(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空雰囲気に維持可能であって基材を設置可能な蒸着室と、電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる蒸発装置とを有し、蒸着室に基材を設置し、蒸発装置によって蒸発された薄膜材料を蒸散させて前記基材に所定成分の薄膜を蒸着する蒸着装置において、
電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる前記蒸発装置からなる第１蒸発装置と、抵抗加熱によって薄膜材料を蒸発させる第２蒸発装置を備えており、
蒸着室内には第１蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する電子ビーム薄膜放出部と第２蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する抵抗加熱薄膜放出部を備えており、電子ビーム薄膜放出部はノズルであり、抵抗加熱薄膜放出部はシャワープレートであることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
蒸発装置は真空雰囲気に維持可能な蒸発装置側筐体を有し、蒸発装置側筐体内に薄膜材料を置いて電子ビームを照射するものであり、蒸着室は蒸着室を構成する蒸着室用筐体を有し、蒸発装置側筐体と蒸着室用筐体とは別個の筐体であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
蒸発装置と蒸着室との間が管路で結ばれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記管路を高温状態に維持する保温手段を有することを特徴とする請求項３に記載の蒸着装置。
【請求項５】
第１蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体と第２蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体とが一つの蒸着室内で蒸着されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項６】
前記ノズルの先端は前記シャワープレートより基材側に突出していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項７】
前記シャワープレート中央付近にノズルが挿通可能な開口を有しており、前記開口にノズルが挿通されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項８】
基材はノズルに対向する部分以外の部分に設置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項９】
蒸着室には基材を設置する基板設置部を有しており、基板設置部におけるノズルを投影した部分に対して集中的に冷却可能であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の蒸着装置。
【請求項１０】
少なくとも基材上に第１電極層と、第２電極層とが積層され、第１電極層と第２電極層の間には少なくとも１層以上からなる機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
機能層の一部又は全部を請求項１乃至９のいずれかに記載の蒸着装置を用いて製造することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
少なくとも基材上に第１電極層と、第２電極層とが積層され、第１電極層と第２電極層の間には少なくとも１層以上からなる機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
機能層の一部又は全部は請求項１乃至９のいずれかに記載の蒸着装置を用いて共蒸着によって形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関するものであり、特に電子ビーム蒸着装置に関するものである。本発明は、特に有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置の製造に用いる蒸着装置として好適である。
【背景技術】
【０００２】
近年、白熱灯や蛍光灯に変わる照明装置として有機ＥＬ装置が注目され、多くの研究がなされている。また、テレビに代表されるディスプレイ部材においても液晶方式やプラズマ方式に変わる方式として有機ＥＬ方式が注目されている。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ装置は、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機ＥＬ素子を積層したものである。
また、有機ＥＬ素子は、一方又は双方が透光性を有する２つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。有機ＥＬ素子は、電気的に励起された電子と正孔との再結合のエネルギーによって発光する。
有機ＥＬ装置は、自発光デバイスであるため、ディスプレイ材料として使用すると高コントラストの画像を得ることができる。また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。また、白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
