JP2012156072A - 真空蒸着装置、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送される基板に対して、ホスト材料とゲスト材料とを同時蒸着させる蒸着装置において、微量のゲスト材料を蒸着させる場合であっても精度良く成膜を行う。
【解決手段】搬送される基板１００に対して薄膜を形成する真空蒸着装置２００であって、基板１００に対向して搬送方向Ａに直交する幅方向に延在し、第１蒸着材料を放出する第１蒸着源２０３と、基板１００に対向して搬送方向Ａに直交する幅方向に延在し、第１蒸着源２０３に対して搬送方向Ａにずれて配置され、第１蒸着材料に重なり合うように第２蒸着材料を放出する第２蒸着源２０４と、搬送方向Ａに沿って配列された複数の羽板部材２０７ａと、を備え、複数の羽板部材２０７ａは、放出された第２蒸着材料の進行方向に対して傾斜し、且つ、放出された第１蒸着材料の進行方向に対して平行となるように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空蒸着装置、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。

発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ（以下、ＥＬＤと略記する）がある。ＥＬＤの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子（以下、無機ＥＬ素子という）や有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）が挙げられる。

有機ＥＬ素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光する素子である。有機ＥＬ素子は、数Ｖ〜数十Ｖ程度の電圧で発光が可能であり、更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。

また、有機ＥＬ素子は、従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適である。

有機ＥＬ素子をこのような照明用光源、あるいはディスプレイのバックライトとして実用する為の課題として発光効率の向上が挙げられる。発光効率の向上の為には、有機ＥＬ素子を構成する有機機能層の一部においてそれぞれ別個の機能を有する材料を複数混合して構成する所謂ホスト／ゲスト構造を組み入れることが一般的となりつつある。例えば、発光層におけるホスト材料／発光ドーパント（赤色ドーパント、緑色ドーパント、青色ドーパント）の組み合わせ、電子輸送層における電子輸送材料／アルカリ金属材料の組み合わせ等が挙げられる。

発光層内に、赤色ドーパント、緑色ドーパント及び青色ドーパントが共存する場合、赤色ドーパント、緑色ドーパント、青色ドーパントの順で発光する。つまり、始めに赤色ドーパントや緑色ドーパントのみが発光し、青色ドーパントが共存していても青色ドーパントは赤色ドーパントや緑色ドーパントと同時には発光しない。そこで、赤色ドーパントや緑色ドーパントを青色ドーパントよりも低濃度にして、赤色ドーパントと緑色ドーパントを青色ドーパントと同時に発光させることが知られている。
しかしながら、赤色ドーパント、緑色ドーパントを低濃度とすると、小さな濃度バラツキも色度バラツキ（色ムラ）に繋がるという問題がある。そこで、色ムラを少なくするために、低濃度ドーパントの濃度均一性が重要となる。これに対して、青色ドーパントは、赤色ドーパントや緑色ドーパントに比べて濃度が数十％であるため、濃度バラツキの影響を受けにくくなっている。

ところで、基板に対してホスト材料とゲスト材料とを同時蒸着させる蒸着装置において、ゲスト材料のドープ量を制御する場合には、蒸着材料の蒸着速度をコントロールすることにより行うのが一般的である。具体的には、蒸着源の温度制御を行うことにより、蒸着材料が蒸発する量を制御し、これにより蒸着速度をコントロールする。
しかし、ドープするゲスト材料が微量である場合、蒸着材料を測定する測定手段に測定限界があること、温度制御により蒸着材料の放出量を微量に保つことは困難であること、等の問題から、蒸着源から放出される蒸着材料の放出量を微量にすることは困難である。一方、搬送される基板に対して成膜を行う場合、基板の搬送速度を大きくすればゲスト材料の蒸着量を低減させることができるが、ホスト材料の耐熱温度の上限の問題からホスト材料の蒸着速度を向上させることはできず、搬送される基板に対して必要量のホスト材料を蒸着させることができない。

これに対し、ゲスト材料のドープ量を低減させる方法として、ゲスト材料を収容した坩堝を蒸着源とし、その蒸着源と基板との間に取り付けられた回転式遮蔽板を回転させて、蒸着源から放出されたゲスト材料が基板に到達するまでの経路を所定のタイミングで遮ることにより、ゲスト材料の基板への蒸着量を低減することが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開２００３−１９３２１７号公報 特開２００９−１２７０７４号公報

しかしながら、上記従来の技術では、搬送される基板に対して搬送中に成膜を行うこととすると、基板の搬送方向に直行する幅方向におけるゲスト材料の蒸着量を制御することができず、基板の搬送方向に直行する幅方向において基板の品質にバラツキが生じる。

そこで、本発明は、搬送される基板に対して、微量のゲスト材料を蒸着させる場合であっても精度良く成膜を行うことができる真空蒸着装置を提供することを目的としている。

以上の課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
真空処理室内において、搬送される基板に対して蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する真空蒸着装置であって、
前記基板に対向して前記基板の搬送方向に直交する幅方向に延在し、前記基板に向けて第１蒸着材料を放出する第１蒸着源と、
前記基板に対向して前記搬送方向に直交する幅方向に延在し、前記第１蒸着源に対して前記搬送方向にずれて配置され、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料に重なり合うように前記基板に向けて第２蒸着材料を放出する第２蒸着源と、
前記基板と前記第１及び前記第２蒸着源との間に設けられ、前記搬送方向に沿って配列された複数の羽板部材と、を備え、
前記複数の羽板部材は、前記第２蒸着源から放出された前記第２蒸着材料の進行方向に対して傾斜し、且つ、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料の進行方向に対して平行となるように設けられていることを特徴とする真空蒸着装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、
上記真空蒸着装置を用いて、
前記基板上に薄膜を形成することにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。

