(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で蒸着材料の蒸気を発生させる蒸気発生源と、
前記蒸着材料の蒸気を１又は２以上の放出口から成膜槽内部に放出する放出装置と、
前記蒸気発生源が前記放出装置に接続された状態と、前記蒸気発生源が前記放出装置から遮断された状態とを切替える切替装置とを有する蒸着装置であって、
真空槽と、前記真空槽に接続された真空排気系と、前記真空槽の内部に配置された冷却手段と、前記冷却手段を冷却して前記蒸気を析出させる冷却装置と、を有し、
前記蒸気発生源は
複数の蒸気発生装置を有し、
各前記蒸気発生装置は、前記蒸気発生装置の内部空間を構成する蒸発室と、
前記蒸着材料が収容されるタンクと、
前記蒸着材料を前記タンクから前記蒸発室に供給する供給装置と、
前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱して蒸気を生成する加熱装置とをそれぞれ有し、
前記切替装置は、１又は２以上の前記蒸発室の内部空間を、前記放出装置に接続し、又は、前記放出装置から遮断させながら前記真空槽に接続するように構成された蒸着装置。
【請求項２】
前記供給装置が前記蒸発室に供給する前記蒸着材料の量を記憶する記憶装置を有する請求項１記載の蒸着装置。
【請求項３】
各前記蒸発室で発生した前記蒸気は、異なる供給配管を通る経路で前記真空槽内に排出され、異なる前記冷却手段上に析出するように構成された請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記成膜槽は前記真空槽から分離され、
前記成膜槽には主真空排気系が接続された請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記成膜槽は前記真空槽と同一であり、
前記切替装置は、前記蒸気発生源を、前記真空槽の内部空間のうち、前記放出装置の外部空間に接続する請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の蒸着装置。
【請求項６】
第一〜第三の蒸気発生装置にそれぞれ設けられた第一〜第三の蒸発室に第一〜第三の色の蒸着材料を配置しておき、
前記第一〜第三の前記蒸発室で、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気をそれぞれ発生させ、
前記第一〜第三の色の前記蒸着材料の蒸気を、前記第一〜第三の蒸気発生装置から、放出装置に順番に移動させ、当該放出装置の放出口から成膜槽の内部に放出させ、
前記成膜槽の内部に配置された基板の、第一〜第三の領域に、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気をそれぞれ到達させ、前記第一〜第三の色の着色層を形成する成膜方法であって、
前記第一〜第三の蒸気発生装置と前記放出装置との間の、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気が移動する経路に切替装置を設けておき、
前記第一の蒸気発生装置を前記放出装置に接続し、前記第一の蒸発室の内部で必要量の前記第一の色の蒸着材料の蒸気を発生させて前記放出口から放出させ、前記第一の領域に前記第一の色の着色層を形成した後、
前記切替装置を切り替え、前記第一の蒸気発生装置を前記放出装置から遮断して真空排気系が接続された真空槽に接続し、前記第一の蒸発室と前記切替装置とを接続する供給配管の内部の前記第一の色の蒸着材料の蒸気を前記真空槽内に排出させ、前記真空槽内に配置された冷却手段に析出させた状態で、
前記第二の蒸気発生装置を前記放出装置に接続し、前記第二の色の前記蒸着材料の蒸気を、前記放出口から放出させる成膜方法。
【請求項７】
前記第一〜第三の蒸気発生装置に、前記第一〜第三の色の蒸着材料を配置するタンクをそれぞれ設けておき、
前記タンクに前記第一〜第三の色の蒸着材料を収容しておき、前記タンクから前記第一〜第三の蒸発室に前記第一〜第三の色の蒸着材料を供給し、前記第一〜第三の蒸発室内部で前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気を発生させる成膜方法であって、
前記切替装置の切替は、予め設定された量の前記第一の色の蒸着材料を前記第一の蒸発室に供給し、前記第一の蒸発室内の前記第一の色の蒸着材料が蒸発した後行う請求項６記載の成膜方法。
【請求項８】
前記真空排気系として、前記成膜槽に接続された主真空排気系を用い、
前記第一の蒸気発生装置の前記真空排気系への接続は、前記第一の蒸気発生装置を、前記成膜槽内部空間であって、前記放出装置の外部空間に接続し、
前記成膜槽に引き込まれた前記第一の色の蒸着材料の蒸気を冷却して、前記成膜槽内部に析出させる請求項６又は請求項７のいずれか１項記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着装置と、それを用いた成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は近年最も注目される表示素子の一つであり、高輝度で応答速度が速いという優れた特性を有している。有機ＥＬ素子は、ガラス基板上に赤、緑、青の三色の異なる色で発色する発光領域が配置されている。発光領域は、アノード電極膜、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及びカソード電極膜がこの順序で積層されており、発光層中に添加された発色剤で、赤、緑、又は青に発色するようになっている。
