JP4945870B2

JP4945870B2 - 有機電界発光素子の製造装置

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Publication number: JP4945870B2
Application number: JP2001268290A
Authority: JP
Inventors: 功紙山; 敬郎森; 優山口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-09-05
Filing date: 2001-09-05
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2021-09-05
Also published as: JP2003077656A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子（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）およびその製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、平面型の表示装置として、有機ＥＬ素子を発光素子としたもの（以下「有機ＥＬディスプレイ」という）が注目を集めている。この有機ＥＬディスプレイは、バックライトが不要な自発光型のフラットパネルディスプレイであり、自発光型に特有の視野角の広いディスプレイを実現できるという利点を有する。また、必要な画素のみを点灯させればよいため消費電力の点でバックライト型（液晶ディスプレイ等）に比べて有利であるとともに、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号に対して十分な応答性能を具備すると考えられている。
【０００３】
このような有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子は、一般に、有機材料を上下から電極（陽極および陰極）で挟み込む構造を持つ。そして、有機材料からなる有機層に対して、陽極から正孔が、陰極から電子がそれぞれ注入され、その有機層にて正孔と電子が再結合して発光が生じるようになっている。このとき、有機ＥＬ素子では、１０Ｖ以下の駆動電圧で数百〜数万ｃｄ／ｍ²の輝度が得られる。また、有機材料（蛍光物質）を適宜選択することによって、所望する色彩の発光も得ることができる。これらのことから、有機ＥＬ素子は、マルチカラーまたはフルカラーの表示装置を構成するための発光素子として、非常に有望視されている。
【０００４】
ところで、有機ＥＬ素子における有機層は、通常、正孔（ホール）注入層、正孔輸送層、発光層、電荷注入層等といった三〜五層が積層されてなる。具体的には、例えば図６に示すように、有機ＥＬディスプレイを構成するためのガラス基板２００上に、それぞれ異なる材料からなる複数の有機層２０１ａ〜２０１ｄが順次積層されて、有機層が構成されている。なお、ここでは、積層される層数が四つである場合を例に挙げているが、これに限定されないことは勿論である。
【０００５】
このような積層構造の有機層２０１ａ〜２０１ｄを形成するのにあたっては、真空薄膜成膜技術を利用した真空蒸着によって、各層をそれぞれ順に成膜するのが一般的である。具体的には、その一例として、真空チャンバ内にそれぞれ異なる有機材料に対応した複数の点状蒸着源を配置し、各点状蒸着源毎に個別に設けられたシャッターを順次開閉することで、各有機層をそれぞれ個別に成膜して積層するといったことが行われる。なお、真空蒸着によって各層を成膜するのは、各層を形成する有機材料は耐水性が低く、ウエットプロセスを利用できないためである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の手法で製造された有機ＥＬ素子では、有機層を構成する各層がそれぞれ一層ずつ個別に成膜されるので、各層の間に有機材料の濃度が不連続となる界面が形成されてしまう。このような不連続な界面は、場合によっては、有機ＥＬ素子の寿命や信頼性等に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。これは、各層の間に明確な不連続界面が形成されると、その界面付近において局所的に電荷が溜まりやすくなり、電子の流れが悪くなってしまうと考えられるからである。
【０００７】
そこで、本発明は、寿命や信頼性等への悪影響を排除すべく、各層の間における有機材料の濃度が不連続ではない有機ＥＬ素子およびその製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、積層された複数層を備える有機電界発光素子において、前記複数層の層間の少なくとも一つに、当該層間を挟む両層の形成材料が混在し、かつ、当該形成材料が連続した濃度勾配を持つオーバーラップ層を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成の有機電界発光素子によれば、オーバーラップ層を備える複数層の層間においては、その層間を挟む両層の形成材料が混在し、かつ、その形成材料が連続した濃度勾配を持っているので、それぞれの形成材料の濃度が不連続となってしまうことがない。
