JP2013249998A - 塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥の均一性を得る。
【解決手段】基板ｆ１上の塗布膜ｆ２と対面する凝縮板１１を備え、当該凝縮板１１により塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥装置１において、赤外線を放射し、基板ｆ１を加熱する加熱装置１２を備え、凝縮板１１は、凝縮面１１ａに赤外線反射膜１３が形成され、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法に関する。

有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）素子や有機薄膜太陽電池等における有機薄膜の成膜方法として、真空プロセスを必要とせず、連続生産が容易であることから、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法等のウェットプロセスによる塗布方法が注目されている。しかしながら、ウェットプロセスによれば、塗布膜を乾燥する工程において乾燥ムラが生じることがあり、均一な膜厚を得ることが難しい。要因の１つとして、溶解度を上げるために、塗布液の溶媒として揮発性の高い有機溶剤が用いられることが挙げられる。

従来、均一な乾燥が可能な乾燥方法として、塗布膜面に凝縮板を対面させ、凝縮板により塗布膜中の溶媒の蒸気を凝縮させる乾燥方法が開示されている（例えば、特許文献１、２参照）。この乾燥方法によれば、対流を用いずに、凝縮板と塗布膜間の距離とそれぞれの表面温度とを制御することによって、精密な乾燥が可能である。

上記特許文献２には、好ましい凝縮板として、熱伝導率が高く、溶媒に溶解しない材質が挙げられ、具体的には銅、アルミニウム、これらの合金、ＳＵＳ３０４、セラミックス材料、有機材料等が挙げられている。

特表２００３−５２４８４７号公報 特開２００５−１９０５１３号公報

凝縮板と塗布膜間の表面温度差が大きいほど乾燥速度が大きく、生産性が向上するが、上述のように熱伝導率が高い凝縮板を用いて表面温度差を大きくしたとき、塗布膜からの放射又は対流の影響により、凝縮板の表面温度が上昇しやすい。その結果、温度ムラが発生し、ひいては乾燥ムラとなって十分な膜厚の均一性が得られない。

本発明の課題は、乾燥の均一性を得ることである。

請求項１に記載の発明によれば、
基板上の塗布膜と対面する凝縮板を備え、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥装置において、
赤外線を放射し、前記基板を加熱する加熱装置を備え、
前記凝縮板は、少なくとも凝縮面が赤外線反射能を有し、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である塗布膜の乾燥装置が提供される。

請求項２に記載の発明によれば、
前記凝縮板は、凝縮面に赤外線反射膜が形成され、
前記赤外線反射膜は、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である請求項１に記載の塗布膜の乾燥装置が提供される。

請求項３に記載の発明によれば、
基板上の塗布膜と凝縮板を対面させ、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
加熱装置により赤外線を放射して、前記基板を加熱し、
前記凝縮板として、少なくとも凝縮面が赤外線反射能を有し、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である凝縮板を用いる塗布膜の乾燥方法が提供される。

本発明によれば、赤外線を反射して凝縮面の温度上昇を防ぐことにより、乾燥の均一性を得ることができる。

本実施の形態に係る塗布膜の乾燥装置が用いられた製造ラインを示している。 基板の搬送方向から見た乾燥装置の正面図である。

以下、図面を参照して本発明の塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法の実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係る塗布膜の乾燥装置１が用いられた製造ライン例を示している。
図１に示す製造ラインは、ローラー２２、２３によって把持され、搬送される基板ｆ１上に、塗布装置３により有機層の塗布液を塗布し、乾燥装置１によりその塗布膜を乾燥する。
なお、乾燥装置１より後に、残留溶媒の除去等を目的として、後処理用の乾燥装置を設置してもよい。その乾燥方法としては、特に限定されず、例えば熱風、赤外線、平面加熱等の固体伝熱乾燥、マイクロ波等を用いた内部発熱乾燥、真空乾燥、超臨界乾燥、超音波乾燥等の固定非加熱系乾燥、吸湿乾燥、冷却乾燥、凝縮乾燥等の気体乾燥のような公知の方法を選択することができる。

