JP5799181B1 - 有機電子素子の製造方法 - Google Patents

有機電子素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5799181B1
JP5799181B1 JP2015001583A JP2015001583A JP5799181B1 JP 5799181 B1 JP5799181 B1 JP 5799181B1 JP 2015001583 A JP2015001583 A JP 2015001583A JP 2015001583 A JP2015001583 A JP 2015001583A JP 5799181 B1 JP5799181 B1 JP 5799181B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic
organic electronic
substrate
base material
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015001583A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016126964A (ja
Inventor
松本 康男
康男 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority to JP2015001583A priority Critical patent/JP5799181B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5799181B1 publication Critical patent/JP5799181B1/ja
Priority to KR1020177021432A priority patent/KR20170101980A/ko
Priority to US15/541,599 priority patent/US10319909B2/en
Priority to EP15877017.2A priority patent/EP3244701A4/en
Priority to CN201580072619.6A priority patent/CN107211501B/zh
Priority to PCT/JP2015/085555 priority patent/WO2016111144A1/ja
Publication of JP2016126964A publication Critical patent/JP2016126964A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • H10K71/13Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating using printing techniques, e.g. ink-jet printing or screen printing
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/191Deposition of organic active material characterised by provisions for the orientation or alignment of the layer to be deposited
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates
    • H10K77/111Flexible substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/26Processes for applying liquids or other fluent materials performed by applying the liquid or other fluent material from an outlet device in contact with, or almost in contact with, the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2201/00Polymeric substrate or laminate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D2252/00Sheets
    • B05D2252/02Sheets of indefinite length
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/93Batch processes
    • H01L2224/95Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
    • H01L2224/951Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies
    • H01L2224/95115Supplying the plurality of semiconductor or solid-state bodies using a roll-to-roll transfer technique
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
    • H10K10/40Organic transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/50Photovoltaic [PV] devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

