CN203768445U - 真空蒸镀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种真空蒸镀装置，在真空下对基板（K）进行蒸镀，其包括：多个坩埚（2），分别使蒸镀材料（A）蒸发而成为蒸发材料；阀（51），与上述坩埚（2）的下游侧连接；扩散容器（21），从上述阀（51）通过导入管（11）导入蒸发材料并使导入的蒸发材料扩散；以及多个喷嘴（25），将在所述扩散容器的内部（22）扩散的蒸发材料朝向基板（K）释放，其中，全部的所述导入管（11）不具有分路部，蒸镀速率为扩散容器的内部空间厚度（D）为1m以下且喷嘴间最大距离（L）为5m以下，并且扩散容器的内部空间厚度（D）与喷嘴间最大距离（L）的关系，满足规定的公式（1）～（3）中的任意一个。

Description

真空蒸镀装置

技术领域

本实用新型涉及例如用于将金属材料、有机材料等蒸镀材料在负压下蒸镀到玻璃基板表面的真空蒸镀装置。

背景技术

例如，使用有机EL材料的显示面板通过在玻璃基板等被蒸镀构件上蒸镀有机材料等蒸镀材料而形成。通常，用蒸发容器加热蒸镀材料使其蒸发，作为所述蒸发后的蒸镀材料的蒸发材料被引导到真空容器内，并被释放到所述真空容器内配置的被蒸镀构件（基板）的表面，从而进行蒸镀。

以往公开的这种蒸镀装置的结构如下：供给管的一端侧连接于原料供给源且另一端侧分为多路，所述供给管与形成有多个用于释放蒸发材料的开口的供给端连接，上述供给管的分路的部分上设有流量控制装置（例如参照专利文献1）。所述结构可以获得厚度均匀的蒸镀膜。

专利文献1：日本专利公开公报特开2007-332458号

可是，在上述专利文献1公开的蒸镀装置中，供给管或导入管上具有分路部，因此导致传导率降低。所以，按照现有的上述蒸镀装置，在蒸镀材料的加热中需要考虑传导率的降低部分，不得不将蒸镀材料的加热温度较高设定。因此，现有的上述蒸镀装置存在的问题是，特别不适于分解温度较低的蒸镀材料、即容易因加热而劣化的蒸镀材料的真空蒸镀。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种真空蒸镀装置，在蒸镀材料的加热中不必考虑传导率的降低部分，可以较低设定蒸镀材料的加热温度。

为了解决上述问题，本实用新型第一方式的真空蒸镀装置在真空下对基板进行蒸镀，其包括：多个坩埚，分别使蒸镀材料蒸发而成为蒸发材料；阀，与所述坩埚的下游侧连接；扩散容器，从所述阀通过导入管导入蒸发材料并使导入的蒸发材料扩散；以及多个释放孔，将在所述扩散容器的内部扩散的蒸发材料朝向基板释放，所述真空蒸镀装置的特征在于，全部的所述导入管不具有分路部。

此外，本实用新型第二方式的真空蒸镀装置在第一方式所述的真空蒸镀装置的基础上，扩散容器的内部空间厚度（D）与喷嘴间最大距离（L）的关系满足以下的公式：

100×D≥－1.22×L²＋25L－0.51。

而且，本实用新型第三方式的真空蒸镀装置在第一方式所述的真空蒸镀装置的基础上，蒸镀速率为以上以下，扩散容器的内部空间厚度（D）为1m以下且喷嘴间最大距离（L）为5m以下，并且，扩散容器的内部空间厚度（D）与喷嘴间最大距离（L）的关系满足以下的公式（1）～（3）中的任意一个：

100×D≥－1.22×L²＋25L－0.51···（1）

100×D≤80×L＋244   ···（2）

100×D≤－0.25×L＋4.75   ···（3）。

按照所述真空蒸镀装置，由于在导入管中传导率几乎不降低，所以在蒸镀材料的加热中不必考虑传导率的降低部分，能够较低设定蒸镀材料的加热温度。因此，特别适于分解温度较低的蒸镀材料、即容易因加热而劣化的蒸镀材料的真空蒸镀。

