連続成膜装置及び連続成膜方法
【課題】高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる連続成膜装置を提供する。
【解決手段】連続成膜装置は、第２の蒸着室２１４と、それに繋げられた第３の蒸着室２１５と、第２の蒸着室内から第３の蒸着室内へ基板１０を搬送する搬送機構と、第２の蒸着室内に配置され、前記基板の搬送方向に並べて配置された複数の第３の蒸着源１４と、第３の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に交互に並べて配置された第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃ及び第５の蒸着源１６ａ，１６ｂと、を具備し、第３の蒸着室において最も第２の蒸着室側に配置される蒸着源は第４の蒸着源１５ａであり、第４の蒸着源は、ホスト材料を有し、第５の蒸着源は、ドーパント材料を有し、第３の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。
【解決手段】連続成膜装置は、第２の蒸着室２１４と、それに繋げられた第３の蒸着室２１５と、第２の蒸着室内から第３の蒸着室内へ基板１０を搬送する搬送機構と、第２の蒸着室内に配置され、前記基板の搬送方向に並べて配置された複数の第３の蒸着源１４と、第３の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に交互に並べて配置された第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃ及び第５の蒸着源１６ａ，１６ｂと、を具備し、第３の蒸着室において最も第２の蒸着室側に配置される蒸着源は第４の蒸着源１５ａであり、第４の蒸着源は、ホスト材料を有し、第５の蒸着源は、ドーパント材料を有し、第３の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、前記ホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着源を用いた連続成膜装置及び連続成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光素子の作製装置にはインライン型連続成膜装置がある（例えば、特許文献１）。インライン型連続成膜装置は、一列に並べて配置され互いに繋げられた複数の蒸着室と、複数の蒸着室の内部で基板を搬送する搬送機構を有している。複数の蒸着室それぞれは基板の搬送方向に一列に並べて配置された複数の線状蒸着源を有しており、複数の線状蒸着源それぞれの長手方向は基板の搬送方向に対して垂直に且つ互いに平行に配置されている。このようなインライン型連続成膜装置では、複数の蒸着室内で基板を搬送しながら、基板に設けられた陽極上に、複数の蒸着源によってＥＬ層を連続的に形成することができる。なお、ＥＬ層は少なくとも発光層を含み、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層等を必要に応じて積層して構成することができる。
【０００３】
発光層は、発光物質であるドーパント材料をホスト材料に混合させた構成が発光効率を高める上で好ましい。ホスト材料としては、ドーパント材料（または可視光を発する発光物質）の最高被占有軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｔｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位（以下、「ＨＯＭＯ準位」という。）よりも深いＨＯＭＯ準位を備える材料が好適である。なお、ドーパント材料とホスト材料は物性が異なり、その混合比率を適宜調整して発光層を作製するには、それぞれの蒸着源を独立して制御する必要がある。このため、上記のインライン型連続成膜装置では、ドーパント材料の線状蒸着源とホスト材料の線状蒸着源を交互に配置して隣り合う線状蒸着源によってホスト材料にドーパント材料を混合させながら成膜される。
【０００４】
一方、陽極に用いる材料としては、有機化合物に比べて高い導電性を備える金属や金属酸化物などが好適である。電力の損失を抑えることができるからである。しかし、金属や金属酸化物などの仕事関数は、発光層に含まれる材料のＨＯＭＯ準位に比べて浅く、その差は陽極から発光層に含まれる材料いずれについてもホールを流し込むことを困難にしてしまう。
【０００５】
そこで、陽極の仕事関数より深く且つ発光層に含まれる材料よりも浅いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いて、陽極と発光層の間にホール輸送層を形成し、陽極の仕事関数と発光層に含まれる材料のＨＯＭＯ準位の不一致を緩和する構成が知られている。ホール輸送層を設けることにより、発光層に含まれる比較的ＨＯＭＯ準位が浅い材料（例えば、発光物質）を介して、陽極からホールが発光層に流れやすくなる。
【０００６】
しかし、インライン型連続成膜装置では、ホール輸送層と発光層の界面にドーパント材料である発光物質のみを含む単独層、あるいは発光層に含まれる材料のうちＨＯＭＯ準位が最も深いホスト材料のみを含む単独層が形成されやすい。発光物質のみを含む単独層が形成されると、発光物質が濃度消光を起こしてしまう。また、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位との差が大きい場合、ホスト材料のみを含む単独層が形成されると、ホール輸送層から発光層にホールが流れにくくなる。したがって、単独層が形成されると発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を招く。なお、本明細書において、「単独層」とは、単一の材料からなる層を指す。
【０００７】
特に、発光素子を量産する場合には、発光素子を効率的に作製することが求められるため、線状蒸着源による蒸着速度及び基板の搬送速度は高速に設定され、高速で成膜が行われる。しかし一方で、このように成膜速度を高速化すると、ホール輸送層と発光層の界面に上記の単独層が特に形成されやすくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２６１１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様は、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することを課題とする。また、本発明の一態様は、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様では、ホール輸送層と発光層との間に形成される単独層が、発光層のホスト材料からなる。発光層のホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられている。このように、敢えてホスト材料の単独層をホール輸送層と発光層との間に形成することにより、発光物質の単独層が形成されるのを防ぎ、発光素子の発光効率が低下することを抑制する（濃度消光を抑制する）ことができる。さらに、ホスト材料の単独層が形成されても、該ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられているため、ホールは発光層に潤滑に輸送され、発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明の一態様は、第１の蒸着室と、前記第１の蒸着室に繋げられた第２の蒸着室と、前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、前記第１の蒸着室内に配置された第１の蒸着源と、前記第２の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第２の蒸着源及び第３の蒸着源と、を具備し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であり、前記第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられており、前記第３の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位と揃えられていないことを特徴とする連続成膜装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源は交互に配置されており、前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であるとよい。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によってホスト材料層を成膜し、前記ホスト材料層上に前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜するとよい。
【００１４】
上記の本発明の一態様によれば、第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位が第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単独層に含まれるホスト材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、前記ホスト材料に前記ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であるとよい。
【００１６】
上記の本発明の一態様によれば、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、高速成膜で発光層を成膜しても、発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着室内には、前記搬送方向に並べて前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源が配置され、前記第２の蒸着室には、前記第２の蒸着源の隣に前記第３の蒸着源または前記第４の蒸着源が配置され、前記第３または前記第４の蒸着源の一方は、ホスト材料を有し、前記第３または前記第４の蒸着源の他方は、ドーパント材料を有し、前記第２の蒸着源が有する材料は、補助ドーパント材料であるとよい。
【００１８】
また、本発明の一態様において、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によって補助ドーパント材料層を成膜し、前記補助ドーパント材料層上に前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜するとよい。
【００１９】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位が補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、ホールが第１の蒸着層から第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層である補助ドーパント材料層に流れやすくなる。
【００２０】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることが好ましい。
【００２１】
上記の本発明の一態様によれば、高速成膜で発光層を成膜しても、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００２２】
本発明の一態様は、基板上に第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記第１の蒸着層上に第２の蒸着源によって第２の蒸着層を成膜し、前記第２の蒸着層上に前記第２の蒸着源及び第３の蒸着源によって前記第２の蒸着源が有する材料に前記第３の蒸着源が有する材料が混合された第３の蒸着層を成膜する方法であって、前記第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられていることを特徴とする連続成膜方法である。
【００２３】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第２の蒸着層はホスト材料層であり、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、前記第３の蒸着層は前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された層であるとよい。
【００２４】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、ホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単独層に含まれるホスト材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができる。
【００２５】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に交互に並べて配置された前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であるとよい。
【００２６】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源が有する材料は補助ドーパント材料であり、前記第２の蒸着層は補助ドーパント材料層であり、前記第３の蒸着層を成膜する際は、前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源によって成膜され、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、前記第４の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第３の蒸着層は、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された層であるとよい。
【００２７】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層である補助ドーパント材料層を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができる。
【００２８】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、前記第１の蒸着室は前記第１の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に並べて配置された前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であるとよい。