【００１０】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、基板上に複数層が順次積層されてなる有機電界発光素子の製造装置であって、前記複数層に対応する複数の蒸着源が並べて配設されているとともに、前記基板上の被成膜箇所が前記複数の蒸着源と対向する位置を順に通過するように当該基板と前記複数の蒸着源との相対位置を可変させる搬送手段が設けられており、さらに、前記複数の蒸着源のうちの少なくとも二つは、前記被成膜箇所が通過した際の各蒸着源による蒸着エリアの一部が互いに重なり合うように配されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成の有機電界発光素子の製造装置によれば、基板上の被成膜箇所には、その基板が各蒸着源と対向する位置を順に通過する度に、各蒸着源からの蒸着材料による成膜が行われる。つまり、基板が各蒸着源と対向する位置を通過した後には、その基板上の被成膜箇所に複数層が順次積層されることになる。しかも、このとき、複数の蒸着源のうちの少なくとも二つは互いの蒸着エリアの一部が重なり合うように配されているので、これらの蒸着源によって成膜された各層の層間には、その層間を挟む両層の形成材料が混在し、かつ、その形成材料が連続した濃度勾配を持つ部分が形成されることになる。したがって、その層間の部分では、それぞれの形成材料の濃度が不連続となってしまうことがない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る有機ＥＬ素子およびその製造装置について説明する。
【００１３】
先ず、はじめに、有機ＥＬ素子の概略構成について説明する。図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子の概略構成例を示す模式図である。図例のように、本実施形態で説明する有機ＥＬ素子１は、有機ＥＬディスプレイを構成するためのガラス基板２上に形成されたもので、それぞれ異なる材料からなる複数の有機層１ａ〜１ｄが順次積層されてなるものである。なお、ここでは、積層される層数が四つである場合を例に挙げているが、これに限定されないことは勿論である。
【００１４】
また、各有機層１ａ〜１ｄの層間のそれぞれには、オーバーラップ層１ｅ〜１ｇが設けられている。オーバーラップ層１ｅ〜１ｇは、そのオーバーラップ層１ｅ〜１ｇを挟む両側の有機層１ａ〜１ｄの形成材料が混在し、かつ、その形成材料が連続した濃度勾配を持っているものである。さらに詳しくは、両側の層のうちの一方の層側ほど当該一方の層の形成材料の濃度が高く、両側の層のうちの他方の層側ほど当該他方の層の形成材料の濃度が高くなるように形成されているものである。
【００１５】
具体的には、ある一つのオーバーラップ層１ｅを例に挙げると、そのオーバーラップ層１ｅでは、これを挟む有機層１ａおよび有機層１ｂの形成材料が混在している。そして、有機層１ａの形成材料は有機層１ａの側ほど濃度が高くなるような連続した濃度勾配を持ち、有機層１ｂの形成材料は有機層１ｂの側ほど濃度が高くなるような連続した濃度勾配を持っている。
【００１６】
したがって、各有機層１ａ〜１ｄの間のオーバーラップ層１ｅ〜１ｇでは、それぞれの形成材料の濃度が不連続となってしまうことがない。つまり、各有機層１ａ〜１ｄの間には、形成材料の濃度が不連続となる界面が形成されてしまうことがない。なお、ここでは、有機層１ａ〜１ｄが四層であることから、その層間に形成されるオーバーラップ層１ｅ〜１ｇが三層である場合を例に挙げているが、これに限定されないことは勿論である。
【００１７】
ところで、ガラス基板２上には、図示はしていないが、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各色成分に対応した複数の有機ＥＬ素子１が、所定パターンに従ってマトリクス状に縦横に配列されている。各有機ＥＬ素子１の間の相違は、有機層１ａ〜１ｄを構成する有機材料（蛍光物質）にある。これにより、これらガラス基板２および各有機ＥＬ素子１を備えて構成された有機ＥＬディスプレイでは、各有機ＥＬ素子に所定波長の光を選択的に発生させて、フルカラー画像またはマルチカラー画像の表示を行うことが可能になるのである。
【００１８】
このようなカラー画像を表示するための各有機ＥＬ素子１の配列は、例えばＲ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターニング成膜によって各有機ＥＬ素子１を形成することで実現可能となる。パターニング成膜は、それぞれの色成分に対応した開孔パターンのマスクを逐一交換したり、あるいは同一パターンのマスクをその都度位置合わせしたりして、各色成分毎に各層を順に成膜するといった具合に行われる。
【００１９】
