JP2012142140A - 有機ｅｌ素子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光色の変動が抑制された、高品質な有機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】電極層の形成された帯状の基材を供給し、該基材の非電極層側を回転駆動するキャンロール表面に当接させて該基材を移動させつつ、前記キャンロールと対向するように配された蒸着源のノズルから気化された有機層形成材料を吐出させて、前記基材の電極層側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記蒸着源として、前記キャンロール側に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材が備えられたものを用い、弾性体を介して前記突出部材が前記キャンロールに当接する方向に前記蒸着源を付勢しつつ、前記蒸着工程を実施することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、基材に形成された電極層上に有機層を有し、該有機層から光を放出する有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置に関する。

近年、次世代の低消費電力の発光表示装置に用いられる素子として有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子が注目されている。有機ＥＬ素子は、基本的には、有機発光材料から成る発光層を含む少なくとも１層の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。

有機ＥＬ素子は、発光層を含む少なくとも１層の有機層が互いに反対電極を有する２つの電極層に挟持されて構成されており（サンドイッチ構造）、各有機層は、それぞれ数ｎｍ〜数十ｎｍの有機膜から構成されている。また、電極層で挟まれた有機層は、基材上に支持されるようになっており、基材上に陽極層（電極層）、有機層、陰極層の順に積層されることによって有機ＥＬ素子が形成されるようになっている。また、有機ＥＬ素子が複数の有機層を有する場合、基材上に陽極層を形成した後、陽極層上に各有機層を順次積層し、積層された有機層上に陰極層を形成することによって、有機ＥＬ素子が形成されるようになっている。

このような有機ＥＬ素子の製造方法において、基材に形成された陽極上に各有機層を成膜（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、各有機層を形成するための材料（有機層形成材料）の純度を高めることができ、高寿命が得られ易いことから、真空蒸着法が主として用いられている。

上記した真空蒸着法では、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で有機層が形成されるようになっており、各有機層に対応する蒸着源が設けられている。具体的には、蒸着源に配置された加熱部で各有機層形成材料を加熱してこれを気化させ、気化された有機層形成材料（気化材料）を上記蒸着源に設けられたノズルから放射状に吐出して、基材に形成された陽極層上に付着させることにより、該陽極層上に有機層形成材料を蒸着する。

かかる真空蒸着法においては、いわゆるバッチプロセスやロールプロセスが採用されている。バッチプロセスとは、陽極層が形成された基材１枚ごとに陽極層上に有機層を蒸着するプロセスである。また、ロールプロセスとは、陽極層が形成されロール状に巻き取られた帯状の基材を連続的に（いわゆるロールトゥロールで）繰り出し、繰り出された基材を回転駆動するキャンロールの表面で支持してその回転と共に移動させつつ、陽極層上に連続的に各有機層を蒸着し、各有機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。

しかし、このように真空蒸着法においてロールプロセスを採用した場合には、発光色が所望の発光色から変動（バラツキ）してしまい、低品質の有機ＥＬ素子が製造される場合がある。

特に、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が（特許文献１参照）、このような技術では、上記した発光色が所望の発光色から変動した低品質の有機ＥＬ素子が、より一層製造され易くなる。

特開２００８−２８７９９６号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、発光色の変動が抑制された、高品質な有機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課題とする。

上記課題を解決するために、本発明者が鋭意検討したところ、得られる有機ＥＬ素子の発光色の変動は、基材上に成膜（形成）される有機層の厚みの変動に起因して生じ、この厚みの変動は、蒸着時における蒸着源のノズル（より詳細にはノズルの開口縁）と基材表面との距離（蒸着源−基材間距離）の変動によって生じることが判明した。

上記した通り、通常、有機ＥＬ素子における各有機層の厚みは数ｎｍ〜数十ｎｍ程度であり、わずかな厚みの変動が発光色に大きな影響を及ぼし得る。また、蒸着源−基材間距離は、キャンロールの偏心、膨張や表面状態等によって、蒸着源に対するキャンロール表面の位置が変動し、蒸着源−基材間距離の変動は数十μｍ程度にまで及び得る。そして、例えば蒸着源−基材間距離が２ｍｍのとき、当該距離が２０μｍ（１％）変動すると有機層の厚みが２％変動する、というように、蒸着源−基材間距離の変動率に比較して、該変動によって引き起こされる有機層の厚みの変動率の方が遥かに大きくなることが判明した。