【００２９】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層は、ホール輸送層であり、前記第３の蒸着層は、発光層であるとよい。
【００３０】
上記の本発明の一態様によれば、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、高速成膜で発光層を成膜しても、発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
また、上記の本発明の一態様によれば、高速成膜で発光層を成膜しても、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層を成膜する前の前記基板上には電極が形成されているとよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明の一態様を適用することで、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃え、且つ当該材料を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。
【００３５】
また、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（Ａ）は本発明の一態様に係るインライン型連続成膜装置の全体構成を模式的に示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の上面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の側面図、（Ｄ）は（Ｃ）に示す蒸着室２１５で発光層が成膜される様子を示す断面図。
【図２】図１に示すインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成を示す断面図。
【図３】図１（Ｄ）に示すホール輸送層２２、ホスト材料層２３及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図。
【図４】（Ａ）は本発明の一態様に係るインライン型連続成膜装置の全体構成を模式的に示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の上面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の側面図、（Ｄ）は（Ｃ）に示す蒸着室２１５で発光層が成膜される様子を示す断面図。
【図５】図４に示すインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成を示す断面図。
【図６】図４（Ｄ）に示すホール輸送層２２、補助ドーパント材料層２３ａ及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例１を模式的に示す断面図、（Ｃ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例２を模式的に示す断面図。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例３を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。
【００３８】
（実施の形態１）
本実施の形態で例示する発光素子の作製装置であるインライン型連続成膜装置の全景は図１（Ａ）に示すとおりである。インライン型連続成膜装置２００は、前処理部２１２、第１の蒸着室２１３、第２の蒸着室２１４、第３の蒸着室２１５、第４の蒸着室２１６、第５の蒸着室２１７、第６の蒸着室２１８、並びに後処理部２１９を備える。
【００３９】
前処理部２１２はローダ部２１２ａと前処理室２１２ｂを備える。ローダ部２１２ａは大気圧で搬入される複数の基板１０を蓄え、図示されない排気手段により蒸着可能な圧力まで減圧するための部屋である。なお、本実施の形態では、予め第１の電極１１が形成されている基板１０を用いる場合について説明する。前処理室２１２ｂでは、前処理により基板１０に付着した不純物を除去する。前処理としては、例えば真空加熱処理やＵＶ照射処理などをその例に挙げることができる。
【００４０】
後処理部２１９は受け渡し室２１９ａ、封止室２１９ｂ並びにアンローダ部２１９ｃを備える。受け渡し室２１９ａは、減圧された環境に置かれている基板１０を大気圧に移送するための部屋であり、図示されない排気手段と高純度の不活性ガスの充填手段を有する。封止室２１９ｂは基板１０上に成膜した蒸着膜を覆う封止材を設ける部屋であり、封止材は蒸着膜を大気から保護する。
【００４１】
第１乃至第６の蒸着室２１３〜２１８それぞれは、相互間に緩衝部２１３ａ〜２１８ａを備え、緩衝部２１３ａ〜２１８ａを介して隣接する蒸着室と接続されている。緩衝部を設けることにより、蒸着中の膜に隣接する蒸着室から飛来する蒸着物質が混入してしまう現象を防ぐことができる。なお、第１乃至第６の蒸着室２１３〜２１８それぞれは図示されない基板の搬送手段と、排気手段を備える。
【００４２】
第１の蒸着室２１３から、第５の蒸着室２１７はいずれも線状蒸着源を備える。また、第６の蒸着室２１８は線状蒸着源を備えていても、ポイントソース型の蒸着源を備えていても、スパッタリング方式の成膜装置を備えていてもよい。
【００４３】
線状蒸着源は蒸着材料を加熱して気化する蒸着源であり、一方向に長い。線状蒸着源を備える蒸着室の上面図を図１（Ｂ）に、側面図を図１（Ｃ）に示す。本実施の形態で例示する線状蒸着源は、その長手方向が基板の搬送方向に直交し、基板の幅（基板の搬送方向と直交する方向の基板の長さ）以上の長さを備える。蒸着源をこのような構成とすることにより、蒸着源から蒸着材料を基板の長手方向に比べて幅方向に拡げて気化することが可能となり、且つ基板を一方向に搬送することで基板の全面に蒸着膜を形成できる。
【００４４】
以下に詳細に説明する。
第１の蒸着室２１３内には、第１及び第２の蒸着源１２，１３が基板１０の搬送方向（矢印の方向）に交互に並べて配置されている（図１（Ａ））。第２の蒸着室２１４内には、複数の第３の蒸着源１４が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ）〜（Ｃ））。第３の蒸着室２１５内には、第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃ及び第５の蒸着源１６ａ，１６ｂが基板１０の搬送方向に交互に並べて配置されている（図１（Ａ）〜（Ｃ））。第４の蒸着室２１６内には、複数の第７の蒸着源１７が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ））。第５の蒸着室２１７内には、複数の第８の蒸着源１８が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ））。
【００４５】
本実施の形態で例示するインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成について図２を参照しつつ説明する。特に、単一の材料のみを含む膜を成膜する場合と、複数の材料を含む膜を成膜する場合について説明する。
【００４６】
また、インライン型連続成膜装置の側面図（図１（Ｃ））と、基板の断面図（図１（Ｄ））を用いて、単一の材料のみを含む膜を第２の蒸着室２１４において成膜し、ホスト材料とドーパント材料を含む膜を第３の蒸着室２１５において成膜する場合については詳細に説明する。
【００４７】
例示する第１の蒸着室２１３内に前処理室２１２ｂから基板１０が搬送され、第１及び第２の蒸着源１２，１３によって基板１０上に予め形成されている第１の電極１１上にホール注入層２１が成膜される（図２，図１（Ｄ））。本実施の形態において、第１の蒸着源１２は、モリブデン酸化物をアクセプタ性の材料として備え、第２の蒸着源１３は、ホール輸送性に優れた材料を備える。
【００４８】
本発明の一態様では、ホール輸送層２２を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えるため、ホール輸送層２２から発光層２６へのホール輸送は潤滑であるが、一方で、陽極からホール輸送層２２へはホールが輸送されにくくなる場合がある。このとき、本実施の形態で示すように、ホール注入層２１として、アクセプタ性の材料及びホール輸送性に優れた材料の複合材料を用いることが好ましい。該複合材料を用いることで、発光素子を、陽極からホール輸送層２２にホールが輸送されやすい構成とすることができる。
【００４９】
次に、例示する第２の蒸着室２１４は５つの第３の蒸着源１４を備え、いずれも同じ蒸着材料であるホール輸送層用材料の蒸着源である。また、基板１０は図中の左手側から右手側に向かって搬送手段により搬送され、ホール注入層２１上にはホール輸送層２２が成膜される。このような構成の第２の蒸着室２１４では、一定の組成の蒸着膜を成膜でき、その厚みはそれぞれの蒸着源１４の蒸着速度に比例し、基板１０の移動速度に反比例して決まる。
【００５０】
次に、例示する第３の蒸着室２１５は５つの線状蒸着源を備える。本実施の形態では、３つの第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃにホスト材料の蒸着源を備え、２つの第５の蒸着源１６ａ，１６ｂに発光物質であるドーパント材料の蒸着源を備える。第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃそれぞれのホスト材料のＨＯＭＯ準位は、第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。さらに、ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール注入層２１に含まれるホール輸送性に優れた材料のＨＯＭＯ準位に揃えられていると、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができるため好ましい。また、図中の左手側から右手側に向かって、搬送手段が基板１０を搬送する。
【００５１】
このような構成を有する第３の蒸着室２１５では、基板１０上にホスト材料とドーパント材料が混合された組成を有する発光層２６を成膜できる。成膜される発光層２６の組成は、ホスト材料の蒸着源１５ａ〜１５ｃの蒸着速度とドーパント材料の蒸着源１６ａ，１６ｂの蒸着速度の比率によって決まる。なお、異なる蒸着源から異なる材料を蒸着して一つの膜を成膜する当該蒸着法は、共蒸着法の一態様である。
【００５２】
第３の蒸着室２１５の第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃと第５の蒸着源１６ａ，１６ｂによって成膜する発光層２６の構造を、図１（Ｄ）を用いて説明する。第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃと第５の蒸着源１６ａ，１６ｂは異なる蒸着材料の蒸着源であるため、その位置を同一にすることができない。その結果、二つの蒸着材料を完全に均一に混合することができない場所が生じる。特に、第３の蒸着室２１５の基板１０が搬入される側の先頭に配置された第４の蒸着源１５ａは、その基板１０が搬入される側には他の蒸着源が配置されていない。その結果、その第４の蒸着源１５ａは、搬入されてくる基板１０に第４の蒸着源１５ａの蒸着材料（ホスト材料）のみを含む膜を成膜することになる。
【００５３】
詳細には、第３の蒸着室２１５では、第２の蒸着室２１４において蒸着された膜（例えばホール輸送層２２）に接して、第４の蒸着源１５ａがホスト材料のみを含むホスト材料層２３を成膜する。
【００５４】
そして基板１０が第３の蒸着室２１５の奥にさらに進行すると、第５の蒸着源１６ａがドーパント材料を成膜する。ホスト材料の蒸着源である第４の蒸着源１５ａと第４の蒸着源１５ｂに第５の蒸着源１６ａは挟まれているため、ホスト材料とドーパント材料が混合された混合材料層２４が主として成膜される。なお、第４の蒸着源１５ａと第５の蒸着源１６ａとの間隔、第５の蒸着源１６ａと第４の蒸着源１５ｂとの間隔、第４の蒸着源１５ｂと第５の蒸着源１６ｂとの間隔、第５の蒸着源１６ｂと第４の蒸着源１５ｃとの間隔それぞれによっては、混合材料層２４の他にドーパント材料層２５が成膜されることもある。このようにしてホール輸送層２２上にはホスト材料層２３が成膜され、ホスト材料層２３上には混合材料層２４が成膜される（図２，図１（Ｄ））。
【００５５】
次に、例示する第４の蒸着室２１６内に第３の蒸着室２１５から基板１０が搬送され、第７の蒸着源１７によって発光層２６上には電子輸送層２７が成膜される（図２）。
【００５６】
次に、例示する第５の蒸着室２１７内に第４の蒸着室２１６から基板１０が搬送され、第８の蒸着源１８によって電子輸送層２７上には電子注入層２８が成膜される（図２）。
【００５７】
次に、例示する第６の蒸着室２１８内において、電子注入層２８上には第２の電極２９が成膜される。
【００５８】
図３は、図１（Ｄ）に示すホール輸送層２２、ホスト材料層２３及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図である。
本実施の形態によれば、第３の蒸着室２１５において川上側に第４の蒸着源１５ａを配置することで、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間にホスト材料層２３を成膜することができ、高速成膜（例えば成膜速度３ｎｍ／ｓｅｃ、成膜時間１０ｓｅｃ／層）をしても、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間に発光物質のみを含む単独層（ドーパント材料層）が成膜されることを抑制することができる。そして、第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃそれぞれのホスト材料のＨＯＭＯ準位が第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている結果、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなり、発光層２６の発光効率の低下を抑制することができる。
【００５９】
