单元20和蒸镀源30作为1个单元如图2所示沿扫描方向移动,最终,在被成膜基板200的全部被成膜区域202形成蒸镀膜300。
以下,作为一个例子,列举限制板单元20和蒸镀源30如图3所示由同一保持件41(限制板保持部件)保持,由此作为蒸镀单元40被单元化的情况为例进行说明。
作为一个例子,本实施方式的蒸镀装置1包括成膜腔室2、掩模保持件3、磁板4、基板移动装置5、蒸镀掩模10、蒸镀单元40、蒸镀单元移动装置6、和未图示的防附着板、闸门、控制装置等。
(成膜腔室2)
在成膜腔室2中,为了在蒸镀时将该成膜腔室2内保持在真空状态,设置有通过设置在该成膜腔室2的未图示的排气口对成膜腔室2内进行真空排气的未图示的真空泵。真空泵设置在成膜腔室2的外部。另外,控制蒸镀装置1的动作的控制装置也设置在成膜腔室2的外部。此外,掩模保持件3、磁板4、基板移动装置5、蒸镀掩模10、蒸镀单元40、蒸镀单元移动装置6、以及未图示的防附着板和闸门设置在成膜腔室2内。
(掩模保持件3)
本实施方式的掩模保持件3是基板保持部件兼掩模保持部件,兼作掩模保持部件和基板保持部件。
图3所示的掩模保持件3例如包括搭载蒸镀掩模10的掩模架台3a,通过将蒸镀掩模10和被成膜基板200搭载在该掩模架台3a上,以彼此接触(密合)的状态保持蒸镀掩模10和被成膜基板200。
在本实施方式中,被成膜基板200和蒸镀掩模10在蒸镀前被对齐,接触或者充分接近地配置。
另外,在以非接触状态配置被成膜基板200和蒸镀掩模10的情况下,作为掩模保持件3,只要能够搭载蒸镀掩模10即可。在该情况下,蒸镀装置1可以在掩模保持件3以外另外包括未图示的基板保持件作为基板保持部件。
在以非接触状态配置被成膜基板200和蒸镀掩模10的情况下,作为基板保持件,使用以被成膜基板200的被成膜面201与蒸镀掩模10离开一定距离地相对配置的方式保持被成膜基板200的基板保持部件。作为这样的基板保持件,例如适合使用静电卡盘等基板吸附装置。被成膜基板200由静电卡盘吸附、保持,由此,被成膜基板200以没有由自重导致的弯曲的状态被固定在基板保持件上。
另外,可以在掩模保持件3的下方安装有防止不需要的蒸镀颗粒310附着在蒸镀掩模10和被成膜基板200等上的、未图示的防附着板(遮蔽板)和闸门等。
(磁板4)
在以彼此接触的状态配置被成膜基板200和蒸镀掩模10并且使用具有金属层的掩模作为蒸镀掩模10的情况下,如图3所示,蒸镀装置1可以包括磁板4作为磁吸附部件。
通过这样夹着被成膜基板200与蒸镀掩模10相对地配置磁板4,磁力对金属层起作用,吸附蒸镀掩模10,由此,能够提高蒸镀掩模10与被成膜基板200的密合性。
(基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6)
本实施方式的蒸镀装置1例如包括基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6中的至少一个。由此,在本实施方式中,利用基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6中的至少一个,使被成膜基板200和蒸镀单元40以Y轴方向成为扫描方向的方式相对移动而进行扫描蒸镀。
如上所述,在图2中,作为一个例子,表示出了使限制板单元20和蒸镀源30作为1个单元沿扫描方向移动的情况。
作为基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6,没有特别限定,例如可以使用辊式移动装置和油压式移动装置等公知的各种移动装置。
但是,被成膜基板200和蒸镀单元40只要至少一个设置成能够相对移动即可。因此,基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6可以只设置有任一个,也可以被成膜基板200和蒸镀单元40中的一个被固定在成膜腔室2的内壁上。
(蒸镀掩模10)
如图2所示,在被成膜基板200的被成膜面201上,作为蒸镀膜图案化区域,设置有被分割的多个被成膜区域202。各被成膜区域202呈矩阵状配置,以包围各被成膜区域202的方式设置有非成膜区域204。
在图2所示的例子中,在被成膜基板200上设置有4行×4列的共计8个矩形状的被成膜区域202。
蒸镀掩模10具有覆盖被成膜基板200的各被成膜区域202全部的大小。因此,如图2所示,蒸镀掩模10例如在俯视时,具有与被成膜基板200相同的大小。此外,在俯视时表示“在从与蒸镀掩模10的主面垂直的方向(即与Z轴平行的方向)看时”。
另外,蒸镀掩模10可以直接使用,也可以为了抑制自重弯曲,在施加有张力的状态下被固定在未图示的掩模框上。掩模框在俯视时,其外形形成为与蒸镀掩模10相同、或者比蒸镀掩模10大一圈的矩形状。
蒸镀掩模10是作为其主面的掩模面与被成膜基板200的被成膜面201同样平行于XY平面的板状物,蒸镀掩模10和被成膜基板200彼此的相对位置被固定。
此外,希望蒸镀掩模10与被成膜基板200的被成膜面201密合地配置,但是只要充分接近地配置,也可以不密合。
即,希望蒸镀掩模10与被成膜基板200的被成膜面201接触地相对配置,蒸镀掩模10与被成膜基板200的被成膜面201密合地配置,但是只要充分接近地配置,可以部分地与被成膜面201接触,可以不是其整体与被成膜面201接触。
虽然未图示,但是在本实施方式中,在各被成膜区域202预先形成有:有机EL显示装置的驱动电路;和有机EL元件的夹着发光层的一对电极中的一个电极。
此外,在本实施方式中,为了说明方便起见,列举有机EL元件在一对电极之间设置有发光层作为有机EL层的情况为例进行说明,但是有机EL层也可以包含发光层以外的有机层。因此,可以在形成上述一个电极后,使用本实施方式的蒸镀装置1和蒸镀方法,形成发光层以外的有机层作为蒸镀膜300,也可以在形成有上述一个电极和上述发光层以外的有机层的被成膜基板200的各被成膜区域202形成发光层作为蒸镀膜300。
在各被成膜区域202内设置由R、G、B的各色的有机EL元件构成的各色的子像素,在各子像素中,作为蒸镀膜300,形成作为有机EL元件的发光层使用的由R、G、B的各色的蒸镀膜300R、300G、300B构成的微细的蒸镀膜图案。
因此,在各被成膜区域202内,如图1所示,设置有与各子像素对应地形成上述各色的蒸镀膜300R、300G、300B的图案的被成膜图案区域203R、203G、203B。在被成膜图案区域203R形成红色的蒸镀膜300R,在被成膜图案区域203G形成绿色的蒸镀膜300G,在被成膜图案区域203B形成蓝色的蒸镀膜300B。此外,以下,在不需要特别区别这些被成膜图案区域203R、203G、203B的情况下,将这些被成膜图案区域203R、203G、203B总称而只记为被成膜图案区域203。
因此,在蒸镀掩模10的主面上,如图1和图2所示,设置有多个由与蒸镀膜300R、300G、300B的各图案对应的掩模开口12组构成的掩模开口区域11。
即,如图2所示,蒸镀掩模10包括在与被成膜基板200相对时与该被成膜基板200的被成膜区域202相对的多个掩模开口区域11。在掩模开口区域11的内部,作为掩模开口12,设置有在蒸镀时作为用于使蒸镀颗粒310(蒸镀材料)通过的通过部起作用的多个开口部(贯通口)。此外,蒸镀掩模10的掩模开口12以外的区域为非开口部13,在蒸镀时作为将蒸镀颗粒310的流动遮断的遮断部起作用。
