(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機ＥＬ素子構成膜の有機材料が溶媒中に溶解している原料溶液を供給する原料供給源と、
この原料供給源からの原料溶液を一定量に調整して供給する供給量調整手段と、
供給された原料溶液を気化する原料気化手段とを有し、
前記原料気化手段は、所定の容量を有する容器状に形成された気化容器と、気化容器内に供給された原料溶液をその有機材料の気化温度よりも高温に加熱する加熱手段と、前記気化容器に形成され、気化した原料を成膜面に供給するための開口部とを有し、前記加熱手段により気化容器内を有機材料の気化温度よりも高温に加熱して供給された原料溶液を気化させ、当該気化による気化容器内圧の増加により気化した原料を開口部から放出して成膜面に堆積し、有機ＥＬ素子構成膜を形成する有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項２】
前記気化容器上に成膜面を有する基板が配置され、当該基板の成膜面に対応する位置に前記開口部が形成されている請求項１の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項３】
前記基板のアライメント調整機構を有する請求項２の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項４】
前記供給量調整手段は、マスフローコントロール方式により原料溶液の流量制御を行う請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項５】
有機ＥＬ素子構成膜の有機材料が溶媒中に溶解している原料溶液を一定量に調整する調整工程と、
所定の容量を有する容器状に形成された気化容器に、調整した原料溶液を供給する供給工程と、
供給された原料溶液を気化させる気化工程と、を備え、
前記気化工程では、気化容器を有機材料の気化温度よりも高温に加熱し、供給された原料溶液を気化し、気化による気化容器内圧の増加により、気化した原料を、前記気化容器に形成され、成膜面に供給するための開口部から放出して、成膜面に堆積し、有機ＥＬ素子構成膜を形成する有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬ素子構成膜の種類ごとに、前記調整工程、供給工程および気化工程を実行する請求項５の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ素子の構成薄膜等の有機薄膜の製造装置、および製造方法に関し、詳しくは、加熱により有機材料物質を蒸発させ、これを基板上の成膜領域に堆積させることで薄膜を形成する蒸着法を用いた有機薄膜の製造装置、および製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜形成を行う基本技術の１つとして、真空蒸着法が知られている。この真空蒸着法は、真空槽内で蒸発源と成膜用基板を適当に組み合わせて、薄膜を形成するものである。蒸発源を作る手段も様々考えられており、例えば、Applied.Physics.Letter. Vol.68, No.16,15 April 1996 P2276〜2278に記載されているような、比較的電気抵抗の高い金属容器（金属ボート）に電流を流し、その発熱により原料を蒸発させるいわゆる抵抗加熱蒸着法が知られている。また、原料に直接電子ビームやレーザービームを照射し、そのエネルギーで原料を蒸発させるいわゆる電子ビーム・レーザービーム蒸着法等も知られている。中でも抵抗加熱を用いた成膜方法（抵抗加熱蒸着法）は、製造装置の構成が簡便であり、低価格で良質の薄膜形成を実現できることから広く普及している。
【０００３】
抵抗加熱蒸着法は、融点の高いタングステン、タンタル、モリブデン等の金属材料を薄板状に加工して、電気抵抗を高くした金属板から原料容器（金属ボート）を作製し、その両端から直流電流を流し、その発熱を用いて原料を蒸発させ、蒸発ガスを供給している。発散したガスの一部が基板上に堆積し、薄膜が形成される。
【０００４】
ところで、これらの蒸着法では、一つの基板上に数種類の有機薄膜を別個の領域毎に成膜したり、特定の領域にのみ成膜するような場合には、マスクを用いる等の方法が一般的であるが、マスク蒸着では微細なパターンに塗り分けることが困難である。また、通常の蒸着法等では高価な有機材料を、比較的大きなマスク部分にも成膜してしまうため、効率が悪く経済的に問題があった。
【０００５】
近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されている。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜とし、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3 ）などの蛍光物質を発光層として積層し、さらにＭｇなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入電極）を形成した基本構成を有する素子で、１０Ｖ前後の電圧で数１００から数１００００cd/m2 ときわめて高い輝度が得られることで注目されている。