ホール輸送層、発光層、電子輸送層等は一般に有機材料で構成されており、このような有機材料の膜の成膜には蒸着装置が広く用いられる。
【０００３】
図５の符号２０３は、従来技術の蒸着装置であり、真空槽２１１の内部に蒸着容器２１２が配置されている。蒸着容器２１２は、容器本体２２１を有しており、該容器本体２２１の上部は、一乃至複数個の放出口２２４が形成された蓋部２２２で塞がれている。
【０００４】
蒸着容器２１２の内部には、粉体の有機蒸着材料２００が配置されている。
蒸着容器２１２の側面と底面にはヒータ２２３が配置されており、真空槽２１１内を真空排気し、ヒータ２２３が発熱すると蒸着容器２１２が昇温し、蒸着容器２１２内の有機蒸着材料２００が加熱される。
有機蒸着材料２００が蒸発温度以上の温度に加熱されると、蒸着容器２１２内に、有機材料蒸気が充満し、放出口２２４から真空槽２１１内に放出される。
【０００５】
放出口２２４の上方にはホルダ２１０が配置されており、ホルダ２１０に基板２０５を保持させておけば、放出口２２４から放出された有機材料蒸気が基板２０５表面に到達し、ホール注入層やホール輸送層や発光層等の有機薄膜が形成される。
有機材料蒸気を放出させながら、基板２０５を一枚ずつ放出口２２４上を通過させれば、複数枚の基板２０５に逐次有機薄膜を形成することができる。
【０００６】
しかし、複数枚の基板２０５に成膜するには、蒸着容器２１２内に多量の有機材料を配置する必要がある。実際の生産現場では、有機材料を２５０℃〜４５０℃に加熱しながら１２０時間以上連続して成膜処理を行うため、蒸着容器２１２内の有機蒸着材料２００は長時間高温に曝されることになり、蒸着容器２１２中の水分と反応して変質したり、加熱による分解が進行する。その結果、初期状態に比べて有機蒸着材料２００が劣化し、有機薄膜の膜質が悪くなる。
【０００７】
また、１枚の基板に、複数種類の有機薄膜を成膜する場合は、１種類の有機薄膜の成膜が終了したら、成膜終了後の基板を、異なる有機蒸着材料２００が収容された蒸着容器２１２上へ搬送する必要がある。
【０００８】
基板を搬送する時には真空槽内に粉塵が発生し、搬送距離が長くなるほど粉塵の発生量が増える。その粉塵は有機薄膜に混入して汚染の原因となる。
このように、従来の蒸着装置では、膜質の良い有機薄膜を成膜することは困難であった。
【特許文献１】特開平１０−１４０３３４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０７２３９号公報
【特許文献３】特開２００７−７０６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためのものであり、その目的は、膜質の良い有機薄膜を成膜することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、内部で蒸着材料の蒸気を発生させる蒸気発生源と、前記蒸着材料の蒸気を１又は２以上の放出口から成膜槽内部に放出する放出装置と、前記蒸気発生源が前記放出装置に接続された状態と、前記蒸気発生源が前記放出装置から遮断された状態とを切替える切替装置とを有する蒸着装置であって、真空槽と、前記真空槽に接続された真空排気系と、前記真空槽の内部に配置された冷却手段と、前記冷却手段を冷却して前記蒸気を析出させる冷却装置と、を有し、前記蒸気発生源は複数の蒸気発生装置を有し、各前記蒸気発生装置は、前記蒸気発生装置の内部空間を構成する蒸発室と、前記蒸着材料が収容されるタンクと、前記蒸着材料を前記タンクから前記蒸発室に供給する供給装置と、前記蒸発室に供給された前記蒸着材料を加熱して蒸気を生成する加熱装置とをそれぞれ有し、前記切替装置は、１又は２以上の前記蒸発室の内部空間を、前記放出装置に接続し、又は、前記放出装置から遮断させながら前記真空槽に接続するように構成された蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記供給装置が前記蒸発室に供給する前記蒸着材料の量を記憶する記憶装置を有する蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、各前記蒸発室で発生した前記蒸気は、異なる供給配管を通る経路で前記真空槽内に排出され、異なる前記冷却手段上に析出するように構成された蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記成膜槽は前記真空槽から分離され、前記成膜槽には主真空排気系が接続された蒸着装置である。
本発明は蒸着装置であって、前記成膜槽は前記真空槽と同一であり、前記切替装置は、前記蒸気発生源を、前記真空槽の内部空間のうち、前記放出装置の外部空間に接続する蒸着装置である。
