JP5315361B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents

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Description

本発明は、陽極、陰極及びそれらの間にＥＬ（Electro Luminescence）が得られる発光性材料、特に自発光性有機材料（以下、有機ＥＬ材料という）を挟んだ構造からなるＥＬ素子の作製に用いる成膜装置及び成膜方法に関する。
なお、上記有機ＥＬ材料は、一重項励起もしくは三重項励起または両者の励起を経由して発光（燐光および／または蛍光）するすべての発光性有機材料を含むものとする。
近年、有機ＥＬ材料のＥＬ現象を利用した自発光素子としてＥＬ素子を用いた表示装置（以下、ＥＬ表示装置という）の開発が進んでいる。ＥＬ表示装置は自発光型であるため、液晶表示装置のようなバックライトが不要であり、さらに視野角が広いため、屋外で使用する携帯型機器の表示部として有望視されている。
ＥＬ表示装置にはパッシブ型（単純マトリクス型）とアクティブ型（アクティブマトリクス型）の二種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置が注目されている。また、ＥＬ素子の発光層となるＥＬ材料は、有機材料と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系（モノマー系）有機ＥＬ材料と高分子系（ポリマー系）有機ＥＬ材料とに分けられる。両者ともに盛んに研究されているが、低分子系有機ＥＬ材料は主に蒸着法で成膜され、高いポリマー系有機ＥＬ材料は主に塗布法で成膜される。
カラー表示のＥＬ表示装置を作製するためには、異なる発色をするＥＬ材料を画素ごとに分けて成膜する必要がある。しかしながら、一般的にＥＬ材料は水及び酸素に弱く、フォトリソグラフィによるパターニングができない。そのため、成膜と同時にパターン化することが必要となる。
最も一般的な方法は、開口部を設けた金属板もしくはガラス板からなるマスク（以下、シャドーマスクという）を、成膜を行う基板と蒸着源との間に設ける方法である。この場合、蒸着源から気化したＥＬ材料が開口部だけを通過して選択的に成膜されるため、成膜と同時にパターン化されたＥＬ層を形成することが可能である。
従来の蒸着装置は一つの蒸着源から放射状に飛んだＥＬ材料が基板上に堆積されて薄膜を形成していたため、ＥＬ材料の飛行距離を考慮して基板の配置を工夫していた。例えば、円錐形の基板ホルダに基板を固定することで蒸着源から基板までの距離を全て等しくするといった工夫が行われていた。
しかしながら、大型基板上に複数のパネルを作製する多面取りプロセスを採用する場合には、上述の方法を行うと基板ホルダが非常に大きくなってしまい、成膜装置本体の大型化を招いてしまう。また、枚葉式で行うにも基板が平板であるため、蒸着源からの距離が基板の面内で異なり、均一な膜厚で成膜することが困難であるという問題が残る。
さらに、大型基板を用いる場合には蒸着源とシャドーマスクとの距離を長くしないと気化されたＥＬ材料が十分に広がらず、基板全面に均一に薄膜を形成することが困難となる。この距離の確保も装置の大型化を助長している。
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、高いスループットで膜厚分布の均一性の高い薄膜を成膜できる成膜装置を提供することを課題とする。また、本発明の成膜装置を用いた成膜方法を提供することを課題とする。
本発明は、長手方向を有する蒸着セル（蒸着する薄膜の材料を入れる部分）もしくは複数個の蒸着セルを設けた蒸着源を用い、この蒸着源を蒸着源の長手方向と垂直な方向に移動させることで薄膜を成膜することを特徴とする。なお、「長手方向を有する」とは、形状が細長い長方形、細長い楕円形もしくは線状であることを指している。本発明の場合、長手方向の長さが成膜される基板の一辺の長さよりも長いと一括で処理できるため好ましい。具体的には３００ｍｍ〜１２００ｍｍ（典型的には６００〜８００ｍｍ）であると良い。
本発明の蒸着源と基板との位置関係を図１に示す。図１において、図１（Ａ）
は上面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図、図１（Ｃ）は図１（Ａ）をＢ−Ｂ’で切断した断面図である。なお、図１（Ａ）〜（Ｃ）において符号は共通のものを用いている。
図１（Ａ）に示すように、基板１０１の下方にはシャドーマスク１０２が設置され、さらにその下方には複数の蒸着セル１０３が一直線上に並べられた長方形の蒸着源１０４が設置されている。なお、本明細書において基板とは、基板とその上に形成された薄膜も含めて基板とする。また、基板の表面とは、薄膜を形成する基板面のことを指す。
蒸着源１０４の長手方向の長さは基板１０１の１辺の長さよりも長く、矢印方向（蒸着源１０４の長手方向と垂直な方向）へ蒸着源１０４を移動させる機構を備えている。そして、蒸着源１０４を移動させることで基板全面に薄膜を成膜できるようになっている。なお、長手方向の長さが基板の１辺よりも短い場合は、数回の走査を繰り返して薄膜を形成すれば良い。また、蒸着源１０４を繰り返し移動させることにより同一の薄膜を数回積層しても構わない。
