有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置
【課題】比較的優れた品質の有機ＥＬ素子を製造し得る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて基材の近傍に介入させ、前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成材料を基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【解決手段】帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて基材の近傍に介入させ、前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成材料を基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、基材と、該基材上に形成された有機ＥＬ膜とを有しており、有機ＥＬ膜は、発光層を含む有機層が、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、有機ＥＬ膜の構成層たる陽極層、有機層及び陰極層がこ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。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子の製造方法において、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を成膜（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。
【０００５】
上記した真空蒸着法では、蒸着装置の真空チャンバー内において基材と対向する位置に設けられた蒸着源を用いて蒸着を行うことにより、有機ＥＬ膜の構成層を形成している。具体的には、各蒸着源に配置された加熱部で有機ＥＬ膜の構成層形成材料を加熱してこれを気化させ、気化された構成層形成材料（気化材料）を蒸着源から吐出して、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着して形成している。
【０００６】
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、基材１枚ごとに基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着するプロセスである。また、ロールプロセスとは、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例えば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、基材上に連続的に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着し、該有機ＥＬ膜の構成層が蒸着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。
【０００７】
このように真空蒸着法においてロールプロセスを用いて有機ＥＬ素子を製造する場合において、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着する場合には、所望のパターンの有機ＥＬ膜の構成層を形成するためにいわゆるシャドーマスクが用いられている。具体的には、長手方向に複数の開口部を有しロール状に巻き取られてなる帯状のシャドーマスクを連続的に繰り出し、繰り出したシャドーマスクを、蒸着源と基材との間に介入させて基材の移動に追従するように移動させ、移動させたシャドーマスクをロール状に巻き取ることによって、上記のように移動する基材上に所望のパターンの有機ＥＬ膜の構成層を形成している。
【０００８】
また、シャドーマスクと基材との間隔や、該シャドーマスクの基材への追従を一定に維持するために、上記のような帯状のシャドーマスクは、該シャドーマスクを繰り出してから巻き取るまでの間で、複数のローラに所定の張力で架け渡されている。このため、シャドーマスクと上記ローラとの間ですべりが発生したり、上記ローラに偏心が発生したりすると、シャドーマスクと基材との間隔が変動したり、基材の移動に対するシャドーマスクの追従が大きくずれたりすることとなる。その結果、所望の位置からずれた位置に有機ＥＬ膜の構成層が蒸着されたり、所望のパターンの外縁よりも有機ＥＬ膜の方がはみ出した状態で蒸着されたりして、所望の品質よりも低品質の有機ＥＬ素子が形成されるおそれがある。
【０００９】
加えて、複数のローラとの間で同時にシャドーマスクのすべりが発生したり、複数のローラに同時に偏心が発生したりする場合には、一層低品質の有機ＥＬ素子が形成されるおそれがある。
【００１０】
一方、真空蒸着法では長寿命化の観点から発光層に取り込まれる水分量を少なくすべく、蒸着源と基材との間の距離を小さくする技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、このように基材に対して蒸着源を近接させて蒸着を行う近接蒸着においては、上記したようなシャドーマスクと基材との間隔の僅かな変動や、基材の移動に対するシャドーマスクの追従における僅かなずれが、有機ＥＬ膜の構成層の形成状態に大きな影響を及ぼすため、更に一層、所望の品質よりも品質の低い有機ＥＬ素子が形成され易くなる。
【００１１】
そこで、帯状のシャドーマスクを用いる代わりに、蒸着源と基材との間にシャッター機構を配置し、シャッターの開閉によって基材上に成膜パターンを形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７３８７０号公報
【特許文献２】特許第４３３６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２の技術では、基材から比較的離れた位置にシャッターが配置されているため、蒸着源から吐出された気化材料がシャッターによって所定のパターンに制御された後、気化材料が基材に到達するまでの間に所定のパターンよりも外側に広がり、その結果、有機ＥＬ膜の構成層の端部が所望のパターンからはみ出すおそれがある。また、該端部が広がりすぎると、隣接するパターン同士がつながるおそれもある。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、
帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて前記基材の近傍に介入させ、
前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする。
【００１６】
ここで、「近接する位置」とは、前記ノズルと前記基材との間の距離が１５ｍｍ以下であるような位置をいい、「基材の近傍」とは、前記シャドーマスクと前記基材との間の距離が１ｍｍ以下であることをいう。
【００１７】
上記構成によれば、シャドーマスクが１つの回転軸において支持されるため、シャドーマスクと基材との間隔の変動を抑制することができ、また、基材の移動に対するシャドーマスクの追従におけるずれを抑制することができる。また、シャドーマスクが基材の近傍に配置されていることにより、有機ＥＬ膜の構成層の端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止することができる。従って、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記有機ＥＬ膜の構成層は、発光層を含む有機層、陽極層、または、陰極層のうちいずれか１つ以上であることが好ましい。
【００１９】
有機ＥＬ膜の構成層が有機層であることにより、上記基材の搬送方向における有機層の端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止できるため、基材上に有機層を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、有機層が切断されて該有機層の寿命に悪影響を及ぼすことを防止することができる。また、上記構成層が陽極層または陰極層である場合には、それぞれの端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止できるため、基材上に陽極層または陰極層を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陽極層または陰極層が切断されてショート（短絡）が発生することを防止することができる。さらに、有機層、陽極層及び陰極層を上記蒸着によって形成することにより、これらの層を形成するために、例えばフォトリソ工程のような複雑な工程を用いる必要がないため、コストの増加を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記有機ＥＬ膜の構成層は、陰極層であり、前記基材は、金属材料から形成されたものとすることができる。
【００２１】
このような基材を用いた場合には、通常、ショートが発生し易くなるが、本発明によれば、端部が所望のパターンよりも外側に広がった陰極層が形成されることを防止することができるため、基材上に有機ＥＬ素子を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陰極層が切断されることを防止できる。従って、切断された陰極層のバリ等が金属材料から形成された基材と電気的に接続されてショートが発生することを防止できる。
【００２２】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記搬送部は、回転軸を中心として回転駆動するキャンロールであることが好ましい。
【００２３】
これにより、１つの回転軸で搬送部が支持されることから、搬送部による基材の搬送を安定させることができるため、シャドーマスクと基材との間隔の変動を、より抑制することができる。
【００２４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記シャドーマスクは、前記搬送部の回転軸と垂直な回転軸を中心として回転するように構成されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、より確実にシャドーマスクと基材との間隔の変動や、基材の移動に対するシャドーマスクの追従におけるずれを防止することができる。
【００２６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記基材に前記有機ＥＬ膜の構成層を形成しつつ、さらに前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することが好ましい。
【００２７】
これにより、シャドーマスクに付着した有機ＥＬ膜の構成層形成材料が有機ＥＬ膜の構成層の蒸着に悪影響を及ぼすことを防止できる。また、このようにインライン洗浄を行うことによって、常にフレッシュなシャドーマスクを用いて蒸着を行うことができるため、良好な成膜パターンを形成し易くすることができる。
【００２８】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、ドライエッチングまたは加熱により前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することが好ましい。
【００２９】
このように、ドライエッチングまたは加熱により上記付着した構成層形成材料を除去することによって、真空中で上記付着した構成層形成材料を除去することが可能となる。そして、このように真空中で上記付着した構成層形成材料を除去する場合には、かかる除去を行うに際して外部からの異物の混入を防止することが可能となるため、上記付着した構成層形成材料の除去がより効果的となる。
【００３０】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記開口部は、前記シャドーマスクの回転軸を中心とする円弧状に形成され、且つ、前記シャドーマスクにおいて前記回転軸を中心とする仮想同心円に沿って複数配置されたことが好ましい。
【００３１】
このように、上記開口部が円弧状に形成され、且つ上記仮想同心円に沿って配置されることにより、シャドーマスクを１つの回転軸を中心として回転させるだけで、より容易に上記開口部がノズルに対する所望の位置を通過することを可能とし得るため、より効率的に有機層構成層を形成することが可能となる。また、上記開口部が、上記仮想同心円に沿って複数形成されていることにより、成膜パターンにおけるパターン設計の自由度を増加させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記シャドーマスクの垂直方向に沿って見たとき、前記ノズルの開口部は前記仮想同心円の径方向に沿って配置されており、前記回転軸の中心を通り前記ノズルの開口部と接する２つの仮想接線と前記ノズルの開口部との接点から前記中心までの距離をｒ（ｍｍ）とし、前記２つの仮想接線がなす角度をθ（°）とし、前記基材の搬送方向におけるノズルの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝ｒｓｉｎ（θ／２）の関係を満たすことが好ましい。
【００３３】
このように、上記ｒ、θ及びWが、上記式を満たすことによって、ノズル開口部の長さ及びシャドーマスクの大きさを、より適切に設計することが可能となる。
【００３４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記基材の搬送方向における前記ノズルの開口長さＷが、θ≦１０°としたとき０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
これにより、シャドーマスクの開口部がノズルの開口部と重なっている際、該シャドーマスクの開口部における基材の幅方向両端縁が、基材の搬送方向に対して平行に近づくため、上記基材の幅方向両端縁の輪郭がぼやけたパターンが形成されることを、防止できる。
【００３６】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、
帯状の基材を供給する基材供給部と、供給された基材の一面側と表面で当接しつつ該基材を搬送する搬送部と、該搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着源とを備えてなる有機ＥＬ素子の製造装置であって、
回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されており、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間に前記基材の近傍に介入されたシャドーマスクを更に備え、
