CN1904130A - 气相沉积装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于衬底的气相沉积的蒸汽沉积装置，特别地，该衬底包括热敏物质，例如OLED。为了使热量远离这些物质，该蒸汽沉积装置包括具有专用喷嘴条的蒸发器管。这种喷嘴条包括若干线性布置的开口，并相对于蒸发器管以朝着要被涂布的衬底的方向突出。

Description

气相沉积装置
技术领域
[0001]本发明涉及气相沉积装置，更具体地，本发明涉及衬底气相沉积的具有蒸发器源的气相沉积装置。
背景技术
[0002]现代平板显示器包括液晶元件(LCE)或等离子体元件，用于显示图像。
[0003]近来也已经开始利用有机发光二极管(OLED)作为彩色象素来生产平板显示器。
[0004]与已知的结构元件相比，OLED的一大优点就是其超过16％的高效率(Helmuth Lemme：OLEDs-Senkrechtstarter aus Kunststoff，Elektronik 2/2002，p.98，right column，2nd paragraph，No.[5]：Yi He；Janicky，J.：High Efficiency Organic Polymer Light-Emitting HeterostructureDevices，Eurodisplay 99，VDE-Verlag Berlin，Offenbach)。此外，OLED的效率远高于由无机III-V族半导体构成的LED的量子效率。
[0005]而且，OLED具有更低重量、更宽辐射角，并能产生更强亮度的色彩，而且能够用于从负40℃到正85℃的宽温度范围。还有一个优点就是它们可以在低于5伏电压的情况下运行，并具有低电能消耗，从而使OLED特别适于安装在电池供电的装置中。
[0006]OLED可通过OVPD技术(OVPD＝有机气相沉积)生产，例如在美国专利US 5 554 220或德国专利DE 101 28 091 C1中所描述的。其中有机材料被涂敷到位于玻璃上的电极上。这种电极可以是，例如，先前已经被气相沉积到玻璃上的ITO电极(其中ITO为铟锡氧化物)。
[0007]可以在以这样的方式产生的OLED层上涂敷或气相沉积另外的材料，特别是作为反电极的金属层。用于汽化金属的装置是已知的，例如参见EP 0 477 474 B1，JP 10008241 A1，DE 976 068，US 4 880 960中描述的汽化金属装置。
[0008]在用于汽化金属的蒸发器装置中，蒸发器壳体垂直地置于坩锅上(参见DE 102 56 038 A1)，其中所述汽化金属用于OLED平板显示器的生产。这种蒸发器装置，如根据德国专利DE 101 28 091 A1的蒸发器装置那样，也包括线性分配器系统。在这种线性分配器系统中，若干蒸发器孔口被线性地布置。通过这些孔口逸出的金属蒸汽撞击到衬底上，该衬底平行于蒸发器孔口设置。
[0009]在根据德国专利DE 102 56 038 A1的蒸发器装置中，热隔离在蒸汽出口孔附近被中断，因此蒸发器管在这个位置处比由隔热件包围的蒸发器管的那些位置处要冷。这种热隔离的中断导致衬底在这部分蒸发器管上要承受强的热负荷。因为，虽然蒸发器管在出口孔附近变得较冷，但它仍然很热并将热能辐射到衬底上。
[0010]为了保护或屏蔽衬底，至少一定程度上，不受出口孔附近处的辐射热的影响，在现有技术的装置中提供有反向反射金属板。
[0011]最后要介绍的是，还有一种已知的蒸发器装置，利用该装置被汽化的金属可以沉积到板件上的掩模上(参见JP 2004-214185)。这种蒸发器装置包括蒸发器坩锅，其中该坩锅中的材料被汽化。在坩锅的上部区域是朝向板件的突出部分。在该突出部分设置开口，而且该开口特别地是在从坩锅内部朝向板件的方向上设置。绕着该突出部分在与开口同样的高度或低于开口的高度处设置屏蔽件，并且该屏蔽件与坩锅的上表面隔开。不可能利用这种蒸发器装置来涂布方向平行于地球重力方向的平面衬底，例如玻璃板，因为蒸发器气流或蒸发器[方向]凸起(lobe)是平行于地球重力方向出射或延伸的。
发明内容
[0012]本发明的目的是减小平面衬底的热负荷，即使这些衬底表面的方向平行于地球重力方向。
