CN107849686A - 蒸镀源和蒸镀装置以及蒸镀膜制造方法 - Google Patents
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Abstract
蒸镀源(10)中的蒸镀颗粒射出单元(30)包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴(32、52)且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的喷嘴单元;和设置在各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部(43),该空间部的四周被侧壁(44)包围,该侧壁(44)设置有至少1个将该空间部和真空腔室内空间(2a)连接的开口部(45)。
Description
技术领域
本发明涉及蒸镀源和包括该蒸镀源的蒸镀装置、以及使用该蒸镀装置制造(即形成)蒸镀膜的蒸镀膜制造方法。
背景技术
包括利用有机材料或无机材料的电场发光(Electro luminescence;以下,记为“EL”)的EL元件的EL显示装置为全固体型,具有自发光性,低电压驱动、高速响应性优异,作为下一代显示器技术的候补进行了开发。
EL元件通常通过在减压下(高真空下)使蒸镀颗粒(被成膜成分)经由形成有规定图案的开口的蒸镀掩模(也被称为阴影掩模)蒸镀在被成膜基板上的真空蒸镀法来成膜。此时,作为被成膜基板使用大型基板的大型基板成膜技术,不需要与大型的被成膜基板同等大小的蒸镀掩模和蒸镀源的扫描蒸镀法有前途。在扫描蒸镀法中,使用比被成膜基板小的蒸镀源,或者使用比被成膜基板小的蒸镀掩模和蒸镀源,进行一边扫描被成膜基板一边进行成膜的扫描成膜。
在利用真空蒸镀法的成膜中,在能够将内部保持在减压状态的真空腔室内,配置包括加热部和射出口的蒸镀源,在高真空下对蒸镀材料进行加热而使蒸镀材料蒸发或升华。由加热部加热而蒸发或升华后的蒸镀材料,作为蒸镀颗粒从射出口向外部射出,附着在被成膜基板上。
然而,由加热部加热而蒸发或升华后的蒸镀材料,在蒸镀源的内壁(即收容加热部的保持件的内壁)发生散射,或者蒸镀颗粒彼此反复碰撞后,从射出口射出。
由于这样的蒸镀颗粒的散射,从射出口射出的蒸镀颗粒向各个方向射出。
在真空蒸镀法中,向被成膜基板射出的蒸镀颗粒有助于成膜,但是其以外的蒸镀颗粒对成膜没有贡献。因此,在真空蒸镀法中,除了沉积在被成膜基板上的蒸镀膜以外,全部成为材料的损失。因此,蒸镀颗粒的指向性越低,材料利用效率越低。
因此,近年来提出了,通过限制蒸镀颗粒的飞散方向来提高蒸镀颗粒的指向性,由此将蒸镀颗粒适当地导向蒸镀区域的方法(例如专利文献1等)。
在专利文献1中公开了,通过使用控制蒸镀颗粒的飞来方向的控制板来控制蒸镀颗粒的流动(蒸镀流),使蒸镀材料的利用效率提高,并且使成膜品质提高,进行均匀的蒸镀。
专利文献1所记载的蒸镀装置,在真空腔室内配备成为蒸镀对象的被成膜基板和蒸镀源,使从蒸镀源放出的蒸镀颗粒附着在被成膜基板上,由此在被成膜基板上形成未图示的蒸镀膜。
专利文献1所记载的蒸镀源包括3个叠层的框体。在这些框体的周围,卷绕有加热用的线圈。
最下层的框体是通过收容并加热蒸镀材料而产生蒸镀颗粒的加热部(蒸镀颗粒产生部)。剩余的2个框体是对从作为加热部的最下层的框体向被成膜基板去的蒸镀颗粒的方向进行控制的蒸镀流控制层(蒸镀流控制部)。
在用作蒸镀流控制层的上述2个框体中形成有:由在从用作加热部的最下层的框体向被成膜基板去的方向上竖立设置的控制板分隔而成的喷嘴状的多个流通区域(蒸镀喷嘴、射出口)。
由此,从加热部经由各流通区域而放出的蒸镀颗粒的飞散方向被控制为沿着各流通区域的控制板的侧面的方向。
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2004-137583号公报(2004年5月13日公开)”
发明内容
发明要解决的技术问题
在专利文献1中,对蒸镀颗粒在作为控制板的排列方向的X轴方向的飞散进行了控制。然而,在专利文献1所记载的蒸镀装置中,流通区域内的压力高,真空腔室内的压力低,因此,流通区域内的压力与真空腔室内的压力的压力差大。
因此,在专利文献1所记载的蒸镀装置中,结果,在流通区域的出口处发生颗粒散射,向作为控制板的排列方向的X轴方向飞散的不需要的蒸镀颗粒多。
其结果,在专利文献1所记载的结构中,X轴方向的蒸镀膜的膜厚分布宽,材料利用效率低。
特别是在使用扫描蒸镀法进行扫描成膜的情况下,为了控制蒸镀流,优选在蒸镀源上配置被称为限制板的未图示的膜厚分布限制部件,在其上固定配置未图示的蒸镀掩模,进一步在其上配置被成膜基板200。
在专利文献1所记载的结构中,X轴方向的蒸镀膜的膜厚分布宽,因此,在该情况下,由限制部件进行的蒸镀流控制变多。因此,有助于成膜的材料利用效率进一步变低。
本发明是鉴于上述问题点而完成的发明,其目的在于,提供材料利用效率比以往高的蒸镀源和蒸镀装置以及蒸镀膜制造方法。
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源包括:对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒产生部;和将由上述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒射出的蒸镀颗粒射出部,至少上述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室内,并且,上述蒸镀颗粒射出部包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部;和设置在上述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部,上述空间部的四周被外壁包围,该外壁设置有至少1个将上述空间部和上述真空腔室内的空间连接的开口部。
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被成膜基板上形成规定的图案的蒸镀膜的蒸镀装置,该蒸镀装置包括:包含上述蒸镀源的蒸镀单元;和真空腔室,该真空腔室在其内部在减压气氛下保持上述蒸镀单元中的至少上述蒸镀颗粒射出部。
为了解决上述的技术问题,本发明的一个方式的蒸镀膜制造方法使用蒸镀装置在被成膜基板上形成蒸镀膜,
上述蒸镀装置包括蒸镀单元和真空腔室,
上述蒸镀单元包含蒸镀源,上述蒸镀源包括:对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒产生部;和将由上述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒射出的蒸镀颗粒射出部,至少上述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室内,并且,上述蒸镀颗粒射出部包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部;和设置在上述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部,上述空间部的四周被外壁包围,该外壁设置有至少1个将上述空间部和上述真空腔室内的空间连接的开口部,
上述真空腔室在其内部在减压气氛下保持上述蒸镀单元中的至少上述蒸镀颗粒射出部,
上述蒸镀膜制造方法的特征在于,包括:
在减压气氛下使上述蒸镀颗粒从上述蒸镀源射出的蒸镀颗粒射出工序;和
使上述蒸镀颗粒附着(沉积)在上述被成膜基板的被成膜区域的附着工序(沉积工序)。
发明效果
采用本发明的一个方式,能够提供材料利用效率比以往高的蒸镀源和蒸镀装置以及蒸镀膜制造方法。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的蒸镀源的概略结构的立体图。
图2是表示图1所示的蒸镀源的概略结构的平面图。
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结构的立体图。
图4的(a)~(c)是用于对n值的导出进行说明的图。
图5的(a)是示意性地表示由通过第一段喷嘴后通过第二段喷嘴的蒸镀颗粒形成的蒸镀膜的膜厚分布的图,(b)是示意性地表示由通过第一段喷嘴的蒸镀颗粒形成的蒸镀膜的膜厚分布的图。
图6是表示本发明的实施方式1的蒸镀装置的效果的图。
图7是表示本发明的实施方式1的变形例的一个例子的蒸镀装置的主要部分的概略结构的立体图。
图8是表示本发明的实施方式2的蒸镀源的概略结构的立体图。
图9是表示图8所示的蒸镀源的概略结构的平面图。
图10是表示本发明的实施方式2的蒸镀装置的主要部分的概略结构的立体图。
图11的(a)和(b)是表示本发明的实施方式2的蒸镀源的效果的图。
图12是表示本发明的实施方式3的蒸镀源的概略结构的立体图。
图13是表示图12所示的蒸镀源的概略结构的平面图。
图14的(a)和(b)是表示本发明的实施方式3的蒸镀源的效果的图。
图15是表示本发明的实施方式4的蒸镀源的概略结构的立体图。
图16是表示图15所示的蒸镀源的概略结构的平面图。
图17是表示本发明的实施方式4的蒸镀装置的效果的图。
图18是表示本发明的实施方式5的蒸镀源的概略结构的立体图。
图19是表示图18所示的蒸镀源的概略结构的平面图。
图20是表示本发明的实施方式5的蒸镀装置的效果的图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式的一个例子进行详细说明。
〔实施方式1〕
基于图1~图7对本发明的一个实施方式进行说明如下。
图1是表示本实施方式的蒸镀源10的概略结构的立体图。图2是表示图1所示的蒸镀源10的概略结构的平面图。图3是表示本实施方式的蒸镀装置100的主要部分的概略结构的立体图。
其中,在图1~图3中,为了便于图示,将蒸镀喷嘴32、52的数量、限制板开口71的数量、掩模开口81的数量等一部分省略,并且将各构成要素的形状简化地表示。
本实施方式的蒸镀装置100(成膜装置)和蒸镀膜制造方法(成膜方法、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(成膜)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100和蒸镀膜制造方法应用于红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)的各色的有机EL元件作为子像素排列在基板上的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(有机膜)作为蒸镀膜302。
然而,本实施方式并不限定于此,本实施方式的蒸镀装置100和蒸镀膜制造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,以下,将沿着被成膜基板200的基板搬送方向(扫描方向)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),为了便于说明,只要没有特别说明,就将Z轴的向上的箭头侧作为上(侧)进行说明。
<蒸镀装置100的概略结构>
如图3所示,本实施方式的蒸镀装置100包括蒸镀单元1、真空腔室2、基板搬送装置3(基板移动装置)、真空泵4(真空排气泵)和未图示的防附着板、控制装置等。
另外,上述蒸镀单元1包括蒸镀源10、闸门60、限制板单元70、蒸镀掩模80和保持这些蒸镀源10、闸门60、限制板单元70、蒸镀掩模80的未图示的各种保持部件。
如图1~图3所示,蒸镀源10包括蒸镀颗粒产生单元11、配管12和蒸镀源主体13,其中,配管12的一部分和蒸镀源主体13,与基板搬送装置3、闸门60、限制板单元70、蒸镀掩模80、未图示的各种保持部件和防附着板一起配置在真空腔室2内。
配管12的一部分、蒸镀颗粒产生单元11、真空泵4和未图示的控制装置设置在真空腔室2的外部。
被成膜基板200、蒸镀掩模80、限制板单元70、闸门60和蒸镀源10,沿着Z轴方向从被成膜基板200侧起依次例如隔开一定距离地相对配置。其中,蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10彼此的位置关系(即X轴、Y轴、Z轴的位置关系)固定。
被成膜基板200、蒸镀掩模80、限制板单元70、闸门60和蒸镀源10,根据需要,分别由未图示的保持部件保持。另外,蒸镀掩模80、限制板单元70、闸门60和蒸镀源10具有上述的位置关系时,可以由同一个保持部件保持,也可以由不同的保持部件分别保持。
另外,以下,列举以下的情况为例进行说明:在蒸镀源10配置在被成膜基板200的下方且被成膜基板200的被成膜面201朝向下方的状态下,使蒸镀颗粒从下方向上方蒸镀(向上沉积),并且蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10分别由保持部件固定、或者直接固定在真空腔室2的任一内壁上。然而,本实施方式并不限定于此。
以下,对上述各构成要素进行详细说明。
(真空腔室2)
真空腔室2是能够将内部保持在减压状态(真空状态)的、具有能够密闭地设置的成膜室的成膜容器。为了在蒸镀时将真空腔室2内保持在真空状态(规定的真空度),在该真空腔室2设置有经由设置在该真空腔室2上的未图示的排气口对真空腔室2内进行真空排气的真空泵4。如上所述,该真空泵4设置在真空腔室2的外部。
真空腔室2优选被保持在高真空状态,真空腔室2内(即真空腔室内空间2a)的真空度(到达真空度)优选为1×10-3Pa以上(换言之,压力为1.0×10-3Pa以下)。
通过成为1.0×10-3Pa以上的真空度,蒸镀颗粒301的平均自由程可以得到充分需要的值。
当真空腔室内空间2a的真空度小于1.0×10-3Pa时,有可能蒸镀颗粒301的平均自由程变短,蒸镀颗粒301发生散射从而到达被成膜基板200的到达效率下降,或者准直成分变少。其结果,有可能产生成膜图案模糊。
因此,在本实施方式中,使真空腔室内空间2a的真空到达率为1.0×10-3Pa以上(换言之,使真空腔室内空间2a的压力为1.0×10-3Pa以下)。
(蒸镀源10)
蒸镀源10通过在真空下对作为成膜材料的蒸镀材料进行加热而使其蒸发或升华,射出(放出)有机发光材料等蒸镀材料作为蒸镀颗粒301。
如上所述,本实施方式的蒸镀源10包括蒸镀颗粒产生单元11、配管12和蒸镀源主体13。
蒸镀颗粒产生单元11是通过对蒸镀材料进行加热而产生蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒产生部(蒸镀颗粒产生源)。
蒸镀颗粒产生单元11包括:在内部收容蒸镀材料的被称为坩埚或舟皿的加热容器;和设置在该加热容器的周围,调整和控制加热容器的温度而对加热容器内的蒸镀材料进行加热的加热装置(加热器)。
蒸镀颗粒产生单元11通过利用加热装置对加热容器内的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)而使蒸镀材料气化,产生气态的蒸镀颗粒301(蒸镀颗粒气体)。因此,通过如上所述将蒸镀颗粒产生单元11设置在真空腔室2的外部,具有容易进行蒸镀材料的补充和更换的优点。
配管12是连结蒸镀颗粒产生单元11和蒸镀源主体13的负载锁定式的配管。
蒸镀源主体13包括蒸镀颗粒扩散单元20和蒸镀颗粒射出单元30。
蒸镀颗粒扩散单元20是蒸镀颗粒扩散部,其包括为了使从蒸镀颗粒射出单元30中的面向蒸镀源10的外部的蒸镀喷嘴52均匀地射出蒸镀颗粒301,而使向蒸镀颗粒射出单元30供给的蒸镀颗粒301扩散的扩散空间。
蒸镀颗粒扩散单元20由中空的蒸镀颗粒扩散容器构成,在内部包括蒸镀颗粒扩散室21作为使从蒸镀颗粒产生单元11导入的蒸镀颗粒301扩散的扩散空间。
希望蒸镀颗粒扩散室21具有相对于蒸镀颗粒射出单元30中的各蒸镀喷嘴32、52足够大的空间。由此,能够从全部蒸镀喷嘴52大致均匀地射出蒸镀颗粒301。此外,关于上述蒸镀喷嘴32、52,将在后面进行说明。
在蒸镀颗粒扩散单元20,设置有向内部(即蒸镀颗粒扩散室21内)导入蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒导入口22。配管12与蒸镀颗粒导入口22连接。由此,从蒸镀颗粒产生单元11经由配管12向蒸镀颗粒扩散单元20供给(输送)蒸镀材料。
只要能够使蒸镀颗粒301均匀地扩散,蒸镀颗粒导入口22的位置和数量就没有特别限定,例如优选设置在蒸镀颗粒扩散单元20的X轴方向两端部(即X轴方向上的两端面23)。
蒸镀颗粒扩散单元20例如具有筒形状(圆筒形状,即中空的圆柱形状)。
