KR20130133799A - 유기 ｅｌ 소자의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기재를 공급하고, 상기 기재의 비전극층 측을 회전 구동하는 캔롤 표면에 접촉시켜서 상기 기재를 이동시키면서, 증착원의 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착 공정을 구비하고, 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와, 상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 사용하고, 상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 제어하면서 상기 증착 공정을 행하는 유기 EL 소자의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 기재에 형성된 전극층 위에 유기층을 갖고, 상기 유기층으로부터 광을 방출하는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
근년, 차세대의 저소비전력의 발광 표시 장치에 사용되는 소자로서 유기 EL(일렉트로루미네센스) 소자가 주목받고 있다. 유기 EL 소자는, 기본적으로는, 유기 발광 재료를 포함하여 이루어지는 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층과 한 쌍의 전극을 갖고 있다. 이러한 유기 EL 소자는, 유기 발광 재료에 유래하여 다채로운 색의 발광이 얻어지고, 또한, 자발광 소자이기 때문에, 텔레비전(TV) 등의 디스플레이 용도로서 주목받고 있다.
유기 EL 소자는, 발광층을 포함하는 적어도 1층의 유기층이 서로 반대 전극을 갖는 2개의 전극층에 끼움 지지되어 구성되어 있고(샌드위치 구조), 각 유기층은, 각각 수 nm 내지 몇십 nm의 유기막으로 구성되어 있다. 또한, 전극층으로 끼워져 있던 유기층은, 기재상에 지지되게 되고, 기재상에 양극층(전극층), 유기층, 음극층의 순서대로 적층됨으로써 유기 EL 소자가 형성되게 된다. 또한, 유기 EL 소자가 복수의 유기층을 갖는 경우, 기재상에 양극층을 형성한 후, 양극층 위에 각 유기층을 차례로 적층하고, 적층된 유기층 위에 음극층을 형성함으로써, 유기 EL 소자가 형성된다.
이러한 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 기재에 형성된 양극층 위에 각 유기층을 성막(형성)하는 방법으로서는, 일반적으로 진공 증착법이나 도포법이 알려져 있지만, 이들 중, 각 유기층을 형성하기 위한 재료(유기층 형성 재료)의 순도를 높일 수 있고, 높은 수명이 얻어지기 쉽기 때문에, 진공 증착법이 주로 사용되고 있다.
상기한 진공 증착법에서는, 증착 장치의 진공 챔버 내에 있어서 기재와 대향하는 위치에 설치된 증착원을 사용하여 증착을 행함으로써 유기층이 형성되게 되고, 각 유기층에 대응하는 증착원이 설치되어 있다. 구체적으로는, 증착원 내에 배치된 가열부에서 각 유기층 형성 재료를 가열하여 이것을 기화시키고, 기화된 유기층 형성 재료(기화 재료)를 상기 증착원에 설치된 노즐로부터 방사상으로 토출하여, 기재에 형성된 양극층 위에 부착시킴으로써, 상기 양극층 위에 유기층 형성 재료를 증착한다.
이러한 진공 증착법에 있어서는, 소위 뱃치 프로세스나 롤 프로세스가 채용된다. 뱃치 프로세스란, 양극층이 형성된 기재 1매마다 양극층 위에 유기층을 증착하는 프로세스이다. 또한, 롤 프로세스란, 양극층이 형성되어 롤 형상으로 권취된 띠 형상의 기재를 연속적으로(소위 롤 투 롤로) 풀어내고, 풀어내진 기재를 회전 구동하는 캔롤의 표면에서 지지하여 그 회전과 함께 이동시키면서, 양극층 위에 연속적으로 각 유기층을 증착하고, 각 유기층이 증착된 기재를 롤 형상으로 권취하는 프로세스이다. 이들 중, 저비용화를 도모하는 관점에서, 롤 프로세스를 사용하여 유기 EL 소자를 제조하는 것이 바람직하다.
그러나, 이와 같이 진공 증착법에 있어서 롤 프로세스를 채용한 경우에는, 발광색이 원하는 발광색으로부터 변동해버려, 저품질의 유기 EL 소자가 제조되는 경우가 있다.
특히, 진공 증착법에서는 수명을 길게 하는 관점에서 발광층에 도입되는 수분량을 적게 하기 위해, 증착원과 기재 사이의 거리를 작게 하는 기술이 제안되어 있지만(특허문헌 1 참조), 이러한 기술에서는, 상기한 발광색이 원하는 발광색으로부터 변동한 저품질의 유기 EL 소자가, 보다 한층 제조되기 쉬어진다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 발광색의 변동이 억제된, 고품질의 유기 EL 소자를 제조할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자가 예의 검토한 바, 얻어지는 유기 EL 소자의 발광색의 변동은, 기재상에 성막(형성)되는 유기층의 두께의 변동에 기인하여 발생하고, 이 두께의 변동은, 증착 시에 있어서의 증착원의 노즐의 개구 테두리와 기재 표면의 거리(증착원-기재간 거리, 제2 거리)의 변동에 의해 발생하는 것으로 판명되었다.
또한, 상기한 바와 같이, 통상, 유기 EL 소자에 있어서의 각 유기층의 두께는 수 nm 내지 몇십 nm 정도이고, 근소한 두께의 변동이 발광색에 큰 영향을 미칠 수 있다. 증착원-기재간 거리는, 캔롤의 편심, 팽창이나 표면 상태 등에 따라, 증착원에 대하여 캔롤에 지지된 기재의 표면의 위치가 변동함으로써 발생하고, 증착원-기재간 거리의 변동은 몇십 ㎛ 정도에까지 미칠 수 있다. 그리고, 예를 들어 증착원-기재간 거리가 2mm일 때, 해당 거리가 20㎛(1％) 변동하면 유기층의 두께가2％ 변동하는 식으로, 증착원-기재간 거리의 변동률에 비교하여 상기 변동에 의해 야기되는 유기층의 두께의 변동률 쪽이 약간 커지는 것으로 판명되었다.
