(57)【要約】【課題】蒸着材料を蒸発源に連続的に供給し得る蒸着材料の蒸発装置を提供する。【解決手段】蒸着材料を貯留するとともに真空ポンプ４に接続された材料貯留容器３と、この材料貯留容器に真空バルブ５を介して接続され且つ当該材料貯留容器から導かれた蒸着材料を予熱するとともに所定方向に移送し得る予熱手段６と、この予熱手段で予熱された蒸着材料を導き所定温度に加熱し蒸発させる加熱蒸発手段７とから構成し、且つ予熱手段を、一端側に蒸着材料の入口部１３ａが設けられるとともに他端側に出口部１３ｂが設けられ且つ水平方向で回転自在に配置された回転筒状体１３と、この回転筒状体を回転させる筒状側回転駆動装置１４と、上記回転筒状体の外周に配置された予熱用ヒータ１２とから構成したものである。【選択図】      図１
2006307239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料を貯留し得るとともに排気手段に接続された材料貯留手段と、この材料貯留手段に開閉バルブを介して接続され且つ当該材料貯留手段から導かれた蒸着材料を予熱するとともに所定方向に移送し得る予熱手段と、この予熱手段で予熱された蒸着材料を導き所定温度に加熱し蒸発させる加熱蒸発手段とから構成したことを特徴とする蒸着材料の蒸発装置。
【請求項２】
予熱手段を、一端側に蒸着材料の供給口が設けられるとともに他端側に排出口が設けられ且つ排出口が供給口と同一水平位置または供給口より低くなるように回転自在に配置された回転筒状体と、この回転筒状体を回転させる回転駆動装置と、上記回転筒状体の外周に配置された予熱用ヒータとから構成したことを特徴とする請求項１に記載の蒸着材料の蒸発装置。
【請求項３】
加熱蒸発手段を、回転筒状体の排出口に対応する位置で鉛直軸心回りで回転自在に設けられた加熱用板体と、この加熱用板体を回転させる回転駆動装置と、上記加熱用板体を少なくとも蒸着材料の蒸発温度に加熱する加熱用ヒータとから構成したことを特徴とする請求項１に記載の蒸着材料の蒸発装置。
【請求項４】
予熱用ヒータを複数のヒータ部で構成するとともに、これら各ヒータ部の予熱温度が、回転筒状体の供給口側から排出口側に向かって順次高くなるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の蒸着材料の蒸発装置。
【請求項５】
回転筒状体の内部に、蒸着材料を加熱蒸発手段側に移送するためのスクリュウフィーダを配置したことを特徴とする請求項２に記載の蒸着材料の蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着材料の蒸発装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
真空下に置かれた基板の表面に、所定の材料を蒸着させて薄膜を形成する蒸着装置においては、真空下に配置された蒸着材料の蒸発源を加熱して材料を蒸発させるとともに、この蒸発した蒸発材料を、同じく真空下に置かれた基板の表面に付着させることにより薄膜が形成されている。
【０００３】
従来、このような蒸着装置における蒸発源としては、蒸着材料が充填された坩堝が用いられており、この坩堝を真空下で加熱することにより、蒸着材料が蒸発されていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２４９８６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１の構成によると、坩堝に充填された蒸着材料がなくなると、蒸着材料を追加するかまたは蒸着材料が充填された坩堝と交換する必要がある。
この坩堝の交換作業は、真空容器（成膜チャンバ）内を大気圧に戻した後、坩堝を交換し、そして、再び、真空容器内を所定の真空下にする必要があり、したがって作業時間のロスが発生してしまう。
【０００５】
なお、坩堝に多くの蒸着材料を充填しておくことも考えられるが、蒸着材料が例えば有機ＥＬ材料である場合には、長く加熱しておくと、材料が劣化するという問題がある。