各掩模开口12与利用所使用的蒸镀掩模10形成的蒸镀膜300的图案对应地设置,使得蒸镀颗粒310不会附着在被成膜基板200的作为目标的被成膜图案区域203(即,利用所使用的蒸镀掩模10形成的成膜对象的颜色的被成膜图案区域203)以外的区域。
在蒸镀材料如上所述为有机EL显示装置中的发光层的材料的情况下,有机EL蒸镀工艺中的发光层的蒸镀按发光层的每种颜色进行。
作为红色的发光层的蒸镀膜300R的成膜使用红色的发光层成膜用的蒸镀掩模10。另外,作为绿色的发光层的蒸镀膜300G的成膜使用绿色的发光层成膜用的蒸镀掩模10。同样,作为蓝色的发光层的蒸镀膜300B的成膜使用蓝色的发光层成膜用的蒸镀掩模10。
仅通过各掩模开口12的蒸镀颗粒310到达被成膜基板200,在被成膜基板200上形成与各掩模开口12相应的图案的蒸镀膜300。
在图2所示的例子中,在各掩模开口区域11,在行方向上并列设置有多个在列方向上延伸的细长的狭缝形状的掩模开口12。然而,掩模开口12例如也可以为槽状,掩模开口12和掩模开口区域11的俯视时的形状和数量并不限定于图2所示的例子。此外,关于掩模开口12的截面形状,将在后面说明。
在本实施方式中,蒸镀掩模10使用精细金属掩模(FMM)。蒸镀掩模10通常由热膨胀系数低的殷钢(铁-镍合金)等形成,其厚度通常为数十~数百μmm。作为铁-镍合金的殷钢,由热引起的变形小,因此能够适合使用。
但是,蒸镀掩模10的材质并不限于殷钢等金属,也可以由聚酰亚胺等有机物(树脂)、Al2O3等氧化物、或者陶瓷形成,也可以是它们的组合。
(蒸镀单元40)
如上所述,蒸镀单元40具有限制板单元20和蒸镀源30单元化而成的结构。在本实施方式中,限制板单元20和蒸镀源30,如图3所示通过由同一保持件41保持而被单元化。因此,本实施方式的蒸镀单元40包括限制板单元20、蒸镀源30和保持件41。
保持件41以将限制板单元20和蒸镀源30的位置关系固定的状态保持限制板单元20和蒸镀源30。
蒸镀单元40与蒸镀掩模10分离地设置在蒸镀掩模10的正下方。以下,对限制板单元20和蒸镀源30更详细地进行说明。
(蒸镀源30)
蒸镀源30例如是在内部收容蒸镀材料的容器。蒸镀源30可以是在容器内部直接收容蒸镀材料的容器,也可以形成为具有负载锁定式的配管,从外部供给蒸镀材料。
蒸镀源30如图2所示例如形成为矩形状。在蒸镀源30的上表面(即,与限制板单元20相对的相对面),具有多个蒸镀源开口31(贯通口、喷嘴)作为射出蒸镀颗粒310的射出口。这些蒸镀源开口31在X轴方向上以一定间距呈线状配置。
蒸镀源30通过对蒸镀材料进行加热使其蒸发(在蒸镀材料为液体材料的情况下)或升华(在蒸镀材料为固体材料的情况下)而产生气体状的蒸镀颗粒310。蒸镀源30将这样形成为气体的蒸镀材料作为蒸镀颗粒310从蒸镀源开口31向限制板单元20射出。
在本实施方式中,这样,能够使用具有多个蒸镀源开口31的线蒸镀源作为蒸镀源30,进而,通过使蒸镀源30在Y轴方向上移动,能够对大面积的被成膜基板200进行均匀的成膜。因此,不会发生量产时的生产率的下降,优点大。
(限制板单元20)
限制板单元20与蒸镀掩模10以及蒸镀源30分离地配置在蒸镀掩模10与蒸镀源30之间。
限制板单元20包括由在俯视时彼此分离并且在X轴方向上彼此平行地排列的多个限制板22构成的限制板列21。因此,在X轴方向上相邻的限制板22之间,分别形成有限制板开口23作为开口部。
另外,在本实施方式中,如图2所示,限制板单元20是块状的单元,具有在以XY平面作为主面且以X轴方向作为长轴的矩形状的一块板上,沿X轴方向以一定间距设置有多个限制板开口23(开口部)的结构。由此,图2所示的限制板单元20具有以下结构:设置在相邻的限制板开口23之间的限制板22沿X轴方向以一定间距排列有多个。
在图2中,利用构成上述限制板单元20的一块板中的限制板开口23以外的部分(即非开口部),一体地形成多个限制板22和连结并保持这些限制板22的保持体部24。
但是,本实施方式的限制板单元20并不限定于图2所示的结构,也可以具有以下结构:隔着限制板开口23排列的限制板22通过螺旋夹或者焊接等被固定在连结并保持这些限制板22的保持体部。
即,各限制板22、以及各限制板22和保持体部24分别可以如图2所示一体地形成,也可以分体形成。
只要能够将各限制板22的相对位置和姿势维持一定,保持各限制板22的方法就不限定于上述的方法。
限制板单元20的形状只要满足后述的条件,就可以为任意的形状,特别希望如图2所示为块状。通过将限制板单元20形成为块状,能够紧凑地形成限制板单元20。另外,通过将限制板单元20形成为块状,具有各限制板22的对位和限制板单元20的更换操作变得容易等优点。
限制板开口23和被成膜区域202配置成具有一对一的关系。
在本实施方式中,限制板单元20和蒸镀源30使用在俯视时,Y轴方向(列方向)的尺寸(宽度)比蒸镀掩模10和被成膜基板200小的限制板单元20和蒸镀源30,在使蒸镀掩模10和被成膜基板200与限制板单元20和蒸镀源30(具体而言为蒸镀单元40)相对移动的同时,沿着Y轴方向逐列地进行蒸镀。由此,在被成膜基板200的各被成膜区域202,形成蒸镀膜300的图案。
因此,在限制板单元20中,设置有1行(换言之,沿着X轴方向为1列)与被成膜基板200的被成膜区域202相应的限制板开口23。
限制板开口23的间距形成得比掩模开口12的间距大,在俯视时,在X轴方向上相邻的限制板22之间配置有多个掩模开口12。
另外,限制板开口23的间距形成得比蒸镀源开口31的间距大,在俯视时,在X轴方向上相邻的限制板22之间配置有多个限制板开口23。也就是说,至少2个蒸镀源开口31与限制板单元20的一个限制板开口23对应。因此,蒸镀源开口31与限制板开口23不具有一对一的关系。因此,根据本实施方式,跟蒸镀源开口31与限制板开口23具有一对一的关系的情况相比,能够大幅地提高蒸镀速率,能够实现量产性的提高,并且能够发挥蒸镀源设计容易的装置优点。
从蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310,如图3所示,暂且大致各向同性地扩散。另外,在图3中,用箭头概念性地表示了从各蒸镀源开口31放出的蒸镀颗粒310的流动。箭头的长度与蒸镀颗粒数对应。因此,向各限制板开口23最多飞来的是从位于其正下方的蒸镀源开口31放出的蒸镀颗粒310,但是并不限定于此,也会飞来从位于斜下方的蒸镀源开口31放出的蒸镀颗粒310。
从蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310通过限制板开口23,由此,向掩模开口12入射的入射角β受到限制而到达蒸镀掩模10。通过掩模开口12的蒸镀颗粒310粘附在被成膜基板200上,从而在被成膜基板200上形成由蒸镀膜300构成的成膜图案。
限制板单元20利用各限制板22将蒸镀掩模10与蒸镀源30之间的空间分割成由限制板开口23构成的多个蒸镀空间。如上所述,限制板单元20相对于1个掩模开口区域11具有1个限制板开口23。
限制板单元20将向各掩模开口区域11的掩模开口12入射的蒸镀颗粒310的入射角β限制为作为不产生阴影的临界角的阴影临界角α以上的角度。此外,图1、图3、图4的(a)、(b)所示的点划线L1是表示对各被成膜区域202的阴影临界角α的示意线。
<阴影临界角>
在此,参照图1和图4的(a)、(b)对阴影临界角进行说明。
