JP2003115379A - 有機ｅｌ素子製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の運転を停止することなく真空チャンバ
の真空を維持したまま蒸発セルの補充を行うことによ
り、製造装置の運転効率を向上し、有機ＥＬ素子の製造
コストを低減可能な有機ＥＬ素子製造装置の蒸発セル補
充装置を提供する。 【解決手段】 蒸発セル４は、補充槽６１に収容された
搬送台６３に搭載される。補充槽６１は、外部及び真空
チャンバ２に対して気密に遮断され再真空化可能とな
る。ゲートバルブ８４を開けて補充槽６１と真空チャン
バ２との間の通路６９が開通されると、搬送台６３はラ
ック７４とピニオン７３とを有する駆動機構７０の作動
によって補充槽６１内の装填位置からから真空チャンバ
２内の進出位置へと水平搬送される。縦方向に動作する
駆動手段５の係合部２１が、搬送台６３に搭載された蒸
発セル４に係合して、加熱位置や冷却位置に移動可能で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、蒸発セルを加熱
して生じさせた有機原料の蒸発ガスを基板上に付着させ
る蒸着法によって基板上に有機薄膜を形成する有機ＥＬ
素子製造装置において、有機ＥＬ素子製造装置が稼働中
であっても、蒸発セルの補充を可能にした有機ＥＬ素子
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）デ
ィスプレイのような有機ＥＬ素子は、薄型で全固体型の
面発光表示デバイスであり、バックライトが不要で消費
電力が少なく、信頼性が高く、高精細、高コントラスト
の高画質表示が可能であることから、近年、ディスプレ
イの分野で着目されている。有機ＥＬ素子は、金属材料
を蒸着することにより完成時に陽極となる透明電極と、
その透明電極上に形成された発光層となる有機ＥＬ素子
の有機薄膜と、その有機薄膜の上にプリント配線基板等
の基板上に完成時に陰極となる金属電極とを備えてい
る。このような有機ＥＬ素子は、例えば、真空蒸着法又
はスパッタリング法で金属電極と透明電極とを形成し、
真空蒸着法で有機薄膜を形成することで製造されてい
る。

【０００３】有機薄膜の真空蒸着は、具体的には、内部
に蒸着材料である有機原料を収容した蒸発源を真空槽内
で加熱して有機材料を蒸発させ、蒸発したガス状の有機
原料を蒸発源の上方に配置した基板の下向きの被蒸着面
に付着させて成膜させることで行われている。蒸発源
は、有機原料を収容した、例えば、セラミック、透明ガ
ラス等、適宜の材料から形成される坩堝のような容器か
ら形成された蒸発セルとすることができる。蒸発セルの
直上又は基板の直下の位置には、蒸着を制御するための
可動シャッタが設けられている。蒸着の初期には、可動
シャッタを閉状態として不純物を含んだ蒸発物が基板に
付着するのを防止し、原料の蒸発速度が一定となった一
定時間経過後に可動シャッタを開いて、蒸着速度の制御
が安定した状態で基板の被蒸着面への成膜が行われてい
る。成膜の都度、基板の上に所定のマスクを配置した状
態で蒸着を行うことにより、有機薄膜が所定のパターン
で成形される。

【０００４】有機原料を間接的に加熱してガス化する一
つの方法として、原料容器を坩堝で形成しその周囲にヒ
ータを設け、このヒータに通電することで坩堝を加熱す
る方法がある。また、抵抗加熱蒸着法として、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
容器を製作し、その原料容器に直流電流を流して発熱さ
せることで、有機原料を蒸発させる方法もある。この方
法は、製造装置の構造が簡単で且つ安価となるので、真
空蒸着法の中で普及している。有機原料を間接的に加熱
する方法以外の方法として、原料に直接に電子ビームや
レーザービームを照射し、そのエネルギーで原料を蒸発
させる電子ビーム・レーザービーム蒸着法がある。

【０００５】従来、蒸発セルに含まれる有機原料を蒸発
し切った場合には、真空チャンバ内の所定位置に配置さ
れていた蒸発セルの容器を回収して、新たな有機原料が
収容された蒸発セルを上記所定位置に装填することによ
って、蒸発セルの補充・交換が行われている。新たな蒸
発セルは有機ＥＬ素子製造装置の外部に置かれているの
で、蒸発セルの補充・交換に際しては、真空チャンバ内
の真空を一旦解除し、蒸発セルの補充・交換を行った
後、再度真空チャンバ内を真空化している。この作業の
うち、特に真空チャンバの再真空化は、時間を要し、有
機ＥＬ素子製造装置の効率的な稼働を妨げている。

【０００６】有機材料が非常に高価であるため、有機Ｅ
Ｌ素子を安価に供給するには、有機ＥＬ素子の製造コス
トを低減することが肝要であり、特に、製造装置を連続
して運転し、製造装置の一度の連続運転中にできるだけ
多くの有機ＥＬ素子を製造することが必要である。即
ち、有機原料の蒸発は高度に真空状態とされた製造装置
のチャンバ内で行われるので、有機原料の補充や交換を
行うために頻繁に製造装置を停止すると、その度、真空
チャンバの真空解除と再真空化が必要となって装置の稼
働効率が悪化し、製品コストが上昇する。従って、一度
に比較的多量の原料量を収容することが可能なセル型蒸
発源を用いた場合であっても、一度真空にされた製造装
置の真空槽で連続して基板に対して蒸着を行うことが好
ましい。

