製造装置
【課題】安価で加工が容易な材料を用いて作成された蒸着用容器を用いて、蒸着材料の蒸着を行っても詰まりを生じさせず、安定して蒸着を行うことが可能な蒸着用容器および蒸着装置を提供する。
【解決手段】蒸着用容器のフタの側面に蛇腹構造を設ける。または、蒸着用容器のフタを蒸着源の開口部分より大きくして、加熱部に直接接するようにする。このような構成によれば、フタの開口部付近が冷えにくい構造となり、容器の胴部とフタとで温度差が生じにくくなる。従って、開口部で蒸発した材料が詰まることがなく、長時間に渡って安定して蒸着を行うことが可能となり、蒸着レートの安定化、生産性の向上を実現することができる。
【解決手段】蒸着用容器のフタの側面に蛇腹構造を設ける。または、蒸着用容器のフタを蒸着源の開口部分より大きくして、加熱部に直接接するようにする。このような構成によれば、フタの開口部付近が冷えにくい構造となり、容器の胴部とフタとで温度差が生じにくくなる。従って、開口部で蒸発した材料が詰まることがなく、長時間に渡って安定して蒸着を行うことが可能となり、蒸着レートの安定化、生産性の向上を実現することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着により成膜可能な材料（以下、蒸着材料という）の成膜に用いられる成膜装置を備えた製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子としてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と記す）を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
【０００３】
有機化合物を含む層を発光層とするＥＬ素子は、有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が陽極と、陰極との間に挟まれた構造を有し、陽極と陰極とに電界を加えることにより、ＥＬ層において、正孔と電子とが再結合して励起子を生成し、基底状態に戻る際のエネルギー差が光として取り出される。なお、ＥＬ素子からの発光は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがある。
【０００４】
上記のＥＬ層は「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」に代表される積層構造を有し、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別され、低分子系材料は、蒸着装置を用いて成膜されるのが一般的である。
【０００５】
従来の蒸着装置は基板ホルダに基板を設置し、ＥＬ材料、すなわち蒸着材料を充填した容器（または蒸着ボート）と、昇華するＥＬ材料の上昇を防止するシャッターと、容器内のＥＬ材料を加熱するヒータとを有している。そして、ヒータにより加熱されたＥＬ材料が昇華し、回転する基板に成膜される。このとき、均一に成膜を行うために、基板と蒸着材料が充填された容器との間の距離は１ｍ以上離れている。
【０００６】
従来の蒸着装置や蒸着方法では、蒸着によりＥＬ層を形成する場合、昇華したＥＬ材料の殆どが蒸着装置の成膜室内の内壁、シャッターまたは防着シールド（蒸着材料が成膜室の内壁に付着することを防ぐための保護板）に付着していた。そのため、ＥＬ層の成膜時において、高価なＥＬ材料の利用効率が約１％以下と極めて低く、発光装置の製造コストは非常に高価なものとなっていた。
【０００７】
また従来の蒸着装置は、均一な膜を得るため、基板と蒸着源との間隔を１ｍ以上離していた。そのため、蒸着装置自体が大型化し、蒸着装置の各成膜室の排気に要する時間も長時間となるため成膜速度が遅くなり、スループットが低下してしまう問題点があった。また、大面積基板になると、基板の中央部と周縁部とで膜厚が不均一になりやすく、さらに、蒸着装置は基板を回転させる構造であるため、大面積基板を目的とする蒸着装置には限界があった。
【０００８】
これらの点から上記課題を解決する１つの手段として、本出願人は、蒸着装置（特許文献１、特許文献２）を提案している。
【特許文献１】特開２００１−２４７９５９号公報
【特許文献２】特開２００２−６０９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
基板が大きくなると、蒸着材料も多く必要になるため、一辺が１メートルを超えるような大型基板に成膜をするような場合では、小さな容器では、すぐに空になってしまう。そのため、容器の数を増やして頻繁に交換することになるが、大基板の場合では、成膜時間が長くなるため、成膜中に材料がなくなる可能性が高くなる。さらに、余分な加熱時間を有することになるため、スループットが低下してしまう。よって、長時間に渡って蒸着を行うためには、容器を大きくする必要がある。
【００１０】
蒸着源にセットされている容器を交換するためには、取り出しの容易さの点から、蒸着源の上部を開口しておく必要がある。また、容器をセットする蒸着源との間には、取り出すための隙間を設けなければならず、加熱部と容器が接触しないため、加熱方法としては輻射熱による加熱が主となる。
【００１１】
しかし、蒸着源の上部が開口されるため、輻射熱が逃げやすく、容器上部が加熱されにくい問題があった。そのため、容器の下部と上部とで温度差を生じ、蒸発した材料が容器の上部で冷やされ、開口部で詰まるという問題点が発生していた。特に、蒸着温度の高い蒸着材料では、温度差を生じやすく、蒸着することが難しかった。
【００１２】
本発明の目的は、蒸着を行う製造装置において、蒸着源の加熱を効率良く利用することで、蒸着安定性、スループットの優れた製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書で開示する発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の上部の側面が蛇腹構造となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、容器上部が蛇腹構造となっているため、蛇腹構造を設けない容器に比べて、容器上部の側面の表面積が増加する。そのため、容器上部は輻射熱の吸収が高くなり、冷えにくくなることから、開口部において、材料が詰まりにくい構造となっている。
【００１５】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部が前記容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料が側面上部にコーティングされているので、容器上部は輻射熱の吸収が高くなる。さらに、容器とコーティング膜とは接触しているため、輻射熱で加熱する場合に比べて、熱伝導性が良くなる。そのため、効率良く上部を加熱することができ、容器の上部と下部で温度差がなくなり、開口部での材料の詰まりを防止することができる。
【００１７】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部が前記容器を構成する材料より輻射熱反射率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、輻射熱反射率の高い材料をコーティングすると、加熱部からの輻射熱を容器で反射し、加熱部本体の温度低下を防ぐことができる。そのため、安定した温度で蒸着することが可能となる。
【００１９】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部には蛇腹構造が設けられており、さらに前記容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料、または輻射熱反射率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、容器上部に蛇腹構造とコーティング膜を有することで、容器上部を効率良く加熱でき、さらに、加熱部本体の温度低下も防げることから、温度制御に優れ、安定した蒸着を行うことが可能となる。
【００２１】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源の中の前記第一の容器と別の第二の容器を交換する機構を有し、蒸着源を加熱し、成膜を行うものである。
【００２２】
本発明によれば、蒸着源の上部が開口していたとしても、容器上部の開口部で材料が詰まることなく、容器を加熱することができる。そのため、加熱して材料が空になった第一の容器と、材料が充填されている第二の容器を交換することが可能となる。よって、大気解放することなく材料を交換し、長時間に渡り安定した蒸着が可能となるため、スループットの高い装置となる。
【００２３】
また、本発明は以下の構成を有することを特徴とする。
【００２４】
容器上部（以下、フタと呼ぶ）の外周端部を蒸着源の開口部分より広く突出させた構造を有する容器を用いて、フタを蒸着源のヒーター部と接触させる。この構造を用いると、容器のフタは接触熱伝導となるため、フタは高い温度を保持することが容易になる。また、容器のフタの材料は、熱伝導性の高い材料が望ましい。これは、ヒータから効率よく熱を伝えるためである。このようなルツボを用いた蒸着装置は、ルツボの温度差を小さく抑えることが可能となり、長時間安定した蒸着を行うことができる。
【００２５】
本明細書で開示する発明の構成は、蒸発源を加熱して蒸発させた材料を基板上に成膜する蒸着装置であって、蒸着源は、加熱部と、蒸着させる材料を充填した容器、及び容器を挿入する空洞部とを有する。加熱部は、空洞部の周囲に配置する。ここで、容器のフタの外周端部を胴部より外側に突出させて蒸着源の開口部分より広くし、この部分が加熱部に接することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、容器のフタはひさしを持つ構造となっており、この部分が直接加熱部と接しているため、容器の上部は輻射熱によってだけではなく、直接加熱部によって加熱される。また、容器のフタから胴部に直接熱伝導によって加熱が行われる。この構成によって、容器のフタと胴部で温度差が小さくなり、フタの開口部付近で材料が詰まることを防ぐことができる。
【００２７】
なお、他の発明の構成は、蒸発源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、蒸着源は、加熱部と、蒸着させる材料を充填した容器、及び容器を挿入する空洞部とを有する。ここで、容器のフタの外周端部を胴部より外側に突出させて蒸着源の開口部分より広くし、この部分が加熱部に接するようにする。さらに、容器のフタを構成する材料より熱伝導率が良い材料でコーティングされていることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明によれば、容器のフタを構成する材料より熱伝導率の良い材料がコーティングされているので、容器のフタは加熱部の熱をより良く伝えることができる。さらに、容器の胴部とフタのコーティング膜とは接触しているため、胴部にもより効率よく加熱することができる。この構成によって、容器のフタと胴部で温度差が小さくなり、開口部での材料の詰まりを防ぐことができる。
【００２９】
これらの構成により、容器のフタ、特にフタの開口部付近の温度が低かったために起きていた蒸着材料による開口部の詰まりを抑制し、加熱部から蒸発源が脱着可能な蒸着装置においても、蒸着レートの安定化、蒸着用容器の大容積化を実現することが可能になる。結果的に、製品の品質を安定に保つことや、スループットの向上、低価格化を実現できる。
【００３０】
上記の構成は、容器のフタおよび容器の胴部を熱伝導率の大きい材料で作成しても良い。より好ましくは熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムから一種もしくは複数種を使用温度、蒸着材料との反応性、加工性などを考慮して適宜用いることが望ましい。
【００３１】
また、上記の構成は、容器のフタを従来の蒸着用容器と同じ材料で作製し、コーティングを行う部分に、熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムから一種もしくは複数種を、使用温度、蒸着材料との反応性、加工性、熱膨張率などを考慮して適宜用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による製造装置は、蒸着材料を入れる容器の上部、すなわちフタを温めることによって、蒸着を行う成膜工程において、蒸着材料の充填された容器の詰まりを防止するとともに、長時間に渡って安定した蒸着を行うことができるため、スループットが高い優れた製造装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施形態について、以下に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から 逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１に本発明の製造装置に係る容器１００の斜視図を示す。容器１００の内部は空洞になっており、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、トリス−８−キノリノナトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の有機ＥＬ素子に必要な蒸着材料が充填される。容器１００の側面上部には蛇腹構造を有する蛇腹部１１０があり、上面部には蒸着粒子が飛び出すための開口部１２０が設けられている。
【００３５】
なお、容器の材料はタンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、より好ましくは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウム等の任意の素材から選択して良く、容器の厚みは、蒸着材料の内容量や、形状、あるいは材料の熱伝導率等を考慮して適宜決めることができる。
【００３６】
開口部１２０における開口面積は上面部の一部分だけでも良いが、全面が開口していても良いことはもちろんである。
【００３７】
さらに、容器１００は上部パーツと下部パーツにわかれていてもよい。図２は容器１００において、上部パーツ１１１と下部パーツ１２１にわかれている形状を示しており、上部パーツ１１１が下部パーツ１２１の蓋になっている形態である。図２では、上部パーツ１１１の側面に蛇腹構造が設けられ、上部パーツと下部パーツが１２２ネジ部により、ねじ込む形となっている。また、ネジではなく、蓋を被せるようにはめ込む形をとっていても良い。また、図に示さないが、突沸防止のため、上部パーツと下部パーツの間に中蓋を設けても良い。
【００３８】
また、蛇腹部の凸部は容器の側面の高さと一致していても良く、側面より張り出していても構わない。
【００３９】
図３は容器１００が蒸着源２００にセットされた状態を示す。蒸着源２００は加熱部２１０が設けられており、内部はヒータ２２０で加熱できる機構を示しているが、これに限られるものではない。蒸着する際には加熱部２１０を加熱し、その輻射熱により容器が加熱されることとなる。