本発明は、第一〜第三の蒸気発生装置にそれぞれ設けられた第一〜第三の蒸発室に第一〜第三の色の蒸着材料を配置しておき、前記第一〜第三の前記蒸発室で、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気をそれぞれ発生させ、前記第一〜第三の色の前記蒸着材料の蒸気を、前記第一〜第三の蒸気発生装置から、放出装置に順番に移動させ、当該放出装置の放出口から成膜槽の内部に放出させ、前記成膜槽の内部に配置された基板の、第一〜第三の領域に、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気をそれぞれ到達させ、前記第一〜第三の色の着色層を形成する成膜方法であって、前記第一〜第三の蒸気発生装置と前記放出装置との間の、前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気が移動する経路に切替装置を設けておき、前記第一の蒸気発生装置を前記放出装置に接続し、前記第一の蒸発室の内部で必要量の前記第一の色の蒸着材料の蒸気を発生させて前記放出口から放出させ、前記第一の領域に前記第一の色の着色層を形成した後、前記切替装置を切り替え、前記第一の蒸気発生装置を前記放出装置から遮断して真空排気系が接続された真空槽に接続し、前記第一の蒸発室と前記切替装置とを接続する供給配管の内部の前記第一の色の蒸着材料の蒸気を前記真空槽内に排出させ、前記真空槽内に配置された冷却手段に析出させた状態で、前記第二の蒸気発生装置を前記放出装置に接続し、前記第二の色の前記蒸着材料の蒸気を、前記放出口から放出させる成膜方法である。
本発明は、前記第一〜第三の蒸気発生装置に、前記第一〜第三の色の蒸着材料を配置するタンクをそれぞれ設けておき、前記タンクに前記第一〜第三の色の蒸着材料を収容しておき、前記タンクから前記第一〜第三の蒸発室に前記第一〜第三の色の蒸着材料を供給し、前記第一〜第三の蒸発室内部で前記第一〜第三の色の蒸着材料の蒸気を発生させる成膜方法であって、前記切替装置の切替は、予め設定された量の前記第一の色の蒸着材料を前記第一の蒸発室に供給し、前記第一の蒸発室内の前記第一の色の蒸着材料が蒸発した後行う成膜方法である。
本発明は成膜方法であって、前記真空排気系として、前記成膜槽に接続された主真空排気系を用い、前記第一の蒸気発生装置の前記真空排気系への接続は、前記第一の蒸気発生装置を、前記成膜槽内部空間であって、前記放出装置の外部空間に接続し、前記成膜槽に引き込まれた前記第一の色の蒸着材料の蒸気を冷却して、前記成膜槽内部に析出させる成膜方法である。
【００１１】
本発明は上記のように構成されており、選択した蒸気発生装置を放出装置に接続する時には、該蒸気発生装置は、他の蒸気発生装置と、排気槽と、他の真空排気系から遮断される。従って、選択した蒸気発生装置で発生した蒸気は、全て放出装置へ供給され、しかも、放出装置へ供給される蒸気に、他の蒸気発生装置で発生した蒸気が混ざらない。
【発明の効果】
【００１２】
複数の蒸気発生装置が一つの放出装置に接続され、放出装置には異なる種類の有機材料の蒸気を供給することができる。従って、基板を放出装置上から移動させなくても、複数種類の有機薄膜を成膜することができる。蒸着材料は必要量だけが蒸気発生装置に供給され、多量の蒸着材料が一度に加熱されることがない。従来に比べて蒸着材料が劣化しにくく、粉塵発生量も少ないから、膜質の良い有機薄膜が得られる。選択した蒸気発生装置で発生した蒸気は、他の蒸気発生装置で発生した蒸気が混入することなく、放出装置から放出されるから、目的の材料だけで有機薄膜を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１の符号１は成膜装置（有機ＥＬ製造装置）の一例を示している。
成膜装置１は複数の蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂを有しており、ここでは、各蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂは搬送室２に接続され、蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂが接続された搬送室２には、搬入室３ａと、搬出室３ｂと、処理室６と、スパッタ室７と、マスク収容室８とが接続されている。マスク収容室８内部には複数のマスクが収容されており、蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂやスパッタ室７内部に配置されたマスクと定期的に交換される。
【００１４】
真空排気系９により、搬送室２内部と、蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂの内部と、処理室６内部と、スパッタ室７内部と、マスク収容室８内部と、搬入室３ａ内部と、搬出室３ｂ内部に真空雰囲気が形成される。
【００１５】
搬送室２の内部には搬送ロボット５が配置されている。表面上に下部電極が形成された基板は搬入室３ａに搬入され、該基板は搬送ロボット５によって真空雰囲気中を搬入室３ａから搬送室２へ搬入され、処理室６で加熱処理やクリーニング処理等の処理がされ、蒸着装置１０ａ〜１０ｃ、３０ｂ内部で、電子注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層等の有機薄膜が形成され、スパッタ室７内部で上部電極が形成され、製造された有機ＥＬ素子は搬出室３ｂから外部に搬出されるようになっている。
【００１６】
発光層は３色の着色層（例えば赤、緑、青）を複数ずつ有する。各色の着色層は異なる領域上にそれぞれ形成されており、有機ＥＬ素子はフルカラー表示が可能である。
着色層が形成される領域には下部電極がそれぞれ位置する。上部電極に通電した状態で、選択した下部電極に通電すれば、選択した下部電極と、上部電極の間に位置する着色層が発光する。所望の場所にある所望の色の着色層を発光させることで、所望の画像又は文字をフルカラー表示することができる。
【００１７】
次に、発光層の成膜に用いられる本発明の蒸着装置１０ｂ、３０ｂについて説明する。
図２は本発明第一例の蒸着装置１０ｂの模式的な斜視図であり、図４は本発明第二例の蒸着装置３０ｂの模式的な断面図である。第一、第二例の蒸着装置１０ｂ、３０ｂの同じ部材には同じ符号を付して説明する。