【０００７】ゲートバルブで真空室と遮断可能に分離さ
れた収容室内に、有機材料が充填された複数のルツボを
用意し、これらルツボのいずれか一つを選択し、ハンド
とアームとを有する搬送ロボット機構でそのルツボを真
空室内の蒸発源（加熱源）に取り付けた有機薄膜形成装
置の一例が、特開２０００−２２３２６９号公報に開示
されている。搬送ロボット機構は、構造が複雑であり、
また、真空室内にへルツボの搬送は一度に１個に限られ
る。蒸発源も高さ位置を変えられないので、蒸発源の冷
却等に対応する柔軟性が期待できない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、有機Ｅ
Ｌ素子の製造に関して、蒸発セルの補充の度に、製造装
置の運転を停止し真空チャンバの真空を解除するので
は、蒸発セルの交換・補充の後に真空チャンバを再度真
空化する必要があり、製造装置の運転効率が向上せず、
有機ＥＬ素子の製造コストを低減させることができな
い。また、補充後の蒸発セルを加熱位置まで移動させる
機構が複雑であると、製造装置の製作コストが上昇する
とともに運転効率も向上せず、結果的に、有機ＥＬ素子
の製造コストを更に上昇させる。従って、有機ＥＬ素子
の製造装置の運転を停止させず、真空チャンバの真空を
維持したまま、外部から蒸発セルを真空チャンバ内に供
給を可能にして蒸発セルの補充を行い、補充後の蒸発セ
ルを加熱位置まで簡単な機構で且つ速やかに移動させる
点で解決すべき課題がある。

【０００９】この発明の目的は、有機ＥＬ素子の製造に
関して、製造装置の運転を停止することなく真空チャン
バの真空を維持したまま、外部から蒸発セルを真空チャ
ンバ内に供給して蒸発セルの補充を行い、補充後に蒸発
セルを速やかに加熱位置にまで移動させることにより、
製造装置の運転効率を向上する共に有機原料の蒸発を早
期に再開可能にして、有機ＥＬ素子を安価に製造するこ
とを可能にする有機ＥＬ素子製造装置を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明による有機ＥＬ素子製造装置は、有機原料
が収容されている蒸発セルと離脱可能に係合する係合部
を有し且つ前記蒸発セルを上昇位置まで昇降させる駆動
手段、及び前記有機原料を蒸発させるため前記上昇位置
を占めている前記蒸発セルを加熱する加熱手段を備え、
前記蒸発セルから蒸発した前記有機原料の基板への蒸着
が真空チャンバの内部で行われる有機ＥＬ素子製造装置
において、前記真空チャンバに取り付けられると共に内
部が真空化可能であり且つ外部及び前記真空チャンバに
対してそれぞれ密封状態に閉鎖可能な補充槽、前記補充
槽に収容可能であると共に補充用の前記蒸発セルを位置
決め状態に載置する載置部を有する搬送台、及び前記搬
送台を前記補充槽内の装填位置と前記真空チャンバ内の
進出位置との間で往復可能に搬送する駆動機構を備え、
前記駆動手段は前記係合部を前記進出位置に搬送された
前記搬送台の下方の下降位置まで下降可能であり、前記
蒸発セルは、前記搬送台を上昇通過する前記係合部と係
合して前記載置部から持ち上げられ、前記搬送台を下降
通過する前記係合部から係合離脱して前記載置部に残留
載置されることから成っている。

【００１１】このように構成された有機ＥＬ素子製造装
置によれば、駆動手段に作動によって上昇する係合部は
蒸発セルと係合して係止部を通過可能であり、蒸発セル
は係合部によって更に上昇して上昇位置に運ばれる。上
昇位置において加熱手段によって加熱されることで蒸発
セルから蒸発したガス状の有機原料は、真空チャンバの
上側に配置されている基板の下側面に付着することで蒸
着される。加熱手段による蒸発セルの加熱は急速に行わ
れるので、有機原料は無駄になる量が少なく効率的に使
用される。蒸発セルの有機原料が蒸発し切ると、駆動手
段は蒸発セルを搬送台の下降位置まで下降させ、搬送台
を下降通過するときに、使用済みの蒸発セルを搬送台上
の載置部に残して載置させる。蒸発セルを有機ＥＬ素子
製造装置に補充するときには、真空チャンバとの間を密
封状態として外部から補充槽に蒸発セルが供給され、補
充槽が真空化され、次に外部との間を密封状態として補
充槽と真空チャンバとの間が開通される。蒸発セルを交
換するときには、搬送台が真空チャンバ内に進出され、
新しい蒸発セルが駆動手段の係合部に係合し、駆動手段
によってその状態で上昇される。詳細には、蒸発セルの
補充槽への供給に際しては、蒸発セルは補充槽に収容さ
れた搬送台に載置される。搬送台が既に補充槽に収容さ
れている場合には、蒸発セルは直ちに搬送台に載置され
る。補充槽は、外部及び真空チャンバに対して気密に遮
断されるので、内部は再真空化可能となる。補充槽と真
空チャンバとの間が開通されると、搬送台の通過が可能
となり、搬送台は駆動機構の作動によって補充槽内の装
填位置からから真空チャンバ内の進出位置へと搬送され
る。駆動機構によって搬送台を真空チャンバ内に向かっ
て搬送するとき、搬送台の進出位置を制御することによ
り、有機ＥＬ素子製造装置内で占める位置は正確に制御
可能となり、搬送台に位置決め状態に載置されている蒸
発セルは、交換のために搬送台上の載置部から駆動手段
の係合部へと受け渡される。