【０００６】
従来より、有機ＥＬ素子を応用した製品を製造するに際し、上記のような蒸着法を用いて有機材料による機能性薄膜を形成している。このような量産工程においては、生産性が高く、しかも材料の使用効率をいかに高くするかが重要な課題である。しかし、従来の蒸着装置を用いた製造装置は、材料の使用効率が悪く、高価な有機材料を無駄に消費したり、ＲＧＢのフルカラーディスプレイを得ようとした場合の塗り分け作業が繁雑であり、塗り分け精度を高くすることが困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、連続的な材料の供給が可能な蒸発源を用いて、長時間安定に蒸着することが可能で、有機薄膜の塗り分け作業が簡単に行え、混合物やドーピングされた有機材料にも対応でき、しかも比較的低い温度の蒸着にも対応可能な有機薄膜の製造装置および製造方法を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、以下の（１）〜（６）の構成により実現される。
（１）  有機ＥＬ素子構成膜の有機材料が溶媒中に溶解している原料溶液を供給する原料供給源と、
この原料供給源からの原料溶液を一定量に調整して供給する供給量調整手段と、
供給された原料溶液を気化する原料気化手段とを有し、
前記原料気化手段は、所定の容量を有する容器状に形成された気化容器と、気化容器内に供給された原料溶液をその有機材料の気化温度よりも高温に加熱する加熱手段と、前記気化容器に形成され、気化した原料を成膜面に供給するための開口部とを有し、前記加熱手段により気化容器内を有機材料の気化温度よりも高温に加熱して供給された原料溶液を気化させ、当該気化による気化容器内圧の増加により気化した原料を開口部から放出して成膜面に堆積し、有機ＥＬ素子構成膜を形成する有機ＥＬ素子の製造装置。
（２）  前記気化容器上に成膜面を有する基板が配置され、当該基板の成膜面に対応する位置に前記開口部が形成されている上記（１）の有機ＥＬ素子の製造装置。
（３）  前記基板のアライメント調整機構を有する上記（２）の有機ＥＬ素子の製造装置。
（４）  前記供給量調整手段は、マスフローコントロール方式により原料溶液の流量制御を行う上記（１）〜（３）のいずれかの有機ＥＬ素子の製造装置。
（５）  有機ＥＬ素子構成膜の有機材料が溶媒中に溶解している原料溶液を一定量に調整する調整工程と、
所定の容量を有する容器状に形成された気化容器に、調整した原料溶液を供給する供給工程と、
供給された原料溶液を気化させる気化工程と、を備え、
前記気化工程では、気化容器を有機材料の気化温度よりも高温に加熱し、供給された原料溶液を気化し、気化による気化容器内圧の増加により、気化した原料を、前記気化容器に形成され、成膜面に供給するための開口部から放出して、成膜面に堆積し、有機ＥＬ素子構成膜を形成する有機ＥＬ素子の製造方法。
（６）  前記有機ＥＬ素子構成膜の種類ごとに、前記調整工程、供給工程および気化工程を実行する上記（５）の有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の有機薄膜の製造装置は、有機材料が溶媒中に溶解している原料溶液を供給する原料供給源と、この原料供給源からの原料溶液を一定量に調整する供給量調整手段と、供給された原料溶液を気化する原料気化手段とを有し、前記原料気化手段は、供給された原料溶液をその溶媒の気化温度よりも高温に加熱する加熱手段を有するとともに、気化した原料を発散させるための開口部を有するものである。
【００１０】
このように、成膜する有機材料を溶媒中に溶解させ、この原料溶液を所定の流量に調整して供給し、これを加熱して気化し、成膜することにより、原料の供給量の調整を正確に行うことができ、成膜された膜組成や膜厚の調整を正確に行うことができるとともに、連続的な成膜が可能となる。
【００１１】
原料供給源は、有機溶媒中に溶解された原料溶液を保持し、これを必要に応じて供給する。このような原料供給源としては、所定量の原料溶液を貯蔵できる容器、タンク等であればよい。その形状や大きさは特に限定されるものではなく、必要に応じて適切な容量、形状とすればよい。また、その材質も特に限定されるものではないが、有機溶媒に溶解したり、腐食されることなく、しかも、原料の有機材料と反応、結合するような物質でないことが必要である。
【００１２】
原料供給源に保有されている原料溶液は、有機溶媒に原料となる有機材料を溶解させたものである。有機材料を溶媒中に溶解させることにより、流量制御により成膜レートを制御することができ、直接蒸着速度（温度）の制御を行うことなく、高精度で成膜レートを制御することができる。
【００１３】