【課題】塗布膜の膜厚の不均一を低減することが可能な有機電子素子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態に係る有機電子素子の製造方法は、有機材料を含む機能層を有する有機電子素子の製造方法であって、ロールツーロール方式を用いて、可撓性を有する基材110を水平搬送し、基材110の上方に配置されたスリットコート塗布器30によって、有機材料を含む塗布液を基材110に塗布して、機能層を形成する塗布工程を有し、塗布工程では、基材110の下方に配置されたエア浮上ステージ20によって、基材110をエア浮上させて、塗布液を基材110に塗布する。【選択図】図1

Description

本発明は、有機EL素子、有機太陽電池、有機トランジスタなどの有機電子素子の製造方法に関するものである。
有機EL(Electro Luminescence)素子、有機太陽電池、有機トランジスタなどの有機電子素子が知られている。この種の有機電子素子は、有機材料を含む発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、活性層、半導体層、絶縁層などの種々の機能層を有する。また、この種の有機電子素子は、フィルム状の基板(可撓性を有する基板、フレキシブル基板)上に形成されて、フィルム状をなすことがある。
フィルム状の有機電子素子の製造方法として、ロールツーロール方式を用いて、インクジェット塗布法、ダイコータ塗布法などの塗布法によって、各種機能層を形成する方法が知られている。非特許文献1には、ダイコータ塗布法(スリットコート塗布法)が開示されている。
このスリットコート塗布法を用いて、上記した有機電子素子における機能層を形成する場合について、図6を参照して説明する。図6に示すスリットコート塗布法では、巻き出しローラ10と巻き取りローラ13とからなるロールツーロール構成、及び、搬送ローラ11,12,14,15によって、基板を含むフィルム状の基材を搬送し、スリットコート塗布器30Xによって、有機材料を含む塗布液を基材に塗布して、機能層薄膜を形成する。その際、下地基材を安定させるために、バックアップロール15を用いて、基材を固定し、安定させている。
なお、バックアップロール15に代えて吸着ステージを用いて、下地基材を固定し、安定させることも知られている。
(株)テクノスマート、多層ダイコーター、[online]、[平成26年11月17日検索]、インターネット<URL:http://www.ctiweb.co.jp/soran/products/410>
非特許文献1に記載のスリットコート塗布法は、高粘度な塗布液を用いる場合に適している。ところで、より薄い薄膜を形成するために、低粘度な塗布液を用いる場合がある。しかしながら、非特許文献1に記載のスリットコート塗布法において低粘度な塗布液を用いると、液だれが生じてしまう。
また、非特許文献1に記載のスリットコート塗布法のように、バックアップロールを使用する場合、バックアップロールの機械振動に起因して、膜厚が不均一となってしまう。一方、吸着ステージを使用する場合、一旦吸着させるので間欠搬送となり、生産性が低下してしまう。
液だれに関しては、基材を水平搬送し、基材の上方に配置された塗布器によって基材の上面に塗布液を塗布することが考えられる。また、機械振動及び間欠搬送に関しては、バックアップロール及び吸着ステージを使用しないことが考えられる。例えば、所定距離だけ離間した2つの搬送ロールによって基板を水平搬送し、バックアップロール及び吸着ステージを使用せずに、2つの搬送ロール間において上方から基材の上面に塗布液を塗布する。
しかしながら、フィルム状の基材の場合、水平搬送においてバックアップロール及び吸着ステージを使用しない構成では、2つの搬送ロール間において自重により基材が垂れ下がり、基材が上下振動してしまう。この振動に起因して、塗布膜の膜厚が不均一となってしまう。
そこで、本発明は、塗布膜の膜厚の不均一を低減することが可能な有機電子素子の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の有機電子素子の製造方法は、有機材料を含む機能層を有する有機電子素子の製造方法であって、ロールツーロール方式を用いて、可撓性を有する基材を水平搬送し、基材の上方に配置されたスリットコート塗布器によって、有機材料を含む塗布液を基材に塗布して、機能層を形成する塗布工程を有し、塗布工程では、基材の下方に配置されたエア浮上ステージによって、基材をエア浮上させて、塗布液を基材に塗布する。この塗布工程は、有機EL素子、有機太陽電池、有機トランジスタなどの有機電子素子における、有機材料を含む発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、活性層、半導体層、絶縁層などの種々の機能層の形成に適用可能である。
この有機電子素子の製造方法によれば、基材をエア浮上させるので、基材が自重により垂れ下がることを抑制することができ、基材が上下振動することを抑制することができる。したがって、基材の上下振動に起因する塗布膜の膜厚の不均一を低減することができる。
また、この有機電子素子の製造方法によれば、基材を水平搬送し、上方から塗布液を基材に塗布するので、塗布液が低粘度である場合に液だれを防止することができる。
また、この有機電子素子の製造方法によれば、ロールツーロール方式において連続的にかつ安定的に塗布膜(機能層)を形成することができるので、塗布膜の膜厚の不均一がない高品位の有機電子素子をハイスループットで連続して生産することができる。
