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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6013077
(24)【登録日】2016年9月30日
(45)【発行日】2016年10月25日
(54)【発明の名称】真空蒸着装置及び有機ＥＬ装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20161011BHJP
H05B 33/10 20060101ALI20161011BHJP
H01L 51/50 20060101ALI20161011BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 A
C23C14/24 C
C23C14/24 G
H05B33/10
H05B33/14 A
【請求項の数】7
【全頁数】35
(21)【出願番号】特願2012-179469(P2012-179469)
(22)【出願日】2012年8月13日
(65)【公開番号】特開2014-37565(P2014-37565A)
(43)【公開日】2014年2月27日
【審査請求日】2015年6月23日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】100100480
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 隆
(72)【発明者】
【氏名】澤田 優作
【審査官】
岡田 隆介
(56)【参考文献】
【文献】
特開２００６−２４９５４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００９−０８８２３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−０５０７４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−３３６５２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００８−０７５０９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００２−３１７２６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２００３／００１０２８８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開平０３−０１６１２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−１５８４９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−１００００１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８
Ｃ２３Ｃ １６／００−１６／５６
Ｈ０１Ｌ ２１／２０３
Ｈ０１Ｌ ２１／３６３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
減圧可能であって基材を設置可能な成膜室と、基材に対して成膜材料の蒸気を放出する放出開口が複数設けられた成膜材料放出部を有し、成膜材料放出部から成膜材料の蒸気を放出して基材に成膜する真空蒸着装置において、
成膜材料を蒸発させる蒸発部を複数有し、１または複数の蒸発部によって構成される一組の蒸発部グループと、複数の放出開口によって構成される一組の開口グループが接続されて一つの放出系統を形成し、前記放出系統が複数存在する流路構成を備えており、
成膜材料放出部を平面視したとき、各放出開口は略均一に分布し、
放出系統の数をＮとしたとき、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に（Ｎ−１）個の放出開口は互いに異なる放出系統に属し、且つ各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成するものであり、
各放出開口に相当する位置に開口がそれぞれ設けられたシャッター部材を有し、
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口と一致させることで、前記成膜材料放出部の放出開口が開放状態となり、
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、前記成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になるものであり、
前記シャッター部材の開口は、平面視したときに、前記閉塞状態において隣接する放出開口の間に位置することを特徴とする真空蒸着装置。
成膜材料を蒸発させる蒸発部を複数有し、１または複数の蒸発部によって構成される一組の蒸発部グループと、複数の放出開口によって構成される一組の開口グループが接続されて一つの放出系統を形成し、前記放出系統が複数存在する流路構成を備えており、
成膜材料放出部を平面視したとき、各放出開口は略均一に分布し、
放出系統の数をＮとしたとき、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に（Ｎ−１）個の放出開口は互いに異なる放出系統に属し、且つ各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成するものであり、
各放出開口に相当する位置に開口がそれぞれ設けられたシャッター部材を有し、
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口と一致させることで、前記成膜材料放出部の放出開口が開放状態となり、
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、前記成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になるものであり、
前記シャッター部材の開口は、平面視したときに、前記閉塞状態において隣接する放出開口の間に位置することを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項2】
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口と一致させることで、全ての成膜材料放出部の放出開口が開放状態となり、
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、全ての成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になることを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、全ての成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になることを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置。
【請求項3】
放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が正３角形を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空蒸着装置。
【請求項4】
放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が直角２等辺３角形を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空蒸着装置。
【請求項5】
一の放出開口と、当該一の放出開口から距離の近い順に、前記一の放出開口と同一の放出系統に属する２個の放出開口を繋ぐ図形が正３角形を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空蒸着装置。
【請求項6】
前記図形の等辺を形成する辺のうち、少なくとも一辺の延伸方向には放出開口が直線上に並んでおり、
当該直線上に並設されたいずれの放出開口も、両側に隣接する放出開口と異なる放出系統に属することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の真空蒸着装置。
当該直線上に並設されたいずれの放出開口も、両側に隣接する放出開口と異なる放出系統に属することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の真空蒸着装置。
【請求項7】
請求項１乃至６のいずれかに記載の真空蒸着装置を使用して主成膜材料と従成膜材料を同時に放出して共蒸着有機層を形成する共蒸着工程を複数回実施し、複数の共蒸着有機層を含んだ有機ＥＬ装置を製造する有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数種類の主成膜材料を同一の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、複数種類の従成膜材料を他の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、前記蒸発部でそれぞれ成膜材料を蒸発させて基材に共蒸着有機層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、真空蒸着装置に関するものであり、特に一つの成膜室内で、複数の薄膜層を成膜することができる真空蒸着装置に関するものである。本発明の真空蒸着装置は、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）装置を製造するための装置として好適である。また、本発明は、真空蒸着装置を使用して製造される有機ＥＬ装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、白熱灯や蛍光灯に変わる照明装置として有機ＥＬ装置が注目され、多くの研究がなされている。有機ＥＬ装置は、ガラス基板や透明樹脂フィルム等の基材に、有機ＥＬ素子を積層したものである。また有機ＥＬ素子は、一方又は双方が透光性を有する２つの電極を対向させ、この電極の間に有機化合物からなる発光層を積層したものである。
有機ＥＬ装置は、自発光デバイスであるため、ディスプレイ材料として使用すると高コントラストの画像を得ることができる。また、発光層の材料を適宜選択することにより、種々の波長の光を発光することができる。さらに白熱灯や蛍光灯に比べて厚さが極めて薄く、且つ面状に発光するので、設置場所の制約が少ない。
【0003】
代表的な有機ＥＬ装置の層構成は、図２８の通りである。図２８に示される有機ＥＬ装置２００は、ガラス基板２０２上に、透明電極層２０３と、機能層２０５と、裏面電極層２０６が積層され、これらが封止部２０７によって封止されたものである。有機ＥＬ装置２００は、ガラス基板２０２側から光を取り出す、いわゆる、ボトムエミッション型と称される構成である。また、機能層２０５は、複数の有機化合物又は導電性酸化物の薄膜が積層されたものである。代表的な機能層２０５の層構成は、透明電極層２０３側から順に正孔注入層２０８、正孔輸送層２１０、発光層２１１、電子輸送層２１２、及び電子注入層２１５を有するものである。
【0004】
有機ＥＬ装置は、ガラス基板２０２上に、前記した層を順次成膜することによって製造される。ここで上記した各層の内、機能層２０５は、前記した様に複数の有機化合物の薄膜が積層されたものであり、各薄膜はいずれも真空蒸着法によって成膜される。
即ち、前記した様に機能層２０５は複数の有機化合物の薄膜が積層されたものであるから、機能層２０５を形成するには、複数回に渡って真空蒸着を行う必要がある。
また裏面電極層２０６は、アルミニウムや銀等の金属薄膜であり、真空蒸着法によって成膜される。
【0005】
