有機ＥＬ素子の製造方法
【課題】有機ＥＬ素子の品質を低下させることなく、安定した封止操作を行うことが可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】洗浄工程１１０、有機ＥＬ構造体形成工程１２０、被覆処理工程１３０、からなり、ロール状に巻き取られた可撓性の基材を繰り出して、洗浄工程１１０における基材の洗浄、有機ＥＬ構造体形成工程１２０における第１電極、有機層、第２電極からなる有機ＥＬ構造体の形成、および、被覆処理工程１３０における保護膜の被覆処理をインラインで行って、基材をロール状に巻き取る。
【解決手段】洗浄工程１１０、有機ＥＬ構造体形成工程１２０、被覆処理工程１３０、からなり、ロール状に巻き取られた可撓性の基材を繰り出して、洗浄工程１１０における基材の洗浄、有機ＥＬ構造体形成工程１２０における第１電極、有機層、第２電極からなる有機ＥＬ構造体の形成、および、被覆処理工程１３０における保護膜の被覆処理をインラインで行って、基材をロール状に巻き取る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に関し、特に、可撓性を有する長尺基材を用いる有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が注目されている。有機ＥＬ素子は、ガラス等の基板上に有機化合物の発光層を電極で挟持した構成の有機ＥＬ構造体を配置し、電極間に電流を供給することにより発光を行う素子である。最近では、有機ＥＬ素子の用途の拡大等により、樹脂フィルム等の可撓性基材を用いた有機ＥＬ素子も登場しており、このような可撓性基材を用いることにより、ロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造も行われるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。ここで、ロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法とは、ロール状に巻かれた基材を繰り出して基材上に有機ＥＬ構造体を形成し、構造体を形成した基材を再度ロールに巻き取って有機ＥＬ素子を作製する製造方法を称する。ロールツーロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率を向上させることができるというメリットを有する。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子の製造では、有機ＥＬ構造体への水分や酸素による影響を回避し、高品質と高信頼性を維持するために、封止と呼ばれる外気の影響を完全にシャットアウトするための保護膜を形成する操作が行われている。有機ＥＬ素子の封止技術としては、例えば、窒化物や窒化酸化物等の薄膜を電子ビーム法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等により有機ＥＬ構造体上に被覆する方法、具体的には、対向ターゲット式のスパッタ装置を用いた封止技術（例えば、特許文献２参照）や、シート状の封止部材を有機ＥＬ構造体に貼り合わせて封止を行う技術（例えば、特許文献３参照）等が挙げられる。
【０００４】
蒸着法等による有機ＥＬ構造体の形成は、ほぼ真空に近い環境下でなされるので、ロールツーロール方式では、ほぼ真空に近い環境下で基材をロールから繰り出し、有機ＥＬ構造体の形成を実施した後に再びロールに巻き取り、巻き取ったロールを水分や酸素による有機ＥＬ構造体の劣化から防止するために不活性ガスを充填した容器に収容して、別ラインの封止工程に投入する方法が採られてきた。
【０００５】
しかしながら、巻き取ったロールを別ラインの封止工程に投入することは工程が煩雑となり、また、ロール搬送用の不活性ガスを充填した容器は、有機ＥＬ構造体を形成した環境を維持することが困難で、収容された基材の有機ＥＬ構造体が容器内に残存する水分や酸素による影響を受け、製品の品質低下や寿命に影響を与えることがあった。
【特許文献１】国際公開第０１／００５１９４号パンフレット
【特許文献２】特開２００２−３３２５６７号公報
【特許文献３】特開２００５−４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、有機ＥＬ素子の品質を低下させることなく、安定した封止操作を行うことが可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法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】
【０００７】
上記課題は以下の手段により達成される。
【０００８】
１．ロールツーロール方式により可撓性の長尺基材の上に少なくとも有機ＥＬ構造体を形成する工程を有し、
該有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後に、該長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
２．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-4Ｐａ以下であることを特徴とする１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
３．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の前に、前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程を有し、
該プラズマ処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
４．前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程の前に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
５．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程を有し、
該被覆処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
６．前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２に記載の発明により、有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後の工程をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１５】
請求項１〜４に記載の発明により、有機ＥＬ素子を形成する前にプラズマ処理をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１６】
請求項１、２および５、６に記載の発明により、有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、被覆処理をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１７】