【００４０】
ここで、蛇腹部１１０の表面には、輻射熱を吸収しやすいカーボンブラックやセラミック等の黒色材料がコーティングされていることが好ましい。この場合、容器下部より容器上部の方が輻射熱吸収率が高いため、容器上部が効率良く輻射熱を吸収し、容器へ熱伝導し、容器上部と下部で温度差が生じにくく、開口部での詰まりを防止することができる。
【００４１】
また、好ましくは、蛇腹部１１０の表面には、容器材質より輻射熱反射率の高い材料のコーティングされていることが望ましく、例えば、容器がチタンの場合、銀、金、白金、アルミニウム、銅、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウム等の金属膜がコーティングされていることが望ましい。この場合、金属膜は輻射熱反射膜となるが、同時に輻射熱の吸収もする。そのため、ヒータからの輻射熱を反射し、再度ヒータを加熱することになり、ヒータの温度低下を防止するとともに、さらに、金属膜自身も熱を吸収し、吸収した熱は接触した容器へ熱伝導をおこす。したがって、輻射熱より効率良く容器上部を加熱することができ、蒸着源の温度安定性が良くなり、かつ容器上部と下部での温度差が小さくなるため、開口部での詰まりを防止することができる。
【００４２】
なお、容器上部は蛇腹構造が設けられずに、輻射熱吸収膜、又は輻射熱反射膜だけがコーティングされていても詰まりを防止することができる。そのため、容器上部の構成としては、蛇腹構造、輻射熱吸収膜、輻射熱反射膜の任意な組み合わせを用いて蒸着源の容器とすることができる。
【００４３】
このような容器を用いた製造装置は、蒸着温度の高い蒸着材料を充填した場合においても、容器の上部と下部との温度差が小さくなり、容器の開口部で詰まることなく蒸着をおこなうことができ、長時間に渡って蒸着が可能な生産性の高い装置となる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４（Ａ）に本発明の製造装置に係る蒸着用容器４００の全体図を示す。蒸着用容器４００は、有底筒状の胴部４０１（蒸着材料の充填部）と、開口部４０２を有するフタ４０３に分かれている。容器４００の内部は空洞になっており、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（８−ＮＰＤ）、トリス−８−キノリノナトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化モリブデン（ＭｏＯx）等の電界発光素子に必要な蒸着材料が充填される。蒸着する層にあわせて所望の材料を充填した蒸発源を用いて蒸着を行う。
【００４５】
図４（Ｂ）は容器４００が蒸着源４０４にセットされた状態を示す。蒸着源４０４は加熱部が設けられている。図４（Ｂ）では、ヒーター４０５で加熱できる機構を示しているが、これに限られるものではない。
【００４６】
フタ４０３は、図４（Ｂ）に示すように、蒸着源４０４の開口部の長さよりも大きくなるように製作し、実際に使用する際には、蒸着源のヒーター部に直接接するようにする。このようにすることにより、フタ４０３は接触熱伝導で温められる。このため、ヒーターから効率よく熱をフタ４０３に伝えることができ、輻射熱を用いる場合に比べて、高い温度を保持することが容易になる。同時に、胴部４０１はヒーター４２０による輻射熱によって温まる。
【００４７】
以上より、フタ４０３は効率よく温まり、さらに胴部４０１へ熱伝導を起こす。胴部４０１とフタ４０３との間で温度差が生じにくくなるため、開口部での詰まりを防止することができる。また、フタ４０３を良好に温めることが可能になるため、開口部４０２を従来用いていたフタよりも大きくすることが可能となる。従って、開口部での詰まりをさらに予防することができる。
【００４８】
なお、容器４００の材料はタンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、より好ましくは熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムを用いることが望ましい。容器４００の厚みは、蒸着材料の内容量や、形状、あるいは材料の熱伝導率等を考慮して適宜決めることができる。
【００４９】
なお、フタ４０３は熱伝導性の良い材料で製作すればよいが、従来より用いている材料であるチタンやセラミックスなどで製作し、その後、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の良い金属でコーティングを行ってもよい。なお、この場合は、コーティングされる材料とコーティングを行う材料、胴部４０１の熱膨張率を考慮して適宜材料を選択することが望ましい。
【００５０】
また、胴部４０１の表面に輻射熱を吸収しやすいカーボンブラックやセラミックなどの黒色材料がコーティングされていても良い。これによって、胴部４０１がより効率良く輻射熱を吸収し、胴部４０１とフタ４０３との温度差を小さくすることが可能となる。
【００５１】
また、図５（Ａ）は容器４００の断面図を示す。この図では、蒸着用容器の胴部４０１とフタ４０３が、ネジ部４０４により、ねじ込む形となっている。また、ネジではなく、フタ４０３を被せるようにはめ込む形をとっていても良い。また、図５（Ｂ）のように、突沸防止のためにフタと胴部の間に中蓋４０５を設けても良い。
【００５２】
その他の構成としては、図６（Ａ）、（Ｂ）のように、中心部に棒状の金属６０１が挿入されて胴部の底と接着した形状を有する胴部６０２を用いると、胴部６０２の中心部と周辺部とで蒸着材料の温まり方がより均一になる。特に、蒸着材料の昇華温度が高い場合や、容器に入れる蒸着材料の量が多いときには有効である。
【００５３】
このような容器を用いた製造装置は、蒸着温度の高い蒸着材料を充填した場合においても、容器の上部と下部との温度差が小さくなり、容器の開口部で詰まることなく蒸着をおこなうことができ、長時間に渡って蒸着が可能な生産性の高い装置となる。
（実施の形態３）
図７は本発明を用いた製造装置の上面図である。
【００５４】
図７（Ａ）において、７００は基板、７０１は成膜室、７０２、７０３は搬送室、７０４は容器設置室、７０５は蒸着源駆動用ロボット、７０６は容器搬送ロボット、７０７は容器設置用回転台、７０８、７０９、７１０は各部屋を仕切るシャッター、７１１は扉である。
【００５５】
基板７００は、搬送室７０２から成膜室７０１内に搬送される。選択的に蒸着を行う場合には、蒸着マスクと基板との位置合わせを行った後に蒸着を行う。
【００５６】
蒸着源７１２には、ＥＬ材料が充填された容器７１３が２個セットされている。図示しないが、各容器の上部にはスライド式のシャッターが設けられている。図７には２個の容器を備えた蒸着源が示してあるが、３個あるいはそれ以上の容器を備えても良く、本発明は図７の構成に限定されない。２個の容器には同じ材料を充填しても良く、ホスト材料とドーパント材料のように異なる材料を充填しても良い。
【００５７】
蒸着源７１２にセットされた容器７１３は加熱され、蒸着温度以上に加熱されると容器上部の開口部から蒸着粒子が飛び出すこととなる。ここで、所定の成膜レートまで待機する。本発明によれば、容器上部が冷めにくい構造となっているため、蒸着源７１２が開口していても、材料が開口部で詰まりにくく、安定した成膜レートが得られるようになる。所定の成膜レートで安定させた後、基板シャッター（図示しない）を開け、蒸着源７１２を移動させる蒸着源駆動用ロボット７０５を駆動して、基板上に蒸着を行う。蒸着源の往復を繰り返すことによって、基板７００上に均一な膜が形成される。蒸着終了後、基板シャッターを閉じ、基板７００を搬送室７０３に搬送する。この蒸着を繰り返し行うことで、大量の基板にＥＬ材料を成膜することが出来る。
【００５８】
また、図７の製造装置には蒸着源７１２にセットした容器を交換する機構が設けられている。以下、その手順について図７（Ｂ）を用いて説明する。
【００５９】
容器設置室７０４をベントし、大気圧とする。この時、シャッター７１０があるため、搬送室７０１の真空度はそのままの状態である。扉７１１を開け、容器設置用回転台７０７にＥＬ材料が充填された容器７１３をセットした後、扉を閉め、搬送室と同じ真空度、あるいはそれ以下の真空度になるまでに引く。容器設置室７０４は成膜室７０１よりチャンバーの内容積が小さいため、短時間で所定の圧力まで減圧することが可能である。所定の真空度に達したら、シャッター７１０を開け、容器搬送ロボット７０６を駆動し、蒸着源７１２にセットされている第１の容器と取り出し、容器設置用回転台７０７にセットする。容器設置用回転台７０７を回転し、材料の充填された第２の容器を取り出し、蒸着源７１２にセットする。
【００６０】
なお、本発明における搬送機構は、図７（Ｂ）に記載されるように容器７１３の上方から、容器搬送ロボット７０６のつまみ部が、容器７１３の内側を引っ掛けて搬送する構造に限定されるものではなく、容器７１３の側面をつまんで搬送する構成でも構わない。
【００６１】
なお、容器設置用回転台７０７にセットされている容器７１３は、真空排気している間に内蔵したヒータで容器を材料が飛ばない程度の温度まで加熱しておいてもよく、交換後の加熱時間が短縮され、スループットの高い装置となる。
【００６２】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととするが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６３】
図８にマルチチャンバー型の製造装置の上面図を示す。図８に示す製造装置は、スループット向上を図ったチャンバー配置としている。
【００６４】
図８は、シャッター８００ａ〜８００ｎと、基板投入室８０１と、封止・取出室８０２と、搬送室８０３、８０４と、成膜室８０５、８０６、８０７と、容器設置室８０８ａ〜８０８ｄと、前処理室８０９と、封止基板ロード室８１０と、シーリング室８１１とを有するマルチチャンバーの製造装置である。
【００６５】
以下、予め陽極（第１の電極）と、該陽極の端部を覆う絶縁物（隔壁）とが設けられた基板を図８に示す製造装置に搬入し、発光装置を作製する手順を示す。なお、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合、予め基板上には、陽極に接続している薄膜トランジスタ（電流制御用ＴＦＴ）およびその他の薄膜トランジスタ（スイッチング用ＴＦＴなど）が複数設けられ、薄膜トランジスタからなる駆動回路も設けられている。また、単純マトリクス型の発光装置を作製する場合にも図８に示す製造装置で作製することが可能である。
【００６６】
まず、基板投入室８０１に上記基板をセットする。基板サイズは、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、さらには１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板でも対応可能である。
【００６７】
基板投入室８０１にセットした基板（陽極と、該陽極の端部を覆う絶縁物とが設けられた基板）は搬送室８０３に搬送する。なお、搬送室８０３には基板を搬送または反転するための搬送機構（搬送ロボットなど）と真空排気手段とが設けており、他の搬送室８０４も同様にそれぞれ搬送機構と真空排気手段とが設けてある。搬送室８０３に設けられたロボットは、基板の表裏を反転させることができ、成膜室８０５に反転させて搬入することができる。また、搬送室８０３は大気圧もしくは真空を維持することができる。搬送室８０３は、真空排気処理室と連結されており、真空排気して真空にすることも、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。
【００６８】
また、上記の真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられている。これにより各室と連結された搬送室の到達真空度を１０-5〜１０-6Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、基板投入室８０１にセットする前には、点欠陥を低減するために第１の電極（陽極）の表面に対して界面活性剤（弱アルカリ性）を含ませた多孔質なスポンジ（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で洗浄して表面のゴミを除去することが好ましい。洗浄機構として、基板の面に平行な軸線まわりに回動して基板の面に接触するロールブラシ（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよいし、基板の面に垂直な軸線まわりに回動しつつ基板の面に接触するディスクブラシ（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよい。
【００７０】
また、基板側の成膜面からの水分の進入を防止するため、有機化合物を含む膜の蒸着直前に真空加熱を行うことが好ましく、基板を搬送室８０３から真空加熱が可能な前処理室８０９に搬送し、上記基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｐａ）で行う。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【００７１】
また、必要であれば、成膜室８０７で大気圧下、または減圧下でインクジェット法やスピンコート法やスプレー法などで高分子材料からなる正孔注入層を形成してもよい。また、インクジェット法で塗布した後、スピンコータで膜厚の均一化を図ってもよい。同様に、スプレー法で塗布した後、スピンコータで膜厚の均一化を図ってもよい。また、基板を縦置きとして真空中でインクジェット法により成膜を行ってもよい。
【００７２】
例えば、成膜室８０７で第１の電極（陽極）上に、正孔注入層（陽極バッファー層）として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）、ポリアニリン／ショウノウスルホン酸水溶液（ＰＡＮＩ／ＣＳＡ）、ＰＴＰＤＥＳ、Ｅｔ−ＰＴＰＤＥＫ、またはＰＰＢＡなどを全面に塗布、焼成してもよい。焼成する際には前処理室８０９で行うことが好ましい。
【００７３】
スピンコートなどを用いた塗布法で高分子材料からなる正孔注入層を形成した場合、平坦性が向上し、その上に成膜される膜のカバレッジおよび膜厚均一性を良好なものとすることができる。特に発光層の膜厚が均一となるため均一な発光を得ることができる。この場合、正孔注入層を塗布法で形成した後、蒸着法による成膜直前に真空加熱（１００〜２００℃）を行うことが好ましい。
【００７４】
例えば、第１の電極（陽極）の表面をスポンジで洗浄した後、基板投入室８０１に搬入し、成膜室８０７に搬送してスピンコート法でポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全面に膜厚６０ｎｍで塗布した後、前処理室８０９に搬送して８０℃、１０分間で仮焼成、２００℃、１時間で本焼成し、さらに蒸着直前に真空加熱（１７０℃、加熱３０分、冷却３０分）した後、成膜室８０５に搬送して大気に触れることなく蒸着法で発光層の形成を行えばよい。特に、ＩＴＯ膜を陽極材料として用い、表面に凹凸や微小な粒子が存在している場合、PEDOT／PSSの膜厚を３０ｎｍ以上の膜厚とすることでこれらの影響を低減することができる。
