説明

有機化合物層形成用塗布液の塗布方法

【課題】保持部材に保持され連続的に搬送される帯状の基材の上に、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前計量型塗布方式の塗布装置を使用し非接触で塗布し、薄膜で膜厚の安定した塗布方法の提供。
【解決手段】少なくとも、スリットから連続して塗布液を吐出する前計量型の塗布装置と、乾燥装置とを使用し、保持部材に保持され連続的に搬送される帯状基材の上に、有機化合物層形成用塗布液を前記塗布装置を使用し非接触で塗布する塗布方法において、前記乾燥装置は少なくとも前記塗布の前から、前記保持部材に接触している前記帯状基材の乾燥を開始出来る様に配設され、前記保持部材は振動手段を有し、前記有機化合物層形成用塗布液の塗布は、前記振動手段により前記保持部材を振動させながら行い、且つ、前記乾燥は前記塗布の開始と同時に行うことを特徴とする有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保持部材で塗布反対面が保持され、連続搬送される帯状基材へ前計量型の塗布装置を使用し、非接触で塗布する塗布方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より連続走行する帯状基材に塗布液を塗布する方法として次の二通りの塗布方法が知られている。一つは、予め必要な塗布液膜形成量よりも余剰な塗布液を基材上に吐出させ、その後なんらかの掻き取り手段で余剰分を取り除く後計量型塗布方式である。後計量型塗布方式としては、ブレード塗布法、エアーナイフ塗布法、ワイヤーバー塗布法、グラビア塗布法、リバース塗布法、リバースロール塗布法が知られている。
【0003】
他の一つは、必要な塗布液膜を形成する量だけ塗布液を吐出させて支持体上に塗布液を塗布する前計量型塗布方式である。前計量型塗布方式としてはエクストルージョン型塗布装置を用いたエクストルージョン塗布法、スライド型塗布装置を用いたスライド塗布法、カーテン塗布法、インクジェットヘッドを用いた塗布法が知られている。
【0004】
前計量型塗布方式は、塗布精度の高さ、高品位性、高速、薄膜、多層塗布適性等の対応が可能であることから、例えば写真感光材料、磁気記録媒体、光学用フィルム、インクジェット記録用紙、熱現像記録材料、有機エレクトロルミネッセンスパネル(以下、有機ELパネルとも云う)等の製造に使用されている。
【0005】
更に、近年、ディスプレイ分野等における機材の高機能化や薄層化の要求が高まり、支持体上に塗布される塗布膜の膜厚の均一化の要望が高くなっている。
【0006】
一般的に前計量型塗布方式により塗布を行う場合、塗膜の膜厚の均一化に影響を及ぼす要因として、例えばスリット口から吐出する塗布液の吐出量のムラ、基材の搬送に伴う振動、塗布装置の振動等が挙げられる。この様な塗膜の膜厚の均一化に対してこれまでに対策が検討されてきた。例えば、塗布装置を制振装置又は免振装置を備えた基礎部に配置することで塗布時の塗布装置の振動を抑え安定した塗膜を得る方法が知られている(特許文献1参照。)。
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載の方法では、塗布装置の振動は抑えることは出来るため塗布装置の振動に伴う膜厚のムラに対してはある程度の効果はあるが、塗布時の基材の振動に伴う膜厚のムラ、塗布装置から吐出される塗布液の脈動に伴う膜厚のムラに対しては対策が不足していることが判った。
【0008】
バックアップローラに支持されて連続走行するウェブ上に、スロットダイを使用して塗布液を塗布する時、建屋(床面)等の振動や送液時の脈動によって発生する塗布膜の段ムラを抑制し、良質な塗布層を形成するため、スロットダイのスロット幅dを250μm以下とし、且つ、スロット長さLとスロット幅dとの比L/dを300以上とする方法が知られている(特許文献2参照。)。
【0009】
しかしながら、特許文献2に記載の方法では、塗布時の振動、塗布液の脈動に対しては効果を示すが塗布時の基材の振動に伴う膜厚のムラに対しては対策が不足していることが判った。
【0010】
ダイコータによる液膜形成時の安定性のため、ダイコータのスリット内に被塗布材料の凝集体の発生、スリットのリップに付着した被塗布材料の付着物に伴うダイコータと基材との間に形成するビードを安定に形成させることでスジムラを防止するためダイコータに超音波振動を付与する方法が知られている(特許文献3参照。)。
【0011】
しかしながら、特許文献3に記載の方法では、塗布時にダイコータと基材に形成するビードの安定性に対しては効果を示すが塗布時の基材の振動に伴う膜厚のムラに対しては対策が不足していることが判った。
【0012】
塗料を塗布する時に発生する、塗布部分での異物や泡の噛み込みによるスジムラ、塗布部分での圧力不安定によるリビング、機械的振動による横段ムラ、乾燥過程での熱風によるモヤムラ等の塗布欠陥を解消するため、塗布後の支持体に対して振動を与える方法が知られている(特許文献4参照。)。
【0013】
しかしながら、特許文献4に記載の方法では、塗布液に揮発性の低い溶媒を使用する場合は、塗布後の塗膜がある程度の流動性を保持しているため効果を示すが、塗布液に揮発性の高い溶媒を使用し、且つ膜厚が薄い場合は、溶媒の蒸発に伴う塗膜の流動性低下に対しては対策が不足していることが判った。
【0014】
この様な状況から、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前計量型塗布方式の塗布装置を使用し非接触で塗布する場合、膜厚の安定した塗布方法の開発が望まれている。
【特許文献1】特開2007−268385号公報
【特許文献2】特開2007−75797号公報
【特許文献3】特開2003−260399号公報
【特許文献4】特開2005−144414号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は保持部材に保持され連続的に搬送される帯状の基材の上に、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前計量型塗布方式の塗布装置を使用し非接触で塗布し、薄膜で膜厚の安定した塗布方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。
【0017】
1.少なくとも、スリットから連続して塗布液を吐出する前計量型の塗布装置と、乾燥装置とを使用し、保持部材に保持され連続的に搬送される帯状基材の上に、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前記塗布装置を使用し非接触で塗布する塗布方法において、前記乾燥装置は少なくとも前記塗布の前から、前記保持部材に接触している前記帯状基材の乾燥を開始出来る様に配設され、前記保持部材は振動手段を有し、前記有機化合物層形成用塗布液の塗布は、前記振動手段により前記保持部材を振動させながら行い、且つ、前記乾燥は前記塗布の開始と同時に行うことを特徴とする有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0018】
2.前記乾燥は帯状基材が保持部材に接触している間に開始されることを特徴とする前記1に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0019】
3.前記乾燥は帯状基材の上に有機化合物層形成用塗布液が塗布され形成された塗膜が恒率乾燥過程が終了するまで振動が付与されることを特徴とする前記1又は2に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0020】
4.前記有機化合物層が有機エレクトロルミネッセンスパネルの有機化合物層であることを特徴とする前記1〜3の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0021】
5.前記有機化合物層形成用塗布液を基材の上に塗布し形成される塗膜の塗布時の厚さが、2μm〜24μmであることを特徴とする前記1〜4の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0022】
6.前記振動手段がピエゾ素子であることを特徴とする前記1〜5の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0023】
7.前記振動手段による振動の振幅が有機化合物層形成用塗布液を塗布し、形成された有機化合物層を形成する塗布直後の塗膜の膜厚の30%〜70%であることを特徴とする前記1〜6の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0024】
8.前記振動手段による振動の振動数が1.0kHz〜20.0kHzであることを特徴とする前記1〜7の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【0025】
9.前記塗布装置は減圧室を搬送する基材の上流側に有し、有機化合物層形成用塗布液を基材の上に塗布装置により塗布する時、該減圧室により、該帯状基材の塗布位置に対して上流側を下流側よりも減圧することを特徴とする前記1〜8の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【発明の効果】
【0026】
保持部材に保持され連続的に搬送される帯状の基材の上に、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前計量型塗布方式の塗布装置を使用し非接触で塗布し、薄膜で膜厚の安定した塗布方法を提供することが出来た。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
本発明の実施の形態を図1〜図7を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、本発明の塗布方法を有機エレクトロルミネッセンスパネル(以下、有機ELパネルとも云う)を製造する時の有機化合物層の塗布に適用した場合に付き説明する。
【0028】
有機ELパネルは透明基板上にITO(Indium tin oxide)等の透明導電膜からなる陽極が設けられ、その上に正孔輸送層及び発光層からなる有機層、及び陽極と交差して成膜されたアルミニウム等からなる陰極がこの順に設けられることにより構成されたものである。例えば発光層は蛍光性有機化合物の非常に薄い層となっている。通常、有機物は絶縁体であるが有機層の膜厚を非常に薄くすることにより電流注入が可能となり有機EL素子として10V以下の低電圧で駆動することが可能となる。有機ELパネルは蛍光性有機化合物の非常に薄い薄膜を陽極と陰極ではさみ電流を流すことで発光する電流駆動型発光素子であり、近年、フラットディスプレイなどの表示装置や、電子写真複写機、プリンターなどの光源への使用が検討されている。
【0029】
図1は照明用に使用する有機ELパネルの一例を示す概略図である。図1(a)は有機ELパネルの一例を示す概略斜視図を示す。図1(b)は図1(a)のA−A′に沿った概略断面図である。
【0030】
図中、1は有機ELパネルを示す。有機ELパネル1は、可撓性基材101上に順次、陽極(第1電極)102と、正孔輸送層103と、発光層104と、電子輸送層105と、陰極バッファ層(電子注入層)106と、陰極(第2電極)107と、接着剤層108と、封止部材109とを有している。接着剤層108と、封止部材109とにより封止層を形成している。有機ELパネル1は、陽極(第1電極)102の取り出し電極102aと、陰極(第2電極)107用の取り出し電極107aの端部を除いて接着剤層108により封止された密着封止構造となっている。陽極(第1電極)102と可撓性基材101との間にガスバリア膜(不図示)を設けても構わない。本発明では第2電極107の上を接着剤層108を介して封止部材109で封止された状態を有機ELパネルと云い、第2電極までが形成された状態を有機EL素子と云う。
【0031】
本図に示す有機ELパネルの層構成は一例を示したものであるが、陽極(第1電極)と陰極(第2電極)との間の他の代表的な層構成としては次の構成が挙げられる。
【0032】
(1)陽極(第1電極)/発光層/陰極(第2電極)
(2)陽極(第1電極)/発光層/電子輸送層/陰極(第2電極)
(3)陽極(第1電極)/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極(第2電極)
(4)陽極(第1電極)/正孔輸送層(正孔注入層)/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ層(電子注入層)/陰極(第2電極)
(5)陽極(第1電極)/陽極バッファ層(正孔注入層)/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ層(電子注入層)/陰極(第2電極)
有機ELパネルを構成している各層については後に説明する。
【0033】
図2は図1に示す有機ELパネルを帯状基材を使用して製造する製造工程の一例を示す模式図である。
【0034】
図中、2は有機ELパネルの製造工程を示す。製造工程2は、帯状基材の供給工程201と、第1電極形成工程202と、正孔輸送層形成工程203と、発光層形成工程204と、電子輸送層形成工程205と、陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206と、第2電極形成工程207と、封止工程208と、回収工程209とを有している。尚、回収工程209としては複数の有機ELパネルを有した帯状基材から、個別の有機ELパネルを得る断裁装置を用いても構わないし、複数の有機ELパネルを有した帯状基材をロール状に巻き取る巻き取り装置を用いてもよい。巻き取り装置を用いた場合、一旦、ロール状に巻き取り回収した後、別の工程で帯状基材上に作製されている複数の有機ELパネルを個の有機ELパネルとして断裁しても構わない。
【0035】
本図に示す様にロール状に巻いた帯状基材を使用し、第1電極形成工程202〜封止工程208を順次経て、有機ELパネルを作製する方式をロールツーロール方式と云う。
【0036】
尚、本図は供給工程201〜回収工程209を連続した場合を示しているが、工程全体が長くなり、設置が困難となる場合は適宜工程を分断し、帯状基材をロール状に巻き取り保管し、再度次の工程に帯状基材をロール状で供給する様にしても構わない。各工程については図3〜図7で説明する。
【0037】
図3は図2に示す供給工程と、第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程までの模式図である。
【0038】
図中、201は帯状基材3の供給工程を示し、202は第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程を示す。供給工程201からは、ロール状の帯状基材301を繰り出す繰り出し装置(不図示)用いており連続的に、次工程の第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程202に帯状基材3を搬送ローラー201bを介して繰り出す様になっている。帯状基材3には予め第1電極及び第2電極用取り出し電極を形成する位置を決めるためのアライメントマーク(不図示)を付けておくことが好ましい。
【0039】
第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程202は、第1電極形成装置(第2電極用取り出し電極形成装置も兼ねる)202aと、第1アキュームレータ202bと、第2アキュームレータ202cと、巻き取り装置202dとを使用している。第1電極形成装置(第2電極用取り出し電極形成装置も兼ねる)202aは蒸発源容器202a2を有する蒸着装置202a1を有している。
【0040】
第1アキュームレータ202bは下側の複数の搬送ローラー202b1と上側の複数の搬送ローラー202b2とを有し、供給工程201との速度調整のために配設されている。第2アキュームレータ202cは下側の複数の搬送ローラー202c1と上側の複数の搬送ローラー202c2とを有し、巻き取り装置202dによる速度調整のために配設されている。
【0041】
第1電極形成工程202では供給工程201から連続的に供給されてくる帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って第1電極形成装置(第2電極用取り出し電極形成装置も兼ねる)202aで決められた位置に取り出し電極を有する第1電極(不図示、図1の第1電極102に相当する)及び第2電極用取り出し電極(不図示、図1の第2電極用の取り出し電極107aに相当する)をマスクパターン成膜する。尚形成する第1電極及び第2電極用取り出し電極の数は、帯状基材の幅、作製する有機ELパネルの大きさ等から適宜決めることが可能である。第1電極及び第2電極用取り出し電極の厚さは、100nm〜200nmが好ましい。第1電極及び第2電極用取り出し電極が形成された後は巻き取り装置202dにより搬送ローラー202d1を介して第1電極及び第2電極用取り出し電極までが積層された帯状基材を一旦巻き取り一次保管することが好ましい。一次保管した後、正孔輸送層形成工程203(図2、図4参照)に送られる。尚、巻き取り、保管しない場合は連続して正孔輸送層形成工程203(図2、図4参照)に送られる。
【0042】
供給工程201と第1電極正形成工程(第2電極用取り出し電極形成装置も兼ねる)202とは真空環境下で行うことが好ましい。尚、本図では第1電極形成工程(第2電極用取り出し電極形成装置も兼ねる)を蒸着法で形成する場合を示してあるが、形成方法については、特に限定はなく、例えばスパッタリング法などを用いることが出来る。
【0043】
図4は図2に示す正孔輸送層形成工程の模式図である。
【0044】
正孔輸送層形成工程203は、繰り出し部203aと、塗布部203bと、乾燥部203cと、パターン形成部203d、巻き取り部203eとを有している。正孔輸送層形成工程203では、第1電極までが形成された帯状基材3の第1電極及び第2電極用取り出し電極の上を含め全面に正孔輸送層形成用塗布液が塗布され、乾燥部203c、パターン形成工程203dを経てパターン化した正孔輸送層(不図示、図1の正孔輸送層103に相当する)を形成した後、一旦巻き取り、保管することが可能となっている。又、引き続き発光層形成工程204(図2参照)に搬送しても構わない。本図の正孔輸送層形成工程203は大気圧環境下に配設されている。
【0045】
繰り出し部203aでは、第1電極及び第2電極用取り出し電極までが既に形成され、巻き芯に巻き取られたロール状に巻かれた帯状基材3が搬送ローラー203a1を介して供給される様になっている。繰り出し部203aと塗布部203bとの間には必要に応じてアキュームレータ203a2と帯電防止手段203a3とを配設することが可能である。アキュームレータ203a2は下側の複数の搬送ローラー203a21と上側の複数の搬送ローラー203a22とを有し、塗布部203bでの速度調整のために配設されている。帯電防止手段203a3は、非接触式帯電防止装置203a31と接触式帯電防止装置203a32とを有している。非接触式帯電防止装置203a31としては例えば、非接触式のイオナイザーが挙げられる。イオナイザーの種類については特に制限はなく、イオン発生方式はAC方式、DC方式どちらでも構わない。ACタイプ、ダブルDCタイプ、パルスACタイプ、軟X線タイプが用いることが出来るが、特に精密除電の観点から、ACタイプが好ましい。ACタイプの使用の際に必要となる噴射気体については、空気かNが用いられるが、十分に純度が高められたNで行うことが好ましい。又、インラインで行う観点より、ブロワータイプもしくはガンタイプより選ばれる。
【0046】
接触式帯電防止装置203a32としては、除電ロール又はアース接続した導電性ブラシを用いて行われる。除電器としての除電ロールは、接地されており、除電された表面に回転自在に接触して表面電荷を除去する。この様な除電ロールとしては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス等の金属製ロールの他に、カーボンブラック、金属粉、金属繊維等の導電性材料を混合した弾性のあるプラスチックやゴム製のロールが使用される。特に、帯状基材3aとの接触をよくするため、弾性のあるものが好ましい。アース接続した導電性ブラシとは、一般には、線状に配列した導電性繊維からなるブラシ部材や線状金属製のブラシを有する除電バー又は除電糸構造のものを挙げることが出来る。除電バーについては、特に限定はないが、コロナ放電式のものが好ましく用いられ、例えば、キーエンス社製のSJ−Bが用いられる。除電糸についても、特に限定はないが、通常フレキシブルな糸状のものが好ましく用いられ、例えば、ナスロン社製の12/300×3をその一例として挙げることが出来る。
【0047】
非接触式帯電防止装置203a31は帯状基材3の上に形成されている正孔輸送層面側に使用し、接触式帯電防止装置203a32は帯状基材3の裏面側に使用することが好ましい。
【0048】
塗布部203bは、前計量方式の塗布装置203b1と第1電極(陽極)及び第2電極用取り出し電極が形成された帯状基材3を保持する保持部材であるバックアップロール203b2とを用いている。バックアップロール203b2は振動手段203b3(図6参照)を有している。前計量方式の塗布装置203b1による正孔輸送層形成用塗布液は、バックアップロール203b2を振動手段203b3(図6参照)により振動させながら、第1電極(陽極)及び第2電極用取り出し電極の上を含め、第1電極(陽極)及び第2電極用取り出し電極が形成された帯状基材3の上、全面に非接触で塗布される。尚、塗布部203bの詳細は図6で説明する。正孔輸送層の厚さは、5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。
【0049】
本図は前計量方式の塗布装置203b1としてはエクストルージョン型コータを使用した場合を示しているが、この他に例えば、スライド型コータ、インクジェットヘッド等の塗布装置の使用が可能である。これらの前計量方式の塗布装置の使用は正孔輸送層の材料に応じて適宜選択することが可能となっている。
【0050】
乾燥部203cは乾燥装置203c1と加熱処理装置203c2とを有している。乾燥装置203c1は、少なくとも塗布前から乾燥を開始出来る様に配設され、乾燥は塗布の開始と同時に行う様になっている。加熱処理装置203c2は乾燥装置203c1の後に連続して配設されており、乾燥装置203c1で溶媒を蒸発することで形成された正孔輸送層を帯状基材3の裏面側から裏面伝熱方式で加熱する様になっている。加熱処理装置203c2における正孔輸送層の加熱処理条件として、正孔輸送層の平滑性向上、残留溶媒の除去、正孔輸送層の硬化等を考慮し、正孔輸送層のガラス転移温度に対して−30〜+30℃、且つ、正孔輸送層を構成している有機化合物の分解温度を超えない温度で裏面伝熱方式の熱処理を行うことが好ましい。尚、乾燥装置203c1の詳細については図6で説明する。
【0051】
パターン形成部203dは、溶媒塗布部203d1と除去部203d2とを有している。溶媒塗布部203d1では、正孔輸送層を溶解する溶媒を塗布する塗布装置203d12を使用し、第1電極(陽極)の取り出し電極の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極(陽極)の周囲の不要部分に塗布を行う。この後、除去部203d2で塗布した溶媒及び溶媒で溶解された正孔輸送層を除去し、パターン化した正孔輸送層を形成する。塗布装置203d12としては、インクジェットヘッドが微細な塗布が出来るから好ましい。除去部203d2での溶媒及び溶媒で溶解された正孔輸送層の除去は、吸引方式、スポンジ等の拭き取り部材による方法が挙げられる。203d13は乾燥部203cから搬送されてくる正孔輸送層が形成された基材3の載置台を示す。
【0052】
巻き取り部203eはパターン形成部203dと巻き取り装置203e1との間には必要に応じて帯電防止手段203e2とアキュームレータ203e3とを有しおり、パターン形成部203dでの処理が終了し、パターン化した正孔輸送層までが形成されている帯状基材3が搬送ロール203e4を介して巻き取る様になっている。帯電防止手段203e2は非接触式帯電防止装置203e21と接触式帯電防止装置203e22とを有しており、非接触式帯電防止装置203a31と接触式帯電防止装置203a32と同じものを使用することが好ましい。アキュームレータ203e3は下側の複数の搬送ローラー203e31と上側の複数の搬送ローラー203e32とを有し、巻き取り部203eでの速度調整のために配設されている。
【0053】
尚、発光層形成工程204(図2参照)は図4に示す正孔輸送層形成工程203と同じ構成となっているので詳細の説明は省略し、発光層形成及び電子輸送層形成の概要に付き説明する。又、電子輸送層を塗布で形成する場合、電子輸送層形成工程205(図2参照)は図4に示す正孔輸送層形成工程203と同じ構成となっていることが好ましい。電子輸送層を蒸着で形成する場合は、図5に示す陰極バッファ層(電子注入層)形成工程と同じ構成となっていることが好ましい。
【0054】
発光層形成工程204(図2参照)では正孔輸送層までが形成されている帯状基材3の上に前計量型塗布方式の塗布装置により形成された正孔輸送層の上全面に発光層形成用塗布液がバックアップロールに配設した振動手段により振動を付与しながら非接触で塗布される。前計量型塗布方式の塗布装置としては正孔輸送層形成用塗布液を塗布するのに使用した塗布装置と同じ塗布装置の使用が可能である。
【0055】
