(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜対象物が配置される真空槽と、
前記真空槽の外部に設けられ蒸発材料である有機材料の蒸気を供給するための複数の蒸気供給源と、
前記複数の蒸気供給源から供給された有機材料の蒸気を前記成膜対象物に向って放出するための面状の蒸気放出器とを備え、
前記面状の蒸気放出器は、前記複数の蒸気供給源から当該有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ互いの雰囲気が隔離された第１及び第２の蒸気拡散部と、当該第１及び第２の蒸気拡散部において拡散された複数の有機材料の蒸気を混合する蒸気混合室とを有し、
前記第１及び第２の蒸気拡散部は、前記複数の蒸気供給源の異なる蒸気供給源から当該有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ当該有機材料の蒸気を水平方向に導くように構成された水平方向拡散部と、当該水平方向拡散部によって拡散された当該有機材料の蒸気を鉛直方向に導くように構成された複数の鉛直方向拡散部とをそれぞれ有し、
前記第１及び第２の蒸気拡散部の水平方向拡散部と鉛直方向拡散部は、当該有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って段階的に区分けされた複数の拡散室をそれぞれ有するとともに、当該複数の拡散室は、互いに隣接する拡散室が前記有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介して接続され、さらに、前記第１の蒸気拡散部の複数の鉛直方向拡散部と、前記第２の蒸気拡散部の複数の鉛直方向拡散部とが、それぞれ隣接するように配置構成され、
前記第１及び第２の蒸気拡散部の鉛直方向拡散部の最終段の拡散室が、当該有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介してそれぞれ前記蒸気混合室に接続されている薄膜形成装置。
【請求項２】
前記面状の蒸気放出器における第１及び第２の蒸気拡散部の複数の拡散室に、互いの雰囲気を隔離するための隔壁部が設けられている請求項１記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記面状の蒸気放出器における第１及び第２の蒸気拡散部の連通口は、前記有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って数が増加するように構成されている請求項１又は２のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
前記面状の蒸気放出器における第１及び第２の蒸気拡散部の複数の連通口は、前記有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って２n-1個（ｎは自然数）で増加するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
前記面状の蒸気放出器における前記複数の拡散室に、前記有機材料の蒸気を加熱するための加熱手段が設けられている請求項１乃至４のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記複数の蒸気供給源は、前記面状の蒸気放出器に対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御する蒸気量制御手段をそれぞれ有する請求項１乃至５のいずれか１項記載の薄膜形成装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の薄膜形成装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、
前記第１及び第２の蒸気拡散部において、それぞれ当該有機材料の蒸気を拡散する工程を有する薄膜形成方法。
【請求項８】
蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる請求項７記載の薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製するための薄膜材料等の蒸着技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７（ａ）（ｂ）は、従来技術に係る有機蒸着装置の概略構成図で、図７（ａ）は、内部構成を示す断面図、図７（ｂ）は、蒸発源及び面蒸発器の構成を示す平面図である。
図７（ａ）（ｂ）に示すように、従来の有機蒸着装置２０１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２０２を有し、この真空槽２０２の内部に成膜対象物である基板２０３が配置されるようになっている。
この真空槽２０２の内部には、面蒸発器２０４が設けられている。
面蒸発器２０４は、加熱用のヒータ２０５を有し蒸気放出用のノズル２０６が設けられたパイプ状の蒸気放出器２０７が複数並べられて構成され、これら蒸気放出器２０７は蒸気輸送配管２０８を介して蒸発源２１０に接続されている。
蒸発源２１０は、有機材料２１１が収容された蒸発容器２１２を有しており、この蒸発容器２１２の外壁には、加熱用のヒータ２１３が装着されている。
そして、このような構成により、蒸発源２１０において気化された有機材料の蒸気が蒸気輸送配管２０８を介して蒸気放出器２０７内に導入され、この蒸気がノズル２０６から放出され基板２０３に到達するようになっている。
