JP2003347049A

JP2003347049A - 薄膜製造装置およびそれを用いて製造された有機エレクトロルミネッセンス素子

Info

Publication number: JP2003347049A
Application number: JP2002157536A
Authority: JP
Inventors: Noritaka Kawase; 徳隆川瀬
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-05-30
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-30
Also published as: JP4354674B2

Abstract

(57)【要約】【課題】シートや基板上に薄膜を形成する場合の生産
効率を向上させることができる薄膜製造装置を提供する
こと。【解決手段】薄膜製造装置は、複数の基板を重ねて収
容するための１対のカセットと、基板に塗布液を用いて
成膜する塗布装置と、１対のカセットの間で基板を移し
替える移替部材とを備え、一方のカセットは基板の表面
が露出するように成膜すべき基板を収容し、塗布装置は
露出する基板に対して成膜を行い、移替部材は基板を成
膜される毎に他方のカセットへ移し替える。

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、薄膜製造装置お
よびそれを用いて製造された有機エレクトロルミネッセ
ンス（有機ＥＬ）素子に関し、特に有機ＥＬ素子の連続
生産または有機ＥＬ素子の製造に用いられる薄膜形成用
ドナーシートの連続生産に適した薄膜製造装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】基板上に有機薄膜を形成する方法の１つ
として、薄膜形成用ドナーシートの転写層を基板上に熱
転写する熱転写法が知られている（例えば、特開平１１
−２６０５４９号公報参照）。

【０００３】薄膜形成用ドナーシートとは、ポリエチレ
ンテレフタレートなどからなるシート上に、カーボン粒
子が混合されたエポキシ樹脂などからなる光熱変換層
と、所望の有機薄膜の積層からなる転写層が順に形成さ
れたものである。このような薄膜形成用ドナーシートを
基板に密着させ、シート裏面からレーザーを照射して転
写層を基板に熱転写し、その後シートを取り除くと基板
上に所望の有機薄膜を得ることができる。

【０００４】このように、熱転写法では、熱転写によっ
て基板上に所望の有機薄膜を形成するので、上記転写層
には欠損がなく膜厚・膜質が均一であることが求められ
る。なお、転写層の膜厚は、おおよそ数ｎｍ〜数百ｎｍ
程度である。シート上に転写層である有機薄膜を形成す
る方法としては、所望の有機材料を溶解させた溶液をシ
ート上に塗布して有機薄膜を成膜する湿式法が知られて
いる（例えば、特開２００１−２３７０７０号公報およ
び特開２００１−２３２２５１号公報参照）。湿式法に
は、ブレードコート法、ロールコート法、スピンコート
法、ディッピング法、スプレー法などの塗工法や、スク
リーン法、マイクログラビア法、凸版印刷法、凹版印刷
法などの印刷法、インクジェット法がある。このような
湿式法は、シート上に転写用の有機薄膜を成膜する場合
だけでなく、基板上に有機薄膜を直接成膜する場合にも
用いることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】湿式法でシート上や基
板上に有機薄膜を成膜する場合、均一な膜厚・膜質で成
膜できる面積は限られている。また、均一な膜厚・膜質
で成膜するためには、温度、湿度、雰囲気などの条件を
一定に保った塗布室で成膜する必要があるが、シートや
基板を塗布室へ搬入・搬出するのに要する時間は生産効
率を低下させる要因となる。このため、有機ＥＬ素子を
利用したディスプレイなどを量産する場合に、一度に製
造できるディスプレイの数が少なくなり、生産効率を高
める上での課題となっていた。

【０００６】この発明は以上のような事情を考慮してな
されたものであり、シートや基板上に薄膜を成膜する場
合の生産効率を向上させることができる薄膜製造装置を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、複数の基板
を重ねて収容するための１対のカセットと、基板に塗布
液を用いて成膜する塗布装置と、１対のカセットの間で
基板を移し替える移替部材とを備え、一方のカセットは
基板の表面が露出するように成膜すべき基板を収容し、
塗布装置は露出する基板に対して成膜を行い、移替部材
は基板を成膜される毎に他方のカセットへ移し替える薄
膜製造装置を提供するものである。

【０００８】つまり、この発明による薄膜製造装置は、
一方のカセットに成膜すべき複数の基板が重ねて収容さ
れ、移替部材はカセットから露出する基板に対して成膜
がなされる毎にその基板を他方のカセットへ移し替える
という工程を一方のカセットに収容された全ての基板が
成膜されるまで繰り返す。このため、成膜を要する複数
の基板を連続的に成膜することができ、複数の基板に成
膜を行う際の生産効率が向上する。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の1つめの形態による薄
膜製造装置は、複数の基板を重ねて収容するための１対
のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する塗布装置
と、１対のカセットの間で基板を移し替える移替部材と
を備え、一方のカセットは基板の表面が露出するように
成膜すべき基板を収容し、塗布装置は露出する基板に対
して成膜を行い、移替部材は基板を成膜される毎に他方
のカセットへ移し替えることを特徴とする。

【００１０】ここで、この発明の１つめの形態に係る薄
膜製造装置は、塗布装置、２つのカセットおよび移替部
材をそれぞれ収容しその中で基板が成膜される塗布室を
さらに備えてもよい。このように構成すると、温度、湿
度、雰囲気などの成膜条件を一定に保った塗布室内で成
膜が行われるので、均一な膜厚・膜質の薄膜を製造でき
るようになる。

【００１１】また、この発明は、別の観点からみると２
つめの形態として、複数の基板を重ねて収容するための
１対のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する塗布
装置と、１対のカセットと塗布装置との間で基板を搬送
する搬送部材とを備え、一方のカセットは成膜すべき基
板を収容し、搬送部材は一方のカセットに収容された基
板を取り出して塗布装置へ搬送し、塗布装置によって成
膜されるとその基板を他方のカセットへ収容する薄膜製
造装置を提供するものでもある。

【００１２】この発明の２つめの形態に係る薄膜製造装
置では、一方のカセットに成膜すべき複数の基板が重ね
て収容され、搬送部材は成膜すべき基板を一方のカセッ
トから取り出して塗布装置へ搬送し、成膜がなされると
その基板を他方のカセットへ収容するという工程を、一
方のカセットに収容された全ての基板が成膜されるまで
繰り返す。このため、成膜を要する複数の基板を連続的
に成膜することができ、複数の基板に成膜を行う際の生
産効率が向上する。

【００１３】また、この発明の２つめの形態に係る薄膜
製造装置は、塗布装置を収容しその中で基板が成膜され
る塗布室をさらに備えてもよい。このように構成する
と、温度、湿度、雰囲気などの成膜条件を一定に保った
塗布室内で成膜が行われるので、均一な膜厚・膜質の薄
膜を製造できるようになる。

【００１４】また、この発明は、別の観点からみると３
つめの形態として、複数の基板を重ねて収容するための
１対のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する複数
の塗布装置と、塗布装置をそれぞれ収容しその中で基板
が成膜される複数の塗布室と、１対のカセットを各塗布
室へ順次搬入・搬出するための搬送部材と、各塗布室に
収容され1対のカセットの間で基板を移し替える移替部
材とを備え、一方のカセットは基板の表面が露出するよ
うに成膜すべき基板を収容し、搬送部材は１対のカセッ
トを任意の１つの塗布室へ搬入し、露出する基板が成膜
され移替部材によって他方のカセットへ移し替えられる
と、１対のカセットを塗布室から搬出し、一対のカセッ
トを別の塗布室へ搬入して再び成膜を繰り返す薄膜製造
装置を提供するものでもある。

【００１５】この発明の３つめの形態に係る薄膜製造装
置では、一方のカセットに成膜すべき複数の基板が重ね
て収容され、搬送部材は１対のカセットを任意の１つの
塗布室へ搬入し、その中で成膜と他方のカセットへの移
し替えが完了すると、塗布室から搬出して別の塗布室へ
搬入するという工程を所望の数の薄膜が積層されるまで
繰り返す。このため、各塗布室において成膜を要する複
数の基板を連続的に成膜することができ、複数の基板に
多層の薄膜を成膜する際の生産効率が向上する。

【００１６】また、この発明の３つめの形態に係る薄膜
製造装置は、搬送部材を収容し複数の塗布室間を接続す
る搬送室をさらに備えてもよい。このように構成する
と、１対のカセットを搬送室と各塗布室との間で効率よ
く搬送できるので、より短時間で多層の薄膜を成膜でき
るようになり、生産効率がより一層向上する。

