具有气体供应的蒸发装置的制造方法
【专利说明】
[0001]本发明的
技术领域
[0002]本发明的实施例涉及一种在基板上沉积材料的蒸发装置。本发明的实施例尤其涉及一种具有气体供应的蒸发装置，更确切地涉及一种包括蒸发坩祸和气体供应的蒸发装置。
[0003]本发明的
【背景技术】
[0004]在柔性基板上沉积薄层是用于许多应用的生产工艺。在柔性基板涂覆装置的一个或多个腔室中涂覆柔性基板。柔性基板(诸如，由塑料或预先涂覆的纸制成的箔)在辊(roller)或滚筒上被引导，并且以此方式传递沉积材料源。经涂覆的基板的可能应用的范围从提供用于包装行业的经涂覆的箔到沉积用于柔性电子器件和高级技术应用(诸如，智能电话、平面屏幕TV和太阳能面板)的薄膜。
[0005]不同的沉积工艺可以用于实现具有所需性质的层。例如，在热蒸发工艺中，使薄铝层金属化到柔性基板上。以此类方式涂覆的基板可例如用于保护包装或装饰材料的生产。在进一步的工艺中(诸如，在反应涂覆工艺中)，除了来自材料源的经蒸发的材料之外，还将气体供应至基板以引起化学反应，从而影响已沉积在基板上的层。通过使用此类工艺，可控制基板的若干特性，诸如，水蒸气或氧的阻挡特性以及成品的透明特性。
[0006]对于成品，期望在基板上具有可靠且光学可接受的层，从而具有高质量的产品。同时，必须考虑沉积工艺的生产率，因为迄今为止，产生高质量产品的缓慢工艺由于随生产时间增加的成本而无法被客户接受。在已知的系统中，材料源的数量可经调整以改善生产率，用于基板的引导滚筒可经调整(诸如，被冷却，或以合适的方式定位)以实现所需的层性质，并且控制单元可监测并优化工艺以避免工艺操作中的不规则性。
[0007]然而，无论所采取的措施如何，不规则性在经涂覆的基板的光学外观中仍会出现，这在包装行业或装饰箔的情况下是不可接受的。鉴于上述内容，本发明的目标在于提供一种克服现有技术中的至少一些问题的蒸发装置。
[0008]本发明的
【发明内容】
[0009]鉴于上述内容，提供一种根据独立权利要求1所述的蒸发装置以及根据独立权利要求11所述的蒸发装置。本发明的另外方面、优点和特征根据从属权利要求、说明书和附图是显而易见的。
[0010]根据一个实施例，提供一种用于在由滚筒支撑的基板上沉积材料的蒸发装置。所述蒸发装置包括:第一组蒸发坩祸，所述第一组蒸发坩祸在沿第一方向的第一线上对齐，并且用于将经蒸发的材料沉积在所述基板上；以及第一气体供应管道，所述第一气体供应管道在所述第一方向上延伸，并且布置在所述第一组蒸发坩祸中的至少一个蒸发坩祸与所述滚筒之间。所述蒸发装置进一步包括第二气体供应管道，所述第二气体供应管道在所述第一方向上延伸，并且用于利用开口在所述第一组蒸发坩祸与所述滚筒之间提供气体，所述开口经成形并定位以改善材料沉积的均勾性。
[0011]根据另一实施例，提供一种用于在由滚筒支撑的基板上沉积材料的蒸发装置。所述蒸发装置包括:第一组蒸发坩祸和第二组蒸发坩祸，所述第一组蒸发坩祸沿在第一方向上延伸的第一线对齐，所述第二组蒸发坩祸沿在所述第一方向上延伸的第二线对齐；以及第一气体供应，所述第一气体供应在所述第一方向上延伸，并且配置成用于为所述第一组蒸发坩祸和所述第二组蒸发坩祸供应气体。所述蒸发装置进一步包括第二气体供应，所述第二气体供应在所述第一方向上延伸，并且用于为所述第一组蒸发坩祸提供气体且包括管道，其中，所述管道包括沿所述第一方向基本上位于所述第一组蒸发坩祸中的蒸发坩祸的位置处的气体出口开口，并且沿所述第一方向在所述第二组蒸发坩祸中的蒸发坩祸的位置处是闭合的。
[0012]实施例还涉及用于实施所公开的方法的装置，并且包括用于执行每一个所述方法步骤的装置零件。这些方法步骤可借助于硬件组件、通过适当的软件来编程的计算机、通过这两者的任何组合或以任何其他方式来执行。此外，根据本发明的实施例还涉及所述装置利用其来操作的方法。所述方法包括用于实施所述装置的每一个功能的方法步骤。
