CN112313017A - 功能性膜的制造方法、干燥装置及功能性膜的制造装置 - Google Patents

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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Abstract

一种功能性膜的制造方法,是制造设置于长条状的基板的上表面的功能性膜的制造方法,包括:涂敷工序,在上述基板的上表面涂敷包含上述功能性膜的材料的墨液而形成涂敷膜;以及干燥工序,一边运送上述基板一边使上述涂敷膜干燥,上述干燥工序包括第一工序,所述第一工序将上述基板运送第一距离,其间使上述基板的温度从第一温度升温至第二温度,在上述第一工序中,如果将上述第一距离设为d1(m),将第一温度设为T1(℃),将第二温度设为T2(℃),则满足下式:(T2‑T1)/d1≥10(1a)的关系,且上述基板的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下。

Description

功能性膜的制造方法、干燥装置及功能性膜的制造装置
技术领域
本发明涉及功能性膜的制造方法、干燥装置及功能性膜的制造装置。
背景技术
有机EL元件在基板的表面上具有功能性膜。功能性膜等膜是通过将包含膜材料的墨液涂敷于基材上,其后,在干燥炉内实施干燥处理而形成的。在日本特开2002-340479号公报(专利文献1)中记载了通过控制送入干燥炉内的热风的风速来防止在膜的表观质量上产生风印。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-340479号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供能够抑制在功能性膜的表面产生条纹状的不均的功能性膜的制造方法、干燥装置及功能性膜的制造装置。
用于解决课题的手段
本发明提供以下的[1]~[16]。
[1]一种功能性膜的制造方法,其特征在于,是制造设置于长条状的基板的上表面的功能性膜的制造方法,包括:
涂敷工序,在上述基板的上表面涂敷包含上述功能性膜的材料的墨液而形成涂敷膜;以及
干燥工序,一边运送上述基板一边使上述涂敷膜干燥,
上述干燥工序包括第一工序,所述第一工序将上述基板运送第一距离,其间使上述基板的温度从第一温度升温至第二温度,
在上述第一工序中,如果将上述第一距离设为d1(m),将上述第一温度设为T1(℃),将上述第二温度设为T2(℃),则满足下式:
(T2-T1)/d1≥10 (1a)
的关系,且上述基板的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下。
[2]根据[1]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述干燥工序还包括第二工序,所述第二工序是在上述第一工序之后,将上述基板运送第二距离,并将其间的上述基板的温度保持在第二温度附近范围,
第二温度附近范围为T2±5℃。
[3]根据[1]或[2]所述的功能性膜的制造方法,其中,在上述第一工序中,使两个以上的运送辊依次接触上述基板的下表面而运送上述基板。
[4]根据[3]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述运送辊中的至少一个为中空辊或表面带台阶的辊。
[5]根据[3]或[4]所述的功能性膜的制造方法,其中,上述运送辊中的至少一个的每单位宽度的平均热容量为110J/K以下。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,上述涂敷工序通过喷墨印刷法涂敷墨液。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,上述第一工序通过红外线照射来加热上述基板。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的涂膜的制造方法,其中,上述功能性膜为有机EL元件的要素。
[9]一种干燥装置,其特征在于,使形成于长条状的基板的上表面的涂敷膜干燥,
所述干燥装置具备第一工序部,所述第一工序部将上述基板运送第一距离,其间使上述基板的温度从第一温度升温至第二温度,
在上述第一工序部中,如果将上述第一距离设为d1(m),将上述第一温度设为T1(℃),将上述第二温度设为T2(℃),则满足下式:
(T2-T1)/d1≥10 (1a)
的关系,且上述基板的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下。
[10]根据[9]所述的干燥装置,其中,还具备第二工序部,所述第二工序部在比上述第一工序部靠后段的位置将上述基板运送第二距离,将其间的上述基板的温度保持在第二温度附近范围,
第二温度附近范围为T2±5℃。