上記に鑑み、蒸着時において、蒸着源と基材が支持されるキャンロールとの距離を一定に維持することによって、蒸着源−基材間距離を一定に維持し、有機層の厚みの変動を抑制して、発光色の変動が抑制された有機ＥＬ素子を製造し得ることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、
電極層の形成された帯状の基材を供給し、該基材の非電極層側を回転駆動するキャンロール表面に当接させて該基材を移動させつつ、前記キャンロールと対向するように配された蒸着源のノズルから気化された有機層形成材料を吐出させて、前記基材の電極層側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記蒸着源として、前記キャンロール側に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材が備えられたものを用い、弾性体を介して前記突出部材が前記キャンロールに当接する方向に前記蒸着源を付勢しつつ前記蒸着工程を実施することを特徴とする。

これにより、キャンロールの表面位置が変動しても、弾性体の付勢により、蒸着源を、突出部材の先端とキャンロールとが常に当接しているように移動させることができる。従って、蒸着源のノズルとキャンロールの表面との相対的な位置関係が維持されて、蒸着源のノズルとキャンロールの表面との距離を一定に維持しつつ、蒸着源から基材上に有機層を形成することができる。
よって、蒸着源−基材間距離の変動に起因する有機層の厚みの変動を抑制することができ、発光色の変動が抑制された、高品質な有機ＥＬ素子を得ることができる。

また、本発明は、前記突出部材は、前記キャンロールの表面と当接する周面を有し且つ前記キャンロールの回転に伴って回転するローラ部材が先端に軸支されてなることが好ましい。

これにより、突出部材の先端とキャンロールとの間に発生する摩擦力を低減することができるため、摩擦に起因する振動の発生や先端の磨耗の発生等を防止することができる。従って、蒸着源−基材間距離をより一定に維持し易くすることができる。

また、本発明は、前記キャンロールの軸方向両端縁は、それぞれ前記軸方向外側に突出する環状突出部として形成されてなり、前記突出部材は、前記環状突出部の内周面と当接する周面を有し且つ前記キャンロールの回転による前記内周面の移動に従って回転するローラ部材が先端部に軸支されてなることが好ましい。

これにより、突出部材の先端とキャンロールとの間に発生する摩擦力を低減することができるため、摩擦に起因する振動の発生や先端の磨耗の発生等を防止することができる。従って、蒸着源−基材間距離を一定に維持し易くすることができる。また、キャンロールの表面とローラ部材とが当接しないため、かかる当接によって不意に生じた異物が基材に付着したり、基材が不意に損傷するおそれを回避することができる。

また、本発明は、前記ノズルと前記キャンロールの表面との距離が１５ｍｍ以下であることが好ましい。

１５ｍｍ以下とすることにより、含まれる水分量が少なく長寿命の有機層を形成できるとともに、１５ｍｍ以下というように有機層の厚みがより変動し易い場合においても、蒸着源のノズルとキャンロールの表面との距離を一定に維持し、これにより、蒸着源−基材間距離を一定に維持しつつ蒸着工程を行うことができるため、より効果的である。

また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、
電極層の形成された帯状の基材を供給する基材供給手段と、供給された該基材の非電極層側で当接しつつ該基材の移動に伴って回転駆動するキャンロールと、該キャンロールと対向するように配され、ノズルから気化された有機層形成材料を吐出して、キャンロールに当接した前記基材の前記電極層側に有機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、
前記蒸着源は、前記キャンロール方向に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材を備え、弾性体によって該突出部材を前記キャンロールに当接するように付勢されてなることを特徴とする。

以上の通り、本発明によれば、発光色の変動が抑制された、高品質な有機ＥＬ素子を製造することができる。

本発明の第１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 蒸着源及びキャンロールの周辺の構成を模式的に示す概略側面図 図２のＡＡ’断面図 有機ＥＬ素子の層構成を模式的に示す概略側面断面図 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置において蒸着源及びキャンロールの周辺の構成を模式的に示す概略側面図 図５のＢＢ’断面図 比較例１における蒸着源及びキャンロールの周辺の構成を模式的に示す概略断面図 比較例２における蒸着源及びキャンロールの周辺の構成を模式的に示す概略断面図

