クリーニング方法
【課題】成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去するためのクリーニング方法およびそのクリーニング方法
を行うための機構を備えた成膜装置を提供する。
【解決手段】このクリーニングの際には、蒸着マスク１３０２ａと対向する位置に電極１３０２ｂを移動させる。さらに、成膜室１３０３にガスを導入する。成膜室１３０３に導入するガスとしては、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを用いればよい。次いで、高周波電源１３００ａから蒸着マスク１３０２ａに高周波電界を印加してガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯ）を励起してプラズマ１３０１を発生させる。こうして、成膜室１３０３内にプラズマ１３０１を発生させ、成膜室内壁、防着シールド１３０５、または蒸着マスク１３０２ａに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気する。
を行うための機構を備えた成膜装置を提供する。
【解決手段】このクリーニングの際には、蒸着マスク１３０２ａと対向する位置に電極１３０２ｂを移動させる。さらに、成膜室１３０３にガスを導入する。成膜室１３０３に導入するガスとしては、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを用いればよい。次いで、高周波電源１３００ａから蒸着マスク１３０２ａに高周波電界を印加してガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯ）を励起してプラズマ１３０１を発生させる。こうして、成膜室１３０３内にプラズマ１３０１を発生させ、成膜室内壁、防着シールド１３０５、または蒸着マスク１３０２ａに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着により成膜可能な材料（以下、蒸着材料という）の成膜に用いる成膜装置
および成膜方法に関する。加えて、本発明は蒸着により内壁などに付着した蒸着材料を除
去するクリーニング法に関する。特に、本発明は蒸着材料として有機材料を用いる場合に
有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に
、ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機ＥＬ
ディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Or
ganic Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００３】
なお、ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence
）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（
蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の成
膜装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用
可能である。
【０００４】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴が
ある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適してお
り、様々な形での使用が提案されている。
【０００５】
ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構
造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した
「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発
光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している
。
【０００６】
また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。
【０００７】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層と
いう。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入
層は、全てＥＬ層に含まれる。
【０００８】
また、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい
、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を
形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された
画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）の２種
類がある。
【０００９】
ＥＬ素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である。また、素子
の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域（ダークスポット）が広がるという形で現
れるが、その原因としてＥＬ層の劣化が問題となっている。
【００１０】
ＥＬ層を形成するＥＬ材料は、酸素や水等の不純物により劣化を受ける。また、その他
の不純物がＥＬ材料に含まれることでＥＬ層の劣化に影響を及ぼすことも考えられる。
【００１１】
また、ＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別さ
れるが、このうち低分子系材料は主に蒸着により成膜される。
【００１２】
従来の蒸着法により成膜を行う際には、蒸発材料をそのまま用いているが、蒸着時の蒸
発材料には、不純物が混入していることが考えられる。すなわち、ＥＬ素子の劣化原因の
一つである酸素や水及びその他の不純物が混入している可能性がある。
【００１３】
また、蒸発材料を予め精製することにより純度を高めることはできるが、蒸着するまで
の間に不純物が混入してしまうという可能性もある。
【００１４】
ＥＬ材料は極めて劣化しやすく、酸素もしくは水の存在により容易に酸化して劣化する
。そのため、成膜後にフォトリソグラフィ工程を行うことができず、パターン化するため
には開口部を有したマスク（以下、蒸着マスクという）で成膜と同時に分離させる必要が
ある。従って、昇華した有機ＥＬ材料の殆どが成膜室内の蒸着マスクもしくは防着シール
ド（蒸着材料が成膜室の内壁に付着することを防ぐための保護板）に付着していた。
【００１５】
蒸着マスクや防着シールドに付着した有機ＥＬ材料を除去するためには、成膜室を一旦
大気解放して蒸着マスクや防着シールドを外に取り出し、洗浄した上で再び成膜室内に戻
すという作業が必要であった。しかしながら、大気解放した蒸着マスクや防着シールドに
吸着された水もしくは酸素が有機ＥＬ材料の成膜時に離脱して膜中に取り込まれる可能性
もあり、有機ＥＬ材料の劣化を促進する要因となりうることが懸念されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、スループットが高く、且つ、高密度
、且つ、高純度なＥＬ層を形成することができる成膜装置を提供することを課題とする。
さらに、本発明の成膜装置を用いた成膜方法を提供することを課題とする。
【００１７】
加えて、本発明は成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸
着材料を大気解放しないで除去するためのクリーニング方法およびそのクリーニング方法
を行うための機構を備えた成膜装置を提供することを課題とする。なお、本明細書では、
前記成膜装置の内部に設けられる治具に基板ホルダ、マスクホルダ、防着シールドもしく
は蒸着マスクを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて
前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と
、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段と
を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されていること
を特徴とする成膜装置である。
【００１９】
本発明は、基板を加熱する加熱手段で基板を加熱し、さらに成膜室に接続された減圧手
段（ターボ分子ポンプやドライポンプやクライオポンプなどの真空ポンプ）で５×１０-3
Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１×１０-3Ｔｏｒｒ（０．１３３Ｐａ）以
下として、蒸着源から有機化合物材料を蒸着させることにより成膜を行い、高密度なＥＬ
層を形成する方法を提供する。従って、本発明においては、成膜と同時に真空中でアニー
ルを行うことができる。また、成膜する前に基板を真空中でアニールすることもできる。
また、成膜した後に基板を真空中でアニールすることもできる。なお、上記基板の温度（
Ｔ1）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。また、基板を加熱する手段としては
、ヒーターや電熱線などが設けられたステージ（基板を固定する機能を有していてもよい
）、またはヒーターや電熱線などが設けられたメタルマスクを基板に密接または近接させ
て加熱することができ、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５
０℃とすることができる。本発明において、基板を加熱させることによって、加熱された
基板に密接または近接して設けられる蒸着マスクも加熱される。従って、蒸着マスクは熱
によって変形しにくく（低熱膨張率であり）、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる金属材料（
例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリブデンといった高融点
金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、ハステロイといった材
料を用いることが望ましい。例えば、ガラス基板（０．４×１０-6〜８．５×１０-6）と
熱膨張率が近いニッケル４２％、鉄５８％の低熱膨張合金（４２アロイ）、ニッケル３６
％の低熱膨張合金（３６インバー）などが挙げられる。
【００２０】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための付着防止手
段を設けることが好ましく、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有
機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置さ
れる成膜室には、内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加
熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マ
スク）を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気
処理室と連結されていることを特徴とする成膜装置である。
【００２１】
付着防止手段としては、防着シールドが好ましく、防着シールドの周囲にヒーターを設
け、防着シールド全体を加熱し、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１
０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができ
る。また、防着シールドをある温度（有機化合物の昇華温度）以上に加熱することにより
、付着した有機化合物を気化させて成膜室のクリーニングを行うこともできる。
【００２２】
本発明において、成膜の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも
低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定するこ
とを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の成膜装置を用い、インライン方式の成膜装置とすることができ、本発明
の成膜装置は、 ロード室と、搬送室と、成膜室とが、直列方向に連結された成膜装置で
あって、 前記成膜室は、マスクと基板の位置あわせを行う機能を有し、前記成膜室は、
前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、内壁に成膜されることを防止する
付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する
手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有していることを特
徴とする成膜装置である。
【００２４】
また、本発明の成膜装置を用い、マルチチャンバー方式の成膜装置とすることができ、
本発明の成膜装置は、 ロード室、該ロード室に連結された搬送室、及び該搬送室に連結
された成膜室とを有する成膜装置であって、前記搬送室は、マスクと基板の位置あわせを
行う機能を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、
内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と
、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する
加熱手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。
【００２５】
また、上記各成膜装置において、一つの成膜室に複数の蒸着源を配置して、同一の成膜
室において、複数の機能領域を形成し、且つ、混合領域を有する発光素子を形成すること
ができる。従って、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合物膜が
形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域と第二
の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成する材
料の両方からなる混合領域を有する構造を形成することができる。本発明により、成膜前
、または成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をよりフィ
ットさせることができる。混合領域を形成することにより機能領域間におけるエネルギー
障壁は、緩和される。したがって、駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる
。
【００２６】
なお、第一の有機化合物および第二の有機化合物は、陽極から正孔を受け取る正孔注入
性、電子移動度よりも正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度
の方が大きい電子輸送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を
阻止しうるブロッキング性、発光を呈する発光性、の一群から選ばれる性質を有し、かつ
、それぞれ異なる前記性質を有する。
【００２７】
なお、正孔注入性の高い有機化合物としては、フタロシアニン系の化合物が好ましく、
正孔輸送性の高い有機化合物としては、芳香族ジアミン化合物が好ましく、また、電子輸
送性の高い有機化合物としては、キノリン骨格を含む金属錯体、ベンゾキノリン骨格を含
む金属錯体、またはオキサジアゾール誘導体、またはトリアゾール誘導体、またはフェナ
ントロリン誘導体が好ましい。さらに、発光を呈する有機化合物としては、安定に発光す
るキノリン骨格を含む金属錯体、またはベンゾオキサゾール骨格を含む金属錯体、または
ベンゾチアゾール骨格を含む金属錯体が好ましい。
【００２８】
さらに好ましくは、発光性領域を、ホスト材料と、ホスト材料よりも励起エネルギーが
低い発光材料（ドーパント）とで構成し、ドーパントの励起エネルギーが、正孔輸送性領
域の励起エネルギーおよび電子輸送層の励起エネルギーよりも低くなるように設計するこ
とである。このことにより、ドーパントの分子励起子の拡散を防ぎ、効果的にドーパント
を発光させることができる。また、ドーパントがキャリアトラップ型の材料であれば、キ
ャリアの再結合効率も高めることができる。
【００２９】
また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加
した場合も本発明に含めることとする。また、混合領域の形成においては、混合領域に濃
度勾配をもたせてもよい。
【００３０】
なお、本発明における成膜装置は、ＥＬ材料で代表される有機化合物のみならず、蒸着
に用いる金属材料等のその他の材料の成膜にも用いることができる。
【００３１】
また、レーザー光を照射し、レーザー光を成膜室の内壁に走査させてクリーニングを行
うことができ、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料
を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室に
は、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜
室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記処理室の内壁に
レーザー光を照射するクリーニング予備室と連結されていることを特徴とする成膜装置で
ある。
【００３２】
上記構成において、前記レーザー光は、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用
いて走査させ、成膜室内壁、防着シールド、または蒸着マスクなどに付着した蒸着物を気
化させてクリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気に
ふれることなくクリーニングすることが可能となる。
【００３３】
また、上記レーザー光としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、或いは、連
続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレーザ光源と
するレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレー
ザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ
：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。
【００３４】
また、蒸着源を備えた成膜装置内にプラズマ発生手段を有する成膜装置も本発明の一つ
であり、本発明の成膜装置に関する他の構成は、基板に対向して配置した蒸着源から有機
化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置され
る成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段と、マス
ク（蒸着マスク）と、該マスクに対向する電極とを有し、 前記成膜室は、前記成膜室内
を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記成膜室内にプラズマを発生させるこ
とを特徴とする成膜装置である。
【００３５】
上記構成において、前記マスクは導電性材料からなり、前記マスクまたは前記電極のい
ずれか一方に高周波電源（周波数１３ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、高周波電力２０Ｗ〜２００Ｗ
）が接続されていることを特徴としている。また、前記マスクと前記電極の間隔は１ｃｍ
〜５ｃｍとすればよい。また、上記構成において、前記成膜室内にＡｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3
、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを導入するガス導入手段と、気化させた
蒸着物を排気する手段とを有している。
【００３６】
また、上記構成において、プラズマを発生させる一方の電極となる蒸着マスクは導電性
を有する材料からなり、且つ、熱によって変形しにくく（低熱膨張率を有し）、プラズマ
に耐えうる金属材料（例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリ
ブデンといった高融点金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、
ハステロイといった材料を用いることが望ましい。また、加熱される蒸着マスクを冷却す
るため、蒸着マスクに冷却媒体（冷却水、冷却ガス）を循環させる機構を備えてもよい。
【００３７】
上記プラズマ発生手段により、成膜室内にプラズマを発生させ、成膜室内壁、防着シー
ルド、または蒸着マスクに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気することによって
、クリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれる
ことなくクリーニングすることが可能となる。
【００３８】
また、上記構成の成膜装置を用いたクリーニング方法も本発明の一つであり、 蒸着源
を備えた成膜室内に付着した有機化合物を除去するクリーニング方法であって、 成膜室
内にプラズマを発生させて内壁、または該内壁に成膜されることを防止する付着防止手段
、またはマスクをクリーニングすることを特徴とするクリーニング方法である。
【００３９】
また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、前記マスクと、該マス
クと前記蒸着源との間に設けられた電極との間に発生させることを特徴としている。
【００４０】
また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3
、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起して発生させることを特徴として
いる。
【００４１】
また、新規な成膜方法および成膜装置を提供する。
【００４２】
本発明の成膜方法は、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有
機化合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に
流し、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませることを特徴としている。
【００４３】
本発明の成膜方法は、成膜室内に配置された基板上に有機化合物を蒸着させる成膜方法
であって、前記成膜室内を１×１０-3Ｔorrよりも高真空とし、基板に対向して配置した
蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う際、同時に材料ガスを前
記成膜室に導入することを特徴とする成膜方法である。
【００４４】
上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、ＳｉＦ4、
ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、またはＣ6Ｈ6から選ばれた一種ま
たは複数種であることを特徴としている。
【００４５】
また、上記成膜方法を実施するための成膜装置も本発明の１つであり、本発明の成膜装
置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜
を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱
する手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され
、且つ、材料ガスを導入しうる手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。
【００４６】
また、上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、Ｓｉ
Ｆ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、またはＣ6Ｈ6から選ばれた
一種または複数種であることを特徴としている。
【００４７】
また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代え
て、ＡｓＨ3、Ｂ2Ｈ2、ＢＦ4、Ｈ2Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ3）2、Ｚｎ（ＣＨ3）2、（ＣＨ3）3
Ｉｎ、Ｈ2Ｓｅ、ＢｅＨ2、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各
種ガスを用いることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明により、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うこと
によって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
【００４９】
また、本発明により、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数回の蒸着
を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。特に、混合
領域を形成する場合、混合領域における分子間をよりフィットさせることができる。した
がって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。
【００５０】
また、本発明により、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中
に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能
となり、スループットが向上する。
【００５１】
また、本発明により、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した
蒸着材料を大気解放しないで除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の成膜装置（実施の形態１）
【図２】本発明のフローを示す図。（実施の形態１）
【図３】本発明の成膜装置（実施の形態２）
【図４】本発明の成膜装置により作製される素子構造を説明する図。（実施例１）
【図５】成膜装置について説明する図。（実施例２）
【図６】成膜装置について説明する図。（実施例３）
【図７】成膜装置について説明する図。（実施例４）
【図８】発光装置について説明する図。
【図９】発光装置について説明する図。
【図１０】発光装置について説明する図。
【図１１】電気機器の一例を示す図。
【図１２】電気機器の一例を示す図。
【図１３】本発明の成膜装置（実施の形態３）
【図１４】蒸着マスクの拡大断面図を示す図である。
【図１５】成膜装置の一例（実施の形態４）
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
本発明における成膜装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の成膜装
置における断面図の一例である。
【００５５】
蒸着法による成膜を行う際、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）
とすることが好ましく、基板１０は、被成膜面を下向きにしてセットされている。フェイ
スダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式に
よればゴミの付着などを抑えることができる。
【００５６】
図１に示すように、基板１０に接して加熱手段、ここではヒータ１１が備えられている。
加熱手段によって、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃
とすることができる。また、基板１０の下方には、ホルダ１２ｂに固定されたメタルマス
ク１２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも
可能な蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃが設けられている。なお、基板に対向するように蒸着
源が設けられている。ここではホルダ１２ｂで固定した例を示したが、永久磁石を使って
基板をメタルマスクで挟むことにより固定してもよい。
【００５７】
図１では、基板１０に接してメタルマスク（蒸着マスクとも呼ぶ）１２ａを配置するた
め、基板を加熱すると、メタルマスクも同時に加熱される。基板の加熱手段とメタルマス
クとによって基板全体を加熱することができる。従って、メタルマスク（蒸着マスク）は
熱によって変形しにくく、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる金属材料を用いることが望まし
い。また、蒸着マスクは金属材料に限定されず、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる他の材料
からなるマスク（遮光膜が表面に設けられたガラスまたは石英）を用いてもよい。なお、
ここでは、基板１０に接してメタルマスク１２ａを配置した例を示したが、特に限定され
ず、基板とメタルマスクとを離間してもよい。
【００５８】
また、メタルマスクに接して加熱手段（ヒータや電熱線）を設ける、或いはメタルマス
ク自体に加熱手段（ヒータや電熱線）を設け、メタルマスクを加熱することによって、メ
タルマスクに接する基板を加熱してもよい。メタルマスクを加熱することによって、成膜
される側の基板表面を加熱することができる。
【００５９】
ここでは、蒸着源とは、蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃと、有機化合物膜を形成する有機
化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）と、有機化合物が備えられている材料室１８（１８ａ〜１
８ｃ）と、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）とで構成されている。また、有機化合物は
、成膜室に付随する専用の材料交換室（図示しない）
から導入することによって成膜室の大気開放を極力さけることが好ましい。成膜室を大気
開放することにより、内壁には水分をはじめ様々なガスが吸着し、これが真空排気をする
ことにより再度放出される。吸着したガスの放出が収まり真空度が平衡値に安定するまで
の時間は、数十〜数百時間を要する。そのために成膜室の壁をベーキング処理してその時
間を短縮させている。しかし、繰り返し大気開放することは効率的な手法ではないので、
専用の材料交換室を設けることが望ましい。
【００６０】
なお、本発明の成膜装置において、膜が均一に成膜されるように、蒸着源、または、蒸
着される基板が移動（または回転）するようにしておくと良い。図１では、蒸着される基
板が回転することが可能となっており、メタルマスク１２ａ、及びホルダ１２ｂも回転す
る例を示している。或いは、基板を固定させたまま、蒸着ホルダを基板に対してＸ方向ま
たはＹ方向に移動させて蒸着してもよい。
【００６１】
また、材料室１８（１８ａ〜１８ｃ）は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ１６
ａ〜１６ｃの空間であり、蒸着源ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生
じる抵抗（抵抗加熱））により内部の有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）がそれぞれ昇華
温度（Ｔ3、Ｔ3’、Ｔ3’’）まで加熱されると、気化して基板１０の表面へ蒸着される
。加熱手段としては、抵抗加熱型を基本とするが、クヌーセンセルを用いてもよい。なお
、基板１０の表面とは本明細書中では、基板とその上に形成された薄膜も含むこととし、
ここでは、基板上に陽極または陰極が形成されているものとする。
【００６２】
なお、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）は、気化した有機化合物１７（１７ａ〜１７
ｃ）の蒸着を制御する。つまり、シャッターが開いているとき、加熱により気化した有機
化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）を蒸着することができる。さらに基板１０とシャッター１
９との間に別のシャッター（例えば、蒸着源からの昇華が安定するまでの間、蒸着源を覆
っておくシャッター）を一つまたは複数設けてもよい。
【００６３】
なお、有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）は、蒸着前から加熱して気化させておき、蒸
着時にシャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）を開ければすぐに蒸着ができるようにしておく
と、成膜時間を短縮できるので望ましい。
【００６４】
また、本発明における成膜装置においては、一つの成膜室において複数の機能領域を有
する有機化合物膜を形成することが可能となっており、蒸着源もそれに応じて複数設けら
れている。それぞれの蒸着源において気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマ
スク１２ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、メタ
ルマスクの開口部は長方形、楕円形、もしくは線状でも良いし、また、これらがマトリク
ス状の配列であってもデルタ配列であっても良い。
【００６５】
また、蒸着材料の析出温度の差を利用して高純度ＥＬ材料（中温材料）より高温で析出
する不純物（高温材料）、または、低温で析出する不純物（低温材料）
を分離し、高純度ＥＬ材料のみで成膜を行ってもよい。また、本明細書中では、高純度Ｅ
Ｌ材料よりも昇華温度の高い物質（不純物）を高温材料とよび、昇華温度の低い物質（不
純物）を低温材料とよぶことにする。また、高温と低温の中間に位置する温度で昇華する
高純度ＥＬ材料を中温材料と呼ぶことにする。なお、温度毎に析出した材料を予め質量分
析（ＧＣ−ＭＳ）等の分析により調べておくことで、純粋なＥＬ材料の昇華温度を調べる
ことができる。
【００６６】
また、蒸着材料は、蒸着前に昇華精製を行ってもよい。蒸着材料の精製としてゾーン精
製法を適用しても良い。
【００６７】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１５が設けられている。この防着シールド１５を設けることにより、基板上に蒸着され
なかった有機化合物を付着させることができる。また、防着シールド１５の周囲には、電
熱線１４が接して設けられており、電熱線１４により、防着シールド１５全体を加熱する
ことができる。成膜の際、防着シールド１５の温度（Ｔ2）は、基板の温度（Ｔ1）よりも
１０℃以上高く制御することが好ましい。
【００６８】
また、成膜室１３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。真空
排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポ
ンプが備えられている。これにより成膜室の到達真空度を１０-5〜１０-6Ｐａにすること
が可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができ
る。
【００６９】
また、成膜室１３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。
装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の
不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガ
ス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に成膜装
置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれ
る酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純
物が導入されるのを防ぐことができる。
【００７０】
成膜室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物
の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムや
ステンレス（ＳＵＳ）等を内部壁面に用いる。これにより、成膜室内部の真空度を１０-5
〜１０-6Ｐａに維持することができる。また、気孔がきわめて少なくなるように処理され
たセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、これらは、中心線平均粗さが３ｎｍ
以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。
【００７１】
なお、図１の成膜装置では、同一の成膜室内で複数の材料室を用いて成膜が行われるこ
とから、成膜性を向上させるために、成膜に用いられる有機材料が備えられている材料室
が成膜時に基板の下の最適な位置に移動するか、若しくは基板が材料室上の最適な位置に
移動するような機能を設けても良い。
【００７２】
図１に示す成膜装置を用いれば、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする
処理、成膜中に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行
うことが可能となり、スループットが向上する。また、成膜室に真空排気可能なアニール
室を連結させ、基板の搬送を真空中で行うことにより、成膜室と連結されたアニール室で
成膜前に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行っても
よい。
【００７３】
以下に図１の成膜装置を用い、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物
層に接する陰極とを有する発光素子の作製手順の一例を図２を用いて示す。なお、図２は
、成膜室に搬入後のフローを示す図である。
【００７４】
まず、陽極が形成された基板を搬入室（図示しない）に搬入する。陽極を形成する材料
は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることが
できる。次いで搬入室（図示しない）に連結された成膜前処理室（図示しない）に搬送す
る。この成膜前処理室では、陽極表面のクリーニングや酸化処理や加熱処理などを行えば
よい。陽極表面のクリーニングとしては、真空中での紫外線照射を行い、陽極表面をクリ
ーニングする。また、酸化処理としては、１００〜１２０℃で加熱しつつ、酸素を含む雰
囲気中で紫外線を照射すればよく、陽極がＩＴＯのような酸化物である場合に有効である
。また、加熱処理としては、真空中で基板が耐えうる５０℃以上の加熱温度、好ましくは
６５〜１５０℃の加熱を行えばよく、基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上
に形成した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。特に、ＥＬ材料は、酸素や水など
の不純物により劣化を受けやすいため、蒸着前に真空中で加熱することは有効である。
【００７５】
次いで、上記前処理が終わった基板を大気にふれさせることなく、成膜室１３に搬入す
る。成膜室１３には、基板１０の被成膜面を下向きにしてセットする。
なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。
【００７６】
成膜室に連結して設けられる真空排気手段は、大気圧から１Pa程度をオイルフリーのドラ
イポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子
ポンプにより真空排気する。成膜室には水分を除去するためにクライオポンプを併設して
も良い。こうして排気手段から主に油などの有機物による汚染を防止している。内壁面は
、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。内壁からのガス
放出を低減するという目的においては成膜室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理
を行うことが望ましい。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できる。さらにガス
放出による不純物汚染を防止するには、蒸着時に冷媒を用いて冷却すると良い。こうして
、１×１０-6Paまでの真空度を実現する。
【００７７】
成膜室内を真空排気する際、同時に成膜室内壁やメタルマスクや防着シールドなどに付着
した吸着水や吸着酸素を除去することも可能である。さらに、基板を搬入する前に成膜室
を加熱しておくことが好ましい。前処理で加熱した基板を徐冷させて、成膜室に搬入した
後、再び加熱することは長時間かかり、スループットの低下を招くことになる。望ましく
は、前処理で行った加熱処理で加熱した基板を冷却することなく、そのまま加熱された成
膜室に搬入及びセットする。なお、図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けら
れているため、前処理である真空中での加熱処理を成膜室で行うことも可能である。
【００７８】
ここでは、蒸着を行う前に成膜室で真空中での加熱処理（アニール）を行う。
このアニール（脱気）によって基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上に形成
した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。こうして除去された不純物を成膜室から
除去するため、真空排気を行うことが好ましく、さらに真空度を高めてもよい。
【００７９】
次いで、真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１
０-6Ｐａまで真空排気された成膜室１３で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により
第一の有機化合物１７ａは気化されており、蒸着時にシャッター１９ａが開くことにより
基板１０の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク１２
ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、蒸着の際、基
板を加熱する手段により基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５
０℃とする。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）より
も低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する
。また、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定すること
で基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。
【００８０】
図１に示す装置では、基板を加熱する加熱手段が設けられ、成膜中において真空中での
加熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐
れがあるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させること
は有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成
膜を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
なお、ここでいう有機化合物とは、陽極から正孔を受け取る正孔注入性、電子移動度より
も正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度の方が大きい電子輸
送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を阻止しうるブロッキ
ング性、発光を呈する発光性、といった性質を有する有機化合物である。
【００８１】
こうして、有機化合物１７ａの蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる膜が、陽極上
に形成される。
【００８２】
さらに、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減するために、１×１０-4
Pa以下の圧力で加熱処理を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行っ
ても良い。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れがあるた
め、蒸着後に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは有効であ
る。蒸着後のアニールを行う場合、大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板
を搬送して、真空中でアニールを行うことが好ましい。
【００８３】
図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けられているため、成膜後に真空中で
の加熱処理を成膜室で行うことも可能である。蒸着の際の真空度よりもさらに高真空とし
て、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ましい。この成膜後のアニール
（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除
去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。
【００８４】
ここまで示した工程は、有機化合物１７ａの単層を形成する場合であり、図２（Ａ）に
示したフローに対応している。
【００８５】
以降、上記単層の形成工程を繰り返すことによって、所望の有機化合物層を積層し、最
後に陰極を積層形成する。なお、異なる蒸着材料（有機化合物や陰極の材料）を積層する
場合、別々の成膜室で行ってもよいし、全て同一の成膜室で積層してもよい。陰極の材料
は、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃ
ａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混
合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にも、イッテルビウム（Ｙｂ）、ＭｇＡｇＡ
ｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。こうして、陽極と、該陽極
に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する発光素子を作製できる
。また、成膜前のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スループットが
向上する。また、成膜後のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スルー
プットが向上する。
【００８６】
また、一つの成膜室に３つの蒸着源を備え、同一の成膜室で３層を積層形成する例を図
２（Ｂ）に示すフローおよび図１を用いて説明する。上述した単層を形成する手順に従っ
て、シャッター１９ａを閉じ、有機化合物１７ａからなる有機化合物層の蒸着（第１蒸着
）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられた加熱手段により内部の有機化合物１７ｂ
を昇華温度（Ｔ3’）まで加熱しておき、シャッター１９ｂを開くことによって蒸着（第
２蒸着）を開始し、有機化合物１７ａからなる有機化合物層上に有機化合物１７ｂからな
る有機化合物層を形成する。続いて、同様に、シャッター１９ｂを閉じ、有機化合物１７
ｂからなる有機化合物層の蒸着（第２蒸着）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられ
た加熱手段により内部の有機化合物１７ｃを昇華温度（Ｔ3’’）まで加熱しておき、シ
ャッター１９ｃを開くことによって蒸着（第３蒸着）を開始し、有機化合物１７ｂからな
る有機化合物層上に有機化合物１７ｃからなる有機化合物層を形成する。
【００８７】
ただし、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、基板の温度（Ｔ1）は
、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源
の温度（Ｔ3、Ｔ3’、Ｔ3’’）よりも低く設定する。なお、それぞれの蒸着源の温度は
、使用する蒸着材料によって異なるため、蒸着源の温度に従ってそれぞれ基板の温度（Ｔ
1）や防着シールドの温度（Ｔ2）を適宜変更することも可能である。また、第１蒸着、第
２蒸着、または第３蒸着の際において、それぞれ真空度を適宜変更してもよい。
【００８８】
また、複数の蒸着源のシャッターを同時に開け、共蒸着することも可能である。共蒸着
とは、異なる蒸着源を加熱して同時に気化させ、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法
を指している。
【００８９】
また、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、真空中で基板を加熱しなが
ら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うため、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。また、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数
回の蒸着を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。
【００９０】
こうして、異なる複数の有機化合物の蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる層と、
有機化合物１７ｂからなる層と、有機化合物１７ｃからなる層との積層が、陽極上に形成
される。
【００９１】
次いで、単層の形成と同様に、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減す
るために、１×１０-4Pa以下の圧力で加熱処理（アニール）を行い、蒸着時に混入した水
分などを放出させる加熱処理を行えばよい。蒸着後のアニールを行う場合、成膜室で行っ
てもよいし、或いは大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板を搬送して、真
空中でアニールを行ってもよい。
【００９２】
ここまで示した工程が、有機化合物の積層を形成する場合であり、図２（Ｂ）
に示したフローに対応している。
【００９３】
上記工程に従い、所望の有機化合物層を積層したら、最後に陰極を積層形成する。こう
して、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する
発光素子を作製できる。このように同一成膜室で積層形成する場合、基板の搬送を省略す
ることができ、さらに成膜室を真空にする時間、基板を加熱、徐冷する時間を短縮するこ
とができ、大幅にスループットが向上する。
【００９４】
また、上記に示した有機化合物層の単層または積層の形成を１回、または複数回行った
後には、クリーニングを行うことが好ましい。クリーニングは、再昇華と排気によって行
う。再昇華させるためには、成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を
加熱すればよく、加熱の方法は、ヒーター加熱、赤外光加熱もしくは紫外光加熱のいずれ
を用いてもよいし、これらを併用してもよい。また、再昇華させた蒸着材料は、ただちに
真空ポンプを用いて排気することが好ましい。また、ガス導入系からハロゲン族元素を含
むガスを流しこんで、再昇華させると同時に蒸着材料をフッ化物として排気してもよい。
【００９５】
また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図１の成膜装置は、基
板の加熱手段を加熱することによって、ホルダ、メタルマスクを加熱して、これらに付着
した有機化合物を気化させることができる。また、防着シールドを電熱線１４により加熱
することによっても防着シールドに付着した有機化合物を気化させることができる。クリ
ーニングを行うのであれば、基板の加熱手段や防着シールドの加熱手段は、有機化合物の
気化する温度まで温度制御可能とすることが望ましい。クリーニングの際、気化した有機
化合物は、排気系（真空ポンプ）などによって回収し、再度利用することもできる。
【００９６】
（実施の形態２）
ここでは、実施の形態１と異なる成膜装置を図３に示す。
【００９７】
図３に示すように、ヒーター炉３１と、クリーニング予備室２２とが成膜室３３に連結
して設けられた例を示す。
【００９８】
基板を加熱手段するためのヒーター炉３１は、外側にヒーターが設けられアニール処理
が可能となっている。このヒーター炉３１によって、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２０
０℃、好ましくは６５〜１５０℃とすることができる。また、このヒーター炉３１と成膜
室３３との間には図３中に点線で示したゲートまたはシャッターが設けられている。ここ
では図示しないが、ヒーター炉３１に別途、真空排気手段を設けてもよい。本実施の形態
では、蒸着前にヒーター炉３１により真空中でアニールを行った後、ゲートを開いて蒸着
を行う。
【００９９】
また、クリーニング予備室２２にはレーザ２３と光学系２４が設けられており、レーザ
から出射されたレーザー光２１が、走査手段２０によって成膜室３３の内部を照射可能に
なっている。なお、クリーニング予備室２２と成膜室３３とを区切る壁にはレーザー光２
１が通過することが可能な材料からなる窓（石英など）が設けられている。走査手段２０
としては、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用いて走査させ、成膜室内壁また
は防着シールドに付着した蒸着物を気化させてクリーニングすればよい。
【０１００】
また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図３の成膜装置は、レ
ーザー光の照射によって成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を加熱
し、再昇華させる。レーザー光２１としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、
或いは、連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレ
ーザ光源とするレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、
ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレ
ーザ、Ｔｉ：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。中
でも、光学系２４によって照射面における照射面積を大きくすることができる、パルス発
振のエキシマレーザ、Ａｒレーザが好ましい。
【０１０１】
また、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホルダに
固定されたメタルマスク３２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる
温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ３６が設けられている。なお、基板に対向する
ように蒸着源が設けられている。
【０１０２】
また、材料室３８は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ３６の空間であり、蒸着
ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生じる抵抗（抵抗加熱））により内
部の有機化合物３７が昇華温度（Ｔ3）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着さ
れる。
【０１０３】
なお、第１シャッター３９は、気化した有機化合物３７の蒸着を制御する。さらにヒー
ター炉３１と第１シャッター３９との間に第２シャッター２５が設けられている。第２シ
ャッター２５は、蒸着源からの昇華速度が安定するまでの間、蒸着源を覆っておくための
シャッターである。
【０１０４】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド３５が設けられている。また、防着シールド３５の周囲には、電熱線３４が接して設け
られており、電熱線３４により、防着シールド３５全体を加熱することができる。ただし
、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着
シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。また、防着シール
ドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着され
なかった有機化合物を付着させることができる。
【０１０５】
また、成膜室３３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。また
、成膜室３３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。
【０１０６】
また、図３に示す装置においても、ヒーター炉３１により成膜中において真空中での加
熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れ
があるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは
有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜
を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
【０１０７】
図３に示す成膜装置を用いれば、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中に真空でア
ニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能となり、ス
ループットが向上する。
【０１０８】
また、上記レーザー光によるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし
、複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。
【０１０９】
また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。
【０１１０】
（実施の形態３）
本発明における成膜装置の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の成
膜装置における断面図の一例である。
【０１１１】
図１３に示すように、高周波電源１３００ａとコンデンサ１３００ｂを介して接続され
た蒸着マスク１３０２ａと、電極１３０２ｂとの間でプラズマ１３０１を発生させる例を
示す。
【０１１２】
図１３中、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホル
ダに固定された蒸着マスク１３０２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ
異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ１３０６が設けられている。なお、基板
に対向するようにこれらの蒸着源が設けられている。
【０１１３】
また、材料室１３０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１３０６の空間であり
、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１
３０７が昇華温度（Ｔ3）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、
蒸着する際には、蒸着を妨げないような位置に電極１３０２ｂは移動させる。
【０１１４】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１３０５が設けられている。また、防着シールド１３０５の周囲には、電熱線１３０４
が接して設けられており、電熱線１３０４により、防着シールド１３０５全体を加熱する
ことができる。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よ
りも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定す
る。また、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定するこ
とで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。
【０１１５】
また、図１４（Ａ）に蒸着マスク１３０２ａの拡大断面図を示す。蒸着マスクはメタル
マスクであるのでエッチング技術で加工する際、断面が垂直ではなくテーパー状となって
いる。また、図１４（Ｂ）に蒸着マスクの断面構造が異なる例を示す。いずれの断面構造
においても開口付近が鋭い形状となる。従って、マスクの開口付近にプラズマが発生しや
すく、最も付着物をクリーニングしたい部分、即ち、付着物が付着した場合マスク精度が
低下する開口付近をクリーニングできる。なお、エッチング技術以外でメタルマスクを作
製する方法としては、エレクトロフォーミング技術があり、この場合には断面形状がＲ形
状をなすオーバーハング形状となる。
【０１１６】
蒸着が終了した後、基板を取出し、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の
内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去するクリーニングを行う。このクリーニ
ングの際には、蒸着マスク１３０２ａと対向する位置に電極１３０２ｂを移動させる。さ
らに、成膜室１３０３にガスを導入する。成膜室１３０３に導入するガスとしては、Ａｒ
、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを用いればよい。次い
で、高周波電源１３００ａから蒸着マスク１３０２ａに高周波電界を印加してガス（Ａｒ
、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯ）を励起してプラズマ１３０１を発生させる。こうして、成
膜室１３０３内にプラズマ１３０１を発生させ、成膜室内壁、防着シールド１３０５、ま
たは蒸着マスク１３０２ａに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気する。図１３に
示す成膜装置によって、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれることなくクリーニング
することが可能となる。
【０１１７】
なお、ここでは、蒸着マスク１３０２ａと、該マスクと前記蒸着源ホルダ１３０６との
間に配置された電極１３０２ｂとの間に発生させた例を示したが、特に限定されず、プラ
ズマ発生手段を有していればよい。また、電極１３０２ｂに高周波電源を接続してもよい
し、電極１３０２ｂをメッシュ状の電極としてもよいし、シャワーヘッドのようにガスを
導入できる電極としてもよい。
【０１１８】
また、上記プラズマによるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし、
複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。
【０１１９】
また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。
【０１２０】
（実施の形態４）
物理的な成膜法の代表的な例として、真空下で蒸発源から蒸発材料を蒸発させて成膜す
る真空蒸着法が知られている。また、化学的な成膜法の代表的な例として、原料ガスを基
板上に供給し、気相中または基板表面での化学反応により成膜するＣＶＤ（化学蒸着）法
が知られている。
【０１２１】
本実施の形態では、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有機化
合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に流し
、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませる新規な成膜方法を提供する。
【０１２２】
原子半径の小さい材料ガスとして、具体的には、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、
トリシラン等）、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4
、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）から選ばれた一種または複数種を用いればよい。装置内部
に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化された
ものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製
機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を
予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことが
できる。
【０１２３】
例えば、有機材料を蒸発させて蒸着を行っている成膜室にモノシランガスを数ｓｃｃｍ
導入すると、蒸着源から蒸発して基板に向かう有機材料と一緒に成膜室内に浮遊している
ＳｉＨ4が有機膜中に取り込まれる。即ち、比較的に粒子半径の大きい有機材料分子の隙
間に原子半径の小さいＳｉＨ4をそのまま、或いはＳｉＨXで埋めることになり、有機膜中
に含ませることができる。蒸着中、蒸着源は１００℃程度には加熱するが、モノシランの
分解温度（大気圧での分解温度）
は約５５０℃であるので分解はしない。蒸発させる有機材料によってはＳｉＨ4、或いは
ＳｉＨXと反応して化合物を形成する場合もある。また、成膜室中に僅かに残っている酸
素（または水分）を捕獲してＳｉＯXを生成するため、成膜室中および膜中において有機
材料を劣化させる要因となる酸素（または水分）を減らすことができ、結果的に発光素子
の信頼性を向上させることができる。また、生成されたＳｉＯｘはそのまま膜中に含ませ
てもよい。
【０１２４】
膜中において有機材料分子の隙間があると、その隙間に酸素が入りやすく劣化が生じる
と考えられる。従って、この隙間を埋めればよいため、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、Ｓ
ｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）を用いても発光素子
の信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
なお、上記有機材料としては、α―ＮＰＤ（4,4'-ビス-[N-(ナフチル)-N-フェニル-ア
ミノ]ビフェニル）、ＢＣＰ（バソキュプロイン）、ＭＴＤＡＴＡ（4,4',4"-トリス(N-3-
メチルフェニル-N-フェニル-アミノ)トリフェニルアミン）、Ａｌｑ3（トリス−８−キノ
リノラトアルミニウム錯体）などを挙げることができる。
【０１２６】
本実施の形態は、図４に示す混合領域を共蒸着で形成する際、または機能領域（電子輸送
機能を有する領域）を蒸着する際に有効であり、結果的に発光素子の信頼性が向上する。
【０１２７】
成膜室の真空度は、１０-8〜１０-1、好ましくは１０-7〜１０-2Ｔｏｒｒとする。成膜室
に連結される真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ
、またはドライポンプを備える。また、成膜室の内壁に用いる材料としては、その表面を
小さくすることで酸素や水などの不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研
磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）などを用いる。これにより
、成膜室内部の真空度を１０-8〜１０-1Ｔｏｒｒに維持することができる。また、気孔が
極めて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、こ
れらは中心線平均粗さが３ｎｍ以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。
【０１２８】
本発明における成膜装置の構成について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の
成膜装置における断面図の一例である。
【０１２９】
図１５中、基板１５０１に接して、ホルダにより固定された蒸着マスク１５０２ａが備
えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源
ホルダ１５０６が設けられている。なお、基板１５０１に対向するようにこれらの蒸着源
が設けられている。
【０１３０】
また、材料室１５０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１５０６の空間であり
、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１
５０７が昇華温度まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、蒸着する
際には、蒸着を妨げないような位置に電極１５０２ｂは移動させる。また、有機化合物１
５０７は、それぞれ容器（代表的にはルツボや蒸着ボート等）に収納されている。
【０１３１】
また、蒸着時に材料ガスを数ｓｃｃｍ導入することで膜中に材料ガスを含ませる。膜中
には、材料ガスまたは材料ガスの主成分が０．０１atoms％〜５atoms％、好ましくは０．
１atoms％〜２atoms％程度含まれるようにする。成膜室１５０３に導入するガスとしては
、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、トリシラン等）、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4
、ＳｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）から選ばれた一
種または複数種を用いればよい。
【０１３２】
図１５を用いて成膜された有機化合物を含む膜は、材料ガスまたは材料ガスの主成分を
含み、酸素や水分を取り込みにくい膜となるため、この有機化合物を含む膜を用いた発光
素子は信頼性が向上する。
【０１３３】
また、異なる複数の材料を蒸発させて共蒸着を行う場合、二種類の有機化合物を同時に
蒸着し、且つ、上記材料ガスを導入することにより、材料ガスまたは材料ガスの主成分を
含み、且つ、二種類の有機化合物を含む混合領域を形成することもできる。
【０１３４】
また、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機化合物を蒸着し、
且つ、上記材料ガスを導入することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混
合領域を形成することもできる。本実施の形態では、第一の有機化合物を予め抵抗加熱に
より気化させ、蒸着時に第１シャッター１５０９を開くことにより基板の方向へ飛散させ
る。これにより、図４（Ａ）に示す第一の機能領域を形成することができる。次いで、第
２シャッター１５１９も開けて蒸着を行い、混合領域を形成する。
【０１３５】
また、混合領域の形成においては、混合領域に濃度勾配をもたせてもよい。また、三重
項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加した場合も
本発明に含めることとする。また、共蒸着を行う場合、互いの有機化合物が混ざりあうよ
うに蒸発する方向を被蒸着物の位置で交差するようにすることが望ましい。
【０１３６】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１５０５が設けられている。
【０１３７】
また、ヒータ等の加熱手段を備えた蒸着ホルダ１５０６は温度が高くなるため、断熱材１
５０４で覆うことが好ましい。
【０１３８】
また、有機化合物を含む膜にダメージを与えない条件範囲でプラズマを形成してもよい
。高周波電源１５００ａとコンデンサ１５００ｂを介して接続された蒸着マスク１５０２
ａと、電極１５０２ｂとの間でプラズマを発生させることも可能である。
【０１３９】
また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代え
て、ＡｓＨ3、Ｂ2Ｈ2、ＢＦ4、Ｈ2Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ3）2、Ｚｎ（ＣＨ3）2、（ＣＨ3）3
Ｉｎ、Ｈ2Ｓｅ、ＢｅＨ2、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各
種ガスを用いることができる。
【０１４０】
また、本実施の形態は、実施の形態１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることがで
きる。
【０１４１】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。
【実施例１】
【０１４２】
本実施例では、有機化合物膜中に存在するエネルギー障壁を緩和してキャリアの移動性
を高めると同時に、なおかつ積層構造の機能分離と同様に各種複数の材料の機能を有する
素子を作製する例を示す。
【０１４３】
積層構造におけるエネルギー障壁の緩和に関しては、キャリア注入層の挿入という技術に
顕著に見られる。つまり、エネルギー障壁の大きい積層構造の界面において、そのエネル
ギー障壁を緩和する材料を挿入することにより、エネルギー障壁を階段状に設計すること
ができる。これにより電極からのキャリア注入性を高め、確かに駆動電圧をある程度まで
は下げることができる。しかしながら問題点は、層の数を増やすことによって、有機界面
の数は逆に増加することである。このことが、単層構造の方が駆動電圧・パワー効率のト
ップデータを保持している原因であると考えられる。逆に言えば、この点を克服すること
により、積層構造のメリット（様々な材料を組み合わせることができ、複雑な分子設計が
必要ない）を活かしつつ、なおかつ単層構造の駆動電圧・パワー効率に追いつくことがで
きる。
【０１４４】
そこで本実施例において、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合
物膜が形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域
と第二の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成
する材料の両方からなる混合領域を有する構造を形成する。
【０１４５】
このような構造を適用することで、機能領域間に存在するエネルギー障壁は従来の構造
に比較して低減され、キャリアの注入性が向上すると考えられる。すなわち機能領域間に
おけるエネルギー障壁は、混合領域を形成することにより緩和される。したがって、駆動
電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。
【０１４６】
以上のことから、本実施例では第一の有機化合物が機能を発現できる領域（第一の機能
領域）と、前記第一の機能領域を構成する物質とは異なる第二の有機化合物が機能を発現
できる領域（第二の機能領域）と、を少なくとも含む発光素子、及びこれを有する発光装
置の作製において、図１に示す成膜装置を用い、前記第一の機能領域と前記第二の機能領
域との間に、前記第一の機能領域を構成する有機化合物と前記第二の機能領域を構成する
有機化合物、とからなる混合領域を作製する。
【０１４７】
図１に示す成膜装置において、一つの成膜室において複数の機能領域を有する有機化合
物膜が形成されるようになっており、蒸着源もそれに応じて複数設けられている。なお、
陽極が形成されている基板を搬入しセットする。基板は加熱手段によって加熱し、基板の
温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とする。また、成膜の際、
基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着シールドの温
度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。
【０１４８】
はじめに、第一の材料室１８ａに備えられている、第一の有機化合物１７ａが蒸着され
る。なお、第一の有機化合物１７ａは予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャ
ッター１９ａが開くことにより基板の方向へ飛散する。これにより、図４（Ａ）に示す第
一の機能領域２１０を形成することができる。
【０１４９】
そして、第一の有機化合物１７ａを蒸着したまま、シャッター１９ｂを開け、第二の材
料室１８ｂに備えられている、第二の有機化合物１７ｂを蒸着する。なお、第二の有機化
合物も予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｂが開くことにより
基板の方向へ飛散する。ここで、第一の有機化合物１７ａと第二の有機化合物１７ｂとか
らなる第一の混合領域２１１を形成することができる。
【０１５０】
そして、しばらくしてからシャッター１９ａのみを閉じ、第二の有機化合物１７ｂを蒸
着する。これにより、第二の機能領域２１２を形成することができる。
【０１５１】
なお、本実施例では、二種類の有機化合物を同時に蒸着することにより、混合領域を形
成する方法を示したが、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機
化合物を蒸着することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混合領域を形成
することもできる。
【０１５２】
次に、第二の有機化合物１７ｂを蒸着したまま、シャッター１９ｃを開け、第三の材料
室１８ｃに備えられている、第三の有機化合物１７ｃを蒸着する。なお、第三の有機化合
物１７ｃも予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｃが開くことに
より基板の方向へ飛散する。ここで、第二の有機化合物１７ｂと第三の有機化合物１７ｃ
とからなる第二の混合領域２１３を形成することができる。
【０１５３】
そして、しばらくしてからシャッター１９ｂのみを閉じ、第三の有機化合物１７ｃを蒸
着する。これにより、第三の機能領域２１４を形成することができる。
【０１５４】
最後に、陰極を形成することにより本発明の成膜装置により形成される発光素子が完成
する。
【０１５５】
さらに、その他の有機化合物膜としては、図４（Ｂ）に示すように、第一の有機化合物
１７ａを用いて第一の機能領域２２０を形成した後、第一の有機化合物１７ａと第二の有
機化合物１７ｂとからなる第一の混合領域２２１を形成し、さらに、第二の有機化合物１
７ｂを用いて第二の機能領域２２２を形成する。そして、第二の機能領域２２２を形成す
る途中で、一時的にシャッター１９ｃを開いて第三の有機化合物１７ｃの蒸着を同時に行
うことにより、第二の混合領域２２３を形成する。
【０１５６】
しばらくして、シャッター１９ｃを閉じることにより、再び第二の機能領域２２２を形
成する。そして、陰極を形成することにより発光素子が形成される。
【０１５７】
以上のような有機化合物膜を形成することができる図１の成膜装置は、同一の成膜室に
おいて複数の機能領域を有する有機化合物膜を形成することができるので、機能領域界面
が不純物により汚染されることなく、また、機能領域界面に混合領域を形成することがで
きる。以上により、明瞭な積層構造を示すことなく（すなわち、明確な有機界面がなく）
、かつ、複数の機能を備えた発光素子を作製することができる。
【０１５８】
また、図１の成膜装置は、成膜前、成膜中、または成膜後に真空アニールを行うことが
可能であり、成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をより
フィットさせることができる。したがって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防
止が可能となる。また、成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物
層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。
【０１５９】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４
と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例２】
【０１６０】
本実施例における成膜装置の構成について図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、成膜装
置の上面図であり、図５（Ｂ）は断面図である。なお、共通の部分には、共通の符号を用
いることとする。また、本実施例においては、３つの成膜室を有するインライン方式の成
膜装置の各成膜室において、三種類の有機化合物膜（赤、緑、青）を形成する例を示す。
なお、第一の成膜室３０５、第二の成膜室３０８、第三の成膜室３１０は、図１に示す成
膜室１３に対応している。
【０１６１】
図５（Ａ）において、３００はロード室であり、該ロード室内を真空排気して減圧とし
た後、ロード室に備えられた基板は、第一の搬送室３０１に搬送される。なお、第一の搬
送室３０１では、予めホルダ３０２に固定されているメタルマスク３０３のアライメント
がホルダごと行われており、アライメントが終了したメタルマスク３０３上に蒸着前の基
板３０４が載せられる。これにより、基板３０４とメタルマスク３０３は一体となり、第
一の成膜室３０５に搬送される。また、本実施例においては、第１の搬送室３０１に真空
排気手段、および基板の加熱手段を設けて、蒸着前に真空アニールを行い、基板に含まれ
る水分を除去する。また、第１の搬送室３０１に基板の反転機構を備えてもよい。
【０１６２】
ホルダ３０２は、マスクホルダ、軸、基板ホルダ、制御機構及び補助ピンなどで構成さ
れている。なお、マスクホルダ上の突起に合わせてメタルマスク３０３が固定され、メタ
ルマスク３０３上に基板３０４が載せられている。なお、メタルマスク３０３上の基板３
０４は、補助ピンにより固定されている。
【０１６３】
メタルマスク３０３のアライメントが終了したところで、Ｚ軸方向に軸を移動させてメ
タルマスク３０３を再び移動させ、補助ピンでメタルマスク３０３と基板３０４を固定さ
せることにより、メタルマスク３０３のアライメントおよびメタルマスク３０３と基板３
０４の位置合わせを完了させることができる。なお、ここではピンアライメント方式によ
る位置合わせの場合を示したが、CCDカメラを使用したCCDアライメント方式による位置合
わせを行ってもよい。
【０１６４】
また、第１の搬送室３０１から第一の成膜室３０５に基板を搬送する際、大気にふれる
ことなく、真空度を維持することが好ましい。従って、基板を搬送する前に予め第一の成
膜室３０５を真空排気手段によって、第１の搬送室３０１と同程度の真空度とする。
【０１６５】
図５における、第一の成膜室３０５には、複数の蒸着源３０６が設けられている。なお
、蒸着源３０６は、有機化合物を備えておく材料室（図示せず）と材料室において気化し
た有機化合物が材料室の外に飛散するのを開閉により制御するシャッター（図示せず）に
より構成されている。また、第一の成膜室３０５には、基板の加熱手段が設けられている
。また、ここでは図示しないが、基板の加熱手段とメタルマスク３０３（基板も含む）の
アライメントを行う機構も有している。
【０１６６】
また、第一の成膜室３０５に備えられている複数の蒸着源３０６には、発光素子の有機
化合物膜を構成する複数の異なった機能を有する有機化合物がそれぞれ備えられている。
【０１６７】
第一の成膜室３０５では、これらの蒸着源に備えられている有機化合物を実施の形態１
または実施例１で説明した方法により順番に蒸着することで複数の機能領域を有する第一
の有機化合物膜（ここでは、赤）が形成される。なお、蒸着の際、得られる薄膜の基板面
内における均一性を向上させるため、基板３０４を回転させながら成膜を行う。
【０１６８】
次に、基板３０４は、第二の搬送室３０７へ搬送される。また、第一の成膜室３０５か
ら第ニの搬送室３０７に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持するこ
とが好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第二の搬送室３０
７において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第二の有機化合物膜を
成膜する位置に合うように移動させメタルマスク３０３のアライメントを行ってもよい。
そして、アライメント終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。
また、異なるパターンのメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意し
ておいて、第ニの搬送室または第二の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。
【０１６９】
そして、基板３０４を第二の成膜室３０８へ搬送する。また、第ニの搬送室３０７から
第二の成膜室３０８に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。第二の成膜室にも同様に複数の蒸着源と、基板の加熱手段とが備えられてお
り、第一の成膜室３０５と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、
複数の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜（ここでは、緑）が形成される。
【０１７０】
さらに、基板３０４を第三の搬送室３０９へ搬送する。また、第二の成膜室３０８から
第三の搬送室３０９に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第三の搬送室３０９
において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第三の有機化合物膜を成
膜する位置に合うようにメタルマスク３０３のアライメントを行えばよい。アライメント
終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。また、異なるパターン
のメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意しておいて、第三の搬送
室または第三の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。
【０１７１】
そして、基板３０４を第三の成膜室３１０へ搬送する。また、第三の搬送室３０９から
第三の成膜室３１０に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。第三の成膜室にも同様に複数の蒸着源、基板の加熱手段とが備えられており
、他の成膜室と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、複数の機能
を有する領域からなる第三の有機化合物膜（ここでは、青）が形成される。
【０１７２】
そして、基板３０４をアニール室３１２へ搬送する。また、第三の成膜室３１０からア
ニール室３１２に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好
ましい。アニール室３１２に基板を搬送した後、真空中でアニールを行う。蒸着の際の真
空度よりもさらに高真空として、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ま
しい。このアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分など
の不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。また、アニ
ール室３１２に基板の反転機構を備えてもよい。
【０１７３】
最後に、基板３０４は、アンロード室３１１に搬送され、不活性ガスを導入して常圧に
戻した後、成膜装置の外部に取り出される。
【０１７４】
また、アニール室３１２で不活性ガスを導入して常圧に戻した後、アニールを行ってもよ
い。アニール室３１２で真空でアニールを行った後、アニール室３１２に不活性ガスを導
入することによって常圧に戻してもよい。
【０１７５】
このように、異なる有機化合物膜を形成するたびに搬送室（或いは成膜室）においてメ
タルマスク３０３のアライメントを行うことにより、同一装置内で、真空度を保ったまま
、複数の有機化合物膜を形成することができる。このように、一つの有機化合物膜を形成
する機能領域は同一の成膜室において成膜されるため、機能領域の間における不純物汚染
を避けることができる。さらに本成膜装置において、異なる機能領域の間に混合領域を形
成することが可能であるため、明瞭な積層構造を示すことなく複数の機能を有する発光素
子を作製することができる。
【０１７６】
なお、本実施例においては、有機化合物膜の形成までを行う装置について示したが、本
発明の成膜装置はこの構成に限られることはなく、有機化合物膜上に形成される陰極を形
成する成膜室や、発光素子を封止することが可能である処理室が設けられる構成であって
も良い。また、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物膜が成膜される順番は、どのような
順番であっても良い。
【０１７７】
さらに、本実施例において示した、搬送室および成膜室をクリーニングするための手段
を設けても良い。なお、図３に示すようなクリーニング予備室２２を設けることができる
。
【０１７８】
また、各搬送室および各成膜室に使用済みの蒸着マスクや使用前の蒸着マスクをストッ
クしておくためのマスク予備室を設けてもよい。
【０１７９】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４または
実施例１と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【０１８０】
実施例２においては、有機化合物膜の形成までを行う装置の一例を示したが、本実施例
では、封止までを行う装置をインライン方式とした場合について図６を用いて説明する。
【０１８１】
図６において５０１はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。なお、本実施
例において基板とは、基板上に発光素子の陽極もしくは陰極まで（本実施例では陽極まで
）形成されたもののことをいう。また、ロード室５０１には排気系５００aが備えられ、
排気系５００aは第１バルブ５１、ターボ分子ポンプ５２、第２バルブ５３、第３バルブ
５４及びドライポンプ５５を含んだ構成からなっている。
【０１８２】
また、本実施例において、ゲートで遮断されたロード室、搬送室、成膜室、封止室及び
アンロード室等の各処理室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで
酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化さ
せたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等の材料を内部壁面に用い、また、気孔がきわ
めて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料からなる内部部材を用いる。なお
、これらの材料は中心平均粗さが３０Å以下となるような表面平滑性を有する。
【０１８３】
第１バルブ５１は、ゲート弁を有するメインバルブであるが、コンダクタンスバルブを
兼ねてバタフライバルブを用いる場合もある。第２バルブ５３および第３バルブ５４はフ
ォアバルブであり、まず第２バルブ５３を開けてドライポンプ５５によりロード室５０１
を粗く減圧し、次に第１バルブ５１及び第３バルブ５４を空けてターボ分子ポンプ５２で
ロード室５０１を高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブ
ースターポンプを用いても良いし、メカニカルブースターポンプで真空度を高めてからタ
ーボ分子ポンプを用いても良い。
【０１８４】
次に、５０２で示されるのは搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、搬送室５０２に基板の反転機構を備えてもよい。
なお、ここでのアライメントの方法については、図５で説明した方法で行えばよい。また
、成膜室５０３でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ａ）５０２は排気系５０
０bを備えている。また、ロード室５０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。
【０１８５】
さらに、搬送室（Ａ）５０２は、クリーニング予備室５１３ａを設けており、搬送室（
Ａ）５０２でのクリーニングが可能である。なお、搬送室（Ａ）５０２に予め使用済みの
メタルマスクを備えておくことにより、メタルマスクのクリーニングを行うことができる
。
【０１８６】
次に、５０３は蒸着法により第一の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ａ）と呼ぶ。成膜室（Ａ）５０３は排気系５００cを備えている。
また、搬送室（Ａ）５０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。
【０１８７】
また、成膜室（Ａ）５０３は、搬送室（Ａ）５０２と同様にクリーニング予備室５１３
ｂを設けている。
【０１８８】
本実施例では成膜室（Ａ）５０３として図１に示した構造の成膜室を設け、赤色の発光
を示す第一の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物
を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と、発光性を有
する有機化合物のホストとなる正孔輸送性の有機化合物を備えた第三の蒸着源と、発光性
を有する有機化合物を備えた第四の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備え
た第五の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第六の蒸着源が備えられている。
【０１８９】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、銅
フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化
合物として、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェ
ニル（以下、α−ＮＰＤと示す）、第三の蒸着源に備えるホストとなる有機化合物（以下
、ホスト材料という）として、４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと
示す）、第四の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、２，３，７，８，１２，１３
，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰ
と示す）、第五の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、バソキュプロイン
（以下、ＢＣＰと示す）、第六の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、トリス
（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を用いる。
【０１９０】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔
輸送性、発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成する
ことができる。
【０１９１】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と正
孔輸送性領域との界面、正孔輸送性領域と発光性領域を含む電子輸送性領域の界面にそれ
ぞれ混合領域を形成している。
【０１９２】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１５ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領
域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰ
Ｄ、ＣＢＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成した
後、ＣＢＰを２５〜４０ｎｍの膜厚で成膜して、第三の機能領域を形成するが、第三の機
能領域形成時にＣＢＰとＰｔＯＥＰとを同時に蒸着することにより、第三の機能領域全体
、若しくは一部に第三の混合領域を形成する。なお、ここでは、第三の混合領域が発光性
を有する。さらに、ＣＢＰとＢＣＰを５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着することにより第
四の混合領域を形成する。また、ＢＣＰを８ｎｍの膜厚で成膜することにより、第四の機
能領域を形成する。さらに、ＢＣＰとＡｌｑ3を５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着するこ
とにより第五の混合領域を形成する。最後にＡｌｑ3を２５ｎｍの膜厚で形成することに
より、第五の機能領域を形成することができ、以上により、第一の有機化合物膜を形成す
る。
【０１９３】
なお、ここでは第一の有機化合物膜として、６種類の機能の異なる有機化合物を６つの
蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説
明したが、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。また、一つの蒸着
源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であっても良い。例え
ば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の他に、ドーパント
となりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これらの複数の機能を有
し、赤色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良
い。
【０１９４】
なお、蒸着源は、マイクロコンピュータによりその成膜速度を制御できるようにしてお
くと良い。また、これにより、同時に複数の有機化合物を成膜する際の混合比率を制御す
ることができるようにしておくとよい。
【０１９５】
次に、５０６で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、成膜室５０７でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｂ）５０６は排気系
５００ｄを備えている。また、成膜室（Ａ）５０３とは図示しないゲートで密閉遮断され
ている。さらにアライメント室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断された
クリーニング予備室５１３ｃを備えている。
【０１９６】
次に、５０７は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）５０７は排気系５００ｅを備えている。
また、搬送室（Ｂ）５０６とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（
Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｄを備
えている。
【０１９７】
本実施例では成膜室（Ｂ）５０７として図１に示した構造の成膜室を設け、緑色の発光
を示す第二の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物
を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と第三の蒸着源
、正孔輸送性のホスト材料を備えた第四の蒸着源と、発光性の有機化合物を備えた第五の
蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第六の蒸着源と、電子輸送性の有
機化合物を備えた第七の蒸着源が備えられている。
【０１９８】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃ
ｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、ＭＴＤＡＴＡ、第三の
蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第四の蒸着源に備える正孔
輸送性のホスト材料としてＣＢＰ、第五の蒸着源に備える発光性の有機化合物としてトリ
ス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、第六の蒸着源に備えるブ
ロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第七の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合
物として、Ａｌｑ3を用いる。
【０１９９】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光
性、ブロッキング性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜
を形成することができる。
【０２００】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔輸送性領域とブ
ロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域と電子輸送性領域の界面にそれぞれ混合
領域を形成している。
【０２０１】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−ＰｃとＭＴＤＡＴＡとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合
領域を形成し、ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍの膜厚に成膜して、第二の機能領域を形成し、Ｍ
ＴＤＡＴＡとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合
領域を形成し、α−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚に成膜して、第三の機能領域を形成し、α−
ＮＰＤとＣＢＰとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形
成し、ＣＢＰを２０〜４０ｎｍの膜厚に成膜して、第四の機能領域を形成し、第四の機能
領域を形成する際にその一部または全体に（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）を同時に蒸着することに
より第四の混合領域を形成し、ＣＢＰとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍ
の膜厚で第五の混合領域を形成し、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第五の機能領域を
形成し、ＢＣＰとＡｌｑ3を同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第六の混合
領域を形成し、最後にＡｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で形成することにより、第六の機能領域
を形成し、第二の有機化合物膜を形成する。
【０２０２】
なお、ここでは第二の有機化合物膜として、機能の異なる有機化合物を７つの蒸着源に
それぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説明したが
、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。
なお、これらの複数の機能を有し、緑色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物と
しては公知の材料を用いれば良い。
【０２０３】
次に、５０８で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、成膜室５０９でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｃ）５０８は排気系
５００ｆを備えている。また、成膜室（Ｂ）５０７とは図示しないゲートで密閉遮断され
ている。さらに搬送室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニ
ング予備室５１３ｅを備えている。
【０２０４】
次に、５０９は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）５０９は排気系５００ｇを備えている。
また、搬送室（Ｃ）５０８とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（
Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｆを備
えている。
【０２０５】
本実施例では成膜室（Ｃ）５０９として図１に示した構造の成膜室を設け、青色発光を
示す第三の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物を
備えた第一の蒸着源と、発光性を有する有機化合物を備えた第二の蒸着源と、ブロッキン
グ性を有する有機化合物を備えた第三の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第四
の蒸着源が備えられている。
【０２０６】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃ
ｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第三の蒸着源
に備えるブロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第四の蒸着源に備える電子輸送性
の有機化合物として、Ａｌｑ3を用いる。
【０２０７】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光
性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる第三の有機化合物膜を
形成することができる。
【０２０８】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と発
光性領域の界面、および発光性領域とブロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域
と電子輸送性領域との界面、にそれぞれ混合領域を形成している。
【０２０９】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを２０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領
域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰ
ＤとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成し、
ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第三の機能領域を形成し、ＢＣＰとＡｌｑ3を同時に
蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形成し、最後にＡｌｑ3を４
０ｎｍの膜厚で形成することにより、第三の有機化合物膜を形成する。
【０２１０】
なお、ここでは第三の有機化合物膜として、４種類の機能の異なる有機化合物を４つの
蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを順に蒸着して有機化合物膜を形成する場合につい
て説明したが、これに限られることはなく複数であればよい。
また、一つの蒸着源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であ
っても良い。例えば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の
他に、ドーパントとなりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これら
の複数の機能を有し、青色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の
材料を用いれば良い。
【０２１１】
また、本実施例においては、第一の成膜室である成膜室（Ａ）５０３において、赤色の
発光を示す有機化合物膜を形成し、第二の成膜室である成膜室（Ｂ）５０７において、緑
色の発光を示す有機化合物膜を形成し、第三の成膜室である成膜室（Ｃ）５０９において
、青色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合について説明したが、形成される順番は
これに限られることはなく、成膜室（Ａ）５０３、成膜室（Ｂ）５０７、成膜室（Ｃ）５
０９において、赤色の発光を示す有機化合物膜、緑色の発光を示す有機化合物膜、青色の
発光を示す有機化合物膜のいずれかが形成されればよい。さらに、もう一つ成膜室を設け
て白色発光を示す有機化合物膜を形成されるようにしても良い。
【０２１２】
また、ここでアニール炉を設けて、これらの有機化合物の成膜が終了した後に真空でア
ニールしてもよい。この成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物
層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。
【０２１３】
次に、５１０は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰
極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）５
１０は排気系５００ｈを備えている。また、成膜室（Ｃ）５０９とは図示しないゲートで
密閉遮断されている。さらに成膜室（Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断さ
れたクリーニング予備室５１３ｇを備えている。
【０２１４】
本実施例では成膜室（Ｄ）５１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。従っ
て成膜室（Ｄ）５１０の詳細な動作に関しては、図１の説明を参照すれば良い。
【０２１５】
本実施例では、成膜室（Ｄ）５１０において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ
−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族も
しくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
【０２１６】
さらに、ここでＣＶＤ室を設けて、窒化珪素膜、酸化珪素膜及びＤＬＣ膜等の絶縁膜を
発光素子の保護膜（パッシベーション膜）として形成させてもよい。なお、ＣＶＤ室を設
ける場合には、ＣＶＤ室で用いる材料ガスを予め高純度化するためのガス精製機を設けて
おくと良い。
【０２１７】
次に、５１１は封止室であり、排気系５００ｉを備えている。また、成膜室（Ｄ）５１
０とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室５１１では、最終的に発光素子を
密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分
から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しく
は紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０２１８】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効で
ある。
【０２１９】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０２２０】
図６に示した成膜装置では、封止室５１１の内部に紫外光を照射するための機構（以下
、紫外光照射機構という）が設けられており、この紫外光照射機構から発した紫外光によ
って紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。
【０２２１】
最後に、５１２はアンロード室であり、排気系５００ｊを備えている。発光素子が形成
された基板はここから取り出される。
【０２２２】
以上のように、図６（または図１）に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を
密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製すること
が可能となる。
【０２２３】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施
例１、または実施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０２２４】
本発明の成膜装置について図７を用いて説明する。図７において、７０１は搬送室であり
、搬送室７０１には搬送機構（Ａ）７０２が備えられ、基板７０３の搬送が行われる。搬
送室７０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各
処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）７０２によって行われ
る。また、搬送室７０１を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、
ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いること
が可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型のターボ分子ポンプ
が好ましい。
【０２２５】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室７０１は減圧雰囲気となるので
、搬送室７０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられ
ている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ
分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型
のターボ分子ポンプが好ましい。
【０２２６】
まず、７０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室である。ロード室７０４は
ゲート７００aにより搬送室７０１と連結され、ここに基板７０３をセットしたキャリア
（図示せず）が配置される。なお、ロード室７０４は、素子形成まで終了した基板を封止
室への搬送室の役割も兼ねる。なお、ロード室７０４は基板搬入用と基板搬送用とで部屋
が区別されていても良い。また、ロード室７０４は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガス
または希ガスを導入するためのパージラインを備えている。なお、排気ポンプとしては、
ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには、ガス精製機が備えられて
おり、装置内に導入されるガスの不純物（酸素や水）が予め除去されるようになっている
。
【０２２７】
なお、本実施例では基板７０３として、発光素子の陽極となる透明導電膜まで形成した
基板を用いる。本実施例では基板７０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットす
る。
【０２２８】
次に、７０５で示されるのはメタルマスクのアライメント及び発光素子の陽極もしくは
陰極（本実施例では陽極）まで形成された基板とメタルマスクの位置合わせを行うアライ
メント室であり、アライメント室７０５はゲート７００bにより搬送室７０１と連結され
る。なお、異なる有機化合物膜を形成するたびにアライメント室においてメタルマスクの
アライメント及び基板とメタルマスクの位置合わせが行われる。また、アライメント室７
０５には、イメージセンサーとして知られているＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備え
ておくことにより、メタルマスクを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わ
せを精度良く行うことを可能にする。
【０２２９】
さらに、アライメント室７０５には、クリーニング予備室７２２ａが連結されている。
クリーニング予備室７２２ａの構成は、図３及び実施の形態２に示すとおりである。また
、反応性ガスを用いてクリーニングを行ってもよい。また、クリーニング予備室を設けず
、実施の形態３に示したように成膜室内にガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選
ばれた一種または複数種のガス）を導入して、成膜室内でプラズマを発生させてドライク
リーニングを行っても良いし、Ａｒガス等を導入してスパッタ法による物理的なクリーニ
ングを行っても良い。
【０２３０】
反応性ガスを用いてクリーニングを行う場合、μ波を発生させるμ波発振器を有し、こ
こで発生したμ波は導波管を通ってプラズマ放電管に送られる。なお、ここで用いるμ波
発振器からは、約２．４５ＧＨｚのμ波が放射される。また、プラズマ放電管には、ガス
導入管から反応性ガスが供給される。なお、反応性ガスとして、ＮＦ3、ＣＦ4、またはＣ
ｌＦ3などを用いれば良い。そして、プラズマ放電管において反応性ガスがμ波により分
解されてラジカルが発生する。このラジカルは、ガス導入管を通り、ゲートを介して連結
されたアライメント室７０５に導入される。そして、アライメント室７０５には、有機化
合物膜が付着したメタルマスクを備えておく。そして、クリーニング予備室７２２ａとア
ライメント室７０５の間に設けられているゲートを開くことにより、アライメント室７０
５にラジカルを導入することができる。これにより、メタルマスクのクリーニングを行う
ことができる。
【０２３１】
次に、７０６は蒸着法により有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ
）と呼ぶ。成膜室（Ａ）７０６はゲート７００cを介して搬送室７０１に連結される。本
実施例では成膜室（Ａ）７０６として図１に示した構造の成膜室を設けている。
【０２３２】
本実施例では、成膜室（Ａ）７０６内の成膜部７０７において、赤色に発光する第一の
有機化合物膜を成膜する。
【０２３３】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔輸送性、
発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することがで
きる。
【０２３４】
また、成膜室（Ａ）７０６はゲート７００ｇを介して材料交換室７１４に連結される。
なお、材料交換室７１４には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている
。予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える
温度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１４には、内部を減圧状
態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を追加また
は交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態に
なったところでゲート７００ｇを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることが
できるようになっている。なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に
備えられる。
【０２３５】
なお、成膜室（Ａ）７０６内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載し
た図１の説明や、実施例１を参照すれば良い。
【０２３６】
なお、成膜室（Ａ）７０６にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２
２ｂがゲート（図示せず）を介して連結されている。なお、具体的な構成は、クリーニン
グ予備室７２２ａと同様であり、成膜室（Ａ）７０６内部に付着した有機化合物等を除去
することができる。
【０２３７】
次に、７０８は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００dを介して搬送室７０１に連結され
る。本実施例では成膜室（Ｂ）７０８として図１に示した構造の成膜室を設けている。本
実施例では、成膜室（Ｂ）７０８内の成膜部７０９において、緑色に発光する有機化合物
膜を成膜する。
【０２３８】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光性、ブロ
ッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することが
できる。
【０２３９】
また、成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００ｈを介して材料交換室７１５に連結される。な
お、材料交換室７１５には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている。
予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温
度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１５には、内部を減圧状態
にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を導入した後
、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート７０
０ｈを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることができるようになっている。
なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【０２４０】
なお、成膜室（Ｂ）７０８内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の
図１の説明や実施例１を参照すれば良い。なお、成膜室（Ｂ）７０８にもアライメント室
７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｃがゲート（図示せず）を介して連結されてい
る。
【０２４１】
次に、７１０は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００eを介して搬送室７０１に連結され
る。本実施例では成膜室（Ｃ）７１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。本
実施例では、成膜室（Ｃ）７１０内の成膜部７１１において、青色に発光する有機化合物
膜を成膜する。
【０２４２】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光性、ブロ
ッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することが
できる。
【０２４３】
また、成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００ｉを介して材料交換室７１６に連結される。
【０２４４】
なお、成膜室（Ｃ）７１０内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の
図１の説明や実施例１を参照すれば良い。
【０２４５】
なお、成膜室（Ｃ）７１０にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２
２ｄがゲート（図示せず）を介して連結されている。
【０２４６】
次に、７１２は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では
陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）
７１２はゲート７００fを介して搬送室７０１に連結される。
本実施例では、成膜室（Ｄ）７１２内の成膜部７１３において、発光素子の陰極となる導
電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、
周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である
。
【０２４７】
また、成膜室（Ｄ）７１２はゲート７００ｊを介して材料交換室７１７に連結される。
なお、材料交換室７１７には、交換した導電材料を加熱するヒーターが設けられている。
なお、成膜室（Ｄ）７１２にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２
ｅがゲート（図示せず）を介して連結されている。
【０２４８】
また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ
）７１２には、各成膜室内を加熱する機構を備えておく。これにより、成膜室内の不純物
の一部を除去することができる。
【０２４９】
また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ
）７１２は、排気ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は１０-6Ｐａ以上
であることが望ましく、例えば、排気速度が１００００ｌ／ｓ（Ｈ2Ｏ）のクライオポン
プを用いて、成膜室内部の表面積を１０ｍ2とし、成膜室内部をアルミニウムで形成した
ときの成膜室内部のリーク量は、２０時間で４．１×１０-7Ｐａ・ｍ3・ｓ-1以下になる
ようにしなければならない。
【０２５０】
次に、７１８は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート７０
０ｋを介してロード室７０４に連結されている。封止室７１８では、最終的に発光素子を
密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分
から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しく
は紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０２５１】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール剤
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿剤を設けることも有効で
ある。
【０２５２】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０２５３】
図７に示した成膜装置では、封止室７１８の内部に紫外光を照射するための機構（以下、
紫外光照射機構という）７１９が設けられており、この紫外光照射機構７１９から発した
紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室７１８の
内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロボ
ット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことがで
きる。なお、具体的には、酸素や水の濃度は０．３ｐｐｍ以下にすることが望ましい。ま
た、逆に封止室７１８の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒素ガ
スや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
【０２５４】
次に、封止室７１８には受渡室（パスボックス）７２０が連結される。受渡室７２０に
は搬送機構（Ｂ）７２１が設けられ、封止室７１８で発光素子の封入が完了した基板を受
渡室７２０へと搬送する。受渡室７２０も排気ポンプを取り付けることで減圧とすること
が可能である。この受渡室７２０は封止室７１８を直接外気に晒さないようにするための
設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室において用いる部材を供給する部
材供給室（図示せず）を設けることも可能である。
【０２５５】
なお、本実施例において図示しなかったが、発光素子の形成後に窒化珪素や酸化珪素等
の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むＤＬＣ（Diamond Like Carbon）
膜を積層させた絶縁膜を発光素子上に形成させても良い。なお、ＤＬＣ（Diamond Like C
arbon）膜とは、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラファイト結合（SP2結合）が混在し
た非晶質膜である。またこの場合には、自己バイアスを印加することでプラズマを発生さ
せ、原料ガスのプラズマ放電分解により薄膜を形成させるＣＶＤ(chemical vapor deposi
tion)装置を備えた成膜室を設ければよい。
【０２５６】
以上のように、図７に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入
するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【０２５７】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１、または実
施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
【０２５８】
本実施例では、本発明の成膜装置を用いて作製した発光装置について説明する。
図８は、アクティブマトリクス型発光装置の断面図である。なお、能動素子としてここで
は薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）を用いているが、ＭＯＳトランジスタを
用いてもよい。
【０２５９】
また、ＴＦＴとしてトップゲート型ＴＦＴ（具体的にはプレーナ型ＴＦＴ）を例示する
が、ボトムゲート型ＴＦＴ（典型的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いることもできる。
【０２６０】
本実施例では、基板８００としてバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ
酸ガラスなどのガラスからなる基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いればよい。また、本実施例の処理温度に耐え
うる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いても良い。
【０２６１】
まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板（基板８００）上にプラズマＣＶＤ法により
下地絶縁膜の下層８０１として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ
4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％
、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。次いで、
表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。
次いで、下地絶縁膜の上層８０２として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガ
スＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％
、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し
、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶
質構造を有する半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好まし
くは２５〜２００ｎｍ）で形成する。
【０２６２】
本実施例では下地絶縁膜を２層構造として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜
または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はな
いが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００
１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラ
ズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置で
もよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶
縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
【０２６３】
次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍ
の極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、
ジボランを水素で１％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量２×１０12／ｃ
ｍ2で非晶質シリコン膜にボロンを添加する。
【０２６４】
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布し
た。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。
【０２６５】
次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。
この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行
う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための
熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って
結晶構造を有するシリコン膜を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を
行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。
【０２６６】
次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、大粒径な
結晶を得るため、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波
を半導体膜に照射する。レーザ光の照射は大気中、または酸素雰囲気中で行う。なお、大
気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成され
る。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）
や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザ
から射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中に
ＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好まし
くは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照
射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０
．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度で
レーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０２６７】
もちろん、連続発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射する前の結晶構造を有するシ
リコン膜を用いてＴＦＴを作製することもできるが、レーザ光照射後の結晶構造を有する
シリコン膜のほうが結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上するので望ま
しい。例えば、上記レーザ光照射前の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製
すると、移動度は３００ｃｍ2／Ｖｓ程度であるが、上記レーザ光照射後の結晶構造を有
するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は５００〜６００ｃｍ2／Ｖｓ程度
と著しく向上する。
【０２６８】
なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いて結晶化させ
た後、さらに連続発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射したが、特に限定されず、
非晶質構造を有するシリコン膜を成膜し、脱水素化のための熱処理を行った後、上記連続
発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射して結晶構造を有するシリコン膜を得てもよ
い。
【０２６９】
また、連続発振のレーザに代えてパルス発振のレーザを用いることもでき、パルス発振の
エキシマレーザを用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１
００〜１０００mJ/cm2(代表的には２００〜８００mJ/cm2)とするのが望ましい。このとき
、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。
【０２７０】
次いで、上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を１２０
秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。本実施例ではオゾン水
を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体
膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸
化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を
堆積してバリア層を形成してもよい。また、バリア層を形成する前にレーザー光の照射に
より形成された酸化膜を除去してもよい。
【０２７１】
次いで、上記バリア層上にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法でゲッタリングサイトと
なるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０
ｎｍで形成する。本実施例では、スパッタ法でシリコンターゲットを用い、アルゴン雰囲
気下、圧力０．３Ｐａで成膜する。
【０２７２】
その後、６５０℃に加熱された炉に入れて３分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構
造を有する半導体膜中のニッケル濃度を低減する。炉に代えてランプアニール装置を用い
てもよい。
【０２７３】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン
元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去
する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。
【０２７４】
次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面
にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状に
エッチング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。
【０２７５】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗
浄した後、ゲート絶縁膜８０３となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、
プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、
Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。
【０２７６】
次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４０
０ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜８０３上に膜厚５
０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手
順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０２７７】
第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、
Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材
料で形成する。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい
。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎ
ｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順
次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングス
テンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコ
ンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用い
てもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層
構造であってもよい。
【０２７８】
上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２の
エッチング処理）にはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッ
チング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極
に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調
節することによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。ここでは、
レジストからなるマスクを形成した後、第１のエッチング条件として１Paの圧力でコイル
型の電極に７００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2
とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（
試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイア
ス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであ
り、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた石英円板）は、直径２５ｃ
ｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして端部をテーパー
形状とする。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変え
、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃ
ｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入して
プラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２
０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4
とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチング
される。なお、ここでは、第１のエッチング条件及び第２のエッチング条件を第１のエッ
チング処理と呼ぶこととする。
【０２７９】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。
ここでは、第３のエッチング条件としてエッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それ
ぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００
WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを６０秒行った。基
板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）
電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この後、レジストからなるマ
スクを除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2
とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコ
イル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約２０秒
程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、ここでは、第３のエッチン
グ条件及び第４のエッチング条件を第２のエッチング処理と呼ぶこととする。この段階で
第１の導電層８０４ａを下層とし、第２の導電層８０４ｂを上層とするゲート電極８０４
および各電極８０５〜８０７が形成される。
【０２８０】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、ゲート電極８０４〜８０７をマスクと
して全面にドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオン
ドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．
５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する
不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。自己整合的に第
１の不純物領域（ｎ--領域）８２２〜８２５が形成される。
【０２８１】
次いで、新たにレジストからなるマスクを形成するが、この際、スイッチングＴＦＴ９
０３のオフ電流値を下げるため、マスクは、画素部９０１のスイッチングＴＦＴ９０３を
形成する半導体層のチャネル形成領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆
動回路のｐチャネル型ＴＦＴ９０６を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺
の領域を保護するためにも設けられる。加えて、マスクは、画素部９０１の電流制御用Ｔ
ＦＴ９０４を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を覆って形成され
る。
【０２８２】
次いで、上記レジストからなるマスクを用い、選択的に第２のドーピング処理を行って
、ゲート電極の一部と重なる不純物領域（ｎ-領域）を形成する。第２のドーピング処理
はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ここでは、イオンドープ法を用
い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドー
ズ量を１．５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。この場合、レ
ジストからなるマスクと第２の導電層とがｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとな
り、第２の不純物領域３１１、３１２が形成される。第２の不純物領域には１×１０16〜
１×１０17/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第２の
不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ-領域とも呼ぶ。
【０２８３】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行う。
第３のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。
ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。
ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％に希釈したガス
を流量４０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を２×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶ
として行う。この場合、レジストからなるマスクと第１の導電層及び第２の導電層がｎ型
を付与する不純物元素に対するマスクとなり、第３の不純物領域８１３、８１４、８２６
〜８２８が形成される。第３の不純物領域には１×１０20〜１×１０21/cm3の濃度範囲で
ｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の
領域をｎ+領域とも呼ぶ。
【０２８４】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成
して第４のドーピング処理を行う。第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを
形成する半導体層を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された
第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３及び第５の不純物領域８１６、８１７
、８３０、８３１を形成する。
【０２８５】
また、第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３には１×１０20〜１×１０21/c
m3の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領
域８１８、８１９、８３２、８３３には先の工程でリン（Ｐ）
が添加された領域（ｎ--領域）であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度がその１．５
〜３倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃
度範囲の領域をｐ+領域とも呼ぶ。
【０２８６】
また、第５の不純物領域８１６、８１７、８３０、８３１は第２の導電層のテーパー部
と重なる領域に形成されるものであり、１×１０18〜１×１０20/cm3の濃度範囲でｐ型を
付与する不純物元素が添加されるようにする。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範
囲の領域をｐ-領域とも呼ぶ。
【０２８７】
以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が
形成される。導電層８０４〜８０７はＴＦＴのゲート電極となる。
【０２８８】
次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しない）を形成する。本実施例では、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコ
ン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。
【０２８９】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いは
レーザーを照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれ
かと組み合わせた方法によって行う。
【０２９０】
また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。
【０２９１】
次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜８０８を形成して熱処理（３００〜
５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程
は第１の層間絶縁膜８０８に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端す
る工程である。酸化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関係なく半導体層
を水素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより
励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０２９２】
次いで、第１の層間絶縁膜８０８上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜８０９
を形成する。本実施例では塗布法により膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜８０９ａを形成
し、スパッタ法により２００ｎｍの窒化シリコン膜８０９ｂを積層する。
【０２９３】
次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接して
後で形成される接続電極に接して重なるよう画素電極８３４を形成する。本実施例では、
画素電極はＯＬＥＤの陽極として機能させ、ＯＬＥＤの発光を画素電極に通過させるため
、透明導電膜とする。
【０２９４】
次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純
物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次
行う。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜を
エッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜を
エッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【０２９５】
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極８３５〜８４１、具体的にはソース配線
、電源供給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び
配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）と
Ｔｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電
極及びソース配線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお
、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配
線の端部に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極
が複数設けられた入出力端子部を形成する。また、先に形成された画素電極８３４と接し
て重なるよう設けられた接続電極８４１は、電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接
している。
【０２９６】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ９０５、ｐチャネル型ＴＦＴ９０６、およびこれ
らを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路９０２と、１つの画素内にｎチ
ャネル型ＴＦＴ９０３またはｐチャネル型ＴＦＴ９０４を複数備えた画素部９０１を形成
することができる。
【０２９７】
各電極のパターニングが終了したら、レジストを除去して熱処理を行い、次いで、画素
電極８３４の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物８４２ａ、８４２ｂを形成
する。バンク８４２ａ、８４２ｂは珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。
ここでは、有機樹脂膜からなる絶縁膜をパターニングしてバンク８４２ａを形成した後、
スパッタ法で窒化シリコン膜を成膜し、パターニングしてバンク８４２ｂを形成する。
【０２９８】
次いで、両端がバンクで覆われている画素電極８３４上にＥＬ層８４３およびＯＬＥＤ
の陰極８４４を形成する。本実施例では、ＥＬ層８４３およびＯＬＥＤの陰極８４４を実
施の形態１に示す成膜装置を用いて蒸着する。蒸着方法は、実施の形態１または実施例１
に従って、基板を加熱しながら、真空中で蒸着することによって高密度、且つ、高純度の
ＥＬ層を形成すればよい。
【０２９９】
ＥＬ層８４３としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥ
Ｌ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例え
ば、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として
一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、また
は三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を
用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用い
ることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができ
る。
【０３００】
また、陰極８４４に用いる材料としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１
族もしくは２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好ましいとされ
ている。仕事関数が小さければ小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用い
る材料としては、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチウム）を含む合金材料が望ましい
。なお、陰極は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線を経由して入力端子部に端
子電極を有している。
【０３０１】
ここまでの工程が終了した段階が図８である。なお、図８では、スイッチングＴＦＴ９
０３と、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ９０４）
とを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設
けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。
【０３０２】
次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有するＯＬＥＤを有機樹脂、保
護膜、封止基板、或いは封止缶で封入することにより、ＯＬＥＤを外部から完全に遮断し
、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐこと
が好ましい。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある入出力端子部には保護膜などは設
けなくともよい。
【０３０３】
次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキッ
ト）を貼りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百
μm径の導電性粒子とから成り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに形成
された配線とが電気的に接続する。
【０３０４】
また、必要があれば、偏光板と位相差板とで構成される円偏光板等の光学フィルムを設
けてもよいし、ＩＣチップなどを実装させてもよい。
【０３０５】
以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。
【０３０６】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜４のいず
れか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例６】
【０３０７】
実施例５により得られるモジュール型の発光装置（ＥＬモジュールとも呼ぶ）の上面図及
び断面図を示す。
【０３０８】
図９（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切
断した断面図である。図９（Ａ）において、基板４００（例えば、耐熱性ガラス等）に、
下地絶縁膜４０１が設けられ、その上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲ
ート側駆動回路４０３を形成されている。これらの画素部や駆動回路は、上記実施例５に
従えば得ることができる。
【０３０９】
また、４１８は有機樹脂、４１９は保護膜であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂
４１８で覆われ、その有機樹脂は保護膜４１９で覆われている。さらに、接着剤を用いて
カバー材で封止してもよい。カバー材は、封止基板、或いは封止缶を用い、ＥＬ層とカバ
ー材の空隙には、不活性ガスまたはシリコンオイルを封入すればよい。
【０３１０】
なお、４０８はソース側駆動回路４０４及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号
を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキ
ット）４０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示
されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良
い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰ
ＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０３１１】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板４００上に接して下地絶縁
膜４０１が設けられ、絶縁膜４０１の上方には画素部４０２、ゲート側駆動回路４０３が
形成されており、画素部４０２は電流制御用ＴＦＴ４１１とそのドレインに電気的に接続
された画素電極４１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路４０
３はｎチャネル型ＴＦＴ４１３とｐチャネル型ＴＦＴ４１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回
路を用いて形成される。
【０３１２】
これらのＴＦＴ（４１１、４１３、４１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型Ｔ
ＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。図９では、ＯＬＥＤ
に電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ４１１）のみを示したが、該ＴＦＴのゲート
電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設けてもよく、特に限定されないこ
とは言うまでもない。
【０３１３】
なお、実施例５に従って同一基板上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲ
ート側駆動回路４０３形成する。
【０３１４】
画素電極４１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極４１２
の両端にはバンク４１５が形成され、画素電極４１２上には有機化合物層４１６および発
光素子の陽極４１７が形成される。
【０３１５】
有機化合物層４１６としては、図１に示す成膜装置、または図３に示す装置を用い、発
光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのた
めのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。
【０３１６】
陽極４１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線４０８を経由してＦＰＣ４
０９に電気的に接続されている。さらに、画素部４０２及びゲート側駆動回路４０３に含
まれる素子は全て陽極４１７、有機樹脂４１８、及び保護膜４１９で覆われている。
【０３１７】
なお、有機樹脂４１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を
用いるのが好ましい。また、有機樹脂４１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材料で
あることが望ましい。
【０３１８】
また、有機樹脂４１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図７に示すよ
うに保護膜４１９を有機樹脂４１８の表面（露呈面）に設けることが好ましい。また、基
板４００の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）が
設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である。マスクを用い
て保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置でマスキングテープとして用い
るテフロン（登録商標）等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されな
いようにしてもよい。保護膜４１９として、窒化珪素膜、ＤＬＣ膜、またはＡｌＮXＯY膜
を用いればよい。
【０３１９】
以上のような構造で発光素子を保護膜４１９で封入することにより、発光素子を外部か
ら完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機化合物層の酸化による劣化を
促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ること
ができる。また、ＥＬ層の成膜から封入までの工程を図５〜図７に示す装置を用いて行っ
てもよい。
【０３２０】
また、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層して図９とは逆方向に発光する
構成としてもよい。図１０にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。
【０３２１】
図１０に示した断面構造について以下に説明する。基板６００上に絶縁膜６１０が設け
られ、絶縁膜６１０の上方には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており
、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ６１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極
６１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎチャネル
型ＴＦＴ６１３とｐチャネル型ＴＦＴ６１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成
される。
【０３２２】
これらのＴＦＴ（６１１、６１３、６１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型Ｔ
ＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。なお、図１０では、
ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ６１１）
のみを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を
設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。
【０３２３】
画素電極６１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極６１２
の両端にはバンク６１５が形成され、画素電極６１２上には有機化合物層６１６および発
光素子の陽極６１７が形成される。
【０３２４】
陽極６１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６０８を経由してＦＰＣ６
０９に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート側駆動回路６０３に含
まれる素子は全て陰極６１７、有機樹脂６１８、及び保護膜６１９で覆われている。さら
に、カバー材６２０と接着剤で貼り合わせてもよい。
また、カバー材６２０には凹部を設け、乾燥剤６２１を設置してもよい。
【０３２５】
また、図１０では、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層したため、発光方
向は図１０に示す矢印の方向となっている。
【０３２６】
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本
発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタ
ガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【０３２７】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜５のいず
れか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例７】
【０３２８】
本発明を実施してＥＬモジュール（アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシブ
型ＥＬモジュール）を完成することができる。即ち、本発明を実施することによって、そ
れらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。
【０３２９】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプ
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコン
ピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙
げられる。それらの一例を図１１、図１２に示す。
【０３３０】
図１１（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表
示部２００３、キーボード２００４等を含む。
【０３３１】
図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０
３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。
【０３３２】
図１１（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、
カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。
【０３３３】
図１１（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム
部２３０３等を含む。
【０３３４】
図１１（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、
操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲー
ムやインターネットを行うことができる。
【０３３５】
図１１（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０
３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。
【０３３６】
図１２（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９
０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ
、イメージセンサ等）２９０７等を含む。
【０３３７】
図１２（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００
３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。
【０３３８】
図１２（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３
等を含む。
【０３３９】
ちなみに図１２（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０
インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには
、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０３４０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適
用することが可能である。また、本実施例の電子機器は、実施の形態１実施の形態２、実
施の形態３、実施の形態４、実施例１乃至６のどのような組み合わせからなる構成を用い
ても実現することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着により成膜可能な材料（以下、蒸着材料という）の成膜に用いる成膜装置
および成膜方法に関する。加えて、本発明は蒸着により内壁などに付着した蒸着材料を除
去するクリーニング法に関する。特に、本発明は蒸着材料として有機材料を用いる場合に
有効な技術である。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の素子としてＥＬ素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に
、ＥＬ材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機ＥＬ
ディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic EL Display）又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Or
ganic Light Emitting Diode）とも呼ばれている。
【０００３】
なお、ＥＬ素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence
）が得られる有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）と、陽極と、陰極とを有する。
有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（
蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがあるが、本発明の成
膜装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用
可能である。
【０００４】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴が
ある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適してお
り、様々な形での使用が提案されている。
【０００５】
ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構
造となっている。代表的には、コダック・イーストマン・カンパニーのTangらが提案した
「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発
光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している
。
【０００６】
また、他にも陽極上に正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、または正孔注入
層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に
対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料
を用いて形成しても良いし、全て高分子系の材料を用いて形成しても良い。
【０００７】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してＥＬ層と
いう。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入
層は、全てＥＬ層に含まれる。
【０００８】
また、本明細書中では、陰極、ＥＬ層及び陽極で形成される発光素子をＥＬ素子といい
、これには、互いに直交するように設けられた２種類のストライプ状電極の間にＥＬ層を
形成する方式（単純マトリクス方式）、又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された
画素電極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティブマトリクス方式）の２種
類がある。
【０００９】
ＥＬ素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である。また、素子
の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域（ダークスポット）が広がるという形で現
れるが、その原因としてＥＬ層の劣化が問題となっている。
【００１０】
ＥＬ層を形成するＥＬ材料は、酸素や水等の不純物により劣化を受ける。また、その他
の不純物がＥＬ材料に含まれることでＥＬ層の劣化に影響を及ぼすことも考えられる。
【００１１】
また、ＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別さ
れるが、このうち低分子系材料は主に蒸着により成膜される。
【００１２】
従来の蒸着法により成膜を行う際には、蒸発材料をそのまま用いているが、蒸着時の蒸
発材料には、不純物が混入していることが考えられる。すなわち、ＥＬ素子の劣化原因の
一つである酸素や水及びその他の不純物が混入している可能性がある。
【００１３】
また、蒸発材料を予め精製することにより純度を高めることはできるが、蒸着するまで
の間に不純物が混入してしまうという可能性もある。
【００１４】
ＥＬ材料は極めて劣化しやすく、酸素もしくは水の存在により容易に酸化して劣化する
。そのため、成膜後にフォトリソグラフィ工程を行うことができず、パターン化するため
には開口部を有したマスク（以下、蒸着マスクという）で成膜と同時に分離させる必要が
ある。従って、昇華した有機ＥＬ材料の殆どが成膜室内の蒸着マスクもしくは防着シール
ド（蒸着材料が成膜室の内壁に付着することを防ぐための保護板）に付着していた。
【００１５】
蒸着マスクや防着シールドに付着した有機ＥＬ材料を除去するためには、成膜室を一旦
大気解放して蒸着マスクや防着シールドを外に取り出し、洗浄した上で再び成膜室内に戻
すという作業が必要であった。しかしながら、大気解放した蒸着マスクや防着シールドに
吸着された水もしくは酸素が有機ＥＬ材料の成膜時に離脱して膜中に取り込まれる可能性
もあり、有機ＥＬ材料の劣化を促進する要因となりうることが懸念されていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、スループットが高く、且つ、高密度
、且つ、高純度なＥＬ層を形成することができる成膜装置を提供することを課題とする。
さらに、本発明の成膜装置を用いた成膜方法を提供することを課題とする。
【００１７】
加えて、本発明は成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した蒸
着材料を大気解放しないで除去するためのクリーニング方法およびそのクリーニング方法
を行うための機構を備えた成膜装置を提供することを課題とする。なお、本明細書では、
前記成膜装置の内部に設けられる治具に基板ホルダ、マスクホルダ、防着シールドもしく
は蒸着マスクを含む。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて
前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と
、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段と
を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されていること
を特徴とする成膜装置である。
【００１９】
本発明は、基板を加熱する加熱手段で基板を加熱し、さらに成膜室に接続された減圧手
段（ターボ分子ポンプやドライポンプやクライオポンプなどの真空ポンプ）で５×１０-3
Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１×１０-3Ｔｏｒｒ（０．１３３Ｐａ）以
下として、蒸着源から有機化合物材料を蒸着させることにより成膜を行い、高密度なＥＬ
層を形成する方法を提供する。従って、本発明においては、成膜と同時に真空中でアニー
ルを行うことができる。また、成膜する前に基板を真空中でアニールすることもできる。
また、成膜した後に基板を真空中でアニールすることもできる。なお、上記基板の温度（
Ｔ1）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。また、基板を加熱する手段としては
、ヒーターや電熱線などが設けられたステージ（基板を固定する機能を有していてもよい
）、またはヒーターや電熱線などが設けられたメタルマスクを基板に密接または近接させ
て加熱することができ、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５
０℃とすることができる。本発明において、基板を加熱させることによって、加熱された
基板に密接または近接して設けられる蒸着マスクも加熱される。従って、蒸着マスクは熱
によって変形しにくく（低熱膨張率であり）、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる金属材料（
例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリブデンといった高融点
金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、ハステロイといった材
料を用いることが望ましい。例えば、ガラス基板（０．４×１０-6〜８．５×１０-6）と
熱膨張率が近いニッケル４２％、鉄５８％の低熱膨張合金（４２アロイ）、ニッケル３６
％の低熱膨張合金（３６インバー）などが挙げられる。
【００２０】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための付着防止手
段を設けることが好ましく、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有
機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置さ
れる成膜室には、内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加
熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マ
スク）を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気
処理室と連結されていることを特徴とする成膜装置である。
【００２１】
付着防止手段としては、防着シールドが好ましく、防着シールドの周囲にヒーターを設
け、防着シールド全体を加熱し、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１
０℃以上と設定することで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができ
る。また、防着シールドをある温度（有機化合物の昇華温度）以上に加熱することにより
、付着した有機化合物を気化させて成膜室のクリーニングを行うこともできる。
【００２２】
本発明において、成膜の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも
低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定するこ
とを特徴としている。
【００２３】
また、本発明の成膜装置を用い、インライン方式の成膜装置とすることができ、本発明
の成膜装置は、 ロード室と、搬送室と、成膜室とが、直列方向に連結された成膜装置で
あって、 前記成膜室は、マスクと基板の位置あわせを行う機能を有し、前記成膜室は、
前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、内壁に成膜されることを防止する
付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と、蒸着源と、該蒸着源を加熱する
手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する加熱手段とを有していることを特
徴とする成膜装置である。
【００２４】
また、本発明の成膜装置を用い、マルチチャンバー方式の成膜装置とすることができ、
本発明の成膜装置は、 ロード室、該ロード室に連結された搬送室、及び該搬送室に連結
された成膜室とを有する成膜装置であって、前記搬送室は、マスクと基板の位置あわせを
行う機能を有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、
内壁に成膜されることを防止する付着防止手段と、該付着防止手段を加熱する加熱手段と
、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板、またはマスク（蒸着マスク）を加熱する
加熱手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。
【００２５】
また、上記各成膜装置において、一つの成膜室に複数の蒸着源を配置して、同一の成膜
室において、複数の機能領域を形成し、且つ、混合領域を有する発光素子を形成すること
ができる。従って、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合物膜が
形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域と第二
の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成する材
料の両方からなる混合領域を有する構造を形成することができる。本発明により、成膜前
、または成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をよりフィ
ットさせることができる。混合領域を形成することにより機能領域間におけるエネルギー
障壁は、緩和される。したがって、駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる
。
【００２６】
なお、第一の有機化合物および第二の有機化合物は、陽極から正孔を受け取る正孔注入
性、電子移動度よりも正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度
の方が大きい電子輸送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を
阻止しうるブロッキング性、発光を呈する発光性、の一群から選ばれる性質を有し、かつ
、それぞれ異なる前記性質を有する。
【００２７】
なお、正孔注入性の高い有機化合物としては、フタロシアニン系の化合物が好ましく、
正孔輸送性の高い有機化合物としては、芳香族ジアミン化合物が好ましく、また、電子輸
送性の高い有機化合物としては、キノリン骨格を含む金属錯体、ベンゾキノリン骨格を含
む金属錯体、またはオキサジアゾール誘導体、またはトリアゾール誘導体、またはフェナ
ントロリン誘導体が好ましい。さらに、発光を呈する有機化合物としては、安定に発光す
るキノリン骨格を含む金属錯体、またはベンゾオキサゾール骨格を含む金属錯体、または
ベンゾチアゾール骨格を含む金属錯体が好ましい。
【００２８】
さらに好ましくは、発光性領域を、ホスト材料と、ホスト材料よりも励起エネルギーが
低い発光材料（ドーパント）とで構成し、ドーパントの励起エネルギーが、正孔輸送性領
域の励起エネルギーおよび電子輸送層の励起エネルギーよりも低くなるように設計するこ
とである。このことにより、ドーパントの分子励起子の拡散を防ぎ、効果的にドーパント
を発光させることができる。また、ドーパントがキャリアトラップ型の材料であれば、キ
ャリアの再結合効率も高めることができる。
【００２９】
また、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加
した場合も本発明に含めることとする。また、混合領域の形成においては、混合領域に濃
度勾配をもたせてもよい。
【００３０】
なお、本発明における成膜装置は、ＥＬ材料で代表される有機化合物のみならず、蒸着
に用いる金属材料等のその他の材料の成膜にも用いることができる。
【００３１】
また、レーザー光を照射し、レーザー光を成膜室の内壁に走査させてクリーニングを行
うことができ、本発明の成膜装置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料
を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室に
は、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段とを有し、前記成膜
室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記処理室の内壁に
レーザー光を照射するクリーニング予備室と連結されていることを特徴とする成膜装置で
ある。
【００３２】
上記構成において、前記レーザー光は、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用
いて走査させ、成膜室内壁、防着シールド、または蒸着マスクなどに付着した蒸着物を気
化させてクリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気に
ふれることなくクリーニングすることが可能となる。
【００３３】
また、上記レーザー光としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、或いは、連
続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレーザ光源と
するレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレー
ザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ
：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。
【００３４】
また、蒸着源を備えた成膜装置内にプラズマ発生手段を有する成膜装置も本発明の一つ
であり、本発明の成膜装置に関する他の構成は、基板に対向して配置した蒸着源から有機
化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う成膜装置であって、前記基板が配置され
る成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱する手段と、基板を加熱する加熱手段と、マス
ク（蒸着マスク）と、該マスクに対向する電極とを有し、 前記成膜室は、前記成膜室内
を真空にする真空排気処理室と連結され、且つ、前記成膜室内にプラズマを発生させるこ
とを特徴とする成膜装置である。
【００３５】
上記構成において、前記マスクは導電性材料からなり、前記マスクまたは前記電極のい
ずれか一方に高周波電源（周波数１３ＭＨｚ〜４０ＭＨｚ、高周波電力２０Ｗ〜２００Ｗ
）が接続されていることを特徴としている。また、前記マスクと前記電極の間隔は１ｃｍ
〜５ｃｍとすればよい。また、上記構成において、前記成膜室内にＡｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3
、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを導入するガス導入手段と、気化させた
蒸着物を排気する手段とを有している。
【００３６】
また、上記構成において、プラズマを発生させる一方の電極となる蒸着マスクは導電性
を有する材料からなり、且つ、熱によって変形しにくく（低熱膨張率を有し）、プラズマ
に耐えうる金属材料（例えば、タングステン、タンタル、クロム、ニッケルもしくはモリ
ブデンといった高融点金属もしくはこれらの元素を含む合金、ステンレス、インコネル、
ハステロイといった材料を用いることが望ましい。また、加熱される蒸着マスクを冷却す
るため、蒸着マスクに冷却媒体（冷却水、冷却ガス）を循環させる機構を備えてもよい。
【００３７】
上記プラズマ発生手段により、成膜室内にプラズマを発生させ、成膜室内壁、防着シー
ルド、または蒸着マスクに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気することによって
、クリーニングすればよい。上記構成により、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれる
ことなくクリーニングすることが可能となる。
【００３８】
また、上記構成の成膜装置を用いたクリーニング方法も本発明の一つであり、 蒸着源
を備えた成膜室内に付着した有機化合物を除去するクリーニング方法であって、 成膜室
内にプラズマを発生させて内壁、または該内壁に成膜されることを防止する付着防止手段
、またはマスクをクリーニングすることを特徴とするクリーニング方法である。
【００３９】
また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、前記マスクと、該マス
クと前記蒸着源との間に設けられた電極との間に発生させることを特徴としている。
【００４０】
また、上記クリーニング方法の構成において、前記プラズマは、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3
、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起して発生させることを特徴として
いる。
【００４１】
また、新規な成膜方法および成膜装置を提供する。
【００４２】
本発明の成膜方法は、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有
機化合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に
流し、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませることを特徴としている。
【００４３】
本発明の成膜方法は、成膜室内に配置された基板上に有機化合物を蒸着させる成膜方法
であって、前記成膜室内を１×１０-3Ｔorrよりも高真空とし、基板に対向して配置した
蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜を行う際、同時に材料ガスを前
記成膜室に導入することを特徴とする成膜方法である。
【００４４】
上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、ＳｉＦ4、
ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、またはＣ6Ｈ6から選ばれた一種ま
たは複数種であることを特徴としている。
【００４５】
また、上記成膜方法を実施するための成膜装置も本発明の１つであり、本発明の成膜装
置は、基板に対向して配置した蒸着源から有機化合物材料を蒸着させて前記基板上に成膜
を行う成膜装置であって、前記基板が配置される成膜室には、蒸着源と、該蒸着源を加熱
する手段とを有し、前記成膜室は、前記成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結され
、且つ、材料ガスを導入しうる手段とを有していることを特徴とする成膜装置である。
【００４６】
また、上記構成において、前記材料ガスは、モノシラン、ジシラン、トリシラン、Ｓｉ
Ｆ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、またはＣ6Ｈ6から選ばれた
一種または複数種であることを特徴としている。
【００４７】
また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代え
て、ＡｓＨ3、Ｂ2Ｈ2、ＢＦ4、Ｈ2Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ3）2、Ｚｎ（ＣＨ3）2、（ＣＨ3）3
Ｉｎ、Ｈ2Ｓｅ、ＢｅＨ2、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各
種ガスを用いることができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明により、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うこと
によって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
【００４９】
また、本発明により、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数回の蒸着
を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。特に、混合
領域を形成する場合、混合領域における分子間をよりフィットさせることができる。した
がって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。
【００５０】
また、本発明により、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中
に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能
となり、スループットが向上する。
【００５１】
また、本発明により、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の内壁に付着した
蒸着材料を大気解放しないで除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の成膜装置（実施の形態１）
【図２】本発明のフローを示す図。（実施の形態１）
【図３】本発明の成膜装置（実施の形態２）
【図４】本発明の成膜装置により作製される素子構造を説明する図。（実施例１）
【図５】成膜装置について説明する図。（実施例２）
【図６】成膜装置について説明する図。（実施例３）
【図７】成膜装置について説明する図。（実施例４）
【図８】発光装置について説明する図。
【図９】発光装置について説明する図。
【図１０】発光装置について説明する図。
【図１１】電気機器の一例を示す図。
【図１２】電気機器の一例を示す図。
【図１３】本発明の成膜装置（実施の形態３）
【図１４】蒸着マスクの拡大断面図を示す図である。
【図１５】成膜装置の一例（実施の形態４）
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００５４】
（実施の形態１）
本発明における成膜装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の成膜装
置における断面図の一例である。
【００５５】
蒸着法による成膜を行う際、フェイスダウン方式（デポアップ方式ともいう）
とすることが好ましく、基板１０は、被成膜面を下向きにしてセットされている。フェイ
スダウン方式とは、基板の被成膜面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式に
よればゴミの付着などを抑えることができる。
【００５６】
図１に示すように、基板１０に接して加熱手段、ここではヒータ１１が備えられている。
加熱手段によって、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃
とすることができる。また、基板１０の下方には、ホルダ１２ｂに固定されたメタルマス
ク１２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも
可能な蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃが設けられている。なお、基板に対向するように蒸着
源が設けられている。ここではホルダ１２ｂで固定した例を示したが、永久磁石を使って
基板をメタルマスクで挟むことにより固定してもよい。
【００５７】
図１では、基板１０に接してメタルマスク（蒸着マスクとも呼ぶ）１２ａを配置するた
め、基板を加熱すると、メタルマスクも同時に加熱される。基板の加熱手段とメタルマス
クとによって基板全体を加熱することができる。従って、メタルマスク（蒸着マスク）は
熱によって変形しにくく、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる金属材料を用いることが望まし
い。また、蒸着マスクは金属材料に限定されず、基板の温度（Ｔ1）に耐えうる他の材料
からなるマスク（遮光膜が表面に設けられたガラスまたは石英）を用いてもよい。なお、
ここでは、基板１０に接してメタルマスク１２ａを配置した例を示したが、特に限定され
ず、基板とメタルマスクとを離間してもよい。
【００５８】
また、メタルマスクに接して加熱手段（ヒータや電熱線）を設ける、或いはメタルマス
ク自体に加熱手段（ヒータや電熱線）を設け、メタルマスクを加熱することによって、メ
タルマスクに接する基板を加熱してもよい。メタルマスクを加熱することによって、成膜
される側の基板表面を加熱することができる。
【００５９】
ここでは、蒸着源とは、蒸着源ホルダ１６ａ〜１６ｃと、有機化合物膜を形成する有機
化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）と、有機化合物が備えられている材料室１８（１８ａ〜１
８ｃ）と、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）とで構成されている。また、有機化合物は
、成膜室に付随する専用の材料交換室（図示しない）
から導入することによって成膜室の大気開放を極力さけることが好ましい。成膜室を大気
開放することにより、内壁には水分をはじめ様々なガスが吸着し、これが真空排気をする
ことにより再度放出される。吸着したガスの放出が収まり真空度が平衡値に安定するまで
の時間は、数十〜数百時間を要する。そのために成膜室の壁をベーキング処理してその時
間を短縮させている。しかし、繰り返し大気開放することは効率的な手法ではないので、
専用の材料交換室を設けることが望ましい。
【００６０】
なお、本発明の成膜装置において、膜が均一に成膜されるように、蒸着源、または、蒸
着される基板が移動（または回転）するようにしておくと良い。図１では、蒸着される基
板が回転することが可能となっており、メタルマスク１２ａ、及びホルダ１２ｂも回転す
る例を示している。或いは、基板を固定させたまま、蒸着ホルダを基板に対してＸ方向ま
たはＹ方向に移動させて蒸着してもよい。
【００６１】
また、材料室１８（１８ａ〜１８ｃ）は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ１６
ａ〜１６ｃの空間であり、蒸着源ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生
じる抵抗（抵抗加熱））により内部の有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）がそれぞれ昇華
温度（Ｔ3、Ｔ3’、Ｔ3’’）まで加熱されると、気化して基板１０の表面へ蒸着される
。加熱手段としては、抵抗加熱型を基本とするが、クヌーセンセルを用いてもよい。なお
、基板１０の表面とは本明細書中では、基板とその上に形成された薄膜も含むこととし、
ここでは、基板上に陽極または陰極が形成されているものとする。
【００６２】
なお、シャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）は、気化した有機化合物１７（１７ａ〜１７
ｃ）の蒸着を制御する。つまり、シャッターが開いているとき、加熱により気化した有機
化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）を蒸着することができる。さらに基板１０とシャッター１
９との間に別のシャッター（例えば、蒸着源からの昇華が安定するまでの間、蒸着源を覆
っておくシャッター）を一つまたは複数設けてもよい。
【００６３】
なお、有機化合物１７（１７ａ〜１７ｃ）は、蒸着前から加熱して気化させておき、蒸
着時にシャッター１９（１９ａ〜１９ｃ）を開ければすぐに蒸着ができるようにしておく
と、成膜時間を短縮できるので望ましい。
【００６４】
また、本発明における成膜装置においては、一つの成膜室において複数の機能領域を有
する有機化合物膜を形成することが可能となっており、蒸着源もそれに応じて複数設けら
れている。それぞれの蒸着源において気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマ
スク１２ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、メタ
ルマスクの開口部は長方形、楕円形、もしくは線状でも良いし、また、これらがマトリク
ス状の配列であってもデルタ配列であっても良い。
【００６５】
また、蒸着材料の析出温度の差を利用して高純度ＥＬ材料（中温材料）より高温で析出
する不純物（高温材料）、または、低温で析出する不純物（低温材料）
を分離し、高純度ＥＬ材料のみで成膜を行ってもよい。また、本明細書中では、高純度Ｅ
Ｌ材料よりも昇華温度の高い物質（不純物）を高温材料とよび、昇華温度の低い物質（不
純物）を低温材料とよぶことにする。また、高温と低温の中間に位置する温度で昇華する
高純度ＥＬ材料を中温材料と呼ぶことにする。なお、温度毎に析出した材料を予め質量分
析（ＧＣ−ＭＳ）等の分析により調べておくことで、純粋なＥＬ材料の昇華温度を調べる
ことができる。
【００６６】
また、蒸着材料は、蒸着前に昇華精製を行ってもよい。蒸着材料の精製としてゾーン精
製法を適用しても良い。
【００６７】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１５が設けられている。この防着シールド１５を設けることにより、基板上に蒸着され
なかった有機化合物を付着させることができる。また、防着シールド１５の周囲には、電
熱線１４が接して設けられており、電熱線１４により、防着シールド１５全体を加熱する
ことができる。成膜の際、防着シールド１５の温度（Ｔ2）は、基板の温度（Ｔ1）よりも
１０℃以上高く制御することが好ましい。
【００６８】
また、成膜室１３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。真空
排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポ
ンプが備えられている。これにより成膜室の到達真空度を１０-5〜１０-6Ｐａにすること
が可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができ
る。
【００６９】
また、成膜室１３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。
装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の
不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガ
ス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に成膜装
置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれ
る酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純
物が導入されるのを防ぐことができる。
【００７０】
成膜室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで酸素や水等の不純物
の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化させたアルミニウムや
ステンレス（ＳＵＳ）等を内部壁面に用いる。これにより、成膜室内部の真空度を１０-5
〜１０-6Ｐａに維持することができる。また、気孔がきわめて少なくなるように処理され
たセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、これらは、中心線平均粗さが３ｎｍ
以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。
【００７１】
なお、図１の成膜装置では、同一の成膜室内で複数の材料室を用いて成膜が行われるこ
とから、成膜性を向上させるために、成膜に用いられる有機材料が備えられている材料室
が成膜時に基板の下の最適な位置に移動するか、若しくは基板が材料室上の最適な位置に
移動するような機能を設けても良い。
【００７２】
図１に示す成膜装置を用いれば、一つの成膜室において、成膜前に真空でアニールする
処理、成膜中に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行
うことが可能となり、スループットが向上する。また、成膜室に真空排気可能なアニール
室を連結させ、基板の搬送を真空中で行うことにより、成膜室と連結されたアニール室で
成膜前に真空でアニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行っても
よい。
【００７３】
以下に図１の成膜装置を用い、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物
層に接する陰極とを有する発光素子の作製手順の一例を図２を用いて示す。なお、図２は
、成膜室に搬入後のフローを示す図である。
【００７４】
まず、陽極が形成された基板を搬入室（図示しない）に搬入する。陽極を形成する材料
は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることが
できる。次いで搬入室（図示しない）に連結された成膜前処理室（図示しない）に搬送す
る。この成膜前処理室では、陽極表面のクリーニングや酸化処理や加熱処理などを行えば
よい。陽極表面のクリーニングとしては、真空中での紫外線照射を行い、陽極表面をクリ
ーニングする。また、酸化処理としては、１００〜１２０℃で加熱しつつ、酸素を含む雰
囲気中で紫外線を照射すればよく、陽極がＩＴＯのような酸化物である場合に有効である
。また、加熱処理としては、真空中で基板が耐えうる５０℃以上の加熱温度、好ましくは
６５〜１５０℃の加熱を行えばよく、基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上
に形成した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。特に、ＥＬ材料は、酸素や水など
の不純物により劣化を受けやすいため、蒸着前に真空中で加熱することは有効である。
【００７５】
次いで、上記前処理が終わった基板を大気にふれさせることなく、成膜室１３に搬入す
る。成膜室１３には、基板１０の被成膜面を下向きにしてセットする。
なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。
【００７６】
成膜室に連結して設けられる真空排気手段は、大気圧から１Pa程度をオイルフリーのドラ
イポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子
ポンプにより真空排気する。成膜室には水分を除去するためにクライオポンプを併設して
も良い。こうして排気手段から主に油などの有機物による汚染を防止している。内壁面は
、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。内壁からのガス
放出を低減するという目的においては成膜室の外側にはヒーターを設けてベーキング処理
を行うことが望ましい。ベーキング処理によりガス放出はかなり低減できる。さらにガス
放出による不純物汚染を防止するには、蒸着時に冷媒を用いて冷却すると良い。こうして
、１×１０-6Paまでの真空度を実現する。
【００７７】
成膜室内を真空排気する際、同時に成膜室内壁やメタルマスクや防着シールドなどに付着
した吸着水や吸着酸素を除去することも可能である。さらに、基板を搬入する前に成膜室
を加熱しておくことが好ましい。前処理で加熱した基板を徐冷させて、成膜室に搬入した
後、再び加熱することは長時間かかり、スループットの低下を招くことになる。望ましく
は、前処理で行った加熱処理で加熱した基板を冷却することなく、そのまま加熱された成
膜室に搬入及びセットする。なお、図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けら
れているため、前処理である真空中での加熱処理を成膜室で行うことも可能である。
【００７８】
ここでは、蒸着を行う前に成膜室で真空中での加熱処理（アニール）を行う。
このアニール（脱気）によって基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上に形成
した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。こうして除去された不純物を成膜室から
除去するため、真空排気を行うことが好ましく、さらに真空度を高めてもよい。
【００７９】
次いで、真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１
０-6Ｐａまで真空排気された成膜室１３で蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により
第一の有機化合物１７ａは気化されており、蒸着時にシャッター１９ａが開くことにより
基板１０の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク１２
ａに設けられた開口部（図示せず）を通って基板１０に蒸着される。なお、蒸着の際、基
板を加熱する手段により基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５
０℃とする。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）より
も低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する
。また、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定すること
で基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。
【００８０】
図１に示す装置では、基板を加熱する加熱手段が設けられ、成膜中において真空中での
加熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐
れがあるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させること
は有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成
膜を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
なお、ここでいう有機化合物とは、陽極から正孔を受け取る正孔注入性、電子移動度より
も正孔移動度の方が大きい正孔輸送性、正孔移動度よりも電子移動度の方が大きい電子輸
送性、陰極から電子を受け取る電子注入性、正孔または電子の移動を阻止しうるブロッキ
ング性、発光を呈する発光性、といった性質を有する有機化合物である。
【００８１】
こうして、有機化合物１７ａの蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる膜が、陽極上
に形成される。
【００８２】
さらに、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減するために、１×１０-4
Pa以下の圧力で加熱処理を行い、蒸着時に混入した水分などを放出させる加熱処理を行っ
ても良い。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れがあるた
め、蒸着後に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは有効であ
る。蒸着後のアニールを行う場合、大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板
を搬送して、真空中でアニールを行うことが好ましい。
【００８３】
図１に示す装置は、基板を加熱する加熱手段が設けられているため、成膜後に真空中で
の加熱処理を成膜室で行うことも可能である。蒸着の際の真空度よりもさらに高真空とし
て、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ましい。この成膜後のアニール
（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分などの不純物をさらに除
去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。
【００８４】
ここまで示した工程は、有機化合物１７ａの単層を形成する場合であり、図２（Ａ）に
示したフローに対応している。
【００８５】
以降、上記単層の形成工程を繰り返すことによって、所望の有機化合物層を積層し、最
後に陰極を積層形成する。なお、異なる蒸着材料（有機化合物や陰極の材料）を積層する
場合、別々の成膜室で行ってもよいし、全て同一の成膜室で積層してもよい。陰極の材料
は、仕事関数の小さいマグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）若しくはカルシウム（Ｃ
ａ）を含む材料を用いる。好ましくはＭｇＡｇ（ＭｇとＡｇをＭｇ：Ａｇ＝１０：１で混
合した材料）でなる電極を用いれば良い。他にも、イッテルビウム（Ｙｂ）、ＭｇＡｇＡ
ｌ電極、ＬｉＡｌ電極、また、ＬｉＦＡｌ電極が挙げられる。こうして、陽極と、該陽極
に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する発光素子を作製できる
。また、成膜前のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スループットが
向上する。また、成膜後のアニールを成膜室で行うことが可能であり、その場合、スルー
プットが向上する。
【００８６】
また、一つの成膜室に３つの蒸着源を備え、同一の成膜室で３層を積層形成する例を図
２（Ｂ）に示すフローおよび図１を用いて説明する。上述した単層を形成する手順に従っ
て、シャッター１９ａを閉じ、有機化合物１７ａからなる有機化合物層の蒸着（第１蒸着
）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられた加熱手段により内部の有機化合物１７ｂ
を昇華温度（Ｔ3’）まで加熱しておき、シャッター１９ｂを開くことによって蒸着（第
２蒸着）を開始し、有機化合物１７ａからなる有機化合物層上に有機化合物１７ｂからな
る有機化合物層を形成する。続いて、同様に、シャッター１９ｂを閉じ、有機化合物１７
ｂからなる有機化合物層の蒸着（第２蒸着）を終了させたら、予め蒸着ホルダに設けられ
た加熱手段により内部の有機化合物１７ｃを昇華温度（Ｔ3’’）まで加熱しておき、シ
ャッター１９ｃを開くことによって蒸着（第３蒸着）を開始し、有機化合物１７ｂからな
る有機化合物層上に有機化合物１７ｃからなる有機化合物層を形成する。
【００８７】
ただし、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、基板の温度（Ｔ1）は
、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源
の温度（Ｔ3、Ｔ3’、Ｔ3’’）よりも低く設定する。なお、それぞれの蒸着源の温度は
、使用する蒸着材料によって異なるため、蒸着源の温度に従ってそれぞれ基板の温度（Ｔ
1）や防着シールドの温度（Ｔ2）を適宜変更することも可能である。また、第１蒸着、第
２蒸着、または第３蒸着の際において、それぞれ真空度を適宜変更してもよい。
【００８８】
また、複数の蒸着源のシャッターを同時に開け、共蒸着することも可能である。共蒸着
とは、異なる蒸着源を加熱して同時に気化させ、成膜段階で異なる物質を混合する蒸着法
を指している。
【００８９】
また、第１蒸着、第２蒸着、または第３蒸着の際においても、真空中で基板を加熱しなが
ら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜を行うため、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。また、大気にふれることなく、真空中で基板を加熱しながら複数
回の蒸着を行うことによって、各層間での分子間をよりフィットさせることができる。
【００９０】
こうして、異なる複数の有機化合物の蒸着が終了し、有機化合物１７ａからなる層と、
有機化合物１７ｂからなる層と、有機化合物１７ｃからなる層との積層が、陽極上に形成
される。
【００９１】
次いで、単層の形成と同様に、得られた有機化合物層中の水分や酸素の不純物を低減す
るために、１×１０-4Pa以下の圧力で加熱処理（アニール）を行い、蒸着時に混入した水
分などを放出させる加熱処理を行えばよい。蒸着後のアニールを行う場合、成膜室で行っ
てもよいし、或いは大気にふれることなく、成膜室とは別の処理室に基板を搬送して、真
空中でアニールを行ってもよい。
【００９２】
ここまで示した工程が、有機化合物の積層を形成する場合であり、図２（Ｂ）
に示したフローに対応している。
【００９３】
上記工程に従い、所望の有機化合物層を積層したら、最後に陰極を積層形成する。こう
して、陽極と、該陽極に接する有機化合物層と、該有機化合物層に接する陰極とを有する
発光素子を作製できる。このように同一成膜室で積層形成する場合、基板の搬送を省略す
ることができ、さらに成膜室を真空にする時間、基板を加熱、徐冷する時間を短縮するこ
とができ、大幅にスループットが向上する。
【００９４】
また、上記に示した有機化合物層の単層または積層の形成を１回、または複数回行った
後には、クリーニングを行うことが好ましい。クリーニングは、再昇華と排気によって行
う。再昇華させるためには、成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を
加熱すればよく、加熱の方法は、ヒーター加熱、赤外光加熱もしくは紫外光加熱のいずれ
を用いてもよいし、これらを併用してもよい。また、再昇華させた蒸着材料は、ただちに
真空ポンプを用いて排気することが好ましい。また、ガス導入系からハロゲン族元素を含
むガスを流しこんで、再昇華させると同時に蒸着材料をフッ化物として排気してもよい。
【００９５】
また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図１の成膜装置は、基
板の加熱手段を加熱することによって、ホルダ、メタルマスクを加熱して、これらに付着
した有機化合物を気化させることができる。また、防着シールドを電熱線１４により加熱
することによっても防着シールドに付着した有機化合物を気化させることができる。クリ
ーニングを行うのであれば、基板の加熱手段や防着シールドの加熱手段は、有機化合物の
気化する温度まで温度制御可能とすることが望ましい。クリーニングの際、気化した有機
化合物は、排気系（真空ポンプ）などによって回収し、再度利用することもできる。
【００９６】
（実施の形態２）
ここでは、実施の形態１と異なる成膜装置を図３に示す。
【００９７】
図３に示すように、ヒーター炉３１と、クリーニング予備室２２とが成膜室３３に連結
して設けられた例を示す。
【００９８】
基板を加熱手段するためのヒーター炉３１は、外側にヒーターが設けられアニール処理
が可能となっている。このヒーター炉３１によって、基板の温度（Ｔ1）は、５０〜２０
０℃、好ましくは６５〜１５０℃とすることができる。また、このヒーター炉３１と成膜
室３３との間には図３中に点線で示したゲートまたはシャッターが設けられている。ここ
では図示しないが、ヒーター炉３１に別途、真空排気手段を設けてもよい。本実施の形態
では、蒸着前にヒーター炉３１により真空中でアニールを行った後、ゲートを開いて蒸着
を行う。
【００９９】
また、クリーニング予備室２２にはレーザ２３と光学系２４が設けられており、レーザ
から出射されたレーザー光２１が、走査手段２０によって成膜室３３の内部を照射可能に
なっている。なお、クリーニング予備室２２と成膜室３３とを区切る壁にはレーザー光２
１が通過することが可能な材料からなる窓（石英など）が設けられている。走査手段２０
としては、ガルバノミラーまたはポリゴンミラーなどを用いて走査させ、成膜室内壁また
は防着シールドに付着した蒸着物を気化させてクリーニングすればよい。
【０１００】
また、基板を配置していない状態で行うクリーニングにおいて、図３の成膜装置は、レ
ーザー光の照射によって成膜装置の内壁、および成膜装置の内部に設けられる治具を加熱
し、再昇華させる。レーザー光２１としては、連続発振またはパルス発振の固体レーザ、
或いは、連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザなどをレ
ーザ光源とするレーザー光である。前記固体レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、
ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレ
ーザ、Ｔｉ：サファイアレーザから選ばれた一種または複数種を挙げることができる。中
でも、光学系２４によって照射面における照射面積を大きくすることができる、パルス発
振のエキシマレーザ、Ａｒレーザが好ましい。
【０１０１】
また、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホルダに
固定されたメタルマスク３２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる
温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ３６が設けられている。なお、基板に対向する
ように蒸着源が設けられている。
【０１０２】
また、材料室３８は、導電性の金属材料からなる蒸着源ホルダ３６の空間であり、蒸着
ホルダに設けられた加熱手段（電圧が印加された際に生じる抵抗（抵抗加熱））により内
部の有機化合物３７が昇華温度（Ｔ3）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着さ
れる。
【０１０３】
なお、第１シャッター３９は、気化した有機化合物３７の蒸着を制御する。さらにヒー
ター炉３１と第１シャッター３９との間に第２シャッター２５が設けられている。第２シ
ャッター２５は、蒸着源からの昇華速度が安定するまでの間、蒸着源を覆っておくための
シャッターである。
【０１０４】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド３５が設けられている。また、防着シールド３５の周囲には、電熱線３４が接して設け
られており、電熱線３４により、防着シールド３５全体を加熱することができる。ただし
、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着
シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。また、防着シール
ドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定することで基板上に蒸着され
なかった有機化合物を付着させることができる。
【０１０５】
また、成膜室３３には、成膜室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。また
、成膜室３３には、成膜室内を常圧にするガス導入系と連結されている。
【０１０６】
また、図３に示す装置においても、ヒーター炉３１により成膜中において真空中での加
熱処理が行われる。蒸着時の蒸発材料には、酸素や水分などの不純物が混入している恐れ
があるため、蒸着中に真空中で加熱処理を行って膜中に含まれるガスを放出させることは
有効である。このように、真空中で基板を加熱しながら蒸着を行い、所望の膜厚まで成膜
を行うことによって、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成することができる。
【０１０７】
図３に示す成膜装置を用いれば、成膜前に真空でアニールする処理、成膜中に真空でア
ニールする処理、または、成膜後に真空でアニールする処理を行うことが可能となり、ス
ループットが向上する。
【０１０８】
また、上記レーザー光によるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし
、複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。
【０１０９】
また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。
【０１１０】
（実施の形態３）
本発明における成膜装置の構成について図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の成
膜装置における断面図の一例である。
【０１１１】
図１３に示すように、高周波電源１３００ａとコンデンサ１３００ｂを介して接続され
た蒸着マスク１３０２ａと、電極１３０２ｂとの間でプラズマ１３０１を発生させる例を
示す。
【０１１２】
図１３中、基板が設けられる箇所（図中において点線でしめした箇所）に接して、ホル
ダに固定された蒸着マスク１３０２ａが備えられており、さらにその下方には、それぞれ
異なる温度に加熱することも可能な蒸着源ホルダ１３０６が設けられている。なお、基板
に対向するようにこれらの蒸着源が設けられている。
【０１１３】
また、材料室１３０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１３０６の空間であり
、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１
３０７が昇華温度（Ｔ3）まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、
蒸着する際には、蒸着を妨げないような位置に電極１３０２ｂは移動させる。
【０１１４】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１３０５が設けられている。また、防着シールド１３０５の周囲には、電熱線１３０４
が接して設けられており、電熱線１３０４により、防着シールド１３０５全体を加熱する
ことができる。ただし、蒸着の際、基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よ
りも低く設定し、防着シールドの温度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定す
る。また、防着シールドの温度（Ｔ2）を基板の温度（Ｔ1）より１０℃以上と設定するこ
とで基板上に蒸着されなかった有機化合物を付着させることができる。
【０１１５】
また、図１４（Ａ）に蒸着マスク１３０２ａの拡大断面図を示す。蒸着マスクはメタル
マスクであるのでエッチング技術で加工する際、断面が垂直ではなくテーパー状となって
いる。また、図１４（Ｂ）に蒸着マスクの断面構造が異なる例を示す。いずれの断面構造
においても開口付近が鋭い形状となる。従って、マスクの開口付近にプラズマが発生しや
すく、最も付着物をクリーニングしたい部分、即ち、付着物が付着した場合マスク精度が
低下する開口付近をクリーニングできる。なお、エッチング技術以外でメタルマスクを作
製する方法としては、エレクトロフォーミング技術があり、この場合には断面形状がＲ形
状をなすオーバーハング形状となる。
【０１１６】
蒸着が終了した後、基板を取出し、成膜装置の内部に設けられる治具、及び成膜装置の
内壁に付着した蒸着材料を大気解放しないで除去するクリーニングを行う。このクリーニ
ングの際には、蒸着マスク１３０２ａと対向する位置に電極１３０２ｂを移動させる。さ
らに、成膜室１３０３にガスを導入する。成膜室１３０３に導入するガスとしては、Ａｒ
、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選ばれた一種または複数種のガスを用いればよい。次い
で、高周波電源１３００ａから蒸着マスク１３０２ａに高周波電界を印加してガス（Ａｒ
、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯ）を励起してプラズマ１３０１を発生させる。こうして、成
膜室１３０３内にプラズマ１３０１を発生させ、成膜室内壁、防着シールド１３０５、ま
たは蒸着マスク１３０２ａに付着した蒸着物を気化させて成膜室外に排気する。図１３に
示す成膜装置によって、メンテナンス時に成膜室内を大気にふれることなくクリーニング
することが可能となる。
【０１１７】
なお、ここでは、蒸着マスク１３０２ａと、該マスクと前記蒸着源ホルダ１３０６との
間に配置された電極１３０２ｂとの間に発生させた例を示したが、特に限定されず、プラ
ズマ発生手段を有していればよい。また、電極１３０２ｂに高周波電源を接続してもよい
し、電極１３０２ｂをメッシュ状の電極としてもよいし、シャワーヘッドのようにガスを
導入できる電極としてもよい。
【０１１８】
また、上記プラズマによるクリーニングは、１回の成膜プロセス毎に行ってもよいし、
複数回の成膜プロセスを行った後に行うことも可能である。
【０１１９】
また、本実施の形態は、実施の形態１と自由に組み合わせることが可能である。
【０１２０】
（実施の形態４）
物理的な成膜法の代表的な例として、真空下で蒸発源から蒸発材料を蒸発させて成膜す
る真空蒸着法が知られている。また、化学的な成膜法の代表的な例として、原料ガスを基
板上に供給し、気相中または基板表面での化学反応により成膜するＣＶＤ（化学蒸着）法
が知られている。
【０１２１】
本実施の形態では、成膜室で蒸発源から有機化合物材料を蒸発させて成膜する際、有機化
合物材料の粒子よりも小さい粒子、即ち原子半径の小さい材料からなるガスを微量に流し
、有機化合物膜中に原子半径の小さい材料を含ませる新規な成膜方法を提供する。
【０１２２】
原子半径の小さい材料ガスとして、具体的には、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、
トリシラン等）、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、ＳｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4
、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）から選ばれた一種または複数種を用いればよい。装置内部
に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化された
ものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製
機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を
予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことが
できる。
【０１２３】
例えば、有機材料を蒸発させて蒸着を行っている成膜室にモノシランガスを数ｓｃｃｍ
導入すると、蒸着源から蒸発して基板に向かう有機材料と一緒に成膜室内に浮遊している
ＳｉＨ4が有機膜中に取り込まれる。即ち、比較的に粒子半径の大きい有機材料分子の隙
間に原子半径の小さいＳｉＨ4をそのまま、或いはＳｉＨXで埋めることになり、有機膜中
に含ませることができる。蒸着中、蒸着源は１００℃程度には加熱するが、モノシランの
分解温度（大気圧での分解温度）
は約５５０℃であるので分解はしない。蒸発させる有機材料によってはＳｉＨ4、或いは
ＳｉＨXと反応して化合物を形成する場合もある。また、成膜室中に僅かに残っている酸
素（または水分）を捕獲してＳｉＯXを生成するため、成膜室中および膜中において有機
材料を劣化させる要因となる酸素（または水分）を減らすことができ、結果的に発光素子
の信頼性を向上させることができる。また、生成されたＳｉＯｘはそのまま膜中に含ませ
てもよい。
【０１２４】
膜中において有機材料分子の隙間があると、その隙間に酸素が入りやすく劣化が生じる
と考えられる。従って、この隙間を埋めればよいため、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4、Ｓ
ｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）を用いても発光素子
の信頼性を向上させることができる。
【０１２５】
なお、上記有機材料としては、α―ＮＰＤ（4,4'-ビス-[N-(ナフチル)-N-フェニル-ア
ミノ]ビフェニル）、ＢＣＰ（バソキュプロイン）、ＭＴＤＡＴＡ（4,4',4"-トリス(N-3-
メチルフェニル-N-フェニル-アミノ)トリフェニルアミン）、Ａｌｑ3（トリス−８−キノ
リノラトアルミニウム錯体）などを挙げることができる。
【０１２６】
本実施の形態は、図４に示す混合領域を共蒸着で形成する際、または機能領域（電子輸送
機能を有する領域）を蒸着する際に有効であり、結果的に発光素子の信頼性が向上する。
【０１２７】
成膜室の真空度は、１０-8〜１０-1、好ましくは１０-7〜１０-2Ｔｏｒｒとする。成膜室
に連結される真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ
、またはドライポンプを備える。また、成膜室の内壁に用いる材料としては、その表面を
小さくすることで酸素や水などの不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研
磨を施して鏡面化させたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）などを用いる。これにより
、成膜室内部の真空度を１０-8〜１０-1Ｔｏｒｒに維持することができる。また、気孔が
極めて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料を内部部材に用いる。なお、こ
れらは中心線平均粗さが３ｎｍ以下となる表面平滑性を有するものが好ましい。
【０１２８】
本発明における成膜装置の構成について図１５を用いて説明する。図１５は、本発明の
成膜装置における断面図の一例である。
【０１２９】
図１５中、基板１５０１に接して、ホルダにより固定された蒸着マスク１５０２ａが備
えられており、さらにその下方には、それぞれ異なる温度に加熱することも可能な蒸着源
ホルダ１５０６が設けられている。なお、基板１５０１に対向するようにこれらの蒸着源
が設けられている。
【０１３０】
また、材料室１５０８は、導電性の金属材料からなる蒸着ホルダ１５０６の空間であり
、蒸着ホルダに設けられた加熱手段（代表的には抵抗加熱法）により内部の有機化合物１
５０７が昇華温度まで加熱されると、気化して基板の表面へ蒸着される。なお、蒸着する
際には、蒸着を妨げないような位置に電極１５０２ｂは移動させる。また、有機化合物１
５０７は、それぞれ容器（代表的にはルツボや蒸着ボート等）に収納されている。
【０１３１】
また、蒸着時に材料ガスを数ｓｃｃｍ導入することで膜中に材料ガスを含ませる。膜中
には、材料ガスまたは材料ガスの主成分が０．０１atoms％〜５atoms％、好ましくは０．
１atoms％〜２atoms％程度含まれるようにする。成膜室１５０３に導入するガスとしては
、シラン系ガス（モノシラン、ジシラン、トリシラン等）、ＳｉＦ4、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4
、ＳｎＨ4、または炭化水素系ガス（ＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ2Ｈ4、Ｃ6Ｈ6等）から選ばれた一
種または複数種を用いればよい。
【０１３２】
図１５を用いて成膜された有機化合物を含む膜は、材料ガスまたは材料ガスの主成分を
含み、酸素や水分を取り込みにくい膜となるため、この有機化合物を含む膜を用いた発光
素子は信頼性が向上する。
【０１３３】
また、異なる複数の材料を蒸発させて共蒸着を行う場合、二種類の有機化合物を同時に
蒸着し、且つ、上記材料ガスを導入することにより、材料ガスまたは材料ガスの主成分を
含み、且つ、二種類の有機化合物を含む混合領域を形成することもできる。
【０１３４】
また、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機化合物を蒸着し、
且つ、上記材料ガスを導入することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混
合領域を形成することもできる。本実施の形態では、第一の有機化合物を予め抵抗加熱に
より気化させ、蒸着時に第１シャッター１５０９を開くことにより基板の方向へ飛散させ
る。これにより、図４（Ａ）に示す第一の機能領域を形成することができる。次いで、第
２シャッター１５１９も開けて蒸着を行い、混合領域を形成する。
【０１３５】
また、混合領域の形成においては、混合領域に濃度勾配をもたせてもよい。また、三重
項励起エネルギーを発光に変換できる材料をドーパントとして混合領域に添加した場合も
本発明に含めることとする。また、共蒸着を行う場合、互いの有機化合物が混ざりあうよ
うに蒸発する方向を被蒸着物の位置で交差するようにすることが望ましい。
【０１３６】
また、蒸着時に有機化合物が成膜室の内壁に付着することを防止するための防着シール
ド１５０５が設けられている。
【０１３７】
また、ヒータ等の加熱手段を備えた蒸着ホルダ１５０６は温度が高くなるため、断熱材１
５０４で覆うことが好ましい。
【０１３８】
また、有機化合物を含む膜にダメージを与えない条件範囲でプラズマを形成してもよい
。高周波電源１５００ａとコンデンサ１５００ｂを介して接続された蒸着マスク１５０２
ａと、電極１５０２ｂとの間でプラズマを発生させることも可能である。
【０１３９】
また、モノシランに加えてフォスフィンガスを導入してもよい。また、モノシランに代え
て、ＡｓＨ3、Ｂ2Ｈ2、ＢＦ4、Ｈ2Ｔｅ、Ｃｄ（ＣＨ3）2、Ｚｎ（ＣＨ3）2、（ＣＨ3）3
Ｉｎ、Ｈ2Ｓｅ、ＢｅＨ2、トリメチルガリウム、またはトリエチルガリウムで示される各
種ガスを用いることができる。
【０１４０】
また、本実施の形態は、実施の形態１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることがで
きる。
【０１４１】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行う
こととする。
【実施例１】
【０１４２】
本実施例では、有機化合物膜中に存在するエネルギー障壁を緩和してキャリアの移動性
を高めると同時に、なおかつ積層構造の機能分離と同様に各種複数の材料の機能を有する
素子を作製する例を示す。
【０１４３】
積層構造におけるエネルギー障壁の緩和に関しては、キャリア注入層の挿入という技術に
顕著に見られる。つまり、エネルギー障壁の大きい積層構造の界面において、そのエネル
ギー障壁を緩和する材料を挿入することにより、エネルギー障壁を階段状に設計すること
ができる。これにより電極からのキャリア注入性を高め、確かに駆動電圧をある程度まで
は下げることができる。しかしながら問題点は、層の数を増やすことによって、有機界面
の数は逆に増加することである。このことが、単層構造の方が駆動電圧・パワー効率のト
ップデータを保持している原因であると考えられる。逆に言えば、この点を克服すること
により、積層構造のメリット（様々な材料を組み合わせることができ、複雑な分子設計が
必要ない）を活かしつつ、なおかつ単層構造の駆動電圧・パワー効率に追いつくことがで
きる。
【０１４４】
そこで本実施例において、発光素子の陽極と陰極の間に複数の機能領域からなる有機化合
物膜が形成される場合、従来の明確な界面が存在する積層構造ではなく、第一の機能領域
と第二の機能領域との間に、第一の機能領域を構成する材料および第二の機能領域を構成
する材料の両方からなる混合領域を有する構造を形成する。
【０１４５】
このような構造を適用することで、機能領域間に存在するエネルギー障壁は従来の構造
に比較して低減され、キャリアの注入性が向上すると考えられる。すなわち機能領域間に
おけるエネルギー障壁は、混合領域を形成することにより緩和される。したがって、駆動
電圧の低減、および輝度低下の防止が可能となる。
【０１４６】
以上のことから、本実施例では第一の有機化合物が機能を発現できる領域（第一の機能
領域）と、前記第一の機能領域を構成する物質とは異なる第二の有機化合物が機能を発現
できる領域（第二の機能領域）と、を少なくとも含む発光素子、及びこれを有する発光装
置の作製において、図１に示す成膜装置を用い、前記第一の機能領域と前記第二の機能領
域との間に、前記第一の機能領域を構成する有機化合物と前記第二の機能領域を構成する
有機化合物、とからなる混合領域を作製する。
【０１４７】
図１に示す成膜装置において、一つの成膜室において複数の機能領域を有する有機化合
物膜が形成されるようになっており、蒸着源もそれに応じて複数設けられている。なお、
陽極が形成されている基板を搬入しセットする。基板は加熱手段によって加熱し、基板の
温度（Ｔ1）は、５０〜２００℃、好ましくは６５〜１５０℃とする。また、成膜の際、
基板の温度（Ｔ1）は、防着シールドの温度（Ｔ2）よりも低く設定し、防着シールドの温
度（Ｔ2）は、蒸着源の温度（Ｔ3）よりも低く設定する。
【０１４８】
はじめに、第一の材料室１８ａに備えられている、第一の有機化合物１７ａが蒸着され
る。なお、第一の有機化合物１７ａは予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャ
ッター１９ａが開くことにより基板の方向へ飛散する。これにより、図４（Ａ）に示す第
一の機能領域２１０を形成することができる。
【０１４９】
そして、第一の有機化合物１７ａを蒸着したまま、シャッター１９ｂを開け、第二の材
料室１８ｂに備えられている、第二の有機化合物１７ｂを蒸着する。なお、第二の有機化
合物も予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｂが開くことにより
基板の方向へ飛散する。ここで、第一の有機化合物１７ａと第二の有機化合物１７ｂとか
らなる第一の混合領域２１１を形成することができる。
【０１５０】
そして、しばらくしてからシャッター１９ａのみを閉じ、第二の有機化合物１７ｂを蒸
着する。これにより、第二の機能領域２１２を形成することができる。
【０１５１】
なお、本実施例では、二種類の有機化合物を同時に蒸着することにより、混合領域を形
成する方法を示したが、第一の有機化合物を蒸着した後、その蒸着雰囲気下で第二の有機
化合物を蒸着することにより、第一の機能領域と第二の機能領域との間に混合領域を形成
することもできる。
【０１５２】
次に、第二の有機化合物１７ｂを蒸着したまま、シャッター１９ｃを開け、第三の材料
室１８ｃに備えられている、第三の有機化合物１７ｃを蒸着する。なお、第三の有機化合
物１７ｃも予め抵抗加熱により気化されており、蒸着時にシャッター１９ｃが開くことに
より基板の方向へ飛散する。ここで、第二の有機化合物１７ｂと第三の有機化合物１７ｃ
とからなる第二の混合領域２１３を形成することができる。
【０１５３】
そして、しばらくしてからシャッター１９ｂのみを閉じ、第三の有機化合物１７ｃを蒸
着する。これにより、第三の機能領域２１４を形成することができる。
【０１５４】
最後に、陰極を形成することにより本発明の成膜装置により形成される発光素子が完成
する。
【０１５５】
さらに、その他の有機化合物膜としては、図４（Ｂ）に示すように、第一の有機化合物
１７ａを用いて第一の機能領域２２０を形成した後、第一の有機化合物１７ａと第二の有
機化合物１７ｂとからなる第一の混合領域２２１を形成し、さらに、第二の有機化合物１
７ｂを用いて第二の機能領域２２２を形成する。そして、第二の機能領域２２２を形成す
る途中で、一時的にシャッター１９ｃを開いて第三の有機化合物１７ｃの蒸着を同時に行
うことにより、第二の混合領域２２３を形成する。
【０１５６】
しばらくして、シャッター１９ｃを閉じることにより、再び第二の機能領域２２２を形
成する。そして、陰極を形成することにより発光素子が形成される。
【０１５７】
以上のような有機化合物膜を形成することができる図１の成膜装置は、同一の成膜室に
おいて複数の機能領域を有する有機化合物膜を形成することができるので、機能領域界面
が不純物により汚染されることなく、また、機能領域界面に混合領域を形成することがで
きる。以上により、明瞭な積層構造を示すことなく（すなわち、明確な有機界面がなく）
、かつ、複数の機能を備えた発光素子を作製することができる。
【０１５８】
また、図１の成膜装置は、成膜前、成膜中、または成膜後に真空アニールを行うことが
可能であり、成膜中に真空アニールを行うことによって、混合領域における分子間をより
フィットさせることができる。したがって、さらに駆動電圧の低減、および輝度低下の防
止が可能となる。また、成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物
層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。
【０１５９】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４
と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例２】
【０１６０】
本実施例における成膜装置の構成について図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、成膜装
置の上面図であり、図５（Ｂ）は断面図である。なお、共通の部分には、共通の符号を用
いることとする。また、本実施例においては、３つの成膜室を有するインライン方式の成
膜装置の各成膜室において、三種類の有機化合物膜（赤、緑、青）を形成する例を示す。
なお、第一の成膜室３０５、第二の成膜室３０８、第三の成膜室３１０は、図１に示す成
膜室１３に対応している。
【０１６１】
図５（Ａ）において、３００はロード室であり、該ロード室内を真空排気して減圧とし
た後、ロード室に備えられた基板は、第一の搬送室３０１に搬送される。なお、第一の搬
送室３０１では、予めホルダ３０２に固定されているメタルマスク３０３のアライメント
がホルダごと行われており、アライメントが終了したメタルマスク３０３上に蒸着前の基
板３０４が載せられる。これにより、基板３０４とメタルマスク３０３は一体となり、第
一の成膜室３０５に搬送される。また、本実施例においては、第１の搬送室３０１に真空
排気手段、および基板の加熱手段を設けて、蒸着前に真空アニールを行い、基板に含まれ
る水分を除去する。また、第１の搬送室３０１に基板の反転機構を備えてもよい。
【０１６２】
ホルダ３０２は、マスクホルダ、軸、基板ホルダ、制御機構及び補助ピンなどで構成さ
れている。なお、マスクホルダ上の突起に合わせてメタルマスク３０３が固定され、メタ
ルマスク３０３上に基板３０４が載せられている。なお、メタルマスク３０３上の基板３
０４は、補助ピンにより固定されている。
【０１６３】
メタルマスク３０３のアライメントが終了したところで、Ｚ軸方向に軸を移動させてメ
タルマスク３０３を再び移動させ、補助ピンでメタルマスク３０３と基板３０４を固定さ
せることにより、メタルマスク３０３のアライメントおよびメタルマスク３０３と基板３
０４の位置合わせを完了させることができる。なお、ここではピンアライメント方式によ
る位置合わせの場合を示したが、CCDカメラを使用したCCDアライメント方式による位置合
わせを行ってもよい。
【０１６４】
また、第１の搬送室３０１から第一の成膜室３０５に基板を搬送する際、大気にふれる
ことなく、真空度を維持することが好ましい。従って、基板を搬送する前に予め第一の成
膜室３０５を真空排気手段によって、第１の搬送室３０１と同程度の真空度とする。
【０１６５】
図５における、第一の成膜室３０５には、複数の蒸着源３０６が設けられている。なお
、蒸着源３０６は、有機化合物を備えておく材料室（図示せず）と材料室において気化し
た有機化合物が材料室の外に飛散するのを開閉により制御するシャッター（図示せず）に
より構成されている。また、第一の成膜室３０５には、基板の加熱手段が設けられている
。また、ここでは図示しないが、基板の加熱手段とメタルマスク３０３（基板も含む）の
アライメントを行う機構も有している。
【０１６６】
また、第一の成膜室３０５に備えられている複数の蒸着源３０６には、発光素子の有機
化合物膜を構成する複数の異なった機能を有する有機化合物がそれぞれ備えられている。
【０１６７】
第一の成膜室３０５では、これらの蒸着源に備えられている有機化合物を実施の形態１
または実施例１で説明した方法により順番に蒸着することで複数の機能領域を有する第一
の有機化合物膜（ここでは、赤）が形成される。なお、蒸着の際、得られる薄膜の基板面
内における均一性を向上させるため、基板３０４を回転させながら成膜を行う。
【０１６８】
次に、基板３０４は、第二の搬送室３０７へ搬送される。また、第一の成膜室３０５か
ら第ニの搬送室３０７に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持するこ
とが好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第二の搬送室３０
７において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第二の有機化合物膜を
成膜する位置に合うように移動させメタルマスク３０３のアライメントを行ってもよい。
そして、アライメント終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。
また、異なるパターンのメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意し
ておいて、第ニの搬送室または第二の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。
【０１６９】
そして、基板３０４を第二の成膜室３０８へ搬送する。また、第ニの搬送室３０７から
第二の成膜室３０８に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。第二の成膜室にも同様に複数の蒸着源と、基板の加熱手段とが備えられてお
り、第一の成膜室３０５と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、
複数の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜（ここでは、緑）が形成される。
【０１７０】
さらに、基板３０４を第三の搬送室３０９へ搬送する。また、第二の成膜室３０８から
第三の搬送室３０９に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。同じ開口パターンのメタルマスク３０３を用いる場合、第三の搬送室３０９
において、基板３０４とメタルマスク３０３を一度離してから、第三の有機化合物膜を成
膜する位置に合うようにメタルマスク３０３のアライメントを行えばよい。アライメント
終了後に再び基板３０４とメタルマスク３０３を重ねて固定する。また、異なるパターン
のメタルマスクを使用する場合には、予め、新たなマスクを用意しておいて、第三の搬送
室または第三の成膜室で基板とのアライメントを行えばよい。
【０１７１】
そして、基板３０４を第三の成膜室３１０へ搬送する。また、第三の搬送室３０９から
第三の成膜室３１０に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持すること
が好ましい。第三の成膜室にも同様に複数の蒸着源、基板の加熱手段とが備えられており
、他の成膜室と同様に複数の有機化合物を順番に用いて蒸着することにより、複数の機能
を有する領域からなる第三の有機化合物膜（ここでは、青）が形成される。
【０１７２】
そして、基板３０４をアニール室３１２へ搬送する。また、第三の成膜室３１０からア
ニール室３１２に基板を搬送する際、大気にふれることなく、真空度を維持することが好
ましい。アニール室３１２に基板を搬送した後、真空中でアニールを行う。蒸着の際の真
空度よりもさらに高真空として、蒸着後、１００〜２００℃のアニールを行うことが好ま
しい。このアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物層中の酸素や水分など
の不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を形成する。また、アニ
ール室３１２に基板の反転機構を備えてもよい。
【０１７３】
最後に、基板３０４は、アンロード室３１１に搬送され、不活性ガスを導入して常圧に
戻した後、成膜装置の外部に取り出される。
【０１７４】
また、アニール室３１２で不活性ガスを導入して常圧に戻した後、アニールを行ってもよ
い。アニール室３１２で真空でアニールを行った後、アニール室３１２に不活性ガスを導
入することによって常圧に戻してもよい。
【０１７５】
このように、異なる有機化合物膜を形成するたびに搬送室（或いは成膜室）においてメ
タルマスク３０３のアライメントを行うことにより、同一装置内で、真空度を保ったまま
、複数の有機化合物膜を形成することができる。このように、一つの有機化合物膜を形成
する機能領域は同一の成膜室において成膜されるため、機能領域の間における不純物汚染
を避けることができる。さらに本成膜装置において、異なる機能領域の間に混合領域を形
成することが可能であるため、明瞭な積層構造を示すことなく複数の機能を有する発光素
子を作製することができる。
【０１７６】
なお、本実施例においては、有機化合物膜の形成までを行う装置について示したが、本
発明の成膜装置はこの構成に限られることはなく、有機化合物膜上に形成される陰極を形
成する成膜室や、発光素子を封止することが可能である処理室が設けられる構成であって
も良い。また、赤、緑、青色の発光を示す有機化合物膜が成膜される順番は、どのような
順番であっても良い。
【０１７７】
さらに、本実施例において示した、搬送室および成膜室をクリーニングするための手段
を設けても良い。なお、図３に示すようなクリーニング予備室２２を設けることができる
。
【０１７８】
また、各搬送室および各成膜室に使用済みの蒸着マスクや使用前の蒸着マスクをストッ
クしておくためのマスク予備室を設けてもよい。
【０１７９】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４または
実施例１と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【０１８０】
実施例２においては、有機化合物膜の形成までを行う装置の一例を示したが、本実施例
では、封止までを行う装置をインライン方式とした場合について図６を用いて説明する。
【０１８１】
図６において５０１はロード室であり、基板の搬送はここから行われる。なお、本実施
例において基板とは、基板上に発光素子の陽極もしくは陰極まで（本実施例では陽極まで
）形成されたもののことをいう。また、ロード室５０１には排気系５００aが備えられ、
排気系５００aは第１バルブ５１、ターボ分子ポンプ５２、第２バルブ５３、第３バルブ
５４及びドライポンプ５５を含んだ構成からなっている。
【０１８２】
また、本実施例において、ゲートで遮断されたロード室、搬送室、成膜室、封止室及び
アンロード室等の各処理室の内部に用いる材料としては、その表面積を小さくすることで
酸素や水等の不純物の吸着性を小さくすることができるので、電解研磨を施して鏡面化さ
せたアルミニウムやステンレス（ＳＵＳ）等の材料を内部壁面に用い、また、気孔がきわ
めて少なくなるように処理されたセラミックス等の材料からなる内部部材を用いる。なお
、これらの材料は中心平均粗さが３０Å以下となるような表面平滑性を有する。
【０１８３】
第１バルブ５１は、ゲート弁を有するメインバルブであるが、コンダクタンスバルブを
兼ねてバタフライバルブを用いる場合もある。第２バルブ５３および第３バルブ５４はフ
ォアバルブであり、まず第２バルブ５３を開けてドライポンプ５５によりロード室５０１
を粗く減圧し、次に第１バルブ５１及び第３バルブ５４を空けてターボ分子ポンプ５２で
ロード室５０１を高真空まで減圧する。なお、ターボ分子ポンプの代わりにメカニカルブ
ースターポンプを用いても良いし、メカニカルブースターポンプで真空度を高めてからタ
ーボ分子ポンプを用いても良い。
【０１８４】
次に、５０２で示されるのは搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、搬送室５０２に基板の反転機構を備えてもよい。
なお、ここでのアライメントの方法については、図５で説明した方法で行えばよい。また
、成膜室５０３でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ａ）５０２は排気系５０
０bを備えている。また、ロード室５０１とは図示しないゲートで密閉遮断されている。
【０１８５】
さらに、搬送室（Ａ）５０２は、クリーニング予備室５１３ａを設けており、搬送室（
Ａ）５０２でのクリーニングが可能である。なお、搬送室（Ａ）５０２に予め使用済みの
メタルマスクを備えておくことにより、メタルマスクのクリーニングを行うことができる
。
【０１８６】
次に、５０３は蒸着法により第一の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ａ）と呼ぶ。成膜室（Ａ）５０３は排気系５００cを備えている。
また、搬送室（Ａ）５０２とは図示しないゲートで密閉遮断されている。
【０１８７】
また、成膜室（Ａ）５０３は、搬送室（Ａ）５０２と同様にクリーニング予備室５１３
ｂを設けている。
【０１８８】
本実施例では成膜室（Ａ）５０３として図１に示した構造の成膜室を設け、赤色の発光
を示す第一の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物
を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と、発光性を有
する有機化合物のホストとなる正孔輸送性の有機化合物を備えた第三の蒸着源と、発光性
を有する有機化合物を備えた第四の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備え
た第五の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第六の蒸着源が備えられている。
【０１８９】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、銅
フタロシアニン（以下、Ｃｕ−Ｐｃと示す）、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化
合物として、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェ
ニル（以下、α−ＮＰＤと示す）、第三の蒸着源に備えるホストとなる有機化合物（以下
、ホスト材料という）として、４，４’−ジカルバゾール−ビフェニル（以下、ＣＢＰと
示す）、第四の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、２，３，７，８，１２，１３
，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金（以下、ＰｔＯＥＰ
と示す）、第五の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、バソキュプロイン
（以下、ＢＣＰと示す）、第六の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、トリス
（８−キノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ3と示す）を用いる。
【０１９０】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔
輸送性、発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成する
ことができる。
【０１９１】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と正
孔輸送性領域との界面、正孔輸送性領域と発光性領域を含む電子輸送性領域の界面にそれ
ぞれ混合領域を形成している。
【０１９２】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１５ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領
域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰ
Ｄ、ＣＢＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成した
後、ＣＢＰを２５〜４０ｎｍの膜厚で成膜して、第三の機能領域を形成するが、第三の機
能領域形成時にＣＢＰとＰｔＯＥＰとを同時に蒸着することにより、第三の機能領域全体
、若しくは一部に第三の混合領域を形成する。なお、ここでは、第三の混合領域が発光性
を有する。さらに、ＣＢＰとＢＣＰを５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着することにより第
四の混合領域を形成する。また、ＢＣＰを８ｎｍの膜厚で成膜することにより、第四の機
能領域を形成する。さらに、ＢＣＰとＡｌｑ3を５〜１０ｎｍの膜厚で同時に蒸着するこ
とにより第五の混合領域を形成する。最後にＡｌｑ3を２５ｎｍの膜厚で形成することに
より、第五の機能領域を形成することができ、以上により、第一の有機化合物膜を形成す
る。
【０１９３】
なお、ここでは第一の有機化合物膜として、６種類の機能の異なる有機化合物を６つの
蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説
明したが、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。また、一つの蒸着
源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であっても良い。例え
ば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の他に、ドーパント
となりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これらの複数の機能を有
し、赤色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良
い。
【０１９４】
なお、蒸着源は、マイクロコンピュータによりその成膜速度を制御できるようにしてお
くと良い。また、これにより、同時に複数の有機化合物を成膜する際の混合比率を制御す
ることができるようにしておくとよい。
【０１９５】
次に、５０６で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、成膜室５０７でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｂ）５０６は排気系
５００ｄを備えている。また、成膜室（Ａ）５０３とは図示しないゲートで密閉遮断され
ている。さらにアライメント室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断された
クリーニング予備室５１３ｃを備えている。
【０１９６】
次に、５０７は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）５０７は排気系５００ｅを備えている。
また、搬送室（Ｂ）５０６とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（
Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｄを備
えている。
【０１９７】
本実施例では成膜室（Ｂ）５０７として図１に示した構造の成膜室を設け、緑色の発光
を示す第二の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物
を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と第三の蒸着源
、正孔輸送性のホスト材料を備えた第四の蒸着源と、発光性の有機化合物を備えた第五の
蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第六の蒸着源と、電子輸送性の有
機化合物を備えた第七の蒸着源が備えられている。
【０１９８】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃ
ｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、ＭＴＤＡＴＡ、第三の
蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第四の蒸着源に備える正孔
輸送性のホスト材料としてＣＢＰ、第五の蒸着源に備える発光性の有機化合物としてトリ
ス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）、第六の蒸着源に備えるブ
ロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第七の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合
物として、Ａｌｑ3を用いる。
【０１９９】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光
性、ブロッキング性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる第二の有機化合物膜
を形成することができる。
【０２００】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔輸送性領域とブ
ロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域と電子輸送性領域の界面にそれぞれ混合
領域を形成している。
【０２０１】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを１０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−ＰｃとＭＴＤＡＴＡとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合
領域を形成し、ＭＴＤＡＴＡを２０ｎｍの膜厚に成膜して、第二の機能領域を形成し、Ｍ
ＴＤＡＴＡとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合
領域を形成し、α−ＮＰＤを１０ｎｍの膜厚に成膜して、第三の機能領域を形成し、α−
ＮＰＤとＣＢＰとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形
成し、ＣＢＰを２０〜４０ｎｍの膜厚に成膜して、第四の機能領域を形成し、第四の機能
領域を形成する際にその一部または全体に（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）を同時に蒸着することに
より第四の混合領域を形成し、ＣＢＰとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍ
の膜厚で第五の混合領域を形成し、ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第五の機能領域を
形成し、ＢＣＰとＡｌｑ3を同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第六の混合
領域を形成し、最後にＡｌｑ3を４０ｎｍの膜厚で形成することにより、第六の機能領域
を形成し、第二の有機化合物膜を形成する。
【０２０２】
なお、ここでは第二の有機化合物膜として、機能の異なる有機化合物を７つの蒸着源に
それぞれ備えておき、これらを蒸着して有機化合物膜を形成する場合について説明したが
、本実施例は、これに限られることはなく複数であればよい。
なお、これらの複数の機能を有し、緑色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物と
しては公知の材料を用いれば良い。
【０２０３】
次に、５０８で示されるのも搬送室である。ここでは、次に搬送される成膜室での成膜
のためにメタルマスクのアライメントとメタルマスク上への基板の配置を行ってもよい。
また、成膜室５０９でアライメントを行ってもよい。なお、搬送室（Ｃ）５０８は排気系
５００ｆを備えている。また、成膜室（Ｂ）５０７とは図示しないゲートで密閉遮断され
ている。さらに搬送室（Ａ）５０２と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニ
ング予備室５１３ｅを備えている。
【０２０４】
次に、５０９は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）５０９は排気系５００ｇを備えている。
また、搬送室（Ｃ）５０８とは図示しないゲートで密閉遮断されている。さらに成膜室（
Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断されたクリーニング予備室５１３ｆを備
えている。
【０２０５】
本実施例では成膜室（Ｃ）５０９として図１に示した構造の成膜室を設け、青色発光を
示す第三の有機化合物膜を成膜する。また、蒸着源としては、正孔注入性の有機化合物を
備えた第一の蒸着源と、発光性を有する有機化合物を備えた第二の蒸着源と、ブロッキン
グ性を有する有機化合物を備えた第三の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第四
の蒸着源が備えられている。
【０２０６】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Ｃ
ｕ−Ｐｃ、第二の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、α−ＮＰＤ、第三の蒸着源
に備えるブロッキング性の有機化合物として、ＢＣＰ、第四の蒸着源に備える電子輸送性
の有機化合物として、Ａｌｑ3を用いる。
【０２０７】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光
性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる第三の有機化合物膜を
形成することができる。
【０２０８】
また、本実施例においては、異なる機能領域の界面には、両方の機能領域を形成する有
機化合物を同時に蒸着することにより混合領域を形成する。つまり、正孔注入性領域と発
光性領域の界面、および発光性領域とブロッキング性領域との界面、ブロッキング性領域
と電子輸送性領域との界面、にそれぞれ混合領域を形成している。
【０２０９】
具体的には、Ｃｕ−Ｐｃを２０ｎｍの膜厚に成膜して第一の機能領域を形成した後、Ｃ
ｕ−Ｐｃとα−ＮＰＤとを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第一の混合領
域を形成し、α−ＮＰＤを４０ｎｍの膜厚で成膜して第二の機能領域を形成し、α−ＮＰ
ＤとＢＣＰを同時に蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第二の混合領域を形成し、
ＢＣＰを１０ｎｍの膜厚に成膜して第三の機能領域を形成し、ＢＣＰとＡｌｑ3を同時に
蒸着することにより５〜１０ｎｍの膜厚で第三の混合領域を形成し、最後にＡｌｑ3を４
０ｎｍの膜厚で形成することにより、第三の有機化合物膜を形成する。
【０２１０】
なお、ここでは第三の有機化合物膜として、４種類の機能の異なる有機化合物を４つの
蒸着源にそれぞれ備えておき、これらを順に蒸着して有機化合物膜を形成する場合につい
て説明したが、これに限られることはなく複数であればよい。
また、一つの蒸着源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であ
っても良い。例えば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の
他に、ドーパントとなりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これら
の複数の機能を有し、青色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の
材料を用いれば良い。
【０２１１】
また、本実施例においては、第一の成膜室である成膜室（Ａ）５０３において、赤色の
発光を示す有機化合物膜を形成し、第二の成膜室である成膜室（Ｂ）５０７において、緑
色の発光を示す有機化合物膜を形成し、第三の成膜室である成膜室（Ｃ）５０９において
、青色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合について説明したが、形成される順番は
これに限られることはなく、成膜室（Ａ）５０３、成膜室（Ｂ）５０７、成膜室（Ｃ）５
０９において、赤色の発光を示す有機化合物膜、緑色の発光を示す有機化合物膜、青色の
発光を示す有機化合物膜のいずれかが形成されればよい。さらに、もう一つ成膜室を設け
て白色発光を示す有機化合物膜を形成されるようにしても良い。
【０２１２】
また、ここでアニール炉を設けて、これらの有機化合物の成膜が終了した後に真空でア
ニールしてもよい。この成膜後のアニール（脱気）によって基板上に形成した有機化合物
層中の酸素や水分などの不純物をさらに除去し、高密度、且つ、高純度な有機化合物層を
形成することができる。
【０２１３】
次に、５１０は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では陰
極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）５
１０は排気系５００ｈを備えている。また、成膜室（Ｃ）５０９とは図示しないゲートで
密閉遮断されている。さらに成膜室（Ａ）５０３と同様に図示しないゲートで密閉遮断さ
れたクリーニング予備室５１３ｇを備えている。
【０２１４】
本実施例では成膜室（Ｄ）５１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。従っ
て成膜室（Ｄ）５１０の詳細な動作に関しては、図１の説明を参照すれば良い。
【０２１５】
本実施例では、成膜室（Ｄ）５１０において、発光素子の陰極となる導電膜としてＡｌ
−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、周期表の１族も
しくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である。
【０２１６】
さらに、ここでＣＶＤ室を設けて、窒化珪素膜、酸化珪素膜及びＤＬＣ膜等の絶縁膜を
発光素子の保護膜（パッシベーション膜）として形成させてもよい。なお、ＣＶＤ室を設
ける場合には、ＣＶＤ室で用いる材料ガスを予め高純度化するためのガス精製機を設けて
おくと良い。
【０２１７】
次に、５１１は封止室であり、排気系５００ｉを備えている。また、成膜室（Ｄ）５１
０とは図示しないゲートで密閉遮断されている。封止室５１１では、最終的に発光素子を
密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分
から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しく
は紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０２１８】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール材
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を設けることも有効で
ある。
【０２１９】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０２２０】
図６に示した成膜装置では、封止室５１１の内部に紫外光を照射するための機構（以下
、紫外光照射機構という）が設けられており、この紫外光照射機構から発した紫外光によ
って紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。
【０２２１】
最後に、５１２はアンロード室であり、排気系５００ｊを備えている。発光素子が形成
された基板はここから取り出される。
【０２２２】
以上のように、図６（または図１）に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を
密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製すること
が可能となる。
【０２２３】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、実施
例１、または実施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０２２４】
本発明の成膜装置について図７を用いて説明する。図７において、７０１は搬送室であり
、搬送室７０１には搬送機構（Ａ）７０２が備えられ、基板７０３の搬送が行われる。搬
送室７０１は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲートによって連結されている。各
処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構（Ａ）７０２によって行われ
る。また、搬送室７０１を減圧するには、ドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、
ターボ分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプなどの排気ポンプを用いること
が可能であるが、より高純度に高真空状態を得るためには磁気浮上型のターボ分子ポンプ
が好ましい。
【０２２５】
以下に、各処理室についての説明を行う。なお、搬送室７０１は減圧雰囲気となるので
、搬送室７０１に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ（図示せず）が備えられ
ている。排気ポンプとしては上述のドライポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ
分子ポンプ（磁気浮上型）もしくはクライオポンプが用いられるが、ここでも磁気浮上型
のターボ分子ポンプが好ましい。
【０２２６】
まず、７０４は基板のセッティング（設置）を行うロード室である。ロード室７０４は
ゲート７００aにより搬送室７０１と連結され、ここに基板７０３をセットしたキャリア
（図示せず）が配置される。なお、ロード室７０４は、素子形成まで終了した基板を封止
室への搬送室の役割も兼ねる。なお、ロード室７０４は基板搬入用と基板搬送用とで部屋
が区別されていても良い。また、ロード室７０４は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガス
または希ガスを導入するためのパージラインを備えている。なお、排気ポンプとしては、
ターボ分子ポンプが望ましい。さらに、このパージラインには、ガス精製機が備えられて
おり、装置内に導入されるガスの不純物（酸素や水）が予め除去されるようになっている
。
【０２２７】
なお、本実施例では基板７０３として、発光素子の陽極となる透明導電膜まで形成した
基板を用いる。本実施例では基板７０３を、被成膜面を下向きにしてキャリアにセットす
る。
【０２２８】
次に、７０５で示されるのはメタルマスクのアライメント及び発光素子の陽極もしくは
陰極（本実施例では陽極）まで形成された基板とメタルマスクの位置合わせを行うアライ
メント室であり、アライメント室７０５はゲート７００bにより搬送室７０１と連結され
る。なお、異なる有機化合物膜を形成するたびにアライメント室においてメタルマスクの
アライメント及び基板とメタルマスクの位置合わせが行われる。また、アライメント室７
０５には、イメージセンサーとして知られているＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備え
ておくことにより、メタルマスクを用いて成膜を行う際に基板とメタルマスクの位置合わ
せを精度良く行うことを可能にする。
【０２２９】
さらに、アライメント室７０５には、クリーニング予備室７２２ａが連結されている。
クリーニング予備室７２２ａの構成は、図３及び実施の形態２に示すとおりである。また
、反応性ガスを用いてクリーニングを行ってもよい。また、クリーニング予備室を設けず
、実施の形態３に示したように成膜室内にガス（Ａｒ、Ｈ、Ｆ、ＮＦ3、またはＯから選
ばれた一種または複数種のガス）を導入して、成膜室内でプラズマを発生させてドライク
リーニングを行っても良いし、Ａｒガス等を導入してスパッタ法による物理的なクリーニ
ングを行っても良い。
【０２３０】
反応性ガスを用いてクリーニングを行う場合、μ波を発生させるμ波発振器を有し、こ
こで発生したμ波は導波管を通ってプラズマ放電管に送られる。なお、ここで用いるμ波
発振器からは、約２．４５ＧＨｚのμ波が放射される。また、プラズマ放電管には、ガス
導入管から反応性ガスが供給される。なお、反応性ガスとして、ＮＦ3、ＣＦ4、またはＣ
ｌＦ3などを用いれば良い。そして、プラズマ放電管において反応性ガスがμ波により分
解されてラジカルが発生する。このラジカルは、ガス導入管を通り、ゲートを介して連結
されたアライメント室７０５に導入される。そして、アライメント室７０５には、有機化
合物膜が付着したメタルマスクを備えておく。そして、クリーニング予備室７２２ａとア
ライメント室７０５の間に設けられているゲートを開くことにより、アライメント室７０
５にラジカルを導入することができる。これにより、メタルマスクのクリーニングを行う
ことができる。
【０２３１】
次に、７０６は蒸着法により有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ａ
）と呼ぶ。成膜室（Ａ）７０６はゲート７００cを介して搬送室７０１に連結される。本
実施例では成膜室（Ａ）７０６として図１に示した構造の成膜室を設けている。
【０２３２】
本実施例では、成膜室（Ａ）７０６内の成膜部７０７において、赤色に発光する第一の
有機化合物膜を成膜する。
【０２３３】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔輸送性、
発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することがで
きる。
【０２３４】
また、成膜室（Ａ）７０６はゲート７００ｇを介して材料交換室７１４に連結される。
なお、材料交換室７１４には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている
。予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える
温度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１４には、内部を減圧状
態にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を追加また
は交換して加熱処理した後、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態に
なったところでゲート７００ｇを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることが
できるようになっている。なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に
備えられる。
【０２３５】
なお、成膜室（Ａ）７０６内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載し
た図１の説明や、実施例１を参照すれば良い。
【０２３６】
なお、成膜室（Ａ）７０６にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２
２ｂがゲート（図示せず）を介して連結されている。なお、具体的な構成は、クリーニン
グ予備室７２２ａと同様であり、成膜室（Ａ）７０６内部に付着した有機化合物等を除去
することができる。
【０２３７】
次に、７０８は蒸着法により第二の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｂ）と呼ぶ。成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００dを介して搬送室７０１に連結され
る。本実施例では成膜室（Ｂ）７０８として図１に示した構造の成膜室を設けている。本
実施例では、成膜室（Ｂ）７０８内の成膜部７０９において、緑色に発光する有機化合物
膜を成膜する。
【０２３８】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光性、ブロ
ッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することが
できる。
【０２３９】
また、成膜室（Ｂ）７０８はゲート７００ｈを介して材料交換室７１５に連結される。な
お、材料交換室７１５には、交換した有機化合物を加熱するヒーターが設けられている。
予め有機化合物を加熱することで水等の不純物を除去することができる。この時加える温
度は２００℃以下であることが望ましい。また、材料交換室７１５には、内部を減圧状態
にすることができる排気ポンプが備えられているので、外部から有機化合物を導入した後
、内部を減圧状態にする。そして、成膜室内と同じ圧力状態になったところでゲート７０
０ｈを開け、成膜室内部の蒸発源に有機化合物を備えることができるようになっている。
なお、有機化合物は、搬送機構などにより成膜室内の蒸発源に備えられる。
【０２４０】
なお、成膜室（Ｂ）７０８内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の
図１の説明や実施例１を参照すれば良い。なお、成膜室（Ｂ）７０８にもアライメント室
７０５と同様にクリーニング予備室７２２ｃがゲート（図示せず）を介して連結されてい
る。
【０２４１】
次に、７１０は蒸着法により第三の有機化合物膜を成膜するための成膜室であり、成膜
室（Ｃ）と呼ぶ。成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００eを介して搬送室７０１に連結され
る。本実施例では成膜室（Ｃ）７１０として図１に示した構造の成膜室を設けている。本
実施例では、成膜室（Ｃ）７１０内の成膜部７１１において、青色に発光する有機化合物
膜を成膜する。
【０２４２】
なお、有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光性、ブロ
ッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することが
できる。
【０２４３】
また、成膜室（Ｃ）７１０はゲート７００ｉを介して材料交換室７１６に連結される。
【０２４４】
なお、成膜室（Ｃ）７１０内における成膜プロセスに関しては、実施の形態１に記載の
図１の説明や実施例１を参照すれば良い。
【０２４５】
なお、成膜室（Ｃ）７１０にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２
２ｄがゲート（図示せず）を介して連結されている。
【０２４６】
次に、７１２は蒸着法により発光素子の陽極もしくは陰極となる導電膜（本実施例では
陰極となる金属膜）を成膜するための成膜室であり、成膜室（Ｄ）と呼ぶ。成膜室（Ｄ）
７１２はゲート７００fを介して搬送室７０１に連結される。
本実施例では、成膜室（Ｄ）７１２内の成膜部７１３において、発光素子の陰極となる導
電膜としてＡｌ−Ｌｉ合金膜（アルミニウムとリチウムとの合金膜）を成膜する。なお、
周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着することも可能である
。
【０２４７】
また、成膜室（Ｄ）７１２はゲート７００ｊを介して材料交換室７１７に連結される。
なお、材料交換室７１７には、交換した導電材料を加熱するヒーターが設けられている。
なお、成膜室（Ｄ）７１２にもアライメント室７０５と同様にクリーニング予備室７２２
ｅがゲート（図示せず）を介して連結されている。
【０２４８】
また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ
）７１２には、各成膜室内を加熱する機構を備えておく。これにより、成膜室内の不純物
の一部を除去することができる。
【０２４９】
また、成膜室（Ａ）７０６、成膜室（Ｂ）７０８、成膜室（Ｃ）７１０及び成膜室（Ｄ
）７１２は、排気ポンプにより減圧される。なお、この時の到達真空度は１０-6Ｐａ以上
であることが望ましく、例えば、排気速度が１００００ｌ／ｓ（Ｈ2Ｏ）のクライオポン
プを用いて、成膜室内部の表面積を１０ｍ2とし、成膜室内部をアルミニウムで形成した
ときの成膜室内部のリーク量は、２０時間で４．１×１０-7Ｐａ・ｍ3・ｓ-1以下になる
ようにしなければならない。
【０２５０】
次に、７１８は封止室（封入室またはグローブボックスともいう）であり、ゲート７０
０ｋを介してロード室７０４に連結されている。封止室７１８では、最終的に発光素子を
密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成された発光素子を酸素や水分
から保護するための処理であり、カバー材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂若しく
は紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
【０２５１】
カバー材としては、ガラス、セラミックス、プラスチックもしくは金属を用いることが
できるが、カバー材側に光を放射させる場合は透光性でなければならない。また、カバー
材と上記発光素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性樹脂等のシール剤
を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間
を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウムに代表される吸湿剤を設けることも有効で
ある。
【０２５２】
また、カバー材と発光素子の形成された基板との空間を熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬
化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化性樹
脂の中に酸化バリウムに代表される吸湿材を添加しておくことは有効である。
【０２５３】
図７に示した成膜装置では、封止室７１８の内部に紫外光を照射するための機構（以下、
紫外光照射機構という）７１９が設けられており、この紫外光照射機構７１９から発した
紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。また、封止室７１８の
内部は排気ポンプを取り付けることで減圧にすることも可能である。上記封入工程をロボ
ット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分の混入を防ぐことがで
きる。なお、具体的には、酸素や水の濃度は０．３ｐｐｍ以下にすることが望ましい。ま
た、逆に封止室７１８の内部を与圧とすることも可能である。この場合、高純度な窒素ガ
スや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵入することを防ぐ。
【０２５４】
次に、封止室７１８には受渡室（パスボックス）７２０が連結される。受渡室７２０に
は搬送機構（Ｂ）７２１が設けられ、封止室７１８で発光素子の封入が完了した基板を受
渡室７２０へと搬送する。受渡室７２０も排気ポンプを取り付けることで減圧とすること
が可能である。この受渡室７２０は封止室７１８を直接外気に晒さないようにするための
設備であり、ここから基板を取り出す。その他、封止室において用いる部材を供給する部
材供給室（図示せず）を設けることも可能である。
【０２５５】
なお、本実施例において図示しなかったが、発光素子の形成後に窒化珪素や酸化珪素等
の珪素を含む化合物やこれらの化合物の上に炭素を含むＤＬＣ（Diamond Like Carbon）
膜を積層させた絶縁膜を発光素子上に形成させても良い。なお、ＤＬＣ（Diamond Like C
arbon）膜とは、ダイヤモンド結合（sp3結合）とグラファイト結合（SP2結合）が混在し
た非晶質膜である。またこの場合には、自己バイアスを印加することでプラズマを発生さ
せ、原料ガスのプラズマ放電分解により薄膜を形成させるＣＶＤ(chemical vapor deposi
tion)装置を備えた成膜室を設ければよい。
【０２５６】
以上のように、図７に示した成膜装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入
するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。
【０２５７】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１、または実
施例２と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
【０２５８】
本実施例では、本発明の成膜装置を用いて作製した発光装置について説明する。
図８は、アクティブマトリクス型発光装置の断面図である。なお、能動素子としてここで
は薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）を用いているが、ＭＯＳトランジスタを
用いてもよい。
【０２５９】
また、ＴＦＴとしてトップゲート型ＴＦＴ（具体的にはプレーナ型ＴＦＴ）を例示する
が、ボトムゲート型ＴＦＴ（典型的には逆スタガ型ＴＦＴ）を用いることもできる。
【０２６０】
本実施例では、基板８００としてバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ
酸ガラスなどのガラスからなる基板、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いればよい。また、本実施例の処理温度に耐え
うる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いても良い。
【０２６１】
まず、厚さ０．７ｍｍの耐熱性ガラス基板（基板８００）上にプラズマＣＶＤ法により
下地絶縁膜の下層８０１として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガスＳｉＨ
4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％
、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を５０nm（好ましくは１０〜２００nm）形成する。次いで、
表面をオゾン水で洗浄した後、表面の酸化膜を希フッ酸（１／１００希釈）で除去する。
次いで、下地絶縁膜の上層８０２として、プラズマＣＶＤ法で成膜温度４００℃、原料ガ
スＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％
、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１００ｎｍ（好ましくは５０〜２００nm）の厚さに積層形成し
、さらに大気解放せずにプラズマＣＶＤ法で成膜温度３００℃、成膜ガスＳｉＨ4で非晶
質構造を有する半導体膜（ここではアモルファスシリコン膜）を５４ｎｍの厚さ（好まし
くは２５〜２００ｎｍ）で形成する。
【０２６２】
本実施例では下地絶縁膜を２層構造として示したが、珪素を主成分とする絶縁膜の単層膜
または２層以上積層させた構造として形成しても良い。また、半導体膜の材料に限定はな
いが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００
１〜０．０２））合金などを用い、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラ
ズマＣＶＤ法等）により形成すればよい。また、プラズマＣＶＤ装置は、枚葉式の装置で
もよいし、バッチ式の装置でもよい。また、同一の成膜室で大気に触れることなく下地絶
縁膜と半導体膜とを連続成膜してもよい。
【０２６３】
次いで、非晶質構造を有する半導体膜の表面を洗浄した後、オゾン水で表面に約２ｎｍ
の極薄い酸化膜を形成する。次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を質量分離
しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用い、ドーピング条件を加速電圧１５ｋＶ、
ジボランを水素で１％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドーズ量２×１０12／ｃ
ｍ2で非晶質シリコン膜にボロンを添加する。
【０２６４】
次いで、重量換算で１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布し
た。塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。
【０２６５】
次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。
この加熱処理は、電気炉の熱処理または強光の照射を用いればよい。電気炉の熱処理で行
う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間で行えばよい。ここでは脱水素化のための
熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って
結晶構造を有するシリコン膜を得た。なお、ここでは炉を用いた熱処理を用いて結晶化を
行ったが、短時間での結晶化が可能なランプアニール装置で結晶化を行ってもよい。
【０２６６】
次いで、結晶構造を有するシリコン膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去した後、大粒径な
結晶を得るため、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波
を半導体膜に照射する。レーザ光の照射は大気中、または酸素雰囲気中で行う。なお、大
気中、または酸素雰囲気中で行うため、レーザー光の照射により表面に酸化膜が形成され
る。代表的には、Ｎｄ:ＹＶＯ4レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）
や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザ
から射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中に
ＹＶＯ4結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好まし
くは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照
射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ2程度（好ましくは０
．１〜１０ＭＷ／ｃｍ2）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度で
レーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０２６７】
もちろん、連続発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射する前の結晶構造を有するシ
リコン膜を用いてＴＦＴを作製することもできるが、レーザ光照射後の結晶構造を有する
シリコン膜のほうが結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上するので望ま
しい。例えば、上記レーザ光照射前の結晶構造を有するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製
すると、移動度は３００ｃｍ2／Ｖｓ程度であるが、上記レーザ光照射後の結晶構造を有
するシリコン膜を用いてＴＦＴを作製すると、移動度は５００〜６００ｃｍ2／Ｖｓ程度
と著しく向上する。
【０２６８】
なお、ここではシリコンの結晶化を助長する金属元素としてニッケルを用いて結晶化させ
た後、さらに連続発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射したが、特に限定されず、
非晶質構造を有するシリコン膜を成膜し、脱水素化のための熱処理を行った後、上記連続
発振のＹＶＯ4レーザーの第２高調波を照射して結晶構造を有するシリコン膜を得てもよ
い。
【０２６９】
また、連続発振のレーザに代えてパルス発振のレーザを用いることもでき、パルス発振の
エキシマレーザを用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１
００〜１０００mJ/cm2(代表的には２００〜８００mJ/cm2)とするのが望ましい。このとき
、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。
【０２７０】
次いで、上記レーザー光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を１２０
秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。本実施例ではオゾン水
を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体
膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸
化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を
堆積してバリア層を形成してもよい。また、バリア層を形成する前にレーザー光の照射に
より形成された酸化膜を除去してもよい。
【０２７１】
次いで、上記バリア層上にプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法でゲッタリングサイトと
なるアルゴン元素を含む非晶質シリコン膜を５０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１５０
ｎｍで形成する。本実施例では、スパッタ法でシリコンターゲットを用い、アルゴン雰囲
気下、圧力０．３Ｐａで成膜する。
【０２７２】
その後、６５０℃に加熱された炉に入れて３分の熱処理を行いゲッタリングして、結晶構
造を有する半導体膜中のニッケル濃度を低減する。炉に代えてランプアニール装置を用い
てもよい。
【０２７３】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン
元素を含む非晶質シリコン膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去
する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があ
るため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。
【０２７４】
次いで、得られた結晶構造を有するシリコン膜（ポリシリコン膜とも呼ばれる）の表面
にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、レジストからなるマスクを形成し、所望の形状に
エッチング処理して島状に分離された半導体層を形成する。半導体層を形成した後、レジ
ストからなるマスクを除去する。
【０２７５】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時にシリコン膜の表面を洗
浄した後、ゲート絶縁膜８０３となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、
プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、
Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。
【０２７６】
次いで、ゲート絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４０
０ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施例では、ゲート絶縁膜８０３上に膜厚５
０ｎｍの窒化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、以下に示す手
順でパターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０２７７】
第１の導電膜及び第２の導電膜を形成する導電性材料としてはＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、
Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材
料で形成する。また、第１の導電膜及び第２の導電膜としてリン等の不純物元素をドーピ
ングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜や、、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい
。また、２層構造に限定されず、例えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎ
ｍのアルミニウムとシリコンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順
次積層した３層構造としてもよい。また、３層構造とする場合、第１の導電膜のタングス
テンに代えて窒化タングステンを用いてもよいし、第２の導電膜のアルミニウムとシリコ
ンの合金（Ａｌ−Ｓｉ）膜に代えてアルミニウムとチタンの合金膜（Ａｌ−Ｔｉ）を用い
てもよいし、第３の導電膜の窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。また、単層
構造であってもよい。
【０２７８】
上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２の
エッチング処理）にはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッ
チング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッチング条件（コイル型の電極
に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調
節することによって所望のテーパー形状に膜をエッチングすることができる。ここでは、
レジストからなるマスクを形成した後、第１のエッチング条件として１Paの圧力でコイル
型の電極に７００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2
とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、基板側（
試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイア
ス電圧を印加する。なお、基板側の電極面積サイズは、１２．５ｃｍ×１２．５ｃｍであ
り、コイル型の電極面積サイズ（ここではコイルの設けられた石英円板）は、直径２５ｃ
ｍの円板である。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして端部をテーパー
形状とする。この後、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング条件に変え
、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃ
ｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入して
プラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２
０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4
とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチング
される。なお、ここでは、第１のエッチング条件及び第２のエッチング条件を第１のエッ
チング処理と呼ぶこととする。
【０２７９】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。
ここでは、第３のエッチング条件としてエッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それ
ぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００
WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを６０秒行った。基
板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）
電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この後、レジストからなるマ
スクを除去せずに第４のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2
とを用い、それぞれのガス流量比を２０／２０／２０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコ
イル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約２０秒
程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。なお、ここでは、第３のエッチン
グ条件及び第４のエッチング条件を第２のエッチング処理と呼ぶこととする。この段階で
第１の導電層８０４ａを下層とし、第２の導電層８０４ｂを上層とするゲート電極８０４
および各電極８０５〜８０７が形成される。
【０２８０】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、ゲート電極８０４〜８０７をマスクと
して全面にドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオン
ドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１．
５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する
不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。自己整合的に第
１の不純物領域（ｎ--領域）８２２〜８２５が形成される。
【０２８１】
次いで、新たにレジストからなるマスクを形成するが、この際、スイッチングＴＦＴ９
０３のオフ電流値を下げるため、マスクは、画素部９０１のスイッチングＴＦＴ９０３を
形成する半導体層のチャネル形成領域及びその一部を覆って形成する。また、マスクは駆
動回路のｐチャネル型ＴＦＴ９０６を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺
の領域を保護するためにも設けられる。加えて、マスクは、画素部９０１の電流制御用Ｔ
ＦＴ９０４を形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域を覆って形成され
る。
【０２８２】
次いで、上記レジストからなるマスクを用い、選択的に第２のドーピング処理を行って
、ゲート電極の一部と重なる不純物領域（ｎ-領域）を形成する。第２のドーピング処理
はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。ここでは、イオンドープ法を用
い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％に希釈したガスを流量３０ｓｃｃｍとし、ドー
ズ量を１．５×１０14atoms/cm2とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行う。この場合、レ
ジストからなるマスクと第２の導電層とがｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとな
り、第２の不純物領域３１１、３１２が形成される。第２の不純物領域には１×１０16〜
１×１０17/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第２の
不純物領域と同じ濃度範囲の領域をｎ-領域とも呼ぶ。
【０２８３】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第３のドーピング処理を行う。
第３のドーピング処理はイオンドープ法、もしくはイオン注入法で行えば良い。
ｎ型を付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。
ここでは、イオンドープ法を用い、フォスフィン（ＰＨ3）を水素で５％に希釈したガス
を流量４０ｓｃｃｍとし、ドーズ量を２×１０15atoms/cm2とし、加速電圧を８０ｋｅＶ
として行う。この場合、レジストからなるマスクと第１の導電層及び第２の導電層がｎ型
を付与する不純物元素に対するマスクとなり、第３の不純物領域８１３、８１４、８２６
〜８２８が形成される。第３の不純物領域には１×１０20〜１×１０21/cm3の濃度範囲で
ｎ型を付与する不純物元素を添加される。ここでは、第３の不純物領域と同じ濃度範囲の
領域をｎ+領域とも呼ぶ。
【０２８４】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成
して第４のドーピング処理を行う。第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴを
形成する半導体層を形成する半導体層にｐ型の導電型を付与する不純物元素が添加された
第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３及び第５の不純物領域８１６、８１７
、８３０、８３１を形成する。
【０２８５】
また、第４の不純物領域８１８、８１９、８３２、８３３には１×１０20〜１×１０21/c
m3の濃度範囲でｐ型を付与する不純物元素が添加されるようにする。尚、第４の不純物領
域８１８、８１９、８３２、８３３には先の工程でリン（Ｐ）
が添加された領域（ｎ--領域）であるが、ｐ型を付与する不純物元素の濃度がその１．５
〜３倍添加されていて導電型はｐ型となっている。ここでは、第４の不純物領域と同じ濃
度範囲の領域をｐ+領域とも呼ぶ。
【０２８６】
また、第５の不純物領域８１６、８１７、８３０、８３１は第２の導電層のテーパー部
と重なる領域に形成されるものであり、１×１０18〜１×１０20/cm3の濃度範囲でｐ型を
付与する不純物元素が添加されるようにする。ここでは、第５の不純物領域と同じ濃度範
囲の領域をｐ-領域とも呼ぶ。
【０２８７】
以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型またはｐ型の導電型を有する不純物領域が
形成される。導電層８０４〜８０７はＴＦＴのゲート電極となる。
【０２８８】
次いで、ほぼ全面を覆う絶縁膜（図示しない）を形成する。本実施例では、プラズマＣ
ＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、この絶縁膜は酸化シリコ
ン膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜を単層または積層構造として用
いても良い。
【０２８９】
次いで、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。こ
の活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いは
レーザーを照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれ
かと組み合わせた方法によって行う。
【０２９０】
また、本実施例では、上記活性化の前に絶縁膜を形成した例を示したが、上記活性化を
行った後、絶縁膜を形成する工程としてもよい。
【０２９１】
次いで、窒化シリコン膜からなる第１の層間絶縁膜８０８を形成して熱処理（３００〜
５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。この工程
は第１の層間絶縁膜８０８に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端す
る工程である。酸化シリコン膜からなる絶縁膜（図示しない）の存在に関係なく半導体層
を水素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより
励起された水素を用いる）を行っても良い。
【０２９２】
次いで、第１の層間絶縁膜８０８上に有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜８０９
を形成する。本実施例では塗布法により膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜８０９ａを形成
し、スパッタ法により２００ｎｍの窒化シリコン膜８０９ｂを積層する。
【０２９３】
次いで、ｐチャネル型ＴＦＴからなる電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接して
後で形成される接続電極に接して重なるよう画素電極８３４を形成する。本実施例では、
画素電極はＯＬＥＤの陽極として機能させ、ＯＬＥＤの発光を画素電極に通過させるため
、透明導電膜とする。
【０２９４】
次いで、ゲート電極またはゲート配線となる導電層に達するコンタクトホールと、各不純
物領域に達するコンタクトホールを形成する。本実施例では複数のエッチング処理を順次
行う。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜を
エッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜を
エッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【０２９５】
その後、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗなどを用いて電極８３５〜８４１、具体的にはソース配線
、電源供給線、引き出し電極及び接続電極などを形成する。ここでは、これらの電極及び
配線の材料は、Ｔｉ膜（膜厚１００ｎｍ）とシリコンを含むＡｌ膜（膜厚３５０ｎｍ）と
Ｔｉ膜（膜厚５０ｎｍ）との積層膜を用い、パターニングを行った。こうして、ソース電
極及びソース配線、接続電極、引き出し電極、電源供給線などが適宜、形成される。なお
、層間絶縁膜に覆われたゲート配線とコンタクトを取るための引き出し電極は、ゲート配
線の端部に設けられ、他の各配線の端部にも、外部回路や外部電源と接続するための電極
が複数設けられた入出力端子部を形成する。また、先に形成された画素電極８３４と接し
て重なるよう設けられた接続電極８４１は、電流制御用ＴＦＴ９０４のドレイン領域に接
している。
【０２９６】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ９０５、ｐチャネル型ＴＦＴ９０６、およびこれ
らを相補的に組み合わせたＣＭＯＳ回路を有する駆動回路９０２と、１つの画素内にｎチ
ャネル型ＴＦＴ９０３またはｐチャネル型ＴＦＴ９０４を複数備えた画素部９０１を形成
することができる。
【０２９７】
各電極のパターニングが終了したら、レジストを除去して熱処理を行い、次いで、画素
電極８３４の端部を覆うように両端にバンクとよばれる絶縁物８４２ａ、８４２ｂを形成
する。バンク８４２ａ、８４２ｂは珪素を含む絶縁膜もしくは樹脂膜で形成すれば良い。
ここでは、有機樹脂膜からなる絶縁膜をパターニングしてバンク８４２ａを形成した後、
スパッタ法で窒化シリコン膜を成膜し、パターニングしてバンク８４２ｂを形成する。
【０２９８】
次いで、両端がバンクで覆われている画素電極８３４上にＥＬ層８４３およびＯＬＥＤ
の陰極８４４を形成する。本実施例では、ＥＬ層８４３およびＯＬＥＤの陰極８４４を実
施の形態１に示す成膜装置を用いて蒸着する。蒸着方法は、実施の形態１または実施例１
に従って、基板を加熱しながら、真空中で蒸着することによって高密度、且つ、高純度の
ＥＬ層を形成すればよい。
【０２９９】
ＥＬ層８４３としては、発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせてＥ
Ｌ層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例え
ば、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として
一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、また
は三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を
用いることができる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用い
ることも可能である。これらの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができ
る。
【０３００】
また、陰極８４４に用いる材料としては仕事関数の小さい金属（代表的には周期表の１
族もしくは２族に属する金属元素）や、これらを含む合金を用いることが好ましいとされ
ている。仕事関数が小さければ小さいほど発光効率が向上するため、中でも、陰極に用い
る材料としては、アルカリ金属の一つであるＬｉ（リチウム）を含む合金材料が望ましい
。なお、陰極は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線を経由して入力端子部に端
子電極を有している。
【０３０１】
ここまでの工程が終了した段階が図８である。なお、図８では、スイッチングＴＦＴ９
０３と、ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ９０４）
とを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設
けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。
【０３０２】
次いで、陰極と、有機化合物層と、陽極とを少なくとも有するＯＬＥＤを有機樹脂、保
護膜、封止基板、或いは封止缶で封入することにより、ＯＬＥＤを外部から完全に遮断し
、外部から水分や酸素等のＥＬ層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐこと
が好ましい。ただし、後でＦＰＣと接続する必要のある入出力端子部には保護膜などは設
けなくともよい。
【０３０３】
次いで、異方性導電材で入出力端子部の各電極にＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキッ
ト）を貼りつける。異方性導電材は、樹脂と、表面にＡｕなどがメッキされた数十〜数百
μm径の導電性粒子とから成り、導電性粒子により入出力端子部の各電極とＦＰＣに形成
された配線とが電気的に接続する。
【０３０４】
また、必要があれば、偏光板と位相差板とで構成される円偏光板等の光学フィルムを設
けてもよいし、ＩＣチップなどを実装させてもよい。
【０３０５】
以上の工程でＦＰＣが接続されたモジュール型の発光装置が完成する。
【０３０６】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜４のいず
れか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例６】
【０３０７】
実施例５により得られるモジュール型の発光装置（ＥＬモジュールとも呼ぶ）の上面図及
び断面図を示す。
【０３０８】
図９（Ａ）は、ＥＬモジュールを示す上面図、図９（Ｂ）は図９（Ａ）をＡ−Ａ’で切
断した断面図である。図９（Ａ）において、基板４００（例えば、耐熱性ガラス等）に、
下地絶縁膜４０１が設けられ、その上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲ
ート側駆動回路４０３を形成されている。これらの画素部や駆動回路は、上記実施例５に
従えば得ることができる。
【０３０９】
また、４１８は有機樹脂、４１９は保護膜であり、画素部および駆動回路部は有機樹脂
４１８で覆われ、その有機樹脂は保護膜４１９で覆われている。さらに、接着剤を用いて
カバー材で封止してもよい。カバー材は、封止基板、或いは封止缶を用い、ＥＬ層とカバ
ー材の空隙には、不活性ガスまたはシリコンオイルを封入すればよい。
【０３１０】
なお、４０８はソース側駆動回路４０４及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号
を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキ
ット）４０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示
されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良
い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰ
ＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０３１１】
次に、断面構造について図９（Ｂ）を用いて説明する。基板４００上に接して下地絶縁
膜４０１が設けられ、絶縁膜４０１の上方には画素部４０２、ゲート側駆動回路４０３が
形成されており、画素部４０２は電流制御用ＴＦＴ４１１とそのドレインに電気的に接続
された画素電極４１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路４０
３はｎチャネル型ＴＦＴ４１３とｐチャネル型ＴＦＴ４１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回
路を用いて形成される。
【０３１２】
これらのＴＦＴ（４１１、４１３、４１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型Ｔ
ＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。図９では、ＯＬＥＤ
に電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ４１１）のみを示したが、該ＴＦＴのゲート
電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を設けてもよく、特に限定されないこ
とは言うまでもない。
【０３１３】
なお、実施例５に従って同一基板上に画素部４０２、ソース側駆動回路４０４、及びゲ
ート側駆動回路４０３形成する。
【０３１４】
画素電極４１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極４１２
の両端にはバンク４１５が形成され、画素電極４１２上には有機化合物層４１６および発
光素子の陽極４１７が形成される。
【０３１５】
有機化合物層４１６としては、図１に示す成膜装置、または図３に示す装置を用い、発
光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて有機化合物層（発光及びそのた
めのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。
【０３１６】
陽極４１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線４０８を経由してＦＰＣ４
０９に電気的に接続されている。さらに、画素部４０２及びゲート側駆動回路４０３に含
まれる素子は全て陽極４１７、有機樹脂４１８、及び保護膜４１９で覆われている。
【０３１７】
なお、有機樹脂４１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を
用いるのが好ましい。また、有機樹脂４１８はできるだけ水分や酸素を透過しない材料で
あることが望ましい。
【０３１８】
また、有機樹脂４１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図７に示すよ
うに保護膜４１９を有機樹脂４１８の表面（露呈面）に設けることが好ましい。また、基
板４００の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）が
設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である。マスクを用い
て保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置でマスキングテープとして用い
るテフロン（登録商標）等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されな
いようにしてもよい。保護膜４１９として、窒化珪素膜、ＤＬＣ膜、またはＡｌＮXＯY膜
を用いればよい。
【０３１９】
以上のような構造で発光素子を保護膜４１９で封入することにより、発光素子を外部か
ら完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機化合物層の酸化による劣化を
促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ること
ができる。また、ＥＬ層の成膜から封入までの工程を図５〜図７に示す装置を用いて行っ
てもよい。
【０３２０】
また、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層して図９とは逆方向に発光する
構成としてもよい。図１０にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。
【０３２１】
図１０に示した断面構造について以下に説明する。基板６００上に絶縁膜６１０が設け
られ、絶縁膜６１０の上方には画素部６０２、ゲート側駆動回路６０３が形成されており
、画素部６０２は電流制御用ＴＦＴ６１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極
６１２を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路６０３はｎチャネル
型ＴＦＴ６１３とｐチャネル型ＴＦＴ６１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成
される。
【０３２２】
これらのＴＦＴ（６１１、６１３、６１４を含む）は、上記実施例５のｎチャネル型Ｔ
ＦＴ、上記実施例５のｐチャネル型ＴＦＴに従って作製すればよい。なお、図１０では、
ＯＬＥＤに電流を供給するＴＦＴ（電流制御用ＴＦＴ６１１）
のみを示したが、該ＴＦＴのゲート電極の先には複数のＴＦＴなどからなる様々な回路を
設けてもよく、特に限定されないことは言うまでもない。
【０３２３】
画素電極６１２は発光素子（ＯＬＥＤ）の陰極として機能する。また、画素電極６１２
の両端にはバンク６１５が形成され、画素電極６１２上には有機化合物層６１６および発
光素子の陽極６１７が形成される。
【０３２４】
陽極６１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線６０８を経由してＦＰＣ６
０９に電気的に接続されている。さらに、画素部６０２及びゲート側駆動回路６０３に含
まれる素子は全て陰極６１７、有機樹脂６１８、及び保護膜６１９で覆われている。さら
に、カバー材６２０と接着剤で貼り合わせてもよい。
また、カバー材６２０には凹部を設け、乾燥剤６２１を設置してもよい。
【０３２５】
また、図１０では、画素電極を陽極とし、有機化合物層と陰極を積層したため、発光方
向は図１０に示す矢印の方向となっている。
【０３２６】
また、ここではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、ＴＦＴ構造に関係なく本
発明を適用することが可能であり、例えばボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴや順スタ
ガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【０３２７】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態４、実施例１〜５のいず
れか一と自由に組み合わせることができる。
【実施例７】
【０３２８】
本発明を実施してＥＬモジュール（アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、パッシブ
型ＥＬモジュール）を完成することができる。即ち、本発明を実施することによって、そ
れらを組み込んだ全ての電子機器が完成される。
【０３２９】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ヘッドマウントディスプ
レイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコン
ピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙
げられる。それらの一例を図１１、図１２に示す。
【０３３０】
図１１（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表
示部２００３、キーボード２００４等を含む。
【０３３１】
図１１（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０
３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。
【０３３２】
図１１（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体２２０１、
カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。
【０３３３】
図１１（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム
部２３０３等を含む。
【０３３４】
図１１（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレー
ヤーであり、本体２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、
操作スイッチ２４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇ
ｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲー
ムやインターネットを行うことができる。
【０３３５】
図１１（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０
３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。
【０３３６】
図１２（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９
０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ
、イメージセンサ等）２９０７等を含む。
【０３３７】
図１２（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００
３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。
【０３３８】
図１２（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３
等を含む。
【０３３９】
ちなみに図１２（Ｃ）に示すディスプレイは中小型または大型のもの、例えば５〜２０
インチの画面サイズのものである。また、このようなサイズの表示部を形成するためには
、基板の一辺が１ｍのものを用い、多面取りを行って量産することが好ましい。
【０３４０】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法に適
用することが可能である。また、本実施例の電子機器は、実施の形態１実施の形態２、実
施の形態３、実施の形態４、実施例１乃至６のどのような組み合わせからなる構成を用い
ても実現することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内で、マスクを用いて基板上に成膜材料を成膜した後、前記基板を前記成膜室から取り出し、
前記マスクと対向する位置に可動式の電極を移動し、前記マスクと前記可動式の電極との間でプラズマを発生することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
請求項１において、前記マスクはメタルマスクであることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記成膜材料は有機化合物であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記クリーニング方法は、アルゴン、水素、または酸素から選ばれた一種、又は複数種を導入して行われることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、前記プラズマはμ波を用いて発生することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項１】
成膜室内で、マスクを用いて基板上に成膜材料を成膜した後、前記基板を前記成膜室から取り出し、
前記マスクと対向する位置に可動式の電極を移動し、前記マスクと前記可動式の電極との間でプラズマを発生することを特徴とするクリーニング方法。
【請求項２】
請求項１において、前記マスクはメタルマスクであることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記成膜材料は有機化合物であることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記クリーニング方法は、アルゴン、水素、または酸素から選ばれた一種、又は複数種を導入して行われることを特徴とするクリーニング方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、前記プラズマはμ波を用いて発生することを特徴とするクリーニング方法。
【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】
【公開番号】特開２０１２−１６２８０６（Ｐ２０１２−１６２８０６Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９７２４８（Ｐ２０１２−９７２４８）
【出願日】平成２４年４月２３日（２０１２．４．２３）
【分割の表示】特願２００８−２０５９５６（Ｐ２００８−２０５９５６）の分割
【原出願日】平成１４年１２月５日（２００２．１２．５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２３日（２０１２．４．２３）
【分割の表示】特願２００８−２０５９５６（Ｐ２００８−２０５９５６）の分割
【原出願日】平成１４年１２月５日（２００２．１２．５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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