【０００３】
しかし、このような従来技術においては、真空槽２０２内に蒸気輸送配管２０８が配置されているため、蒸発材料の蒸気の流動に影響を及ぼし、その結果、蒸気放出器２０７から放出される蒸気の分布が不均一になるという課題がある。
すなわち、従来技術では、複数の蒸気放出器２０７から放出される蒸気の量を個別的に制御することができず、各蒸気放出器２０７毎に蒸気の放出量が異なるため、基板２０３上に形成される膜の膜厚均一性が悪いという課題がある。
【０００４】
一方、特許文献１、２に係る従来技術では、異なる蒸気を混合することができず、有機ＥＬ素子の発光層に必要なホスト材料とドーパント材料の共蒸着を行うことができないという問題がある。
また、これらの従来技術では、曲管によって構成されているため、材料蒸気通路のコンダクタンスが小さく、蒸発速度が上がり難いという問題があるとともに、装置が大型化し、コストアップを招くという問題がある。また、管内の流量を均一にすることが困難であるという問題もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７９９０４号公報
【特許文献２】特開平７−９０５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、有機ＥＬ素子を作製する際、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な有機層の成膜を行うことができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた本発明は、成膜対象物が配置される真空槽と、前記真空槽の外部に設けられ蒸発材料である有機材料の蒸気を供給するための複数の蒸気供給源と、前記複数の蒸気供給源から供給された有機材料の蒸気を前記成膜対象物に向って放出するための面状の蒸気放出器とを備え、前記面状の蒸気放出器は、前記複数の蒸気供給源から当該有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ互いの雰囲気が隔離された第１及び第２の蒸気拡散部と、当該第１及び第２の蒸気拡散部において拡散された複数の有機材料の蒸気を混合する蒸気混合室とを有し、前記第１及び第２の蒸気拡散部は、前記複数の蒸気供給源の異なる蒸気供給源から当該有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ当該有機材料の蒸気を水平方向に導くように構成された水平方向拡散部と、当該水平方向拡散部によって拡散された当該有機材料の蒸気を鉛直方向に導くように構成された複数の鉛直方向拡散部とをそれぞれ有し、前記第１及び第２の蒸気拡散部の水平方向拡散部と鉛直方向拡散部は、当該有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って段階的に区分けされた複数の拡散室をそれぞれ有するとともに、当該複数の拡散室は、互いに隣接する拡散室が前記有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介して接続され、さらに、前記第１の蒸気拡散部の複数の鉛直方向拡散部と、前記第２の蒸気拡散部の複数の鉛直方向拡散部とが、それぞれ隣接するように配置構成され、前記第１及び第２の蒸気拡散部の鉛直方向拡散部の最終段の拡散室が、当該有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介してそれぞれ前記蒸気混合室に接続されている薄膜形成装置である。
本発明では、前記面状の蒸気放出器における蒸気拡散部の複数の拡散室に、互いの雰囲気を隔離するための隔壁部が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記面状の蒸気放出器における蒸気拡散部の連通口は、前記有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って数が増加するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記面状の蒸気放出器における蒸気拡散部の複数の連通口は、前記有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って２n-1個（ｎは自然数）で増加するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記面状の蒸気放出器における前記複数の拡散室に、前記有機材料の蒸気を加熱するための加熱手段が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気供給源は、前記面状の蒸気放出器に対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御する蒸気量制御手段をそれぞれ有する場合にも効果的である。
本発明では、上述したいずれかの薄膜形成装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する方法であって、前記複数の蒸気拡散部において、それぞれ当該有機材料の蒸気を拡散する工程を有する薄膜形成方法である。
本発明では、蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合にも効果的である。
【０００８】