以下に本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置について図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明の第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置及び製造方法について説明する。

図１は、本発明の第１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であり、図２は、蒸着源及びキャンロールの周辺の構成を模式的に示す概略側面図であり、図３は、図２のＡＡ’断面図であり、図４は、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る。

図１に示すように、有機ＥＬ素子の製造装置１は、真空チャンバー３を有する蒸着装置であり、真空チャンバー３内には、大まかには、基材供給手段たる基材供給装置５と、キャンロール７と、蒸着源９と、基材回収装置６とが配置されている。真空チャンバー３は、不図示の真空発生装置により、その内部が減圧状態にされ、内部に真空領域を形成することができるようになっている。

前記基材供給装置５としては、ロール状に巻き取られた帯状の基材２１を繰り出す供給ローラ５が備えられている。前記基材回収装置６としては、繰り出された基材２１を巻き取る巻取ローラ６が備えられている。
即ち、供給ローラ５から繰り出した基材２１はキャンロール７に供給された後、巻取ローラ６によって巻き取られる、所謂ロールトゥロール方式となっている。

キャンロール７は、ステンレスから形成されており、回転駆動するようになっている。かかるキャンロール７は、供給ローラ５から繰り出され（供給され）、巻取ローラ６に巻き取られる基材２１が所定の張力で巻き架けられるような位置に配置されており、キャンロール７の周面（表面）で基材２１の非電極層側（具体的には、陽極層の設けられた側と反対の側）を支持するようになっている。また、キャンロール７が回転（図１の反時計回りに回転）することにより、巻き掛けられた（支持された）基材２１をキャンロール７と共に回転方向に移動させることができるようになっている。

かかるキャンロール７は、内部に冷却機構等の温度調整機構を有していることが好ましく、これにより、後述する基材２１上での有機層の成膜中において、基材２１の温度を安定させることができる。キャンロール７の外径は、例えば、３００〜２０００ｍｍに設定することができる。

そして、キャンロール７が回転すると、その回転に応じて供給ローラ５から基材２１が順次繰り出され、繰り出された基材２１がキャンロール７の周面に当接して支持されつつその回転方向に移動すると共に、キャンロール７から離れた基材２１が巻取ローラ６によって巻き取られるようになっている。

基材２１の形成材料としては、キャンローラ７に巻き架けられても損傷しないような可撓性を有する材料が用いられ、このような材料として、例えば、金属材料、非金属無機材料や樹脂材料を挙げることができる。

上記金属材料としては、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。

上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。

上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。

基材２１として具体的には、スパッタリングによって予め陽極層２３（図４参照）を形成したものを用いることができる。
陽極層２３を形成するための材料としては、インジウム−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、白金などの金属や合金材料を用いることができる。

蒸着源９は、発光層２５ａを含む少なくとも１層の有機層（図４参照）における各有機層に対応して設けられている。蒸着源９は、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配置されており、基材２１に有機層を形成するための材料（有機層形成材料２２）を蒸着させることにより、基材２１上に形成された陽極層２３上に有機層（図４参照）を順次形成するようになっている。かかる蒸着源９は、加熱等により気化された有機層形成材料２２を基材２１に向けて吐出可能なノズルを有していれば、その構成は特に限定されるものではない。

前記蒸着源９は、有機層形成材料２２を収容することができるようになっており、ノズル９ａと、加熱部（不図示）とを有している。ノズル９ａは、キャンロール７において基材２１の支持領域と対向するように配置されている。上記加熱部は、有機層形成材料２２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は、ノズル９ａから外部に吐出されているようになっている。

そして、蒸着源９内で有機層形成材料２２が加熱されると、該有機層形成材料２２が気化され、気化された有機層形成材料２２が、ノズル９ａから基材２１に向かって吐出されて、基材２１上に蒸着されるようになっている。このように気化された有機層形成材料２２が基材２１に蒸着されることにより、基材２１上に形成された陽極層２３上に有機層が形成されるようになっている。

