JP5703166B2 - 蒸着装置及び蒸着方法 - Google Patents

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ための蒸着技術に関する。

従来、この種の成膜装置としては、例えば特許文献１に記載されたようなものが知られている。
この従来技術は、互いに接続された２系統の分岐管群によって構成され、面状に原料ガスを放出して基板上に成膜を行うように構成されている。
しかし、この従来技術では、異なる蒸発材料の蒸気を混合することができず、有機ＥＬ素子の発光層に必要なホスト材料とドーパント材料の共蒸着を行うことができないという問題がある。

また、従来技術においては、原料ガスを加熱する手段を有していないため、蒸発材料の蒸気が管内に凝集し、基板に到達しないことがあるという問題がある。特に、この従来技術では、曲管によって構成されているため、加熱手段を設けた場合であっても、均一的な加熱を行うことが困難であり、このため加熱温度の相違によって膜厚分布の均一性に影響を及ぼすことがある。
また、特許文献１及び２に記載された従来技術では、曲管によって構成されているため、装置が大型化し、製造コスト並びに装置コストが高くなるという問題がある。

特開２００２−１８４５７１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、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる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、成膜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蒸発材料の蒸気を発生させるための蒸発源と、前記蒸発源から供給された蒸発材料の蒸気を前記成膜対象物に向って面状に放出する面蒸気放出器とを備え、前記面蒸気放出器は、前記真空槽内において所定間隔で配列された複数の細長形状の蒸気放出器を有し、前記複数の蒸気放出器は、同心状に配置された径の異なる複数の筒状の蒸気拡散室を有するとともに、当該複数の蒸気拡散室は、隣接する蒸気拡散室が、前記蒸発材料の蒸気が通過可能な連通口を介して互いに接続されている蒸着装置である。
本発明では、前記蒸発源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有するとともに、前記真空槽内に、前記複数の蒸発源から供給された異なる蒸発材料の蒸気を拡散する複数の蒸気拡散器を有し、当該複数の蒸気拡散器がそれぞれ前記面蒸気放出器に接続されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器における蒸気拡散室の連通口は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って数が増加するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加するように構成されている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、隣接する蒸気拡散室の連通口が、互いに対向しない位置に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、隣接する蒸気拡散室の連通口が、通過する蒸発材料の蒸気の方向が互いに反対方向となる位置に設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記蒸気放出器の蒸気拡散室に、互いの雰囲気を隔離するための隔壁部が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器に、前記蒸発材料の蒸気を独立して加熱するための加熱手段が設けられている場合にも効果的である。
本発明では、前記複数の蒸気放出器に対し、互いの熱輻射を防止するための冷却手段が設けら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を用い、真空中で成膜対象物表面に有機膜を形成する方法であって、当該蒸発材料として、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。
また、本発明は、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で成膜対象物表面に膜を形成する方法であって、蒸発材料として、フッ化リチウム、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、リチウム（Ｌｉ）、又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法である。

本発明の場合、面蒸気放出器を構成する複数の細長形状の蒸気放出器が、同心状に配置された径の異なる複数の筒状の蒸気拡散室を有するとともに、当該複数の蒸気拡散室は、隣接する蒸気拡散室が、前記蒸発材料の蒸気が通過可能な連通口を介して互いに接続されていることから、構成がコンパクトで装置及び製造コストが安い蒸着装置を提供することができる。
また、本発明の面蒸気放出器は、真空槽内において複数の細長形状の蒸気放出器が所定間隔で配列されていることから、大きな面積の成膜対象物に対して均一な成膜を行うことができる。
本発明において、蒸発源が、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有するとともに、真空槽内に、複数の蒸発源から供給された異なる蒸発材料の蒸気を拡散する複数の蒸気拡散器を有し、当該複数の蒸気拡散器がそれぞれ面蒸気放出器に接続されている場合には、異なる蒸発材料の蒸気を面蒸発器において十分に混合拡散して成膜対象物に向って放出することができるので、成膜対象物上において異なる蒸発材料からなる均一な膜を形成することができる。
本発明において、複数の蒸気放出器における蒸気拡散室の連通口が、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って例えば２^n-1個（ｎは自然数）で数が増加するように構成されている場合には、蒸気拡散室の連通口を通過する際に蒸発材料の蒸気が蒸気拡散室の壁面に衝突する回数を段階的に増加させることができ、これにより、蒸発材料の蒸気の拡散を促進することができるため、蒸気放出器内における蒸発材料の蒸気の均一性をより向上させることができる。
本発明において、蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口について、隣接する蒸気拡散室の連通口が、互いに対向しない位置、例えば、通過する蒸発材料の蒸気の方向が互いに反対方向となる位置に設けられている場合には、連通口を通過した蒸発材料の蒸気を、隣接する蒸気拡散室の壁面に確実に衝突させてその拡散を促進することができるため、蒸気放出器内における蒸発材料の蒸気の均一性をより向上させることができる。
本発明において、蒸気放出器の蒸気拡散室に、互いの雰囲気を隔離するための隔壁部が設けられている場合には、蒸発材料の蒸気を、隔壁部に衝突させてその拡散を促進させることができるため、蒸気放出器内における蒸発材料の蒸気の均一性をより向上させることができる。
本発明において、蒸発材料の蒸気を独立して加熱するための加熱手段が設けられている場合、また、複数の蒸気放出器に対し、互いの熱輻射を防止するための冷却手段が設けられている場合には、蒸気放出器内において、蒸発材料の蒸気の温度を正確に制御することができるので、蒸発材料の成分が析出することなく、より均一な状態で蒸発材料の蒸気を放出することができる。
一方、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に有機膜を形成する際に、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、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の有機薄膜層を均一且つ高速で形成することができる。
また、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、フッ化リチウム、フッ化セシウム、リチウムを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の電子注入層及び電子輸送層を均一且つ高速で形成することができる。
さらに、上述したいずれかの蒸着装置を用い、真空中で基板表面に膜を形成する際に、蒸発材料として、三酸化モリブデンを用いる場合には、大型基板を用いる有機ＥＬ装置の陽極バッファ層を均一且つ高速で形成することができる。

