(57)【要約】【課題】生産性が良好となるように、発光素子の有機層上に金属層を形成することが可能な成膜装置を提供する。【解決手段】被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、金属を含む成膜原料を蒸発または昇華させて気体原料を生成する、前記処理容器の外部に設置された気体原料生成部と、前記処理容器内に前記気体原料を供給する気体原料供給部と、前記気体原料を前記気体原料生成部から前記気体原料供給部に輸送する輸送路と、を有し、前記被処理基板上の発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成するように構成されていることを特徴とする成膜装置。【選択図】図２
2007227086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
金属を含む成膜原料を蒸発または昇華させて気体原料を生成する、前記処理容器の外部に設置された気体原料生成部と、
前記処理容器内に前記気体原料を供給する気体原料供給部と、
前記気体原料を前記気体原料生成部から前記気体原料供給部に輸送する輸送路と、を有し、
前記被処理基板上の発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成するように構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記金属を含む層は、前記有機層と該有機層に電圧を印加する電極との間に形成される、仕事関数調整層であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記金属を含む層は、Ｌｉ層であることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記電極は、Ａｇよりなることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項５】
前記保持台が成膜に対応して前記被処理基板に対して相対的に移動するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記気体原料供給部は、複数配列されることを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項７】
電圧が印加される電圧印加ターゲットと、処理ガスの供給手段とをさらに有し、
前記処理ガスをプラズマ励起することで、スパッタリング法により成膜を行うことが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項８】
前記電圧印加ターゲットは、互いに対向する、第１の電圧印加ターゲットと第２の電圧印加ターゲットとを含むことを特徴とする請求項７記載の成膜装置。
【請求項９】
前記成膜原料を蒸発または昇華させて行う第１の成膜と、前記スパッタリング法による第２の成膜とが、連続的に実施可能に構成されていることを特徴とする請求項７または８記載の成膜装置。
【請求項１０】
発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成する第１の成膜行程と、
前記金属を含む層上に電極を形成する第２の成膜行程と、を有し、
前記第１の成膜行程では、成膜原料が蒸発または昇華されてなる気体原料が、輸送路を介して前記有機層上に供給されることで成膜が行われることを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記金属を含む層は、Ｌｉ層であることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記電極は、Ａｇよりなることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記第２の成膜行程では、互いに対向する２つのターゲットを用いたスパッタリング法により、前記電極を形成することを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記電極をマスクにして、前記有機層をエッチングするエッチング行程をさらに有することを特徴とする請求項１０乃至１３のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光層を含む有機層上に成膜する成膜装置、および発光層を含む有機層を有する発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来用いられてきたＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）に換わって、薄型にすることが可能な平面型表示装置の実用化が進んでおり、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は自発光、高速応答などの特徴を有するために、次世代の表示装置として着目されている。また、有機ＥＬ素子は、表示装置のほかに、面発光素子としても用いられる場合がある。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽電極（正電極）と陰電極（負電極）の間に有機ＥＬ層（発光層）を含む有機層が狭持された構造となっており、当該発光層に正極から正孔を、負極から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層を発光させる構造になっている。
【０００４】
