KR102192500B1 - Manifold for vacuum evaporation apparatus - Google Patents
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Abstract
(과제)
본 발명은, 증착재료의 이용효율을 높인다.
(해결수단)
인라인식의 진공증착장치용 매니폴드로서, 단일의 매니폴드(11)에 있어서 기판(12)과 대향하는 기판대향면(11a)에, 노즐구를 구비하는 복수의 방출용 노즐(13)을 기판(12)의 폭방향으로 소정의 노즐피치(P)를 두고 돌출하도록 설치한 노즐열(14F, 14R)을 형성함과 아울러, 노즐열(14F, 14R)을 기판(12)의 이동방향으로 소정의 노즐열 간격(Lp)을 두고 배치하고, 기판(12)의 이동방향 전방의 노즐열(14F)의 방출용 노즐(13)에 대하여, 후방의 노즐열(14R)의 방출용 노즐(13)을 기판(12)의 이동방향과 대향하여 배치하였다.(assignment)
The present invention improves the utilization efficiency of a vapor deposition material.
(Solution)
A manifold for an in-line vacuum evaporation apparatus, in which a plurality of ejection nozzles 13 having nozzle holes are provided on a substrate facing surface 11a facing the substrate 12 in a single manifold 11 The nozzle rows 14F and 14R are formed so as to protrude with a predetermined nozzle pitch P in the width direction of (12), and the nozzle rows 14F and 14R are determined in the moving direction of the substrate 12. The nozzles 13 for discharging the nozzle rows 14R at the rear are arranged at intervals Lp of the nozzle rows, and the discharging nozzles 13 for the nozzle rows 14F in front of the moving direction of the substrate 12 Were arranged to face the moving direction of the substrate 12.
Description
본 발명은, 리니어 소스(linear source)를 사용하여 인라인 증착(inline 蒸着)을 하는, 유기EL소자(有機EL素子)의 제조에 적합한 진공증착장치용 매니폴드(眞空蒸着裝置用 manifold)에 관한 것이다.
The present invention relates to a manifold for a vacuum evaporation apparatus suitable for manufacturing an organic EL device, in which inline evaporation is performed using a linear source. .
인라인 증착방식은, 일정속도로 이동되는 피증착기재(被蒸着基材)와 대향(對向)하여, 피증착재의 리니어 소스가 되는 매니폴드를 폭방향을 따라 배치하고, 이 매니폴드에 설치된 방출용 노즐(放出用 nozzle)로부터 증발재료를 방출시켜서 피증착기재의 표면에 피착(被着)시키는 것이다.In the in-line evaporation method, a manifold serving as a linear source of the deposited material is arranged along the width direction by facing a substrate to be deposited moving at a constant speed, and the discharge installed in the manifold. Evaporation material is discharged from a nozzle for deposition and deposited on the surface of the substrate to be deposited.
인라인 증착방식의 진공증착장치에 있어서, 특허문헌1에는, 리니어 소스용 매니폴드를, 증착재료를 가열기화(加熱氣化)시키기 위한 도가니로 하고, 도가니의 상면에 복수의 방출용 노즐을 도가니의 길이방향을 따라 형성하고, 각 방출용 노즐에 증착재료를 방출시키기 위한 노즐구(nozzle口)를 각각 형성한 것이 개시되어 있다.
In the vacuum evaporation apparatus of the in-line evaporation method, in
그런데 고가의 유기EL 등의 증착재료는, 그 이용효율(증발량에 대한 피착량의 비율)을 높일 필요가 있다. 이 때문에 피증착기재와 방출용 노즐을 접근시켜서, 오리피스(orifice)인 노즐구와 피증착기재와의 증착거리를 짧게 하는 것이 생각된다. 증착거리를 짧게 하였을 경우에, 피착막두께의 균일성을 확보하기 위하여 노즐구를 많게 할 필요가 있어 방출용 노즐이 서로 접근하여 버린다. 또 방출용 노즐은, 방출량을 조정하기 위하여 노즐구가 출구를 좁히는 오리피스로 되어 있지만, 노즐구의 구경/방출용 노즐 내경의 비를 일정 이상 확보하지 않으면, 1개의 방출용 노즐로부터 방출되는 증착재료의 막두께분포가 일정하게 되지 않는다. 따라서 노즐구를 접근시켜서 형성하는 것은 곤란하다.However, it is necessary to increase the utilization efficiency (ratio of deposition amount to evaporation amount) of expensive vapor deposition materials such as organic EL. For this reason, it is conceivable to shorten the evaporation distance between the substrate to be deposited and the substrate to be deposited by bringing the substrate to be deposited and the discharge nozzle closer to each other. When the evaporation distance is shortened, it is necessary to increase the number of nozzle openings to ensure uniformity of the thickness of the deposited film, so that the ejection nozzles approach each other. In addition, the ejection nozzle has an orifice in which the nozzle port narrows the outlet in order to adjust the ejection amount, but if the ratio of the diameter of the nozzle aperture/the inside diameter of the ejection nozzle is not secured, the evaporation material discharged from one ejection nozzle The film thickness distribution does not become constant. Therefore, it is difficult to form by bringing the nozzle orifice closer.