本発明の場合、面状の蒸気放出器が、複数の有機材料の蒸気を拡散させる第１及び第２の蒸気拡散部を有し、これら第１及び第２の蒸気拡散部は、当該有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って段階的に区分けされた複数の拡散室を有するとともに、当該複数の拡散室は、互いに隣接する拡散室が前記有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介して接続され、これら第１及び第２の蒸気拡散部の最終段の拡散室が、当該有機材料の蒸気が通過可能な連通口を介してそれぞれ蒸気混合室に接続されていることから、第１及び第２の蒸気拡散部において異なる有機材料の蒸気を確実に拡散した後に、蒸気混合室において異なる有機材料の蒸気を十分に混合することができる。
その結果、本発明によれば、例えば大型基板に対して蒸着によって成膜を行う場合に当該大型基板上の各領域における膜厚及び膜質を均一にすることができるので、有機ＥＬデバイスの有機層の均一化を図ることができる。
【０００９】
さらに、本発明においては、第１及び第２の蒸気拡散部が、水平方向と鉛直方向のように有機材料の蒸気を導く方向が異なる複数の蒸気拡散部を有することから、有機材料の蒸気の分散拡散回数が多く、例えば曲管によって有機材料の蒸気を分流する場合に比べ、有機材料の蒸気の流量が均一即ち一定になるため、より均一な成膜を行うことができる。
また、本発明の場合、面状の蒸気放出器の第１及び第２の蒸気拡散部が、複数の蒸気供給源の異なる蒸気供給源から有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ互いの雰囲気が隔離されていることから、異なる有機材料（例えば、有機ＥＬ素子の発光層用のドーパント材料とホスト材料）を用いて同時に蒸着を行う場合であっても、蒸気放出器における相互汚染を防止することができる。
【００１０】
本発明において、前記面状の蒸気放出器における前記複数の拡散部に、前記有機材料の蒸気を加熱するための加熱手段が設けられている場合には、当該蒸気放出器の蒸気拡散部内において有機材料の蒸気が析出することなく確実に有機材料の蒸気を拡散して蒸気混合室に導くことができる。
本発明において、前記複数の蒸気供給源が、前記面状の蒸気放出器に対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御する蒸気量制御手段（例えばバルブや加熱制御手段）をそれぞれ有する場合には、この蒸気量制御手段の制御（例えば加熱量の増減やバルブの切り換え）を行うことにより、光の三原色の有機材料の蒸気を用いてフルカラーや白色の有機層を積層形成することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、例えば有機ＥＬ素子を製造する装置において、有機ＥＬ素子を作製する際、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る有機蒸着装置を用いた有機ＥＬ製造装置の概略平面図
【図２】同有機蒸着装置の面蒸気放出器の構成を示す断面図
【図３】同面蒸気放出器の外観構成を示す斜視図
【図４】同面蒸気放出器の水平拡散部の構成を示す概略図
【図５】本発明の面状の蒸気放出器の他の例を示す概略構成図
【図６】（ａ）（ｂ）：本発明における蒸気分岐ユニットの他の例を示す概略構成図
【図７】（ａ）：従来技術に係る有機蒸着装置の概略構成図で、内部構成を示す断面図（ｂ）：同従来技術に係る蒸発源及び面蒸発器の構成を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る有機蒸着装置を用いた有機ＥＬ製造装置の概略平面図、図２は、同有機蒸着装置の面蒸気放出器の構成を示す断面図である。
図３は、同面蒸気放出器の外観構成を示す斜視図、図４は、同面蒸気放出器の水平拡散部の構成を示す概略図である。
以下、上下関係については図２及び図３に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ製造装置１は、マルチチャンバー方式のものであり、図示しない真空排気系に接続された搬送室２を有している。
搬送室２内には搬送ロボット３が設けられており、搬送室２の周囲に設けられた仕込み／取り出し室４Ａ、基板前処理室４Ｂ、電極成膜室４Ｃ、有機層成膜室４Ｄ、封止室４Ｅ及びマスク室４Ｆとの間において基板（成膜対象物）５及びマスク５Ｍの受け渡しを行うように構成されている。
そして、これら仕込み／取り出し室４Ａ、基板前処理室４Ｂ、電極成膜室４Ｃ、有機層成膜室４Ｄ、封止室４Ｅ及びマスク室４Ｆは、それぞれ図示しない真空排気系に接続され、独立して真空排気を行うようになっている。
【００１５】
有機層成膜室４Ｄ内には、基板５上に例えば有機ＥＬ素子の有機層を形成するための面蒸気放出器（面状の蒸気放出器）１０が設けられている。
一方、有機層成膜室４Ｄの外部には、有機層を蒸着によって形成するための第１〜第３の蒸発装置７〜９が複数設けられている。
第１の蒸発装置７は、正孔注入層材料蒸発源７HIL、正孔輸送層材料蒸発源７HTL、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２、第３ホスト材料蒸発源７３、第４ホスト材料蒸発源７４が、面蒸気放出器１０に接続され分岐する供給管６ｈに、独立して切換可能なバルブ７０を介してそれぞれ接続されて構成されている。
【００１６】
第２の蒸発装置８は、第１アシスタントドーパント材料蒸発源８１、第２アシスタントドーパント材料蒸発源８２が、面蒸気放出器１０に接続され分岐する供給管６ａに、独立して切換可能なバルブ８０を介してそれぞれ接続されている。