個々の蒸着セル１０３にて気化した薄膜材料は上方に飛散し、シャドーマスク１０２に設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０１に堆積される。こうして基板１０１には選択的に薄膜が成膜される。このとき、蒸着セル１０３から飛散した薄膜材料が成膜される領域は隣接する他の蒸着セルから飛散した薄膜材料が成膜される領域と重なるようにする。互いに成膜される領域を重ねることで最終的には長方形の領域で成膜されることになる。
このように本発明は複数個の蒸着セルを並べた蒸着源を用いることで、従来の点からの放射ではなく線からの放射となり、薄膜の膜厚の均一性を大幅に向上させることができる。さらに、長方形の蒸着源を基板面の下方にて移動させることで高スループットで成膜を行うことができる。
さらに、本発明によれば蒸着源１０４とシャドーマスク１０２との距離を長くする必要がなく、非常に近接した状態で蒸着を行うことが可能である。これは蒸着セルが並んで複数設けられているため、薄膜材料の飛散距離が短くても基板の中心部から端部に至るまでを同時に成膜することが出来るためである。この効果は蒸着セル１０３が密に並んでいるほど高い。
蒸着源１０４とシャドーマスク１０２との距離は蒸着セル１０３を設ける密度によっても異なるため特に限定はない。しかし近すぎると基板の中心部から端部までを均一に成膜することが困難となり、遠すぎると従来の点からの放射による蒸着と変わらなくなってしまう。そのため、蒸着セル１０３同士の間隔をａとすると、蒸着源１０４とシャドーマスク１０２との距離は２ａ〜１００ａ（好ましくは５ａ〜５０ａ）とすることが望ましい。
以上のような構成からなる本発明の成膜装置は、蒸着源を用いることで長方形、楕円形もしくは線状の領域において薄膜の膜厚分布の均一性を確保し、その上で蒸着源を移動させることで基板全面に均一性の高い薄膜を成膜することが可能である。また、点からの蒸着でないため、蒸着源と基板との距離を短くすることができ、さらに膜厚の均一性を高めることができる。
また、本発明の成膜装置にチャンバー内にてプラズマを発生させる手段を設けることは有効である。酸素ガスによるプラズマ処理もしくはフッ素を含むガスによるプラズマ処理を行うことで、チャンバー壁に成膜された薄膜を除去し、チャンバー内のクリーニングを行うことができる。プラズマを発生させる手段としては、チャンバー内に平行平板の電極を設けて、その間でプラズマを発生させれば良い。
本発明の成膜装置を用いることで、基板面内において膜厚分布の均一性の高い薄膜を高いスループットで成膜することが可能となる。
蒸着源の構成を示す図。 蒸着室の構造を示す図。 蒸着室の構造を示す図。 成膜装置の構造を示す図。 成膜装置の構造を示す図。 成膜装置の構造を示す図。 成膜装置の構造を示す図。 成膜装置の構造を示す図。
本発明の成膜装置に備えられる蒸着室の構成について図２に示す。図２（Ａ）
は蒸着室の上面図であり、図２（Ｂ）は断面図である。なお、共通の部分には共通の符号を使うものとする。また、本実施の形態では薄膜としてＥＬ（エレクトロルミネッセンス）膜を成膜する例を示す。
図２（Ａ）において、２０１はチャンバー、２０２は基板搬送口であり、ここから基板がチャンバー２０１の内部に搬送される。搬送された基板２０３は基板ホルダ２０４に載せられ、搬送レール２０５によって矢印２０５で示すように成膜部２０６へと搬送される。
成膜部２０６に基板２０３が搬送されると、マスクホルダ２０７に固定されたシャドーマスク２０８が基板２０３に近づく。なお、本実施形態ではシャドーマスク２０８の材料として金属板を用いる。（（図２（Ｂ））また、本実施形態ではシャドーマスク２０８には開口部２０９が長方形、楕円形もしくは線状に形成されている。勿論、開口部の形状はこれに限定されるものではなく、マトリクス状もしくは網目状に形成されていても構わない。
このとき、本実施形態では、図２（Ｂ）に示すように基板２０３に電磁石２１０が近接するような構造とする。電磁石２１０により磁場を形成すると、シャドーマスク２０８が基板２０３の方へと引き寄せられ、所定の間隔をもって保持される。この間隔は図３に示すようにシャドーマスク２０８に設けられた複数の突起３０１により確保される。
このような構造は、基板２０３が３００ｍｍを超える大型基板である場合において特に有効である。基板２０３が大型化すると、基板の自重によりたわみが生じる。しかしながら、電磁石２１０によりシャドーマスク２０８を基板２０３側に引き寄せれば、基板２０３も電磁石２１０に引き寄せられ、たわみを解消することができる。但し、図４に示すように電磁石２１０にも突起４０１を設け、基板２０３と電磁石２１０との間隔を確保することが好ましい。
こうして基板２０３とシャドーマスク２０８との間隔が確保されたら、長手方向を有する蒸着セル２１１を設けた蒸着源２１２を矢印２１３の方向へ移動させる。移動させる間、蒸着セルの内部に設けられたＥＬ材料は蒸着セルが加熱されることにより気化し、成膜部２０６のチャンバー内へと飛散する。但し、本発明の場合、蒸着源２１２と基板２０３との距離を非常に短いものとすることができるため、チャンバー内の駆動部（蒸着源、基板ホルダもしくはマスクホルダを駆動する部分）へのＥＬ材料の付着を最小限に抑えることができる。
