专利名称：蒸发装置、蒸镀装置以及蒸镀装置中的蒸发装置的切换方法
技术领域：
本发明涉及使规定的材料蒸镀到配置在真空容器内的基板上的蒸镀装置、使规定的材料蒸发的蒸发装置、以及在蒸镀装置中使用的蒸发装置的切换方法。
背景技术：
在使规定的材料蒸镀到置于真空下的基板的表面上、形成薄膜的蒸镀装置中，通过加热配置在真空下的材料的蒸发源，使材料蒸发，同时，使蒸发的蒸发材料附着到置于同样的真空下的基板的表面上，形成薄膜。
不过，在于真空下、即真空容器内配置基板及蒸发源的蒸镀装置中，在追加或者更换蒸发源时，真空容器内部回到大气之后，有必要将真空容器内部再次抽成真空，造成时间的损失。
已经提出了消除这种时间上的损失的蒸镀装置的方案(例如，参照特开2003-297565号公报)。
这种蒸镀装置，在真空容器的下部配置两个分别设置有真空阀的有机EL材料的材料排出口，同时，在所述各个排出口处连接有配置了材料蒸发源的蒸发室。
利用这种结构，例如，利用来自于一个蒸发室的蒸发材料进行薄膜的形成。例如，在更换材料的情况下，在另一个蒸发室中配置材料进入的蒸发源并进行加热，然后使该蒸发室在真空状态下待机，在进行这种更换时，在将一个蒸发室侧的真空阀关闭之后，打开另一个蒸发室侧的真空阀，通过将蒸发材料导入到真空容器内，不会发生材料更换时的作业时间的损失。
不过，当利用这种蒸发装置的结构时，只要有两个(两批)蒸发源就没有问题，但是，在进一步连续地进行蒸镀的情况下，有必要制成下述结构。
即，在设置两个蒸发源的同时，有必要分别设置将由所述各个蒸发源蒸发的蒸发材料导入蒸镀室的导入通路，进而，在各个导入通路的中途设置开闭阀，在从一个蒸发源导入蒸发材料的期间，关闭另一个导入通路的开闭阀，在这种状态下，更换另一个蒸发源(例如，参照特许第2912756号的专利说明书)。
但是，如上所述，在设置两个蒸发源的情况下，对于一个真空容器连接两个蒸发室，即，设置两个系统的蒸发材料的排出管，同时，在真空容器内的连接位置不同，所以，例如在更换材料(蒸发源)的情况下，特别是，在成膜的中途材料用尽、导入来自于另一个蒸发室的蒸发材料以便再次开始蒸镀的情况下，先前的蒸镀条件和现在的蒸镀条件不同，存在着形成于基板表面上的薄膜的品质产生偏差的问题。
另外，在需要这种高真空度的系统中，很难获得完全的密封，无论如何也会有少量的外部气体进入，不能维持规定的真空度，以及由于容器等的加热而从其结构材料内部会产生杂质成分气体，所以，有必要始终使真空泵动作，例如，在上述专利说明书中揭示的结构中，在蒸发材料的一部分被导入到蒸发室内之前，存在被真空泵排出到外部的可能性，存在材料的使用效率下降的问题。
进而，设置能够回收一部分的捕集器，但是，对于一度加热、冷却的材料的再利用，首先，由于不能说一定与加热蒸发的材料具有相同的品质，所以，使用时的材料受到限制，另外，由于对于捕集器需要加热装置等，所以，增加了附加设备。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种能够防止将要蒸镀的材料的使用效率降低的蒸发装置，以及利用该蒸发装置且在从多个部位将蒸发材料导入蒸镀室时、蒸镀条件不发生变化的蒸镀装置，以及在蒸镀装置中的蒸发装置的切换方法。
为了解决上述课题，本发明的蒸发装置是一种在规定的真空度下使规定的材料蒸发的蒸发装置，该蒸发装置具备蒸发用容器，该蒸发用容器连接到排气装置上，同时，在上部设置能够排出蒸发的蒸发材料的材料排出孔；以及载置台，该载置台可借助升降装置自由升降地设置在蒸发用容器内，同时，能够载置容纳有材料的材料容纳容器，在上述蒸发用容器的材料排出孔的周围设置筒状的间隔壁构件，所述间隔壁构件，通过在上述材料容纳容器经由载置台上升时覆盖其外周，抑制蒸发材料向所述蒸发用容器内的排出，在上述载置台及间隔壁构件上，具有加热上述材料容纳容器的加热装置，另外，在上述载置台侧设置接触部，所述接触部在所述载置台借助升降装置上升时与间隔壁构件的下端部接触，能够阻止所述间隔壁构件内的蒸发材料的排出。