상기 지견에 비추어, 증착 시에 있어서, 기재의 표면의 위치 변동이 발생해도, 이 위치 변동을, 증착 공정보다 상류 측에서 측정하고, 이 측정 결과에 따라, 증착원-기재간 거리가 일정해지도록 증착원의 위치를 조정함으로써, 증착원-기재간 거리를 일정하게 유지할 수 있고, 이에 의해 유기층의 두께의 변동을 억제하고, 발광색의 변동이 억제된 유기 EL 소자를 제조할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은,
전극층이 형성된 띠 형상의 기재를 이동시키면서 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법이며,
상기 기재를 공급하고, 상기 기재의 비전극층 측을 회전 구동하는 캔롤 표면에 접촉시켜서 상기 기재를 이동시키면서, 상기 캔롤과 대향하게 배치된 증착원의 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착 공정을 구비하고,
상기 기재의 이동 방향에 대하여 상기 노즐보다 상류 측에 있어서 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와,
상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 사용하고,
상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 제어하면서 상기 증착 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 거리 측정부에 의한 기재까지의 제1 거리의 측정에는, 거리 측정부에서 기재까지의 거리를 측정하는 것 외에, 거리 측정부에서 전극층까지의 거리를 측정함으로써 거리 측정부에서 기재까지의 거리를 측정하는 것도 포함된다. 이에 의해, 캔롤에 지지되어 이동하는 기재의 표면이 위치 변동하고 있어도, 노즐의 상류 측에서 제1 거리를 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여, 증착원의 위치를 변화시키고, 제2 거리가 일정해지도록 조정할 수 있다. 따라서, 기재의 표면의 위치 변동에 관계없이, 증착원-기재간 거리를 일정하게 유지하면서, 증착원에 의해 기재에 형성된 전극층 위에 유기층을 형성할 수 있다. 따라서, 증착원-기재간 거리의 변동에 기인하는 유기층의 두께의 변동을 억제할 수 있기 때문에, 발광색의 변동이 억제된, 고품질의 유기 EL 소자를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 위치 조정부는, 압전 액추에이터의 변형에 의해 상기 증착원의 위치를 가변할 수 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 거리 측정부의 측정 결과에 기초하여, 보다 정밀하게 되고, 또한 지체없이 증착원의 위치를 조정할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 거리 측정부가, 상기 증착원에 설치된 것이 바람직하다. 이에 의해, 거리 측정부를 지지하기 위한 부재를 별도 설치할 필요가 없기 때문에, 장치 구성을 간략화함과 함께, 부재 개수를 삭감할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 노즐과 상기 기재의 표면의 거리가 15mm 이하인 것이 바람직하다.
이에 의해, 유기층의 두께가 보다 변동하기 쉬운 경우에 있어서도, 증착원-기재간 거리를 일정하게 유지하면서 증착 공정을 행할 수 있기 때문에, 보다 효과적이다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는,
전극층이 형성된 띠 형상의 기재를 공급하는 기재 공급부와,
공급된 상기 기재의 비전극층 측에 접촉하면서 상기 기재의 이동에 따라 회전 구동하는 캔롤과, 상기 캔롤과 대향하게 배치되고, 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출하여, 캔롤에 접촉한 상기 기재의 상기 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착원과,
상기 기재의 이동 방향에 대하여 상기 노즐보다 상류 측에 있어서 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와,
상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 구비하고,
상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 상기 증착원의 위치를 조정하면서 상기 증착 공정을 행할 수 있게 구성된 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 발광색의 변동이 억제되어, 고품질의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 2는 진공 챔버 내에 있어서의 증착원 및 캔롤의 주변의 구성을 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 3은 증착원이 기재에 근접하도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 4는 증착원이 기재로부터 이격되도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 5a는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 5b는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 5c는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 2는 진공 챔버 내에 있어서의 증착원 및 캔롤의 주변의 구성을 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 3은 증착원이 기재에 근접하도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 4는 증착원이 기재로부터 이격되도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이다.
도 5a는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 5b는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 5c는 유기 EL 소자의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
이하에 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
우선, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치 및 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이며, 도 2는, 진공 챔버 내에 있어서의 증착원 및 캔롤의 주변의 구성을 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이며, 도 3은, 증착원이 기재에 근접하도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이며, 도 4는, 증착원이 기재로부터 이격되도록 이동한 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도이며, 도 5a, 도 5b 및 도 5c는, 각각, 유기 EL 소자용의 층 구성의 일례를 모식적으로 도시하는 개략 측면 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유기 EL 소자의 제조 장치(1)는 진공 챔버(3)를 갖는 증착 장치이며, 진공 챔버(3) 내에는, 대략은, 기재 공급부인 기재 공급 장치(5)와, 캔롤(7)과, 증착원(9)과, 기재 회수 장치(6)가 배치되어 있다. 진공 챔버(3)는 도시하지 않은 진공 발생 장치에 의해, 그 내부가 감압 상태로 되어, 내부에 진공 영역을 형성할 수 있게 되어 있다.
상기 기재 공급 장치(5)로서는, 롤 형상으로 권취된 띠 형상의 기재(21)를 풀어내는 공급 롤러(5)가 구비되어 있다. 상기 기재 회수 장치(6)로서는, 풀어내진 기재(21)를 권취하는 권취 롤러(6)가 구비되어 있다. 즉, 공급 롤러(5)로부터 풀어낸 기재(21)는 캔롤(7)에 공급된 후, 권취 롤러(6)에 의해 권취되는, 소위 롤 투 롤 방식으로 되어 있다.
캔롤(7)은 스테인리스로 형성되어 있고, 회전 구동하도록 되어 있다. 이러한 캔롤(7)은 공급 롤러(5)로부터 풀어내져(공급되어), 권취 롤러(6)에 권취되는 기재(21)가 소정의 장력으로 감아 걸쳐지는 위치에 배치되어 있고, 캔롤(7)의 둘레면(표면)에서 기재(21)의 비전극층 측(구체적으로는, 양극층이 설치된 측과 반대인 측)을 지지하게 되어 있다. 또한, 캔롤(7)이 회전(도 1의 반시계 방향으로 회전)함으로써, 감겨진(지지된) 기재(21)를 캔롤(7)과 함께 회전 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.
