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WO2014034499A1 - 蒸着装置、蒸着方法、有機ｅｌディスプレイ、および有機ｅｌ照明装置 - Google Patents

蒸着装置、蒸着方法、有機ｅｌディスプレイ、および有機ｅｌ照明装置 Download PDF

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WO2014034499A1
WO2014034499A1 PCT/JP2013/072313 JP2013072313W WO2014034499A1 WO 2014034499 A1 WO2014034499 A1 WO 2014034499A1 JP 2013072313 W JP2013072313 W JP 2013072313W WO 2014034499 A1 WO2014034499 A1 WO 2014034499A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
vapor deposition
substrate
organic
film
guest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/072313
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
知彦 江面
浩平 継田
安達　千波矢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Kyushu University NUC
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Kyushu University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd, Kyushu University NUC filed Critical Tokyo Electron Ltd
Publication of WO2014034499A1 publication Critical patent/WO2014034499A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a vapor deposition device, a vapor deposition method, an organic EL display, and an organic EL lighting device.
  • the organic EL display is self-luminous and does not require a backlight, so it can be easily reduced in thickness and weight, and is extremely superior in terms of viewing angle, resolution, contrast, response speed, power consumption, and flexibility. ing.
  • An organic EL element is formed on a transparent substrate and has a structure in which an organic layer is sandwiched between an anode (anode) and a cathode (cathode).
  • anode anode
  • cathode cathode
  • an organic EL display as a light emitting method for displaying a full-color image, a juxtaposed method in which three primary color pixels of R (red), G (green), and B (blue) are arranged side by side on a transparent substrate is known. It has been. In this juxtaposition method, each color light emitting layer of R, G, and B is separately coated on the substrate. As a film forming method for separately coating each color light emitting layer, a mask vapor deposition method is currently the mainstream (see, for example, Patent Document 1).
  • a shadow mask having a hole at a position corresponding to a position where a film forming material is to be deposited on the substrate is disposed in front of the substrate, and the film forming material is vapor deposited through the opening of the shadow mask.
  • the R, G, and B light emitting layers are deposited by vapor deposition by shifting the position of the same shadow mask in parallel with the substrate. Can be painted separately.
  • the ratio of the shadow mask opening to the entire mask area is small, and most of the evaporated substance (generally 95% or more) adheres to the mask, so the material utilization efficiency is poor. . Since organic materials used for the R, G, and B light emitting layers are expensive, they are an obstacle to increase in size and mass productivity of organic EL displays and organic EL lighting devices.
  • An object of one embodiment of the present invention is to provide a vapor deposition apparatus, a vapor deposition method, an organic EL display, and an organic EL lighting apparatus that can increase the utilization efficiency of an organic material.
  • An evaporation apparatus includes a processing chamber that accommodates a substrate to be processed, a vapor deposition unit that ejects a gas containing an organic material that forms a light-emitting layer, and a surface to be processed of the substrate in the processing chamber. And a moving part that moves the film in a predetermined direction relative to the vapor deposition part.
  • the said vapor deposition part has a 1st vapor deposition part and a 2nd vapor deposition part.
  • the first vapor deposition unit ejects a gas containing a host material from the organic material toward the processing surface of the moving substrate, and deposits the first organic film in a planar shape on the processing surface.
  • the second vapor deposition unit is disposed before or after the first vapor deposition unit, and ejects a gas containing a guest material out of the organic material toward the processing surface of the moving substrate, thereby generating a second organic material.
  • a film is deposited in a line on the surface to be processed.
  • a vapor deposition apparatus it is possible to provide a vapor deposition apparatus, a vapor deposition method, an organic EL display, and a lighting apparatus that can increase the utilization efficiency of an organic material.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a substrate processing system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the device structure of the organic EL color display according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration and arrangement of nozzles in the vapor deposition apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5A is a plan view showing a state in which an RGB light emitting layer is formed on a glass substrate.
  • FIG. 5B is an enlarged view of the region Q shown in FIG. 5A.
  • FIG. 6 is a diagram showing how the organic layer is formed by the vapor deposition apparatus.
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view taken along line EE shown in FIG.
  • FIG. 7B is a schematic cross-sectional view taken along the line EE in a state where the R light emitting layer, the G light emitting layer, and the B light emitting layer are formed by diffusion.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a film shape formed by a porous nozzle.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a shape example of the RGB light emitting layer.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the passive matrix method.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a state of organic layer formation by the vapor deposition apparatus according to the second embodiment.
  • 12A is a schematic cross-sectional view taken along the line FF shown in FIG. FIG.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view taken along the line FF in a state where an R light emitting layer, a G light emitting layer, and a B light emitting layer are formed by diffusion.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a device structure of an organic EL color display according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view showing an example of a device structure of an organic EL color display according to another embodiment.
  • a vapor deposition device a vapor deposition method, an organic EL display, and an organic EL lighting device disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
  • this invention is not limited by embodiment shown below.
  • the apparatus manufactured by the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method is not limited to a display or an illuminating device.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a substrate processing system according to the first embodiment.
  • the substrate processing system 1 according to the first embodiment is a cluster type apparatus having a plurality of processing containers, and includes a load lock chamber LLM, a transfer chamber TM, a preprocessing chamber CM, and four process modules. PM1 to PM4.
  • the load lock chamber LLM keeps the inside in a reduced pressure state in order to transport a glass substrate (hereinafter referred to as substrate G) transported from the atmospheric system to the process module PM having a high degree of vacuum.
  • substrate G glass substrate
  • ITO Indium Tin Oxide
  • the substrate G is transferred into the pretreatment chamber CM by the transfer arm Arm of the transfer chamber TM, and after the ITO surface is cleaned, it is transferred into the process module PM1.
  • a gas flow type vapor deposition apparatus 2 is disposed, and a plurality of organic films described later are continuously formed on the transparent anode ITO.
  • the substrate G on which the organic layer is thus formed is transferred into the process module PM4, and a cathode layer (metal electrode) is formed on the organic layer by sputtering.
  • a metal wiring is again formed on the etched portion by sputtering in the process module PM4.
  • the substrate G is transferred into the process module PM3, and a sealing film for sealing the organic layer is formed by CVD (Chemical Vapor Deposition).
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a device structure of an organic EL color display manufactured by the substrate processing system 1.
  • the organic EL color display has a transparent anode ITO, a hole injection layer HIL, a hole transport layer HTL, a light emitting layer EML, an electron transport layer ETL, an electron injection layer EIL, and a cathode (cathode) on a substrate G. ) Are stacked.
  • the light emitting layer EML includes an R (red) light emitting layer REL, a G (green) light emitting layer GEL, and a B (blue) light emitting layer BEL (hereinafter may be collectively referred to as an RGB light emitting layer).
  • RGB light emitting layers are formed by forming a thin film made of each guest material for the RGB light emitting layer on a thin film made of a host material (hereinafter referred to as a host film) and diffusing the guest material into the host film, as will be described later. Is done.
  • the host material is a material responsible for carrier transport in the light emitting layer, and examples thereof include Alq3 (fluorescent material host), CBP, m-CP, m-CBP (phosphorescent material host), and the like. Such a host material is appropriately selected from, for example, HOMO-LUMO levels, gaps, and compatibility with guest materials.
  • the guest (dopant) material is a material responsible for light emission in the light emitting layer, and the guest material for the R light emitting layer REL is, for example, DCM, DCM2, DCJTB (red fluorescent material), Ir (piq) 3, (btp) ) 2Ir (acac) (red phosphorescent material).
  • Guest materials for the G light emitting layer GEL are, for example, Coumarin 6 (green fluorescent material), Ir (ppy) 3, (ppy) 2 Ir (acac) (green phosphorescent material), and the like.
  • Guest materials for the B light emitting layer BEL are, for example, TBP (blue fluorescent material), Ir (Fppy) 3, FIrpic (blue phosphorescent material), and the like. Note that the host material and the guest material are not limited to the materials described above, and various materials can be used in consideration of light emission characteristics and the like.
  • the vapor deposition apparatus 2 arranged in the process module PM1 includes a total of five layers of these hole injection layer HIL, hole transport layer HTL, light emitting layer EML, electron transport layer ETL, and electron injection layer EIL in one processing chamber. It forms simultaneously by one vapor deposition process.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the vapor deposition apparatus 2.
  • the vapor deposition apparatus 2 includes a processing chamber 10, a moving mechanism 20, an evaporation mechanism 30, a source gas ejection unit 40, and a controller 50.
  • the vapor deposition apparatus 2 sequentially forms the above-described hole injection layer HIL, hole transport layer HTL, light emitting layer EML, electron transport layer ETL, and electron injection layer EIL (see FIG. 2).
  • a substrate loading / unloading opening 12 that is opened and closed by a gate valve 11 is formed on the side wall of the processing chamber 10 so that the substrate G, which is a substrate to be processed, can be taken in and out of the processing chamber 10. Further, the processing chamber 10 is connected to an exhaust device (not shown) such as a vacuum pump through an exhaust port 13 formed on the side wall or the bottom surface of the processing chamber 10 so that the processing chamber 10 can be decompressed.
  • the gate valve 11 and the exhaust device are controlled by the controller 50, for example.
  • the moving mechanism 20 is controlled by the controller 50 and moves the substrate G in the processing chamber 10 in a horizontal direction (X direction) at a constant speed.
  • the moving mechanism 20 includes a stage 21 that holds the processing surface of the substrate G facing downward, and a scanning unit 22 that is coupled to the stage 21 and slides the stage 21 in the X direction.
  • the stage 21 is embedded with an electrostatic chuck (not shown) that detachably holds the substrate G by electrostatic attraction force.
  • This electrostatic chuck is connected to a high voltage via a switch controlled by the controller 50. It is electrically connected to a DC power source (not shown).
  • a medium passage is formed inside the stage 21, and the controller 50 controls a heat medium circulation device (not shown), and a heat medium (for example, a refrigerant) at a predetermined temperature in the medium passage inside the stage 21. ) Is circulated and supplied to adjust the substrate G to a predetermined temperature.
  • the evaporation mechanism 30 has, in addition to the processing chamber 10, evaporation sources 31a to 31h (hereinafter sometimes collectively referred to as evaporation sources 31) corresponding to the type of thin film formed on the substrate G.
  • evaporation sources 31 heats and evaporates the organic material in a crucible formed in the container to generate a raw material gas.
  • the evaporation source 31a heats and evaporates an organic film forming material that is a raw material of the hole injection layer HIL to generate an HIL raw material gas.
  • the evaporation source 31b heats and evaporates an organic film forming material that is a raw material of the hole transport layer HTL to generate an HTL raw material gas.
  • the evaporation source 31c heats and evaporates an organic film forming material that becomes a host material of the light emitting layer EML to generate an EML source gas.
