JP2012238555A - 有機ｅｌ素子の製造方法、その製造装置及び有機ｅｌ素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜が形成された基材の巻き取りを可能とする有機ＥＬ素子の製造方法、その製造装置及び有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】帯状の基材を供給しつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着することにより前記基材上に有機ＥＬ膜を形成し、前記有機ＥＬ膜が形成された前記基材の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記巻き取りにおいては、前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムをさらに供給し、前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【選択図】 図２
【解決手段】帯状の基材を供給しつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着することにより前記基材上に有機ＥＬ膜を形成し、前記有機ＥＬ膜が形成された前記基材の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記巻き取りにおいては、前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムをさらに供給し、前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【選択図】 図２
Description
本発明は、電極層及び有機層を有する有機ＥＬ膜が基材上に形成され、前記有機層から光を放出するように構成された有機ＥＬ素子の製造方法、その製造装置及び有機ＥＬ素子に関する。
近年、次世代の低消費電力の発光表示装置に用いられる素子として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、基本的には、有機発光材料から成る発光層を含む有機層と一対の電極とを有している。かかる有機ＥＬ素子は、有機発光材料に由来して多彩な色の発光が得られ、また、自発光素子であるため、テレビジョン（ＴＶ）等のディスプレイ用途として注目されている。
このような有機ＥＬ素子は、基材と有機ＥＬ膜とから構成され、該有機ＥＬ膜は、有機層が、互いに反対の電極を有する２つの電極層に挟持されて構成されている（サンドイッチ構造）。電極層で挟まれた有機層は、基材上に支持されるようになっており、基材上に陽極層、有機層、陰極層の順に積層されることによって、有機ＥＬ素子が形成されるようになっている。
このような有機ＥＬ素子の製造方法において、基材に形成された陽極層上に有機層及び陰極層を成膜（形成）する方法としては、一般的に真空蒸着法や塗布法が知られているが、これらのうち、特に有機層を形成するための材料（有機層形成材料）の純度を高めることができ、高寿命が得られ易いことから、真空蒸着法が主として用いられている。
上記した真空蒸着法では、真空チャンバーと、該真空チャンバー内に有機層及び陰極層にそれぞれ対応して配された蒸着源とを備えた蒸着装置を用い、基材に蒸着を行うことにより有機層及び陰極層を形成している。具体的には、各蒸着源に配置された加熱部で有機層形成材料及び陰極層形成材料を加熱してこれを気化させ、気化された有機層形成材料及び陰極層形成材料（気化材料）を各蒸着源から吐出して、基材に形成された陽極層上に有機層を蒸着して形成し、さらに該有機層上に陰極層を蒸着して形成している。
かかる真空蒸着法においては、いわゆるバッチプロセスやロールプロセスが採用されている。バッチプロセスとは、陽極層が形成された基材１枚ごとに陽極層上に有機層及び陰極層を蒸着するプロセスである。また、ロールプロセスとは、陽極層が形成されロール状に巻き取られた帯状の基材を連続的に繰り出し、繰り出された基材を回転駆動するキャンロールの表面で支持してその回転と共に移動させつつ、陽極層上に連続的に有機層及び陰極層を形成し、このようにして有機ＥＬ膜が形成された基材をロール状に巻き取るプロセスである。これらのうち、低コスト化を図る観点から、ロールプロセスを用いて有機ＥＬ素子を製造することが望ましい。
しかしながら、このように真空蒸着法においてロールプロセスを採用した場合においては、有機ＥＬ膜が形成された基材をロール状に巻き取って回収する際に、基材上に形成された有機ＥＬ膜と、基材における有機ＥＬ膜が形成されない面側（非蒸着面側）とが擦れることとなる。そして、基材の表面は、通常、微細な凹凸を有しているため、基材と有機ＥＬ膜とが擦れることによって有機ＥＬ膜に傷が付き、リークや発光不良の原因となり、ひいては歩留まりが低下することとなる。
そこで、有機ＥＬ膜が形成された基材を巻き取って回収を行う際、先に巻き取られた基材上の有機ＥＬ膜と、次に巻き取られる基材の非蒸着面との間に、保護フィルムを介在させつつ基材を巻き取ることによって、有機ＥＬ膜に傷が付くことを防止する技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、先に巻き取られた基材上の有機ＥＬ膜と、次に巻き取られる基材の非蒸着面側との間に保護フィルムを単に介在させただけでは、上記した有機ＥＬ膜と基材の非蒸着面側との間に挟まれつつ巻き取られることによって、有機ＥＬ膜に対して保護フィルムの位置ずれが生じるおそれがある。そして、かかる位置ずれによって保護フィルムと有機ＥＬ膜とが擦れるため、上記した有機ＥＬ膜と基材の非蒸着面側との間に保護フィルムを介在させたにもかかわらず、有機ＥＬ膜に傷が生じるおそれがある。
