KR20140045353A - 유기 el 소자의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 개구부가 형성된 섀도 마스크를, 반송부에 접촉한 기재와, 상기 반송부와 대향하고 또한 상기 기재에 대하여 근접하는 위치에 배치된 증착원의 노즐 사이에서 상기 기재의 근방에 개입시키고, 상기 기재의 이동에 추종하도록 상기 섀도 마스크를 회전시키면서 상기 노즐로부터 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재에 있어서의 상기 반송부와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법.
Description
본 발명은 전극층 및 유기층을 갖는 유기 EL막이 기재 위에 형성되고, 상기 유기층으로부터 광이 방출되도록 구성된 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 차세대의 저소비 전력의 발광 표시 장치에 이용되는 소자로서, 유기 EL(일렉트로루미네센스) 소자가 주목받고 있다. 유기 EL 소자는, 기본적으로는, 유기 발광 재료를 포함하여 이루어지는 발광층을 포함하는 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, 기재와, 상기 기재 위에 형성된 유기 EL막을 갖고 있으며, 유기 EL막은, 발광층을 포함하는 유기층이, 서로 반대 전극을 갖는 2개의 전극층에 끼움 지지되어 있다(샌드위치 구조). 전극층에 끼워진 유기층은, 기재 위에 지지되도록 되어 있으며, 기재 위에 유기 EL막의 구성층인, 양극층, 유기층 및 음극층의 순서로 적층됨으로써, 유기 EL 소자가 형성된다.
이와 같은 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서, 기재 위에 유기 EL막의 구성층을 성막(형성)하는 방법으로서는, 일반적으로 진공 증착법이나 도포법이 알려져 있다. 이들 중, 특히 유기층 형성 재료의 순도를 높일 수 있고, 고수명이 얻어지기 쉬운 점에서, 진공 증착법이 주로 이용되고 있다.
상기한 진공 증착법에서는, 증착 장치의 진공 챔버 내에 있어서 기재와 대향하는 위치에 설치된 증착원을 이용하여 증착을 행함으로써, 유기 EL막의 구성층을 형성한다. 구체적으로는, 각 증착원에 배치된 가열부에서 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 가열해서 이것을 기화시키고, 기화된 구성층 형성 재료(기화 재료)를 증착원으로부터 토출하여, 기재 위에 유기 EL막의 구성층을 증착하여 형성한다.
이러한 진공 증착법에 있어서는, 소위 뱃치 프로세스나 롤 프로세스가 채용되고 있다. 뱃치 프로세스란, 기재 1매마다 기재 위에 유기 EL막의 구성층을 증착하는 프로세스이다. 또한, 롤 프로세스란, 롤 형상으로 권취된 띠 형상의 기재를 연속적으로 풀어내고, 풀어낸 기재를, 예를 들어 회전 구동하는 캔롤의 표면으로 지지하여 그 회전과 함께 이동시키면서, 기재 위에 연속적으로 유기 EL막의 구성층을 증착하며, 상기 유기 EL막의 구성층이 증착된 기재를 롤 형상으로 권취하는 프로세스이다. 이들 중, 저비용화를 도모하는 관점에서, 롤 프로세스를 이용하여 유기 EL 소자를 제조하는 것이 바람직하다.
이와 같이 진공 증착법에 있어서 롤 프로세스를 이용하여 유기 EL 소자를 제조하는 경우에 있어서, 기재 위에 유기 EL막의 구성층을 증착하는 경우에는, 원하는 패턴의 유기 EL막의 구성층을 형성하기 위해서, 소위 섀도 마스크가 사용되고 있다. 구체적으로는, 길이 방향으로 복수의 개구부를 갖고 롤 형상으로 권취된 띠 형상의 섀도 마스크를 연속적으로 풀어내고, 풀어낸 섀도 마스크를, 증착원과 기재 사이에 개입시켜 기재의 이동에 추종하도록 이동시키고, 이동시킨 섀도 마스크를 롤 형상으로 권취함으로써, 상기와 같이 이동하는 기재 위에 원하는 패턴의 유기 EL막의 구성층을 형성한다.
또한, 섀도 마스크와 기재의 간격이나, 상기 섀도 마스크의 기재에의 추종을 일정하게 유지하기 위해서, 상기와 같은 띠 형상의 섀도 마스크는, 상기 섀도 마스크를 풀어내고 나서 권취할 때까지의 동안에, 복수의 롤러에 소정의 장력으로 감아 걸쳐져 있다. 이로 인해, 섀도 마스크와 상기 롤러 사이에서 미끄럼이 발생하거나, 상기 롤러에 편심이 발생하거나 하면, 섀도 마스크와 기재의 간격이 변동하거나, 기재의 이동에 대한 섀도 마스크의 추종이 크게 어긋나거나 하게 된다. 그 결과, 원하는 위치로부터 어긋난 위치에 유기 EL막의 구성층이 증착되거나, 원하는 패턴의 외측 테두리보다도 유기 EL막 쪽이 비어져 나온 상태에서 상기 유기 EL막이 증착되거나 하여, 원하는 품질보다도 저품질의 유기 EL 소자가 형성될 우려가 있다.
또한, 복수의 롤러 사이에서 동시에 섀도 마스크의 미끄럼이 발생하거나, 복수의 롤러에 동시에 편심이 발생하거나 하는 경우에는, 한층 저품질의 유기 EL 소자가 형성될 우려가 있다.
한편, 진공 증착법에서는 장수명화의 관점에서 발광층에 유입되는 수분량을 적게 하기 위해서, 증착원과 기재 사이의 거리를 작게 하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 그러나, 이와 같이 기재에 대하여 증착원을 근접시켜 증착을 행하는 근접 증착에 있어서는, 상기한 바와 같은 섀도 마스크와 기재 간격의 근소한 변동이나, 기재의 이동에 대한 섀도 마스크의 추종에 있어서의 근소한 어긋남이, 유기 EL막의 구성층의 형성 상태에 큰 영향을 미치기 때문에, 원하는 품질보다도 품질이 더한층 낮은 유기 EL 소자가, 형성되기 쉬워진다.
따라서, 띠 형상의 섀도 마스크를 사용하는 대신에, 증착원과 기재 사이에 셔터 기구를 배치하고, 셔터의 개폐에 의해 기재 위에 성막 패턴을 형성하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).
그러나, 특허문헌 2의 기술에서는, 기재로부터 비교적 이격된 위치에 셔터가 배치되어 있기 때문에, 증착원으로부터 토출된 기화 재료가 셔터에 의해 소정의 패턴으로 제어된 후, 상기 기화 재료가 기재에 도달할 때까지의 동안에 소정의 패턴보다도 외측으로 퍼지고, 그 결과, 유기 EL막의 구성층의 단부가 원하는 패턴으로부터 비어져 나올 우려가 있다. 또한, 상기 단부가 너무 퍼지면, 인접하는 패턴끼리 연결될 우려도 있다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 비교적 품질이 우수한 유기 EL 소자를 제조할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은,
띠 형상의 기재를 반송부에 공급하고,
상기 반송부 표면에 상기 기재의 일면측을 접촉시켜 상기 기재를 반송하고,
회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 개구부가 형성된 섀도 마스크를, 상기 반송부에 접촉한 상기 기재와, 상기 반송부와 대향하고 또한 상기 기재에 대하여 근접하는 위치에 배치된 증착원의 노즐 사이에서 상기 기재의 근방에 개입시키고,
상기 기재의 이동에 추종하도록 상기 섀도 마스크를 회전시키면서 상기 노즐로부터 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 개구부를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료를 상기 기재측에 공급함으로써, 상기 기재에 있어서의 상기 반송부와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성한다.
