(57)【要約】【課題】ヒーターや保温構造のような新たな構成を追加することなくノズルの温度低下を抑制することができる真空蒸発装置を提供する。【解決手段】真空容器１１内に、蒸発させる材料１２を加熱するための容器である坩堝２と、坩堝２の蓋２ａに取り付けられる蒸発した気化材料１３を坩堝２外へ放出するためのノズル３とにより構成される蒸発源１と、材料１２を蒸着させる蒸着対象物である基板１０とを備える真空蒸発装置において、ノズル３を、坩堝２内に突き出した部分２ａと、坩堝２外に突き出した部分２ｂとにより構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に、
蒸発させる材料を加熱するための容器である坩堝と、前記坩堝の蓋に取り付けられる蒸発した気化材料を前記坩堝外へ放出するためのノズルとにより構成される蒸発源と、
前記材料を蒸着させる蒸着対象物と
を備える真空蒸発装置において、
前記ノズルを、前記坩堝内に突き出した部分と、前記坩堝外に突き出した部分とにより構成する
ことを特徴とする真空蒸発装置。
【請求項２】
前記ノズルの前記坩堝内に突き出した部分の長さを、前記ノズルの上端部の温度をＴ1とし、前記材料の蒸発温度をＴ2とした場合、Ｔ1とＴ2との差が２５℃以下となるような長さとする
ことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸発装置。
【請求項３】
前記ノズルの前記坩堝内に突き出した部分の放射率を高める
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蒸発装置。
【請求項４】
前記ノズルの材質に前記坩堝の蓋よりも熱伝導率の高い材質を用いる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蒸発装置。
【請求項５】
前記ノズルと前記坩堝の蓋との境界を伝導熱伝達が小さくなるような形状とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蒸発装置。
【請求項６】
前記ノズルと前記坩堝の蓋との境界部分に前記ノズルよりも熱伝導率の低い材質の部材を挟み込む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の真空蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空蒸発装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬパネル製造装置における真空蒸発装置において、望ましい蒸気分布を得るために、ノズル構造を持つ蒸発源を用いることが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。
図６は、従来の真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
図６に示すように、蒸発源１０１は、蒸発させる材料１１２を保持する筒状又は矩形箱状等の容器部分である坩堝１０２と、蒸気分布を形成するための筒状又は多面体のノズル１０３とにより構成されている。
【０００３】
ノズル１０３は、一般的に坩堝１０２の外側に突き出した構造となっている。そして、ノズル１０３の径及び突き出し量は、蒸気分布の形状に影響を及ぼす。このため、ノズル１０３を細長い形状とすることにより、指向性の高い蒸気分布を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−１７７５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、ノズル１０３は坩堝１０２の外側に突き出した構造であるため、ノズル１０３が相対する蒸着対象物である基板１１０や周囲の真空容器１１１の壁面は、材料１１２の蒸発部分と比較して相対的に低温であるため、図６中に矢印Ｅ3で示すように熱放射により温度が低下しやすい。
【０００６】
そして、ノズル１０３が材料１１２の蒸発部分に比べて相対的に低温となった場合、その度合によっては材料１１２が温度低下した部分に付着してノズル１０３の閉塞を招き、蒸着不可能な状態となる可能性があるため、ノズル１０３の温度低下をある程度に抑制する必要がある。
【０００７】
このため、ノズル１０３の保温のためにノズル１０３を加熱するヒータ１０４を追加したり、ノズル１０３の放射熱を抑制するための保温板１０５を設けるなどの保温構造が用いられる場合がある。しかしながら、ノズル１０３の温度低下を抑制するためにヒーター１０４や保温構造のような構成を新たに追加することは、蒸発源１０１のコストを上昇させる要因となる。
【０００８】
以上のことから、本発明は、ヒーターや保温構造のような新たな構成を追加することなくノズルの温度低下を抑制することができる真空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】
【０００９】
上記の課題を解決するための第１の発明に係る真空蒸発装置は、
真空容器内に、
蒸発させる材料を加熱するための容器である坩堝と、前記坩堝の蓋に取り付けられる蒸発した気化材料を前記坩堝外へ放出するためのノズルとにより構成される蒸発源と、
前記材料を蒸着させる蒸着対象物と
を備える真空蒸発装置において、
前記ノズルを、前記坩堝内に突き出した部分と、前記坩堝外に突き出した部分とにより構成する
ことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するための第２の発明に係る真空蒸発装置は、第１の発明に係る真空蒸発装置において、
前記ノズルの前記坩堝内に突き出した部分の長さを、前記ノズルの上端部の温度をＴ1とし、前記材料の蒸発温度をＴ2とした場合、Ｔ1とＴ2との差が２５℃以下となるような長さとする
ことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第３の発明に係る真空蒸発装置は、第１の発明又は第２の発明に係る真空蒸発装置において、
前記ノズルの前記坩堝内に突き出した部分の放射率を高める
ことを特徴とする。
【００１２】
