CN115135800A - 蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置 - Google Patents

蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置 Download PDF

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Abstract

本实施例的蒸镀用坩埚包括：圆筒容器形状的坩埚主体，其用于盛装蒸镀原料；及圆筒盖形状的坩埚帽，其形成于上述坩埚主体的上侧，在上表面具备喷射蒸镀物质的至少一个以上的喷嘴，上述坩埚主体包括形成在上部内周面的内螺纹，上述坩埚帽包括以与上述坩埚主体的内螺纹啮合的方式形成于外周面的外螺纹。

Description

蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置
技术领域
本发明涉及可有效地防止金属的蒸镀物质从坩埚泄漏的蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置。
背景技术
蒸镀(deposition)是指，利用气体状态的粒子而在金属、玻璃(glass)等这样的物体的表面镀上薄薄的固体膜的方法。
近年来，随着在TV、手机等这样的电子设备上使用OLED(Organic Light EmittingDiodes：有机发光二极管)显示器的情况增加，对制造OLED显示器面板的装置进行了积极研究。特别地，OLED显示器面板制造工序包括在真空状态下在玻璃基板上蒸镀有机物质或无机物质的工序。
蒸镀工序包括将收纳有有机/无机物质这样的蒸镀原料的坩埚(crucible)加热而将蒸镀原料蒸发为气体状态的蒸镀物质的工序和气体状态的蒸镀物质通过喷嘴(nozzle)而蒸镀到基板的工序。
与有机物质不同地，无机物质包括金属等，为了形成金属薄膜而使用的Al、Ag、Mg等这样的金属被用作蒸镀原料。
为了使这样的金属的蒸镀原料蒸发，使用包括坩埚及用于将坩埚加热成高温的加热器的蒸镀装置。
在韩国公开专利第2014-0121172号(2013.04.05.申请)中公开了薄膜蒸镀装置，该薄膜蒸镀装置包括：真空腔；基板支承部，其支承用于在上述真空腔的内部进行薄膜蒸镀的被处理基板；及蒸镀源，其向上述被处理基板供给蒸镀物质，上述蒸镀源具备：坩埚，其具备收纳蒸镀物质的蒸镀物质收纳部及上述蒸镀物质收纳部的上端的第一凸缘；喷射喷嘴，其具备排出蒸发的上述蒸镀物质的排出部及配置于上述排出部的下端并与上述第一凸缘接触的第二凸缘；及冷却部件，其附着到上述第一凸缘及上述第二凸缘的外部。
上述的薄膜蒸镀装置中，坩埚的第一凸缘与喷射喷嘴的第二凸缘彼此啮合，冷却部件冷却第一凸缘、第二凸缘，从而防止蒸镀物质在坩埚与喷射喷嘴之间泄漏。
但是，难以加工成使坩埚的第一凸缘与喷射喷嘴的第二凸缘咬合，即便将坩埚的第一凸缘和喷射喷嘴的第二凸缘精密加工而咬合，其之间不可避免地会形成规定间隙。
另外，设置位置被限定为第一凸缘、第二凸缘的外部的冷却部件因冷却能力有限，无法充分地冷却及凝固渗透到坩埚的第一凸缘与喷射喷嘴的第二凸缘之间的金属的蒸镀物质。
因此，蒸发为纳米(nm)级的分子形态的金属的蒸镀物质在坩埚的第一凸缘与喷射喷嘴的第二凸缘之间泄漏，从而形成于被蒸镀物的薄膜的厚度不均匀而导致不良率上升，降低蒸镀工序的工作率。
另外，当金属的蒸镀物质在坩埚与喷射喷嘴之间泄漏时会蒸镀到设置于坩埚外侧的加热器及将加热器固定于加热器框架的夹具等。