이 대책으로서 노즐구의 구경을 작게 하는 것이 생각되지만, 노즐구의 구경이 작아지게 되면 방출유로(放出流路)의 컨덕턴스(conductance)가 작아지게 된다. 따라서 소정의 증착레이트(蒸着rate)를 확보하기 위하여 도가니 내의 증착재료의 증발온도(가열온도)를 올려야 하고, 증발온도가 올라가면 증착재료에 따라서는 열화(劣化)되기 쉽고 또 런닝 코스트(running cost)의 증가로 이어질 우려가 있다.As a countermeasure, it is conceivable to reduce the diameter of the nozzle opening, but when the diameter of the nozzle opening becomes small, the conductance of the discharge passage decreases. Therefore, in order to secure a predetermined deposition rate, the evaporation temperature (heating temperature) of the evaporation material in the crucible must be raised, and when the evaporation temperature rises, it is easy to deteriorate depending on the evaporation material, and running cost. There is a concern that it will lead to an increase in
본 발명은 상기 문제점을 해결하여 증착재료의 이용효율을 높일 수 있는 진공증착장치용 매니폴드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a manifold for a vacuum deposition apparatus capable of increasing the efficiency of use of a deposition material.
청구항1에 기재된 발명은,The invention described in
일정속도로 이동되는 피증착기재와 대향하여 배치되고, 대향면에 형성된 복수의 노즐구로부터 증착재료를 방출시켜서 피증착기재의 표면에 피착시키는 인라인식의 진공증착장치용 매니폴드로서,A manifold for an in-line vacuum evaporation apparatus that is disposed opposite to the substrate to be deposited moving at a constant speed, and discharges the evaporation material from a plurality of nozzle holes formed on the opposite surfaces to be deposited on the surface of the substrate,
단일의 매니폴드에 있어서 피증착기재의 대향면에, 상기 노즐구를 구비하는 복수의 방출용 노즐을 피증착기재의 폭방향으로 소정의 노즐피치를 두고 돌출하도록 설치한 노즐열을 형성함과 아울러, 상기 노즐열을 피증착기재의 이동방향으로 소정의 간격을 두고 복수 열 배치하고,In a single manifold, on the opposite surface of the substrate to be deposited, a plurality of ejection nozzles having the nozzle holes are formed so as to protrude with a predetermined nozzle pitch in the width direction of the substrate to be deposited. , A plurality of rows of the nozzle rows are arranged at predetermined intervals in the moving direction of the substrate to be deposited,
피증착기재의 이동방향에 있어서 전방의 노즐열의 방출용 노즐에 대하여, 후방의 노즐열의 방출용 노즐을 피증착기재의 이동방향과 대향하여 배치한 것을 특징으로 한다.In the moving direction of the substrate to be deposited, a nozzle for discharging the nozzle row at the rear is disposed opposite to the moving direction of the substrate to be deposited with respect to the nozzle for discharging the nozzle row at the front.
청구항2에 기재된 발명은,The invention described in
일정속도로 이동되는 피증착기재와 대향하여 매니폴드를 배치하고, 상기 매니폴드에 형성된 복수의 노즐구로부터 증착재료를 방출시켜서 피증착기재의 표면에 피착시키는 인라인식의 진공증착장치용 매니폴드로서,A manifold for an in-line vacuum deposition apparatus in which a manifold is disposed opposite to the substrate to be deposited moving at a constant speed, and the deposition material is discharged from a plurality of nozzle holes formed in the manifold to adhere to the surface of the substrate to be deposited. ,
단일의 매니폴드의 피증착기재의 대향면에, 노즐구를 구비하는 복수의 방출용 노즐을 피증착기재의 폭방향으로 소정의 노즐피치를 두고 돌출하도록 설치한 노즐열을 형성함과 아울러, 상기 노즐열을 피증착기재의 이동방향으로 소정의 간격을 두고 복수 열 배치하고,A nozzle row is formed in which a plurality of ejection nozzles having nozzle holes are provided on the opposite surface of the substrate to be deposited of a single manifold so as to protrude with a predetermined nozzle pitch in the width direction of the substrate to be deposited. A plurality of nozzle rows are arranged at predetermined intervals in the moving direction of the substrate to be deposited,
피증착기재의 이동방향에 있어서 전방의 노즐열의 방출용 노즐에 대하여, 후방의 노즐열의 방출용 노출의 위치를 노즐피치의 1/2을 비키어 놓은 지그재그 위치에 배치한 것을 특징으로 한다.It is characterized in that, in the moving direction of the deposited substrate, with respect to the nozzle for discharging the nozzle row at the front, the exposed position for discharging the nozzle row at the rear is arranged at a zigzag position in which 1/2 of the nozzle pitch is shifted.
청구항3에 기재된 발명은, 청구항1 또는 2에 기재된 구성에 있어서,In the invention described in
각 노즐열에 있어서의 방출용 노즐의 노즐피치 : P, 노즐구의 구경 : D', 노즐구와 피증착기재와의 증착거리 : S라고 하면,If the nozzle pitch of the discharge nozzle in each nozzle row: P, the diameter of the nozzle hole: D', the deposition distance between the nozzle hole and the substrate to be deposited: S,
D' < P < 1.11 × S로 하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that D'<P <1.11 × S.
청구항4에 기재된 발명은, 청구항1 내지 3 중 어느 하나의 항에 기재된 구성에 있어서,In the invention according to
방출용 노즐은, 노즐내경 : D(mm), 노즐길이 : L(mm), 노즐구의 구경 : D'(mm)라고 하면,As for the discharge nozzle, suppose that the nozzle inner diameter: D (mm), the nozzle length: L (mm), and the diameter of the nozzle opening: D'(mm),
L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / L을 만족하고,In the case of L ≥ 9 × D, D'≤ 2.7 × D 2 / L is satisfied,
L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3을 만족하는 것을 특징으로 한다.In the case of L <9 × D, it is characterized in that D'≤ D / 3 is satisfied.
