JP2004353085A - 蒸発装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長手方向に均一な蒸着物を放出できる蒸発装置を提供する。
【解決手段】蒸発材料を収容する長尺るつぼ１０の上部を電熱ヒータ１２で覆い、ここに通電してるつぼ１０内を加熱する。そして、この電熱ヒータ１２への通電を行うために、電熱ヒータ１２端部と電極２６とを電気的に接続する接続板２８とを設け、この接続板２８を抵抗値の異なる複数の金属板で構成する。これによって、接続板２８の抵抗値を適切なものに調整することが容易になる。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、蒸発材料を加熱蒸発させる蒸発装置に関する。

従来より、各種物質による薄膜形成に、蒸着（特に、真空蒸着）が広く利用されている。例えば、液晶ディスプレイに代わる次世代のフラットディスプレイの１つとして注目され、実用化のための研究が進められている有機エレクトロルミネッセンス（以下ＥＬ）ディスプレイでは、そのディスプレイパネルに形成される有機ＥＬ素子の発光層などに用いられる有機薄膜や金属電極層の形成に、上記真空蒸着が利用されている。

真空蒸着装置では、真空の蒸着室内に耐熱性と化学的安定性に優れたるつぼを配し、るつぼ内に入れた蒸着材料（蒸発材料）を加熱して蒸発させ、被着物に蒸着層を形成する。従来知られている真空蒸着装置では、蒸着源として単一でかつ点状の蒸着源が用いられており、この蒸着源（蒸発装置）から放射状に蒸着材料を被着物表面に飛ばし、その被着物表面に層を形成する。

ところで、ディスプレイは大面積化の要求が強く、有機ＥＬディスプレイにおいても例外でない。このため、有機ＥＬディスプレイに用いる蒸着装置は、素子を形成するパネル基板の大面積化、言い換えると、蒸着面積の増大に対応する必要がある。

一方で、例えば、中型、小型パネルなどでは、多くの場合、１枚の大型基板（マザー基板）に複数のパネルを同時に形成し、後で個別パネルに切り離すといういわゆる多面取りが行われている。このような多面取りによって製造される中型小型パネルでは、その製造コストの一層の低減のため、１枚のマザー基板を大型化し、同時に製造可能なパネル数を増やすことが要求され、この場合にも、蒸着は、大きなマザー基板の全体に対して行わなければならず、蒸着面積の増大に対応することが必要となる。

以上のように大面積に蒸着を行う必要がある場合、上記単一点状蒸着源では、蒸着源から膜形成位置までの距離が被着対象基板の位置によって著しく異なるため、基板上に均一な蒸着層を形成することが難しくなる。これに対し、例えば下記特許文献１では、蒸着源として、長尺の蒸着源、いわゆるリニアソースを採用することが提案されている。そして、リニアソースを採用することで、原理的に基板の各位置とリニアソースからの距離の差が小さくでき、大面積基板上への蒸着条件をより均一とすることが可能となる。

特開２００１−２４７９５９号公報

ディスプレイにおいて、発光輝度や発光色のばらつきは表示品質を大きく損ねるため、有機ＥＬディスプレイにおいても発光輝度等の均一化が強く求められている。上述のように、有機ＥＬディスプレイの製造に際しては、発光層や、電荷輸送層、電荷注入層などの有機層や、金属電極などを真空蒸着法を用いるが、有機層は非常に薄い膜であり、膜厚のばらつきが発光輝度や発光色のばらつきに及ぼす影響が非常に大きい。また、有機層は陽極と陰極との層間に形成されるため、その厚さがばらつくと陽極と陰極との間の短絡などによる表示欠陥が発生しやすくなる。従って、例えば、このような有機ＥＬディスプレイなどの製造に用いる蒸着装置では、広い面積に対して非常に精度良く蒸着層を形成することが要求される。

有機ＥＬ素子の製造にあたって上述のようなリニアソースを採用すれば、大面積基板への蒸着は容易となる。しかし、単純にリニアソースを用いて素子の有機層などを蒸着形成しても、得られた有機ＥＬ素子の特性のばらつきが大きく、有機ＥＬディスプレイの実用化のために要求される均一性を満たすことができない。

この素子特性ばらつきの原因について本出願人が調査研究した結果、蒸着源を長尺のリニアソースとした場合、蒸着物質の放出がその長手方向において均一でないことが大きく影響していることが判明した。従って、広い蒸着面に対し、均質な蒸着層を形成するためには、リニアソースの長手方向の全位置から均一に蒸着材料を放出させることが不可欠であり、対応が必要である。