ここで、パターニング成膜のために用いられる搬送治具の概略構成について説明する。図２は、有機ＥＬ素子を製造する際に用いられる搬送治具の概略構成例を示す模式図である。図例のように、パターニング成膜は、平板状に形成され、鉄（Ｆｅ）やニッケル（Ｎｉ）等の強磁性体からなるメタルマスク３を用いて行われる。メタルマスク３には、所定の成膜パターンに対応した複数の開孔３ａが穿設されている。そして、被成膜物であるガラス基板２の一面側を覆うようにそのガラス基板２と密着した状態で、ガラス基板２の他面側に配された電磁石４が発生させる磁力によって固定されるようになっている。このように構成される一体型の搬送治具によって、ガラス基板２上には、所定パターンの成膜を行うことができ、また複数種類のメタルマスク３を用意すれば異なるパターンの多層成膜を行うこともでき、結果として複数の有機ＥＬ素子１を縦横に配列することが可能となるのである。
【００２０】
次に、以上のような搬送治具を用いてガラス基板２上に有機ＥＬ素子１を形成するための製造システムについて説明する。図３は、有機ＥＬ素子を製造するための製造システムの構成例を示す模式図である。本実施形態で説明する製造システムは、カラー画像の表示が可能な有機ＥＬディスプレイを構成すべく、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応したパターニング成膜を行って、ガラス基板２上に複数の有機ＥＬ素子１を縦横に配列するためのものである。
【００２１】
そのために、図３に示すように、本実施形態で説明する製造システムは、大別すると、外部からガラス基板２が供給される基板供給部１１と、そのガラス基板２に対してクリーニングや活性化等の前処理を行う前処理部１２と、Ｒ色に対応したアライメント（ガラス基板２とメタルマスク３との位置合わせおよび固定）を行うＲ色アライメント部１３ｒと、Ｒ色に対応したパターニング成膜を行うＲ色成膜部１４ｒと、Ｇ色に対応したアライメントを行うＧ色アライメント部１３ｇと、Ｇ色に対応したパターニング成膜を行うＧ色成膜部１４ｇと、Ｂ色に対応したアライメントを行うＢ色アライメント部１３ｂと、Ｂ色に対応したパターニング成膜を行うＢ色成膜部１４ｂと、ガラス基板２とメタルマスク３との分離等の後処理を行う後処理部１５と、ガラス基板２から分離されたメタルマスク３等をＲ色アライメント部１３ｒへ供給するリターン部１６と、パターニング成膜により各色に対応する有機ＥＬ素子１が形成された後のガラス基板２を排出する基板排出部１７と、から構成されている。
【００２２】
これらの各部１１〜１７のうち、Ｒ色成膜部１４ｒ、Ｇ色成膜部１４ｇおよびＢ色成膜部１４ｂが、本実施形態で説明する有機ＥＬ素子の製造装置に該当する。なお、Ｒ色アライメント部１３ｒから後処理部１５までの間では、ガラス基板２は、メタルマスク３および電磁石４と一体型の搬送治具を構成した状態で取り扱われるものとする。また、これらの各部１１〜１７の間でのガラス基板２または搬送治具の移載は、ここではその説明を省略するが、周知のハンドリングロボットや搬送コンベア等を用いて行うものとする。
【００２３】
次に、以上のような製造システムにて用いられるＲ色成膜部１４ｒ、Ｇ色成膜部１４ｇおよびＢ色成膜部１４ｂ、すなわち本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の一具体例について説明する。図４は本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成例を示す模式図であり、図５はその製造装置の要部の構成例を示す模式図である。
【００２４】
図４に示すように、Ｒ色成膜部１４ｒ、Ｇ色成膜部１４ｇおよびＢ色成膜部１４ｂ（以下、これらを単に「製造装置」という）は、いずれも、真空チャンバ１４１と、その真空チャンバ１４１内に並列配置された複数の蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと、ガラス基板２と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるための搬送手段１４３と、真空チャンバ１４１内への一体型の搬送治具の搬入口および排出口（ただし、いずれも不図示）と、を備えている。
【００２５】
このうち、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれがガラス基板２上に成膜する複数の有機層１ａ〜１ｄに対応している。例えば、上述したように有機層１ａ〜１ｄの層数が四つの場合には、図５（ａ）に示すように、搬送手段１４３による相対位置可変方向に沿って一列に並んだ四つの蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを設け、それぞれに異なる有機材料を蒸発させるようにすることが考えられる。ただし、ここでは、並設された蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数が四つである場合を例に挙げているが、上述した有機層１ａ〜１ｄの層数と同様に、これに限定されないことは勿論である。しかも、必ずしも有機層１ａ〜１ｄの層数と蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数とが一致している必要はない。例えば、同じ有機材料を蒸発させる蒸着源を隣り合って二つ以上設けるようにしてもよく、この場合には、有機層１ａ〜１ｄの層数が四つであっても、蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの数は五つ以上となる。つまり、ここでいう有機層１ａ〜１ｄに対応する数には、有機層１ａ〜１ｄと同一の数の他に、有機層１ａ〜１ｄよりも多い数も含む。