蒸着源２１２は基板２０３の一端から他端まで走査される。本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、蒸着源２１２の長手方向の長さが十分に長いため、１回の走査で基板２０３の全面を移動させることができる。
以上のようにして、赤、緑もしくは青のＥＬ材料（ここでは赤）を成膜したら、電磁石２１０の磁場を消し、マスクホルダ２０７を下げて、シャドーマスク２０８と基板２０３との距離を離す。そして、基板ホルダ２０４を一画素分ずらして、再びマスクホルダ２０７を上げ、シャドーマスク２０８と基板２０３とを近づける。さらに、電磁石２１０により磁場を形成して、シャドーマスク２０８及び基板２０３のたわみを解消する。その後、蒸着セルを切り換えて再び赤、緑もしくは青のＥＬ材料（ここでは緑）を成膜する。
なお、ここでは基板ホルダ２０４を一画素分ずらす構成としたが、マスクホルダ２０４を一画素部ずらしても構わない。
このような繰り返しにより赤、緑もしくは青のＥＬ材料をすべて成膜したら、最後に基板２０３を基板搬送口２０２の方へ搬送し、チャンバー２０１からロボットアーム（図示せず）にて取り出す。以上で本発明を用いたＥＬ膜の成膜が完了する。
本発明の成膜装置について図５を用いて説明する。図５において、５０１は搬送室であり、搬送室５０１には搬送機構５０２が備えられ、基板５０３の搬送が行われる。搬送室５０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構５０２によって行われる。また、搬送室５０１を減圧するには、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室５０１は減圧雰囲気となるので、搬送室５０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられている。排気ポンプとしては上述の油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプが用いられる。
まず、５０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室であり、アンロード室も兼ねている。ロード室５０４はゲート５００aにより搬送室５０１と連結され、ここに基板５０３をセットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、ロード室５０４は基板搬入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。
また、ロード室５０４は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。
なお、本実施例では基板５０３として、ＥＬ素子の陽極となる透明導電膜までを形成した基板を用いる。本実施例では基板５０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットする。これは後に蒸着法による成膜を行う際に、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）を行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着などを抑えることができる。
次に、５０５で示されるのはＥＬ素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面を処理する処理室（以下、前処理室という）であり、前処理室５０５はゲート５００bにより搬送室５０１と連結される。前処理室はＥＬ素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。このような前処理は、ＥＬ素子の陽極表面を処理する際に有効である。
次に、５０６は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ａ）と呼ぶ。蒸着室（Ａ）５０６はゲート５００cを介して搬送室５０１に連結される。本実施例では蒸着室（Ａ）５０６として図２に示した構造の蒸着室を設けている。
本実施例では、蒸着室（Ａ）５０６内の成膜部５０７において、まず正孔注入層を基板面全体に成膜し、次に赤色に発色する発光層、その次に緑色に発色する発光層、最後に青色に発色する発光層を成膜する。なお、正孔注入層、赤色に発色する発光層、緑色に発色する発光層及び青色に発色する発光層としては如何なる材料を用いても良い。
蒸着室（Ａ）５０６は蒸着源を成膜する有機材料の種類に対応して切り換えが可能な構成となっている。即ち、複数種類の蒸着源を格納した予備室５０８が蒸着室（Ａ）５０６に接続されており、内部の搬送機構により蒸着源の切り換えを行うことができる。従って、成膜する有機ＥＬ材料が変わるたびに蒸着源も切り換えることになる。また、シャドーマスクは同一のマスクを成膜する有機ＥＬ材料が変わるたびに一画素分移動させて用いる。
なお、蒸着室（Ａ）５０６内における成膜プロセスに関しては、図２の説明を参照すれば良い。
次に、５０９は蒸着法によりＥＬ素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｂ）と呼ぶ。蒸着室（Ｂ）５０９はゲート５００dを介して搬送室５０１に連結される。
