JP6662384B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、可撓性を有する帯状の基材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方法に関する。
従来、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造するに際し、真空成膜で有機機能層等を形成することが行われている。有機機能層を精度よく成膜するために、特許文献1には、連続搬送される基板上に設けられた基準マークを第1アライメント系及び第2アライメント系で検出し、基板の伸縮又は搬送速度の少なくとも一方と基準マークとに基づいて、基板の所定の位置に処理を行う手法が記載されている。
しかし、基材に対して高い精度で膜パターン加工を行うためには、基材を間欠搬送し、停止した基材の加工領域に対して膜パターン加工を行う必要がある。この場合には、停止した基材の加工領域近傍のマーカーを検出することによって膜パターン加工のアライメントを行うことになるが、基材の伸び、搬送機構に対する基材の滑り等によってマーカーの位置ズレが蓄積すると、停止時の基材のマーカーの位置が、検出機構の検出範囲から外れてしまい、アライメントを行うことができなかったり、加工領域にパターン加工を行うことができなかったりするおそれがある。
そして、アライメントを行うことができなくなると、装置を一旦停止させ、基材のマーカーのアライメントを行うことができるように手動で基材の位置を検出機構の検出範囲内に調整しなければならない。そのため、かかる手動の調整過程において、基材や基材上の成膜部分に傷がついてしまうおそれがある。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子に用いられる有機機能層は、多少の擦れでも致命的な傷となりやすく、それが原因で発光ムラが発生してしまっていた。
本発明は、前記事情に鑑みて創案されたものであり、手動による基材の位置調整を不要とし、有機機能層を精度よく成膜することが可能な有機エレクトロルミネッセンスの製造方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための本発明は、以下の構成を備える。
1.可撓性を有する帯状の基材に有機機能層のパターン成膜を行う有機エレクトロルミネッセンス素子製造方法であって、パターン加工位置よりも上流側において、停止した前記基材に加工領域ごとに設けられた基材マーカーを検出する第一の検出工程と、前記第一の検出工程の検出結果に基づいて、前記パターン加工位置までの搬送距離を算出する搬送距離算出工程と、算出された前記搬送距離に基づいて、前記基材マーカーに対応する前記加工領域を前記パターン加工位置まで搬送する基材搬送工程と、前記パターン加工位置において停止した前記基材の前記基材マーカーを検出する第二の検出工程と、前記第二の検出工程の検出結果に基づいて、前記加工領域に膜パターン加工を行うパターン成膜工程と、を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2.前記有機機能層は、発光層を含むことを特徴とする前記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。
3.前記第二の検出工程において、前記基材マーカー及びマスクに設けられたマスクマーカーを検出し、前記パターン成膜工程において、前記第二の検出工程の検出結果に基づいて、前記マスクと前記基材の前記加工領域との位置合わせを行い、膜パターン加工が行われる前記有機機能層の材料を、位置合わせが行われた前記マスクを介して前記基材の前記加工領域へ出射することによって、膜パターン加工を行うことを特徴とする前記1又は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。
4.前記第一の検出工程、前記搬送距離算出工程、前記基材搬送工程、前記第二の検出工程及び前記パターン成膜工程は、それぞれ前記基材の複数の位置で行われており、前記複数の位置のうち隣り合う二つの位置の間において、前記基材の搬送距離のズレを吸収する搬送距離ズレ吸収工程を含むことを特徴とする前記1から3のいずれか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。
5.前記基材の幅方向の蛇行を補正する蛇行補正工程を含むことを特徴とする前記1から4のいずれか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。
1.可撓性を有する帯状の基材に有機機能層のパターン成膜を行う有機エレクトロルミネッセンス素子製造方法であって、パターン加工位置よりも上流側において、停止した前記基材に加工領域ごとに設けられた基材マーカーを検出する第一の検出工程と、前記第一の検出工程の検出結果に基づいて、前記パターン加工位置までの搬送距離を算出する搬送距離算出工程と、算出された前記搬送距離に基づいて、前記基材マーカーに対応する前記加工領域を前記パターン加工位置まで搬送する基材搬送工程と、前記パターン加工位置において停止した前記基材の前記基材マーカーを検出する第二の検出工程と、前記第二の検出工程の検出結果に基づいて、前記加工領域に膜パターン加工を行うパターン成膜工程と、を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
