JP4881789B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも有機発光層を陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、有機発光層に電子及び正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
有機エレクトロルミネッセンス素子の特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００ｃｄ／ｍ２ 程度の高輝度の面発光が可能で、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子は、ディスプレイや照明装置に幅広く使われていくことが期待されている。
有機エレクトロルミネッセンス素子には、低分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子と高分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子があるが、低分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子は、真空蒸着法によって製造することが可能であるため、高分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合のように製造過程で溶媒を用いる必要がなく、高分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子の場合と比較して高輝度、高効率、長寿命であるという特徴を有する。
しかしながら、低分子系の有機エレクトロルミネッセンス素子を真空蒸着法を用いて製造する場合には、真空蒸着中に微量の水分が存在するだけでも有機エレクトロルミネッセンス素子の寿命が大幅に短くなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図るには、真空蒸着中に存在する水分をできるだけ減らす必要がある。
そこで、真空蒸着装置内の真空度を極めて高くすることで（例えば１０−８〜１０−１０Ｔｏｒｒ（約１０−８〜１０−１０Ｐａ））、真空蒸着中に存在する水分の量を徹底的に減らすことのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。また、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりすることで、真空蒸着中に存在する水分の量を徹底的に減らすことのできる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提案されている（例えば、非特許文献２参照。）。
村田英幸（Hideyuki Murata）、他５名、「超高真空条件で製造された有機発光素子における安定性向上（Enhanced stability of organic light-emitting devices fabricated under ultra-high vacuum condition）」、ケミカルフィジックスレターズ（Chemical Physics Letters）、２００６年６月７日、第４２６巻、米国、１１１−１１４頁
「北陸先端大と北野精機、有機ＥＬ、寿命５倍に、内壁の水分除去徹底」、日経産業新聞、２００７年４月１９日、朝刊１面
しかしながら、非特許文献１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、超高真空の真空蒸着装置を用いることが必要であるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、非特許文献２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、高真空の真空蒸着装置を用いたうえで、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりすることが必要であるため、やはり製造コストが高くなるという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的とする。また、このような有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を実施することができる有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置を提供することを目的とする。
（１）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、基板と、前記基板上に形成され、少なくとも陽極、有機発光層及び陰極を有する積層構造体とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、真空雰囲気下で、前記基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから有機発光材料からなる気化材料を前記基板に向けて吐出することにより、前記有機発光層を形成する有機発光層形成工程を含むことを特徴とする。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから有機発光材料からなる気化材料を基板に向けて吐出することとしているため、ノズルから吐出された当該気化材料は高密度状態で基板に到着することとなり、その結果、製造過程で有機発光層に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、高真空の真空蒸着装置を用いたり、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりすることが不要になるため、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから有機発光材料からなる気化材料を基板に向けて吐出することとしているため、従来よりも少量の有機発光材料から高収率で有機発光層を形成することが可能となり、この点からも従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となるといえる。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法となる。
なお、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、基板までの距離が１０ｍｍ以下の位置に配置したノズルから気化材料を基板に向けて吐出するのがより好ましく、基板までの距離が５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから気化材料を基板に向けて吐出するのがさらに好ましい。
（２）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａの真空雰囲気下で、前記有機発光層形成工程を行うことが好ましい。
上記したように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから気化材料を基板に向けて吐出することにより、有機発光層に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となるため、高真空の真空蒸着装置（例えば５×１０−８Ｐａ以上の超高真空の真空蒸着装置又は例えば５×１０−５Ｐａ以上の高真空の真空蒸着装置）を用いることが不要になり、例えば１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａの比較的低真空の条件で長寿命の有機発光層を形成することが十分に可能となる。
（３）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、気化材料が前記ノズルに再付着しない温度に前記ノズルを加熱した条件下で、前記有機発光層形成工程を行うことが好ましい。
このような方法とすることにより、ノズルの先端部分で気化材料が再付着することがなくなるため、ノズルから吐出された気化材料は高密度状態のまま基板に到着することとなる。その結果、製造過程で有機発光層に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。また、ノズルの目詰まりがなくなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置におけるメンテナンスが容易になる。
なお、同様の観点から、有機発光材料を気化させる気化源からノズルまでの間の連通部についても、気化材料が再付着しない温度に加熱することが好ましい。
なお、気化材料が再付着しない温度は、有機発光材料の種類によって異なるが、概ね１５０℃〜４００℃の範囲にある。
（４）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記基板を移動させながら、前記有機発光層形成工程を行うことが好ましい。
このような方法とすることにより、ノズルからの輻射熱を基板が受ける時間を短くすることが可能となるため、基板の温度上昇に起因する基板の劣化を抑制することが可能となる。