第３の蒸発装置９は、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２、第３ドーパント材料蒸発源９３、第４ドーパント材料蒸発源９４が、面蒸気放出器１０に接続され分岐する供給管６ｄに、独立して切換可能なバルブ９０を介してそれぞれ接続されている。
【００１７】
図２に示すように、本実施の形態の有機蒸着装置（薄膜形成装置）１００の面蒸気放出器１０は、真空槽１０１の外部に設けられた複数（本例では４個）の第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２に接続されている。
ここで、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料５０ｈ、５１ｈがそれぞれ収容されている。
また、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料５０ｄ、５１ｄがそれぞれ収容されている。
そして、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２の周囲には、加熱手段２０が配設されている。
【００１８】
また、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２は、それぞれキャリアガス供給装置１７ｈ、１８ｈ、１７ｄ、１８ｄに接続され、キャリアガス源１９から供給されるキャリアガスが、それぞれ第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２に供給されるように構成されている。
本例の場合、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２は、それぞれバルブ７０を介してホスト材料５０ｈ、５１ｈ用の供給管６ｈに接続されている。
一方、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２は、それぞれバルブ９０を介してドーパント材料５０ｄ、５１ｄ用の供給管６ｄに接続されている。
【００１９】
図２及び図３に示すように、本実施の形態の面蒸気放出器１０は、装置本体部１０ａ内に、有機材料の蒸気を水平方向に導いて拡散させる水平方向拡散部１０Ｈと、有機材料の蒸気を鉛直方向に導いて拡散させる鉛直方向拡散部１０Ｖとを有している。
ここで、面蒸気放出器１０は、例えば断面矩形状の複数のボックスセルを組み合わせることにより構成された複数の蒸気分岐ユニット１５を並べて構成されるもので、各蒸気分岐ユニット１５は、水平方向拡散部１０Ｈの上部に、鉛直方向拡散部１０Ｖが取り付けられ、これにより一体的に構成されている。
また、面蒸気放出器１０の水平方向拡散部１０Ｈの周囲及び後述する拡散室の間には、水平方向拡散部１０Ｈ内を通過する有機材料の蒸気を内壁部に付着させないようにするための加熱手段３０が設けられている。
水平方向拡散部１０Ｈは、供給管６ｈを介して第１及び第２ホスト材料蒸発源７１、７２に接続されたホスト材料水平拡散部１０ｈと、供給管６ｄを介して第１及び第２ドーパント材料蒸発源９１、９２に接続されたドーパント材料水平拡散部１０ｄとから構成されている。
本実施の形態では、ドーパント材料水平拡散部１０ｄが装置本体部１０ａの底部に設けられ、このドーパント材料水平拡散部１０ｄの上部にホスト材料水平拡散部１０ｈが設けられている。
【００２０】
ここで、水平方向拡散部１０Ｈのホスト材料水平拡散部１０ｈとドーパント材料水平拡散部１０ｄは、同一の基本構成を有している。以下、共通する部分には同一の符号を付す。また、ホスト材料水平拡散部１０ｈを例にとってそれぞれの構成を説明し、適宜ドーパント材料水平拡散部１０ｄに言及する。
なお、有機材料の蒸気を供給する供給管６ｈ及び供給管６ｄの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄが設けられ、これら蒸気放出ノズル６０ｈ、６０ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ６１ｈ、６１ｄによって測定するように構成されている。
【００２１】
図２及び図４に示すように、ホスト材料水平拡散部１０ｈは、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って、拡散室として、複数段（本例では４段）の第１〜第４の拡散室１１、２１、３１、４１がこの順序で設けられている。
そして、本実施の形態においては、以下に説明するように、蒸気の導入側から放出側に向って２n-1個（ｎは自然数）で増加する数の第１〜第５連通口１２、２２、３２、４２、５２が設けられている。
ここで、第１の拡散室１１には、上述した供給管６ｈが接続され、一つの第１連通口１２を介して有機材料の蒸気が導入されるように構成されている。
第１の拡散室１１は、その蒸気放出側の部分（第２の拡散室２１の蒸気導入側の部分）に設けられた二つの第２連通口２２を介して第２の拡散室２１に接続されている。
【００２２】
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第２連通口２２のそれぞれの面積の和が、第１連通口２１の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
更には、蒸気流を均等に分配する観点からは、同一段における連通口の面積並びに形状を同一にすること、本実施の形態では第１〜第５連通口１２〜５２の面積並びに形状を同一にすることがより好ましい。
