JP2018120676A - 有機デバイスの製造方法及び成膜装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】生産性の向上を図りながら所望の性質を実現可能な有機デバイスの製造方法及び成膜装置を提供する。【解決手段】一実施形態に係る有機デバイス10の製造方法は、可撓性基板12を連続搬送しながら、可撓性基板の主面12aに形成された第1の電極層14上に、第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を連続的に成膜する成膜工程を有し、成膜工程では、第1〜第Nの成膜源と可撓性基板との間に配置された第1〜第Nの遮蔽部を介して、第1〜第Nの成膜源から第1〜第Nの層の材料を可撓性基板に供給することによって、第1〜第Nの層それぞれを順に前記第1の電極層上に成膜し、第1〜第Nの遮蔽部は、可撓性基板から離間した状態で、可撓性基板の搬送方向に対して固定されており、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部による遮蔽領域は、他の遮蔽部による遮蔽領域と異なる。【選択図】図9

Description

本発明は、有機デバイスの製造方法及び成膜装置に関する。
有機デバイスの例として有機エレクトロルミネッセンス素子(有機ELデバイス)、有機太陽電池、有機トランジスタなどが挙げられる。有機デバイスは、第1の電極層と、所定の機能を有する機能層(例えば、有機ELデバイスでは正孔注入層、発光層、電子注入層など)と、第2の電極層を有し、それらは基板上に設けられている。有機デバイスを製造する際には、第1の電極層上に積層構造を形成するために成膜工程を有する。成膜工程の例としては、特許文献1に記載されているように、ドライ成膜法の一種である真空成膜法を利用した方法が知られている。
国際公開第2012/008275号
真空成膜法では、基板上の成膜領域以外は、遮蔽部で遮蔽する必要がある。この遮蔽方法として、例えば、遮蔽部としてのマスクと基板とをアライメントし、マスクを基板に密着させて基板の一部を遮蔽する方法が考えられる。この場合、基板を連続搬送しながら基板上に成膜できないため、有機デバイスの生産性が低下する。更に、基板にマスクを直接接触させるため、基板にダメージが生じ、有機デバイスにおいて所望の性能を実現できないおそれがある。
そこで、本発明は、生産性の向上を図りながら所望の性質を実現可能な有機デバイスの製造方法及び成膜装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面に係る有機デバイスの製造方法は、一方向に延在する可撓性基板の主面に形成された第1の電極層上に、少なくとも一つの機能層を含むデバイス機能部及び第2の電極層を含む積層構造を形成する工程を備え、上記積層構造を形成する工程は、上記第1の電極層が形成された上記可撓性基板を連続搬送しながら、上記第1の電極層上に、第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を成膜する工程を有し、上記成膜する工程では、第1〜第Nの成膜源と上記可撓性基板との間に配置された第1〜第Nの遮蔽部により上記主面における一部の領域を遮蔽しながら、上記第1〜第Nの成膜源から上記第1〜第Nの層の材料を上記第1〜第Nの層用の成膜領域に選択的に供給することによって、上記第1〜第Nの層それぞれを順に上記第1の電極層上に成膜し、上記第1〜第Nの遮蔽部は、上記可撓性基板から離間した状態で、上記可撓性基板の搬送方向に対して固定されており、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部による上記主面上の遮蔽領域は、前記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部による遮蔽領域と異なる。
上記製造方法では、上記成膜する工程において、第1〜第Nの層を、上記可撓性基板を連続搬送しながら形成できるので第1〜第Nの層の形成に要する時間を短縮できる。第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽領域は、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部による遮蔽領域と異なるため、第1〜第Nの層の少なくとも一つの層を、第1〜第Nの層のうち少なくとも一つの他の層と異なる大きさで形成可能である。更に、第1〜第Nの遮蔽部は、上記可撓性基板の搬送方向に対して固定されているため、第1〜第Nの遮蔽部を上記可撓性基板の搬送方向に移動させる場合に比べて、また、可撓性基板と遮蔽部を接触させる場合に比べて、第1〜第Nの遮蔽部に付着した第1〜第Nの層の材料が塵などの原因になりにくく、所望の性能を有する有機デバイスを製造可能である。
上記成膜する工程では、上記成膜する工程では、上記第1〜第Nの成膜ロールのロール表面に上記可撓性基板を巻き掛けながら上記第1〜第Nの層を成膜してもよい。「成膜ロールに可撓性基板を巻き掛ける」とは、成膜ロールのロール表面の一部に、可撓性基板の長手方向と成膜ロールの回転方向が同じ方向を向き、可撓性基板が成膜ロールを覆うように接触している状態を意味する。
上記成膜する工程では、上記成膜する工程では、上記第1〜第Nの層それぞれをドライ成膜法により成膜してもよい。
上記第1〜第Nの遮蔽部のうち第kの遮蔽部(2≦k≦N)による遮蔽領域は、第(k−1)の遮蔽部による遮蔽領域より狭くてもよい。これにより、第(k−1)の層を覆うように第kの層を形成可能である。
上記第1〜第Nの遮蔽部は、上記デバイス機能部の機能発現領域となるべき機能発現設計領域より外側の領域を遮蔽してもよい。これにより、第1〜第Nの層を、機能発現設計領域を含むように成膜できるので、機能発現領域を確実に確保できる。
上記可撓性基板の上記主面の垂線方向において、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち第nの遮蔽部(1≦n≦N)の上記主面側の面と上記主面との間の距離Dnが上記可撓性基板の厚さの1倍〜160倍であってもよい。このような距離であれば、搬送中の可撓性基板と第1〜第Nの遮蔽板との接触を防止しやすいとともに、第1〜第Nの遮蔽部による遮蔽効果を実現しやすく、第1〜第Nの遮蔽部と上記主面との間に上記第1〜第Nの層の材料が回り込み、上記第1〜第Nの層用の成膜領域外に堆積してしまう領域(ボケ量)を小さくすることができる。
上記可撓性基板の上記主面の垂線方向において、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち第nの遮蔽部(1≦n≦N)の上記主面側の表面と上記主面との間の距離Dnの最大値をDnmaxとし、最小値をDnminとしたとき、DnmaxとDnminとが、
{(Dnmax−Dnmin)/((Dnmax+Dnmin)/2)}×100≦40
を満たしてもよい。これにより、第1〜第Nの層用の成膜領域に、より正確な位置精度で第1〜第Nの層を形成可能である。
上記第1〜第Nの遮蔽部のうち所定の遮蔽部は、上記可撓性基板の幅方向に複数の遮蔽板を有し、上記複数の遮蔽板は、互いに離間していてもよい。この場合、隣接する遮蔽板の間を通過した材料を選択的に可撓性基板上に供給できる。また、遮蔽領域を調整しやすい。
上記成膜する工程は、上記複数の遮蔽板のうち少なくとも一つの遮蔽板を上記可撓性基板の幅方向に移動させることによって、遮蔽領域を調整する工程を有してもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽板を利用して形成する所定の層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
上記成膜する工程は、上記遮蔽領域を調整する工程の前に、上記可撓性基板が有する基準位置情報を取得する工程を有し、上記遮蔽領域を調整する工程では、上記基準位置情報に基づいて上記遮蔽領域を調整してもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽部を利用して形成する所定の層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
上記成膜する工程は、上記所定の遮蔽部を介して形成された層又は上記所定の遮蔽部の前段の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報である端部位置情報を取得する工程を有し、上記端部位置情報を取得する工程の後に、上記端部位置情報に基づいて上記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整する工程を実施してもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽板を利用して形成する所定の層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
本発明の他の側面に係る成膜装置は、一方向に延在する可撓性基板を連続搬送しながら上記可撓性基板上に第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を成膜する成膜装置であって、 上記可撓性基板から離間して配置されており、上記第1〜第Nの層の材料を上記可撓性基板上に供給する第1〜第Nの成膜源と、上記第1〜第Nの成膜源と上記可撓性基板との間に、上記可撓性基板から離間して設けられており、上記第1〜第Nの成膜源から上記可撓性基板上への上記1〜第Nの層の材料の供給の一部を遮蔽する第1〜第Nの遮蔽部と、を備え、上記第1〜第Nの成膜源は、上記可撓性基板の搬送方向において上流側から下流側に順に配置されており、上記第1〜第Nの遮蔽部は、上記可撓性基板の搬送方向において固定されており、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部の遮蔽領域は、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部の遮蔽領域と異なる。
上記成膜装置では、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽領域は、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部による遮蔽領域と異なるため、第1〜第Nの層の少なくとも一つの層を、第1〜第Nの層のうち少なくとも一つの他の層と異なる大きさで形成可能である。第1〜第Nの遮蔽部が可撓性基板から離間して設けられているので、可撓性基板にダメージを与えずに、上記可撓性基板を連続搬送しながら第1〜第Nの層を形成できる。そのため、上記成膜装置を有機デバイスの製造方法における複数の層の形成に利用することで、生産性の向上を図りながら所望の性能を有する有機デバイスを製造できる。
一実施形態に係る成膜装置は、上記第1〜第Nの成膜源に対向配置されており、上記可撓性基板がロール表面に巻き掛けられる第1〜第Nの成膜ロール(Nは2以上の整数)を更に備えてもよい。この場合、第1〜第Nの成膜ロールに可撓性基板を巻き掛けて連続搬送しながら第1〜第Nの層を形成可能である。
一実施形態に係る成膜装置は、上記第1〜第Nの遮蔽部のうち所定の遮蔽部に対して設けられており、上記所定の遮蔽部による遮蔽領域を、上記可撓性基板の幅方向において調整する遮蔽領域調整機構を更に備え、上記所定の遮蔽部は、対応する成膜ロールの軸線方向に対して互いに離間して配置された複数の遮蔽板を有し、上記遮蔽領域調整機構は、上記複数の遮蔽板のうち少なくとも一つの遮蔽板を上記可撓性基板の幅方向に移動させてもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽板を利用して形成する所定の層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