また、前記有機層には、必要に応じて陽極と発光層の間、または陰極と発光層の間に、例えば正孔輸送層、または電子輸送層など発光効率を良好とするための層を付加することも可能である。
【０００５】
上記の発光素子を形成する方法の一例としては、以下の方法を取ることが一般的であった。まず、ＩＴＯよりなる陽電極がパターニングされた基板上に、前記有機層を蒸着法により形成する。蒸着法とは、例えば蒸発あるいは昇華された蒸着原料を、被処理基板上に蒸着させることで薄膜を形成する方法である。次に、当該有機層上に、陰電極となるＡｌ（アルミニウム）を、蒸着法により形成する。このような発光素子を、いわゆるトップカソード型発光素子と呼ぶ場合がある。
【０００６】
例えばこのようにして、陽電極と陰電極の間に有機層が形成されてなる、発光素子が形成される（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
図１は、従来の蒸着装置の構成の一例を模式的に示した図である。
【０００８】
図１を参照するに、本図に示す成膜装置１０は、内部に内部空間１１Ａが画成される処理容器１１を有し、当該内部空間１１Ａには、蒸着源１２と、該蒸着源１２に対向する基板保持台１５が設置された構造を有している。前記内部空間１１Ａは、排気ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続された排気ライン１４より排気され、所定の減圧状態に保持される構造になっている。
【０００９】
前記蒸着源１２にはヒータ１３が設置され、該ヒータ１３によって内部に保持された原料１２Ａを加熱し、蒸発または昇華させて気体原料とすることが可能に構成されている。当該気体原料は、前記基板保持台１５に保持された被処理基板Ｓに蒸着される。
【００１０】
上記の成膜装置１０を用いて、例えば発光素子の有機層（発光層）や、有機層上の電極などを成膜することができる。
【特許文献１】特開２００４−２２５０５８号公報
【特許文献２】ＵＳＰ  ６８４９２４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来の蒸着装置を用いて成膜を行う場合、処理容器内の蒸着源から蒸発または昇華する原料を被処理基板に成膜させるため、被処理基板の成膜面を下に向けた、いわゆるフェースダウンの成膜方法により行う必要があった。このため、被処理基板が大きくなった場合には基板の扱いが困難となって、成膜装置の生産性が低下してしまう問題が生じていた。
【００１２】
また、従来の蒸着装置では、蒸着源から蒸発または昇華した原料が、被処理基板以外の部分にも付着することによってパーティクルの発生源となる場合があり、付着した原料を除去する頻度が高くなって、生産性が低下してしまう問題が生じる場合があった。
【００１３】
このような、被処理基板以外への付着を抑制するためには、蒸着源と被処理基板（保持台）の距離を近づけることが好ましい。しかし、蒸着源は加熱により原料を蒸発または昇華させる機能を有する、蒸着源と被処理基板を近づけると被処理基板や被処理基板上のマスクが加熱される問題や、膜厚の均一性が悪くなる問題が生じる場合がある。このため、蒸着源と被処理基板は、所定の距離以上に離して設置する必要があった。
【００１４】
また一方で、例えばスパッタリング法による成膜は、被処理基板の向きなどの制限が少なく、生産性が良好であるメリットがあるが、蒸着法に比べて成膜対象に対するダメージが大きくなってしまう問題があった。
【００１５】
例えば、有機ＥＬ素子などの、発光層を含む有機層上に成膜を行う場合には、スパッタリングによる有機層へのダメージが問題となる場合がある。例えばスパッタリング法などによってＡｌなどの硬い金属の粒子が高速度で有機層に衝突した場合や、プラズマ励起に伴う紫外線が照射されることなどによって、有機層がダメージを受け、発光素子の品質が低下してしまう場合がある。
【００１６】
このように、有機層上に成膜を行う場合の例としては、例えば以下の場合がある。
【００１７】
例えば、有機層と金属電極を用いた発光素子においては、有機層と電極の間の仕事関数の差によって発光効率が低下してしまう場合がある。このような発光効率の低下を抑制するために、有機層と電極の間（すなわち有機層上）に、例えば所定の金属を含む層（例えば金属層、または金属化合物層など）を形成する場合がある。このような、有機層と電極の間の仕事関数の差による発光効率の低下を抑制するための層（以下仕事関数調整層とよぶ場合がある）を形成する場合、成膜方法（例えばスパッタリング法）によっては有機層にダメージを与える場合がある。また、仕事関数調整層を構成する材料によっては、スパッタリングのターゲット材料を構成することが困難な材料もある。
【００１８】
一方で、当該仕事関数調整層を従来の蒸着法で形成しようとすると、先に説明したように、大型基板への対応が困難であることなど、生産性が低下してしまう問題を解決することが困難であった。
【００１９】
また、上記の特許文献２には、成膜原料を蒸発または昇華させて輸送することにより、成膜を行う成膜装置が開示されている。しかし、上記の特許文献２には、発光層を含む有機層上に成膜を行う上での問題や、その解決方法はなんら開示されていない。
【００２０】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な成膜装置と、発光素子の製造方法を提供することを統括的目的としている。
【００２１】
本発明の具体的な第１の課題は、良好な生産性で、発光素子の有機層上に金属を含む層を形成することが可能な成膜装置を提供することである。
【００２２】