パターン形成部では、形成された発光層を溶解する溶媒を塗布する塗布装置(例えば、インクジェットヘッド)を使用し、第1電極(陽極)の取り出し電極の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極(陽極)の周囲の不要部分に塗布を行う。この後、除去部で塗布した溶媒及び溶媒で溶解された発光層を除去し、パターン化した発光層を形成する。
【0056】
塗布方式の場合、電子輸送層形成工程205(図2参照)では、発光層までが形成されている帯状基材3の上に前計量型塗布方式の塗布装置により形成された発光層の上全面に電子輸送層形成用塗布液がバックアップロールに配設した振動手段により振動を付与しながら非接触で塗布される。前計量型塗布方式の塗布装置としては正孔輸送層形成用塗布液を塗布するのに使用した塗布装置と同じ塗布装置の使用が可能である。
【0057】
パターン形成部では、形成された電子輸送層を溶解する溶媒を塗布する塗布装置(例えば、インクジェットヘッド)を使用し、第1電極(陽極)の取り出し電極の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極(陽極)の周囲の不要部分に塗布を行う。この後、除去部で塗布した溶媒及び溶媒で溶解された電子輸送層を除去し、パターン化した電子輸送層層を形成する。
【0058】
電子輸送層を蒸着方式で形成する場合、電子輸送層形成工程205(図2参照)では、発光層までが形成されている帯状基材3の上に付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置で決められた位置に取り出し電極を除き、既に形成されているパターン化した発光層の上に電子輸送層をマスクパターン成膜する。電子輸送層の厚さは、5nm〜50nmの範囲が好ましい。
【0059】
図5は図2に示す陰極バッファ層(電子注入層)形成工程以降の模式図である。尚、本図では回収工程に断裁装置を用い、又、電子輸送層までが形成された帯状基材を使用する場合を示す。
【0060】
陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206は、ロール状に巻き取られたパターン化した電子輸送層までが形成された帯状基材3の繰り出し部206aを有し、蒸発源容器206cを有する蒸着装置206bと、アキュームレータ206dとを用いている。アキュームレータ206dは、下側の複数の搬送ローラー206d1と上側の複数の搬送ローラー206d2とを有し、繰り出し部206aと蒸着装置206bとの間に配設されており、繰り出し部206aと蒸着装置206bとの速度調整のために配設されている。
【0061】
陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206では繰り出し部206aから搬送ローラー206a1を介して連続的に供給されてくる電子輸送層(不図示、図1の電子輸送層105に相当する)までが形成された帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置206bで決められた位置に取り出し電極を除き、既に形成されているパターン化した電子輸送層の上に陰極バッファ層(電子注入層)(不図示、図1の電子注入層107に相当する)をマスクパターン成膜する。陰極バッファ層(電子注入層)の厚さは、0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。
【0062】
第2電極形成工程207は、蒸発源容器207bを有する蒸着装置207aとアキュームレータ207cとを用いている。アキュームレータ207cは、下側の複数の搬送ローラー207c1と上側の複数の搬送ローラー207c2とを有し、陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206と第2電極形成工程207との間に配設されており、陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206との速度調整のために配設されている。
【0063】
第2電極形成工程207では陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206から連続的に供給されてくる陰極バッファ層(電子注入層)までが既に形成された帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って蒸着装置207aで決められた位置に、第2電極(陰極)用取り出し電極(不図示、図1の第2電極用取り出し電極107aに相当する)と接続する様に、及び第1電極電と交差する様に第2電極(陰極)(不図示、図1の第2電極(陰極)107に相当する)を、既に形成されている陰極バッファ層(電子注入層)(不図示、図1の陰極バッファ層(電子注入層)106に相当する)の上にマスクパターン成膜する。
【0064】
第2電極(陰極)としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。この段階で、基材/第1電極(陽極)/正孔輸送層/発光層/陰極バッファ層(電子注入層)/第2電極(陰極)の構成を有する有機EL素子が出来上がる。
【0065】
本図では、陰極バッファ層(電子注入層)形成工程206と第2電極(陰極)形成工程207が蒸着装置の場合を示したが、陰極バッファ層(電子注入層)及び第2電極(陰極)の形成方法については、特に限定はなく、例えばドライ方式のスパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法などを用いることが出来る。又、陰極バッファ層(電子注入層)は湿式塗布方式を用いることも可能である。
【0066】
封止工程208は封止部材供給工程208bを有し、封止剤塗設装置208aと貼合装置208cと、アキュームレータ208eとを用いている。封止部材供給工程208bからは封止部材208b1が送られてくる。アキュームレータ208eは、下側の複数の搬送ローラー208e1と上側の複数の搬送ローラー208e2とを有し、第2電極(陰極)形成工程207との速度調整のために配設されている。
【0067】
尚、封止部材208b1にも第2電極までが既に形成された帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)と同じ位置にアライメントマーク(不図示)が付けられている。
【0068】
封止工程208では第2電極までが既に形成された帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って封止剤塗設装置208aにより、有機EL素子の上部と周囲に取り出し電極(不図示、図1の取り出し電極102a及び取り出し電極107aに相当する)を除いて塗設される。
【0069】
この後、貼合装置208cにより、封止剤が塗設され形成された複数の有機EL素子を有する帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)と封止部材208b1のアライメントマーク(不図示)とを合わせ有機EL素子を密着封止する。この段階で有機ELパネルが作製される。この段階で作製された有機ELパネルは複数個が連続的に繋がっているため回収工程209で個別の有機ELパネルに断裁される。
【0070】
回収工程209は断裁装置209aとアキュームレータ209bと回収箱209cとを用いている。アキュームレータ209bは、下側の複数の搬送ローラー209b1と上側の複数の搬送ローラー209b2とを有し、封止工程208との速度調整のために配設されている。断裁装置209aでは複数の有機ELパネルが形成されている帯状基材3に付けられているアライメントマーク(不図示)又は封止部材208b1のアライメントマーク(不図示)を検出装置(不図示)で読み取り、検出装置(不図示)の情報に従って打ち抜き断裁が行われ個別の有機ELパネル6として回収箱209cに回収される。209dは有機ELパネルが打ち抜かれたロール状に巻かれたスケルトンを示す。断裁された有機ELパネル6は図1で示した有機ELパネルと同じ構成を有している。
【0071】
図6は図4のXで示される部分の拡大概略図である。図6(a)は乾燥装置がバックアップロール上に保持された帯状基材3の塗布点近傍までを覆う様に配設された場合を示す。図6(b)は乾燥装置が塗布装置までを覆う様に配設された場合を示す。
【0072】
図中、203b12は塗布装置203b1に有機化合物層形成用塗布液を供給する供給管を示す。使用する有機化合物層形成用塗布液の粘度は、使用する材料の溶解性、塗布性等を考慮し、0.2mPa・s〜3mPa・sであることが好ましい。
【0073】
有機化合物層形成用塗布液に使用する溶媒の沸点は、乾燥性、乾燥負荷、使用する材料の溶解性等を考慮し、50℃〜150℃であることが好ましい。
【0074】
203b13は塗布装置203b1の下側(搬送してくる帯状基材3に対して上流側)に配設された減圧室を示す。203b131は減圧室203b13を減圧にするための吸引管を示し吸引ポンプ(不図示)に繋がっている。203b132は塗布開始又は終了時に塗布装置203b1から排出される塗布液を排出する排出管を示す。減圧室203b13により有機化合物層形成用塗布液を帯状基材の上に塗布装置により塗布する時、帯状基材の塗布位置Pに対して上流側を下流側よりも減圧することが好ましい。上流側の減圧度は下流側に対して、塗布速度を上げた時の塗膜の安定性を考慮し、−5Pa〜−500Paであることが好ましい。塗布装置203b1により帯状基材の塗布位置Pでの塗布は非接触で行われる。
【0075】
保持部材であるバックアップロール203b2は回動可能にベアリングボックス203b4を介して支持部材203b5により支持されている。203b3は支持部材203b5に配設された振動手段203b3を示す。本図では振動手段203b3がバックアップロール203b2の支持部材に配設されているが、本発明で、保持部材は振動手段を有するとはこの様な配設の状態を含めて云う。
【0076】
塗布装置203b1による有機化合物層形成用塗布液の帯状基材の上への塗布は振動手段203b3によりバックアップロール203b2に振動を付与しながら行われる。振動を付与しない場合は、レベリング不足による乾燥に入る前に膜収縮によるムラ等が発生するため好ましくない。
【0077】
振動手段203b3による振動の振動数は、膜安定性を考慮し、1kHz〜20kHzであることが好ましい。
【0078】
振動手段203b3による振動の振幅は有機化合物層形成用塗布液を塗布し、形成された有機化合物層を形成する塗膜の膜厚に対して、レベリング効果等を考慮し、30%〜70%であることが好ましい。
【0079】
振動手段203b3としては特に限定はなく、各種の電動、油圧などのアクチュエータが使用可能である。これらの中で、所望の振動数を容易に得られる点でピエゾ素子が好ましい。
【0080】
塗布装置203b1で有機化合物層形成用塗布液を帯状基材の上へ塗布し形成される塗膜の厚さは、有機化合物層の特性、有機化合物層形成用塗布液の固形分濃度、粘度等を考慮し、50μm〜100μmが好ましい。塗布直後の塗膜の厚さは、有機化合物層形成用塗布液の供給量と、塗布幅と、塗布速度とから計算で求めた値である。
【0081】
乾燥装置203c1は、本体203c11と、乾燥風吹き出しヘッダ203c12と、搬送用ローラ203c13とを有している。203c121は乾燥風供給管を示し、203c122は乾燥風の排気管を示す。203c123は乾燥風の吐出口を示す。
【0082】
乾燥装置203c1による乾燥は、塗膜の均一性、塗膜の流動性、帯状基材への有機化合物層形成用塗布液の濡れ性等を考慮し、帯状基材3が保持部材であるバックアップロールに接触している間に開始されることが好ましい。
【0083】
図6(a)に示される乾燥装置203c1は塗布装置203b1により有機化合物層形成用塗布液をバックアップロールに接触している帯状基材3の上へ塗布した直後から乾燥が開始される様になっている。図6(b)に示される乾燥装置203c1は塗布装置203b1により有機化合物層形成用塗布液をバックアップロールに接触している帯状基材3の上へ塗布する前を含め、帯状基材3がバックアップロールに接触する時から乾燥が開始される様になっている。
【0084】
尚、乾燥装置203c1で、保持部材であるバックアップロール203b2から離れて搬送される帯状基材3の上へ塗布し形成された塗膜の乾燥は、恒率乾燥過程が終了するまでは、塗膜の均一性、塗膜の流動性等を考慮し、塗布時にバックアップロール203b2に付与した振動と同じ振動を与えることが好ましい。振動を与える方法は特に限定はなく、例えば本体203c11の恒率乾燥過程に配設してある搬送用ローラ203c13にピエゾ素子を配設して搬送用ローラ203c13に振動を付与してもよい。
【0085】
尚、恒率乾燥過程とは基材の上に形成された溶媒を含む塗膜を乾燥する時、乾燥条件が一定の場合、塗膜の面上から一定の速度で溶媒が蒸発する過程を云う。恒率乾燥過程の終了は塗膜面温度を時間経過と共に観察し、塗膜面の温度が上昇し始める点となる。塗膜面温度の測定は放射温度計により被接触で測定することが好ましく、例えば、EXERGEN社製赤外線熱電対IRt/cを用いることが出来る。
【0086】
図6(a)及び図6(b)示される、塗布装置203b1による塗布、乾燥装置203c1による乾燥は安全性を考慮し、不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。
【0087】
本図の説明に使用した有機化合物層形成用塗布液とは、例えば正孔輸送層形成用塗布液、発光層形成用塗布液、電子輸送層形成用塗布液等が該当する。図6に示される塗布装置203b1、乾燥装置203c1を使用し、第1電極が形成された帯状基材の上に正孔輸送層が形成された後、正孔輸送層の形成と同じ方法により、正孔輸送層の上に発光層を形成し、同じ方法で電子輸送層を順次積層することが可能となっている。
【0088】
図7は図4に示す正孔輸送層形成工程で正孔輸送層のパターン化を示す概略フロー図である。以下、フロー図に従って第1電極(陽極)が形成された帯状の可撓性基材上に全面に塗布され形成された正孔輸送層のパターン化に付き説明する。
【0089】
Step1は、第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程202(図2参照)で複数の取り出し電極102aを有する第1電極(陽極)102及び第2電極用取り出し電極107aが形成された状態の帯状基材3を示す。右側はStep1に示される図のB−B′に沿った概略断面図である。
【0090】
Step2は、正孔輸送層形成工程203(図2参照)で取り出し電極102aを有する第1電極(陽極)102及び第2電極用取り出し電極107aの上を含め全面に正孔輸送層103が形成(但し、両端は除く)された状態の帯状基材3を示す。右側はStep2に示される図のC−C′に沿った概略断面図である。
【0091】
Step3は、パターン形成部203d(図4参照)の溶媒塗布装置203d12(図4参照)により第1電極(陽極)102の取り出し電極102aと、第2電極用取り出し電極107aの上と及び第1電極(陽極)102の周囲の不要部分とに正孔輸送層103を溶解する溶媒(良溶媒)が塗布(図中の斜線で示される部分)された状態を示す。右側はStep3に示される図のD−D′に沿った概略断面図である。
【0092】
Step4は、除去部203d2(図4参照)で正孔輸送層103を溶解する溶媒と、溶媒により溶解された正孔輸送層を除去した状態を示す。Step4が終了した時点では、第1電極(陽極)102の取り出し電極102a、第2電極用取り出し電極107a及び第1電極(陽極)102の周囲の帯状基材3が露出した状態となる。右側はStep4に示される図のF−F′に沿った概略断面図である。
【0093】
以降、Step1〜Step4のフローに従って正孔輸送層5の上にパターン化した発光層を形成し、パターン化した電子輸送層も同様にしてStep1〜Step4のフローに従ってパターン化した発光層の上に形成される。
【0094】
本発明の塗布方法を、代表例として有機ELパネルを構成する有機化合物層に使用した場合に付き図1〜図7に示したが、本発明の塗布方法により次の効果が挙げられる。
1.塗布液に揮発性の高い溶媒を使用し、且つ膜厚が薄い場合でも塗膜の平準が安定化し、膜厚が安定した薄膜の形成が可能となった。
【0095】
以下、本発明の塗布方法を使用した一例として挙げた有機ELパネルを構成している材料に付き説明する。
【0096】
(帯状基材)
帯状基材としては樹脂フィルムが挙げられる。樹脂フィルムとしては、例えば、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)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロハン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル或いはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)或いはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
【0097】
(ガスバリア膜)
樹脂フィルムを使用する場合、樹脂フィルムの表面にはガスバリア膜が必要に応じて形成されることが好ましい。ガスバリア膜としては無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が挙げられる。ガスバリア膜の特性としては、水蒸気透過度が0.01g/m/day以下であることが好ましい。更には、酸素透過度0.1ml/m・day・MPa以下、水蒸気透過度10−5g/m/day以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
【0098】
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることが出来る。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。ガスバリア膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることが出来るが、特開2004−68143号に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
【0099】
(第1電極(陽極))
第1電極(陽極)としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。この様な電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。又、IDIXO(In・ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。或いは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いることも可能である。第1電極(陽極)はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、或いはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この第1電極(陽極)より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、又第1電極(陽極)としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
【0100】
(正孔注入層(陽極バッファ層))
第1電極と発光層又は正孔輸送層の間、正孔注入層(陽極バッファ層)を存在させてもよい。正孔注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ELパネルとその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123−166頁)に詳細に記載されている。陽極バッファ層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファ層、アモルファスカーボンバッファ層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ層等が挙げられる。
【0101】
(正孔輸送層)
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることが出来る。正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性の何れかを有するものであり、有機物、無機物の何れであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、又導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【0102】
正孔輸送材料としては上記のものを使用することが出来るが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、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);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
【0103】
更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。又、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することが出来る。
【0104】
又、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002)、p.139)に記載されているような所謂p型正孔輸送材料を用いることも出来る。より高効率の発光素子が得るにはこれらの材料を用いることが好ましい。
【0105】
正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。又、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることも出来る。その例としては、特開平4−297076号、特開2000−196140号、特開2001−102175号、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。この様なp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の有機ELパネルを作製することが出来るため好ましい。
【0106】
(発光層)
発光層とは青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を指す。発光層を積層する場合の積層順としては、特に制限はなく、又各発光層間に非発光性の中間層を有していてもよい。本発明においては、少なくとも1つの青発光層が、全発光層中最も陽極に近い位置に設けられていることが好ましい。又、発光層を4層以上設ける場合には、陽極に近い順から、例えば青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層、青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層/緑色発光層、青色発光層/緑色発光層/赤色発光層/青色発光層/緑色発光層/赤色発光層のように青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を順に積層することが、輝度安定性を高める上で好ましい。発光層を多層にすることで白色素子の作製が可能である。
【0107】
発光層は発光極大波長が各々430nm〜480nm、510nm〜550nm、600nm〜640nmの範囲にある発光スペクトルの異なる少なくとも3層以上の層を含む。3層以上であれば、特に制限はない。4層より多い場合には、同一の発光スペクトルを有する層が複数層あってもよい。発光極大波長が430nm〜480nmにある層を青発光層、510nm〜550nmにある層を緑発光層、600nm〜640nmの範囲にある層を赤発光層と云う。又、前記の極大波長を維持する範囲において、各発光層には複数の発光性化合物を混合してもよい。例えば、青発光層に、極大波長430nm〜480nmの青発光性化合物と、極大波長510nm〜550nmの緑発光性化合物を混合して用いてもよい。
【0108】
発光層に使用する材料は特に限定はなく、例えば、株式会社 東レリサーチセンター フラットパネルディスプレイの最新動向 ELディスプレイの現状と最新技術動向 228〜332頁に記載されている如き各種材料が挙げられる。発光層には、発光層の発光効率を高くするために公知のホスト材料と、公知のドーパント材料(リン光性化合物(リン光発光性化合物とも云う))を含有することが好ましい。
【0109】
ホスト材料とは、発光層に含有される材料の内で、その層中での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の材料と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。ホスト材料を複数種併用して用いてもよい。ホスト材料を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することが出来る。又、ドーパント材料を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることが出来る。ドーパント材料の種類、ドープ量を調整することで白色発光が可能であり、照明、バックライトへの応用も出来る。
【0110】
(ホスト材料)
ホスト材料としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長波長化を防ぎ、尚且つ高Tg(ガラス転移温度)である材料が好ましい。公知のホスト材料としては、例えば、特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報、同2007−59119号公報、同2007−251096号公報、同2007−250501号公報等に記載の化合物が挙げられる。