そのため、一つの有機ＥＬ装置を製造する際には、多数回に渡って真空蒸着を行う必要がある。ここで旧来の真空蒸着装置は、一種類の薄膜だけしか蒸着することができないものであった。例えば、有機ＥＬ装置の機能層２０５は、正孔注入層２０８、正孔輸送層２１０、発光層２１１、電子輸送層２１２、及び電子注入層２１５によって構成されているが、旧来の方法では、これらが別々の真空蒸着装置によって成膜されていた。
従って、旧来は、真空蒸着装置に対して基板を出し入れする作業を頻繁に行う必要があった。そのため旧来の方法は、作業効率が低く、改善が望まれていた。
この問題を解決する方策として、一つの成膜室で複数の薄膜層を成膜することができる真空蒸着装置が特許文献１，２に提案されている。
【0006】
特許文献１，２に開示された真空蒸着装置では、成膜室内に３個の分散容器が設置されている。また各分散装置には、それぞれ複数の蒸発部が接続されており、各蒸発部から分散容器に成膜材料の蒸気が供給される。そして各分散容器に放出ノズルが接続されており、放出ノズルから成膜室内に成膜材料の蒸気が放出されて基板に成膜される。
特許文献１，２に開示された真空蒸着装置では、放出ノズルを閉鎖するシャッターが設けられている。また特許文献１，２に開示された真空蒸着装置では、シャッターに開口が設けられている。そしてシャッターをずらしてシャッターの開口を放出ノズルと一致させて放出ノズルを開放する。
【0007】
具体的に説明すると、特許文献１では、３系統の放出ノズルを有した実施形態が開示されている。即ち特許文献１では、図２９（特許文献１の図５を引用）の様に１３ａ系統のノズルと、１３ｂ系統のノズルと、１３ｃ系統のノズルがある。また放出ノズルを閉鎖するシャッターには、図３０（特許文献１の図６を引用）の様な、ジグザグ状の開口が設けられている。特許文献１では、シャッターを平行にずらして、各系統のノズルだけを単独で開放することができる。即ち１３ａ系統のノズルだけを開放する場合と、１３ｂ系統のノズルだけを開放する場合と、１３ｃ系統のノズルだけを開放する場合を選択することができる。
また特許文献１では、２系統のノズルを同時に開き、残る１系統のノズルを閉鎖することもできる。
即ち１３ａ系統のノズルと１３ｂ系統のノズルを開放し、１３ｃ系統のノズルを閉鎖することができる。また１３ｂ系統のノズルと１３ｃ系統のノズルを開放し、１３ａのノズルを閉鎖することもできる。
【0008】
これに対して特許文献２では、図３２（特許文献２の図９を引用）の様に、９個の開口が一塊となった開口群が多数設けられたシャッターが使用されている。そして特許文献２では、９個の開口の内、使用しない開口に蓋を設けて閉塞する。特許文献２においても、図３１（特許文献２の図４を引用）の様に３系統の放出ノズルを有している。そしてシャッターをずらし、開口の下に放出ノズルがある場合には放出ノズルが開放され、蓋の部分に放出ノズルがあれば放出ノズルが閉鎖された状態となる。
【0009】
特許文献１，２に開示された真空蒸着装置では、シャッターをずらして開放すべき放出ノズルを選択し、一つの成膜室内で複数の薄膜層を成膜することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２００８−７５０９５号公報
【特許文献2】特開２００９−２５６７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところで、真空蒸着装置の成膜材料放出部の構造として、「ポイントソース」「ラインソース」及び「エリアソース」の３種類が知られている。ここで「ポイントソース」とは、成膜材料を放出するための放出開口を１個だけ有するものである。
「ポイントソース」は、構造が簡単であるというメリットを有する反面、成膜された膜の厚さにむらが生じ易いという欠点がある。
そのため「ポイントソース」を採用する真空蒸着装置は、放出開口からある程度の距離をおいた位置に基材を設置し、さらに基材を回転させつつ成膜を行う必要がある。このため、蒸発させた材料のうち基材に堆積されない無駄となる材料の比率が大きく、すなわち、蒸発部に仕込んだ材料の内、基材表面に堆積される材料の比率である、材料使用効率が低いという欠点がある。
【0012】
「ラインソース」は、スリット状の開口から成膜材料を放出すると共に、基材を直線的に移動させる構造を備えたものである。「ラインソース」は、生産性が高いというメリットを有するが、やはり成膜された膜の厚さにむらが生じ易いという欠点がある。また、移動させながら成膜するために、超高真空の成膜室のＭＤ方向（機械送り方向）の長さを、基材のＭＤ方向の長さの２倍以上とする必要がある。
【0013】
「エリアソース」は、複数の放出開口を有するものであり、当該複数の放出開口を面状の広がりをもって配置したものである。「エリアソース」は、他の形式の成膜材料放出部を採用した場合に比べて成膜された膜の厚さにむらが少ないという利点がある。そのため「エリアソース」を採用する場合には、基材を静止して成膜を行うことができる。また基材を成膜材料放出部に近づけることができ、成膜室を小型化できるという利点がある。また、前述の材料使用効率を高くできるという利点があり、有機ＥＬ装置の機能層を構成する高価な有機材料を無駄に消費しなくても済むので、原料コストを抑えた製法となる。
【0014】
ここで、前記した特許文献１，２に開示された真空蒸着装置は、「エリアソース」を採用したものであると言える。しかしながら、特許文献１，２に開示された真空蒸着装置は、「エリアソース」の利点を十分に発揮することができず、基材に形成される膜の厚さが不均一になり易いという問題がある。また、有機ＥＬ装置の機能層を構成する複数の層や接続層を同一の成膜室で形成することが困難である。すなわち、前記層の内、発光層や接続層は、ドーピング材料がホスト材料にドープされた共蒸着層とすることが好ましいが、様々な組み合わせで自由に共蒸着することが特許文献１，２に開示された真空蒸着装置では困難である。つまり、特許文献１，２に開示された真空蒸着装置でも共蒸着すること自体や、共蒸着の組み合わせを変更することは、シャッターをセッティングすることで可能であるが、そのセッティングは、成膜室を開放して実施する必要があり、超高真空状態を維持したままで、同一の基材への成膜の途中で共蒸着の組み合わせを変更することはできない。
【0015】
即ち「エリアソース」は、前記した様に複数の放出開口を面状の広がりをもって配置したものであり、放出開口の数がより多いことが望ましい。また放出開口は、より密に配置されていることが望ましい。
【0016】
しかしながら、特許文献１，２に開示された真空蒸着装置は、シャッターをずらして開放すべき放出ノズルを選択するものであるから、「エリアソース」側に、シャッターの開口の逃げしろを大きく確保する必要がある。そのため、先に引用した図２９（特許文献１の図５を引用）や、図３１（特許文献２の図４を引用）からも明らかな様に、放出開口どうしの間隔を広く取らなければならない。そのため放出開口を密に配置することができない。また放出開口の数に限界がある。そのため特許文献１，２に開示された真空蒸着装置は、「エリアソース」を採用しているにも係わらず、基材に形成される膜の厚さにばらつきが生じやすいという問題がある。
【0017】
そこで本発明は、従来技術の上記した問題点に注目し、基材に形成される膜の厚さにばらつきが生じ難い真空蒸着装置を開発することを課題とするものである。また、本発明は、真空状態を維持したまま、共蒸着の組み合わせの変更の自由度が高い真空蒸着装置を開発することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記した課題を解決するための請求項１に記載の発明は、減圧可能であって基材を設置可能な成膜室と、基材に対して成膜材料の蒸気を放出する放出開口が複数設けられた成膜材料放出部を有し、成膜材料放出部から成膜材料の蒸気を放出して基材に成膜する真空蒸着装置において、成膜材料を蒸発させる蒸発部を複数有し、１または複数の蒸発部によって構成される一組の蒸発部グループと、複数の放出開口によって構成される一組の開口グループが接続されて一つの放出系統を形成し、前記放出系統が複数存在する流路構成を備えており、成膜材料放出部を平面視したとき、各放出開口は略均一に分布し、放出系統の数をＮとしたとき、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に（Ｎ−１）個の放出開口は互いに異なる放出系統に属し、且つ各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成するものであり、各放出開口に相当する位置に開口がそれぞれ設けられたシャッター部材を有し、前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口と一致させることで、前記成膜材料放出部の放出開口が開放状態となり、前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、前記成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になるものであり、前記シャッター部材の開口は、平面視したときに、前記閉塞状態において隣接する放出開口の間に位置することを特徴とする真空蒸着装置である。本発明は、減圧可能であって基材を設置可能な成膜室と、基材に対して成膜材料の蒸気を放出する放出開口が複数設けられた成膜材料放出部を有し、成膜材料放出部から成膜材料の蒸気を放出して基材に成膜する真空蒸着装置において、成膜材料を蒸発させる蒸発部を複数有し、１または複数の蒸発部によって構成される一組の蒸発部グループと、複数の放出開口によって構成される一組の開口グループが接続されて一つの放出系統を形成し、前記放出系統が複数存在する流路構成を備えており、成膜材料放出部を平面視したとき、各放出開口は略均一に分布し、放出系統の数をＮとしたとき、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に（Ｎ−１）個の放出開口は互いに異なる放出系統に属し、且つ各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成することを特徴とする。
【0019】
ここでいう「２等辺３角形」とは、少なくとも２つの等辺を有した三角形であり、直角二等辺三角形や正三角形なども含む。
【0020】
本発明の構成によれば、放出系統の数をＮ（Ｎは２以上の自然数）としたとき、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に（Ｎ−１）個の放出開口は互いに異なる放出系統に属している。すなわち、１つの放出開口を基準として考えると、その周りに位置する（Ｎ−１）個の放出開口は、互いに異なる放出系統に属する放出開口であり、同一の放出系統に属する放出開口は、Ｎ番目以降の位置となる。つまり、面上に広がりをもって異なる放出系統に属する放出開口が分布している。さらに、本発明の構成によれば、各放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成する。すなわち、１つの放出開口を基準として考えると、２個の放出開口と結ぶことで、それぞれ等辺を形成する。そのため、隣接する２個の放出開口との距離が等しく、「エリアソース」を形成する各放出開口の間隔を狭くすることができる。それ故に、本発明の真空蒸着装置は、放出開口の数をより多くすることができ、基材にむらなく成膜を行うことができる。
請求項２に記載の発明は、前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口と一致させることで、全ての成膜材料放出部の放出開口が開放状態となり、前記シャッター部材の開口を前記成膜材料放出部の放出開口からずらすことで、全ての成膜材料放出部の放出開口が閉塞状態になることを特徴とする請求項１に記載の真空蒸着装置である。
【0021】
請求項３に記載の発明は、放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が正３角形を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空蒸着装置である。
