インライン蒸着装置、有機ＥＬ装置の製造装置、有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】真空蒸着法を採用し、安定した膜厚分布が得られるインライン蒸着装置、有機ＥＬ装置の製造装置、有機ＥＬ装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】本適用例のインライン蒸着装置としての有機蒸着部は、減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室１２５と、有機蒸着室１２５内において基板Ｗを所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃと、基板Ｗの搬送方向に複数の蒸着室１２５ｅとを有し、それぞれの蒸着室１２５ｅにおいて、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの数を３本とするとき、３＋１個の蒸着源１１０を搬送方向に直交する方向において、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの直下を避けた位置に等間隔に設けた。
【解決手段】本適用例のインライン蒸着装置としての有機蒸着部は、減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室１２５と、有機蒸着室１２５内において基板Ｗを所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃと、基板Ｗの搬送方向に複数の蒸着室１２５ｅとを有し、それぞれの蒸着室１２５ｅにおいて、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの数を３本とするとき、３＋１個の蒸着源１１０を搬送方向に直交する方向において、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの直下を避けた位置に等間隔に設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の形成に用いられるインライン蒸着装置、有機ＥＬ装置の製造装置、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminsence；エレクトロルミネセンス）装置は、有機発光材料からなる発光層を含む機能層と、機能層を挟んで設けられた一対の電極とを有し、一対の電極間に電流を流すことにより発光層において発光が得られる有機ＥＬ素子を備えている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子を構成する機能層などの薄膜を均一に成膜する製造装置として、一般的に蒸着装置が用いられている。図１５は、従来の蒸着装置の１例を示す概略図である。図１５に示すように、従来の蒸着装置２００は、真空チャンバー２１２内に、蒸着マスク２１３と重ね合わされた基板Ｗを保持する基板保持部と、基板Ｗに蒸着を行う膜形成材料を入れた蒸着源２１０とを有し、蒸着源２１０の蒸着速度を測定する膜厚測定手段としての水晶振動子２１１が蒸着源２１０の上方に配設された構造をとっている。また、膜厚分布を最小にするために、基板Ｗと蒸着源２１０との距離を大きくとってあり、基板保持部は蒸着中に基板Ｗを回転させている。
【０００４】
一方、基板Ｗと蒸着源２１０との距離が大きくなると、蒸着効率が低下する。ここで蒸着効率とは膜形成材料の全蒸発量に対する基板Ｗ上に蒸着された量との比率である。上記蒸着装置２００では、基板Ｗと蒸着源２１０との距離が長いため、蒸着効率は数％以下となると考えられる。このような蒸着装置２００を有機ＥＬ装置の製造に用いた場合、蒸着効率の低さは生産コスト増加の原因の１つとなる。他にも１枚の基板Ｗの蒸着が終了するまで次の基板Ｗの蒸着が開始できず、時間がかかるなどの課題も抱えている。したがって、この蒸着装置２００は生産性が低く、量産装置としての使用は不適当である。
【０００５】
量産用の有機ＥＬ装置の製造装置として、インライン型の製造装置が用いられている。図１６は従来のインライン型の製造装置の模式図であり、同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が側面図である。この製造装置３００は、真空チャンバー３１２内において、基板搬送機構３１５によって蒸着マスク４３と重り４４とに挟まれた基板Ｗを搬送する基板搬送経路３１４と、基板Ｗの搬送方向に対して直交する方向に配設された複数の蒸着源３１０を有し、一定の速度で基板Ｗを搬送し、有機膜の蒸着を行う。基板搬送経路３１４は複数の基板Ｗを搬送して蒸着することが可能なため、高い生産性が得られる。また蒸着源３１０を１つから複数に増やしたことで、膜厚分布を一定に保つのに必要な基板Ｗと蒸着源３１０との距離を上記蒸着装置２００の時よりも短くすることが可能であり、蒸着効率を向上させることができる。搬送方向に対して直交する方向に配設された蒸着源３１０が２つのときの蒸着効率は最大で約２５％まで高めることが可能であるとしている。
【０００６】
上記製造装置３００に見られるように、真空チャンバー３１２内に複数の蒸着源を配した有機ＥＬ装置の製造装置としては、特許文献１のＥＬ材料成膜装置や特許文献２の有機ＥＬ素子の製造方法における気相堆積装置が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】特許第３８３３０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−５９１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の上記製造装置３００の蒸着効率が２５％であったとしても、残りの７５％は無駄になっていると言える。したがって、上記製造装置３００を用いて有機ＥＬ装置を製造しても、機能層を構成する膜形成材料が現状では極めて高価であることから、生産コストは高く、更なる生産性の向上が求められている。
【０００９】
また、上記製造装置３００並びに特許文献１のＥＬ材料成膜装置や特許文献２の気相堆積装置のように、蒸着源と基板との距離を近づけて蒸着効率を高める方法では、蒸着源からの輻射熱の影響による有機膜の劣化や、蒸着マスク４３の熱による変形などの新たな問題を有し、問題を解決しつつ生産性を改善する必要があるという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１１】
［適用例１］本適用例のインライン蒸着装置は、減圧可能なチャンバーと、前記チャンバー内において基板を所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路と、蒸着源とを有するインライン蒸着装置であって、前記基板搬送経路の数をｍ本とするとき、ｍ＋１個の前記蒸着源が前記搬送方向に直交する方向において、前記基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられていることを特徴とするインライン蒸着装置。
【００１２】
この構成によれば、基板搬送経路によって搬送される基板の直下に蒸着源が配置されていないため、基板に対する蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、且つ基板搬送経路の数よりも多い蒸着源から膜形成材料を蒸発させて効率的に成膜が可能なインライン蒸着装置を提供することができる。
【００１３】
［適用例２］上記適用例のインライン蒸着装置において、複数本の前記基板搬送経路を有し、前記蒸着源が複数本の前記基板搬送経路の直下を避けた位置に等間隔に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源は、搬送される基板の直下には配置されておらず、基板の搬送方向に直交する方向において等間隔に配置されている。したがって、搬送方向から見ると基板の表面に垂直な法線に対して線対称な位置に蒸着源が配置されており、搬送方向に直交する方向において、成膜後の膜厚を均一にすることができる。さらには、基板搬送経路を複数備えることにより、高い生産性を有するインライン蒸着装置を提供することができる。
【００１４】
［適用例３］上記適用例のインライン蒸着装置において、前記蒸着源の間隔をｘとし、搬送される前記基板の表面に対して垂直な方向における前記基板と前記蒸着源との距離をｙとするとき、ｘとｙとの関係は、
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2
の数式を満たすことを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減しつつ、均一な膜厚分布が得られるように、基板と蒸着源との距離ｙが蒸着源の間隔ｘとの関係において最適化される。
【００１５】
［適用例４］上記適用例のインライン蒸着装置において、前記蒸着源の直上に蒸着量計測手段が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、蒸着源の直上には、搬送される基板はなく、蒸着量計測手段が配置され、基板に対する蒸着の進行を妨げずに、精度よく蒸着量を計測することができる。すなわち、蒸着量を時間管理すれば蒸着レートを精度よく求めることができる。
また、蒸着源の真上に蒸着量計測手段が設置されているため、設定蒸着速度がいくつであっても蒸着量計測手段により求められる蒸着速度と実際の蒸着速度との差が同じになる。したがって、設定蒸着速度を変更した場合でも速やかに有機ＥＬ装置の製造を開始することが可能になる。
【００１６】
［適用例５］本適用例の有機ＥＬ装置の製造装置は、基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造装置であって、上記適用例のインライン蒸着装置の前記蒸着源に前記機能層を構成する膜形成材料を充填して蒸発させ、前記機能層を成膜することを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、膜形成材料を効率的に使用して、発光層を含む機能層を成膜することが可能な有機ＥＬ装置の製造装置を提供することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置において、前記チャンバーは、前記搬送方向において、前記機能層を構成する前記膜形成材料の種類に対応して、前記チャンバー内を仕切ることにより構成された複数の蒸着室を有し、前記蒸着室ごとに前記蒸着源が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、基板搬送経路により基板を搬送する間に、各蒸着室において互いに異なる膜形成材料を用いて蒸着を行い、機能層を成膜することができる。チャンバー内において蒸着室は仕切られているので膜形成材料ごとに安定した膜厚分布を有する機能層を形成することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置において、前記基板搬送経路は、前記機能層を区画形成するための蒸着マスクが前記基板の成膜面に重ねられた状態で前記基板と前記蒸着マスクとを搬送し、使用後の前記蒸着マスクを前記基板搬送経路の上流側に回送するマスク搬送経路が、前記基板搬送経路に沿って設けられているとしてもよい。
この構成によれば、蒸着マスクを用いて機能層を基板上において所定の領域に区画形成することができると共に、マスク搬送経路を設けることにより、蒸着マスクを効率よく用いて、連続的に機能層の成膜が可能な有機ＥＬ装置の製造装置を提供できる。
【００１９】
［適用例８］本適用例の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置を用い、前記蒸着源から前記機能層を構成する膜形成材料を蒸発させ、前記機能層を成膜する機能層形成工程を備えることを特徴とする。
この方法によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、膜形成材料を効率的に使用して、均一な膜厚分布を有する機能層を成膜することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２１】
本実施形態は、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造装置として適用されたインライン蒸着装置を例に説明する。
まず、有機ＥＬ装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は有機ＥＬ装置を示す概略正面図、図２は有機ＥＬ装置の要部構造を示す概略断面図、図３は機能層の構成を示す模式図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、有機ＥＬ装置１０は、それぞれの表示画素７に対応して有機ＥＬ素子１２（図２参照）が設けられた素子基板１と、複数の有機ＥＬ素子１２を封着する封着層３５（図２参照）を介して素子基板１を封止する封止基板２とを備えている。
【００２３】
素子基板１は、有機ＥＬ素子１２を駆動する駆動素子を備えた回路部１１（図２参照）を有している。そして、表示領域６において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のうち同一の発光色が得られる表示画素７が、同一方向に配列する所謂ストライプ方式の構成となっている。なお、表示画素７は、実際には非常に微細なものであり、図示の都合上拡大している。
【００２４】
素子基板１は、封止基板２よりも一回り大きく、額縁状に張り出した部分には、駆動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子８（図２参照）を駆動する２つの走査線駆動回路部３と１つのデータ線駆動回路部４が設けられている。素子基板１の端子部１ａには、これらの駆動回路部３，４と外部駆動回路とを接続するためのフレキシブルな中継基板５が実装されている。