【００２６】
また、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、これらと対向する位置をガラス基板２を含む一体型の搬送治具が通過した際に、その搬送治具に対する有機材料の蒸着エリアの一部、さらに詳しくは搬送手段１４３による相対位置可変方向における蒸着エリアの端縁近傍の一部が、互いに重なり合うように配されている。すなわち、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれの蒸着エリアの一部が互いに重なり合うように、その配設ピッチおよび搬送治具の通過位置との間の距離が設定されている。なお、蒸着エリアが重なり合う範囲の大きさは、これにより後述するようにオーバーラップ層１ｅ〜１ｇの厚さが定まるので、成膜すべき有機層１ａ〜１ｄの膜厚を考慮しつつ、適宜決定すればよい。
【００２７】
また、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、図５（ｂ）に示すように、いずれも、相対位置可変方向と略直交する方向に延びる線状に構成されている。つまり、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、ガラス基板２の進行方向と略直交する辺の長さを充分にカバーするだけの蒸着幅を有しており、かつ、その蒸着幅の全域にわたって均一な有機材料の分布が得られるようになっている。
【００２８】
さらに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、例えばヒータ１４４の加熱によって有機材料を蒸発させるが、それぞれに独立した温度コントローラ１４５が接続しているとともに、各温度コントローラ１４５が成膜の厚さを膜厚センサ１４６によってモニタしているので、任意の蒸着レートが安定して保たれるようになっている。つまり、温度コントローラ１４５および膜厚センサ１４６によって、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれ個別に蒸着レートがコントロールされるようになっている。ただし、蒸着レートのコントロールは、温度コントローラ１４５等によるものに限定されることはなく、これとは別に、あるいはこれに追加して、例えば各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとガラス基板２との距離を個別に調整するための機構を設けることも考えられる。
【００２９】
なお、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの周囲には、将来的な有機層の増加にも容易に対応可能とすべく、予備の蒸発源設置スペースを設けておくことが望ましい。
【００３０】
また図４において、搬送手段１４３は、ガラス基板２を含む一体型の搬送治具を移動させることで、そのガラス基板２と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるようになっている。このとき、搬送手段１４３では、搬送治具の移動を真空中で行う必要があることや、蒸着によるゴミの問題等を考慮して、搬送治具を搭載した台車を閉じたワイヤに接続し、そのワイヤを外部からサーボモータ等によって定速駆動して引っ張る、といったシンプルな方式を採用し、これによりその搬送治具の移動を実現することが考えられる。ただし、脱ガスの対策等がなされていれば、周知技術であるボールネジやベルトコンベア等による搬送方式を用いても構わないことは勿論である。
【００３１】
続いて、以上のように構成された製造装置における処理動作例について説明する。
【００３２】
ガラス基板２上に有機ＥＬ素子１を形成するのにあたっては、先ず、素子製造装置の前工程、具体的にはＲ色アライメント部１３ｒ、Ｇ色アライメント部１３ｇまたはＢ色アライメント部１３ｂにて、ガラス基板２とメタルマスク３との精密アライメントが行われる。この精密アライメントは、例えば、予め付されたアライメントマークを画像処理等によって検出認識することによって行われる。そして、精密アライメントの後、ガラス基板２とメタルマスク３とは、電磁石４による磁力を介して一体型の搬送治具を構成し、ハンドリングロボットや搬送コンベア等によって搬入口から素子製造装置の真空チャンバ１４１内に搬送される。
【００３３】
真空チャンバ１４１内では、例えばガラス基板２上に材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの各有機層１ａ〜１ｄを成膜する場合、これらに対応する各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが、搬送手段１４３による相対位置可変方向に沿って材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に配置されている。そして、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、既に説明したように、ガラス基板２の横幅を充分にカバーする蒸着幅を持ち、かつ、均一な分布を持っている。