本発明の更に他の態様によれば、
上記有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。

本発明によれば、搬送される基板に対して、微量のゲスト材料を精度良く蒸着させて成膜を行うことができる。したがって、基板の搬送方向において、基板に蒸着されるゲスト材料の蒸着量を均一にすることができ、品質のバラツキの発生を抑制することができる。

本実施形態に係る真空蒸着装置の概略図である。 図１に示す真空蒸着装置における羽板部材を説明する図である。 図１に示されたIII-III線に沿った面の矢視断面図であって、真空蒸着装置に設けられた脱着装置を模式的に示した図である。 脱着装置の一部を示した概略斜視図である。 図１に示す真空蒸着装置における羽板部材の他の例を説明する図である。 変形例の真空蒸着装置の概略図である。 図６に示す変形例の真空蒸着装置における羽板部材を説明する図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

本発明に係る真空蒸着装置２００は、有機ＥＬ素子の各層を形成する際に用いられる装置であり、特に、有機ＥＬ素子の発光層を形成する場合に好適に用いられる。この真空蒸着装置２００について、図１〜図５を参照して以下説明する。

図１は、本発明を適用した一実施形態の真空蒸着装置２００の概略構成図である。
真空蒸着装置２００は、搬送される基板１００に対して二以上の蒸着材料（例えば、ホスト化合物とゲスト化合物）を同時に蒸着させて薄膜（例えば、有機ＥＬ素子の発光層）を形成することができる真空蒸着装置である。
真空蒸着装置２００は、内部に真空処理室２０１が形成された真空容器２０２と、基板１００に対してホスト化合物（第１蒸着材料）を放出する第１蒸着源２０３と、基板１００に対してゲスト化合物（第２蒸着材料）を放出する第２蒸着源２０４と、真空処理室２０１内に放出された蒸着材料が拡散する領域を制限し、それらの蒸着材料が重なり合う領域を調整する仕切板（制限部）２０５と、基板１００上に堆積される蒸着材料の堆積量（膜厚）及びその蒸着速度を測定する膜厚計２０６と、蒸着材料の堆積量を調整するための蒸気分離ユニット２０７と、蒸気分離ユニット２０７を脱着する脱着装置２３０と、基板１００を水平方向に搬送する基板搬送手段（図示略）と、を備えている。

基板１００は、搬送手段（図示略）によって搬送方向Ａ（図１参照）に搬送されながら、真空蒸着装置２００により成膜処理が施される被処理基板である。基板１００は、図１に示すように、枚葉基板であって、基板搬送手段により間欠的に真空処理室２０１内に搬入される。
なお、基板１００は、長尺ロールから搬送方向Ａに向けて連続的に巻き出される基板であって、基板搬送手段により連続的に真空処理室２０１内に搬入されるものであっても良い。

真空容器２０２は、内部に形成された真空処理室２０１を所定の真空状態に保持する。真空処理室２０１には、第１蒸着源２０３、第２蒸着源２０４、膜厚計２０６、仕切板２０５及び蒸気分離ユニット２０７等の各部材が設けられている。また、真空容器２０２の側壁２１０には、基板１００を搬入する搬入部２２４が設けられ、真空容器２０２の側壁２１１には、基板１００を搬出する搬出部２２５及び真空処理室２０１内を真空排気する排気口２２６が設けられている。排気口２２６は、真空容器２０２の外部に設けられた真空ポンプ（図示略）等の所定の真空排気手段に接続されている。

第１蒸着源２０３は、搬送される基板１００の下面に対向して、搬送方向Ａに直交する幅方向（図１の奥行き方向）に延在する直線状の蒸着源（ラインソース）である。第１蒸着源２０３の基板１００に対向する面には、第１蒸着源２０３の延在方向に配列された複数の放出口２０３ａが設けられている。また、第１蒸着源２０３は、ホスト化合物が収容された加熱ボートを具備し、放出口２０３ａから基板１００に向けてホスト化合物の蒸気（第１蒸着材料）を放出する。放出口２０３ａから放出されるホスト化合物の蒸気は所定の広がりをもって真空処理室２０１内に拡散する。

第２蒸着源２０４は、搬送される基板１００の下面に対向して、搬送方向Ａに直交する幅方向（図１の奥行き方向）に延在する直線状の蒸着源（ラインソース）であって、第１蒸着源２０３に対して搬送方向Ａの下流側にずれて配置されている。第２蒸着源２０４の基板１００に対向する面には、第２蒸着源２０４の延在方向に配列された複数の放出口２０４ａが設けられている。第２蒸着源２０４の放出口２０４ａは、第１蒸着源２０３の放出口２０３ａが向いた方向に対して、基板１００の表面近傍で交差する方向を向いて配置されている。第２蒸着源２０４は、ゲスト化合物が収容された加熱ボートを具備し、放出口２０４ａからゲスト化合物の蒸気（第２蒸着材料）を放出する。放出口２０４ａから放出されるゲスト化合物の蒸気は所定の広がりをもって真空処理室２０１内に拡散する。このゲスト化合物の蒸気は、基板１００の表面近傍において、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気に重なり合う。

なお、第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４は、基板１００に対向して搬送方向Ａに直交する幅方向に延在する直線状の単一の蒸着源（ラインソース）としたが、当該方向に複数配列された点蒸着源（ポイントソース）からなるものであっても良い。また、第１蒸着源２０３の複数の放出口２０３ａ及び第２蒸着源２０４の複数の放出口２０４ａは、第１蒸着源２０３又は第２蒸着源２０４の延在方向に配列された複数の放出口としたが、当該方向に沿って一直線に延びる単一の放出口であってもよい。
また、第１蒸着源２０３に収容されるホスト化合物及び第２蒸着源２０４に収容されるゲスト化合物としては、有機ＥＬ素子の発光層の材料として用いられる公知のホスト化合物及びゲスト化合物（発光ドーパント）を用いることができる。