【0111】
複数の発光層を有する場合、これら各層のホスト化合物の50質量%以上が同一の化合物であることが、有機層全体に渡って均質な膜性状を得やすいことから好ましく、更にはホスト化合物のリン光発光エネルギーが2.9eV以上であることが、ドーパント材料からのエネルギー移動を効率的に抑制し、高輝度を得る上で有利となることからより好ましい。リン光発光エネルギーとは、ホスト化合物を基板上に100nmの蒸着膜のフォトルミネッセンスを測定し、そのリン光発光の0−0バンドのピークエネルギーを云う。
【0112】
ホスト材料は、有機EL素子の経時での劣化(輝度低下、膜性状の劣化)、光源としての市場ニーズ等を考慮し、リン光発光エネルギーが2.9eV以上且つTgが90℃以上のものであることが好ましい。即ち、輝度と耐久性の両方を満足するためには、リン光発光エネルギーが2.9eV以上且つTgが90℃以上のものであることが好ましい。Tgは、更に好ましくは100℃以上である。
【0113】
(ドーパント材料)
ドーパント材料(リン光性化合物(リン光発光性化合物))とは、励起三重項からの発光が観測される材料であり、室温(25℃)にてリン光発光する材料であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の材料である。先に説明したホスト材料と合わせ使用することで、より発光効率の高い有機EL素子とすることが出来る。
【0114】
ドーパント材料(リン光性化合物(リン光発光性化合物))は、リン光量子収率は好ましくは0.1以上である。上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定出来る。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定出来るが、本発明に用いられるリン光性化合物は、任意の溶媒の何れかにおいて上記リン光量子収率が達成されればよい。
【0115】
ドーパント材料の発光は原理としては2種挙げられる。1つはキャリアが輸送されるホスト材料上でキャリアの再結合が起こってホスト材料の励起状態が生成し、このエネルギーをドーパント材料に移動させることでドーパント材料からの発光を得るというエネルギー移動型である。他の1つはドーパント材料がキャリアトラップとなり、ドーパント材料上でキャリアの再結合が起こりリン光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。何れの場合においても、ドーパント材料の励起状態のエネルギーはホスト材料の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
【0116】
ドーパント材料は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることが出来る。ドーパント材料としては、好ましくは元素の周期表で8族−10族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【0117】
ドーパント材料のリン光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることが出来る。
【0118】
有機EL素子の発光層に使用する材料の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当て嵌めた時の色で決定される。
【0119】
白色素子とは、2℃視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.07の領域内にあることを云う。
【0120】
乾燥することで形成された発光層は、電極又は電子注入層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
【0121】
(電子輸送層)
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることが出来る。
【0122】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることが出来、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来る。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。
【0123】
又、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることが出来る。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることが出来る。又、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来るし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることが出来る。
【0124】
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5nm〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。
【0125】
(陰極バッファ層(電子注入層))
陰極バッファ層(電子注入層)とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり広い意味で電子輸送層に含まれる。陰極バッファ層(電子注入層)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ELパネルとその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されている。陰極バッファ層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファ層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファ層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファ層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファ層等が挙げられる。上記バッファ層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。
【0126】
他に発光層側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることが出来、例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来る。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることも出来る。
【0127】
又、8−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることが出来る。その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることが出来る。又、ジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることが出来るし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることが出来る。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。
【0128】
又、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることも出来る。その例としては、特開平4−297076号公報、特開平10−270172号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。この様なn性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電力の素子を作製することが出来るため好ましい。
【0129】
(第2電極(陰極))
第2電極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。この様な電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することが出来る。又、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。尚、発光した光を透過させるため、有機ELパネルの第1電極(陽極)又は第2電極(陰極)の何れか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
【0130】
又、第2電極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、第1電極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の第2電極(陰極)を作製することが出来、これを応用することで第1電極(陽極)と第2電極(陰極)の両方が透過性を有する素子を作製することが出来る。
【0131】
(封止剤)
封止剤としては、液状封止剤と熱可塑性樹脂とが挙げられる。液状封止剤としては、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型封止剤、2−シアノアクリル酸エステルなどの湿気硬化型等の封止剤、エポキシ系などの熱及び化学硬化型(二液混合)等の封止剤、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂封止剤等を挙げることが出来る。液状封止剤には必要に応じてフィラーを添加することが好ましい。フィラーの添加量としては、接着力を考慮し、5〜70体積%が好ましい。又、添加するフィラーの大きさは、接着力、貼合圧着後の封止剤厚み等を考慮し、1μm〜100μmが好ましい。添加するフィラーの種類としては特に限定はなく、例えばソーダガラス、無アルカリガラス或いはシリカ、二酸化チタン、酸化アンチモン、チタニア、アルミナ、ジルコニアや酸化タングステン等の金属酸化物等が挙げられる。
【0132】
熱可塑性樹脂としては、JIS K 7210規定のメルトフローレートが5〜20g/10minである熱可塑性樹脂が好ましく、更に好ましくは、6〜15g/10min以下の熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。これは、メルトフローレートが5(g/10min)以下の樹脂を用いると、各電極の引き出し電極の段差により生じる隙間部を完全に埋めることが出来ず、20(g/10min)以上の樹脂を用いると引っ張り強さや耐ストレスクラッキング性、加工性などが低下するためである。これらの熱可塑性樹脂をフィルム状に成形し可撓性封止部材(帯状可撓性封止部材、枚葉シート状可撓性封止部材)に貼合して使用することが好ましい。貼合方法は一般的に知られている各種の方法、例えばウェットラミネート法、ドライラミネート法、ホットメルトラミネート法、押出しラミネート法、熱ラミネート法を利用して作ることが可能である。
【0133】
熱可塑性樹脂は、上記数値を満たすものであれば特に限定されるものではないが、例えば機能性包装材料の新展開(株式会社東レリサーチセンター)に記載の高分子フィルムである低密度ポリエチレン(LDPE)、HDPE、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン、未延伸ポリプロピレン(CPP)、OPP、ONy、PET、セロハン、ポリビニルアルコール(PVA)、延伸ビニロン(OV)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVOH)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、塩化ビニリデン(PVDC)等の使用が可能である。これらの熱可塑性樹脂の中で特にLDPE、LLDPE及びメタロセン触媒を使用して製造したLDPE、LLDPE、又、LDPE、LLDPEとHDPEフィルムの混合使用した熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。
【0134】
(可撓性封止部材)
可撓性封止部材としてはポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどの可撓性樹脂フィルムからなる支持体へ蒸着法やコーティング法でバリア層を形成した材料又はバリア層として金属箔を用いた材料が挙げられる。バリア層としては例えばIn、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等の金属、MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等の金属酸化物を蒸着した材料が挙げられる。又、金属箔の材料としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属材料や、ステンレス、アルミニウム合金などの合金材料を用いることが出来るが、加工性やコストの面でアルミニウムが好ましい。膜厚は、1〜100μm程度、好ましくは10μm〜50μm程度が望ましい。又、製造時の取り扱いを容易にするために、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどのフィルムを予めラミネートしておいてもよい。可撓性封止部材に樹脂フィルムを使用する場合、液状封止剤と接触する側に熱可塑性接着性樹脂層を有することが好ましい。
【0135】
可撓性封止部材の水蒸気透過度は、0.01g/m・day以下であることが好ましく、且つ酸素透過度は、0.1ml/m・day・MPa以下であることが好ましい。水蒸気透過度はJIS K7129B法(1992年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した値であり、酸素透過度はJIS K7126B法(1987年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した値である。可撓性封止部材のヤング率は、可撓性封止部材と第1圧着部材、第2圧着部材との密着性や封止剤の塗れ広がり防止等を考慮し、1×10−3GPa〜80GPaであり、厚みが10μm〜500μmであることが好ましい。
【0136】
本発明の機能性薄膜の製造方法で製造した有機ELパネルの発光の室温における外部取り出し効率は1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=有機ELパネル外部に発光した光子数/有機ELパネルに流した電子数×100である。
【0137】
又、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機ELパネルからの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機ELパネルの発光のλmaxは480nm以下が好ましい。
【0138】
本発明の機能性薄膜の製造方法で製造した有機ELパネルは、発光層で発生した光を効率よく取り出すために以下に示す方法を併用することが好ましい。有機ELパネルは、空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光の内15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に云われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことが出来ないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
【0139】
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435)。基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)。素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)。基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)。基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)。基板、透明電極層や発光層の何れかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。
【0140】
本発明の機能性薄膜の製造方法で有機ELパネルを製造する際、基板と発光層の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、或いは基板、透明電極層や発光層の何れかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることが出来る。
【0141】
透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。又、更に1.35以下であることが好ましい。低屈折率媒質の厚みは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。全反射を起こす界面もしくは何れかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が一次の回折や、2次の回折といった所謂ブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることが出来る性質を利用して、発光層から発生した光の内、層間での全反射等により外に出ることが出来ない光を、何れかの層間もしくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
【0142】
回折格子を導入する位置としては前述の通り、何れかの層間もしくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。この時、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
【0143】
更に、本発明の機能性薄膜の製造方法で製造した有機ELパネルは、発光層で発生した光を効率よく取り出すために、基板の光取り出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、或いは、所謂集光シートと組合せることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることが出来る。マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm〜100μmが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大き過ぎると厚みが厚くなり好ましくない。
【0144】
集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。この様なシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることが出来る。プリズムシートの形状としては、例えば基板に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。又、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることが出来る。
【実施例】
【0145】
以下、実施例を挙げて本発明の具体的な効果を示すが、本発明の態様はこれに限定されるものではない。
【0146】
実施例1
〈帯状基材の準備〉
厚さ100μm、幅200mm、長さ500mのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人・デュポン社製フィルム、以下、PETと略記する)を準備した。尚、帯状の可撓性基材には、予め第1電極及び第2電極用取り出し電極を形成する位置を示すためにアライメントマークを第1電極が形成される面及び反対の面の同じ位置に設けた。
【0147】
(第1電極及び第2電極用取り出し電極の形成)
図3に示す装置を使用し、準備したPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って、PETの上に5×10−1Paの真空環境条件で厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタリング法により、マスクパターン成膜を行い、取り出し電極を有する12mm×5mmの大きさの第1電極及び10mm×3mmの大きさの第2電極用取り出し電極を一定間隔で12列連続的に形成し、一旦巻き取り保管した。
【0148】
(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製 Bytron P AI 4083)を純水で65%、メタノール5%で希釈した溶液を正孔輸送層形成用塗布液として準備した。正孔輸送層形成用塗布液の粘度は0.7mPa・sであった。粘度はブルックフィールド社製 デジタル粘度計 LVDV−Iを使用し、20℃で測定した値を示す。
【0149】
(正孔輸送層の形成)
図4、図6(a)に示す装置を使用し、準備された第1電極及び第2電極用取り出し電極が形成されたロール状のPETを帯電除去処理した後、バックアップロールに保持されたPETの上全面(但し、両端の10mmは除く)に、準備した正孔輸送層形成用塗布液を前計量型塗布装置としてエクストルージョン塗布機を使用し、バックアップロールに配設したピエゾ素子によりバックアップロールに10kHzの振動を付与しながら以下に示す条件で非接触で塗布した。塗布の開始と同時に乾燥部で以下に示す条件により乾燥・加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の正孔輸送層を除去し、パターン化した正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.1−イとし表1に示す。正孔輸送層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0150】
比較として、正孔輸送層形成用塗布液をバックアップロールに振動を付与しないで塗布した他は全てNo.1−イと同じ条件で塗布・乾燥を行い正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.1−ロとし表1に示す。又、図6(a)に示す装置で乾燥部を塗布開始から5秒後に開始出来る様に、乾燥部を塗布位置から下流側に配設した装置を使用した他は全てNo.1−イと同じ条件で塗布・乾燥を行い正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.1−ハとし表1に示す。
【0151】
(帯電除去処理)
帯電除去処理は第1電極形成側を非接触式帯電防止装置を、裏面側を接触式帯電防止装置を使用した。非接触式帯電防止装置はヒューグルエレクトロニクス(株)製フレキシブルAC式イオナイズィングバーMODEL4100Vを使用し行った。接触式帯電防止装置は都ローラー工業(株)製導電性ガイドロールME−102を使用し行った。
【0152】
(正孔輸送層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、正孔輸送層形成用塗布液の供給量18ml/min、塗布速度5m/min、塗布幅180mm、正孔輸送層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のNガス環境の大気圧下で、且つ清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。塗布直後の塗膜の厚さは20μmとした。バックアップロールへ付与する振動の振幅は塗布直後の塗膜の厚さに対して60%で行った。塗布直後の塗膜の厚さは、正孔輸送層形成用塗布液の供給量と、塗布速度と、塗布幅とから計算で求めた値を示す。振幅はキーエンス(株)製 レーザ変位センサ LK−G15を使用し測定した値を示す。塗布する時の上流側の減圧度は下流側に対して−100Paに設定した。減圧度はキーエンス(株)製 圧力センサー AP−C40を使用し測定した値を示す。
【0153】
尚、搬送速度は、5m/分とした。搬送速度は、三菱電機(株)製 レーザドップラ速度計LV203で測定した。
【0154】
乾燥及び加熱処理条件
正孔輸送層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、乾燥条件は、乾燥装置のスリットノズル形式の吐出口から成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度120℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、正孔輸送層を形成した。
【0155】
(正孔輸送層のパターン化)
図7に示すフローに従って、PETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従ってPETの上に形成された正孔輸送層の、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分に正孔層を溶解する溶媒をインクジェットで塗布した後、拭き取る方法で正孔輸送層を除去した。
【0156】
【表1】