本発明によれば、大型の成膜対象物の表面に分布が均一な成膜を簡素な構成の装置で行うことができる。

本発明を実施するための有機ＥＬ製造装置の実施の形態の全体構成を示す平面図 （ａ）：同実施の形態における蒸気放出器の内部構成を示す正面図（ｂ）：同蒸気放出器の内部構成を示す側面図 本発明の他の実施の形態の内部構成を示す断面図 本発明の他の実施の形態の内部構成を示す断面図 本発明の他の実施の形態の概略構成を示す平面図 同実施の形態の内部構成を示す断面図 （ａ）：本発明における蒸気放出器の他の実施の形態の内部構成を示す正面図（ｂ）：同蒸気放出器の内部構成を示す側面図

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、本発明を実施するための有機ＥＬ製造装置の実施の形態の全体構成を示す平面図である。
図１に示すように、本実施の形態の有機ＥＬ製造装置１は、図示しない真空排気系に接続された真空槽２を有している。

本実施の形態では、真空槽２内に、成膜対象物である基板（図示せず）上に成膜を行う複数の蒸気放出器として、例えば有機ＥＬ素子の有機層を形成するためのホスト材料用蒸気放出器３ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄとが、それぞれ４個設けられている。

ホスト材料用蒸気放出器３ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄは、それぞれ細長い直線形状に形成され、真空槽２内において、所定の間隔をおいてほぼ平行に配置されている。なお、本例では、ホスト材料用蒸気放出器３ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄは、交互に配置されている。
ホスト材料用蒸気放出器３ｈは、それぞれ、蒸気導入管４ｈ、ホスト材料分岐器５ｈ及び蒸気供給管６ｈを介してホスト材料用蒸発源７ｈに接続されている。

また、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄは、それぞれ、蒸気導入管４ｄ、ドーパント材料分岐器５ｄ及び蒸気供給管６ｄを介してドーパント材料用蒸発源７ｄに接続されている。
一方、ホスト材料用蒸気放出器３ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄの周囲には、それぞれ独立して温度制御が可能な加熱手段８ｈ、８ｄが設けられている。

さらに、本実施の形態では、真空槽２内に、ホスト材料用蒸気放出器３ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄをそれぞれ取り囲むように、例えば冷媒を循環させる冷却手段９が設けられている。

図２（ａ）（ｂ）は、本実施の形態における蒸気放出器の内部構成を示すもので、図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図である。
以下、蒸気放出器の上下関係については図２（ａ）（ｂ）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２（ａ）（ｂ）に示すように、本実施の形態の蒸気放出器３（ホスト材料用蒸気放出器３ｈ、ドーパント材料用蒸気放出器３ｄ）は、その内部に、蒸発材料である有機材料の蒸気を導入する長尺の筒状（ここでは断面長方形形状）の蒸気導入部１０を有している。

この蒸気導入部１０は、例えばステンレス等の金属からなるもので、上述したホスト材料用蒸発源７ｈにおいて得られた有機材料の蒸気を導入するように構成されている。
この蒸気導入部１０の蒸気放出器３側の部分には、蒸気拡散室として筒状（ここでは断面長方形形状）の第１の蒸気拡散室１１が設けられ、この第１の蒸気拡散室１１の周囲には、それぞれ径の異なる筒状（ここでは断面長方形形状）の複数個（本実施の形態では４個）の蒸気拡散室、すなわち、第２〜第５の蒸気拡散室１２、１３、１４、１５が同心状に設けられている。

第２〜第５の蒸気拡散室１２〜１５は、例えばステンレス等の金属からなるもので、同一の長さを有するとともに、第１の蒸気拡散室１１の外径より大きい外径を有している。本実施の形態では、第１の蒸気拡散室１１から第５の蒸気拡散室１５に対し順次外径が大きくなるように構成されている。

本実施の形態の第２〜第５の蒸気拡散室１２〜１５は、それぞれ両端部が塞がれている。
そして、第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５には、以下に説明するように、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５が設けられている。

まず、第１の蒸気拡散室１１には、第１の蒸気拡散室１１のＺ軸方向上側（以下、「上側」という。）で、かつ、蒸気放出器３の中央部を通る基準線Ｌと重なるように、１個の第１の連通口２１が設けられている。この第１の連通口２１によって第１の蒸気拡散室１１と第２の蒸気拡散室１２とが接続されている。
また、第２の蒸気拡散室１２には、第２の連通口２２が２個設けられ、これら第２の連通口２２によって第２の蒸気拡散室１２と第３の蒸気拡散室１３とが接続されている。