基板ｆ１は、塗膜の対象物である。基板ｆ１として、金属、ガラス基板、樹脂フィルム等の可撓性材料からなる基材や、基材自体を塗膜するときは基材の支持体等が用いられる。基板ｆ１上にはいくつかの有機層が既に形成されていてもよい。
基板ｆ１は、アンワインダー２１によって塗布装置３に送り出され、塗布、乾燥後に、ワインダー２４によって巻き取られる。

塗布装置３は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法に代表されるようなウェットプロセスの他、スリット型ダイコーターを用いたスロット法、ＥＳＤ（Electro Spray Deposition）法、ＥＳＤＵＳ（Evaporative Spray Deposition from Ultra-ditule Solution）法等によって、塗布液を塗布する。溶媒を含む塗布液を塗布できるのであれば、塗布装置３の塗布方法は特に限定されない。

連続的に搬送される基板ｆ１上に塗布する方法として、必要な膜厚の塗布膜を形成するのに必要な量より余分に塗布液を塗布し、その後、余剰分を除去する後計量型と、必要な量だけ塗布液を塗布する前計量型とが知られている。何れの塗布方法も適用可能であるが、塗布の高精度、高速化、薄膜化、塗布膜の品質向上、積層への適性等の観点から、前計量型が好ましい。また、塗布液の暴露抑制、濃度変化の抑制、クリーン度の維持、異物の混入防止という観点から、閉じた系であることが好ましい。そのため、上記塗布方法のなかでも、スリット型ダイコーターを用いたスロット法、スプレー法、インクジェット法が好ましい。

塗布液は、有機材料を溶媒に溶解又は分解させて調製することができる。
陽極と陰極間に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の有機層が順に積層された有機ＥＬ素子の場合、正孔輸送層の有機材料として、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマーが挙げられる。

発光層の有機材料としては、繰り返し単位を持たない低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基等の重合性基を有する低分子化合物でもよい。
具体的には、発光層の有機材料として、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有する化合物、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換された誘導体を表す。）等が挙げられる。
また、発光層の有機材料として燐光性化合物も挙げられる。燐光性化合物は、元素の周期表で８族〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、イリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物、希土類錯体等が挙げられる。

電子輸送層の有機材料としては、例えばニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。

有機ＥＬ素子以外にも、塗布装置３は、太陽電池、トランジスター、メモリー、センサー等の有機層を形成することができる。そのような有機材料としては、ポリチオフェン等の導電性高分子の他、ペンタセン、ナフタレン誘導体等が挙げられる。

塗布液に用いられる溶媒としては、溶質である有機材料にもよるが、例えば純水、２−エトキシエタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン等のハロゲン系、キシレン、トルエン、へキサン、シクロヘキシルベンゼン、アニソール等の芳香族炭化水素系、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系、酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトニトリル等のエステル系、ジエチルエーテル、ジメチルスルホスキド等が挙げられる。

塗布液は、塗布範囲を制御する目的や、塗布後の表面張力勾配に伴う液流動（例えば、コーヒーリングと呼ばれる現象を引き起こす液流動）を抑制する目的に応じて、界面活性剤や複数種の溶媒を含有することができる。
界面活性剤としては、溶媒に含まれる水分の影響、レベリング性、基板ｆ１への濡れ性等の観点から、例えばアニオン性又はノニオン性の界面活性剤等が挙げられる。具体的には、含フッ素系活性剤等、国際公開第０８／１４６６８１パンフレット、特開平２−４１３０８号公報等に挙げられた界面活性剤を用いることができる。

塗布膜の膜厚は、有機層として必要とされる機能と有機材料の溶解度又は分解性により、適宜選択することができる。膜厚が大きいほど流動による乾燥ムラが発生しやすく、均一な乾燥が可能な乾燥装置１の有用性は大きい。
塗布膜の膜厚としては、具体的には１〜９０μｍの範囲内であることが好ましい。