여기서, 「근접하는 위치」란, 상기 노즐과 상기 기재 사이의 거리가 15㎜ 이하인 위치를 말하고, 「기재의 근방」이란, 상기 섀도 마스크와 상기 기재 사이의 거리가 1㎜ 이하인 것을 말한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 유기 EL막의 구성층은, 발광층을 포함하는 유기층, 양극층, 또는 음극층 중 어느 1개 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 유기 EL막의 구성층은, 음극층이며, 상기 기재는, 금속 재료로 형성된 것으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 반송부는, 회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 캔롤인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 섀도 마스크는, 상기 반송부의 회전축과 수직인 회전축을 중심으로 하여 회전하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 기재에 상기 유기 EL막의 구성층을 형성하면서, 또한 상기 섀도 마스크에 부착된 상기 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 드라이 에칭 또는 가열에 의해 상기 섀도 마스크에 부착된 상기 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 제거하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 개구부는, 상기 섀도 마스크의 회전축을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되고, 또한 상기 섀도 마스크에 있어서 상기 회전축을 중심으로 하는 가상 동심원을 따라 복수 배치된 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 섀도 마스크의 수직 방향을 따라 보았을 때, 상기 노즐의 개구부는 상기 가상 동심원의 직경 방향을 따라 배치되어 있고, 상기 회전축의 중심을 통과하여 상기 노즐의 개구부와 접하는 2개의 가상 접선과 상기 노즐의 개구부의 접점으로부터 상기 중심까지의 거리를 r(㎜)이라 하고, 상기 2개의 가상 접선이 이루는 각도를 θ(°)라 하고, 상기 기재의 반송 방향에 있어서의 노즐의 개구 길이를 W(㎜)라 하였을 때, r, θ 및 W는 식 W=2×r×sin(θ/2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 기재의 반송 방향에 있어서의 상기 노즐의 개구 길이 W가, θ≤10°로 하였을 때, 0.5㎜ 이상 0.174r㎜ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는,
띠 형상의 기재를 공급하는 기재 공급부와,
공급된 기재의 일면측과 표면에서 접촉하면서 상기 기재를 반송하는 반송부와,
상기 반송부와 대향하고 또한 상기 기재에 대하여 근접하는 위치에 배치된 노즐을 갖고, 상기 노즐로부터, 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재에 있어서의 상기 반송부와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성하는 증착원과,
회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 개구부가 형성되어 있고, 상기 반송부에 접촉한 상기 기재와 상기 노즐 사이에서 상기 기재의 근방에 개입된 섀도 마스크를 구비하고,
상기 섀도 마스크가 상기 기재의 이동에 추종하도록 회전함으로써, 상기 개구부를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료를 상기 기재측에 공급한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치를 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 2는 본 실시 형태의 기재, 노즐 및 섀도 마스크의 배치 관계를 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 3은 본 실시 형태의 기재, 노즐 및 섀도 마스크의 배치 관계를 모식적으로 나타내는 개략적인 측면도.
도 4는 섀도 마스크의 수직 방향을 따라 보았을 때의, 노즐의 개구 길이와 섀도 마스크의 크기 관계를 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 5는 제거부 및 그 주변을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 6은 제1 얼라인먼트 마크, 제2 얼라인먼트 마크, 제1 검지부 및 제2 검지부 및 그 주변을 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 7은 진공 챔버 내에 유기층 형성용 증착원이 복수 설치된 상태를 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 8은 기재 위에 형성된 유기 EL막을 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 9a는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 1층인 경우를 나타내는 도면.
도 9b는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 3층인 경우를 나타내는 도면.
도 9c는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 5층인 경우를 나타내는 도면.
도 10은 비교예에서 형성된 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도.
도 11은 비교예에서 이용한, 띠 형상의 섀도 마스크를 구비한 유기 EL 소자의 제조 장치를 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 2는 본 실시 형태의 기재, 노즐 및 섀도 마스크의 배치 관계를 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 3은 본 실시 형태의 기재, 노즐 및 섀도 마스크의 배치 관계를 모식적으로 나타내는 개략적인 측면도.
도 4는 섀도 마스크의 수직 방향을 따라 보았을 때의, 노즐의 개구 길이와 섀도 마스크의 크기 관계를 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 5는 제거부 및 그 주변을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 6은 제1 얼라인먼트 마크, 제2 얼라인먼트 마크, 제1 검지부 및 제2 검지부 및 그 주변을 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 7은 진공 챔버 내에 유기층 형성용 증착원이 복수 설치된 상태를 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
도 8은 기재 위에 형성된 유기 EL막을 모식적으로 나타내는 개략 상면도.
도 9a는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 1층인 경우를 나타내는 도면.
도 9b는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 3층인 경우를 나타내는 도면.
도 9c는 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도로서, 유기층이 5층인 경우를 나타내는 도면.
도 10은 비교예에서 형성된 유기 EL 소자의 층 구성을 모식적으로 나타내는 개략 단면도.
도 11은 비교예에서 이용한, 띠 형상의 섀도 마스크를 구비한 유기 EL 소자의 제조 장치를 모식적으로 나타내는 개략 측면 단면도.
이하에 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.
유기 EL 소자의 제조 장치(1)는 도 1에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 기재(21)를 공급하는 기재 공급부인 기재 공급 장치(5)와, 상기 기재 공급 장치(5)로부터 공급된 기재(21)의 일면측과 표면에서 접촉하면서 상기 기재(21)를 반송하는 반송부된 캔롤(7)과, 상기 캔롤(7)과 대향하고 또한 기재(21)에 대하여 근접하는 위치에 배치된 노즐(10a, 10b)을 갖고, 상기 노즐(10a, 10b)로부터, 기화된, 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 기재(21)에 있어서의 캔롤(7)과는 반대면측에 유기 EL막(19)의 구성층을 형성하는 복수의 증착원인 제1 증착원(9a) 및 제2 증착원(9b)과, 복수의 섀도 마스크인 섀도 마스크(30a, 30b)를 구비하고 있다. 또한, 섀도 마스크(30a, 30b)는, 제1 증착원(9a, 9b)에 대응하여 구비되어 있으며, 또한, 각각 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 복수의 개구부인 개구부(31a, 31b)가 형성되어 있고, 캔롤(7)에 접촉한 기재(21)와 노즐(10a, 10b) 사이에 기재(21)의 근방에 개입되어 있다.
또한, 상기 제조 장치(1)는 진공 챔버(3)를 더 구비하고 있고, 진공 챔버(3) 내에는, 상기한 기재 공급 장치(5)와, 캔롤(7)과, 제1 및 제2 증착원(9a, 9b)과, 기재 회수부인 기재 회수 장치(6)와, 섀도 마스크(30a, 30b)가 배치되어 있다. 진공 발생 장치(도시생략)에 의해, 상기 진공 챔버(3)의 내부가 감압 상태로 되고, 또한 그 내부에 진공 영역이 형성된다.
기재 공급 장치(5)는 롤 형상으로 권취된 띠 형상의 기재(21)를 풀어내어 캔롤(7)에 공급하도록 되어 있다. 또한, 기재 공급 장치(5)로부터 풀어낸 기재(21)는 캔롤(7)에 공급된 후, 기재 회수 장치(6)에 의해 권취되도록 되어 있다. 즉, 기재(21)를 풀어내면서 권취되도록 되어 있다.
캔롤(7)은 스테인리스로 형성되어 있고, 회전축(7a)을 중심으로 하여 회전 구동하도록 되어 있으며, 상기 캔롤(7) 표면에 기재(21)의 일면측을 접촉시켜 상기 기재(21)를 반송하도록 되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 캔롤(7)의 회전축(7a)은 모터 등을 구비한 제1 구동부(41)와 기계적으로 접속되어 있고, 제1 구동부(41)에서 발생한 회전 구동이 회전축(7a)에 전달됨으로써, 상기와 같이 캔롤(7)이 회전하도록 되어 있다. 또한, 제1 구동부(41)는 후술하는 제어부(45)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(45)에 의해 제1 구동부(41)를 개재하여 회전축(7a)의 회전 속도가 조정됨으로써, 기재(21)의 이동 속도가 조정되도록 되어 있다.
이러한 캔롤(7)은 내부에 냉각 기구 등의 온도 조정 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다. 이에 의해, 후술하는 기재(21) 위에서 유기층을 성막(형성)하고 있을 때, 기재(21)의 온도를 안정시킬 수 있다. 캔롤(7)의 외경은, 예를 들어 300 내지 2000㎜로 설정될 수 있다.
기재(21)의 형성 재료로서는, 캔롤(7)에 감아 걸쳐져도 손상되지 않는 가요성을 갖는 재료가 사용될 수 있다. 이러한 재료로서, 예를 들어, 금속 재료, 비금속 무기 재료나 수지 재료를 들 수 있다.