また、第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４は、蒸着材料が収容された加熱ボートを具備するものとして説明したが、一例であってこれに限られるものではなく、蒸着材料を加熱する加熱手段と、蒸着材料の蒸気を放出する蒸気放出チャンバーとが別体として設けられる構成であっても良い。具体的には、加熱手段と蒸気放出チャンバーとが導入配管を介して連結されており、加熱手段による加熱によって発生した蒸着材料の蒸気が導入配管を介して蒸気放出チャンバーに流入し、蒸気放出チャンバーから蒸着材料の蒸気が放出されるよう構成されている。この場合、本実施形態の第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４が蒸気放出チャンバーに相当し、加熱手段が別体として設けられていることとなる。

仕切板２０５は、第１蒸着源２０３又は第２蒸着源２０４から所定の広がりをもって放出されるホスト化合物又はゲスト化合物の蒸気を所定領域に制限するために設けられる平板状の仕切部材である。
仕切板２０５ａは、真空容器２０２の側壁２１０から真空処理室２０１側に延出して設けられ、その先端部分が第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の広がりを制限している。また、仕切板２０５ｂは、真空容器２０２の下面２１２から上方に延出して設けられ、その先端部分が第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の広がりを制限している。これら仕切板２０５ａ，２０５ｂにより、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の広がりが拡散領域Ｌ１（図１参照）に制限されている。
仕切板２０５ｃは、真空容器２０２の側壁２１１から真空処理室２０１側に延出して設けられ、その先端部分が第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の広がりを制限している。また、仕切板２０５ｄは、真空容器２０２の下面２１２から上方に延出して設けられ、その先端部分が第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の広がりを制限している。したがって、仕切板２０５ｃ，２０５ｄにより、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の広がりが拡散領域Ｌ２（図１参照）に制限されている。この拡散領域Ｌ１と拡散領域Ｌ２が基板１００の近傍で重なり合っている。
また、仕切板２０５ｅ，２０５ｆは、それぞれ真空容器２０２の側壁２１０，２１１から真空処理室２０１側に延出して設けられ、基板１００と蒸気分離ユニット２０７との間に配置されている。これら仕切板２０５ｅ，２０５ｆは、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の拡散領域Ｌ１と第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の拡散領域Ｌ２が混合する領域を制限している。

なお、仕切板２０５ａ〜２０５ｆは、可動式に構成されていても良く、その場合には、拡散領域Ｌ１，Ｌ２が調整可能となる。
また、仕切板２０５ａ〜２０５ｆは、板状の部材として説明したが、これに限られるものではなく、蒸着材料の拡散領域を制限することができる形状であれば如何なる形状であっても良い。

膜厚計２０６は、第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４の近傍にそれぞれ設けられ、各蒸着源により形成された薄膜の膜厚及び蒸着速度をそれぞれ独立して測定する。第１膜厚計２０６ａは、第１蒸着源２０３の近傍であって、拡散領域Ｌ１に重ならない位置に設けられている。また、第２膜厚計２０６ｂは、第２蒸着源２０４の近傍であって、拡散領域Ｌ２に重ならない位置に設けられている。これらの膜厚計２０６ａ，２０６ｂとして、例えば、水晶振動子方式の膜厚計が好適に用いられる。

ここで、図２を参照して蒸気分離ユニット２０７について説明する。図２（ａ）は、所定の進行方向で進行する蒸着材料に対する蒸気分離ユニット２０７の構成を模式的に示した図であり、図２（ｂ）は、蒸気分離ユニット２０７の一部を拡大した図であって、蒸着材料の通過の可否を説明する図である。図２（ｂ）において、蒸気分離ユニット２０７が蒸着材料を通過させる場合には「○」、蒸気分離ユニット２０７が蒸着材料を通過させない場合には「×」を示している。

蒸気分離ユニット２０７は、基板１００と第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４との間に脱着可能に設けられ、放出されるホスト化合物の拡散領域Ｌ１及びゲスト化合物の拡散領域Ｌ２に重なる位置に配置されている。この蒸気分離ユニット２０７は、第１蒸着源２０３や第２蒸着源２０４の延在方向（搬送方向Ａに直交する方向）と略同一方向に延在する複数の羽板部材２０７ａから構成され、これら複数の羽板部材２０７ａは搬送方向Ａに沿って配列されている。

複数の羽板部材２０７ａは、図２（ａ）に示すように、それぞれ第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の進行方向に対して平行となる向きに配置されている。ここで、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気は、拡散領域Ｌ１で広がりをもって進行するため、蒸気分離ユニット２０７に進入する位置によってその進行方向が異なる。複数の羽板部材２０７ａは、その各進行方向に応じてそれぞれ平行となる向きに配置されている。ここで、本発明における「平行」とは、ホスト化合物の蒸気の進行方向に対して厳密に平行である場合のみならず、ホスト化合物の進行方向に対し多少の角度のずれが存在する場合をも含むものとである。

図２（ｂ）に示すように、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気は、例えば、所定の経路Ｒａ１〜Ｒａ４から蒸気分離ユニット２０７に進入する。蒸気分離ユニット２０７を構成する羽板部材２０７ａは、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の進行方向に対して平行となる向きで配置されているため、その進行方向から見て、隣り合う羽板部材２０７ａ同士の間には隙間Ｗ１が形成されている（図２（ｂ）参照）。所定の進行方向で経路Ｒａ１〜Ｒａ４から蒸気分離ユニット２０７に進入するホスト化合物の蒸気は、何れも隙間Ｗ１を通って蒸気分離ユニット２０７を通過し、基板１００に到達する。