【００７５】
また、スピンコート法によりPEDOT／PSSを成膜した場合、全面に成膜されるため、基板の端面や周縁部、端子部、陰極と下部配線との接続領域などは選択的に除去することが好ましく、前処理室８０９でマスクを使用してＯ2アッシングなどにより選択的に除去することが好ましい。前処理室８０９はプラズマ発生手段を有しており、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、およびＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起してプラズマを発生させることによって、ドライエッチングを行う。マスクを使用することによって不要な部分だけ選択的に除去することができる。また、陽極表面処理として紫外線照射が行えるように前処理室８０９にＵＶ照射機構を備えてもよい。
【００７６】
次いで、搬送室８０３に連結された成膜室８０５へ基板を搬送機構８１２により搬送して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、または電子注入層となる低分子からなる有機化合物層を適宜成膜する。ＥＬ材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、単色（具体的には白色、赤色、緑色、または青色）の発光を示す発光素子を形成することができる。
【００７７】
成膜は蒸着源７１２を備えたロボットが移動することで成膜を行い、蒸着源にはＥＬ材料が充填された容器をセットすることができる。容器は本発明の実施の形態１および２において説明をした容器を用いることができる。
【００７８】
また、成膜室８０５には、実施の形態３に示したように容器設置室８０８ａ〜８０８ｄが設けられており、ＥＬ材料が充填された容器が複数備えられている。必要な材料が充填されている容器を成膜室に搬送し、順次蒸着を行う。また、フェイスダウン方式で基板をセットし、ＣＣＤなどで蒸着マスクの位置アライメントを行い、抵抗加熱法で蒸着を行うことで選択的に成膜を行うことができる。蒸着が終了すると基板は次の搬送室側に搬送されることとなる。
【００７９】
次いで、搬送室８０４内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室８０５から取り出し、大気にふれさせることなく、成膜室８０６に搬送して陰極（または保護膜）を形成する。この陰極は、抵抗加熱を用いた蒸着法により形成される無機膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＣａＦ2、ＬｉＦ、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜、またはこれらの積層膜）である。また、スパッタ法を用いて陰極を形成してもよい。
【００８０】
また、上面出射型または両面出射型の発光装置を作製する場合には、陰極は透明または半透明であることが好ましく、上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）と透明導電膜との積層を陰極とすることが好ましい。この場合、スパッタ法を用いて成膜室８０６で透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）からなる膜を形成すればよい。
【００８１】
以上の工程で積層構造の発光素子が形成される。
【００８２】
また、搬送室８０４に連結した成膜室８０６で窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜からなる保護膜を形成して封止してもよい。この場合、成膜室８０６内には、珪素からなるターゲット、または酸化珪素からなるターゲット、または窒化珪素からなるターゲットが備えられている。また、固定している基板に対して棒状のターゲットを移動させて保護膜を形成してもよい。また、固定している棒状のターゲットに対して、基板を移動させることによって保護膜を形成してもよい。
【００８３】
例えば、珪素からなる円盤状のターゲットを用い、成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって陰極上に窒化珪素膜を形成することができる。また、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）を保護膜として形成してもよく、別途、ＣＶＤ法を用いた成膜室を設けてもよい。ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも呼ばれる）は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。なお、ＤＬＣ膜やＣＮ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。
【００８４】
次いで、発光素子が形成された基板を搬送室８０４から封止室８０２に搬送する。
【００８５】
封止基板は、封止基板ロード室８１０に外部からセットし、用意される。なお、水分などの不純物を除去するために予め真空アニールを行うことが好ましい。そして、封止基板に発光素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を形成する場合には、シーリング室８１１でシール材を形成し、シール材を形成した封止基板を封止基板ストック室８１３に搬送する。なお、シーリング室８１１において、封止基板に乾燥剤を設けてもよい。また、封止基板ストック室８１３に蒸着の際に使用する蒸着マスクをストックしてもよい。なお、ここでは、封止基板に対してシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、発光素子が形成された基板にシール材を形成してもよい。
【００８６】
次いで、封止・取出室８０２で基板と封止基板と貼り合わせ、貼り合わせた一対の基板を封止・取出室８０２に設けられた紫外線照射機構によってＵＶ光を照射してシール材を硬化させる。なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定されない。
【００８７】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止、取出室８０２から取り出す。
【００８８】
以上のように、図８に示した製造装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで大気に曝さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。また、蒸着源が移動し、成膜室８０５内を基板が移動することで蒸着は終了するため、短時間に蒸着が完了し、スループットよく発光装置を作製することができる。
【００８９】
なお、ここでは図示しないが、各処理室での作業をコントロールするための制御装置や、各処理室間を搬送するための制御装置や、基板を個々の処理室に移動させる経路を制御して自動化を実現するコントロール制御装置などを設けている。
【００９０】
また、図８に示す製造装置では、陽極として透明導電膜（または金属膜（ＴｉＮ）が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、透明または半透明な陰極（例えば、薄い金属膜（Ａｌ、Ａｇ）と透明導電膜の積層）を形成することによって、上面出射型（或いは両面出射）の発光素子を形成することも可能である。なお、上面出射型の発光素子とは、陰極を透過させて有機化合物層において生じた発光を取り出す素子を指している。
【００９１】
また、図８に示す製造装置では、陽極として透明導電膜が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、金属膜（Ａｌ、Ａｇ）からなる陰極を形成することによって、下面出射型の発光素子を形成することも可能である。なお、下面出射型の発光素子とは、有機化合物層において生じた発光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出し、さらに基板を通過させる素子を指している。
【００９２】
以上のように、本実施例の製造装置は、あらゆる有機ＥＬ素子の製造に対応することができ、さらに、長時間に渡って蒸着を行うことが可能になるため、大幅に生産性を向上することができる。
【実施例２】
【００９３】
本実施例では、絶縁表面を有する基板上に、本発明の白色発光を呈する発光素子を備えた発光装置（上面出射構造）を作製する例を図９、図１０に示す。なお、上面出射構造とは、絶縁表面を有する基板とは逆側から光を取り出す構造である。
【００９４】
図９は、発光装置を示す上面図、図１０は図９をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図９において、点線で示された９０１はソース信号線駆動回路、９０２は画素部、９０３はゲート側駆動回路である。また、９０４は透明な封止基板、９０５は第１シール材であり、第１シール材９０５で囲まれた内側は、透明な第２シール材９０７で充填されている。なお、第１シール材９０５には基板間隔を保持するためのギャップ材が含有されている。
【００９５】
なお、９０８は、ソース側駆動回路９０１及びゲート側駆動回路９０３に入力される信号を伝送するための接続配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）９０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
【００９６】
次に、断面構造について図１０を用いて説明する。基板９１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース側駆動回路９０１と画素部９０２が示されている。
【００９７】
なお、ソース側駆動回路９０１はｎチャネル型ＴＦＴ９２３とｐチャネル型ＴＦＴ９２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。また、ポリシリコン膜を活性層とするＴＦＴの構造は特に限定されず、トップゲート型ＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。
【００９８】
また、画素部９０２はスイッチング用ＴＦＴ９１１と、電流制御用ＴＦＴ９１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極（陽極）９１３を含む複数の画素により形成される。電流制御用ＴＦＴ９１２としてはｎチャネル型ＴＦＴであってもよいし、ｐチャネル型ＴＦＴであってもよいが、陽極と接続させる場合、ｐチャネル型ＴＦＴとすることが好ましい。また、保持容量（図示しない）を適宜設けることが好ましい。なお、ここでは無数に配置された画素のうち、一つの画素の断面構造のみを示し、その一つの画素に２つのＴＦＴを用いた例を示したが、３つ、またはそれ以上のＴＦＴを適宜、用いてもよい。
【００９９】
ここでは第１の電極（陽極）９１３がＴＦＴのドレインと直接接している構成となっているため、第１の電極（陽極）９１３の下層はシリコンからなるドレインとオーミックコンタクトのとれる材料層とし、有機化合物を含む層と接する最上層を仕事関数の大きい材料層とすることが望ましい。第一の電極（陽極）としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上のものを用いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれ、且つ、陽極として機能させることができる。また、第１の電極（陽極）９１３は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化珪素（ＳｉＯ2）を混合したＩＴＳＯ、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、Ｐｔ膜、モリブデン（Ｍｏ）、または金属材料の窒化物（窒化チタンなど）の単層としてもよいし、３層以上の積層を用いてもよい。
【０１００】
また、第１の電極（陽極）９１３の両端には絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）９１４が形成される。絶縁物９１４は有機樹脂膜もしくは珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。ここでは、絶縁物９１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて図１０に示す形状の絶縁物を形成する。
【０１０１】
成膜性を良好なものとするため、絶縁物９１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物９１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物９１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物９１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１０２】
また、絶縁物９１４を窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜からなる保護膜で覆ってもよい。
【０１０３】
次に電界発光層９１５を形成する。電界発光層９１５を形成する材料としては、低分子、高分子、低分子と高分子の間の性質を持つ中分子の材料がある。本実施例では、蒸着法によって電界発光層９１５を形成するため、低分子の材料を使用する。低分子材料も高分子材料も、溶媒に溶かすことでスピンコートやインクジェット法により塗布することができる。また、有機材料だけではなく、無機材料との複合材料も使用することができる。
【０１０４】
また、第１の電極（陽極）９１３上には、本発明の蒸着用容器を用いた蒸着法によって電界発光層９１５を選択的に形成する。例えば真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気された実施例１で説明した成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、抵抗加熱により、予め有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着され、電界発光層６１５（第１の電極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層）が形成される。なお、電界発光層９１５の構成はこのような積層でなくとも良く、単層、混合層で形成されていても良い。さらに、電界発光層９１５上には第２の電極（陰極）９１６が形成される。
【０１０５】
