JP2012248486A

JP2012248486A - 真空蒸着装置および真空蒸着方法

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Publication number: JP2012248486A
Application number: JP2011121141A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsumoto; 祐司松本
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】生産性を高めることができるとともに均一な蒸着膜を形成することができる真空蒸着装置および真空蒸着方法を提供する。
【解決手段】フィルムＦを外周に沿わせて連続的に送る冷却ドラム２１を備え、このフィルムＦの外周側に、有機材料を加熱して蒸発させるとともに放出させて当該フィルムＦに負圧下で蒸着させる蒸発源３１を４基配置した真空蒸着装置１であって、上記蒸発源３１のうち、第１蒸発源３１Ａおよび第２蒸発源３１Ｂは、同一の有機材料を蒸着させるものであり、上記第１蒸発源３１Ａは蒸発させた有機材料の放出量を調整し得るバルブ駆動部３３を有せず、第２蒸発源３１Ｂは当該バルブ駆動部３３を有するものであり、上記第１蒸発源３１Ａおよび第２蒸発源３１Ｂ以外の他の蒸発源３１Ｃ，３１Ｄは、上記バルブ駆動部３３を有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板の表面に有機材料を蒸着させるための真空蒸着装置および真空蒸着方法に関するものである。

有機ＥＬは、自己発光による広視野角、高速応答性、低消費電力など優れた特長を有するため、近年では、有機ＥＬがテレビや携帯電話のディスプレイに用いられている。有機ＥＬの構造は、電極基板上に有機材料からなる数十ｎｍの層を複数形成させて成膜したものである。また、当該電極間を通電することで上記有機材料からなる層が発光する。現在一般的な有機ＥＬデバイスの製造方法は、低分子材料を用いた真空蒸着による成膜、すなわち、１０^−４Ｐａ台以下の高真空中で、材料を加熱、蒸発させて蒸発源に対向させた基板に成膜していく方法である。また、有機ＥＬの自己発光の特長を利用して、プラスチックなどのフィルム上に有機ＥＬデバイスを形成することが行われている。フィルム上への成膜方法として、フィルムを連続的に送り出し、巻き取りを行いながら成膜していくロール方式（ロールトゥロール法とも言われる）を採用することで、高い生産性が得られる。

このようなロールトゥロール法で真空蒸着によりフィルム上への成膜を行っていく場合、有機材料からなる層を複数形成するためにも、有機材料の蒸発源が多数必要になる。これら蒸発源は、発光特性にもよるが、通常、５〜１５源程度が必要になる。

ロールトゥロール法による成膜装置として、フィルム送りドラムであるキャンロール（フィルム体冷却ドラム）の周囲に複数の蒸発源を設け、フィルムを間欠的または連続的に送り、フィルム上に複数の材料を成膜する構成が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−３５０１３６号公報

上記ロールトゥロール法での真空蒸着による成膜装置において、有機ＥＬ等の有機物をフィルム上に成膜する場合には、以下のような課題がある。
生産性を上げるため、巻出し部分（巻出ロール）からキャンロール（フィルム体冷却ドラム）部分を経て巻取り部分（巻取ロール）までのいずれか任意の位置において、有機ＥＬデバイスを構成する全ての有機材料をフィルム上に成膜できるだけの蒸発源数が必要となる。一方、フィルムが連続的に送られる場合、フィルム送り速度は一定であるので、フィルム上に成膜される膜厚は、蒸発源からの蒸着レートのみで制御される。このため、複数の蒸発源の全てで精密な蒸着レートの制御が必要であるが、通常要求される±３％程度の膜厚均一性を、上述のような多数の蒸発源による膜厚制御で得ることは困難であるという問題があった。

また、熱劣化しやすい有機材料を用いる場合には、蒸発源の温度を上げることができないため、十分な蒸発レートを得られず、一方でフィルムの送り速度は一定であることから、この最も蒸発レートの低い有機材料に合わせてフィルムの送り速度が決定され、生産性が低くなるという問題もあった。

そこで、本発明では、真空蒸着による有機ＥＬの製造において、高い生産性を有するとともに、フィルム上に均一な蒸着膜の形成が可能な真空蒸着装置および真空蒸着方法を提供する。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る真空蒸着装置は、基板を外周に沿わせて連続的に送る回転体を備え、この基板の外周側に、有機材料を加熱して蒸発させるとともに放出させて当該基板に蒸着させる蒸発源を３以上配置した真空蒸着装置であって、
上記蒸発源のうち、第１の蒸発源および第２の蒸発源は、同一の有機材料を蒸着させるものであり、
上記第１の蒸発源は蒸発させた有機材料の放出量を調整し得る制御機構を有せず、第２の蒸発源は当該制御機構を有するものである。