因此，导致污染加热器，在绝缘材质的夹具形成导电性金属薄膜，从而引起通电而产生过电流，由此破坏蒸镀源。
发明内容
技术课题
本发明是为了解决如上述的以往技术的问题而研发的，本发明的目的在于提供一种能够有效地防止金属的蒸镀物质从坩埚泄漏的蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置。
另外，本发明的目的在于提供一种如下的蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置：即便金属的蒸镀物质从坩埚泄漏，也将蒸镀物质的泄漏量最小化或将蒸镀物质的泄漏方向调整为不引起不良的位置。
用于解决课题的手段
本实施例的蒸镀用坩埚包括：圆筒容器形状的坩埚主体，其用于盛装蒸镀原料；及圆筒盖形状的坩埚帽，其形成于上述坩埚主体的上侧，在上表面具备喷射蒸镀物质的至少一个以上的喷嘴，上述坩埚主体包括形成在上部内周面的内螺纹，上述坩埚帽包括以与上述坩埚主体的内螺纹啮合的方式形成于外周面的外螺纹。
上述坩埚主体包括向上端的外侧方向扩展的主体凸缘部。
上述坩埚帽包括盖凸缘部，上述盖凸缘部以与上述主体凸缘部啮合的方式在上述坩埚帽的上表面向外侧方向扩展。
本实施例的蒸镀用坩埚还包括压力控制板，上述压力控制板形成有多个孔，并以横穿上述坩埚主体的内周面的方式设置。
在上述压力控制板中，上述孔的面积相对于上述压力控制板的总面积形成为10％以下。
上述坩埚主体包括台阶部，上述台阶部以减小上述坩埚主体的内周面的直径的方式形成在上述内螺纹的下侧，上述压力控制板安放于上述台阶部。
上述压力控制板比上述坩埚帽的下端靠下侧且与上述坩埚帽的下端隔开规定间隔而配置。
上述坩埚主体和坩埚帽由石墨(graphite)和钛(Titanium)材料中的一种材料构成。
本实施例的蒸镀装置包括：坩埚，其包括圆筒容器形状的坩埚主体及圆筒盖形状的坩埚帽，上述坩埚帽结合到上述坩埚主体的上侧并在上表面具备至少一个喷嘴；及加热部，其对上述坩埚进行加热，上述坩埚主体包括向上端的外侧方向扩展的主体凸缘部，上述坩埚帽包括第二凸缘部，上述第二凸缘部以与上述主体凸缘部啮合的方式在上述坩埚帽的上表面向外侧方向扩展，上述主体凸缘部或盖凸缘部安放于上述加热部的上端，比上述加热部向外侧方向进一步扩展。
上述加热部包括：加热器框架，其与上述坩埚主体的外侧隔开而配置；及加热器，其安装于上述加热器框架的内周面，上述主体凸缘部或盖凸缘部安放于上述加热器框架的上端，比上述加热器框架向外侧方向进一步扩展而形成。
本实施例的蒸镀装置还包括腔，上述坩埚和上述加热部内置于上述腔的下侧，被蒸镀物配置于上述腔的上侧，蒸镀物质蒸镀到上述被蒸镀物，上述主体凸缘部和盖凸缘部的外周端配置成与上述腔的内周面隔开规定间隔。
发明效果
根据本实施例，通过坩埚主体与坩埚帽之间的螺纹联接结构及主体凸缘部和盖凸缘部的面接触结构，能够防止蒸镀物质在坩埚主体与坩埚帽之间泄漏。
因此，在被蒸镀物均匀地形成薄膜的厚度，因此能够提高蒸镀工序的工作率。
另外，坩埚侧的凸缘部安放于加热部侧的加热器框架的上端，坩埚侧的凸缘部延伸到与腔内周面隔开规定间隔的位置，由此即便蒸镀物质在主体凸缘部与盖凸缘部之间泄漏，也能够阻止蒸镀到加热部。
因此，可减少通过蒸镀物质的蒸镀而导致加热器及周边结构物的污染，防止通过蒸镀物质而导致加热器的过电流，从而能够防止加热器的破坏。另外，能够增加蒸镀装置的耐久性及使用寿命，减少在大量生产时因不良而导致工序中断，并缩短周期性的修理、保养及维修时间，由此能够减少生产费用。