上記したエア浮上ステージは、多孔質材料からなる形態であってもよい。エア浮上ステージは、基材を搬送することではなく、基材が自重により垂れ下がる分を浮上させることを目的とする。よって、加工によって形成される比較的に大きな孔によって生成される比較的に多量のエアでは強過ぎる。しかしながら、この形態によれば、多孔質材料が有する比較的に小さな孔によって生成される比較的に少量のエアによって、基材が自重により垂れ下がる分を浮上させることができる。
また、上記した基材の上下の振動量(変位量)は、70μm(±35μm)以下である形態であってもよい。この形態によれば、基材の上下振動量が70μm(変位量±35μm)以下と小さいので、基材の上下振動に起因する塗布膜の膜厚の不均一を低減することができる。
また、上記したエア浮上ステージと上記した基材との間隔は、30μm以上1mm以下である形態であってもよい。この形態によれば、エア浮上ステージと基材との間の吹き出しエアに起因するフィルムの上下振動を適性に抑制することが可能である。当該間隔が30μm以下であると、エア浮上ステージと基材との接触により基材裏面にキズを生じるおそれがあり、逆に1mm以上であると、エア浮上ステージと基材との間のエア層が不均一になり、上下振動抑制効果は小さくなってしまう。
また、上記した塗布液の粘度は、1cp以上20cp以下である形態であってもよい。この形態によれば、1cp以上20cp以下のような低粘度の塗布液であっても、基材の上下振動に起因する塗布膜の膜厚の不均一を低減することができる。また、上記したように液だれを防止することができる。
また、上記した基材の引張力(テンション)は、20N以上150N以下である形態であってもよい。この形態によれば、エア浮上ステージに侵入する際の搬送中のフィルム自体に搬送方向のしわや、たるみが発生しないため、上下振動を抑制された状態で安定かつ均一な塗布膜の形成が可能となる。
また、上記したエア浮上ステージによるエアの風速は、0.001m/sec.以上0.3m/sec.以下である形態であってもよい。上記したように、エア浮上ステージは、基材を搬送することではなく、基材が自重により垂れ下がる分を浮上させることを目的とする。よって、加工によって形成される比較的に大きな孔によって生成される比較的に多量のエアでは強過ぎる。しかしながら、これによれば、エアの風速が0.001m/sec.以上0.3m/sec.以下と小さいので、基材が自重により垂れ下がる分を浮上させることができる。
また、上記した有機電子素子は有機EL素子である形態であってもよい。この形態によれば、発光輝度の不均一(発光ムラ)を低減することができる。
また、上記した有機電子素子は有機太陽電池である形態であってもよい。この形態によれば、有機半導体材料や、金属ナノ粒子からなる電極材料の塗布プロセスにおいて、広範囲の粘度範囲の材料を選択可能となる。
また、上記した有機電子素子は有機トランジスタである形態であってもよい。この形態によれば、有機トランジスタ用の有機半導体材料や、ゲート絶縁膜、ソース/ドレイン電極などの金属ナノ粒子からなる印刷用材料を使用する場合、粘度範囲を気にすることなく、広範囲な材料を選択可能となる。
本発明によれば、有機EL素子、有機太陽電池、有機トランジスタなどの有機電子素子における塗布膜の膜厚の不均一を低減することができる。
本発明の一実施形態に係る有機EL素子(有機電子素子)の製造方法を示す図である。 図1に示す加工領域Aを上からみた図である。 一実施形態に係る有機EL素子(有機電子素子)の断面図である。 検証結果を示す図である。 一変形例に係る有機EL素子(有機電子素子)の断面図である。 従来の有機EL素子(有機電子素子)の製造方法を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図1は、本発明の一実施形態に係る有機EL素子(有機電子素子)の製造方法を示す図であり、図2は、図1に示す加工領域Aを上からみた図である。また、図3は、一実施形態に係る有機EL素子(有機電子素子)の断面図である。
図3に示すように、本実施形態の有機EL素子100は、フィルム状の基板(可撓性を有する基板、フレキシブル基板)101上に、陽極層102と、発光層(機能層)103と、陰極層104とが順に積層されてなる。フィルム状の基板101の材料としては、例えば透明性を有するプラスティック、より具体的にはPEN(Polyethylene Naphthalate)が挙げられる。フィルム状の基板101としては、典型的には厚さ100μm程度のものが挙げられる。陽極層102としては、例えば光透過性を示す電極、より具体的にはITO(Tin-doped Indium Oxide)、IZO(indium zincoxide)等の比較的透明な材料からなる導電性金属酸化物薄膜が挙げられる。発光層103は、低分子型、高分子型などの種々の公知の有機EL材料を含む。陰極層104としては、例えば光反射性を示す電極、より具体的には金属材料からなる導電性金属薄膜が挙げられる。
以下に示す有機EL素子の製造方法では、基板101と陽極層102とを含むフィルム状の基材110上に発光層103を形成する工程(塗布工程)について説明し、公知の電極層102,104を形成する工程については省略する。
まず、図1及び図2に示すように、ロールツーロール方式を用いて、フィルム基材110を水平搬送する。具体的には、巻き出しローラ10からフィルム基材110を巻き出し、加工領域Aにおいて搬送ローラ11,12によってフィルム基材110を水平搬送し、巻き取りローラ13によって巻き取る。
例えば、厚さ125μm、幅Wf=320mmのPENフィルム基材110を想定し、フィルム基材110の搬送速度は、例えば、2m/min.以上6m/min.以下に設定され、フィルム基材110の搬送方向に加えられるテンションは、例えば、20N以上150N以下、好ましくは30N以上100N以下に設定される。なお、フィルム基材110の搬送方向に加えられるテンション(引張力)は、テンション調整機構(図示せず)によって調整されてもよい。