ここで、上記した位置ずれによって生じる有機ＥＬ膜の損傷を防止すべく、接着剤を用いて基材における蒸着面側に保護フィルムを接着させることも考えられる。しかし、蒸着面側に保護フィルムを接着させた場合には、接着剤が有機ＥＬ膜に付着し、有機ＥＬ膜を損傷させるおそれがある。
さらに、上記のように保護フィルムを介在させても、振動等により保護フィルムと有機ＥＬ膜との間に僅かな擦れが生じることによって、有機ＥＬ膜に傷が発生するおそれもある。
本発明は、上記問題点に鑑み、基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜が形成された基材を巻き取ることが可能な有機ＥＬ素子の製造方法、その製造装置及び有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明者に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、
帯状の基材を供給しつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着することにより前記基材上に有機ＥＬ膜を形成し、前記有機ＥＬ膜が形成された前記基材の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記巻き取りにおいては、前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムをさらに供給し、前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取ることを特徴とする。
帯状の基材を供給しつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着することにより前記基材上に有機ＥＬ膜を形成し、前記有機ＥＬ膜が形成された前記基材の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記巻き取りにおいては、前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムをさらに供給し、前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取ることを特徴とする。
かかる構成によれば、基材の非蒸着面側に保護フィルムを接着させつつ該基材を巻き取ることにより、接着剤等を有機ＥＬ膜に付着させることを防止することができ、しかも、保護フィルムが基材の非蒸着面側と有機ＥＬ膜との間に挟まれる際に、有機ＥＬ膜に対する位置ずれが生じることを防止することができる。これにより、接着剤等との付着を防止して有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ、保護フィルムと有機ＥＬ膜との擦れを軽減して有機ＥＬ膜の損傷を防止することができる。また、基材よりも柔らかい保護フィルムを用いることにより、有機ＥＬ膜と保護フィルムとの間で多少の擦れが発生した場合であっても保護フィルムとの接触による有機ＥＬ膜の損傷を防止することができる。従って、基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜が形成された基材を巻き取ることが可能となる。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、一面側に第１の電極層が形成された前記基材を供給しつつ、該第１の電極層上に、前記有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを順次蒸着することが好ましい。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記保護フィルムの弾性率が、４．２ＧＰａ以下であることが好ましい。
これにより、基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を、より確実に防止することができる。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記基材が、金属材料から形成されていることが好ましい。
これにより、特に表面凹凸が大きく、しかも比較的硬い基材を用いる場合においても、基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜が形成された基材の巻き取りが可能となるため、より効果的である。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記保護フィルムは、前記基材に対して接着及び剥離を可能とする粘着剤層を一面側に有しており、該粘着剤層を介して前記保護フィルムを前記基材の非蒸着面側に接着させることが好ましい。
これにより、前記保護フィルムを前記基材に対して接着及び剥離することができるため、保護フィルムと基材とのずれを防止することができる。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、
帯状の基材が供給されつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着して前記基材上に有機ＥＬ膜を形成する蒸着部と、
