KR20140107100A - 유기 ｅｌ 소자의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 종래와 같은 띠형상의 쉐도우 마스크가 불필요하면서도, 원하는 패턴으로 기화 재료를 기재에 증착할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다. 차폐부는, 증착원과 기재 사이에 배치되어 기재를 차폐하는 차폐 위치와, 증착원과 기재 사이로부터 퇴피하여 기재를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능하게 구성된다. 그리고, 차폐부는, 차폐 위치에 위치한 상태에서 기재와 동일한 속도로 주행 방향으로 이동하는 동시에, 차폐 해제 위치에 위치한 상태에서 주행 방향과는 반대 방향으로 이동한다.
Description
본 발명은 증착원으로부터 기화시킨 기화 재료를 띠형상의 기재에 증착시키는 유기 EL(일렉트로루미네센스) 소자의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그 유기 EL 소자의 제조 장치에 관한 것이다.
종래, 유기 EL 소자의 제조 방법으로서, 띠형상의 기재가 소정의 주행 방향을 따라서 주행하도록, 기재를 주행시키는 공정과, 증착원으로부터 기화 재료를 토출시켜서 기재에 증착시키는 공정을 구비하는 제조 방법이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1). 그리고, 이러한 제조 방법에 따르면, 띠형상의 쉐도우 마스크를 띠형상의 기재에 면 맞춤으로 밀착하여 접착시키는 동시에, 쉐도우 마스크를 기재와 일체적으로 주행시킴으로써, 원하는 패턴으로 기화 재료를 기재에 증착시킬 수 있다.
그런데, 특허문헌 1에 관한 제조 방법에 있어서는, 쉐도우 마스크를 송출하는 송출 롤러나, 쉐도우 마스크를 권취하는 권취 롤러나, 쉐도우 마스크를 지지하는 복수의 지지 롤러가 설치되어 있다. 이 점에 대해서, 일반적으로, 장치가 대형이 된다고 하는 문제가 생겼다. 또한, 다른 패턴으로 기화 재료를 기재에 증착시키고자 하는 경우에는, 소정의 쉐도우 마스크로 교환(형교체)하기 위해서, 복잡한 작업이 필요해진다고 하는 문제가 생겼다.
따라서, 본 발명은 이러한 사정을 감안하여, 종래와 같은 띠형상의 쉐도우 마스크가 불필요하면서도, 증착원으로부터의 기화 재료를 원하는 패턴으로 기재에 증착할 수 있는 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법은, 띠형상의 기재가 소정의 주행 방향을 따라서 주행하도록 기재를 주행시키는 공정과, 기화 재료를 증착원으로부터 토출함으로써 상기 기재의 소정 부위에 상기 기화 재료를 증착시키는 공정과, 상기 기화 재료를 증착할 때, 상기 기화 재료가 상기 소정 부위를 제외한 부위에 증착하는 것을 방지하도록, 상기 기재를 차폐하기 위한 차폐부를 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치시키는 공정을 갖고, 상기 차폐부는, 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치되어 상기 기재를 차폐하는 차폐 위치와, 상기 증착원과 상기 기재 사이로부터 퇴피하여 상기 기재를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능하게 구성되고, 상기 차폐부는, 상기 차폐 위치에 위치한 상태에서 상기 기재와 동일한 속도로 상기 주행 방향으로 이동하고, 상기 차폐 해제 위치에 위치한 상태에서 상기 주행 방향과는 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 차폐부는, 상기 차폐 위치에 위치한 상태에서 상기 기재의 폭방향에 걸쳐서 배치되도록, 기재의 폭 치수보다 크게 형성되어도 된다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 있어서는, 상기 차폐부는 플립식 차폐판인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치는, 띠형상의 기재를 소정의 주행 방향을 따라서 주행시키는 주행 장치와, 기화 재료를 상기 기재에 증착하기 위해 상기 기재의 소정 부위를 향해서 상기 기화 재료를 토출하는 증착원과, 상기 기화 재료가 상기 소정 부위를 제외한 부위에 증착하는 것을 방지하도록 상기 기재를 차폐하기 위한 차폐부를 갖는 차폐 장치와, 상기 차폐부를 이동시키는 이동 장치를 구비하고, 상기 차폐 장치는, 상기 차폐부를, 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치시켜서 상기 기재를 차폐하는 차폐 위치와, 상기 증착원과 상기 기재 사이로부터 퇴피시켜서 상기 기재를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능한 전환 기구를 구비하고, 상기 이동 장치는, 상기 차폐 위치에 위치한 상기 차폐부를 상기 기재와 동일한 속도로 주행 방향으로 이동시키고, 상기 차폐 해제 위치에 위치한 상기 차폐부를 상기 주행 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
이상과 같이, 본 발명에 따르면, 종래와 같은 띠형상의 쉐도우 마스크가 불필요하면서도, 증착원으로부터의 기화 재료를 원하는 패턴으로 기재에 증착할 수 있다는 우수한 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 1 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 개요 정면도를 도시하는 도면.