附图说明

图1是本实用新型实施方式1的真空蒸镀装置的整体断面图，（a）是正面断面图，（b）是（a）的A-A断面图。

图2是表示同一真空蒸镀装置的模拟中使用的扩散容器的内部空间的模型的示意图。

图3是表示同一模拟的结果的坐标图，（a）是释放孔的间距Lt小时的坐标图，（b）是释放孔的间距Lt大时的坐标图。

图4是表示作为同一模拟的结果、满足公式（1）的范围的坐标图。

图5是表示作为同一模拟的结果、满足公式（1）～（3）的范围的坐标图。

图6是本实用新型实施方式2的真空蒸镀装置的整体断面图，（a）是正面断面图，（b）是侧面断面图。

图7是现有的真空蒸镀装置的整体断面图。

具体实施方式

（实施方式1）

以下，根据附图说明本实用新型实施方式1的真空蒸镀装置。

如图1的（a）所示，所述真空蒸镀装置1包括：多个（图1的（a）中为两个）坩埚2，使蒸镀材料（例如Alq3）A蒸发；多条（图1的（a）中为两条）导入管11，分别从坩埚2导入作为蒸发后的蒸镀材料A的蒸发材料；真空容器3，将由上述导入管11导入的蒸发材料引导到内部配置的基板K上并以规定的真空度（负压）进行蒸镀；以及真空泵（省略图示），使所述真空容器3的内部成为规定的真空度（负压）。此外，所述真空容器3配置有：扩散容器（也称为岐管）21，使由导入管11导入的蒸发材料扩散；基板托架31，将基板K以固定的状态保持在下侧；以及石英振动式膜厚计（也称为QCM）41，在所述基板托架31的附近测量对基板K的蒸镀速率。而且，如图1的（a）和（b）所示，在所述扩散容器21的基板对置面上，前后左右形成有多个用于释放扩散后的蒸发材料的释放孔23，并且在各释放孔23上装有喷嘴25。另外，以下把从扩散容器21观察的坩埚2的方向（图1中的左右方向）称为左右方向。

在所述各坩埚2的下游开口上，分别连接有控制蒸发材料的流量的阀51。此外，所述导入管11以贯穿真空容器3的侧壁3s的方式配置，并连接真空容器3外的各阀51和真空容器3内的扩散容器21。而且，所述扩散容器21是形成有内部空间22的长方体形状，该内部空间22用于使蒸发材料扩散。此外，在保持于基板托架31的基板K上，设有使生成在基板K上的蒸镀膜形成在所需的范围上的金属掩模M。

接着，说明作为本实用新型要旨的导入管11和扩散容器21的具体结构。

所述导入管11是在全长上内径固定的管。因此，所述导入管11具有不易使导入的蒸发材料的传导率降低的结构。

所述扩散容器21的左右侧面上，分别形成有用于连通所述导入管11的内部和所述内部空间22的导入口24。因此，所述扩散容器21从导入口24导入蒸发材料，使导入的蒸发材料在所述内部空间22扩散，并将扩散后的蒸发材料从所述喷嘴25朝向基板K释放。所述内部空间22也是长方体形状，具有最大面积的两面为基板对置面及其相对面。

设扩散容器21的内部空间22的厚度为D、喷嘴25的喷嘴间最大距离为L时，所述扩散容器21满足：

100×D≥－1.22×L²＋25L－0.51···（1）。

此外，蒸镀速率为以上以下，扩散容器21的内部空间22的厚度（D）为1m以下，并且喷嘴25的喷嘴间最大距离（L）为5m以下，满足：

100×D≤80×L＋244   ···（2）

100×D≤－0.25×L＋4.75   ···（3）。

尽管未图示，但在坩埚2上设有用于加热蒸镀材料A使其蒸发的加热器（例如封装加热器）。此外，尽管未图示，但在阀51、导入管11、扩散容器21和喷嘴25上，分别设有用于防止通过内部的蒸发材料冷却而附着的加热器（例如封装加热器）。

以下说明所述真空蒸镀装置1的作用。

首先，向各坩埚2投入蒸镀材料A，利用真空泵使真空容器3的内部成为规定的真空度（负压）。而后，关闭全部的阀51，用加热器加热坩埚2、阀51、导入管11、扩散容器21和喷嘴25。如果坩埚2内的蒸镀材料A被加热，则所述蒸镀材料A蒸发。随后，通过打开一个阀51，来自所述坩埚2的蒸发后的蒸镀材料A（即蒸发材料），在传导率几乎不降低的状态下通过阀51和导入管11，并被导入扩散容器21。而后，蒸发材料在扩散容器21的内部空间22中扩散，并从喷嘴25朝向基板K释放。利用释放的蒸发材料进行蒸镀，在基板K上生成蒸镀膜。此外，在基板K的附近由石英振动式膜厚计41测量蒸镀速率，并用阀51适当控制蒸发材料的流量，以使蒸镀速率成为所需的值。如果生成所需厚度的蒸镀膜，则关闭所述阀51并打开另一个阀51，同样地在所述蒸镀膜上重叠生成其他的蒸镀膜。