本発明の蒸着用容器および蒸着装置を用いると、加熱部から蒸発源が脱着可能な蒸着装置においても、蒸着時に容器の開口部とヒーターとの温度差を小さくすることができるため、開口部における蒸着材料の付着を防止することができる。従って、詰まりに起因する蒸発源の交換やメンテナンスの頻度を低くすることができ、スループットが向上する。また、開口部の詰まりによる蒸着レートの変化を抑えることができ、品質のばらつきが少ない高品質な発光装置を提供することが可能となる。
【０１０６】
なお、第２の電極（陰極）としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８eV以下が目安）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的な材料としては、元素周期律の１族又は２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、及びＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができる。但し、本実施例において第２の電極（陰極）は透光性を有するため、これらの金属、又はこれらの金属を含む合金を非常に薄く形成し、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯ又はその他の金属（合金を含む）との積層により形成することができる。
【０１０７】
ここでは、発光が透過するように、第２の電極（陰極）９１６として、膜厚を薄くした仕事関数の小さい金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層を用いる。こうして、第１の電極（陽極）９１３、電界発光層９１５、及び第２の電極（陰極）９１６からなる電界発光素子９１８が形成される。
【０１０８】
本実施例では、電界発光層９１５として、正孔注入層であるＣｕＰｃ（２０ｎｍ）、ホール輸送性の第１の発光層であるα−ＮＰＤ（３０ｎｍ）、第２の発光層であるＣＢＰ＋Ｐｔ（ｐｐｙ）ａｃａｃ：１５ｗｔ％（２０ｎｍ）、電子輸送層であるＢＣＰ（３０ｎｍ）を順次積層することにより形成する。なお、第２の電極（陰極）として仕事関数の小さい金属薄膜を用いているため、ここでは電子注入層（ＣａＦ2）を用いる必要はない。
【０１０９】
このようにして形成された電界発光素子９１８は、白色発光を呈する。なお、ここでは、フルカラー化を実現するために着色層９３１と遮光層（ＢＭ）９３２からなるカラーフィルター（簡略化のため、ここではオーバーコート層は図示しない）を設けている。
【０１１０】
また、電界発光素子９１８を封止するために透明保護積層９１７を形成する。この透明保護積層９１７は、第１の無機絶縁膜と、応力緩和膜と、第２の無機絶縁膜との積層からなっている。第１の無機絶縁膜および第２の無機絶縁膜としては、スパッタ法またはＣＶＤ法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＮＯ膜（組成比Ｎ＞Ｏ）またはＳｉＯＮ膜（組成比Ｎ＜Ｏ））、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）を用いることができる。これらの無絶縁膜は水分に対して高いブロッキング効果を有しているが、膜厚が厚くなると膜応力が増大してピーリングや膜剥がれが生じやすい。
【０１１１】
しかし、第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜との間に応力緩和膜を挟むことで、応力を緩和するとともに水分を吸収することができる。また、成膜時に何らかの原因で第１の無機絶縁膜に微小な穴（ピンホールなど）が形成されたとしても、応力緩和膜で埋められ、さらにその上に第２の無機絶縁膜を設けることによって、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。
【０１１２】
また、応力緩和膜としては、無機絶縁膜よりも応力が小さく、且つ、吸湿性を有する材料が好ましい。加えて、透光性を有する材料であることが望ましい。また、応力緩和膜としては、α―ＮＰＤ、ＢＣＰ、ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ3などの有機化合物を含む材料膜を用いてもよく、これらの材料膜は、吸湿性を有し、膜厚が薄ければ、ほぼ透明である。また、ＭｇＯ、ＳｒＯ2、ＳｒＯは吸湿性及び透光性を有し、蒸着法で薄膜を得ることができるため、応力緩和膜に用いることができる。
【０１１３】
本実施例では、シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で成膜した膜、即ち、水分やアルカリ金属などの不純物に対してブロッキング効果の高い窒化珪素膜を第１の無機絶縁膜または第２の無機絶縁膜として用い、応力緩和膜として蒸着法によりＡｌｑ3の薄膜を用いる。また、透明保護積層に発光を通過させるため、透明保護積層のトータル膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。
【０１１４】
また、電界発光素子９１８を封止するために不活性気体雰囲気下で第１シール材９０５、第２シール材９０７により封止基板９０４を貼り合わせる。なお、第１シール材９０５、第２シール材９０７としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材９０５、第２シール材９０７はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１１５】
また、本実施例では封止基板９０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、第１シール材９０５、第２シール材９０７を用いて封止基板９０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うように第３のシール材で封止することも可能である。
【０１１６】
以上のようにして電界発光素子９１８を第１シール材６０５、第２シール材９０７に封入することにより、電界発光素子９１８を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった電界発光層９１５の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１１７】
また、第１の電極（陽極）９１３として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光装置を作製することもできる。
【実施例３】
【０１１８】
本発明が適用される電子機器として、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオなど）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍など）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体を再生し、その映像を表示することができるディスプレイを備えた装置）などをあげることができる。これらの電子機器の具体例を図１１に示す。
【０１１９】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体１８０１、表示部１８０２、スピーカー１８０３などを含む。本発明は表示部１８０２の作成に適用される。本発明を使用することにより、大画面の表示装置であっても表示ムラのない高品質な表示を得ることが可能となる。なお、この表示装置は、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１２０】
図１１（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体１８１１、表示部１８１２、受像部１８１３、操作キー１８１４、外部接続ポート１８１５、シャッター１８１６などを含む。本発明は表示部１８１２の製造過程に適用することができる。本発明をその製造過程に適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２１】
図１１（Ｃ）はコンピュータであり、本体１８２１、筐体１８２２、表示部１８２３、キーボード１８２４、外部接続ポート１８２５、ポインティングマウス１８２６などを含む。本発明は表示部１８２３を作成する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２２】
図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１８３１、表示部１８３２、スイッチ１８３３、操作キー１８３４、赤外線ポート１８３５などを含む。本発明は表示部１８３２を製造する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２３】
図１１（Ｅ）は携帯型のゲーム機器であり、筐体１８４１、表示部１８４２、スピーカー部１８４３、操作キー１８４４、記録媒体挿入部１８４５などを含む。本発明は、表示部１８４２を製造する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２４】
以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、一辺が１メートルを超える大型基板においても良好に蒸着材料を良好に蒸着することができるため、製品の歩留まりが向上し、最終的には製品の製造コストを低減することが可能となる。同時に、製品の表示品質が向上するため、高品質な表示を行う電子機器として、製品の競争力を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図２】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図３】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図４】本発明の容器とその加熱方法を示す図。
【図５】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図６】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図７】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図８】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図９】本発明の容器と蒸着装置を用いた発光装置の例を示す図。
【図１０】本発明の容器と蒸着装置を用いた発光装置の例を示す図。
【図１１】本発明を適用した電子機器の例を示す図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸着により成膜可能な材料（以下、蒸着材料という）の成膜に用いられる成膜装置を備えた製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型の発光素子としてエレクトロルミネッセンス素子（以下、ＥＬ素子と記す）を有した発光装置の研究が活発化している。この発光装置は有機ＥＬディスプレイ、又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。これらの発光装置は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、新世代の携帯電話や携帯情報端末（ＰＤＡ）をはじめ、次世代ディスプレイとして大きく注目されている。
【０００３】
有機化合物を含む層を発光層とするＥＬ素子は、有機化合物を含む層（以下、ＥＬ層と記す）が陽極と、陰極との間に挟まれた構造を有し、陽極と陰極とに電界を加えることにより、ＥＬ層において、正孔と電子とが再結合して励起子を生成し、基底状態に戻る際のエネルギー差が光として取り出される。なお、ＥＬ素子からの発光は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）とがある。
【０００４】
上記のＥＬ層は「正孔輸送層／発光層／電子輸送層」に代表される積層構造を有し、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別され、低分子系材料は、蒸着装置を用いて成膜されるのが一般的である。
【０００５】
従来の蒸着装置は基板ホルダに基板を設置し、ＥＬ材料、すなわち蒸着材料を充填した容器（または蒸着ボート）と、昇華するＥＬ材料の上昇を防止するシャッターと、容器内のＥＬ材料を加熱するヒータとを有している。そして、ヒータにより加熱されたＥＬ材料が昇華し、回転する基板に成膜される。このとき、均一に成膜を行うために、基板と蒸着材料が充填された容器との間の距離は１ｍ以上離れている。
【０００６】
従来の蒸着装置や蒸着方法では、蒸着によりＥＬ層を形成する場合、昇華したＥＬ材料の殆どが蒸着装置の成膜室内の内壁、シャッターまたは防着シールド（蒸着材料が成膜室の内壁に付着することを防ぐための保護板）に付着していた。そのため、ＥＬ層の成膜時において、高価なＥＬ材料の利用効率が約１％以下と極めて低く、発光装置の製造コストは非常に高価なものとなっていた。
【０００７】
また従来の蒸着装置は、均一な膜を得るため、基板と蒸着源との間隔を１ｍ以上離していた。そのため、蒸着装置自体が大型化し、蒸着装置の各成膜室の排気に要する時間も長時間となるため成膜速度が遅くなり、スループットが低下してしまう問題点があった。また、大面積基板になると、基板の中央部と周縁部とで膜厚が不均一になりやすく、さらに、蒸着装置は基板を回転させる構造であるため、大面積基板を目的とする蒸着装置には限界があった。
【０００８】
これらの点から上記課題を解決する１つの手段として、本出願人は、蒸着装置（特許文献１、特許文献２）を提案している。
【特許文献１】特開２００１−２４７９５９号公報
【特許文献２】特開２００２−６０９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
基板が大きくなると、蒸着材料も多く必要になるため、一辺が１メートルを超えるような大型基板に成膜をするような場合では、小さな容器では、すぐに空になってしまう。そのため、容器の数を増やして頻繁に交換することになるが、大基板の場合では、成膜時間が長くなるため、成膜中に材料がなくなる可能性が高くなる。さらに、余分な加熱時間を有することになるため、スループットが低下してしまう。よって、長時間に渡って蒸着を行うためには、容器を大きくする必要がある。
【００１０】
蒸着源にセットされている容器を交換するためには、取り出しの容易さの点から、蒸着源の上部を開口しておく必要がある。また、容器をセットする蒸着源との間には、取り出すための隙間を設けなければならず、加熱部と容器が接触しないため、加熱方法としては輻射熱による加熱が主となる。
【００１１】
しかし、蒸着源の上部が開口されるため、輻射熱が逃げやすく、容器上部が加熱されにくい問題があった。そのため、容器の下部と上部とで温度差を生じ、蒸発した材料が容器の上部で冷やされ、開口部で詰まるという問題点が発生していた。特に、蒸着温度の高い蒸着材料では、温度差を生じやすく、蒸着することが難しかった。