一実施形態に係る成膜装置は、上記可撓性基板が有する基準位置情報を取得する基準位置情報取得部を更に備え、上記遮蔽領域調整機構は、上記基準位置情報取得部で取得した上記基準位置情報に基づいて上記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整してもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽板を利用して形成する所定の層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
一実施形態に係る成膜装置は、上記所定の遮蔽部を介して形成された層又は上記所定の遮蔽部の前段の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報である端部位置情報を取得する端部位置情報取得部を有しており、上記遮蔽領域調整機構は、上記端部位置情報取得部で取得した上記端部位置情報に基づいて上記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整してもよい。これにより、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽板を利用して形成する層を、より正確に所定の層用の成膜領域に形成可能である。
本発明によれば、生産性の向上を図りながら所望の性質を実現可能な有機デバイスの製造方法及び成膜装置を提供できる。
図1は、一実施形態に係る有機デバイスの製造方法で製造された有機ELデバイスの断面構成を示す模式図である。 図2は、有機ELデバイスの製造に使用する電極付き基板の平面図である。 図3は、ロールツーロール方式による有機ELデバイスの製造方法を模式的に示す図面である。 図4は、図1に示した有機ELデバイスの製造方法を説明する図面であり、発光層が形成された電極付き基板の平面図である。 図5は、図1に示した有機ELデバイスの製造方法を説明する図面であり、電子注入層が形成された電極付き基板の平面図である。 図6は、図1に示した有機ELデバイスの製造方法を説明する図面であり、陰極層となるべき導電層が形成された電極付き基板の平面図である。 図7は、導電層から陰極層を得る工程を説明するための図面である。 図8は、封止部材が貼合された電極付き基板の平面図である。 図9は、成膜工程で使用する成膜装置の模式図である。 図10は、図9のX―X線に沿った断面構成の模式図である。 図11は、図9のXI―XI線に沿った断面構成の模式図である。 図12は、成膜装置の変形例を説明するための模式図である。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。有機デバイスとしては、例えば有機ELデバイス、有機太陽電池、有機フォトディテクタ及び有機トランジスタが挙げられる。以下に説明する実施形態では、断らない限り、有機デバイスは有機ELデバイスである。
図1に示されるように、本実施形態の有機デバイスの製造方法によって製造される有機ELデバイス10は、可撓性基板12と、陽極層(第1の電極層)14と、デバイス機能部16及び陰極層(第2の電極層)18を含む積層構造20と、を備えている。有機ELデバイス10は、例えば照明に使用される有機EL照明パネルである。
有機ELデバイス10は、陰極層18に電気的に接続された引出電極22を備えてもよい。有機ELデバイス10は、デバイス機能部16を封止する封止部材24を備えてもよい。有機ELデバイス10は、ボトムエミッション形態又はトップエミッション形態をとり得る。
以下では、断らない限り、引出電極22及び封止部材24を備えているボトムエミッション型の有機ELデバイス10を説明する。
[可撓性基板]
可撓性基板12は、可視光(波長400nm〜800nmの光)に対して透光性を有する。可撓性基板12の厚さは、例えば、30μm以上500μm以下であり、フィルム状を呈し得る。可撓性基板12が樹脂製の場合は、ロールツーロール方式で連続搬送する際の基板ヨレ、シワ、及び伸びを防止する観点から45μm以上、可撓性の観点から125μm以下が好ましい。
可撓性基板12は、例えば、プラスチックフィルムである。可撓性基板12の材料は、例えば、ポリエーテルスルホン(PES);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)等のポリエステル樹脂;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂;ポリアミド樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリスチレン樹脂;ポリビニルアルコール樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化物;ポリアクリロニトリル樹脂;アセタール樹脂;ポリイミド樹脂;エポキシ樹脂等を含む。
可撓性基板12の材料は、上記樹脂の中でも、耐熱性が高く、線膨張率が低く、かつ、製造コストが低いことから、ポリエステル樹脂、又はポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリエチレンレテフタレート、又はポリエチレンナフタレートがより好ましい。また、これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
可撓性基板12は、薄膜ガラスであってもよい。可撓性基板12が薄膜ガラスの場合、その厚さは、強度の観点からは30μm以上、可撓性の観点からは100μm以下が好ましい。
可撓性基板12の第1主面12a上には、ガスバリア機能及び水分バリア機能の少なくとも一方を有するバリア層が配置されていてもよい。ボトムエミッション型の有機ELデバイス10において、可撓性基板12の第2主面12bは、発光面として機能する。
[陽極層]
陽極層14は、可撓性基板12の第1主面12a上に設けられている。陽極層14には、透光性を有する電極層が用いられる。透光性を有する電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物及び金属等の薄膜を用いることができ、光透過率の高い薄膜が好適に用いられる。例えば酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide:略称ITO)、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:略称IZO)、金、白金、銀、銅等からなる薄膜が用いられ、これらの中でもITO、IZO、又は酸化スズからなる薄膜が好適に用いられる。
陽極層14として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機物の透明導電膜を用いてもよい。また、陽極層14として、上記で挙げられた金属又は金属合金等をメッシュ状にパターニングした電極、或いは、銀を含むナノワイヤーがネットワーク状に形成されている電極を用いてもよい。
陽極層14の厚さは、光透過性、電気伝導度等を考慮して決定することができる。陽極層14の厚さは、通常、10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜200nmである。
[引出電極]
引出電極22は、可撓性基板12の第1主面12a上において、陽極層14と離間して配置されている。引出電極22の厚さ及び材料は、陽極層14の場合と同様であり得る。
[積層構造]
積層構造20は、陽極層14上に設けられており、デバイス機能部16と、デバイス機能部16上に積層された陰極層18とを有する。
(デバイス機能部)
デバイス機能部16は、陽極層14及び陰極層18に印加された電力(例えば電圧)に応じて、電荷の移動及び電荷の再結合などの有機ELデバイス10の発光に寄与する機能部である。デバイス機能部16は、陽極層14の主面(可撓性基板12に接する面の反対側)上に配置されている。デバイス機能部16は、陽極層14の一方の端部(陽極層14において引出電極22が配置される側と反対側の端部)14a側の領域がデバイス機能部16から露出するように配置されている。デバイス機能部16は、陽極層14の他方の端部(陽極層14において引出電極22が配置される側の端部)14bを覆うように配置されていてもよい。この場合、デバイス機能部16は、可撓性基板12の第1主面12a上にも配置されている。デバイス機能部16は、少なくとも一つの機能層を含むものであり、本実施形態では発光層26及び電子注入層(第1の層)28を含む。
発光層26は、所定の波長の光を発する機能を有する機能層であり、有機層である。発光層26の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定される。発光層26の厚さは、例えば1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは10nm〜200nmである。
発光層26は、通常、主として蛍光及びりん光の少なくとも一方を発する発光材料、或いは該発光材料とこれを補助する発光層用ドーパント材料を含む。蛍光及びりん光の少なくとも一方を発する発光材料が有する有機物は、低分子化合物であってもよいし、高分子化合物であってもよい。上記発光材料としては、例えば下記の色素材料、金属錯体材料、高分子材料等が挙げられる。
(色素材料)
色素材料としては、例えばシクロペンダミン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体、トリフェニルアミン及びその誘導体、オキサジアゾール及びその誘導体、ピラゾロキノリン及びその誘導体、ジスチリルベンゼン及びその誘導体、ジスチリルアリーレン及びその誘導体、ピロール及びその誘導体、チオフェン化合物、ピリジン化合物、ペリノン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、オリゴチオフェン及びその誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体等を挙げることができる。
(金属錯体材料)
金属錯体材料としては、例えばTb、Eu、Dy等の希土類金属、又はAl、Zn、Be、Pt、Ir等を中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を配位子に有する金属錯体等を挙げることができる。金属錯体としては、例えばイリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体等を挙げることができる。
(高分子材料)
高分子材料としては、例えばポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、ポリアセチレン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、上記色素材料、又は金属錯体材料を高分子化した材料等を挙げることができる。
発光層用ドーパント材料は、例えば発光効率を向上させたり、発光波長を変化させたりするために加えられる。発光層用ドーパント材料としては、例えばペリレン及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、キナクリドン及びその誘導体、スクアリウム及びその誘導体、ポルフィリン及びその誘導体、スチリル色素、テトラセン及びその誘導体、ピラゾロン及びその誘導体、デカシクレン及びその誘導体、フェノキサゾン及びその誘導体等を挙げることができる。
[電子注入層]
電子注入層28は、陰極層18から発光層26への電子注入効率を向上させる機能を有する層である。電子注入層28の材料には、公知の電子注入材料が用いられ得る。電子注入層28の材料としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうちの1種類以上を含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の炭酸塩、又はこれらの物質の混合物等が挙げられる。電子注入材料の例は、フッ化ナトリウム(NaF)である。この他に従来知られた電子輸送性の有機材料と、アルカリ金属の有機金属錯体を混合した層を電子注入層28として利用することができる。