도 2는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 3은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도를 도시하는 도면.
도 4는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도로서, 차폐부가 차폐 해제 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 5는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 정면도로서, 차폐부가 차폐 해제 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 6은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도로서, 차폐부가 차폐 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 7은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 정면도로서, 차폐부가 차폐 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 8은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 9는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 10은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 11은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 12는 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 13은 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 도 12의 XⅢ-XⅢ선에 있어서의 확대 단면도를 도시하는 도면.
도 14는 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 도 12의 XⅣ-XⅣ선에 있어서의 확대 단면도를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 19는 유기 EL 소자의 실시예와 비교예의 효과를 확인하는 그래프.
도 20은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 실시예의 부분적인 평면 화상.
도 21은 유기 EL 소자의 비교예의 부분적인 평면 화상.
도 22는 유기 EL 소자의 단면 프로파일을 나타내는 그래프.
도 2는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 3은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도를 도시하는 도면.
도 4는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도로서, 차폐부가 차폐 해제 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 5는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 정면도로서, 차폐부가 차폐 해제 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 6은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 측면도로서, 차폐부가 차폐 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 7은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 정면도로서, 차폐부가 차폐 위치에 위치하는 상태를 도시하는 도면.
도 8은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 9는 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 10은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 11은 이 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법을 설명하는 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 12는 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 13은 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 도 12의 XⅢ-XⅢ선에 있어서의 확대 단면도를 도시하는 도면.
도 14는 이 실시 형태에 따른 제조 방법으로 제조된 유기 EL 소자의 도 12의 XⅣ-XⅣ선에 있어서의 확대 단면도를 도시하는 도면.
도 15는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치의 주요부 평면도를 도시하는 도면.
도 19는 유기 EL 소자의 실시예와 비교예의 효과를 확인하는 그래프.
도 20은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 실시예의 부분적인 평면 화상.
도 21은 유기 EL 소자의 비교예의 부분적인 평면 화상.
도 22는 유기 EL 소자의 단면 프로파일을 나타내는 그래프.
이하, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치(이하, 간단히 「제조 장치」라고도 함)에 있어서의 일 실시 형태에 대해서, 도 1 내지 도 14를 참작하여 설명한다.
본 실시 형태에 따른 제조 장치는, 도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 내부가 진공인 복수의 진공실(1)과, 띠형상의 기재(81)가 진공실(1) 내부를 통과하도록, 기재(81)를 수평 방향(이하, 「주행 방향」이라고도 함) X를 따라 주행시키는 주행 장치(2)와, 기화 재료가 기재(81)에 증착하기 위해, 기재(81)를 향해서 기화 재료를 토출하는 복수의 증착원(3)을 구비한다. 또한, 제조 장치는, 기재(81)를 차폐하는 차폐부(41)를 갖는 복수의 차폐 장치(4)와, 각 차폐부(41)를 주행 방향 X를 따라 왕복 이동시키는 복수의 이동 장치(5)를 구비한다.
진공실(1)은 3개 설치되어 있다. 그리고, 복수의 진공실(1)은 주행 방향 X를 따라 연속 설치되어 있다. 또한, 각 진공실(1) 내부가 진공이 되도록, 각 진공실(1)에는 진공 펌프 등의 진공 발생 장치(도시 및 부호화되어 있지 않음)가 접속되어 있다.
주행 장치(2)는 기재(81)를 보내는 송출 롤러(21)와, 기재(81)(상세하게는, 기화 재료를 기재(81)에 증착하여 형성된 유기 EL 소자(8))를 권취하는 권취 롤러(22)와, 송출 롤러(21) 및 권취 롤러(22) 사이에 배치되고, 기재(81)를 지지하는 복수의 지지 롤러(23)를 구비한다. 그리고, 주행 장치(2)는 기재(81)가 주행 방향 X를 따르는 직선형상이 되는 부분을 갖도록 해서, 기재(81)를 주행시키고 있다.