【００１７】また、この発明は、別の観点からみると４
つめの形態として、複数の基板を重ねて収容するための
１対のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する複数
の塗布装置と、塗布装置をそれぞれ収容しその中で基板
が成膜される複数の塗布室と、１対のカセットと各塗布
室との間で基板を搬送する搬送部材とを備え、一方のカ
セットは成膜すべき基板を収容し、搬送部材は一方のカ
セットに収容された基板を取り出して任意の１つの塗布
室へ搬入し、成膜された基板を塗布室から搬出して他方
のカセットに収容し、成膜された基板を別の塗布室へ搬
入して再び成膜を繰り返す薄膜製造装置を提供するもの
でもある。

【００１８】この発明の４つめの形態に係る薄膜製造装
置では、一方のカセットに成膜すべき複数の基板が重ね
て収容され、搬送部材は成膜すべき基板を一方のカセッ
トから取り出して任意の１つの塗布室へ搬送し、成膜が
なされるとその基板を塗布室から搬出して他方のカセッ
トへ収容し、別の塗布室へ搬入するという工程を、所望
の数の薄膜が積層されるまで繰り返す。このため、各塗
布室において成膜を要する複数の基板を連続的に成膜す
ることができ、複数の基板に多層の薄膜を成膜する際の
生産効率が向上する。

【００１９】また、この発明の４つめの形態に係る薄膜
製造装置は、１対のカセットと搬送部材を収容し複数の
塗布室間を接続する搬送室をさらに備えてもよい。この
ように構成すると、成膜すべき基板を搬送室と各塗布室
との間で効率よく搬送できるので、より短時間で多層の
薄膜を成膜できるようになり、生産効率がより一層向上
する。

【００２０】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、塗布装置は成膜すべき基板を
回転させる回転部を備えていてもよい。このように構成
すると、基板を回転させた状態で成膜が行われるので、
より均一な膜厚・膜質の薄膜を製造できるようになる。

【００２１】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、塗布装置は塗布液を基板表面
に向かって噴射するスプレーノズルを備えていてもよ
い。このように構成すると、少量の塗布液を大きな面積
に塗布することができるので、塗布液の使用効率が向上
し、無駄になる成膜材料も削減できる。

【００２２】なお、スプレーノズルの形態は特に限定さ
れるものではなく、基板表面に向かって塗布液を逆円錐
状に噴射できるものであればよい。例えば、複数の小穴
が形成されたスプレーノズルを用いることができる。

【００２３】このようなスプレーノズルと窒素ガス等の
加圧源とを成膜材料の塗布液を収容する塗布液容器を介
して接続する。スプレーノズルと塗布液容器は流量調節
を行うニードルバルブ等を介して接続し、塗布液容器と
加圧源はバルブ付きの気体流入管などを介して接続す
る。スプレーノズルには塗布液容器から塗布液が供給さ
れ、その各小穴は毛細管現象の働きによって塗布液が充
填される。このような状態において、加圧源と塗布液容
器との間のバルブを開き、塗布液容器に窒素ガス等の気
体を流入させると、その圧力で小穴内の塗布液がスプレ
ーノズルの各小穴から微細な液粒として噴射され基板表
面に付着する。

【００２４】噴射された塗布液が基板表面に付着する形
とそこで広がる大きさは、小穴の開口部の形状、小穴の
深さ、流入させる気体の圧力と時間などによって変化す
るが、例えば、小穴の開口部が円形であれば、基板表面
にほぼ円形に付着する。また、小穴から噴射される塗布
液は、微粒化された塗布粒として基板表面に当たり広が
るため、加圧源から供給される気体の圧力を高めて噴射
速度を上げると、基板表面に広がる面積が大きくなる。

【００２５】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、基板は基板ホルダーに予め保
持されてなり、基板ホルダーは保持する基板の表面を覆
うパターニングマスクを有していてもよい。このように
構成すると、成膜と同時にパターニングが行われるの
で、成膜後にパターニング処理を行う必要が無くなり、
１つの塗布装置または塗布室で成膜された基板を連続し
て次の塗布装置または塗布室に搬送できるようになる。
また、成膜を必要とする基板の損傷を防止できるように
なり、歩留まりが向上する。従って、特に有機ＥＬ素子
を応用したディスプレイ等を量産する場合における生産
効率が向上する。

【００２６】なお、上記パターニングマスクは成膜パタ
ーンを決めるものであり、各カセットの下部に取り付け
られていてもよい。また、上記パターニングマスクは、
マスクの開口部以外の部分にマスクのたるみを防ぐため
の補強材を設けていてもよい。補強材を設けると、マス
クのたわみに起因する溶液の回り込みを防止できるよう
になる。

【００２７】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、塗布装置はインクジェット方
式を用いた装置であってもよい。インクジェット装置を
用いて、インクジェットヘッドより溶液を画素部に付与
する。インクジェット方式は、連続式、オンデマンド式
のいずれでもよいが、液の吐出方式は、エネルギー発生
素子として電気熱変換体を用いたサーマル方式、或いは
圧電素子を用いたピエゾ方式等が使用可能である。

【００２８】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、塗布装置は印刷方式を用いた
装置であってもよい。印刷方式としては特に限定しない
がスクリーン法、マイクログラビア法、凸版印刷法、凹
版印刷法、などが使用できる。インクジェット法又は印
刷法を用いることにより、パターニングマスクを用いる
ことなく成膜と同時に微細なパターニングができる。

【００２９】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置は、成膜された基板を加熱・乾燥させる
ための乾燥室をさらに備えていてもよい。なお、この発
明の３つめおよび４つめの形態に係る薄膜製造装置にお
いて、搬送室を備えるように構成した場合は、搬送室が
乾燥室を兼ねていてもよい。

【００３０】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、基板は、正孔注入電極または
電子注入電極が予め表面に形成された有機エレクトロル
ミネッセンス素子用の基板であってもよい。このように
構成すると、基板に予め正孔注入電極および電子注入電
極のいずれか一方が形成されている基板に対して成膜を
行うので、有機ＥＬ素子を応用したディスプレイ等を製
造する際の生産効率が向上する。

【００３１】また、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置において、基板は、光熱変換層が予め表
面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子用の
薄膜形成用ドナーシートであってもよい。このように構
成すると、この発明による薄膜製造装置を用いて薄膜形
成用ドナーシートの転写層を形成できるので、熱転写法
を用いて基板上に薄膜を形成する際の生産効率が向上す
る。

【００３２】また、この発明は、この発明による上記４
つの形態に係る薄膜製造装置を用いて製造された有機エ
レクトロルミネッセンス素子を提供するものでもある。
また、この発明は、この発明による上記４つの形態に係
る薄膜製造装置によって形成された薄膜形成用ドナーシ
ートを用いて製造された有機エレクトロルミネッセンス
素子を提供するものでもある。

【００３３】しかし、この発明による上記４つの形態に
係る薄膜製造装置の用途は有機ＥＬ素子の製造に限定さ
れるものではなく、有機ＥＬ以外の素子や装置の薄膜製
造において幅広く用いることができる。

【００３４】この発明による上記４つの形態に係る薄膜
製造装置において、成膜できる基板としては、特に限定
されず、例えば、ガラス、アルミニウムなどの金属や、
ポリエステル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチ
レン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルホン
などのプラスチックからなる基板を挙げることができ
る。

【００３５】しかし、通常、低分子系材料を用いた有機
ＥＬ素子は、透明な基板上に正孔注入電極、正孔注入輸
送層、発光層、電子輸送層、電子注入電極が順に積層さ
れて構成される。また、高分子系材料を用いた有機ＥＬ
素子は、透明な基板上に正孔注入電極、高分子バッファ
層、発光層、電子注入電極が順に積層されて構成され
る。このため、この発明による上記４つの形態に係る薄
膜製造装置を用いて有機ＥＬ素子を製造する場合に好適
な基板としては、例えば、ガラス基板などを挙げること
ができる。また、通常、有機ＥＬ素子は発光した光を取
り出すので、上記正孔注入電極又は電子注入電極のいず
れか一方は透明ないし半透明の電極が好ましい。

【００３６】透明電極としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化
インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）、
ＺｎＯなどが挙げられるが、なかでもＩＴＯまたはＩＺ
Ｏが好ましいものとして挙げられる。正孔注入電極の膜
厚は、正孔注入を十分行える一定以上の膜厚であればよ
く、その上限は特に限定されないが、厚すぎると剥離な
どを生じる恐れがあり、薄すぎると成膜時の膜強度、正
孔輸送能力、抵抗値などの点で問題がある。従って、正
孔注入電極の好ましい膜厚は約５０〜５００ｎｍの範囲
であり、さらに好ましくは約５０〜３００ｎｍの範囲で
ある。正孔注入電極としてはＩＴＯやＩＺＯの単層膜、
仕事関数の大きい金属の単層膜、これらの積層膜等が使
用可能であるが、素子構造や光の取りだし方向により適
宜選択することができる。