청구항5에 기재된 발명은, 청구항1 내지 4 중 어느 하나의 항에 기재된 구성에 있어서,In the invention according to
피증착기재의 폭에 대응하여, 복수의 노즐열 중에서 적어도 1개의 노즐열에서 단부측의 방출용 노즐의 노즐구를 폐쇄하는 폐쇄 플러그를 부착하는 것을 특징으로 한다.
In accordance with the width of the substrate to be deposited, at least one nozzle row among the plurality of nozzle rows is characterized by attaching a closing plug for closing the nozzle opening of the discharge nozzle on the end side.
청구항1에 기재된 발명에 의하면, 전방 및 후방의 노즐열에 있어서의 각 방출용 노즐을 피증착기재의 이동방향과 대향하여 배치함으로써, 노즐열을 일렬로 배치할 때와 비교하여 증착레이트를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 노즐구의 구경을 작게 함으로써 방출유로의 컨덕턴스가 작아지는 경우가 있더라도, 복수 열 배치로 함으로써 소정의 증착레이트를 확보할 수 있다.According to the invention as set forth in
청구항2에 기재된 발명에 의하면, 전방 및 후방의 노즐열에 있어서 각 방출용 노즐을 지그재그 위치에 배치함으로써 각 노즐열에 있어서 방출용 노즐에 충분한 노즐피치를 확보하더라도, 피증착기재를 정면에서 보았을 때에 있어서의 방출용 노즐을 서로 접근시켜서 배치할 수 있어 피착막두께의 균일성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 방출용 노즐과 피증착기재와의 증착거리를 짧게 할 수 있고 또한 피착막두께의 균일성을 악화시키지 않고 재료의 이용효율을 향상시킬 수 있다.According to the invention according to
청구항3에 기재된 발명에 의하면, 증착거리 : S라고 하면, 각 노즐열에 있어서의 방출용 노즐의 노즐피치 : P를, 노즐구의 구경을 넘어서 S × 1.11배 이하로 함으로써 제품으로서 필요한 ±5% 이내의 막두께 균일성을 실현시켜서 증착할 수 있다.According to the invention described in
청구항4에 기재된 발명에 의하면, 방출용 노즐은, L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / L이 만족되고, L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3이 만족된 방출용 노즐을 사용함으로써, 노즐구로부터 방출되는 증발재료의 확산상태가 cosnθ법칙에 따라 균일하게 되어 피착막두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.According to the invention described in
청구항5에 기재된 발명에 의하면, 피증착기재의 폭이 좁아지는 경우에 노즐열의 단부측의 방출용 노즐의 노즐구에 폐쇄 플러그를 부착하여 폐쇄함으로써 쓸데없는 증발재료의 방출을 억제할 수 있어, 런닝 코스트를 감소시킬 수 있다.
According to the invention according to
도1에 있어서의 도1A∼도1C는 본 발명에 관한 진공증착장치용 매니폴드의 실시예1을 나타내는 것으로서, 도1A는 평면도, 도1B는 측면도, 도1C는 정면도이다.
도2는, 방출용 노즐을 나타내는 종단면도이다.
도3에 있어서의 도3A, 도3B는 인라인 증착방식에 의한 증착막두께의 설명도로서, 도3A는 방출용 노즐의 배치를 나타내는 개략적인 평면도, 도3B는 막두께를 나타내는 정면도이다.
도4는 방출용 노즐의 노즐피치에 의한 막두께의 변화를 나타내는 정면도로서, 도4A는 좁은 노즐피치인 경우, 도4B는 넓은 노즐피치인 경우를 나타낸다.
도5는, 증착거리에 대한 노즐피치에 있어서 막두께 균일성이 ±5% 미만인 범위를 나타내는 그래프이다.
도6은, 방출용 노즐에 있어서 (방출용 노즐의 길이 : L) × (노즐구의 구경 : D') / (방출용 노즐내경 : D)와, cosnθ법칙의 n값과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도7은, 방출용 노즐에 있어서 (노즐구의 구경 : D') / (방출용 노즐내경 : D)와, cosnθ법칙의 n값과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도8은, 본 발명에 관한 진공증착장치용 매니폴드의 실시예2를 나타내는 평면도이다.
도9에 있어서의 도9A∼도9C는 기판의 폭이 변경되었을 때의 매니폴드의 사용상태를 나타내는 것으로서, 도9A는 기판이 센터 라인을 따라 이동되는 경우, 도9B는 기판이 사이드 라인을 따라 이동되는 경우, 도9C는 폐쇄 플러그 장착상태의 방출용 노즐의 종단면을 나타낸다.
도10은, 본 발명에 관한 진공증착장치용 매니폴드의 실시예3을 나타내는 평면도이다.1A to 1C in Fig. 1 show Example 1 of a manifold for a vacuum evaporation apparatus according to the present invention, in which Fig. 1A is a plan view, Fig. 1B is a side view, and Fig. 1C is a front view.
Fig. 2 is a longitudinal sectional view showing a discharge nozzle.
3A and 3B are explanatory diagrams of the deposition film thickness according to the in-line evaporation method, FIG. 3A is a schematic plan view showing the arrangement of the ejection nozzles, and FIG. 3B is a front view showing the film thickness.
Fig. 4 is a front view showing the change in film thickness due to the nozzle pitch of the ejection nozzle. Fig. 4A shows a case of a narrow nozzle pitch and Fig. 4B shows a case of a wide nozzle pitch.
