(57)【要約】【課題】蒸着装置用蒸発源において、メンテナンス性に優れ、且つ製造時の歩留まりが良いものとする。【解決手段】蒸着装置用蒸発源１は、蒸着材料９を収容する筒形状の材料収容部４と、蒸着材料９を投入するために材料収容部４に取り外し可能に装着される材料投入部３と、蒸着材料９を気化する温度に加熱するヒータ５ａ，５ｂと、材料収容部４、材料投入部３及びヒータ５ａ，５ｂを内部に収納した本体部６とを備える。材料収容部４の内部空間４ｄには、取り出し可能であり、材料収容部４の内壁よりも低温に制御されることで気化された蒸着材料９の残滓を回収する残滓回収部３１が設けられる。この構成により、蒸着装置用蒸発源１は、残滓回収部３２に残滓が固着するので、メンテナンス性に優れ、且つ製造時の歩留まりを良くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料を収容する筒形状の材料収容部と、前記蒸着材料を投入するために前記材料収容部に取り外し可能に装着される材料投入部と、前記蒸着材料を気化する温度に加熱するヒータと、前記材料収容部、前記材料投入部及び前記ヒータを内部に収容する本体部と、を備える蒸着装置用蒸発源において、
前記材料収容部の内部空間には、取り出し可能であり、前記材料収容部の内壁よりも低温に制御されることで気化された前記蒸着材料の残滓を回収する残滓回収部が設けられる、ことを特徴とする蒸着装置用蒸発源。
【請求項２】
前記残滓回収部は、前記材料投入部に形成される、ことを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項３】
前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の側壁である、ことを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項４】
前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の底面から突出するように設けられた冷却棒である、ことを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項５】
前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の内壁に設けられた低温領域部である、ことを特徴とする請求項２に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項６】
前記残滓回収部は、前記内部空間の外部と熱的に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項７】
前記残滓回収部は、前記内部空間の外部にまで延出した補助部材と接続されることで外部と熱的に接続される、ことを特徴とする請求項６に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項８】
前記残滓回収部は、水冷機構部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項９】
前記残滓回収部は、前記蒸着材料を気化する温度まで加熱する加熱機構部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の蒸着装置用蒸発源。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の蒸着装置用蒸発源を備えることを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子用の有機膜などを蒸着により形成するための蒸着装置用蒸発源に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄型で、輝度や視野角の良い有機ＥＬ発光素子を光源とした有機ＥＬパネルが注目を浴びている。この有機ＥＬパネルは、定電流電源からの直流電圧を陽極及び陰極間に印加することによって、発光層に含まれる有機化合物の励起子を発生させ、この励起子が基底状態に戻るときに放射される光を外部に取り出すものである。
【０００３】
基板に有機ＥＬ素子の発光層などの薄膜を形成させる方法の一つに真空蒸着装置がある。この種の蒸着装置の構成の一例を、図８を参照して説明する。
【０００４】
蒸着装置は、図８（ａ）に示すように、蒸発源１００を真空チャンバ１０１内に備えている。蒸発源１００は、蒸着材料１０２を投入するための材料投入部１０３と、この材料投入部１０３及び基板１０４の間に配置される筒形状の材料収容部１０５と、本体部１０６とを備える。材料収容部１０５の外周には、蒸着材料１０２を気化させるように加熱するヒータ１０７が設けられる。
【０００５】
蒸発源１００の作動時においては、真空チャンバ１０１内を減圧させて真空雰囲気とし、ヒータ１０７により蒸着材料１０２を加熱気化する。気化された蒸着材料１０２は、直接又は材料収容部１０５の内側壁で反射されながら基板１０４の方向へ進み、基板１０４の一表面側に堆積して薄膜を形成する。
【０００６】
