JP2006111961A

JP2006111961A - 蒸着源装置

Info

Publication number: JP2006111961A
Application number: JP2005090608A
Authority: JP
Inventors: Yotaro Shiraishi; 洋太郎白石; Hisami Hasegawa; 久実長谷川
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-04-27

Abstract

【課題】放射熱の吸収率が高いルツボを有し、熱効率が高い蒸着源装置を提供する。
【解決手段】蒸着源装置６は、蒸着材料３が入れられたルツボ４をヒーター５で加熱して、蒸着材料３を蒸発させる。被覆部材１３は、ルツボ４の放射率よりも高い放射率を有する材料からなり、ルツボ４の少なくとも一部を覆う。被覆部材１３の放射率は０．８以上である。被覆部材１３は、窒化チタン（ＴｉＮ）または炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）からなる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ルツボをヒーターで加熱し、そのルツボに入れられた蒸着材料を蒸発させる蒸着源装置に関するものである。

従来より、蒸着装置が種々提案されており、例えば特許文献１に開示されている。蒸着装置１０１は、真空状態にされた蒸着室１０２内に配設された蒸着源１０３で発生させた蒸着流１０４を基板１０５に堆積させるものである（図７参照）。蒸着源１０３は、蒸着材料１０６を入れるルツボ１０７と、このルツボ１０７を加熱するヒーター１０８と、このヒーター１０８が発した放射熱をルツボ１０７に反射させる反射板１０９とを有している。ルツボ１０７は、モリブデン（Ｍｏ），チタン（Ｔｉ）等の材料からなるものである。
特開２００４−２１１１１０号公報

しかしながら、ルツボ１０７は、ヒーター１０８からの放射熱の吸収率が低いため、熱効率が低いという問題があった。つまり、ルツボ１０７がヒーター１０８からの放射熱を１００％吸収できることが望ましいのであるが、ルツボ１０７の放射率は約２０％〜約６０％であり、ヒーター１０８が発した放射熱の一部を反射してしまうため、熱効率が低かった。

また、図８に示すように、側壁１１０ａ及び底壁１１０ｂからなる収容部と、蒸着流が出る括れ部１１０ｃとを有するルツボ１１０においては、ルツボ１１０の中央部に比較して括れ部１１０ｃの温度が低いため、括れ部１１０ｃの内側面１１０ｄに蒸着材料１０６が析出し、蒸着流が出難くなる虞があった。
なお、本明細書において、「放射率」及び「吸収率」という語を用いるが、放射率は吸収率と略同じ値であることが知られている。

本発明は、請求項１に記載したように、蒸着材料３が入れられたルツボ４，２４，３４をヒーター５で加熱して前記蒸着材料３を蒸発させる蒸着源装置６であって、前記ルツボ４，２４，３４の放射率よりも高い放射率を有する材料からなり、前記ルツボ４，２４，３４の少なくとも一部を覆う被覆部材１３，３３，４３，５３を設けたものである。

また、本発明は、請求項２に記載したように、前記被覆部材１３，３３，４３，５３の放射率は０．８以上であるものである。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記被覆部材１３，３３，４３，５３は、窒化チタン（ＴｉＮ）または炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）からなるものである。

また、本発明は、請求項４に記載したように、前記ルツボ２４は、前記蒸着材料３を収容する収容部２４ａ，２４ｂと、蒸着流が出る括れ部２４ｃと、を有するものである。

また、本発明は、請求項５に記載したように、前記被覆部材３３，４３は、少なくとも前記括れ部２４ｃに形成されているものである。

また、本発明は、請求項６に記載したように、前記ルツボ４，２４，３４の温度を測定し温度情報を出力する温度検出素子９と、前記温度情報に基づいて前記ヒーター５の発熱量を調整する制御手段１０と、を設けたものである。

また、本発明は、請求項７に記載したように、前記被覆部材１３，４３は、少なくとも、前記温度検出素子９に対向する前記ルツボ４，２４の測定箇所の周囲に形成されているものである。

