JP2013147743A

JP2013147743A - 成膜装置および成膜方法

Info

Publication number: JP2013147743A
Application number: JP2012278030A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Shingo Eguchi; 晋吾江口
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-08-01
Also published as: JP6339250B2; US20130164437A1; JP2017082341A; US9055654B2

Abstract

【課題】三次元曲面を有する被蒸着体を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供する。または、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供する。
【解決手段】成膜装置に、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、蒸着源移動機構および蒸着方向可変機構を制御する制御部と、を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着方向に指向性を有する蒸着源を用いる成膜装置および成膜方法に関する。

平坦な基板に蒸着膜を形成する技術が知られている。例えば、蒸着源ホルダを移動しながら蒸着膜を形成する装置が特許文献１に記載されている。

また、一対の電極の間に発光性の有機化合物を含む層（ＥＬ層ともいう）を備える発光素子（ＥＬ素子ともいう）が知られている。このような発光素子の一対の電極に電圧を印加すると、発光性の有機化合物から発光が得られる。ＥＬ素子は表示装置や照明装置などの発光装置に適用できる。これまでに知られているＥＬ素子の多くは、平坦な基板に形成された電極上に蒸着法で形成された発光性の有機化合物を含む層を含み、その形態は面状である。

特開２００４−４３９６５号公報

成膜装置の蒸着源は指向性を有するため、固定された蒸着源の蒸着方向に多様な角度で向き合う蒸着面を有する被蒸着体（本明細書において、三次元曲面を有する被蒸着体という。なお、三次元曲面は平面、複数の平面を組み合わせたもの、平面と曲面を組み合わせたものも含む。）を覆う蒸着膜を形成できない。例えば、固定された蒸着源の蒸着方向に対し正対する蒸着面には厚い膜が狭い範囲に形成され、蒸着源に対して傾斜する蒸着面には、薄い膜が広い範囲に形成される。その原因は、蒸着源から噴出される蒸気を横切る蒸着面の面積が、蒸着源と蒸着面との距離や蒸着方向の蒸着面に対する角度に依存して変化してしまうからである。

本発明の一態様は、このような技術的背景のもとでなされたものである。三次元曲面を有する被蒸着体を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供することを課題の一とする。または、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供することを課題の一とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、第１に蒸着源の蒸着方向の指向性、第２に被蒸着体に対する蒸着源の相対的な移動速度、第３に被蒸着体と蒸着源の距離、そして第４に蒸着源の蒸着方向に対する蒸着面の角度に着眼して創作されたものである。そして、本明細書に例示される構成を備える成膜装置および成膜方法に想到した。

すなわち、本発明の一態様は、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構および蒸着方向可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

また、本発明の一態様は、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構および被蒸着体保持角度可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

また、本発明の一態様は、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構と、蒸着方向可変機構および被蒸着体保持角度可変機構と、を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

上記本発明の一態様の成膜装置は、蒸着源を蒸着面の形態に沿って移動できる。また、蒸着方向に対する被蒸着体の角度を変えることができる。これにより、蒸着源の蒸着方向に対する蒸着面の角度を一定に保てる。または、蒸着源と蒸着面の距離を一定に保てる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。

また、本発明の一態様は、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向または／および被蒸着体の保持角度を変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法である。

上記本発明の一態様の成膜方法は、被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着方向または／および前記被蒸着体の保持角度を変えるものである。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面の全体または一部を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

また、本発明の一態様は、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向または／および被蒸着体の保持角度を変えて、蒸着源の蒸着方向の被蒸着体の蒸着面に対する角度と、蒸着源と蒸着面の距離とを、一定に保ちながら蒸着する成膜方法である。

上記本発明の一態様の成膜方法は、被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着方向または／および前記被蒸着体の保持角度を変えるものである。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を同様な厚さを有する複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

また、本発明の一態様は、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、第１の速度で蒸着源を移動しながら、蒸着方向に対して正対する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、第２の速度で蒸着源を移動しながら、蒸着方向に対して傾斜する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、を有し、第１の速度は第２の速度より速い成膜方法である。

上記本発明の一態様の成膜方法は、蒸着方向に対する、被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着源の移動速度を変えるものである。蒸着源の移動速度を一定とすると、蒸着方向に対して正対する被蒸着体の蒸着面には、蒸着方向に対して傾斜する蒸着面に比べて厚い膜が形成され易い。そこで、蒸着方向に対して正対する蒸着面に蒸着する際は速い速度で蒸着源を移動し、蒸着方向に対して傾斜する蒸着面に蒸着する際は遅い速度で蒸着源を移動する。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

なお、本明細書において、ＥＬ層とは発光素子の一対の電極間に設けられた層を示すものとする。従って、電極間に挟まれた発光物質である有機化合物を含む発光層はＥＬ層の一態様である。

また、本明細書において、物質Ａを他の物質Ｂからなるマトリクス中に分散する場合、マトリクスを構成する物質Ｂをホスト材料と呼び、マトリクス中に分散される物質Ａをゲスト材料と呼ぶものとする。なお、物質Ａ並びに物質Ｂは、それぞれ単一の物質であっても良いし、２種類以上の物質の混合物であっても良いものとする。