すなわち、本発明により、ロールツーロール方式により可撓性を有する基材上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子の製造において、基材の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ素子の形成、有機ＥＬ素子へのバリア膜の形成までをインラインで行う有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１９】
本発明におけるロールツーロール方式とは、ロール状に巻いた可撓性を有する長尺の基材、例えばフィルムを繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら該基材上に有機ＥＬ構造体を形成し、再びロールに巻き取る方式である。
【００２０】
有機ＥＬ構造体の形成工程に前後して、素子駆動のための回路パターンの形成や、有機ＥＬ構造体を覆う保護フィルムを貼り合わせてからロールに巻き取らせてもよい。
【００２１】
個別に切り離された基材を工程毎に搬送する枚葉方式とロールツーロール方式を比較すると、枚葉方式では、それぞれの工程に基材の搬入部、搬出部を設ける必要があり、工程毎の装置規模が大きくなりやすいが、ロールツーロール方式では、基材は各工程間を間欠或いは連続的に流れるため各工程を互いに連結でき、基材搬送に伴う作業の削減や装置の小型化が可能となる。
【００２２】
本発明におけるロールツーロール方式においてインラインとは、ロール状に巻かれた基材が、有機ＥＬ構造体が形成される工程に繰り出されてから再びロールに巻き取られるまでの工程内であることであり、オフラインとは、有機ＥＬ構造体が形成された基材が一旦ロール状上に巻き取られた後に、別の工程に投入されることを言う。
【００２３】
また、本発明における真空条件下とは、１００Ｐａ以下の圧力環境下にあることであり、水分や酸素の残留が少なく、有機ＥＬ構造体の劣化が低減される環境である。また、大気圧環境下とは、１万Ｐａ〜２０万Ｐａの圧力環境下にあることであり、真空環境下に比べて水分や酸素の残留が多い環境である。
【００２４】
（発明の実施の形態）
本発明に係わる実施の形態について、その一例を以下、図面に基づいて説明する。
【００２５】
先ず、有機ＥＬ素子について以下に説明する。図１は、有機ＥＬ素子１０の模式図である。図１において、有機ＥＬ素子１０は、基材１１上に、第１電極１２、有機層１３、第２電極１４からなる有機ＥＬ構造体を積層した素子である。
【００２６】
第１電極１２は、陽極であって、透明にする場合はインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化錫、酸化亜鉛等の仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が４０％以上の導電性材料による電極である。
【００２７】
有機層１３は、発光層を含む数ｎｍ〜数μｍの有機化合物又は錯体等の有機材料からなる単層、または複数の層であり、例えば、陽極と接する正孔輸送層、発光材料を備える発光層、陰極と接する電子輸送層の３層等からなり、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層などが任意の位置に配置されていてもよい。
【００２８】
第２電極１４は、陰極であって、反射電極とする場合はアルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の仕事関数が４ｅＶ未満で、反射率が６０％以上の金属材料からなる電極である。
【００２９】
基材１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等の可撓性を有する素材から形成される。
【００３０】
本発明における有機ＥＬ素子は、第１電極（陽極）１２、第２電極（陰極）１４を介して、外部から供給された電流により、有機層１３において電子および正孔が結合し、結合により生じた励起エネルギーを利用した発光を行う素子で、有機層１３からの光は第１電極（陽極）１２を通して取り出される。励起エネルギーを利用する発光としては、１重項励起エネルギーを発光に利用する蛍光、或いは、３重項励起エネルギーを発光に利用する燐光が挙げられる。特に、燐光は、３重項励起子が発光に寄与するため、蛍光に比べ高い発光効率が得られるので、光源として望ましい発光である。
【００３１】
有機ＥＬ素子１０の発光層からの発光は、第１電極１２、基材１１を透過して取り出されるが、第２電極（陰極）を、薄膜の陰極材料と透過率の高い陽極材料を積層して構成し、実質的に透明として、陰極から光を取り出す、所謂トップエミッションの構成にしてもよい。
【００３２】
本発明は、長尺基材への有機ＥＬ構造体の形成と、形成された有機ＥＬ構造体にガスバアリア性の保護膜による被覆処理を、ロールツーロール方式のインラインで実施する製造方法を提供するものである。
【００３３】
次に、本発明による有機ＥＬ素子を形成する製造プロセスを説明する。
【００３４】
図２は、有機ＥＬ素子の製造プロセスのブロック図である。本発明による有機ＥＬ素子の製造方法は、洗浄工程１１０、有機ＥＬ構造体形成工程１２０、被覆処理工程１３０、からなり、ロール状に巻き取られた可撓性の基材を繰り出して、洗浄工程１１０における基材の洗浄、有機ＥＬ構造体形成工程１２０における第１電極１２、有機層１３、第２電極１４からなる有機ＥＬ構造体の形成、および、被覆処理工程１３０における保護膜の被覆処理をインラインで行って、基材をロール状に巻き取るロールツーロールの有機ＥＬ素子の製造方法である。ロール状に巻き取られた有機ＥＬ構造体が形成された基材は、オフラインによる切断工程１４０にて所定の寸法に切断されて単体の有機ＥＬ素子が形成される。
【００３５】
基材は、あらかじめ第１電極（陽極）がパターニングされている。電極形成のパターンニングをインラインで行っても良いが、電極の形成時の金属粉の飛散等による有機ＥＬ素子の電極間でのショートの懸念があり、このときは金属粉の有機ＥＬ構造体形成工程への遮断対策が必要である。
【００３６】
第１電極（陽極）のパターンは、照明用途のときは、面上に電極がパターニングされたもの、ディスプレイ用途のときは、ＴＦＴがあらかじめマトリクス状に配置されたアクティブタイプ、或いは、配線がマトリクス状にパターニングされたパッシブタイプでもよい。
【００３７】
洗浄工程１１０は、ロール状に巻かれた基材を繰り出して、超音波洗浄槽に浸漬させて洗浄する等の湿式洗浄とプラズマ洗浄等の乾式洗浄を組み合わせた工程により基材の洗浄を行う工程である。
【００３８】
有機ＥＬ構造体形成工程１２０は、蒸着法、インクジェット法、印刷法、塗布法等の周知の技術により基材上に有機ＥＬ構造体が形成される工程である。
【００３９】
被覆処理工程１３０は、有機ＥＬ構造体形成の後に、電子ビーム法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の薄膜作製法により有機ＥＬ構造体を保護膜で被覆する工程である。
【００４０】
有機ＥＬ構造体の表面が保護膜で被覆された基材は、再びロールに巻き取られる。
【００４１】
この様に、ロールツーロールにて有機ＥＬ構造体表面に保護膜で被覆した後に、ロールに巻き取られた基材は、オフラインの切断工程１４０により所定の大きさに切断され、有機ＥＬ素子が形成される。
【００４２】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の具体的な製造プロセスの詳細を以下に説明する。
【００４３】