  • the evaporation source 31d generates an EMLr source gas by heating and evaporating an organic film forming material which is a guest material of the R light emitting layer REL.
  • the evaporation source 31e heats and evaporates an organic film forming material that is a guest material of the G light emitting layer GEL to generate an EMLg source gas.
  • the evaporation source 31f heats and evaporates an organic film-forming material that is a guest material of the B light emitting layer BEL to generate an EMLb source gas.
  • the evaporation source 31g heats and evaporates an organic film forming material that is a raw material of the electron transport layer ETL to generate an ETL raw material gas, and the evaporation source 31h forms an organic film that is a raw material of the electron injection layer EIL. The material is heated and evaporated to generate EIL source gas.
  • Each of the evaporation sources 31a to 31h includes, for example, resistance heating elements 32a to 32h (hereinafter collectively referred to as resistance heating elements 32) made of a high melting point material as a heater for heating each organic material.
  • the heater power supply 33 individually supplies current to each resistance heating element 32 to individually control the heating temperature (for example, 200 ° C. to 500 ° C.) in each evaporation source 31.
  • the evaporation mechanism 30 includes a carrier gas supply mechanism 34 for mixing the source gas generated in each evaporation source 31 with the carrier gas and transporting it to the source gas ejection unit 40.
  • the carrier gas supply mechanism 34 includes a carrier gas supply source 35, gas pipes 36a to 36h (hereinafter sometimes collectively referred to as gas pipe 36), and on-off valves 37a to 37h (hereinafter collectively referred to as on-off valve 37). And a mass flow controller 38a to 38h (hereinafter, may be collectively referred to as MFC 38).
  • the carrier gas supply source 35 individually sends an inert gas (for example, argon gas, helium gas, krypton gas, or nitrogen gas) as a carrier gas to the base end portion of each gas pipe 36.
  • an on-off valve 37 and an MFC 38 are arranged in the middle of each gas pipe 36.
  • Each open / close valve 37 is opened / closed (on / off) independently under the control of the controller 50.
  • Each MFC 38 controls the pressure or flow rate of the carrier gas flowing through the corresponding gas pipe 36 under the control of the controller 50.
  • the MFC 38 and the on-off valve 37 control the on / off of the carrier gas and the pressure and flow rate of the carrier gas.
  • each gas pipe 36 is connected to the corresponding evaporation source 31, and the opening and closing valve 37 and the MFC 38 control the pressure and flow rate of the carrier gas to the evaporation source 31 and supply / stop the carrier gas.
  • the raw material gas ejection unit 40 includes nozzles 41a to 41h (hereinafter sometimes collectively referred to as nozzles 41) corresponding to the evaporation sources 31a to 31h, respectively, in the processing chamber 10.
  • the source gas ejection unit 40 ejects each source gas received from each evaporation source 31 toward the substrate G being moved by the moving mechanism 20.
  • the nozzles 41a to 41h are all long nozzles and are arranged in a line in the substrate movement direction (X direction) in the processing chamber 10. Each of these nozzles 41a to 41h extends long in a direction (Y direction) orthogonal to the substrate movement direction (X direction), and jets the source gas upward from a jet port formed on each upper surface.
  • the nozzles 41a to 41h are connected to the evaporation sources 31a to 31h via gas pipes 42a to 42h (hereinafter may be collectively referred to as gas pipes 42) penetrating the bottom wall of the processing chamber 10, and They are sequentially arranged in the X direction from the start position of the vapor deposition scanning by the moving mechanism 20.
  • the nozzles 41a to 41h eject HIL source gas, HTL source gas, EML source gas, EMLr source gas, EMLg source gas, EMLb source gas, ETL source gas, and EIL source gas onto the substrate G, respectively.
  • on-off valves 43a to 43h are arranged in the middle of the gas pipes 42a to 42h, respectively.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration and arrangement of the nozzles 41a to 41h in the vapor deposition apparatus 2. As shown in FIG. 4, the nozzles 41a to 41g have ejection ports 44a to 44h on their upper surfaces. Each of the spouts 44a to 44h is formed in a shape corresponding to the thin film to be formed, and is disposed at a distance suitable for forming the respective thin film with respect to the substrate G passing right above during the vapor deposition process. .
  • jet nozzles 44a to 44c, 44g and 44h are formed on the upper surfaces of the nozzles 41a to 41c, 41g and 41h so as to extend in a slit shape in the longitudinal direction (Y direction).
  • These jet outlets 44a to 44c, 44g, and 44h are respectively arranged at height positions that are separated from the substrate G by a relatively far distance DL (for example, 10 to 20 mm) suitable for forming a planar thin film. Is done.
  • a plurality of jet outlets 44d to 44f are formed in one row (or a plurality of rows) at regular intervals in the longitudinal direction (Y direction).
  • These jet outlets 44d to 44f are respectively arranged at height positions separating a relatively short distance DS (for example, 1 mm or less) suitable for forming a line-shaped thin film with respect to the substrate G.
  • FIG. 5A is a plan view showing a state in which the RGB light emitting layer is formed on the substrate G by the vapor deposition apparatus 2, and FIG. 5B is an enlarged view of the region Q shown in FIG. 5A.
  • the jet ports 44d to 44f and the RGB light emitting layer The relationship with the formation pattern is shown.
  • the nozzles 41d to 41f are arranged in a row at a constant interval P with respect to the nozzle longitudinal direction (Y direction). Further, between the jet outlets 44d to 44f, the jet outlets 44d to 44f are offset from each other by P / 3 in the nozzle longitudinal direction (Y direction).
  • the diameters K1 to K3 of the ejection ports 44d to 44f are selected to be values depending on the line widths W of the juxtaposed RGB light emitting layers.
  • the diameters K1 to K3 of the ejection ports 44d to 44f are finely formed and are directed to the surface to be processed of the substrate G (hereinafter sometimes referred to as the substrate processing surface) at a close distance DS. Blow out raw material gas. Therefore, diffusion of the raw material gas ejected from the ejection ports 44d to 44f in all directions, particularly in the substrate movement direction (X direction), is suppressed, and the RGB light emitting layer can be formed with high accuracy.
  • the outlets 44a to 44c, 44g, and 44h are wide-angle long-distance jet nozzles, and the source gas is jetted toward the substrate processing surface at a long-distance DL with a large divergence angle.
  • the discharged source gas diffuses in all directions, particularly in the substrate movement direction (X direction).
  • a partition plate 45 that extends vertically upward (Z direction) from the bottom wall of the processing chamber 10 to a height that exceeds the nozzle outlets 44a to 44c, 44g, and 44h (see FIG. 3 and FIG. 4).
  • the partition plate 45 can prevent the source gas from entering or mixing into the adjacent nozzle side.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating how the organic layer is formed by the vapor deposition apparatus 2.
  • the controller 50 controls the moving mechanism 20 to load / unload the stage 21.
  • the substrate G is loaded near the carry-out port.
  • the controller 50 closes the gate valve 11 and depressurizes the interior of the processing chamber 10 to a predetermined vacuum pressure by the exhaust device.
  • an anode ITO is formed in a previous process on another surface of the substrate G to be carried into the vapor deposition apparatus 2 by another film forming apparatus.
  • the controller 50 controls the evaporation mechanism 30 to a standby state in accordance with the timing of loading the substrate G. For example, immediately before the substrate G is carried in, the heater power source 33 is turned on to prepare heating and evaporation of each film forming material in each evaporation source 31a to 31h. At this time, the on-off valves 43a to 43h are maintained in a closed state, and the raw material gas ejection part 40 is maintained in a stopped state.
  • the controller 50 causes the moving mechanism 20 to start scanning and moving the stage 21 in order to execute the vapor deposition process on the substrate G.
  • the controller 50 opens the on-off valve 37 of the gas pipe 36 and the on-off valve 43 of the gas pipe 42 corresponding to the nozzle 41 at a predetermined timing. Switch from the previously closed (off) state to the open (on) state.
  • the MFC 38 controls the gas ejection pressure or flow rate of the nozzle 41 to a set value through control of the pressure or flow rate of the carrier gas flowing through the gas pipe 36.
  • each nozzle 41 starts to eject the raw material gas mixed with the carrier gas, and maintains this state until the rear end portion of the substrate G passes over the head of each nozzle 41.
  • the nozzles 41a to 41h are arranged in order with respect to the moving direction of the substrate G, and the source gas is ejected from the ejection ports 44a to 44h to the substrate G in the order of the nozzles 41a to 41h. .
  • the ejection ports 44a to 44c, 44g, and 44h have a slit shape that extends in a direction that intersects the substrate movement direction. For this reason, the source gas is ejected in a band shape from the ejection ports 44a to 44c, 44g, and 44h toward the surface to be processed of the substrate G.
  • the raw material gas ejected in a belt-like shape hits the surface of the substrate G to be processed passing above, and is condensed and deposited at the position where the belt hits. Thereby, the thin film is formed in a planar shape with a constant film thickness.
  • the jet outlets 44d to 44f have a plurality of holes arranged in rows in a direction crossing the substrate moving direction. Therefore, the raw material gas is jetted toward the substrate G in a comb-teeth shape from the jet ports 44d to 44f.
  • the source gas ejected in a comb-like shape discretely hits a thin film made of a host material formed on the substrate G that passes directly above, and is condensed and deposited at each of the discrete positions. As a result, a plurality of thin films are formed in a line with a constant film thickness and a constant interval P.
  • each nozzle 41 the formation of a thin film by each nozzle 41 will be described more specifically.
  • the front end portion of the substrate G first reaches the upper side of the nozzle 41a, and at this timing, the HIL raw material gas is ejected in a strip shape from the slit-type ejection port 44a of the nozzle 41a directly upward. .
  • This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41a.
  • a thin film of the hole injection layer HIL is formed in a planar shape with a constant film thickness so as to cover the entire substrate G from the front end to the rear end of the substrate G.
  • the HTL source gas is ejected in a strip shape from the slit-type ejection port 44b of the nozzle 41b toward right above. This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41b.
  • the thin film of the hole transport layer HTL is formed in a planar shape with a constant thickness so as to cover the whole hole injection layer HIL from the front end to the rear end of the substrate G.
  • the EML source gas is ejected in a strip shape from the slit-type ejection port 44c of the nozzle 41c toward right above. This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41c.
  • the host film EMHF of the light emitting layer is formed in a planar shape with a constant film thickness so as to cover the whole hole transport layer HTL from the front end to the rear end of the substrate G.
  • the evaporation source 31c, the nozzle 41c, and the carrier gas supply unit (dedicated gas pipe, on-off valve, MFC, etc.) for forming the host film EMHF correspond to the first vapor deposition unit.