【００２５】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１０において、有機ＥＬ素子１２は、第１電極（あるいは画素電極）としての陽極３１と、陽極３１を区画する隔壁部３３と、陽極３１上に積層形成された有機膜からなる発光層を含む機能層３２とを有している。また、機能層３２を介して陽極３１と対向するように形成された第２電極（あるいは共通電極）としての陰極３４を有している。
【００２６】
隔壁部３３は、フェノールまたはポリイミドなどの絶縁性を有する感光性樹脂からなり、表示画素７を構成する陽極３１の周囲を一部覆って、複数の陽極３１をそれぞれ区画するように設けられている。
【００２７】
陽極３１は、素子基板１上に形成されたＴＦＴ素子８の３端子のうちの１つに接続しており、例えば、透明電極材料であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を厚さ１００ｎｍ程度に成膜した電極である。なお、図示省略したが、陽極３１の下層（平坦化層２８側）に、絶縁層を介してＡｌからなる反射層が設けられている。当該反射層は、機能層３２における発光を封止基板２側に反射するものである。また、当該反射層はＡｌに限定されず、発光を反射する機能（反射面）を有していればよい。例えば、絶縁性の有機材料あるいは無機材料を用いて凹凸を有する反射面を形成する方法、陽極３１自体を反射機能を有する導電材料で構成し、表面層にＩＴＯ膜を形成する方法などが挙げられる。
【００２８】
陰極３４は、同じく、ＩＴＯなどの透明電極材料により形成されている。
【００２９】
封止基板２は、透明なガラス等からなる基板を用いている。有機ＥＬ素子１２に面する側には、表示画素７の配置に対応した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、３色のフィルタエレメント３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂとこれを区画する遮光部３７が設けられている。
【００３０】
有機ＥＬ装置１０は、いわゆるトップエミッション型の構造となっており、陽極３１と陰極３４との間に駆動電流を流して機能層３２で発光した白色光を上記反射層で反射させ、フィルタエレメント３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを介して封止基板２側から取り出す構成となっている。トップエミッション型の構造であるため、素子基板１は、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３１】
素子基板１には、有機ＥＬ素子１２を駆動する回路部１１が設けられている。すなわち、素子基板１の表面にはＳｉＯ2を主体とする下地保護層２１が下地として形成され、その上にはシリコン層２２が形成されている。このシリコン層２２の表面には、ＳｉＯ2および／またはＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２３が形成されている。
【００３２】
また、シリコン層２２のうち、ゲート絶縁層２３を挟んでゲート電極２６と重なる領域がチャネル領域２２ａとされている。なお、このゲート電極２６は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２２を覆い、ゲート電極２６を形成したゲート絶縁層２３の表面には、ＳｉＯ2を主体とする第１層間絶縁層２７が形成されている。
【００３３】
また、シリコン層２２のうち、チャネル領域２２ａのソース側には、低濃度ソース領域および高濃度ソース領域２２ｃが設けられる一方、チャネル領域２２ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域および高濃度ドレイン領域２２ｂが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２２ｃは、ゲート絶縁層２３と第１層間絶縁層２７とにわたって開孔するコンタクトホール２５ａを介して、ソース電極２５に接続されている。このソース電極２５は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２２ｂは、ゲート絶縁層２３と第１層間絶縁層２７とにわたって開孔するコンタクトホール２４ａを介して、ソース電極２５と同一層からなるドレイン電極２４に接続されている。
【００３４】
ソース電極２５およびドレイン電極２４が形成された第１層間絶縁層２７の上層には、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする平坦化層２８が形成されている。この平坦化層２８は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、ＴＦＴ素子８やソース電極２５、ドレイン電極２４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
【００３５】
そして、陽極３１が、この平坦化層２８の表面上に形成されると共に、該平坦化層２８に設けられたコンタクトホール２８ａを介してドレイン電極２４に接続されている。すなわち、陽極３１は、ドレイン電極２４を介して、シリコン層２２の高濃度ドレイン領域２２ｂに接続されている。陰極３４は、ＧＮＤに接続されている。したがって、スイッチング素子としてのＴＦＴ素子８により、上記電源線から陽極３１に供給され陰極３４との間で流れる駆動電流を制御する。これにより、回路部１１は、所望の有機ＥＬ素子１２を発光させカラー表示を可能としている。
【００３６】
なお、有機ＥＬ素子１２を駆動する回路部１１の構成は、これに限定されるものではない。
【００３７】
図３に示すように、有機ＥＬ素子１２は、陽極３１と陰極３４とに挟まれた機能層３２を有する。機能層３２は、例えば、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、各色の発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅと呼ばれる複数の薄膜層からなり、素子基板１上の陽極３１側からこの順で積層されている。
【００３８】
正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈとしては、例えば、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。
【００３９】
発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧの形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。例えば、発光層３２ＬＲを形成する材料としては、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム）をホストとしてアシストドーパントであるルブレンと赤色ドーパントであるＤＣＭ２（ジアノメチレンピラン誘導体）とを含む発光材料が挙げられる。発光層３２ＬＢを形成する材料としては、ＢＨ２１５をホストとして青色ドーパントであるＢＤ１０２を含む発光材料が挙げられる。発光層３２ＬＧを形成する材料としては、ＢＨ２１５をホストとして緑色ドーパントであるＧＤ２０６を含む発光材料が挙げられる。本構成は、いわゆる「ドーパント法」に基づく３色の発光層を備え、白色発光を可能としている。ホストであるＢＨ２１５、ドーパントであるＢＤ１０２、ＧＤ２０６は、いずれも出光興産製の公知材料である。
【００４０】
電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの形成材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が挙げられる。
【００４１】
これらの正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの形成材料は所謂低分子系材料であり、真空蒸着法により成膜することができる。
【００４２】
このような有機ＥＬ素子１２を有する素子基板１は、透明な熱硬化型エポキシ樹脂等を封着部材として用いた封着層３５を介して透明な封止基板２と隙間なくベタ封止されている。
【００４３】
有機ＥＬ装置１０は、後述する本実施形態の有機ＥＬ装置の製造装置を用いて製造されており、発光層を含む機能層３２が所望の膜厚に対して膜厚ばらつきが少ない状態で成膜されている。それゆえに機能層３２における発光特性が安定し、所望の輝度特性が得られる。
【００４４】
なお、有機ＥＬ装置１０は、トップエミッション型に限定されず、陰極３４を反射機能を有する不透明なＡｌ等の導電材料を用いて成膜し、有機ＥＬ素子１２の発光を陰極３４で反射させて、素子基板１側から取り出すボトムエミッション型の構造としてもよい。
【００４５】
＜有機ＥＬ装置の製造装置＞
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置の製造装置について、図４〜図１０を参照して説明する。
【００４６】
図４は、有機ＥＬ装置の製造装置の構成を模式的に示した上面図である。図４に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００は、有機ＥＬ素子１２の陽極３１と陽極３１を区画する隔壁部３３が形成された基板Ｗに前処理を施した後、有機膜、無機膜を蒸着する装置で構成されており、それぞれ前処理部１３２、有機蒸着部１３３、無機蒸着部１３４の３つのブロックから構成されている。以下に各ブロックの詳細を説明する。
【００４７】
前処理部１３２は、基板Ｗの搬送を行う基板搬送ロボット１２３ａを内部に有する基板搬送室１２８ａを中心に、仕込室１２０、加熱室１２１、前処理室１２２から構成されている。仕込室１２０は、表面の汚れや異物等を除去する洗浄（例えば、純水洗浄などの湿式洗浄やＵＶ照射などの乾式洗浄）を終えた基板Ｗが投入された後、真空ポンプを用いて減圧される。これ以降の工程はすべて所定の減圧状態に保たれて基板Ｗの搬送が行われる。基板Ｗは、減圧された仕込室１２０から基板搬送室１２８ａ内の基板搬送ロボット１２３ａのアームにより加熱室１２１に運ばれ、洗浄時などに付着した水分の除去を目的として加熱処理が行われる。その後前処理室１２２に運ばれ、酸素プラズマによる表面処理（プラズマ処理）が行われる。これは酸素プラズマによって陽極３１のＨＯＭＯレベルを有機膜のＨＯＭＯレベルに近づけることで、陽極３１から注入される正孔に対する有機膜の障壁を相対的に低くして、有機ＥＬ素子１２の発光性能を高めるためである。前処理室１２２での表面処理が終了した基板Ｗは基板搬送室１２８ａを通って、有機蒸着部１３３に運ばれる。
【００４８】
有機蒸着部１３３は、本実施形態のインライン蒸着装置を適用したものであって、マスク組込室１２４、インライン構造を持つ減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室１２５、マスク解体室１２６、マスク還流室１２７からなり、マスク組込室１２４は前処理部１３２の基板搬送室１２８ａと、マスク解体室１２６は無機蒸着部１３４の基板搬送室１２８ｂとそれぞれつながっている。
【００４９】
有機蒸着室１２５には、複数（３本）の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが設けられている。
【００５０】
図５は有機蒸着部の構造を図示す概略図であり、同図（ａ）が搬送方向から見た断面図、同図（ｂ）が搬送方向に沿った側面図、図６（ａ）〜（ｄ）はマスク組込室におけるマスク組み込み動作を示す概略図である。
【００５１】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、基板搬送室１２８ａから運ばれてきた基板Ｗは、マスク組込室１２４に運ばれ、蒸着マスク４３と重ねられる。蒸着マスク４３は機能層３２の形成パターンに対応した開口部４５を有する。蒸着マスク４３と基板Ｗとを重ねたときの密着を向上させる目的で、基板Ｗの成膜面と反対側の表面に重り４４が載置される。
【００５２】
詳しくは、図６（ａ）に示すように、蒸着マスク４３と重り４４とは、マスク組込室１２４の上方でそれぞれ保持され、待機状態となっている。次に同図（ｂ）に示すように、先に蒸着マスク４３が下降して、蒸着マスク４３と重り４４との間に基板Ｗが進入する。そして、基板Ｗが降下して蒸着マスク４３と所定の位置で重ね合わされる。その後、同図（ｃ）に示すように、重り４４が下降して基板Ｗの背面（成膜面と反対側の表面）に載置される。重り４４により基板Ｗが蒸着マスク４３側に押圧され、基板Ｗと蒸着マスク４３とが密着する。同図（ｄ）に示すように、蒸着マスク４３と重ね合わされた基板Ｗは、有機蒸着室１２５に送り込まれる。
【００５３】
図７は蒸着マスクの詳細を示す概略平面図である。図７に示すように、蒸着マスク４３は、例えばシリコンなどの金属材料やセラミックス等からなり、エッチング等により所定のパターンで開口された開口部４５とアライメントマーク４６とを持つ構造となっている。
基板Ｗは、所謂マザー基板であって、１つの有機ＥＬ装置１０に対応する素子基板１がマトリクス状に面付けされた状態で機能層３２が成膜される。それゆえに、蒸着マスク４３は、基板Ｗにおける素子基板１の面付け状態に対応した複数の開口部４５を有する。
図７では、開口部４５が斜線によりハッチングされているが、実際には、隔壁部３３により区画された膜形成領域に対応して設けられている。具体的には、図１に示したように、有機ＥＬ装置１０において、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光のうち、同色の発光が得られる表示画素７がストライプ状に配列しているため、同色の表示画素７の配置に対応した複数の開口部４５またはストライプ状に配列した同色の複数の表示画素７に対応したスリット状の複数の開口部４５が所定の配置ピッチで蒸着マスク４３に設けられている。