なお、基板の移動速度は、ノズルの温度、ノズルから基板までの距離、基板の材料、有機発光層の膜厚、有機発光層の形成速度などによって異なるが、０．１ｍ／ｓ〜１０ｍ／ｓの範囲にあることが好ましく、０．３ｍ／ｓ〜３ｍ／ｓの範囲にあることがより好ましい。
（５）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記基板を冷却しながら、前記有機発光層形成工程を行うことが好ましい。
このような方法とすることにより、基板の温度上昇に起因する基板の劣化を抑制することが可能となる。
（６）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記積層構造体は、有機発光層以外の他の有機層をさらに含む積層構造体であり、前記基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置した他のノズルから有機発光材料以外の有機材料からなる気化材料を前記基板に向けて吐出することにより、前記他の有機層を形成する他の有機層形成工程をさらに含むことが好ましい。
このような方法とすることにより、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置した他のノズルから当該気化材料を基板に向けて吐出することで、製造過程で他の有機層に取り込まれる水分量をも極めて少ないレベルにすることが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。
他の有機層としては、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層などを好ましく例示することができる。
なお、他の有機層は、１つであってもよいし複数であってもよい。また、有機発光層形成工程及び他の有機層形成工程を行う順番は、他の有機層の種類に依存する。例えば、他の有機層が正孔輸送層及び電子輸送層である場合には、他の有機層形成工程（正孔輸送層形成工程）、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程（電子輸送層形成工程）の順番に行う。
（７）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、前記積層構造体は、無機層をさらに含む積層構造体であり、真空蒸着法により無機材料からなる気化材料を前記基板に付着させることにより、前記無機層を形成する無機層形成工程と、真空蒸着法により陰極を構成する材料からなる気化材料を前記基板に付着させることにより、前記陰極を形成する陰極形成工程とをさらに含み、前記有機発光層形成工程、前記他の有機層形成工程、前記無機層形成工程及び前記陰極形成工程を同一の真空装置の中で行うことが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程、無機層形成工程及び陰極形成工程を同一の真空装置の中で行うこととしているため、製造過程で積層構造体に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
無機層としては、正孔注入層、電子注入層などを好ましく例示することができる。
（８）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板上に前記積層構造体を覆うように形成された封止層をさらに備える有機エレクトロルミネッセンス素子であり、蒸着重合法により原料モノマーを前記基板上で重合させることにより、前記封止層を形成する封止層形成工程をさらに含み、前記有機発光層形成工程、前記他の有機層形成工程、前記無機層形成工程、前記陰極形成工程及び前記封止層形成工程を同一の真空装置の中で行うことが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、蒸着重合法によって形成された封止性能の良い封止層で積層構造体を覆うことが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造後に積層構造体に浸入する水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程、無機層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を同一の真空装置の中で行うこととしているため、製造過程で有機エレクトロルミネッセンス素子に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
（９）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、前記基板として、フレキシブル基板を用い、前記基板を回転ドラム上で回転方向に沿って移動させながら、前記有機発光層形成工程、前記他の有機層形成工程、前記無機層形成工程、前記陰極形成工程及び前記封止層形成工程を行うことが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板上に有機エレクトロルミネッセンス素子を高い生産性で製造することが可能となる。
（１０）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置は、基板と、前記基板上に形成され、少なくとも陽極、有機発光層及び陰極を有する積層構造体とを備える有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するための有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、真空チャンバと、前記真空チャンバ中に配置され、前記基板を搬送する基板搬送機構と、前記真空チャンバ中における、前記基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置で有機発光材料からなる気化材料を前記基板に向けて吐出する機能を有するノズルとを備えることを特徴とする。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから有機発光材料からなる気化材料を基板に向けて吐出することが可能となるため、ノズルから吐出された当該気化材料は高密度状態で基板に到着することとなり、その結果、製造過程で有機発光層に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、それほど高真空を必要としない（例えば１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ程度の比較的低真空で十分である。）のに加えて、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりする機構を設けることが不要になるため、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置したノズルから有機発光材料からなる気化材料を基板に向けて吐出することが可能となるため、従来よりも少量の有機発光材料から高収率で有機発光層を形成することが可能となり、この点からも従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となるといえる。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置は、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、基板搬送機構を備えるため、基板を移動させながら有機発光層形成工程を行うことが可能となる。このため、ノズルからの輻射熱を基板が受ける時間を短くすることが可能となるため、基板の温度上昇に起因する基板の劣化を抑制することが可能となる。
（１１）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、気化材料が前記ノズルに再付着しない温度に前記ノズルを加熱するノズル加熱機構をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、ノズルの先端部分で気化材料が再付着することがなくなるため、ノズルから吐出された気化材料は高密度状態のまま基板に到着することとなる。その結果、製造過程で有機発光層に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。また、ノズルの目詰まりがなくなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置におけるメンテナンスが容易になる。
なお、同様の観点から、有機発光材料を気化させる気化源からノズルまでの間の連通部についても、気化材料が再付着しない温度に加熱する加熱機構をさらに備えることが好ましい。
（１２）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、前記積層構造体は、有機発光層以外の他の有機層をさらに含む積層構造体であり、前記真空チャンバ中における、前記基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置で有機発光材料以外の有機材料からなる気化材料を前記基板に向けて吐出する機能を有する他のノズルをさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置した他のノズルから当該気化材料を基板に向けて吐出することで、製造過程で他の有機層に取り込まれる水分量をも極めて少ないレベルにすることが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。
