KR20040095696A - 증발 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 증착 장치에 있어서, 길이 방향으로 균일하게 증착 재료를 방출하는 것이다.

상부가 개방된 발열 재료를 수용하는 가늘고 긴 도가니(10)와, 긴 도가니(10)의 상부 개방부를 덮어 통전에 의해 발열하고, 상기 도가니 내 하방의 상기 증발 재료를 가열하고, 또한 가열에 의해 기화된 증발 재료가 통과 가능한 개구를 구비한 전열 히터(12)와, 이 전열 히터(12)를 도가니에 대해 압박하여 고정하는 와이어(22)를 구비한다. 또한, 와이어(22)와 전열 히터(12) 사이에는 긴 도가니(10)의 길이 방향에 따라서 앵글(20)이 배치되고, 앵글(20)에 의해 와이어(22)에 의한 압박력을 긴 도가니(10)의 길이 방향으로 작용시켜 전열 히터(12)를 긴 도가니(10)에 밀착시킨다.

Description

증발 장치{EVAPORATION APPARATUS}

본 발명은, 증발 장치 및 증발 재료를 가열 증발시켜 피착 대상에 공급하기위한 증발원으로서의 증발 장치에 관한 것이다.

종래부터, 각종 물질에 의한 박막 형성에 증착(특히, 진공 증착)이 널리 이용되고 있다. 예를 들어, 액정 디스플레이에 대신하는 차세대의 플랫 디스플레이의 하나로서 주목되고, 실용화를 위한 연구가 진행되고 있는 유기 일렉트롤미네센스(이하, EL) 디스플레이에서는, 그 디스플레이 패널에 형성되는 유기 EL 소자의 발광층 등에 이용되는 유기 박막이나 금속 전극층의 형성에 상기 진공 증착이 이용되어 있다.

진공 증착 장치에서는 진공의 증착실 내에 내열성과 화학적 안전성이 우수한 도가니를 배치하고, 도가니 내에 넣은 증착 재료(증발 재료)를 가열하여 증발시켜 피착물에 증착층을 형성한다. 종래 알려져 있는 진공 증착 장치에서는 증착원으로서 단일이면서 점형의 증착원이 이용되어 있고, 이 증착원(증발 장치)으로부터 방사형으로 증착 재료를 피착물 표면에 날게 하여 그 피착물 표면에 층을 형성한다.

그래서, 디스플레이는 대면적화의 요구가 강해 유기 EL 디스플레이에 있어서도 예외는 아니다. 이로 인해 유기 EL 디스플레이에 이용하는 증착 장치는 소자를 형성하는 패널 기판의 대면적화, 바꿔 말하면 증착 면적의 증대에 대응할 필요가 있다.

한편으로, 예를 들어 중형 및 소형 패널 등에서는, 대부분의 경우 1매의 대형 기판(머더 기판)에 복수의 패널을 동시에 형성하고, 후에 개별 패널로 분리한다는 소위 다면 취득이 행해지고 있다. 이와 같은 다면 취득에 의해 제조되는 중형 소형 패널로서는, 그 제조 비용의 한층 저감으로 인해 1매의 머더 기판을 대형화하고, 동시에 제조 가능한 패널수를 늘리는 것이 요구되고, 이 경우라도 증착은 큰 머더 기판의 전체에 대해 행해져야만 되어 증착 면적의 증대에 대응하는 것이 필요하게 된다.

이상과 같이 대면적으로 증착을 행할 필요가 있는 경우, 상기 단일 점형 증착원에서는 증착원으로부터 막 형성 위치까지의 거리가 피착 대상 기판의 위치에 의해 현저하게 다르기 때문에, 기판 상에 균일한 증착층을 형성하는 것이 어려워진다. 이에 대해, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에서는 증착원으로서 긴 증착원, 소위 리니어 소스를 채용하는 것이 제안되어 있다. 그리고, 리니어 소스를 채용함으로써, 원리적으로 기판의 각 위치와 리니어 소스로부터의 거리의 차이를 작게 할 수 있어 대면적 기판 상으로의 증착 조건을 보다 균일하게 하는 것이 가능해진다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 제2001-247959호 공보

디스플레이에 있어서, 발광 휘도나 발광색의 변동은 표시 품질을 크게 손상시키게 하므로, 유기 EL 디스플레이에 있어서도 발광 휘도 등의 균일화가 강하게 요구되어 있다. 상술한 바와 같이, 유기 EL 디스플레이의 제조에 대해서는 발광층이나, 전하 수송층, 전하 주입층 등의 유기층이나, 금속 전극 등을 진공 증착법을 이용하지만 유기층은 매우 얇은 막이고, 막 두께의 변동이 발광 휘도나 발광색의 변동에 미치는 영향이 매우 크다. 또한, 유기층은 양극과 음극 층간에 형성되기 때문에, 그 두께가 변동되면 양극과 음극간의 단락 등에 의한 표시 결함이 발생되기 쉬워진다. 따라서, 예를 들어 이와 같은 유기 EL 디스플레이 등의 제조에 이용하는 증착 장치에서는 넓은 면적에 대해 매우 정밀도 좋게 증착층을 형성하는 것이 요구된다.

유기 EL 소자의 제조에 있어서는 상술한 바와 같은 리니어 소스를 채용하면, 대면적 기판으로의 증착은 용이해진다. 그러나, 단순하게 리니어 소스를 이용하여 소자의 유기층 등을 증착 형성해도 얻어진 유기 EL 소자의 특성의 변동이 크고, 유기 EL 디스플레이의 실용화를 위해 요구되는 균일성을 충족시킬 수 없다.

이 소자 특성 변동의 원인에 대해 본 출원인이 조사 연구한 결과, 증착원을 긴 리니어 소스로 한 경우 증착 물질의 방출이 그 길이 방향에 있어서 균일하지 않은 것이 크게 영향을 끼치는 것으로 판명되었다. 따라서, 넓은 증착면에 대해 균질한 증착층을 형성하기 위해서는, 리니어 소스의 길이 방향의 전체 위치로부터 균일하게 증착 재료를 방출시키는 것이 불가결하여 대응이 필요하다.