マスク組込室１２４では、有機蒸着室１２５にて機能層３２が成膜される膜形成領域と開口部４５とが合致するように基板Ｗと蒸着マスク４３とが位置決めされ重ね合わされる。これにより、成膜後に機能層３２が区画形成される。
アライメントマーク４６は、例えば所定の大きさで開口された開口部であり、蒸着マスク４３の対角における空きスペースに一対設けられている。蒸着マスク４３と基板Ｗとが所定の位置からずれて重ね合わされると非発光画素ができるなど品質に問題をきたす為、マスク組込室１２４には、一対のアライメントマーク４６を認識して基板Ｗと蒸着マスク４３とを所定の位置で重ね合わせるためのアライメント機構（図示省略）が設けられている。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、有機蒸着室１２５は、基板Ｗを所定の搬送方向に搬送する３本の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃと、搬送方向に直交する方向において、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの直下を避けた位置で底面側に設けられた複数（図中では４個）の蒸着源１１０とを有する。言い換えれば、基板搬送経路の数をｍ（自然数）とするとき、蒸着源１１０は搬送方向と直交する方向において、ｍ＋１個が基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられている。具体的には、搬送方向から見ると４個の蒸着源１１０のうち２個が基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの両側に、残りの２個が基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの間に設けられている。
【００５５】
また、有機蒸着室１２５において、蒸着速度（蒸着レート）を測定するための蒸着量計測手段としての水晶振動子１５１が、各蒸着源１１０の真上に１つずつ設置されている。
水晶振動子１５１は、蒸着が進行することにより水晶振動子１５１に膜形成材料が付着して発振周波数が変化する。つまり、水晶振動子１５１の実際の発振周波数と初期の発振周波数とを比較することにより、測定時の付着量すなわち蒸着量を求めることができる。さらに単位時間当たりの蒸着量を求めることにより蒸着速度を求めることができる。
【００５６】
蒸着源１１０から等しい距離を置いた位置での蒸着速度は、蒸着源１１０の真上での蒸着速度が最も速くなり、蒸着源１１０との垂直方向の角度（蒸着方向の角度）が大きくなるほど蒸着速度が遅くなる。蒸着源１１０の真上での蒸着速度をｖ0とすると、真上からの角度αの位置での蒸着速度ｖは以下の数式（１）で表される。
ｖ＝ｖ0ｃｏｓnα・・・・（１）
ここでｎは蒸着源１１０の形状と設定蒸着速度によって変化する値である。ｎは一般に０．１〜６までの値をとるが、設定蒸着速度により変化するため、実際に膜厚を測定することでしかｎを求めることはできない。そのため従来の製造装置３００では、新たに設定蒸着速度を設定すると、ツーリングファクターを再度設定する必要があった。ここで、ツーリングファクターとは、水晶振動子１５１により計測される蒸着速度に対して、実際の蒸着速度が何倍あるかを表す倍率である。
【００５７】
本実施形態では、水晶振動子１５１は蒸着源１１０の真上にあるため、常に角度α＝０となる。そのため、上記数式（１）では常にｖ＝ｖ0となるためｎの影響を受けることがない。このため設定蒸着速度を変更しても、ツーリングファクターをもう一度見直しする必要がなく、速やかに有機ＥＬ装置１０の製造を開始することが可能になる。
また、蒸着源１１０ごとに水晶振動子１５１が設けられているので、蒸着源１１０ごとの蒸着速度を把握することができ、その結果を基に蒸着源１１０における膜形成材料の加熱状態を調整して、ほぼ一定の蒸着速度が得られるように制御することができる構成となっている。
【００５８】
本実施形態では、各基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃにより基板Ｗが搬送される間に、それぞれの基板Ｗに対して機能層３２が成膜される。言い換えれば、一定の時間内に３枚の基板Ｗの成膜が可能な構成となっている。
【００５９】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、マスク組込室１２４で蒸着マスク４３が装着された基板Ｗは、例えば有機蒸着室１２５の基板搬送経路１２５ａに順次運ばれる。基板搬送経路１２５ａは、蒸着マスク４３が装着された基板Ｗを所定の搬送方向に搬送するための搬送機構１１５を備えている。搬送機構１１５は、例えば搬送方向に配設された回転する複数のローラーからなり、ローラーは、基板Ｗが載置された蒸着マスク４３の両端を支持しながら搬送する。
【００６０】
基板Ｗは、基板搬送経路１２５ａ上を運ばれる間に、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、Ｒ，Ｂ，Ｇの各発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの５層の有機膜が順次蒸着され、機能層３２が形成される。
したがって、有機蒸着室１２５は、５種の有機膜の蒸着に対応した５つの蒸着室１２５ｅを有し、搬送方向において蒸着室１２５ｅをそれぞれ仕切る壁面１２５ｄを有する。
各蒸着室１２５ｅにおける有機膜の蒸着は、基板Ｗの搬送方向と直交する方向に等間隔に並んだ蒸着源１１０に充填された前述の有機材料を加熱することにより行われる。すなわち、１つの蒸着室１２５ｅには、同種の蒸着源１１０が搬送方向と直交する方向に等間隔で４つ配設されている。
【００６１】
なお、図５（ａ）および（ｂ）は、模式的に示されており、実際の基板Ｗの搬送は、基板Ｗの長手方向に沿って行なわれる。すなわち、基板Ｗの短手方向に蒸着源１１０を等間隔で配設する方が膜厚分布を均一にする点で有効である。
また、蒸着室１２５ｅを仕切る壁面１２５ｄは必須ではない。例えば、搬送方向において蒸着源１１０の配置間隔を空ければよい。
さらには、基板Ｗの蒸着室１２５ｅへの入退出に対応して蒸着源１１０からの有機材料の蒸発を開始または停止するシャッターを蒸着源１１０の上方に設けてもよい。これにより、有機材料がむやみに蒸発することを避けることができる。
【００６２】
蒸着の終了した基板Ｗはマスク解体室１２６に運ばれる。マスク解体室１２６では、蒸着マスク４３と基板Ｗと重り４４とに分けられる。その後、基板Ｗは、無機蒸着部１３４の基板搬送室１２８ｂに運ばれる。また蒸着マスク４３と重り４４はマスク還流室１２７で一体となり、マスク搬送経路１２７ｃを経由してマスク組込室１２４に回送され、再び別の基板Ｗと重ね合わされる。
【００６３】
他の基板搬送経路１２５ｂ，１２５ｃおよびマスク搬送経路１２７ｂ，１２７ｃにおいても同様な動作となる。
【００６４】
本実施形態では、少なくとも蒸着マスク４３および重り４４を有機蒸着室１２５の上流側に回送するマスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ（図５（ａ）参照）を備えたマスク還流室１２７が有機蒸着室１２５に重畳されて設けられている。したがって、マスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃを別に設ける場合に比べて、製造装置１００の設置面積が増えない。また、蒸着マスク４３や重り４４を効率よく使用することができる。なお、マスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃにも搬送機構１１５が設けられている。
【００６５】
図４に示すように、無機蒸着部１３４は基板搬送室１２８ｂ、陰極３４の蒸着を行う金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂ、基板搬送室１２８ｃから構成されている。有機蒸着部１３３での蒸着を終えた基板Ｗは、基板搬送室１２８ｂの基板搬送ロボット１２３ｂによって、２つの金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂのいずれかに運ばれる。金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂでは、陰極３４が蒸着される。陰極３４が蒸着された基板Ｗは基板搬送ロボット１２３ｂによって基板搬送室１２８ｃに運ばれ、封止工程を行う装置側に搬出される。金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂは陰極３４の構成並びに有機蒸着室１２５における機能層３２の成膜速度との調和を考慮して、蒸着源の構成を決定すればよい。
【００６６】
金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂの内部構造は図１５に示した従来の蒸着装置２００と同じものである。蒸着装置２００は、図１６に示したインライン型の製造装置３００に対して、基板Ｗと蒸着源２１０との距離を大きくしなければ一定値以下の膜厚分布が出せないという欠点があるが、無機材料は有機材料に比べて蒸着時に膜形成材料を高温で加熱する必要があり、蒸着源２１０からの輻射熱の影響が有機材料の時よりも大きくなる。そのため陰極３４の蒸着には基板Ｗと蒸着源との距離を大きくとる必要があり、従来の蒸着装置２００のようなバッチ型の装置が適している。
【００６７】
有機ＥＬ装置１０の製造装置１００において、無機蒸着部１３４における成膜の生産性が有機蒸着部１３３における成膜の生産性に対して劣る場合には、図１５において、真空チャンバー２１２内に複数の蒸着源２１０を配置し、例えば陰極３４の無機材料をそれぞれに充填して、１つの金属蒸着室内で成膜する構成としてもよい。
また、陰極３４としては、ＩＴＯとＣａ、Ｂａ、Ａｌ等の金属やＬｉＦ等のフッ化物とを組み合わせて用いるのが好ましい。特に機能層３２に近い側に仕事関数が小さいＣａ、Ｂａ、ＬｉＦの膜を形成し、遠い側に仕事関数が大きいＩＴＯを形成するのが好ましい。したがって、金属蒸着室１２９ａと金属蒸着室１２９ｂとで成膜する薄膜の種類を変えてもよいし、同一金属蒸着室内に前述したように複数の蒸着源を備え、それぞれに異なる膜形成材料を充填して蒸着を行ってもよい。
【００６８】
本実施形態では、インライン蒸着装置を有機蒸着部１３３に適用した例を説明したが、輻射熱による有機材料劣化の問題が解決されれば、無機蒸着部１３４に適用してもよい。
【００６９】
本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００では、有機蒸着部１３３において３本の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの搬送方向に直交する方向の両端に位置する２個を除いた残り２個の蒸着源１１０は、それぞれ二つの基板搬送経路上の基板Ｗに対して蒸着を行うことが可能になる。そのため、従来のインライン型の製造装置３００の蒸着効率が最大約２５％であったのに対して、本実施形態のインライン蒸着装置を適用した有機蒸着部１３３では、図８のグラフに示すように、理論的には搬送方向に直交する方向に配置される蒸着源の数ｎを増やすほど蒸着効率は上昇する。具体的には、ｎ＝２の時は３３％、ｎ＝５の時は４２％の蒸着効率となり、ｎを増やすことにより最大５０％の蒸着効率を得ることが可能である。
【００７０】
次に基板Ｗにおける有機膜の膜厚分布について説明する。図９は有機蒸着室における基板と蒸着源との位置関係を示す概略図である。図９に示すように、基板Ｗの搬送方向と直交する方向における蒸着源１１０の間隔をｘ、蒸着源１１０と基板搬送経路との垂直方向の距離（以下、ＴＳ間距離と呼ぶ）をｙ、基板Ｗの大きさ（搬送方向に直交する方向の長さ）をｔとすると、基板Ｗの端から距離ａ(ａ＜ｔ)の点に蒸着される薄膜の膜厚ｄは以下の数式で表される。
ｄ=k(ｃｏｓθ+ｃｏｓφ)・・・・（２）
ｋは蒸着速度などツーリングファクターに纏わる定数である。
ここでθとφは以下の関係を満たす。
ｔａｎθ＝｛（ｘ−ｔ）/２＋ａ｝/ｙ・・・・（３）
ｔａｎφ＝｛（ｘ＋ｔ）/２−ａ｝/ｙ・・・・（４）
膜厚の分布Ｕｎｉｆは基板Ｗ上の点の膜厚ｄの最大値と最小値をＭａｘ、Ｍｉｎとすると以下の式で表される。
Ｕｎｉｆ＝１００*(Ｍａｘ−Ｍｉｎ)/(Ｍａｘ＋Ｍｉｎ)・・・・（５）
【００７１】
図１０（ａ）は蒸着源の間隔とＴＳ間距離を変化させたときの基板上での膜厚分布を示すグラフである。このグラフは、上記数式（２）〜（５）において、ｘ、ｙおよびｔの条件を決めて求めたものである。具体的には、基板Ｗの大きさを４００ｍｍ×５００ｍｍと仮定し、ｔ＝４００とした。基板Ｗの搬送方向と直交する方向における蒸着源１１０の間隔ｘは、４４０ｍｍ、５４０ｍｍ、６４０ｍｍ、７４０ｍｍ、８４０ｍｍ、９４０ｍｍの６つの条件を選定し、そのときのＴＳ間距離ｙと膜厚分布との関係を求めた。
【００７２】
図１０（ｂ）は膜厚分布５％以内となるときに必要なＴＳ間距離ｙを示すグラフである。図１０（ａ）の蒸着源１１０の間隔ｘごとに求められた必要なＴＳ間距離ｙの関係から、近似されたものが、図１０（ｂ）の曲線である。この曲線よりもＴＳ間距離ｙが大きければ膜厚分布±５％以下を満たす。すなわち、発明者らは、膜厚分布がねらいの膜厚に対して±５％以下となることを条件とすると、蒸着源１１０の間隔ｘとＴＳ間距離ｙは以下の数式（６）を常に満たすことを見出した。
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2・・・・（６）
言い換えれば、この数式（６）を満たすように、基板Ｗの大きさｔに応じてＴＳ間距離ｙや蒸着源１１０の間隔ｘを決めることで、常に膜厚分布をねらいの膜厚に対して±５％以内にすることができる。
【００７３】
＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造方法について、図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート、図１２（ａ）〜（ｇ）は有機ＥＬ装置の製造方法を示す概略断面図、図１３（ａ）は従来の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、同図（ｂ）は本実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、図１４（ａ）〜（ｃ）は従来の蒸着装置を用いた場合の成膜状態を示す概略断面図である。
【００７４】
図１１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造方法は、基板Ｗに表面処理を施すプラズマ処理工程（ステップＳ１）と、正孔輸送層形成工程（ステップＳ２）と、Ｒ，Ｂ，Ｇの発光色が得られる発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧをそれぞれ成膜する発光層形成工程（ステップＳ３〜ステップＳ５）と、電子輸送層形成工程（ステップＳ６）と、陰極形成工程（ステップＳ７）とを備えている。なお、以降、素子基板１における有機ＥＬ素子１２の形成方法を説明するが、実際には、前述したとおりマザー基板である基板Ｗに対して有機ＥＬ素子１２の各構成を形成するものである。
【００７５】
図１１のステップＳ１は、プラズマ処理工程である。ステップＳ１では、陽極３１と隔壁部３３とが形成された素子基板１を上記実施形態の製造装置１００の前処理部１３２（図４参照）に投入する。素子基板１は、加熱室１２１にて加熱処理されて水分が除去され、図１２（ａ）に示すように、前処理室１２２にて酸素を処理ガスとして陽極３１の表面をプラズマ処理する。そして、ステップＳ２へ進む。
【００７６】
図１１のステップＳ２は、正孔輸送層形成工程である。ステップＳ２では、プラズマ処理された素子基板１をマスク組込室１２４に送る。そして、図１２（ｂ）に示すように、蒸着マスク４３の開口部４５と、隔壁部３３によって区画された陽極３１を有する膜形成領域Ｅとが合致するように素子基板１と蒸着マスク４３とを位置決めして密着させる。そして、蒸着マスク４３が成膜面に重ね合わされた素子基板１を有機蒸着室１２５へ送る。有機蒸着室１２５では、例えば基板搬送経路１２５ａによって素子基板１は搬送され、蒸着源１１０が配置された最初の蒸着室１２５ｅを通過することにより、蒸着源１１０から正孔輸送層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに正孔輸送層３２ｈが成膜される。そして、ステップＳ３〜ステップＳ５へ順次進む。
【００７７】
図１１のステップＳ３〜ステップＳ５は、発光層形成工程である。ステップＳ３〜ステップＳ５では、図１２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、例えば基板搬送経路１２５ａによって蒸着マスク４３と重ね合わされた素子基板１は、順次３つの蒸着室１２５ｅを通過し、各蒸着室１２５ｅに設けられた蒸着源１１０から発光層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧが順に成膜される。そして、ステップＳ６へ進む。
【００７８】
図１１のステップＳ６は、電子輸送層形成工程である。ステップＳ６では、図１２（ｆ）に示すように、例えば基板搬送経路１２５ａによって蒸着マスク４３と重ね合わされた素子基板１は、最後の蒸着室１２５ｅを通過することにより、蒸着源１１０から電子輸送層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに電子輸送層３２ｅが成膜される。
以上のステップＳ２〜ステップＳ６が機能層形成工程に相当する。機能層形成工程では、素子基板１と蒸着マスク４３とが隔壁部３３を介して密着するので、プラズマ処理された陽極３１や成膜後の各種有機膜の表面に蒸着マスク４３が直接に触れない。したがって、蒸着マスク４３の接触による不具合が回避されている。そして、ステップＳ７へ進む。
【００７９】
図１１のステップＳ７は、陰極形成工程である。ステップＳ７では、機能層３２が形成された素子基板１を無機蒸着部１３４へ送る。無機蒸着部１３４では、前述したように、２つの金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂのいずれかに素子基板１が送られて、真空蒸着法により機能層３２と隔壁部３３とを覆うように陰極３４が成膜される。陰極３４はＩＴＯであり、膜厚は、１００〜２００ｎｍである。これにより、陽極３１と陰極３４との間に機能層３２を有する有機ＥＬ素子１２が形成される。
【００８０】
なお、有機ＥＬ素子１２が形成された素子基板１は、封着層３５を介して封止基板２と接着され有機ＥＬ装置１０を構成する（図２参照）。このようなベタ封止構造は、侵入する水分や気体から有機ＥＬ素子１２を保護して、所定の発光寿命を確保するものである。ステップＳ７において、陰極３４を形成した後に、ガスバリア性を有する透明なＳｉＯ2またはＳｉＮ、あるいはこれらの混合物からなる膜をさらに積層してもよい。これにより、より長い発光寿命を実現することができる。
【００８１】
以上に述べた有機ＥＬ装置１０の製造方法によれば、上記有機ＥＬ装置１０の製造装置１００を用いて、機能層３２が成膜される。したがって、蒸着源１１０と基板Ｗ（素子基板１）との位置関係が最適化され、蒸着される各種の有機膜の膜厚分布がねらいの膜厚に対して±５％以内に収まる。加えて、成膜後の機能層３２を構成する有機膜への蒸着源１１０からの輻射熱の影響が低減されるので、安定した発光特性を有する有機ＥＬ装置１０を製造することができる。さらには、次のような歩留り上の効果を奏する。
【００８２】
図１３（ａ）は従来の製造装置３００での基板Ｗと蒸着源３１０との位置関係を示す模式図、同図（ｂ）は本実施形態の有機蒸着室１２５での基板Ｗと蒸着源１１０との位置関係を示す模式図である。図１３（ａ）では蒸着源３１０が基板Ｗの真下にあるのに対して、図１３（ｂ）では蒸着源１１０は基板Ｗの真下から少しずれた部分に設置されている。
【００８３】
基板Ｗ上に異物が付着していた場合、有機膜は異物を包み込む形で蒸着される。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１３（ａ）で、基板Ｗ上の成膜面における点Ａ，Ｂ，Ｃに、異物６１が陽極３１上に付着していた際の、機能層３２と陰極３４までを蒸着し終えた時の基板Ｗの状態を図示したものである。
図１４（ａ）では、矢印で示した蒸着方向に対して異物６１が影となり、異物６１の左側に機能層３２が蒸着されない。この状態のまま陰極３４を蒸着すると、陽極３１と陰極３４とが接触することになる。したがって、陽極３１と陰極３４との間に電流を流しても、電気的な短絡（ショート）が発生し、機能層３２に適正に電流が流れないので暗点とよばれる非発光状態になる。
図１４（ｂ）に示すように、基板Ｗのほぼ中央に異物６１が付着した場合は、蒸着方向に対して異物６１が影になり難いが機能層３２の膜厚ムラを生じ、その結果輝度ムラになり易い。
図１４（ｃ）でも図１４（ａ）の場合と同様に、異物６１が蒸着方向に対して影となり、暗点が発生する。暗点は不良であって、歩留まりの低下につながる。
【００８４】
これに対し、図１３（ｂ）の本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００および製造方法では、基板Ｗの成膜面の点Ａ'，Ｂ'，Ｃ'のいずれに異物６１が付着している状態で機能層３２が成膜されても、蒸着源１１０が基板Ｗの直下をはずれた位置に配置されているため、蒸着方向に対して異物６１が影になり難い。したがって、機能層３２が蒸着されない部分の発生が抑制され、陽極３１と陰極３４との接触が低減されるので、暗点が発生し難い。ゆえに、歩留まりを向上させることができる。
【００８５】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８６】
（変形例１）上記実施形態における有機ＥＬ装置１０の構成は、これに限定されない。例えば、有機ＥＬ装置１０において有機ＥＬ素子１２を白色だけでなく、他の赤色などの単色発光可能な構成としてもよい。よって、機能層３２の構成は、これに限定されず、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層構造でもよい。また、これらの基本構成に加えて、正孔注入層（ＨＩＬ）や中間層を設ける構成も考えられる。
【００８７】
（変形例２）有機ＥＬ装置１０の製造装置１００の構成は、これに限定されない。例えば、有機蒸着室１２５における基板搬送経路の数は、３本に限定されない。また、蒸着室１２５ｅの数は５つに限定されず、上記変形例１から想起されるように、機能層３２を構成する有機膜の数に応じて蒸着室１２５ｅの数を決めて設置すればよい。無機蒸着部１３４における金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂの数も同様に陰極３４の構成や生産性を鑑みて決定すればよい。
【００８８】
（変形例３）上記実施形態における有機ＥＬ装置１０の製造装置１００および製造方法を適用可能なデバイスは、有機ＥＬ装置１０に限定されない。例えば、有機ＥＬ照明や、有機ＥＬ太陽電池等、蒸着により製造可能な生産物であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】有機ＥＬ装置を示す概略正面図。
【図２】有機ＥＬ装置の要部構造を示す概略断面図。
【図３】有機ＥＬ素子の構成を示す模式図。
【図４】有機ＥＬ装置の製造装置の構成を模式的に示した上面図。
【図５】有機蒸着部の構造を図示す概略図であり、（ａ）が搬送方向から見た断面図、（ｂ）が搬送方向に沿った側面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はマスク組込室におけるマスク組み込み動作を示す概略図。
【図７】蒸着マスクの詳細を示す概略平面図。
【図８】蒸着源の数と蒸着効率との関係を示すグラフ。
【図９】有機蒸着室における基板と蒸着源との位置関係を示す概略図。
【図１０】（ａ）は蒸着源の間隔とＴＳ間距離を変化させたときの基板上での膜厚分布を示すグラフ、（ｂ）は膜厚分布５％以内となるときに必要なＴＳ間距離ｙを示すグラフ。
【図１１】有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート。
【図１２】（ａ）〜（ｇ）は有機ＥＬ装置の製造方法を示す概略断面図。
【図１３】（ａ）は従来の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、（ｂ）は本実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は従来の蒸着装置を用いた場合の成膜状態を示す概略断面図。
【図１５】従来の蒸着装置の１例を示す概略図。
【図１６】従来のインライン型の製造装置の模式図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図。
【符号の説明】
【００９０】
１…基板としての素子基板、１０…有機ＥＬ装置、１２…有機ＥＬ素子、３１…第１電極としての陽極、３２…機能層、３４…第２電極としての陰極、４３…蒸着マスク、１００…有機ＥＬ装置の製造装置、１１０…蒸着源、１２５…減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室、１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ…基板搬送経路、１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ…マスク搬送経路、１３３…インライン蒸着装置としての有機蒸着部、１５１…蒸着量計測手段としての水晶振動子、２００…従来の蒸着装置、３００…従来のインライン型の製造装置、Ｗ…基板。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜の形成に用いられるインライン蒸着装置、有機ＥＬ装置の製造装置、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ（Electro Luminsence；エレクトロルミネセンス）装置は、有機発光材料からなる発光層を含む機能層と、機能層を挟んで設けられた一対の電極とを有し、一対の電極間に電流を流すことにより発光層において発光が得られる有機ＥＬ素子を備えている。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子を構成する機能層などの薄膜を均一に成膜する製造装置として、一般的に蒸着装置が用いられている。図１５は、従来の蒸着装置の１例を示す概略図である。図１５に示すように、従来の蒸着装置２００は、真空チャンバー２１２内に、蒸着マスク２１３と重ね合わされた基板Ｗを保持する基板保持部と、基板Ｗに蒸着を行う膜形成材料を入れた蒸着源２１０とを有し、蒸着源２１０の蒸着速度を測定する膜厚測定手段としての水晶振動子２１１が蒸着源２１０の上方に配設された構造をとっている。また、膜厚分布を最小にするために、基板Ｗと蒸着源２１０との距離を大きくとってあり、基板保持部は蒸着中に基板Ｗを回転させている。
【０００４】
一方、基板Ｗと蒸着源２１０との距離が大きくなると、蒸着効率が低下する。ここで蒸着効率とは膜形成材料の全蒸発量に対する基板Ｗ上に蒸着された量との比率である。上記蒸着装置２００では、基板Ｗと蒸着源２１０との距離が長いため、蒸着効率は数％以下となると考えられる。このような蒸着装置２００を有機ＥＬ装置の製造に用いた場合、蒸着効率の低さは生産コスト増加の原因の１つとなる。他にも１枚の基板Ｗの蒸着が終了するまで次の基板Ｗの蒸着が開始できず、時間がかかるなどの課題も抱えている。したがって、この蒸着装置２００は生産性が低く、量産装置としての使用は不適当である。