また、フィルム基材110が水平搬送される加工領域Aにおいて、フィルム基材110の下方に配置された3つのエア浮上ステージ20によって、フィルム基材110をエア浮上させる。エア浮上ステージ20それぞれは、多孔質カーボンからなり、複数の微小な孔からエアを吹き出す。例えば、エア浮上ステージ20におけるフィルム基材110と対向する上面の幅Waは約100mmであり、長さLaは約500mmである。また、エア浮上ステージ20は、Sa=100mm間隔で搬送方向に配列されている。
例えば、上記した厚さ125μm、幅Wf=320mmのPENフィルム基材110を想定し、エア吹き出し流量は、1×10−4L/cm・sec.以上3×10−2L/cm・sec.以下(風速換算:0.001m/sec.以上0.3m/sec.以下)、好ましくは1×10−4L/cm・sec.以上1×10−2L/cm・sec.以下に設定される。
これにより、エア浮上ステージ20とフィルム基材110との間隔が、30μm以上1mm以下、好ましくは50μm以上500μm以下に設定される。その結果、フィルム基材110の振動量(最大位値−最少位値)が、70μm未満、好ましくは40μm未満となる。換言すれば、フィルム基材110の変位量が、±35μm未満、好ましくは±20μm未満となる。
エア浮上ステージ20は、フィルム基材110を搬送することではなく、フィルム基材110が自重により垂れ下がる分を浮上させることを目的とする。よって、加工によって形成される比較的に大きな孔によって生成される比較的に多量のエアでは強過ぎる。本実施形態のエア浮上ステージ20によれば、多孔質材料が有する比較的に微小な孔によって生成される比較的に少量のエアによって、フィルム基材110が自重により垂れ下がる分を浮上させることができる。
また、加工によって形成される比較的に大きな孔によって生成される比較的に多量のエアでは、後述するスリットコート塗布器30のノズルにおけるインクを乾燥させてしまうことがあるが、本実施形態の多孔質材料が有する比較的に微小な孔によって生成される比較的に少量のエアでは、そのようなことがない。
また、フィルム基材110が水平搬送される加工領域Aにおいて、フィルム基材110及びエア浮上ステージ20の上方に配置されたスリットコート塗布器30によって、有機EL材料を含むインク(塗布液)をフィルム基材110に塗布して、発光層103を形成する。発光層103としては、典型的には乾燥後厚さ20nm〜100nm(例えば、塗布時厚さ0.4μm〜2μm)のものが挙げられる。
スリットコート塗布器30は、フィルム基材110の幅Wf方向に延在するスリットを有する。
インクとしては、粘度1cP以上20cP以下、好ましくは2cP以上10cP以下の比較的に低粘度のものが用いられる。例えば、インクとしては、有機EL材料と有機溶媒とを含む溶液が用いられる。有機EL材料としては、低分子系材料でも高分子材料でもよく、あるいは両者の混合系でもよい。有機溶媒としては、有機EL材料を溶解する溶媒であればよく、溶媒の蒸発速度、溶液の表面張力、粘度等を考慮して適宜選択される。有機溶媒としては、単一の溶媒でも混合溶媒でもよい。
本実施形態の有機EL素子(有機電子素子)の製造方法によれば、フィルム基材110をエア浮上させるので、フィルム基材110が自重により垂れ下がることを抑制することができ、フィルム基材110が上下振動することを抑制することができる。したがって、フィルム基材110の上下振動に起因する発光層(塗布膜)の膜厚の不均一を低減することができる。その結果、発光輝度の不均一(発光ムラ)を低減することができる。
また、本実施形態の有機EL素子(有機電子素子)の製造方法によれば、フィルム基材110を水平搬送し、上方からインク(塗布液)をフィルム基材110に塗布するので、インクが低粘度である場合に液だれを防止することができる。
また、本実施形態の有機EL素子(有機電子素子)の製造方法によれば、ロールツーロール方式において連続的にかつ安定的に塗布膜(発光層)103を形成することができるので、塗布膜の膜厚の不均一がなく、その結果、発光輝度の不均一(発光ムラ)がない高品位の有機EL素子(有機電子素子)をハイスループットで連続して生産することができる。
以下では、上記した効果について検証する。
[検証1]
上記したスリットコート塗布器30に代えてインクジェット塗布器を用いて、上記したフィルム基材110に代えてガラス基材上に、有機EL材料を含むインク(塗布液)を塗布して、発光層を形成した。インクとして住友化学製高分子白色発光材料SCW140(固形分濃度7%、粘度5cp)を用い、乾燥後の発光層の膜厚を70nmとした。インクを塗布する際、ガラス基材に上下振動を与えた。本検証では、発光層に紫外線ランプを照射し、発光輝度の不均一(発光ムラ)を目視確認した。
本検証によれば、上下の振動量(最大位値−最少位値)130μm(変位量±65μmでは発光輝度が不均一であり、上下の振動量70μm(変位量±35μm)、及び、上下の振動量40μm(±20μm)では発光輝度が均一であった。これより、上下の振動量70μm以下、好ましくは40μm以下で、換言すれば、上下の変位量±35μm以下、好ましくは±20μm以下で、発光輝度の不均一が低減される、すなわち、発光層(塗布膜)の膜厚の不均一が低減されることが推察される。
[検証2]
図1,2に示す製造方法によって、上記した厚さ125μm、幅Wf=320mmのPENフィルム基材110を水平搬送させる。その際、エア浮上ステージ20によってエア浮上を行う場合と行わない場合とについて比較検証する。エア浮上を行う場合の検証条件は以下の通りである。
エア吹き出し流量:3×10−4L/cm・sec.(風速換算:0.003m/sec.)
エア浮上ステージ20とフィルム基材110との間隔:50μm