【0022】
請求項４に記載の発明は、放出開口に隣接する放出開口であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が直角２等辺３角形を構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の真空蒸着装置である。
【0023】
これら請求項３及び請求項４の発明によれば、放出開口の位置関係は、平面充填となっている。そのため、放出開口の間隔を限りなく密にすることができ、放出開口の数をより多くすることができる。それ故に、基材にむらなく成膜することができる。
【0024】
請求項５に記載の発明は、一の放出開口と、当該一の放出開口から距離の近い順に、前記一の放出開口と同一の放出系統に属する２個の放出開口を繋ぐ図形が正３角形を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の真空蒸着装置である。
【0025】
本発明の構成によれば、同一系統に属する放出開口を面上に偏りなく均等に分布することができるため、位置による膜厚の偏りが起こらず、基材にむらなく成膜することができる。
【0026】
請求項６に記載の発明は、前記図形の等辺を形成する辺のうち、少なくとも一辺の延伸方向には放出開口が直線上に並んでおり、当該直線上に並設されたいずれの放出開口も、両側に隣接する放出開口と異なる放出系統に属することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の真空蒸着装置である。
【0027】
本発明の構成によれば、少なくとも一辺の延伸方向には放出開口が直線上に並んでおり、当該直線上に並設されたいずれの放出開口も、両側に隣接する放出開口と異なる放出系統に属する。すなわち、異なる放出系統に属する放出開口が１列に並んで１つの配列（ユニット）を作っており、直線上に同一の配列を繰り返して並んでいる。そのため、配列の並設方向においては、同一系統に属する放出開口のそれぞれの間隔が等しいため、並設方向においてどの系統においても膜厚の分布は生じない。
【0028】
本発明は、前記Ｎが、３以上であることに関連する。
【0029】
この構成によれば、２等辺３角形を形成する放出開口が全て異なる放出系統に属するため、同時に成膜する数同一系統に属する放出開口間の距離を全体的に狭くすることが可能である。
【0030】
上記した真空蒸着装置において、前記Ｎが、４以上であることが好ましい。
【0031】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の真空蒸着装置を使用して主成膜材料と従成膜材料を同時に放出して共蒸着有機層を形成する共蒸着工程を複数回実施し、複数の共蒸着有機層を含んだ有機ＥＬ装置を製造する有機ＥＬ装置の製造方法であって、複数種類の主成膜材料を同一の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、複数種類の従成膜材料を他の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、前記蒸発部でそれぞれ成膜材料を蒸発させて基材に共蒸着有機層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法である。
【0032】
本発明は、前記した真空蒸着装置を使用して共蒸着を行うものである。公知の通り、共蒸着は、複数の成膜材料（主成膜材料と従成膜材料）とを同時に放出して成膜するものであるが、主成膜材料と従成膜材料とは蒸着量が相当に異なる。具体的には、共蒸着された層は、一般に一方（例えば主成膜材料）が７０乃至９９重量パーセント含有し、他方（例えば従成膜材料）が残りの１乃至３０重量パーセント含有されている。そのため放出開口の最適条件はおのずと異なる。本発明は、複数種類の主成膜材料を同一の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、複数種類の従成膜材料を他の蒸発部グループに属する蒸発部に選択的に投入し、前記蒸発部でそれぞれ成膜材料を蒸発させて基材に共蒸着有機層を成膜するので、主成膜材料と従成膜材料とを好ましい条件で放出することができる。
【0033】
上記した発明は、共蒸着工程においては、単一の放出系統に属する単一の蒸発部で主成膜材料を蒸発させて前記放出系統に属する放出開口から主成膜材料の蒸気を放出し、前記放出系統とは異なる単一の放出系統に属する単一の蒸発部で従成膜材料を蒸発させて前記放出系統に属する放出開口から従成膜材料の蒸気を放出することとしてもよい。
【0034】
ここで従成膜材料とは、ｐ型ドーパント、ｎ型ドーパント等のドーパント材料の他、発光層を形成する材料も含む概念である。要するに、成膜された層中に、含有される成分であって、主成膜材料よりも含有量が少ない材料である。
【0035】
この発明によると、主成膜材料と従成膜材料とを好ましい条件で放出することができる。
【0036】
上記した発明は、真空蒸着装置は、属する開口グループの放出開口の総面積が大きい大容量用放出系統と、属する開口グループの放出開口の総面積が大容量用放出系統よりも小さい小容量用放出系統と備え、前記主成膜材料は、成膜された層中に多く含有される成分であり、従成膜材料は、成膜された層中に主成膜材料よりも含有量が少ない成分であり、主成膜材料を大容量用放出系統に属する蒸発部に選択的に投入し、従成膜材料を小容量用放出系統に属する蒸発部に選択的に投入することとしてもよい。
【0037】
この発明では、主成膜材料を大容量用放出系統を経由して放出し、従成膜材料を小容量用放出系統を経由して放出するから、主成膜材料と従成膜材料とを好ましい条件で放出することができる。
【0038】
上記した発明は、真空蒸着装置は、成膜室内に膜厚センサーと、膜厚確認用の放出開口があり、マニホールド部と膜厚確認用の放出開口とが連通した構成を有するものであり、一以上の放出系統に属する放出開口から主成膜材料を放出し、同時に他の一以上の放出系統に属する放出開口から従成膜材料を放出して共蒸着有機層を形成する共蒸着工程を実施し、共蒸着工程を実施する際に主成膜材料だけによる成膜状態及び／又は従成膜材料だけによる成膜状態を検知可能であることとしてもよい。
【0039】
この発明によると、共蒸着を実行する際に、主成膜材料の放出量や、従成膜材料の放出量を個別に確認することができる。
【発明の効果】
【0040】
本発明の真空蒸着装置及び有機ＥＬ装置の製造方法によると、基材に形成される膜に厚さにばらつきが少ないものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施形態に係る真空蒸着装置の構成図である。
【図12】図１の真空蒸着装置で採用する成膜材料放出部とシャッター部材の関係を示す平面図であり、（ａ）は、成膜時の状態であって全ての放出開口を開放した状態を示し、（ｂ）は、準備段階の状態の状態であって全ての放出開口を閉じた状態を示す。
【図13】本実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図14】本実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図15】本実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図16】本実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図17】本発明のさらに他の実施形態に係る真空蒸着装置の構成図である。
【図19】本発明の他の実施形態に係る真空蒸着装置の構成図である。
【図20】本発明のさらに他の実施形態に係る真空蒸着装置の構成図である。
【図21】他の実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図22】さらに他の実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図23】さらに他の実施形態の放出開口のレイアウトの説明図である。
【図25】マニホールド部の変形例を示す断面図である。
【図26】マニホールド部の他の変形例を示す断面図である。
【図27】本発明のさらに他の実施形態に係る真空蒸着装置の構成図である。
【図28】一般的な有機ＥＬ装置の層構成の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下に、本発明の第１実施形態に係る真空蒸着装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0043】
本発明の第１実施形態の真空蒸着装置１は、図１のように成膜室２と、成膜材料を気化して基板に向かって放出する一連の放出回路３を備えている。
【0044】
成膜室２は気密性を有するものであり、減圧手段７が備えられている。減圧手段７は成膜室２内の空間を真空状態に維持するための機器であり、公知の減圧ポンプである。なお、ここでいう「真空状態」とは、１０-3（１０のマイナス３乗）Ｐａ以下の真空度を有する状態を指す。真空度は低ければ低いほど好ましい。本実施形態の具体的な真空度は１×１０-3（１０のマイナス３乗）〜１×１０-9（１０のマイナス９乗）Ｐａの範囲であり、１×１０-5（１０のマイナス５乗）〜１×１０-9（１０のマイナス９乗）Ｐａの範囲が望ましい。
【0045】
成膜室２は、基板（基材）１１を搬送する基板搬送装置１２を備えており、成膜室２の壁面には、図示しない搬入口と搬出口が設けられている。基板搬送装置１２は、基板１１（基材）を搬送する装置であり、成膜室２に対して基板１１の出し入れや、所望の成膜位置に基板１１を固定する機能を有する。即ち、基板搬送装置１２は、基板１１を所定の成膜位置まで搬送したり、成膜室２の外部から搬入口を介して成膜室２の内部に基板１１を搬入したり、成膜室２の内部から搬出口を介して成膜室２の外部へ基板１１を搬入したりすることが可能である。
本実施形態では、成膜室２内に膜厚センサー２７，２８，２９がある。
【0046】
放出回路３は、蒸発部１０ａ〜１０ｊと、マニホールド群６と、成膜材料放出部１３と、シャッター部材８によって構成されている。なお、シャッター部材８は、実際には成膜材料放出部１３に近接した位置にあるが、図１では、作図上の理由からシャッター部材８を成膜材料放出部１３から離して図示している。
【0047】
蒸発部１０ａ（蒸発部１０ｂ〜１０ｊ）は、図２の様に成膜材料１６ａ（成膜材料１６ｂ〜１６ｊ）を蒸発させる装置であり、蒸発室２１と、坩堝２２と、加熱手段２３，２４とをそれぞれ備えている。蒸発室２１には、固体状又は液体状の成膜材料１６ａ（成膜材料１６ｂ〜１６ｊ）を気体状の成膜蒸気１８ａ（１８ｂ〜１８ｊ）に変換する蒸発空間２５がある。
なお、以下の説明においては、成膜材料１６ａ〜１６ｊの性状を区別するため、蒸気となった成膜材料１６（１６ａ〜１６ｊ）を成膜蒸気１８（１８ａ〜１８ｊ）と称する。
【0048】
坩堝２２は、所望の成膜材料１６を収容する容器である。加熱手段２３は、坩堝２２を加熱する部材であり、加熱手段２４は、蒸発室２１全体を加熱する部材である。加熱手段２３，２４はともに公知のヒーターを使用している。
即ち坩堝２２の周りには、加熱手段２３が設けられており、加熱手段２３によって成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）を加熱し、気化又は昇華することが可能となっている。蒸発室２１の周りにも加熱手段２４が設けられており、成膜時において成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に維持することができる。
【0049】
成膜材料１６（１６ａ〜１６ｊ）は、後述する有機ＥＬ装置１００の各層を形成する所望の素材である。成膜材料１６の性状は、粉体やペレット状の固体や、半練り状の流動体、あるいは液体などが採用可能である。即ち、成膜材料１６は、液状や粉末状、粒状の物質である。なお、本実施形態では、粉末状の成膜材料１６を使用している。