また、複数の羽板部材２０７ａは、図２（ａ）に示すように、それぞれ第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向に対して傾斜する向きに配置されている。ここで、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気は、広がりをもって進行するため、蒸気分離ユニット２０７に進入する位置によってその進行方向が異なる。複数の羽板部材２０７ａは、その各進行方向に応じてそれぞれ傾斜する向きに配置されている。

更に、複数の羽板部材２０７ａは、ゲスト化合物の蒸気の進行方向から見て、互いに重なり合わないように配置されている。言い換えると、複数の羽板部材２０７ａは、ゲスト化合物の蒸気の進行方向から見て、隣り合う羽板部材２０７ａ同士の間に隙間Ｗ２が形成されるように配置されている（図２（ｂ）参照）。隙間Ｗ２は、隙間Ｗ１に比べて小さくなっている。
図２（ｂ）に示すように、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気は、例えば、所定の経路Ｒｂ１〜Ｒｂ６から蒸気分離ユニット２０７に進入する。この場合、経路Ｒｂ３，Ｒｂ４から進入するゲスト化合物の蒸気は、隙間Ｗ２を通って蒸気分離ユニット２０７を通過するが、経路Ｒｂ１，Ｒｂ２，Ｒｂ５，Ｒｂ６から進入するゲスト化合物の蒸気は、羽板部材２０７ａに遮られて蒸気分離ユニット２０７を通過しない。つまり、蒸気分離ユニット２０７は、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物のうちの一部を遮蔽し、一部を通過させて、基板１００にゲスト化合物を微量に蒸着させることができる。

したがって、蒸気分離ユニット２０７は、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の大部分を基板１００に蒸着させ、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の一部を基板１００に蒸着させることができる。
なお、蒸気分離ユニット２０７は、基板の搬送方向Ａにおいて、羽板部材２０７ａの大きさや羽板部材２０７ａ同士の間の距離が異なるものとなるようにして構成されるものであっても良い。蒸気分離ユニット２０７がこのように構成されている場合、真空蒸着装置２００は、基板１００の搬送方向Ａに濃度勾配を持たせた薄膜を形成することが可能となる。

ここで、脱着装置２３０について、図１、図３及び図４を参照して説明する。図３は、図１におけるIII-III線に沿った面の矢視断面図であり、図４は、脱着装置２３０の一部及び蒸気分離ユニット２０７を示した概略斜視図である。なお、図３においては、脱着装置２３０及び蒸気分離ユニット２０７以外の装置構成を省略して示している。
脱着装置２３０は、蒸気分離ユニット２０７を脱着する装置である。脱着装置２３０は、定期的に、真空処理室２０１内に取り付けられた蒸気分離ユニット２０７を、未使用の蒸気分離ユニット２０７に交換する作業を行う。

図３に示すように、脱着装置２３０は、シリンダ２３１、ステージ２３２、押し上げピン２３５及び搬送ロボット２３６等から構成されている。
シリンダ２３１は、真空容器２０２の外壁に設けられ、シリンダ２３１の一部は真空容器２０２の外壁を貫通して真空処理室２０１内に設けられている。シリンダ２３１の先端には枠状のステージ２３２が設けられ、ステージ２３２は、基板１００の搬送方向Ａに直行する方向Ｅに延在する２本のステージユニット２３３，２３４に支持されている。このステージ２３２には蒸気分離ユニット２０７を載置可能であり、ステージ２３２の上面には、載置された蒸気分離ユニット２０７を固定するための突起部２３２ａ（図４参照）が設けられている。また、図４に示すように、ステージ２３２は枠状に形成されているため、上下方向に貫通する開口部２３２ｂが形成されている。ステージ２３２は、シリンダ２３１の動作によって方向Ｅにスライドして移動可能であり、基板１００に対向する位置（運用位置）と、退避位置Ｆとを相互に移動可能となっている（図３及び図４参照）。なお、図３及び図４では、ステージ２３２が運用位置に配置されている状態を示している。

退避位置Ｆには、ステージ２３２上に載置された蒸気分離ユニット２０７を下方から押し上げる４つの押し上げピン２３５が設けられている。押し上げピン２３５は、退避位置Ｆにおいて、上下移動可能に構成され、ステージ２３２の開口部２３２ｂを介して蒸気分離ユニット２０７を上方へ押し上げる。
また、搬送ロボット２３６は、基板搬送室２３８に設置されている。図３に示すように、基板搬送室２３８は、ゲート２３７を介して真空処理室２０１に連通している。
更に、図３に示すように、基板搬送室２３８には、格納室２４１がゲート２４０を介して連通し、格納室２４１内にはストッカ２３９が設けられている。ストッカ２３９には、蒸気分離ユニット２０７が上下方向に多段に収容されている。