有機層としては、少なくとも発光層２５ａを有していれば特に限定されるものではなく、例えば図４（ａ）に示すように、陽極層２３上に発光層２５ａのみ一層の有機層を形成することもできる。また、必要に応じて、例えば図４（ｂ）に示すように、正孔注入層（有機層）２５ｂ、発光層２５ａ及び電子注入層（有機層）２５ｃをこの順に積層して、有機層を３層積層することもできる。その他、必要に応じて、上記図４（ｂ）に示す発光層２５ａと正孔注入層２５ｂの間に正孔輸送層（有機層）２５ｄ（図４（ｃ）参照）を挟むことによって、または、発光層２５ａと電子注入層２５ｃとの間に電子輸送層（有機層）２５ｅ（図４（ｃ）参照）を挟むことによって、有機層を４層積層することもできる。

さらに、図４（ｃ）に示すように、正孔注入層２５ｂと発光層２５ａとの間に正孔輸送層２５ｄ、発光層２５ａと電子注入層２５ｃとの間に電子輸送層２５ｅを挟むことによって、有機層を５層積層することもできる。また、各有機層の厚みは、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。

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。

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。

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。

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。

上記電子輸送層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。

また、蒸着源９は、上記したような基材２１の陽極層２３上に形成される有機層の積層構成や積層数量に応じて１つ以上配置されることができる。例えば、図４（ｂ）に示すように有機層を３層積層する場合には、図１に示すように、各有機層に応じて蒸着源９を３つ配置することができる。このように複数の蒸着源９が設けられた場合、キャンロール７の回転方向に対し最も上流側に配置された蒸着源９によって陽極層２３上に１層目の有機層が蒸着された後、下流側の蒸着源９によって１層目の有機層上に順次２層目の有機層が蒸着されて、積層されるようになっている。

ここで、基材２１上に成膜される各有機層の厚みのバラツキ（変動）が大きくなると、有機ＥＬ素子の発光色が変化する不具合が発生する。また、各有機層の厚みの変動は、蒸着源９のノズル９ａ（より詳細にはノズル９ａの開口縁）と基材２１表面との距離（蒸着源−基材間距離Ｌａ）が変動することによって生じ、この蒸着源−基材間距離Ｌａは、蒸着源９に対して基材表面の位置（表面位置）が変動し、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７表面との距離Ｌが変動することによって生じる。

さらに、上記表面位置の変動は、キャンロール７の組み立て精度や加工精度、キャンロール７の偏心、蒸着中の熱によるキャンロール７を構成する材料の膨張や、キャンロール７表面の凹凸状態等によって生じ、その変動が数十μｍ程度に達することは十分に考えられる。

そして、各有機層の厚みが、通常、数ｎｍ〜数十ｎｍであることから、上記表面位置の変動は、各有機層の厚みの変動に大きな影響を及ぼす。例えば蒸着源−基材間距離Ｌａを２ｍｍに設定した場合、その距離が２０μｍ（１％）変動するとき、各有機層の厚みは２％程度変動する、すなわち、上記距離の変動率の２倍程度の変動率で各有機層の厚みが変動し得る。

このように、有機層の厚みのわずかな変化が発光色に大きな影響を及ぼし、上記距離Ｌａのわずかな変化が厚みに大きな影響を及ぼす。そこで、基材２１の上記表面位置の変動があっても、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７表面との距離Ｌを一定に維持することにより、蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持し、基材２１上の陽極層２３に形成される有機層の厚みの変動を抑制することができる。

本実施形態では、図２及び図３に示すように、蒸着源９には、キャンロール７の軸方向（図３の左右方向）両端部に向かって突出する突出部材１１が突設されている。また、突出部材１１の先端部１１ａとして、突出部材本体の先端部の軸方向外側には、ローラ部材１１ａが回転自在に軸支されている。ローラ部材１１ａの周面は、キャンロール７の表面において基材２１の支持領域よりも両外側と当接しており、キャンロール７が回転すると、キャンロール７の表面の移動に従ってローラ部材１１ａが回転するようになっている。なお、本実施形態では、ローラ部材１１ａが突出部材１１の先端部に相当する。

