JP5674434B2

JP5674434B2 - 蒸着装置及び蒸着方法

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Publication number: JP5674434B2
Application number: JP2010258797A
Authority: JP
Inventors: 一新楊
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2010-11-19
Filing date: 2010-11-19
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2030-11-19
Also published as: JP2012107302A

Description

本発明は、例えば有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明デバイスや蒸着重合膜等を作製する際における蒸着技術に関する。

従来、この種の装置としては、例えば、特許文献１、２に記載されたものが知られている。
特許文献１、２に記載された装置は、導入された蒸気をパイプを分岐させることによって複数の流出口から蒸気を流出させるようにしている。

しかしながら、特許文献１に係る従来技術の場合、蒸気を流出させる流出開口部が一列に並べられているため、蒸気流の面内分布を均一にすることが困難であり、特に大型基板に対して均一な成膜を行うことができないという問題がある。

また、特許文献２に係る従来技術では、異なる種類の蒸気を用いて共蒸着を行うことができず、例えば有機ＥＬ素子の発光層などを形成する際に必要なホスト材料とドーパント材料を用いた共蒸着を行うことができない。

さらに、特許文献２に係る従来技術では、管の分岐の数が２^n-1であり、分岐回数が非常に多いので拡散速度が遅く、また構成が複雑でコストが高くなるという問題がある。
さらにまた、特許文献１、２に記載された装置では、曲管内を蒸気を流す際のコンダクタンスが小さく、高速の成膜が困難であるという問題がある。

特開平７−９０５７２号公報特開２００４−７９９０４号公報

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、蒸着対象物の表面に分布が均一の蒸着を高速で行うことができる技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、異なる蒸発材料を用いて共蒸着や蒸着重合を行うことができる技術を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明は、蒸着対象物が配置される真空槽と、前記真空槽の外部に設けられた蒸気発生源と、前記蒸気発生源から供給された蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って面状に放出する蒸気放出器とを備え、前記蒸気放出器は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の隣接する蒸気分岐部を備え、前記複数の蒸気分岐部は、１個の蒸気導入口に対して４個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器からそれぞれ構成されるとともに、隣接する蒸気分岐部において、蒸気導入側の蒸気分岐器の蒸気放出口と、蒸気放出側の蒸気分岐器の蒸気導入口とをそれぞれ接続することにより前記連通口が構成されるように１個の蒸気分岐器に対して４個の蒸気分岐器が重ねて配置され、前記蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気分岐器の蒸気放出口から前記蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って放出するように構成され、前記複数の蒸気分岐部のそれぞれにおいて、当該蒸気放出器の隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されている蒸着装置である。
本発明では、前記蒸気放出器内に、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に前記蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気発生源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有し、当該複数の蒸発源のうち所定の蒸発源が前記蒸気放出器に接続されるとともに、当該複数の蒸発源のうち前記所定の蒸発源以外の所定の蒸発源が前記分岐配管器に接続されている場合にも効果的である。
一方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている蒸着装置である。
他方、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で蒸着対象物の表面に有機膜を形成する方法であって、前記有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法である。

本発明の場合、蒸気放出器が、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の隣接する蒸気分岐部を備え、複数の蒸気分岐部が、１個の蒸気導入口に対して４個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器からそれぞれ構成されるとともに、隣接する蒸気分岐部において、蒸気導入側の蒸気分岐器の蒸気放出口と、蒸気放出側の蒸気分岐器の蒸気導入口とがそれぞれ接続され連通口が構成されるように１個の蒸気分岐器に対して４個の蒸気分岐器が重ねて配置され、さらに、複数の蒸気分岐部のそれぞれにおいて、蒸気放出器の隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されていることから、蒸気放出器内において蒸発材料の蒸気を十分に拡散させた後に放出することができ、これにより種々の蒸着対象物、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本発明においては、複数の箱状の蒸気分岐器を介して蒸発材料の蒸気が拡散されるので、管状の分岐手段を用いる場合と比較して、流れる蒸気のコンダクタンスが大きく、高速で蒸着を行うことができる。
本発明においては、蒸気放出器が、複数の箱状の蒸気分岐器を重ねて構成されていることから、構成が簡素且つコンパクトで製造コストの安い蒸着装置を提供することができる。
本発明において、蒸気放出器内に、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている場合には、異なる種類の蒸発材料の蒸気をそれぞれ混合することなく拡散させて蒸着対象物に向って放出することができるので、蒸気放出器と分岐配管器との間における蒸発材料の相互汚染を防止することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている場合には、特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本発明によれば、複数の蒸着装置のうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
他方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる場合には、大型の有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。