【０００４】
有機ＥＬ装置の代表的な層構成は、図１７の通りである。図１７に示される有機ＥＬ装置２００は、ボトムエミッション型と称される構成であり、ガラス基板２０１に、透明電極層２０２と、機能層２０３と、裏面電極層２０５が積層され、これらが封止部２０６によって封止されたものである。
また、機能層２０３は、複数の有機化合物の薄膜が積層されたものである。代表的な機能層２０３の層構成は、図１８の通りであり、正孔注入層２１０、正孔輸送層２１１、発光層２１２、及び電子輸送層２１３を有している。
【０００５】
有機ＥＬ装置２００は、ガラス基板２０１上に、前記した層を順次成膜することによって製造される。
ここで、上記した各層の内、透明電極層２０２は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の透明導電膜層であり、一般的にスパッタ法によって成膜される。
【０００６】
機能層２０３は、前記した様に複数の有機化合物の薄膜が積層されたものであり、各薄膜はいずれも真空蒸着法によって成膜される。
ここで、前記透明電極層２０２上にそれと接して形成される前記正孔注入層２１０の材料としては、注入効率を高める目的のため、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）等の酸化物が用いられる。一般的に積層膜は非晶質であることが好ましいことが知られている。従って、酸化物を非晶質で成膜するために、この正孔注入層は真空蒸着法で一般的に形成され、また、結晶化を抑制する観点から、有機化合物との共蒸着法で形成することが好ましいことが知られている。透明電極層２０２として陽極材料として一般的なＩＴＯを用いた場合には前記結晶化が促進される傾向にあることから、前記共蒸着法の有効性がさらに高まる。
【０００７】
一方、このような有機ＥＬ装置において、その高輝度化のために通常高い電界を加えることで電流密度を高めることが行われている。しかし、電流密度を高めると発生する熱量が増大するため、機能層、即ち、有機発光層を構成する有機化合物そのものの劣化が促進されてしまうという問題がある。この問題を解決するため、つまり、電流密度を変えることなく発光輝度を上げるために、最近では有機発光層を含む発光ユニットを複数積層して直列に接続することで、素子の高輝度化を実現するＭｕｌｔｉ−ＰｈｏｔｏｎＥｍｉｓｓｉｏｎ（ＭＰＥ）法と称される方法が検討されている。
【０００８】
このＭＰＥ法においては、発光ユニット間に電荷発生層を含むユニット間連結層（以下、連結層という。）を配置する必要がある。電界印加によりこの電荷発生層は、連結層の陰極側に配置される正孔輸送層に注入される正孔、及び連結層の陽極側に配置される電子輸送層に注入される電子を同時に生じさせる。この連結層の機能により、複数の発光ユニットは連結層を介してあたかも直列に接続されているかのように振る舞う。
前記電荷発生層として機能する材料としては、五酸化二バナジウム（Ｖ2Ｏ5）や、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、三酸化タングステン（ＷＯ3）等の金属酸化物を含有する電気絶縁性材料が提案されている。このような電荷発生層の材料においては材料の化学両論比が重要であり、作動中に組成比が崩れると不安定な電荷発生層は電荷発生層の機能が低下する場合があることが知られている。
また、前記連結層を構成し電子輸送層と接する連結層中の陽極側界面層としては、陽極側の発光ユニットへの電子注入効率が高いことが求められる。その材料としてはアルカリ金属、又はアルカリ土類金属の酸化物が使用可能であり、その酸化物中の金属イオンが電子供与性ドーパントとして作用する。しかしながら、例えば、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）のような金属酸化物の場合は、金属イオンが有機層に拡散し易く、素子が短寿命化することが懸念される。
裏面電極層２０５は、アルミニウム、銀等の金属薄膜であり、真空蒸着法によって成膜される。
【０００９】
この様に、有機ＥＬ装置を製造する際には、真空蒸着法が多用される。ここで、真空蒸着法は、例えば、特許文献１に開示されたような真空蒸着装置を使用して成膜する技術である。
即ち、真空蒸着装置は、真空室と、薄膜材料を蒸発させる蒸発装置によって構成されるものである。真空室は、ガラス基板を設置することができるものである。
蒸発装置は電子ビーム等を利用した加熱装置と、薄膜材料を入れる坩堝とよって構成されている。
ここで、電子ビームを利用して薄膜材料を蒸発させる方法である真空蒸着法は、特に電子ビーム蒸着法と称されている。
電子ビーム蒸着法は、容器に薄膜材料を入れ、電子ビームを直接薄膜材料に照射し、瞬時に薄膜材料を蒸発させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２７４３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
電子ビーム蒸着法は、前述したように容器に薄膜材料を収容し、電子ビームを直接薄膜材料に照射し瞬時に溶解・蒸発させるが、電子ビームが薄膜材料に照射された際に、２次電子、反跳電子、Ｘ線、熱線などの放射線が放出される。そのため、例えば、電子ビーム蒸着法を用いて、あらかじめ発光層等を成膜し、その上に他の所定の層を電子ビーム蒸着法により成膜する場合、放出された放射線の一部がすべて成膜された有機ＥＬ素子の層などに照射されて、発光層などに損傷を与えることがあり、このことが発光効率の低減、駆動電圧の上昇および素子寿命の低下などの素子性能低下の誘因となる場合が懸念される。