2.前記有機機能層は、発光層を含むことを特徴とする前記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。
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5.前記基材の幅方向の蛇行を補正する蛇行補正工程を含むことを特徴とする前記1から4のいずれか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。
本発明によると、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する際に、手動による基材の位置調整を不要とし、有機機能層を精度よく成膜することができる。
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、「上流/下流」といった方向は、有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置によって移動する基材を基準とする。すなわち、基材が進行する方向が「下流側」である。
<帯状の基材>
本発明の可撓性を有する帯状の基材は、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子で用いられる可撓性基材であれば、特に限定されない。可撓性を有する基材としては、例えば、透明な樹脂フィルム(プラスチックフィルム)が好ましい。透明な樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、2,6−ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステルフィルム、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン(PES)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム等が挙げられる。
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<有機機能層>
本発明の有機機能層は、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子で用いられる有機機能層であれば、特に限定されない。有機機能層としては、例えば、正孔輸送層、電子輸送層、発光層等が挙げられる。特に、本発明は、発光層の成膜に適用されることが好ましい。本発明の方法によって発光層を成膜することによって、製造された有機エレクトロルミネッセンス素子の発光ムラをより好適に低減することができる。
本発明の有機機能層は、従来から有機エレクトロルミネッセンス素子で用いられる有機機能層であれば、特に限定されない。有機機能層としては、例えば、正孔輸送層、電子輸送層、発光層等が挙げられる。特に、本発明は、発光層の成膜に適用されることが好ましい。本発明の方法によって発光層を成膜することによって、製造された有機エレクトロルミネッセンス素子の発光ムラをより好適に低減することができる。
まず、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置の構成について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置を示す模式図である。図2は、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置を示すブロック図である。
<有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置>
図1に示すように、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置1は、基材2上に有機機能層をパターン成膜することによって有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)を製造するための装置である。有機EL素子製造装置1は、有機機能層形成部10X,10Yと、蛇行補正部20と、ゲートバルブ30X,30Yと、を備える。さらに、有機EL素子製造装置1は、図2に示すように、有機機能層形成部10X,10Yごとに設けられたローラー駆動部41、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43と、蛇行補正部20に設けられたローラー駆動部44a,44bと、ゲートバルブ30X,30Yごとに設けられた弁体駆動部45と、これら各駆動部を制御する制御部50と、を備える。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置1は、基材2上に有機機能層をパターン成膜することによって有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)を製造するための装置である。有機EL素子製造装置1は、有機機能層形成部10X,10Yと、蛇行補正部20と、ゲートバルブ30X,30Yと、を備える。さらに、有機EL素子製造装置1は、図2に示すように、有機機能層形成部10X,10Yごとに設けられたローラー駆動部41、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43と、蛇行補正部20に設けられたローラー駆動部44a,44bと、ゲートバルブ30X,30Yごとに設けられた弁体駆動部45と、これら各駆動部を制御する制御部50と、を備える。