本例の場合、第２の連通口２２は、第２の蒸気拡散室１２のＺ軸方向下側（以下、「下側」という。）において、上記基準線Ｌに対して線対称となる位置に配置されている。
また、本発明の場合、特に限定されることはないが、蒸発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の連通口２２の面積の和が、第１の連通口２１の面積の和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。

更には、蒸気流を均等に分配する観点からは、第２の連通口２２の面積並びに形状を同一にすることがより好ましい。
さらに、第３の蒸気拡散室１３には、第３の連通口２３が４個設けられ、これら第３の連通口２３によって第３の蒸気拡散室１３と第４の蒸気拡散室１４とが接続されている。

本例の場合、第３の連通口２３は、第３の蒸気拡散室１３の上側において、Ｙ軸方向に関し、上記基準線Ｌに対して線対称となる位置に等間隔で配置されている。
そして、このような構成により、上述した第２の連通口２２が、Ｙ軸方向に関し、それぞれ第３の連通口２３の間において、第３の連通口２３からそれぞれ等距離の位置に配置されるようになっている。

また、本発明の場合、特に限定されることはないが、蒸発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の連通口２３の面積の和が、第２の連通口２２の面積の和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。
更には、蒸気流を均等に分配する観点からは、第３の連通口２３の面積並びに形状を同一にすることがより好ましい。

一方、第４の蒸気拡散室１４には、第４の連通口２４が８個設けられ、これら第４の連通口２４によって第４の蒸気拡散室１４と第５の蒸気拡散室１５とが接続されている。
これら第４の連通口２４は、第４の蒸気拡散室１４の下側において、Ｙ軸方向に関し、上記基準線Ｌに対して線対称となる位置に等間隔で配置されている。

そして、このような構成により、上述した第３の連通口２３が、Ｘ軸方向に関し、それぞれ第４の連通口２４の間において、第４の連通口２４からそれぞれ等距離の位置に配置されるようになっている。

また、本発明の場合、特に限定されることはないが、蒸発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４の連通口２４の面積の和が、第３の連通口２３の面積の和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。
更には、蒸気流を均等に分配する観点からは、第４の連通口２４の面積並びに形状を同一にすることがより好ましい。

また、第５の蒸気拡散室１５には、蒸気放出口２５が１６個設けられている。
これら蒸気放出口２５は、第５の蒸気拡散室１５の上側において、Ｙ軸方向に関し一列に並べられ、上記基準線Ｌに対して線対称となる位置に等間隔で配置されている。

そして、このような構成により、上述した第４の連通口２４が、Ｙ軸方向に関し、それぞれ蒸気放出口２５の間において、蒸気放出口２５からそれぞれ等距離の位置に配置されるようになっている。

また、本発明の場合、特に限定されることはないが、蒸発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２５の面積の和が、第４の連通口２４の面積の和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。
更には、蒸気流を均等に分配する観点からは、蒸気放出口２５の面積並びに形状を同一にすることがより好ましい。

本実施の形態の場合、図２（ｂ）に示すように、上述した第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５は、Ｚ軸方向に関し、一直線上に並ぶように配置されている。
このような構成を有する本実施の形態において、基板上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽２内の圧力を所定の圧力にした状態で、図１に示すように、ホスト材料用蒸発源７ｈから蒸気供給管６ｈ、ホスト材料分岐器５ｈ及び蒸気導入管４ｈを介してホスト材料の蒸気を面蒸気放出器３０のホスト材料用蒸気放出器３ｈ内にそれぞれ導入する。

また、ドーパント材料用蒸発源７ｄから蒸気供給管６ｄ、ドーパント材料分岐器５ｄ及び蒸気導入管４ｄを介してドーパント材料の蒸気を面蒸気放出器３０のドーパント材料用蒸気放出器３ｄ内にそれぞれ導入する。
以下、ホスト材料用蒸気放出器３ｈ並びにドーパント材料用蒸気放出器３ｄ内における蒸気の拡散について図２の蒸気放出器３を例にとって説明する。

上述したホスト材料又はドーパント材料の蒸気は、蒸気導入部１０を介して第１の蒸気拡散室１１に導入され、第１の連通口２１を介して第２の蒸気拡散室１２内に導入される。
第２の蒸気拡散室１２内に導入されたホスト材料又はドーパント材料の蒸気は、第２の蒸気拡散室１２の内壁に衝突して十分に拡散された後、第２の連通口２２を介して第３の蒸気拡散室１３内に導入される。

そして、第３の蒸気拡散室１３内において十分に拡散されたホスト材料又はドーパント材料の蒸気は、第３の連通口２３を介して第４の蒸気拡散室１４内に導入され十分に拡散された後、第４の連通口２４を介して第５の蒸気拡散室１５内に導入され、第５の蒸気拡散室１５内において十分に拡散された後、蒸気放出口２５から基板に向って放出される。
これにより、基板全表面に、ホスト材料及びドーパント材料の共蒸着膜が形成される。

以上述べた本実施の形態によれば、面蒸気放出器３０を構成する複数の細長形状のホスト材料用蒸気放出器３ｈ及びドーパント材料用蒸気放出器３ｄが、同心状に配置された径の異なる筒状の第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５を有するとともに、これら第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５は、隣接する蒸気拡散室が、蒸発材料の蒸気が通過可能な第１〜第４の連通口２１〜２４を介して互いに接続されていることから、構成がコンパクトで装置及び製造コストが安い有機ＥＬ製造装置１を提供することができる。