該蒸着部により前記有機ＥＬ膜が形成された基材を順次巻き取る回収部とを備えた有機ＥＬ素子の製造装置であって、
前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムを供給する保護フィルム供給部をさらに備えており、
前記回収部は、前記保護フィルム供給部から供給された前記保護フィルムを前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取るように構成されたことを特徴とする。
帯状の基材が供給されつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着して前記基材上に有機ＥＬ膜を形成する蒸着部と、
該蒸着部により前記有機ＥＬ膜が形成された基材を順次巻き取る回収部とを備えた有機ＥＬ素子の製造装置であって、
前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムを供給する保護フィルム供給部をさらに備えており、
前記回収部は、前記保護フィルム供給部から供給された前記保護フィルムを前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取るように構成されたことを特徴とする。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置においては、前記蒸着部は、一面側に第１の電極層が形成された前記基材が供給されつつ、該第１の電極層上に、前記有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを順次蒸着するように構成されたことが好ましい。
また、本発明に係る有機ＥＬ素子は、
第１の電極層と、発光層を含む有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを有する有機ＥＬ膜を基材の一面側に備えた有機ＥＬ素子であって、
前記基材における前記有機ＥＬ膜と反対の面側に、前記基材よりも柔らかい保護フィルムが接着されて成ることを特徴とする。
第１の電極層と、発光層を含む有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを有する有機ＥＬ膜を基材の一面側に備えた有機ＥＬ素子であって、
前記基材における前記有機ＥＬ膜と反対の面側に、前記基材よりも柔らかい保護フィルムが接着されて成ることを特徴とする。
以上の通り、本発明によれば、基材上に形成された有機ＥＬ膜の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜が形成された基材を巻き取ることが可能となる。
以下に本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法、その有機ＥＬ素子の製造装置及び有機ＥＬ素子について図面を参照しつつ説明する。
有機ＥＬ素子の製造装置１は、図１、２に示すように、帯状の基材２１を供給する基材供給部たる基材供給装置５と、該基材供給装置５から供給された基材２１の非蒸着面側と当接しつつ該基材２１の移動に伴って回転駆動する搬送部たるキャンロール７と、気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を吐出して、キャンロール７に当接した基材２１に形成された陽極層２３上に、発光層を含む有機層と陰極層とを順次蒸着して基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成する蒸着部たる蒸着源９と、該蒸着源９により有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１を順次巻き取る回収部たる回収装置６と、保護フィルム３０を供給する保護フィルム供給部たる保護フィルム供給装置８と、を備えている。また、回収装置６は、保護フィルム供給装置８から供給された保護フィルム３０を基材２１の非蒸着面側に接着させつつ該基材２１を保護フィルム３０と共に巻き取るように構成されている。
また、該製造装置１は、さらに真空チャンバー３を備えており、真空チャンバー３内には、上記した基材供給装置５と、キャンロール７と、複数の蒸着源９と、保護フィルム供給装置８と、回収装置６とが配置されている。該真空チャンバー３は、不図示の真空発生装置により、その内部が減圧状態にされ、内部に真空領域を形成することができるようになっている。
前記基材供給装置５としては、ロール状に巻き取られた帯状の基材２１を繰り出す基材供給ローラ５が備えられている。前記回収装置６としては、繰り出された基材２１を保護フィルムと共に巻き取る巻取ローラ６が備えられている。即ち、基材供給ローラ５から繰り出した基材２１はキャンロール７に供給された後、巻取ローラ６によって巻き取られるようになっている。
加えて、上記保護フィルム供給装置８としては、ロール状に巻き取られた帯状の保護フィルム３０を繰り出す保護フィルム供給ローラ８が備えられており、後述するように、該保護フィルム供給ローラ８から繰り出された保護フィルム３０が基材２１の非蒸着面側に接着されつつ、巻取ローラ６に巻き取られるようになっている。
キャンロール７は、円筒状のステンレスから形成されており、回転駆動するようになっている。かかるキャンロール７は、基材供給ローラ５から繰り出され（供給され）、巻取ローラ６に巻き取られる基材２１が所定の張力で巻き架けられるような位置に配置されており、キャンロール７の周面（表面）で基材２１の非蒸着面側（具体的には、陽極層の設けられた側と反対の側）を支持するようになっている。また、キャンロール７が回転（図１の反時計回りに回転）することにより、巻き掛けられた（支持された）基材２１をキャンロール７と共に回転方向に移動させることができるようになっている。