（１３）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、 前記積層構造体は、無機層をさらに含む積層構造体であり、前記真空チャンバ中に配置され、真空蒸着法により無機材料からなる気化材料を前記基板に付着させることにより、前記無機層を形成する真空蒸着機構と、前記真空チャンバ中に配置され、真空蒸着法により陰極を構成する材料からなる気化材料を前記基板に付着させることにより、前記陰極を形成する他の真空蒸着機構とをさらに備えることが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程、無機層形成工程及び陰極形成工程を同一の真空装置の中で行うことが可能となるため、製造過程で積層構造体に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。
（１４）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記基板上に前記積層構造体を覆うように形成された封止層をさらに備える有機エレクトロルミネッセンス素子であり、前記真空チャンバ中に配置され、蒸着重合法により原料モノマーを前記基板上で重合させることにより、前記封止層を形成する蒸着重合機構をさらに備えることが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、蒸着重合法によって形成された封止性能の良い封止層で積層構造体を覆うことが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造後に積層構造体に浸入する水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。
また、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程、無機層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を同一の真空装置の中で行うことが可能となるため、製造過程で有機エレクトロルミネッセンス素子に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。
（１５）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、前記基板は、フレキシブル基板であり、前記基板搬送機構は、前記基板を繰り出す繰り出しローラと、前記基板を巻き取る巻き取りローラと、前記基板の搬送経路中に配置され、前記基板が搬送されていくのに合わせて回転する回転ドラムとをさらに備え、前記ノズルは、前記回転ドラムの表面上で搬送されていく前記基板に向けて気化材料を吐出するように構成されていることが好ましい。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置によれば、フレキシブル基板上に有機エレクトロルミネッセンス素子を高い生産性で製造することが可能となる。
（１６）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、前記回転ドラムの内部には、前記回転ドラムの表面を冷却する冷却機構が設置されていることが好ましい。
このように構成することにより、回転ドラムの表面上で搬送されていく基板の温度上昇に起因する基板の劣化を抑制することが可能となる。
（１７）本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置においては、前記ノズルの近傍、前記他のノズルの近傍、前記真空蒸着機構の近傍、前記他の真空蒸着機構の近傍及び前記蒸着重合機構の近傍のそれぞれを、所定の真空雰囲気とする作動排気機構をさらに備えることが好ましい。
このように構成することにより、有機発光層形成工程、他の有機層（例えば、正孔輸送層、電子輸送層。）形成工程、無機層（例えば、電子注入層。）形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程のそれぞれを最適な真空雰囲気下で行うことが可能となる。
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
［実施形態１］
図１は、有機エレクトロルミネッセンス素子１０を示す断面図である。図２は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００を示す断面図である。図３は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を示すフローチャートである。
図１は、有機エレクトロルミネッセンス素子１０を示す断面図である。図２は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００を示す断面図である。図３は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を示すフローチャートである。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、図１に示す有機エレクトロルミネッセンス素子１０を製造するための製造方法である。
１．有機エレクトロルミネッセンス素子１０
有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、図１に示すように、基板１２と、基板１２上に形成され、陽極１４、正孔輸送層（他の有機層）１６、有機発光層１８、電子輸送層（他の有機層）２０、電子注入層（無機層）２２及び陰極２４を有する積層構造体と、積層構造体を覆う封止層２６とを備える照明装置用の有機エレクトロルミネッセンス素子１０である。
有機エレクトロルミネッセンス素子１０は、図１に示すように、基板１２と、基板１２上に形成され、陽極１４、正孔輸送層（他の有機層）１６、有機発光層１８、電子輸送層（他の有機層）２０、電子注入層（無機層）２２及び陰極２４を有する積層構造体と、積層構造体を覆う封止層２６とを備える照明装置用の有機エレクトロルミネッセンス素子１０である。
基板１２は、厚さ１００μｍ、幅２ｍｍ、長さ数十ｍの石英ガラスフィルムからなる。陽極１４は、膜厚２００ｎｍのＩＴＯ（酸化インジウムスズ）からなる。正孔輸送層１６は、膜厚１０ｎｍのＣｕＰＣ（銅フタロシアニン）からなる。有機発光層１８は、膜厚５０ｎｍのα−ＮＰＤ（ビス［Ｎ-（１-ナフチル）-Ｎ-フェニル］ベンジジン）からなる。電子輸送層２０は、膜厚６５ｎｍのＡｌｑ３（８−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体）からなる。電子注入層２２は、膜厚０．５ｎｍのＬｉＦ（フッ化リチウム）からなる。陰極２４は、膜厚８０ｎｍのＡｌ（アルミニウム）からなる。封止層２６は、膜厚１０００ｎｍのＰＵ（ポリ尿素）からなる。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、図２に示す実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００を用いて、予め基板１２に陽極１４が形成されたフレキシブル基板Ｗ上に、正孔輸送層１６、有機発光層１８、電子輸送層２０、電子注入層２２、陰極２４及び封止層２６を順次形成して、有機エレクトロルミネッセンス素子１０を製造する。
２．実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００は、図２に示すように、真空チャンバ１１０と、真空チャンバ１１０中に配置された基板搬送機構と、第１真空蒸着室１２４に配置された第１真空蒸着機構１４０、第２真空蒸着機構１５０及び第３真空蒸着機構１６０と、第２真空蒸着室１２６に配置された第４真空蒸着機構１７０及び第５真空蒸着機構１７２と、蒸着重合室１２８に配置された蒸着重合機構１７４とを備える。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００は、図２に示すように、真空チャンバ１１０と、真空チャンバ１１０中に配置された基板搬送機構と、第１真空蒸着室１２４に配置された第１真空蒸着機構１４０、第２真空蒸着機構１５０及び第３真空蒸着機構１６０と、第２真空蒸着室１２６に配置された第４真空蒸着機構１７０及び第５真空蒸着機構１７２と、蒸着重合室１２８に配置された蒸着重合機構１７４とを備える。
真空チャンバ１１０は、基板繰り出し・巻き取り室１２２と、第１真空蒸着室１２４と、第２真空蒸着室１２６と、蒸着重合室１２８と、隔壁１１２，１１４，１１６と、差動排気機構１１８，１２０とを備える。