  • the injection port of the nozzle 41c that injects the EML source gas is a slit-type injection port, but a porous injection port formed with a plurality of injection ports may be used as the injection port of the nozzle 41c.
  • the EML source gas is jetted from the porous jet nozzle in a band shape, and the host film EMHF is formed in a planar shape with a constant film thickness.
  • the host film EMHF is formed in a line at each position where the R light emitting layer REL, the G light emitting layer GEL, and the B light emitting layer BEL are formed.
  • the thickness of the host film EMHF may be adjusted for each color by ejecting the EML source gas from the porous ejection port. As a result, the light emission characteristics of each color can be improved.
  • the EMLr source gas is jetted out in a comb-teeth shape from the porous jet outlet 44d of the nozzle 41d toward the top. This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41d.
  • a plurality of guest material thin films hereinafter referred to as R guest films) for forming the R light emitting layer REL are formed on the host film EMHF in a line shape with a constant film thickness and a constant interval P.
  • the EMLg source gas is jetted out in a comb-teeth shape directly from the porous jet port 44e of the nozzle 41e. This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41e.
  • a certain gap g (see FIG. 5B) is formed next to the R guest film on the host film EMHF of the light emitting layer to form the G light emitting layer GEL.
  • a plurality of guest material thin films (hereinafter referred to as G guest films) are formed in a line with a constant film thickness and a constant interval P.
  • a constant gap g is formed between the R guest film and the G guest film on the host film EMHF of the light emitting layer so as to follow the R guest film and the G guest film.
  • a plurality of guest material thin films (hereinafter referred to as B guest films) for forming a BEL are formed in a line with a constant film thickness and a constant interval P.
  • evaporation sources 31d to 31f, nozzles 41d to 41f and carrier gas supply units for forming the R guest film, G guest film, and B guest film are used for the second deposition. It corresponds to the part.
  • FIG. 7A is a schematic cross-sectional view taken along the line EE shown in FIG. 6, and FIG. 7B is a schematic view taken along the line EE of the state where the R light-emitting layer REL, the G light-emitting layer GEL, and the B light-emitting layer BEL are formed by diffusion. It is sectional drawing.
  • an R guest film, a G guest film, and a B guest film are formed on the host film EMHF by the vapor deposition apparatus 2.
  • the film thickness of the host film EMHF is the film thickness D
  • the film thickness of the R / G / B guest film can be set to about 0.05D to 0.2D, for example.
  • the thickness D of the host film EMHF is 40 nm
  • the thickness of the R / G / B guest film is about 2 nm to 8 nm.
  • the film thickness of the R, G, B guest film is not limited to about 0.05D to 0.2D, and can be appropriately changed according to the composition of the guest material.
  • each guest material is diffused into the host film EMHF by concentration diffusion, thermal diffusion, etc., and as shown in FIG.
  • the R light emitting layer REL, the G light emitting layer GEL, and the B light emitting layer BEL are formed.
  • the nozzles 41d to 41f for forming the R guest film, the G guest film, and the B guest film are disposed at a close distance DS with respect to the substrate G, the radiant heat from the nozzles 41d to 41f can be applied to the substrate G. Thereby, it becomes possible to promote the thermal diffusion of each guest material into the host film EMHF.
  • the radiant heat to the substrate G is reduced.
  • the heat radiation part for adjusting the radiant heat to the substrate G is adjusted by providing a heat shield part that has a flow path for flowing a cooling medium (for example, cooling water) and can adjust the radiant heat around the jet outlets 44d to 44f.
  • a spraying part for spraying a refrigerant gas (for example, argon) to the substrate G may be provided in the processing chamber 10.
  • a refrigerant gas for example, argon
  • the controller 50 controls a heat medium circulation device (not shown), and a heat medium having a predetermined temperature in the medium passage inside the stage 21.
  • the substrate G can also be adjusted to a predetermined temperature by circulating and supplying.
  • the film formed on the substrate G by the source gas ejected from the porous jet port 44 has a substantially mountain shape with the center of the jet direction from the porous jet port 44 as a boundary. It is formed. Therefore, if the raw material gas obtained by heating and evaporating the organic film forming material obtained by mixing the guest material with the host material is ejected from the nozzle ejection port 44, the RGB light emitting layer is directly formed in a line shape. The shape is substantially mountain-shaped.
  • the RGB light emitting layer can be flattened as compared with the case where the RGB light emitting layer is directly formed in a line shape by the porous ejection port 44, and thus the RGB light emitting layer can be formed with high accuracy. .
  • the line width W of the R guest film, the G guest film, and the B guest film has been described as being the same, the line width of the guest film may be different depending on the light emission characteristics of each color. Further, the line widths of the R guest film, the G guest film, and the B guest film may be set in consideration of the diffusion characteristics of each guest material. Further, the R guest film, the G guest film, and the B guest film may not have the same film thickness, and the light emission characteristics of each color can be set to film thicknesses for obtaining desired light emission characteristics. For example, the thicknesses of the R guest film, the G guest film, and the B guest film may be set in consideration of the diffusion characteristics of each guest material. The film thickness and line width of the R guest film, G guest film and B guest film can be adjusted by the diameter and number (number in the Y direction) of the nozzle outlet 44, and also by the pressure and flow rate of the carrier gas. Can be adjusted.
  • the explanation about the formation of the organic film will be continued.
  • the ETL source gas is ejected from the slit-type ejection port 44g of the nozzle 41g toward right above. This state is maintained until the rear end of the substrate G passes over the nozzle 41g.
  • the electron transport layer ETL is formed in a planar shape with a constant film thickness so as to cover the entire light emitting layer EML from the front end to the rear end of the substrate G.
  • the electron injection layer EIL is formed in a planar shape with a constant film thickness so as to cover the entire electron transport layer ETL from the front end to the rear end of the substrate G.
  • a plurality of types of organic thin films are formed on the substrate G in a single vapor deposition process in which the substrate G is scanned and moved once in one direction in the processing chamber 10. It can be formed by stacking. Specifically, on the substrate G, a hole injection layer HIL, a hole transport layer HTL, a light emitting layer EML in which RGB light emitting layers are juxtaposed in a line pattern, an electron transport layer ETL, and an electron injection layer EIL may be laminated. it can. Thereby, an organic EL color display having a device structure as shown in FIG. 2 can be formed.
  • the vapor deposition apparatus 2 since the vapor deposition apparatus 2 according to the present embodiment does not use a shadow mask, the use efficiency of organic materials, coating efficiency, multi-layer deposition efficiency, manufacturing yield, space efficiency, and cost are greatly improved, and a large screen is obtained. It can easily cope with the production and mass production.
  • a passive matrix system as shown in FIG. 10 can be used as a driving system for an organic EL color display having a device structure as shown in FIG.
  • the anode and the cathode are formed as line electrodes (row electrodes / column electrodes) orthogonal to each other, and when a voltage is applied to a pixel (R, G, B subpixel) at a position where both intersect, Pixels emit light.
  • TFT thin film transistors
  • pixel electrodes for each of R, G, and B subpixels, scanning lines, and signal lines are formed on the anode (ITO) side.
  • ITO anode
  • the cathode serves as a common electrode and is formed as a single planar thin film.
  • the substrate processing system according to the second embodiment differs from the substrate processing system 1 of the first embodiment in the configuration of the light emitting layer formation in the vapor deposition apparatus.
  • parts different from those of the first embodiment will be mainly described, and common parts will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted as appropriate.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state of organic layer formation by the vapor deposition apparatus 2A according to the second embodiment.
  • an organic film-forming material serving as a host material for the light-emitting layer EML is heated and evaporated in the raw material gas ejection part 40A of the vapor deposition apparatus 2A, after the nozzle 41f and before the nozzle 41g.
  • a nozzle 41i that ejects EML source gas is provided.
  • the nozzle 41i is supplied with the EML source gas generated from the corresponding evaporation source 31 (see FIG. 3) mixed with the carrier gas, similarly to the nozzle 41c. Specifically, in the evaporation source 31, an organic film forming material serving as a host material of the light emitting layer EML is heated and evaporated to generate an EML source gas, which is supplied to the nozzle 41i via the gas pipe 42 (see FIG. 3). Supplied.
  • a slit-type jet port 44i is formed on the upper surface of the nozzle 41i in the same manner as the jet port 44c (see FIG. 4) of the nozzle 41c.
  • the host film EMHF of the light emitting layer is formed in a planar shape so as to cover the entire processing target surface of the substrate G from the front end to the rear end of the substrate G, and the R guest film, the G guest film, The B guest film is sandwiched between the upper and lower host films EMHF.
  • the evaporation source 31, the nozzle 41i, and the carrier gas supply unit (dedicated gas pipe, on-off valve, MFC, etc.) for forming the host film EMHF correspond to the third vapor deposition unit.
  • FIG. 12A is a schematic cross-sectional view taken along the line FF shown in FIG. 11, and FIG. 12B is a schematic cross-sectional view in a state where the R light-emitting layer REL, the G light-emitting layer GEL, and the B light-emitting layer BEL are formed by diffusion. .
  • the vapor deposition apparatus 2 forms an R guest film, a G guest film, and a B guest film on the host film EMHF, and further a host film EMHF is formed thereon. Thereafter, each guest material is diffused into the host film EMHF by concentration diffusion or thermal diffusion, and as shown in FIG. 12B, the light emitting layer EML has an R light emitting layer REL, a G light emitting layer GEL, and a B light emitting layer BEL. Is formed.
  • the position where the holes injected from the anode and the electrons injected from the cathode are recombined can be adjusted. Therefore, the emission characteristics can be easily adjusted by adjusting the film thicknesses of the upper and lower host films EMHF.
  • an electron transport layer ETL, an electron injection layer EIL, a cathode, and the like are formed on the light emitting layer EML.
  • the line width W of the R guest film, the G guest film, and the B guest film may not be the same, and the R guest film is considered in consideration of the diffusion characteristics of each guest material.
  • the line widths of the G guest film and the B guest film may be set.
  • the R guest film, the G guest film, and the B guest film may not have the same film thickness, and the light emission characteristics of each color may be set to film thicknesses for obtaining desired light emission characteristics.
  • the thicknesses of the R guest film, the G guest film, and the B guest film may be set in consideration of the diffusion characteristics of each guest material.
  • the film thickness and line width of the R guest film, G guest film and B guest film can be adjusted by the diameter and number (number in the Y direction) of the nozzle outlet 44, and also by the pressure and flow rate of the carrier gas. Can be adjusted.
  • the nozzles 41c and 41i for injecting the EML source gas have a porous outlet, and the upper and lower host films EMHF are linearly formed at positions where the R light emitting layer REL, the G light emitting layer GEL, and the B light emitting layer BEL are formed.
