成膜装置および発光素子の製造方法
【課題】有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供する。
【解決手段】被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、互いに対向する２つのターゲットと、プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置。
【解決手段】被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、互いに対向する２つのターゲットと、プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光層を有する発光素子の製造方法および当該発光素子を製造するための成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来用いられてきたＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に換わって、薄型にすることが可能な平面型表示装置の実用化が進んでおり、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は自発光、高速応答などの特徴を有するために、次世代の表示装置として着目されている。また、有機ＥＬ素子は、表示装置のほかに、面発光素子としても用いられる場合がある。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽電極（正電極）と陰電極（負電極）の間に有機ＥＬ層（発光層）を含む有機層が狭持された構造となっており、当該発光層に正極から正孔を、負極から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層を発光させる構造になっている。
【０００４】
また、前記有機層には、必要に応じて陽極と発光層の間、または陰極と発光層の間に、例えば正孔輸送層、または電子輸送層など発光効率を良好とするための層を付加することも可能である。
【０００５】
上記の発光素子を形成する方法の一例としては、以下の方法を取ることが一般的であった。まず、ＩＴＯよりなる陽電極がパターニングされた基板上に、前記有機層を蒸着法により形成する。蒸着法とは、例えば蒸発あるいは昇華された蒸着原料を、被処理基板上に蒸着させることで薄膜を形成する方法である。次に、当該有機層上に、陰電極となるＡｌ（アルミニウム）を、蒸着法により形成する。このような発光素子を、いわゆるトップカソード型発光素子と呼ぶ場合がある。
【０００６】
例えばこのようにして、陽電極と陰電極の間に有機層が形成されてなる、発光素子が形成される。
【特許文献１】特開２００４−２２５０５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４００６６号公報
【非特許文献１】「Novel facing targets sputtering apparatus with uniform magnetic field and plasma-free substrates」Vacuum/Volume 51/number 4/pages 687 to 690/1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように、蒸着法を用いて陰電極を形成する場合、特に被処理基板が大きくなった場合には陰電極の膜厚の均一性が問題となる場合があった。このように、被処理基板面内で陰電極の膜厚の均一性が不十分となると、被処理基板面内での発光素子の品質が不均一となってしまう懸念がある。
【０００８】
また、蒸着法による成膜は、被処理基板の成膜面を下に向けた、いわゆるフェースダウンの成膜方法により行う必要があり、被処理基板が大きくなった場合には基板の扱いが困難となる問題が生じていた。
【０００９】
このような問題を解決するため、陰電極を形成する場合に、例えば蒸着法に比べて、被処理基板の面内での成膜速度の均一性が良好である、スパッタリング法を用いることが考えられる。しかし、スパッタリング法は、蒸着法に比べて成膜対象に対するダメージが大きくなってしまう問題があった。
【００１０】
例えば上記の発光素子を形成する場合、陰電極は、比較的機械的な強度が小さい有機層上に形成されることになる。このため、例えばスパッタリング法などによってＡｌなどの硬い金属の粒子が高速度で有機層に衝突した場合、有機層がダメージを受け、発光素子の品質が低下してしまう場合がある。また、有機材料は、スパッタ時に生じる高いエネルギーを持った電子の衝突によって変質し、発光素子の品質が低下することがある。また、スパッタリングのためのプラズマ励起に伴う紫外線により、有機層がダメージを受ける懸念があった。このため、膜厚の均一性が良好であるスパッタリング法を陰電極の形成に用いることは困難となっていた。
【００１１】
例えば、上記の特許文献２には、成膜される対象へのダメージを抑制するため、中空形状のターゲットを用い、該ターゲットの一端からスパッタガスを導入してスパッタリング法により薄膜を形成する方法が開示されている。しかし、中空形状のターゲットを用いた場合には、スパッタ粒子を拡散させるための処理室（真空室）の容量を充分に大きくとる必要がある。このため、スパッタリング装置を大型化せざるをえなくなり、また、大型基板に対する成膜が困難となってしまう問題があった。
【００１２】
また、上記の非特許文献１には、対向するターゲットを用いた、スパッタリング法による成膜方法が開示されている。しかし、当該非特許文献１には、成膜する場合の成膜対象への磁場のダメージの影響については記載されているが、成膜対象への紫外線やイオン衝撃のダメージの低減についてはなんら記載されていない。また、成膜対象が有機層であった場合のダメージの影響についてはその記載がない。
【００１３】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な発光素子の製造方法と、当該発光素子を製造する基板処理装置を提供することを統括的目的としている。
【００１４】
本発明の具体的な課題は、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記の課題を、請求項１に記載したように、
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
互いに対向する２つのターゲットと、
プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、
前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置により、また、
請求項２に記載したように、
前記保持台が、成膜に対応して前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置により、また、
請求項３に記載したように、
前記ガス供給手段と前記保持台が、前記２つのターゲットを挟んで対向するように設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置により、また、
請求項４に記載したように、
前記処理ガスは、前記ガス供給手段から前記２つのターゲットの間を介して前記被処理基板上に流れるように供給されることを特徴とする請求項３記載の成膜装置により、また、
請求項５に記載したように、
前記ガス供給手段は、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項６に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置により、また、
請求項７に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置により、また、
請求項８に記載したように、
前記有機層は、電圧の印加により発光する発光層を含み、前記導電層は該発光層に電圧を印加するための電極を構成することを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項９に記載したように、
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理容器内の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが前記処理容器内に供給されることを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項１０に記載したように、
第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、
前記電極形成工程は、
互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法により、また、
請求項１１に記載したように、
前記２つのターゲットの間でプラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットの第１の側から、前記発光素子が形成される被処理基板が設置される、前記第１の側の反対側の第２の側に流れるように供給されることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１２に記載したように、
前記発光素子が形成される被処理基板が、前記導電層の成膜に対応して、前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動されることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１３に記載したように、
前記２つのターゲットの間に供給される、プラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸する形状を有するガス供給手段により、供給されることを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１４に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１５に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１６に記載したように、
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されることを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、解決する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による発光素子の製造方法は、第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、前記電極形成工程は、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、従来のスパッタリング装置による成膜で問題となっていた、有機層への、プラズマ励起による紫外線の照射やイオン衝突などによるダメージの影響を低減することが可能である。