また、本発明の請求項２に係る真空蒸着装置は、請求項１に記載の真空蒸着装置において、上記蒸発源が、蒸発した有機材料を放出させて基板に蒸着させる放出部材と、一端側が上記放出部材に接続されるとともに他端側が鉛直下方に向けたＬ型連結部材とを有し、
上記Ｌ型連結部材の他端側に、内部に充填された有機材料を加熱して蒸発させる蒸発部が接続されたものである。

さらに、本発明の請求項３に係る真空蒸着方法は、請求項１または２に記載の真空蒸着装置を用いた真空蒸着方法であって、
蒸着に用いる有機材料のうち、有機材料を蒸着させて基板に形成する層厚を、当該有機材料が加熱により劣化しない最大の蒸発レートで割った値が最大となるものを選定し、
この選定された有機材料を第１の蒸発源および第２の蒸発源に充填し、
第１の蒸発源で上記有機材料を基板に蒸着させるとともに、第２の蒸発源で上記有機材料の放出量を調整して上記層厚まで当該有機材料を基板に蒸着させるものである。

また、本発明の請求項４に係る真空蒸着方法は、請求項３に記載の真空蒸着方法であって、第１の蒸発源および第２の蒸発源に充填された有機材料を蒸着させて、所定の層厚を得ることができるための基板の送り速度を決定し、
この決定された基板の送り速度および他の蒸発源で形成する層厚に基づいて、当該他の蒸発源の加熱温度および／または当該他の蒸発源で蒸発させた有機材料の放出量を決定するものである。

上記真空蒸着装置および真空蒸着方法によると、同一の有機材料を、制御機構を有しない蒸発源と当該制御機構を有する蒸発源とに充填して、蒸着を行うものであるから、制御機構を有しない蒸発源により生産性を高めることができるとともに、制御機構を有する蒸発源により均一な蒸着膜を形成することができる。

本発明の実施の形態１に係る真空蒸着装置の断面図である。同蒸着部の一部拡大断面図である。同蒸発源の拡大斜視図である。同蒸発源の拡大断面図であり、（ａ）はバルブ駆動部における拡大断面図、（ｂ）は蒸発部における拡大断面図である。同制御装置のブロック図である。本発明の実施の形態２に係る蒸発源のバルブ駆動部における拡大断面図である。本発明の実施の形態３に係る蒸発源のバルブ駆動部における拡大断面図である。

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１に係る真空蒸着装置および真空蒸着方法を図１〜図５に基づいて説明する。

まず、図１および図２に基づいて、上記真空蒸着装置の基本構成について説明する。
この真空蒸着装置は、連続的に送られる帯状の基板（予め透明電極としてＩＴＯが成膜されたフィルムであり、以下では単にフィルムという）に複数の有機材料を真空（１０^−４Ｐａ台以下の負圧）下で蒸着させるものである。言い換えれば、上記真空蒸着装置は、ロールに巻き付けられたフィルムを引き出しながら連続的に真空蒸着を行い、複数の有機材料の層からなる蒸着膜が形成されたフィルムを他のロールで巻き取るものである。すなわち、図１に示すように、真空蒸着装置１は、巻き付けられたフィルムＦを引き出す巻出部３と、この巻出部３の下前方に配置されて引き出されたフィルムＦに連続的に蒸着を行う蒸着部２と、この蒸着部２の下後方で且つ巻出部３の下方に配置されて蒸着膜が形成されたフィルムＦを巻き取る巻取部４と、上記蒸着部２に巻出部３および巻取部４を接続する接続部５と、フィルムＦへの蒸着を制御する制御装置（図１では省略）とから構成される。

上記巻出部３は、内部を真空下に維持し得るとともに接続部５への連通口である巻出用連通口４２が形成された巻出室４１と、この巻出室４１内に配置された巻出ロール群とから構成される。また、この巻出ロール群は、フィルムＦが巻き付けられた巻出ロール４３と、この巻出ロール４３から引き出されたフィルムＦを上記巻出用連通口４２側へ転向させる巻出補助ロール４４とからなる。

上記巻取部４は、巻出部３と同様に、内部を真空下に維持し得るとともに接続部５への連通口である巻取用連通口４６が形成された巻取室４５と、この巻取室４５内に配置された巻取ロール群とから構成される。また、この巻取ロール群は、蒸着膜が形成されたフィルムＦを巻き取る巻取ロール４７と、上記巻取用連通口４６から巻取室４５内に導かれたフィルムＦをこの巻取ロール４７側へ転向させる巻取補助ロール４８とからなる。