原料となる有機材料としては、気相堆積法で成膜可能な物質であれば特に限定されるものではなく、種々の有機材料を用いることができる。例えば、ポリアセチレン、ポリイン等の鎖状高分子、またはポリアセン（アントラセン等）や金属キレート化合物（銅フタロシアニン等）の分子結晶等のπ電子共役系有機半導体物質、アントラセン、ジエチルアミン類、ｐ−フェニレンジアミン、テトラメチル−ｐ−フェニレンジアミン（ＴＭＰＤ）、テトラチオフルバレン（ＴＴＦ）等のドナーとなる化合物と、テトラシアノキノジメタン（ＴＣＮＱ）、テトラシアノエチレン（ＴＣＮＥ）、ｐ−クロルアニル等のアクセプタとなる化合物などから構成される電荷移動錯体、色素材料、蛍光材料、液晶材料等を挙げることができる。
【００１４】
これらの有機材料の気化温度としては、成膜時の気圧下で、通常２００〜５００℃程度、特に３００〜４００℃程度が好ましい。また、材料を２種以上用いる場合には、もっとも高い気化温度以上に加熱する必要がある。また、用いる材料の分解温度で加熱する必要がある。溶媒中の有機材料の濃度としては、０．１〜５０wt％、特に５〜２０wt％程度が好ましい。
【００１５】
これらの有機材料の中でも有機ＥＬ素子構成膜の有機材料が好ましい。有機ＥＬ素子の構成膜は、ホール注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等であるが、これらの構成薄膜、特に発光層は、正確な膜厚と組成の制御を必要とする。従って、本発明の装置を用いることにより正確な膜厚の制御と組成の制御が可能となり、有機ＥＬ素子の品質が向上し、安定するとともに、さらに性能の優れた新たな素子を提供することも可能となる。
【００１６】
有機ＥＬ素子の発光層に用いる有機物質としては、発光機能を有する化合物である蛍光性物質を挙げることができる。このような蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。さらには、特開平８−１２６００号公報（特願平６−１１０５６９号）に記載のフェニルアントラセン誘導体、特開平８−１２９６９号公報（特願平６−１１４４５６号）のテトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。
【００１７】
また、それ自体で発光が可能なホスト物質とドーパントとを組み合わせて使用することがある。これにより、ホスト物質の発光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上する。このような場合の発光層における化合物の含有量は、好ましくは０．０１〜２０体積％、さらには０．１〜１５体積％である。
【００１８】
ホスト物質としては、キノリノラト錯体が好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このようなアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８７４号等に開示されているものを挙げることができる。
【００１９】
具体的には、まず、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネシウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メタン］等がある。
【００２０】
このほかのホスト物質としては、特開平８−１２６００号公報（特願平６−１１０５６９号）に記載のフェニルアントラセン誘導体や特開平８−１２９６９号公報（特願平６−１１４４５６号）に記載のテトラアリールエテン誘導体なども好ましい。
【００２１】
また、発光層は、必要に応じて、少なくとも１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが好ましい。このような混合層における化合物の含有量は、０．０１〜２０体積％、さらには０．１〜１５体積％とすることが好ましい。
【００２２】
混合層に用いられるホール注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール注入輸送性の化合物および電子注入輸送性の化合物の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送性の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を用いるのが好ましい。
【００２３】
電子注入輸送性の化合物としては、キノリン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を用いることが好ましい。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラアリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。
【００２４】