基板移動機構は、基板繰り出し・巻き取り室１２２に配置された繰り出しローラ１３０、ローラ１３２，１３６及び巻き取りローラ１３８と、基板繰り出し・巻き取り室１２２に一部露出する回転ドラム１３４と、繰り出されたフレキシブル基板Ｗから保護フィルムを剥離するための剥離ローラ（図示せず。）とを備える。回転ドラム１３４の内部には、回転ドラム１３４の表面を冷却する冷却機構（図示せず。）が設置されている。
第１真空蒸着機構１４０は、正孔輸送層１６を形成するための真空蒸着機構であって、気化部１４２、連通部１４４及びノズル１４６を有する。第２真空蒸着機構１５０は、有機発光層１８を形成するための真空蒸着機構であって、気化部１５２、連通部１５４及びノズル１５６を有する。第３真空蒸着機構１６０は、電子輸送層２０を形成するための真空蒸着機構であって、気化部１６２、連通部１６４及びノズル１６６を有する。
ノズル１４６，１５６，１６６は、回転ドラム１３４に近接して設置されている。ノズル１４６，１５６，１６６は、ノズルの先端部と回転ドラム１３４との間隔が３ｍｍとなる位置に設置されている。
ノズル１４６，１５６，１６６は、フレキシブル基板Ｗの移動方向に沿った長さが１０ｍｍで、かつ、フレキシブル基板Ｗの移動方向に直交する方向に沿った幅が２ｍｍの矩形状の開口を有するノズル先端部を有する。
ノズル１４６，１５６，１６６は、回転ドラム１３４上を回転方向に沿って搬送されていくフレキシブル基板Ｗに向けて気化材料を吐出するように構成されている。
第１真空蒸着機構１４０は、連通部１４４及びノズル１４６を、気化材料が再付着しない温度に加熱するノズル等加熱機能を有する。また、第２真空蒸着機構１５０は、連通部１５４及びノズル１５６を、気化材料が再付着しない温度に加熱するノズル等加熱機能を有する。また、第３真空蒸着機構１６０は、連通部１６４及びノズル１６６を、気化材料が再付着しない温度に加熱するノズル等加熱機能を有する。
また、第１真空蒸着機構１４０、第２真空蒸着機構１５０及び第３真空蒸着機構１６０は、正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層の膜厚が所定の範囲内に入るように、各気化部１４２，１５２，１６２における気化材料の加熱温度、ひいては気化材料の気化量の調整を行う機能を有する。
第４真空蒸着機構１７０は、電子注入層（無機層）２２を形成するため真空蒸着機構である。第５真空蒸着機構１７２は、陰極２４を形成するための真空蒸着機構である。第４真空蒸着機構１７０と第５真空蒸着機構１７２との間には隔壁１１４が設置され、電子注入層２２と陰極２４とが順序よく形成されるように構成されている。
蒸着重合機構１７４は、脂肪族ジアミンモノマー気化部１７６及び脂肪族イソシアネートモノマー気化部１７８を有し、これら脂肪族ジアミンモノマー及び脂肪族イソシアネートモノマーをフレキシブル基板Ｗ上で重合させてフレキシブル基板Ｗ上にＰＵ（ポリ尿素）からなる封止層２６を形成する。
基板繰り出し・巻き取り室１２２と第１真空蒸着室１２４との間には隔壁１１２が設置され、基板繰り出し・巻き取り室１２２と蒸着重合室１２８との間には隔壁１１６が設置されている。第１真空蒸着室１２４と第２真空蒸着室１２６との間には第１差動排気部１１８が設置され、第２真空蒸着室１２６と蒸着重合室１２８との間には第２差動排気部１２０が設置されている。基板繰り出し・巻き取り室１２２と、第１真空蒸着室１２４と、第２真空蒸着室１２６と、蒸着重合室１２８とは、それぞれ最適な真空雰囲気となるように制御されている。
３．実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、図３に示すように、フレキシブル基板準備工程と、正孔輸送層形成工程（他の有機層形成工程）と、有機発光層形成工程と、電子輸送層形成工程（他の有機層形成工程）と、電子注入層形成工程（無機層形成工程）と、陰極形成工程と、封止層形成工程とを含む。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、図３に示すように、フレキシブル基板準備工程と、正孔輸送層形成工程（他の有機層形成工程）と、有機発光層形成工程と、電子輸送層形成工程（他の有機層形成工程）と、電子注入層形成工程（無機層形成工程）と、陰極形成工程と、封止層形成工程とを含む。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、図２に示すように、第１真空蒸着室１２４中で、正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程を行い、第２真空蒸着室１２６中で、電子注入形成工程及び陰極形成工程を行い、蒸着重合室１２８中で、封止層形成工程を行う。
正孔輸送層形成工程においては、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６から正孔輸送層１６を構成する有機材料からなる気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することにより、正孔輸送層１６を形成する。
有機発光層形成工程においては、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１５６から有機発光材料からなる気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することにより、有機発光層１８を形成する。
電子輸送形成工程においては、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１６６から電子輸送層２０を構成する有機材料からなる気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することにより、電子輸送層２０を形成する。
電子注入層形成工程においては、真空蒸着法により電子注入層２２を構成する無機材料からなる気化材料をフレキシブル基板Ｗに付着させることにより、電子注入層２２を形成する。
陰極形成工程においては、真空蒸着法により陰極２４を構成する材料からなる気化材料をフレキシブル基板Ｗに付着させることにより、陰極２４を形成する。
封止層形成工程においては、蒸着重合法により原料モノマーをフレキシブル基板Ｗ上で重合させることにより、封止層２６を形成する。
正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程はそれぞれ、１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａの真空雰囲気下で行う。
正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程はそれぞれ、気化材料が再付着しない温度にノズル１４６，１５６，１６６を加熱した条件下で行う。
正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、電子注入層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程はそれぞれ、フレキシブル基板Ｗを回転ドラム１３４上で回転方向に沿って移動させながら行う。
正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、電子注入層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程はそれぞれ、フレキシブル基板Ｗを冷却しながら行う。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法においては、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００は、第１真空蒸着機構１４０、第２真空蒸着機構１５０及び第３真空蒸着機構１６０のそれぞれからの気化材料の吐出速度を制御する（例えば、気化部１４２における気化分子の加熱温度、気化部１５２における気化分子の加熱温度及び気化部１６２における気化分子の加熱温度を制御する。）ことにより、また、フレキシブル基板Ｗの搬送速度を制御することにより、正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０の膜厚を適正な範囲内に制御する機能を有する。
４．実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の効果
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することとしているため、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態でフレキシブル基板Ｗに到着することとなり、その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することとしているため、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態でフレキシブル基板Ｗに到着することとなり、その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、高真空の真空蒸着装置を用いたり、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりすることが不要になるため、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することとしているため、従来よりも少量の材料（正孔輸送層の材料、有機発光材料及び電子輸送層の材料）から高収率で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０を形成することが可能となり、この点からも従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となるといえる。