【００１２】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
補充槽には外部から前記補充槽への前記蒸発セルの出し
入れを許容する密封可能な開閉扉が設けられ、前記真空
チャンバと前記補充槽との間には前記搬送台の通過を許
容する開状態と密閉遮断する閉状態との間で切換え可能
なゲートバルブが設けられている。外部と補充層との間
に設けられる開閉扉は、蒸発セルの補充層への供給時に
開かれ、そのとき、真空チャンバ内の真空を維持するた
めにゲートバルブは閉じられている。真空チャンバと補
充槽との間に設けられているゲートバルブは、開閉扉を
閉じて密封状態とされた補充槽が真空状態になっている
ときにのみ開かれる。搬送台は、開状態となっているゲ
ートバルブを通して、駆動機構の作動によって補充槽内
の装填位置からから真空チャンバ内の進出位置へと搬送
される。

【００１３】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
搬送台は搬送方向に隔置して複数列の前記蒸発セルを載
置可能であり、前記搬送台の前記進出位置は、前記蒸発
セルが前記各列毎に前記駆動手段の前記係合部と係合又
は係合離脱する位置まで搬送されることに対応した複数
位置として設定されている。搬送台に搬送方向に隔置し
て複数列の蒸発セルを載置することにより、搬送台によ
る補充槽への蒸発セルの１回の補充で、有機ＥＬ素子製
造装置では搬送台に載置された列の数だけ複数回に渡っ
て蒸発セルを順次交換して使用することが可能である。
蒸発セルの交換は、その交換時に、真空チャンバ内での
搬送台を駆動機構の搬送で送り、予め設定された複数の
進出位置に順次停止させる。このとき、搬送台に載置さ
れた複数列の蒸発セルは、駆動手段の係合部と係合又は
係合離脱する位置まで次々に移動される。

【００１４】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
搬送台は回転自在な複数のローラによって支持されてお
り、前記駆動機構は、前記搬送台の側部に形成されてい
るラック、前記補充槽に回転自在に支持され前記ラック
に噛み合うピニオン、及び前記ピニオンを駆動する駆動
モータを備えている。搬送台は回転自在な複数のローラ
によって支持されているので、搬送台が搬送されると
き、搬送台の走行抵抗は可及的に小さいものとなる。ま
た、駆動機構は、回転を往復動に変換する構成として、
駆動モータの駆動力が伝達されるピニオンとこのピニオ
ンが噛み合う搬送台の側部に形成されているラックとを
有することにより、駆動機構の構造が機構的に簡素であ
り且つ作動が確実となる。

【００１５】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
真空チャンバには、前記真空チャンバ内に搬送された前
記搬送台の先端部を支持する受け部を配設するのが好ま
しい。搬送台は、補充槽から真空チャンバ内に進出した
ときに、先端部が受け部で支持されるので、自重によっ
て傾斜する等の不都合がない。受け部では、低摩擦にて
支持するため搬送台の下面をローラで支持することが好
ましい。

【００１６】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
蒸発セルについては内部に前記有機原料を収容し且つ前
記駆動手段の前記係合部が係合可能な底部を有する筒状
容器から構成し、前記搬送台の前記載置部には、前記蒸
発セルの通過は許容しないが前記駆動手段の前記係合部
が通過可能な貫通孔を形成することが好ましい。蒸発セ
ル補充用の駆動機構によって搬送された搬送台が真空チ
ャンバ内で占めることになる進出位置では、搬送台に設
けられている載置部の貫通孔の位置が駆動手段の先端部
に設けられる取付け部の昇降位置と一致する。また、搬
送台の搬送方向を水平方向とし、駆動手段の係合部の垂
直方向の昇降方向と直交交差させるのが、搬送台の位置
割り出しを行ったり搬送台の載置部に載置された蒸発セ
ルに対して駆動手段の係合部を係合させる上で好まし
い。

【００１７】この有機ＥＬ素子製造装置において、前記
上昇位置と前記搬送台が搬送された前記進出位置との間
の上下方向中間位置において、前記蒸発セルを冷却する
セル冷却手段を設けることができる。基板への有機原料
の蒸着が終了すると、加熱手段による蒸発セルの加熱が
停止され、蒸発セルは駆動手段によって中間位置まで下
降されてセル冷却手段によって冷却される。蒸発セルの
温度は急速に低下し、蒸発セルからの有機原料の蒸発が
急速に停止する。蒸発セルの加熱と冷却とがそれぞれ蒸
発セルが占める異なる位置で行われるが、蒸発セルのこ
れらの各位置間における移動は、駆動手段の単純な昇降
動作によってスムーズで且つ素早く行われ、また加熱手
段とセル冷却手段とは互いに干渉することもないので、
有機ＥＬ素子製造装置の構造が簡単となり且つ運転効率
が向上する。また、冷却手段による蒸発セルの冷却は急
速に行われるので、有機原料は無駄になる量が少なく効
率的に使用される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、こ
の発明による有機ＥＬ素子製造装置の実施例を説明す
る。図１はこの発明による有機ＥＬ素子製造装置の一実
施例を示す縦断面図、図２は有機ＥＬ素子製造装置に用
いられる冷却手段の一例を示す縦断面図であって図３の
Ａ−Ａ断面図、図３は図２に示す冷却手段の平面Ｂ−Ｂ
で切断した平面図、図４は図１に示す有機ＥＬ素子製造
装置の蒸発セル補充機構を示す縦断面図であって図５の
Ｃ−Ｃ断面図、図５は図４に示す蒸発セル補充機構の平
面Ｄ−Ｄで切断した断面図、図６は図４に示す蒸発セル
補充機構の平面Ｅ−Ｅで切断した断面図である。