本実施例では蒸着室（Ｂ）５０９として図２に示した構造の蒸着室を設けている。本実施例では、蒸着室（Ｂ）５０９内の成膜部５１０において、ＥＬ素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）
を成膜する。
なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。共蒸着とは、同時に蒸着セルを加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法をいう。
次に、５１１は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート５００eを介してロード室５０４に連結されている。封止室５１１では、最終的にＥＬ素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成されたＥＬ素子を酸素や水分から保護するための処理であり、シーリング材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
シーリング材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることができるが、シーリング材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、シーリング材と上記ＥＬ素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効である。
また、シーリング材とＥＬ素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
図５に示した成膜装置では、封止室５１１の内部に紫外光を照射するための機構（以下、紫外光照射機構という）５１２が設けられており、この紫外光照射機構５１２から発した紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室５１１の内部は排気ポンプを取り付けることで減圧とすることも可能である。上記封入工程をロボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことができる。また、逆に封止室５１１の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
次に、封止室５１１には受渡室（パスボックス）５１３が連結される。受渡室５１３には搬送機構（Ｂ）５１４が設けられ、封止室５１１でＥＬ素子の封入が完了した基板を受渡室５１３へと搬送する。受渡室５１３も排気ポンプを取り付けることで減圧とすることが可能である。この受渡室５１３は封止室５１１を直接外気に晒さないようにするための設備であり、ここから基板を取り出す。
以上のように、図５に示した成膜装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することが可能となる。
本発明の成膜装置をマルチチャンバー方式（クラスターツール方式ともいう）
とした場合について図６を用いて説明する。図６において、６０１は搬送室であり、搬送室６０１には搬送機構（Ａ）６０２が備えられ、基板６０３の搬送が行われる。搬送室６０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）６０２によって行われる。また、搬送室６０１を減圧するには、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室６０１は減圧雰囲気となるので、搬送室６０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられている。排気ポンプとしては上述の油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプが用いられる。
まず、６０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ロード室６０４はゲート６００aにより搬送室６０１と連結され、ここに基板６０３をセットしたキャリア（図示せず）が配置される。なお、ロード室６０４は基板搬入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。また、ロード室６０４は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するためのパージラインを備えている。
次に、６０５で示されるのはＥＬ素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面を処理する前処理室であり、前処理室６０５はゲート６００bにより搬送室６０１と連結される。前処理室はＥＬ素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。このような前処理は、ＥＬ素子の陽極表面を処理する際に有効である。
次に、６０６は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ａ）と呼ぶ。蒸着室（Ａ）６０６はゲート６００cを介して搬送室６０１に連結される。本実施例では蒸着室（Ａ）６０６として図２に示した構造の蒸着室を設けている。