なお、本明細書中において、発光装置とは画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅｐｒｉｎｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子が形成された基板にＣＯＧ（ＣｈｉｐＯｎＧｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

本発明の一態様によれば、三次元曲面を有する被蒸着体を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。または、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

実施の形態に係る成膜装置を説明する図。実施の形態に係る蒸着方向に指向性を有する蒸着源を説明する図。実施の形態に係る発光装置を説明する図。実施の形態に係る発光装置に用いることができる発光素子の構成を説明する図。実施の形態に係る発光装置を用いた照明装置の構成を説明する図。

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜装置の構成について、図１を参照して説明する。具体的には、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構と、蒸着方向可変機構および被蒸着体保持角度可変機構と、を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

本実施の形態で例示する成膜装置は、蒸着源を蒸着面の形態に沿って移動できる。また、蒸着面の蒸着方向に対する被蒸着体の角度を変えることができる。これにより、蒸着源の蒸着方向に対する蒸着面の角度を一定に保てる。または、蒸着源と蒸着面の距離を一定に保てる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。

図１（Ａ）は本発明の一態様の成膜装置の上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の切断線Ａ−Ｂにおける断面と内部構造を含む図であり、図１（Ｃ）は、蒸着方向可変機構の詳細を説明する斜視図である。

図１に例示する成膜装置１００は、蒸着方向に指向性を有する蒸着源１２０と、蒸着源１２０を移動する蒸着源移動機構１１０と、三次元曲面を有する被蒸着体２００を保持する被蒸着体保持機構１７０と、蒸着源１２０の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構１１３および、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構１７２と、被蒸着体２００の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構１１０と、蒸着方向可変機構１１３および被蒸着体保持角度可変機構１７２と、を制御する制御部１５０と、を有する。

また、本実施の形態で例示する成膜装置１００は、仕切弁１８０を介して搬送室１９０と接続されている。搬送室１９０は搬送機構１９５を備え、搬送機構１９５は被蒸着体２００を成膜装置１００に供給し、被蒸着体２００を成膜装置１００から回収する。なお、説明の便宜のため、図１（Ａ）の成膜装置１００と搬送室１９０には、被蒸着体２００が同時に搬入された状態が図示されている。

なお、成膜装置１００と搬送室１９０は、それぞれ図示されていない排気装置と接続されている。また、成膜装置１００または搬送室１９０は、図示されていない他の装置に接続されていてもよい。

以下に、本発明の一態様の成膜装置を構成する個々の要素について説明する。

＜被蒸着体＞
本実施の形態で例示する被蒸着体２００の形態について説明する。被蒸着体２００は蒸着面に複数の凹みを有する。凹みの外形は円形であり、凹みの中心を通って外周に届く蒸着面の断面は、どの断面も緩やかな弧を描いている。なお、本発明の一態様の成膜装置を用いて、その表面に蒸着膜を成膜できる被蒸着体の形状は、この形状に限られない。蒸着面は凸状であってもよく、凹みがある場合は、蒸着源が動作（移動、方向転換、蒸着等）できる程度の空間が凹みにあればよい。なお、三次元曲面は平面、複数の平面を組み合わせたもの、平面と曲面を組み合わせたものも含む。

＜蒸着方向に指向性を有する蒸着源＞
本発明の一態様に用いることができる蒸着源１２０は、蒸着方向に指向性を有する。例えば、図１（Ｃ）に示す蒸着源１２０は、蒸着物質を含む蒸気１３０を、破線で示す矢印の方向に噴出する。

蒸着源１２０に用いることができるものとしては、例えばポイントセル型蒸着源、バルブドセル型蒸着源などが挙げられる。

＜蒸着源移動機構＞
蒸着源移動機構１１０は、被蒸着体２００の蒸着面と重なる一平面内の任意の位置に蒸着源１２０を移動する。また、蒸着源移動機構１１０は、当該平面に交わる軸方向に沿って蒸着源１２０を移動する。

本実施の形態で例示する蒸着源移動機構１１０は多軸ロボットを用いるものである。例示する多軸ロボットはベースユニット１１１と第１のアーム１１２ａと第２のアーム１１２ｂを有する。第１のアーム１１２ａの一方の端部はベースユニット１１１に回転自在に取り付けられている。第１のアーム１１２ａの他方の端部には、第２のアーム１１２ｂの一方の端部が回転自在に取り付けられている。第２のアーム１１２ｂの他方の端部には蒸着方向可変機構１１３が取り付けられている。なお、ベースユニット１１１は第１のアーム１１２ａと、第２のアーム１１２ｂと、蒸着源１２０と、を上下できる。

第１のアーム１１２ａと第２のアーム１１２ｂは、被蒸着体２００の蒸着面と重なる一平面内の任意の位置に蒸着源１２０を移動する。また、ベースユニット１１１は、当該平面に交わる軸方向に沿って蒸着源１２０を移動する。なお、蒸着源移動機構１１０が蒸着源１２０を移動する速度は、当該平面に沿った方向についても、当該平面に交わる方向についても可変であり、その速度は制御部１５０が決定してもよい。

図１（Ｄ）は、蒸着源移動機構１１０が移動する蒸着源１２０から噴出する蒸気が、被蒸着体２００の蒸着面に当たっている状態を図示している。帯状の蒸着層を互いにずらして、複数形成することにより、蒸着膜１３１を成膜できる。