另外，本发明的蒸镀装置，具备有至少两台根据上述发明的蒸发装置；在规定的真空度下将蒸发材料蒸镀到被蒸镀构件上的一个蒸镀用容器；跨于该蒸镀用容器与上述各蒸发装置的材料排出孔之间设置的材料移送通路，其中，上述材料移送通路的一端侧连接到上述蒸镀用容器侧，并且，其另一端侧分支，分别连接到上述各个蒸发装置的材料排出孔上，进而，在这些分支的各个材料移送通路的中途分别配置有开闭阀。
进而，本发明的蒸镀装置中的蒸发装置的切换方法，用于对在根据本发明的蒸镀装置中使用的蒸发装置进行切换，所述蒸镀装置利用至少两台蒸发装置向一个蒸镀用容器供应蒸发材料，进行蒸镀，所述切换方法包括以下步骤预热步骤，在该预热步骤中，于在一个蒸发装置中材料变为不足的状态之前，使另一个蒸发装置的材料容纳容器在间隔壁构件内上升，利用加热装置加热到比材料的蒸发温度低的规定温度，杂质排出步骤，在该杂质排出步骤中，使加热到规定温度的材料容纳容器从间隔壁构件下降，利用排气装置将在所述材料容纳容器内气化的杂质排出到外部，正式加热步骤，在该正式加热步骤中，在杂质排出后，再次使材料容纳容器在间隔壁构件内上升，加热到材料的蒸发温度，将设置在上述一个蒸发装置的材料移送通路中的开闭阀关闭、同时将设置在另一个蒸发装置的材料移送通路中的开闭阀打开的步骤。
根据上述蒸发装置，由于一面利用排气装置保持蒸发用容器内的清洁，一面使材料容纳容器在和材料排出孔连通的间隔壁构件内上升并用加热装置加热，所以，可以将蒸发材料的大部分导入材料排出孔，从而，由于可以极力地减少由排气装置对蒸发材料的排出，所以，能够有效地利用材料。即，可以防止材料利用效率的降低。
另外，根据上述蒸镀装置，由于在交替地利用至少两台蒸发装置连续进行蒸镀时，从各个蒸发装置将蒸发材料导入蒸镀用容器的材料移送通路在蒸镀室侧的连接部位为一个部位，所以，蒸镀条件不会变化，从而，可以防止形成在被蒸镀构件上的薄膜的品质产生波动。
进而，根据上述切换方法，在预热阶段，使包含在材料容纳容器及材料中的杂质气化，同时，一度使材料容纳容器从间隔壁构件下降，利用排气装置将所述杂质排出到外部，因此，在切换连续蒸镀时使用的至少两台蒸发装置时，可以防止形成在被蒸镀构件上的薄膜的品质降低。
图1是表示根据本发明的实施形式的蒸镀装置的简略结构的剖视图。
图2是在该蒸镀装置中的蒸发装置的主要部分的剖视图。
图3是说明在该蒸镀装置中的蒸镀动作的剖视图。
图4是说明在该蒸镀装置中的蒸镀动作的剖视图。
图5是说明在该蒸镀装置中的蒸镀动作的剖视图。
图6是说明在该蒸镀装置中的蒸镀动作的剖视图。
图7是表示在该蒸镀装置中的蒸发装置的变形例的主要部分的剖视图。
具体实施例方式
下面，基于图1～图6，说明根据本发明的实施形式的蒸发装置以及利用该蒸发装置的蒸镀装置和在该蒸镀装置中的蒸发装置的切换方法。
首先，对于作为整体结构的蒸镀装置进行说明。
如图1所示，该蒸镀装置大致划分为由以下部分构成蒸镀用容器(将容器内部称为蒸镀室3a，另外，尽管图中未示出，在容器的侧壁部设置玻璃基板的运入、运出用开口部，另外，还备有真空泵等排气装置)3，该蒸镀用容器3的构成方式使得作为被蒸镀构件的玻璃基板1以其蒸镀面位于下方的方式沿水平方向插入，同时被保持器2保持；两台蒸发装置4(4A、4B)，所述两台蒸发装置4(4A、4B)配置于所述蒸镀用容器3下方，进行规定的材料(在用于有机EL画面的情况下，采用有机材料)的蒸发(下面，将规定的材料(原料)称作蒸镀材料(A)，将蒸发的材料称作蒸发材料(B))；材料移送管5，所述材料移送管5连接所述各个蒸发装置4和上述蒸镀用容器3，作为用于将蒸发材料移送到蒸镀室3a的材料移送通路。