图4的(a)、(b)是表示蒸镀颗粒310向掩模开口12入射的入射角β与蒸镀膜300的图案的关系的截面图。此外,图4的(a)表示蒸镀颗粒310向掩模开口12入射的入射角β为阴影临界角α以上(β≥α)的情况,图4的(b)表示包含向掩模开口12入射的入射角β小于阴影临界角α的(β<α的)蒸镀颗粒310的情况。
蒸镀掩模的掩模开口通常通过蚀刻或激光进行开口。在本实施方式中也是,蒸镀掩模10的掩模开口12的形成例如使用湿式蚀刻等蚀刻或激光等。
因此,蒸镀掩模10中,如图1和图4的(a)、(b)所示,掩模开口12具有锥状的截面形状。
如图1和图4的(a)、(b)所示,蒸镀掩模10配置成以与限制板单元20相对的相对面14作为基准,掩模开口12的截面形状为正锥状。换言之,蒸镀掩模10配置成:掩模开口12的彼此相对的开口壁12a(内壁)以越靠近蒸镀掩模10的与被成膜基板200相对的相对面15侧,掩模开口12的开口面积越小的方式倾斜的状态。
这等同于蒸镀掩模10配置成:以与限制板单元20相对的相对面14作为基准,蒸镀掩模10的各掩模开口区域11的非开口部13的开口壁12a成为倒锥状。此外,在此,倒锥状是指,在蒸镀掩模10的截面中,上述相对面14与各掩模开口区域11的非开口部13的开口壁12a形成的倾斜角超过90°的状态。
阴影依赖于掩模开口12的开口形状。如图4的(a)所示,在掩模开口12具有正锥形状的情况下,阴影临界角α是在蒸镀掩模10的与X轴方向平行的截面中,掩模开口12的开口壁12a与蒸镀掩模10的与限制板单元20相对的相对面14侧的掩模开口12的表面形成的角度。也就是说,上述截面中的掩模开口12的开口壁12a的倾斜角直接成为阴影临界角α。
在掩模开口12具有正锥形状的情况下,如图4的(b)所示,相对于掩模开口12倾斜入射的蒸镀颗粒310中向掩模开口12入射的入射角β小于阴影临界角α的蒸镀颗粒310无法通过掩模开口12到达被成膜基板200。这样的蒸镀颗粒310,如图4的(b)所示,会引起膜厚从掩模开口12的中心至端部逐渐变薄、产生模糊、像素的一部分缺失的所谓的阴影。
<限制板单元20对蒸镀颗粒310向掩模开口12入射的入射角的限制>
因此,在本实施方式中,如图1和图4的(a)所示,为了阻止向限制板开口23入射的入射角β小于阴影临界角α的蒸镀颗粒310向掩模开口12入射,将向限制板开口23入射的蒸镀颗粒310根据其入射角β有选择地遮挡(捕捉)。由此,实现没有阴影的精确的图案化蒸镀。
也就是说,在蒸镀颗粒310只以阴影临界角α以上的角度向掩模开口12入射的情况下,不会产生阴影,不会发生上述那样的图案化不良。
因此,在本实施方式中,配置限制板22,使得向各掩模开口区域11的掩模开口12入射的蒸镀颗粒310的入射角β被限制为掩模开口12的开口壁12a的倾斜角以上的角度。
因此,在本实施方式中,配置限制板22,使得在将各被成膜区域202的X轴方向的宽度设为Wp、将限制板单元20的与蒸镀源30相对的相对面22a侧的表面的限制板开口23的X轴方向的宽度设为Wr、将从被成膜基板200的被成膜面201至限制板22的与蒸镀源30相对的相对面22a的距离设为Db时,各限制板开口23的中心轴与各被成膜区域202的中心轴一致,并且满足下式(1):
Wr≤2/tanα×Db-Wp‥(1)。
也就是说,如上所述,进入各被成膜区域202的蒸镀颗粒310的入射角β需要为阴影临界角α(换言之,蒸镀掩模10的与X轴方向平行的截面中的掩模开口12的开口壁12a的倾斜角)以上。
在此,进入各被成膜区域202的蒸镀颗粒310的入射角β成为最小的情况,是在上述截面中,蒸镀颗粒310以掠过限制板22的下端的方式向限制板开口23入射并到达相对的被成膜区域202的情况(即,图1中蒸镀颗粒310通过点划线L1上而到达被成膜区域202的情况)。
因此,图1中通过点划线L1上而到达被成膜区域202的蒸镀颗粒310(入射颗粒)的入射角β需要为α以上。
因此,如图1所示,当将沿着通过点划线L1上而到达被成膜区域202的上述路径的蒸镀颗粒310(入射颗粒)的入射角β设为β’时,
Wr/2×tanβ’+Wp/2×tanβ’=Db,
对其进行解析,
tanβ’=2×Db/(Wr+Wp)。
如上所述,β’≥α,因此,tanβ’≥tanα。
因此,2×Db/(Wr+Wp)≥tanα,对其进行解析,可以得到上述式(1)。
此外,在本实施方式中,限制板22的高度(Z轴方向的厚度,换言之,限制板开口23的Z轴方向的开口长度)和宽度(X轴方向的厚度)、以及限制板单元20的与蒸镀源30相对的相对面22a和与蒸镀掩模10相对的相对面22b的限制板开口23的X轴方向的开口宽度等,只要适当设定使得满足上述条件即可,没有特别限定。
根据本实施方式,这样进行设计、配置,使得限制板单元20包括与各被成膜区域202分别相对地与各被成膜区域202成对并且具有与各被成膜区域202的中心轴一致的中心轴的限制板开口23,并且满足上述式(1),由此,能够防止向限制板开口23入射的入射角β小于阴影临界角α的蒸镀颗粒310向掩模开口12入射。
另外,此时,为了防止如后述的例子所示的蒸镀颗粒314那样,从与被成膜区域202和限制板开口23对应的蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310越过与该蒸镀源开口31对应的限制板开口23而进入与该蒸镀源开口31所对应的被成膜区域202相邻的被成膜区域202(以下,记为相邻被成膜区域202),只要配置限制板22,使得在将相邻的被成膜区域202之间的非成膜区域204的X轴方向的宽度设为S、将连结在各限制板开口23中在X轴方向上彼此相对的限制板22(开口壁12a)中的一个限制板22的下端(开口壁下端)和另一个限制板22的上端(开口壁上端)的线L2(在图1、图6、图7中,用粗的点划线表示)的倾斜角(即,上述线L2与水平面所形成的角度)设为θ时,满足下式(2)即可:
(Db/tanθ)<(Wr+Wp)/2+S‥(2)。
也就是说,如上述线L2所示,以通过某个特定的限制板22的开口下端、且掠过夹着限制板开口23与上述限制板22相邻的限制板22的开口上端的方式通过的蒸镀颗粒310,是到达被成膜基板200上的距相邻被成膜区域202最近的位置的蒸镀颗粒。
因此,在俯视时,当将上述限制板22的开口下端作为基准位置时,到达被成膜基板200上的蒸镀颗粒310的位置,成为从上述限制板22的开口下端向上述相邻被成膜区域202靠近(Db/tanθ)的位置。
另外,同样,在俯视时,当将上述限制板22的开口下端作为基准位置时,相邻被成膜区域202的端部的位置成为Wr/2+Wp/2+S。
因此,通过满足上述式(2),上述式(2)的左边(即上述在俯视时,在将上述限制板22的开口下端作为基准位置时,从上述基准位置至到达被成膜基板200上的距相邻被成膜区域202最近的位置的蒸镀颗粒的位置的距离)比上述式(2)的右边(即,从上述基准位置至上述相邻被成膜区域202的端部的位置的距离)短。
另外,从防止入射角β小于阴影临界角α的蒸镀颗粒310向掩模开口12入射的观点考虑,上述式(2)不是必要条件。进入上述相邻被成膜区域202的路径成为低的角度,低于阴影临界角α。
以下,如图1所示,作为蒸镀颗粒310,列举β1~β4所示的向限制板开口23入射的入射角β不同的蒸镀颗粒311~314为例,对本实施方式的蒸镀装置1的效果进行说明。