なお、有機EL素子製造装置1は、3以上の有機機能層形成部を備えてもよく、パターン成膜される有機機能層以外の機能層を形成する形成部を備えていてもよい。また、基材2上に有機機能層を形成する手法は、後記するものに限定されない。
<有機機能層形成部>
図1に示すように、有機機能層形成部10X,10Yは、処理部の例であって、可撓性を有する帯状の基材2上の有機機能層形成領域2cに有機機能層をパターン成膜する。これら有機機能層形成部10X,10Yは、上流側から有機機能層形成部10X、有機機能層形成部10Yの順に設けられている。
有機機能層形成部10X,10Yは、それぞれ、チャンバー11と、駆動ローラー12aと、タッチローラー12bと、従動ローラー13a,13bと、ダンサローラー14と、第一の撮影部15と、第二の撮影部16a,16bと、材料出射部17と、マスク18と、タッチプレート19と、を備える。
なお、有機機能層形成部10X,10Yのチャンバー11の内部は、図示しない真空吸引部によって高真空に維持可能である。また、有機機能層形成部10Xのチャンバー11の下流端部と有機機能層形成部10Yのチャンバー11の上流端部とは、基材2を搬送可能となるように連通している。
図1に示すように、有機機能層形成部10X,10Yは、処理部の例であって、可撓性を有する帯状の基材2上の有機機能層形成領域2cに有機機能層をパターン成膜する。これら有機機能層形成部10X,10Yは、上流側から有機機能層形成部10X、有機機能層形成部10Yの順に設けられている。
有機機能層形成部10X,10Yは、それぞれ、チャンバー11と、駆動ローラー12aと、タッチローラー12bと、従動ローラー13a,13bと、ダンサローラー14と、第一の撮影部15と、第二の撮影部16a,16bと、材料出射部17と、マスク18と、タッチプレート19と、を備える。
なお、有機機能層形成部10X,10Yのチャンバー11の内部は、図示しない真空吸引部によって高真空に維持可能である。また、有機機能層形成部10Xのチャンバー11の下流端部と有機機能層形成部10Yのチャンバー11の上流端部とは、基材2を搬送可能となるように連通している。
駆動ローラー12aは、チャンバー11内に設けられている。タッチローラー12bは、チャンバー11内の駆動ローラー12aと対向する位置に設けられた従動ローラーである。基材2は、駆動ローラー12aとタッチローラー12bとによって挟持されている。
図2に示す制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって駆動ローラー12aを回転させ、基材2を上流側から下流側へと搬送する。
駆動ローラー12a、タッチローラー12b及びローラー駆動部41は、基材2を搬送する基材搬送部の例を構成する。
図2に示す制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって駆動ローラー12aを回転させ、基材2を上流側から下流側へと搬送する。
駆動ローラー12a、タッチローラー12b及びローラー駆動部41は、基材2を搬送する基材搬送部の例を構成する。
図1に示すように、従動ローラー13a,13bは、チャンバー11内の駆動ローラー12aよりも下流側に設けられている。従動ローラー13a,13bには、基材2の下面が巻回されている。
ダンサローラー14は、チャンバー11内の従動ローラー13a,13b間に設けられている。ダンサローラー14には、基材2の上面が巻回されている。ダンサローラー14は、従動ローラー13a,13bに対して近接する方向と離間する方向とに移動可能である。
従動ローラー13a,13b及びダンサローラー14は、基材2の搬送距離のズレを吸収するアキュームの例を構成する。例えば、有機機能層形成部10Xのダンサローラー14は、有機機能層形成部10Xにおける基材2の搬送距離が長く、有機機能層形成部10Yにおける基材2の搬送距離が短い場合には、従動ローラー13a,13bに対して離間する方向に移動して基材2の搬送距離のズレを吸収する。また、有機機能層形成部10Xにおける基材2の搬送距離が短く、有機機能層形成部10Yにおける基材2の搬送距離が長い場合には、従動ローラー13a,13bに対して近接する方向に移動して基材2の搬送距離のズレを吸収する。
第一の撮影部15は、パターン加工位置(本実施形態では、パターン成膜位置、すなわち、加工領域がマスク18の上方となる位置)よりも上流側において、加工領域(本実施形態では、有機機能層形成領域2c)ごとに基材2に設けられた基材マーカー2bを検出する第一の検出部の例である。第一の撮影部15は、チャンバー11内の駆動ローラー12aよりも上流側に設けられたカメラであり、基材2上に設けられた基材マーカー2b(図3参照)を撮影し、撮影結果を制御部50へ出力する。
図1に示すように、第二の撮影部16a,16bは、パターン成膜位置(すなわち、加工領域がマスク18の上方となる位置)において基材マーカー2a,2bを検出する第二の検出部の例である。第二の撮影部16a,16bは、チャンバー11内の駆動ローラー12aよりも下流側に設けられたカメラであり、基材2上に設けられた基材マーカー2a,2b(図3(b)参照)及びマスク18上に設けられたマスクマーカー18a,18b(図3(b)参照)を撮影し、撮影結果を制御部50へ出力する。