そこで、本発明は、長尺のるつぼの各位置から均一に蒸着材料を放出可能な蒸発装置を提供する。

本発明は、上部が開放され蒸発材料を収容する細長い長尺るつぼと、前記長尺るつぼの上部開放部を覆い、通電により発熱し、前記長尺るつぼ内の前記蒸発材料を加熱し、かつ加熱により気化した前記蒸発材料が通過可能な開口を備えた電熱ヒータと、前記電熱ヒータへの通電を行うために、電熱ヒータ端部と蒸着装置の電極とを電気的に接続する接続板と、を含む蒸発装置であり、前記接続板は、前記接続板は、抵抗値の異なる金属からなる複数の板材から構成される。

このように、接続板を複数の金属から構成することで、接続板の抵抗値を適切なものに調整することができ、かつそこにおける発熱量の調整も可能となる。これによって、電熱ヒータの端部における温度を適切なものに調整することが可能となり、るつぼ内の蒸発材料を均一に加熱気化することができる。そこで、電熱ヒータの開口から長手方向に渡って均一に蒸発物を放出することができる。

従って、例えば、この蒸発装置を比較的大きな基板に対する蒸着に用いた場合において、るつぼの長手方向に垂直な方向に移動させることにより基板に蒸発物を均一に被着させることができ、均一な厚みの薄膜を形成することができる。

また、前記接続板の一方の金属は、前記電熱ヒータより抵抗値の低い良導電材料で形成されていることが好適である。これによって、接続板における発熱を所定量に抑えることができる。

また、前記接続板の他方の金属は、前記電熱ヒータと同様の抵抗値を有する抵抗発熱金属で形成されていることが好適である。これによって、接続板における発熱量を適切なものに調整できる。

前記良導電材料は銅であり、前記抵抗発熱金属はタンタルであることが好適である。

また、前記接続板のうちの銅で形成される前記金属板は、その少なくとも一部には金メッキが施されており、この金メッキが施されている部分が前記電熱ヒータ端部と面接触して、電気的に接続されることが好適である。

このように、銅の電熱ヒータとの面接触領域に金メッキを施すことにより、両者の面接触を確実に行える。そこで、蒸発材料補充のための電熱ヒータの着脱前後の接触抵抗を再現性良く小さく抑えることができる。

また、前記電熱ヒータは、タンタルで形成されていることが好適である。

また、本発明の他の形態は、上部が開放され蒸発材料を収容する細長い長尺るつぼと、前記長尺るつぼの上部開放部を覆い、通電により発熱し、前記長尺るつぼ内の前記蒸発材料を加熱し、かつ加熱により気化した前記蒸発材料が通過可能な開口を備えた電熱ヒータと、前記電熱ヒータへの通電を行うために、電熱ヒータ端部と電極とを電気的に接続する接続板と、を含む蒸発装置であって、前記接続板は、銅材からなりかつその少なくとも一部には金メッキが施されており、この金メッキが施されている部分が前記電熱ヒータ端部と面接触して、電気的に接続されることを特徴とする。

また、本発明の他の形態は、上記蒸発装置を利用して、この蒸発装置から蒸発させた蒸発物を対象物に蒸着する蒸着装置に関する。

以上のように、本発明によれば、接続板を複数の金属から構成することで、接続板の抵抗値を適切なものに調整することができ、かつそこにおける発熱量の調整も可能となる。これによって、電熱ヒータの端部における温度を適切なものに調整することが可能となり、るつぼ内の蒸発材料を均一に加熱、気化することができる。よって、電熱ヒータの開口から長手方向に渡って均一に蒸発物を放出することができる。

従って、例えば、この蒸発装置を比較的大きな基板に対する蒸着に用いた場合において、るつぼの長手方向に垂直な方向に移動させることにより基板に均一な薄膜を形成することができる。

また、電熱ヒータとの面接触領域に金メッキを施すことにより、両者の面接触を確実に行える。そこで、蒸着材料補充のための電熱ヒータの着脱前後の接触抵抗を再現性良く小さく抑えることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。

図１は、一実施形態に係る蒸発装置の全体構成を示す図である。長尺のるつぼ１０は、上部開放の蒸発材料を収容する容器となっている。このるつぼ１０は、全体として、例えば石英で形成された直方体形状であり、その内部がくり抜かれ、構成される。棒状の石英の内部をくり抜いて構成してもよいし、型によって成形してもよい。例えば、長さが６０ｃｍ、高さ４ｃｍ、幅４ｃｍ程度であるが、そのサイズは蒸着対象（例えば、有機ＥＬ基板）のサイズに応じて決定される。

このるつぼ１０の上部は、電熱ヒータ１２によって覆われて封止される。この電熱ヒータ１２は、例えばタンタルＴａによって形成され、長手方向の両端に延設された舌部１２ｆから電源に接続され、その結果電流が流れて発熱する。通常は、直流であるが、交流であっても構わない。また、電熱ヒータ１２の幅方向に中央部には、長手方向に沿って所定の複数個のスリット状開口１２ｅが設けられており、ここから蒸発物が放出される。