電子注入層28の材料が酸化物及びフッ化物の場合は、電子注入層28の厚さは0.5nm〜20nmが好ましい。電子注入層28は、特に絶縁性が強い場合は、有機ELデバイス10の駆動電圧上昇を抑制する観点からは、薄膜であることが好ましく、その厚さは、例えば、0.5nm〜10nmであることが好ましく、また、電子注入性の観点からは、2nm〜7nmであることが好ましい。電子注入層28は、例えば、引出電極22と陰極層18の間に形成されていてもよい。
(陰極層)
陰極層18は、デバイス機能部16の主面(陽極層14又は可撓性基板12に接する面の反対側)上に配置されている。陰極層18は、引出電極22上にも配置されており、これにより、陰極層18と引出電極22とが接続されている。陰極層18は、2層以上を積層した積層体で構成されてもよい。
陰極層18の材料としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び周期表第13族金属等を用いることができる。陰極層18の材料としては、具体的には、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、前記金属のうちの2種以上の合金、前記金属のうちの1種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの1種以上との合金、又はグラファイト若しくはグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等を挙げることができる。
陰極層18としては、例えば、導電性金属酸化物や、導電性有機物等からなる透明導電性電極を用いることができる。導電性金属酸化物としては、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、IZO等を挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等を挙げることができる。
陰極層18の一部が、図1に示したように、封止部材24から露出する形態では、陰極層18の材料には、水分の影響を受けにくい材料(例えば、遷移金属酸化物、アルミニウム、銀など)が好ましい。
陰極層18の厚さは、電気伝導度、耐久性を考慮して設定される。陰極層18の厚さは、通常、10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmである。
[封止部材]
封止部材24は、有機ELデバイス10において最上部に配置されている。封止部材24は、封止基材30と、粘接着部32と、を有する。
封止基材30は、ガスバリア機能、特に水分バリア機能を有する。封止基材30の例としては、金属箔、透明なプラスチックフィルムの表面若しくは裏面又はその両面にバリア機能層を形成したバリアフィルム、或いはフレキシブル性を有する薄膜ガラス、プラスチックフィルム上にバリア性を有する金属を積層させたフィルム等が挙げられる。上記バリア機能層としては、例えば、前述の水分バリア層等が挙げられる。封止基材30の厚さの例は、10μm〜300μmである。金属箔としては、バリア性の観点から、銅箔、アルミニウム箔、ステンレス箔が好ましい。封止基材30が金属箔である場合、金属箔の厚さとしては、ピンホール抑制の観点から厚い程好ましいが、フレキシブル性の観点も考慮すると10μm〜50μmが好ましい。
粘接着部32は、封止基材30を可撓性基板12、陽極層14、デバイス機能部16及び陰極層18に貼合させるために用いられる。粘接着部32は、少なくともデバイス機能部16を覆うように配置されている。
粘接着部32は、具体的には、光硬化性若しくは熱硬化性のアクリレート樹脂、光硬化性若しくは熱硬化性のエポキシ樹脂、又は、光硬化性若しくは熱硬化性のポリイミド樹脂から構成される。その他一般に使用されるインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルム、例えばエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリプロピレン(PP)フィルム、ポリエチレン(PE)フィルム、ポリブタジエン(PB)フィルム等の熱融着性フィルムを使用できる。酢酸ビニル系、ポリビニルアルコール系、アクリル系、ポリエチレン系、エポキシ系、セルロース系、シクロヘキサン環含有飽和炭化水素樹脂、スチレン−イソブチレン変性樹脂等の熱可塑性樹脂も使用できる。粘着性により簡易取り付けが可能な感圧性接着剤(PSA)も使用できる。
粘接着部32に用いられる接着材中に、吸湿性の微粒子(接着材厚みよりも小さい)が含まれていてもよい。吸湿性の微粒子としては、例えば、水分と常温で化学反応を起こす金属酸化物、水分を物理吸着するゼオライトが挙げられる。
粘接着部32の厚さは、好ましくは1μm〜100μm、より好ましくは5μm〜60μm、さらに好ましくは10μm〜30μmである。粘接着部32の含有水分量は、好ましくは、300ppm以下(重量基準)である。
有機ELデバイス10が有するデバイス機能部16のうち陽極層14及び陰極層18が重なっている領域(図1の一点鎖線で囲んだ領域)が、機能発現領域Aであり、有機ELデバイス10において、機能発現領域Aは発光領域である。
一実施形態において、有機ELデバイス10は、図1に示したように、陽極層14上に設けられた導電性の壁部34を有してもよい。壁部34は、陰極層18と離間して配置されており、壁部34と陰極層18との間は、例えば粘接着部32で埋められている。ただし、壁部34と陰極層18との間に、粘接着部32とは別の絶縁部材が充填されてもよい。壁部34は、陰極層18と同じ材料から構成され、陰極層18と同じ厚さを有し得る。
本実施形態では、電子注入層28をデバイス機能部16の一部として説明しているが、電子注入層28は、陰極層18の一部であってもよい。
[有機ELデバイスの製造方法]
上記構成を有する有機ELデバイス10の製造方法について説明する。以下では、図2に示したように、長尺の可撓性基板12上に陽極層14及び引出電極22が形成された電極付き基板36を用いて有機ELデバイス10を製造する形態について説明する。
本明細書において、長尺の可撓性基板12及び長尺の電極付き基板36とは、一方向に延在しており、その延在方向の長さが、延在方向に直交する方向(幅方向)の長さよりも長い可撓性基板12及び電極付き基板36を指す。
電極付き基板36において、可撓性基板12の第1主面12a上には複数のデバイス形成領域DAが仮想的に設定されており、各デバイス形成領域DAに陽極層14及び引出電極22の組が設けられている。よって、陽極層14と引出電極22の数は同じであり、一つの陽極層14に対して、一つの引出電極22が、可撓性基板12の長手方向に直交する方向(幅方向)に所定の間隔を空けて配置されている。
陽極層14及び引出電極22は、有機ELデバイス10の製造において公知の方法で形成されていればよい。陽極層14及び引出電極22の形成方法としては、例えば真空蒸着法、イオンプレーティング法、メッキ法、塗布法等が挙げられる。塗布法としては、例えばインクジェット印刷法が挙げられるが、陽極層14及び引出電極22を形成可能な塗布法であれば、他の公知の塗布法でもよい。インクジェット印刷法以外の公知の塗布法としては、例えばマイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法及びノズルプリント法等が挙げられる。
陽極層14及び引出電極22は、例えば可撓性基板12の第1主面12a上に導電層を形成した後に、その導電層を、陽極層14及び引出電極22それぞれのパターンにパターニングすることによって形成され得る。陽極層14及び引出電極22は、陽極層14及び引出電極22それぞれのパターンに対応した導電層を直接作製することによって形成されてもよい。
図2に示した電極付き基板36の陽極層14のうち一点鎖線で囲み且つハッチングを付している領域が、可撓性基板12上において、機能発現領域Aを形成すべき機能発現設計領域A1である。換言すれば、機能発現設計領域A1上に、デバイス機能部16及び陰極層18を形成することで、デバイス機能部16が機能発現領域Aを有する。図2では、機能発現設計領域A1を説明するため、便宜的に、機能発現設計領域A1にハッチングを付している。
電極付き基板36には、製造工程中における位置合わせの基準位置として、アライメントマークMが形成されていてもよい。アライメントマークMは、例えばデバイス形成領域DAの外側に形成される。図2では、可撓性基板12の幅方向の両端部に形成されている形態を例示している。アライメントマークMの形状は、図2に示したように十字状に限定されず、直線状などの他の形状でもよい。アライメントマークMは、アライメントマークMを例えばカメラなどで撮影可能な材料で形成されていればよく、陽極層14と同じ材料で形成し得る。アライメントマークMは、陽極層14を形成する際に一緒に形成されてもよいし、陽極層14の形成前に予め形成されていてもよい。
電極付き基板36を用いて有機ELデバイス10を製造する場合、電極付き基板36上に、デバイス機能部16及び陰極層18を含む積層構造20を形成する工程(以下、「積層構造形成工程」と称す)S10と、積層構造20が形成された電極付き基板36に封止部材24を貼合する工程(以下、「貼合工程」と称す)S20と、を備える。
前述したように、電極付き基板36を利用して有機ELデバイス10を製造する工程を説明するが、有機ELデバイス10は、積層構造形成工程S10の前に、電極付き基板36を作製する工程、すなわち、可撓性基板12上に、陽極層14を形成する工程を備えていてもよい。本実施形態で説明するように、有機ELデバイス10が引出電極22を有する形態では、陽極層14を形成する工程において、引出電極22を形成すればよい。
本実施形態では、図3に概念的に示したように、積層構造形成工程S10及び貼合工程S20を、ロールツーロール方式を採用して実施する。具体的には、繰出し部40Aにロール状の電極付き基板36をセットし、繰出し部40Aから電極付き基板36を繰り出し、ガイドロールRで、巻取り部40Bに向けて搬送しながら、積層構造形成工程S10及び貼合工程S20を実施し、貼合工程S20が施された電極付き基板36を、巻取り部40Bでロール状に巻き取る。繰出し部40A、巻取り部40B及びガイドロールRは、電極付き基板36の搬送機構の一部を構成している。搬送機構は、その他、テンション調整機構など公知の構成要素を備え得る。積層構造形成工程S10及び貼合工程S20について説明する。
(積層構造形成工程)
積層構造形成工程S10では、図3に示したように、発光層形成工程S11と、電子注入層形成工程S12a及び導電層形成工程S12bを含む成膜工程S12と、パターニング工程S13と、を有する。
発光層形成工程S11では、デバイス機能部16に含まれる発光層26を、複数のデバイス形成領域DAそれぞれの陽極層14上に形成する。この工程では、製造すべき有機ELデバイス10において、陽極層14の端部14a側の領域を露出する一方、機能発現設計領域A1を含む他の領域を覆うように発光層26を形成する。発光層26は、電極付き基板36をその長手方向に連続搬送しながら、例えば塗布法で形成され得る。これにより、図4に示したように、複数のデバイス形成領域DAについてそれぞれ、発光層26が形成される。塗布法の例は、陽極層14の説明で挙げた例と同様とし得る。発光層26は、ドライ成膜法で形成されてもよい。本明細書において、ドライ成膜法とは、物理気相成長(Physical Vapor Deposition)法であり、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、発光層形成工程S11では、複数のデバイス形成領域DAに渡ってストライプ状の発光層26を形成してもよい。その場合、機能発現設計領域A1以外の部分は除去してもよい。
図3に示したように、成膜工程S12では、電極付き基板36をその長手方向に連続搬送しながら、電子注入層形成工程S12aと、導電層形成工程S12bとを順に実施する。