【００１２】
本発明の目的は、蒸着を行う製造装置において、蒸着源の加熱を効率良く利用することで、蒸着安定性、スループットの優れた製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本明細書で開示する発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の上部の側面が蛇腹構造となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、容器上部が蛇腹構造となっているため、蛇腹構造を設けない容器に比べて、容器上部の側面の表面積が増加する。そのため、容器上部は輻射熱の吸収が高くなり、冷えにくくなることから、開口部において、材料が詰まりにくい構造となっている。
【００１５】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部が前記容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料が側面上部にコーティングされているので、容器上部は輻射熱の吸収が高くなる。さらに、容器とコーティング膜とは接触しているため、輻射熱で加熱する場合に比べて、熱伝導性が良くなる。そのため、効率良く上部を加熱することができ、容器の上部と下部で温度差がなくなり、開口部での材料の詰まりを防止することができる。
【００１７】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部が前記容器を構成する材料より輻射熱反射率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、輻射熱反射率の高い材料をコーティングすると、加熱部からの輻射熱を容器で反射し、加熱部本体の温度低下を防ぐことができる。そのため、安定した温度で蒸着することが可能となる。
【００１９】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源は加熱部と材料を充填する空洞を有する容器とで構成され、前記容器の側面上部には蛇腹構造が設けられており、さらに前記容器を構成する材料より輻射熱吸収率の高い材料、または輻射熱反射率の高い材料でコーティングされていることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、容器上部に蛇腹構造とコーティング膜を有することで、容器上部を効率良く加熱でき、さらに、加熱部本体の温度低下も防げることから、温度制御に優れ、安定した蒸着を行うことが可能となる。
【００２１】
また、他の発明の構成は、蒸着源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、前記蒸着源の中の前記第一の容器と別の第二の容器を交換する機構を有し、蒸着源を加熱し、成膜を行うものである。
【００２２】
本発明によれば、蒸着源の上部が開口していたとしても、容器上部の開口部で材料が詰まることなく、容器を加熱することができる。そのため、加熱して材料が空になった第一の容器と、材料が充填されている第二の容器を交換することが可能となる。よって、大気解放することなく材料を交換し、長時間に渡り安定した蒸着が可能となるため、スループットの高い装置となる。
【００２３】
また、本発明は以下の構成を有することを特徴とする。
【００２４】
容器上部（以下、フタと呼ぶ）の外周端部を蒸着源の開口部分より広く突出させた構造を有する容器を用いて、フタを蒸着源のヒーター部と接触させる。この構造を用いると、容器のフタは接触熱伝導となるため、フタは高い温度を保持することが容易になる。また、容器のフタの材料は、熱伝導性の高い材料が望ましい。これは、ヒータから効率よく熱を伝えるためである。このようなルツボを用いた蒸着装置は、ルツボの温度差を小さく抑えることが可能となり、長時間安定した蒸着を行うことができる。
【００２５】
本明細書で開示する発明の構成は、蒸発源を加熱して蒸発させた材料を基板上に成膜する蒸着装置であって、蒸着源は、加熱部と、蒸着させる材料を充填した容器、及び容器を挿入する空洞部とを有する。加熱部は、空洞部の周囲に配置する。ここで、容器のフタの外周端部を胴部より外側に突出させて蒸着源の開口部分より広くし、この部分が加熱部に接することを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、容器のフタはひさしを持つ構造となっており、この部分が直接加熱部と接しているため、容器の上部は輻射熱によってだけではなく、直接加熱部によって加熱される。また、容器のフタから胴部に直接熱伝導によって加熱が行われる。この構成によって、容器のフタと胴部で温度差が小さくなり、フタの開口部付近で材料が詰まることを防ぐことができる。
【００２７】
なお、他の発明の構成は、蒸発源を加熱して蒸発させた材料を基板上に蒸着する蒸着装置であって、蒸着源は、加熱部と、蒸着させる材料を充填した容器、及び容器を挿入する空洞部とを有する。ここで、容器のフタの外周端部を胴部より外側に突出させて蒸着源の開口部分より広くし、この部分が加熱部に接するようにする。さらに、容器のフタを構成する材料より熱伝導率が良い材料でコーティングされていることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明によれば、容器のフタを構成する材料より熱伝導率の良い材料がコーティングされているので、容器のフタは加熱部の熱をより良く伝えることができる。さらに、容器の胴部とフタのコーティング膜とは接触しているため、胴部にもより効率よく加熱することができる。この構成によって、容器のフタと胴部で温度差が小さくなり、開口部での材料の詰まりを防ぐことができる。
【００２９】
これらの構成により、容器のフタ、特にフタの開口部付近の温度が低かったために起きていた蒸着材料による開口部の詰まりを抑制し、加熱部から蒸発源が脱着可能な蒸着装置においても、蒸着レートの安定化、蒸着用容器の大容積化を実現することが可能になる。結果的に、製品の品質を安定に保つことや、スループットの向上、低価格化を実現できる。
【００３０】
上記の構成は、容器のフタおよび容器の胴部を熱伝導率の大きい材料で作成しても良い。より好ましくは熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムから一種もしくは複数種を使用温度、蒸着材料との反応性、加工性などを考慮して適宜用いることが望ましい。
【００３１】
また、上記の構成は、容器のフタを従来の蒸着用容器と同じ材料で作製し、コーティングを行う部分に、熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムから一種もしくは複数種を、使用温度、蒸着材料との反応性、加工性、熱膨張率などを考慮して適宜用いることが望ましい。
【発明の効果】
【００３２】
本発明による製造装置は、蒸着材料を入れる容器の上部、すなわちフタを温めることによって、蒸着を行う成膜工程において、蒸着材料の充填された容器の詰まりを防止するとともに、長時間に渡って安定した蒸着を行うことができるため、スループットが高い優れた製造装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施形態について、以下に説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から 逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
（実施の形態１）
図１に本発明の製造装置に係る容器１００の斜視図を示す。容器１００の内部は空洞になっており、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、トリス−８−キノリノナトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の有機ＥＬ素子に必要な蒸着材料が充填される。容器１００の側面上部には蛇腹構造を有する蛇腹部１１０があり、上面部には蒸着粒子が飛び出すための開口部１２０が設けられている。
【００３５】
なお、容器の材料はタンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、より好ましくは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウム等の任意の素材から選択して良く、容器の厚みは、蒸着材料の内容量や、形状、あるいは材料の熱伝導率等を考慮して適宜決めることができる。
【００３６】
開口部１２０における開口面積は上面部の一部分だけでも良いが、全面が開口していても良いことはもちろんである。
【００３７】
さらに、容器１００は上部パーツと下部パーツにわかれていてもよい。図２は容器１００において、上部パーツ１１１と下部パーツ１２１にわかれている形状を示しており、上部パーツ１１１が下部パーツ１２１の蓋になっている形態である。図２では、上部パーツ１１１の側面に蛇腹構造が設けられ、上部パーツと下部パーツが１２２ネジ部により、ねじ込む形となっている。また、ネジではなく、蓋を被せるようにはめ込む形をとっていても良い。また、図に示さないが、突沸防止のため、上部パーツと下部パーツの間に中蓋を設けても良い。
【００３８】
また、蛇腹部の凸部は容器の側面の高さと一致していても良く、側面より張り出していても構わない。
【００３９】
図３は容器１００が蒸着源２００にセットされた状態を示す。蒸着源２００は加熱部２１０が設けられており、内部はヒータ２２０で加熱できる機構を示しているが、これに限られるものではない。蒸着する際には加熱部２１０を加熱し、その輻射熱により容器が加熱されることとなる。
【００４０】
ここで、蛇腹部１１０の表面には、輻射熱を吸収しやすいカーボンブラックやセラミック等の黒色材料がコーティングされていることが好ましい。この場合、容器下部より容器上部の方が輻射熱吸収率が高いため、容器上部が効率良く輻射熱を吸収し、容器へ熱伝導し、容器上部と下部で温度差が生じにくく、開口部での詰まりを防止することができる。
【００４１】
また、好ましくは、蛇腹部１１０の表面には、容器材質より輻射熱反射率の高い材料のコーティングされていることが望ましく、例えば、容器がチタンの場合、銀、金、白金、アルミニウム、銅、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウム等の金属膜がコーティングされていることが望ましい。この場合、金属膜は輻射熱反射膜となるが、同時に輻射熱の吸収もする。そのため、ヒータからの輻射熱を反射し、再度ヒータを加熱することになり、ヒータの温度低下を防止するとともに、さらに、金属膜自身も熱を吸収し、吸収した熱は接触した容器へ熱伝導をおこす。したがって、輻射熱より効率良く容器上部を加熱することができ、蒸着源の温度安定性が良くなり、かつ容器上部と下部での温度差が小さくなるため、開口部での詰まりを防止することができる。
【００４２】
なお、容器上部は蛇腹構造が設けられずに、輻射熱吸収膜、又は輻射熱反射膜だけがコーティングされていても詰まりを防止することができる。そのため、容器上部の構成としては、蛇腹構造、輻射熱吸収膜、輻射熱反射膜の任意な組み合わせを用いて蒸着源の容器とすることができる。
【００４３】
このような容器を用いた製造装置は、蒸着温度の高い蒸着材料を充填した場合においても、容器の上部と下部との温度差が小さくなり、容器の開口部で詰まることなく蒸着をおこなうことができ、長時間に渡って蒸着が可能な生産性の高い装置となる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４（Ａ）に本発明の製造装置に係る蒸着用容器４００の全体図を示す。蒸着用容器４００は、有底筒状の胴部４０１（蒸着材料の充填部）と、開口部４０２を有するフタ４０３に分かれている。容器４００の内部は空洞になっており、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’−ビス−［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（８−ＮＰＤ）、トリス−８−キノリノナトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、酸化モリブデン（ＭｏＯx）等の電界発光素子に必要な蒸着材料が充填される。蒸着する層にあわせて所望の材料を充填した蒸発源を用いて蒸着を行う。
【００４５】
図４（Ｂ）は容器４００が蒸着源４０４にセットされた状態を示す。蒸着源４０４は加熱部が設けられている。図４（Ｂ）では、ヒーター４０５で加熱できる機構を示しているが、これに限られるものではない。
【００４６】
フタ４０３は、図４（Ｂ）に示すように、蒸着源４０４の開口部の長さよりも大きくなるように製作し、実際に使用する際には、蒸着源のヒーター部に直接接するようにする。このようにすることにより、フタ４０３は接触熱伝導で温められる。このため、ヒーターから効率よく熱をフタ４０３に伝えることができ、輻射熱を用いる場合に比べて、高い温度を保持することが容易になる。同時に、胴部４０１はヒーター４２０による輻射熱によって温まる。
【００４７】
以上より、フタ４０３は効率よく温まり、さらに胴部４０１へ熱伝導を起こす。胴部４０１とフタ４０３との間で温度差が生じにくくなるため、開口部での詰まりを防止することができる。また、フタ４０３を良好に温めることが可能になるため、開口部４０２を従来用いていたフタよりも大きくすることが可能となる。従って、開口部での詰まりをさらに予防することができる。
【００４８】
なお、容器４００の材料はタンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、より好ましくは熱伝導性の高い物質である金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素および窒化炭素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムを用いることが望ましい。容器４００の厚みは、蒸着材料の内容量や、形状、あるいは材料の熱伝導率等を考慮して適宜決めることができる。
【００４９】
なお、フタ４０３は熱伝導性の良い材料で製作すればよいが、従来より用いている材料であるチタンやセラミックスなどで製作し、その後、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムなどの熱伝導性の良い金属でコーティングを行ってもよい。なお、この場合は、コーティングされる材料とコーティングを行う材料、胴部４０１の熱膨張率を考慮して適宜材料を選択することが望ましい。
【００５０】
また、胴部４０１の表面に輻射熱を吸収しやすいカーボンブラックやセラミックなどの黒色材料がコーティングされていても良い。これによって、胴部４０１がより効率良く輻射熱を吸収し、胴部４０１とフタ４０３との温度差を小さくすることが可能となる。