該シャドーマスクが前記基材の移動に追従するように回転することにより、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
以上の通り、本発明によれば、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置を模式的に示す概略側面断面図
【図２】本実施形態の基材、ノズル及びシャドーマスクとの配置関係を模式的に示す概略上面図
【図３】本実施形態の基材、ノズル及びシャドーマスクとの配置関係を模式的に示す概略側面図
【図４】シャドーマスクの垂直方向に沿って見たときの、ノズルの開口長さとシャドーマスクの大きさとの関係を模式的に示す概略上面図
【図５】除去部及びその周辺を模式的に示す概略側面断面図
【図６】第１アライメントマーク、第２アライメントマーク、第１検知部及び第２検知部及びその周辺を模式的に示す概略上面図
【図７】真空チャンバー内に有機層形成用の蒸着源が複数設けられた状態を模式的に示す概略側面断面図
【図８】基材上に形成された有機ＥＬ膜を模式的に示す概略上面図
【図９】有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示す概略側面断面図であって、図９（ａ）は、有機層が１層の場合、図９（ｂ）は、有機層が３層の場合、図９（ｃ）は、有機層が５層の場合を示す図
【図１０】比較例で形成された有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示す概略断面図
【図１１】比較例で用いた、帯状のシャドーマスクを備えた有機ＥＬ素子の製造装置を模式的に示す概略側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置について図面を参照しつつ説明する。
【００４０】
有機ＥＬ素子の製造装置１は、図１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の一面側と表面で当接しつつ該基材２１を搬送する搬送部たるキャンロール７と、該キャンロール７と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された、有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料を吐出させて、基材２１におけるキャンロール７と反対の面側に有機ＥＬ膜１９の構成層を形成する複数の蒸着源たる第１蒸着源９ａ及び第２蒸着源９ｂと、複数のシャドーマスクたるシャドーマスク３０ａ、３０ｂとを備えている。また、シャドーマスク３０ａ、３０ｂは、第１蒸着源９ａ、９ｂに対応して備えられており、且つ、それぞれ回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に複数の開口部たる開口部３１ａ、３１ｂが形成されており、キャンロール７に当接した基材２１とノズル１０ａ、１０ｂとの間に基材２１の近傍に介入されている。
【００４１】
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、第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂと、基材回収部たる基材回収装置６と、シャドーマスク３０ａ、３０ｂ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。
【００４２】
基材供給装置５は、ロール状に巻き取られた帯状の基材２１を繰り出してキャンロール７に供給するようになっている。また、そして、基材供給装置５から繰り出された基材２１はキャンロール７に供給された後、基材回収装置６によって巻き取られるようになっている。すなわち、基材２１を繰り出し且つ巻き取れるようになっている。
【００４３】
キャンロール７は、ステンレスから形成されており、回転軸７ａを中心として回転駆動するようになっており、該キャンロール７表面に基材２１の一面側を当接させて該基材２１を搬送するようになっている。図３に示すように、キャンロール７の回転軸７ａは、モータ等を備えた第１駆動部４１と機械的に接続されており、第１駆動部４１で発生した回転駆動が回転軸７ａに伝達されることによって、上記のようにキャンロール７が回転するようになっている。また、第１駆動部４１は、後述する制御部４５と電気的に接続されており、制御部４５によって第１駆動部４１を介して回転軸７ａの回転速度が調整されることにより、基材２１の移動速度が調整されるようになっている。
【００４４】
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（形成）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。
【００４５】
基材２１の形成材料としては、キャンロール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、非金属無機材料や樹脂材料を挙げることができる。
【００４６】
基材２１として金属材料を用いた場合には、通常、ショート（短絡）が発生し易くなるが、本実施形態によれば、端部が所望のパターンよりも外側に広がった陰極層２７が形成されることを防止することができるため、基材２１上に有機ＥＬ素子２０を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陰極層２７が切断されることを防止できる。従って、切断された陰極層２７のバリ等が金属材料から形成された基材２１と電気的に接続されてショートが発生することを防止できる。
【００４７】
かかる金属材料としては、例えば、ステンレス、鉄−ニッケル合金等の合金、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、チタン等を挙げることができる。また、上記した鉄−ニッケル合金としては、例えば３６アロイや４２アロイ等を挙げることができる。これらのうち、ロールプロセスに適用し易いという観点から、上記金属材料は、ステンレス、銅、アルミニウムまたはチタンであることが好ましい。また、かかる金属材料から形成された基材の厚みは、取り扱い性や基材の巻き取り性の観点から、５〜２００μｍであることが好ましい。
【００４８】
前記非金属無機材料としては、例えば、ガラスを挙げることができる。この場合、非金属無機材料から形成された基材として、フレキシブル性を持たせた薄膜ガラスを用いることができる。また、かかる非金属材料から形成された基材の厚みは、十分な機械的強度および適度な可塑性の観点から、５〜５００μｍであることが好ましい
【００４９】
前記樹脂材料としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などの合成樹脂を挙げることができ、かかる合成樹脂として、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。また、かかる樹脂材料から形成された基材として、例えば、上記合成樹脂のフィルムを用いることができる。また、かかる樹脂材料から形成された基材の厚みは、十分な機械的強度および適度な可塑性の観点から、５〜５００μｍであることが好ましい。
【００５０】
基材２１表面には、スパッタリング等によって予め陽極層２３（図８、９参照）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−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等の各種透明導電材料や、金、銀、白金、アルミニウムなどの金属や合金材料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、陽極層２３用の蒸着源と基材との間にシャドーマスク３０ａ、３０ｂと同様のシャドーマスクを介入させて、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。このような蒸着可能な材料として、金、銀、アルミニウムなどを挙げることができる。
【００５１】
第１蒸着源９ａ、９ｂは、有機ＥＬ膜１９の構成層を形成するためのものであり、本実施形態では、第１蒸着源９ａは、発光層２５ａを含む有機層（図８参照）を形成するように構成され、第２蒸着源９ｂは、陰極層２７を形成するように構成されている。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、有機層たる発光層２５ａ（図８、図９（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。
【００５２】
有機層は、１以上の有機構成層から構成されている。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。
【００５３】
なお、第１蒸着源９ａは、例えば、図９（ｂ）に示すように有機層を３層積層体とする場合には、図７に示すように、キャンロール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。
【００５４】
また、図１に示すように、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の搬送方向（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。これら第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂはそれぞれ、有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を収容することができるようになっており、ノズル１０ａ、１０ｂと、加熱部（不図示）とを有している。
【００５５】
また、ノズル１０ａ、１０ｂは、キャンロール７において基材２１の支持領域と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配置されている。すなわち、ノズル１０ａ、１０ｂは、該ノズル１０ａ、１０ｂと基材２１との間の距離（最短距離）が１５ｍｍ以下であるような位置に配置されている。
【００５６】
第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂの加熱部はそれぞれ、有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を加熱して気化させるようになっており、気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８は、ノズル１０ａ、１０ｂから外部に吐出されているようになっている。かかる加熱部で気化され、ノズル１０ａ、１０ｂから吐出された有機層形材料２２及び陰極層形成材料２８はそれぞれ、後述するシャドーマスク３０ａ、３０ｂのパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂを通過することにより、基材２１に蒸着されるようになっている。なお、ノズル１０ａ、１０ｂの詳細については後述する。
【００５７】
図１に示すように、シャドーマスク３０ａ、３０ｂは、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂを有し、回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を備えて構成されている。ここで、第１蒸着源９ａに対応したシャドーマスク３０ａと、第２の蒸着源９ｂに対応したシャドーマスク３０ｂとは、全く同様の構成であるため、以下、図２及び図３に示すように、第１蒸着源９ａに対応したシャドーマスク３０ａの構成について説明し、第２蒸着源９ｂに対応したシャドーマスク３０ｂの構成については説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、シャドーマスク３０ａは、回転軸３２ａ（すなわち回転軸３２ａの中心Ｓ）を中心として回転する円盤状に形成されている。また、パターン形成用開口部３１ａは、回転軸３２ａを中心とした円弧状に形成されており、且つ、シャドーマスク３０ａに回転軸３２ａを中心とした仮想同心円Ｒに沿って複数形成されている。
【００５９】
パターン形成用開口部３１ａの形状が、上記したように円弧状であることにより、シャドーマスク３０ａを１つの回転軸３２ａを中心として回転させるだけで、より容易にパターン形成用開口部３１ａがノズル１０ａに対する所望の位置を通過することを可能とし得るため、より効率的に有機層構成層を形成することが可能となる。また、パターン形成用開口部３１ａが、上記したように仮想同心円Ｒに沿って複数形成されていることにより、成膜パターンにおけるパターン設計の自由度を増加させることができる。なお、本実施形態では、パターン形成用開口部３１ａは、上記した仮想同心円Ｒに沿って等間隔に３つ形成されている。
【００６０】
また、シャドーマスク３０ａの回転軸３２ａは、モータ等を備えた第２駆動部４３と機械的に接続されており、第２駆動部４３で発生した回転駆動が回転軸３２ａに伝達されることによって、シャドーマスク３０ａが回転するようになっている。また、第２駆動部４３は、後述する制御部４５と電気的に接続されており、制御部４５によって第２駆動部４３を介してシャドーマスク３０ａの回転速度が調整されることにより、パターン形成用開口部３１ａの移動速度が調整されるようになっている。
【００６１】
このようなシャドーマスク３０ａは、第１蒸着源９ａと基材２１との間に介入されている。具体的には、シャドーマスク３０ａは、キャンロール７に当接した基材２１と第１蒸着源９ａのノズル１０ａとの間において、基材２１の近傍に介入されている。すなわち、シャドーマスク３０ａは、該シャドーマスク３０ａと基材２１との間隔が１ｍｍ以下となるような位置に配置されている。
【００６２】
また、図２に示すように、シャドーマスク３０ａが回転することにより、パターン形成用開口部３１ａが第１蒸着源９ａのノズル１０ａの開口部と重っている間は、ノズル１０ａから吐出された気化材料が基材２１に蒸着されるようになっている。一方、パターン形成用開口部３１ａがノズル１０ａの開口部と重なっていない間は、ノズル１０ａから吐出された気化材料がシャドーマスク３０ａにおけるパターン形成用開口部３１ａが形成されていない領域に付着され、基材２１には蒸着されないようになっている。すなわち、基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａを回転させつつ、前記開口部３１ａを通して気化された有機層形成材料２２を基材側に供給するようになっている。
【００６３】
また、上記径方向Ｄにおけるパターン形成用開口部３１ａの長さＬは、基材２１の幅方向におけるノズル１０ａの開口長さよりも小さいように構成されている。かかるパターン形成用開口部３１ａの上記長さＬは、形成される有機層のパターンに応じて適宜設計することができる。また、パターン形成用開口部３１ａの曲率が大きくなる程、装置の小型化が図れる一方、矩形状のパターンが形成され難くなる傾向にあり、該曲率が小さくなる程、矩形状のパターンを形成し易くなる一方、装置の大型化を招くおそれがある。従って、該曲率は、例えばかかる観点を考慮して適宜設計することができる。