[11]根据[9]或[10]所述的干燥装置,其中,上述第一工序部使两个以上的运送辊依次接触上述基板的下表面而运送上述基板。
[12]根据[11]所述的干燥装置,其中,上述运送辊中的至少一个为中空辊或表面带台阶的辊。
[13]根据[11]或[12]所述的干燥装置,其中,上述运送辊中的至少一个的每单位宽度的平均热容量为110J/K以下。
[14]根据[9]~[13]中任一项所述的干燥装置,其中,上述第一工序部通过红外线照射来加热上述基板。
[15]一种制造装置,其特征在于,是在长条状的基板的上表面制造功能性膜的制造装置,上述制造装置具备[9]~[14]中任一项所述的干燥装置。
[16]根据[15]所述的制造装置,其中,上述功能性膜为有机EL元件的要素。
发明效果
根据本发明的制造方法,能够抑制在功能性膜的表面产生条纹状的不均。
附图说明
图1是示意地表示本发明的实施方式的干燥装置的剖视图。
图2A是示意地表示表面带台阶的辊的一个例子的剖视图。
图2B是示意地表示表面带台阶的辊的一个例子的剖视图。
图3是简要地表示第1实施方式的有机EL元件的构成的剖视图。
图4是示意地表示第1实施方式中的发光层形成工序的剖视图。
图5A是描绘了试验例1的第一工序中的温度的图表。
图5B是描绘了试验例1的第一工序中的瞬间变温速度的图表。
图6A是描绘了试验例2的第一工序中的温度的图表。
图6B是描绘了试验例2的第一工序中的瞬间变温速度的图表。
图7A是描绘了试验例3的第一工序中的温度的图表。
图7B是描绘了试验例3的第一工序中的瞬间变温速度的图表。
图8A是试验例1的功能性膜的光致发光照片。
图8B是试验例3的功能性膜的光致发光照片。
具体实施方式
[功能性膜的制造方法]
本发明是一种制造设置于长条状的基板的上表面的功能性膜的制造方法,包括:涂敷工序,在基板的上表面涂敷包含功能性膜的材料的墨液而形成涂敷膜;以及干燥工序,一边运送上述基板一边使上述涂敷膜干燥。墨液和供于干燥工序前的涂敷膜包含功能性膜的材料和使其分散或溶解的溶剂。
<干燥工序>
干燥工序包括第一工序。干燥工序优选在第一工序之后包括第二工序。第一工序是将基板运送第一距离,其间使基板的温度从第一温度升温至第二温度的升温工序。在第一工序中,如果将第一距离设为d1(m),将第一温度设为T1(℃),将第二温度设为T2(℃),则满足式(1a):
(T2-T1)/d1≥10 (1a)的关系。
第二工序是将基板运送第二距离,将其间的基板的温度保持在第二温度附近范围的恒温工序。第二温度附近范围优选为T2±5℃,进一步优选为T2±2℃。
第一温度T1和第二温度T2设为如下测定的值。对于基板的任意位置的温度,从第一工序的开始时刻到结束时刻,即在运送第一距离d1期间,以0.1秒间隔进行测定,并将从开始时刻起x秒后的测定温度设为Tx(℃),此时,将Tx的最小值设为第一温度T1,将Tx的最大值设为第二温度T2。测定Tx的任意的位置设为宽度方向的位置距端部为相同距离的不同的两个位置(以下,也称为“位置A1”、“位置A2”),将在两个位置测定的Tx中的最小值设为第一温度T1,将最大值设为第二温度T2。通常,第一温度T1与第一工序的开始时刻的温度大致一致,第二温度T2与第一工序的结束时刻的温度大致一致。在第一工序中,优选预先设定目标到达温度,使第二温度T2与目标到达温度大致一致。目标到达温度优选根据涂敷膜中所含的溶剂的沸点来确定。
关于基板的位置A1和位置A2的温度的测定方法,只要是能够进行0.1秒间隔的测定的温度计,则没有特别限定,可以是接触式,也可以是非接触式。作为这样的温度计,例如可举出能够贴附于基板的位置A1和位置A2的测温电阻元件、热电偶等。
在第一工序和第二工序中,以预定的运送速度运送基板。经过第一工序和第二工序之后的涂敷膜中所含的溶剂的除去率优选为80%以上,更优选为90%以上,进一步优选为99%以上。第一距离d1优选基于运送速度、基板的温度响应性等,以第二温度T2与目标到达温度大致一致的方式适当确定。第二距离d2优选基于运送速度、涂敷膜的厚度、涂敷膜的溶剂含量等,以实现目标溶剂的除去率的方式适当确定。
第一工序和第二工序中的基板的运送速度例如为0.5~5m/分钟,优选为1~3m/分钟。第一距离d1例如为1m以上且5m以下的范围内的距离。第二距离d2例如为2m以上且10m以下的范围内的距离。
第一工序的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下。对于瞬间变温速度,从第一工序的开始时刻起到结束时刻为止,每0.1秒进行计算。如果将从开始时刻(0秒)起x秒后(0.6秒后、0.7秒后、0.8秒后、···)的瞬间变温速度设为Rx(℃/秒),将从开始时刻起x秒后的基板的位置A1或位置A2的温度设为Tx,则瞬间变温速度Rx为如下的斜率,即,根据x-0.5秒~x+0.4秒的每0.1秒的10个点的温度,即Tx-0.5、Tx-0.4、Tx-0.3、Tx-0.2、Tx-0.1、Tx、Tx+0.1、Tx+0.2、Tx+0.3、Tx+0.4这10个点的温度,通过最小二乘法进行单回归分析,利用一次方程进行近似而得的斜率。