【００１９】図１に示す有機ＥＬ素子の製造装置１は、
装置フレームに支持された真空チャンバ２と、真空チャ
ンバ２内に縦置き状態に配置され且つ上端に成膜すべき
基板８が配置される蒸発筒３と、基板８に蒸着させるべ
き有機原料９（図２、図３参照）を収容可能な筒状容器
を持ち且つ蒸発筒３内の上昇位置Ｕ、搬送台（後述す
る）の下方の下降位置Ｌ、及び上昇位置Ｕと下降位置Ｌ
との間に位置し且つ蒸発筒３外の中間位置Ｍの間で上下
動可能な蒸発セル４と、蒸発セル４を上下動させる駆動
手段５と、蒸発セル４内に収容されている有機原料９を
蒸発させるため上昇位置Ｕを占めている蒸発セル４を加
熱する加熱手段６と、中間位置Ｍを占めている蒸発セル
４を冷却するセル冷却手段７とを備えている。

【００２０】真空チャンバ２は、適宜の形状を有してお
り、装置フレーム１０によって床台上に設置されてい
る。真空チャンバ２の内部１１は、図示しない真空引き
手段（クライオポンプ）によって、通常は高度な真空状
態に維持されている。真空チャンバ２には、図示しない
が、適宜の位置に、内部１１を覗くことが可能な耐圧ガ
ラス窓を設けることができる。真空チャンバ２の内部１
１には、蒸発筒３が支持脚１２によって支持された状態
で設置されている。蒸発筒３は、銅のような熱伝導度の
高い金属から成る縦置きされた角筒体、円筒体等の筒体
で構成されており、上端と下端とはそれぞれ開口２５
ａ，２５ｂとなっている。蒸発筒３は、蒸発セル４が蒸
発させた有機原料ガス（以下、「蒸発ガス」という）を
基板８に向かって上昇するのを案内する働きをしてい
る。図示の例では、真空チャンバ２内には、一つの蒸発
筒３のみが収容されているが、複数の蒸発筒３を並べて
収容してもよい。この場合、各蒸発筒３において、上記
の蒸発セルや駆動手段５、セル冷却手段７、及び後述す
る蒸発セル補充装置が配設されるが、各蒸発セル４内に
収容される有機原料９は基板８に蒸着する順に異種類の
原料とすることができる。

【００２１】蒸発セル４は、特に、外部から有機原料の
残量を視認可能とするため、上端が開口した透明なガラ
ス製の坩堝とすることが好ましい。加熱手段６は蒸発筒
３内に取り付けられており、蒸発セル４が駆動手段５に
よって蒸発筒３内の上昇位置Ｕにまで上昇したとき、蒸
発セル４は加熱手段６に取り付けられることはないが囲
まれた状態となる。加熱手段６は、真空チャンバ２の外
部から延びる電線（図示せず）を通じて電源が供給され
る抵抗加熱線を備えた筒状ヒータの形状を有する間接的
な加熱手段であり、蒸発セル４内に収容されている有機
原料９を蒸発させるため、蒸発セル４を周囲から例えば
２００℃〜３００℃にまで加熱する。

【００２２】駆動手段５は、モ−タ１５と、モ−タ１５
の回転出力を伝達するベルト伝動機構１６と、ベルト伝
動機構１６の出力側の回転を伝える継ぎ手１７と、継ぎ
手１７によって回転されるねじ軸１８と、ねじ軸１８に
螺合するボールナット１９と、ボールナット１９に取り
付けられている昇降筒体２０と、昇降筒体２０の先端に
形成されており蒸発セル４と係合可能な係合部２１とを
有している。駆動手段５は、また、継ぎ手１７から係合
部２１までの構造を密封状態に取り囲んで真空チャンバ
２の内部１１の真空を保つケース２２を有している。更
に、昇降筒体２０には縦方向に延びる一対のスリット２
３が形成されており、真空チャンバ２に取り付けられて
いる規制駒２４がスリット２３に係合している。従っ
て、モータ１５の回転はベルト伝動機構１６と継ぎ手１
７とを介してねじ軸１８に伝達され、昇降筒体２０は、
ねじ軸１８と規制駒２４によって回転規制されているボ
ールナット１９とのねじ作用とによって昇降駆動され
る。昇降筒体２０の昇降は、モータ１５の回転方向に応
じて定まる。図示した駆動手段５は、一例であり、エア
シリンダ等から成るアクチュエータを採用することがで
きることは、言うまでもない。

【００２３】蒸発筒３の上側の開口２５ａの上方には、
開口２５ａに近接して開閉可能なシャッタ２６が配置さ
れている。真空チャンバ２に接続されているシャッタ進
退通路２７の後方には、シャッタ２６の開閉作動用とし
て、例えば駆動機構５と同様の機構を設けることがで
き、かかる機構を作動させることにより、シャッタ２６
をシャッタ進退通路２７で進退させてシャッタ２６の開
閉作動を行うことができる。シャッタ２６は、蒸着期間
以外において閉じることで、蒸発ガスが蒸発筒３から基
板８に向かって更に上昇して付着するのを阻止してい
る。基板８の直下にもシャッタ（図示せず）を設けるこ
とにより、不純物を含む可能性が高い蒸発開始当初の蒸
発ガスによる基板８への蒸着を更に防止するようにして
もよい。