電子注入層形成工程S12aでは、図5に示したように、複数のデバイス形成領域DAに亘って電子注入層(第1の層)28をストライプ状に形成する。電子注入層形成工程S12aでは、発光層26を覆うように、電子注入層28を形成する。図5では、陽極層14及び引出電極22と、一つ前の工程で形成された層である発光層26を破線で示している。
導電層形成工程S12bでは、図6に示したように、複数のデバイス形成領域DAに亘って導電層(第2の層)42をストライプ状に形成する。導電層形成工程S12bでは、導電層42を、電子注入層28を覆うように、導電層42を形成する。図6では、陽極層14及び引出電極22と、一つ前の工程で形成された層である電子注入層28を破線で示している。図6では、可撓性基板12の幅方向においてデバイス形成領域DA全体に導電層42を形成しているが、導電層42は、電子注入層28を覆い且つ引出電極22上に配置されるように形成されていればよい。
続いて、パターニング工程S13を実施する。パターニング工程S13では、図7に示したように、導電層42をパターニングすることで陰極層18を得る。図7に示した形態では、導電層42に、導電層42を貫通しており、長手方向に延在する孔部42aを形成し、導電層42を、陰極層18と、壁部34とに分離している。したがって、孔部42aが図1における陰極層18と壁部34との間の隙間である。このような孔部42aの形成により導電層42をパターニングする形態では、パターニング工程S13が終了した時点において、陰極層18及び壁部34も、ストライプ状を呈する。図7では、陽極層14及び引出電極22と、発光層26及び電子注入層28とを破線で示している。図7に示した形態において、孔部42aは、陰極層18及び電子注入層28と陽極層14との絶縁を確保するために、孔部42aの側面が発光層26の側面と面一になるように形成されている。
孔部42aの形成方法は、限定されないが、例えば、レーザ加工技術を用いた方法、テープを孔部形成領域に貼り付け、テープを剥離することで、導電層42のうち孔部形成領域の部分を除去する方法が例示される。孔部42aは、陰極層18と陽極層14とを絶縁分離するように形成されていればよい。パターニング工程S13でのパターニングは、図7に示した形態に限定されず、有機ELデバイス10で要求されている陰極層18の形状に応じて実施されていればよい。
上記のように、導電層42の一部を除去することで、陰極層18が得られるので、導電層形成工程S12b及びパターニング工程S13は陰極層18を形成する工程を構成している。
(貼合工程)
貼合工程S20では、積層構造形成工程S10を経た電極付き基板36を、長手方向に搬送しながら、図8に示したように、長尺の封止部材24を、電極付き基板36に連続的に貼合する。具体的には、可撓性基板12の第1主面12aと粘接着部32が対向するように、電極付き基板36と封止部材24とを重ね合わせながら加熱及び加圧することでそれらを貼合する。例えば、対を為す2つの加熱ローラの間に、封止部材24と、積層構造20が形成された電極付き基板36とを送りこみ、2つの加熱ローラで、それらを加熱及び加圧すればよい。
貼合工程S20を経た電極付き基板36には、デバイス形成領域DAごとに、図1に示した有機ELデバイス10が形成されている。よって、有機ELデバイス10の製造方法は、貼合工程S20を経た電極付き基板36から各デバイス形成領域DAを個片化し、製品サイズの有機ELデバイス10を得る個片化工程を備えてもよい。この個片化工程では、貼合工程S20の後に、電極付き基板36を連続搬送しながら、デバイス形成領域DAを切断することで実施され得る。
次に、図9、図10及び図11を利用して、成膜工程S12について詳述する。図9は、成膜工程S12を説明するための模式図である。成膜工程S12では、電極付き基板36をガイドロールRでガイドしながら長手方向に連続搬送する。電極付き基板36の搬送路上には、成膜装置46が設けられており、成膜装置46内で、電極付き基板36上に、電子注入層28及び導電層42を順にドライ成膜法を利用して形成する。ドライ成膜法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。
以下、説明の便宜のために、電子注入層28及び導電層42それぞれが形成されるべき部材を被成膜基材44と称す。電子注入層28が形成されるべき被成膜基材44は、発光層26が形成された電極付き基板36であり、導電層42が形成されるべき被成膜基材44は、電子注入層28が形成された電極付き基板36である。図9では、被成膜基材44を模式的に実践で示している。図10及び図11では、図示の都合上、被成膜基材44を一部拡大して示しており、層の厚さなどは説明のものと一致していない。
図9に示したように、成膜装置46は、第1の成膜室48と第2の成膜室50とを備え、それらは連結部52で連結されている。第1の成膜室48及び第2の成膜室50は、直接連結されていてもよい。第1の成膜室48は、電子注入層28を形成するための成膜室であり、第2の成膜室50は、導電層42を形成するための成膜室である。第1の成膜室48及び第2の成膜室50は、それらの内部が真空又は減圧状態に設定されるように構成されている。第1の成膜室48及び第2の成膜室50は、それらの内部が不活性ガス雰囲気環境に設定されるように構成されていてもよい。連結部52内は、第1の成膜室48及び第2の成膜室50内の環境と近い環境に設定され得る。
第1の成膜室48内には、第1の成膜ロール54と、第1の成膜源56と、第1の遮蔽部58と、複数のガイドロールRとが配置されている。同様に、第2の成膜室50内には、第2の成膜ロール60と、第2の成膜源62と、第2の遮蔽部64と、複数のガイドロールRとが配置されている。
第1の成膜ロール54は、ロール表面54aに被成膜基材44が巻き掛けられるロールであり、回転可能に支持されている。第1の成膜ロール54に被成膜基材44を巻き掛けるとは、ロール表面54aの一部に、被成膜基材44の長手方向と第1の成膜ロール54の回転方向とが同じ方向を向き、被成膜基材44が第1の成膜ロール54を覆うように被成膜基材44に含まれる可撓性基板12が接触している状態を意味する(後述する第2の成膜ロール55の場合も同様である)。第1の成膜ロール54の例は、円柱状のロールであり、例えばキャンロールである。図9及び図10に示したように、第1の成膜ロール54と複数のガイドロールRとは、可撓性基板12の第1主面12aが外側に位置する状態で(換言すれば、第2主面12bがロール表面54a側に位置する状態で)第1の成膜ロール54のロール表面54aに被成膜基材44が巻き掛けられるように、配置されている。
第1の成膜源56は、被成膜基材44から離間しており、第1の成膜ロール54の径方向(軸線方向に垂直な方向)において、第1の成膜ロール54に対向配置されている。第1の成膜源56は、電子注入層材料m1の供給源である。第1の成膜源56は、ドライ成膜法における公知の成膜源であり、例えば、蒸着源、スパッタ源などである。
第1の遮蔽部58は、第1の成膜ロール54と第1の成膜源56との間であって、第1の成膜ロール54に巻き掛けられた被成膜基材44との間に隙間を生じるように配置されている。第1の遮蔽部58は、第1の成膜源56から被成膜基材44に向けて供給される電子注入層材料m1の一部を遮蔽し、被成膜基材44における電子注入層用の成膜領域に選択的に電子注入層材料m1を堆積させるための部材である。
図9及び図10に示したように、第1の遮蔽部58は、対を為す2つの独立した第1の遮蔽板66を有する。第1の遮蔽板66の材料の例は、ステンレス、アルミなどの金属や合金である。各第1の遮蔽板66は、第1の成膜ロール54のロール表面54aと同様に湾曲しており、被成膜基材44の搬送方向において固定配置されている。各第1の遮蔽板66と、ロール表面54aと接触している可撓性基板12の第1主面12aとの間の距離D1は、実質的に一定である。距離D1は、可撓性基板12の第1主面12aの垂線方向において、第1主面12aと、第1の遮蔽板66における上記第1主面12a側の面(第1主面12aの対向面)との間の長さであり、本実施形態において、第1の遮蔽部58と、可撓性基板12の第1主面12aとの間の距離に相当する。第1主面12aの垂線方向は、可撓性基板12がロール表面54aに接触している状態において、第1の成膜ロール54の径方向(軸線方向に垂直な方向)に一致している。ここでは、第1の遮蔽板66と可撓性基板12の距離について説明しているが、遮蔽板と可撓性基板との間の距離の定義は、他の遮蔽板(例えば、第2の遮蔽板68)と可撓性基板12との距離についても同様である。
距離D1は、被成膜基材44に含まれる可撓性基板12の厚さの1倍〜160倍であり得る。連続搬送されている被成膜基材44では、搬送過程において第1の成膜ロール54の径方向に被成膜基材44のうねり等の振動が生じる場合がある。この場合、距離D1が小さすぎると、第1の遮蔽部58と被成膜基材44とが接触し、被成膜基材44(具体的には、可撓性基板12及び可撓性基板12上の構成要素)にダメージが生じるおそれがある。一方、距離D1が大きすぎると、第1の遮蔽部58による遮蔽効果が低減する。距離D1が上記範囲であれば、第1の遮蔽部58と被成膜基材44との接触を防止しながら、第1の遮蔽部58による遮蔽効果を維持して電子注入層用の成膜領域に選択的に電子注入層材料m1を堆積しやすい。
距離D1が、可撓性基板12の厚さの30倍〜160倍であれば可撓性基板12の厚さは距離D1に対して十分小さく、距離D1は、ロール表面54aと第1の遮蔽板66との間の距離と見なし得る。
被成膜基材44の搬送方向における距離D1の均一性をα1[%]としたとき、α1を、以下の式(1)で定義する。
Figure 2018120676

式(1)中、D1maxは、距離D1のうち、被成膜基材44の搬送方向における最大値であり、D1minは、距離D1のうち、被成膜基材44の搬送方向における最小値である。
均一性α1は、40%以下であることが好ましい。被成膜基材44と第1の遮蔽部58とは離間していることから、距離D1が不均一であると、第1の遮蔽部58による遮蔽領域の幅に不均一が生じ、被成膜基材44と第1の遮蔽部58の間に電子注入層材料m1が回り込み、被成膜基材44の成膜領域に形成される層とは異なる膜厚で電子注入層材料m1が、被成膜基材44の成膜領域外に不均一に堆積する。距離D1の均一性α1が上記範囲であれば、被成膜基材44の成膜領域の範囲内で均一なストライプ状の電子注入層28を形成しやすい。
図10に示したように、対を為す2つの第1の遮蔽板66は、可撓性基板12の幅方向(第1の成膜ロール54の軸線C1の方向)に離間して配置されている。これにより、第1の遮蔽板66と第1の遮蔽板66との間の領域が、第1の成膜源56から被成膜基材44に向けて供給される電子注入層材料m1の材料通過領域として機能する。換言すれば、各第1の遮蔽板66により可撓性基板12上において電子注入層材料m1を付着させないための遮蔽領域が形成される。2つの第1の遮蔽板66の間が上記材料通過領域であるため、材料通過領域は、ロール表面54aと同様に湾曲したストライプ状を呈し得る。
2つの第1の遮蔽板66は、それらの間を通過した電子注入層材料m1が被成膜基材44における電子注入層用の成膜領域に堆積するとともに、電子注入層用の成膜領域以外の領域(遮蔽領域)に電子注入層材料m1が付着することを防止するように、配置されている。
通常、電子注入層用の成膜領域は、有機ELデバイス10(又はデバイス機能部16)において機能発現領域Aとなるべき(或いは設計されている)機能発現設計領域A1より広く設定されている。この場合、2つの第1の遮蔽板66は、可撓性基板12の幅方向において機能発現設計領域A1より外側に配置される。
第2の成膜ロール60は、第1の成膜ロール54と同様の構成を有するので、第2の成膜ロール60の構成の説明は省略する。図9及び図11に示したように、第2の成膜室50内において、第2の成膜ロール60と複数のガイドロールRとは、可撓性基板12の第1主面12aが外側に位置する状態で第2の成膜ロール60のロール表面60aに被成膜基材44が巻き掛けられるように、配置されている。