在第一工序中,通过使位置A1和位置A2处的瞬间变温速度Rx的最大值为5℃/秒以下,能够抑制在功能性膜上产生的条纹状的不均。在第一工序中,从能够进一步抑制条纹状的不均的观点出发,瞬间变温速度Rx的最大值优选为4℃/秒以下。
本发明人等获得如下见解而完成了本发明,即,具有在如第一工序那样的升温工序中瞬间产生大的温度变化的情况,由此,在功能性膜中容易产生与运送方向正交的方向的条纹状的不均。另外获得如下见解,即,在利用运送辊运送基板的方式中,在与运送辊接触的瞬间或其前后,容易瞬间地产生大的温度变化,并且获得如下见解,即,特别是在接近第一工序的开始时刻的时刻与运送辊接触的瞬间或其前后,容易瞬间地产生大的温度变化,从而完成了实施本发明的具体的方式。
从缩短时间的观点出发,第一工序优选满足式(1b):
(T2-T1)/d1≥20 (1b)的关系。
从容易构成瞬间变温速度Rx的最大值满足5℃/秒以下的工序部的观点出发,第一工序优选满足式(1c):
(T2-T1)/d1≤50 (1c)的关系。
图1是示意地表示进行干燥工序的干燥装置的剖视图。干燥装置100具备第一工序部10和第二工序部20。基板1以依次通过第一工序部10和第二工序部20的方式被运送。在第一工序部10中进行第一工序,在第二工序部20中进行第二工序。
在第一工序部10内设置有6根运送辊11a~11f和加热部12。在第一工序部10内,使6根运送辊11a~11f依次接触基板1的下表面而将基板1运送第一距离d1。其间,通过加热部12来加热基板1,使基板1的温度从第一温度升温至第二温度。
在第二工序部20内设置有6根运送辊21a~21f和加热部22。在第二工序部20内,使6根运送辊21a~21f依次接触基板1的下表面而将基板1运送第二距离d2。其间,通过加热部22来加热基板1,将基板1的温度保持在第二温度附近范围。
第一工序部10和第二工序部20内的运送辊的数量各自不限于6根,只要为2根以上,则可以根据运送距离适当设计。第一工序部10和第二工序部20中的运送辊的数量例如为3根~10根。
各运送辊为圆柱状,只要是能够通过一边使基板1与表面接触一边旋转来运送基板1的构成,就没有限定。对于运送辊的中心部,可以是作为空洞的中空辊,也可以是非空洞的实心辊。对于运送辊的表面,可以是平滑且与基板1的下表面的整个面接触的表面平滑辊,也可以是带台阶且与基板1的下表面的一部分接触的表面带台阶的辊。运送辊的材质没有特别限定,对于其表面材质,例如可例示树脂、陶瓷、金属、木材等。运送辊的直径没有特别限定,例如为30mm~100mm。第一工序部10内的运送辊11a~11f和第二工序部20内的运送辊21a~21f不需要全部相同,可以单独地适当选择。
第一工序部10内的加热部12可以是照射能量射线并通过其辐射热来加热基板1的部件,也可以是通过电热板等热源来加热第一工序部10内的气氛并将基板1加热的部件。作为能量射线,可例示红外线、远红外线、微波等。从能够有效地加热基板1的方面考虑,加热部12优选构成为通过红外线照射来加热基板1。第一工序部10优选具有遍及第一距离而从第一温度T1单调递增至第二温度T2的预定的温度分布。为了利用红外线照射来形成预定的温度分布,具备多个红外线照射装置,能够使各红外线照射装置的输出功率沿着运送方向逐渐增大。在本发明中,从防止在功能性膜的表面产生风印(wind prints)等的观点出发,优选不进行基于热风干燥的加热。加热部12在第一工序部10内的配置位置没有限定,可以配置于被运送的基板1的上侧,也可以配置于下侧,还可以配置于两侧。
对于第二工序部20内的加热部22,也与第一工序部10内的加热部12同样地,可以是照射能量射线并通过其辐射热来加热基板1的部件,也可以是通过电热板等热源来加热第二工序部20内的气氛并将基板1加热的部件。加热部22在第二工序部20内的配置位置没有限定,可以配置于被运送的基板1的上侧,也可以配置于下侧,还可以配置于两侧。
在第一工序部10中,作为使瞬间变温速度的最大值满足5℃/秒以下的方法,可举出调整运送辊的方法、调节调温辊的表面温度的方法等。作为调整运送辊的方法,可举出将运送辊中的至少一个设为向基板1的传热量低的运送辊(以下,也称为“低传热运送辊”)。作为低传热运送辊,可举出与基板1的下表面的接触面积减小的表面带台阶的辊、热容量小的中空辊等。低传热运送辊的每单位宽度的平均热容量优选为110J/K以下,更优选为80J/K以下。运送辊的每单位宽度的平均热容量根据运送辊的材质、运送辊为实心还是中空、运送辊的直径等而不同。通过使用中空辊、表面带台阶的辊等,能够构成宽度方向的平均热容量为110J/K以下的运送辊。