上記の課題を解決するための第４の発明に係る真空蒸発装置は、第１の発明又は第２の発明に係る真空蒸発装置において、
前記ノズルの材質に前記坩堝の蓋よりも熱伝導率の高い材質を用いる
ことを特徴とする。
【００１３】
上記の課題を解決するための第５の発明に係る真空蒸発装置は、第１の発明又は第２の発明に係る真空蒸発装置において、
前記ノズルと前記坩堝の蓋との境界を伝導熱伝達が小さくなるような形状とする
ことを特徴とする。
【００１４】
上記の課題を解決するための第６の発明に係る真空蒸発装置は、第１の発明又は第２の発明に係る真空蒸発装置において、
前記ノズルと前記坩堝の蓋との境界部分に前記ノズルよりも熱伝導率の低い材質の部材を挟み込む
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ヒーターや保温構造のような新たな構成を追加することなくノズルの温度低下を抑制することができる真空蒸発装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施例に係る真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
【図２】第２の実施例に係る真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
【図３】第３の実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
【図４】第４の実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
【図５】第５の実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
【図６】従来の真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る真空蒸発装置を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明に係る真空蒸発装置の第１の実施例について説明する。
図１は、本実施例に係る真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
図１に示すように、本実施例に係る真空蒸発装置は、蒸発源１と、材料を蒸着させる蒸着対象物である基板１０が設置される真空容器１１を備えている。
【００１９】
蒸発源１は、蒸発させる材料１２を図１中矢印Ｈで示すように加熱するための容器である坩堝２と、坩堝２の蓋２ａに取り付けられる蒸発した気化材料１３を坩堝２外へ放出するためのノズル３とにより構成されている。
【００２０】
ノズル１は、蒸発した気化材料１３を望ましい蒸気分布とするように長さや径等が設定されている。なお、ノズル３の長さや径等の設定方法は、従来の真空蒸発装置と同様であるため、ここでの説明は省略する。そして、ノズル３から放出された気化材料１３を基板１０に蒸着させている。
【００２１】
本実施例に係る真空蒸発装置においては、ノズル３は、坩堝２内に突き出した部分３ａと、坩堝２外に突き出した部分３ｂとにより構成されている。このように、ノズル３に坩堝２内に突き出した部分３ａを設けたことにより、図１中に矢印Ｅ1で示すように熱放射によるノズル３の温度低下を抑制することができる。
【００２２】
そして、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂの長さを短くする程、ノズル３の上端部の温度低下を防ぐ効果が増大する。このため、本実施例においては、ノズル３の上端部の温度と、材料１２の蒸発温度との関係から、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂの長さを決定する。
【００２３】
ここで、本実施例における、ノズル３の上端部の温度と、材料１２の蒸発温度との関係から、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂの長さの決定方法について説明する。
ノズル３の上端部の温度をＴ1とし、材料１２の蒸発温度をＴ2とすると、ノズル３の上端部での材料付着を起こしにくい材料を使用する場合には、Ｔ1とＴ2との差が２５℃以下（すなわち、Ｔ1−Ｔ2≦２５［℃］）となるような長さとする必要がある。
また、一般的な材料を使用する場合には、Ｔ1とＴ2との差が２０℃以下（すなわち、Ｔ1−Ｔ2≦２０［℃］）となるような長さとすることが望ましい。
また、ノズル３の上端部での材料付着を起こし易い材料を使用する場合には、Ｔ1とＴ2との差が１５℃以下（すなわち、Ｔ1−Ｔ2≦１５［℃］）となるような長さとすることが望ましい。
【００２４】
なお、上述したノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂの長さの決定方法は、ノズル３の上端部の温度と、材料１２の蒸発温度との関係から、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂを最大どれだけの長さとすることができるかということを決定するものであり、設計上の制約やその他の制約条件が許せば、上述した方法で決定した最大の長さよりも短くして実際の設計を行うことはもちろん可能である。
【００２５】
以上のように、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、従来の坩堝２外にノズル３の全体が突き出す構造と比較して、坩堝２内は坩堝２外よりも高温の環境であるため、ノズル３の上端部の温度を高く保つことができる。このため、ヒーターや保温構造を用いない場合であっても、ノズル３の温度を高く保つことができる。
【実施例２】
【００２６】
以下、本発明に係る真空蒸発装置の第２の実施例について説明する。
図２は、本実施例に係る真空蒸発装置の構成を示した模式図である。
図２に示すように、本実施例に係る真空蒸発装置は、第１の実施例に係る真空蒸発装置とほぼ同様の構造であるが、ノズル３の坩堝２内に突き出した部分３ａの放射率を高めている。
【００２７】