なお、本明細書において、ホスト材料のＨＯＭＯ準位がホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているという場合の「揃える」の定義は、ＨＯＭＯ準位が完全に一致する場合だけではなく、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなる程度に揃えられている場合を含む。具体的にはホスト材料のＨＯＭＯ準位とホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が０．２ｅＶ以内、好ましくは０．１ｅＶ以内である場合を含む。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図４〜図６を参照しつつ説明するが、図１〜図３と同一部分については同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態で例示する発光素子の作製装置であるインライン型連続成膜装置の全景は図４（Ａ）に示すとおりである。線状蒸着源を備える蒸着室の上面図を図４（Ｂ）に、側面図を図４（Ｃ）示す。
【００６２】
第３の蒸着室２１５内には、第４の蒸着源１９、第５の蒸着源１５及び第６の蒸着源１６が基板１０の搬送方向にこの順で並べて且つ繰り返して配置されている（図４（Ａ）〜（Ｃ））。
【００６３】
本実施の形態で例示するインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成について図５を参照しつつ説明する。特に、単一の材料のみを含む膜を成膜する場合と、複数の材料を含む膜を成膜する場合について説明する。
【００６４】
また、インライン型連続成膜装置の側面図（図４（Ｃ））と、基板の断面図（図４（Ｄ））を用いて、単一の材料のみを含む膜を第２の蒸着室２１４において成膜し、ホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料を含む膜を第３の蒸着室２１５において成膜する場合については詳細に説明する。
【００６５】
例示する第１の蒸着室２１３内に前処理室２１２ｂから基板１０が搬送され、第１及び第２の蒸着源１２，１３によって基板１０に予め形成されている第１の電極１１上にホール注入層２１が成膜される（図５，図４（Ｄ））。本実施の形態においては、第１の蒸着源１２は酸化モリブデンをアクセプタ性の材料として備え、第２の蒸着源１３はホール輸送性に優れた材料を備える。第１の蒸着源１２と第２の蒸着源１３を用いて成膜した混合層は、ホール注入層として用いることができる。
【００６６】
次に、例示する第２の蒸着室２１４は５つの第３の蒸着源１４を備え、いずれも同じ蒸着材料であるホール輸送層用材料の蒸着源である。また、基板１０は図中の左手側から右手側に向かって搬送手段により搬送され、ホール注入層２１上にはホール輸送層２２が成膜される。
【００６７】
次に、例示する第３の蒸着室２１５は少なくとも６つの線状蒸着源を備える。本実施の形態では、２つの第４の蒸着源１９に補助ドーパント材料の蒸着源を備え、２つの第５の蒸着源１５に発光物質であるドーパント材料の蒸着源を備え、２つの第６の蒸着源１６にホスト材料の蒸着源を備える。第４の蒸着源１９それぞれの補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位は、第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。また、図中の左手側から右手側に向かって、搬送手段が基板１０を搬送する。
【００６８】
このような構成を有する第３の蒸着室２１５では、基板１０に形成したホール輸送層２２上にホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料が混合された組成を有する発光層を成膜できる。成膜される発光層の組成は、ホスト材料の蒸着源１６の蒸着速度とドーパント材料の蒸着源１５の蒸着速度と補助ドーパント材料の蒸着源１９の比率によって決まる。
【００６９】
第３の蒸着室２１５の第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６によって成膜する発光層２６の構造を、図４（Ｄ）を用いて説明する。第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６は異なる蒸着材料の蒸着源であるため、その位置を同一にすることができない。その結果、三つの蒸着材料を完全に均一に混合することができない場所が生じる。特に、第３の蒸着室２１５の基板１０が搬入される側の先頭に配置された第４の蒸着源１９は、その基板１０が搬入される側には他の蒸着源が配置されていない。その結果、その第４の蒸着源１９は、搬入されてくる基板１０に第４の蒸着源１９の蒸着材料（補助ドーパント材料）のみを含む膜を成膜することになる。
【００７０】
詳細には、第３の蒸着室２１５では、第２の蒸着室２１４において蒸着された膜（例えばホール輸送層２２）に接して、第４の蒸着源１９が補助ドーパント材料のみを含む補助ドーパント材料層２３ａを成膜する。
【００７１】
そして基板１０が第３の蒸着室２１５の奥にさらに進行すると、第５の蒸着源１５及び第６の蒸着源１６がドーパント材料及びホスト材料を成膜する。補助ドーパント材料の蒸着源である第４の蒸着源１９とドーパント材料の蒸着源である第５の蒸着源１５とホスト材料の蒸着源である第６の蒸着源１６は並べて配置されているため、ホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料が混合された混合材料層２４が主として成膜される。なお、第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５との間隔、第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６との間隔それぞれによっては、混合材料層２４の他にドーパント材料層２５が成膜されることもある。このようにしてホール輸送層２２上には補助ドーパント材料層２３ａが成膜され、補助ドーパント材料層２３ａ上には混合材料層２４が成膜される（図５，図４（Ｄ））。
【００７２】
次に、実施の形態１と同様に、第３の蒸着室２１５から第４の蒸着室２１６、第５の蒸着室２１７、第６の蒸着室２１８の順に基板１０が搬送され、第７の蒸着源１７によって発光層２６上には電子輸送層２７が成膜され、第８の蒸着源１８によって電子輸送層２７上には電子注入層２８が成膜され、電子注入層２８上には第２の電極２９が成膜される（図５）。
【００７３】
図６は、図４（Ｄ）に示すホール輸送層２２、補助ドーパント材料層２３ａ及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図である。
本実施の形態によれば、発光層を成膜する第３の蒸着室２１５において川上側に補助ドーパントを備えた第４の蒸着源１９を配置することで、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間に補助ドーパント材料層２３ａを成膜することができ、高速成膜（例えば成膜速度３ｎｍ／ｓｅｃ、成膜時間１０ｓｅｃ／層）をしても、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間にホスト材料のみを含む単独層（ホスト材料層）が成膜されることを抑制することができる。そして、第４の蒸着源１９の補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位が第３の蒸着源１４のホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、ホール輸送層２２と補助ドーパント材料層２３ａのＨＯＭＯ準位を揃えることができる。その結果、ホール輸送性に優れた補助ドーパント材料層２３ａが形成され、発光層２６に混合された補助ドーパントがそのＨＯＭＯ準位に由来するホール受容性の準位を発光層中に形成されることでホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなり、発光層２６の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００７４】
なお、本明細書において、補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位がホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているという場合の「揃える」の定義は、ＨＯＭＯ準位が完全に一致する場合だけではなく、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなる程度に揃えられている場合を含む。具体的には補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位とホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が０．２ｅＶ以内、好ましくは０．１ｅＶ以内である場合を含む。
【００７５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製できる発光素子の構成の一例について図７及び図８を参照して説明する。いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様（例えば実施の形態１）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。また、いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃え、且つ当該材料を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。また、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００７６】
なお、連続成膜装置の蒸着室の数および蒸着源の構成は、作製する発光素子のＥＬ層の数に合わせて適宜設ければよい。
【００７７】
本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びにＥＬ層を備える。基板上に形成された第１の電極は陽極として機能し、第２の電極が陰極として機能する。ＥＬ層は第１の電極と第２の電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は第１の電極と第２の電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。
【００７８】
＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層１１０３が挟まれている。
【００７９】
陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層１１０３に陽極１１０１の側からホールが注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子とホールはＥＬ層１１０３において再結合し、ＥＬ層１１０３に含まれる発光物質が発光する。
【００８０】
ＥＬ層１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えばホール注入性の高い物質、ホール輸送性の高い物質、ホール輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及びホールの輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。
【００８１】
ＥＬ層１１０３の具体的な構成の一例を図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）に示すＥＬ層１１０３は、ホール注入層１１１３、ホール輸送層１１１４、発光層１１１５、電子輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されている。
【００８２】
＜発光素子の構成例２．＞
発光素子の構成の他の一例を図７（Ｃ）に示す。図７（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層１１０３が挟まれている。さらに、陰極１１０２とＥＬ層１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２のＥＬ層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。
【００８３】
中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。
【００８４】
中間層１１０４における電子とホールの挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、ホールと電子が発生し、ホールは陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａはＥＬ層１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、ＥＬ層１１０３への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、ＥＬ層１１０３の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位に注入される。
【００８５】
また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
【００８６】
＜発光素子の構成例３．＞
発光素子の構成の他の一例を図８（Ａ）に示す。図８（Ａ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層が２つ設けられている。さらに、ＥＬ層１１０３ａと、ＥＬ層１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。
【００８７】
なお、陽極と陰極の間に設けるＥＬ層は二つに限定されない。図８（Ｂ）に例示する発光素子は、ＥＬ層１１０３が複数積層された構造、所謂、積層型素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以下）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間に、それぞれ中間層１１０４を設ける構成とする。
【００８８】
また、当該発光素子の構成例３のＥＬ層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層１１０４には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例１、または発光素子の構成例２の記載を参酌できる。
【００８９】