本発明によれば、蒸着対象物の表面に分布が均一の蒸着を高速で行うことができる技術を提供することができる。
また、本発明によれば、異なる蒸発材料を用いて共蒸着や蒸着重合を行うことができる。
さらに、本発明によれば、装置構成が簡素で安価な蒸着技術を提供することができる。

本発明に係る蒸着装置の内部を示す斜視図（ａ）（ｂ）：同蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図（ａ）（ｂ）：同実施の形態における蒸気導入口及び蒸気放出口の位置関係を示す平面図本発明に用いる面状の蒸気放出器の他の例を示す斜視図（ａ）（ｂ）：同面状の蒸気放出器の内部構成を示す概略図同面状の蒸気放出器を用いた蒸着装置を示す平面図本発明の他の実施の形態の要部を示す概略構成図本発明の他の実施の形態を示す概略構成図本発明の他の実施の形態を示す平面図

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る蒸着装置の内部を示す斜視図、図２（ａ）（ｂ）は、同蒸着装置の蒸気放出器の構成を示す斜視図である。図３（ａ）（ｂ）は、同実施の形態における蒸気導入口及び蒸気放出口の位置関係を示す平面図である。

以下、上下関係については図１及び図２に示す構成に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図１又は図２に示すように、本実施の形態の蒸着装置１０は、図示しない真空槽内に、蒸発材料の蒸気を基板（蒸着対象物）５に向って面状に放出する蒸気放出器１００が設けられて構成されるものである。

この蒸気放出器１００は、真空槽内の基板５の下方に設けられるもので、蒸気分岐部である複数の（本実施の形態では第１〜第３）蒸気分岐器１、２、３から構成されている。
後述するように、この蒸気放出器１００は、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐（増加）する複数の連通口を有している。

図２（ａ）に示すように、本実施の形態の第１蒸気分岐器１は、例えばステンレス等の金属材料からなる箱状（本例では、幅及び奥行きが高さより大きい長方体形状）の部材、すなわち、セルボックスからなる。

第１蒸気分岐器１の底面１ａの中央部分には、蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入口１Ａが設けられている。一方、蒸気分岐器の上面１ｂの四隅部分には、蒸発材料の蒸気を放出するための４個の蒸気放出口１Ｂが設けられている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、第１蒸気分岐器１の上面１ｂにおいて、同一の平面内において隣接する蒸気放出口１Ｂの間の距離が等しくなるように構成することが好ましい。また、同様の観点からは、４個の蒸気放出口１Ｂに対して重心の位置に蒸気導入口１Ａを設けることが好ましい。

また、本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、蒸気放出口１Ｂの面積の和が、蒸気導入口１Ａの面積より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。

そして、本実施の形態においては、図２（ｂ）に示すように、上記構成を有する第１蒸気分岐器１の上面１ｂに、第２蒸気分岐器２が４個取り付けられている。
第２蒸気分岐器２の基本構成は、第１蒸気分岐器１と同一であり、その大きさが第１蒸気分岐器１より小さい点が第１蒸気分岐器１と異なるものである。

すなわち、第２蒸気分岐器２の底面の中央部分に、蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入口２Ａが設けられ、他方、第２蒸気分岐器２の上面２ｂの四隅部分には、蒸発材料の蒸気を放出するための４個の蒸気放出口２Ｂが設けられている。

この場合、第１蒸気分岐器１の蒸気放出口１Ｂと、第２蒸気分岐器２の蒸気導入口２Ａとが接続されるように、第１蒸気分岐器１の上面１ｂに、第２蒸気分岐器２をそれぞれ配置する。そして、これら第１蒸気分岐器１の蒸気放出口１Ｂと第２蒸気分岐器２の蒸気導入口２Ａによって連通口が構成される。

また、本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第２蒸気分岐器２においても、蒸気放出口２Ｂの面積の和が、蒸気導入口２Ａの面積より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。

さらに、本実施の形態においては、図１に示すように、各第２蒸気分岐器２の上面２ｂに、第３蒸気分岐器３がそれぞれ４個固定されるようになっている。
第３蒸気分岐器３の基本構成は、第１及び第２蒸気分岐器１、２と同一であり、その大きさが第１及び第２蒸気分岐器１、２より小さいものである。