図3(b)に示すように、基材2の基材マーカー2a,2bは、有機機能層形成領域2cの対角となる位置に配置されている。すなわち、複数の基材マーカー2aが、基材2の幅方向一端部に等間隔に設けられており、複数の基材マーカー2bが、基材2の幅方向他端部に等間隔に設けられており、有機機能層形成部領域2cに対応する基材マーカー2a,2bは、基材2の進行方向にずれて配置されている。第一の撮影部15は、基材2の基材マーカー2a,2bのうち、上流側に設けられた基材マーカー2bを撮影する。
マスク18のマスクマーカー18a,18bは、当該マスク18の対角となる位置に配置されている。
第二の撮影部16aは、マスク18のマスクマーカー18a及び当該マスク18の上方に位置する有機機能層形成領域2cに対応する基材マーカー2aを撮影する。また、第二の撮影部16bは、マスク18のマスクマーカー18b及び当該マスク18の上方に位置する有機機能層形成領域2cに対応する基材マーカー2bを撮影する。また、第一の撮影部15は、第二の撮影部16bによって撮影される基材マーカー2bよりも一つ上流側の基材マーカー2bを撮影する。また、第一の撮影部15の第二の撮影部16bとの撮影結果の基材搬送方向中心間の距離は、Lに設定されている。距離Lは、第一の撮影部15と第二の撮影部16bとの距離でもある(図5参照)。
材料出射部17は、チャンバー11内の駆動ローラー12aと従動ローラー13aとの間であって、基材2の下側に設けられている。
図2に示す制御部50は、材料出射部17を制御することによって、有機機能層の材料(例えば、蒸発した材料)をマスク18を介して基材2の下面へ出射する。
図2に示す制御部50は、材料出射部17を制御することによって、有機機能層の材料(例えば、蒸発した材料)をマスク18を介して基材2の下面へ出射する。
マスク18は、チャンバー11内の駆動ローラー12aと従動ローラー13aとの間であって、基材2の下側かつ基材2と材料出射部17との間に設けられている。
図2に示す制御部50は、マスク駆動部42を制御することによってマスク18を移動させる。
図2に示す制御部50は、マスク駆動部42を制御することによってマスク18を移動させる。
タッチプレート19は、チャンバー11内の駆動ローラー12aと従動ローラー13aとの間であって、基材2を介してマスク18と対向する位置に設けられている。
図2に示す制御部50は、タッチプレート駆動部43を制御することによってタッチプレート19を移動させる。
材料出射部17、マスク18、タッチプレート19、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43は、パターン加工位置において基材2に膜パターン加工を行うパターン加工部の例を構成する。
図2に示す制御部50は、タッチプレート駆動部43を制御することによってタッチプレート19を移動させる。
材料出射部17、マスク18、タッチプレート19、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43は、パターン加工位置において基材2に膜パターン加工を行うパターン加工部の例を構成する。
<蛇行補正部>
図1に示すように、蛇行補正部20は、基材2の蛇行を補正する。蛇行補正部20は、有機機能層形成部10Yの下流側に設けられている。
蛇行補正部20は、チャンバー21と、従動ローラー21a,21b,21c,21dと、蛇行補正ローラー22a,22bと、蛇行検出部23と、を備える。
図1に示すように、蛇行補正部20は、基材2の蛇行を補正する。蛇行補正部20は、有機機能層形成部10Yの下流側に設けられている。
蛇行補正部20は、チャンバー21と、従動ローラー21a,21b,21c,21dと、蛇行補正ローラー22a,22bと、蛇行検出部23と、を備える。
従動ローラー21a,21b,21c,21dは、チャンバー21内に設けられている。従動ローラー21a,21cには、基材2の上面が巻回されており、従動ローラー21b,21dには、基材2の下面が巻回されている。
蛇行補正ローラー22a,22bは、チャンバー21内の従動ローラー21b,21c間に設けられた従動ローラーである。蛇行補正ローラー22a,22bには、基材2の上面が巻回されている。
蛇行検出部23は、チャンバー21内の蛇行補正ローラー22a,22b間に設けられたキャパシタンスセンサーであり、図4に示すように、基材2の位置(詳細には、幅方向の位置)を検出し、検出結果を基材2の蛇行の検出結果として制御部50へ出力する。
図2に示す制御部50は、蛇行検出部23の検出結果に基づいてローラー駆動部44a,44bを駆動することによって、図4に示すように、基材2の搬送方向に対する蛇行補正ローラー22a,22bの軸方向の傾斜を変更し、基材2の蛇行を補正する。
図2に示す制御部50は、蛇行検出部23の検出結果に基づいてローラー駆動部44a,44bを駆動することによって、図4に示すように、基材2の搬送方向に対する蛇行補正ローラー22a,22bの軸方向の傾斜を変更し、基材2の蛇行を補正する。
<ゲートバルブ>