このような脱着装置２３０を用いて、蒸気分離ユニット２０７の交換作業を行う際には、まず、シリンダ２３１により蒸気分離ユニット２０７を載せたステージ２３２を退避位置Ｆに移動させ、押し上げピン２３５を上方に移動させる。押し上げピン２３５は、枠状に形成されたステージ２３２の開口部２３２ｂを通過して蒸気分離ユニット２０７を上方に押し上げる。この押し上げピン２３５を更に上方に移動させることで、蒸気分離ユニット２０７は押し上げピン２３５に支持された状態となる。搬送ロボット２３６は、押し上げピン２３５に支持された蒸気分離ユニット２０７を格納室２４１に搬送し、ストッカ２３９内に収容する。続けて、搬送ロボット２３６は、ストッカ２３９内に収容された未使用の蒸気分離ユニット２０７を、当該格納室２４１から真空処理室２０１内に搬送し、押し上げピン２３５の上に載置する。そして、押し上げピン２３５が下方に移動し、ステージ２３２よりも下方まで移動すると、押し上げピン２３５に支持された蒸気分離ユニット２０７がステージ２３２上に載置され、突起部２３２ｂにより固定される。シリンダ２３１は、蒸気分離ユニット２０７を載せたステージ２３２を運用位置に移動させて、固定する。これにより、蒸気分離ユニット２０７の交換作業が終了する。
なお、上記した脱着装置２３０の構成は、一例であってこれに限られるものではなく、蒸気分離ユニット２０７を交換可能に構成された装置であれば何れの構成であっても良い。

以上のように構成された真空蒸着装置２００は、蒸気分離ユニット２０７の代わりに、以下のように構成される蒸気分離ユニット２０８を備えていても良い。この蒸気分離ユニット２０８について、図５を参照して説明する。図５（ａ）は、所定の進行方向で進行する蒸着材料に対する蒸気分離ユニット２０８の構成を模式的に示した図であり、図５（ｂ）は、蒸気分離ユニット２０８の一部を拡大した図であって、蒸着材料の通過の可否を説明する図である。図５（ｂ）において、蒸気分離ユニット２０８が蒸着材料を通過させる場合には「○」、蒸気分離ユニット２０８が蒸着材料を通過させない場合には「×」を示している。

蒸気分離ユニット２０８は、蒸気分離ユニット２０７と同様、基板１００と第１蒸着源２０３及び第２蒸着源２０４との間に脱着可能に設けられ、放出されるホスト化合物の拡散領域Ｌ１及びゲスト化合物の拡散領域Ｌ２に重なる位置に配置されている。
この蒸気分離ユニット２０８は、第１蒸着源２０３や第２蒸着源２０４の延在方向（方向Ｅ）と略同一方向に延在する複数の羽板部材２０８ａから構成され、これら複数の羽板部材２０８ａは搬送方向Ａに沿って配列されている。複数の羽板部材２０８ａは、それぞれ、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の進行方向に対して平行となる向きに配置され、且つ、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向に対して傾斜する向きに配置されている。

図５（ｂ）に示すように、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気は、例えば、経路Ｒｃ１〜Ｒｃ４から蒸気分離ユニット２０８に進入する。複数の羽板部材２０８ａは、第１蒸着源２０３から放出されるホスト化合物の蒸気の進行方向に対して平行となる向きで配置されているため、その進行方向から見て、隣り合う羽板部材２０８ａの間には隙間Ｗ３が形成されている。所定の進行方向で経路Ｒｃ１〜Ｒｃ４から蒸気分離ユニット２０８に進入するホスト化合物の蒸気は、何れも隙間Ｗ３を通って蒸気分離ユニット２０８を通過し、基板１００に到達する。

また、図５（ｂ）に示すように、複数の羽板部材２０８ａには、それぞれ厚さ方向に貫通する貫通孔２０８ｂが形成されている。この貫通孔２０８ｂは、一つの羽板部材２０８ａに対して複数設けられていても良いし、一つの羽板部材２０８ａに対して一つずつ設けられていても良い。また、貫通孔２０８ｂの形状は、例えば、円形状に形成されていても良いし、羽板部材２０８ａの延在方向に延びるスリット状に形成されていても良い。更に、貫通孔２０８ｂの大きさは、ゲスト化合物の蒸着量や真空蒸着装置の構成等に応じて適宜変更可能である。
そして、複数の羽板部材２０８ａは、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の進行方向から見て、互いに重なり合うように配置されており、隣り合う羽板部材２０８ａ同士の間には隙間は形成されていない。また、各貫通孔２０８ｂは、当該ゲスト化合物の進行方向から見て、隣り合う羽板部材２０８ａに重なり合わないように配置されており、当該方向から見て貫通孔２０８ｂ部分に隙間Ｗ４が形成されている。

図５（ｂ）に示すように、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物の蒸気は、例えば、所定の経路Ｒｄ１〜Ｒｄ８から蒸気分離ユニット２０８に進入する。この場合、経路Ｒｄ１，Ｒｄ３，Ｒｄ５，Ｒｄ７から進入するゲスト化合物の蒸気は、貫通孔２０８ｂの隙間Ｗ４を通って蒸気分離ユニット２０８を通過し、経路Ｒｄ２，Ｒｄ４，Ｒｄ６，Ｒｄ８から進入するゲスト化合物の蒸気は、羽板部材２０８ａに遮られて蒸気分離ユニット２０８を通過しない。つまり、蒸気分離ユニット２０８は、第２蒸着源２０４から放出されるゲスト化合物のうちの一部を遮蔽し、一部を通過させて、基板１００にゲスト化合物を微量に蒸着させることができる。
このように、蒸気分離ユニット２０８を設けられている場合であっても、上記した蒸気分離ユニット２０７が設けられている場合と同様の効果を奏する。