また、成膜中の薄膜にも損傷を与える虞がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上記した問題点を解決するものであり、すべて成膜された発光層などに損傷を与えることなく、成膜可能な蒸着装置を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、真空雰囲気に維持可能であって基材を設置可能な蒸着室と、電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる蒸発装置とを有し、蒸着室に基材を設置し、蒸発装置によって蒸発された薄膜材料を蒸散させて前記基材に所定成分の薄膜を蒸着する蒸着装置において、電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる前記蒸発装置からなる第１蒸発装置と、抵抗加熱によって薄膜材料を蒸発させる第２蒸発装置を備えており、蒸着室内には第１蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する電子ビーム薄膜放出部と第２蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する抵抗加熱薄膜放出部を備えており、電子ビーム薄膜放出部はノズルであり、抵抗加熱薄膜放出部はシャワープレートであることを特徴とする蒸着装置である。
【００１４】
この発明に関連する発明は、真空雰囲気に維持可能であって基材を設置可能な蒸着室と、電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる蒸発装置とを有し、蒸着室に基材を設置し、蒸発装置によって蒸発された薄膜材料を蒸散させて前記基材に所定成分の薄膜を蒸着する蒸着装置において、蒸発装置と蒸着室との間に狭窄部があり、蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体が狭窄部を経て蒸着室に導入されることを特徴とする蒸着装置である。
【００１５】
かかる構成によれば、蒸発装置と蒸着室との間に狭窄部があり、蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体が狭窄部を経て蒸着室に導入されるため、基材に電子ビームによる２次電子、反跳電子、Ｘ線、熱線などの放射線の影響を与えることなく、薄膜を形成できる。即ち、発光層などの薄膜素子に損傷を与えることなく、成膜可能となる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、蒸発装置は真空雰囲気に維持可能な蒸発装置側筐体を有し、蒸発装置側筐体内に薄膜材料を置いて電子ビームを照射するものであり、蒸着室は蒸着室を構成する蒸着室用筐体を有し、蒸発装置側筐体と蒸着室用筐体とは別個の筐体であることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置である。
【００１７】
かかる構成によれば、蒸発装置側筐体と蒸着室用筐体とは別個の筐体であるため、基材に、電子ビームによる２次電子、反跳電子、Ｘ線、熱線などの放射線が直接衝突することがない。即ち、発光層などの薄膜素子に損傷を与えることなく、成膜可能となる。
【００１８】
上記した発明において、蒸発装置と蒸着室との間に曲部があってもよい。
【００１９】
上記した発明において、蒸発装置と蒸着室との間が管路で結ばれていることが好ましい。（請求項３）
【００２０】
請求項４に記載の発明は、前記管路を高温状態に維持する保温手段を有することを特徴とする請求項３に記載の蒸着装置である。
【００２１】
本発明に関連する発明は、上記した狭窄部を高温状態に維持する保温手段を有することである。
【００２２】
かかる構成によれば、狭窄部を高温状態に維持する保温手段を有するため、蒸発した薄膜材料は、固化することなく、蒸着室まで通過することができる。
【００２３】
請求項１に記載の発明は、電子ビームを照射して薄膜材料を蒸発させる前記蒸発装置からなる第１蒸発装置と、抵抗加熱によって薄膜材料を蒸発させる第２蒸発装置を備えていることを特徴とする。
【００２４】
かかる構成によれば、複数の蒸着装置を有するため、異なる薄膜材料を蒸着できる。例えば、共蒸着に適用できる。
【００２５】
請求項５に記載の発明は、第１蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体と第２蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体とが一つの蒸着室内で蒸着されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の蒸着装置である。
【００２６】
かかる構成によれば、複数の薄膜材料が一つの蒸着室内で蒸着されるため、余分に蒸着室を設置する必要がない。また、異なる薄膜材料を同時に蒸着できる。
【００２７】