図３は、本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスの模式図である。ロール状に巻かれた基材１１は、洗浄工程１１０に繰り出されて、超音波洗浄槽１１１に浸して超音波洗浄を行った後、リンス槽１１２で純水により洗浄液のリンス、シャワーヘッド１１３ですすぎを行い、乾燥ゾーン１１４で乾燥される。
【００４４】
その後、バッファゾーン１１５により後続工程との搬送速度の差が吸収され、第１緩衝チャンバー１１６ａを経由して、プラズマ槽１１６に移送される。プラズマ槽１１６にては、圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下の環境にて、基材１１を酸素プラズマによるプラズマ処理、すなわち、プラズマ洗浄を行う。実施の形態におけるプラズマ槽１１６の圧力は１００Ｐａである。
【００４５】
第１緩衝チャンバー１１６ａは隔壁により分離された３つの圧力調整室１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、およびプラズマ槽１１６への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基材表面、特に有機ＥＬ構造体形成側となる表面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過してプラズマ槽１１６に移送される。圧力調整室１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１１６ａ１の入口側の大気圧から、順次圧力調整室１１６ａ３の出口側のプラズマ槽１１６の圧力に至るように調整される。
【００４６】
プラズマ槽１１６におけるプラズマ洗浄処理を行う工程の前に、第１緩衝チャンバー１１６ａによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は大気圧環境にあるバッファゾーン１１５から真空環境にあるプラズマ槽１１６へ連続的に搬送でき、また、プラズマ槽１１６は所定の真空環境を保持できる。なお、実施の形態に示した第１緩衝チャンバー１１６ａの圧力調整室の数は３つであるが、３つに限定されものではなく、プラズマ槽１１６の真空条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００４７】
プラズマ槽１１６にて酸素プラズマによる洗浄が行われた後、基材１１は第２緩衝チャンバー１２１ａを経由して、有機ＥＬ構造体形成工程１２０に搬送される。有機ＥＬ構造体形成工程１２０における有機ＥＬ構造体の形成が行われる蒸着槽１２１は、圧力が１×１０-4Ｐａ以下であり、真空度がプラズマ槽１１６よりもさらに高度の真空環境である。
【００４８】
第２緩衝チャンバー１２１ａは隔壁により分離された２つの圧力調整室１２１ａ１、１２１ａ２からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、蒸着槽１２１への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基材表面、特に有機ＥＬ構造体形成側となる表面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過してプラズマ槽１１６から蒸着槽１２１に移送される。
【００４９】
圧力調整室１２１ａ１、１２１ａ２は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１２１ａ１の入口側のプラズマ槽１１６の圧力から、順次圧力調整室１２１ａ２の出口側の蒸着槽１２１の圧力に至るように調整される。
【００５０】
蒸着槽１２１における有機ＥＬ構造体を形成する工程の前に第２緩衝チャンバー１２１ａによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は前工程のプラズマ槽１１６からより高度の真空環境にある蒸着槽１２１へ連続的に搬送でき、また、プラズマ槽１１６および蒸着槽１２１は所定の圧力環境を保持できる。また、プラズマ槽からの排ガスが蒸着槽１２１内に混入することを防止できる。なお、実施の形態に示した第２緩衝チャンバー１２１ａにおける圧力調整室は２つであるが、２つに限定されものではなく、プラズマ槽１１６および蒸着槽１２１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００５１】
有機ＥＬ構造体形成工程１２０では、基材１１への第１電極（陽極）のパターンニング位置に対応して基材１１の端部に設けられたマーキング孔１５が蒸着槽内の所定の位置に到達すると搬送が停止、あるいは搬送速度を制御して蒸着槽１２１において蒸着が行われる。有機ＥＬ構造体形成工程１２０における蒸着時の基材１１の搬送速度と洗浄工程１１１〜１１４間の搬送速度との速度差は、前記バッファゾーン１１５により吸収される。
【００５２】
蒸着槽１２１にては、１×１０-4Ｐａ以下の圧力の真空環境下で、基材１１にパターンニングされた第１電極（陽極）上に、蒸着源１２２から有機材料或いは金属材料が昇華されて、マスク１２３により所定のパターンで、有機層、陰極が積層されて、有機ＥＬ構造体が形成される。
【００５３】
有機ＥＬ構造体は、例えば、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極の構成からなる場合、陽極が形成された基材上に、正孔輸送層（α−ＮＰＤ）；５００Å、発光層（Ａｌｑ3）；６００Åの厚さで順次形成した後、その上に陰極（アルミニウム）を２０００Åの膜厚で蒸着形成する。
【００５４】
蒸着槽１２１にて有機ＥＬ構造体が形成された基材１１は、第３緩衝チャンバー１２１ｂを経由して、被覆処理工程１３０に搬送される。
【００５５】
被覆処理工程１３０のスパッタ槽１３１では、１０-3Ｐａ以上大気圧以下の環境条件にて、対向ターゲット１３２内に発生させたスパッタガスプラズマによりターゲット１３２がスパッタされて基材１１上に形成された有機ＥＬ構造体を被覆する。
【００５６】
第３緩衝チャンバー１２１ｂは、隔壁により分離された２つの圧力調整室１２１ｂ１、１２１ｂ２からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、スパッタ槽１３１への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基板表面、特に有機ＥＬ構造体が形成された面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、有機ＥＬ構造体が形成された基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過して蒸着槽１２１からスパッタ槽１３１に移送される。
【００５７】
圧力調整室１２１ｂ１、１２１ｂ２は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１２１ｂ１の入口側の蒸着槽１２１の圧力から、順次圧力調整室１２１ｂ２の出口側のスパッタ槽１３１の圧力に至るように調整される。
【００５８】