【附图说明】
[0013]因此，为了详细地理解本发明的上述特征的方式，可以参照实施例来进行对上文简要概述的本发明的更特定的描述。附图涉及本发明的实施例，并且在下文中描述:
[0014]图1示出根据本文所述的实施例的蒸发装置的示意性俯视图；
[0015]图2示出图1中所示的蒸发装置的示意性主视图；
[0016]图3示出图1中所示的蒸发装置的示意性侧视图；
[0017]图4示出根据本文所述的实施例的、具有两组坩祸的蒸发装置的示意性俯视图；
[0018]图5示出图4中所示的蒸发装置的示意性主视图；
[0019]图6示出根据本文所述的实施例的、具有第一气体供应、第二气体供应和第三气体供应的蒸发装置的示意性俯视图；
[0020]图7示出图6中所示的蒸发装置的示意性主视图；
[0021]图8示出根据本文所述的实施例的、具有气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0022]图9示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0023]图10示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0024]图11示出图10中所示的蒸发装置的示意性主视图；
[0025]图12示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0026]图13示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0027]图14示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0028]图15示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0029]图16示出根据本文所述的实施例的、具有设有开口的第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性俯视图；
[0030]图17示出根据本文所述的实施例的、具有第一气体供应管道和第二气体供应管道的蒸发装置的示意性主视图。
【具体实施方式】
[0031]现在将详细参考本发明的各种实施例，在附图中示出这些实施例的一个或多个示例。在以下对附图的描述中，相同的元件符号指示相同的部件。一般来说，仅描述相对于单个实施例的差异。提供每一个示例作为对本发明的解释，并且示例不意味着是对本发明的限制。另外，可对其他实施例使用或可结合其他实施例来使用示出或描述为一个实施例的部分的特征，从而产生另一实施例。本说明书旨在包括此类修改和变型。
[0032]在已知的系统(诸如，反应蒸发系统)中，以材料层来涂覆基板。然而，成品(诸如，经涂覆的箔)的光学外观有时不令人满意。光学外观是客户在决定是否购买产品时考虑的因素之一。例如，在经涂覆的基板应当用作提供所定义的阻挡特性的透明基板情况下，光学外观是不应忽略的产品的判据。虽然光学外观是期望改进的，但是同时也更希望生产成本不增加。另外，生产率应当保持恒定，或甚至应当增长。因此，期望提供一种能够改善成品的光学外观同时提供容易且价格合理的工艺的蒸发系统。
[0033]根据本文所述的一些实施例，提供一种用于在由基板支撑件(诸如，滚筒)支撑的基板上沉积材料的蒸发装置。图1示出如本文所述的蒸发装置100和待涂覆的基板160的示例。蒸发装置100可以包括第一组蒸发坩祸110，所述第一组蒸发坩祸110在沿第一方向121的第一线120上对齐，并且用于在基板160上沉积经蒸发的材料。图1中所示的第一组蒸发坩祸110示例性地包括坩祸111至117。一般来说，第一方向在图1中示出为以参考符号121指示的箭头。第二方向122可定义为基本上垂直于第一方向121。在一个实施例中，第二方向是基板160在沉积工艺期间移动的方向。