기재(21)로서 금속 재료를 사용한 경우에는, 통상적으로 쇼트(단락)가 발생하기 쉬워지지만, 본 실시 형태에 의하면, 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼진 음극층(27)이 형성되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 기재(21) 위에 유기 EL 소자(20)를 형성한 후, 성막 패턴마다 분리할 때, 음극층(27)이 절단되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 절단된 음극층(27)의 버어 등이 금속 재료로 형성된 기재(21)와 전기적으로 접속되어 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이러한 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 쉽다는 관점에서, 상기 금속 재료는, 스테인리스, 구리, 알루미늄 또는 티타늄인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 금속 재료로 형성된 기재의 두께는, 취급성이나 기재의 권취성 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 가진 박막 유리를 사용할 수 있다. 또한, 이러한 비금속 재료로 형성된 기재의 두께는, 충분한 기계적 강도 및 적당한 가소성 관점에서, 5 내지 500㎛인 것이 바람직하다
상기 수지 재료로서는, 열경화성 수지 또는 열가소성 수지 등의 합성 수지를 들 수 있다. 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 적당한 가소성 관점에서, 5 내지 500㎛인 것이 바람직하다.
기재(21) 표면에는, 스퍼터링 등에 의해 미리 양극층(23: 도 8, 도 9 참조)이 형성되어 있다.
양극층(23)을 형성하기 위한 재료로서는, 인듐-아연 산화물(IZO), 인듐-주석 산화물(ITO) 등의 각종 투명 도전 재료나, 금, 은, 백금, 알루미늄 등의 금속이나 합금 재료를 사용할 수 있다.
또한, 그 밖에, 양극층(23)의 재료로서, 증착원에 의해 증착 가능한 재료를 사용한 경우에는, 진공 챔버(3) 내에 양극층(23)용 증착원을 배치하고, 양극층(23)용 증착원과 기재 사이에 섀도 마스크(30a, 30b)와 마찬가지의 섀도 마스크를 개입시켜서, 기재(21) 위에 양극층(23)을 증착함으로써, 양극층(23)을 형성하도록 구성할 수도 있다. 이와 같은 증착 가능한 재료로서, 금, 은, 알루미늄 등을 들 수 있다.
제1 증착원(9a, 9b)은, 유기 EL막(19)의 구성층을 형성하기 위한 것이고, 본 실시 형태에서는, 제1 증착원(9a)은 발광층(25a)을 포함하는 유기층(도 8 참조)을 형성하도록 구성되고, 제2 증착원(9b)은 음극층(27)을 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 제1 증착원(9a)은 형성해야 할 유기층에 따라서 1개 이상 설치되도록 되어 있으며, 본 실시 형태에서는, 유기층인 발광층(25a: 도 8, 도 9a 참조)을 형성하기 위해 제1 증착원(9a)이 1개 설치되어 있다.
유기층은, 1개 이상의 유기 구성층으로 구성되어 있다. 유기층이 1개의 유기 구성층으로 구성되는 경우에는, 상기 유기 구성층은, 상기한 발광층(25a)이다. 유기층이 복수의 유기 구성층으로 구성되는 경우에는, 상기 복수의 유기 구성층은, 발광층(25a)과, 발광층(25a) 이외의 유기 구성층으로 구성된다. 또한, 발광층(25a) 이외의 유기 구성층으로서는, 예를 들어 정공 주입층(25b), 정공 수송층(25d), 전자 주입층(25c), 전자 수송층(25e)을 들 수 있다.
또한, 제1 증착원(9a)은 예를 들어 도 9b에 도시한 바와 같이 유기층을 3층 적층체로 하는 경우에는, 도 7에 도시한 바와 같이, 캔롤(7)의 회전 방향을 따라 3개 형성된 구성으로 할 수도 있다. 이와 같이 캔롤(7)의 회전 방향을 따라 복수의 제1 증착원(9a)이 형성된 경우, 상기 회전 방향에 대하여 가장 상류측에 배치된 제1 증착원(9a)에 의해 양극층(23) 위에 1층째의 유기 구성층이 증착된 후, 순차 하류측의 제1 증착원(9a)에 의해 1층째의 유기 구성층 위에 2층째 이후의 유기 구성층이 증착되어, 적층되도록 할 수 있다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 캔롤(7)의 둘레면에 있어서의 기재(21)의 지지 영역과 대향하는 위치에 있어서, 기재(21)의 반송 방향(이동 방향) 상류측에 제1 증착원(9a), 하류측에 제2 증착원(9b)이 배치되어 있다. 이들 제1 및 제2 증착원(9a, 9b)은 각각, 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)를 수용할 수 있도록 되어 있고, 노즐(10a, 10b)과, 가열부(도시생략)를 갖고 있다.
또한, 노즐(10a, 10b)은, 캔롤(7)에 있어서 기재(21)의 지지 영역과 대향하고 또한 기재(21)에 대하여 근접하는 위치에 배치되어 있다. 즉, 노즐(10a, 10b)은, 상기 노즐(10a, 10b)과 기재(21) 사이의 거리(최단 거리)가 15㎜ 이하인 위치에 배치되어 있다.
제1 및 제2 증착원(9a, 9b)의 가열부는 각각, 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)를 가열하여 기화시키도록 되어 있으며, 기화된 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)는 노즐(10a, 10b)로부터 외부로 토출되도록 되어 있다. 이러한 가열부에서 기화되고, 노즐(10a, 10b)로부터 토출된 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)는 각각, 후술하는 섀도 마스크(30a, 30b)의 패턴 형성용 개구부(31a, 31b)를 통과함으로써, 기재(21)에 증착되도록 되어 있다. 또한, 노즐(10a, 10b)의 상세에 대해서는 후술한다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 섀도 마스크(30a, 30b)는, 패턴 형성용 개구부(31a, 31b)를 갖고, 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 구비하여 구성되어 있다. 여기서, 제1 증착원(9a)에 대응한 섀도 마스크(30a)와, 제2 증착원(9b)에 대응한 섀도 마스크(30b)는, 완전히 마찬가지의 구성이기 때문에, 이하 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 증착원(9a)에 대응한 섀도 마스크(30a)의 구성에 대하여 설명하고, 제2 증착원(9b)에 대응한 섀도 마스크(30b)의 구성에 대해서는 설명을 반복하지 않는다.
본 실시 형태에서는, 섀도 마스크(30a)는 회전축(32a: 즉 회전축(32a)의 중심 S)을 중심으로 하여 회전하는 원반 형상으로 형성되어 있다. 또한, 패턴 형성용 개구부(31a)는 회전축(32a)을 중심으로 한 원호 형상으로 형성되어 있으면서, 섀도 마스크(30a)에 있어서 회전축(32a)을 중심으로 한 가상 동심원 R을 따라 복수 형성되어 있다.
패턴 형성용 개구부(31a)의 형상이, 상기한 바와 같이 원호 형상임에 의해, 섀도 마스크(30a)를 1개의 회전축(32a)을 중심으로 하여 회전시키는 것만으로, 보다 용이하게 패턴 형성용 개구부(31a)가 노즐(10a)에 대한 원하는 위치를 통과하는 것을 가능하게 할 수 있기 때문에, 보다 효율적으로 유기층 구성층을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 패턴 형성용 개구부(31a)가 상기한 바와 같이 가상 동심원 R을 따라 복수 형성되어 있음으로써, 성막 패턴에 있어서의 패턴 설계의 자유도를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 패턴 형성용 개구부(31a)는 상기한 가상 동심원 R을 따라 등간격으로 3개 형성되어 있다.
또한, 섀도 마스크(30a)의 회전축(32a)은 모터 등을 구비한 제2 구동부(43)와 기계적으로 접속되어 있고, 제2 구동부(43)에서 발생한 회전 구동이 회전축(32a)으로 전달됨으로써, 섀도 마스크(30a)가 회전하도록 되어 있다. 또한, 제2 구동부(43)는 후술하는 제어부(45)와 전기적으로 접속되어 있고, 제어부(45)에 의해 제2 구동부(43)를 개재하여 섀도 마스크(30a)의 회전 속도가 조정됨으로써, 패턴 형성용 개구부(31a)의 이동 속도가 조정되도록 되어 있다.