塗布膜の粘度についても、膜厚と同様に、有機層として必要とされる機能と有機材料の溶解度又は分解性により、適宜選択することができる。粘度が低いほど流動による乾燥ムラが発生しやすく、均一な乾燥が可能な乾燥装置１の有用性は大きい。
塗布膜の粘度としては、具体的には０．３〜１００ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましく、０．５〜１０ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。

〔乾燥装置〕
乾燥装置１は、基板ｆ１上の塗布膜が含有する溶媒の蒸気を凝縮し、塗布膜を乾燥する。
乾燥装置１は、塗膜後すぐに乾燥できるように、塗布装置３の直後に設置されることが好ましい。塗膜から乾燥までの間、周囲の気流や乾燥装置１において生じる自然対流の影響があるが、塗膜後すぐに乾燥を開始することにより、気流の影響による乾燥ムラを防ぐことができる。搬送速度にもよるが、塗膜から乾燥までの時間は、３０秒以内であることが好ましく、１０秒以内であることがより好ましい。なお、塗布装置３から乾燥装置１までの間、周囲の気流の遮断手段として遮断板を設けることもできるし、塗布膜上で気流が生じないように、周囲の気流の整流手段として整流板や整流用のファンを設けることもできる

図２は、乾燥装置１内部を基板ｆ１の搬送方向ｙから見た正面図である。
乾燥装置１は、図１及び図２に示すように、基板ｆ１上の塗布膜ｆ２と対面する凝縮板１１を備え、当該凝縮板１１により塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する。凝縮板１１は固定的に配置されてもよいし、ローラーにより搬送される構成でもよい。
また、乾燥装置１は、溶媒の蒸発を促すため、赤外線を放射して基板ｆ１を加熱する加熱装置１２を備えている。

凝縮板１１は、図２に示すように凝縮面１１ａに赤外線反射膜１３が形成され、少なくとも凝縮面１１ａが赤外線反射能を有している。
凝縮板１１は、加熱装置１２から放射された赤外線は、基板ｆ１によって吸収されるが、全てが吸収されるとは限らず、凝縮板１１にも赤外線が到達する。凝縮板１１はこのような赤外線を反射することができ、放射熱による凝縮板１１、特に凝縮面１１ａの温度上昇を抑えることができる。凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間で十分な温度差を保持することができ、温度上昇による乾燥速度の低下を防いで、乾燥の生産性を向上させることができる。

また、基板ｆ１は搬送されているため、加熱装置１２の熱源の位置によらず均一に加熱されるのに対し、凝縮板１１が固定的に設置されている場合、凝縮板１１自体の赤外線反射能が十分でなければ、熱源の配置に応じて加熱ムラが生じることも考えられる。しかし、凝縮板１１が赤外線を十分に反射することにより、加熱ムラに伴う凝縮面１１ａの温度ムラを抑えることができ、乾燥の均一性が向上する。

赤外線反射膜１３は、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である。
加熱装置１２が、波長が３．０〜８．０μｍの範囲の赤外線を放射するとき、凝縮板１１が上記反射率で赤外線を反射することにより、赤外線による凝縮面１１ａの温度上昇を効果的に防ぐことができる。

凝縮板１１の材料は特に限定されないが、熱伝導性、重量、加工性、加工精度、溶媒に対する耐性、赤外線反射膜１３との密着性等を考慮して、適宜選択することができる。例えば、アルミ、銅、ＳＵＳ、鉄等の金属又は合金、プラスチック、木材等を選択することができる。なかでも、加工性、熱伝導性を考慮すると、アルミ、ＳＵＳが好ましい。

また、凝縮の鈍化を防ぐ観点から、熱容量が大きい材料を用いることが好ましい。溶媒を凝縮させるためには、凝縮面１１ａを低温に維持する必要がある。熱容量が大きい凝縮板１１を用いることにより、加熱装置１２の加熱によって塗布膜ｆ２から放射熱が生じた場合でも、凝縮面１１ａの温度上昇を抑制し、凝縮の鈍化を防ぐことができる。
具体的には、熱容量が２７００ｋＪ／ｍ^３・Ｋ以上であることが好ましく、大きいほどよい。