【００６４】
シャドーマスク３０ａの形成材料としては、例えば、金属材料、非金属材料を挙げることができる。
【００６５】
上記金属材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、チタン、タングステンを挙げることができる。これらのうち、耐熱性、剛性、加工性等の観点から、上記金属材料は、ステンレスであることが好ましい。かかる金属材料からなるシャドーマスク３０ａの厚みは、例えば０．０１ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。
【００６６】
上記非金属材料としては、例えば、ガラス、セラミックを挙げることができる。かかる非金属材料からなるシャドーマスク３０ａの厚みは、例えば０．０１〜２ｍｍとすることができる。
【００６７】
続いて、基材２１の搬送方向におけるノズル１０ａの開口長さと、シャドーマスク３０ａの大きさとの関係について説明する。図４に示すように、シャドーマスク３０ａの垂直方向に沿って見たとき、ノズル１０ａの開口部は上記仮想同心円Ｒの径方向Ｄ（図２参照）に沿って配置されている。また、回転軸３２ａの中心Ｓを通りノズル１０ａの開口部と接する２つの仮想接線Ｍとノズル１０ａの開口部との接点Ｐから中心Ｓまでの距離をｒ（ｍｍ）とし、上記２つの仮想接線Ｍがなす角度をθ（°）とし、基材２１の搬送方向（図４の上下方向）におけるノズル１０ａの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（θ／２）を満たしている。
ここで、上記角度θ≦１０°であることが好ましい。また、θ＝１０°としたとき、上記式は、Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（１０°／２）＝０．１７４ｒとなることから、θ≦１０°としたとき、上記開口長さＷは、０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましい。また、ｒは、１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６８】
このことを考慮して、基材２１の搬送方向におけるノズル１０ａの開口長さＷは、θ≦１０°としたとき、０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。かかる長さＷが０．５ｍｍ未満であると、吐出量が少なくなり、十分に成膜を行うことが困難となる。一方、かかる長さＷが０．５以上０．１７４ｒｍｍ以下であることによって、シャドーマスク３０ａの開口部３１ａがノズル１０ａの開口部と重なっている際の、該シャドーマスク３０ａの開口部３１ａにおける基材幅方向（図４の左右方向）両端縁が基材２１の搬送方向に対して平行に近づくため、基材幅方向両端縁の輪郭がぼやけたパターンが形成されることを、防止することができる。これにより、矩形状のパターンがより形成され易くなる。
さらに、このようにＷを設定した後、ｒ、θが上記した関係式を満たすように、シャドーマスク３０ａの大きさを設計することができる。
【００６９】
そして、第１蒸着源９ａから気化された有機層形成材料２２を吐出し、シャドーマスク３０ａのパターン形成用開口部３１ａを通過させて、基材２１上の陽極層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８、図９参照）を形成し、第２蒸着源９ｂから気化された陰極層形成材料２８を吐出し、シャドーマスク３０ｂのパターン形成用開口部３１ｂを通過させて、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。
【００７０】
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、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。
【００７１】
上記した第１蒸着源９ａによって形成される有機層は、発光層２５ａを含んでいれば特に限定されるものではなく、例えば図９（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３層とすることができる。その他、必要に応じて、上記図９（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９（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９（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。
【００７２】
さらに、図９（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層とすることもできる。また、各層の厚みは、通常、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度になるように設計されるが、かかる厚みは、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。
【００７３】
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−ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドープした４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾニルビフェニル（ＣＢＰ）等を用いることができる。
【００７４】
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）、４，４’−ビス［Ｎ−４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＮＴＰＤ）等を用いることができる。
【００７５】
正孔輸送層２５ｄを形成するための材料としては、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（α−ＮＰＤ）、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。
【００７６】
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）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）等を用いることができる。
【００７７】
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−ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ＯＸＤ−７（１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］）ベンゼン等を用いることができる。
【００７８】
陰極層２７を形成するための材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ、アルカリ金属、または、アルカリ土類金属を含む合金等を用いることができる。
【００７９】
本実施形態では、図５に示すように、製造装置１は、さらに、基材２１に発光層２５ａを含む有機層及び陰極層２７（有機ＥＬ膜１９の構成層）を形成しつつ、シャドーマスク３０ａ、３０ｂにそれぞれ付着した有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８（有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料）を除去することが可能な除去部５１を備えている。また、真空チャンバー３内には、各除去部５１を第１蒸着源９ａ及び第２蒸着源９ｂから隔てるための仕切り板５３が配置されており、かかる仕切り板５３が配置されていることにより、各除去部５１によって有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８が除去される際、これら材料の飛散を防ぐことが可能となっている。なお、シャドマスク３０ａ、３０ｂに付着した構成層形成材料を除去する除去部５１は、同様の構成であるため、シャドーマスク３０ｂ用の除去部５１については、図示を省略する。
【００８０】
このように、基材２１に有機ＥＬ膜１９の構成層を形成しつつ、シャドーマスク３０ａ、３０ｂにそれぞれ付着した有機ＥＬ膜１９の構成材料を除去することによって、シャドーマスク３０ａ、３０ｂに付着した有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料に起因した有機ＥＬ膜の構成層の蒸着に及ぼす悪影響の発生を、防止することができる。
【００８１】
また、かかる除去部５１は、特に限定されるものではないが、ドライエッチングまたは加熱によりシャドーマスク３０ａ、３０ｂに付着した有機ＥＬ膜１９の構成材料を除去する装置であることが好ましい。これにより量産時に想定されるような、基材２１や形成された構成層に汚染が発生する等の問題を、より効率的に回避することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、図６に示すように、製造装置１は、さらに、基材２１の移動速度を検知する第１検知部５５と、シャドーマスク３０ａ、３０ｂのそれぞれの回転速度（すなわちパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの回転速度）を検知する第２検知部５７とを備えている。これら第１検知部５５及び第２検知部５７は、制御部４５と電気的に接続されている。また、上述したように制御部４５は、第１駆動部４１及び第２駆動部４３と電気的に接続されている。かかる制御部４５は、第１検知部５５の検知結果及び第２検知部の検知結果に基づいて、基材２１の移動にシャドーマスク３０ａ、３０ｂの回転を追従させるように該シャドーマスク３０ａ、３０ｂの回転を調整することができるようになっている。
【００８３】
なお、第１検知部５５、第２検知部５７、及び制御部４５を用いた上記回転の調整は、シャドーマスク３０ａに対する場合とシャドーマスク３０ｂに対する場合とで同様であるため、以下、シャドーマスク３０ａに対する場合のみについて具体的に説明し、シャドーマスク３０ｂに対する場合については説明を省略する。
【００８４】
第１検知部５５による基材２１の移動速度の検知は、第１検知部５５が、基材２１において基材本体上に設けられた第１アライメントマーク６１を検知することによって行うようになっている。また、第２検知部５７によるシャドーマスク３０ａの回転速度の検知は、第２検知部５７が、シャドーマスク３０ａにおいてシャドーマスク本体上に設けられた第２アライメントマーク６３を検知することによって行うようになっている。
【００８５】
また、制御部４５によるシャドーマスク３０ａの回転の調整は、制御部４５が、第１検知部５５によって第１アライメントマーク６１が検知されたタイミングと、第２検知部５７によって第２アライメントマーク６３が検知されたタイミングとのずれを、上記基材２１の移動速度とシャドーマスク３０ａの回転速度とのずれ量として算出し、かかる算出結果に基づいて、第１アライメントマーク６１と第２アライメントマーク６３とが第１蒸着源９ａのノズル１０ａと対向する領域において重なるように、シャドーマスク３０ａの回転速度を調整することによって行うようになっている。
【００８６】
このように、基材２１の移動にシャドーマスクの回転を追従させるように該シャドーマスク３０ａの回転を調整することによって、例えば、基材２１上に先に形成された構成層のパターン（例えば陽極層２３）の移動に合わせて、次の構成層（例えば発光層２５ａ）のパターンをより確実に形成することができる。これにより、先に形成された構成層のパターンと次に形成されるパターンとが等ピッチでなくても、先に形成された構成層の上に次の構成層を適切な位置により確実に形成することができるため、有機ＥＬ膜１９の形成の自由度を増加させることができる。
【００８７】
なお、第１アライメントマーク６１や第２アライメントマーク６３の形状や大きさ、配置等は、第１検知部５５及び第２検知部５７によって検知されることが可能であれば、特に限定されない。また、その他、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの端部をアライメントマークとして用いてもよい。
【００８８】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法では、帯状の基材２１をキャンロール（搬送部）７に供給し、キャンロール（搬送部）７表面に該基材２１の一面側を当接させて該基材２１を搬送しつつ、キャンロール７と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配された第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂのノズル１０ａ、１０ｂから、気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８（有機ＥＬ膜の構成層形成材料）を吐出させて、基材２１におけるキャンロール７と反対の面側に発光層２５ａ及び陰極層２７（有機ＥＬ膜の構成層）を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子２０の製造方法であって、蒸着工程では、更に、回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体にパターン形成用開口部（開口部）３１ａ、３１ｂが形成されたシャドーマスク３０ａ、３０ｂを、キャンロール７に当接した基材２１とノズル１０ａ、１０ｂとの間に基材２１の近傍に介入させ、基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａ、３０ｂを回転させつつ、前記開口部３１ａ、３１ｂを通して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側に供給し、基材２１にパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂに応じた発光層２５ａ及び陰極層２７を形成する。
【００８９】
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。
【００９０】