【0050】
本実施形態では、１０個の蒸発部１０ａ〜１０ｊが、３つの蒸発部グループに分かれている。即ち蒸発部１０ａ〜１０ｄが第１蒸発部グループに属し、蒸発部１０ｅ〜１０ｇが第２蒸発部グループに属し、蒸発部１０ｈ〜１０ｊが第３蒸発部グループに属する。
【0051】
次にマニホールド群６について説明する。本実施形態において、マニホールド群６は図３、図４、図５、図６の様に３個のマニホールド部６６，６７，６８によって構成され、マニホールド群６は当該３個のマニホールド部６６，６７，６８が高さ方向に積み重ねられたものである。マニホールド群６を構成するマニホールド部６６，６７，６８は、図５の様にいずれも外形形状が略正方形であって板状の本体部３７，３８，３９を持つ。図６に示す様に本体部３７，３８，３９の内部は空洞である。即ちマニホールド部６６，６７，６８は、図６に示すように、上板７０と下板７１及びこれらを繋ぐ周壁７２を有し、内部に空洞部７３がある。そして各マニホールド部６６，６７，６８の上面（上板７０）には、多数の延長管７５，７６，７７が設けられている。なお作図の関係上、延長管の数は、実際よりも相当に少なく図示されている。
【0052】
図５の様に、延長管７５，７６，７７の長さは、マニホールド部６６，６７，６８ごとに異なる。即ち最上部のマニホールド部（以下、上部マニホールド部）６６に設けられた延長管７５はいずれも短く、その下のマニホールド（以下、中間マニホールド部）６７に設けられた延長管７６は中程度の長さを持つ。そして最も下のマニホールド（以下、下部マニホールド部）６８に設けられた延長管７７は最も長い。
【0053】
各マニホールド部６６，６７，６８は、前記した延長管７５，７６，７７を介して上方に向かって開口している。当該延長管７５，７６，７７の開口は、放出開口８０，８１，８２として機能する。また各マニホールド部６６，６７，６８の属する放出開口８０，８１，８２は、一つの開口グループを構成している。即ち上部マニホールド部６６に付属する放出開口８０は、全て第１開口グループに属し、中間マニホールド部６７に付属する放出開口８１は、全て第２開口グループに属し、下部マニホールド部６８に付属する放出開口８２は、全て第３開口グループに属する。
【0054】
また各延長管７５，７６，７７の開口端近傍には、図６、図７に示すように絞り８５，８６，８７が設けられている。絞り８５，８６，８７の開口面積は、マニホールド部６６，６７，６８ごとに異なる。より具体的に説明すると、第１開口グループに属する放出開口８０に設けられた絞り８５と、第２開口グループに属する放出開口８１に設けられた絞り８６と、第３開口グループに属する放出開口８２に設けられた絞り８７は開口径が異なる。即ち図７の様に、第１開口グループに属する放出開口８０に設けられた絞り８５は、開口面積が大きく、第２開口グループに属する放出開口８１に設けられた絞り８６は、開口面積が中程度である。そして第３開口グループに属する放出開口８２に設けられた絞り８７は開口面積が小さい。なお本実施形態では、個々の開口グループに属する放出開口８０，８１，８２に設けられた絞り８５，８６，８７の開口径及び開口面積は同一である。
【0055】
即ち第１開口グループに属する放出開口８０に設けられた絞り８５は、いずれも例えば０．４８平方センチメートルであり、第２開口グループに属する放出開口８１に設けられた絞り８６は、いずれも０．１２平方センチメートルであり、第３開口グループに属する放出開口８２に設けられた絞り８７は、いずれも０．０３平方センチメートルである。最も大きな放出開口８０と最も小さな放出開口８０とは、小さな放出開口８０とを基準として１６倍の開きがある。両者の倍率は、２倍以上３０倍以下であることが望ましい。また３段階に開きを設ける場合には、各差が２倍から６倍程度であることが適当である。
【0056】
各マニホールド部６６，６７，６８の本体部３７，３８，３９には、残留蒸気除去手段１５が設けられている。残留蒸気除去手段１５は、具体的には清掃用のハッチ３０と、後記する加熱手段３６である。ハッチ３０は、図８の様にネジ３１で他の部分に接合されており、ネジ３１を外すことにより、他の部分から分離することができる。また本実施形態では、各マニホールド部６６，６７，６８の全面に加熱手段３５，３６が設けられている。即ち各マニホールド部６６，６７，６８の本体部３７，３８，３９であって、ハッチ３０を除く部分と、各延長管７５，７６，７７に加熱手段３５が設けられている。またハッチ３０には、別の加熱手段３６が設けられている。
加熱手段３５，３６は共に公知のヒーターを使用している。
【0057】
本実施形態では、各マニホールド部６６，６７，６８の全面に加熱手段３５，３６が設けられており、成膜時において成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に維持することができる。また本実施形態では、ハッチ３０に設けられた加熱手段３６が、他の部位に設けられた加熱手段３５から独立している。そして図８に示すように、ハッチ３０に設けられた加熱手段３６は、リレー５０によってオンオフされ、他の部位に設けられた加熱手段３５は、リレー５１によってオンオフされる。そのため、ハッチ３０に設けられた加熱手段３６だけを独立して停止することができる。
【0058】
３個のマニホールド部６６，６７，６８の内、上部マニホールド部６６と、その下の中間マニホールド部６７には、トンネル管８８，８９が設けられている。トンネル管８８，８９は、各マニホールド部６６，６７の上板７０と下板７１とをトンネル状に繋ぐものであり、マニホールド部６６，６７内の空洞部７３とは連通しない。下部マニホールド部６８には、トンネル管は無い。
【0059】
トンネル管８８，８９の数は、上部マニホールド部６６の方が中間マニホールド部６７よりも多い。即ち上部マニホールド部６６であって、中間マニホールド部６７のトンネル管８９の上部にはトンネル管８８があり、さらに上部マニホールド部６６には、中間マニホールド部６７の延長管７６の上部にもトンネル管８８がある。
【0060】
前記した様に、３個のマニホールド部６６，６７，６８は、高さ方向に積み重ねられており、上部マニホールド部６６に設けられた延長管７５は、上部に向かって突出している。また中間マニホールド部６７に設けられた延長管７６は、上部マニホールド部６６のトンネル管８８を通過して上部マニホールド部６６の上に突出している。
さらに下部マニホールド部６８に設けられた延長管７７は、中間マニホールド部６７に設けられたトンネル管８９と上部マニホールド部６６のトンネル管８８を通過して上部マニホールド部６６の上に突出している。従って、全てのマニホールド部６６，６７，６８に属する放出開口８０，８１，８２は、マニホールド群６の上側にある。また放出開口８０，８１，８２の高さは、すべて同じである。
【0061】
成膜材料放出部１３は、前記したマニホールド群６の延長管７５，７６，７７の先端部分と、当該先端部分を固定する板体９２によって構成されている。成膜材料放出部１３は、板体９２の上面に、マニホールド部６６，６７，６８と連通する放出開口８０，８１，８２が平面的な広がりをもって分布している。
【0062】
成膜材料放出部１３から突出する放出開口８０，８１，８２のレイアウトは、図９の通りであり、１つの放出開口８０と、当該放出開口８０から近い順に２個の放出開口８１，８２を結ぶ図形が、二等辺三角形を密に並べた形状となる。すなわち、放出開口８０と放出開口８１を結ぶ辺と、放出開口８０と放出開口８２を結ぶ辺は等辺となっている。本実施形態では、図９，図１３のように隣接する放出開口８０，８１，８２を結ぶ図形１６０が、正三角形となっている。すなわち、放出開口８０と放出開口８１、放出開口８０と放出開口８２、放出開口８１と放出開口８２を結ぶ辺は、それぞれ等辺となっており、平面充填となっている。なお、図１３において、１，２，３の番号は、属する開口グループを表している。
即ち番号１が付された開口は、第１グループに属する放出開口８０であり、番号２が付された開口は、第２グループに属する放出開口８１であり、番号３が付された開口は、第３グループに属する放出開口８２である。
【0063】
従って１の番号が付された放出開口８０には、開口面積が大きい絞り８５が設けられており、２の番号が付された放出開口８１には、開口面積が中程度の絞り８６が設けられている。また３の番号が付された放出開口８２には、開口面積が小さい絞り８７が設けられている。
【0064】
なお作図の関係上、図１３に図示した放出開口８０，８１，８２は、総数が３６個であるが、実際には図１０の様に相当に数が多く、これらが平面的な広がりをもって分布している。延長管７５，７６，７７の数についても同様である。
【0065】
本実施形態においては、図１３のように一つの開口グループに属する放出開口８０，８１，８２の周囲には、常に異なる開口グループに属する放出開口８０，８１，８２がある。例えば、第１開口グループに属する放出開口８０に隣接する放出開口は、いずれも第２開口グループに属する放出開口８１又は第３開口グループに属する放出開口８２である。また第２開口グループに属する放出開口８１に隣接する放出開口は、いずれも第１開口グループに属する放出開口８０又は第３開口グループに属する放出開口８２である。第３開口グループに属する放出開口８２に隣接する放出開口は、いずれも第１開口グループに属する放出開口８０又は第２開口グループに属する放出開口８１である。
【0066】
さらに放出開口のレイアウトについて詳細に説明すると、図１４のように放出開口８０を基準として、その周りに位置する放出開口は、放出開口８１，８２によって囲まれており、放出開口８１，８２は、放出開口８０を回転軸として、３回回転対称の関係となっている。そして、図１４に示されるように放出開口８０と、当該放出開口８０から距離の近い順に、２個の放出開口８０を繋ぐ図形１６１は二等辺三角形を構成しており、本実施形態では、正三角形を構成している。また、図形１６１の重心には、放出開口８０以外の放出開口、すなわち、放出開口８１又は放出開口８２が位置している。
同様に、図１５に示されるように放出開口８１と、当該放出開口８１から距離の近い順に、２個の放出開口８１を繋ぐ図形１６２は二等辺三角形を構成しており、本実施形態では、正三角形を構成している。また、図形１６２の重心には、放出開口８１以外の放出開口、すなわち、放出開口８０又は放出開口８２が位置している。
同様に、図１６に示されるように放出開口８２と、当該放出開口８２から距離の近い順に、２個の放出開口８２を繋ぐ図形１６３は二等辺三角形を構成しており、本実施形態では、正三角形を構成している。また、図形１６３の重心には、放出開口８２以外の放出開口、すなわち、放出開口８０又は放出開口８１が位置している。
このように、隣接する放出開口８０，８０、放出開口８１，８１、放出開口８２，８２間の距離は、いずれも等しく、同一系統に属する放出開口を面上に均等に分布することができるため、位置による膜厚の偏りが起こらず、基板にむらなく成膜することができる。
【0067】
また、図１３のように、図形１６０の一辺の延伸方向には、放出開口８０，放出開口８１，放出開口８２からなるユニット１６５，１６６，１６７が繰り返された配列となっている。換言すると、いずれの放出開口８０，８１，８２も図形１６０の辺の延伸方向（並設方向）において両側に隣接する放出開口は、異なる放出系統に属した放出開口となっている。
【0068】
ユニット１６５，１６６，１６７のそれぞれの延伸方向においては、どのユニット１６５，１６５間、ユニット１６６，１６６間、ユニット１６７，１６７間の放出開口８０，８０、放出開口８１，８１、放出開口８２，８２の距離も等しくなっており、均等に分布されている。
【0069】
シャッター部材８は、前記した各放出開口８０，８１，８２に相当する位置に開口９３が設けられた板体であり、エアシリンダー９５等の動力源によって水平方向に移動される。シャッター部材８は、図１２の様に成膜材料放出部１３の略全面を覆い得るだけの面積を持っている。またシャッター部材８には、図示しない加熱手段が設けられており、成膜時においては、成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に維持される。