  • the thickness of the upper and lower host films EMHF may be adjusted for each color by ejecting the EML source gas from the porous jet port so as to be formed. As a result, the light emission characteristics of each color can be improved.
  • the vapor deposition apparatus 2A according to the second embodiment is different from the vapor deposition apparatus 2 according to the first embodiment in that the host film EMHF is added to the evaporation mechanism 30, the source gas ejection unit 40A, and the carrier gas supply mechanism 34.
  • the number of evaporation sources, nozzles, and carrier gas supply units are further increased. Accordingly, the light emitting layer can be formed by sandwiching the guest film with the host film EMHF, and the light emission characteristics can be easily adjusted.
  • an HBL source gas obtained by heating and evaporating an organic film forming material as a material of the hole blocking layer HBL may be used as the source gas ejected from the nozzle 41i.
  • the phenomenon that holes are diffused into the electron transport layer ETL can be prevented, and the emission characteristics can be improved.
  • the light emitting layers are separated by the host film EMHF in which the guest material is not diffused.
  • a device structure in which banks (separation walls) for separation are provided may be used.
  • the bank 60 by providing the bank 60, the RGB light emitting layer formed of the host material and the guest material may be separated by the bank 60.
  • the light emitting layer of each color can be formed with high accuracy.
  • the light emission characteristics of each color can be improved by adjusting the thickness of the host film EMHF for each color.
  • the thicknesses of the upper and lower host films EMHF may be adjusted for each color. As a result, the light emission characteristics of each color can be improved.
  • the bank 60 is made of an organic material such as an acrylic resin, a novolak resin, a polyamide resin, or a polyimide resin, for example, and can be produced in the previous process by, for example, an ink jet method or a printing method, but is produced on the substrate G by a vapor deposition method in a vapor deposition apparatus. You can also In the example shown in FIG. 14, the bank 60 is formed on the transparent anode ITO. However, for example, the bank 60 may be formed on the hole transport layer HTL.
  • an evaporation source, a nozzle, and a carrier gas supply unit (dedicated gas for forming the bank 60 are provided in the evaporation mechanism 30, the raw material gas ejection unit 40 and the carrier gas supply unit 34. Add pipes, on-off valves, MFC, etc.).
  • the bank forming nozzle is arranged at a position upstream of the nozzle 41a.
  • the R guest film, the G guest film, and the B guest film are formed using the nozzles 41d to 41f, respectively.
  • the R guest film and the G guest film are formed using a shadow mask having an opening.
  • a B guest film may be formed. Since the thickness of the guest film is smaller than the thickness of the light-emitting layer EML, even when a shadow mask is used, the utilization efficiency of the host material can be increased, whereby an organic material for forming the light-emitting layer The utilization efficiency can be improved.
  • the jet ports 44a to 44c and 44g to 44i for forming the planar thin film are formed in a slit shape, but it is also possible to form a single row or a plurality of rows of porous types.
  • the diameter, pitch, and separation distance DL of each of the outlets 44a to 44c and 44g to 44i are selected so that the source gas is jetted substantially in a band shape with respect to the substrate G passing above.
  • the longitudinal direction of each of the nozzles 41a to 41i is the orthogonal direction (Y direction) to the substrate scanning direction (X direction), but from the same direction (Y direction) as necessary. You may incline diagonally within a horizontal surface.
  • the posture of the substrate G is not limited to the face-down method, and for example, a face-up method or a method in which the surface to be processed of the substrate G is directed in the horizontal direction is possible.
  • the direction in which the source gas is ejected from each of the nozzles 41a to 41i can also take an arbitrary direction depending on the direction or attitude of the substrate to be processed.
  • one nozzle 41a to one nozzle 41i for forming each thin film is provided, but any or all of the nozzles may be provided in plurality.
  • the nozzles 44d to 44f of the nozzles 41d to 41f are arranged one by one in the scanning movement direction (X direction), but a plurality of nozzles 44d to 44f may be arranged. That is, a plurality of rows of jet outlets 44d to 44f arranged in the Y direction may be provided in the X direction.
  • the formation on the substrate G is started in the order of the R guest film, the G guest film, and the B guest film.
  • the order is not limited to this, and the lines are arranged in an arbitrary order. It is possible to form a guest film. Therefore, in the source gas ejection part 40, the arrangement order of the nozzle 41d, the nozzle 41e and the nozzle 41f can be arbitrarily selected.
  • the transparent anode ITO is used as a base layer, and the organic layers are deposited in the order of the hole injection layer HIL, the hole transport layer HTL, and so on.
  • the organic layers are deposited in the order of the hole injection layer HIL, the hole transport layer HTL, and so on.
  • the vapor deposition apparatus and vapor deposition method of the above-described embodiment can be applied to an organic EL display that omits a part of the hole injection layer HIL, the hole transport layer HTL, the electron transport layer ETL, and the electron injection layer EIL.