【００２４】真空チャンバ２の上壁部２ａには、シャッ
タ２６の直上において、基板ホルダ２８が取り付けられ
ており、搬送手段３０によって搬送されてきた基板８
は、蒸発筒３の真上の位置において、基板ホルダ２８
と、基板ホルダ２８と共同する保持具２９とによって挟
まれることで保持される。基板ホルダ２８の直ぐ下方に
は、所定のパターンを有するマスク３１をマスクホルダ
３２によって保持可能であり、マスク３１のパターンに
応じた基板８の露出部分にのみ有機材料を蒸着させるこ
とができる。保持具２９及びマスクホルダ３２の作動
は、真空チャンバ２の上壁部２ａを密封状態に貫通する
操作軸３３，３４によって行うことができる。

【００２５】図２及び図３に示すように、セル冷却手段
７は、中間位置Ｍを占める蒸発セル４に対して、その側
方から接近可能なセル冷却体４０，４０を備えている。
セル冷却体４０，４０は、接近状態で蒸発セル４から速
やかに熱を奪うことができるように、例えば、熱伝導度
が高い銅製のケースとすることが好ましい。蒸発セル４
の下端には、駆動手段５の支持部２１に形成されている
支持穴３５に嵌入係合する支持棒３６が突出して取り付
けられている。各セル冷却体４０は、蒸発セル４に面す
る側に蒸発セル４の外筒面３７の半分を取り囲む半筒状
の湾曲面４１と、下側部において、蒸発セル４の底面３
８に対応した扇形状の棚面４３を有する棚部４２とを備
えている。各セル冷却体４０は、棚部４２の棚面４３が
蒸発セル４の底面３８を載せることによって、蒸発セル
４を安定して保持し且つ蒸発セル４を底面３８からも冷
却することができる。

【００２６】冷却媒体としての摂氏３度〜４度の冷却水
は、真空チャンバ２の外部に配設されている熱交換機５
０（図１参照）から冷却導管としての供給管４５を通っ
て各セル冷却体４０の内部に形成されている冷却室４４
に流入し、戻り管４６を通って熱交換機５０に戻る。図
１に示すように、供給管４５と戻り管４６とは、真空チ
ャンバ２の周壁部２ｂを密封状態に貫通しており、真空
チャンバ２の外側に配設されている作動機構としてのエ
アアクチュエータ４７，４７（一方のみ図示）にまで延
びた連結部を兼ねており、エアアクチュエータ４７，４
７によって駆動されて、各セル冷却体４０を蒸発セル４
に対して進退させることができる。

【００２７】基板８への有機原料の蒸着を停止させると
きには、加熱手段６への通電を停止すると共に蒸発セル
４を駆動手段５によって中間位置Ｍまで下降させ、作動
機構としてのエアアクチュエータ４７，４７を作動させ
て、セル冷却体４０，４０を蒸発セル４に対して進出さ
せる。蒸発セル４に近接したセル冷却体４０，４０は、
蒸発セル４から熱を奪うことで冷却を開始し、有機原料
の蒸発を直ちに停止させる。その結果、高価な有機原料
の蒸発が止まり、基板８に蒸着されることなく拡散して
いた有機原料の無駄な消費を抑えて有機原料を効率的に
使用することが可能となり、有機ＥＬ素子の製造コスト
を低減させることができる。

【００２８】蒸発ガスは、シャッタ２６を開けることで
基板８に向かって流れ出る。蒸発筒３内に止まっている
蒸発ガス及び蒸発筒３の下側の開口２５ｂから真空チャ
ンバ２内に拡散しようとする蒸発ガスについては、蒸発
筒３を冷却することにより、蒸発筒３の内面３ａに直接
に昇華させることで回収が図られる。即ち、蒸発筒３を
冷却するため、この発明による冷却手段５４が蒸発筒３
に関連して設けられている。図１に示すように、冷却手
段５４は、蒸発筒３の下端部３ｂに沿った環状形状を有
し下端部３ｂに取り付けられている冷却部５５と、冷却
部５５と真空チャンバ２の外部に配設されている熱交換
機５０との間で冷却媒体を循環させるため、冷却部５５
に接続された冷却導管５６，５７とを備えている。冷却
媒体は、セル冷却手段７の場合と同様に、摂氏３度〜４
度の冷却水とすることができる。冷却導管５６，５７
は、真空チャンバ２の周壁部２ｂを密封状態に貫通して
設けられている。蒸発筒３を冷却することで、蒸発筒３
内の蒸発ガスは、蒸発筒３の内面３ａに直接に昇華させ
られて付着する。製造装置１の保守点検等の適宜時期に
真空チャンバ２から蒸発筒３を取り出し、昇華した固形
の有機原料を内面３ａから削り取ることで、有機原料を
回収して再利用に供することができる。

【００２９】図４〜図６に示すように、有機ＥＬ素子製
造装置１における蒸発セル補充機構６０は、真空チャン
バ２の下側の側部に取り付けられる補充槽６１を備えて
おり、補充槽６１は、その内部６２に、補充用の蒸発セ
ル４を位置決め状態に載置可能な搬送台６３を収容可能
なスペースを有している。真空チャンバ２との接続時に
真空チャンバ２内の真空を維持するため、補充槽６１の
内部６２は、補充槽６１の底壁６１ａに取り付けられて
いる吸引管６４（図４）を通じて真空化可能である。補
充槽６１の真空化には、真空チャンバ２を真空化するた
めの真空ポンプと共用することができる。