かかるキャンロール７は、内部に冷却機構等の温度調整機構を有していることが好ましく、これにより、後述する基材２１上での有機層の成膜中において、基材２１の温度を安定させることができる。キャンロール７の外径は、例えば、３００〜２０００ｍｍに設定することができる。
そして、キャンロール７が回転すると、その回転に応じて基材供給ローラ５から基材２１が順次繰り出され、繰り出された基材２１がキャンロール７の周面に当接して支持されつつその回転方向に移動すると共に、キャンロール７から離れた基材２１が巻取ローラ６によって巻き取られる。
基材２１の形成材料としては、キャンローラ７に巻き架けられても損傷しないような可撓性を有する材料が用いられ、このような材料として、例えば、金属材料及び非金属材料を挙げることができるが、これらのうちでも、基材２１は、金属材料から形成されていることが好ましい。これにより、特に表面凹凸が大きく、しかも比較的硬い基材２１を用いた場合においても、基材２１上に形成された有機ＥＬ膜の傷つきを防止しつつ該有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１の巻き取りが可能となるため、より効果的である。
前記金属材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、銅（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）等を挙げることができる。また、剛性という観点から、上記金属材料は、ステンレスであることが好ましい。
前記非金属材料としては、例えば、ガラスフィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等を挙げることができる。また、ガスバリア性という観点から、上記非金属材料は、ガラスフィルムであることが好ましい。
該基材２１表面には、スパッタリングによって予め陽極層２３（図２参照）が形成されている。
陽極層２３を形成するための材料としては、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）や、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）等の酸化亜鉛系材料等を用いることができる。
なお、その他、陽極層２３の材料として、蒸着源によって蒸着可能な材料を用いた場合には、真空チャンバー３内に陽極層２３用の蒸着源を配置し、基材２１上に、陽極層２３を蒸着することによって、陽極層２３を形成するように構成することもできる。
陽極層２３を形成するための材料としては、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）や、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アンチモンドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）等の酸化亜鉛系材料等を用いることができる。
なお、その他、陽極層２３の材料として、蒸着源によって蒸着可能な材料を用いた場合には、真空チャンバー３内に陽極層２３用の蒸着源を配置し、基材２１上に、陽極層２３を蒸着することによって、陽極層２３を形成するように構成することもできる。
蒸着源９は、発光層２５ａを含む有機層（図２、図４参照）と、陰極層２７とを形成するためのものである。また、蒸着源９は、有機層を形成するための第１蒸着源９ａと、陰極層２７を形成するための第２蒸着源９ｂとから構成されている。なお、第１蒸着源９ａは、形成すべき有機層に応じて１つ以上設けられるようになっており、本実施形態では、有機層として１層の発光層２５ａ（図２、図４（ａ）参照）を形成するために第１蒸着源９ａが１つ設けられている。
また、キャンロール７の周面における基材２１の支持領域と対向する位置において、基材２１の移動方向上流側に第１蒸着源９ａ、下流側に第２蒸着源９ｂが配置されている。さらに、第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂはそれぞれ、加熱等により気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を基材２１に向けて吐出可能に構成されている。そして、第１蒸着源９ａによって、有機層形成材料２２を基材２１上に形成された陽極層２３上に蒸着させることにより、該陽極層２３上に発光層２５ａ（図２、図４参照）を形成し、第２蒸着源９ｂによって、陰極層形成材料２８を発光層２５ａ上に蒸着させることにより、発光層２５ａ上に陰極層２７を形成するようになっている。
このように、基材２１上に形成された陽極層２３上に発光層２５ａ及び陰極層２７を順次連続して蒸着することによって、基材２１上に、陽極層２３、発光層２５ａ及び陰極層２７を有する有機ＥＬ膜１９を形成し、これにより、有機ＥＬ素子２０を形成するようになっている。
有機層は、１つの有機構成層から構成されるか、または、複数の有機構成層が積層されて構成されている。有機層が１つの有機構成層から構成される場合には、該有機構成層は、上記した発光層２５ａである。有機層が複数の有機構成層から構成される場合には、該複数の有機構成層は、発光層２５ａと、発光層２５ａ以外の有機構成層とから構成される。また、発光層２５ａ以外の有機構成層としては、例えば、正孔注入層２５ｂ、正孔輸送層２５ｄ、電子注入層２５ｃ、電子輸送層２５ｅが挙げられる。
