TWI460418B - 有機電致發光元件之製造方法及製造裝置 - Google Patents

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Description

有機電致發光元件之製造方法及製造裝置
本發明係有關於一種試料解析方法及試料解析裝置，以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料隔著間隔覆蓋積層於透光性基板上的複數膜之試料的光學特性，根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的各膜層的特性。
又，本發明係有關於一種有機電致發光(EL)元件的製造方法及使用該方法的製造裝置，其在複數成膜室中逐步地形成複數層膜。
又，本發明係有關於一種試料解析方法、試料解析裝置及可以用於做為該試料解析裝置的電腦讀取的記錄媒體，以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料覆蓋積層於透光性基板上的膜之試料的光學特性，並根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果解析試料的各膜層的特性。
傳統上，為了解析具有膜的試料之特性(膜的折射率、消光係數、膜厚等)，利用如偏光儀及橢圓儀之照射被偏光的光並進行測定的測定器。例如，在橢圓儀中係利用將被偏光的光入射至試料，並測定入射光及反射光的偏光狀態之變化，如圖1A所示，求得振幅比(Ψpsi)及相位差(Δdelta)。又，僅以橢圓儀求得的振幅比及相位差，無法求得對於試料之唯一的一組膜的折射率(n)、消光係數(k)及膜厚(d)。因此，根據由使用者輸入之對於解析對象的試料的項目之假定內容(基板的種類、膜厚等)，建立對應於試料的構造之模型，使用模型及橢圓儀的測定結果，進行試料的解析。
具體的解析步驟如下。首先，比較根據模型透過理論運算求得的振幅比及相位差與以橢圓儀的測定求得的振幅比及相位差。然後，進行變更有關模型的色散公式之參數及模型的膜厚等的程序，以使兩者的不同程度變成最小(稱為適配(fitting))。兩者的不同通常係以使用最小平方法的演算求得，在透過適配以最小平方法得到的結果被判斷為小至某程度的情況中，由此時的色散公式的參數的值求得膜的折射率及消光係數，並且選擇此時的膜厚做為試料具有的膜的膜厚。
再者，模型的製作、經由最小平方法的演算、適配等一般係使用電腦根據需要的程式手動或自動地進行(參照專利文獻1、2)。
[專利文獻1]特開2002-340789號公報
[專利文獻2]特開2002-340528號公報
有機電致發光(EL)(Electroluminescence)元件係自發光元件，具有在基板上積層下部電極、包含有機發光層的有機層及上部電極的基本構造。透過在上部電極及下部電極間施加電壓，從形成在上部電極及下部電極之一方上的陰極側注入電子至有機層內。從形成在上部電極及下部電極之另一方上的陽極側注入電洞至有機層內，其在有機層中的有機發光層再結合而發光。
做為此種有機電致發光(EL)元件的製造裝置，已知有集叢型有機電致發光(EL)元件的製造裝置(例如專利文獻3)。圖2係顯示傳統的集叢型製造裝置的結構之示意平面圖。在圖中，200係集叢型製造裝置，其被構成具有兩串的成膜裝置210、220及密封裝置230。基板搬送室241被設置並連接至搬入側的成膜裝置210，在成膜裝置210、220及密封裝置230間分別設置並連接傳送室242、243，在密封裝置230的搬出側上設置並連接排出室244。成膜裝置210、220在中央配備真空搬送用的機器人211、221，且在其周圍配備複數蒸鍍室212、213、214、222、223、224。然後，在各成膜裝置210、220上分別配備檢查室(測定膜厚)215、225。
又，密封裝置230也在中央配備配備真空搬送用的機器人231，在其周圍配備基板搬送室232、檢查室(測定發光特性)233，密封室234及預備的真空室235。然後，在各蒸鍍室212、213、214、222、223、224的入口、及基板搬送室241、傳送室242、243、密封基板搬送室232、排出室244的出口上安裝真空閘1G。
在此，在成膜裝置210、220中，蒸鍍室212、213、214、222、223、224係分別用於形成有機層(電洞輸送層、發光層(R、G、B)、電子輸送層)及上部電極，配備包括加熱各層的蒸鍍材料而被蒸發的蒸鍍源之電阻加熱式等的真空蒸鍍裝置。又，在檢查室215、225上配備用以實際測量積層的膜厚之光學膜厚測定裝置。然後，檢查室215及各蒸鍍室212~214或檢查室225及各蒸鍍室222~224係以資料傳輸裝置(包含送信電線及送受信裝置)1P被接續，可根據在檢查室215、225之檢查結果，調整蒸鍍室的膜厚設定。
根據此種製造裝置，已經完成前處理步驟及洗淨的基板(ITO基板)被搬入至基板搬送室241內，並且傳送至成膜裝置210的真空搬送用的機器人211。透過真空搬送用機器人211的動作，依序在蒸鍍室212、213、214進行蒸鍍，同時在檢查室215進行積層的層之膜厚測定。在傳送室242中實行從成膜裝置210側的真空搬送用機器人211至成膜裝置220側的真空搬送用機器人221的傳送。然後，在成膜裝置220中，透過真空搬送用機器人221的動作，依序實行在蒸鍍室222、223、224的蒸鍍，同時在檢查室225進行積層的層之膜厚測定。
具體說明此製造裝置的成膜步驟的例子，例如，在成膜裝置210進行第一種顏色的成膜，並分別在蒸鍍室212進行各色共通的電洞輸送層的蒸鍍、在蒸鍍室213進行發光層(B)的蒸鍍、在蒸鍍室214進行電子輸送層(B)的蒸鍍。然後，根據其測定結果，透過發光特性的模擬，實行色度補償層的成膜調整(將檢查室215的測定結果傳送至蒸鍍室214，並實行在蒸鍍室214的膜厚設定)。其後，再將基板搬送至蒸鍍室214內或其他蒸鍍室內(未圖示)，根據調整過的設定膜厚，形成由電子輸送層構成的色度補償層。
其後，被傳送至成膜裝置220，實行第2種顏色的成膜。在蒸鍍室222實行發光層(G)的蒸鍍，其次在蒸鍍室223實行電子輸送層(G)的蒸鍍。其後被搬送至檢查室225以進行積層膜厚的測定。然後，根據該測定結果，透過發光特性的模擬，實行色度補償層的成膜調整。其後，再被搬送至蒸鍍室223內或其他蒸鍍室內(未圖示)，根據調整過的設定膜厚，形成由電子輸送層構成的色度補償層。
然後，最後在蒸鍍室224中實行上部電極的蒸鍍之後，經由傳送室243被搬送至密封裝置230。在密封裝置230中，首先，被搬送至檢查室233，然後實行發光特性的測定並確認沒有色度位移。然後，形成有機層及上部電極的基板與從密封基板搬送室232被搬入的密封基板一起被搬送至密封室234，經由接著劑進行兩者的貼合。完成貼合的有機電致發光(EL)面板經由排出室244被搬出至裝置外。除了以上所述之集叢型製造裝置外，已知還有直列型製造裝置，其平行地並列配置連接蒸鍍室的成膜裝置及密封裝置。
[專利文獻3]特開2005-322612號公報
傳統上，使用用以解析具有膜的試料的特性(膜的折射率、消光係數、膜厚等)之偏光儀及橢圓儀等。例如，在橢圓儀上利用將偏光的光入射至試料，測定入射光及反射光的偏光狀態的變化，而求得振幅比(Ψpsi)及相位差(Δdelta)。又，僅以橢圓儀求得的振幅比及相位差，無法求得對於試料之唯一的一組膜的折射率(n)、消光係數(k)及膜厚(d)。因此，根據由使用者輸入之對於解析對象的試料的項目之假定內容(基板的種類、膜厚等)，建立對應於試料的構造之模型，使用模型及橢圓儀的測定結果，進行試料的解析。
具體的解析步驟如下。首先，比較根據模型透過理論運算求得的振幅比及相位差與以橢圓儀的測定求得的振幅比及相位差。然後，進行變更有關模型的色散公式之參數及模型的膜厚等的程序，以使兩者的不同程度變成最小(稱為適配)。兩者的不同通常係以使用最小平方法的演算求得，在透過適配以最小平方法得到的結果被判斷為小至某程度時，由此時的色散公式的參數的值求得膜的折射率及消光係數，並且選擇此時的膜厚做為試料具有的膜的膜厚。
再者，模型的製作、經由最小平方法的演算、適配等一般係使用電腦根據需要的程式手動或自動地進行(參照專利文獻4、5)。
使用此種橢圓儀計測有機電致發光(EL，Electroluminescence)元件的膜厚等的技術被揭示(例如，專利文獻6)。有機電致發光(EL)元件具有在透光性基板上積層下部電極、包含有機發光層的有機層及上部電極的基本構造。
透過在有機電致發光(EL)元件的上部電極及下部電極間施加電壓，從形成在上部電極及下部電極之一方上的陰極側注入電子至有機層內，並從形成在上部電極及下部電極之另一方上的陽極側注入電洞至有機層內。然後，其在有機層中的有機發光層再結合而發光。在透光性基板上形成有機層等之後，將覆蓋有機層等的覆蓋材料黏貼至透光性基板，完成有機電致發光(EL)元件面板，並裝載做為產品。
[專利文獻4]特開2002-340789號公報
[專利文獻5]特開2002-340528號公報
[專利文獻6]特開2005-322612號公報
在上述使用橢圓儀的解析中，做為解析對象的試料種類有很多種，近來期望解析具有不露出在外的膜之試料。例如，為了做為次世代顯示器材料而受到注意的有機電致發光(OLED：Organic Light Emitting Diode)元件的研究開發及產品檢查等，期待以上述利用橢圓儀的解析方法解析具有有機電致發光(EL)元件的有機膜。特別，期望可確認試作的有機電致發光(EL)元件或製造的有機電致發光(EL)元件是否是設計的構造，又在未設計的情況中有哪一點不好。又，希望可確認有機電致發光(EL)元件隨著時間如何變化(劣化)。
不過，有機電致發光(EL)元件係在玻璃基板的透明基板上積層陽極、複數膜(有機膜)及陰極，同時以密封蓋覆蓋膜，且真空密封內部或是在密封的內部填充稀有氣體的構造。因此，向存在於被密封的內部之積層膜照射光，適當地取得反射的光，並以橢圓儀測定膜的光學特性，會變得非常困難。因此，在目前的狀況中有一問題，其無法適當地確認製造完成的有機電致發光(EL)元件是否是設計的構造，是否哪一點不好，進而無法確認隨著時間的變化。
即使可將光照射至被配置在密封蓋內的積層膜，密封蓋與膜之間存在空間(間隔)。因此，根據間隔的尺寸，經由光的照射產生干涉條紋。在產生干涉條紋時有一問題，即測定非常耗費時間，且根據模型求得的振幅比(Ψ)及相位差(Δ)的值係如圖1B所示，其振幅在上下方向微細，而無法進行良好的解析。
再者，因為有機電致發光(EL)元件的構造，由於朝向有機電致發光(EL)元件的膜被照射的光的反射形態被假定有複數種，而有不預先準備複數種用於解析的模型，並且適當地選擇對應於反射形態的模型，即無法正確地進行解析的問題。
例如，在假定可從有機電致發光(EL)元件的玻璃基板側朝向膜照射光時，可能發生照射的光在膜與間隔的界面反射時，通過間隔並在密封蓋的內面上反射時等的複數種反射形態。不過，在此種情況中，橢圓儀實際取得之試料的反射光，由於無法一般地判別是否是上述複數種反射形態中的任一種反射形態，也就無法選擇用於解析的模型之種類。因此，在實際的解析中，必須使用全部種類的模型進行大量的演算，以可考慮所有的反射形態，並從其中選出最好的演算結果做為解析結果。因此，即使可進行有機電致發光(EL)元件的測定，有增大解析處理的負擔，需要長時間以得到解析結果的問題。再者，上述各問題除了有機電致發光(EL)元件之外，在解析具有與有機電致發光(EL)元件相同的構造之試料時也產生。又，做為測定器，即使在使用偏光儀時，同樣也產生上述問題。
不過，在傳統的製造裝置中，每次在各蒸鍍室中形成各層的膜時，從將積層物搬入檢查室以進行光學膜厚測定起，蒸鍍及檢查步驟需要許多時間。又，有在蒸鍍室‧檢查室間移動積層物的必要，而有裝置內的真空狀態的管理負擔也變多的問題。又，光學膜厚測定由於係在各層成膜後，分別在檢查室中實行，在膜厚存在誤差時，有在下一階段存在的蒸鍍室中進行色度補償層的成膜調整的必要，而有步驟數增加的問題。
不過，專利文獻6記載的技術，在各膜成膜之後，僅計測其膜厚，而有無法計測在將覆蓋材料貼附至透光性基板的運送階段之有機電致發光(EL)元件面板的光學特性的問題。特別，希望可確認製造的有機電致發光(EL)元件面板是否係設計的構造，且在不是設計的構造時，可確認哪一點不好。再者，也有必要高精度地檢討有機電致發光(EL)元件面板的光學特性是如何隨著時間變化(劣化)。在專利文獻4及專利文獻5中未揭示解決此種問題的方法。
有鑑於此問題，本發明之目的在於提供一種試料解析方法及試料解析裝置，對於如有機電致發光(EL)元件之在內部存在膜的構造之試料，可確實地進行對膜的光照射及反射光的取得，並解析未曝露在外部的膜的特性。
本發明之目的在於提供一種試料解析方法及試料解析裝置，其可排除干涉條紋的影響，進行良好的解析。
本發明之目的在於提供一種試料解析方法及試料解析裝置，根據試料的厚度尺寸，選擇用於解析的模型之種類，獲得與解析有關的處理之效率化。
為了解決上述問題，本發明之試料解析方法係以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料隔著間隔覆蓋積層於透光性基板上的複數膜之試料的光學特性，根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的各膜層的特性，其特徵為包括：對試料的透光性基板照射偏光的光的步驟；取得在試料上反射的光的步驟；及測定取得的光之偏光狀態的步驟。
本發明之試料解析方法的特徵係包括：製作空隙層與膜層重疊的第1模型及有關覆蓋材料的層、空隙層及膜層重疊的第2模型，並接受以前述測定器測定的試料的厚度尺寸之步驟；及根據接受的厚度尺寸，選擇前述第1模型及/或第2模型做為用於解析的模型之步驟。
本發明之試料解析方法的特徵係包括：製作空隙層與膜層重疊的第1模型，有關覆蓋材料的層、空隙層及膜層重疊的第2模型，及有關覆蓋材料的周圍空氣的層、有關覆蓋材料的層、空隙層及膜層重疊的第3模型，並接受以前述測定器測定的試料的厚度尺寸之步驟；及在以前述測定器測定的試料係具有透光性的覆蓋材料時，根據接受的厚度尺寸，從前述第1模型、第2模型及第3模型中選擇至少一種做為用於解析的模型之步驟。
本發明之試料解析方法係以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料隔著間隔覆蓋積層於基板上的複數膜之試料的光學特性，根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的各膜層的特性，其特徵係包括：對試料的覆蓋材料照射偏光的光的步驟；取得在試料上反射的光的步驟；及測定取得的光之偏光狀態的步驟。
本發明之試料解析方法的特徵在於包括：製作有關基板的層與膜層重疊的第1模型，有關基板的周圍空氣的層、有關基板的層及膜層重疊的第2模型，並接受以前述測定器測定的試料的厚度尺寸之步驟；及在以前述測定器測定的試料係具有透光性的基板時，根據接受的厚度尺寸，將前述第1模型及/或第2模型選擇用於解析的模型之步驟。
本發明之試料解析方法係包括：在選擇複數個用於解析的模型時，對每個模型進行適配，以算出均方誤差的步驟；從複數模型中，選擇與最低的均方誤差有關的值，或使得在預先被設定的膜厚的最小值至最大值的範圍內的均方誤差的值為最低的模型的模型選擇步驟，其特徵在於使用有關在前述模型選擇步驟中被選擇的模型的值做為解析結果。
本發明之試料解析方法係包括：根據用於解析的模型，演算與以前述測定器測定的項目同等的項目之步驟，其特徵係在該步驟中，進行與經由光之照射而在試料上產生的干涉圖案對應的第1演算處理，或是未對應於干涉圖案之第2演算處理的任一個，使用演算的結果解析膜的特性。
本發明之試料解析方法係包括：比較從試料的膜至覆蓋材料的間隔距離及基準距離的大小之步驟，其特徵係在間隔距離比基準距離大時，進行前述第2演算處理。
本發明之試料解析方法的特徵係包括：變更前述基準距離的值之步驟。
本發明之試料解析裝置係包括：測定器，其具有對於以覆蓋材料隔著間隔覆蓋積層於透光性基板上的膜之試料照射偏光的光的照射單元，及取得在試料上反射的光並測定光之偏光狀態的裝置；及根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的特性的單元。其特徵在於包括：記憶構造不同之複數模型的單元；接受測定的試料的厚度尺寸的單元；及根據接受的厚度尺寸，從複數模型中選擇用於解析的模型的單元。
本發明之試料解析裝置係包括：測定器，其具有對於以覆蓋材料隔著間隔覆蓋積層於透光性基板上的膜之試料照射偏光的光的照射單元，及取得在試料上反射的光並測定光之偏光狀態的裝置；及解析單元，根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的特性；並包括：演算單元，根據用於解析的模型，演算與以前述測定器測定的項目同等的項目；該演算單元實行與經由光的照射而在試料上產生的干涉圖案對應之第1演算處理，或未對應於干涉圖案之第2演算處理之任一個；且前述解析裝置使用前述演算單元演算的結果解析膜的特性。
本發明之試料解析裝置係包括：接受從試料的膜至覆蓋材料的間隔距離的單元；及進行接受的間隔距離與基準距離的大小比較的單元，其特徵係在於在間隔距離比基準距離大時，前述演算單元進行前述第2演算處理。
在本發明中，由於朝向試料的透光性基板照射光，可確實地將透過透光性基板的光施加至被積層的膜，並可以測定器測定光學特性。因此，對於製造完成的諸如有機電致發光(EL)元件的試料，可確認是否是設計的構造，製造中有哪一點不好，是否隨著時間產生變化等。為了朝向試料的透光性基板照射光，可考慮將試料載置在測定器的載物台上以使得透光性基板位於上側，或者將試料載置在設置孔的載物台上以使得透光性基板位於下側，或者通過載物台的孔將光照射朝向透光性基板。又，可將橢圓儀及偏光儀等適用於測定器。
在本發明中，根據測定對象的試料的厚度尺寸，由於預先製作的第1模型及第2模型之任一方或者兩者被包含在用於解析的模型，可不使用從試料中的實際反射形態偏離的模型，而進行有效率的解析處理。亦即，本發明之發明人注意到與測定器可取得的光有關之反射形態係根據試料全體的厚度而被限定於某一程度。第1模型及第2模型的至少一種被包含做為對應於可從接受做為進行解析必要的設定對象之解析對象的試料的厚度尺寸假定的反射形態之模型。結果，由於可壓制解析必要的模型數以進行演算，而達成解析處理的效率化。
在本發明中，在試料的覆蓋材料具有透光性時，由於與測定器可取得的光有關之反射形態係根據試料的全體的厚度被限定，從第1模型至第3模型之至少一種被包含做為對應於此被限定的範圍之模型，而可實現有效率的解析處理。
在本發明中，在覆蓋試料的膜之覆蓋材料係透光性時，利用朝向覆蓋材料照射光，可將通過覆蓋材料的光施加至內部的膜，而可利用如橢圓儀之測定器測定膜的光學特性。藉此，對於如有機電致發光(EL)元件的試料，可確認是否是設計的構造，在製造中有哪一點不好，是否產生隨著時間的變化等。在將光照射向覆蓋材料時，因為可將試料載置在測定器的載物台上以使得基板係位於下側，故而試料的載置形態也很安定。
在本發明中，在試料的基板具有透光性時，將光照射朝向覆蓋材料時，由於與測定器可取得的光有關之反射形態係根據試料的全體的厚度被限定，第1模型及第2模型之至少一種被包含做為對應於被限定的反射形態之模型以進行解析，而可有效率地促進與模型有關的解析處理。