第2の成膜源62は、被成膜基材44から離間しており、第2の成膜ロール60の径方向(軸線方向に垂直な方向)において、第2の成膜ロール60に対向配置されている。第2の成膜源62は、導電層材料(陰極層材料)m2の供給源である。第2の成膜源62は、ドライ成膜法における公知の成膜源であり、その例は、第1の成膜源56の場合と同様である。第2の成膜源62は、第1の成膜源56と同じでもよいし、異なってもよい。
第2の遮蔽部64は、第2の成膜ロール60と第2の成膜源62との間であって、第2の成膜ロール60に巻き掛けられた被成膜基材44との間に隙間を生じるように配置されている。第2の遮蔽部64は、第2の成膜源62から被成膜基材44に向けて供給される導電層材料m2の一部を遮蔽し、被成膜基材44における導電層用の成膜領域に選択的に導電層材料m2を堆積させるための部材である。
図9及び図11に示したように、第2の遮蔽部64は、対を為す2つの独立した第2の遮蔽板68を有する。第2の遮蔽板68の材料の例は、第1の遮蔽板66の場合と同様である。各第2の遮蔽部64は、第2の成膜ロール60のロール表面60aと同様に湾曲しており、被成膜基材44の搬送方向において固定配置されている。各第2の遮蔽板68と、ロール表面60aと接触している可撓性基板12の第1主面12aとの間の距離D2は、実質的に一定である。本実施形態において、距離D2は、第2の遮蔽部64と、可撓性基板12の第1主面12aとの間の距離に相当する。
距離D2は、可撓性基板12の厚さの1倍〜160倍であり得る。距離D2が上記範囲であれば、距離D1の場合と同様に、第2の遮蔽部64と被成膜基材44との接触を防止しながら、第2の遮蔽部64による遮蔽効果を維持して導電層用の成膜領域に選択的に導電層材料m2を堆積しやすい。距離D2が、可撓性基板12の厚さの30倍〜160倍であれば可撓性基板12の厚さは距離D2に対して十分小さく、距離D2は、ロール表面60aと第2の遮蔽板68との間の距離と見なし得る。被成膜基材44の搬送方向における距離D2の均一性α2を式(2)で定義した際、40%以下あることが好ましい。
Figure 2018120676

式(2)中、D2maxは、距離D2のうち、被成膜基材44の搬送方向における最大値であり、D2minは、距離D2のうち被成膜基材44の搬送方向における最小値である。
均一性α2が40%以下であれば、距離D1の場合と同様に、より均一な幅のストライプ状の導電層42を形成しやすい。
図11に示したように、対を為す2つの第2の遮蔽板68は、可撓性基板12の幅方向(第2の成膜ロール60の軸線C2の方向)に離間して配置されている。これにより、2つの第2の遮蔽板68の間の領域が、第2の成膜源62から被成膜基材44に向けて供給される導電層材料m2の材料通過領域として機能する。換言すれば、各第2の遮蔽板68により可撓性基板12上において導電層材料m2を付着させないための遮蔽領域が形成される。2つの第2の遮蔽板68の間が上記材料通過領域であるため、材料通過領域は、ロール表面60aと同様に湾曲したストライプ状を呈し得る。
第2の遮蔽板68及び第2の遮蔽部64は、それらの間を通過した導電層材料m2が被成膜基材44における導電層用の成膜領域に堆積するとともに、導電層用の成膜領域以外の領域に導電層材料m2の付着を防止するように、配置されている。
本実施形態では、導電層42は、電子注入層28を覆うように形成するため、可撓性基板12の幅方向において、導電層用の成膜領域の幅は、電子注入層用の成膜領域の幅より広い。したがって、第2の遮蔽板68及び第2の遮蔽部64の間の距離(材料通過領域の幅)は、2つの第1の遮蔽板66の間の距離(材料通過領域の幅)より広い。換言すれば、第2の遮蔽部64による遮蔽領域は、第1の遮蔽部58による遮蔽領域より狭く設定されている。
通常、導電層用の成膜領域は、有機ELデバイス10(又はデバイス機能部16)において機能発現領域Aとなるべき(或いは設計されている)機能発現設計領域A1より広く設定されている。この場合、2つの第2の遮蔽板68は、可撓性基板12の幅方向において、機能発現設計領域A1より外側に配置される。
第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64のそれぞれは、一つの遮蔽板から構成されていてもよい。この場合、その遮蔽板に、材料通過領域としての開口部が形成されていればよい。
上記成膜装置46を利用した成膜工程S12では、第1の成膜ロール54のロール表面54aに、可撓性基板12の第1主面12aが外側を向くように被成膜基材44をロール表面54aに沿わせながら連続搬送する。その際に、第1の成膜源56から電子注入層材料m1を被成膜基材44に向けて供給する。具体的には、電子注入層材料m1を飛散させる。第1の成膜源56から飛び出した電子注入層材料m1の一部は、第1の遮蔽板66で遮蔽される。一方、2つの第1の遮蔽板66の間の材料通過領域を通過した電子注入層材料m1は、被成膜基材44上に堆積し、電子注入層28が形成される。成膜工程S12では、電極付き基板36はその長手方向に搬送されながら、電子注入層28が成膜されるので、ストライプ状の電子注入層28が形成される。
電子注入層28が形成された電極付き基板36は、第1の成膜室48から搬出された後、連結部52を通過して第2の成膜室50に搬入される。第2の成膜室50において、被成膜基材44は、第1の成膜室48の場合と同様に、第2の成膜ロール60のロール表面60aに、可撓性基板12の第1主面12aが外側を向くようにロール表面60aに沿って搬送される。その際に、第2の成膜源62から導電層材料m2を被成膜基材44に向けて供給する。具体的には、導電層材料m2を飛散させる。第2の成膜源62から飛び出した導電層材料m2の一部は、第2の遮蔽板68で遮蔽される。一方、2つの第2の遮蔽板68の間の材料通過領域を通過した導電層材料m2が被成膜基材44に堆積し、導電層42が形成される。成膜工程S12では、電極付き基板36はその長手方向に搬送されながら、導電層42が成膜されるので、ストライプ状の導電層42に形成される。
第2の遮蔽部64による遮蔽領域は、第1の遮蔽部58による遮蔽領域より狭い。換言すれば、第2の遮蔽部64が有する2つの第2の遮蔽板68の間の材料通過領域は、第1の遮蔽部58が有する2つの第1の遮蔽板66の間の材料通過領域より広い。これにより、電子注入層28を覆うように、導電層42が形成される。
成膜装置46では、第1の成膜ロール54及び第2の成膜ロール60に巻き掛けられた被成膜基材44と、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64とが離間している。そのため、成膜工程S12では、被成膜基材44を連続搬送しながら、隣接する2つの電子注入層28と導電層42とを成膜可能である。したがって、成膜工程S12を含む積層構造形成工程S10に要する時間を短縮でき、有機ELデバイス10の生産性向上を図れる。
電子注入層28及び導電層42の形成のために、それぞれ成膜ロール、成膜源及び遮蔽部が配置されているため、電子注入層28及び導電層42それぞれを所望のパターンで形成できる。例えば、成膜ロール、成膜源及び遮蔽部が、電子注入層28及び導電層42の形成用に独立に設置されていることから、被成膜基材44の進行方向における電子注入層28及び導電層42の幅をそれぞれ調整可能である。
第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64は、被成膜基材44から離間して配置されており、被成膜基材44に接触していない。そのため、電子注入層28及び導電層42の形成時に、被成膜基材44にダメージを与えない。これにより、製造された有機ELデバイス10において所望の性能(設計上の性能)を実現可能である。
第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64は、機能発現設計領域A1より外側を遮蔽する。そのため、上記機能発現設計領域A1を含むように、電子注入層28及び導電層42を形成できるので、デバイス機能部16が機能発現領域Aを含み得る。その結果、デバイス機能部16において適切に機能を発現させられる。
次に、本実施形態の種々の変形例について説明する。
図12に示したように、成膜装置46は、第1の遮蔽領域調整機構70と、第2の遮蔽領域調整機構72とを更に備えてもよい。図12では、第1の成膜室48及び第2の成膜室50の図示を省略している。
第1の遮蔽領域調整機構70は、可撓性基板12の幅方向における第1の遮蔽部58による遮蔽領域を調整する機構である。第1の遮蔽領域調整機構70は、各第1の遮蔽板66にそれぞれ接続された第1のシリンダ(第1の遮蔽板移動部)74と、各第1のシリンダ74の伸縮量を制御する第1の制御装置76とを有する。第1のシリンダ74の一端は、第1の遮蔽板66に接続され、他端は、第1の制御装置76に接続されている。第1の制御装置76は、第1の成膜源56から飛散される電子注入層材料m1の影響を受けない位置に配置されていればよく、例えば第1の成膜室48の外側に配置される。第1の制御装置76は、第1のシリンダ74の伸縮量を調整可能に構成されていればよく、コンピュータを含んでいてもよい。
第1の制御装置76が第1のシリンダ74の伸縮を制御し、対を為す第1の遮蔽板66と第1の遮蔽板66との間の距離を変化させることによって、第1の遮蔽部58による遮蔽領域が調整され得る。
同様に、第2の遮蔽領域調整機構72は、可撓性基板12の幅方向における第2の遮蔽部64による遮蔽領域を調整する機構である。第2の遮蔽領域調整機構72は、各第2の遮蔽板68にそれぞれ接続された第2のシリンダ(第2の遮蔽板移動部)78と、各第2のシリンダ78を制御する第2の制御装置80とを有する。第2のシリンダ78の一端は、第2の遮蔽板68に接続され、他端は、第2の制御装置80に接続されている。第2の制御装置80は、第2の成膜源62から飛散される導電層材料m2の影響を受けない位置に配置されていればよく、例えば第2の成膜室50の外側に配置される。第2の制御装置80は、第2のシリンダ78の伸縮量を調整可能に構成されていればよく、コンピュータを含んでいてもよい。
第2の制御装置80が第2のシリンダ78の伸縮を制御し、対を為す第2の遮蔽板68と第2の遮蔽板68との間の距離を変化させることによって、第2の遮蔽部64による遮蔽領域の幅が調整され得る。
第1の遮蔽領域調整機構70及び第2の遮蔽領域調整機構72を備える成膜装置46を利用した成膜工程S12では、電子注入層28及び導電層42それぞれを成膜する前に、電子注入層用の成膜領域及び導電層用の成膜領域に応じて、第1の遮蔽部58による遮蔽領域及び第2の遮蔽部64による遮蔽領域を、可撓性基板12の幅方向に対して調整する工程(遮蔽領域調整工程)を実施し得る。このような遮蔽領域調整工程を実施することで、電子注入層用の成膜領域及び導電層用の成膜領域に、より正確に電子注入層28及び導電層42を成膜可能である。更に、一つの成膜装置46で、電子注入層28及び導電層42の幅の異なる有機ELデバイス10を製造可能である。
第1の遮蔽領域調整機構70は、第1の遮蔽板66と第1の遮蔽板66のうちの少なくとも一方を幅方向に移動できればよい。したがって、第1の遮蔽領域調整機構70は、第1のシリンダ74と、第1の制御装置76との組を少なくとも一つ有すればよい。同様に第2の遮蔽領域調整機構72は、第2のシリンダ78と、第2の制御装置80との組を少なくとも一つ有すればよい。遮蔽板を移動させる遮蔽板移動部としてシリンダを例示したが、第1の遮蔽板66及び第2の遮蔽板68を幅方向に移動させることができれば、シリンダに限定されない。
成膜装置46が、第1の遮蔽領域調整機構70及び第2の遮蔽領域調整機構72を備えている形態では、図12に示したように、第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84を備えてもよい。
第1の基準位置情報取得部82は、可撓性基板12に形成されたアライメントマークMの位置情報を基準位置情報として取得し、第1の制御装置76に入力する。第1の基準位置情報取得部は、第1の基準位置撮像部86と、第1の基準位置情報解析装置88とを有する。