本発明の具体的な第２の課題は、第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成され、前記有機層と第２の電極の間には仕事関数調整層が形成されてなる発光素子を、良好な生産性で製造する製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、上記の課題を、請求項１に記載したように、
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
金属を含む成膜原料を蒸発または昇華させて気体原料を生成する、前記処理容器の外部に設置された気体原料生成部と、
前記処理容器内に前記気体原料を供給する気体原料供給部と、
前記気体原料を前記気体原料生成部から前記気体原料供給部に輸送する輸送路と、を有し、
前記被処理基板上の発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成するように構成されていることを特徴とする成膜装置により、また、
請求項２に記載したように、
前記金属を含む層は、前記有機層と該有機層に電圧を印加する電極との間に形成される、仕事関数調整層であることを特徴とする請求項１記載の成膜装置により、また、
請求項３に記載したように、
前記金属を含む層は、Ｌｉ層であることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置により、また、
請求項４に記載したように、
前記電極は、Ａｇよりなることを特徴とする請求項１乃至３のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項５に記載したように、
前記保持台が成膜に対応して前記被処理基板に対して相対的に移動するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項６に記載したように、
前記気体原料供給部は、複数配列されることを特徴とする請求項１乃至５のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項７に記載したように、
電圧が印加される電圧印加ターゲットと、処理ガスの供給手段とをさらに有し、
前記処理ガスをプラズマ励起することで、スパッタリング法により成膜を行うことが可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項８に記載したように、
前記電圧印加ターゲットは、互いに対向する、第１の電圧印加ターゲットと第２の電圧印加ターゲットとを含むことを特徴とする請求項７記載の成膜装置により、また、
請求項９に記載したように、
前記成膜原料を蒸発または昇華させて行う第１の成膜と、前記スパッタリング法による第２の成膜とが、連続的に実施可能に構成されていることを特徴とする請求項７または８記載の成膜装置により、また、
請求項１０に記載したように、
発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成する第１の成膜行程と、
前記金属を含む層上に電極を形成する第２の成膜行程と、を有し、
前記第１の成膜行程では、成膜原料が蒸発または昇華されてなる気体原料が、輸送路を介して前記有機層上に供給されることで成膜が行われることを特徴とする発光素子の製造方法により、また、
請求項１１に記載したように、
前記金属を含む層は、Ｌｉ層であることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１２に記載したように、
前記電極は、Ａｇよりなることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１３に記載したように、
前記第２の成膜行程では、互いに対向する２つのターゲットを用いたスパッタリング法により、前記電極を形成することを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１４に記載したように、
前記電極をマスクにして、前記有機層をエッチングするエッチング行程をさらに有することを特徴とする請求項１０乃至１３のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、解決する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、良好な生産性で、発光素子の有機層上に金属を含む層を形成することが可能な成膜装置を提供することが可能となる。
【００２５】
また、第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成され、前記有機層と第２の電極の間には仕事関数調整層が形成されてなる発光素子を、良好な生産性で製造する製造方法を提供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】
【００２６】
本発明に係る成膜装置は、成膜原料を蒸発または昇華させて被処理基板上に成膜する成膜装置であって、前記被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、前記成膜原料を蒸発または昇華させて気体原料を生成する、前記処理容器の外部に設置された気体原料生成部と、前記処理容器内に前記気体原料を供給する気体原料供給部と、前記気体原料を前記気体原料生成部から前記気体原料供給部に輸送する輸送路と、を有し、前記成膜原料は金属材料を含み、前記被処理基板上の発光層を含む有機層上に金属を含む層を形成するように構成されていることを特徴としている。