蒸镀颗粒扩散单元20在其周面24(即,在图1中用点划线表示的与圆筒轴25平行的圆筒面)的一部分与蒸镀颗粒射出单元30连结。由此,使蒸镀颗粒扩散单元20和蒸镀颗粒射出单元30彼此一体化。
在蒸镀颗粒扩散单元20的周面24的与蒸镀颗粒射出单元30连结的连结部,设置有将蒸镀颗粒301向蒸镀颗粒射出单元30送出的送出口26(蒸镀颗粒扩散单元开口部)。
另一方面,蒸镀颗粒射出单元30包括多段的喷嘴部(蒸镀喷嘴部),并且在各段的喷嘴部之间包括不经由各段的喷嘴部而与真空腔室2内的空间部(以下,记为“真空腔室内空间”)2a连接的空间部。
图1~图3所示的蒸镀颗粒射出单元30包括第一喷嘴单元31(第一蒸镀喷嘴部)和第二喷嘴单元51(第二蒸镀喷嘴部)作为喷嘴部。上述蒸镀颗粒射出单元30在上述第一喷嘴单元31与第二喷嘴单元51之间包括形成作为上述空间部的空间部43的压力调整单元41。
第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51各自为块状的单元,从蒸镀颗粒扩散单元20侧依次叠层而一体化。
第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51是以XY平面为主面的板状部件,例如在俯视时具有以X轴方向为长轴的矩形状(长方形状)。
在第一喷嘴单元31中,沿着X轴方向以一定间距设置有多个作为在上下方向上贯通的喷嘴状的开口部的蒸镀喷嘴32(喷嘴开口、第一蒸镀喷嘴;以下,有时记为“第一段喷嘴”)。
各蒸镀喷嘴32在俯视时具有以Y轴方向为长轴方向的矩形状。即,各蒸镀喷嘴32在俯视时形成为与Y轴方向平行的第一边32a为长边、与X轴方向平行的第二边32b为短边的矩形状。
各蒸镀喷嘴32以在俯视时各蒸镀喷嘴32的长边与Y轴平行且彼此相对的方式设置。因此,在X轴方向上相邻的蒸镀喷嘴32之间,沿着X轴方向以一定间距排列有多个形成蒸镀喷嘴32的喷嘴壁的控制板33(非开口部)作为遮蔽部。
另外,在第二喷嘴单元51中,沿着X轴方向以一定间距设置有多个由在上下方向上贯通的喷嘴状的开口部构成的蒸镀喷嘴52(喷嘴开口、第二蒸镀喷嘴;以下,有时记为“第二段喷嘴”)。
各蒸镀喷嘴52与蒸镀喷嘴32同样在俯视时具有以Y轴方向为长轴方向的矩形状。因此,各蒸镀喷嘴52在俯视时形成为与Y轴方向平行的第一边52a为长边、与X轴方向平行的第二边52b为短边的矩形状。
各蒸镀喷嘴52以在俯视时各蒸镀喷嘴52的长边与Y轴平行且彼此相对的方式设置。因此,在X轴方向上相邻的蒸镀喷嘴52之间,沿着X轴方向以一定间距排列有多个形成蒸镀喷嘴52的喷嘴壁的控制板53(非开口部)作为遮蔽部。
各蒸镀喷嘴32形成为与Y轴方向平行的第一边32a的长度(Y轴方向的开口宽度d1)比各蒸镀喷嘴32的与Z轴方向平行的第三边32c的长度(深度、喷嘴长度d3)长。
另外,各蒸镀喷嘴52形成为在俯视时,与Y轴方向平行的第一边52a的长度(Y轴方向的开口宽度d11)比各蒸镀喷嘴52的与Z轴方向平行的第三边52c的长度(深度、喷嘴长度d13)长。
在此,Y轴方向表示被成膜基板200的扫描方向,换言之,表示被成膜基板200的搬送方向。另外,Z轴方向表示蒸镀颗粒射出单元30的蒸镀颗粒301的射出方向。
在如上所述一边搬送被成膜基板200一边进行成膜的情况下,为了加快生产节拍时间,希望被成膜基板200通过蒸镀颗粒射出单元30的开口区域(即蒸镀喷嘴32、52上)的时间尽可能短。然而,蒸镀源10的成膜速率(蒸镀速率、成膜速度)的上限存在极限。因此,在以一定的速度搬送被成膜基板200并进行成膜的情况下,被成膜基板200的搬送方向上的蒸镀喷嘴32、52的开口宽度(Y轴方向的开口宽度d1、d11)越长,能够形成越厚的蒸镀膜302。因此,就蒸镀喷嘴32、52而言,通过以各蒸镀喷嘴32、52的Y轴方向的开口宽度d1、d11比各蒸镀喷嘴32、52的Z轴方向的喷嘴长度d3、d13长的方式形成各蒸镀喷嘴32、52,能够加快生产节拍时间。
蒸镀颗粒扩散单元20的送出口26,与位于蒸镀颗粒射出单元30的最下段的第一喷嘴单元31的蒸镀喷嘴32连结。送出口26例如在俯视时具有与蒸镀喷嘴32相同的形状,通过将送出口26的开口端和蒸镀喷嘴32的开口端彼此连接而与蒸镀喷嘴32连结。
另外,蒸镀颗粒扩散单元20形成为在蒸镀颗粒扩散单元20与蒸镀颗粒射出单元30之间不形成间隙而与蒸镀颗粒射出单元30连结。
由此,由蒸镀颗粒扩散单元20扩散后的蒸镀颗粒301通过送出口26被供给至蒸镀颗粒射出单元30。
另一方面,位于蒸镀颗粒射出单元30的最上段的第二喷嘴单元51的蒸镀喷嘴52,被用作将蒸镀颗粒301向蒸镀源10的外部射出的射出口。
送出口26、蒸镀喷嘴32和蒸镀喷嘴52在俯视时具有相同的形状,分别以中心轴(开口中心)一致的方式彼此重叠地设置。另外,图2表示出了在俯视时蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52完全重叠。
另外,压力调整单元41是框状的块体,具有形成将蒸镀喷嘴32和蒸镀喷嘴52连结的空间部43的空间形成用开口部42。
在作为压力调整单元41的外壁的侧壁44的一部分,形成有作为排气口(通气口)的开口部45。由此,压力调整单元41的一部分面向蒸镀源10的外部(即真空腔室内空间2a)而开口。因此,上述压力调整单元41内的空间部43利用作为与真空腔室内空间2a连接的连接口的开口部45与真空腔室内空间2a部分地连接,从而形成向真空腔室内空间2a部分地开放的密闭空间。
即,上述空间部43具有以第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51作为底壁和顶壁、且四周被压力调整单元41的侧壁44包围的结构,仅在蒸镀喷嘴52和开口部45处与蒸镀源10的外部、即真空腔室内空间2a连接。因此,开口部45作为释放密闭的空间部43内的压力的压力调整部发挥作用。
希望开口部45设置成使得上述空间部43的内部压力一定。因此,开口部45设置有至少1个即可,但是希望设置有至少1对,更希望在上述压力调整单元41的X轴方向两端侧的侧壁44(短边侧壁面)上设置在夹着上述压力调整单元41的中心点(即上述空间部43的中心点)彼此相对的位置。
开口部45只要设置在压力调整单元41的侧壁44的一部分即可,但是当开口部45的大小过大时,从蒸镀喷嘴52放出的蒸镀颗粒301会变少。因此,希望开口部45的总开口面积、即各开口部45的合计的开口面积相对于作为上述空间部43的下一段(上段、即夹着上述空间部43的2个喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧)的喷嘴单元的、最上段的第二喷嘴单元51中的蒸镀喷嘴52的开口面积足够小,优选为各蒸镀喷嘴52的开口面积(换言之,1个蒸镀喷嘴的开口面积)的1/10以下。
开口部45可以以与真空腔室内空间2a直接连接的方式直接面向真空腔室2而形成,但是也可以如图1和图3所示,经由通过调整开口部45的开度(开口面积)来调整空间部43内的压力的压力调整阀46等压力调整器而与真空腔室内空间2a连接。
作为压力调整阀46,只要能够通过调整开口部45的开度来调整空间部43内的压力,就没有特别限定,例如可以列举针阀等。此外,为了将上述真空腔室2内保持在减压气氛(真空状态),希望上述压力调整阀46为电磁阀。
希望各开口部45具有相同的机构,使得上述空间部43的内部压力一定。因此,在如上所述在开口部45安装压力调整阀46的情况下,希望压力调整阀46设置在各开口部45,优选在各开口部45分别设置有相同的压力调整阀46。
通过在开口部45设置压力调整阀46,能够进行成膜速率的调整,并且能够使得蒸镀颗粒301不会过多地从开口部45排出(放出)。
在开口部45设置有压力调整阀46的情况下,预先关闭压力调整阀46而确认成膜速率,接着,打开压力调整阀46使得成膜速率不会过度下降,一边观察膜厚分布一边对成膜速率进行调整。此外,成膜速率的下降优选抑制在30%以下。
在上述蒸镀装置100中,由于在压力调整单元41设置开口部45,从开口部45多少都会放出蒸镀颗粒301。因此,优选在开口部45与真空腔室2之间,隔着真空腔室内空间2a,设置有回收从开口部45放出的蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒回收部件14。
在开口部45没有设置压力调整阀46的情况下,蒸镀颗粒回收部件14与开口部45相对并与开口部45隔开间隔地设置。此时,蒸镀颗粒回收部件14优选靠近开口部45而与开口部45相对配置。
在开口部45设置有压力调整阀46的情况下,蒸镀颗粒回收部件14与压力调整阀46的开口端46b相对并与该开口端46b隔开间隔地设置,开口端46b是与压力调整阀46的开口端46a相反的一侧的开口端,开口端46a是压力调整阀46与开口部45连结的一侧的开口端。此时,蒸镀颗粒回收部件14优选与上述开口端46b相对配置。
作为蒸镀颗粒回收部件14,例如可以列举冷却板等冷却捕集器。
从开口部45或者压力调整阀46向蒸镀源10的外部放出的蒸镀颗粒301被吹到蒸镀颗粒回收部件14,从而成为小于变成气体的温度的温度,被蒸镀颗粒回收部件14回收。
在蒸镀颗粒回收部件14例如为冷却板的情况下,被吹到蒸镀颗粒回收部件14的蒸镀颗粒301,作为固体的蒸镀材料附着在冷却板上而被回收。附着在冷却板上的蒸镀材料通过利用机械手段擦取而再利用。
另一方面,为了将在蒸镀颗粒产生单元11中变成气体的蒸镀颗粒301直接以气体状态向外部射出、并且防止蒸镀材料在路径内的附着和堵塞,希望蒸镀源10被加热至蒸镀材料变成气体的温度(升华温度或蒸发温度)以上的温度,希望蒸镀源10整体被加热至比蒸镀材料变成气体的温度高50℃以上的温度。
因此,希望蒸镀源10中,不仅蒸镀颗粒产生单元11,而且配管12和蒸镀源主体13也被加热至蒸镀材料变成气体的温度以上的温度(例如,与蒸镀颗粒产生单元11内部的被称为坩埚或者舟皿的加热容器相同的温度或者其以上的温度)。
因此,在配管12和蒸镀源主体13中,分别设置有对这些配管12和蒸镀源主体13的各部分、具体而言是配管12、蒸镀颗粒扩散单元20和蒸镀颗粒射出单元30中的第一喷嘴单元31、压力调整单元41、第二喷嘴单元51的温度进行调整和控制的未图示的感应线圈等加热体(加热器)。
上述加热体可以设置在这些配管12、蒸镀颗粒扩散单元20、第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51的周围,也可以设置在其内部。在前者的情况下,例如,只要将上述加热体卷绕在这些配管12、蒸镀颗粒扩散单元20、第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51的周围等即可。在后者的情况下,例如,只要使这些配管12、蒸镀颗粒扩散单元20、第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51的壁面为中空等而将上述加热体埋入这些壁面的内部等即可。
蒸镀颗粒产生单元11中的加热容器(例如坩埚)的温度优选为能够使蒸镀材料变成气体的温度、例如200~400℃的范围内,在蒸镀材料例如为羟基喹啉铝配位化合物(Alq3)的情况下,优选为250℃~270℃的范围内。
另外,配管12、蒸镀颗粒扩散单元20、第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51的温度,具体而言是配管12、蒸镀颗粒扩散室21、各蒸镀喷嘴32、52和空间部43的温度,优选全部被加热至优选与蒸镀材料变成气体的温度相比足够高的温度(例如400℃),使得蒸镀材料不会附着。
从蒸镀颗粒扩散单元20供给至蒸镀颗粒射出单元30的蒸镀颗粒301中的从开口部45向外部放出的蒸镀颗粒301以外的蒸镀颗粒301,从蒸镀喷嘴32经由空间部43通过蒸镀喷嘴52而从蒸镀源10射出。
在蒸镀颗粒射出单元30中,利用第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51的法线方向(即Z轴方向)上的各蒸镀喷嘴32、52的物理的喷嘴长度d3、d13改善蒸镀颗粒301的直线性。
此时,在上述蒸镀源10中,在上述蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52之间设置有空间部43,并且设置有开口部45,该开口部45成为将该空间部43与作为真空空间的真空腔室内空间2a连接的连接口,由此,上述空间部43的压力自然而然地下降。
其结果,上述空间部43内的压力成为比蒸镀颗粒产生单元11、配管12、蒸镀颗粒扩散单元20和第一喷嘴单元31内的压力低但是比真空腔室内空间2a的压力高的压力。
因此,采用本实施方式,在上述蒸镀颗粒射出单元30中,由于其物理结构,就物理现象方面而言,成为蒸镀喷嘴32内的压力>空间部43内的压力>蒸镀喷嘴52内的压力>真空腔室内空间2a的压力。
因此,利用上述蒸镀源10,在上述蒸镀颗粒射出单元30的射出蒸镀颗粒301的最末段,能够使作为蒸镀颗粒301向外部的出口(射出口)的蒸镀喷嘴52与真空腔室内空间2a的压力差(换言之,蒸镀颗粒301射出前后的压力差)变小,能够抑制上述出口处的蒸镀颗粒301的散射。其结果,能够向所希望的射出方向高效率地射出蒸镀颗粒301。
另外,通过改变上述空间部43的温度,也能够改变上述空间部43的压力。然而,在只改变上述空间部43的温度的情况下,压力控制范围小。
在本实施方式中,如上所述,通过设置将上述空间部43和真空腔室内空间2a连接的开口部45,能够使上述空间部43内的压力直接从上述开口部45释放。因此,采用本实施方式,通过设置上述开口部45,能够直接并且动态地改变空间压力。
另外,在本实施方式中,如上所述,通过对上述蒸镀源10进行加热控制,使上述蒸镀喷嘴32、空间部43、蒸镀喷嘴52成为一定温度(即相同的温度)。
此外,蒸镀颗粒扩散单元20内的压力优选为数Pa,上述空间部43内的压力优选为1×10-1Pa~1×10-3Pa,真空腔室内空间2a的压力优选为1×10-3Pa以下(其中,空间部43内的压力>真空腔室内空间2a的压力)。
另外,当在各蒸镀喷嘴32、52的出口与入口压力差大时,存在蒸镀颗粒301的散射变多的趋势。因此,蒸镀喷嘴32的出口与入口的压力差优选为10~1000倍的范围内,希望蒸镀喷嘴52的出口与入口的压力差为10~100倍的范围内。
(基板搬送装置3)
基板搬送装置3保持被成膜基板200,并且包括未图示的电动机,通过基于来自未图示的控制部中的电动机驱动控制部的信号驱动电动机,使被成膜基板200移动。
在本实施方式中,如图3所示,在将被成膜基板200保持为其被成膜面201面向蒸镀掩模80的掩模面的状态下,在Y轴方向上搬送(在线搬送)被成膜基板200使其在蒸镀掩模80上通过,从而进行蒸镀材料的蒸镀。
作为基板搬送装置3,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。
(蒸镀掩模80)
蒸镀掩模80是作为其主面的掩模面与XY平面平行的板状物。在本实施方式中,如图3所示,以Y轴方向为扫描方向进行扫描蒸镀。因此,使用至少Y轴方向的尺寸小于被成膜基板200的蒸镀掩模80。
在蒸镀掩模80的主面上,设置有多个掩模开口81(开口部)。掩模开口81是贯通口,蒸镀时作为使蒸镀颗粒301(蒸镀材料)通过的通过部发挥作用。另一方面,蒸镀掩模80中的掩模开口81以外的区域是非开口部82,蒸镀时作为遮断蒸镀颗粒301的流动的遮断部发挥作用。
各掩模开口81与要在被成膜基板200上形成的各蒸镀膜302的图案的一部分对应地设置。作为蒸镀膜302的图案成膜,在如上所述进行有机EL元件的各色的发光层的分涂形成的情况下,掩模开口81依照与这些各色的发光层的X轴方向的尺寸和间距而形成。
此外,在图3中,列举多个槽状的掩模开口81呈二维状排列设置的情况为例进行了图示。然而,本实施方式并不限定于此,在上述蒸镀掩模80上,可以依照规定的蒸镀膜图案形成有无数的掩模开口81,例如可以在X轴方向上排列设置有多个沿Y轴方向延伸的狭缝状的掩模开口81。
通过使用蒸镀掩模80,只有通过掩模开口81的蒸镀颗粒301到达被成膜基板200,在被成膜基板200上形成与掩模开口81相应的图案的蒸镀膜302。在本实施方式中,使用上述的蒸镀掩模80,一边对被成膜基板200在Y轴方向上进行扫描一边进行蒸镀,由此在被成膜基板200上形成条状的蒸镀膜302。
此外,在上述蒸镀材料为有机EL显示装置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可以按照发光层的每种颜色进行。
被成膜基板200上的不想使蒸镀颗粒附着的部分被闸门60和未图示的防附着板等覆盖。
作为蒸镀掩模80,例如可以适当使用金属制的掩模,但是并不限定于此,也可以是树脂制或陶瓷制的掩模,也可以是使用这些材料的复合掩模。