이와 같은 섀도 마스크(30a)는 제1 증착원(9a)과 기재(21) 사이에 개입되어 있다. 구체적으로는, 섀도 마스크(30a)는 캔롤(7)에 접촉한 기재(21)와 제1 증착원(9a)의 노즐(10a) 사이에 있어서, 기재(21)의 근방에 개입되어 있다. 즉, 섀도 마스크(30a)는 상기 섀도 마스크(30a)와 기재(21) 간격이 1㎜ 이하로 되는 위치에 배치되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 섀도 마스크(30a)가 회전함으로써, 패턴 형성용 개구부(31a)가 제1 증착원(9a)의 노즐(10a)의 개구부와 겹쳐 있는 동안에는, 노즐(10a)로부터 토출된 기화 재료가 기재(21)에 증착되도록 되어 있다. 한편, 패턴 형성용 개구부(31a)가 노즐(10a)의 개구부와 겹쳐 있지 않은 동안에는, 노즐(10a)로부터 토출된 기화 재료가 섀도 마스크(30a)에 있어서의 패턴 형성용 개구부(31a)가 형성되어 있지 않은 영역에 부착되고, 기재(21)에는 증착되지 않도록 되어 있다. 즉, 기재(21)의 이동에 추종하도록 섀도 마스크(30a)를 회전시키면서, 상기 개구부(31a)를 통하여 기화된 유기층 형성 재료(22)를 기재(21)측에 공급하도록 되어 있다.
또한, 상기 가상 동심원의 직경 방향 D에 있어서의 패턴 형성용 개구부(31a)의 길이 L은, 기재(21)의 폭 방향에 있어서의 노즐(10a)의 개구 길이보다도 작도록 구성되어 있다. 이러한 패턴 형성용 개구부(31a)의 상기 길이 L은, 형성되는 유기층의 패턴에 따라서 적절히 설계할 수 있다. 또한, 패턴 형성용 개구부(31a)의 곡률이 커질수록, 장치의 소형화가 도모되는 한편, 직사각 형상의 패턴이 형성되기 어려워지는 경향이 있고, 상기 곡률이 작아질수록, 직사각 형상의 패턴을 형성하기 쉬워지는 한편, 장치의 대형화를 초래할 우려가 있다. 따라서, 상기 곡률은, 예를 들어 이러한 관점을 고려하여 적절히 설계할 수 있다.
섀도 마스크(30a)의 형성 재료로서는, 예를 들어 금속 재료, 비금속 재료를 들 수 있다.
상기 금속 재료로서는, 예를 들어 스테인리스, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐을 들 수 있다. 이들 중, 내열성, 강성, 가공성 등의 관점에서, 상기 금속 재료는, 스테인리스인 것이 바람직하다. 이러한 금속 재료를 포함하여 이루어지는 섀도 마스크(30a)의 두께는, 예를 들어 0.01㎜ 내지 2㎜로 할 수 있다.
상기 비금속 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹을 들 수 있다. 이러한 비금속 재료를 포함하여 이루어지는 섀도 마스크(30a)의 두께는, 예를 들어 0.01 내지 2㎜로 할 수 있다.
계속해서, 기재(21)의 반송 방향에 있어서의 노즐(10a)의 개구 길이와, 섀도 마스크(30a)의 크기 관계에 대하여 설명한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 섀도 마스크(30a)의 수직 방향을 따라 보았을 때, 노즐(10a)의 개구부는 상기 가상 동심원 R의 직경 방향 D(도 2 참조)를 따라 배치되어 있다. 또한, 회전축(32a)의 중심 S를 통해 노즐(10a)의 개구부와 접하는 2개의 가상 접선 M과, 노즐(10a)의 개구부의 접점 P로부터 중심 S까지의 거리를 r(㎜)이라 하고, 상기 2개의 가상 접선 M이 이루는 각도를 θ(°)라 하고, 기재(21)의 반송 방향(도 4의 상하 방향)에 있어서의 노즐(10a)의 개구 길이를 W(㎜)라 하였을 때, r, θ 및 W는 식 W=2×r×sin(θ/2)를 만족하고 있다.
여기서, 상기 각도 θ≤10°인 것이 바람직하다. 또한, θ=10°로 하였을 때, 상기 식은, W=2×r×sin(10°/2)=0.174r로 되므로, θ≤10°로 하였을 때, 상기 개구 길이 W는, 0.174r㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, r은 10㎜ 이상 500㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이러한 점을 고려하여, 기재(21)의 반송 방향에 있어서의 노즐(10a)의 개구 길이 W는, θ≤10°로 하였을 때, 0.5㎜ 이상 0.174r㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1㎜ 이상 10㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이러한 길이 W가 0.5㎜ 미만이면 토출량이 적어져서, 충분히 성막을 행하는 것이 곤란해진다. 한편, 이러한 길이 W가 0.5㎜ 이상 0.174r㎜ 이하인 점에서, 섀도 마스크(30a)의 개구부(31a)가 노즐(10a)의 개구부와 겹쳐 있을 때의, 상기 섀도 마스크(30a)의 개구부(31a)에 있어서의 기재 폭 방향(도 4의 좌우 방향) 양단부 테두리가 기재(21)의 반송 방향에 대하여 평행에 가까워지기 때문에, 기재 폭 방향 양단부 테두리의 윤곽이 희미해진 패턴이 형성되는 것을, 방지할 수 있다. 이에 의해, 직사각 형상의 패턴이 보다 형성되기 쉬워진다.
또한, 이와 같이 W를 설정한 후, r, θ가 상기한 관계식을 만족하도록, 섀도 마스크(30a)의 크기를 설계할 수 있다.
그리고, 제1 증착원(9a)으로부터 기화된 유기층 형성 재료(22)를 토출하고, 섀도 마스크(30a)의 패턴 형성용 개구부(31a)를 통과시켜서, 기재(21) 위의 양극층(23) 위에 증착시킴으로써, 상기 양극층(23) 위에 발광층(25a: 도 8, 도 9 참조)을 형성하도록 되어 있다. 또한, 제2 증착원(9b)으로부터 기화된 음극층 형성 재료(28)를 토출하고, 섀도 마스크(30b)의 패턴 형성용 개구부(31b)를 통과시켜서, 발광층(25a) 위에 증착시킴으로써, 발광층(25a) 위에 음극층(27)을 형성하도록 되어 있다.
이와 같이, 기재(21) 위에 형성된 양극층(23) 위에 발광층(25a), 음극층(27)을 순차 연속하여 증착함으로써, 기재(21) 위에 유기 EL막(19)을 형성하고, 이에 의해, 유기 EL 소자(20)를 형성하도록 되어 있다.
상기한 제1 증착원(9a)에 의해 형성되는 유기층은, 발광층(25a)을 포함하고 있으면 특별히 한정되는 것이 아니며, 예를 들어 도 9b에 도시한 바와 같이, 정공 주입층(25b), 발광층(25a) 및 전자 주입층(25c)의 순서로 적층하여 3층으로 할 수 있다. 그 밖에, 필요에 따라서, 상기 도 9b에 도시한 발광층(25a)과 정공 주입층(25b)의 사이에 정공 수송층(25d: 도 9c 참조)을 끼움으로써, 또는 발광층(25a)과 전자 주입층(25c) 사이에 전자 수송층(25e: 도 9c 참조)을 끼움으로써, 유기층을 4층 적층체로 할 수도 있다.
또한, 도 9c에 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 5층으로 할 수도 있다. 또한, 각 층의 두께는, 통상적으로 수 ㎚ 내지 수십 ㎚ 정도가 되도록 설계되지만, 이러한 두께는, 유기층 형성 재료(22)나, 발광 특성 등에 따라서 적절히 설계되는 것으로, 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(25d)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(25c)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 불화리튬(LiF), 불화세슘(CsF), 산화리튬(Li2O) 등을 사용할 수 있다.
전자 수송층(25e)을 형성하기 위한 재료로서는, 예를 들어 트리스(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀라토)-4-페닐페놀라토-알루미늄(BAlq), OXD-7(1,3-비스[5-(p-tert-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸-2-일])벤젠 등을 사용할 수 있다.