在第一工序部10内,可以将全部的运送辊(在图1中为运送辊11a~11f)设为低传热运送辊,也可以仅将配置于瞬间变温速度容易变高的区域的运送辊设为低传热运送辊。在第一工序部10内,在基板1的温度处于与第二温度T2相比更接近第一温度T1的温度的状态下与运送辊接触的情况下,瞬间变温速度容易变高,因此配置于将第一工序部10的第一距离d1分为两部分而得的上游侧的运送辊(在图1中为运送辊11a、11b、11c)优选为低传热运送辊。需要说明的是,由于根据干燥炉的特性来确定瞬间变温速度容易变高的区域,所以可以通过预先算出瞬间变温速度,将配置于瞬间变温速度超过5℃/秒的位置周边的运送辊替换为低传热运送辊等来进行调整。
图2A和图2B是示意地表示表面带台阶的辊的一个例子的剖视图。表面带台阶的辊30a、30b构成为:在表面具有凹状部31和凸状部32,在凹状部31中基板1的下表面不与辊接触,向基板1的热传递量变小。表面带台阶的辊30a的端部为凸状部32,被凸状部32夹持的中心区域为凹状部31。表面带台阶的辊30b的端部为凸状部32,在被凸状部32夹持的中心区域交替地形成有凹状部31和凸状部32。
在基板1中设置有涂敷膜的区域优选其下表面与表面带台阶的辊的凹状部对置。这是因为,在基板1中,特别是在设置有涂敷膜的区域中减小热传递量,由此,能够更有效地抑制在涂敷膜中产生的条纹状不均的发生。通过使设置有涂敷膜的区域中的50%以上、优选为80%以上、进一步优选为100%的区域的下表面与表面带台阶的辊的凹状部对置,由此,能够通过使用表面带台阶的辊来增大对抑制在涂敷膜产生的条纹状不均的发生的贡献。
在第一工序部10中,为了使瞬间变温速度的最大值满足5℃/秒以下,作为调整运送辊的其他方法,可举出将运送辊中的至少一个设为能够调节表面温度的运送辊(以下,也称为“调温辊”)。调温辊的表面温度的调节方法没有限定,例如可举出使冷却流体通过内部的方法等。关于调温辊的表面温度,优选以与该位置的基板的温度的温度差成为预定值以下的方式进行调节的方法。此处的预定值以下优选为15℃以下,更优选为10℃以下,进一步优选为4℃以下。可以设置判定调温辊的表面温度与基板的温度的温度差的判定部,根据判定部中的判定结果来调节调温辊的表面温度。在第一工序部10内,在基板1的温度处于与第二温度T2相比更接近第一温度T1的温度的状态下与运送辊接触的情况下,瞬间变温速度容易变高,因此配置于将第一工序部10的第一距离d1分为两部分而得的上游侧的运送辊(在图1中为运送辊11a、11b、11c)优选为调温辊。需要说明的是,由于根据干燥炉的特性来确定瞬间变温速度容易变高的区域,所以可以通过预先算出瞬间变温速度,将配置于瞬间变温速度超过5℃/秒的位置周边的运送辊替换为调温辊等来进行调整。
<涂敷工序>
在涂敷工序中,在长条状的基板的上表面涂敷墨液而形成涂敷膜。涂敷工序可以是一边运送基板一边进行的工序,也可以是不运送基板地进行的工序,但从能够在涂敷工序之后连续地进行上述干燥工序的观点出发,优选为一边运送基板一边进行的工序。
作为墨液的涂敷方法,例如可以使用旋涂法、流延法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法、毛细管涂布法、喷嘴涂布法等涂敷方法,从得到涂敷膜的平坦性的观点出发,优选使用作为喷出型涂敷法的喷墨印刷法。涂敷工序中使用的墨液的种类没有特别限定,墨液的浓度越低,另外墨液的粘度越小,则存在越容易在功能性膜的表面产生条纹状不均的趋势。根据本发明,即使在使用低浓度的墨液、低粘度的墨液等的情况下,也能够抑制在功能性膜的表面产生条纹状不均的情况。
在涂敷工序中,根据功能性膜的用途而在基板的上表面的任意区域涂敷墨液。需要说明的是,为了使墨液不会漏出到装置内,优选在长条状基板的宽度方向的至少端部不涂敷涂敷用组合物。
<制造装置>
本发明的功能性膜的制造装置的一个方式具备上述干燥装置。根据本方式,能够制造在与干燥装置中的运送方向正交的方向上产生的条纹状不均的发生得到抑制的功能性膜。
[第1实施方式]
以下,说明本发明的一个实施方式。本实施方式是具有功能性膜的有机EL元件的制造方法。
图3是简要地表示本实施方式的有机EL元件的构成的剖视图。如图3所示,通过本实施方式的有机EL元件的制造方法制造的有机EL元件80例如是用于照明的有机EL照明面板。有机EL元件80具备基板82、阳极(第一电极)84、发光层(有机EL用的功能层)86和阴极(第二电极)88。有机EL元件80可以采用从阳极84侧射出光的方式、或者从阴极88侧射出光的方式。以下,只要没有特别说明,就是对从阳极84侧射出光的方式进行说明。
<基板>
基板82对于可见光(波长400nm~800nm的光)具有透光性。基板82可以是膜状的基板。基板82的厚度例如为30μm以上且700μm以下。
基板82具有挠性,基板82的例子为塑料膜或高分子膜。作为基板82的材料,例如可举出聚醚砜(PES);聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环状聚烯烃等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚碳酸酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醇树脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物;聚丙烯腈树脂;缩醛树脂;聚酰亚胺树脂;环氧树脂等。