在此，由于蒸镀速率、内部空间22的厚度（D）和喷嘴25的喷嘴间最大距离（L）如上所述，所以内部空间22的蒸发材料从喷嘴25以蒸镀膜的膜厚均匀性在±3％以内的方式释放。

这样，按照所述实施方式1的真空蒸镀装置1，由于在导入管11中传导率几乎不降低，所以在蒸镀材料A的加热中不必考虑传导率的降低部分，可以较低设定蒸镀材料A的加热温度。因此，特别适于分解温度较低的蒸镀材料、即容易因加热而劣化的蒸镀材料的真空蒸镀。

此外，可以使蒸镀膜的膜厚均匀性在±3％以内。

（模拟）

以下，说明用于导出所述实施方式1的公式（1）～（3）的模拟。

如图2所示，所述模拟中作为对所述实施方式1的内部空间22（长方体形状）的近似，设置了直径Dt的圆柱形状的内部空间。此外，所述模拟中在左右方向设置两个释放孔23t，上述释放孔23t的间距为Lt。

在形成这种内部空间22t和释放孔23t的扩散容器21t中，算出导入的蒸发材料的流量速率Q、内部空间22t的直径Dt和释放孔23t的间距Lt进行各种改变时、从释放孔23t释放的蒸发材料的流量比q1/q2。

图3的（a）表示了Lt设为较小值的结果，图3的（b）表示了Lt设为较大值的结果。如图3的（a）所示，Lt是较小的值时，Dt越小、在流量速率较低的区域中流量比越稳定，Dt越大、在流量速率较高的区域中流量比越稳定。此外，如图3的（b）所示，Lt是较大的值时也同样，Dt越小、在流量速率较低的区域中流量比越稳定，Dt越大、在流量速率较高的区域中流量比越稳定。这是因为，如果Dt小，则蒸发材料的流量速率在规定值以下，且蒸发材料成为分子流，而如果Dt大，则蒸发材料的流量速率在其他的规定值以上，且蒸发材料成为粘性流。对此，在Dt小而流量速率超过所述规定值时，或者Dt大而流量速率小于所述其他的规定值时，由于蒸发材料成为分子流与粘性流混合的状态，所以如果改变流量速率则流量比也大幅改变。从所述模拟结果得到与流量速率无关的、流量比成为0.94以上的Dt和Lt的关系式。所述关系式成为所述公式（1）。图4的阴影表示了满足所述公式（1）的Dt-Lt的范围。另外，如果流量比在0.94以上，则蒸镀膜的膜厚均匀性在±3％以内。

而且，根据所述模拟结果，得到流量速率在以上以下的范围内、流量比成为0.94以上的Dt和Lt的关系式。在扩散容器21的内部空间22的厚度（D）为1m以下和喷嘴25的喷嘴间最大距离（L）为5m以下的条件下，所述关系式成为所述公式（2）和（3）。

因此，在蒸镀速率为以上以下，内部空间22的厚度（D）为1m以下和喷嘴25的喷嘴间最大距离（L）为5m以下的条件下，只要满足所述公式（1）、（2）或（3）中的任意一个，流量比就在0.94以上，即以蒸镀膜的膜厚均匀性在±3％以内的方式释放蒸发材料。图5的阴影表示了满足上述条件的Dt-Lt的范围。

另外，由于所述模拟的值大致由蒸发分子的平均自由程和分散容器的壁面间距离来决定，所以不限于内部空间22t为圆柱形状的扩散容器21t，也适用于长方体形状等其他形状的扩散容器。

（实施例）

以下，对更具体表示所述实施方式1的实施例进行说明。

本实施例中，如图1所示，使用了具有两个坩埚2、两条导入管11的真空蒸镀装置1。此外，设一方的坩埚2内的蒸镀材料A（A1）为α-NPD，另一方的坩埚2内的蒸镀材料A（A2）为Alq3。这里，使用了喷嘴25的喷嘴间最大距离（L）为1.0m、内部空间22的厚度（D）为0.25m的扩散容器21。

使用所述真空蒸镀装置1，以的蒸镀速率在基板K上生成α-NPD的蒸镀膜，并在所述蒸镀膜上重叠生成Alq3的蒸镀膜。可以使上述蒸镀膜的膜厚均匀性都在±3％以内。

此外，在所述工序中，蒸镀材料A的加热温度在α-NPD的情况下为280℃，在Alq3的情况下为340℃，相比于以往的具备带分路部的导入管11的真空蒸镀装置1，分别降低了5℃。