また、蒸着源移動機構１１０は被蒸着体２００と蒸着源１２０の距離を変えることができる。

なお、被蒸着体２００と蒸着源１２０の距離を検出するセンサを蒸着源移動機構１１０に設けても良い。このようなセンサを設けることにより、被蒸着体２００と蒸着源１２０の距離を精度良く制御できる。その結果、三次元曲面に均一な厚さの蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。

＜蒸着方向可変機構＞
蒸着方向可変機構１１３は、指向性を有する蒸着源１２０の蒸着方向を変える。

本実施の形態で例示する蒸着方向可変機構１１３は、図１（Ｃ）に示すように互いに交差する２つの回転軸を中心に指向性を有する蒸着源１２０の蒸着方向を変える。具体的には、θ１で図示される方向の回転と、θ１の軸に直交する軸のθ２で図示される方向の回転が可能である。互いに交差する２軸方向に角度を可変とすることで、蒸着源１２０の蒸着方向を蒸着面に対してあらゆる角度で向き合わせることができる。

＜被蒸着体保持機構＞
被蒸着体保持機構１７０は被蒸着体２００の蒸着面を蒸着源１２０に向けた状態を保持する。

＜被蒸着体保持角度可変機構＞
被蒸着体保持角度可変機構１７２は蒸着源１２０の蒸着方向に対する被蒸着体２００の蒸着面の角度を制御する。なお、図１（Ｂ）には紙面の左右方向に角度が可変であることを示す矢印のみが記載されているが、紙面の奥行き方向にも角度を可変とすることができる。互いに交差する２軸方向に角度を可変とすることで、蒸着面を蒸着源１２０の蒸着方向に対してあらゆる角度で向き合わせることができる。

＜制御部＞
制御部１５０は、蒸着源移動機構１１０を制御して蒸着源１２０の位置および移動速度を制御する。また、制御部１５０は、蒸着方向可変機構１１３を制御して、指向性を有する蒸着源１２０の蒸着方向を制御する。また、制御部１５０は、被蒸着体保持角度可変機構１７２を制御して、蒸着源１２０の蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度を制御する。なお、制御部に被蒸着体の形状を記憶させ、その情報に基づいて蒸着源の位置、移動速度または被蒸着体の保持角度等を制御すればよい。

＜変形例１＞
本実施の形態で例示する成膜装置の変形例１は、本実施の形態で例示した成膜装置１００から、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構１７２が省かれた構成を有する。

すなわち、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構および蒸着方向可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

変形例１で例示する成膜装置は、蒸着源を蒸着面の形態に沿って移動できる。また、蒸着面の蒸着方向に対する被蒸着体の角度を変えることができる。これにより、蒸着源の蒸着方向に対する蒸着面の角度を一定に保てる。または、蒸着源と蒸着面の距離を一定に保てる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。

＜変形例２＞
本実施の形態で例示する成膜装置の変形例２は、本実施の形態で例示した成膜装置１００から、蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構１１３が省かれた構成を有する。

すなわち、蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、蒸着方向に対する被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、蒸着源移動機構および被蒸着体保持角度可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置である。

変形例２で例示する成膜装置は、蒸着源を蒸着面の形態に沿って移動できる。また、蒸着面の蒸着方向に対する被蒸着体の角度を変えることができる。これにより、蒸着源の蒸着方向に対する蒸着面の角度を一定に保てる。または、蒸着源と蒸着面の距離を一定に保てる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜を形成できる成膜装置を提供できる。

なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について、図２（Ａ）を参照して説明する。具体的には、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向および被蒸着体の保持角度を変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法について説明する。

本実施の形態で例示する成膜方法は、被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着方向および前記被蒸着体の保持角度を変えるものである。これにより、被蒸着体の三次元曲面の形態によらず、その表面を複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面の全体または一部を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

図２（Ａ）は、蒸着源１２０の蒸着方向に対する、被蒸着体２００の蒸着面の角度が一定に保たれた状態を説明する図である。なお、蒸着源１２０が蒸着物質を含む蒸気１３０を噴出する方向を、破線の矢印で示す。

図２（Ａ）の右上図は、水平に置かれた被蒸着体２００の蒸着面に、蒸着方向とその面に鉛直な方向が一致するように蒸着源が置かれている。また、当該蒸着源から噴出する蒸気が蒸着面に当たり、蒸着源１２０が紙面の奥行き方向に移動して、帯状の蒸着層１３１ａを成膜している状態を、図示している。

図２（Ａ）の右下図は、傾斜して置かれた被蒸着体２００の蒸着面に、蒸着方向とその面に垂直な方向が一致するように蒸着源が置かれている。また、当該蒸着源から噴出する蒸気が蒸着面に当たり、蒸着源１２０が紙面の奥行き方向に移動して、帯状の蒸着層１３１ｂを成膜している状態を、図示している。

被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着方向および被蒸着体の保持角度を変えると、図２（Ａ）に図示する帯状の蒸着層１３１ａと帯状の蒸着層１３１ｂのように、三次元曲面の表面に帯状の蒸着層を成膜できる。また、複数の帯状の蒸着層を互いにずらして設けることで、三次元曲面の全体または一部を蒸着膜で覆うことができる。