在基板82上可以形成用于驱动有机EL元件80的驱动电路(例如包含薄膜晶体管等的电路)。这样的驱动电路通常由透明材料形成。
在基板82的上表面82a上可以形成阻挡膜。阻挡膜例如可以是包含硅、氧和碳的膜,或者可以是包含硅、氧、碳和氮的膜。具体而言,阻挡膜的材料的例子为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等。阻挡膜的厚度的例子为100nm以上且10μm以下。
<阳极>
阳极84设置于基板82的上表面82a上。阳极84使用显示透光性的电极。作为显示透光性的电极,可以使用电导率高的金属氧化物、金属硫化物和金属等的薄膜,适合使用透光率高的薄膜。阳极84可以具有包含导电体(例如金属)的网络结构。
阳极84的厚度可以考虑着光的透射性、电导率等来确定。阳极84的厚度通常为10nm~10μm,优选为20nm~1μm,进一步优选为50nm~500nm。在本说明书中,有时也将设置有阳极84的基板82称为带电极的基板60。
<发光层>
发光层86是设置于阳极84上、且具有发出预定波长的光的功能的功能性膜。发光层86的厚度根据所使用的材料不同而最佳值不同,以驱动电压和发光效率成为适度的值的方式适当设定。发光层86的厚度例如为1nm~1μm,优选为2nm~500nm,进一步优选为10nm~200nm。
<阴极>
阴极88设置于发光层86上。阴极88的厚度根据所使用的材料不同而最佳值不同,考虑着电导率、耐久性等来设定。阴极88的厚度通常为10nm~10μm,优选为20nm~1μm,进一步优选为50nm~500nm。
在有机EL元件80中,可以在阳极84与发光层86之间以及发光层86与阴极88之间进一步设置其他功能性膜。以下示出包含各种功能性膜的有机EL元件80的层构成的例子。
a)阳极/发光层/阴极
b)阳极/空穴注入层/发光层/阴极
c)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极
d)阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
e)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/阴极
f)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极
g)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
h)阳极/发光层/电子注入层/阴极
i)阳极/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
符号“/”是指符号“/”两侧的层彼此接合。上述a)的构成对应于图3所示的构成。
空穴注入层是具有改善从阳极84向发光层86的空穴注入效率的功能的功能性膜。空穴传输层是具有改善从阳极84、空穴注入层或更接近阳极84的空穴传输层向发光层86的空穴注入效率的功能的功能性膜。电子传输层是具有改善来自阴极88、电子注入层或更接近阴极88的电子传输层的电子注入效率的功能的功能性膜。电子注入层是具有改善从阴极88向发光层86的电子注入效率的功能的功能性膜。电子注入层可以是阴极的一部分。
空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等有机EL用的功能性膜的材料可以使用用于各膜的公知的材料。有机EL用的各功能性膜的厚度根据所使用的材料不同而最佳值不同,进行适当设定以使得驱动电压和发光效率成为适当的值。
有机EL元件80可以具备将带电极的基板60上的至少功能性膜密封的密封部。
<制造方法>
接下来,对具有图3所示的构成的有机EL元件80的制造方法的一个例子进行说明。以下,对使用在具有挠性的长条的基板82上形成有阳极84的带电极的基板60来制造有机EL元件80的方式进行说明。在本说明书中,长条的基板和长条的带电极的基板是指,后述的运送方向(X轴方向)的长度比宽度方向(Y轴方向)的长度长的基板和带电极的基板。
长条的带电极的基板60可以通过在于具有挠性的长条的基板82的上表面82a设定的多个元件形成区域分别形成阳极84来制作。
作为阳极84的材料,例如可举出氧化铟、氧化锌、氧化锡、铟锡氧化物(Indium TinOxide:简称ITO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide:简称IZO)、金、铂、银、铜等,其中,优选ITO、IZO或氧化锡。阳极84可以形成为包含例示的材料的薄膜。阳极84的材料可以使用聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等有机物。在该情况下,阳极84可以形成为透明导电膜。如上所述,阳极84也可以具有包含导电体(例如金属)的网络结构。