이러한 캔롤(7)은 내부에 냉각 기구 등의 온도 조정 기구를 갖고 있는 것이 바람직하고, 이에 의해, 후술하는 기재(21) 상에서의 유기층의 성막 중에 있어서, 기재(21)의 온도를 안정시킬 수 있다. 캔롤(7)의 외경은, 예를 들어 300 내지 2000mm로 설정할 수 있다.
그리고, 캔롤(7)이 회전하면, 그 회전에 따라서 공급 롤러(5)로부터 기재(21)가 차례로 풀어내지고, 풀어내진 기재(21)가 캔롤(7)의 둘레면에 접촉하여 지지되면서 그 회전 방향으로 이동함과 함께, 캔롤(7)로부터 이격된 기재(21)가 권취 롤러(6)에 의해 권취되게 된다.
기재(21)의 형성 재료로서는, 캔롤(7)에 감아 걸쳐져도 손상시키지 않는 것 같은 가요성을 갖는 재료가 사용되고, 이러한 재료로서, 예를 들어, 금속 재료, 비금속 무기 재료나 수지 재료를 들 수 있다.
상기 금속 재료로서는, 예를 들어 스테인리스, 철-니켈 합금 등의 합금, 구리, 니켈, 철, 알루미늄, 티타늄 등을 들 수 있다. 또한, 상기한 철-니켈 합금으로서는, 예를 들어 36 알로이나 42 알로이 등을 들 수 있다. 이들 중, 롤 프로세스에 적용하기 쉽다고 하는 관점에서, 상기 금속 재료는, 스테인리스, 구리, 알루미늄 또는 티타늄인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 금속 재료로 형성된 기재의 두께는, 취급성이나 기재의 권취성의 관점에서, 5 내지 200㎛인 것이 바람직하다.
상기 비금속 무기 재료로서는, 예를 들어 유리를 들 수 있다. 이 경우, 비금속 무기 재료로 형성된 기재로서, 가요성을 갖게 한 박막 유리를 사용할 수 있다. 또한, 이러한 비금속 무기 재료로 형성된 기재의 두께는, 충분한 기계적 강도 및 적절한 가소성의 관점에서, 5 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
상기 수지 재료로서는, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 등의 합성 수지를 들 수 있고, 이러한 합성 수지로서, 예를 들어 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체 수지, 폴리카르보네이트 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등을 들 수 있다. 또한, 이러한 수지 재료로 형성된 기재로서, 예를 들어 상기 합성 수지의 필름을 사용할 수 있다. 또한, 이러한 수지 재료로 형성된 기재의 두께는, 충분한 기계적 강도 및 적절한 가소성의 관점에서, 5 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
기재(21)로서 구체적으로는, 스퍼터링에 의해 미리 양극층(23)(도 5a 내지 도 5c 참조)을 형성한 것을 사용할 수 있다.
양극층(23)을 형성하기 위한 재료로서는, 인듐-아연 산화물(IZO), 인듐-주석 산화물(ITO) 등의 각종 투명 도전 재료나, 금, 은, 백금 등의 금속이나 합금 재료를 사용할 수 있다.
증착원(9)은 발광층(25a)을 포함하는 적어도 1층의 유기층(도 5a 내지 도 5c 참조)에 있어서의 각 유기층에 대응하여 설치되어 있다. 증착원(9)은 캔롤(7)의 둘레면에 있어서의 기재(21)의 지지 영역과 대향하는 위치에 배치되어 있고, 기재(21)에 유기층을 형성하기 위한 재료(유기층 형성 재료(22))를 증착시킴으로써, 기재(21) 상에 형성된 양극층(23) 위에 유기층(도 5a 내지 도 5c 참조)을 차례로 형성하게 되어 있다. 이러한 증착원(9)은 가열 등에 의해 기화된 유기층 형성 재료(22)를 기재(21)를 향하여 토출할 수 있는 노즐을 갖고 있으면, 그 구성은 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 증착원(9)은 유기층 형성 재료(22)를 수용할 수 있게 되어 있고, 노즐(9a)과, 가열부(도시하지 않음)를 갖고 있다. 노즐(9a)은 캔롤(7)에 있어서 기재(21)의 지지 영역과 대향하도록 배치되어 있다. 상기 가열부는, 유기층 형성 재료(22)를 가열하여 기화시키게 되어 있고, 기화된 유기층 형성 재료(22)는 노즐(9a)로부터 외부에 토출되게 된다.
그리고, 증착원(9) 내에서 유기층 형성 재료(22)가 가열되면, 상기 유기층 형성 재료(22)가 기화되고, 기화된 유기 형성 재료(22)가 노즐(9a)로부터 기재(21)를 향하여 토출되고, 기재(21) 위에 증착되게 된다. 이렇게 기화된 유기층 형성 재료(22)가 기재(21)에 증착됨으로써, 기재(21) 상에 형성된 양극층(23) 위에 유기층이 형성되게 된다.
유기층으로서는, 적어도 발광층(25a)을 갖고 있으면 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 5a에 도시한 바와 같이, 양극층(23) 위에 발광층(25a) 한층만의 유기층을 형성할 수도 있다. 또한, 필요에 따라, 예를 들어 도 5b에 도시한 바와 같이, 정공 주입층(유기층)(25b), 발광층(25a) 및 전자 주입층(유기층)(25c)을 이 순서대로 적층하고, 유기층을 3층 적층할 수도 있다. 기타, 필요에 따라, 상기 도 5b에 나타내는 발광층(25a)과 정공 주입층(25b) 사이에 정공 수송층(유기층)(25d)(도 5c 참조)을 끼움으로써 또는, 발광층(25a)과 전자 주입층(25c) 사이에 전자 수송층(유기층)(25e)(도 5c 참조)을 끼움으로써, 유기층을 4층 적층할 수도 있다.
또한, 도 5c에 도시한 바와 같이, 정공 주입층(25b)과 발광층(25a) 사이에 정공 수송층(25d), 발광층(25a)과 전자 주입층(25c) 사이에 전자 수송층(25e)을 끼움으로써, 유기층을 5층 적층할 수도 있다. 또한, 각 유기층의 두께는, 통상, 수 nm 내지 몇십 nm 정도가 되도록 설계되지만, 이러한 두께는, 유기층 형성 재료(22)나, 발광 특성 등에 따라서 적절히 설계되는 것이며, 특별히 한정되지 않는다.