ＥＬ層の間に設けられた中間層１１０４における電子とホールの挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４においてホールと電子が発生し、ホールは陰極１１０２側に設けられたＥＬ層へ移動し、電子は陽極側に設けられたＥＬ層へ移動する。陰極側に設けられたＥＬ層に注入されたホールは、陰極側から注入された電子と再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられたＥＬ層に注入された電子は、陽極側から注入されたホールと再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。依って、中間層１１０４において発生したホールと電子は、それぞれ異なるＥＬ層において発光に至る。
【００９０】
なお、ＥＬ層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、ＥＬ層同士を接して設けることができる。具体的には、ＥＬ層の一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、ＥＬ層同士を接して設けることができる。
【００９１】
発光素子の構成例１乃至構成３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極とＥＬ層の間に中間層を設けることもできる。
【００９２】
＜発光素子の具体例１．＞
次に、本発明の一態様（例えば実施の形態１）の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
【００９３】
【化１】
【００９４】
以下で説明する発光素子は、基板上に順に形成された、第１の電極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、第１の電子輸送層、第２の電子輸送層、電子注入層、及び第２の電極を有する。
【００９５】
第１の電極は、膜厚１１０ｎｍの、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）からなる。
【００９６】
ホール注入層は、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで形成する。ホール注入層の膜厚は７０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節する。
【００９７】
ホール輸送層は、膜厚３０ｎｍの、ＰＣｚＰＡからなる。
【００９８】
発光層は、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４'−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）とを共蒸着することで形成する。発光層の膜厚は２０ｎｍとし、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節する。
【００９９】
このとき、蒸着室において、基板が搬入される側の先頭には、ＣｚＰＡを有する蒸着源が配置されている。したがって、該蒸着室では、まず、該蒸着源によって、ホスト材料であるＣｚＰＡのみを含むホスト材料層が、ホール輸送層に接して成膜される。
【０１００】
そして、基板が該蒸着室の奥にさらに進行すると、ホスト材料であるＣｚＰＡとドーパント材料であるＰＣＢＡＰＡが混合された混合材料層が主として成膜される。
【０１０１】
第１の電子輸送層は、膜厚１０ｎｍの、ＣｚＰＡからなる。
【０１０２】
第２の電子輸送層は、膜厚１５ｎｍの、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）からなる。
【０１０３】
電子注入層は、膜厚１ｎｍの、フッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる。
【０１０４】
第２の電極は、膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる。
【０１０５】
上記の発光素子を本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製すると、ホール輸送層と発光層の間に、単一の材料を含む単独層（前述のホスト材料層に相当）が形成される。ホール輸送層は、ＨＯＭＯ準位が−５．７９ｅＶのＰＣｚＰＡを含む。また、単独層は、ＨＯＭＯ準位が−５．７９ｅＶのＣｚＰＡを含む。また、発光層もホスト材料としてＣｚＰＡを含む構成となる。従って、単一の材料を含む単独層を形成する材料（ＣｚＰＡ）のＨＯＭＯ準位がホール輸送層を形成する材料（ＰＣｚＰＡ）のＨＯＭＯ準位に揃えられている。
【０１０６】
このように、本発明の一態様を適用することで、発光層のホスト材料の単独層を、ホール輸送層と発光層との間に形成することにより、発光物質の単独層が形成されることを防ぐことで、発光素子の発光効率が低下することを抑制する（濃度消光を抑制する）ことができる。さらに、ホスト材料の単独層が形成されても、該ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられているため、ホールは発光層に潤滑に輸送され、発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を抑制することができる。以上示したように、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【０１０７】
＜発光素子の具体例２．＞
次に、本発明の一態様（例えば実施の形態２）の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
【０１０８】
【化２】
【０１０９】
以下で説明する発光素子は、基板上に順に形成された、第１の電極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び第２の電極を有する。
【０１１０】
第１の電極は、膜厚１１０ｎｍの、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）からなる。
【０１１１】
ホール注入層は、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで形成する。ホール注入層の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節する。
【０１１２】
ホール輸送層は、膜厚１０ｎｍのＮＰＢからなる。
【０１１３】
発光層は、補助ドーパント材料としてＮＰＢと、ホスト材料としてビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）と、ドーパント材料として（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））を共蒸着することで形成する。発光層の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢとＢＡｌｑとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）の比率は、重量比で０．１：１：０．０６（＝ＮＰＢ：ＢＡｌｑ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））となるように調節する。
【０１１４】
このとき、蒸着室において、基板が搬入される側の先頭には、ＮＰＢを有する蒸着源が配置されている。したがって、該蒸着室では、まず、該蒸着源によって、補助ドーパント材料であるＮＰＢのみを含む補助ドーパント材料層が、ホール輸送層に接して成膜される。
【０１１５】
そして、基板が該蒸着室の奥にさらに進行すると、ホスト材料であるＢＡｌｑとドーパント材料であるＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）が混合された混合材料層が主として成膜される。
【０１１６】
電子輸送層は、膜厚１０ｎｍの、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）からなる。
【０１１７】
電子注入層は、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）を共蒸着することで形成する。電子注入層の膜厚は２０ｎｍとし、ＡｌｑとＬｉの比率は、重量比で１：０．０１（＝Ａｌｑ：Ｌｉ）となるように調整する。
【０１１８】
第２の電極は、膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる。
【０１１９】
上記の発光素子を本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製すると、ホール輸送層と発光層の間に単一の材料を含む単独層が形成される。ホール輸送層と単独層はいずれもＨＯＭＯ準位が−５．３８ｅＶのＮＰＢを含む。また、発光層も補助ドーパント材料としてＮＰＢを含む構成となる。従って、単一の材料を含む単独層を形成する材料（ＮＰＢ）のＨＯＭＯ準位が、ホール輸送層を形成する材料（ＮＰＢ）のＨＯＭＯ準位に揃えられ、且つ当該材料（ＮＰＢ）を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。また、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。または、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 基板
１１ 第１の電極
１２ 第１の蒸着源
１３ 第２の蒸着源
１４ 第３の蒸着源
１５ａ〜１５ｃ 第４の蒸着源
１５，１６ａ，１６ｂ 第５の蒸着源
１６ 第６の蒸着源
１７ 第７の蒸着源
１８ 第８の蒸着源
１９ 第４の蒸着源
２１ ホール注入層
２２ ホール輸送層
２３ ホスト材料層
２３ａ 補助ドーパント材料層
２４ 混合材料層
２５ ドーパント材料層
２６ 発光層
２７ 電子輸送層
２８ 電子注入層
２９ 第２の電極
２００ インライン型連続成膜装置
２１２ 前処理部
２１２ａ ローダ部
２１２ｂ 前処理室
２１３ 第１の蒸着室
２１３ａ〜２１８ａ 緩衝部
２１４ 第２の蒸着室
２１５ 第３の蒸着室
２１６ 第４の蒸着室
２１７ 第５の蒸着室
２１８ 第６の蒸着室
２１９ 後処理部
２１９ａ 受け渡し室
２１９ｂ 封止室
２１９ｃ アンローダ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着源を用いた連続成膜装置及び連続成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光素子の作製装置にはインライン型連続成膜装置がある（例えば、特許文献１）。インライン型連続成膜装置は、一列に並べて配置され互いに繋げられた複数の蒸着室と、複数の蒸着室の内部で基板を搬送する搬送機構を有している。複数の蒸着室それぞれは基板の搬送方向に一列に並べて配置された複数の線状蒸着源を有しており、複数の線状蒸着源それぞれの長手方向は基板の搬送方向に対して垂直に且つ互いに平行に配置されている。このようなインライン型連続成膜装置では、複数の蒸着室内で基板を搬送しながら、基板に設けられた陽極上に、複数の蒸着源によってＥＬ層を連続的に形成することができる。なお、ＥＬ層は少なくとも発光層を含み、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層等を必要に応じて積層して構成することができる。
【０００３】
発光層は、発光物質であるドーパント材料をホスト材料に混合させた構成が発光効率を高める上で好ましい。ホスト材料としては、ドーパント材料（または可視光を発する発光物質）の最高被占有軌道（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｔｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位（以下、「ＨＯＭＯ準位」という。）よりも深いＨＯＭＯ準位を備える材料が好適である。なお、ドーパント材料とホスト材料は物性が異なり、その混合比率を適宜調整して発光層を作製するには、それぞれの蒸着源を独立して制御する必要がある。このため、上記のインライン型連続成膜装置では、ドーパント材料の線状蒸着源とホスト材料の線状蒸着源を交互に配置して隣り合う線状蒸着源によってホスト材料にドーパント材料を混合させながら成膜される。
【０００４】
一方、陽極に用いる材料としては、有機化合物に比べて高い導電性を備える金属や金属酸化物などが好適である。電力の損失を抑えることができるからである。しかし、金属や金属酸化物などの仕事関数は、発光層に含まれる材料のＨＯＭＯ準位に比べて浅く、その差は陽極から発光層に含まれる材料いずれについてもホールを流し込むことを困難にしてしまう。
【０００５】
そこで、陽極の仕事関数より深く且つ発光層に含まれる材料よりも浅いＨＯＭＯ準位を有する材料を用いて、陽極と発光層の間にホール輸送層を形成し、陽極の仕事関数と発光層に含まれる材料のＨＯＭＯ準位の不一致を緩和する構成が知られている。ホール輸送層を設けることにより、発光層に含まれる比較的ＨＯＭＯ準位が浅い材料（例えば、発光物質）を介して、陽極からホールが発光層に流れやすくなる。
【０００６】
しかし、インライン型連続成膜装置では、ホール輸送層と発光層の界面にドーパント材料である発光物質のみを含む単独層、あるいは発光層に含まれる材料のうちＨＯＭＯ準位が最も深いホスト材料のみを含む単独層が形成されやすい。発光物質のみを含む単独層が形成されると、発光物質が濃度消光を起こしてしまう。また、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位との差が大きい場合、ホスト材料のみを含む単独層が形成されると、ホール輸送層から発光層にホールが流れにくくなる。したがって、単独層が形成されると発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を招く。なお、本明細書において、「単独層」とは、単一の材料からなる層を指す。
【０００７】
特に、発光素子を量産する場合には、発光素子を効率的に作製することが求められるため、線状蒸着源による蒸着速度及び基板の搬送速度は高速に設定され、高速で成膜が行われる。しかし一方で、このように成膜速度を高速化すると、ホール輸送層と発光層の界面に上記の単独層が特に形成されやすくなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２６１１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様は、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することを課題とする。また、本発明の一態様は、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様では、ホール輸送層と発光層との間に形成される単独層が、発光層のホスト材料からなる。発光層のホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられている。このように、敢えてホスト材料の単独層をホール輸送層と発光層との間に形成することにより、発光物質の単独層が形成されるのを防ぎ、発光素子の発光効率が低下することを抑制する（濃度消光を抑制する）ことができる。さらに、ホスト材料の単独層が形成されても、該ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられているため、ホールは発光層に潤滑に輸送され、発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