【００３０】補充槽６１の内部６２には、搬送台６３の
搬送方向に沿って一対の支持体６５，６５が設けられて
おり、搬送台６３は、各支持体６５に等間隔に隔置した
位置に横軸周りに回転自在に設けられた複数の支持ロー
ラ６６によって支持されている。一方の支持ローラ６６
の列（図６で左側）は搬送台６３を直接に支持してお
り、他方の支持ローラ６６の列（図６で右側）は、後述
するラック部材を介して搬送台６３を間接に支持してい
る。各支持ローラ６６の列はラック部材の厚みだけ上下
に段差があり、搬送台６３は水平状態に支持される。支
持体６５，６５には複数の案内ローラ６７が隔置して縦
軸周りに回転自在に配設されており、各案内ローラ６７
は、搬送台６３の側面６８，６８に当接して搬送台６３
が横振れしないように規制しており、搬送台６３が搬送
されるときに側面６８，６８に対して転がることでその
搬送を案内している。真空チャンバ２と補充槽６１との
間には通路６９が形成されており、通路６９は後述する
ゲートバルブ８４によって開閉可能であり、ゲートバル
ブ８４の開状態で搬送台６３が通路６９を通って移動可
能である。

【００３１】搬送台６３を補充槽６１内の装填位置と真
空チャンバ２内の進出位置との間で往復動可能に搬送す
るため補充槽６１には搬送台６３を駆動用の駆動機構７
０が設けられている。駆動機構７０は、補充槽６１の外
部に設けられたサーボモータのような電動モータ７１
と、補充槽６１の底壁６１ａを密封状態に貫通して延び
電動モータ７１によって駆動される出力軸７２と、出力
軸７２の先端に取り付けられているピニオン７３と、搬
送台６３の一方の側部に形成されピニオン７３と噛み合
う歯が形成されたラック７４とから構成されている。駆
動機構７０においては、電動モータ７１が運転される
と、出力軸７２の回転はピニオン７３とラック７４の噛
合い係合を介して搬送台６３の直線運動に変換される。
ピニオン７３とラック７４の噛合い係合により、駆動機
構７０の構造が簡素に構成され且つ作動が確実となる。
搬送台６３は、駆動機構７０によって駆動されるとき
に、支持ローラ６６と案内ローラ６７とによって横方向
と上下方向とに規制され且つ支持ローラ６６と案内ロー
ラ６７とを回転させながら搬送されるので、搬送台６３
はスムーズに走行される。

【００３２】使用済の蒸発セル４と未使用の蒸発セル４
とを交換する態様で、蒸発セル４を補充槽６１への出し
入れを許容するため、補充槽６１には密封可能な開閉扉
８０が設けられている。即ち、補充槽６１の上壁６１ｂ
にはその殆どの広がりに渡って広口孔８１が形成されて
おり、開閉扉８０は広口孔８１を覆う蓋として設けられ
ている。広口孔８１の大きさは、組立当初に搬送台６３
自体を取り出したり装着することができる大きさであ
る。開閉扉８０は、取付け具８２によって補充槽６１に
圧着状態に取り付けられる。補充槽６１の内部６２を真
空化するときに、閉鎖された開閉扉８０と外部との間の
密封を維持するため、広口孔８１の周りにはＯリング８
３が配設されている。

【００３３】真空チャンバ２と補充槽６１との間に形成
されている通路６９に関して、通路６９の開閉状態を切
換え可能なゲートバルブ８４が配設されている。ゲート
バルブ８４を開閉操作するため、補充槽６１の外部に設
けられているアクチュエータ等の操作手段８５の出力軸
８６が補充槽６１の底壁６１ａを密封状態に貫通して補
充槽６１の内部６２に延びており、出力軸８６の先端部
には四辺リンク機構８７を介してバルブ８８が設けられ
ている。操作手段８５の操作によって出力軸８６が上昇
し、出力軸８６の上昇に伴ってバルブ８８がストッパ６
９ｂに突き当たると、更に上昇する出力軸８６がストッ
パ６９ｂ（図４）に突き当たるまで、バルブ８８は四辺
リンク機構８７を介して通路６９の開口周囲６９ａ（図
５）に押し当てられる。バルブ８８の密封面にはＯリン
グ８９（図５）が設けられており、補充槽６１の内部６
２の真空を破るときに、真空チャンバ２内の真空に影響
がないようにしている。

【００３４】蒸発セル補充機構６０が有機ＥＬ素子製造
装置１に適用されると、真空チャンバ２と真空チャンバ
２に取り付けられている補充槽６１との間に設けられて
いるゲートバルブ８４を閉じ、通路６９を閉鎖した状態
で補充槽６１に設けられている開閉扉８０を開く。補充
槽６１に蒸発セル４を載置可能な搬送台６３を収容し、
補充用の蒸発セル４を搬送台６３に載置する。搬送台６
３が既に補充槽６１に収容されている場合には、開いた
開閉扉８０から直ちに蒸発セル４を搬送台６３に載置す
ることができる。その後、開閉扉８０を閉じて補充槽６
１を密封する。補充槽６１は、真空チャンバ２に対して
も密閉状態とされており、内部６２は単独で再真空化可
能である。補充槽６１の内部６２が真空となった状態で
ゲートバルブ８４が開かれる。ゲートバルブ８４は開状
態では搬送台６３の通過を許容するので、搬送台６３は
駆動機構７０の作動によって補充槽６１内の戻り位置か
らから真空チャンバ２内の進出位置へと搬送される。

【００３５】搬送台６３は、搬送方向である水平方向に
互いに隔置して複数列の蒸発セル４を載置可能である。
この実施例では、真空チャンバ２内で同時に２つの蒸発
セル４，４が使用されるので、３回交換可能なように、
２×３の格子状に係止部９０が設けられている。係止部
９０は、特に図６に示すように、格子に対応して搬送台
６３に形成されている装着孔９１に嵌合され且つ蒸発セ
ル４に係合して位置決めするアダプタとして設けられて
いる。係止部９０は、装着孔９１に嵌合された状態で
は、その中心部に蒸発セル４の支持棒３６が通る縦の貫
通孔９２が形成されており、貫通孔９２は、駆動手段５
の垂直方向に上下する昇降筒体２０の先端部に形成され
ている係合部２１がそのロッドと共に直交状態に挿通可
能である。

