(57)【要約】【課題】大型基板に適応可能であり、膜厚の均一な蒸着膜を得ることが可能な蒸着装置およびこれに用いる蒸着源を提供する。【解決手段】ライン状に配列された複数の開口１０Ａから略水平方向に蒸着物質ｍを供給する蒸着源１０であって、蒸着源１０は、複数の開口１０Ａが設けられた供給端１１と、蒸着物質ｍを貯留し、蒸発させる原料供給源１２と、原料供給源１２と供給端１１とを接続し、供給端１１へ蒸発した蒸着物質ｍを搬送する供給管１３とを備えており、供給管１３は、少なくとも供給端１１側が複数に分岐された状態で供給端１１に接続されるとともに、分岐された複数の供給管１３ａには流量制御手段１７がそれぞれ設けられていることを特徴とする蒸着源とこれを備えた蒸着装置である。【選択図】図１
2007332458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源と、前記蒸着源の前記開口と連通する状態で配設される処理チャンバと、前記処理チャンバ内で、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板を、前記開口に対向配置した状態で、前記開口の配列方向と直交方向に相対的に移動させる搬送手段とを備えた蒸着装置であって、
前記蒸着源は、前記複数の開口が設けられた供給端と、
蒸着物質を貯留し、蒸発させる原料供給源と、
当該原料供給源と前記供給端とを接続し、当該供給端へ蒸発した蒸着物質を搬送する供給管とを備えており、
前記供給管は、少なくとも前記供給端側が複数に分岐された状態で前記供給端に接続されるとともに、分岐された複数の前記供給管には流量制御手段がそれぞれ設けられている  ことを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着装置は、基板上に成膜される蒸着膜の膜厚を検出する膜厚モニタを備えており、
前記流量制御手段は、前記膜厚モニタのモニタリング結果により制御される
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記流量制御手段は、バルブの開度を調整することで、前記蒸着物質の流量を制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記供給管が接続される前記原料供給源は１つである
ことを特徴とする請求項１記載の蒸着装置。
【請求項５】
ライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源であって、
前記複数の開口が設けられた供給端と、
蒸着物質を貯留し、蒸発させる原料供給源と、
当該原料供給源と前記供給端とを接続し、当該供給端へ蒸発した蒸着物質を搬送する供給管とを備えており、
前記供給管は、少なくとも前記供給端側が複数に分岐された状態で前記供給端に接続されるとともに、分岐された複数の前記供給管には流量制御手段がそれぞれ設けられている  ことを特徴とする蒸着源。
【請求項６】
基板上に複数層が順次積層されてなる有機電界発光素子を用いた表示装置の製造方法であって、
前記基板と当該基板上の被成膜箇所のパターニングに用いられるマスクとの位置合わせを行い、並列配置された複数の蒸着源と対向する位置を順に通過するように、前記基板および前記マスクと前記複数の蒸着源との相対位置を可変させ、前記複数の蒸着源の各々に設けられた複数の流量制御手段によって蒸着物質の流量を制御して、当該基板上の被成膜箇所に前記複数層を積層させて一つの色成分に対応する有機電界発光素子を形成する工程を行い、前記工程を行う複数の製造装置を前記基板および前記マスクが順に通過するようにして前記工程を複数回繰り返すとともに、その複数回繰り返す各工程を前記基板上の被成膜箇所を相違させて行うことにより、前記基板上に複数の色成分に対応する各有機電界発光素子が配設されてなる表示装置を構成する
ことを特徴とする有機電界発光素子を用いた表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置および蒸着源に関し、特には有機電界発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子；以下「有機ＥＬ素子」という）の製造に好適に用いられる蒸着装置およびこの蒸着装置に設けられる蒸着源ならびに表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型の表示装置として、有機ＥＬ素子を発光素子としたもの（以下「有機ＥＬディスプレイ」という）が注目を集めている。この有機ＥＬディスプレイは、バックライトが不要な自発光型のフラットパネルディスプレイであり、自発光型に特有の視野角の広いディスプレイを実現できるという利点を有する。また、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の点でバックライト型（液晶ディスプレイ等）に比べて有利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備すると考えられている。
【０００３】
このような有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子は、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料からなる有機層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。このとき、有機ＥＬ素子では、１０Ｖ以下の駆動電圧で数百〜数万ｃｄ／ｍ2の輝度が得られる。また、有機材料（蛍光物質）を適宜選択することによって、所望する色彩の発光も得ることができる。これらのことから、有機ＥＬ素子は、マルチカラーまたはフルカラーの表示装置を構成するための発光素子として、非常に有望視されている。
【０００４】
ところで、有機ＥＬ素子における有機層を形成する有機材料は、耐水性が低く、ウェットプロセスを利用できない。そのため、有機層を形成する際には、真空薄膜成膜技術を利用した真空蒸着を行うのが一般的である。すなわち、有機層を形成するための有機ＥＬ素子の製造装置としては、真空チャンバ内に有機材料の蒸着源を備えたものが広く用いられている。
【０００５】
図１６（ａ）に示すように、このような蒸着装置に設けられた蒸着源１００は、ライン状に並ぶ複数の開口１００Ａを備えており、この開口１００Ａを介して有機材料などの蒸着物質ｍの蒸気を供給する構成となっている。そして、成膜対象物である基板Ｗを開口１００Ａと対向する状態で配置し、開口１００Ａの配列方向（ライン状の延設方向）と直交する図面上の矢印方向に移動させることによって、基板Ｗ上への蒸着膜（有機層）の成膜が行われる。
【０００６】
図１６（ｂ）には、図１６（ａ）における開口１００Ａの配列方向についての蒸着源１００の断面図を示す。この図に示すように、蒸着源１００は、蒸着物質ｍを貯留するルツボ１０１と、このルツボ１０１が出し入れ自在に収納される外箱１０２と、この外箱１０２を外側から加熱するための熱源１０３とを備えている。そして、このルツボ１０１における広口開口の上部にあたる外箱１０２の天面に、複数の開口１００Ａがライン状に配列された構成となっている。通常、ルツボ１０１から蒸発する有機材料の量は、ルツボ１０１の温度との相関があるため、ルツボ１０１の温度が均一になっていないと、そのラインの長さ方向に成膜される膜厚分布にばらつきが生じてしまう。そこで、ルツボ１０１内の温度分布を均一にするために、ルツボ１０１は、熱伝導の良好なカーボン素材等の材料で形成されている。
【０００７】
また、さらに、ルツボ１０１の温度分布のばらつきを解消するために、熱源１０３を開口１００Ａの配列方向に複数に分割し、それぞれの分割領域毎に配置された膜厚モニタ２０１によるモニタリング結果を基にして蒸着速度が所定値となるように、熱源１０３の加熱温度が制御されている。
【０００８】
しかし、図１６（ａ）、（ｂ）を用いて説明したような蒸着装置では、蒸着源１００の上方に基板Ｗを対向配置させるため、基板Ｗのサイズが大きくなると中心での基板Ｗのたわみ量が大きくなり搬送が困難となる。また、基板Ｗのたわみが生じることで、成膜される蒸着膜の膜厚分布にばらつきを生じるおそれがある。さらに、基板Ｗのサイズが大きくなるとともに、蒸着源１００の開口１００Ａの配列方向の長さを長くするため、ルツボ１０１も長く構成する必要があるが、カーボン素材等の精密加工には大きさに限界がある。
【０００９】
そこで、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板に向けて、蒸着物質を供給する蒸着装置が開発されている。例えば、基板平面が成膜室底面に対して垂直に配置され、基板を縦置にしたまま、Ｘ軸方向に移動させる手段と、１つの開口を有する蒸着源と、該蒸着源をＸ軸およびＹ軸に直交するＺ軸方向に昇降させる手段とを有し、蒸着源をＺ方向に昇降させた後、基板をＸ軸方向に一定間隔で移動させることを繰り返して成膜を行う成膜装置が報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