＜変形例１＞
本実施の形態で例示する成膜方法の変形例１は、本実施の形態で例示した成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向のみを変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法である。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。また、制御部は被蒸着体保持角度可変機構を制御する必要がなく、成膜装置の構成を簡略化できる。

＜変形例２＞
本実施の形態で例示する成膜方法の変形例２は、本実施の形態で例示した成膜方法であって、被蒸着体の保持角度のみを変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法である。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面の全体または一部を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。また、制御部は蒸着方向可変機構を制御する必要がなく、成膜装置の構成を簡略化できる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について説明する。本実施の形態で例示する成膜方法は、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向および被蒸着体の保持角度を変えて、蒸着源の蒸着方向の被蒸着体の蒸着面に対する角度と、蒸着源と蒸着面の距離とを、一定に保ちながら蒸着する成膜方法である。

上記本発明の一態様の成膜方法は、被蒸着体の蒸着面の角度に応じて、蒸着方向および前記被蒸着体の保持角度を変えるものである。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を同様な厚さを有する複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。

また、蒸気が、蒸着源の蒸発口から広がりながら噴出する蒸着源であっても、蒸着源と蒸着面の距離とを、一定に保ちながら蒸着する構成によれば、蒸着面における蒸気の広がりを一定に保つことができる。これにより、蒸着源を移動しながら被蒸着体に形成した帯状の蒸着層の幅が一定となる。その結果、蒸着源の移動の制御が容易になる。

＜変形例１＞
本実施の形態で例示する成膜方法の変形例１は、本実施の形態で例示した成膜方法であって、蒸着源の蒸着方向のみを変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法である。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を同様な厚さを有する複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。また、制御部は被蒸着体保持角度可変機構を制御する必要がなく、成膜装置の構成を簡略化できる。

＜変形例２＞
本実施の形態で例示する成膜方法の変形例２は、本実施の形態で例示した成膜方法であって、被蒸着体の保持角度のみを変えて蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法である。これにより、三次元曲面の形態によらず、その表面を同様な厚さを有する複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。その結果、三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を提供できる。また、制御部は蒸着方向可変機構を制御する必要がなく、成膜装置の構成を簡略化できる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜方法について、図２（Ｂ）を参照して説明する。具体的には、指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、第１帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、第１の速度で蒸着源を移動しながら、蒸着方向に対して正対する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、第２の速度で蒸着源を移動しながら、蒸着方向に対して傾斜する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、を有し、第１の速度は第２の速度より速い成膜方法である。

図２（Ｂ）は、蒸着源１２０の蒸着方向に対し、被蒸着体２００の蒸着面が正対する状態と、傾斜する状態と、を説明する図である。なお、蒸着源１２０が蒸着物質を含む蒸気１３０を噴出する方向を、破線の矢印で示す。

図２（Ｂ）の右上図は、水平に置かれた被蒸着体２００の蒸着面に、蒸着方向が鉛直になるように置かれた蒸着源から噴出する蒸気が当たり、蒸着源１２０が紙面の奥行き方向に移動する状態を図示している。帯状の蒸着層１３１ｃは、第一回目の蒸着源を移動しながらする蒸着で形成された蒸着層である。帯状の蒸着層１３１ｄは、第二回目の蒸着源を移動しながらする蒸着で形成された蒸着層である。帯状の蒸着層１３１ｃと帯状の蒸着層１３１ｄは、同じ幅と同じ厚さを備える。

図２（Ｂ）の右下図は、傾斜して置かれた被蒸着体２００の蒸着面に、蒸着方向が鉛直になるように置かれた蒸着源から噴出する蒸気が当たり、蒸着源１２０が紙面の奥行き方向に移動する状態を図示している。帯状の蒸着層１３１ｅは、第一回目の蒸着源を移動しながらする蒸着で形成された蒸着層である。帯状の蒸着層１３１ｆは、第二回目の蒸着源を移動しながらする蒸着で形成された蒸着層である。帯状の蒸着層１３１ｅと帯状の蒸着層１３１ｆは、同じ幅と同じ厚さを備える。

しかし、帯状の蒸着層１３１ｅは、帯状の蒸着層１３１ｃに比べて幅が広くなるため、帯状の蒸着層１３１ｅの堆積速度が遅くなってしまう。そこで、蒸着方向に対して正対する蒸着面に蒸着する際は速い速度で蒸着源を移動し、蒸着方向に対して傾斜する蒸着面に蒸着する際は遅い速度で蒸着源を移動することにより、帯状の蒸着層の堆積速度を一定とすることができる。その結果、三次元曲面の形態によらず、その表面を複数の帯状の蒸着層で覆うことができる。また、蒸着源の移動の制御が容易になる。

なお、本実施の形態では理解を容易にするために、蒸着方向に対して正対する蒸着面と、蒸着方向に対して傾斜する蒸着面と、を比較して説明したが、この構成に限られない。すなわち、蒸着方向に対する蒸着面の傾きが大きく、一回の蒸着源の移動により幅が広い蒸着膜が形成される条件であるほど、蒸着源の移動速度を遅くすればよい。