気化された蒸着材料１０２は、一般的には放射状に拡散するので、筒形状の材料収容部１０５の内部空間には基板１０４へ向かって進行しない蒸着材料１０２が存在している。このような蒸着材料１０２は、基板１０４の表面に付着せずに材料収容部１０５の内部空間に浮遊して存在して、基板１０４上の薄膜形成に寄与せず、蒸着の歩留まり低下や基板１０４の表面への蒸着速度を低下させる原因となる。
【０００７】
そして、有機材料用蒸発源からの蒸気を遮蔽するためのシャッターに付着した有機材料を容易に回収することが出来る有機薄膜形成装置及び有機材料再利用方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１６８５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の蒸着装置において、材料投入部１０３の交換時など、気化された蒸着材料１０２の一部が材料収容部１０５の内部空間に存在したままで蒸発源１００の作動が止められる。この場合、図８（ｂ）に示すように、冷却された蒸着材料１０２が、材料投入部１０３や材料収容部１０５の内壁の冷えた場所に付着するという問題がある。
【００１０】
そして、この付着した蒸着材料１０２を取り除くなどのメンテナンス作業に手間がかかり、また、長時間加熱された蒸着材料１０２が材料収容部１０５の内部に残ってしまうため、有機ＥＬ素子の発光特性変動など歩留まり低下の原因ともなる。
【００１１】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものであり、メンテナンス性に優れ、且つ製造時の歩留まりを良くすることができる蒸着装置用蒸発源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る蒸着装置用蒸発源は、蒸着材料を収容する筒形状の材料収容部と、前記蒸着材料を投入するために前記材料収容部に取り外し可能に装着される材料投入部と、前記蒸着材料を気化する温度に加熱するヒータと、前記材料収容部、前記材料投入部及び前記ヒータを内部に収納した本体部と、を備える蒸着装置用蒸発源において、前記材料収容部の内部空間には、取り出し可能であり、前記材料収容部の内壁よりも低温に制御されることで気化された前記蒸着材料の残滓を回収する残滓回収部が設けられることを特徴とする。
【００１３】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、前記材料投入部に形成されることが好ましい。
【００１４】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の側壁であることが好ましい。
【００１５】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の底面から突出するように設けられた冷却棒であることが好ましい。
【００１６】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、有底筒形状に形成された前記材料投入部の内壁に設けられた低温領域部であることが好ましい。
【００１７】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、前記内部空間の外部と熱的に接続されることが好ましい。
【００１８】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、前記内部空間の外部にまで延出した補助部材と接続されることで外部と熱的に接続されることが好ましい。
【００１９】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、水冷機構を有することが好ましい。
【００２０】
また、この蒸着装置用蒸発源の前記残滓回収部は、前記蒸着材料を気化する温度まで加熱する加熱機構部を有することが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係る蒸着装置は、上記いずれかに記載の蒸着装置用蒸発源を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る蒸着装置用蒸発源によれば、材料収容部の内部空間に、取り外し可能に低温に温度制御された残滓回収部に、気化された蒸着材料の残滓が選択的に固着するので、メンテナンス性に優れ、且つ製造時の歩留まりを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図２】（ａ）本発明の第２の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図、（ｂ）同上蒸着装置用蒸発源の作動停止後の断面構成図。
【図３】同上実施形態の第１の変形例に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図４】同上実施形態の第２の変形例に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図５】同上実施形態の第３の変形例に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源の断面構成図。