そこで、本発明は、蒸着材料を蒸発源に連続的に供給し得る蒸着材料の蒸発装置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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る蒸着材料の蒸発装置は、蒸着材料を貯留し得るとともに排気手段に接続された材料貯留手段と、この材料貯留手段に開閉バルブを介して接続され且つ当該材料貯留手段から導かれた蒸着材料を予熱するとともに所定方向に移送し得る予熱手段と、この予熱手段で予熱された蒸着材料を導き所定温度に加熱し蒸発させる加熱蒸発手段とから構成したものである。
【０００７】
また、請求項２に係る蒸着材料の蒸発装置は、請求項１に記載の蒸発装置における予熱手段を、一端側に蒸着材料の供給口が設けられるとともに他端側に排出口が設けられ且つ排出口が供給口と同一水平位置または供給口より低くなるように回転自在に配置された回転筒状体と、この回転筒状体を回転させる回転駆動装置と、上記回転筒状体の外周に配置された予熱用ヒータとから構成したものである。
【０００８】
また、請求項３に係る蒸着材料の蒸発装置は、請求項１に記載の蒸発装置における加熱蒸発手段を、回転筒状体の排出口に対応する位置で鉛直軸心回りで回転自在に設けられた加熱用板体と、この加熱用板体を回転させる回転駆動装置と、上記加熱用板体を少なくとも蒸着材料の蒸発温度に加熱する加熱用ヒータとから構成したものである。
【０００９】
また、請求項４に係る蒸着材料の蒸発装置は、請求項２に記載の蒸発装置における予熱用ヒータを複数のヒータ部で構成するとともに、これら各ヒータ部の予熱温度が、回転筒状体の供給口側から排出口側に向かって順次高くなるようにしたものである。
【００１０】
さらに、請求項５に係る蒸着材料の蒸発装置は、請求項２に記載の蒸発装置における回転筒状体の内部に、蒸着材料を加熱蒸発手段側に移送するためのスクリュウフィーダを配置したものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記の構成によると、蒸着材料は、材料貯留手段を介して予熱手段にバッチ式で投入されるが、予熱手段は徐々に予熱温度まで加熱されるとともに、加熱蒸発手段側に少量ずつ連続的に供給されるので、蒸着材料を、全て、蒸発温度近傍に加熱しておく必要がないため、蒸着材料が有機ＥＬ材料などのように熱により劣化する材料である場合には、蒸着材料の劣化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態に係る蒸着材料の蒸発装置を図面に基づき説明する。
この蒸発装置は、例えば有機ＥＬ材料などの蒸着材料を加熱し蒸発させ、この蒸発された蒸着材料（以下、蒸発材料という）を、所定の真空度に維持された蒸着用容器（蒸着室ともいう）内に導き、当該蒸着用容器内に配置された被蒸着部材であるガラス基板の表面に蒸着させて有機ＥＬ膜を形成する蒸着装置に設けられるものである。
【００１３】
以下、この蒸発装置について詳しく説明する。
図１に示すように、この蒸発装置１は、大きく分けて、有機ＥＬ材料などの蒸着材料を貯留し得るとともに上面開口部に開閉蓋２が設けられて密閉状態にし得る材料貯留容器（材料貯留手段の一例）３と、この材料貯留容器３に接続されて当該容器内を所定の真空度（例えば、１０Ｐａ以下）にするための真空ポンプ（排気手段の一例）４と、上記材料貯留容器３の下端開口部に真空バルブ（開閉バルブの一例）５を介して接続された予熱手段６と、この予熱手段６にて加熱（予熱）された蒸着材料を導きその蒸発温度まで加熱し蒸発させるための加熱蒸発手段７とから構成されている。
【００１４】
なお、上記材料貯留容器３としては、鉛直方向の筒状部材１１が用いられており、勿論、その上端開口部には開閉蓋２が設けられるとともに、その下端開口部には真空バルブ５が取り付けられている。
【００１５】
上記予熱手段６は、少なくとも前後の軸受（図示せず）を介して水平軸心（長手方向の回転軸心）回りで回転自在に支持されるとともに外周面に予熱用ヒータ１２が配置された回転筒状体（ロータリキルンともいう）１３と、この回転筒状体１３を回転させる筒状側回転駆動装置１４と、この筒状側回転駆動装置１４の入口側と上記真空バルブ５とを接続する側面視がＬ字形状にされた筒状の材料ガイド部材１５と、上記回転筒状体１３内に水平方向（回転軸心と平行）で挿入配置されて材料を入口側から出口側に向かって移送させるスクリュウフィーダ（スクリュウ羽根ともいい、より具体的には、軸付き螺旋状羽根により構成されたもの）１６と、このスクリュウフィーダ１６を所定方向に回転させるスクリュウ側回転駆動装置１７と、上記回転筒状体１３の入口部（供給口）１３ａ側および出口部（排出口）１３ｂ側に設けられて、固定側である材料ガイド部材１５および加熱蒸発手段７側の固定部材との隙間を回転可能にシールを行うための環状接続部材１８，１９とから構成されている。