在本發明中，在選擇複數個用於解析的模型時，對於這些模型的全部，進行適配，算出與最小平方法有關的均方誤差，因為將與其均方誤差為最低的模型，或是在構造妥當的模型中具有最低的均方誤差的模型有關的值用於解析結果，即使使用複數的模型，可得到最佳的解析結果。
在本發明中，在使用對應於透過光的照射產生干涉條紋的試料之模型時，由於從該模型以演算求得的振幅比(Ψ)及相位差(Δ)具有上下的振幅，在此時，根據狀況，透過使用對應於干涉條紋的第1演算處理或未對應於干涉條紋的第2演算處理之任一種以進行演算，可得到對應於使用者的需求之解析結果。例如，在得到對應於實際狀況的解析結果時，進行對應於干涉條紋之通常的第1演算處理，在達成解析處理需要的時間短縮化的情況中，進行未對應於干涉條紋的第2演算處理。
在本發明中，比較在膜與覆蓋材料之間存在的間隔(gap)的距離(間隔距離)及基準距離的大小，在間隔距離比基準距離大時，由於進行第2演算處理，可根據間隔距離導入對於演算處理選擇的自動化。亦即，雖然將第1演算處理與第2演算處理的哪一個適用於演算係考慮解析對象的試料的特性及可使用於解析的時間等且係由操作者選擇者，根據間隔距離的數值，可知即使將光照射至試料，也不發生干涉。因此，根據間隔距離與成為干涉的產生邊界的基準距離的大小關係，可判別使用哪一個演算處理可適當地促進處理。再者，間隔距離的值最好是使用以做為解析對象的試料的規格等決定的尺寸，做為基準距離最好係使用沒有干涉條紋的一般尺寸之100μm前後的值。
在本發明中，由於相對於間隔距離變更做為比較基準的基準距離的值，可考慮各種類的試料特性適當地變更決定將第1演算處理及第2演算處理的哪一種適用於演算的判別條件，可根據試料進行有彈性的條件設定，亦即，根據對於解析之要求位準，由於可使用對應於沒有干涉的第2演算處理而不使用對應於有干涉的第1演算處理，可適當地變更與各處理的選擇有關的條件(基準距離)，並可順利地進行對應於狀況的解析。
在本發明中，由於在開始解析時，準備(記憶)對應於具有透光性基板的試料之複數種模型，同時根據接受的試料之厚度的尺寸，從準備的複數種模型中選擇適於解析的模型，可有效率地進行解析處理。亦即，在通過透光性基板照射光時，為了在準備的模型中產生對應於任一個模型的反射形態，可不使用從試料中的實際的反射形態偏離的模型，而進行根據適當的模型之演算。
在本發明中，在使用模型的演算處理中，由於使用對應於干涉條紋的第1演算處理或不對應於干涉條紋的第2演算處理的任一個，即使解析對象的試料具有透過光的照射產生干涉條紋的特性，可進行對應於要求的解析位準之解析。例如，在短時間內優先結束解析時，不必進行細微的測定而可縮短測定需要的時間，同時利用以第2演算處理進行演算，也可達成解析時間的縮短化。
在本發明中，由於在接受的間隔距離比基準距離大時進行第2演算處理，操作者不必指示試料解析裝置以第1演算處理或第2演算處理的哪一個進行演算，對於複雜構成的試料，可減低操作者的操作負擔，並可實現有效率的解析處理。
在本發明中，由於朝向試料的透光性基板照射光，可將光施加至位於覆蓋材料的內部之膜，並可確實地測定膜的特性。
在本發明中，由於將第1模型及第2模型的至少一方適用做為用於解析的模型，可使用對應於實際的反射形態之模型進行有效率的解析。
在本發明中，在試料的覆蓋材料具有透光性時，由於包含第1模型至第3模型的至少一個並進行解析，可不進行使用非對應於實際的反射形態之模型的演算而完成，並實現有效率的演算處理。
在本發明中，在覆蓋試料的膜的覆蓋材料具有透光性時，利用將光照射向覆蓋材料，可通過覆蓋材料將光施加至內部的膜，並可確實地測定膜的特性。
在本發明中，由於對於朝向覆蓋材料照射的光，使用對應於假定的反射形態之模型進行解析，可盡量省略無益的演算，達成解析處理的效率化。
在本發明中，即使在選擇複數個用於解析的模型的情況中，根據被算出的均方誤差特定最適當的模型，可得到良好的解析結果。
在本發明中，由於使用對應於干涉條紋的第1演算處理或不對應於干涉條紋的第2演算處理的任一個進行演算，即使在解析產生干涉條紋的試料時，可選擇對應於使用者的需求之解析裝置，可提升使用者的便利性。
在本發明中，由於在從試料的膜至覆蓋材料的間隔距離比基準距離大時，進行第2演算處理，可將與演算有關的處理選擇自動化，並可達成測定時間與解析時間的縮短。
在本發明中，由於變更基準距離的值，可根據對於解析的要求位準，變更演算處理的判別基準，並提供精細地對應於使用者需求的設定規格。
在本發明中，由於係根據接受的試料之厚度尺寸，從複數種的模型中選擇適於解析的模型，可進行有效率的解析處理。
在本發明中，在使用模型的演算處理中，使用對應於干涉條紋的第1演算處理或不對應於干涉條紋的第2演算處理的任一個。因此，在解析對象的試料具有透過光的照射產生干涉條紋的特性的情況中，可促進對應於要求的解析位準之解析處理。特別，在選擇第2演算處理時，可縮短演算需要的時間。
在本發明中，在接受的間隔距離比基準距離大時，由於係自動地進行第2演算處理，可減低操作者的操作負擔，並可順利地促進解析處理。
有鑑於此，本發明之目的在於提出一種製造方法及使用該製造方法的製造裝置，其在各成膜室的外部設置光學膜厚計測裝置，透過進行各層的膜厚控制，可以更少的步驟，製造更高性能的有機電致發光(EL)元件。
本發明之其他目的在於提供一種製造裝置，透過將光學膜厚計測裝置設置在成膜物積層方向的相反側，從載置成膜單元的成膜室外部，可沒有成膜單元的物理障礙等計測成膜物的膜厚，並使裝置全體的設計變得容易。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造方法的特徵係在複數成膜室中逐步地形成複數層膜的有機電致發光(EL)元件的製造方法中，透過被設置在各成膜室的外部之光學膜厚計測裝置計測成膜物的膜厚，並在透過光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵係在複數成膜室中逐步地形成複數層膜的有機電致發光(EL)元件的製造裝置中包括：光學膜厚計測裝置，被設置在各成膜室的外部，計測成膜物的膜厚；及搬送裝置，在透過光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置更包括：成膜單元，被設置在成膜物的積層方向側，以供給成膜材料，其特徵在於前述光學膜厚計測裝置係被設置在成膜物的積層方向之相反側。本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵係更包括：控制單元，控制前述成膜單元。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵係前述光學膜厚計測裝置包括：算出成膜物的膜厚形成速度的單元；及將算出的膜厚形成速度與預先設定的膜厚形成速度的偏差輸出至前述控制單元的單元；且前述控制單元被構成為控制前述成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵係前述光學膜厚計測裝置係橢圓儀，其包括：算出成膜物的光學常數的單元；及將算出的光學常數與預先設定的光學常數的偏差輸出至前述控制單元的單元；且前述控制單元被構成為控制前述成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零。
本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵係更包括：透過窗，傾斜地被設置在前述成膜室的成膜物之積層方向的相反側，用以透過來自前述光學膜厚計測裝置的入射光及朝向該光學膜厚計測裝置的反射光。本發明之有機電致發光(EL)元件的製造裝置的特徵在於前述光學膜厚計測裝置係使用光彈性調變器的橢圓儀。
在本發明中，有機電致發光(EL)元件的製造裝置包括形成複數層的膜之複數成膜室。在各成膜室的外部分別設置計測成膜物的膜厚之光學膜厚計測裝置，在透過此光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，搬送裝置將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室。由於係如此構成，沒有必要設置用於個別地計測膜厚的專用的檢查室，可提升製造速度。又，由於在各層的成膜室中依次計測並控制膜厚，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件。
在本發明中，使用成膜單元，被設置在成膜物的積層方向側，供給成膜材料。然後，控制單元控制成膜單元。另一方面，光學膜厚計測裝置被設置在成膜物之積層方向的相反側。如此，將光學膜厚計測裝置配置在積層方向的相反側，從基板的另一側計測膜厚。
在本發明中，光學膜厚計測裝置算出成膜物的膜厚形成速度。然後，將算出的膜厚形成速度與預先設定的膜厚形成速度的偏差輸出至控制單元。由於控制單元控制成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零，可實現根據設計的成膜，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件，並可提升產量。
在本發明中，使用橢圓儀做為光學膜厚計測裝置。橢圓儀算出成膜物的光學常數。然後，將算出的光學常數與預先設定的光學常數的偏差輸出至控制單元。由於控制單元被構成為控制成膜單元使得被輸出的偏差大約為零，可實現根據設計的成膜，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件，並可提升產量。
在本發明中，由於係將用以透過來自光學膜厚計測裝置的入射光及朝向光學膜厚計測裝置的反射光之透過窗傾斜地設置在成膜室的成膜物之積層方向的相反側，可在成膜室內部以最適合的角度，經由透過窗將入射光入射至成膜物。又可將來自成膜物的反射光，通過透過窗取得至光學膜厚計測裝置。
在本發明中，由於將光學膜厚計測裝置設置在各成膜室的外部，進行各層的膜厚控制，可以較少的步驟提升製造速度。又，由於在各層的成膜室中依次計測並控制膜厚，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件。
在本發明中，將光學膜厚計測裝置配置在積層方向的相反側，從基板另一側計測膜厚。又，由於成膜單元被設置在成膜室的成膜物積層方向，難以確保膜厚計測的空間，且從積層方向的相反側進行計測，可自由地設計積層方向的成膜單元等的配置佈局。
在本發明中，由於透過光學膜厚計測裝置，算出成膜物的膜厚形成速度，且透過控制單元控制成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零，可實現根據設計的成膜，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件，並可提升產量。
在本發明中，由於算出成膜物的光學常數，且構成為透過控制單元控制成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零，可實現根據設計的成膜，可製造更高性能的有機電致發光(EL)元件，並可提升產量。
在本發明中，由於係將用以透過來自光學膜厚計測裝置的入射光及朝向光學膜厚計測裝置的反射光之透過窗傾斜地設置在積層方向的相反側，可在成膜室內部以最適合的角度，經由透過窗將入射光入射至成膜物，又可將來自成膜物的反射光，通過透過窗取得至光學膜厚計測裝置等，本發明提供優良的效果。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種試料解析方法、試料解析裝置及可以用於做為該試料解析裝置的電腦讀取的記錄媒體，其測定來自透光性基板側的光之偏光裝置，同時測定來自覆蓋材料側的光之偏光狀態，基於此測定結果與根據基板側模型及覆蓋側模型得到的偏光狀態，透過解析各膜層的特性，與從一方向計測相比，可以更好的精度解析試料。
本發明之其他目的係在於提供一種試料解析裝置，其分別從被經路孔貫通的試料台之經路孔方向及試料台的上方向，透過測定器將光照射向透光性基板側或覆蓋材料側，並透過測定器測定及解析反射光的偏光狀態，可以更短的時間簡易地解析試料。
本發明的試料解析方法的特徵係在以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料覆蓋積層於透光性基板上的膜之試料的光學特性，根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果，解析試料的各膜層的特性之試料解析方法中，包括：基板側測定步驟，以測定器從前述透光性基板側照射光，並測定在前述試料上反射的光之偏光狀態；覆蓋側測定步驟，以測定器從前述覆蓋材料側照射光，並測定在前述試料上反射的光之偏光狀態；算出步驟，讀出預先被記憶之從透光性基板側測定時的基板側模型及從覆蓋材料側測定時的覆蓋側模型，並分別算出根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態；及解析步驟，基於經由該算出步驟算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態，經由前述基板側測定步驟測定的偏光狀態、以及經由前述覆蓋側測定步驟測定的偏光狀態，解析各膜層的特性。
本發明的試料解析方法的特徵在於前述解析步驟係基於經由該算出步驟算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態、經由前述基板側測定步驟測定的偏光狀態，以及經由前述覆蓋側測定步驟測定的偏光狀態，透過進行適配，算出各膜層的膜厚及光學常數。
本發明的試料解析方法的特徵在於前述解析步驟係包括：誤差算出步驟，基於經由前述算出步驟算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及經由前述基板側測定步驟測定的偏光狀態、以及經由前述算出步驟算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態及經由前述覆蓋側測定步驟測定的偏光狀態，算出均方誤差；變更步驟，在經由前述誤差算出步驟算出的均方誤差變成預定值以下或最小值之前，變更前述覆蓋側模型及前述基板側模型的參數；及最適值算出步驟，經由該變更步驟，算出在均方誤差變成預定值以下或最小值時之各膜層的膜厚及光學常數。
本發明的試料解析方法的特徵在於前述覆蓋側模型及基板側模型係使用表示介電常數的波長依存性之複數種色散公式而被表現，且前述變更步驟在經由前述誤差算出步驟算出的均方誤差變成預定值以下或最小值之前，變更分別關於複數種色散公式的覆蓋側模型及基板側模型的參數。
本發明的試料解析裝置係在照射被偏光的光以測定以覆蓋材料覆蓋積層在透光性基板上的膜之試料的光學特性的測定器，及根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果以解析試料的各膜層的特性之解析部中，包括：試料台，載置前述試料且部分被做為光的經路之經路孔貫通；基板側測定單元，從前述試料台的前述經路孔方向或前述試料台的上方向，經由前述測定器朝向前述透光性基板側照射光，並經由前述測定器測定在前述試料上反射的光之偏光狀態；覆蓋側測定單元，從前述試料台的上方向或前述經路孔方向，經由前述測定器朝向前述覆蓋材料側照射光，並經由前述測定器測定在前述試料上反射的光之偏光狀態；算出單元，經由前述解析器讀出預先在記憶裝置上記憶之從透光性基板側測定時的基板側模型及從覆蓋材料側測定時的覆蓋側模型，並分別算出根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態；及解析單元，基於經由該算出單元算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態、經由前述基板側測定單元測定的偏光狀態、以及經由前述覆蓋側測定單元測定的偏光狀態，以前述解析部解析各膜層的特性。
本發明的試料解析裝置的特徵在於前述解析裝置係基於經由該算出單元算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態、經由前述基板側測定單元測定的偏光狀態、以及經由前述覆蓋側測定單元測定的偏光狀態，透過進行適配，算出各膜層的膜厚及光學常數。
本發明的試料解析裝置的特徵在於前述解析裝置包括：誤差算出單元，基於經由前述算出單元算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及經由前述基板側測定單元測定的偏光狀態，以及經由前述算出單元算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態及經由前述覆蓋側測定單元測定的偏光狀態，算出均方誤差；變更單元，在經由前述誤差算出單元算出的均方誤差變成預定值以下或最小值之前，變更前述覆蓋側模型及前述基板側模型的參數；及最適值算出單元，經由該變更單元，算出在均方誤差變成預定值以下或最小值時之各膜層的膜厚及光學常數。
本發明的試料解析裝置的特徵在於前述記憶部係記憶與前述覆蓋側模型及基板側模型有關的表示介電常數之波長依存性的複數種色散公式，且前述變更單元係被構成為在經由前述誤差算出單元算出的均方誤差變成預定值以下或最小值之前，讀出記憶在前述記憶裝置的複數種色散公式，變更分別關於各色散公式的覆蓋側模型及基板側模型的參數。
本發明的試料解析裝置的特徵在於前述測定器係經由前述試料台分別被設置在上側及下側。
本發明的試料解析裝置的特徵在於更包括：移動單元，將前述測定器移動至試料台的上側或下側。
本發明之可由電腦讀取的記錄媒體的特徵係在用於以照射被偏光的光之測定器測定以覆蓋材料覆蓋積層於透光性基板上的膜之試料的光學特性，及根據對應於試料的模型及前述測定器的測定結果經由電腦解析試料的各膜層的特性的記錄媒體中，在電腦上實行：基板側測定步驟，在以測定器從前述透光性基板側照射光時，接受針對前述試料上反射的光之偏光狀態之測定結果；覆蓋側測定步驟，在以測定器從前述覆蓋材料側照射光時，接受針對前述試料上反射的光之偏光狀態之測定結果；算出步驟，讀出預先被記憶之從透光性基板側測定時的基板側模型及從覆蓋材料側測定時的覆蓋側模型，並分別算出根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態；及解析步驟，基於經由該算出步驟算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及根據覆蓋側模型的光之偏光狀態、經由前述基板側測定步驟接受的偏光狀態、以及經由前述覆蓋側測定步驟接受的偏光狀態，解析各膜層的特性。
在本發明中，首先，從透光性基板透過測定器照射光，並測定在試料上反射的光之偏光狀態。另一方面，透過測定器從位於透光性基板的相對位置之覆蓋材料側照射光，並測定在試料上反射的光之偏光狀態。對應於從兩方向的測定，解析部讀出預先被記憶之從透光性基板側測定時的基板側模型，並且讀出從覆蓋材料側測定時的覆蓋側模型。解析部分別算出基於基板側模型的光之理論的偏光狀態及基於覆蓋側模型的光之理論的偏光狀態。
