(57)【要約】【課題】製膜材料ロスが抑制された平面発光体製造装置及び平面発光体製造方法を提供する。【解決手段】搬送される複数の基板１００Ａに有機物と無機物とを蒸着することで有機発光デバイス１０を製造する平面発光体製造装置１であって、基板１００Ａを連続搬送しながら基板１００Ａに有機物を蒸着する第１蒸着部３０と、有機物が蒸着された複数の基板１００Ｂを連続搬送しながら基板１００Ｂに無機物を蒸着する第２蒸着部５０と、第１蒸着部３０と第２蒸着部５０との間に配置された、基板１００Ｂを一時的に滞留させる滞留部４０とを備え、第２蒸着部５０の搬送速度Ｖ２は、第１蒸着部３０の搬送速度Ｖ１よりも遅い。【選択図】図３
2015115229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される複数の基板のそれぞれに有機物と無機物とを蒸着することで平面発光体を製造する平面発光体製造装置であって、
前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記有機物を蒸着する第１蒸着部と、
前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記無機物を蒸着する第２蒸着部と、
前記第１蒸着部と前記第２蒸着部との間に配置された、前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を一時的に滞留させる滞留部とを備え、
前記第２蒸着部の搬送速度は、前記第１蒸着部の搬送速度よりも遅い
平面発光体製造装置。
【請求項２】
前記第１蒸着部は、有機物粒子を、開口から前記複数の基板に向けて放射する有機物蒸着源を備え、
前記有機物蒸着源は、前記開口の開口面積を調整可能な開閉調整機構を有している
請求項１に記載の平面発光体製造装置。
【請求項３】
前記有機物蒸着源は、前記開口から放射した前記有機物粒子を前記複数の基板に案内する高温状態の筒状体を有する
請求項１または２に記載の平面発光体製造装置。
【請求項４】
さらに、
前記第１蒸着部に前記複数の基板を連続供給する供給部を備え、
前記滞留部に収容可能な基板の枚数は、前記供給部に収容可能な基板の枚数よりも多い
請求項１〜３のいずれか１項に記載の平面発光体製造装置。
【請求項５】
前記滞留部は、
前記有機物が蒸着された前記複数の基板のいくつかを保持する保持体を２以上有し、
前記平面発光体製造装置は、さらに、
一の前記保持体が保持している前記複数の基板の枚数をカウントするカウンタと、
前記カウンタでカウントされた前記枚数が所定値以上に達した場合、前記一の保持体と異なる他の保持体に対して前記第１蒸着部から搬送された前記複数の基板を収納させ、前記一の保持体に対して前記第２蒸着部へ向けて前記複数の基板の搬出を開始させる保持体制御部とを備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の平面発光体製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の平面発光体製造装置を用いた平面発光体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面発光体製造装置及び平面発光体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）で構成された平面発光体を製造する平面発光体製造装置の開発が進められている。例えば、特許文献１では、インライン方式で基板を搬送する搬送路を備え、当該搬送路上に載置された基板に有機層及び無機層を蒸着法及びスパッタ法などにより順次積層することで有機ＬＥＤを製造する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３０２８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の有機ＬＥＤ製造装置では、インライン方式で複数の基板を連続搬送して有機層及び無機層を製膜するが、材料ロスが大きいという課題がある。例えば、有機層製膜と無機層製膜とでは最適な製膜レートが異なる。しかし、インライン方式では基板搬送速度の設定に制約が生じるため最適な製膜レートよりも高い製膜レートを設定せざるを得ない場合が想定される。このため、基板間、及び、ロット間において基板以外への蒸着粒子及びスパッタ粒子の放射に起因する製膜材料ロスが大きくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、製膜材料ロスが抑制された平面発光体製造装置及び平面発光体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る平面発光体製造装置の一態様は、搬送される複数の基板のそれぞれに有機物と無機物とを蒸着することで平面発光体を製造する平面発光体製造装置であって、前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記有機物を蒸着する第１蒸着部と、前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記無機物を蒸着する第２蒸着部と、前記第１蒸着部と前記第２蒸着部との間に配置された、前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を一時的に滞留させる滞留部とを備え、前記第２蒸着部の搬送速度は、前記第１蒸着部の搬送速度よりも遅いことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る平面発光体製造装置の一態様において、前記第１蒸着部は、有機物粒子を、開口から前記複数の基板に向けて放射する有機物蒸着源を備え、前記有機物蒸着源は、前記開口の開口面積を調整可能な開閉調整機構を有しているとしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る平面発光体製造装置の一態様において、前記有機物蒸着源は、前記開口から放射した前記有機物粒子を前記複数の基板に案内する高温状態の筒状体を有するとしてもよい。