蒸着槽１２１における有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、第３緩衝チャンバー１２１ｂによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は蒸着槽１２１からスパッタ槽１３１へ連続的に搬送でき、また、蒸着槽１２１およびスパッタ槽１３１は所定の圧力環境を保持できる。なお、実施の形態に示した第３緩衝チャンバー１２１ｂの圧力調整室は２つであるが、２つに限定されものではなく、蒸着槽１２１およびスパッタ槽１３１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００５９】
有機ＥＬ構造体を被覆する保護膜は、金属の酸化膜、酸化窒化膜、窒化膜、金属薄膜、ダイヤモンドライクカーボン膜を少なくとも１種以上含んでいる膜である。好ましい金属としては珪素、アルミニウム等の金属であり、例えば、好ましい保護膜材料として酸化窒化珪素、窒化珪素が挙げられる。本実施の形態においては、保護膜を、例えばＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いてスパッタ法により形成しているが、ＣＶＤやイオンプレーティング等の薄膜形成法を用いて形成しても良い。
【００６０】
スパッタ槽１３１では、有機ＥＬ構造体形成工程１２０と同様に基材１１の端部に設けられたマーキング孔１５の所定の位置で搬送が停止して所定の位置にスパッタが行われる。そして、スパッタ槽１３１では、対向ターゲット１３２内に発生させたスパッタガスプラズマによりターゲット１３２がスパッタされて、蒸着槽１２１にて基材１１上に形成された有機ＥＬ構造体を覆うように保護膜が形成される。
【００６１】
ターゲット１３２は、有機ＥＬ構造体に形成させる保護膜の構成材料と同一材料、あるいは、スパッタガスとの反応により構成材料と同一となる材料で構成されている。例えば、スパッタガスとしては、例えば酸素５体積％を含むアルゴンを用い、ターゲットとしてＳｉ3Ｎ4を用い、酸化窒化珪素膜を形成する。
【００６２】
こうして、有機ＥＬ構造体および保護膜がインラインで形成された基材１１は、スパッタ槽１３１から第４緩衝チャンバー１３１ｂを経由して、大気圧環境下へ移送され、ロール状に巻き取られる。
【００６３】
第４緩衝チャンバー１３１ｂは隔壁により分離された３つの圧力調整室１３１ｂ１、１３１ｂ３からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、大気圧環境下への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基板表面、特に有機ＥＬ構造体が形成された面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過して大気圧環境下に移送される。
【００６４】
圧力調整室１３１ｂ１、１３１ｂ２、１３１ｂ３は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１３１ｂ１の入口側のスパッタ槽１３１の圧力から、順次圧力調整室１１６ｃの出口側の大気圧に至るように調整される。
【００６５】
スパッタ槽１３１による有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、第４緩衝チャンバー１３１ｂによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１はスパッタ槽１３１から大気圧環境へ連続的に搬送でき、また、スパッタ槽１３１は所定の圧力条件を保持できる。なお、実施の形態に示した第４緩衝チャンバー１３１ｂの圧力調整室は３つであるが、３つに限定されものではなく、スパッタ槽１３１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００６６】
ロール状に巻き取られた有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１は、オフラインの切断工程１４０（非図示）に投入されて、所定の大きさに切断され、有機ＥＬパネルが形成される。切断工程１４０に投入される基材１１は、有機ＥＬ構造体が保護膜により被覆されているので、切断工程１４０は大気圧環境下に設置可能である。
【００６７】
以上、本発明による、ロールツーロール方式により、基材１１の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ構造体の形成、保護膜の形成をインラインで行う有機ＥＬ素子の製造方法について、好ましい実施の態様を示した。
【００６８】
本発明により、ロールツーロール方式により可撓性を有する基材上に有機ＥＬ構造体を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、基材の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ構造体の形成、有機ＥＬ構造体への保護膜の形成までをインラインで行える有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。本発明による製造方法では、基材への有機ＥＬ構造体の形成、保護膜の形成をインラインで行うので、水分や酸素による有機ＥＬ構造体への影響を回避でき、高品質と高信頼性の有機ＥＬ素子を製造できる。また、異なる条件の真空環境や大気圧環境にて実施される工程をロールツーロール方式のインラインで実施することが可能で、それぞれの工程をオフラインで実施する製造方法と比べると、工程が単純化し、作業効率の向上や工程停止時間の短縮がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】有機ＥＬ素子１０の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスのブロック図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスの模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 基材
１２ 陽極
１３ 有機層
１４ 陰極
１１０ 洗浄工程
１１６ プラズマ槽
１１６ａ 第１緩衝チャンバー
１２０ 有機ＥＬ構造体形成工程
１２１ 蒸着槽
１２１ａ 第２緩衝チャンバー
１２１ｂ 第３緩衝チャンバー
１３０ 被覆処理工程工程
１３１ スパッタ槽
１３１ｂ 第４緩衝チャンバー
１４０ 切断工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法に関し、特に、可撓性を有する長尺基材を用いる有機ＥＬ素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光素子として有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）が注目されている。有機ＥＬ素子は、ガラス等の基板上に有機化合物の発光層を電極で挟持した構成の有機ＥＬ構造体を配置し、電極間に電流を供給することにより発光を行う素子である。最近では、有機ＥＬ素子の用途の拡大等により、樹脂フィルム等の可撓性基材を用いた有機ＥＬ素子も登場しており、このような可撓性基材を用いることにより、ロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造も行われるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。ここで、ロールツーロール方式の有機ＥＬ素子の製造方法とは、ロール状に巻かれた基材を繰り出して基材上に有機ＥＬ構造体を形成し、構造体を形成した基材を再度ロールに巻き取って有機ＥＬ素子を作製する製造方法を称する。ロールツーロール方式による製造は、連続生産が可能なので生産効率を向上させることができるというメリットを有する。