上記した本発明に関連する発明は、蒸着室内には第１蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する電子ビーム薄膜放出部と第２蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体を放出する抵抗加熱薄膜放出部を備えており、電子ビーム薄膜放出部はシャワープレートであり、抵抗加熱薄膜放出部はノズルであってもよい。
【００２８】
請求項９に記載の発明は、前記ノズルの先端は前記シャワープレートより基材側に突出していることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の蒸着装置である。
【００２９】
かかる構成によれば、ノズルより放出された薄膜材料がシャワープレートに付着することを防止できる。
【００３０】
前記シャワープレート中央付近にノズルが挿通可能な開口を有しており、前記開口にノズルが挿通されていることが好ましい。（請求項７）
【００３１】
請求項８に記載の発明は、基材はノズルに対向する部分以外の部分に設置されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の蒸着装置である。
【００３２】
かかる構成によれば、ノズルから放出する薄膜材料の気体の温度がシャワープレートから放出する薄膜材料の気体の温度よりも高い場合でも、温度の違いによる影響を受けにくい。
【００３３】
上記した発明は、蒸着室には基材を設置する基板設置部を有しており、基板設置部におけるノズルを投影した部分に対して集中的に冷却可能であることが好ましい。（請求項９）
【００３４】
請求項１０に記載の発明は、少なくとも基材上に第１電極層と、第２電極層とが積層され、第１電極層と第２電極層の間には少なくとも１層以上からなる機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、機能層の一部又は全部を請求項１乃至９のいずれかに記載の蒸着装置を用いて製造することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。
【００３５】
かかる方法によれば、有機ＥＬ装置を効率良く製造できる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明は、少なくとも基材上に第１電極層と、第２電極層とが積層され、第１電極層と第２電極層の間には少なくとも１層以上からなる機能層を有する有機ＥＬ装置の製造方法であって、機能層の一部又は全部は請求項１乃至９のいずれかに記載の蒸着装置を用いて共蒸着によって形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。
なお、ここでいう共蒸着とは同一の蒸着室内で２つ以上の蒸着材料を用いて、共通の対象に同時に蒸着させる技術のことを表す。
【００３７】
かかる方法によれば、共蒸着を用いる有機ＥＬ装置を効率良く製造できる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係る構成を用いれば、蒸発装置と蒸着室との間に狭窄部があり、蒸発装置で蒸発した薄膜材料の気体が狭窄部を経て蒸着室に導入されるため、基材に電子ビームによる２次電子、反跳電子、Ｘ線、熱線などの放射線の影響を与えることなく、薄膜を形成できる。即ち、発光層などの薄膜素子に損傷を与えることなく、成膜可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態の真空蒸着装置の概念図である。
【図２】図１の真空蒸着装置で採用する薄膜材料放出部の斜視図である。
【図３】図１における真空蒸着装置の作動工程を示す説明図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は薄膜材料に電子ビームが照射された状態、（ｃ）は流量調節弁を開状態に移動させ、基板搬送装置から基板が送り出される際の状態、（ｄ）は薄膜材料をガラス基板に蒸着する際の状態である。
【図４】本発明の第２実施形態の真空蒸着装置の概念図である。
【図５】図４における薄膜材料放出部とガラス基板との斜視図である。
【図６】本発明の第３実施形態の蒸着室の概念図である。
【図７】図６における薄膜材料放出部と基板設置台との斜視図である。
【図８】図７における薄膜材料放出部のＡ−Ａ方向の断面図である。
【図９】図７における基板設置台のＢ方向からの矢視図である。
【図１０】本発明の第４実施形態における蒸発室の説明図である。
【図１１】本発明の第５実施形態における蒸発室の説明図である。
【図１２】本発明の薄膜材料放出部の他の実施形態を表す斜視図である。
【図１３】本発明の薄膜材料放出部のさらに他の実施形態を表す斜視図である。
【図１４】図１１における薄膜材料放出部の他の実施形態を表す斜視図である。
【図１５】本発明の第６実施形態の真空蒸着装置の概念図である。
【図１６】本発明の第７実施形態の真空蒸着装置の概念図である。
【図１７】有機ＥＬ装置の代表的な層構成を示す断面図である。
【図１８】有機ＥＬ素子の代表的な層構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下に、本発明の第１実施形態に係る真空蒸着装置（蒸着装置）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４１】