突出部材１１は、タングステン、鉄、ニッケル、コバルト及びこれらの合金等から形成されており、蒸着源９での加熱によって真空チャンバー３内の温度が上昇したり、後述する押圧力Ｆ１が作用したりしても、これらによっては蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７の表面との距離が変化しないようになっている。

また、蒸着源９と真空チャンバー３の内壁３ａ（固定用部）との間には、圧縮バネ部材（弾性体）１５が配置されており、圧縮バネ部材１５の一端が蒸着源９に、他端が真空チャンバー３の内壁に接続されている。すなわち、蒸着源９は、圧縮バネ部材１５を介して真空チャンバー３の内壁３ａに固定されている。

これにより、圧縮バネ部材１５によって蒸着源９及び突出部材１１がキャンロール７側へと所定の押圧力Ｆ１で押圧され、かかる突出部材１１に押圧されることによって、ローラ部材１１ａがキャンロール７表面に押圧力Ｆ１で圧接されるようになっている。また、押圧力Ｆ１は、ローラ部材１１ａの周面とキャンロール７の表面とが常に当接していることができる、すなわち、ローラ部材１１ａの周面とキャンロール７の表面との当接状態が維持されるような力に設定されている。

このように、ローラ部材１１ａの周面が常にキャンロール７と当接していることによって、キャンロール７の上記表面位置が変動しても、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７表面との距離Ｌを一定に維持することができる。これにより、有機層の蒸着時、蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持することができるため、該蒸着源−基材間距離Ｌａの変動に起因する有機層の厚みの変動を抑制することができる。従って、有機ＥＬ素子２０の発光色の変動を抑制することができる。

また、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７の表面との距離Ｌが小さいほど、かかる距離Ｌの変動が有機層の厚みの変動に大きな影響を及ぼし易い。かかる観点を考慮すれば、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７の表面との距離Ｌは、１５ｍｍ以下であることが好ましく、５ｍｍ以下であることがより好ましい。当該距離Ｌを１５ｍｍ以下とすることにより、有機層の厚みがより変動し易い場合においても、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７の表面との距離Ｌを一定に維持し、これにより、蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持しつつ蒸着工程を行うことができるため、より効果的である。

上記したように基材２１上に形成された陽極層２３上に有機層を蒸着した後、有機層の最上面に陰極層２７を不図示のスパッタ装置等の真空成膜装置を用いて形成することによって、図４に示すように、基材２１上に、陽極層２３、有機層及び陰極層２７がこの順に積層された有機ＥＬ素子２０が形成（製造）されるようになっている。陰極層２７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。

なお、真空チャンバー３内のキャンロール７における基材２１の支持領域と対向する位置において、キャンロール７の回転方向に対し有機層を形成するための蒸着源９の上流側に陽極層２３を形成するための真空成膜装置、下流側に陰極層２７を形成するための真空成膜装置を配置し、キャンロール７に支持されつつ移動する基材２１に陽極層２３を成膜した後、有機層を蒸着し、さらに陰極層２７を成膜することもできる。

また、その他、陽極層２３及び陰極層２７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及び陰極層２７用の蒸着源を配置し、基材２１上に、陽極層２３、有機層、陰極層２７をこの順に連続して蒸着することによって、有機ＥＬ素子２０を形成することもできる。

次に、上記製造装置を用いた第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。

本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、電極層の形成された帯状の基材を供給し、該基材の非電極層側を回転駆動するキャンロール表面に当接させて該基材を移動させつつ、前記キャンロールと対向するように配された蒸着源のノズルから気化された有機層形成材料を吐出させて、前記基材の電極層側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記蒸着源として、前記キャンロール側に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材が備えられたものを用い、弾性体を介して前記突出部材が前記キャンロールに当接する方向に前記蒸着源を付勢しつつ、前記蒸着工程を実施することを特徴とする。

本実施形態に於いては、先ず、減圧雰囲気下、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、ロール状に巻き取られた基材２１を基材供給装置５から繰り出す。

次いで、繰り出された基材２１を、陽極層２３が形成された側と反対の側をキャンロール７の表面に当接させて移動させつつ、キャンロール７と対向して配置された蒸着源９によって発光層２５ａ（図４参照）を含む有機層形成材料２２を気化させ、気化された有機層形成材料２２をノズル９ａから吐出してキャンロール７に支持された基材２１上の陽極層２３上に蒸着させる。