另外,蒸镀掩模80可以直接使用,也可以为了抑制自重弯曲而在施加有张力的状态下固定在未图示的掩模框上。掩模框在俯视时,其外形与蒸镀掩模80相同,或者形成为比蒸镀掩模80大一圈的矩形状。此外,在俯视时是指从与蒸镀掩模80的主面垂直的方向(即与Z轴平行的方向)观看时。
(限制板单元70)
蒸镀颗粒射出单元30与作为蒸镀颗粒产生源的蒸镀颗粒产生单元11一体地设置在蒸镀源10中,承担将蒸镀颗粒301向规定的方向射出的作用,而限制板单元70与蒸镀源10隔开间隔地设置,承担控制从蒸镀颗粒产生单元11放出后的蒸镀颗粒301的流动并改变蒸镀颗粒301的飞散方向的作用。因此,限制板单元70不特别需要压力条件。
限制板单元70包括在俯视时分别与Y轴平行地延伸设置、在X轴方向上彼此隔开间隔并且以相同间距彼此平行地排列有多个的多个限制板72。这些限制板72分别由相同尺寸的板状部件形成。
另外,在俯视时,在X轴方向上相邻的限制板72之间,分别形成有在上下方向上贯通的限制板开口71(贯通口)。
保持各限制板72的方法,只要能够将各限制板72的相对位置和姿势维持一定,就没有特别限定。限制板单元70可以具有以下的构成:包括连结并保持这些限制板72的未图示的保持体部,各限制板72通过螺钉固定或者焊接等被固定在该保持体部。另外,限制板单元70,如后述的图7所示,多个限制板开口71沿着X轴方向以一定间距设置在以XY平面为主面的在俯视时为矩形状的一块板上,由此,设置在相邻的限制板开口71之间的限制板72可以是沿着X轴方向以一定间距排列的块状的单元。
在图3中,省略了保持体部的图示,但是限制板单元70在俯视时具有与蒸镀掩模80相同、或者其以上的大小的外形。
限制板开口71的间距与蒸镀源10中的蒸镀喷嘴52的间距相同,且限制板开口71和蒸镀喷嘴52配置成具有一对一的关系。
另一方面,限制板开口71的间距形成得比掩模开口81的间距大,在俯视时,在X轴方向上相邻的限制板72之间配置有多个掩模开口81。
限制板单元70利用各限制板72将蒸镀掩模80与蒸镀源10之间的空间划分为包括限制板开口71的多个蒸镀空间,从而限制从蒸镀源10射出的蒸镀颗粒301的通过角度。
从蒸镀喷嘴52射出的蒸镀颗粒301通过限制板开口71和掩模开口81,到达被成膜基板200。
从蒸镀喷嘴52射出的蒸镀颗粒301通过限制板开口71,由此,入射到被成膜基板200的蒸镀颗粒301的角度被限制在一定的角度以下。
在使用限制板单元70进行扫描蒸镀的情况下,具有比被限制板72限制的蒸镀颗粒301的扩展角度大的射出角度的蒸镀颗粒301被限制板72阻断(捕捉)。
因此,入射到限制板单元70的蒸镀颗粒301的扩展角越小,通过限制板开口71的蒸镀流的量越增加,材料利用效率越提高。
在本实施方式的蒸镀源10中,配置有具有蒸镀喷嘴32、52等蒸镀喷嘴的多段的喷嘴单元(例如第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51)。
因此,蒸镀流的指向性高,与以往相比,通过限制板开口71的蒸镀颗粒301的比例增大。因此,与以往相比,蒸镀材料的材料利用效率提高。
另外,只利用通过限制板开口71的蒸镀颗粒301在被成膜基板200上形成蒸镀膜302,因此,能够改善在被成膜基板200上形成的成膜图案的膜厚分布。因此,能够在被成膜基板200上高精度地形成蒸镀膜302。
在本实施方式中,蒸镀喷嘴32、52和限制板开口71以在俯视时各自的开口中心(中心轴)一致的方式分别重叠地形成。因此,能够更高精度地抑制蒸镀流的扩展。
但是,如图3所示,在本实施方式中,蒸镀喷嘴32、52和限制板开口71在俯视时的开口尺寸彼此不同。
另外,限制板开口71的大小只要根据被成膜基板200的大小和要形成的成膜图案适当设定即可,没有特别限定。
为了遮蔽倾斜成分的蒸镀颗粒301,不对限制板单元70进行加热而使其保持为室温,或者优选利用未图示的冷却机构(热交换器)对限制板单元70进行冷却。因此,限制板72成为比蒸镀喷嘴32、52低的温度。这样,通过设置对限制板72进行冷却的冷却机构,能够固化并捕捉与限制板72接触的与Z轴不平行的不需要的蒸镀颗粒301。因此,能够使蒸镀颗粒301的行进方向与被成膜基板200的法线方向更加接近。
此外,作为上述冷却机构,没有特别限定,希望是使冷却水循环而进行水冷的水冷型的冷却机构。即,希望上述限制板单元70(限制板72)是水冷型的限制板单元(水冷型的限制板72)。
(闸门60)
另外,为了对从蒸镀源10射出的蒸镀颗粒301到达蒸镀掩模80进行控制,在蒸镀掩模80与蒸镀源10之间,在本实施方式中是在限制板单元70与蒸镀源10之间,设置有决定是否使蒸镀颗粒301通过而向被成膜基板200去的闸门60。
在使蒸镀速率稳定化时和不需要蒸镀时,闸门60妨碍蒸镀颗粒301的射出路径,使得蒸镀颗粒301不到达被成膜基板200。
闸门60设置成能够利用未图示的闸门作动装置使其例如在蒸镀掩模80与蒸镀源10之间进退。
闸门作动装置保持闸门60,并且基于来自未图示的控制部的蒸镀结束(OFF)信号/蒸镀开始(ON)信号使闸门60作动。
通过使闸门作动装置作动从而如图3所示将闸门60适当插入限制板单元70与蒸镀源10之间,能够防止在被成膜基板200的多余的部分(非成膜区域203)的蒸镀。
<蒸镀膜制造方法>
接着,作为使用上述蒸镀源10的蒸镀方法,对蒸镀膜302的制造方法(成膜方法)进行说明。
在本实施方式中,作为成膜方式,使用一边对被成膜基板200进行扫描一边进行成膜的扫描成膜方式,使蒸镀源10和被成膜基板200以Y轴方向成为扫描方向的方式相对移动来进行扫描蒸镀。
更具体而言,在本实施方式中,使用一边搬送被成膜基板200一边进行成膜的基板搬送成膜方式进行成膜。即,在本实施方式中,如上所述,蒸镀装置100在蒸镀源10与被成膜基板200之间包括闸门60、限制板单元70和蒸镀掩模80,从而蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10分别被固定在真空腔室2的任一内壁上,通过使用基板搬送装置3使被成膜基板200相对于蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对移动,一边对被成膜基板200进行扫描一边进行蒸镀(扫描蒸镀)。此时,通过将闸门60适当插入限制板单元70与蒸镀源10之间,防止在被成膜基板200的多余的部分(非成膜区域203)的蒸镀。
因此,在本实施方式中,首先,使蒸镀源10、闸门60、限制板单元70、蒸镀掩模80和被成膜基板200隔开一定距离地相对配置。
此时,使用分别设置在蒸镀掩模80和被成膜基板200上的未图示的对准标记,进行蒸镀掩模80与被成膜基板200的相对的对位、即对准调整、和蒸镀掩模80与被成膜基板200之间的间隙的调整(间隙控制)。
另外,使用分别设置在蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10上的未图示的对准标记,进行被成膜基板200与蒸镀单元1的相对的对位,使得蒸镀掩模80与限制板单元70相对配置,并且蒸镀源10的蒸镀喷嘴52的中心轴(开口中心)与限制板单元70的限制板开口71的中心轴(开口中心)一致(对位工序)。
然后,在减压气氛(真空状态)下,使蒸镀颗粒301从蒸镀源10射出(蒸镀颗粒射出工序)。此时,当在开口部45设置有压力调整阀46的情况下,在蒸镀颗粒射出工序中,首先,在关闭压力调整阀46的状态下从蒸镀源10射出蒸镀颗粒301,由此确认成膜速率(成膜速率确认工序)。然后,打开压力调整阀46,使上述空间部43的压力低于夹着上述空间部43的喷嘴单元中作为蒸镀颗粒射出方向上游侧的喷嘴单元的第一喷嘴单元31中的蒸镀喷嘴32内的压力后,一边确认在被成膜基板200上形成的蒸镀膜302的膜厚分布(例如,在被成膜基板200的非成膜区域203形成的蒸镀膜302的膜厚分布),一边从蒸镀源10射出蒸镀颗粒301,由此对成膜速率进行调整(成膜速率调整工序)。
接着,通过使被成膜基板200在俯视时沿着扫描方向(即,与蒸镀喷嘴52和限制板开口71的配置方向垂直的Y轴方向)移动,一边使被成膜基板200相对于蒸镀单元1相对移动,一边使蒸镀颗粒301附着在被成膜基板200的被成膜区域202(附着工序)。
此时,在本实施方式中,在上述附着工序中,一边利用开口部45释放空间部43内的压力,一边从蒸镀喷嘴32经由空间部43,最终利用蒸镀喷嘴52向被成膜基板200射出蒸镀颗粒301(蒸镀流)。
因此,在本实施方式中,在上述附着工序中,蒸镀颗粒射出单元30中的蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52之间的空间部43比夹着上述空间部43位于蒸镀颗粒射出方向上游侧的蒸镀喷嘴32内的压力低,比夹着上述空间部43位于蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴52的压力高。因此,蒸镀颗粒射出单元30内的压力具有蒸镀喷嘴32>空间部43>蒸镀喷嘴52>真空腔室内空间2a的关系,从蒸镀喷嘴32侧起,压力逐渐变小。
这样,采用本实施方式,能够使蒸镀颗粒射出单元30内的压力沿着射出路径逐渐接近真空腔室内空间2a的压力。其结果,能够使蒸镀颗粒301的从蒸镀源10的出口附近的压力差、即蒸镀源10的与真空腔室内空间2a的边界部的与真空腔室内空间2a的压力差变小,能够抑制上述蒸镀喷嘴52的出口处的蒸镀颗粒301的散射。
因此,采用本实施方式,由上述散射导致的浪费的蒸镀颗粒301变少,能够使向规定的方向射出的蒸镀颗粒301变多。因此,采用本实施方式,与以往相比,能够提高材料利用效率。
此外,如上所述,在上述附着工序中,对被成膜基板200上的蒸镀膜302的成膜没有贡献的从开口部45放射的蒸镀颗粒301,被蒸镀颗粒回收部件14回收并被再利用。
另外,在本实施方式中,从蒸镀喷嘴52射出的蒸镀颗粒301,由限制板单元70进一步遮断不需要成分,飞来方向成为一定。然后,通过具有多个掩模开口81的蒸镀掩模80,在被成膜基板200上以正确的规则进行图案成膜。因此,蒸镀颗粒301的指向性高,能够形成高精细的蒸镀膜302。
另外,利用上述的方法,通过使用上述蒸镀装置100进行扫描蒸镀,能够使蒸镀掩模80的尺寸变小,因此,能够高精度地进行图案成膜。另外,利用上述的方法,能够利用小的蒸镀掩模80在大型的被成膜基板200上进行图案成膜。
<效果>
以下,使用膜厚分布的测定结果对本实施方式的蒸镀源10的效果进行具体说明。但是,在以下的测定中使用的蒸镀源10中的各构成要素的尺寸、形状、蒸镀材料等只是一个具体例,不应当利用这些示例限定解释本发明的范围。
(膜厚分布)
已知膜厚分布通常可利用n值进行评价。n值是定量地表示材料固有的成膜状态(在真空腔室2内的飞散/扩散状态)的值,是表示从蒸镀喷嘴射出的蒸镀颗粒301的分布(换言之,蒸镀喷嘴的指向性)的参数。以下,对n值进行说明。
图4的(a)~(c)是用于对n值的导出进行说明的图。
如图4的(a)和(b)所示,在考虑平面上的点蒸镀源(蒸镀喷嘴,以下记为“蒸镀喷嘴10A”)的情况下,其蒸镀流密度的分布Φ(α)根据Lambert余弦定律可由下式(1)表示:
Φ(α)=Φ0×cosα‥(1)。
然而,实际上,由于蒸镀表面不是平面或者蒸镀喷嘴10A的喷嘴壁等的影响,分布受到限制。
在图4的(a)所示的相对于蒸镀喷嘴10A的正上方向的角度α不是极端大而蒸镀喷嘴10A足够小的情况下,来自蒸镀喷嘴10A的蒸镀流密度的分布Φ(α)可由下式(2)近似:
Φ(α)=Φ0×cosnα‥(2)。
因此,例如半径L0的球面上的蒸镀速度Rsp(α),在将蒸镀喷嘴10A正上方的蒸镀速度设为R0时,可由下式(3)表示:
Rsp(α)=R0×cosnα‥(3)。
将其如图4的(b)所示置换为被成膜基板200上的速率的情况下,要乘以距离的增大量cos2α和角度修正量cosα。因此,相对于蒸镀喷嘴10A正上方向的角度α的位置的被成膜基板200上的每单位面积、单位时间的蒸镀量(蒸镀速度)R(α)成为下式(4):
R(α)=R0×cosnα×cos2α×cosα=R0×cosn+3α‥(4)。
在此,蒸镀喷嘴10A本身的性能为n值。另外,“+3”的成分是由几何成分引起的。
因此,如图4的(c)所示,将相对于蒸镀喷嘴10A正上方向的角度θ的位置的被成膜基板200上的膜厚设为t、将蒸镀喷嘴10A正上方的被成膜基板200上的膜厚设为t0时,n值可由下式(5)导出:
t/t0=cosn+3θ‥(5)。
由上述式(5)可知,在被成膜基板200上蒸镀的蒸镀膜302的厚度,如图4的(c)所示,在喷嘴正上方最大,随着远离蒸镀喷嘴10A正上方而变小。另外,上述n值如上所述表示蒸镀喷嘴10A的指向性,因此,上述n值越大意味着指向性越高。因此,可以说,n值越大,从该蒸镀喷嘴10A射出的蒸镀颗粒301所形成的蒸镀膜302的膜厚分布越不均匀。
(膜厚分布的测定条件)
膜厚分布如以下那样测定:使蒸镀源10与被成膜基板200相对配置,在彼此静止的状态下进行成膜,使设定膜厚(蒸镀喷嘴52的正上方的蒸镀膜302的膜厚)为200nm,使用公知的椭圆偏振计,以每1mm的测定间距对利用从1个蒸镀喷嘴52射出的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的膜厚进行光学测定。此外,蒸镀源10与被成膜基板200之间的距离为200mm。
蒸镀材料使用作为有机材料的羟基喹啉铝配位化合物(Alq3),被成膜基板200使用玻璃基板。
另外,测定中使用的蒸镀源10中的蒸镀喷嘴32、52的与Y轴方向平行的第一边32a、52a的长度(Y轴方向的开口宽度d1、d11)分别为60mm。另外,蒸镀喷嘴32、52的与X轴方向平行的第二边32b、52b的长度(X轴方向的开口宽度d2、d12)分别为3mm。由此,各蒸镀喷嘴32、52的开口面积成为180mm2。蒸镀喷嘴32、52的与Z轴方向平行的第三边32c、52c的长度(深度、喷嘴长度d3、d13)分别为60mm。
另外,空间部43的Z轴方向的高度(即蒸镀喷嘴32、52之间的距离)为30mm,X轴方向的长度为180mm,Y轴方向的长度为100mm。另外,通过使开口部45的大小为2mm×4mm(与Z轴方向平行的边的长度×与Y轴方向平行的边的长度),使各开口部45的开口面积为8mm2,使开口部45的总开口面积为16mm2。由此,使空间部43的开口部45的总开口面积为夹着该空间部43的喷嘴单元中作为蒸镀颗粒射出方向下游侧的喷嘴单元(即最上段的喷嘴单元)的第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积(180mm2)的1/10以下。
另外,蒸镀颗粒扩散单元20的大小(筒尺寸),直径为200mm,X轴方向(圆筒轴方向)的长度为200mm。
另外,蒸镀颗粒扩散单元20内的压力为数Pa,上述空间部43内的压力为1×10-1Pa~1×10-3Pa,真空腔室内空间2a的压力为1×10-3Pa以下。
另外,蒸镀颗粒产生单元11中的加热容器(坩埚)的温度为250℃~270℃的范围内,各蒸镀喷嘴32、52、空间部43、蒸镀颗粒扩散室21、配管12由加热器加热至400℃,使得温度比蒸镀材料变成气体的温度足够高,使得蒸镀材料不会附着在各蒸镀喷嘴32、52上。
(膜厚分布的测定结果)
图5的(a)是示意性地表示由图1中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的膜厚分布的图。另外,图5的(b)是示意性地表示由图1中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的膜厚分布的图。
此外,在图5的(a)和(b)中,X轴和Y轴表示在俯视时距作为蒸镀颗粒301的射出源的蒸镀喷嘴52的中心轴的位置(单位:mm),零(0)表示上述中心轴的正上方的位置。另外,Z轴表示蒸镀膜302的膜厚(单位:μm)。
另外,图6是表示本实施方式的蒸镀源10的效果的图。
图6中粗线所示的曲线表示使用本实施方式的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能(即cosn+3值与蒸镀源距离的关系)。
此外,在图6中,对于cosn+3值,将被成膜基板200上的形成的蒸镀膜302的最大值(即1个蒸镀喷嘴52或蒸镀喷嘴32的正上方位置的cosn+3值)设为1,将X轴方向上的各区域的膜厚标准化来表示。另外,蒸镀源距离表示被成膜基板200上的距1个蒸镀喷嘴52或蒸镀喷嘴32的中心轴的正上方位置的X轴方向的距离。