本発明の一態様は、第１の蒸着室と、前記第１の蒸着室に繋げられた第２の蒸着室と、前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、前記第１の蒸着室内に配置された第１の蒸着源と、前記第２の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第２の蒸着源及び第３の蒸着源と、を具備し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であり、前記第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられており、前記第３の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位と揃えられていないことを特徴とする連続成膜装置である。
【００１２】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源は交互に配置されており、前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であるとよい。
【００１３】
また、本発明の一態様において、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によってホスト材料層を成膜し、前記ホスト材料層上に前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜するとよい。
【００１４】
上記の本発明の一態様によれば、第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位が第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単独層に含まれるホスト材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えることができる。
【００１５】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、前記ホスト材料に前記ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であるとよい。
【００１６】
上記の本発明の一態様によれば、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、高速成膜で発光層を成膜しても、発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着室内には、前記搬送方向に並べて前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源が配置され、前記第２の蒸着室には、前記第２の蒸着源の隣に前記第３の蒸着源または前記第４の蒸着源が配置され、前記第３または前記第４の蒸着源の一方は、ホスト材料を有し、前記第３または前記第４の蒸着源の他方は、ドーパント材料を有し、前記第２の蒸着源が有する材料は、補助ドーパント材料であるとよい。
【００１８】
また、本発明の一態様において、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によって補助ドーパント材料層を成膜し、前記補助ドーパント材料層上に前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜するとよい。
【００１９】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位が補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、ホールが第１の蒸着層から第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層である補助ドーパント材料層に流れやすくなる。
【００２０】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることが好ましい。
【００２１】
上記の本発明の一態様によれば、高速成膜で発光層を成膜しても、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００２２】
本発明の一態様は、基板上に第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、前記第１の蒸着層上に第２の蒸着源によって第２の蒸着層を成膜し、前記第２の蒸着層上に前記第２の蒸着源及び第３の蒸着源によって前記第２の蒸着源が有する材料に前記第３の蒸着源が有する材料が混合された第３の蒸着層を成膜する方法であって、前記第２の蒸着源が有する材料のＨＯＭＯ準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位に揃えられていることを特徴とする連続成膜方法である。
【００２３】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第２の蒸着層はホスト材料層であり、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、前記第３の蒸着層は前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された層であるとよい。
【００２４】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、ホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単独層に含まれるホスト材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができる。
【００２５】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に交互に並べて配置された前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であるとよい。
【００２６】
また、本発明の一態様において、前記第２の蒸着源が有する材料は補助ドーパント材料であり、前記第２の蒸着層は補助ドーパント材料層であり、前記第３の蒸着層を成膜する際は、前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源によって成膜され、前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、前記第４の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、前記第３の蒸着層は、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された層であるとよい。
【００２７】
上記の本発明の一態様によれば、第１の蒸着源の蒸着材料のＨＯＭＯ準位は、補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層である補助ドーパント材料層を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができる。
【００２８】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、前記第１の蒸着室は前記第１の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に並べて配置された前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源を有し、前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であるとよい。
【００２９】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層は、ホール輸送層であり、前記第３の蒸着層は、発光層であるとよい。
【００３０】
上記の本発明の一態様によれば、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、高速成膜で発光層を成膜しても、発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３１】
また、上記の本発明の一態様によれば、高速成膜で発光層を成膜しても、ホール輸送層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位に揃えることができるため、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の一態様において、前記第１の蒸着層を成膜する前の前記基板上には電極が形成されているとよい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００３４】
また、本発明の一態様を適用することで、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃え、且つ当該材料を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。
【００３５】
また、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（Ａ）は本発明の一態様に係るインライン型連続成膜装置の全体構成を模式的に示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の上面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の側面図、（Ｄ）は（Ｃ）に示す蒸着室２１５で発光層が成膜される様子を示す断面図。
【図２】図１に示すインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成を示す断面図。
【図３】図１（Ｄ）に示すホール輸送層２２、ホスト材料層２３及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図。
【図４】（Ａ）は本発明の一態様に係るインライン型連続成膜装置の全体構成を模式的に示す平面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の上面図、（Ｃ）は（Ｂ）に示すインライン型連続成膜装置の一部の側面図、（Ｄ）は（Ｃ）に示す蒸着室２１５で発光層が成膜される様子を示す断面図。
【図５】図４に示すインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成を示す断面図。
【図６】図４（Ｄ）に示すホール輸送層２２、補助ドーパント材料層２３ａ及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例１を模式的に示す断面図、（Ｃ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例２を模式的に示す断面図。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は本発明の一態様に係る発光素子の構成例３を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。
【００３８】
（実施の形態１）
本実施の形態で例示する発光素子の作製装置であるインライン型連続成膜装置の全景は図１（Ａ）に示すとおりである。インライン型連続成膜装置２００は、前処理部２１２、第１の蒸着室２１３、第２の蒸着室２１４、第３の蒸着室２１５、第４の蒸着室２１６、第５の蒸着室２１７、第６の蒸着室２１８、並びに後処理部２１９を備える。
【００３９】
前処理部２１２はローダ部２１２ａと前処理室２１２ｂを備える。ローダ部２１２ａは大気圧で搬入される複数の基板１０を蓄え、図示されない排気手段により蒸着可能な圧力まで減圧するための部屋である。なお、本実施の形態では、予め第１の電極１１が形成されている基板１０を用いる場合について説明する。前処理室２１２ｂでは、前処理により基板１０に付着した不純物を除去する。前処理としては、例えば真空加熱処理やＵＶ照射処理などをその例に挙げることができる。
【００４０】
後処理部２１９は受け渡し室２１９ａ、封止室２１９ｂ並びにアンローダ部２１９ｃを備える。受け渡し室２１９ａは、減圧された環境に置かれている基板１０を大気圧に移送するための部屋であり、図示されない排気手段と高純度の不活性ガスの充填手段を有する。封止室２１９ｂは基板１０上に成膜した蒸着膜を覆う封止材を設ける部屋であり、封止材は蒸着膜を大気から保護する。
【００４１】
第１乃至第６の蒸着室２１３〜２１８それぞれは、相互間に緩衝部２１３ａ〜２１８ａを備え、緩衝部２１３ａ〜２１８ａを介して隣接する蒸着室と接続されている。緩衝部を設けることにより、蒸着中の膜に隣接する蒸着室から飛来する蒸着物質が混入してしまう現象を防ぐことができる。なお、第１乃至第６の蒸着室２１３〜２１８それぞれは図示されない基板の搬送手段と、排気手段を備える。
【００４２】
第１の蒸着室２１３から、第５の蒸着室２１７はいずれも線状蒸着源を備える。また、第６の蒸着室２１８は線状蒸着源を備えていても、ポイントソース型の蒸着源を備えていても、スパッタリング方式の成膜装置を備えていてもよい。
【００４３】
線状蒸着源は蒸着材料を加熱して気化する蒸着源であり、一方向に長い。線状蒸着源を備える蒸着室の上面図を図１（Ｂ）に、側面図を図１（Ｃ）に示す。本実施の形態で例示する線状蒸着源は、その長手方向が基板の搬送方向に直交し、基板の幅（基板の搬送方向と直交する方向の基板の長さ）以上の長さを備える。蒸着源をこのような構成とすることにより、蒸着源から蒸着材料を基板の長手方向に比べて幅方向に拡げて気化することが可能となり、且つ基板を一方向に搬送することで基板の全面に蒸着膜を形成できる。
【００４４】
以下に詳細に説明する。