上記蒸着部２は、図１および図２に示すように、内部を負圧下に維持し得るとともに各接続部５への連通口である蒸着用連通口１３がそれぞれ形成された蒸着室１１と、この蒸着室１１内に軸心が左右方向に配置されて巻出室４１からのフィルムＦを冷却しつつ巻取室４５へ送る円筒形状の冷却ドラム（キャンロールともいう）２１と、上記蒸着室１１の外側に４基配置された蒸発源３１と、これら蒸発源３１よりも冷却ドラム２１の近くに配置されて当該蒸発源３１による蒸着を遮蔽し得る防着板（図２参照）２３と、この防着板２３と上記冷却ドラム２１の間に配置されて上記フィルムＦに形成された蒸着膜の膜厚を計測し得る４つの膜厚計１９とから構成される。なお、以下では、冷却ドラム２１の軸心側を内方側、その反対側を外方側という。

上記蒸着室１１の壁面は、Ｄ字形の左右側面（図示しない）と、矩形状の後面１２および上下面１４と、左右側面のＤ字形の湾曲縁に垂設した半円筒形状の前面１５とから構成される。また、上記後面１２の上部と下部には、それぞれ蒸着用連通口１３が形成されている。さらに、上記前面１５の半円筒形状は、蒸着室１１内に配置された冷却ドラム２１と同心状に形成されている。また、この冷却ドラム２１の鉛直上方を０°として右回りの角度で位置を表すと、蒸発源３１は、上記蒸着室１１の外方側の０°，６０°，１２０°および１８０°の位置に４基配置されており、以下では、それぞれ第１蒸発源３１Ａ、第２蒸発源３１Ｂ、第３蒸発源３１Ｃおよび第４蒸発源３１Ｄという。さらに上記蒸着室１１の壁面における、少なくとも蒸発源３１の配置位置（０°，６０°，１２０°および１８０°の位置）には、各蒸発源３１で蒸発させた有機材料（以下、蒸発材料という）を導入するための開口部１６がそれぞれ形成されている。なお、図１および図２には、一例として、０°から１８０°まで１５°ごとに１３の開口部１６が形成された場合を示している。また、これら開口部１６の内方側における周囲には、各蒸発源３１から放出させた蒸発材料の混合を防止する案内板１７が、それぞれ設けられている。さらに、上記開口部１６の外方側における周囲には、各蒸発源３１と接続するための短筒体１８がそれぞれ取り付けられており、これら短筒体１８の外方側には、それぞれフランジ部７が設けられている。なお、図１および図２には、蒸発源３１が接続されない短筒体１８の外方側のフランジ部７に、蒸着室１１内への空気の流入を防ぐための蓋を取り付けた場合を示している。

上記冷却ドラム２１は、図１に示すように、フィルムＦを外周に沿わせて連続的に送るための回転体２２と、この回転体２２の左右側面に取り付けられて当該回転体２２を回転自在に支持する回転軸（図示しない）と、上記フィルムＦを冷却するために上記回転体２２の内部に設けられて冷却水を循環させ得る冷却配管（図示しない）とを具備する。

上記防着板２３は、図２に示すように、冷却ドラム２１と同心状に形成された半円筒形状のマスク板２４と、このマスク板２４を上記冷却ドラム２１と同一軸心周りに回転させる回転機構（図示しない）とから構成される。上記マスク板２４は、例えば、冷却ドラム２１に沿わせたフィルムＦの表面（外方側の面）に面して配置された第１マスク２４Ａと、この第１マスク２４Ａの外方側に配置された第２マスク２４Ｂと、この第２マスク２４Ｂの外方側に配置された第３マスク２４Ｃとから構成される。これら第１マスク２４Ａ、第２マスク２４Ｂおよび第３マスク２４Ｃは、それぞれ所定の開口が形成されており、各回転角度を調整することで、下記の（ｉ）〜（iv）をなし得るように構成されている。これら（ｉ）〜（iv）とは、（ｉ）蒸着の初期段階において蒸着レートが安定するまで蒸発源３１を遮蔽する、（ii）一時的に蒸着を停止する場合などフィルムＦを停止させた際に蒸発源３１を遮蔽する、（iii）必要な有機材料のみで蒸着を行うため他の有機材料が充填された蒸発源３１を遮蔽する、（iv）フィルムＦにパターニングを形成する場合などフィルムＦを停止させた際に特定の蒸発源３１を遮蔽する、である。