即,上述粗线所示的曲线是将由图1中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图6中虚线所示的曲线表示使用只设置有1段蒸镀喷嘴(具体而言,只设置有蒸镀喷嘴32)的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的被成膜基板200的X轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴32的膜厚分布性能。即,上述虚线所示的曲线是将由图1中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图6中细线所示的曲线表示使用压力调整单元41中没有设置开口部45的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的被成膜基板200的X轴方向截面上的1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能。即,上述细线所示的曲线是将如专利文献1那样,在蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)与蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)之间的空间部43除了与蒸镀喷嘴32、52的连接部以外被密闭的情况下,由通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
在以Y轴方向为被成膜基板200的扫描方向进行扫描蒸镀的情况下,利用从蒸镀喷嘴52射出的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302成为沿Y轴方向延伸的条状图案。因此,Y轴方向成为成膜方向,因此,在Y轴方向上散射的蒸镀颗粒301有助于成膜。因此,Y轴方向的膜厚分布即使宽,也不会像X轴方向上的膜厚分布那样成为问题。
另一方面,X轴方向成为对蒸镀材料进行分涂的方向。在X轴方向上散射的蒸镀颗粒301成为成膜模糊和混色的原因,向真空腔室内空间2a飞散而导致材料利用效率下降。因此,希望在X轴方向上尽可能地抑制蒸镀颗粒301的扩展。
特别是在如上所述使用扫描蒸镀法进行扫描成膜的情况下,为了控制蒸镀流,优选如图3所示,在蒸镀源10上配置具有限制板72的限制板单元70,在其上配置蒸镀掩模80。因此,当X轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布变宽时,由这些限制部件进行的蒸镀流控制变多,有助于成膜的材料利用效率进一步变低。
由图5的(a)、(b)和图6可知,通过在蒸镀源10中设置多段的蒸镀喷嘴32、52,并且在包围蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43的压力调整单元41的侧壁44设置将上述空间部43和真空腔室内空间2a连接的开口部45,X轴方向的膜厚分布变窄(尖锐、陡峭)。
膜厚分布窄时,材料利用效率提高,并且膜厚分布少,可得到均匀的膜的蒸镀膜302。
另外,根据对图6中细线所示的曲线和虚线所示的曲线进行比较的结果可知,在没有设置上述开口部45的情况下,即在蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43除了与蒸镀喷嘴32、52的连接部以外被密闭的情况下,蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布与由通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布没有大的差异。
即,在没有设置上述开口部45的情况下,即在蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43除了与蒸镀喷嘴32、52的连接部以外被密闭的情况下,上述空间部43只是作为配管(喷嘴)的中间部分发挥作用。因此,在没有设置上述开口部45的情况下,散射后的蒸镀颗粒301从第一段蒸镀喷嘴32流入第二段蒸镀喷嘴52,由此,仅是喷嘴长度变长,结果,只是得到反映了位于射出方向下游的最末段的蒸镀喷嘴52的形状的膜厚分布。
因此,在专利文献1中,将具有控制板506作为限制蒸镀颗粒301的飞来方向的部件的蒸镀流控制层重叠,但是在这些蒸镀流控制层之间不存在与外部连通的空间,因此,在蒸镀颗粒301向外部的出口处,真空腔室内空间与由控制板506形成的喷嘴的压力差大,结果会发生颗粒散射。因此,在专利文献1中,相对于蒸镀颗粒射出方向,倾斜方向的蒸镀颗粒成分多,材料利用效率低。
因此可知,采用本实施方式,通过使用本实施方式的蒸镀源10,能够抑制最末段的蒸镀喷嘴52的出口处的蒸镀颗粒301的散射,与以往相比,能够提高材料利用效率,并且能够提高蒸镀颗粒301的平行性(准直性)。
另外,可知,采用本实施方式,能够提高蒸镀颗粒301的平行性,因此,蒸镀颗粒301的指向性高,能够进行高精度的蒸镀,能够形成高精细的蒸镀膜302。
<变形例>
图7是表示本变形例的一个例子的蒸镀装置100的主要部分的概略结构的立体图。此外,在图7中,为了便于图示,也将蒸镀喷嘴32、52的数量、限制板开口71的数量、掩模开口81的数量等部分省略,并且将各构成要素的形状简化地表示。
以下,参照图1~图3和图7对本实施方式的变形例进行说明。
(蒸镀源10的配置)
如上所述,在本实施方式中,列举如下的情况进行了说明:蒸镀源10包括蒸镀源主体13、配管12和蒸镀颗粒产生单元11,其中,配管12的一部分和蒸镀颗粒产生单元11设置在真空腔室2的外部。
然而,本实施方式并不限定于此,也可以构成为蒸镀源主体13、配管12和蒸镀颗粒产生单元11分别配置在真空腔室2内(即,蒸镀源10整体配置在真空腔室2内)。
(蒸镀源10的构成的变形例1)
另外,在本实施方式中,列举在蒸镀源主体13以外另外设置有蒸镀颗粒产生单元11、且蒸镀源主体13与蒸镀颗粒产生单元11由配管12连接的情况为例进行了说明。然而,蒸镀颗粒产生单元11,也可以例如如图7中虚线所示,设置在蒸镀源主体13内。例如,通过在蒸镀颗粒扩散室21内收容在内部收容蒸镀材料300的坩埚等加热容器和加热器作为蒸镀颗粒产生单元11,蒸镀颗粒扩散单元20(蒸镀颗粒扩散室21)可以作为蒸镀颗粒产生部兼蒸镀颗粒扩散部发挥作用。另外,在蒸镀颗粒扩散室21内收容有蒸镀颗粒产生单元11的情况下,不需要设置配管12和蒸镀颗粒导入口22。在该情况下,也是蒸镀源10整体配置在真空腔室2内。
(蒸镀源10的构成的变形例2)
另外,在本实施方式中,列举第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51分别为块状的单元且一体化为蒸镀颗粒射出单元30的情况为例进行了说明。
然而,上述蒸镀颗粒射出单元30并不限定于此,例如也可以在中空的容器的顶壁和底壁具有贯通口作为蒸镀喷嘴32、52,并且具有在该中空的容器的侧壁(外壁)上设置有将蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43和真空腔室内空间2a连接的开口部45的形状。另外,上述蒸镀颗粒射出单元30也可以具有框体内部被多个控制板33、53划分的结构。
(蒸镀源10的构成的变形例3)
另外,在本实施方式中,列举上述蒸镀颗粒射出单元30包括第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51作为多段的喷嘴部(蒸镀喷嘴部)的情况为例进行了说明。然而,上述多段的喷嘴部也可以包括3段以上的喷嘴部(喷嘴单元)。在该情况下,希望在各段的喷嘴部的蒸镀喷嘴之间,分别设置有不经由各段的蒸镀喷嘴而与真空腔室内空间2a连接的空间部,在包围该空间部的侧壁44(外壁)的一部分设置有将该空间部和真空腔室内空间2a连接的开口部。此外,在该情况下,也希望在将上述空间部和真空腔室内空间2a连接的开口部设置有压力调整阀46,并希望从上述开口部直接放出到外部或者经由压力调整阀46放出到外部的蒸镀颗粒301被蒸镀颗粒回收部件14回收。
(蒸镀源10的构成的变形例4)
另外,在图1~图3中,列举蒸镀颗粒扩散单元20具有筒形状(圆筒形状)的情况为例进行了图示。然而,蒸镀颗粒扩散单元20的形状并不限定于此,只要在内部包括蒸镀颗粒扩散室21作为使蒸镀颗粒301扩散的扩散空间,其形状就没有特别限定。因此,蒸镀颗粒扩散单元20也可以例如如图7所示,是外形为四棱柱状的中空的容器。另外,作为上述四棱柱状,可以为长方体状,也可以为立方体状。
(蒸镀源10的构成的变形例5)
另外,在本实施方式中,列举送出口26与蒸镀喷嘴32、52在俯视时具有相同的形状且分别以中心轴(开口中心)一致的方式彼此重叠地设置的情况为例进行了说明。然而,送出口26的形状和大小并不限定于此,也可以形成为1个送出口26与多个蒸镀喷嘴32(例如全部蒸镀喷嘴32)相对。因此,上述送出口26也可以具有将多个(例如全部)上述蒸镀喷嘴32连结的形状。
(蒸镀源10的构成的变形例6)
另外,在本实施方式中,列举在各段的喷嘴部(例如第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51)中,蒸镀喷嘴(例如蒸镀喷嘴32、52)分别在X轴方向上排列设置有多个的情况为例进行了说明。在这样在各段的喷嘴部中在X轴方向上排列设置有多个蒸镀喷嘴的情况下,能够利用1个蒸镀源10在被成膜基板200上在X轴方向上形成多个蒸镀膜302。因此,即使对大型的被成膜基板200,也能够高效率地形成蒸镀膜302。
然而,本实施方式并不限定于此,只要在各段的喷嘴部中设置有至少1个蒸镀喷嘴(例如蒸镀喷嘴32、52)即可。根据在静止成膜状态下对从1个蒸镀喷嘴52射出的蒸镀膜302的膜厚分布进行测定而得到的图5和图6所示的结果,可知:通过如上所述在各蒸镀喷嘴之间的空间部43设置开口部45,即使在蒸镀源10具有在各段的喷嘴部只设置有1个蒸镀喷嘴的结构的情况下,也能够得到本实施方式中记载的效果。
(蒸镀装置100的概略结构和蒸镀膜制造方法的变形例1)
另外,在本实施方式中,列举以下的情况为例进行了说明:蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10分别固定在真空腔室2的任一内壁上,使用基板搬送装置3,使被成膜基板200相对于蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对移动,由此,一边对被成膜基板200进行扫描,一边进行蒸镀(扫描蒸镀)。
然而,本实施方式并不限定于此,例如也可以将被成膜基板200固定,例如使蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10以Y轴方向成为扫描方向的方式相对于被成膜基板200相对移动。另外,例如也可以使蒸镀掩模80、限制板单元70及蒸镀源10与被成膜基板200分别以Y轴方向成为扫描方向的方式相对于另一者相对移动。
在这些情况下,蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10可以被单元化为蒸镀单元1。在蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10被单元化为1个蒸镀单元(蒸镀单元1)的情况下,这些蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10例如(i)可以利用刚性的部件彼此固定;(ii)也可以具有独立的结构,且控制动作作为一个单元而动作。
即,在本实施方式中,可以使蒸镀单元1和被成膜基板200中的至少一者以Y轴方向成为扫描方向的方式相对于另一者相对移动。
另外,也可以利用同一个保持部件保持蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10并且在该保持部件上安装将闸门作动装置(闸门移动装置),由此,形成为蒸镀掩模80、限制板单元70、闸门60和蒸镀源10被相同的保持部件(保持件)保持的结构。换言之,上述蒸镀单元1也可以包括闸门60。
在如上所述使蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对于被成膜基板200相对移动的情况下,蒸镀装置100可以还包括使这些蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对于被成膜基板200相对移动的未图示的搬送装置(移动装置)。
例如,在上述蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10被分别的保持部件(即蒸镀掩模保持部件、限制板单元保持部件、蒸镀源保持部件)保持的情况下,蒸镀装置100例如可以还包括蒸镀掩模搬送装置、限制板单元搬送装置、蒸镀源搬送装置作为使这些蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对于被成膜基板200各自分别相对移动的搬送装置。这些蒸镀掩模搬送装置、限制板单元搬送装置、蒸镀源搬送装置利用未图示的控制部控制其动作,使得蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10的位置关系固定。
另外,在上述蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10被单元化为一个蒸镀单元的情况下,蒸镀装置100可以还包括使该蒸镀单元相对于被成膜基板200相对移动的未图示的蒸镀单元搬送装置(蒸镀单元移动装置)。
作为这些搬送装置,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。
此外,在将被成膜基板200固定而使蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10相对于被成膜基板200相对移动的情况下,不需要设置基板搬送装置3。
(蒸镀装置100的概略结构和蒸镀膜制造方法的变形例2)
另外,在本实施方式中,列举Y轴方向上的蒸镀掩模80的长度比Y轴方向上的被成膜基板200的长度短且蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10的位置关系固定(即,X轴、Y轴、Z轴的全部轴向的彼此的位置关系固定)的情况为例进行了说明。
然而,本实施方式并不限定于此,也可以具有以下的结构:蒸镀掩模80与被成膜基板200在俯视时具有大致相同的大小(例如相同的大小),且被成膜基板200和蒸镀掩模80接触配置。在该情况下,(i)限制板单元70可以如图3所示,具有Y轴方向上的限制板72的长度比Y轴方向上的被成膜基板200的长度短且限制板单元70与蒸镀源10的位置关系固定的结构;(ii)虽然未图示,但是可以具有与蒸镀掩模80和被成膜基板200在俯视时大致相同的大小(例如相同的大小)。
在被成膜基板200和蒸镀掩模80在俯视时具有大致相同的大小且限制板单元70与蒸镀源10的位置关系固定的情况下,通过使(i)被成膜基板200和蒸镀掩模80与(ii)限制板单元70和蒸镀源10中的至少一者相对于另一者相对移动,能够进行扫描蒸镀。
另外,在被成膜基板200、蒸镀掩模80和限制板单元70在俯视时具有大致相同的大小的情况下,通过使(i)被成膜基板200、蒸镀掩模80和限制板单元70与(ii)蒸镀源10中的至少一者相对于另一者相对移动,能够进行扫描蒸镀。
另外,在被成膜基板200和蒸镀掩模80在俯视时具有大致相同的大小的情况下,各掩模开口81可以与要在被成膜基板200上形成的各蒸镀膜302的图案对应地设置。
(蒸镀装置100的概略结构和蒸镀膜制造方法的变形例3)
另外,在图2中,列举呈二维状排列设置有多个槽状的掩模开口81的情况为例进行了图示。然而,作为如上所述在X轴方向上排列设置有多个沿Y轴方向延伸的狭缝状的掩模开口81的例子,蒸镀掩模80也可以具有图7所示的结构。另外,在图2和图7中,列举蒸镀掩模80具有至少沿X轴方向设置的多个掩模开口81的情况为例进行了图示,但是上述蒸镀掩模80也可以是只设置有1个掩模开口81的所谓的开放式掩模。在该情况下,也能够抑制蒸镀颗粒301的散射,因此,也能够得到本实施方式的效果。
(蒸镀膜制造方法的其他的变形例)
本实施方式的蒸镀源10,如上所述适合用于扫描蒸镀。然而,并不限定于此,本实施方式的蒸镀源10也能够适合用于(i)将被成膜基板200、蒸镀掩模80、限制板单元70和蒸镀源10的位置关系分别固定而进行蒸镀的方法;或者(ii)通过使蒸镀掩模80相对于被成膜基板200依次移动且每次都使它们密合(接触)而进行成膜的步进蒸镀。在该情况下,采用本实施方式,与以往相比,能够提高至少X轴方向的膜厚分布。另外,采用本实施方式,通过在空间部43设置开口部45,能够抑制各蒸镀喷嘴32、52的出口处的蒸镀颗粒301的散射,因此,与没有设置上述开口部45的情况相比,在Y轴方向上也能够改善膜厚分布。