これらの操作は、蒸着源９からキャンロール７側に突設された突出部材１１の先端部１１ａたるローラ部材１１ａの周面を、キャンロール７の軸方向両端部に当接させつつ、ローラ部材１１ａの周面と該両端部との間の当接状態が維持されるように蒸着源９を真空チャンバー３の内壁に圧縮バネ部材１５（弾性体）を介して固定して実施する。このとき、圧縮バネ部材１５によって蒸着源９及び突出部材１１が上記した押圧力Ｆ１でキャンロール７側に付勢され、これにより、ローラ部材１１ａの周面がキャンロール７の周面に圧接されている。

次いで、基材２１上に有機層を形成した後、有機層が蒸着された基材２１を巻取ローラ６によって巻き取る。さらに、巻き取られた基材２１上に形成された有機層上に、不図示のスパッタ装置によって陰極層２７を形成することにより、基材２１に、陽極層２３、有機層及び陰極層２７がこの順に積層された有機ＥＬ素子２０を形成することができる。

上記した通り、本実施形態に係る製造方法では、陽極層２３（電極層）の形成された帯状の基材２１を供給し、該基材２１の非陽極層２３側を回転駆動するキャンロール７表面に当接させて該基材２１を移動させつつ、キャンロール７と対向するように配された蒸着源９から有機層形成材料２２を気化させて、基材２１の陽極層２３側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、蒸着源９として、キャンロール７側に突設され、先端部１１ａがキャンロール７の軸方向両端部に当接する突出部材１１が備えられたものを用い、圧縮バネ部材１５（弾性体）を介して突出部材１１がキャンロール７に当接する方向に蒸着源９を付勢しつつ、蒸着工程を実施する。

これにより、キャンロール７の表面位置が変動しても、この変動に応じて圧縮バネ部材１５が変形し、蒸着源９は、ローラ部材１１ａの周面とキャンロール７の表面とが常に当接しているように移動することができる。従って、キャンロール７の表面位置の変動に因らず、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７の表面との距離Ｌを一定に維持し、これにより蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持しつつ、蒸着源９から基材２１上に有機層を形成することができる。このように、蒸着源−基材間距離Ｌａの変動に起因する有機層の厚みの変動を抑制することができるため、発光色の変動が抑制された、高品質な有機ＥＬ素子を得ることができる。

なお、有機層の厚みの変動を減らすほど有機ＥＬ素子の発光色の変動を抑制することができ、該厚みの変動を例えば±２％以内とすることによって、上記発光色の変動をより確実に抑制して、より高品質な有機ＥＬ素子を製造することができる。

また、本実施形態では、突出部材１１としては、キャンロール７の表面と当接する周面を有し且つキャンロール７の回転によるキャンロール７の表面の移動に従って回転するローラ部材１１ａが先端部として軸支されたものを用い、弾性体としては、真空チャンバー３の内壁３ａと蒸着源９とに接続され、蒸着源９をキャンロール７側に付勢する圧縮バネ部材１５を用いて、蒸着工程を、ローラ部材１１ａの周面をキャンロール７の表面に圧縮バネ部材１５によって押圧しつつ行う。

これにより、突出部材１１の先端部１１ａとキャンロール７との間に発生する摩擦力を低減することができるため、摩擦に起因する振動の発生や先端の磨耗の発生等を防止することができる。従って、蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持し易くすることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置及び製造方法について説明する。

図５は、本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置において蒸着源及びローラ部材の周辺の構成を模式的に示す概略側面図であり、図６は、図５のＢＢ’断面図である。図１〜図３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。また、第１実施形態に係る製造装置と同様の構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

図５及び図６に示すように、本実施形態では、キャンロール７の軸方向（図６の左右方向）両端縁は、周縁に沿ってそれぞれ両外側に環状に突出する環状突出部７ａが形成されている。そして、突出部材１１は、突出部材本体先端側の軸方向内側に先端部１１ａとしてローラ部材１１ａが回転自在に軸支されて、ローラ部材１１ａの周面が環状突出部７ａの内周面と当接しているようになっている。そして、キャンロール７の回転による突出部７ａの内周面の移動に従動してローラ部材１１ａが回転するようになっている。