赤外線反射膜１３としては、例えばＡｕ、Ａｇ等の金属膜、特開平１０−２６８１２９号公報に記載されているようなＴｉＯ_２−ＳｉＯ_２等の誘電体多層膜、Ｉｎ_２Ｏ_３−Ｓｎ、ＳｎＯ_２（：Ｓｂ）等の導電膜、Ａｇ等の金属とＴｉＯ_２等の誘電体膜を組み合わせた複合膜が挙げられ、反射する赤外線の波長に応じて適宜選択することができる。
赤外線反射膜１３の形成方法は特に限定されず、例えば蒸着法、メッキ法、塗布法等の公知の方法を適宜選択することができる。
また、必要に応じて、凝縮面１１ａとの密着性を高めるため、赤外線反射膜１３と凝縮面１１ａ間にＣｒ等からなる密着層を形成することもできる。

赤外線反射膜１３の膜厚は、加熱装置１２により放射された特定の波長の赤外線を十分に反射できるのであれば、特に限定されない。膜厚が大きすぎればコストが上昇し、小さすぎれば十分な赤外反射能が得られないという観点からすれば、好ましくは０．０２〜１μｍの範囲内であり、より好ましくは０．０５〜０．４μｍの範囲内である。

なお、凝縮板１１全体を赤外線反射膜１３と同様の材料により構成し、凝縮面１１ａだけでなく凝縮板１１全体が、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である赤外線反射能を有することも可能である。

凝縮板１１は、凝縮面１１ａに凝縮した溶媒の排出を補助する目的で、凝縮面１１ａに複数のスリットを有することができる。凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間の距離ｄは、乾燥速度に影響するので、スリットは必要に応じて形成すればよい。スリットの延在方向は、幅手方向ｘ又は搬送方向ｙの何れであってもよい。スリットの毛管力によって凝縮面１１ａに凝縮した溶媒を幅手方向ｘ又は搬送方向ｙの端部へと搬送し、排出する。凝縮板１１の端部に、凝縮板１１の側面から垂下する側面板や溶媒回収用の容器を設置し、スリットによって排出された溶媒を回収することもできる。

凝縮板１１を基板ｆ１に対して傾斜させて配置し、凝縮面１１ａ上に凝縮した溶媒を、重力により、傾斜した凝縮面１１ａに沿って排出させてもよい。例えば、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間の距離が、幅手方向ｘの一端から他端に向かうほど大きくなるように設置することができる。

凝縮板１１は、凝縮面１１ａ上の溶媒排出を補助する目的で、凝縮面１１ａが表面処理されていてもよい。
例えば、汚れ防止又は凝縮した溶媒の効率的な排出のため、凝縮面１１ａを撥水処理又は親水処理することができる。
撥水処理としては、特開２００５−３４３０１６号公報、特開２０００−２５４５８２号公報に記載されているように、フルオロアルキル基、アルキル基等を有するシラン化合物等の撥水性材料を、フローコーティング法、ディップコーティング法等によって塗布する処理が挙げられる。また、特開２００５−２３１２２号公報に記載されているように、撥水撥油性を持つポリフロオロアルキル基を有する重合体を用いて作製されたハニカム構造又はピラー構造のフィルムを凝縮面１１ａに貼付してもよい。
他の表面処理としては、乾燥ムラを防ぐためのラビング処理が挙げられる。また、濡れ性を向上させるため、凝縮面１１ａを粗く仕上げることもできる。

その他、ベルト、ワイプ、ポンプ等の機械力によって、凝縮面１１ａ上の溶媒を排出してもよい。

加熱装置１２は、赤外線を放射する赤外線ヒーター等の熱源を備えて構成されている。赤外線の放射熱により溶媒の蒸発を促進するとともに、凝縮板と塗布膜間の表面温度差を拡大させることができ、乾燥速度を上げて乾燥の生産性を向上させることができる。
赤外線ヒーターは、球状でもよいし、塗布膜ｆ２の幅手方向ｘの長さを持つライン状でもよい。波長の異なる赤外線ヒーターを交互に配置する等して、異なる波長の赤外線を同時に放射することも可能である。