然後，解析部基於算出的根據基板側模型的光之偏光狀態、算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態，從基板側測定的偏光狀態、以及從覆蓋側測定的偏光狀態，透過進行適配，解析試料，例如算出各膜層的膜厚及光學常數等。以如此的構成，利用考慮覆蓋側及基板側兩者的資料，與僅使用來自一方向的資料的情況相比，可以更好的精度解析試料。
在本發明中，解析部基於算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及從基板側測定的偏光狀態、以及算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態及從覆蓋側測定的偏光狀態，使用最小平方法，算出均方誤差。其次，解析部在算出的基板側之均方誤差變成預定值以下或最小值之前，變更覆蓋側模型及基板側模型的參數。然後，解析部被構成為算出在均方誤差變成預定值以下或最小值時之各膜層的膜厚及光學常數，可基於覆蓋側及基板側雙方的資料實行適配，並可得到信賴性更高的結果。
在本發明中，覆蓋側模型及基板側模型係使用表示介電常數的波長依存性之色散公式被表現，並記憶複數色散公式。然後，在算出的均方誤差變成預定值以下或最小值之前，依序讀出複數種色散公式，並且對於各個色散公式，變更覆蓋側模型及基板側模型的參數。如此，有鑑於存在複數種色散公式，由於對於每個色散公式變更參數，並算出變成預定值以下或最小值的均方誤差，可基於更佳的色散公式得到信賴性高的結果。
在本發明中，包括測定器及解析部的試料解析裝置具有載置試料的試料台。此試料台為了可從覆蓋側及基板側的雙方進行測定，部分被經路孔貫通而變成光的經路。然後，從試料台的經路孔方向或試料台的上方向，透過測定器將光照射向透光性基板側，並透過測定器測定在試料上反射的光之偏光狀態。相反地，從試料台的上方向或經路孔方向，透過測定器將光照射向覆蓋材料側，並透過測定器測定在試料上反射的光之偏光狀態。亦即，從試料台的上方向或試料台下側的經路孔方向，測定基板側及覆蓋側兩面。
在此，測定器係經由試料台分別設置在上側及下側，透過移動單元將測定器移動至試料台的上側或下側。然後，由於解析部係基於算出的根據基板側模型的光之偏光狀態、算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態、從基板側測定的偏光狀態、以及從覆蓋側測定的偏光狀態，透過進行適配，解析試料，故可省去翻轉試料的工作，並可更早期地得到解析結果。
在本發明中，從透光性基板側測定偏光狀態，並且從覆蓋材料側測定偏光狀態。然後，算出分別從覆蓋側及基板側的模型得到的偏光狀態，使用這些來自雙方向的測定及算出資料，進行適配，與僅使用來自一方向的資料的情況相比較，可以更好的精度解析試料。
在本發明中，解析部基於算出的根據基板側模型的光之偏光狀態及從基板側測定的偏光狀態、以及算出的根據覆蓋側模型的光之偏光狀態及從覆蓋側測定的偏光狀態，算出均方誤差。然後，由於在算出的基板側之均方誤差變成預定值以下或最小值之前，變更覆蓋側模型及基板側模型的參數，算出在均方誤差變成預定值以下或最小值時之各膜層的膜厚及光學常數，可基於覆蓋側及基板側雙方的資料實行適配，並可得到信賴性更高的結果。
在本發明中，有鑑於存在複數種色散公式，由於對於每個色散公式變更參數，並算出變成預定值以下或最小值的均方誤差，可基於更佳的色散公式得到信賴性高的結果。
在本發明中，為了可從覆蓋側及基板側的雙方進行測定，設置部分被經路孔貫通而變成光的經路之試料台，基於根據覆蓋側模型及基板側模型的光的偏光狀態，及從雙方向測定的偏光狀態，透過進行適配，進行試料之解析，可省去翻轉試料的工作，並可更早期地得到解析結果。結果，可以短時間解析更多的試料。又，在透過移動單元移動測定器時，沒有必要在上下方向設置一對測定器，因為利用一個測定器即已足夠，可減低試料解析裝置的成本等，故本發明提供良好的效果。
本發明之上述及其他目的與特點經由下面的詳細說明及附圖將變得更加清楚。
 實施例1
圖3係繪示本發明之實施例的包含橢圓儀(相當於測定器)之試料解析裝置1的整體結構的概略圖。試料解析裝置1係將偏光的光照射在積層複數膜的試料上，並且取得在試料上反射的光，測定反射光的偏光狀態，基於此測定結果與對應於試料的模型，解析試料的各膜層的特性。在本實施例中，說明透過試料解析裝置1解析做為試料的有機電致發光(EL)元件50的情況。再者，在試料解析裝置1上，可使用偏光儀取代橢圓儀做為測定器。
圖4A係繪示做為解析對象的有機電致發光(EL)元件50的一例。此有機電致發光(EL)元件50係生產類型，在外觀上係由2片玻璃板狀材料(玻璃基板)貼合的形態。有機電致發光(EL)元件50的構造係在做為一邊的玻璃板材的玻璃基板51(相當於透光性基板)的一面51a上形成有機膜56。另一方面，在做為另一邊的玻璃板材的覆蓋玻璃57(相當於覆蓋材料)上設置收納有機膜53的凹部57d，將設置凹部57d的面57b以接著劑61貼合至玻璃基板51的一面51a上以將兩者一體化。再者，透過玻璃基板51與覆蓋玻璃57的貼合被密封的凹部57d的內部係成為用以保護有機膜56的真空或是封入稀有氣體(例如氮氣)。
圖4B係繪示被收納至凹部57d內的有機膜56的詳細構造。有機膜56係在做為被配置於具有透光性的玻璃基板51的一面51a上的透明電極之陽極(ITO)58上，依序堆疊電洞輸送層(Hole transport layer)52、發光層(Emitting layer)53、電洞阻隔層(Hole blocking layer)54、及電子輸送層(Electron transport layer)55等共計四層的膜層。又，有機膜56係將陰極59配置於與覆蓋玻璃57相對的表面56a上。
有機膜56係隔著間隔(gap)被收納於凹部57d的內部，與覆蓋有機膜56的表面56a之覆蓋玻璃57的覆蓋部57a之間產生空間60。空間60的厚度尺寸D(從有機膜56的表面56a至覆蓋部57a的內面57c的垂直尺寸。相當於間隔距離)係根據有機電致發光(EL)元件50的規格而有許多種，且一般厚度尺寸係被設定於10μm以上及400μm以下的範圍中。再者，玻璃基板51及覆蓋玻璃57的厚度T通常係使用0.5mm、0.7mm、1.1mm(0.7mm最為普遍)，因此，有機電致發光(EL)元件50的整體厚度一般係1.0mm~2.2mm的範圍中的尺寸。
解析上述構造的有機電致發光(EL)元件50的有機膜之試料解析裝置1係被構成如圖3所示，其大概分為測定解析的部分及驅動部分。試料解析裝置1做為測定解析的部分，係被構成為第1光纖纜線15a接續氙燈2及光照射器3，將偏光狀態的光照射至載置於載物台4(試料台)上的試料(有機電致發光(EL)元件50)，並使光被入射至試料，同時以光取得器5取得在試料上反射的光。光取得器5係經由第2光纖纜線15b被接續至分光器7，分光器7對每個波長進行測定並將測定結果做為類比信號傳送給資料擷取機8。資料擷取機8將類比信號變換成需要的值並傳送給電腦10，由電腦10進行解析。
又，試料解析裝置1做為驅動部分，係分別在載物台4、光照射器3、光取得器5及分光器7上設置第1馬達M1~第6馬達M6。經由以接續至電腦10的馬達控制機9控制各馬達M1~M6的驅動，將載物台4、光照射器3、光取得器5及分光器7變更至對應於測定的適當的位置，姿勢。馬達控制機9係基於從電腦10輸出的指示以進行各馬達M1~M6的驅動控制。在試料解析裝置1中，相當於橢圓儀的部分，主要係以氙燈2、光照射器3、載物台4、光取得器5、分光器7、資料擷取機8，馬達控制機9、及馬達M1~M6構成的範圍。
其次，依序詳細說明試料解析裝置1之上述各部分。首先，氙燈2係光源，產生包含複數種波長成分的白色光，將產生的白色光經由第1光纖纜線15a傳送給光照射器3。
光照射器3係被配置於半圓弧狀的軌道6上，且在內部中具有偏光器3a，以偏光器3a將白色光偏光，並將偏光狀態的光照射至試料。又，光照射器3係經由第4馬達M4被驅動而沿著軌道6移動，可調整照射的光之相對於載物台4的載物台面4a的垂直線H之角度(入射角度ψ)。
載物台4係可滑動地配置在移動軌道部(未圖示)上，透過第1馬達M1~第3馬達M3的驅動分別可將載物台4移動向X方向、Y方向(正交於圖3的紙面之方向)及做為高度方向之Z方向。透過載物台4的移動，可適當地變更將光入射至試料的位置，而可進行試料的面分析等。再者，載物台4載置試料的載物台面4a係用以防止光的反射之黑色。
在本實施例中，為了將光照射至有機電致發光(EL)元件50之以覆蓋玻璃57覆蓋的有機膜56，如圖5所示，被上下顛倒並將有機電致發光(EL)元件50載置在載物台4上，以使得覆蓋玻璃57的覆蓋部57a的外表面57f接觸載物台4的載物台面4a。在此狀態中，利用從光照射器3照射光，光從有機電致發光(EL)元件50的玻璃基板51的另一面51b入射，並且通過透光性的玻璃基板51，到達有機膜56。再者，在圖5中係省略有機電致發光(EL)元件50的陽極58及陰極59的圖示(圖2A及後述的圖12也相同)。
又，光取得器5係取得在試料(有機電致發光(EL)元件50)上反射的光，並測定取得的光之偏光狀態。光取得器5係與光照射器3一樣被配置於軌道6上，內藏PEM(Photo Elastic Modulator：光彈性調變器)5a及檢光器(Analyzer)5b，經由PEM 5a將在試料上反射的光導向檢光器5b。又，光取得器5係透過第5馬達M5的驅動，可沿著軌道6在圖5中的箭號A1、A2方向上移動，基本上係以馬達控制機9控制以使得與光照射器3的移動連動，且反射角度ψ與入射角度ψ係變成相同的角度。再者，內藏於光取得器5的PEM 5a係透過將擷取的光以需要的頻率(例如50kHz)進行相位調變，而從直線偏光得到橢圓偏光。又，檢光器5b係從以PEM 5a相位調變的各種偏光中選擇地取得並測定偏光。
分光器7係內藏反射鏡、繞射光柵，光電倍增器(PMT：光電倍增管)、及控制單元等，以反射鏡反射從光取得器5通過第2光纖纜線15b被發出的光並導向繞射光柵。繞射光柵係透過第6馬達M6變更角度並可改變射出的光之波長。進到分光器7的內部之光係以PMT增幅，即使在光的量少的情況，亦可使測定的信號(光)安定。又，控制單元產生對應於測定的波長之類比信號並進行送出給資料擷取機8的處理。再者，在將偏光儀使用於測定器時，可為組合光二極體陣列(PDA)的結構。
資料擷取機8基於來自分光器7的信號，算出反射光的偏光狀態(p偏光、s偏光)的振幅比Ψ及相位差Δ，將算出的結果送出給電腦10。另外，振幅比Ψ及相位差Δ係對於p偏光的振幅反射係數Rp及s偏光的振幅反射係數Rs，成立以下的方程式(1)。
Rp/Rs=tanΨ‧exp(i‧Δ)‧‧‧(1)
並且，i係虛數單位(以下同樣)。另外，Rp/Rs係被稱為偏光變化量ρ。
又，試料解析裝置1具有的電腦10係基於由資料擷取機8得到的偏光狀態之振幅比Ψ及相位差Δ與對應於試料的模型，進行試料的解析，同時進行對於載物台4的移動等的控制。
電腦10本身係由電腦本體11、顯示器12、鍵盤13及滑鼠14(輸入裝置)等構成，電腦本體11係以內部匯流排接續CPU 11a、記憶裝置(以下為記憶部)11b、RAM 11c、及ROM 11d。CPU 11a根據記憶於記憶部11b的各種電腦程式，進行後述之與電腦10有關的種種處理，RAM 11c暫時地記憶與處理有關的各種資料等，在ROM 11d上記憶與電腦10的功能有關的內容等。
另外，電腦10的記憶部11b預先記憶試料解析用的電腦程式及載物台4的移動控制用的電腦程式等的各種程式。並且，記憶部11b記憶用以顯示於顯示器12的各種選單影像的資料、與試料有關的已知的資料、不同構造的模型圖案、用於製作模型的各種色散公式、被製作的模型、對應於各種試料的參考資料、及用於與干涉條紋有關的比較處理之基準值等。
有關試料(有機電致發光(EL)元件50)的解析，電腦10解析折射率及消光係數做為構成有機電致發光(EL)元件50的有機膜56之各膜層(52~55)的光學特性，同時也解析各膜層(52~55)的膜厚等。
具體而言，在根據測定的振幅比Ψ及相位差Δ，玻璃基板51、覆蓋玻璃57、及有機電致發光(EL)元件50的周圍空氣等的複數折射率為已知時，電腦10使用預先記憶於記憶部11b的模型程式。然後，製作對應於使用者設定的試料的項目及有機電致發光(EL)元件50的材料構造之模型並記憶於記憶部11b，且使用在解析階段記憶的模型求出有機膜56的各膜層52~55的膜厚及複數折射率。在複數折射率被呈現為解析的膜層之折射率n與消光係數k時，成立以下面的光學式表示的方程式(2)的關係。
N=n-ik‧‧‧(2)
另外，若入射角度為ψ、光照射器3照射的光之波長為λ，則從資料擷取機8輸出之以橢圓儀測定的振幅比Ψ及相位差Δ，對於解析的膜層52~55的膜厚d、折射率n及消光係數k，成立以下的方程式(3)的關係。
(d,n,k)=F(ρ)=F(Ψ(λ,ψ),Δ(λ,ψ))‧‧‧(3)
再者，電腦10使用表示具有解析的膜層52~55的膜厚及複數個參數的複數介電常數的波長依存性的色散公式，進行變化膜厚、色散公式的參數等的處理(適配)，以使得從記憶的模型以理論演算得到的模型頻譜(ΨM (λi ),ΔM (λi ))及與從資料擷取器8輸出的測定結果有關的測定頻譜(ΨE (λi ),ΔE (λi ))的差變成最小。並且，將適用的色散公式之一例表示於下面的方程式(4)
在方程式(4)中，左邊的ε表示複數介電常數，ε∞ 、εs 表示介電常數，Γ0 、ΓD 、γj 表示對於粘性力的比例係數(damping factor)，ωoj 、ωt 、ωp 表示固有角頻率(oscillator frequency,transverse frequency,plasma frequency)。再者，ε∞係高頻率的介電常數(high frequency dielectric constant)，εs 係低頻率的介電常數(static dielectric constant)。又，複數介電常數ε(相當於ε(λ))及N(相當於N(λ))係成立下列的方程式(5)的關係。
ε(λ)=N2 (λ)‧‧‧(5)
當簡單地說明適配時，在測定有機電致發光(EL)元件50時，將T個測定資料對進行Exp(i=l,2‧‧‧,T)並將T個模型的計算資料對進行Mod(i=l,2‧‧‧,T)時，與測定誤差被視為常態分佈且標準偏差為σi 時的最小平方法有關的均方誤差χ2 係以下面的方程式(6)求得。另外，P係參數的數字。因為均方誤差χ2 的值小時，表示測定結果與製作的模型的一致性大，在比較複數個模型時，均方誤差χ2 的值最小者即相當於最好的模型。
與上述電腦10進行的試料解析有關的一連串處理係被規定在記憶於記憶部11b的試料解析用的電腦程式。在此電腦程式上包含將用於設定膜厚等以做為對應於試料的物性製作的模型的條件項目之選單顯示於顯示器12的畫面之處理等。
又，本實施例的試料解析裝置1係將預先做成的模型類型(模型的構造)記憶於記憶部11b，以可對應於試料中的複數個反射形態。這些模型類型的構造係基於被記憶在記憶部11b的電腦程式(模型程式)規定的處理而被讀出並用於解析。
亦即，在本實施例中，為了以圖5所示的形態測定有機電致發光(EL)元件50，做為將照射向有機電致發光(EL)元件50的光K反射的形態，一般假定有3種。第1種形態係入射向有機電致發光(EL)元件50的光K在有機膜56與空間60的邊界(相當於有機膜56的表面56a的位置)反射的情況(圖5中，反射光K1的光路)。第2種形態係光K通過有機膜56及空間60並在覆蓋玻璃57的內面57c上反射的情況(圖5中，反射光K2的光路)。第3種形態係通過透光性的覆蓋玻璃57並在覆蓋玻璃57與載物台4的邊界(覆蓋玻璃57的外表面57f與載物台4的載物台面4a連接的位置)上反射的情況(圖5中，反射光K3的光路)。
實際上，如圖5所示，雖然包含在玻璃基板表面的點P1之反射、在做為玻璃基板51與有機膜56的邊界的點P2之反射、及多重反射，因為在點P1、P2的反射與用於解析的模型之選擇沒有直接關係，在本實施例中省略其處理。又，光K及反射光K1~K3等，對於玻璃基板51及有機膜56等，在入射時折射，同時在出射時也折射。不過，此時在入射時與出射時的角度相同。再者，由於包含多重反射的反射光K1~K3的全部是否被測定係依存於試料的厚度尺寸，試料解析裝置1也根據試料的厚度尺寸選擇用於解析的模型之種類。
在上述3種反射形態中，因為光通過的層各自不同，用於解析的模型也必須選擇對應於實際的測定中之反射形態的構造。圖6A係繪示對應於圖5的反射光K1之構造的模型m10。模型m10，因為對應於在有機膜56的反射，被構成使得位於有機膜56的下方之空間60成為空隙層，在該空隙層S1(被視為基板)上，重疊有機膜層L1(相當於有機膜56)、玻璃層L2(相當於玻璃基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L3(對應於玻璃基板51的表面粗糙的部分)。
又，圖6B係繪示對應於圖5的反射光K2之構造的模型m11。模型m11，因為對應於在覆蓋玻璃57的內表面57c的反射，被構成使得構成覆蓋玻璃57的材料(密封材料)被視為基板，並在該密封材料S10(相當於與覆蓋材料有關的層)上，重疊空隙層L11(相當於空間60的空隙層)、有機膜層L12(相當於有機膜56)、玻璃層L13(相當於玻璃基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L14(對應於玻璃基板51的表面粗糙的部分)。
再者，圖6C係繪示對應於圖5的反射光K3之構造的模型m12。模型m12，因為對應於在覆蓋玻璃57與載物台4的邊界面之反射，被構成為使得在構造覆蓋玻璃57的下方之周圍氣體的媒體(在圖5中係相當於存在於覆蓋玻璃57與載物台4之間的空間之空隙層)被視為基板，並在該空隙層(周圍空氣)S20(基板)上重疊密封材料層L21(相當於構成覆蓋玻璃57的材料的層)、空隙層L22(相當於空間60之空隙層)、有機膜層L23(相當於有機膜56)、玻璃層L24(相當於玻璃基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L25(對應於玻璃基板51的表面粗糙的部分)。
在上述各模型m10、m11、m12中，將有機膜層L1，L12、L23簡易地表示為集合如圖4B所示之各膜層52~55的一個膜層。在實際的模型中之有機膜層L1、L12、L23與有機電致發光(EL)元件50的有機膜56相同，係由電洞輸送層52，發光層53、電洞阻隔層54、及電子輸送層55被積層而成，且對應於各膜層52~55的膜厚被設定。如此，利用進行對應於各膜層52~55的模型，可解析被包含在有機膜56的各膜層52~55的特性。
試料解析裝置1為了從上述各模型m10、m11、m12中選擇用於解析的構造之模型，在試料測定時的準備階段中，對於解析對象的試料，接受自使用者的設定項目中包含試料之厚度尺寸。試料解析裝置1在準備階段係透過使用者的輸入接受基板的種類、膜厚等及試料的厚度尺寸以做為對於解析對象的試料之設定項目，且根據該厚度尺寸，從m10、m11、m12中選擇用於解析的模型。
說明試料的厚度尺寸及可測定的反射光之關係。在解析對象的試料的厚度尺寸為2.2mm以上時，反射光K3的反射方向偏離而從光取得器5的測定範圍離開。因此，試料解析裝置1在試料的厚度尺寸為2.2mm以上時，由於無法以光取得器測定反射光K3，故選擇圖6A的模型m10及模型m11做為用於解析的模型之構造。