【００１８】
第一、第二例の蒸着装置１０ｂ、３０ｂは、蒸気発生源１２と、放出装置５０と、切替装置７０と、成膜槽１１と、真空排気系８９と、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃをそれぞれ有している。
放出装置５０には放出口５５が設けられており、少なくとも放出口５５が設けられた部分が成膜槽１１の内部に位置するよう配置されている。
【００１９】
第一例の蒸着装置１０ｂでは成膜槽１１とは異なる真空槽８２が設けられ、その真空槽８２内部に第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃが配置されており、後述するように、真空槽８２の内部が残留ガスの排気槽となる。
【００２０】
第二例の蒸着装置３０ｂでは、成膜槽１１の内部であって、放出装置５０の外側の空間に第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃが配置されており、放出装置５０が配置されたものと同じ成膜槽１１が残留ガスの排気槽となる。
【００２１】
蒸気発生源１２は複数の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃ（第一〜第三の蒸気発生装置）を有しており、第一〜第三の色の蒸着材料３９はそれぞれ別々の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃに収容される。第一〜第三の色の蒸着材料３９を収容する蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃをそれぞれ第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃとする。
【００２２】
図３は第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃを説明するための断面図である。第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃは、異なる蒸着材料３９が収容される以外は同じ構成を有しており、同じ部材には同じ符号を付して説明する。
各蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃは、タンク（収容部）３２と、供給装置３１と、蒸発室２１と、加熱装置２５とをそれぞれ有している。タンク３２は内部に蒸着材料３９を収容可能になっている。
【００２３】
供給装置３１は一端がタンク３２に接続され、他端が蒸発室に接続された導入管４２と、導入管４２に挿通された回転軸３５と、回転軸３５に接続された制御装置４１を有している。回転軸３５の導入管４２に挿通された部分の周囲には突条３６が設けられている。制御装置４１で回転軸３５をその中心軸線を中心として回転させると、タンク３２に収容された蒸着材料３９は、突条３６間の溝を通って、タンク３２から蒸発室２１へ移動し、蒸発室２１に蒸着材料３９が供給される。回転軸３５の回転量と、蒸着材料３９の供給量との関係を求めておけば、その関係から、必要量の蒸着材料３９を供給するのに必要な回転軸３５の回転量が分かる。
【００２４】
制御装置４１には記憶装置（不図示）が設けられている。後述するように蒸着材料３９の必要量を記憶装置に記憶させ、設定量とすると、制御装置４１は設定量の蒸着材料３９が供給されるように、回転軸３５を回転させる。
【００２５】
加熱装置２５は、蒸発室２１内部に配置された高温体２２と、蒸発室２１の周囲にまきまわされたコイル２４とを有している。蒸発室２１は銅やアモルファス合金等の低透磁率材料で構成され、高温体２２はステンレス等の高抵抗導電材料で構成され、電源２６からコイル２４に交流電圧を印加すると、蒸発室２１の内部に電磁場が形成され、高温体２２が誘導加熱される。
【００２６】
蒸発室２１には真空排気系８３（真空ポンプ）が接続されている。蒸発室２１内部に真空雰囲気を形成しておき、蒸着材料３９の蒸発温度以上分解温度未満の加熱温度に高温体２２を加熱して、蒸着材料３９を蒸発室２１に供給すると、加熱した高温体２２に蒸着材料３９が接触し、蒸発室２１の内部に蒸着材料３９の蒸気が発生する。
【００２７】
切替装置７０は第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの蒸発室２１のうち、１又は２以上の蒸発室２１内部空間をそれぞれ放出装置５０に接続し、又は、全部の蒸発室２１の内部空間を放出装置５０から遮断するように構成されている。
【００２８】
第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの蒸発室は切替装置７０を介して排気槽に接続されている。上述したように、第一例の蒸着装置１０ｂでは成膜槽１１とは異なる真空槽８２が排気槽であり、第二例の蒸着装置３０ｂでは成膜槽１１の一部が排気槽である。
【００２９】
切替装置７０は第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの蒸発室２１のうち、１又は２以上の蒸発室２１を排気槽に接続しながら、放出装置５０から遮断するか、１又は２以上の蒸発室２１を排気槽から遮断しながら、放出装置５０に接続するか、全部の蒸発室２１を排気槽と放出装置５０の両方から遮断するように構成されている。
【００３０】