例如,在蒸镀颗粒311的情况下,其向限制板开口23入射的入射角β1为阴影临界角α以上,没有问题地到达被成膜区域202内。
另外,在蒸镀颗粒312的情况下,虽然通过限制板22的与蒸镀源30相对的相对面22a侧的角部附近,但是其向限制板开口23入射的入射角β2为阴影临界角α以上,依然到达被成膜区域202内。
另外,在蒸镀颗粒313的情况下,其向限制板开口23入射的入射角β3为比阴影临界角α小的角度,虽然通过限制板开口23,但是偏离被成膜区域202。因此,蒸镀颗粒313不向掩模开口12入射,不会成为要考虑的在被成膜区域202内产生阴影的主要原因。
另外,在蒸镀颗粒314的情况下,其向限制板开口23入射的入射角β3为比阴影临界角α小的角度,在假设将入射路径(入射方向)直接延长的情况下,会到达与以阴影临界角α以上的角度入射的被成膜区域202相邻的被成膜区域202,成为阴影的主要原因。然而,在本实施方式中,如图1所示,其被限制板22阻挡,成为阴影的主要原因的如蒸镀颗粒314那样的蒸镀颗粒310不会到达被成膜区域202。
另外,在图1所示的例子中,从1个蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310,在俯视时,向以夹着该蒸镀源开口31的方式彼此分离地设置的成对的被成膜区域202(即,除该蒸镀源开口31的正上方的被成膜区域202以外的被成膜区域202)中距该蒸镀源开口31最近的成对的被成膜区域202入射,并且被成膜区域202位于该蒸镀源开口31的正上方的情况下,进一步设计使得向该蒸镀源开口31的正上方的被成膜区域202入射。
因此,例如从射出蒸镀颗粒314的蒸镀源开口31A射出的蒸镀颗粒310向其正上方的被成膜区域202和其左右相邻的被成膜区域202入射,但是如蒸镀颗粒314所示,不会到达以将上述正上方的被成膜区域202的左右相邻的被成膜区域202夹在中间的方式与上述左右相邻的被成膜区域202相邻的被成膜区域202。
但是,上述例示是一个例子,从1个蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310入射的被成膜区域202,能够通过在满足上述式(1)和式(2)的范围内变更上述式(1)和式(2)中的各参数、限制板22的形状、限制板单元20与蒸镀源30之间的距离等,适当进行设定、变更。即,被成膜区域202和限制板开口23与蒸镀源开口31的对应关系能够适当进行设定、变更。
<效果>
如上所述,根据本实施方式,向限制板开口23入射的入射角β小于阴影临界角α的蒸镀颗粒310向被成膜区域202的进入被上述限制板22完全阻止。因此,利用上述限制板单元20,到达掩模开口12的蒸镀颗粒310全部被限制为阴影临界角α以上的入射角的蒸镀颗粒310。因此,能够实现没有阴影的精确的图案化蒸镀。
本技术特别对大面积、高精细的图案化有效。因此,本技术对于作为蒸镀区域被分割为多个的大型的被成膜基板,例如如上所述在被成膜面201上设置有多个被成膜区域202的被成膜区域202的蒸镀,特别有效。
如图2所示,蒸镀源30和限制板单元20通过其位置关系被固定而形成为单元,使该单元前后移动从而在被成膜基板200的蒸镀区域整体(即全部的被成膜区域202)进行成膜,由此,即使在大面积的被成膜基板200上,也能够实现不产生阴影、精度高的图案化,并且即使利用比较小的蒸镀源30和限制板单元20,也能够实现大面积、高精细的图案化。因此,能够提高量产性。
另外,以往,为了使膜厚分布均匀化,不得不在掩模开口的大小方面下功夫,或者设置多段限制板,而根据本实施方式,如在图3中用箭头表示的那样,不仅能够控制例如从蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率,而且能够实现膜厚分布的均匀化。因此,蒸镀装置1的设计容易。此外,关于从蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率,将在实施方式2中进行说明。
<变形例>
(冷却机构28)
另外,限制板22优选为比蒸镀材料成为气体的蒸镀颗粒产生温度低的温度,因此,更优选进行冷却。因此,在限制板单元20中,可以如在图3中用双点划线表示的那样,设置有对限制板22进行冷却的冷却机构28。由此,能够固化并捕捉与限制板22碰撞后的蒸镀颗粒310,能够防止蒸镀颗粒310彼此的碰撞和散射,并且能够防止来自限制板22的再蒸发。因此,能够可靠地限制来自蒸镀源30的蒸镀流。
另外,通过对限制板22进行冷却,能够防止从蒸镀源30放出的辐射热,因此,能够防止被成膜基板200和蒸镀掩模10的温度上升。因此,能够防止被成膜基板200和蒸镀掩模10的热膨胀,因此能够维持高精度。另外,利用上述效果,能够使蒸镀源30与被成膜基板200的距离相对接近,因此,能够提高成膜速率。
(限制板开口23的截面形状)
另外,在图1和图3中,列举限制板22具有该限制板22的与蒸镀掩模10相对的相对面22a的面积比该限制板22的与蒸镀掩模10相对的相对面22b的面积大的正锥状(梯形状)的截面形状,由此,限制板开口23具有倒锥状的截面形状的情况为例进行了图示。然而,限制板22的形状只要满足上述的条件,就没有特别限定。因此,限制板22和限制板开口23的截面形状可以为矩形状,也可以为其他形状的组合。另外,在限制板22具有倒锥状的截面形状,由此,限制板开口23具有正锥状的截面形状的情况下,不满足上述的式(1)。
(蒸镀源30和限制板单元20的配置)
另外,在本实施方式中,列举如图2所示,例如通过使蒸镀单元40沿Y轴方向移动而进行扫描蒸镀的情况为例进行了说明。然而,本实施方式并不限定于此,蒸镀源30和限制板单元20中的至少限制板单元20可以配置成在俯视时与被成膜基板200和蒸镀掩模10的整个面相对。在该情况下也是,即使被成膜基板200是大面积的被成膜基板,也能够实现不产生阴影、精度高的图案化。
(被成膜区域202)
另外,在本实施方式中,列举在被成膜基板200上设置有多个被成膜区域202的情况为例进行了说明。然而,在被成膜基板200上设置有至少1个被成膜区域202即可。
因此,在蒸镀掩模10上,与被成膜区域202对应地设置有至少1个掩模开口区域11即可,在限制板单元20中,设置有至少1个限制板开口23即可。
(用途)
如上所述,本技术对于有机EL显示装置的EL层等的蒸镀特别有用,但是并不限定于此,能够应用于以有机EL显示装置或无机EL显示装置等EL显示装置的制造为代表的利用蒸镀的各种器件的制造等所有利用蒸镀的成膜技术。
〔实施方式2〕
主要基于图5对本发明的另一个实施方式进行说明如下。此外,在本实施方式中,主要对与实施方式1的不同点进行说明,对于与在实施方式1中使用的构成要素具有相同的功能的构成要素,标注相同的符号,省略其说明。
<蒸镀装置1>
在本实施方式中,对从蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率(成膜速率、成膜速度)进行说明。
图5是表示本实施方式的蒸镀装置1的基本构成的截面图。
如图5所示,本实施方式的蒸镀装置1的构成与实施方式1的蒸镀装置1相同。如在实施方式1中说明的那样,上述蒸镀装置1不仅能够控制例如从蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率,而且能够使膜厚分布均匀化。