附图说明
图1是示出本实施例的蒸镀装置的图。
图2是示出本实施例的坩埚和加热部的图。
图3是示出应用于本实施例的压力控制板的图。
具体实施方式
图1是示出本实施例的蒸镀装置的图，图2是示出本实施例的坩埚和加热部的图，图3是示出应用于本实施例的压力控制板的图。
本实施例的蒸镀装置包括真空腔1和在真空腔1的内部使蒸镀物质蒸发的蒸镀源100。
在真空腔1的顶部具备使被蒸镀物2固定的传送机构3，传送机构3可将被蒸镀物2水平地固定到蒸镀源100的上侧。被蒸镀物2包括玻璃(glass)基板而构成为各种各样。
在真空腔1的下部具备供蒸镀源100安放的驱动部4，可以沿着固定于真空腔1的被蒸镀物2的横向或纵向移动至少一个以上的驱动部4。驱动部4至少在比被蒸镀物2的宽度更宽的范围内移动蒸镀源100。但是，蒸镀源100也可以不移动而位于固定位置。
蒸镀源100作为供给用于在被蒸镀物2形成薄膜M的蒸镀物质的装置，包括收纳蒸镀原料的坩埚110和包围坩埚110的加热部120。
蒸镀原料和蒸镀物质为用于蒸镀到被蒸镀物的铝等这样的金属材质，蒸镀原料为填充到坩埚100的固体/液体状态的金属物质，蒸镀物质为从坩埚100蒸发的气体状态的金属物质，为了便于说明而进行了区分，但并非仅限于此。
本实施例的坩埚110用于将蒸镀原料蒸发为蒸镀物质，可由坩埚主体111、坩埚帽112和压力控制板113构成，可由在高温下保持强度，对蒸镀原料不产生影响的石墨(graphite)和钛(Titanium)材料中的一种材料构成，但不限于此。
坩埚主体111由上表面被开放的圆筒形状的容器构成，可收纳蒸镀原料，在高温下将蒸镀原料蒸发为蒸镀物质。
主体凸缘部111f在坩埚主体111的上端向半径方向扩展，可延伸到与腔1的内周面隔开规定间隔的位置为止。主体凸缘部111f的半径方向上的长度L1优选形成为比下面说明的加热器框架121的半径方向上的长度L2更长。
主体凸缘部111f被加热器框架121的上端支承，坩埚主体111以保持规定间隔的方式收纳于加热器框架121，并不接触。
内螺纹111a形成于坩埚主体111的上部内周面，在下面说明的坩埚帽112侧与外螺纹112a啮合。
台阶部111b以比内螺纹111a靠下侧且与内螺纹111a隔开规定间隔的方式设置于坩埚主体111的内周面，压力控制板113安放于台阶部111b。以台阶部111b为基准，坩埚主体111的上部内径D1大于坩埚主体111的下部内径d1。
坩埚帽112由圆筒形状的盖构成，可安装为将坩埚主体111的上表面覆盖。坩埚帽112的外径D2相对于坩埚主体111的上部内径D1具备规定公差而形成为较小，坩埚帽112的高度低于从坩埚主体111的上端到台阶部111b为止的高度而形成。
当将坩埚帽112安装于坩埚主体111时，坩埚帽112的下端按压安放于坩埚主体111的压力控制板113的外周面而安装，但不限于此。
用于均匀地喷出蒸镀物质的至少一个以上的喷嘴N在坩埚帽112的上表面向上突出地形成，喷嘴N的位置及形状等不限于此。
盖凸缘部112f与主体凸缘部111f面接触而在坩埚帽112的上表面向半径方向扩展，同样地延伸到与腔1的内周面隔开规定间隔的位置为止。盖凸缘部112f的半径方向上的长度L1也优选形成为比下面说明的加热器框架121的半径方向上的长度L2更长。
外螺纹112a形成于坩埚帽112的外周面，与上述说明的坩埚主体111侧的内螺纹111a啮合。即，当坩埚帽112组装到坩埚主体111时，坩埚帽112的外周面收纳于坩埚主体111的内周面，坩埚帽112的外螺纹112a与坩埚主体111的内螺纹111a啮合而安装。