上述各个蒸发装置4由以下部分构成内部具有蒸发室11a的蒸发用容器11；作为排气装置的真空泵12，其连接到所述蒸发用容器11的壁部上，用于使所述蒸发室11a内部形成规定的真空度(例如，1×10-4Pa左右)，同时保持该真空度；圆盘状的载置台15，所述载置台15在所述蒸发室11a内连接到作为升降装置的升降用缸体装置13上、可自由升降地设置，同时，能够载置容纳有蒸镀材料且上面敞开的圆筒状的材料容纳容器(也称为坩埚)14。
在上述蒸发用容器11的侧面设置运入运出材料容纳容器14用的运入运出用开口部11b、以及开闭所述运入运出用开口部11b的开闭门16。
另外，在上述各个蒸发用容器11的上壁部11c形成用于排出蒸发材料的材料排出孔17，同时，在该材料排出孔17的中途设置针形阀18，作为开闭所述排出孔17或者能够调节其开口面积的开闭阀。
进而，如图2所示，在蒸发用容器11的上壁部11c的材料排出孔17的周围的下表面，下垂设置筒状的间隔壁构件19，该间隔壁构件19用于通过覆盖经由载置台15上升的材料容纳容器14的周围，极力减少(抑制)从所述材料容纳容器14排出的蒸发材料向蒸发室11a侧的移动，同时，在载置台15上升时，至少其上表面的周缘部与间隔壁构件19的下端部接触，使之成为不产生间隙的环状的接触部(贴紧部)15a。另外，在尺寸上尽可能地缩小间隔壁构件19与材料容纳容器14的间隙。
并且，为了将蒸发用容器11内的蒸镀材料(A)加热到规定的蒸发温度，在载置台15的内部及间隔壁构件19的外周面上设置电加热器等加热装置20、21。
另外，上述材料移送管5用于将两台蒸发装置4连接到1个蒸镀用用容器3上，其上端部5a在一个部位处连接(连通)到蒸镀用容器3的底壁部3b上，另外，其下端侧分支成两根，形成Y字形的通路，同时，各个分支的下端部5b、5c连接(连通)至各个蒸发用容器11的材料排出孔17。
另外，尽管图中未示出，对于蒸发材料移动的路径，全部设置电热加热器等加热装置，维持其蒸发温度。另外，利用设置在材料移送管5及蒸发用容器11侧的材料排出孔17构成材料移送通路。
以下，对于上述蒸镀装置中的蒸镀方法，特别是着眼于在蒸发装置中的蒸发动作、而且是切换两台蒸发装置时的动作进行说明。
首先，对于利用一台(一个)蒸发装置4A向保持在蒸镀用容器3中的玻璃基板1的表面蒸镀蒸发材料时的情况简单地进行说明。
如图1所示，在将容纳蒸镀材料(A)的材料容纳容器14载置到蒸发用容器11内的载置台15上之后，使真空泵12动作，形成规定的真空度，同时，保持该真空度。另外，在进行蒸镀的期间，例如，为了排出从蒸发装置4A的各个构成设备中的连接部侵入的空气、从构成设备本身排出的杂质(杂质气体成分)等，真空泵12连续运转。
其次，如图3所示，在使材料容纳容器14在间隔壁构件19内上升(移动)的状态下，借助各个加热装置20、21将所述材料容纳容器14加热到规定的蒸发温度，使材料容纳容器14内的蒸镀材料(A)的蒸发开始。然后，当打开针形阀18时，蒸发的蒸发材料(B)从材料排出孔17经由材料移送管5被导入到蒸镀用容器3的蒸镀室3a，附着到玻璃基板1的表面，形成薄膜。当然，在进行蒸发材料的排出的期间，该材料移送通路被加热，以便使得蒸发材料不会附着到其薄膜上。
并且，当在一个蒸发装置4A中的材料容纳容器14内的蒸镀材料减少时，开始进行切换到从另一个蒸发装置4B供应(导入)蒸发材料的准备。
在这种切换时，在另一个蒸发装置4B中进行预热，同时，将水分等杂质(作为气体成分)排出后，进行以应有的蒸发温度的加热(下面也称之为正式加热)。例如，在蒸发温度(正式加热的温度)为200℃的情况下，使作为材料不蒸发的温度的预热温度比该温度低，例如为150℃等，可以在比正式加热低几度～10几度的程度的范围内任意设定。另外，当预热温度接近材料的蒸发温度时，可以缩短过渡到蒸发的时间。
下面，详细说明蒸发装置4的切换方法。