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜装置と成膜方法を用いて形成された三次元曲面を覆う蒸着膜を有する発光装置の構成について、図３を参照して説明する。具体的には、三次元曲面を有する基板と、基板の一方の面に沿って形成されたバリア層と、バリア層に沿って形成された発光素子と、三次元曲面を有する基板との間に、発光素子を封止する封止材と、を有し、発光素子はバリア層上に形成された第１の電極と、第１の電極上の第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を備える発光装置である。

上記本発明の一態様の発光装置は、三次元曲面を含んで構成される。その結果、三次元曲面を有するさまざまな装置に組み込むことができる、三次元曲面を有する発光装置を提供できる。

図３（Ａ）は本発明の一態様の発光装置３００の斜視図であり、図３（Ｂ）の左図は図３（Ａ）の切断線Ｘ１−Ｙ１における断面を、図３（Ｂ）の右図は図３（Ａ）の切断線Ｘ２−Ｙ２における断面を示す断面図である。図３（Ｃ）は発光装置３００が複数個形成された基板の上面図と、その切断線Ｘ３−Ｙ３における断面図である。なお、図３（Ｃ）の白い円形の部分は、発光装置３００が一つ切りとられた部分に相当する。

図３（Ａ）に例示する発光装置３００は、三次元曲面を有する基板３０１と、基板３０１の一方の面に沿って形成されたバリア層と、バリア層に沿って形成された発光素子３１０と、三次元曲面を有する基板３０１との間に、発光素子３１０を封止する封止材３０２と、を有する。また、発光素子はバリア層上に形成された第１の電極と、第１の電極上の第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を備える。

なお、封止材３０２は発光素子３１０の端部を覆い、基板３０１と接している。水等の不純物が発光素子３１０に拡散すると、発光装置３００の信頼性が損なわれるため、発光素子３１０の端部が発光装置３００の端部に露出しないように、封止材３０２が設けられている。

以下に、本発明の一態様の発光装置を構成する個々の要素について説明する。

＜三次元曲面を有する基板＞
基板３０１は三次元曲面を有する。三次元曲面を有する基板３０１の形成方法としては、例えば金属性の基板を型押しして形成してもよく、プラスチックを射出成型してもよい。

基板３０１は、無機材料を用いた基板の他、有機材料と無機材料の複合材料を用いた基板であってもよい。無機材料を用いた基板としては、例えば金属基板、金属箔等が挙げられる。有機材料と無機材料の複合材料を用いた基板としては、例えば樹脂基板と無機材料の積層体、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、プリプレグ等が挙げられる。

なお、発光素子３１０が発する光を基板３０１側から取り出す場合は、発光素子３１０が発する光を透過する材料を基板３０１に用いる。

＜バリア層＞
基板３０１側から発光素子３１０への不純物の拡散を抑制するために、基板３０１の一方の面にバリア層を設けるとよい（図３（Ｂ）に破線で示す層）。バリア層は、無機材料を用いた層の他、有機材料と無機材料の複合材料を用いた層であってもよい。無機材料としては、例えば窒化物、酸化物、金属等が挙げられ、具体的には窒化珪素、酸窒化珪素、酸化珪素、酸化アルミ、アルミ、銀等を用いることができる。また、有機材料と無機材料の複合材料としては、例えば上記の無機材料を含む層と樹脂層を交互に積層した層等が挙げられ、具体的にはアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコール等を用いることができる。

＜発光素子＞
発光素子３１０は、バリア層上に形成された第１の電極と、第１の電極上の第２の電極と、第１の電極と第２の電極の間に挟持される発光性の有機化合物を含む層と、を備える。なお、図示しないが第１の電極上に開口部を有し、第１の電極の端部を覆う隔壁を設けると、第１の電極と第２の電極の短絡を防げるため好ましい。

発光性の有機化合物を含む層と第２の電極は、三次元曲面を有する基板３０１の表面に沿うように、本発明の一態様の成膜装置を用いて形成する。また、本発明の一態様の三次元曲面を覆う蒸着膜の成膜方法を用いて形成する。

本実施の形態で例示する発光装置に用いることができる発光素子の構成は、実施の形態６で詳細に説明する。

＜封止材＞
本実施の形態で例示する封止材３０２は三次元曲面を有する。三次元曲面を有する封止材３０２の形成方法としては、例えば金属性の基板を型押しして形成してもよく、プラスチックを射出成型してもよい。

封止材３０２は、無機材料を用いた基板の他、有機材料と無機材料の複合材料を用いた基板であってもよい。無機材料を用いた基板としては、例えば金属基板、金属箔等が挙げられる。有機材料と無機材料の複合材料を用いた基板としては、例えば樹脂基板と無機材料の積層体、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ）、プリプレグ等が挙げられる。

また、封止材３０２は、発光素子３１０の信頼性を低下する不純物に対するバリア性を有する膜状の材料を適用できる。バリア性を有する膜の形成方法としては、例えば、本発明の一態様の成膜装置と成膜方法の他、化学気相成長法（ＣＶＤ：ＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いることができる。