なお、第１蒸着源９ａは、例えば、図４（ｂ）に示すように有機層を３層積層体とする場合には、図３に示すように、キャンローラ７の回転方向に沿って３つ設けられた構成とすることもできる。このようにキャンロール７の回転方向に沿って複数の第１蒸着源９ａが設けられた場合、該回転方向に対し最も上流側に配置された第１蒸着源９ａによって陽極層２３上に１層目の有機構成層が蒸着された後、順次下流側の第１蒸着源９ａによって１層目の有機構成層上に２層目以降の有機構成層が蒸着されて、積層されるようにすることができる。
このように、有機層は、発光層を含んでいれば特に限定されるものではなく、必要に応じて、複数の有機構成層を積層して形成されるように構成することができる。例えば図４（ｂ）に示すように、正孔注入層２５ｂ、発光層２５ａ及び電子注入層２５ｃをこの順に積層して、有機層を３層積層体とすることもできる。その他、必要に応じて、上記図４（ｂ）に示す発光層２５ａと正孔注入層２５ｂの間に正孔輸送層２５ｄ、図４（ｃ）参照）を挟むことによって、または、発光層２５ａと電子注入層２５ｃとの間に電子輸送層２５ｅ（図４（ｃ）参照）を挟むことによって、有機層を４層積層体とすることもできる。
さらに、図４（ｃ）に示すように、正孔注入層２５ｂと発光層２５ａとの間に正孔輸送層２５ｄ、発光層２５ａと電子注入層２５ｃとの間に電子輸送層２５ｅを挟むことによって、有機層を５層積層体とすることもできる。また、各層の膜厚は、通常、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度になるように設計されるが、かかる膜厚は、有機層形成材料２２や、発光特性等に応じて適宜設計されるものであり、特に限定されない。
発光層２５ａを形成するための材料としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、［２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）ビニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン］マロノニトリル（ＤＣＪＴＢ）等を用いることができる。
正孔注入層２５ｂを形成するための材料としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル４，４’ジアミン（α−ＮＰＤ）等を用いることができる。
正孔輸送層２５ｄを形成するための材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル４，４’ジアミン（α−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’ジアミン（ＴＰＤ）等を用いることができる。
電子注入層２５ｃを形成するための材料としては、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）等を用いることができる。
電子輸送層２５ｅを形成するための材料としては、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）等を用いることができる。
陰極層２７としては、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム銀（Ｍｇ／Ａｇ）、ＩＴＯ、ＩＺＯ等を用いることができる。
本実施形態では、図１及び図２に示すように、巻取ローラ６は、有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１における有機ＥＬ膜１９が形成された面側（蒸着面側）が外側、非蒸着面側が内側に配置されるようにして、該基材２１を巻き取るようになっている。また、巻取ローラ６は、前記保護フィルム供給ローラ８から繰り出される保護フィルム３０を該基材２１の非蒸着面側に接着させつつ該基材２１を保護フィルム３０と共に巻き取るようになっている。
また、前記保護フィルム供給ローラ８から繰り出される保護フィルム３０は、基材２１よりも柔らかいように構成されており、これにより、保護フィルム３０との接触による有機ＥＬ膜１９における傷の発生を防止することができる。また、保護フィルム３０は、基材２１よりも柔らかいように構成されている限り、特に限定されるものではないが、例えば、保護フィルム３０の弾性率が、４．２ＧＰａ以下であることが好ましく、４．０ＧＰａ以下であることがより好ましい。該弾性率が４．２Ｇｐａ以下であることにより、より確実に有機ＥＬ膜１９の損傷を防止することができる。
また、保護フィルム３０の形成材料としては、基材２１よりも平滑な材料であることが好ましい。これにより、保護フィルム３０との接触による有機ＥＬ膜１９の損傷を、より防止することができる。保護フィルム３０の平滑性に関しては、例えば中心線平均粗さ（Ｒａ）が２ｎｍ以下であり、且つ、最大高さ（Ｒｍａｘ）が１５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、保護フィルム３０が十分に平滑となるため、上記有機ＥＬ膜１９の損傷を、より防止することができる。
このような保護フィルム３０の形成材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。