次に、図３および図４に基づいて、蒸発源３１を詳細に説明する。
上記蒸発源３１は、図３に示すように、内方側の端部で短筒体１８に接続されて蒸発材料を蒸着室１１内に放出する放出部材３２と、この放出部材３２の右側または左側に一端側が接続されて他端側を鉛直下方へ向けることができるＬ型連結部材３４とを有する。また、第２蒸発源３１Ｂ、第３蒸発源３１Ｃおよび第４蒸発源３１Ｄは、上記放出部材３２の外方側の端部に接続されて当該放出部材３２から放出する蒸発材料の量（以下、放出量という）を調整するバルブ駆動部（制御機構の一例である）３３を有するが、第１蒸発源３１Ａは当該バルブ駆動部３３を有しない（図１参照）。ここで、上記放出部材３２は、内方側の端部から外方側の端部まで連通するとともに、右側または左側に分岐して連通したＴ字管形状の部材である。また、上記放出部材３２は、図３および図４に示すように、内方側および外方側の両端部並びに分岐した端部に設けられたフランジ部７と、外方側の端部の内側に設けられてバルブ駆動部３３の弁体３３Ｖ（後述する）の外周を覆う伸縮ベローズ３２Ｂと、上記弁体３３Ｖにより開度が制御されて蒸発材料の放出量を制御できる弁座３２Ｖとを具備する。一方、上記バルブ駆動部３３は、図４（ａ）に示すように、外方側に設けられたモータ３３Ｍと、このモータ３３Ｍの内方側に設けられて当該モータ３３Ｍにより弁体３３Ｖを弁座３２Ｖに対して出退させるシリンダ３２Ｓとを具備する。以下では、上記バルブ駆動部３３の弁体３３Ｖと、上記放出部材３２の弁座３２Ｖとを、まとめてバルブ部という。

上記Ｌ型連結部材３４は、中央で略直角に折り曲げられたパイプの両端側に、フランジ部７が設けられたものである。このＬ型連結部材３４の一端側と放出部材３２の分岐した端部とは、互いにフランジ部７でボルト接合（図示しない）される構造であるので、Ｌ型連結部材３４は、他端側を鉛直下方に向けて上記放出部材３２に接続されている。また、上記Ｌ型連結部材３４の他端側には、蒸発部３５が接続されている。この蒸発部３５は、図３および図４（ｂ）に示すように、内部に有機材料が充填される蒸発容器３６と、この蒸発容器３６の外周側に設けられて当該蒸発容器３６内の有機材料を加熱して蒸発させる蒸発用電熱ヒータ３９とを有する。また、蒸発容器３６の上部には、上記Ｌ型連結部材３４の他端側に接続するためのフランジ部７が設けられている。なお、蒸発源３１および短筒体１８を通過する蒸発材料の温度低下を防止するため、すなわち、蒸発材料が蒸発源３１および短筒体１８に冷却されて付着することを防止するため、フランジ部７、Ｌ型連結部材３４、放出部材３２および短筒体１８の各外周側には、図４に示すように、付着防止用電熱ヒータ３８が設けられている。

ところで、上記接続部５は、内部にフィルムＦを通過させるものであって、両端が上記蒸着室１１の蒸着用連通口１３と、巻出用連通口４２または巻取用連通口４６とに、それぞれ接続されている。

次に、図５に基づいて、制御装置５０を詳細に説明する。
この制御装置５０は、図５に示すように、冷却ドラム２１、巻出ロール４３および巻取ロール４７を所定の速度で回転させてフィルムＦを送るフィルム速度制御部６３と、各蒸発源３１に設けられたバルブ部の開度を制御して各蒸発源３１からの蒸発材料の放出量を調整し得る放出量制御部６４と、付着防止用電熱ヒータ３８および蒸発用電熱ヒータ３９による加熱温度を制御し得る加熱温度制御部６５と、防着板２３の第１マスク２４Ａ〜第３マスク２４Ｃの回転角度をそれぞれ制御し得る防着板制御部６６とを有する。これら４つの制御部（以下、蒸着用制御部６３〜６６という）、すなわちフィルム速度制御部６３、放出量制御部６４、加熱温度制御部６５および防着板制御部６６は、上記制御装置５０が有する以下の構成により、後述する入力データに基づいて自動的に蒸着を行い得るものである。ところで、上記入力データは、３種類の有機材料の各名称（以下、有機材料名という）と、各有機材料により形成する所望の層厚（以下、必要層厚という）と、各有機材料が劣化しない最大の加熱温度（以下、最大加熱温度という）と、各有機材料がそれぞれの最大加熱温度で加熱された際の蒸発レート（以下、最大蒸発レートという）とである。