【００３７】低分子系有機ＥＬ素子における正孔注入輸
送層の正孔注入輸送材料としては、従来から光伝導材料
において、正孔の電荷輸送材料として慣用されているも
のや、有機ＥＬ素子の正孔注入輸送材料に使用される公
知のものの中から任意のものを選択して用いることがで
きる。例えば、低分子化合物としてトリアゾール誘導
体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポ
リアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニ
レンジアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルア
ントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘
導体、スチルベン誘導体などを挙げることができるが、
これらに限定されるものではない。

【００３８】また、高分子系有機ＥＬ素子において、上
記高分子バッファ層は正孔の注入を高める層であり、そ
の材料としては、例えば、ポリビニルカルバゾール、ポ
リシラン、ポリチオフェン誘導体、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ
（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリエチレンスル
ホン酸の混合物）などを挙げることができる。また、高
分子バッファ層に正孔注入輸送能力を高める働きのある
添加物を加えてもよい。通常、高分子バッファ層の膜厚
は約１ｎｍ〜１μｍ程度の範囲内であることが好まし
く、必要であれば２層以上で構成してもよい。

【００３９】なお、この発明では主に高分子型有機ＥＬ
素子を対象にしており、上記低分子系正孔注入輸送層を
用いる場合は、高分子バインダーに溶解させて用いるこ
とができる。高分子バインダーとしては特に限定されな
いが、例えば、上述の高分子バッファ層の材料として挙
げたポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリチオフ
ェン誘導体、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキ
シチオフェンとポリエチレンスルホン酸の混合物）など
を用いることができる。

【００４０】発光層の発光材料としては、共役系高分子
有機化合物またはその前駆体があるが、例えば、ＰＰＶ
（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））誘導体またはそ
の前駆体、ポリフルオレン誘導体が好ましい。ＰＰＶま
たはＰＰＶ誘導体の前駆体としては、例えば、ＰＰＶ
（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））およびその前駆
体、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（２，５−ジメトキシ−１，４
−フェニレンビニレン））およびその前駆体、ＰＰＶ誘
導体（ポリ（２，５−ビスヘキシルオキシ−１，４−フ
ェニレン−（１−シアノビニレン）））、ＭＥＨ−ＰＰ
Ｖ（ポリ（２−メトキシ−５−（２'−エチルヘキシル
オキシ））−パラ−フェニレンビニレン）等が挙げられ
る。ポリフルオレン誘導体としては、例えば、ポリ
（２，７−（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）等
が挙げられる。

【００４１】特に、ＰＰＶ誘導体は強い蛍光を有し、ま
た二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化している
導電性高分子でもある。また置換基の導入による分子構
造の変更によってπ−π*エネルギーギャップを変える
ことができる。つまり発光色も変えることができ、高性
能の有機ＥＬ素子を得ることができる高分子材料を溶か
す溶媒としては、トルエン、キシレン、テトラヒドロフ
ラン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタンな
どが挙げられるがこれらに限定されない。高分子材料の
構造、分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１
重量％以上溶解させることができる。

【００４２】これらの発光材料は単独で用いても、他の
化合物と混合して用いてもよい。また上記発光材料に低
分子材料をドーピングして用いてもよい。低分子材料と
しては、金属オキシノイド化合物（８−ヒドロキシキノ
リン金属錯体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ジ
シアノメチレンピラン誘導体、フルオレッセイン誘導
体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘
導体、ベンズオキサゾール誘導体、トリススチルベンゼ
ン誘導体などを挙げることができるがこれらに限定され
るものではない。通常、発光層の膜厚は約１ｎｍ〜１μ
ｍ程度の範囲内であることが好ましく、必要であれば２
層以上で構成してもよい。

【００４３】電子輸送層の電子輸送材料としては、従来
から光伝導材料において電子の電荷輸送材料として慣用
されているものや、有機ＥＬ素子の電荷輸送材料に使用
される公知の物の中から任意のものを選択して用いるこ
とができる。この発明では、高分子バインダー材料に低
分子電子輸送材料を溶解して用いてもよい。電子輸送材
料としては、例えば、有機化合物としてオキサジアゾー
ル誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、
ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシ
アノアントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導
体、フルオレノン誘導体、シロール誘導体、金属オキシ
ノイド化合物などを挙げることができるがこれらに限定
されるものではない。

【００４４】また、これらの電子輸送材料に電子注入輸
送能力を高める働きのある添加物を加えてもよい。高分
子バインダー材料としては特に限定されないが、上記高
分子バッファ層の材料や発光材料を挙げることができ
る。通常、電子輸送層の膜厚は約１ｎｍ〜１μｍ程度の
範囲内であることが好ましい。

【００４５】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒなどの金属元素単体、または安定性を向上させ
るためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いる
ことが好ましい。合金系としては、例えば、ＬｉＦ／Ａ
ｌ、Ｌｉ₂Ｏ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ｂａ／
Ａｇ、Ｍｇ・Ａｇ共蒸着層、Ｌｉ・Ａｌ共蒸着層、Ｍｇ
・Ｉｎ共蒸着層などが好ましい。なお、電子注入電極は
蒸着法やスパッタ法でも形成できる。電子注入電極の膜
厚は、電子注入を十分行える一定以上の膜厚であればよ
く、約０．１ｎｍ以上、好ましくは約１ｎｍ以上であれ
ば特にその上限は限定されない。しかし、通常は約１〜
５００ｎｍ程度の膜厚となるように成膜すればよい。透
光性の電子注入電極としては、非常に薄い金属層とＩＴ
Ｏ等の透明電極との積層膜が使用でき、素子構造や光の
取りだし方向により適宜選択することができる。この場
合も有機層に接する薄い金属層は上記の低仕事関数の金
属を使用することが好ましい。

【００４６】また、この発明は、この発明による上記４
つの形態に係る薄膜製造装置を用いて薄膜形成用ドナー
シートを作成し、さらにこの薄膜形成用ドナーシートを
用いて有機ＥＬ素子を製造するものでもあるが、ここ
で、薄膜形成用ドナーシートとはドナーシート全体を支
持する基材シートの上に光熱変換層と転写層が形成され
たものである。そこで、この発明において、上記基材シ
ートとしては、透明な高分子材料からなるものを用いる
ことができる。

【００４７】このような高分子材料としては、例えば、
ポリエチレンテレフタレートのようなポリエステル、ポ
リアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレ
ン、ポリカーボネート、ポリサルホンなどの大抵の樹脂
を挙げることができる。また、上記光熱変換層は、レー
ザー光を効率よく熱に変換できる層であればよく、例え
ば、アルミニウム、その酸化物および／又はその硫化物
からなる金属層や、カーボンブラック、黒鉛または赤外
線吸収染料などが添加された高分子からなる有機層など
を光熱変換層とすることができる。光熱変換層に照射す
るエネルギー源としてはレーザー光が好ましいが、さら
にはＹＡＧレーザーが特に好ましい。

【００４８】また、転写層としては、光熱変換層の上に
上述の電子輸送層、発光層および正孔注入輸送層、或い
は、発光層および高分子バッファ層を順に積層したもの
を転写層とすることができる。

【００４９】以下に図面に示す実施の形態に基づいてこ
の発明を詳述する。なお、この実施の形態によってこの
発明が限定されるものではない。また、以下に説明する
複数の実施の形態において共通する部材には同じ符号を
用いて説明する。

【００５０】実施の形態１この発明の実施の形態１による薄膜製造装置について図
１に基づいて説明する。図１は実施の形態１による薄膜
製造装置の構成を概略的に示す説明図である。

【００５１】図１に示されるように、この発明の実施の
形態１による薄膜製造装置１は、複数の基板を重ねて収
容するための第１および第２カセット（１対のカセッ
ト）３ａ、３ｂと、基板２に塗布液を用いて成膜する塗
布装置４と、第１カセット３ａと第２カセット３ｂとの
間で基板２を移し替える移替部材５とを備え、第１およ
び第２カセット３ａ、３ｂのいずれか一方は基板２の表
面が露出するように成膜すべき基板２を収容し、塗布装
置４はカセットから露出する基板２に対して成膜を行
い、移替部材５は基板２が成膜される毎に他方のカセッ
トへ移し替えるように構成されている。