【００１９】
このため、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して、発光素子を製造することが可能となる。
【００２０】
次に、上記の発光素子の製造方法に関る発明の実施の形態のさらなる詳細に関して、また、上記の電極に相当する導電層を成膜する成膜装置に係る発明の実施の形態のさらなる詳細に関して以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１による発光素子を模式的に示した断面図である。図１を参照するに、本実施例による発光素子１００は、基板１０１上に形成された陽電極（第１の電極）１０２と、該陽電極１０２に対向する陰電極（第２の電極）１０４と、該陽電極１０２該陰電極１０４の間に形成された発光層（有機ＥＬ層）１０３Ａを含む有機層１０３と、を有している。
【００２２】
上記の発光素子１００は、有機ＥＬ素子と呼ばれる場合があり、前記陽電極１０２と前記陰電極１０４の間に電圧を印加することで、当該発光層１０３Ａに前記陽電極１０２から正孔を、前記陰電極１０４から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層１０３Ａを発光させる構造になっている。
【００２３】
当該発光層１０３Ａは、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体化合物等の材料を用いて形成することが可能であり、上記の材料は例えば蒸着法により、形成することが可能である。
【００２４】
従来の発光素子では、陰電極を形成する場合に以下のような技術的な問題があった。例えば、陰電極を蒸着法で形成する場合には、陰電極の厚さの均一性が不十分となる場合があり、一方で陰電極をスパッタリング法で形成する場合には、陰電極の厚さの均一性は良好であるものの、有機層にダメージが入る懸念が生じていた。
【００２５】
そこで、本実施例による上記の発光素子１００では、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起するスパッタリング法により、前記有機層１０３上に前記陰電極１０４を形成している。
【００２６】
このため、前記有機層１０３が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝撃により受けるダメージが低減される。また、スパッタリング法による成膜は、従来の蒸着法などに比べて成膜の膜厚の均一性が良く、また成膜速度が大きい特徴を有している。また、いわゆるフェースアップによる成膜も容易であり、特に大型基板に対する成膜に有利である特徴を有している。
【００２７】
このため、上記の発光素子１００は、前記有機層１０３へのダメージの影響が抑制されているとともに、前記陰電極１０４の膜厚の、基板面内での均一性が良好であり、大型基板にも対応可能な、高品質な発光素子である特徴を有している。
【００２８】
また、上記の構成において、前記２つのターゲットの間隔をＤ（ｍｍ）、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰ（ｔｏｒｒ）とする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されると、スパッタ粒子の平均自由工程を短くすることが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減することが可能となり、好ましい。
【００２９】
このような成膜装置（スパッタリング装置）の構成の例と、具体的な成膜方法については後述する。
【００３０】
次に、上記の発光素子１００を製造する製造方法について、図２Ａ〜図２Ｃに基づき、手順を追って説明する。ただし、以降の図中では、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００３１】
まず、図２Ａに示す工程において、パターンニングされた、例えばＩＴＯよりなる前記陽電極１０２が形成された、例えばガラスよりなる前記基板１０１を用意する。この場合、前記基板１０１には、前記陽電極１０１に接続される、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を含む、アクティブマトリクス駆動回路などが形成されていてもよい。
【００３２】
次に、図２Ｂに示す工程において、前記陽電極１０２上（前記基板１０１上）に、前記有機層１０３を形成する。この場合、前記有機層１０３は、例えば蒸着法により形成され、前記陽電極１０２の側から順に、正孔注入層１０３Ｃ，正孔輸送層１０３Ｂ，発光層（有機ＥＬ層）１０３Ａ，電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅが、積層されるようにして形成される。また、先に説明したように、必要に応じて前記正孔輸送層１０３Ｂ，および前記正孔注入層１０３Ｃは、そのいずれかの成膜を、またはその双方の成膜を省略してもよい。同様に、前記電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅは、そのいずれかの成膜を、またはその双方の成膜を省略してもよい。
【００３３】
また、前記発光層１０３Ａは、例えば、ホスト材料にアルミノキノリノール錯体（Ａｌｑ３）、ドーピング材にはルブレンを用いて形成することができるが、これに限定されず、様々な材料を用いて形成することが可能である。
【００３４】
次に、図２Ｃに示す工程において、前記有機層１０３（前記電子注入層１０３Ｅ）上に、該有機層１０３に接するように、導電性の、例えばＡｇよりなる陰電極１０４をスパッタリング法により成膜する。
【００３５】
当該スパッタリング法においては、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層１０３上に前記陰電極１０４を構成する導電層を成膜する。このため、前記有機層１０３が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝撃により受けるダメージを低減しつつ、形成される陰電極１０４の膜厚の均一性を良好にすることができる。また、このような成膜装置の構成の一例と、成膜方法の詳細については、図５以下で後述する。
【００３６】
また、前記陰電極１０４を構成する材料は、発光層からの発光の反射率を良好とするために、例えばＡｇよりなることが好ましい。しかし、前記陰電極１０４を構成する材料は、Ａｇに限定されるものではなく、例えば当該陰電極１０４は、Ａｌや、Ａｇに耐久性を向上させる添加物（例えば１重量％のＰｄ）を添加した材料を用いて形成してもよい。このようにして、本実施例による発光素子１００を製造することができる。
【００３７】
例えば、前記陽電極１０２の厚さは１００μｍ乃至２００μｍ、前記有機層１０３の厚さは５０μｍ乃至２００μｍ、前記陰電極１０４の厚さは５０μｍ乃至３００μｍに形成される。
【００３８】
また、例えば、前記発光素子１００は、表示装置（有機ＥＬ表示装置）や、面発光素子（照明・光源など）に適用することができるが、これらに限定されるものではなく、様々な電子機器に用いることが可能である。
【実施例２】
【００３９】
次に、実施例１に記載した発光素子１００を製造する基板処理装置の構成の一例について説明する。
【００４０】
図３は、前記発光素子１００を製造する基板処理装置１０００の構成の一例を模式的に示した平面図である。
【００４１】
図３を参照するに、本実施例による基板処理装置１０００は、複数の成膜装置または処理室が、被処理基板が搬送される搬送室９００Ａ，９００Ｂのいずれかに接続された構造を有している。前記搬送室９００Ａ，９００Ｂは、処理室または成膜装置を接続するための４つの接続面それぞれ有している。また、前記搬送室９００Ａ，９００Ｂは、被処理基板を搬送する搬送手段（搬送アーム）９００ａ，９００ｂが、それぞれ内部に設置された構造を有している。
【００４２】
前記搬送室９００Ａ，９００Ｂに接続される処理室、または成膜装置は、例えば、被処理基板の前処理（クリーニングなど）を行う前処理室５００、被処理基板または被処理基板に装着するマスクのアライメント（位置決め）を行うアライメント処理室６００、前記有機層１０３を蒸着法により形成する（図２Ｂに示した工程を実施する）成膜装置７００、前記陰電極１０４を形成する（図２Ｃに示した工程を実施する）成膜装置３５０、ロードロック室４００Ａ、４００Ｂである。
【００４３】
前記搬送室９００Ａの４つの接続面には、前記ロードロック室４００Ａ、前記前処理室５００、前記アライメント処理室６００、および前記成膜装置７００が接続されている。また、前記成膜装置７００の、前記搬送室９００Ａに接続された側の反対側は、前記搬送室９００Ｂの接続面に接続され、当該搬送室９００Ｂの他の接続面には、前記成膜装置３５０が２つと、前記ロードロック室４００Ｂとが接続されている。
【００４４】
また、前記搬送室９００Ａ、９００Ｂ、前記ロードロック室４００Ａ、４００Ｂ、前記前処理室５００、前記アライメント処理室６００、前記成膜装置３５０、７００には、それぞれ内部を減圧状態（真空状態）にするための、真空ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続されて、必要に応じて内部が減圧状態に維持されている。
【００４５】
次に、前記基板処理装置１０００により、実施例１に記載した前記発光素子１００を製造する場合の手順の概略について説明する。まず、被処理基板Ｗ（図２Ａに示した、陽電極１０２が形成された基板１０１に相当）は、前記ロードロック室４００Ａから前記基板処理装置１０００に投入される。前記ロードロック室４００Ａに投入された被処理基板Ｗは、前記搬送手段９００ａにより、まず前記搬送室９００Ａを介して前記前処理室５００に搬送され、被処理基板の前処理（クリーニングなど）が行われる。
【００４６】
次に、当該被処理基板は、前記搬送手段９００ａにより、前記搬送室９００Ａを介して前記アライメント処理室６００に搬送され、被処理基板上にマスクが設置される。次に、当該被処理基板は、前記搬送手段９００ａにより、前記搬送室９００Ａを介して前記成膜装置７００に搬送され、当該成膜装置７００において、前記発光素子１００の、前記有機層１０３が、蒸着法により形成される（図２Ｂに示した工程が実施される）。
【００４７】
次に、前記有機層１０３が形成された被処理基板は、前記搬送手段９００ｂによって前記成膜装置３５０（２台接続された成膜装置３５０のうちのいずれか）に搬送される。
【００４８】
前記成膜装置３５０に搬送された被処理基板の前記有機層１０３（前記電子注入層１０３Ｅ）上には、例えばＡｇよりなる陰電極１０４が、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起するスパッタリング法により、成膜される。
【００４９】
このようにして実施例１に記載した発光素子１００が形成され、当該発光素子１００は、前記ロードロック室４００Ｂを介して、基板処理装置１０００より搬出される。なお、前記基板処理装置１０００が、例えば絶縁層よりなる保護層を前記発光素子１００上に形成する成膜装置を、さらに有するように構成してもよい。