발광층(25a)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3), 이리듐 착체(Ir(ppy)3)를 도프한 4,4'-N,N'-디카르바조닐비페닐(CBP) 등을 사용할 수 있다.
정공 주입층(25b)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4'-비스 [N-4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노]비페닐(DNTPD) 등을 사용할 수 있다.
정공 수송층(25c)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 4,4'-비스[N-(1- 나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-1,1'비페닐-4,4'디아민(TPD) 등을 사용할 수 있다.
전자 주입층(25d)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 불화리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화리튬(Li2O) 등을 사용할 수 있다.
상기 전자 수송층(25e)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3), 비스(2-메틸-8-퀴놀리노레이토)-4-페닐페놀레이토-알루미늄(BAlq), OXD-7(1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일])벤젠 등을 사용할 수 있다.
또한, 증착원(9)은 상기한 바와 같은 기재(21)의 양극층(23) 상에 형성되는 유기층의 적층 구성이나 적층 수량에 따라서 1개 이상 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 도시한 바와 같이 유기층을 3층 적층하는 경우에는, 도 1에 도시한 바와 같이, 각 유기층에 따라서 증착원(9)을 3개 배치할 수 있다. 이렇게 복수의 증착원(9)이 설치되었을 경우, 캔롤(7)의 회전 방향(기재(21)의 이동 방향)에 대하여 가장 상류 측에 배치된 증착원(9)에 의해 양극층(23) 위에 1층째의 유기층이 증착 된 후, 하류 측의 증착원(9)에 의해 1층째의 유기층 위에 차례로 2층째의 유기층이 증착되어, 적층되게 된다.
여기서, 기재(21) 위에 성막되는 각 유기층의 두께의 (변동)편차가 커지면, 유기 EL 소자의 발광색이 변하는 문제가 발생한다. 또한, 각 유기층의 두께의 변동은, 증착원(9)의 노즐(9a)(보다 상세하게는 노즐(9a)의 개구 테두리)과 기재(21) 표면의 거리(증착원-기재간 거리 L)가 변동함으로써 발생하고, 이 증착원-기재간 거리 L은, 증착원(9)에 대하여 기재 표면의 위치(표면 위치)가 변동하고, 증착원(9)의 노즐(9a)과 캔롤(7) 표면의 거리가 변동함으로써 발생한다.
또한, 상기 표면 위치의 변동은, 캔롤(7)의 조립 정밀도나 가공 정밀도, 캔롤(7)의 편심, 증착 중의 열에 의한 캔롤(7)을 구성하는 재료의 팽창이나, 캔롤(7) 표면의 요철 상태 등에 의해 발생하고, 그 변동이 몇십 ㎛ 정도에 달하는 경우도 충분히 생각할 수 있다.
그리고, 각 유기층의 두께가, 통상, 수 nm 내지 몇십 nm이기 때문에, 상기 표면 위치의 변동은, 각 유기층의 두께의 변동에 큰 영향을 미친다. 예를 들어 증착원-기재간 거리 L을 2mm로 설정한 경우, 그 거리가 20㎛(1％) 변동할 때, 각 유기층의 두께는 2％ 정도 변동하는, 즉, 상기 거리의 변동률의 2배 정도의 변동률로 각 유기층의 두께가 변동할 수 있다.
이와 같이, 유기층의 두께의 근소한 변화가 발광색에 큰 영향을 미치고, 상기 거리 L의 근소한 변화가 두께에 큰 영향을 미친다. 따라서, 기재(21)의 상기 표면 위치의 변동이 있어도, 이 변동에 따라서 증착원(9)의 위치를 조정함으로써 증착원-기재간 거리 L을 일정하게 유지하고, 기재(21) 상의 양극층(23)에 형성되는 유기층의 두께의 변동을 억제하도록 하였다. 또한, 증착원-기재간 거리 L은, 캔롤(7)과 노즐(9a)을 최단 거리에서 연결하는 가상선 위에 있어서의 노즐(9a)과 기재(21)의 표면 사이의 거리를 말한다.
본 실시 형태에서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 증착원(9)에 있어서의 캔롤(7)의 회전 방향 상류 측(도의 우측) 단부에, 거리 측정 부재(거리 측정부)(11)가 설치되어 있다.
또한, 증착원(9)에 있어서의 캔롤(7)과 반대 측(도의 상측)의 단부에는, 위치 조정 부재(위치 조정부)(13)가 설치되어 있고, 상기 위치 조정 부재(13)에 있어서의 증착원(9)과 반대 측(도의 상측)의 단부는, 고정 부재(15)를 통해 진공 챔버(3)의 내벽(3a)(고정용부)에 고정되어 있다. 즉, 증착원(9)은 위치 조정 부재(13)를 통해 진공 챔버(3)의 내벽(3a)에 고정되어 있다.
또한, 거리 측정 부재(11) 및 위치 조정 부재(13)는 예를 들어 중앙 연산 장치(CPU) 등의 제어부(도시하지 않음)와 전기적으로 접속되어 있다.
거리 측정 부재(11)는 후술하는 위치 조정 부재(13)에 의한 증착원(9)의 이동량을 결정하기 위해서, 해당 거리 측정 부재(11)로부터 기재(21)까지의 거리 M을 측정하기 위한 것이다. 예를 들어 거리 측정 부재(11)에 의해 거리 M이 측정될 경우에는, 측정 결과가 상기 제어부에 송신되어, 상기 제어부가 기준 거리 Ms로부터의 거리 변화 dM을 산출하도록 구성된다. 또한, 거리 M을 측정하는 경우로서는, 거리 측정 부재(11)로부터 기재(21)까지의 거리 M을 측정하는 것이나, 거리 측정 부재(11)로부터 양극층(23)까지의 거리를 측정함으로써 거리 M을 구하는 것도 포함된다.