この場合、第２蒸気分岐器２の蒸気放出口２Ｂと、第３蒸気分岐器３の蒸気導入口３Ａとが接続されるように、各第２蒸気分岐器２の上面２ｂに、第３蒸気分岐器３をそれぞれ配置する。そして、これら第２蒸気分岐器２の蒸気放出口２Ｂと第３蒸気分岐器３の蒸気導入口３Ａによって連通口が構成される。
さらに、第３蒸気分岐器３の上面３ｂには、それぞれ四隅部分に蒸気放出口３Ｂが設けられている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、有機材料の蒸気の逆流れを生じさせない、即ち圧力勾配を保持する観点からは、第３蒸気分岐器３においても、蒸気放出口３Ｂの面積の和が、蒸気導入口３Ａの面積より大きくならない（小さくなる）ように設定することが好ましい。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の蒸気放出口３Ｂは、それぞれ同一の水平面内に配置され、符号１６で示す正方形の頂点の位置に配置することが好ましい。すなわち、第３蒸気分岐器３の上面３ｂにおいて、隣接する蒸気放出口３Ｂの間の距離が等しく（Ｐ₁）なるように構成することが好ましい。

さらに、本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第３蒸気分岐器３同士についても、Ｘ方向及びＹ方向に関し、それぞれ隣接する蒸気放出口３Ｂの間の距離が等しく（Ｐ₂）、かつ、隣接する全ての蒸気放出口３Ｂの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい（Ｐ₁＝Ｐ₂）。
また、同様の観点からは、４個の蒸気放出口３Ｂに対して重心の位置に蒸気導入口３Ａを設けることが好ましい。

さらにまた、本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第２蒸気分岐器２並びに第２蒸気分岐器２同士についても、同一の平面内において、Ｘ方向及びＹ方向に関し、それぞれ隣接する蒸気放出口２Ｂの間の距離が等しく、かつ、隣接する全ての蒸気放出口２Ｂの間の距離が等しくなるように構成することが好ましい。
また、同様の観点からは、４個の蒸気放出口２Ｂに対して重心の位置に蒸気導入口２Ａを設けることが好ましい。

一方、図１に示すように、本実施の形態の場合、第１蒸気分岐器１は、例えば有機ＥＬ装置の有機層を形成するための、蒸気発生源である複数（本例では２個）のホスト材料蒸発源２１、ドーパント材料蒸発源３１に接続されている。
ここで、ホスト材料蒸発源２１の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のホスト材料５０ｈが収容されている。

また、ドーパント材料蒸発源３１の蒸発容器内には、有機ＥＬ素子の有機薄膜形成用のドーパント材料５０ｄが収容されている。
そして、ホスト材料蒸発源２１、ドーパント材料蒸発源３１の周囲には、加熱手段２０が配設されている。

また、ホスト材料蒸発源２１、ドーパント材料蒸発源３１は、それぞれキャリア蒸気供給装置１７ｈ、１７ｄに接続され、キャリア蒸気源１８から供給されるキャリアガスが、それぞれホスト材料蒸発源２１、ドーパント材料蒸発源３１に供給されるように構成されている。

さらに、本例の場合、ホスト材料蒸発源２１は、バルブ２２を介して供給管６ｈに接続され、ドーパント材料蒸発源３１は、バルブ３２を介して供給管６ｄに接続されている。
なお、供給管６ｈ及び供給管６ｄの近傍には、それぞれコンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル７ｈ、７ｄが設けられ、これら蒸気放出ノズル７ｈ、７ｄから放出される有機材料の蒸気の量を膜厚センサ８ｈ、８ｄによってそれぞれ測定するように構成されている。
また、詳細は図示しないが、上述した蒸気放出器１００内には、蒸着の際に蒸気放出器１００を加熱するためのヒータが設けられている。

このような構成を有する本実施の形態において、基板５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽内の圧力を所定の圧力にした状態で、ホスト材料蒸発源２１から供給管６ｈを介してホスト材料５０ｈの蒸気を第１蒸気分岐器１内に導入する。

また、ドーパント材料蒸発源３１からドーパント材料５０ｄの蒸気を、供給管６ｄを介して第１蒸気分岐器１内に導入する。
第１蒸気分岐器１内に導入されたホスト材料５０ｈの蒸気とドーパント材料５０ｄの蒸気は、第１蒸気分岐器１、第２蒸気分岐器２及び第３蒸気分岐器３によって分岐拡散されて蒸気放出器１００内を通過し、最終段である第３蒸気分岐器３の各蒸気放出口３Ｂから基板５に向って面状に放出され、これにより基板５全表面に有機材料の蒸着膜が形成される。