压力控制板113为了调节蒸镀物质的蒸发压力而横穿坩埚主体111的内周面而安装。
压力控制板113为圆盘形状，具备供蒸镀物质通过的多个孔113h，在规定间隔的外周端113a不具备孔113h。当然，压力控制板113的直径d3构成为小于坩埚主体111的上部内径D1且大于坩埚主体111的下部内径d1，以安放于坩埚主体111内部的台阶部111b。
压力控制板的外周端113a安放于坩埚主体111侧的台阶部111b，并且通过坩埚帽112的下端而被按压，但不限于此。
相对于压力控制板113的整体面积，孔113h的面积比率越小，越能提升蒸镀物质的蒸发压力，蒸镀物质的蒸发压力越高，越能加大蒸镀物质扩散的距离。根据实施例，相对于压力控制板113的总面积，优选将孔113h的面积比率形成为10％以下。
当然，可将按照工序而所需的蒸镀物质的蒸发压力设定为不同，因此相对于压力控制板113的总面积，可改变孔113h的面积比率，但不限于此。
加热部120用于对坩埚110进行加热，可由加热器框架121、加热器122和夹具123构成。
加热器框架121为了安装加热器122而包围坩埚主体111来设置，可形成为比坩埚主体111大且上表面被开放的圆筒形状的容器。
加热器框架121收纳坩埚主体111，支承主体凸缘111f和盖凸缘部112f。加热器框架121的高度高于坩埚主体111的高度，加热器框架121的内径大于坩埚主体111的外径，考虑到加热器122的设置空间及辐射热传递空间而优选构成为更大。
坩埚主体111安装于加热器框架121的中心，在坩埚主体111的外周面与加热器框架121的内周面之间保持均匀的间隔而安装。
随着供给电源，加热器122发热为高温，为了对坩埚主体111加热而安装于加热器框架121的内壁，加热器122与坩埚主体111的外周面保持规定间隔而形成。
夹具123作为用于将加热器122固定于加热器框架121的内周面的手段，可构成为各种各样，但不限于此。
如上述构成的蒸发源100的安装结构如下。
压力控制板113安放于坩埚主体111侧的台阶部111b，坩埚帽112结合到坩埚主体111的上侧。坩埚帽112的外螺纹112a与坩埚主体111的内螺纹111a啮合而组装时，坩埚帽112在坩埚主体111的上侧在垂直方向上保持密封状态，主体凸缘部111f和盖凸缘部112f在半径方向上实现面接触。
如上述构成的坩埚110安装于加热部120，主体凸缘部111f和盖凸缘部112f被加热器框架121支承，坩埚主体111内置于加热器框架121的中心。
这样安装的蒸发源100安装到腔1的内部时，可进行如下的蒸镀工序。
当加热器122进行动作时，内置于坩埚主体111的蒸镀原料被加热，气体状态的蒸镀物质通过坩埚帽112的喷嘴N而蒸发之后蒸镀到悬挂在腔1的内部的被蒸镀物2，并在被蒸镀物2上形成薄膜M。
蒸镀物质中的一部分可能泄漏到坩埚主体111与坩埚帽112之间，但通过螺纹联接结构而抑制蒸镀物质的泄漏，并且通过主体凸缘部111f与盖凸缘部112f的面接触而阻止蒸镀物质的泄漏。
另外，即便蒸镀物质中的一部分通过主体凸缘部111f与盖凸缘部112f之间的间隙h而泄漏，也不会泄漏到加热器框架121的内部，而是泄漏到腔1的内周面，因此能够事先防止蒸镀物被蒸镀到加热器122或夹具123。
以上说明对本发明的技术思想进行了例示性的说明，但本领域的技术人员可在不脱离本发明的本质特性的范围内进行各种修改及变形。