このため、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、例えば１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａの比較的低真空の条件で長寿命の有機発光層を形成することが十分に可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、気化材料がノズル１４６，１５６，１６６に再付着しない温度にノズル１４６，１５６，１６６を加熱した条件下で正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程を行うことしているため、ノズル１４６，１５６，１６６の先端部分で気化材料が再付着することがなくなり、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態のままフレキシブル基板Ｗに到着することとなる。その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子のさらなる長寿命化を図ることが可能となる。また、ノズル１４６，１５６，１６６の目詰まりがなくなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置におけるメンテナンスが容易になる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板Ｗを移動させながら正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程を行うこととしているため、ノズル１４６，１５６，１６６からの輻射熱をフレキシブル基板Ｗが受ける時間を短くすることが可能となり、フレキシブル基板Ｗの温度上昇に起因するフレキシブル基板Ｗの劣化を抑制することが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、基板を冷却しながら正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、電子注入層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を行うこととしているため、このことによってもフレキシブル基板Ｗの温度上昇に起因するフレキシブル基板Ｗの劣化を抑制することが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、蒸着重合法によって形成された封止性能の良い封止層２６で積層構造体を覆うことが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造後に積層構造体に浸入する水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、有機発光層形成工程、他の有機層形成工程、無機層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を同一の真空装置（真空チャンバ１１０）の中で行うこととしているため、製造過程で有機エレクトロルミネッセンス素子に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、フレキシブル基板Ｗを回転ドラム１３４上で回転方向に沿って移動させながら、正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、無機層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を行うこととしているため、フレキシブル基板Ｗ上に有機エレクトロルミネッセンス素子を高い生産性で製造することが可能となる。
５．実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００の効果
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することが可能となるため、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態でフレキシブル基板Ｗに到着することとなり、その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することが可能となるため、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態でフレキシブル基板Ｗに到着することとなり、その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、それほど高真空を必要としない（例えば１×１０−３Ｐａ〜１×１０−５Ｐａ程度の比較的低真空で十分である。）のに加えて、真空蒸着装置の内壁を極めて平坦にしたり、真空蒸着装置内を外部からヒーターで加熱して真空蒸着装置の内壁に付いた水分を取り除いたりする機構を設けることも不要であるため、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル１４６，１５６，１６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することが可能となるため、従来よりも少量の材料（正孔輸送層の材料、有機発光材料及び電子輸送層の材料）から高収率で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０を形成することが可能となり、この点からも従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能となるといえる。
このため、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００は、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、基板搬送機構を備えるため、フレキシブル基板Ｗを移動させながら正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程を行うことが可能となる。このため、ノズル１４６，１５６，１６６からの輻射熱をフレキシブル基板Ｗが受ける時間を短くすることが可能となるため、フレキシブル基板Ｗの温度上昇に起因するフレキシブル基板Ｗの劣化を抑制することが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、気化材料が再付着しない温度にノズル１４６，１５６，１６６を加熱するノズル加熱機能をさらに備えるため、ノズル１４６，１５６，１６６の先端部分で気化材料が再付着することがなくなり、ノズル１４６，１５６，１６６から吐出された気化材料は高密度状態のままフレキシブル基板Ｗに到着することとなる。その結果、製造過程で正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。また、ノズル１４６，１５６，１６６の目詰まりがなくなるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置におけるメンテナンスが容易になる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、蒸着重合法により封止層２６をフレキシブル基板Ｗに形成する蒸着重合機構１７４をさらに備えるため、蒸着重合法によって形成された封止性能の良い封止層２６で積層構造体を覆うことが可能となる。このため、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造後に積層構造体に浸入する水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、電子注入層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程を同一の真空装置（真空チャンバ１１０）の中で行うことが可能となるため、製造過程で積層構造体や有機エレクトロルミネッセンス素子に取り込まれる水分量を極めて少ないレベルにすることが可能となり、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、フレキシブル基板Ｗを繰り出す繰り出しローラ１３０と、フレキシブル基板Ｗを巻き取る巻き取りローラ１３８と、フレキシブル基板Ｗの搬送経路中に配置され、フレキシブル基板Ｗが搬送されていくのに合わせて回転する回転ドラム１３４とをさらに備え、ノズル１４６，１５６，１６６は、回転ドラム１３４の表面上で搬送されていくフレキシブル基板Ｗに向けて気化材料を吐出するように構成されているため、フレキシブル基板Ｗ上に有機エレクトロルミネッセンス素子を高い生産性で製造することが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、回転ドラム１３４の内部には回転ドラム１３４の表面を冷却する冷却機構が設置されているため、回転ドラム１３４の表面上で搬送されていくフレキシブル基板Ｗの温度上昇に起因するフレキシブル基板Ｗの劣化を抑制することが可能となる。