송출 롤러(21)는 진공실(1) 외부의 상류측에 배치되어 있다. 권취 롤러(22)는 진공실(1) 외부의 하류측에 배치되어 있다. 또한, 복수의 지지 롤러(23)는 진공실(1) 내부에 배치되어 있다. 복수의 지지 롤러(23)는 주행 방향 X로 병설되어 있다. 그리고, 복수의 지지 롤러(23)는 기재(81)에 걸쳐 있는 동시에, 기재(81)의 상면을 지지하고 있다.
각 증착원(3)은 진공실(1) 내부에 배치되어 있다. 각 증착원(3)은 기재(81)와 상하 방향(연직 방향)으로 대면하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 각 증착원(3)은 기재(81)의 하방측에 배치된다. 또한 각 증착원(3)은 기재(81)의 하면과 대면하도록 배치되어 있다. 그리고, 상류측 및 하류측의 진공실(1)에는 증착원(3)이 각각 1개 설치되어 있다. 중간의 진공실(1)에는 3개의 증착원(3)이 주행 방향 X를 따라 병설되어 있다.
또한, 각 증착원(3)은 가열에 의해 기화시킨 기화 재료를, 기재(81)를 향해서 토출하고 있다. 구체적으로는, 각 증착원(3)은 기화 재료를, 상측 방향(도 3 내지 도 7에 있어서의 Y 화살표 방향)을 향해서 토출하고 있다.
각 차폐 장치(4)는 차폐부(41)를 회전 이동시킴으로써, 차폐부(41)의 위치를 전환하는 전환 기구(42)를 구비한다. 그리고, 각 차폐 장치(4)는 전환 기구(42)에 의해, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이에 배치되어 기재(81)를 차폐하는 차폐 위치와, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이로부터 퇴피하여 기재(81)를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능하게 구성되어 있다.
또한, 차폐 장치(4)는 각 진공실(1) 내부에, 각각 한 쌍 설치되어 있다. 그리고, 한 쌍의 차폐 장치(4, 4)는, 기재(81)의 각 측방에 배치되어 있다. 구체적으로는, 한 쌍의 차폐 장치(4, 4)는, 기재(81)를 폭 방향으로 끼우도록, 기재(81)를 개재하고 또한 서로 대면하도록 해서 배치되어 있다.
각 차폐부(41)는 소정의 증착원(3)으로부터 토출되는 소정의 기화 재료가, 유기 EL 소자를 형성해야 할 소정의 부위에 증착되는 것을 허용하는 동시에, 이 소정 부위를 제외한 부위에 기화 재료가 부착되지 않도록 차폐하기 위한 것이다. 여기서, 「소정의 부위를 제외한 부위」란, 차폐부(41)가 차폐 때문에 기재(81)에 겹쳐졌을 때, 증착원(3)과 대면하는 방향으로 차폐부(41)와 겹쳐지는 기재(81)의 부위를 말한다.
각 차폐부(41)는 띠형상 또는 직사각형상이면서 판상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, 본 실시 형태에 있어서, 차폐부(41)에는, 소위 플립식 차폐판이 채용되고 있다. 이러한 플립식 차폐판이란, 특히 기재(81)의 바로 근처 위치에 있어서, 차폐부(41)의 상면이 기재(81)의 하면과 접근·이반하도록, 주행 방향 X(수평 방향)를 중심으로 차폐부(41)를 회전시키는 타입의 것을 말한다.
또한, 차폐부(41)로서는, 이 플립식 차폐판 외에, 특히 기재(81)의 바로 근처 위치에 있어서, 차폐부(41)의 상면이 기재(81)의 하면을 따라 이동하도록, 주행 방향 X와 직교 방향(연직 방향)을 중심으로 차폐부(41)를 회전시키는, 소위 슬라이드식 차폐판을 채용할 수 있다. 그리고, 각 차폐부(41)는 차폐 위치에 위치한 상태에서 기재(81)의 폭방향에 걸쳐서 배치되도록, 길이 방향의 치수가 기재(41)의 폭 치수보다 크게 형성되어 있다.
또한, 각 차폐부(41)는 차폐 위치에 위치한 상태에 있어서, 기재(81)로부터 이격되어 배치된다. 그리고, 차폐부(41)와 기재(81)의 이격 간격은, 예를 들어 1㎜ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 각 차폐부(41)는 차폐 위치에 위치한 상태에 있어서, 상면이 기재(81)의 하면과 접촉하도록 배치하는 것도 가능하다.