次いで、繰り出された基材２１の一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、該基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａ、３０ｂを回転させ、第１蒸着源９ａから吐出された有機層形成材料２２を、パターン形成用開口部３１ａを通過させることによって、キャンロール７に支持された基材２１上の陽極層２３上に発光層２５ａを形成し、第２蒸着源９ｂから吐出された陰極層形成材料２８を、パターン形成用開口部３１ｂを通過させることによって、該発光層２５ａ上に陰極層２７を形成する。これにより、基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成する。また、基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成しつつ、該有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１を基材回収装置６によって巻き取る。
【００９１】
かかる製造方法によれば、シャドーマスク３０ａ、３０ｂが１つの回転軸３２ａ、３２ｂによって支持されるため、シャドーマスク３０ａ、３０ｂと基材２１との間隔の変動や、基材２１の移動に対するシャドーマスク３０ａ、３０ｂの追従のずれを防止することができる。また、シャドーマスク３０ａ、３０ｂが基材２１の近傍に配置されていることにより、発光層２５ａ及び陰極層２７の端部が所望のパターンよりも外側に広がることを防止することができる。従って、品質の低下が抑制された有機ＥＬ素子２０を製造することができる。
【００９２】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置は、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、上記実施形態に示すシャドーマスク３０ａ、３０ｂの形状や大きさ、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの形状や大きさ等は、特に限定されるものではない。
【００９３】
また、上記実施形態では、搬送部がキャンロール７であるような構成を示したが、該搬送部は該キャンロール７に特に限定されるものではなく、その他、該搬送部がベルトコンベアであ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、基材供給装置５を真空チャンバー３内に配置したが、基材２１をキャンロール７へと繰り出すことが可能であれば、キャンロール７への供給方法は特に限定されるものではない。また、上記実施形態では、蒸着工程が終了した基材２１を巻き取ったが、かかる基材２１を巻き取ることなく、裁断等の工程に供することもできる。
【実施例】
【００９４】
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。
【００９５】
（実施例１）
図４に示すような製造装置１と同様の製造装置を用いた。また、本実施例１では、上記したようなアライメントマーク、検知部及び制御部を用いたシャドーマスクの回転の調整を行わなかった。該製造装置の真空チャンバー内に、３層積層体である有機層を形成するための３つの有機層用蒸着源と、陰極層を形成するための１つの陰極層用蒸着源とを、基材と各蒸着源のノズルとの距離がいずれも２ｍｍとなるように配置した。これら有機層用蒸着源として、ＣｕＰｂ層（正孔注入層）、α−ＮＰＤ層（発光層）及びＡｌｑ３層（電子注入層）用の蒸着源を、基材の搬送方向上流側から下流側に向かってこの順に配置した。
【００９６】
また、基材と各有機層用蒸着源との間にそれぞれ３つの有機層用シャドーマスクを介入させ、基材と陰極層用蒸着源との間に１つの陰極層用シャドーマスクを介入させ、基材と各シャドーマスクとの間隔を、いずれも０．１ｍｍとなるように設定した。
【００９７】
有機層用シャドーマスクとして、回転軸を中心とした円盤状であり、且つ、該回転軸を中心とした上記したような円弧状であって回転方向長さが３００ｍｍ、放射方向長さが４５ｍｍのパターン形成用開口部を、該回転軸を中心とした仮想同心円に沿って２０ｍｍピッチで３つ有するように構成されたものを用いた。また、陰極層用シャドーマスクとして、回転軸を中心とした円盤状であり、且つ、該回転軸を中心として上記したような円弧状であって回転方向長さが３００ｍｍ、放射方向長さが４０ｍｍのパターン形成用開口部を、該回転軸を中心とした仮想同心円に沿って、１０ｍｍピッチで３つ有するように構成されたものを用いた。
【００９８】
そして、真空チャンバー内を真空度が１×１０-4Ｐａとなるまで排気した後、陽極層が形成された基材を繰り出し、繰り出された基材をキャンロールにより搬送しつつ、該キャンロール表面上の基材の移動に追従するように各シャドーマスクを回転させ、基材に形成された陽極層上に、各有機層用蒸着源によって基材搬送方向長さ３００ｍｍ、基材幅方向長さ４５ｍｍの矩形状の有機層のパターンをピッチ２０ｍｍで形成し、該有機層のパターン上に、陰極層用蒸着源によって基材搬送方向長さ３００ｍｍ、基材幅方向長さ４０ｍｍの矩形状の陰極層のパターンをピッチ１０ｍｍで形成した。なお、基材の搬送速度は、０．９６ｍ／ｓ、シャドーマスクの回転速度は、６０ｒｐｍとした。
【００９９】
得られた有機ＥＬ素子における陽極層、有機層及び陰極層のパターンを図８に示す。得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光が認められた。また、該領域内における発光状態は均一であった。また、得られた有機ＥＬ層を、はさみを用い、基材における長手方向に隣接した有機ＥＬ膜間の中央部で基材幅方向に沿って切断することにより、各有機ＥＬ素子を切り離したところ、ショート等の不具合の発生は認められなかった。
【０１００】
（実施例２）
実施例１で用いた製造装置を用い、上記実施形態と同様に、基材本体及び各シャドーマスク本体に図６と同様のアライメントマークを設け、検知部によって、基材の回転速度の検知とシャドーマスクの回転速度の検知とを行い、制御部によって、移動速度が３ｍ／ｓである基材の移動に追従するように各シャドーマスクの回転を調整しつつ蒸着を行うこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子の製造を行った。
そして、上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬについても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光が認められた。また、該領域内における発光状態は均一であった。
また、上記実施例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、ショート等の不具合の発生は認められなかった。
【０１０１】
（比較例１）
基材として、ＪＥＭ−４３３（ＪＳＲ社製）を３ｍｍの厚みでコーティングすることにより表面に絶縁層を形成したＳＵＳを用い、シャドーマスクと基材との距離を１０ｍｍに設定したこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子の製造を行ったところ、得られた有機ＥＬ素子は、図１０に示す通りであった。この結果、有機層及び陰極層のパターンは、図１０に示すように、その端部が所望のパターンよりも外側に広がっており、隣接した有機層及び陰極層同士がつながっていた。
上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光は認められたものの、有機ＥＬ膜の長手方向両端部の膜厚が小さいことから、各領域内において発光状態が均一ではなかった。
また、実施例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、一部の有機ＥＬ素子において、基材と陰極層との間でショートが発生し、発光が認められなかった。
【０１０２】
（比較例２）
有機層用シャドーマスクと陰極層シャドーマスクを回転させることなく固定して配置したこと以外は比較例１と同様にして、有機ＥＬ素子を製造した。
上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光は認められた。
しかしながら、比較例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、一部の有機ＥＬ素子において、基材と陰極層との間でショートが発生し、発光が認められないものが、比較例１よりも多かった。
【０１０３】
（比較例３）
図１１に示すように、上記したような回転式のシャドーマスクを用いる代わりに帯状のシャドーマスクを用いて蒸着を行うこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造した。図１１において図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂは、シャドーマスク繰り出しローラ３５ａ、３５ｂにそれぞれ巻き架けられており、該シャドーマスク繰り出しローラ３５ａ、３５ｂから繰り出された帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂが、キャンロール７と蒸着源９ａ、９ｂのノズル１０ａ、１０ｂとの間にそれぞれ供給された後、シャドーマスク巻き取りローラ３７ａ、３７ｂによってそれぞれ巻き取られるようになっていた。また、かかる帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂには、実施例１と同様の大きさ、ピッチで開口部が形成されていた。さらに、繰り出された帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂと基材２１との間隔を０．１ｍｍとなるように設定した。
【０１０４】
そして、このような帯状のシャドーマスクを備えた製造装置を用いて、実施例１と同様にして、基材上に形成された陽極層に発光層及び陰極層を形成したところ、シャドーマスクと基材上に形成された陽極層とが擦れて陽極層に傷がついた。また、連続した成膜の途中から、帯状のシャドーマスクの開口部と陽極層との間に位置ずれが生じたため、それ以降は所望の品質を満足するような有機ＥＬ素子を製造することができなかった。
【０１０５】
以上の結果、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置により、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得ることがわかった。
【符号の説明】
【０１０６】
１：有機ＥＬ素子の製造装置、３：真空チャンバー、５ａ：基材供給装置、７：キャンロール（搬送部）、９：蒸着源、２１：基材、２３：陽極層（電極層）、２５ａ：発光層（有機構成層、有機層）、２７：陰極層（電極層）、３０ａ、３０ｂ：シャドーマスク、３１ａ（３１ｂ）：パターン形成用開口部（開口部）、３２ａ（３２ｂ）：回転軸、４１：第１駆動部、４３：第２駆動部、４５：制御部、５１：除去部、５３：仕切り板、５５：第１検知部、５７：第２検知部、６１：第１アライメントマーク、６３：第２アライメントマーク。
【技術分野】
【０００１】
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素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、基材と、該基材上に形成された有機ＥＬ膜とを有しており、有機ＥＬ膜は、発光層を含む有機層が、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、有機ＥＬ膜の構成層たる陽極層、有機層及び陰極層がこ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。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子の製造方法において、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を成膜（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。
【０００５】
上記した真空蒸着法では、蒸着装置の真空チャンバー内において基材と対向する位置に設けられた蒸着源を用いて蒸着を行うことにより、有機ＥＬ膜の構成層を形成している。具体的には、各蒸着源に配置された加熱部で有機ＥＬ膜の構成層形成材料を加熱してこれを気化させ、気化された構成層形成材料（気化材料）を蒸着源から吐出して、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着して形成している。
【０００６】
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、基材１枚ごとに基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着するプロセスである。また、ロールプロセスとは、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例えば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、基材上に連続的に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着し、該有機ＥＬ膜の構成層が蒸着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。
【０００７】
このように真空蒸着法においてロールプロセスを用いて有機ＥＬ素子を製造する場合において、基材上に有機ＥＬ膜の構成層を蒸着する場合には、所望のパターンの有機ＥＬ膜の構成層を形成するためにいわゆるシャドーマスクが用いられている。具体的には、長手方向に複数の開口部を有しロール状に巻き取られてなる帯状のシャドーマスクを連続的に繰り出し、繰り出したシャドーマスクを、蒸着源と基材との間に介入させて基材の移動に追従するように移動させ、移動させたシャドーマスクをロール状に巻き取ることによって、上記のように移動する基材上に所望のパターンの有機ＥＬ膜の構成層を形成している。
【０００８】
また、シャドーマスクと基材との間隔や、該シャドーマスクの基材への追従を一定に維持するために、上記のような帯状のシャドーマスクは、該シャドーマスクを繰り出してから巻き取るまでの間で、複数のローラに所定の張力で架け渡されている。このため、シャドーマスクと上記ローラとの間ですべりが発生したり、上記ローラに偏心が発生したりすると、シャドーマスクと基材との間隔が変動したり、基材の移動に対するシャドーマスクの追従が大きくずれたりすることとなる。その結果、所望の位置からずれた位置に有機ＥＬ膜の構成層が蒸着されたり、所望のパターンの外縁よりも有機ＥＬ膜の方がはみ出した状態で蒸着されたりして、所望の品質よりも低品質の有機ＥＬ素子が形成されるおそれがある。
【０００９】