また、本実施の形態の面蒸気放出器３０は、真空槽２内において複数の細長形状の蒸気放出器３が所定間隔で配列されていることから、大きな面積の成膜対象物に対して均一な成膜を行うことができる。

さらにまた、本実施の形態においては、蒸気放出器３における第１〜第４の蒸気拡散室１１〜１４の第１〜第４の連通口２１〜２４並びに第５の蒸気拡散室１５の蒸気放出口２５が、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で数が増加するように構成されていることから、第１〜第４の蒸気拡散室１１〜１４の第１〜第４の連通口２１〜２４を通過する際に蒸発材料の蒸気が第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５の壁面に衝突する回数を段階的に増加させることができ、これにより、蒸発材料の蒸気の拡散を促進することができるため、蒸気放出器３内における蒸発材料の蒸気の均一性をより向上させることができる。

加えて、本実施の形態においては、第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５の断面形状が長方形形状であることから、例えば断面形状が円形形状である場合に比べて第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５の壁面間の距離を小さくすることができ、これにより蒸発材料の蒸気の流れを一層円滑にすることができる。

図３は、本発明の他の実施の形態の内部構成を示す断面図である。以下、上記実施の形態と共通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３に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ａは、図示しない真空排気系に接続され基板２０が配置される真空槽２を有し、この真空槽２内部に、第１の蒸気拡散部３Ａと、第２の蒸気拡散部３Ｂとを有する面蒸気放出器３０Ａが設けられて構成されている。

ここで、第１の蒸気拡散部３Ａは、上述した蒸気放出器３の中央部において分割され、さらに、これら分割された二つの部分が、例えば水平方向（Ｙ軸方向）に延びる第１の蒸気拡散室３１によって連結されている。

第１の蒸気拡散室３１は、蒸気導入部１０を介して真空槽２の外部に設けられた蒸発源（図示せず）に接続されている。
第１の蒸気拡散室３１の周囲には、上記実施の形態と同様に、それぞれ径の異なる筒状の３個の蒸気拡散室、すなわち、第２〜第４の蒸気拡散室３２、３３、３４が同心状に設けられている。

本実施の形態の第２〜第４の蒸気拡散室３２〜３４は、それぞれ両端部が塞がれている。
そして、第１〜第４の蒸気拡散室３１〜３４には、上記実施の形態と同様に、蒸発材料の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第３の連通口４１〜４３並びに蒸気放出口４４が設けられている。
ここで、第１の蒸気拡散部３Ａにおける第１〜第３の連通口４１〜４３並びに蒸気放出口４４の配置位置等の条件は、上記実施の形態と同一にすることが好ましい。

一方、第２の蒸気拡散部３Ｂは、第１の蒸気拡散部３Ａの上部に配置され、上述した蒸気放出器３と同一の基本構成の蒸気放出器３ａが所定の間隔をおいて複数（本実施の形態では１６個）設けられて構成されている。

各蒸気放出器３ａは、第１の蒸気拡散部３Ａと直交する方向に延びる第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５を有し、これら第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５には、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５が設けられている。

ここで、各蒸気放出器３ａは、その第１の蒸気拡散室１１に対し、第１の蒸気拡散部３Ａの蒸気放出口４４に接続された蒸気導入管４５を介して蒸発材料の蒸気を導入するように構成されている。
なお、蒸発材料の蒸気を均一に拡散させる観点から、各蒸気放出器３ａにおける第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５の配置位置等の条件は、上記実施の形態と同一にすることが好ましい。

このような構成を有する本実施の形態において、基板２０上に有機材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽２内の圧力を所定の圧力にした状態で、蒸発源から蒸気導入部１０を介して蒸発材料の蒸気を面蒸気放出器３０Ａの第１の蒸気拡散部３Ａ内に導入する。
これにより、蒸発材料の蒸気は、第１の蒸気拡散室３１の内壁に衝突して十分に拡散された後、第１の連通口４１を介して第２の蒸気拡散室３２内に導入される。

そして、第２の蒸気拡散室３２内において十分に拡散された蒸発材料の蒸気は、第２の連通口４２を介して第３の蒸気拡散室３３内に導入され十分に拡散された後、第３の連通口４３を介して第４の蒸気拡散室３４内に導入され、第４の蒸気拡散室３４内において十分に拡散された後、各蒸気放出口４４及び蒸気導入管４５を介して第２の蒸気拡散部３Ｂの蒸気放出器３ａの第１の蒸気拡散室１１にそれぞれ導入される。

各蒸気放出器３ａの第１の蒸気拡散室１１に導入された蒸発材料の蒸気は、第１の連通口２１を介して第２の蒸気拡散室１２内に導入され、さらに、第２の蒸気拡散室１２内において内壁に衝突して十分に拡散された後、第２の連通口２２を介して第３の蒸気拡散室１３内に導入される。

そして、第３の蒸気拡散室１３内において十分に拡散された蒸発材料の蒸気は、第３の連通口２３を介して第４の蒸気拡散室１４内に導入され十分に拡散された後、第４の連通口２４を介して第５の蒸気拡散室１５内に導入され、第５の蒸気拡散室１５内において十分に拡散された後、蒸気放出口２５から基板２０に向って放出される。