【0157】
(発光層形成用塗布液の準備)
ジカルバゾール誘導体(CBP) 1.00質量%
イリジウム錯体(Ir(ppy)) 0.05質量%
トルエン 98.95質量%
発光層形成用塗布液の粘度は0.59mPa・sであった。粘度はブルックフィールド社 デジタル粘度計 LVDV−Iを使用し、20℃で測定した値を示す。
【0158】
(発光層の形成)
図4に示す装置及び図6(a)に示す装置と同じ装置を使用し、準備された正孔輸送層までが形成されたロール状のPET、No.1−イを帯電除去処理した後、以下に示す条件でPETの上全面(但し、両端の10mmは除く)に、準備した発光層形成用塗布液を温度25℃で前計量型塗布装置としてエクストルージョン塗布機を使用し非接触でバックアップロールに配設したピエゾ素子によりバックアップロールに10kHzの振動を付与しながら塗布した。塗布後、乾燥部で以下に示す条件により乾燥・加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の発光を除去し、パターン化した発光層までを形成したPETを作製しNo.1−aとし表2に示す。発光層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0159】
比較として、準備された正孔輸送層までが形成されたロール状のPET、No.1−ロを帯電除去処理した後、バックアップロールへ振動を付与しないで発光層形成用塗布液を塗布した他はNo.1−aと同じ条件で発光層までを形成したPETを作製しNo.1−bとし表2に示す。又、正孔輸送層までが形成されたPET、No.1−ハを帯電除去処理した後、図6(a)に示す装置で乾燥部を塗布開始から5秒後に開始出来る様に、乾燥部を塗布位置から下流側に配設した装置を使用した他は全てNo.1−aと同じ条件で発光層までを形成したPETを作製しNo.1−cとし表2に示す。
【0160】
(帯電除去処理)
帯電除去処理は正孔輸送層側を非接触式帯電防止装置を、裏面側を接触式帯電防止装置を使用した。非接触式帯電防止装置及び触式帯電防止装置は正孔輸送層を形成する時と同じものを使用した。
【0161】
(発光層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、発光層形成用塗布液の供給量18ml/min、塗布速度5m/min、塗布幅180mm、発光層形成用塗布液の塗布時の温度は25℃、露点温度−20℃以下のNガス環境の大気圧下で、且つ清浄度クラス5以下(JIS B 9920)で行った。塗布直後の塗膜の厚さは20μmになるように塗布した。塗布直後の塗膜の厚さは、発光層形成用塗布液の供給量と、塗布速度と、塗布幅とから計算で求めた値を示す。バックアップロールへ付与する振動の振幅は塗布直後の塗膜の厚さに対して60%で行った。振幅はキーエンス(株)製 レーザ変位センサ LK−G15を使用し測定した値を示す。塗布する時の上流側の減圧度は下流側に対して−100Paに設定した。減圧度はキーエンス(株)製 圧力センサー AP−C40を使用し測定した値を示す。
【0162】
尚、搬送速度は、5m/分とした。搬送速度は、三菱電機(株)製 レーザドップラ速度計LV203で測定した。
【0163】
乾燥及び加熱処理条件
発光層形成用塗膜の乾燥及び加熱処理条件としては、発光層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、乾燥条件は、乾燥装置のスリットノズル形式の吐出口から成膜面に向け高さ100mm、吐出風速1m/s、幅手の風速分布5%、温度120℃で溶媒を除去した後、引き続き、加熱処理装置により温度150℃で裏面伝熱方式の熱処理を行い、発光層を形成した。
【0164】
(発光層のパターン化)
図7に示すフローに従ってPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従ってPETの上に形成された発光層の、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲に発光層を溶解する溶媒をインクジェットで塗布した後、拭き取る方法で発光層を除去し発光層をパターン化した。
【0165】
【表2】