【0070】
次に放出回路の各部材間を繋ぐ接続流路５について説明する。接続流路５は、図１のように上部マニホールド部６６に成膜蒸気１８ａ〜１８ｄを供給する第１供給流路３２と、中間マニホールド部６７に成膜蒸気１８ｅ〜１８ｇを供給する第２供給流路３３と、下部マニホールド部に成膜蒸気１８ｈ〜１８ｊを供給する第３供給流路３４と、各蒸発部１０ａ〜１０ｊと接続される分岐流路４１ａ〜４１ｊとを有している。
【0071】
また分岐流路４１ａ〜４１ｊの中途には、主開閉弁４０ａ〜４０ｊが設けられている。言い換えると、分岐流路４１ａ〜４１ｊの成膜蒸気１８ａ〜１８ｊの流れ方向の中流には、主開閉弁４０ａ〜４０ｊが位置している。この様に、本実施形態では、蒸発部１０ａ〜１０ｊごとに主開閉弁４０ａ〜４０ｊがある。主開閉弁４０ａ〜４０ｊは、公知の開閉弁であり、制御装置２６の命令を受けて開閉可能となっている。
【0072】
本実施形態の真空蒸着装置１は、３系統の放出系統を備えている。即ち真空蒸着装置１には、第１蒸発部グループに属する蒸発部１０ａ〜１０ｄと上部マニホールド部６６とが第１供給流路３２を介して接続され、上部マニホールド部６６と、上部マニホールド部６６に付随する第１開口グループの放出開口８０とが接続されて成る第１放出系統５７がある。
また真空蒸着装置１には、第２蒸発部グループの蒸発部１０ｅ〜１０ｇと中間マニホールド部６７とが第２供給流路３３を介して接続され、中間マニホールド部６７と、中間マニホールド部６７に付随する第２開口グループの放出開口８１とが接続されて成る第２放出系統５８がある。
さらに真空蒸着装置１には、第３蒸発部グループの蒸発部１０ｈ〜１０ｊと下部マニホールド部６８とが第３供給流路３４を介して接続され、下部マニホールド部６８と、中間マニホールド部６７に付随する第３開口グループの放出開口８２とが接続されて成る第３放出系統５９がある。
【0073】
接続流路５には、図示しない加熱手段が取り付けられており、成膜時においては成膜材料１６の気化温度以上に加熱されている。そのため、接続流路５内を気体状の成膜蒸気１８が通過しても状態変化が起こらず、気体状態のまま各マニホールド部６６，６７，６８まで流れることが可能となっている。それ故に、接続流路５をなす配管の内側面に成膜蒸気１８ａ〜１８ｊが固化して成膜材料１６が固着することを抑制することができる。
【0074】
真空蒸着装置１では、図１のように上部マニホールド部６６に膜厚確認用の放出開口４６が接続されており、膜厚センサー２７に対して成膜材料の蒸気を放出することができる。また中間マニホールド部６７に膜厚確認用の放出用開口４７が接続され、膜厚センサー２８に対して成膜材料の蒸気を放出することができる。さらに下部マニホールド部６８に放出用開口４８が接続されており、膜厚センサー２９に対して成膜材料の蒸気を放出することができる。そして、真空蒸着装置１は、膜厚センサー２７，２８，２９で読み取った情報を制御装置２６に送信される構造となっている。
膜厚センサー２７，２８，２９は、公知の膜厚センサーであり、成膜される膜厚に寄与する情報を制御装置２６に送信可能となっている。
制御装置２６は、主開閉弁４０ａ〜４０ｊの開閉制御が可能な装置であり、膜厚センサー２７，２８，２９の情報などに合わせて主開閉弁４０ａ〜４０ｊに開閉命令を送信可能となっている。
【0075】
次に、成膜室２と、放出回路３の位置関係について説明する。本実施形態の真空蒸着装置１では、放出回路３の大部分が成膜室２の外にある。
即ち本実施形態の真空蒸着装置１では、図１の様に、３個のマニホールド部６６，６７，６８の本体部３７，３８，３９が全て成膜室２の外に設けられている。
そして各マニホールド部６６，６７，６８に付属する延長管７５，７６，７７の先端側と、成膜材料放出部１３だけが成膜室２の中に設けられている。
成膜材料放出部１３の板体９２は水平姿勢に配置されており、放出開口８０，８１，８２はいずれも基板１１の方向に向いている。
また膜厚センサー２７，２８，２９は、成膜室２の中にあり、基板１１と同一の真空環境に置かれる。
【0076】
また、基板搬送装置１２は、図１のように成膜材料放出部１３の放出面から放出方向に所定の距離だけ離れた位置に配されており、シャッター部材８は、その間に配されている。具体的には、シャッター部材８は、基板搬送装置１２と成膜材料放出部１３の間に設けられている。前記した様にシャッター部材８は、エアシリンダー９５によって水平方向に移動させることができる。また前記した様にシャッター部材８は、成膜材料放出部１３の略全面を覆い得るだけの面積を持ち、且つ放出開口８０，８１，８２に相当する位置に開口９３が設けられているから、図１２（ａ）の様にシャッター部材８の開口９３を成膜材料放出部１３の放出開口８０，８１，８２に一致させると、成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２が開放状態となる。またエアシリンダー９５を動作させてシャッター部材８をずらすと、図１２（ｂ）の様にシャッター部材８の開口９３が、成膜材料放出部１３の放出開口８０，８１，８２を外れ、成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２が閉塞状態となる。
【0077】
次に、本発明の真空蒸着装置１を用いて行う有機ＥＬ装置１００（図２４参照）の成膜方法について説明するが、成膜手順の説明に先立って、成膜開始時の真空蒸着装置１の各部位の状態について説明する。まず成膜室２について説明すると、成膜室２は、減圧手段７によって常に減圧されており、超高真空状態になっている。ここでいう「超高真空状態」とは、真空度が１０-5Ｐａ以下の状態を表す。
本実施形態の真空蒸着装置１では、成膜室２の外にマニホールド部６６，６７，６８の大部分があるから、成膜室２の容積が小さく、「超高真空状態」に至らせるまでに要する時間は比較的短い。
主開閉弁４０ａ〜４０ｊは、いずれも閉状態になっている。また、それぞれの蒸発部１０ａ〜１０ｊの坩堝２２内には所望の成膜材料１６ａ〜１６ｊが充填されている。
【0078】
ここで本実施形態では、坩堝２２に入れられる成膜材料１６ａ〜１６ｊは、必要な膜厚が近似するものが同一グループの蒸発部１０ａ〜１０ｊに入れられる様に配慮されている。図１に示す実施形態では、蒸発部１０ａ〜１０ｊを１０個有しており、最大で１０種類の組成が違う成膜蒸気１８ａ〜１８ｊを放出することができる。
そのためには、１０種類の成膜材料１６ａ〜１６ｊを蒸発部１０ａ〜１０ｊの坩堝２２に入れることとなるが、その際に、基板１１に要求される膜厚を検討する。そして必要な膜厚が厚い成膜材料グループ（以下、厚膜グループ）と、必要な膜厚が中間的な成膜材料グループ（以下、中間厚膜グループ）と、必要な膜厚が薄い成膜材料グループ（以下、薄膜グループ）にグループ分けする。
【0079】
そして厚膜グループに属する成膜材料１６を第１グループの蒸発部１０ａ〜１０ｄに入れる。また中間厚膜グループに属する成膜材料１６を第２グループの蒸発部１０ｅ〜１０ｇに入れ、薄膜グループに属する成膜材料１６を第３グループの蒸発部１０ｈ〜１０ｊに入れる。そして坩堝２２の周りに設けられた加熱手段２３によって成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）を加熱し、成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）を気化又は昇華させる。また蒸発室２１の周りに設けられた加熱手段２４によって、蒸発室２１内を成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に維持する。
【0080】
また図示しない接続流路５の加熱手段に通電し、接続流路５を成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に保温する。同様に、各マニホールド部６６，６７，６８に設けられた加熱手段３５，３６に通電し、ハッチ３０とその他の本体部３７，３８，３９及び各延長管７５，７６，７７を加熱する。即ち加熱手段３６によってハッチ３０を成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に保温する。また加熱手段３６によって本体部３７，３８，３９の他の部分及び各延長管７５，７６，７７が加熱され、各マニホールド部６６，６７，６８全体が、成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりもやや高い温度に維持される。
【0081】
次に、本実施形態の真空蒸着装置１によって実施する有機ＥＬ装置１００（図２４参照）の成膜手順について説明する。真空蒸着装置１を用いて有機ＥＬ装置１００を製造する場合には、図示しない予備室から成膜室２に基板１１を搬送する。
ここで図示しない予備室は、予め真空状態となっており、この状態で成膜室２の搬入口（図示せず）を開いて成膜室２に基板１１を搬入する。
ここで予備室は、真空状態であるとは言うものの、「超高真空状態」と言える程には減圧されていない。そのため成膜室２の搬入口（図示せず）を開くことによって、成膜室２の真空度が若干低下する場合もある。
【0082】
しかしながら、少なくとも成膜を開始するまでの間は、減圧手段７を運転し続けるので、成膜室２の真空度は「超高真空状態」に回復する。特に本実施形態の真空蒸着装置１では、成膜室２の外にマニホールド部６６，６７，６８の大部分があり、成膜室２の容積が比較的小さいから、低下した真空度を「超高真空状態」に回復するのに多くの時間を要しない。
【0083】
基板搬送装置１２によって成膜室２に搬入された基板１１は、成膜材料放出部１３の噴出面に対向するように固定される。なお搬送される基板１１は、あらかじめ別工程によって透明導電膜などが成膜されており、この状態の基板１１が真空蒸着装置１に搬入される。基板上に透明導電膜を成膜する方策としては、スパッタ等の公知手段がある。
【0084】
そして図１２（ｂ）の様にシャッター部材８を閉塞姿勢にすることによって成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２を閉塞状態とする。即ちシャッター部材８の開口９３を成膜材料放出部１３の放出開口８０，８１，８２からずらし、成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２が閉塞状態とする。
【0085】
その後、いずれかの主開閉弁４０ａ〜４０ｊを開く、ここで主開閉弁４０ａ〜４０ｊは蒸発部１０ａ〜１０ｊごとに設けられているから、いずれかの主開閉弁４０ａ〜４０ｊを開くことによって、蒸発部１０ａ〜１０ｊのいずれかで生成された成膜蒸気１８ａ〜１８ｊが、いずれかのマニホールド部６６，６７，６８に導入され、いずれかの開口グループの放出開口８０，８１，８２から放出される。例えば、第１蒸発部グループに属する蒸発部１０ａに係る主開閉弁４０ａを開き、他の主開閉弁４０ｂ〜４０ｊの閉状態を維持させると、蒸発部１０ａで作られた成膜蒸気１８ａだけが、接続流路５の第１供給流路３２を経由して上部マニホールド部６６に入り、第１開口グループに属する放出開口８０の全てから放出される。
【0086】
即ち蒸発部１０ａ内の坩堝２２内から気化又は昇華した成膜材料１６ａ（成膜蒸気１８ａ）は、蒸発部１０ａから主開閉弁４０ａを通過して分岐流路４１ａに流れ、さらに第１供給流路３２を通過して、上部マニホールド部６６に至り、放出開口８０の全てから放出される。
【0087】
ここで主開閉弁４０ａを開いた当初は、放出開口８０から放出される成膜蒸気１８ａが不安定であり、シャッター部材８によって基板１１側に至ることが阻止されている。そして放出開口８０から放出される成膜蒸気１８ａが所定時間Ａの経過と共に安定状態となれば、エアシリンダー９５によってシャッター部材８を水平方向に移動させ、図１２（ａ）の様に放出開口８０，８１，８２にシャッター部材８の開口を合わせて成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２を開放する。しかしながら、前記した様に、本実施形態では、蒸発部１０ａ〜１０ｊごとに主開閉弁４０ａ〜４０ｊがあり、主開閉弁４０ａ〜４０ｊは、選択的に開かれるから、複数設けられた放出開口８０，８１，８２の特定の開口（放出開口８０）から特定の成膜蒸気１８ａが噴射されることとなる。