また、ライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源を備えた蒸着装置が開発されている。この蒸着装置は、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板を、上記開口に対向配置した状態で、開口の配列方向と直交する方向に相対的に移動させる搬送手段を備えている。この蒸着源は、上記複数の開口が設けられた供給端と、蒸着物質を貯留し、蒸発させる原料供給源と、原料供給源と供給端とを接続し、蒸発した蒸着物質を供給端へ搬送する供給管とを備えている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１５３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上述したような特許文献１に記載された蒸着装置は、１つの開口を有する蒸着源を順次移動させて成膜を行うため、成膜効率が低く、大型基板には不向きである。
【００１３】
また、上述したライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源を備えた蒸着装置では、供給管から供給端に向けて蒸着物質が供給される際、開口の配列方向への分布が不均一になり易いという問題がある。特に１ｍ〜２ｍの幅を有する大型基板に対応する蒸着装置の場合には、ライン状に配列された複数の開口に均等に蒸着物質を分配することは難しい。このため、ラインの長さ方向における蒸着物質の供給量の分布、すなわち蒸着膜の膜厚の分布にばらつきが生じてしまう、という問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、大型基板に適応可能であり、膜厚の均一な蒸着膜を形成することが可能な蒸着装置およびこれに用いる蒸着源を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述したような目的を達成するために、本発明における蒸着装置は、ライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源と、蒸着源の開口と連通する状態で配設される処理チャンバと、処理チャンバ内で、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板を、上記開口に対向配置した状態で、開口の配列方向と直交方向に相対的に移動させる搬送手段とを備えた蒸着装置であって、蒸着源は、上記複数の開口が設けられた供給端と、蒸着物質を貯留し、蒸発させる原料供給源と、原料供給源と供給端とを接続し、供給端へ蒸発した蒸着物質を搬送する供給管とを備えており、供給管は、少なくとも供給端側が複数に分岐された状態で供給端に接続されるとともに、分岐された複数の供給管には流量制御手段がそれぞれ設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明の蒸着源は、ライン状に配列された複数の開口から略水平方向に蒸着物質を供給する蒸着源であって、上記複数の開口が設けられた供給端と、蒸着物質を貯留し、蒸発させる原料供給源と、原料供給源と供給端とを接続し、供給端へ蒸発した蒸着物質を搬送する供給管とを備えており、供給管は、少なくとも供給端側が複数に分岐された状態で供給端に接続されるとともに、分岐された複数の供給管には流量制御手段がそれぞれ設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このような蒸着装置および蒸着源によれば、供給端に接続される複数の供給管に、流量制御手段がそれぞれ設けられていることから、ライン状に配列された複数の開口に蒸着物質が均等に分配されるように、各供給管から供給端に供給される蒸着物質の量を制御することができる。これにより、上記複数の開口からの蒸着物質の蒸着レートが均一になるように制御することが可能となる。したがって、大型基板に対応させて、供給端の開口の配列方向の長さを長くした場合であっても、基板表面にライン状に供給される蒸着物質のラインの長さ方向における分布を均一にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、本発明における蒸着装置および蒸着源によれば、大型基板に対応させて、供給端の開口の配列方向の長さを長くした場合であっても、基板表面にライン状に供給される蒸着物質のラインの長さ方向における分布を均一にすることができる。したがって、搬送手段により、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板を、開口に対向配置した状態で、開口の配列方向と直交方向に相対的に移動させることで、膜厚の均一な蒸着膜を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る蒸着源およびこれを用いた蒸着装置の構成を、図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明に係る蒸着装置の概略構成図を示す斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ’断面構成図である。
【００２０】
（第１実施形態）
これらの図１および図２に示す蒸着装置１は、例えば有機ＥＬ素子の製造において、例えばガラス基板からなる基板Ｗ上に有機層を成膜するためのものである。このような蒸着装置１は、ライン状に配列された複数の開口１０Ａから蒸着物質ｍを略水平方向に供給する蒸着源１０と、蒸着源１０の開口１０Ａと連通する状態で配設される処理チャンバ２０（図２参照）と、処理チャンバ２０内で、成膜対象となる基板Ｗを搬送する搬送手段（図示省略）とを備えている。
【００２１】
ここで、上記蒸着源１０は、上記複数の開口１０Ａが設けられた供給端１１と、蒸着物質ｍ（図２参照）を貯留し、蒸発させる原料供給源１２と、原料供給源１２と供給端１１とを接続し、供給端１１へ蒸発した蒸着物質ｍを搬送する供給管１３とを備えている。
【００２２】
原料供給源１２は、図２に示すように、例えば有機材料からなる蒸着物質ｍを貯留するルツボ１４と、ルツボ１４の外側に蒸着物質ｍを蒸発させるための例えばヒーターからなる熱源１５とを備えている。このルツボ１４の例えば天面には、供給管１３の一端が接続されており、熱源１５からの加熱により蒸発した蒸着物質ｍが供給管１３に供給されるように構成されている。ここで、供給管１３には、ルツボ１４内の蒸着物質ｍを全て供給した後に、予備のルツボ１４に切り換えるための配管と切り換えバルブが設けられていてもよい。
【００２３】
また、供給管１３は、その他端が供給端１１に接続されており、蒸発した蒸着物質ｍを供給端１１へ搬送するように構成されている。そして、供給管１３は、少なくとも供給端１１側が複数に分岐された状態で、供給端１１に接続されている。この供給管１３から分岐される供給管１３ａの数は、後述する供給端１１の開口１０Ａの配列方向の長さにより規定する。供給端１１の開口１０Ａの配列方向の長さが長い程、供給管１３ａの数を多くすることで、開口１０Ａの配列方向により均等に蒸着物質ｍを分配することが可能となる。ここでは、ルツボ１４の天面から水平状態に対して略垂直方向に延設された供給管１３から分岐された状態で、略水平方向に例えば３本の供給管１３ａが配設されることとする。
【００２４】
また、供給端１１は、例えば上下端が閉塞された管状に構成されており、水平状態に対して略垂直に設けられている。ここで、略垂直とは、供給端１１を水平状態に対する垂直方向から１０度程度に傾斜させた状態も含まれることとし、後述するように、成膜対象となる保持された状態の基板Ｗと平行になるように、傾斜されていてもよい。また、供給端１１が、角度を可変に構成されていてもよい。
【００２５】
この供給端１１の側面には、上記複数の供給管１３ａが接続されている。また、各供給管１３ａが接続された側と対向する供給端１１の側面には、ライン状に例えば均等に配列された複数の開口１０Ａが設けられている。そして、これら複数の開口１０Ａから、蒸着物質ｍは、成膜対象となる基板Ｗに向けて、略水平方向にライン状に供給される。なお、ここでは、複数の開口１０Ａが例えば均等な間隔で配列されることとするが、開口１０Ａが並ぶ方向における端縁側において、間隔を狭くして配置されていてもよい。
【００２６】
また、上記供給端１１の内部には、分岐された各供給管１３ａから供給端１１に供給される蒸着物質ｍを拡散させるように、各供給管１３ａの供給口に対向する状態で、この供給口と開口１０Ａとの間に、拡散板１６が配置されている。この拡散板１６は、開口１０Ａの配列方向において、各供給管１３ａの内径の約２倍の長さを有し、開口１０Ａの配列方向と直交する方向の幅は、各供給管１３ａの内径と同程度の幅で形成されることとする。これにより、供給管１３ａの供給口に近い開口１０Ａのみに蒸着物質ｍを偏らせずに、各供給管１３ａからの蒸着物質ｍの供給領域を開口１０Ａの配列方向に広げ、蒸着物質ｍを分散させることが可能となる。
【００２７】
また、供給端１１における開口１０Ａの配列方向の長さは、成膜対象となる基板Ｗの同一方向の幅よりも長く構成されることとする。これにより、上記基板Ｗを開口１０Ａに対向配置した状態で、開口１０Ａの配列方向と直交方向に相対的に移動させることで、基板Ｗの全域に蒸着膜を成膜することが可能となる。