なお、発光素子３１０が発する光を封止材３０２側から取り出す場合は、発光素子３１０が発する光を透過する材料を封止材３０２に用いる。

＜発光装置の分離方法＞
本実施の形態で例示する発光装置３００は、一の基板から一つ作製することもできるが、一の基板から複数個形成することもできる。図３（Ｃ）に示すように、同一の基板に発光装置３００を複数個形成し、レーザ（破線の矢印で示す）を用いて、発光装置３００を一つずつ分離できる。発光装置の分離にレーザを用いる方法によれば、三次元曲面を有する基板に刃物等を接触する必要がない。よって、例えば刃物等の取り付け具が三次元曲面を有する基板に衝突し、発光装置３００を損傷してしまう恐れがない。また、非接触であるため、発光装置３００が複雑な形状であっても容易に分離できる。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜装置と成膜方法を用いて形成できる発光素子の構成の一例について、図４を参照して説明する。

本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極及び第１の電極と第２の電極の間に発光性の有機化合物を含む層（ＥＬ層ともいう）を備える。第１の電極または第２の電極のいずれか一方は陽極、他方が陰極として機能する。ＥＬ層は第１の電極と第２の電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は第１の電極と第２の電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。

＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層が挟まれている。

陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層に陽極１１０１の側から正孔が注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。

本明細書においては、両端から注入された電子と正孔が再結合する領域を１つ有する層または積層体を発光ユニットという。よって、当該発光素子の構成例１は発光ユニットを１つ備えるということができる。

発光ユニット１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を１つ以上備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えば正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。

発光ユニット１１０３の具体的な構成の一例を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）に示す発光ユニット１１０３は、正孔注入層１１１３、正孔輸送層１１１４、発光層１１１５、電子輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されている。

＜発光素子の構成例２．＞
発光素子の構成の他の一例を図４（Ｃ）に示す。図４（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に発光ユニット１１０３を含むＥＬ層が挟まれている。さらに、陰極１１０２と発光ユニット１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２の発光ユニット１１０３には、上述の発光素子の構成例１が備える発光ユニットと同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。

中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。

中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａは発光ユニット１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、発光ユニット１１０３への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、発光ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位に注入される。

また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。

当該発光素子の構成例２の陰極に用いることができる材料の選択の幅は、構成例１の陰極に用いることができる材料の選択の幅に比べて、広い。なぜなら、構成例２の陰極は中間層が発生する正孔を受け取ればよく、仕事関数が比較的大きな材料を適用できるからである。

＜発光素子の構成例３．＞
発光素子の構成の他の一例を図４（Ｄ）に示す。図４（Ｄ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間に２つの発光ユニットが設けられたＥＬ層を備えている。さらに、第１の発光ユニット１１０３ａと、第２の発光ユニット１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。

なお、陽極と陰極の間に設ける発光ユニットの数は２つに限定されない。図４（Ｅ）に例示する発光素子は、発光ユニット１１０３が複数積層された構造、所謂、タンデム型の発光素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層の発光ユニット１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以下）番目の発光ユニットと、（ｍ＋１）番目の発光ユニットとの間に、それぞれ中間層１１０４を設ける構成とする。

また、当該発光素子の構成例３の発光ユニット１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層１１０４には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例１、または発光素子の構成例２の記載を参酌できる。

発光ユニットの間に設けられた中間層１１０４における電子と正孔の挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４において正孔と電子が発生し、正孔は陰極１１０２側に設けられた発光ユニットへ移動し、電子は陽極側に設けられた発光ユニットへ移動する。陰極側に設けられた発光ユニットに注入された正孔は、陰極側から注入された電子と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられた発光ユニットに注入された電子は、陽極側から注入された正孔と再結合し、当該発光ユニットに含まれる発光物質が発光する。よって、中間層１１０４において発生した正孔と電子は、それぞれ異なる発光ユニットにおいて発光に至る。

なお、発光ユニット同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、発光ユニット同士を接して設けることができる。具体的には、発光ユニットの一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、発光ユニット同士を接して設けることができる。

発光素子の構成例１乃至構成例３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極と発光ユニットの間に中間層を設けることもできる。

＜発光素子に用いることができる材料＞
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、並びにＥＬ層の順に説明する。

＜陽極に用いることができる材料＞
陽極１１０１は導電性を有する金属、合金、電気伝導性化合物等およびこれらの混合物の単層または積層体で構成される。特に、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）の材料をＥＬ層に接する構成が好ましい。

金属、または合金材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。

電気伝導性化合物としては、例えば、金属材料の酸化物、金属材料の窒化物、導電性高分子が挙げられる。

金属材料の酸化物の具体例として、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ：ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステン及を含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、チタン酸化物等が挙げられる。

金属材料の酸化物を含む膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、インジウム−亜鉛酸化物膜は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。

金属材料の窒化物の具体例として、窒化チタン、窒化タンタル等が挙げられる。

導電性高分子の具体例として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等が挙げられる。

なお、陽極１１０１と接して第２の電荷発生領域を設ける場合には、仕事関数の大きさを考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができる。具体的には、仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。第２の電荷発生領域を構成する材料については、第１の電荷発生領域と共に後述する。

＜陰極に用いることができる材料＞
陰極１１０２に接して第１の電荷発生領域１１０４ｃを、発光ユニット１１０３との間に設ける場合、陰極１１０２は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。