本実施例では、蒸着室（Ａ）６０６内の成膜部６０７において、正孔注入層及び赤色に発色する発光層を成膜する。従って、蒸着源及びシャドーマスクを正孔注入層及び赤色に発色する発光層となる有機材料に対応して二種類ずつ備え、切り換えが可能な構成となっている。なお、正孔注入層及び赤色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、６０８は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｂ）と呼ぶ。蒸着室（Ｂ）６０８はゲート６００dを介して搬送室６０１に連結される。本実施例では蒸着室（Ｂ）６０８として図２に示した構造の蒸着室を設けている。本実施例では、蒸着室（Ｂ）６０８内の成膜部６０９において、緑色に発色する発光層を成膜する。なお、緑色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、６１０は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｃ）と呼ぶ。蒸着室（Ｃ）６１０はゲート６００eを介して搬送室６０１に連結される。本実施例では蒸着室（Ｃ）６１０として図２に示した構造の蒸着室を設けている。本実施例では、蒸着室（Ｃ）６１０内の成膜部６１１において、青色に発色する発光層を成膜する。なお、青色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、６１２は蒸着法によりＥＬ素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｄ）と呼ぶ。蒸着室（Ｄ）６１２はゲート６００fを介して搬送室６０１に連結される。
本実施例では蒸着室（Ｄ）６１２として図２に示した構造の蒸着室を設けている。本実施例では、蒸着室（Ｄ）６１２内の成膜部６１３において、ＥＬ素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）
を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
次に、６１４は封止室であり、ゲート６００gを介してロード室６０４に連結されている。封止室６１４の説明は実施例１を参照すれば良い。また、実施例１と同様に封止室６１４の内部には紫外光照射機構６１５が設けられている。さらに、封止室６１５には受渡室６１６が連結される。受渡室６１６には搬送機構（Ｂ）６１７が設けられ、封止室６１４でＥＬ素子の封入が完了した基板を受渡室６１６へと搬送する。受渡室６１６の説明も実施例１を参照すれば良い。
以上のように、図６に示した成膜装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することが可能となる。
本発明の成膜装置をインライン方式とした場合について図７を用いて説明する。図７において７０１はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。ロード室７０１には排気系７００aが備えられ、排気系７００aは第１バルブ７１、ターボ分子ポンプ７２、第２バルブ７３及びロータリーポンプ（油回転ポンプ）７４を含んだ構成からなっている。
第１バルブ７１はメインバルブであり、コンダクタンスバルブを兼ねる場合もあるしバタフライバルブを用いる場合もある。第２バルブ７３はフォアバルブであり、まず第２バルブ７３を開けてロータリーポンプ７４によりロード室７０１を粗く減圧し、次に第１バルブ７１を空けてターボ分子ポンプ７２で高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブースターポンプ若しくはクライオポンプを用いることが可能であるがクライオポンプは水分の除去に特に効果的である。
次に、７０２で示されるのはＥＬ素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面を処理する前処理室であり、前処理室７０２は排気系７００bを備えている。また、ロード室７０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。前処理室７０２はＥＬ素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。
次に、７０３は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ａ）と呼ぶ。蒸着室（Ａ）７０３は排気系７００cを備えている。また、前処理室７０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ａ）７０３として図２に示した構造の蒸着室を設けている。