【００２８】
なお、ここでの図示は省略したが、上述した供給管１３および供給端１１は、ヒーター等の熱源により、蒸着物質ｍが蒸気状態を維持できる程度の温度に加熱温度制御されることとする。
【００２９】
そして、本発明の特徴的な構成として、供給端１１と接続される各供給管１３ａには、供給管１３ａを通過する蒸着物質ｍの流量を制御するための流量制御手段１７がそれぞれ設けられている。流量制御手段１７は、例えばボールタイプの開閉自在なバルブ１７ａと、バルブ１７ａの開度を調整するモータ１７ｂとで構成されている。バルブ１７ａは、蒸着物質ｍが蒸気状態を維持できる程度の温度に加熱温度制御されており、モータ１７ｂには、真空中で使用可能な例えばステッピングモータが用いられる。これにより、バルブ１７ａの開度を調整することで、各供給管１３ａから供給端１１に供給される蒸着物質ｍの流量が制御されるため、各供給管１３ａに対応する複数の開口１０Ａからの蒸着物質ｍの蒸着レートを制御することが可能となる。また、上記流量制御手段１７がバルブ１７ａを備えていることで、バルブ１７ａを閉じれば、瞬時に成膜が終了されるため、バルブ１７ａが設けられていない場合と比較して、成膜終了後にも蒸着物質ｍが飛散し続けることが回避されるため、好ましい。以上説明したように、本実施形態の蒸着源１０は構成されている。
【００３０】
なお、ここでは、上記バルブ１７ａがボールタイプのバルブであることとしたが、本発明はこれに限定されず、ニードルタイプのバルブであってもよい。ただし、耐熱性の点では、ニードルタイプのバルブを配設した方が好ましい。
【００３１】
そして、各流量制御手段１７は、基板Ｗ上に成膜される蒸着膜の膜厚を検出する膜厚モニタ２１によるモニタリング結果を基にして、バルブ１７ａの開度が調整されるように、構成されている。
【００３２】
具体的には、各供給管１３ａから複数の開口１０Ａを通過して供給される蒸着物質ｍの供給領域に対応する状態で、基板Ｗ上に成膜される蒸着膜の膜厚を検出する膜厚モニタ２１が配置されている。膜厚モニタ２１は、水晶板を振動させ、その発振周波数の変化量から水晶板に蒸着された蒸着膜の膜厚を検出することで、基板上に成膜される蒸着膜の膜厚を検出するものである。この膜厚モニタ２１は、例えば、蒸着源１０の供給端１３の両脇に、蒸着物質ｍの拡散範囲を制限するために配置される１対の制限板（図示省略）に孔部を設け、この孔部に配置されることとする。
【００３３】
そして、各膜厚モニタ２１からのモニタリング結果は、制御部２２に送られる。制御部２２は、上記周波数の変化量を読み取る周波数カウンタと、周波数カウンタからプログラミングされた回路によって演算を行い、蒸着レートを計測する計算機と、その演算結果をフィードバックさせて、各流量制御手段１７のモータ１７ｂを駆動するパルスモータドライバとで構成されている。これにより、複数の開口１０Ａからの蒸着レートが均一になるように、バルブ１７ａの開度が調整される。
【００３４】
ここで、上述したルツボ１４、供給管１３および供給端１１は、例えばステンレス材などの金属材料で溶接加工されることとする。本実施形態の蒸着源１０によれば、バルブ１７ａの開度により、複数の開口１０Ａからの蒸着物質ｍの蒸着レートが制御されるため、背景技術で図３を用いて説明したように、ルツボの温度分布によりライン状に設けられた複数の開口からの蒸着レートが影響を受けることがない。このため、蒸着源１０の各構成要素の材質は特に限定されず、熱伝導性の悪い素材で形成してもよい。
【００３５】
一方、基板Ｗへの成膜処理を行う処理チャンバ２０は、上記開口１０Ａと連通する状態で設けられている。処理チャンバ２０は減圧可能に構成されており、図示しない排気口に接続された真空ポンプにより、内部環境を真空雰囲気に調整可能に構成されている。ここでは、処理チャンバ２０が蒸着源１０を構成する供給端１１のみを収容する状態で構成されることとするが、処理チャンバ２０は、蒸着源１０の開口１０Ａと連通する状態で設けられていればよい。
【００３６】
また、ここでの図示を省略した搬送手段は、処理チャンバ２０内で、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板Ｗを、供給端１１の複数の開口１０Ａに対向配置した状態で、開口１０Ａの配列方向と直交方向に相対的に移動させるように構成されている。ここで、略垂直とは、基板Ｗを水平状態に対する垂直方向から１０度程度傾斜させた状態も含まれることとする。
【００３７】
そして、基板Ｗの移動は、真空中で行う必要があるため、搬送手段としては、パネル等で支持された基板Ｗが搭載された台車をワイヤに接続して、ワイヤを外部からサーボモータ等によって定速駆動して引っ張る、といったシンプルな方式を採用することが考えられる。ただし、脱ガスの対策等がなされていれば、周知技術であるボールネジやベルトコンベア等による搬送手段を用いても構わないことは勿論である。
【００３８】
上述したような構成の蒸着装置１においては、上記蒸着源１０が複数並列されていてもよい。この場合には、各供給端１１が平行となるように配置されることとし、各蒸着源１０の間は、上述した制限板で区切られることとする。この場合には、各蒸着源１０の原料供給源１２に、異なる有機材料を貯留することで、複数の有機層の連続成膜が可能となる。
【００３９】
続いて、以上のように構成された蒸着装置における処理動作例について説明する。ここで、基板Ｗとしては、１ｍ〜２ｍの幅および長さのガラス基板が用いられ、基板Ｗの成膜面は、例えば開口パターンを有するマスクで覆われていることとする。この基板Ｗ上への有機層の蒸着成膜にあたっては、まず、基板Ｗがハンドリングロボットや搬送コンベア等によって処理チャンバ２０内に搬送される。処理チャンバ２０内で、例えばパレット等で支持された基板Ｗは、水平状態に対して略垂直に保持された状態で、搬送手段に搭載される。ここでは、例えば成膜面を上側に向けて、１０度程度傾斜させた状態で上記基板Ｗが保持され、台車に搭載されることとする。
【００４０】
一方、蒸着源１０の供給端１１も、保持された状態の上記基板Ｗと平行になるように、傾斜されることとする。この供給端１１の複数の開口１０Ａが配置された面と、基板Ｗとは、１００ｍｍ〜３００ｍｍの間隔で配置される。そして、蒸着源１０を構成する原料供給源１２のルツボ１４が熱源１５により加熱温度制御され、その中の有機材料（蒸着物質ｍ）が蒸発し、供給管１３を通過して、分岐された供給管１３ａに分配される。そして、各供給管１３ａから供給端１１に供給された蒸着物質ｍは、ライン状に配列された複数の開口１０Ａから略水平方向に供給される。
【００４１】
上記蒸着物質ｍが開口１０Ａを通って飛散している状態で、搬送手段により水平方向に対して略垂直に保持された状態の基板Ｗを、開口１０Ａに対向配置した状態で、供給端１１の開口１０Ａの配列方向と直交方向に相対的に一定速度で移動させる。この際、膜厚モニタ２１により、各供給管１３ａに対応した複数の開口１０Ａからの蒸着レートを計測し、その結果に基づいて、流量制御手段のバルブ１７ａの開度を調整することで、応答制御性よく複数の開口１０Ａからの蒸着物質ｍの蒸着レートが均一となるように制御することが可能となる。これにより、その基板Ｗには、有機材料の薄膜（有機層）が蒸着膜として形成される。
【００４２】
なお、ここでは、成膜しながら、膜厚モニタ２１により蒸着レートを制御することとしたが、予め、膜厚モニタ２１により、複数の開口１０Ａからの蒸着レートを計測し、その結果に基づいて、流量制御手段のバルブ１７ａの開度を調整した後に、基板Ｗへの成膜を行ってもよい。
【００４３】
続いて、上記有機層が成膜された基板Ｗ上に、異なる有機層を連続成膜する場合には、搬送手段により、基板Ｗを成膜が開始される位置まで戻し、例えば基板Ｗを覆うマスクを替えて、蒸着源１０に並列された他の蒸着源から、上記と同様に、別の有機材料を供給する成膜処理を行う。
【００４４】
このような蒸着装置１および蒸着源１０によれば、供給端１１に接続された複数の供給管１３ａに、流量制御手段１７がそれぞれ設けられていることから、ライン状に配列された複数の開口１０Ａに蒸着物質ｍが均等に分配されるように、各供給管１３ａから供給端１１に供給される蒸着物質ｍの量を制御することができる。これにより、複数の開口１０Ａからの蒸着物質ｍの蒸着レートが均一になるように制御することが可能である。したがって、大型基板に対応させて、供給端１１の開口の配列方向の長さを長くした場合であっても、基板Ｗ表面にライン状に供給される蒸着物質ｍのラインの長さ方向における分布を均一にすることができる。したがって、膜厚の均一な蒸着膜を形成することが可能となる。
【００４５】
また、膜厚モニタ２１のモニタリング結果をフィードバックして、流量制御手段１７を制御することで、蒸着物質ｍの流量が直接調整されるため、背景技術で図３（ｂ）を用いて説明したように、熱源（ルツボ）の温度を可変して蒸着レートの制御を行う場合よりも、応答制御を早くすることができるため、膜厚の安定を図ることができる。
【００４６】
