TWI816883B - 蒸鍍裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能夠抑制蒸鍍材料的大的飛散角度所造成的影響之蒸鍍裝置。本發明的一形態的基板保持裝置具備蒸發源、支持機構、限制板以及腔室。蒸發源係收容蒸鍍材料且具備加熱蒸鍍材料之加熱機構。支持機構在與蒸發源對向之位置處支持蒸鍍對象物。限制板係相對於蒸發源與前述蒸鍍對象物的中點而被配置於蒸鍍對象物側，並限制蒸鍍材料之飛散路徑。腔室係收容蒸發源、支持機構以及限制板。

Description

蒸鍍裝置
本發明係關於一種使蒸鍍材料蒸發並附著於蒸鍍對象物之蒸鍍裝置。
使蒸鍍材料蒸發並附著於蒸鍍對象物之蒸鍍裝置係用於有機EL(electro-luminescence；電致發光)顯示器或影像感測器等各種製品的製造中。蒸鍍裝置具備配置於腔室內之蒸發源，顯示器的面板等蒸鍍對象物係與蒸發源對向配置。
蒸發源能夠收容屬於固體或液體的蒸鍍材料且具備加熱機構。藉由加熱機構加熱蒸鍍材料，而將所產生的蒸氣供給至蒸鍍對象物。此處，對於這種蒸發源而言，蒸鍍材料的指向性弱，且蒸鍍材料以寬角度範圍飛散。
常常在蒸鍍對象物配置有規定蒸鍍材料的附著區域之遮罩(mask)，但若蒸鍍材料的飛散角度大，則蒸鍍材料會附著於應由遮罩所遮蔽之區域，有產生附著區域的周緣變得不清晰之遮罩效應(mask effect)的疑慮。
對此，例如專利文獻1中揭示了一種真空蒸鍍裝置，將釋出蒸鍍材料之噴嘴的方向以及間隔予以調整，抑制遮罩效應。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2018/025637號。
[發明所欲解決之課題]
如專利文獻1所記載，尋求解決蒸鍍裝置中因蒸鍍材料的飛散角度大所引起的問題。
鑒於以上情況，本發明的目的在於提供一種能夠抑制蒸鍍材料之大的飛散角度之影響之蒸鍍裝置。 [用以解決課題的手段]
為了達成上述目的，本發明的一形態的蒸鍍裝置具備蒸發源、支持機構、限制板以及腔室。上述蒸發源收容蒸鍍材料並具備加熱上述蒸鍍材料之加熱機構。上述支持機構在與上述蒸發源對向的位置處支持蒸鍍對象物。上述限制板相對於上述蒸發源與上述蒸鍍對象物的中點而配置於上述蒸鍍對象物側，且限制上述蒸鍍材料的飛散路徑。上述腔室收容上述蒸發源、上述支持機構以及上述限制板。
根據該構成，能夠藉由限制板限制從蒸發源釋出之蒸鍍材料的飛散角度。藉由將限制板相對於蒸發源與蒸鍍對象物的中點配置於蒸鍍對象物側，能夠抑制由限制板引起的飛散角度的差異。
上述蒸發源與上述限制板可構成為在維持著彼此的相對位置的狀態下能夠相對於上述腔室移動。
上述蒸發源以及上述限制板相對於上述腔室固定，上述支持機構可構成為能夠相對於上述腔室移動。
上述限制板可以是沿著與上述蒸發源以及上述限制板的移動方向垂直的面之板狀構件。
上述限制板可以是沿著與上述支持機構的移動方向垂直的面之板狀構件。
上述蒸發源包含：第一蒸發源，係收容第一蒸鍍材料；以及第二蒸發源，係收容第二蒸鍍材料。 [發明功效]
如以上，根據本發明，能夠提供可抑制蒸鍍材料之大的飛散角度的影響之蒸鍍裝置。
對本技術的實施形態的蒸鍍裝置進行說明。
[蒸鍍裝置的構成] 圖1是表示本實施形態的蒸鍍裝置100的構成之側視圖，圖2是蒸鍍裝置100的一部分構成之立體圖。以下的圖中將相互正交之三個方向分別設為X方向、Y方向以及Z方向。X方向以及Y方向例如為水平方向，Z方向例如為鉛直方向。
如這些圖所示，蒸鍍裝置100具備腔室101、支持機構102、蒸發源103以及限制板104。
腔室101連接於未圖示的真空泵，將內部維持為預定的壓力。支持機構102、蒸發源103以及限制板104收容於腔室101內。