【００３６】駆動機構７０は、蒸発セル４の交換が行わ
れる毎に搬送台６３を搬送させるためにも用いられる。
この場合、搬送台６３の進出位置は、蒸発セル４が各列
毎に駆動手段５の係合部２１と係合又は係合離脱する位
置まで搬送されることに対応した複数の位置に設定され
ている。駆動機構７０による搬送で、搬送台６３は、真
空チャンバ２内で予め設定された複数の進出位置に順次
停止され、搬送台６３に載置された複数列の蒸発セル
４，４は、駆動手段５の係合部２１と係合又は係合離脱
する位置まで次々に移動される。駆動機構７０によって
搬送台６３を真空チャンバ２内に向かって搬送するとき
に、搬送台６３の進出位置をセンサで検出することによ
り、蒸発セル４の交換位置への移動を正確に制御するこ
とができる。このように、搬送台６３に搬送方向に隔置
して複数列の蒸発セル４，４を載置することにより、蒸
発セル４の交換時には、使用済みの蒸発セル４が係止部
９０に残留載置される状態で搬送台６３に受け取られた
後、駆動機構７０は、搬送台６３を次の進出位置、即
ち、次列の蒸発セル４，４が真空チャンバ２内の駆動手
段５の係合部２１が昇降する交換位置に達するまで移動
させる。補充槽６１において搬送台６３への蒸発セル４
の１回の補充又は使用済みの蒸発セル４との交換（６個
の蒸発セル４の補充・交換）で、有機ＥＬ素子製造装置
１では搬送台６３に載置された列の数だけ複数回（３
回）に渡って蒸発セル４を順次交換して使用することが
可能である。

【００３７】真空チャンバ２には、真空チャンバ２内に
搬送された搬送台６３の先端部を支持する受け部９５が
配設されている。受け部９５は、補充槽６１の支持ロー
ラ６６と同じ高さの延長線上に設けられ、搬送台６３の
下面を支持する受けローラ９６を備えている。受けロー
ラ９６は、低摩擦にて搬送台６３を支持することができ
る。搬送台６３は、補充槽６１から真空チャンバ２内に
進出したときに、先端部が受け部９５で支持されるの
で、自重によって傾斜する等の不都合がなく、搬送台６
３を水平姿勢に保つことができる。

【００３８】蒸発セル補充機構６０の駆動機構７０によ
って搬送された搬送台６３が真空チャンバ２内で占める
位置では、搬送台６３に設けられている係止部９０の貫
通孔９２の位置が駆動手段５の係合部２１の昇降位置と
一致する。駆動手段５に作動によって上昇する係合部２
１は蒸発セル４と係合して係止部９０の貫通孔９２を通
過し、蒸発セル４は、係合部２１によって更に上昇して
上昇位置Ｕに運ばれる。上昇位置Ｕでの加熱手段６によ
る蒸発セル４の加熱、中間位置Ｍでの蒸発セル４の冷却
等については、既に説明した通りである。有機原料が蒸
発し切ると、駆動手段５は蒸発セル４を中間位置Ｍから
更に下方の交換位置Ｆまで下降させ、使用済みの蒸発セ
ル４を搬送台６３上の係止部９０に係合した状態に載置
させる。駆動手段５は、更に、搬送台６３との干渉を回
避可能とするため、係合部２１を交換位置Ｆより下方の
下降位置Ｌまで下降させることができる。蒸発セル４を
交換するときには、搬送台６３を搬送方向に次にの進出
位置まで移動させ、新しい蒸発セル４を係合部２１の昇
降位置に移動させればよい。

【００３９】

【発明の効果】この発明による有機ＥＬ素子の製造装置
によれば、真空チャンバに取り付けられると共に内部が
真空化可能であり且つ外部及び真空チャンバに対してそ
れぞれ密封状態に閉鎖可能な補充槽と、その補充槽に収
容可能であると共に補充用の蒸発セルを位置決め状態に
載置する載置部を有する搬送台と、その搬送台を補充槽
内の装填位置と真空チャンバ内の進出位置との間で往復
可能に搬送する駆動機構とを備え、係合部が、駆動手段
によって進出位置に搬送された搬送台の下方の下降位置
まで下降可能とし、蒸発セルが、搬送台を上昇通過する
係合部と係合して載置部から持ち上げられ、搬送台を下
降通過する係合部から係合離脱して載置部に残留載置さ
れる構成としたので、外部からの蒸発セルの補充を、有
機ＥＬ素子製造装置の運転を停止させず真空チャンバの
真空も解除せず維持したまま行うことができ、蒸発セル
の補充・交換の後に真空チャンバを再度真空化する必要
がなく、有機ＥＬ素子製造装置の運転効率が向上させる
ことができる。また、補充後の蒸発セルを加熱位置まで
移動させる機構が、水平方向に搬送される搬送台と、搬
送台に対して垂直方向に動作する駆動手段とを有する簡
単化された構造から成っているので、補充後の蒸発セル
を加熱位置まで簡単な機構で且つ速やかに移動させるこ
とができる。その結果、有機ＥＬ素子製造装置の製作コ
ストが低減し、運転効率が向上すると共に、有機原料の
蒸発が早期に再開可能になるので、有機ＥＬ素子の製造
コストを低減させた有機ＥＬ素子製造装置を提供するこ
とができる。また、この有機ＥＬ素子製造装置によれ
ば、蒸発セルの１回の補充で、複数回の蒸発セルの交換
を行うことができ、その間、製造装置の運転を停止し真
空チャンバの真空を解除したり、運転再開に際して真空
チャンバを再度真空化する必要をなくすることもでき、
製造装置の運転効率が一層向上し、有機ＥＬ素子の製造
コストが更に低減して、有機ＥＬ素子を一層安価に製造
することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による蒸発セル補充装置が適用され
た有機ＥＬ素子製造装置の一実施例を示す縦断面図であ
る。