그래서, 본 발명은 긴 도가니의 각 위치로부터 균일하게 증착 재료를 방출 가능한 증발 장치를 제공한다,

도1은 본 발명의 일실시 형태에 관한 증발 장치의 전체 구성을 도시하는 도면.

도2는 도가니의 개구를 덮는 전열 히터의 구조를 도시하는 단면도.

도3은 도2에 있어서의 도가니와 전열 히터의 교합부를 확대하여 도시하는 도면.

도4는 L자형의 앵글 부재의 전열 히터(12)의 측단부(모서리부)로의 배치를 도시하는 도면.

도5는 도가니, 전열 히터 및 L자형 앵글 부재를 와이어에 의해 일체적으로 묶여지는 것을 도시하는 단면도.

도6은 L자형 앵글 부재의 형상을 도시하는 사시도.

도7은 도가니, 전열 히터 및 L자형 앵글 부재를 클램프에 의해 고정하는 것을 도시하는 단면도.

도8은 클램프의 형상을 도시하는 사시도.

도9는 금속 코팅을 실시한 도가니를 도시하는 사시도.

도10은 도가니에 실시한 금속 코팅의 높이를 도시하는 도가니의 측면도.

도11은 진공 챔버 내에 있어서의 증발 장치의 구성을 도시하는 도면.

도12는 접속판을 통한 전열 히터로의 전기적 접속을 도시하는 도면.

도13은 금속 코팅을 외면에 설치한 도가니에 대해, 전열 히터를 클램프를 이용하여 고정한 구성을 도시하는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 긴 도가니(직방체 형상의 도가니)

12 : 전열 히터

14 : 종이형 부재

20 : L형 앵글

22 : 와이어

24 : 클램프

25 : 금속 코팅

26 : 전극

28 : 접속판

30 : 히터 홀더

32 : 판

34 : 볼트

본 발명에 관한 상부가 개방되어 증발 재료를 수용하는 가늘고 긴 도가니와, 상기 긴 도가니의 상부 개방부를 덮어 통전에 의해 발열하고, 상기 긴 도가니 내의 상기 증발 재료를 가열하고, 또한 가열에 의해 기화된 상기 증발 재료가 통과 가능한 개구를 구비한 전열 히터와, 상기 전열 히터를 상기 긴 도가니에 대해 압박하여 고정하는 고정 부재를 구비하고, 상기 고정 부재와 상기 전열 히터 사이에는 상기긴 도가니의 긴 방향에 따라서 긴 도가니의 상면측부 및 측면상부에 적합하는 면 부분을 갖는 앵글이 배치되고, 상기 고정 부재에 의한 압박력을 상기 앵글을 통해 상기 긴 도가니에 작용시켜 상기 전열 히터를 상기 긴 도가니에 밀착시킨다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 발열 장치에 있어서, 상기 앵글은 상기 고정 부재의 상기 앵글을 압박하는 압박부보다도 상기 긴 도가니의 길이 방향으로 길다.

이와 같이 긴 도가니의 길이 방향에 있어서 전열 히터와 고정 부재 사이에 앵글을 배치하여 고정 부재에 의해 긴 도가니와 전열 히터를 고정시킴으로써, 상기 긴 도가니와 전열 히터와의 밀착성이 긴 도가니의 길이 방향에 있어서 균일하게 유지할 수 있다. 이로 인해 전열 히터와 긴 도가니 내의 증발 재료와의 거리, 가열 조건을 증발물의 방출을 비교적 균일하게 행할 수 있는 증발 장치를 제공한다. 그로 인해서는 도가니 내에 넣게 되는 증발 재료를 도가니의 길이 방향의 어느 위치에서라도 균일하게 가열하는 동시에, 도가니의 개구로부터 확실하게 증발물을 방출시킬 필요가 있다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 발열 장치에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 전열 히터와 상기 긴 도가니를 상기 앵글과 함께 묶는 와이어에 의해 구성된다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 증발 장치에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 긴 도가니의 바닥면과, 상기 긴 도가니의 상부 개방부를 덮는 상기 전열 히터 및 앵글 사이에 압박력을 발생시키는 스프링 부재로 구성된 클램프에 의해 구성된다.

본 발명의 특징으로는 상기 증발 장치에 있어서, 상기 앵글은 상기 고정 부재보다도 열 전도율이 낮은 재료로 구성되어 있다.

이와 같이 앵글을 열 전도율이 낮은 재료로 구성함으로써, 열 전도성의 전열 히터로부터의 열이 앵글을 통해 고정 부재에 전해지는 것을 방지할 수 있어 긴 도가니의 길이 방향에 있어서, 고정 부재의 배치 장소에서의 방열이 생겨 도가니 내의 온도가 부분적으로 변동되는 것이 방지된다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 증발 장치에 있어서, 상기 앵글은 적어도 그 표면이 절연성이고, 상기 전열 히터와 도전성의 상기 고정 부재를 절연한다.

고정 부재로서 이용되는 상기 와이어나 클램프 등이 도전성인 경우에는, 전열 히터와 고정 부재가 도통되면 고정 부재에도 전류가 흘러 발열되거나, 장기간 사용하는 동안에 고정 부재가 변질되는 등의 가능성이 있다. 본 발명에서는 고정 부재가 앵글을 통해 전열 히터를 긴 도가니에 밀착시키는 구성이므로, 상기와 같이 앵글을 절연성으로 함으로써, 고정 부재와 전열 히터를 확실하게 절연할 수 있다. 또한, 긴 도가니 내를 보다 균일하게 가열하기 위해 도가니의 외주에 금속층을 배치하는 경우라도, 앵글에 의해 고정 부재를 전열 히터로부터 절연함으로써, 고정 부재와 접하는 상기 금속층이 전열 히터와 전기적으로 접속되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다른 특징으로는 상기 증발 장치에 있어서, 상기 앵글과 상기 고정 부재는 상기 긴 도가니의 길이 방향에 따라서 복수 배치되어 있다.