5 is a graph showing a range in which the film thickness uniformity is less than ±5% in the nozzle pitch with respect to the deposition distance.
6 shows the relationship between (length of the discharge nozzle: L) × (diameter of the nozzle mouth: D') / (the inner diameter of the discharge nozzle: D) and the n value of the cos n θ law in the discharge nozzle. It is a graph.
Fig. 7 is a graph showing the relationship between (diameter of nozzle opening: D') / (inner diameter of ejection nozzle: D) and n value of the cos n θ law in the discharge nozzle.
Fig. 8 is a plan view showing a second embodiment of the manifold for a vacuum deposition apparatus according to the present invention.
9A to 9C in Fig. 9 show the state of use of the manifold when the width of the substrate is changed. Fig. 9A shows the substrate moving along the center line, and Fig. 9B shows the substrate along the side line. When moved, Fig. 9C shows a longitudinal section of the ejection nozzle with the closed plug mounted.
Fig. 10 is a plan view showing Example 3 of a manifold for a vacuum evaporation apparatus according to the present invention.
(실시예1)(Example 1)
이하, 본 발명에 관한 인라인 증착방식(inline 蒸着方式)의 진공증착장치용 매니폴드(眞空蒸着裝置用 manifold)의 실시예1을 도1∼도4에 의거하여 설명한다.Hereinafter, Example 1 of a manifold for an inline vapor deposition apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
도1, 도2에 나타내는 바와 같이 이 매니폴드(manifold)(11)는, 진공상태로 유지된 진공증착실 내에서 일정속도로 이동되는 기판(피증착기재(被蒸着基材))(12)의 피증착면과 대향(對向)하여 배치되는 것이다. 매니폴드(11)의 대향면(對向面)(11a)에, 복수의 방출용 노즐(放出用 nozzle)(13)이 폭방향으로 소정의 노즐피치(nozzle pitch)(P)로 돌출되도록 설치된 노즐열(nozzle列)(14F, 14R)이 기판(12)의 이동방향의 전방 및 후방에 각각 형성되어 있다. 여기에서 노즐피치(P)는, 도2에 나타내는 바와 같이 각 노즐열(14F, 14R)에 있어서 인접하는 방출용 노즐(13)의 노즐구(nozzle口)(15)와 노즐구(15)와의 거리를 말한다.As shown in Figs. 1 and 2, this
전방 및 후방의 노즐열(14F, 14R)에 있어서의 방출용 노즐(13)은 기판(12)의 이동방향과 대향하여 배치되어 있다. 이들 방출용 노즐(13)의 선단면(先端面)에 노즐구(15)가 각각 형성되어 있다. 또한 도가니(도면에는 나타내지 않는다)에 의하여 증착재료를 가열증발(加熱蒸發)시켜서 얻어진 증발재료를 매니폴드(11) 내로 유입하기 위하여 매니폴드(11)의 방출용 노즐(13)과는 반대방향의 면에 재료유입구(16)가 형성되어 있고, 내경(d)의 재료유입관(17)이 접속되어 있다.The ejection nozzles 13 in the front and
전방 및 후방의 노즐열(14F, 14R)은, 재료유입구(16)에 대하여 소정의 거리를 두고 배치되어 있고 또한 기판(12)의 이동방향으로 노즐열 간격(Lp)을 두고 배치되어 있다. 전후의 노즐열(14F, 14R)과 재료유입구(16)와의 거리는, 재료유입구(16)로부터 공급된 증발재료가 불균일하게 방출용 노즐(13)에 유입되지 않도록 하기 위한 것이다. 또 전후의 노즐열(14F, 14R)에서 양단부의 방출용 노즐(13)은, 폭 : Ws인 기판(12)의 양쪽 테두리부에 대응하는 위치에 배치되어 있다.The front and
매니폴드(11)는, 재료유입구(16)로부터 유입된 증발재료가 균일하게 확산될 수 있는 내부공간을 구비하여 전후길이(Lm), 폭(Wm), 높이(Hm)의 직육면체로 형성되어 있고, 기판대향면(基板對向面)(11a)에는 기판(12)으로부터의 복사열을 차단하는 냉각판(도면에는 나타내지 않는다)이 설치되어 있고, 좌우 측면 및 전후 측면에 증발재료의 부착을 방지하는 가열히터(도면에는 나타내지 않는다)가 설치되어 있다. 그리고 노즐구(15)에 대하여 기판(12)이 소정의 증착거리(S)를 두고 이동된다. 18은 매니폴드(11)의 전측면에 설치된 압력검출용 포트(壓力檢出用 port), 19는 매니폴드(11)의 후측면에 설치된 증착레이트 검출용 포트(蒸着rate 檢出用 port)이다.The manifold 11 is formed of a rectangular parallelepiped having a length (Lm), a width (Wm), and a height (Hm) with an internal space through which the evaporated material introduced from the