【0088】
より具体的には、放出開口８０，８１，８２は、３グループに分かれているが、その内の第１開口グループに属する放出開口８０からのみ蒸気が放出され、他のグループに属する放出開口８１，８２からは蒸気は出ない。また放出開口８０から放出される成膜蒸気１８は、蒸発部１０ａによって生成された成膜蒸気１８ａに限られ、他の蒸発部１０ｂ〜１０ｊ内の成膜蒸気１８ｂ〜１８ｊは放出されない。そのため放出開口８０，８１，８２を全て開放するものの、基板１１に蒸着されるのは、蒸発部１０ａによって生成された成膜蒸気１８ａに限られる。
【0089】
前記した所定時間Ａ（シャッター部材８を開くまでの待ち時間）は、１秒から１０秒であることが好ましい。シャッター部材８を開放状態とすることによって、基板１１に成膜蒸気１８ａが到達し、基板１１に成膜される。
【0090】
ここで成膜蒸気１８ａを生成する蒸発部１０ａは、最終的に必要な膜厚が厚い成膜材料グループ（厚膜グループ）に属する成膜材料が導入されている。そして蒸発部１０ａは、第１蒸発部グループに属し、第１開口グループに連通している。また前記した様に、第１開口グループの放出開口８０には、開口面積が最も広い絞り８５が設けられている。そのため成膜蒸気１８ａは、単位時間当たりに放出される量が多い。従って成膜後の膜厚が厚いものとなり、要求に適合する。
【0091】
成膜時においては、膜厚センサー２７によって膜厚に関する情報（成膜量など）を監視しており、常時制御装置２６に当該情報を送信している。膜厚センサー２７は、成膜室２内にあり、基板１１と同一の真空条件にさらされている。また膜厚センサー２７に至る成膜蒸気１８は、基板１１に成膜されるものと同一であり、かつ同一のマニホールド部６６から供給される。そのため膜厚センサー２７に付着する膜は、基板１１に成膜される膜と強い相関関係があり、基板１１の膜厚を正確に反映する。そのため制御装置２６は、成膜状況を正確に把握することができる。
【0092】
所望の膜厚まで成膜材料１６ａが基板１１に成膜されると（成膜終了）、図１２（ｂ）の様にシャッター部材８を閉じ、さらに主開閉弁４０ａを閉じる。
【0093】
そして本実施形態では、シャッター部材８を閉じる動作と前後してマニホールド部６６のハッチ３０を加熱する加熱手段３６だけを停止する。即ち前記した様に、ハッチ３０だけが他とは別の加熱手段３６によって加熱されており、電源回路も他から独立している。そのため図８に示すリレー５０をオフすることによってハッチ３０の加熱手段３６だけを停止することができる。
【0094】
その結果、ハッチ３０の部位だけが急激に温度が低下し、ハッチ３０の部位の温度だけが成膜材料１６ａ（１６ｂ〜１６ｊ）の気化温度よりも低い温度に低下する。そのためマニホールド部６６の本体部３７内に残留する成膜蒸気１８ａが、ハッチ３０の部位に触れて固化し、本体部３７内に残留する成膜蒸気１８ａが除去される。即ち本実施形態によると、ハッチ３０と加熱手段３６とによって構成される残留蒸気除去手段１５によって成膜材料の蒸気を冷却して固化又は液化し、成膜材料の蒸気を除去することができる。ハッチ３０を加熱する加熱手段３６は、一定時間が経過した後に再起動される。
【0095】
つづいて、他の主開閉弁４０を開き、他の蒸発部１０内の成膜蒸気１８を放出する。例えば主開閉弁４０ｆを開き、蒸発部１０ｆ内の成膜蒸気１８ｆを中間マニホールド部６７に導入し、第２グループの放出開口８１から放出する。この場合も、主開閉弁４０ｆを開いた当初は、シャッター部材８が閉じられており、基板１１側に至ることが阻止されている。所定時間Ａが経過するとエアシリンダー９５によってシャッター部材８を水平方向に移動させ、放出開口８０，８１，８２にシャッター部材８の開口を合わせて成膜材料放出部１３の全ての放出開口８０，８１，８２を開放する。
この場合も、主開閉弁４０ｆ以外は閉じられているから、複数設けられた放出開口８０，８１，８２の特定の開口（放出開口８１）から、特定の成膜蒸気１８ｆが噴射されることとなる。
【0096】
より具体的には、第２グループに属する放出開口８１からのみ蒸気が放出され、他のグループに属する放出開口８０，８２からは蒸気は出ない。また放出開口８１から放出される蒸気は、蒸発部１０ｆによって生成された成膜蒸気１８ｆに限られ、他の蒸発部１０ａ〜１０ｅ、蒸発部１０ｇ〜１０ｊ内の成膜蒸気１８は放出されない。そのため放出開口８０，８１，８２を全て開放するものの、基板が蒸着されるのは、蒸発部１０ｆによって生成された成膜蒸気１８ｆに限られる。
【0097】
ここで成膜蒸気１８ｆを生成する蒸発部１０ｆは、最終的に必要な膜厚が中程度の成膜材料グループ（中間厚膜グループ）に属する成膜材料が導入されている。そして蒸発部１０ｆは、第２蒸発部グループに属し、第２開口グループに連通している。また前記した様に、第２開口グループの放出開口８１には、開口面積が中程度の絞り８６が設けられている。そのため成膜蒸気１８ｆは、単位時間当たりに放出される量が中程度である。従って成膜後の膜厚が中程度となり、要求に適合する。
【0098】
所望の膜厚まで成膜材料１６ｆが基板１１に成膜されると（成膜終了）、図１２（ｂ）の様にシャッター部材８を閉じ、さらに主開閉弁４０ｆを閉じる。
【0099】
そして先と同様に、シャッター部材８を閉じる動作と前後してマニホールド部６７のハッチ３０を加熱する加熱手段３６だけを停止し、ハッチ３０の部位だけを低下させる。その結果、マニホールド部６７の本体部３８内に残留する成膜蒸気１８ｆが、ハッチ３０の部位に触れて固化し、本体部３８内に残留する成膜蒸気１８ｆが除去される。ハッチ３０を加熱する加熱手段３６は、一定時間が経過した後に再起動される。
【0100】
また例えば主開閉弁４０ｊを開くと、蒸発部１０Ｊ内の成膜蒸気１８ｊが、第３グループの放出開口８２から放出される。成膜蒸気１８ｊを生成する蒸発部１０ｊは、最終的に必要な膜厚が薄い成膜材料グループ（薄膜グループ）に属する成膜材料が導入されている。そして第３開口グループの放出開口８２には、開口面積が最も小さい絞り８７が設けられているから、成膜蒸気１８ｊは、単位時間当たりに放出される量が少ない。従って成膜後の膜厚が薄いものとなり、要求に適合する。
【0101】
本実施形態の真空蒸着装置１は、３系統の放出系統を備えているが、有機ＥＬ装置１００は、多数の薄膜層が積層されたものであるから、各放出系統を複数回使用して基板１１に成膜する必要がある。ここで本実施形態の真空蒸着装置１は、マニホールド部６６，６７，６８の一部（ハッチ３０）だけを温度低下させることによってマニホールド部６６，６７，６８内に残留する成膜蒸気１８を除去することができる。そのため、一つの有機ＥＬ装置１００を製造するための工程中、同一の放出系統を複数回使用したり、同一の放出系統を連続して使用しても、マニホールド部６６，６７，６８内で成膜蒸気１８が混じることはない。即ち本実施形態は、マニホールド部６６，６７，６８内に異なる成膜蒸気１８を導入するが、コンタミを起こす懸念はない。
【0102】
所定層に渡って成膜を終えると、図示しない搬出口を開き、基板搬送装置１２によって基板１１を搬出する。成膜室２の搬出口（図示せず）を開くことによって、成膜室２の真空度が若干低下する場合もある。しかしながら、次の基板１１が搬入されるまでの間は、減圧手段７を運転し続けるので、成膜室２の真空度は「超高真空状態」に回復する。特に本実施形態の真空蒸着装置１では、本実施形態の真空蒸着装置１では、成膜室２の外にマニホールド部６６，６７，６８の大部分があり、成膜室２の容積が比較的小さいから、低下した真空度を「超高真空状態」に回復するのに多くの時間を要しない。
【0103】
上記した実施形態では、主開閉弁４０ａ〜４０ｊの一つを選択的に開いて基板１１に成膜を行った。この方策によると、１つの成膜材料の成分のみで１つの層が蒸着される。即ち前記した方策によると、単蒸着が行われる。しかしながら本実施形態の真空蒸着装置１の用途は単蒸着に限定されるものではなく、真空蒸着装置１を使用して共蒸着を行うこともできる。即ち、複数の主開閉弁４０ａ〜４０ｊを選択し、これを同時に開くことによって基板１１に共蒸着を行うことができる。
例えば、主開閉弁４０ｂと、主開閉弁４０ｇを開き、蒸発部１０ｂによって生成された成膜蒸気１８ｂと蒸発部１０ｇによって生成された成膜蒸気１８ｇを同時に放出して基板１１に蒸着を行うことにより、共蒸着を行うことができる。
この場合には、第１グループに属する放出開口８０から成膜蒸気１８ｂが放出され、第２グループに属する放出開口８１から成膜蒸気１８ｇが放出される。
【0104】
すなわち、共蒸着工程においては、単一の放出系統（第１放出系統５７）に属する単一の蒸発部１０ｂで主成膜材料を蒸発させて前記放出系統５７に属する放出開口８０から主成膜材料の蒸気を放出し、第１放出系統５７とは異なる単一の放出系統（第２放出系統５８）に属する単一の蒸発部１０ｇで従成膜材料を蒸発させて第２放出系統５８に属する放出開口８１から従成膜材料の蒸気を放出する。
【0105】
この場合、各膜厚センサー２７，２８，２９には、それぞれ単独のマニホールド部６６，６７，６８から成膜蒸気が放出されるので、共蒸着を実施する際の主成膜材料と従成膜材料の放出量を個別に検知することができる。
【0106】
また同一グループに属する蒸発部１０の主開閉弁４０を２以上選択して開き、グループに属するマニホールド部６６，６７，６８内で成膜蒸気１８を混合して放出しても、共蒸着を行うことができる。
【0107】
次に、有機ＥＬ装置１００の推奨される層構成について説明する。有機ＥＬ装置１００は、図２４のように、透光性を有した基板１０２上に、第１電極層１０３と機能層１０５と第２電極層１０６が積層し、封止層１３０によって封止したものである。
【0108】
また、機能層１０５の構成は、例えば、図２４のように、第１電極層１０３側から順に、第１正孔注入層１０７、第１正孔輸送層１０８、青色発光層１０９、及び第１電子輸送層１１０から構成される青色発光ユニットと、第２正孔注入層１１４、第２正孔輸送層１１５、赤色発光層１１６、緑色発光層１１７、第２電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９から構成される赤緑発光ユニットとを、第１接続層１１１、第２接続層１１２、及び第３接続層１１３から構成される接続層で電気的に接続（コネクト）したタンデム構造とすることができる。ここで、本発明の真空蒸着装置を用いて、高生産性、かつ、高材料使用効率で、本発明の効果である面内膜厚均一性の効果を十分に引き出す観点からは、各発光ユニットの合計膜厚は５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度とすることが好ましく、また、各発光層の膜厚は５ｎｍ〜５０ｎｍ程度とすることが好ましい。
【0109】
ここで、青色発光層１０９をホスト材料に青色蛍光材料をドープした層とし、赤色発光層１１６、及び緑色発光層１１７をホスト材料に各々の色の燐光材料をドープした層とすることで、蛍光燐光ハイブリッド構造とすることが、高輝度、高演色性、及び長寿命な有機ＥＬ素子を得る観点から好ましい。また、青色発光層１０９をホスト材料に青色の燐光材料をドープした層とすることも高輝度を得る観点からは好ましい。このようなタンデム構造の有機ＥＬ素子においては、各発光層の膜厚は、各色の発光スペクトル強度と直接関係しており、また、各発光層は、膜厚方向に直列接続され、かつ、膜厚方向に比べて面内方向のキャリアの移動が極端に制限されているので、各発光層の膜厚は、他色の発光スペクトルとも密接に関係する。
また、寿命が長い三重項励起子の発光である燐光を用いるハイブリッド構造の有機ＥＬ素子、特に赤色、及び緑色の発光層が隣接していたり、一層からなる場合には、発光が長波長側にレッドシフトしがちであり、各発光層の膜厚を設計通りに制御することが重要となる。
従って、このようなタンデム構造の有機ＥＬ素子においては、特に本発明の真空蒸着装置で機能層１０５を成膜することが有効である。