本発明の第１実施形態の真空蒸着装置１（蒸着装置）は、図１に示すように、蒸着室２と、管路６（狭窄部）と、蒸発装置３とを備えている。なお、真空蒸着装置１は、当業者の間で、インライン方式と称されるガラス基板８（基材）の移送方式を採用するものであり、基板搬送装置５によってガラス基板８を蒸着室２外から蒸着室２内に搬送し、同基板搬送装置５によってガラス基板８（基材）を蒸着室２内から蒸着室２外に搬送する真空蒸着装置である。
【００４２】
蒸着室２は気密性を有するものであり、減圧手段７が備えられている。減圧手段７は蒸着室２内を真空状態に維持する部材であり、具体的には、ロータリーポンプやソープションポンプ等の粗引き用ポンプと、拡散ポンプやターボ分子ポンプやクライオポンプ等の本引き用ポンプとを組み合わせたものが採用される。なお、ここでいう真空状態とは、１０-3Ｐａ以下の真空度を有する状態を指す。真空度は低ければ低いほど好ましい。本実施形態の具体的な真空度は１×１０-3〜１×１０-9Ｐａの範囲であり、１×１０-5〜１×１０-9Ｐａの範囲が望ましい。
蒸着室２の一方の壁面には、基板搬入口１０がある。また、基板搬入口１０と対向する壁面に基板搬出口１１が備えられている。
【００４３】
基板搬送装置５は、蒸着室２に対してガラス基板８の出し入れを行い、蒸着室２内でガラス基板８を水平移動させる装置である。基板搬送装置５は、蒸着室２の中にあって、前記した基板搬入口１０と基板搬出口１１とを結ぶライン上に設置されている。
基板搬送装置５は、図示しない基板供給源からガラス基板８を搬送することができ、公知のコンベア等が採用されている。また、基板搬送装置５は、搬送速度を所望の速度に設定することができる。
なお、前記した基板搬入口１０及び基板搬出口１１は、ガラス基板８の搬送に合わせて開閉される。
【００４４】
管路６（狭窄部）は配管２５と保温手段１４によって構成されている。配管２５は耐熱性に優れる配管である。図１のように、配管２５は蒸発装置３と薄膜材料放出部１２とを接続している。配管２５は、ほぼ直線状となっている。配管２５の周りには保温手段１４が配されており、保温手段１４によって配管２５が後述する薄膜材料１５の沸点以上で加熱されている。
また、管路６の一部は蒸着室２内に入り込んでおり、その先端にある薄膜材料放出部１２は蒸着室２の略中心線上にあり、垂直方向上方の開放部２６に向かって配されている。従って、薄膜材料放出部１２は、ガラス基板８側に向かって配設されている。
【００４５】
薄膜材料放出部１２は図２のように噴霧面が略長方形状をしており、長方形略状の噴霧孔１７を有している。薄膜材料放出部１２は蒸発した薄膜材料１５を噴霧孔１７から噴霧できる。
【００４６】
図１に記載の保温手段１４は配管２５を加熱可能な部材である。具体的には電気ヒーターなどの抵抗加熱装置やハロゲンヒーターなどの赤外線加熱装置などが採用される。
【００４７】
本実施形態では、図１のように、蒸発室２２と薄膜材料放出部１２の間の管路６には、流量調節弁１６が介在されている。流量調節弁１６は薄膜材料１５の流量を調節できる絞り装置として機能するものである。具体的には、流量調節弁１６は耐熱性を有した電磁バルブや電動バルブなどが採用されており、自動で開閉ができる。
【００４８】
蒸発装置３は、蒸発室２２（蒸発装置側筐体）を備えている。
【００４９】
蒸発室２２（蒸発装置側筐体）は、薄膜材料１５を蒸発させる空間であり、蒸発室２２内には、坩堝１８と光源１９と減圧手段２０と保温手段２１と遮断板２３とを備えている。また、蒸発室２２は、前記した配管２５を介して蒸着室２と連通されており、蒸着室２（蒸着室用筐体）とは別個の筐体である。即ち、蒸発室２２は、前記した様に蒸着室２と連通しており、真空雰囲気となる。
【００５０】
坩堝１８は薄膜材料１５を収容する容器である。
【００５１】
薄膜材料１５は、例えば上記した有機ＥＬ素子の所望の薄膜材料である。
薄膜材料１５の性状は、粉体やペレット状の固体や、半練り状の流動体、あるいは液体が採用可能である。即ち、薄膜材料１５は、液状や粉末状、粒状の物質である。
【００５２】
光源１９は電子ビームが発生する部材であり、具体的には熱電子放射型電子銃や電界放射型電子銃やショットキー電子銃などが採用される。なお、光源１９は電子ビーム照射のＯＮ−ＯＦＦ切り替えができるものが望ましい。
【００５３】
減圧手段２０は蒸発室２２内を真空状態に維持する部材であり、具体的には、上記の減圧手段７と同様のものが採用される。
【００５４】
保温手段２１は、蒸発室２２内の坩堝１８の設置位置より上方の空間を加熱する部材であり、上記の保温手段１４と同様のものが採用される。
【００５５】
遮断板２３は電子ビームを遮蔽できる部材であり、金属やセラミックなどによって作製されている。遮断板２３には部分的に貫通孔２４が設けられており、貫通孔２４には、発生した電子ビームを通過させることができる。
【００５６】
本実施形態の真空蒸着装置１における組み立て構造について説明する。
【００５７】
まず、蒸着室２について説明する。
図１のように、蒸着室２の角部には減圧手段７が配されている。また、基板搬送装置５の進行方向（図１の右方向）に対して、直交方向に管路６の一部は突設されている。また、配管２５の周囲全体には保温手段１４が配されている。配管２５の端部には薄膜材料放出部１２が配されている。
【００５８】
基板搬送装置５は、管路６の薄膜材料放出部１２の噴霧面から噴霧方向に所定の距離だけ離れた位置に配されている。
【００５９】
基板搬送装置５内では、ガラス基板８は基板搬入口１０から基板搬出口１１に向かって搬送される。また、ガラス基板８の蒸着面が噴霧方向にほぼ直交するように固定されている。
【００６０】
次に、管路６について説明する。