【0166】
(有機ELパネルの作製)
図5に示される工程を使用し、以下に示す条件で準備した発光層までが形成されたPETNo.1−a〜1−cの発光層の上に順次電子輸送層、陰極バッファ層(電子注入層)、第2電極、封止層を形成し、断裁し有機ELパネルを作製し試料No.101〜103とした。
(電子輸送層の形成)
準備されたパターン化された発光層までが形成されたロール状のPETNo.1−a〜1−cに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って第1電極の取り出し電極、第2電極用取り出し電極の上を除き、発光層の上に、蒸着装置で5×10−4Paの真空環境条件にて電子輸送層を形成した。形成材料としてAlqを用い、蒸着法にてマスクパターン成膜し、厚さ40nmの電子輸送層を積層した。
【0167】
(陰極バッファ層(電子注入層)の形成)
準備されたパターン化された発光(電子輸送)層までが形成されたロール状のPETNo.1−a〜1−cに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って第1電極の取り出し電極、第2電極用取り出し電極の上を除き、発光(電子輸送)層の上に、蒸着装置で5×10−4Paの真空環境条件にて、陰極バッファ層(電子注入層)層形成材料としてLiFを用い、蒸着法にてマスクパターン成膜し、厚さ0.5nmの陰極バッファ層(電子注入層)を積層した。
【0168】
(第2電極の形成)
引き続き、陰極バッファ層(電子注入層)までが形成されたPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って形成された陰極バッファ層(電子注入層)の上に第1電極の大きさ及び第2電極用取り出し電極に接触出来る大きさに合わせ5×10−4Paの真空下にて第2電極形成材料としてアルミニウムを使用し、第1電極の上及び第2電極用取り出し電極に接続する様に蒸着法にてマスクパターン成膜し、厚さ100nmの第2電極を積層し有機EL素子を作製した。
【0169】
(接着剤の塗設)
作製した有機EL素子のPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って第1電極及び第2電極用取り出し電極の端部を除いて発光領域及び発光領域の周辺に紫外線硬化型の液状接着剤(エポキシ樹脂系)を使用し、厚さ30μmで塗設した。
【0170】
(封止部材の貼合)
この後、以下に示す帯状シート封止部材を準備した有機EL素子の接着剤塗設面にロールラミネータ法により積重し、大気圧環境化にて押圧0.1MPaでロール圧着した後、波長365nmの高圧水銀ランプを、照射強度5〜20mW/cm、距離5〜15mmで1分間照射し固着させ貼合し、複数の有機ELパネルが連続的に繋がった状態とした。
【0171】
(封止部材の準備)
封止部材として、PETフィルム(帝人・デュポン社製)を使用し、無機膜(SiN)をバリア層に使用した2層構成の帯状シート封止部材を準備した。PETの厚さ100μm、バリア層の厚さ200nmとした。尚、PETフィルムのバリア層の成膜はスパッタリング法により実施した。JIS K−7129B法(1992年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した水蒸気透過度は0.01g/m・dayであった。JIS K7126B法(1987年)に準拠した方法で主としてMOCON法により測定した酸素透過度は0.1ml/m・day・MPaであった。
【0172】
(断裁)
準備した複数の有機ELパネルが連続的に繋がった状態のものを個別の有機ELパネルの大きさにPETに付けられたアライメントマークを検出し、アライメントマークの位置に従って断裁した。
【0173】
評価
作製した各試料No.101〜103に付き、始め5mと、終わり5mとの箇所から試料を抜き取り、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)を以下に示す試験方法により試験し、以下に示す評価ランクに従って評価した結果を表3に示す。
【0174】
リーク電流特性の試験方法
定電圧電源を用いて、逆方向の電圧(逆バイアス)を5Vを5秒間印加し、その時有機EL素子に流れる電流を測定した。サンプル10枚の発光領域について測定を行い、最大電流値をリーク電流とした。
【0175】
リーク電流特性の評価ランク
◎:最大電流値が1×10−6A未満
○:最大電流値が1×10−6A以上、1×10−5A未満
△:最大電流値が1×10−5A以上、1×10−3A未満
×:最大電流値が1×10−3A以上
発光ムラ(輝度ムラ)の測定方法
定電圧電源を用いて、有機ELパネルに直流5Vを印加し、サンプル中央部の発光部6箇所の輝度差を目視で観察した。
【0176】
発光ムラ(輝度ムラ)の評価ランク
◎:輝度の差が全くない。
【0177】
○:6箇所中、1箇所の輝度が異なる
△:6箇所中、2箇所以上4箇所未満の輝度が異なる
×:6セル中、4箇所以上の輝度が異なる
【0178】
【表3】