以上述べたように本実施の形態によれば、蒸気放出器１００が、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する連通口を有する第１〜第３蒸気分岐器１〜３を備え、これら第１〜第３蒸気分岐器１〜３のうち最終段の第３蒸気分岐器３の蒸気放出側端部に、複数の蒸気放出口３Ｂがそれぞれ設けられていることから、蒸気放出器１００内において蒸発材料の蒸気を十分に拡散させた後、複数の蒸気放出口３Ｂから面状に有機材料の蒸気を放出することができ、これにより特に大型基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。

また、本実施の形態においては、第１〜第３蒸気分岐部１〜３が箱状に形成されているため、流れる蒸気のコンダクタンスが配管の場合に比べて大きく、高速で蒸着を行うことができる。
さらに、本実施の形態では、蒸気放出器１００において、第１〜第３蒸気分岐器１〜３における蒸気放出口１Ｂ〜３Ｂが同一の平面内に配置されるとともに、第１〜第３蒸気分岐器１〜３における蒸気放出口１Ｂ〜３Ｂは、それぞれの隣接する蒸気放出口１Ｂ〜３Ｂの距離が等しくなるように配置することにより、第３蒸気分岐器３における各蒸気放出口３Ｂから放出される有機材料の蒸気の面内分布がより均一になるため、基板５の表面に対する膜厚及び膜質の均一性をより向上させることができる。

その一方で、本実施の形態によれば、従来技術に比べ配管の分岐級数を減少させることができ、更にはセルボックスを用いて蒸気分岐器１００を構成しているため、構成が簡素でコンパクトな蒸着装置１０を提供することができる。

このように、本実施の形態によれば、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いることにより、大型の有機ＥＬ装置の有機薄膜を均一な膜厚及び膜質で蒸着形成することができる。

さらに、本実施の形態では、異なる蒸気を発生させる複数の蒸気発生源、すなわち、ホスト材料蒸発源２１、ドーパント材料蒸発源３１を供給管６ｈ並びに供給管６ｄを介して蒸気分岐器１００に導入するよう構成されていることから、異なる蒸気を確実に混合させて基板５の表面に対して均一な成膜を行うことができる。

図４は、本発明に用いる面状の蒸気放出器の他の例を示す斜視図、図５（ａ）（ｂ）は、同面状の蒸気放出器の内部構成を示す概略図、図６は、同面状の蒸気放出器を用いた蒸着装置を示す平面図である。

以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図４、図５（ａ）（ｂ）及び図６に示すように、本例の蒸気放出器１００Ａは、真空槽４内に設けられるもので、上述した第１〜第３蒸気分岐器１〜３をそれぞれ合体させた場合と同等の大きさのセルボックスからなる第１〜第３蒸気分岐器１０１〜１０３を有している。

ここで、第１蒸気分岐器１０１の容積より第２蒸気分岐器１０２の容積が大きく、さらに、第２蒸気分岐器１０２の容積より第３蒸気分岐器１０３の容積が大きくなるように構成され、第１蒸気分岐器１０１上に第２蒸気分岐器１０２が取り付けられ、第２蒸気分岐器１０２上に第３蒸気分岐器１０３が取り付けられている。

第１蒸気分岐器１０１の下部には、図示しない蒸気供給源から供給管１０６を介して蒸発材料の蒸気を導入するための蒸気導入部１０７が設けられ、この蒸気導入部１０７と第１蒸気分岐器１０１は、一つの連通口１０８を介して連通されている。

そして、本実施の形態の蒸着装置１０Ａでは、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐（増加）する複数の連通口を有している。すなわち、第１蒸気分岐器と第２蒸気分岐器との間には、４個の第１連通口１０４が設けられ、第２蒸気分岐器と第３蒸気分岐器との間には、８個の第２連通口１０５が設けられている。そして、第３蒸気分岐器の上面には、６４個の蒸気放出口１０３Ｂが設けられている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、第１及び第２連通口１０４、１０５は、上述した蒸気放出口１Ｂ（蒸気導入口２Ａ）、蒸気放出口２Ｂ（蒸気導入口３Ａ）と同一の条件で設けることがより好ましく、また、蒸気放出口１０３Ｂについても、上述した蒸気放出口３Ｂと同一の条件で設けることがよりことが好ましい。
このような構成を有する本例によれば、製造しやすいため、コストダウンを図ることができる。また、蒸気分岐が非平衡（非対称）になった際、再び平衡に戻すことが可能になる。