第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃは第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃをそれぞれ介して切替装置７０に接続されており、第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃには、別の供給配管７６ａ〜７６ｃに接続された蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃ内の蒸気は通らないようになっている。
【００３１】
従って、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃで発生した蒸気は、別々の供給配管７６ａ〜７６ｃを通って放出装置５０へ供給される。
排気槽は第一〜第三の排出配管７８ａ〜７８ｃを介して切替装置７０に接続されている。第一〜第三の排出配管７８ａ〜７８ｃの切替装置７０と反対側の端部（排出口）は、排気槽の内部に位置する。
【００３２】
第一例の蒸着装置１０ｂでは排気槽（真空槽８２）が成膜槽１１で分離されている。第二例の蒸着装置３０ｂでは排気槽と成膜槽１１で構成されるが、排出口は排気槽の内部であって、放出装置５０の外側に位置している。従って、第一例、第二例のいずれも、蒸気は放出装置５０の外側の空間に排出される。
【００３３】
上述した第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃは、第一〜第三の排出配管７８ａ〜７８ｃの排出口とそれぞれ対面するよう配置されている。
第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃにはそれぞれ冷却装置８６が取り付けられている。冷却装置８６で第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃを蒸着材料３９の蒸発温度未満に冷却しておき、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの蒸発室２１を排気槽に接続すると、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに蒸気が析出する。
【００３４】
第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃは排気槽から搬出入可能になっており、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃを排気槽から取り出せば、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに析出した蒸着材料３９を回収することができる。
【００３５】
切替装置７０は三方弁のようなバルブ７１ａ〜７１ｃを有している。第一〜第三の排出配管７８ａ〜７８ｃはバルブ７１ａ〜７１ｃを介して第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃにそれぞれ接続されており、第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃに流れる蒸気は、当該供給配管７６ａ〜７６ｃに接続された排出配管７８ａ〜７８ｃを通り、他の供給配管７６ａ〜７６ｃに接続された排出配管７８ａ〜７８ｃを通らない。
【００３６】
即ち、蒸発室２１で発生した蒸気が排気槽に排出されるまでの経路は、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃ毎に異なる。第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに析出する蒸着材料３９には、他の色の蒸着材料３９が混ざらないから、回収した蒸着材料３９を再びタンク３２に戻して再利用することができる。
【００３７】
次に、本発明の発光層を形成する工程について説明する。
ここでは着色層は赤、緑、青の３色であり、赤、緑、青のうち、いずれか１色を第一の色、残りの二色のうち、一方の色を第二の色、他方の色を第三の色とする。
【００３８】
蒸着材料３９として、主成分の有機材料（ホスト）に、着色剤（ドーパント）が添加された、第一〜第三の色の蒸着材料３９を用意する。第一〜第三の色の蒸着材料３９を第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃのタンク３２にそれぞれ収容し、タンク３２の蓋３４を閉めて、蒸着材料３９が収容された空間を密閉しておく。
【００３９】
第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの蒸発室２１及びタンク３２と、成膜槽１１（及び真空槽８２）とを真空排気し、蒸発室２１と、タンク３２と、成膜槽１１（及び真空槽８２）と、放出装置５０と、各配管７６ａ〜７６ｃ、７７、７８ａ〜７８ｃと、切替装置７０の内部に所定の成膜圧力（例えば１０-5Ｐａ）の真空雰囲気を形成する。
【００４０】
該真空雰囲気を維持しながら、各高温体２２を、蒸着材料３９の蒸発温度以上であって、蒸着材料３９の分解温度未満の加熱温度（例えば２００℃〜３００℃）に加熱し、その加熱温度を維持しておく。
【００４１】
形成すべき第一〜第三の色の着色層の膜厚は決められている。決められた膜厚の成膜に必要な第一〜第三の色の蒸着材料３９の必要量をそれぞれ求めておき、第一〜第三の色の蒸着材料３９の必要量を、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの制御装置４１にそれぞれ設定しておく。