【0179】
正孔輸送層形成用塗布液、発光層形成用塗布液をバックアップロールに振動を付与しながら塗布し、バックアップロールと接触しているPETに塗布と同時に乾燥を開始し作製した有機ELパネルNo.101は、リーク電流特性がよく、発光ムラ(輝度ムラ)も少ない、安定な有機ELパネルを製造することが可能であることが確認された。
【0180】
正孔輸送層形成用塗布液、発光層形成用塗布液をバックアップロールに振動を付与しないで塗布し、バックアップロールと接触しているPETに塗布と同時に乾燥を開始し作製した有機ELパネルNo102は、有機ELパネルNo101よりもリーク電流特性が劣り、発光ムラ(輝度ムラ)も多い結果となった。
【0181】
正孔輸送層形成用塗布液、発光層形成用塗布液をバックアップロールに振動を付与しながら塗布し、塗布後5秒後に乾燥を開始して作製した有機ELパネルNo.103は、有機ELパネルNo.101よりもリーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)も多い結果を示した。本発明の有効性が確認された。
【0182】
実施例2
〈帯状基材の準備〉
実施例1と同じ帯状基材を準備した。
【0183】
(第1電極の形成)
図3に示す装置を使用し、準備したPETを使用し実施例1と同じ条件で取り出し電極を有する第1電極及び第2電極用取り出し電極を連続的に形成し一旦巻き取り保管した。
【0184】
(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
【0185】
(正孔輸送層の形成)
図4、図6(a)に示す装置を使用し、準備された第1電極までが形成されたロール状のPETを帯電除去処理した後、表4に示す様に塗布直後の厚さを変えた他は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で、準備した正孔輸送層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の正孔輸送層を除去し、パターン化した正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.2−a〜2−nとした。正孔輸送層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0186】
(帯電除去処理)
実施例1の正孔輸送層が形成されたPET、No.1−イと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0187】
(正孔輸送層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の正孔輸送層までが形成されたPET、No.1−イと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0188】
(乾燥及び加熱処理条件)
正孔輸送層形成用塗膜の乾燥処理条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPET、No.1−イと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で行った。
【0189】
(正孔輸送層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の上の及び正孔輸送層の周囲の不要の正孔輸送層を除去しパターン化した。
【0190】
【表4】