また、第２連通口２２は、第２の拡散室２１の蒸気放出側の部分と対向するように位置が設定されており、これにより有機材料の蒸気が第２の拡散室２１の蒸気放出側の壁部に衝突して蒸気の拡散が促進されるように構成されている（図２においては、理解を容易にするため、第２連通口２２及び第３連通口３２の位置が重なるように描かれている）。
【００２３】
さらに、本実施の形態においては、二つの隔壁部２１ａによって第２の拡散室２１が二つの領域に仕切られ、各領域の雰囲気が互いに隔離されている。これら隔壁部２１ａは有機材料の蒸気が衝突することによってその拡散を促進するために有効となるものである。
なお、本発明の場合、隔壁部２１ａを設ける位置は特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に拡散させる観点からは、隔壁部２１ａによって隔離される第２の拡散室２１の各領域の容積及び蒸気の通過速度が等しくなる位置に設けることが好ましい。
【００２４】
第２の拡散室２１は、その蒸気放出側の部分（第３の拡散室３１の蒸気導入側の部分）に設けられた四つの第３連通口３２を介して第３の拡散室３１に接続されている。
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第３連通口３２のそれぞれの面積の和が、上述した第２連通口２２の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
また、第３連通口３２は、第３の拡散室３１の蒸気放出側の部分と対向するように位置が設定されており、これにより導入された有機材料の蒸気が第３の拡散室３１の蒸気放出側の壁部に衝突して蒸気の拡散が促進されるように構成されている（図２においては、理解を容易にするため、第３連通口３２及び第４連通口４２の位置が重なるように描かれている）。
【００２５】
また、本実施の形態においては、第３の拡散室３１が例えば六つの隔壁部３１ａによって四つの領域に仕切られ、各領域の雰囲気が互いに隔離されている。これらの隔壁部３１ａは有機材料の蒸気が衝突することによってその拡散を促進するために有効となるものである。
なお、本発明の場合、隔壁部３１ａを設ける位置は特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に拡散させる観点からは、隔壁部３１ａによって仕切られる第３の拡散室３１の各領域の容積及び蒸気の通過速度が等しくなる位置に設けることが好ましい。
【００２６】
さらに、第３の拡散室３１の蒸気放出側の部分には、第４の拡散室４１が設けられている。
ここで、第４の拡散室４１は、その蒸気導入側の部分（第４の拡散室４１の蒸気放出側の部分）に設けられた八つの第４連通口４２を介して第４の拡散室４１に接続されている。
本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第４連通口４２のそれぞれの面積の和が、上述した第３連通口３２の面積の和より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。
また、第４連通口４２は、第４の拡散室４１の蒸気放出側の部分と対向するように位置が設定されており、これにより有機材料の蒸気が第４の拡散室４１の蒸気放出側の壁部に衝突して蒸気の拡散が促進されるように構成されている。
【００２７】
さらに、本実施の形態においては、第４の拡散室４１が七つの隔壁部４１ａによって八つの領域に仕切られ、各領域の雰囲気が互いに隔離されている。これらの隔壁部４１ａは有機材料の蒸気が衝突することによってその拡散を促進するために有効となるものである。
なお、本発明の場合、隔壁部４１ａを設ける位置は特に限定されることはないが、有機材料の蒸気をより均一に拡散させる観点からは、隔壁部４１ａによって仕切られる第４の拡散室４１の各領域の容積及び蒸気の通過速度が等しくなる位置に設けることが好ましい。
【００２８】
図４に示すように、本実施の形態では、ホスト材料水平拡散部１０ｈの第４の拡散室４１が、第４の拡散室４１の蒸気放出側に設けられた複数（本例では１６個）の第５連通口５２を介して連結室５１ｈにそれぞれ接続されている。
また、ドーパント材料水平拡散部１０ｄについては、第４の拡散室４１が、第４の拡散室４１の蒸気放出側に設けられた複数（本例では１６個）の第５連通口５２を介して連結室５１ｄにそれぞれ接続されている。
【００２９】
図２及び図３に示すように、各連結室５１ｈ、５１ｄは、それぞれ鉛直（Ｚ軸）方向に延びるように形成されており、各連結室５１ｈ、５１ｄの上部には、複数の上述した蒸気分岐ユニット１５から構成される面蒸気放出器１０の鉛直方向拡散部１０Ｖが設けられている。
本実施の形態では、面蒸気放出器１０の鉛直方向拡散部１０Ｖは、複数個（本例では１６個）のホスト材料鉛直拡散部１１０ｈと、複数個（本例では１６個）のドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄとから構成されている。
そして、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈ及びドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄは、図３及び図４に示すように、各連結室５１ｈ、５１ｄの位置に応じて、有機材料の蒸気の導入方向（Ｘ軸方向）に対して直交する方向（Ｙ軸方向）へ所定距離だけ互いにずらして配置することによって、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈと、ドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄとが、それぞれ隣接するように構成されている。