以上述べたように本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様の効果に加え、蒸発材料の蒸気（或いはガス）の分岐・拡散を点状から面状になるため、より均一に分岐・拡散を行うことができるという効果がある。
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４は、本発明の他の実施の形態の内部構成を示す断面図である。以下、上記実施の形態と共通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に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ｂは、図示しない真空排気系に接続され基板２０が配置される真空槽２を有し、この真空槽２内部に、ホスト材料用蒸気放出器３０ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３０ｄとを有する面蒸気放出器３０Ｂが設けられて構成されている。

ホスト材料用蒸気放出器３０ｈは、図３に示す実施の形態の第１の蒸気拡散部３Ａと同様に、その中央部において２分割され、さらに、これら分割された二つの部分が、例えば水平方向（Ｙ軸方向）に延びる第１の蒸気拡散室１１ｈによって連結された第１の蒸気拡散部３１ｈを有している。

この第１の蒸気拡散室１１ｈは、ホスト材料用蒸気導入管１０ｈを介して上述したホスト材料用蒸発源７ｈに接続されている。
第１の蒸気拡散室１１ｈの周囲には、図４において部分的に示すように、上記実施の形態と同様に、それぞれ径の異なる筒状の第２及び第３の蒸気拡散室１２ｈ、１３ｈが同心状に設けられている。

本実施の形態の第１〜第３の蒸気拡散室１１ｈ〜１３ｈは、それぞれ両端部が塞がれている。
そして、第１〜第３の蒸気拡散室１１ｈ〜１３ｈには、上記実施の形態と同様に、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１及び第２の連通口２１ｈ、２２ｈ並びに蒸気放出口２３ｈが設けられている。

ここで、第１の蒸気拡散部３１ｈにおける第１及び第２の連通口２１ｈ、２２ｈ並びに蒸気放出口２３ｈの配置位置等の条件は、上記実施の形態と同一にすることが好ましい。
なお、第１の蒸気拡散部３１ｈの表面には、例えば抵抗加熱による加熱手段３４ｈが設けられている。

一方、第１の蒸気拡散部３１ｈの上部には、第２の蒸気拡散部３２ｈが配置されている。この第２の蒸気拡散部３２ｈは、図３に示す蒸気放出器３ａと同一構成のホスト材料用蒸気放出器３３ｈが所定の間隔をおいて複数（本実施の形態では８個）設けられて構成されている。

各ホスト材料用蒸気放出器３３ｈは、第１の蒸気拡散部３１ｈと直交する方向に延びる第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５を有し、これら第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５には、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５が設けられている。

ここで、各ホスト材料用蒸気放出器３３ｈは、その第１の蒸気拡散室１１に対し、第１の蒸気拡散部３１ｈの蒸気放出口２３ｈに接続された蒸気導入管４５を介して蒸発材料の蒸気を導入するように構成されている。

一方、本実施の形態のドーパント材料用蒸気放出器３０ｄは、ホスト材料用蒸気放出器３０ｈと同一の構成を有している。
すなわち、ドーパント材料用蒸気放出器３０ｄの第１の蒸気拡散部３１ｄは、詳細は図示しないが、その中央部において２分割され、さらに、これら分割された二つの部分が、例えば水平方向（Ｙ軸方向）に延びる第１の蒸気拡散部（図示せず）によって連結されている。

この第１の蒸気拡散室は、ドーパント材料用蒸気導入管１０ｄを介して上述したドーパント材料用蒸発源７ｄに接続されている。
第１の蒸気拡散室の周囲には、詳細には図示しないが、ホスト材料用蒸気放出器３０ｈと同様に、それぞれ径の異なり両端部が塞がれた筒状の第２及び第３の蒸気拡散室が同心状に設けられている。
これら第１〜第３の蒸気拡散室には、ホスト材料用蒸気放出器３０ｈと同様に、蒸発材料の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１及び第２の連通口並びに蒸気放出口が設けられている。

なお、第１の蒸気拡散部３１ｄの表面には、例えば抵抗加熱による加熱手段３４ｄが設けられている。
そして、第１の蒸気拡散部３１ｄの上部には、第２の蒸気拡散部３２ｄが配置され、この第２の蒸気拡散部３２ｄは、上述したホスト材料用蒸気放出器３３ｈと同一構成のドーパント材料用蒸気放出器３３ｄが所定の間隔をおいて複数（本実施の形態では８個）設けられて構成されている。

ここで、各ドーパント材料用蒸気放出器３３ｄは、その第１の蒸気拡散室１１に対し、第１の蒸気拡散部３１ｄの蒸気放出口２３ｄに接続された蒸気導入管４５を介して蒸発材料の蒸気が導入されるように構成されている。
さらに、本実施の形態においては、上述したホスト材料用蒸気放出器３３ｈと、ドーパント材料用蒸気放出器３３ｄとが例えば一定間隔をおいて交互に且つ平行に配列されている。

このような構成を有する本実施の形態によれば、例えば有機ＥＬ素子の有機層を形成するためのホスト材料とドーパント材料の蒸気を十分に拡散して基板２０に向って放出することができるので、基板２０上において均一な膜厚及び膜質の蒸着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。