방출용 노즐(13)은, 도2에 나타내는 바와 같이 매니폴드(11)의 기판대향면(11a)에 원통 모양의 노즐본체(nozzle本體)(13a)가 세워서 설치되어 있고, 노즐본체(13a)의 선단면에, 오리피스(orifice)를 형성하기 위하여 노즐구(15)를 구비하는 단판(端板)(13b)이 부착되어 있다.As for the
각 노즐열(14F, 14R)에 있어서의 상기 방출용 노즐(13)의 노즐피치(P)는, 노즐구(15)의 구경(口徑) : D'(mm)라고 하면 다음의 (1)식을 만족하도록 구성되어 있다.The nozzle pitch (P) of the
D' < P < 1.11 × S … (1)식D'<P <1.11 × S… (1) Expression
즉 인라인식의 매니폴드(11)의 방출용 노즐(13) 배치가, 도3A에 나타내는 바와 같이 임의의 기판폭을 가지는 피증착기판(12)에 대하여 (이론상) 무한개수의 열(列)을 이루고, 모든 방출용 노즐(13)로부터의 분출유량이 일정하다고 가정할 때에, 이 피증착기판(12)의 막두께 균일성은 방출용 노즐(13)의 노즐피치(P)에 의존한다. 도3B에 나타내는 바와 같이 피증착기판(12)에 대한 방출용 노즐(13)의 배열 바로 위의 막두께분포는, 방출용 노즐(13)의 바로 위에 증착되는 적산(積算) 막두께가 가장 두껍고, 인접하는 방출용 노즐(13)과의 중간점(1/2 P)의 바로 위가 가장 얇아지게 된다. 또 여기에서 D' < P이기 때문에 슬릿 모양의 노즐구는 포함되지 않는다. 그리고 도4A에 나타내는 바와 같이 노즐피치(P)가 작으면 최대 막두께와 최소 막두께와의 막두께 차이가 작아지게 되고, 도4B에 나타내는 바와 같이 노즐피치(P)가 크면 최대 막두께와 최소 막두께와의 막두께 차이가 커지게 된다. 막두께 균일성은, 최대 막두께 : dmax, 최소 막두께 : dmin이라고 하였을 경우에 다음의 (2)식으로 나타낸다.That is, the disposition of the
막두께 균일성 = [(dmax - dmin) / (dmax + dmin)] × 100(%) … (2)식Film thickness uniformity = [(dmax-dmin) / (dmax + dmin)] × 100(%)… (2) Expression
이와 같이 막두께 균일성은 최대 막두께와 최소 막두께에 의존하기 때문에 노즐피치(P)에 의존한다. 그리고 이 막두께 균일성을 ±5% 이내로 함으로써 제품의 품질을 유지할 수 있다.As described above, the film thickness uniformity depends on the nozzle pitch P because it depends on the maximum film thickness and the minimum film thickness. And by making this film thickness uniformity within ±5%, the quality of the product can be maintained.
도5는, 방출용 노즐(13)의 개수를 무제한, 모든 방출용 노즐(13)로부터 동일량의 증착재료를 방출하였을 경우에, 증착거리(S)에서 막두께 균일성이 ±5% 미만이 되는 노즐피치(P)의 최대값을 시뮬레이션에 의하여 나타낸 그래프이다.Fig. 5 shows that when the number of
도5에 의하면, (1)식에 나타내는 바와 같이 노즐피치(P)를, D'를 넘어서 증착거리(S)의 1.11배 미만으로 함으로써 막두께 균일성을 제품으로서 실용성이 있는 ±5% 이내로 할 수 있다.According to Fig. 5, as shown in Equation (1), by making the nozzle pitch (P) less than 1.11 times the deposition distance (S) beyond D', the film thickness uniformity is within ±5%, which is practical as a product. I can.
여기에서 노즐피치(P)는 작을수록 막두께의 균일성은 향상되지만 재료의 이용효율이 저하된다. 이 때문에 P ≤ D'가 되는 연속 모양 즉 슬릿 모양의 방출용 노즐(13)은 포함되지 않는다. 또 각 노즐열(14F, 14R)에서는, 기계구조상 노즐피치(P)는 20mm 이하는 바람직하지 않다. 또 후술하는 실시예2와 같이 노즐열(14F, 14R)의 방출용 노즐(13)을 지그재그 배치(zigzag 配置)로 하였을 경우에, 피증착기판(12)을 정면에서 보았을 때에 무한하게 0에 접근시킬 수 있어, 이에 따라 막두께 균일성과 재료의 이용효율을 양립시킬 수 있다.Here, as the nozzle pitch P is smaller, the uniformity of the film thickness is improved, but the material utilization efficiency is lowered. For this reason, the continuous shape, that is, the slit
이와 같이 노즐피치(P)가 작을수록 막두께의 균일성은 향상되지만 재료의 이용효율이 저하된다. 막두께의 균일성을 ±5% 이내의 근방으로 하는 것이라면, 노즐피치(P)는 넓어지게 되어 재료의 이용효율을 높일 수 있다.As described above, the smaller the nozzle pitch P is, the more uniform the film thickness is, but the material utilization efficiency is lowered. If the uniformity of the film thickness is within ±5%, the nozzle pitch P becomes wider, thereby increasing the utilization efficiency of the material.