이와 같이 앵글 및 고정 부재를 복수 이용하여 긴 도가니와 전열 히터를 밀착시킴으로써, 밀착 대상이 되는 기판 등의 사이즈에 대응시켜 긴 도가니의 길이 방향의 사이즈 변동을 행한 경우라도, 이용하는 수를 변경함으로써 용이하게 대응할 수 있어 변경에의 상태가 용이하고, 또한 취급이 용이하여 작업성의 향상을 도모할 수 있다. 또, 전열 히터의 상부에 형성되어 있는 증발 재료를 방출하는 개구의 위치나, 전열 히터에 설치되는 열 전대 등을 앵글 및 고정 부재의 배치 위치를 조정하는 것만으로 우회할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징은 상기 증발 장치를 이용하여, 이 증발 장치로부터 증발시킨 대상물에 증착하는 증착 장치에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 기초로 하여 설명한다.

도1은 일실시 형태에 관한 증발 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 긴 도가니(10)는 상부 개방의 증발 재료를 수용하는 용기로 되어 있다. 이 도가니(10)는 전체적으로서, 예를 들어 석영으로 형성된 직방체 형상이고, 그 내부가 제거되어 구성된다. 봉형의 석영 내부를 제거하여 구성해도 좋고, 형태에 의해 성형해도 좋다. 예를 들어 길이가 60 ㎝, 높이 4 ㎝, 폭 4 ㎝ 정도이지만, 그 사이즈는 증착 대상(예를 들어 유기 EL 기판)의 사이즈에 따라서 결정된다.

이 도가니(10)의 상부는 전열 히터(12)에 의해 덮여져 밀봉된다. 이 전열 히터(12)는, 예를 들어 탄탈(Ta)에 의해 형성되고, 길이 방향의 양단부에 연장 설치된 설부(12f)로부터 전원에 접속되고, 그 결과 전류가 흘러 발열한다. 통상은 직류이지만 교류라도 상관없다. 또한, 전열 히터(12)의 폭 방향으로 중앙부에는 길이 방향에 따라서 소정의 복수개의 슬릿형 개구(12e)가 설치되어 있고, 여기서부터 증발물이 방출된다. 또 개구(12e)는 원형 등 다른 형상이라도 상관없다.

전열 히터(12)는, 도2에 도시한 바와 같이 그 주변부가 하방을 향해 절곡된 측벽을 갖는 본체(12a)와, 이 본체(12a)의 주변부로 측벽의 소정 거리 내측에 측벽과 마찬가지로 하방을 향해 형성된 플랜지부(12b)를 갖고 있다. 플랜지부(12b)는 본체(12a)의 측벽에서 도가니(10)의 상단부를 끼워 넣도록 본체(12a)의 주변부로부터 하방으로 돌출되도록 용접되어 있다. 즉, 플랜지부(12b)와 본체(12a)의 측벽에 의해, 본체의 주변부에 홈이 형성되어 이 홈의 내부에 도가니(10)의 상단부가 삽입된다.

또, 도가니(10)의 상단부의 홈과 전열 히터(12) 사이에는 도3에 도시한 바와 같이, 직포나 부직포로 이루어지는 탄소성의 종이형 부재(14)가 개재되어 패킹으로서 기능하고 있다.

또한, 본체(12a)의 중앙 부분에는 개구(12e)가 소정 개수 형성되어 있다. 이 개구(12e)는 도가니(10)의 길이 방향으로 직선 상에 복수개 정렬하여 배치되어 있다. 또한, 개구(12e)의 형상은 슬릿형으로 매우 가늘고 긴 형상으로 되어 있다. 이에 의해, 증발한 재료를 기판 상의 소정의 범위에 증착할 수 있다.

그리고, 전열 히터(12)의 길이 방향의 측단부 상에는 도4에 도시한 바와 같이, L자형의 앵글 부재(20)가 배치되어 있다. 이 앵글 부재(20)는, 예를 들어 도가니(10)와 같은 석영으로 구성되고, 전열 히터(12)의 측단부(모서리부)를 덮도록 배치되어 있다. 앵글 부재(20)는, 예를 들어 길이 9 ㎝ 정도, 경사면 및 측면의 폭이 5 ㎜ 정도, 두께가 1 ㎜ 정도로 형성되어 있다. 이에 의해, 전열 히터(12)의상면측부 및 측면[도가니(10)의 측면 상단부에 대응함]에 적합하다.

도시한 예로서는, 앵글 부재(20)는 도가니(10)의 일측에 대해 4개, 양측으로 8개 설치되어 있지만, 도가니(10)는 아주 조금 길고, 앵글 부재(20)가 6개 또는 8개 설치되는 것이 일반적이다. 단, 장치에 따라서 앵글 부재(20)의 수도 변동된다. 그리고, 이들 앵글 부재(20)는 도가니(10)를 균일하게 압박할 수 있게 균등하게 배치되어 있다. 즉 일측에 대해 말하면, 길이 방향에 거의 등간격으로 앵글 부재(20)가 배치되어 있다. 또한, 길이 방향의 양측 앵글 부재(20)는 길이 방향에 있어서, 동일한 위치에 배치되어 있다. 또한, 이 예에서는 길이 방향의 단부에 위치하는 앵글 부재(20)와 도가니(10)의 단부간에 내측 앵글 부재(20)와 간격의 1/2의 거리를 두도록 하였지만, 앵글 부재(20)의 단부와 도가니의 단부를 일치시켜 배치하는 것도 바람직하다.

또한, 이 도가니(10), 전열 히터(12) 및 앵글 부재(20)는 와이어(22)에 의해 일체적으로 묶여져 있고, 이 와이어(22)에 의해 도5에 도시한 바와 같이 전열 히터(12)가 도가니(10)에 압박되고, 도가니(10)의 상부를 폐색하여 고정되어 있다.