また、上記制御装置５０は、上記入力データが入力される入力部５１と、入力部５１の入力データに基づいて各有機材料の必要層厚を最大蒸発レートで割った値（すなわち、［必要層厚］／［最大蒸発レート］）を算出するとともに当該算出値から最大のものを選定する選定部５２と、必要層厚を形成できる最大のフィルム送り速度（以下、フィルム送り最大速度という）を上記入力データに基づいて算出する最大速度演算部５３と、フィルム送り速度を手動により設定するフィルム速度調整ダイヤル７４と、このフィルム速度調整ダイヤル７４で設定されたフィルム送り速度（以下、フィルム送り設定速度という）で各有機材料の必要層厚を形成できるかを判断する判断部５４と、上記選定部５２、最大速度演算部５３および判断部５４による結果を表示する表示部５５とを有する。ここで、上記最大速度演算部５３は、選定された有機材料については、最大蒸発レートを２倍して必要層厚で割った値（すなわち、［最大蒸発レート］×２／［必要層厚］）、その他の有機材料については、最大蒸発レートを必要層厚で割った値（すなわち、［最大蒸発レート］／［必要層厚］）を算出するとともに、これら３つの算出値から最小のものを選定してフィルム送り最大速度とするものである。なお、選定された有機材料については、２つの蒸発源３１Ａ，３１Ｂで蒸着を行うので、蒸着レートを最大蒸発レートの２倍までにすることができ、上記算出値でも最大蒸発レートを２倍してから必要層厚で割ったものとしている。また、判断部５４は、フィルム送り設定速度がフィルム送り最大速度より大きければ、エラー信号を表示部５５および蒸着レート演算部５６（後述する）に発信するものである。さらに、表示部５５は、選定部５２で選定された有機材料名を表示するとともに、最大速度演算部５３で算出されたフィルム送り最大速度を表示し、また判断部５４からエラー信号を受信すればエラーメッセージを表示するものである。

さらに、上記制御装置５０は、上記判断部５４からエラー信号を受信しない場合に有機材料の必要蒸着レートをそれぞれ算出する蒸着レート演算部５６と、蒸着レートを上記必要蒸着レートとするためのバルブ部の開度（以下、バルブ必要開度といい、単位は％である）を算出するバルブ開度演算部５７と、蒸着を開始するためのボタンである蒸着開始ボタン７８と、この蒸着開始ボタン７８が押されて且つ上記バルブ開度演算部５７でバルブ必要開度が算出された場合に蒸着開始信号を調整部５９および指示部６１（いずれも後述する）に発信する蒸着開始部５８と、蒸着が開始された後に当該蒸着を停止するためのボタンである蒸着停止ボタン７１とを有する。ここで、上記蒸着レート演算部５６は、上記判断部５４からエラー信号を受信しない場合に、各有機材料の必要蒸着レートを、フィルム送り設定速度にそれぞれの必要層厚を掛けた値（すなわち、［必要蒸着レート］＝［フィルム送り設定速度］×［必要層厚］）として算出するものである。また、バルブ開度演算部５７は、バルブ必要開度を、当該必要蒸着レートを最大蒸発レートで割って１００を掛けた値（すなわち、［バルブ必要開度］＝［必要蒸着レート］／［最大蒸発レート］×１００）として算出するものである。なお、選定された有機材料では、バルブ必要開度が１００％を超える場合もあるが（最大でバルブ必要開度が２００％となる）、蒸発源３１を２つ用いるため問題はない。

また、上記制御装置５０は、上記膜厚計１９で計測された蒸着膜の膜厚に基づいて各蒸発源３１による蒸着レートを調整する調整部５９と、上記入力データおよび算出値に基づいて蒸着用制御部６３〜６６を自動的に制御する指示部６１とを有する。ここで、上記調整部５９は、上記膜厚計１９でそれぞれ計測された蒸着膜の膜厚から各有機材料の層厚を算出し、当該層厚と必要層厚とを比較して、当該層厚が必要層厚より小さければ蒸着レートを上げる信号（以下、蒸着レート増信号という）を、当該計測された層厚が必要層厚より大きければ蒸着レートを下げる信号（以下、蒸着レート減信号という）を、上記指示部６１に発信するものである。上記指示部６１は、蒸着開始部５８から蒸着開始信号を受信すると、各蒸発源３１による蒸着レートがそれぞれの必要蒸着レートとなるように、上記蒸着用制御部６３〜６６により蒸着を開始するものである。また、上記指示部６１は、蒸着を行っている場合に、上記調整部５９から蒸着レート増信号を受信すると、上記放出量制御部６４によりバルブ部の開度を上げて蒸着レートを上げるものであり、上記調整部５９から蒸着レート減信号を受信すると、上記放出量制御部６４によりバルブ部の開度を下げて蒸着レートを下げるものである。さらに、上記指示部６１は、蒸着を行っている場合に蒸着停止ボタン７１が押されると、蒸着用制御部６３〜６６により蒸着を停止するものである。