因此,在本实施方式中,使从蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率具有分布。
从各蒸镀源开口31发射的蒸镀颗粒310的飞散量具有分布,例如如在图3中用箭头表示的那样,一般而言,蒸镀源开口31的正上方具有极大值,随着向外侧去而降低。
在通常的蒸镀中,从单一的蒸镀源开口射出的蒸镀颗粒具有上述的分布。然而,在一般的有机EL显示装置的量产型的蒸镀装置中,通过配置多个这样的单一的蒸镀源开口,并有意地使来自多个蒸镀源开口的分布重叠,由此,作为结果,使被成膜基板上的膜厚分布均匀。
然而,在上述蒸镀装置1中,如上所述,向1个被成膜区域202飞来的蒸镀颗粒310受到限制,射出向1个被成膜区域202飞来的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31也受到限制。
因此,在不进行蒸镀速率的控制等的情况下,虽然掩模开口12的端部的模糊和像素的一部分缺失等问题被消除,但是特别是在俯视时,粘附在被成膜区域202的与限制板开口23的中心部分对应的部分的蒸镀膜300的膜厚增加,各被成膜区域202内的膜厚分布变得不均匀。
因此,在本实施方式中,如在图5中用虚线R表示的那样,通过使从限制板开口23正下方的蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率相对降低,使各被成膜区域202内的膜厚分布均匀化。
<蒸镀速率分布的调整方法>
蒸镀速率分布通过与被成膜区域202相对的限制板22的配置状况及其形状、各蒸镀源开口31的出射特性进行调整。
此外,作为调整蒸镀速率分布的方法,没有特别限定,例如可以列举在限制板开口23正下方和其以外的区域中变更蒸镀源开口31的排列周期(喷嘴的密度)的方法、变更蒸镀源开口31的形状的方法、对蒸镀源30的温度设置分布的方法等。
例如在图5中列举蒸镀源开口31均匀地排列的情况为例进行了图示。然而,当使上述蒸镀源30的与限制板开口23相对的区域的蒸镀源开口31的配置密度比其以外的区域的蒸镀源开口31的配置密度稀疏时,能够使限制板开口23正下方的蒸镀速率相对于其以外的区域的蒸镀速率相对降低。
另外,例如在专利文献2中公开了,在通常的蒸镀中,为了使蒸镀膜的膜厚均匀化,改变蒸镀源开口的间隔。
专利文献2中,即使使用限制板单元20,也不使蒸镀颗粒310从1个蒸镀源开口31向与该蒸镀源开口31对应的多个被成膜区域202入射,因此,无法将在专利文献2的蒸镀源形成的孔的配置直接应用于本实施方式的蒸镀装置1。然而,在本实施方式的情况下,在例如蒸镀源开口31以相同间隔配置的情况下,通过相对多地配置使蒸镀颗粒310粘附在各被成膜区域202中被蒸镀的蒸镀膜300相对薄的部分的蒸镀源开口31,能够使各被成膜区域202的蒸镀膜300的薄膜均匀。
另外,当使蒸镀源开口31的面积变大时,能够使蒸镀速率上升。因此,通过使限制板开口23正下方的蒸镀源开口31的开口面积比其以外的区域的蒸镀源开口31的开口面积相对小(换言之,使限制板开口23正下方以外的区域的蒸镀源开口31的开口面积相对大),与上述同样能够使限制板开口23正下方的蒸镀速率相对降低。
另外,蒸镀速率存在温度越高越上升的趋势。因此,通过使与限制板开口23相对的蒸镀源开口31的蒸镀温度比与限制板22相对的蒸镀源开口31的蒸镀温度低,即使以沿用在图5中由虚线R表示的蒸镀速率分布的方式设定温度分布,也能够得到同样的效果。
如以上所述,根据本实施方式,通过根据蒸镀材料等控制蒸镀速率使得能得到期望的蒸镀速率,能够使膜厚分布均匀化。
〔实施方式3〕
主要基于图6和图7对本发明的又一个实施方式进行说明如下。此外,在本实施方式中,主要对与实施方式1、2的不同点进行说明,对于与在实施方式1、2中使用的构成要素具有相同的功能的构成要素,标注相同的符号,省略其说明。
图6是表示本实施方式的蒸镀装置1的基本构成的截面图。
如上所述,在实施方式1、2中,从1个蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310向多个被成膜区域202入射。
与此相对,本实施方式的蒸镀装置1,如在图6中用粗虚线L3连结表示的那样,各被成膜区域202和与各被成膜区域202分别对应的蒸镀源开口形成区域32一对一地对应,在这一点上与实施方式1、2的蒸镀装置1(例如参照图1)不同。
此外,在此,与各被成膜区域202分别对应的蒸镀源开口形成区域32是表示能够形成射出通过同一掩模开口区域11向各被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31的区域。
本实施方式的蒸镀装置1,限制板22的高度(Z轴方向的长度)形成得比实施方式1大,向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310被限定为来自相对的特定的蒸镀源开口形成区域32的蒸镀颗粒。
因此,在本实施方式中,能够独立地控制各个被成膜区域202中的蒸镀膜300的膜厚和膜厚分布,能够期待同时提高控制性和量产性。
<蒸镀源开口形成区域32>
以下,对蒸镀源开口形成区域32的设计条件进行说明。
在将各蒸镀源开口形成区域32的X轴方向的宽度设为We、将各被成膜区域202的X轴方向的宽度设为Wp、将限制板单元20的与蒸镀源30相对的相对面22a侧的表面的限制板开口23的宽度设为Wr、将从被成膜基板200的被成膜面201至蒸镀源30的蒸镀源开口31形成面的距离设为Da、将从被成膜基板200的被成膜面201至限制板22的与蒸镀源30相对的相对面22a的距离设为Db时,We由下式(3)表示:
We=Da/Db×Wr+(Da/Db-1)×Wp‥(3)。
在此,当彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32的宽度We变大,彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32完全相互重叠时,不形成独立的蒸镀源开口形成区域32,能够向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310并不限定于来自相对的特定的蒸镀源开口形成区域32的蒸镀颗粒。
在此,彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32相互重叠是表示:在将某个被成膜区域202设为第一被成膜区域、将能够形成射出向该第一被成膜区域入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31的蒸镀源开口形成区域32设为第一蒸镀源开口形成区域、将与第一被成膜区域相邻的被成膜区域202设为第二被成膜区域、将能够形成射出向该第二被成膜区域入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31的蒸镀源开口形成区域32设为第二蒸镀源开口形成区域时,第一蒸镀源开口形成区域和第二蒸镀源开口形成区域重叠。
另外,如上所述,蒸镀源开口形成区域32是蒸镀源30中能够形成射出通过同一掩模开口区域11向各被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31的区域,而不表示实际上形成有蒸镀源开口31的区域。也就是说,蒸镀源开口形成区域32是只要在同一蒸镀源开口形成区域32内,无论在什么位置形成有蒸镀源开口31,蒸镀颗粒310都通过同一掩模开口区域11向与该蒸镀源开口形成区域32对应的被成膜区域202入射的区域。