なお、陰極１１０２および陽極１１０１のうち少なくとも一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成する。例えば、陰極１１０２または陽極１１０１の一方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成し、他方を、可視光を反射する導電膜を用いて形成すると、一方の面に光を射出する発光素子を構成できる。また、陰極１１０２および陽極１１０１の両方を、可視光を透過する導電膜を用いて形成すると、両方の面に光を射出する発光素子を構成できる。

可視光を透過する導電膜としては、例えば、インジウム−錫酸化物、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム−錫酸化物、チタンを含有したインジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、インジウム−タングステン酸化物、インジウム−亜鉛酸化物、タングステンを含有したインジウム−亜鉛酸化物等が挙げられる。また、光を透過する程度（好ましくは、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下程度）の金属薄膜を用いることもできる。

可視光を反射する導電膜としては、例えば金属を用いれば良く、具体的には、銀、アルミニウム、白金、金、銅等の金属材料またはこれらを含む合金材料が挙げられる。銀を含む合金としては、銀−ネオジム合金、マグネシウム−銀等を挙げることができる。アルミニウムの合金としては、アルミニウム−ニッケル−ランタン合金、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金等が挙げられる。

＜ＥＬ層に用いることができる材料＞
上述した発光ユニット１１０３を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。

正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ_２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。

なお、第２の電荷発生領域を用いて正孔注入層を形成してもよい。正孔注入層に第２の電荷発生領域を用いると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を陽極１１０１に用いることができるのは前述の通りである。第２の電荷発生領域を構成する材料については第１の電荷発生領域と共に後述する。

＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物（例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ））やカルバゾール誘導体（例えば、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ））などが挙げられる。また、高分子化合物（例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ））等を用いることができる。

＜発光層＞
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。

発光物質として蛍光性化合物（例えば、クマリン５４５Ｔ）や燐光性化合物（例えば、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３））等を用いることができる。

発光物質は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。ホスト材料としては、その励起エネルギーが、発光物質の励起エネルギーよりも大きなものが好ましい。

ホスト材料として用いることができる材料としては、上述の正孔輸送性の高い物質（例えば、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、高分子化合物等）、後述の電子輸送性の高い物質（例えば、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体等）などを用いることができる。

＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

電子輸送性の高い物質としては、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体（例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ））、オキサゾール系やチアゾール系配位子を有する金属錯体（例えば、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２））、その他の化合物（例えば、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ））などが挙げられる。また、高分子化合物（例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ））等を用いることができる。

＜電子注入層＞
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極１１０２からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。

電子注入性の高い物質としては、アルカリ金属（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ））、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム（Ｃａ））、またはこれらの化合物（例えば、酸化物（具体的には酸化リチウム等）、炭酸塩（具体的には炭酸リチウムや炭酸セシウム等）、ハロゲン化物（具体的にはフッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）））などが挙げられる。

また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層（具体的には、Ａｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものなど）で形成してもよい。なお、電子輸送性の高い物質に対するドナー性物質を添加量の質量比は０．００１以上０．１以下の比率が好ましい。

ドナー性の物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。

＜電荷発生領域に用いることができる材料＞
第１の電荷発生領域１１０４ｃ、及び第２の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層とアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、第１の電荷発生領域を陰極側に設ける積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極１１０２と接する構造となり、第２の電荷発生領域を陽極側に設ける積層構造の場合には、アクセプター性物質を含む層が陽極１１０１と接する構造となる。

なお、電荷発生領域において、正孔輸送性の高い物質に対して質量比で、０．１以上４．０以下の比率でアクセプター性物質を添加することが好ましい。

電荷発生領域に用いるアクセプター性物質としては、遷移金属酸化物や元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。なお、酸化モリブデンは、吸湿性が低いという特徴を有している。

また、電荷発生領域に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。具体的には、１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

＜電子リレー層に用いることができる材料＞
電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいてアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層１１０４ｂは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのＬＵＭＯ準位は、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおけるアクセプター性物質のアクセプター準位と、当該電子リレー層が接する発光ユニット１１０３のＬＵＭＯ準位との間に位置する。具体的には、およそ−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするのが好ましい。

電子リレー層１１０４ｂに用いる物質としては、ペリレン誘導体（例えば、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ））や、含窒素縮合芳香族化合物（例えば、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ））などが挙げられる。

なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定な化合物であるため電子リレー層１１０４ｂに用いる物質として好ましい。さらに、含窒素縮合芳香族化合物のうち、シアノ基やフルオロ基などの電子吸引基を有する化合物を用いることにより、電子リレー層１１０４ｂにおける電子の受け取りがさらに容易になるため、好ましい。

＜電子注入バッファーに用いることができる材料＞
電子注入バッファーは、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入バッファー１１０４ａは、第１の電荷発生領域１１０４ｃから発光ユニット１１０３への電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファー１１０４ａを第１の電荷発生領域１１０４ｃと発光ユニット１１０３の間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。

電子注入性が高い物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、またはこれらの化合物などが挙げられる。

また、電子注入性の高い物質を含む層を電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含む層で形成してもよい。

＜発光素子の作製方法＞
発光素子の作製方法の一態様について説明する。第１の電極上にこれらの層を適宜組み合わせてＥＬ層を形成する。ＥＬ層は、それに用いる材料に応じて種々の方法（例えば、乾式法や湿式法等）を用いることができ。例えば、真空蒸着法、転写法、印刷法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。ＥＬ層上に第２の電極を形成し、発光素子を作製する。