この場合の混合比は、それぞれのキャリア移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましくは１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。
【００２５】
また、混合層の厚さは、分子層一層に相当する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好ましく、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすることが好ましい。
【００２６】
ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラアリールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないしトリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上を併用するときは、別層にして積層したり、混合したりすればよい。
【００２７】
電子注入輸送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）等の８−キノリノールまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。
【００２８】
有機材料を溶解させる溶媒としては、有機溶媒が好ましく、溶解させる有機材料の種類により、最適なものを用いればよい。なお、原料供給源の構成材料や、流路の構成材料等を溶解、腐食しない物質であることが必要である。その沸点としては、５０〜１５０℃、特に６０〜１００℃程度が好ましい。具体的には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等が好ましい。
【００２９】
原料供給手段には、上記の原料溶液を保持するための容器等のほか、原料溶液を搬送する搬送手段を有する。この搬送手段は、液体を移動させるために用いられている公知の手段の中から適宜選択して使用することができる。具体的には、液体ポンプ等の機械的圧力を加えて搬送させたり、空気、あるいは不活性ガス等の気体により原料溶液に圧力を加えたり、これとともに搬送する方法などが挙げられる。これらのなかでも、気体の圧力を利用するものが正確な流量調整に向いている。搬送に用いられる気体としては、空気、Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒ等の不活性ガス、Ｎ2 等を挙げることができ、これらのなかではＮ2 等が好ましい。
【００３０】
必要により使用されるポンプは、特に限定されるものではなく、流体を所定の圧力で送出可能なものであればよいが、有機溶媒に溶解したり、これにより変質したりしないものが好ましい。具体的には、遠心ポンプ、ベローズポンプ、ローラーポンプ等を用いることができる。
【００３１】
供給量調整手段は、供給される原料溶液の供給量を調整し、最適な供給量となるようにする。供給量調整手段は、それ自体で原料溶液を送出、搬送する機能を有するものでも、あらかじめ原料供給手段から供給されてきた原料溶液の流量を制限することにより調整するものでも、いずれのものでもよいが、正確な流量の調整を行えるものであることが好ましい。液体の流量を制御することにより、蒸着速度を制御しているので、正確かつ安定した蒸着を長時間行うことができる。すなわち、蒸着原料をるつぼ等に投入して、このるつぼを加熱制御することにより蒸着速度を制御するような従来の蒸着装置では、正確で長時間安定した蒸着を行うことが困難であったが、本発明の装置では、液体の流量制御という正確かつ安定した制御方式で蒸着制御を行うことができる。
【００３２】
具体的には、可変流量調整弁と、流量計を用い、マスフローコントロールシステム等の制御方式により制御すればよい。流量計としては、質量流量計が好ましいが、差圧流量計、面積流量計、容積流量計、電磁流量計、タービン流量計、渦流量計等も必要により使用することができる。
【００３３】
供給量調整手段により調整される原料溶液の流量としては、特に限定されるものではないが、通常、０．５〜１００ml／分、特に１０〜５０ml／分程度が好ましい。制御可能な流量の精度としては、通常、±０．５％以下、±特に０．２％以下の範囲で調整できるものが好ましい。
【００３４】
原料気化手段は、供給された原料溶液を加熱し気化した後、成膜面に供給するため、所定の大きさの開口部より放出・発散させる。すなわち、通常、原料気化手段は所定の容量を有する閉鎖された容器状になっていて、その上部に原料放出用の開口部を有し、この開口部より放出された原料ガスが基板等の成膜面に付着し堆積する。
【００３５】
原料溶液を加熱し気化するための加熱手段としては、公知の種々の加熱手段を用いることが可能である。例えば、所定の熱容量、反応性等を備えたものであればよく、例えばタンタル線ヒータ、シースヒータ等が挙げられる。加熱手段による加熱温度は、好ましくは１００〜１４００℃程度、温度制御の精度は、蒸発させる材料により異なるが、例えば４００℃で±５℃以下程度が好ましい。