【００４２】
第一の蒸気発生装置２０ａを排気槽から遮断しながら、放出装置５０に接続し、第二、第三の蒸気発生装置２０ｂ、２０ｃを放出装置５０から遮断した状態で、必要量の第一の色の蒸着材料３９を、加熱された高温体２２に接触させ、第一の色の蒸着材料３９の蒸気を蒸発室２１内部に発生させる。第一の色の蒸着材料３９の蒸気は、圧力差により、第一の蒸気発生装置２０ａの蒸発室２１から放出装置５０へ移動する。
【００４３】
成膜槽１１内部の放出装置５０上方位置には基板ホルダ１５が配置されている。
第一の蒸気発生装置２０ａを放出装置５０に接続した状態で蒸着材料３９を高温体２２に接触させる前に、基板８１を成膜槽１１内部に搬入して基板ホルダ１５に保持させ、アライメント手段６０により、基板８１の第一の色の着色層が形成されるべき領域と、マスク１６の開口１７とが対面するように位置合わせを行っておく。
【００４４】
放出装置５０へ移動し、放出口５５から放出された蒸気は、開口１７を通って基板８１に到達し、基板８１の決められた領域に第一の色の着色層が成長する。このとき、他の色の着色層を形成すべき領域は、マスク１６の遮蔽部１８で覆われているから、他の色の着色層を形成すべき領域には、第一の色の着色層は成長しない。
【００４５】
上述したように、蒸発室２１に配置された蒸着材料３９の量は、決められた膜厚の成膜に必要な量である。
その蒸着材料３９が全て蒸発するまで、成膜槽１１を真空排気しながら、第一の蒸気発生装置２０ａを排気槽から遮断して放出装置５０に接続した状態と、他の蒸気発生装置２０ｂ、２０ｃを放出装置５０から遮断した状態と、位置合わせされた基板８１とマスク１６を放出装置５０上に位置させる状態を維持する。
【００４６】
第一の蒸気発生装置２０ａを放出装置５０に接続してから所定時間が経過するか、第一の蒸気発生装置２０ａの蒸発室２１の内部圧力が、所定圧力以下になったら、蒸着材料３９が全部蒸発し、成膜が終了したと判断する。
【００４７】
成膜が終了した時には、基板８１表面の決められた領域に、決められた膜厚の第一の色の着色層が形成される。
第一の色の着色層の成膜が終了したら、第一の蒸気発生装置２０ａを放出装置５０から遮断しながら排気槽に接続して後述する排気処理を行い、第二の色の着色層を成膜する。
【００４８】
第二の色の着色層の成膜が終了後は、第二の蒸気発生装置２０ｂを放出装置５０から遮断しながら排気槽に接続して排気処理を行い、第三の色の着色層を成膜する。第三の色の着色層を成膜後は、第三の蒸気発生装置２０ｃを放出装置５０から遮断しながら排気槽に接続して排気処理を行う。
【００４９】
尚、第二、第三の色の着色層の成膜は、第一の色の着色層を形成した時と同様に、開口１７が第二、第三の色の着色層を形成すべき領域と対面するように、基板８１とマスク１６を位置合わせをしてから、第二、第三の蒸気発生装置２０ｂ、２０ｃを放出装置５０に接続した状態で、予め求められた量の第二、第三の色の蒸着材料３９を蒸発室２１内でそれぞれ蒸発させる。
【００５０】
位置合わせされた基板８１とマスク１６とを放出装置５０上に位置させたまま、放出口５５から蒸気を放出すれば、予め決められた領域に、決められた膜厚の第二、第三の色の着色層が成膜され、発光層が得られる。
発光層を形成する間、基板８１はマスク１６に対して相対的に移動するが、放出装置５０上から取り外す必要がないので、基板８１の移動距離が短く、発塵が少ない。
【００５１】
発光層が形成された状態の基板８１を基板ホルダ１５から取り外して、成膜槽１１から搬出し、発光層が形成される前の未処理の基板８１を成膜槽１１に搬入して基板ホルダ１５に保持させ、上述した工程で第一〜第三の色の着色層の成膜を行う。
【００５２】
各蒸発室２１の内部と、各蒸発室２１と放出装置５０との間の経路には、前の基板８１の成膜に用いた蒸気及びその分解物が残留している。経路のうち、切替装置７０と蒸発室２１の間の部分（供給配管７６ａ〜７６ｃ）は、切替装置７０と成膜槽１１と間の部分に比べて長く、しかも、供給配管７６ａ〜７６ｃと蒸発室２１は成膜槽１１から遠いから、前に成膜した時の蒸気と、その分解物が残留しやすい。
【００５３】
蒸気や分解物が残留すると、次の成膜に悪影響を与える虞があるから、蒸発室２１に蒸着材料３９を供給して着色層の成膜を開始する前に、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの排気処理を終了させておく。
【００５４】
排気処理は、排気槽に予め第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃを搬入し、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃを蒸着材料３９の蒸発温度未満の冷却温度に冷却し、その冷却温度を維持しておく。
【００５５】
排気槽を真空排気しながら、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃを排気槽に接続し、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの内部空間（蒸発室２１の内部空間）と、該内部空間と切替装置７０との間の経路（供給配管７６ａ〜７６ｃ）とを真空排気し、残留する蒸気を排気槽に排出して、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに析出させる。
【００５６】