【００５２】塗布装置４と移替部材５は塗布室６に収容
され、塗布室６に隣接して搬送室９が設けられている。
搬送部材８は、搬送室９と塗布室６との間で第１および
第２カセット３ａ、３ｂを搬出搬入口１０を介して搬送
することができる。なお、図示はされないが、搬送室９
の周囲には塗布室６以外にもそれぞれ塗布装置と移替部
材を収容する複数の塗布室、並びに、蒸着を行う成膜室
が設けられており、搬送部材８は任意の塗布室又は蒸着
室へ第１および第２カセット３ａ、３ｂを搬入・搬出で
きる。

【００５３】成膜を必要とする基板２は基板ホルダー７
にそれぞれ保持されたうえで第１および第２カセット３
ａ、３ｂのいずれか一方に収容され、空の他方のカセッ
トと共に搬送部材８によって搬送室９から塗布室６へ搬
入搬出口１０を介して搬入される。塗布室６に収容され
た塗布装置４は、窒素ガス等の気体を充填した加圧源１
６、加圧源１６とバルブを介して接続された塗布液容器
１５、塗布液容器１５とニードルバルブを介して接続さ
れたスプレーノズル１１とから構成される。スプレーノ
ズル１１は、第１カセット３ａの最下位に位置してカセ
ットから露出する基板２に対して塗布液を噴射・塗布し
て成膜を行う。なお、塗布装置４によって成膜される
際、成膜される基板２は第１カセット３ａごと回転手段
（回転部）１４によって回転させられる。

【００５４】なお、スプレーノズル１１の上方にはシャ
ッター１２が設けられている。仮に、スプレーノズル１
１が基板２より上方に配置される場合には、シャッター
１２がスプレーノズル１１の下方に設けられることにな
る。また、スプレーノズル１１は、成膜する基板２の大
きさによって個数や配置を変えることが好ましい。

【００５５】以下、実施の形態１による薄膜製造装置の
作用について図１を参照しつつ説明する。初期状態にお
いて、第１および第２カセット３ａ、３ｂは搬送室９内
にあり、成膜を必要とする基板２は第１カセット３ａに
収容され、第２カセット３ｂは空にされているものとす
る。搬送部材８は、第１および第２カセット３ａ、３ｂ
を搬出搬入口１０を介して塗布室６へ搬入する。

【００５６】塗布室６では、搬入された第１カセット３
ａの最下位に位置してカセットから露出する基板２に対
して塗布装置４が成膜を行う。成膜が完了すると、移替
部材５（例えば、直線導入端子の先端に基板ホルダー１
枚分の厚さの平板を取り付けたスライダー）５は、最下
位に位置する基板２のみを第１カセット３ａから押し出
して横にスライドさせ、第２カセット３ｂへ基板ホルダ
ー７ごと収容する（移し替える）。

【００５７】その後、塗布装置４は、新たに最下位とな
りカセットから露出する基板２に対して成膜を行い、成
膜が完了すると同様に移替部材５が第１カセット３ａか
ら押し出して横にスライドさせる。このとき、上下搬送
部材（例えば、直線導入端子の先端に取り付けられた基
板ホルダーと同じ大きさの平板と、その平板に取り付け
られたリーフスプリングとから構成される部材）１３
は、第２カセット３ｂに既に収容されている成膜済みの
基板２を基板ホルダー７ごと上方へ押し上げ、移替部材
５は、押し上げられた基板２の下に成膜済みの基板２を
基板ホルダー７ごとスライドさせて収容する。このよう
にして、第２カセット３ｂには成膜済みの基板２が垂直
方向に順次重なって収容されていく。

【００５８】上記の工程が繰り返され、第１カセット３
ａに収容された全ての基板２の成膜と第２カセット３ｂ
への移し替えが完了すると、搬送部材８は第２カセット
３ｂを搬送室９へ搬出する。搬送室９はヒーター（図示
せず）を備えており、搬出された第２カセット３ｂに収
容された成膜済みの基板２を加熱・乾燥させる。搬送室
９で加熱・乾燥された後、搬送部材８は、第２カセット
３ｂを次の塗布室（図示せず）へ搬入し、その塗布室の
塗布装置が先に成膜された薄膜の上に新たな薄膜を積層
する。成膜が完了した基板２は、上述の手法と同様の手
法にて別のカセット（図示せず）に移し替えられる。

【００５９】ここで、別のカセットは、先の塗布室６で
用いられ、既に空となっている第１カセット３ａを搬送
部材８によって次の塗布室へ搬入して用いてもよいし、
新たに用意された第３カセットを用いてもよい。以降
は、所望の数の薄膜（多層の薄膜）が積層されるまで上
記の工程が繰り返され、所望の数の薄膜が積層されると
搬送室９から装置外へ搬出されて薄膜製造装置１による
薄膜の製造が終了する。

【００６０】実施の形態２この発明の実施の形態２による薄膜製造装置について図
２に基づいて説明する。図２は実施の形態２による薄膜
製造装置の構成を概略的に示す説明図である。

【００６１】図２に示されるように、この発明の実施の
形態２による薄膜製造装置２１は、複数の基板を重ねて
収容するための第１および第２カセット３ａ、３ｂ（一
対のカセット）と、基板２に塗布液を用いて成膜する塗
布装置４と、第１および第２カセット３ａ、３ｂと塗布
装置４との間で基板２を搬送する搬送部材８とを備え、
第１および第２カセット３ａ、３ｂのいずれか一方は成
膜すべき基板を収容し、搬送部材は第１および第２カセ
ット３ａ、３ｂのいずれか一方から基板２を取り出して
塗布装置４へ搬送し、塗布装置４によって成膜されると
その基板２を他方のカセットへ収容するように構成され
ている。

【００６２】塗布装置４は塗布室６に収容され、塗布室
６に隣接して搬送室９が設けられている。搬送室９は第
１および第２カセット３ａ、３ｂを収容する。搬送部材
８は、搬送室９の第１および第２カセット３ａ、３ｂと
塗布室６との間で成膜を要する基板２を搬出搬入口１０
を介して搬送することができる。なお、図示はされない
が、搬送室９の周囲には塗布室６以外にもそれぞれ塗布
装置を収容する複数の塗布室、並びに、蒸着を行う成膜
室が設けられており、搬送部材８は任意の塗布室又は蒸
着室へ基板２を搬入・搬出できる。

【００６３】成膜を必要とする基板２は基板ホルダー７
にそれぞれ保持されたうえで第１および第２カセット３
ａ、３ｂのいずれか一方に収容され、他方のカセットは
空とされる。搬送部材８は成膜を必要とする基板が収容
されたカセットから基板２を基板ホルダー７と共に１枚
ずつ取り出し、搬出搬入口１０を介して任意の塗布室６
へ搬入する。

【００６４】塗布室６に収容された塗布装置４は、窒素
ガス等の気体を充填した加圧源１６、加圧源１６とバル
ブを介して接続された塗布液容器１５、塗布液容器１５
とニードルバルブを介して接続されたスプレーノズル１
１とから構成される。スプレーノズル１１は、搬入され
た基板２に対して塗布液を噴射・塗布して成膜を行う。
なお、塗布装置４によって成膜される際、成膜される基
板２は基板ホルダー７ごと回転手段（回転部）１４によ
って回転させられる。

【００６５】なお、スプレーノズル１１の上方にはシャ
ッター１２が設けられている。仮に、スプレーノズル１
１が基板２より上方に配置される場合には、シャッター
１２がスプレーノズル１１の下方に設けられることにな
る。また、スプレーノズル１１は、成膜する基板２の大
きさによって個数や配置を変えることが好ましい。

【００６６】以下、実施の形態２による薄膜製造装置２
１の作用について図２を参照しつつ説明する。初期状態
において、成膜を要する基板２は第１カセット３ａに収
容され、第２カセット３ｂは空にされているものとす
る。搬送部材８は成膜を要する基板２を第１カセット３
ａから取り出し、搬出搬入口１０を介して塗布室６へ搬
入する。塗布室６では、搬入された基板２に対し塗布装
置４が成膜を行う。