支持機構102配置於腔室101內且支持蒸鍍對象物S。支持機構102係構成為能夠使蒸鍍對象物S在與蒸發源103對向之位置和不與蒸發源103對向之位置之間在X方向上移動。蒸鍍對象物S例如為顯示器的面板。
於蒸鍍對象物S的表面設置有遮罩M。於遮罩M係以預定的圖案(pattern)設置有開口，於蒸鍍對象物S的表面形成蒸鍍材料的圖案。另外，在對蒸鍍對象物S的整個面進行蒸鍍的情形下，亦可不設置遮罩M。
蒸發源103配置於腔室101內，對蒸鍍對象物S供給蒸鍍材料。
圖3是表示蒸發源103的構造之剖視圖。如該圖3所示，蒸發源103具備收容箱111、加熱機構112以及噴嘴113。
收容箱111收容蒸鍍材料R。蒸鍍材料R係金屬或有機物等，無特別限定。於收容箱111的內部空間係可設置有用以使蒸鍍材料R的流動變得均等之分散板等。
加熱機構112設置於收容箱111的周圍，將蒸鍍材料R予以加熱，使該蒸鍍材料R蒸發。加熱機構112係能夠設成藉由電阻加熱或感應加熱等而發熱的構件。
噴嘴113與收容箱111的內部空間連通，釋出經蒸發之蒸鍍材料R。噴嘴113設置有複數個，且如圖2所示能夠將複數個噴嘴113設成沿Y方向排列。另外，噴嘴113的數量不作特別限定，亦可為一個。而且，蒸發源103亦可為不具有噴嘴113且收容箱111的上表面開放之構造。
如圖2所示，蒸鍍裝置100能夠設成具備第一蒸發源103a與第二蒸發源103b這兩個蒸發源103。第一蒸發源103a與第二蒸發源103b於X方向鄰接，且將互不相同之蒸鍍材料R供給至蒸鍍對象物S。
限制板104配置於蒸發源103與蒸鍍對象物S之間，以限制蒸鍍材料R的飛散路徑。如圖2所示，限制板104是沿著與支持機構102的移動方向(X方向)垂直的面(Y-Z平面)之板狀構件。蒸鍍裝置100具備隔著蒸發源103而於X方向對向之一對限制板104。
圖4以及圖5是表示限制板104的位置之示意圖，圖4是從Y方向觀察之圖，圖5是從X方向觀察之圖。如這些圖所示，將X-Z平面上的蒸發源103與蒸鍍對象物S的中點設為點P，亦即將點P與蒸發源103的距離D1和點P與蒸鍍對象物S的距離D2設成相等。
限制板104相對於點P而設置於蒸鍍對象物S側，亦即比蒸發源103更接近蒸鍍對象物S地設置。
限制板104藉由未圖示的支持機構而被支持於腔室101或蒸發源103，且相對於蒸發源103之相對位置被固定。
[關於蒸鍍裝置的動作] 對蒸鍍裝置100的動作進行說明。圖6至圖8是表示蒸鍍裝置100的動作之示意圖。
如圖6所示，於蒸發源103中藉由加熱機構112(參照圖3)加熱蒸鍍材料R，使蒸鍍材料從噴嘴113釋出。將從第一蒸發源103a釋出之蒸鍍材料設為蒸鍍材料R1，將從第二蒸發源103b釋出之蒸鍍材料設為蒸鍍材料R2。
如圖6所示，於蒸鍍開始前，蒸鍍對象物S位於離開蒸發源103之待機位置處。若蒸鍍材料R1以及R2達到預定的溫度，則將支持機構102予以驅動，如圖7所示使蒸鍍對象物S移動至與蒸發源103對向之位置。
蒸鍍材料R1以及R2從噴嘴113朝蒸鍍對象物S飛散並附著於蒸鍍對象物S。而且，一部分係藉由遮罩M所遮蔽且被圖案化。此時，蒸鍍材料R1以及R2的飛散路徑如後述那樣由限制板104所限制。
如圖8所示，若蒸鍍對象物S到達終端位置，則支持機構102使蒸鍍對象物S回到圖6所示的待機位置處。
蒸鍍材料R1以及R2係於去路及返路之雙方處被蒸鍍至蒸鍍對象物S，其中該去路係從蒸鍍對象物S的待機位置(圖6)朝向終端位置(圖8)，該返路係從終端位置(圖8)朝向待機位置(圖6)。
藉此，由蒸鍍材料R1以及R2所構成之膜係被成膜於蒸鍍對象物S的表面。另外，蒸鍍材料R1與R2可生成化學鍵，亦可被混合。