阳极84可以通过在有机EL元件80的制造中公知的方法形成。作为阳极84的形成方法,例如可举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、镀覆法、涂敷法等。
作为涂敷法,例如可举出喷墨印刷法,但只要是能够形成阳极84的涂敷法,则也可以是其他公知的涂敷法。作为喷墨印刷法以外的公知的涂敷法,例如可举出狭缝涂布法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、线棒涂布法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法和喷嘴印刷法等。
包含阳极84的材料的涂敷液的溶剂只要是能够溶解阳极84的材料的溶剂即可。作为溶剂,例如可举出氯仿、二氧甲烷、二氯乙烷等氯化物溶剂、四氢呋喃等醚溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、丙酮、甲乙酮等酮溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯溶剂等。
使用上述带电极的基板60制造有机EL元件80的方法包括发光层形成工序(功能性膜形成工序)和阴极形成工序(电极形成工序)。如本实施方式所说明,在由长条的带电极的基板60制造有机EL元件80的方式中,通常包括切割工序,在该切割工序中,在长条的带电极的基板60形成发光层86和阴极88后,在每个元件形成区域切割带电极的基板60,由此得到多个有机EL元件80。因此,对包括切割工序的方式进行说明。
<发光层形成工序>
在发光层形成工序中,通过上述功能性膜的制造方法形成发光层。在发光层形成工序中,在阳极84上形成发光层86。发光层形成工序包括涂敷工序和干燥工序。
图4是示意地表示发光层形成工序的剖视图。在发光层形成工序中,如图4所示,通过卷对卷方式来形成发光层86。即,将卷绕于放卷辊62A的长条的带电极的基板60送出,将其沿其长度方向利用运送辊R进行运送后直至利用收卷辊62B进行收卷为止的期间,依次实施涂敷工序和干燥工序。
(涂敷工序)
在涂敷工序中,从配置于带电极的基板60上的墨液涂敷器64将包含发光层86用的材料的墨液66涂敷于阳极84上,形成涂敷膜68。在本实施方式中,利用喷墨印刷法形成涂敷膜68。在该情况下,墨液涂敷器64为喷墨涂敷器。
作为喷墨涂敷器的墨液涂敷器64在带电极的基板60的运送方向上具有多个喷嘴列,各喷嘴列具有在带电极的基板60的宽度方向上排列的多个喷嘴。作为墨液涂敷器64,例如可以是分辨率为600dpi的涂敷器。
发光层86的材料只要是公知的发光层86用的材料即可。发光层86通常主要包含发出荧光和/或磷光的有机物,或者包含该有机物和辅助该有机物的掺杂剂。掺杂剂例如是为了提高发光效率、改变发光波长而加入的。发光层86中所含的有机物可以是低分子化合物,也可以是高分子化合物。作为构成发光层86的发光材料,可举出下述的色素系材料、金属络合物系材料、高分子系材料等主要发出荧光和/或磷光的有机物、掺杂材料等。
作为色素系材料,例如可举出环喷他明或其衍生物、四苯基丁二烯或其衍生物、三苯胺或其衍生物、噁二唑或其衍生物、吡唑并喹啉或其衍生物、二苯乙烯基苯或其衍生物、二苯乙烯基芳撑(distyryl arylene)或其衍生物、吡咯或其衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、紫环酮或其衍生物、苝或其衍生物、低聚噻吩或其衍生物、噁二唑二聚物或其衍生物、吡唑啉二聚物或其衍生物、喹吖啶酮或其衍生物、香豆素或其衍生物等。
作为金属络合物系材料,例如可举出中心金属具有Tb、Eu、Dy等稀土类金属或Al、Zn、Be、Pt、Ir等,且配位体具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉结构等的金属络合物等。作为金属络合物,例如可举出铱络合物、铂络合物等具有来自三重激发态的发光的金属络合物、羟基喹啉铝络合物、苯并羟基喹啉铍络合物(benzoquinolinol beryliumcomplex)、苯并噁唑锌络合物、苯并噻唑锌络合物、偶氮甲基锌络合物、卟啉锌络合物、菲咯啉铕络合物等。
作为高分子系材料,例如可举出聚对亚苯基亚乙烯基或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚对亚苯基或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、聚乙炔或其衍生物、聚芴或其衍生物、聚乙烯基咔唑或其衍生物、将上述色素材料和金属络合物材料中的至少一者高分子化而得到的材料等。
