[发明专利]真空气相沉积设备

说明书

技术领域

本发明涉及通过在诸如基板之类的沉积目标上同时沉积多种蒸发材料而形成薄膜的真空气相沉积设备。

背景技术

真空气相沉积设备为用于以如下方式形成薄膜的设备。首先，沉积目标和包含蒸发材料的蒸发容器放置在该设备的真空室内部。随后，当真空室的内部减压时，蒸发容器被加热以熔化并通过蒸发或升华作用蒸发所述蒸发材料。蒸发的材料随后沉积在沉积目标的表面上，由此形成薄膜。作为加热蒸发容器的方法，真空气相沉积设备采用诸如外部加热方法之类的方法，外部加热方法采用外部加热装置加热包含蒸发材料的蒸发容器。近些年来，真空气相沉积设备已经不仅用于采用金属材料形成金属薄膜和氧化物薄膜，而且用来通过沉积有机材料形成有机薄膜，以及用来通过多种有机材料的共同沉积来形成小分子有机薄膜。例如，真空气相沉积设备用于形成用于平板显示器的有机场致发光元件(以下，称为有机EL元件)。

引用列表

专利文献

专利文献1日本专利申请公开No.2004-095275

专利文献2日本专利申请公开No.2004-137583

专利文献3日本专利申请公开No.2004-232090

发明内容

技术问题

随着诸如液晶显示器之类的平板显示器的屏幕尺寸增加，由此所使用的基板的尺寸也增加。类似地，有机EL元件希望使用大基板，其也适用于显示和照明。在有机EL显示器中，薄膜需要均匀地沉积在基板上。然而，基板变得越大，由于薄膜厚度越容易出现变化，形成均匀的薄膜变得越困难。特别是近年来对较高的面板质量的需求不断增加，这要求薄膜厚度具有较高的均匀性。

为了形成均匀的薄膜，例如在专利文献1中描述的传统真空气相沉积设备包括蒸发源，其蒸发材料并让被蒸发的材料通过成排设置的多个开口。开口的间距在蒸发源的端部侧形成为较小。而且，通过沿开口排列方向间隔开地设置多个温度控制装置，并单独检测每个隔离区域的薄膜厚度(蒸发率)来控制加热温度。此外，在专利文献2中，设置了包括用作加热装置的堆叠框架的蒸发源和蒸发流量控制器。在蒸发流量控制器的最上游位置处，设置了包括分配板的均匀化层，分配板具有多个引导凸起和形成在引导凸起之间的多个开口。而且，在专利文献3中，一个或多个开口部沿其中填充蒸发材料的细长容器的纵向方向形成在细长容器中。随后，每个开口部的流导(conductance)小于该容器沿其纵向方向的流导。还存在通过使蒸发源长于作为沉积目标的基板而改善薄膜厚度的方法。

根据这些传统真空气相沉积设备，通过相对移动大基板和蒸发源以在该基板上进行沉积，形成相对均匀的薄膜。然而，取决于蒸发材料，由于蒸发源温度的轻微变化或蒸发容器中的蒸发材料的状态的轻微改变，蒸发状态在很大程度上可能改变。在这种情况中，蒸发材料沿纵向方向的蒸发量改变，这依次改变基板上的薄膜厚度分布，由此带来改变元件特性的问题。同样地，当蒸发材料的量随着其消耗而降低时，蒸发材料可能会不均匀地留下，这依次改变蒸发材料沿纵向方向的蒸发量。因此，基板上的薄膜厚度分布改变，由此带来改变元件特性的问题。

此外，使蒸发源长于基板不仅引起上述问题，而且引起蒸发材料的利用(在从蒸发源蒸发之后粘附到基板上的蒸发材料的比率)的降低，导致蒸发材料的消耗高。当蒸发材料昂贵时(如用于有机EL元件等等的有机材料)，这带来制造成本增加的问题。

本发明已经考虑到上述情况，并且目标是提供一种能够改善沉积在大基板上的薄膜的膜厚度分布的均匀性的真空气相沉积设备。具体地，本发明的目的在于，即使在线性蒸发容器中出现温度变化和/或不均匀性变化时，也能改善均匀性而不降低蒸发材料的利用。

技术方案

根据本发明第一特征的用于解决上述问题的真空气相沉积设备包括蒸发容器，该蒸发容器具有线性设置的多个排放孔，并且通过两个端部侧上的排放孔的流导较大。蒸发容器被加热，以蒸发或升华包含在其中的蒸发材料，蒸发材料的蒸汽通过多个排放孔释放。随后，通过沿垂直于多个排放孔的设置方向的方向相对移动基板和蒸发容器，蒸发材料沉积在基板的整个表面上。该设备的特征在于，蒸发容器在其中包括具有通过蒸汽的多个通孔的射流板(current plate)，并且作为沿多个排放孔的设置方向的每单位长度的流导，通过通孔的流导形成为与通过排放孔的流导成比例。