  • the present invention can also be applied to an organic EL display in which part or all of the hole injection layer HIL, the hole transport layer HTL, the electron transport layer ETL, and the electron injection layer EIL is replaced with a thin film of an inorganic substance.
  • the vapor deposition apparatus and vapor deposition method of the above-described embodiment can be used to manufacture a lighting device. That is, the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method of the above-described embodiment are used to form an RGB light emitting layer in a line shape on the substrate G, and each light emitting layer emits light, thereby producing a white light emitting organic EL lighting device. Can be manufactured. Further, for example, the vapor deposition apparatus and the vapor deposition method of the above-described embodiment use this to form RGB light-emitting layers in a line shape on the substrate G, thereby enabling light emission by adjusting the light emission intensity of each light-emitting layer. It is possible to manufacture an organic EL lighting device that can adjust the color tone of the.

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Abstract

　実施形態に係る蒸着装置２は、第１の蒸着部と、第２の蒸着部とを有する。第１の蒸着部は、移動する基板Ｇの被処理面に向けてホスト材を含むガスを噴き出して有機膜を基板Ｇの被処理面に面状に蒸着させる。第２の蒸着部は、第１の蒸着部の前段または後段に配置され、移動する基板Ｇの被処理面に向けてゲスト材を含むガスを噴き出して有機膜を基板Ｇの被処理面にライン状に蒸着させる。

Description

蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬディスプレイ、および有機ＥＬ照明装置
　開示の実施形態は、蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬディスプレイ、および有機ＥＬ照明装置に関する。
　近年、次世代を担うフラットパネルディスプレイとして、有機材料を用いて発光させる有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ－Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を用いた有機ＥＬディスプレイが注目されている。
　有機ＥＬディスプレイは、自発光型でバックライトが不要なことから、薄型化および軽量化が容易であり、視野角、解像度、コントラスト、応答速度、消費電力、可撓性などの面でも非常に優れている。
　有機ＥＬ素子は、透明基板上に形成され、有機層を陽極（アノード）および陰極（カソード）にてサンドイッチした構造をしている。有機ＥＬ素子の陽極および陰極に電圧を印加すると、陽極からは正孔（ホール）が有機層に注入され、陰極からは電子が有機層に注入される。注入された正孔および電子は有機層にて再結合して発光層を励起し、その励起状態から再び基底状態に戻る際に光を発生する。
　有機ＥＬディスプレイにおいて、フルカラーの画像を表示するための発光方式の１つとして、透明基板上にＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３原色画素を並べて配置する並置方式が知られている。この並置方式では、基板上でＲ、Ｇ、Ｂの各色発光層が塗り分けされる。各色発光層の塗り分けを行う成膜方法として、マスク蒸着法が現在の主流になっている（例えば、特許文献１参照）。
　マスク蒸着法は、基板上の成膜材料を付着させたい部位に対応する箇所に穴が開いているシャドウマスクを基板の手前に配置し、シャドウマスクの開口部を通して成膜材料を蒸着させる。上記並置方式の場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色発光層のパターンが同じであるため、同一シャドウマスクの位置を基板と平行にずらすことによって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色発光層を蒸着法により塗り分けることができる。
特開２００５－３２５４２５号公報
　しかしながら、マスク蒸着法では、シャドウマスクの開口がマスク全体の面積の中で占める割合はわずかであり、蒸発物質の大部分（一般に９５％以上）がマスクに付着するため、材料の利用効率が悪い。Ｒ、Ｇ、Ｂの各色発光層に用いられる有機材料は高価であることから、有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明装置の大型化および量産性の阻害要因にとなっている。
　実施形態の一態様は、有機材料の利用効率を高めることができる蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬディスプレイ、および有機ＥＬ照明装置を提供することを目的とする。
　実施形態の一態様に係る蒸着装置は、処理対象の基板を収容する処理室と、発光層を形成する有機材料を含むガスを噴出する蒸着部と、前記処理室内で、前記基板の被処理面を前記蒸着部に対して相対的に所定方向に移動させる移動部と、を備える。前記蒸着部は、第１の蒸着部および第２の蒸着部を有する。前記第１の蒸着部は、移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちホスト材を含むガスを噴き出して第１の有機膜を前記被処理面に面状に蒸着させる。前記第２の蒸着部は、前記第１の蒸着部の前段または後段に配置され、移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちゲスト材を含むガスを噴き出して第２の有機膜を前記被処理面にライン状に蒸着させる。
　実施形態の一態様によれば、有機材料の利用効率を高めることができる蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬディスプレイ、および照明装置を提供することができる。
図１は、第１の実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る有機ＥＬカラーディスプレイのデバイス構造の一例を示す模式断面図である。 図３は、図１に示す蒸着装置の構成を示す図である。 図４は、図１に示す蒸着装置におけるノズルの構成および配置を示す図である。 図５Ａは、ガラス基板上にＲＧＢ発光層が形成される様子を示す平面図である。 図５Ｂは、図５Ａに示す領域Ｑの拡大図である。 図６は、蒸着装置による有機層形成の様子を示す図である。 図７Ａは、図６に示すＥ－Ｅ線模式断面図である。 図７Ｂは、拡散によって、Ｒ発光層、Ｇ発光層およびＢ発光層が形成された状態のＥ－Ｅ線模式断面図である。 図８は、多孔型のノズルによって形成される膜形状の一例を示す図である。 図９は、ＲＧＢ発光層の形状例を示す図である。 図１０は、パッシブマトリクス方式の構成例を示す図である。 図１１は、第２の実施形態に係る蒸着装置による有機層形成の様子を示す図である。 図１２Ａは、図１１に示すＦ－Ｆ線模式断面図である。 図１２Ｂは、拡散によって、Ｒ発光層、Ｇ発光層およびＢ発光層が形成された状態のＦ－Ｆ線模式断面図である。 図１３は、第２の実施形態に係る有機ＥＬカラーディスプレイのデバイス構造の一例を示す模式断面図である。 図１４は、他の実施形態に係る有機ＥＬカラーディスプレイのデバイス構造の一例を示す模式断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本願の開示する蒸着装置、蒸着方法、有機ＥＬディスプレイ、および有機ＥＬ照明装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。例えば、以下においては、有機ＥＬディスプレイや有機ＥＬ照明装置の有機層を形成する例について説明するが、蒸着装置および蒸着方法によって製造される装置は、ディスプレイや照明装置に限定されるものではない。
［１．第１の実施形態］
［１．１．基板処理システムの構成］
　まず、第１の実施形態に係る基板処理システムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係る基板処理システムの構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る基板処理システム１は、複数の処理容器を有するクラスタ型装置であり、ロードロック室ＬＬＭ、搬送室ＴＭ、前処理室ＣＭおよび４つのプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ４を有する。
　ロードロック室ＬＬＭは、大気系から搬送されたガラス基板（以下、基板Ｇと記載する）を、真空度の高いプロセスモジュールＰＭに搬送するために内部を減圧状態に保持する。基板Ｇ上には、予め陽極としてインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）が形成される。基板Ｇは、搬送室ＴＭの搬送アームＡｒｍによって前処理室ＣＭ内に搬送され、ＩＴＯ表面をクリーニングした後、プロセスモジュールＰＭ１内に搬送される。
　プロセスモジュールＰＭ１には、ガスフロー型の蒸着装置２が配置され、透明陽極ＩＴＯ上に後述する複数の有機膜が連続して形成される。このように有機層が形成された基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ４内に搬送され、スパッタリングにより有機層上に陰極層（メタル電極）が形成される。
　さらに、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ２内に搬送され、配線用のパターンがエッチングにより形成された後、再び、プロセスモジュールＰＭ４内にてスパッタリングによりエッチング部分に金属配線が成膜される。そして、最後に、基板Ｇは、プロセスモジュールＰＭ３内に搬送され、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：気相成長法）により有機層を封止する封止膜が形成される。
　図２は、基板処理システム１により製造される有機ＥＬカラーディスプレイのデバイス構造の一例を示す模式断面図である。図２に示すように、有機ＥＬカラーディスプレイは、基板Ｇ上に透明陽極ＩＴＯ、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬおよび陰極（カソード）を積層形成したデバイス構造を有する。
　第１の実施形態に係る発光層ＥＭＬは、Ｒ（赤）発光層ＲＥＬ、Ｇ（緑）発光層ＧＥＬ、Ｂ（青）発光層ＢＥＬ（以下、ＲＧＢ発光層と総称する場合がある）を含む。これらのＲＧＢ発光層は、後述するようにホスト材による薄膜（以下、ホスト膜と記載する）にＲＧＢ発光層用の各ゲスト材による薄膜を形成し、ゲスト材をホスト膜に拡散させることによって形成される。
　ホスト材は、発光層においてキャリア輸送を担う材料であり、例えば、Ａｌｑ３（蛍光材料ホスト）、ＣＢＰ、ｍ－ＣＰ、ｍ－ＣＢＰ（燐光材料ホスト）等である。かかるホスト材は、例えば、ＨＯＭＯ－ＬＵＭＯ準位、ギャップ、ゲスト材料との適合性から適宜選択される。また、ゲスト（ドーパント）材は、発光層において発光を担う材料であり、Ｒ発光層ＲＥＬ用のゲスト材は、例えば、ＤＣＭ、ＤＣＭ２、ＤＣＪＴＢ（赤色蛍光材料）、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、（ｂｔｐ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（赤色燐光材料）等である。Ｇ発光層ＧＥＬ用のゲスト材は、例えば、Ｃｏｕｍａｒｉｎ６（緑色蛍光材料）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、（ｐｐｙ）２Ｉｒ（ａｃａｃ）（緑色燐光材料）等である。Ｂ発光層ＢＥＬ用のゲスト材は、例えば、ＴＢＰ(青色蛍光材料)、Ｉｒ（Ｆｐｐｙ）３、ＦＩｒｐiｃ（青色燐光材料）等である。なお、ホスト材およびゲスト材は、上述した材料に限定されるものではなく、発光特性等を考慮し種々の材料を用いることができる。
　プロセスモジュールＰＭ１内に配置される蒸着装置２は、１つの処理室内において、これら正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬおよび電子注入層ＥＩＬの全５層を、１回の蒸着プロセスで同時に形成する。