【００５０】
次に、上記に示した成膜装置７００および成膜装置３５０の構成の一例について、説明する。
【００５１】
まず、成膜装置７００について説明する。図４は、上記の基板処理装置１０００に含まれる成膜装置（蒸着装置）７００の構成の一例を模式的に示した図である。
【００５２】
図４を参照するに、前記成膜装置７００は、内部に内部空間７００Ａが画成される処理容器７０１を有し、当該内部空間７００Ａには、蒸着源７０２と、基板保持台７０５が設置された構造を有している。前記内部空間７００Ａは、排気ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続された排気ライン７０４より排気され、所定の減圧状態に保持される構造になっている。
【００５３】
前記蒸着源７０２にはヒータ７０３が設置され、該ヒータ７０３によって内部に保持された原料７０２Ａを加熱し、気化または昇華させて気体原料とすることが可能に構成されている。当該気体原料は、前記蒸着源７０２に対向するように設置された前記基板保持台７０５に保持された被処理基板Ｗ（前記陽電極１０２が形成された前記基板１０１）に蒸着されて、前記有機層１０３が形成される。
【００５４】
前記基板保持台７０５は、前記処理容器７０１の上面（前記蒸着源７０２に対向する側）に設置された、移動レール７０６上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台７０５が移動されることによって、被処理基板の面内での蒸着膜の均一性が良好になるように構成されている。
【００５５】
また、前記処理容器７０１の、前記搬送室９００Ａに接続される側に形成されたゲートバルブ７０７を開放することにより、前記被処理基板Ｗの前記内部空間７００Ａへの搬入・または前記内部空間７００Ａからの搬出が可能になる。
【００５６】
上記の成膜装置７００を用いて、実施例１に記載した図２Ｂに相当する工程を実施することにより、前記有機層１０３を形成することが可能となる。また、前記蒸着源７０２を複数設置することで、前記有機層１０３が、前記発光層１０３Ａに加えて、正孔注入層１０３Ｃ，正孔輸送層１０３Ｂ，電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅなどを含む多層構造となるように形成することも可能である。
【００５７】
次に、成膜装置３５０について説明する。図５は、前記陰電極１０４を前記有機層１０３上に成膜する（図２Ｃに示した工程を実施する）、成膜装置３５０を模式的に示した図であり、図６は、図５のＡ−Ａ’断面図である。
【００５８】
図５および図６を参照するに、成膜装置３５０は、内部に減圧空間が画成される処理容器３５１を有し、当該減圧空間には、互いに対向するように設置されるとともに、それぞれに電圧が印加されるターゲット３５４Ａ，３５４Ｂと、基板保持台３５２とが設置されている。
【００５９】
前記基板保持台３５２は、前記処理容器３５１の下面に設置された、移動レール３５３上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台３５２が移動されることによって、被処理基板の面内での成膜の均一性が良好になるように構成されている。前記処理容器３５０の減圧空間は、排気ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続された排気ライン３５９より排気され、所定の減圧状態に保持される構造になっている。
【００６０】
前記基板保持台３５２上に設置された、２つの前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂは、それぞれ、前記基板保持台３５２が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造を有し、互いに対向するようにして設置されている。
【００６１】
また、前記処理容器３５１内には、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間の空間３５０Ａに、例えばＡｒなどの処理ガスを供給するガス供給手段３５５が設置されている。当該処理ガスは、当該圧印加ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに電源３６１より電圧が印加されることでプラズマ励起される。
【００６２】
また、上記のターゲット３５４Ａ，３５５Ｂには、マグネット（図示せず）が設置されていてもよい。
【００６３】
前記ガス供給手段３５５は、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂと同様に、前記基板保持台３５２が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造（前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向に対応して延伸した構造）を有し、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂを挟んで、前記基板保持台３５２と対向するように設置されている。
【００６４】
また、前記ガス供給手段３５５は、内部にガス流路３５６が形成された管状の中空構造を有しており、該ガス流路３５６には、前記処理容器３５１の外部に設置されたガス供給源（図示せず）からガス供給路３５８を介して、例えばＡｒなどの処理ガスが供給される。前記ガス流路３５６に供給された処理ガスは、前記ガス供給手段３５５に形成された複数のガス穴３５７から、記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間の空間３５０Ａに供給される構造になっている。
【００６５】
また、前記処理容器３５１の、前記搬送室９００Ｂに接続される側に形成されたゲートバルブ３６０を開放することにより、被処理基板Ｗの前記処理容器３５１内への搬入・または前記処理容器３５１内からの搬出が可能になる。
【００６６】
前記基板保持台３５２に保持された被処理基板Ｗに前記陰電極１０４を形成する場合には、以下のようにする。
【００６７】
まず、前記空間３５０Ａ（前記処理容器３５１内）に、ガス供給手段３５５より、例えばＡｒなどのプラズマ励起のための処理ガスが供給される。ここで、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに、それぞれ、電源３６１より電力が印加されることで、当該空間３５０Ａにプラズマが励起され、Ａｒイオンが生成される。
【００６８】
このようにして生成されたＡｒイオンにより、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂがスパッタリングされることで、前記基板保持台３５２に保持された被処理基板Ｗ上（前記有機層１０３上）に、前記陰電極１０４が形成される。
【００６９】
また、スパッタリング法による成膜は、例えば蒸着法による成膜に比べて成膜される膜厚の均一性が良好であり、成膜速度が大きい特徴がある。このため、上記の成膜装置３５０によって、膜厚の均一性が良好に、また良好な成膜速度で前記陰電極１０４を形成することが可能である。
【００７０】
また、上記の成膜装置３５０においては、被処理基板Ｗが、プラズマが励起される空間（前記空間３５０Ａ）から離間しており、被処理基板Ｗ上の有機層１０３が、プラズマ励起に伴う紫外線や、スパッタ粒子（Ａｒイオン）の衝突によるダメージの影響を受けにくい特徴がある。
【００７１】
すなわち、本実施例による成膜装置は、成膜の膜厚の均一性が良好であることや生産性が良好である特長を有するとともに、従来のスパッタリング法による成膜で問題になっていた、成膜時の成膜対象へのダメージを抑制することが可能になっている。
【００７２】
このため、本実施例による成膜装置は、例えば無機材料よりなる層（例えば金属層、金属酸化物層、金属窒化物層、Ｓｉ酸化膜層、Ｓｉ窒化膜層など）に比べてダメージを受けやすい有機層（有機発光層など）に対して、導電層（電極）を形成する場合に好適な成膜装置である。また、本実施例による成膜装置は、例えば中空構造のターゲット（特開２００１−１４００６６号公報参照）を用いた成膜装置と比べて、小型化が容易であるととともに、大型基板への対応が容易である特徴がある。
【００７３】
この場合、先に説明したように、前記保持台３５２が、成膜に対応して前記２つのターゲット３５４Ａ、３５４Ｂが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることが好ましい。この場合に、成膜の膜厚の均一性を良好としつつ、成膜装置を小型化することが容易となる。
【００７４】
また、上記の成膜においては、前記空間３５０Ａの圧力（処理容器内３５１内の圧力）を所定の圧力以上とすると、当該空間３５０Ａでのスパッタ粒子（例えばＡｒイオンなど）の平均自由工程が小さくなり、スパッタ粒子が有機層に衝突する確率が減少して有機層へのダメージをさらに抑制することが可能となる。
【００７５】
この場合、前記ガス供給手段３５５と前記保持台３５２が、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂを挟んで対向するように設置されていることが好ましい。この場合、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５５Ｂの間でプラズマ励起される処理ガス（Ａｒ）は、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５５Ｂの第１の側（前記ガス供給手段３５５の側）から、第２の側（前記被処理基板Ｗが保持される前記保持台３５２が設置される側）に、流れるように供給されることになる。
【００７６】
すなわち、上記の構造とすることで、前記空間３５０Ａで生成された、成膜のための粒子は、前記ガス供給手段３５５から前記基板保持台３５２に向かう方向に形成される処理ガスの流れにより輸送され、前記被処理基板Ｗ上（前記有機層１０３上）に到達する。このため、前記有機層１０３へのダメージを抑制しつつ、成膜速度を高く維持して、成膜装置の生産性を良好にすることが可能となる。
【００７７】
また、上記の構成において、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間隔をＤ（ｍｍ）、前記処理ガスがプラズマ励起される空間３５０Ａの圧力をＰ（ｔｏｒｒ）とする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間３５０Ａに供給されると、スパッタ粒子の平均自由工程を短くすることが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減することが可能となり、好ましい。
【００７８】
また、本実施例による成膜装置３５０を構成する場合の寸法の一例としては、例えば以下のようにすればよい。また、これらの寸法はその構成の一例であり、これらに限定されるものではない。
【００７９】