また、蒸着源９は、引っ張りバネ部材（弾性体）１７によって真空チャンバー３の内壁３ａに固定されている。これにより、蒸着源９及び突出部材１１が引っ張り力Ｆ２によって真空チャンバー３側に付勢されることにより、ローラ部材１１ａの周面が環状突出部７ａの内周面に圧接されている。引っ張り力Ｆ２は、キャンロール７が回転し、この回転に従動してローラ部材１１ａが回転しているとき、常にローラ部材１１ａが突出部７ａの内周面と当接していることができる、すなわち、ローラ部材１１ａの周面とキャンロール７の表面との当接状態が維持されるような力に設定されている。

このように、ローラ部材１１ａの周面が常に環状突出部７ａの内周面と当接していることによって、キャンロール７の上記表面位置が変動しても、蒸着源９のノズル９ａとキャンロール７表面との距離Ｌを一定に維持することができる。これにより、各有機層の蒸着時、蒸着源−基材間距離Ｌａを一定に維持することができるため、該蒸着源−基材間距離Ｌａの変動に起因する有機層の厚みの変動を抑制することができる。従って、有機ＥＬ素子の発光色の変動を抑制することができる。

次に、上記製造装置を用いた第２実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。また、第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法と同様の構成については説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。

本実施形態に係る製造方法では、陽極層２３（電極層）の形成された帯状の基材２１を供給し、該基材２１の非陽極層２３側を回転駆動するキャンロール７表面に当接させて該基材２１を移動させつつ、キャンロール７と対向するように配された蒸着源９から有機層形成材料２２を気化させて、基材２１の陽極層２３側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、蒸着源９として、キャンロール７側に突設され、先端部がキャンロール７の軸方向両端部に当接する突出部材１１が備えられたものを用い、引っ張りバネ１７（弾性体）を介して突出部材１１の先端部１１ａがキャンロール７に当接する方向に蒸着源９を引っ張り（付勢し）つつ、蒸着工程を実施する。

具体的には、本実施形態では、キャンロール７の軸方向両端縁は、それぞれ周縁に沿って上記軸方向外側に突出する環状突出部７ａとして形成されてなり、突出部材１１は、先端部１１ａとして突出部７ａの内周面と当接する周面を有し且つキャンロール７の回転による上記内周面の移動に従って回転するローラ部材１１ａが設けられてなり、弾性体は、真空チャンバー３の内壁３ａと蒸着源９とに接続され、蒸着源９をキャンロール７と反対側に引っ張る引っ張りバネ部材１７から形成されており、ローラ部材１１ａの周面を上記内周面に引っ張りバネ部材１７によって押圧しつつ蒸着工程を実施する。

これにより、突出部材１１の先端部１１ａとキャンロール７との間に発生する摩擦力を低減することができるため、摩擦に起因する振動の発生や上記先端の磨耗の発生等を防止することができる。従って、蒸着源−基材間距離Ｌａをより一層一定に維持し易くすることができる。また、キャンロール７の表面とローラ部材１１ａとが当接しないため、かかる当接によって不意に生じた異物が基材２１に付着したり、基材２１が不意に損傷するおそれを回避することができる。

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、上記実施形態では、弾性体として圧縮バネ部材１５又は引っ張りバネ１７を用いたが、キャンロール７が回転する際、これに応じて突出部材１１の先端部１１ａが常にキャンロール７表面に当接していることができるように蒸着源９の配置を移動させることが可能であれば、弾性体は特に限定されるものではない。また、上記各実施形態では、突出部材１１の先端部１１ａとしてローラ部材１１ａを設けたが、ローラ部材１１ａの無い突出部材１１の先端部１１ａをキャンロール７表面に直接当接させることもできる。

また、上記実施形態では、蒸着源９内で有機層形成材料２２を気化させたが、別途の装置で気化された有機層形成材料２２を蒸着源９内に導入し、該蒸着源９のノズルから吐出することもできる。

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をキャンローラ７へと繰り出すことが可能であれば、キャンローラ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。