【００６７】成膜が完了すると、搬送部材８は基板２を
基板ホルダー７ごと塗布室６から搬出し、搬送室９の第
２カセット３ｂに収容する。搬送部材８は、その後再び
第１カセット３ａから成膜を要する基板を塗布室６へ搬
入し、成膜が完了すると塗布室６から搬出して第２カセ
ット３ｂへ収容する。搬送室９はヒーター（図示せず）
を備えており、塗布室６から搬出され第２カセット３ｂ
に収容された成膜済みの基板２を加熱・乾燥させること
ができる。以降は、第１カセット３ａに収容された全て
の基板２の成膜が完了するまで上記の工程が繰り返され
る。

【００６８】成膜済みの基板２が全て第２カセット３ｂ
に収容され、搬送室９で加熱・乾燥させられると、搬送
部材８は、再び基板２を別の塗布室（図示せず）へ搬入
し、その塗布室の塗布装置が先に成膜された薄膜の上に
新たな薄膜を積層する。

【００６９】成膜が完了した基板２は上記と同様にして
塗布室から搬出され、既に空となっている第１カセット
３ａへ収容される。この工程は上記と同様に第２カセッ
ト３ｂに収容された全ての基板２の成膜が完了するまで
繰り返される。以降は、所望の数の薄膜（多層の薄膜）
が積層されるまで上記の工程が繰り返され、所望の数の
薄膜が積層されると搬送室９から装置外へ搬出されて薄
膜製造装置２１による薄膜の製造が終了する。

【００７０】

【実施例】以下に上述の実施の形態１および２による薄
膜製造装置を用いた実施例について説明する。なお、以
下の複数の実施例において、共通する部材には同じ符号
を用いて説明する。

【００７１】実施例１実施例１は、図１に示される上述の実施の形態１による
薄膜製造装置を用いて有機ＥＬ素子を製造する実施例で
ある。なお、図３に実施例１によって製造された有機Ｅ
Ｌ素子の概略的な断面図を示す。

【００７２】まず、厚さ約１５０ｎｍの正孔注入電極
（ＩＴＯ透明電極）３３が形成された厚さ約０．７ｍｍ
のガラス基板３２を１６×１６画素（１画素＝１×１ｍ
ｍ）が得られるようにパターニングする。その後、ガラ
ス基板３２を中性洗剤、水、イソプロピルアルコールを
用いて超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコール
蒸気中から引き上げて乾燥させ、表面を紫外線照射装置
（エキシマランプ：約１７２ｎｍ、放射照度：約１０ｍ
Ｗ／ｃｍ²）によって約３０分間洗浄する。

【００７３】塗布室６を窒素雰囲気下に保った後、５枚
のガラス基板３２を５枚の基板ホルダー７にそれぞれ固
定したうえで、搬送室９の第１カセット３ａに収容す
る。その後、図１に示すように、搬送部材８（搬送ロボ
ット）によって第１および第２カセット３ａ、３ｂを塗
布室６へ搬入する。塗布室６内では、スプレーノズル１
１の中心とガラス基板３２の中心とを結ぶ線が基板表面
に対して垂直となる位置に配置する。また、スプレーノ
ズル１１の開口部から基板表面までの距離は約１０ｃｍ
とする。

【００７４】次いで、第１カセット３ａを収容済みの基
板２と共に回転手段１４によって回転させながら、固形
分約１．２ｗｔ％のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレン
スルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェ
ン）溶液をスプレーノズル１１から噴射させ、膜厚約１
００ｎｍの高分子バッファ層（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層）
３４をＩＴＯ基板上に成膜する。次いで、成膜が完了し
たガラス基板３２を、移替部材５によって基板ホルダー
７ごと横にスライドさせ、第２カセット３ｂに収容す
る。同様の工程を繰り返し、５枚とも成膜と第２カセッ
ト３ｂへの移し替えが完了した後、第２カセット３ｂご
と搬送室９へ搬出する。そこで５枚の成膜済み基板２を
窒素雰囲気下で加熱・乾燥させる。

【００７５】その後、第２カセット３ｂを次の塗布室
（図示せず）へ搬入し、ＰＰＶ誘導体約５ｇをキシレン
１Ｌに溶かした組成物からなる溶液をスプレーノズルか
ら噴射させ、膜厚約１００ｎｍの発光層（ＰＰＶ誘導体
層）３５を成膜する。次いで、成膜が完了したガラス基
板２を、移替部材５によって基板ホルダー７ごと横にス
ライドさせ、移し替え用に次の塗布室へ搬送しておいた
第１カセット３ａに収容する。同様の工程を繰り返し、
５枚とも成膜と第１カセット３ａへの移し替えが完了し
た後、第１カセット３ａごと搬送室９へ搬出して加熱乾
燥させた。

【００７６】その後、第１カセット３ａを搬送室９に隣
接して設けられ蒸着を行う成膜室（図示せず）へ搬入
し、Ｃａ：約２〜３Å／ｓｅｃ．、Ａｌ：約４〜５Å／
ｓｅｃ．の条件で膜厚約２００ｎｍの電子注入電極３６
を成膜する。次いで、成膜が完了したガラス基板３２を
移替部材５によって基板ホルダー７ごと横にスライドさ
せ、移し替え用に成膜室へ搬送しておいた第２カセット
３ｂへ収容する。同様の工程を繰り返し、５枚とも成膜
と第２カセット３ｂへの移し替えが完了した後、第２カ
セット３ｂごと搬送室９へ搬出し、さらに装置外へ搬出
して図３に示される有機ＥＬ素子３１（１６×１６画
素）を得る。

【００７７】このようにして得られた５枚の有機ＥＬ素
子３１について、約０．０３ｍＡの低電流で全ての画素
を点灯させたときの輝度を測定した結果、各サンプルに
おける平均輝度は約９０ｃｄ／ｍ²であり、その分布は
±５％以内であった。つまり、この発明の実施の形態１
による薄膜製造装置１を用いることにより、ガラス基板
３２上に均一な膜厚・膜質の有機薄膜を成膜することが
でき、その結果、平均輝度のばらつきが少ない有機ＥＬ
素子を作製することができた。

【００７８】比較例比較例は、成膜を必要とする基板を１枚ずつ各塗布室ま
たは成膜室へ順に搬入して成膜を行う従来の薄膜製造装
置（図示せず）によって５枚の有機ＥＬ素子を製造する
ものである。なお、有機ＥＬ素子としての構成は上述の
実施例１によるものと変わらず、その構成は図３に示す
通りである。

【００７９】まず、厚さ約１５０ｎｍの正孔注入電極
（ＩＴＯ透明電極）３３が形成された厚さ約０．７ｍｍ
のガラス基板３２を１６×１６画素（１画素＝１×１ｍ
ｍ）が得られるようにパターニングする。その後、ガラ
ス基板３２を中性洗剤、水、イソプロピルアルコールを
用いて超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコール
蒸気中から引き上げて乾燥させ、表面を紫外線照射装置
（エキシマランプ：約１７２ｎｍ、放射照度：約１０ｍ
Ｗ／ｃｍ²）によって約３０分間洗浄する。

【００８０】塗布室を窒素雰囲気下に保った後、塗布室
内に洗浄済みのガラス基板３２を搬入する。塗布室内で
は、スプレーノズルの中心とガラス基板３２の中心とを
結ぶ線が基板表面に対して垂直となる位置に配置する。
また、スプレーノズルの開口部から基板表面までの距離
は約１０ｃｍとする。

【００８１】次いで、基板を回転させながら、固形分約
１．２ｗｔ％のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液をスプレーノズ
ルから噴射させ、膜厚約１００ｎｍの高分子バッファ層
（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層）３４をＩＴＯ基板上に成膜す
る。次いで、成膜が完了したガラス基板３２を次の塗布
室へ搬入し、ＰＰＶ誘導体約５ｇをキシレン１Ｌに溶か
した組成物からなる溶液をスプレーノズルから噴射さ
せ、膜厚約１００ｎｍの発光層（ＰＰＶ誘導体層）３５
を成膜、搬送室９へ搬出して加熱乾燥させた。次いで、
発光層３５が成膜されたガラス基板３２を蒸着を行う成
膜室へ搬入し、Ｃａ：約２〜３Å／ｓｅｃ．、Ａｌ：約
４〜５Å／ｓｅｃ．の条件で膜厚約２００ｎｍの電子注
入電極３６を成膜し、比較例による有機ＥＬ素子３１
（図３参照）を得る。

【００８２】以上のような工程を５回繰り返すことによ
り得られた５枚の有機ＥＬ素子３１について、約０．０
３ｍＡの定電流で全ての画素を点灯させたときの輝度を
測定した結果、各サンプルにおける平均輝度は約９０ｃ
ｄ／ｍ²であって、その分布は±５％以内であり、平均
輝度のばらつきが少ない有機ＥＬ素子３１を作製するこ
とができた。