図1に示すように、ゲートバルブ30X,30Yは、隣り合うチャンバー間に設けられており、基材2を搬送可能な開弁状態と、基材2を挟み込んで密封(疑似密封)し、チャンバーの真空状態を維持する閉弁状態と、を切替可能な弁である。ゲートバルブ30Xは、有機機能層形成部10Xのチャンバー11と当該チャンバー11よりも上流側のチャンバーとの間に設けられている。すなわち、ゲートバルブ30Xは、有機機能層形成部10Xにおける基材2の入口を密封可能な弁である。また、ゲートバルブ30Yは、有機機能層形成部10Yのチャンバー11と蛇行補正部20のチャンバー21との間に設けられている。すなわち、ゲートバルブ30Yは、有機機能層形成部10Yにおける基材2の出口(換言すると、蛇行補正部20のチャンバー21における基材2の入口)を密封可能な弁である。
図2に示す制御部50は、弁体駆動部45を制御することによって、弁体32を移動させ、ゲートバルブ30X,30Yを開弁状態と閉弁状態とに切り替える。
図1に示すように、ゲートバルブ30X,30Yは、隣り合うチャンバー間に設けられており、基材2を搬送可能な開弁状態と、基材2を挟み込んで密封(疑似密封)し、チャンバーの真空状態を維持する閉弁状態と、を切替可能な弁である。ゲートバルブ30Xは、有機機能層形成部10Xのチャンバー11と当該チャンバー11よりも上流側のチャンバーとの間に設けられている。すなわち、ゲートバルブ30Xは、有機機能層形成部10Xにおける基材2の入口を密封可能な弁である。また、ゲートバルブ30Yは、有機機能層形成部10Yのチャンバー11と蛇行補正部20のチャンバー21との間に設けられている。すなわち、ゲートバルブ30Yは、有機機能層形成部10Yにおける基材2の出口(換言すると、蛇行補正部20のチャンバー21における基材2の入口)を密封可能な弁である。
図2に示す制御部50は、弁体駆動部45を制御することによって、弁体32を移動させ、ゲートバルブ30X,30Yを開弁状態と閉弁状態とに切り替える。
<有機EL素子の製造方法>
続いて、有機EL素子製造装置1による有機EL素子の製造方法について、図1及び図2を参照して説明する。まず、制御部50は、ゲートバルブ30X,30Yが開弁した状態において、有機機能層形成部10X,10Yのローラー駆動部41を制御することによって、駆動ローラー12aを回転させ、基材2を上流側から下流側へと所定距離(図5に示すLの整数倍)だけ搬送させて最下流の基材マーカー2bを第一の撮影部15の撮影領域に移動させた後、駆動ローラー12aを止め、基材2を停止させる(第一の基材搬送工程)。
続いて、有機EL素子製造装置1による有機EL素子の製造方法について、図1及び図2を参照して説明する。まず、制御部50は、ゲートバルブ30X,30Yが開弁した状態において、有機機能層形成部10X,10Yのローラー駆動部41を制御することによって、駆動ローラー12aを回転させ、基材2を上流側から下流側へと所定距離(図5に示すLの整数倍)だけ搬送させて最下流の基材マーカー2bを第一の撮影部15の撮影領域に移動させた後、駆動ローラー12aを止め、基材2を停止させる(第一の基材搬送工程)。
続いて、制御部50は、有機機能層形成部10X,10Yのそれぞれにおいて、第一の撮影部15の撮影結果に基づいて、基材2の搬送距離を算出する(第一の検出工程及び搬送距離算出工程)。
例えば、図5(a)に示すように、第一の撮影部15によって撮影された基材マーカー2bが、撮影結果の基材搬送方向中心よりも上流側にd1だけずれている場合には、制御部50は、次回の基材2の搬送距離を、L+d1とする。
また、図5(c)に示すように、第一の撮影部15によって撮影された基材マーカー2bが、撮影結果の基材搬送方向中心よりも下流側にd2だけずれている場合には、制御部50は、次回の基材2の搬送距離を、L−d2とする。
例えば、図5(a)に示すように、第一の撮影部15によって撮影された基材マーカー2bが、撮影結果の基材搬送方向中心よりも上流側にd1だけずれている場合には、制御部50は、次回の基材2の搬送距離を、L+d1とする。
また、図5(c)に示すように、第一の撮影部15によって撮影された基材マーカー2bが、撮影結果の基材搬送方向中心よりも下流側にd2だけずれている場合には、制御部50は、次回の基材2の搬送距離を、L−d2とする。
続いて、制御部50は、有機機能層形成部10X,10Yのそれぞれにおいて、ローラー駆動部41を制御することによって、駆動ローラー12aを回転させ、基材2を上流側から下流側へと算出された搬送距離だけ搬送させた後、駆動ローラー12aを止め、基材2を停止させる(第二の基材搬送工程)。
例えば、図5(a)に示すように基材マーカー2bが上流側にd1だけずれている場合には、制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって、基材2を搬送距離L+d1だけ搬送する(図5(b)参照)。かかる動作により、第二の撮影部16a,16bは、基材マーカー2a,2bを確実に撮影することができる。
また、図5(c)に示すように基材マーカー2bが下流側にd2だけずれている場合には、制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって、基材2を搬送距離L―d2だけ搬送する(図5(d)参照)。かかる動作により、第二の撮影部16a,16bは、基材マーカー2a,2bを確実に撮影することができる。
例えば、図5(a)に示すように基材マーカー2bが上流側にd1だけずれている場合には、制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって、基材2を搬送距離L+d1だけ搬送する(図5(b)参照)。かかる動作により、第二の撮影部16a,16bは、基材マーカー2a,2bを確実に撮影することができる。