【００１６】
また、上記予熱用ヒータ１２は、複数の、例えば４つのヒータ部（電熱線により構成されたもの）１２ａ〜１２ｄと、これら各ヒータ部１２ａ〜１２ｄでの予熱温度を制御するための温度制御部（図示せず）とから構成されるとともに、この温度制御部により、上記各ヒータ部１２ａ〜１２ｄの予熱温度が、入口側から出口側に向かって順次高くなるようにされている。
【００１７】
上記筒状側回転駆動装置１４は、回転筒状体１３の外周に取り付けられたリングギヤ２１と、このリングギヤ２１に噛合するピニオン２２と、このピニオン２２を回転させる電動機２３とから構成されており、また上記スクリュウ側回転駆動装置１７としては、スクリュウフィーダ１６の回転軸部１６ａに連結されて当該スクリュウフィーダ１６を回転させる減速機付き電動機が用いられている。
【００１８】
上記加熱蒸発手段７は、有底で且つ上端が開口されるとともに下部側壁部に、上記回転筒状体１３の出口部１３ｂが挿入される側方開口部３１ａが形成され、且つ底壁部３１ｂに穴部３１ｃを有する有底筒状部（軸受部でもある）３１ｄが突設された鉛直方向の固定側筒状容器３１と、この固定側筒状容器３１の下部内に配置されるとともに回転筒状体１３の出口部１３ｂより下方位置で且つ固定側筒状容器３１の底壁部３１ｂに設けられた有底筒状部３１ｄの穴部３１ｃにガイド用軸部３２ａが挿入されて鉛直軸心回りで回転自在に支持された円形の蒸発皿（加熱用板体の一例である）３２と、この蒸発皿３２のガイド用軸部３２ａを介して蒸発皿３２を回転させる非接触式皿用回転駆動装置３３と、上記固定側筒状容器３１の外周面に巻装された容器用ヒータ（例えば、電熱線が用いられる）３４と、上記蒸発皿３２の下面に沿って例えば渦巻き状に配置された皿用ヒータ（例えば、電熱線が用いられる）３５とから構成されている。なお、蒸発皿３２の上面である加熱面３２ｂは、回転筒状体１３から供給される蒸着材料を保持するために緩やかな傾斜面を有するすり鉢状に形成されるとともに、その外周には所定高さの縁部３２ｃが設けられて、回転により蒸着材料が外側に飛び出さないようにされている。
【００１９】
また、上記皿用回転駆動装置３３は、固定側筒状容器３１の有底筒状部３１ｄを案内し得る凹状部４１ａを有する軸体４１と、この軸体４１を回転させる減速機付き電動機４２と、この軸体４１の凹状部４１ａの内周面に配置されて蒸発皿３２のガイド用軸部３２ａを磁力（非接触式である）により回転させるための磁石部４１ｂとから構成されている。したがって、電動機４２により磁石部４１ｂが回転すると、その磁力によりガイド用軸部３２ａが回転され、すなわち蒸発皿３２が回転される。
【００２０】
そして、上記真空バルブ５と加熱蒸発手段７との間、正確には、真空バルブ５と固定側筒状容器３１との間の経路全体が真空容器４５で覆われている。勿論、この真空容器４５には真空ポンプ（排気手段）４６が接続されて、所定の真空度（例えば、１０Ｐａ以下）に維持されている。
【００２１】
また、上記固定側筒状容器３１の上端開口部は、蒸発材料を蒸着室に導くための材料移送管４７に接続されている。
なお、上述したように、予熱手段６の全体および加熱蒸発手段７における少なくとも予熱手段６との接続部分については、真空容器４５で覆う（つまり、密閉状態にする）とともに真空ポンプ４６にて所定の真空度に維持するようにしたが、例えば予熱手段６および加熱蒸発手段７の全体を真空容器で覆うとともにこの真空容器を被蒸着部材が配置される蒸着室側に連通させて、蒸着室側に接続された真空ポンプ（排気手段）により、これら予熱手段６および加熱蒸発手段７を、蒸着室と一緒に所定の真空度に維持するようにしてもよい。さらに、蒸着室内に予熱手段６および加熱蒸発手段７を配置するようにしてもよく、この場合、材料貯留容器３だけが蒸着室（蒸着用容器）外に配置されることになる。
【００２２】
次に、上記蒸発装置での蒸着材料の蒸発作用について説明する。