また、その他の共通の検証条件は以下の通りである。
フィルム基材110の搬送速度:6m/min.
フィルム基材110の搬送方向に加えられるテンション:30N
本検証では、スリットコート塗布器30に代えてレーザ変位センサを用い、フィルム基材110の上下位置を1msec.間隔で20秒間測定し、フィルム基材110の上下変位量を測定した。検証結果を図4に示す。
図4によれば、エア浮上ステージ20によってエア浮上を行わない場合、曲線51に示すように、上下の振動量(最大位値−最少位値)が315μmであった。これに対し、エア浮上ステージ20によってエア浮上を行った場合、曲線50に示すように、上下の振動量が17μmに低減した。
これらの検証1及び検証2を総合すると、エア浮上ステージ20によってエア浮上を行うことにより、発光輝度の不均一を低減できる、すなわち、発光層(塗布膜)の膜厚の不均一を低減できることが検証された。
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、一対の電極間に発光層(機能層)を有する有機EL素子における発光層塗布工程を例示したが、本発明の特徴は、以下に示すような種々の有機EL素子における正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などの種々の有機材料を含む機能層の塗布工程にも適用可能である。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
c)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
d)陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
e)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
f)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
g)陽極/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
h)陽極/発光層/電子注入層/陰極
i)陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
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。
例えば、図5に示す正孔注入層105の塗布工程の場合、上記した発光層の塗布工程において、有機EL材料を含むインク(塗布液)を、有機材料を含むインク(塗布液)に置き換えればよい。また、図5に示す正孔輸送層106の塗布工程の場合、上記した発光層の塗布工程において、有機EL材料を含むインク(塗布液)を、有機材料を含むインク(塗布液)に置き換え、更に、フィルム基材110を、基板101と、陽極層102と、正孔注入層105とを含むフィルム基材に置き換えればよい。また、図5に示す発光層103の塗布工程の場合、フィルム基材110を、基板101と、陽極層102と、正孔注入層105と、正孔輸送層106とを含むフィルム基材に置き換えればよい。また、図5に示す電子輸送層107の塗布工程の場合、上記した発光層の塗布工程において、有機EL材料を含むインク(塗布液)を、有機材料を含むインク(塗布液)に置き換え、更に、フィルム基材110を、基板101と、陽極層102と、正孔注入層105と、正孔輸送層106と、発光層103とを含むフィルム基材に置き換えればよい。また、図5に示す電子注入層108の塗布工程の場合、上記した発光層の塗布工程において、有機EL材料を含むインク(塗布液)を、有機材料を含むインク(塗布液)に置き換え、更に、フィルム基材110を、基板101と、陽極層102と、正孔注入層105と、正孔輸送層106と、発光層103と、電子輸送層107とを含むフィルム基材に置き換えればよい。
なお、本実施形態では、有機EL素子として、発光層に対して基板側に陽極層が配置され、発光層に対して基板と反対側に陰極層が配置される形態の製造方法を例示したが、発光層に対して基板側に陰極層が配置され、発光層に対して基板と反対側に陽極層が配置される形態の製造方法にも適用可能である。
また、本実施形態では、有機EL素子(有機電子素子)の製造方法を例示したが、本発明の特徴は、有機太陽電池(有機電子素子)や有機トランジスタ(有機電子素子)の製造方法にも適用可能である。例えば、有機太陽電池の製造方法における活性層(光電変換層),正孔注入層,正孔輸送層,電子輸送層,電子注入層などの形成工程に適用可能である。また、有機トランジスタの製造方法における半導体層、絶縁層などの形成工程にも適用可能である。
また、フィルム基材のうちの何れか一方の表面、又は、両方の表面にバリア層が形成される形態の製造方法にも適用可能である。
また、本実施形態では、エア浮上ステージの材料として多孔質カーボンを例示したが、エアを吹き出すことができる様々な多孔質材料が適用可能である。
また、本実施形態では、エア浮上ステージのエア吹き出し流量、個数、大きさ、間隔、エア浮上ステージとフィルム基材との間隔、フィルム基材の搬送方向に加えられるテンションなどの様々な条件を例示したが、これらは厚さ125μm、幅320mmのPENフィルム基材を想定したものである。フィルム基材のサイズ、材料が大きく変わる場合には、フィルム基材の上下の振動量が70μm以下になるように、換言すれば、上下の変位量を±35μm以下になるように、これらの条件を適宜変更すればよい。
10…巻き出しローラ、11,12,14…搬送ローラ、13…巻き取りローラ、15…バックアップロール(搬送ローラ)、20…エア浮上ステージ、30,30X…スリットコート塗布器、100…有機EL素子(有機電子素子)、101…基板、102…陽極層、103…発光層、104…陰極層、105…正孔注入層、106…正孔輸送層、107…電子輸送層、108…電子注入層、110…フィルム基材(基材)。