【００２７】
上記の成膜装置では、成膜原料が蒸発または昇華されて生成される気体原料が輸送路を用いて輸送され、処理容器内の被処理基板近傍に供給される構造となっている。このため、従来の蒸着装置と比較した場合に、気体原料を供給する方向の設定の自由度が高く、被処理基板を保持する向きの制約が少なくなる特徴を有している。このため、例えば被処理基板の成膜面を上とする（重力がかかる方向に対して成膜面を向けている）、いわゆるフェースアップの成膜が可能になり、大型基板への成膜が容易となる効果を奏する。
【００２８】
また、気体原料を輸送する輸送路を有しているため、成膜原料を蒸発または昇華させる気体原料生成部と、蒸発または昇華して生成される気体原料を処理容器内に供給する気体原料供給部を分離（離間）して設置することが可能になっていることが、上記の成膜装置の特徴である。
【００２９】
このため、例えば気体原料供給部を被処理基板や保持台に近づけた場合であっても、被処理基板や保持台が加熱の影響を受けにくくなっている。したがって、気体原料供給部と被処理基板を近づけて設置することが可能になる。したがって、被処理基板以外の部分への成膜量が抑制され、原料の利用効率が良好となるとともに、メンテナンスの頻度が低くなり、生産性が良好となる効果を奏する。
【００３０】
上記の成膜装置により、発光層を有する有機層上に、該有機層に対するダメージを低減しながら、かつ良好な生産性で、金属を含む層（例えば仕事関数調整層など）を形成することが可能となる。
【００３１】
次に、本発明の実施例について、図面に基づき具体的に説明する。
【実施例１】
【００３２】
図２は、本発明の実施例１による成膜装置１００を模式的に示した断面図である。
【００３３】
図２を参照するに、本実施例による成膜装置１００は、被処理基板Ｗを保持する保持台１０２を内部に備えた処理容器１０１を有している。前記処理容器１０１の外側には、成膜原料１１０Ａを内部に保持する気体原料生成部１０９を有している。
【００３４】
前記気体原料生成部１０９は、前記成膜原料１１０Ａを、蒸発または昇華させて気体原料を生成する。前記気体原料生成部１０９で生成された気体原料は、前記気体原料生成部１０９に接続された輸送路１０８内を介して、前記処理容器１０１に設置された気体原料供給部１０４に輸送される。さらに、前記原料供給部１０４に輸送された気体原料は、前記処理容器１０１内の前記被処理基板Ｗの近傍へと供給され、被処理基板Ｗ上に成膜が行われる。
【００３５】
また、前記処理容器１０１内は、例えば真空ポンプなどの排気手段（図示せず）に接続された排気ライン１１４より排気され、所定の減圧状態に保持することが可能に構成されている。
【００３６】
前記気体原料生成部１０９は原料容器１１０を有し、該原料容器１１０の内部には、液体または固体よりなる前記成膜原料１１０Ａが保持される。前記原料容器１１０の外側には、例えばヒータよりなる加熱手段１１１が設置され、前記成膜原料１１０Ａを加熱して蒸発または昇華させることが可能に構成されている。
【００３７】
また、前記原料容器１１０には、例えばＡｒやＨｅなどの不活性ガスよりなるキャリアガスを供給するキャリアガス供給ライン１１２が接続されている。前記原料容器１１０内で生成された気体原料は、当該キャリアガスとともに前記輸送路１０８、および前記気体原料供給部１０４を介して前記処理容器１０１内に供給される。
【００３８】
前記原料供給部１０４は、前記輸送路１０８が接続された、例えば円筒状または筐体状の供給部本体１０５を有し、その内部に当該輸送路１０８を介して気体原料が供給される構造になっている。
【００３９】
また、前記供給部本体１０５の内部には、気体原料の流れを制御する整流板１０６が設置されている。当該整流板１０６は、例えば複数のガス穴を有する多孔板よりなる。前記整流板１０６を設置することで、被処理基板Ｗに対する気体原料の供給量の分布の均一性が良好となる。また、このような整流板は、複数設けてもよい。
【００４０】
さらに、前記供給部本体１０５の、被処理基板Ｗに面する側には、例えば多孔質の金属材料（金属フィルタ）よりなるフィルタ板１０７が設置されている。気体原料は当該フィルタ板１０７を介して前記処理容器１０１内に供給される。このため、気体原料に含まれるパーティクルが除去されて、成膜される膜の品質が良好となる効果を奏する。
【００４１】
また、前記保持台１０２は、成膜（気体原料の供給）に対応して移動可能に構成されている。前記保持台１０２は、前記処理容器１０１の底面（前記気体原料供給部１０４に対向する側）に設置された、移動レール１０３上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台１０２が移動されることによって、被処理基板の面内での成膜の均一性が良好になるように構成されている。
【００４２】
また、前記処理容器１０１には、ゲートバルブ１１３が設置される。前記ゲートバルブ１１３は、例えば前記処理室１０１が真空搬送室などの搬送手段（図示せず）に接続される側に設置される。前記ゲートバルブ１１３を開放することにより、被処理基板Ｗの前記処理容器１０１内への搬入が、または被処理基板Ｗの前記処理容器１０１内からの搬出が可能になる。
【００４３】
本実施例による成膜装置１００では、前記成膜原料１１０Ａが蒸発または昇華されて生成される気体原料が前記輸送路１０８を用いて輸送され、前記処理容器１０１内の被処理基板Ｗ近傍に供給される構造となっている。このため、従来の蒸着装置と比較した場合に、気体原料を供給する方向の設定の自由度が高い特徴を有している。例えば、前記気体原料供給部１０４を設置する場所や、または設置する向き（気体原料が供給される方向）の自由度が高くなっている。