また、図5(c)に示すように基材マーカー2bが下流側にd2だけずれている場合には、制御部50は、ローラー駆動部41を制御することによって、基材2を搬送距離L―d2だけ搬送する(図5(d)参照)。かかる動作により、第二の撮影部16a,16bは、基材マーカー2a,2bを確実に撮影することができる。
続いて、制御部50は、ゲートバルブ30X,30Yの弁体駆動部45を制御することによって、ゲートバルブ30X,30Yを閉弁し、有機機能層形成部10Xのチャンバー11における基材2の入口と有機機能層形成部10Yのチャンバー12における基材2の出口とを密封する(閉弁工程)。
続いて、制御部50は、有機機能層形成部10X,10Yのそれぞれにおいて、第二の撮影部16a,16bの撮影結果に基づいてマスク駆動部42を制御することによって、マスク18を移動させてマスク18と基材2との位置合わせを行った後に、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43を制御することによって、マスク18と、基材2と、タッチプレート19とを密着させる(第二の検出工程及びパターン成膜工程の一部である位置合わせ工程)。本実施形態では、かかる位置合わせ工程において、制御部50は、マスク駆動部42を制御することによって、マスクマーカー18a,18bがそれぞれ基材マーカー2a,2bと隣り合うようにマスク18を移動させる(図3(b)参照)。
続いて、制御部50は、有機機能層形成部10X,10Yのそれぞれにおいて、材料出射部17を制御することによって、有機機能層の材料を位置合わせが行われたマスク18を介して基材2の下面に出射し、パターニングされた有機機能層を基材2の下面に形成する(例えば、蒸発有機材料を基材2の下面に蒸着させる)(パターン成膜工程の一部である有機機能層パターニング工程)。
続いて、制御部50は、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43を制御することによって、マスク18と、基材2と、タッチプレート19との密着を解除する。
続いて、制御部50は、有機機能層形成部10X,10Yのそれぞれにおいて、材料出射部17を制御することによって、有機機能層の材料を位置合わせが行われたマスク18を介して基材2の下面に出射し、パターニングされた有機機能層を基材2の下面に形成する(例えば、蒸発有機材料を基材2の下面に蒸着させる)(パターン成膜工程の一部である有機機能層パターニング工程)。
続いて、制御部50は、マスク駆動部42及びタッチプレート駆動部43を制御することによって、マスク18と、基材2と、タッチプレート19との密着を解除する。
また、制御部50は、前記閉弁工程〜有機機能層パターニング工程と同時に、マスク18上に搬送された有機機能層形成領域2cの一つ上流側の有機機能層形成領域2cに対応する基材マーカー2bに関して、前記した搬送距離算出工程を実行する。ここで算出された搬送距離は、次回の第二の基材搬送工程で用いられる。
続いて、制御部50は、ゲートバルブ30X,30Yのそれぞれにおいて、弁体駆動部45を制御することによって、ゲートバルブ30X,30Yを開弁する(開弁工程)。制御部50は、開弁工程の後に前記した第二の基材搬送工程に戻り、前記各工程を繰り返し実行することによって有機EL素子を製造する。
ここで、基材2に伸び等が発生した場合には、有機機能層形成部10Xにおいて算出される搬送距離と有機機能層形成部10Yにおいて算出される搬送距離とに差が生じることがある。かかる場合には、有機機能層形成部10Xのダンサローラー14が搬送距離のズレを吸収する(搬送距離ズレ吸収工程)。また、基材2に蛇行が発生した場合には、図2に示す制御部50が、蛇行検出部23の検出結果に基づいてローラー駆動部44a,44bを駆動することによって、基材2の蛇行を補正する(蛇行補正工程)。搬送距離ズレ吸収工程及び蛇行補正工程は、各基材搬送工程と同時に行われる。
本発明の実施形態に係る有機EL素子製造装置1及び当該装置1を用いた有機EL素子の製造方法は、パターン加工位置の上流側での基材マーカー2bの撮影結果に基づいて基材2の搬送距離を算出するので、パターン加工位置における加工領域の基材搬送方向のズレを防止することができ、手動による基材2の位置調整を不要とし、有機機能層を精度よく成膜し、発光効率が良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。
また、有機EL素子製造装置1及び当該装置1を用いた有機EL素子の製造方法は、隣り合う10X,10Y間にダンサローラー14(アキューム)を備えるので、搬送距離のズレを吸収することができる。
また、有機EL素子製造装置1及び当該装置1を用いた有機EL素子の製造方法は、蛇行補正部20を備えるので、パターン加工位置における加工領域(有機機能層形成領域2c)の基材幅方向のズレを防止することができる。
また、有機EL素子製造装置1及び当該装置1を用いた有機EL素子の製造方法は、隣り合う10X,10Y間にダンサローラー14(アキューム)を備えるので、搬送距離のズレを吸収することができる。