図１のように、配管２５の一方の端部には、蒸発装置３に接続されている。
配管２５の他方の端部側は一部蒸着室２内に挿通されており、配管２５の周囲において、保温手段１４が配されている。
配管２５の周囲において、保温手段１４が配されているため、配管２５内側面に蒸発した薄膜材料１５が固着することを抑制することができる。
【００６１】
次に、蒸発装置３について説明する。
蒸発室２２の上端部（図１の上側）には配管２５が接続されており、蒸発室２２の中央よりやや上方の位置には、坩堝１８が配されている。なお、坩堝１８には薄膜材料１５が充填されている。蒸発室２２の下端角部には、減圧手段２０が配されている。また、坩堝１８より上方に位置する蒸発室２２の内側面には、保温手段２１が配されている。
光源１９は、光源１９から発生した電子ビーム（ＥＢ）が偏向器（図示しない）と走査用コイル（図示しない）とにより、約２７０度偏向され、坩堝１８に収容された薄膜材料１５を衝撃加熱する位置に配設されている。なお、光源１９と、坩堝１８に収容された薄膜材料１５との間には、光源１９から発生し、偏向器（図示しない）により約２７０度偏向された電子ビームを薄膜材料１５上に走査させるための走査用コイル（図示しない）が設けられている。
【００６２】
本発明の真空蒸着装置１を用いた薄膜蒸着の手順をもって本発明をさらに具体的に説明する。以下、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００６３】
蒸着室２は、メンテナンスや故障時以外は減圧手段７を用いて、常に減圧し、ほぼ真空状態に保っている。
まず、蒸発室２２の坩堝１８内に薄膜材料１５を充填し、密封する。その後、減圧手段２０によって、蒸発室２２内を減圧し、真空状態にする。次に、光源１９から電子ビームを発生させ、偏向器（図示しない）と走査用コイル（図示しない）とによって、発生した電子ビームを偏向し、坩堝１８内の薄膜材料１５に電子ビームを照射させ薄膜材料１５を加熱する。
なお、図３（ａ）に示すように、管路６の流量調節弁１６は閉鎖されており、蒸着室２に蒸発した薄膜材料１５が移動するのを防いでいる。
【００６４】
次に、図３（ｂ）に示すように、管路６内に蒸発した薄膜材料１５が充満し、所定の時間が経過すると、管路６の流量調節弁１６を開く。
【００６５】
次に、ガラス基板８に薄膜を蒸着する蒸着過程が行う。図３（ｃ）に示すように、基板搬入口１０を開き、あらかじめ噴霧方向に対して適宜蒸着面を合わせて設置したガラス基板８が基板搬送装置５上に搬送される。目的の膜厚と噴霧量とを所定の方法にて計算し、基板搬送装置５の搬送速度を調節する。
【００６６】
そうすると、図３（ｄ）に示すように、基板搬送装置５の搬送速度に合わせて、ガラス基板８に蒸発した薄膜材料１５が噴霧されていき、薄膜層が形成される。成膜後、ガラス基板８は蒸着室２から外部に搬送される。
【００６７】
その後、この蒸着過程（図３（ｃ）から図３（ｄ））を繰り返し、基板搬送装置５により搬送されるガラス基板８に成膜していく。
【００６８】
上記した実施形態では、ほぼ直線状の管路６を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、一部屈曲した管路を設けてよい。具体的には第２実施形態として以下に詳細に説明する。なお、第１実施形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
【００６９】
本発明の第２実施形態における真空蒸着装置３０は、図４に示すように、インライン方式の真空蒸着装置である。
真空蒸着装置３０は、蒸着室２と蒸発装置３と管路３４とを備えている。なお、本実施形態の真空蒸着装置３０は、ガラス基板８を縦置きして成膜を行うものである。即ち、基板搬送装置５は、紙面に対して垂直方向に設置されている。そして、ガラス基板８は、紙面に対して垂直方向に出し入れされる。
【００７０】
管路３４は配管３１と保温手段３２とによって構成されている。配管３１は耐熱性に優れる配管であり、図４のように、配管３１は蒸発室２２側の端部付近が部分的に屈曲されている。即ち、配管３１は屈曲した曲部３３を有している。配管３１は蒸発室２２と薄膜材料放出部１２とを接続している。配管３１の周りには保温手段３２が配されており、薄膜材料１５の沸点以上で加熱されている。
【００７１】
保温手段３２は配管３１を加熱可能な部材である。具体的には上記の保温手段１４と同様のものが採用される。
【００７２】
本実施形態の真空蒸着装置３０における各部材について詳細に説明する。
【００７３】
配管３１について説明する。
図４のように、配管３１の一方の端部には、蒸発装置３に接続されている。
配管３１の他方の端部側は一部蒸着室２内に挿通されており、配管３１の周囲には保温手段３２が配されている。
配管３１の周囲には、保温手段３２が配されているため、管路６内側面に蒸発した薄膜材料１５が固着することを抑制することができる。
【００７４】
蒸着室２には、図５のように、基板搬送装置５が設けられており、ガラス基板８は、図５の矢印の様に、縦姿勢を保持して進行する。
薄膜材料放出部１２は、蒸着室２内に設置されている。蒸着室２内においては、薄膜材料放出部１２と基板搬送装置５との間にある程度の距離が存在する。
薄膜材料放出部１２は、ガラス基板８に対向する方向を向いている。また、薄膜材料放出部１２の長方形略状の噴霧孔３７は、図５の様に上下方向に延びている。
【００７５】