第1の基準位置撮像部86は、例えば、被成膜基材の搬送方向において第1の成膜ロール54の上流側で、基準位置を示すアライメントマークMを撮影可能な位置に配置されていればよい。第1の基準位置撮像部86の例はカメラである。図12では、第1の基準位置撮像部86は、被成膜基材44の上側(可撓性基板12の第2主面12b側)に配置されているが、被成膜基材44の下側に配置されていてもよい。通常、第1の基準位置撮像部86は、第1の成膜ロール54が配置されている第1の成膜室48の外側に配置されており、第1の成膜室48に形成される窓部を通してアライメントマークM及びその近傍を撮影する。第1の基準位置撮像部86は、取得した画像データを第1の基準位置情報解析装置88に入力する。
第1の基準位置情報解析装置88は、第1の基準位置撮像部86で撮影した画像データを解析してアライメントマークMの位置を算出するとともに、アライメントマークMの位置情報に基づいて、第1の遮蔽部58による遮蔽領域の制御情報(具体的には、第1の遮蔽板66の位置情報又は移動量)を算出する。第1の基準位置情報解析装置88は、コンピュータを有し得る。第1の基準位置情報解析装置88は、通常、第1の成膜室48の外側に配置されている。第1の基準位置情報解析装置88は、第1の遮蔽部58による遮蔽領域の制御情報を第1の制御装置76に入力する。
同様に、第2の基準位置情報取得部84は、可撓性基板12に形成されたアライメントマークMの位置情報を基準位置情報として取得し、第2の制御装置80に入力する。第2の基準位置情報取得部84は、第2の基準位置撮像部90と、第2の基準位置情報解析装置92とを有する。
第2の基準位置撮像部90は、例えば、第1の成膜ロール54から第2の成膜ロール60への被成膜基材44の搬送路上において第2の成膜ロール60の上流側でアライメントマークMを撮影可能な位置に配置されていればよい。第2の基準位置撮像部90の例はカメラである。第2の基準位置撮像部90の被成膜基材44及び第2の成膜室50に対する配置状態は、第1の基準位置撮像部86の被成膜基材44及び第1の成膜室48に対する配置状態と同様とし得る。第2の基準位置撮像部90は、取得した画像データを第2の基準位置情報解析装置92に入力する。
第2の基準位置情報解析装置92は、第2の基準位置撮像部90で撮影した画像データを解析してアライメントマークMの位置を算出するとともに、アライメントマークMの位置情報に基づいて、第2の遮蔽部64による遮蔽領域の制御情報(具体的には、第2の遮蔽板68の位置情報又は移動量)を算出する。第2の基準位置情報解析装置92は、コンピュータを有し得る。第2の基準位置情報解析装置92は、通常、第2の成膜室50の外側に配置されている。第2の基準位置情報解析装置92は、第2の遮蔽部64による遮蔽領域の制御情報を第2の制御装置80に入力する。
第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84を備える成膜装置46を利用した成膜工程S12では、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64それぞれに対する遮蔽領域調整工程の前に、アライメントマークMの位置情報を基準位置情報として取得する工程(基準位置情報取得工程)を実施し得る。この基準位置情報取得工程を実施することで、取得したアライメントマークMの位置情報(基準位置情報)に基づいて、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64それぞれに対する遮蔽領域調整工程を実施できる。そのため、電子注入層28及び導電層42を、それぞれの成膜領域に、より確実に成膜可能である。更に、一つの成膜装置46で、電子注入層28の幅及び導電層42の幅の少なくとも一方が異なる有機ELデバイス10を製造可能である。
第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84は、アライメントマークMの位置情報を取得できれば、例示した形態に限定されない。
図12では、第1の基準位置情報取得部82は、可撓性基板12の幅方向における両端部に形成されたアライメントマークを撮影するために2つの第1の基準位置撮像部86を有する形態を例示している。しかしながら、第1の基準位置情報取得部82は、可撓性基板12の幅方向における両端部のうちの少なくとも一方の端部に形成されたアライメントマークMを撮影するように撮像部を有すればよい。第2の基準位置情報取得部84についても同様である。
第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84は、第1の基準位置情報解析装置88及び第2の基準位置情報解析装置92を有しなくてもよい。この場合、第1の制御装置76及び第2の制御装置80が、第1の基準位置情報解析装置88及び第2の基準位置情報解析装置92で実施する解析機能を実施してもよいし、第1の基準位置撮像部86及び第2の基準位置撮像部90が、第1の基準位置情報解析装置88及び第2の基準位置情報解析装置92で実施する解析機能を有してもよい。
成膜装置46が、第1の遮蔽領域調整機構70及び第2の遮蔽領域調整機構72を備えている形態では、図12に示したように、第1の端部位置情報取得部94及び第2の端部位置情報取得部96を備えてもよい。
第1の端部位置情報取得部94は、可撓性基板12に形成された電子注入層28の端部28a及び端部28b(図10参照)の位置情報を取得し、第1の制御装置76に入力する。第1の端部位置情報取得部94は、第1の端部撮像部98と、第1の端部位置解析装置100とを有する。
第1の端部撮像部98は、第1の成膜ロール54と第2の成膜ロール60との間の被成膜基材44の搬送路上において、端部28a及び端部28bを撮影可能な位置に配置されていればよい。図12では、第1の基準位置撮像部86は、被成膜基材44の下側(可撓性基板12の第1主面12a側)に配置されているが、被成膜基材44の上側に配置されていてもよい。第1の端部撮像部98は、直接成膜されない位置にあればよく、例えば、第1の成膜ロール54が配置されている第1の成膜室48の外側に配置されており、第1の成膜室48に形成される窓部を通して端部28a及び端部28b近傍を撮影する。第1の端部撮像部98は、取得した画像データを第1の端部位置解析装置100に入力する。
第1の端部位置解析装置100は、第1の端部撮像部98で撮影した画像データを解析して端部28a及び端部28bの位置を算出するとともに、端部28a及び端部28bの位置情報に基づいて、第1の遮蔽部58による遮蔽領域の制御情報(具体的には、第1の遮蔽板66の位置情報又は移動量)を算出する。第1の端部位置解析装置100は、通常、第1の成膜室48の外側に配置されている。第1の端部位置解析装置100は、コンピュータを有し得る。第1の端部位置解析装置100は、第1の遮蔽部58による遮蔽領域の制御情報を第1の制御装置76に入力する。
同様に、第2の端部位置情報取得部96は、可撓性基板12に形成された導電層42の端部42b及び端部42c(図11参照)の位置情報を取得し、第2の制御装置80に入力する。第2の端部位置情報取得部96は、第2の端部撮像部102と、第2の端部位置解析装置104とを有する。
第2の端部撮像部102は、被成膜基材44の搬送経路において、第2の成膜ロール60の下流で且つ端部42b及び端部42cを撮影可能な位置に配置されていればよい。図12では、第2の端部撮像部102の被成膜基材44及び第2の成膜室50に対する配置状態は、第1の端部撮像部98の被成膜基材44及び第1の成膜室48に対する配置状態と同様とし得る。第2の端部撮像部102は、取得した画像データを第2の端部位置解析装置104に入力する。
第2の端部位置解析装置104は、第2の端部撮像部102で撮影した画像データを解析して端部42b及び端部42cの位置を算出するとともに、端部42b及び端部42cの位置情報に基づいて、第2の遮蔽部64による遮蔽領域の制御情報(具体的には、第2の遮蔽板68の位置情報又は移動量)を算出する。第2の端部位置解析装置104は、コンピュータを有し得る。第2の端部位置解析装置104は、通常、第2の成膜室50の外側に配置されている。第2の端部位置解析装置104は、第2の遮蔽部64による遮蔽領域の制御情報を第2の制御装置80に入力する。
第1の端部位置情報取得部94及び第2の端部位置情報取得部96を備える成膜装置46を利用した成膜工程S12では、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64それぞれを介して電子注入層28及び導電層42を形成した後に、電子注入層28及び導電層42それぞれの端部位置情報を取得する工程(端部位置情報取得工程)を実施し得る。このように、電子注入層28を形成した後及び導電層42を形成した後それぞれにおいて、端部位置情報取得工程を実施することで、取得した端部位置情報に基づいて、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64それぞれに対する遮蔽領域調整工程を実施できる。すなわち、端部位置情報取得工程の後に遮蔽領域調整工程を実施することで、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64の遮蔽領域にフィードバックをかけられる。
被成膜基材44を連続搬送しながら電子注入層28及び導電層42を成膜するため、第1の遮蔽部58が有する第1の遮蔽板66及び第2の遮蔽部64が有する第2の遮蔽板68のそれぞれにも、電子注入層材料m1及び導電層材料m2が堆積する。これにより、例えば第1の遮蔽板66及び第2の遮蔽板68の幅が変わると、電子注入層28及び導電層42の端部位置が変化する。このように端部位置が変化したとしても、前述したように、電子注入層28及び導電層42の端部位置情報に基づいて、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64による遮蔽領域を調整することで、被成膜基材44を連続搬送しながら電子注入層28及び導電層42を成膜しても、電子注入層28及び導電層42をそれぞれの成膜領域に、より正確に成膜可能である。
第1の端部位置情報取得部94及び第2の端部位置情報取得部96は、対象とする端部の位置情報を取得できれば、例示した形態に限定されない。
図12に示した形態では、第1の端部位置情報取得部94は、可撓性基板12の幅方向における電子注入層28の両端部及びそれらの近傍を撮影するために2つの第1の端部撮像部98を有する形態を例示している。しかしながら、第1の端部位置情報取得部94は、電子注入層28の上記両端部のうちの少なくとも一方の端部及びその近傍を撮影するように撮像部を有すればよい。第2の端部位置情報取得部96についても同様である。
図12に示した変形例では、成膜装置46は、第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84の組と、第1の端部位置情報取得部94及び第2の端部位置情報取得部96の組の両方を備えている。しかしながら、成膜装置46は、第1の基準位置情報取得部82及び第2の基準位置情報取得部84の組と、第1の端部位置情報取得部94及び第2の端部位置情報取得部96の組のどちらかのみを更に有してもよい。
第1の端部位置解析装置100は、第1の端部撮像部98で撮影した画像データを解析して端部28a及び端部28bの位置を算出するとともに、端部28a及び端部28bの位置情報に基づいて、第1の遮蔽部58の後段に配置された第2の遮蔽部64による遮蔽領域の制御情報(具体的には、第2の遮蔽板68の位置情報又は移動量)を算出してもよい。これにより、例えば、被成膜基材44に成膜された電子注入層28の端部位置が変化したとしても、前述したように、電子注入層28の端部の位置情報に基づいて、第2の遮蔽部64による遮蔽領域を調整することで、被成膜基材44を連続搬送しながら導電層42を成膜しても、導電層42の成膜領域に、より正確に成膜可能である。
本実施形態では、陽極層14と陰極層18との間に発光層26及び電子注入層28を含むデバイス機能部16が配置された有機ELデバイス10を例示した。しかし、デバイス機能部の構成はこれに限定されない。デバイス機能部は、以下の構成を有してもよい。下記構成例では、説明のために陽極層及び陰極層も記載している。