なお、放射率を高める方法には、モリブデンやチタン等の放射率の高い材料を使用する方法や、酸化処理等の黒化処理を施す方法や、ブラスト処理により表面に微細な凹凸を形成するなどの機械的な加工を施す等の方法を用いることとする。
【００２８】
このように、放射率の高いノズル３の坩堝２内に突き出した部分３ａにおいて、図２中に矢印Ｅ2で示すように坩堝２内における放射伝熱によりノズル３の坩堝２内に突き出した部分３ａの温度を効率よく高め、図２中に矢印Ｃで示すように熱をノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂに伝導して、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂの温度を高めることができる。
【００２９】
また、本実施例に係る真空蒸発装置においては、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂについては、放射率を低くするか、又は、上述したような放射率を高める処理を行わないこととする。
【００３０】
このように、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂは放射率を低くするか、又は、上述したような放射率を高める処理を行わないこととしているため、ノズル３の坩堝２外に突き出した部分３ｂにおいて、放射により温度が低下することを抑制することができる。
【００３１】
以上のように、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、ノズル３の上端部の温度について、ノズル３と温度の低い坩堝２外との間の放射熱伝達の影響よりも、ノズル３と温度の高い坩堝２内との間の放射熱伝達の影響を大きくすることができるため、ノズル３の上端部の温度を高く保つことができる。
【実施例３】
【００３２】
以下、本発明に係る真空蒸発装置の第３の実施例について説明する。
図３は、本実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
図３に示すように、本実施例に係る真空蒸発装置は、第１の実施例に係る真空蒸発装置とほぼ同様の構造であるが、ノズル３の材質に坩堝２の蓋２ａよりも熱伝導率の高い材質を使用することとする。
【００３３】
なお、本実施例においては、ノズル３の材質には、銅、金、銀等の熱伝導率の高い金属を使用し、坩堝２の蓋２ａの材質には、ステンレス、チタン、ニッケル等の熱伝導率の低い金属や、ジルコニア、アルミナ、窒化珪素、シリコンカーバイド等の熱伝導率の低いセラミックスを使用することとする。
【００３４】
以上のように、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、熱伝導率の低い材質を用いて坩堝２の蓋２ａを構成することにより、ノズル３から坩堝２の蓋２ａへの熱伝達を低減することができるため、ノズル３の上端部の温度低下を抑制することができる。
【００３５】
また、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、熱伝導率の高い材質を用いてノズル３を構成することにより、ノズル３の上端部まで温度を均一化し、同時に坩堝内の熱をノズル３の上端部まで行き渡らせることができるため、ノズル３の上端部の温度を高く保つことができる。
【実施例４】
【００３６】
以下、本発明に係る真空蒸発装置の第４の実施例について説明する。
図４は、本実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
図４に示すように、本実施例に係る真空蒸発装置は、第１の実施例に係る真空蒸発装置とほぼ同様の構造であるが、ノズル３と坩堝２の蓋２ａとの境界を伝導熱伝達が小さくなるような形状とした。
【００３７】
なお、本実施例においては、坩堝２の蓋２ａの端部に溝２ｂを形成し、ノズル３と坩堝２の蓋２ａとを溶接又はろう付することにより、ノズル３と坩堝２の蓋２ａとの熱伝導を抑制することとする。
【００３８】
以上のように、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、ノズル３から坩堝２の蓋２ａへの熱伝導による熱の逃げを抑制することができるため、ノズル３の上端部の温度を高く保つことができる。
【実施例５】
【００３９】
以下、本発明に係る真空蒸発装置の第５の実施例について説明する。
図５は、本実施例に係る真空蒸発装置の要部の構成を示した模式図である。
図５に示すように、本実施例に係る真空蒸発装置は、第１の実施例に係る真空蒸発装置とほぼ同様の構造であるが、ノズル３と坩堝２の蓋２ａとの境界部分にノズル３よりも熱伝導率の低い材質の部材２ｃを挟み込む構造とした。
【００４０】
なお、本実施例においては、ノズル３よりも熱伝導率の低い材質として、ジルコニア、アルミナ、窒化珪素、シリコンカーバイド等の熱伝導率の低いセラミックスを使用することにより、ノズル３と坩堝２の蓋２ａとの熱伝導を抑制することとする。
【００４１】
以上のように、本実施例に係る真空蒸発装置によれば、ノズル３から坩堝２の蓋２ａへの熱伝導による熱の逃げを抑制することができるため、ノズル３の上端部の温度を高く保つことができる。
【００４２】
以上説明したように、本発明に係る真空蒸発装置によれば、ヒーターや保温構造のような新たな構成を追加することなくノズル３の温度低下を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、例えば、有機ＥＬパネル製造装置における真空蒸発装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１  蒸発源
２  坩堝
２ａ  蓋
２ｂ  溝
２ｃ  ノズルよりも熱伝導率の低い材質の部材
３  ノズル
３ａ  坩堝内に突き出した部分
３ｂ  坩堝外に突き出した部分
１０  基板
１１  真空容器
１２  材料
１３  気化材料
【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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