因此,即使蒸镀源开口形成区域32彼此重叠,当没有在蒸镀源开口形成区域32重叠的区域设置蒸镀源开口31时,被成膜区域202与蒸镀源开口形成区域32也一对一地对应。换言之,当在一部分存在蒸镀源开口形成区域32未重叠的区域时,通过只在蒸镀源开口形成区域32不重叠的区域配置蒸镀源开口31,被成膜区域202与蒸镀源开口形成区域32一对一地对应。
然而,当彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32完全重叠时,如上所述,完全不存在蒸镀源开口形成区域32不重叠的区域。
因此,为了彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32不完全相互重叠,只要设定We使得满足下式(4)即可:
We<2×(Wp+S)‥(4)。
由此,能够将向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310限定为来自相对的特定的蒸镀源开口形成区域32内的蒸镀源开口31的蒸镀颗粒。
另外,为了能够有效地使用蒸镀源30的X轴方向的长度,优选蒸镀源开口形成区域32重叠的区域小。
也就是说,如上所述,当在彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32重叠的区域中配置蒸镀源开口31时,被成膜区域202与蒸镀源开口形成区域32不是一对一地对应。因此,不存在彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32重叠的区域时,能够有效地使用蒸镀源30的蒸镀源开口31的配设区域整体的长度。
因此,优选We设定成满足下式(5):
We<Wp+S‥(5)。
此外,在该情况下,彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32不重叠,例如能够将彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32彼此分离地设置。也就是说,如图6所示,能够使与彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32之间的边界相邻的蒸镀源开口31之间的距离大于在蒸镀源开口形成区域32内彼此相邻的蒸镀源开口31之间的距离,能够使射出向各被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31组之间具有间隙。由此,能够将各蒸镀源开口形成区域32形成为完全独立的区域。
但是,虽然也取决于蒸镀源30的X轴方向的长度与蒸镀源开口31的X轴方向的宽度的比率,但是当We过小时,会将射出向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31组以相邻的蒸镀源开口31之间的间隙小的状态压入We的范围内,因此不优选。因此,优选根据蒸镀源30的X轴方向的长度和蒸镀源开口31的X轴方向的宽度,在设计上合理的范围内决定We。
本实施方式的蒸镀装置1除了上述的方面以外,与实施方式1的蒸镀装置1相同。
另外,在图6中,通过使限制板22的高度(Z轴方向的长度)比实施方式1大从而使限制板22的限制空间增加,使得射出向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31组和射出与该被成膜区域202相邻的蒸镀颗粒310的蒸镀源开口31组不会例如如图1所示部分地重叠。然而,本实施方式并不限定于此。
另外,为了使膜厚分布均匀,在本实施方式中,也优选与实施方式2同样在各蒸镀源开口形成区域32内设置速率分布,这是不言而喻的。
<变形例>
图7是表示本实施方式的蒸镀装置1的另一构成的截面图。
此外,在图7中,粗虚线L3与点划线L1重叠,因此,为了图示方便起见,只在一部分区域表示出了粗虚线L3。
根据本实施方式,如图7所示,即使通过使蒸镀源30接近,也能够使被成膜区域202和蒸镀源开口形成区域32一对一地对应。
本实施方式的蒸镀装置1,限制板22的高度(Z轴方向的长度)形成得比实施方式1大,向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310被限定为来自相对的特定的蒸镀源开口形成区域32的蒸镀颗粒。
另外,作为使被成膜区域202和蒸镀源开口形成区域32一对一地对应的其他方法,例如可以列举使上述的宽度Wr变小、或者相对于上述的距离Da使上述的距离Db变大的方法。
通过使宽度Wr变小,蒸镀掩模10的隔着限制板开口23与被成膜区域202相对的区域的宽度被限制(即变小)。因此,例如通过以相邻的蒸镀源开口形成区域32分离的方式使宽度Wr变小,能够使被成膜区域202和蒸镀源开口形成区域32一对一地对应。
另外,相对于距离Da使距离Db变大(换言之,使Da/Db变小),与使限制板22的高度变大等同。
另外,Da/Db可根据蒸镀材料的种类和限制板22的形状等适当设定、变更,没有特别限定,作为一个例子,只要定性地使Da/Db<2即可。
如以上所述,本实施方式能够根据上述的主旨进行各种变更,同样能够得到本实施方式的效果。
〔实施方式4〕
主要基于图8对本发明的再一个实施方式进行说明如下。此外,在本实施方式中,主要对与实施方式1~3的不同点进行说明,对于与在实施方式1~3中使用的构成要素具有相同的功能的构成要素,标注相同的符号,省略其说明。
图8是表示本实施方式的蒸镀装置1的基本构成的截面图。
本实施方式的蒸镀装置1,除了限制板单元20的限制板22的截面形状为T字状这一点以外,与实施方式1~3的蒸镀装置1相同。
<限制板22>
本实施方式的限制板22包括:由以YZ平面为主面的板状部件构成的遮断壁部25;和在该遮断壁部25的下侧端面(即底面),向相邻的限制板22去而呈檐状突出地设置的由以XY平面为主面的板状部件构成的凸缘部26。
此外,在本实施方式中,设计方针也与实施方式1~3相同,设计成蒸镀装置1满足上述的式子。
根据本实施方式,能够减少限制板22的体积。因此,能够使蒸镀颗粒310飞散的空间体积变大。因此,能够抑制由蒸镀源30与蒸镀掩模10之间的空间狭窄导致的、蒸镀源30与限制板22之间以及限制板开口23内的急剧的压力上升。另外,通过减少限制板22的体积,存在能够实现限制板单元20的轻量化、能够使保持限制板单元20的保持部件的耐受负荷变小等在装置设计上有利的情况。
另外,上述限制板22包括上述凸缘部26,由此,能够利用上述凸缘部26接住从遮断壁部25剥离的蒸镀材料,因此,也具有能够防止所剥离的蒸镀材料落下在蒸镀源30上的优点。
另外,在图8中,遮断壁部25是与Z轴方向大致平行的平面,但是并不限定于此,也可以具有相对于Z轴方向倾斜的平面、或者曲面等任意的形状。另外,在图8中,遮断壁部25是大致一定厚度的薄板,但是并不限定于此,例如也可以具有越靠近其前端侧越薄的大致楔状截面。
〔总结〕