塗布液に用いられる水又は溶媒は、水が２．９μｍ付近の吸収波長を有し、溶媒が３．０〜４．５μｍの吸収波長を有している。また、基板ｆ１として用いられることが多いポリエチレンテレフタレートは８．２μｍ付近の吸収波長を有し、ポリエチレンナフタレートは１２．２μｍ付近の吸収波長を有することが知られている。
よって、基板ｆ１より水や溶媒を選択的に加熱するのであれば、加熱装置１２が、最大エネルギー波長が３．０〜８．０μｍの範囲内にある赤外線を放射することが好ましい。

乾燥装置１の乾燥速度は、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間の距離ｄを調整することにより、制御することができる。距離ｄは小さいほど凝縮しやすく、乾燥速度が上がるが、好ましくは０．１〜１０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは０．１〜４ｍｍの範囲内である。０．１ｍｍ以上とすることにより、基板ｆ１のばたつきによる塗布膜ｆ２と凝縮板１１との接触を回避しやすくなる。また、凝縮した溶媒が塗布膜ｆ２に接触することを抑制して、接触による乾燥ムラを抑制することができる。１０ｍｍ以内とすることにより、凝縮板１１の配置を高精度とすることによるコストを削減できる。また、周囲の対流の影響を低減して乾燥ムラを防ぐとともに、乾燥速度を上げて生産性を向上させることができる。

また、乾燥装置１の乾燥速度は、凝縮面１１ａの温度Ｔｃと、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈ（Ｔｈ＞Ｔｃ）を調整することによっても、制御することができる。
凝縮板１１の温度制御方法としては、特に限定されず、例えば熱風（加熱ガス）、赤外線、ＵＶ、平面加熱等の伝熱による加熱、マイクロ波による電気抵抗を用いた内部加熱等の加熱方法と、水等の冷媒を用いた冷却、送風による空冷、ペルチェ素子を用いた電気的な冷却等の冷却方法とを組み合わせて、温度Ｔｃを制御することができる。
必要に応じて、加熱装置１２に上述の冷却方法による冷却装置を併用し、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈを制御することが可能である。

凝縮面１１ａの温度Ｔｃは、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈより低ければ、室温より高くても低くてもよいが、５〜３０℃の範囲内であることが好ましく、１０〜２０℃の範囲内であることがより好ましい。５〜３０℃の範囲内に制御することにより、加熱によるコスト高を回避することができる。また、凝縮面１１ａ全体の均一な温度制御が容易となって、温度ムラに起因する乾燥ムラ、塗布膜ｆ２の膜厚ムラの発生を防止することができる。同様の観点から、凝縮面１１ａ内の温度ムラは、２℃以内であることが好ましい。

凝縮面１１ａに、溶媒以外の物質、例えば大気中の水分等が凝縮することを防ぐため、大気の露点を下げるか、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間を減圧することが好ましい。
また、凝縮板１１以外の乾燥装置１の部材、例えば筐体等に溶媒が凝縮することを防ぐため、凝縮板１１以外の温度を、凝縮面１１ａの温度Ｔｃ以上に調整することが好ましい。

塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈは、凝縮面１１ａの温度Ｔｃより高ければ、室温より高くても低くてもよいが、３０〜１００℃の範囲内であることが好ましく、３０〜７０℃の範囲内であることがより好ましい。３０℃以上とすることにより、溶媒以外の大気中の水分等が凝縮し、乾燥効率が低下することを抑制しやすい。１００℃以下とすることにより、高温化によるコスト高を回避し、基板ｆ１の変性による搬送不良を抑制することができる。また、基板ｆ１全体の均一な温度制御が容易となり、温度ムラに起因する乾燥ムラ、塗布膜ｆ２の膜厚ムラの発生を抑制しやすい。同様の観点から、塗布膜面ｆ２ａ内の温度ムラは、２℃以内であることが好ましい。