【００３４】
したがって、真空チャンバ１４１内に搬送された一体型の搬送治具を搬送手段１４３が移動させ、その搬送治具を構成するガラス基板２の被成膜箇所、すなわちメタルマスク３の開孔３ａが穿設された部分が、材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に配置された各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置を順に通過すると、そのガラス基板２の被成膜箇所には、材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に各有機層１ａ〜１ｄが積層された状態に成膜されることになる。つまり、各有機層１ａ〜１ｄの成膜は、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上を通過することによって、連続して行われる。
【００３５】
このとき、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、予めの設定に従いつつ、それぞれ個別に温度コントローラ１４５等によって蒸着レートがコントロールされるようになっている。蒸着レートの設定は、各有機層１ａ〜１ｄの膜厚比とこれらに対応する各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートとの間の比が等しくなり、かつ、設定後の蒸着レートの値が最大になるようにする。このようにするためには、有機材料の耐熱特性上最も厳しいものに蒸着レートを合わせればよい。
【００３６】
具体的には、以下の述べるように各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートを設定することが考えられる。例えば、必要となる各有機層１ａ〜１ｄの膜厚を成膜するのに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが設定可能な最大蒸着レートで成膜を行うと、それぞれ１０分、８分、１２分、５分といった時間を要する場合を例に挙げる。この場合、それぞれを最大蒸着レートとすると、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを一定速度で通過するため、各有機層１ａ〜１ｄが所望する膜厚とはならない。したがって、この場合に、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートは、最も時間が掛かり１２分を要する蒸着源１４２ｃに合わせ、その時間内で各有機層１ａ〜１ｄが所望する膜厚となるように設定する。このとき、必要ならば、ある有機層に対応する蒸着源を隣り合って二つ以上設け、全体の蒸着レートを最適効率化するようにしてもよい。
【００３７】
なお、必要となる各有機層１ａ〜１ｄの成膜にどの程度の時間を要するかは、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄの蒸着レートと一体型の搬送治具の移動速度とから特定することができる。このことから、搬送治具の移動速度のコントロールによって、各有機層１ａ〜１ｄの膜厚を制御することも考えられる。
【００３８】
ところで、各有機層１ａ〜１ｄの成膜は一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上を通過することによって連続して行われるが、既に説明したように、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄによる蒸着エリアは、その一部が互いに重なり合っている。したがって、その蒸着エリアが互いに重なり合う部分を一体型の搬送治具が通過すると、ガラス基板２の被成膜箇所には、双方の有機材料が共蒸着され、これらの有機材料が混在する部分が形成される。つまり、蒸着エリアが重なり合う部分を通過する度に、ガラス基板２の被成膜箇所には、オーバーラップ層１ｅ〜１ｇが形成されることになる。しかも、蒸着エリアは、通常、その端部側ほど粗となる材料分布を有している。したがって、オーバーラップ層１ｅ〜１ｇは、双方の有機材料が連続した濃度勾配を持つこととなり、一方の層側ほど当該一方の層の材料濃度が高く、他方の層側ほど当該他方の層の材料濃度が高くなるように形成される。
【００３９】
このようにして、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上における一体型の搬送治具の通過、すなわち各有機層１ａ〜１ｄの成膜およびオーバーラップ層１ｅ〜１ｇの形成が連続して行われると、成膜の終わった搬送治具は、ハンドリングロボットや搬送コンベア等によって、搬出口から素子製造装置の真空チャンバ１４１外へ搬出される。そして、次の色成分に対応した製造装置へ送られて、再び上述した場合と同様の精密アライメントおよび成膜処理が行われる。これを繰り返すことによって、ガラス基板２上には、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分に対応した有機ＥＬ素子１が縦横に配列されるのである。