本发明的方式1的蒸镀装置1,是在具有至少1个被成膜区域202的被成膜基板200的上述被成膜区域202内,形成至少在第一方向(沿上述被成膜区域202的一边的方向、X轴方向)上排列有多个的规定图案的蒸镀膜300的蒸镀装置,其包括:蒸镀源30,该蒸镀源30具有射出蒸镀颗粒310的多个蒸镀源开口31;蒸镀掩模10,该蒸镀掩模10与上述被成膜区域202相对地具有掩模开口区域11,该掩模开口区域11根据上述蒸镀膜300的图案由至少在上述第一方向上排列的多个掩模开口12构成,上述掩模开口12分别具有正锥状的截面形状;和限制板单元20,该限制板单元20在上述蒸镀源30与上述蒸镀掩模10之间具有至少在上述第一方向上彼此分离地配置的多个限制板22,在上述限制板单元20的与上述第一方向平行的截面中,在彼此相邻的上述限制板22之间形成的限制板开口23与上述被成膜区域202一对一地相对,并且在将上述被成膜区域202的上述第一方向的宽度设为Wp、将上述限制板单元20的与上述蒸镀源30相对的相对面侧的表面的上述限制板开口23的上述第一方向的宽度设为Wr、将从上述被成膜基板200的被成膜面201至上述限制板22的与上述蒸镀源30相对的相对面22a的距离设为Db、将上述蒸镀掩模10的与上述第一方向平行的截面中的上述掩模开口12的开口壁12a的倾斜角设为α时,上述限制板单元20中,上述限制板开口23的中心轴与上述被成膜区域202的中心轴一致,并且满足下式(1):
Wr≤2/tanα×Db-Wp‥(1)。
换言之,本方式的蒸镀装置1,是在具有至少1个被成膜区域202的被成膜基板200的上述被成膜区域202内,形成至少在第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜300成膜的蒸镀装置,其包括:蒸镀源30,该蒸镀源30具有射出蒸镀颗粒310的多个蒸镀源开口31;蒸镀掩模10,该蒸镀掩模10与上述被成膜区域202相对地具有掩模开口区域11,该掩模开口区域11根据上述蒸镀膜300的图案由至少在上述第一方向上排列的多个掩模开口12构成,上述掩模开口12分别具有正锥状的截面形状;和限制板单元20,该限制板单元20在上述蒸镀源30与上述蒸镀掩模10之间具有至少在上述第一方向上彼此分离地配置的多个限制板22,上述限制板单元20,在该限制板单元20的与上述第一方向平行的截面中,在彼此相邻的上述限制板22之间形成的限制板开口23与上述被成膜区域202一对一地相对,并且防止以比上述蒸镀掩模10的与上述第一方向平行的截面中的上述掩模开口12的开口壁12a的倾斜角(阴影临界角α)小的角度飞来的蒸镀颗粒310向上述掩模开口12入射。
根据上述蒸镀装置1,向限制板开口23入射的入射角比上述蒸镀掩模10的与上述第一方向平行的截面中的上述掩模开口12的开口壁12a的倾斜角小的蒸镀颗粒310向被成膜区域202的进入被完全阻止。因此,利用上述限制板单元20,到达掩模开口12的蒸镀颗粒310全部被限制为具有作为阴影临界角的、上述蒸镀掩模10的与上述第一方向平行的截面中的上述掩模开口12的开口壁12a的倾斜角以上的入射角的蒸镀颗粒310。因此,能够实现没有阴影的精确的图案化蒸镀。
本发明的方式2的蒸镀装置1优选:在上述方式1中,上述蒸镀源开口31形成为多个上述蒸镀源开口31与1个上述被成膜区域202相对。
根据上述的构成,跟蒸镀源开口31与限制板开口23具有一对一的关系的情况相比,能够大幅提高蒸镀速率,能够实现量产性的提高,并且蒸镀源设计变得容易。
本发明的方式3的蒸镀装置1优选:在上述方式1或2中,上述被成膜区域202至少在上述第一方向上夹着非成膜区域204设置有多个,在将上述非成膜区域204的上述第一方向的宽度设为S、将连结在上述限制板开口23中在上述第一方向上彼此相对的一个限制板22的下端和另一个限制板22的上端的线(L2)的倾斜角设为θ时,上述限制板单元20满足下式(2):
(Db/tanθ)<(Wr+Wp)/2+S‥(2)。
根据上述的构成,在俯视时,在将限制板22的开口下端作为基准位置时,从上述基准位置至到达被成膜基板200的距相邻被成膜区域202最近的位置的蒸镀颗粒的位置的距离,比从上述基准位置至上述相邻被成膜区域202的端部的位置的距离短。
因此,根据上述的构成,能够防止从与被成膜区域202和限制板开口23对应的蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310越过与该蒸镀源开口31对应的限制板开口23,进入与该蒸镀源开口31所对应的被成膜区域202相邻的被成膜区域202。
本发明的方式4的蒸镀装置1优选:在上述方式1~3中的任一方式中,上述被成膜区域202至少在上述第一方向上设置有多个,在将上述蒸镀源30的与多个上述被成膜区域202分别对应的上述蒸镀源开口31的形成区域(蒸镀源开口形成区域32)的上述第一方向的宽度设为We时,满足下式(4):
We<2×(Wp+S)‥(4)。
根据上述的构成,彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32不会完全相互重叠。这样,当只在一部分存在蒸镀源开口形成区域32未重叠的区域时,通过只在蒸镀源开口形成区域32不重叠的区域配置蒸镀源开口31,能够使被成膜区域202和蒸镀源开口形成区域32一对一地对应。因此,根据上述的构成,能够将向1个被成膜区域202入射的蒸镀颗粒310限定为来自相对的特定的蒸镀源开口形成区域32内的蒸镀源开口31的蒸镀颗粒。
本发明的方式5的蒸镀装置1优选:在上述方式4中,满足下式(5):
We<Wp+S‥(5)。
根据上述的构成,彼此相邻的蒸镀源开口形成区域32不重叠,能够将各蒸镀源开口形成区域32形成为完全独立的区域。
本发明的方式6的蒸镀装置1优选:在上述方式1~5中的任一方式中,从上述蒸镀源30的设置在与上述限制板开口23相对的区域的蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率,低于从设置在与上述限制板开口23相对的区域以外的区域的蒸镀源开口31射出的蒸镀颗粒310的蒸镀速率。
根据上述的构成,能够使各被成膜区域202内的蒸镀膜300的膜厚分布均匀化。
本发明的方式7的蒸镀装置1优选:在上述方式1~6中的任一方式中,上述限制板22具有正锥状的截面形状。
在上述限制板22具有倒锥状的截面形状的情况下,限制板单元20不满足上述式(1)、(2)。另一方面,在上述限制板22具有正锥状的截面形状的情况下,能够形成满足上述式(1)、(2)的限制板单元20。
本发明的方式8的蒸镀装置1优选:在上述方式1~6中的任一方式中,上述限制板22具有T字状的截面形状,并包括:由板状部件构成的遮断壁部25;和在该遮断壁部25的底面,向与该限制板22相邻的限制板22去而呈檐状突出地设置的由板状部件构成的凸缘部26。
根据上述的构成,能够减少限制板22的体积,因此,能够使蒸镀颗粒310飞散的空间体积变大。因此,能够抑制蒸镀源30与限制板22之间以及限制板开口23内的急剧的压力上升、实现限制板单元20的轻量化。另外,上述限制板22包括上述凸缘部26,由此,能够防止从遮断壁部25剥离的蒸镀材料落下在蒸镀源30上。