本実施形態では、保護フィルム３０は、前記基材２１に対して接着及び剥離を可能とする粘着剤層３０ａを一面側に有して構成されており、保護フィルム供給ローラ８から繰り出された保護フィルム３０の粘着剤層３０ａが、基材２１の非蒸着面側に接着されるように構成されている。すなわち、粘着剤層３０ａを介して保護フィルム３０が基材２１の非蒸着面側に接着されるように構成されている。
このように、保護フィルム３０が、基材２１に対して接着及び剥離を可能とする粘着剤層３０ａを一面側に有しており、該粘着剤層３０ａを介して保護フィルム３０を基材２１の非蒸着面側に接着することにより、保護フィルムと基材とのずれを防止することができる。
かかる粘着剤層３０ａを形成するための材料（粘着財）としては、ゴム系、アクリル系、シリコン系の粘着剤が挙げられる。
また、粘着剤層３０ａのピール強度は、５Ｎ／ｍ以上であることが好ましい。これにより、保護フィルム３０を基材２１に接着させた後に該基材２１から剥がれることを防止することができる。また、該粘着剤層３０ａのピール強度は、１００Ｎ／ｍ以下であることが好ましく、６０Ｎ／ｍ以下であることが好ましい。該粘着剤層３０ａのピール強度が１００Ｎ／ｍ以下であることにより、剥離強度が強くなり過ぎることを防止し、保護フィルム３０を基材２１から剥がす際に基材２１が変形することを防止することができる。
このような、一面側に粘着剤層３０ａを有する保護フィルム３０は、保護フィルムに粘着剤を塗布する塗工によって形成することができる。かかる塗工は、例えば、コンマコーター、グラビアコーター、スロットダイコーター等を用いて行うことができる。
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、帯状の基材２１を供給しつつ、該基材２１の一面側に発光層２５ａを含む有機層と陰極層（電極層）２７とを少なくとも順次蒸着して基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成し、有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記巻き取りにおいては、基材２１よりも柔らかい帯状の保護フィルム３０をさらに供給して基材２１の非蒸着面側に接着させつつ基材２１を保護フィルム３０と共に巻き取る。
また、本実施形態では、一面側に陽極層（第１の電極層）２３が形成された基材２１を供給しつつ、該陽極層２３上に、発光層２５ａと、陽極層２３と反対の電極である陰極層（第２の電極層）２７とを順次蒸着することとする。なお、その他、予め陽極層が形成されていない基材を供給しつつ、陽極層を形成するための蒸着源によって基材上に陽極層を形成し、このように形成された陽極層上に、上記発光層２５ａ及び陰極層２７を順次形成することもできる。
本実施形態においては、具体的には例えば、先ず、スパッタリング等によって一面側に予め陽極層２３が形成され、且つ、ロール状に巻き取られた基材２１を基材供給ロール５から繰り出す。
次いで、繰り出された基材２１の非蒸着面側をキャンロール７の表面に当接させて移動させつつ、キャンロール７に支持された基材２１上の陽極層２３上に第１蒸着源９ａによって有機層たる発光層２５ａを形成し、該発光層２５ａ上に第２蒸着源９ｂによって陰極層２７を形成することにより、基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成する。また、保護フィルム供給ローラ８から保護フィルム３０を繰り出し、該保護フィルム３０を、有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１の非蒸着面側に、粘着剤層３０ａを介して接着させつつ、基材２１を保護フィルム３０と共に巻取ローラ６によって巻き取る。
かかる製造方法により、帯状の基材２１の一面側に有機ＥＬ膜１９が形成され、該有機ＥＬ膜１９と反対面側（非蒸着面側）に保護フィルム３０が接着され、且つ、巻回された有機ＥＬ素子２０を製造することができる。
また、かかる製造方法によれば、保護フィルム３０を基材２１の非蒸着面側に接着させることにより、保護フィルム３０が基材２１の非蒸着面側と有機ＥＬ膜１９との間に挟まれることにより有機ＥＬ膜１９に対して位置ずれが生じることを、防止することができる。これにより、保護フィルム３０と有機ＥＬ膜１９との擦れを軽減して、有機ＥＬ膜１９の損傷を防止することができる。また、基材２１よりも柔らかい保護フィルム３０を用いることにより、有機ＥＬ膜１９と保護フィルム３０との間で多少の擦れが発生した場合であっても、保護フィルム３０との接触による有機ＥＬ膜１９の損傷を防止することが可能となる。従って、基材２１上に形成された有機ＥＬ膜１９の損傷を防止しつつ該有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１を巻き取ることが可能となる。
さらに、かかる損傷の発生を防止することにより、歩留まりを向上させることが可能となる。また、基材２１上に有機ＥＬ膜が形成された後、基材２１の非蒸着面側に保護フィルム３０を当接させて接着させるため、保護フィルム３０が発光層２５ａや陰極層２７の形成に及ぼす影響を回避することができる。