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。

（実施例）
上記した第１実施形態に係る製造装置１において蒸着源９を１つ配置し、発光層２５ａを形成するための材料としてトリス（８−ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、基材２１として全長１００ｍのＰＥＴを用い、この基材２１上に、予め陽極層２３としてＩＺＯ層を形成させた。そして、第１実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法により、蒸着源９でＡｌｑ３を気化させ、気化されたＡｌｑ３を基材２１上に形成されたＩＺＯ層上に蒸着することによって、発光層２５ａを連続して成膜（形成）した。

形成された発光層２５ａの厚みについて、ＵＬＶＡＣ社製の触針式表面形状測定器Ｄｅｋｔａｋを用いて、基材２１の幅方向中央において、長手方向に１ｍおきに測定し、厚み精度＝（厚みの最大値−最小値）／２／（平均厚み）×１００（％）によって、長手方向の厚み精度を算出した。その結果、長手方向の厚み精度は、±２％であった。

（比較例１）
図７に示すように、蒸着源９を、圧縮バネ部材１５の代わりに金属棒１９を介して真空チャンバー３の内壁３ａに固定し、蒸着源９に突出部材１１を設けないこと以外は実施例１と同様にして、ＰＥＴから成る基材２１上に形成されたＩＺＯ層上に、Ａｌｑ３を蒸着して発光層２５ａを成膜し、長手方向の厚み精度を算出した。その結果、長手方向の厚み精度は、±１０％であった。

（比較例２）
図８に示すように、蒸着源９を、圧縮バネ部材１５の代わりに金属棒１９を介して真空チャンバー３の内壁３ａに固定すること以外は実施例１と同様にして、ＰＥＴから成る基材２１上にＡｌｑ３を蒸着して発光層２５ａを成膜し、厚み精度を測定した。その結果、長手方向の厚み精度は、±５％であった。

上記の結果、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ素子の製造装置により、基材２１上の陽極層２３上に形成される有機層の厚みの変動を抑制でき、有機ＥＬ素子の発光色の変動を抑制できることがわかった。

１：有機ＥＬ素子の製造装置、３：真空チャンバー、３ａ：内壁、５：基材供給装置（基材供給手段）、７：キャンロール、９：蒸着源、９ａ：ノズル、１１：突出部材、１１ａ：ローラ部材（先端部）、１５：圧縮バネ部材（弾性体）、１７：引っ張りバネ部材（弾性体）、２０：有機ＥＬ素子、２１：基材、２５ａ：発光層（有機層）

Claims (5)

1. 電極層の形成された帯状の基材を供給し、該基材の非電極層側を回転駆動するキャンロール表面に当接させて該基材を移動させつつ、前記キャンロールと対向するように配された蒸着源のノズルから気化された有機層形成材料を吐出させて、前記基材の電極層側に有機層を形成する蒸着工程を含む有機ＥＬ素子の製造方法であって、
   前記蒸着源として、前記キャンロール側に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材が備えられたものを用い、弾性体を介して前記突出部材が前記キャンロールに当接する方向に前記蒸着源を付勢しつつ、前記蒸着工程を実施することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 前記突出部材は、前記キャンロールの表面と当接する周面を有し且つ前記キャンロールの回転に従って回転するローラ部材が先端に軸支されてなる請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 前記キャンロールの軸方向両端縁は、それぞれ前記軸方向外側に突出する環状突出部として形成されてなり、前記突出部材は、前記環状突出部の内周面と当接する周面を有し且つ前記キャンロールの回転による前記内周面の移動に従って回転するローラ部材が先端に軸支されてなる請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 前記ノズルと前記キャンロールの表面との距離が１５ｍｍ以下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。
5. 電極層の形成された帯状の基材を供給する基材供給手段と、供給された該の非電極層側で当接しつつ該基材の移動に伴って回転駆動するキャンロールと、該キャンロールと対向するように配され、ノズルから気化された有機層形成材料を吐出して、キャンロールに当接した前記基材の前記電極層側に有機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、
   前記蒸着源は、前記キャンロール方向に突設され、先端部が前記キャンロールの軸方向両端部に当接する突出部材を備え、弾性体によって該突出部材を前記キャンロールに当接するように付勢されてなることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。

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