加えて、複数のローラとの間で同時にシャドーマスクのすべりが発生したり、複数のローラに同時に偏心が発生したりする場合には、一層低品質の有機ＥＬ素子が形成されるおそれがある。
【００１０】
一方、真空蒸着法では長寿命化の観点から発光層に取り込まれる水分量を少なくすべく、蒸着源と基材との間の距離を小さくする技術が提案されている（特許文献１参照）。しかし、このように基材に対して蒸着源を近接させて蒸着を行う近接蒸着においては、上記したようなシャドーマスクと基材との間隔の僅かな変動や、基材の移動に対するシャドーマスクの追従における僅かなずれが、有機ＥＬ膜の構成層の形成状態に大きな影響を及ぼすため、更に一層、所望の品質よりも品質の低い有機ＥＬ素子が形成され易くなる。
【００１１】
そこで、帯状のシャドーマスクを用いる代わりに、蒸着源と基材との間にシャッター機構を配置し、シャッターの開閉によって基材上に成膜パターンを形成する技術が提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１７３８７０号公報
【特許文献２】特許第４３３６８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献２の技術では、基材から比較的離れた位置にシャッターが配置されているため、蒸着源から吐出された気化材料がシャッターによって所定のパターンに制御された後、気化材料が基材に到達するまでの間に所定のパターンよりも外側に広がり、その結果、有機ＥＬ膜の構成層の端部が所望のパターンからはみ出すおそれがある。また、該端部が広がりすぎると、隣接するパターン同士がつながるおそれもある。
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、
帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて前記基材の近傍に介入させ、
前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする。
【００１６】
ここで、「近接する位置」とは、前記ノズルと前記基材との間の距離が１５ｍｍ以下であるような位置をいい、「基材の近傍」とは、前記シャドーマスクと前記基材との間の距離が１ｍｍ以下であることをいう。
【００１７】
上記構成によれば、シャドーマスクが１つの回転軸において支持されるため、シャドーマスクと基材との間隔の変動を抑制することができ、また、基材の移動に対するシャドーマスクの追従におけるずれを抑制することができる。また、シャドーマスクが基材の近傍に配置されていることにより、有機ＥＬ膜の構成層の端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止することができる。従って、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得することが可能となる。
【００１８】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記有機ＥＬ膜の構成層は、発光層を含む有機層、陽極層、または、陰極層のうちいずれか１つ以上であることが好ましい。
【００１９】
有機ＥＬ膜の構成層が有機層であることにより、上記基材の搬送方向における有機層の端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止できるため、基材上に有機層を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、有機層が切断されて該有機層の寿命に悪影響を及ぼすことを防止することができる。また、上記構成層が陽極層または陰極層である場合には、それぞれの端部が所望のパターンよりも外側に広がって形成されることを防止できるため、基材上に陽極層または陰極層を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陽極層または陰極層が切断されてショート（短絡）が発生することを防止することができる。さらに、有機層、陽極層及び陰極層を上記蒸着によって形成することにより、これらの層を形成するために、例えばフォトリソ工程のような複雑な工程を用いる必要がないため、コストの増加を防止することができる。
【００２０】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記有機ＥＬ膜の構成層は、陰極層であり、前記基材は、金属材料から形成されたものとすることができる。
【００２１】
このような基材を用いた場合には、通常、ショートが発生し易くなるが、本発明によれば、端部が所望のパターンよりも外側に広がった陰極層が形成されることを防止することができるため、基材上に有機ＥＬ素子を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陰極層が切断されることを防止できる。従って、切断された陰極層のバリ等が金属材料から形成された基材と電気的に接続されてショートが発生することを防止できる。
【００２２】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記搬送部は、回転軸を中心として回転駆動するキャンロールであることが好ましい。
【００２３】
これにより、１つの回転軸で搬送部が支持されることから、搬送部による基材の搬送を安定させることができるため、シャドーマスクと基材との間隔の変動を、より抑制することができる。
【００２４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記シャドーマスクは、前記搬送部の回転軸と垂直な回転軸を中心として回転するように構成されていることが好ましい。
【００２５】
これにより、より確実にシャドーマスクと基材との間隔の変動や、基材の移動に対するシャドーマスクの追従におけるずれを防止することができる。
【００２６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記基材に前記有機ＥＬ膜の構成層を形成しつつ、さらに前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することが好ましい。
【００２７】
これにより、シャドーマスクに付着した有機ＥＬ膜の構成層形成材料が有機ＥＬ膜の構成層の蒸着に悪影響を及ぼすことを防止できる。また、このようにインライン洗浄を行うことによって、常にフレッシュなシャドーマスクを用いて蒸着を行うことができるため、良好な成膜パターンを形成し易くすることができる。
【００２８】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、ドライエッチングまたは加熱により前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することが好ましい。
【００２９】
このように、ドライエッチングまたは加熱により上記付着した構成層形成材料を除去することによって、真空中で上記付着した構成層形成材料を除去することが可能となる。そして、このように真空中で上記付着した構成層形成材料を除去する場合には、かかる除去を行うに際して外部からの異物の混入を防止することが可能となるため、上記付着した構成層形成材料の除去がより効果的となる。
【００３０】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記開口部は、前記シャドーマスクの回転軸を中心とする円弧状に形成され、且つ、前記シャドーマスクにおいて前記回転軸を中心とする仮想同心円に沿って複数配置されたことが好ましい。
【００３１】
このように、上記開口部が円弧状に形成され、且つ上記仮想同心円に沿って配置されることにより、シャドーマスクを１つの回転軸を中心として回転させるだけで、より容易に上記開口部がノズルに対する所望の位置を通過することを可能とし得るため、より効率的に有機層構成層を形成することが可能となる。また、上記開口部が、上記仮想同心円に沿って複数形成されていることにより、成膜パターンにおけるパターン設計の自由度を増加させることができる。
【００３２】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記シャドーマスクの垂直方向に沿って見たとき、前記ノズルの開口部は前記仮想同心円の径方向に沿って配置されており、前記回転軸の中心を通り前記ノズルの開口部と接する２つの仮想接線と前記ノズルの開口部との接点から前記中心までの距離をｒ（ｍｍ）とし、前記２つの仮想接線がなす角度をθ（°）とし、前記基材の搬送方向におけるノズルの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝ｒｓｉｎ（θ／２）の関係を満たすことが好ましい。
【００３３】
このように、上記ｒ、θ及びWが、上記式を満たすことによって、ノズル開口部の長さ及びシャドーマスクの大きさを、より適切に設計することが可能となる。
【００３４】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記基材の搬送方向における前記ノズルの開口長さＷが、θ≦１０°としたとき０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
これにより、シャドーマスクの開口部がノズルの開口部と重なっている際、該シャドーマスクの開口部における基材の幅方向両端縁が、基材の搬送方向に対して平行に近づくため、上記基材の幅方向両端縁の輪郭がぼやけたパターンが形成されることを、防止できる。
【００３６】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、
帯状の基材を供給する基材供給部と、供給された基材の一面側と表面で当接しつつ該基材を搬送する搬送部と、該搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着源とを備えてなる有機ＥＬ素子の製造装置であって、
回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されており、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間に前記基材の近傍に介入されたシャドーマスクを更に備え、
該シャドーマスクが前記基材の移動に追従するように回転することにより、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給するように構成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
以上の通り、本発明によれば、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置を模式的に示す概略側面断面図
【図２】本実施形態の基材、ノズル及びシャドーマスクとの配置関係を模式的に示す概略上面図
【図３】本実施形態の基材、ノズル及びシャドーマスクとの配置関係を模式的に示す概略側面図
【図４】シャドーマスクの垂直方向に沿って見たときの、ノズルの開口長さとシャドーマスクの大きさとの関係を模式的に示す概略上面図
【図５】除去部及びその周辺を模式的に示す概略側面断面図
【図６】第１アライメントマーク、第２アライメントマーク、第１検知部及び第２検知部及びその周辺を模式的に示す概略上面図
【図７】真空チャンバー内に有機層形成用の蒸着源が複数設けられた状態を模式的に示す概略側面断面図
【図８】基材上に形成された有機ＥＬ膜を模式的に示す概略上面図
【図９】有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示す概略側面断面図であって、図９（ａ）は、有機層が１層の場合、図９（ｂ）は、有機層が３層の場合、図９（ｃ）は、有機層が５層の場合を示す図
【図１０】比較例で形成された有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示す概略断面図
【図１１】比較例で用いた、帯状のシャドーマスクを備えた有機ＥＬ素子の製造装置を模式的に示す概略側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下に本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置について図面を参照しつつ説明する。
【００４０】
有機ＥＬ素子の製造装置１は、図１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の一面側と表面で当接しつつ該基材２１を搬送する搬送部たるキャンロール７と、該キャンロール７と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された、有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料を吐出させて、基材２１におけるキャンロール７と反対の面側に有機ＥＬ膜１９の構成層を形成する複数の蒸着源たる第１蒸着源９ａ及び第２蒸着源９ｂと、複数のシャドーマスクたるシャドーマスク３０ａ、３０ｂとを備えている。また、シャドーマスク３０ａ、３０ｂは、第１蒸着源９ａ、９ｂに対応して備えられており、且つ、それぞれ回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に複数の開口部たる開口部３１ａ、３１ｂが形成されており、キャンロール７に当接した基材２１とノズル１０ａ、１０ｂとの間に基材２１の近傍に介入されている。
【００４１】
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、第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂと、基材回収部たる基材回収装置６と、シャドーマスク３０ａ、３０ｂ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。
【００４２】
基材供給装置５は、ロール状に巻き取られた帯状の基材２１を繰り出してキャンロール７に供給するようになっている。また、そして、基材供給装置５から繰り出された基材２１はキャンロール７に供給された後、基材回収装置６によって巻き取られるようになっている。すなわち、基材２１を繰り出し且つ巻き取れるようになっている。
【００４３】
キャンロール７は、ステンレスから形成されており、回転軸７ａを中心として回転駆動するようになっており、該キャンロール７表面に基材２１の一面側を当接させて該基材２１を搬送するようになっている。図３に示すように、キャンロール７の回転軸７ａは、モータ等を備えた第１駆動部４１と機械的に接続されており、第１駆動部４１で発生した回転駆動が回転軸７ａに伝達されることによって、上記のようにキャンロール７が回転するようになっている。また、第１駆動部４１は、後述する制御部４５と電気的に接続されており、制御部４５によって第１駆動部４１を介して回転軸７ａの回転速度が調整されることにより、基材２１の移動速度が調整されるようになっている。