さらに、上記流量制御手段１７がバルブ１７ａを備えていることで、バルブ１７ａを閉じれば、瞬時に成膜が終了されるため、蒸着物質ｍが飛散し続けることが回避され、有機材料の有効利用を図ることができ、コスト等の観点からも好適である。
【００４７】
なお、本実施形態では、本発明の実施の好適な具体例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形することが可能である。すなわち、本実施形態で説明した製造装置を構成する一連の構成要素の材質、形状、動作機構等は、必ずしもこれらに限られるものではなく、各構成要素の機能を同様に確保することが可能な限り自由に変更可能である。この場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、上記実施形態においては、ガラス基板からなる基板Ｗに有機層を形成する場合を例に挙げて説明したが、樹脂材料からなるフィルム素材等のようなロール状の基板であっても、全く同様に対応することができる。
【００４８】
また、例えば、上記実施形態における蒸着装置１では、蒸着源１０を構成する供給管１３が供給端１１側で３本の供給管１３ａに分岐された例について説明したが、次の変形例１に示すような構成であってもよい。
【００４９】
（変形例１）
図３の断面構成図に示すように、本変形例１の蒸着源１０’を構成する供給管１３’は、供給端１１に向かって複数の段階で分岐されている。ここでは、例えばその一端がルツボ１４に接続された供給管１３’が供給端１１に向かって、２本の供給管１３ａ’に分岐され、さらに３本の供給管１３ａ''に２段階で分岐されることとする。これにより、実施形態において、図２を用いて説明した供給管１３が１段階で分岐される構成よりも、供給管１３’、１３ａ’、１３ａ''内で、蒸着物質ｍが拡散されて、供給端１１に接続される複数の供給管１３ａ''に蒸着物質ｍが均等に分配されるため、好ましい。この場合には、ガス流量制御手段１７は、供給端１１に直接接続される供給管１３ａ''に設けられることとする。
【００５０】
このような構成の蒸着源１０’およびこれを用いた蒸着装置であっても、供給端１１に接続される複数の供給管１３ａ''に流量制御手段１７が設けられることから、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５１】
なお、上述した実施形態および変形例１で説明した蒸着源１０（１０’）では、供給管１３（１３’）の供給端１１側が複数に分岐された例について説明したが、供給管１３自体が複数本で構成されていてもよい。この場合には、複数の供給管１３の一端が、複数のルツボ１４にそれぞれ接続されていてもよく、１つのルツボ１４を共有する状態で接続されていてもよい。ただし、供給管１３が１つのルツボ１４に接続される方が、原料供給源１２のメンテナンスが容易であるため、好ましい。
【００５２】
なお、上述した実施形態および変形例１で説明した蒸着源１０（１０’）では、供給端１１が、水平状態に対して略垂直となるように配置された例について説明したが、供給端１１は略水平に配置されてもよい。この場合には、搬送手段により、水平状態に対して略垂直に保持された状態の基板Ｗを、開口１０Ａに対向配置した状態で、上下方向に移動させる。ただし、供給端１１が、水平状態に対して略垂直となるように配置されている方が、基板Ｗの搬送の容易さを考慮すれば、好ましい。
【００５３】
（表示装置の具体的な製造方法）
表示装置の具体的な製造方法を説明するに先立ち、図面に基づき本発明に係る有機ＥＬ素子を用いた表示装置の製造システムおよび製造方法について説明する。図４は本実施形態に係る製造システムを構成する製造装置の概略構成例を示す模式図、図５はその要部の構成例を示す模式図、図６はその製造装置によって製造される有機ＥＬ素子の概略構成例を示す模式図、図７はその有機ＥＬ素子を製造する際に用いられる搬送治具の概略構成例を示す模式図、図８は本実施形態に係る製造システムの構成例を示す模式図である。
【００５４】
先ず、はじめに、有機ＥＬ素子の概略構成について簡単に説明する。図６に示すように、本実施形態において製造される有機ＥＬ素子１００は、有機ＥＬディスプレイを構成するためのガラス基板２００上に形成されたもので、それぞれ異なる材料からなる複数の有機層１００ａ〜１００ｄが順次積層されてなるものである。なお、ここでは、積層される層数が四つである場合を例に挙げているが、これに限定されないことは勿論である。
【００５５】
ところで、ガラス基板２００上には、図示はしていないが、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した複数の有機ＥＬ素子１００が、所定パターンに従ってマトリクス状に縦横に配列されている。各有機ＥＬ素子１００の間の相違は、有機層１００ａ〜１００ｄを構成する有機材料（蛍光物質）にある。これにより、これらガラス基板２００および各有機ＥＬ素子１００を備えて構成された有機ＥＬディスプレイでは、各有機ＥＬ素子に所定波長の光を選択的に発生させて、カラー画像の表示を行うことが可能になるのである。
【００５６】
このようなカラー画像を表示するための各有機ＥＬ素子１００の配列は、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターニング成膜によって各有機ＥＬ素子１００を形成することで実現可能となる。ここで、パターニング成膜のために用いられる搬送治具の概略構成について説明する。パターニング成膜は、図７に示すように、平板状に形成され、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）等の強磁性体からなるメタルマスク３００を用いて行われる。メタルマスク３００には、所定の成膜パターンに対応した複数の開孔３００ａが穿設されている。そして、被成膜物であるガラス基板２００の一面側を覆うようにそのガラス基板２００と密着した状態で、ガラス基板２００の他面側に配された電磁石４００が発生させる磁力によって固定されるようになっている。このように構成される一体型の搬送治具によって、ガラス基板２００上には、所定パターンの成膜を行うことができ、また複数種類のメタルマスク３００を用意すれば異なるパターンの多層成膜を行うこともでき、結果として複数の有機ＥＬ素子１００を縦横に配列することが可能となるのである。
【００５７】
次に、以上のような搬送治具を用いてガラス基板２００上に有機ＥＬ素子１００を形成して有機ＥＬディスプレイを構成するための製造システムについて説明する。本実施形態で説明する製造システムは、カラー画像の表示が可能な有機ＥＬディスプレイを構成すべく、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターニング成膜を行って、ガラス基板２００上に複数の有機ＥＬ素子１００を縦横に配列するためのものである。
【００５８】
そのために、図８に示すように、本実施形態で説明する製造システムは、大別すると、外部からガラス基板２００が供給される基板供給部１１０と、そのガラス基板２００に対してクリーニングや活性化等の前処理を行う前処理部１２０と、Ｒ色に対応したアライメント（ガラス基板２００とメタルマスク３００との位置合わせおよび固定）を行うＲ色アライメント部１３０ｒと、Ｒ色に対応したパターニング成膜を行うＲ色成膜部１４０ｒと、Ｇ色に対応したアライメントを行うＧ色アライメント部１３０ｇと、Ｇ色に対応したパターニング成膜を行うＧ色成膜部１４０ｇと、Ｂ色に対応したアライメントを行うＢ色アライメント部１３ｂ０と、Ｂ色に対応したパターニング成膜を行うＢ色成膜部１４０ｂと、ガラス基板２００とメタルマスク３００との分離等の後処理を行う後処理部１５０と、ガラス基板２００から分離されたメタルマスク３００等をＲ色アライメント部１３０ｒへ供給するリターン部１６０と、パターニング成膜により各色に対応する有機ＥＬ素子１００が形成された後のガラス基板２００を排出する基板排出部１７０と、から構成されている。
【００５９】
これらの各部１１０〜１７０のうち、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂが、本実施形態で説明する有機ＥＬ素子の製造装置に該当する。すなわち、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂが、それぞれＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機ＥＬ素子１００を形成するように構成されている。
【００６０】
なお、Ｒ色アライメント部１３０ｒから後処理部１５０までの間では、ガラス基板２００は、メタルマスク３００および電磁石４００と一体型の搬送治具を構成した状態で取り扱われるものとする。したがって、ガラス基板２００、メタルマスク３００および電磁石４００からなる搬送治具は、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂを順に通過することになる。
【００６１】