蒸着室（Ａ）７０３に搬送された基板７０４及び蒸着室（Ａ）７０３に備えられた蒸着源７０５は各々矢印の方向に向かって移動し、成膜が行われる。なお、蒸着室（Ａ）７０３の詳細な動作に関しては、図２の説明を参照すれば良い。本実施例では、蒸着室（Ａ）７０３において、正孔注入層を成膜する。正孔注入層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、７０６は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｂ）と呼ぶ。蒸着室（Ｂ）７０６は排気系７００dを備えている。また、蒸着室（Ａ）７０３とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｂ）７０６として図２に示した構造の蒸着室を設けている。従って蒸着室（Ｂ）７０６の詳細な動作に関しては、図２の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、蒸着室（Ｂ）７０６において、赤色に発色する発光層を成膜する。赤色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、７０７は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｃ）と呼ぶ。蒸着室（Ｃ）７０７は排気系７００eを備えている。また、蒸着室（Ｂ）７０６とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｃ）７０７として図２に示した構造の蒸着室を設けている。従って蒸着室（Ｃ）７０７の詳細な動作に関しては、図２の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、蒸着室（Ｃ）７０７において、緑色に発色する発光層を成膜する。緑色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、７０８は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｄ）と呼ぶ。蒸着室（Ｄ）７０８は排気系７００fを備えている。また、蒸着室（Ｃ）７０７とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室（Ｄ）７０８として図２に示した構造の蒸着室を設けている。従って蒸着室（Ｄ）７０８の詳細な動作に関しては、図２の説明を参照すれば良い。また、本実施例では、蒸着室（Ｄ）７０８において、青色に発色する発光層を成膜する。青色に発色する発光層としては公知の材料を用いれば良い。
次に、７０９は蒸着法によりＥＬ素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰極となる金属膜）を成膜するための蒸着室であり、蒸着室（Ｅ）と呼ぶ。蒸着室（Ｅ）７０９は排気系７００gを備えている。また、蒸着室（Ｄ）７０８とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施形態では蒸着室（Ｅ）
７０９として図２に示した構造の蒸着室を設けている。従って蒸着室（Ｅ）７０９の詳細な動作に関しては、図２の説明を参照すれば良い。
本実施例では、蒸着室（Ｅ）７０９において、ＥＬ素子の陰極となる導電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
次に、７１０は封止室であり、排気系７００hを備えている。また、蒸着室（Ｅ）７０９とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室７１０の説明は実施例１を参照すれば良い。また、実施例１と同様に封止室７１０の内部には紫外光照射機構（図示せず）が設けられている。
最後に、７１１はアンロード室であり、排気系７００iを備えている。ＥＬ素子が形成された基板はここから取り出される。
以上のように、図７に示した成膜装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高いＥＬ表示装置を作製することが可能となる。また、インライン方式により高いスループットでＥＬ表示装置を作製することができる。
本発明の成膜装置をインライン方式とした場合について図８を用いて説明する。図８において８０１はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。ロード室８０１には排気系８００aが備えられ、排気系８００aは第１バルブ８１、ターボ分子ポンプ８２、第２バルブ８３及びロータリーポンプ（油回転ポンプ）８４を含んだ構成からなっている。
次に、８０２で示されるのはＥＬ素子の陽極もしくは陰極（本実施例では陽極）の表面を処理する前処理室であり、前処理室８０２は排気系８００bを備えている。また、ロード室８０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。前処理室８０２はＥＬ素子の作製プロセスによって様々に変えることができるが、本実施例では透明導電膜からなる陽極の表面に酸素中で紫外光を照射しつつ１００〜１２０℃で加熱できるようにする。
次に、８０３は蒸着法により有機ＥＬ材料を成膜するための蒸着室であり排気系８００cを備えている。また、前処理室８０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。本実施例では蒸着室８０３として図２に示した構造の蒸着室を設けている。蒸着室８０３に搬送された基板８０４及び蒸着室８０３に備えられた蒸着源８０５は各々矢印の方向に向かって移動し、成膜が行われる。