また、有機EL素子製造装置1及び当該装置1を用いた有機EL素子の製造方法は、蛇行補正部20を備えるので、パターン加工位置における加工領域(有機機能層形成領域2c)の基材幅方向のズレを防止することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、膜パターン加工は、蒸発材料等をマスク18を介して基材2に向けて出射するものに限定されず、基材2上に予め形成された有機機能層に対し、マスク18を介してレーザ光を照射し、有機機能層の所定部位を除去することでパターン加工するものであってもよい。また、マスク18の形状、及び、基材2の基材マーカー2a,2bとマスク18のマスクマーカー18a,18bの相対的な位置関係は、図示したものに限定されない。また、蛇行検出部23は、キャパシタンスセンサーに限定されず、リニアセンサー等であってもよい。
以下実施例により本発明を具体的に説明するが本発明はこれにより限定されるものではない。
[実施例]
本実施例では、特開2013−36119号公報に記載の真空成膜装置に本発明の有機EL素子の製造方法を適用した装置を用いて、特開2013−36119号公報に記載の有機EL素子の製造工程に本発明の有機EL素子の製造方法を組み合わせてサンプルを作製した。ただし、各有機機能層を成膜する成膜室(有機機能層形成部)の数は、成膜される有機機能層の数に合わせて適宜変更した。
まず、ポリエチレンテレフタレートの基材の両面に、酸化珪素からなるガスバリア層を一般的な真空プラズマCVD装置により形成することにより、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)を作成した。
[実施例]
本実施例では、特開2013−36119号公報に記載の真空成膜装置に本発明の有機EL素子の製造方法を適用した装置を用いて、特開2013−36119号公報に記載の有機EL素子の製造工程に本発明の有機EL素子の製造方法を組み合わせてサンプルを作製した。ただし、各有機機能層を成膜する成膜室(有機機能層形成部)の数は、成膜される有機機能層の数に合わせて適宜変更した。
まず、ポリエチレンテレフタレートの基材の両面に、酸化珪素からなるガスバリア層を一般的な真空プラズマCVD装置により形成することにより、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)を作成した。
次に、前記作製したPETフィルムについて、ロールトゥロールの真空チャンバー内に幅700mm、厚さ100μmのPETフィルムの元巻きを導入し、定法に従い、アルゴン雰囲気下で、ITO膜を130nm成膜して、透明導電膜を形成した。
次に、ITO膜の形成された面に、幅方向670mm、長手方向720mmの長方形の領域に紫外光で重合するフォトリソグラフ用の樹脂をパターン塗布し、90℃の乾燥炉を通過させたのち、位置を合わせ露光後、搬送しながら、現像、エッチング、アルカリ処理を経て、イオン交換水で洗浄後、清浄な空気を吹き付けて、十分乾燥したのち、巻き取った。各パターンの間隔は、後述の真空成膜プラントの各真空成膜室に差圧を形成するためのゲートで挟み込まれる部分を予め確保するため60mmづつ距離を置いた。このITOパターン済PETフィルムの元巻きを、連続真空有機EL成膜プラントの繰り出し側に取り付け、ガイドロール機構(基材搬送部)を使用して、前段の第一真空成膜室で、各材料を入れた蒸着ボートから、α−NPD(40nm)、CBP(共蒸着成分としてIr(ppy)3を6%含有)(35nm)、BAlq(5nm)、Alq3(40nm)、フッ化リチウム(0.5nm)を蒸着した。
ここで、第一真空成膜室は、4つの有機機能層形成部10及びフッ化リチウム層を形成するための機能層形成部(有機機能層形成部10と略同等の構成を有する)を直列に接続することによって構成されている。
すなわち、前段の第一真空成膜室において有機機能層を成膜するために、まず、各層形成部において、パターン加工位置よりも上流側において、停止した基材2に加工領域ごとに設けられた基材マーカーを検出し、この検出結果に基づいて、パターン加工位置までの搬送距離を算出した。
その後、搬送距離に基づいて、基材マーカーに対応する加工領域をパターン加工位置まで搬送し、続いて、パターン加工位置において基材の基材マーカーを検出し、続いて、この検出結果に基づいて、加工領域に膜パターン加工を行った。かかる方法を複数回繰り返すことにより、前記した5種類の層(4層の有機機能層及び1層のフッ化リチウム層)が順に成膜された製造物を得た。
すなわち、前段の第一真空成膜室において有機機能層を成膜するために、まず、各層形成部において、パターン加工位置よりも上流側において、停止した基材2に加工領域ごとに設けられた基材マーカーを検出し、この検出結果に基づいて、パターン加工位置までの搬送距離を算出した。
その後、搬送距離に基づいて、基材マーカーに対応する加工領域をパターン加工位置まで搬送し、続いて、パターン加工位置において基材の基材マーカーを検出し、続いて、この検出結果に基づいて、加工領域に膜パターン加工を行った。かかる方法を複数回繰り返すことにより、前記した5種類の層(4層の有機機能層及び1層のフッ化リチウム層)が順に成膜された製造物を得た。
続いて、後段の第二真空成膜室で、アルミニウムを110nm蒸着した後、ラミネート室において、封止樹脂(接着剤)が40μm塗布されているガスバリア層形成済みのPETフィルム(PET厚み80μm)を用いて窒素気流下でラミネートし、ゲートバルブから、大気下へ搬送し、巻き取った。また、この元巻きから素子(有機EL素子)を一部切り出し、以下の評価を行った。なお、用いた化合物の構造を以下に示す。