ところで、上記指示部６１は、上記選定された有機材料のバルブ必要開度が１００％未満の場合、防着板制御部６６により第１蒸発源３１Ａによる蒸着を遮蔽するとともに、放出量制御部６４により第２蒸発源３１Ｂのバルブ部の開度を、当該バルブ必要開度にするものである。また、上記指示部６１は、上記選定された有機材料のバルブ必要開度が１００％以上の場合、放出量制御部６４により、第１蒸発源３１Ａを遮蔽しない状態で、第２蒸発源３１Ｂのバルブ部の開度を、当該バルブ必要開度から１００を引いた値にするものである。

また、上記制御装置５０は、任意の蒸発源３１による蒸着を遮蔽するための遮蔽ボタン群７２と、遮蔽ボタン群７２が押されることで蒸着を遮蔽する遮蔽部６２とを有する。ここで、遮蔽ボタン群７２は、各蒸発源３１に対応する４つのボタンから構成される。上記遮蔽部６２は、押されたボタンに対応する蒸発源３１の蒸着を遮蔽するために、当該蒸発源３１において、防着板制御部６６により蒸発材料を防着板２３で遮蔽するとともに、加熱温度制御部６５により付着防止用電熱ヒータ３８および蒸発用電熱ヒータ３９の加熱を停止し、放出量制御部６４により当該バルブ部の開度をゼロにするものである。

以下では、上記真空蒸着装置１により、複数の有機材料の層からなる蒸着膜を、フィルムＦに形成する方法について説明する。
まず、制御装置５０の入力部５１に入力データを入力すると、選定された有機材料名および算出されたフィルム送り最大速度が、表示部５５に表示される。表示された有機材料を第１蒸発源３１Ａおよび第２蒸発源３１Ｂに充填するとともに、表示されたフィルム送り最大速度以下の任意の速度を、所望のフィルム送り速度としてフィルム速度調整ダイヤル７４で設定する。一方で、他の２種類の有機材料を、それぞれ第３蒸発源３１Ｃと第４蒸発源３１Ｄに充填する。

次に、蒸着開始ボタン７８を押すと、蒸着開始部５８からの蒸着開始信号を受信した指示部６１が、蒸着用制御部６３〜６６により蒸着を開始する。具体的には、加熱温度制御部６５により各有機材料がそれぞれの最大加熱温度となるように蒸発用電熱ヒータ３９で加熱され、蒸発材料がフィルムＦへ到達する前に温度低下しないように付着防止用電熱ヒータ３８で加熱される。そして、放出量制御部６４により各バルブ部の開度が調整されるとともに、防着板制御部６６により蒸発源３１の遮蔽を解除する。次に、フィルム速度制御部６３により、フィルム送り速度がフィルム送り設定速度になるよう、冷却ドラム２１、巻取ロール４７および巻出ロール４３を回転させる。

蒸着が開始されると、膜厚計１９で計測された蒸着膜の膜厚に基づいて、各有機材料の層厚が必要層厚になるよう、バルブ部の開度が制御される。
必要とする長さの蒸着膜が得られた後は、蒸着停止ボタン７１を押すことで、付着防止用電熱ヒータ３８および蒸発用電熱ヒータ３９による加熱が停止されるとともに防着板２３による遮蔽が行われ、バルブ部の開度がゼロにされる。

ところで、任意の蒸発源３１による蒸着を遮蔽するには、その蒸発源３１に対応する遮蔽ボタン群７２のボタンを押す。これにより、当該蒸発源３１による遮蔽が防着板２３で行われる。

以下では、上記実施の形態１における実施例について説明する。

ＨＩＬ層（バッファ層）の有機材料としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）、ＨＴＭ層（正孔輸送層）の有機材料としてα−ＮＰＤ、ＥＭＬ層（発光層）の有機材料としてＡｌｑ３を用いた。なお、入力データとしては表１の通りである。