【００４４】
したがって、被処理基板Ｗの向き、すなわち前記保持台１０２を設置する場所や設置する向きの自由度が高くなる。このため、例えば被処理基板Ｗの成膜面を上とする、いわゆるフェースアップの成膜が可能になり、大型基板への成膜が容易となる効果を奏する。
【００４５】
また、本実施例による成膜装置１００は、気体原料を前記気体原料生成部１０９から前記気体原料供給部１０４まで輸送する輸送路１０８を有している。このため、前記気体原料生成部１０９と、前記気体原料供給部１０４とを分離（離間）して設置することが可能になっている。本実施例の場合、例えば、前記気体原料生成部１０９は、前記処理容器１０１の外側に、前記気体原料供給部１０４は、前記処理容器１０１の開口部に前記処理容器１０１の内部（被処理基板）に面するように、それぞれ分離して設置されている。
【００４６】
この結果、前記処理容器１０１内において、前記被処理基板Ｗ以外の部分への成膜量が抑制され、原料の利用効率が良好となるとともに、必要とされるメンテナンスの頻度が低くなり、成膜装置の生産性が良好となる効果を奏する。
【００４７】
本実施例の成膜装置１００により、例えば、有機ＥＬ素子などの、発光層を有する有機層上に、良好な生産性で金属を含む層（例えば仕事関数調整層など）を形成することが可能となる。このような有機層上に成膜を行う場合は、例えば従来のスパッタリング法による成膜では有機層がダメージを受けやすい問題があった。一方で、上記の成膜装置を用いると、有機層に与えるダメージを低減し、さらに良好な生産性で成膜を行うことが可能になる。
【００４８】
また、このような発光層を有する発光素子は、例えば表示装置の大型化に伴って大型基板を用いて製作されるようになってきている。このような発光素子の製造においては、フェースアップ成膜への対応が可能である本実施例による成膜装置は、従来の成膜装置に比べて良好な生産性を有している。
【００４９】
また、例えばボトムエミッションタイプの発光素子を製造する場合、上層に形成される陰電極（トップカソード）を構成する材料は、発光の反射率が良好である材料を用いることが好ましく、例えば、Ａｇを用いることが好ましい。
【００５０】
また、陰電極にＡｇを用いた場合には、発光層を含む有機層と電極との間に形成する、発光効率の低下を抑制するための層（仕事関数調整層）として、Ｌｉを用いることが好ましい。
【００５１】
例えば、Ｌｉを成膜する場合、スパッタリング法による成膜では、有機層にダメージがはいる懸念があることに加えて、スパッタリングに用いるターゲット材料を形成することが困難である問題がある。
【００５２】
Ｌｉは、例えば大気中に放置されると表面が変化（例えば窒化）しやすく、特に大型のターゲット材料を形成したり、また輸送するなどの取り扱いが困難である問題を有している。このため、スパッタリング法によって、Ｌｉ層よりなる仕事関数調整層を形成することは困難であった。
【００５３】
また、従来の蒸着法によりＬｉを成膜する場合には、成膜条件によっては特に処理容器の内部（被処理基板以外の部分）に成膜されてしまう量が多くなり、装置のメンテナンスに時間を要して生産性が低下してしまう場合があった。
【００５４】
一方、本実施例による成膜装置１００では、有機ＥＬ素子などの、（有機）発光層を含む有機層上に、Ｌｉ層よりなる仕事関数調整層を、有機層に与えるダメージを抑制しながら良好な生産性で形成することが可能となっている。
【００５５】
また、本発明による成膜装置は、本実施例による成膜装置に限定されるものではない。例えば、以下に示すように、様々に変形・変更することが可能である。
【実施例２】
【００５６】
図３は、本発明の実施例２による成膜装置を模式的に示す断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、特に説明しない部分は実施例１の場合と同様の構造・機能であるものとする。
【００５７】
図３を参照するに、本実施例による成膜装置１００Ａは、実施例１の気体原料供給部１０４に相当する気体原料供給部１０４Ａが、前記保持台１０２の移動方向に沿って複数配列されるようにして設置されていることが特徴である。前記気体原料供給部１０４Ａは、実施例１の供給部本体１０５、整流板１０６、およびフィルタ板１０７にそれぞれ相当する、供給部本体１０５Ａ、整流板１０６Ａ、およびフィルタ板１０７Ａをそれぞれ有している。
【００５８】
前記気体原料供給部１０４Ａは、その大きさ（前記保持台１０２の移動方向に沿った長さ）が前記気体原料供給部１０４に比べて小さくなっている。そのため、前記気体原料供給部１０４Ａは、前記保持台の移動方向に沿って複数配列することが可能になっている。したがって、成膜する膜厚や必要とされる成膜速度に対応して、複数の気体原料供給部を設置することが可能になっている。
【実施例３】
【００５９】
図４は、本発明の実施例３による成膜装置を模式的に示す断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、特に説明しない部分は実施例１の場合と同様の構造・機能であるものとする。
【００６０】
図４を参照するに、本実施例による成膜装置１００Ｂは、実施例１に示した構造に加えてスパッタリング成膜部２００を備えており、さらにスパッタリング法による成膜を行うことが可能に構成されている。
【００６１】
このため、例えば、本実施例による成膜装置１００Ｂでは、実施例１で先に説明した前記成膜原料１１０Ａを蒸発または昇華して行う成膜（例えば仕事関数調整層の成膜）に続いて、さらにスパッタリング法により行う成膜（例えば該仕事関数調整層上の陰電極の成膜）とを、例えば減圧雰囲気において連続的に実施可能となるように構成されている。