음극층(27)을 형성하기 위한 재료로서는, 알루미늄(Al), 은(Ag), ITO, 알칼리 금속 또는, 알칼리 토금속을 포함하는 합금 등을 사용할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 도 5에 도시한 바와 같이, 제조 장치(1)는 또한, 기재(21)에 발광층(25a)을 포함하는 유기층 및 음극층(27: 유기 EL막(19)의 구성층)을 형성하면서, 섀도 마스크(30a, 30b)에 각각 부착된 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28: 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료)를 제거하는 것이 가능한 제거부(51)를 구비하고 있다. 또한, 진공 챔버(3) 내에는, 각 제거부(51)를 제1 증착원(9a) 및 제2 증착원(9b)으로부터 이격하기 위한 구획판(53)이 배치되어 있고, 이러한 구획판(53)이 배치되어 있음으로써, 각 제거부(51)에 의해 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)가 제거될 때, 이들 재료의 비산을 방지하는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 구성층 형성 재료를 제거하는 제거부(51)는 마찬가지의 구성이기 때문에, 섀도 마스크(30b)용 제거부(51)에 대해서는, 도시를 반복하지 않는다.
이와 같이, 기재(21)에 유기 EL막(19)의 구성층을 형성하면서, 섀도 마스크(30a, 30b)에 각각 부착된 유기 EL막(19)의 구성 재료를 제거함으로써, 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료에 기인한 유기 EL막의 구성층의 증착에 미치는 악영향의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 제거부(51)는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 드라이 에칭 또는 가열에 의해 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 유기 EL막(19)의 구성 재료를 제거하는 장치인 것이 바람직하다. 이에 의해 양산 시에 상정되는, 기재(21)나 형성된 구성층에 오염이 발생하는 등의 문제를, 보다 효율적으로 회피할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 제조 장치(1)는 또한, 기재(21)의 이동 속도를 검지하는 제1 검지부(55)와, 섀도 마스크(30a, 30b) 각각의 회전 속도(즉 패턴 형성용 개구부(31a, 31b)의 회전 속도)를 검지하는 제2 검지부(57)를 구비하고 있다. 이들 제1 검지부(55) 및 제2 검지부(57)는 제어부(45)와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전술한 바와 같이 제어부(45)는 제1 구동부(41) 및 제2 구동부(43)와 전기적으로 접속되어 있다. 이러한 제어부(45)는 제1 검지부(55)의 검지 결과 및 제2 검지부의 검지 결과에 기초하여, 기재(21)의 이동에 섀도 마스크(30a, 30b)의 회전을 추종시키도록 상기 섀도 마스크(30a, 30b)의 회전을 조정할 수 있도록 되어 있다.
또한, 제1 검지부(55), 제2 검지부(57) 및 제어부(45)를 이용한 상기 회전의 조정은, 섀도 마스크(30a)에 대한 경우와 섀도 마스크(30b)에 대한 경우에서 마찬가지이기 때문에, 이하, 섀도 마스크(30a)에 대한 경우에 대해서만 구체적으로 설명하고, 섀도 마스크(30b)에 대한 경우에 대해서는 설명을 반복하지 않는다.
제1 검지부(55)에 의한 기재(21)의 이동 속도의 검지는, 제1 검지부(55)가 기재(21)에 있어서 기재 본체 위에 형성된 제1 얼라인먼트 마크(61)를 검지함으로써 행하도록 되어 있다. 또한, 제2 검지부(57)에 의한 섀도 마스크(30a)의 회전 속도의 검지는, 제2 검지부(57)가 섀도 마스크(30a)에 있어서 섀도 마스크 본체 위에 형성된 제2 얼라인먼트 마크(63)를 검지함으로써 행하도록 되어 있다.
또한, 제어부(45)에 의한 섀도 마스크(30a)의 회전 조정은, 제어부(45)가 제1 검지부(55)에 의해 제1 얼라인먼트 마크(61)가 검지된 타이밍과, 제2 검지부(57)에 의해 제2 얼라인먼트 마크(63)가 검지된 타이밍의 어긋남을, 상기 기재(21)의 이동 속도와 섀도 마스크(30a)의 회전 속도의 어긋난 양으로서 산출하고, 이러한 산출 결과에 기초하여, 제1 얼라인먼트 마크(61)와 제2 얼라인먼트 마크(63)가 제1 증착원(9a)의 노즐(10a)과 대향하는 영역에서 겹치도록, 섀도 마스크(30a)의 회전 속도를 조정함으로써 행하도록 되어 있다.
이와 같이, 기재(21)의 이동에 섀도 마스크의 회전을 추종시키도록 상기 섀도 마스크(30a)의 회전을 조정함으로써, 예를 들어 기재(21) 위에 먼저 형성된 구성층의 패턴(예를 들어 양극층(23))의 이동에 맞춰서, 다음 구성층(예를 들어 발광층(25a))의 패턴을 보다 확실하게 형성할 수 있다. 이에 의해, 먼저 형성된 구성층의 패턴과 다음에 형성되는 패턴이 등피치가 아니어도, 먼저 형성된 구성층 위에 다음 구성층을 적절한 위치에 보다 확실하게 형성할 수 있기 때문에, 유기 EL막(19)의 형성의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 제1 얼라인먼트 마크(61)나 제2 얼라인먼트 마크(63)의 형상이나 크기, 배치 등은, 제1 검지부(55) 및 제2 검지부(57)에 의해 검지되는 것이 가능하면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 그 밖에, 패턴 형성용 개구부(31a, 31b)의 단부를 얼라인먼트 마크로서 이용하여도 된다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 띠 형상의 기재(21)를 캔롤(7: 반송부)에 공급하고, 상기 캔롤(7) 표면에 상기 기재의 일면측을 접촉시켜 상기 기재(21)를 반송하고, 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 패턴 형성용 개구부(31a, 31b: 개구부)가 형성된 섀도 마스크(30a, 30b)를, 상기 캔롤(7)에 접촉한 상기 기재(21)와, 상기 캔롤(7)과 대향하고 또한 상기 기재(21)에 대하여 근접하는 위치에 배치된 제1 및 제2 증착원(9a, 9b)의 노즐(10a, 10b) 사이에서 상기 기재(21)의 근방에 개입시키고, 상기 기재(21)의 이동에 추종하도록 상기 섀도 마스크(30a, 30b)를 회전시키면서 상기 노즐(10a, 10b)로부터 기화된 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28: 유기 EL막의 구성층 형성 재료)를 토출시켜서, 상기 개구부(31a, 31b)를 통하여 기화된 유기층 형성 재료(22) 및 음극층 형성 재료(28)를 상기 기재(21) 측에 공급함으로써, 상기 기재(21)에 있어서의 상기 캔롤(7)과는 반대면측에 발광층(25a) 및 음극층(27: 유기 EL막의 구성층)을 형성한다.
본 실시 형태에 있어서는, 구체적으로는 예를 들어, 우선 스퍼터링 등에 의해 일면측에 미리 양극층(23)이 형성되면서, 롤 형상으로 권취된 기재(21)를 기재 공급 롤(5)로부터 풀어낸다.
계속해서, 풀어낸 기재(21)의 일면측을 캔롤(7)의 표면에 접촉시켜 이동시키면서, 상기 기재(21)의 이동에 추종하도록 섀도 마스크(30a, 30b)를 회전시키고, 제1 증착원(9a)으로부터 토출된 유기층 형성 재료(22)를 패턴 형성용 개구부(31a)를 통과시킴으로써, 캔롤(7)에 지지된 기재(21) 위의 양극층(23) 위에 발광층(25a)을 형성하고, 제2 증착원(9b)으로부터 토출된 음극층 형성 재료(28)를 패턴 형성용 개구부(31b)를 통과시킴으로써, 상기 발광층(25a) 위에 음극층(27)을 형성한다. 이에 의해, 기재(21) 위에 유기 EL막(19)을 형성한다. 또한, 기재(21) 위에 유기 EL막(19)을 형성하면서, 상기 유기 EL막(19)이 형성된 기재(21)를 기재 회수 장치(6)에 의해 권취한다.
