蒸着装置、蒸着方法、および有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】膜材料の蒸着レートをより精密に制御可能な蒸着装置、蒸着方法、および有機ＥＬ装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】蒸着装置１００は、膜材料を蒸発させて基板表面３２ａに成膜する蒸着装置であって、蒸着槽２０と、蒸着槽２０内に配置され、基板３２を保持する保持部３０と、蒸着槽２０内に保持部３０の基板保持面３０ａに対向して配置され、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源３６，３８と、複数の蒸着源３６，３８のうち少なくとも１つを、基板保持面３０ａに対して相対移動可能な移動手段３６ａ，３８ａと、を備えていることを特徴とする。
【解決手段】蒸着装置１００は、膜材料を蒸発させて基板表面３２ａに成膜する蒸着装置であって、蒸着槽２０と、蒸着槽２０内に配置され、基板３２を保持する保持部３０と、蒸着槽２０内に保持部３０の基板保持面３０ａに対向して配置され、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源３６，３８と、複数の蒸着源３６，３８のうち少なくとも１つを、基板保持面３０ａに対して相対移動可能な移動手段３６ａ，３８ａと、を備えていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置、蒸着方法、および有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等の複数の有機機能層（有機膜）を有している。これらの有機機能層は、例えば、真空蒸着装置を用いた真空蒸着法によって成膜される。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子では、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等に対応する発光層が形成されるが、各発光色を得るために、例えば、ホスト材料に蛍光色素をドーピングした発光層を形成し、その蛍光色素からのルミネセンスを発光色として取り出すことが提案されている。このような場合、ドーパント材料のドープ濃度が発光特性などに大きな影響を与えるとして、このドープ濃度に勾配をつけて、輝度寿命および発光効率を向上させる方法が提案されている（例えば特許文献１から４）。
【０００４】
これらの特許文献に開示されたような濃度勾配を付けるには、発光層の成膜工程において、ホスト材料の蒸着レートを一定に保ち、ドーパント材料の蒸着レートを適宜変化させるが、従来は、ドーパント材料に対応する蒸着源の温度を調整する方法、または蒸着源の数を増減する方法等により、このドーパント材料の蒸着レートを制御するのが一般的であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６９４２７号公報
【特許文献２】特開２００４−６１０２号公報
【特許文献３】特開２００５−１００７６７号公報
【特許文献４】特開２００５−１０８７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、蒸着源の温度を調整する方法では、蒸着源をヒーターによって加熱する場合、蒸着源が所望の温度になるまでにある程度の時間がかかる。また、蒸着源の数を増減する方法では、蒸発する膜材料の量は蒸着源単位で増減する。一方、ドーパント材料の蒸着レートはホスト材料の蒸着レートに比べかなり低く設定されるため、上記のいずれの方法によってもドーパント材料の蒸着レートを精密に制御するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る蒸着装置は、膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、蒸着槽と、前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、前記蒸着槽内に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源のうち少なくとも１つを、前記基板保持面に対して相対移動可能な移動手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる蒸着源の少なくとも１つを、保持部に保持された基板表面に対して相対移動させることにより、基板表面と蒸着源との距離を調整できる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源と基板表面との距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記移動手段は、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動可能に配設されていてもよい。
【００１１】
この構成によれば、複数の蒸着源のそれぞれと基板表面との距離を個別に調整できる。したがって、それぞれの蒸着源から異なる膜材料を供給し、それぞれの蒸着源と基板との距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記移動手段は、前記蒸着槽の内壁上に設けられており、前記蒸着源を前記基板保持面の法線に平行な方向に移動可能に配設されていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、基板表面の法線に平行な方向、すなわち基板表面に成膜される膜厚方向においてそれぞれの蒸着源と基板との距離を調整することができる。これにより、異なる膜材料を膜厚方向に濃度勾配を付けて成膜できる。また、移動手段が蒸着槽の内壁上に設けられているので、複数の蒸着源のそれぞれがどの位置に移動されても、それぞれの蒸着源と基板表面との間に他の蒸着源が位置することはない。
【００１４】
［適用例４］本適用例に係る蒸着装置は、膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、蒸着槽と、前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、前記蒸着槽内の内壁上に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、を備え、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板保持面との距離が異なることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源は、保持部に保持された基板表面と蒸着源との距離がそれぞれ異なる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、基板表面との距離に基づいて適宜選択した蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記保持部には、前記基板保持面の法線に平行な軸を回転軸として、前記基板を回転させる回転手段が備えられていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、蒸着源が基板表面の法線に対して斜め方向に位置していても、基板を回転させることにより、基板表面に対する蒸着方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段により基板を回転させながら成膜することにより、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記複数の蒸着源のそれぞれに配設され、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板保持面に対向する側の法線と前記基板保持面の法線とがなす角度を個別に調整可能な角度変更手段を備えていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、蒸着源を移動させることにより蒸着方向と基板表面との相対的位置関係が変化しても、蒸着源の角度を変えることにより基板表面に対する蒸着方向を適宜調整することができる。したがって、蒸着源を移動させても、蒸着源の位置に応じて蒸着方向を調整できるので、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例に係る蒸着方法は、蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、前記基板表面に対向して配置した複数の前記蒸着源のうち少なくとも１つを移動させて、前記少なくとも１つの蒸着源と前記基板表面との距離を調整することにより、蒸着レートを制御して成膜することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる蒸着源の少なくとも１つと基板表面との距離を調整できる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源と基板表面との距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動させて、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板表面との距離を個別に調整してもよい。
【００２３】
この構成によれば、複数の蒸着源のそれぞれと基板表面との距離を個別に調整できる。したがって、それぞれの蒸着源から異なる膜材料を供給し、それぞれの蒸着源と基板との距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記蒸着源を前記基板表面の法線に平行な方向に移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整してもよい。
【００２５】
この構成によれば、基板表面の法線に平行な方向、すなわち基板表面に成膜される膜厚方向におけるそれぞれの蒸着源と基板との距離を調整することができる。これにより、異なる膜材料を膜厚方向に濃度勾配を付けて成膜できる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る蒸着方法は、蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、複数の前記蒸着源を前記基板表面に対向して配置し、前記複数の蒸着源のうち、少なくとも前記基板表面との距離がそれぞれ異なる複数の前記蒸着源のいずれかから前記膜材料を蒸発させることにより成膜することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源は、基板表面と蒸着源との距離がそれぞれ異なる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、基板表面との距離に基づいて蒸着源を適宜選択して膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００２８】
［適用例１１］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記基板を、前記基板表面の法線に平行な軸を回転軸として回転させながら成膜してもよい。
【００２９】
この構成によれば、蒸着源が基板表面の法線に対して斜め方向に位置していても、基板を回転させることにより、基板表面に対する蒸着源の方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段により基板を回転させながら成膜することにより、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００３０】
［適用例１２］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板表面に対向する側の法線と前記基板表面の法線とがなす角度を個別に調整可能であってもよい。
【００３１】
この構成によれば、蒸着源を移動させることにより蒸着方向と基板表面との相対的位置関係が変化しても、蒸着源の角度を変えることにより基板表面に対する蒸着方向を適宜調整することができる。したがって、蒸着源を移動させても、蒸着源の位置に応じて蒸着方向を調整できるので、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００３２】
［適用例１３］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記に記載の蒸着装置を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の機能層を蒸着により成膜する際、機能層の膜材料の蒸着レートを精密に制御して成膜できる。
【００３４】
［適用例１４］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記に記載の蒸着方法を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の機能層を蒸着により成膜する際、機能層の膜材料の蒸着レートを精密に制御して成膜できる。
【００３６】
［適用例１５］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくともホスト材料とドーパント材料とを蒸発させるものであって、前記ドーパント材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整しながら成膜してもよい。
【００３７】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の発光層を蒸着により成膜する際、ホスト材料にドーピングするドーパント材料のドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００３８】
［適用例１６］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくとも２つの異なるホスト材料を蒸発させるものであって、一方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整するのと並行して、他方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整しながら成膜してもよい。
【００３９】
この構成によれば、それぞれが異なるホスト材料からなる少なくとも２つの層を含む機能層を成膜する場合、１つの層のホスト材料を蒸発させる蒸着源と、その層に隣接する層のホスト材料を蒸発させる蒸着源と、のそれぞれを相反する方向に移動させながら成膜すれば、これらの層間の界面近傍において双方のホスト材料が混合しその混合率が連続的に変化するように成膜できる。これにより、有機ＥＬ装置の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の層厚や寸法の比率等は適宜異ならせてある。
【００４１】
（第１の実施形態）
＜有機ＥＬ装置＞
まず、本実施形態における蒸着装置を説明する前に、本実施形態における蒸着装置を用いて製造される有機エレクトロルミネセンス装置（以下有機ＥＬ装置と呼ぶ）の一例について図を参照して説明する。図１および図２は、有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図である。詳しくは、図２は、図１のＡ部を拡大して示した図である。
【００４２】
有機ＥＬ装置１０は、図１に示すように、画素２を複数有している。画素２は、有機ＥＬ装置１０の表示の最小単位であり、例えば、３つの画素２から画素群１が構成されている。画素２は、例えば白色に発光する有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子と呼ぶ）３を表示素子として備えており、有機ＥＬ素子３により得られた光を表示光として出力するようになっている。
【００４３】
有機ＥＬ装置１０は、基板１２と、駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３等を含む回路層１４と、画素電極４と、絶縁層１５と、隔壁１６と、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、共通電極８と、封止層１８と、を備えている。有機ＥＬ装置１０は、例えば、発光層６から発した光が基板１２側に射出されるボトムエミッション方式である。