温度Ｔｃ、Ｔｈは、サーモカメラ、サーモシール、接触式温度計、放射温度計等の公知の温度計を用いて測定することができる。特に、温度Ｔｈの測定には、非接触でかつ広範囲の温度測定が可能なサーモカメラによる測定が好ましい。

〔乾燥方法〕
基板ｆ１上の塗布膜ｆ２に、少なくとも凝縮面１１ａが赤外線反射能を有し、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である凝縮板１１を対面させる。上述のように、凝縮面１１ａに赤外線反射膜１３が形成された凝縮板１１を用いることができる。加熱装置１２により赤外線を放射して、基板ｆ１を加熱し、凝縮板１１により塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

〔凝縮板Ａ１の作製〕
幅手方向の長さ０．４ｍ、搬送方向の長さ１．６ｍ、厚さ４０ｍｍのアルミ板の一方の面に、搬送方向に延びるスリットを幅手方向に一定間隔で形成した。スリットは、幅手方向の長さが０．００１ｍ、深さが１ｍｍであった。さらに、アルミ板の側面に冷却水を通す貫通孔を十分な数空けた。その後、スリットが形成された面に対して、蒸着装置によりＡｇを蒸着し、膜厚が１００ｎｍの赤外線反射膜を形成し、凝縮板Ａ１とした。

凝縮板Ａ１の赤外線反射率を測定したところ、波長が３．０〜８．０μｍの範囲の赤外線に対する赤外線反射率が９９％であった。
赤外線反射率は、ＪＩＳ Ｋ ５６０２に準拠して、分光光度計により０．３〜８．０μｍの波長範囲の分光反射率を測定し、３．０〜８．０μｍの波長範囲の分光反射率を赤外線反射率として算出した。

〔凝縮板Ａ２の作製〕
凝縮板Ａ１の作製において、赤外線反射膜の形成に用いたＡｇをＡｕに代えた以外は、凝縮板Ａ１と同様にして、凝縮板Ａ２を作製した。凝縮板Ａ１と同様にして、凝縮板Ａ２の赤外線反射率を測定したところ、９８％であった。

〔凝縮板Ａ３の作製〕
凝縮板Ａ１に用いたアルミ板を、凝縮板Ａ３として用いた。凝縮板Ａ１と同様にして、凝縮板Ａ２の赤外線反射率を測定したところ、９５％であった。

〔乾燥装置の試作〕
図１及び図２に示す乾燥装置１と同様の構成で、加熱装置１２として２つの赤外線ヒーターＢＳＧ５００／３００（ヘレウス社製、最大エネルギー波長２．６μｍ、加熱長０．３ｍ）を搬送方向に並列に設置し、凝縮板１１を取替え可能な乾燥装置を試作した。また、この乾燥装置において、凝縮板１１の搬送方向上流側の端部下方に、溶媒回収用の容器を設置した。

〔有機ＥＬ素子１の作製〕
厚さ１００μｍ、幅手方向の長さ０．３３ｍ、搬送方向の長さ５００ｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人・デュポン社製）の基板上に、スパッター装置を用いて厚さ１００ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）膜を陽極として成膜した。

さらに、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ Ａｌ ４０８３（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート）、Ｂａｙｅｒ社製）を、純水で７０％に希釈した溶液を、後述する発光層と同じ塗布条件でスロット塗布法により塗布し、正孔注入層を形成した。塗布後、基板の表面温度８０℃にて１時間乾燥した。別途用意した基板にて、同条件にて塗布し、形成された正孔注入層の膜厚を測定したところ、３０ｎｍであった。

この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。次に、下記正孔輸送層の塗布液を調製し、後述する発光層と同じ塗布条件でスロット塗布法により、グローブボックス内で基板上に塗布して、正孔輸送層を形成した。塗布後、基板の表面温度８０℃で３０分間加熱乾燥した。別途用意した基板にて、同条件にて塗布し、形成された正孔輸送層の膜厚を測定したところ、２０ｎｍであった。
（正孔輸送層の塗布液）
モノクロロベンゼン １００．０ｇ
ＡＤＳ２５４ＢＥ（ポリ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル）ベンジジン、アメリカン・ダイ・ソース社製） ０．５ｇ