図７は、本発明の他の実施の形態の要部を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図７に示すように、本実施の形態の蒸着装置１０Ｂは、真空槽４内に、図１〜図３（ａ）（ｂ）に示す蒸気放出器１００に対応する蒸気放出器１００Ｂが設けられている。

この蒸気放出器１００Ｂは、第１〜第３蒸気分岐器１〜３と同一の基本構成を有するボックス分岐器１１を備え、このボックス分岐器１１内に、インナー分岐器１２が設けられて構成されている。
ボックス分岐器１１は、第１蒸気分岐器１の下部に、第１蒸気分岐器１と連通するように蒸気導入部１３が設けられ、この蒸気導入部１３に供給管６ｈを介して例えば有機ＥＬ装置の有機層を形成するためのホスト材料用蒸発源（図示せず）に接続されている。

一方、インナー分岐器１２は、例えば金属材料からなる配管を継手等によって連結して一体的に構成したもので、有機材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数（本実施の形態では第１〜第３）分岐配管部１２１〜１２３を有している。

ここで、インナー分岐器１２は、供給管６ｈとは別の供給管６ｄを介して例えば有機ＥＬ装置の有機層を形成するためのドーパント材料用蒸発源（図示せず）に接続された蒸気導入部１４を有している。

そして、ボックス分岐器１１の第１蒸気分岐器１内には、蒸気導入部１４の上部に取り付けられた第１分岐継手５１が配置されている。この第１分岐継手５１には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が９０度となるように連結された４個の第１水平配管部５１Ｈが設けられ、さらに、第１水平配管部５１Ｈの先端部には、それぞれ例えば鉛直上方に延びる第１鉛直配管部５１Ｖが取り付けられている。

ここで、４個の第１鉛直配管部５１Ｖは、ボックス分岐器１１の第１蒸気分岐器１と第２蒸気分岐器２との間に設けた連通口１１ａを介してそれぞれの先端部が第２蒸気分岐器２内に挿入され、さらに、第１鉛直配管部５１Ｖの先端部（上端部）には、第２分岐継手５２がそれぞれ取り付けられている。

各第２分岐継手５２には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が９０度となるように構成された４個の第２水平配管部５２Ｈが取り付けられている。さらに、第２水平配管部５２Ｈの先端部には、それぞれ例えば鉛直上方に延びる第２鉛直配管部５２Ｖが取り付けられている。

ここで、各第２鉛直配管部５２Ｖは、ボックス分岐器１１の第２蒸気分岐器２と第３蒸気分岐器３との間に設けた連通口１２ａを介してそれぞれの先端部がボックス分岐器１１の第３蒸気分岐器３内に挿入され、第２鉛直配管部５２Ｖの先端部（上端部）には、第３分岐継手５３がそれぞれ取り付けられている。

各第３分岐継手５３には、例えば水平方向に延び且つ隣接するものの角度が９０度となるように構成された４個の第３水平配管部５３Ｈが取り付けられ、さらに、各第３水平配管部５３Ｈの先端部には、例えば鉛直上方に延びる蒸気放出ノズル５３Ｎが取り付けられている。

ここで、各蒸気放出ノズル５３Ｎの先端部（上端部）は、第３蒸気分岐器３の上面に設けた蒸気放出口１３ａ内に配置されている。
本発明の場合、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、同一の段の水平配管部並びに鉛直配管部の長さが等しくなるように構成することが好ましい。

また、ボックス分岐器１１についても、特に限定されることはないが、より均一な膜厚及び膜質の成膜を行う観点からは、隣接する第１〜第３蒸気分岐器１〜３並びに第１〜第３蒸気分岐器１〜３同士について、同一の平面内において、Ｘ方向及びＹ方向に関し、それぞれ隣接する連通口１１ａ、１２ａ並びに蒸気放出口１３ａの間の距離が等しく、かつ、隣接する全ての蒸気放出口１３ａの間の距離が等しくなるなるように構成することが好ましい。