[比較例]
比較例として、特開2013−36119号公報に記載の真空成膜装置を用いて、特開2013−36119号公報に記載の有機EL素子の製造工程に準じてサンプルを作製した。
比較例として、特開2013−36119号公報に記載の真空成膜装置を用いて、特開2013−36119号公報に記載の有機EL素子の製造工程に準じてサンプルを作製した。
実施例では、基材とマスクとの位置合わせ工程(前記第二の位置合わせ工程)において、基材マーカー(アライメントマーク)2a,2bがそれぞれ検出機構である第二の撮影部16a,16bの撮影範囲(検出範囲)から外れることがなく、元巻き全長を加工することができた。
一方、比較例では、加工途中で基材とマスクとの位置合わせ工程において、基材マーカーがそれぞれ検出機構の検出範囲から外れてしまい、アライメントを行うことができなくなったため、装置を一旦停止させ、基材マーカーのアライメントを行うことができるように手動で基材の位置を検出機構の検出範囲内に調整しなければならなかった。そのため、かかる手動の調整過程において、有機機能層に傷がついてしまい、それが原因と思われる発光ムラが、有機EL素子を発光させた際に発生した。
一方、比較例では、加工途中で基材とマスクとの位置合わせ工程において、基材マーカーがそれぞれ検出機構の検出範囲から外れてしまい、アライメントを行うことができなくなったため、装置を一旦停止させ、基材マーカーのアライメントを行うことができるように手動で基材の位置を検出機構の検出範囲内に調整しなければならなかった。そのため、かかる手動の調整過程において、有機機能層に傷がついてしまい、それが原因と思われる発光ムラが、有機EL素子を発光させた際に発生した。
1 有機エレクトロルミネッセンス素子製造装置
2 基材
2a,2b 基材マーカー
10X,10Y 有機機能層形成部(処理部)
12a 駆動ローラー(基材搬送部)
13a,13b 従動ローラー(アキューム)
14 ダンサローラー(アキューム)
15 第一の撮影部(第一の検出部)
16a,16b 第二の撮影部(第二の検出部)
17 材料出射部
18 マスク
18a,18b マスクマーカー
20 蛇行補正部
42 マスク駆動部
50 制御部
2 基材
2a,2b 基材マーカー
10X,10Y 有機機能層形成部(処理部)
12a 駆動ローラー(基材搬送部)
13a,13b 従動ローラー(アキューム)
14 ダンサローラー(アキューム)
15 第一の撮影部(第一の検出部)
16a,16b 第二の撮影部(第二の検出部)
17 材料出射部
18 マスク
18a,18b マスクマーカー
20 蛇行補正部
42 マスク駆動部
50 制御部
Claims (5)
- 可撓性を有する帯状の基材に有機機能層のパターン成膜を行う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、
パターン加工位置よりも上流側において、停止した前記基材に加工領域ごとに設けられた基材マーカーを検出する第一の検出工程と、
前記第一の検出工程の検出結果に基づいて、前記パターン加工位置までの搬送距離を算出する搬送距離算出工程と、
算出された前記搬送距離に基づいて、前記基材マーカーに対応する前記加工領域を前記パターン加工位置まで搬送する基材搬送工程と、
前記パターン加工位置において停止した前記基材の前記基材マーカーを検出する第二の検出工程と、
前記第二の検出工程の検出結果に基づいて、前記加工領域に膜パターン加工を行うパターン成膜工程と、
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 前記有機機能層は、発光層を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 - 前記第二の検出工程において、前記基材マーカー及びマスクに設けられたマスクマーカーを検出し、
前記パターン成膜工程において、前記第二の検出工程の検出結果に基づいて、前記マスクと前記基材の前記加工領域との位置合わせを行い、膜パターン加工が行われる前記有機機能層の材料を、位置合わせが行われた前記マスクを介して前記基材の前記加工領域へ出射することによって、膜パターン加工を行う
ことを特徴とする請求項1又は請求項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。 - 前記第一の検出工程、前記搬送距離算出工程、前記基材搬送工程、前記第二の検出工程及び前記パターン成膜工程は、それぞれ前記基材の複数の位置で行われており、
前記複数の位置のうち隣り合う二つの位置の間において、前記基材の搬送距離のズレを吸収する搬送距離ズレ吸収工程を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項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方法。 - 前記基材の幅方向の蛇行を補正する蛇行補正工程を含む
ことを特徴とする請求項1から請求項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方法。
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