【００４４】
基板１２は、透光性を有する材料からなる。透光性を有する材料としては、例えばガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等があげられる。回路層１４は基板１２上に形成されている。画素電極４は、回路層１４上に、画素２のそれぞれに対応して形成されている。画素電極４は、駆動用ＴＦＴ１３に電気的に接続されている。画素電極４は、透光性導電材料からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。絶縁層１５と隔壁１６とは、回路層１４上に、例えば格子状に形成されており、画素２の領域を区画している。
【００４５】
画素電極４上には、有機機能層である正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、が順に積層されている。そして、電子注入輸送層７を覆うように共通電極８が形成されている。共通電極８は、例えば、Ａｌ、またはＡｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金等からなる。共通電極８の膜厚は、例えば５０〜２００ｎｍである。共通電極８は反射層を兼ねている。共通電極８上には、共通電極８を覆うように、封止層１８が形成されている。封止層１８は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等からなる。
【００４６】
画素電極４と、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、共通電極８と、によって有機ＥＬ素子３が構成される。有機ＥＬ素子３において、画素電極４は陽極として機能し、正孔注入輸送層５は画素電極４からの正孔を発光層６側に注入／輸送する。一方、共通電極８は陰極として機能し、電子注入輸送層７は共通電極８からの電子を発光層６側に注入／輸送する。そして、正孔注入輸送層５から注入される正孔と、電子注入輸送層７から注入される電子とが、発光層６で再結合することにより発光が得られる。
【００４７】
本実施形態の有機ＥＬ装置１０においては、有機ＥＬ素子３の発光層６から基板１２側に発した光が基板１２側に射出されるとともに、発光層６から共通電極８側に発した光が共通電極８により反射されて、基板１２側に射出される。
【００４８】
次に、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７のそれぞれの構成についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、正孔注入輸送層５は、正孔注入層５ａと正孔輸送層５ｂとが積層され構成されている。正孔注入層５ａは、例えば、アリールアミン類やフタロシアニン類からなる。正孔注入層５ａの膜厚は、例えば４０〜６０ｎｍである。正孔輸送層５ｂは、例えばアリールアミン類からなる。正孔輸送層５ｂの膜厚は、例えば１５〜３０ｎｍである。
【００４９】
発光層６は、青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとが積層され構成されている。この構成により、発光層６は白色光を発光する。青色発光層６ａのホスト材料としては、例えば、ＤＰＶＢｉ（ジスチリルビフェニル誘導体）やＰＥＳＢ等を用いることができる。青色発光層６ａは、ホスト材料に対して５〜１０ｗｔ％のドーパント材料６ｃを含んでいる。ドーパント材料６ｃとしては、例えば、スチリルアミン誘導体等を用いることができる。青色発光層６ａの膜厚は、例えば５〜１５ｎｍである。
【００５０】
赤色発光層６ｂのホスト材料としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミキノリノール錯体）等を用いることができる。赤色発光層６ｂは、ホスト材料に対して５〜１０ｗｔ％のドーパント材料６ｄを含んでいる。ドーパント材料６ｄとしては、例えば、ＤＣＭ（ジアノメチレンピラン誘導体）等を用いることができる。赤色発光層６ｂの膜厚は、例えば５〜１５ｎｍである。発光層６の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとのそれぞれにおいて、膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃ，６ｄの濃度が高くなるように、ドープ濃度に勾配が付けられている。このように、ドープ濃度に膜厚方向の勾配を付けることにより、発光層６の輝度寿命および発光効率を向上させている。
【００５１】
電子注入輸送層７は、電子輸送層７ａと電子注入層７ｂとが積層され構成されている。電子輸送層７ａは、例えば、Ａｌｑ３からなる。電子輸送層７ａの膜厚は、例えば１５〜２０ｎｍである。電子注入層７ｂは、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）からなる。電子注入層７ｂの膜厚は、例えば０．５〜２ｎｍである。
【００５２】
なお、有機ＥＬ装置１０は、発光層６から発した光が封止層１８側に射出されるトップエミッション方式の有機ＥＬ装置であってもよい。有機ＥＬ装置１０がトップエミッション方式である場合、基板１２には透明な材料及び不透明な材料のいずれを用いてもよい。この場合、共通電極８には透光性を有する導電材料が用いられ、封止層１８には透光性を有する材料が用いられる。
【００５３】
また、有機ＥＬ装置１０は、カラーフィルタ層を備え、有機ＥＬ素子３の発光により得られた白色光がカラーフィルタ層を通してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に着色される構成であってもよい。また、有機ＥＬ装置１０は、有機ＥＬ素子３がＲ，Ｇ，Ｂの各色で発光する構成であってもよい。有機ＥＬ装置１０がこれらの構成を有する場合、画素群１において、画素２のＲ，Ｇ，Ｂの各色のそれぞれの表示の輝度を適宜変えることで、種々の色の表示を行うことができる。
【００５４】
＜蒸着装置＞
次に、第１の実施形態に係る蒸着装置の構成について図を参照して説明する。図３は、第１の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。図４は、蒸着源と基板表面との距離と蒸着レートとの関係を示す図である。
【００５５】
図３に示すように、本実施形態に係る蒸着装置１００は、蒸着槽２０と、保持部３０と、基板を回転させる回転手段３４と、蒸着源３６，３８と、蒸着源３６，３８のそれぞれを個別に移動可能な移動手段３６ａ，３８ａと、蒸着源３６，３８のそれぞれの角度を個別に調整可能な角度変更手段３６ｂ，３８ｂと、を備えている。また、図示しないが、蒸着装置１００は、蒸着槽２０内を排気して減圧する真空ポンプを備えている。
【００５６】
蒸着槽２０は、ほぼ円筒形の側部２２と、ほぼ円形の上部２４および底部２６とを有している。保持部３０は、蒸着槽２０内の上部２４に配置されている。保持部３０は、基板保持面３０ａ上に基板３２を、基板表面３２ａが底部２６に対向するように保持する。保持部３０は、蒸着槽２０内の上部２４に設置された回転手段３４に取り付けられている。
【００５７】
回転手段３４は、図示しないが、モータ、変速機等を内蔵しており、基板保持面３０ａの法線に平行な回転軸を有している。回転手段３４の回転軸には保持部３０の中心部が固定されており、回転手段３４はこの回転軸を介して保持部３０を基板３２とともに回転駆動する。これにより、蒸着源３６，３８が基板表面３２ａの法線に対して斜め方向に位置していても、基板３２を回転させることにより、基板表面３２ａに対する蒸着方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段３４により基板３２を回転させながら成膜することにより、基板表面３２ａの面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。なお、回転手段３４が蒸着槽２０の外部に設置され、回転軸が蒸着槽２０の上部２４を貫通して保持部３０の中心部を固定していてもよい。
【００５８】
蒸着源３６，３８のそれぞれは、蒸着槽２０内に、保持部３０の基板保持面３０ａ、すなわち基板表面３２ａに対向して配置されている。なお、本実施形態では蒸着源が２つ配置されているが、蒸着源が３つ以上であってもよい。蒸着源３６，３８はルツボ状であり、蒸着源３６，３８内で加熱され蒸発した膜材料が基板３２に供給され、基板表面３２ａに蒸着される。膜材料の加熱は、蒸着源３６，３８を加熱することにより間接的に膜材料を加熱してもよいし、膜材料を直接加熱してもよい。加熱方法としては、抵抗加熱、電子ビーム加熱、レーザビーム加熱、高周波誘導加熱等を用いることができる。図示しないが、蒸着源３６，３８は、基板保持面３０ａに対向する側に位置し膜材料の蒸気流を放出する開口部と、その開口部を覆って蒸気流の放出を制御するシャッタと、を備えている。
【００５９】
移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａ上に設けられている。移動手段３６ａ，３８ａは、基板表面３２ａに平行な方向における異なる位置に、蒸着源３６，３８のそれぞれに対応して配設されている。角度変更手段３６ｂ，３８ｂは、蒸着源３６，３８のそれぞれに配設され、移動手段３６ａ，３８ａに取り付けられている。移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着源３６，３８のそれぞれを角度変更手段３６ｂ，３８ｂのそれぞれとともに、基板保持面３０ａの法線に平行な方向（図３の矢印方向）に内壁２２ａに沿って個別に移動可能である。
【００６０】
移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着源３６，３８のそれぞれを移動させることにより、蒸着源３６，３８のそれぞれと基板表面３２ａとの距離を、例えば、１５０〜４５０ｍｍの範囲で個別に調整可能である。移動手段３６ａ，３８ａが蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａ上に設けられているので、蒸着源３６，３８のそれぞれがどの位置に移動されても、一方の蒸着源が他方の蒸着源と基板表面との間に位置することはない。これにより、それぞれの蒸着源から供給される膜材料の基板表面３２ａへの到達を他の蒸着源により互いに妨げることを防止できる。
【００６１】
図４に、後述する発光層６のホスト材料を基板表面３２ａに蒸着する場合に、蒸着源３６または３８と基板表面３２ａとの距離Ｄを、１５０〜４５０ｍｍの範囲で変化させた場合の蒸着レートを示す。蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面３２ａと蒸着源３６，３８との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。また、蒸着源３６，３８のそれぞれから異なる膜材料を供給し、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００６２】
角度変更手段３６ｂ，３８ｂは、蒸着源３６，３８のそれぞれの開口部側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを個別に調整可能に構成されている。このような構成によれば、蒸着源３６，３８のそれぞれが移動手段３６ａ，３８ａで移動されることにより、蒸着方向と基板表面３２ａとの相対的位置関係が変化しても、角度変更手段３６ｂ，３８ｂで蒸着源３６，３８のそれぞれの基板表面３２ａに対する角度を適宜調整することにより、基板表面３２ａに均一な厚さで成膜できるように蒸着方向と基板表面３２ａとの相対的位置関係を調整できる。
【００６３】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について、有機ＥＬ装置１０を製造する場合を例にとり、図を参照して説明する。図５は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【００６４】
図５に示すように、有機ＥＬ装置の製造方法は、回路層形成工程Ｓ１０と、画素電極形成工程Ｓ２０と、絶縁層・隔壁形成工程Ｓ３０と、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、発光層形成工程Ｓ５０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、封止層形成工程Ｓ８０と、を含んでいる。
【００６５】
回路層形成工程Ｓ１０では、基板１２上に、駆動用ＴＦＴ１３等を含む回路層１４を形成する。次に、画素電極形成工程Ｓ２０では、回路層１４上に画素電極４を形成する。次に、絶縁層・隔壁形成工程Ｓ３０では、回路層１４上に絶縁層１５を形成し、絶縁層１５上に隔壁１６を形成する。
【００６６】
次の正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０から共通電極形成工程Ｓ７０の各工程では、上述の蒸着装置１００を用いて、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７、および共通電極８のそれぞれを真空蒸着法により成膜する。以下、これらの工程における蒸着方法について、図１、図２、および図３を参照してより詳しく説明する。
【００６７】
正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０では、まず、図１に示すように、画素電極４上に正孔注入層５ａを成膜する。このとき、図３において、蒸着源３６，３８に正孔注入層５ａの膜材料を収容し、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。加熱温度の調整に加えて、蒸着源３６，３８を移動させて基板表面３２ａとの距離を適宜調整し、蒸着レートを制御してもよい。例えば、蒸着源３６，３８を基板表面３２ａに近付けておいて加熱すれば、より低パワーで同じ蒸着レートを得ることができる。
【００６８】
次に、正孔注入層５ａ上に正孔輸送層５ｂを成膜する。このとき、正孔輸送層５ｂの膜材料を蒸着源３６，３８に収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。これにより、正孔注入輸送層５が成膜される。
【００６９】
発光層形成工程Ｓ５０では、図２に示すように、まず、正孔注入輸送層５上に青色発光層６ａを成膜する。このとき、図３において、どちらか一方の蒸着源、例えば蒸着源３６に青色発光層６ａのホスト材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。他方の蒸着源３８にはドーパント材料６ｃを収容し、蒸着レートが例えば０．００２５〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。ここでは、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８は、基板表面３２ａから最も遠い位置とする。
【００７０】
蒸着レートを調整後、青色発光層６ａのホスト材料の蒸着源３６は、蒸着レートがほぼ一定となるように、蒸着槽２０内で同じ位置を維持する。そして、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を、基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍから４５０ｍｍとなる範囲で移動手段３８ａにより次のように移動させながら成膜する。青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜されるまでは、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を基板３２に近付けていき、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜された後は、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を基板３２から遠ざけていく。このとき、蒸着源３８の開口部側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを、蒸着源３８の位置に応じて角度変更手段３８ｂにより適宜調整する。これにより、青色発光層６ａの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。
【００７１】
次に、青色発光層６ａ上に赤色発光層６ｂを成膜する。このとき、図３において、蒸着源３６に赤色発光層６ｂのホスト材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。そして、蒸着源３８にはドーパント材料６ｄを収容し、蒸着レートが例えば０．００２５〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。ここでは、ドーパント材料６ｄの蒸着源３８は、基板表面３２ａから最も遠い位置とする。
【００７２】
蒸着レートを調整後、赤色発光層６ｂのホスト材料の蒸着源３６は、蒸着レートがほぼ一定となるように、蒸着槽２０内で同じ位置を維持する。そして、ドーパント材料６ｄの蒸着源３８を、基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍから４５０ｍｍとなる範囲で移動手段３８ａにより青色発光層６ａを成膜する際と同様の方法で移動させながら成膜する。これにより、赤色発光層６ｂの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｄのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。以上により、発光層６が形成される。
【００７３】
電子注入輸送層形成工程Ｓ６０では、図２に示すように、まず、発光層６上に電子輸送層７ａを成膜する。図３において、蒸着源３６，３８に電子輸送層７ａの膜材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。次に、電子輸送層７ａ上に電子注入層７ｂを成膜する。このとき、電子注入層７ｂの膜材料蒸着レートが例えば０．０１〜０．０２ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。これにより、電子注入輸送層７が形成される。
【００７４】
共通電極形成工程Ｓ７０では、電子注入輸送層７を覆うように共通電極８（図１参照）を成膜する。図３において、蒸着源３６，３８に共通電極８の膜材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０８〜０．１５ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。
【００７５】
なお、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、において、それぞれの膜材料を蒸着源３６または３８のどちらか一方から供給してもよい。
【００７６】
最後に、封止層形成工程Ｓ８０では、図１に示すように、共通電極８を覆うように封止層１８を形成する。以上により、有機ＥＬ装置１０を製造することができる。
【００７７】
第１の実施形態によれば、有機ＥＬ装置１０の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとを蒸着により成膜する際、それぞれのホスト材料にドーピングするドーパント材料６ｃ，６ｄのドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置１０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る蒸着装置の構成と蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について図を参照して説明する。図６は、第２の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。
【００７９】
＜蒸着装置＞
第２の実施形態に係る蒸着装置２００は、第１の実施形態に係る蒸着装置１００に対して、複数の蒸着源が蒸着槽の内壁に沿った異なる位置に配置されている点と、移動手段を備えていない点と、が異なっているが、その他の構成は同じである。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８０】
本実施形態に係る蒸着装置２００は、図６に示すように、蒸着槽２０と、保持部３０と、保持部３０を回転させる回転手段３４と、蒸着源４１，４２，４３，４４および４５，４６，４７，４８と、角度変更手段４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａおよび４５ａ，４６ａ，４７ａ，４８ａと、を備えている。
【００８１】
蒸着源４１〜４４のそれぞれは、蒸着槽２０内の基板表面３２ａの法線に平行な方向に沿って一列に並び、例えば、基板表面３２ａとの距離がそれぞれ４５０ｍｍ，３５０ｍｍ，２５０ｍｍ，１５０ｍｍとなるように配置されている。蒸着源４５〜４８のそれぞれは、蒸着源４１〜４４とは基板表面３２ａに平行な方向における異なる位置に、基板表面３２ａの法線に平行な方向に沿って一列に並び、基板表面３２ａとの距離がそれぞれ４５０ｍｍ，３５０ｍｍ，２５０ｍｍ，１５０ｍｍとなるように配置されている。図示しないが、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれは、基板保持面３０ａに対向する側に位置し膜材料の蒸気流を放出する開口部と、その開口部を覆って蒸気流の放出を制御するシャッタと、を備えている。なお、本実施形態では蒸着源が４つずつ２列に配置されているが、蒸着源の数、列数等はこれに限定されない。
【００８２】
角度変更手段４１ａ〜４４ａおよび４５ａ〜４８ａのそれぞれは、蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａに設けられており、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれに対応して配設されている。角度変更手段４１ａ〜４４ａおよび４５ａ〜４８ａのそれぞれは、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれの基板表面３２ａに対向する側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを個別に調整可能に構成されている。
【００８３】
第２の実施形態では、蒸着源４１〜４４のうち基板表面３２ａとの距離に基づいて適宜選択したいずれかの蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを制御できる。蒸着源４１〜４４のうち、例えば、最初に蒸着源４１のみ開口部のシャッタを開けて他の蒸着源の開口部のシャッタを閉じ、次に蒸着源４２のみ開口部のシャッタを開ける、というようにして順次蒸着源を切り替えて同一の膜材料を蒸発させれば、この膜材料の蒸着源と基板表面３２ａとの距離を調整できるので、膜材料の蒸着レートを制御できる。また、蒸着源４５〜４８においても同様に、基板表面３２ａとの距離に基づいて適宜選択した蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを制御できる。
【００８４】
上述の蒸着源の選択または切り替えは、蒸着源４１〜４４と蒸着源４５〜４８とを、それぞれ単独で行ってもよいし並行して行ってもよい。蒸着源４１〜４４と蒸着源４５〜４８とでそれぞれ異なる膜材料を供給すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００８５】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第２の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について、有機ＥＬ装置１０を製造する場合を例にとり説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に対して、蒸着方法が異なっているが、その他の製造方法は同じである。より詳しくは、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０から共通電極形成工程Ｓ７０の各工程において、上述の蒸着装置２００を用いて成膜する点が異なっている。以下、これらの工程における蒸着方法について、図６を参照して説明するが、第１の実施形態と共通する蒸着方法、条件等についてはその説明を省略する。
【００８６】
まず、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０では、図６において、蒸着源４１〜４４のうちいずれか１つから正孔注入層５ａの膜材料を供給し、加熱温度を調整して蒸着レートを制御し成膜する。続いて、同様にして、正孔注入層５ａ上に正孔輸送層５ｂを成膜する。
【００８７】
発光層形成工程Ｓ５０では、まず青色発光層６ａを成膜する。図６において、青色発光層６ａのホスト材料を、例えば一方の列をなす蒸着源４１〜４４のうちのいずれか１つに収容する。また、ドーパント材料６ｃを他方の蒸着源４５〜４８のそれぞれに収容する。
【００８８】
そして、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜されるまで、シャッタの開閉により蒸着源４５〜４８をこの順に順次切り替えてドーパント材料６ｃを供給し、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜された後は、蒸着源４５〜４８を先程とは逆の順に順次切り替えてドーパント材料６ｃを蒸発させる。これにより、青色発光層６ａの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。次の赤色発光層６ｂも、青色発光層６ａと同様の方法で成膜する。
【００８９】
電子注入輸送層形成工程Ｓ６０での電子輸送層７ａおよび電子注入層７ｂの成膜と、共通電極形成工程Ｓ７０での共通電極８の成膜とは、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０での正孔注入層５ａおよび正孔輸送層５ｂと同様の方法で成膜する。以上により、有機ＥＬ装置１０を製造できる。
【００９０】
なお、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、において、それぞれの膜材料を複数の蒸着源、例えば蒸着源４１〜４４にうち２つ以上の蒸着源から蒸発させてもよいし、蒸着源４１〜４４および蒸着源４５〜４８の双方から蒸発させてもよい。
【００９１】
第２の実施形態によれば、有機ＥＬ装置１０の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとを蒸着により成膜する際、それぞれのホスト材料にドーピングするドーパント材料６ｃ，６ｄのドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置１０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成例、製造方法および蒸着方法について図を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図である。図８は、第３の実施形態に係る蒸着方法を説明する図である。
【００９３】
＜有機ＥＬ装置＞
まず、第３の実施形態において製造される有機ＥＬ装置の一例について図７を参照して説明する。有機ＥＬ装置５０は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１０に対して、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、のそれぞれの構成が異なっているが、その他の構成は同じである。第１の実施形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
【００９４】
図７に示すように、正孔注入輸送層５において、正孔注入層５ａは、正孔輸送層５ｂに隣接し正孔輸送層５ｂのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ａ１を有している。ミックスホスト領域５ａ１においては、正孔注入層５ａのホスト材料に対する正孔輸送層５ｂのホスト材料の含有率が、正孔輸送層５ｂとの界面に近づくにしたがって徐々に増加し、正孔輸送層５ｂとの界面近傍で両ホスト材料がほぼ同じ割合となっている。
【００９５】
正孔輸送層５ｂは、正孔注入層５ａに隣接し正孔注入層５ａのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ｂ１を有している。ミックスホスト領域５ｂ１においては、正孔輸送層５ｂのホスト材料に対する正孔注入層５ａのホスト材料の含有率が、正孔注入層５ａとの界面に近づくにしたがって徐々に増加し、正孔注入層５ａとの界面近傍で両ホスト材料がほぼ同じ割合となっている。
【００９６】
つまり、ミックスホスト領域５ａ１およびミックスホスト領域５ｂ１においては、正孔注入層５ａのホスト材料と正孔輸送層５ｂのホスト材料とが混合され、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化している。これにより、正孔注入層５ａと正孔輸送層５ｂとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９７】
次に、正孔輸送層５ｂは青色発光層６ａに隣接して、青色発光層６ａのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ｂ２を有している。青色発光層６ａは、正孔輸送層５ｂに隣接し正孔輸送層５ｂのホスト材料が混合されたミックスホスト領域６ａ１を有している。ミックスホスト領域５ｂ２およびミックスホスト領域６ａ１は、ミックスホスト領域５ａ１およびミックスホスト領域５ｂ１と同様に、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化しており、正孔輸送層５ｂと青色発光層６ａとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９８】
同様に、赤色発光層６ｂおよび電子輸送層７ａも、それぞれに隣接するミックスホスト領域６ｂ１およびミックスホスト領域７ａ１を有しており、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化して、赤色発光層６ｂと電子輸送層７ａとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９９】
有機ＥＬ装置５０では、各機能層間にこのようなミックスホスト領域を形成することで、各層間の界面を実質的になくし、エネルギ障壁を緩やかにすることができる。これにより、有機ＥＬ装置５０の発光効率や輝度寿命を向上させることができる。
【０１００】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第３の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について図８を参照して説明する。
【０１０１】
第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に対して、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、の蒸着方法が異なっているが、その他の製造方法は同じである。第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に用いる蒸着装置は、蒸着源を少なくとも３つ備えており、移動手段および角度変更手段を蒸着源の数に対応して備えている点以外は、第１の実施形態における蒸着装置１００と同じ構成を有している。以下、これらの工程における蒸着方法について図８を参照して説明するが、蒸着装置については図３を参照して説明する。また、第１の実施形態と共通する蒸着方法、条件等についてはその説明を省略する。
【０１０２】
まず、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０における正孔注入層５ａおよび正孔輸送層５ｂの成膜と、発光層形成工程Ｓ５０における青色発光層６ａの成膜とを連続して行う。成膜を開始する前に、正孔注入層５ａのホスト材料と、正孔輸送層５ｂのホスト材料と、青色発光層６ａのホスト材料と、をそれぞれ別々の蒸着源に収納する。正孔注入層５ａの蒸着源を、図３の基板表面３２ａに近い位置、例えば基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動し、この蒸着源のシャッタを開けて、正孔注入層５ａの成膜を開始する。このとき、他の蒸着源は基板表面３２ａから最も遠い位置、例えば基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に維持し、シャッタは閉じたままの状態とする。
【０１０３】
正孔注入層５ａの膜厚が所望の値に近付いたときに、正孔輸送層５ｂの蒸着源のシャッタを開け、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａに近づける方向に移動させるのと並行して、正孔注入層５ａのホスト材料の蒸着源を、徐々に基板表面３２ａから遠ざける方向に移動させる。そして、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動させるのとほぼ同じ時間で、正孔注入層５ａの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置まで移動させる。
【０１０４】
このとき、図８に示すように、時間の経過とともに、それぞれの蒸着源と基板表面３２ａとの距離に応じて、正孔輸送層５ｂのホスト材料の蒸着レートは連続的に増加し、正孔注入層５ａのホスト材料の蒸着レートは連続的に減少する。正孔注入層５ａの蒸着源が基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に到達したら、正孔注入層５ａの蒸着源のシャッタを閉じる。これにより、図７に示すように、ミックスホスト領域５ａ１を有する正孔注入層５ａと、正孔注入層５ａに隣接する正孔輸送層５ｂのミックスホスト領域５ｂ１と、が形成される。
【０１０５】
次に、正孔輸送層５ｂの膜厚が所望の値に近付いたときに、青色発光層６ａの蒸着源のシャッタを開け、青色発光層６ａの蒸着源を基板表面３２ａに近づける方向に移動させるのと並行して、正孔輸送層５ｂのホスト材料の蒸着源を、徐々に基板表面３２ａから遠ざける方向に移動させる。そして、青色発光層６ａの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動させるのとほぼ同じ時間で、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置まで移動させる。正孔輸送層５ｂの蒸着源が基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に到達したら、正孔輸送層５ｂの蒸着源のシャッタを閉じる。これにより、図７に示すように、ミックスホスト領域５ｂ１とミックスホスト領域５ｂ２とを有する正孔輸送層５ｂと、正孔輸送層５ｂに隣接する青色発光層６ａのミックスホスト領域６ａ１が形成される。
【０１０６】
同様にして、発光層形成工程Ｓ５０における赤色発光層６ｂの成膜と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０における電子輸送層７ａの成膜と、を行う。以上により、有機ＥＬ装置５０を製造できる。
【０１０７】
第３の実施形態によれば、それぞれが異なるホスト材料からなる有機層を成膜する場合、１つの層のホスト材料を蒸発させる蒸着源３６と、その層に隣接する層のホスト材料を蒸発させる蒸着源３８とのそれぞれを相反する方向に移動させながら成膜すれば、これらの層間の界面近傍において双方のホスト材料が混合しその混合率が連続的に変化するように成膜できる。これにより、有機ＥＬ装置５０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【０１０８】
なお、第３の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法は、第２の実施形態における蒸着装置２００とほぼ同様の構成を有し、少なくとも３列に配置された複数の蒸着源を備えた蒸着装置を用いても実現できる。例えば、２つのホスト材料のうち一方を１つの列に配置された蒸着源のそれぞれに収容し、他方を他の列に配置された蒸着源のそれぞれに収容する。シャッタの開閉により、一方の列の複数の蒸着源を基板表面３２ａに近い蒸着源から遠い蒸着源へ順に切り替えるのと並行して、他方の列の複数の蒸着源を基板表面３２ａに遠い蒸着源から近い蒸着源へ順に切り替えて、それぞれのホスト材料の蒸着を行えば、段階的ではあるが、図８に示すような蒸着レートの制御が可能である。
【０１０９】
上記実施形態に対しては、様々な変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【０１１０】
＜変形例１＞
上記の実施形態では、発光層を形成する際に、ホスト材料とドーパント材料とを別々の蒸着源から蒸発させたが、このような形態に限定されない。ホスト材料とドーパント材料とを混合した膜材料であって、両材料の混合比が異なる膜材料を別々の蒸着源に収容し、これらの蒸発源を切り替えて膜材料を蒸発させてもよい。
【０１１１】
例えば、蒸着装置２００の蒸着源４１〜４４のそれぞれに、ホスト材料とドーパント材料との混合比が４段階で異なる膜材料を別々に収容し、ホスト材料とドーパント材料との混合比が最も低い膜材料の蒸着源から混合比が最も高い膜材料の蒸着源へ（あるいは、混合比が最も高い膜材料の蒸着源から混合比が最も低い膜材料の蒸着源へ）と順次切り替え膜材料を蒸発させて成膜することにより、ドーパント材料のドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。
【０１１２】
＜変形例２＞
上記の実施形態では、発光層におけるドーパント材料の濃度分布、またはミックスホスト領域におけるホスト材料の分布が、基板表面３２ａに平行な面内において均一になるように成膜したが、このような形態に限定されない。ドーパント材料が基板表面３２ａに平行な面内において異なる分布を有するように成膜してもよい。
【０１１３】
図９は変形例に係る有機ＥＬ装置の構成例を示す断面図である。図９（ａ）に示す有機ＥＬ装置６０は、発光層６６のホスト材料層６６ａとホスト材料層６６ｂとの間に、ドーパント材料がドープされたドープ層６６ｄを有している。ホスト材料層６６ａおよびホスト材料層６６ｂのそれぞれと、ドープ層６６ｄとの仮想界面は平面であるが、基板表面３２ａに平行ではない。有機ＥＬ装置６０は、ホスト材料層６６ａとホスト材料層６６ｂとが異なるホスト材料からなり、ドープ層６６ｄの代わりに両ホスト材料が混合されたミックスホスト領域を有していてもよい。
【０１１４】
また、図９（ｂ）に示す有機ＥＬ装置７０は、発光層７６のホスト材料層７６ａとホスト材料層７６ｂとの間に、ドーパント材料がドープされたドープ層７６ｄを有している。ホスト材料層７６ａおよびホスト材料層７６ｂのそれぞれと、ドープ層７６ｄとの仮想界面は平面ではない。有機ＥＬ装置７０は、ホスト材料層７６ａとホスト材料層７６ｂとが異なるホスト材料からなり、ドープ層７６ｄの代わりに両ホスト材料が混合されたミックスホスト領域を有していてもよい。
【０１１５】
このような構成を有する有機ＥＬ装置は、蒸着装置１００または蒸着装置２００を用いて製造することができる。蒸着装置１００において、例えば、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源を一定位置に維持し、その蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を変化させながらドーパント材料を供給して基板表面３２ａに蒸着させる。このとき、基板３２を回転させないようにしてもよい。蒸着装置２００を用いる場合は、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源をいずれか１つに固定して、その蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を変化させながらドーパント材料を供給すればよい。
【０１１６】
また、蒸着装置１００において、例えば、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を一定角度に維持し、その蒸着源を移動させながらドーパント材料を供給してもよい。蒸着装置２００を用いる場合は、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源のそれぞれの基板表面３２ａに対する角度を同じ角度に固定して、蒸着源を切り替えながらドーパント材料を供給してもよい。このように、蒸着装置１００または蒸着装置２００を用いることにより、同一面内で膜厚を異ならせて成膜することや、基板表面に平行でない層を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図２】有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図。
【図４】蒸着源と基板表面との距離と蒸着レートとの関係を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図。
【図７】第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図８】第３の実施形態に係る蒸着方法を説明する図。
【図９】変形例に係る有機ＥＬ装置の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…画素群、２…画素、３…有機ＥＬ素子、４…画素電極、５…正孔注入輸送層、５ａ…正孔注入層、５ｂ…正孔輸送層、６…発光層、６ａ…青色発光層、６ｂ…赤色発光層、６ｃ…ドーパント材料、６ｄ…ドーパント材料、７…電子注入輸送層、７ａ…電子輸送層、７ｂ…電子注入層、８…共通電極、１０…有機ＥＬ装置、１２…基板、１３…駆動用ＴＦＴ、１４…回路層、１５…絶縁層、１６…隔壁、１８…封止層、２０…蒸着槽、２２…側部、２２ａ…内壁、２４…上部、２６…底部、３０…保持部、３０ａ…基板保持面、３２…基板、３２ａ…基板表面、３４…回転手段、３６，３８，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８…蒸着源、３６ａ，３８ａ…移動手段、３６ｂ，３８ｂ，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａ，４８ａ…角度変更手段、５０…有機ＥＬ装置、６０…有機ＥＬ装置、６６…発光層、６６ａ…ホスト材料層、６６ｂ…ホスト材料層、６６ｄ…ドープ層、７０…有機ＥＬ装置、７６…発光層、７６ａ…ホスト材料層、７６ｂ…ホスト材料層、７６ｄ…ドープ層、１００…蒸着装置、２００…蒸着装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置、蒸着方法、および有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子は、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等の複数の有機機能層（有機膜）を有している。これらの有機機能層は、例えば、真空蒸着装置を用いた真空蒸着法によって成膜される。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子では、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）等に対応する発光層が形成されるが、各発光色を得るために、例えば、ホスト材料に蛍光色素をドーピングした発光層を形成し、その蛍光色素からのルミネセンスを発光色として取り出すことが提案されている。このような場合、ドーパント材料のドープ濃度が発光特性などに大きな影響を与えるとして、このドープ濃度に勾配をつけて、輝度寿命および発光効率を向上させる方法が提案されている（例えば特許文献１から４）。
【０００４】
これらの特許文献に開示されたような濃度勾配を付けるには、発光層の成膜工程において、ホスト材料の蒸着レートを一定に保ち、ドーパント材料の蒸着レートを適宜変化させるが、従来は、ドーパント材料に対応する蒸着源の温度を調整する方法、または蒸着源の数を増減する方法等により、このドーパント材料の蒸着レートを制御するのが一般的であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６９４２７号公報
【特許文献２】特開２００４−６１０２号公報
【特許文献３】特開２００５−１００７６７号公報
【特許文献４】特開２００５−１０８７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、蒸着源の温度を調整する方法では、蒸着源をヒーターによって加熱する場合、蒸着源が所望の温度になるまでにある程度の時間がかかる。また、蒸着源の数を増減する方法では、蒸発する膜材料の量は蒸着源単位で増減する。一方、ドーパント材料の蒸着レートはホスト材料の蒸着レートに比べかなり低く設定されるため、上記のいずれの方法によってもドーパント材料の蒸着レートを精密に制御するのは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
［適用例１］本適用例に係る蒸着装置は、膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、蒸着槽と、前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、前記蒸着槽内に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、前記複数の蒸着源のうち少なくとも１つを、前記基板保持面に対して相対移動可能な移動手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる蒸着源の少なくとも１つを、保持部に保持された基板表面に対して相対移動させることにより、基板表面と蒸着源との距離を調整できる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源と基板表面との距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００１０】
［適用例２］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記移動手段は、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動可能に配設されていてもよい。
【００１１】
この構成によれば、複数の蒸着源のそれぞれと基板表面との距離を個別に調整できる。したがって、それぞれの蒸着源から異なる膜材料を供給し、それぞれの蒸着源と基板との距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００１２】
［適用例３］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記移動手段は、前記蒸着槽の内壁上に設けられており、前記蒸着源を前記基板保持面の法線に平行な方向に移動可能に配設されていてもよい。
【００１３】
この構成によれば、基板表面の法線に平行な方向、すなわち基板表面に成膜される膜厚方向においてそれぞれの蒸着源と基板との距離を調整することができる。これにより、異なる膜材料を膜厚方向に濃度勾配を付けて成膜できる。また、移動手段が蒸着槽の内壁上に設けられているので、複数の蒸着源のそれぞれがどの位置に移動されても、それぞれの蒸着源と基板表面との間に他の蒸着源が位置することはない。
【００１４】
［適用例４］本適用例に係る蒸着装置は、膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、蒸着槽と、前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、前記蒸着槽内の内壁上に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、を備え、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板保持面との距離が異なることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源は、保持部に保持された基板表面と蒸着源との距離がそれぞれ異なる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、基板表面との距離に基づいて適宜選択した蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００１６】