以上、本実施形態によれば、複数の羽板部材２０７ａが、基板１００と第１及び第２蒸着源２０３，２０４との間に設けられ、第２蒸着源から放出される第２蒸着材料の進行方向に対して傾斜し、第１蒸着源から放出される第１蒸着材料の進行方向に対して平行に配置されているので、第２蒸着材料の蒸着量を第１蒸着材料の蒸着量よりも低く抑えることができる。つまり、二以上の蒸着材料を同時蒸着させる場合において、一方の蒸着材料の蒸着量を選択的に微量にすることができる。
また、基板の搬送方向Ａに直交する方向に延在する直線状の蒸着源を用いており、これと略同一方向に延在する羽板部材２０７ａを設けているので、搬送される基板に対して搬送方向において二以上の蒸着材料を選択的に蒸着させた均一な薄膜を形成することができる。
また、直線状の蒸着源２０３，２０４を用いていることにより、被処理基板が大型であっても容易に成膜処理を行うことができる。
また、例えば、坩堝等のような点蒸着源（ポイントソース）で基板全体を成膜する場合、基板に均一な成膜を行うためには点蒸着源から基板までの距離を長く取る必要があるが、本発明では、直線状の蒸着源２０３，２０４を用いているので、蒸着源から基板までの距離を短くしても均一な成膜を行うことができ、蒸着材料のロスを抑えることができる。

また、複数の羽板部材２０７ａは、放出される第２蒸着材料の進行方向から見て、互いに重なり合わないように設けられているので、第２蒸着材料の一部が複数の羽板部材２０７ａの間を通過して基板１００に到達することができる。したがって、基板に対して、微量の第２蒸着材料を均一に蒸着させることができる。

また、複数の羽板部材２０８ａは、厚さ方向に貫通する貫通孔２０８ｂを有しており、この貫通孔２０８ｂは、放出された第２蒸着材料の進行方向から見て、隣り合う羽板部材２０８ａに重なり合わないように設けられているので、第２蒸着材料の一部が貫通孔２０８ｂを通過して基板１００に到達することができる。これにより、基板に対して、微量の第２蒸着材料を均一に蒸着させることができる。

また、複数の羽板部材２０７ａは、脱着自在に構成され、所定の脱着装置により自動交換されるので、羽板部材２０７ａ同士の間の隙間や貫通孔２０８ｂへの目詰まりを防止し、均一な薄膜形成を継続して行うことができる。

＜変形例１＞
以下に、真空蒸着装置２００の変形例について図６及び図７を参照して説明する。なお、変形例に係る真空蒸着装置３００にあっては、以下に説明する以外の構成は上記実施形態の真空蒸着装置２００と略同様であり、その詳細な説明は省略する。

図６は、変形例１の真空蒸着装置３００の概略構成図である。
真空蒸着装置３００は、ホスト化合物の蒸気を放出する第１蒸着源３０３と、ゲスト化合物の蒸気を放出する第２蒸着源３０４との他に、第２蒸着源３０４とは別のゲスト化合物の蒸気を放出する第３蒸着源３２０を更に備えている。第３蒸着源３２０は、第１蒸着源３０３や第２蒸着源３０４と同様に構成された直線状の蒸着源（ラインソース）である。
各蒸着源３０３，３０４，３２０は、搬送方向Ａに沿って第１蒸着源３０３、第２蒸着源３０４、第３蒸着源３２０の順番に配置されている。

搬送方向Ａにおいて、第１蒸着源３０３と第２蒸着源３０４との間には、仕切板３０５ｂが設けられている。また、搬送方向Ａにおいて、第２蒸着源３０４と第３蒸着源３２０との間には、仕切板３０５ｃが設けられている。仕切板３０５ａ，３０５ｂにより第１蒸着源３０３から放出されるホスト化合物の蒸気の広がりが拡散領域Ｌ１に制限され、仕切板３０５ｂ，３０５ｃにより第２蒸着源３０４空放出されるゲスト化合物の蒸気の広がりが拡散領域Ｌ２に制限され、仕切板３０５ｃ，３０５ｄにより第３蒸着源３２０から放出されるゲスト化合物の蒸気の広がりが拡散領域Ｌ３に制限されている。第１蒸着源３０３、第２蒸着源３０４及び第３蒸着源３２０は、各放出口３０３ａ，３０４ａ，３２０ａを拡散領域Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３が基板１００の近傍で重なり合うような方向を向けて配置されている。
そして、第３蒸着源３２０の近傍であって、拡散領域Ｌ３に重ならない領域に第３膜厚計３０６ｃが設けられている。

ここで、図７に示すように、第１蒸着源３０３から放出されるホスト化合物の蒸気の進行方向を進行方向Ｂとし、第２蒸着源３０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向を進行方向Ｃとし、第３蒸着源３２０から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向を進行方向Ｄとして以下説明する。
図７に示すように、蒸気分離ユニット３０７を構成する複数の羽板部材３０７ａは、第１蒸着源３０３から放出されるホスト化合物の蒸気の進行方向Ｂに対して平行となる向きに配置されている。したがって、複数の羽板部材３０７ａは、進行方向Ｂから見て、隣り合う羽板部材３０７ａ同士の間には隙間Ｗ５が形成されるように配置されている。

また、複数の羽板部材３０７ａは、第２蒸着源３０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向Ｃに対して傾斜し、且つ、第３蒸着源３２０から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向Ｄに対して傾斜する向きに配置されている。更に、複数の羽板部材３０７ａは、第３蒸着源３２０から放出されるゲスト化合物の進行方向Ｄから見て、互いに重なり合わないように配置されて、隣り合う羽板部材３０７ａ同士の間に隙間Ｗ７が形成されるように配置されている。ここで、第２蒸着源３０４は、図６に示すように、搬送方向Ａにおいて、第１蒸着源３０３と第３蒸着源３２０との間に配置されている。そうすると、複数の羽板部材３０７ａを、第２蒸着源３０４から放出されるゲスト化合物の蒸気の進行方向Ｃから見た場合、隣り合う羽板部材３０７ａ同士の間に形成される隙間Ｗ６は、隙間Ｗ７よりも大きく形成されている。