図５は、本発明の他の実施の形態の概略構成を示す平面図、図６は、同実施の形態の内部構成を示す断面図である。以下、上記実施の形態と共通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５及び図６に示すように、本実施の形態の蒸着装置１Ｃは、図示しない真空排気系に接続され基板２０が配置される真空槽２を有し、この真空槽２内部に、以下に説明する蒸気放出器３Ｃを複数個（ここでは１６個）有する面蒸気放出器３０Ｃが設けられて構成されている。

ここで、各蒸気放出器３Ｃは、図３に示す蒸気放出器３ａと同一の基本構成を有している。
すなわち、蒸気放出器３Ｃは、図６に示すように、例えばＹ軸方向に直線状に延びる第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５を有し、これら第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５には、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第４の連通口２１〜２４並びに蒸気放出口２５が設けられている。

そして、第５の蒸気拡散室１５の基板２０と対向する部分に設けられた蒸気放出口２５に、それぞれノズル２５ａが設けられている。
一方、蒸気放出器３Ｃの例えば下部下方には、蒸気放出器３Ｃからの熱輻射を防止するための冷却手段２７が設けられている。

一方、真空槽２内には、蒸発材料の蒸気を混合するための複数（ここでは第１及び第２）の蒸気拡散器５０Ａ、５０Ｂが設けられている。
本実施の形態の第１及び第２の蒸気拡散器５０Ａ、５０Ｂは、同一の構成を有している。

すなわち、第１及び第２の蒸気拡散器５０Ａ、５０Ｂは、それぞれ蒸気放出器３Ｃと直交する方向（Ｘ軸方向）方向に直線状に延びる円筒形状で順次径の大きくなるように形成された第１〜第５の蒸気拡散室５１〜５５を有している。

ここで、第１〜第５の蒸気拡散室５１〜５５には、蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加する数の連通口並びに蒸気放出口、即ち第１〜第４の連通口６１〜６４並びに蒸気放出口６５が設けられている。

そして、第１の蒸気拡散器５０Ａの１６個の蒸気放出口６５が、第１の蒸気導入管１０Ａを介して蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１に接続されるとともに、第２の蒸気拡散器５０Ｂの１６個の蒸気放出口６５が、第２の蒸気導入管１０Ｂ及び第１の蒸気導入管１０Ａを介して蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１に接続されている。

一方、本実施の形態では、図６に示すように、真空槽２の外部に、第１及び第２のホスト材料用蒸発源７ｈ₁、７ｈ₂、第１及び第２のドーパント材料用蒸発源７ｄ₁、７ｄ₂が設けられている。

そして、第１のホスト材料用蒸発源７ｈ₁が、バルブ７１及び第１の供給管５Ａを介して第１の蒸気拡散器５０Ａの第１の蒸気拡散室５１に接続されるとともに、第２のホスト材料用蒸発源７ｈ₂が、バルブ７２及び第１の供給管５Ａを介して第１の蒸気拡散器５０Ａの第１の蒸気拡散室５１に接続されている。

さらに、第１のドーパント材料用蒸発源７ｄ₁が、バルブ７３及び第２の供給管５Ｂを介して第２の蒸気拡散器５０Ｂの第１の蒸気拡散室５１に接続されるとともに、第２のドーパント材料用蒸発源７ｄ₂が、バルブ７４及び第２の供給管５Ｂを介して第２の蒸気拡散器５０Ｂの第１の蒸気拡散室５１に接続されている。

ここで、バルブ７１〜７４は、それぞれ独立して開閉するように構成されている。
なお、第１及び第２のホスト材料用蒸発源７ｈ₁、７ｈ₂、第１及び第２のドーパント材料用蒸発源７ｄ₁、７ｄ₂は、それぞれキャリアガス制御手段７５、７６、７７、７８を介してキャリアガス源７９に接続されている。

さらに、上述した第１及び第２の供給管５Ａ、５Ｂには、コンダクタンスの小さい蒸気放出ノズル６Ａ、６Ｂがそれぞれ設けられ、これら蒸気放出ノズル６Ａ、６Ｂから放出される有機材料の蒸気の量をそれぞれ膜厚センサ７Ａ、７Ｂによって測定するように構成されている。

このような構成を有する本実施の形態において、基板２０上に例えば第１のホスト材料及びドーパント材料の膜を蒸着形成する場合には、真空槽２内の圧力を所定の圧力にした状態で、バルブ７１を開き、第１のホスト材料用蒸発源７ｈ₁から第１の供給管５Ａを介して第１のホスト材料の蒸気を第１の蒸気拡散器５０Ａ内に導入する。

第１の蒸気拡散器５０Ａ内においては、第１のホスト材料の蒸気が、第１の連通口６１を介して第２の蒸気拡散室５２内に導入され、さらに、第２の蒸気拡散室５２内において内壁に衝突して十分に拡散された後、第２の連通口６２を介して第３の蒸気拡散室５３内に導入される。

そして、第３の蒸気拡散室５３内において十分に拡散された第１のホスト材料の蒸気は、第３の連通口６３を介して第４の蒸気拡散室５４内に導入され十分に拡散された後、第４の連通口６４を介して第５の蒸気拡散室５５内に導入され、第５の蒸気拡散室５５内において十分に混合拡散された後、第１の蒸気導入管１０Ａを介して蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１内に導入される。

一方、第１のドーパント材料については、バルブ７３を開き、第１のドーパント材料用蒸発源７ｄ₁から第２の供給管５Ｂを介して第１のドーパント材料の蒸気を第２の蒸気拡散部５０Ｂ内に導入する。