表１のデータを入力部５１に入力すると、表示部５５において、選定された有機材料としてＣｕＰｃが、フィルム送り最大速度として３３．３３ｍｍ／ｓが表示された。

そして、ＣｕＰｃを第１蒸発源３１Ａおよび第２蒸発源３１Ｂに充填し、α−ＮＰＤを第３蒸発源３１Ｃに充填し、Ａｌｑ３を第４蒸発源３１Ｄに充填した。
フィルム速度調整ダイヤル７４で、フィルム送り設定速度を２０ｍｍ／ｓとした。

その後、蒸着開始ボタン７８を押すことにより、ＣｕＰｃは第１蒸発源３１Ａ（バルブ部なし）および第２蒸発源３１Ｂ（バルブ部の開度１０％）で蒸着され、α−ＮＰＤは第３蒸発源３１Ｃ（バルブ部の開度４０％）で蒸着され、Ａｌｑ３は第４蒸発源３１Ｄ（バルブ部の開度５０％）で蒸着された。すなわち、この蒸着膜は、フィルム送り設定速度と同速度（２０ｍｍ／ｓ）で形成された。

その後、上記の蒸着膜の表面に、別工程で１０ÅのＬｉＦおよび１０００ÅのＡｌを抵抗加熱蒸着にて成膜させた。

実施例２は、実施例１と比較してフィルム送り設定速度だけ異なるものである。具体的には、実施例２ではフィルム送り設定速度を３０ｍｍ／ｓとした。
この場合、ＣｕＰｃは第１蒸発源３１Ａ（バルブ部なし）および第２蒸発源３１Ｂ（バルブ部の開度５０％）で蒸着され、α−ＮＰＤは第３蒸発源３１Ｃ（バルブ部の開度６０％）で蒸着され、Ａｌｑ３は第４蒸発源３１Ｄ（バルブ部の開度９０％）で蒸着された。すなわち、この蒸着膜は、フィルム送り設定速度と同速度（３０ｍｍ／ｓ）で形成された。

このように、上記真空蒸着装置１においては、蒸着を行う３種類の有機材料のうち、必要層厚を最大蒸発レートで割った値が最大のものを選定し、この選定された有機材料を、バルブ部を有しない（すなわちコンダクタンスが大きい）第１蒸発源３１Ａとバルブ部を有する第２蒸発源３１Ｂとに充填して蒸発させることで、有機材料の劣化がなく高い生産性が得られるとともに、バルブ部による放出量の調整により均一な膜厚の蒸着膜を得ることができる。

また、放出部材３２に接続されたＬ型連結部材３４は、有機材料が充填される蒸発部３５を常に鉛直下方へ向けているので、放出部材３２の姿勢に関係なく安定して蒸着を行うことができる。

さらに、必要層厚を形成できる最大のフィルム送り速度を算出して表示した後に、実際のフィルム送り速度を設定するので、フィルム送り速度を高く設定でき、一層生産性を高めることができる。

また、防着板２３が、蒸発源３１よりも冷却ドラム２１の近くに配置されているため、防着板２３に付着した有機材料が蒸発源３１に落下混入することを防ぐことができる。さらに、防着板２３は、フィルムＦと蒸発源３１との間に配置されているので、蒸発源３１からフィルムＦに対する熱輻射を抑制し、フィルムＦの温度上昇による損傷を防ぐこともできる。
［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２に係る真空蒸着装置について図６に基づき説明する。

なお、本実施の形態２において、実施の形態１と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
上記真空蒸着装置は、実施の形態１と比べて、図６に示すように、放出部材３２のみが異なる。具体的には、蒸発材料が蒸着室１１内に冷却されて付着することを防止するため、放出部材３２の内方側の端部の内側にノズル部８２が設けられるとともに、このノズル部８２の外周側にも付着防止用電熱ヒータ３８が設けられている。上記ノズル部８２は、放出部材３２の内方側の端部の内周面に取り付けられた円環鍔部と、この円環鍔部の内周面に一端部（外方側）が取り付けられるとともに開口部１６に他端部（内方側）が突出した円筒部と、この円筒部の他端部の内周面に取り付けられて中心に噴出口８６が形成された円板形状の噴出部とから構成される。

このように、上記真空蒸着装置では、上記ノズル部８２および付着防止用電熱ヒータ３８により、実施の形態１での真空蒸着装置１に比べて、蒸発材料がフィルムＦに近い位置でも加熱されるので、蒸発材料が蒸着室１１内に冷却されて付着することを防止し、一層安定して蒸着を行うことができる。
［実施の形態３］
次に、本発明の実施の形態３に係る真空蒸着装置について図７に基づき説明する。