여기에서 방출용 노즐(13)을 노즐본체(13a)의 내경 : D(mm), 노즐길이 : L(mm), 노즐구(15)의 구경 : D'(mm)라고 하였을 경우에 다음의 (3)식을 만족하도록 구성되어 있다.Here, in the case of the
L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / LFor L ≥ 9 × D, D'≤ 2.7 × D 2 / L
L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3 … (3)식If L <9 × D, then D'≤ D / 3… (3) Expression
상기 (3)식은 유기EL막(有機EL膜)을 형성하는 유기재료에 대하여 얻어진다. 상기 (3)식을 충족시키는 경우[도6(L ≥ 9 × D인 경우)에서 LD' / D2이 0을 넘어 2.7 이하의 영역 또는 도7(L < 9 × D인 경우)에서 D' / D가 0을 넘어 1/3 이하의 영역]에 있어서, 각 방출용 노즐(13)의 노즐구(15)로부터 기판(12)으로 방출되는 증발재료는 cosnθ법칙에 따라서 즉 cosnθ 곡선에 근사(近似)된다. 이 경우에 방출용 노즐(13)의 노즐구(15)로부터 방출된 증발재료는, 기판(12)의 표면(피증착면)에 충분한 넓이를 가지고 증착되기 때문에 막두께의 균일성을 높일 수 있다.The above formula (3) is obtained for an organic material forming an organic EL film. In the case of satisfying Equation (3) above (LD' / D 2 in Fig. 6 (in case of L ≥ 9 × D)), the area of 2.7 or less in Fig. 7 (in case of L <9 × D) is D' / D exceeds 0 and is 1/3 or less], the evaporation material emitted from the
도6에 나타내는 바와 같이 L ≥ 9 × D인 경우에 D' × L / D2이 0을 넘어서 2.7 이하의 영역에서는 n값은 약 4.00∼4.25이다. 또 도7에 나타내는 바와 같이 L < 9 × D인 경우에 D' / D가 0을 넘어서 1/3 이하의 영역에서는 n값은 약 4.05∼4.25이다. cosnθ법칙에서 n값이 작을수록 증발재료는 기판(12)의 표면에 넓게 증착되어, 막두께의 균일성을 높일 수 있다. 또한 최적으로는 n값이 약 4.05∼4.10이 바람직하고, 이 경우에 도6에 나타내는 L ≥ 9 × D인 경우에 D' × L / D2이 1.1을 넘어서 1.8의 영역이고, 도7에 나타내는 L < 9 × D인 경우에 D' / D가 0을 넘어서 0.18의 영역이다.As shown in Fig. 6, in the case where L ≥ 9 x D, the value of n is about 4.00 to 4.25 in the region where D'x L / D 2 exceeds 0 and is 2.7 or less. As shown in Fig. 7, in the case where L<9×D, D'/D exceeds 0 and is 1/3 or less, the n value is about 4.05 to 4.25. In the law of cos n θ, as the value of n decreases, the evaporation material is deposited more widely on the surface of the
여기에서 도6에 나타내는 바와 같이 L ≥ 9 × D인 경우에 D' × L / D2이 2.7을 넘으면 또는 도7에 나타내는 바와 같이 L < 9 × D인 경우에 D' / D가 1/3을 넘으면, 각 방출용 노즐(13)의 노즐구(15)로부터 기판(12)으로 방출되는 증발재료는 cosnθ법칙을 따르지 않아 기판(12)에 균일하게 증착되지 않는다. 그 결과 기판(12)의 노즐구(15)와 대향하는 부분의 막두께가 과도하게 두껍게 되어 균일성이 저해된다. 또 여기에서 노즐구(15)의 구경(D')은 가공정밀도의 관점으로부터 예를 들면 1mm 이상으로 설정된다.Here, as shown in Fig. 6, when D'× L / D 2 exceeds 2.7 when L ≥ 9 × D, or when L <9 × D, as shown in Fig. 7, D'/ D is 1/3. If it exceeds, the evaporation material discharged from the
상기 실시예1에 의하면, 기판(12)의 이동방향의 전방 및 후방에, 소정의 노즐피치(P)로 방출용 노즐(13)을 배치한 노즐열(14F, 14R)을 형성하고, 각 방출용 노즐(13)을 기판(12)의 이동방향과 대향하여 배치함으로써 증착속도를 향상시킬 수 있다. 이에 따라 노즐구(15)의 구경을 작게 하여 방출유로(放出流路)의 컨덕턴스(conductance)가 작아졌다고 하더라도, 복수 열 배치로 함으로써 소정의 증착레이트를 확보할 수 있다.According to the first embodiment,
또한 각 노즐열(14F, 14R)에 있어서의 방출용 노즐(13)의 노즐피치(P)를, 노즐구(15)의 구경(D')을 넘어서 증착거리(S)의 1.11배 미만으로 함으로써 막두께 균일성을 제품으로서 필요한 ±5% 이내로 할 수 있다.In addition, the nozzle pitch (P) of the ejection nozzle (13) in each nozzle row (14F, 14R) exceeds the aperture (D') of the nozzle opening (15) and is less than 1.11 times the deposition distance (S). The film thickness uniformity can be made within ±5% required as a product.