이러한 제조 방법에 의하면, 섀도 마스크(30a, 30b)가 하나의 회전축(32a, 32b)에 의해 지지되기 때문에, 섀도 마스크(30a, 30b)와 기재(21) 간격의 변동이나, 기재(21)의 이동에 대한 섀도 마스크(30a, 30b)의 추종의 어긋남을 방지할 수 있다. 또한, 섀도 마스크(30a, 30b)가 기재(21)의 근방에 배치되어 있는 것에 의해, 발광층(25a) 및 음극층(27)의 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼지는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 품질의 저하가 억제된 유기 EL 소자(20)를 제조할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 띠 형상의 기재(21)를 반송부(7)에 공급하고, 상기 반송부(7) 표면에 상기 기재(21)의 일면측을 접촉시켜 상기 기재(21)를 반송하고, 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한, 상기 회전체에 개구부(31a, 31b)가 형성된 섀도 마스크(30a, 30b)를, 상기 반송부(7)에 접촉한 상기 기재(21)와, 상기 반송부(7)와 대향하고 또한 상기 기재(21)에 대하여 근접하는 위치에 배치된 증착원(9a, 9b)의 노즐(10a, 10b) 사이에서 상기 기재(21)의 근방에 개입시키고, 상기 기재(21)의 이동에 추종하도록 상기 섀도 마스크(30a, 30b)를 회전시키면서 상기 노즐(10a, 10b)로부터 기화된 상기 구성층 형성 재료(22, 28)를 토출시켜서, 상기 개구부(31a, 31b)를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료(22, 28)를 상기 기재(21)측에 공급함으로써, 상기 기재(21)에 있어서의 상기 반송부(7)와는 반대면측에 유기 EL막(19)의 구성층을 형성한다.
상기 구성에 의하면, 섀도 마스크(30a, 30b)가 하나의 회전축(32a, 32b)에 있어서 지지되기 때문에, 섀도 마스크(30a, 30b)와 기재(21) 간격의 변동을 억제할 수 있고, 또한 기재(21)의 이동에 대한 섀도 마스크(30a, 30b)의 추종에 있어서의 어긋남을 억제할 수 있다. 또한, 섀도 마스크(30a, 30b)가 기재(21)의 근방에 배치되어 있음으로써, 발광층(25a) 및 음극층(27: 유기 EL막의 구성층)의 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼져서 형성되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 비교적 품질이 우수한 유기 EL 소자(20)를 제조할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 유기 EL막(19)의 구성층은, 발광층(25a)을 포함하는 유기층, 양극층(23), 또는 음극층(27) 중 어느 1개 이상인 것이 바람직하다.
유기 EL막(19)의 구성층이 유기층인 것에 의해, 상기 기재(21)의 반송 방향에 있어서의 유기층의 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼져서 형성되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 기재(21) 위에 유기층을 형성한 후, 성막 패턴마다 분리할 때에, 유기층이 절단되어 상기 유기층의 수명에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 구성층이 양극층(23) 또는 음극층(27)인 경우에는, 각각의 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼져서 형성되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 기재(21) 위에 양극층(23) 또는 음극층(27)을 형성한 후, 성막 패턴마다 분리할 때에, 양극층(23) 또는 음극층(27)이 절단되어 쇼트(단락)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유기층, 양극층(23) 및 음극층(27)을 상기 증착에 의해 형성함으로써, 이들 층을 형성하기 위해서, 예를 들어 포토리소그래피 공정과 같은 복잡한 공정을 이용할 필요가 없기 때문에, 비용 증가를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 유기 EL막(19)의 구성층은, 음극층(27)이며, 상기 기재(21)는 금속 재료로 형성된 것으로 할 수 있다.
이러한 기재(21)를 사용한 경우에는, 통상적으로 쇼트가 발생하기 쉬워지지만, 본 실시 형태에 의하면, 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼진 음극층(27)이 형성되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 기재(21) 위에 유기 EL 소자(20)를 형성한 후, 성막 패턴마다 분리할 때에, 음극층(27)이 절단되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 절단된 음극층(27)의 버어 등이, 금속 재료로 형성된 기재(21)와 전기적으로 접속되어 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 반송부(7)는 회전축(7a)을 중심으로 하여 회전 구동하는 캔롤인 것이 바람직하다.
이에 의해, 1개의 회전축(7a)으로 반송부(7)가 지지되는 점에서, 반송부(7)에 의한 기재(21)의 반송을 안정시킬 수 있기 때문에, 섀도 마스크(30a, 30b)와 기재(21) 간격의 변동을, 보다 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 섀도 마스크(30a, 30b)는, 상기 반송부(7)의 회전축(7a)과 수직인 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 보다 확실하게 섀도 마스크(30a, 30b)와 기재(21) 간격의 변동이나, 기재(21)의 이동에 대한 섀도 마스크(30a, 30b)의 추종에 있어서의 어긋남을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 기재(21)에 상기 유기 EL막(19)의 구성층을 형성하면서, 또한 상기 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 상기 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료를 제거하는 것이 바람직하다.
이에 의해, 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료가 유기 EL막(19)의 구성층의 증착에 악영향이 미치는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 인라인 세정을 행함으로써, 항상 프레시한 섀도 마스크를 사용하여 증착을 행할 수 있기 때문에, 양호한 성막 패턴을 형성하기 쉽게 할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 드라이 에칭 또는 가열에 의해 상기 섀도 마스크(30a, 30b)에 부착된 상기 유기 EL막(19)의 구성층 형성 재료를 제거하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 드라이 에칭 또는 가열에 의해 상기 부착한 구성층 형성 재료를 제거함으로써, 진공 중에서 상기 부착한 구성층 형성 재료를 제거하는 것이 가능해진다. 그리고, 이와 같이 진공 중에서 상기 부착된 구성층 형성 재료를 제거하는 경우에는, 이러한 제거를 행할 때에 외부로부터의 이물의 혼입을 방지하는 것이 가능해지기 때문에, 상기 부착한 구성층 형성 재료의 제거가, 보다 효과적으로 된다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 개구부(31a, 31b)는, 상기 섀도 마스크의 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되고, 또한 상기 섀도 마스크(30a, 30b)에 있어서 상기 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하는 가상 동심원 R을 따라 복수 배치된 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 개구부(31a, 31b)가 원호 형상으로 형성되고, 또한 상기 가상 동심원 R을 따라 배치됨으로써, 섀도 마스크(30a, 30b)를 1개의 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전시키는 것만으로, 보다 용이하게 상기 개구부(31a, 31b)가 노즐(10a, 10b)에 대한 원하는 위치를 통과하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이에 의해, 보다 효율적으로 유기 EL막(19)의 구성층을 형성하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 개구부(31a, 31b)가, 상기 가상 동심원 R을 따라 복수 형성되어 있음으로써, 성막 패턴에 있어서의 패턴 설계의 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 섀도 마스크(30a, 30b)의 수직 방향을 따라 보았을 때, 상기 노즐(10a, 10b)의 개구부는 상기 가상 동심원 R의 직경 방향 D를 따라 배치되어 있고, 상기 회전축(32a, 32b)의 중심 S를 통해 상기 노즐(10a, 10b)의 개구부와 접하는 2개의 가상 접선 M과, 상기 노즐(10a, 10b)의 개구부와의 접점 P로부터 상기 중심 S까지의 거리를 r(㎜)이라 하고, 상기 2개의 가상 접선 M이 이루는 각도를 θ(°)라 하고, 상기 기재(21)의 반송 방향에 있어서의 노즐(10a, 10b)의 개구 길이를 W(㎜)라 하였을 때, r, θ 및 W는 식 W=2×r×sin(θ/2)의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 상기 r, θ 및 W가, 상기 식을 만족함으로써, 노즐(10a, 10b)의 개구부의 길이 및 섀도 마스크(30a, 30b)의 크기를, 보다 적절하게 설계하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 기재(21)의 반송 방향에 있어서의 상기 노즐(10a, 10b)의 개구 길이 W가, θ≤10°로 하였을 때, 0.5㎜ 이상 0.174r㎜ 이하인 것이 바람직하다.