したがって、複数の羽板部材３０７ａは、隣り合う羽板部材３０７ａ同士の間の隙間が、Ｗ５＞Ｗ６＞Ｗ７となるように配置されているから、第１蒸着源３０３から放出されるホスト化合物、第２蒸着源３０４から放出されるゲスト化合物、第３蒸着源３２０から放出されるゲスト化合物の順番に蒸気分離ユニット３０７の通過量を大きくすることができる。したがって、基板１００に対する各蒸着材料の蒸着量を、第１蒸着源から放出されるホスト化合物＞第２蒸着源から放出されるゲスト化合物＞第３蒸着源から放出されるゲスト化合物、とすることができる。

このように、変形例１の真空蒸着装置３００によれば、搬送される基板に対して３種の蒸着材料を同時蒸着させる場合であっても、基板に対する各蒸着材料の蒸着量を調整して成膜を行うことができる。したがって、羽板部材３０７ａの向きを調整することで、３種以上の蒸着材料を同時蒸着させる場合にあっても精度良く成膜処理を行うことができる。

なお、上記実施形態では、枚葉基板に対して成膜処理を行うものとして説明したが、これに限られるものではなく、帯状連続フレキシブル基板に対して所謂ロールツーロール方式により成膜処理を行うものであっても良い。

また、上記実施形態では、有機ＥＬ素子の発光層を形成する真空蒸着装置として説明したが、これに限られるものではなく、二以上の蒸着材料を同時蒸着させて薄膜を形成する場合であれば適用可能である。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。以下の実施例では、本発明に係る上記真空蒸着装置３００（図６参照）を使用して有機ＥＬ素子を製造する方法について説明する。なお、実施例において「％」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量％」を表す。
また、ここでは、有機ＥＬ素子の一例として、ガラス基板上に、透明電極（陽極）／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／反射電極（陰極）を積層して構成される白色発光有機ＥＬ素子の製造に関して説明を行う。

まず、所定の基板上に透明電極（陽極）を形成する工程を行う。３００ｍｍ×４００ｍｍ×０．７ｍｍ（厚み）のガラス基板上にＩＴＯ（Indium tin oxide）を１００ｎｍ成膜した基板に対して、フォトリソグラフィー法によりＩＴＯ膜をパターニングする。即ち、非導電性領域以外の部分をレジストでマスクした後、２５％塩酸水溶液に浸漬し非導電性領域部分（露出部分）のＩＴＯ膜を除去する。この後、１．５％水酸化ナトリウム水溶液に浸してレジストを除去し、更に水洗と乾燥を行い、透明電極（陽極）パターン基板を作製する。
この基板を、ｉｓｏ−プロピルアルコールによる超音波洗浄、乾燥窒素ガスによる乾燥及びＵＶオゾン洗浄を一貫して行う一貫洗浄ラインにより洗浄した後、表面をマスクで覆って基板ホルダーに固定する。

次に、この基板に対して次の各機能層を順次形成する。
正孔注入層（ＣｕＰｃ：１０ｎｍ）／正孔輸送層（α−ＮＰＤ：３０ｎｍ）／発光層（Ｈ−Ａ、Ｄ−Ａ、Ｄ−Ｂ：４０ｎｍ）／電子輸送層（Ｅ−Ａ：４５ｎｍ）／電子注入層（ＣｅＦ：４ｎｍ）／反射電極（陰極）（Ａｌ：１００ｎｍ）。

上記各層の形成は、所定の真空成膜装置（図示略）を用いて行う。この真空成膜装置は、６槽の真空容器を直列に連結して構成され、各真空容器内を搬送される基板に対し、各種の機能層の形成を行う装置である。また、この真空成膜装置を構成する６槽の真空容器のうちの３番目の真空容器が、上記した本発明に係る真空蒸着装置３００である。なお、基板の搬送速度は、０．１２ｍ／ｍｉｎとして行う。

真空成膜装置の各真空容器内を４×１０^−４Ｐａ以下に減圧し、減圧した真空成膜装置内に上記した洗浄後の基板を搬送する。まず、この基板を１番目の真空容器内に搬入し、当該基板上にＣｕＰｃを蒸着させて膜厚１０ｎｍの正孔注入層を形成する。次いで、この基板を２番目の真空容器内に搬入し、当該基板上にα−ＮＰＤを蒸着させて膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を形成する。

正孔輸送層が形成された基板は、３番目の真空容器として真空蒸着装置３００に搬入される。この真空蒸着装置３００において、第１蒸着源３０３にはホスト化合物としてはＨ−Ａが収容され、第２蒸着源３０４にはゲスト化合物としてＤ−Ａが収容され、第３蒸着源３２０にはゲスト化合物としてＤ−Ｂが収容されている。
また、蒸気分離ユニット３０７は、羽板部材３０７ａ間の隙間Ｗ５を通過したホスト化合物Ｈ−Ａが基板１００に蒸着する面積Ｗ５ａ（図７参照）を１００％として、隙間Ｗ６を通過したゲスト化合物Ｄ−Ａが基板１００に蒸着する面積Ｗ６ａ（図７参照）が６０％、隙間Ｗ７を通過したゲスト化合物Ｄ−Ｂが基板１００に蒸着する面積Ｗ７ａ（図７参照）が２０％となるように、複数の羽板部材３０７ａ間の距離及び羽板部材３０７ａの角度が設定されている。