[0013]这个目的是利用以下方式实现的。根据本发明的一个方案，提供一种用于衬底气相沉积的具有蒸发器源35的气相沉积装置，其中将要被汽化的材料的表面基本垂直于地球重力的方向延伸，蒸发器室17置于蒸发器源35之上而且其纵向轴线平行于地球重力的方向延伸，其中蒸发器室17包括喷嘴条18，该喷嘴条设置有若干线性排列的出口，所述喷嘴条18中的出口垂直于地球重力的方向延伸，所述气相沉积装置的特征在于，所述喷嘴条区域相对于所述汽化室17向前设置，该喷嘴条中设置出口22。
[0014]本发明因此涉及一种用于气相沉积衬底的气相沉积装置，特别地，该衬底包括热敏物质，例如OLED。为了使热量远离这些物质，该气相沉积装置包括具有专用喷嘴条的蒸发器管。这个喷嘴条包括若干线性布置或排列的开口，并相对于蒸发器管以朝着将被涂布的衬底的方向突出。
[0015]本发明的优点包括，特别地，喷嘴条以这样的方式位于蒸发器管前部，可使蒸发器管与喷嘴条隔离从而使热辐射区域减小。因为这种改进的热隔离，衬底显著地被更好地保护以减小辐射热的影响，也使得热敏物质，例如OLED，可以被涂布金属。
附图说明
[0016]本发明的实施例的示例在附图中示出，并在下面被进一步详细地描述。其中：
[0017]图1是气相沉积装置的整体透视图，
[0018]图2是局部剖开的气相沉积装置，
[0019]图3是根据图1的气相沉积装置的纵向剖视图，
[0020]图4是从图2切出的放大的视图，
[0021]图5是喷嘴条，具有向前设置的锥形喷嘴，
[0022]图6是蒸发器管的切出的一部分，该部分具有根据图5的喷嘴条。
具体实施方式
[0023]图1所示为一种气相沉积装置1的整体透视图，该装置包括上部2和下部3。两个部分2、3通过上和下连接夹板4、5以及螺栓6被固定在一起。若干这样的连接夹板和螺栓可以设置在气相沉积装置1的四周上。
[0024]在上部2的顶侧7上示出入口管8。冷却装置口9和10位于上部2的顶侧上。
[0025]进一步地，冷却装置口11、12位于下部3上。
[0026]气相沉积装置1竖直放置，即，平行于地球重力的方向放置。将要被涂布的衬底13，例如，涂布有OLED的玻璃板，被引导通过气相沉积装置1，具体地是在水平方向上，如箭头14所示。OLED可以设置在ITO层上，该ITO层形成第一电极。在这种情况下，现在将被气相沉积的金属层例如形成第二电极。
[0027]在对着衬底13的气相沉积装置的上部2中是竖直设置的间隙15，通过该间隙涂覆材料到达衬底13的表面。因此，涂覆材料线性地且垂直地到达衬底13的表面。
[0028]图2再次以局部剖视图的形式示出了气相沉积装置1的上部2。通过平行于底面的A-A剖视图，示出了上部2的内部结构。与图1所示的相比，上部2转动了大约90度，因此示出了间隙15的详细情形。转动是以箭头16的方向(图1)发生的，即在逆时针方向转动。
[0029]在该上部2中，内部蒸发器管17在其周边的一个位置处发置有向外突出的喷嘴条18。该喷嘴条18具有两个侧翼27、28，这些侧翼从周边突出，并在它们的端部通过连接板21连接。在这个连接板21中线性地设置一个在另一个上方的若干开口22，这些开口延伸分布在喷嘴条18的整个长度范围内。
[0030]在蒸发器管17的周围放置隔层26，隔层26包括，例如，石墨毡或专用陶瓷，隔层一直到喷嘴条18的前边缘19、20处。隔层26必须承受高达1700℃的温度，在隔层26的周围放置管式屏蔽件29，例如金属管式屏蔽件，而该屏蔽件被双壁管包围，该双壁管优选是金属的，双壁管的管壁30和31通过连接板32、33彼此连接。在这些板32、33之间，冷却介质，例如水，可以流动，即，连接板32、33形成冷却介质通道。隔层26、屏蔽件29、和双壁管在喷嘴条18处具有切口，从而形成凹陷。
[0031]喷嘴条18具有非常良好的导热率，该导热率至少对应蒸发器管17的导热率。
[0032]因为隔层26到达喷嘴条18的前边缘19、20，余下的蒸发器管完全被该隔层包围，因此没有热量向衬底辐射。因此，辐射到衬底上的热唯一地来自喷嘴条18。然而，该喷嘴条必须热到不会发生蒸汽凝结。
[0033]图3示出根据图1的气相沉积装置1的纵向B-B剖视图。此处所示的蒸发器管17放置在坩锅35上。坩锅35包括位于其上端的扩口36，而蒸发器管17在其下端具有锥形部分37。该锥形部分37放在扩口36上。所示的侧翼27和连接板21在蒸发器管17中心的左方，连接板21具有喷嘴条18的开口22。
[0034]_用于坩锅35的加热系统40包围坩锅35。加热系统40被屏蔽件41包围，而该屏蔽件被冷却系统42包围。电能供给线路由43示意性示出。