【０００５】
量産用の有機ＥＬ装置の製造装置として、インライン型の製造装置が用いられている。図１６は従来のインライン型の製造装置の模式図であり、同図（ａ）が平面図、同図（ｂ）が側面図である。この製造装置３００は、真空チャンバー３１２内において、基板搬送機構３１５によって蒸着マスク４３と重り４４とに挟まれた基板Ｗを搬送する基板搬送経路３１４と、基板Ｗの搬送方向に対して直交する方向に配設された複数の蒸着源３１０を有し、一定の速度で基板Ｗを搬送し、有機膜の蒸着を行う。基板搬送経路３１４は複数の基板Ｗを搬送して蒸着することが可能なため、高い生産性が得られる。また蒸着源３１０を１つから複数に増やしたことで、膜厚分布を一定に保つのに必要な基板Ｗと蒸着源３１０との距離を上記蒸着装置２００の時よりも短くすることが可能であり、蒸着効率を向上させることができる。搬送方向に対して直交する方向に配設された蒸着源３１０が２つのときの蒸着効率は最大で約２５％まで高めることが可能であるとしている。
【０００６】
上記製造装置３００に見られるように、真空チャンバー３１２内に複数の蒸着源を配した有機ＥＬ装置の製造装置としては、特許文献１のＥＬ材料成膜装置や特許文献２の有機ＥＬ素子の製造方法における気相堆積装置が挙げられる。
【０００７】
【特許文献１】特許第３８３３０６６号公報
【特許文献２】特開２００７−５９１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の上記製造装置３００の蒸着効率が２５％であったとしても、残りの７５％は無駄になっていると言える。したがって、上記製造装置３００を用いて有機ＥＬ装置を製造しても、機能層を構成する膜形成材料が現状では極めて高価であることから、生産コストは高く、更なる生産性の向上が求められている。
【０００９】
また、上記製造装置３００並びに特許文献１のＥＬ材料成膜装置や特許文献２の気相堆積装置のように、蒸着源と基板との距離を近づけて蒸着効率を高める方法では、蒸着源からの輻射熱の影響による有機膜の劣化や、蒸着マスク４３の熱による変形などの新たな問題を有し、問題を解決しつつ生産性を改善する必要があるという課題を有している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【００１１】
［適用例１］本適用例のインライン蒸着装置は、減圧可能なチャンバーと、前記チャンバー内において基板を所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路と、蒸着源とを有するインライン蒸着装置であって、前記基板搬送経路の数をｍ本とするとき、ｍ＋１個の前記蒸着源が前記搬送方向に直交する方向において、前記基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられていることを特徴とするインライン蒸着装置。
【００１２】
この構成によれば、基板搬送経路によって搬送される基板の直下に蒸着源が配置されていないため、基板に対する蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、且つ基板搬送経路の数よりも多い蒸着源から膜形成材料を蒸発させて効率的に成膜が可能なインライン蒸着装置を提供することができる。
【００１３】
［適用例２］上記適用例のインライン蒸着装置において、複数本の前記基板搬送経路を有し、前記蒸着源が複数本の前記基板搬送経路の直下を避けた位置に等間隔に設けられていることを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源は、搬送される基板の直下には配置されておらず、基板の搬送方向に直交する方向において等間隔に配置されている。したがって、搬送方向から見ると基板の表面に垂直な法線に対して線対称な位置に蒸着源が配置されており、搬送方向に直交する方向において、成膜後の膜厚を均一にすることができる。さらには、基板搬送経路を複数備えることにより、高い生産性を有するインライン蒸着装置を提供することができる。
【００１４】
［適用例３］上記適用例のインライン蒸着装置において、前記蒸着源の間隔をｘとし、搬送される前記基板の表面に対して垂直な方向における前記基板と前記蒸着源との距離をｙとするとき、ｘとｙとの関係は、
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2
の数式を満たすことを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減しつつ、均一な膜厚分布が得られるように、基板と蒸着源との距離ｙが蒸着源の間隔ｘとの関係において最適化される。
【００１５】
［適用例４］上記適用例のインライン蒸着装置において、前記蒸着源の直上に蒸着量計測手段が設けられていることが好ましい。
この構成によれば、蒸着源の直上には、搬送される基板はなく、蒸着量計測手段が配置され、基板に対する蒸着の進行を妨げずに、精度よく蒸着量を計測することができる。すなわち、蒸着量を時間管理すれば蒸着レートを精度よく求めることができる。
また、蒸着源の真上に蒸着量計測手段が設置されているため、設定蒸着速度がいくつであっても蒸着量計測手段により求められる蒸着速度と実際の蒸着速度との差が同じになる。したがって、設定蒸着速度を変更した場合でも速やかに有機ＥＬ装置の製造を開始することが可能になる。
【００１６】
［適用例５］本適用例の有機ＥＬ装置の製造装置は、基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造装置であって、上記適用例のインライン蒸着装置の前記蒸着源に前記機能層を構成する膜形成材料を充填して蒸発させ、前記機能層を成膜することを特徴とする。
この構成によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、膜形成材料を効率的に使用して、発光層を含む機能層を成膜することが可能な有機ＥＬ装置の製造装置を提供することができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置において、前記チャンバーは、前記搬送方向において、前記機能層を構成する前記膜形成材料の種類に対応して、前記チャンバー内を仕切ることにより構成された複数の蒸着室を有し、前記蒸着室ごとに前記蒸着源が配置されていることを特徴とする。
この構成によれば、基板搬送経路により基板を搬送する間に、各蒸着室において互いに異なる膜形成材料を用いて蒸着を行い、機能層を成膜することができる。チャンバー内において蒸着室は仕切られているので膜形成材料ごとに安定した膜厚分布を有する機能層を形成することができる。
【００１８】
［適用例７］上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置において、前記基板搬送経路は、前記機能層を区画形成するための蒸着マスクが前記基板の成膜面に重ねられた状態で前記基板と前記蒸着マスクとを搬送し、使用後の前記蒸着マスクを前記基板搬送経路の上流側に回送するマスク搬送経路が、前記基板搬送経路に沿って設けられているとしてもよい。
この構成によれば、蒸着マスクを用いて機能層を基板上において所定の領域に区画形成することができると共に、マスク搬送経路を設けることにより、蒸着マスクを効率よく用いて、連続的に機能層の成膜が可能な有機ＥＬ装置の製造装置を提供できる。
【００１９】
［適用例８］本適用例の有機ＥＬ装置の製造方法は、基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記適用例の有機ＥＬ装置の製造装置を用い、前記蒸着源から前記機能層を構成する膜形成材料を蒸発させ、前記機能層を成膜する機能層形成工程を備えることを特徴とする。
この方法によれば、蒸着源からの輻射熱の影響を低減し、膜形成材料を効率的に使用して、均一な膜厚分布を有する機能層を成膜することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２１】
本実施形態は、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置の製造装置として適用されたインライン蒸着装置を例に説明する。
まず、有機ＥＬ装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は有機ＥＬ装置を示す概略正面図、図２は有機ＥＬ装置の要部構造を示す概略断面図、図３は機能層の構成を示す模式図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、有機ＥＬ装置１０は、それぞれの表示画素７に対応して有機ＥＬ素子１２（図２参照）が設けられた素子基板１と、複数の有機ＥＬ素子１２を封着する封着層３５（図２参照）を介して素子基板１を封止する封止基板２とを備えている。
【００２３】
素子基板１は、有機ＥＬ素子１２を駆動する駆動素子を備えた回路部１１（図２参照）を有している。そして、表示領域６において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のうち同一の発光色が得られる表示画素７が、同一方向に配列する所謂ストライプ方式の構成となっている。なお、表示画素７は、実際には非常に微細なものであり、図示の都合上拡大している。
【００２４】
素子基板１は、封止基板２よりも一回り大きく、額縁状に張り出した部分には、駆動素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子８（図２参照）を駆動する２つの走査線駆動回路部３と１つのデータ線駆動回路部４が設けられている。素子基板１の端子部１ａには、これらの駆動回路部３，４と外部駆動回路とを接続するためのフレキシブルな中継基板５が実装されている。
【００２５】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１０において、有機ＥＬ素子１２は、第１電極（あるいは画素電極）としての陽極３１と、陽極３１を区画する隔壁部３３と、陽極３１上に積層形成された有機膜からなる発光層を含む機能層３２とを有している。また、機能層３２を介して陽極３１と対向するように形成された第２電極（あるいは共通電極）としての陰極３４を有している。
【００２６】
隔壁部３３は、フェノールまたはポリイミドなどの絶縁性を有する感光性樹脂からなり、表示画素７を構成する陽極３１の周囲を一部覆って、複数の陽極３１をそれぞれ区画するように設けられている。
【００２７】
陽極３１は、素子基板１上に形成されたＴＦＴ素子８の３端子のうちの１つに接続しており、例えば、透明電極材料であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を厚さ１００ｎｍ程度に成膜した電極である。なお、図示省略したが、陽極３１の下層（平坦化層２８側）に、絶縁層を介してＡｌからなる反射層が設けられている。当該反射層は、機能層３２における発光を封止基板２側に反射するものである。また、当該反射層はＡｌに限定されず、発光を反射する機能（反射面）を有していればよい。例えば、絶縁性の有機材料あるいは無機材料を用いて凹凸を有する反射面を形成する方法、陽極３１自体を反射機能を有する導電材料で構成し、表面層にＩＴＯ膜を形成する方法などが挙げられる。
【００２８】
陰極３４は、同じく、ＩＴＯなどの透明電極材料により形成されている。
【００２９】
封止基板２は、透明なガラス等からなる基板を用いている。有機ＥＬ素子１２に面する側には、表示画素７の配置に対応した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、３色のフィルタエレメント３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂとこれを区画する遮光部３７が設けられている。
【００３０】
有機ＥＬ装置１０は、いわゆるトップエミッション型の構造となっており、陽極３１と陰極３４との間に駆動電流を流して機能層３２で発光した白色光を上記反射層で反射させ、フィルタエレメント３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂを介して封止基板２側から取り出す構成となっている。トップエミッション型の構造であるため、素子基板１は、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３１】
素子基板１には、有機ＥＬ素子１２を駆動する回路部１１が設けられている。すなわち、素子基板１の表面にはＳｉＯ2を主体とする下地保護層２１が下地として形成され、その上にはシリコン層２２が形成されている。このシリコン層２２の表面には、ＳｉＯ2および／またはＳｉＮを主体とするゲート絶縁層２３が形成されている。
【００３２】
また、シリコン層２２のうち、ゲート絶縁層２３を挟んでゲート電極２６と重なる領域がチャネル領域２２ａとされている。なお、このゲート電極２６は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層２２を覆い、ゲート電極２６を形成したゲート絶縁層２３の表面には、ＳｉＯ2を主体とする第１層間絶縁層２７が形成されている。
【００３３】
また、シリコン層２２のうち、チャネル領域２２ａのソース側には、低濃度ソース領域および高濃度ソース領域２２ｃが設けられる一方、チャネル領域２２ａのドレイン側には低濃度ドレイン領域および高濃度ドレイン領域２２ｂが設けられて、いわゆるＬＤＤ（Light Doped Drain）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域２２ｃは、ゲート絶縁層２３と第１層間絶縁層２７とにわたって開孔するコンタクトホール２５ａを介して、ソース電極２５に接続されている。このソース電極２５は、電源線（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域２２ｂは、ゲート絶縁層２３と第１層間絶縁層２７とにわたって開孔するコンタクトホール２４ａを介して、ソース電極２５と同一層からなるドレイン電極２４に接続されている。