【０００３】
ところで、有機ＥＬ素子の製造では、有機ＥＬ構造体への水分や酸素による影響を回避し、高品質と高信頼性を維持するために、封止と呼ばれる外気の影響を完全にシャットアウトするための保護膜を形成する操作が行われている。有機ＥＬ素子の封止技術としては、例えば、窒化物や窒化酸化物等の薄膜を電子ビーム法やスパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等により有機ＥＬ構造体上に被覆する方法、具体的には、対向ターゲット式のスパッタ装置を用いた封止技術（例えば、特許文献２参照）や、シート状の封止部材を有機ＥＬ構造体に貼り合わせて封止を行う技術（例えば、特許文献３参照）等が挙げられる。
【０００４】
蒸着法等による有機ＥＬ構造体の形成は、ほぼ真空に近い環境下でなされるので、ロールツーロール方式では、ほぼ真空に近い環境下で基材をロールから繰り出し、有機ＥＬ構造体の形成を実施した後に再びロールに巻き取り、巻き取ったロールを水分や酸素による有機ＥＬ構造体の劣化から防止するために不活性ガスを充填した容器に収容して、別ラインの封止工程に投入する方法が採られてきた。
【０００５】
しかしながら、巻き取ったロールを別ラインの封止工程に投入することは工程が煩雑となり、また、ロール搬送用の不活性ガスを充填した容器は、有機ＥＬ構造体を形成した環境を維持することが困難で、収容された基材の有機ＥＬ構造体が容器内に残存する水分や酸素による影響を受け、製品の品質低下や寿命に影響を与えることがあった。
【特許文献１】国際公開第０１／００５１９４号パンフレット
【特許文献２】特開２００２−３３２５６７号公報
【特許文献３】特開２００５−４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、有機ＥＬ素子の品質を低下させることなく、安定した封止操作を行うことが可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法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】
【０００７】
上記課題は以下の手段により達成される。
【０００８】
１．ロールツーロール方式により可撓性の長尺基材の上に少なくとも有機ＥＬ構造体を形成する工程を有し、
該有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後に、該長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
２．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-4Ｐａ以下であることを特徴とする１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
３．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の前に、前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程を有し、
該プラズマ処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
４．前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程の前に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
５．前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程を有し、
該被覆処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
６．前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１、２に記載の発明により、有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後の工程をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１５】
請求項１〜４に記載の発明により、有機ＥＬ素子を形成する前にプラズマ処理をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１６】
請求項１、２および５、６に記載の発明により、有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、被覆処理をインラインで実施可能なロールツーロール方式による有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１７】
すなわち、本発明により、ロールツーロール方式により可撓性を有する基材上に有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子の製造において、基材の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ素子の形成、有機ＥＬ素子へのバリア膜の形成までをインラインで行う有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１９】
本発明におけるロールツーロール方式とは、ロール状に巻いた可撓性を有する長尺の基材、例えばフィルムを繰り出して、間欠的、或いは連続的に搬送しながら該基材上に有機ＥＬ構造体を形成し、再びロールに巻き取る方式である。
【００２０】
有機ＥＬ構造体の形成工程に前後して、素子駆動のための回路パターンの形成や、有機ＥＬ構造体を覆う保護フィルムを貼り合わせてからロールに巻き取らせてもよい。
【００２１】
個別に切り離された基材を工程毎に搬送する枚葉方式とロールツーロール方式を比較すると、枚葉方式では、それぞれの工程に基材の搬入部、搬出部を設ける必要があり、工程毎の装置規模が大きくなりやすいが、ロールツーロール方式では、基材は各工程間を間欠或いは連続的に流れるため各工程を互いに連結でき、基材搬送に伴う作業の削減や装置の小型化が可能となる。
【００２２】
本発明におけるロールツーロール方式においてインラインとは、ロール状に巻かれた基材が、有機ＥＬ構造体が形成される工程に繰り出されてから再びロールに巻き取られるまでの工程内であることであり、オフラインとは、有機ＥＬ構造体が形成された基材が一旦ロール状上に巻き取られた後に、別の工程に投入されることを言う。
【００２３】
また、本発明における真空条件下とは、１００Ｐａ以下の圧力環境下にあることであり、水分や酸素の残留が少なく、有機ＥＬ構造体の劣化が低減される環境である。また、大気圧環境下とは、１万Ｐａ〜２０万Ｐａの圧力環境下にあることであり、真空環境下に比べて水分や酸素の残留が多い環境である。
【００２４】
（発明の実施の形態）
本発明に係わる実施の形態について、その一例を以下、図面に基づいて説明する。
【００２５】
先ず、有機ＥＬ素子について以下に説明する。図１は、有機ＥＬ素子１０の模式図である。図１において、有機ＥＬ素子１０は、基材１１上に、第１電極１２、有機層１３、第２電極１４からなる有機ＥＬ構造体を積層した素子である。