【０００９】
また、本発明に係る平面発光体製造装置の一態様において、さらに、前記第１蒸着部に前記複数の基板を連続供給する供給部を備え、前記滞留部に収容可能な基板の枚数は、前記供給部に収容可能な基板の枚数よりも多いとしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る平面発光体製造装置の一態様において、前記滞留部は、前記有機物が蒸着された前記複数の基板のいくつかを保持する保持体を２以上有し、前記平面発光体製造装置は、さらに、一の前記保持体が保持している前記複数の基板の枚数をカウントするカウンタと、前記カウンタでカウントされた前記枚数が所定値以上に達した場合、前記一の保持体と異なる他の保持体に対して前記第１蒸着部から搬送された前記複数の基板を収納させ、前記一の保持体に対して前記第２蒸着部へ向けて前記複数の基板の搬出を開始させる保持体制御部とを備えるとしてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上記の平面発光体製造装置を用いた平面発光体製造方法であってもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、有機物を蒸着する第１蒸着部の搬送速度よりも無機物を蒸着する第２蒸着部の搬送速度の方が遅いので、無機物蒸着における基板間隔の短縮化及び製膜レートの低減が可能となる。よって、基板間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る平面発光体の一例を示す構造断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る平面発光体製造装置の機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る平面発光体製造装置の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る滞留部の動作手順の一例を表す図である。
【図５】従来の平面発光体製造装置の構成図である。
【図６】本発明及び従来の平面発光体製造装置の製膜シーケンスを比較する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した有機ＬＥＤ製造装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
【００１５】
上記従来の有機ＬＥＤ製造装置のようなインライン型の蒸着装置では、チャンバ室内に蒸着材料を含む蒸着源が配置される。また、蒸着源の配置に対応させて、基板等の被蒸着体が一定速度で連続搬送される。この状態で、チャンバ室内を減圧し、蒸着源を加熱して蒸着材料を気化させ、気化した蒸着粒子を基板表面に堆積させることで薄膜が形成される。
【００１６】
有機層を形成するための有機物蒸着源には、蒸着材料の利用効率を上げるために、ホットウォールと呼ばれる約４００℃の高温状態の筒状体が接続されている。上記ホットウォールを用いた場合、材料利用効率は上がるが、輻射熱による基板温度上昇が課題となる。この基板温度上昇を回避するため、基板を、例えば、３０ｍｍ／秒以上の高速で搬送する必要がある。この高速搬送に伴い、所望の膜厚を有する有機層を得るために、数十Å／秒以上という高蒸着レートで製膜することが必要となる。
【００１７】
しかしながら、数十枚を１製造ロット単位としてインライン方式で複数の基板を連続搬送して製膜する場合、上述した高蒸着レートでの製膜により、搬送される基板間の蒸着材料ロスが大きくなる。なお、製造ロット間の待機期間において、有機物蒸着源ではバルブを閉じることにより有機物の放射を抑制して材料ロスを抑えることは可能である。しかし、無機層を蒸着するための無機物蒸着源では、蒸着源温度が１３００℃と高くなるためバルブ制御機構を設けることができない。このため、製造ロット間の待機期間において材料ロスが非常に大きくなる。高蒸着レートであればあるほど、無機物材料ロスが大きくなる。
【００１８】
そこで、このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る平面発光体製造装置は、搬送される複数の基板のそれぞれに有機物と無機物とを蒸着することで平面発光体を製造する平面発光体製造装置であって、前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記有機物を蒸着する第１蒸着部と、前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板のそれぞれに前記無機物を蒸着する第２蒸着部と、前記第１蒸着部と前記第２蒸着部との間に配置された、前記第１蒸着部で前記有機物が蒸着された前記複数の基板を一時的に滞留させる滞留部とを備え、前記第２蒸着部の搬送速度は、前記第１蒸着部の搬送速度よりも遅い。
【００１９】
