JP2011162867A - 真空蒸発装置 - Google Patents
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Abstract
【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
【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
Description
本発明は、真空蒸発装置に関する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
Claims (6)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2016173352A1 (zh) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种蒸发源、蒸镀装置以及蒸镀方法 |
CN110656309A (zh) * | 2018-06-28 | 2020-01-07 | 佳能特机株式会社 | 加热装置、蒸发源及蒸镀装置 |
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JP7376426B2 (ja) | 2020-05-22 | 2023-11-08 | 株式会社アルバック | 真空蒸着装置用の蒸着源 |
-
2010
- 2010-02-15 JP JP2010029681A patent/JP2011162867A/ja not_active Withdrawn
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