【0110】
第１正孔注入層１０７、及び第１正孔輸送層１０８と、第２正孔注入層１１４、及び第２正孔輸送層１１５は、各々、１層の正孔注入輸送層とすることができ、また、各々、正孔輸送材料からなる層、又は、有機ｐ型ドーパントをドープした正孔輸送材料からなる層とすることができる。
【0111】
また、例えば、第１接続層１１１を有機ｎ型ドーパントをドープした有機電子輸送材料からなる層、第２接続層１１２を有機電子輸送材料からなる層、第３接続層１１３を有機ｐ型ドーパントをドープした有機正孔輸送材料からなる層とすることができる。このようなドーパントや発光材料をドープしたホスト材料からなる共蒸着組成となる層の成膜においては、このようなホスト材料等を本発明に係る主成膜材料とし、このようなドーパントや発光材料を本発明に係る従成膜材料として、大きな本発明に係る絞りを有する開口グループに接続される蒸発部グループに属する蒸発部に主成膜材料を、好ましくは、単独で割り当て、小さな本発明に係る絞りを有する開口グループに接続される蒸発部グループに属する蒸発部に従成膜材料を、好ましくは、単独で割り当てることが好ましく、共蒸着組成を精度良く、安定的に制御可能となる。
【0112】
上述のようなタンデム構造の有機ＥＬ素子においては、このような共蒸着組成となる層を複数含むので、本発明の構成により、本発明の効果である、真空を維持したまま、共蒸着の組み合わせの変更の自由度が高い真空蒸着装置を用いて機能層１０５を形成することは、極めて有効である。上述の燐光発光層は、本発明に係る主成膜材料であるホスト材料、本発明に係る従成膜材料に含まれ、第１従成膜材料とされる発光性ドーパントを含む、少なくとも２種類の化合物が共蒸着されてなる層とすることが好ましい。これらに加えてさらに、電子、及び／又は、正孔輸送性増強ドーパントとして第２従成膜材料を含む少なくとも３種類の化合物が共蒸着されてなる層とすることも好ましい。第１従成膜材料の好ましい含有量は１〜３０重量％であり、より好ましくは１〜１０重量％であり、第２従成膜材料の好ましい含有量は１〜３０重量％であり、より好ましくは１０〜３０重量％である。
このような、主成膜材料に対応した開口グループである主開口グループ、第１従成膜材料に対応した開口グループである第１従開口グループ、及び第２従成膜材料に対応した開口グループである第２従開口グループの３つを有する成膜室を含む真空蒸着装置は、機能層として燐光発光層を含む有機ＥＬ装置を成膜する装置として、制御性に優れ、かつ、安価であり、好ましい実施態様である。
【0113】
各開口グループに接続される蒸発部グループに複数の蒸発部を属せしめ、好ましくは単独の、蒸発部を切り替えることで、蒸着、及び、複数の開口グループから共蒸着することで、有機機能層の全ての層を一の成膜室で成膜することが、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法として、好ましい実施態様である。
【0114】
また、異なる方向に放出する２群以上の開口グループを有する真空蒸着装置とし、各グループが３組の開口グループを有するようにすることもできる。同一の本発明に係る蒸発部を本発明に係る供給切替え手段を介して複数の開口グループに接続することで、一の本発明の真空蒸着装置で機能層１０５の全てを成膜することが好ましい。即ち、前述の電子輸送材料や正孔輸送材料は、異なる層を構成する場合も、同一の蒸発部から同一の材料を蒸発することで供給可能とすることが好ましい。
【0115】
そして、機能層１０５を構成する各層及び第２電極層１０６は、真空蒸着装置１によって形成される。
【0116】
基板１０２は、透光性及び絶縁性を有したものである。基板１０２の材質については特に限定されるものではなく、例えば、フレキシブルなフィルム基板やプラスチック基板などから適宜選択され用いられる。特にガラス基板や透明なフィルム基板は透明性や加工性の良さの点から好適である。基板１０２は、面状に広がりをもっている。具体的には、多角形又は円形をしており、四角形であることが好ましい。本実施形態では、四角形状の基板を採用している。
基板１０２の最短辺（最短軸）は、３００ｍｍ以上となっており、３５０ｍｍ以上となっていることが好ましく、５００ｍｍ以上となっていることが特に好ましい。
基板１０２の面積は、９００ｃｍ2 （平方センチメートル）以上、４００００ｃｍ2 （平方センチメートル）以下となっており、１２００ｃｍ2 以上、１５０００ｃｍ2 以下となっていることが好ましく、２５００ｃｍ2 以上、１１０００ｃｍ2 以下となっていることが特に好ましい。
【0117】
第１電極層１０３の素材は、透明であって、導電性を有していれば、特に限定されるものではなく、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、酸化錫（ＳｎＯ2 ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電性酸化物などが採用される。機能層１０５内の発光層から発生した光を効果的に取り出せる点では、透明性が高いＩＴＯあるいはＩＺＯが特に好ましい。本実施形態では、ＩＴＯを採用している。
【0118】
第１正孔注入層１０７，第２正孔注入層１１４の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ジフェニルアミン）（ＴＦＢ）またはポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）等を用いることができる。
【0119】
第１正孔輸送層１０８，第２正孔輸送層１１５の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えばベンジン、スチリルアミン、トリフェニルメタン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキサゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、およびこれらの誘導体、ポリシラン化合物、ビニルカルバゾール化合物、チオフェン化合物、アニリン化合物などの複素環式共役系のモノマーやオリゴマー、ポリマーなどが採用できる。
【0120】
青色発光層１０９の材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを採用できる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【0121】
赤色発光層１１６の材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが採用できる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【0122】
緑色発光層１１７の材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが採用できる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【0123】
第１電子輸送層１１０，第２電子輸送層１１８の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルメタン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキサゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、およびこれらの誘導体、ポリシラン化合物、ビニルカルバゾール化合物、チオフェン化合物、アニリン化合物などの複素環式共役系のモノマーやオリゴマー、ポリマーなどが採用できる。特に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（ＢＡｌｑ）などキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を好ましく用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（ＢＣＰ）なども用いることができる。
【0124】
電子注入層１１９の材料としては、公知の物質を使用することができる。例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物等が採用できる。また、上記電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばＡｌｑ３中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等も好ましく用いることができる。
【0125】
第２電極層１０６の材料は、特に限定されるものではなく、例えば銀（Ａｇ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属が挙げられる。
【0126】
本実施形態の真空蒸着装置１によれば、１つの成膜室２内で有機ＥＬ装置１００のほぼ全層（基板１０２、第１電極層１０３、並びに封止層１３０を除く）を成膜することができる。
【0127】
以上説明した実施形態では、蒸発部１０ａ〜１０ｊは、蒸発室２１の中に坩堝２２が配されたものであるが、蒸発室２１の全体が坩堝の機能を兼ねるものであってもよい。
【0128】
以上説明した実施形態では、いずれも成膜材料放出部１３を水平に配置したが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、成膜材料放出部１３を垂直姿勢に配置してもよい。
【0129】
以上説明した実施形態では、マニホールド部６６，６７，６８に延長管７５，７６，７７を設けたが、例えば最も上段のマニホールド部６６については、本体部３７に直接放出開口８０を設けてもよい。
【0130】
以上説明した実施形態では、マニホールド部６６，６７，６８を３個設けた例を示したが、マニホールド部の数は任意であり、４個以上であってもよい。また３個未満であってもよい。
【0131】
以上説明した実施形態では、１０個の蒸発部１０ａ〜１０ｊを有する構成を例示したが、蒸発部１０ａ〜１０ｊの数は任意である。しかしながら、蒸発部１０の数は、９個以上であることが望ましく、１３個であることがより好ましい。実際には、１２個から２０個程度が適当である。
【0132】
以上説明した実施形態では、坩堝２２に入れられる成膜材料１６ａ〜１６ｊは、必要な膜厚が近似するものが同一グループの蒸発部１０ａ〜１０ｊに入れられる様に配慮したが、これに代わって又はこれに加えて、個々の成膜材料についての蒸気の単位時間あたりの目標放出量や、成膜室内の蒸気の目標分圧を基準としてこれらが近似するものが同一グループの蒸発部１０ａ〜１０ｊに入れられる様に選定してもよい。また放出開口の開口端近傍における蒸気の目標圧力が近似するものが一つのグループとなる様に選択することも推奨される。
【0133】
以上説明した実施形態では、コンタミを防止するために、残留蒸気除去手段１５を設けた。即ち真空蒸着装置１では、マニホールド部６６，６７，６８を保温する加熱手段３５，３６を複数系統とし、マニホールド部６６，６７，６８の一部に故意に低温部分を作ることによって、成膜蒸気１８ａ〜１８ｊを除去した。これをさらに発展させて、マニホールド部６６，６７，６８の一部を強制的に冷却し、残留する成膜蒸気１８ａ〜１８ｊを捕捉してもよい。
【0134】
また上記した実施形態では、低温部分をマニホールド部６６，６７，６８の本体部３７，３８，３９に形成させたが、他の部位に低温部分を作ってもよい。例えば、図１７、図１８に示す真空蒸着装置６２では、他の構成の残留蒸気除去手段７８が採用されている。残留蒸気除去手段７８は、本体部３７，３８，３９とは別にトラップ空間６３を設けたものである。トラップ空間６３は常時、マニホールド部６６，６７，６８に比べて低温に保持する。そしてトラップ空間６３と本体部３７，３８，３９との間を配管接続する。トラップ空間６３と本体部３７，３８，３９には開閉弁６４ａ，ｂ，ｃを設けることが望ましい。
【0135】