真空蒸着装置３００は、搬入された基板に対して、第１蒸着源３０３、第２蒸着源３０４及び第３蒸着源３２０からそれぞれ蒸着材料を同時に放出して各蒸着材料を同時に蒸着させ、所望の発光層を形成する。本実施例では、各蒸着材料の蒸着速度の比率が、Ｈ−Ａ：Ｄ−Ａ：Ｄ−Ｂ＝１００：１０：０．２になるように各蒸着源の温度調整等を行う。具体的には、ホスト化合物Ｈ−Ａの蒸着速度が０．３０ｎｍ／秒、ゲスト化合物Ｄ−Ａの蒸着速度が０．０３０ｎｍ／秒、ゲスト化合物Ｄ−Ｂの蒸着速度が０．０００６ｎｍ／秒となるように設定する。これにより、膜厚４０ｎｍの発光層を形成する。

発光層が形成された基板を４番目の真空容器内に搬入し、当該基板上にＥ−Ａを蒸着させて膜厚４５ｎｍの電子輸送層を形成する。そして、この基板を５番目の真空容器内に搬入し、当該基板上にＣｅＦを蒸着させて膜厚４ｎｍの電子注入層を形成する。電子注入層の形成後、基板に取り付けられたマスクを取り外して、陰極用のマスクに交換する。この基板を６番目の真空容器に搬入し、当該基板上にＡｌを蒸着させて膜厚１００ｎｍの反射電極（陰極）を形成する。
更に、この後、マスク取り外し工程、封止工程、ガラス分断工程、電極取り出し工程を経ることで有機ＥＬ素子が完成する。

＜比較例＞
比較例として、所定の真空成膜装置（図示略）を用いて有機ＥＬ素子を製造した。比較例で用いた真空成膜装置は、上記実施例で用いた真空成膜装置とほぼ同じ構成であるが、真空蒸着装置３００において蒸気分離ユニット３０７が設けられていない点のみが異なる。また、比較例において、有機ＥＬ素子の製造方法及び各成膜材料は、上記実施例と同様である。

＜有機ＥＬ素子の評価＞
有機ＥＬ素子においては、色度のバラツキがドーパント（ゲスト化合物）の濃度のバラツキを表すため、色度の変動幅を求めることにより有機ＥＬ素子の評価を行った。

まず、実施例及び比較例で製造した有機ＥＬ素子に対して、基板の幅方向中央部において搬送方向に沿って５ｃｍおきに７点で色度測定を行った。そして、正面輝度３００ｃｄ／ｍ^２〜１５００ｃｄ／ｍ^２におけるＣＩＥ１９３１色度座標において、色度測定により得られた色度のｘ値、ｙ値から、次式（１）により変動最大距離ΔＥを求めた。
ΔＥ＝（Δｘ^２＋Δｙ^２）^１／２・・・（１）
実施例で製造した有機ＥＬ素子の変動最大距離ΔＥは０．０１未満であり、良好な結果であったが、比較例で製造した有機ＥＬ素子の変動最大距離ΔＥは０．０１以上であり、色度変動が大きいことが確認された。

有機ＥＬ素子の評価の結果から、比較例で製造した有機ＥＬ素子よりも、本実施例で製造した有機ＥＬ素子の方がドーパント（ゲスト化合物）の濃度のバラツキが小さいことが分かる。したがって、本発明によれば微量のゲスト化合物を均一に蒸着させることができることが分かる。

１００ 基板
２００ 真空蒸着装置
２０１ 真空処理室
２０３ 第１蒸着源
２０４ 第２蒸着源
２０５ 仕切板（制限部）
２０７ａ 羽板部材
２０８ｂ 貫通孔
２３０ 脱着装置

Claims (11)

1. 真空処理室内において、搬送される基板に対して蒸着材料を蒸着させて薄膜を形成する真空蒸着装置であって、
   前記基板に対向して前記基板の搬送方向に直交する幅方向に延在し、前記基板に向けて第１蒸着材料を放出する第１蒸着源と、
   前記基板に対向して前記搬送方向に直交する幅方向に延在し、前記第１蒸着源に対して前記搬送方向にずれて配置され、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料に重なり合うように前記基板に向けて第２蒸着材料を放出する第２蒸着源と、
   前記基板と前記第１及び前記第２蒸着源との間に設けられ、前記搬送方向に沿って配列された複数の羽板部材と、を備え、
   前記複数の羽板部材は、前記第２蒸着源から放出された前記第２蒸着材料の進行方向に対して傾斜し、且つ、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料の進行方向に対して平行となるように設けられていることを特徴とする真空蒸着装置。
2. 前記複数の羽板部材は、前記第２蒸着源から放出された前記第２蒸着材料の進行方向から見て、互いに重なり合わないように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
3. 前記複数の羽板部材は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有し、
   前記貫通孔は、前記第２蒸着源から放出された前記第２蒸着材料の進行方向から見て、隣り合う前記羽板部材に重なり合わないように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
4. 前記真空処理室内において、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料と前記第２蒸着源から放出された前記第２蒸着材料とが重なり合う領域を制限する制限部を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空蒸着装置。
5. 前記複数の羽板部材は、前記搬送方向において、前記羽板部材の大きさ又は隣り合う前記羽板部材同士の間の距離が異なるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空蒸着装置。
6. 前記複数の羽板部材は、脱着自在に構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の真空蒸着装置。
7. 前記複数の羽板部材は、所定の脱着装置により自動交換されることを特徴とする請求項６に記載の真空蒸着装置。
8. 前記基板に対向して前記搬送方向に直行する幅方向に延在し、前記第１蒸着源に対して前記搬送方向にずれて配置され、前記第１蒸着源から放出された前記第１蒸着材料に重なり合うように前記基板に向けて第３蒸着材料を放出する第３蒸着源を更に備えることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の真空蒸着装置。
9. 前記基板上に薄膜を形成することにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の真空蒸着装置。
10. 請求項１から９の何れか一項に記載の真空蒸着装置を用いて、
    前記基板上に薄膜を形成することにより有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
11. 請求項１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

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