これにより、有機物を蒸着する第１蒸着部の搬送速度よりも無機物を蒸着する第２蒸着部の搬送速度の方が遅いので、無機物蒸着における基板間隔の短縮化及び製膜レートの低減が可能となる。よって、基板間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。また、製造ロット間における無機層製膜の待機期間を短縮することができるため、製造ロット間での無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００２０】
以下では、本発明の実施の形態に係る平面発光体製造装置及び平面発光体製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００２１】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
【００２２】
（実施の形態）
［１．有機発光デバイスの構成］
まず、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１により製造される有機発光デバイスについて説明する。
【００２３】
図１は、実施の形態に係る平面発光体の一例を示す構造断面図である。本実施の形態に係る平面発光体製造装置１により製造される有機発光デバイス１０は平面発光体である。有機発光デバイス１０は、基板１００の表面から順に、陽極１０１、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０３、有機発光層１０４、電子輸送層１０５、電子注入層１０６、及び陰極１０７が積層された構造となっている。
【００２４】
基板１００は、有機発光デバイス１０を形成するための被蒸着体であり、電気絶縁性を有する材料からなる基板である。例えば、基板１００は、無アルカリガラス、石英ガラス、高耐熱性ガラスなどのガラス材料、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミドなどの樹脂材料、シリコン、ガリウムヒ素などの半導体材料、絶縁層をコーティングしたステンレスなどの金属材料からなる基板である。なお、基板１００は、樹脂基板などのフレキシブル基板でもよい。この場合、有機発光デバイス１０をフレキシブルディスプレイとして利用することができる。基板１００は、例えば、矩形または円形の基板であるが、これらの形状に限られない。
【００２５】
陽極１０１は、基板１００の上に積層される。陽極１０１は、正孔が供給される、つまり、外部回路から電流が流れ込むアノードであり、例えば、Ａｌなどからなる反射電極が積層された構造となっている。
【００２６】
正孔注入層１０２は、陽極１０１の上に積層される。正孔注入層１０２は、正孔注入性の有機材料を主成分とする層である。正孔注入性の有機材料とは、陽極１０１側から注入された正孔を安定的に、または正孔の生成を補助して有機発光層１０４へ注入する機能を有する有機材料である。
【００２７】
正孔輸送層１０３は、正孔注入層１０２の上に積層される。正孔輸送層１０３は、正孔輸送性の有機材料を主成分とする層である。ここで、正孔輸送性の有機材料とは、電子ドナー性を持ち陽イオン（正孔）になりやすい性質と、生じた正孔を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、陽極１０１から有機発光層１０４までの電荷輸送に対して適正を有する有機材料のことである。
【００２８】
有機発光層１０４は、正孔輸送層１０３の上に積層される。有機発光層１０４は、陽極１０１及び陰極１０７間に電圧が印加されることにより発光する層であり、各種の有機材料を主成分とする層である。
【００２９】
電子輸送層１０５は、有機発光層１０４の上に積層される。電子輸送層１０５は、電子輸送性の有機材料を主成分とする層である。ここで、電子輸送性の有機材料とは、電子アクセプタ性を有し陰イオンになりやすい性質と、発生した電子を分子間の電荷移動反応により伝達する性質を併せ持ち、陰極１０７から有機発光層１０４までの電荷輸送に対して適正を有する有機材料のことである。
【００３０】
電子注入層１０６は、電子輸送層１０５の上に積層される。電子注入層１０６は、電子注入性の無機材料を主成分とする層である。電子注入性の無機材料とは、陰極１０７から注入された電子を安定的に、または電子の生成を補助して有機発光層１０４へ注入する機能を有する無機材料である。
【００３１】
陰極１０７は、電子注入層１０６の上に積層される。陰極１０７は、電子が供給される、つまり、外部回路へ電流が流れ出すカソードであり、例えば、金属であるＡｌにより積層された構造となっている。
【００３２】
上述した陽極１０１〜陰極１０７の構成は有機発光デバイスの基本構成であり、このような構成により、陽極１０１と陰極１０７との間に適当な電圧が印加されると、陽極１０１側から正孔、陰極１０７側から電子がそれぞれ有機発光層１０４に注入される。これらの注入された正孔および電子が有機発光層１０４で再結合して生じるエネルギーにより、有機発光層１０４の発光材料が励起され発光する。
【００３３】
本実施の形態に係る有機発光デバイス１０では、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０３、有機発光層１０４及び電子輸送層１０５は、有機物を主成分とする有機層１１０を構成している。また、電子注入層１０６及び陰極１０７は、無機物を主成分とする無機層１２０を構成している。
【００３４】
なお、有機層１１０及び無機層１２０の材料は、本発明では限定されるものではなく、それぞれ、周知の有機材料及び無機材料が用いられる。
【００３５】
また、有機発光デバイス１０は、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０３、電子輸送層１０５、及び電子注入層１０６の少なくとも１層がない構成であってもよい。