電熱ヒータ１２は、図２に示すように、その周辺部が下方に向けて折り曲げられた側壁を有する本体１２ａと、この本体１２ａの周辺部であって側壁の所定距離内側に側壁と同様に下方に向けて形成されたツバ部１２ｂと、本体１２ａから一定距離だけ離して形成されたバッフル板１２ｃと、を有している。ツバ部１２ｂは、本体１２ａの周辺部から下方に突き出すように溶接されている。すなわち、ツバ部１２ｂと本体１２ａの側壁により、本体の周辺部に溝が形成され、この溝の内部にるつぼ１０の上端部が挿入される。

なお、るつぼ１０の上端部の溝と電熱ヒータ１２の間には、図３に示すように、グラフォイル（登録商標）と呼ばれる織布や不織布からなる炭素性の紙状材１４が介在され、パッキンとして機能している。

また、本体１２ａの中央部分には、開口１２ｅが所定個数形成されている。この開口１２ｅは、るつぼ１０の長手方向に直線上に複数個整列して配置されている。また、開口１２ｅの形状は、スリット状で、極めて細長い形状とされている。これによって、蒸発した材料を基板上の所定の範囲に蒸着することができる。

そして、電熱ヒータ１２の長手方向の側端部上には、図４に示すように、Ｌ字型のアングル材２０が配置されている。このアングル材２０は、例えばるつぼ１０と同じ石英で構成され、電熱ヒータ１２の側端部（角部）を覆うよう配置されている。アングル材２０は、例えば、長さ９ｃｍ程度、上面および側面の幅が５ｍｍ程度、厚みが１ｍｍ程度に形成されている。これによって、電熱ヒータ１２の上面側部、および側面（るつぼ１０の側面上端部に対応する）に適合する。

図示の例では、アングル材２０は、るつぼ１０の一側に対し４つ、両側で８個設けられているが、実際には、るつぼ１０はもう少し長尺であり、アングル材２０が６個または８個設けられることが一般的である。但し、装置に応じて、アングル材２０の数も変動する。そして、これらアングル材２０は、るつぼ１０を均一に押圧できるように、均等に配置されている。すなわち、一側についていえば、長手方向にほぼ等間隔にアングル材２０が配置されている。また、長手方向の両側のアングル材２０は、長手方向において、同一の位置に配置されている。また、この例では、長手方向の端部に位置するアングル材２０とるつぼ１０の端部との間に内側のアングル材２０との間隔の１／２の距離を残すようにしたが、アングル材２０の端部とるつぼの端部を一致させて配置することも好適である。

さらに、このるつぼ１０、電熱ヒータ１２、およびアングル材２０は、クランプ２４によって、るつぼ１０の上端に向けて押しつけ固定される。この例では、るつぼ１０の長手方向の長さアングル材２０に比べ若干短いクランプ２４を用いている。なお、クランプ２４の詳細については後述する。

このようにアングル材２０及び固定部材としてのクランプ２４を複数用いて長尺のるつぼ１０と電熱ヒータ１２とを密着させることで、蒸着対象となる基板などのサイズに対応させて長尺のるつぼ１０の長手方向のサイズ変更を行った場合にも、用いる数を変えることで容易に対応でき、変更への態様が容易であり、また取り扱いが容易であり作業性の向上を図ることができる。また、電熱ヒータ１２の上部に形成されている蒸着材料を放出する開口１２ｅの位置や、電熱ヒータ１２に設けられる熱電対などを、アングル及びクランプ２４の配置位置を調整するだけで、迂回することができる。特に、アングル材２０においては、熱電対の取り付け位置を避けることが好適である。

電熱ヒータ１２の長手方向側端部上では、クランプ２４はＬ字型のアングル材２０を介して電熱ヒータ１２を押圧するため、クランプ２４の押圧力はＬ字型アングル材２０の長手方向に分散され、全体に均一な押圧を電熱ヒータ１２に与える。特に、Ｌ字型アングル材２０は図５に示すような形状をしており、その電熱ヒータ１２に当接する内側の面２０ａは充分に平坦である。このため、Ｌ字型アングル材２０の当接する面において、電熱ヒータ１２はるつぼ１０に向けて均一に押圧する。

なお、アングル材２０は、図示のように、偶数個設けることが好適であり、例えば長さ６０ｃｍのるつぼに対し、６つまたは８つ（一側についての数）程度設けることが好適であり、固定部材としてのクランプ２４も６個または８個（全体についての数）となる。このようにアングル材２０を偶数個設けることによって、中央部および端部に熱電対を配置して、中央部のるつぼ１０内温度を計測することが可能となる。なお、アングル材２０を奇数個とすることもできる。