이에 의해, 섀도 마스크(30a, 30b)의 개구부(31a, 31b)가 노즐(10a, 10b)의 개구부와 겹쳐 있을 때, 상기 섀도 마스크의 개구부 개구부(31a, 31b)에 있어서의 기재(21)의 폭 방향 양단부 테두리가, 기재(21)의 반송 방향에 대하여 평행에 가까워지기 때문에, 상기 기재(21)의 폭 방향 양단부 테두리의 윤곽이 희미해진 패턴이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치(1)는 띠 형상의 기재(21)를 공급하는 기재 공급부(5)와, 공급된 기재(21)의 일면측과 표면에서 접촉하면서 상기 기재(21)를 반송하는 반송부(7)와, 상기 반송부(7)와 대향하고 또한, 상기 기재(21)에 대하여 근접하는 위치에 배치된 노즐(10a, 10b)을 갖고, 상기 노즐(10a, 10b)로부터, 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재(21)에 있어서의 상기 반송부(7)와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성하는 증착원(9a, 9b)과, 회전축(32a, 32b)을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한, 상기 회전체에 개구부(31a, 31b)가 형성되어 있고, 상기 반송부(7)에 접촉한 상기 기재(21)와 상기 노즐(10a, 10b) 사이에서 상기 기재(21)의 근방에 개입된 섀도 마스크(30a, 30b)를 구비하고, 상기 섀도 마스크(30a, 30b)가 상기 기재(21)의 이동에 추종하도록 회전함으로써, 상기 개구부(32a, 32b)를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료를 상기 기재(21) 측에 공급한다.
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 형태에 나타내는 섀도 마스크(30a, 30b)의 형상이나 크기, 패턴 형성용 개구부(31a, 31b)의 형상이나 크기 등은, 특별히 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 반송부가 캔롤(7)인 구성을 나타냈지만, 상기 반송부는 상기 캔롤(7)에 특별히 한정되는 것이 아니며, 그 밖에, 상기 반송부가 벨트 컨베이어인 구성으로 할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 기재 공급 장치(5)를 진공 챔버(3) 내에 배치하였지만, 기재(21)를 캔롤(7)로 풀어내는 것이 가능하면, 캔롤(7)에의 공급 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 증착 공정이 종료한 기재(21)를 권취하였지만, 이러한 기재(21)를 권취하지 않고, 재단 등의 공정에 제공할 수도 있다. 또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치의 작용 효과는, 상기한 작용 효과에 한정되는 것도 아니다.
실시예
다음으로 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
도 4, 도 7에 도시한 바와 같은 제조 장치(1)와 마찬가지의 제조 장치를 이용하였다. 또한, 본 실시예 1에서는, 상기한 바와 같은 얼라인먼트 마크, 검지부 및 제어부를 이용한 섀도 마스크의 회전 조정을 행하지 않았다. 상기 제조 장치의 진공 챔버 내에, 3층 적층체인 유기층을 형성하기 위한 3개의 유기층용 증착원과, 음극층을 형성하기 위한 1개의 음극층용 증착원을, 기재와 각 증착원의 노즐 거리가 모두 2㎜로 되도록 배치하였다. 이들 유기층용 증착원으로서, CuPb층(정공 주입층), α-NPD층(발광층) 및 Alq3층(전자 주입층)용 증착원을, 기재의 반송 방향 상류측에서 하류측을 향해 이 순서로 배치하였다.
또한, 기재와 각 유기층용 증착원 사이에 각각 3개의 유기층용 섀도 마스크를 개입시키고, 기재와 음극층용 증착원 사이에 1개의 음극층용 섀도 마스크를 개입시키고, 기재와 각 섀도 마스크 간격을, 모두 0.1㎜로 되도록 설정하였다.
유기층용 섀도 마스크로서, 회전축을 중심으로 한 원반 형상이면서, 상기 회전축을 중심으로 한 상기한 바와 같은 원호 형상이며 회전 방향 길이가 300㎜, 방사 방향(상기 직경 방향) 길이가 45㎜인 패턴 형성용 개구부를, 상기 회전축을 중심으로 한 가상 동심원을 따라 20㎜ 피치로 3개 갖도록 구성된 것을 이용하였다. 또한, 음극층용 섀도 마스크로서, 회전축을 중심으로 한 원반 형상이면서, 상기 회전축을 중심으로 하여 상기한 바와 같은 원호 형상이며 회전 방향 길이가 300㎜, 방사 방향(상기 직경 방향) 길이가 40㎜인 패턴 형성용 개구부를, 상기 회전축을 중심으로 한 가상 동심원을 따라서, 10㎜ 피치로 3개 갖도록 구성된 것을 이용하였다.
그리고, 진공 챔버 내를 진공도가 1×10-4Pa가 될 때까지 배기한 후, 양극층이 형성된 기재를 풀어내고, 풀어낸 기재를 캔롤에 의해 반송하면서, 상기 캔롤 표면 위의 기재의 이동에 추종하도록 각 섀도 마스크를 회전시키고, 기재에 형성된 양극층 위에 각 유기층용 증착원에 의해 기재 반송 방향 길이 300㎜, 기재 폭 방향 길이 45㎜인 직사각 형상의 유기층의 패턴을 피치 20㎜로 형성하고, 상기 유기층의 패턴 위에, 음극층용 증착원에 의해 기재 반송 방향 길이 300㎜, 기재 폭 방향 길이 40㎜인 직사각 형상의 음극층의 패턴을 피치 10㎜로 형성하였다. 또한, 기재의 반송 속도는, 0.96m/s, 섀도 마스크의 회전 속도는 60rpm으로 하였다.
얻어진 유기 EL 소자에 있어서의 양극층, 유기층 및 음극층의 패턴을 도 8에 나타내었다. 얻어진 유기 EL 소자를 분리하지 않고, 양극층 및 음극층에 전압을 인가한 결과, 어느 쪽의 유기 EL 소자에 대해서도, 기재 반송 방향 길이 300㎜×기재 폭 방향 길이 40㎜의 영역을 갖는 녹색의 발광이 보였다. 또한, 상기 영역 내에 있어서의 발광 상태는 균일하였다. 또한, 얻어진 유기 EL층을, 가위를 이용하여, 기재에 있어서의 길이 방향으로 인접한 유기 EL막 간의 중앙부에서 기재 폭 방향을 따라 절단함으로써, 각 유기 EL 소자를 분리한 바, 쇼트 등의 문제점 발생은 보이지 않았다.
(실시예 2)
실시예 1에서 이용한 제조 장치를 이용하여, 상기 실시 형태와 마찬가지로, 기재 본체 및 각 섀도 마스크 본체에 도 6과 마찬가지의 얼라인먼트 마크를 설치하고, 검지부에 의해, 기재의 회전 속도의 검지와 섀도 마스크의 회전 속도의 검지를 행하고, 제어부에 의해, 이동 속도가 3m/s인 기재의 이동에 추종하도록 각 섀도 마스크의 회전을 조정하면서 증착을 행하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자의 제조를 행하였다.
그리고, 상기 실시예 1과 마찬가지로, 얻어진 유기 EL 소자를 분리하지 않고, 양극층 및 음극층에 전압을 인가한 결과, 어느 쪽의 유기 EL에 대해서도, 기재 반송 방향 길이 300㎜×기재 폭 방향 길이 40㎜의 영역을 갖는 녹색의 발광이 보였다. 또한, 상기 영역 내에 있어서의 발광 상태는 균일하였다.
또한, 상기 실시예 1과 마찬가지로 하여, 얻어진 유기 EL 소자를 분리한 바, 쇼트 등의 문제점 발생은 보이지 않았다.
(비교예 1)
기재로서, JEM-433(JSR사 제조)을 3㎜의 두께로 코팅함으로써 표면에 절연층을 형성한 SUS를 사용하여, 섀도 마스크와 기재의 거리를 10㎜로 설정한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자의 제조를 행한 바, 얻어진 유기 EL 소자는, 도 10에 도시한 바와 같았다. 이 결과, 유기층 및 음극층의 패턴은, 도 10에 도시한 바와 같이, 그 단부가 원하는 패턴보다도 외측으로 퍼져 있고, 인접한 유기층 및 음극층끼리가 연결되어 있었다.
상기 실시예 1과 마찬가지로, 얻어진 유기 EL 소자를 분리하지 않고, 양극층 및 음극층에 전압을 인가한 결과, 어느 쪽의 유기 EL 소자에 대해서도, 기재 반송 방향 길이 300㎜×기재 폭 방향 길이 40㎜의 영역을 갖는 녹색의 발광은 보였지만, 유기 EL막의 길이 방향 양단부의 막 두께가 작은 점에서, 각 영역 내에 있어서 발광 상태가 균일하지 않았다.