[0035]图4示出从图3切出的放大的一部分。其清晰地示出了隔层26一直到喷嘴条18的前边缘19、20。另外清楚的是喷嘴条18可由不同于蒸发器管17的材料的材料制成。其侧翼27、28与蒸发器管17的孔口端匹配。
[0036]图5所示为切出的另一种喷嘴条50，其中，与喷嘴条18相比，开口51到55是向前设置的。这些开口51到55形成向外变细的锥形体56到60的端部，这些锥形体设置在喷嘴条18上。供加热丝穿过的孔表示为61和62。利用这些加热丝，喷嘴条18可以独立于蒸发器管17而被加热。
[0037]如果具有向前设置的喷嘴的喷嘴条50被安装到蒸发器管中，可以在锥形体56到60上放置隔离材料。
[0038]图6示出一种喷嘴条50的锥形体56到60嵌入到隔离材料中的方式。因此，整个喷嘴条50实际是嵌入到隔离材料26中的。只有锥形体56到60的端部仍然能够辐射热能。
[0039]图1到图6所示的蒸发器管总是圆柱管。然而，应该理解的是它还可以具有n边形截面，而且其截面侧边可以相等或不等。例如，它可以具有矩形特别是方形的截面。本发明在所有的情况下都可以使蒸发器源紧凑，并不需要对应蒸发器条的长度，即，其长度不象日本专利JP2004-214185公开的那样。
[0040]专利权利要求2、3、5到12也可以引用独立权利要求13。

Claims (13)

1.用于衬底气相沉积的具有蒸发器源(35)的气相沉积装置，其中将要被汽化的材料的表面基本垂直于地球重力的方向延伸，蒸发器室(17)置于所述蒸发器源(35)之上而且其纵向轴线平行于地球重力的方向延伸，其中所述蒸发器室(17)包括喷嘴条(18)，该喷嘴条设置有若干线性排列的出口，所述喷嘴条(18)中的出口垂直于地球重力的方向延伸，所述气相沉积装置的特征在于，所述喷嘴条区域相对于所述汽化室(17)向前设置，该喷嘴条中设置出口(22)。
2.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述蒸发器室(17)形成为圆柱管形。
3.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述蒸发器室形成为矩形管形。
4.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述蒸发器室(17)被隔热层(26)包围，所述隔热层延伸到向前设置的喷嘴条(18)。
5.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述喷嘴条(18)的形状为U形，其中所述喷嘴条(18)的侧翼(27、28)的一端与所述蒸发器管(17)连接，另一端与连接板(21)连接。
6.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述喷嘴条(18)配有自己的加热系统(61、62)。
7.如权利要求6所述的气相沉积装置，其特征在于，所述加热系统是电阻加热系统。
8.如权利要求4所述的气相沉积装置，其特征在于，所述隔热层(26)被屏蔽件(29)包围。
9.如权利要求8所述的气相沉积装置，其特征在于，所述屏蔽件(29)被双壁套件(30、31)包围，该双壁套件包括冷却介质通道。
10.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，向前设置的所述喷嘴条(18)具有的导热率至少等于所述蒸发器管(17)的导热率。
11.如权利要求1所述的气相沉积装置，其特征在于，所述喷嘴条(50)包括若干向外变细的锥形体(56到60)，所述锥形体线性地布置并在其端部具有开口(51到55)。
12.如权利要求11所述的气相沉积装置，其特征在于，所述锥形体(56到60)嵌入到隔热材料(26)中。
13.用于衬底气相沉积的气相沉积装置，该装置具有蒸发器源(35)和蒸发器室(17)，所述蒸发器源(35)至少设置在所述蒸发器室(17)附近，其中所述蒸发器室(17)包括具有若干出口(22)的喷嘴条(18)，所述气相沉积装置的特征在于，所述喷嘴条(18)区域相对于所述蒸发器室(17)向前设置，该喷嘴条中设置出口(22)，而且所述蒸发器室(17)在其四周配有隔热层(26)，该隔热层延伸到喷嘴条(18)而不盖住出口(22)。
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