Claims (11)

  1. 有機材料を含む機能層を有する有機電子素子の製造方法であって、
    ロールツーロール方式を用いて、可撓性を有する基材を水平搬送し、前記基材の上方に配置されたスリットコート塗布器によって、前記基材を水平搬送する経路の途上において、前記有機材料を含む塗布液を前記基材に塗布して、前記機能層を形成する塗布工程を有し、
    前記塗布工程では、前記基材の下方に配置されたエア浮上ステージによって、前記基材をエア浮上させて、前記塗布液を前記基材に塗布する、
    有機電子素子の製造方法。
  2. 前記基材の下方にスリットコート塗布器がなく、
    前記基材の上方にエア浮上ステージがない、
    請求項1に記載の有機電子素子の製造方法。
  3. 前記エア浮上ステージは、多孔質材料からなる、請求項1又は2に記載の有機電子素子の製造方法。
  4. 前記基材の上下の振動量は、70μm以下である、請求項1〜3の何れか1項に記載の有機電子素子の製造方法。
  5. 前記エア浮上ステージと前記基材との間隔は、30μm以上1mm以下である、請求項4に記載の有機電子素子の製造方法。
  6. 前記塗布液の粘度は、1cp以上20cp以下である、請求項4に記載の有機電子素子の製造方法。
  7. 前記基材の引張力は、20N以上150N以下である、請求項4に記載の有機電子素子の製造方法。
  8. 前記エア浮上ステージによるエアの風速は、0.001m/sec.以上0.3m/sec.以下である、請求項4に記載の有機電子素子の製造方法。
  9. 前記有機電子素子は有機EL素子である、請求項1〜8の何れか1項に記載の有機電子素子の製造方法。
  10. 前記有機電子素子は有機太陽電池である、請求項1〜8の何れか1項に記載の有機電子素子の製造方法。
  11. 前記有機電子素子は有機トランジスタである、請求項1〜8の何れか1項に記載の有機電子素子の製造方法。
JP2015001583A 2015-01-07 2015-01-07 有機電子素子の製造方法 Expired - Fee Related JP5799181B1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015001583A JP5799181B1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 有機電子素子の製造方法
KR1020177021432A KR20170101980A (ko) 2015-01-07 2015-12-18 유기 전자 소자의 제조 방법
US15/541,599 US10319909B2 (en) 2015-01-07 2015-12-18 Method for manufacturing organic electronic element
EP15877017.2A EP3244701A4 (en) 2015-01-07 2015-12-18 Method for manufacturing organic electronic element
CN201580072619.6A CN107211501B (zh) 2015-01-07 2015-12-18 有机电子元件的制造方法
PCT/JP2015/085555 WO2016111144A1 (ja) 2015-01-07 2015-12-18 有機電子素子の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015001583A JP5799181B1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 有機電子素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5799181B1 true JP5799181B1 (ja) 2015-10-21
JP2016126964A JP2016126964A (ja) 2016-07-11

Family

ID=54348664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015001583A Expired - Fee Related JP5799181B1 (ja) 2015-01-07 2015-01-07 有機電子素子の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10319909B2 (ja)
EP (1) EP3244701A4 (ja)
JP (1) JP5799181B1 (ja)
KR (1) KR20170101980A (ja)
CN (1) CN107211501B (ja)
WO (1) WO2016111144A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017195115A (ja) * 2016-04-21 2017-10-26 住友化学株式会社 有機el素子の製造方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6254108B2 (ja) 2015-01-07 2017-12-27 住友化学株式会社 有機elパネルの製造方法
KR102458991B1 (ko) * 2018-03-30 2022-10-25 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 방향성 전기 강판의 제조 방법 및 연속 성막 장치