［１．２．蒸着装置の構成］
　図３は、蒸着装置２の構成を示す図である。図３に示すように、蒸着装置２は、処理室１０と、移動機構２０と、蒸発機構３０と、原料ガス噴き出し部４０と、コントローラ５０とを備える。かかる蒸着装置２は、上述した正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ（図２参照）を順次形成する。
　処理室１０の側壁には、ゲートバルブ１１によって開閉される基板搬入搬出用の開口１２が形成され、被処理基板である基板Ｇを処理室１０に対して出し入れ可能となっている。また、処理室１０は、その側壁または底面に形成される排気口１３を介して真空ポンプなどの排気装置（図示せず）に接続されており、処理室１０内の減圧が可能である。なお、ゲートバルブ１１や排気装置は、例えば、コントローラ５０によって制御される。
　移動機構２０は、コントローラ５０によって制御され、処理室１０内で基板Ｇを水平な一方向（Ｘ方向）に一定速度で移動させる。この移動機構２０は、基板Ｇの被処理面を下方に向けた状態で保持するステージ２１と、このステージ２１に結合され、Ｘ方向にステージ２１をスライド移動する走査部２２とを有する。
　ステージ２１には、基板Ｇを静電吸着力によって着脱可能に保持する静電チャック（図示せず）が埋め込まれており、この静電チャックは、コントローラ５０により制御されるスイッチを介して高圧の直流電源（図示せず）に電気的に接続される。また、ステージ２１の内部には媒体通路が形成されており、コントローラ５０は、熱媒体循環装置（図示せず）を制御して、ステージ２１内部の媒体通路に所定温度の熱媒体（例えば、冷媒）を循環供給させることで基板Ｇを所定温度に調整する。
　蒸発機構３０は、処理室１０の外に、基板Ｇ上に形成する薄膜の種類に応じた個数の蒸発源３１ａ～３１ｈ（以下、蒸発源３１と総称する場合がある）を有する。各蒸発源３１は、容器内に形成したルツボの中で、有機材料を加熱、蒸発させて原料ガスを生成する。
　具体的には、蒸発源３１ａは、正孔注入層ＨＩＬの原料となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＨＩＬ原料ガスを生成する。蒸発源３１ｂは、正孔輸送層ＨＴＬの原料となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＨＴＬ原料ガスを生成する。蒸発源３１ｃは、発光層ＥＭＬのホスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬ原料ガスを生成する。
　また、蒸発源３１ｄは、Ｒ発光層ＲＥＬのゲスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬｒ原料ガスを生成する。蒸発源３１ｅは、Ｇ発光層ＧＥＬのゲスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬｇ原料ガスを生成する。蒸発源３１ｆは、Ｂ発光層ＢＥＬのゲスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬｂ原料ガスを生成する。
　また、蒸発源３１ｇは、電子輸送層ＥＴＬの原料となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＴＬ原料ガスを生成し、蒸発源３１ｈは、電子注入層ＥＩＬの原料となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＩＬ原料ガスを生成する。
　各蒸発源３１ａ～３１ｈは、各有機材料を加熱するためのヒータとして、例えば高融点材料からなる抵抗発熱素子３２ａ～３２ｈ（以下、抵抗発熱素子３２と総称する）を備える。ヒータ電源部３３は、各抵抗発熱素子３２に電流を個別に供給して、各蒸発源３１における加熱温度（例えば２００℃～５００℃）を個別に制御する。
　蒸発機構３０は、各蒸発源３１において生成される原料ガスをそれぞれキャリアガスに混合して原料ガス噴き出し部４０まで搬送するためのキャリアガス供給機構３４を備える。このキャリアガス供給機構３４は、キャリアガス供給源３５と、ガス管３６ａ～３６ｈ（以下、ガス管３６と総称する場合がある）、開閉弁３７ａ～３７ｈ（以下、開閉弁３７と総称する場合がある）と、マス・フロー・コントローラ３８ａ～３８ｈ（以下、ＭＦＣ３８と総称する場合がある）とを有する。
　キャリアガス供給源３５は、キャリアガスとして不活性ガス（例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、クリプトンガスまたは窒素ガス）を個別に各ガス管３６の基端部へ送出する。各ガス管３６の中途部には、それぞれ開閉弁３７およびＭＦＣ３８が配置される。
　各開閉弁３７は、コントローラ５０の制御によってそれぞれ独立に開閉（オン／オフ）する。また、各ＭＦＣ３８は、対応するガス管３６を流れるキャリアガスの圧力または流量をコントローラ５０の制御によって制御する。これらＭＦＣ３８および開閉弁３７によって、キャリアガスのオン／オフ、およびキャリアガスの圧力や流量の制御が行われる。
　各ガス管３６の先端部は、それぞれ対応する蒸発源３１に接続され、開閉弁３７およびＭＦＣ３８によって、蒸発源３１へのキャリアガスの圧力および流量の制御やキャリアガスの供給／停止が行われる。
　原料ガス噴き出し部４０は、処理室１０内に、蒸発源３１ａ～３１ｈのそれぞれ対応するノズル４１ａ～４１ｈ（以下、ノズル４１と総称する場合がある）を備える。かかる原料ガス噴き出し部４０は、各蒸発源３１から受け取った各原料ガスを、移動機構２０によって移動されている基板Ｇに向けて噴き出す。
　ノズル４１ａ～４１ｈは、いずれも長尺型のノズルであり、処理室１０内で基板移動方向（Ｘ方向）に一列に並んで配置される。これらのノズル４１ａ～４１ｈは、各々が基板移動方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に長く延びており、各々の上面に形成された噴出口より原料ガスを上方に噴き出す。
　各ノズル４１ａ～４１ｈは、処理室１０の底壁を貫通する各ガス管４２ａ～４２ｈ（以下、ガス管４２と総称する場合がある）を介して各蒸発源３１ａ～３１ｈに接続され、また、移動機構２０による蒸着走査のスタート位置からＸ方向に順次配置される。そして、これらのノズル４１ａ～４１ｈによって、基板Ｇ上に、ＨＩＬ原料ガス、ＨＴＬ原料ガス、ＥＭＬ原料ガス、ＥＭＬｒ原料ガス、ＥＭＬｇ原料ガス、ＥＭＬｂ原料ガス、ＥＴＬ原料ガス、ＥＩＬ原料ガスがそれぞれ噴出される。なお、各ガス管４２ａ～４２ｈの中途部には、それぞれ開閉弁４３ａ～４３ｈが配置される。
　図４は、蒸着装置２におけるノズル４１ａ～４１ｈの構成および配置を示す図である。図４に示すように、ノズル４１ａ～４１ｇは、その上面に噴出口４４ａ～４４ｈをそれぞれ有する。各噴出口４４ａ～４４ｈは、形成する薄膜に応じた形状に形成され、また、蒸着プロセス中に真上を通過する基板Ｇに対し、それぞれの薄膜を形成するのに適した距離に配置される。
　具体的には、ノズル４１ａ～４１ｃ、４１ｇ、４１ｈの上面には、その長手方向（Ｙ方向）にスリット状に延びる噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈが形成される。これらの噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈは、基板Ｇに対して面状薄膜を形成するのに適した比較的遠い距離ＤＬ（例えば、１０～２０ｍｍ）を隔てるような高さ位置にそれぞれ配置される。
　一方、ノズル４１ｄ～４１ｆの上面には、その長手方向（Ｙ方向）に一定間隔を置いて一列（または複数列）に複数の噴出口４４ｄ～４４ｆが形成される。これらの噴出口４４ｄ～４４ｆは、基板Ｇに対してライン状薄膜を形成するのに適した比較的短い距離ＤＳ（例えば、１ｍｍ以下）を隔てるような高さ位置にそれぞれ配置される。
　図５Ａは、蒸着装置２によって基板Ｇ上にＲＧＢ発光層が形成される様子を示す平面図、図５Ｂは、図５Ａに示す領域Ｑの拡大図であり、噴出口４４ｄ～４４ｆとＲＧＢ発光層の形成パターンとの関係が示される。
　図５Ａおよび図５Ｂに示すように、各ノズル４１ｄ～４１ｆは、それぞれの噴出口４４ｄ～４４ｆがノズル長手方向（Ｙ方向）に対して一定間隔Ｐで一列に配置される。また、噴出口４４ｄ～４４ｆ間では、ノズル長手方向（Ｙ方向）において噴出口４４ｄ～４４ｆが互いにＰ／３だけオフセットしている。
　噴出口４４ｄ～４４ｆの口径Ｋ１～Ｋ３は、並置型のＲＧＢ発光層の各ライン幅Ｗに依存した値に選定される。口径Ｋ１～Ｋ３の範囲は、例えば、０．１～１Ｗに設定することができる。例えばＷ＝１００μｍの場合、Ｋ１～Ｋ３＝１０～１００μｍに設定される。
　このように、噴出口４４ｄ～４４ｆの口径Ｋ１～Ｋ３は微細に形成され、かつ、至近距離ＤＳで、基板Ｇの被処理面（以下、基板被処理面と記載する場合がある）に向けて原料ガスを噴き出す。そのため、噴出口４４ｄ～４４ｆから噴き出された原料ガスが四方、特に基板移動方向（Ｘ方向）への拡散が抑制され、ＲＧＢ発光層を精度よく形成できる。
　これに対して、噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈは、広角遠距離噴出型ノズルであり、原料ガスを大きな広がり角で遠距離ＤＬにある基板被処理面に向けて噴き出すので、それらの噴き出された原料ガスが四方、特に基板移動方向（Ｘ方向）に拡散する。これにより、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、発光層のホスト膜ＥＭＨＦ、電子輸送層ＥＴＬおよび電子注入層ＥＩＬの面状に精度よく形成することができる。
　なお、隣接するノズル４１ａ～４１ｃ、４１ｇ、４１ｈ間には、処理室１０の底壁からノズル噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈを超える高さまで垂直上方（Ｚ方向）に延びる隔壁板４５（図３および図４参照）が設けられる。この隔壁板４５によって、隣接するノズル側への原料ガスの侵入または混入を防止することができる。
［１．３．蒸着装置による有機層形成］
　次に、蒸着装置２による有機層の形成について説明する。図６は、蒸着装置２による有機層形成の様子を示す図である。
　ゲートバルブ１１が開いて外部搬送装置（図示せず）により被処理対象である基板Ｇが処理室１０の中に搬入されると、コントローラ５０は、移動機構２０を制御してステージ２１を搬入／搬出口の近くに寄せて基板Ｇのローディングを行う。基板Ｇのローディングが完了した後、コントローラ５０は、ゲートバルブ１１を閉じ、排気装置により処理室１０の室内を所定の真空圧力まで減圧させる。なお、蒸着装置２に搬入される基板Ｇの被処理面には、別の成膜装置により前工程で陽極（ＩＴＯ）が形成されている。
　コントローラ５０は、基板Ｇを搬入するタイミングに合わせて、蒸発機構３０をスタンバイ状態に制御する。例えば、基板Ｇが搬入される直前に、ヒータ電源部３３をオンにして、各蒸発源３１ａ～３１ｈにおける各成膜材料の加熱、蒸発を準備させる。なお、このとき、開閉弁４３ａ～４３ｈは閉じた状態に維持され、原料ガス噴き出し部４０が停止状態に維持される。
　コントローラ５０は、基板Ｇに対する蒸着プロセスを実行するために、移動機構２０に対してステージ２１の走査移動を開始させる。そして、走査移動により基板Ｇの前端部が各ノズル４１の手前に差し掛かると、コントローラ５０は、所定のタイミングでノズル４１に対応するガス管３６の開閉弁３７およびガス管４２の開閉弁４３をそれまでの閉（オフ）状態から開（オン）状態に切り換える。また、ＭＦＣ３８は、ガス管３６を流れるキャリアガスの圧力または流量の制御を通じて、ノズル４１のガス噴出圧力または流量を設定値に制御する。
　これにより、各ノズル４１は、キャリアガスと混合された原料ガスの噴き出しを開始し、この状態を基板Ｇの後端部が各ノズル４１頭上を通り過ぎるまで維持する。これらのノズル４１ａ～４１ｈは、上述したように、基板Ｇの移動方向に対して順に並べて設けられており、ノズル４１ａ～４１ｈの順に原料ガスがその噴出口４４ａ～４４ｈから基板Ｇに噴出される。
　噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈは、基板移動方向と交差する方向に延びるスリット形状を有している。そのため、これらの噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ、４４ｈからは原料ガスが基板Ｇの被処理面に向けて帯状に噴き出される。帯状に噴き出された原料ガスは、その真上を通過する基板Ｇの被処理面に帯状に当たり、その帯状に当たった位置で凝縮して堆積する。これにより、薄膜が一定の膜厚で面状に形成される。
　一方、噴出口４４ｄ～４４ｆは、基板移動方向と交差する方向に列をなす複数の孔を有している。そのため、かかる噴出口４４ｄ～４４ｆからは、原料ガスが基板Ｇに向けて櫛歯状に噴き出される。櫛歯状に噴き出された原料ガスは、その真上を通過する基板Ｇに形成されたホスト材による薄膜に離散的に当たり、その離散的に当たった各位置で凝縮して堆積する。これにより、薄膜が一定の膜厚および一定の間隔Ｐでライン状に複数本形成される。