【００５１】
また、図５（Ａ）は容器４００の断面図を示す。この図では、蒸着用容器の胴部４０１とフタ４０３が、ネジ部４０４により、ねじ込む形となっている。また、ネジではなく、フタ４０３を被せるようにはめ込む形をとっていても良い。また、図５（Ｂ）のように、突沸防止のためにフタと胴部の間に中蓋４０５を設けても良い。
【００５２】
その他の構成としては、図６（Ａ）、（Ｂ）のように、中心部に棒状の金属６０１が挿入されて胴部の底と接着した形状を有する胴部６０２を用いると、胴部６０２の中心部と周辺部とで蒸着材料の温まり方がより均一になる。特に、蒸着材料の昇華温度が高い場合や、容器に入れる蒸着材料の量が多いときには有効である。
【００５３】
このような容器を用いた製造装置は、蒸着温度の高い蒸着材料を充填した場合においても、容器の上部と下部との温度差が小さくなり、容器の開口部で詰まることなく蒸着をおこなうことができ、長時間に渡って蒸着が可能な生産性の高い装置となる。
（実施の形態３）
図７は本発明を用いた製造装置の上面図である。
【００５４】
図７（Ａ）において、７００は基板、７０１は成膜室、７０２、７０３は搬送室、７０４は容器設置室、７０５は蒸着源駆動用ロボット、７０６は容器搬送ロボット、７０７は容器設置用回転台、７０８、７０９、７１０は各部屋を仕切るシャッター、７１１は扉である。
【００５５】
基板７００は、搬送室７０２から成膜室７０１内に搬送される。選択的に蒸着を行う場合には、蒸着マスクと基板との位置合わせを行った後に蒸着を行う。
【００５６】
蒸着源７１２には、ＥＬ材料が充填された容器７１３が２個セットされている。図示しないが、各容器の上部にはスライド式のシャッターが設けられている。図７には２個の容器を備えた蒸着源が示してあるが、３個あるいはそれ以上の容器を備えても良く、本発明は図７の構成に限定されない。２個の容器には同じ材料を充填しても良く、ホスト材料とドーパント材料のように異なる材料を充填しても良い。
【００５７】
蒸着源７１２にセットされた容器７１３は加熱され、蒸着温度以上に加熱されると容器上部の開口部から蒸着粒子が飛び出すこととなる。ここで、所定の成膜レートまで待機する。本発明によれば、容器上部が冷めにくい構造となっているため、蒸着源７１２が開口していても、材料が開口部で詰まりにくく、安定した成膜レートが得られるようになる。所定の成膜レートで安定させた後、基板シャッター（図示しない）を開け、蒸着源７１２を移動させる蒸着源駆動用ロボット７０５を駆動して、基板上に蒸着を行う。蒸着源の往復を繰り返すことによって、基板７００上に均一な膜が形成される。蒸着終了後、基板シャッターを閉じ、基板７００を搬送室７０３に搬送する。この蒸着を繰り返し行うことで、大量の基板にＥＬ材料を成膜することが出来る。
【００５８】
また、図７の製造装置には蒸着源７１２にセットした容器を交換する機構が設けられている。以下、その手順について図７（Ｂ）を用いて説明する。
【００５９】
容器設置室７０４をベントし、大気圧とする。この時、シャッター７１０があるため、搬送室７０１の真空度はそのままの状態である。扉７１１を開け、容器設置用回転台７０７にＥＬ材料が充填された容器７１３をセットした後、扉を閉め、搬送室と同じ真空度、あるいはそれ以下の真空度になるまでに引く。容器設置室７０４は成膜室７０１よりチャンバーの内容積が小さいため、短時間で所定の圧力まで減圧することが可能である。所定の真空度に達したら、シャッター７１０を開け、容器搬送ロボット７０６を駆動し、蒸着源７１２にセットされている第１の容器と取り出し、容器設置用回転台７０７にセットする。容器設置用回転台７０７を回転し、材料の充填された第２の容器を取り出し、蒸着源７１２にセットする。
【００６０】
なお、本発明における搬送機構は、図７（Ｂ）に記載されるように容器７１３の上方から、容器搬送ロボット７０６のつまみ部が、容器７１３の内側を引っ掛けて搬送する構造に限定されるものではなく、容器７１３の側面をつまんで搬送する構成でも構わない。
【００６１】
なお、容器設置用回転台７０７にセットされている容器７１３は、真空排気している間に内蔵したヒータで容器を材料が飛ばない程度の温度まで加熱しておいてもよく、交換後の加熱時間が短縮され、スループットの高い装置となる。
【００６２】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととするが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００６３】
図８にマルチチャンバー型の製造装置の上面図を示す。図８に示す製造装置は、スループット向上を図ったチャンバー配置としている。
【００６４】
図８は、シャッター８００ａ〜８００ｎと、基板投入室８０１と、封止・取出室８０２と、搬送室８０３、８０４と、成膜室８０５、８０６、８０７と、容器設置室８０８ａ〜８０８ｄと、前処理室８０９と、封止基板ロード室８１０と、シーリング室８１１とを有するマルチチャンバーの製造装置である。
【００６５】
以下、予め陽極（第１の電極）と、該陽極の端部を覆う絶縁物（隔壁）とが設けられた基板を図８に示す製造装置に搬入し、発光装置を作製する手順を示す。なお、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合、予め基板上には、陽極に接続している薄膜トランジスタ（電流制御用ＴＦＴ）およびその他の薄膜トランジスタ（スイッチング用ＴＦＴなど）が複数設けられ、薄膜トランジスタからなる駆動回路も設けられている。また、単純マトリクス型の発光装置を作製する場合にも図８に示す製造装置で作製することが可能である。
【００６６】
まず、基板投入室８０１に上記基板をセットする。基板サイズは、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、さらには１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板でも対応可能である。
【００６７】
基板投入室８０１にセットした基板（陽極と、該陽極の端部を覆う絶縁物とが設けられた基板）は搬送室８０３に搬送する。なお、搬送室８０３には基板を搬送または反転するための搬送機構（搬送ロボットなど）と真空排気手段とが設けており、他の搬送室８０４も同様にそれぞれ搬送機構と真空排気手段とが設けてある。搬送室８０３に設けられたロボットは、基板の表裏を反転させることができ、成膜室８０５に反転させて搬入することができる。また、搬送室８０３は大気圧もしくは真空を維持することができる。搬送室８０３は、真空排気処理室と連結されており、真空排気して真空にすることも、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。
【００６８】
また、上記の真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプが備えられている。これにより各室と連結された搬送室の到達真空度を１０-5〜１０-6Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、基板投入室８０１にセットする前には、点欠陥を低減するために第１の電極（陽極）の表面に対して界面活性剤（弱アルカリ性）を含ませた多孔質なスポンジ（代表的にはＰＶＡ（ポリビニルアルコール）製、ナイロン製など）で洗浄して表面のゴミを除去することが好ましい。洗浄機構として、基板の面に平行な軸線まわりに回動して基板の面に接触するロールブラシ（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよいし、基板の面に垂直な軸線まわりに回動しつつ基板の面に接触するディスクブラシ（ＰＶＡ製）を有する洗浄装置を用いてもよい。
【００７０】
また、基板側の成膜面からの水分の進入を防止するため、有機化合物を含む膜の蒸着直前に真空加熱を行うことが好ましく、基板を搬送室８０３から真空加熱が可能な前処理室８０９に搬送し、上記基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｐａ）で行う。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【００７１】
また、必要であれば、成膜室８０７で大気圧下、または減圧下でインクジェット法やスピンコート法やスプレー法などで高分子材料からなる正孔注入層を形成してもよい。また、インクジェット法で塗布した後、スピンコータで膜厚の均一化を図ってもよい。同様に、スプレー法で塗布した後、スピンコータで膜厚の均一化を図ってもよい。また、基板を縦置きとして真空中でインクジェット法により成膜を行ってもよい。
【００７２】
例えば、成膜室８０７で第１の電極（陽極）上に、正孔注入層（陽極バッファー層）として作用するポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）、ポリアニリン／ショウノウスルホン酸水溶液（ＰＡＮＩ／ＣＳＡ）、ＰＴＰＤＥＳ、Ｅｔ−ＰＴＰＤＥＫ、またはＰＰＢＡなどを全面に塗布、焼成してもよい。焼成する際には前処理室８０９で行うことが好ましい。
【００７３】
スピンコートなどを用いた塗布法で高分子材料からなる正孔注入層を形成した場合、平坦性が向上し、その上に成膜される膜のカバレッジおよび膜厚均一性を良好なものとすることができる。特に発光層の膜厚が均一となるため均一な発光を得ることができる。この場合、正孔注入層を塗布法で形成した後、蒸着法による成膜直前に真空加熱（１００〜２００℃）を行うことが好ましい。
【００７４】
例えば、第１の電極（陽極）の表面をスポンジで洗浄した後、基板投入室８０１に搬入し、成膜室８０７に搬送してスピンコート法でポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）水溶液（PEDOT／PSS）を全面に膜厚６０ｎｍで塗布した後、前処理室８０９に搬送して８０℃、１０分間で仮焼成、２００℃、１時間で本焼成し、さらに蒸着直前に真空加熱（１７０℃、加熱３０分、冷却３０分）した後、成膜室８０５に搬送して大気に触れることなく蒸着法で発光層の形成を行えばよい。特に、ＩＴＯ膜を陽極材料として用い、表面に凹凸や微小な粒子が存在している場合、PEDOT／PSSの膜厚を３０ｎｍ以上の膜厚とすることでこれらの影響を低減することができる。
【００７５】
また、スピンコート法によりPEDOT／PSSを成膜した場合、全面に成膜されるため、基板の端面や周縁部、端子部、陰極と下部配線との接続領域などは選択的に除去することが好ましく、前処理室８０９でマスクを使用してＯ2アッシングなどにより選択的に除去することが好ましい。前処理室８０９はプラズマ発生手段を有しており、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、およびＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起してプラズマを発生させることによって、ドライエッチングを行う。マスクを使用することによって不要な部分だけ選択的に除去することができる。また、陽極表面処理として紫外線照射が行えるように前処理室８０９にＵＶ照射機構を備えてもよい。
【００７６】
次いで、搬送室８０３に連結された成膜室８０５へ基板を搬送機構８１２により搬送して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、または電子注入層となる低分子からなる有機化合物層を適宜成膜する。ＥＬ材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、単色（具体的には白色、赤色、緑色、または青色）の発光を示す発光素子を形成することができる。
【００７７】
成膜は蒸着源７１２を備えたロボットが移動することで成膜を行い、蒸着源にはＥＬ材料が充填された容器をセットすることができる。容器は本発明の実施の形態１および２において説明をした容器を用いることができる。
【００７８】
また、成膜室８０５には、実施の形態３に示したように容器設置室８０８ａ〜８０８ｄが設けられており、ＥＬ材料が充填された容器が複数備えられている。必要な材料が充填されている容器を成膜室に搬送し、順次蒸着を行う。また、フェイスダウン方式で基板をセットし、ＣＣＤなどで蒸着マスクの位置アライメントを行い、抵抗加熱法で蒸着を行うことで選択的に成膜を行うことができる。蒸着が終了すると基板は次の搬送室側に搬送されることとなる。
【００７９】
次いで、搬送室８０４内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室８０５から取り出し、大気にふれさせることなく、成膜室８０６に搬送して陰極（または保護膜）を形成する。この陰極は、抵抗加熱を用いた蒸着法により形成される無機膜（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＣａＦ2、ＬｉＦ、ＣａＮなどの合金、または周期表の１族もしくは２族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜、またはこれらの積層膜）である。また、スパッタ法を用いて陰極を形成してもよい。
【００８０】
また、上面出射型または両面出射型の発光装置を作製する場合には、陰極は透明または半透明であることが好ましく、上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）、或いは上記金属膜の薄膜（１ｎｍ〜１０ｎｍ）と透明導電膜との積層を陰極とすることが好ましい。この場合、スパッタ法を用いて成膜室８０６で透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）からなる膜を形成すればよい。
【００８１】
以上の工程で積層構造の発光素子が形成される。
【００８２】
また、搬送室８０４に連結した成膜室８０６で窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜からなる保護膜を形成して封止してもよい。この場合、成膜室８０６内には、珪素からなるターゲット、または酸化珪素からなるターゲット、または窒化珪素からなるターゲットが備えられている。また、固定している基板に対して棒状のターゲットを移動させて保護膜を形成してもよい。また、固定している棒状のターゲットに対して、基板を移動させることによって保護膜を形成してもよい。
【００８３】