なお、上記のようにして巻取ローラ６で巻き取られた有機ＥＬ素子２０を繰り出し、裁断等を行って、シート状の有機ＥＬ素子２０を形成することができる。すなわち、陽極層２３と、発光層２５ａを少なくとも１層として含む有機層、陰極層２７とを有する有機ＥＬ膜１９を基材２１の一面側に備え、基材２１における有機ＥＬ膜１９と反対面側（非蒸着面側）に、基材２１よりも柔らかい保護フィルムが接着されて成る有機ＥＬ素子２０を形成することができる。このように有機ＥＬ素子２０を裁断等によってシート状に形成した場合、巻取ローラ６で巻き取られた有機ＥＬ素子２０は、上記の通り、有機ＥＬ膜１９の損傷が防止されているため、シート状に形成された有機ＥＬ素子２０も、有機ＥＬ膜１９の損傷が防止されたものとなる。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法、その製造装置及び有機ＥＬ素子は、上記の通りであるが、本発明は上記各実施形態に限定されず本発明の意図する範囲内において適宜設計変更可能である。例えば、上記実施形態では、基材供給ローラ５を真空チャンバー３内に配置したが、基材２１をキャンローラ７へと繰り出すことが可能であれば、真空チャンバー３外に配置することもできる。また、上記実施形態では、保護フィルム供給装置８及び回収装置６を真空チャンバー３内に配置したが、蒸着工程が終了した基材２１を、該基材２１に上記の様に保護フィルム３０を接着させつつ巻き取り可能であれば、これらを真空チャンバー３外に配置することもできる。
また、本実施形態では、保護フィルム３０を基材２１の非蒸着面側に接着させるために、該保護フィルム３０が粘着剤層３０ａを有するような構成としたが、保護フィルム３０を基材２１に接着させる方法は、上記実施形態に特に限定されるものではない。例えば、保護フィルム３０が、基材２１に対して接着後、容易に剥離できないような接着剤層を一面側に有するような構成とし、該接着剤層を介して保護フィルム３０を基材２１の非蒸着面側に接着させるような構成とすることもできる。
また、上記実施形態では、巻取ローラ６により、基材２１における有機ＥＬ膜１９が形成された面側が外側、非蒸着面側が内側に配置されるように基材２１を巻き取るような構成を示したが、その他、基材２１における有機ＥＬ膜１９が形成された面側が内側、非蒸着面側が外側に配置されるように基材２１を巻き取るような構成とすることもできる。
次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
＜有機ＥＬ素子の製造＞
上記した図１に示す有機ＥＬ素子製造装置１と同様の製造装置を用いた。また基材として、ロール状のＳＵＳ３０４（幅５０ｍｍ、長さ１０００ｍ、厚み０．０５ｍｍ）を用いた。また、基材の一面側にアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、ＪＥＭ−４７７）を塗工、乾燥、キュアすることによって絶縁層を形成（成膜）した後、該絶縁層上にＩＺＯをスパッタリングすることにより、厚み１００ｎｍの陽極層を、予め形成した。
上記した図１に示す有機ＥＬ素子製造装置１と同様の製造装置を用いた。また基材として、ロール状のＳＵＳ３０４（幅５０ｍｍ、長さ１０００ｍ、厚み０．０５ｍｍ）を用いた。また、基材の一面側にアクリル樹脂（ＪＳＲ社製、ＪＥＭ−４７７）を塗工、乾燥、キュアすることによって絶縁層を形成（成膜）した後、該絶縁層上にＩＺＯをスパッタリングすることにより、厚み１００ｎｍの陽極層を、予め形成した。
一方、保護フィルムとして、表１に示すように、ＰＥＴフィルムと該フィルムの一面側にアクリル系粘着剤層とを有する粘着剤付きフィルムを用いた。すなわち、実施例１ではＥ−ＭＡＳＫ ＴＰ−３００（日東電工株式会社製）、実施例２ではエレップマスキングＡＬＳ１０１（日東電工株式会社製）、実施例３では意匠性金属板用表面保護材ＳＰＶ−３６４ＣＫ（日東電工株式会社製）を用いた。これら３種類の粘着剤付きフィルムの弾性率はそれぞれ、表１に示す通りであった。また、かかる保護フィルムの粘着剤層を含めた厚みは、いずれも６０μｍであった。
そして、陽極層が形成された基材を供給しつつ、該陽極層上に、正孔注入層として銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を厚み２５ｎｍ、正孔輸送層としてα−ＮＰＤを４５ｎｍ、発光層としてＡｌｑ３を厚み６０ｎｍ、電子注入層としてＬｉＦを厚み０．５ｎｍ、陰極層としてＡｌを厚み１０ｎｍとなるように、この順に蒸着することにより、基材上に有機ＥＬ膜を形成した。
また、有機ＥＬ膜が形成された基材の非蒸着面側に、上記した３種類の保護フィルムの粘着剤層をそれぞれ接着させることによって接着させつつ、該基材の非蒸着面側が外側、蒸着面側が内側に配置されるように基材を保護フィルムと共に巻取ローラによって巻き取って、実施例１〜３の有機ＥＬ素子を形成した。
一方、保護フィルムを用いることなく基材を巻き取ったこと以外は実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ素子を形成した。また、保護フィルムとして基材と同様の、ロール状のＳＵＳ３０４を用い、該保護フィルムにアクリル系接着剤を塗布しながら該接着剤によって保護フィルムを基材の非蒸着面側に接着させつつ、基材を保護フィルムと共に巻き取りローラによって巻き取ったこと以外は上記実施例１と同様にして、比較例２の有機ＥＬ素子を形成した。さらに、保護フィルムとしてＰＩフィルムを用い、保護フィルムに粘着剤層を形成せず、該保護フィルムを基材の非蒸着面側に接着させることなく単に当接させつつ基材を保護フィルムと共に巻き取ったこと以外は上記実施例１と同様にして、比較例３の有機ＥＬ素子を形成した。
＜評価方法＞
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ巻き取った有機ＥＬ素子について、基材の巻き始めから１００ｍおきに、幅５０ｍｍ×長さ１ｍの試料を合計１０枚サンプリングし、光学顕微鏡（オリンパス社製、ＳＴＭ６−ＬＭ）により、長さ１００μｍ以上の擦り傷の数を計測し、１０枚の擦り傷の平均値を算出した。また、各試料について、陽極層と陰極層との間に電界を印加し、発光の有無を調べた。