第１の蒸着室２１３内には、第１及び第２の蒸着源１２，１３が基板１０の搬送方向（矢印の方向）に交互に並べて配置されている（図１（Ａ））。第２の蒸着室２１４内には、複数の第３の蒸着源１４が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ）〜（Ｃ））。第３の蒸着室２１５内には、第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃ及び第５の蒸着源１６ａ，１６ｂが基板１０の搬送方向に交互に並べて配置されている（図１（Ａ）〜（Ｃ））。第４の蒸着室２１６内には、複数の第７の蒸着源１７が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ））。第５の蒸着室２１７内には、複数の第８の蒸着源１８が基板１０の搬送方向に並べて配置されている（図１（Ａ））。
【００４５】
本実施の形態で例示するインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成について図２を参照しつつ説明する。特に、単一の材料のみを含む膜を成膜する場合と、複数の材料を含む膜を成膜する場合について説明する。
【００４６】
また、インライン型連続成膜装置の側面図（図１（Ｃ））と、基板の断面図（図１（Ｄ））を用いて、単一の材料のみを含む膜を第２の蒸着室２１４において成膜し、ホスト材料とドーパント材料を含む膜を第３の蒸着室２１５において成膜する場合については詳細に説明する。
【００４７】
例示する第１の蒸着室２１３内に前処理室２１２ｂから基板１０が搬送され、第１及び第２の蒸着源１２，１３によって基板１０上に予め形成されている第１の電極１１上にホール注入層２１が成膜される（図２，図１（Ｄ））。本実施の形態において、第１の蒸着源１２は、モリブデン酸化物をアクセプタ性の材料として備え、第２の蒸着源１３は、ホール輸送性に優れた材料を備える。
【００４８】
本発明の一態様では、ホール輸送層２２を形成する材料のＨＯＭＯ準位をホスト材料のＨＯＭＯ準位に揃えるため、ホール輸送層２２から発光層２６へのホール輸送は潤滑であるが、一方で、陽極からホール輸送層２２へはホールが輸送されにくくなる場合がある。このとき、本実施の形態で示すように、ホール注入層２１として、アクセプタ性の材料及びホール輸送性に優れた材料の複合材料を用いることが好ましい。該複合材料を用いることで、発光素子を、陽極からホール輸送層２２にホールが輸送されやすい構成とすることができる。
【００４９】
次に、例示する第２の蒸着室２１４は５つの第３の蒸着源１４を備え、いずれも同じ蒸着材料であるホール輸送層用材料の蒸着源である。また、基板１０は図中の左手側から右手側に向かって搬送手段により搬送され、ホール注入層２１上にはホール輸送層２２が成膜される。このような構成の第２の蒸着室２１４では、一定の組成の蒸着膜を成膜でき、その厚みはそれぞれの蒸着源１４の蒸着速度に比例し、基板１０の移動速度に反比例して決まる。
【００５０】
次に、例示する第３の蒸着室２１５は５つの線状蒸着源を備える。本実施の形態では、３つの第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃにホスト材料の蒸着源を備え、２つの第５の蒸着源１６ａ，１６ｂに発光物質であるドーパント材料の蒸着源を備える。第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃそれぞれのホスト材料のＨＯＭＯ準位は、第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。さらに、ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール注入層２１に含まれるホール輸送性に優れた材料のＨＯＭＯ準位に揃えられていると、発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができるため好ましい。また、図中の左手側から右手側に向かって、搬送手段が基板１０を搬送する。
【００５１】
このような構成を有する第３の蒸着室２１５では、基板１０上にホスト材料とドーパント材料が混合された組成を有する発光層２６を成膜できる。成膜される発光層２６の組成は、ホスト材料の蒸着源１５ａ〜１５ｃの蒸着速度とドーパント材料の蒸着源１６ａ，１６ｂの蒸着速度の比率によって決まる。なお、異なる蒸着源から異なる材料を蒸着して一つの膜を成膜する当該蒸着法は、共蒸着法の一態様である。
【００５２】
第３の蒸着室２１５の第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃと第５の蒸着源１６ａ，１６ｂによって成膜する発光層２６の構造を、図１（Ｄ）を用いて説明する。第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃと第５の蒸着源１６ａ，１６ｂは異なる蒸着材料の蒸着源であるため、その位置を同一にすることができない。その結果、二つの蒸着材料を完全に均一に混合することができない場所が生じる。特に、第３の蒸着室２１５の基板１０が搬入される側の先頭に配置された第４の蒸着源１５ａは、その基板１０が搬入される側には他の蒸着源が配置されていない。その結果、その第４の蒸着源１５ａは、搬入されてくる基板１０に第４の蒸着源１５ａの蒸着材料（ホスト材料）のみを含む膜を成膜することになる。
【００５３】
詳細には、第３の蒸着室２１５では、第２の蒸着室２１４において蒸着された膜（例えばホール輸送層２２）に接して、第４の蒸着源１５ａがホスト材料のみを含むホスト材料層２３を成膜する。
【００５４】
そして基板１０が第３の蒸着室２１５の奥にさらに進行すると、第５の蒸着源１６ａがドーパント材料を成膜する。ホスト材料の蒸着源である第４の蒸着源１５ａと第４の蒸着源１５ｂに第５の蒸着源１６ａは挟まれているため、ホスト材料とドーパント材料が混合された混合材料層２４が主として成膜される。なお、第４の蒸着源１５ａと第５の蒸着源１６ａとの間隔、第５の蒸着源１６ａと第４の蒸着源１５ｂとの間隔、第４の蒸着源１５ｂと第５の蒸着源１６ｂとの間隔、第５の蒸着源１６ｂと第４の蒸着源１５ｃとの間隔それぞれによっては、混合材料層２４の他にドーパント材料層２５が成膜されることもある。このようにしてホール輸送層２２上にはホスト材料層２３が成膜され、ホスト材料層２３上には混合材料層２４が成膜される（図２，図１（Ｄ））。
【００５５】
次に、例示する第４の蒸着室２１６内に第３の蒸着室２１５から基板１０が搬送され、第７の蒸着源１７によって発光層２６上には電子輸送層２７が成膜される（図２）。
【００５６】
次に、例示する第５の蒸着室２１７内に第４の蒸着室２１６から基板１０が搬送され、第８の蒸着源１８によって電子輸送層２７上には電子注入層２８が成膜される（図２）。
【００５７】
次に、例示する第６の蒸着室２１８内において、電子注入層２８上には第２の電極２９が成膜される。
【００５８】
図３は、図１（Ｄ）に示すホール輸送層２２、ホスト材料層２３及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図である。
本実施の形態によれば、第３の蒸着室２１５において川上側に第４の蒸着源１５ａを配置することで、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間にホスト材料層２３を成膜することができ、高速成膜（例えば成膜速度３ｎｍ／ｓｅｃ、成膜時間１０ｓｅｃ／層）をしても、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間に発光物質のみを含む単独層（ドーパント材料層）が成膜されることを抑制することができる。そして、第４の蒸着源１５ａ〜１５ｃそれぞれのホスト材料のＨＯＭＯ準位が第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている結果、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなり、発光層２６の発光効率の低下を抑制することができる。
【００５９】
なお、本明細書において、ホスト材料のＨＯＭＯ準位がホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているという場合の「揃える」の定義は、ＨＯＭＯ準位が完全に一致する場合だけではなく、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなる程度に揃えられている場合を含む。具体的にはホスト材料のＨＯＭＯ準位とホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が０．２ｅＶ以内、好ましくは０．１ｅＶ以内である場合を含む。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、図４〜図６を参照しつつ説明するが、図１〜図３と同一部分については同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。
【００６１】
本実施の形態で例示する発光素子の作製装置であるインライン型連続成膜装置の全景は図４（Ａ）に示すとおりである。線状蒸着源を備える蒸着室の上面図を図４（Ｂ）に、側面図を図４（Ｃ）示す。
【００６２】
第３の蒸着室２１５内には、第４の蒸着源１９、第５の蒸着源１５及び第６の蒸着源１６が基板１０の搬送方向にこの順で並べて且つ繰り返して配置されている（図４（Ａ）〜（Ｃ））。
【００６３】
本実施の形態で例示するインライン型連続成膜装置により成膜される膜の構成について図５を参照しつつ説明する。特に、単一の材料のみを含む膜を成膜する場合と、複数の材料を含む膜を成膜する場合について説明する。
【００６４】
また、インライン型連続成膜装置の側面図（図４（Ｃ））と、基板の断面図（図４（Ｄ））を用いて、単一の材料のみを含む膜を第２の蒸着室２１４において成膜し、ホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料を含む膜を第３の蒸着室２１５において成膜する場合については詳細に説明する。
【００６５】
例示する第１の蒸着室２１３内に前処理室２１２ｂから基板１０が搬送され、第１及び第２の蒸着源１２，１３によって基板１０に予め形成されている第１の電極１１上にホール注入層２１が成膜される（図５，図４（Ｄ））。本実施の形態においては、第１の蒸着源１２は酸化モリブデンをアクセプタ性の材料として備え、第２の蒸着源１３はホール輸送性に優れた材料を備える。第１の蒸着源１２と第２の蒸着源１３を用いて成膜した混合層は、ホール注入層として用いることができる。
【００６６】
次に、例示する第２の蒸着室２１４は５つの第３の蒸着源１４を備え、いずれも同じ蒸着材料であるホール輸送層用材料の蒸着源である。また、基板１０は図中の左手側から右手側に向かって搬送手段により搬送され、ホール注入層２１上にはホール輸送層２２が成膜される。
【００６７】
次に、例示する第３の蒸着室２１５は少なくとも６つの線状蒸着源を備える。本実施の形態では、２つの第４の蒸着源１９に補助ドーパント材料の蒸着源を備え、２つの第５の蒸着源１５に発光物質であるドーパント材料の蒸着源を備え、２つの第６の蒸着源１６にホスト材料の蒸着源を備える。第４の蒸着源１９それぞれの補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位は、第３の蒸着源１４のホール輸送層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられている。また、図中の左手側から右手側に向かって、搬送手段が基板１０を搬送する。
【００６８】
このような構成を有する第３の蒸着室２１５では、基板１０に形成したホール輸送層２２上にホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料が混合された組成を有する発光層を成膜できる。成膜される発光層の組成は、ホスト材料の蒸着源１６の蒸着速度とドーパント材料の蒸着源１５の蒸着速度と補助ドーパント材料の蒸着源１９の比率によって決まる。
【００６９】
第３の蒸着室２１５の第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６によって成膜する発光層２６の構造を、図４（Ｄ）を用いて説明する。第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６は異なる蒸着材料の蒸着源であるため、その位置を同一にすることができない。その結果、三つの蒸着材料を完全に均一に混合することができない場所が生じる。特に、第３の蒸着室２１５の基板１０が搬入される側の先頭に配置された第４の蒸着源１９は、その基板１０が搬入される側には他の蒸着源が配置されていない。その結果、その第４の蒸着源１９は、搬入されてくる基板１０に第４の蒸着源１９の蒸着材料（補助ドーパント材料）のみを含む膜を成膜することになる。
【００７０】
詳細には、第３の蒸着室２１５では、第２の蒸着室２１４において蒸着された膜（例えばホール輸送層２２）に接して、第４の蒸着源１９が補助ドーパント材料のみを含む補助ドーパント材料層２３ａを成膜する。
【００７１】
そして基板１０が第３の蒸着室２１５の奥にさらに進行すると、第５の蒸着源１５及び第６の蒸着源１６がドーパント材料及びホスト材料を成膜する。補助ドーパント材料の蒸着源である第４の蒸着源１９とドーパント材料の蒸着源である第５の蒸着源１５とホスト材料の蒸着源である第６の蒸着源１６は並べて配置されているため、ホスト材料と補助ドーパント材料とドーパント材料が混合された混合材料層２４が主として成膜される。なお、第４の蒸着源１９と第５の蒸着源１５との間隔、第５の蒸着源１５と第６の蒸着源１６との間隔それぞれによっては、混合材料層２４の他にドーパント材料層２５が成膜されることもある。このようにしてホール輸送層２２上には補助ドーパント材料層２３ａが成膜され、補助ドーパント材料層２３ａ上には混合材料層２４が成膜される（図５，図４（Ｄ））。
【００７２】
次に、実施の形態１と同様に、第３の蒸着室２１５から第４の蒸着室２１６、第５の蒸着室２１７、第６の蒸着室２１８の順に基板１０が搬送され、第７の蒸着源１７によって発光層２６上には電子輸送層２７が成膜され、第８の蒸着源１８によって電子輸送層２７上には電子注入層２８が成膜され、電子注入層２８上には第２の電極２９が成膜される（図５）。
【００７３】
図６は、図４（Ｄ）に示すホール輸送層２２、補助ドーパント材料層２３ａ及び混合材料層２４に含まれる材料のＨＯＭＯ準位を示す模式図である。