又，在試料的厚度尺寸超過1.0mm且未達2.2mm時，有反射光K1~K3全部進入光取得器5的測定範圍的可能性。因此，試料解析裝置1在試料的厚度尺寸超過1.0mm且未達2.2mm時，選擇對應於反射光K1~K3的全部模型m10、m11、m12做為用於解析的模型之構造。
再者，在試料的厚度尺寸為1.0mm以下時，也有反射光K1~K3全部進入光取得器5的測定範圍的可能性。因此，試料解析裝置1在試料的厚度尺寸為1.0mm以下時，選擇對應於反射光K1~K3的全部模型m10、m11，m12做為用於解析的模型之構造。並且，根據試料的材質，有僅反射光K1或是僅反射光K2、K3兩個進入測定範圍的情況，在此種情況中，試料解析裝置1也可僅選擇模型m10或是僅選擇模型m10、m11兩個。另外，在選擇模型種類之後，試料解析裝置1係基於來自使用者的輸入項目而以選擇的模型構造建立用於解析的具體的模型。
又，做為本實施例的試料解析裝置1記憶的電腦程式規定的處理內容之再一個特徵，提出對於用於解析的模型，以2種演算處理求得振幅比(Ψ)及相位差(Δ)。第1種演算處理(第1演算處理)係對於用於解析的模型忠實地進行演算而得到對應於試料的測定範圍之演算結果(振幅比(Ψ)及相位差(Δ))。又，第2種演算處理(第2演算處理)係基於用於解析的模型，對於振幅，進行演算處理，而迅速地得到演算結果。試料解析裝置1比較做為解析對象之圖4A及B所示的有機電致發光(EL)元件50的空間60的厚度尺寸D(相當於間隔距離)與記憶在電腦10的記憶部11b之基準值(相當於基準距離)的大小，根據比較結果，決定進行第1演算處理或第2演算處理的哪一個演算。
試料解析裝置1，在測定準備階段中，對於解析對象的有機電致發光(EL)元件50，接受自使用者的設定項目中包含空間60之厚度尺寸D(基於有機電致發光(EL)元件50的規格之數值)及基準值，在厚度尺寸D比基準值大時，進行第2演算處理，在厚度尺寸D為基準值以下時，進行第1演算處理。又，第2演算處理，因為基於在測定準備階段中輸入的項目，使用已知的演算方式，適宜地平均化從被選擇的模型理論地得到的值，與從模型得到的振幅比(Ψ)及相位差(Δ)有關的圖式變成平滑的曲線。即使在做為解析對象的模型係對應於透過光的照射產生干涉條紋的試料者時，未準確地對應於干涉條紋而進行演算。因此，與演算有關的處理時間可比第1演算處理短，又，測定需要的時間也變短。另一方面，第1演算處理與以往相同，因為在模型上忠實地進行演算，在做為解析對象的模型係對應於透過光的照射產生干涉條紋的試料者時，由於對應於干涉條紋進行演算，解析時間變長，同時測定時間也變長。
其次，基於圖8A及B的流程圖，說明與解析在上述結構的試料解析裝置1中圖4A及B所示的有機電致發光(EL)元件50之方法(試料解析方法)有關的一連串處理步驟。首先，如圖5所示，在試料解析裝置1的載物台4上載置有機電致發光(EL)元件50(S1)。
其次，試料解析裝置1為了進行條件的設定，通過鍵盤13或滑鼠14從使用者接受解析需要的項目之輸入(S2)。在接受項目時，試料解析裝置1將如圖7所示的設定選單20顯示於顯示器12。設定選單20係對應於圖4A及B的有機電致發光(EL)元件50的構造，設置空間60的厚度輸入欄21、與有機膜56有關的膜厚之輸入欄22、與基板(覆蓋玻璃57)有關的輸入欄23。特別，有關空間(間隙)的厚度之輸入欄21係設置對應於有機電致發光(EL)元件50的規格之數值(空隙)的輸入欄21a及與第1演算處理或第2演算處理的判別有關的基準值之輸入欄21b。再者，在圖7的設定選單20中，有關膜厚的輸入雖然簡略化而僅顯示輸入欄22，實際上則係根據有機膜的種類，在各層上設置輸入欄。
在有機電致發光(EL)元件50中，由從前的研究判明在空間60的厚度尺寸D比100μm小時容易產生干涉條紋。因此，最好設定100μm做為基準值。再者，設定選單20也接受未在圖7中顯示的其他項目(測定點、入射角度ψ、玻璃基板51的厚度、覆蓋玻璃57的厚度等)。
然後，試料解析裝置1，在輸入的項目中，根據玻璃基板51的厚度(T)及覆蓋玻璃57的厚度(T)(參照圖4A)，判別有機電致發光(EL)元件50(試料)的厚度尺寸(2T)係在1.0mm以下，或是在超過1.0mm以上且未達2.2mm的範圍中，或是在2.2mm以上。
在判別厚度尺寸(2T)係在1.0mm以下時(S3：1.0mm以下)，試料解析裝置1選擇圖6A~C的模型m10~m12做為用於解析的模型構造(S4)。又，在判別厚度尺寸(2T)係超過1.0mm以上且未達2.2mm時(S3：超過1.0mm以上且未達2.2mm)，試料解析裝置1選擇圖6A~C的模型m10~m12做為用於解析的模型構造(S5)。再者，在判別厚度尺寸(2T)係在2.2mm以上時(S3：2.2mm以上)，試料解析裝置1選擇圖6A及B的模型m10、m11做為用於解析的模型構造(S6)。
再者，模型選擇後，試料解析裝置1建立對應於以選擇的模型之構造輸入的項目之解析用的模型。在上述判別處理中，用於解析的模型的構造，因為係對應於解析對象的試料之反射形態(參照圖5)，有助於減低在後面的解析處理之階段(S10~S12)等的處理負擔。
其次，試料解析裝置1為了可適當地將光照射向載置於載物台4的試料(有機電致發光(EL)元件50)並可取得對於測定之強度充分的反射光，進行試驗的照射，以進行載物台4的高度之調整等(S7)。在調整載物台4的高度之後，試料解析裝置1，為了進行有機電致發光(EL)元件50(試料)的測定，將偏光狀態的光照射向有機電致發光(EL)元件50，做為正常的照射(S8)，以取得從玻璃基板51出來的反射光(K1~K3)並測定光的偏光狀態(振幅比ΨE 、相位差ΔE )(S9)。並且，ΨE 表示被測定的振幅比，ΔE 表示被測定的相位差。
又，試料解析裝置1係基於以選擇的構造建立的模型，在與測定範圍對應的範圍中，算出振幅比ΨM 、相位差ΔM (S10)。此時，試料解析裝置1進行輸入的空間60之厚度尺寸D與基準值的比較，並以第1演算處理或第2演算處理求得振幅比ΨM 、相位差ΔM 。在此，ΨM 係表示從模型求得的振幅比，ΔM 係表示從模型求得的相位差。並且，試料解析裝置1，在選定的模型係存在有複數個時，對全部的模型進行此種演算。
圖10的圖式係繪示表示從空間60的厚度尺寸D為60μm之有機電致發光(EL)元件50被測定的振幅比ΨE 、相位差ΔE 與從模型求得的振幅比ΨM 、相位差ΔM 之內容。測定的振幅比ΨE 、相位差ΔE 係以點線表示，從模型求得的振幅比ΨM 、相位差ΔM 係曲線(相位差為實線，振幅比為長折線)表示，圖10的圖式之有機電致發光(EL)元件50，因為厚度尺寸係60μm，試料解析裝置1係透過第1演算處理求得振幅比ΨM 、相位差ΔM ，且振幅比ΨM 、相位差ΔM 係根據模型被忠實地演算，因此，根據分光器的解析度，在測定點的點具有振幅的範圍(例如，光子能量(Photon Energy)係2.2Ev以下的範圍)中，表示振幅比ΨM 、相位差ΔM 的曲線也在上下方向上具有振幅，並且具有對應於干涉條紋的產生之內容。又，第1演算處理，因為此等振幅的內容也詳細演算，與可算出空間的厚度之第2演算處理相比，處理時間變長。
另一方面，圖9的圖式，為了比較，繪示對於圖10的圖式之有機電致發光(EL)元件50的模型進行第2演算處理的結果。利用透過第2演算處理求得振幅比ΨM 、相位差ΔM ，振幅比ΨM 、相位差ΔM 係成為平滑的形狀以通過做為測定點的點的中間。
再者，圖11的圖式係繪示對於空間60的厚度尺寸D為10μm之有機電致發光(EL)元件50的模型進行第1演算處理的結果，與在上下方向具有振幅的測定點之點相同，表示從模型求得的振幅比ΨM 、相位差ΔM 的曲線也在上下方向上具有大的振幅(特別，以長折線表示的振幅比之振幅大)。
回到圖8A及B的流程圖，接著說明試料解析方法的處理步驟。比較橢圓儀的測定值(測定結果)與從模型得到的算出值(S11)，電腦10進行模型中之各層的厚度等及色散公式的參數之適配，以使得比較的各值的不同變小(S12)。
並且，對於用於解析的複數模型，在上述階段(S10~S12)中，將全部的模型適配，並算出與最小平方法有關的均方誤差。選擇與最低的均方誤差的值有關的模型，或是在電腦10上被預先設定的膜厚之最小值至最大值的範圍內之均方誤差的值為最低的模型。
在如此選擇的模型中，若透過最後的適配，以最小平方法求得的差落在需要的值(若變成相當的小)，經由確認與此時使用的模型有關的各膜層52~55的膜厚等不會成為物理上不可能的數值，決定此時的模型以做為最佳的模型(S13)。最後，試料解析裝置1參照與該最佳模型有關的各膜層52~55的膜厚、色散公式的參數、空隙等，在各膜層上求得膜厚及光學常數(折射率n、消光係數k)以做為有機電致發光(EL)元件50的有機膜56之各膜層52~55的特性(S14)。再者，雖然以最小平方法求得的差落在需要的值，在與此時的模型有關之各膜層52~55的膜厚等不會成為物理上不可能的數值時，變更與全部的模型的結構有關的數值等，以再次進行適配(S10以下的處理)。
如此，在本發明中，即使在做為有機電致發光(EL)元件50的解析對象之膜被覆蓋時，由於將光照射向玻璃基板51以將光施加至有機膜56，可以橢圓儀測定有機膜56的各膜層。又，試料解析裝置1，由於係根據上述條件適當地使用第1演算處理及第2演算處理，因為可有效率地進行與模型有關的演算處理，並且根據做為解析對象的試料之厚度限定模型的構造種類，而可減低解析處理的負擔。
再者，本發明之試料解析裝置1及試料解析方法未被限定於上述形態，而可適用於各種變形例。例如，在有機電致發光(EL)元件50的覆蓋玻璃57係以不透明的材料(金屬、合成樹脂等)形成時，由於未發生如圖5中所示的反射光K3之反射形態，電腦10係透過試料的厚度尺寸之比較，選擇對應於反射光K1或反射光K2之圖6A的模型m10或圖6B的模型m11之任一個或是兩者以做為用於解析的模型之構造。
並且，在上述說明中，在圖7所示的設定選單中，雖然係經由將基準值的輸入欄21b設定為100μm加以說明，不用說，也可根據試料及測定狀況等而設定其他的數值。若在數值被設定的狀態中輸入新的數值，試料解析裝置1進行變更基準值的步驟，以下，使用此被變更的新值進行與空間60的厚度尺寸之比較。利用可如此變更基準值，對於測定測定狀況的影響及干涉條紋發生的條件稍微不同的試料之情況等，可順利地進行處理，並且，以減低使用者的輸入負擔的觀點，對於包含基準值的預定項目，最好設定適當的值(例如，以100μm為基準值)做為預設值。
再者，取代透過與空間60的厚度尺寸D之比較，試料解析裝置1判別進行第1演算處理或第2演算處理，也可使得使用者可隨時選擇。在此情況中，在測定前的設定選單等之上設置指示以第1演算處理或第2演算處理進行處理的選擇按鈕，試料解析裝置1係根據從使用者接受的指示而以第1演算處理或第2演算處理進行處理。
再者，本實施例的試料解析裝置1，即使在圖4A及B所示的生產類型的有機電致發光(EL)元件50以外，對於圖12所示的研究開發類型的有機電致發光(EL)元件70，也可同樣地進行解析。研究開發類型的有機電致發光(EL)元件70與生產類型的有機電致發光(EL)元件50的不同點係在於有機電致發光(EL)元件70在厚T1之具有透光性的玻璃基板71上以接著劑81安裝蓋狀的密封蓋77(高度T2)。
密封蓋77具有覆蓋部77a及側壁部77b且整體成為凹狀，以覆蓋被設置在玻璃基板71的一面51a上之有機膜76(複數層72~75)及電極58、59。又，密封蓋77係形成從有機膜76的最上面76a至覆蓋部77a的內面57c的間隔(間隙)以產生厚度尺寸D的空間80。在以試料解析裝置1解析圖12的有機電致發光(EL)元件70時，若輸入將玻璃基板71的厚度T1及密封蓋77的高度T2相加的數值以做為試料的厚度尺寸，其他點則係經由與圖4A及B所示的有機電致發光(EL)元件50同樣地處理以進行解析。
再者，在有機電致發光(EL)元件50的覆蓋玻璃57具有透光性時，在將有機電致發光(EL)元件50以圖5所示的形態載置於載物台4以外，如圖13所示，也可使玻璃基板51位於下側以載置有機電致發光(EL)元件50，以使得玻璃基板51接觸載物台4的載物台面4a。在此情況中，試料解析裝置1將偏光狀態的光K照射向覆蓋玻璃57，通過覆蓋玻璃57及空間60的光K到達以複數膜層52~55(參照圖4B)構成的有機膜56。再者，在光K通過有機膜56之後，如圖13所示，產生在有機膜56及玻璃基板51的邊界上反射的情況(反射光K10的情況)，及通過玻璃基板51並在玻璃基板51及載物台4的邊界上反射的情況(反射光K11的情況)。並且，任一個反射光K10、K11均從覆蓋玻璃57射出並由光取得器5取得，且其偏光狀態被測定。
再者，即使在圖13中，雖然實際上包含在覆蓋玻璃表面上的反射(P10)、在在覆蓋玻璃內面上的反射(P20)、及在有機膜表面上的反射(P30)及多重反射，這些反射(P10、P20、P30)因為與用於解析的模型之選擇沒有直接關係而省略處理。
又，在以圖13所示的有機電致發光(EL)元件50的載置形態進行試料的解析時，在用於解析的模型上，必須使用對應於上述反射光K10、K11的構造。圖14A係繪示對應於反射光K10之構造的模型m20。模型m20係被構成為最下方的玻璃基板51做為基板(S30)，在其上重疊有機膜層L31(相當於有機膜56)、空隙層L32(相當於空間60)、密封材料層L33(相當於覆蓋玻璃57之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L34(對應於覆蓋玻璃57的表面粗糙的部分)。並且，模型m30的各層的厚度d31~d34係根據在準備階段中由使用者輸入的值而被設定。
另一方面，圖14B係繪示對應於反射光K11之構造的模型m21。模型m21係被構成為使得構成在玻璃基板51的下方之周圍氣體的媒體(在圖13中係相當於存在於玻璃基板51與載物台4之間的空間之空隙層)被視為基板，在該空隙層S40(基板)上重疊玻璃層L41(相當於玻璃基板51)、有機膜層L42(相當於有機膜56)、空隙層L43(相當於空間60)、密封材料層L44(相當於覆蓋玻璃57之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L45(對應於覆蓋玻璃57的表面粗糙的部分)。並且，模型m21的各層的厚度d41~d45係根據在準備階段中由使用者輸入的值而被設定。
在圖13所示的載置形態中，根據有機電致發光(EL)元件50的厚度尺寸，有僅測定反射光K10，K11之一方(理論上僅K10)或測定兩方的可能性。因此，試料解析裝置1，根據試料的厚度尺寸，選擇模型m20、m21的一方(理論上係模型m20)或雙方做為用於解析的模型的構造，以做為圖8A及B的流程圖之處理階段(S3~S6)。再者，在選擇模型之後，進行與圖8A及B的流程圖相同的處理，以進行解析。
又，即使在圖13所示的有機電致發光(EL)元件50的載置形態中，在求得與模型有關的值(振幅比及相位差)時，根據空間60的厚度尺寸D與基準值的比較或使用者的指示，以進行第1演算處理或第2演算處理。圖15所示的圖式係繪示以圖13所示之載置形態測定具有空間60的厚度尺寸D之有機電致發光(EL)元件50的振幅比ΨE 、相位差ΔE 的點與從對應於此載置形態的構造之模型以第2演算處理求得的振幅比ΨM 、相位差ΔM 的曲線。求得的曲線具有大體上沿著測定點(點)的形狀。再者，即使在圖13所示的載置形態中，可測定並解析圖12的研究開發類型的有機電致發光(EL)元件70。在此情況中，準備覆蓋玻璃57被視為密封蓋77的模型(參照圖14A及B)。
又，本發明之試料解析裝置1及試料解析方法，關於有機電致發光(EL)元件50，可以所謂高分子有機電致發光(EL)元件及低分子有機電致發光(EL)元件的任一種類型做為解析對象。又，關於有機電致發光(EL)元件以外的試料，若係被構成而在基板上積層膜，且與該膜隔著間隔以覆蓋材料覆蓋，且基板或覆蓋材料的至少一方具有透光性的試料，可以與上述有機電致發光(EL)元件50相同的形態解析。
實施例2
以下參照圖式說明本發明之實施例。圖16係繪示本發明之製造裝置80的概要的示意平面圖。製造裝置80被構成為包含在玻璃基板51上形成成膜物56的2連串的第1成膜裝置10、第2成膜裝置20，及將密封基板57貼合至形成成膜物56的玻璃基板51上並且排出有機電致發光(EL)元件面板500的密封裝置30。玻璃基板51被搬送至第1成膜裝置10及第2成膜裝置20，且在形成成膜物56之後，被搬送至密封裝置30。在密封裝置30中，在形成成膜物56的玻璃基板51上貼合密封基板57之後，成品的有機電致發光(EL)元件面板500被排出至外部。
第1成膜裝置10係被構成為包含做為搬送裝置的真空搬送用機器人11、基板搬送室41、成膜室12、13、14、15、光學膜厚計測裝置70、真空閘G、傳送室42、及資料送信裝置P。在第1成膜裝置10之大約中央部上設置真空搬送用機器人11。基板搬送室41、成膜室12、13、14、15及傳送室42係經由具有密閉性的真空閘G而被接續以圍繞在其周圍。完成前處理步驟及洗淨步驟的玻璃基板51(ITO基板)被搬送至真空閘G、G被設置在入口及出口的基板搬送室41。被搬送給基板搬送室41的玻璃基板51透過真空搬送用機器人11被搬送至成膜室12。
成膜室12、13、14、15及第2成膜裝置20的成膜室22、23、24、25係分別用以逐步地形成包含電洞輸送層、發光層、電洞阻隔層、電子輸送層及陰極的成膜物56。在各成膜室12、13、14、15、22、23、24、25的上側，設置用以計測成膜物56的各層之膜厚的光學膜厚計測裝置70、70、70‧‧‧。以下雖然說明在成膜室12至15及22至25中進行的成膜係透過CVD(Chemical Vapor Deposition)法蒸鍍，但根據成膜對象，也可使用適合的濺鍍法之PVD(Physical Vapor Deposition)法形成的成膜。以下說明係以蒸鍍室12至15及22至25做為成膜室12至15及22至25，又以蒸鍍物56做為成膜物56。可使用例如偏光儀或橢圓儀等做為光學膜厚計測裝置70。以下說明係以橢圓儀70做為光學膜厚計測裝置70。又，以下雖然係說明有關適用使用相位調變法的橢圓儀70的情況，當然也可適用使用旋轉檢光器的橢圓儀70。
在玻璃基板51被搬送給蒸鍍室12時，在蒸鍍開始的同時，開始透過橢圓儀70進行膜厚計測。蒸鍍物56被蒸鍍在玻璃基板51上，在透過橢圓儀70判斷達到預先設定的膜厚時，蒸鍍室12停止蒸鍍。蒸鍍第1層蒸鍍物56的玻璃基板51透過做為搬送裝置的真空搬送用機器人11被搬送給下一階段的蒸鍍室13。在蒸鍍室13中蒸鍍第2層蒸鍍物56，其膜厚係透過被設置在蒸鍍室13的橢圓儀70而被測定。在蒸鍍室13中第2層蒸鍍物56達到預先設定的膜厚時，停止蒸鍍，並且被搬送給下一階段的蒸鍍室14。各蒸鍍室12至15及22至25係透過包含送信電線及送受信裝置的資料送信裝置P而被接續。關於在各蒸鍍室12至15及22至25中的蒸鍍狀況的資訊係透過資料送信裝置P被送受信。