【００４４】
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（形成）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。
【００４５】
基材２１の形成材料としては、キャンロール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、非金属無機材料や樹脂材料を挙げることができる。
【００４６】
基材２１として金属材料を用いた場合には、通常、ショート（短絡）が発生し易くなるが、本実施形態によれば、端部が所望のパターンよりも外側に広がった陰極層２７が形成されることを防止することができるため、基材２１上に有機ＥＬ素子２０を形成した後、成膜パターンごとに切り離す際に、陰極層２７が切断されることを防止できる。従って、切断された陰極層２７のバリ等が金属材料から形成された基材２１と電気的に接続されてショートが発生することを防止できる。
【００４７】
かかる金属材料としては、例えば、ステンレス、鉄−ニッケル合金等の合金、銅、ニッケル、鉄、アルミニウム、チタン等を挙げることができる。また、上記した鉄−ニッケル合金としては、例えば３６アロイや４２アロイ等を挙げることができる。これらのうち、ロールプロセスに適用し易いという観点から、上記金属材料は、ステンレス、銅、アルミニウムまたはチタンであることが好ましい。また、かかる金属材料から形成された基材の厚みは、取り扱い性や基材の巻き取り性の観点から、５〜２００μｍであることが好ましい。
【００４８】
前記非金属無機材料としては、例えば、ガラスを挙げることができる。この場合、非金属無機材料から形成された基材として、フレキシブル性を持たせた薄膜ガラスを用いることができる。また、かかる非金属材料から形成された基材の厚みは、十分な機械的強度および適度な可塑性の観点から、５〜５００μｍであることが好ましい
【００４９】
前記樹脂材料としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂などの合成樹脂を挙げることができ、かかる合成樹脂として、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）共重合体樹脂、ポリカーボネート樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等を挙げることができる。また、かかる樹脂材料から形成された基材として、例えば、上記合成樹脂のフィルムを用いることができる。また、かかる樹脂材料から形成された基材の厚みは、十分な機械的強度および適度な可塑性の観点から、５〜５００μｍであることが好ましい。
【００５０】
基材２１表面には、スパッタリング等によって予め陽極層２３（図８、９参照）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−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）等の各種透明導電材料や、金、銀、白金、アルミニウムなどの金属や合金材料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、陽極層２３用の蒸着源と基材との間にシャドーマスク３０ａ、３０ｂと同様のシャドーマスクを介入させて、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。このような蒸着可能な材料として、金、銀、アルミニウムなどを挙げることができる。
【００５１】
第１蒸着源９ａ、９ｂは、有機ＥＬ膜１９の構成層を形成するためのものであり、本実施形態では、第１蒸着源９ａは、発光層２５ａを含む有機層（図８参照）を形成するように構成され、第２蒸着源９ｂは、陰極層２７を形成するように構成されている。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、有機層たる発光層２５ａ（図８、図９（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。
【００５２】
有機層は、１以上の有機構成層から構成されている。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。
【００５３】
なお、第１蒸着源９ａは、例えば、図９（ｂ）に示すように有機層を３層積層体とする場合には、図７に示すように、キャンロール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。
【００５４】
また、図１に示すように、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の搬送方向（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。これら第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂはそれぞれ、有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を収容することができるようになっており、ノズル１０ａ、１０ｂと、加熱部（不図示）とを有している。
【００５５】
また、ノズル１０ａ、１０ｂは、キャンロール７において基材２１の支持領域と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配置されている。すなわち、ノズル１０ａ、１０ｂは、該ノズル１０ａ、１０ｂと基材２１との間の距離（最短距離）が１５ｍｍ以下であるような位置に配置されている。
【００５６】
第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂの加熱部はそれぞれ、有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８を加熱して気化させるようになっており、気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８は、ノズル１０ａ、１０ｂから外部に吐出されているようになっている。かかる加熱部で気化され、ノズル１０ａ、１０ｂから吐出された有機層形材料２２及び陰極層形成材料２８はそれぞれ、後述するシャドーマスク３０ａ、３０ｂのパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂを通過することにより、基材２１に蒸着されるようになっている。なお、ノズル１０ａ、１０ｂの詳細については後述する。
【００５７】
図１に示すように、シャドーマスク３０ａ、３０ｂは、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂを有し、回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を備えて構成されている。ここで、第１蒸着源９ａに対応したシャドーマスク３０ａと、第２の蒸着源９ｂに対応したシャドーマスク３０ｂとは、全く同様の構成であるため、以下、図２及び図３に示すように、第１蒸着源９ａに対応したシャドーマスク３０ａの構成について説明し、第２蒸着源９ｂに対応したシャドーマスク３０ｂの構成については説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では、シャドーマスク３０ａは、回転軸３２ａ（すなわち回転軸３２ａの中心Ｓ）を中心として回転する円盤状に形成されている。また、パターン形成用開口部３１ａは、回転軸３２ａを中心とした円弧状に形成されており、且つ、シャドーマスク３０ａに回転軸３２ａを中心とした仮想同心円Ｒに沿って複数形成されている。
【００５９】
パターン形成用開口部３１ａの形状が、上記したように円弧状であることにより、シャドーマスク３０ａを１つの回転軸３２ａを中心として回転させるだけで、より容易にパターン形成用開口部３１ａがノズル１０ａに対する所望の位置を通過することを可能とし得るため、より効率的に有機層構成層を形成することが可能となる。また、パターン形成用開口部３１ａが、上記したように仮想同心円Ｒに沿って複数形成されていることにより、成膜パターンにおけるパターン設計の自由度を増加させることができる。なお、本実施形態では、パターン形成用開口部３１ａは、上記した仮想同心円Ｒに沿って等間隔に３つ形成されている。
【００６０】
また、シャドーマスク３０ａの回転軸３２ａは、モータ等を備えた第２駆動部４３と機械的に接続されており、第２駆動部４３で発生した回転駆動が回転軸３２ａに伝達されることによって、シャドーマスク３０ａが回転するようになっている。また、第２駆動部４３は、後述する制御部４５と電気的に接続されており、制御部４５によって第２駆動部４３を介してシャドーマスク３０ａの回転速度が調整されることにより、パターン形成用開口部３１ａの移動速度が調整されるようになっている。
【００６１】
このようなシャドーマスク３０ａは、第１蒸着源９ａと基材２１との間に介入されている。具体的には、シャドーマスク３０ａは、キャンロール７に当接した基材２１と第１蒸着源９ａのノズル１０ａとの間において、基材２１の近傍に介入されている。すなわち、シャドーマスク３０ａは、該シャドーマスク３０ａと基材２１との間隔が１ｍｍ以下となるような位置に配置されている。
【００６２】
また、図２に示すように、シャドーマスク３０ａが回転することにより、パターン形成用開口部３１ａが第１蒸着源９ａのノズル１０ａの開口部と重っている間は、ノズル１０ａから吐出された気化材料が基材２１に蒸着されるようになっている。一方、パターン形成用開口部３１ａがノズル１０ａの開口部と重なっていない間は、ノズル１０ａから吐出された気化材料がシャドーマスク３０ａにおけるパターン形成用開口部３１ａが形成されていない領域に付着され、基材２１には蒸着されないようになっている。すなわち、基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａを回転させつつ、前記開口部３１ａを通して気化された有機層形成材料２２を基材側に供給するようになっている。
【００６３】
また、上記径方向Ｄにおけるパターン形成用開口部３１ａの長さＬは、基材２１の幅方向におけるノズル１０ａの開口長さよりも小さいように構成されている。かかるパターン形成用開口部３１ａの上記長さＬは、形成される有機層のパターンに応じて適宜設計することができる。また、パターン形成用開口部３１ａの曲率が大きくなる程、装置の小型化が図れる一方、矩形状のパターンが形成され難くなる傾向にあり、該曲率が小さくなる程、矩形状のパターンを形成し易くなる一方、装置の大型化を招くおそれがある。従って、該曲率は、例えばかかる観点を考慮して適宜設計することができる。
【００６４】
シャドーマスク３０ａの形成材料としては、例えば、金属材料、非金属材料を挙げることができる。
【００６５】
上記金属材料としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、チタン、タングステンを挙げることができる。これらのうち、耐熱性、剛性、加工性等の観点から、上記金属材料は、ステンレスであることが好ましい。かかる金属材料からなるシャドーマスク３０ａの厚みは、例えば０．０１ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。
【００６６】
上記非金属材料としては、例えば、ガラス、セラミックを挙げることができる。かかる非金属材料からなるシャドーマスク３０ａの厚みは、例えば０．０１〜２ｍｍとすることができる。
【００６７】
続いて、基材２１の搬送方向におけるノズル１０ａの開口長さと、シャドーマスク３０ａの大きさとの関係について説明する。図４に示すように、シャドーマスク３０ａの垂直方向に沿って見たとき、ノズル１０ａの開口部は上記仮想同心円Ｒの径方向Ｄ（図２参照）に沿って配置されている。また、回転軸３２ａの中心Ｓを通りノズル１０ａの開口部と接する２つの仮想接線Ｍとノズル１０ａの開口部との接点Ｐから中心Ｓまでの距離をｒ（ｍｍ）とし、上記２つの仮想接線Ｍがなす角度をθ（°）とし、基材２１の搬送方向（図４の上下方向）におけるノズル１０ａの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（θ／２）を満たしている。
ここで、上記角度θ≦１０°であることが好ましい。また、θ＝１０°としたとき、上記式は、Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（１０°／２）＝０．１７４ｒとなることから、θ≦１０°としたとき、上記開口長さＷは、０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましい。また、ｒは、１０ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６８】
このことを考慮して、基材２１の搬送方向におけるノズル１０ａの開口長さＷは、θ≦１０°としたとき、０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。かかる長さＷが０．５ｍｍ未満であると、吐出量が少なくなり、十分に成膜を行うことが困難となる。一方、かかる長さＷが０．５以上０．１７４ｒｍｍ以下であることによって、シャドーマスク３０ａの開口部３１ａがノズル１０ａの開口部と重なっている際の、該シャドーマスク３０ａの開口部３１ａにおける基材幅方向（図４の左右方向）両端縁が基材２１の搬送方向に対して平行に近づくため、基材幅方向両端縁の輪郭がぼやけたパターンが形成されることを、防止することができる。これにより、矩形状のパターンがより形成され易くなる。
さらに、このようにＷを設定した後、ｒ、θが上記した関係式を満たすように、シャドーマスク３０ａの大きさを設計することができる。
【００６９】
そして、第１蒸着源９ａから気化された有機層形成材料２２を吐出し、シャドーマスク３０ａのパターン形成用開口部３１ａを通過させて、基材２１上の陽極層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８、図９参照）を形成し、第２蒸着源９ｂから気化された陰極層形成材料２８を吐出し、シャドーマスク３０ｂのパターン形成用開口部３１ｂを通過させて、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。
【００７０】
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、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。
【００７１】