【図２】 有機ＥＬ素子製造装置に用いられる冷却手段
の一例を拡大して示す縦断面であって、図３のＡ−Ａ断
面図である。

【図３】 図２に示す冷却手段の平面Ｂ−Ｂでの断面図
である。

【図４】 この発明による蒸発セル補充機構を備えた有
機ＥＬ素子製造装置の一実施例を示す縦断面図であっ
て、図５のＣ−Ｃ断面図である。

【図５】 図４に示す蒸発セル補充装置の平面Ｄ−Ｄで
の断面図である。

【図６】 図４に示す蒸発セル補充装置の平面Ｅ−Ｅで
の断面図である。

【符号の説明】

１ 有機ＥＬ素子製造装置 ２ 真空チャ
ンバ ２ｂ 周壁部 ３ 蒸発筒 ４ 蒸発セル ５ 駆動手段 ６ 加熱手段 ７ セル冷却
手段 ８ 基板 ９ 有機原料 １１ 真空チャンバの内部 ２１ 係合部 ４０ セル冷却体 ６０ 蒸発セル補充機構 ６１ 補充槽 ６２ 内部 ６３ 搬送台 ６６ 支持ローラ ６８ 側部 ７０ 駆動機構 ７１ 駆動モー
タ ７３ ピニオン ７４ ラック ８０ 開閉扉 ８４ ゲートバ
ルブ ９０ 係止部 ９２ 貫通孔 ９５ 受け部 Ｕ 上昇位置 Ｍ 中間位置 Ｌ 下降位置 Ｆ 交換位置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機原料が収容されている蒸発セルと離
   脱可能に係合する係合部を有し且つ前記蒸発セルを上昇
   位置まで昇降させる駆動手段、及び前記有機原料を蒸発
   させるため前記上昇位置を占めている前記蒸発セルを加
   熱する加熱手段を備え、前記蒸発セルから蒸発した前記
   有機原料の基板への蒸着が真空チャンバの内部で行われ
   る有機ＥＬ素子製造装置において、前記真空チャンバに
   取り付けられると共に内部が真空化可能であり且つ外部
   及び前記真空チャンバに対してそれぞれ密封状態に閉鎖
   可能な補充槽、前記補充槽に収容可能であると共に補充
   用の前記蒸発セルを位置決め状態に載置する載置部を有
   する搬送台、及び前記搬送台を前記補充槽内の装填位置
   と前記真空チャンバ内の進出位置との間で往復可能に搬
   送する駆動機構を備え、前記駆動手段は前記係合部を前
   記進出位置に搬送された前記搬送台の下方の下降位置ま
   で下降可能であり、前記蒸発セルは、前記搬送台を上昇
   通過する前記係合部と係合して前記載置部から持ち上げ
   られ、前記搬送台を下降通過する前記係合部から係合離
   脱して前記載置部に残留載置されることから成る有機Ｅ
   Ｌ素子製造装置。
2. 【請求項２】 前記補充槽には外部から前記補充槽への
   前記蒸発セルの出し入れを許容する密封可能な開閉扉が
   設けられ、前記真空チャンバと前記補充槽との間には前
   記搬送台の通過を許容する開状態と密閉遮断する閉状態
   との間で切換え可能なゲートバルブが設けられているこ
   とから成る請求項１に記載の有機ＥＬ素子製造装置。
3. 【請求項３】 前記搬送台は搬送方向に隔置して複数列
   の前記蒸発セルを載置可能であり、前記搬送台の前記進
   出位置は、前記蒸発セルが前記各列毎に前記駆動手段の
   前記係合部と係合又は係合離脱する位置まで搬送される
   ことに対応した複数位置に設定されていることから成る
   請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子製造装置。
4. 【請求項４】 前記搬送台は回転自在な複数のローラに
   よって支持されており、前記駆動機構は、前記搬送台の
   側部に形成されているラック、前記補充槽に回転自在に
   支持され前記ラックに噛み合うピニオン、及び前記ピニ
   オンを駆動する駆動モータを備えていることから成る請
   求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子製造装
   置。
5. 【請求項５】 前記真空チャンバには、前記真空チャン
   バ内に搬送された前記搬送台の先端部を支持する受け部
   が配設されていることから成る請求項１〜４のいずれか
   １項に記載の有機ＥＬ素子製造装置。
6. 【請求項６】 前記蒸発セルは内部に前記有機原料を収
   容し且つ前記駆動手段の前記係合部が係合可能な底部を
   有する筒状容器から成り、前記搬送台の前記載置部に
   は、前記蒸発セルの通過は許容しないが前記駆動手段の
   前記係合部が通過可能な貫通孔が形成されていることか
   ら成る請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素
   子製造装置。
7. 【請求項７】 前記上昇位置と前記搬送台が搬送された
   前記進出位置との間の上下方向中間位置において、前記
   蒸発セルを冷却するセル冷却手段が設けられていること
   から成る請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機ＥＬ
   素子製造装置。