(a)(陽極層)/発光層/(陰極層)
(b)(陽極層)/正孔注入層/発光層/(陰極層)
(c)(陽極層)/正孔注入層/発光層/電子注入層/(陰極層)
(d)(陽極層)/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極層)
(e)(陽極層)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/(陰極層)
(f)(陽極層)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/(陰極層)
(g)(陽極層)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極層)
(h)(陽極層)/発光層/電子注入層/(陰極層)
(i)(陽極層)/発光層/電子輸送層/電子注入層/(陰極層)
ここで、記号「/」は、記号「/」を挟む各層が隣接して積層されていることを示す。上記(h)に示す構成が、本実施形態における有機ELデバイス10の構成に対応する。
正孔注入層、正孔輸送層及び電子輸送層のそれぞれの材料は、公知の材料を用いることができる。正孔注入層、正孔輸送層及び電子輸送層のそれぞれは、例えば、発光層と同様に塗布法により形成してもよいし、ドライ成膜法で形成してもよい。
本実施形態では、電子注入層28及び導電層42の2つの層を成膜工程S12で成膜する形態を例示した。しかしながら、本実施形態で説明した成膜工程S12は、可撓性基板12を連続搬送しながら複数の層を成膜する場合に適用可能である。
陰極層18は、例えば複数の層を有する積層体であり得る。陰極層18が上記のように積層体である場合、成膜工程S12において、例えば、本実施形態で説明した方法を適用して、可撓性基板12を連続搬送しながら、陰極層18となるべき複数の層をドライ成膜法で成膜してもよい。或いは、本実施形態で説明した方法を適用して、電子注入層28と、陰極層18となるべき複数の導電層とを形成してもよい。上記複数の導電層用の複数の遮蔽部の遮蔽領域は同じでもよいし、異なっていてもよい。
デバイス機能部16に含まれており隣接する複数の機能層となるべき層を、成膜工程S12において、本実施形態で説明した方法を適用してドライ成膜法で形成してもよい。例えば、成膜工程S12では、デバイス機能部16に含まれる機能層のうち電子注入層28に隣接する層と、電子注入層28と、陰極層18となるべき導電層とを、成膜工程S12で可撓性基板12を連続搬送しながら形成し得る。
有機ELデバイス10の製造方法で使用する電極付き基板36には、可撓性基板12の幅方向において、陽極層14と引出電極22との組が複数形成されていてもよい。換言すれば、複数のデバイス形成領域DAの列を、可撓性基板12の幅方向において、複数有してもよい。この場合、第1の遮蔽部58及び第2の遮蔽部64それぞれは、可撓性基板の幅方向に沿って3つ以上の遮蔽板を有すればよい。
有機ELデバイス10の構成は、図1に示した例に限定されない。電子注入層28及び陰極層18は陽極層14と短絡しないように形成されていればよいので、例えば電子注入層28及び陰極層18における壁部34側の端部は、発光層26の壁部34側の側面より内側(引出電極22側)に位置していてもよい。これは、例えば、孔部42aを形成する際に、孔部42aの側面が発光層26より内側に位置するように孔部42aを形成すればよい。更に、壁部34は有しなくてもよい。
図3に概念的に示した有機ELデバイス10の製造方法では、ロールツーロール方式で、積層構造形成工程S10及び貼合工程S20を連続的に実施した。しかしながら、例えば、有機ELデバイス10の製造工程における複数の工程のうち一部の工程をロールツーロール方式で行って、一度、可撓性基板をロール状に巻き取った後、更に後工程を実施してもい。したがって、例えば、成膜工程S12の前段までで一旦可撓性基板をロール状に巻き取った後、その巻き取ったロール状の可撓性基板を利用して成膜工程をロールツーロール方式で実施してもよい。この場合、例えば、図9に示した第1の成膜室48内若しくはその前段に繰出し部40Aを設置し、第2の成膜室50内若しくはその後段に巻取り部40Bが設置されていてもよい。
本実施形態では、引出電極22を備える形態を一例として説明したが、有機ELデバイスは、引出電極を備えなくてもよい。この形態の有機ELデバイスでは、陰極層が引出電極として機能する。有機ELデバイスの製造方法で製造される有機ELデバイスは封止部材を有さなくてもよい。この場合、有機ELデバイスの製造方法は、貼合工程を有さない。
本発明は、例示した種々の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
成膜工程では、可撓性基板を連続搬送しながら可撓性基板上に第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を順に成膜すればよい。上記実施形態は、N=2の場合に対応し、具体的には、第1の層が電子注入層28に対応し、第2の層が、陰極層となるべき導電層42に対応する。第1〜第Nの層の材料のうち複数の層の材料は同じであってもよい。例えば、第1〜第Nの層のうち隣接する複数の層の材料が同じ材料であってもよい。
成膜工程で第1〜第Nの層を可撓性基板上に第1〜第Nの層の順に形成する形態では、成膜装置は、第1〜第Nの層それぞれに対応して、第1〜第Nの成膜ロール、第1〜第Nの成膜源及び第1〜第Nの遮蔽部を有すればよい。この場合、成膜工程では、可撓性基板を連続搬送しながら、第1〜第Nの成膜源のそれぞれと可撓性基板との間に可撓性基板から離間して配置された第1〜第Nの遮蔽部を介して、第1〜第Nの成膜源から第1〜第Nの層の材料を可撓性基板に供給することによって、第1〜第Nの層それぞれを第1〜第Nの層の順に可撓性基板上に成膜し得る。
第1〜第Nの成膜ロール、第1〜第Nの成膜源、及び、第1〜第Nの遮蔽部は、それぞれ形成すべき第1〜第Nの層に対応して構成されている点以外は、上記実施形態で説明した成膜ロール、成膜源、遮蔽部(例えば第1の成膜ロール、第1の成膜源、第1の遮蔽部)と同様の構成とし得る。
第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部の遮蔽領域は、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部の遮蔽領域と異なっていればよい。したがって、第1〜第Nの層のうち任意の層を第kの層(2≦k≦N)と称し、第kの層に対応する遮蔽部を、第kの遮蔽部と称した場合、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部の遮蔽領域は、第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部の遮蔽領域と異なっていれば、第kの遮蔽部の遮蔽領域は、第(k−1)の遮蔽部の遮蔽領域と同じでもよいし、異なってもよい。第kの遮蔽部の遮蔽領域が、第(k−1)の遮蔽部の遮蔽領域と異なる場合、第(k−1)の遮蔽部による遮蔽領域は、第kの遮蔽部による遮蔽領域より狭くし得る。すなわち、第(k−1)の層用の成膜領域は、第kの層用の成膜領域より広くし得る。これにより、第kの層を、第(k−1)の層を覆うように形成可能である。
成膜装置が1〜第Nの遮蔽部を備える形態では、第1〜第Nの遮蔽部のうち任意の遮蔽部を第nの遮蔽部(1≦n≦N)としたとき、可撓性基板の主面の垂線方向(厚さ方向に相当)において、可撓性基板の主面と、第nの遮蔽部における上記主面側の面との間の距離をDnとしたとき、距離Dnは、可撓性基板の厚さの1倍〜160倍であることが好ましい。このような距離であれば、搬送中の可撓性基板と第1〜第Nの遮蔽板との接触を防止しやすいとともに、第1〜第Nの遮蔽部による遮蔽効果を実現しやすい。
距離Dnにおける可撓性基板の搬送方向における最大値をDnmaxとし、最小値をDnminとしたとき、DnmaxとDnminとが、
{(Dnmax−Dnmin)/((Dnmax+Dnmin)/2)}×100≦40
を満たすことが好ましい。これにより、第nの遮蔽部を介して対応する第nの層用の成膜領域に、より正確に第nの層を形成可能である。
第1〜第Nの遮蔽部は、第1〜第Nの層のパターン及び可撓性基板上における成膜領域に応じて、可撓性基板の幅方向に、複数の遮蔽板を有し得る。よって、例えば、第1〜第Nの遮蔽部は、可撓性基板の幅方向に3つ以上の遮蔽板を有してもよい。
成膜工程で第1〜第Nの層を可撓性基板上に第1〜第Nの層の順に形成するための成膜装置は、第1〜第Nの遮蔽部のうち所定の遮蔽部に対して設けられており、所定の遮蔽部による遮蔽領域を、可撓性基板の幅方向において調整する遮蔽領域調整機構を更に備え、所定の遮蔽部は、対応する成膜ロールの軸線方向に対して互いに離間して配置された複数の遮蔽板を有し、遮蔽領域調整機構は、複数の遮蔽板のうち少なくとも一つの遮蔽板を可撓性基板の幅方向に移動させてもよい。上記遮蔽領域調整機構は、図12を利用して説明した遮蔽領域調整機構(例えば、第1の遮蔽領域調整機構70)と同様の構成とし得る。
この場合、成膜工程において、図12を利用して説明した遮蔽領域調整工程を実施し得る。そのため、第1〜第Nの層のうち所定の遮蔽部に対応した所定の層を成膜する前に、上記所定の層の成膜領域に合わせて所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整できる。その結果、所定の遮蔽部を利用して成膜する所定の層を、所定の成膜領域に、より正確に形成しやすい。遮蔽領域調整機構は、第1〜第Nの遮蔽部のうちの少なくとも一つに対して設けられていればよい。例えば、第1〜第Nの遮蔽部すべてに対応して設けられている場合には、第1〜第Nの層を所定の成膜領域に、より正確に形成しやすい。
成膜装置が上記遮蔽領域調整機構を備える形態では、可撓性基板に形成されているアライメントマークの位置情報を基準位置情報として取得する基準位置情報取得部を更に備え、遮蔽領域調整機構は、基準位置情報取得部で取得した基準位置情報に基づいて所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整してもよい。上記基準位置情報取得部は、図12を利用して説明した基準位置情報取得部(例えば、第1の基準位置情報取得部82)と同様の構成とし得る。
この場合、成膜工程において、図12を利用して説明した基準位置情報取得工程を実施し得る。例えば、上記所定の遮蔽部に対応する所定の成膜ロールより上流側で基準位置情報取得部によりアライメントマーク位置の情報を取得すれば、所定の遮蔽部を利用して形成すべき所定の層用の遮蔽領域を、アライメントマークに合わせて適切に調整可能である。換言すれば、所定の層を、製造すべき有機ELデバイスにおいて設定されている所定の成膜領域に形成可能である。
基準位置情報取得部は、第1〜第Nの成膜ロールのうちの少なくとも一つの成膜ロールに対応して設けられていればよい。換言すれば、基準位置情報取得部は、少なくとも一つの成膜ロールの上流側でアライメントマークの位置情報を取得するように設けられていればよい。例えば、第1〜第Nの成膜ロールすべてに対応して設けられている場合には、各基準位置情報取得部で、第1〜第Nの成膜ロールそれぞれの上流側でアライメントマークの位置情報を取得すれば、第1〜第Nの層を、所定の成膜領域に、より正確に形成しやすい。
これまでの説明では、可撓性基板に形成されたアライメントマークの位置の情報を、遮蔽領域の調整用の基準位置情報として説明した。しかしながら、基準位置情報は、可撓性基板が有しており、遮蔽領域の調整のための基準となる位置の情報であればよい。例えば可撓性基板の端部(幅方向の端部)の位置情報が基準位置情報であってもよい。この場合、基準位置情報取得部の動作は、アライメントマークの位置情報の代わりに可撓性基板の端部の位置情報を取得する点以外は、アライメントマークの位置情報を取得する場合と同様である。可撓性基板の端部(幅方向の端部)の位置を基準位置情報とする形態では、例えば、発光層などの層形成の位置調整に、上記基準位置情報を使用してもよい。この場合、アライメントマークは可撓性基板に形成されていなくてもよい。