また、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００によれば、第１真空蒸着室１２４、第２真空蒸着室１２６及び蒸着重合室１２８のそれぞれを、所定の真空雰囲気とする作動排気機構１１８，１２０をさらに備えるため、正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程、電子輸送層形成工程、電子注入層形成工程、陰極形成工程及び封止層形成工程のそれぞれを最適な真空雰囲気中で行うことが可能となる。
なお、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００の構成を採用するにあたっては、以下のシミュレーション実験例１及び２の結果を参考にした。
［シミュレーション実験例１］
シミュレーション実験例１は、比較的低真空の真空蒸着装置（真空度：１×１０−４Ｐａ）を用いた場合であっても、気化源から基板までの距離ｒが小さい条件（例えば５ｍｍ）で真空蒸着を行うことにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能であることを示す実験例である。
シミュレーション実験例１は、比較的低真空の真空蒸着装置（真空度：１×１０−４Ｐａ）を用いた場合であっても、気化源から基板までの距離ｒが小さい条件（例えば５ｍｍ）で真空蒸着を行うことにより、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能であることを示す実験例である。
図４は、真空蒸着法における、気化源から基板までの距離ｒと、気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerとの関係を説明するために示す図である。図４（ａ）は気化源と基板との位置関係を示す図であり、図４（ｂ）は気化源から基板までの距離ｒと気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerとの関係を示す図である。
まず、気化源と基板とは、図４（ａ）に示すような位置関係にあるものとする。このとき、気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerは、以下の式（１）により表される。
Ｚmonomer＝Ｓ・Ｍｖ／４πｒ２ ・・・ （１）
ここで、Ｓは気化源における気化面積［ｍ２］を示し、Ｍｖは気化速度［ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｍ２ｓ］を示し、ｒは気化源から基板までの距離［ｍ］を示す。
図４（ｂ）は、式（１）において、気化源における気化面積Ｓを１［ｃｍ２］とし、気化速度Ｍｖを１０２１［ｍｏｌｅｃｕｌｅｓ／ｍ２ｓ］としたときの、気化源から基板までの距離ｒと気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerとの関係を示す図である。図４（ｂ）からも明らかなように、気化分子の基板へ衝突頻度Ｚmonomerは、気化源から基板までの距離ｒが小さくなればなるほど大きくなることがわかる。
一方、水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oは、以下の式（２）により表される。
ＺH2O＝２．６×１０２４ＰH2O／（ＭＴ）１／２ ・・・ （２）
ここで、ＰH2Oは水の分圧［Ｐａ］を示し、Ｍは気化分子の分子量、Ｔは絶対温度［Ｋ］を示す。
式（２）からも明らかなように、水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oは、水の分圧ＰH2O（又は真空度）が低ければ低いほど小さくなる一方において、気化源から基板までの距離ｒを小さくしても変化しないことがわかる。
従って、式（１）及び式（２）を合わせて考えると、気化源から基板までの距離ｒを小さくした条件で真空蒸着を行うこととすれば、水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oを変えずに、気化分子の基板への衝突頻度（Ｚmonomer）のみを大きくすることが可能となるため、超高真空の真空蒸着装置を用いて真空蒸着を行わなくても、取り込まれる水分子の割合を低減することができることがわかる。
図５は、気化源から基板までの距離ｒと、気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerに対する水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oの割合との関係を説明するために示す図である。図５（ａ）は気化源から基板までの距離ｒを横軸に０ｍｍから６００ｍｍまでとった場合における当該関係を示す図であり、図５（ｂ）は気化源から基板までの距離ｒを０ｍｍから６０ｍｍまでとった場合における当該関係を示す図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）からも明らかなように、超高真空の真空蒸着装置（真空度：１×１０−８Ｐａ）を用いるとともに、気化源から基板までの距離ｒが５００ｍｍの条件で真空蒸着を行う場合（図５（ａ）中、矢印Ａ参照。）と、比較的低真空の真空蒸着装置（真空度：１×１０−４Ｐａ）を用いるとともに、気化源から基板までの距離ｒが５ｍｍの条件で真空蒸着を行う場合（図５（ａ）及び図５（ｂ）中、矢印Ａ１参照。）とで、気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerに対する水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oの割合は同じ（１０−２）になる。
従って、比較的低真空の真空蒸着装置（真空度：１×１０−４Ｐａ）を用いた場合であっても、気化源から基板までの距離ｒが小さい（例えば５ｍｍ）の条件で真空蒸着を行うこととすれば、気化分子の基板への衝突頻度Ｚmonomerに対する水分子の基板への衝突頻度ＺH2Oの割合を小さくすることが可能となり、ひいては有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能となる。
なお、図５（ｂ）からも明らかなように、少し真空度の高い真空蒸着装置（真空度：１×１０−５Ｐａ）を用いて真空蒸着を行えば、気化源から基板までの距離ｒが１５ｍｍの条件で真空蒸着を行っても同様の効果を得ることが期待できる（図５（ｂ）中、矢印Ａ２参照。）。一方、少し真空度の低い真空蒸着装置（真空度：１×１０−３Ｐａ）を用いて真空蒸着を行っても、気化源から基板までの距離ｒが２ｍｍの条件で真空蒸着を行えば同様の効果を得ることが期待できる（図５（ｂ）中、矢印Ａ３参照。）。
［シミュレーション実験例２］
シミュレーション実験例２は、気化源における気化温度を制御することにより基板上への蒸着速度を制御することが可能となることを示す実験例である。
シミュレーション実験例２は、気化源における気化温度を制御することにより基板上への蒸着速度を制御することが可能となることを示す実験例である。
図６は、気化源の温度と気化速度との関係を説明するために示す図である。図６においては、正孔輸送層の材料であるＣｕＰＣ、有機発光材料であるα−ＭＰＤ及び電子輸送層の材料であるＡｌｑ３の場合について、横軸に各材料の気化温度を示し、縦軸に各材料における気化分子の気化速度を示している。
図６からもわかるように、ＣｕＰＣ、α−ＮＰＤ及びＡｌｑ３のいずれの材料においても、気化源の温度を制御することにより、気化速度を制御することができる。従って、ＣｕＰＣ、α−ＮＰＤ及びＡｌｑ３における各気化温度を制御することにより、ＣｕＰＣ、α−ＮＰＤ及びＡｌｑ３の基板上への蒸着速度（ひいては正孔輸送層、有機発光層及び電子輸送層の膜厚）を制御することが可能となることが明らかとなった。
［実施形態２］
図７は、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００を説明するために示す図である。なお、図７において、符号２９０はドライ洗浄機構を示し、符号２９２はＵＶオゾン照射機構を示し、符号２９４は部分ドライエッチング機構を示す。
図７は、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００を説明するために示す図である。なお、図７において、符号２９０はドライ洗浄機構を示し、符号２９２はＵＶオゾン照射機構を示し、符号２９４は部分ドライエッチング機構を示す。
実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００は、基本的には実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００と同様の構成を有しているが、第１真空蒸着機構２４０、第２真空蒸着機構２５０及び第３真空蒸着機構２６０が、それぞれ４つのノズル（ノズル２４６ａ〜２４６ｄ，２５６ａ〜２５６ｄ，２６６ａ〜２６６ｄ）を備える点と、封止層を形成するための２つの蒸着重合機構２７４，２７８（それぞれＰＵ（ポリ尿素）からなる有機封止層を形成する。）及び２つの第６真空蒸着機構２７６，２８０（それぞれＳｉＮ（窒化珪素）からなる無機封止層を形成する。）を備える点が異なる。