本実施の形態によれば、発光層を成膜する第３の蒸着室２１５において川上側に補助ドーパントを備えた第４の蒸着源１９を配置することで、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間に補助ドーパント材料層２３ａを成膜することができ、高速成膜（例えば成膜速度３ｎｍ／ｓｅｃ、成膜時間１０ｓｅｃ／層）をしても、ホール輸送層２２と混合材料層２４との間にホスト材料のみを含む単独層（ホスト材料層）が成膜されることを抑制することができる。そして、第４の蒸着源１９の補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位が第３の蒸着源１４のホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているため、ホール輸送層２２と補助ドーパント材料層２３ａのＨＯＭＯ準位を揃えることができる。その結果、ホール輸送性に優れた補助ドーパント材料層２３ａが形成され、発光層２６に混合された補助ドーパントがそのＨＯＭＯ準位に由来するホール受容性の準位を発光層中に形成されることでホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなり、発光層２６の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【００７４】
なお、本明細書において、補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位がホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位に揃えられているという場合の「揃える」の定義は、ＨＯＭＯ準位が完全に一致する場合だけではなく、ホール輸送層２２から発光層２６へホールが注入されやすくなる程度に揃えられている場合を含む。具体的には補助ドーパント材料のＨＯＭＯ準位とホール注入層用材料のＨＯＭＯ準位の差の絶対値が０．２ｅＶ以内、好ましくは０．１ｅＶ以内である場合を含む。
【００７５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製できる発光素子の構成の一例について図７及び図８を参照して説明する。いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様（例えば実施の形態１）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。また、いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、第１の蒸着層と第２の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層を形成する材料のＨＯＭＯ準位を、第１の蒸着層を形成する材料のＨＯＭＯ準位に揃え、且つ当該材料を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。また、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、本発明の一態様（例えば実施の形態２）を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【００７６】
なお、連続成膜装置の蒸着室の数および蒸着源の構成は、作製する発光素子のＥＬ層の数に合わせて適宜設ければよい。
【００７７】
本実施の形態で例示する発光素子は、第１の電極、第２の電極、並びにＥＬ層を備える。基板上に形成された第１の電極は陽極として機能し、第２の電極が陰極として機能する。ＥＬ層は第１の電極と第２の電極の間に設けられ、該ＥＬ層の構成は第１の電極と第２の電極の材質に合わせて適宜選択すればよい。以下に発光素子の構成の一例を例示するが、発光素子の構成がこれに限定されないことはいうまでもない。
【００７８】
＜発光素子の構成例１．＞
発光素子の構成の一例を図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）に示す発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層１１０３が挟まれている。
【００７９】
陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層１１０３に陽極１１０１の側からホールが注入され、陰極１１０２の側から電子が注入される。注入された電子とホールはＥＬ層１１０３において再結合し、ＥＬ層１１０３に含まれる発光物質が発光する。
【００８０】
ＥＬ層１１０３は、少なくとも発光物質を含む発光層を備えていればよく、発光層以外の層と積層された構造であっても良い。発光層以外の層としては、例えばホール注入性の高い物質、ホール輸送性の高い物質、ホール輸送性に乏しい（ブロッキングする）物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、並びにバイポーラ性（電子及びホールの輸送性の高い）の物質等を含む層が挙げられる。
【００８１】
ＥＬ層１１０３の具体的な構成の一例を図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）に示すＥＬ層１１０３は、ホール注入層１１１３、ホール輸送層１１１４、発光層１１１５、電子輸送層１１１６、並びに電子注入層１１１７が陽極１１０１側からこの順に積層されている。
【００８２】
＜発光素子の構成例２．＞
発光素子の構成の他の一例を図７（Ｃ）に示す。図７（Ｃ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層１１０３が挟まれている。さらに、陰極１１０２とＥＬ層１１０３との間には中間層１１０４が設けられている。なお、当該発光素子の構成例２のＥＬ層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例１の記載を参酌できる。
【００８３】
中間層１１０４は少なくとも電荷発生領域を含んで形成されていればよく、電荷発生領域以外の層と積層された構成であってもよい。例えば、第１の電荷発生領域１１０４ｃ、電子リレー層１１０４ｂ、及び電子注入バッファー１１０４ａが陰極１１０２側から順次積層された構造を適用することができる。
【００８４】
中間層１１０４における電子とホールの挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、第１の電荷発生領域１１０４ｃにおいて、ホールと電子が発生し、ホールは陰極１１０２へ移動し、電子は電子リレー層１１０４ｂへ移動する。電子リレー層１１０４ｂは電子輸送性が高く、第１の電荷発生領域１１０４ｃで生じた電子を電子注入バッファー１１０４ａに速やかに受け渡す。電子注入バッファー１１０４ａはＥＬ層１１０３に電子を注入する障壁を緩和し、ＥＬ層１１０３への電子注入効率を高める。従って、第１の電荷発生領域１１０４ｃで発生した電子は、電子リレー層１１０４ｂと電子注入バッファー１１０４ａを経て、ＥＬ層１１０３の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位に注入される。
【００８５】
また、電子リレー層１１０４ｂは、第１の電荷発生領域１１０４ｃを構成する物質と電子注入バッファー１１０４ａを構成する物質が界面で反応し、互いの機能が損なわれてしまう等の相互作用を防ぐことができる。
【００８６】
＜発光素子の構成例３．＞
発光素子の構成の他の一例を図８（Ａ）に示す。図８（Ａ）に例示する発光素子は、陽極１１０１と陰極１１０２の間にＥＬ層が２つ設けられている。さらに、ＥＬ層１１０３ａと、ＥＬ層１１０３ｂとの間には中間層１１０４が設けられている。
【００８７】
なお、陽極と陰極の間に設けるＥＬ層は二つに限定されない。図８（Ｂ）に例示する発光素子は、ＥＬ層１１０３が複数積層された構造、所謂、積層型素子の構成を備える。但し、例えば陽極と陰極の間にｎ（ｎは２以上の自然数）層のＥＬ層１１０３を設ける場合には、ｍ（ｍは自然数、１以上（ｎ−１）以下）番目のＥＬ層と、（ｍ＋１）番目のＥＬ層との間に、それぞれ中間層１１０４を設ける構成とする。
【００８８】
また、当該発光素子の構成例３のＥＬ層１１０３には、上述の発光素子の構成例１と同様の構成を適用することが可能であり、また当該発光素子の構成例３の中間層１１０４には、上述の発光素子の構成例２と同様の構成が適用可能である。よって、詳細については、発光素子の構成例１、または発光素子の構成例２の記載を参酌できる。
【００８９】
ＥＬ層の間に設けられた中間層１１０４における電子とホールの挙動について説明する。陽極１１０１と陰極１１０２の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層１１０４においてホールと電子が発生し、ホールは陰極１１０２側に設けられたＥＬ層へ移動し、電子は陽極側に設けられたＥＬ層へ移動する。陰極側に設けられたＥＬ層に注入されたホールは、陰極側から注入された電子と再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。また、陽極側に設けられたＥＬ層に注入された電子は、陽極側から注入されたホールと再結合し、当該ＥＬ層に含まれる発光物質が発光する。依って、中間層１１０４において発生したホールと電子は、それぞれ異なるＥＬ層において発光に至る。
【００９０】
なお、ＥＬ層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、ＥＬ層同士を接して設けることができる。具体的には、ＥＬ層の一方の面に電荷発生領域が形成されていると、当該電荷発生領域は中間層の第１の電荷発生領域として機能するため、ＥＬ層同士を接して設けることができる。
【００９１】
発光素子の構成例１乃至構成３は、互いに組み合わせて用いることができる。例えば、発光素子の構成例３の陰極とＥＬ層の間に中間層を設けることもできる。
【００９２】
＜発光素子の具体例１．＞
次に、本発明の一態様（例えば実施の形態１）の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
【００９３】
【化１】
【００９４】
以下で説明する発光素子は、基板上に順に形成された、第１の電極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、第１の電子輸送層、第２の電子輸送層、電子注入層、及び第２の電極を有する。
【００９５】
第１の電極は、膜厚１１０ｎｍの、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）からなる。
【００９６】
ホール注入層は、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで形成する。ホール注入層の膜厚は７０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節する。
【００９７】
ホール輸送層は、膜厚３０ｎｍの、ＰＣｚＰＡからなる。
【００９８】
発光層は、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４'−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）とを共蒸着することで形成する。発光層の膜厚は２０ｎｍとし、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの比率は、重量比で１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節する。
【００９９】
このとき、蒸着室において、基板が搬入される側の先頭には、ＣｚＰＡを有する蒸着源が配置されている。したがって、該蒸着室では、まず、該蒸着源によって、ホスト材料であるＣｚＰＡのみを含むホスト材料層が、ホール輸送層に接して成膜される。
【０１００】
そして、基板が該蒸着室の奥にさらに進行すると、ホスト材料であるＣｚＰＡとドーパント材料であるＰＣＢＡＰＡが混合された混合材料層が主として成膜される。
【０１０１】
第１の電子輸送層は、膜厚１０ｎｍの、ＣｚＰＡからなる。
【０１０２】
第２の電子輸送層は、膜厚１５ｎｍの、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）からなる。
【０１０３】
電子注入層は、膜厚１ｎｍの、フッ化リチウム（ＬｉＦ）からなる。
【０１０４】
第２の電極は、膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる。
【０１０５】
上記の発光素子を本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製すると、ホール輸送層と発光層の間に、単一の材料を含む単独層（前述のホスト材料層に相当）が形成される。ホール輸送層は、ＨＯＭＯ準位が−５．７９ｅＶのＰＣｚＰＡを含む。また、単独層は、ＨＯＭＯ準位が−５．７９ｅＶのＣｚＰＡを含む。また、発光層もホスト材料としてＣｚＰＡを含む構成となる。従って、単一の材料を含む単独層を形成する材料（ＣｚＰＡ）のＨＯＭＯ準位がホール輸送層を形成する材料（ＰＣｚＰＡ）のＨＯＭＯ準位に揃えられている。
【０１０６】
このように、本発明の一態様を適用することで、発光層のホスト材料の単独層を、ホール輸送層と発光層との間に形成することにより、発光物質の単独層が形成されることを防ぐことで、発光素子の発光効率が低下することを抑制する（濃度消光を抑制する）ことができる。さらに、ホスト材料の単独層が形成されても、該ホスト材料のＨＯＭＯ準位は、ホール輸送層の材料のＨＯＭＯ準位と揃えられているため、ホールは発光層に潤滑に輸送され、発光素子の駆動電圧の上昇や発光効率の低下を抑制することができる。以上示したように、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【０１０７】
＜発光素子の具体例２．＞
次に、本発明の一態様（例えば実施の形態２）の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
【０１０８】
【化２】
【０１０９】
以下で説明する発光素子は、基板上に順に形成された、第１の電極、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び第２の電極を有する。
【０１１０】
第１の電極は、膜厚１１０ｎｍの、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）からなる。
【０１１１】
ホール注入層は、４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することで形成する。ホール注入層の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節する。
【０１１２】
ホール輸送層は、膜厚１０ｎｍのＮＰＢからなる。
【０１１３】