【００３０】
ここで、鉛直方向拡散部１０Ｖのホスト材料鉛直拡散部１１０ｈとドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄは、後述するように、第１〜第３の拡散室１１１、１２１、１３１、及び蒸気混合室１４１を有し、同一の基本構成を有している。以下、共通する部分には同一の符号を付す。また、一つのホスト材料鉛直拡散部１１０ｈを例にとって構成を説明し、適宜ドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄに言及する。
本例においては、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈの連結室５１ｈは、その上部に設けられた第１連通口１１２ｈを介して第１の拡散室１１１に接続されている。
また、ドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄの連結室５１ｄは、その上部に設けられた第１連通口１１２ｄを介して第１の拡散室１１１に接続されている。
また、本実施の形態では、面蒸気放出器１０の鉛直方向拡散部１０Ｖは、蒸気の導入側から放出側に向って２n-1個（ｎは自然数）で増加する数の第１〜第４連通口１１２（１１２ｈ、１１２ｄ）、１２２、１３２、１４２が設けられている。
【００３１】
面蒸気放出器１０の鉛直方向拡散部１０Ｖの第１〜第３の拡散室１１１、１２１、１３１、及び蒸気混合室１４１並びに第１〜第４連通口１１２、１２２、１３２、１４２は、上述した水平方向拡散部１０Ｈの第１〜第４の拡散室１１、２１、３１、４１並びに第１〜第４連通口１２、２２、３２、４２に対応するもので、それぞれ同一の構成を有し、同一の条件で設けられている。
また、隔壁部１２１ａ、１３１ａ、１４１ａについても、上述した水平方向拡散部１０Ｈの隔壁部２１ａ、３１ａ、４１ａに対応するもので、それぞれ同一の構成を有し、同一の条件で設けられている。
さらに、面蒸気放出器１０の鉛直方向拡散部１０Ｖの周囲及び第１〜第３の拡散室１１１〜１３１の間には、鉛直方向拡散部１０Ｖ内を通過する有機材料の蒸気を内壁部に付着させないようにするための加熱手段１３０が設けられている。
【００３２】
一方、第３の拡散室１３１の蒸気放出側の部分には、蒸気混合室１４１が設けられている。
この場合、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈとドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄの第３の拡散室１３１は、図３に示すように、それぞれの天井部分１３１ｈ、１３１ｄ（蒸気混合室１４１の底部）に設けられた８（個）の第４連通口１４２を介して蒸気混合室１４１に接続されている。
【００３３】
蒸気混合室１４１内は、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈとドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄのそれぞれについて、七つの隔壁部１４１ａによって八つの領域に仕切られているが、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈとドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄの対応する各領域は連通しており、ホスト材料鉛直拡散部１１０ｈとドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄの第３の拡散室１３１から第４連通口１４２を介して導入されたホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気が混合されるようになっている。
一方、蒸気混合室１４１の上部には、有機材料の蒸気を基板５に向って放出するための蒸気放出ノズル（蒸気放出口）１５２が複数設けられている。
これらの蒸気放出ノズル１５２は、蒸気混合室１４１の各領域において、基板５に対向する位置に所定の間隔で水平方向である矢印Ｙ方向に沿って配置されている。
本発明の場合、蒸気放出口である蒸気放出ノズル１５２の間隔は特に限定されることはないが、膜厚の均一性を確保する観点からは、等間隔で設けることが好ましい。
【００３４】
また、蒸気混合室１４１の上部分には、加熱用のヒータ１５３が複数設けられ、さらに、これらヒータ１５３の上部には、熱輻射防止板１５４が設けられている。
このような構成を有する本実施の形態において、基板５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、有機層成膜室４Ｄ内の圧力を所定の圧力にした状態で、第１ホスト材料蒸発源７１、第２ホスト材料蒸発源７２から供給管６ｈを介してホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気を面蒸気放出器１０の水平方向拡散部１０Ｈのホスト材料水平拡散部１０ｈ内に導入する。
【００３５】
また、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２から供給管６ｄを介してドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気を、面蒸気放出器１０の水平方向拡散部１０Ｈのドーパント材料水平拡散部１０ｄ内に導入する。