또한, 거리 측정 부재(11)가 거리 M을 측정하는 경우로서는, 거리 측정 부재(11)에 의해 거리 변화 dM을 측정하고, 거리 변화 dM을 상기 제어부에 송신하고, 기준 거리 Ms와 거리 변화 dM과의 합으로서 거리 M을 측정하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 상기 제어부에 있어서 거리 변화 dM을 산출하는 것이 불필요하게 된다.
또한, 거리 측정 부재(11)는 기재(21)에 대하여 접촉하지 않고 거리 M을 측정할 수 있는 비접촉식인 것이 바람직하다. 이에 의해, 거리 측정 부재(11)가 기재(21)와 접촉하여 기재(21)의 표면 위치에 무용한 변동이 발생하는 것을, 방지할 수 있다.
상기한 바와 같은 거리 변화 dM을 측정할 수 있고, 또한 비접촉식인 거리 측정 부재(11)로서, 예를 들어 변위 센서를 들 수 있다. 이러한 변위 센서는, 레이저광을 투광하는 투광 소자와, 상기 투광 소자로부터 대상물에 투광된 레이저광의 반사광을 수광하는 수광 소자를 갖고, 대상물의 높이의 변화를 수광 소자에 있어서의 반사광의 수광 위치의 변화(즉 대상물과의 거리 변화)로서 검지하게 되어 있다. 그리고, 상기 변위 센서에 의하면, 소정의 기준 거리 Ms로부터의 변화량을 거리 변화 dM으로서 측정할 수 있다.
이러한 거리 측정 부재(11)는 캔롤(7)에 지지된(캔롤(7)과 접촉하고 있는) 기재(21)의 상방에 있어서, 노즐(9a)보다 상류 측에 배치되어 있다. 이에 의해, 거리 측정 부재(11)는 상기 회전 방향에 대하여 증착원(9)의 노즐(9a)과 대향하는 영역(증착 영역)보다 상류 측의 기재(21) 사이에서 거리 M을 측정할 수 있게 되어 있다.
이러한 거리 측정 부재(11)의 배치는, 캔롤(7)의 회전 방향에 대하여 노즐(9a)보다 상류 측이며, 기재(21)로부터의 거리 M을 측정할 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 단, 노즐(9a)에 너무 근접하면, 기화된 유기층 형성 재료(22)의 영향을 받아서 측정 정밀도가 저하될 우려가 있고, 너무 이격되면, 기재(21)에 있어서 거리 측정 부재(11)에 의해 측정된 영역(측정 영역)이 상기 증착 영역에 도달할 때까지의 사이에 거리 M의 무용한 변동이 발생하고, 거리 측정 부재(11)의 측정 결과를, 후술하는 증착원-기재간 거리 L의 거리 변화 dL에 고정밀도로 반영시키는 것이 곤란해질 우려가 있다.
따라서, 거리 측정 부재(11)의 배치는, 예를 들어 이러한 관점을 고려하여 설정할 수가 있고, 바람직하게는 상기 가상선과 기재 표면과의 교점으로부터 기재 상류 측을 향하여 상기 거리 L의 100％ 내지 2000％의 장소에 있어서의 상기 거리 M을 측정하도록 배치할 수 있다. 또한, 예를 들어 이러한 관점을 고려하면서, 거리 측정 부재(11)를 증착원(9)에 있어서의 캔롤(7)의 상류 측단부에 배치할 수 있다. 이에 의해, 거리 측정 부재(11)를 지지하기 위한 부재를 별도 설치할 필요가 없기 때문에, 장치 구성을 간략화함과 함께, 부재 개수를 삭감할 수 있다.
위치 조정 부재(13)는 증착원(9)의 기재(21)에 대한 위치를 가변하는 것이다. 또한, 위치 조정 부재(13)는 상기한 거리 변화 dM에 따른 상기 제어부로부터의 전기 신호에 기초하여 증착원(9)의 위치를 가변하게 되어 있고, 이러한 위치의 가변에 의해, 증착원(9)이 기재(21)에 대하여 접근 및 이격하는 방향으로 이동하게 되어 있다.
그리고, 이 증착원(9)의 이동에 수반하여, 기재(21)에 대하여 노즐(9a)이 이동함으로써, 증착원-기재간 거리 L을 조정할 수 있다. 이러한 위치 조정 부재(13)는 증착원(9)을 기재(21)에 대하여 접근 및 이격시키도록 변형 가능하면, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 위치 조절 부재(13)로서 전동 액추에이터, 유압 액추에이터나 압전 액추에이터 등을 들 수 있다.
이들 중, 위치 조정 부재(13)는 압전 액추에이터인 것이 바람직하다. 이러한 압전 액추에이터는, 세라믹 등의 압전 소자로부터 형성되어 있고, 전압이 인가 되면, 인가 전압에 따라서 그 두께가 변화하게 되어 있다. 그리고 이러한 압전 액추에이터의 변형에 의해, 증착원(9)의 위치를 가변할 수 있다. 이와 같이, 위치 조정 부재(13)로서 압전 액추에이터를 사용함으로써, 보다 고정밀도로 증착원(9)의 위치를 조정할 수 있다.
여기에서는, 위치 조정 부재(13)는 막대 형상의 고정 부재(15)를 통해 진공 챔버(3)의 내벽(3a)에 고정되어 있다. 이에 의해, 증착원(9)은 위치 조정 부재(13)를 통해 내벽(3a)에 고정되어 있다. 고정 부재(15)는 진공 챔버(3) 내의 열에 의한 팽창 등을 일으키지 않는 스테인리스 등의 금속제인 것이 바람직하고, 이에 의해, 거리 측정 부재(11)의 측정 정밀도나, 위치 조정 부재(13)의 위치 조정 정밀도를 높일 수 있다.
이어서, 거리 측정 부재(11)로서 상기한 변위 센서를 사용하고, 위치 조정 부재(13)로서 두께 N을 갖는 압전 액추에이터를 사용했을 때의 증착원(9)의 위치 조정에 대하여 설명한다.