　ここで、各ノズル４１による薄膜の形成についてさらに具体的に説明する。基板Ｇの移動が開始すると、まず、基板Ｇの前端部が最初にノズル４１ａの上方に差し掛かり、このタイミングで、ノズル４１ａのスリット型噴出口４４ａからＨＩＬ原料ガスを真上に向けて帯状に噴き出す。この状態はノズル４１ａの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって基板Ｇ全体を覆うように正孔注入層ＨＩＬの薄膜が一定の膜厚で面状に形成される。
　次に、基板Ｇの前端部がノズル４１ａの後段にあるノズル４１ｂの上方に差し掛かると、ノズル４１ｂのスリット型噴出口４４ｂからＨＴＬ原料ガスが真上に向けて帯状に噴き出す。この状態はノズル４１ｂの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって正孔注入層ＨＩＬ全体を覆うように正孔輸送層ＨＴＬの薄膜が一定の膜厚で面状に形成される。
　次に、基板Ｇの前端部がノズル４１ｂの後段にあるノズル４１ｃの上方に差し掛かると、ノズル４１ｃのスリット型噴出口４４ｃからＥＭＬ原料ガスが真上に向けて帯状に噴き出す。この状態はノズル４１ｃの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって正孔輸送層ＨＴＬ全体を覆うように発光層のホスト膜ＥＭＨＦが一定の膜厚で面状に形成される。なお、ホスト膜ＥＭＨＦを形成するための蒸発源３１ｃ、ノズル４１ｃ、キャリアガス供給部（専用のガス管、開閉弁、ＭＦＣ等）が第１の蒸着部に相当する。また、図に示す例では、ＥＭＬ原料ガスを噴射するノズル４１ｃの噴射口をスリット型噴出口としたが、複数の噴射口が形成された多孔型噴出口をノズル４１ｃの噴射口としてもよい。この場合も、スリット型噴出口と同様に、多孔型噴出口よりＥＭＬ原料ガスを帯状に噴き出してホスト膜ＥＭＨＦを一定の膜厚で面状に形成する。また、ＥＭＬ原料ガスを噴射するノズル４１ｃの噴射口を多孔型噴出口とする場合、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬを形成する位置にそれぞれホスト膜ＥＭＨＦをライン状に形成するようにＥＭＬ原料ガスを多孔型噴出口から噴き出すことで、ホスト膜ＥＭＨＦの厚みを各色ごとに調整してもよい。これによって各色の発光特性を向上させることができる。
　次に、基板Ｇの前端部がノズル４１ｃの後段にあるノズル４１ｄの上方に差し掛かると、ノズル４１ｄの多孔型噴出口４４ｄからＥＭＬｒ原料ガスが真上に向けて櫛歯状に噴き出す。この状態はノズル４１ｄの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、ホスト膜ＥＭＨＦ上に、Ｒ発光層ＲＥＬを形成するためのゲスト材の薄膜（以下、Ｒゲスト膜と記載する）が一定の膜厚および一定の間隔Ｐでライン状に複数本形成される。
　同様に、基板Ｇの前端部がノズル４１ｄの後段にあるノズル４１ｅの上方に差し掛かると、ノズル４１ｅの多孔型噴出口４４ｅからＥＭＬｇ原料ガスが真上に向けて櫛歯状に噴き出す。この状態はノズル４１ｅの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、Ｒゲスト膜の後を追うように、発光層のホスト膜ＥＭＨＦの上に、Ｒゲスト膜の隣に一定のギャップｇ（図５Ｂ参照）を空けて、Ｇ発光層ＧＥＬを形成するためのゲスト材の薄膜（以下、Ｇゲスト膜と記載する）が一定の膜厚および一定の間隔Ｐでライン状に複数本形成される。なお、Ｒゲスト膜とＧゲスト膜とのギャップｇは、ｇ＝（Ｐ－３Ｗ）／３で与えられる。
　同様に、基板Ｇの前端部がノズル４１ｅの後段にあるノズル４１ｆの上方に差し掛かると、ノズル４１ｆの多孔型噴出口４４ｆからＥＭＬｂ原料ガスが真上に向けて櫛歯状に噴き出す。この状態はノズル４１ｆの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、Ｒゲスト膜およびＧゲスト膜の後を追うように、発光層のホスト膜ＥＭＨＦの上であってＲゲスト膜およびＧゲスト膜の間にそれぞれ一定のギャップｇを空けて、Ｂ発光層ＢＥＬを形成するためのゲスト材の薄膜（以下、Ｂゲスト膜と記載する）が一定の膜厚および一定の間隔Ｐでライン状に複数本形成される。なお、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜を形成するための蒸発源３１ｄ～３１ｆ、ノズル４１ｄ～４１ｆおよびキャリアガス供給部（専用のガス管、開閉弁、ＭＦＣ等）が第２の蒸着部に相当する。
　図７Ａは、図６に示すＥ－Ｅ線模式断面図であり、図７Ｂは、拡散によって、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬが形成された状態のＥ－Ｅ線模式断面図である。
　蒸着装置２によって、図７Ａに示すように、ホスト膜ＥＭＨＦ上にＲゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜が形成される。ホスト膜ＥＭＨＦの膜厚を膜厚Ｄとすると、Ｒ・Ｇ・Ｂゲスト膜の膜厚は、例えば、０．０５Ｄ～０．２Ｄ程度とすることができる。例えば、ホスト膜ＥＭＨＦの膜厚Ｄ＝４０ｎｍの場合、Ｒ・Ｇ・Ｂゲスト膜の膜厚は、２ｎｍ～８ｎｍ程度である。なお、Ｒ・Ｇ・Ｂゲスト膜の膜厚は、０．０５Ｄ～０．２Ｄ程度に限定されるものではなく、ゲスト材の組成に応じて適宜変更可能である。
　ホスト膜ＥＭＨＦ上にＲゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜が形成された後、濃度拡散や熱拡散などによって各ゲスト材がホスト膜ＥＭＨＦ内に拡散して、図７Ｂに示すように、発光層ＥＭＬに、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬが形成される。
　Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜を形成するノズル４１ｄ～４１ｆは基板Ｇに対して至近距離ＤＳに配置されることから、ノズル４１ｄ～４１ｆからの輻射熱を基板Ｇに加えることができる。これにより、各ゲスト材のホスト膜ＥＭＨＦ内への熱拡散を促進することが可能となる。
　なお、ノズル４１ｄ～４１ｆによる過度の輻射熱を抑制するために、例えば、ノズル４１ｄ～４１ｆの先端部を噴出口４４ｄ～４４ｆに向かってテーパ状に細くする構成を採ることにより基板Ｇへの輻射熱を調整することができる。また、例えば、冷却媒体（たとえば冷却水）を流す流路を内部に有し、輻射熱の調整が可能な遮熱部を噴出口４４ｄ～４４ｆの周囲に設けることによって基板Ｇへの輻射熱を調整することもできる。
　また、各ゲスト材のホスト膜ＥＭＨＦ内への熱拡散を調整するために、冷媒ガス（例えば、アルゴン）を基板Ｇに吹き付ける吹き付け部を処理室１０内に設けるようにしてもよい。このようにすることで、各ゲスト材のホスト膜ＥＭＨＦ内への熱拡散を止めることができ、ホスト膜ＥＭＨＦ内へのゲスト材の適切な拡散が可能となる。
　また、各ゲスト材のホスト膜ＥＭＨＦ内への熱拡散を調整するために、コントローラ５０は、熱媒体循環装置（図示せず）を制御して、ステージ２１内部の媒体通路に所定温度の熱媒体を循環供給させることで基板Ｇを所定温度に調整することもできる。
　ここで、多孔型噴出口４４から噴出された原料ガスによって基板Ｇ上に形成される膜は、図８に示すように、多孔型噴出口４４からの噴出方向中心を境として、略山型に形成される。したがって、仮に、ホスト材にゲスト材を混ぜ合わせた有機物の成膜材料を加熱、蒸発させた原料ガスをノズル噴出口４４から噴出した場合、ＲＧＢ発光層が直接ライン状に形成されるものの、その形状は略山型に形成される。
　一方、本実施形態に係る発光層ＥＭＬでは、ホスト膜ＥＭＨＦを面状に形成した後、多孔型噴出口４４によってホスト膜よりも薄い膜厚のＲ・Ｇ・Ｂゲスト膜を形成する。そのため、図９に示すように、多孔型噴出口４４によってＲＧＢ発光層を直接ライン状に形成する場合に比べ、平坦化することができ、これにより、ＲＧＢ発光層を精度よく形成することができる。
　なお、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜のライン幅Ｗを同一のものとして説明したが、各色の発光特性に応じてゲスト膜のライン幅を異なるものとしてもよい。また、各ゲスト材の拡散特性を考慮してＲゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜のライン幅を設定してもよい。また、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚も同一でなくてもよく、各色の発光特性を所望の発光特性とするための膜厚に設定することができる。また、例えば、各ゲスト材の拡散特性を考慮してＲゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚を設定してもよい。Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚やライン幅は、ノズル噴出口４４の口径や数（Ｙ方向の数）によって調整することができ、また、キャリアガスの圧力や流量によっても調整することができる。
　図６に戻って、有機膜の形成についての説明を続ける。基板Ｇの前端部がノズル４１ｆの後段にあるノズル４１ｇの上方に差し掛かると、ノズル４１ｇのスリット型噴出口４４ｇからＥＴＬ原料ガスが真上に向けて噴き出す。この状態はノズル４１ｇの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって発光層ＥＭＬ全体を覆うように電子輸送層ＥＴＬが一定の膜厚で面状に形成される。
　そして、基板Ｇの前端部がノズル４１ｇの後段にあるノズル４１ｈの上方に差し掛かると、ノズル４１ｈのスリット型噴出口４４ｈからＥＩＬ原料ガスが真上に向けて噴き出す。この状態はノズル４１ｈの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって電子輸送層ＥＴＬ全体を覆うように電子注入層ＥＩＬが一定の膜厚で面状に形成される。
　このように、本実施形態に係る蒸着装置２においては、処理室１０内で基板Ｇを一方向に１回走査移動させる１回の蒸着プロセスで、当該基板Ｇ上に複数種類の有機物の薄膜を積層して形成することができる。具体的には、基板Ｇ上に、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、ＲＧＢ発光層をライン状パターンで並置した発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬおよび電子注入層ＥＩＬを積層することができる。これにより、図２に示すようなデバイス構造の有機ＥＬカラーディスプレイを形成することができる。
　また、本実施形態に係る蒸着装置２では、シャドウマスクを使わないことから、有機材料の利用効率、塗り分け効率、多層成膜効率、製造歩留まり、スペース効率、コストを大幅に改善し、大画面化や量産化に容易に対応することができる。
　なお、図２に示すようなデバイス構造を有する有機ＥＬカラーディスプレイの駆動方式として、例えば図１０に示すようなパッシブマトリクス方式を用いることができる。この場合、陽極および陰極は互いに直交するライン状電極（行電極／列電極）として形成され、両者が交差する位置の画素（Ｒ・Ｇ・Ｂサブピクセル）に電圧が印加されると、そのサブピクセルが発光する。
　また、アクティブマトリクス方式も勿論可能である。アクティブマトリクス方式の場合は、図示省略するが、陽極（ＩＴＯ）側にＲ・Ｇ・Ｂのサブピクセル毎のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）および画素電極、さらには走査線、信号線が形成される。一方、陰極は、共通電極となり、一枚の面状薄膜として形成される。
［２．第２の実施形態］
　次に、第２の実施形態に係る基板処理システムについて説明する。第２の実施形態に係る基板処理システムは、第１の実施形態の基板処理システム１に対し、蒸着装置における発光層形成の構成が異なる。以下においては、第１の実施形態と異なる部分を主として説明し、共通する部分については同一符号を付し適宜説明を省略する。
　図１１は、第２の実施形態に係る蒸着装置２Ａによる有機層形成の様子を示す図である。図１１に示すように蒸着装置２Ａの原料ガス噴き出し部４０Ａには、ノズル４１ｆの後段であってノズル４１ｇの前段に、発光層ＥＭＬのホスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬ原料ガスを噴き出すノズル４１ｉが設けられる。
　このノズル４１ｉは、ノズル４１ｃと同様に、対応する蒸発源３１（図３参照）で発生したＥＭＬ原料ガスがキャリアガスに混合されて供給される。具体的には、蒸発源３１において、発光層ＥＭＬのホスト材となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させてＥＭＬ原料ガスが生成され、ガス管４２（図３参照）を介してノズル４１ｉに供給される。
　ノズル４１ｉの上面には、ノズル４１ｃの噴出口４４ｃ（図４参照）と同様にスリット型噴出口４４ｉが形成されており、この噴出口４４ｉの上方に基板Ｇの前端部が差し掛かると、噴出口４４ｉからＥＭＬ原料ガスが真上に向けて帯状に噴き出される。この状態はノズル４１ｉの頭上を基板Ｇの後端部が通り過ぎるまで維持される。
　これにより、基板Ｇの前端から後端に向かって基板Ｇの被処理面全体を覆うように発光層のホスト膜ＥＭＨＦが一定の膜厚で面状に形成され、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜が上下のホスト膜ＥＭＨＦで挟まれた状態になる。なお、ホスト膜ＥＭＨＦを形成するための蒸発源３１、ノズル４１ｉ、キャリアガス供給部（専用のガス管、開閉弁、ＭＦＣ等）が第３の蒸着部に相当する。