【００３６】
［２．平面発光体製造装置の構成］
図２は、本発明の実施の形態に係る平面発光体製造装置の機能ブロック図である。同図に示された平面発光体製造装置１は、供給部２０と、第１蒸着部３０と、滞留部４０と、第２蒸着部５０とを備える。また、平面発光体製造装置１の具体的な構成例を図３に示す。
【００３７】
図３は、本発明の実施の形態に係る平面発光体製造装置の構成図である。平面発光体製造装置１は、インライン型の蒸着装置であり、搬送される複数の基板１００Ａに有機物と無機物とを蒸着することで有機発光デバイス１０を製造する。
【００３８】
［２−１．供給部］
供給部２０は、第１蒸着部３０に複数の基板１００Ａを連続供給する。本実施の形態では、供給部２０は、所定の枚数を収容することが可能なカセット（保持体）を用いて、複数の基板１００Ａを第１蒸着部３０に向けて連続搬送する。なお、基板１００Ａは、既に、陽極１０１が形成された仕掛かり状態となっている。
【００３９】
供給部２０では、例えば、製造ロットごとまたは複数の製造ロットごとに、供給部２０の大気開放、基板１００Ａを保持したカセットの配置、及び、真空引きといった一連の基板配置処理を実行する。これにより、同一の製造ロットに保持されている基板１００Ａは一定の間隔で第１蒸着部へ連続搬出される。一方、製造ロット間では、上記基板配置処理の期間に応じた基板供給間隔が発生する。
【００４０】
［２−２．第１蒸着部］
第１蒸着部３０は、供給部２０から搬送された複数の基板１００Ａを連続搬送しながら、複数の基板１００Ａに有機物を蒸着する。第１蒸着部３０は、搬送路３１と、有機物蒸着源３８ａ、３８ｂ及び３８ｃとを備える。基板１００Ａは、被堆積面（蒸着面）、すなわち、陽極１０１側の面を下方に向けて搬送路３１に戴置される。なお、図３では、有機物蒸着源を搬送方向に３つ直列配置した構成を開示しているが、有機物蒸着源の配置数は３つに限られず、積層される有機層１１０の積層構造により任意に決定される。
【００４１】
上記構成において、第１蒸着部３０は、例えば、搬送路３１上に載置された複数の基板１００Ａを、一定の搬送速度Ｖ１で直列かつ等間隔で連続搬送する。さらに、第１蒸着部３０は、複数の基板１００Ａを連続搬送しながら、基板１００Ａの陽極１０１が形成された面に、有機物蒸着源３８ａ〜３８ｃなどを用いて、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０３、有機発光層１０４及び電子輸送層１０５を、順次、蒸着製膜する。以下、第１蒸着部３０における蒸着製膜の構成を説明する。
【００４２】
第１蒸着部３０の搬送路３１の下方には、搬送方向に沿って、有機物蒸着源３８ａ、３８ｂ及び３８ｃが配置されている。有機物蒸着源３８ａは、ホットウォール３２ａと、バルブ３３ａと、蒸着材料格納容器３４ａと、ヒータ３６ａと、有機材料３５ａとを有し、有機物粒子を複数の基板１００Ａに向けて放射する。
【００４３】
蒸着材料格納容器３４ａは、例えば、ヒータ３６ａによって加熱される。これにより、有機材料３５ａが蒸着温度以上となり、有機材料３５ａが気化（蒸発又は昇華）する。ヒータ３６ａは、例えば、電熱線である。なお、蒸着材料格納容器３４ａは、電子ビーム、高周波誘導、レーザーなどによって加熱されてもよい。
【００４４】
有機材料３５ａは、有機発光デバイス１０の有機層１１０を構成する有機材料である。例えば、有機材料３５ａは、正孔注入層１０２、正孔輸送層１０３、有機発光層１０４及び電子輸送層１０５のいずれかを構成する有機材料である。あるいは、有機材料３５ａは、その他の層を構成する有機材料でもよい。例えば、有機材料３５ａとして、有機発光層１０４に含まれるアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）を蒸着する場合、蒸着材料格納容器３４ａの温度は３００℃に加熱される。
【００４５】
バルブ３３ａは、蒸着材料格納容器３４ａの上方に設けられた開口に設置された、当該開口の開口面積を調整可能な開閉調整機構である。バルブ３３ａの開閉調整により、上記開口から放射される有機物粒子の量が制御される。
【００４６】
ホットウォール３２ａは、蒸着材料格納容器３４ａの開口から放射した有機物粒子を基板１００Ａに案内する高温状態の筒状体である。例えば、有機材料３５ａとして、有機発光層１０４に含まれるアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）を蒸着する場合、ホットウォール３２ａの温度は３５０℃に加熱される。ホットウォール３２ａが蒸着材料格納容器３４ａより高温に加熱されることで、ホットウォール３２ａの内面への有機物の付着を低減することができる。これにより、気化した有機物粒子を効率良く上方に放射することができる。ホットウォール３２ａは、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼又はインバーなどの金属材料から構成される角筒である。なお、ホットウォール３２ａは、円筒、楕円筒、又は、円錐台状の筒体などでもよい。
【００４７】
なお、第１蒸着部３０は、真空チャンバで構成されており、チャンバ室内は、有機物の蒸着を行う際には真空状態が保たれている。なお、真空状態とは、所定の圧力範囲にある状態であり、例えば、１×１０−３〜１×１０−６Ｐａの圧力範囲にある状態である。
【００４８】
また、上述した蒸着製膜の構成では、有機物蒸着源３８ａの構成について説明したが、有機物蒸着源３８ｂ及び３８ｃについても同様の構成である。なお、製膜する有機層の種類により、有機物蒸着源を構成する有機材料及び加熱温度は個別に設定される。
【００４９】