ここでは、蒸発室２１にガス供給系８４が接続されている。第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃを排気槽に接続しながら、ガス供給系８４から蒸発室２１にＮ2ガスのようなパージガスを流せば、残留蒸気はパージガスで押し流されるから、残留蒸気の排出効率が上がる。
【００５７】
第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃを排気槽に接続してから所定時間経過した時、又は蒸発室２１が所定の圧力に達したら、残留蒸気が無くなり、排気処理が終了したと判断する。
【００５８】
第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃは、排気処理が終了した後、蒸発室２１に蒸着材料３９を供給するまでの間、放出装置５０から遮断しながら排気槽に接続したままにしてもよいし、排気槽と放出装置５０の両方から遮断しておいてもよい。
【００５９】
蒸発室２１に蒸着材料３９を供給する前に、蒸発室２１に接続された真空排気系８３を動作させ、蒸発室２１内部に上述した成膜圧力を形成する。排気処理にパージガスを用いた場合、成膜圧力を形成する際に、パージガスが蒸発室２１と、第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃから除去される。
【００６０】
蒸発室２１に蒸着材料３９を供給する時には、蒸発室２１と、蒸発室２１と切替装置７０との間の経路から、残留蒸気、残留蒸気の分解物及びパージガス等が除去されているから、分解物の混入がなく、かつ、決められた膜厚の着色層が形成される。
【００６１】
第一〜第三の色の着色層の成膜と、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの排気処理と、基板８１の交換とを繰り返せば、蒸発室２１や配管（特に供給配管７６ａ〜７６ｃ）のメンテナンス無しに、多数枚の基板８１の成膜処理を連続して行うことができる。
【００６２】
尚、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに析出した蒸着材料３９は再利用してもよいし、そのまま捨ててもよい。析出した蒸着材料３９を再利用せずに捨てる場合には、第一〜第三の供給配管７６ａ〜７６ｃを通った蒸気を、同じ排出配管を通して排気槽へ排出させてもよい。
【００６３】
高温体２２を加熱する加熱手段も、誘導加熱手段に限定されない。高温体２２にヒーターを取り付け、該ヒーターに通電し、熱伝導で高温体２２を加熱することもできる。更に、蒸発室２１にレーザー光が透過可能な窓部を設け、高温体２２又は高温体２２に配置された蒸着材料３９にレーザー光を照射して、蒸着材料３９を蒸発させてもよい。
【００６４】
高温体２２の形状も特に限定されないが、ここでは、高温体２２は板状の加熱板２２ｃと、加熱板２２ｃ表面に配置されたリング状の外周突部２２ｂと、加熱板２２ｃ表面の外周突部２２ｂのリング内側に配置された内側突部２２ａとを有している。供給装置３１から落下した蒸着材料３９は、内側突部２２ａと外周突部２２ｂの間に配置される。
【００６５】
本発明に用いる供給装置３１は、決められた量の蒸着材料３９を正確に蒸発室２１に供給可能なものであれば特に限定されない。
蒸着材料３９はホストとドーパントの混合物に限定されない。例えば、第一〜第三の蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃに２つ以上のタンク３２をそれぞれ設け、タンク３２に蒸着材料３９の成分（例えば、ホスト、着色剤、他のドーパント）をそれぞれ別々のタンク３２に収容させておく。
【００６６】
決められた組成、決められた膜厚の着色層の成膜に必要な量を各成分毎に求めておき、求めた量の各成分をタンク３２から同じ蒸発室２１又は異なる蒸発室２１にそれぞれ供給し、蒸発室２１内で加熱して蒸気を発生させる。
【００６７】
各蒸発室２１を同じ放出装置５０に接続して、各成分の蒸気を同じ放出装置５０の放出口５５から放出させれば、基板８１表面には、決められた組成、決められた膜厚の着色層が形成される。
【００６８】
第一〜第三の色は赤、緑、青に限定されず、３原色であれば赤、黄、青であってもよい。また、着色層の色の数は３色に限定されず、２色以下であってもよいし、４色以上であってもよい。蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃは少なくとも着色層の色の数と同じか、それ以上用意する。要するに本願発明の蒸着装置は、異なる色の着色層を、異なる領域に形成可能なものである。
着色層は、発光材料が含有された発光層を構成する場合に限定されず、発光層とは別に形成してもよい。
【００６９】
本発明の蒸着装置１０ｂは発光層だけでなく、ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層、電子輸送層等、他の有機薄膜の成膜に用いることもできる。
ホール輸送層、ホール注入層、電子注入層、電子輸送層等、発光層以外の有機薄膜を成膜する際には、基板表面の成膜する領域を変える必要が無いから、基板８１と放出装置５０の間にマスク１６を配置しなくてもよく、又はマスク１６を配置する場合であっても、各層の成膜毎にマスク１６を移動させる必要がない。
【００７０】
１つの成膜槽１１内部には、１又は複数の放出装置５０を配置することができる。１つの成膜槽１１内部に複数の放出装置５０を配置する場合、各放出装置５０から放出される蒸気が混合されないよう、放出装置５０同士の距離を十分に離すか、成膜槽１１内部に蒸気の流れを遮蔽する遮蔽板を設けることが望ましい。