因此，本发明公开的实施例并非对本发明的技术思想进行限定，而是对本发明的技术思想进行说明，本发明的技术思想的范围不限于这样的实施例。
应通过下面的权利要求书来解释本发明的保护范围，与此相等的范围内的所有技术思想均包括在本发明的权利范围。
产业上的利用可能性
本实施例可适用于在制造OLED显示器面板时将金属物质以薄膜形状蒸镀到玻璃基板上的蒸镀用坩埚及包括它的蒸镀装置。

Claims (11)

1.一种蒸镀用坩埚，其包括：
圆筒容器形状的坩埚主体，其用于盛装蒸镀原料；及
圆筒盖形状的坩埚帽，其形成于上述坩埚主体的上侧，在上表面具备喷射蒸镀物质的至少一个以上的喷嘴，
上述坩埚主体包括形成在上部内周面的内螺纹，
上述坩埚帽包括以与上述坩埚主体的内螺纹啮合的方式形成于外周面的外螺纹。
2.根据权利要求1所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述坩埚主体包括向上端的外侧方向扩展的主体凸缘部。
3.根据权利要求2所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述坩埚帽包括盖凸缘部，上述盖凸缘部以与上述主体凸缘部啮合的方式在上述坩埚帽的上表面向外侧方向扩展。
4.根据权利要求1所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述蒸镀用坩埚还包括压力控制板，上述压力控制板形成有多个孔，并以横穿上述坩埚主体的内周面的方式设置。
5.根据权利要求4所述的蒸镀用坩埚，其中，
在上述压力控制板中，上述孔的面积相对于上述压力控制板的总面积形成为10％以下。
6.根据权利要求4所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述坩埚主体包括台阶部，上述台阶部以减小上述坩埚主体的内周面的直径的方式形成在上述内螺纹的下侧，
上述压力控制板安放于上述台阶部。
7.根据权利要求6所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述压力控制板比上述坩埚帽的下端靠下侧且与上述坩埚帽的下端隔开规定间隔而配置。
8.根据权利要求1所述的蒸镀用坩埚，其中，
上述坩埚主体和坩埚帽由石墨(graphite)和钛(Titanium)材料中的一种材料构成。
9.一种蒸镀装置，其包括：
坩埚，其包括圆筒容器形状的坩埚主体及圆筒盖形状的坩埚帽，上述坩埚帽结合到上述坩埚主体的上侧并在上表面具备至少一个喷嘴；及
加热部，其对上述坩埚进行加热，
上述坩埚主体包括向上端的外侧方向扩展的主体凸缘部，
上述坩埚帽包括盖凸缘部，上述盖凸缘部以与上述主体凸缘部啮合的方式在上述坩埚帽的上表面向外侧方向扩展，
上述主体凸缘部或盖凸缘部安放于上述加热部的上端，比上述加热部向外侧方向进一步扩展。
10.根据权利要求9所述的蒸镀装置，其中，
上述加热部包括：
加热器框架，其与上述坩埚主体的外侧隔开而配置；及
加热器，其安装于上述加热器框架的内周面，
上述主体凸缘部或盖凸缘部安放于上述加热器框架的上端，比上述加热器框架向外侧方向进一步扩展而形成。
11.根据权利要求9所述的蒸镀装置，其中，
上述蒸镀装置还包括腔，上述坩埚和上述加热部内置于上述腔的下侧，被蒸镀物配置于上述腔的上侧，蒸镀物质蒸镀到上述被蒸镀物，
上述主体凸缘部和盖凸缘部的外周端配置成与上述腔的内周面隔开规定间隔。
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