上記した第１蒸着源９ａによって形成される有機層は、発光層２５ａを含んでいれば特に限定されるものではなく、例えば図９（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３層とすることができる。その他、必要に応じて、上記図９（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９（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９（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。
【００７２】
さらに、図９（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層とすることもできる。また、各層の厚みは、通常、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度になるように設計されるが、かかる厚みは、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。
【００７３】
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−ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドープした４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾニルビフェニル（ＣＢＰ）等を用いることができる。
【００７４】
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）、４，４’−ビス［Ｎ−４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＮＴＰＤ）等を用いることができる。
【００７５】
正孔輸送層２５ｄを形成するための材料としては、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（α−ＮＰＤ）、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。
【００７６】
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）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）等を用いることができる。
【００７７】
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−ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（ＢＡｌｑ）、ＯＸＤ−７（１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］）ベンゼン等を用いることができる。
【００７８】
陰極層２７を形成するための材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、ＩＴＯ、アルカリ金属、または、アルカリ土類金属を含む合金等を用いることができる。
【００７９】
本実施形態では、図５に示すように、製造装置１は、さらに、基材２１に発光層２５ａを含む有機層及び陰極層２７（有機ＥＬ膜１９の構成層）を形成しつつ、シャドーマスク３０ａ、３０ｂにそれぞれ付着した有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８（有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料）を除去することが可能な除去部５１を備えている。また、真空チャンバー３内には、各除去部５１を第１蒸着源９ａ及び第２蒸着源９ｂから隔てるための仕切り板５３が配置されており、かかる仕切り板５３が配置されていることにより、各除去部５１によって有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８が除去される際、これら材料の飛散を防ぐことが可能となっている。なお、シャドマスク３０ａ、３０ｂに付着した構成層形成材料を除去する除去部５１は、同様の構成であるため、シャドーマスク３０ｂ用の除去部５１については、図示を省略する。
【００８０】
このように、基材２１に有機ＥＬ膜１９の構成層を形成しつつ、シャドーマスク３０ａ、３０ｂにそれぞれ付着した有機ＥＬ膜１９の構成材料を除去することによって、シャドーマスク３０ａ、３０ｂに付着した有機ＥＬ膜１９の構成層形成材料に起因した有機ＥＬ膜の構成層の蒸着に及ぼす悪影響の発生を、防止することができる。
【００８１】
また、かかる除去部５１は、特に限定されるものではないが、ドライエッチングまたは加熱によりシャドーマスク３０ａ、３０ｂに付着した有機ＥＬ膜１９の構成材料を除去する装置であることが好ましい。これにより量産時に想定されるような、基材２１や形成された構成層に汚染が発生する等の問題を、より効率的に回避することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、図６に示すように、製造装置１は、さらに、基材２１の移動速度を検知する第１検知部５５と、シャドーマスク３０ａ、３０ｂのそれぞれの回転速度（すなわちパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの回転速度）を検知する第２検知部５７とを備えている。これら第１検知部５５及び第２検知部５７は、制御部４５と電気的に接続されている。また、上述したように制御部４５は、第１駆動部４１及び第２駆動部４３と電気的に接続されている。かかる制御部４５は、第１検知部５５の検知結果及び第２検知部の検知結果に基づいて、基材２１の移動にシャドーマスク３０ａ、３０ｂの回転を追従させるように該シャドーマスク３０ａ、３０ｂの回転を調整することができるようになっている。
【００８３】
なお、第１検知部５５、第２検知部５７、及び制御部４５を用いた上記回転の調整は、シャドーマスク３０ａに対する場合とシャドーマスク３０ｂに対する場合とで同様であるため、以下、シャドーマスク３０ａに対する場合のみについて具体的に説明し、シャドーマスク３０ｂに対する場合については説明を省略する。
【００８４】
第１検知部５５による基材２１の移動速度の検知は、第１検知部５５が、基材２１において基材本体上に設けられた第１アライメントマーク６１を検知することによって行うようになっている。また、第２検知部５７によるシャドーマスク３０ａの回転速度の検知は、第２検知部５７が、シャドーマスク３０ａにおいてシャドーマスク本体上に設けられた第２アライメントマーク６３を検知することによって行うようになっている。
【００８５】
また、制御部４５によるシャドーマスク３０ａの回転の調整は、制御部４５が、第１検知部５５によって第１アライメントマーク６１が検知されたタイミングと、第２検知部５７によって第２アライメントマーク６３が検知されたタイミングとのずれを、上記基材２１の移動速度とシャドーマスク３０ａの回転速度とのずれ量として算出し、かかる算出結果に基づいて、第１アライメントマーク６１と第２アライメントマーク６３とが第１蒸着源９ａのノズル１０ａと対向する領域において重なるように、シャドーマスク３０ａの回転速度を調整することによって行うようになっている。
【００８６】
このように、基材２１の移動にシャドーマスクの回転を追従させるように該シャドーマスク３０ａの回転を調整することによって、例えば、基材２１上に先に形成された構成層のパターン（例えば陽極層２３）の移動に合わせて、次の構成層（例えば発光層２５ａ）のパターンをより確実に形成することができる。これにより、先に形成された構成層のパターンと次に形成されるパターンとが等ピッチでなくても、先に形成された構成層の上に次の構成層を適切な位置により確実に形成することができるため、有機ＥＬ膜１９の形成の自由度を増加させることができる。
【００８７】
なお、第１アライメントマーク６１や第２アライメントマーク６３の形状や大きさ、配置等は、第１検知部５５及び第２検知部５７によって検知されることが可能であれば、特に限定されない。また、その他、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの端部をアライメントマークとして用いてもよい。
【００８８】
本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法では、帯状の基材２１をキャンロール（搬送部）７に供給し、キャンロール（搬送部）７表面に該基材２１の一面側を当接させて該基材２１を搬送しつつ、キャンロール７と対向し且つ基材２１に対して近接する位置に配された第１及び第２蒸着源９ａ、９ｂのノズル１０ａ、１０ｂから、気化された有機層形成材料２２及び陰極層形成材料２８（有機ＥＬ膜の構成層形成材料）を吐出させて、基材２１におけるキャンロール７と反対の面側に発光層２５ａ及び陰極層２７（有機ＥＬ膜の構成層）を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子２０の製造方法であって、蒸着工程では、更に、回転軸３２ａ、３２ｂを中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体にパターン形成用開口部（開口部）３１ａ、３１ｂが形成されたシャドーマスク３０ａ、３０ｂを、キャンロール７に当接した基材２１とノズル１０ａ、１０ｂとの間に基材２１の近傍に介入させ、基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａ、３０ｂを回転させつつ、前記開口部３１ａ、３１ｂを通して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側に供給し、基材２１にパターン形成用開口部３１ａ、３１ｂに応じた発光層２５ａ及び陰極層２７を形成する。
【００８９】
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。
【００９０】
次いで、繰り出された基材２１の一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、該基材２１の移動に追従するようにシャドーマスク３０ａ、３０ｂを回転させ、第１蒸着源９ａから吐出された有機層形成材料２２を、パターン形成用開口部３１ａを通過させることによって、キャンロール７に支持された基材２１上の陽極層２３上に発光層２５ａを形成し、第２蒸着源９ｂから吐出された陰極層形成材料２８を、パターン形成用開口部３１ｂを通過させることによって、該発光層２５ａ上に陰極層２７を形成する。これにより、基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成する。また、基材２１上に有機ＥＬ膜１９を形成しつつ、該有機ＥＬ膜１９が形成された基材２１を基材回収装置６によって巻き取る。
【００９１】
かかる製造方法によれば、シャドーマスク３０ａ、３０ｂが１つの回転軸３２ａ、３２ｂによって支持されるため、シャドーマスク３０ａ、３０ｂと基材２１との間隔の変動や、基材２１の移動に対するシャドーマスク３０ａ、３０ｂの追従のずれを防止することができる。また、シャドーマスク３０ａ、３０ｂが基材２１の近傍に配置されていることにより、発光層２５ａ及び陰極層２７の端部が所望のパターンよりも外側に広がることを防止することができる。従って、品質の低下が抑制された有機ＥＬ素子２０を製造することができる。
【００９２】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置は、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、上記実施形態に示すシャドーマスク３０ａ、３０ｂの形状や大きさ、パターン形成用開口部３１ａ、３１ｂの形状や大きさ等は、特に限定されるものではない。
【００９３】
また、上記実施形態では、搬送部がキャンロール７であるような構成を示したが、該搬送部は該キャンロール７に特に限定されるものではなく、その他、該搬送部がベルトコンベアであ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、基材供給装置５を真空チャンバー３内に配置したが、基材２１をキャンロール７へと繰り出すことが可能であれば、キャンロール７への供給方法は特に限定されるものではない。また、上記実施形態では、蒸着工程が終了した基材２１を巻き取ったが、かかる基材２１を巻き取ることなく、裁断等の工程に供することもできる。
【実施例】
【００９４】
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。
【００９５】
（実施例１）
図４に示すような製造装置１と同様の製造装置を用いた。また、本実施例１では、上記したようなアライメントマーク、検知部及び制御部を用いたシャドーマスクの回転の調整を行わなかった。該製造装置の真空チャンバー内に、３層積層体である有機層を形成するための３つの有機層用蒸着源と、陰極層を形成するための１つの陰極層用蒸着源とを、基材と各蒸着源のノズルとの距離がいずれも２ｍｍとなるように配置した。これら有機層用蒸着源として、ＣｕＰｂ層（正孔注入層）、α−ＮＰＤ層（発光層）及びＡｌｑ３層（電子注入層）用の蒸着源を、基材の搬送方向上流側から下流側に向かってこの順に配置した。
【００９６】
また、基材と各有機層用蒸着源との間にそれぞれ３つの有機層用シャドーマスクを介入させ、基材と陰極層用蒸着源との間に１つの陰極層用シャドーマスクを介入させ、基材と各シャドーマスクとの間隔を、いずれも０．１ｍｍとなるように設定した。
【００９７】
有機層用シャドーマスクとして、回転軸を中心とした円盤状であり、且つ、該回転軸を中心とした上記したような円弧状であって回転方向長さが３００ｍｍ、放射方向長さが４５ｍｍのパターン形成用開口部を、該回転軸を中心とした仮想同心円に沿って２０ｍｍピッチで３つ有するように構成されたものを用いた。また、陰極層用シャドーマスクとして、回転軸を中心とした円盤状であり、且つ、該回転軸を中心として上記したような円弧状であって回転方向長さが３００ｍｍ、放射方向長さが４０ｍｍのパターン形成用開口部を、該回転軸を中心とした仮想同心円に沿って、１０ｍｍピッチで３つ有するように構成されたものを用いた。
【００９８】
そして、真空チャンバー内を真空度が１×１０-4Ｐａとなるまで排気した後、陽極層が形成された基材を繰り出し、繰り出された基材をキャンロールにより搬送しつつ、該キャンロール表面上の基材の移動に追従するように各シャドーマスクを回転させ、基材に形成された陽極層上に、各有機層用蒸着源によって基材搬送方向長さ３００ｍｍ、基材幅方向長さ４５ｍｍの矩形状の有機層のパターンをピッチ２０ｍｍで形成し、該有機層のパターン上に、陰極層用蒸着源によって基材搬送方向長さ３００ｍｍ、基材幅方向長さ４０ｍｍの矩形状の陰極層のパターンをピッチ１０ｍｍで形成した。なお、基材の搬送速度は、０．９６ｍ／ｓ、シャドーマスクの回転速度は、６０ｒｐｍとした。