【００７１】
放出装置５０と、基板ホルダ１５のいずれか一方又は両方を揺動手段５８に接続してもよい。蒸気を放出している間、基板８１とマスク１６を相対的に静止させた状態で、該基板８１を放出装置５０に対して、水平面内で往復移動又は円運動させれば、基板８１表面に成長する有機薄膜の膜厚が均一になる。
【００７２】
基板ホルダ１５と放出装置５０との相対的な往復移動の方向は特に限定されない。
例えば、放出装置５０が、放出口５５が設けられた放出容器５１と、該放出容器５１内部に配置された供給管５２とを有し、該供給管５２が所定間隔を空けて略平行に配置された複数本の分岐管を有する場合、基板８１と放出装置５０を、該分岐管と交差する方向に水平面内で相対的に移動させる。
【００７３】
供給管５２の噴出口５３を、放出容器５１の放出口５５と対面しない位置に設ければ、噴出口５３から噴出される蒸気は、放出容器５１に充満してから放出口５５から放出されるため、放出速度が安定する。具体的には、放出口５５が放出容器５１の天井に設けられている場合は、噴出口５３は供給管５２の放出容器５１の底面又は側面と対向する部分に設ける。
【００７４】
放出装置５０（ここでは放出容器５１）の放出口５５が形成された面（前面）を、基板８１よりも大面積にし、放出口５５を前面に所定間隔を空けて分散配置しておけば、基板８１を放出装置５０上に位置させたまま、基板８１表面全部に亘って薄膜を形成することができる。この方法によれば、基板８１を搬送しながら成膜する必要がなく、成膜槽１１内での基板８１の移動距離が短くなるので、基板８１の搬送によるダストの発生量が少ない。
蒸発室２１を放出装置５０に接続して蒸気を供給する際、蒸発室２１にパージガス（例えばＮ2）を導入すれば、蒸気の供給効率が高くなる。
【００７５】
尚、決められた膜厚を成膜するのに要する有機材料３９の供給量は予備試験で求めておく。予備試験は、実際の成膜に用いるものと同じ有機材料３９をタンク３２に収容し、真空雰囲気の圧力、高温体２２の加熱温度等の成膜条件を、実際の製造の時と成膜条件と同じにし、放出装置５０上に基板８１（マスク１６使用するならばマスク１６と基板８１）とを配置したまま、有機材料３９を蒸発室２１に供給して蒸気を発生させ、該蒸気を放出口５５から放出させて薄膜を形成する。有機材料３９の落下量と、薄膜の膜厚との関係を求めれば、その関係から必要供給量が分かる。
【００７６】
蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの設置場所は特に限定されず、蒸気発生装置２０ａ〜２０ｃの一部又は全部を、放出装置５０と同じ成膜槽１１内部に設置してもよい。
尚、蒸発室２１を放出装置５０に接続して蒸気を供給する時には、少なくとも蒸気が通る経路（供給配管７６ａ〜７６ｃ、切替装置７０、放出配管７７、放出装置５０）をヒーターで、蒸着材料３９の蒸発温度以上分解温度未満に加熱すれば、該経路で蒸気が析出しない。
【００７７】
放出装置５０からの輻射熱でマスク１６が加熱されると、熱膨張が起こり、成膜精度が下がるので、放出装置５０とマスク１６との間に断熱材（冷却板）６７を配置し、ヒーター６８を冷却板６７で覆うことが望ましい。
【００７８】
冷却板６７の放出口５５上の位置に、放出口５５が露出する開口（蒸気放出口）を設けておき、該開口の大きさを、放出口５５から放出される蒸気が接触しない程度に大きくすれば、蒸気が冷却板６７に析出しない。
【００７９】
蒸発室２１を排気槽に接続して蒸気を排出する際には、少なくとも蒸気が排出される経路（供給配管７６ａ〜７６ｃ、切替装置７０、排出配管７８ａ〜７８ｃ）を、蒸着材料３９の蒸発温度以上分解温度未満に加熱すれば、該経路で蒸気が発生しない。その経路に加え、排気槽も蒸発温度以上分解温度未満に加熱しておけば、蒸着材料３９は排気槽の壁面に析出せず、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃに析出するから、蒸着材料３９の回収効率が上がる。
【００８０】
第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃの形状は特に限定されず、板状であってもよいし、容器状であってもよい。また、第一〜第三の冷却手段８５ａ〜８５ｃは一体であってもよいし、分離されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】成膜装置の一例を説明するための平面図
【図２】本発明第一例の蒸着装置の模式的な斜視図
【図３】本発明第一〜第三の蒸気発生装置を説明するための断面図
【図４】本発明第二例の蒸着装置の模式的な断面図
【図５】従来技術の蒸着装置を説明するための断面図
【符号の説明】
【００８２】
９、８９……真空排気系    １０ｂ……蒸着装置    １１……成膜槽    １２……蒸気発生源    ２０ａ〜２０ｃ……第一〜第三の蒸気発生装置    ２１……蒸発室    ２５……加熱装置    ３１……供給装置    ４２……導入管    ３２……タンク    ３９……蒸着材料    ５０……放出装置    ７０……切替装置    ８１……基板    ８２……真空槽    ８５ａ〜８５ｃ……第一〜第三の冷却手段    ８６……冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
0005008527.tif 000005
【図５】
0005008527.tif 000006