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6436077U (ja) * 1987-08-28 1989-03-06
JPH02211270A (ja) * 1989-02-13 1990-08-22 Konica Corp ウエブ塗布装置
JPH02214564A (ja) * 1989-02-13 1990-08-27 Konica Corp ウエブ塗布装置
JP2004066031A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Dainippon Printing Co Ltd 塗工装置
WO2010131580A1 (ja) * 2009-05-09 2010-11-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 塗布方法、有機エレクトロニクス素子
JP2013016405A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロニクスデバイスおよびその製造方法
WO2013154076A1 (ja) * 2012-04-09 2013-10-17 三菱化学株式会社 有機電界発光素子用組成物及び有機電界発光素子
JP2014029883A (ja) * 2009-02-03 2014-02-13 Konica Minolta Inc ロールツーロール方式の有機エレクトロニクス素子の製造装置
JP2014079708A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 両面塗布装置
JP2014116224A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Konica Minolta Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2014120350A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Konica Minolta Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136966A (en) 1988-10-28 1992-08-11 Konica Corporation Web coating apparatus
JP2004131215A (ja) 2002-10-09 2004-04-30 Ushio Inc 帯状ワークの搬送装置
JP2004335492A (ja) 2003-03-07 2004-11-25 Junji Kido 有機電子材料の塗布装置およびそれを使用した有機電子素子の製造方法
US7604439B2 (en) * 2004-04-14 2009-10-20 Coreflow Scientific Solutions Ltd. Non-contact support platforms for distance adjustment
US7966743B2 (en) 2007-07-31 2011-06-28 Eastman Kodak Company Micro-structured drying for inkjet printers
KR101296659B1 (ko) 2008-11-14 2013-08-14 엘지디스플레이 주식회사 세정 장치
JP2010140705A (ja) * 2008-12-10 2010-06-24 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンスパネル及びその製造方法、該有機エレクトロルミネッセンスパネルを用いた照明装置、表示装置
JP5648691B2 (ja) 2010-09-25 2015-01-07 コニカミノルタ株式会社 塗布方法、有機エレクトロニクス素子の製造方法
JP2012192332A (ja) 2011-03-16 2012-10-11 Toray Ind Inc 塗布装置、塗布方法およびディスプレイ用部材の製造方法
WO2012172919A1 (ja) 2011-06-14 2012-12-20 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
KR20130003560A (ko) 2011-06-30 2013-01-09 주식회사 에스에프에이 인쇄장치
CN103958379B (zh) 2011-11-04 2016-12-28 株式会社尼康 基板处理装置及基板处理方法
JP6151053B2 (ja) 2013-03-18 2017-06-21 東レ株式会社 塗布装置、塗布方法およびディスプレイ用部材の製造方法
JP6312959B2 (ja) 2013-07-17 2018-04-18 セーレン株式会社 インクジェット記録装置
JP6254108B2 (ja) 2015-01-07 2017-12-27 住友化学株式会社 有機elパネルの製造方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6436077U (ja) * 1987-08-28 1989-03-06
JPH02211270A (ja) * 1989-02-13 1990-08-22 Konica Corp ウエブ塗布装置
JPH02214564A (ja) * 1989-02-13 1990-08-27 Konica Corp ウエブ塗布装置
JP2004066031A (ja) * 2002-08-02 2004-03-04 Dainippon Printing Co Ltd 塗工装置
JP2014029883A (ja) * 2009-02-03 2014-02-13 Konica Minolta Inc ロールツーロール方式の有機エレクトロニクス素子の製造装置