【００３６】
気化された原料ガスは、原料溶液の気化による原料気化手段内圧の増加により、開口部より放出・発散し、この開口部より所定距離、離間して配置されている基板等の成膜面に堆積する。
【００３７】
開口部は、通常、成膜する領域の形状に合わせた小孔であり、例えば、四角形や円形、楕円形、あるいはスリット状等であってもよい。開口部の大きさは、成膜する材料や、形状、成膜領域により種々異なった形状とすることができる。通常、円換算で直径１０μm 〜１mm程度が好ましい。開口部上端面から成膜面までの距離は、０〜１mmが好ましい。
【００３８】
従って、広範囲に成膜する場合や、特定の領域に成膜する場合には、必要とする部分に開口部を形成すればよい。また、塗り分ける場合には、成膜領域と開口部とのアライメントの調整機構を設けてもよい。具体的には、基板をＸ−Ｙテーブル上に配置し、このＸ−Ｙテーブルを動作させることにより、アライメントを調整すればよい。これらの制御は、マイコン等のプロセッサを搭載した制御装置により容易に行うことができる。アライメント調整機構の精度としては、±１０μm 以下であることが好ましい。なお、Ｘ−Ｙテーブルは、通常、Ｘ−Ｙ軸方向に自由度を有する可動支持体（リニアベアリング等）と、テーブルをＸ−Ｙそれぞれの方向に駆動するパルスモータ、サーボモータなどにより構成されている。
【００３９】
塗り分けを行う場合、上記構成要素のうち、原料供給源と、供給量調整手段と、原料気化手段とを複数用意し、それぞれ別の有機材料の成膜を行わせてもよい。この場合、成膜室は、１つでも、それぞれの装置毎に用意してもよい。
【００４０】
次に、図に基づいて本発明をより具体的に説明する。
【００４１】
図１は、本発明の成膜装置の基本構成を示す概略構成図である。図において、本発明の有機薄膜の製造装置は、原料供給手段としての原料貯液槽２と、供給量調整手段としてのマスフローコントローラ３と、原料気化手段としての気化容器４と、有機薄膜が成膜される基板５とを有する。また、気化容器４および基板５は外部雰囲気から遮断して、所定の雰囲気下（真空度）での成膜が可能なように、成膜室８内に配置されている。成膜室８には、ダクト１４を介して排気装置９が接続されていて、成膜時に成膜室８内を所定の真空度（減圧雰囲気）に保てるようになっている。
【００４２】
原料貯液槽２にはガス流路１１を介してＮ2 等の搬送用ガスが所定量供給される。このガス流路１１は必要な量の気体を搬送可能なものであれば特に限定されるものではなく、パイプ状やホース状、あるいはダクト状のものであってもよい。その材質も、従来より液体（有機溶媒）搬送用に用いられてきた材質を用いることができ、好ましくはステンレス、銅、アルミニウム等の金属材料等を用いることができる。
【００４３】
原料貯液槽２内部には原料溶液１が貯留されていて、ガス流路１１から搬送用ガスが導入されるとその圧力により原料流路１２を介してマスフローコントローラ３に搬送される。このマスフローコントローラは、質量流量計を備える。この質量流量計は、例えば、図２に示すような基本構成となっている。
【００４４】
図２は、マスフローコントローラ３の一部断面概略図である。図において、マスフローコントローラ内部にあって、原料流路１２，１３と接続されている主流路３０１と、副流路３０２とを有する。いま、矢印の方向より原料溶液が流れてきたとすると、主流路３０１内に流れる原料溶液流の他、副流路３０４に流れる原料溶液流を生じる。副流路３０４には、２つのコイルＬ１，Ｌ２が巻回されていて、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４により構成されているブリッジ回路の抵抗Ｒ１，Ｒ２の両端にそれぞれ接続されている。このブリッジ回路は、可変抵抗Ｒ３により、所定の条件（初期状態、定常状態等）で平衡となるように設定されている。コイルＬ１，Ｌ２は、図示しない電流源により、所定の発熱量で加熱されるようになっている。
【００４５】
ここで、ブリッジ回路が平衡状態のとき、副流路３０４内に原料溶液が流れると、コイルＬ１，Ｌ２の間で温度に差が生じる。この温度差は、コイルＬ１，Ｌ２の抵抗値の差となってあらわれ、ブリッジ回路の平衡が崩れ、アンプAmp の入力端子間に電位差が生じる。この電位差は、副流路３０４を流れる原料溶液の流量に比例し、副流路３０４と主流路３０１は所定の流量比で原料溶液が流れることから、全体の流量およびその変化をアンプAmp の入力端子間に与えられる電位差により把握することができることになる。そして、この流量情報は、アンプAmp により増幅され、可動弁３０２の制御装置３０５に与えられる。制御装置３０５は、アンプAmp より与えられた流量情報により可動軸３０３を制御し、可動弁３０２の開度を調整して、主流路３０１内を流れる原料溶液が所定の流量となるように制御する。このようにして、マスフローコントローラ３は、正確な流量制御ができるようになっている。なお、上記例ではブリッジ回路が平衡状態であるときを基準として説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、所定の電位差を有する状態を基準としてもよい。