次いで、窒素雰囲気下で、下記発光層の塗布液を調製した。発光層溶液の固形分濃度は０．０１質量％、粘度は０．６ｍＰａ・ｓであった。粘度は、ＪＩＳ Ｚ ８８０３に従い、粘度計ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ（ブルックフィールド社製）を用いて、温度２５℃の環境下で測定した。
（発光層の塗布液）
酢酸ブチル １０．００００ｇ
Ｈ−Ａ ０．１０００ｇ
Ｄ−Ａ ０．０１１０ｇ
Ｄ−Ｂ ０．０００２ｇ
Ｄ−Ｃ ０．０００２ｇ

上記有機材料Ｈ−Ａ、Ｄ−Ａ、Ｄ−Ｂ、Ｄ−Ｃは、下記化合物を表している。

調製した発光層の塗布液を、スリット型ダイコーターを用いてスロット塗布法により基板上に窒素下で塗布した。スリット型ダイコーターの幅手方向の長さは０．１７ｍであり、スリット間隔は１００μｍであった。塗布条件は、以下の通りである。
（塗布条件）
塗布速度：１０ｍ／ｍｉｎ
塗布時の環境温度：２５℃
塗布した幅手方向の長さ： ０．１ｍ
塗布した搬送方向の長さ：５０．０ｍ
ウェット膜厚：４μｍ
なお、塗布速度は、レーザードップラー速度計ＬＶ２０３により測定した。
また、ウェット膜厚は、下記式により算出した。
ウェット膜厚＝塗布液の供給量／（塗布した幅手方向の長さ×塗布速度）

塗布後、凝縮板Ａ１をセットした試作の乾燥装置により、下記乾燥条件で乾燥した。凝縮板Ａ１は、赤外線反射膜が形成された面が基板と対面するようにセットし、凝縮板Ａ１と基板を水平位置から５８°傾斜させた。スリット型ダイコーターから乾燥装置までの距離は０．７ｍ、基板の搬送速度は１０ｍ／ｍｉｎであった。また、乾燥時、凝縮板Ａ１に冷水を循環させて凝縮面の温度Ｔｃを下記温度２０℃に維持し、塗布膜面の温度Ｔｈが６０℃となるように、２本の赤外線ヒーター間の距離を調整した。塗布膜面の温度Ｔｈは、サーモシールにより確認した。
（乾燥条件）
凝縮面の温度Ｔｃ：２０℃
塗布膜面の温度Ｔｈ：６０℃
凝縮面と塗布膜面間の距離：４ｍｍ

次に、窒素雰囲気下、下記電子輸送層の塗布液を調製した。
（電子輸送層の塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール １００．００ｇ
ＥＴ−Ａ ０．７５ｇ
ＥＴ−Ａは、下記化合物を表している。

調製した電子輸送層の塗布液を、上記発光層と同じ塗布条件により塗布し、基板の表面温度８０℃で３０分加熱乾燥して、電子輸送層を形成した。別途用意した基板にて同条件にて塗布し、形成された電子輸送層の膜厚を測定したところ、膜厚は４０ｎｍであった。

電子輸送層まで形成すると、基板を大気曝露せずに蒸着機に移動し、４×１０^−４Ｐａまで減圧した。なお、フッ化カリウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
まず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を３ｎｍ形成した。次いで、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートを通電、加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／ｓで、アルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を形成した。

陰極が形成された基板を、大気曝露させることなく、窒素雰囲気下、ＪＩＳ Ｂ９９２０に準拠して測定された清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移動した。グローブボックス内で、捕水剤である酸化バリウムを添付したガラス製の封止缶にて封止し、有機ＥＬ素子１を得た。なお、捕水剤である酸化バリウムは、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素系半透過膜（ミクロテックスＳ−ＮＴＦ８０３１Ｑ、日東電工製）でガラス製封止缶に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機ＥＬ素子１の接着には、紫外線硬化型の接着剤を用い、紫外線を照射することで両者を接着し封止素子を作製した。