第２の蒸気拡散部５０Ｂ内においては、第１のドーパント材料の蒸気が、第１の連通口６１を介して第２の蒸気拡散室５２内に導入され、さらに、第２の蒸気拡散室５２内において内壁に衝突して十分に拡散された後、第２の連通口６２を介して第３の蒸気拡散室５３内に導入される。

そして、第３の蒸気拡散室５３内において十分に拡散された第１のドーパント材料の蒸気は、第３の連通口６３を介して第４の蒸気拡散室５４内に導入され十分に拡散された後、第４の連通口６４を介して第５の蒸気拡散室５５内に導入され、第５の蒸気拡散室５５内において十分に拡散された後、第２の蒸気導入管１０Ｂ及び第１の蒸気導入管１０Ａを介して蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１内に導入される。

そして、蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１内に導入された第１のホスト材料及び第１のドーパント材料の蒸気が十分に混合され拡散され、第１の連通口２１を介して第２の蒸気拡散室１２内に導入される。

第２の蒸気拡散室１２内に導入された第１のホスト材料及び第１のドーパント材料の蒸気は、第２の蒸気拡散室１２の内壁に衝突して十分に混合拡散された後、第２の連通口２２を介して第３の蒸気拡散室１３内に導入される。

そして、第３の蒸気拡散室１３内において十分に混合拡散された第１のホスト材料及び第１のドーパント材料の蒸気は、第３の連通口２３を介して第４の蒸気拡散室１４内に導入され十分に混合拡散された後、第４の連通口２４を介して第５の蒸気拡散室１５内に導入され、第５の蒸気拡散室１５内において十分に混合拡散された後、蒸気放出口２５を介してノズル２５ａから基板２０に向って放出される。
これにより、基板２０全表面に、第１のホスト材料及びドーパント材料の共蒸着膜が形成される。

一方、基板２０上に第２のホスト材料及び第２のドーパント材料の膜を蒸着形成する場合には、バルブ７１、７３を閉じて、バルブ７２、７４を開き、第２のホスト材料の蒸気を第１の供給管５Ａを第１の蒸気拡散器５０Ａ内に導入するとともに、第２のドーパント材料の蒸気を第２の供給管５Ｂを介して第２の蒸気拡散器５０Ｂ内に導入し、第１の蒸気拡散器５０Ａ及び第２の蒸気拡散器５０Ｂにおいて第２のホスト材料の蒸気及び第２のドーパント材料の蒸気をそれぞれ十分に拡散した後、第１の供給管５Ａを介して第２のホスト材料の蒸気を蒸気放出器３Ｃの第１の蒸気拡散室１１内に導入するとともに、第２の蒸気導入管１０Ｂ及び第１の蒸気導入管１０Ａを介して蒸気放出器３Ｃの第１の拡散室１１内に導入する。

そして、以下、第１のホスト材料及び第１のドーパント材料の場合と同様に、蒸気放出器３Ｃ内において第２のホスト材料及びドーパント材料を十分に混合拡散した後、基板２０上に第２のホスト材料及びドーパント材料の膜を蒸着形成する。

さらに、基板２０上に第１のホスト材料及び第２のドーパント材料の膜又は第２のホスト材料及び第１のドーパント材料の膜を蒸着形成する場合には、それぞれ対応するバルブ７１〜７４を開き、上述したように、第１又は第２の蒸気拡散器５０Ａ、５０Ｂを介して第１又は第２のホスト材料並びに第１又は第２のドーパント材料の蒸気を蒸気放出器３Ｃ内に導入し、当該ホスト材料及び当該ドーパント材料の混合拡散を行った後、基板２０上に当該ホスト材料及び当該ドーパント材料の膜を蒸着形成する。

以上述べた本実施の形態においては、第１及び第２の蒸気拡散器５０Ａ、５０Ｂにおいてホスト材料及びドーパント材料の蒸気を確実に拡散した後に、蒸気放出器３Ｃにおいて、ホスト材料及びドーパント材料の蒸気を十分に混合拡散して基板２０に向って放出することができるので、基板２０上においてホスト材料及びドーパント材料の均一な膜を形成することができる。

また、本実施の形態においては、第１及び第２のホスト材料用蒸発源７ｈ₁、７ｈ₂、第１及び第２のドーパント材料用蒸発源７ｄ₁、７ｄ₂が設けられ、バルブ７１〜７４を切り換えて所定の有機材料の蒸気を導入することにより、異なる有機材料の膜を多層に形成することができる。

また、ホスト材料用蒸発源及びドーパント材料用蒸発源を３個以上設ければ、微細開口部を有するマスクと組み合わせることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素の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。

図７（ａ）（ｂ）は、本発明における蒸気放出器の他の実施の形態の内部構成を示すもので、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は側面図である。以下、上記実施の形態と共通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。

本実施の形態の蒸気放出器３Ｄにおいては、図７（ａ）に示すように、その中央部に、第２及び第３の蒸気拡散室１２，１３の間の空間、第３及び第４の蒸気拡散室１３，１４の間の空間、並びに第４及び第５の蒸気拡散室１４，１５の間の空間を仕切るための第１の隔壁部８１が設けられている。