또한, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 얻어진 유기 EL 소자를 분리한 바, 일부의 유기 EL 소자에 있어서, 기재와 음극층 사이에서 쇼트가 발생하고, 발광이 보이지 않았다.
(비교예 2)
유기층용 섀도 마스크와 음극층 섀도 마스크를 회전시키지 않고 고정하여 배치한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 하여, 유기 EL 소자를 제조하였다.
상기 실시예 1과 마찬가지로, 얻어진 유기 EL 소자를 분리하지 않고, 양극층 및 음극층에 전압을 인가한 결과, 어느 쪽의 유기 EL 소자에 대해서도, 기재 반송 방향 길이 300㎜×기재 폭 방향 길이 40㎜의 영역을 갖는 녹색의 발광이 보였다.
그러나, 비교예 1과 마찬가지로 하여, 얻어진 유기 EL 소자를 분리한 바, 일부의 유기 EL 소자에 있어서, 기재와 음극층 사이에서 쇼트가 발생하고, 발광이 보이지 않는 것이, 비교예 1보다도 많았다.
(비교예 3)
도 11에 도시한 바와 같이, 상기한 바와 같은 회전식 섀도 마스크를 사용하는 대신에 띠 형상의 섀도 마스크를 사용하여 증착을 행하는 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 유기 EL 소자를 제조하였다. 도 11에 있어서 도 1과 공통되는 부분에는 공통되는 부호를 붙여서 설명을 생략한다. 도 11에 도시한 바와 같이, 띠 형상의 섀도 마스크(33a, 33b)는, 섀도 마스크 조출 롤러(35a, 35b)에 각각 감아 걸쳐져 있고, 상기 섀도 마스크 조출 롤러(35a, 35b)로부터 풀어낸 띠 형상의 섀도 마스크(33a, 33b)가, 캔롤(7)과 증착원(9a, 9b)의 노즐(10a, 10b) 사이에 각각 공급된 후, 섀도 마스크 권취 롤러(37a, 37b)에 의해 각각 권취되도록 되어 있었다. 또한, 이러한 띠 형상의 섀도 마스크(33a, 33b)에는, 실시예 1과 마찬가지의 크기, 피치로 개구부가 형성되어 있었다. 또한, 풀어낸 띠 형상의 섀도 마스크(33a, 33b)와 기재(21) 간격을 0.1㎜로 되도록 설정하였다.
그리고, 이러한 띠 형상의 섀도 마스크를 구비한 제조 장치를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 기재 위에 형성된 양극층에 발광층 및 음극층을 형성한 바, 섀도 마스크와 기재 위에 형성된 양극층이 마찰되어 양극층에 흠집이 생겼다. 또한, 연속한 성막의 도중에서, 띠 형상의 섀도 마스크의 개구부와 양극층 사이에 위치 어긋남이 발생하였기 때문에, 그 이후에는 원하는 품질을 만족할만한 유기 EL 소자를 제조할 수 없었다.
이상의 결과, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 의해, 비교적 품질이 우수한 유기 EL 소자를 제조할 수 있다는 사실을 알게 되었다.
이상과 같이 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대하여 설명을 행하였지만, 각 실시 형태 및 실시예의 특징을 적절히 조합하는 것도 당초부터 예정하고 있었다. 또한, 금회 개시된 실시 형태 및 실시예는, 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태 및 실시예가 아니라 특허청구범위에 의해 개시되고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 유기 EL 소자의 제조 장치
3: 진공 챔버
5: 기재 공급 장치
7: 캔롤(반송부)
9: 증착원
21: 기재
23: 양극층(전극층)
25a: 발광층(유기 구성층, 유기층)
27: 음극층(전극층)
30a, 30b: 섀도 마스크
31a(31b): 패턴 형성용 개구부(개구부)
32a(32b): 회전축
41: 제1 구동부
43: 제2 구동부
45: 제어부
51: 제거부
53: 구획판
55: 제1 검지부
57: 제2 검지부
61: 제1 얼라인먼트 마크
63: 제2 얼라인먼트 마크
3: 진공 챔버
5: 기재 공급 장치
7: 캔롤(반송부)
9: 증착원
21: 기재
23: 양극층(전극층)
25a: 발광층(유기 구성층, 유기층)
27: 음극층(전극층)
30a, 30b: 섀도 마스크
31a(31b): 패턴 형성용 개구부(개구부)
32a(32b): 회전축
41: 제1 구동부
43: 제2 구동부
45: 제어부
51: 제거부
53: 구획판
55: 제1 검지부
57: 제2 검지부
61: 제1 얼라인먼트 마크
63: 제2 얼라인먼트 마크
Claims (11)
- 띠 형상의 기재를 반송부에 공급하고,
상기 반송부 표면에 상기 기재의 일면측을 접촉시켜 상기 기재를 반송하고,
회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 개구부가 형성된 섀도 마스크를, 상기 반송부에 접촉한 상기 기재와, 상기 반송부와 대향하고 또한 상기 기재에 대하여 근접하는 위치에 배치된 증착원의 노즐 사이에서 상기 기재의 근방에 개입시키고,
상기 기재의 이동에 추종하도록 상기 섀도 마스크를 회전시키면서 상기 노즐로부터 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 개구부를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료를 상기 기재측에 공급함으로써, 상기 기재에 있어서의 상기 반송부와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유기 EL막의 구성층이, 발광층을 포함하는 유기층, 양극층, 또는 음극층 중 어느 1개 이상인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 유기 EL막의 구성층은 음극층이며,
상기 기재는 금속 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 반송부는, 회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 캔롤인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제4항에 있어서,
상기 섀도 마스크는, 상기 반송부의 회전축에 대하여 수직으로 배치된 회전축을 중심으로 하여 회전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 기재에 상기 유기 EL막의 구성층을 형성하면서, 또한 상기 섀도 마스크에 부착된 상기 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 제거하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제6항에 있어서,
드라이 에칭 또는 가열에 의해 상기 섀도 마스크에 부착된 상기 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 제거하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개구부는, 상기 섀도 마스크의 회전축을 중심으로 하는 원호 형상으로 형성되고, 또한 상기 섀도 마스크에 있어서 상기 회전축을 중심으로 하는 가상 동심원을 따라 복수 배치된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제8항에 있어서,
상기 섀도 마스크의 수직 방향을 따라 보았을 때,
상기 노즐의 개구부는 상기 가상 동심원의 직경 방향을 따라 배치되어 있고,
상기 회전축의 중심을 통과하여 상기 노즐의 개구부와 접하는 2개의 가상 접선과 상기 노즐의 개구부의 접점으로부터 상기 중심까지의 거리를 r(㎜)이라 하고, 상기 2개의 가상 접선이 이루는 각도를 θ(°)라 하고, 상기 기재의 반송 방향에 있어서의 노즐의 개구 길이를 W(㎜)라 하였을 때, r, θ 및 W는 식 W=2×r×sin(θ/2)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제9항에 있어서,
상기 기재의 반송 방향에 있어서의 상기 노즐의 개구 길이 W는, θ≤10°로 하였을 때, 0.5㎜ 이상 0.174r㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 띠 형상의 기재를 공급하는 기재 공급부와,
공급된 기재의 일면측과 표면에서 접촉하면서 상기 기재를 반송하는 반송부와,
상기 반송부와 대향하고 또한 상기 기재에 대하여 근접하는 위치에 배치된 노즐을 갖고, 상기 노즐로부터, 기화된 유기 EL막의 구성층 형성 재료를 토출시켜서, 상기 기재에 있어서의 상기 반송부와는 반대면측에 유기 EL막의 구성층을 형성하는 증착원과,
회전축을 중심으로 하여 회전 구동하는 판 형상의 회전체를 갖고 또한 상기 회전체에 개구부가 형성되어 있고, 상기 반송부에 접촉한 상기 기재와 상기 노즐 사이에서 상기 기재의 근방에 개입된 섀도 마스크를 구비하고,
상기 섀도 마스크가 상기 기재의 이동에 추종하도록 회전함으로써, 상기 개구부를 통하여 기화된 상기 구성층 형성 재료를 상기 기재측에 공급하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
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