[0034]在图1中，第一气体供应管道130示出为在第一组蒸发坩祸110中的蒸发坩祸111、112、113、114、115、116、117中的至少一个与基板支撑件之间。基板支撑件在图2中被示例性地示出为滚筒170。图1中所示的实施例还示出第二气体供应管道140，所述第二气体供应管道140用于利用开口 150在第一组蒸发坩祸110与基板支撑件170之间提供气体，所述开口经成形并定位以改善材料沉积的均勾性。
[0035]已经发现，改善材料沉积的均匀性改善了在经涂覆的基板的长度和宽度上的光学外观和阻挡功能的均匀性。此外，提供第二气体供应以便为第一组坩祸提供气体(具体地，相应地使开口成形并定位在第二气体供应管道中)，以便以不复杂且成本有效的方式改善经涂覆的层的均匀性。
[0036]蒸发装置可以是用于反应蒸发工艺的蒸发装置。根据一些实施例，本文所述的坩祸可适于在待涂覆的基板上提供经蒸发的材料。在一个实施例中，坩祸可提供将沉积为基板上的层的材料的一种组分。例如，本文所述坩祸可以包括金属，所述金属在坩祸中蒸发。根据一些实施例，来自坩祸的经蒸发的材料可与蒸发装置中的进一步的组分反应，以便形成将沉积在基板上的材料或所需的层。
[0037]在蒸发装置是反应蒸发装置的情况下，通过由本文所述的实施例通过提供将从一组坩祸(诸如，第一组坩祸)中沉积的材料的第一组分以及将由第一气体供应管道和具有所定义的开口的第二气体供应管道沉积的材料的第二组分来改善层均匀性。在一个示例中，由坩祸提供的组分是金属(诸如，铝)，而第二组分则是反应气体(像氧)。在根据本文所述的实施例的蒸发装置中，来自坩祸的铝与来自第一和/或第二气体供应管道的氧一起可在基板上形成A10J1。在进一步的示例中，由坩祸提供的材料是Cu，而由气体供应管道提供的气体是氧，从而在基板上形成CuOjl。根据一些实施例，任何材料、(具体地，任何金属)均可用作坩祸中的材料，只要可通过热蒸发来实现材料的蒸气压力。
[0038]此外，本文所提到的一组坩祸应理解为一组至少两个的坩祸。具体来说，一组坩祸可描述为在线上对齐的至少两个坩祸。例如，一组坩祸中的坩祸沿其对齐的线延伸穿过坩祸的中心。一般来说，坩祸中心可定义为坩祸在如上所述的第一方向和第二方向上的几何中心，例如，在坩祸的长度方向和宽度方向上的中心。根据进一步的实施例，坩祸的中心可定义为是该坩祸的重心。
[0039]在一个实施例中，一组坩祸中的坩祸可以来自相同的类型，或者可具有基本相同的尺寸。虽然在附图的示意性示图中未示出，但是本文所述的坩祸可配备有材料供应，所述材料供应用于将由坩祸蒸发的材料递送至这些坩祸。此外，本文所述的坩祸可以配置成用于将递送至坩祸的材料加热至熔化温度并进一步加热到蒸发温度。
[0040]根据一些实施例，本文所述的i甘祸还可以由蒸发器舟(evaporator boat)组成。例如，蒸发器舟可以在一个框架中包括坩祸布置。在本文所述的实施例中，一组坩祸还可以例如是一组蒸发器舟。在一个示例中，一组蒸发器舟可以包括沿线布置的两个蒸发器舟。然而，为了更好地概述，此类蒸发器舟还被称为坩祸。根据一些实施例，术语“坩祸”同义地用于术语“蒸发坩祸”。
[0041]图2示出图1的蒸发装置的示意性主视图。在图2中所示实施例中，基板160由滚筒170引导并支撑。在主视图中，可以看到第一组蒸发坩祸110中的第一坩祸111。在图2的主视图中，沿第一方向121的第一线120由交叉指示。在滚筒170与坩祸111之间，第