まず、材料貯留容器３内に蒸着材料を充填するとともに所定の真空度にしておき、また真空容器４５内も所定の真空度にしておき、さらに回転筒状体１３およびスクリュウフィーダ１６を回転させるとともに、蒸発皿３２も回転させておき、且つ各ヒータ１２，３４，３５を作動させて所定の温度に維持させておく。
【００２３】
この状態において、真空バルブ５が開かれて蒸着材料が、材料ガイド部材１５を介して回転筒状体１３内に供給されると、回転筒状体１３およびスクリュウフィーダ１６の回転により、蒸着材料は回転筒状体１３内を入口側から出口側に向かって順次移送されるとともに、この移送の途中で、４つのヒータ部１２ａ〜１２ｄにより、徐々に、蒸着材料が蒸発する温度の手前近傍の予熱温度まで加熱（予熱）される。
【００２４】
そして、予熱温度まで加熱された蒸着材料は、出口部１３ｂから蒸発皿３２上に供給され、当該蒸発皿３２が所定角度、例えば一回転するまでの間で、その下方に配置された皿用ヒータ３５にて蒸発温度まで加熱されて蒸発が行われる。
【００２５】
なお、蒸着材料は予熱手段６にて、蒸発の一歩手前の温度まで加熱されているため、蒸発皿３２上で少し加熱されるだけで、直ぐに（例えば、蒸発皿が一周するまでの間）、蒸発して蒸発材料が得られる。
【００２６】
この蒸発材料は、その上端の開口部から材料移送管４７を介して、蒸着室に移送される。なお、この材料移送管４７の途中には、蒸着室への蒸発材料の供給量を制御するための制御バルブが設けられている。
【００２７】
そして、回転筒状体１３内での蒸着材料が徐々に減ってくると、新たに、蒸着材料が供給される。
すなわち、材料貯留容器３内が大気圧に戻された後、開閉蓋２が開かれて新たに蒸着材料が供給され、そして開閉蓋２が閉じられた後、真空ポンプ４により所定の真空度にされる。
【００２８】
次に、真空バルブ５を開いて蒸着材料を材料ガイド部材１５を介して回転筒状体１３内に供給した後、真空バルブ５を閉じる。
回転筒状体１３内に供給された蒸着材料は、当該回転筒状体１３の自転およびスクリュウフィーダ１６の回転により、ゆっくりと加熱（予熱）されながら出口側に移送され、そして出口部１３ｂから蒸発皿３２に供給されて蒸発が行われる。
【００２９】
このように、蒸着材料は、材料貯留容器３を介して回転筒状体１３内にバッチ式で投入されるが、回転筒状体１３内では徐々に予熱温度まで加熱されるとともに、蒸発皿３２側に少量ずつ連続的に供給される。
【００３０】
したがって、蒸着材料を、全て、蒸発温度近傍に加熱しておく必要がないため、蒸着材料が有機ＥＬ材料などのように熱により劣化する材料である場合には、蒸着材料の劣化を防止することができる。
【００３１】
ところで、上記実施の形態においては、蒸着材料として有機ＥＬ材料である場合について説明したが、この有機ＥＬ材料は昇華型と溶融型とがあるが、加熱により溶融する溶融型である場合には、スクリュウフィーダで移送する必要がなく、例えば回転筒状体１３を、出口側が入口側よりも少し低くなるように、その回転軸心を下向きに傾斜させるだけであってもよい。勿論、上記実施の形態においても、回転筒状体１３を下向きに傾斜させてもよい。
【００３２】
また、蒸発皿の回転については、蒸発皿上に供給された予熱済材料を古いものから順番に蒸発させるように、その大きさと回転速度および加熱温度を決定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る蒸発装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】同蒸発装置の加熱蒸発手段の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      蒸発装置
２      開閉蓋
３      材料貯留容器
４      真空ポンプ
５      真空バルブ
６      予熱手段
７      加熱蒸発手段
１１      筒状部材
１２      予熱用ヒータ
１３      回転筒状体
１３ａ    入口部
１３ｂ    出口部
１４      筒状側回転駆動装置
１５      材料ガイド部材
１６      スクリュウフィーダ
１７      スクリュウ側回転駆動装置
３１      固定側筒状容器
３２      蒸発皿
３３      皿用回転駆動装置
３５      皿用ヒータ
【図１】
2006307239.tif 000003
【図２】
2006307239.tif 000004