実施例１〜３及び比較例１でそれぞれ巻き取った有機ＥＬ素子について、基材の巻き始めから１００ｍおきに、幅５０ｍｍ×長さ１ｍの試料を合計１０枚サンプリングし、光学顕微鏡（オリンパス社製、ＳＴＭ６−ＬＭ）により、長さ１００μｍ以上の擦り傷の数を計測し、１０枚の擦り傷の平均値を算出した。また、各試料について、陽極層と陰極層との間に電界を印加し、発光の有無を調べた。
＜評価基準＞
擦り傷の数の平均値が３個未満の場合を○、３個以上５個未満の場合を△、５個以上の場合を×とした。また、発光の有無については、全面発光しなかった枚数が１個以下の場合を○、１個を超えて３個以下の場合を△、３個を超える場合を×とした。
擦り傷の数の平均値が３個未満の場合を○、３個以上５個未満の場合を△、５個以上の場合を×とした。また、発光の有無については、全面発光しなかった枚数が１個以下の場合を○、１個を超えて３個以下の場合を△、３個を超える場合を×とした。
評価結果を表１に示す。表１に示すように、基材よりも弾性率の小さな保護フィルムを用い、粘着剤を介して保護フィルムを基材に接着させた実施例１〜３では、擦り傷が少なく、発光も良好であった。これに対し、保護フィルムを用いなかった比較例１、基材よりも弾性率の大きな保護フィルムを用いた比較例２、及び、基材よりも弾性率の小さな保護フィルムを用いたものの保護フィルムを基材に接着させなかった比較例３では、いずれも、擦り傷が多く、発光が良好ではなかった。
上記の結果、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置により、有機ＥＬ膜の傷の発生を防止できることがわかった。
１：有機ＥＬ素子の製造装置、５：基材供給装置、６：回収装置（回収部）、７：キャンロール、８：保護フィルム供給装置（保護フィルム供給部）、９：蒸着源（蒸着部）、９ａ：第１蒸着源、９ｂ：第２蒸着源、１９：有機ＥＬ膜、２０：有機ＥＬ素子、２１：基材、２３：陽極層（第１の電極層）、２５ａ： 発光層（有機構成層、有機層）、２７：陰極層（第２の電極層）、３０：保護フィルム、３０ａ：粘着剤層
Claims (8)
- 帯状の基材を供給しつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着することにより前記基材上に有機ＥＬ膜を形成し、前記有機ＥＬ膜が形成された前記基材の巻き取りを順次行って有機ＥＬ素子を製造する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記巻き取りにおいては、前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムをさらに供給し、前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取ることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。 - 一面側に第１の電極層が形成された前記基材を供給しつつ、該第１の電極層上に、前記有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを順次蒸着することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記保護フィルムの弾性率が、４．２ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記基材が、金属材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記保護フィルムは、前記基材に対して接着及び剥離を可能とする粘着剤層を一面側に有しており、
該粘着剤層を介して前記保護フィルムを前記基材の非蒸着面側に接着させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。 - 帯状の基材が供給されつつ、該基材の一面側に発光層を含む有機層と電極層とを少なくとも順次蒸着して前記基材上に有機ＥＬ膜を形成する蒸着部と、
該蒸着部により前記有機ＥＬ膜が形成された基材を順次巻き取る回収部とを備えた有機ＥＬ素子の製造装置であって、
前記基材よりも柔らかい帯状の保護フィルムを供給する保護フィルム供給部をさらに備えており、
前記回収部は、前記保護フィルム供給部から供給された前記保護フィルムを前記基材の非蒸着面側に接着させつつ前記基材を前記保護フィルムと共に巻き取るように構成されたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。 - 前記蒸着部は、一面側に第１の電極層が形成された前記基材が供給されつつ、該第１の電極層上に、前記有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを順次蒸着するように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
- 第１の電極層と、発光層を含む有機層と、前記第１の電極層と反対の電極である第２の電極層とを有する有機ＥＬ膜を基材の一面側に備えた有機ＥＬ素子であって、
前記基材における前記有機ＥＬ膜と反対の面側に、前記基材よりも柔らかい保護フィルムが接着されて成ることを特徴とする有機ＥＬ素子。
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