上記構成において、第１蒸着部３０の搬送速度Ｖ１は、基板１００Ａのホットウォール３２ａ〜３２ｃからの熱輻射の影響を抑えるために、例えば、３０〜５０ｍｍ／秒に設定される。これに伴い、有機物蒸着源３８ａ〜３８ｃから放射される有機物粒子の速度、つまり、蒸着（製膜）レートは、膜厚に依存するが、例えば、１０〜２００Å／秒となる。このように、搬送速度Ｖ１が大きいため蒸着レートは高くなるが、第１蒸着部３０においては、有機物粒子が基板１００Ａに蒸着されていない期間には、バルブ３３ａ〜３３ｃの開閉調整により、有機材料３５ａ〜３５ｃの消費を抑えることが可能となる。
【００５０】
なお、供給部２０からの基板１００Ａの供給態様により、第１蒸着部３０では、製造ロット間における基板搬送間隔が製造ロット内における基板搬送間隔よりも大きくなる場合が想定される。製造ロット間での基板搬送間隔が大きくなった期間において、バルブ３３ａ〜３３ｃを絞ることにより有機物粒子の放射量を低減させることで、有機材料３５ａ〜３５ｃの消費を大幅に抑えることが可能となる。
【００５１】
［２−３．滞留部］
滞留部４０は、第１蒸着部３０と第２蒸着部５０との間に配置され、有機物が蒸着された複数の基板１００Ｂを一時的に滞留させる。また、滞留部４０は、所定の期間、滞留させた複数の基板１００Ｂを、第２蒸着部５０へ連続搬出する。滞留部４０は、複数の基板１００Ｂを収容可能なカセット（保持体）を複数保持することが可能である。そして、第１蒸着部３０から搬送された基板１００Ｂが、カセット内に縦方向に順次収納されていく構造となっている。なお、基板１００Ｂの収納形態は、これに限られず、例えば、基板１００Ｂが、滞留部４０に設置された円状の平面テーブルの上に円周に沿って順次載置されていくような構造であってもよい。
【００５２】
ここで、滞留部４０に収容可能な基板１００Ｂの枚数は、供給部２０に収容可能な基板１００Ａの枚数よりも多い。この構成により、滞留部４０は、第１蒸着部３０及び第２蒸着部５０の搬送速度及び蒸着レートをそれぞれ独立に設定するためのバッファとして機能することが可能となる。例えば、供給部２０から第１蒸着部３０へ連続供給される基板１００Ａの搬送頻度ｆ２０（枚／秒）よりも、滞留部４０から第２蒸着部５０へ連続供給される基板１００Ｂの搬送頻度ｆ４０（枚／秒）を小さく設定することが可能となる。これにより、第１蒸着部３０の搬送速度Ｖ１よりも第２蒸着部５０の搬送速度Ｖ２を小さく設定でき、これにより、第２蒸着部５０の蒸着レートを低く設定することが可能となる。
【００５３】
また、滞留部４０は、第１蒸着部３０及び第２蒸着部５０とともに、真空構造を有しており、真空状態が保たれている。つまり、滞留部４０では、第１蒸着部３０から搬送された基板１００Ｂを大気に曝すことなく滞留させている。これにより、有機層１１０と無機層１２０との界面に不純物が混入することを抑制でき、高品質の有機発光デバイス１０を形成することが可能となる。
【００５４】
滞留部４０から第２蒸着部５０への基板１００Ｂの搬出タイミングについては後述する。
【００５５】
［２−４．第２蒸着部］
第２蒸着部５０は、滞留部４０から搬送された複数の基板１００Ｂを連続搬送しながら、複数の基板１００Ｂに無機物を蒸着する。第２蒸着部５０は、搬送路５１と、無機物蒸着源５５ａ〜５５ｄとを備える。基板１００Ｂは、基板１００Ａに有機層１１０が形成された仕掛品であり、基板被堆積面（蒸着面）、すなわち、有機層１１０側の面を下方に向けて搬送路５１に戴置される。なお、図３では、無機物蒸着源を搬送方向に４つ直列配置した構成を開示しているが、無機物蒸着源の配置数は４つに限られず、積層される無機層１２０の積層構造により任意に決定される。
【００５６】
上記構成において、第２蒸着部５０は、例えば、搬送路５１上に載置された複数の基板１００Ｂを、一定の搬送速度Ｖ２で直列かつ等間隔で連続搬送する。さらに、第２蒸着部５０は、複数の基板１００Ｂを連続搬送しながら、基板１００Ｂの有機層１１０が形成された面に、無機物蒸着源５５ａ〜５５ｄなどを用いて、電子注入層１０６及び陰極１０７を、順次、蒸着製膜する。以下、第２蒸着部５０における蒸着製膜の構成を説明する。
【００５７】
第２蒸着部５０の搬送路５１の下方には、搬送方向に沿って、無機物蒸着源５５ａ〜５５ｄが配置されている。無機物蒸着源５５ａは、蒸着材料格納容器５２ａと、ヒータ５４ａと、無機材料５３ａとを有し、無機物粒子を下方から複数の基板１００Ｂに向けて放射する。無機物蒸着源５５ａ〜５５ｄには、電子注入層１０６及び陰極１０７のいずれかを形成するための無機材料５３ａ〜５３ｄが配置されている。無機層１２０を構成する無機材料５３ａ〜５３ｄは、高温でしか蒸発しない。このため、無機物蒸着源５５ａ〜５５ｄは、最大１５００℃まで昇温可能となるよう構成されている。ただし、上記高温に設定されるため、無機粒子の放射量を調整するバルブ制御機構は存在しない。
【００５８】
なお、第２蒸着部５０は、真空チャンバで構成されており、チャンバ室内は、無機物の蒸着を行う際には真空状態が保たれる。なお、真空状態とは、所定の圧力以下の圧力の状態であり、例えば、１０−３〜１０−４Ｐａ以下の圧力の状態である。
【００５９】
上記構成において、第２蒸着部５０の搬送速度Ｖ２は、例えば、滞留部４０における基板１００Ｂの一時的な滞留により、例えば、５〜１５ｍｍ／秒に設定される。つまり、第２蒸着部５０の搬送速度Ｖ２は、第１蒸着部３０の搬送速度Ｖ１よりも遅く設定される。これにより、蒸着（製膜）レートは、搬送速度Ｖ２を搬送速度Ｖ１と同じ速度に設定した場合に対して、１／３〜１／６とすることが可能となる。よって、基板間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００６０】