【００６２】
前記スパッタリング成膜部２００は、処理容器１０１Ｂ（実施例１の処理容器１０１に相当）の凹部２０１に略収納されるようにして、処理容器１０１Ｂに設置されている。前記スパッタリング成膜部２００には、それぞれに電圧が印加される、互いに対向する電圧印加ターゲット２０２Ａ，２０２Ｂと、該電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂの間に、例えばＡｒなどの処理ガスを供給するガス供給手段２０４が設置されている。当該処理ガスは、当該電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂに電源２０３より電圧が印加されることでプラズマ励起される。
【００６３】
前記ガス供給手段２０４は、前記基板保持台１０２が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造を有し、前記電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂを挟んで、前記基板保持台１０２と対向するように設置されている。
【００６４】
また、前記ガス供給手段２０４は、内部にガス流路２０５が形成された管状の中空構造を有しており、該ガス流路２０５には、前記処理容器１０１Ｂの外部に設置されたガス供給源（図示せず）からガス供給路２０７を介して、例えばＡｒなどの処理ガスが供給される。前記ガス流路２０５に供給された処理ガスは、前記ガス供給手段２０４に形成された複数のガス穴２０６から、前記電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂの間の空間に供給される構造になっている。
【００６５】
前記成膜装置１００Ｂのスパッタリング成膜部２００を用いた成膜は、以下のようにして行う。
【００６６】
まず、前記電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂの間の空間に、前記ガス供給手段２０４より、例えばＡｒなどのプラズマ励起のための処理ガスが供給される。ここで、前記電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂに、それぞれ、電源２０３より電力が印加されることで、当該空間にプラズマが励起され、Ａｒイオンが生成される。
【００６７】
このようにして生成されたＡｒイオンにより、前記ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂがスパッタリングされることで、前記基板保持台１０２に保持された被処理基板Ｗ上に成膜が行われる。
【００６８】
上記の成膜装置１００Ｂにおいては、被処理基板Ｗが、プラズマが励起される空間（前記電圧印加ターゲット２０２Ａ、２０２Ｂの間の空間）から離間しており、被処理基板Ｗが、プラズマ励起に伴う紫外線や、Ａｒイオンの衝突によるダメージの影響を受けにくい特徴がある。また、スパッタにより生成された成膜のための粒子は、前記ガス供給手段２０４から前記基板保持台１０２に向かう方向に形成される処理ガスの流れにより輸送され、前記被処理基板Ｗ上に到達する。
【００６９】
本実施例による成膜装置１００Ｂによれば、実施例１で先に説明した、前記成膜原料１１０Ａを蒸発または昇華させて行う第１の成膜と、前記スパッタリング成膜部２００を用いたスパッタリング法による第２の成膜とが、連続的に実施可能となる。この場合、第１の成膜後に、前記保持台１０２が移動することで、前記被処理基板Ｗが前記スパッタリング成膜部２００の直下に移動され、第２の成膜が行われる。
【００７０】
このため、例えば、有機ＥＬ素子などの、（有機）発光層を含む有機層上に、仕事関数調整層を形成する第１の成膜行程と、該仕事関数調整層上に陰電極（トップカソード）を形成する第２の成膜行程とを、減圧雰囲気において連続的に実施可能になる。
【００７１】
例えば、仕事関数調整層としてＬｉ層を形成した場合には、Ｌｉ層の表面状態の変化（例えば窒化など）が問題となる場合がある。Ｌｉ層が、常圧の通常の空間に曝されると、例えば表面が窒化して所望の電気特性が得られない場合がある。
【００７２】
本実施例による成膜装置では、仕事関数調整層（例えばＬｉ層）を形成した後に、減圧空間内で、連続的に、例えばＡｇよりなる陰電極（トップカソード）を形成することが可能である。このため、仕事関数調整層の窒化などの影響を効果的に抑制することが可能になっている。
【００７３】
また、本実施例では、互いに対向する２つのターゲットを用いてスパッタリング法による成膜を行う場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、１個のターゲットを用いて、通常のスパッタリング法による成膜を行ってもよい。
【実施例４】
【００７４】
次に、上記の成膜装置を用いた、本発明の実施例４による発光素子の製造方法について、図５Ａ〜図５Ｇに基づき、手順を追って説明する。ただし以下の図中では、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００７５】
まず、図５Ａに示す工程において、例えばガラスなどよりなる透明な基板３０１上に、ＩＴＯなどの透明な材料よりなる陽電極３０２と、後の工程で形成される陰電極の引き出し腺３０３とが形成されてなる、いわゆる電極つきの基板を用意する。この場合、前記陽電極３０２（前記引き出し腺３０３）は、例えばスパッタリング法などにより形成される。