【００２６】
第１電極１２は、陽極であって、透明にする場合はインジウムチンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、金、酸化錫、酸化亜鉛等の仕事関数が４ｅＶ以上で透過率が４０％以上の導電性材料による電極である。
【００２７】
有機層１３は、発光層を含む数ｎｍ〜数μｍの有機化合物又は錯体等の有機材料からなる単層、または複数の層であり、例えば、陽極と接する正孔輸送層、発光材料を備える発光層、陰極と接する電子輸送層の３層等からなり、フッ化リチウム層や無機金属塩の層、またはそれらを含有する層などが任意の位置に配置されていてもよい。
【００２８】
第２電極１４は、陰極であって、反射電極とする場合はアルミニウム、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、銀、カルシウム等の仕事関数が４ｅＶ未満で、反射率が６０％以上の金属材料からなる電極である。
【００２９】
基材１１は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等の可撓性を有する素材から形成される。
【００３０】
本発明における有機ＥＬ素子は、第１電極（陽極）１２、第２電極（陰極）１４を介して、外部から供給された電流により、有機層１３において電子および正孔が結合し、結合により生じた励起エネルギーを利用した発光を行う素子で、有機層１３からの光は第１電極（陽極）１２を通して取り出される。励起エネルギーを利用する発光としては、１重項励起エネルギーを発光に利用する蛍光、或いは、３重項励起エネルギーを発光に利用する燐光が挙げられる。特に、燐光は、３重項励起子が発光に寄与するため、蛍光に比べ高い発光効率が得られるので、光源として望ましい発光である。
【００３１】
有機ＥＬ素子１０の発光層からの発光は、第１電極１２、基材１１を透過して取り出されるが、第２電極（陰極）を、薄膜の陰極材料と透過率の高い陽極材料を積層して構成し、実質的に透明として、陰極から光を取り出す、所謂トップエミッションの構成にしてもよい。
【００３２】
本発明は、長尺基材への有機ＥＬ構造体の形成と、形成された有機ＥＬ構造体にガスバアリア性の保護膜による被覆処理を、ロールツーロール方式のインラインで実施する製造方法を提供するものである。
【００３３】
次に、本発明による有機ＥＬ素子を形成する製造プロセスを説明する。
【００３４】
図２は、有機ＥＬ素子の製造プロセスのブロック図である。本発明による有機ＥＬ素子の製造方法は、洗浄工程１１０、有機ＥＬ構造体形成工程１２０、被覆処理工程１３０、からなり、ロール状に巻き取られた可撓性の基材を繰り出して、洗浄工程１１０における基材の洗浄、有機ＥＬ構造体形成工程１２０における第１電極１２、有機層１３、第２電極１４からなる有機ＥＬ構造体の形成、および、被覆処理工程１３０における保護膜の被覆処理をインラインで行って、基材をロール状に巻き取るロールツーロールの有機ＥＬ素子の製造方法である。ロール状に巻き取られた有機ＥＬ構造体が形成された基材は、オフラインによる切断工程１４０にて所定の寸法に切断されて単体の有機ＥＬ素子が形成される。
【００３５】
基材は、あらかじめ第１電極（陽極）がパターニングされている。電極形成のパターンニングをインラインで行っても良いが、電極の形成時の金属粉の飛散等による有機ＥＬ素子の電極間でのショートの懸念があり、このときは金属粉の有機ＥＬ構造体形成工程への遮断対策が必要である。
【００３６】
第１電極（陽極）のパターンは、照明用途のときは、面上に電極がパターニングされたもの、ディスプレイ用途のときは、ＴＦＴがあらかじめマトリクス状に配置されたアクティブタイプ、或いは、配線がマトリクス状にパターニングされたパッシブタイプでもよい。
【００３７】
洗浄工程１１０は、ロール状に巻かれた基材を繰り出して、超音波洗浄槽に浸漬させて洗浄する等の湿式洗浄とプラズマ洗浄等の乾式洗浄を組み合わせた工程により基材の洗浄を行う工程である。
【００３８】
有機ＥＬ構造体形成工程１２０は、蒸着法、インクジェット法、印刷法、塗布法等の周知の技術により基材上に有機ＥＬ構造体が形成される工程である。
【００３９】
被覆処理工程１３０は、有機ＥＬ構造体形成の後に、電子ビーム法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の薄膜作製法により有機ＥＬ構造体を保護膜で被覆する工程である。
【００４０】
有機ＥＬ構造体の表面が保護膜で被覆された基材は、再びロールに巻き取られる。
【００４１】
この様に、ロールツーロールにて有機ＥＬ構造体表面に保護膜で被覆した後に、ロールに巻き取られた基材は、オフラインの切断工程１４０により所定の大きさに切断され、有機ＥＬ素子が形成される。
【００４２】
次に、本発明の有機ＥＬ素子の具体的な製造プロセスの詳細を以下に説明する。
【００４３】
図３は、本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスの模式図である。ロール状に巻かれた基材１１は、洗浄工程１１０に繰り出されて、超音波洗浄槽１１１に浸して超音波洗浄を行った後、リンス槽１１２で純水により洗浄液のリンス、シャワーヘッド１１３ですすぎを行い、乾燥ゾーン１１４で乾燥される。
【００４４】
その後、バッファゾーン１１５により後続工程との搬送速度の差が吸収され、第１緩衝チャンバー１１６ａを経由して、プラズマ槽１１６に移送される。プラズマ槽１１６にては、圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下の環境にて、基材１１を酸素プラズマによるプラズマ処理、すなわち、プラズマ洗浄を行う。実施の形態におけるプラズマ槽１１６の圧力は１００Ｐａである。
【００４５】
第１緩衝チャンバー１１６ａは隔壁により分離された３つの圧力調整室１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、およびプラズマ槽１１６への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基材表面、特に有機ＥＬ構造体形成側となる表面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過してプラズマ槽１１６に移送される。圧力調整室１１６ａ１、１１６ａ２、１１６ａ３は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１１６ａ１の入口側の大気圧から、順次圧力調整室１１６ａ３の出口側のプラズマ槽１１６の圧力に至るように調整される。
【００４６】
プラズマ槽１１６におけるプラズマ洗浄処理を行う工程の前に、第１緩衝チャンバー１１６ａによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は大気圧環境にあるバッファゾーン１１５から真空環境にあるプラズマ槽１１６へ連続的に搬送でき、また、プラズマ槽１１６は所定の真空環境を保持できる。なお、実施の形態に示した第１緩衝チャンバー１１６ａの圧力調整室の数は３つであるが、３つに限定されものではなく、プラズマ槽１１６の真空条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００４７】