作为掺杂材料,例如可举出苝或其衍生物、香豆素或其衍生物、红荧烯或其衍生物、喹吖啶酮或其衍生物、方酸内鎓盐或其衍生物、卟啉或其衍生物、苯乙烯基色素、并四苯或其衍生物、吡唑啉酮或其衍生物、十环烯或其衍生物、吩噁嗪酮或其衍生物等。
墨液66的溶剂只要能够溶解发光层86用的材料即可,没有限定。作为溶剂,例如可举出氯仿、二氧甲烷、二氯乙烷等氯化物溶剂、四氢呋喃等醚溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂、丙酮、甲乙酮等酮溶剂、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯溶剂等。
在一个实施方式中,墨液66的粘度可以以墨液66刚着落于带电极的基板60后的粘度成为1mPa·s~25mPa·s的方式设定。在一个实施方式中,墨液66的固体成分浓度可以以墨液66刚着落于带电极的基板60后的固体成分浓度成为5重量%以下的方式设定。
(干燥工序)
在干燥工序中,在干燥装置100所具有的干燥炉内使涂敷膜68干燥,得到发光层86。干燥装置100的例子可以是图1所示的干燥装置。在干燥装置100中,第一温度T1例如为室温±10℃的范围内的温度。第二温度T2优选为比构成所运送的长条状的基板的树脂的玻璃化转变温度低的温度,例如为60℃以上且200℃以下的范围内的温度,优选为80℃以上且120℃以下的范围内的温度。
(阴极形成工序)
在阴极形成工序中,在发光层86上形成阴极88。为了利用阴极88将来自发光层86的光反射至阳极84侧,作为阴极88的材料,优选可见光反射率高的材料。作为阴极88的材料,例如可举出碱金属、碱土类金属、过渡金属和周期表的第13族金属等。作为阴极88,也可以使用包含导电性金属氧化物和导电性有机物等的透明导电性电极。阴极88可以与阳极84的形成方法同样地形成。也可以以卷对卷方式形成阴极88。即,也可以一边将带电极的基板60沿其长度方向运送,一边在发光层86上形成阴极88。
(切割工序)
在切割工序中,一边将形成有发光层86和阴极88的长条的带电极的基板60沿其长度方向运送,一边在每个元件形成区域切割带电极的基板60。由此,由形成有发光层86和阴极88的长条的带电极的基板60得到多个有机EL元件80。
实施例
以下,通过试验例更详细地说明本发明,但本发明不限于这些试验例。
<试验例1~3>
在试验例1~3中制作功能性膜。在试验例1~3中,首先,准备长条状的基板(商品名:PEN-Q65H,300mm宽,100μm厚,帝人杜邦公司制),一边将其以运送速度2m/分钟运送,一边实施涂敷工序和干燥工序,制作功能性膜。
在涂敷工序中,使用喷墨涂敷器将墨液均匀地涂敷在基板的上表面的除了宽度方向的端部以外的区域。
在干燥工序中,使用图1所示的干燥装置进行第一工序和第二工序。将第一工序部的第一距离d1设为2m,将基板1的运送速度设为2m/分钟,将第一工序部10中的目标到达温度设为90℃。在试验例1~3中,将在第一工序部内使用的6个运送辊设为表1所示的辊,将其配置位置设为表1所示的位置(位置1~6),除此以外,在相同的条件下制作功能性膜。需要说明的是,表1所示的配置位置是将第一工序的开始时刻(第一工序部的入口)的位置设为0m、将第一工序的结束时刻(第一工序部的出口)的位置设为2m时的位置。
[表1]
Figure BDA0002855090400000181
在试验例1~3中,在基板的上表面,在距离宽度方向的一个端部为40mm的位置(记为“位置A1”)和距离另一端部为40mm的位置(记为“位置A2”)处贴附测温电阻元件,在干燥工序的第一工序中,以0.1秒间隔测定位置A1和位置A2的温度Tx。位置A1和位置A2均是与在基板的上表面未设置涂敷膜的区域对应的位置。
图5A是如下图表,即,对于试验例1的第一工序中的温度Tx,使用运送速度将第一工序的经过时间x换算成从第一工序的开始时刻(0m)起的运送距离,在横轴上描绘运送距离,在纵轴上描绘温度Tx,用直线连结描绘点而制成的图表。图5B是根据上述方法算出试验例1的第一工序中的经过时间x时的瞬间变温速度Rx,在横轴上描绘经过时间x,在纵轴上描绘瞬间变温速度Rx,用直线连结描绘点而制成的图表。
图6A和图6B是如下图表,即,对于试验例2的温度Tx,与使用试验例1的温度Tx制作的图5A和图5B同样地制作的图表。图7A和图7B是对于试验例3的温度Tx,与使用试验例1的温度Tx制作的图5A和图5B同样地制作的图表。
在表2中示出从试验例1~3的测定结果中提取的、干燥工序的第一工序中的第一温度T1(最小温度)、第二温度T2(最大温度)以及瞬间变温速度Rx的最大值和(T2-T1)/d1的计算值。
在试验例1~3中,所得到的功能性膜的平均厚度为约0.1μm。对于各试验例,从得到的功能性膜与基板的层叠体中切出150mm×150mm大小的样品,利用光致发光检测装置观察功能性膜的表面有无条纹状不均的产生。在表2中示出观察结果。图8A是利用光致发光拍摄装置对试验例1的样品进行拍摄而得到的照片。图8B是利用光致发光拍摄装置对试验例3的样品进行拍摄而得到的照片。