このような蒸発装置の使用の手順を次に説明する。まず、るつぼ１０内に蒸発材料を収容し、電熱ヒータ１２を被せる。そして、電熱ヒータ１２の角に当接するようにＬ字型アングル材２０を配設し、この状態で、るつぼ１０と電熱ヒータ１２をクランプ２４によって固定する。これにより、るつぼ１０は、電熱ヒータに設けられた開口１２ｅを除いて密閉される。以上により、蒸着の準備が完了する。

薄膜形成時には、減圧された真空チャンバ内にて、電熱ヒータ１２に電流を流通させて電熱ヒータ１２の温度を上昇させる。電熱ヒータ１２は均一な材料で構成され、るつぼ１０を覆う長手方向に均一な構造であるため、電熱ヒータ１２からは、るつぼ１０の長手方向に渡って、均一に熱が発生する。

電熱ヒータ１２で発生した熱は、電熱ヒータ１２と当接しているるつぼ１０の上縁からるつぼ１０に伝導する。電熱ヒータ１２はるつぼ１０に均一に押圧されているため、るつぼ１０へ長手方向に均一に熱が伝導する。また、電熱ヒータ１２の熱は輻射によってもるつぼ１０および蒸発材料に伝導する。電熱ヒータ１２は長手方向に均一な温度であるので、るつぼ１０および蒸発材料へ長手方向に均一に熱輻射される。

るつぼ１０の上縁より接触伝導された熱はるつぼ１０全体に伝導および輻射により拡散され、電熱ヒータ１２からの直接輻射熱と共に、るつぼ１０の温度を長手方向にほぼ均一に上昇させる。るつぼ１０内に収納されている蒸着材料は、るつぼ１０からの熱の接触伝導および熱輻射により、昇温する。蒸発材料が所定の温度以上になると、蒸発材料は気化し、るつぼ１０内の気圧が上昇し、気体となった蒸発材料は電熱ヒータ１２の開口１２ｅから放出される。蒸着材料の温度はるつぼ１０内の長手方向に渡って均一であるから、蒸発材料の開口１２ｅからの放出は長手方向に渡って、直線上に均一に行われる。この状態で、電熱ヒータ１２の開口１２ｅ近傍に薄膜形成させたい基板を配し、基板に対し、この蒸発装置をるつぼ１０の長手方向に垂直な方向に相対的に移動させると、基板の全面に同一の条件で蒸発材料の気体が接触することとなり、基板上に平面的に均一な薄膜を形成することができる。

特に、るつぼ１０からの蒸発材料を直接基板上蒸着するのではなく、マスクを介し蒸着する場合もある。例えば、有機ＥＬパネルの場合、その発光層の蒸着には、画素毎に開口したマスクを用いる場合も多い。マスクを利用した場合、蒸発源とマスクの角度が異なると、マスクの陰になる面積が異なり、蒸着層のパターン精度が低下する。しかし、マスクが配置された基板の下を長尺のるつぼ１０が相対移動することで、基板上のどの位置でも、その位置への蒸着時にソースと基板およびマスクとの位置関係がほぼ同一条件になり、均一な蒸着が達成される。

このように、本実施形態においては、長尺のるつぼ１０の長手方向において電熱ヒータ１２とクランプ２４との間にアングル材２０を配してクランプ２４によってるつぼ１０と電熱ヒータ１２とを固定させることにより、るつぼ１０と電熱ヒータ１２との密着性が、アングル材２０の作用により、るつぼ１０の長手方向において均一に維持できる。このため、電熱ヒータ１２とるつぼ１０内の蒸着材料との距離、加熱条件、蒸発物の放出を比較的均一に行える。すなわち、るつぼ１０内に入れられる蒸着材料をるつぼ１０の長手方向のどの位置でも均一に加熱すると共に、るつぼ１０の開口から確実に蒸発物を放出させることができる。

ここで、Ｌ字型アングル材２０は、石英から構成されることを例として説明したが、絶縁性があり、熱伝導率の小さい材料、例えば、セラミック材であってもよい。また、電熱ヒータ１２と当接する内面２０ａの平坦度は、電熱ヒータの材質および厚み等に依るが、凹凸の山と谷の差が±１００μｍ以下であることが望ましい。これによって、アングル材２０が電熱ヒータ１２と接触している全領域において、押圧力を均一に作用させることができる。

また、アングル材２０を熱伝導率の低い材料より構成することにより、熱伝導性の電熱ヒータ１２からの熱が、アングル材２０を介してクランプ２４などの固定部材に伝わることを防止でき、るつぼ１０の長手方向において、クランプ２４の配置場所で放熱が起こり、るつぼ１０内の温度が部分的に変動することを防止することができる。

また、アングル材２０は、少なくともその表面が絶縁性であり、前記電熱ヒータ１２と、導電性のクランプ２４とを絶縁する。

固定部材として用いられる上記クランプ２４などが導電性である場合には、電熱ヒータ１２と固定部材とが導通すると、固定部材にも電流が流れ発熱したり、長期間使用する間に固定部材が変質するなどの可能性がある。本実施形態では、固定部材がアングル材２０を介して電熱ヒータ１２をるつぼ１０に密着させる構成であるから、上記のようにアングル材２０を絶縁性とすることで、クランプ２４と電熱ヒータ１２とを確実に絶縁できる。また、るつぼ１０内をより均一に加熱するためるつぼ１０の外周に金属層を配置する場合（後述）にも、アングル材２０によって固定部材を電熱ヒータ１２から絶縁することで、固定部材と接する上記金属層が電熱ヒータ１２と電気的に接続されてしまうことを防止できる。よって、この金属層に電流が流れて、発熱や変質が発生することを防止できる。

なお、るつぼ１０は、上述のように石英で形成され、この場合にアングル材２０も石英で形成すれば、熱膨張率なども等しくなり、好適である。

次に、電熱ヒータ１２をるつぼ１０に固定する固定部材としてのクランプ２４について説明する。

クランプは、図６に示すように、るつぼ１０および電熱ヒータ１２の長手方向に垂直な断面でみると、バネ材で形成され、るつぼ１０の底に当接する曲面部２４ａと、この曲面部２４ａの両端からるつぼ１０の側壁に沿って、るつぼ１０の上縁近傍まで伸びる一対の側面部２４ｂと、その側面と重なり、溶接された２枚の腕部２４ｃによって構成されている。また、腕部２４ｃは、側面部２４ｂに重なっている部分の上端部に内側に向けて伸びるつめ部２４ｆを有しており、このつめ部２４ｆがＬ型アングル２０上面に当接する。なお、図においては、クランプ２４の下部におけるるつぼ１０の側壁との距離を比較的大きく描いたが、側面部２４ｂの内側へ向けての力はそれほど強い必要はないため、るつぼ１０の側壁との距離はもっと小さくてもよい。

曲面部２４ａは、その中央部が上方に向けて膨出した形状であり、るつぼ１０の幅より大きい。そして、るつぼ１０に取り付けない状態において、つめ部２４ｆから曲面部２４ａの最上部との距離はるつぼ１０の高さより小さい。従って、クランプ２４は、るつぼ１０にセットされた状態において、つめ部２４ｆと、曲面部２４ａによって、るつぼ１０の底面とアングル材２０の上面との間に押圧力を付与する。なお、曲面部２４ａの変形によって、腕部２４ｃの上端部にアングル材２０の側面内側に向けての押圧力も発生し、これによってアングル材２０がるつぼ１０に向けて押しつけられるが、この力は比較的小さい。また、実際には、力をかけない状態において、つめ部２４ｆを含めない腕部２４ｃの上端部間の距離はるつぼ１０の幅より小さく、装着状態において、必ず側面部２４cの上端に内側に向けた力がかかるようになっている。

このようにして、るつぼ１０に取り付けた状態で、クランプ２４は曲面部２４ａがるつぼ１０の底面によって外方（下側）に向かって変形し、アングル材２０を電熱ヒータ１２に向けて押圧する。

クランプの曲面部２４ａおよび側面部２４ｂは、るつぼ加熱時にも押圧力が変らないように、バネ定数の温度変化の小さい材料、例えばニッケル合金であるインコネル（登録商標）などの高耐熱耐食合金で、厚さ０．４ｍｍ程度のもので構成されていることが好ましい。また、Ｌ型アングル上面に接する腕部２４ｃは、バネ性はあまり必要無く、強度が高いものが好ましい。この実施形態では、インコネル（登録商標）で、厚さ０．７〜０．８ｍｍ程度のものが採用されている。

クランプ２４の、るつぼ１０、電熱ヒータ１２およびＬ型アングル２０への取付は、バネ材により内側に付勢されている二枚の腕部２４ｃを外側に開いて、その状態で、電熱ヒータ１２およびアングル材２０を設置したるつぼ１０を内部に挿入する。そして、二枚の腕部２４cを開いたまま曲面部２４ａをるつぼ１０の底面に押しつけて変形させ、その状態で二枚の腕部２４cを閉じさせ、その後るつぼ１０の底面への押しつけを解除し、取り付けを終了する。なお、このようなクランプ２４の取り付け用には、それ用の治具を利用することが好適である。

さらに、クランプは図７に示すように、側面に開口２４ｄ、底面に開口２４ｅを備えることが望ましい。開口２４ｄおよび開口２４ｅを設けることにより、クランプ２４の表面積を小さくし、クランプ２４からの放熱を小さく抑えることができる。その結果、電熱ヒータ１２による加熱は最小限で蒸着材料の気化ができるため、るつぼ内の温度のばらつきを小さく抑えることができる。また、開口２４ｅはクランプ２４の押圧力を調整する役割も有する。開口２４ｅを大きく取れば、押圧力を小さくすることができ、開口２４ｅを小さくすれば、押圧力を大きくすることができ、電熱ヒータ１２の強度、Ｌ型クランプの大きさ等によって電熱ヒータ１２がるつぼ１０の開口を最適に閉塞できるように調整することができる。

また、クランプ２４の表面はサンドブラスト加工、ショットブラスト加工等の粗面加工されていることが望ましい。粗面加工により、クランプ２４の製造工程で付着した表面の不純物の除去ができ、蒸着時の高温環境においても不純物ガスの放出を防止できる。また、粗面加工により、蒸着工程において付着した蒸着材料との密着性がよくなるため、クランプ２４に付着した蒸着材料が剥離し、真空室内に落下してしまうことを防ぐことができる。

このように、本実施形態においては、クランプ２４によって、電熱ヒータ１２をるつぼに対して押圧固定する。クランプ２４は多数同一の物を作製しておくことができる。そこで、どのクランプ２４を用いても、ほぼ同一の押圧力での固定が行える。クランプ２４ではなく、ワイヤを用いて固定した場合には、作業員のその都度の作業によって押圧力が異なるものとなりやすかったが、クランプ２４を用いることで、このような問題を解決できる。また、治具を用いる作業自体も簡単であり、作業の効率化を測ることもできる。

また、クランプ２４を取り外すことで、電熱ヒータ１２をるつぼ１０から取り外すことができ、その状態で蒸着材料をるつぼ１０内に収容し、もう一度クランプ２４をセットすることで、固定が行える。ワイヤの場合には、一端はずしたワイヤを再利用することは効率的でなかったが、クランプ２４の場合には、何度も繰り返し利用することができる。

また、クランプ２４のつめ部２４ｆは、アングル材２０の上面とほぼ同様の面積を有している。これによって、押圧力を均一に作用させることができる。

さらに、るつぼ１０の長手方向側面を示す図８および短手方向を示す側面図９に示すように、このるつぼ１０の外面に金属コーティング２５が施されることもよい。金属コーティング２５は略均一な厚みで、るつぼ底面およびるつぼ１０側壁に略均一な高さまで施されている。

この構成によれば、電熱ヒータで発生し、輻射および接触による熱伝導によりるつぼに伝導した熱は、赤外線反射率および熱伝導率の高い金属コーティング２５膜により、再輻射および拡散伝導を行うため、るつぼ１０内の温度を均一にすることができる。

このるつぼ側壁の金属コーティング２５の縁は、るつぼ１０に入る蒸着材料の高さ位置より高く、るつぼ１０の上縁より低いことが望ましい。この構成によれば、蒸着材料を効率的に加熱することができ、るつぼ開口部を覆う電熱ヒータ１２と金属コーティング２５との電気的接触を防ぐことができる。なお、この例においては、るつぼ１０の側壁上の金属コーティングは、高さ４ｃｍ程度で、電熱ヒータ１２の下端と、距離として２ｍｍ程度の間隔が保たれている。

また、この金属コーティング２５は赤外線反射率および熱伝導率の良いアルミニウムであることが望ましい。銅とアルミナのコーティングも試したが、アルミニウムコーティングの方がより均一な蒸着材料の成膜を行うことができた。

アルミニウムのコーティングは、例えば、溶射法によりるつぼに直接コーティングすることによって得ることが好適である。すなわち、溶射によって形成されたコーティングはるつぼ１０の壁面に直接積層されており、るつぼ１０の内を均一な温度に維持することができる。アルミニウムコーティングの厚みは例えば、１５０μｍ程度である。

上述のクランプ２４を用いた場合、金属製のクランプ２４の曲面部２４ａがるつぼ１０の底面に接触する。この部分には、金属コーティング２５がなされている。しかし、上述のように、アングル材２０がクランプ２４と電熱ヒータ１２との間に介在されているため、金属コーティング２５に電流が流れてしまうことを防止することができる。

以上説明した、蒸発装置は、図１０に示すように真空チャンバ内において、配置される。

真空チャンバ内において、支持台１００の上に脚１０２を介して、るつぼ１０が載置される。電熱ヒータ１２の両端の舌部１２ｆはヒータホルダ３０にて、接続板２８に電気的にそれぞれ接続され、さらに、接続板２８は蒸着装置本体から延び、ヒータホルダ３０の上面高さ付近でヒータホルダ３０側に曲がった一対の電極２６に電気的にそれぞれ接続される。なお、この一対の電極２６も、支持台１００、るつぼ１０などと一緒に移動する。また、この例では、ヒータホルダ３０側に向かって屈曲した電極２６の上面に、ヒータホルダ３０側から接続板２８が延びて、電極２６と接続板２８が重なった位置で、接続板２８と電極２６とがボルト締めで接続されている。

この支持台１００は電極２６とともにるつぼ１０の長手方向に垂直な方向に平行移動する。るつぼ１０の上方には、蒸着するための基板が固定される。るつぼ１０はその長手方向に垂直な方向に水平移動し、基板上（るつぼに対向配置された面。ここでは下面）に蒸発物を堆積する。これによって、固定された基板全面に均一な蒸着層が形成される。

複数の蒸着材料を異なるるつぼ１０から蒸着する場合には、複数のるつぼ１０を整列配置しておき、これを適宜移動させて蒸着を行う。

図１１はヒータホルダ３０部分を拡大した図である。電熱ヒータの舌部１２ｆと接続板２８は、ヒータホルダ３０において銅製の板３２を介してボルト３４を用いて重ねられて固定される。これによって、舌部１２ｆと接続板２８とが面接触し、電気的な接続がなされる。また、このヒータホルダ３０における固定の解除により、電熱ヒータ１２の接続板２８との接続を解除することができ、この状態で、電熱ヒータ１２をるつぼ１０から取り外すことができる。そして、取り外した状態で、クランプ２４などの固定手段を外して電熱ヒータ１２をるつぼ１０から取り外し、るつぼ１０内の蒸着材料の定期的な補充を行う。

接続板２８は抵抗発熱金属板２８ａと良導電金属板２８ｂとから構成されることが好ましい。

抵抗発熱金属板２８ａと良導電金属板２８ｂとの組み合わせにより、るつぼ１０の温度を長手方向に渡って一定にすることができる。すなわち、るつぼ１０の端部における温度は、るつぼ１０の端部からの輻射、電熱ヒータ１２の舌部１２ｆ、および接続板２８で発生するジュール熱、電熱ヒータ舌部１２ｆからヒータホルダ３０および、さらに接続板２８から電極２６へと伝導する熱等によって左右される。従って、電熱ヒータ１２の中央部分と端部ではその温度が同位置にはならない。本実施形態では、この接続板２８に、抵抗発熱金属板２８ａと良導電金属板２８ｂとの組み合わせを採用し、これにより、接続板２８での熱の発生と、接続板２８を介しての熱の伝導とを調整することができ、るつぼ１０の温度を長手方向に渡って一定になるように決めることができる。

発明者の実験によれば、抵抗発熱金属板２８ａとしてタンタルＴａ、良導電金属板２８ｂとして銅Ｃｕとすることにより、るつぼ１０の温度を長手方向に渡って均一にすることができた。

さらに、良導電金属板２８ｂの電熱ヒータ舌部１２ｆとの面接触領域には金メッキが施されていることが好ましい。電熱ヒータ１２として用いられるタンタルＴａは硬いため、例えば銅で構成される良導電金属板２８ｂとの接触領域において、実効的な接触面積は小さく、また、電熱ヒータ１２の取り付けのたびに、接続板２８との接触抵抗が大きく変化してしまう。この接触領域に金メッキを施すことにより、電熱ヒータ１２の舌面１２ｆ表面の凹凸に応じて金が変形し、実効的な接触面積を増加させ、かつ接触抵抗の安定性を高めることができる。

また、接続板２８はたわむことができるように薄板状である。この構成により、電熱ヒータに電流が流通され、電熱ヒータの温度が上がり、電熱ヒータ１２が熱膨張しても、ヒータホルダ３０が長手方向に動き、るつぼ１０の上部の閉塞と、電熱ヒータ１２と接続板２８の電気的な接続を保つことができる。

上記実施形態において、電熱ヒータ１２に対し、抵抗発熱金属板２８ａが上に、良導電金属板２８ｂが下に重着されるものとしたが、その上下関係は逆であってもよい。ただし、その場合、蒸着装置本体から電流を供給する電極２６に、より多くの電流が流れる良伝導金属板２８ｂが直接接触するように、接続板２８の屈曲の方向を反対にすることが好ましい。

このように、本実施形態によれば、接続板２８を複数の金属から構成することで、接続板２８の抵抗値を適切なものに調整することができ、かつ接続板２８における発熱量の調整も可能となる。これによって、電熱ヒータ１２の端部における温度を適切なものに調整することが可能となり、るつぼ１０内の蒸発材料を均一に加熱気化することができる。そこで、電熱ヒータ１２の複数の開口１２ｅから長手方向に渡って均一に蒸発物を放出することができる。なお、蒸発材料は、通常粉末状であり、加熱により溶融して蒸発するものと、昇華して気化するものがある。さらに、蒸発材料によっては、液状のものもあり、その場合は加熱により蒸発気化する。

従って、例えば、この蒸発装置を有機ＥＬパネルなどの比較的大きな基板に対する蒸着に用いた場合において、るつぼ１０の長手方向に垂直な方向に移動させることにより基板に均一な薄膜を形成することができる。

また、電熱ヒータ１２との面接触領域に金メッキを施すことにより、両者の面接触を確実に行える。そこで、蒸着材料補充のための電熱ヒータ１２の着脱前後の接触抵抗を再現性良く小さく抑えることができる。

特に、抵抗発熱金属板２８ａとして、電熱ヒータ１２と同じタンタルを用い、良導体金属板２８ｂに金メッキ銅を用いることによって、電熱ヒータ１２による適切な蒸発物質の加熱が行える。

本発明の一実施形態に係る蒸発装置の全体構成を示す図である。 るつぼの開口を覆う電熱ヒータの構造を示す断面図である。 図２における、るつぼと電熱ヒータの咬合部を拡大して示す図である。 Ｌ字型のアングル材の電熱ヒータ１２の側端部（角部）への配置を示す図である。 Ｌ字型アングル材の形状を示す斜視図である。 るつぼ、電熱ヒータ、およびＬ字型アングル材をクランプによって固定することを示す断面図である。 クランプの形状を示す斜視図である。 金属コーティングを施したるつぼを示す斜視図である。 るつぼに施した金属コーティングの高さを示するつぼの側面図である。 真空チャンバ内における、蒸発装置の構成を示す図である。 接続板を介した電熱ヒータへの電気的接続を示す図である。

符号の説明

１０ 長尺るつぼ（直方体形状のるつぼ）、１２ 電熱ヒータ、１４ 紙状材、２０ Ｌ型アングル、２４ クランプ、２５ 金属コーティング、２６ 電極、２８ 接続板、３０ ヒータホルダ、３２ 板、３４ ボルト。

Claims (8)

1. 蒸発装置であって、
   上部が開放され蒸発材料を収容する細長い長尺るつぼと、
   前記長尺るつぼの上部開放部を覆い、通電により発熱し、前記長尺るつぼ内の前記蒸発材料を加熱し、かつ加熱により気化した前記蒸発材料が通過可能な開口を備えた電熱ヒータと、
   前記電熱ヒータへの通電を行うために、電熱ヒータ端部と蒸着装置の電極とを電気的に接続する接続板と、
   を含み、
   前記接続板は、抵抗値の異なる金属からなる複数の板材から構成されることを特徴とする蒸発装置。
2. 請求項１に記載の蒸発装置において、
   前記接続板の一方の金属は、前記電熱ヒータより抵抗値の低い良導電材料で形成されていることを特徴とする蒸発装置。
3. 請求項２に記載の蒸発装置において、
   前記接続板の他方の金属は、前記電熱ヒータと同様の抵抗値を有する抵抗発熱金属で形成されていることを特徴とする蒸発装置。
4. 請求項３に記載の蒸発装置において、
   前記良導電材料は銅であり、前記抵抗発熱金属はタンタルであることを特徴とする蒸発装置。
5. 請求項４に記載の蒸発装置において、
   前記接続板のうちの銅で形成される前記金属板は、その少なくとも一部には金メッキが施されており、この金メッキが施されている部分が前記電熱ヒータ端部と面接触して、電気的に接続されることを特徴とする蒸発装置。
6. 蒸発装置であって、
   上部が開放され蒸発材料を収容する細長い長尺るつぼと、
   前記長尺るつぼの上部開放部を覆い、通電により発熱し、前記長尺るつぼ内の前記蒸発材料を加熱し、かつ加熱により気化した前記蒸発材料が通過可能な開口を備えた電熱ヒータと、
   前記電熱ヒータへの通電を行うために、電熱ヒータ端部と電極とを電気的に接続する接続板と、を含み、
   前記接続板は、銅材からなりかつその少なくとも一部には金メッキが施されており、この金メッキが施されている部分が前記電熱ヒータ端部と面接触して、電気的に接続されることを特徴とする蒸発装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の蒸発装置において、
   前記電熱ヒータは、タンタルで形成されていることを特徴とする蒸発装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の蒸発装置を利用して、この蒸発装置から蒸発させた蒸発物を対象物に蒸着することを特徴とする蒸着装置。

Images