また、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂの前段には、それぞれＲ色アライメント部１３０ｒ、Ｇ色アライメント部１３０ｇおよびＢ色アライメント部１３０ｂが配設されていることから、互いに異なる状態のアライメント（パターニング成膜）に対応することが可能である。これらの各部１１０〜１７０の間でのガラス基板２００または搬送治具の移載やアライメント調整等は、ここではその説明を省略するが、周知のハンドリングロボットや搬送コンベア等を用いて行うものとする。
【００６２】
さらに、これらの各部１１０〜１７０は、リターン部１６０の存在によって閉ループ構造を構築している。これにより、搬送治具を構成するメタルマスク３００および電磁石４００は、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇ、Ｂ色成膜部１４０ｂおよびリターン部１６０からなる閉ループ内を循環することになる。具体的には、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇ、Ｂ色成膜部１４０ｂおよびリターン部１６０が、Ｒ色アライメント部１３０ｒ、Ｇ色アライメント部１３０ｇ、Ｂ色アライメント部１３０ｂおよび後処理部１５０を頂点とする方形状に配されている。ただし、閉ループ構造は、必ずしも方形状である必要はない。例えば、直線状に配されたＲ色アライメント部１３０ｒ、Ｇ色アライメント部１３０ｇおよびＢ色アライメント部１３０ｂに沿うようにしてリターン部１６０を配設することで、閉ループ構造を構築することも考えられる。
【００６３】
次に、以上のような製造システムにて用いられる有機ＥＬ素子の製造装置、すなわちＲ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂの詳細について、図４および図５を参照しながら説明する。
【００６４】
図４に示すように、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂ（以下、これらを単に「素子製造装置」という）は、いずれも、真空チャンバ１４１と、その真空チャンバ１４１内に並列配置された複数の蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと、ガラス基板２と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるための搬送手段１４３と、真空チャンバ１４１内への一体型の搬送治具の搬入口および排出口（ただし、いずれも不図示）と、を備えている。
【００６５】
このうち、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれがガラス基板２００上に成膜する複数の有機層１００ａ〜１００ｄに対応している。例えば、上述したように有機層１００ａ〜１００ｄの層数が四つの場合には、図５（ａ）に示すように、搬送手段１４３による相対位置可変方向に沿って一列に並んだ四つの蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを設け、それぞれに異なる有機材料を蒸発させるようにすることが考えられる。ただし、ここでは、並設された蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数が四つである場合を例に挙げているが、上述した有機層１００ａ〜１００ｄの層数と同様に、これに限定されないことは勿論である。しかも、必ずしも有機層１００ａ〜１００ｄの層数と蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数とが一致している必要はない。例えば、同じ有機材料を蒸発させる蒸着源を隣り合って二つ以上設けるようにしてもよく、この場合には、有機層１００ａ〜１００ｄの層数が四つであっても、蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数は五つ以上となる。つまり、ここでいう有機層１００ａ〜１００ｄに対応する数には、有機層１００ａ〜１００ｄと同一の数の他に、有機層１００ａ〜１００ｄよりも多い数も含む。
【００６６】
また、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、図５（ｂ）に示すように、いずれも、搬送手段１４３による相対位置可変方向と略直交する方向に延びる線状に構成されている。つまり、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、ガラス基板２の進行方向と略直交する辺の長さを充分にカバーするだけの蒸着幅を有しており、かつ、その蒸着幅の全域にわたって均一な有機材料の分布が得られるようになっている。
【００６７】
また、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、図１に示すような複数の流量制御手段１７が設けられており、ガラス基板２の進行方向と略直交する方向に反った蒸着材料の分布を個別に制御でき、均一な膜厚から成る有機層を形成できるようになっている。
【００６８】
さらに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、例えばヒータ１４４の加熱によって有機材料を蒸発させるが、それぞれに独立した温度コントローラ１４５が接続しているとともに、各温度コントローラ１４５が成膜の厚さを膜厚センサ１４６によってモニタしているので、任意の蒸着レートが安定して保たれるようになっている。つまり、温度コントローラ１４５および膜厚センサ１４６によって、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれ個別に蒸着レートがコントロールされるようになっている。ただし、蒸着レートのコントロールは、温度コントローラ１４５等によるものに限定されることはなく、これとは別に、あるいはこれに追加して、例えば各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとガラス基板２との距離を個別に調整するための機構を設けることも考えられる。
【００６９】
なお、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの周囲には、将来的な有機層の増加にも容易に対応可能とすべく、予備の蒸発源設置スペースを設けておくことが望ましい。
【００７０】
また図４において、搬送手段１４３は、ガラス基板２を含む一体型の搬送治具を移動させることで、そのガラス基板２００と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるようになっている。このとき、搬送手段１４３では、搬送治具の移動を真空中で行う必要があることや、蒸着によるゴミの問題等を考慮して、搬送治具を搭載した台車を閉じたワイヤに接続し、そのワイヤを外部からサーボモータ等によって定速駆動して引っ張る、といったシンプルな方式を採用し、これによりその搬送治具の移動を実現することが考えられる。ただし、脱ガスの対策等がなされていれば、周知技術であるボールネジやベルトコンベア等による搬送方式を用いても構わないことは勿論である。
【００７１】
次に、以上のように構成された素子製造装置における処理動作例、すなわち本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
【００７２】
ガラス基板２００上に有機ＥＬ素子１００を形成するのにあたっては、先ず、素子製造装置の前工程、具体的にはＲ色アライメント部１３０ｒ、Ｇ色アライメント部１３０ｇまたはＢ色アライメント部１３０ｂにて、ガラス基板２００とメタルマスク３００との精密アライメントが行われる。この精密アライメントは、例えば、予め付されたアライメントマークを画像処理等によって検出認識することによって行われる。そして、精密アライメントの後、ガラス基板２００とメタルマスク３００とは、電磁石４による磁力を介して一体型の搬送治具を構成し、ハンドリングロボットや搬送コンベア等によって搬入口から素子製造装置の真空チャンバ１４１内に搬送される。
【００７３】
真空チャンバ１４１内では、例えばガラス基板２００上に材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各有機層１００ａ〜１００ｄを成膜する場合、これらに対応する各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが、搬送手段１４３による相対位置可変方向に沿って材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に配置されている。そして、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、既に説明したように、ガラス基板２００の横幅を充分にカバーする蒸着幅を持ち、かつ、複数の流量制御手段１７による個別の流量制御によって均一な膜厚分布を得ることができるようになっている。
【００７４】