[表2]
第-温度T<sub>1</sub>(℃) 第二温度T<sub>2</sub>(℃) 瞬间变温速度R<sub>x</sub>的最大值(℃/秒) (T<sub>2</sub>-T<sub>1</sub>)/d<sub>1</sub>(℃/m) 有无条纹状不均
试验例1 24.5 89.7 3.0 32.6
试验例2 24.1 89.2 3.1 32.6
试验例3 24.7 92.7 6.1 34
根据表2所示的观察结果和图8A、图8B可知,在瞬间变温速度Rx的最大值为5℃/s以下的试验例1、2中,未观察到条纹状的不均,另一方面,在瞬间变温速度Rx的最大值超过5℃/s的试验例3中,观察到与运送方向正交的方向的条纹状的不均(在图8B中用箭头表示)。
附图标记说明
1:基板,10:第一工序部,11a、11b、11c、11d、11e、11f:运送辊,12:加热部,20:第二工序部,21a、21b、21c、21d、21e、21f:运送辊,22:加热部,30a、30b:表面带台阶的辊,31:凹状部,32:凸状部,60:带电极的基板,62A:放卷辊,62B:收卷辊,64:墨液涂敷器,66:墨液,68:涂敷膜,80:有机EL元件,84:阳极,86:发光层,100:干燥装置。

Claims (16)

1.一种功能性膜的制造方法,其特征在于,是制造设置于长条状的基板的上表面的功能性膜的制造方法,包括:
涂敷工序,在所述基板的上表面涂敷包含所述功能性膜的材料的墨液而形成涂敷膜;以及
干燥工序,一边运送所述基板一边使所述涂敷膜干燥,
所述干燥工序包括第一工序,所述第一工序将所述基板运送第一距离,其间使所述基板的温度从第一温度升温至第二温度,
在所述第一工序中,如果将所述第一距离设为d1,将所述第一温度设为T1,将所述第二温度设为T2,则满足下式:
(T2-T1)/d1≥10 (1a)
的关系,且所述基板的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下,
其中,所述d1的单位为m,所述T1和所述T2的单位为℃。
2.根据权利要求1所述的功能性膜的制造方法,其中,所述干燥工序还包括第二工序,所述第二工序是在所述第一工序之后,将所述基板运送第二距离,并将其间的所述基板的温度保持在第二温度附近范围,
第二温度附近范围为T2±5℃。
3.根据权利要求1或2所述的功能性膜的制造方法,其中,在所述第一工序中,使两个以上的运送辊依次接触所述基板的下表面而运送所述基板。
4.根据权利要求3所述的功能性膜的制造方法,其中,所述运送辊中的至少一个为中空辊或表面带台阶的辊。
5.根据权利要求3或4所述的功能性膜的制造方法,其中,所述运送辊中的至少一个的每单位宽度的平均热容量为110J/K以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,所述涂敷工序通过喷墨印刷法涂敷墨液。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的功能性膜的制造方法,其中,所述第一工序通过红外线照射来加热所述基板。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的涂膜的制造方法,其中,所述功能性膜为有机EL元件的要素。
9.一种干燥装置,其特征在于,使形成于长条状的基板的上表面的涂敷膜干燥,
所述干燥装置具备第一工序部,所述第一工序部将所述基板运送第一距离,其间使所述基板的温度从第一温度升温至第二温度,
在所述第一工序部中,如果将所述第一距离设为d1,将所述第一温度设为T1,将所述第二温度设为T2,则满足下式:
(T2-T1)/d1≥10 (1a)
的关系,且所述基板的瞬间变温速度的最大值为5℃/秒以下,
其中,所述d1的单位为m,所述T1和所述T2的单位为℃。
10.根据权利要求9所述的干燥装置,其中,还具备第二工序部,所述第二工序部在比所述第一工序部靠后段的位置将所述基板运送第二距离,将其间的所述基板的温度保持在第二温度附近范围,
第二温度附近范围为T2±5℃。
11.根据权利要求9或10所述的干燥装置,其中,所述第一工序部使两个以上的运送辊依次接触所述基板的下表面而运送所述基板。
12.根据权利要求11所述的干燥装置,其中,所述运送辊中的至少一个为中空辊或表面带台阶的辊。
13.根据权利要求11或12所述的干燥装置,其中,所述运送辊中的至少一个的每单位宽度的平均热容量为110J/K以下。
14.根据权利要求9~13中任一项所述的干燥装置,其中,所述第一工序部通过红外线照射来加热所述基板。
15.一种制造装置,其特征在于,是在长条状的基板的上表面制造功能性膜的制造装置,
所述制造装置具备权利要求9~14中任一项所述的干燥装置。
16.根据权利要求15所述的制造装置,其中,所述功能性膜为有机EL元件的要素。
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