이와 같이 앵글 부재(20) 및 고정 부재로서의 와이어(22)를 복수 이용하여 긴 도가니(10)와 전열 히터(12)를 밀착시킴으로써, 증착 대상이 되는 기판 등의 사이즈에 대응시켜 긴 도가니(10)의 길이 방향의 사이즈 변경을 행한 경우라도, 이용하는 수를 변경함으로써 용이하게 대응할 수 있어 변경에의 상태가 용이해지고, 또한 취급이 용이해져 작업성의 향상을 도모할 수 있다. 또한 전열 히터(12)의 상부에 형성되어 있는 밀착 재료를 방출하는 개구(12e)의 위치나 전열 히터(12)에 설치되는 열전대 등을 앵글 및 와이어(22)의 배치 위치를 조정하는 것만으로 우회할 수 있다. 특히, 앵글 부재(20)에 있어서는 열전대의 부착 위치를 릴리프하는 것이 바람직하다. 와이어(22)는 개구(12e) 상을 통과하지 않도록 해야만 한다.

또, 고정 부재로서의 와이어(22) 대신에 후술하는 클램프를 이용한 경우에 있어서도 마찬가지다.

전열 히터(12)의 길이 방향측 단부 상에서는, 와이어(22)는 L자형의 앵글 부재(20)를 통해 묶여져 있으므로, 와이어(22)의 압박력은 L자형 앵글 부재(20)의 길이 방향으로 분산되고, 전체적으로 균일한 압박을 전열 히터(12)에 주어진다. 특히, L자형 앵글 부재(20)는 도6에 도시한 바와 같은 형상을 하고 있고, 그 전열 히터(12)에 접촉하는 내측면(20a)은 충분히 평탄하다. 이로 인해, L자형 앵글 부재(20)의 접촉하는 면에 있어서, 전열 히터(12)는 도가니(10)를 향해 균일하게 압박한다.

또, 앵글 부재(20)는 도시한 바와 같이, 짝수개 설치하는 것이 바람직하고, 예를 들어 길이 60 ㎝의 도가니에 대해 6개 또는 8개(일측에 대한 수) 정도 설치하는 것이 바람직하고, 고정 부재로서의 와이어(22)도 6개 또는 8개(전체에 대한 수)가 된다. 또, 와이어(22) 대신에 클램프를 이용한 경우라도 마찬가지다. 이와 같이 앵글 부재(20)를 짝수개 설치함으로써, 중앙부 및 단부에 열전대를 배치하여 중앙부의 도가니(10) 내 온도를 계측하는 것이 가능해진다. 또, 앵글 부재(20)를 홀수개로 할 수도 있다.

이와 같은 증발 장치의 사용 절차를 다음에 설명한다. 우선, 도가니(10) 내에 증발 재료를 수용하여 전열 히터(12)를 씌운다. 그리고, 전열 히터(12)의 모서리에 접촉하도록 L자형 앵글 부재(20)를 배치하고, 이 위로부터 도가니(10)와 전열 히터(12)를 와이어(22)를 이용하여 일체적으로 묶는다. 이 구성에 의해, 도가니(10)는 전열 히터에 설치된 개구(12e)를 제거하여 밀봉 폐쇄된다. 이상에 의해 증착의 준비가 완료된다. 또, 와이어(22)는 도가니(10)의 외주를 앵글 부재(20)와 함께 권취하고, 와이어(22)의 양단부 부분의 공구를 이용하여 나사 고정함으로써, 와이어(22)에 인장력을 작용시켜 앵글 부재(20)를 전열 히터에 압박하도록 긴박한다.

박막 형성시에는 감압된 진공 챔버 내에서, 전열 히터(12)에 전류를 유통시켜 전열 히터(12)의 온도를 상승시킨다. 전열 히터(12)는 균일한 재료로 구성되어 도가니(10)를 덮는 길이 방향으로 균일한 구조이기 때문에, 전열 히터(12)로부터는 도가니(10)의 길이 방향으로 걸쳐 균일한 열이 발생된다.

전열 히터(12)에서 발생한 열은 전열 히터(12)와 접촉하고 있는 도가니(10)의 상연으로부터 도가니(10)에 전도한다. 전열 히터(12)는 도가니(10)에 균일하게 압박되어 있으므로, 도가니(10)로 길이 방향으로 균일하게 열이 전도된다. 또한, 전열 히터(12)의 열은 복사에 의해서도 도가니(10) 및 증발 재료에 전도한다. 전열 히터(12)는 길이 방향으로 균일한 온도이므로, 도가니(10) 및 증발 재료에 의해 길이 방향으로 균일하게 열 복사된다.

도가니(10)의 상연으로부터 접촉 전도된 열은 도가니(10) 전체적으로 전도 및 복사에 의해 확산되고, 전열 히터(12)로부터의 직접 복사열과 함께 도가니(10)의 온도를 길이 방향으로 거의 균일하게 상승시킨다. 도가니(10) 내에 수납되어 있는 증착 재료는 도가니(10)로부터의 열의 접촉 전도 및 열 복사에 의해 승온한다. 증발 재료가 소정의 온도 이상이 되면 증발 재료는 기화되어 도가니(10) 내의 기압이 상승되고, 기체가 된 증발 재료는 전열 히터(12)의 개구(12e)로부터 방출된다. 증착 재료의 온도는 도가니(10) 내의 길이 방향에 걸쳐 균일하기 때문에, 증발 재료의 개구(12e)로부터의 방출은 길이 방향에 걸쳐 직선 상에 균일하게 행해진다. 이 상태에서, 전열 히터(12)의 개구(12e) 근방에 박막 형성시키고자 기판을 배치하고, 기판에 대해 이 증발 장치를 도가니(10)의 길이 방향으로 수직인 방향으로 상대적으로 이동시키면, 기판의 전체면에 동일한 조건으로 증발 재료의 기체가 접촉되게 되어 기판 상에 평면적으로 균일한 박막을 형성할 수 있다.