即，如图3所示，在利用一个蒸发装置4A进行蒸发材料(B)的供应期间，载置在另一个蒸发装置4B的载置台15上的材料容纳容器14借助升降用缸体装置13在间隔壁构件19内上升，同时，利用设置在载置台15及间隔壁构件19的外周上的加热装置20、21加热到比蒸镀材料的蒸发温度低的规定温度。当然，在这种预热时，利用真空泵12进行排气(预热步骤)。
然后，当加热到规定温度时，如图4所示，借助升降用缸体装置13使载置台15下降，将材料容纳容器14从间隔壁构件19中抽出。
这样，存在于间隔壁构件19内的水分等杂质被真空泵12经过蒸发室11a被排出到外部(杂质排出步骤)。
当这种杂质的排出完毕时，如图5所示，再次使载置台15上升，使材料容纳容器14上升(移动)到间隔壁构件19内的加热位置。这时，由于设置在载置台15侧的环状的接触部15a与间隔壁构件19的下端部接触，所以，在间隔壁构件19内蒸发的蒸发材料(B)不会被抽出并排出到外部。即，由于防止由为了排出杂质而总是运转的真空泵12所引起的蒸发材料向外部的排出，所以，可以防止蒸镀材料的使用效率的降低。
其次，在借助加热装置20、21将材料容纳容器14加热到蒸发温度进行蒸发(正式加热步骤)的同时，如图6所示，当关闭设置在一个蒸发装置4A上的针形阀18、并且打开设置在另一个蒸发装置4B上的针形阀18时，由另一个蒸发装置4B蒸发的蒸发材料(B)经由材料移送管5被导入到蒸镀室3a内，接着进行向玻璃基板1的附着。另外，之后，可以使一个蒸发装置4A的材料容纳容器14下降，打开开闭门16将其取出，更换成新的。另外，通过根据蒸发装置4A的材料使用情况在恰当的时刻开始在另一个蒸发装置4B中的正式加热，可以将这种切换时间缩短到几分钟的水平。
这里，当按步骤表示上述蒸发装置的切换方法时，如下所述。
即，这种切换方法是一种利用至少两台蒸发装置向一个蒸镀用容器供应蒸发材料进行蒸镀时切换所使用的蒸发装置的方法，该方法包括以下步骤预热步骤，在该步骤中，当在一个蒸发装置中材料变成不足的状态之前，使另一个蒸发装置的材料容纳容器在间隔壁构件内上升，利用加热装置将其加热到比材料的蒸发温度低的规定温度；杂质排出步骤，在该步骤中，使加热到规定温度的材料容纳容器从间隔壁构件下降，利用真空泵将在该材料容纳容器内气化的杂质排出到外部；正式加热步骤，在该步骤中，在杂质排出后，再次使材料容纳容器在间隔壁构件内上升，加热到材料的蒸发温度；材料移送通路切换步骤，在该步骤中，关闭设置在上述一个蒸发装置的材料排出孔的中途的针形阀，同时，打开设置在另一个蒸发装置的材料排出孔的中途的针形阀。
如上所述，由于将两台蒸发装置4经由材料移送管5连接到蒸镀用容器3上，同时，通过针形阀18的开闭切换在蒸镀中使用的蒸发装置4，所以，能够连续地进行蒸镀，同时，由于向蒸镀室3a的供应部位(导入部位)是一个部位，所以，例如，与利用各自的材料移送管将两台蒸发装置分别连接到蒸镀用容器上(供应部位不同)的情况相比，在切换蒸发装置时，蒸镀条件没有变化，所以，可以防止形成在玻璃基板1上的薄膜的品质的差异。
另外，在预热阶段，使附着在材料容纳容器14上的以及包含在蒸镀材料内的杂质气化，同时，将材料容纳容器14一度从间隔壁构件19向外侧抽出，利用真空泵将所述杂质排出到外部，所以，在切换连续蒸镀时使用的两台蒸发装置时，可以防止形成在玻璃基板1表面上的薄膜的品质降低。
进而，在正式加热时的阶段，由于材料容纳容器14在间隔壁构件19内上升，同时利用载置台15使之成为基本上密闭的状态，所以，即使在为了排出从蒸发装置4的构成设备系统侵入的空气、杂质等而驱动真空泵12的情况下，也可以防止(抑制)从材料容纳容器14排出的蒸发材料被排出到外部，从而，可以防止蒸发材料的使用效率降低。
不过，在上述实施形式中，在载置台15的外周设置兼作材料容纳容器14的位置限制部的环状的接触部15a，但是，例如图7所示，也可以在载置台15的接触部15a位于间隔壁构件19内侧的位置处，以能够相对于间隔壁构件19正确地移动(导向)的方式形成环状的突状部(位置限制部的另外的例子)15b。在这种情况下，尽可能地缩小间隔壁构件19与材料容纳容器14的间隙。