【００７６】
また、前記基板３０１には、例えばＴＦＴなどの発光素子の発光を制御する制御素子が組み込まれていても良い。例えば、本実施例により形成される発光素子を表示装置に用いる場合には、画素ごとに、例えばＴＦＴなどの制御用の素子が組み込まれる場合が多い。
【００７７】
この場合、ＴＦＴのソース電極と上記の陽電極３０２が接続され、さらにＴＦＴのゲート電極とドレイン電極は、格子状に形成されたゲート線とドレイン線に接続され、画素ごとの表示の制御が行われる。この場合、前記引き出し腺３０３は、所定の制御回路（図示せず）に接続される。このような表示装置の駆動回路は、アクティブマトリクス駆動回路と呼ばれている。なお、本図では、このようなアクティブマトリクス駆動回路の図示は省略している。
【００７８】
次に、図５Ｂに示す工程において、前記陽電極３０２、前記引き出し腺３０３、および前記基板３０１の上に、該記陽電極３０２、該引き出し腺３０３、および該基板３０１の露出部を覆うように、発光層（有機ＥＬ層）を含む有機層３０４を、蒸着法により形成する。
【００７９】
また、発光層での発光効率が良好となるように、当該発光層と前記陽電極３０２との間に、例えば、正孔輸送層，正孔注入層などを含むように有機層３０４を形成してもよい。また、当該正孔輸送層，正孔注入層は、そのいずれかが、またはその双方が省略される構造であってもよい。
【００８０】
同様に、発光層での発光効率が良好となるように、当該発光層と後の行程で形成される陰電極３０５との間に、例えば、電子輸送層，電子注入層などを含むように有機層３０４を形成してもよい。また、当該電子輸送層，電子注入層は、そのいずれかが、またはその双方が省略される構造であってもよい。
【００８１】
次に、図５Ｃに示す行程において、実施例１〜実施例３に示したいずれかの成膜装置を用いて、前記有機層３０４上に、例えばＬｉ層よりなる仕事関数調整層３０４Ａを、例えばパターンマスクを用いてパターニングして形成する。例えば、実施例１（図２）に示した成膜装置１００を用いて成膜を行う場合、以下のようにして行う。
【００８２】
まず、前記気体原料生成部１０９において、例えば固体のＬｉよりなる成膜原料１１０Ａが、前記加熱手段１１１によって加熱されることにより昇華されて気体原料が生成される。当該気体原料は、前記キャリアガス供給ライン１１２から供給される、例えばＡｒよりなるキャリアガスとともに、前記輸送路１０８を介して前記気体原料供給部１０４に輸送される。
【００８３】
前記気体原料供給部１０４に輸送された気体原料は、前記フィルタ板１０７から前記処理容器１０１内の前記被処理基板Ｗ（基板３０１に相当）近傍に供給される。ここで、当該被処理基板Ｗ（基板３０１）上に形成された、前記有機層３０４上に、Ｌｉ層よりなる仕事関数調整層３０４Ａが形成される。
【００８４】
次に、図５Ｄに示す工程において、前記有機層３０４上に、例えばＡｇよりなる陰電極３０５を、例えばパターンマスクを用いたスパッタリングにより、パターニングして形成する。
【００８５】
例えば、図５Ｃ〜図５Ｄの工程を、例えば実施例３（図４）に示した成膜装置１００Ｂを用いて行うと、先に説明したように、仕事関数調整層（例えばＬｉ層）３０４Ａを形成した後に、減圧空間内で、連続的に、例えばＡｇよりなる陰電極３０５を形成することが可能であるため、仕事関数調整層３０４Ａの窒化などの影響を効果的に抑制することが可能になり、好適である。
【００８６】
次に、図５Ｅに示す工程において、図５Ｄに示した工程において形成された、パターニングされた前記陰電極３０５をマスクにして、例えばプラズマエッチングにより、前記有機層３０４のエッチングを行って、当該有機層３０４のパターニングを行う。この工程において、前記有機層３０４の剥離が必要な領域（例えば前記引き出し腺３０３上や、その他発光層が不要な領域）がエッチングにより除去され、該有機層３０４のパターニングが行われる。
【００８７】
このように、有機層のパターニングを、陰電極３０５をマスクにしたエッチングにより行うと、有機層をマスク蒸着法によってパターニングすることに起因する様々な問題を回避することができる。例えば、蒸着時のマスクの温度上昇によるマスク変形に起因する、蒸着膜（有機層３０４）のパターニング精度の低下の問題を回避することができ、好適である。また、マスクの装着、脱着に起因するパーティクルの発生を抑制することが可能となり、好ましい。
【００８８】
次に、図５Ｆに示す工程において、前記陰電極３０５と前記引き出し線３０３を電気的に接続する接続腺３０５ａを、例えばパターンマスクを用いたスパッタリングにより、パターニングして形成する。
【００８９】
次に、図５Ｇに示す工程において、前記陽電極３０２の一部、前記引き出し腺３０３の一部、前記有機層３０４、前記陰電極３０５、および前記接続腺３０５ａを覆うように、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）よりなる絶縁性の保護膜３０６を、パターンマスクを用いたＣＶＤ法により、前記基板３０１上に形成する。
【００９０】
このようにして、前記基板３０１上に、前記陽電極３０２と前記陰電極３０５の間に前記有機層３０４が形成され、さらに前記有機層３０４と前記陰電極３０５の間に仕事関数調整層３０４Ａが形成されてなる発光素子３００を形成することができる。上記の発光素子３００は、有機ＥＬ素子と呼ばれる場合がある。
【００９１】
前記発光素子３００は、前記陽電極３０２と前記陰電極３０５の間に電圧が印加されることで、前記有機層３０４に含まれる発光層に、前記陽電極３０２から正孔が、前記陰電極３０５から電子が注入されてそれらが再結合され、発光する構造になっている。