【0191】
(発光層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の発光層形成用塗布液を準備した。
【0192】
(発光層の形成)
準備された正孔輸送層までが形成されたロール状のPET、No.2−a〜2−nを帯電除去処理した後、表5に示す様に塗布直後の厚さを変えた他は実施例1の発光層までが形成されたPET、No.1−aと同じ条件で準備した発光層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の発光輸を除去し、パターン化した発光層を形成したPETを作製しNo.2−A〜2−Nとした。発光層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0193】
(帯電除去処理)
実施例1の発光層が形成されたPET、No.1−aと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0194】
(発光層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の発光層が形成されたPET、No.1−aと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0195】
(乾燥及び加熱処理条件)
発光層形成用塗膜の乾燥条件としては、発光層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の発光層までを形成したPETNo.1−aと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の発光層までを形成したPETNo.1−aと同じ条件で行った。
【0196】
(発光層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分の発光送層を除去しパターン化した。
【0197】
【表5】

【0198】
(有機ELパネルの作製)
図5に示される工程を使用し、実施例1と同じ条件で準備した発光層までが形成されたPETNo.2−A〜2−Nの発光層の上に順次陰極バッファ層(電子注入層)、第2電極、封止層を形成し、断裁し有機ELパネルを作製し試料No.201〜214とした。
【0199】
評価
作製した各試料No.201〜214に付き、始め5mと、終わり5mとの箇所から試料を抜き取り、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)を実施例1と同じ試験方法により試験し、実施例1と同じ評価ランクに従って評価した結果を表6に示す。
【0200】
【表6】

【0201】
前計量型塗布装置としてエクストルージョン塗布機を使用しバックアップロールに保持した帯状基材のPETに、塗布直後の正孔輸送層形成用塗膜及び発光層形成用の塗膜の厚さを2μm〜24μmと変えてバックアップロールに配設した振動手段のピエゾ素子により振動を付与しながら塗布し作製した試料No.203〜212は、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)共に安定した有機ELパネルを製造することが出来た。又、乾燥する時も恒率乾燥過程まで振動を付与し作製した試料No.203、205、207、209、211は、乾燥する時に恒率乾燥過程まで振動を付与しないで作製した試料No.204、206、208、210、212に対して、更にリーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)共安定した有機ELパネルを製造することが出来ることが確認された。又、塗布直後の正孔輸送層形成用塗膜及び発光層形成用の塗膜の厚さを26μmとし作製した試料No.213、214は、乾燥負荷が増え多少の乾燥不良となり、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)共に多少影響を受ける結果となった。本発明の有効性が確認された。
【0202】
実施例3
〈帯状基材の準備〉
実施例1と同じ帯状基材を準備した。
【0203】
(第1電極及び第2電極用取り出し電極の形成)
図3に示す装置を使用し、準備したPETを使用し実施例1と同じ条件で取り出し電極を有する第1電極及び第2電極用取り出し電極を連続的に形成し一旦巻き取り保管した。
【0204】
(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
【0205】
(正孔輸送層の形成)
図4、図6(a)に示す装置を使用し、準備された第1電極及び第2電極用取り出し電極までが形成されたロール状のPETを帯電除去処理した後、表7に示す様にバックアップロールに付与する振動の振幅を変えた他は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で、準備した正孔輸送層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の正孔輸送層を除去し、パターン化した正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.3−a〜3−jとした。正孔輸送層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0206】
(正孔輸送層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の正孔輸送層までが形成されたPET、No.1−イと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0207】
(帯電除去処理)
実施例1の正孔輸送層までが形成されたPET、No.1−イと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0208】
(乾燥及び加熱処理条件)
正孔輸送層形成用塗膜の乾燥処理条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で行った。
【0209】
(正孔輸送層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部分の上、第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分の正孔輸送層を除去しパターン化した。
【0210】
【表7】