発光層は、補助ドーパント材料としてＮＰＢと、ホスト材料としてビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）と、ドーパント材料として（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））を共蒸着することで形成する。発光層の膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢとＢＡｌｑとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）の比率は、重量比で０．１：１：０．０６（＝ＮＰＢ：ＢＡｌｑ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））となるように調節する。
【０１１４】
このとき、蒸着室において、基板が搬入される側の先頭には、ＮＰＢを有する蒸着源が配置されている。したがって、該蒸着室では、まず、該蒸着源によって、補助ドーパント材料であるＮＰＢのみを含む補助ドーパント材料層が、ホール輸送層に接して成膜される。
【０１１５】
そして、基板が該蒸着室の奥にさらに進行すると、ホスト材料であるＢＡｌｑとドーパント材料であるＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）が混合された混合材料層が主として成膜される。
【０１１６】
電子輸送層は、膜厚１０ｎｍの、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）からなる。
【０１１７】
電子注入層は、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）を共蒸着することで形成する。電子注入層の膜厚は２０ｎｍとし、ＡｌｑとＬｉの比率は、重量比で１：０．０１（＝Ａｌｑ：Ｌｉ）となるように調整する。
【０１１８】
第２の電極は、膜厚２００ｎｍのアルミニウムからなる。
【０１１９】
上記の発光素子を本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製すると、ホール輸送層と発光層の間に単一の材料を含む単独層が形成される。ホール輸送層と単独層はいずれもＨＯＭＯ準位が−５．３８ｅＶのＮＰＢを含む。また、発光層も補助ドーパント材料としてＮＰＢを含む構成となる。従って、単一の材料を含む単独層を形成する材料（ＮＰＢ）のＨＯＭＯ準位が、ホール輸送層を形成する材料（ＮＰＢ）のＨＯＭＯ準位に揃えられ、且つ当該材料（ＮＰＢ）を第２の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。また、本発明の一態様を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。または、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０ 基板
１１ 第１の電極
１２ 第１の蒸着源
１３ 第２の蒸着源
１４ 第３の蒸着源
１５ａ〜１５ｃ 第４の蒸着源
１５，１６ａ，１６ｂ 第５の蒸着源
１６ 第６の蒸着源
１７ 第７の蒸着源
１８ 第８の蒸着源
１９ 第４の蒸着源
２１ ホール注入層
２２ ホール輸送層
２３ ホスト材料層
２３ａ 補助ドーパント材料層
２４ 混合材料層
２５ ドーパント材料層
２６ 発光層
２７ 電子輸送層
２８ 電子注入層
２９ 第２の電極
２００ インライン型連続成膜装置
２１２ 前処理部
２１２ａ ローダ部
２１２ｂ 前処理室
２１３ 第１の蒸着室
２１３ａ〜２１８ａ 緩衝部
２１４ 第２の蒸着室
２１５ 第３の蒸着室
２１６ 第４の蒸着室
２１７ 第５の蒸着室
２１８ 第６の蒸着室
２１９ 後処理部
２１９ａ 受け渡し室
２１９ｂ 封止室
２１９ｃ アンローダ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の蒸着室と、
前記第１の蒸着室に繋げられた第２の蒸着室と、
前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、
前記第１の蒸着室内に配置された第１の蒸着源と、
前記第２の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第２の蒸着源及び第３の蒸着源と、を具備し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であり、
前記第２の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位に揃えられており、
前記第３の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位と揃えられていないことを特徴とする連続成膜装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源は交互に配置されており、
前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によってホスト材料層を成膜し、前記ホスト材料層上に前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第２の蒸着室内には、前記搬送方向に並べて前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源が配置され、
前記第２の蒸着室には、前記第２の蒸着源の隣に前記第３の蒸着源または前記第４の蒸着源が配置され、
前記第３または前記第４の蒸着源の一方は、ホスト材料を有し、
前記第３または前記第４の蒸着源の他方は、ドーパント材料を有し、
前記第２の蒸着源が有する材料は、補助ドーパント材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によって補助ドーパント材料層を成膜し、前記補助ドーパント材料層上に前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項８】
基板上に第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記第１の蒸着層上に第２の蒸着源によって第２の蒸着層を成膜し、
前記第２の蒸着層上に前記第２の蒸着源及び第３の蒸着源によって前記第２の蒸着源が有する材料に前記第３の蒸着源が有する材料が混合された第３の蒸着層を成膜する方法であって、
前記第２の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位に揃えられていることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第２の蒸着層はホスト材料層であり、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第３の蒸着層は前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に交互に並べて配置された前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１１】
請求項８において、
前記第２の蒸着源が有する材料は補助ドーパント材料であり、
前記第２の蒸着層は補助ドーパント材料層であり、
前記第３の蒸着層を成膜する際は、前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源によって成膜され、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第４の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第３の蒸着層は、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に並べて配置された前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか一項において、
前記第１の蒸着層は、ホール輸送層であり、
前記第３の蒸着層は、発光層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記第１の蒸着層を成膜する前の前記基板上には電極が形成されていることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１】
第１の蒸着室と、
前記第１の蒸着室に繋げられた第２の蒸着室と、
前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、
前記第１の蒸着室内に配置された第１の蒸着源と、
前記第２の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第２の蒸着源及び第３の蒸着源と、を具備し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であり、
前記第２の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位に揃えられており、
前記第３の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位と揃えられていないことを特徴とする連続成膜装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源は交互に配置されており、
前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によってホスト材料層を成膜し、前記ホスト材料層上に前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第２の蒸着室内には、前記搬送方向に並べて前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源が配置され、
前記第２の蒸着室には、前記第２の蒸着源の隣に前記第３の蒸着源または前記第４の蒸着源が配置され、
前記第３または前記第４の蒸着源の一方は、ホスト材料を有し、
前記第３または前記第４の蒸着源の他方は、ドーパント材料を有し、
前記第２の蒸着源が有する材料は、補助ドーパント材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第１の蒸着室内から前記第２の蒸着室内に搬送しながら、前記第１の蒸着層上に前記第２の蒸着源によって補助ドーパント材料層を成膜し、前記補助ドーパント材料層上に前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された第２の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記第１の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であることを特徴とする連続成膜装置。
【請求項８】
基板上に第１の蒸着源によって第１の蒸着層を成膜し、
前記第１の蒸着層上に第２の蒸着源によって第２の蒸着層を成膜し、
前記第２の蒸着層上に前記第２の蒸着源及び第３の蒸着源によって前記第２の蒸着源が有する材料に前記第３の蒸着源が有する材料が混合された第３の蒸着層を成膜する方法であって、
前記第２の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位は、前記第１の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位に揃えられていることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記第２の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第２の蒸着層はホスト材料層であり、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第３の蒸着層は前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に交互に並べて配置された前記第２の蒸着源及び前記第３の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１１】
請求項８において、
前記第２の蒸着源が有する材料は補助ドーパント材料であり、
前記第２の蒸着層は補助ドーパント材料層であり、
前記第３の蒸着層を成膜する際は、前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び第４の蒸着源によって成膜され、
前記第３の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第４の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第３の蒸着層は、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第１の蒸着層、前記第２の蒸着層及び前記第３の蒸着層は、前記基板を第１の蒸着室内から第２の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第１の蒸着室は、前記第１の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室は、前記搬送方向に並べて配置された前記第２の蒸着源、前記第３の蒸着源及び前記第４の蒸着源を有し、
前記第２の蒸着室において最も前記第１の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第２の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１３】
請求項９乃至１２のいずれか一項において、
前記第１の蒸着層は、ホール輸送層であり、
前記第３の蒸着層は、発光層であることを特徴とする連続成膜方法。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記第１の蒸着層を成膜する前の前記基板上には電極が形成されていることを特徴とする連続成膜方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２０７３０４（Ｐ２０１２−２０７３０４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４３４２（Ｐ２０１２−５４３４２）
【出願日】平成２４年３月１２日（２０１２．３．１２）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１２日（２０１２．３．１２）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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