しかしながら、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００の場合と同様に、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル（ノズル２４６ａ〜２４６ｄ，２５６ａ〜２５６ｄ，２６６ａ〜２６６ｄ）から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置となる。
また、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００によれば、第１真空蒸着機構２４０、第２真空蒸着機構２５０及び第３真空蒸着機構２６０が、それぞれ４つのノズル（ノズル２４６ａ〜２４６ｄ，２５６ａ〜２５６ｄ，２６６ａ〜２６６ｄ）を備えるため、正孔輸送層１６、有機発光層１８及び電子輸送層２０を実施形態１の場合よりも高速で形成することが可能となる。
また、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００によれば、１２個のノズルのうち適宜の数のノズルを用いて正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程を行うことにより、これら正孔輸送層形成工程、有機発光層形成工程及び電子輸送層形成工程におけるタクトタイムを容易に調整することが可能となる。
また、実施形態２に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置２００によれば、ＰＵからなる有機封止層、ＳｉＮからなる無機封止層、ＰＵからなる有機封止層及びＳｉＮからなる無機封止層の４層が積層された積層封止層を形成することが可能となるため、実施形態１の場合よりも長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することが可能となる。
［実施形態３］
図８は、実施形態３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置３００を説明するために示す図である。なお、図８において、符号３９０はドライ洗浄機構を示し、符号３９２はＵＶオゾン照射機構を示し、符号３９４は部分ドライエッチング機構を示す。
図８は、実施形態３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置３００を説明するために示す図である。なお、図８において、符号３９０はドライ洗浄機構を示し、符号３９２はＵＶオゾン照射機構を示し、符号３９４は部分ドライエッチング機構を示す。
実施形態３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置３００は、基本的には実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００と同様の構成を有しているが、第１真空蒸着機構３４０、第２真空蒸着機構３５０及び第３真空蒸着機構３６０が直線上に配列されている点と、封止層を形成するための２つの蒸着重合機構３７４，３７８（それぞれＰＵ（ポリ尿素）からなる有機封止層を形成する。）及び２つの第６真空蒸着機構３７６，３８０（それぞれＳｉＮ（窒化珪素）からなる無機封止層を形成する。）を備える点が異なる。
しかしながら、実施形態３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置３００は、実施形態１に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置１００の場合と同様に、フレキシブル基板Ｗまでの距離が３ｍｍの位置に配置したノズル３４６，３５６，３６６から気化材料をフレキシブル基板Ｗに向けて吐出することが可能となるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の長寿命化を図ることが可能で、かつ、従来よりも製造コストを安価なものにすることが可能な有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置となる。
また、実施形態３に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置３００によれば、ＰＵからなる有機封止層、ＳｉＮからなる無機封止層、ＰＵからなる有機封止層及びＳｉＮからなる無機封止層の４層が積層された積層封止層を形成することが可能となるため、実施形態１の場合よりも長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することが可能となる。
以上、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
（１）上記各実施形態においては、基板１２として石英ガラスフィルムを備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基板１２として、フィルム以外の各種基板（例えばリジッドな基板）、石英ガラスフィルム以外のガラスフィルム（例えば硼珪酸ガラスのフィルム）、樹脂フィルム（例えばＰＥＴフィルム、ＰＥＳフィルム、ＰＥＥＫフィルム、ＰＣフィルムなど）又はガラス・樹脂の積層フィルム（例えば石英ガラスフィルム・ＰＥＴフィルムの積層フィルム）を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。また、基板１２として任意の形状、大きさの基板（例えば、幅３０ｍｍのフィルム、幅３００ｍｍのフィルムなど）を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（２）上記各実施形態においては、フレキシブル基板Ｗの移動方向に沿った長さが１０ｍｍで、かつ、フレキシブル基板Ｗの移動方向に直交する方向に沿った幅が２ｍｍの矩形状の開口を有するノズルを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する場合を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、フレキシブル基板Ｗとして幅３０ｍｍのフィルムや幅３００ｍｍの幅広のフィルムを用いた場合には、もっと幅広のノズル（例えば、幅が３０ｍｍ又は３００ｍｍの矩形状の開口を有するノズルを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することもできる。また、回転ドラムとノズルとの間隔がフレキシブル基板Ｗの移動方向に沿っても略一定となるように、フレキシブル基板Ｗの移動方向に沿って滑らかにカーブした形状のノズル先端部を有するノズルを用いて有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することもできる。
（３）上記各実施形態においては、陽極１４としてＩＴＯからなる透明電極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、陽極１４としてＩＴＯ以外の透明電極材料（例えばＺｎＯ）からなる陽極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（４）上記各実施形態においては、正孔輸送層１６としてＣｕＰＣからなる正孔輸送層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正孔輸送層１６としてＣｕＰＣ以外の有機材料（例えばＴＰＡＣ、ＴＰＤ）からなる正孔輸送層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（５）上記各実施形態においては、有機発光層１８としてα−ＮＰＤからなる有機発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、有機発光層１８としてα−ＮＰＤ以外の有機発光材料（例えばジメチルキナクリドンが添加されたＡｌｑ３、ＺｎＰＢＯ、ＤＯＦＬ−５）からなる有機発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（６）上記各実施形態においては、電子輸送層２０としてＡｌｑ３からなる電子輸送層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子輸送層２０としてＡｌｑ３以外の有機材料（例えばＢＮＤ、ＰＢＤ）からなる電子輸送層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（７）上記各実施形態においては、電子注入層２２としてＬｉＦからなる電子注入層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子注入層２２としてＬｉＦ以外の材料（例えばＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＣａＦ２、ＭｇＦ２）からなる電子注入層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（８）上記各実施形態においては、陰極２４としてＡｌからなる陰極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、陰極２４としてＡｌ以外の材料（例えばＭｇとＡｇとの混合金属）からなる陰極を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（９）上記実施形態２及び３においては、ＰＵ（ポリ尿素）からなる封止層及びＳｉＮ（窒化珪素）からなる封止層が積層された積層封止層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＳｉＮ（窒化珪素）からなる封止膜の代わりに、Ａｌ２Ｏ３からなる封止膜、ＺｒＯ２からなる封止膜、ＭｇＦ２からなる封止膜、ＩＴＯからなる封止膜などの無機封止膜を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（１０）上記各実施形態においては、陽極１４、正孔輸送層１６、有機発光層１８、電子輸送層２０、電子注入層２２及び陰極２４からなる積層構造体を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層のうち少なくとも１つを備えない有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできるし、正孔注入層（例えばＴＰＤＡ、ＴＰＡ−６）その他の層をさらに備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（１１）上記各実施形態においては、正孔輸送層形成工程と、有機発光層形成工程と、電子輸送層形成工程とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、正孔輸送層形成工程及び電子輸送層形成工程のうち少なくとも１つを含まない有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできるし、正孔注入層その他の層を形成する工程をさらに含む有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
（１２）上記各実施形態においては、照明装置用の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を例にとって本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ディスプレイ用の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に本発明を適用することもできる。
１０…有機エレクトロルミネッセンス素子、１２…基板、１４…陽極、１６…正孔輸送層、１８…有機発光層、２０…電子輸送層、２２…電子注入層、２４…陰極、２６…封止層、１００，２００，３００…有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置、１１０…真空チャンバ、１１２，１１４，１１６…隔壁、１１８，１２０…差動排気機構、１２２…基板繰り出し・巻き取り室、１２４，２２４，３２４…第１真空蒸着室、１２６…第２真空蒸着室、１２８…蒸着重合室、１３０，２３０，３３０…繰り出しローラ、１３２，１３６，２３２，２３３，２３６，３３２，３３３，３３６…ローラ、１３４…回転ドラム、１３８，２３８，３３８…巻き取りローラ、１４０，２４０，３４０…第１真空蒸着機構、１４２，１５２，１６２，３４２，３５２，３６２…気化部、１４４，１５４，１６４，３４４，２５４，３６４…連通部、１４６，１５６，１６６，２４６ａ，２４６ｂ，２４６ｃ，２４６ｄ，２５６ａ，２５６ｂ，２５６ｃ，２５６ｄ，２６６ａ，２６６ｂ，２６６ｃ，２６６ｄ，３４６，３５６，３６６…ノズル、１５０，２５０，３５０…第２真空蒸着機構、１６０，２６０，３６０…第３真空蒸着機構、１７０，２７０，３７０…第４真空蒸着機構、１７２，２７２，３７２…第５真空蒸着機構、１７４，２７４，２７８，３７４，３７８…蒸着重合機構、２２２，３２２…基板繰り出し室、２２６，３２６…第４真空蒸着室、２２８，３２８…基板巻き取り室、２７６，２８０，３７６，３８０…第６真空蒸着機構、２９０，３９０…ドライ洗浄機構、２９２，３９２…ＵＶオゾン照射機構、２９４，３９４…部分ドライエッチング機構、Ｗ…フレキシブル基板
Claims (5)
- 基板と、当該基板上に形成された陽極、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層及び陰極を有する積層構造体と、当該積層構造体を覆う封止層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するための有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置において、
前記基板は、予め前記陽極が形成されたフレキシブル基板であり、
真空チャンバと、
前記真空チャンバ内の前記基板の搬送経路中に配置され、搬送される前記基板に合わせて回転する回転ドラムと、
前記真空チャンバに設けられ、当該真空チャンバ内を、前記回転ドラムの表面に沿って基板繰り出し・巻き取り室、第１真空蒸着室、第２真空蒸着室及び蒸着重合室に区切る第１の隔壁と、
前記第１の真空蒸着室及び前記第２真空蒸着室間に設置された第１差動排気部と、
前記第２真空蒸着室及び前記蒸着重合室間に設置された第２差動排気部と、
前記基板繰り出し・巻き取り室に設けられ、前記基板を、前記回転ドラムの表面上を当該回転ドラムの表面に沿って前記第１真空蒸着室、前記第２真空蒸着室及び前記蒸着重合室を順次通過するように前記搬送する基板搬送機構と、
前記第１真空蒸着室内に設けられ、前記基板上に前記正孔輸送層を形成する第１真空蒸着機構と、
前記第１真空蒸着室内に設けられ、前記第１真空蒸着機構により形成された前記正孔輸送層上に前記有機発光層を形成する第２真空蒸着機構と、
前記第１真空蒸着室内に設けられ、前記第２真空蒸着機構により形成された前記有機発光層上に前記電子輸送層を形成する第３真空蒸着機構と、
前記第２真空蒸着室内に設けられ、前記第３真空蒸着機構により形成された前記電子輸送層上に前記電子注入層を形成する第４真空蒸着機構と、
前記第２真空蒸着室内に設けられ、前記第４真空蒸着機構により形成された前記電子注入層上に前記陰極層を形成する第５真空蒸着機構と、
前記蒸着重合室に設けられ、蒸着重合法により原料モノマーを前記基板上で重合させることにより前記積層構造体を覆うように前記封止層を形成する蒸着重合機構と
を備え、
前記基板繰り出し・巻き取り室、前記第１真空蒸着室、前記第２真空蒸着室及び前記蒸着重合室は、それぞれ最適な真空雰囲気となるように制御され、
前記第１真空蒸着機構、前記第２真空蒸着機構及び前記第３真空蒸着機構は、
前記回転ドラムの回転方向に沿って、それぞれ前記基板までの距離が１５ｍｍ以下の位置に配置されたノズルを有し、前記基板搬送機構により前記回転ドラム上を移動する前記基板に向けて、対応する前記ノズルから気化材料を吐出することにより、前記正孔輸送層、前記有機発光層又は前記電子輸送層をそれぞれ形成する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造装置。 - 請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、
前記第２の真空蒸着室内における前記第４真空蒸着機構及び前記第５真空蒸着機構間に第２の隔壁が設置された
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造装置。 - 請求項１及び請求項２のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、
前記基板搬送機構により前記回転ドラム上を移動する前記基板に向けて、対応する前記ノズルから気化材料を吐出することにより、前記正孔輸送層、前記有機発光層又は前記電子輸送層をそれぞれ形成する
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造装置。 - 請求項１及び請求項３のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、
前記第１真空蒸着機構、前記第２真空蒸着機構及び前記第３真空蒸着機構は、
それぞれ前記気化材料が前記ノズルに再付着しない温度に前記ノズルを加熱するノズル加熱機構を備える
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造装置。 - 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造装置であって、
前記回転ドラムの内部に設置され、前記回転ドラムの表面を冷却する冷却機構を備える
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスの製造装置。
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