【００８３】ここで、実施例１と比較例とを比較する
と、実施例１では基板の搬送・搬出に要する時間が５分
の１に短縮され、比較例よりも短い時間で５枚の有機Ｅ
Ｌ素子を製造できることが分かった。また、実施例１の
方法では、蒸着法による電子注入電極の成膜において、
目標蒸着温度に達するまでに消費される成膜材料の量が
１／５に減少し、比較例よりも無駄になる成膜材料を削
減できることが分かった。以上のことから、この発明の
実施の形態１による薄膜製造装置は有機ＥＬ素子を量産
するうえで好都合であるとの結論が得られた。

【００８４】実施例２実施例２は、図２に示される上述の実施の形態２による
薄膜製造装置２１を用いて有機ＥＬ素子を製造する実施
例である。なお、有機ＥＬ素子としての構成は上述の実
施例１によるものと変わらず、その構成は図３に示すと
おりである。

【００８５】まず、厚さ約１５０ｎｍの正孔注入電極
（ＩＴＯ透明電極）３３が形成された厚さ約０．７ｍｍ
のガラス基板３２を１６×１６画素（１画素＝１×１ｍ
ｍ）が得られるようにパターニングする。その後、ガラ
ス基板３２を中性洗剤、水、イソプロピルアルコールを
用いて超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコール
蒸気中から引き上げて乾燥させ、表面を紫外線照射装置
（エキシマランプ：約１７２ｎｍ、放射照度：約１０ｍ
Ｗ／ｃｍ²）によって約３０分間洗浄する。

【００８６】塗布室６を窒素雰囲気下に保った後、５枚
のガラス基板３２を５枚の基板ホルダーにそれぞれ固定
したうえで搬送室９の第１カセット３ａに収容する。そ
の後、図２に示すように、第１カセット３ａに収容され
た５枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７
と共に搬送部材８（搬送ロボット）によって塗布室６へ
搬入する。塗布室６内では、スプレーノズル１１の中心
とガラス基板３２の中心とを結ぶ線が基板表面に対して
垂直となる位置に配置する。また、スプレーノズル１１
の開口部から基板表面までの距離は約１０ｃｍとする。

【００８７】次いで、基板ホルダー７を回転手段１４に
よって回転させながら固形分１．２ｗｔ％のＰＥＤＯＴ
／ＰＳＳ溶液をスプレーノズル１１から噴射させ、膜厚
約１００ｎｍの高分子バッファ層（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ
層）３４をＩＴＯ基板上に成膜する。次いで、成膜が完
了したガラス基板３２を搬送部材８によって基板ホルダ
ー７ごと搬送室９へ搬出し、搬送室９に配置された第２
カセット３ｂに収容する。残りの４枚のガラス基板３２
についても同様の工程を繰り返して第２カセット３ｂに
収容する。

【００８８】その後、第２カセット３ｂに収容された５
枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７と共
に次の塗布室（図示せず）へ搬入し、ＰＰＶ誘導体約５
ｇをキシレン１Ｌに溶かした組成物からなる溶液をスプ
レーノズルから噴射させ、膜厚約１００ｎｍの発光層
（ＰＰＶ誘導体層）３５を成膜する。次いで、発光層３
５が成膜されたガラス基板３２を搬送部材８によって基
板ホルダーごと搬送室９へ搬出し、空となっている第１
カセット３ａに収容する。残りの４枚のガラス基板３２
についても同様の工程を繰り返して第１カセット３ａに
収容する。そして搬送室９で加熱乾燥させた。

【００８９】その後、第１カセット３ａに収容された５
枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７と共
に蒸着を行う成膜室（図示せず）へ搬入し、Ｃａ：約２
〜３Å／ｓｅｃ．、Ａｌ：約４〜５Å／ｓｅｃ．の条件
で膜厚約２００ｎｍの電子注入電極３６を成膜する。次
いで、成膜が完了したガラス基板３２を、搬送部材８に
よって基板ホルダー７ごと搬送室へ搬出し、空となって
いる第２カセット３ｂに収容する。残りの４枚のガラス
基板３２についても同様の工程を繰り返して第２カセッ
ト３ｂに収容し、さらに装置外へ搬出して図３に示され
る有機ＥＬ素子３１（１６×１６画素）を得る。

【００９０】このようにして得られた５枚の有機ＥＬ素
子３１について、約０．０３ｍＡの低電流で全ての画素
を点灯させたときの輝度を測定した結果、各サンプルに
おける平均輝度は約９０ｃｄ／ｍ²であり、その分布は
±５％以内であった。つまり、この発明の実施の形態２
による薄膜製造装置２１を用いることにより、ガラス基
板３２上に均一な膜厚・膜質の有機薄膜を成膜すること
ができ、その結果、平均輝度のばらつきが少ない有機Ｅ
Ｌ素子３１を作製することができた。

【００９１】ここで、実施例２と上記比較例とを比較す
ると、実施例２においても基板の搬送・搬出に要する時
間が短縮されており、比較例よりも短い時間で５枚の有
機ＥＬ素子を作製できたことが分かった。以上のことか
ら、この発明の実施の形態２による薄膜製造装置２１は
有機ＥＬ素子を量産するうえで好都合であるとの結論が
得られた。

【００９２】実施例３実施例３は、実施例２と同様に図２に示される上述の実
施の形態２による薄膜製造装置２１を用いて有機ＥＬ素
子を製造する実施例である。ただスプレーノズル方式の
装置の替わりにインクジェット装置を導入した。なお、
有機ＥＬ素子としての構成は上述の実施例１によるもの
と変わらず、その構成は図３に示すとおりである。

【００９３】まず、厚さ約１５０ｎｍの正孔注入電極
（ＩＴＯ透明電極）３３が形成された厚さ約０．７ｍｍ
のガラス基板３２を１６×１６画素（１画素＝１×１ｍ
ｍ）が得られるようにパターニングする。その後、ガラ
ス基板３２を中性洗剤、水、イソプロピルアルコールを
用いて超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコール
蒸気中から引き上げて乾燥させ、表面を紫外線照射装置
（エキシマランプ：約１７２ｎｍ、放射照度：約１０ｍ
Ｗ／ｃｍ²）によって約３０分間洗浄する。そして予め
膜厚約１００ｎｍの高分子バッファ層（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ層）３４を各ＩＴＯ基板上に成膜した。

【００９４】塗布室６を窒素雰囲気下に保った後、５枚
のガラス基板３２を５枚の基板ホルダーにそれぞれ固定
したうえで搬送室９の第１カセット３ａに収容する。そ
の後、図２に示すように、第１カセット３ａに収容され
た５枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７
と共に搬送部材８（搬送ロボット）によって塗布室６へ
搬入する。塗布室６内では、搬送部材８（搬送ロボッ
ト）がガラス基板３２をインクジェット装置に搬送・搬
出できるように配置する。

【００９５】ＰＰＶ誘導体約５ｇをキシレン１Ｌに溶か
した組成物からなる溶液をインクジェット装置から各画
素を覆うように噴射させ、膜厚約１００ｎｍの発光層
（ＰＰＶ誘導体層）３５を高分子バッファ層（ＰＥＤＯ
Ｔ／ＰＳＳ層）３４が成膜されたＩＴＯ基板上に成膜す
る。次いで、発光層３５が成膜されたガラス基板３２を
搬送部材８によって基板ホルダー７ごと搬送室９へ搬出
し、搬送室９に配置された第２カセット３ｂに収容す
る。残りの４枚のガラス基板３２についても同様の工程
を繰り返して第２カセット３ｂに収容する。そして搬送
室９で加熱乾燥させた。

【００９６】その後、第１カセット３ｂに収容された５
枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７と共
に蒸着を行う成膜室（図示せず）へ搬入し、Ｃａ：約２
〜３Å／ｓｅｃ．、Ａｌ：約４〜５Å／ｓｅｃ．の条件
で膜厚約２００ｎｍの電子注入電極３６を成膜する。次
いで、成膜が完了したガラス基板３２を、搬送部材８に
よって基板ホルダー７ごと搬送室へ搬出し、空となって
いる第２カセット３ａに収容する。残りの４枚のガラス
基板３２についても同様の工程を繰り返して第２カセッ
ト３ａに収容し、さらに装置外へ搬出して図３に示され
る有機ＥＬ素子３１（１６×１６画素）を得る。