【００３４】
ソース電極２５およびドレイン電極２４が形成された第１層間絶縁層２７の上層には、例えばアクリル系の樹脂成分を主体とする平坦化層２８が形成されている。この平坦化層２８は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、ＴＦＴ素子８やソース電極２５、ドレイン電極２４などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
【００３５】
そして、陽極３１が、この平坦化層２８の表面上に形成されると共に、該平坦化層２８に設けられたコンタクトホール２８ａを介してドレイン電極２４に接続されている。すなわち、陽極３１は、ドレイン電極２４を介して、シリコン層２２の高濃度ドレイン領域２２ｂに接続されている。陰極３４は、ＧＮＤに接続されている。したがって、スイッチング素子としてのＴＦＴ素子８により、上記電源線から陽極３１に供給され陰極３４との間で流れる駆動電流を制御する。これにより、回路部１１は、所望の有機ＥＬ素子１２を発光させカラー表示を可能としている。
【００３６】
なお、有機ＥＬ素子１２を駆動する回路部１１の構成は、これに限定されるものではない。
【００３７】
図３に示すように、有機ＥＬ素子１２は、陽極３１と陰極３４とに挟まれた機能層３２を有する。機能層３２は、例えば、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、各色の発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅと呼ばれる複数の薄膜層からなり、素子基板１上の陽極３１側からこの順で積層されている。
【００３８】
正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈとしては、例えば、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。
【００３９】
発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧの形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。例えば、発光層３２ＬＲを形成する材料としては、Ａｌｑ３（トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム）をホストとしてアシストドーパントであるルブレンと赤色ドーパントであるＤＣＭ２（ジアノメチレンピラン誘導体）とを含む発光材料が挙げられる。発光層３２ＬＢを形成する材料としては、ＢＨ２１５をホストとして青色ドーパントであるＢＤ１０２を含む発光材料が挙げられる。発光層３２ＬＧを形成する材料としては、ＢＨ２１５をホストとして緑色ドーパントであるＧＤ２０６を含む発光材料が挙げられる。本構成は、いわゆる「ドーパント法」に基づく３色の発光層を備え、白色発光を可能としている。ホストであるＢＨ２１５、ドーパントであるＢＤ１０２、ＧＤ２０６は、いずれも出光興産製の公知材料である。
【００４０】
電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの形成材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が挙げられる。
【００４１】
これらの正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの形成材料は所謂低分子系材料であり、真空蒸着法により成膜することができる。
【００４２】
このような有機ＥＬ素子１２を有する素子基板１は、透明な熱硬化型エポキシ樹脂等を封着部材として用いた封着層３５を介して透明な封止基板２と隙間なくベタ封止されている。
【００４３】
有機ＥＬ装置１０は、後述する本実施形態の有機ＥＬ装置の製造装置を用いて製造されており、発光層を含む機能層３２が所望の膜厚に対して膜厚ばらつきが少ない状態で成膜されている。それゆえに機能層３２における発光特性が安定し、所望の輝度特性が得られる。
【００４４】
なお、有機ＥＬ装置１０は、トップエミッション型に限定されず、陰極３４を反射機能を有する不透明なＡｌ等の導電材料を用いて成膜し、有機ＥＬ素子１２の発光を陰極３４で反射させて、素子基板１側から取り出すボトムエミッション型の構造としてもよい。
【００４５】
＜有機ＥＬ装置の製造装置＞
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置の製造装置について、図４〜図１０を参照して説明する。
【００４６】
図４は、有機ＥＬ装置の製造装置の構成を模式的に示した上面図である。図４に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００は、有機ＥＬ素子１２の陽極３１と陽極３１を区画する隔壁部３３が形成された基板Ｗに前処理を施した後、有機膜、無機膜を蒸着する装置で構成されており、それぞれ前処理部１３２、有機蒸着部１３３、無機蒸着部１３４の３つのブロックから構成されている。以下に各ブロックの詳細を説明する。
【００４７】
前処理部１３２は、基板Ｗの搬送を行う基板搬送ロボット１２３ａを内部に有する基板搬送室１２８ａを中心に、仕込室１２０、加熱室１２１、前処理室１２２から構成されている。仕込室１２０は、表面の汚れや異物等を除去する洗浄（例えば、純水洗浄などの湿式洗浄やＵＶ照射などの乾式洗浄）を終えた基板Ｗが投入された後、真空ポンプを用いて減圧される。これ以降の工程はすべて所定の減圧状態に保たれて基板Ｗの搬送が行われる。基板Ｗは、減圧された仕込室１２０から基板搬送室１２８ａ内の基板搬送ロボット１２３ａのアームにより加熱室１２１に運ばれ、洗浄時などに付着した水分の除去を目的として加熱処理が行われる。その後前処理室１２２に運ばれ、酸素プラズマによる表面処理（プラズマ処理）が行われる。これは酸素プラズマによって陽極３１のＨＯＭＯレベルを有機膜のＨＯＭＯレベルに近づけることで、陽極３１から注入される正孔に対する有機膜の障壁を相対的に低くして、有機ＥＬ素子１２の発光性能を高めるためである。前処理室１２２での表面処理が終了した基板Ｗは基板搬送室１２８ａを通って、有機蒸着部１３３に運ばれる。
【００４８】
有機蒸着部１３３は、本実施形態のインライン蒸着装置を適用したものであって、マスク組込室１２４、インライン構造を持つ減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室１２５、マスク解体室１２６、マスク還流室１２７からなり、マスク組込室１２４は前処理部１３２の基板搬送室１２８ａと、マスク解体室１２６は無機蒸着部１３４の基板搬送室１２８ｂとそれぞれつながっている。
【００４９】
有機蒸着室１２５には、複数（３本）の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃが設けられている。
【００５０】
図５は有機蒸着部の構造を図示す概略図であり、同図（ａ）が搬送方向から見た断面図、同図（ｂ）が搬送方向に沿った側面図、図６（ａ）〜（ｄ）はマスク組込室におけるマスク組み込み動作を示す概略図である。
【００５１】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、基板搬送室１２８ａから運ばれてきた基板Ｗは、マスク組込室１２４に運ばれ、蒸着マスク４３と重ねられる。蒸着マスク４３は機能層３２の形成パターンに対応した開口部４５を有する。蒸着マスク４３と基板Ｗとを重ねたときの密着を向上させる目的で、基板Ｗの成膜面と反対側の表面に重り４４が載置される。
【００５２】
詳しくは、図６（ａ）に示すように、蒸着マスク４３と重り４４とは、マスク組込室１２４の上方でそれぞれ保持され、待機状態となっている。次に同図（ｂ）に示すように、先に蒸着マスク４３が下降して、蒸着マスク４３と重り４４との間に基板Ｗが進入する。そして、基板Ｗが降下して蒸着マスク４３と所定の位置で重ね合わされる。その後、同図（ｃ）に示すように、重り４４が下降して基板Ｗの背面（成膜面と反対側の表面）に載置される。重り４４により基板Ｗが蒸着マスク４３側に押圧され、基板Ｗと蒸着マスク４３とが密着する。同図（ｄ）に示すように、蒸着マスク４３と重ね合わされた基板Ｗは、有機蒸着室１２５に送り込まれる。
【００５３】
図７は蒸着マスクの詳細を示す概略平面図である。図７に示すように、蒸着マスク４３は、例えばシリコンなどの金属材料やセラミックス等からなり、エッチング等により所定のパターンで開口された開口部４５とアライメントマーク４６とを持つ構造となっている。
基板Ｗは、所謂マザー基板であって、１つの有機ＥＬ装置１０に対応する素子基板１がマトリクス状に面付けされた状態で機能層３２が成膜される。それゆえに、蒸着マスク４３は、基板Ｗにおける素子基板１の面付け状態に対応した複数の開口部４５を有する。
図７では、開口部４５が斜線によりハッチングされているが、実際には、隔壁部３３により区画された膜形成領域に対応して設けられている。具体的には、図１に示したように、有機ＥＬ装置１０において、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光のうち、同色の発光が得られる表示画素７がストライプ状に配列しているため、同色の表示画素７の配置に対応した複数の開口部４５またはストライプ状に配列した同色の複数の表示画素７に対応したスリット状の複数の開口部４５が所定の配置ピッチで蒸着マスク４３に設けられている。
マスク組込室１２４では、有機蒸着室１２５にて機能層３２が成膜される膜形成領域と開口部４５とが合致するように基板Ｗと蒸着マスク４３とが位置決めされ重ね合わされる。これにより、成膜後に機能層３２が区画形成される。
アライメントマーク４６は、例えば所定の大きさで開口された開口部であり、蒸着マスク４３の対角における空きスペースに一対設けられている。蒸着マスク４３と基板Ｗとが所定の位置からずれて重ね合わされると非発光画素ができるなど品質に問題をきたす為、マスク組込室１２４には、一対のアライメントマーク４６を認識して基板Ｗと蒸着マスク４３とを所定の位置で重ね合わせるためのアライメント機構（図示省略）が設けられている。
【００５４】
図５（ａ）に示すように、有機蒸着室１２５は、基板Ｗを所定の搬送方向に搬送する３本の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃと、搬送方向に直交する方向において、基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの直下を避けた位置で底面側に設けられた複数（図中では４個）の蒸着源１１０とを有する。言い換えれば、基板搬送経路の数をｍ（自然数）とするとき、蒸着源１１０は搬送方向と直交する方向において、ｍ＋１個が基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられている。具体的には、搬送方向から見ると４個の蒸着源１１０のうち２個が基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの両側に、残りの２個が基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの間に設けられている。
【００５５】
また、有機蒸着室１２５において、蒸着速度（蒸着レート）を測定するための蒸着量計測手段としての水晶振動子１５１が、各蒸着源１１０の真上に１つずつ設置されている。
水晶振動子１５１は、蒸着が進行することにより水晶振動子１５１に膜形成材料が付着して発振周波数が変化する。つまり、水晶振動子１５１の実際の発振周波数と初期の発振周波数とを比較することにより、測定時の付着量すなわち蒸着量を求めることができる。さらに単位時間当たりの蒸着量を求めることにより蒸着速度を求めることができる。
【００５６】
蒸着源１１０から等しい距離を置いた位置での蒸着速度は、蒸着源１１０の真上での蒸着速度が最も速くなり、蒸着源１１０との垂直方向の角度（蒸着方向の角度）が大きくなるほど蒸着速度が遅くなる。蒸着源１１０の真上での蒸着速度をｖ0とすると、真上からの角度αの位置での蒸着速度ｖは以下の数式（１）で表される。
ｖ＝ｖ0ｃｏｓnα・・・・（１）
ここでｎは蒸着源１１０の形状と設定蒸着速度によって変化する値である。ｎは一般に０．１〜６までの値をとるが、設定蒸着速度により変化するため、実際に膜厚を測定することでしかｎを求めることはできない。そのため従来の製造装置３００では、新たに設定蒸着速度を設定すると、ツーリングファクターを再度設定する必要があった。ここで、ツーリングファクターとは、水晶振動子１５１により計測される蒸着速度に対して、実際の蒸着速度が何倍あるかを表す倍率である。
【００５７】
本実施形態では、水晶振動子１５１は蒸着源１１０の真上にあるため、常に角度α＝０となる。そのため、上記数式（１）では常にｖ＝ｖ0となるためｎの影響を受けることがない。このため設定蒸着速度を変更しても、ツーリングファクターをもう一度見直しする必要がなく、速やかに有機ＥＬ装置１０の製造を開始することが可能になる。
また、蒸着源１１０ごとに水晶振動子１５１が設けられているので、蒸着源１１０ごとの蒸着速度を把握することができ、その結果を基に蒸着源１１０における膜形成材料の加熱状態を調整して、ほぼ一定の蒸着速度が得られるように制御することができる構成となっている。
【００５８】
本実施形態では、各基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃにより基板Ｗが搬送される間に、それぞれの基板Ｗに対して機能層３２が成膜される。言い換えれば、一定の時間内に３枚の基板Ｗの成膜が可能な構成となっている。