例えば、前記被処理基板Ｗの幅（前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向の長さ）をＬ０とすると、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向の長さＬ１は、Ｌ０＋１００ｍｍ程度以上とする。
【００８０】
また、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間隔Ｈ２は、１００ｍｍ程度、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの高さＨ１は、２００ｍｍ程度とする。
【００８１】
また、上記の図２Ｃに示した工程を実施する場合の条件の一例としては、例えば以下のようにすればよい。また、これらの数値はその条件の一例であり、これらに限定されるものではない。
【００８２】
例えば、処理ガス（Ａｒ）の流量は、前記長さＬ１の単位長さ（１ｍｍ）あたり８ｓｃｃｍ（８ｓｃｃｍ／ｍｍ）となるようにすればよい。また、処理容器３５２内の圧力は、１００ｍＴｏｒｒ、前記前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに印加する電力は、前記長さＬ１の単位長さ（１ｍｍ）あたり５Ｗ（５Ｗ／ｍｍ）となるようにすればよい。
【００８３】
また、図７Ａには、前記ガス供給手段３５５の断面図と、該ガス供給手段３５５を前記ガス穴３５７が形成された方向から見た平面図を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８４】
図７Ａを参照するに、前記処理ガス（Ａｒ）を前記空間３５０Ａ（処理容器内）に供給する前記ガス穴３５７は、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って複数が、例えば等間隔に、配列されるようにして形成されている。
【００８５】
このため、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ内に均一に供給することが可能になっており、成膜速度の、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向（前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向）での均一性を良好とすることが可能になっている。
【００８６】
上記のガス供給手段３５５では、例えば、ガス供給手段３５５のパイプ径を２５．４ｍｍ、前記ガス穴３５７の穴径を０．３ｍｍ、該ガス穴３５７のピッチを１０ｍｍとして構成する。
【００８７】
また、ガス供給手段は、図７Ａに示した構成に限定されるものではなく、例えば、以下の図７Ｂ〜図７Ｄに示すように、様々に変形・変更して用いることが可能である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８８】
まず、図７Ｂを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段３５５には、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ（処理容器内）に供給するために、当該ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って延伸する、スリット３５７Ａが形成されている。この場合、当該スリット３５７Ａは、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向するように形成されているため、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ内に均一に供給することが可能になっており、成膜速度の均一性を良好とすることが可能になっている。この場合、スリット幅は、例えば、０．１５ｍｍ程度する。
【００８９】
また、図７Ｃを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段３５５には、スリット３５７Ｂが、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って複数が、例えば等間隔に、配列されるようにして形成されている。このように処理ガスを供給するための穴部（ガス穴、スリットなど）は様々な構造で形成することができる。
【００９０】
また、上記の図７Ａ〜図７Ｃは、ガス供給手段３５５をパイプ状の構造体で構成しているが、これに限定されず、例えば図７Ｄに示すように、筐体形状のものを用いてもよい。
【００９１】
図７Ｄを参照するに、本図に示すガス供給手段３５５Ｃは、略筐体形状を有し、断面形状が四角形となる構造を有している。該ガス供給手段３５５Ｃの、被処理基板に面する側には、例えば格子状にガス穴３５７Ｃが配列されている。このため、本図に示すガス供給手段では、例えば図７Ａに示したガス供給手段と比べて、処理ガスの流量を増大させることが容易である特徴を有している。
【００９２】
このように、前記成膜装置３５０の構造は、必要に応じて、様々に変形・変更することが可能である。
【００９３】
また、上記の成膜装置は、例えば発光素子の製造工程に限定されず、成膜対象へのダメージを抑制しながら、良好な成膜の均一性が要求される様々な成膜に用いることが可能である。
【００９４】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施例１による発光素子を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その３）である。
【図３】図１の発光素子を製造する基板処理装置の構成例である。
【図４】図３の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その１）である。
【図５】図３の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その２）である。
【図６】図５の成膜装置の断面図である。
【図７Ａ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その１）である。
【図７Ｂ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その２）である。
【図７Ｃ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その３）である。
【図７Ｄ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その４）である。
【符号の説明】
【００９７】
１００ 発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽電極
１０３ 有機層
１０３Ａ 発光層
１０３Ｂ 正孔輸送層
１０３Ｃ 正孔注入層
１０３Ｄ 電子輸送層
１０３Ｅ 電子注入層
１０４ 陰電極
３５０ 成膜装置
３５１ 処理容器
３５２ 基板保持台
３５３ 移動レール
３５４Ａ，３５４Ｂ 電圧印加ターゲット
３５５ ガス供給手段
３５６ ガス流路
３５７ ガス穴
３５８ ガス供給路
３５９ 排気ライン
３６０ ゲートバルブ
３６１ 電源
４００Ａ，４００Ｂ ロードロック室
５００ 前処理室
６００ アライメント処理室
７００ 成膜装置
７００Ａ 内部空間
７０１ 処理容器
７０２ 蒸着源
７０２Ａ 原料
７０３ ヒータ
７０４ 排気ライン
７０５ 基板保持台
７０６ 移動レール
７０７ ゲートバルブ
９００Ａ，９００Ｂ 搬送室
９００ａ，９００ｂ 搬送手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光層を有する発光素子の製造方法および当該発光素子を製造するための成膜装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来用いられてきたＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に換わって、薄型にすることが可能な平面型表示装置の実用化が進んでおり、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）は自発光、高速応答などの特徴を有するために、次世代の表示装置として着目されている。また、有機ＥＬ素子は、表示装置のほかに、面発光素子としても用いられる場合がある。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、陽電極（正電極）と陰電極（負電極）の間に有機ＥＬ層（発光層）を含む有機層が狭持された構造となっており、当該発光層に正極から正孔を、負極から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層を発光させる構造になっている。
【０００４】
また、前記有機層には、必要に応じて陽極と発光層の間、または陰極と発光層の間に、例えば正孔輸送層、または電子輸送層など発光効率を良好とするための層を付加することも可能である。
【０００５】
上記の発光素子を形成する方法の一例としては、以下の方法を取ることが一般的であった。まず、ＩＴＯよりなる陽電極がパターニングされた基板上に、前記有機層を蒸着法により形成する。蒸着法とは、例えば蒸発あるいは昇華された蒸着原料を、被処理基板上に蒸着させることで薄膜を形成する方法である。次に、当該有機層上に、陰電極となるＡｌ（アルミニウム）を、蒸着法により形成する。このような発光素子を、いわゆるトップカソード型発光素子と呼ぶ場合がある。
【０００６】
例えばこのようにして、陽電極と陰電極の間に有機層が形成されてなる、発光素子が形成される。
【特許文献１】特開２００４−２２５０５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１４００６６号公報
【非特許文献１】「Novel facing targets sputtering apparatus with uniform magnetic field and plasma-free substrates」Vacuum/Volume 51/number 4/pages 687 to 690/1998
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように、蒸着法を用いて陰電極を形成する場合、特に被処理基板が大きくなった場合には陰電極の膜厚の均一性が問題となる場合があった。このように、被処理基板面内で陰電極の膜厚の均一性が不十分となると、被処理基板面内での発光素子の品質が不均一となってしまう懸念がある。
【０００８】
また、蒸着法による成膜は、被処理基板の成膜面を下に向けた、いわゆるフェースダウンの成膜方法により行う必要があり、被処理基板が大きくなった場合には基板の扱いが困難となる問題が生じていた。
【０００９】
このような問題を解決するため、陰電極を形成する場合に、例えば蒸着法に比べて、被処理基板の面内での成膜速度の均一性が良好である、スパッタリング法を用いることが考えられる。しかし、スパッタリング法は、蒸着法に比べて成膜対象に対するダメージが大きくなってしまう問題があった。
【００１０】
例えば上記の発光素子を形成する場合、陰電極は、比較的機械的な強度が小さい有機層上に形成されることになる。このため、例えばスパッタリング法などによってＡｌなどの硬い金属の粒子が高速度で有機層に衝突した場合、有機層がダメージを受け、発光素子の品質が低下してしまう場合がある。また、有機材料は、スパッタ時に生じる高いエネルギーを持った電子の衝突によって変質し、発光素子の品質が低下することがある。また、スパッタリングのためのプラズマ励起に伴う紫外線により、有機層がダメージを受ける懸念があった。このため、膜厚の均一性が良好であるスパッタリング法を陰電極の形成に用いることは困難となっていた。
【００１１】
例えば、上記の特許文献２には、成膜される対象へのダメージを抑制するため、中空形状のターゲットを用い、該ターゲットの一端からスパッタガスを導入してスパッタリング法により薄膜を形成する方法が開示されている。しかし、中空形状のターゲットを用いた場合には、スパッタ粒子を拡散させるための処理室（真空室）の容量を充分に大きくとる必要がある。このため、スパッタリング装置を大型化せざるをえなくなり、また、大型基板に対する成膜が困難となってしまう問題があった。
【００１２】
また、上記の非特許文献１には、対向するターゲットを用いた、スパッタリング法による成膜方法が開示されている。しかし、当該非特許文献１には、成膜する場合の成膜対象への磁場のダメージの影響については記載されているが、成膜対象への紫外線やイオン衝撃のダメージの低減についてはなんら記載されていない。また、成膜対象が有機層であった場合のダメージの影響についてはその記載がない。
【００１３】
そこで、本発明では、上記の問題を解決した、新規で有用な発光素子の製造方法と、当該発光素子を製造する基板処理装置を提供することを統括的目的としている。
【００１４】
本発明の具体的な課題は、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、上記の課題を、請求項１に記載したように、
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
互いに対向する２つのターゲットと、
プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、
前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置により、また、
請求項２に記載したように、
前記保持台が、成膜に対応して前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置により、また、
請求項３に記載したように、
前記ガス供給手段と前記保持台が、前記２つのターゲットを挟んで対向するように設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置により、また、
請求項４に記載したように、
前記処理ガスは、前記ガス供給手段から前記２つのターゲットの間を介して前記被処理基板上に流れるように供給されることを特徴とする請求項３記載の成膜装置により、また、
請求項５に記載したように、
前記ガス供給手段は、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項６に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置により、また、
請求項７に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置により、また、
請求項８に記載したように、
前記有機層は、電圧の印加により発光する発光層を含み、前記導電層は該発光層に電圧を印加するための電極を構成することを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項９に記載したように、
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理容器内の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが前記処理容器内に供給されることを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置により、また、
請求項１０に記載したように、
第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、
前記電極形成工程は、
互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法により、また、
請求項１１に記載したように、
前記２つのターゲットの間でプラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットの第１の側から、前記発光素子が形成される被処理基板が設置される、前記第１の側の反対側の第２の側に流れるように供給されることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１２に記載したように、
前記発光素子が形成される被処理基板が、前記導電層の成膜に対応して、前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動されることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１３に記載したように、
前記２つのターゲットの間に供給される、プラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸する形状を有するガス供給手段により、供給されることを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１４に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１５に記載したように、
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法により、また、
請求項１６に記載したように、
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されることを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法により、解決する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明による発光素子の製造方法は、第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、前記電極形成工程は、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、従来のスパッタリング装置による成膜で問題となっていた、有機層への、プラズマ励起による紫外線の照射やイオン衝突などによるダメージの影響を低減することが可能である。
【００１９】
このため、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して、発光素子を製造することが可能となる。
【００２０】
次に、上記の発光素子の製造方法に関る発明の実施の形態のさらなる詳細に関して、また、上記の電極に相当する導電層を成膜する成膜装置に係る発明の実施の形態のさらなる詳細に関して以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明の実施例１による発光素子を模式的に示した断面図である。図１を参照するに、本実施例による発光素子１００は、基板１０１上に形成された陽電極（第１の電極）１０２と、該陽電極１０２に対向する陰電極（第２の電極）１０４と、該陽電極１０２該陰電極１０４の間に形成された発光層（有機ＥＬ層）１０３Ａを含む有機層１０３と、を有している。
【００２２】
上記の発光素子１００は、有機ＥＬ素子と呼ばれる場合があり、前記陽電極１０２と前記陰電極１０４の間に電圧を印加することで、当該発光層１０３Ａに前記陽電極１０２から正孔を、前記陰電極１０４から電子を注入してそれらの再結合をさせることによって、当該発光層１０３Ａを発光させる構造になっている。
【００２３】
当該発光層１０３Ａは、例えば、多環芳香族炭化水素、ヘテロ芳香族化合物、有機金属錯体化合物等の材料を用いて形成することが可能であり、上記の材料は例えば蒸着法により、形成することが可能である。
【００２４】
従来の発光素子では、陰電極を形成する場合に以下のような技術的な問題があった。例えば、陰電極を蒸着法で形成する場合には、陰電極の厚さの均一性が不十分となる場合があり、一方で陰電極をスパッタリング法で形成する場合には、陰電極の厚さの均一性は良好であるものの、有機層にダメージが入る懸念が生じていた。
【００２５】
そこで、本実施例による上記の発光素子１００では、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起するスパッタリング法により、前記有機層１０３上に前記陰電極１０４を形成している。
【００２６】
このため、前記有機層１０３が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝撃により受けるダメージが低減される。また、スパッタリング法による成膜は、従来の蒸着法などに比べて成膜の膜厚の均一性が良く、また成膜速度が大きい特徴を有している。また、いわゆるフェースアップによる成膜も容易であり、特に大型基板に対する成膜に有利である特徴を有している。
【００２７】
このため、上記の発光素子１００は、前記有機層１０３へのダメージの影響が抑制されているとともに、前記陰電極１０４の膜厚の、基板面内での均一性が良好であり、大型基板にも対応可能な、高品質な発光素子である特徴を有している。
【００２８】
また、上記の構成において、前記２つのターゲットの間隔をＤ（ｍｍ）、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰ（ｔｏｒｒ）とする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されると、スパッタ粒子の平均自由工程を短くすることが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減することが可能となり、好ましい。
【００２９】
このような成膜装置（スパッタリング装置）の構成の例と、具体的な成膜方法については後述する。
【００３０】
次に、上記の発光素子１００を製造する製造方法について、図２Ａ〜図２Ｃに基づき、手順を追って説明する。ただし、以降の図中では、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する場合がある。
【００３１】
まず、図２Ａに示す工程において、パターンニングされた、例えばＩＴＯよりなる前記陽電極１０２が形成された、例えばガラスよりなる前記基板１０１を用意する。この場合、前記基板１０１には、前記陽電極１０１に接続される、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を含む、アクティブマトリクス駆動回路などが形成されていてもよい。
【００３２】
次に、図２Ｂに示す工程において、前記陽電極１０２上（前記基板１０１上）に、前記有機層１０３を形成する。この場合、前記有機層１０３は、例えば蒸着法により形成され、前記陽電極１０２の側から順に、正孔注入層１０３Ｃ，正孔輸送層１０３Ｂ，発光層（有機ＥＬ層）１０３Ａ，電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅが、積層されるようにして形成される。また、先に説明したように、必要に応じて前記正孔輸送層１０３Ｂ，および前記正孔注入層１０３Ｃは、そのいずれかの成膜を、またはその双方の成膜を省略してもよい。同様に、前記電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅは、そのいずれかの成膜を、またはその双方の成膜を省略してもよい。
【００３３】
また、前記発光層１０３Ａは、例えば、ホスト材料にアルミノキノリノール錯体（Ａｌｑ３）、ドーピング材にはルブレンを用いて形成することができるが、これに限定されず、様々な材料を用いて形成することが可能である。
【００３４】
次に、図２Ｃに示す工程において、前記有機層１０３（前記電子注入層１０３Ｅ）上に、該有機層１０３に接するように、導電性の、例えばＡｇよりなる陰電極１０４をスパッタリング法により成膜する。
【００３５】
当該スパッタリング法においては、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層１０３上に前記陰電極１０４を構成する導電層を成膜する。このため、前記有機層１０３が、プラズマ励起による紫外線の照射や、イオンの衝撃により受けるダメージを低減しつつ、形成される陰電極１０４の膜厚の均一性を良好にすることができる。また、このような成膜装置の構成の一例と、成膜方法の詳細については、図５以下で後述する。
【００３６】
また、前記陰電極１０４を構成する材料は、発光層からの発光の反射率を良好とするために、例えばＡｇよりなることが好ましい。しかし、前記陰電極１０４を構成する材料は、Ａｇに限定されるものではなく、例えば当該陰電極１０４は、Ａｌや、Ａｇに耐久性を向上させる添加物（例えば１重量％のＰｄ）を添加した材料を用いて形成してもよい。このようにして、本実施例による発光素子１００を製造することができる。
【００３７】
例えば、前記陽電極１０２の厚さは１００μｍ乃至２００μｍ、前記有機層１０３の厚さは５０μｍ乃至２００μｍ、前記陰電極１０４の厚さは５０μｍ乃至３００μｍに形成される。
【００３８】
また、例えば、前記発光素子１００は、表示装置（有機ＥＬ表示装置）や、面発光素子（照明・光源など）に適用することができるが、これらに限定されるものではなく、様々な電子機器に用いることが可能である。
【実施例２】
【００３９】
次に、実施例１に記載した発光素子１００を製造する基板処理装置の構成の一例について説明する。
【００４０】
図３は、前記発光素子１００を製造する基板処理装置１０００の構成の一例を模式的に示した平面図である。
【００４１】
図３を参照するに、本実施例による基板処理装置１０００は、複数の成膜装置または処理室が、被処理基板が搬送される搬送室９００Ａ，９００Ｂのいずれかに接続された構造を有している。前記搬送室９００Ａ，９００Ｂは、処理室または成膜装置を接続するための４つの接続面それぞれ有している。また、前記搬送室９００Ａ，９００Ｂは、被処理基板を搬送する搬送手段（搬送アーム）９００ａ，９００ｂが、それぞれ内部に設置された構造を有している。
【００４２】
前記搬送室９００Ａ，９００Ｂに接続される処理室、または成膜装置は、例えば、被処理基板の前処理（クリーニングなど）を行う前処理室５００、被処理基板または被処理基板に装着するマスクのアライメント（位置決め）を行うアライメント処理室６００、前記有機層１０３を蒸着法により形成する（図２Ｂに示した工程を実施する）成膜装置７００、前記陰電極１０４を形成する（図２Ｃに示した工程を実施する）成膜装置３５０、ロードロック室４００Ａ、４００Ｂである。
【００４３】
前記搬送室９００Ａの４つの接続面には、前記ロードロック室４００Ａ、前記前処理室５００、前記アライメント処理室６００、および前記成膜装置７００が接続されている。また、前記成膜装置７００の、前記搬送室９００Ａに接続された側の反対側は、前記搬送室９００Ｂの接続面に接続され、当該搬送室９００Ｂの他の接続面には、前記成膜装置３５０が２つと、前記ロードロック室４００Ｂとが接続されている。
【００４４】
また、前記搬送室９００Ａ、９００Ｂ、前記ロードロック室４００Ａ、４００Ｂ、前記前処理室５００、前記アライメント処理室６００、前記成膜装置３５０、７００には、それぞれ内部を減圧状態（真空状態）にするための、真空ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続されて、必要に応じて内部が減圧状態に維持されている。
【００４５】
次に、前記基板処理装置１０００により、実施例１に記載した前記発光素子１００を製造する場合の手順の概略について説明する。まず、被処理基板Ｗ（図２Ａに示した、陽電極１０２が形成された基板１０１に相当）は、前記ロードロック室４００Ａから前記基板処理装置１０００に投入される。前記ロードロック室４００Ａに投入された被処理基板Ｗは、前記搬送手段９００ａにより、まず前記搬送室９００Ａを介して前記前処理室５００に搬送され、被処理基板の前処理（クリーニングなど）が行われる。
【００４６】
次に、当該被処理基板は、前記搬送手段９００ａにより、前記搬送室９００Ａを介して前記アライメント処理室６００に搬送され、被処理基板上にマスクが設置される。次に、当該被処理基板は、前記搬送手段９００ａにより、前記搬送室９００Ａを介して前記成膜装置７００に搬送され、当該成膜装置７００において、前記発光素子１００の、前記有機層１０３が、蒸着法により形成される（図２Ｂに示した工程が実施される）。
【００４７】
次に、前記有機層１０３が形成された被処理基板は、前記搬送手段９００ｂによって前記成膜装置３５０（２台接続された成膜装置３５０のうちのいずれか）に搬送される。
【００４８】
前記成膜装置３５０に搬送された被処理基板の前記有機層１０３（前記電子注入層１０３Ｅ）上には、例えばＡｇよりなる陰電極１０４が、互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起するスパッタリング法により、成膜される。
【００４９】
このようにして実施例１に記載した発光素子１００が形成され、当該発光素子１００は、前記ロードロック室４００Ｂを介して、基板処理装置１０００より搬出される。なお、前記基板処理装置１０００が、例えば絶縁層よりなる保護層を前記発光素子１００上に形成する成膜装置を、さらに有するように構成してもよい。
【００５０】
次に、上記に示した成膜装置７００および成膜装置３５０の構成の一例について、説明する。
【００５１】
まず、成膜装置７００について説明する。図４は、上記の基板処理装置１０００に含まれる成膜装置（蒸着装置）７００の構成の一例を模式的に示した図である。
【００５２】
図４を参照するに、前記成膜装置７００は、内部に内部空間７００Ａが画成される処理容器７０１を有し、当該内部空間７００Ａには、蒸着源７０２と、基板保持台７０５が設置された構造を有している。前記内部空間７００Ａは、排気ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続された排気ライン７０４より排気され、所定の減圧状態に保持される構造になっている。
【００５３】
前記蒸着源７０２にはヒータ７０３が設置され、該ヒータ７０３によって内部に保持された原料７０２Ａを加熱し、気化または昇華させて気体原料とすることが可能に構成されている。当該気体原料は、前記蒸着源７０２に対向するように設置された前記基板保持台７０５に保持された被処理基板Ｗ（前記陽電極１０２が形成された前記基板１０１）に蒸着されて、前記有機層１０３が形成される。
【００５４】
前記基板保持台７０５は、前記処理容器７０１の上面（前記蒸着源７０２に対向する側）に設置された、移動レール７０６上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台７０５が移動されることによって、被処理基板の面内での蒸着膜の均一性が良好になるように構成されている。
【００５５】
また、前記処理容器７０１の、前記搬送室９００Ａに接続される側に形成されたゲートバルブ７０７を開放することにより、前記被処理基板Ｗの前記内部空間７００Ａへの搬入・または前記内部空間７００Ａからの搬出が可能になる。
【００５６】
上記の成膜装置７００を用いて、実施例１に記載した図２Ｂに相当する工程を実施することにより、前記有機層１０３を形成することが可能となる。また、前記蒸着源７０２を複数設置することで、前記有機層１０３が、前記発光層１０３Ａに加えて、正孔注入層１０３Ｃ，正孔輸送層１０３Ｂ，電子輸送層１０３Ｄ，電子注入層１０３Ｅなどを含む多層構造となるように形成することも可能である。
【００５７】
次に、成膜装置３５０について説明する。図５は、前記陰電極１０４を前記有機層１０３上に成膜する（図２Ｃに示した工程を実施する）、成膜装置３５０を模式的に示した図であり、図６は、図５のＡ−Ａ’断面図である。
【００５８】
図５および図６を参照するに、成膜装置３５０は、内部に減圧空間が画成される処理容器３５１を有し、当該減圧空間には、互いに対向するように設置されるとともに、それぞれに電圧が印加されるターゲット３５４Ａ，３５４Ｂと、基板保持台３５２とが設置されている。
【００５９】
前記基板保持台３５２は、前記処理容器３５１の下面に設置された、移動レール３５３上を、平行に移動可能に構成されている。すなわち、成膜時に前記保持台３５２が移動されることによって、被処理基板の面内での成膜の均一性が良好になるように構成されている。前記処理容器３５０の減圧空間は、排気ポンプなどの排気手段（図示せず）が接続された排気ライン３５９より排気され、所定の減圧状態に保持される構造になっている。
【００６０】
前記基板保持台３５２上に設置された、２つの前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂは、それぞれ、前記基板保持台３５２が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造を有し、互いに対向するようにして設置されている。
【００６１】
また、前記処理容器３５１内には、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間の空間３５０Ａに、例えばＡｒなどの処理ガスを供給するガス供給手段３５５が設置されている。当該処理ガスは、当該圧印加ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに電源３６１より電圧が印加されることでプラズマ励起される。
【００６２】
また、上記のターゲット３５４Ａ，３５５Ｂには、マグネット（図示せず）が設置されていてもよい。
【００６３】
前記ガス供給手段３５５は、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂと同様に、前記基板保持台３５２が移動する方向と略直交する方向に延伸した構造（前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向に対応して延伸した構造）を有し、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂを挟んで、前記基板保持台３５２と対向するように設置されている。
【００６４】
また、前記ガス供給手段３５５は、内部にガス流路３５６が形成された管状の中空構造を有しており、該ガス流路３５６には、前記処理容器３５１の外部に設置されたガス供給源（図示せず）からガス供給路３５８を介して、例えばＡｒなどの処理ガスが供給される。前記ガス流路３５６に供給された処理ガスは、前記ガス供給手段３５５に形成された複数のガス穴３５７から、記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間の空間３５０Ａに供給される構造になっている。
【００６５】
また、前記処理容器３５１の、前記搬送室９００Ｂに接続される側に形成されたゲートバルブ３６０を開放することにより、被処理基板Ｗの前記処理容器３５１内への搬入・または前記処理容器３５１内からの搬出が可能になる。
【００６６】
前記基板保持台３５２に保持された被処理基板Ｗに前記陰電極１０４を形成する場合には、以下のようにする。
【００６７】
まず、前記空間３５０Ａ（前記処理容器３５１内）に、ガス供給手段３５５より、例えばＡｒなどのプラズマ励起のための処理ガスが供給される。ここで、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに、それぞれ、電源３６１より電力が印加されることで、当該空間３５０Ａにプラズマが励起され、Ａｒイオンが生成される。
【００６８】
このようにして生成されたＡｒイオンにより、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂがスパッタリングされることで、前記基板保持台３５２に保持された被処理基板Ｗ上（前記有機層１０３上）に、前記陰電極１０４が形成される。
【００６９】
また、スパッタリング法による成膜は、例えば蒸着法による成膜に比べて成膜される膜厚の均一性が良好であり、成膜速度が大きい特徴がある。このため、上記の成膜装置３５０によって、膜厚の均一性が良好に、また良好な成膜速度で前記陰電極１０４を形成することが可能である。
【００７０】
また、上記の成膜装置３５０においては、被処理基板Ｗが、プラズマが励起される空間（前記空間３５０Ａ）から離間しており、被処理基板Ｗ上の有機層１０３が、プラズマ励起に伴う紫外線や、スパッタ粒子（Ａｒイオン）の衝突によるダメージの影響を受けにくい特徴がある。
【００７１】
すなわち、本実施例による成膜装置は、成膜の膜厚の均一性が良好であることや生産性が良好である特長を有するとともに、従来のスパッタリング法による成膜で問題になっていた、成膜時の成膜対象へのダメージを抑制することが可能になっている。
【００７２】
このため、本実施例による成膜装置は、例えば無機材料よりなる層（例えば金属層、金属酸化物層、金属窒化物層、Ｓｉ酸化膜層、Ｓｉ窒化膜層など）に比べてダメージを受けやすい有機層（有機発光層など）に対して、導電層（電極）を形成する場合に好適な成膜装置である。また、本実施例による成膜装置は、例えば中空構造のターゲット（特開２００１−１４００６６号公報参照）を用いた成膜装置と比べて、小型化が容易であるととともに、大型基板への対応が容易である特徴がある。
【００７３】
この場合、先に説明したように、前記保持台３５２が、成膜に対応して前記２つのターゲット３５４Ａ、３５４Ｂが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることが好ましい。この場合に、成膜の膜厚の均一性を良好としつつ、成膜装置を小型化することが容易となる。
【００７４】
また、上記の成膜においては、前記空間３５０Ａの圧力（処理容器内３５１内の圧力）を所定の圧力以上とすると、当該空間３５０Ａでのスパッタ粒子（例えばＡｒイオンなど）の平均自由工程が小さくなり、スパッタ粒子が有機層に衝突する確率が減少して有機層へのダメージをさらに抑制することが可能となる。
【００７５】
この場合、前記ガス供給手段３５５と前記保持台３５２が、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂを挟んで対向するように設置されていることが好ましい。この場合、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５５Ｂの間でプラズマ励起される処理ガス（Ａｒ）は、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５５Ｂの第１の側（前記ガス供給手段３５５の側）から、第２の側（前記被処理基板Ｗが保持される前記保持台３５２が設置される側）に、流れるように供給されることになる。
【００７６】
すなわち、上記の構造とすることで、前記空間３５０Ａで生成された、成膜のための粒子は、前記ガス供給手段３５５から前記基板保持台３５２に向かう方向に形成される処理ガスの流れにより輸送され、前記被処理基板Ｗ上（前記有機層１０３上）に到達する。このため、前記有機層１０３へのダメージを抑制しつつ、成膜速度を高く維持して、成膜装置の生産性を良好にすることが可能となる。
【００７７】
また、上記の構成において、前記２つのターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間隔をＤ（ｍｍ）、前記処理ガスがプラズマ励起される空間３５０Ａの圧力をＰ（ｔｏｒｒ）とする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間３５０Ａに供給されると、スパッタ粒子の平均自由工程を短くすることが可能となり、有機層へのダメージを効果的に低減することが可能となり、好ましい。
【００７８】
また、本実施例による成膜装置３５０を構成する場合の寸法の一例としては、例えば以下のようにすればよい。また、これらの寸法はその構成の一例であり、これらに限定されるものではない。
【００７９】
例えば、前記被処理基板Ｗの幅（前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向の長さ）をＬ０とすると、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向の長さＬ１は、Ｌ０＋１００ｍｍ程度以上とする。
【００８０】
また、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの間隔Ｈ２は、１００ｍｍ程度、前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂの高さＨ１は、２００ｍｍ程度とする。
【００８１】
また、上記の図２Ｃに示した工程を実施する場合の条件の一例としては、例えば以下のようにすればよい。また、これらの数値はその条件の一例であり、これらに限定されるものではない。
【００８２】
例えば、処理ガス（Ａｒ）の流量は、前記長さＬ１の単位長さ（１ｍｍ）あたり８ｓｃｃｍ（８ｓｃｃｍ／ｍｍ）となるようにすればよい。また、処理容器３５２内の圧力は、１００ｍＴｏｒｒ、前記前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂに印加する電力は、前記長さＬ１の単位長さ（１ｍｍ）あたり５Ｗ（５Ｗ／ｍｍ）となるようにすればよい。
【００８３】
また、図７Ａには、前記ガス供給手段３５５の断面図と、該ガス供給手段３５５を前記ガス穴３５７が形成された方向から見た平面図を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８４】
図７Ａを参照するに、前記処理ガス（Ａｒ）を前記空間３５０Ａ（処理容器内）に供給する前記ガス穴３５７は、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って複数が、例えば等間隔に、配列されるようにして形成されている。
【００８５】
このため、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ内に均一に供給することが可能になっており、成膜速度の、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向（前記ターゲット３５４Ａ，３５４Ｂが延伸する方向）での均一性を良好とすることが可能になっている。
【００８６】
上記のガス供給手段３５５では、例えば、ガス供給手段３５５のパイプ径を２５．４ｍｍ、前記ガス穴３５７の穴径を０．３ｍｍ、該ガス穴３５７のピッチを１０ｍｍとして構成する。
【００８７】
また、ガス供給手段は、図７Ａに示した構成に限定されるものではなく、例えば、以下の図７Ｂ〜図７Ｄに示すように、様々に変形・変更して用いることが可能である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００８８】
まず、図７Ｂを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段３５５には、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ（処理容器内）に供給するために、当該ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って延伸する、スリット３５７Ａが形成されている。この場合、当該スリット３５７Ａは、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向するように形成されているため、前記処理ガスを前記空間３５０Ａ内に均一に供給することが可能になっており、成膜速度の均一性を良好とすることが可能になっている。この場合、スリット幅は、例えば、０．１５ｍｍ程度する。
【００８９】
また、図７Ｃを参照するに、本図に示す場合、前記ガス供給手段３５５には、スリット３５７Ｂが、前記ガス供給手段３５５が延伸する方向に沿って複数が、例えば等間隔に、配列されるようにして形成されている。このように処理ガスを供給するための穴部（ガス穴、スリットなど）は様々な構造で形成することができる。
【００９０】
また、上記の図７Ａ〜図７Ｃは、ガス供給手段３５５をパイプ状の構造体で構成しているが、これに限定されず、例えば図７Ｄに示すように、筐体形状のものを用いてもよい。
【００９１】
図７Ｄを参照するに、本図に示すガス供給手段３５５Ｃは、略筐体形状を有し、断面形状が四角形となる構造を有している。該ガス供給手段３５５Ｃの、被処理基板に面する側には、例えば格子状にガス穴３５７Ｃが配列されている。このため、本図に示すガス供給手段では、例えば図７Ａに示したガス供給手段と比べて、処理ガスの流量を増大させることが容易である特徴を有している。
【００９２】
このように、前記成膜装置３５０の構造は、必要に応じて、様々に変形・変更することが可能である。
【００９３】