例えば、珪素からなる円盤状のターゲットを用い、成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって陰極上に窒化珪素膜を形成することができる。また、炭素を主成分とする薄膜（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜、ＣＮ膜、アモルファスカーボン膜）を保護膜として形成してもよく、別途、ＣＶＤ法を用いた成膜室を設けてもよい。ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜とも呼ばれる）は、プラズマＣＶＤ法（代表的には、ＲＦプラズマＣＶＤ法、マイクロ波ＣＶＤ法、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）ＣＶＤ法、熱フィラメントＣＶＤ法など）、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス（例えばＣＨ4、Ｃ2Ｈ2、Ｃ6Ｈ6など）とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、ＣＮ膜は反応ガスとしてＣ2Ｈ4ガスとＮ2ガスとを用いて形成すればよい。なお、ＤＬＣ膜やＣＮ膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対して透明とは可視光の透過率が８０〜１００％であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が５０〜８０％であることを指す。
【００８４】
次いで、発光素子が形成された基板を搬送室８０４から封止室８０２に搬送する。
【００８５】
封止基板は、封止基板ロード室８１０に外部からセットし、用意される。なお、水分などの不純物を除去するために予め真空アニールを行うことが好ましい。そして、封止基板に発光素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を形成する場合には、シーリング室８１１でシール材を形成し、シール材を形成した封止基板を封止基板ストック室８１３に搬送する。なお、シーリング室８１１において、封止基板に乾燥剤を設けてもよい。また、封止基板ストック室８１３に蒸着の際に使用する蒸着マスクをストックしてもよい。なお、ここでは、封止基板に対してシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、発光素子が形成された基板にシール材を形成してもよい。
【００８６】
次いで、封止・取出室８０２で基板と封止基板と貼り合わせ、貼り合わせた一対の基板を封止・取出室８０２に設けられた紫外線照射機構によってＵＶ光を照射してシール材を硬化させる。なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定されない。
【００８７】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止、取出室８０２から取り出す。
【００８８】
以上のように、図８に示した製造装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで大気に曝さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。また、蒸着源が移動し、成膜室８０５内を基板が移動することで蒸着は終了するため、短時間に蒸着が完了し、スループットよく発光装置を作製することができる。
【００８９】
なお、ここでは図示しないが、各処理室での作業をコントロールするための制御装置や、各処理室間を搬送するための制御装置や、基板を個々の処理室に移動させる経路を制御して自動化を実現するコントロール制御装置などを設けている。
【００９０】
また、図８に示す製造装置では、陽極として透明導電膜（または金属膜（ＴｉＮ）が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、透明または半透明な陰極（例えば、薄い金属膜（Ａｌ、Ａｇ）と透明導電膜の積層）を形成することによって、上面出射型（或いは両面出射）の発光素子を形成することも可能である。なお、上面出射型の発光素子とは、陰極を透過させて有機化合物層において生じた発光を取り出す素子を指している。
【００９１】
また、図８に示す製造装置では、陽極として透明導電膜が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、金属膜（Ａｌ、Ａｇ）からなる陰極を形成することによって、下面出射型の発光素子を形成することも可能である。なお、下面出射型の発光素子とは、有機化合物層において生じた発光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出し、さらに基板を通過させる素子を指している。
【００９２】
以上のように、本実施例の製造装置は、あらゆる有機ＥＬ素子の製造に対応することができ、さらに、長時間に渡って蒸着を行うことが可能になるため、大幅に生産性を向上することができる。
【実施例２】
【００９３】
本実施例では、絶縁表面を有する基板上に、本発明の白色発光を呈する発光素子を備えた発光装置（上面出射構造）を作製する例を図９、図１０に示す。なお、上面出射構造とは、絶縁表面を有する基板とは逆側から光を取り出す構造である。
【００９４】
図９は、発光装置を示す上面図、図１０は図９をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図９において、点線で示された９０１はソース信号線駆動回路、９０２は画素部、９０３はゲート側駆動回路である。また、９０４は透明な封止基板、９０５は第１シール材であり、第１シール材９０５で囲まれた内側は、透明な第２シール材９０７で充填されている。なお、第１シール材９０５には基板間隔を保持するためのギャップ材が含有されている。
【００９５】
なお、９０８は、ソース側駆動回路９０１及びゲート側駆動回路９０３に入力される信号を伝送するための接続配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）９０９からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
【００９６】
次に、断面構造について図１０を用いて説明する。基板９１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース側駆動回路９０１と画素部９０２が示されている。
【００９７】
なお、ソース側駆動回路９０１はｎチャネル型ＴＦＴ９２３とｐチャネル型ＴＦＴ９２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。また、ポリシリコン膜を活性層とするＴＦＴの構造は特に限定されず、トップゲート型ＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。
【００９８】
また、画素部９０２はスイッチング用ＴＦＴ９１１と、電流制御用ＴＦＴ９１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極（陽極）９１３を含む複数の画素により形成される。電流制御用ＴＦＴ９１２としてはｎチャネル型ＴＦＴであってもよいし、ｐチャネル型ＴＦＴであってもよいが、陽極と接続させる場合、ｐチャネル型ＴＦＴとすることが好ましい。また、保持容量（図示しない）を適宜設けることが好ましい。なお、ここでは無数に配置された画素のうち、一つの画素の断面構造のみを示し、その一つの画素に２つのＴＦＴを用いた例を示したが、３つ、またはそれ以上のＴＦＴを適宜、用いてもよい。
【００９９】
ここでは第１の電極（陽極）９１３がＴＦＴのドレインと直接接している構成となっているため、第１の電極（陽極）９１３の下層はシリコンからなるドレインとオーミックコンタクトのとれる材料層とし、有機化合物を含む層と接する最上層を仕事関数の大きい材料層とすることが望ましい。第一の電極（陽極）としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上のものを用いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれ、且つ、陽極として機能させることができる。また、第１の電極（陽極）９１３は、ＩＴＯ（indium tin oxide）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化珪素（ＳｉＯ2）を混合したＩＴＳＯ、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、Ｐｔ膜、モリブデン（Ｍｏ）、または金属材料の窒化物（窒化チタンなど）の単層としてもよいし、３層以上の積層を用いてもよい。
【０１００】
また、第１の電極（陽極）９１３の両端には絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）９１４が形成される。絶縁物９１４は有機樹脂膜もしくは珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。ここでは、絶縁物９１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて図１０に示す形状の絶縁物を形成する。
【０１０１】
成膜性を良好なものとするため、絶縁物９１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物９１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物９１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物９１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１０２】
また、絶縁物９１４を窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜からなる保護膜で覆ってもよい。
【０１０３】
次に電界発光層９１５を形成する。電界発光層９１５を形成する材料としては、低分子、高分子、低分子と高分子の間の性質を持つ中分子の材料がある。本実施例では、蒸着法によって電界発光層９１５を形成するため、低分子の材料を使用する。低分子材料も高分子材料も、溶媒に溶かすことでスピンコートやインクジェット法により塗布することができる。また、有機材料だけではなく、無機材料との複合材料も使用することができる。
【０１０４】
また、第１の電極（陽極）９１３上には、本発明の蒸着用容器を用いた蒸着法によって電界発光層９１５を選択的に形成する。例えば真空度が５×１０-3Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０-4〜１０-6Ｔｏｒｒまで真空排気された実施例１で説明した成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、抵抗加熱により、予め有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッターが開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスクに設けられた開口部を通って基板に蒸着され、電界発光層６１５（第１の電極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層）が形成される。なお、電界発光層９１５の構成はこのような積層でなくとも良く、単層、混合層で形成されていても良い。さらに、電界発光層９１５上には第２の電極（陰極）９１６が形成される。
【０１０５】
本発明の蒸着用容器および蒸着装置を用いると、加熱部から蒸発源が脱着可能な蒸着装置においても、蒸着時に容器の開口部とヒーターとの温度差を小さくすることができるため、開口部における蒸着材料の付着を防止することができる。従って、詰まりに起因する蒸発源の交換やメンテナンスの頻度を低くすることができ、スループットが向上する。また、開口部の詰まりによる蒸着レートの変化を抑えることができ、品質のばらつきが少ない高品質な発光装置を提供することが可能となる。
【０１０６】
なお、第２の電極（陰極）としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８eV以下が目安）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的な材料としては、元素周期律の１族又は２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、及びＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ2）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができる。但し、本実施例において第２の電極（陰極）は透光性を有するため、これらの金属、又はこれらの金属を含む合金を非常に薄く形成し、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＩＴＳＯ又はその他の金属（合金を含む）との積層により形成することができる。
【０１０７】
ここでは、発光が透過するように、第２の電極（陰極）９１６として、膜厚を薄くした仕事関数の小さい金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層を用いる。こうして、第１の電極（陽極）９１３、電界発光層９１５、及び第２の電極（陰極）９１６からなる電界発光素子９１８が形成される。
【０１０８】
本実施例では、電界発光層９１５として、正孔注入層であるＣｕＰｃ（２０ｎｍ）、ホール輸送性の第１の発光層であるα−ＮＰＤ（３０ｎｍ）、第２の発光層であるＣＢＰ＋Ｐｔ（ｐｐｙ）ａｃａｃ：１５ｗｔ％（２０ｎｍ）、電子輸送層であるＢＣＰ（３０ｎｍ）を順次積層することにより形成する。なお、第２の電極（陰極）として仕事関数の小さい金属薄膜を用いているため、ここでは電子注入層（ＣａＦ2）を用いる必要はない。
【０１０９】
このようにして形成された電界発光素子９１８は、白色発光を呈する。なお、ここでは、フルカラー化を実現するために着色層９３１と遮光層（ＢＭ）９３２からなるカラーフィルター（簡略化のため、ここではオーバーコート層は図示しない）を設けている。
【０１１０】
また、電界発光素子９１８を封止するために透明保護積層９１７を形成する。この透明保護積層９１７は、第１の無機絶縁膜と、応力緩和膜と、第２の無機絶縁膜との積層からなっている。第１の無機絶縁膜および第２の無機絶縁膜としては、スパッタ法またはＣＶＤ法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜（ＳｉＮＯ膜（組成比Ｎ＞Ｏ）またはＳｉＯＮ膜（組成比Ｎ＜Ｏ））、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）を用いることができる。これらの無絶縁膜は水分に対して高いブロッキング効果を有しているが、膜厚が厚くなると膜応力が増大してピーリングや膜剥がれが生じやすい。
【０１１１】
しかし、第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜との間に応力緩和膜を挟むことで、応力を緩和するとともに水分を吸収することができる。また、成膜時に何らかの原因で第１の無機絶縁膜に微小な穴（ピンホールなど）が形成されたとしても、応力緩和膜で埋められ、さらにその上に第２の無機絶縁膜を設けることによって、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。