以上のような材料を組み合わせることにより、本実施の形態に示す発光素子を作製することができる。この発光素子からは、上述した発光物質からの発光が得られ、その発光色は発光物質の種類を変えることにより選択できる。

また、発光色の異なる複数の発光物質を用いることにより、発光スペクトルの幅を拡げて、例えば白色発光を得ることもできる。白色発光を得る場合には、例えば、発光物質を含む層を少なくとも２つ備える構成とし、それぞれの層を互いに補色の関係にある色を呈する光を発するように構成すればよい。具体的な補色の関係としては、例えば青色と黄色、あるいは青緑色と赤色等が挙げられる。

さらに、演色性の良い白色発光を得る場合には、発光スペクトルが可視光全域に拡がるものが好ましく、例えば、一つの発光素子が、青色を呈する光を発する層、緑色を呈する光を発する層、赤色を呈する光を発する層を備える構成とすればよい。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の成膜装置と成膜方法を用いて形成された三次元曲面を覆う蒸着膜を有する発光装置を適用した照明装置の一例について、図５を用いて説明する。三次元曲面を有する発光装置を、三次元曲面を有する筐体に配置することで、三次元曲面を有する照明装置を実現できる。

図５（Ａ）は、照明装置の一例を示している。照明装置７５００は、筐体７５０１に光源として本発明の一態様の発光装置７５０３が組み込まれている。照明装置７５００は、卓上照明装置として用いることが可能である。

図５（Ｂ）は、自動車の天井に設ける三次元曲面を有する照明の一例を示している。発光装置７５０３ａと発光装置７５０３ｂは三次元曲面を有するため、三次元曲面を有する基体に貼り付けて用いることができる。なお、電車や飛行機などの三次元曲面を有する天井にも同様に用いることができる。

１００成膜装置
１１０蒸着源移動機構
１１１ベースユニット
１１２ａアーム
１１２ｂアーム
１１３蒸着方向可変機構
１２０蒸着源
１３０蒸気
１３１蒸着膜
１３１ａ帯状の蒸着層
１３１ｂ帯状の蒸着層
１３１ｃ帯状の蒸着層
１３１ｄ帯状の蒸着層
１３１ｅ帯状の蒸着層
１３１ｆ帯状の蒸着層
１５０制御部
１７０被蒸着体保持機構
１７２被蒸着体保持角度可変機構
１８０仕切弁
１９０搬送室
１９５搬送機構
２００被蒸着体
３００発光装置
３０１基板
３０２封止材
３１０発光素子
１１０１陽極
１１０２陰極
１１０３発光ユニット
１１０３ａ発光ユニット
１１０３ｂ発光ユニット
１１０４中間層
１１０４ａ電子注入バッファー
１１０４ｂ電子リレー層
１１０４ｃ電荷発生領域
１１１３正孔注入層
１１１４正孔輸送層
１１１５発光層
１１１６電子輸送層
１１１７電子注入層
７５００照明装置
７５０１筐体
７５０３発光装置
７５０３ａ発光装置
７５０３ｂ発光装置

Claims

蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、
前記蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、
三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、
前記蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、
前記被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、前記蒸着源移動機構および前記蒸着方向可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置。
蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、
前記蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、
三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、
前記蒸着方向に対する前記被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、
前記被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、前記蒸着源移動機構および前記被蒸着体保持角度可変機構を制御する制御部と、を有する成膜装置。
蒸着方向に指向性を有する蒸着源と、
前記蒸着源を移動する蒸着源移動機構と、
三次元曲面を有する被蒸着体を保持する被蒸着体保持機構と、
前記蒸着源の蒸着方向を変える蒸着方向可変機構と、
前記蒸着方向に対する前記被蒸着体の蒸着面の角度が一定になるように被蒸着体の保持角度を変える被蒸着体保持角度可変機構と、
前記被蒸着体の三次元曲面に蒸着膜が形成されるように、前記蒸着源移動機構と、前記蒸着方向可変機構および前記被蒸着体保持角度可変機構と、を制御する制御部と、を有する成膜装置。
指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、前記第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、
前記蒸着源の蒸着方向または／および前記被蒸着体の保持角度を変えて前記蒸着源の蒸着方向が被蒸着体の蒸着面に対して一定の角度を保ちながら蒸着する成膜方法。
指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、前記第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、
前記蒸着源の蒸着方向または／および前記被蒸着体の保持角度を変えて、前記蒸着源の蒸着方向の被蒸着体の蒸着面に対する角度と、前記蒸着源と前記蒸着面の距離とを、一定に保ちながら蒸着する成膜方法。
指向性を有する蒸着源を移動しながら被蒸着体の蒸着面の一部に第１の帯状の蒸着層を形成し、前記第１の帯状の蒸着層からずらして第２の帯状の蒸着層を設ける成膜方法であって、
第１の速度で前記蒸着源を移動しながら、前記蒸着方向に対して正対する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、
第２の速度で前記蒸着源を移動しながら、前記蒸着方向に対して傾斜する被蒸着体の蒸着面を帯状に蒸着するステップと、を有し、
前記第１の速度は前記第２の速度より速い成膜方法。