（实施方式2）

本实施方式2的真空蒸镀装置1与所述实施方式1的真空蒸镀装置1不同，可以进行共蒸镀。

以下，基于图6说明本实施方式2的真空蒸镀装置1，着眼于说明和所述实施方式1不同的扩散容器21、导入管11和石英振动式膜厚计41的配置，并且对于和所述实施方式1相同的构成标注相同附图标记并省略其说明。另外，以下将图6的（a）中的左右方向称为左右方向，并将图6的（b）中的左右方向称为前后方向。

如图6所示，在所述真空蒸镀装置1中，扩散容器21在真空容器3的内部多层（图6中为三层）重叠配置。上层的扩散容器21H的左侧下表面的前后方向上连接有多条（图6的（b）中为两条）导入管11。中层的扩散容器21M的右侧下表面的前后方向上连接有多条（图6的（b）中为两条）导入管11。下层的扩散容器21L的中部下表面的前后方向上连接有多条（图6的（b）中为两条）导入管11。此外，与所述导入管11同数量的坩埚2和阀51配置在真空容器3的下方。因此，全部的导入管11都贯穿真空容器3的底壁3b大体竖直配置。而且，如图6的（b）所示，在各扩散容器21的后表面上，安装有释放各内部空间22的蒸发材料的一部分以便进行检测的检测喷嘴26。此外，各检测喷嘴26的后方分别配置有石英振动式膜厚计41，所述石英振动式膜厚计41根据所述检测喷嘴26释放的蒸发材料，检测各扩散容器21H、21M、21L的蒸镀速率。

以下，关于所述真空蒸镀装置1的作用，说明与所述实施方式1的不同点。

在基板K的附近，利用石英振动式膜厚计41测量多个扩散容器21H、21M、21L的整体蒸镀速率，并在扩散容器21H、21M、21L的后方，利用石英振动式膜厚计41分别测量所述扩散容器21H、21M、21L的各蒸镀速率。并且利用阀51适当控制蒸发材料的流量，从而使整体蒸镀速率和扩散容器21H、21M、21L的各蒸镀速率成为所需的值。

这样，所述实施方式2的真空蒸镀装置1与实施方式1的真空蒸镀装置1同样，可以较低设定蒸镀材料A的加热温度，并使蒸镀膜的膜厚均匀性在±3％以内。此外，由于配置有多个扩散容器21，所以通过在各扩散容器21中导入不同种类的蒸发材料，从而能进行共蒸镀。

尽管所述实施方式1和2中图示了导入管11为大体水平或大体竖直，但是不限于此。

而且，尽管所述实施方式1和2中说明了扩散容器21在基板对置面上安装有喷嘴25，但是也可以不安装喷嘴25，而是从释放孔23直接释放蒸发材料。

此外，尽管所述实施方式1中说明了真空蒸镀装置1具备多个坩埚2，也可以只具备一个坩埚2。

此外，所述实施方式1中的多个坩埚2内的蒸镀材料A可以是不同的蒸镀材料A（A1、A2），也可以相同。通过使用相同的蒸镀材料A，可以进一步降低设定蒸镀材料A的加热温度。

此外，尽管所述实施方式1和2中作为扩散容器21的内部空间的厚度（D）而图示了高度，但是只要是基板对置面与其相对面的间隔即可。即，在扩散容器21的上表面为基板对置面时，内部空间的厚度（D）是上下面间隔，在扩散容器21的左面或右面为基板对置面时，内部空间的厚度（D）是左右面间隔。

Claims (3)

1.一种真空蒸镀装置，在真空下对基板进行蒸镀，其包括：多个坩埚，分别使蒸镀材料蒸发而成为蒸发材料；阀，与所述坩埚的下游侧连接；扩散容器，从所述阀通过导入管导入蒸发材料并使导入的蒸发材料扩散；以及多个释放孔，将在所述扩散容器的内部扩散的蒸发材料朝向基板释放，所述真空蒸镀装置的特征在于，

全部的所述导入管不具有分路部。

2.根据权利要求1所述的真空蒸镀装置，其特征在于，扩散容器的内部空间厚度（D）与喷嘴间最大距离（L）的关系满足以下的公式：

100×D≥－1.22×L²＋25L－0.51。

3.根据权利要求1所述的真空蒸镀装置，其特征在于，

蒸镀速率为以上以下，

扩散容器的内部空间厚度（D）为1m以下且喷嘴间最大距离（L）为5m以下，

并且，扩散容器的内部空间厚度（D）与喷嘴间最大距离（L）的关系满足以下的公式（1）～（3）中的任意一个：

100×D≥－1.22×L²＋25L－0.51···（1）

100×D≤80×L＋244   ···（2）

100×D≤－0.25×L＋4.75   ···（3）。