面蒸気放出器１０の水平方向拡散部１０Ｈのホスト材料水平拡散部１０ｈ及びドーパント材料水平拡散部１０ｄに導入されたホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気は、ホスト材料水平拡散部１０ｈ及びドーパント材料水平拡散部１０ｄにおける第１〜第４の拡散室１１〜１４並びに第１〜第４連通口１２〜４２を通過してそれぞれ拡散された後、第５連通口５２を介してそれぞれ連結室５１ｈ、５１ｄ内に導入される。
【００３６】
そして、ホスト材料５０ｈ、５１ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気は、第１連通口１１２ｈ、１１２ｄを介して、鉛直方向拡散部１１０Ｖの複数のホスト材料鉛直拡散部１１０ｈの第１の拡散室１１１と、複数のドーパント材料鉛直拡散部１１０ｄの第１の拡散室１１１内に導入され、さらに、それぞれ第１〜第３の拡散室１１１〜１３１並びに第２〜第４の連通口１２２〜１４２を通過してそれぞれ拡散された後、蒸気混合室１４１内に導入され、蒸気混合室１４１において混合される。
その後、時間の経過に伴い十分に混合されたホスト材料５０ｈ、５１ｈ及びドーパント材料５０ｄ、５１ｄの蒸気が、蒸気混合室１４１の蒸気放出ノズル１５２から基板５に向って面状に放出され、これにより基板５全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。
【００３７】
以上述べたように本実施の形態によれば、面蒸気放出器１０の蒸気拡散部が、複数の有機材料の蒸気を拡散させる水平方向蒸気拡散部１０Ｈと、鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖを有し、これら水平方向蒸気拡散部１０Ｈ、鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖは、当該有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って段階的に区分けされた第１〜第４の拡散室１１〜４１並びに第１〜第３の拡散室１１１〜１３１を有するとともに、当該拡散室１１〜４１並びに１１１〜１３１は、互いに隣接する拡散室が有機材料の蒸気が通過可能な第１〜第４連通口１２〜４２並びに第１〜第４連通口１１２ｈ（又は１１２ｄ）〜１４２を介して接続され、鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖの最終段の第３の拡散室１３１が、当該有機材料の蒸気が通過可能な連通口１４２を介してそれぞれ蒸気混合室１４１に接続されていることから、水平方向蒸気拡散部１０Ｈ及び鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖにおいて異なる有機材料の蒸気を確実に拡散した後に、蒸気混合室１４１において異なる有機材料の蒸気を十分に混合することができる。
その結果、本実施の形態によれば、例えば大型基板に対して蒸着によって成膜を行う場合に当該大型基板上の各領域における膜厚及び膜質を均一にすることができるので、有機ＥＬデバイスの有機層の均一化を図ることができる。
【００３８】
さらに、本実施の形態においては、面蒸気拡散部１０は、有機材料の蒸気を導く方向が異なる水平方向蒸気拡散部１０Ｈ及び鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖを有することから、有機材料の蒸気の分散拡散回数が多く、例えば曲管によって有機材料の蒸気を分流する場合に比べ、有機材料の蒸気の流量が均一即ち一定になるため、より均一な成膜を行うことができる。
また、本実施の形態の場合、面蒸気放出器１０の水平方向蒸気拡散部１０Ｈ及び鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖが、複数の蒸発装置７〜９から有機材料の蒸気がそれぞれ供給され且つ互いの雰囲気が隔離されていることから、異なる有機材料（例えば、有機ＥＬ素子の発光層用のホスト材料とドーパント材料）を用いて同時に蒸着を行う場合であっても、面蒸気放出器１０における相互汚染を防止することができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態では、面蒸気放出器１０の水平方向蒸気拡散部１０Ｈ及び鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖに、有機材料の蒸気を加熱するための加熱手段３０、１３０が設けられていることから、水平方向蒸気拡散部１０Ｈ及び鉛直方向蒸気拡散部１０Ｖ内において有機材料の蒸気が析出することなく確実に有機材料の蒸気を拡散して蒸気混合室１４１に導くことができる。
さらにまた、本実施の形態では、複数の蒸発装置７〜９が、面蒸気放出器１０に対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御するバルブ７０〜９０をそれぞれ有することから、これらバルブ７０〜９０の切り換えを行うことにより、光の三原色の有機材料の蒸気を用いてフルカラーや白色の有機層を積層形成することが可能になる。
加えて、本実施の形態においては、ボックスセルを用いて面蒸気放出器１０を構成しているので、コンパクトで構成が簡素な有機ＥＬ製造装置１を提供することができる。
【００４０】