【００４６】
マスフローコントローラー３により正確な流量に調整された原料溶液は、原料流路１３を介して蒸発容器４に搬送、導入され、気化される。このとき、蒸発容器４には排気口４ｂが形成されているため、内部の雰囲気が常に成膜室８と同じになるように排気される。気化された原料蒸気は、所定の減圧雰囲気下で加熱され、気化し、開口部４ａ方向に向かい、開口部４ａから放出されるようにして基板５に堆積する。
【００４７】
気化容器４のより詳細な構成例を図３に示す。図示例の気化容器４は、容器本体４２とこの容器本体４２に密着形成されたヒータ４４と、これらを覆うように形成されている外套４３とを有する。また、その上部には、容器本体４２に密着して配置され、複数の開口部４ａを有する上蓋４１を有し、気化容器４内に原料溶液蒸発用の空間を形成するようになっている。また、気化容器４には、上記排気口４ｂが形成されている。
【００４８】
容器本体４２を構成する材料としては、所定の温度に耐え、有機溶媒や有機材料と、反応したりしないものであれば特に限定されるものではない。具体的には、るつぼ用の材質として用いられているものが好ましく、例えば、パイロライティックボロンナイトライド（ＰＢＮ）、アルミナ等のセラミックス、石英等や、タングステン、タンタル、モリブデン等の金属が挙げられ、特に開口部を形成するための加工性を考慮すると、金属が好ましい。容器本体の大きさも、蒸着する基板の大きさや、使用する溶媒、原料などにより最適な大きさとすればよいが、通常、成膜する基板の大きさに合わせて形成される。その形状も、円筒状であっても、四角い箱状のものであってもよいが、通常、基板形状に沿った四角い箱状である。
【００４９】
ヒータ４４は、容器本体を所定の温度にまで加熱しうるものであれば特に限定されるものではなく、必ずしも容器本体に密着形成されていなくてもよい。例えば、タンタル線ヒータ、シースヒータ等が挙げられ、グラファイト薄膜を直接容器本体に成膜したり、ポリイミドとステンレス箔を組み合わせたフィルム状のヒータを張り付けたりしてもよい。
【００５０】
外套４３は、所定の強度と耐腐食性等を備えたものであれば特に限定されるものではなく、上記容器本体４２と同様のものの中から選択してもよく、例えばモリブデン等を好ましく用いることができる。また、必要により、熱反射性、耐熱性、耐腐食性等を有する、モリブデン、タンタル、ステンレス（ＳＵＳ３１６）、インコネル、カウウール、アスベスト等の断熱材を併用してもよい。
【００５１】
図３において、基板５は、気化容器４に密着されている。そして、原料流路１３から所定の流量で供給された原料溶液は、ヒータ４４により加熱され、蒸発する。このとき、排気口４ｂから内部ガスが矢印ａのように排気されるため、気化した溶媒ガスが排気口４ｂから排出されるとともに、気化した原料の有機材料は、矢印ｂのように開口部４ａのある上蓋４１の方向に向かい、開口４ａから放出され、基板５上に成膜されることになる。
【００５２】
気化容器４のヒータ４４は、加熱制御装置７と接続され、この加熱制御装置７から与えられる電力（電流）により、加熱制御される。加熱制御装置７は、気化容器４に配置されている温度検出手段６を有し、この温度検出手段６から与えられる気化容器の温度情報に応じて、ヒータ４４に与える電力（電流）を制御する。
【００５３】
加熱制御装置７は、制御部として汎用のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）と、このＭＰＵと接続されている記憶媒体（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）上の制御アルゴリズム等により構成することができる。また、ＣＩＳＣ、ＲＩＳＣ、ＤＳＰ等プロセッサの態様を問わず使用可能であり、その他ＡＳＩＣや、あるいは一般のＩＣ等による論理回路の組み合わせ等や、オペアンプ等を用いたアナログ演算回路により構成することもできる。そして、この制御部からの制御信号により、バイポーラトランジスタ、MOS-ＦＥＴ、トライアック、ＵＪＴ、ＳＣＲ等の半導体素子を備えた電力（電流）制御部を制御すればよい。
【００５４】
温度制御の方式は、温度制御を適切に行えるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、ＰＩＤ（proportional integral derivative）制御方式を応用した、ハードウエア（アナログ、デジタル回路）、あるいはこれを展開した制御アルゴリズム等を用いるとよい。
【００５５】
温度検出手段６は、原料気化手段の温度を適正に検出しうるものであればよく、例えば、白金−白金ロジウム、タングステン−タングステンレニウム等の熱電対等が挙げられる。
【００５６】
成膜室内の成膜時の雰囲気は、通常、真空状態とする。成膜時の圧力は好ましくは１×１０-8〜１×１０-5Torrで、加熱温度は、有機材料の気化温度より高く、通常、２００〜５００℃、特に３００〜４５０℃程度が好ましい。