【００９２】
当該発光層は、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体化合物等の材料を用いて形成することが可能である。
【００９３】
例えば、前記発光層は、例えば、ホスト材料にアルミノキノリノール錯体（Ａｌｑ３）、ドーピング材にはルブレンを用いて形成することができるが、これに限定されず、様々な材料を用いて形成することが可能である。
【００９４】
例えば、前記陽電極３０２の厚さは１００ｎｍ乃至２００ｎｍ、前記有機層３０３の厚さは５０ｎｍ乃至２００ｎｍ、前記陰電極３０４の厚さは５０ｎｍ乃至３００ｎｍ、前記仕事関数調整層３０４Ａの厚さは、０．１ｍ乃至１０ｎｍに形成される。
【００９５】
また、例えば、前記発光素子３００は、表示装置（有機ＥＬ表示装置）や、面発光素子（照明・光源など）に適用することができるが、これらに限定されるものではなく、様々な電子機器に用いることが可能である。
【００９６】
上記に説明した、本実施例による発光素子の製造方法を用いれば、良好な生産性で前記発光素子３００を製造することが可能である。
【００９７】
例えば、上記の図５Ｃの工程では、成膜原料が蒸発または昇華されてなる気体原料が、輸送路を介して前記有機層３０４上に供給されることで前記仕事関数調整層３０４Ａの成膜が行われるため、実施例１に記載した効果を奏する。
【００９８】
例えば、上記の製造方法では、気体原料を供給する方向の設定の自由度が高く、被処理基板を保持する向きの制約が少なくなって、いわゆるフェースアップの成膜が可能になり、大型基板への成膜が容易となる効果を奏する。
【００９９】
また、被処理基板以外の部分への成膜量が抑制され、原料の利用効率が良好となるとともに、成膜装置のメンテナンスの頻度が低くなり、生産性が良好となる効果を奏する。
【０１００】
また、上記の製造方法では、従来のスパッタリング法による形成が困難であったＬｉ層よりなる仕事関数調整層を、有機層に与えるダメージの影響を抑制しながら、さらに良好な生産性で有機層上に形成することが可能になっている。
【０１０１】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明によれば、良好な生産性で、発光素子の有機層上に金属を含む層を形成することが可能な成膜装置を提供することが可能となる。
【０１０３】
また、第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成され、前記有機層と第２の電極の間には仕事関数調整層が形成されてなる発光素子を、良好な生産性で製造する製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】従来の成膜装置を模式的に示した図である。
【図２】実施例１による成膜装置を模式的に示した図である。
【図３】実施例２による成膜装置を模式的に示した図である。
【図４】実施例３による成膜装置を模式的に示した図である。
【図５Ａ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｂ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｃ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｄ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｅ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｆ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【図５Ｇ】実施例４による発光素子の製造方法を示した図（その１）である。
【符号の説明】
【０１０５】
１００，１００Ａ，１００Ｂ  成膜装置
１０１，１０１Ｂ  処理容器
１０２  保持台
１０３  移動レール
１０４，１０４Ａ  気体原料供給部
１０５，１０５Ａ  原料供給部本体
１０６，１０６Ａ  整流板
１０７，１０７Ａ  フィルタ板
１０８  輸送路
１０９  気体原料生成部
１１０  原料保持容器１１０
１１０Ａ  成膜原料
１１１  加熱手段
１１２  キャリアガス供給ライン
２００  スパッタリング成膜部
２０１  凹部
２０２Ａ，２０２Ｂ  ターゲット
２０３  電源
２０４  ガス供給手段
２０５  ガス流路
２０６  ガス穴
２０７  ガス供給路
３００  発光素子
３０１  基板
３０２  陽電極
３０３  引き出し腺
３０４  有機層
３０４Ａ  仕事関数調整層
３０５  陰電極
３０６  保護膜
【図１】
2007227086.tif 000003
【図２】
2007227086.tif 000004
【図３】
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【図４】
2007227086.tif 000006
【図５Ａ】
2007227086.tif 000007
【図５Ｂ】
2007227086.tif 000008
【図５Ｃ】
2007227086.tif 000009
【図５Ｄ】
2007227086.tif 000010
【図５Ｅ】
2007227086.tif 000011
【図５Ｆ】
2007227086.tif 000012
【図５Ｇ】
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