また、蒸気放出器３Ｄの両端部と第１の隔壁部８１との間の中央部には、第３及び第４の蒸気拡散室１３，１４の間の空間、並びに第４及び第５の蒸気拡散室１４，１５の間の空間を仕切るための第２の隔壁部８２がそれぞれ設けられている。

さらに、蒸気放出器３Ｄの両端部と第２の隔壁部８２との間の中央部、並びに第１の隔壁部８１と第２の隔壁部８２の間の中央部には、第４及び第５の蒸気拡散室１４，１５の間の空間を仕切るための第３の隔壁部８３がそれぞれ設けられている。

このような構成を有する本実施の形態においては、蒸気放出器３Ｄの第１〜第５の蒸気拡散室１１〜１５に、互いの雰囲気を隔離するための第１〜第３の隔壁部８１〜８３が設けられていることから、蒸発材料の蒸気を、第１〜第３の隔壁部８１〜８３に衝突させてその拡散を促進させることができるため、蒸気放出器３Ｄ内における蒸発材料の蒸気の均一性をより向上させることができる。

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。
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、蒸気放出器の蒸気拡散室の数並びに各蒸気拡散室における連通口（蒸気放出口）の数は上述した実施の形態のものには限られず、適宜変更することができる。
また、上記実施の形態においては、成膜対象物である基板の下側から蒸気を放出させて基板上に蒸着を行うようにしたが、本発明はこれに限られず、鉛直方向に対して傾けた基板に対して蒸気を放出させることもでき、また、水平方向に向けて配置した基板に対して上方から蒸気を放出し、いわゆるデポダウンの成膜を行うように構成することもできる。

さらに、上記実施の形態では、基板を固定した場合を例にとって説明したが、基板を移動させながら成膜を行う場合にも適用することができる。
さらにまた、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。
加えて、本発明は、有機材料のみならず、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、リチウム（Ｌｉ）、三酸化モリブデン（ＭｏＯ₃）等の金属又は無機材料についても適用することができる。

１…有機ＥＬ製造装置
２…真空槽
３…蒸気放出器
３ｈ…ホスト材料用蒸気放出器
３ｄ…ドーパント材料用蒸気放出器
７ｈ…ホスト材料用蒸発源（蒸発源）
７ｄ…ドーパント材料用蒸発源（蒸発源）
１１…第１の蒸気拡散室（蒸気拡散室）
１２…第２の蒸気拡散室（蒸気拡散室）
１３…第３の蒸気拡散室（蒸気拡散室）
１４…第４の蒸気拡散室（蒸気拡散室）
１５…第５の蒸気拡散室（蒸気拡散室）
２０…基板（成膜対象物）
２１…第１の連通口（連通口）
２２…第２の連通口（連通口）
２３…第３の連通口（連通口）
２４…第４の連通口（連通口）
２５…蒸気放出口
３０…面蒸気放出器

Claims (11)

1. 成膜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蒸発材料の蒸気を発生させるための蒸発源と、
   前記蒸発源から供給された蒸発材料の蒸気を前記成膜対象物に向って面状に放出する面蒸気放出器とを備え、
   前記面蒸気放出器は、前記真空槽内において所定間隔で配列された複数の細長形状の蒸気放出器を有し、
   前記複数の蒸気放出器は、同心状に配置された径の異なる複数の筒状の蒸気拡散室を有するとともに、当該複数の蒸気拡散室は、隣接する蒸気拡散室が、前記蒸発材料の蒸気が通過可能な連通口を介して互いに接続されている蒸着装置。
2. 前記蒸発源は、異なる蒸発材料の蒸気を発生させる複数の蒸発源を有するとともに、前記真空槽内に、前記複数の蒸発源から供給された異なる蒸発材料の蒸気を拡散する複数の蒸気拡散器を有し、当該複数の蒸気拡散器がそれぞれ前記面蒸気放出器に接続されている請求項１記載の蒸着装置。
3. 前記蒸気放出器における蒸気拡散室の連通口は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って数が増加するように構成されている請求項１又は２のいずれか１項記載の蒸着装置。
4. 前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、前記蒸発材料の蒸気の導入側から放出側に向って２^n-1個（ｎは自然数）で増加するように構成されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の蒸着装置。
5. 前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、隣接する蒸気拡散室の連通口が、互いに対向しない位置に設けられている請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸着装置。
6. 前記蒸気放出器における蒸気拡散室の複数の連通口は、隣接する蒸気拡散室の連通口が、通過する蒸発材料の蒸気の方向が互いに反対方向となる位置に設けられている請求項５記載の蒸着装置。
7. 前記蒸気放出器の蒸気拡散室に、互いの雰囲気を隔離するための隔壁部が設けられている請求項１乃至６のいずれか１項記載の蒸着装置。
8. 前記複数の蒸気放出器に、前記蒸発材料の蒸気を独立して加熱するための加熱手段が設けられている請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸着装置。
9. 前記複数の蒸気放出器に対し、互いの熱輻射を防止するための冷却手段が設けられている請求項１乃至７のいずれか１項記載の蒸着装置。
10. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で成膜対象物表面に有機膜を形成する方法であって、
    当該蒸発材料として、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。
11. 請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の蒸着装置を用い、真空中で成膜対象物表面に膜を形成する方法であって、
    蒸発材料として、フッ化リチウム、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、リチウム（Ｌｉ）、又は三酸化モリブデンを用いる蒸着方法。

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