用于基板镀膜的工艺方法_3

文档序号:8376302阅读:来源:国知局
方式设置石英或碳基复合材料。
[0081]基板下侧的表面温度优选非接触地经由温度传感器检测。在优选实施方式中,温度传感器布置在加热腔之外,并且通过小孔检测基板的温度数值,这些小孔伸展穿过整个结构。加热系统设计合理、可调节。温度传感器所检测到的数据以及设备的其他信息(例如进片速度和基板位置)同样被检测,并且传输到中央数据处理系统,该中央数据处理系统施行设备的控制,在此不对此详细阐述。加热系统具有一个或多个加热蛇管,这些加热蛇管优选构造为电阻加热装置。在此,这些加热蛇管单个地或者编组地、以环套形、之字形、曲流形或者以另外的由现有技术公认的敷设方式布置在轴之间。可以将这些加热蛇管编组的每个加热蛇管独特地就其温度进行调节。在加热系统上下,优选布置侧向弯折的超出部位的反射板,这些反射板向基板方向反射辐射的热量。通过侧向的超出部位即使是基板的侧面棱边也一起受热。仅通过加热系统和内部腔的依据本发明的布置和加热系统的适宜操控,以下是可能的,即基板从下方镀膜并且通过玻璃上侧的较少的加热或者甚至冷却保持玻璃下侧处所要求的工艺温度。为此,上加热系统优选比下加热系统产生约低1K的温度。
[0082]传送系统的多个轴沿传送方向一个接一个地并且轴向相对彼此间隔地以及垂直于传送方向地布置。在此,这些轴水平地布置,其中,优选沿传送方向,在轴的序列中不出现或仅出现非常小的偏差(优选〈3% )。
[0083]将这些轴优选采用套管由内部腔引出,并且在该内部腔之外受支撑。对轴的驱动也优选布置在被加热的内部腔之外,但是在真空中。驱动优先采用到轴的直接机械联接进行,例如采用马达,该马达的传动装置或者链式传动装置直接接在至少一个轴端部上。在内部腔中,在套管之间并且相对这些套管紧密间隔地,每轴布置有两个外侧辊子。在外侧辊子之间,各布置有至少一个内侧辊子。外侧辊子用于基板呈圆锥形支承面,该支承面具有向最接近的轴端部去地增加的直径。优选外侧辊子装备有倾斜的导引轴肩。那些在其处基板下侧温度处在转变温度之上的轴优选具有两个或多个内侧辊子。优选这些轴的外侧辊子与那些在其处基板下侧温度处在转变温度之下的轴相比具有更大的导引轴肩间距。
[0084]因为将基板在多个辊子上传送,所以如下必须避免,即呈平板形基板的沿传送方向前面的棱边,在达到下个轴时弯垂,并且在过渡到下个轴上时遭受冲击。这可能导致棱边的损害。该现象可以借助以下方式应对,即,减小轴的间距。但是问题是,在两轴之间然后提供的空隙对必须的内置件不再足够时、例如蒸发坩祸提供空间。即使在基板从一个腔过渡到另一个腔时,如下也是必须的,即以基板前棱边无强烈弯垂的方式跨越较大的轴间距。
[0085]为了解决这个问题,通过适当的控制或调节加热系统,使基板的下侧比上侧更强烈地受热。已经很小的在上侧与下侧之间稍温度差异造成两侧的不同的热膨胀导致基板的弹性弯曲。这引起基板的边缘高于中心。同时,基板承受重力。在基板支撑在仅在边缘处布置的外侧辊子上时,重力引起基板的弯曲,该弯曲指向与热力引致的弯曲相同的方向。由此所述两个过程相互增强。但是如果,除了在边缘处通过外侧辊子的支撑,还加入通过一个或多个内侧辊子的在薄板中心的支撑,则引起薄板在内侧辊子上的支撑,基板边缘的向上的热力弯曲通过向下指向的重力至少部分地抵消,从而使得所造成的总体弯曲减小。
[0086]镀膜腔也为真空腔,并且镀膜腔具有用于热力均匀分配的内部腔。穿过整个镀膜腔的传送系统,从前段加热腔或者涂覆腔接收到的基板玻璃,递交到联接在后面的加热腔或者涂覆腔的传送系统上。在通过内部腔的传送过程中,将基板薄板在其下侧上镀膜。镀膜材料(优选CdS或CdTe)布置在加热的、向上敞开的容器(蒸发坩祸)中,在这些蒸发坩祸上基板以很小的间距导引经过。在容器正上方,优选不布置传送辊子,以便避免或尽力减少传送辊子的被镀膜。因此,传送系统中至少有几个轴比起在加热腔中的情况,相对彼此具有更大的间距。因基板以转变温度区间中的温度穿过镀膜腔,轴的结构相应于加热腔中的传送系统的轴的结构,具备多个内侧辊子并且与那些在其处基板温度处在转变温度以下的轴相比具备更大的导引轴肩间距。在镀膜腔中只在传送系统之上设置有加热系统。因为容器温度明显高于基板下侧温度,所以从那里也获得了在基板下侧上的加热效应。基板的温度当然必须明显低于容器中的温度,以便在基板下侧上达到蒸发的或升华的材料的沉积。在传送的实施方式中,在镀膜腔中由温度传感器检测基板的上侧和下侧的温度。
[0087]加热腔和镀膜腔中的温度传感器优选非接触地工作,并且优选基于表面的辐射(例如高温感测器)检测基板表面的温度。
[0088]基板通过输送缝从一个腔的传送系统递交到跟随腔的传送系统,借助这些输送缝,这些腔彼此连接。压力过闸仅为了将基板输送到第一腔中由最后的腔中取出而发生。