〔有機ＥＬ素子２の作製〕
有機ＥＬ素子１の作製において、試作の乾燥装置の凝縮板Ａ１を凝縮板Ａ２に取り替えて発光層の乾燥を行った以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子２を作製した。

〔有機ＥＬ素子３の作製〕
有機ＥＬ素子１の作製において、試作の乾燥装置の凝縮板Ａ１を凝縮板Ａ３に取り替えて発光層の乾燥を行った以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子３を作製した。

＜評価＞
〔温度ムラ〕
有機ＥＬ素子１〜３の作製において、発光層の乾燥中、サーモカメラＳＣ２０００（ＦＬＩＲ社）を用いて凝縮板Ａ１〜Ａ３の凝縮面の温度を測定した。凝縮面の０．１ｍ四方を対象に温度測定し、その中の最大値と最小値の差を温度ムラとして下記のように評価した。
○：０．５℃未満
△：０．５℃以上２．０℃未満
×：２．０℃以上

〔乾燥の均一性〕
有機ＥＬ素子の輝度は、発光層の膜厚と相関関係があり、発光層の膜厚は乾燥の均一性と相関関係があることから、各有機ＥＬ素子１〜３の輝度を測定し、そのばらつきを発光層の膜厚の均一性、すなわち乾燥の均一性として評価した。まず、各有機ＥＬ素子１〜３の輝度を、幅手方向に０．０１ｍ間隔で、搬送方向の位置を変えて３００点測定した。３００点の測定値のうち、最大輝度値、最小輝度値、平均輝度値を求めて、下記式により輝度のばらつきを求めた。
輝度のばらつき＝｛（最大輝度値−最小輝度値）／平均輝度｝×１００

求めた輝度のばらつきから、乾燥の均一性を下記のように評価した。
◎：輝度のばらつきが０．５未満であり、非常に均一な乾燥ができている。
○：輝度のばらつきが０．５以上１．０未満であり、均一な乾燥ができている。
△：輝度のばらつきが１．０以上５．０未満であり、膜厚にばらつきはみられるが、実用可能な程度に均一な乾燥ができている。
×：輝度のばらつきが５．０以上であり、均一に乾燥できていない。

下記表１は、評価結果を示している。

表１に示すように、最大エネルギー波長が２．６μｍの赤外線に対し、赤外線反射率が９８％以上の凝縮板Ａ１、Ａ２を用いることにより、凝縮面上の温度ムラを抑えて良好な乾燥の均一性が得られた。一方、凝縮板Ａ３によれば、赤外線の放射熱の影響を受けて凝縮面上で温度ムラが生じ、乾燥ムラが生じている。

１ 乾燥装置
１１ 凝縮板
１１ａ 凝縮面
１２ 加熱装置
１３ 赤外線反射膜
ｆ１ 基板
ｆ２ 塗布膜
ｆ２ａ 塗布膜面
３ 塗布装置

Claims (3)

1. 基板上の塗布膜と対面する凝縮板を備え、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥装置において、
   赤外線を放射し、前記基板を加熱する加熱装置を備え、
   前記凝縮板は、少なくとも凝縮面が赤外線反射能を有し、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である塗布膜の乾燥装置。
2. 前記凝縮板は、凝縮面に赤外線反射膜が形成され、
   前記赤外線反射膜は、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である請求項１に記載の塗布膜の乾燥装置。
3. 基板上の塗布膜と凝縮板を対面させ、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
   加熱装置により赤外線を放射して、前記基板を加熱し、
   前記凝縮板として、少なくとも凝縮面が赤外線反射能を有し、波長が３．０〜８．０μｍの範囲内の赤外線に対する反射率が９８％以上である凝縮板を用いる塗布膜の乾燥方法。

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