なお、滞留部４０からの基板１００Ｂの供給態様により、第２蒸着部５０では、製造ロット間における基板搬送間隔を製造ロット内における基板搬送間隔と同様に小さくすることが可能である。つまり、製造ロット間における無機層製膜の待機期間を短縮することができるため、製造ロット間での無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００６１】
なお、図３に示すように、平面発光体製造装置１は、供給部２０、第１蒸着部３０、滞留部４０、第２蒸着部５０を経て有機層１１０及び無機層１２０の製膜が完了した基板１００Ｃを収納し、取り出すことが可能な取出部６０を備えてもよい。
【００６２】
また、本実施の形態では、供給部２０、第１蒸着部３０、滞留部４０、第２蒸着部５０、及び取出部６０は、それぞれ、個別の真空チャンバで構成され、真空チャンバ間をゲートバルブで連結する構成である。または、少なくとも第１蒸着部３０、滞留部４０、及び第２蒸着部５０が、１つの真空チャンバで構成されていてもよい。いずれの構成であっても、同様の積層構造を有する有機発光デバイス１０を製造する同一バッチ内では、製造ロットごとまたは複数の製造ロットごとに供給部２０が大気開放されても、第１蒸着部３０、滞留部４０、第２蒸着部５０は大気開放されない構成となっている。なお、１バッチとは、一連の処理を実行する単位であり、複数の製造ロットを含む。本実施の形態においては、１バッチは、例えば、蒸着材料格納容器に有機材料３５ａ〜３５ｃ、または、無機材料５３ａ〜５３ｄを投入してから、次回補充するまでの間に実行された製膜処理である。
【００６３】
［２−５．滞留部動作］
次に、滞留部４０の動作について説明する。具体的には、滞留部４０から第２蒸着部５０への基板１００Ｂの搬出タイミングについて説明する。
【００６４】
図４は、本発明の実施の形態に係る滞留部の動作手順の一例を表す図である。同図には、３つの時刻Ｔ１、Ｔ２及びＴ３における滞留部４０の基板搬入動作、カセット入れ替え動作、及び基板搬出動作が表されている。
【００６５】
ここで、滞留部４０は、２以上のカセットＬ２及びＬ３と、カウンタ４１と、カセットコントローラ４２とを備えている。
【００６６】
カセットＬ２及びＬ３は、それぞれ、複数の基板１００Ｂのいくつかを保持する保持体である。
【００６７】
カウンタ４１は、カセットＬ２またはＬ３が保持している基板１００Ｂの枚数をカウントする。
【００６８】
カセットコントローラ４２は、カウンタ４１でカウントされた枚数が所定値以上に達した場合、カウンタ４１でカウントされたカセットと異なる他のカセットに対して第１蒸着部３０から搬送された基板１００Ｂを収納させ、カウンタ４１でカウントされたカセットに対して第２蒸着部５０へ向けて基板１００Ｂの搬出を開始させる保持体制御部である。
【００６９】
以下、図４に示された時刻Ｔ１〜Ｔ３における滞留部４０の動作について具体的に説明する。
【００７０】
まず、時刻Ｔ１以前では、滞留部４０は、第１蒸着部３０から搬出された基板１００ＢをカセットＬ２に収納している。ここで、カウンタ４１は、カセットＬ２が保持している基板１００Ｂの枚数をカウントしている。
【００７１】
次に、時刻Ｔ１において、カセットＬ２に収納された基板１００Ｂが３枚となっている。このとき、カセットコントローラ４２は、カウンタ４１でカウントされたカセットＬ２の枚数が３枚に達したと判断する。
【００７２】
次に、時刻Ｔ１〜Ｔ２の期間において、カセットコントローラ４２は、カセットＬ２及びＬ３の配置を入れ替える。
【００７３】
次に、時刻Ｔ２において、カセットコントローラ４２は、カウンタ４１でカウントされたカセットＬ２と異なるカセットＬ３に対して第１蒸着部３０から搬送された基板１００Ｂを収納させ、カウンタ４１でカウントされたカセットＬ２に対して第２蒸着部５０へ向けて基板１００Ｂの搬出を開始させる。このとき、例えば、供給部２０から第１蒸着部３０へ連続供給される基板１００Ａの搬送頻度ｆ２０が、１（枚／秒）であり、滞留部４０から第２蒸着部５０へ連続供給される基板１００Ｂの搬送頻度ｆ４０が、０．５（枚／秒）であるとする。また、搬送速度Ｖ１＞搬送速度Ｖ２であるとする。
【００７４】
次に、時刻Ｔ３において、滞留部４０は、時刻Ｔ２以降継続して、カセットＬ２から第２蒸着部５０への基板１００Ｂの搬出、及び、第１蒸着部３０から搬出された基板１００ＢのカセットＬ３への収納を実行している。時刻Ｔ２〜Ｔ３の期間において、滞留部４０は、第２蒸着部５０へ２枚の基板１００Ｂを搬出しており、同時に、第１蒸着部３０から４枚の基板１００Ｂを収納している。
【００７５】
滞留部４０から第２蒸着部への上記搬出開始動作によれば、第２蒸着部５０へ基板１００Ｂを搬出するカセットと、第１蒸着部３０から基板１００Ｂを搬入するカセットとを異ならせることができる。これにより、搬送頻度ｆ４０を搬送頻度ｆ２０よりも小さく設定できる。よって、搬送速度Ｖ１よりも搬送速度Ｖ２を小さく設定でき、これにより、第２蒸着部５０の蒸着レートを低く設定することが可能となる。
【００７６】
［２−６．従来との比較］
ここで、従来の平面発光体製造装置と本実施の形態に係る平面発光体製造装置との比較結果を説明する。
【００７７】
図５は、従来の平面発光体製造装置の構成図である。同図に示された従来の平面発光体製造装置５００は、供給部５２０と、第１蒸着部５３０と、第２蒸着部５５０と、取出部５６０とを備える。平面発光体製造装置５００は、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１と比較して、滞留部４０を有していない点が構成として異なる。滞留部４０を有していない結果、第１蒸着部５３０の搬送速度Ｖ１と、第２蒸着部５５０の搬送速度Ｖ２とは同じとなっている。つまり、平面発光体製造装置５００では、無機層を製膜する蒸着レートは、搬送速度Ｖ１により制限されてしまう。