【００４０】
以上のように、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１およびその製造装置によれば、各有機層１ａ〜１ｄの層間にオーバーラップ層１ｅ〜１ｇが形成されるので、その層間の部分でそれぞれの材料濃度が不連続になってしまうことがない。そのため、各層の間に明確な不連続界面が形成された場合とは異なり、層間の部分で局所的に電荷が溜まりやすくなったり、電子の流れが悪くなったりすることがないと考えられる。したがって、不連続界面が形成された場合に比べて、有機ＥＬ素子１の寿命や信頼性等が向上することが期待できる。
【００４１】
また、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１の製造装置によれば、各有機層１ａ〜１ｄの成膜およびオーバーラップ層１ｅ〜１ｇの形成を、一つの真空チャンバ１４１内で連続して行うようになっているので、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄに対する処理準備（温度上昇や蒸着レートの安定化等）を略同時に行うことができ、各有機材料毎に温度上昇を行ったり蒸発レートの安定化を行ったりする時間が余分に必要となることがないので、各有機層１ａ〜１ｄの迅速な成膜が実現可能となり、結果として有機ＥＬ素子１を製造する上でのタクトタイム向上が期待できる。
【００４２】
具体的には、例えば４層構造の各有機層１ａ〜１ｄの膜厚を成膜するのに、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが設定可能な最大蒸着レートで成膜を行うと、それぞれ１０分、８分、１２分、５分といった時間を要する場合を例に挙げる。この場合、従来の手法であると、１０分＋８分＋１２分＋５分＝合計３５分を要することが考えられるが、本実施形態の製造装置によれば、最も時間の掛かる蒸着レートに合わせるため、１２分＋蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ全体の通過時間８分＝合計２０分となり、結果として約４０％のタクトタイム短縮を実現することができる。
【００４３】
しかも、本実施形態の製造装置によれば、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄと対向する位置をガラス基板２が順に通過することによって、各有機層１ａ〜１ｄの成膜が連続して行われるので、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄからの蒸着材料が無駄なく成膜に用いられることになる。各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄにおける材料消費量の効率向上化が図れ、タクトタイムの短縮と同様の材料消費率の削減が見込まれるので、従来よりも有機ＥＬ素子１のコスト削減を実現し得ることが期待できる。
【００４４】
さらに、本実施形態の製造装置では、一つの真空チャンバ１４１内で複数の有機層１ａ〜１ｄの成膜を連続して行うようになっているので、有機層１ａ〜１ｄが多層化する場合であっても一つの真空チャンバ１４１があれば済む。すなわち、多くの真空チャンバを必要としなくても、成膜処理の迅速化や材料消費量の効率向上化等が図れる。したがって、設備コストや設置スペース等の増加を招くことなく、有機ＥＬ素子１の製造タクトタイム向上やコスト削減等を実現することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態の製造装置では、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄが搬送手段１４３による相対位置可変方向と略直交する方向に延びる線状に構成されている。したがって、当該直交方向において各有機層１ａ〜１ｄの膜厚が均一化するので、各有機層１ａ〜１ｄを連続して成膜する場合であっても、それぞれの膜厚精度等を確保するのが非常に容易となる。ただし、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄは、上述したような線状に構成することが望ましいが、必ずしも線状である必要はなく、例えば点状に構成されたものであっても構わない。
【００４６】
また、本実施形態の製造装置では、搬送手段１４３が一体型の搬送治具を移動させることで、ガラス基板２と各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄとの相対位置を可変させるようになっている。したがって、その相対位置可変を、シンプルな方式で、かつ、高精度に行うことが、非常に容易となる。ただし、ガラス基板２ではなく、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄを移動させても構わない。
【００４７】