WO2010131580A1 (ja) * 2009-05-09 2010-11-18 コニカミノルタホールディングス株式会社 塗布方法、有機エレクトロニクス素子
JP2013016405A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロニクスデバイスおよびその製造方法
WO2013154076A1 (ja) * 2012-04-09 2013-10-17 三菱化学株式会社 有機電界発光素子用組成物及び有機電界発光素子
JP2014079708A (ja) * 2012-10-17 2014-05-08 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 両面塗布装置
JP2014116224A (ja) * 2012-12-11 2014-06-26 Konica Minolta Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2014120350A (ja) * 2012-12-17 2014-06-30 Konica Minolta Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017195115A (ja) * 2016-04-21 2017-10-26 住友化学株式会社 有機el素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3244701A1 (en) 2017-11-15
CN107211501A (zh) 2017-09-26
US10319909B2 (en) 2019-06-11
KR20170101980A (ko) 2017-09-06
WO2016111144A1 (ja) 2016-07-14
JP2016126964A (ja) 2016-07-11
EP3244701A4 (en) 2018-10-03
CN107211501B (zh) 2020-01-07
US20180006222A1 (en) 2018-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5799181B1 (ja) 有機電子素子の製造方法
JP5522170B2 (ja) 塗布方法
WO2010131580A1 (ja) 塗布方法、有機エレクトロニクス素子
Seok et al. A Novel Blade‐Jet Coating Method for Achieving Ultrathin, Uniform Film toward All‐Solution‐Processed Large‐Area Organic Light‐Emitting Diodes
JP6254108B2 (ja) 有機elパネルの製造方法
WO2014163104A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンスデバイス、及びその製造方法
Jeong et al. Pen drawing display
Kim et al. Roll-to-Roll Fabrication of PEDOT: PSS Stripes Using Slot-Die Head With $\mu $-Tips for AMOLEDs
US20180213650A1 (en) Manufacturing methods of flexible substrates and flexible panels by screen printing machines
JP5316415B2 (ja) 薄膜形成方法及び有機エレクトロニクス素子
JP5700043B2 (ja) 有機薄膜層の形成方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2013066879A (ja) 成膜方法および成膜装置
JP5772826B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP6003241B2 (ja) 塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法
Lee et al. Effect of PGMEA Addition on Zinc‐Tin‐Oxide Thin‐Film Transistor Fabricated by Inkjet‐Printing Process
JP2011253784A (ja) 塗布装置及び有機エレクトロニクス素子の製造方法
JP2017195115A (ja) 有機el素子の製造方法
KR101527715B1 (ko) 대면적 나노박막 전사 장치
JP6777477B2 (ja) 電気モジュールの製造方法及び電気モジュールの製造装置
Mladenova et al. Influence of the electrophoretic suspension on the underlayers in organic based devices
JP2016089231A (ja) 電子部材用フィルムの製造方法およびフィルム搬送方法
JP2018037556A (ja) 電気モジュールの製造方法及び電気モジュールの製造装置
KR20160069799A (ko) 대면적 박막 제조 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150824

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5799181

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees