蒸着装置及び薄膜形成方法
【課題】ホスト材料とドーパントとからなる膜層のドーパントの混合比率を、コストを抑制しつつ測定する。
【解決手段】第１の基板１１を、周縁部を除いて開放した状態で基準面２５上を第１の方向線５１に沿って搬送する第１の搬送手段３１と、第１の搬送手段３１と隣り合う搬送手段であって、第２の基板１２を周縁部を除いて開放した状態で基準面２５上を第１の方向線５１に沿って搬送する第２の搬送手段３２と、基準面２５上において第１の方向線５１と直行する第２の方向線５２を中心とする所定の幅を有する帯状の領域４０と第１の基板１１とが重なり得る第１の領域４１及び帯状の領域４０と第２の基板１２とが重なり得る第２の領域４２、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源６２と、第１の蒸着材料を第１の領域４１にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源６１と、を備えることを特徴とする蒸着装置。
【解決手段】第１の基板１１を、周縁部を除いて開放した状態で基準面２５上を第１の方向線５１に沿って搬送する第１の搬送手段３１と、第１の搬送手段３１と隣り合う搬送手段であって、第２の基板１２を周縁部を除いて開放した状態で基準面２５上を第１の方向線５１に沿って搬送する第２の搬送手段３２と、基準面２５上において第１の方向線５１と直行する第２の方向線５２を中心とする所定の幅を有する帯状の領域４０と第１の基板１１とが重なり得る第１の領域４１及び帯状の領域４０と第２の基板１２とが重なり得る第２の領域４２、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源６２と、第１の蒸着材料を第１の領域４１にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源６１と、を備えることを特徴とする蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着装置及び薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話あるいはパーソナルコンピュータ等における表示手段として、有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と称する。）装置を適用することが考えられている。有機ＥＬ装置は、対向するように形成された陽極と陰極との間に、少なくとも発光層（有機ＥＬ層）を含む複数の材料層から成る機能層を形成し、上述の陽極と陰極との間に電流を流すことで発光層から光を出射させて表示光とするものである。
【０００３】
上記材料層（の各々）は、成膜性に重点を置いて選択されたホスト材料に、発光性あるいは正孔輸送性等の機能に重点を置いて選択されたドーパントを混入させて形成することが一般的である。また、上記材料層の形成方法としては、蒸着源内に配置された蒸着材料を加熱により蒸発させ、蒸発した蒸着材料を基板等の表面に付着させて成膜する蒸着法が一般的である（特許文献１参照）。したがって、２（あるいは３以上）の蒸着源から、夫々異なる蒸着材料を同時に蒸発させて、基板面上に同時に付着させることで、２種類（あるいは３種類以上）の材料が混合された材料層を成膜している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２７１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる場合問題となるのが、ドーパントの蒸着量の管理である。ドーパントの混合比率は略５％であるため、ホスト材料の蒸着量は上述の材料層の層厚から推測できる。一方、ドーパントの蒸着量を測定するためには、製品用の基板とは別に、該ドーパントのみを蒸着するモニター基板を作成して、層厚を測定する必要がある。
しかし、製品用の基板とは別にモニター基板を作成することは、コスト増大の問題がある。さらに、上述の材料層の層厚が１０ｎｍ程度であることが多いため、ドーパントのみを蒸着した場合の層厚は０．５ｎｍ程度であり、触針式層厚測定機はもちろん、光学式層厚測定機を用いても正確な測定が困難という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]
第１の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で、基準面上を第１の方向線に沿って搬送する第１の搬送手段と、上記第１の搬送手段と隣り合う搬送手段であって、第２の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で上記基準面上を上記第１の方向線に沿って搬送する第２の搬送手段と、上記基準面上において上記第１の方向線と直行する第２の方向線を中心とする所定の幅を有する帯状の領域と上記第１の基板とが重なり得る第１の領域及び上記帯状の領域と上記第２の基板とが重なり得る第２の領域、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源と、第１の蒸着材料を上記第２の領域には飛翔させずに、上記第１の領域にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源と、を備えることを特徴とする蒸着装置。
【０００８】
所定の領域に蒸着材料が飛翔するということは、該領域に基板があれば、該蒸着材料からなる膜層が形成されるということである。したがって、このような構成により、上記第１の基板と上記第２の基板を同時に搬送して、上記第１の基板の表面には上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料との双方からなる膜層を形成でき、上記第２の基板の表面には上記第２の蒸着材料のみからなる膜層を形成できる。したがって、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率を、上記第２の基板表面に形成される膜層の層厚を測定することで算出でき、該比率の管理精度を向上できる。
【０００９】
なお、第１の搬送手段と第２の搬送手段とは、第１の方向線に沿って基板を搬送する。したがって、第１の基板と第２の基板とは、基準面上を平行に搬送される。また、「重なり得る」ということは搬送される基板が該帯状の領域を通過する際に重なるということであり、該帯状の領域を基板の幅（第２の方向線の方向の長さ）で区切った領域である。
【００１０】
[適用例２]
上述の蒸着装置であって、上記第２の蒸着材料の蒸着レートは、上記第１の蒸着材料の蒸着レートとの比は０．１以下であることを特徴とする蒸着装置。
【００１１】
このような構成であれば、上記第１の基板の表面に形成された膜層の層厚が、上記第１の蒸着材料のみで形成した場合の膜層の層厚と略同一となる。したがって、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率の管理精度をより一層向上できる。
【００１２】
[適用例３]
上述の蒸着装置であって、上記第１の基板と上記第２の基板とを同時かつ同速度で搬送可能であることを特徴とする蒸着装置。
【００１３】
このような構成によれば、上記第１の基板及び上記第２の基板に対して、完全に同一の条件で上記第２の蒸着材料を蒸着させることができるため、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率を、より一層正確に求めることができる。なお、「同速度で搬送可能」ということは、上記第１の搬送手段と上記第２の搬送手段とが同時かつ同速度で動作するということである。
【００１４】
[適用例４]
上述の蒸着装置であって、上記第１の搬送手段は複数の上記第１の基板を連続的に搬送可能であり、上記第２の搬送手段は、上記第２の基板を、Ｎ枚目の上記第１の基板と共に上記第２の領域を通過させた後に、上記第２の基板を逆方向に搬送してＮ＋１枚目の上記第１の基板と並置し、該第２の基板を上記Ｎ＋１枚目の上記第１の基板と共に上記第２の領域を再度通過させることが可能であることを特徴とする蒸着装置。
【００１５】
このような構成によれば、上記第２の基板に上記第２の蒸着材料（ドーパント）を容易に複数回蒸着して、層厚測定が容易な、充分に厚い膜層を形成できる。そして、上記膜層の層厚測定結果を蒸着回数で割ることにより、１回当たりの蒸着量を算出できる。したがって、１回あたりのドーパントの蒸着量が少ない場合でも、蒸着量の測定が容易になる。なお、上記Ｎは任意の、１以上の整数である。
【００１６】
[適用例５]
上述の蒸着装置であって、上記第１の蒸着源及び上記第２の蒸着源は、上記第１の基板及び上記第２の基板が搬送される方向に、所定の間隔をおいて連続して配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【００１７】
第１の基板にホスト材料とドーパントとからなる膜層を、連続して複数回積層する場合において、それぞれの膜層に含まれるドーパントの蒸着量を容易に測定可能となる。なお、上述の所定の間隔とは、少なくとも、上記第２の基板に、２種類の第２の蒸着材料が同時に蒸着することを回避できる距離である。
【００１８】
[適用例６]
上述の蒸着装置であって、上記第１の蒸着源の飛翔角度と上記第２の蒸着源の飛翔角度とは略同一であり、上記第１の蒸着源と上記第２の蒸着源とは上記基準面から所定の距離をもって上記第２の方向線に沿って、互いに所定の間隔を開けて配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【００１９】
このような構成によれば、上記第１の領域及び上記第２の領域を容易に形成できる。なお、飛翔角度とは、有機材料が蒸発時に飛翔する広がり角度を指す。
【００２０】
[適用例７]
基板を、基準面に沿って移動させつつ蒸着材料を蒸着させて、該蒸着材料からなる薄膜を形成する方法であって、上記基準面に、第１の蒸着材料が付着する領域と第２の蒸着材料が蒸着する領域とが重なり合う第１の領域と、上記第１の領域に隣接する、上記第２の蒸着材料のみが付着する第２の領域と、が形成されるように、上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料とを飛翔させる第１の工程と、第１の基板を、上記第１の領域を横切るように移動させて、上記第１の基板の表面に上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料とが混合された第１の材料層を形成する第２の工程と、第２の基板を上記第２の領域を横切るように移動させて、上記第２の基板の表面に上記第２の蒸着材料からなる第２の材料層を形成する第３の工程と、を含むことを特徴とする薄膜形成方法。
【００２１】
このような蒸着方法によれば、上記第１の基板の表面に形成された上記第１の材料層に含まれる上記第２の蒸着材料の（単位面積当たりの）量と同量の上記第２の蒸着材料からなる上記第２の材料層を上記第２の基板の表面に形成できる。したがって、上記第２の材料層の層厚を測定することで上記第１の材料層に含まれる上記第２の蒸着材料の量を管理でき、製造コストを抑制しつつ発光特性等の管理が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、構成要素の一部が本実施形態の蒸着装置による成膜対象となる、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図である。表示領域１００には、複数の走査線１０２と、走査線１０２と直交する複数のデータ線１０４と、データ線１０４と平行に延びる複数の電源供給線１０６が形成されている。上記３種類の配線で囲まれる方形の区画（破線で区画している領域）が画素１２２である。画素１２２は、赤色光を射出する赤画素１２２Ｒ、緑色光を射出する緑画素１２２Ｇ、青色光を射出する青画素１２２Ｂの計３種類があり、表示領域１００に規則的に配置されている。
【００２３】
各々の画素１２２は、走査線１０２を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１０８と、スイッチング用ＴＦＴ１０８を介してデータ線１０４から供給される画素信号を保持する保持容量１１０と、保持容量１１０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１１２と、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６と導通する発光素子１２０と、図示しないカラーフィルタ等からなる。
【００２４】
表示領域１００の周辺には、走査線駆動回路１１４、及びデータ線駆動回路１１６が形成されている。走査線１０２には、走査線駆動回路１１４から、図示しない外部回路より供給される各種信号に応じて走査信号が順次供給される。そして、データ線１０４にはデータ線駆動回路１１６から画像信号が供給され、電源供給線１０６には図示しない外部回路から画素駆動電流が供給される。なお、走査線駆動回路１１４の動作とデータ線駆動回路１１６の動作とは、同期データ線１１８を介して外部回路から供給される同期信号により相互に同期が図られている。
【００２５】
走査線１０２が駆動されスイッチング用ＴＦＴ１０８がオン状態になると、その時点のデータ線１０４の電位が保持容量１１０に保持され、保持容量１１０の状態に応じて駆動用ＴＦＴ１１２のレベルが決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６から発光素子１２０に駆動電流が流れこむ。後述するように、発光素子１２０は、画素毎にパターニングされ駆動用ＴＦＴ１１２と導通している陽極（図２参照）と、表示領域１００の全範囲に渡って共通電位となる陰極（図２参照）との間に発光層１６０（図２参照）を含む機能層１６１（図２参照）を狭持している。発光層１６０が該駆動電流の大きさに応じて発光することにより、画素１２２が光を射出する。
【００２６】
本実施形態の成膜対象となる有機ＥＬ装置は、上述の３種類の画素１２２に共通する、白色光を発光する発光層を備えている。そして画素１２２毎に備えられたカラーフィルタにより、赤色光、緑色光、青色光のいずれかに変換される。上述したように個々の画素１２２が独立に制御され、駆動電流の大きさに応じて発光することで表示領域１００にカラー画像が形成される。
【００２７】
図２は、発光素子１２０をカラーフィルタ１３０等と共に模式的に示す図である。発光素子１２０は、互いに対向する陽極１３１と陰極１３２、及び該一対の電極間に狭持される少なくとも発光層（有機ＥＬ層）１６０を含む機能層１６１からなる。電源１２９から陰極１３２を経由して供給される電子と、電源１２９から陽極１３１を経由して供給される正孔と、を発光層１６０内で結合させることで発光を生じさせる素子である。陽極１３１は、上述したように画素１２２毎に（すなわち発光素子１２０毎に）パターニングされており、保護層１３４及び反射層１３５を介して、後述する第１の基板としての素子基板１１上に積層されている。一方、陰極１３２は、表示領域１００の全域に形成されている。陰極１３２の上層には、ガスバリア性を有する封止層１３６、及び接着層１３７を介してカラーフィルタ１３０を備えるカラーフィルタ基板１５が接着されている。
【００２８】
陰極１３２は層厚１０ｎｍ程のＭｇＡｇ（マグネシウム・銀合金）からなり、半透過反射性を有している。したがって、発光層１６０で生じた光を透過させて、カラーフィルタ１３０側に向けて射出できる。陽極１３１は透過性を有するＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）で形成されており、発光層１６０で生じた光のうち素子基板１１側に向う光を透過させた後、反射層１３５で反射させて、カラーフィルタ１３０側に向けて射出できる。本実施形態の蒸着装置の対象となる有機ＥＬ装置はトップエミッション型であるため、素子基板１１は透光性を要しない。
【００２９】
機能層１６１は、発光層１６０の他に、正孔注入層１４０、正孔輸送層１４２、電子輸送層１４４、及び電子注入層１４６を備えている。正孔輸送層１４２及び電子輸送層１４４は、それぞれ発光層１６０への正孔輸送性、電子輸送性を高めて発光効率を向上させる層である。また、正孔注入層１４０及び電子注入層１４６は、それぞれ陽極１３１、陰極１３２からの正孔注入効率、電子注入効率を高めて発光効率を向上させる層である。上記各層の形成材料は、正孔注入層１４０がＨＩ４０６（出光興産株式会社製）、正孔輸送層１４２がＨＴ３２０（出光興産株式会社製）、電子輸送層１４４がＡｌｑ３（アルミニウムキノリノール）、そして、電子注入層１４６が層厚略１ｎｍのＬｉＦ（弗化リチウム）である。
【００３０】
発光層１６０は、導電性を担保するホスト材料に、電子と正孔との結合により発光する機能を有するドーパントを混入して形成されている。本実施形態の成膜対象となる発光層１６０は、通電により赤色光１５１を発光する赤色発光層１６０Ｒ、通電により緑色光１５２を発光する緑色発光層１６０Ｇ、通電により青色光１５３を発光する青色発光層１６０Ｂの計３種類の層を積層して形成されている。
【００３１】
上記３種類の発光層は全て、ホスト材料として、出光興産株式会社製のＢＨ２１５を用いている。ドーパントは各層が発光する光の色ごとに異なり、青色発光層１６０Ｂには青色ドーパント１６４Ｂ、緑色発光層１６０Ｇには緑色ドーパント１６４Ｇ、赤色発光層１６０Ｒには赤色ドーパント１６４Ｒ、が用いられている。具体的には、青色ドーパント１６４Ｂには出光興産株式会社製のＢＤ０５２、緑色ドーパント１６４Ｇにはキナクリドン、赤色ドーパント１６４Ｒには出光興産株式会社製のＲＤ００１が、夫々用いられている。
【００３２】
赤色光１５１と緑色光１５２と青色光１５３とが合わさって白色光１５４となり、該白色光がカラーフィルタ１３０を透過することで画素毎に赤、緑、青の３原色のいずれかの色の原色光１５５となる。かかる構成の発光層１６０は、画素毎に該画素の色に対応する発光層１６０を形成する構成と比べると、発光層１６０の積層工程を、マスク等を用いずに、かつ連続工程として実施できるという利点がある。
【００３３】
上述の発光層１６０の形成材料は低分子系の材料であるため、成膜手法としては蒸着法が好ましい。機能層１６１を形成する各層のうち、電子注入層１４６以外の３層も蒸着により形成できる。ホスト材料とドーパントとでは溶融温度等の条件が異なる。したがって、任意のドーパント濃度の発光層を得るためには、ホスト材料とドーパントとに別個の蒸着源を用いることが好ましい。双方の蒸着源から、双方の材料（ホスト材料とドーパント）の分子を夫々最適な条件で飛翔させて、基板（素子基板１１）表面に同時に蒸着させることで、好ましい発光層１６０を形成（成膜）できる。
【００３４】
かかる成膜工程において問題となることの１つに、ドーパントの混入量、すなわちドーパント単独での蒸着量の測定が困難なことが挙げられる。ドーパントの混入量は発光特性を大きく左右するため、有機ＥＬ装置の表示品質を維持するためには、上記蒸着量の管理が重要である。しかし、ドーパントの混入率は５％程度である。赤色発光層１６０Ｒ等の各発光層の層厚は１０ｎｍ〜２０ｎｍであるため、ドーパントのみを発光層の成膜時と同一の条件で蒸着させた場合の層厚は０．５ｎｍ〜１ｎｍ程となる。エリプソメトリ装置等の光学測定器を用いても、かかる極薄い膜層の厚さを測定することは困難である。ドーパントのみを発光層の成膜時と同一の条件で複数回（２０回程度）蒸着させれば、測定可能な厚さの膜層を得ることができる。しかし、蒸着装置を層厚測定用の基板の作成にのみ用いることは製造コストを増大させるため、実行は困難である。
【００３５】
以下に記載する本実施形態の蒸着装置は、ホスト材料とドーパントとからなる発光層を成膜しつつ、ドーパントのみが蒸着された層厚測定用の基板も同時に作成することで、製造コストを増大させることなくドーパント蒸着量の測定（及び管理）を可能にしている。
【００３６】
図３は、本実施形態の蒸着装置における構成要素の概要を示す図である。蒸着装置は、真空チャンバー１９と排気系２１と搬送手段３０と蒸着源６０等からなっている。真空チャンバー１９は図示しない開口部より基板１０を出し入れ可能な構成であり、内部に少なくとも搬送手段３０と１又は複数個の蒸着源６０を備えている。排気系２１は、真空チャンバー１９内を所定の気圧の真空状態に保つことができる。
【００３７】
搬送手段３０は、基板１０の一方の面を蒸着源６０と対向させつつ、所定の速度で一定の方向に移動させることができる。該一方の面が表面（おもて側の面）である。
搬送手段３０は直線状であり、基板１０は所定の平面上を移動させられる。該所定の平面が基準面２５である。
【００３８】
各々の蒸着源は蒸着材料（上述のホスト材料及びドーパント）を指向的に飛翔させて、基板１０の表面に膜層を形成できる。したがって、蒸着源の数の（種類の）膜層が順次積層される。本実施形態の蒸着装置は、搬送手段３０が２つあり、後述するように２枚の基板を同時に平行な方向に搬送できる。
【００３９】
図４は、蒸着源６０の概要を示す図である。蒸着源６０は、るつぼ２４、蒸着材料７６、及び図示しない加熱手段等からなる。るつぼ２４内に備えられた常温では固体の蒸着材料を加熱手段により加熱して、溶融して液体とした後に、あるいは固体から直接的に、蒸着材料の粒子７０として飛翔させることができる。ここで、蒸着材料の粒子７０は、開口部２２の形状に沿って飛翔する。例えば、開口部２２の壁部が基準面２５に対して垂直であれば該垂直方向に飛翔し、上記壁部が上方に向けて広がる形状であれば、所定の角度を持って広がるように飛翔する。該角度を飛翔角８０と称する。
【００４０】
ここで、開口部２２の平面形状（平面視における形状）が円形であれば、飛翔角８０はあらゆる方向から見て略同一となる。また、開口部２２の平面視における形状が長円や方形であれば、飛翔角８０は見る方向によって異なる。
【００４１】
図５は、本実施形態の蒸着装置における、基板と蒸着源の位置関係を模式的に示す斜視図である。同時に搬送される２枚の基板と、該２枚の基板に対して同時に蒸着材料を飛翔させる２つの蒸着源を示している。
【００４２】
本実施形態の蒸着装置は、第１の搬送手段３１と第２の搬送手段３２の２つの搬送手段（図６参照）を備えており、図示する２枚の基板、すなわち第１の基板としての素子基板１１と第２の基板としてのモニター基板１２とを同時に搬送できる。上記の双方の基板は、基準面２５上を第１の方向線５１の方向に互いに若干の間隔をもって搬送される。第１の方向線５１が延在する軸方向がＸ軸である。基準面２５に対して垂直の方向がＺ軸である。Ｘ軸及びＺ軸の双方に直行する軸がＹ軸であり、後述する第２の方向線５２はＹ軸に沿った方向線である。
【００４３】
上記２つの搬送手段は、基板の周縁部を保持し、該周縁部を除く領域は開放した状態で搬送することができる。したがって、該基板の、後述する蒸着源と対向する面には、該蒸着源から飛翔する蒸着材料の粒子が蒸着して、該蒸着材料からなる膜層（薄膜）が形成される。上述の、蒸着源と対向する側の面が表面（おもて側の面）である。
【００４４】
本実施形態の蒸着装置は、るつぼ２４内に第１の蒸着材料を備える第１の蒸着源６１とるつぼ２４内に第２の蒸着材料を備える第２の蒸着源６２の２つの蒸着源を備えており、２種類の蒸着材料を同時に飛翔させることができる。第１の蒸着材料はホスト材料であり、第２の蒸着材料はドーパントである。上記２つの蒸着源は、基準面２５からＺ軸の方向に所定の距離をおいて、また、Ｙ軸の方向に所定の間隔をおいて並置されている。
【００４５】
上記２つの蒸着源の開口部２２の平面形状は長方形である。したがって、各々の蒸着源は、基準面２５上の長方形の範囲（領域）に蒸着材料を飛翔させて蒸着できる。Ｙ軸の方向に並んでいるため、上述する双方の（長方形の）領域のＹ軸の方向の中心線は同一線上に位置する。かかる双方の長軸が位置する線が、第２の方向線５２である。
【００４６】
また、上記２つの蒸着源の、Ｙ軸の方向から見たときの飛翔角は同一である。したがって、上述の双方の長方形の領域のＸ軸の方向の長さは一致する。このようなＸ軸の方向の長さを幅とする領域を、Ｙ軸の方向に延伸させた領域が、帯状の領域４０である。そして双方の蒸着源間の距離が極端に離れていない限り、上述する双方の長方形の範囲（領域）は、互いに重なり合う領域、すなわち双方の蒸着材料が蒸着される領域が生じる。また、蒸着源間の距離あるいはＸ軸の方向から見た飛翔角を調整することで、上述する双方の長方形の範囲（領域）重ならない領域、すなわち一方の蒸着材料のみが蒸着される領域を設定することもできる。
【００４７】
本実施形態の蒸着装置では、双方の蒸着材料が蒸着される領域のＹ軸の方向の長さが、素子基板１１のＹ軸の方向の長さ（以下、「幅」と称する。）よりも大きくなるように設定されている。したがって、素子基板１１が、該基板の（Ｘ軸の方向の）中心線と上記双方の蒸着材料が蒸着される領域の（Ｘ軸の方向の）中心線とが重なるようにして、第１の方向線５１の方向に搬送される場合、該基板の幅方向の全域が、上記双方の蒸着材料が蒸着される領域と重なる領域が生じる。かかる領域が、第１の領域４１である。
【００４８】
また、第２の蒸着材料のみが蒸着される領域のＹ軸の方向の長さは、モニター基板１２の幅よりも大きくなるように設定されている。したがって、モニター基板１２が、該基板の（Ｘ軸の方向の）中心線と上記第２の蒸着材料のみが蒸着される領域の（Ｘ軸の方向の）中心線とが重なるようにして、第１の方向線５１の方向に搬送される場合、該基板の幅方向の全域が、上記第２の蒸着材料のみが蒸着される領域と重なる領域が生じる。かかる領域が、第２の領域４２である。
なお、第１の領域４１及び第２の領域４２のＸ軸の方向の長さと、帯状の領域４０のＸ軸の方向の長さと、は同一であるが、本図（図５）では若干の差を付けて判り易く示している。後述する、図６〜図１１においても同様である。
【００４９】
本実施形態の蒸着装置は、素子基板１１とモニター基板１２とを同時に搬送しつつ、素子基板１１の表面には第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方が混合された膜層を形成し、モニター基板１２の表面には第２の蒸着材料のみからなる膜層を形成できる。蒸着材料は上述の飛翔角内を略同一の密度で飛翔するため、素子基板１１の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の密度すなわち面積あたりの量とモニター基板１２の表面に形成される膜層を構成する第２の蒸着材料の密度は略同一となる。したがって、モニター基板１２の表面に形成される膜層の層厚を測定することにより、素子基板１１の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の密度を算出できる。
【００５０】
ただし、上述したように、第２の蒸着材料はドーパントであり、ホスト材料である第１の蒸着材料に比べて著しく少ない量しか蒸着されないため、１回の成膜では測定可能な層厚の膜層を形成できない。本実施形態の蒸着装置は、モニター基板１２の表面に同一条件で繰り返し成膜することにより、ドーパントである第２の蒸着材料からなる測定可能な膜層を形成できる。
【００５１】
図６〜図８に、本実施形態の蒸着装置の構成を示す。図６は、本実施形態の蒸着装置を、搬送される基板の裏面方向から見た概略図である。図７は、本実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図である。図８は、第２の搬送手段３２の構成を示す図である。
【００５２】
本実施形態の蒸着装置は、発光層１６０（図２参照）の形成に用いられる蒸着装置である。図示しない真空チャンバー内に、３つの蒸着領域がＸ軸の方向に直列に配置されている。第１の蒸着領域３７は青色発光層１６０Ｂを形成する領域、第２の蒸着領域３８は緑色発光層１６０Ｇを形成する領域、そして第３の蒸着領域３９は赤色発光層１６０Ｒを形成する領域である。
【００５３】
各々の蒸着領域には、第１の蒸着源６１と第２の蒸着源６２が備えられている。上述したように、各々の蒸着源の開口部のＸ軸の方向の長さは略同一のため、第２の方向線５２が双方の蒸着源の開口部の中心線上にあるとすると、第２の方向線５２を中心線とする所定の幅を有する領域である帯状の領域４０が、蒸着材料が飛翔し得る領域となる。そして、蒸着源の開口部の形状及び双方の蒸着源の間隔等の設定により、帯状の領域４０は、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料との双方が飛翔する領域（すなわち基準面２５上に基板がある場合、該基板の表面に双方の蒸着材料が蒸着される領域）と、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、が形成されている。その他に、第１の蒸着材料のみが飛翔する領域も存在する。
【００５４】
上述したように、帯状の領域４０のうちの第１の蒸着材料と第２の蒸着材料との双方が飛翔する領域と、第１の搬送手段３１により搬送される素子基板１１と、が重なり得る領域が、第１の領域４１である。同じく、帯状の領域４０のうちの第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、第２の搬送手段３２により搬送されるモニター基板１２と、が重なり得る領域が、第２の領域４２である。かかる態様を、本実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図である図７に示す。
【００５５】
図７に示すように、第１の蒸着源６１が第１の蒸着材料を飛翔させる範囲をＸ軸の方向から見たときの角度である第１の飛翔角８１と、第２の蒸着源６２が第２の蒸着材料を飛翔させる範囲をＸ軸の方向から見たときの角度である第２の飛翔角８２と、は略同一である。そして双方の蒸着源はＹ軸の方向に互いに間隔を空けて配置されている。その結果、基準面２５上において、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方の蒸着材料が飛翔する領域と、第１の蒸着材料のみが飛翔する領域と、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、の３つの領域が生じる。そして、本実施形態の蒸着装置では、双方の蒸着源の飛翔角及び相互の間隔を調整することで、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方の蒸着材料が飛翔する領域の幅（Ｙ軸の方向の長さ）が素子基板１１の幅よりも若干広くなり、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域の幅がモニター基板１２の幅よりも若干広くなるように設定されている。
【００５６】
以上の設定は、第１の蒸着領域３７、第２の蒸着領域３８、及び第３の蒸着領域３９の３つの蒸着領域で共通である。したがって、各々の蒸着領域に第１の領域４１と第２の領域４２とが形成される。
【００５７】
第１の蒸着源６１が備える蒸着材料は上述したようにホスト材料であり第１〜第３の蒸着領域間で共通である。第２の蒸着源６２の蒸着材料はドーパントである。具体的には、第１の蒸着領域３７に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は青色ドーパント１６４Ｂ、第２の蒸着領域３８に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は緑色ドーパント１６４Ｇ、そして第３の蒸着領域３９に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は赤色ドーパント１６４Ｒである。
【００５８】
素子基板１１を搬送する第１の搬送手段３１は、該３つの蒸着領域を横切る構成である。つまり、チャンバー内に１つ備えられており、１つの駆動モータ８５で駆動される。したがって、素子基板１１は該３つの蒸着領域の各々の第１の領域４１を順次通過する。上述したように第１の領域ではホスト材料とドーパントが同時に飛翔する。したがって、素子基板１１の表面には青色発光層１６０Ｂ、緑色発光層１６０Ｇ、そして赤色発光層１６０Ｒの計３層の膜層が順次積層される。
【００５９】
モニター基板１２を搬送する第２の搬送手段３２は、上述の各々の蒸着領域に夫々１つずつ備えられている。各々の第２の搬送手段３２には駆動モータ８５が備えられており、モニター基板１２をスタート位置である第１の位置９１から停止位置である第２の位置９２まで搬送する。
【００６０】
第１の位置９１と第２の位置９２は、第２の領域４２の両側にあるため、モニター基板１２は第２の領域４２の全域を完全に横切るように搬送される。したがって、モニター基板１２の表面には、素子基板１１の表面に蒸着される第２の蒸着材料と単位面積当たりで同量の、第２の蒸着材料のみからなる膜層が形成される。
【００６１】
つまり、第１の蒸着領域３７で搬送されるモニター基板１２の表面には青色ドーパント１６４Ｂからなる膜層が形成され、第２の蒸着領域３８で搬送されるモニター基板１２の表面には緑色ドーパント１６４Ｇからなる膜層が形成され、第３の蒸着領域３９で搬送されるモニター基板１２の表面には赤色ドーパント１６４Ｒからなる膜層が形成される。そして後述するように、各々の第２の搬送手段３２は、第２の領域を通過して第２の位置９２で停止したモニター基板１２を逆方向に搬送して、第１の位置９１まで送り返す機構を備えている。したがって、本実施形態の蒸着装置は、各々の蒸着領域においてモニター基板１２の表面にドーパントからなる膜層を複数回積層できる。
【００６２】
上述したように、モニター基板１２の表面に１回の搬送で蒸着されるドーパントの量は、同時に搬送される素子基板１１に蒸着されるドーパントの量と略同一である。層厚で言うと０．５ｎｍ程度であり、光学的な測定器を用いても精密な測定は困難である。しかし、かかる膜層を複数回積層することで、精密な測定が可能な層厚の膜層を形成できる。そして、かかる層厚を積層の回数で割ることで、１回の搬送で蒸着されるドーパントの量を精度よく求めることができる。上述したように、１回の膜層形成工程で形成されるドーパントからなる膜層の層厚は０．５ｎｍ程度であり、層厚測定が困難である。しかし、例えば１００回繰り返して成膜すると５０ｎｍとなり、充分に高い精度で測定可能な層厚が得られる。そして、かかるドーパントの量は、上述したように、素子基板１１に蒸着されるドーパントの（単位面積当たりの）量と略同一である。
【００６３】
ここで、素子基板１１の表面に形成される青色発光層１６０Ｂ等の層厚は充分に厚いため、複数回積層することなく測定できる。そして、青色発光層１６０Ｂ等は殆んどがホスト材料からなる。したがって、素子基板１１の表面に形成される各発光層の層厚と、モニター基板１２上に形成されるドーパントからなる膜層の層厚から、とから各々の発光層（１６０Ｒ等）のドーパント濃度を求めることができる。
【００６４】
図８は、第２の搬送手段の構成を示す図である。図８（ａ）は本実施形態の蒸着装置で用いているタイプの搬送手段であり、図８（ｂ）は、搬送ベルトに替えて搬送ローラを用いるタイプである。
第１の位置９１は搬送が開始されるスタート位置であり、モニター基板１２はこの位置から、隣り合う第１の搬送手段３１で搬送される素子基板１１の動きに合わせて、搬送ベルト９５により第２の領域４２へ向けて搬送される。そしてモニター基板１２は、第２の領域４２を完全に通過した後、ストッパ９７により、第２の位置９２で停止させられる。
【００６５】
そして停止させられたモニター基板１２は、吸着器９９で第３の位置９３まで持ち上げられた後搬送レール９８に沿って第４の位置９４まで移送される。そして、第１の位置９１まで降ろされて、再度搬送ベルト９５上に位置することとなる。そして、次の素子基板１１が第１の領域４１に差し掛かる動きにタイミングを合わせて、再び第２の領域４２へ向けて搬送される。
かかる動作が繰り返されることにより、モニター基板１２の表面には、測定可能な層厚を有する、ドーパントからなる膜層が形成される。
【００６６】
図８（ｂ）に示す第２の搬送手段３２は、搬送ベルト９５に替えて搬送ローラ９６が用いられている。それ以外の点は、図８（ａ）に示す第２の搬送手段３２と、特に差はない。モニター基板１２は、搬送ローラ９６により第１の位置９１から第２の位置９２に搬送される間に第２の領域４２を通過する。そして該通過の際に、表面にドーパントからなる膜層が形成される。そして、第３の位置９３及び第４の位置９４を経由して再度第１の位置９１に戻る。かかる動作を複数回繰り返されて、モニター基板１２の表面に測定可能な層厚を有するドーパントからなる膜層が形成される。
【００６７】
（発明の効果）
以上述べたように、本実施形態の蒸着装置であれば、素子基板１１とモニター基板１２とを並走させることができる。そして、量産品を製造しつつ、ドーパントのみから成る膜層を連続して複数回成膜して、モニター基板１２の表面にドーパントのみから成る測定可能な層厚を有する膜層を形成できる。そしてかかる膜層の層厚と、製品である素子基板１１上に形成される発光層の層厚と、から、該発光層のドーパント濃度を容易に算出できる。したがって、製造コスト等を殆んど増加させることなくドーパントの濃度を管理でき、表示品質の維持等が可能になる。
【００６８】
（第２の実施形態）
図９に、第２の実施形態の蒸着装置の、Ｘ軸の方向から見た概略を示す。本実施形態の蒸着装置は基本的に第１の実施形態の蒸着装置と同様の構成を有しており、第１の蒸着材料の飛翔角のみが異なっている。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００６９】
本実施形態の蒸着装置は、第１の蒸着源６１の開口部２２（図４参照）の広がりの程度が弱く、そのため、第１の飛翔角８１が第２の飛翔角８２に比べて若干狭くなっている。したがって、基準面２５において第１の蒸着材料が飛翔する領域（幅）が狭くなり、素子基板１１の幅に若干の余裕を加えた程度となっている。したがって、第２の蒸着材料のみが蒸着する領域は、第１の実施形態の蒸着装置と略同一であるが、第１の蒸着材料のみが蒸着する領域は殆んど存在していない。したがって、本実施形態の蒸着装置は第１の蒸着材料（すなわちホスト材料）の使用量を低減でき、製造コストを抑制できるという効果がある。
【００７０】
（第３の実施形態）
図１０に、第３の実施形態の蒸着装置の、Ｘ軸の方向から見た概略を示す。本実施形態の蒸着装置は、基本的に第１の実施形態の蒸着装置と同様の構成を有しているが、第３の蒸着源６３、及び第３の基板１３を搬送可能な第３の搬送手段３３を備えている点で異なっている。その他の構成要素は第１の実施形態の蒸着装置と同様である。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７１】
第３の蒸着源には、第３の蒸着材料として第２のドーパントが備えられている。飛翔角については、第１の飛翔角８１は、第２の飛翔角８２及び第３の蒸着源の飛翔角である第３の飛翔角８３に比べて小さい。そして、第３の飛翔角８３の大きさは第２の飛翔角８２の大きさと略同一である。したがって、基準面２５の中央には、第１の蒸着源から飛翔するホスト材料と第２の蒸着源から飛翔するドーパントと第３の蒸着源から飛翔する第２のドーパントとが蒸着する領域が生じている。そして、該領域の向って右側には第２の蒸着源から飛翔するドーパントのみが蒸着する領域が生じ、該領域の向って左側には第３の蒸着源から飛翔する第２のドーパントのみが蒸着する領域が生じている。第２のドーパントのみが蒸着する領域と、第３の搬送手段３３で搬送される第３の基板１３と、が重なる領域が第３の領域４３である。
【００７２】
第３の基板１３は、モニター基板１２と略同一の平面形状の基板であり、また、第３の搬送手段３３は第２の搬送手段３２と同様に、蒸着領域を通過した基板をスタート位置まで送り返す機構を備えている。したがって、本実施形態の蒸着装置は、モニター基板１２の表面にドーパントを複数回蒸着して測定が可能な層厚の膜層を形成するとともに、第３の基板１３の表面に第２のドーパントを複数回蒸着して、測定が可能な層厚の膜層を形成できる。
【００７３】
したがって、本実施形態の蒸着装置は、素子基板１１の表面に、ホスト材料と２種類のドーパントとからなる膜層を形成しつつ、双方のドーパントが各々個別に複数回積層されたモニター基板（モニター基板１２及び第３の基板１３）を作製して、双方のドーパントの蒸着量を個別に測定できる。
【００７４】
（第４の実施形態）
図１１に、第４の実施形態の蒸着装置の、Ｚ軸の方向から見た概略を示す。第１〜第３の３つの蒸着領域に加えて、第４の蒸着領域３４、及び第５の蒸着領域３５が連結されている点で第１の実施形態の蒸着装置とは異なっている。該２つの蒸着領域以外の構成要素は第１の実施形態の蒸着装置と共通である。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７５】
第１の搬送手段３１は、上述の５つの蒸着領域を横切るような構成であり、第１の実施形態の蒸着装置と同様に１つの駆動モータ８５を備えている。したがって、第１の搬送手段３１は、素子基板１１を、第４の蒸着領域３４から第１〜第３の３つの蒸着領域を経由して第５の蒸着領域３５まで連続して搬送可能である。
【００７６】
第４の蒸着領域３４と第５の蒸着領域３５は、それぞれ蒸着源６０を備えており、第１〜第３の３つの蒸着領域で形成される膜層とは別の、単一の材料からなる膜層を形成できる。したがって、発光素子１２０の機能層１６１の形成工程において、発光層１６０のみではなく、正孔輸送層１４２（図２参照）及び電子輸送層１４４（図２参照）を連続して形成できる。なお、さらに蒸着領域を連結させて、６層以上の膜層を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図。
【図２】発光素子をカラーフィルタ等と共に模式的に示す図。
【図３】蒸着装置の構成要素の概要を示す図。
【図４】蒸着源の概要を示す図。
【図５】第１の実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源の位置関係を模式的に示す斜視図。
【図６】第１の実施形態の蒸着装置をＺ軸の方向から見た概略図。
【図７】第１の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図８】第２の搬送手段の構成を示す図。
【図９】第２の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図１０】第３の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図１１】第４の実施形態の蒸着装置をＺ軸の方向から見た概略図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…基板、１１…第１の基板としての素子基板、１２…第２の基板としてのモニター基板、１３…第３の基板、１５…カラーフィルタ基板、１９…チャンバー、２１…排気系、２２…開口部、２４…るつぼ、２５…基準面、３０…搬送手段、３１…第１の搬送手段、３２…第２の搬送手段、３３…第３の搬送手段、３４…第４の蒸着領域、３５…第５の蒸着領域、３７…第１の蒸着領域、３８…第２の蒸着領域、３９…第３の蒸着領域、４０…帯状の領域、４１…第１の領域、４２…第２の領域、４３…第３の領域、５１…第１の方向線、５２…第２の方向線、６０…蒸着源、６１…第１の蒸着源、６２…第２の蒸着源、６３…第３の蒸着源、７０…蒸着材料の粒子、７６…蒸着材料、８０…飛翔角、８１…第１の飛翔角、８２…第２の飛翔角、８３…第３の飛翔角、８５…駆動モータ、９１…第１の位置、９２…第２の位置、９３…第３の位置、９４…第４の位置、９５…搬送ベルト、９６…搬送ローラ、９７…ストッパ、９８…搬送レール、９９…吸着器、１００…表示領域、１０２…走査線、１０４…データ線、１０６…電源供給線、１０８…スイッチング用ＴＦＴ、１１０…保持容量、１１２…駆動用ＴＦＴ、１１４…走査線駆動回路、１１６…データ線駆動回路、１１８…同期データ線、１２０…発光素子、１２２…画素、１２２Ｒ…赤画素、１２２Ｇ…緑画素、１２２Ｂ…青画素、１２９…電源、１３０…カラーフィルタ、１３１…陽極、１３２…陰極、１３４…保護層、１３５…反射層、１３６…封止層、１３７…接着層、１４０…正孔注入層、１４２…正孔輸送層、１４４…電子輸送層、１４６…電子注入層、１５１…赤色光、１５２…緑色光、１５３…青色光、１５４…色光白、１５５…原色光、１６０…発光層（有機ＥＬ層）、１６０Ｂ…青色発光層、１６０Ｇ…緑色発光層、１６０Ｒ…赤色発光層、１６１…機能層、１６４Ｂ…青色ドーパント、１６４Ｇ…緑色ドーパント、１６４Ｒ…赤色ドーパント。
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着装置及び薄膜形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話あるいはパーソナルコンピュータ等における表示手段として、有機エレクトロルミネッセンス（以下、「有機ＥＬ」と称する。）装置を適用することが考えられている。有機ＥＬ装置は、対向するように形成された陽極と陰極との間に、少なくとも発光層（有機ＥＬ層）を含む複数の材料層から成る機能層を形成し、上述の陽極と陰極との間に電流を流すことで発光層から光を出射させて表示光とするものである。
【０００３】
上記材料層（の各々）は、成膜性に重点を置いて選択されたホスト材料に、発光性あるいは正孔輸送性等の機能に重点を置いて選択されたドーパントを混入させて形成することが一般的である。また、上記材料層の形成方法としては、蒸着源内に配置された蒸着材料を加熱により蒸発させ、蒸発した蒸着材料を基板等の表面に付着させて成膜する蒸着法が一般的である（特許文献１参照）。したがって、２（あるいは３以上）の蒸着源から、夫々異なる蒸着材料を同時に蒸発させて、基板面上に同時に付着させることで、２種類（あるいは３種類以上）の材料が混合された材料層を成膜している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２２７１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
かかる場合問題となるのが、ドーパントの蒸着量の管理である。ドーパントの混合比率は略５％であるため、ホスト材料の蒸着量は上述の材料層の層厚から推測できる。一方、ドーパントの蒸着量を測定するためには、製品用の基板とは別に、該ドーパントのみを蒸着するモニター基板を作成して、層厚を測定する必要がある。
しかし、製品用の基板とは別にモニター基板を作成することは、コスト増大の問題がある。さらに、上述の材料層の層厚が１０ｎｍ程度であることが多いため、ドーパントのみを蒸着した場合の層厚は０．５ｎｍ程度であり、触針式層厚測定機はもちろん、光学式層厚測定機を用いても正確な測定が困難という問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００７】
[適用例１]
第１の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で、基準面上を第１の方向線に沿って搬送する第１の搬送手段と、上記第１の搬送手段と隣り合う搬送手段であって、第２の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で上記基準面上を上記第１の方向線に沿って搬送する第２の搬送手段と、上記基準面上において上記第１の方向線と直行する第２の方向線を中心とする所定の幅を有する帯状の領域と上記第１の基板とが重なり得る第１の領域及び上記帯状の領域と上記第２の基板とが重なり得る第２の領域、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源と、第１の蒸着材料を上記第２の領域には飛翔させずに、上記第１の領域にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源と、を備えることを特徴とする蒸着装置。
【０００８】
所定の領域に蒸着材料が飛翔するということは、該領域に基板があれば、該蒸着材料からなる膜層が形成されるということである。したがって、このような構成により、上記第１の基板と上記第２の基板を同時に搬送して、上記第１の基板の表面には上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料との双方からなる膜層を形成でき、上記第２の基板の表面には上記第２の蒸着材料のみからなる膜層を形成できる。したがって、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率を、上記第２の基板表面に形成される膜層の層厚を測定することで算出でき、該比率の管理精度を向上できる。
【０００９】
なお、第１の搬送手段と第２の搬送手段とは、第１の方向線に沿って基板を搬送する。したがって、第１の基板と第２の基板とは、基準面上を平行に搬送される。また、「重なり得る」ということは搬送される基板が該帯状の領域を通過する際に重なるということであり、該帯状の領域を基板の幅（第２の方向線の方向の長さ）で区切った領域である。
【００１０】
[適用例２]
上述の蒸着装置であって、上記第２の蒸着材料の蒸着レートは、上記第１の蒸着材料の蒸着レートとの比は０．１以下であることを特徴とする蒸着装置。
【００１１】
このような構成であれば、上記第１の基板の表面に形成された膜層の層厚が、上記第１の蒸着材料のみで形成した場合の膜層の層厚と略同一となる。したがって、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率の管理精度をより一層向上できる。
【００１２】
[適用例３]
上述の蒸着装置であって、上記第１の基板と上記第２の基板とを同時かつ同速度で搬送可能であることを特徴とする蒸着装置。
【００１３】
このような構成によれば、上記第１の基板及び上記第２の基板に対して、完全に同一の条件で上記第２の蒸着材料を蒸着させることができるため、上記第１の基板の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の比率を、より一層正確に求めることができる。なお、「同速度で搬送可能」ということは、上記第１の搬送手段と上記第２の搬送手段とが同時かつ同速度で動作するということである。
【００１４】
[適用例４]
上述の蒸着装置であって、上記第１の搬送手段は複数の上記第１の基板を連続的に搬送可能であり、上記第２の搬送手段は、上記第２の基板を、Ｎ枚目の上記第１の基板と共に上記第２の領域を通過させた後に、上記第２の基板を逆方向に搬送してＮ＋１枚目の上記第１の基板と並置し、該第２の基板を上記Ｎ＋１枚目の上記第１の基板と共に上記第２の領域を再度通過させることが可能であることを特徴とする蒸着装置。
【００１５】
このような構成によれば、上記第２の基板に上記第２の蒸着材料（ドーパント）を容易に複数回蒸着して、層厚測定が容易な、充分に厚い膜層を形成できる。そして、上記膜層の層厚測定結果を蒸着回数で割ることにより、１回当たりの蒸着量を算出できる。したがって、１回あたりのドーパントの蒸着量が少ない場合でも、蒸着量の測定が容易になる。なお、上記Ｎは任意の、１以上の整数である。
【００１６】
[適用例５]
上述の蒸着装置であって、上記第１の蒸着源及び上記第２の蒸着源は、上記第１の基板及び上記第２の基板が搬送される方向に、所定の間隔をおいて連続して配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【００１７】
第１の基板にホスト材料とドーパントとからなる膜層を、連続して複数回積層する場合において、それぞれの膜層に含まれるドーパントの蒸着量を容易に測定可能となる。なお、上述の所定の間隔とは、少なくとも、上記第２の基板に、２種類の第２の蒸着材料が同時に蒸着することを回避できる距離である。
【００１８】
[適用例６]
上述の蒸着装置であって、上記第１の蒸着源の飛翔角度と上記第２の蒸着源の飛翔角度とは略同一であり、上記第１の蒸着源と上記第２の蒸着源とは上記基準面から所定の距離をもって上記第２の方向線に沿って、互いに所定の間隔を開けて配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【００１９】
このような構成によれば、上記第１の領域及び上記第２の領域を容易に形成できる。なお、飛翔角度とは、有機材料が蒸発時に飛翔する広がり角度を指す。
【００２０】
[適用例７]
基板を、基準面に沿って移動させつつ蒸着材料を蒸着させて、該蒸着材料からなる薄膜を形成する方法であって、上記基準面に、第１の蒸着材料が付着する領域と第２の蒸着材料が蒸着する領域とが重なり合う第１の領域と、上記第１の領域に隣接する、上記第２の蒸着材料のみが付着する第２の領域と、が形成されるように、上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料とを飛翔させる第１の工程と、第１の基板を、上記第１の領域を横切るように移動させて、上記第１の基板の表面に上記第１の蒸着材料と上記第２の蒸着材料とが混合された第１の材料層を形成する第２の工程と、第２の基板を上記第２の領域を横切るように移動させて、上記第２の基板の表面に上記第２の蒸着材料からなる第２の材料層を形成する第３の工程と、を含むことを特徴とする薄膜形成方法。
【００２１】
このような蒸着方法によれば、上記第１の基板の表面に形成された上記第１の材料層に含まれる上記第２の蒸着材料の（単位面積当たりの）量と同量の上記第２の蒸着材料からなる上記第２の材料層を上記第２の基板の表面に形成できる。したがって、上記第２の材料層の層厚を測定することで上記第１の材料層に含まれる上記第２の蒸着材料の量を管理でき、製造コストを抑制しつつ発光特性等の管理が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、構成要素の一部が本実施形態の蒸着装置による成膜対象となる、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図である。表示領域１００には、複数の走査線１０２と、走査線１０２と直交する複数のデータ線１０４と、データ線１０４と平行に延びる複数の電源供給線１０６が形成されている。上記３種類の配線で囲まれる方形の区画（破線で区画している領域）が画素１２２である。画素１２２は、赤色光を射出する赤画素１２２Ｒ、緑色光を射出する緑画素１２２Ｇ、青色光を射出する青画素１２２Ｂの計３種類があり、表示領域１００に規則的に配置されている。
【００２３】
各々の画素１２２は、走査線１０２を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用ＴＦＴ１０８と、スイッチング用ＴＦＴ１０８を介してデータ線１０４から供給される画素信号を保持する保持容量１１０と、保持容量１１０によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１１２と、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６と導通する発光素子１２０と、図示しないカラーフィルタ等からなる。
【００２４】
表示領域１００の周辺には、走査線駆動回路１１４、及びデータ線駆動回路１１６が形成されている。走査線１０２には、走査線駆動回路１１４から、図示しない外部回路より供給される各種信号に応じて走査信号が順次供給される。そして、データ線１０４にはデータ線駆動回路１１６から画像信号が供給され、電源供給線１０６には図示しない外部回路から画素駆動電流が供給される。なお、走査線駆動回路１１４の動作とデータ線駆動回路１１６の動作とは、同期データ線１１８を介して外部回路から供給される同期信号により相互に同期が図られている。
【００２５】
走査線１０２が駆動されスイッチング用ＴＦＴ１０８がオン状態になると、その時点のデータ線１０４の電位が保持容量１１０に保持され、保持容量１１０の状態に応じて駆動用ＴＦＴ１１２のレベルが決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１１２を介して電源供給線１０６から発光素子１２０に駆動電流が流れこむ。後述するように、発光素子１２０は、画素毎にパターニングされ駆動用ＴＦＴ１１２と導通している陽極（図２参照）と、表示領域１００の全範囲に渡って共通電位となる陰極（図２参照）との間に発光層１６０（図２参照）を含む機能層１６１（図２参照）を狭持している。発光層１６０が該駆動電流の大きさに応じて発光することにより、画素１２２が光を射出する。
【００２６】
本実施形態の成膜対象となる有機ＥＬ装置は、上述の３種類の画素１２２に共通する、白色光を発光する発光層を備えている。そして画素１２２毎に備えられたカラーフィルタにより、赤色光、緑色光、青色光のいずれかに変換される。上述したように個々の画素１２２が独立に制御され、駆動電流の大きさに応じて発光することで表示領域１００にカラー画像が形成される。
【００２７】
図２は、発光素子１２０をカラーフィルタ１３０等と共に模式的に示す図である。発光素子１２０は、互いに対向する陽極１３１と陰極１３２、及び該一対の電極間に狭持される少なくとも発光層（有機ＥＬ層）１６０を含む機能層１６１からなる。電源１２９から陰極１３２を経由して供給される電子と、電源１２９から陽極１３１を経由して供給される正孔と、を発光層１６０内で結合させることで発光を生じさせる素子である。陽極１３１は、上述したように画素１２２毎に（すなわち発光素子１２０毎に）パターニングされており、保護層１３４及び反射層１３５を介して、後述する第１の基板としての素子基板１１上に積層されている。一方、陰極１３２は、表示領域１００の全域に形成されている。陰極１３２の上層には、ガスバリア性を有する封止層１３６、及び接着層１３７を介してカラーフィルタ１３０を備えるカラーフィルタ基板１５が接着されている。
【００２８】
陰極１３２は層厚１０ｎｍ程のＭｇＡｇ（マグネシウム・銀合金）からなり、半透過反射性を有している。したがって、発光層１６０で生じた光を透過させて、カラーフィルタ１３０側に向けて射出できる。陽極１３１は透過性を有するＩＴＯ（酸化インジウム・錫合金）で形成されており、発光層１６０で生じた光のうち素子基板１１側に向う光を透過させた後、反射層１３５で反射させて、カラーフィルタ１３０側に向けて射出できる。本実施形態の蒸着装置の対象となる有機ＥＬ装置はトップエミッション型であるため、素子基板１１は透光性を要しない。
【００２９】
機能層１６１は、発光層１６０の他に、正孔注入層１４０、正孔輸送層１４２、電子輸送層１４４、及び電子注入層１４６を備えている。正孔輸送層１４２及び電子輸送層１４４は、それぞれ発光層１６０への正孔輸送性、電子輸送性を高めて発光効率を向上させる層である。また、正孔注入層１４０及び電子注入層１４６は、それぞれ陽極１３１、陰極１３２からの正孔注入効率、電子注入効率を高めて発光効率を向上させる層である。上記各層の形成材料は、正孔注入層１４０がＨＩ４０６（出光興産株式会社製）、正孔輸送層１４２がＨＴ３２０（出光興産株式会社製）、電子輸送層１４４がＡｌｑ３（アルミニウムキノリノール）、そして、電子注入層１４６が層厚略１ｎｍのＬｉＦ（弗化リチウム）である。
【００３０】
発光層１６０は、導電性を担保するホスト材料に、電子と正孔との結合により発光する機能を有するドーパントを混入して形成されている。本実施形態の成膜対象となる発光層１６０は、通電により赤色光１５１を発光する赤色発光層１６０Ｒ、通電により緑色光１５２を発光する緑色発光層１６０Ｇ、通電により青色光１５３を発光する青色発光層１６０Ｂの計３種類の層を積層して形成されている。
【００３１】
上記３種類の発光層は全て、ホスト材料として、出光興産株式会社製のＢＨ２１５を用いている。ドーパントは各層が発光する光の色ごとに異なり、青色発光層１６０Ｂには青色ドーパント１６４Ｂ、緑色発光層１６０Ｇには緑色ドーパント１６４Ｇ、赤色発光層１６０Ｒには赤色ドーパント１６４Ｒ、が用いられている。具体的には、青色ドーパント１６４Ｂには出光興産株式会社製のＢＤ０５２、緑色ドーパント１６４Ｇにはキナクリドン、赤色ドーパント１６４Ｒには出光興産株式会社製のＲＤ００１が、夫々用いられている。
【００３２】
赤色光１５１と緑色光１５２と青色光１５３とが合わさって白色光１５４となり、該白色光がカラーフィルタ１３０を透過することで画素毎に赤、緑、青の３原色のいずれかの色の原色光１５５となる。かかる構成の発光層１６０は、画素毎に該画素の色に対応する発光層１６０を形成する構成と比べると、発光層１６０の積層工程を、マスク等を用いずに、かつ連続工程として実施できるという利点がある。
【００３３】
上述の発光層１６０の形成材料は低分子系の材料であるため、成膜手法としては蒸着法が好ましい。機能層１６１を形成する各層のうち、電子注入層１４６以外の３層も蒸着により形成できる。ホスト材料とドーパントとでは溶融温度等の条件が異なる。したがって、任意のドーパント濃度の発光層を得るためには、ホスト材料とドーパントとに別個の蒸着源を用いることが好ましい。双方の蒸着源から、双方の材料（ホスト材料とドーパント）の分子を夫々最適な条件で飛翔させて、基板（素子基板１１）表面に同時に蒸着させることで、好ましい発光層１６０を形成（成膜）できる。
【００３４】
かかる成膜工程において問題となることの１つに、ドーパントの混入量、すなわちドーパント単独での蒸着量の測定が困難なことが挙げられる。ドーパントの混入量は発光特性を大きく左右するため、有機ＥＬ装置の表示品質を維持するためには、上記蒸着量の管理が重要である。しかし、ドーパントの混入率は５％程度である。赤色発光層１６０Ｒ等の各発光層の層厚は１０ｎｍ〜２０ｎｍであるため、ドーパントのみを発光層の成膜時と同一の条件で蒸着させた場合の層厚は０．５ｎｍ〜１ｎｍ程となる。エリプソメトリ装置等の光学測定器を用いても、かかる極薄い膜層の厚さを測定することは困難である。ドーパントのみを発光層の成膜時と同一の条件で複数回（２０回程度）蒸着させれば、測定可能な厚さの膜層を得ることができる。しかし、蒸着装置を層厚測定用の基板の作成にのみ用いることは製造コストを増大させるため、実行は困難である。
【００３５】
以下に記載する本実施形態の蒸着装置は、ホスト材料とドーパントとからなる発光層を成膜しつつ、ドーパントのみが蒸着された層厚測定用の基板も同時に作成することで、製造コストを増大させることなくドーパント蒸着量の測定（及び管理）を可能にしている。
【００３６】
図３は、本実施形態の蒸着装置における構成要素の概要を示す図である。蒸着装置は、真空チャンバー１９と排気系２１と搬送手段３０と蒸着源６０等からなっている。真空チャンバー１９は図示しない開口部より基板１０を出し入れ可能な構成であり、内部に少なくとも搬送手段３０と１又は複数個の蒸着源６０を備えている。排気系２１は、真空チャンバー１９内を所定の気圧の真空状態に保つことができる。
【００３７】
搬送手段３０は、基板１０の一方の面を蒸着源６０と対向させつつ、所定の速度で一定の方向に移動させることができる。該一方の面が表面（おもて側の面）である。
搬送手段３０は直線状であり、基板１０は所定の平面上を移動させられる。該所定の平面が基準面２５である。
【００３８】
各々の蒸着源は蒸着材料（上述のホスト材料及びドーパント）を指向的に飛翔させて、基板１０の表面に膜層を形成できる。したがって、蒸着源の数の（種類の）膜層が順次積層される。本実施形態の蒸着装置は、搬送手段３０が２つあり、後述するように２枚の基板を同時に平行な方向に搬送できる。
【００３９】
図４は、蒸着源６０の概要を示す図である。蒸着源６０は、るつぼ２４、蒸着材料７６、及び図示しない加熱手段等からなる。るつぼ２４内に備えられた常温では固体の蒸着材料を加熱手段により加熱して、溶融して液体とした後に、あるいは固体から直接的に、蒸着材料の粒子７０として飛翔させることができる。ここで、蒸着材料の粒子７０は、開口部２２の形状に沿って飛翔する。例えば、開口部２２の壁部が基準面２５に対して垂直であれば該垂直方向に飛翔し、上記壁部が上方に向けて広がる形状であれば、所定の角度を持って広がるように飛翔する。該角度を飛翔角８０と称する。
【００４０】
ここで、開口部２２の平面形状（平面視における形状）が円形であれば、飛翔角８０はあらゆる方向から見て略同一となる。また、開口部２２の平面視における形状が長円や方形であれば、飛翔角８０は見る方向によって異なる。
【００４１】
図５は、本実施形態の蒸着装置における、基板と蒸着源の位置関係を模式的に示す斜視図である。同時に搬送される２枚の基板と、該２枚の基板に対して同時に蒸着材料を飛翔させる２つの蒸着源を示している。
【００４２】
本実施形態の蒸着装置は、第１の搬送手段３１と第２の搬送手段３２の２つの搬送手段（図６参照）を備えており、図示する２枚の基板、すなわち第１の基板としての素子基板１１と第２の基板としてのモニター基板１２とを同時に搬送できる。上記の双方の基板は、基準面２５上を第１の方向線５１の方向に互いに若干の間隔をもって搬送される。第１の方向線５１が延在する軸方向がＸ軸である。基準面２５に対して垂直の方向がＺ軸である。Ｘ軸及びＺ軸の双方に直行する軸がＹ軸であり、後述する第２の方向線５２はＹ軸に沿った方向線である。
【００４３】
上記２つの搬送手段は、基板の周縁部を保持し、該周縁部を除く領域は開放した状態で搬送することができる。したがって、該基板の、後述する蒸着源と対向する面には、該蒸着源から飛翔する蒸着材料の粒子が蒸着して、該蒸着材料からなる膜層（薄膜）が形成される。上述の、蒸着源と対向する側の面が表面（おもて側の面）である。
【００４４】
本実施形態の蒸着装置は、るつぼ２４内に第１の蒸着材料を備える第１の蒸着源６１とるつぼ２４内に第２の蒸着材料を備える第２の蒸着源６２の２つの蒸着源を備えており、２種類の蒸着材料を同時に飛翔させることができる。第１の蒸着材料はホスト材料であり、第２の蒸着材料はドーパントである。上記２つの蒸着源は、基準面２５からＺ軸の方向に所定の距離をおいて、また、Ｙ軸の方向に所定の間隔をおいて並置されている。
【００４５】
上記２つの蒸着源の開口部２２の平面形状は長方形である。したがって、各々の蒸着源は、基準面２５上の長方形の範囲（領域）に蒸着材料を飛翔させて蒸着できる。Ｙ軸の方向に並んでいるため、上述する双方の（長方形の）領域のＹ軸の方向の中心線は同一線上に位置する。かかる双方の長軸が位置する線が、第２の方向線５２である。
【００４６】
また、上記２つの蒸着源の、Ｙ軸の方向から見たときの飛翔角は同一である。したがって、上述の双方の長方形の領域のＸ軸の方向の長さは一致する。このようなＸ軸の方向の長さを幅とする領域を、Ｙ軸の方向に延伸させた領域が、帯状の領域４０である。そして双方の蒸着源間の距離が極端に離れていない限り、上述する双方の長方形の範囲（領域）は、互いに重なり合う領域、すなわち双方の蒸着材料が蒸着される領域が生じる。また、蒸着源間の距離あるいはＸ軸の方向から見た飛翔角を調整することで、上述する双方の長方形の範囲（領域）重ならない領域、すなわち一方の蒸着材料のみが蒸着される領域を設定することもできる。
【００４７】
本実施形態の蒸着装置では、双方の蒸着材料が蒸着される領域のＹ軸の方向の長さが、素子基板１１のＹ軸の方向の長さ（以下、「幅」と称する。）よりも大きくなるように設定されている。したがって、素子基板１１が、該基板の（Ｘ軸の方向の）中心線と上記双方の蒸着材料が蒸着される領域の（Ｘ軸の方向の）中心線とが重なるようにして、第１の方向線５１の方向に搬送される場合、該基板の幅方向の全域が、上記双方の蒸着材料が蒸着される領域と重なる領域が生じる。かかる領域が、第１の領域４１である。
【００４８】
また、第２の蒸着材料のみが蒸着される領域のＹ軸の方向の長さは、モニター基板１２の幅よりも大きくなるように設定されている。したがって、モニター基板１２が、該基板の（Ｘ軸の方向の）中心線と上記第２の蒸着材料のみが蒸着される領域の（Ｘ軸の方向の）中心線とが重なるようにして、第１の方向線５１の方向に搬送される場合、該基板の幅方向の全域が、上記第２の蒸着材料のみが蒸着される領域と重なる領域が生じる。かかる領域が、第２の領域４２である。
なお、第１の領域４１及び第２の領域４２のＸ軸の方向の長さと、帯状の領域４０のＸ軸の方向の長さと、は同一であるが、本図（図５）では若干の差を付けて判り易く示している。後述する、図６〜図１１においても同様である。
【００４９】
本実施形態の蒸着装置は、素子基板１１とモニター基板１２とを同時に搬送しつつ、素子基板１１の表面には第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方が混合された膜層を形成し、モニター基板１２の表面には第２の蒸着材料のみからなる膜層を形成できる。蒸着材料は上述の飛翔角内を略同一の密度で飛翔するため、素子基板１１の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の密度すなわち面積あたりの量とモニター基板１２の表面に形成される膜層を構成する第２の蒸着材料の密度は略同一となる。したがって、モニター基板１２の表面に形成される膜層の層厚を測定することにより、素子基板１１の表面に形成される膜層に含まれる第２の蒸着材料の密度を算出できる。
【００５０】
ただし、上述したように、第２の蒸着材料はドーパントであり、ホスト材料である第１の蒸着材料に比べて著しく少ない量しか蒸着されないため、１回の成膜では測定可能な層厚の膜層を形成できない。本実施形態の蒸着装置は、モニター基板１２の表面に同一条件で繰り返し成膜することにより、ドーパントである第２の蒸着材料からなる測定可能な膜層を形成できる。
【００５１】
図６〜図８に、本実施形態の蒸着装置の構成を示す。図６は、本実施形態の蒸着装置を、搬送される基板の裏面方向から見た概略図である。図７は、本実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図である。図８は、第２の搬送手段３２の構成を示す図である。
【００５２】
本実施形態の蒸着装置は、発光層１６０（図２参照）の形成に用いられる蒸着装置である。図示しない真空チャンバー内に、３つの蒸着領域がＸ軸の方向に直列に配置されている。第１の蒸着領域３７は青色発光層１６０Ｂを形成する領域、第２の蒸着領域３８は緑色発光層１６０Ｇを形成する領域、そして第３の蒸着領域３９は赤色発光層１６０Ｒを形成する領域である。
【００５３】
各々の蒸着領域には、第１の蒸着源６１と第２の蒸着源６２が備えられている。上述したように、各々の蒸着源の開口部のＸ軸の方向の長さは略同一のため、第２の方向線５２が双方の蒸着源の開口部の中心線上にあるとすると、第２の方向線５２を中心線とする所定の幅を有する領域である帯状の領域４０が、蒸着材料が飛翔し得る領域となる。そして、蒸着源の開口部の形状及び双方の蒸着源の間隔等の設定により、帯状の領域４０は、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料との双方が飛翔する領域（すなわち基準面２５上に基板がある場合、該基板の表面に双方の蒸着材料が蒸着される領域）と、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、が形成されている。その他に、第１の蒸着材料のみが飛翔する領域も存在する。
【００５４】
上述したように、帯状の領域４０のうちの第１の蒸着材料と第２の蒸着材料との双方が飛翔する領域と、第１の搬送手段３１により搬送される素子基板１１と、が重なり得る領域が、第１の領域４１である。同じく、帯状の領域４０のうちの第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、第２の搬送手段３２により搬送されるモニター基板１２と、が重なり得る領域が、第２の領域４２である。かかる態様を、本実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図である図７に示す。
【００５５】
図７に示すように、第１の蒸着源６１が第１の蒸着材料を飛翔させる範囲をＸ軸の方向から見たときの角度である第１の飛翔角８１と、第２の蒸着源６２が第２の蒸着材料を飛翔させる範囲をＸ軸の方向から見たときの角度である第２の飛翔角８２と、は略同一である。そして双方の蒸着源はＹ軸の方向に互いに間隔を空けて配置されている。その結果、基準面２５上において、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方の蒸着材料が飛翔する領域と、第１の蒸着材料のみが飛翔する領域と、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域と、の３つの領域が生じる。そして、本実施形態の蒸着装置では、双方の蒸着源の飛翔角及び相互の間隔を調整することで、第１の蒸着材料と第２の蒸着材料の双方の蒸着材料が飛翔する領域の幅（Ｙ軸の方向の長さ）が素子基板１１の幅よりも若干広くなり、第２の蒸着材料のみが飛翔する領域の幅がモニター基板１２の幅よりも若干広くなるように設定されている。
【００５６】
以上の設定は、第１の蒸着領域３７、第２の蒸着領域３８、及び第３の蒸着領域３９の３つの蒸着領域で共通である。したがって、各々の蒸着領域に第１の領域４１と第２の領域４２とが形成される。
【００５７】
第１の蒸着源６１が備える蒸着材料は上述したようにホスト材料であり第１〜第３の蒸着領域間で共通である。第２の蒸着源６２の蒸着材料はドーパントである。具体的には、第１の蒸着領域３７に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は青色ドーパント１６４Ｂ、第２の蒸着領域３８に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は緑色ドーパント１６４Ｇ、そして第３の蒸着領域３９に備えられている第２の蒸着源の蒸着材料は赤色ドーパント１６４Ｒである。
【００５８】
素子基板１１を搬送する第１の搬送手段３１は、該３つの蒸着領域を横切る構成である。つまり、チャンバー内に１つ備えられており、１つの駆動モータ８５で駆動される。したがって、素子基板１１は該３つの蒸着領域の各々の第１の領域４１を順次通過する。上述したように第１の領域ではホスト材料とドーパントが同時に飛翔する。したがって、素子基板１１の表面には青色発光層１６０Ｂ、緑色発光層１６０Ｇ、そして赤色発光層１６０Ｒの計３層の膜層が順次積層される。
【００５９】
モニター基板１２を搬送する第２の搬送手段３２は、上述の各々の蒸着領域に夫々１つずつ備えられている。各々の第２の搬送手段３２には駆動モータ８５が備えられており、モニター基板１２をスタート位置である第１の位置９１から停止位置である第２の位置９２まで搬送する。
【００６０】
第１の位置９１と第２の位置９２は、第２の領域４２の両側にあるため、モニター基板１２は第２の領域４２の全域を完全に横切るように搬送される。したがって、モニター基板１２の表面には、素子基板１１の表面に蒸着される第２の蒸着材料と単位面積当たりで同量の、第２の蒸着材料のみからなる膜層が形成される。
【００６１】
つまり、第１の蒸着領域３７で搬送されるモニター基板１２の表面には青色ドーパント１６４Ｂからなる膜層が形成され、第２の蒸着領域３８で搬送されるモニター基板１２の表面には緑色ドーパント１６４Ｇからなる膜層が形成され、第３の蒸着領域３９で搬送されるモニター基板１２の表面には赤色ドーパント１６４Ｒからなる膜層が形成される。そして後述するように、各々の第２の搬送手段３２は、第２の領域を通過して第２の位置９２で停止したモニター基板１２を逆方向に搬送して、第１の位置９１まで送り返す機構を備えている。したがって、本実施形態の蒸着装置は、各々の蒸着領域においてモニター基板１２の表面にドーパントからなる膜層を複数回積層できる。
【００６２】
上述したように、モニター基板１２の表面に１回の搬送で蒸着されるドーパントの量は、同時に搬送される素子基板１１に蒸着されるドーパントの量と略同一である。層厚で言うと０．５ｎｍ程度であり、光学的な測定器を用いても精密な測定は困難である。しかし、かかる膜層を複数回積層することで、精密な測定が可能な層厚の膜層を形成できる。そして、かかる層厚を積層の回数で割ることで、１回の搬送で蒸着されるドーパントの量を精度よく求めることができる。上述したように、１回の膜層形成工程で形成されるドーパントからなる膜層の層厚は０．５ｎｍ程度であり、層厚測定が困難である。しかし、例えば１００回繰り返して成膜すると５０ｎｍとなり、充分に高い精度で測定可能な層厚が得られる。そして、かかるドーパントの量は、上述したように、素子基板１１に蒸着されるドーパントの（単位面積当たりの）量と略同一である。
【００６３】
ここで、素子基板１１の表面に形成される青色発光層１６０Ｂ等の層厚は充分に厚いため、複数回積層することなく測定できる。そして、青色発光層１６０Ｂ等は殆んどがホスト材料からなる。したがって、素子基板１１の表面に形成される各発光層の層厚と、モニター基板１２上に形成されるドーパントからなる膜層の層厚から、とから各々の発光層（１６０Ｒ等）のドーパント濃度を求めることができる。
【００６４】
図８は、第２の搬送手段の構成を示す図である。図８（ａ）は本実施形態の蒸着装置で用いているタイプの搬送手段であり、図８（ｂ）は、搬送ベルトに替えて搬送ローラを用いるタイプである。
第１の位置９１は搬送が開始されるスタート位置であり、モニター基板１２はこの位置から、隣り合う第１の搬送手段３１で搬送される素子基板１１の動きに合わせて、搬送ベルト９５により第２の領域４２へ向けて搬送される。そしてモニター基板１２は、第２の領域４２を完全に通過した後、ストッパ９７により、第２の位置９２で停止させられる。
【００６５】
そして停止させられたモニター基板１２は、吸着器９９で第３の位置９３まで持ち上げられた後搬送レール９８に沿って第４の位置９４まで移送される。そして、第１の位置９１まで降ろされて、再度搬送ベルト９５上に位置することとなる。そして、次の素子基板１１が第１の領域４１に差し掛かる動きにタイミングを合わせて、再び第２の領域４２へ向けて搬送される。
かかる動作が繰り返されることにより、モニター基板１２の表面には、測定可能な層厚を有する、ドーパントからなる膜層が形成される。
【００６６】
図８（ｂ）に示す第２の搬送手段３２は、搬送ベルト９５に替えて搬送ローラ９６が用いられている。それ以外の点は、図８（ａ）に示す第２の搬送手段３２と、特に差はない。モニター基板１２は、搬送ローラ９６により第１の位置９１から第２の位置９２に搬送される間に第２の領域４２を通過する。そして該通過の際に、表面にドーパントからなる膜層が形成される。そして、第３の位置９３及び第４の位置９４を経由して再度第１の位置９１に戻る。かかる動作を複数回繰り返されて、モニター基板１２の表面に測定可能な層厚を有するドーパントからなる膜層が形成される。
【００６７】
（発明の効果）
以上述べたように、本実施形態の蒸着装置であれば、素子基板１１とモニター基板１２とを並走させることができる。そして、量産品を製造しつつ、ドーパントのみから成る膜層を連続して複数回成膜して、モニター基板１２の表面にドーパントのみから成る測定可能な層厚を有する膜層を形成できる。そしてかかる膜層の層厚と、製品である素子基板１１上に形成される発光層の層厚と、から、該発光層のドーパント濃度を容易に算出できる。したがって、製造コスト等を殆んど増加させることなくドーパントの濃度を管理でき、表示品質の維持等が可能になる。
【００６８】
（第２の実施形態）
図９に、第２の実施形態の蒸着装置の、Ｘ軸の方向から見た概略を示す。本実施形態の蒸着装置は基本的に第１の実施形態の蒸着装置と同様の構成を有しており、第１の蒸着材料の飛翔角のみが異なっている。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００６９】
本実施形態の蒸着装置は、第１の蒸着源６１の開口部２２（図４参照）の広がりの程度が弱く、そのため、第１の飛翔角８１が第２の飛翔角８２に比べて若干狭くなっている。したがって、基準面２５において第１の蒸着材料が飛翔する領域（幅）が狭くなり、素子基板１１の幅に若干の余裕を加えた程度となっている。したがって、第２の蒸着材料のみが蒸着する領域は、第１の実施形態の蒸着装置と略同一であるが、第１の蒸着材料のみが蒸着する領域は殆んど存在していない。したがって、本実施形態の蒸着装置は第１の蒸着材料（すなわちホスト材料）の使用量を低減でき、製造コストを抑制できるという効果がある。
【００７０】
（第３の実施形態）
図１０に、第３の実施形態の蒸着装置の、Ｘ軸の方向から見た概略を示す。本実施形態の蒸着装置は、基本的に第１の実施形態の蒸着装置と同様の構成を有しているが、第３の蒸着源６３、及び第３の基板１３を搬送可能な第３の搬送手段３３を備えている点で異なっている。その他の構成要素は第１の実施形態の蒸着装置と同様である。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７１】
第３の蒸着源には、第３の蒸着材料として第２のドーパントが備えられている。飛翔角については、第１の飛翔角８１は、第２の飛翔角８２及び第３の蒸着源の飛翔角である第３の飛翔角８３に比べて小さい。そして、第３の飛翔角８３の大きさは第２の飛翔角８２の大きさと略同一である。したがって、基準面２５の中央には、第１の蒸着源から飛翔するホスト材料と第２の蒸着源から飛翔するドーパントと第３の蒸着源から飛翔する第２のドーパントとが蒸着する領域が生じている。そして、該領域の向って右側には第２の蒸着源から飛翔するドーパントのみが蒸着する領域が生じ、該領域の向って左側には第３の蒸着源から飛翔する第２のドーパントのみが蒸着する領域が生じている。第２のドーパントのみが蒸着する領域と、第３の搬送手段３３で搬送される第３の基板１３と、が重なる領域が第３の領域４３である。
【００７２】
第３の基板１３は、モニター基板１２と略同一の平面形状の基板であり、また、第３の搬送手段３３は第２の搬送手段３２と同様に、蒸着領域を通過した基板をスタート位置まで送り返す機構を備えている。したがって、本実施形態の蒸着装置は、モニター基板１２の表面にドーパントを複数回蒸着して測定が可能な層厚の膜層を形成するとともに、第３の基板１３の表面に第２のドーパントを複数回蒸着して、測定が可能な層厚の膜層を形成できる。
【００７３】
したがって、本実施形態の蒸着装置は、素子基板１１の表面に、ホスト材料と２種類のドーパントとからなる膜層を形成しつつ、双方のドーパントが各々個別に複数回積層されたモニター基板（モニター基板１２及び第３の基板１３）を作製して、双方のドーパントの蒸着量を個別に測定できる。
【００７４】
（第４の実施形態）
図１１に、第４の実施形態の蒸着装置の、Ｚ軸の方向から見た概略を示す。第１〜第３の３つの蒸着領域に加えて、第４の蒸着領域３４、及び第５の蒸着領域３５が連結されている点で第１の実施形態の蒸着装置とは異なっている。該２つの蒸着領域以外の構成要素は第１の実施形態の蒸着装置と共通である。そこで、第１の実施形態の蒸着装置の構成要素と共通する構成要素には同一の符号を付与し、説明の記載は省略している。
【００７５】
第１の搬送手段３１は、上述の５つの蒸着領域を横切るような構成であり、第１の実施形態の蒸着装置と同様に１つの駆動モータ８５を備えている。したがって、第１の搬送手段３１は、素子基板１１を、第４の蒸着領域３４から第１〜第３の３つの蒸着領域を経由して第５の蒸着領域３５まで連続して搬送可能である。
【００７６】
第４の蒸着領域３４と第５の蒸着領域３５は、それぞれ蒸着源６０を備えており、第１〜第３の３つの蒸着領域で形成される膜層とは別の、単一の材料からなる膜層を形成できる。したがって、発光素子１２０の機能層１６１の形成工程において、発光層１６０のみではなく、正孔輸送層１４２（図２参照）及び電子輸送層１４４（図２参照）を連続して形成できる。なお、さらに蒸着領域を連結させて、６層以上の膜層を形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】アクティブマトリクス型の有機ＥＬ装置の全体構成を示す回路構成図。
【図２】発光素子をカラーフィルタ等と共に模式的に示す図。
【図３】蒸着装置の構成要素の概要を示す図。
【図４】蒸着源の概要を示す図。
【図５】第１の実施形態の蒸着装置における基板と蒸着源の位置関係を模式的に示す斜視図。
【図６】第１の実施形態の蒸着装置をＺ軸の方向から見た概略図。
【図７】第１の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図８】第２の搬送手段の構成を示す図。
【図９】第２の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図１０】第３の実施形態の蒸着装置をＸ軸の方向から見た概略図。
【図１１】第４の実施形態の蒸着装置をＺ軸の方向から見た概略図。
【符号の説明】
【００７８】
１０…基板、１１…第１の基板としての素子基板、１２…第２の基板としてのモニター基板、１３…第３の基板、１５…カラーフィルタ基板、１９…チャンバー、２１…排気系、２２…開口部、２４…るつぼ、２５…基準面、３０…搬送手段、３１…第１の搬送手段、３２…第２の搬送手段、３３…第３の搬送手段、３４…第４の蒸着領域、３５…第５の蒸着領域、３７…第１の蒸着領域、３８…第２の蒸着領域、３９…第３の蒸着領域、４０…帯状の領域、４１…第１の領域、４２…第２の領域、４３…第３の領域、５１…第１の方向線、５２…第２の方向線、６０…蒸着源、６１…第１の蒸着源、６２…第２の蒸着源、６３…第３の蒸着源、７０…蒸着材料の粒子、７６…蒸着材料、８０…飛翔角、８１…第１の飛翔角、８２…第２の飛翔角、８３…第３の飛翔角、８５…駆動モータ、９１…第１の位置、９２…第２の位置、９３…第３の位置、９４…第４の位置、９５…搬送ベルト、９６…搬送ローラ、９７…ストッパ、９８…搬送レール、９９…吸着器、１００…表示領域、１０２…走査線、１０４…データ線、１０６…電源供給線、１０８…スイッチング用ＴＦＴ、１１０…保持容量、１１２…駆動用ＴＦＴ、１１４…走査線駆動回路、１１６…データ線駆動回路、１１８…同期データ線、１２０…発光素子、１２２…画素、１２２Ｒ…赤画素、１２２Ｇ…緑画素、１２２Ｂ…青画素、１２９…電源、１３０…カラーフィルタ、１３１…陽極、１３２…陰極、１３４…保護層、１３５…反射層、１３６…封止層、１３７…接着層、１４０…正孔注入層、１４２…正孔輸送層、１４４…電子輸送層、１４６…電子注入層、１５１…赤色光、１５２…緑色光、１５３…青色光、１５４…色光白、１５５…原色光、１６０…発光層（有機ＥＬ層）、１６０Ｂ…青色発光層、１６０Ｇ…緑色発光層、１６０Ｒ…赤色発光層、１６１…機能層、１６４Ｂ…青色ドーパント、１６４Ｇ…緑色ドーパント、１６４Ｒ…赤色ドーパント。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で、基準面上を第１の方向線に沿って搬送する第１の搬送手段と、
前記第１の搬送手段と隣り合う搬送手段であって、第２の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で前記基準面上を前記第１の方向線に沿って搬送する第２の搬送手段と、
前記基準面上において前記第１の方向線と直行する第２の方向線を中心とする所定の幅を有する帯状の領域と前記第１の基板とが重なり得る第１の領域及び前記帯状の領域と前記第２の基板とが重なり得る第２の領域、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源と、
第１の蒸着材料を前記第２の領域には飛翔させずに、前記第１の領域にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源と、
を備え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、前記第２の蒸着材料の蒸着レートと前記第１の蒸着材料の蒸着レートとの比は０．１以下であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸着装置であって、前記第１の基板と前記第２の基板とを同時かつ同速度で搬送可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、
前記第１の搬送手段は複数の前記第１の基板を連続的に搬送可能であり、
前記第２の搬送手段は、前記第２の基板を、Ｎ枚目の前記第１の基板と共に前記第２の領域を通過させた後に、前記第２の基板を逆方向に搬送してＮ＋１枚目の前記第１の基板と並置し、該第２の基板を前記Ｎ＋１枚目の前記第１の基板と共に前記第２の領域を再度通過させることが可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、前記第１の蒸着源及び前記第２の蒸着源は、前記第１の基板及び前記第２の基板が搬送される方向に、所定の間隔をおいて連続して配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、
前記第１の蒸着源の飛翔角度と前記第２の蒸着源の飛翔角度とは略同一であり、前記第１の蒸着源と前記第２の蒸着源とは前記基準面から所定の距離をもって前記第２の方向線に沿って、互いに所定の間隔を開けて配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
基板を、基準面に沿って移動させつつ蒸着材料を蒸着させて、該蒸着材料からなる薄膜を形成する方法であって、
前記基準面に、第１の蒸着材料が付着する領域と第２の蒸着材料が蒸着する領域とが重なり合う第１の領域と、前記第１の領域に隣接する、前記第２の蒸着材料のみが付着する第２の領域と、が形成されるように、前記第１の蒸着材料と前記第２の蒸着材料とを飛翔させる第１の工程と、
第１の基板を、前記第１の領域を横切るように移動させて、前記第１の基板の表面に前記第１の蒸着材料と前記第２の蒸着材料とが混合された第１の材料層を形成する第２の工程と、
第２の基板を前記第２の領域を横切るように移動させて、前記第２の基板の表面に前記第２の蒸着材料からなる第２の材料層を形成する第３の工程と、
を含むことを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項１】
第１の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で、基準面上を第１の方向線に沿って搬送する第１の搬送手段と、
前記第１の搬送手段と隣り合う搬送手段であって、第２の基板を、該基板の表面を周縁部を除いて開放した状態で前記基準面上を前記第１の方向線に沿って搬送する第２の搬送手段と、
前記基準面上において前記第１の方向線と直行する第２の方向線を中心とする所定の幅を有する帯状の領域と前記第１の基板とが重なり得る第１の領域及び前記帯状の領域と前記第２の基板とが重なり得る第２の領域、の双方の領域に第２の蒸着材料を同時に飛翔させることが可能な第２の蒸着源と、
第１の蒸着材料を前記第２の領域には飛翔させずに、前記第１の領域にのみ飛翔させることが可能な第１の蒸着源と、
を備え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、前記第２の蒸着材料の蒸着レートと前記第１の蒸着材料の蒸着レートとの比は０．１以下であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の蒸着装置であって、前記第１の基板と前記第２の基板とを同時かつ同速度で搬送可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、
前記第１の搬送手段は複数の前記第１の基板を連続的に搬送可能であり、
前記第２の搬送手段は、前記第２の基板を、Ｎ枚目の前記第１の基板と共に前記第２の領域を通過させた後に、前記第２の基板を逆方向に搬送してＮ＋１枚目の前記第１の基板と並置し、該第２の基板を前記Ｎ＋１枚目の前記第１の基板と共に前記第２の領域を再度通過させることが可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、前記第１の蒸着源及び前記第２の蒸着源は、前記第１の基板及び前記第２の基板が搬送される方向に、所定の間隔をおいて連続して配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の蒸着装置であって、
前記第１の蒸着源の飛翔角度と前記第２の蒸着源の飛翔角度とは略同一であり、前記第１の蒸着源と前記第２の蒸着源とは前記基準面から所定の距離をもって前記第２の方向線に沿って、互いに所定の間隔を開けて配置されていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項７】
基板を、基準面に沿って移動させつつ蒸着材料を蒸着させて、該蒸着材料からなる薄膜を形成する方法であって、
前記基準面に、第１の蒸着材料が付着する領域と第２の蒸着材料が蒸着する領域とが重なり合う第１の領域と、前記第１の領域に隣接する、前記第２の蒸着材料のみが付着する第２の領域と、が形成されるように、前記第１の蒸着材料と前記第２の蒸着材料とを飛翔させる第１の工程と、
第１の基板を、前記第１の領域を横切るように移動させて、前記第１の基板の表面に前記第１の蒸着材料と前記第２の蒸着材料とが混合された第１の材料層を形成する第２の工程と、
第２の基板を前記第２の領域を横切るように移動させて、前記第２の基板の表面に前記第２の蒸着材料からなる第２の材料層を形成する第３の工程と、
を含むことを特徴とする薄膜形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１２０８７９（Ｐ２００９−１２０８７９Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９３９８３（Ｐ２００７−２９３９８３）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【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６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【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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