なお、詳細は図示しないが、上述した蒸気放出器１００Ａ内には、蒸着の際に蒸気放出器１００Ａを加熱するためのヒータが設けられている。
このような構成を有する本実施の形態において、基板５上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽４内の圧力を所定の圧力にした状態で、供給管６ｈ及び蒸気導入部１３を介して例えば上記ホスト材料の蒸気をボックス分岐器１１内に導入する。

また、例えば上記ドーパント材料の蒸気を、供給管６ｄ及び蒸気導入部１４を介してインナー分岐器１２内に導入する。
ボックス分岐器１１内に導入されたホスト材料の蒸気は、第１蒸気分岐器１、第２蒸気分岐器２及び第３蒸気分岐器３によって分岐拡散され、最終段である第３蒸気分岐器３の各蒸気放出口１３ａから基板５に向って面状に放出される。

一方、インナー分岐器１２内に導入されたドーパント材料の蒸気は、第１分岐継手５１、第１水平配管部５１Ｈ、鉛直配管部５１Ｖ、第２分岐継手５２、第２水平配管部５２Ｈ、第２鉛直配管部５２Ｖ、第３分岐継手５３、第３水平配管部５３Ｈによって分岐拡散され、蒸気放出ノズル５３Ｎから基板５に向って面状に放出される。
これにより、基板５全表面に例えばホスト材料及びドーパント材料の膜が共蒸着形成される。

以上述べたように本実施の形態によれば、上記実施の形態の効果に加え、異なる種類の蒸発材料の蒸気をそれぞれ混合することなく拡散させて基板５に向って放出することができるので、ボックス分岐器１１とインナー分岐器１２との間における蒸発材料の相互汚染を防止することができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。

図８は、本発明の他の実施の形態を示す概略構成図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図８に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ製造用の蒸着装置１０Ｃは、図４〜図６に示す蒸気放出器１００Ａと同一構成のボックス分岐器１１と、図７に示すインナー分岐器１２とを組み合わせた蒸気放出器１００Ｃを有している。

ここで、蒸気放出器１００Ｃは、ボックス分岐器１１に蒸気を導入する蒸気導入部１１ａと、インナー分岐器１２に蒸気を導入する蒸気導入部１２ａを有している。
一方、真空槽４の外部には、有機層を蒸着によって形成するための第１〜第３蒸発源７〜９が設けられている。

第１蒸発源７は、例えば、正孔注入層材料蒸発源７１、正孔輸送層材料蒸発源７２、第１ホスト材料蒸発源７３、第２ホスト材料蒸発源７４、第３ホスト材料蒸発源７５、第４ホスト材料蒸発源７６が、ボックス分岐器１１の蒸気導入部１１ａに接続された供給管６ｈに、独立して切換可能なバルブ７０を介してそれぞれ接続されている。

第２蒸発源８は、例えば、第１アシスタントドーパント材料蒸発源８１、第２アシスタントドーパント材料蒸発源８２が、ボックス分岐器１１の蒸気導入部１１ａに接続された供給管６ｄに、独立して切換可能なバルブ８０を介してそれぞれ接続されている。

第３蒸発源９は、例えば、第１ドーパント材料蒸発源９１、第２ドーパント材料蒸発源９２、第３ドーパント材料蒸発源９３、第４ドーパント材料蒸発源９４が、ボックス分岐器１１の蒸気導入部１２ａに接続された供給管６ａに、独立して切換可能なバルブ９０を介してそれぞれ接続されている。

このような構成を有する本実施の形態では、上記実施の形態と同様の効果に加え、第１〜第３蒸気供給源７〜９が、蒸気放出器１００Ｃに対して供給する有機材料の蒸気の量を独立して制御するバルブ７０〜９０をそれぞれ有することから、これらバルブ７０〜９０の切り換えを行うことにより、光の三原色の有機材料の蒸気を用いてフルカラーや白色の有機層を積層形成することが可能になる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。

図９は、本発明の他の実施の形態を示す平面図であり、以下、上記実施の形態と対応する部分には、同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
図９に示すように、本実施の形態の蒸着装置１０Ｄは、上述した蒸着装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのいずれかを複数、すなわち、３×４個並べて近接配置したものである。

詳細は図示しないが、各蒸着装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、独立して制御可能な蒸気供給源を有し、各蒸気供給源は、上述した供給管を介して蒸気放出器にそれぞれ接続されている。
そして、蒸気放出口１１０は、隣接するもの同士の距離が等しくなるように、それぞれの位置が設定されている。