[關於限制板之功效] 在與比較例比較後對限制板104之功效進行說明。圖9是表示比較例的蒸鍍裝置300之示意圖。如該圖9所示，蒸鍍裝置300具備蒸發源303以及限制板304。蒸發源303具備收容蒸鍍材料之收容箱311以及噴嘴313，限制板304配置於噴嘴313的附近。
當加熱蒸鍍材料時，蒸鍍材料係藉由限制板304而被限制飛散路徑，且如圖9所示般設想以角度範圍H1飛散。將蒸鍍對象物S中以角度範圍H1飛散之蒸鍍材料所到達之區域表示為直線區域(straight area)L1。
圖10是表示由蒸鍍裝置300達成之蒸鍍對象物S的膜厚分佈之圖表。如該圖10所示，從蒸鍍對象物S的中央部(圖中左側)到直線區域L1為止，膜厚與無限制板304的情形相同。
然而，實際上，蒸鍍材料亦附著於角度範圍H1的外側(圖中右側)。如圖9中角度範圍H2所示，附著了從噴嘴313的限制板304之相反側所釋出之蒸鍍材料。在圖9以及圖10中，將以角度範圍H2飛散之蒸鍍材料所到達之區域表示為交叉區域(cross area)L2。
如圖10所示，藉由設置限制板304，雖至直線區域L1為止能夠設成為預定的膜厚，但於交叉區域L2中亦形成有朝向周緣而膜厚急劇減小之膜。
另一方面，圖11是表示藉由本發明的蒸鍍裝置100進行之蒸鍍的態樣之示意圖。如該圖11所示，因限制板104接近蒸鍍對象物S而設置，故直線區域L1與交叉區域L2幾乎為相同區域。另外，雖圖9以及圖11中分別示出一個蒸發源，但在蒸發源為兩個的情形下，本發明的構造中亦同樣能夠使直線區域L1與交叉區域L2大致一致。
圖12以及圖13是表示蒸鍍裝置300中之腔室301的尺寸之示意圖。圖12表示蒸鍍前的蒸鍍對象物S之待機位置。如該圖12所示，待機位置必須設為離開蒸發源303之位置，俾使以角度範圍H2飛散之蒸鍍材料不會到達蒸鍍對象物S。
而且，圖13表示蒸鍍開始時的蒸鍍對象物S的位置。因如上述般在交叉區域L2中未形成所需的膜厚，故必須將以角度範圍H1飛散之蒸鍍材料所到達之位置設為蒸鍍開始位置。
這樣，在蒸鍍裝置300中，為了不使蒸鍍材料在蒸鍍開始前附著，必須使蒸鍍對象物S離開蒸發源303，且必須相應地增大腔室301的尺寸。
另一方面，圖14是表示蒸鍍裝置100中之腔室101的尺寸之示意圖。如上述般，蒸鍍裝置100中以角度範圍H1飛散之蒸鍍材料的到達位置與以角度範圍H2飛散之蒸鍍材料的到達位置大致一致。因此，如該圖14所示，能夠使蒸鍍開始前的蒸鍍對象物S的待機位置接近蒸發源103，能夠縮小腔室101的尺寸。
進而，蒸鍍裝置100中，能夠抑制由遮罩所引起之圖案的模糊。圖15是遮罩M(參照圖1)之放大剖視圖。如該圖15所示，遮罩M具有：錐形(taper)部502，係開口面積朝向蒸發源103側的開口501擴大；以及錐形部504，係開口面積朝向蒸鍍對象物S側的開口503擴大。
這些錐形部係於製作遮罩M時形成。錐形部502以及錐形部504的傾斜角度θ通常為55°左右。此處，蒸鍍裝置300中，因存在如上述般以角度範圍H2的寬角度範圍入射之蒸鍍材料，故如該圖15所示，蒸鍍材料R經由錐形部502或錐形部504而傾斜地入射至蒸鍍對象物S，並附著於比開口503寬的位置。
由此，蒸鍍膜的圖案變得不清晰，圖案的精度降低。尤其當伴隨顯示器的高解析化等而圖案變得更精細時，圖案的不清晰化成為更大的問題。
與此相對，如上述般，在蒸鍍裝置100中角度範圍H2係藉由限制板104而限制為預定的角度以下，因此幾乎不存在以寬角度範圍入射之蒸鍍材料，能夠抑制圖案的不清晰化。
而且，當在蒸鍍裝置300中使用兩個蒸發源303同時地蒸鍍(共蒸鍍)兩種蒸鍍材料時，有著在膜中之蒸鍍材料的濃度分佈變得不均勻的問題。