특히, 도가니(10)로부터의 증발 재료를 직접 기판 상 증착하는 것뿐만 아니라, 마스크를 통해 증착하는 경우도 있다. 예를 들어, 유기 EL 패널의 경우 그 발광층의 증착에는 화소마다 개구한 마스크를 이용하는 경우도 많다. 마스크를 이용한 경우, 증발원과 마스크의 각도가 다르면, 마스크의 배후가 되는 면적이 달라 증착층의 패턴 정밀도가 저하된다. 그러나, 마스크가 배치된 기판 아래를 긴 도가니(10)가 상대 이동함으로써, 기판 상의 어느 위치에서도 그 위치로의 증착시에 소스와 기판 및 마스크와의 위치 관계가 거의 동일 조건이 되어 균일한 증착이 달성된다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 긴 도가니(10)의 길이 방향에 있어서 전열 히터(12)와 와이어(22) 사이에 앵글 부재(20)를 배치하여 와이어(24)에 의해도가니(10)와 전열 히터(12)를 고정시킴으로써, 도가니(10)와 전열 히터(12)와의 밀착성이 앵글 부재(20)의 작용에 의해, 도가니(10)의 길이 방향에 있어서 균일하게 유지할 수 있다. 이로 인해, 전열 히터(12)와 도가니(10) 내의 증착 재료와의 거리, 가열 조건, 증발물의 방출을 비교적 균일하게 행할 수 있다. 즉, 도가니(10) 내에 넣게 되는 증착 재료를 도가니(10)의 길이 방향의 위치에서도 균일하게 가열하는 동시에, 도가니(10)의 개구로부터 확실하게 증발물을 방출시킬 수 있다.

여기서, L자형 앵글 부재(20)는 석영으로 구성되는 것을 예로서 설명하였지만 절연성이 있고, 열 전도율이 작은 재료, 예를 들어 세라믹 부재라도 좋다. 또한, 전열 히터(12)와 접촉하는 내면(20a)의 평탄도는 전열 히터의 재질 및 두께 등에 의하지만, 요철의 산과 골짜기 모양의 차이가 ± 100 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이에 의해, 앵글 부재(20)가 전열 히터(12)와 접촉되어 있는 전체 영역에 있어서, 압박력을 균일하게 작용시킬 수 있다.

또한, 앵글 부재(20)를 열 전도율이 낮은 재료로 구성됨으로써, 열 전도성의 전열 히터(12)로부터의 열이 앵글 부재(20)를 통해 와이어(22) 등의 고정 부재에 전해지는 것을 방지할 수 있어 도가니(10)의 길이 방향에 있어서, 와이어(22)의 배치 장소에서 방열이 생겨 도가니(10) 내의 온도가 부분적으로 변동되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 앵글 부재(20)는 적어도 그 표면이 절연성이고, 상기 전열 히터(12)와 도전성의 와이어(22)를 절연한다.

고정 부재로서 이용되는 상기 와이어(22)나 클램프(후술) 등이 도전성인 경우에는 전열 히터(12)와 고정 부재가 도통되면, 고정 부재에도 전류가 흘러 발열되거나, 긴 기간 사용하는 동안에 고정 부재가 변질되는 등의 가능성이 있다. 본 실시 형태에서는 고정 부재가 앵글 부재(20)를 통해 전열 히터(12)를 도가니(10)에 밀착시키는 구성이므로, 상기와 같이 앵글 부재(20)를 전열성으로 함으로써, 클램프(24)와 전열 히터(12)를 확실하게 절연할 수 있다. 또한, 도가니(10) 내를 보다 균일하게 가열하기 위해 도가니(10)의 외주에 금속층을 배치하는 경우(후술)라도, 앵글 부재(20)에 의해 고정 부재를 전열 히터(12)로부터 절연함으로써, 고정 부재와 접하는 상기 금속층이 전열 히터(12)와 전기적으로 접속되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 금속층에 전류가 흘러 발열이나 변질이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

또, 도가니(10)는 상술한 바와 같이 석영으로 형성되고, 이 경우에 앵글 부재(20)도 석영으로 형성하면 열 팽창률 등도 같게 되어 바람직하다.

전열 히터(12)를 도가니(10)에 고정하는 고정 부재로서의 와이어를 예로 설명하였지만 와이어 대신에 상기 도가니의 바닥면과, 상기 L형 앵글 부재(20) 상면 사이에 압박력을 발생시키는 스프링 부재로 구성된 클램프라도 좋다.

이하, 이 클램프를 이용한 예에 대해 설명한다. 클램프는, 도7에 도시한 바와 같이 도가니(10) 및 전열 히터(12)의 길이 방향으로 수직인 단면으로 보면 스프링 부재로 형성되고, 도가니(10)의 바닥에 접촉하는 곡면부(24a)와, 이 곡면부(24a)의 단부로부터 도가니(10)의 측벽에 따라 도가니(10)의 상연 근방까지연장되는 한 쌍의 측면부(24b)와, 그 측면과 겹쳐 용접된 2매의 아암부(24c)에 의해 구성되어 있다. 또한, 아암부(24c)는 측면부(24b)에 겹쳐져 있는 부분의 상단부에 내측을 향해 연장되는 손잡이부(24f)를 갖고 있고, 이 손잡이부(24f)가 L형 앵글(20)의 상면에 접촉한다. 또, 도면에 있어서는 클램프(24)의 하부에 있어서의 도가니(10)의 측벽과의 거리를 비교적 크게 그리지만, 측면부(24b)의 내측을 향한 힘은 그보다 강할 필요는 없기 때문에, 도가니(10)의 측벽과의 거리는 좀 더 작게 해도 좋다.

곡면부(24a)는 그 중앙부가 상방을 향해 팽출된 형성이고, 도가니(10)의 폭보다 크다. 그리고, 도가니(10)에 부착되지 않은 상태에 있어서, 손잡이부(24f)로부터 곡면부(24a)의 최상부와의 거리는 도가니(10)의 높이보다 작다. 따라서, 클램프(24)는 도가니(10)에 세트된 상태에 있어서, 손잡이부(24f)와 곡면부(24a)에 의해 도가니(10)의 바닥면과 앵글 부재(20)의 상면 사이에 압박력을 부여한다. 또, 곡면부(24a)의 변형에 의해 아암부(24c)의 상단부에 앵글 부재(20)의 측면 내측을 향한 압박력도 발생하고, 이에 의해 앵글 부재(20)가 도가니(10)를 향해 압박되지만 이 힘은 비교적 작다. 또한, 실제로는 힘을 가하지 않은 상태에 있어서 손잡이부(24f)를 포함하지 않은 아암부(24f)의 상단부간의 거리는 도가니(10)의 폭보다 작고, 장착 상태에 있어서 반드시 측면부(24c)의 상단부에 내측을 향한 힘이 가해지도록 되어 있다.