このような構成を有する本実施の形態によれば、非常に大型の基板の表面に分布が均一の成膜を行うことができる。
また、本実施の形態によれば、１２個の蒸着装置１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃのうち所定のもののみを動作させることにより、種々の形状及び大きさの蒸着対象物に対して成膜を行うことができる。
その他の構成及び作用効果については上述の実施の形態と同一であるのでその詳細な説明を省略する。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施の形態においては、隣接する蒸気放出口を正方形の頂点の位置に配置することにより、蒸気放出口同士の距離が等しくなるようにしたが、本発明はこれに限られず、蒸気放出口が長方形の頂点の位置に配置することもできる。
ただし、より均一な成膜を行う観点からは、上記実施の形態のように、蒸気放出口が正方形の頂点の位置に配置することにより、隣接する蒸気放出口の距離が等しくなるように構成することが好ましい。

また、上記実施の形態においては、蒸気放出口を上方に向けて蒸気を上方に放出するようにしたが、本発明はこれに限られず、斜め上下方向、水平方向又は鉛直下方に向けて蒸気を放出することもできる。

一方、蒸気放出器の蒸気分岐部の数は上記実施の形態には限られず、２個又は４個以上設けることもできる。
ただし、大型基板に対応する観点からは、上記実施の形態のように、３個以上の蒸気分岐部を設け、これにより６４個以上の蒸気放出口を設けることが好ましい。

さらにまた、本発明は、有機ＥＬ装置の有機層を形成する場合のみならず、有機ＥＬ装置の電極層を形成する場合にも適用することができる。
加えて、本発明は、複数の原料モノマーを用いて蒸着重合を行う装置にも適用することができる。

１…第１蒸気分岐器（蒸気分岐部）
２…第２蒸気分岐器（蒸気分岐部）
３…第３蒸気分岐器（蒸気分岐部）
３Ｂ…蒸気放出口
４…真空槽
５…基板（蒸着対象物）
１０…蒸着装置
２１…ホスト材料蒸発源（蒸気発生源）
３１…ドーパント材料蒸発源（蒸気発生源）
１００…蒸気放出器

Claims

蒸着対象物が配置される真空槽と、
前記真空槽の外部に設けられた蒸気発生源と、
前記蒸気発生源から供給された蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って面状に放出する蒸気放出器とを備え、
前記蒸気放出器は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する連通口を介して連通された複数の隣接する蒸気分岐部を備え、
前記複数の蒸気分岐部は、１個の蒸気導入口に対して４個の蒸気放出口を有する箱状の蒸気分岐器からそれぞれ構成されるとともに、隣接する蒸気分岐部において、蒸気導入側の蒸気分岐器の蒸気放出口と、蒸気放出側の蒸気分岐器の蒸気導入口とをそれぞれ接続することにより前記連通口が構成されるように１個の蒸気分岐器に対して４個の蒸気分岐器が重ねて配置され、
前記蒸気分岐部のうち最終段の蒸気分岐部の蒸気分岐器の蒸気放出口から前記蒸発材料の蒸気を前記蒸着対象物に向って放出するように構成され、
前記複数の蒸気分岐部のそれぞれにおいて、当該蒸気放出器の隣接する蒸気放出口の間の距離が等しくなるように配置されている蒸着装置。
前記蒸気放出器内に、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って４^n-1（ｎは自然数）の等比級数で段階的に分岐する複数の分岐配管部を有する分岐配管器が設けられるとともに、当該分岐配管部のうち最終段の分岐配管部に前記蒸発材料の蒸気を放出する複数の蒸気放出ノズルが設けられ、当該複数の蒸気放出ノズルの先端部が前記蒸気放出器の蒸気放出口の内側に配置されている請求項１記載の蒸着装置。
前記蒸気発生源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有し、当該複数の蒸発源のうち所定の蒸発源が前記蒸気放出器に接続されるとともに、当該複数の蒸発源のうち前記所定の蒸発源以外の所定の蒸発源が前記分岐配管器に接続されている請求項２記載の蒸着装置。
請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸着装置が複数個近接して配置され、当該複数の蒸着装置に対して独立して蒸発材料の蒸気を供給するように構成されている蒸着装置。
請求項１乃至請求項４記載の蒸着装置を用い、真空中で蒸着対象物の表面に有機膜を形成する方法であって、
前記有機蒸発材料として、有機ＥＬ装置の有機薄膜層を形成するためのホスト材料とドーパント材料を用いる蒸着方法。