또한 각 방출용 노즐(13)에 있어서, L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / L이 만족되고, L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3이 만족된 방출용 노즐(13)을 사용함으로써, 노즐구(15)로부터 방출되는 증발재료의 확산상태가 cosnθ법칙에 따라 균일하게 되어 피착막두께의 균일성을 향상시킬 수 있다.In addition, for each
(실시예2)(Example 2)
도8, 도9는 진공증착장치용 매니폴드의 실시예2를 나타내고 있다. 이 실시예2에서는, 실시예1과 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고, 이에 대한 설명을 생략한다.8 and 9 show Example 2 of a manifold for a vacuum deposition apparatus. In the second embodiment, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
단일(單一)의 매니폴드(11)에 있어서 기판(12s)의 대향면(11a)에, 노즐구(15)를 구비하는 복수의 방출용 노즐(13)이 폭방향으로 소정의 노즐피치(P)로 돌출하도록 설치된 노즐열(14F, 14R)이 기판(12s)의 이동방향의 전방 및 후방에 각각 형성되어 있다. 이들 전방 및 후방의 노즐열(14F, 14R)의 방출용 노즐(13)은, 전방의 노즐열(14F)의 방출용 노즐(13)에 대하여 후방의 노즐열(14R)의 방출용 노즐(13)이 1/2 P 위치가 어긋난 지그재그 위치에 배치되어 있다.In a
방출용 노즐(13)의 구성은 실시예1과 마찬가지이다.The configuration of the
도9는, 실시예2에 있어서 보통일 때의 폭 : Ws의 기판(12)에 대하여, 좁은 폭(Wn)의 기판(12s)을 성막(成膜)할 때의 사용상태를 나타낸다. 이러한 경우에 노즐열(14F, 14R)의 단부(端部)의 방출용 노즐(13E)로부터 방출되는 증발재료가 쓸데없이 방출되기 때문에, 도9C에 나타내는 바와 같이 단부의 방출용 노즐(13E)에 폐쇄 플러그(閉鎖 plug)(21)를 장착하여 증발재료를 방출하지 않고 증착을 한다.9 shows a state of use when a
이 실시예2에서는, 전방의 노즐열(14F)의 방출용 노즐(13E)의 설치개수에 대하여, 후방의 노즐열(14R)의 방출용 노즐(13)이 1개 적다. 예를 들면 도9A에 나타내는 바와 같이 센터 라인(center line)(CL)을 기준으로 하여 기판(12s)을 이동시키는 경우에는, 방출용 노즐(13)의 설치개수가 많은 전방의 노즐열(14F)에서 양단측의 방출용 노즐(13E)에 폐쇄 플러그(21)를 장착하여, 증발재료를 방출시키지 않고 증착을 한다. 또 사이드 라인(side line)(SL)을 기준으로 하여 기판(12s)을 이동시키는 경우에는, 전방의 노즐열(14F)에서 사이드 라인(SL)과 반대측의 2개의 방출용 노즐(13E)과, 후방의 노즐열(14R)에서 사이드 라인(SL)과 반대측의 1개의 방출용 노즐(13E)에 폐쇄 플러그(21)를 장착하여, 증발재료를 방출시키지 않고 증착을 한다. 이에 따라 폭이 좁은 기판(12s)을 증착하는 경우이더라도 쓸데없는 증발재료의 방출을 없게 하여, 증착재료의 이용효율을 향상시킬 수 있다. 물론 이 폐쇄 플러그(21)를 실시예1의 방출용 노즐(13)에 장착할 수도 있다.In the second embodiment, the number of discharging
상기 실시예2에 의하면, 기판(12s)의 이동방향의 전방 및 후방에, 소정의 노즐피치(P)로 방출용 노즐(13)을 배치한 노즐열(14F, 14R)을 형성하고, 각 방출용 노즐(13)을 폭방향으로 위치가 어긋난 지그재그 형상으로 배치함으로써 방출용 노즐(13)을 서로 근접시키지 않고 많은 노즐구(15)를 형성할 수 있다. 이에 따라 노즐구(15)와 기판(12s)의 증착거리를 짧게 할 수 있고 또한 피착막두께의 균일성을 유지할 수 있어 재료의 이용효율을 향상시킬 수 있다.According to the second embodiment,
또한 폭이 좁은 기판(12s)을 증착하는 경우에는, 노즐열(14F, 14R)의 단부측의 방출용 노즐(13E)에 폐쇄 플러그(21)를 장착함으로써 증발재료의 쓸데없는 방출을 없게 하여, 증발재료의 이용효율을 향상시킬 수 있다.Further, in the case of depositing the
(실시예3)(Example 3)
도10은 진공증착장치용 매니폴드의 실시예3을 나타낸다. 이전의 실시예1, 2와 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙이고 이에 대한 설명을 생략한다.Fig. 10 shows Example 3 of a manifold for a vacuum deposition apparatus. The same reference numerals are assigned to the same members as in the previous Examples 1 and 2, and description thereof will be omitted.
이 매니폴드(11)의 기판대향면(11a)에 전방 및 후방의 노즐열(14F, 14R)을 배치함과 아울러, 이들 노즐열(14F, 14R)을 각각 전후 2열(14Ff, 14Fr, 14Rf, 14Rr)로 한 것이다. 그리고 각 전열(前列)(14Ff, 14Rf)의 방출용 노즐(13)은, 후열(後列)(14Fr, 14Rr)의 방출용 노즐(13)에 대하여 기판(12)의 폭방향으로 1/2 P 비키어 놓아서 지그재그 위치에 배치되어 있다.The front and
상기 실시예3에 의하면, 실시예1 및 실시예2와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.
According to the third embodiment, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
11 : 매니폴드 11a : 대향면
12, 12s : 기판 13 : 방출용 노즐
13a : 노즐본체 13b : 단판
13E : 방출용 노즐 14F, 14R : 노즐열
15 : 노즐구 16 : 재료유입구
17 : 재료유입관 18 : 압력검출용 포트
19 : 증착레이트 검출용 포트 21 : 폐쇄 플러그
D : 노즐본체(13a)의 내경 D' : 노즐구(15)의 구경
L : 노즐길이 Lp : 노즐열 간격
P : 노즐피치 S : 증착거리11: manifold 11a: facing surface
12, 12s: substrate 13: ejection nozzle
13a:
13E:
15: nozzle port 16: material inlet
17: material inlet pipe 18: pressure detection port
19: deposition rate detection port 21: closed plug
D: inner diameter of the
L: Nozzle length Lp: Nozzle row spacing
P: Nozzle pitch S: Evaporation distance
Claims (5)
단일(單一)의 매니폴드에 있어서 피증착기재의 대향면에, 상기 노즐구를 구비하는 복수의 방출용 노즐(放出用 nozzle)을 피증착기재의 폭방향으로 소정의 노즐피치(nozzle pitch)를 두고 돌출하도록 설치한 노즐열(nozzle列)을 형성함과 아울러, 상기 노즐열을 피증착기재의 이동방향으로 소정의 간격을 두고 복수 열 배치하고,
피증착기재의 이동방향에 있어서, 전방의 노즐열의 방출용 노즐 및 후방의 노즐열의 방출용 노즐을 피증착기재의 이동방향과 대향하여 배치하고,
방출용 노즐은, 노즐내경 : D(mm), 노즐길이 : L(mm), 노즐구의 구경 : D'(mm)라고 하면,
L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / L을 만족하고,
L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3을 만족하는 것을
특징으로 하는 진공증착장치용 매니폴드.