したがって、真空チャンバ１４１内に搬送された一体型の搬送治具を搬送手段１４３が移動させ、その搬送治具を構成するガラス基板２００の被成膜箇所、すなわちメタルマスク３００の開孔３００ａが穿設された部分が、材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に配置された各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置を順に通過すると、そのガラス基板２００の被成膜箇所には、材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に各有機層１００ａ〜１００ｄが積層された状態に成膜されることになる。つまり、各有機層１００ａ〜１００ｄの成膜は、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上を通過することによって、連続して行われる。
【００７５】
このとき、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、予め設定された条件に従いつつ、それぞれ個別に流量制御手段１７による流量制御、および温度コントローラ１４５による温度制御等によって蒸着レートがコントロールされるようになっている。また、図２に示す膜厚モニタ２１が設けられている場合には、このモニタ値を用いたフィードバック制御を行うこともできる。蒸着レートの設定は、各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚比とこれらに対応する各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートとの間の比が等しくなり、かつ、設定後の蒸着レートの値が最大になるようにする。このようにするためには、有機材料の耐熱特性上最も厳しいものに蒸着レートを合わせればよい。
【００７６】
具体的には、以下の述べるように各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートを設定することが考えられる。例えば、必要となる各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚を成膜するのに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが設定可能な最大蒸着レートで成膜を行うと、それぞれ１０分、８分、１２分、５分といった時間を要する場合を例に挙げる。この場合、それぞれを最大蒸着レートとすると、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを一定速度で通過するため、各有機層１００ａ〜１００ｄが所望する膜厚とはならない。したがって、この場合に、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートは、最も時間が掛かり１２分を要する蒸着源１４２ｃに合わせ、その時間内で各有機層１００ａ〜１００ｄが所望する膜厚となるように設定する。__このとき、必要ならば、ある有機層に対応する蒸着源を隣り合って２つ以上設け、全体の蒸着レートを最適効率化するようにしてもよい。
【００７７】
なお、必要となる各有機層１００ａ〜１００ｄの成膜にどの程度の時間を要するかは、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートと一体型の搬送治具の移動速度とから特定することができる。このことから、搬送治具の移動速度のコントロールによって、各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚を制御することも考えられる。
【００７８】
このようにして、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上における一体型の搬送治具の通過、すなわち各有機層１００ａ〜１００ｄの成膜が連続して行われると、成膜の終わった搬送治具は、ハンドリングロボットや搬送コンベア等によって、搬出口から素子製造装置の真空チャンバ１４１外へ搬出される。そして、次の色成分に対応した素子製造装置へ送られて、再び上述した場合と同様の精密アライメントおよび成膜処理が行われる。これを繰り返すことによって、ガラス基板２００上には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機ＥＬ素子１００が縦横に配列されるのである。
【００７９】
以上のように、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１００の製造方法およびこれを実行する素子製造装置によれば、並列配置された複数の蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置を順に通過するように、ガラス基板２００を含む一体型の搬送治具を移動させて、そのガラス基板２００上の被成膜箇所に各有機層１００ａ〜１００ｄを順次積層させるようになっている。すなわち、ガラス基板２００上の被成膜箇所には、そのガラス基板２００が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置を順に通過する度に、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄからの蒸着材料による成膜が行われることになる。
【００８０】
したがって、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の製造方法および素子製造装置によれば、ガラス基板２００上への各有機層１００ａ〜１００ｄの成膜にあたり、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄに対する処理準備（温度上昇や蒸着レートの安定化等）を略同時に行うことができる。そのため、各有機材料毎に温度上昇を行ったり蒸発レートの安定化を行ったりする時間が余分に必要となることがないので、各有機層１００ａ〜１００ｄの迅速な成膜が実現可能となり、結果として有機ＥＬ素子１００を製造する上でのタクトタイム向上が期待できる。
【００８１】
具体的には、上述した場合と同様、例えば四層構造の各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚を成膜するのに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが設定可能な最大蒸着レートで成膜を行うと、それぞれ１０分、８分、１２分、５分といった時間を要する場合を例に挙げる。この場合、従来の手法であると、１０分＋８分＋１２分＋５分＝合計３５分を要することが考えられるが、本実施形態の製造方法および素子製造装置によれば、最も時間の掛かる蒸着レートに合わせるため、１２分＋蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ全体の通過時間８分＝合計２０分となり、結果として約４０％のタクトタイム短縮を実現することができる。
【００８２】
しかも、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の製造方法および素子製造装置によれば、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置をガラス基板２００が順に通過することによって、各有機層１００ａ〜１００ｄの成膜が連続して行われるので、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄからの蒸着材料が無駄なく成膜に用いられることになる。各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄにおける材料消費量の効率向上化が図れ、タクトタイムの短縮と同様の材料消費率の削減が見込まれるので、従来よりも有機ＥＬ素子１００のコスト削減を実現し得ることが期待できる。
【００８３】
さらに、本実施形態の有機ＥＬ素子１００の製造方法および素子製造装置では、一つの真空チャンバ１４１内で複数の有機層１００ａ〜１００ｄの成膜を連続して行うようになっているので、有機層１００ａ〜１００ｄが多層化する場合であっても一つの真空チャンバ１４１があれば済む。すなわち、多くの真空チャンバを必要としなくても、成膜処理の迅速化や材料消費量の効__率向上化等が図れる。したがって、設備コストや設置スペース等の増加を招くことなく、有機ＥＬ素子１００の製造タクトタイム向上やコスト削減等を実現することが可能となる。
【００８４】
また、本実施形態の素子製造装置では、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが搬送手段１４３による相対位置可変方向と略直交する方向に延びる線状に構成されている。したがって、当該直交方向において各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚が均一化するので、各有機層１００ａ〜１００ｄを連続して成膜する場合であっても、それぞれの膜厚精度等を確保するのが非常に容易となる。ただし、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、上述したような線状に構成することが望ましいが、必ずしも線状である必要はなく、例えば点状に構成されたものであっても、それらを並設すれば、製造タクトタイム向上やコスト削減等が実現可能となる。