【０１１２】
また、応力緩和膜としては、無機絶縁膜よりも応力が小さく、且つ、吸湿性を有する材料が好ましい。加えて、透光性を有する材料であることが望ましい。また、応力緩和膜としては、α―ＮＰＤ、ＢＣＰ、ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ3などの有機化合物を含む材料膜を用いてもよく、これらの材料膜は、吸湿性を有し、膜厚が薄ければ、ほぼ透明である。また、ＭｇＯ、ＳｒＯ2、ＳｒＯは吸湿性及び透光性を有し、蒸着法で薄膜を得ることができるため、応力緩和膜に用いることができる。
【０１１３】
本実施例では、シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で成膜した膜、即ち、水分やアルカリ金属などの不純物に対してブロッキング効果の高い窒化珪素膜を第１の無機絶縁膜または第２の無機絶縁膜として用い、応力緩和膜として蒸着法によりＡｌｑ3の薄膜を用いる。また、透明保護積層に発光を通過させるため、透明保護積層のトータル膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。
【０１１４】
また、電界発光素子９１８を封止するために不活性気体雰囲気下で第１シール材９０５、第２シール材９０７により封止基板９０４を貼り合わせる。なお、第１シール材９０５、第２シール材９０７としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材９０５、第２シール材９０７はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。
【０１１５】
また、本実施例では封止基板９０４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、第１シール材９０５、第２シール材９０７を用いて封止基板９０４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うように第３のシール材で封止することも可能である。
【０１１６】
以上のようにして電界発光素子９１８を第１シール材６０５、第２シール材９０７に封入することにより、電界発光素子９１８を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった電界発光層９１５の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１１７】
また、第１の電極（陽極）９１３として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光装置を作製することもできる。
【実施例３】
【０１１８】
本発明が適用される電子機器として、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオなど）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍など）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体を再生し、その映像を表示することができるディスプレイを備えた装置）などをあげることができる。これらの電子機器の具体例を図１１に示す。
【０１１９】
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体１８０１、表示部１８０２、スピーカー１８０３などを含む。本発明は表示部１８０２の作成に適用される。本発明を使用することにより、大画面の表示装置であっても表示ムラのない高品質な表示を得ることが可能となる。なお、この表示装置は、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１２０】
図１１（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体１８１１、表示部１８１２、受像部１８１３、操作キー１８１４、外部接続ポート１８１５、シャッター１８１６などを含む。本発明は表示部１８１２の製造過程に適用することができる。本発明をその製造過程に適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２１】
図１１（Ｃ）はコンピュータであり、本体１８２１、筐体１８２２、表示部１８２３、キーボード１８２４、外部接続ポート１８２５、ポインティングマウス１８２６などを含む。本発明は表示部１８２３を作成する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２２】
図１１（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体１８３１、表示部１８３２、スイッチ１８３３、操作キー１８３４、赤外線ポート１８３５などを含む。本発明は表示部１８３２を製造する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２３】
図１１（Ｅ）は携帯型のゲーム機器であり、筐体１８４１、表示部１８４２、スピーカー部１８４３、操作キー１８４４、記録媒体挿入部１８４５などを含む。本発明は、表示部１８４２を製造する際に適用することができる。本発明を適用することによって、画像の表示をより的確に行うことが可能となる。
【０１２４】
以上のように、本発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また、一辺が１メートルを超える大型基板においても良好に蒸着材料を良好に蒸着することができるため、製品の歩留まりが向上し、最終的には製品の製造コストを低減することが可能となる。同時に、製品の表示品質が向上するため、高品質な表示を行う電子機器として、製品の競争力を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図２】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図３】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図４】本発明の容器とその加熱方法を示す図。
【図５】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図６】本発明の容器の構造の例を示す図。
【図７】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図８】本発明の容器を用いた蒸着装置を示す図。
【図９】本発明の容器と蒸着装置を用いた発光装置の例を示す図。
【図１０】本発明の容器と蒸着装置を用いた発光装置の例を示す図。
【図１１】本発明を適用した電子機器の例を示す図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、
開口部を有するフタとを有し、
前記フタの外周端部は前記胴部よりも外側に突出していることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項２】
蒸着材料を充填する空洞を有する胴部と、
開口部を有するフタとを有し、
前記フタの側面上部は蛇腹構造となっていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項３】
請求項２において、
前記フタの蛇腹部の凸部は、容器の側面より張り出していることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記フタは、脱着が可能であることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記フタは、前記フタの構成材料より熱伝導率の高い物質によってコーティングされていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項６】
前記フタは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムによってコーティングされていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記蒸着用容器の材料は、タンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムによって形成されていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項８】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、前記胴部より外側に突出している外周端部と開口部とを有するフタから構成される蒸着用容器と、
前記蒸着用容器を加熱する加熱部を有する蒸着源とを有し、
前記フタの外周端部は、前記加熱部と接することを特徴とする蒸着装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記フタの外周端部の直径は、前記蒸着源の開口部の直径よりも大きく、
前記フタの外周端部の下面が前記加熱部の上面と接することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１０】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、開口部を有するフタから構成される蒸着用容器と、
前記蒸着用容器を加熱する加熱部を有する蒸着源とを有し、
前記フタの側面上部は、蛇腹構造を有することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記フタの蛇腹部の凸部は、容器の側面より張り出していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記フタは脱着が可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記フタは、前記フタの構成材料より熱伝導率の高い物質によってコーティングされていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記熱伝導率の高い物質とは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムのうち一種もしくは複数種を用いたことを特徴とする蒸着装置。
【請求項１】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、
開口部を有するフタとを有し、
前記フタの外周端部は前記胴部よりも外側に突出していることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項２】
蒸着材料を充填する空洞を有する胴部と、
開口部を有するフタとを有し、
前記フタの側面上部は蛇腹構造となっていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項３】
請求項２において、
前記フタの蛇腹部の凸部は、容器の側面より張り出していることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記フタは、脱着が可能であることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記フタは、前記フタの構成材料より熱伝導率の高い物質によってコーティングされていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項６】
前記フタは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、炭化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムによってコーティングされていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記蒸着用容器の材料は、タンタル、モリブデン、タングステン、チタン、窒化ボロン、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化珪素、窒化硼素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムによって形成されていることを特徴とする蒸着用容器。
【請求項８】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、前記胴部より外側に突出している外周端部と開口部とを有するフタから構成される蒸着用容器と、
前記蒸着用容器を加熱する加熱部を有する蒸着源とを有し、
前記フタの外周端部は、前記加熱部と接することを特徴とする蒸着装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記フタの外周端部の直径は、前記蒸着源の開口部の直径よりも大きく、
前記フタの外周端部の下面が前記加熱部の上面と接することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１０】
蒸着材料を充填する有底筒状の胴部と、開口部を有するフタから構成される蒸着用容器と、
前記蒸着用容器を加熱する加熱部を有する蒸着源とを有し、
前記フタの側面上部は、蛇腹構造を有することを特徴とする蒸着装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記フタの蛇腹部の凸部は、容器の側面より張り出していることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記フタは脱着が可能であることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記フタは、前記フタの構成材料より熱伝導率の高い物質によってコーティングされていることを特徴とする蒸着装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記熱伝導率の高い物質とは、金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケル、ベリリウム、炭化珪素、窒化炭素、窒化珪素、窒化硼素、酸化珪素、酸化ベリウム、窒化アルミニウムのうち一種もしくは複数種を用いたことを特徴とする蒸着装置。
【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２００６−９１３４（Ｐ２００６−９１３４Ａ）
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０１７１４（Ｐ２００４−２０１７１４）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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