圖16是表示藉由蒸鍍裝置300進行之共蒸鍍的態樣之示意圖。如該圖16所示，從蒸發源303a釋出第一蒸鍍材料R1，從蒸發源303b釋出第二蒸鍍材料R2。
圖17是表示藉由蒸鍍裝置300所進行之共蒸鍍而成膜之膜的膜厚分佈之圖表，蒸鍍對象物S係以相對於蒸發源303靜止的狀態而成膜。如該圖17所示，於成膜區域的右端，第一蒸鍍材料R1的膜厚大於第二蒸鍍材料R2的膜厚，於左端，第二蒸鍍材料R2的膜厚大於第一蒸鍍材料R1的膜厚。這是因為，如上述般於蒸鍍裝置300中存在以下蒸鍍材料的緣故：以屬於寬角度範圍之角度範圍H2入射至蒸鍍對象物S之蒸鍍材料。
圖18是表示使蒸鍍對象物S相對於蒸發源303往復一次時的膜厚方向的第一蒸鍍材料R1(摻雜劑)的濃度分佈之圖表。如該圖18所示，於膜的蒸鍍對象物S側(圖中左端)與蒸發源303側(圖中右端)，第一蒸鍍材料R1的濃度增高，於中央部，第一蒸鍍材料R1的濃度減小。
這樣，於蒸鍍裝置300中有著下述問題：因限制板304所引起之角度範圍H1與角度範圍H2的差異，兩種蒸鍍材料的濃度分佈變得不均勻。
與此相對，在蒸鍍裝置100中因幾乎不存在由限制板104所引起之角度範圍H1與角度範圍H2的差異，故能夠使蒸鍍材料的濃度分佈變得均勻。
進而，在蒸鍍裝置100中能夠減少附著於限制板104的蒸鍍材料的量。在蒸鍍裝置300中，因於噴嘴313的附近配置有限制板304，故蒸鍍材料在蒸鍍中會附著於限制板304。附著於該限制板304之蒸鍍材料不到達蒸鍍對象物S而造成浪費。
進而，隨著蒸鍍的進行，附著於限制板304之蒸鍍材料的體積增加，每單位時間的附著量亦增加，因此到達蒸鍍對象物S之蒸鍍材料逐漸減少，由蒸鍍對象物S的一次往復而成膜之膜厚係時間連續性地變化。
另外，雖然加熱限制板304能夠防止蒸鍍材料的附著，但限制板304會成為熱源，會對遮罩M或蒸鍍對象物S產生熱變形等的影響，因此亦難以加熱限制板304。因此，無法避免蒸鍍材料附著於限制板304。
與此相對，蒸鍍裝置100中，因限制板104離開蒸發源103而設置，故與蒸鍍裝置300相比，蒸鍍材料在限制板104的附著量極大地減少。藉此，能夠抑制造成浪費之蒸鍍材料的量且提高材料利用效率。進而，因抑制膜厚的時間連續性變化，故能夠實現膜品質的提高。
[蒸鍍裝置的其他構成] 本實施形態的蒸鍍裝置100的構成不限於上述構成。例如，在上述構成中係藉由以下方式來成膜：蒸發源103以及限制板104的位置相對於腔室101而固定，且支持機構102相對於腔室101移動。
另一方面，亦可與上述相反地構成為：支持機構102相對於腔室101而固定，蒸發源103與限制板104能夠相對於腔室而在X方向移動。該情形下，蒸發源103與限制板104彼此的相對位置被固定即可，亦可構成為：蒸發源103與限制板104直接連接或者能夠藉由各個驅動機構在保持相對位置的狀態下移動。
在該構成中，限制板104能夠設成沿著與蒸發源103以及限制板104的移動方向(X方向)垂直的面(Y-Z平面)之板狀構件。
而且，限制板104雖於蒸鍍對象物S的移動方向(X方向)上在蒸發源103的兩側配置有一對，但不限於此。圖19是表示具有其他構成之限制板104之俯視圖，且是從Z方向觀察蒸發源103以及限制板104之圖。如該圖19所示，限制板104可設置成從Z方向觀察時包圍蒸發源103。
進而，蒸鍍裝置100中，通常來說蒸發源103配置於鉛直下方且支持機構102配置於鉛直上方。然而，蒸鍍裝置100不限於該配置，亦可為支持機構102配置於鉛直下方且蒸發源103配置於鉛直上方。而且，蒸發源103與支持機構102可配置於水平方向。