증착원-기재간 거리 L은, 미리 소정의 기준 거리 Ls로 설정되어 있고, 이것에 따라, 상기한 거리 측정 부재(11)의 기준 거리 Ms가 설정되어 있다. 또한, 상기 제어부에는, 거리 측정 부재(11)에 의해 측정된 거리 변화 dM과, 기재(21)에 있어서의 상기 측정 영역이 상기 증착 영역에 도달했을 때의 증착원-기재간 거리 L의 거리 변화 dL을 관련지은 파라미터가 저장되어 있다.
거리 측정 부재(11)로 측정된 거리 변화 dM은 상기 제어부에 송신되고, 상기 제어부는, 거리 측정 부재(11)로부터 거리 변화 dM을 수신하면, 상기 파라미터에 기초하여, 거리 변화 dM에 대응하는 거리 변화 dL을 산출한다. 그리고, 기재(21)에 있어서의 측정 영역이 증착 영역에 도달하는 타이밍에서, 이 거리 변화 dL에 상당하는 만큼만, 인가 전압을 조정함으로써 상기 압전 액추에이터의 두께 N을 변화시켜서 위치 조정 부재(13)에 의해 증착원(9)을 이동시킨다. 이에 의해, 거리 변화 dL이 상쇄되도록 증착원(9)의 위치가 조정된다.
예를 들어, 기재(21)의 표면이 증착원(9)으로부터 이격되고, 거리 측정 부재(11)에 의해 증가량으로서의 거리 변화 dM이 측정되었을 경우에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 이러한 증가량에 대응하는 거리 변화 dL에 상당하는 만큼만 압전 액추에이터의 두께 N을 증가시킨다(N+dL). 이에 의해, 증착원-기재간 거리 L이 거리 Ls로 조정된다.
한편, 예를 들어 기재(21)의 표면이 증착원(9)에 근접하고, 거리 측정 부재(11)에 의해 감소량으로서의 거리 변화 dM이 측정되었을 경우에는, 도 4에 도시한 바와 같이, 이러한 감소량에 대응하는 거리 변화 dL에 상당하는 만큼만 압전 액추에이터의 두께 N을 감소시킨다(N-dL). 이에 의해, 증착원-기재간 거리 L이 거리 Ls로 조정된다. 또한, 상기한 압전 액추에이터의 두께를 증감시키는 타이밍은 미리 설정되어, 데이터로서 상기 제어부에 저장되어 있고, 그 타이밍은, 상기 제어부에 의해 제어되게 된다.
이와 같이, 거리 측정 부재(11)의 측정 결과에 기초하여, 위치 조정 부재(13)에 의해 증착원-기재간 거리 L이 기준 거리 Ls로 일정해지도록 증착원(9)의 위치를 조정할 수 있다. 이에 의해, 유기층의 증착 시, 증착원-기재간 거리 L을 기준 거리 Ls로 일정하게 유지할 수 있기 때문에, 상기 증착원-기재간 거리 L의 변동에 기인하는 유기층의 두께의 변동을 억제할 수 있다. 따라서, 유기 EL 소자(20)의 발광색의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 증착원-기재간 거리 L이 작을수록, 이러한 거리 L의 변동이 유기층의 두께의 변동에 큰 영향을 미치기 쉽다. 이러한 관점을 고려하면, 증착원-기재간 거리 L은, 15mm 이하인 것이 바람직하고, 5mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 해당 거리 L을 15mm 이하로 함으로써, 유기층의 두께가 보다 변동하기 쉬운 경우에 있어서도, 증착원(9)의 노즐(9a)과 캔롤(7)의 표면의 거리 L을 일정하게 유지하면서 증착 공정을 행할 수 있기 때문에, 보다 효과적이다.
상기한 바와 같이 기재(21) 상에 형성된 양극층(23) 위에 유기층을 증착한 후, 유기층의 최상면에 음극층(27)을 도시하지 않은 스퍼터 장치 등의 진공 성막 장치를 사용하여 형성함으로써, 도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 기재(21) 상에 양극층(23), 유기층 및 음극층(27)이 이 순서대로 적층된 유기 EL 소자(20)가 형성(제조)되게 된다. 음극층(27)으로서는, 알루미늄(Al), 은(Ag), ITO, 알칼리 금속 또는, 알칼리 토금속을 포함하는 합금 등을 사용할 수 있다.
또한, 진공 챔버(3) 내의 캔롤(7)에 있어서의 기재(21)의 지지 영역과 대향하는 위치에 있어서, 캔롤(7)의 회전 방향에 대하여 유기층을 형성하기 위한 증착원(9)의 상류 측에, 양극층(23)을 형성하기 위한 진공 성막 장치, 하류 측에 음극층(27)을 형성하기 위한 진공 성막 장치를 배치하고, 캔롤(7)에 지지되면서 이동하는 기재(21)에 양극층(23)을 성막한 후, 유기층을 증착하고, 또한 음극층(27)을 성막할 수도 있다.
또한, 기타, 양극층(23) 및 음극층(27)의 재료로서, 증착원에 의해 증착할 수 있는 재료를 사용한 경우에는, 진공 챔버(3) 내에 양극층(23) 및 음극층(27)용의 증착원(9)을 배치하고, 기재(21) 상에 양극층(23), 유기층, 음극층(27)을 이 순서대로 연속하여 증착함으로써, 유기 EL 소자(20)를 형성할 수도 있다.
이어서, 상기 제조 장치를 사용한 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 전극층이 형성된 띠 형상의 기재를 이동시키면서 증착에 의해 유기 EL 막의 구성층을 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법이며, 상기 기재를 공급하고, 상기 기재의 비전극층 측을 회전 구동하는 캔롤 표면에 접촉시켜서 상기 기재를 이동시키면서, 상기 캔롤과 대향하게 배치된 증착원의 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착 공정을 구비하고, 상기 기재의 이동 방향에 대하여 상기 노즐보다 상류 측에 있어서 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와, 상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 사용하고, 상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 제어하면서 상기 증착 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에서는, 우선, 감압 분위기 하에서, 스퍼터링 등에 의해 일면 측에 미리 양극층(23)이 형성되고, 롤 형상으로 권취된 기재(21)를 기재 공급 장치(5)로부터 풀어낸다.