［適用例５］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記保持部には、前記基板保持面の法線に平行な軸を回転軸として、前記基板を回転させる回転手段が備えられていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、蒸着源が基板表面の法線に対して斜め方向に位置していても、基板を回転させることにより、基板表面に対する蒸着方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段により基板を回転させながら成膜することにより、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００１８】
［適用例６］上記適用例に係る蒸着装置であって、前記複数の蒸着源のそれぞれに配設され、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板保持面に対向する側の法線と前記基板保持面の法線とがなす角度を個別に調整可能な角度変更手段を備えていてもよい。
【００１９】
この構成によれば、蒸着源を移動させることにより蒸着方向と基板表面との相対的位置関係が変化しても、蒸着源の角度を変えることにより基板表面に対する蒸着方向を適宜調整することができる。したがって、蒸着源を移動させても、蒸着源の位置に応じて蒸着方向を調整できるので、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００２０】
［適用例７］本適用例に係る蒸着方法は、蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、前記基板表面に対向して配置した複数の前記蒸着源のうち少なくとも１つを移動させて、前記少なくとも１つの蒸着源と前記基板表面との距離を調整することにより、蒸着レートを制御して成膜することを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる蒸着源の少なくとも１つと基板表面との距離を調整できる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源と基板表面との距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００２２】
［適用例８］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動させて、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板表面との距離を個別に調整してもよい。
【００２３】
この構成によれば、複数の蒸着源のそれぞれと基板表面との距離を個別に調整できる。したがって、それぞれの蒸着源から異なる膜材料を供給し、それぞれの蒸着源と基板との距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００２４】
［適用例９］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記蒸着源を前記基板表面の法線に平行な方向に移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整してもよい。
【００２５】
この構成によれば、基板表面の法線に平行な方向、すなわち基板表面に成膜される膜厚方向におけるそれぞれの蒸着源と基板との距離を調整することができる。これにより、異なる膜材料を膜厚方向に濃度勾配を付けて成膜できる。
【００２６】
［適用例１０］本適用例に係る蒸着方法は、蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、複数の前記蒸着源を前記基板表面に対向して配置し、前記複数の蒸着源のうち、少なくとも前記基板表面との距離がそれぞれ異なる複数の前記蒸着源のいずれかから前記膜材料を蒸発させることにより成膜することを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、膜材料を蒸発させる複数の蒸着源は、基板表面と蒸着源との距離がそれぞれ異なる。基板表面と蒸着源との距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、基板表面と蒸着源との距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面と蒸着源との距離に応じて蒸着レートが変化するので、基板表面との距離に基づいて蒸着源を適宜選択して膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。
【００２８】
［適用例１１］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記基板を、前記基板表面の法線に平行な軸を回転軸として回転させながら成膜してもよい。
【００２９】
この構成によれば、蒸着源が基板表面の法線に対して斜め方向に位置していても、基板を回転させることにより、基板表面に対する蒸着源の方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段により基板を回転させながら成膜することにより、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００３０】
［適用例１２］上記適用例に係る蒸着方法であって、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板表面に対向する側の法線と前記基板表面の法線とがなす角度を個別に調整可能であってもよい。
【００３１】
この構成によれば、蒸着源を移動させることにより蒸着方向と基板表面との相対的位置関係が変化しても、蒸着源の角度を変えることにより基板表面に対する蒸着方向を適宜調整することができる。したがって、蒸着源を移動させても、蒸着源の位置に応じて蒸着方向を調整できるので、基板表面の面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。
【００３２】
［適用例１３］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記に記載の蒸着装置を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする。
【００３３】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の機能層を蒸着により成膜する際、機能層の膜材料の蒸着レートを精密に制御して成膜できる。
【００３４】
［適用例１４］本適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、上記に記載の蒸着方法を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする。
【００３５】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の機能層を蒸着により成膜する際、機能層の膜材料の蒸着レートを精密に制御して成膜できる。
【００３６】
［適用例１５］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくともホスト材料とドーパント材料とを蒸発させるものであって、前記ドーパント材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整しながら成膜してもよい。
【００３７】
この構成によれば、有機ＥＬ装置の発光層を蒸着により成膜する際、ホスト材料にドーピングするドーパント材料のドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００３８】
［適用例１６］上記適用例に係る有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくとも２つの異なるホスト材料を蒸発させるものであって、一方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整するのと並行して、他方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整しながら成膜してもよい。
【００３９】
この構成によれば、それぞれが異なるホスト材料からなる少なくとも２つの層を含む機能層を成膜する場合、１つの層のホスト材料を蒸発させる蒸着源と、その層に隣接する層のホスト材料を蒸発させる蒸着源と、のそれぞれを相反する方向に移動させながら成膜すれば、これらの層間の界面近傍において双方のホスト材料が混合しその混合率が連続的に変化するように成膜できる。これにより、有機ＥＬ装置の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の層厚や寸法の比率等は適宜異ならせてある。
【００４１】
（第１の実施形態）
＜有機ＥＬ装置＞
まず、本実施形態における蒸着装置を説明する前に、本実施形態における蒸着装置を用いて製造される有機エレクトロルミネセンス装置（以下有機ＥＬ装置と呼ぶ）の一例について図を参照して説明する。図１および図２は、有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図である。詳しくは、図２は、図１のＡ部を拡大して示した図である。
【００４２】
有機ＥＬ装置１０は、図１に示すように、画素２を複数有している。画素２は、有機ＥＬ装置１０の表示の最小単位であり、例えば、３つの画素２から画素群１が構成されている。画素２は、例えば白色に発光する有機エレクトロルミネセンス素子（以下有機ＥＬ素子と呼ぶ）３を表示素子として備えており、有機ＥＬ素子３により得られた光を表示光として出力するようになっている。
【００４３】
有機ＥＬ装置１０は、基板１２と、駆動用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３等を含む回路層１４と、画素電極４と、絶縁層１５と、隔壁１６と、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、共通電極８と、封止層１８と、を備えている。有機ＥＬ装置１０は、例えば、発光層６から発した光が基板１２側に射出されるボトムエミッション方式である。
【００４４】
基板１２は、透光性を有する材料からなる。透光性を有する材料としては、例えばガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等があげられる。回路層１４は基板１２上に形成されている。画素電極４は、回路層１４上に、画素２のそれぞれに対応して形成されている。画素電極４は、駆動用ＴＦＴ１３に電気的に接続されている。画素電極４は、透光性導電材料からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。絶縁層１５と隔壁１６とは、回路層１４上に、例えば格子状に形成されており、画素２の領域を区画している。
【００４５】
画素電極４上には、有機機能層である正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、が順に積層されている。そして、電子注入輸送層７を覆うように共通電極８が形成されている。共通電極８は、例えば、Ａｌ、またはＡｌ−Ｌｉ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金等からなる。共通電極８の膜厚は、例えば５０〜２００ｎｍである。共通電極８は反射層を兼ねている。共通電極８上には、共通電極８を覆うように、封止層１８が形成されている。封止層１８は、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂等からなる。
【００４６】
画素電極４と、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、共通電極８と、によって有機ＥＬ素子３が構成される。有機ＥＬ素子３において、画素電極４は陽極として機能し、正孔注入輸送層５は画素電極４からの正孔を発光層６側に注入／輸送する。一方、共通電極８は陰極として機能し、電子注入輸送層７は共通電極８からの電子を発光層６側に注入／輸送する。そして、正孔注入輸送層５から注入される正孔と、電子注入輸送層７から注入される電子とが、発光層６で再結合することにより発光が得られる。
【００４７】
本実施形態の有機ＥＬ装置１０においては、有機ＥＬ素子３の発光層６から基板１２側に発した光が基板１２側に射出されるとともに、発光層６から共通電極８側に発した光が共通電極８により反射されて、基板１２側に射出される。
【００４８】
次に、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７のそれぞれの構成についてさらに詳しく説明する。図２に示すように、正孔注入輸送層５は、正孔注入層５ａと正孔輸送層５ｂとが積層され構成されている。正孔注入層５ａは、例えば、アリールアミン類やフタロシアニン類からなる。正孔注入層５ａの膜厚は、例えば４０〜６０ｎｍである。正孔輸送層５ｂは、例えばアリールアミン類からなる。正孔輸送層５ｂの膜厚は、例えば１５〜３０ｎｍである。
【００４９】
発光層６は、青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとが積層され構成されている。この構成により、発光層６は白色光を発光する。青色発光層６ａのホスト材料としては、例えば、ＤＰＶＢｉ（ジスチリルビフェニル誘導体）やＰＥＳＢ等を用いることができる。青色発光層６ａは、ホスト材料に対して５〜１０ｗｔ％のドーパント材料６ｃを含んでいる。ドーパント材料６ｃとしては、例えば、スチリルアミン誘導体等を用いることができる。青色発光層６ａの膜厚は、例えば５〜１５ｎｍである。
【００５０】
赤色発光層６ｂのホスト材料としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミキノリノール錯体）等を用いることができる。赤色発光層６ｂは、ホスト材料に対して５〜１０ｗｔ％のドーパント材料６ｄを含んでいる。ドーパント材料６ｄとしては、例えば、ＤＣＭ（ジアノメチレンピラン誘導体）等を用いることができる。赤色発光層６ｂの膜厚は、例えば５〜１５ｎｍである。発光層６の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとのそれぞれにおいて、膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃ，６ｄの濃度が高くなるように、ドープ濃度に勾配が付けられている。このように、ドープ濃度に膜厚方向の勾配を付けることにより、発光層６の輝度寿命および発光効率を向上させている。
【００５１】
電子注入輸送層７は、電子輸送層７ａと電子注入層７ｂとが積層され構成されている。電子輸送層７ａは、例えば、Ａｌｑ３からなる。電子輸送層７ａの膜厚は、例えば１５〜２０ｎｍである。電子注入層７ｂは、例えばＬｉＦ（フッ化リチウム）からなる。電子注入層７ｂの膜厚は、例えば０．５〜２ｎｍである。
【００５２】
なお、有機ＥＬ装置１０は、発光層６から発した光が封止層１８側に射出されるトップエミッション方式の有機ＥＬ装置であってもよい。有機ＥＬ装置１０がトップエミッション方式である場合、基板１２には透明な材料及び不透明な材料のいずれを用いてもよい。この場合、共通電極８には透光性を有する導電材料が用いられ、封止層１８には透光性を有する材料が用いられる。
【００５３】
また、有機ＥＬ装置１０は、カラーフィルタ層を備え、有機ＥＬ素子３の発光により得られた白色光がカラーフィルタ層を通してＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に着色される構成であってもよい。また、有機ＥＬ装置１０は、有機ＥＬ素子３がＲ，Ｇ，Ｂの各色で発光する構成であってもよい。有機ＥＬ装置１０がこれらの構成を有する場合、画素群１において、画素２のＲ，Ｇ，Ｂの各色のそれぞれの表示の輝度を適宜変えることで、種々の色の表示を行うことができる。
【００５４】
＜蒸着装置＞
次に、第１の実施形態に係る蒸着装置の構成について図を参照して説明する。図３は、第１の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。図４は、蒸着源と基板表面との距離と蒸着レートとの関係を示す図である。
【００５５】
図３に示すように、本実施形態に係る蒸着装置１００は、蒸着槽２０と、保持部３０と、基板を回転させる回転手段３４と、蒸着源３６，３８と、蒸着源３６，３８のそれぞれを個別に移動可能な移動手段３６ａ，３８ａと、蒸着源３６，３８のそれぞれの角度を個別に調整可能な角度変更手段３６ｂ，３８ｂと、を備えている。また、図示しないが、蒸着装置１００は、蒸着槽２０内を排気して減圧する真空ポンプを備えている。
【００５６】
蒸着槽２０は、ほぼ円筒形の側部２２と、ほぼ円形の上部２４および底部２６とを有している。保持部３０は、蒸着槽２０内の上部２４に配置されている。保持部３０は、基板保持面３０ａ上に基板３２を、基板表面３２ａが底部２６に対向するように保持する。保持部３０は、蒸着槽２０内の上部２４に設置された回転手段３４に取り付けられている。
【００５７】
回転手段３４は、図示しないが、モータ、変速機等を内蔵しており、基板保持面３０ａの法線に平行な回転軸を有している。回転手段３４の回転軸には保持部３０の中心部が固定されており、回転手段３４はこの回転軸を介して保持部３０を基板３２とともに回転駆動する。これにより、蒸着源３６，３８が基板表面３２ａの法線に対して斜め方向に位置していても、基板３２を回転させることにより、基板表面３２ａに対する蒸着方向を相対的に変化させることができる。したがって、回転手段３４により基板３２を回転させながら成膜することにより、基板表面３２ａの面内における膜厚のばらつきを抑えることができる。なお、回転手段３４が蒸着槽２０の外部に設置され、回転軸が蒸着槽２０の上部２４を貫通して保持部３０の中心部を固定していてもよい。
【００５８】
蒸着源３６，３８のそれぞれは、蒸着槽２０内に、保持部３０の基板保持面３０ａ、すなわち基板表面３２ａに対向して配置されている。なお、本実施形態では蒸着源が２つ配置されているが、蒸着源が３つ以上であってもよい。蒸着源３６，３８はルツボ状であり、蒸着源３６，３８内で加熱され蒸発した膜材料が基板３２に供給され、基板表面３２ａに蒸着される。膜材料の加熱は、蒸着源３６，３８を加熱することにより間接的に膜材料を加熱してもよいし、膜材料を直接加熱してもよい。加熱方法としては、抵抗加熱、電子ビーム加熱、レーザビーム加熱、高周波誘導加熱等を用いることができる。図示しないが、蒸着源３６，３８は、基板保持面３０ａに対向する側に位置し膜材料の蒸気流を放出する開口部と、その開口部を覆って蒸気流の放出を制御するシャッタと、を備えている。
【００５９】
移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａ上に設けられている。移動手段３６ａ，３８ａは、基板表面３２ａに平行な方向における異なる位置に、蒸着源３６，３８のそれぞれに対応して配設されている。角度変更手段３６ｂ，３８ｂは、蒸着源３６，３８のそれぞれに配設され、移動手段３６ａ，３８ａに取り付けられている。移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着源３６，３８のそれぞれを角度変更手段３６ｂ，３８ｂのそれぞれとともに、基板保持面３０ａの法線に平行な方向（図３の矢印方向）に内壁２２ａに沿って個別に移動可能である。
【００６０】
移動手段３６ａ，３８ａは、蒸着源３６，３８のそれぞれを移動させることにより、蒸着源３６，３８のそれぞれと基板表面３２ａとの距離を、例えば、１５０〜４５０ｍｍの範囲で個別に調整可能である。移動手段３６ａ，３８ａが蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａ上に設けられているので、蒸着源３６，３８のそれぞれがどの位置に移動されても、一方の蒸着源が他方の蒸着源と基板表面との間に位置することはない。これにより、それぞれの蒸着源から供給される膜材料の基板表面３２ａへの到達を他の蒸着源により互いに妨げることを防止できる。
【００６１】
図４に、後述する発光層６のホスト材料を基板表面３２ａに蒸着する場合に、蒸着源３６または３８と基板表面３２ａとの距離Ｄを、１５０〜４５０ｍｍの範囲で変化させた場合の蒸着レートを示す。蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離が小さいほど蒸着レートは高くなり、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離が大きいほど蒸着レートは低くなる。基板表面３２ａと蒸着源３６，３８との距離に応じて蒸着レートが変化するので、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離を調整することにより、膜材料の蒸着レートを従来より精密に制御できる。また、蒸着源３６，３８のそれぞれから異なる膜材料を供給し、蒸着源３６，３８と基板表面３２ａとの距離を個別に調整すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００６２】
角度変更手段３６ｂ，３８ｂは、蒸着源３６，３８のそれぞれの開口部側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを個別に調整可能に構成されている。このような構成によれば、蒸着源３６，３８のそれぞれが移動手段３６ａ，３８ａで移動されることにより、蒸着方向と基板表面３２ａとの相対的位置関係が変化しても、角度変更手段３６ｂ，３８ｂで蒸着源３６，３８のそれぞれの基板表面３２ａに対する角度を適宜調整することにより、基板表面３２ａに均一な厚さで成膜できるように蒸着方向と基板表面３２ａとの相対的位置関係を調整できる。
【００６３】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第１の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について、有機ＥＬ装置１０を製造する場合を例にとり、図を参照して説明する。図５は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャートである。
【００６４】
図５に示すように、有機ＥＬ装置の製造方法は、回路層形成工程Ｓ１０と、画素電極形成工程Ｓ２０と、絶縁層・隔壁形成工程Ｓ３０と、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、発光層形成工程Ｓ５０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、封止層形成工程Ｓ８０と、を含んでいる。
【００６５】
回路層形成工程Ｓ１０では、基板１２上に、駆動用ＴＦＴ１３等を含む回路層１４を形成する。次に、画素電極形成工程Ｓ２０では、回路層１４上に画素電極４を形成する。次に、絶縁層・隔壁形成工程Ｓ３０では、回路層１４上に絶縁層１５を形成し、絶縁層１５上に隔壁１６を形成する。
【００６６】
次の正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０から共通電極形成工程Ｓ７０の各工程では、上述の蒸着装置１００を用いて、正孔注入輸送層５、発光層６、電子注入輸送層７、および共通電極８のそれぞれを真空蒸着法により成膜する。以下、これらの工程における蒸着方法について、図１、図２、および図３を参照してより詳しく説明する。
【００６７】
正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０では、まず、図１に示すように、画素電極４上に正孔注入層５ａを成膜する。このとき、図３において、蒸着源３６，３８に正孔注入層５ａの膜材料を収容し、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。加熱温度の調整に加えて、蒸着源３６，３８を移動させて基板表面３２ａとの距離を適宜調整し、蒸着レートを制御してもよい。例えば、蒸着源３６，３８を基板表面３２ａに近付けておいて加熱すれば、より低パワーで同じ蒸着レートを得ることができる。
【００６８】
次に、正孔注入層５ａ上に正孔輸送層５ｂを成膜する。このとき、正孔輸送層５ｂの膜材料を蒸着源３６，３８に収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。これにより、正孔注入輸送層５が成膜される。
【００６９】
発光層形成工程Ｓ５０では、図２に示すように、まず、正孔注入輸送層５上に青色発光層６ａを成膜する。このとき、図３において、どちらか一方の蒸着源、例えば蒸着源３６に青色発光層６ａのホスト材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。他方の蒸着源３８にはドーパント材料６ｃを収容し、蒸着レートが例えば０．００２５〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。ここでは、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８は、基板表面３２ａから最も遠い位置とする。
【００７０】
蒸着レートを調整後、青色発光層６ａのホスト材料の蒸着源３６は、蒸着レートがほぼ一定となるように、蒸着槽２０内で同じ位置を維持する。そして、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を、基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍから４５０ｍｍとなる範囲で移動手段３８ａにより次のように移動させながら成膜する。青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜されるまでは、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を基板３２に近付けていき、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜された後は、ドーパント材料６ｃの蒸着源３８を基板３２から遠ざけていく。このとき、蒸着源３８の開口部側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを、蒸着源３８の位置に応じて角度変更手段３８ｂにより適宜調整する。これにより、青色発光層６ａの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。
【００７１】
次に、青色発光層６ａ上に赤色発光層６ｂを成膜する。このとき、図３において、蒸着源３６に赤色発光層６ｂのホスト材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。そして、蒸着源３８にはドーパント材料６ｄを収容し、蒸着レートが例えば０．００２５〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃとなるように加熱温度を調整する。ここでは、ドーパント材料６ｄの蒸着源３８は、基板表面３２ａから最も遠い位置とする。
【００７２】
蒸着レートを調整後、赤色発光層６ｂのホスト材料の蒸着源３６は、蒸着レートがほぼ一定となるように、蒸着槽２０内で同じ位置を維持する。そして、ドーパント材料６ｄの蒸着源３８を、基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍから４５０ｍｍとなる範囲で移動手段３８ａにより青色発光層６ａを成膜する際と同様の方法で移動させながら成膜する。これにより、赤色発光層６ｂの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｄのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。以上により、発光層６が形成される。
【００７３】
電子注入輸送層形成工程Ｓ６０では、図２に示すように、まず、発光層６上に電子輸送層７ａを成膜する。図３において、蒸着源３６，３８に電子輸送層７ａの膜材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０５〜０．１ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。次に、電子輸送層７ａ上に電子注入層７ｂを成膜する。このとき、電子注入層７ｂの膜材料蒸着レートが例えば０．０１〜０．０２ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。これにより、電子注入輸送層７が形成される。
【００７４】
共通電極形成工程Ｓ７０では、電子注入輸送層７を覆うように共通電極８（図１参照）を成膜する。図３において、蒸着源３６，３８に共通電極８の膜材料を収容し、上述の正孔注入層５ａのときと同様にして、蒸着レートが例えば０．０８〜０．１５ｎｍ／ｓｅｃとなるように調整する。
【００７５】
なお、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、において、それぞれの膜材料を蒸着源３６または３８のどちらか一方から供給してもよい。
【００７６】
最後に、封止層形成工程Ｓ８０では、図１に示すように、共通電極８を覆うように封止層１８を形成する。以上により、有機ＥＬ装置１０を製造することができる。
【００７７】
第１の実施形態によれば、有機ＥＬ装置１０の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとを蒸着により成膜する際、それぞれのホスト材料にドーピングするドーパント材料６ｃ，６ｄのドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置１０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００７８】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る蒸着装置の構成と蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について図を参照して説明する。図６は、第２の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図である。
【００７９】
＜蒸着装置＞
第２の実施形態に係る蒸着装置２００は、第１の実施形態に係る蒸着装置１００に対して、複数の蒸着源が蒸着槽の内壁に沿った異なる位置に配置されている点と、移動手段を備えていない点と、が異なっているが、その他の構成は同じである。なお、第１の実施形態と共通する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略する。
【００８０】
本実施形態に係る蒸着装置２００は、図６に示すように、蒸着槽２０と、保持部３０と、保持部３０を回転させる回転手段３４と、蒸着源４１，４２，４３，４４および４５，４６，４７，４８と、角度変更手段４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａおよび４５ａ，４６ａ，４７ａ，４８ａと、を備えている。
【００８１】
蒸着源４１〜４４のそれぞれは、蒸着槽２０内の基板表面３２ａの法線に平行な方向に沿って一列に並び、例えば、基板表面３２ａとの距離がそれぞれ４５０ｍｍ，３５０ｍｍ，２５０ｍｍ，１５０ｍｍとなるように配置されている。蒸着源４５〜４８のそれぞれは、蒸着源４１〜４４とは基板表面３２ａに平行な方向における異なる位置に、基板表面３２ａの法線に平行な方向に沿って一列に並び、基板表面３２ａとの距離がそれぞれ４５０ｍｍ，３５０ｍｍ，２５０ｍｍ，１５０ｍｍとなるように配置されている。図示しないが、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれは、基板保持面３０ａに対向する側に位置し膜材料の蒸気流を放出する開口部と、その開口部を覆って蒸気流の放出を制御するシャッタと、を備えている。なお、本実施形態では蒸着源が４つずつ２列に配置されているが、蒸着源の数、列数等はこれに限定されない。
【００８２】
角度変更手段４１ａ〜４４ａおよび４５ａ〜４８ａのそれぞれは、蒸着槽２０の側部２２の内壁２２ａに設けられており、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれに対応して配設されている。角度変更手段４１ａ〜４４ａおよび４５ａ〜４８ａのそれぞれは、蒸着源４１〜４４および４５〜４８のそれぞれの基板表面３２ａに対向する側の法線と基板表面３２ａの法線とがなす角度θを個別に調整可能に構成されている。
【００８３】
第２の実施形態では、蒸着源４１〜４４のうち基板表面３２ａとの距離に基づいて適宜選択したいずれかの蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを制御できる。蒸着源４１〜４４のうち、例えば、最初に蒸着源４１のみ開口部のシャッタを開けて他の蒸着源の開口部のシャッタを閉じ、次に蒸着源４２のみ開口部のシャッタを開ける、というようにして順次蒸着源を切り替えて同一の膜材料を蒸発させれば、この膜材料の蒸着源と基板表面３２ａとの距離を調整できるので、膜材料の蒸着レートを制御できる。また、蒸着源４５〜４８においても同様に、基板表面３２ａとの距離に基づいて適宜選択した蒸着源から膜材料を蒸発させることにより、膜材料の蒸着レートを制御できる。
【００８４】
上述の蒸着源の選択または切り替えは、蒸着源４１〜４４と蒸着源４５〜４８とを、それぞれ単独で行ってもよいし並行して行ってもよい。蒸着源４１〜４４と蒸着源４５〜４８とでそれぞれ異なる膜材料を供給すれば、それぞれの膜材料の蒸着レートを個別に制御できる。
【００８５】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第２の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について、有機ＥＬ装置１０を製造する場合を例にとり説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に対して、蒸着方法が異なっているが、その他の製造方法は同じである。より詳しくは、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０から共通電極形成工程Ｓ７０の各工程において、上述の蒸着装置２００を用いて成膜する点が異なっている。以下、これらの工程における蒸着方法について、図６を参照して説明するが、第１の実施形態と共通する蒸着方法、条件等についてはその説明を省略する。
【００８６】
まず、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０では、図６において、蒸着源４１〜４４のうちいずれか１つから正孔注入層５ａの膜材料を供給し、加熱温度を調整して蒸着レートを制御し成膜する。続いて、同様にして、正孔注入層５ａ上に正孔輸送層５ｂを成膜する。
【００８７】
発光層形成工程Ｓ５０では、まず青色発光層６ａを成膜する。図６において、青色発光層６ａのホスト材料を、例えば一方の列をなす蒸着源４１〜４４のうちのいずれか１つに収容する。また、ドーパント材料６ｃを他方の蒸着源４５〜４８のそれぞれに収容する。
【００８８】
そして、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜されるまで、シャッタの開閉により蒸着源４５〜４８をこの順に順次切り替えてドーパント材料６ｃを供給し、青色発光層６ａの膜厚のほぼ１／２が成膜された後は、蒸着源４５〜４８を先程とは逆の順に順次切り替えてドーパント材料６ｃを蒸発させる。これにより、青色発光層６ａの膜厚方向の中心近傍でドーパント材料６ｃのドーパント濃度が高くなるように濃度に勾配を付けることができる。次の赤色発光層６ｂも、青色発光層６ａと同様の方法で成膜する。
【００８９】
電子注入輸送層形成工程Ｓ６０での電子輸送層７ａおよび電子注入層７ｂの成膜と、共通電極形成工程Ｓ７０での共通電極８の成膜とは、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０での正孔注入層５ａおよび正孔輸送層５ｂと同様の方法で成膜する。以上により、有機ＥＬ装置１０を製造できる。
【００９０】
なお、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０と、共通電極形成工程Ｓ７０と、において、それぞれの膜材料を複数の蒸着源、例えば蒸着源４１〜４４にうち２つ以上の蒸着源から蒸発させてもよいし、蒸着源４１〜４４および蒸着源４５〜４８の双方から蒸発させてもよい。
【００９１】
第２の実施形態によれば、有機ＥＬ装置１０の青色発光層６ａと赤色発光層６ｂとを蒸着により成膜する際、それぞれのホスト材料にドーピングするドーパント材料６ｃ，６ｄのドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。これにより、有機ＥＬ装置１０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【００９２】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の構成例、製造方法および蒸着方法について図を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図である。図８は、第３の実施形態に係る蒸着方法を説明する図である。
【００９３】
＜有機ＥＬ装置＞
まず、第３の実施形態において製造される有機ＥＬ装置の一例について図７を参照して説明する。有機ＥＬ装置５０は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置１０に対して、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、のそれぞれの構成が異なっているが、その他の構成は同じである。第１の実施形態と共通する構成についてはその説明を省略する。
【００９４】
図７に示すように、正孔注入輸送層５において、正孔注入層５ａは、正孔輸送層５ｂに隣接し正孔輸送層５ｂのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ａ１を有している。ミックスホスト領域５ａ１においては、正孔注入層５ａのホスト材料に対する正孔輸送層５ｂのホスト材料の含有率が、正孔輸送層５ｂとの界面に近づくにしたがって徐々に増加し、正孔輸送層５ｂとの界面近傍で両ホスト材料がほぼ同じ割合となっている。
【００９５】
正孔輸送層５ｂは、正孔注入層５ａに隣接し正孔注入層５ａのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ｂ１を有している。ミックスホスト領域５ｂ１においては、正孔輸送層５ｂのホスト材料に対する正孔注入層５ａのホスト材料の含有率が、正孔注入層５ａとの界面に近づくにしたがって徐々に増加し、正孔注入層５ａとの界面近傍で両ホスト材料がほぼ同じ割合となっている。
【００９６】
つまり、ミックスホスト領域５ａ１およびミックスホスト領域５ｂ１においては、正孔注入層５ａのホスト材料と正孔輸送層５ｂのホスト材料とが混合され、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化している。これにより、正孔注入層５ａと正孔輸送層５ｂとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９７】
次に、正孔輸送層５ｂは青色発光層６ａに隣接して、青色発光層６ａのホスト材料が混合されたミックスホスト領域５ｂ２を有している。青色発光層６ａは、正孔輸送層５ｂに隣接し正孔輸送層５ｂのホスト材料が混合されたミックスホスト領域６ａ１を有している。ミックスホスト領域５ｂ２およびミックスホスト領域６ａ１は、ミックスホスト領域５ａ１およびミックスホスト領域５ｂ１と同様に、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化しており、正孔輸送層５ｂと青色発光層６ａとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９８】
同様に、赤色発光層６ｂおよび電子輸送層７ａも、それぞれに隣接するミックスホスト領域６ｂ１およびミックスホスト領域７ａ１を有しており、膜厚方向に沿って主となるホスト材料が入れ替わるようにその混合割合が連続的に変化して、赤色発光層６ｂと電子輸送層７ａとの界面を実質的になくす構成となっている。
【００９９】
有機ＥＬ装置５０では、各機能層間にこのようなミックスホスト領域を形成することで、各層間の界面を実質的になくし、エネルギ障壁を緩やかにすることができる。これにより、有機ＥＬ装置５０の発光効率や輝度寿命を向上させることができる。
【０１００】
＜蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法＞
次に、第３の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法について図８を参照して説明する。
【０１０１】
第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法は、第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に対して、正孔注入輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、の蒸着方法が異なっているが、その他の製造方法は同じである。第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法に用いる蒸着装置は、蒸着源を少なくとも３つ備えており、移動手段および角度変更手段を蒸着源の数に対応して備えている点以外は、第１の実施形態における蒸着装置１００と同じ構成を有している。以下、これらの工程における蒸着方法について図８を参照して説明するが、蒸着装置については図３を参照して説明する。また、第１の実施形態と共通する蒸着方法、条件等についてはその説明を省略する。
【０１０２】
まず、正孔注入輸送層形成工程Ｓ４０における正孔注入層５ａおよび正孔輸送層５ｂの成膜と、発光層形成工程Ｓ５０における青色発光層６ａの成膜とを連続して行う。成膜を開始する前に、正孔注入層５ａのホスト材料と、正孔輸送層５ｂのホスト材料と、青色発光層６ａのホスト材料と、をそれぞれ別々の蒸着源に収納する。正孔注入層５ａの蒸着源を、図３の基板表面３２ａに近い位置、例えば基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動し、この蒸着源のシャッタを開けて、正孔注入層５ａの成膜を開始する。このとき、他の蒸着源は基板表面３２ａから最も遠い位置、例えば基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に維持し、シャッタは閉じたままの状態とする。
【０１０３】
正孔注入層５ａの膜厚が所望の値に近付いたときに、正孔輸送層５ｂの蒸着源のシャッタを開け、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａに近づける方向に移動させるのと並行して、正孔注入層５ａのホスト材料の蒸着源を、徐々に基板表面３２ａから遠ざける方向に移動させる。そして、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動させるのとほぼ同じ時間で、正孔注入層５ａの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置まで移動させる。
【０１０４】
このとき、図８に示すように、時間の経過とともに、それぞれの蒸着源と基板表面３２ａとの距離に応じて、正孔輸送層５ｂのホスト材料の蒸着レートは連続的に増加し、正孔注入層５ａのホスト材料の蒸着レートは連続的に減少する。正孔注入層５ａの蒸着源が基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に到達したら、正孔注入層５ａの蒸着源のシャッタを閉じる。これにより、図７に示すように、ミックスホスト領域５ａ１を有する正孔注入層５ａと、正孔注入層５ａに隣接する正孔輸送層５ｂのミックスホスト領域５ｂ１と、が形成される。
【０１０５】
次に、正孔輸送層５ｂの膜厚が所望の値に近付いたときに、青色発光層６ａの蒸着源のシャッタを開け、青色発光層６ａの蒸着源を基板表面３２ａに近づける方向に移動させるのと並行して、正孔輸送層５ｂのホスト材料の蒸着源を、徐々に基板表面３２ａから遠ざける方向に移動させる。そして、青色発光層６ａの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が１５０ｍｍの位置まで移動させるのとほぼ同じ時間で、正孔輸送層５ｂの蒸着源を基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置まで移動させる。正孔輸送層５ｂの蒸着源が基板表面３２ａとの距離が４５０ｍｍの位置に到達したら、正孔輸送層５ｂの蒸着源のシャッタを閉じる。これにより、図７に示すように、ミックスホスト領域５ｂ１とミックスホスト領域５ｂ２とを有する正孔輸送層５ｂと、正孔輸送層５ｂに隣接する青色発光層６ａのミックスホスト領域６ａ１が形成される。
【０１０６】
同様にして、発光層形成工程Ｓ５０における赤色発光層６ｂの成膜と、電子注入輸送層形成工程Ｓ６０における電子輸送層７ａの成膜と、を行う。以上により、有機ＥＬ装置５０を製造できる。
【０１０７】
第３の実施形態によれば、それぞれが異なるホスト材料からなる有機層を成膜する場合、１つの層のホスト材料を蒸発させる蒸着源３６と、その層に隣接する層のホスト材料を蒸発させる蒸着源３８とのそれぞれを相反する方向に移動させながら成膜すれば、これらの層間の界面近傍において双方のホスト材料が混合しその混合率が連続的に変化するように成膜できる。これにより、有機ＥＬ装置５０の輝度寿命および発光効率を向上させることができる。
【０１０８】
なお、第３の実施形態に係る蒸着方法および有機ＥＬ装置の製造方法は、第２の実施形態における蒸着装置２００とほぼ同様の構成を有し、少なくとも３列に配置された複数の蒸着源を備えた蒸着装置を用いても実現できる。例えば、２つのホスト材料のうち一方を１つの列に配置された蒸着源のそれぞれに収容し、他方を他の列に配置された蒸着源のそれぞれに収容する。シャッタの開閉により、一方の列の複数の蒸着源を基板表面３２ａに近い蒸着源から遠い蒸着源へ順に切り替えるのと並行して、他方の列の複数の蒸着源を基板表面３２ａに遠い蒸着源から近い蒸着源へ順に切り替えて、それぞれのホスト材料の蒸着を行えば、段階的ではあるが、図８に示すような蒸着レートの制御が可能である。
【０１０９】
上記実施形態に対しては、様々な変形を加えることが可能である。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。
【０１１０】
＜変形例１＞
上記の実施形態では、発光層を形成する際に、ホスト材料とドーパント材料とを別々の蒸着源から蒸発させたが、このような形態に限定されない。ホスト材料とドーパント材料とを混合した膜材料であって、両材料の混合比が異なる膜材料を別々の蒸着源に収容し、これらの蒸発源を切り替えて膜材料を蒸発させてもよい。
【０１１１】
例えば、蒸着装置２００の蒸着源４１〜４４のそれぞれに、ホスト材料とドーパント材料との混合比が４段階で異なる膜材料を別々に収容し、ホスト材料とドーパント材料との混合比が最も低い膜材料の蒸着源から混合比が最も高い膜材料の蒸着源へ（あるいは、混合比が最も高い膜材料の蒸着源から混合比が最も低い膜材料の蒸着源へ）と順次切り替え膜材料を蒸発させて成膜することにより、ドーパント材料のドープ濃度に所望の勾配を付けることができる。
【０１１２】
＜変形例２＞
上記の実施形態では、発光層におけるドーパント材料の濃度分布、またはミックスホスト領域におけるホスト材料の分布が、基板表面３２ａに平行な面内において均一になるように成膜したが、このような形態に限定されない。ドーパント材料が基板表面３２ａに平行な面内において異なる分布を有するように成膜してもよい。
【０１１３】
図９は変形例に係る有機ＥＬ装置の構成例を示す断面図である。図９（ａ）に示す有機ＥＬ装置６０は、発光層６６のホスト材料層６６ａとホスト材料層６６ｂとの間に、ドーパント材料がドープされたドープ層６６ｄを有している。ホスト材料層６６ａおよびホスト材料層６６ｂのそれぞれと、ドープ層６６ｄとの仮想界面は平面であるが、基板表面３２ａに平行ではない。有機ＥＬ装置６０は、ホスト材料層６６ａとホスト材料層６６ｂとが異なるホスト材料からなり、ドープ層６６ｄの代わりに両ホスト材料が混合されたミックスホスト領域を有していてもよい。
【０１１４】
また、図９（ｂ）に示す有機ＥＬ装置７０は、発光層７６のホスト材料層７６ａとホスト材料層７６ｂとの間に、ドーパント材料がドープされたドープ層７６ｄを有している。ホスト材料層７６ａおよびホスト材料層７６ｂのそれぞれと、ドープ層７６ｄとの仮想界面は平面ではない。有機ＥＬ装置７０は、ホスト材料層７６ａとホスト材料層７６ｂとが異なるホスト材料からなり、ドープ層７６ｄの代わりに両ホスト材料が混合されたミックスホスト領域を有していてもよい。
【０１１５】
このような構成を有する有機ＥＬ装置は、蒸着装置１００または蒸着装置２００を用いて製造することができる。蒸着装置１００において、例えば、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源を一定位置に維持し、その蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を変化させながらドーパント材料を供給して基板表面３２ａに蒸着させる。このとき、基板３２を回転させないようにしてもよい。蒸着装置２００を用いる場合は、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源をいずれか１つに固定して、その蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を変化させながらドーパント材料を供給すればよい。
【０１１６】
また、蒸着装置１００において、例えば、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源の基板表面３２ａに対する角度を一定角度に維持し、その蒸着源を移動させながらドーパント材料を供給してもよい。蒸着装置２００を用いる場合は、ドーパント材料を蒸発させる蒸着源のそれぞれの基板表面３２ａに対する角度を同じ角度に固定して、蒸着源を切り替えながらドーパント材料を供給してもよい。このように、蒸着装置１００または蒸着装置２００を用いることにより、同一面内で膜厚を異ならせて成膜することや、基板表面に平行でない層を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図２】有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図３】第１の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図。
【図４】蒸着源と基板表面との距離と蒸着レートとの関係を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するフローチャート。
【図６】第２の実施形態に係る蒸着装置の概略構成図。
【図７】第３の実施形態に係る有機ＥＬ装置の一例の概略構成を示す断面図。
【図８】第３の実施形態に係る蒸着方法を説明する図。
【図９】変形例に係る有機ＥＬ装置の構成例を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１８】
１…画素群、２…画素、３…有機ＥＬ素子、４…画素電極、５…正孔注入輸送層、５ａ…正孔注入層、５ｂ…正孔輸送層、６…発光層、６ａ…青色発光層、６ｂ…赤色発光層、６ｃ…ドーパント材料、６ｄ…ドーパント材料、７…電子注入輸送層、７ａ…電子輸送層、７ｂ…電子注入層、８…共通電極、１０…有機ＥＬ装置、１２…基板、１３…駆動用ＴＦＴ、１４…回路層、１５…絶縁層、１６…隔壁、１８…封止層、２０…蒸着槽、２２…側部、２２ａ…内壁、２４…上部、２６…底部、３０…保持部、３０ａ…基板保持面、３２…基板、３２ａ…基板表面、３４…回転手段、３６，３８，４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７，４８…蒸着源、３６ａ，３８ａ…移動手段、３６ｂ，３８ｂ，４１ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，４６ａ，４７ａ，４８ａ…角度変更手段、５０…有機ＥＬ装置、６０…有機ＥＬ装置、６６…発光層、６６ａ…ホスト材料層、６６ｂ…ホスト材料層、６６ｄ…ドープ層、７０…有機ＥＬ装置、７６…発光層、７６ａ…ホスト材料層、７６ｂ…ホスト材料層、７６ｄ…ドープ層、１００…蒸着装置、２００…蒸着装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、
蒸着槽と、
前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、
前記蒸着槽内に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、
前記複数の蒸着源のうち少なくとも１つを、前記基板保持面に対して相対移動可能な移動手段と、
を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着装置であって、
前記移動手段は、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動可能に配設されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の蒸着装置であって、
前記移動手段は、前記蒸着槽の内壁上に設けられており、前記蒸着源を前記基板保持面の法線に平行な方向に移動可能に配設されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、
蒸着槽と、
前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、
前記蒸着槽内の内壁上に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、を備え、
前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板保持面との距離が異なることを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の蒸着装置であって、
前記保持部には、前記基板保持面の法線に平行な軸を回転軸として、前記基板を回転させる回転手段が備えられていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の蒸着装置であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれに配設され、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板保持面に対向する側の法線と前記基板保持面の法線とがなす角度を個別に調整可能な角度変更手段を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、
前記基板表面に対向して配置した複数の前記蒸着源のうち少なくとも１つを移動させて、前記少なくとも１つの蒸着源と前記基板表面との距離を調整することにより、蒸着レートを制御して成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項８】
請求項７に記載の蒸着方法であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動させて、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板表面との距離を個別に調整することを特徴とする蒸着方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の蒸着方法であって、
前記蒸着源を前記基板表面の法線に平行な方向に移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１０】
蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、
複数の前記蒸着源を前記基板表面に対向して配置し、
前記複数の蒸着源のうち、少なくとも前記基板表面との距離がそれぞれ異なる複数の前記蒸着源のいずれかから前記膜材料を蒸発させることにより成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の蒸着方法であって、
前記基板を、前記基板表面の法線に平行な軸を回転軸として回転させながら成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載の蒸着方法であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板表面に対向する側の法線と前記基板表面の法線とがなす角度を個別に調整可能であることを特徴とする蒸着方法。
【請求項１３】
有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１４】
有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項７から１２のいずれか１項に記載の蒸着方法を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくともホスト材料とドーパント材料とを蒸発させるものであって、
前記ドーパント材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整しながら成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくとも２つの異なるホスト材料を蒸発させるものであって、
一方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整するのと並行して、他方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整しながら成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、
蒸着槽と、
前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、
前記蒸着槽内に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、
前記複数の蒸着源のうち少なくとも１つを、前記基板保持面に対して相対移動可能な移動手段と、
を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸着装置であって、
前記移動手段は、前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動可能に配設されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の蒸着装置であって、
前記移動手段は、前記蒸着槽の内壁上に設けられており、前記蒸着源を前記基板保持面の法線に平行な方向に移動可能に配設されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着装置であって、
蒸着槽と、
前記蒸着槽内に配置され、前記基板を保持する保持部と、
前記蒸着槽内の内壁上に前記保持部の基板保持面に対向して配置され、前記膜材料を蒸発させる複数の蒸着源と、を備え、
前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板保持面との距離が異なることを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の蒸着装置であって、
前記保持部には、前記基板保持面の法線に平行な軸を回転軸として、前記基板を回転させる回転手段が備えられていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の蒸着装置であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれに配設され、前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板保持面に対向する側の法線と前記基板保持面の法線とがなす角度を個別に調整可能な角度変更手段を備えていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、
前記基板表面に対向して配置した複数の前記蒸着源のうち少なくとも１つを移動させて、前記少なくとも１つの蒸着源と前記基板表面との距離を調整することにより、蒸着レートを制御して成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項８】
請求項７に記載の蒸着方法であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれを個別に移動させて、前記複数の蒸着源のそれぞれと前記基板表面との距離を個別に調整することを特徴とする蒸着方法。
【請求項９】
請求項７または８に記載の蒸着方法であって、
前記蒸着源を前記基板表面の法線に平行な方向に移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１０】
蒸着源から膜材料を蒸発させて基板表面に成膜する蒸着方法であって、
複数の前記蒸着源を前記基板表面に対向して配置し、
前記複数の蒸着源のうち、少なくとも前記基板表面との距離がそれぞれ異なる複数の前記蒸着源のいずれかから前記膜材料を蒸発させることにより成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１項に記載の蒸着方法であって、
前記基板を、前記基板表面の法線に平行な軸を回転軸として回転させながら成膜することを特徴とする蒸着方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１項に記載の蒸着方法であって、
前記複数の蒸着源のそれぞれの前記基板表面に対向する側の法線と前記基板表面の法線とがなす角度を個別に調整可能であることを特徴とする蒸着方法。
【請求項１３】
有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項１から６のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１４】
有機発光層を含む機能層を備えた有機ＥＬ装置の製造方法であって、
請求項７から１２のいずれか１項に記載の蒸着方法を用いて、少なくとも前記機能層を成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくともホスト材料とドーパント材料とを蒸発させるものであって、
前記ドーパント材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて、前記蒸着源と前記基板表面との距離を調整しながら成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３または１４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記複数の蒸着源は、前記膜材料として少なくとも２つの異なるホスト材料を蒸発させるものであって、
一方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整するのと並行して、他方の前記ホスト材料を蒸発させる前記蒸着源を移動させて前記基板表面との距離を調整しながら成膜することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１１４５０３（Ｐ２００９−１１４５０３Ａ）
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８９３１５（Ｐ２００７−２８９３１５）
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月７日（２００７．１１．７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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