100,300:蒸鍍裝置 101,301:腔室 102:支持機構 103,303,303a,303b:蒸發源 103a:第一蒸發源 103b:第二蒸發源 104,304:限制板 111,311:收容箱 112:加熱機構 113,313:噴嘴 501,503:開口 502,504:錐形部 D1,D2:距離 H1,H2:角度範圍 L1:直線區域 L2:交叉區域 M:遮罩 P:中點 R,R1,R2:蒸鍍材料 S:蒸鍍對象物 θ:傾斜角度
[圖1]是本發明的實施形態的蒸鍍裝置之側視圖。 [圖2]是該蒸鍍裝置的一部分構成之立體圖。 [圖3]是該蒸鍍裝置所具備之蒸發源之示意圖。 [圖4]是表示該蒸鍍裝置所具備之限制板的配置之示意圖。 [圖5]是表示該蒸鍍裝置所具備之限制板的配置之示意圖。 [圖6]是表示該蒸鍍裝置的動作之示意圖。 [圖7]是表示該蒸鍍裝置的動作之示意圖。 [圖8]是表示該蒸鍍裝置的動作之示意圖。 [圖9]是表示比較例的蒸鍍裝置中之蒸鍍材料的飛散角度之示意圖。 [圖10]是表示藉由比較例的蒸鍍裝置成膜之膜的膜厚分佈之圖表。 [圖11]是表示本發明的實施形態的蒸鍍裝置中之蒸鍍材料的飛散角度之示意圖。 [圖12]是表示比較例的蒸鍍裝置中之腔室的大小之示意圖。 [圖13]是表示比較例的蒸鍍裝置中之腔室的大小之示意圖。 [圖14]是表示本發明的實施形態的蒸鍍裝置中之腔室的大小之示意圖。 [圖15]是表示蒸鍍中使用之遮罩之剖視圖。 [圖16]是表示比較例的蒸鍍裝置中之共蒸鍍(co-deposition)的態樣之示意圖。 [圖17]是表示藉由使用了比較例的蒸鍍裝置之共蒸鍍所成膜之膜的每種蒸鍍材料的相對膜厚之圖表。 [圖18]是表示藉由使用了比較例的蒸鍍裝置之共蒸鍍所成膜之膜的膜厚方向的膜厚分佈之圖表。 [圖19]是表示本發明的實施形態的蒸鍍裝置所具備之限制板的其他構成之俯視圖。
100:蒸鍍裝置
101:腔室
102:支持機構
103:蒸發源
103a:第一蒸發源
103b:第二蒸發源
104:限制板
113:噴嘴
M:遮罩
S:蒸鍍對象物

Claims (3)

  1. 一種蒸鍍裝置，具備：蒸發源，收容蒸鍍材料且具備加熱前述蒸鍍材料之加熱機構；支持機構，在與前述蒸發源對向之位置處支持蒸鍍對象物；限制板，相對於前述蒸發源與前述蒸鍍對象物的中點而配置於前述蒸鍍對象物側而未配置於前述蒸發源側，限制前述蒸鍍材料之飛散路徑以使得直線區域與交叉區域大致一致，前述直線區域係蒸鍍材料從前述蒸發源於第一角度範圍內飛散而到達前述蒸鍍對象物之區域，前述交叉區域係蒸鍍材料從前述蒸發源從比前述第一角度範圍還廣的第二角度範圍內飛散而到達前述蒸鍍對象物之區域；以及腔室，收容前述蒸發源、前述支持機構以及前述限制板；前述蒸發源以及前述限制板、抑或是前述支持機構係配置為能夠移動，以使得前述蒸發源與前述限制板之間的相對位置係固定，且前述蒸發源以及前述限制板與前述支持機構間的相對位置係能夠改變；前述限制板係沿著前述蒸發源以及前述限制板、抑或是前述支持機構的移動方向垂直的面之板狀構件；前述蒸發源係包括收容第一蒸鍍材料之第一蒸發源、以及收容第二蒸鍍材料之第二蒸發源；前述限制板係隔著前述第一蒸發源以及前述第二蒸發源而沿著前述移動方向對向地設置有一對，且於前述一對限制板之間未存在限制板。
  2. 如請求項1所記載之蒸鍍裝置，其中前述蒸發源與前述限制板係構成為在維持彼此的相對位置之狀態下能夠相對於前述腔室移動。
  3. 如請求項1所記載之蒸鍍裝置，其中前述蒸發源以及前述限制板係相對於前述腔室固定；前述支持機構係構成為能夠相對於前述腔室移動。
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