【００９９】
得られた有機ＥＬ素子における陽極層、有機層及び陰極層のパターンを図８に示す。得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光が認められた。また、該領域内における発光状態は均一であった。また、得られた有機ＥＬ層を、はさみを用い、基材における長手方向に隣接した有機ＥＬ膜間の中央部で基材幅方向に沿って切断することにより、各有機ＥＬ素子を切り離したところ、ショート等の不具合の発生は認められなかった。
【０１００】
（実施例２）
実施例１で用いた製造装置を用い、上記実施形態と同様に、基材本体及び各シャドーマスク本体に図６と同様のアライメントマークを設け、検知部によって、基材の回転速度の検知とシャドーマスクの回転速度の検知とを行い、制御部によって、移動速度が３ｍ／ｓである基材の移動に追従するように各シャドーマスクの回転を調整しつつ蒸着を行うこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子の製造を行った。
そして、上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬについても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光が認められた。また、該領域内における発光状態は均一であった。
また、上記実施例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、ショート等の不具合の発生は認められなかった。
【０１０１】
（比較例１）
基材として、ＪＥＭ−４３３（ＪＳＲ社製）を３ｍｍの厚みでコーティングすることにより表面に絶縁層を形成したＳＵＳを用い、シャドーマスクと基材との距離を１０ｍｍに設定したこと以外は実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子の製造を行ったところ、得られた有機ＥＬ素子は、図１０に示す通りであった。この結果、有機層及び陰極層のパターンは、図１０に示すように、その端部が所望のパターンよりも外側に広がっており、隣接した有機層及び陰極層同士がつながっていた。
上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光は認められたものの、有機ＥＬ膜の長手方向両端部の膜厚が小さいことから、各領域内において発光状態が均一ではなかった。
また、実施例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、一部の有機ＥＬ素子において、基材と陰極層との間でショートが発生し、発光が認められなかった。
【０１０２】
（比較例２）
有機層用シャドーマスクと陰極層シャドーマスクを回転させることなく固定して配置したこと以外は比較例１と同様にして、有機ＥＬ素子を製造した。
上記実施例１と同様に、得られた有機ＥＬ素子を切り離すことなく、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３００ｍｍ×基材幅方向長さ４０ｍｍの領域を有する緑色の発光は認められた。
しかしながら、比較例１と同様にして、得られた有機ＥＬ素子を切り離したところ、一部の有機ＥＬ素子において、基材と陰極層との間でショートが発生し、発光が認められないものが、比較例１よりも多かった。
【０１０３】
（比較例３）
図１１に示すように、上記したような回転式のシャドーマスクを用いる代わりに帯状のシャドーマスクを用いて蒸着を行うこと以外は、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を製造した。図１１において図１と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂは、シャドーマスク繰り出しローラ３５ａ、３５ｂにそれぞれ巻き架けられており、該シャドーマスク繰り出しローラ３５ａ、３５ｂから繰り出された帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂが、キャンロール７と蒸着源９ａ、９ｂのノズル１０ａ、１０ｂとの間にそれぞれ供給された後、シャドーマスク巻き取りローラ３７ａ、３７ｂによってそれぞれ巻き取られるようになっていた。また、かかる帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂには、実施例１と同様の大きさ、ピッチで開口部が形成されていた。さらに、繰り出された帯状のシャドーマスク３３ａ、３３ｂと基材２１との間隔を０．１ｍｍとなるように設定した。
【０１０４】
そして、このような帯状のシャドーマスクを備えた製造装置を用いて、実施例１と同様にして、基材上に形成された陽極層に発光層及び陰極層を形成したところ、シャドーマスクと基材上に形成された陽極層とが擦れて陽極層に傷がついた。また、連続した成膜の途中から、帯状のシャドーマスクの開口部と陽極層との間に位置ずれが生じたため、それ以降は所望の品質を満足するような有機ＥＬ素子を製造することができなかった。
【０１０５】
以上の結果、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置により、比較的品質の優れた有機ＥＬ素子を製造し得ることがわかった。
【符号の説明】
【０１０６】
１：有機ＥＬ素子の製造装置、３：真空チャンバー、５ａ：基材供給装置、７：キャンロール（搬送部）、９：蒸着源、２１：基材、２３：陽極層（電極層）、２５ａ：発光層（有機構成層、有機層）、２７：陰極層（電極層）、３０ａ、３０ｂ：シャドーマスク、３１ａ（３１ｂ）：パターン形成用開口部（開口部）、３２ａ（３２ｂ）：回転軸、４１：第１駆動部、４３：第２駆動部、４５：制御部、５１：除去部、５３：仕切り板、５５：第１検知部、５７：第２検知部、６１：第１アライメントマーク、６３：第２アライメントマーク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて前記基材の近傍に介入させ、
前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記有機ＥＬ膜の構成層が、発光層を含む有機層、陽極層または、陰極層のうちいずれか１つ以上であ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。
【請求項３】
前記有機ＥＬ膜の構成層は、陰極層であり、
前記基材は、金属材料から形成されたことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記搬送部は、回転軸を中心として回転駆動するキャンロールであ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。
【請求項５】
前記シャドーマスクは、前記搬送部の回転軸に対して垂直に配置された回転軸を中心として回転するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記蒸着工程では、前記基材に前記有機ＥＬ膜の構成層を形成しつつ、さらに前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
ドライエッチングまたは加熱により前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記開口部は、前記シャドーマスクの回転軸を中心とする円弧状に形成され、且つ、前記シャドーマスクにおいて前記回転軸を中心とする仮想同心円に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記シャドーマスクの垂直方向に沿って見たとき、
前記ノズルの開口部は前記仮想同心円の径方向に沿って配置されており、
前記回転軸の中心を通り前記ノズルの開口部と接する２つの仮想接線と前記ノズルの開口部との接点から前記中心までの距離をｒ（ｍｍ）とし、前記２つの仮想接線がなす角度をθ（°）とし、前記基材の搬送方向におけるノズルの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（θ／２）の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記基材の搬送方向における前記ノズルの開口長さＷは、θ≦１０°としたとき０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
帯状の基材を供給する基材供給部と、供給された基材の一面側と表面で当接しつつ該基材を搬送する搬送部と、該搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着源とを備えてなる有機ＥＬ素子の製造装置であって、
回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し、且つ、該回転体に開口部が形成されており、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間に前記基材の近傍に介入されたシャドーマスクを更に備え、
該シャドーマスクが前記基材の移動に追従するように回転することにより、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給す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。
【請求項１】
帯状の基材を搬送部に供給し、該搬送部表面に前記基材の一面側を当接させて前記基材を搬送しつつ、前記搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配された蒸着源のノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着工程を含んでなる有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記蒸着工程では、更に、回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し且つ該回転体に開口部が形成されたシャドーマスクを、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間にて前記基材の近傍に介入させ、
前記基材の移動に追従するように前記シャドーマスクを回転させつつ、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給し、前記基材に前記開口部に応じた有機ＥＬ膜の構成層を形成することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記有機ＥＬ膜の構成層が、発光層を含む有機層、陽極層または、陰極層のうちいずれか１つ以上であ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。
【請求項３】
前記有機ＥＬ膜の構成層は、陰極層であり、
前記基材は、金属材料から形成されたことを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記搬送部は、回転軸を中心として回転駆動するキャンロールであ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。
【請求項５】
前記シャドーマスクは、前記搬送部の回転軸に対して垂直に配置された回転軸を中心として回転するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記蒸着工程では、前記基材に前記有機ＥＬ膜の構成層を形成しつつ、さらに前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
ドライエッチングまたは加熱により前記シャドーマスクに付着した前記有機ＥＬ膜の構成層形成材料を除去することを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項８】
前記開口部は、前記シャドーマスクの回転軸を中心とする円弧状に形成され、且つ、前記シャドーマスクにおいて前記回転軸を中心とする仮想同心円に沿って複数配置されたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】
前記シャドーマスクの垂直方向に沿って見たとき、
前記ノズルの開口部は前記仮想同心円の径方向に沿って配置されており、
前記回転軸の中心を通り前記ノズルの開口部と接する２つの仮想接線と前記ノズルの開口部との接点から前記中心までの距離をｒ（ｍｍ）とし、前記２つの仮想接線がなす角度をθ（°）とし、前記基材の搬送方向におけるノズルの開口長さをＷ（ｍｍ）としたとき、ｒ、θ及びＷは、式Ｗ＝２×ｒｓｉｎ（θ／２）の関係を満たすことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記基材の搬送方向における前記ノズルの開口長さＷは、θ≦１０°としたとき０．５ｍｍ以上０．１７４ｒｍｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
帯状の基材を供給する基材供給部と、供給された基材の一面側と表面で当接しつつ該基材を搬送する搬送部と、該搬送部と対向し且つ前記基材に対して近接する位置に配されたノズルから、気化された有機ＥＬ膜の構成層形成材料を吐出させて、前記基材における前記搬送部と反対の面側に有機ＥＬ膜の構成層を形成する蒸着源とを備えてなる有機ＥＬ素子の製造装置であって、
回転軸を中心として回転駆動する板状の回転体を有し、且つ、該回転体に開口部が形成されており、前記搬送部に当接した前記基材と前記ノズルとの間に前記基材の近傍に介入されたシャドーマスクを更に備え、
該シャドーマスクが前記基材の移動に追従するように回転することにより、前記開口部を通して気化された前記構成層形成材料を前記基材側に供給す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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−４１７２１（Ｐ２０１３−４１７２１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７０３０（Ｐ２０１１−１７７０３０）
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１２日（２０１１．８．１２）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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