It is disposed opposite to the substrate to be deposited moving at a constant speed, and deposited on the surface of the substrate to be deposited by discharging the evaporation material from a plurality of nozzle holes formed on the opposite surface ( As a manifold for an inline vacuum evaporation device to be used,
In a single manifold, a plurality of ejection nozzles having the nozzle openings are placed on the opposite surface of the substrate to be deposited to set a predetermined nozzle pitch in the width direction of the substrate to be deposited. In addition to forming a nozzle row installed so as to protrude at a distance, a plurality of rows of the nozzle rows are arranged at predetermined intervals in the moving direction of the substrate to be deposited,
In the moving direction of the substrate to be deposited, a nozzle for discharging a nozzle row in the front and a nozzle for discharging a row of nozzles in the rear are arranged opposite to the moving direction of the substrate to be deposited ,
As for the discharge nozzle, suppose that the nozzle inner diameter: D (mm), the nozzle length: L (mm), and the diameter of the nozzle opening: D'(mm),
In the case of L ≥ 9 × D, D'≤ 2.7 × D 2 / L is satisfied,
If L <9 × D, satisfying D'≤ D / 3
Manifold for vacuum evaporation equipment characterized by.
단일의 매니폴드에 있어서 피증착기재의 대향면에, 노즐구를 구비하는 복수의 방출용 노즐을 피증착기재의 폭방향으로 소정의 노즐피치를 두고 돌출하도록 설치한 노즐열을 형성함과 아울러, 상기 노즐열을 피증착기재의 이동방향으로 소정의 간격을 두고 복수 열 배치하고,
피증착기재의 이동방향에 있어서 전방의 노즐열의 방출용 노즐에 대하여, 후방의 노즐열의 방출용 노출의 위치를 노즐피치의 1/2을 비키어 놓은 지그재그 위치(zigzag 位置)에 배치하고,
방출용 노즐은, 노즐내경 : D(mm), 노즐길이 : L(mm), 노즐구의 구경 : D'(mm)라고 하면,
L ≥ 9 × D인 경우에 D' ≤ 2.7 × D2 / L을 만족하고,
L < 9 × D인 경우에 D' ≤ D / 3을 만족하는 것을
특징으로 하는 진공증착장치용 매니폴드.
A manifold for an in-line vacuum evaporation apparatus that is disposed opposite to the substrate to be deposited moving at a constant speed, and discharges the evaporation material from a plurality of nozzle holes formed on the opposite surfaces to be deposited on the surface of the substrate,
In a single manifold, on the opposite surface of the substrate to be deposited, a plurality of ejection nozzles having nozzle holes are formed so as to protrude at a predetermined nozzle pitch in the width direction of the substrate to be deposited. The nozzle rows are arranged in a plurality of rows at predetermined intervals in the moving direction of the substrate to be deposited,
In the moving direction of the substrate to be deposited, the position of the exposure for discharging the rear nozzle row with respect to the nozzle for discharging the nozzle row in the front is arranged at a zigzag position where 1/2 of the nozzle pitch is shifted ,
As for the discharge nozzle, suppose that the nozzle inner diameter: D (mm), the nozzle length: L (mm), and the diameter of the nozzle opening: D'(mm),
In the case of L ≥ 9 × D, D'≤ 2.7 × D 2 / L is satisfied,
If L <9 × D, satisfying D'≤ D / 3
Manifold for vacuum evaporation equipment characterized by.
각 노즐열에 있어서의 방출용 노즐의 노즐피치 : P, 노즐구의 구경(口徑) : D', 노즐구와 피증착기재와의 증착거리 : S라고 하면,
D' < P < 1.11 × S로 한 것을
특징으로 하는 진공증착장치용 매니폴드.
The method according to claim 1 or 2,
If the nozzle pitch of the discharge nozzle in each nozzle row: P, the aperture of the nozzle port: D', the deposition distance between the nozzle port and the substrate to be deposited: S,
D'<P <1.11 × S
Manifold for vacuum evaporation equipment characterized by.
피증착기재의 폭에 대응하여, 복수의 노즐열 중에서 적어도 1개의 노즐열에서 단부(端部)측의 방출용 노즐의 노즐구를 폐쇄하는 폐쇄 플러그(閉鎖 plug)를 부착한 것을
특징으로 하는 진공증착장치용 매니폴드.The method according to claim 1 or 2,
In response to the width of the substrate to be deposited, at least one of the plurality of nozzle rows is provided with a closing plug that closes the nozzle opening of the ejection nozzle on the end side.
Manifold for vacuum evaporation equipment characterized by.
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