【００５９】
具体的には、図５（ｂ）に示すように、マスク組込室１２４で蒸着マスク４３が装着された基板Ｗは、例えば有機蒸着室１２５の基板搬送経路１２５ａに順次運ばれる。基板搬送経路１２５ａは、蒸着マスク４３が装着された基板Ｗを所定の搬送方向に搬送するための搬送機構１１５を備えている。搬送機構１１５は、例えば搬送方向に配設された回転する複数のローラーからなり、ローラーは、基板Ｗが載置された蒸着マスク４３の両端を支持しながら搬送する。
【００６０】
基板Ｗは、基板搬送経路１２５ａ上を運ばれる間に、正孔輸送層（ＨＴＬ）３２ｈ、Ｒ，Ｂ，Ｇの各発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧ、電子輸送層（ＥＴＬ）３２ｅの５層の有機膜が順次蒸着され、機能層３２が形成される。
したがって、有機蒸着室１２５は、５種の有機膜の蒸着に対応した５つの蒸着室１２５ｅを有し、搬送方向において蒸着室１２５ｅをそれぞれ仕切る壁面１２５ｄを有する。
各蒸着室１２５ｅにおける有機膜の蒸着は、基板Ｗの搬送方向と直交する方向に等間隔に並んだ蒸着源１１０に充填された前述の有機材料を加熱することにより行われる。すなわち、１つの蒸着室１２５ｅには、同種の蒸着源１１０が搬送方向と直交する方向に等間隔で４つ配設されている。
【００６１】
なお、図５（ａ）および（ｂ）は、模式的に示されており、実際の基板Ｗの搬送は、基板Ｗの長手方向に沿って行なわれる。すなわち、基板Ｗの短手方向に蒸着源１１０を等間隔で配設する方が膜厚分布を均一にする点で有効である。
また、蒸着室１２５ｅを仕切る壁面１２５ｄは必須ではない。例えば、搬送方向において蒸着源１１０の配置間隔を空ければよい。
さらには、基板Ｗの蒸着室１２５ｅへの入退出に対応して蒸着源１１０からの有機材料の蒸発を開始または停止するシャッターを蒸着源１１０の上方に設けてもよい。これにより、有機材料がむやみに蒸発することを避けることができる。
【００６２】
蒸着の終了した基板Ｗはマスク解体室１２６に運ばれる。マスク解体室１２６では、蒸着マスク４３と基板Ｗと重り４４とに分けられる。その後、基板Ｗは、無機蒸着部１３４の基板搬送室１２８ｂに運ばれる。また蒸着マスク４３と重り４４はマスク還流室１２７で一体となり、マスク搬送経路１２７ｃを経由してマスク組込室１２４に回送され、再び別の基板Ｗと重ね合わされる。
【００６３】
他の基板搬送経路１２５ｂ，１２５ｃおよびマスク搬送経路１２７ｂ，１２７ｃにおいても同様な動作となる。
【００６４】
本実施形態では、少なくとも蒸着マスク４３および重り４４を有機蒸着室１２５の上流側に回送するマスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ（図５（ａ）参照）を備えたマスク還流室１２７が有機蒸着室１２５に重畳されて設けられている。したがって、マスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃを別に設ける場合に比べて、製造装置１００の設置面積が増えない。また、蒸着マスク４３や重り４４を効率よく使用することができる。なお、マスク搬送経路１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃにも搬送機構１１５が設けられている。
【００６５】
図４に示すように、無機蒸着部１３４は基板搬送室１２８ｂ、陰極３４の蒸着を行う金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂ、基板搬送室１２８ｃから構成されている。有機蒸着部１３３での蒸着を終えた基板Ｗは、基板搬送室１２８ｂの基板搬送ロボット１２３ｂによって、２つの金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂのいずれかに運ばれる。金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂでは、陰極３４が蒸着される。陰極３４が蒸着された基板Ｗは基板搬送ロボット１２３ｂによって基板搬送室１２８ｃに運ばれ、封止工程を行う装置側に搬出される。金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂは陰極３４の構成並びに有機蒸着室１２５における機能層３２の成膜速度との調和を考慮して、蒸着源の構成を決定すればよい。
【００６６】
金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂの内部構造は図１５に示した従来の蒸着装置２００と同じものである。蒸着装置２００は、図１６に示したインライン型の製造装置３００に対して、基板Ｗと蒸着源２１０との距離を大きくしなければ一定値以下の膜厚分布が出せないという欠点があるが、無機材料は有機材料に比べて蒸着時に膜形成材料を高温で加熱する必要があり、蒸着源２１０からの輻射熱の影響が有機材料の時よりも大きくなる。そのため陰極３４の蒸着には基板Ｗと蒸着源との距離を大きくとる必要があり、従来の蒸着装置２００のようなバッチ型の装置が適している。
【００６７】
有機ＥＬ装置１０の製造装置１００において、無機蒸着部１３４における成膜の生産性が有機蒸着部１３３における成膜の生産性に対して劣る場合には、図１５において、真空チャンバー２１２内に複数の蒸着源２１０を配置し、例えば陰極３４の無機材料をそれぞれに充填して、１つの金属蒸着室内で成膜する構成としてもよい。
また、陰極３４としては、ＩＴＯとＣａ、Ｂａ、Ａｌ等の金属やＬｉＦ等のフッ化物とを組み合わせて用いるのが好ましい。特に機能層３２に近い側に仕事関数が小さいＣａ、Ｂａ、ＬｉＦの膜を形成し、遠い側に仕事関数が大きいＩＴＯを形成するのが好ましい。したがって、金属蒸着室１２９ａと金属蒸着室１２９ｂとで成膜する薄膜の種類を変えてもよいし、同一金属蒸着室内に前述したように複数の蒸着源を備え、それぞれに異なる膜形成材料を充填して蒸着を行ってもよい。
【００６８】
本実施形態では、インライン蒸着装置を有機蒸着部１３３に適用した例を説明したが、輻射熱による有機材料劣化の問題が解決されれば、無機蒸着部１３４に適用してもよい。
【００６９】
本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００では、有機蒸着部１３３において３本の基板搬送経路１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃの搬送方向に直交する方向の両端に位置する２個を除いた残り２個の蒸着源１１０は、それぞれ二つの基板搬送経路上の基板Ｗに対して蒸着を行うことが可能になる。そのため、従来のインライン型の製造装置３００の蒸着効率が最大約２５％であったのに対して、本実施形態のインライン蒸着装置を適用した有機蒸着部１３３では、図８のグラフに示すように、理論的には搬送方向に直交する方向に配置される蒸着源の数ｎを増やすほど蒸着効率は上昇する。具体的には、ｎ＝２の時は３３％、ｎ＝５の時は４２％の蒸着効率となり、ｎを増やすことにより最大５０％の蒸着効率を得ることが可能である。
【００７０】
次に基板Ｗにおける有機膜の膜厚分布について説明する。図９は有機蒸着室における基板と蒸着源との位置関係を示す概略図である。図９に示すように、基板Ｗの搬送方向と直交する方向における蒸着源１１０の間隔をｘ、蒸着源１１０と基板搬送経路との垂直方向の距離（以下、ＴＳ間距離と呼ぶ）をｙ、基板Ｗの大きさ（搬送方向に直交する方向の長さ）をｔとすると、基板Ｗの端から距離ａ(ａ＜ｔ)の点に蒸着される薄膜の膜厚ｄは以下の数式で表される。
ｄ=k(ｃｏｓθ+ｃｏｓφ)・・・・（２）
ｋは蒸着速度などツーリングファクターに纏わる定数である。
ここでθとφは以下の関係を満たす。
ｔａｎθ＝｛（ｘ−ｔ）/２＋ａ｝/ｙ・・・・（３）
ｔａｎφ＝｛（ｘ＋ｔ）/２−ａ｝/ｙ・・・・（４）
膜厚の分布Ｕｎｉｆは基板Ｗ上の点の膜厚ｄの最大値と最小値をＭａｘ、Ｍｉｎとすると以下の式で表される。
Ｕｎｉｆ＝１００*(Ｍａｘ−Ｍｉｎ)/(Ｍａｘ＋Ｍｉｎ)・・・・（５）
【００７１】
図１０（ａ）は蒸着源の間隔とＴＳ間距離を変化させたときの基板上での膜厚分布を示すグラフである。このグラフは、上記数式（２）〜（５）において、ｘ、ｙおよびｔの条件を決めて求めたものである。具体的には、基板Ｗの大きさを４００ｍｍ×５００ｍｍと仮定し、ｔ＝４００とした。基板Ｗの搬送方向と直交する方向における蒸着源１１０の間隔ｘは、４４０ｍｍ、５４０ｍｍ、６４０ｍｍ、７４０ｍｍ、８４０ｍｍ、９４０ｍｍの６つの条件を選定し、そのときのＴＳ間距離ｙと膜厚分布との関係を求めた。
【００７２】
図１０（ｂ）は膜厚分布５％以内となるときに必要なＴＳ間距離ｙを示すグラフである。図１０（ａ）の蒸着源１１０の間隔ｘごとに求められた必要なＴＳ間距離ｙの関係から、近似されたものが、図１０（ｂ）の曲線である。この曲線よりもＴＳ間距離ｙが大きければ膜厚分布±５％以下を満たす。すなわち、発明者らは、膜厚分布がねらいの膜厚に対して±５％以下となることを条件とすると、蒸着源１１０の間隔ｘとＴＳ間距離ｙは以下の数式（６）を常に満たすことを見出した。
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2・・・・（６）
言い換えれば、この数式（６）を満たすように、基板Ｗの大きさｔに応じてＴＳ間距離ｙや蒸着源１１０の間隔ｘを決めることで、常に膜厚分布をねらいの膜厚に対して±５％以内にすることができる。
【００７３】
＜有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造方法について、図１１〜図１４を参照して説明する。図１１は有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート、図１２（ａ）〜（ｇ）は有機ＥＬ装置の製造方法を示す概略断面図、図１３（ａ）は従来の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、同図（ｂ）は本実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、図１４（ａ）〜（ｃ）は従来の蒸着装置を用いた場合の成膜状態を示す概略断面図である。
【００７４】
図１１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造方法は、基板Ｗに表面処理を施すプラズマ処理工程（ステップＳ１）と、正孔輸送層形成工程（ステップＳ２）と、Ｒ，Ｂ，Ｇの発光色が得られる発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧをそれぞれ成膜する発光層形成工程（ステップＳ３〜ステップＳ５）と、電子輸送層形成工程（ステップＳ６）と、陰極形成工程（ステップＳ７）とを備えている。なお、以降、素子基板１における有機ＥＬ素子１２の形成方法を説明するが、実際には、前述したとおりマザー基板である基板Ｗに対して有機ＥＬ素子１２の各構成を形成するものである。
【００７５】
図１１のステップＳ１は、プラズマ処理工程である。ステップＳ１では、陽極３１と隔壁部３３とが形成された素子基板１を上記実施形態の製造装置１００の前処理部１３２（図４参照）に投入する。素子基板１は、加熱室１２１にて加熱処理されて水分が除去され、図１２（ａ）に示すように、前処理室１２２にて酸素を処理ガスとして陽極３１の表面をプラズマ処理する。そして、ステップＳ２へ進む。
【００７６】
図１１のステップＳ２は、正孔輸送層形成工程である。ステップＳ２では、プラズマ処理された素子基板１をマスク組込室１２４に送る。そして、図１２（ｂ）に示すように、蒸着マスク４３の開口部４５と、隔壁部３３によって区画された陽極３１を有する膜形成領域Ｅとが合致するように素子基板１と蒸着マスク４３とを位置決めして密着させる。そして、蒸着マスク４３が成膜面に重ね合わされた素子基板１を有機蒸着室１２５へ送る。有機蒸着室１２５では、例えば基板搬送経路１２５ａによって素子基板１は搬送され、蒸着源１１０が配置された最初の蒸着室１２５ｅを通過することにより、蒸着源１１０から正孔輸送層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに正孔輸送層３２ｈが成膜される。そして、ステップＳ３〜ステップＳ５へ順次進む。
【００７７】
図１１のステップＳ３〜ステップＳ５は、発光層形成工程である。ステップＳ３〜ステップＳ５では、図１２（ｃ）〜（ｅ）に示すように、例えば基板搬送経路１２５ａによって蒸着マスク４３と重ね合わされた素子基板１は、順次３つの蒸着室１２５ｅを通過し、各蒸着室１２５ｅに設けられた蒸着源１１０から発光層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに発光層３２ＬＲ，３２ＬＢ，３２ＬＧが順に成膜される。そして、ステップＳ６へ進む。
【００７８】
図１１のステップＳ６は、電子輸送層形成工程である。ステップＳ６では、図１２（ｆ）に示すように、例えば基板搬送経路１２５ａによって蒸着マスク４３と重ね合わされた素子基板１は、最後の蒸着室１２５ｅを通過することにより、蒸着源１１０から電子輸送層形成材料が蒸発して、膜形成領域Ｅごとに電子輸送層３２ｅが成膜される。
以上のステップＳ２〜ステップＳ６が機能層形成工程に相当する。機能層形成工程では、素子基板１と蒸着マスク４３とが隔壁部３３を介して密着するので、プラズマ処理された陽極３１や成膜後の各種有機膜の表面に蒸着マスク４３が直接に触れない。したがって、蒸着マスク４３の接触による不具合が回避されている。そして、ステップＳ７へ進む。
【００７９】
図１１のステップＳ７は、陰極形成工程である。ステップＳ７では、機能層３２が形成された素子基板１を無機蒸着部１３４へ送る。無機蒸着部１３４では、前述したように、２つの金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂのいずれかに素子基板１が送られて、真空蒸着法により機能層３２と隔壁部３３とを覆うように陰極３４が成膜される。陰極３４はＩＴＯであり、膜厚は、１００〜２００ｎｍである。これにより、陽極３１と陰極３４との間に機能層３２を有する有機ＥＬ素子１２が形成される。