上記した実施形態では、蒸着源が１つであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、２以上の蒸着源を組み合わせて共蒸着を行っても良い。具体的には第３実施形態といて説明する。なお、前述の実施形態と同様のものは同じ符号を付して説明を省略する。
【００７６】
本発明の第３実施形態における真空蒸着装置６５は、蒸着室７５と蒸発装置３（第１蒸発装置）と管路６とを備えている。
【００７７】
蒸着室７５内には、図６に示すように、第１実施形態の蒸着室２の構成に加えて、抵抗加熱蒸発装置７６（第２蒸発装置）と蒸気配管８０とが備えられている。また、蒸着室７５内には基板設置台７７（基板設置部）にガラス基板８が設置されて搬入される。
【００７８】
抵抗加熱蒸発装置７６（第２蒸発装置）は、公知の坩堝７８と加熱手段７９によって構成されている。抵抗加熱蒸発装置７６の構造及び機能は、公知のそれと同一であり、坩堝７８内に薄膜材料７３を入れ、加熱手段７９で薄膜材料７３を溶融し、さらに気化させることができる。
薄膜材料７３は、有機ＥＬ素子の所望の薄膜材料であり、例えば薄膜材料１５の沸点よりも低い沸点の材料が採用される。具体例として、薄膜材料１５に酸化物を採用した場合、薄膜材料７３は有機化合物等が好適に採用できる。
薄膜材料７３の性状は、粉体やペレット状の固体や、半練り状の流動体、あるいは液体が採用可能である。即ち、薄膜材料７３は、液状や粉末状、粒状の物質である。
【００７９】
蒸気配管８０は、薄膜材料の蒸気が通過する通路として機能するものである。蒸気配管８０の形状はほぼ直線の筒状体となっており、蒸気配管８０の外周面には、保温手段８６が取り付けられている。蒸気配管８０は、流量調節弁８７を有している。流量調節弁８７は、蒸気量を調整可能である。蒸気配管８０は蒸発装置３と薄膜材料放出部８３とを接続している。
【００８０】
薄膜材料放出部８３は、図７に示すように、当業者の間で、エリアソースと称される原料供給方式を採用するものに改良を加えたものである。薄膜材料放出部８３は、蒸発室２２から供給される薄膜材料１５を放出するＥＢ薄膜材料放出部８２（電子ビーム薄膜放出部）と抵抗加熱蒸発装置７６から供給される薄膜材料７３を放出するＲＨ薄膜材料放出部８１（抵抗加熱薄膜放出部）とを有している。
ＥＢ薄膜材料放出部８２は断面形状が略円形の筒状体であり、当業者間でノズルと呼ばれるものである。ＥＢ薄膜材料放出部８２は基板設置台７７に対して直交方向に噴霧面が配されている。また、ＥＢ薄膜材料放出部８２は管路６と接続されており、電子ビームによって蒸発した薄膜材料が通過する。ＥＢ薄膜材料放出部８２は図８に示すようにＲＨ薄膜材料放出部８１の天面から高さＨだけ上側に突出しており、ＲＨ薄膜材料放出部８１への薄膜材料の付着を防止している。
【００８１】
また、ＲＨ薄膜材料放出部８１は、図７に示すように略直方体の箱状体であり、当業者間でシャワープレートと呼ばれるものである。ＲＨ薄膜材料放出部８１は、中央付近にＥＢ薄膜材料放出部８２が挿通可能な開口７４を有している。また、ＲＨ薄膜材料放出部８１の薄膜材料７３の放出面には、縦６列、横６列の合計３６個の蒸散孔８４が配置されている。蒸散孔８４は略円形である。ＲＨ薄膜材料放出部８１は、蒸気配管８０に連通している。蒸散孔８４は、ガラス基板８に対向している。
【００８２】
基板設置台７７（基板設置部）に目を移す。基板設置台７７は、ガラス基板８を固定するための台である。図７に示すように、基板設置台７７は、薄膜材料放出部８３に対向して配置されている。また、固定されたガラス基板８は、基板設置台７７の下面に位置している。
図７、９に示すように、基板設置台７７は、４つの凹部６７を有しており、凹部６７にガラス基板８を嵌め、図示しない固定片でガラス基板８を固定している。凹部６７はＲＨ薄膜材料放出部８１に対向する位置に配されており、ＥＢ薄膜材料放出部８２に対向する位置には配されていない。
【００８３】
図７に示すように、基板設置台７７の中央付近には冷却手段６８を備えている。冷却手段６８は、ＲＨ薄膜材料放出部８１の開口７４を直交方向に投影した位置（投影部８８）に配されている。即ち、ＥＢ薄膜材料放出部８２を直交方向に投影した位置には配されていない。
【００８４】
冷却手段６８は、基板設置台７７の投影部８８を集中的に冷却するための部材であり、熱交換器である。
【００８５】
詳述すると、坩堝７８内に所望の薄膜材料を入れ、加熱手段７９で薄膜材料を溶融し、さらに薄膜材料を気化する。
気化した薄膜材料は、坩堝７８から蒸気配管８０に入り、蒸気配管８０を通って、蒸散孔８４に至る。薄膜材料は、蒸散孔８４からガラス基板８の成膜面８５に向かって放出される。
【００８６】
本実施形態では、蒸気配管８０の外周面には保温手段８６が取り付けられており、また、蒸散孔８４の外周面には図示しない保温用電気ヒーターが取り付けられている。即ち、蒸気配管８０および蒸散孔８４内は相当の高温に維持されている。そのため坩堝７８で気化した成膜材料は、気化状態を維持したままで蒸散孔８４から放出される。
【００８７】
本実施形態の蒸着装置６５において、図７に示したように、基板設置台７７は冷却手段６８を内蔵している。
【００８８】
すなわち、冷却手段６８は、ガラス基板８の正面側である被成膜面８５が蒸着されている間も、基板設置台７７の投影部８８を背面側から冷却し続けることができる。つまり、蒸着中に基板設置台７７に過度な昇温が起こり、ガラス基板８が昇温し、温度分布が生じたり、薄膜が劣化したりすることを防止できる。