【００５７】
なお、上記構成要素のうち、原料供給源は、主に原料貯液槽２および搬送路１１から供給される搬送用ガスにより構成され、供給量調整手段は、主にマスフローコントローラ３により構成され、原料気化手段は、主に蒸発容器４により構成される。また、原料気化手段の加熱手段は、主に原料容器４のヒータ４４と、温度検出手段６および加熱制御装置７により構成される。
【００５８】
【実施例】
図１〜図３に示した構成の成膜装置を作成し、有機ＥＬ素子の発光層用有機薄膜を成膜した。
【００５９】
また、本発明装置の条件として、基板成膜面と開口部上端面とを密着し、開口部を一画素の一辺１００μm の大きさとし、６４×１２８のフルカラーマトリクス用に開口したものを用意し、気化容器の加熱温度を４００℃とした。
【００６０】
基板としては、大きさ、縦：２００mm×横：２００mmの比較的大面積の基板を用意した。
【００６１】
ＩＴＯ電極層等を所定のパターンに基板上に成膜し、表面をＵＶ／Ｏ3 洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０-4Pa以下まで減圧した。４，４’，４”−トリス（−Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を蒸着速度０．１nm／secで８０nmの厚さに蒸着し、ホール注入層とした。次いで、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（以下、ＴＰＤ）を蒸着速度０．１nm／secで２０nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層とした。
【００６２】
次いで、本発明の装置を用い、発光層を形成した。このとき、原料供給源と、供給量調整手段と、原料気化手段を赤、緑、青の各発光層に対応させてそれぞれ用意した。溶媒にはテトラヒドロフラン（ＴＨＦ：沸点＝８０℃）を用いた。赤色発光層用の原料として、ジシアノメチルピラン（以下、ＤＣＭ：気化温度＝２９０℃）を１体積％ドープしたトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ：気化温度＝３００℃）を５０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送・発光層（赤色発光層）とした。緑色発光層用材料として、クマリン６（気化温度＝１５０℃）を１体積％ドープしたＡｌｑ3 を５０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送・発光層（緑色発光層）とした。青色発光層用材料として、ジフェニルアントラセンダイマー（以下、ＤＰＡ：気化温度＝３３０℃）を５０nmの厚さに蒸着し、発光層（青色発光層）とした。
【００６３】
また、本実施例の装置では、アライメント調整用に基板をＸ−Ｙテーブルに固定し、これをマイコン制御により移動させ、ＲＧＢそれぞれのアライメント出しを行わせた。
【００６４】
さらに、蒸着装置に移した後、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）を蒸着速度０．１nm／secで１０nmの厚さに蒸着し、電子注入輸送層とした。
【００６５】
次いで、減圧を保ったまま、ＡｌＬｉ（Ｌｉ：７at％）を５nmの厚さに蒸着し、Ａｌを２００nmの厚さに蒸着して電子注入電極とした。
【００６６】
得られた有機ＥＬディスプレイを１０mA/cm2 の電流密度で時分割駆動したところ、ＲＧＢのすべての画素が正常に発光し、動作することが確認できた。また、発明装置により、一辺：１００μm 程度の画素の領域を最小単位とする塗り分けも可能であることがわかった。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、連続的な材料の供給が可能な蒸発源を用いて、長時間安定に蒸着することが可能で、有機薄膜の塗り分け作業が簡単に行え、混合物やドーピングされた有機材料にも対応でき、しかも比較的低い温度の蒸着にも対応可能な有機薄膜の製造装置および製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造装置の基本構成例を示す概略構成図である。
【図２】マスフローコントローラの具体的な構成例を示す一部断面概略構成図である。
【図３】蒸発容器のより詳細な構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１    原料溶液
２    原料貯液槽
３    マスフローコントローラ
４    気化容器
５    基板
６    温度検出手段
７    加熱制御装置
【図１】
0004303814.tif 000002
【図２】
0004303814.tif 000003
【図３】
0004303814.tif 000004