本发明的方式9的蒸镀装置1优选:在上述方式1~8中的任一方式中,上述被成膜区域202在上述第一方向(X轴方向)和与上述第一方向正交的第二方向(Y轴方向)上分别夹着非成膜区域204设置有多个,上述蒸镀掩模10具有覆盖上述被成膜基板200的多个上述被成膜区域202的大小,上述蒸镀掩模10和上述被成膜基板200彼此的相对位置被固定,并且上述限制板单元20和上述蒸镀源30彼此的相对位置被固定,上述限制板22的上述第二方向的宽度小于上述被成膜基板200和上述蒸镀掩模10的上述第二方向的宽度,上述蒸镀装置包括移动装置(基板移动装置5和蒸镀单元移动装置6中的至少一个),该移动装置使上述被成膜基板200和上述蒸镀掩模10与上述限制板单元20和上述蒸镀源30中的至少一者以上述第二方向成为扫描方向的方式相对移动,在沿上述扫描方向进行扫描的同时,使从上述蒸镀源30射出的蒸镀颗粒310通过上述限制板单元20和上述蒸镀掩模10蒸镀在上述被成膜基板200上。
根据上述的构成,即使在大面积的被成膜基板200中,也能够实现不产生阴影、精度高的图案化,并且即使利用比较小的蒸镀源30和限制板单元20,也能够实现大面积、高精细的图案化。因此,能够提高量产性。
本发明的方式10的蒸镀方法是使用上述方式1~9中的任一方式的蒸镀装置1,在具有至少1个被成膜区域202的被成膜基板200的上述被成膜区域202内,形成至少在上述第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜300的方法。
根据上述方法,能够得到与上述方式1同样的效果。
本发明并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求表示的范围内进行各种变更,将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式,也包含在本发明的技术范围内。另外,通过将在各实施方式中分别公开的技术手段组合,能够形成新的技术特征。产业上的可利用性
本发明的蒸镀装置和蒸镀方法能够适合用于以有机EL显示装置或无机EL显示装置等EL显示装置的制造为代表的利用蒸镀的各种器件的制造等。
符号说明
1 蒸镀装置
2 成膜腔室
3 掩模保持件
3a 掩模架台
4 磁板
5 基板移动装置(移动装置)
6 蒸镀单元移动装置(移动装置)
10 蒸镀掩模
11 掩模开口区域
12 掩模开口
12a 开口壁
13 非开口部
14 相对面(蒸镀掩模的与限制板单元相对的相对面)
15 相对面(蒸镀掩模的与被成膜基板相对的相对面)
20 限制板单元
21 限制板列
22 限制板
22a 相对面(限制板单元的与蒸镀源相对的相对面)
22b 相对面(限制板单元的与蒸镀掩模相对的相对面)
23 限制板开口
24 保持体部
25 遮断壁部
26 凸缘部
28 冷却机构
30 蒸镀源
31、31A 蒸镀源开口
32 蒸镀源开口形成区域
40 蒸镀单元
41 保持件
200 被成膜基板
201 被成膜面
202 被成膜区域
203、203R、203G、203B 被成膜图案区域
204 非成膜区域
300、300R、300G、300B 蒸镀膜
310、311、312、314 蒸镀颗粒
α 阴影临界角
β、β1、β2、β3 入射角

Claims (10)

1.一种蒸镀装置,其在具有至少1个被成膜区域的被成膜基板的所述被成膜区域内,形成至少在第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜,所述蒸镀装置的特征在于,包括:
蒸镀源,该蒸镀源具有射出蒸镀颗粒的多个蒸镀源开口;
蒸镀掩模,该蒸镀掩模与所述被成膜区域相对地具有掩模开口区域,该掩模开口区域根据所述蒸镀膜的图案由至少在所述第一方向上排列的多个掩模开口构成,所述掩模开口分别具有正锥状的截面形状;和
限制板单元,该限制板单元在所述蒸镀源与所述蒸镀掩模之间具有至少在所述第一方向上彼此分离地配置的多个限制板,
在所述限制板单元的与所述第一方向平行的截面中,在彼此相邻的所述限制板之间形成的限制板开口与所述被成膜区域一对一地相对,并且在将所述被成膜区域的所述第一方向的宽度设为Wp、将所述限制板单元的与所述蒸镀源相对的相对面侧的表面的所述限制板开口的所述第一方向的宽度设为Wr、将从所述被成膜基板的被成膜面至所述限制板的与所述蒸镀源相对的相对面的距离设为Db、将所述蒸镀掩模的与所述第一方向平行的截面中的所述掩模开口的开口壁的倾斜角设为α时,所述限制板单元中,所述限制板开口的中心轴与所述被成膜区域的中心轴一致,并且满足下式(1):
Wr≤2/tanα×Db-Wp ‥(1)。
2.如权利要求1所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述蒸镀源开口形成为多个所述蒸镀源开口与1个所述被成膜区域相对。
3.如权利要求1或2所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述被成膜区域至少在所述第一方向上夹着非成膜区域设置有多个,
在将所述非成膜区域的所述第一方向的宽度设为S、将连结在所述限制板开口中在所述第一方向上彼此相对的一个限制板的下端和另一个限制板的上端的线的倾斜角设为θ时,所述限制板单元满足下式(2):
(Db/tanθ)<(Wr+Wp)/2+S ‥(2)。
4.如权利要求1~3中任一项所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述被成膜区域至少在所述第一方向上设置有多个,
在将所述蒸镀源的与多个所述被成膜区域分别对应的所述蒸镀源开口的形成区域的所述第一方向的宽度设为We时,满足下式(4):
We<2×(Wp+S) ‥(4)。
5.如权利要求4所述的蒸镀装置,其特征在于:
满足下式(5):
We<Wp+S ‥(5)。
6.如权利要求1~5中任一项所述的蒸镀装置,其特征在于:
从所述蒸镀源的设置在与所述限制板开口相对的区域的蒸镀源开口射出的蒸镀颗粒的蒸镀速率,低于从设置在与所述限制板开口相对的区域以外的区域的蒸镀源开口射出的蒸镀颗粒的蒸镀速率。
7.如权利要求1~6中任一项所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述限制板具有正锥状的截面形状。
8.如权利要求1~6中任一项所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述限制板具有T字状的截面形状,并包括:由板状部件构成的遮断壁部;和在该遮断壁部的底面,向与该限制板相邻的限制板去而呈檐状突出地设置的由板状部件构成的凸缘部。
9.如权利要求1~8中任一项所述的蒸镀装置,其特征在于:
所述被成膜区域在所述第一方向和与所述第一方向正交的第二方向上分别夹着非成膜区域设置有多个,
所述蒸镀掩模具有覆盖所述被成膜基板的多个所述被成膜区域的大小,
所述蒸镀掩模和所述被成膜基板彼此的相对位置被固定,并且所述限制板单元和所述蒸镀源彼此的相对位置被固定,
所述限制板的所述第二方向的宽度小于所述被成膜基板和所述蒸镀掩模的所述第二方向的宽度,
所述蒸镀装置包括移动装置,该移动装置使所述被成膜基板和所述蒸镀掩模与所述限制板单元和所述蒸镀源中的至少一者以所述第二方向成为扫描方向的方式相对移动,
在沿所述扫描方向进行扫描的同时,使从所述蒸镀源射出的蒸镀颗粒通过所述限制板单元和所述蒸镀掩模蒸镀在所述被成膜基板上。
10.一种蒸镀方法,其特征在于:
使用权利要求1~9中任一项所述的蒸镀装置,在具有至少1个被成膜区域的被成膜基板的所述被成膜区域内,形成至少在所述第一方向上排列有多个的规定图案的蒸镀膜。
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