[0089]传送系统的传送轴优选由石英陶瓷(Fused Silica)制成。此材料的特色在于,即使在高的温度中也非常少的热量传导并具有高的机械刚性。单个辊子可以优选通过研磨过程由呈柱体形的轴通过在辊子之外的区域的径向方向上选择性削减来加工。在此,如下是足够的,即辊子只是稍微地、优选少于1mm地高出实际上的传送轴。通过优选使用热传导小的石英陶瓷,如下是可能的,即传送轴在两侧上的端部有利地设有不锈铜罩。将传送轴借助这些不锈铜罩在轴承中导引,其中,驱动优选在一侧经由齿轮机构进行。在高的温度的情况下由石英陶瓷制成的传送轴的膨胀非常小并且可以因此被忽略。
[0090]依据本发明,内侧辊子如处在横向于基板传送方向的直线内的外侧辊子那样也布置在同样的传送轴上。优选沿传送方向彼此相继跟随的内侧辊子以对齐的方式布置。在造种情况下,全部的辊子都由传送轴加工出来。这优选通过打磨、车削或根据现有技术的其他加工方法发生。在外侧辊子坐落在连续的传送轴上时,平稳运动已经很大程度地达到,从而也可以将内侧辊子布置在一个或多个特定的轴上或者可以在轴上浮动地支撑导引内侧辊子,而无需将内侧辊子带动驱动。
[0091]在优选的实施方式中,只有几个传送轴受驱动,以便使基板向前运动,而另外布置的辊子的传送轴只是服务于基板的支撑。
[0092]优选在加热腔和镀膜腔的序列中装入如下传送系统,这些传送系统仅具有两种优选的轴构造方式:
[0093]对其中温度接近转变温度或者处在转变温度区间中的区域来说,轴具备多个内侧辊子和较大的导引轴肩间距。导引轴肩间距优选为1205mm至1207mm、特别优选1206mm,并且基板玻璃的侧向摆动因此有利地限制在约±1 mm。
[0094]对其中温度处在转变温度之下的区域来说,轴具备一致的导引轴肩间距(优选1205mm)并且优选只具有一个(优选居中的)内侧辊子。基板玻璃的侧向摆动在25°C至约500°C的区间中界定到土2.5_。如果基板宽度要求其他支撑,则内侧辊子的个数可以更多。那么用于在软化温度之上的温度区间中的轴的内侧辊子的个数同样提高。
[0095]使用轴的仅两种构造方式,由于每种构造方式的批量生产件数的提高,有利地导致了明显的成本优势。
[0096]借助以下方式,S卩外侧辊子以足够高的抗扭性布置在连续的轴上,外侧辊子总是同步地运行,从而使得不再可能由于不同长度的转移路径造成出滑差(Schlupf)。
[0097]外侧辊子的呈圆锥形的支承面在截面中优选具有从0.3°至6°的角度、特别优选从0.6°至4°的角度、并且此外特别优选从1°至2°的角度。由此,基板进过辊子的运行更加噪音低和平稳定度高。优选外侧辊子的导引轴肩具有倾斜,该倾斜引起基板的侧向导引,而不招致过大的棱边应力,过大的棱边应力可能导致棱边损害。导引轴肩的在轴的截面中的角度适度地在120°与150°之间、优选在130°与142°之同、并且特别优选139°。
[0098]在外侧辊子备选的优选实施方式中,不设置导引轴肩,并且基板在传送系统中的导引通过侧向的导引辊子施行,这些侧向的导引辊子弹性状态下受支撑,并且在基板棱边侦_地从传送方向偏移的情况下,这些侧向的导引辊子产生导引作用的反压力。
[0099]特别有利的是,该设备能用于加工价格低廉的钠钙玻璃,该钠钙玻璃有相对低的软化点。显然,也能将该设备应用于其他的非常规玻璃基板的镀膜,例如用于具有较高的耐温性的玻璃。只要以适合的间距装入相应个数的内侧辊子,则如下是可能的,即将基板以几乎任意宽度地镀膜。相应地也能使用例如1200mm宽度的和更大宽度的玻璃基板。
[0100]在3.2mm厚度和约550°C温度的优选的钠钙玻璃的涂覆时,得到可能约350mm的自由支撑宽度。由此两个棍子的间距应该为300mm至400mm、优选为350mm。此外事实证明,例如1200_宽的基板在支承在两个外侧辊子和一个中心辊子上时,在辊子之同与仅处在两个外侧辊子上的600mm宽的基板相比,挠曲较不强烈,尽管在这两种情况下自由跨度均各为600_。对此的原因可以在下面看到,即仅在两个外侧边缘上的辊子受支承作用为玻璃基板的弯曲线在确定的角度下与水平线相交,相反地,额外地通过中心辊子支持的玻璃基板的弯曲线在此中心辊子处必须连续分布,并且因积累效应,在中心辊子位置处的相对水平线的角度消失了。有利依据本发明的操作方式允许,对于上面提到的基板和所提及的过程条件,轴的间距通常约230mm提高到约350mm。
[0101]通过基板弯曲的减小,如下成为可能,S卩,在高于520°C的温度中执行镀膜,优选在540°C与560°C之间、特别优选在约550°C中。
[0102]与应用较低的温
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