プラズマ槽１１６にて酸素プラズマによる洗浄が行われた後、基材１１は第２緩衝チャンバー１２１ａを経由して、有機ＥＬ構造体形成工程１２０に搬送される。有機ＥＬ構造体形成工程１２０における有機ＥＬ構造体の形成が行われる蒸着槽１２１は、圧力が１×１０-4Ｐａ以下であり、真空度がプラズマ槽１１６よりもさらに高度の真空環境である。
【００４８】
第２緩衝チャンバー１２１ａは隔壁により分離された２つの圧力調整室１２１ａ１、１２１ａ２からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、蒸着槽１２１への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基材表面、特に有機ＥＬ構造体形成側となる表面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過してプラズマ槽１１６から蒸着槽１２１に移送される。
【００４９】
圧力調整室１２１ａ１、１２１ａ２は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１２１ａ１の入口側のプラズマ槽１１６の圧力から、順次圧力調整室１２１ａ２の出口側の蒸着槽１２１の圧力に至るように調整される。
【００５０】
蒸着槽１２１における有機ＥＬ構造体を形成する工程の前に第２緩衝チャンバー１２１ａによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は前工程のプラズマ槽１１６からより高度の真空環境にある蒸着槽１２１へ連続的に搬送でき、また、プラズマ槽１１６および蒸着槽１２１は所定の圧力環境を保持できる。また、プラズマ槽からの排ガスが蒸着槽１２１内に混入することを防止できる。なお、実施の形態に示した第２緩衝チャンバー１２１ａにおける圧力調整室は２つであるが、２つに限定されものではなく、プラズマ槽１１６および蒸着槽１２１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００５１】
有機ＥＬ構造体形成工程１２０では、基材１１への第１電極（陽極）のパターンニング位置に対応して基材１１の端部に設けられたマーキング孔１５が蒸着槽内の所定の位置に到達すると搬送が停止、あるいは搬送速度を制御して蒸着槽１２１において蒸着が行われる。有機ＥＬ構造体形成工程１２０における蒸着時の基材１１の搬送速度と洗浄工程１１１〜１１４間の搬送速度との速度差は、前記バッファゾーン１１５により吸収される。
【００５２】
蒸着槽１２１にては、１×１０-4Ｐａ以下の圧力の真空環境下で、基材１１にパターンニングされた第１電極（陽極）上に、蒸着源１２２から有機材料或いは金属材料が昇華されて、マスク１２３により所定のパターンで、有機層、陰極が積層されて、有機ＥＬ構造体が形成される。
【００５３】
有機ＥＬ構造体は、例えば、陽極／正孔輸送層／発光層／陰極の構成からなる場合、陽極が形成された基材上に、正孔輸送層（α−ＮＰＤ）；５００Å、発光層（Ａｌｑ3）；６００Åの厚さで順次形成した後、その上に陰極（アルミニウム）を２０００Åの膜厚で蒸着形成する。
【００５４】
蒸着槽１２１にて有機ＥＬ構造体が形成された基材１１は、第３緩衝チャンバー１２１ｂを経由して、被覆処理工程１３０に搬送される。
【００５５】
被覆処理工程１３０のスパッタ槽１３１では、１０-3Ｐａ以上大気圧以下の環境条件にて、対向ターゲット１３２内に発生させたスパッタガスプラズマによりターゲット１３２がスパッタされて基材１１上に形成された有機ＥＬ構造体を被覆する。
【００５６】
第３緩衝チャンバー１２１ｂは、隔壁により分離された２つの圧力調整室１２１ｂ１、１２１ｂ２からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、スパッタ槽１３１への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基板表面、特に有機ＥＬ構造体が形成された面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、有機ＥＬ構造体が形成された基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過して蒸着槽１２１からスパッタ槽１３１に移送される。
【００５７】
圧力調整室１２１ｂ１、１２１ｂ２は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１２１ｂ１の入口側の蒸着槽１２１の圧力から、順次圧力調整室１２１ｂ２の出口側のスパッタ槽１３１の圧力に至るように調整される。
【００５８】
蒸着槽１２１における有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、第３緩衝チャンバー１２１ｂによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、基材１１は蒸着槽１２１からスパッタ槽１３１へ連続的に搬送でき、また、蒸着槽１２１およびスパッタ槽１３１は所定の圧力環境を保持できる。なお、実施の形態に示した第３緩衝チャンバー１２１ｂの圧力調整室は２つであるが、２つに限定されものではなく、蒸着槽１２１およびスパッタ槽１３１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００５９】
有機ＥＬ構造体を被覆する保護膜は、金属の酸化膜、酸化窒化膜、窒化膜、金属薄膜、ダイヤモンドライクカーボン膜を少なくとも１種以上含んでいる膜である。好ましい金属としては珪素、アルミニウム等の金属であり、例えば、好ましい保護膜材料として酸化窒化珪素、窒化珪素が挙げられる。本実施の形態においては、保護膜を、例えばＲＦマグネトロンスパッタ装置を用いてスパッタ法により形成しているが、ＣＶＤやイオンプレーティング等の薄膜形成法を用いて形成しても良い。
【００６０】
スパッタ槽１３１では、有機ＥＬ構造体形成工程１２０と同様に基材１１の端部に設けられたマーキング孔１５の所定の位置で搬送が停止して所定の位置にスパッタが行われる。そして、スパッタ槽１３１では、対向ターゲット１３２内に発生させたスパッタガスプラズマによりターゲット１３２がスパッタされて、蒸着槽１２１にて基材１１上に形成された有機ＥＬ構造体を覆うように保護膜が形成される。
【００６１】
ターゲット１３２は、有機ＥＬ構造体に形成させる保護膜の構成材料と同一材料、あるいは、スパッタガスとの反応により構成材料と同一となる材料で構成されている。例えば、スパッタガスとしては、例えば酸素５体積％を含むアルゴンを用い、ターゲットとしてＳｉ3Ｎ4を用い、酸化窒化珪素膜を形成する。
【００６２】
こうして、有機ＥＬ構造体および保護膜がインラインで形成された基材１１は、スパッタ槽１３１から第４緩衝チャンバー１３１ｂを経由して、大気圧環境下へ移送され、ロール状に巻き取られる。
【００６３】
第４緩衝チャンバー１３１ｂは隔壁により分離された３つの圧力調整室１３１ｂ１、１３１ｂ３からなり、各圧力調整室の入り口、圧力調整室間、大気圧環境下への出口の隔壁には、フィルム状の基材１１を通過させるシールロール１１７が備えられている。シールロール１１７は基板表面、特に有機ＥＬ構造体が形成された面が無接触で丁度通り抜けるだけの間隙を有しており、有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１は、シールロール１１７の間隙を通過して大気圧環境下に移送される。
【００６４】