계속해서, 풀어내진 기재(21)를 양극층(23)이 형성된 측과 반대인 측을 캔롤(7)의 표면에 접촉시켜서 이동시키면서, 캔롤(7)과 대향하여 배치된 증착원(9)에 의해 발광층(25a)(도 5a 내지 도 5c 참조)을 포함하는 유기층 형성 재료(22)를 기화시키고, 기화된 유기층 형성 재료(22)를 노즐(9a)로부터 토출하여 캔롤(7)에 지지된 기재(21) 상의 양극층(23) 위에 증착시킨다.
이 증착 공정에 있어서, 기재(21)의 이동 방향에 대하여 노즐(9a)보다 상류 측에 있어서 캔롤(7)에 지지된 기재(21)의 표면과의 사이의 거리 M(제1 거리)을 측정할 수 있는 거리 측정 부재(11)(거리 측정부)와, 증착원(9)의 기재(21)에 관한 위치를 가변시켜서 노즐(9a)과 기재(21)의 표면 사이의 거리 L(제2 거리)을 조정할 수 있는 위치 조정 부재(11)를 사용하고, 거리 측정 부재(11)에 의한 거리 M (제1 거리)의 측정 결과에 기초하여 위치 조정 부재(13)에 의해 거리 L이 기준 거리 Ls로 일정해지도록 증착원(9)의 위치를 조정하면서 증착을 행한다.
보다 구체적으로는, 캔롤(7)의 회전 방향에 대하여 증착원(9)의 노즐(9a)보다 상류 측에 있어서 증착원(9)에 설치된 거리 측정 부재(11)에 의해, 상기 거리 측정 부재(11)에 의한 측정 위치(레이저광의 투광 위치)에서 기재(21) 표면까지의 거리 변화 dM을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여, 기재(21)의 상기 측정 영역이 상기 증착 영역에 도달하는 타이밍에서, 거리 변화 dM에 상당하는 증착원-기재간 거리 L의 거리 변화 dL만큼만, 위치 조정 부재(13)에 의해 증착원(9)의 위치를 조정한다. 위치 조정 부재(13)로서, 상기와 같이 압전 액추에이터를 사용한 경우에는, 인가 전압을 조정하여 상기 압전 액추에이터의 두께 N을 증감시킨다. 이에 의해, 증착원-기재간 거리 L을 기준 거리 Ls로 일정하게 할 수 있다.
또한, 양극층(23) 위에 유기층을 복수 형성하는 경우에는, 기재(21)에 있어서의 상기 측정 영역이 각 증착원(9)의 증착 영역에 도달하는 타이밍에서, 각각 상기와 마찬가지로 하여 증착원(9)의 위치를 조정한다.
이와 같이, 증착원-기재간 거리 L을 일정하게 하면서 기재(21)에 형성된 양극층(23) 위에 유기층을 형성한 후, 유기층이 증착된 기재(21)를 권취 롤러(6)에 의해 권취한다. 또한, 권취된 기재(21) 상에 형성된 유기층 상에 도시하지 않은 스퍼터 장치에 의해 음극층(27)을 형성함으로써, 기재(21)에, 양극층(23), 유기층 및 음극층(27)이 이 순서대로 적층된 유기 EL 소자(20)를 형성할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 제조 방법에서는, 양극층(23)(전극층)이 형성된 띠 형상의 기재(21)를 공급하고, 상기 기재(21)의 비양극층(23) 측을 회전 구동하는 캔롤(7) 표면에 접촉시켜서 상기 기재(21)를 이동시키면서, 캔롤(7)과 대향하게 배치된 증착원(9)의 노즐(9a)로부터 기화된 유기층 형성 재료(22)를 토출시켜서, 기재(21)의 양극층(23) 측에 유기층을 형성하는 증착 공정을 포함하고, 기재(21)의 이동 방향에 대하여 노즐(9a)보다 상류 측에 있어서 캔롤(7)에 지지된 기재(21)까지의 거리 M(제1 거리)을 측정할 수 있는 거리 측정 부재(11)(거리 측정부)와, 증착원(9)의 기재(21)에 관한 위치를 가변시켜서 노즐(9a)과 기재(21)의 표면 사이의 거리 L(제2 거리)를 조정할 수 있는 위치 조정 부재(13)(위치 조정부)를 사용하고, 거리 측정 부재(11)에 의한 거리 M의 측정 결과에 기초하여, 위치 조정 부재(13)에 의해 거리 L이 일정해지도록 제어하면서 증착 공정을 행하는 것으로 한다.
이에 의해, 캔롤(7)에 지지되어서 이동하는 기재(21)의 표면이 위치 변동하였어도, 노즐(9a)의 상류 측에서 거리 측정 부재(11)에 의해 거리 M(또는 거리 변화 dM)을 측정하고, 이 측정 결과에 기초하여, 기재(21)에 있어서의 상기 측정 영역이 상기 증착 영역에 도달하는 타이밍에서 위치 조정 부재(13)에 의해 증착원(9)의 위치를 변화시키고, 증착원-기재간 거리 L이 일정해지도록 조정할 수 있다. 따라서 증착원-기재간 거리 L을 일정하게 유지하면서 증착을 행할 수 있다. 따라서, 유기층의 두께의 변동을 억제할 수 있기 때문에, 발광색의 변동이 억제된, 고품질의 유기 EL 소자를 얻을 수 있다. 또한, 저품질의 유기 EL 소자의 제조를 방지할 수 있기 때문에, 수율을 향상시킬 수 있고, 비용을 저감시킬 수 있다.