另外，在利用针形阀18进行的封闭不充分的情况下，也可以在材料移送管5的分支的下端部5b、5c处进一步设置针形阀等开闭阀。
进而，在上述实施形式中，对于具有两台蒸发装置的情况进行了说明，但是，也可以配备3台以上的蒸发装置。
工业上的利用可能性本发明，如上所述，设置多个蒸发装置，同时，在将由这些蒸发装置蒸发的蒸发材料连续、或者更换其种类地导入到蒸镀室内时，通过操作设置在材料移送通路中的开闭阀，可以不会浪费蒸发材料、并且不会使蒸镀条件发生变化地进行蒸镀，所以，例如，最适合于在将有机EL材料蒸镀到基板上时使用。不言而喻，此外，也可以有效地用于各种蒸镀材料的蒸镀。
权利要求
1.一种蒸发装置，用于在规定的真空度下使规定的材料蒸发，其特征在于，所述蒸发装置配备有蒸发用容器，该蒸发用容器连接到排气装置上，同时在上部设置有能够将蒸发的蒸发材料排出的材料排出孔；载置台，该载置台借助升降装置在所述蒸发用容器内自由升降地设置，同时能够载置容纳了材料的材料容纳容器；在上述蒸发用容器的材料排出孔的周围设置筒状的间隔壁构件，所述间隔壁构件通过在上述材料容纳容器经由载置台上升时覆盖其外周，抑制蒸发材料向所述蒸发用容器内的排出，在上述载置台及间隔壁构件中具有加热上述材料容纳容器的加热装置。
2.如权利要求1所述的蒸发装置，其特征在于，在上述载置台侧设置接触部，所述接触部在所述载置台借助升降装置上升时与间隔壁构件的下端部接触，能够阻止所述间隔壁构件内的蒸发材料的排出。
3.一种蒸镀装置，包括如权利要求1或2所述的至少两台蒸发装置；在规定的真空度下将蒸发材料蒸镀到被蒸镀构件上的一个蒸镀用容器；跨于该蒸镀用容器与上述各个蒸发装置的材料排出孔之间设置的材料移送通路，其中，上述材料移送通路的一端侧连接到上述蒸镀用容器侧，并且使其另一端侧分支以分别连接到上述各个蒸发装置的材料排出孔上，进而，在这些分支的材料移送通路的中途分别配置开闭阀。
4.一种蒸镀装置中的蒸发装置的切换方法，用于对在利用至少两台蒸发装置向一个蒸镀用容器供应蒸发材料以进行蒸镀的、根据权利要求3所述的蒸镀装置中使用的蒸发装置进行切换，其中，所述切换方法包括以下步骤预热步骤，在该步骤中，当在一个蒸发装置中变成材料不足的状态之前，使另一个蒸发装置的材料容纳容器在间隔壁构件内上升，利用加热装置加热到比材料的蒸发温度低的规定温度，杂质排出步骤，在该步骤中，使加热到规定温度的材料容纳容器从间隔壁构件下降，利用排气装置将在所述材料容纳容器内气化的杂质排出到外部，正式加热步骤，在该步骤中，在杂质排出后，再次使材料容纳容器在间隔壁构件内上升，加热到材料的蒸发温度，将设置在上述一个蒸发装置的材料移送通路中的开闭阀关闭、同时将设置在另一个蒸发装置的材料移送通路中的开闭阀打开的步骤。
全文摘要
一种在规定的真空度下使规定的材料蒸发的蒸发装置(4)，包括连接到真空泵(12)上，同时，在上壁部(11c)上设置能够放出蒸发的蒸发材料(B)的材料放出孔的蒸发用容器(11)；借助升降用气缸装置(13)可以在该蒸发容器(11)内自由升降地设置、同时能够载置容纳蒸镀材料(A)的材料容纳容器(14)的载置台(15)；在上述蒸发用容器(14)的材料放出孔(17)的周围，设置筒状的间隔壁构件(19)，所述间隔壁构件(19)，通过上述材料容纳容器(14)经由载置台(15)上升时覆盖其外周，抑制蒸发材料向所述蒸发用容器(11)内放出，并且，在上述载置台(15)及间隔壁构件(16)上，具有加热上述材料容纳容器(14)的加热装置(21)。
文档编号C23C14/02GK1950537SQ20058001465
公开日2007年4月18日 申请日期2005年6月15日 优先权日2004年6月28日
发明者松本祐司, 前羽良保, 铃木和人, 井上铁也, 大工博之 申请人:日立造船株式会社