図５は、本発明における蒸気分岐ユニットの他の例を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図５に示すように、本例の蒸気分岐ユニット１５Ａは、水平方向拡散部１０Ｈにおける第１〜第４の拡散室１１〜４１並びに鉛直方向拡散部１０Ｖの第１〜第３の拡散室１１１〜１３１及び蒸気混合室１４１において、隔壁部を設けないものであり、その他の構成は上述した蒸気分岐ユニット１５と同一の構成を有している。
本例の蒸気分岐ユニット１５Ａによれば、より構成が簡素でコストを抑えることができる。
ただし、有機材料の蒸気をより均一に拡散及び混合を行う観点からは、上記実施の形態のように、面蒸気放出器１０の水平方向拡散部１０Ｈにおける第１〜第４の拡散室１１〜４１並びに鉛直方向拡散部１０Ｖにおける第１〜第３の拡散室１１１〜１３１及び蒸気混合室１４１に隔壁部を設けることが好ましい。その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００４１】
図６（ａ）（ｂ）は、本発明における蒸気分岐ユニットの他の例を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分及び図６（ａ）（ｂ）において対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図６（ａ）に示す蒸気分岐ユニット１６Ａは、断面円柱形状の部材を重ねて連結することにより蒸気分岐ユニットを構成したものである。
本例においては、第１の拡散室１６１〜第５の拡散室１６５が設けられている。
そして、第１の拡散室１６１には、蒸気導入口１７１が設けられ、第２〜第５の拡散室１６２〜１６５には、それぞれの底部に第１連通口１７２〜第３連通口１７５が設けられている。
ここで、第１連通口１７２〜第３連通口１７５の数については、上記実施の形態と同様に、蒸気の導入側から放出側に向って２n-1個（ｎは自然数）で増加するように設定されている。
【００４２】
さらに、第５の拡散室１６５の天井部分には、蒸気放出口１７６が設けられている。
一方、第１〜第５の拡散室１６１〜１６５の周囲には、上述した加熱手段１３０が設けられている。
このような構成を有する本例の蒸気分岐ユニット１６Ａを用いれば、加熱速度を上げるとともに均一的に加熱することができるため、昇温速度を向上させることができるとともに蒸気の温度を均一に保持することができるという効果がある。
【００４３】
図６（ｂ）に示す蒸気分岐ユニット１６Ｂは、断面八角形状の部材を重ねて連結することにより蒸気分岐ユニットを構成したものであり、その他の構成は図６（ａ）に示す蒸気分岐ユニット１６Ａと同一である。
このような構成を有する本例の蒸気分岐ユニット１６Ｂを用いれば、製作を容易にすることができるため、組立時間の短縮ひいてはコストダウンを図ることができるという効果がある。
本例の蒸気分岐ユニット１６Ａ、１６Ｂの他の作用効果は上記実施の形態の場合と同一であるのでその説明は省略する。
【００４４】
なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、水平方向拡散部１０Ｈの上部に鉛直方向拡散部１０Ｖを設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、水平方向拡散部１０Ｈの下部に鉛直方向拡散部１０Ｖを設けることも可能である。
この場合には、有機材料の蒸気を下方に放出して成膜する所謂デポダウン成膜の構成にすることができる。
また、水平方向拡散部１０Ｈに導入された有機材料の蒸気を例えば水平方向に放出するように構成することもできる。
【００４５】
一方、拡散室及び蒸気混合室に設ける連通口の数は上記実施の形態のものには限られず、適宜変更することができる。
ただし、蒸気の蒸気を確実に拡散する観点からは、蒸気混合室の底部に８個以上の連通口を設けることが好ましい。
【００４６】
さらにまた、本発明は、有機ＥＬ製造装置の有機層を形成する場合のみならず、有機ＥＬ製造装置の電極層を形成する場合にも適用することができる。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができるものである。
さらにまた、水平方向拡散部１０Ｈについては、水平方向に設置する場合のみならず、成膜対象物の配置方向に応じて、傾斜させて設置したり、鉛直方向に向けて設置することもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１…有機ＥＬ製造装置
４Ｄ…有機層成膜室
５…基板（成膜対象物）
７…第１の蒸発装置
１０…面蒸気放出器（面状の蒸気放出器）
１０Ｈ…水平方向拡散部
１０Ｖ…鉛直方向拡散部
１１…第１の拡散室
１２…第１連通口
２１…第２の拡散室
２１ａ…隔壁部
２２…第２連通口
３１…第３の拡散室
３１ａ…隔壁部
３２…第３連通口
４１…第４の拡散室
４１ａ…隔壁部
４２…第４連通口
１００…有機蒸着装置(薄膜形成装置）
１０１…真空槽
１１０ｈ…ホスト材料鉛直拡散部
１１０ｄ…ドーパント材料鉛直拡散部
１１１…第１の拡散室
１１２（１１２ｈ、１１２ｄ）…第１連通口
１２１…第２の拡散室
１２１ａ…隔壁部
１２２…第２連通口
１３１…第３の拡散室
１３１ａ…隔壁部
１３２…第３連通口
１４１…蒸気混合室
１４２…第４連通口
１４１ａ…隔壁部
１５２…蒸気放出ノズル（蒸気放出口） 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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