但是,在使用上述(i)或(ii)所记载的蒸镀方式的情况下,希望例如如后述的实施方式3或4所示,改变俯视时的蒸镀喷嘴32、52的开口形状,使得X轴方向和Y轴方向的指向性均提高。
(向下沉积)
另外,在本实施方式中,列举使蒸镀颗粒从下方向上方去从而向上沉积的情况为例进行了说明。然而,本实施方式并不限定于此,也可以使蒸镀颗粒从上方向下方去而蒸镀(向下沉积)在被成膜基板200上。
在该情况下,以被成膜基板200、蒸镀掩模80、限制板单元70、闸门60、蒸镀源10的配置相反的方式设置保持这些构成要素的保持部件,并且以蒸镀颗粒射出单元30位于蒸镀颗粒扩散单元20的下方的方式配置蒸镀源10。
在这样利用向下沉积进行蒸镀的情况下,即使没有为了抑制自重弯曲而使用静电卡盘等方法,也能够在被成膜基板200的整面上高精度地形成高精细的图案。
(蒸镀装置100的概略结构的其他的变形例)
另外,在本实施方式中,列举在蒸镀掩模80与蒸镀源10之间设置有限制板单元70和闸门60的情况为例进行了说明。然而,限制板单元70和闸门60并不一定需要。例如,在如上所述使被成膜基板200与蒸镀掩模80密合(接触)而进行蒸镀的情况下,可以省略限制板单元70和闸门60。
〔实施方式2〕
主要基于图8~图11的(a)和(b)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,对与实施方式1不同的方面进行说明,对与实施方式1所使用的构成要素具有相同的功能的构成要素标注相同的编号,并省略其说明。
<蒸镀源10的概略结构>
图8是表示本实施方式的蒸镀源10的概略结构的立体图。图9是表示图8所示的蒸镀源10的概略结构的平面图。图10是表示本实施方式的蒸镀装置100的主要部分的概略结构的立体图。
此外,在图8~图10中,为了便于图示,也将蒸镀喷嘴32、52的数量、限制板开口71的数量、掩模开口81的数量等部分省略,并将各构成要素的形状简化地表示。
本实施方式的蒸镀装置100,在蒸镀源10的第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51中,蒸镀喷嘴32的俯视时的开口形状与蒸镀喷嘴52的俯视时的开口形状不同,除此以外,与实施方式1的蒸镀装置100相同。其中,在本实施方式中,送出口26也与实施方式1同样,在俯视时为与蒸镀喷嘴32相同的形状,通过将送出口26的开口端和蒸镀喷嘴32的开口端彼此连接,送出口26与蒸镀喷嘴32连结。因此,严格地说,本实施方式的蒸镀源10中,送出口26的俯视时的开口形状(换言之,送出口26的俯视时的长轴方向)也与实施方式1的送出口26的俯视时的开口形状(送出口26的俯视时的长轴方向)不同。
在本实施方式中,蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52的配置方向相差90度。
各蒸镀喷嘴32,在俯视时以将Y轴方向作为长轴方向并且相邻的蒸镀喷嘴32沿着X轴方向位于一条直线上的方式,各蒸镀喷嘴32的长边与X轴平行、并且各蒸镀喷嘴32的短边彼此相对地设置。因此,各蒸镀喷嘴32形成为在俯视时与Y轴方向平行的第一边32a为短边、与X轴方向平行的第二边32b为长边的矩形状。
另一方面,各蒸镀喷嘴52,在俯视时,各蒸镀喷嘴52的长边与Y轴平行并且彼此相对地设置。因此,各蒸镀喷嘴52形成为在俯视时与Y轴方向平行的第一边52a为长边、与X轴方向平行的第二边52b为短边的矩形状。
在这样各蒸镀喷嘴32、52的俯视时的开口形状具有由长边和短边构成的矩形状的情况下,利用从各个蒸镀喷嘴32、52射出的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的膜厚分布,长边方向成为宽的膜厚分布,但是短边方向能够实现窄的膜厚分布。
因此,通过将各蒸镀喷嘴32、52的配置方向改变90度并隔着空间部43重叠地叠层,能够得到方形或四棱柱状的窄的膜厚分布。
因此,在本实施方式中,如图8和图9所示,将相同形状的蒸镀喷嘴32、52,将配置方向改变90度,隔着空间部43重叠地叠层。此时,如在实施方式1中说明的那样,X轴方向成为对蒸镀材料进行分涂的方向。因此,为了尽可能地抑制蒸镀颗粒301在X轴方向上的扩展,如上所述,希望作为向外部的射出口的蒸镀喷嘴52在俯视时具有以Y轴方向为长边、以X轴方向为短边的矩形状。
另外,如在实施方式1中说明的那样,在一边搬送被成膜基板200一边进行成膜的情况下,为了加快生产节拍时间,被成膜基板200的搬送方向上的蒸镀喷嘴的开口宽度(Y轴方向的开口宽度d1、d11)越长越优选,优选Y轴方向的开口宽度d1、d11比Z轴方向的喷嘴长度d3、d13长。
因此,以Y轴方向为长边的蒸镀喷嘴52的长边(即与Y轴方向平行的第一边52a)的长度(即蒸镀喷嘴52的Y轴方向的开口宽度d11)优选形成为比该蒸镀喷嘴52的Z轴方向的喷嘴长度d13长。
另外,如在实施方式1中说明的那样,在进行扫描蒸镀的情况下,Y轴方向成为成膜方向,因此,在Y轴方向上散射的蒸镀颗粒301有助于成膜。因此,Y轴方向的膜厚分布即使宽,也不会像X轴方向上的膜厚分布那样成为问题。
然而,在扫描蒸镀中,首先,从蒸镀源10射出蒸镀颗粒301,然后,一边射出蒸镀颗粒301一边使被成膜基板200与蒸镀单元1相对移动而进行蒸镀。然后,为了得到所希望的膜厚,沿着Y轴方向,使被成膜基板200的扫描方向反转而进行往复扫描,在同一部位进行多次蒸镀。
因此,即使在进行扫描蒸镀的情况下,也会在被成膜基板200的Y轴方向两端部,因蒸镀颗粒301的扩展而产生蒸镀材料的浪费。另外,无论是否进行扫描蒸镀,没有到达被成膜基板200上的被成膜区域202的蒸镀颗粒301都全部导致蒸镀材料的损失。特别地,构成有机EL元件中的有机层(有机EL层)的有机材料是具有导电性、载流子输送性、发光特性、热稳定性和电稳定性等的特殊的功能性材料,其材料单价非常高。
因此,从进一步提高蒸镀材料的利用效率的观点考虑,更希望在X轴方向和Y轴方向上都使蒸镀颗粒301的指向性提高而形成窄的膜厚分布。
<效果>
以下,使用膜厚分布的测定结果对本实施方式的蒸镀源10的效果进行具体说明。
(膜厚分布的测定条件)
另外,以下,除了如上所述将蒸镀喷嘴32、52的配置方向改变90度以外,与实施方式1同样操作,测定膜厚分布。
即,在本实施方式中,通过使蒸镀喷嘴32、52的长边的长度分别为60mm并使蒸镀喷嘴32、52的短边的长度分别为3mm,使蒸镀喷嘴32的与Y轴方向平行的第一边32a的长度(Y轴方向的开口宽度d1)为3mm,使与X轴方向平行的第二边32b的长度(X轴方向的开口宽度d2)为60mm,除此以外,按照与实施方式1相同的条件进行膜厚分布的测定。因此,在本实施方式中,各蒸镀喷嘴32、52的开口面积也为180mm2,开口部45的总开口面积也为16mm2,空间部43的开口部45的总开口面积也为第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积(180mm2)的1/10以下。
(膜厚分布的测定结果)
图11的(a)和(b)是表示本实施方式的蒸镀源10的效果的图,图11的(a)表示X轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布,图11的(b)表示Y轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布。
更具体而言,图11的(a)和(b)中粗线所示的曲线,表示使用本实施方式的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的被成膜基板200的X轴方向截面或Y轴方向截面上的1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能(即cosn+3值与蒸镀源距离的关系)。
另外,在图11的(a)和(b)中也是,对于cosn+3值,将被成膜基板200上的形成的蒸镀膜302的最大值(即1个蒸镀喷嘴52或蒸镀喷嘴32的正上方位置的cosn+3值)设为1,将X轴方向或Y轴方向上的各区域的膜厚标准化来表示。另外,图11的(a)中的蒸镀源距离表示被成膜基板200上的距1个蒸镀喷嘴52或蒸镀喷嘴32的中心轴的正上方位置的X轴方向的距离。另外,图11的(b)中的蒸镀源距离表示被成膜基板200上的距1个蒸镀喷嘴52或蒸镀喷嘴32的中心轴的正上方位置的Y轴方向的距离。
因此,图11的(a)中上述粗线所示的曲线是将由图8中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图11的(b)中上述粗线所示的曲线是将由图8中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的Y轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图11的(a)和(b)中虚线所示的曲线,表示使用只设置有1段蒸镀喷嘴(具体而言,只设置有蒸镀喷嘴32)的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面或Y轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴32的膜厚分布性能。
即,图11的(a)中上述虚线所示的曲线是将由图8中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图11的(b)中上述虚线所示的曲线是将由图8中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的Y轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
由通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302,因为如图8和图9所示,蒸镀喷嘴32在俯视时具有以X轴方向为长边、以Y轴方向为短边的矩形状,所以,虽然如图11的(b)所示,在Y轴方向上得到了窄的膜厚分布,但是如图11的(a)所示,X轴方向的膜厚分布宽。
然而,采用本实施方式,如上所述将蒸镀喷嘴52的方向相对于蒸镀喷嘴32旋转90度,因此,可抑制蒸镀颗粒301在X轴方向的扩展。而且,在本实施方式中,在上述蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43设置有开口部45,由此,在蒸镀喷嘴32的出口和蒸镀喷嘴52的出口,蒸镀颗粒301的散射被抑制(或者不发生散射),蒸镀颗粒301不会在Y轴方向上扩展。因此,在Y轴方向上,以维持通过蒸镀喷嘴32时的蒸镀颗粒301的分布的状态进行成膜,通过蒸镀喷嘴52后,通过蒸镀喷嘴32的蒸镀颗粒301的膜厚分布也被维持。因此,采用本实施方式,如图11的(a)和(b)中粗线所示,在X轴方向和Y轴方向上都能够实现窄的膜厚分布。
<变形例>
另外,在本实施方式中,也列举蒸镀颗粒扩散单元20中的送出口26在俯视时具有与蒸镀喷嘴32相同的形状的情况为例进行了说明。然而,如在实施方式1中说明的那样,送出口26的形状和大小并不限定于此,也可以形成为1个送出口26与多个蒸镀喷嘴32(例如全部蒸镀喷嘴32)相对。因此,上述送出口26也可以具有将多个(例如全部)上述蒸镀喷嘴32连结的形状(在本实施方式中,在任一情况下都是以X轴方向为长轴方向的矩形状)。
另外,在本实施方式中,也可以进行与实施方式1同样的变形,这是不言而喻的。
〔实施方式3〕
主要基于图12~图14的(a)和(b)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,对与实施方式1、2不同的方面进行说明,对与实施方式1、2所使用的构成要素具有相同的功能的构成要素标注相同的编号,并省略其说明。
<蒸镀源10的概略结构>
图12是表示本实施方式的蒸镀源10的概略结构的立体图。图13是表示图12所示的蒸镀源10的概略结构的平面图。此外,在图13和图14中,为了便于图示,也将蒸镀喷嘴32、52的数量等部分省略,并且将各构成要素的形状简化地表示。
本实施方式的蒸镀装置100,在蒸镀源10的第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51中,蒸镀喷嘴32的俯视时的开口形状与蒸镀喷嘴52的俯视时的开口形状不同,除此以外,与实施方式1、2的蒸镀装置100相同。因此,在本实施方式中,省略蒸镀装置100整体的图示。
另外,在本实施方式中,蒸镀颗粒扩散单元20中的送出口26例如在俯视时也为与蒸镀喷嘴32相同的形状,通过将送出口26的开口端和蒸镀喷嘴32的开口端彼此连接,送出口26与蒸镀喷嘴32连结。
图12和图13所示的蒸镀源10,在实施方式1、2所示的蒸镀源10中,只将蒸镀喷嘴32在俯视时形成为正方形状。
各蒸镀喷嘴52与实施方式1、2的蒸镀源10中的蒸镀喷嘴52同样,在俯视时形成为与Y轴方向平行的第一边32a为长边、与X轴方向平行的第二边32b为短边的矩形状。
另外,在本实施方式中,通过只将蒸镀喷嘴32在俯视时形成为正方形状,蒸镀喷嘴32、52的开口面积(俯视时的面积)彼此不同。即使在这样蒸镀喷嘴32、52的开口面积彼此不同的情况下,也希望开口部45的总开口面积、即各开口部45的合计的开口面积相对于位于上述空间部43的下一段(上段、即夹着上述空间部43的2个喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧)的第二喷嘴单元51中的蒸镀喷嘴52的开口面积足够小。因此,开口部45的总开口面积优选为各蒸镀喷嘴52的开口面积(换言之,1个蒸镀喷嘴52的开口面积)的1/10以下。
另外,在本实施方式中,以Y轴方向为长边的蒸镀喷嘴52的长边(即与Y轴方向平行的第一边52a)的长度(即蒸镀喷嘴52的Y轴方向的开口宽度d11)也优选形成为比该蒸镀喷嘴52的Z轴方向的喷嘴长度d13长。
<效果>
以下,使用膜厚分布的测定结果对本实施方式的蒸镀源10的效果进行具体说明。
(膜厚分布的测定条件)
另外,以下,除了如上所述将蒸镀喷嘴32在俯视时形成为矩形状以外,与实施方式1、2同样操作,测定膜厚分布。
即,在本实施方式中,除了使蒸镀喷嘴32的与Y轴方向平行的第一边32a的长度(Y轴方向的开口宽度d1)和与X轴方向平行的第二边32b的长度(X轴方向的开口宽度d2)分别为3mm以外,按照与实施方式1、2相同的条件进行膜厚分布的测定。因此,本实施方式的蒸镀喷嘴52的开口面积与实施方式1、2相同为180mm2,开口部45的总开口面积为16mm2,空间部43的开口部45的总开口面积为作为夹着该空间部43的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的喷嘴单元(即最上段的喷嘴单元)的第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积的1/10以下。
(膜厚分布的测定结果)
图14的(a)和(b)是表示本实施方式的蒸镀源10的效果的图,图14的(a)表示X轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布,图14的(b)表示Y轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布。
在图14的(a)和(b)中,粗线所示的曲线也与图11的(a)和(b)中粗线所示的曲线同样,表示使用本实施方式的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面或Y轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能(即cosn+3值与蒸镀源距离的关系)。另外,cosn+3值是将被成膜基板200上的形成的蒸镀膜302的最大值设为1进行标准化而得到的值。
因此,图14的(a)中上述粗线所示的曲线是将由图12中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图14的(b)中上述粗线所示的曲线是将由图12中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的Y轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,在图14的(a)和(b)中,虚线所示的曲线也与图11的(a)和(b)中虚线所示的曲线同样,表示使用只设置有1段蒸镀喷嘴(具体而言,只设置有蒸镀喷嘴32)的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的被成膜基板200的、X轴方向截面或Y轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴32的膜厚分布性能。