이와 같이 하여, 도가니(10)에 부착된 상태에서 클램프(24)는 곡면부(24a)가 도가니(10)의 바닥면에 의해 외방(하측)을 향해 변형되어 앵글 부재(20)를 전열 히터(12)를 향해 압박한다.

클램프의 곡면부(24a) 및 측면부(24b)는 도가니 가열시에도 압박력이 변하지 않도록, 스프링 정수의 온도 변화가 작은 재료, 예를 들어 니켈 합금인 인코넬(등록 상표) 등의 고내열 내식합금이고, 두께 0.4 ㎜ 정도의 것으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, L형 앵글 상면에 접하는 아암부(24c)는 스프링성은 그다지 필요 없으며, 강도가 높은 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는 인코넬(등록 상표)이고, 두께 0.7 내지 0.8 ㎜ 정도의 것이 채용되어 있다.

클램프(24), 도가니(10), 전열 히터(12) 및 L형 앵글(20)로의 부착은 스프링 부재에 의해 내측으로 압박되어 있는 2매의 아암부(24c)를 외측으로 개방하고, 그 상태에서 전열 히터(12) 및 앵글 부재(20)를 설치한 도가니(10)를 내부에 삽입한다. 그리고, 2매의 아암부(24c)를 개방한 상태에서 곡면부(24a)를 도가니(10)의 바닥면에 압박하여 변형시키고, 그 상태에서 2매의 아암부(24c)를 폐쇄시켜 그 후 도가니(10)의 바닥면으로의 압박을 제거하여 부착을 종료한다. 또, 이와 같은 클램프(24)의 부착용으로는 그 용도의 지그를 이용하는 것이 바람직하다.

또한, 클램프는 도7에 도시한 바와 같이, 측면에 개구(24d), 바닥면에 개구(24e)를 구비하는 것이 바람직하다. 개구(24d) 및 개구(24e)를 설치함으로써, 클램프(24)의 표면적을 작게 하고, 클램프(24)로부터의 방열을 작게 억제할 수 있다. 그 결과, 전열 히터(12)에 의한 가열은 최소한으로 증착 재료의 기화가 가능하기 때문에, 도가니 내의 온도의 변동을 작게 억제할 수 있다. 또한, 개구(24e)는 클램프(24)의 압박력을 조정하는 역할을 갖는다. 개구(24e)를 크게취하면 압박력을 작게 할 수 있고, 개구(24e)를 작게 하면 압박력을 크게 할 수 있어 전열 히터(12)의 강도 및 L형 클램프의 크기 등에 의해 전열 히터(12)가 도가니(10)의 개구를 가장 적절하게 폐쇄할 수 있게 조정할 수 있다.

또한, 클램프(24)의 표면은 샌드 블러스트 가공, 쇼트 블러스트 가공 등의 조면 가공되어 있는 것이 바람직하다. 조면 가공에 의해, 클램프(24)의 제조 공정으로 부착된 표면의 불순물 제거를 할 수 있어 증착시의 고온 환경에 있어서도 불순물 가스의 방출을 방지할 수 있다. 또한, 조면 가공에 의해 증착 공정에 있어서 부착된 증착 재료와의 밀착성이 좋아지므로, 클램프(24)에 부착된 증착 재료가 박리되어 진공실 내에 낙하되어 버리는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 있어서는 클램프(24)에 의해, 전열 히터(12)를 도가니에 대해 압박 고정한다. 클램프(24)는 다수 동일물을 제작해 둘 수 있다. 그래서, 어느 클램프(24)를 이용해도 거의 동일한 압박력에서의 고정을 행할 수 있다. 클램프(24)가 아니라 와이어를 이용해도 고정한 경우에는 작업원의 그 정도의 작업에 의해 압박력이 달라지기 쉬웠지만, 클램프(24)를 이용함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있다. 또한, 지그를 이용하는 작업 자체도 간단하고, 작업의 효율화를 계측할 수도 있다.

또한, 클램프(24)를 제거함으로써, 전열 히터(12)를 도가니(10)로부터 제거할 수 있어 그 상태에서 증착 재료를 도가니(10) 내에 수용하고, 한 번 더 클램프(24)를 세트함으로써 고정을 행할 수 있다. 와이어의 경우에는 일단부를 떼어 낸 와이어를 재이용하는 것은 효율적이지 않았지만, 클램프(24)의 경우에는 몇번이나 반복 이용할 수 있다.

또한, 클램프(24)의 손잡이부(24f)는 앵글 부재(20)의 상면과 거의 마찬가지의 면적을 갖고 있다. 이에 의해, 압박력을 균일하게 작용시킬 수 있다.

또한, 도가니(10)의 길이 방향 측면을 도시한 도9 및 짧은 방향을 도시한 측면 도10에 도시한 바와 같이, 이 도가니(10)의 외면에 금속 코팅(25)이 실시되는 것도 좋다. 금속 코팅(25)은 대략 균일한 두께이고, 도가니 바닥면 및 도가니(10) 측벽에 대략 균일한 높이까지 실시되어 있다.

이 구성에 따르면, 전열 히터에서 발생하여 복사 및 접촉에 의한 열 전도에 의해 도가니에 전도한 열은 적외선 반사율 및 열 전도율이 높은 금속 코팅(25)막에 의해, 재복사 및 확산 전도를 행하기 때문에 도가니(10) 내의 온도를 균일하게 할 수 있다.