また、本実施形態の製造装置では、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄに対応して温度コントローラ１４５等を設けることによって、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ毎に個別に蒸着レートをコントロールし得るようになっている。したがって、一体型の搬送治具が各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ上を一定速度で通過しても、各有機層１ａ〜１ｄの膜厚を所望値に成膜することが可能となる。さらには、各蒸着源１４２ａ〜１４２ｄ毎に膜厚のモニタ結果を基にしたフィードバック制御等を行うことも可能となるので、より一層成膜の高精度化を実現し得るようにもなる。
【００４８】
なお、本実施形態では、本発明の実施の好適な具体例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々変形することが可能である。すなわち、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１およびその製造装置を構成する一連の構成要素の材質、形状、動作機構等は、必ずしもこれらに限られるものではなく、各構成要素の機能を同様に確保することが可能な限り、自由に変更可能である。この場合においても、本実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。例えば、本実施形態では、板状のガラス基板２上に有機ＥＬ素子１を形成する場合を例に挙げて説明したが、樹脂材料からなるフィルム素材等のようなロール状の基板であっても、全く同様に対応することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、各有機層１ａ〜１ｄの全ての層間にオーバーラップ層１ｅ〜１ｇが形成される場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、オーバーラップ層は、少なくとも一つの層間に形成されていればよい。これは、層間によっては、明確な不連続界面の形成が必要となることも考えられるからである。したがって、各蒸着源の蒸着エリアも、そのうちの少なくとも２つが互い重なり合っていればよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明に係る有機ＥＬ素子およびその製造装置では、各層の間にオーバーラップ層が形成されるので、そのオーバーラップ層が形成された層間の部分においては、それぞれの材料濃度が不連続になってしまうことがない。すなわち、その層間には、明確な不連続界面が形成されることがない。そのため、オーバーラップ層が形成された層間では、局所的に電荷が溜まりやすくなったり、電子の流れが悪くなったりすることがないと考えられる。したがって、不連続界面が形成された場合に比べて、有機ＥＬ素子の寿命や信頼性等が向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子の概略構成例を示す模式図である。
【図２】有機ＥＬ素子を製造する際に用いられる搬送治具の概略構成例を示す模式図である。
【図３】有機ＥＬ素子を製造するための製造システムの構成例を示す模式図である。
【図４】本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の概略構成例を示す模式図である。
【図５】図４の製造装置の要部の構成例を示す模式図であり、（ａ）はその要部を正面から見た図、（ｂ）はその要部を側面からみた図である。
【図６】従来の有機ＥＬ素子の概略構成例を示す模式図である。
【符号の説明】
１…有機ＥＬ素子、１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…有機層、２…ガラス基板、３…メタルマスク、１４ｒ…Ｒ色成膜部、１４ｇ…Ｇ色成膜部、１４ｂ…Ｂ色成膜部、１４１…真空チャンバ、１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ…蒸着源、１４３…搬送手段、１４４…ヒータ、１４５…温度コントローラ、１４６…膜厚センサ

Claims

基板上に複数層が順次積層されてなる有機電界発光素子の製造装置であって、
前記複数層に対応する複数の蒸着源が一つの真空チャンバ内に並べて配設されているとともに、
前記基板上の被成膜箇所が前記複数の蒸着源と対向する位置を順に通過するように当該基板と前記複数の蒸着源との相対位置を可変させる搬送手段が設けられており、
前記複数の蒸着源のそれぞれは前記基板の相対位置の可変方向と略直交する方向に延びる線状に構成されており、さらに、前記複数の蒸着源のうちの少なくとも二つは、前記被成膜箇所が通過した際の各蒸着源による蒸着エリアの一部であって前記可変方向と略直交する方向に延びる端縁近傍の部分が互いに重なり合うように配されており、
前記複数の蒸着源のそれぞれの蒸着レートは、蒸着に最も時間を要する蒸着源に対応する基板上の層が所定の膜厚となる時間を基準として、その時間内で蒸着源に対応する基板上の層が所望の膜厚となるような値に設定されている有機電界発光素子の製造装置。