また、冷却手段６８は蒸着時のガラス基板８の温度を１００℃以下に維持可能である。蒸着時のガラス基板８の温度を７０℃以下に維持可能であることが好ましい。蒸着時のガラス基板８の温度を５０℃以下に維持可能であることがより好ましい。ガラス基板８の温度は被成膜面８５全体が均一であることが好ましい。
【００８９】
本発明の真空蒸着装置６５を用いた薄膜蒸着の手順をもって本発明をさらに具体的に説明する。
【００９０】
抵抗加熱蒸発装置７６と蒸発装置３を同時に作動させ、ガラス基板８に蒸発した薄膜材料７３と薄膜材料１５を噴霧していき、薄膜層を形成する。成膜後、ガラス基板８は蒸着室２から外部に搬送される。
【００９１】
ここで、真空蒸着装置６５の採用方法としては、共蒸着可能な層であれば、限定されるものではないが、例えば有機ＥＬ装置であれば、特に上述したような、正孔注入層を作製する際や、ＭＰＥ法を用いて電荷発生層を含むユニット間の連結層を作製する際に採用することが好ましい。
即ち、真空蒸着装置６５を用いて正孔注入層を作製する際には、蒸発装置３に用いる薄膜材料１５に三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）などの酸化物を、抵抗加熱蒸発装置７６に用いる薄膜材料７３に所望の有機化合物を採用することで、２次電子の影響や沸点の違いによる有機化合物の劣化も抑制できる。
また、真空蒸着装置６５を用いて連結層を作製する際には、蒸発装置３に用いる薄膜材料１５に五酸化二バナジウム（Ｖ2Ｏ5）や、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、三酸化タングステン（ＷＯ3）等の金属酸化物を含有する電気絶縁性材料などの酸化物を、抵抗加熱蒸発装置７６に用いる薄膜材料７３にアルカリ金属、又はアルカリ土類金属などの酸化物を採用することで、透明電極層側の発光層の２次電子の影響による劣化を抑制できる。
【００９２】
上記した実施形態では、光源１９から発生する電子ビームを偏向器（図示しない）と走査用コイル（図示しない）により約２７０度偏向し、薄膜材料１５に照射したが、偏向角は限定されるものではない。例えば、偏向角を約１８０度とした図１０（第４実施形態）が採用できる。
【００９３】
上記した実施形態では、光源１９から発生する電子ビームを偏向器（図示しない）と走査用コイル（図示しない）により偏向し、薄膜材料１５に照射したが、偏向せず電子ビームを直接照射してもよい。例えば、図１１（第５実施形態）が採用できる。図１１を具体的に説明すると、図１１における光源１９は、光源１９から発生した電子ビームが薄膜材料１５に入射し、薄膜材料１５を衝撃加熱する位置に配設されている。具体的には、光源１９は、入射角１０度〜７５度の位置に配されており、入射角３０度〜６０度の位置が好ましい。
【００９４】
上記した第１実施形態では、薄膜材料放出部１２に図２のような長方形略状の噴霧孔１７を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１２のような先端が筒状のものを用いてもよい。また、図１３のような複数の筒状の噴霧筒６０を用いてもよいし、図１４のような複数の円形の噴霧孔６１を用いてもよい。
【００９５】
上記した実施形態では、蒸着室２の下方端部にほぼ直線状の管路あるいは一部屈曲した管路を設けたが、屈曲箇所や管路の配設位置に限定されない。例えば、管路を複数箇所屈曲した図１５（第６実施形態）や管路を側方端部に配設した図１６（第７実施形態）などの配置でもよい。
【００９６】
上記した実施形態では、蒸気配管８０の形状がほぼ直線状の筒状体を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、蒸気配管８０の形状は限定されない。例えば、管路と同様、屈曲していてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１、３０、５０  真空蒸着装置
２  蒸着室（蒸発室用筐体）
３  蒸発装置（第１蒸発装置）
６  管路（狭窄部）
８  ガラス基板（基材）
１４、２１、３２  保温手段
２２  蒸発室（蒸発装置側筐体）
３３  曲部
７４  開口
７６  抵抗加熱蒸発装置（第２蒸発装置）
７７  基板設置台（基板設置部）
８１  ＲＨ薄膜材料放出部（抵抗加熱薄膜放出部）
８２  ＥＢ薄膜材料放出部（電子ビーム薄膜放出部）
【図１】
0005557700.tif 000002
【図２】
0005557700.tif 000003
【図３】
0005557700.tif 000004
【図４】
0005557700.tif 000005
【図５】
0005557700.tif 000006
【図６】
0005557700.tif 000007
【図７】
0005557700.tif 000008
【図８】
0005557700.tif 000009
【図９】
0005557700.tif 000010
【図１０】
0005557700.tif 000011
【図１１】
0005557700.tif 000012
【図１２】
0005557700.tif 000013
【図１３】
0005557700.tif 000014
【図１４】
0005557700.tif 000015
【図１５】
0005557700.tif 000016
【図１６】
0005557700.tif 000017
【図１７】
0005557700.tif 000018
【図１８】
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