即,图14的(a)中上述虚线所示的曲线是将由图12中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
另外,图14的(b)中上述虚线所示的曲线是将由图12中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的Y轴方向的膜厚分布标准化而表示的曲线。
如图14的(a)和(b)所示,在只将蒸镀喷嘴32在俯视时形成为正方形状的情况下,蒸镀颗粒301在X轴方向和Y轴方向的扩展被抑制,然后,蒸镀颗粒301通过具有在作为被成膜基板200的搬送方向的Y轴方向上长的开口形状的蒸镀喷嘴52,由此,膜厚分布与由通过正方形状的蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302相比,成为只在X轴方向上集中的形状。
这样,在使蒸镀喷嘴32在俯视时为正方形状的情况下,蒸镀颗粒301的移动被限制,没有逃逸通道,因此,与使用在俯视时为矩形状的蒸镀喷嘴时的短边方向的膜厚分布相比,成为在X轴方向上稍微变宽的膜厚分布。因此,利用本实施方式的蒸镀源10形成的蒸镀膜302的膜厚分布,与使用实施方式1的蒸镀源10的情况下的膜厚分布相比,具有在X轴方向上稍微变宽的分布,但是在本实施方式中,在上述蒸镀喷嘴32、52之间的空间部43设置有开口部45,由此,蒸镀喷嘴32的出口处和蒸镀喷嘴52的出口处的蒸镀颗粒301的散射也被抑制(或者不发生散射),与图6中虚线和细线所示的膜厚分布以及图14的(a)中虚线所示的膜厚分布相比,能够实现窄的膜厚分布。
另外,在本实施方式中也是,如上所述在上述空间部43设置有开口部45,由此,在Y轴方向上以维持通过蒸镀喷嘴32时的蒸镀颗粒301的分布的状态进行成膜,因此,通过蒸镀喷嘴52后,通过蒸镀喷嘴32的蒸镀颗粒301的膜厚分布也被维持。因此,采用本实施方式,如图14的(a)和(b)中粗线所示,在X轴方向和Y轴方向上都能够实现窄的膜厚分布。
另外,采用本实施方式,通过如上所述使蒸镀喷嘴32在俯视时为正方形状,在蒸镀喷嘴32的出口侧,向蒸镀喷嘴52的入口侧入射到的蒸镀颗粒301的数量的比例变高,与如实施方式1、2所示使蒸镀喷嘴32的俯视时的开口形状为矩形状的情况相比,能够提高成膜效率。
例如,在使蒸镀颗粒产生单元11中的加热容器(坩埚)的加热温度、配管12的温度、蒸镀源主体13的温度一定的情况下,如本实施方式那样蒸镀喷嘴32在俯视时具有正方形状的情况与如实施方式1、2中的膜厚分布的测定所使用的蒸镀源10那样蒸镀喷嘴32、52的开口部形状为矩形状并且各个蒸镀喷嘴32、52的长边与短边的比率为长边﹕短边=20﹕1的情况相比,能够使成膜速率高20倍。
<变形例>
另外,在本实施方式中,列举在实施方式1、2所示的蒸镀源10中只使蒸镀喷嘴32在俯视时为正方形状的情况为例进行了说明。然而,本实施方式并不限定于此,在实施方式1所示的蒸镀源10中只使蒸镀喷嘴52在俯视时为正方形状的情况下,也可得到相同的结果。
另外,在该情况下,以Y轴方向为长边的蒸镀喷嘴32的长边(即与Y轴方向平行的第一边32a)的长度(即蒸镀喷嘴32的Y轴方向的开口宽度d1)优选形成为比该蒸镀喷嘴32的Z轴方向的喷嘴长度d3长。另外,在该情况下,希望使开口部45的总开口面积变小,使得空间部43的开口部45的总开口面积为第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积的1/10以下(例如,在蒸镀喷嘴52的开口面积为9mm2的情况下,使开口部45的总开口面积为0.84mm2)。
此外,虽然省略了说明,但是在本实施方式中,也可以进行与实施方式1、2同样的变形,这是不言而喻的。因此,例如可以在实施方式2所示的蒸镀源10中,只使蒸镀喷嘴52在俯视时为正方形状。
另外,由上述说明可知,在本实施方式中,在设置3段以上的喷嘴部(喷嘴单元)的情况下,可以使任意喷嘴部中的蒸镀喷嘴的俯视时的开口形状为矩形状。
〔实施方式4〕
主要基于图15~图17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,对与实施方式1~3不同的方面进行说明,对与实施方式1~3所使用的构成要素具有相同的功能的构成要素标注相同的编号,并省略其说明。
<蒸镀源10的概略结构>
图15是表示本实施方式的蒸镀源10的概略结构的立体图。图16是表示图15所示的蒸镀源10的概略结构的平面图。图16表示出了在俯视时蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52完全重叠的情况。此外,在图15和图16中,为了便于图示,也将蒸镀喷嘴32、52的数量等部分省略,并且将各构成要素的形状简化地表示。
如图15和图16所示,本实施方式的蒸镀装置100,除了在实施方式1~3所示的蒸镀源10中使蒸镀喷嘴32、52的俯视时的开口形状都为正方形状以外,与实施方式1~3的蒸镀装置100相同。因此,在本实施方式中,也省略蒸镀装置100整体的图示。
另外,在本实施方式中,送出口26例如在俯视时也为与蒸镀喷嘴32相同的形状,通过将送出口26的开口端和蒸镀喷嘴32的开口端彼此连接,送出口26与蒸镀喷嘴32连结。
<效果>
以下,使用膜厚分布的测定结果对本实施方式的蒸镀源10的效果进行具体说明。
(膜厚分布的测定条件)
另外,以下,除了如上所述将蒸镀喷嘴32、52在俯视时形成为矩形状以外,与实施方式1~3同样操作,测定膜厚分布。
即,在本实施方式中,通过使蒸镀喷嘴32、52的与Y轴方向平行的第一边32a、52a的长度(Y轴方向的开口宽度d1、d11)和与X轴方向平行的第二边32a、52b的长度(X轴方向的开口宽度d2、d12)分别为3mm,使各蒸镀喷嘴32、52的开口面积为9mm2,并且通过使开口部45的大小为0.6mm×0.7mm(与Z轴方向平行的边的长度×与Y轴方向平行的边的长度),使各开口部45的开口面积为0.42mm2,使开口部45的总开口面积为0.84mm2,除此以外,按照与实施方式1~3相同的条件进行膜厚分布的测定。这样,在本实施方式中,也使空间部43的开口部45的总开口面积为作为夹着该空间部43的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的喷嘴单元(即最上段的喷嘴单元)的第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积(9mm2)的1/10以下。
(膜厚分布的测定结果)
图17是表示本实施方式的蒸镀源10的效果的图。另外,在本实施方式中,蒸镀膜302的膜厚分布在X轴方向和Y轴方向上为相同的形状,因此,将X轴方向和Y轴方向的蒸镀膜302的膜厚分布均示于图17。
图17中粗线所示的曲线表示使用本实施方式的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的被成膜基板200的X轴方向截面和Y轴方向截面上的1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能(即cosn+3值与蒸镀源距离的关系)。另外,cosn+3值是将被成膜基板200上的形成的蒸镀膜302的最大值设为1进行标准化而得到的值。
因此,图17中上述粗线所示的曲线是将由图15中的A所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向和Y轴方向的膜厚分布分别标准化时的曲线。
另外,图17中虚线所示的曲线表示使用只设置有1段蒸镀喷嘴(具体而言,只设置有蒸镀喷嘴32)的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面和Y轴方向截面上的1个蒸镀喷嘴32的膜厚分布性能。
即,图17中上述虚线所示的曲线是将由图15中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向和Y轴方向的膜厚分布分别标准化时的曲线。
采用本实施方式,如图17所示,在X轴方向和Y轴方向上,膜厚分布都成为集中的形状。
利用上述的构成,在进行扫描蒸镀的情况下,与设置具有在俯视时具有矩形状的开口形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部的情况相比,虽然生产节拍时间变慢,但是在X轴方向和Y轴方向两个方向上,2次膜厚分布都集中,因此,与蒸镀喷嘴32、52在俯视时都形成为矩形状的情况相比,能够提高指向性,能够抑制膜厚分布的扩展。
<变形例>
另外,虽然省略了说明,但是在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~3同样的变形,这是不言而喻的。
特别地,在本实施方式中,也列举蒸镀颗粒射出单元30包括第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51作为多段的喷嘴部(蒸镀喷嘴部)的情况为例进行了说明,但是上述多段的喷嘴部也可以包括3段以上的喷嘴部(喷嘴单元)。
〔实施方式5〕
主要基于图18~图20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,对与实施方式1~4不同的方面进行说明,对与实施方式1~4所使用的构成要素具有相同的功能的构成要素标注相同的编号,并省略其说明。
<蒸镀源10的概略结构>
图18是表示本实施方式的蒸镀源10的概略结构的立体图。图19是表示图18所示的蒸镀源10的概略结构的平面图。
本实施方式的蒸镀装置100,使蒸镀颗粒射出单元30的喷嘴单元(喷嘴部)为3段结构,且包括2个设置在各段的喷嘴单元之间的不经由各段的喷嘴单元中的蒸镀喷嘴而与真空腔室内空间2a连接的空间部,除此以外,例如与实施方式1的蒸镀装置100相同。因此,在本实施方式中,也省略蒸镀装置100整体的图示。
即,本实施方式的蒸镀装置100,如图18和图19所示,蒸镀颗粒射出单元30在最上段还包括第三喷嘴单元121(第三蒸镀喷嘴部)作为喷嘴单元,并且在上述第二喷嘴单元51与第三喷嘴单元121之间包括形成空间部113的压力调整单元111。
因此,在上述蒸镀颗粒射出单元30中,可代替第二喷嘴单元51中的蒸镀喷嘴52而使用第三喷嘴单元121中的蒸镀喷嘴122作为将蒸镀颗粒301向蒸镀源10的外部射出的射出口。
此外,为了便于图示,在图18和图19中,将蒸镀喷嘴32、52、122的数量等部分省略,并且将各构成要素的形状简化地表示。
图18所示的压力调整单元111和第三喷嘴单元121,与第一喷嘴单元31、压力调整单元41、第二喷嘴单元51、压力调整单元111、第三喷嘴单元121同样为块状的单元,第一喷嘴单元31、压力调整单元41、第二喷嘴单元51、压力调整单元111、第三喷嘴单元121从蒸镀颗粒扩散单元20侧起依次叠层而一体化。
第三喷嘴单元121具有与第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51相同的结构。因此,第三喷嘴单元121是以XY平面为主面的板状部件,例如在俯视时具有以X轴方向为长轴的矩形状(长方形状)。
因此,在第三喷嘴单元121中,沿X轴方向以一定间距设置有多个在上下方向上贯通的作为喷嘴状的开口部的蒸镀喷嘴122(喷嘴开口、第三蒸镀喷嘴;以下,有时记为“第三段喷嘴”)。
另外,与蒸镀喷嘴32、52同样,各蒸镀喷嘴122在俯视时具有以Y轴方向为长轴方向的矩形状。即,各蒸镀喷嘴122在俯视时形成为与Y轴方向平行的第一边122a为长边、与X轴方向平行的第二边122b为短边的矩形状。
各蒸镀喷嘴122设置成在俯视时各蒸镀喷嘴122的长边与Y轴平行且彼此相对。因此,在X轴方向上相邻的蒸镀喷嘴122之间,沿X轴方向以一定间距排列有多个形成蒸镀喷嘴122的喷嘴壁的控制板123(非开口部)作为遮蔽部。
另外,与蒸镀喷嘴32、52同样,各蒸镀喷嘴122在俯视时形成为与Y轴方向平行的第一边122a的长度(Y轴方向的开口宽度d21)比各蒸镀喷嘴122的与Z轴方向平行的第三边122c的长度(深度、喷嘴长度d23)长。这样,各蒸镀喷嘴32、52、122,特别是最上段(最末段)的蒸镀喷嘴122在俯视时具有在Y轴方向上长的开口形状,由此,例如与实施方式1同样能够加快生产节拍时间。
送出口26、蒸镀喷嘴32、蒸镀喷嘴52和蒸镀喷嘴122在俯视时具有相同的形状,分别以中心轴(开口中心)一致的方式彼此重叠地设置。
另外,压力调整单元111具有与压力调整单元41相同的结构。压力调整单元111与压力调整单元41同样为框状的块体。压力调整单元41具有形成将蒸镀喷嘴32和蒸镀喷嘴52连结的空间部43的空间形成用开口部42,另一方面,压力调整单元111具有形成将蒸镀喷嘴52和蒸镀喷嘴122连结的空间部113的空间形成用开口部112。
在作为压力调整单元111的外壁的侧壁114的一部分,形成有作为排气口(通气口)的开口部115。由此,压力调整单元111的一部分面向蒸镀源10的外部(即真空腔室内空间2a)而开口。因此,上述压力调整单元111内的空间部113通过与真空腔室内空间2a部分地连接,形成向真空腔室内空间2a部分地开放的密闭空间。
即,上述空间部113具有以第二喷嘴单元51和第三喷嘴单元121为底壁和顶壁、四周被压力调整单元111的侧壁114包围的结构,只在蒸镀喷嘴122和开口部115处与蒸镀源10的外部、即真空腔室内空间2a连接。因此,开口部115作为释放密闭的空间部113内的压力的压力调整部发挥作用。
开口部115可以与开口部45同样地设计。因此,希望开口部115设置成使得空间部113的内部压力一定,只要设置有至少1个即可,但是希望设置有至少1对。
另外,更希望开口部115在压力调整单元111的X轴方向两端侧的侧壁114(短边侧壁面)上设置在夹着上述压力调整单元111的中心点(即上述空间部113的中心点)彼此相对的位置。
另外,在图18和图19中,列举开口部45、115分别以与真空腔室内空间2a直接连接的方式直接面向真空腔室2形成的情况为例进行了图示。
然而,本实施方式并不限定于此,开口部45、115也可以分别如在实施方式1中说明的那样,经由压力调整阀46(参照图1~图3)等压力调整器而与真空腔室内空间2a连接。
通过这样在开口部45、115设置压力调整阀46来进行开口部45、115的开度(开口面积)的调整,如在实施方式1中列举在开口部45设置有压力调整阀46的情况为例说明的那样,能够进行成膜速率的调整,并且能够使得蒸镀颗粒301不会过多地从开口部45排出(放出)。
在该情况下,在本实施方式中,在成膜速率确认工序中,通过在关闭全部的压力调整阀46的状态下从蒸镀源10射出蒸镀颗粒301来确认成膜速率。然后,在成膜速率调整工序中,首先,通过打开压力调整阀46,使空间部43的压力低于作为夹着该空间部43的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向上游侧的喷嘴单元的第一喷嘴单元31中的蒸镀喷嘴32内的压力,并且使空间部113的压力低于作为夹着该空间部113的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向上游侧的喷嘴单元的第二喷嘴单元51中的蒸镀喷嘴52内的压力。然后,一边确认在被成膜基板200上形成的蒸镀膜302的膜厚分布,一边从蒸镀源10射出蒸镀颗粒301来调整成膜速率。
此外,在本实施方式中,从开口部45、115或者压力调整阀46放出至蒸镀源10的外部的蒸镀颗粒301也被蒸镀颗粒回收部件14回收。
另外,在本实施方式中,也希望蒸镀源10与实施方式1同样被加热至蒸镀材料变成气体的温度以上的温度。
因此,希望压力调整单元111和第三喷嘴单元121,与配管12、蒸镀颗粒扩散单元20、第一喷嘴单元31、压力调整单元41和第二喷嘴单元51同样,被未图示的加热体(加热器)加热至优选比蒸镀材料变成气体的温度高50℃以上的温度(例如400℃)。
在本实施方式中,从蒸镀颗粒扩散单元20供给至蒸镀颗粒射出单元30的蒸镀颗粒301中的从开口部45、115向外部放出的蒸镀颗粒301以外的蒸镀颗粒301,从蒸镀喷嘴32经由空间部43入射到蒸镀喷嘴52,从蒸镀喷嘴52经由空间部113通过蒸镀喷嘴122,从而从蒸镀源10射出。
在蒸镀颗粒射出单元30中,利用第一喷嘴单元31、第二喷嘴单元51和第三喷嘴单元121的法线方向(即Z轴方向)上的各蒸镀喷嘴32、52、122的物理的喷嘴长度d3、d13、d23,改善蒸镀颗粒301的直线性。