【0211】
(発光層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の発光層形成用塗布液を準備した。
【0212】
(発光層の形成)
準備された正孔輸送層までが形成されたPET、No.3−a〜3−jを帯電除去処理した後、表8に示す様にバックアップロールに付与する振動の振幅を変えた他は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で、準備した発光層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の発光層を除去し、パターン化した発光層を形成したPETを作製しNo.3−A〜3−Jとした。発光層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0213】
(発光層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の発光層までが形成されたPET、No.1−aと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0214】
(帯電除去処理)
実施例1の発光層までが形成されたPET、No.1−aと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0215】
(乾燥及び加熱処理条件)
発光層形成用塗膜の乾燥処理条件としては、発光層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で行った。
【0216】
(発光層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分の発光層を除去しパターン化した。
【0217】
【表8】

【0218】
(有機ELパネルの作製)
図5に示される工程を使用し、実施例1と同じ条件で準備した発光層までが形成されたPETNo.3−A〜3−Jの発光層の上に順次電子輸送層、陰極バッファ層(電子注入層)、第2電極、封止層を形成し、断裁し有機ELパネルを作製し試料No.301〜310とした。
【0219】
評価
作製した各試料No.301〜310に付き、始め5mと、終わり5mとの箇所から試料を抜き取り、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)を実施例1と同じ試験方法により試験し、実施例1と同じ評価ランクに従って評価した結果を表9に示す。
【0220】
【表9】

【0221】
前計量型塗布装置としてエクストルージョン塗布機を使用しバックアップロールに保持した帯状基材のPETにバックアップロールに配設した振動手段のピエゾ素子により振動を付与しながら塗布する時、振幅を塗布直後の塗膜の厚さに対して30%〜70%にして作製した試料No.303〜308は、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)が安定した有機ELパネルを製造することが出来た。又、乾燥する時も恒率乾燥過程まで振動を付与し作製した試料No.303、305、307は、恒率乾燥過程まで振動を付与しないで作製した試料No.304、306、308よりも、更にリーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)共に安定した有機ELパネルを製造することが出来ることが確認された。本発明の有効性が確認された。本発明の有効性が確認された。
【0222】
実施例4
〈帯状基材の準備〉
実施例1と同じ帯状基材を準備した。
【0223】
(第1電極及び第2電極用取り出し電極の形成)
図3に示す装置を使用し、準備したPETを使用し実施例1と同じ条件で取り出し電極を有する第1電極及び第2電極用取り出し電極を連続的に形成し一旦巻き取り保管した。
【0224】
(正孔輸送層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の正孔輸送層形成用塗布液として準備した。
【0225】
(正孔輸送層の形成)
図4、図6(a)に示す装置を使用し、準備された第1電極及び第2電極用取り出し電極までが形成されたロール状のPETを帯電除去処理した後、表10に示す様にバックアップロールに付与する振動の振動数を変えた他は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で、準備した正孔輸送層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の正孔輸送層を除去し、パターン化した正孔輸送層を形成したPETを作製しNo.4−a〜4−lとした。正孔輸送層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0226】
(正孔輸送層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の正孔輸送層までが形成されたPET、No.1−イと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0227】
(帯電除去処理)
実施例1の正孔輸送層が形成されたPET、No.1−イと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0228】
(乾燥及び加熱処理条件)
正孔輸送層形成用塗膜の乾燥処理条件としては、正孔輸送層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の正孔輸送層までを形成したPETNo.1−イと同じ条件で行った。
【0229】
(正孔輸送層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分の正孔輸送層を除去しパターン化した。
【0230】
【表10】

【0231】
(発光層形成用塗布液の準備)
実施例1と同じ組成の発光層形成用塗布液を準備した。
【0232】
(発光層の形成)
準備された正孔輸送層までが形成されたPETNo.4−a〜4−lを帯電除去処理した後、表11に示す様にバックアップロールに付与する振動の振幅を変えた他は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で、準備した発光層形成用塗布液を塗布し、乾燥装置で恒率乾燥過程までを振動の有り、無しで乾燥し加熱処理を行った後、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上の発光層を除去し、パターン化した発光層までを形成したPETを作製しNo.4−A〜4−Lとした。発光層を形成した後、一旦巻き取り保管した。
【0233】
(発光層形成用塗布液の塗布条件)
塗布条件としては、実施例1の発光層までが形成されたPET、No.1−aと同じ条件とした。塗布直後の塗膜の厚さ、振動数、振幅、塗布する時の上流側の減圧度及び搬送速度は実施例1と同じ方法で測定した。
【0234】
(帯電除去処理)
実施例1の発光層までが形成されたPET、No.1−aと同じ条件で帯電除去処理を行った。
【0235】
(乾燥及び加熱処理条件)
発光層形成用塗膜の乾燥処理条件としては、発光層形成用塗布液を塗布した後、図6(a)に示す乾燥装置を使用し、塗布直後から乾燥を開始した。恒率乾燥過程までの振動を付与する場合は、搬送ロールに配設したピエゾ素子により行い、10kHzの振動を付与した。その他の条件は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で行った。又、加熱条件は実施例1の発光層までが形成されたPETNo.1−aと同じ条件で行った。
【0236】
(発光層のパターン化)
実施例1と同じ方法で行い、第1電極の取り出し電極部及び第2電極用取り出し電極の上及び第1電極の周囲の不要の部分の発光層を除去しパターン化した。
【0237】
【表11】

【0238】
(有機ELパネルの作製)
図5に示される工程を使用し、実施例1と同じ条件で準備した発光層までが形成されたPET、No.4−A〜4−Lの発光層の上に順次電子輸送層、陰極バッファ層(電子注入層)、第2電極、封止層を形成し、断裁し有機ELパネルを作製し試料No.401〜412とした。
【0239】
評価
作製した各試料No.401〜412に付き、始め5mと、終わり5mとの箇所から試料を抜き取り、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)を実施例1と同じ試験方法により試験し、実施例1と同じ評価ランクに従って評価した結果を表12に示す。
【0240】
【表12】

【0241】
前計量型塗布装置としてエクストルージョン塗布機を使用しバックアップロールに保持した帯状基材のPETにバックアップロールに配設した振動手段のピエゾ素子により振動を付与しながら塗布する時、振動数を1.0kHz〜20.0kHzで作製した試料No.403〜410は、リーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)ともに安定した有機ELパネルを製造することが出来た。又、乾燥する時も恒率乾燥過程まで振動を付与して作製した試料No.403、405、407、409は、乾燥する時に恒率乾燥過程まで振動を付与しないで作製した試料No.404、406、408、410よりも、更にリーク電流特性、発光ムラ(輝度ムラ)共に安定した有機ELパネルを製造することが出来ることが確認された。振動数を0.8kHzで作製した試料No.401、402は振動の効果が十分に反映されない結果となった。又、振動数を30kHzで作製した試料No.411、412は振動が強すぎることでかえって塗膜が荒らされ多少劣る結果となった。本発明の有効性が確認された。
【図面の簡単な説明】
【0242】
【図1】照明用に使用する有機ELパネルの一例を示す概略図である。
【図2】図1に示す有機ELパネルを帯状基材を使用して製造する製造工程の一例を示す模式図である。
【図3】図2に示す供給工程と、第1電極及び第2電極用取り出し電極形成工程までの模式図である。
【図4】図2に示す正孔輸送層形成工程の模式図である。
【図5】図2に示す陰極バッファ層(電子注入層)形成工程以降の模式図である。
【図6】図4のXで示される部分の拡大概略図である。
【図7】図4に示す正孔輸送層形成工程で正孔輸送層のパターン化を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【0243】
1 有機ELパネル
101 可撓性基材
102 陽極(第1電極)
103 正孔輸送層
104 発光層
105 電子輸送層
106 陰極バッファ層(電子注入層)
107 陰極(第2電極)
108 接着剤層
109 封止部材
2 製造工程
202 第1電極形成工程
203 正孔輸送層形成工程
203b1 塗布装置
203b2 バックアップロール
203b3 振動手段
203b13 減圧室
203b131 吸引管
203c1 乾燥装置
203d パターン形成部
204 発光層形成工程
205 電子輸送層形成工程
206 陰極バッファ層(電子注入層)形成工程
206b 蒸着装置
206c 蒸発源容器
207 第2電極形成工程
208 封止工程

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも、スリットから連続して塗布液を吐出する前計量型の塗布装置と、乾燥装置とを使用し、保持部材に保持され連続的に搬送される帯状基材の上に、少なくとも1層の有機化合物層を形成する有機化合物層形成用塗布液を前記塗布装置を使用し非接触で塗布する塗布方法において、
前記乾燥装置は少なくとも前記塗布の前から、前記保持部材に接触している前記帯状基材の乾燥を開始出来る様に配設され、
前記保持部材は振動手段を有し、
前記有機化合物層形成用塗布液の塗布は、前記振動手段により前記保持部材を振動させながら行い、
且つ、前記乾燥は前記塗布の開始と同時に行うことを特徴とする有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項2】
前記乾燥は帯状基材が保持部材に接触している間に開始されることを特徴とする請求項1に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項3】
前記乾燥は帯状基材の上に有機化合物層形成用塗布液が塗布され形成された塗膜が恒率乾燥過程が終了するまで振動が付与されることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項4】
前記有機化合物層が有機エレクトロルミネッセンスパネルの有機化合物層であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項5】
前記有機化合物層形成用塗布液を基材の上に塗布し形成される塗膜の塗布時の厚さが、2μm〜24μmであることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項6】
前記振動手段がピエゾ素子であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項7】
前記振動手段による振動の振幅が有機化合物層形成用塗布液を塗布し、形成された有機化合物層を形成する塗布直後の塗膜の膜厚の30%〜70%であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項8】
前記振動手段による振動の振動数が1.0kHz〜20.0kHzであることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。
【請求項9】
前記塗布装置は減圧室を搬送する基材の上流側に有し、有機化合物層形成用塗布液を基材の上に塗布装置により塗布する時、該減圧室により、該帯状基材の塗布位置に対して上流側を下流側よりも減圧することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の有機化合物層形成用塗布液の塗布方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−268975(P2009−268975A)
【公開日】平成21年11月19日(2009.11.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−122100(P2008−122100)
【出願日】平成20年5月8日(2008.5.8)
【出願人】(000001270)コニカミノルタホールディングス株式会社 (4,463)
【Fターム(参考)】