【００８５】
また、本実施形態の素子製造装置では、搬送手段１４３が一体型の搬送治具を移動させることで、ガラス基板２と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるようになっている。したがって、その相対位置可変を、シンプルな方式で、かつ、高精度に行うことが、非常に容易となる。ただし、ガラス基板２ではなく、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを移動させても構わないことはいうまでもない。
【００８６】
また、本実施形態の素子製造装置では、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄに対応して温度コントローラ１４５等を設けることによって、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ毎に個別に蒸着レートをコントロールし得るようになっている。したがって、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上を一定速度で通過しても、各有機層１００ａ〜１００ｄの膜厚を所望値に成膜することが可能となる。さらには、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ毎に膜厚のモニタ結果を基にしたフィードバック制御等を行うことも可能となるので、より一層成膜の高精度化を実現し得るようにもなる。
【００８７】
また、本実施形態で説明した有機ＥＬディスプレイの製造システムおよびその製造システムを用いた製造方法によれば、ガラス基板２００、メタルマスク３００および電磁石４００からなる搬送治具が、それぞれ異なる色成分に対応したＲ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂを順に通過するようになっている。したがって、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機ＥＬ素子１００からなる有機ＥＬディスプレイを連続的に構成することが可能となり、しかもその際に各有機ＥＬ素子１００について上述したように成膜処理準備や蒸着材料消費量の効率化等が実現可能となる。
【００８８】
さらに、本実施形態の製造システムによれば、Ｒ色アライメント部１３０ｒ、Ｇ色アライメント部１３０ｇおよびＢ色アライメント部１３０ｂが各色に対応したアライメントを個別に行うので、Ｒ色成膜部１４０ｒ、Ｇ色成膜部１４０ｇおよびＢ色成膜部１４０ｂが連続的に各色の有機ＥＬ素子１００を形成する場合であっても、各色に対応したパターニング成膜を適切に行うことが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態の製造システムによれば、リターン部１６０の存在によって閉ループ構造を構築されていることから、搬送治具が当該閉ループ内を循環することになる。したがって、各色成分に対応した有機ＥＬ素子１００を連続的に形成する場合であっても、その一連の流れの完全自動化が実現可能となり、有機ＥＬディスプレイの製造の効率化を図る上で非常に好適なものとなる。
【００９０】
特に、本実施形態で説明したように、閉ループ構造を方形状とした場合には、リターン部１６０による搬送治具の移動距離を最も短くすることができ、しかも製造システムの設置面積も省スペース化が可能となることから、結果としてシステム構成の小型化や低コスト化等が実現容易となる。
【００９１】
なお、本実施形態では、本発明の実施の好適な具体例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形することが可能である。すなわち、本実施形態で説明した素子製造装置を構成する一連の構成要素の材質、形状、動作機構等は、必ずしもこれらに限られるものではなく、各構成要素の機能を同様に確保することが可能な限り、自由に変更可能である。この場合においても、本実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。例えば、本実施形態では、板状のガラス基板２００上に有機ＥＬ素子１００を形成する場合を例に挙げて説明したが、樹脂材料からなるフィルム素材等のようなロール状の基板であっても、全く同様に対応することができる。
【００９２】
（原料供給源の接続手段）
次に、本実施形態で適用する蒸着装置の蒸着源における供給管と原料供給源との接続について説明する。
【００９３】
（その１）
図９に示すように、本実施形態に係る蒸着源１０は、蒸着物質ｍを貯留し、蒸発させるルツボ等の原料供給源１２と、原料供給源１２とノズル３０とを接続し、蒸発した蒸着物質をノズル３０へ搬送するパイプから成る供給管１３とを備えており、蒸着物質ｍを充填する作業を行うために、クランプ機構４０を用い原料供給源１２と供給管１３とを容易に分離または固定できる構造になっている。
【００９４】
ここで、供給管１３の内部は蒸発した蒸着物質で充満されるため圧力が高くなり、蒸着物質ｍが漏洩する可能性があることから、十分なシール性能が要求される。さらに蒸発した蒸着物質が付着しないように原料供給源１２と同等以上の温度に加熱する必要があり、高温に耐える耐熱性が必要となる。
【００９５】
一般的に配管のクランプには図１１（ａ）に示すようにメタルガスケット４２を、図１０（ｂ）に示すようにＶ型の溝を付けた上下のフランジ４０ｂ、４０ｃで挟み、ネジ４５を締めこむことでメタルガスケット４２を変形させてシール性能を確保する方式が取られている（ＣＦ規格フランジ）。但し、この方法では接合面の平面性を確保するためネジ４５の本数が最低でも６本は必要となり、材料充填作業に時間を要することになり好ましくない。
【００９６】
また、図１１（ｂ）に示すように上下のフランジ４０ｂ、４０ｃのテーパー構造を利用してクランプ４０ａで締めこむことで、Ｏリング４３を変形させてシール性能を確保する方式のフランジもある（ＮＷ／ＫＦ規格フランジ）。この方法であれば着脱が容易になり作業性は確保できるが、Ｏリング４３には２００℃程度までの耐熱性しかなく、有機材料が蒸発する温度である２５０℃〜４００℃に加熱した環境で用いることは不可能である。
【００９７】
そこで本実施形態では、クランプ機構４０において容易に着脱が可能であり、供給管１３の内部で蒸着物質ｍの蒸発した蒸着物質の圧力に耐えるシール性能と耐熱性を確保することのできる、有機ＥＬ素子の蒸着源を提供することを目的とする。
【００９８】
以下、図面に基づき本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。図９は、本実施形態に係る製造装置の概略構成例を示す模式図、図１０（ａ）は、本実施形態に係る蒸着源の要部であるクランプ機構の構成例を示す断面図、図１０（ｂ）はその接合部分を示す断面図である。
【００９９】
先ず、有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成について説明する。ここで説明する製造装置は、有機ＥＬ素子のガラス基板等の基板Ｗ上に有機層を成膜するためのもので、図９に示すように、図示しない真空チャンバ内に配設された有機材料の蒸着源１０と、その蒸着源１０と基板Ｗとの相対位置を可変させるための搬送手段とを備えている。蒸着源１０は、いわゆるライン型と呼ばれるもので、基板Ｗとの相対位置可変方向と略直交する方向にライン状に一列に並ぶ複数の開口１０Ａを有している。
【０１００】
また、搬送手段は、基板Ｗを移動させることで、蒸着源１０と基板Ｗとの相対位置を可変させるようになっている。このとき、基板Ｗの移動は、真空中で行う必要がある。そのため、搬送手段としては、基板Ｗを搭載した台車をワイヤに接続し、そのワイヤを外部からサーボモータ等によって定速駆動して引っ張る、といったシンプルな方式を採用することが考えられる。ただし、脱ガスの対策等がなされていれば、周知技術であるボールネジやベルトコンベア等による搬送方式を用いても構わないことは勿論である。
【０１０１】
本実施形態における蒸着源１０では、図９に示すように内部に蒸着物質ｍを貯留し加熱蒸発させる原料供給源１２の部分と開口１０Ａを有するノズル３０の部分に分離しており、原料供給源１２とノズル３０は供給管１３にて接続されている。原料供給源１２・ノズル３０・供給管１３は例えばステンレス材などの金属材料を溶接加工で製作したもので、ヒーター等の熱源Ｈにより内部の蒸着物質ｍが蒸発する温度に加熱温度制御されている。
【０１０２】
このような構成により、蒸着源１０では、熱源Ｈにより原料供給源１２で加熱された蒸着物質ｍが蒸発し、供給管１３を経由しノズル３０に入り、開口１０Ａを通って飛散するようになっている。原料供給源１２の内部で蒸発した蒸着物質ｍの蒸着物質が供給管１３とノズル３０を通る時に再付着しないように、供給管１３とノズル３０が熱源Ｈにより加熱される温度は、原料供給源１２が熱源Ｈによって加熱される温度より同等もしくは高めに設定さてれている。