此时,在上述蒸镀源10中,在上述蒸镀喷嘴32与蒸镀喷嘴52之间设置有空间部43,在上述蒸镀喷嘴52与蒸镀喷嘴122之间设置有空间部113,并且设置有作为将这些空间部43、113和作为真空空间的真空腔室内空间2a连接的连接口的开口部45、115,从而上述空间部43、113的压力自然而然地下降。
其结果,蒸镀颗粒射出单元30内的压力,越在作为蒸镀颗粒301的入口侧的蒸镀颗粒产生部侧(就蒸镀源主体13而言,为蒸镀颗粒扩散单元20侧)越高,越在蒸镀颗粒301向外部(即真空腔室内空间2a)的出口(射出口)侧越低。因此,在本实施方式中,由于蒸镀颗粒射出单元30的物理结构,就物理现象方面而言,成为蒸镀颗粒扩散单元20内的压力和蒸镀喷嘴32内的压力>空间部43内的压力>蒸镀喷嘴52内的压力>空间部113内的压力>蒸镀喷嘴122内的压力>真空腔室内空间2a的压力,该关系总是被保持。
由此,在上述空间部43中,压力比作为蒸镀颗粒301的入口侧的蒸镀喷嘴32内低,且压力比作为蒸镀颗粒301的出口侧的蒸镀喷嘴52内高,因此,蒸镀颗粒301向蒸镀喷嘴52的出口部分的蒸镀颗粒301的散射被抑制。
而且,在上述空间部113中,压力比作为蒸镀颗粒301的入口侧的蒸镀喷嘴52内低,且压力比作为蒸镀颗粒301的出口侧的蒸镀喷嘴122内高,因此,蒸镀颗粒301向蒸镀喷嘴122的出口部分的蒸镀颗粒301的散射被抑制。
其结果,采用上述蒸镀源10,蒸镀颗粒301的最终出口(射出口)处的蒸镀颗粒301的散射被抑制,因此,浪费的蒸镀颗粒301变少,能够使有助于规定方向的成膜的蒸镀颗粒301的成分变多。
此外,在本实施方式中也是,蒸镀颗粒扩散单元20内的压力优选为数Pa,空间部43、113内的压力优选为1×10-1Pa~1×10-3Pa,真空腔室内空间2a的压力优选为1×10-3Pa以下(其中,空间部43内的压力>空间部113内的压力>真空腔室内空间2a的压力)。
另外,蒸镀喷嘴32的出口与入口的压力差优选为10~1000倍的范围内,希望第二段以后的蒸镀喷嘴的出口与入口的压力差、例如蒸镀喷嘴52的出口与入口的压力差和蒸镀喷嘴122的出口与入口的压力差为10~100倍的范围内。此外,蒸镀颗粒射出单元30内的压力,如上所述,越靠蒸镀颗粒射出方向上游侧越高,越靠蒸镀颗粒射出口下游侧越低,喷嘴单元的段数越多,蒸镀颗粒301向真空腔室内空间2a的出口(射出口)处的压力与真空腔室内空间2a的压力的差越小。因此,第二段以后的蒸镀喷嘴的出口与入口的压力差,越靠蒸镀颗粒射出口下游侧的蒸镀喷嘴,蒸镀喷嘴的出口与入口的压力差越小。
另外,开口部115只要设置在压力调整单元111的侧壁114的一部分即可,可以如上所述与开口部45同样地设计。
如在实施方式1中说明的那样,希望设置在各喷嘴单元间的空间部的作为与真空腔室内空间2a的连接口的开口部的总开口面积相对于位于该空间部的下一段(即夹着该空间部的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧)的喷嘴单元中的各蒸镀喷嘴的开口面积足够小,优选为上述蒸镀喷嘴的开口面积的1/10以下。另外,即使在如上所述空间部有多个的情况下,夹着空间部的喷嘴单元也表示夹着该空间部的2个喷嘴单元、即直接夹着各个空间部的喷嘴单元。
因此,在本实施方式中,希望开口部45的合计的开口面积(总开口面积)相对于各蒸镀喷嘴52的开口面积足够小,优选为各蒸镀喷嘴52(即1个蒸镀喷嘴52)的开口面积的1/10以下。
另外,希望开口部115的合计的开口面积(总开口面积)相对于各蒸镀喷嘴122的开口面积足够小,优选为各蒸镀喷嘴122(即1个蒸镀喷嘴122)的开口面积的1/10以下。
因此,开口部45、115可以在满足上述条件的范围内只设置相同数量的相同大小的开口部45、115,但是也可以在上述范围内比开口部45大地形成距蒸镀颗粒301向外部的射出口(颗粒放出口)更近的(即蒸镀颗粒射出方向下游侧的)开口部115,或者也可以比开口部45多地形成开口部115。
作为其理由,是因为:蒸镀颗粒射出单元30需要形成为蒸镀颗粒射出口下游侧的空间部的压力比蒸镀颗粒射出口上游侧的空间部的压力低,并且利用各段的蒸镀喷嘴,越靠蒸镀颗粒射出口下游侧,蒸镀颗粒301越准直化,因此,越靠蒸镀颗粒射出口下游侧的空间部,从设置在该空间部的开口部随着排气而放出(漏出)蒸镀颗粒301的比例越少。
<效果>
以下,使用膜厚分布的测定结果对本实施方式的蒸镀源10的效果进行具体说明。
(膜厚分布的测定条件)
另外,以下,如上所述,在蒸镀颗粒射出单元30的最上段设置有具有与第一喷嘴单元31和第二喷嘴单元51相同的结构的第三喷嘴单元121,并且在第二喷嘴单元51与第三喷嘴单元121之间设置有具有与压力调整单元41相同的结构的压力调整单元111,除此以外,与实施方式1同样操作,测定膜厚分布。
因此,在本实施方式中,测定所使用的蒸镀源10中的蒸镀喷嘴32、52、122的与Y轴方向平行的第一边32a、52a、122a的长度(Y轴方向的开口宽度d1、d11、d21)分别为60mm。另外,蒸镀喷嘴32、52、122的与X轴方向平行的第二边32b、52b、122b的长度(X轴方向的开口宽度d2、d12、d22)分别为3mm。由此,各蒸镀喷嘴32、52、122的开口面积为180mm2。蒸镀喷嘴32、52、122的与Z轴方向平行的第三边32c、52c、122c的长度(深度、喷嘴长度d3、d13、d23)分别为60mm。
另外,空间部43、113的Z轴方向的高度(即蒸镀喷嘴32、52之间的距离和蒸镀喷嘴52、122之间的距离)分别为30mm,X轴方向的长度分别为180mm,Y轴方向的长度分别为100mm。另外,通过使开口部45的大小为2mm×4mm(与Z轴方向平行的边的长度×与Y轴方向平行的边的长度)并使开口部115的大小为2mm×4mm(与Z轴方向平行的边的长度×与Y轴方向平行的边的长度),使开口部45的总开口面积(即各开口部45的开口面积的合计的开口面积)为16mm2,使开口部115的总开口面积(即各开口部115的开口面积的合计的开口面积)为16mm2。这样,在本实施方式中,也使空间部43的开口部45的总开口面积为夹着该空间部43的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的第二喷嘴单元51的各蒸镀喷嘴52的开口面积(180mm2)的1/10以下。另外,使空间部113的开口部115的总开口面积为夹着该空间部113的喷嘴单元中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的第三喷嘴单元121的各蒸镀喷嘴122的开口面积(180mm2)的1/10以下。
(膜厚分布的测定结果)
图20是表示本实施方式的蒸镀源10的效果的图。
图20中粗线所示的曲线表示使用本实施方式的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴52的膜厚分布性能(即cosn+3值与蒸镀源距离的关系)。另外,cosn+3值是将被成膜基板200上的形成的蒸镀膜302的最大值设为1进行标准化而得到的值。
因此,图20中上述粗线所示的曲线是将由图18中的A所示的从蒸镀源10射出至外部的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化时的曲线。其中,在本实施方式中,从蒸镀源10射出至外部的蒸镀颗粒301与实施方式1~4不同,为通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)和蒸镀喷嘴52(第二段喷嘴)后通过蒸镀喷嘴122(第三段喷嘴)的蒸镀颗粒301。
另外,图20中虚线所示的曲线表示使用只设置有1段蒸镀喷嘴(具体而言,只设置有蒸镀喷嘴32)的蒸镀源10在被成膜基板200上形成蒸镀膜302的情况下的、被成膜基板200的X轴方向截面上的、1个蒸镀喷嘴32的膜厚分布性能。
即,图20中上述虚线所示的曲线是将由图18中的B所示的通过蒸镀喷嘴32(第一段喷嘴)的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的X轴方向的膜厚分布标准化时的曲线。
采用本实施方式,通过与实施方式1相比增加喷嘴部的段数,能够使上述蒸镀颗粒射出单元30的射出蒸镀颗粒301的最末段的、作为蒸镀喷嘴122中的蒸镀颗粒301向外部的出口(射出口)的部分与真空腔室内空间2a的压力差更小,能够进一步抑制蒸镀颗粒301的散射。即,能够进一步提高蒸镀颗粒301的平行性,并且能够使蒸镀源10中的蒸镀颗粒301向外部的出口(射出口)部分(出口附近)的压力更加接近真空腔室内空间2a的压力。
因此,采用本实施方式,如图20所示,与在实施方式1中图6中粗线所示相比,能够使X轴方向的膜厚分布更窄。
另外,在本实施方式中也是,各蒸镀喷嘴32、52、122在俯视时具有在Y轴方向上长的矩形状,由此,由从蒸镀喷嘴122射出的蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的膜厚分布与实施方式1同样,长边方向成为宽的膜厚分布。然而,与实施方式1同样,Y轴方向成为成膜方向,因此,在Y轴方向上散射的蒸镀颗粒301有助于成膜。因此,Y轴方向的膜厚分布即使宽,也不会像X轴方向上的膜厚分布那样成为问题。
为了使Y轴方向的膜厚分布窄,只要使用实施方式2~4中的蒸镀源10即可,在实施方式2~4的蒸镀源10中,通过如本实施方式那样增加喷嘴部的段数,在实施方式2~4中能够更加提高蒸镀颗粒301的平行性,并且能够使蒸镀源10的蒸镀颗粒301向外部的出口(射出口)部分(出口附近)的压力更加接近真空腔室内空间2a的压力。
此外,在本实施方式中,列举与在实施方式1中图1~图3所示的蒸镀装置100不同的方面为例进行了说明,但是在本实施方式中,也可以进行与实施方式1~4同样的变形,这是不言而喻的。
〔总结〕
本发明的方式1的蒸镀源10包括:对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒产生部(蒸镀颗粒产生单元11);和将由上述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒301射出的蒸镀颗粒射出部(蒸镀颗粒射出单元30),至少上述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室2内(真空腔室内空间2a),并且,上述蒸镀颗粒射出部包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴(例如蒸镀喷嘴32、52、122)且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部(例如第一喷嘴单元31、第二喷嘴单元51、第三喷嘴单元121);和设置在上述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部(例如空间部43、空间部113),上述空间部的四周被外壁(侧壁44、侧壁114)包围,该外壁(侧壁44、侧壁114)设置有至少1个将上述空间部和上述真空腔室2内的空间(真空腔室内空间2a)连接的开口部(例如开口部45、开口部115)。
利用上述的构成,在设置在上述各段的蒸镀喷嘴之间的四周被外壁包围的空间部设置有将该空间部和作为真空空间(减压空间)的真空腔室2内的空间(即真空腔室内空间2a)连接的开口部,由此,上述空间部的压力自然而然地下降。
其结果,上述蒸镀颗粒射出部内的压力,越靠蒸镀颗粒301的入口侧(上述蒸镀颗粒产生部侧)越高,越靠蒸镀颗粒301向外部(即真空腔室内空间2a)的出口(射出口)侧越低。
因此,利用上述的构成,能够使位于蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的出口与上述真空腔室内空间2a的压力差变小,能够抑制上述出口处的蒸镀颗粒301的散射。其结果,能够向所希望的射出方向高效率地射出蒸镀颗粒301。
因此,通过使用上述蒸镀源10,能够提高上述蒸镀颗粒301的指向性,与以往相比,能够提高材料利用效率。
本发明的方式2的蒸镀源10可以:在上述方式1中,上述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴各自在俯视时具有由一对长边和一对短边形成的矩形状,以各自的长边和短边的方向一致的方式重叠地设置。
利用上述的构成,能够使由上述蒸镀颗粒301形成的蒸镀膜302的特别是上述短边方向的膜厚分布集中。因此,能够形成上述短边方向的膜厚分布窄的蒸镀膜302。
因此,通过以上述长边方向为扫描方向进行扫描蒸镀,能够形成高精细的蒸镀膜302。
本发明的方式3的蒸镀源10可以:在上述方式2中,上述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的上述长边比上述蒸镀喷嘴的垂直方向的喷嘴长度长。
在进行扫描蒸镀的情况下,通过使扫描方向上的蒸镀喷嘴的开口宽度变长,能够加快生产节拍时间。因此,利用上述的构成,通过以上述长边的方向为扫描方向进行扫描蒸镀,能够加快生产节拍时间。
本发明的方式4的蒸镀源10可以:在上述方式1中,上述多段的蒸镀喷嘴部包括至少2段的蒸镀喷嘴部,该至少2段的蒸镀喷嘴部包括第一蒸镀喷嘴部(第一喷嘴单元31)和夹着上述空间部叠层在上述第一蒸镀喷嘴部上的第二蒸镀喷嘴部(第二喷嘴单元51),上述第一蒸镀喷嘴部和上述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴(蒸镀喷嘴32、52)各自在俯视时具有由一对长边和一对短边形成的矩形状,以各自的长边和短边的方向正交的方式部分重叠地设置。
在使用矩形状的蒸镀喷嘴的情况下,特别能够实现在短边方向上窄的膜厚分布。因此,通过如上所述将上述第一蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的配置方向和上述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的配置方向改变90度并隔着上述空间部重叠地叠层,能够得到方形或四棱柱状的窄的膜厚分布。
本发明的方式5的蒸镀源10可以:在上述方式4中,上述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的上述长边比该蒸镀喷嘴的垂直方向的喷嘴长度长。
在进行扫描蒸镀的情况下,为了尽可能地抑制蒸镀颗粒301在与扫描方向正交的方向的扩展,希望蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴部的蒸镀喷嘴具有在扫描方向上长的形状。另外,在进行扫描蒸镀的情况下,通过使扫描方向上的蒸镀喷嘴的开口宽度变长,能够加快生产节拍时间。
因此,利用上述的构成,通过以上述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的长边方向为扫描方向进行扫描蒸镀,能够抑制蒸镀颗粒301在与扫描方向正交的方向的扩展,并且能够加快生产节拍时间。
本发明的方式6的蒸镀源10可以:在上述方式1中,上述多段的蒸镀喷嘴部包括:具有在俯视时为由一对长边和一对短边形成的矩形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部;和具有与上述蒸镀喷嘴重叠的在俯视时为正方形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部。
利用上述的构成,上述短边的方向的膜厚分布与各段的蒸镀喷嘴部的蒸镀喷嘴在俯视时都具有矩形状的开口形状的情况下的蒸镀喷嘴的短边的方向的膜厚分布相比,虽然形成稍微变宽的分布,但是在上述长边的方向和上述短边的方向上都能够实现窄的膜厚分布。此外,利用上述的构成,与各段的蒸镀喷嘴部的蒸镀喷嘴在俯视时都具有矩形状的开口形状的情况相比,能够提高成膜效率。
本发明的方式7的蒸镀源10可以:在上述方式6中,上述在俯视时为由一对长边和一对短边形成的矩形状的蒸镀喷嘴的上述长边比该蒸镀喷嘴的垂直方向的喷嘴长度长。
在进行扫描蒸镀的情况下,通过使扫描方向上的蒸镀喷嘴的开口宽度变长,能够加快生产节拍时间。因此,利用上述的构成,通过以上述长边的方向为扫描方向进行扫描蒸镀,能够加快生产节拍时间。
本发明的方式8的蒸镀源10可以:在上述方式1中,上述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴各自在俯视时具有正方形状,且彼此重叠地设置。