【００９７】このようにして得られた５枚の有機ＥＬ素
子３１について、約０．０３ｍＡの低電流で全ての画素
を点灯させたときの輝度を測定した結果、各サンプルに
おける平均輝度は約８０ｃｄ／ｍ²であり、その分布は
±５％以内であった。つまり、この発明の実施の形態２
による薄膜製造装置２１（スプレーノズル方式をインク
ジェット方式に替えた）を用いることにより、ガラス基
板３２上に均一な膜厚・膜質の有機薄膜を成膜すること
ができ、その結果、平均輝度のばらつきが少ない有機Ｅ
Ｌ素子３１を作製することができた。

【００９８】ここで、実施例３と比較例でスプレーノズ
ルの替わりにインクジェット装置を用いた場合とを比較
すると、実施例３では基板の搬送・搬出に要する時間が
５分の１に短縮され、比較例よりも短い時間で５枚の有
機ＥＬ素子を製造できることが分かった。また、実施例
３の方法では、蒸着法による電子注入電極の成膜におい
て、目標蒸着温度に達するまでに消費される成膜材料の
量が１／５に減少し、比較例よりも無駄になる成膜材料
を削減できることが分かった。以上のことから、この発
明の実施の形態２による薄膜製造装置は有機ＥＬ素子を
量産するうえで好都合であるとの結論が得られた。

【００９９】実施例４実施例４は、実施例２と同様に図２に示される上述の実
施の形態２による薄膜製造装置２１を用いて有機ＥＬ素
子を製造する実施例である。ただスプレーノズル方式の
装置の替わりにマイクログラビア印刷装置を導入した。
なお、有機ＥＬ素子としての構成は上述の実施例１によ
るものと変わらず、その構成は図３に示すとおりであ
る。

【０１００】まず、厚さ約１５０ｎｍの正孔注入電極
（ＩＴＯ透明電極）３３が形成された厚さ約０．７ｍｍ
のガラス基板３２を１６×１６画素（１画素＝１×１ｍ
ｍ）が得られるようにパターニングする。その後、ガラ
ス基板３２を中性洗剤、水、イソプロピルアルコールを
用いて超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコール
蒸気中から引き上げて乾燥させ、表面を紫外線照射装置
（エキシマランプ：約１７２ｎｍ、放射照度：約１０ｍ
Ｗ／ｃｍ²）によって約３０分間洗浄する。そして予め
膜厚約１００ｎｍの高分子バッファ層（ＰＥＤＯＴ／Ｐ
ＳＳ層）３４を各ＩＴＯ基板上に成膜した。

【０１０１】塗布室６を窒素雰囲気下に保った後、５枚
のガラス基板３２を５枚の基板ホルダーにそれぞれ固定
したうえで搬送室９の第１カセット３ａに収容する。そ
の後、図２に示すように、第１カセット３ａに収容され
た５枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７
と共に搬送部材８（搬送ロボット）によって塗布室６へ
搬入する。塗布室６内では、搬送部材８（搬送ロボッ
ト）がガラス基板３２をマイクログラビア印刷装置に搬
送・搬出できるように配置する。

【０１０２】ＰＰＶ誘導体約５ｇをキシレン１Ｌに溶か
した組成物からなる溶液をマイクログラビア印刷装置で
各画素を覆うよう塗布して、膜厚約１００ｎｍの発光層
（ＰＰＶ誘導体層）３５を高分子バッファ層（ＰＥＤＯ
Ｔ／ＰＳＳ層）３４が成膜されたＩＴＯ基板上に成膜す
る。次いで、発光層３５が成膜されたガラス基板３２を
搬送部材８によって基板ホルダー７ごと搬送室９へ搬出
し、搬送室９に配置された第２カセット３ｂに収容す
る。残りの４枚のガラス基板３２についても同様の工程
を繰り返して第２カセット３ｂに収容する。そして搬送
室９で加熱乾燥させた。

【０１０３】その後、第１カセット３ｂに収容された５
枚のガラス基板３２のうちの１枚を基板ホルダー７と共
に蒸着を行う成膜室（図示せず）へ搬入し、Ｃａ：約２
〜３Å／ｓｅｃ．、Ａｌ：約４〜５Å／ｓｅｃ．の条件
で膜厚約２００ｎｍの電子注入電極３６を成膜する。次
いで、成膜が完了したガラス基板３２を、搬送部材８に
よって基板ホルダー７ごと搬送室へ搬出し、空となって
いる第２カセット３ａに収容する。残りの４枚のガラス
基板３２についても同様の工程を繰り返して第２カセッ
ト３ａに収容し、さらに装置外へ搬出して図３に示され
る有機ＥＬ素子３１（１６×１６画素）を得る。

【０１０４】このようにして得られた５枚の有機ＥＬ素
子３１について、約０．０３ｍＡの低電流で全ての画素
を点灯させたときの輝度を測定した結果、各サンプルに
おける平均輝度は約９０ｃｄ／ｍ²であり、その分布は
±５％以内であった。つまり、この発明の実施の形態２
による薄膜製造装置２１（スプレーノズル方式をマイク
ログラビア印刷装置に替えた）を用いることにより、ガ
ラス基板３２上に均一な膜厚・膜質の有機薄膜を成膜す
ることができ、その結果、平均輝度のばらつきが少ない
有機ＥＬ素子３１を作製することができた。

【０１０５】ここで、実施例４と比較例でスプレーノズ
ルの替わりにマイクログラビア印刷装置を用いた場合と
を比較すると、実施例４では基板の搬送・搬出に要する
時間が５分の１に短縮され、比較例よりも短い時間で５
枚の有機ＥＬ素子を製造できることが分かった。また、
実施例４の方法では、蒸着法による電子注入電極の成膜
において、目標蒸着温度に達するまでに消費される成膜
材料の量が１／５に減少し、比較例よりも無駄になる成
膜材料を削減できることが分かった。以上のことから、
この発明の実施の形態２による薄膜製造装置は有機ＥＬ
素子を量産するうえで好都合であるとの結論が得られ
た。

【０１０６】実施例５実施例５は、図１に示される上述の実施の形態１による
薄膜製造装置１を用いて薄膜形成用ドナーシートを作製
し、さらにその作製された薄膜形成用ドナーシートを用
いて有機ＥＬ素子を製造する実施例である。なお、図４
に実施例５によって作製された薄膜形成用ドナーシート
の概略的な断面図を示し、図５にその薄膜形成用ドナー
シートの転写層を基板上に熱転写する様子を示す。ま
た、有機ＥＬ素子としての構成は上述の実施例１と変わ
らず、その構成は図３に示すとおりである。

【０１０７】基材シート４２としては、膜厚約０．２ｍ
ｍのポリエチレンテレフタレートシートを用いる。この
基材シート４２にレーザー光を熱に変換する光熱変換層
４３としてカーボンブラックを混合した熱硬化型エポキ
シ樹脂を膜厚約５μｍでコーティングして硬化させる。
塗布室を窒素雰囲気下に保った後、５枚の基材シート４
２を５枚の基板ホルダー７にそれぞれ固定したうえで搬
送室９の第１カセット３ａに収容する。その後、図１に
示すように、搬送部材８によって第１カセット３ａを塗
布室６へ搬入する。

【０１０８】塗布室６内では、スプレーノズル１１の中
心と基材シート４２の中心とを結ぶ線が基板表面に対し
て垂直となる位置に配置する。また、スプレーノズル１
１の開口部から基板表面までの距離は約１０ｃｍとす
る。次いで、第１カセット３ａを収容済みの基材シート
４２と共に回転手段１４によって回転させながら、ＰＰ
Ｖ誘導体約５ｇをキシレン１Ｌに溶かした組成物からな
る溶液をスプレーノズル１１から噴射させ、膜厚約１０
０ｎｍのＰＰＶ誘導体層４４ａを成膜する。次いで、成
膜が完了した基材シート４２を、移替部材５によって基
板ホルダーごと横にスライドさせ、第２カセットに収容
する。同様の工程を繰り返し、５枚とも成膜と第２カセ
ット３ｂへの移し替えが完了した後、第２カセット３ｂ
ごと搬送室９へ搬出する。そこで５枚の成膜済み基材シ
ート４２を窒素雰囲気下で加熱・乾燥させる。