なお、本実施の形態３において、実施の形態１および実施の形態２と同一部分については同一の符号を付して説明を省略する。
上記真空蒸着装置は、実施の形態２と比べて、図７に示すように、ノズル部９２の形状のみが異なる。具体的には、ノズル部９２における円筒部が、開口部１６から内方側で拡径するとともに他端部が内方側へさらに突出した形状であり、膜厚計１９に対向する位置で膜厚計測用噴出口９７が形成されたものである。

このように、上記真空蒸着装置では、実施の形態２での真空蒸着装置に比べて、上記ノズル部８２の他端部が内方側にさらに突出しており、蒸発材料がフィルムＦにさらに近い位置でも加熱されるので、蒸発材料が蒸着室１１内に冷却されて付着することを十分に防止し、極めて安定して蒸着を行うことができる。

ところで、上記各実施の形態では、蒸発源３１を４基配置したとして説明したが、この数に限定されるものではなく、３基以上であるとともに１基がバルブ駆動部３３を有しない構成であればよい。

また、上記各実施の形態では、防着板２３のマスク板２４は、第１マスク２４Ａ〜第３マスク２４Ｃからなるとして説明したが、これは一例に過ぎず、必要に応じてマスクを増減させてもよい。なお、防着板２３は真空蒸着装置１の必須の構成ではなく、真空蒸着装置１は防着板２３を有しない構成であってもよい。

さらに、上記各実施の形態では防着板２３を配置するとして説明したが、防着板２３を配置する代わりに、蒸発源３１からの蒸着レートが安定するまでフィルムＦではなくダミーの基板（ステンレス箔など）を送り、当該蒸着レートが安定すればフィルムＦを送る構成であってもよい。

また、上記各実施の形態では、膜厚計１９で計測された蒸着膜の膜厚の基づき、バルブ部の開度を制御するものとして説明したが、蒸発用電熱ヒータ３９の加熱温度を制御するものであってもよく、バルブ部の開度および蒸発用電熱ヒータ３９の加熱温度を制御するものであってもよい。

Ｆフィルム
１真空蒸着装置
２蒸着部
２１冷却ドラム
２３防着板
３１蒸発源
３３バルブ駆動部
３４Ｌ型連結部材
３５蒸発部
５０制御装置
５２選定部
５６蒸着レート演算部
５７バルブ開度演算部
６４放出量制御部
６５加熱温度制御部
７４フィルム速度調整ダイヤル

Claims

基板を外周に沿わせて連続的に送る回転体を備え、この基板の外周側に、有機材料を加熱して蒸発させるとともに放出させて当該基板に蒸着させる蒸発源を３以上配置した真空蒸着装置であって、
上記蒸発源のうち、第１の蒸発源および第２の蒸発源は、同一の有機材料を蒸着させるものであり、
上記第１の蒸発源は蒸発させた有機材料の放出量を調整し得る制御機構を有せず、第２の蒸発源は当該制御機構を有するものであることを特徴とする真空蒸着装置。
上記蒸発源が、蒸発した有機材料を放出させて基板に蒸着させる放出部材と、一端側が上記放出部材に接続されるとともに他端側が鉛直下方に向けたＬ型連結部材とを有し、
上記Ｌ型連結部材の他端側に、内部に充填された有機材料を加熱して蒸発させる蒸発部が接続されたことを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
請求項１または２に記載の真空蒸着装置を用いた真空蒸着方法であって、
蒸着に用いる有機材料のうち、有機材料を蒸着させて基板に形成する層厚を、当該有機材料が加熱により劣化しない最大の蒸発レートで割った値が最大となるものを選定し、
この選定された有機材料を第１の蒸発源および第２の蒸発源に充填し、
第１の蒸発源で上記有機材料を基板に蒸着させるとともに、第２の蒸発源で上記有機材料の放出量を調整して上記層厚まで当該有機材料を基板に蒸着させることを特徴とする真空蒸着方法。
第１の蒸発源および第２の蒸発源に充填された有機材料を蒸着させて、所定の層厚を得ることができるための基板の送り速度を決定し、
この決定された基板の送り速度および他の蒸発源で形成する層厚に基づいて、当該他の蒸発源の加熱温度および／または当該他の蒸発源で蒸発させた有機材料の放出量を決定することを特徴とする請求項３に記載の真空蒸着方法。