【００８０】
なお、有機ＥＬ素子１２が形成された素子基板１は、封着層３５を介して封止基板２と接着され有機ＥＬ装置１０を構成する（図２参照）。このようなベタ封止構造は、侵入する水分や気体から有機ＥＬ素子１２を保護して、所定の発光寿命を確保するものである。ステップＳ７において、陰極３４を形成した後に、ガスバリア性を有する透明なＳｉＯ2またはＳｉＮ、あるいはこれらの混合物からなる膜をさらに積層してもよい。これにより、より長い発光寿命を実現することができる。
【００８１】
以上に述べた有機ＥＬ装置１０の製造方法によれば、上記有機ＥＬ装置１０の製造装置１００を用いて、機能層３２が成膜される。したがって、蒸着源１１０と基板Ｗ（素子基板１）との位置関係が最適化され、蒸着される各種の有機膜の膜厚分布がねらいの膜厚に対して±５％以内に収まる。加えて、成膜後の機能層３２を構成する有機膜への蒸着源１１０からの輻射熱の影響が低減されるので、安定した発光特性を有する有機ＥＬ装置１０を製造することができる。さらには、次のような歩留り上の効果を奏する。
【００８２】
図１３（ａ）は従来の製造装置３００での基板Ｗと蒸着源３１０との位置関係を示す模式図、同図（ｂ）は本実施形態の有機蒸着室１２５での基板Ｗと蒸着源１１０との位置関係を示す模式図である。図１３（ａ）では蒸着源３１０が基板Ｗの真下にあるのに対して、図１３（ｂ）では蒸着源１１０は基板Ｗの真下から少しずれた部分に設置されている。
【００８３】
基板Ｗ上に異物が付着していた場合、有機膜は異物を包み込む形で蒸着される。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１３（ａ）で、基板Ｗ上の成膜面における点Ａ，Ｂ，Ｃに、異物６１が陽極３１上に付着していた際の、機能層３２と陰極３４までを蒸着し終えた時の基板Ｗの状態を図示したものである。
図１４（ａ）では、矢印で示した蒸着方向に対して異物６１が影となり、異物６１の左側に機能層３２が蒸着されない。この状態のまま陰極３４を蒸着すると、陽極３１と陰極３４とが接触することになる。したがって、陽極３１と陰極３４との間に電流を流しても、電気的な短絡（ショート）が発生し、機能層３２に適正に電流が流れないので暗点とよばれる非発光状態になる。
図１４（ｂ）に示すように、基板Ｗのほぼ中央に異物６１が付着した場合は、蒸着方向に対して異物６１が影になり難いが機能層３２の膜厚ムラを生じ、その結果輝度ムラになり易い。
図１４（ｃ）でも図１４（ａ）の場合と同様に、異物６１が蒸着方向に対して影となり、暗点が発生する。暗点は不良であって、歩留まりの低下につながる。
【００８４】
これに対し、図１３（ｂ）の本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造装置１００および製造方法では、基板Ｗの成膜面の点Ａ'，Ｂ'，Ｃ'のいずれに異物６１が付着している状態で機能層３２が成膜されても、蒸着源１１０が基板Ｗの直下をはずれた位置に配置されているため、蒸着方向に対して異物６１が影になり難い。したがって、機能層３２が蒸着されない部分の発生が抑制され、陽極３１と陰極３４との接触が低減されるので、暗点が発生し難い。ゆえに、歩留まりを向上させることができる。
【００８５】
上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【００８６】
（変形例１）上記実施形態における有機ＥＬ装置１０の構成は、これに限定されない。例えば、有機ＥＬ装置１０において有機ＥＬ素子１２を白色だけでなく、他の赤色などの単色発光可能な構成としてもよい。よって、機能層３２の構成は、これに限定されず、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層構造でもよい。また、これらの基本構成に加えて、正孔注入層（ＨＩＬ）や中間層を設ける構成も考えられる。
【００８７】
（変形例２）有機ＥＬ装置１０の製造装置１００の構成は、これに限定されない。例えば、有機蒸着室１２５における基板搬送経路の数は、３本に限定されない。また、蒸着室１２５ｅの数は５つに限定されず、上記変形例１から想起されるように、機能層３２を構成する有機膜の数に応じて蒸着室１２５ｅの数を決めて設置すればよい。無機蒸着部１３４における金属蒸着室１２９ａ，１２９ｂの数も同様に陰極３４の構成や生産性を鑑みて決定すればよい。
【００８８】
（変形例３）上記実施形態における有機ＥＬ装置１０の製造装置１００および製造方法を適用可能なデバイスは、有機ＥＬ装置１０に限定されない。例えば、有機ＥＬ照明や、有機ＥＬ太陽電池等、蒸着により製造可能な生産物であれば適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】有機ＥＬ装置を示す概略正面図。
【図２】有機ＥＬ装置の要部構造を示す概略断面図。
【図３】有機ＥＬ素子の構成を示す模式図。
【図４】有機ＥＬ装置の製造装置の構成を模式的に示した上面図。
【図５】有機蒸着部の構造を図示す概略図であり、（ａ）が搬送方向から見た断面図、（ｂ）が搬送方向に沿った側面図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）はマスク組込室におけるマスク組み込み動作を示す概略図。
【図７】蒸着マスクの詳細を示す概略平面図。
【図８】蒸着源の数と蒸着効率との関係を示すグラフ。
【図９】有機蒸着室における基板と蒸着源との位置関係を示す概略図。
【図１０】（ａ）は蒸着源の間隔とＴＳ間距離を変化させたときの基板上での膜厚分布を示すグラフ、（ｂ）は膜厚分布５％以内となるときに必要なＴＳ間距離ｙを示すグラフ。
【図１１】有機ＥＬ装置の製造方法を示すフローチャート。
【図１２】（ａ）〜（ｇ）は有機ＥＬ装置の製造方法を示す概略断面図。
【図１３】（ａ）は従来の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図、（ｂ）は本実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源との位置関係を示す模式図。
【図１４】（ａ）〜（ｃ）は従来の蒸着装置を用いた場合の成膜状態を示す概略断面図。
【図１５】従来の蒸着装置の１例を示す概略図。
【図１６】従来のインライン型の製造装置の模式図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図。
【符号の説明】
【００９０】
１…基板としての素子基板、１０…有機ＥＬ装置、１２…有機ＥＬ素子、３１…第１電極としての陽極、３２…機能層、３４…第２電極としての陰極、４３…蒸着マスク、１００…有機ＥＬ装置の製造装置、１１０…蒸着源、１２５…減圧可能なチャンバーとしての有機蒸着室、１２５ａ，１２５ｂ，１２５ｃ…基板搬送経路、１２７ａ，１２７ｂ，１２７ｃ…マスク搬送経路、１３３…インライン蒸着装置としての有機蒸着部、１５１…蒸着量計測手段としての水晶振動子、２００…従来の蒸着装置、３００…従来のインライン型の製造装置、Ｗ…基板。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧可能なチャンバーと、前記チャンバー内において基板を所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路と、蒸着源とを有するインライン蒸着装置であって、
前記基板搬送経路の数をｍ本とするとき、ｍ＋１個の前記蒸着源が前記搬送方向に直交する方向において、前記基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられていることを特徴とするインライン蒸着装置。
【請求項２】
複数本の前記基板搬送経路を有し、前記蒸着源が複数本の前記基板搬送経路の直下を避けた位置に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインライン蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸着源の間隔をｘとし、搬送される前記基板の表面に対して垂直な方向における前記基板と前記蒸着源との距離をｙとするとき、
ｘとｙとの関係は、
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2
の数式を満たすことを特徴とする請求項２に記載のインライン蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸着源の直上に蒸着量計測手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインライン蒸着装置。
【請求項５】
基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造装置であって、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインライン蒸着装置の前記蒸着源に前記機能層を構成する膜形成材料を充填して蒸発させ、前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項６】
前記チャンバーは、前記搬送方向において、前記機能層を構成する前記膜形成材料の種類に対応して、前記チャンバー内を仕切ることにより構成された複数の蒸着室を有し、
前記蒸着室ごとに前記蒸着源が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項７】
前記基板搬送経路は、前記機能層を区画形成するための蒸着マスクが前記基板の成膜面に重ねられた状態で前記基板と前記蒸着マスクとを搬送し、
使用後の前記蒸着マスクを前記基板搬送経路の上流側に回送するマスク搬送経路が、前記基板搬送経路に沿って設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項８】
基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造装置を用い、前記蒸着源から前記機能層を構成する膜形成材料を蒸発させ、前記機能層を成膜する機能層形成工程を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
減圧可能なチャンバーと、前記チャンバー内において基板を所定の搬送方向に搬送する基板搬送経路と、蒸着源とを有するインライン蒸着装置であって、
前記基板搬送経路の数をｍ本とするとき、ｍ＋１個の前記蒸着源が前記搬送方向に直交する方向において、前記基板搬送経路の直下を避けた位置に設けられていることを特徴とするインライン蒸着装置。
【請求項２】
複数本の前記基板搬送経路を有し、前記蒸着源が複数本の前記基板搬送経路の直下を避けた位置に等間隔に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインライン蒸着装置。
【請求項３】
前記蒸着源の間隔をｘとし、搬送される前記基板の表面に対して垂直な方向における前記基板と前記蒸着源との距離をｙとするとき、
ｘとｙとの関係は、
ｙ≧−２．４０×１０-3ｘ2＋７．３９×１０-1ｘ＋１．４９×１０2
の数式を満たすことを特徴とする請求項２に記載のインライン蒸着装置。
【請求項４】
前記蒸着源の直上に蒸着量計測手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のインライン蒸着装置。
【請求項５】
基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造装置であって、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のインライン蒸着装置の前記蒸着源に前記機能層を構成する膜形成材料を充填して蒸発させ、前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項６】
前記チャンバーは、前記搬送方向において、前記機能層を構成する前記膜形成材料の種類に対応して、前記チャンバー内を仕切ることにより構成された複数の蒸着室を有し、
前記蒸着室ごとに前記蒸着源が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項７】
前記基板搬送経路は、前記機能層を区画形成するための蒸着マスクが前記基板の成膜面に重ねられた状態で前記基板と前記蒸着マスクとを搬送し、
使用後の前記蒸着マスクを前記基板搬送経路の上流側に回送するマスク搬送経路が、前記基板搬送経路に沿って設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載の有機ＥＬ装置の製造装置。
【請求項８】
基板上に設けられた第１電極に、少なくとも発光層を含む機能層と、第２電極とが順に積層された有機ＥＬ素子を具備する有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項５乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造装置を用い、前記蒸着源から前記機能層を構成する膜形成材料を蒸発させ、前記機能層を成膜する機能層形成工程を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１３２９７８（Ｐ２０１０−１３２９７８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１０５８１（Ｐ２００８−３１０５８１）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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