【図８】（ａ）従来の蒸着装置用蒸発源の断面構成図、（ｂ）同上蒸着装置用蒸発源の作動停止後の断面構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源について図面を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源（以下、蒸発源と記載）について、図１を参照して説明する。本実施形態の蒸発源１は、高真空を保つ真空チャンバ２内に配置され、材料投入部３と、材料収容部４と、ヒータ５ａ，５ｂと、本体部６と、放熱部材（補助部材）７とを備える。
【００２６】
真空チャンバ２には真空ポンプ（図示せず）が接続されており、また材料投入部３や基板８を容易に交換できるように所定の搬入及び搬出機構（図示せず）が設けられている。
【００２７】
材料投入部３は、有底円筒などの有底筒形状で形成されており、蒸着材料９を蒸発源１に投入するために略円筒体である材料収容部４の底部４ａから取り外し可能に装着され、その底面には蒸着材料９が配置される。この材料投入部３の側壁である残滓回収部３１は、材料収容部４の内部空間４ｄの外部にまで延出し、熱伝導性の高い金属などで形成された放熱部材７に接触する。このため、残滓回収部３１は、材料収容部４の内壁よりも低温に制御され、気化された蒸着材料９の残滓を効率的に回収することができる。なお、材料投入部３と材料収容部４とは、例えばネジ部材３２を用いて固定される。
【００２８】
材料収容部４は、その断面が円筒状や角筒上などの筒形状に形成され、ヒータ５ａ，５ｂの加熱により気化された蒸着材料９を材料投入部３から基板８側へ導流するための流路となる。この材料収容部４は、カートリッジ式の材料投入部３が取り外し可能に装着される底部４ａと、基板８側に形成される開口部４ｂと、底部４ａと開口部４ｂとを連接する側壁４ｃとを有することで内部空間４ｄを形成している。
【００２９】
ヒータ５ａ，５ｂは、材料収容部４の側壁４ｃの外部に設けられ、ヒータ５ａは材料投入部３を、ヒータ５ｂは材料収容部４の側壁を蒸着材料９が気化する温度（例えば、３００℃程度）にまで加熱する。気化された蒸着材料９は材料収容部４の内部空間４ｄを通って開口部４ｂから放出され、基板８の一表面側に堆積して薄膜を形成する。なお、ヒータ５ａ，５ｂは、例えば、タングステンやモリブデン等の高融点金属から成る抵抗体に電流を流してこれを発熱させることで蒸着材料９を加熱する。
【００３０】
本体部６は、材料収容部４、材料投入部３及びヒータ５ａ，５ｂを収納し、これらヒータ５ａ，５ｂに用いる熱電対や電流導入端子が装着される。また、熱を反射させるリフレクタとしての機能をも有している。
【００３１】
基板８は、蒸着作業を行うときに真空チャンバ２内に材料投入部３と対向するように配置され、例えば、ＩＴＯ（透明電極）膜が形成されたガラス基板であり、気化した蒸着材料９を蒸着させる。この基板８は、真空チャンバ２内において、複数の蒸発源１の上方を、成膜順で通過するように所定の搬送速度で搬送されている。真空チャンバ２内には、基板８を搬送する搬送ローラが設けられ、基板８は、蒸発源１の上方を通過する際に、各材料投入部３の蒸着材料９から気化した有機材料が当該基板８の一表面側に被着されることで多層膜が形成される。
【００３２】
蒸着材料９は、材料投入部３の底面に配置される。この蒸着材料９は、基板８に蒸着させる材料であり、例えば、有機ＥＬ素子においては、ホール輸送層であるα−ＮＰＤ、電子注入層であるフッ化リチウム（ＬｉＦ）、陰極層であるアルミニウムなどが用いられる。
【００３３】
なお、図示はしていないが、蒸着装置は、気化された蒸着材料９が基板８側へ飛翔しながら移動するときの経路幅を制御することにより蒸着材料９の蒸発速度を制御する制御弁や、時間当たりの蒸着膜厚を計測する膜厚計測部なども備えている。この膜厚計測部は、ＣＰＵ及びメモリ等から成るコントローラに接続され、当該コントローラは膜厚計測部から受信した制御信号に応じてヒータ５ａ，５ｂの加熱温度を制御して蒸着材料９の蒸着速度を調整する。
【００３４】
次に、本実施形態に係る蒸発源１の動作に関して説明する。最初に、蒸発源１を作動させて基板８に蒸着材料９を蒸着するとき、まず、真空ポンプを用いて真空チャンバ２内を真空状態に減圧する。次に、ヒータ５ａ，５ｂを作動させて材料投入部３及び材料収容部４を加熱する。この際の加熱温度は蒸着材料９が気化される温度（例えば３００℃）に設定される。
【００３５】
そして、気化された蒸着材料９が材料収容部４の内部空間４ｄに放出され、側壁４ｃの内面に反射しながら基板８に進む。側壁４ｃは、いずれもヒータ５ｂによって蒸着材料９が気化される温度に加熱されているので、これらの表面には蒸着材料９が堆積しない。続いて、気化された蒸着材料９は材料収容部４の開口部４ｂから放出され、所定の搬送速度で搬送されている基板８の一表面側に堆積して薄膜を形成する。
【００３６】