利用上述的构成,能够在上述各边的方向上使膜厚分布集中多次。因此,利用上述的构成,虽然与设置具有在俯视时具有矩形状的开口形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部的情况相比,进行扫描蒸镀的情况下的生产节拍时间变慢,但是与设置具有在俯视时具有矩形状的开口形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部的情况相比,能够提高指向性,能够抑制膜厚分布的扩展。
本发明的方式9的蒸镀源10可以:在上述方式1~8中的任一方式中,在上述各段的蒸镀喷嘴部中,在俯视时沿第一方向排列设置有多个上述蒸镀喷嘴。
利用上述的构成,能够利用1个蒸镀源10对上述蒸镀源的蒸镀对象物(具体而言是被成膜基板200)在上述第一方向上形成多个蒸镀膜302。因此,即使在上述蒸镀对象物例如为大型的情况下,也能够高效率地形成蒸镀膜302。
本发明的方式10的蒸镀源10可以:在上述方式1~9中的任一方式中,上述开口部设置在上述外壁的夹着上述空间部的中心点彼此相对的位置。
利用上述的构成,能够使上述空间部的内部压力一定。
本发明的方式11的蒸镀源10可以:在上述方式1~10中的任一方式中,上述1个空间部的开口部的总开口面积为直接夹着该空间部的2个蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴部中的1个蒸镀喷嘴(蒸镀喷嘴52或者蒸镀喷嘴122)的开口面积的1/10以下。
上述开口部只要设置在包围上述空间部的外壁的一部分即可,但是当上述开口部的大小过大时,从上述空间部的下一段(即,直接夹着该空间部的2个蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向下游侧)的蒸镀喷嘴部的蒸镀喷嘴放出的蒸镀颗粒301变少。因此,希望上述开口部的总开口面积相对于直接夹着上述空间部的2个蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴部中的1个蒸镀喷嘴的开口面积足够小,希望设定在上述范围内。
本发明的方式12的蒸镀源10可以:在上述方式1~11中的任一方式中,在上述开口部设置有压力调整阀46。
利用上述的构成,能够进行成膜速率的调整,并且能够使得蒸镀颗粒301不会过多地从开口部放出。
本发明的方式13的蒸镀源10可以:在上述方式1~12中的任一方式中,上述蒸镀喷嘴部设置有2段,下段侧的蒸镀喷嘴部的出口与入口的压力差为10~1000倍的范围内,上段侧的蒸镀喷嘴部的出口与入口的压力差为10~100倍的范围内。
当在各段的蒸镀喷嘴32、52的出口与入口压力差大时,存在蒸镀颗粒301的散射变多的趋势。因此,希望上述下段侧的蒸镀喷嘴32的出口与入口的压力差以及上述上段侧的蒸镀喷嘴52的出口与入口的压力差为上述范围内。
本发明的方式14的蒸镀源10可以:在上述方式1~13中的任一方式中,还包括使由上述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒扩散而向上述蒸镀颗粒射出部供给的蒸镀颗粒扩散部(蒸镀颗粒扩散单元20)。
利用上述的构成,能够从上述蒸镀颗粒射出部中的最上段的蒸镀喷嘴部的蒸镀喷嘴均匀地射出蒸镀颗粒301。
本发明的方式15的蒸镀源10可以:在上述方式1~14中的任一方式中,上述真空腔室2内的压力为1.0×10-3Pa以下。
当真空腔室2内的压力过低(具体而言,真空腔室2内的压力超过1.0×10-3Pa)时,蒸镀颗粒301的平均自由程变短,有可能蒸镀颗粒301发生散射从而到达被成膜基板200的到达效率降低,或者准直成分变少。因此,希望真空腔室2内的压力为1.0×10-3Pa以下。
本发明的方式16的蒸镀装置100是在被成膜基板200上形成规定的图案的蒸镀膜302的蒸镀装置,其包括:蒸镀单元1,该蒸镀单元1包含上述方式1~15中的任一方式的蒸镀源;和上述真空腔室2,该真空腔室2在其内部在减压气氛下保持上述蒸镀单元1中的至少上述蒸镀颗粒射出部。
因此,通过使用上述蒸镀装置100,能够得到与上述方式1相同的效果。
本发明的方式17的蒸镀装置100可以:在上述方式16中,还包括回收从上述开口部放出至上述真空腔室2内(真空腔室内空间2a)的蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒回收部件14。
利用上述的构成,能够将从上述开口部放出的对成膜没有贡献的蒸镀颗粒301回收并再利用。
本发明的方式18的蒸镀膜制造方法可以使用蒸镀装置100在被成膜基板200上形成蒸镀膜302,
上述蒸镀装置100包括蒸镀单元1和真空腔室2,
上述蒸镀单元1包含蒸镀源10,该蒸镀源10包括:对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒301的蒸镀颗粒产生部(蒸镀颗粒产生单元11);和将由上述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒301射出的蒸镀颗粒射出部(蒸镀颗粒射出单元30),至少上述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室2内(真空腔室内空间2a),并且,上述蒸镀颗粒射出部包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴(例如蒸镀喷嘴32、52)且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部(例如第一喷嘴单元31、第二喷嘴单元51);和设置在上述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部,上述空间部的四周被外壁(侧壁44)包围,该外壁(侧壁44)设置有至少1个将上述空间部和上述真空腔室2内的空间(真空腔室内空间2a)连接的开口部,
上述真空腔室2在其内部在减压气氛下保持上述蒸镀单元1中的至少上述蒸镀颗粒射出部,
上述蒸镀膜制造方法的特征在于,包括:
在减压气氛下使上述蒸镀颗粒301从上述蒸镀源10射出的蒸镀颗粒射出工序;和
使上述蒸镀颗粒301附着(沉积)在上述被成膜基板200的被成膜区域202内的附着工序(沉积工序)。
通过使用上述蒸镀膜制造方法形成蒸镀膜302,能够得到与上述方式1相同的效果。
本发明的方式19的蒸镀膜制造方法可以:在上述方式18中,在上述开口部设置有压力调整阀46,上述蒸镀颗粒射出工序包括:成膜速率确认工序,在关闭上述压力调整阀46的状态下射出上述蒸镀颗粒301对成膜速率进行确认;和成膜速率调整工序,在上述成膜速率确认工序之后,打开上述压力调整阀46,使上述空间部的压力低于夹着上述空间部的蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向上游侧的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴内的压力后(例如,使空间部43的压力低于蒸镀喷嘴32内的压力,并使空间部113的压力低于蒸镀喷嘴122内的压力后),一边对在上述被成膜基板200上形成的蒸镀膜302的膜厚分布进行确认,一边射出上述蒸镀颗粒301对成膜速率进行调整。
利用上述的方法,能够一边确认膜厚分布一边调整成膜速率。因此,能够取得两者的平衡,能够抑制成膜速率的下降,并且实现窄的膜厚分布。
本发明的方式20的蒸镀膜制造方法可以:在上述方式18或19中,在上述各段的蒸镀喷嘴部中,在俯视时沿第一方向排列设置有多个上述蒸镀喷嘴,在上述附着工序中,一边使上述蒸镀单元1和上述被成膜基板200中的至少一者在俯视时与上述第一方向正交的第二方向上相对移动,一边进行蒸镀。
利用上述的方法,即使对于大型的被成膜基板200,也能够高效率地形成蒸镀膜302。
本发明并不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所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。而且,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
本发明的蒸镀源和蒸镀装置以及蒸镀膜制造方法,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 蒸镀单元
2 真空腔室
2a 真空腔室内空间
3 基板搬送装置
4 真空泵
10 蒸镀源
10A、32、52、122 蒸镀喷嘴
11 蒸镀颗粒产生单元(蒸镀颗粒产生部)
13 蒸镀源主体
14 蒸镀颗粒回收部件
20 蒸镀颗粒扩散单元(蒸镀颗粒扩散部)
21 蒸镀颗粒扩散室
22 蒸镀颗粒导入口
24 周面
25 圆筒轴
26 送出口
30 蒸镀颗粒射出单元(蒸镀颗粒射出部)
31 第一喷嘴单元(蒸镀喷嘴部、第一蒸镀喷嘴部)
32a、52a、122a 第一边
32b、52b、122b 第二边
32c、52c、122c 第三边
33、53、123 控制板
41、111 压力调整单元
42、112 空间形成用开口部
43、113 空间部
44、114 侧壁(外壁)
45、115 开口部
46 压力调整阀
46a、46b 开口端
51 第二喷嘴单元(第二蒸镀喷嘴部)
60 闸门
70 限制板单元
71 限制板开口
72 限制板
80 蒸镀掩模
81 掩模开口
82 非开口部
100 蒸镀装置
121 第三喷嘴单元(第三蒸镀喷嘴部)
200 被成膜基板
201 被成膜面
202 被成膜区域
203 非成膜区域
300 蒸镀材料
301 蒸镀颗粒
302 蒸镀膜
Claims (18)
1.一种蒸镀源,其特征在于,包括:
对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒产生部;和
将由所述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒射出的蒸镀颗粒射出部,
至少所述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室内,并且,
所述蒸镀颗粒射出部包括:
各自具有至少1个蒸镀喷嘴且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部;和
设置在所述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部,
所述空间部的四周被外壁包围,该外壁设置有至少1个将所述空间部和所述真空腔室内的空间连接的开口部。
2.如权利要求1所述的蒸镀源,其特征在于:
所述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴各自在俯视时具有由一对长边和一对短边形成的矩形状,以各自的长边和短边的方向一致的方式重叠地设置。
3.如权利要求2所述的蒸镀源,其特征在于:
所述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的所述长边比所述蒸镀喷嘴的垂直方向的喷嘴长度长。
4.如权利要求1所述的蒸镀源,其特征在于:
所述多段的蒸镀喷嘴部包括至少2段的蒸镀喷嘴部,该至少2段的蒸镀喷嘴部包括第一蒸镀喷嘴部和夹着所述空间部叠层在所述第一蒸镀喷嘴部上的第二蒸镀喷嘴部,
所述第一蒸镀喷嘴部和所述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴各自在俯视时具有由一对长边和一对短边形成的矩形状,以各自的长边和短边的方向正交的方式部分重叠地设置。
5.如权利要求4所述的蒸镀源,其特征在于:
所述第二蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴的所述长边比该蒸镀喷嘴的垂直方向的喷嘴长度长。
6.如权利要求1所述的蒸镀源,其特征在于:
所述多段的蒸镀喷嘴部包括:具有在俯视时为由一对长边和一对短边形成的矩形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部;和具有与所述蒸镀喷嘴重叠的在俯视时为正方形状的蒸镀喷嘴的蒸镀喷嘴部。
7.如权利要求1所述的蒸镀源,其特征在于:
所述各段的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴各自在俯视时具有正方形状,且彼此重叠地设置。
8.如权利要求1~7中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
在所述各段的蒸镀喷嘴部中,在俯视时沿第一方向排列设置有多个所述蒸镀喷嘴。
9.如权利要求1~8中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
所述开口部设置在所述外壁的夹着所述空间部的中心点彼此相对的位置。
10.如权利要求1~9中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
所述1个空间部的开口部的总开口面积为直接夹着该空间部的2个蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向下游侧的蒸镀喷嘴部中的1个蒸镀喷嘴的开口面积的1/10以下。
11.如权利要求1~10中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
在所述开口部设置有压力调整阀。
12.如权利要求1~11中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
所述蒸镀喷嘴部设置有2段,下段侧的蒸镀喷嘴部的出口与入口的压力差为10~1000倍的范围内,上段侧的蒸镀喷嘴部的出口与入口的压力差为10~100倍的范围内。
13.如权利要求1~12中任一项所述的蒸镀源,其特征在于:
还包括使由所述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒扩散而向所述蒸镀颗粒射出部供给的蒸镀颗粒扩散部。
14.一种蒸镀装置,其在被成膜基板上形成规定的图案的蒸镀膜,该蒸镀装置的特征在于,包括:
蒸镀单元,该蒸镀单元包含权利要求1~13中任一项所述的蒸镀源;和
所述真空腔室,该真空腔室在其内部在减压气氛下保持所述蒸镀单元中的至少所述蒸镀颗粒射出部。
15.如权利要求14所述的蒸镀装置,其特征在于:
还包括回收从所述开口部放出至所述真空腔室内的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒回收部件。
16.一种蒸镀膜制造方法,使用蒸镀装置在被成膜基板上形成蒸镀膜,
所述蒸镀装置包括蒸镀单元和真空腔室,
所述蒸镀单元包含蒸镀源,所述蒸镀源包括:对蒸镀材料进行加热而产生气态的蒸镀颗粒的蒸镀颗粒产生部;和将由所述蒸镀颗粒产生部产生的蒸镀颗粒射出的蒸镀颗粒射出部,至少所述蒸镀颗粒射出部配置在真空腔室内,并且,所述蒸镀颗粒射出部包括:各自具有至少1个蒸镀喷嘴且在垂直方向上彼此隔开间隔地叠层的多段的蒸镀喷嘴部;和设置在所述多段的蒸镀喷嘴部中的各段的蒸镀喷嘴之间的至少1个空间部,所述空间部的四周被外壁包围,该外壁设置有至少1个将所述空间部和所述真空腔室内的空间连接的开口部,
所述真空腔室在其内部在减压气氛下保持所述蒸镀单元中的至少所述蒸镀颗粒射出部,
所述蒸镀膜制造方法的特征在于,包括:
在减压气氛下使所述蒸镀颗粒从所述蒸镀源射出的蒸镀颗粒射出工序;和
使所述蒸镀颗粒附着在所述被成膜基板的被成膜区域的附着工序。
17.如权利要求16所述的蒸镀膜制造方法,其特征在于:
在所述开口部设置有压力调整阀,
所述蒸镀颗粒射出工序包括:
成膜速率确认工序,在关闭所述压力调整阀的状态下射出所述蒸镀颗粒对成膜速率进行确认;和
成膜速率调整工序,在所述成膜速率确认工序之后,打开所述压力调整阀,使所述空间部的压力低于夹着所述空间部的蒸镀喷嘴部中的蒸镀颗粒射出方向上游侧的蒸镀喷嘴部中的蒸镀喷嘴内的压力后,一边对在所述被成膜基板上形成的蒸镀膜的膜厚分布进行确认,一边射出所述蒸镀颗粒对成膜速率进行调整。
18.如权利要求16或17所述的蒸镀膜制造方法,其特征在于:
在所述各段的蒸镀喷嘴部中,在俯视时沿第一方向排列设置有多个所述蒸镀喷嘴,
在所述附着工序中,一边使所述蒸镀单元和所述被成膜基板中的至少一者在俯视时与所述第一方向正交的第二方向上相对移动,一边进行蒸镀。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20201013 |
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