成膜装置が上記遮蔽領域調整部を備える形態では、所定の遮蔽部を介して形成された層又は所定の遮蔽部の前段(例えば一つ前)の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報である端部位置情報を取得する端部位置情報取得部を有しており、遮蔽領域調整機構は、端部位置情報取得部で取得した端部位置情報に基づいて所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整してもよい。上記端部位置情報取得部は、図12を利用して説明した端部位置情報取得部(例えば、第1の端部位置情報取得部94)と同様の構成とし得る。
端部位置情報取得部が所定の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報を取得する形態では、成膜工程において、図12を利用して説明した端部位置情報取得工程を実施し得る。そのため、例えば、所定の遮蔽部が有する遮蔽板に所定の層の材料が堆積してくることによって、上記遮蔽板の幅などが変化したとしても、所定の層を、製造すべき有機ELデバイスにおいて設定されている所定の成膜領域に、より正確に形成可能である。この形態では、端部位置情報取得部は、第1〜第Nの成膜ロールのうちの少なくとも一つの成膜ロールに対応して設けられていればよい。換言すれば、端部位置情報取得部は、少なくとも一つの成膜ロールの下流側で(且つ、好ましくは、次の成膜ロールより上流側で)端部位置情報を取得するように設けられていればよい。例えば、第1〜第Nの成膜ロールすべてに対応して設けられている場合には、各端部位置情報取得部で、第1〜第Nの成膜ロールそれぞれの下流側で直前の成膜ロールを利用して形成された層の端部位置情報を取得すれば、第1〜第Nの層を、所定の成膜領域に、より正確に形成しやすい。
端部位置情報取得部が所定の遮蔽部の前段(例えば一つ前)の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報を取得する形態は、例えば、図12に示した第1の端部位置情報取得部94の情報に基づいて、第2の遮蔽領域調整機構72で第2の遮蔽部64の遮蔽領域を調整する形態に対応する。
端部位置情報取得部が所定の遮蔽部の前段(例えば一つ前)の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報を取得する形態では、所定の遮蔽部の前段(例えば一つ前)の遮蔽部を介して形成された層の端部位置が変化したとしても、可撓性基板を連続搬送しながら所定の遮蔽部に対応する所定の層を形成しても、所定の層用の成膜領域に、より正確に所定の層を形成できる。この形態では、端部位置情報取得部は、第1〜第(N−1)の成膜ロールのうちの少なくとも一つの成膜ロールに対応して設けられていればよい。例えば、第1〜第(N−1)の成膜ロールすべてに対応して設けられている場合には、各端部位置情報取得部で、第1〜第(N−1)の成膜ロールそれぞれの下流側で直前の成膜ロールを利用して形成された層の端部位置情報を取得すれば、第2〜第Nの層を、所定の成膜領域に、より正確に形成しやすい。
前述したように、第1〜第Nの層のうち任意の層を第kの層(2≦k≦N)と称し、第kの層に対応する成膜ロール、成膜源及び遮蔽部のそれぞれを、第kの成膜ロール、第kの成膜源及び第kの遮蔽部と称した場合、第kの成膜ロール、第kの成膜源及び第kの遮蔽部は、第kの層を形成する成膜ユニットを構成する。第1〜第Nの層を形成するための成膜ユニットは、それぞれ別々の成膜室内に配置されてもよいし、複数の成膜ユニットは同じ成膜室内に配置されてもよい。
これまでの説明では、成膜装置及び成膜工程では、第1〜第Nの層をドライ成膜法で形成する形態を説明したが、第1〜第Nの層の形成方法は、ドライ成膜法に限定されない。
上記実施形態では、有機デバイスの一例である有機ELデバイスについて説明したが、本発明は、有機ELデバイスの他、有機薄膜トランジスタ、有機フォトディテクタ、有機薄膜太陽電池、有機センサー等の有機デバイスにも適用できる。
10…有機ELデバイス(有機デバイス)、12…可撓性基板、12a…第1主面(主面)、12b…第2主面、14…陽極層、16…デバイス機能部、18…陰極層、20…積層構造、28…電子注入層(第1の層)、28a,28b…端部、42…導電層(第2の層)、42b,42c…端部、46…成膜装置、54…第1の成膜ロール、54a…ロール表面、56…第1の成膜源、58…第1の遮蔽部、60…第2の成膜ロール、60a…ロール表面、62…第2の成膜源、64…第2の遮蔽部、66…第1の遮蔽板、68…第2の遮蔽板、70…第1の遮蔽領域調整機構(遮蔽領域調整機構)、72…第2の遮蔽領域調整機構(遮蔽領域調整機構)、82…第1の基準位置情報取得部(基準位置情報取得部)、84…第2の基準位置情報取得部(基準位置情報取得部)、94…第1の端部位置情報取得部(端部位置情報取得部)、96…第2の端部位置情報取得部(端部位置情報取得部)、A…機能発現領域、A1…機能発現設計領域、C1,C2…軸線。

Claims (16)

  1. 一方向に延在する可撓性基板の主面に形成された第1の電極層上に、少なくとも一つの機能層を含むデバイス機能部及び第2の電極層を含む積層構造を形成する工程を備え、
    前記積層構造を形成する工程は、前記第1の電極層が形成された前記可撓性基板を連続搬送しながら、前記第1の電極層上に、第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を成膜する工程を有し、
    前記成膜する工程では、第1〜第Nの成膜源と前記可撓性基板との間に配置された第1〜第Nの遮蔽部により前記主面における一部の領域を遮蔽しながら、前記第1〜第Nの成膜源から前記第1〜第Nの層の材料を前記第1〜第Nの層用の成膜領域に選択的に供給することによって、前記第1〜第Nの層それぞれを順に前記第1の電極層上に成膜し、
    前記第1〜第Nの遮蔽部は、前記可撓性基板から離間した状態で、前記可撓性基板の搬送方向に対して固定されており、
    前記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部による前記主面上の遮蔽領域は、前記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部による遮蔽領域と異なる、
    有機デバイスの製造方法。
  2. 前記成膜する工程では、第1〜第Nの成膜ロールのロール表面に前記可撓性基板を巻き掛けながら前記第1〜第Nの層を成膜する、
    請求項1に記載の有機デバイスの製造方法。
  3. 前記成膜する工程では、前記第1〜第Nの層それぞれをドライ成膜法により成膜する、
    請求項1又は2に記載の有機デバイスの製造方法。
  4. 前記第1〜第Nの遮蔽部のうち第kの遮蔽部(2≦k≦N)による遮蔽領域は、第(k−1)の遮蔽部による遮蔽領域より狭い、
    請求項1〜3の何れか一項に記載の有機デバイスの製造方法。
  5. 前記第1〜第Nの遮蔽部が、前記可撓性基板上において、前記デバイス機能部の機能発現領域を形成すべき領域である機能発現設計領域より外側を遮蔽する、
    請求項1〜4の何れか一項に記載の有機デバイスの製造方法。
  6. 前記可撓性基板の前記主面の垂線方向において、前記第1〜第Nの遮蔽部のうち第nの遮蔽部(1≦n≦N)の前記主面側の面と前記主面との間の距離Dnが前記可撓性基板の厚さの1倍〜160倍である、
    請求項1〜5の何れか一項に記載の有機デバイスの製造方法。
  7. 前記可撓性基板の前記主面の垂線方向において、前記第1〜第Nの遮蔽部のうち第nの遮蔽部(1≦n≦N)の前記主面側の表面と前記主面との間の距離Dnの最大値をDnmaxとし、最小値をDnminとしたとき、DnmaxとDnminとが、
    {(Dnmax−Dnmin)/((Dnmax+Dnmin)/2)}×100≦40
    を満たす、
    請求項1〜6の何れか一項に記載の有機デバイスの製造方法。
  8. 前記第1〜第Nの遮蔽部のうち所定の遮蔽部は、前記可撓性基板の幅方向に複数の遮蔽板を有し、
    前記複数の遮蔽板は、互いに離間している、
    請求項1〜7の何れか一項に記載の有機デバイスの製造方法。
  9. 前記成膜する工程は、前記複数の遮蔽板のうち少なくとも一つの遮蔽板を前記可撓性基板の幅方向に移動させることによって、遮蔽領域を調整する工程を有する、
    請求項8に記載の有機デバイスの製造方法。
  10. 前記成膜する工程は、前記遮蔽領域を調整する工程の前に、前記可撓性基板が有する基準位置情報を取得する工程を有し、
    前記遮蔽領域を調整する工程では、前記基準位置情報に基づいて前記遮蔽領域を調整する、
    請求項9に記載の有機デバイスの製造方法。
  11. 前記成膜する工程は、前記所定の遮蔽部を介して形成された層又は前記所定の遮蔽部の前段の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報である端部位置情報を取得する工程を有し、
    前記端部位置情報を取得する工程の後に、前記端部位置情報に基づいて前記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整する工程を実施する、
    請求項9又は10に記載の有機デバイスの製造方法。
  12. 一方向に延在する可撓性基板を連続搬送しながら前記可撓性基板上に第1〜第Nの層(Nは2以上の整数)を成膜する成膜装置であって、
    前記可撓性基板から離間して配置されており、前記第1〜第Nの層の材料を前記可撓性基板上に供給する第1〜第Nの成膜源と、
    前記第1〜第Nの成膜源と前記可撓性基板との間に、前記可撓性基板から離間して設けられており、前記第1〜第Nの成膜源から前記可撓性基板上への前記1〜第Nの層の材料の供給の一部を遮蔽する第1〜第Nの遮蔽部と、
    を備え、
    前記第1〜第Nの成膜源は、前記可撓性基板の搬送方向において上流側から下流側に順に配置されており、
    前記第1〜第Nの遮蔽部は、前記可撓性基板の搬送方向において固定されており、
    前記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの遮蔽部の遮蔽領域は、前記第1〜第Nの遮蔽部のうち少なくとも一つの他の遮蔽部の遮蔽領域と異なる、
    成膜装置。
  13. 前記第1〜第Nの成膜源に対向配置されており、前記可撓性基板がロール表面に巻き掛けられる第1〜第Nの成膜ロール(Nは2以上の整数)を更に備える、
    請求項12に記載の成膜装置。
  14. 前記第1〜第Nの遮蔽部のうち所定の遮蔽部に対して設けられており、前記所定の遮蔽部による遮蔽領域を、前記可撓性基板の幅方向において調整する遮蔽領域調整機構を更に備え、
    前記所定の遮蔽部は、対応する成膜ロールの軸線方向に対して互いに離間して配置された複数の遮蔽板を有し、
    前記遮蔽領域調整機構は、前記複数の遮蔽板のうち少なくとも一つの遮蔽板を前記可撓性基板の幅方向に移動させる、
    請求項12又は13に記載の成膜装置。
  15. 前記可撓性基板が有する基準位置情報を取得する基準位置情報取得部を更に備え、
    前記遮蔽領域調整機構は、前記基準位置情報取得部で取得した前記基準位置情報に基づいて前記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整する、
    請求項14に記載の成膜装置。
  16. 前記所定の遮蔽部を介して形成された層又は前記所定の遮蔽部の前段の遮蔽部を介して形成された層の端部の位置情報である端部位置情報を取得する端部位置情報取得部を有しており、
    前記遮蔽領域調整機構は、前記端部位置情報取得部で取得した前記端部位置情報に基づいて前記所定の遮蔽部の遮蔽領域を調整する、
    請求項14又は15に記載の成膜装置。
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