次に、基板８の蒸着作業が終了して、蒸発源１の動作を止めるときには、ヒータ５ａ，５ｂの電源を止める。この際、材料収容部４の内部空間４ｄが冷やされていくが、残滓回収部３１が外部にまで延出している放熱部材７に接触しているために材料収容部４の内壁よりも先に低温になり、気化された蒸着材料９の残滓が残滓回収部３１の表面に選択的に付着することとなる。
【００３７】
以上の説明のように、本実施形態に係る蒸発源１では、材料投入部３の側壁である残滓回収部３１が、放熱部材７を介して外部と熱的に接続されることで、取り出し可能に、且つ相対的に低温の領域を内部空間４ｄに設けることができる。このため、蒸発源１の動作を止めても、蒸着材料９の残滓を残滓回収部３１において選択的に回収でき、従来のように材料収容部４の内壁に蒸着材料９の残滓が固着することがない。その結果、蒸着材料９の残滓回収を容易化し、メンテナンス性を向上させ、且つ長時間加熱された蒸着材料９が材料収容部１０５の内部空間４ｄに残ることがなくなるため、有機ＥＬ素子の発光特性変動などに起因した歩留まりを良くすることができる。
【００３８】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源について図２を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態に係る蒸発源１と同様の構成には同符号を付し、その詳細な説明は省略する（以下同様）。
【００３９】
図２（ａ）に示すように、本実施形態において、材料投入部３は有底筒形状を有し、残滓回収部として、その底面から突出するように設けられた冷却棒２０を有している。この冷却棒２０は、材料投入部３と共に取り出し可能であり、且つ内部空間４ｄにおいて相対的に低温の領域となる。このため、上記第１の実施形態と同様、蒸発源１の動作を止めても、図２（ｂ）に示すように蒸着材料９の残滓を冷却棒２０において選択的に回収できる。その結果、蒸着材料９の残滓回収を容易化し、蒸発源１のメンテナンス性を向上させ、製造時の歩留まりを良くすることができる。
【００４０】
（変形例１）
本実施形態の第１の変形例について図３を参照して説明する。本変形例１においては、冷却棒２１の一端が材料収容部４の内部空間４ｄの外部にまで延出している。この構成により、冷却棒２１をより効率的に低温に制御して、蒸着材料９の残滓を冷却棒２１において選択的に回収でき、その結果、蒸発源１のメンテナンス性を向上させ、製造時の歩留まりを良くすることができる。
【００４１】
（変形例２）
本実施形態の第２の変形例について図４を参照して説明する。本変形例２においては、冷却棒２１の一端側が材料収容部４の内部空間４ｄの外部にまで延出していると共に、その先端側に冷却フィン２２が備えられる。この構成により、冷却棒２１をより効率的に低温に制御して、上記変形例１と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
（変形例３）
本実施形態の第３の変形例について図５を参照して説明する。本変形例３においては、冷却棒２０の内部に水管が通る水冷機構部２３を有している。この構成により、冷却棒２０をより効率的に低温に制御して、上記変形例１と同様の効果を奏することができる。
【００４３】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源について図６を参照して説明する。本実施形態では、有底筒形状に形成された材料投入部３の内壁に、内部空間４ｄの外部まで延出した放熱部材７と接続され、相対的に低温となる低温領域部２４を設けている。このため、蒸発源１は、取り外し可能な低温領域部２４において蒸着材料９の残滓を選択的に回収でき、蒸発源１のメンテナンス性を向上させると共に、歩留まりを良いものとできる。
【００４４】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る蒸着装置用蒸発源について図７を参照して説明する。本実施形態では、残滓回収部３１に、付着した蒸着材料９を再度気化温度まで加熱可能なヒータ機構部２５を備える。この構成により、必要に応じて、残滓回収部３１に付着した蒸着材料９を効果的に気化させて除去することができる。
【００４５】
なお、本発明に係る蒸発源１は、有機ＥＬ素子の有機膜を蒸着により成膜する蒸着装置に好適に用いられるものであるが、有機膜以外の蒸着膜の成膜にも適宜に用いられ得る。また、上記各実施形態では、気化した蒸着材料９が上方向に進んで基板８に堆積するよう構成された例を示したが必ずしもこの構成に限られない。
【符号の説明】
【００４６】
１  蒸着装置用蒸発源
２  真空チャンバ
３  材料投入部
４  材料収容部
４ｄ  内部空間
５ａ，５ｂ  ヒータ
６  本体部
７  放熱部材（補助部材）
８  基板
９  蒸着材料
２０，２１  冷却棒
２２  冷却フィン
２３  水冷機構部
２４  低温領域部
２５  加熱機構部
３２  残滓回収部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014109051.tif 000009
【図８】
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