이 도가니 측벽의 금속 코팅(25)의 모서리는 도가니(10)에 넣는 증착 재료의 높이 위치보다 높고, 도가니(10)의 상연보다 낮은 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 증착 재료를 효율적으로 가열할 수 있어 도가니 개구부를 덮는 전열 히터(12)와 금속 코팅(25)과의 전기적 접촉을 방지할 수 있다. 또, 이 예에 있어서는 도가니(10)의 측벽 상의 금속 코팅은 높이 4 ㎝ 정도이고, 전열 히터(12)의 하단부와 거리로서 2 ㎜ 정도의 간격이 유지되어 있다.

또한, 이 금속 코팅(25)은 적외선 반사율 및 열 전도율이 좋은 알루미늄인 것이 바람직하다. 동과 알루미나의 코팅도 시도하였지만, 알루미늄 코팅 쪽이 보다 균일한 증착 재료의 성막을 행할 수 있었다.

알루미늄의 코팅은, 예를 들어 용사법에 의해 도가니에 직접 코팅함으로써 얻는 것이 바람직하다. 즉, 용사에 의해 형성된 코팅은 도가니(10)의 측벽에 직접 적층되어 있어 도가니(10) 내를 균일한 온도로 유지할 수 있다. 알루미늄 코팅의 두께는 예를 들어 150 ㎛ 정도이다.

상술한 클램프(24)를 이용한 경우, 금속으로 된 클램프(24)의 곡면부(24a)가 도가니(10)의 바닥면에 접촉한다. 이 부분에는 금속 코팅(25)이 이루어져 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 앵글 부재(20)가 클램프(24)와 전열 히터(12) 사이에 개재되어 있기 때문에, 금속 코팅(25)에 전류가 흘러 버리는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 증발 장치는 도10에 도시한 바와 같이 진공 챔버 내에 있어서 배치된다.

진공 챔버 내에 있어서, 지지대(100) 상에 다리(102)를 통해 도가니(10)가 적재된다. 전열 히터(12)의 양단부의 설부(12f)는 히터 홀더(30)로 접속판(28)에 전기적으로 각각 접속되고, 또한 접속판(28)은 증착 장치 본체로부터 연장되어 히터 홀더(30)의 상면 높이 부근에서 히터 홀더(30)측으로 구부러진 한 쌍의 전극(26)에 전기적으로 각각 접속된다. 또, 이 한 쌍의 전극(26)도 지지대(100), 도가니(10) 등과 함께 이동한다. 또한, 이 예에서는 히터 홀더(30)측을 향해 굴곡진 전극(26)의 상면에 히터 홀더(30)측으로부터 접속판(28)이 연장되어 전극(26)과 접속판(28)이 겹쳐진 위치에서 접속판(28)과 전극(26)이 볼트 체결하여 접속되어 있다.

이 지지대(100)는 전극(26)과 함께 도가니(10)의 길이 방향으로 수직인 방향으로 평행 이동한다. 도가니(10)의 상방으로는 증착하기 위한 기판이 고정된다. 도가니(10)는 그 길이 방향으로 수직인 방향으로 수평 이동하고, 기판 상(도가니에 대향 배치된 면. 여기서는 하면)에 증발물을 퇴적한다. 이에 의해 고정된 기판 전체면에 균일한 증착층이 형성된다.

복수의 증착 재료가 다른 도가니(10)로부터 증착하는 경우에는 복수의 도가니(10)를 정렬 배치해 두고, 이를 적절하게 이동시켜 증착을 행한다.

도12는 히터 홀더(30) 부분을 확대한 도면이다. 전열 히터의 설부(12f)와 접속판(28)은 히터 홀더(30)에 있어서 동으로 된 판(32)을 통해 볼트(34)를 이용하여 겹쳐져 고정된다. 이에 의해, 설부(12f)와 접속판(28)이 면 접촉하여 전기적인 접속이 이루어진다. 또한, 이 히터 홀더(30)에 있어서의 고정의 해제에 의해, 전열 히터(12)의 접속판(28)과의 접속을 해제할 수 있어 이 상태에서 전열 히터(12)를 도가니(10)로부터 제거할 수 있다. 그리고, 제거한 상태에서 클램프(24) 등의 고정 수단을 제거하여 전열 히터(12)를 도가니(10)로부터 제거하여 도가니(10) 내의 증착 재료의 정기적인 보충을 행한다.

접속판(28)은 저항 발열 금속판(28a)과 양도전 금속판(28b)으로 구성되는 것이 바람직하다.

저항 발열 금속판(28a)과 양도전 금속판(28b)의 조합에 의해, 도가니(10)의 온도를 길이 방향에 걸쳐 일정하게 할 수 있다. 즉, 도가니(10)의 단부에 있어서의 온도는 도가니(10)의 단부로부터의 복사, 도전 히터(12)의 설부(12f) 및 접속판(28)에서 발생하는 쥴열, 전열 히터 설부(12f)로부터 히터 홀더(30) 및 또한접속판(28)으로부터 전극(26)으로 전도하는 열 등에 의해 좌우된다. 따라서, 전열 히터(12)의 중앙 부분과 단부에서는 그 온도가 동일 위치에는 되지 않는다. 본 실시 형태에서는 이 접속판(28)에 저항 발열 금속판(28a)과 양도전 금속판(28b)의 조합을 채용하고, 이에 의해 접속판(28)에서의 열 발생과, 접속판(28)을 통한 열 전도를 조정할 수 있어 도가니(10)의 온도를 길이 방향에 걸쳐 일정하게 되도록 결정할 수 있다.

발명자의 실험에 따르면, 저항 발열 금속판(28a)으로서 탄탈(Ta), 양도전 금속판(28b)으로 하여 동(Cu)으로 함으로써, 도가니(10)의 온도를 길이 방향에 걸쳐 균일하게 할 수 있었다.