【００７８】
図６は、本発明及び従来の平面発光体製造装置の製膜シーケンスを比較する図である。図６上段のグラフは、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１の第２蒸着部５０での無機層製膜の蒸着レートの時間経過を表す。また、図６下段のグラフは、従来の平面発光体製造装置５００の第２蒸着部での無機層製膜の蒸着レートの時間経過を表す。同図に表されたグラフは、例えば、１製造バッチで複数の製造ロットを製膜処理する場合を想定している。ここで、１製造バッチでは、製造ロットの入れ替えなどのため供給部２０を製造ロット間で大気開放し、再度真空引きを行う。なお、第１蒸着部、滞留部及び第２蒸着部の真空は継続確保され、第２蒸着部における無機材料は継続加熱され、気化された蒸着粒子は継続放射されている。また、グラフ中に描かれた一本のバー（網掛け部）の面積は、膜厚（＝金属蒸着レート×製膜時間）を表しており、上段のグラフに描かれた一本のバーと下段に描かれた一本のバーとは同じ面積である。
【００７９】
図６に示すように、従来の平面発光体製造装置５００では、搬送速度Ｖ２は搬送速度Ｖ１と等しいため、第２蒸着部における無機材料の蒸着レートを低減できない。このため、供給部５２０において、製造ロット間で大きな基板供給間隔が生じてしまうと、第２蒸着部においても同様の基板供給間隔が生じてしまう。第２蒸着部では、製造ロット間においても無機物蒸着源から継続して無機物粒子が放射されているため、製造ロット間において、無機材料のロスが大きくなってしまう。
【００８０】
これに対して、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１では、上述した滞留部４０を備えることにより、搬送速度Ｖ２を搬送速度Ｖ１よりも小さく設定できるので、第２蒸着部における無機材料の蒸着レートを低減することが可能となる。このため、供給部２０において製造ロット間で大きな基板供給間隔が生じても、滞留部４０において当該基板供給間隔が吸収される。よって、第２蒸着部では、製造ロット間であっても、大きな間隔をあけることなく、低搬送速度及び低蒸着レートで無機層を形成することが可能となる。よって、製造ロット間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００８１】
なお、上記比較では、例えば、従来の平面発光体製造装置５００において、搬送速度Ｖ１及びＶ２はともに５０ｍｍ／秒、基板間隔は１５０ｍｍ、１製造ロットの基板枚数は１０枚とし、製造ロット間における供給部５２０の大気開放及び真空引きに要する時間は６００秒とした。この場合、基板搬送に起因する無機物の材料利用効率は約９％となる。また、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１において、搬送速度Ｖ２は５ｍｍ／秒、基板間隔は３０ｍｍとし、その他の条件は平面発光体製造装置５００と同じとした。この場合、滞留部４０の配置により、第２蒸着部５０における製造ロット間に起因する基板供給間隔を排除できることから、基板搬送に起因する無機物の材料利用効率は９１％となる。この結果からも、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１により、製造ロット間の無機物の材料消費を大幅に低減できることが解る。
【００８２】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る平面発光体製造装置１は、複数の基板１００Ａを連続搬送しながら基板１００Ａに有機物を蒸着する第１蒸着部３０と、有機物が蒸着された複数の基板１００Ｂを連続搬送しながら基板１００Ｂに無機物を蒸着する第２蒸着部５０と、第１蒸着部３０と第２蒸着部５０との間に配置された、複数の基板１００Ｂを一時的に滞留させる滞留部４０とを備え、第２蒸着部５０の搬送速度Ｖ２は、第１蒸着部３０の搬送速度Ｖ１よりも遅い。
【００８３】
これにより、搬送速度Ｖ１よりも搬送速度Ｖ２の方が遅いので、無機物蒸着における基板間隔の短縮化及び製膜レートの低減が可能となる。よって、基板間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。また、製造ロット間における無機層１２０の製膜の待機期間を短縮することができるため、製造ロット間での無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００８４】
また、第１蒸着部３０は、有機物粒子を、開口から基板１００Ａに向けて放射する有機物蒸着源３８ａ〜３８ｃを備え、有機物蒸着源３８ａ〜３８ｃは、それぞれ、上記開口の開口面積を調整可能なバルブ３３ａ〜３３ｃを有してもよい。
【００８５】
これにより、高い搬送速度Ｖ１に起因して有機物の蒸着レートが高く設定されても、第１蒸着部３０においては、有機物粒子が基板１００Ａに蒸着されていない期間には、バルブ３３ａ〜３３ｃの開閉調整により、有機材料３５ａ〜３５ｃの消費を抑えることが可能となる。
【００８６】
また、有機物蒸着源３８ａ〜３８ｃは、開口から放射した有機物粒子を基板１００Ａに案内する高温状態のホットウォール３２ａ〜３２ｃを有していてもよい。
【００８７】
これにより、気化した有機物粒子を効率良く基板１００Ａに放射することができる。
【００８８】