【０１０９】その後、第２カセット３ｂを次の塗布室
（図示せず）へ搬入し、固形分約１．２ｗｔ％のＰＥＤ
ＯＴ／ＰＳＳ溶液をスプレーノズルから噴射させ、膜厚
約１００ｎｍのＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層４４ｂを成膜す
る。次いで、成膜が完了した基材シート４２を、移替部
材５によって基板ホルダー７ごと横にスライドさせ、移
し替え用に次の塗布室へ搬送しておいた第１カセット３
ａに収容する。同様の工程を繰り返し、５枚とも成膜と
第１カセット３ａへの移し替えが完了した後、第１カセ
ット３ａごと搬送室９へ搬出し、さらに装置外へ搬出し
て図４に示される薄膜形成用ドナーシート４１を得る。

【０１１０】なお、以上のようにして成膜されたＰＰＶ
誘導体層４４ａとＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ層４４ｂが、図４
に示される薄膜形成用ドナーシート４１の転写層４４と
なる。

【０１１１】その後、図５に示されるように、ＩＴＯ透
明電極を予め６４本のストライプ状にパターニングして
形成された正孔注入電極３３を有するガラス基板３２
（図３参照）に、作製した薄膜形成用ドナーシート４１
を密着させる。次いで、光熱変換用の光源４５を薄膜形
成用ドナーシート４１側から正孔注入電極３３と平行に
照射して正孔注入電極３３上に転写層４４を熱転写し、
その後、基材シート４２及び光熱変換層４３を剥離す
る。なお、光源４５としては、ビームの大きさが約１０
０μｍ（１／ｅ²）で約１５ＷのＮｄ−ＹＡＧレーザー
を用いる。

【０１１２】その後、熱転写によって転写された発光層
（ＰＰＶ誘導体層）３５の上に膜厚約２００ｎｍのＣａ
／Ａｌを正孔注入電極３３に対して６４本のストライプ
状で直交するように成膜して電子注入電極３６とし、図
３に示される有機ＥＬ素子（６４×６４画素）を得る。

【０１１３】このようにして得られた５枚の有機ＥＬ素
子について、約０．０３ｍＡの定電流で全ての画素を点
灯させたときの輝度を測定した結果、各サンプルにおけ
る平均輝度は約９０ｃｄ／ｍ²であり、その分布は±５
％以内であった。つまり、この発明の実施の形態１によ
る薄膜製造装置１を用いることにより、基材シート４２
上に均一な膜厚・膜質の転写層４４を形成することがで
き、その結果、平均輝度のばらつきが少ない有機ＥＬ素
子を作製することができた。

【０１１４】このような実施例５によれば、従来の薄膜
製造装置を用いて複数の薄膜形成用ドナーシートを作製
する場合よりも、より短時間で薄膜形成用ドナーシート
を作製できることは明らかである。従って、この発明の
実施の形態１による薄膜製造装置は薄膜形成用ドナーシ
ートを量産するうえで好都合であり、ひいては有機ＥＬ
素子を量産するうえで好都合であるとの結論が得られ
た。

【０１１５】

【発明の効果】この発明によれば、一方のカセットに成
膜すべき複数の基板が重ねて収容され、移替部材はカセ
ットから露出する基板に対して成膜がなされる毎にその
基板を他方のカセットへ移し替えるので、成膜を要する
複数の基板を連続的に成膜することができ、複数の基板
に成膜を行う際の生産効率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による薄膜製造装置の
構成を概略的に示す説明図である。

【図２】この発明の実施の形態２による薄膜製造装置の
構成を概略的に示す説明図である。

【図３】実施例１〜５に係る有機ＥＬ素子の構成を概略
的に示す断面図である。

【図４】実施例５によって作製された薄膜形成用ドナー
シートの構成を概略的に示す断面図である。

【図５】実施例５によって作製された薄膜形成用ドナー
シートの転写層を基板上に熱転写している様子を示す説
明図である。

【符号の説明】

１・・・薄膜製造装置２・・・基板３ａ・・・第１カセット３ｂ・・・第２カセット４・・・塗布装置５・・・移替部材６・・・塗布室７・・・基板ホルダー８・・・搬送部材９・・・搬送室１０・・・搬出搬入口１１・・・スプレーノズル１２・・・シャッター１３・・・上下搬送部材１４・・・回転手段１５・・・塗布液容器１６・・・加圧源

フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 FB01 3K007 DB03 FA01 4F041 AA02 AA05 AB01 BA05 BA35 4F042 AA02 AA06 AB00 CB03 CB08 DB17 DF03 DF04 DF07 DF25 DF29 DF32 DF34 ED05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の基板を重ねて収容するための１対
のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する塗布装置
と、１対のカセットの間で基板を移し替える移替部材と
を備え、一方のカセットは基板の表面が露出するように
成膜すべき基板を収容し、塗布装置は露出する基板に対
して成膜を行い、移替部材は基板を成膜される毎に他方
のカセットへ移し替える薄膜製造装置。
【請求項２】塗布装置、２つのカセットおよび移替部
材をそれぞれ収容しその中で基板が成膜される塗布室を
さらに備える請求項１に記載の薄膜製造装置。
【請求項３】複数の基板を重ねて収容するための１対
のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する塗布装置
と、１対のカセットと塗布装置との間で基板を搬送する
搬送部材とを備え、一方のカセットは成膜すべき基板を
収容し、搬送部材は一方のカセットに収容された基板を
取り出して塗布装置へ搬送し、塗布装置によって成膜さ
れるとその基板を他方のカセットへ収容する薄膜製造装
置。
【請求項４】塗布装置を収容しその中で基板が成膜さ
れる塗布室をさらに備える請求項３に記載の薄膜製造装
置。
【請求項５】複数の基板を重ねて収容するための１対
のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する複数の塗
布装置と、塗布装置をそれぞれ収容しその中で基板が成
膜される複数の塗布室と、１対のカセットを各塗布室へ
順次搬入・搬出するための搬送部材と、各塗布室に収容
され1対のカセットの間で基板を移し替える移替部材と
を備え、一方のカセットは基板の表面が露出するように
成膜すべき基板を収容し、搬送部材は１対のカセットを
任意の１つの塗布室へ搬入し、露出する基板が成膜され
移替部材によって他方のカセットへ移し替えられると、
１対のカセットを塗布室から搬出し、一対のカセットを
別の塗布室へ搬入して再び成膜を繰り返す薄膜製造装
置。
【請求項６】搬送部材を収容し複数の塗布室間を接続
する搬送室をさらに備える請求項５に記載の薄膜製造装
置。
【請求項７】複数の基板を重ねて収容するための１対
のカセットと、基板に塗布液を用いて成膜する複数の塗
布装置と、塗布装置をそれぞれ収容しその中で基板が成
膜される複数の塗布室と、１対のカセットと各塗布室と
の間で基板を搬送する搬送部材とを備え、一方のカセッ
トは成膜すべき基板を収容し、搬送部材は一方のカセッ
トに収容された基板を取り出して任意の１つの塗布室へ
搬入し、成膜された基板を塗布室から搬出して他方のカ
セットに収容し、成膜された基板を別の塗布室へ搬入し
て再び成膜を繰り返す薄膜製造装置。
【請求項８】１対のカセットと搬送部材を収容し複数
の塗布室間を接続する搬送室をさらに備える請求項７に
記載の薄膜製造装置。
【請求項９】塗布装置は成膜すべき基板を回転させる
回転部を備える請求項１〜８のいずれか１つに記載の薄
膜製造装置。
【請求項１０】塗布装置は塗布液を基板表面に向かっ
て噴射するスプレーノズルを備える請求項１〜９のいず
れか１つに記載の薄膜製造装置。
【請求項１１】塗布装置はインクジェット方式を用いた
装置であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１
つに記載の薄膜製造装置。
【請求項１２】塗布装置は印刷方式を用いた装置である
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の
薄膜製造装置。
【請求項１３】基板は基板ホルダーに予め保持されて
なり、基板ホルダーは保持する基板の表面を覆うパター
ニングマスクを有する請求項１〜１０のいずれか１つに
記載の薄膜製造装置。
【請求項１４】成膜された基板を加熱・乾燥させるため
の乾燥室を備えていることを特徴とする請求項１〜１３
のいずれか１つに記載の薄膜製造装置。
【請求項１５】基板は、正孔注入電極または電子注入
電極が予め表面に形成された有機エレクトロルミネッセ
ンス素子用の基板である請求項１〜１４のいずれか１つ
に記載の薄膜製造装置。
【請求項１６】基板は、光熱変換層が予め表面に形成
された有機エレクトロルミネッセンス素子用の薄膜形成
用ドナーシートである請求項１〜１４のいずれか１つに
記載の薄膜製造装置。
【請求項１７】請求項１５に記載の薄膜製造装置を用
いて製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】請求項１６に記載の薄膜製造装置を用
いて製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。