또한, 양도전 금속판(28b)의 전열 히터 설부(12f)와의 면 접촉 영역에는 금도금이 실시되어 있는 것이 바람직하다. 금도금을 실시함으로써 동의 표면에 있어서의 산화를 방지할 수 있어 이에 의한 접촉 저항의 변화를 방지할 수 있다. 그래서, 전열 히터(12)의 접촉 부부에 있어서의 저항치의 변화를 방지하여 안전성을 높일 수 있다. 또한, 부착도에 저항치가 변화해 버리는 것을 방지할 수 있다. 또한, 금도금을 실시함으로써 탄탈로 형성되는 전열 히터(12)와의 접촉을 확실하게 할 수 있어 전열 히터(12)의 부착할 때마다, 접속판(28)의 접촉 저항이 크게 변화해 버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 접속판(28)은 휘어질 수 있게 얇은 판형이다. 이 구성에 의해, 전열 히터에 전류가 유통되어 전열 히터의 온도가 올라가고, 전열 히터(12)가 열 팽창되어도 히터 홀더(30)가 길이 방향으로 움직여 도가니(10)의 상부의 폐색과, 전열 히터(12)와 접속판(28)의 전기적인 접속을 유지할 수 있다.

상기 실시 형태에 있어서, 전열 히터(12)에 대해 저항 발열 금속판(28a)이 위로 양도전 금속판(28b)이 아래로 겹쳐지는 것으로 하였지만, 그 상하 관계는 반대라도 좋다. 단, 그 경우 증착 장치 본체로부터 전류를 공급하는 전극(26)에 보다 많은 전류가 흐르는 양전도 금속판(28b)이 직접 접촉되도록, 접속판(28)의 곡면의 방향을 반대로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 실시 형태에 따르면, 접속판(28)을 복수의 금속으로부터 구성함으로써, 접속판(28)의 저항치를 적절한 것으로 조정할 수 있고, 또한 접속판(28)에 있어서의 발열량의 조정도 가능해진다. 이에 의해, 전열 히터(12)의 단부에 있어서의 온도를 적절한 것으로 조정하는 것이 가능해지고, 도가니(10) 내의 증발 재료를 균일하게 가열 기화할 수 있다. 그리고, 전열 히터(12)의 복수의 개구(12e)로부터 길이 방향에 걸쳐 균일하게 증발물을 방출할 수 있다. 또, 증발 재료는 통상 분말형이고, 가열에 의해 용융하여 증발하는 것과 승화하여 기화하는 것이다. 또한, 증발 재료에 의해서는 액형의 것도 있어 그 경우는 가열에 의해 증발 기화한다.

따라서, 예를 들어 이 증발 장치를 유기 EL 패널 등의 비교적 큰 기판에 대한 증착에 이용한 경우에 있어서, 도가니(10)의 길이 방향으로 수직인 방향으로 이동시킴으로써 기판에 균일한 박막을 형성할 수 있다.

또한, 전열 히터(12)와의 면적 접촉 영역에 금도금을 실시함으로써, 양자의 면 접촉을 확실하게 행할 수 있다. 그리고, 증착 재료 보충을 위한 전열 히터(12)의 착탈 전후의 접촉 저항을 재현성 좋게 하면서 작게 억제할 수 있다.

특히, 저항 발열 금속판(28a)으로서 전열 히터(12)와 같은 탄탈을 이용하고, 양도체 금속판(28b)에 금도금 동을 이용함으로써, 전열 히터(12)에 의한 적절한 증발 물질의 가열을 행할 수 있다.

도13에는 금속 코팅(25)을 외면에 설치한 도가니(10)에 대해 전열 히터(12)를 클램프(24)를 이용하여 고정한 구성을 도시하고 있다.

이상과 같이 본 발명에서는, 앵글을 긴 도가니의 길이 방향에 배치하여 앵글을 통해 고정 부재에 의해 전열 히터를 긴 도가니에 밀착시킨다. 따라서, 긴 도가니 상연(상부 개구부)에 대해 전열 히터가 균일하게 접촉하므로, 전열 히터에서 발생한 열은 도가니의 길이 방향에 균일하게 전해져 도가니 내의 증발 재료, 특히 그 증발 재료를 표면으로부터 균일하게 가열할 수 있다. 이로 인해, 증발 재료는 도가니 내에서 그 길이 방향에 있어서 균일하게 기화하여 전열 히터에 형성된 개구로부터 피착 대상을 향해 방출된다.

Claims (8)

1. 상단부가 개방되어 증발 재료를 수용하는 가늘고 긴 도가니와,

   상기 긴 도가니의 상부 개방부를 덮어 통전에 의해 발열하고, 상기 긴 도가니 내의 상기 증발 재료를 가열하고, 또한 가열에 의해 기화된 상기 증발 재료가 통과 가능한 개구를 구비한 전열 히터와,

   이 전열 히터를 상기 긴 도가니에 대해 압박하여 고정하는 고정 부재를 구비하고,

   상기 고정 부재와 상기 전열 히터 사이에는 상기 긴 도가니의 길이 방향에 따라서 상기 긴 도가니의 상면측부 및 측면상부에 적합하는 면 부분을 갖는 앵글이 배치되고, 상기 고정 부재에 의한 압박력을 상기 앵글을 통해 상기 전열 히터에 작용시켜 상기 전열 히터를 상기 도가니에 밀착시키는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 앵글은 상기 고정 부재의 상기 앵글을 압박하는 압박부보다도 상기 긴 도가니의 길이 방향으로 긴 것을 특징으로 하는 증발 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 전열 히터와, 상기 긴 도가니를 상기 앵글과 함께 묶는 와이어에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고정 부재는 상기 긴 도가니의 바닥면과, 상기 긴 도가니의 상부 개방부를 덮는 상기 전열 히터 및 앵글 사이에 압박력을 발생시키는 스프링 부재로 구성된 클램프에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵글은 상기 고정 부재보다도 열 전도율이 낮은 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵글은 적어도 그 표면이 절연성이고, 상기 전열 히터와 도전성의 상기 고정 부재를 절연하는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵글과 상기 고정 부재는 상기 긴 도가니의 길이 방향에 따라서 복수 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 증발 장치.
8. 제1항 또는 제2항에 기재된 증발 장치를 이용하여 이 증발 장치로부터 증발시킨 증발물을 대상물에 증착하는 것을 특징으로 하는 증착 장치.