圧力調整室１３１ｂ１、１３１ｂ２、１３１ｂ３は、それぞれに備える真空ポンプ（非図示）により排気されて、各圧力調整室の圧力は、圧力調整室１３１ｂ１の入口側のスパッタ槽１３１の圧力から、順次圧力調整室１１６ｃの出口側の大気圧に至るように調整される。
【００６５】
スパッタ槽１３１による有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、第４緩衝チャンバー１３１ｂによる基材１１に加わる圧力を調整する工程を設けることにより、有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１はスパッタ槽１３１から大気圧環境へ連続的に搬送でき、また、スパッタ槽１３１は所定の圧力条件を保持できる。なお、実施の形態に示した第４緩衝チャンバー１３１ｂの圧力調整室は３つであるが、３つに限定されものではなく、スパッタ槽１３１の圧力条件、真空ポンプの能力条件により適宜定めて良い。
【００６６】
ロール状に巻き取られた有機ＥＬ構造体および保護膜が形成された基材１１は、オフラインの切断工程１４０（非図示）に投入されて、所定の大きさに切断され、有機ＥＬパネルが形成される。切断工程１４０に投入される基材１１は、有機ＥＬ構造体が保護膜により被覆されているので、切断工程１４０は大気圧環境下に設置可能である。
【００６７】
以上、本発明による、ロールツーロール方式により、基材１１の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ構造体の形成、保護膜の形成をインラインで行う有機ＥＬ素子の製造方法について、好ましい実施の態様を示した。
【００６８】
本発明により、ロールツーロール方式により可撓性を有する基材上に有機ＥＬ構造体を形成する有機ＥＬ素子の製造方法において、基材の洗浄および汚染除去、有機ＥＬ構造体の形成、有機ＥＬ構造体への保護膜の形成までをインラインで行える有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。本発明による製造方法では、基材への有機ＥＬ構造体の形成、保護膜の形成をインラインで行うので、水分や酸素による有機ＥＬ構造体への影響を回避でき、高品質と高信頼性の有機ＥＬ素子を製造できる。また、異なる条件の真空環境や大気圧環境にて実施される工程をロールツーロール方式のインラインで実施することが可能で、それぞれの工程をオフラインで実施する製造方法と比べると、工程が単純化し、作業効率の向上や工程停止時間の短縮がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】有機ＥＬ素子１０の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスのブロック図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の製造プロセスの模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 有機ＥＬ素子
１１ 基材
１２ 陽極
１３ 有機層
１４ 陰極
１１０ 洗浄工程
１１６ プラズマ槽
１１６ａ 第１緩衝チャンバー
１２０ 有機ＥＬ構造体形成工程
１２１ 蒸着槽
１２１ａ 第２緩衝チャンバー
１２１ｂ 第３緩衝チャンバー
１３０ 被覆処理工程工程
１３１ スパッタ槽
１３１ｂ 第４緩衝チャンバー
１４０ 切断工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロールツーロール方式により可撓性の長尺基材の上に少なくとも有機ＥＬ構造体を形成する工程を有し、
該有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後に、該長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有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構造体を形成する工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-4Ｐａ以下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構造体を形成する工程の前に、前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程を有し、
該プラズマ処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程の前に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程を有し、
該被覆処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１】
ロールツーロール方式により可撓性の長尺基材の上に少なくとも有機ＥＬ構造体を形成する工程を有し、
該有機ＥＬ構造体を形成する工程の前後に、該長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有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構造体を形成する工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-4Ｐａ以下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構造体を形成する工程の前に、前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程を有し、
該プラズマ処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記長尺基材にプラズマ処理を施す工程の前に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機ＥＬ構造体を形成する工程の後に、前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程を有し、
該被覆処理を施す工程で、前記長尺基材に加わる圧力が１×１０-3Ｐａ以上大気圧以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記有機ＥＬ構造体に被覆処理を施す工程の後に、前記長尺基材に加わる圧力を調整する工程を有することを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１４９４８２（Ｐ２００７−１４９４８２Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４１６３８（Ｐ２００５−３４１６３８）
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【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）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２８日（２００５．１１．２８）
【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）】
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