また、さらに、第１蒸着部３０に複数の基板１００Ａを連続供給する供給部２０を備え、滞留部４０に収容可能な基板の枚数は、供給部２０に収容可能な基板の枚数よりも多いことが望ましい。
【００８９】
これにより、滞留部４０は、第１蒸着部３０及び第２蒸着部５０の搬送速度及び蒸着レートをそれぞれ独立に設定するためのバッファとして機能することが可能となる。例えば、供給部２０から第１蒸着部３０へ連続供給される基板１００Ａの搬送頻度ｆ２０（枚／秒）よりも、滞留部４０から第２蒸着部５０へ連続供給される基板１００Ｂの搬送頻度ｆ４０（枚／秒）を小さく設定することが可能となる。よって、搬送速度Ｖ１よりも搬送速度Ｖ２を小さく設定でき、第２蒸着部５０の蒸着レートを低く設定することが可能となる。
【００９０】
また、滞留部４０は、複数の基板１００Ｂを保持するカセットを２以上有し、平面発光体製造装置１は、さらに、一のカセットが保持している基板１００Ｂの枚数をカウントするカウンタ４１と、カウンタ４１でカウントされた枚数が所定値以上に達した場合、上記一のカセットと異なる他のカセットに対して第１蒸着部３０から搬送された基板１００Ｂを収納させ、上記一の保持体に対して第２蒸着部５０へ向けて基板１００Ｂの搬出を開始させるカセットコントローラ４２とを備える。
【００９１】
これにより、第２蒸着部５０へ基板１００Ｂを搬出するカセットと、第１蒸着部３０から基板１００Ｂを搬入するカセットとを異ならせることができる。よって、搬送速度Ｖ１よりも搬送速度Ｖ２を小さく設定でき、第２蒸着部５０の蒸着レートを低く設定することが可能となる。
【００９２】
（その他）
なお、本発明は、上述した特徴的な構成を備える平面発光体製造装置として実現することができるだけでなく、平面発光体製造方法として実現することができる。
【００９３】
つまり、本発明に係る平面発光体製造方法は、実施の形態に係る平面発光体製造装置１を用いた平面発光体の製造方法であって、複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板に有機物を蒸着する第１蒸着ステップと、当該第１蒸着ステップで有機物が蒸着された複数の基板を一時的に滞留させる滞留ステップと、当該滞留ステップで滞留させた複数の基板を連続搬送しながら当該複数の基板に無機物を蒸着する第２蒸着ステップとを含み、第２蒸着ステップにおける基板の搬送速度は、第１蒸着ステップにおける基板の搬送速度よりも遅いことを特徴とする。
【００９４】
これにより、第１蒸着ステップにおける基板の搬送速度よりも第２蒸着ステップにおける基板の搬送速度の方が遅いので、無機物蒸着における基板間隔の短縮化及び製膜レートの低減が可能となる。よって、基板間の無機物の材料消費を低減することが可能となる。また、製造ロット間における無機層製膜の待機期間を短縮することができるため、製造ロット間での無機物の材料消費を低減することが可能となる。
【００９５】
以上、本発明に係る平面発光体製造装置及び平面発光体製造方法について、上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００９６】
例えば、上記実施の形態では、滞留部４０が、カウンタ４１及びカセットコントローラ４２を備えるとしたが、カウンタ４１及びカセットコントローラ４２は、平面発光体製造装置１が備えていればよい。
【００９７】
その他、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
１、５００    平面発光体製造装置
１０    有機発光デバイス
２０、５２０    供給部
３０、５３０    第１蒸着部
３１、５１    搬送路
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ    ホットウォール
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ    バルブ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄ    蒸着材料格納容器
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ    有機材料
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄ    ヒータ
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ    有機物蒸着源
４０    滞留部
４１    カウンタ
４２    カセットコントローラ
５０、５５０    第２蒸着部
５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ    無機材料
５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄ    無機物蒸着源
６０、５６０    取出部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ    基板
１０１    陽極
１０２    正孔注入層
１０３    正孔輸送層
１０４    有機発光層
１０５    電子輸送層
１０６    電子注入層
１０７    陰極
１１０    有機層
１２０    無機層
【図１】
2015115229.tif 000003
【図２】
2015115229.tif 000004
【図３】
2015115229.tif 000005
【図４】
2015115229.tif 000006
【図５】
2015115229.tif 000007
【図６】
2015115229.tif 000008