如此，在第1成膜裝置10中，第1層至第4層的蒸鍍係伴隨著各橢圓儀70之即時的膜厚計測而被實施。在第4層蒸鍍結束後，被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51係透過真空搬送用機器人11被搬送給在入口及出口上設置有真空閘G、G的傳送室42。被連接設置於傳送室42的第2成膜裝置20也與第1成膜裝置10相同，被構成為包含真空閘G、蒸鍍室22至25、資料送信裝置P、橢圓儀70、真空搬送用機器人11及傳送室43。
玻璃基板51係經由傳送室42被搬送給第2成膜裝置20的蒸鍍室22，進行第5層的蒸鍍。在蒸鍍室22至25上也與第1成膜裝置10相同地設置橢圓儀70、70、70‧‧‧並進行被蒸鍍的各層膜厚的計測，在達到預先被設定的膜厚時，透過做為搬送裝置的真空搬送用機器人21，被搬送給下一階段的蒸鍍室23。在蒸鍍室22至25中，被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51係透過真空搬送用機器人21被搬送給傳送室43。再者，在本實施例中，雖然係第1成膜裝置10及第2成膜裝置20的2段結構，也可以設置1段或3段以上的成膜裝置以進行成膜。再者，雖然第1成膜裝置10及第2成膜裝置20係各設置4個蒸鍍室12至15及22至25，其數目也可根據蒸鍍的層數適當地增減。
被連接設置於傳送室43的密封裝置30係被構成為包含真空搬送用機器人31、真空閘G、密封室34、排出室44、密封基板搬送室32。已結束所有層的蒸鍍之玻璃基板51係透過真空搬送用機器人31被搬送給密封室34，且被搬送給密封基板搬送室32的密封基板57也同樣地被搬送給密封室34。被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51與密封基板57係在密封室34中透過接著劑進行貼合，且貼合後的有機電致發光(EL)元件面板500係經由排出室44被搬送至外部。再者，在密封裝置30上也可設置檢查光特性的檢查室33及備用的預備成膜室35。
圖17係繪示蒸鍍室12的截面之示意剖面圖，圖18係繪示蒸鍍室12內部的概要之示意斜視圖。蒸鍍室12係被構成為包含機殼120、透過窗121、蒸鍍單元(成膜單元)124、控制部(控制裝置)127、及減壓裝置125。蒸鍍室12包括在其截面中底部係矩形且頂部係梯形的機殼120，在機殼120的大約中央部上架設2支架子121、121。玻璃基板51係透過圖16所示之真空搬送用機器人11被搬送至蒸鍍室12內部，且被載置在架子121、121上。亦即，從真空閘G被搬送至蒸鍍室12的玻璃基板51，其兩端係如圖18所示由架子121、121支撐，且被搬送至可進行蒸鍍及膜厚的計測之位置上。
玻璃基板51係以使蒸鍍物56的積層方向向下的方式被載置在架子121、121上，在蒸鍍室12內形成罩幕128以成為希望的圖案。再者，在圖18中，省略罩幕128的記載。在做為蒸鍍物56的蒸鍍方向之機殼120的底面設置蒸鍍單元124。蒸鍍單元124係由填充蒸鍍材料的熔化鍋或舟及加熱這些熔化鍋或舟的熱源構成，根據控制部127的控制，排出蒸鍍材料，將蒸鍍物56蒸鍍至玻璃基板51上。再者，控制部127被接續以可在與橢圓儀70間送受資訊。
在蒸鍍物56的積層方向上，貫通側壁將減壓裝置125設置在蒸鍍室12的機殼120的側壁上。減壓裝置125減低蒸鍍室12內的壓力。
機殼120的頂部成為具有2斜邊的梯形，在2斜邊上分別以保持密封性的狀態固定地設置玻璃等的透過窗122、122。在蒸鍍物56的積層方向的相反側上，在機殼120的上側設置包括光照射器3及光取得器5的橢圓儀70。光照射器3的出射面與透過窗122的機殼120的外面側彼此接觸，同樣地，光取得器5的受光面與透過窗122的機殼120的外面側彼此接觸。另外，也可從透過窗122隔離並設置光照射器3及光取得器5。來自光照射器3的入射光對於被設置在斜邊上的透過窗122大概垂直地入射，並照射被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51的另一側。來自玻璃基板51的反射光對於透過窗122大概垂直地入射，並到達光取得器5。再者，在本實施例中係分別將蒸鍍單元124設置在蒸鍍室12的下側，並將橢圓儀70設置在蒸鍍室12的上側。不過，在蒸鍍物56的積層方向為上側時，也可在該積層方向，亦即蒸鍍室的上側上設置蒸鍍單元124，並在積層方向的相反側之蒸鍍室12的下側設置通過透過窗122以進行出入射的橢圓儀70。
圖19係繪示橢圓儀70的硬體構成之方塊圖。圖19所示的橢圓儀70係大概區別為計測解析的部分及驅動部分。做為計測解析部分，橢圓儀70係被構成為第1光纖纜線15a接續氙燈2及光照射器3，並被載置在架子121上，將偏光狀態的光照射向被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51(以下，以這些做為試料50)，以使光入射至試料50。然後，以光取得器5取得在試料50上反射的光。再者，為了簡化說明，在圖19中省略蒸鍍室12與透過窗122等。
光取得器5係經由第2光纖纜線15b被接續至分光器7，分光器7係對每個波長進行計測，將計測結果做為類比信號，並傳送給資料擷取機8。資料擷取機8將類比信號變換成需要的值並傳送給電腦90，並以電腦90進行解析。
其次，依序詳細說明橢圓儀70的上述各部分。首先，以氙燈2做為光源，其產生包含複數波長成分的白色光，將產生的白色光經由第1光纖纜線15a送出給光照射器3。
光照射器3在內部具有偏光器3a，以偏光器3a將白色光偏光，並將偏光狀態的光照射向試料50。
光取得器5取得在試料50上反射的光，並計測取得的光之偏光狀態。光取得器5係內藏PEM(Photo Elastic Modulator：光彈性調變器)5a及檢光器(Analyzer)5b，將在試料50上反射的光經由PEM 5a導向檢光器5b。再者，內藏於光取得器5的PEM 5a係透過以預定的頻率(例如50kHz)將取得的光相位調變，以從直線偏光得到橢圓偏光。又，檢光器5b係選擇地取得並計測來自以PEM 5a相位調變的各種偏光中的偏光。在本實施例中，雖然可透過經由旋轉檢光器(RAE,RPE)得到橢圓偏光而達成，由於在使用PEM時，除了cosΔ之外，可檢出sinΔ，可達成測定精度的提升。亦即，在本實施例中，因為從玻璃基板51側照射光，在做為測定對象的膜的相位差Δ係小的值且變化少的許多情況中，為了精度良好地取出做為此小的值的Δ，最好使用可檢出sinΔ的PEM。
分光器7係內藏未圖示的反射鏡，繞射光柵，光電倍增器(PMT：光電倍增管)及控制單元等，從光取得器5通過第2光纖纜線15b以反射鏡將送出的光反射，並導向繞射光柵。分光器7係以未圖示的繞射光柵做為中心而將共32個光電倍增器(未圖示)扇狀地配列而構成。繞射光柵係經由未圖示的切換器及鏡子將導引的光反射向各光電倍增器，在反射時對光具有的每個波長分配反射方向。各光電倍增器係對於繞射光柵反射的特定波長進行測定，分光器7透過具有共計32個的光電倍增器而實現32ch(頻道)的同時測定。與以各光電倍增器測定的內容有關的信號被送出給資料擷取機8。再者，在將偏光器用於光學膜厚計測裝置時，可為組合光二極體陣列(PDA)的結構。
資料擷取機8係基於來自分光器7的信號，算出反射光之偏光狀態(p偏光、s偏光)的振幅比Ψ及相位差Δ，將算出的結果送出給電腦90。再者，振幅比Ψ及相位差Δ對於p偏光的振幅反射係數Rp及s偏光的振幅反射係數Rs，成立以下的方程式(7)的關係。
Rp/Rs=tanΨ‧exp(i‧Δ)‧‧‧(7)
並且，i係虛數單位(以下同樣)。另外，Rp/Rs係被稱為偏光變化量ρ。
又，橢圓儀70具有的電腦90係基於以資料擷取機8得到的偏光狀態的振幅比Ψ及相位差Δ與對應於試料50的模型，進行試料50的解析。電腦90係由顯示器94，鍵盤93及滑鼠93M等構成，並以內部匯流排接續CPU(Central Processing Unit)91、記憶部95、RAM(Random Access Memory)92、及ROM(Read Only Memory)951。CPU 91係根據記憶在記憶部95的各種電腦程式進行種種處理，RAM 92係暫時地記憶與處理有關的各種資料，在ROM 95上記憶與電腦90的功能有關的內容等。
記憶部95預先記憶試料解析用的電腦程式等的各種程式，同時記憶用以顯示於顯示器94的各種選單影像的資料、與試料50有關的已知的資料、不同構造的模型、被用於模型的製作之複數色散公式、被製造的模型、對應於各種試料的參考資料、及與干涉條紋關連的比較處理使用的基準值等。
有關試料50的解析，電腦90解析折射率及消光係數等的光學常數做為被積層在蒸鍍物56上的各層的光學特性，同時也解析各層的膜厚等。另外，以下說明有關使用折射率及消光係數做為光學常數之一例。
具體而言，在根據被計測的振幅比Ψ及相位差Δ，試料50的周圍空氣等的複數折射率為已知時，電腦90使用預先記憶於記憶部95的模型程式。製作對應於使用者設定的試料50的項目及材料構造之模型並記憶於記憶部95，且使用在解析階段記憶的模型求出蒸鍍物56的各層的膜厚及複數折射率。複數折射率在使解析的層之折射率為n且消光係數為k時，成立以下面的光學式表示的方程式(8)的關係。
N=n-ik‧‧‧(8)
另外，若入射角度為ψ且照射的光之波長為λ，則從資料擷取機8輸出之以橢圓儀70測定的振幅比Ψ及相位差Δ，對於解析的蒸鍍物56的各層的膜厚d、折射率n及消光係數k，成立以下的方程式(9)的關係。
(d,n,k)=F(ρ)=F(Ψ(λ,ψ),Δ(λ,ψ))‧‧‧(9)
再者，電腦90使用表示具有解析的各層的膜厚及複數個參數的複數介電常數之波長依存性的色散公式，進行變化膜厚、色散公式的參數等的處理(適配)，以使得從記憶的模型以理論演算得到的模型頻譜(ΨM (λi ),ΔM (λi ))及與從資料擷取器8輸出的計測結果有關的計測頻譜(ΨE (λi ),ΔE (λi ))的差變成最小。並且，將適用的色散公式之一例表示於下面的方程式(10)
在方程式(10)中，左邊的ε表示複數介電常數，ε∞ ，εs 表示介電常數，Γ0 、ΓD 、γj 表示對於粘性力的比例係數(damping factor)，ωoj 、ωt 、ωp 表示固有角頻率(oscillator frequency,transverse frequency,plasma frequency)。再者，ε∞ 係高頻率的介電常數(high frequency dielectric constant)，εs 係低頻率的介電常數(static dielectric constant)。又，複數介電常數ε(相當於ε(λ))及N(相當於N(λ))係成立下列的方程式(11)的關係。
ε(λ)=N2 (λ)‧‧‧(11)
當簡單地說明適配時，在測定試料50時，將T個計測資料對進行Exp(i=1,2‧‧‧,T)並將T個模型的計算資料對進行Mod(i=1,2‧‧‧,T)時，與計測誤差被視為常態分佈且標準偏差為σi 時的最小平方法有關的均方誤差χ2 係以下面的方程式(12)求得。另外，P係參數的數字。因為均方誤差χ2 的值小時，表示計測結果與製作的模型的一致性大，在比較複數個模型時，均方誤差χ2 的值最小者即相當於最好的模型。
與上述電腦90進行的試料解析有關的一連串處理係被規定在記憶於記憶部95的試料解析用的電腦程式。
圖20係繪示入射光及反射光的經路之示意橫剖面圖。從光照射器3被照射的入射光K經由玻璃基板51入射至蒸鍍物56，且在蒸鍍物56的底面中反射。在蒸鍍物56的底面中反射的反射光K1再經由蒸鍍物56及玻璃基板51，入射至光取得器5。再者，雖然在入射光K與玻璃基板51的上面的交點P1及入射光K與蒸鍍物56的上面的交點P2中產生反射或多重反射，其被包含在用於解析的模型之選擇中。
圖21係用於解析試料50的模型之說明圖。因此橢圓儀70係從與蒸鍍物56的積層方向相反的方向進行計測，進行解析的模型係使用依續積層空隙層(周圍氣體)S1、蒸鍍物層L1、玻璃層L2及粗糙層L3者。亦即，以蒸鍍物56下側的空間做為空隙層(周圍氣體)S1，且這被當做是基板。然後，以蒸鍍物56做為蒸鍍物層L1、以玻璃基板51之沒有表面粗糙的部分做為玻璃層L2，以對應於玻璃基板51之表面粗糙的部分做為粗糙層L3。
在以上的結構中，使用流程圖說明膜厚的計測處理的步驟。圖22A及22B係繪示成膜及計測處理的步驟之流程圖。使用者從鍵盤93輸入做為在蒸鍍室12中蒸鍍的層的目標之膜厚、膜厚形成速度、折射率及消光係數(以下以光學常數代表)。再者，對於做為目標的膜厚、膜厚形成速度、及光學常數，也可輸入具有數%的容許範圍的值。並且，輸入的膜厚形成速度在接近做為目標的膜厚時，也可降低該速度。CPU 91接受輸入之做為目標的膜厚、膜厚形成速度、及光學常數(步驟S71)，並記憶於RAM 92。蒸鍍室12的控制部127監視試料是否被搬送至蒸鍍位置，在被搬送至蒸鍍位置時，將此效果的信號輸出至橢圓儀70的CPU 91。CPU 91判斷試料50是否被搬送至蒸鍍位置(步驟S72)，亦即，判斷是否從控制部127輸出表示被搬送至蒸鍍位置的信號。
CPU 91在判斷試料50未被搬送時(在步驟S72為NO)，待機至試料50被搬送為止。另一方面，CPU 91在判斷試料50已被搬送時(在步驟S72為YES)，開始成膜及由橢圓儀70進行計測(步驟S73)。控制部127啟動蒸鍍單元124以將蒸鍍物56蒸鍍在玻璃基板51上。橢圓儀70的CPU 91執行記憶在記憶部95的試料解析用的電腦程式，算出膜厚、光學常數及膜厚形成速度(步驟S74)。再者，膜厚形成速度係使用算出的膜厚及橢圓儀70的計測速度(例如為200ms，根據蒸鍍物的成膜速度，也可適當地為100ms、50ms)加以算出。
CPU 91比較算出的膜厚與記憶於RAM 92之做為目標的膜厚，以判斷算出的膜厚是否達到目標膜厚(步驟S75)。CPU 91在判斷未達到目標膜厚時(在步驟S75為NO)，分別算出做為目標的光學常數及算出的光學常數之偏差與做為目標的膜厚形成速度及算出的膜厚形成速度之偏差(步驟S76)。CPU 91將算出的偏差輸出至控制部127(步驟S77)。
控制部127進行蒸鍍單元124的回饋控制以使得輸出的偏差大約為零(步驟S78)。具體而言，在膜厚形成速度比目標快時，亦即輸出負的偏差信號時，降低蒸鍍單元124的輸出。另一方面，在膜厚形成速度比目標慢時，亦即輸出正的偏差信號時，提高蒸鍍單元124的輸出。又，在光學常數比目標的光學常數大時，亦即輸出負的偏差信號時，提高蒸鍍單元124的輸出。另一方面，在光學常數比目標的光學常數小時，亦即輸出正的偏差信號時，降低蒸鍍單元124的輸出。其後，進行到步驟S73，重覆以上的處理。
在步驟S75中，CPU 91在判斷算出的膜厚達到目標膜厚時(在步驟S75為YES)，跳過步驟S76至S78的處理，並結束蒸鍍室12中的成膜及橢圓儀70的計測(步驟S79)。CPU 91將在步驟S74的最終階段中算出的膜厚、及光學常數輸出給下一階段的蒸鍍室13之橢圓儀70(步驟S710)。其後，透過真空搬送用機器人11，將成膜後的試料50搬送給下一階段的蒸鍍室13(步驟S711)。
圖23A及23B係繪示第2層的成膜及計測處理的步驟之流程圖。CPU 91接受輸入的第2層之做為目標的膜厚，膜厚形成速度、及光學常數(步驟S81)，並記憶於RAM 92。又，CPU 91在步驟710中讀出從前段的蒸鍍室12輸出的前段(第1層)之算出膜厚、及光學常數(步驟S82)。蒸鍍室13的控制部127監視試料50是否被搬送至蒸鍍位置，在被搬送至蒸鍍位置時，將此效果的信號輸出至橢圓儀70的CPU 91。CPU 91判斷試料50是否被搬送至蒸鍍位置(步驟S83)，亦即，判斷是否從控制部127輸出表示被搬送至蒸鍍位置的信號。
CPU 91在判斷試料50未被搬送時(在步驟S83為NO)，待機至試料50被搬送為止。另一方面，CPU 91在判斷試料50已被搬送時(在步驟S83為YES)，開始成膜及由橢圓儀70進行計測(步驟S84)。橢圓儀70的CPU 91執行記憶在記憶部95的試料解析用的電腦程式，算出膜厚、光學常數及膜厚形成速度(步驟S85)。再者，CPU 91可使用在步驟S82中讀出且在前段中算出的膜厚、及光學常數做為參數，另外也可使用在步驟S71中接受的前段的目標膜厚、及光學常數做為參數。
CPU 91比較算出的膜厚與記憶於RAM 92之做為目標的膜厚，以判斷算出的膜厚是否達到目標膜厚(步驟S86)。CPU 91在判斷未達到目標膜厚時(在步驟S86為NO)，分別算出做為目標的光學常數及算出的光學常數之偏差與做為目標的膜厚形成速度及算出的膜厚形成速度之偏差(步驟S87)。CPU 91將算出的偏差輸出至控制部127(步驟S88)。
控制部127進行蒸鍍單元124的回饋控制以使得輸出的偏差大約為零(步驟S89)。其後，進行到步驟S84，重覆以上的處理。在步驟S86中，CPU 91在判斷算出的膜厚達到目標膜厚時(在步驟S86為YES)，跳過步驟S87至S89的處理，並結束蒸鍍室13中的成膜及橢圓儀70的計測(步驟S810)。將在步驟S85的最終階段中算出的膜厚、及光學常數輸出給下一階段的蒸鍍室14之橢圓儀70(步驟S811)。其後，透過真空搬送用機器人11，將成膜後的試料50搬送給下一階段的蒸鍍室14(步驟S812)。再者，下一階段的蒸鍍室14以下的處理也相同，故省略其說明。
實施例3
圖24係繪示實施例3的製造裝置80之概要的示意平面圖。製造裝置80也可如圖24所示適用直列型。製造裝置80被構成為包含在玻璃基板51上蒸鍍蒸鍍物56的2連串的第1成膜裝置10、第2成膜裝置20，及將密封基板57貼合至被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51上並且排出有機電致發光(EL)元件面板500的密封裝置30。玻璃基板51被搬送至第1成膜裝置10及第2成膜裝置20，且在蒸鍍蒸鍍物56之後，被搬送至密封裝置30。在密封裝置30中，在蒸鍍物56被蒸鍍的玻璃基板51上貼合密封基板57之後，成品的有機電致發光(EL)元件面板500被排出至外部。
第1成膜裝置10被構成為包含基板搬送室41、蒸鍍室12至15、橢圓儀70及真空閘G。第1成膜裝置10係經由閘G橫方向地連接並設置蒸鍍室12至15。又，在蒸鍍室12至15上設置橢圓儀70。被搬送給基板搬送室41的玻璃基板51被搬送至蒸鍍室12，如上述進行成膜及計測處理。再者，玻璃基板51的搬送，與在實施例2所述者相同，係透過真空搬送用機器人進行。
被連接設置於傳送室42的第2成膜裝置20也與第1成膜裝置10相同，被構成為包含真空閘G，蒸鍍室22至25，藉由各蒸鍍室22至25及橢圓儀70而施行蒸鍍物56的成膜及計測處理。且各蒸鍍室12至15以及22至25以資料送信裝置P來連接。於蒸鍍物56成膜完成時，玻璃基板51經由傳送室43而搬送至密封裝置30。
連設至傳送室43的密封裝置30，被構成為包含真空閘G、密封室34及密封基板搬送室32。完成所有的層的蒸鍍之玻璃基板51被搬送給密封室34，或者被搬送給密封基板搬送室32的密封基板57也同樣地被搬送給密封室34。被蒸鍍有蒸鍍物56的玻璃基板51與密封基板57係在密封室34中透過接著劑進行貼合，且貼合後的有機電致發光(EL)元件面板500係經由排出室44被搬送至外部。
實施例4
圖25係繪示實施例4的製造裝置80之概要的示意平面圖。橢圓儀70係個別地被設置於各蒸鍍室12至15，另外，如本實施例所示，也可將至少包含光照射器3及光取得器5的光照射‧取得單元70A設置於各蒸鍍室12至15、22至25上，且將包含至少算出膜厚、做為光學常數的折射率、消光係數及膜厚形成速度等的電腦90之一個演算單元70B接續至各光照射‧取得單元70A，做為橢圓儀70。在各蒸鍍室12至15上分別設置光照射‧取得單元70A，被計測的資料係被輸出至接續至光照射‧取得單元70A與資料送信裝置P的演算單元70B。同樣地，在第2成膜裝置20中，在各蒸鍍室22至25上也設置光照射‧取得單元70A，並配置被接續至這些的一個演算單元70B。
構成橢圓儀70的資料擷取機8等之各種機器，根據製造裝置80的設計，可被設置在光照射‧取得單元70A或演算單元70B側之任一個上。如此，由於將包含橢圓儀70的電腦90之演算單元70B設置在1個地方以集中處理，可節省製造裝置80中的空間並可降低成本。再者，在本實施例中，雖然係在第1成膜裝置10及第2成膜裝置20上分別設置演算單元70B而構成，也可將這些結合而以單一的演算單元70B執行各種處理。又，在本實施例中，雖然係說明有關適用直列型的情況，也可適用集叢型的製造裝置。
實施例5
圖26係繪示實施例5的製造裝置80之概要的示意平面圖。在實施例5的第1成膜裝置10的各蒸鍍室12至15與各真空閘G的外部上側上架設用以載置並搬送橢圓儀70的2根輸送帶1210、1210。在輸送帶1210、1210的終端上設置驅動至這些的馬達70M，該馬達70M被接續至資料送信裝置P。馬達70M驅動輸送帶1210、1210，將橢圓儀70移動向蒸鍍室12至15之任一個。
為了進行試料50的計測，馬達70M隨著試料50的移動而移動橢圓儀70。同樣地，在第2成膜裝置20中也設置輸送帶1210、1210與馬達70M。圖27係繪示馬達70M的控制處理步驟的流程圖。馬達70M驅動輸送帶1210、1210以將橢圓儀70移動向初段的蒸鍍室12(步驟S121)。在將試料50搬送給蒸鍍室12時，開始成膜及計測(步驟S122)。透過步驟S711的處理，在試料50被搬送給下一階段的蒸鍍室13時，馬達70M為了跟隨而將橢圓儀70移動給下一階段的蒸鍍室13(步驟S123)。
在下一階段的蒸鍍室13中進行成膜及計測(步驟S124)後，馬達70M判斷目前的蒸鍍室是否為最後階段的蒸鍍室15(步驟S125)。在馬達70M判斷其不是最後階段的蒸鍍室15時(在步驟S125為NO)，進行至步驟S123，重覆以上的處理。另一方面，在馬達70M判斷其為最後階段的蒸鍍室15時(在步驟S125為YES)，驅動輸送帶1210、1210，將橢圓儀70移動至初段的蒸鍍室12(步驟S126)。如此，由於係透過單一個橢圓儀70進行計測，可降低製造裝置80的成本。再者，在本實施例中，雖然係說明有關適用直列型的情況，透過在蒸鍍室12至15的周圍設置環狀的輸送帶1210、1210，也可適用集叢型的製造裝置。
本實施例3至5係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例2相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
實施例6
圖28係繪示實施例6的蒸鍍室12的構成之示意斜視圖。如圖28所示，在實施例6的蒸鍍室12的蒸鍍方向之相反側的上部兩端上，延伸設置矩形的透過窗122、122，如圖28的白色箭號所示，其係以與玻璃基板51的搬送裝置之搬送方向正交的方向做為縱向。矩形的透過窗122、122由側面觀看係被傾斜地設置。
與實施例2相同，在透過窗122、122的上方設置光照射器3及光取得器5，其可朝向分別以白色箭號表示之與玻璃基板51的搬送方向正交的方向移動。光照射器3及光取得器5係被裝在向上方延伸設置的支持棒151、151的一端。另一方面，支持棒151、151的另一端係可移動地懸吊於向正交方向延伸設置的軌道150，150上。
被懸吊於軌道150、150的支持棒151、151係透過根據控制部127的控制而作動之驅動馬達152、152，沿著軌道150、150，朝向正交方向移動，以將被裝在支持棒151、151的一端之光照射器3及光取得器5朝向正交方向被移動。如此，透過搬送裝置將光照射器3及光取得器5朝向與玻璃基板51的搬送方向正交的方向移動，可在玻璃基板51的寬廣範圍中計測膜厚。再者，在本實施例中，雖然被構成為可在與玻璃基板51的搬送方向正交的方向上移動地設置光照射器3及光取得器5，但不限定於此。例如，也可設置以與玻璃基板51的搬送方向平行的方向做為縱向之透過窗，並可被構成為可朝向此平行方向移動地設置光照射器3及光取得器5。
本實施例6係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例2相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
實施例7
以下參照圖式說明本發明之實施例。圖29係繪示本發明之實施例的試料解析裝置1的硬體構成之方塊圖。試料解析裝置1係被構成為包含橢圓儀及做為解析部(解析器)的電腦10。試料解析裝置1係在積層複數膜的試料50上照射偏光的光，同時取得在試料50上反射的光並測定反射光的偏光狀態，基於此測定結果及對應於試料50的模型，解析試料50的各膜層的特性。以下說明透過試料解析裝置1解析做為試料50的有機電致發光(EL)元件面板50的形態。再者，在試料解析裝置1中可使用偏光儀取代橢圓儀。
圖30A及B係繪示有機電致發光(EL)元件面板50的積層狀態的示意剖面圖。有機電致發光(EL)元件面板50係被構成為包含玻璃基板等的透光性基板51、有機膜56及玻璃等的覆蓋材料57。圖30A係繪示透光性基板51、有機膜56及覆蓋材料57的積層狀態的示意剖面圖。此有機電致發光(EL)元件面板50係貼合2片玻璃板材，亦即夾著有機膜56之透光性基板51與覆蓋材料57的形態。有機電致發光(EL)元件面板50的構造係在做為一邊的玻璃板材的透光性基板51的一面51a上形成有機膜56。另一方面，在做為另一邊的玻璃板材的覆蓋材料57上設置收納有機膜56的凹部57d，將設置凹部57d的面57b以接著劑61貼合在透光性基板51的一面51a上，以將兩者一體化。
透過貼合透光性基板51與覆蓋材料57而被密封的凹部57d的內部係成為用以保護有機膜56的真空，或是封入稀有氣體(例如氮氣)。又，在本實施例中，雖然將玻璃用於覆蓋材料57及透光性基板51，但不限定於此。例如，做為透光性基板51，也可使用可彎曲的透光性塑膠基板。在使用透光性塑膠基板時，在透光性塑膠基板上鍍上透明導電性的薄膜(ITO等)之後，可在其上形成有機膜56。又，覆蓋材料57，可使用例如在可見光域透明的Barix(註冊商標)做為密封膜，也可將此貼合於透光性塑膠基板上。
圖30B係繪示被收納於凹部57d內的有機膜56的詳細構造。有機膜56係在做為被配置於具有透光性的透光性基板51的一面51a上之透明電極的陽極(ITO)58上，依序堆疊電洞輸送層(Hole transport layer)52、發光層(Emitting layer)53、電洞阻隔層(Hole blocking layer)54、及電子輸送層(Electron transport layer)55等共計四層的膜層。又，有機膜56係將陰極59配置於與覆蓋材料57相對的表面56a上。
有機膜56係隔著間隔(gap)被收納於凹部57d的內部，與覆蓋有機膜56的表面56a之覆蓋材料57的覆蓋部57a之間產生空間60。空間60的厚度尺寸D(從有機膜56的表面56a至覆蓋部57a的內面57c的垂直尺寸。相當於間隔距離)係根據有機電致發光(EL)元件面板50的規格而有許多種。一般而言，厚度尺寸D係被設定於10μm以上及400μm以下的範圍中。再者，透光性基板51及覆蓋材料57的厚度T通常係使用0.5mm、0.7mm、1.1mm(0.7mm最為普遍)，因此，有機電致發光(EL)元件面板50的整體厚度(2T)一般係1.0mm~2.2mm的範圍中的尺寸。
解析上述構造的有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56之試料解析裝置1係被構成如圖29所示，其大概分為包含一對由光照射器3及光取得器5構成的測定器之測定解析的部分及驅動部分。試料解析裝置1係被構成為第1光纖纜線15a接續氙燈2及光照射器3，將偏光狀態的光照射至載置於載物台4(試料台)上的試料(有機電致發光(EL)元件面板50)，並使光被入射至試料，同時以光取得器5取得在試料上反射的光，以做為測定解析的部分。光取得器5係經由第2光纖纜線15b被接續至分光器7，分光器7對每個波長進行測定並將測定結果做為類比信號傳送給資料擷取機8。資料擷取機8將類比信號變換成需要的值並傳送給電腦10，由電腦10進行解析。
又，如圖29所示，試料解析裝置1係分別在載物台4、光照射器3、光取得器5及分光器7上設置第1馬達M1~第6馬達M6，以做為驅動部分。經由接續至電腦10的馬達控制機9控制各馬達M1~M6的驅動，將載物台4、光照射器3、光取得器5及分光器7變更至對應於測定的適當位置、姿勢。馬達控制機9係基於從電腦10輸出的指示以進行各馬達M1~M6的驅動控制。在試料解析裝置1中，相當於橢圓儀的部分，主要係以氙燈2、光照射器3、載物台4、光取得器5、分光器7、資料擷取機8、馬達控制機9、及馬達M1~M6構成的範圍。
其次，依序詳細說明試料解析裝置1之上述各部分。首先，氙燈2係光源，產生包含複數種波長成分的白色光，將產生的白色光經由第1光纖纜線15a傳送給光照射器3。光照射器3係被配置於半圓弧狀的軌道6上，且在內部中具有偏光器3a，以偏光器3a將白色光偏光，並將偏光狀態的光照射至試料。又，光照射器3係經由第4馬達M4被驅動而沿著軌道6移動，可調整照射的光之相對於載物台4的載物台面4a的垂直線H之角度(入射角度ψ)。
載物台4係可滑動地配置在移動軌道部(未圖示)上，透過第1馬達M1~第3馬達M3的驅動分別可將載物台4移動向圖29中的X方向、Y方向(正交於圖29的紙面之方向)及做為高度方向之Z方向。透過載物台4的移動，可適當地變更將光入射至試料的位置，而可進行試料的面分析等。再者，載物台4載置試料的載物台面4a係用以防止光的反射之黑色。
在本實施例中，分別從透光性基板51側與從覆蓋材料57側計測有機電致發光(EL)元件面板50。首先，說明從透光性基板51側計測的步驟。
圖31係繪示從透光性基板51側計測有機電致發光(EL)元件面板50時的光之入射及反射狀態之示意剖面圖。有機電致發光(EL)元件面板50係上下顛倒被載置在載物台4上，以使得覆蓋材料57的覆蓋部57a的外表面57f接觸載物台4的載物台面4a。在此狀態中，利用從光照射器3照射光，光從有機電致發光(EL)元件面板50的透光性基板51的另一面51b入射，並且通過透光性的透光性基板51，到達有機膜56。再者，在圖31中係省略有機電致發光(EL)元件面板50的陽極58及陰極59等的圖示(圖30A及後述的圖38也相同)。
又，如圖29所示，光取得器5係取得在有機電致發光(EL)元件面板50上反射的光，並測定取得的光之偏光狀態。光取得器5係與光照射器3一樣被配置於軌道6上，內藏PEM(Photo Elastic Modulator：光彈性調變器)5a及檢光器(Analyzer)5b，經由PEM 5a將在試料上反射的光導向檢光器5b。又，光取得器5係透過第5馬達M5的驅動，可沿著軌道6在圖31中的箭號A1、A2方向上移動，基本上係以馬達控制機9控制以使得與光照射器3的移動連動，且反射角度ψ與入射角度ψ係變成相同的角度。再者，內藏於光取得器5的PEM 5a係透過將擷取的光以需要的頻率(例如50kHz)進行相位調變，而從直線偏光得到橢圓偏光。又，檢光器5b係從以PEM 5a相位調變的各種偏光中選擇地取得並測定偏光。
如圖29所示，分光器7係內藏反射鏡、繞射光柵、光電倍增器(PMT：光電倍增管)、及控制單元等，以反射鏡反射從光取得器5通過第2光纖纜線15b被發出的光並導向繞射光柵。繞射光柵係透過第6馬達M6變更角度並可改變射出的光之波長。進到分光器7的內部之光係以PMT增幅，即使在光的量少的情況，亦可使測定的信號(光)安定。又，控制單元產生對應於測定的波長之類比信號並進行送出給資料擷取機8的處理。再者，在使用偏光儀時，也可是組合光二極體陣列(PDA)的結構。
資料擷取機8基於來自分光器7的信號，對每個波長算出反射光的偏光狀態(p偏光、s偏光)的振幅比Ψ及相位差Δ，將算出的結果送出給電腦10。另外，振幅比Ψ及相位差Δ係對於p偏光的振幅反射係數Rp及s偏光的振幅反射係數Rs，成立以下的方程式(13)。
Rp/Rs=tanΨ‧exp(i‧Δ)‧‧‧(13)
並且，i係虛數單位(以下同樣)。另外，Rp/Rs係被稱為偏光變化量ρ。
又，試料解析裝置1具有的電腦10係基於由資料擷取機8得到的偏光狀態之振幅比Ψ及相位差Δ與對應於試料的模型，進行試料的解析，同時進行對於載物台4的移動等的控制。
電腦10係由電腦本體11、顯示器12、鍵盤13及滑鼠14等構成，電腦本體11係以內部匯流排接續CPU 11a、記憶部11b、RAM 11c、及ROM 11d。CPU 11a根據記憶於記憶部11b的各種電腦程式，進行後述之與電腦10有關的種種處理，RAM 11c暫時地記憶與處理有關的各種資料等，在ROM 11d上記憶與電腦10的功能有關的內容等。
另外，電腦10的記憶部11b預先記憶試料解析用的電腦程式及載物台4的移動控制用的電腦程式等的各種程式，同時記憶用以顯示於顯示器12的各種選單影像的資料、與試料有關的已知的資料、不同構造的模型圖案、用於製作模型的各種色散公式、已被製作的模型、對應於各種試料的參考資料、及用於與干涉條紋有關的比較處理之基準值等。
有關試料(有機電致發光(EL)元件面板50)的解析，電腦10解析折射率及消光係數(以下，根據情況以光學常數代表)做為構成有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56之各膜層52~55的光學特性，同時也解析各膜層52~55的膜厚等。
具體而言，在根據測定的振幅比Ψ及相位差Δ，透光性基板51、覆蓋材料57，及有機電致發光(EL)元件面板50的周圍空氣等的複數折射率為已知時，電腦10使用預先記憶於記憶部11b的模型程式。然後，製作對應於使用者設定的試料的項目及有機電致發光(EL)元件面板50的材料構造之模型並記憶於記憶部11b。使用在解析階段記憶的模型求出有機膜56的各膜層52~55的膜厚及複數折射率。複數折射率N在做為解析的膜層之折射率n及消光係數k時，成立以下面的光學式表示的方程式(14)的關係。
N=n-ik‧‧‧(14)
另外，若入射角度為ψ、光照射器3照射的光之波長為λ，則從資料擷取機8輸出之以橢圓儀測定的振幅比Ψ及相位差Δ，對於解析的膜層52~55的膜厚d、折射率n及消光係數k，成立以下的方程式(15)的關係。
(d,n,k)=F(ρ)=F(Ψ(λ,ψ),Δ(λ,ψ))‧‧‧(15)
再者，電腦10使用表示具有解析的膜層52~55的膜厚及複數個參數的複數介電常數的波長依存性的色散公式，進行變化膜厚、色散公式的參數等的處理(適配)，以使得從記憶的模型以理論演算得到的模型頻譜(ΨM (λi ),ΔM (λi ))及與從資料擷取器8輸出的測定結果有關的測定頻譜(ΨE (λi ),ΔE (λi ))的差變成最小。並且，將適用的色散公式之一例表示於下面的方程式(16)
在方程式(16)中，左邊的ε表示複數介電常數，ε∞ 、εs 表示介電常數，Γ0 、ΓD 、γj 表示對於粘性力的比例係數(damping factor)，ωoj 、ωt 、ωp 表示固有角頻率(oscillator frequency,transverse frequency,plasma frequency)。再者，ε∞ 係高頻率的介電常數(high frequency dielectric constant)，εs 係低頻率的介電常數(static dielectric constant)，fj=(εsj -ε∞ )。又，複數介電常數ε(相當於ε(λ))及複數折射率N(相當於N(λ))係成立下列的方程式(17)的關係。
ε(λ)=N2 (λ)‧‧‧(17)
再者，當簡單地說明適配時，在測定有機電致發光(EL)元件面板50時，將T個測定資料對進行Exp(i=1,2‧‧‧,T)並將T個模型的計算資料對進行Mod(i=1,2‧‧‧,T)時，與測定誤差被視為常態分佈且標準偏差為σi 時的最小平方法有關的均方誤差χ2 係以下面的方程式(18)求得。另外，P係參數的數字。因為均方誤差χ2 的值小時，表示測定結果與製作的模型的一致性大，在比較複數個模型時，均方誤差χ2 的值最小者即相當於最好的模型。
與上述電腦10進行的試料解析有關的一連串處理係被規定在記憶於記憶部11b的試料解析用的電腦程式。本實施例的試料解析裝置1係將預先做成的模型類型(模型的構造)記憶於記憶部11b，以可對應於試料中的複數個反射形態。這些模型類型的構造係基於被記憶在記憶部11b的電腦程式(模型程式)規定的處理而被讀出並用於解析。再者，在電腦程式上也記憶根據從透光性基板51側及覆蓋材料57側雙方計測的測定頻譜與透光性基板51側及覆蓋材料57側雙方的模型頻譜，進行適配，以算出有機膜56的各膜層的膜厚及光學常數之程式。
在本實施例中，為了以圖31所示的形態測定有機電致發光(EL)元件面板50，做為將照射向有機電致發光(EL)元件面板50的光K反射的形態，一般假定有3種。第1種形態係入射至有機電致發光(EL)元件面板50的光K在有機膜56與空間60的邊界(相當於有機膜56的表面56a的位置)反射的情況(圖31中，反射光K1的光路)。第2種形態係光K通過有機膜56及空間60並在覆蓋材料57的內面57c上反射的情況(圖31中，反射光K2的光路)。第3種形態係通過透光性的覆蓋材料57並在覆蓋材料57與載物台4的邊界(覆蓋材料57的外表面57f與載物台4的載物台面4a接處的位置)上反射的情況(圖31中，反射光K3的光路)。
再者，實際上，如圖31所示，雖然包含在透光性基板51表面的點P1之反射、在做為透光性基板51與有機膜56的邊界的點P2之反射、及多重反射，因為在點P1、P2的反射未直接用於解析的模型之選擇，在本實施例中省略其處理。又，光K及反射光K1~K3等，對於透光性基板51及有機膜56等，在入射時折射，同時在出射時也折射，此時入射時與出射時的角度相同。再者，由於包含多重反射的反射光K1~K3的全部是否被測定係依存於試料的厚度尺寸，試料解析裝置1也根據試料的厚度尺寸選擇用於解析的模型之種類。
在上述3種反射形態中，因為光通過的層各自不同，用於解析的模型也必須分別在透光性基板51側及覆蓋材料57側中選擇對應於實際的測定中之反射形態的構造。圖32A~C係繪示從透光性基板51側計測時之模型的說明圖。圖32A係繪示對應於圖31的反射光K1之構造的模型m10。模型m10，因為對應於在有機膜56的反射，被構成使得位於有機膜56的下方之空間60成為空隙層，在該空隙層S1(被視為基板)上，堆疊有機膜層L1(相當於有機膜56)、玻璃層L2(相當於透光性基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L3(對應於透光性基板51的表面粗糙的部分)。
又，圖32B係繪示對應於圖31的反射光K2之構造的模型m11。模型m11，因為對應於在覆蓋材料57的內表面57c的反射，被構成使得構成覆蓋材料57的材料(密封材料)被視為基板，並在該密封材料S10(相當於與覆蓋材料57有關的層)上，堆疊空隙層L11(相當於空間60的空隙層)、有機膜層L12(相當於有機膜56)、玻璃層L13(相當於透光性基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L14(對應於透光性基板51的表面粗糙的部分)。
再者，圖32C係繪示對應於圖31的反射光K3之構造的模型m12。模型m12，因為對應於在覆蓋材料57與載物台4的邊界面之反射，被構成為使得在構造覆蓋材料57的下方之周圍氣體的媒體(在圖31中係相當於存在於覆蓋材料57與載物台4之間的空間之空隙層)被視為基板，並在該空隙層(周圍空氣)S20(基板)上堆疊密封材料層L21(相當於構成覆蓋材料57的材料的層)、空隙層L22(相當於空間60之空隙層)、有機膜層L23(相當於有機膜56)、玻璃層L24(相當於透光性基板51之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L25(對應於透光性基板51的表面粗糙的部分)。
再者，在上述各模型m10、m11、m12中，將有機膜層L1、L12、L23簡易地表示為集合如圖30B所示之各膜層52~55的一個膜層。不過，在實際的模型中之有機膜層L1、L12、L23與有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56相同，係由電洞輸送層52、發光層53、電洞阻隔層54、及電子輸送層55被積層而成，且對應於各膜層52~55的膜厚被設定。如此，利用進行對應於各膜層52~55的模型，可解析被包含在有機膜56的各膜層52~55的特性。使用者考慮有機電致發光(EL)元件面板50的厚度並從鍵盤13或滑鼠14選擇一個模型。再者，在解析對象的試料的厚度尺寸為2.2mm以上時，反射光K3的反射方向偏離而從光取得器5的測定範圍離開。因此，在試料的厚度尺寸為2.2mm以上時，由於無法以光取得器測定反射光K3，故選擇模型m10及模型m11做為用於解析的模型之構造。
又，在試料的厚度尺寸超過1.0mm且未達2.2mm時，有反射光K1~K3全部進入光取得器5的測定範圍的可能性。因此，在試料的厚度尺寸超過1.0mm且未達2.2mm時，可選擇對應於反射光K1~K3的全部模型m10、m11或m12做為用於解析的模型之構造。再者，在試料的厚度尺寸為1.0mm以下時，也有反射光K1~K3全部進入光取得器5的測定範圍的可能性。因此，試料解析裝置1在試料的厚度尺寸為1.0mm以下時，可選擇對應於反射光K1~K3的全部模型m10、m11或m12做為用於解析的模型之構造。
圖33係繪示從透光性基板51側計測有機電致發光(EL)元件面板50時的光之入射及反射狀態之示意剖面圖。有機電致發光(EL)元件面板50被載置於透光性基板51接觸載物台4的方向上，使得光從覆蓋材料57側照射。試料解析裝置1將偏光狀態的光K照射向覆蓋材料57，通過覆蓋材料57及空間60的光K到達以複數膜層52~55(參照圖30B)構成的有機膜56。再者，在光K通過有機膜56之後，產生在有機膜56及透光性基板51的邊界上反射的情況(反射光K10的情況)，及通過透光性基板51並在透光性基板51及載物台4的邊界上反射的情況(反射光K11的情況)。並且，任一個反射光K10、K11均從覆蓋材料57射出並由光取得器5取得，且其偏光狀態被測定。
再者，即使在圖33中，雖然實際上包含在覆蓋材料57表面上的反射(P10)、在覆蓋材料57內面上的反射(P20)、及在有機膜56表面上的反射(P30)及多重反射，這些反射(P10、P20、P30)因為未直接用於解析的模型之選擇而省略處理。
又，在以圖33所示的有機電致發光(EL)元件面板50的載置形態進行試料的解析時，在用於解析的模型上，必須使用對應於上述反射光K10、K11的構造。圖34A及B係繪示從覆蓋材料57側計測時的模型之說明圖。圖34A係繪示對應於反射光K10之構造的模型m20。模型m20係被構成為最下方的透光性基板51做為基板(S30)，在其上堆疊有機膜層L31(相當於有機膜56)、空隙層L32(相當於空間60)、密封材料層L33(相當於覆蓋玻璃57之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L34(對應於覆蓋玻璃57的表面粗糙的部分)。並且，模型m30的各層的厚度d31~d34係根據在準備階段中由使用者輸入的值而被設定。
另一方面，圖34B係繪示對應於反射光K11之構造的模型m21。模型m21係被構成為使得構成在透光性基板51的下方之周圍氣體的媒體(在圖33中係相當於存在於透光性基板51與載物台4之間的空間之空隙層)被視為基板。在該空隙層S40(基板)上堆疊玻璃層L41(相當於透光性基板51)、有機膜層L42(相當於有機膜56)、空隙層L43(相當於空間60)、密封材料層L44(相當於覆蓋材料57之沒有表面粗糙的部分)及粗糙層L45(對應於覆蓋材料57的表面粗糙的部分)。並且，模型m21的各層的厚度d41~d45係根據在準備階段中由使用者輸入的值而被設定。使用者係由鍵盤13或滑鼠14選擇採用的模型。
圖35係繪示有機電致發光(EL)元件面板50的測定步驟的流程圖。首先，使透光性基板51位於上側，並將有機電致發光(EL)元件面板50載置於載物台4上(步驟S71)。試料解析裝置1使用光照射器3及光取得器5，如圖31所示，將光照射向透光性基板51，測定透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg ，由電腦10接受測定結果，並記憶於記憶部11b(步驟S72)。其次，為了進行從覆蓋材料57側的計測，將有機電致發光(EL)元件面板50設置於相對的方向，亦即，使覆蓋材料57位於上側並將有機電致發光(EL)元件面板50載置於載物台4上(步驟S73)。
將有機電致發光(EL)元件面板50朝向相反側的工作也可由使用者手動進行。又，也可透過未圖示的搬送機器人，抓住有機電致發光(EL)元件面板50，將此翻轉並載置於載物台4上。試料解析裝置1使用照射器3及光取得器5，如圖33所示，將光照射向覆蓋材料57，測定覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc ，由電腦10接受測定結果，並記憶於記憶部11b(步驟S74)。再者，在本實施例中雖然係先從透光性基板51側進行測定，也可先從覆蓋材料57側側進行測定。
圖36係繪示膜厚及光學常數的算出處理的步驟之流程圖。首先，試料解析裝置1的CPU 11a係從鍵盤13或滑鼠14接受模型的選擇(步驟S81)。此模型的選擇係從圖32A~C所示的模型m10至m12中選擇模型做為透光性基板51側的模型，又，從圖34A及B所示的模型m20或m21中選擇模型做為覆蓋材料57側的模型。此模型的選擇也可根據有機電致發光(EL)元件面板50的厚度等適當地選擇。再者，在本實施例中係說明分別選擇圖32B所示的模型m11做為透光性基板51側的模型，選擇圖34A所示的模型m20做為覆蓋材料57側的模型。
CPU 11a係從記憶部11b讀出選擇的模型(步驟S82)。然後，CPU 11a對應於選擇的模型m11、m20從記憶部11b讀出預先被記憶之做為初始值的複數膜厚及複數色散公式的參數，並從鍵盤13或滑鼠14，接受各模型的選擇(步驟S83)，以確定各模型。CPU 11a基於讀出的模型，算出透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S84)。同樣地，CPU 11a算出覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S85)。
CPU 11a分別讀出在步驟S84中算出的透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg 、在步驟S85中算出的覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc 、在步驟S72中測定的透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg 、及在步驟S74中測定的覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc ，並進行適配，以確定有機膜56的各膜層52至55的膜厚及色散公式的參數(步驟S86)。再者，有關此步驟的詳細處理說明於後。最後，CPU 11a參照各膜層52至55的膜厚、色散公式的參數、及空隙等，算出有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56之各膜層52至55的光學常數(折射率n、消光係數k)(步驟S87)。
圖37A及B係繪示適配處理的步驟之流程圖。CPU 11a從記憶部11b讀出在步驟S72中測定的透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg (步驟S91)。又，CPU 11a從記憶部11b讀出在步驟S84中算出的透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg (步驟S92)。覆蓋材料57側也同樣，CPU 11a從記憶部11b讀出在步驟S74中測定的覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc (步驟S93)。又，CPU 11a從記憶部11b讀出在步驟S85中算出的覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc (步驟S94)。
CPU 11a比較為了適配讀出的透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg 與模型頻譜ΨMg 、ΔMg ，及覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc 與模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，進行變化膜厚、色散公式的參數等的處理(適配)以使得測定頻譜與模型頻譜的差最小(步驟S95)。CPU 11a使用最小平方法，得到均方誤差χ2 ，做為此適配結果。步驟S95中的均方誤差χ2 可透過式(19)算出。
再者，在從透光性基板51側測定有機電致發光(EL)元件面板50時，對Tg個測定資料對進行Exp(i=1,2‧‧‧,Tg)、並對Tg個模型的計算資料對進行Mod(i=1,2‧‧‧,Tg)。在從覆蓋材料57側測定時，對Tc個測定資料對進行Exp(i=1,2‧‧‧,Tc)、並對Tc個模型的計算資料對進行Mod(i=1,2‧‧‧,Tc)。又，Pg係從透光性基板51側測定時的參數數目，Pc係從覆蓋材料57側測定時的參數數目。
做為適配的結果，CPU 11a判斷算出的均方誤差χ2 是否為預定值以下(步驟S96)。再者，此預定值係被記憶於記憶部11b。
CPU 11a在判斷算出的均方誤差χ2 不是預定值以下時(在步驟S96中為NO)，適當地變更對各模型設定以做為初始值的膜厚及色散公式的參數，再算出模型頻譜ΨMg 、ΔMg 及模型頻譜ΨMc 、ΔMc (步驟S97)。再者，此變更可為由CPU11a造成的變更，或也可為由操作員造成的變更。其後，再進行至步驟S95，重覆同樣的處理。再者，在本實施例中，雖然係說明變更透光性基板51側及覆蓋材料57側的模型之初始膜厚及色散公式的參數，以算出模型頻譜ΨMg 、ΔMg 及模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，也可變更在透光性基板51側及覆蓋材料57側中適用的模型本身。例如，使用圖32B的模型做為透光性基板51側的模型，並使用圖34A的模型做為覆蓋材料57側的模型。此外，也可從記憶部11b讀出與這些不同的模型(例如，圖32C及圖34B的模型)，變更此不同的模型的初始膜厚及色散公式的參數，以算出模型頻譜ΨMg 、ΔMg 及模型頻譜ΨMc 、ΔMc 。再者，此變更可為由CPU 11a造成的變更，或也可為由操作員造成的變更。做為其他的模型，例如在圖32B的有機膜層L12及空隙層L11間更存在膜厚d的粗糙層的模型，及在圖34A的空隙層L32及有機膜層L31間更存在膜厚d的粗糙層的模型。用以對於這些不同的模型算出模型頻譜的模型被記憶在記憶部11b，CPU 11a重新讀出此模型，並算出模型頻譜ΨMg 、ΔMg 及模型頻譜ΨMc 、ΔMc 。再者，此變更可為由CPU 11a造成的變更，或也可為由操作員造成的變更。
試料解析裝置1在判斷算出的均方誤差χ2 是在預定值以下時(在步驟S96中為YES)，決定在此時的適配中得到的膜厚及色散公式的參數做為應採用的值(步驟S98)。再者，在步驟S96的處理中，在變成預定值以下之前，進行處理。不過，也可逐次變更在預定時間內對各模型應設定的初始膜厚及色散公式的參數，決定在預定時間內得到最小的均方誤差時的膜厚及色散公式的參數做為結果。又，也可逐次變更入射角度ψ及反射角度ψ，決定均方誤差為最小時的膜厚及色散公式的參數做為應採用的值。例如，在入射角度ψ1 、反射角度ψ1 中，在預定時間內變更各模型的膜厚及色散公式的參數，算出最小的均方誤差χ2 1 。其後，物理地將入射角度變更為ψ2 、將反射角度變更為ψ2 中，在預定時間內變更各模型的膜厚及色散公式的參數，算出最小的均方誤差χ2 2 。然後，物理地將入射角度變更為ψ3 、將反射角度變更為ψ3 中，在預定時間內變更各模型的膜厚及色散公式的參數，算出最小的均方誤差χ2 3 。試料解析裝置1分別比較入射角度ψ1 、入射角度ψ2 、及入射角度ψ3 (反射角度ψ1 、反射角度ψ2 、及反射角度ψ3 )各自的均方誤差χ2 2 、均方誤差χ2 2 ，及均方誤差χ2 3 ，採用得到最小的均方誤差之入射角度之膜厚及色散公式的參數做為結果。再者，除了物理地變更入射角度及反射角度外，也可將入射角度及反射角度維持固定，而適當地變更其值。又，入射角度本身也可做為適配的參數之一。
實施例8
圖38係繪示實施例8的試料解析裝置1的測定器之主要部分的方塊圖。如圖38所示，為了使載物台4可從下方測定，而貫通具有從底面觀看為圓形或長方形的開口之經路孔4h。有機電致發光(EL)元件面板50係以跨過此經路孔4h的狀態被載置於載物台4上。在載物台4的上側係如實施例7說明，為了使做為測定器之光照射器3及光取得器5可做為覆蓋側測定單元或基板側測定單元，將其可移動地載置於半圓弧狀的軌道6上。
同樣地，即使在載物台4的下側，相對於載物台4的對稱位置上，為了使做為測定器之光照射器3h及光取得器5h可做為覆蓋側測定單元或基板側測定單元，將其可移動地載置於半圓弧狀的軌道6h上。分別在光照射器3h上裝上馬達M4h，在光取得器5h上裝上馬達M5h，根據馬達控制機9的控制移動於軌道6h上。再者，省略馬達控制機9與各馬達之間的傳送線路的記載。又，光照射器3、光取得器5、光照射器3h及光取得器5h也可為無法在軌道6及軌道6h上移動的固定式。在此種結構中，在如圖31所示，使透光性基板51位於上側，而將有機電致發光(EL)元件面板50載置於載物台4上時，可從光取得器5取得有關透光性基板51的資料，並可從載物台4下側的光取得器5h取得有關覆蓋材料57的資料。
相對地，在如圖33所示，使覆蓋材料57位於上側，而將有機電致發光(EL)元件面板50載置於載物台4上時，可從光取得器5取得有關覆蓋材料57的資料，並可從載物台4下側的光取得器5h取得有關透光性基板51的資料。再者，未圖示的是分別對應於光照射器3h及光取得器5h設置氙燈2及分光器7。
圖39A及B係繪示實施例8之膜厚及光學常數的算出處理的步驟之流程圖。首先，將有機電致發光(EL)元件面板50載置於載物台4上(步驟S111)。使用者從鍵盤13或滑鼠14輸入有機電致發光(EL)元件面板50的方向(步驟S112)。亦即，輸入如圖31所示，透光性基板51在上側，或是如圖33所示，覆蓋材料57在上側的資訊。以下說明圖31的例子，亦即透光性基板51在上側的情況。
試料解析裝置1使用光照射器3及光取得器5，將光照射向透光性基板51，測定透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg ，將測定結果記憶於記憶部11b(步驟S113)。其次，為了進行從覆蓋材料57側的計測，試料解析裝置1使用光照射器3h及光取得器5h，從載物台4的下側經由經路孔4h，將光照射向覆蓋材料57，測定覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc ，將測定結果記憶於記憶部11b(步驟S114)。
然後，CPU 11a從鍵盤13或滑鼠14接受模型的選擇(步驟S115)。CPU 11a係從記憶部11b讀出選擇的模型(步驟S116)。CPU 11a對應於選擇的模型m11、m20從記憶部11b讀出預先被記憶之做為初始值的複數膜厚及複數色散公式的參數，並從鍵盤13或滑鼠14，接受各模型的選擇(步驟S117)，以確定各模型。CPU 11a基於讀出的模型，算出透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S118)。同樣地，CPU 11a算出覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S119)。
試料解析裝置1分別讀出在步驟S118中算出的透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg 、在步驟S119中算出的覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc 、在步驟S113中測定的透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg 、及在步驟S114中測定的覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc ，並進行適配，以算出有機膜56的各膜層52至55的膜厚及色散公式的參數(步驟S1110)。最後，試料解析裝置1參照各膜層52至55的膜厚、色散公式的參數、及空隙等，算出有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56之各膜層52至55的光學常數(折射率n、消光係數k)(步驟S1111)。
本實施例8係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例7相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
實施例9
圖40係繪示實施例9的試料解析裝置1的測定器之主要部分的方塊圖。與實施例8不同，實施例9的試料解析裝置1設置單一的光照射器3及光取得器5，並將其移動至載物台4的上側及下側。在載物台4的周圍設置環狀的軌道6，光照射器3係沿著軌道6順時針移動，又，光取得器5係沿著軌道6逆時針移動。在光照射器3及光取得器5上，安裝馬達M4及M5，根據馬達控制機9的指示移動在軌道6上。此馬達控制機9、軌道6與馬達M4及馬達M5構成移動裝置(移動單元)。
在載物台4的上側計測時，馬達控制機9將做為測定器的光照射器3移動至以圖之實線表示的2點鐘位置上以做為基板側測定單元或覆蓋側測定單元。又，將做為測定器的光取得器5移動至以圖之實線表示的10點鐘位置上以做為基板側測定單元或覆蓋側測定單元。另一方面，在上側的計測結束之後，馬達控制機9將做為測定器的光照射器3順時針移動至以圖之點線表示的4點鐘位置上以做為覆蓋側測定單元或基板側測定單元。又，將做為測定器的光取得器5逆時針移動至以圖之點線表示的8點鐘位置上以做為覆蓋側測定單元或基板側測定單元。藉此，可透過一組光照射器3及光取得器5實行透光性基板51側及覆蓋材料57側的計測，而可減低成本。再者，在本實施例中雖然係使用環狀的軌道6，軌道6至少可存在於可將位於以實線表示的2點鐘位置的光照射器3移動至以點線表示的4點鐘位置的範圍，及可將位於以實線表示的10點鐘位置的光取得器5移動至以點線表示的8點鐘位置的範圍。
本實施例9係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例7及8相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
實施例10
圖41係繪示實施例10的試料解析裝置1的結構之方塊圖。用以使實施例7的試料解析裝置1的電腦10動作的電腦程式，如本實施例10所示，可由CD-ROM、記憶卡等的可攜式記錄媒體1A提供。另外，也可將電腦程式經由LAN或網際網路等未圖示的通信網路從未圖示的伺服器電腦下載。以下，說明其內容。
在圖41所示的電腦10之未圖示的記錄媒體讀取裝置上，插入記錄有接受基板側的結果、接受覆蓋側的結果、算出偏光狀態、並解析特性的電腦程式之可攜式記錄媒體1A，將此程式安裝在記憶部11b的程式內。或者，也可將此程式經由未圖示的通信部從未圖示的伺服器電腦下載，以安裝於記憶部11b。此程式被載入至RAM 11c並加以實行。藉此，以做為如上所述之本發明的電腦。
本實施例10係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例7至9相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
實施例11
實施例11係有關於使用複數個色散公式以算出成為預定值以下或最小值的均方誤差的形態。透光性基板51側的模型及覆蓋材料57側的模型也可利用式(16)所示的色散公式以外之其他不同的已知的色散公式。例如，G. E. Jellison,Jr.,F. A. Modine,P. Doshi,A. Rohatgi等，在“Spectroscopic ellipsometry characterization of thin-film silicon nitride”(Thin Solid Films 313-314(1998)p193-p197)中提出的色散公式係分別以方程式(20)表示虛數部，以方程式(21)表示實數部。
在此，E0 係峰值躍遷能量，C係增寬項，Eg係光學能帶邊緣，A係躍遷機率矩陣元素的比例項。又，ε1 (∞)係積分常數，一般為1。在記憶部11b上，式(19)與式(20)及式(21)等複數種色散公式被記憶於圖29所示之記憶部11b，CPU 11a適當地將這些讀出，以算出成為預定值以下或最小值的均方誤差。
圖42A~42C係繪示使用複數個色散公式算出均方誤差的步驟之流程圖。CPU 11a係從鍵盤13或滑鼠14接受模型的選擇(步驟S141)。此模型的選擇係從圖32所示的模型m10至m12中選擇模型做為透光性基板51側的模型，又，從圖34所示的模型m20或m21中選擇模型做為覆蓋材料57側的模型。
CPU 11a係從記憶部11b讀出選擇的模型(步驟S142)。又，CPU 11a從記憶部11b讀出記憶的一個色散公式(步驟S143)。然後，CPU 11a對應於選擇的模型m11、m20從記憶部11b讀出預先被記憶之做為初始值的複數膜厚及複數色散公式的參數，並從鍵盤13或滑鼠14，接受各模型的選擇(步驟S144)，以確定各模型。試料解析裝置1的CPU 11a基於讀出的模型，算出透光性基板51側的模型頻譜ΨMg 、ΔMg ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S145)。同樣地，試料解析裝置1的CPU 11a算出覆蓋材料57側的模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，將結果記憶於記憶部11b(步驟S146)。
試料解析裝置1的CPU 11a分別讀出在步驟S72中測定的透光性基板51側的測定頻譜ΨEg 、ΔEg (步驟S147)，並且讀出在步驟S74中測定的覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc (步驟S148)。CPU 11a使用用於適配的式(19)，比較測定頻譜ΨEg 、ΔEg 與模型頻譜ΨMg 、ΔMe ，及覆蓋材料57側的測定頻譜ΨEc 、ΔEc 與模型頻譜ΨMc 、ΔMc ，進行變化膜厚、色散公式的參數等的處理(適配)以使得測定頻譜與模型頻譜的差最小，CPU 11a使用最小平方法，得到均方誤差χ2 ，以做為此適配結果(步驟S149)。在步驟S149中算出的均方誤差被暫時地記憶在RAM 11c中。
CPU 11a判斷是否經過預定時間(步驟S151)。在判斷未經過預定時間時(在步驟S151中為NO)，適當地變更對各模型應設定的初始膜厚及色散公式的參數，再算出模型頻譜ΨMg 、ΔMg 及模型頻譜ΨMc 、ΔMc (步驟S152)。其後，再進行至步驟S149，重覆同樣的處理。CPU 11a在判斷已經過預定時間時(在步驟S151為YES)，將記憶於RAM 11c的均方誤差中成為最小的均方誤差、對應於此的膜厚及色散公式的參數、以及色散公式的種類記憶於RAM 11c(步驟S153)。在本實施例中說明了算出最小值的處理。不過，與實施例7相同，也可進行與在步驟S151中預先記憶的預定值之比較，而在此預定值以下時，進行至步驟S153。
接著，CPU 11a判斷對於記憶在記憶部11b的全部色散公式是否已算出均方誤差(步驟S154)。例如，在存在3種色散公式時，判斷是否分別使用3種色散公式算出均方誤差的最小值。CPU 11a在判斷未對於全部的色散公式算出均方誤差時(在步驟S154中為NO)，進行至步驟S143，重覆以上的處理。CPU 11a在判斷已對於全部的色散公式算出均方誤差時(在步驟S154中為YES)，在上述例子中分別對於3種色散公式算出均方誤差的最小值時，在步驟S153中，從對應於記憶在RAM 11c的複數個色散公式之複數個均方誤差的最小值中，以對應於最小的均方誤差之適配得到的膜厚及色散公式的參數從RAM 11c被讀出(步驟S155)。最後，CPU 11a參照各膜層52至55的膜厚、色散公式的參數、及空隙等，算出有機電致發光(EL)元件面板50的有機膜56之各膜層52至55的光學常數(折射率n、消光係數k)以做為最適值(步驟S156)。如此，透過使用被提出的複數個色散公式，可以更好的精度算出各層的膜厚及光學常數。再者，雖然分別說明個別地適用使用複數個色散公式的形態、使用複數個入射角度的形態、及使用複數個模型的組合的形態等，當然也可將這些加以組合。
本實施例11係被構成如上，由於其他的結構及作用與實施例7至10相同，故對應的部分標示相同的參考號碼，並省略其詳細說明。
1．．．試料解析裝置
1A．．．可攜式記錄媒體
1G、G．．．真空閘
1P．．．資料傳輸裝置
2．．．氙燈
3、3h．．．光照射器
3a．．．偏光器
4．．．載物台
4a．．．載物台面
4h．．．經路孔
5、5h．．．光取得器
5a．．．光彈性調變器
5b．．．檢光器
6、6h、150．．．軌道
7．．．分光器
8．．．資料擷取機
9．．．馬達控制機
10、90．．．電腦
11．．．電腦本體
11a、91．．．CPU
11b、95．．．記憶部
11c、92．．．RAM
11d、951．．．ROM
12、94．．．顯示器
13、93．．．鍵盤
14、93M．．．滑鼠
15a、15b．．．光纖纜線
30、230．．．密封裝置
31、211、221、231．．．真空搬送用的機器人
32．．．密封基板搬送室
33、215、225、233．．．檢查室
34、234．．．密封室
35．．．成膜室
41、232、241．．．基板搬送室
42、43、242、243．．．傳送室
44、244．．．排出室
50、500．．．有機電致發光(EL)元件面板
51．．．透光性基板
52．．．電洞輸送層
53．．．發光層
54．．．電洞阻隔層
55．．．電子輸送層
56、76．．．有機膜
57．．．覆蓋材料
57a、77a．．．覆蓋部
57d．．．凹部
58．．．陽極
59．．．陰極
60、80．．．空間
61、81．．．接著劑
70．．．橢圓儀、光學膜厚計測裝置
70A．．．光照射‧取得單元
70B．．．演算單元
71．．．玻璃基板
77．．．密封蓋
77b．．．側壁部
80．．．製造裝置
120．．．機殼
121．．．架子
122．．．透過窗
124．．．蒸鍍單元
125．．．減壓裝置
127．．．控制部
128．．．罩幕
151．．．支持棒
70M、152、M1-M6、M4h、M5h．．．馬達
200．．．集叢型製造裝置
210、220．．．成膜裝置
212-214、222-224．．．蒸鍍室
235．．．真空室
1210．．．輸送帶
L1、L12、L23、L31、L42．．．有機膜層
L2、L13、L24、L41．．．玻璃層
L3、L14、L25、L34、L45．．．粗糙層
L11、L22、L32、L43、S1、S20、S40．．．空隙層
L21、L33、L44．．．密封材料層
m10至m12、m20、m21．．．模型
P．．．資料送信裝置
S10．．．密封材料
圖1A係顯示振幅比及相位差的測定結果之一例的圖式。
圖1B係顯示由干涉條紋的影響造成的細微的振幅的值之圖式。
圖2係繪示傳統的集叢型製造裝置的結構之示意平面圖。
圖3係本發明之實施例的試料解析裝置的整體結構圖。
圖4A係繪示做為試料的有機電致發光(EL)元件(生產類型)的構造之概略剖面圖。
圖4B係擴大有機電致發光(EL)元件(生產類型)的主要部分的剖面圖。
圖5係繪示在朝向有機電致發光(EL)元件的玻璃基板進行照射的情況之載置形態的概略圖。
圖6A係繪示對應於圖5的反射光K1之構造的模型的概略圖。
圖6B係繪示對應於圖5的反射光K2之構造的模型的概略圖。
圖6C係繪示對應於圖5的反射光K3之構造的模型的概略圖。
圖7係繪示設定選單的一例之概略圖。
圖8A及B係繪示試料解析方法的一連串處理步驟的流程圖。
圖9係繪示將光從玻璃基板照射至空間的厚度為60μm的試料(有機電致發光(EL)元件)時之測定結果及第2演算處理的演算結果之圖式。
圖10係繪示將光從玻璃基板照射至空間的厚度為60μm的試料(有機電致發光(EL)元件)時之測定結果及第1演算處理的演算結果之圖式。
圖11係繪示將光從玻璃基板照射至空間的厚度為10μm的試料(有機電致發光(EL)元件)時之測定結果及第1演算處理的演算結果之圖式。
圖12係繪示研究開發類型的有機電致發光(EL)元件的構造之概略圖。
圖13係繪示朝向有機電致發光(EL)元件的覆蓋玻璃進行照射的情況之載置形態的概略圖。
圖14A係繪示對應於圖13的反射光K10之構造的模型的概略圖。
圖14B係繪示對應於圖13的反射光K11之構造的模型的概略圖。
圖15係繪示將光從覆蓋玻璃照射至空間的厚度為60μm的試料(有機電致發光(EL)元件)時之測定結果及第2演算處理的演算結果之圖式。
圖16係繪示本發明之製造裝置的概要的示意平面圖。
圖17係繪示蒸鍍室的截面之示意剖面圖。
圖18係繪示蒸鍍室內部的概要之示意斜視圖。
圖19係繪示橢圓儀的硬體構成之方塊圖。
圖20係繪示入射光及反射光的經路之示意橫剖面圖。
圖21係用於解析試料的模型之說明圖。
圖22A及22B係繪示成膜及計測處理的步驟之流程圖。
圖23A及23B係繪示第2層的成膜及計測處理的步驟之流程圖。
圖24係繪示實施例3的製造裝置之概要的示意平面圖。
圖25係繪示實施例4的製造裝置之概要的示意平面圖。
圖26係繪示實施例5的製造裝置之概要的示意平面圖。
圖27係繪示馬達的控制處理步驟的流程圖。
圖28係繪示實施例6的蒸鍍室的構成之示意斜視圖。
圖29係繪示本發明之實施例的試料解析裝置的硬體構成之方塊圖。
圖30A及B係繪示有機電致發光(EL)元件面板的積層狀態的示意剖面圖。
圖31係繪示從透光性基板側計測有機電致發光(EL)元件面板時的光之入射及反射狀態之示意剖面圖。
圖32A~C係繪示從透光性基板側計測時之模型的說明圖。
圖33係繪示從透光性基板側計測有機電致發光(EL)元件面板時的光之入射及反射狀態之示意剖面圖。
圖34A及B係繪示從覆蓋材料側計測時的模型之說明圖。
圖35係繪示有機電致發光(EL)元件面板的測定步驟的流程圖。
圖36係繪示膜厚及光學常數的算出處理的步驟之流程圖。
圖37A及B係繪示適配處理的步驟之流程圖。
圖38係繪示實施例8的試料解析裝置的測定器之主要部分的方塊圖。
圖39A及B係繪示實施例9之膜厚及光學常數的算出處理的步驟之流程圖。
圖40係繪示實施例10的試料解析裝置的測定器之主要部分的方塊圖。
圖41係繪示實施例11的試料解析裝置的結構之方塊圖。
圖42A~42C係繪示使用複數個色散公式算出均方誤差的步驟之流程圖。
1．．．試料解析裝置
3．．．光照射器
4．．．載物台
4a．．．載物台面
5．．．光取得器
5a．．．光彈性調變器
51．．．玻璃基板
50．．．有機電致發光(EL)元件
56．．．有機膜
51b．．．玻璃基板51的另一面
56a．．．表面
57．．．覆蓋玻璃
57a．．．覆蓋部
57c．．．內面
57f．．．外表面
60．．．空間
K．．．光
K1、K2、K3．．．反射光

Claims (15)

  1. 一種有機電致發光(EL)元件之製造方法，在複數成膜室中逐步地形成複數層膜，包括：藉由傾斜設置在成膜室外部的第1透過窗，使來自光學膜厚計測裝置的光照射器的入射光透過，藉由傾斜設置在成膜室外部的第2透過窗，使朝向光學膜厚計測裝置的光照射器入射的反射光透過，透過設置在各成膜室外部的上述光學膜厚計測裝置，計測成膜物的膜厚；及在透過上述光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室。
  2. 一種有機電致發光元件之製造裝置，在複數成膜室中逐步地形成複數層膜，包括：光學膜厚計測裝置，被設置在各成膜室的外部，計測成膜物的膜厚；及搬送裝置，在透過光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室；第1透過窗，傾斜地設置在成膜室的外部，使來自上述光學膜厚計測裝置的光照射器的入射光透過；以及第2透過窗，傾斜地設置在成膜室的外部，使朝向光學膜厚計測裝置的光照射器入射的反射光透過。
  3. 如申請專利範圍第2項的有機電致發光元件之製造裝置，更包括： 成膜單元，被設置在成膜物的積層方向側，以供給成膜材料，其中前述光學膜厚計測裝置被設置在成膜物的積層方向之相反側。
  4. 如申請專利範圍第3項的有機電致發光元件之製造裝置，更包括：控制裝置，控制前述成膜單元。
  5. 如申請專利範圍第4項的有機電致發光元件之製造裝置，更包括：前述光學膜厚計測裝置的處理器，實行下列的處理：算出成膜物的膜厚形成速度的步驟；及將算出的膜厚形成速度與預先設定的膜厚形成速度的偏差輸出至前述控制裝置的步驟，其中前述控制裝置被構成為控制前述成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零。
  6. 如申請專利範圍第4項的有機電致發光元件之製造裝置，其中前述光學膜厚計測裝置係橢圓儀；前述光學膜厚計測裝置的處理器進一步進行下列處理：算出成膜物的光學常數的步驟；及將算出的光學常數與預先設定的光學常數的偏差輸出至前述控制裝置的步驟，其中前述控制裝置被構成為控制前述成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零。
  7. 如申請專利範圍第2項的有機電致發光元件之製造裝置，其中前述光學膜厚計測裝置係使用光彈性調變器的橢圓儀。
  8. 如申請專利範圍第2項的有機電致發光元件之製造裝置，包括光照射器，以與該成膜物搬送方向平行的方向為縱向，藉由設置於上述該成膜室斜邊的入射光用的上述第1透過窗而照射光，光取得器，以與成膜物搬送方向平行的方向為縱向，藉由設置於上述成膜室斜邊的反射光用的上述第2透過窗而取得光，以及移動單元，使上述光照射器及光取得器以平行於上述成膜物的搬送方向沿著上述入射光用的上述第1透過窗及上述反射光用的上述第2透過窗移動。
  9. 一種有機電致發光(EL)元件的製造裝置，在複數成膜室中逐步地形成複數層膜，包括：光學膜厚計測裝置，被設置在各成膜室的外部，計測成膜物的膜厚；搬送單元，在透過光學膜厚計測裝置計測的膜厚成為預先設定的膜厚時，將成膜物搬送至設置在下一階段的成膜室；第1透過窗，傾斜地設置在成膜室的外部，使來自上述光學膜厚計測裝置的光照射器的入射光透過；以及第2透過窗，傾斜地設置在成膜室的外部，使朝向光 學膜厚計測裝置的光照射器入射的反射光透過。
  10. 如申請專利範圍第9項的有機電致發光元件之製造裝置，更包括：成膜單元，被設置在成膜物的積層方向側，以供給成膜材料，其中前述光學膜厚計測裝置被設置在成膜物的積層方向之相反側。
  11. 如申請專利範圍第10項的有機電致發光元件之製造裝置，更包括：控制單元，控制前述成膜單元。
  12. 如申請專利範圍第11項的有機電致發光元件之製造裝置，其中前述光學膜厚計測裝置更包括：算出成膜物的膜厚形成速度的單元；及將算出的膜厚形成速度與預先設定的膜厚形成速度的偏差輸出至前述控制單元的單元，其中前述控制單元被構成為控制前述成膜單元以使得被輸出的偏差大約為零。
  13. 如申請專利範圍第11項的有機電致發光元件之製造裝置，其中前述光學膜厚計測裝置係橢圓儀，前述光學膜厚計測裝置更包括：算出成膜物的光學常數的單元；及將算出的光學常數與預先設定的光學常數的偏差輸出至前述控制單元的單元，其中前述控制單元被構成為控制前述成膜單元以使得 被輸出的偏差大約為零。
  14. 如申請專利範圍第9項的有機電致發光元件之製造裝置，其中前述光學膜厚計測裝置係使用光彈性調變器的橢圓儀。
  15. 如申請專利範圍第9項的有機電致發光元件之製造裝置，包括光照射器，以與成膜物搬送方向平行的方向為縱向，藉由設置於上述成膜室斜邊的入射光用的上述第1透過窗而照射光，光取得器，以與成膜物搬送方向平行的方向為縱向，藉由設置於上述成膜室斜邊的反射光用的上述第2透過窗而取得光，以及移動單元，使上述光照射器及光取得器以平行於上述成膜物的搬送方向沿著上述入射光用的上述第1透過窗及上述反射光用的上述第2透過窗移動。
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