また、上記の成膜装置は、例えば発光素子の製造工程に限定されず、成膜対象へのダメージを抑制しながら、良好な成膜の均一性が要求される様々な成膜に用いることが可能である。
【００９４】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によれば、有機層へのダメージを抑制しながら膜厚のばらつきが小さくなるように有機層に電極を形成して発光素子を製造する発光素子の製造方法と、有機層へのダメージを抑制しながら、膜厚のばらつきが小さくなるように該有機層上に導電層を成膜する成膜装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】実施例１による発光素子を模式的に示す図である。
【図２Ａ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その１）である。
【図２Ｂ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その２）である。
【図２Ｃ】図１の発光素子の製造方法を示す図（その３）である。
【図３】図１の発光素子を製造する基板処理装置の構成例である。
【図４】図３の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その１）である。
【図５】図３の基板処理装置に用いる成膜装置の構成例（その２）である。
【図６】図５の成膜装置の断面図である。
【図７Ａ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その１）である。
【図７Ｂ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その２）である。
【図７Ｃ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その３）である。
【図７Ｄ】図５の成膜装置に用いるガス供給手段を示す図（その４）である。
【符号の説明】
【００９７】
１００ 発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽電極
１０３ 有機層
１０３Ａ 発光層
１０３Ｂ 正孔輸送層
１０３Ｃ 正孔注入層
１０３Ｄ 電子輸送層
１０３Ｅ 電子注入層
１０４ 陰電極
３５０ 成膜装置
３５１ 処理容器
３５２ 基板保持台
３５３ 移動レール
３５４Ａ，３５４Ｂ 電圧印加ターゲット
３５５ ガス供給手段
３５６ ガス流路
３５７ ガス穴
３５８ ガス供給路
３５９ 排気ライン
３６０ ゲートバルブ
３６１ 電源
４００Ａ，４００Ｂ ロードロック室
５００ 前処理室
６００ アライメント処理室
７００ 成膜装置
７００Ａ 内部空間
７０１ 処理容器
７０２ 蒸着源
７０２Ａ 原料
７０３ ヒータ
７０４ 排気ライン
７０５ 基板保持台
７０６ 移動レール
７０７ ゲートバルブ
９００Ａ，９００Ｂ 搬送室
９００ａ，９００ｂ 搬送手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
互いに対向する２つのターゲットと、
プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、
前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記保持台が、成膜に対応して前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段と前記保持台が、前記２つのターゲットを挟んで対向するように設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記処理ガスは、前記ガス供給手段から前記２つのターゲットの間を介して前記被処理基板上に流れるように供給されることを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ガス供給手段は、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
【請求項８】
前記有機層は、電圧の印加により発光する発光層を含み、前記導電層は該発光層に電圧を印加するための電極を構成することを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項９】
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理容器内の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが前記処理容器内に供給されることを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項１０】
第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、
前記電極形成工程は、
互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記２つのターゲットの間でプラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットの第１の側から、前記発光素子が形成される被処理基板が設置される、前記第１の側の反対側の第２の側に流れるように供給されることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記発光素子が形成される被処理基板が、前記導電層の成膜に対応して、前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動されることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記２つのターゲットの間に供給される、プラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸する形状を有するガス供給手段により、供給されることを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されることを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
被処理基板を保持する保持台を内部に備えた処理容器と、
互いに対向する２つのターゲットと、
プラズマ励起される処理ガスを前記処理容器内に供給するガス供給手段と、を有し、
前記２つのターゲットに電圧を印加して前記処理ガスをプラズマ励起することで、前記被処理基板上の有機層上に導電層を成膜するよう構成されていることを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記保持台が、成膜に対応して前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段と前記保持台が、前記２つのターゲットを挟んで対向するように設置されていることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記処理ガスは、前記ガス供給手段から前記２つのターゲットの間を介して前記被処理基板上に流れるように供給されることを特徴とする請求項３記載の成膜装置。
【請求項５】
前記ガス供給手段は、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項６】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項５記載の成膜装置。
【請求項８】
前記有機層は、電圧の印加により発光する発光層を含み、前記導電層は該発光層に電圧を印加するための電極を構成することを特徴とする請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項９】
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理容器内の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが前記処理容器内に供給されることを特徴とする請求項１乃至８のうち、いずれか１項記載の成膜装置。
【請求項１０】
第１の電極と第２の電極の間に発光層を含む有機層が形成されてなる発光素子の製造方法であって、
前記第１の電極上に前記有機層を形成する有機層形成工程と、
前記有機層上に前記第２の電極を形成する電極形成工程と、を有し、
前記電極形成工程は、
互いに対向する２つのターゲットの間にプラズマを励起することで、前記有機層上に前記第２の電極を構成する導電層を成膜する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記２つのターゲットの間でプラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットの第１の側から、前記発光素子が形成される被処理基板が設置される、前記第１の側の反対側の第２の側に流れるように供給されることを特徴とする請求項１０記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記発光素子が形成される被処理基板が、前記導電層の成膜に対応して、前記２つのターゲットが延伸する方向と直交する方向に移動されることを特徴とする請求項１０または１１記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記２つのターゲットの間に供給される、プラズマ励起される処理ガスは、前記２つのターゲットが延伸する方向に対応して延伸する形状を有するガス供給手段により、供給されることを特徴とする請求項１０乃至１２のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って配列された、前記処理ガスを供給する複数のガス穴が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記ガス供給手段には、当該ガス供給手段が延伸する方向に沿って延伸する、前記処理ガスを供給するスリットが形成されていることを特徴とする請求項１３記載の発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記２つのターゲットの間隔をＤｍｍ、前記処理ガスがプラズマ励起される空間の圧力をＰｔｏｒｒとする場合、Ｐ≧１／Ｄが成り立つように前記処理ガスが当該空間に供給されることを特徴とする請求項１０乃至１５のうち、いずれか１項記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図７Ｄ】
【公開番号】特開２００７−１７９７９７（Ｐ２００７−１７９７９７Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７４９７６（Ｐ２００５−３７４９７６）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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