また開閉弁６４ａ，ｂ，ｃを設ける場合には、トラップ空間６３に別途減圧手段６５を設け、トラップ空間６３を成膜室２と同程度に減圧しておくことが望ましい。図１７、図１８に示す真空蒸着装置６２では、一回の成膜を終えるごとに開閉弁６４ａ，ｂ，ｃを開き、マニホールド部６６，６７，６８とトラップ空間６３とを連通させる。その結果、マニホールド部６６，６７，６８からトラップ空間６３側に流れ込んだ成膜蒸気１８ａ〜１８ｊが、トラップ空間６３内で温度低下して固化し、捕捉される。そのため同一の放出系統を複数回使用したり、同一の放出系統を連続して使用しても、マニホールド部６６，６７，６８内で成膜蒸気１８が混じることはない。
【0136】
図１７、図１８では、複数のマニホールド部６６，６７，６８に対して一つのトラップ空間６３を設けた構成を例示したが、各マニホールド部６６，６７，６８に個別にトラップ空間６３を設けてもよい。個別のトラップ空間６３を設ける場合には、開閉弁６４ａ，ｂ，ｃや減圧手段６５を設ける必要はない。ただし個別のトラップ空間６３を設ける場合には、前記したハッチ３０と同様に、別途の加熱手段を設けることが推奨され、成膜を終えた後にトラップ空間６３の温度だけを低下させることが望ましい。
【0137】
以上説明した真空蒸着装置１は、３個のマニホールド部６６，６７，６８を持ち、この本体部３７，３８，３９の全てを成膜室２の外に配置した。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば図１９に示す真空蒸着装置９６の様に成膜室４３内に上部マニホールド部６６を配し、他のマニホールド部６７，６８を成膜室４３外に配置してもよい。また図２０に示す真空蒸着装置９７の様に成膜室４５内に上部マニホールド部６６の本体部３７と、中間マニホールド部６７の本体部３８の上部を配し、中間マニホールド部６７の本体部３８の下部以下を成膜室４５外に配置してもよい。
さらに図２７に示す真空蒸着装置９０の様に、マニホールド群６の全てが成膜室９１内にあってもよい。
【0138】
本実施形態の真空蒸着装置１，６２，９６，９７は、成膜室２，４３，４５が小さく、真空引きに要する時間が短い。また配管系統の多くが成膜室２，４３，４５の外にあるから、メンテナンスも容易である。特に清掃用のハッチ３０が成膜室２，４３，４５の外にあるから、ハッチ３０に付着した成膜材料を除去する作業が容易である。
【0139】
上記した実施形態では、隣接する放出開口８０，８１，８２を結んだ図形が正三角形である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、結んだ図形が、二等辺三角形であればよい。例えば、直角二等辺三角形の場合でもよい。
【0140】
そこで、以下、近接する放出開口を結んだ図形が直角二等辺三角形の場合のレイアウトについて説明する。成膜材料放出部１３から突出する放出開口８０，８１，８２，１５５のレイアウトは、図２１の通りであり、１つの放出開口８０と、当該放出開口８０から近い順に２個の放出開口８１，８２を結ぶ図形１７０は、放出開口８０を頂角とする直角二等辺三角形となっており、１つの放出開口８０と、当該放出開口８０から近い順に２個の放出開口８２，１５５を結ぶ図形１７１は、放出開口８０を頂角とする直角二等辺三角形となっている。すなわち、図形１７０と図形１７１は、放出開口８０，８２を結ぶ辺を共通の斜辺としている。そして、２個の図形１７０と２個の図形１７１が合わさった放出開口８２，８１，８２，１５５を結ぶ図形１７２は菱形の一つである正方形となっている。
すなわち、放出開口８０と放出開口８１、放出開口８０と放出開口８２、放出開口８０と放出開口１５５、放出開口８０と放出開口８２を結ぶ辺は、互いに等辺となっており、平面充填となっている。また、放出開口８０の周りに位置する放出開口８１と放出開口８２、放出開口８２と放出開口１５５、放出開口１５５と放出開口８２、放出開口８２と放出開口８１も互いに等辺となっている。
なお図２１において、１，２，３，４の番号は、属する開口グループを表している。
即ち、番号１が付された開口は、第１グループに属する放出開口８０であり、番号２が付された開口は、第２グループに属する放出開口８１であり、番号３が付された開口は、第３グループに属する放出開口８２であり、番号４が付された開口は、第４グループに属する放出開口１５５である。
【0141】
本実施形態においては、一つの開口グループに属する放出開口８０，８１，８２，１５５の周囲には、常に異なる開口グループに属する放出開口８０，８１，８２，１５５がある。例えば、第１開口グループに属する放出開口８０の周りを囲む放出開口は、いずれも第２開口グループに属する放出開口８１、第３開口グループに属する放出開口８２、第４開口グループに属する放出開口１５５である。
また第２開口グループに属する放出開口８１の周りを囲む放出開口は、いずれも第１開口グループに属する放出開口８０、第３開口グループに属する放出開口８２、第４開口グループに属する放出開口１５５である。
第３開口グループに属する放出開口８２の周りを囲む放出開口は、いずれも第１開口グループに属する放出開口８０、第２開口グループに属する放出開口８１、第４開口グループに属する放出開口１５５である。
第４開口グループに属する放出開口１５５の周りを囲む放出開口は、いずれも第１開口グループに属する放出開口８０、第２開口グループに属する放出開口８１、第３開口グループに属する放出開口８２である。
【0142】
さらに放出開口のレイアウトについて詳細に説明すると、図２１のように、横方向（図形１７２の放出開口１５５と放出開口８１を繋ぐ方向）においては、放出開口８０，放出開口８１，放出開口８２，放出開口１５５のユニット１７６，１７７が繰り返された配列となっている。換言すると、いずれの放出開口８０，８１，８２，１５５も図形１７２の辺の横方向において両側に隣接する放出開口は、異なる放出系統に属した放出開口となっている。
また、図形１７０の斜辺の延伸方向には、放出開口８０，放出開口８１，放出開口８２，放出開口１５５のユニット１７３，１７４が繰り返された配列となっている。
換言すると、いずれの放出開口８０，８１，８２，１５５も図形１７０の辺の斜辺方向において両側に隣接する放出開口は、異なる放出系統に属した放出開口となっている。
縦方向（横方向に対して直交する方向，同一の放出系統に属する放出開口のうち、最も近接する放出開口間を繋いだ直線方向）では、放出開口８０，放出開口８２からなるユニット１７８又は，放出開口８１，放出開口１５５からなるユニット１７９が繰り返された配列となっている。
このように、放出開口のレイアウトは、縦・横・斜め方向のいずれの方向においても所定のユニットの繰り返しとなっており、ユニット間の同一系統に属する放出開口は等間隔となっている。
そのため、縦・横・斜め方向のいずれの方向においても、同一の放出系統間で膜厚の分布は生じない。
【0143】
また、上記した実施形態では、放出開口８０，８１，８２がそれぞれ、異なる３つの放出系統に属した場合や放出開口８０，８１，８２，１５５がそれぞれ、異なる４つの放出系統に属した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、放出系統の数は限定されない。例えば、放出開口が６つの放出系統（図２２）に属していてもよいし、放出開口が７つの放出系統（図２３）に属していてもよい。
【0144】
本実施形態の真空蒸着装置１，６２，９６，９０，９７では、放出系統５７，５８，５９ごとに絞り８５，８６，８７の大きさを変え、放出系統５７，５８，５９によって成膜蒸気の放出状態を異ならしめた。そして成膜材料の特性に応じて放出系統５７，５８，５９を選定することとしたので、各薄膜層を望ましい成膜条件で成膜することができる。そのため膜の厚さのばらつきが生じ難いという効果がある。
【0145】
また本実施形態の真空蒸着装置１，６２，９６，９０，９７で採用するシャッター部材８，１２０，１３０，１４０を採用すると、成膜材料放出部１３に大きな逃げしろを確保する必要がなく、放出開口８０，８１，８２を密に配置することができる。
【0146】
最後に上記した実施形態の放出開口のレイアウトについて、本発明の特徴構成を当てはめて説明すると、図１３の場合には、放出系統の数がＮ＝３となり、各放出開口８０（番号１）に隣接する放出開口８１，８２（番号２，３）であって距離の近い順に（３−１）＝２個の放出開口８１，８２（番号２，３）は互いに異なる放出系統に属する。そして、各放出開口８０（番号１）に隣接する放出開口８１，８２（番号２，３）であって距離の近い順に２個の放出開口を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成している。また、図２１の場合には、放出系統の数がＮ＝４となり、各放出開口８０に隣接する放出開口（番号２〜４）であって距離の近い順に（４−１）＝３個の放出開口（番号２〜４）は互いに異なる放出系統に属する。そして、各放出開口８０（番号１）に隣接する放出開口（番号２〜４）であって距離の近い順に２個の放出開口（例えば、番号２，３）を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成している。
また、図２２の場合には、放出系統の数がＮ＝６となり、各放出開口（番号１）に隣接する放出開口（番号２〜６）であって距離の近い順に（６−１）＝５個の放出開口（番号２〜６）は互いに異なる放出系統に属する。そして、各放出開口（番号１）に隣接する放出開口（番号２〜６）であって距離の近い順に２個の放出開口（例えば、番号３，６）を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成している。
また、図２３の場合には、放出系統の数がＮ＝７となり、各放出開口（番号７）に隣接する放出開口（番号１〜６）であって距離の近い順に（７−１）＝６個の放出開口（番号１〜６）は互いに異なる放出系統に属する。そして、各放出開口（番号７）に隣接する放出開口（番号１〜６）であって距離の近い順に２個の放出開口（例えば、番号１，３）を繋ぐ図形が２等辺３角形を構成している。
【0147】
以上説明した実施形態では、３系統の放出系統５７，５８，５８を備えており、各放出系統に加熱手段２３，２４，３５，３６が設けられている。これらの加熱手段２３，２４，３５，３６は、いずれもヒータであり、昇温機能だけを持つものであるが、これに加えて冷却機能を備えたものであってもよい。例えば図２５の様に、各マニホールド部６６，６７，６８に熱媒体配管１９８を設けたり、図２６の様に熱媒体ジャケット１９９を設ける等の方策により、各マニホールド部６６，６７，６８の温度調節を行う構成も推奨される。本実施形態では、熱媒体配管１９８や熱媒体ジャケット１９９が熱媒体流路となり、これに高温又は低温の熱媒体を通過させ、各マニホールド部６６，６７，６８の温度調節を行うことができる。
そのためマニホールド部６６，６７，６８の温度を成膜材料に適した温度に調節することができる。そのため気化温度が高い成膜材料を放出し、これに続いて同一の放出系統を利用して気化温度が低い成膜材料を放出する様な場合に、放出系統を冷却することもでき、低温で気化する成膜材料の蒸着の開始を早期に行うことができ、放出させる成膜材料の切り替え時間を短縮することができる。
【符号の説明】
【0148】
１，６２，９０，９６，９７ 真空蒸着装置２，４３，４５，９１ 成膜室
３ 放出回路
６ マニホールド群
１０ａ〜１０ｊ 蒸発部
１１ 基板（基材）
１３ 成膜材料放出部
１５，７８ 残留蒸気除去手段
１６ａ〜１６ｊ 成膜材料
１８ａ〜１８ｊ 成膜蒸気
２１ 蒸発室
２２ 坩堝
２７，２８，２９ 膜厚センサー
３７，３８，３９ 本体部
４０ａ〜４０ｊ 主開閉弁
４６，４７，４８ 膜厚確認用の放出開口
６６，６７，６８ マニホールド部
７３ 空洞部
７５，７６，７７ 延長管
８０，８１，８２ 放出開口
８５，８６，８７ 絞り
９３ 連通開口
１００ 有機ＥＬ装置
１５５ ：放出開口
１６０，１６１，１６２，１６３，１７０，１７１，１７２ 図形
１６５，１７３，１７４，１７６，１７７，１７８，１７９ ユニット
１９８ 熱媒体配管（熱媒体流路）
１９９ 熱媒体ジャケット（熱媒体流路）