또한, 유기층의 두께의 변동을 저감시킬수록 유기 EL 소자의 발광색의 변동을 억제할 수가 있고, 상기 두께의 변동을 예를 들어 ±2％ 이내로 함으로써, 상기 발광색의 변동을 보다 확실하게 억제하고, 보다 고품질의 유기 EL 소자를 제조할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치는, 상기와 같지만, 본 발명은 상기 각 실시 형태에 한정되지 않고 본 발명의 의도하는 범위 내에 있어서 적절히 설계 변경 가능하다. 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 증착원(9)에 거리 측정 부재(11)를 설치했지만, 그 외에, 진공 챔버(3) 내에서 캔롤(7)의 회전 방향에 대하여 증착 영역보다 상류 측에 고정용 부재를 별도 설치하고, 상기 고정용 부재에 거리 측정 부재(11)를 설치하고, 상기 거리 측정 부재(11)를 사용할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 고정 부재(15)를 통해 위치 조정 부재(13)를 진공 챔버(3)의 내벽(3a)에 고정했지만, 기타, 위치 조정 부재(13)를 내벽(3a)에 직접 고정하는 것 등도 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 증착원(9) 내에서 유기층 형성 재료(22)를 기화시켰지만, 별도의 장치로 기화된 유기층 형성 재료(22)를 증착원(9) 내에 도입하고, 상기 증착원(9)의 노즐로부터 토출할 수도 있다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 기재 공급 장치(5)를 진공 챔버(3) 내에 배치했지만, 기재(21)를 캔롤(7)에 풀어내는 것이 가능하면, 캔롤(7)에의 공급 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 증착 공정이 종료한 기재(21)를 권취했지만, 이러한 기재(21)를 권취하는 일없이, 재단 등의 공정에 제공할 수도 있다.
실시예
다음으로 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
상기한 제1 실시 형태에 따른 제조 장치(1)에 있어서 증착원(9)을 1개 배치하고, 발광층(25a)를 형성하기 위한 재료로서 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3), 기재(21)로서 전체 길이(100m)의 PET를 사용하고, 이 기재(21) 상에 미리 양극층(23)으로서 IZO층을 형성시킨 후, IZO층이 형성된 기재(21)를 권취하였다.
또한, 위치 조정 부재(13)로서 압전 액추에이터(니혼 세라텍사 제조, 금속 밀봉형 적층 압전 액추에이터 PFT), 거리 측정 부재(11)로서, 변위 센서(파나소닉덴코샤제, 레이저 변위 센서 HL-G1)를 사용하였다. 그리고, 제1 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 의해, 증착원(9)의 위치를 조정하면서 증착원(9)으로 Alq3을 기화시켜, 기화된 Alq3을 기재(21) 상에 형성된 IZO층 위에 증착함으로써, 발광층(25a)을 연속하여 성막(형성)하였다.
형성된 발광층(25a)의 두께에 대해서, ULVAC사 제조의 침 접촉식 표면 형상 측정기 Dektak을 사용하여, 기재(21)의 폭 방향 중앙에 있어서, 길이 방향으로 1m 걸러 측정하고, 두께 정밀도=(두께의 최댓값-최솟값)/2/(평균 두께)×100(％)에 의해, 길이 방향의 두께 정밀도를 산출하였다. 그 결과, 길이 방향의 두께 정밀도는, ±2％이었다.
(비교예)
증착원(9)을 위치 조정 부재(13)를 개재시키지 않고 고정 부재(15)에 직접 고정하고, 또한, 거리 측정 부재(11)를 설치하지 않고, 증착원(9)의 배치를 고정한 것 이외는 실시예와 마찬가지로 하여, PET를 포함하여 이루어지는 기재(21) 상에 형성된 IZO층 위에 Alq3을 증착하여 발광층(25a)를 성막하고, 길이 방향의 두께 정밀도를 산출하였다. 그 결과, 길이 방향의 두께 정밀도는, ±10％이었다.
상기한 결과, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 의해, 기재(21) 상의 양극층(23) 상에 형성되는 유기층의 두께의 변동을 억제할 수 있고, 유기 EL 소자의 발광색의 변동을 억제할 수 있는 것을 알았다.
1: 유기 EL 소자의 제조 장치
3: 진공 챔버
3a: 내벽
5: 기재 공급 장치(기재 공급부)
7: 캔롤
9: 증착원
9a: 노즐
11: 거리 조정 부재(거리 측정부)
13: 위치 조정 부재(위치 조정부)
21: 기재
23: 양극층(전극층)
25a: 발광층(유기층)
3: 진공 챔버
3a: 내벽
5: 기재 공급 장치(기재 공급부)
7: 캔롤
9: 증착원
9a: 노즐
11: 거리 조정 부재(거리 측정부)
13: 위치 조정 부재(위치 조정부)
21: 기재
23: 양극층(전극층)
25a: 발광층(유기층)
Claims (5)
- 전극층이 형성된 띠 형상의 기재를 이동시키면서 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법이며,
상기 기재를 공급하고, 상기 기재의 비전극층 측을 회전 구동하는 캔롤 표면에 접촉시켜서 상기 기재를 이동시키면서, 상기 캔롤과 대향하게 배치된 증착원의 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재의 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착 공정을 구비하고,
상기 기재의 이동 방향에 대하여 상기 노즐보다 상류 측에 있어서 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와,
상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 사용하고,
상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 제어하면서 상기 증착 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 위치 조정부는 압전 액추에이터의 변형에 의해 상기 증착원의 위치를 가변할 수 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 거리 측정부가 상기 증착원에 설치된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 노즐과 상기 기재의 표면의 거리가 15mm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 전극층이 형성된 띠 형상의 기재를 공급하는 기재 공급부와,
공급된 상기 기재의 비전극층 측에 접촉하면서 상기 기재의 이동에 따라 회전 구동하는 캔롤과,
상기 캔롤과 대향하게 배치되고, 노즐로부터 기화된 유기층 형성 재료를 토출하여, 캔롤에 접촉한 상기 기재의 상기 전극층 측에 유기층을 형성하는 증착원과,
상기 기재의 이동 방향에 대하여 상기 노즐보다 상류 측에 있어서 상기 캔롤에 지지된 상기 기재까지의 제1 거리를 측정할 수 있는 거리 측정부와,
상기 증착원의 노즐과 상기 기재의 표면 사이의 제2 거리를 조정할 수 있는 위치 조정부를 구비하고,
상기 거리 측정부에 의한 상기 제1 거리의 측정 결과에 기초하여, 상기 위치 조정부에 의해 상기 제2 거리가 일정해지도록 상기 증착원의 위치를 조정하면서 상기 증착 공정을 행할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
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