放射率が高い材料からなる被覆部材をルツボの表面の少なくとも一部に形成したため、ヒーターからの放射熱を効率良く吸収できる。

以下、有機ＥＬパネルの製造に係る蒸着装置に本発明を適用した一実施形態を添付図面に基づき説明する。図１乃至図３は、第一実施形態を示すものである。

蒸着装置Ａは、第１のブロックａ及び第２のブロックｂを有しており、各ブロックａ，ｂ内は真空状態が確保されている。第１のブロックａは、プラズマ処理工程である前処理室ａ１と、正孔注入層形成工程である第１蒸着室ａ２と、正孔輸送層形成工程である第２蒸着室ａ３と、第１発光層形成工程である第３蒸着室ａ４と、第２発光層形成工程である第４蒸着室ａ５と、第１ブロックａの各蒸着室ａ２，ａ３，ａ４，ａ５における有機ＥＬパネルの表示形態に応じた蒸着マスクを保管する第１蒸着マスク保管室ａ６と、透光性基板投入装置Ｅに接続され、基板である透光性基板を蒸着装置Ａ内に投入するための投入室ａ７とを有している。前述した各部屋間の透光性基板の搬送は、サーボモータ等の駆動手段によって回転可能に設けられ、前記各部屋の奥行き方向及び高さ方向に移動可能な搬送ロボットａ８が用いられている。また、各蒸着室ａ２，ａ３，ａ４，ａ５、前処理室ａ１及び第１蒸着マスク保管室ａ６には、メンテナンスを行うための開閉扉ａ９がそれぞれ設けられている。

蒸着装置Ａの第２のブロックｂは、第３発光層形成工程である第５蒸着室ｂ１と、第４発光層形成工程である第６蒸着室ｂ２と、電子輸送層形成工程である第８蒸着室ｂ３と、電子注入層形成工程である第７蒸着室ｂ４と、背面電極形成工程である第９蒸着室ｂ５と、第２のブロックｂの各蒸着室ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５における有機ＥＬパネルの表示形態に応じた蒸着マスクを保管する第２蒸着マスク保管室ｂ６とを有している。前述した各部屋間の透光性基板の搬送は、サーボモータ等の駆動手段によって回転可能に設けられ、前記各部屋の奥行き方向及び高さ方向に移動可能な搬送ロボットｂ７が用いられている。また各蒸着室ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５及び第２蒸着マスク保管室ｂ６には、メンテナンスを行うための開閉扉ｂ８がそれぞれ設けられている。

また、蒸着装置Ａの第１，第２のブロックａ，ｂ間には、各部ブロックａ，ｂを接続する第１受渡室Ｊが設けられている。第１受渡室Ｊは、第１ブロックａ側及び第２ブロックｂ側にそれぞれ設けられるシャッター機構と、各シャッター機構間に設けられ、後述する透光性基板を第１のブロックａ側から第２のブロックｂ側へと搬送するスライド機構とが設けられ、各ブロックａ，ｂにそれぞれ設けられる搬送ロボットａ８，ｂ７によって前記透光性基板の受け渡しがなされる。

蒸着室（ａ２〜ａ５，ｂ１〜ｂ５）は、排気ポート１を介して図示しない真空ポンプで高真空に排気された真空室２を有している。真空室２の下側には、有機層の材料である蒸着材料３を収納するルツボ４と、このルツボ４に捲回されたコイル形状のヒーター５とを有する蒸着源６とからなる昇華部７が配設されている。昇華部７は、ヒーター５による放射熱をルツボ４に反射させるための反射板８を有しており、この反射板８はルツボ４及びヒーター５の外側を覆うように設けられている。

昇華部７には、ルツボ４の温度を検出するための熱電対等からなる測温子９（温度検出素子）が設けられている。測温子９は制御部１０（制御手段）へ温度情報を出力するもので、制御部１０は、測温子９から入力した温度情報に基づいて、ヒーター５に対してフィードバック制御を行い、ルツボ４の温度が適正になるようにヒーター５の発熱量を調整するものである。

昇華部７の上方には、蒸着源６が発した蒸着流の堆積速度を検出する水晶振動子式の膜厚計１１が設けられている。膜厚計１１は、制御部１０に膜厚データを出力するものである。また、真空室２には、蒸着流が真空室２の不要部分に付着することを防ぐ防着板１２が設けられている。この防着板１２は、ステンレス等の金属薄板からなるものであり、メンテナンス時には取外され、洗浄または交換される。

一方、真空室２の上側には、ガラス材料からなり、正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電子輸送層，電子注入層及び背面電極を形成するための透光性基板１４を備えた基板ホルダー１５と、透光性基板１４に所定の蒸着パターンを形成するための成膜マスク１６を備えたマスクホルダー１７とを、ルツボ４が配設される昇華部７に対し位置決め保持するための保持部１８が備えられている。基板ホルダー１５には、透光性基板１４を保温するための赤外線を放射する保温手段１５ａが設けられている。透光性基板１４は、第２受渡室Ｋを介して、図示しない封止装置に搬送される。

次に、図３に基づいて、蒸着源６について詳述する。ルツボ４は側壁４ａ及び底壁４ｂからなる有底筒形状になっている。測温子９は、底壁４ｂの中心部に対向しており、この中心部の温度を測定する。ルツボ４の側壁４ａの外側面と、底面４ｂの外側面とには、被覆層１３（被覆部材）が形成されている。被覆層１３は、窒化チタン（ＴｉＮ）からなるものであり、溶射等の方法によってルツボ４の表面に形成されている。被覆層１３の厚さは、０．１μｍ〜１００μｍが望ましい。窒化チタンからなる被覆層１３の放射率は、ルツボ４の材料であるチタン（Ｔｉ）の放射率よりも高いため、被覆層１３を設けることによって、ヒーター５からの放射熱を従来よりも効率良く吸収できる。

なお、被覆層１３の材料は、窒化チタンに限定されるものではなく、例えば炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）であっても良いが、放射率は０．８以上、好ましくは０．９以上であることが望ましい。

第一実施形態のように、ヒーター５からの放射熱を効率良く吸収できる被覆層１３を設けたことによって熱効率が高くなるため、従来よりも小さいヒーター５を用いることが可能になり、ヒーター５の消費電力が小さくなると共に、蒸着室（ａ２〜ａ５，ｂ１〜ｂ５）の小型化も可能になる。

図４は、第二実施形態を示すものである。第二実施形態は、ルツボ２４及び被覆層３３が第一実施形態と異なり、他の構成は第一実施形態と同一であるので、同一の符号を付しその説明を省略する。

ルツボ２４は、側壁２４ａ及び底壁２４ｂからなり蒸着材料３を収容する収容部と、蒸着流が出る括れ部２４ｃとを有している。被覆層３３は、括れ部２４ｃの外側面に形成されている。
第二実施形態のように、括れ部２４ｃに被覆層３３を設けたことによって、括れ部２４ｃがヒーター５からの放射熱を効率良く吸収でき、括れ部２４ｃの内側面に蒸着材料３が析出する虞が少なくなる。

図５は、第三実施形態を示すものである。第三実施形態は、ルツボ２４及び被覆層４３が第一実施形態と異なり、他の構成は第一実施形態と同一であるので、同一の符号を付しその説明を省略する。

ルツボ２４は、側壁２４ａ及び底壁２４ｂからなる収容部と、蒸着流が出る括れ部２４ｃとを有している。被覆層４３は、側壁２４ａの外側面の一部と、底壁２４ｂの外側面の中心部を除いた一部と、括れ部２４ｃの外側面とに形成されている。測温子９は、底壁２４ｂの中心部に対向しており、この中心部の温度を測定する。
第三実施形態のように、側壁２４ａの外側面の一部と、底壁２４ｂの外側面の一部と、括れ部２４ｃの外側面とに被覆層４３を設けたことにより、ルツボ２４の温度を均一化することができる。また、測温子９に対向する底壁２４ｂの中心部の周囲に被覆層４３を設けたことによって、底壁２４ｂがヒーター５からの放射熱を効率良く吸収でき、ルツボ２４の中央部に比較して底壁２４ｂの温度が低くなることがなく、ルツボ２４の温度を正確に測定することができる。

なお、ルツボ４，２４及び被覆層１３，３３，４３は、第一，第二，第三実施形態に限定されるものではなく、図６に示す第四実施形態のように、側壁３４ａ及び底壁３４ｂからなる収容部と、テーパ−形状の出口部３４ｃとを有するルツボ３４の前記出口部３４ｃに被覆層５３を形成しても良い。

本発明の第一実施形態を示す蒸着装置の概観図。同上実施形態を示す蒸着室の構成図。同上実施形態を示す蒸着源の断面図。本発明の第二実施形態を示す蒸着源の断面図。本発明の第三実施形態を示す蒸着源の断面図。本発明の第四実施形態を示す蒸着源の断面図。従来例を示す蒸着装置の断面図。他の従来例を示す蒸着源の断面図。

符号の説明

３蒸着材料
４ルツボ
５ヒーター
６蒸着源
９測温子（温度検出素子）
１３被覆層（被覆部材）
２４ルツボ
３３被覆層（被覆部材）
３４ルツボ
４３被覆層（被覆部材）
５３被覆層（被覆部材）

Claims

蒸着材料が入れられたルツボをヒーターで加熱して前記蒸着材料を蒸発させる蒸着源装置であって、
前記ルツボの放射率よりも高い放射率を有する材料からなり、前記ルツボの少なくとも一部を覆う被覆部材を設けたことを特徴とする蒸着源装置。
前記被覆部材の放射率は０．８以上であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着源装置。
前記被覆部材は、窒化チタン（ＴｉＮ）または炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）からなることを特徴とする請求項１に記載の蒸着源装置。
前記ルツボは、前記蒸着材料を収容する収容部と、蒸着流が出る括れ部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸着源装置。
前記被覆部材は、少なくとも前記括れ部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の蒸着源装置。
前記ルツボの温度を測定し温度情報を出力する温度検出素子と、前記温度情報に基づいて前記ヒーターの発熱量を調整する制御手段と、を設けたことを特徴とする請求項１に記載の蒸着源装置。
前記被覆部材は、少なくとも、前記温度検出素子に対向する前記ルツボの測定箇所の周囲に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の蒸着源装置。