　図１２Ａは、図１１に示すＦ－Ｆ線模式断面図であり、図１２Ｂは、拡散によって、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬが形成された状態の模式断面図である。
　蒸着装置２によって、図１２Ａに示すように、ホスト膜ＥＭＨＦ上にＲゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜が形成され、さらにその上にホスト膜ＥＭＨＦが形成される。そして、その後、濃度拡散や熱拡散などによって各ゲスト材がホスト膜ＥＭＨＦ内に拡散して、図１２Ｂに示すように、発光層ＥＭＬに、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬが形成される。
　このように、ホスト膜ＥＭＨＦによってゲスト膜を挟み込んで発光層を形成することにより、陽極から注入された正孔と陰極から注入された電子とが再結合する位置を調整することができる。したがって、上下のホスト膜ＥＭＨＦの膜厚などを調整することによって発光特性の調整を容易に行うことができる。
　なお、第１の実施形態と同様に、発光層ＥＭＬ上には、図１３に示すように、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬおよび陰極などが形成される。また、第１の実施形態と同様に、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜のライン幅Ｗは、同一でなくてもよく、また、各ゲスト材の拡散特性を考慮してＲゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜のライン幅を設定してもよい。
　また、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚も同一でなくてもよく、各色の発光特性を所望の発光特性とするための膜厚に設定してもよい。また、例えば、各ゲスト材の拡散特性を考慮してＲゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚を設定してもよい。Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の膜厚やライン幅は、ノズル噴出口４４の口径や数（Ｙ方向の数）によって調整することができ、また、キャリアガスの圧力や流量によっても調整することができる。また、ＥＭＬ原料ガスを噴射するノズル４１ｃ、４１ｉの噴射口を多孔型噴出口とし、Ｒ発光層ＲＥＬ、Ｇ発光層ＧＥＬおよびＢ発光層ＢＥＬを形成する位置にそれぞれ上下のホスト膜ＥＭＨＦをライン状に形成するようにＥＭＬ原料ガスを多孔型噴出口から噴き出すことで、上下のホスト膜ＥＭＨＦの厚みを各色ごとに調整してもよい。これによって各色の発光特性を向上させることができる。
　このように、第２の実施形態に係る蒸着装置２Ａは、第１の実施形態に係る蒸着装置２に対して、蒸発機構３０、原料ガス噴き出し部４０Ａおよびキャリアガス供給機構３４に、ホスト膜ＥＭＨＦをさらに形成するための蒸発源、ノズル、キャリアガス供給部（専用のガス管、開閉弁、ＭＦＣ等）がそれぞれ増設される。これにより、ホスト膜ＥＭＨＦによってゲスト膜を挟み込んで発光層を形成することができ、発光特性の調整を容易に行うことができる。
　なお、ノズル４１ｉから噴き出す原料ガスとして、ＥＭＬ原料ガスに代えて、正孔阻止層ＨＢＬの材料となる有機物の成膜材料を加熱、蒸発させたＨＢＬ原料ガスを用いるようにしてもよい。これにより、正孔が電子輸送層ＥＴＬに拡散する現象を防止することができ、発光特性の向上を図ることができる。
　［３．他の実施形態または変形例］
　以上本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内で他の実施形態または種種の変形が可能である。
　上記の実施形態では、各色発光層の間はゲスト材が拡散されていないホスト膜ＥＭＨＦで分離されることとしたが、分離用のバンク（隔壁）を設けるデバイス構造としてもよい。例えば、図１４に示すようにバンク６０を設けることによって、ホスト材とゲスト材で形成したＲＧＢ発光層をバンク６０によって分離するようにしてもよい。このようにすることで各色の発光層間を精度よく形成することができる。この場合、ホスト膜ＥＭＨＦの厚みを各色ごとに調整することによって各色の発光特性を向上させることができる。なお、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜を上下のホスト膜ＥＭＨＦによって挟む場合、上下のホスト膜ＥＭＨＦのそれぞれの厚みを各色ごとに調整してもよい。これによって各色の発光特性を向上させることができる。
　バンク６０は、例えばアクリル樹脂、ノボラック樹脂、ボリアミド樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物を材質とし、例えばインクジェット法あるいは印刷法等により前工程でも作製できるが、蒸着装置において蒸着法により基板Ｇ上に作製することもできる。また、図１４に示す例では、バンク６０を透明陽極ＩＴＯ上に形成したが、例えば、正孔輸送層ＨＴＬ上にバンク６０を形成するようにしてもよい。
　例えば、図１４に示すテバイス構造を製作する場合、蒸発機構３０、原料ガス噴き出し部４０およびキャリアガス供給機構３４に、バンク６０を形成するための蒸発源、ノズル、キャリアガス供給部（専用のガス管、開閉弁、ＭＦＣ等）をそれぞれ増設する。バンク形成用のノズルは、バンク６０を透明陽極ＩＴＯ上に形成する場合、ノズル４１ａよりも上流側の位置に配置される。
　また、上記の実施形態では、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜をそれぞれノズル４１ｄ～４１ｆを用いて形成することとしたが、開口を有するシャドウマスクを用いてＲゲスト膜、Ｇゲスト膜、Ｂゲスト膜を形成するようにしてもよい。発光層ＥＭＬの厚みに対してゲスト膜の厚みは薄いため、シャドウマスクを用いた場合であっても、ホスト材の利用効率を上げることができ、これにより、発光層を形成するための有機材料の利用効率を向上させることができる。
　また、上記の実施形態では、面状薄膜を形成するための噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ～４４ｉをスリット状に形成したが、一列または複数列の多孔型に形成することも可能である。この場合、上方を通過する基板Ｇに対して、原料ガスを実質的に帯状に噴き出すように各噴出口４４ａ～４４ｃ、４４ｇ～４４ｉの口径、ピッチおよび離間距離ＤＬが選ばれる。
　また、上記の実施形態では、各ノズル４１ａ～４１ｉの長手方向の向きを基板走査方向（Ｘ方向）に対して直交方向（Ｙ方向）としたが、必要に応じて同方向（Ｙ方向）から水平面内で斜めに傾いていてもよい。また、基板Ｇの姿勢もフェイスダウン方式に限るものではなく、例えばフェイスアップ方式あるいは基板Ｇの被処理面を横方向に向ける方式等も可能である。各ノズル４１ａ～４１ｉにおいて原料ガスを噴出する方向も、被処理基板の向きまたは姿勢に応じて任意の向きを採ることができる。
　また、上記の実施形態では、各薄膜を形成するためのノズル４１ａ～ノズル４１ｉをそれぞれ１本ずつ設けているが、いずれかまたは全部のノズルを複数本ずつ設けることも可能である。また、上記の実施形態では、各ノズル４１ｄ～４１ｆの噴出口４４ｄ～４４ｆを走査移動方向（Ｘ方向）において一つずつとしたが、複数個配列するようにしてもよい。すなわち、Ｙ方向に並べた噴出口４４ｄ～４４ｆをＸ方向に複数列設けるようにしてもよい。
　また、上記の実施形態では、蒸着走査において、Ｒゲスト膜、Ｇゲスト膜およびＢゲスト膜の順序で基板Ｇ上への形成を開始したが、この順序に限るものではなく、任意の順序でライン状のゲスト膜を形成することが可能である。したがって、原料ガス噴き出し部４０において、ノズル４１ｄ、ノズル４１ｅおよびノズル４１ｆの配置順序を任意に選択することができる。
　また、上記の実施形態では、透明陽極ＩＴＯを下地層として正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、・・の順に各有機層を重ねて蒸着形成した。しかし、逆方向に、つまり陰極を下地層として電子注入層ＥＩＬ、電子輸送層ＥＴＬ、・・の順に各有機層を重ねて蒸着形成することも可能である。
　なお、上記した実施形態の蒸着装置および蒸着方法は、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬの一部を省く有機ＥＬディスプレイにも適用でき、また、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬの一部または全部を無機物質の薄膜に置き換えた有機ＥＬディスプレイにも適用できる。
　また、上記した実施形態の蒸着装置および蒸着方法は、これを用いることによって照明装置を製造することができる。すなわち、上記した実施形態の蒸着装置および蒸着方法は、これを用いることによって基板Ｇ上にＲＧＢ発光層をライン状に形成し、各発光層を発光させることにより、白色発光の有機ＥＬ照明装置を製造することができる。また、例えば、上記した実施形態の蒸着装置および蒸着方法は、これを用いることによって基板Ｇ上にＲＧＢ発光層をライン状に形成し、各発光層の発光強度を調整可能にすることにより、発光の色味を調整可能な有機ＥＬ照明装置を製造することができる。
　さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
　１　基板処理システム
　２　蒸着装置
　１０　処理室
　２０　移動機構
　３０　蒸発機構
　４０　原料ガス噴き出し部
　５０　コントローラ

Claims (11)

  1. 　処理対象の基板を収容する処理室と、
    　発光層を形成する有機材料を含むガスを噴出する蒸着部と、
    　前記処理室内で、前記基板の被処理面を前記蒸着部に対して相対的に所定方向に移動させる移動部と、を備え、
    　前記蒸着部は、
    　移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちホスト材を含むガスを噴き出して第１の有機膜を前記被処理面に面状に蒸着させる第１の蒸着部と、
    　前記第１の蒸着部の前段または後段に配置され、移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちゲスト材を含むガスを噴き出して第２の有機膜を前記被処理面にライン状に蒸着させる第２の蒸着部と、を有する蒸着装置。
  2. 　前記第２の蒸着部の後段または前段に配置され、前記処理室で移動する前記基板の被処理面に向けて有機材料を含むガスを噴き出して前記第１の有機膜および前記第２の有機膜上に第３の有機膜を面状に蒸着させる第３の蒸着部と、を備える、請求項１に記載の蒸着装置。
  3. 　前記第３の蒸着部は、
    　前記有機材料を含むガスとしてホスト材を含むガスを噴出する、請求項２に記載の蒸着装置。
  4. 　前記第３の蒸着部は、
    　前記有機材料を含むガスとして正孔阻止層を形成する有機材料を含むガスを噴出する、請求項２に記載の蒸着装置。
  5. 　前記第２の蒸着部は、
    　前記所定方向に対し交差する方向に前記ガスを噴き出す複数の噴出口が一定間隔を空けて配列された複数のノズルを有し、
    　前記複数のノズルは、前記所定方向に並べられ、かつ、前記所定方向において噴出口の位置を互いにずらして配置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
  6. 　前記複数のノズルは、それぞれ異なる色の発光層を形成するゲスト材を含むガスを噴き出す、請求項５に記載の蒸着装置。
  7. 　前記第１の蒸着部は、
    　前記所定方向に対し交差する方向に延びるスリット状の噴出口を有する、
    　請求項１～４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
  8. 　前記第３の蒸着部は、
    　前記所定方向に対し交差する方向に延びるスリット状の噴出口を有する
    　ことを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
  9. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて製造された有機ＥＬディスプレイ。
  10. 　請求項１～４のいずれか１項に記載の蒸着装置を用いて製造された有機ＥＬ照明装置。
  11. 　処理室内で、処理対象の基板を相対的に移動させる移動工程と、
    　発光層を形成する有機材料を含むガスを噴出して前記基板の被処理面に前記有機材料を蒸着させる蒸着工程と、を含み、
    　前記蒸着工程は、
    　移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちホスト材を含むガスを噴き出して第１の有機膜を前記被処理面に面状に蒸着させる第１の蒸着工程と、
    　前記第１の蒸着工程の前または後に、移動する前記基板の被処理面に向けて前記有機材料のうちゲスト材を含むガスを噴き出して第２の有機膜を前記被処理面にライン状に蒸着させる第２の蒸着工程と、を含む蒸着方法。
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