【０１０３】
また、原料供給源１２は蒸着物質ｍを充填する場合などに取り外しすることができるように、クランプ機構４０により供給管１３に締結されている。クランプ機構４０は、図１２に示すクランプ４０ａと図１０（ａ）に示す上下のフランジ４０ｂ、４０ｃから構成され、上下のフランジ４０ｂ、４０ｃでメタルカスケット４２をクランプ４０ａで挟み込んで締結する構造になっている。上側フランジ４０ｂは供給管１３の下端面に、下側フランジ４０ｃは原料供給源１２の上端面に各々溶接加工で取り付けられていて、原料供給源１２や供給管１３と同じステンレス材などの硬い金属を切削加工で製作したものである。
【０１０４】
上下のフランジ４０ｂ、４０ｃには各々図１０（ｂ）に示すようなＶ型の溝が付けられており、クランプ４０ａの２本ネジを締めこむことで、テーパー形状を利用してメタルガスケット４２を変形させてシール性能を確保している。メタルガスケット４２は例えば純アルミなどの軟らかい金属で構成されており、簡易的なクランプ４０ａの締め付け力によっても十分に変形し、供給管１３の中で蒸発した蒸着物質で充満される圧力に耐えて、蒸発した蒸着物質の漏洩を回避できるシール性能が得られている。
【０１０５】
以上に説明したように、本発明に係る有機ＥＬ素子の蒸着源では、クランプ機構４０において容易に着脱が可能であり、蒸着物質ｍの蒸発した蒸着物質の圧力に耐えるシール性能を確保することができ、有機ＥＬ素子の蒸着源に必要な耐熱性を持ち合わせることにより、下記のような効果が期待できる。
【０１０６】
また、クランプ機構４０により原料供給源１２の着脱が容易になるので、材料補充に係るメンテナンス時間を短縮することができ、製造装置の稼働率を上げることができる。
【０１０７】
また、原料供給源１２の接合部分からの有機材料の漏洩を防止することができるので、高価な有機材料を無駄にすることがなく、清掃などに要するメンテナンス時間も短縮できる。
【０１０８】
（その２）
蒸着装置では、原料供給源１２と供給管１３は熱源Ｈにより加熱されているので、原料供給源１２から蒸発した蒸着物質ｍが再付着することはないが、従来例では図１５（ｂ）に示すように、原料供給源１２と供給管１３とを締結するクランプ機構の部分において温度が低下することがあり、蒸着物質ｍが付着して導入経路を狭くしてしまう問題点が生じることがある。
【０１０９】
また、温度低下により原料供給源１２から蒸発した蒸着物質ｍがクランプ機構を通過する確率が下がるので、蒸着対象であるガラス基板等への蒸着速度を同じ量に確保するためには、原料供給源１２の温度を上昇させて原料供給源１２内部で蒸発する蒸着物質ｍの量を増やす必要があり、蒸着物質ｍに熱負荷がかかることになり、好ましくない。
【０１１０】
このような状態で運用した実施例では、同じ蒸着速度を確保するためには、原料供給源１２の温度を数℃上昇させることが必要であった。また、この蒸着物質ｍの付着は半溶解性の有機材料、もしくは昇華性の有機材料にて顕著に発生することが判明している。
【０１１１】
そこで、本実施形態では、クランプ機構４０において、蒸着物質ｍの付着が生じることを回避することのできる有機ＥＬ素子の蒸着源１０を提供することを目的とする。
【０１１２】
以下、図面に基づき本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置について説明する。図１３は、本実施形態に係る製造装置の概略構成例を示す斜視図、図１４は、本実施形態に係る蒸着源の概略構成例を示す模式図、図１５は、本実施形態の特徴であるクランプ機構を示す断面図であり、（ａ）は本実施形態、（ｂ）は比較のために示す従来例である。
【０１１３】
先ず、有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成について説明する。ここで説明する製造装置は、有機ＥＬ素子のガラス基板上に有機層を成膜するためのもので、図１３に示すように、図示しない真空チャンバ内に配設された有機材料の蒸着源１０と、その蒸着源１０とガラス基板等の基板Ｗとの相対位置を可変させるための搬送手段とを備えている。蒸着源１０は、いわゆるライン型と呼ばれるもので、基板Ｗとの相対位置可変方向と略直交する方向にライン状に一列に並ぶ複数の開口１０Ａを有している。
【０１１４】
また、搬送手段は、基板Ｗを移動させることで、蒸着源１０と基板Ｗとの相対位置を可変させるようになっている。このとき、基板Ｗの移動は、真空中で行う必要がある。そのため、搬送手段としては、基板Ｗを搭載した台車をワイヤに接続し、そのワイヤを外部からサーボモータ等によって定速駆動して引っ張る、といったシンプルな方式を採用することが考えられる。ただし、脱ガスの対策等がなされていれば、周知技術であるボールネジやベルトコンベア等による搬送方式を用いても構わないことは勿論である。
【０１１５】
本実施形態における蒸着源１０では、図１４に示すように開口１０Ａを縦に配列するため、内部に有機材料を収めた原料供給源１２の部分と開口１０Ａを有するノズル３０の部分とに分離しており、原料供給源１２とノズル３０とは供給管１３にて複数の箇所で接続されている。原料供給源１２・ノズル３０・供給管１３は例えばステンレス材などの金属材料を溶接加工で製作したもので、ヒーター等の熱源Ｈにより内部の有機材料が蒸発する温度に加熱温度制御されている。
【０１１６】
供給管１３には各々バルブ１７ａが設置されている。バルブ１７ａは例えばボールまたはニードルタイプの耐熱性バルブで構成されており、各々の供給管１３を通過する有機材料の量を可変する目的で原料供給源１２とノズル３０との間に設置され、供給管１３と同様に熱源Ｈにより加熱されている（図１５（ａ）参照）。また、バルブ１７ａにはモータ１７ｂが設置されている。モータ１７ｂは例えば真空中で使用できるステッピングモータであり、バルブ１７ａの開度を調整する目的で取り付けられている。このような構成により、蒸着源１０では、熱源Ｈにより原料供給源１２で加熱された有機材料が蒸発し、供給管１３とバルブ１７ａを経由しノズル３０入り、開口１０Ａを通って飛散するようになっている。
【０１１７】
また、原料供給源１２は蒸着物質ｍを充填する場合などに取り外しができる目的で、クランプ機構４０により供給管１３に締結されている。クランプ機構４０はフランジ面のテーパー形状を利用して締めこむ形になっており、図示していないネジにより容易に取り外しができる構造になっている。さらに、クランプ機構４０は熱源Ｈにより加熱される構造になっている。熱源Ｈはいわゆるカートリッジ方式のヒーターであり、クランプ機構４０に埋め込まれており、クランプ機構４０の温度低下が生じないように加熱温度制御されている。
【０１１８】
以上に説明したように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の蒸着源１０では、蒸着物質ｍを加熱蒸発させる原料供給源１２と、この原料供給源１２から蒸発した蒸着物質ｍを導く供給管１３とを締結しているクランプ機構４０に熱源Ｈを備えて温度低下するのを防止し、蒸着物質ｍの付着が生じる課題を回避している。
【０１１９】
このクランプ機構４０の加熱によりクランプ機構４０を通過する蒸着物質ｍの通過確率が下がることを防止できるので、原料供給源１２の加熱温度を上昇させる必要がなく、蒸着物質ｍの蒸着に対する熱付加の観点からも好適なものとなると言える。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】本発明の蒸着装置に係る実施形態を説明するための斜視図である。
【図２】本発明の蒸着装置に係る実施形態を説明するための断面構成図である。
【図３】本発明の蒸着装置に係る実施形態の変形例を説明するための断面構成図である。
【図４】製造システムを構成する製造装置の概略構成例を示す模式図である
【図５】製造システムの要部の構成例を示す模式図である。
【図６】製造装置によって製造される有機ＥＬ素子の概略構成例を示す模式図である。
【図７】有機ＥＬ素子を製造する際に用いられる搬送治具の概略構成例を示す模式図である。
【図８】製造システムの構成例を示す模式図である。
【図９】クランプ機構を適用する蒸着装置の一例を示す模式断面図である。
【図１０】クランプ機構を説明する模式断面図である。
【図１１】従来の取付部分を説明する模式断面図である。
【図１２】クランプの平面側からみた模式断面図である。
【図１３】クランプ機構を適用する蒸着装置の一例を示す模式斜視図である。
【図１４】クランプ機構を適用する蒸着装置の一例を示す模式断面図である。
【図１５】クランプ機構を説明する模式断面図である。
【図１６】従来の蒸着装置を説明するための斜視図（ａ）および断面構成図（ｂ）である。
【符号の説明】
【０１２１】
１…蒸着装置、１０，１０’…蒸着源、１０Ａ…開口、１１…供給端、１２…原料供給源、１３，１３ａ，１３’，１３ａ’，１３ａ''…供給管、１７…流量制御手段、３０…ノズル、４０…クランプ機構、Ｈ…熱源、Ｗ…基板、ｍ…蒸着物質
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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