なお、本実施例の場合、蒸着室８０３において正孔注入層、赤色に発色する発光層、緑色に発色する発光層、青色に発色する発光層及び陰極となる導電膜を形成するため、成膜ごとに蒸着源８０３もしくはシャドーマスク（図示せず）を切り換えることが好ましい。本実施例では蒸着室８０３に予備室８０６を連結し、予備室８０６に蒸着源もしくはシャドーマスクを格納しておき、適宜切り換えることとする。
次に、８０７は封止室であり、排気系８００dを備えている。また、蒸着室８０３とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室８０７の説明は実施例１を参照すれば良い。また、実施例１と同様に封止室８０７の内部には紫外光照射機構（図示せず）が設けられている。
最後に、８０８はアンロード室であり、排気系８００eを備えている。ＥＬ素子が形成された基板はここから取り出される。
以上のように、図８に示した成膜装置を用いることで完全にＥＬ素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置（ＥＬ表示装置）を作製することが可能となる。また、インライン方式により高いスループットでＥＬ表示装置を作製することができる。

Claims (16)

  1. 線状に並べられた複数の蒸着セルを備え、長手方向を有する蒸着源と、蒸着室とを有するインライン方式の蒸着装置を用いた発光装置の作製方法であって、
    基板を前記蒸着室に搬送し、
    前記蒸着源から薄膜材料を気化させ、
    前記薄膜材料を気化させている間、前記基板に対する前記蒸着源の位置を、前記蒸着源の長手方向と垂直な方向に移動させることにより、前記基板上に薄膜を成膜することを特徴とする発光装置の作製方法。
  2. 請求項１において、
    前記薄膜材料には発光材料を含むことを特徴とする発光装置の作製方法。
  3. 請求項１において、
    前記薄膜材料が有機材料であることを特徴とする発光装置の作製方法。
  4. 請求項１乃至３のうちのいずれか一項において、
    前記蒸着源における長手方向の長さは、前記基板の一辺の長さよりも長いことを特徴とする発光装置の作製方法。
  5. 線状に並べられた複数の蒸着セルを備え、長手方向を有する第１及び第２の蒸着源と、蒸着室と、前記蒸着室に接続された予備室とを有するインライン方式の蒸着装置を用いた発光装置の作製方法であって、
    前記第１の蒸着源を前記蒸着室に設置し、
    前記第２の蒸着源を前記予備室に格納し、
    基板を前記蒸着室に搬送し、
    前記第１の蒸着源から第１の薄膜材料を気化させ、
    前記第１の薄膜材料を気化させている間、前記基板に対する前記第１の蒸着源の位置を、前記第１の蒸着源の長手方向と垂直な方向に移動させることにより、前記基板上に第１の薄膜を成膜し、その後、前記予備室から前記蒸着室に前記第２の蒸着源を搬送し、
    前記第２の蒸着源から第２の薄膜材料を気化させ、
    前記第２の薄膜材料を気化させている間、前記基板に対する前記第２の蒸着源の位置を、前記第２の蒸着源の長手方向と垂直な方向に移動させることにより、前記蒸着室内で前記基板上に第２の薄膜を成膜することを特徴とする発光装置の作製方法。
  6. 請求項５において、
    前記第１及び第２の薄膜材料の少なくとも一つには発光材料を含むことを特徴とする発光装置の作製方法。
  7. 請求項５において、
    前記第１及び第２の薄膜材料の少なくとも一つが有機材料であることを特徴とする発光装置の作製方法。
  8. 請求項５乃至７のいずれか一項において、
    前記第１の蒸着源及び前記第２の蒸着源それぞれにおける長手方向の長さは、前記基板の一辺の長さよりも長いことを特徴とする発光装置の作製方法。
  9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一項において、
    前記基板をシャドーマスクと磁石との間に配置し、前記シャドーマスクを前記基板の方に前記磁石によって引き寄せ、前記シャドーマスクを通して前記基板上に薄膜を成膜することを特徴とする発光装置の作製方法。
  10. 請求項９において、
    前記シャドーマスクは長方形または楕円形の開口部を有し、前記開口部の長手方向は前記蒸着源の長手方向に対して垂直に位置されることを特徴とする発光装置の作製方法。
  11. 請求項９又は１０において、
    前記シャドーマスクは突起を有していることを特徴とする発光装置の作製方法。
  12. 請求項９乃至１１のうちのいずれか一項において、
    前記磁石は突起を有していることを特徴とする発光装置の作製方法。
  13. 請求項１乃至１２のうちのいずれか一項において、
    前記基板を蒸着室に搬送する際は搬送レールが用いられることを特徴とする発光装置の作製方法。
  14. 請求項１乃至１３のいずれか一項において、前記基板上に薄膜を成膜後、前記蒸着室内をクリーニングすることを特徴とする発光装置の作製方法。
  15. 請求項１４において、
    前記蒸着室内はプラズマによりクリーニングされることを特徴とする発光装置の作製方法。
  16. 請求項１乃至１５のうちのいずれか一項において、
    前記発光装置はアクティブマトリクス型ＥＬ表示装置であることを特徴とする発光装置の作製方法。
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