각 전환 기구(42)는 이동 장치(5)에 접속되어 이동되는 본체부(42a)를 구비한다. 또한, 각 전환 기구(42)는 기재(81)의 폭 방향(주행 방향 X와 직교하는 방향)을 따라 배치되는 축으로 회전하도록 본체부(42a)에 고정되는 제1 회전체(42b)와, 주행 방향 X를 따라 배치되는 축으로 회전하도록 본체부(42a)에 고정되어, 제1 회전체(42b)의 구동을 받는 제2 회전체(42c)를 구비한다.
그리고, 각 전환 기구(42)는 일단부가 제1 회전체(42b)의 축으로 연결되는 제1 링크체(42d)와, 일단부가 제2 회전체(42c)의 축으로 연결되고 또한 타단부가 차폐부(41)의 단부에 연결되는 제2 링크체(42e)를 구비한다. 또한, 각 전환 기구(42)는 제1 링크체(42d)의 타단부에 회전 가능하게 장착되는 캠 팔로워(42f)와, 캠 팔로워(42f)에 미끄럼 접촉되는 캠(42g)을 구비한다.
각 제1 회전체(42b) 및 각 제2 회전체(42c)의 내부에는, 자성체가 각각 설치되어 있다. 이에 의해, 각 제1 회전체(42b)가 회전하는 데 수반하여, 각 제2 회전체(42c)의 자성체가 각 제1 회전체(42b)의 자성체로부터 자력을 받기 때문에, 각 제2 회전체(42c)가 회전한다. 또한, 각 제1 회전체(42b)와 각 제2 회전체(42c)는 이격하여 배치되어 있다.
각 캠(42g)은 주행 방향 X를 따라 길게 형성되어 있다. 그리고, 각 캠(42g)은 하면이 캠 팔로워(42f)의 외주면에 미끄럼 접촉된다. 또한, 각 캠(42g)은 상하 방향(연직 방향)으로 변위 가능하게 구성되어 있다.
또한, 각 전환 기구(42)에 있어서는, 가압 장치(도시 및 부호화되어 있지 않음)에 의해, 캠 팔로워(42f)가 상방으로 변위하도록 가압되고 있다. 따라서, 각 전환 기구(42)는 캠(42g)을 상방에 위치시킴으로써(도 4 및 도 5 참조), 차폐부(41)를 차폐 해제 위치에 위치시키는 동시에, 캠(42g)을 하방에 위치시킴으로써(도 6 및 도 7 참조), 차폐부(41)를 차폐 위치에 위치시키도록 구성되어 있다.
각 이동 장치(5)는 진공실(1) 내부에 배치되어 있는 동시에, 각 차폐 장치(4)의 상방에 배치되어 있다. 그리고, 각 이동 장치(5)는 본체부(42a)의 상부를 접속하고, 본체부(42a)를 주행 방향 X를 따라 왕복 이동시킴으로써, 차폐부(41)를 주행 방향 X를 따라 왕복 이동시킨다. 구체적으로는, 각 이동 장치(5)는 차폐 위치에 위치한 차폐부(41)를, 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동시키는 동시에, 차폐 해제 위치에 위치한 차폐부(41)를, 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동시킨다.
본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 장치에 있어서의 구성에 대해서는 이상과 같으며, 이어서, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법에 대해서 설명한다.
주행 장치(2)가 기재(81)를 주행시킴으로써, 기재(81)가 주행 방향 X를 따라 주행하고 있다. 그리고, 주행하고 있는 기재(81)를 향해서 각 증착원(3)이 기화 재료를 토출함으로써, 기화 재료가 기재(81)에 증착한다. 이때, 차폐부(41)가 차폐 위치에 위치한 상태를 유지하고 있다. 이에 의해, 차폐부(41)에 차폐된 기재(81)에 있어서, 기화 재료가 증착되는 소정 부위를 제외한 부위에, 기화 재료가 증착하는 것을 방지하고 있다. 이러한 동작에 대해서, 도 8 내지 도 11을 참작하여, 이하에 상세히 설명한다.
한 쌍의 차폐 장치(4, 4) 중, 한쪽(도 8 내지 도 11에 있어서 상방측)의 차폐 장치(4)에 대해서 설명한다. 우선, 캠(42g)이 하방에 위치하고 있음으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 차폐부(41)가 기재(81)의 하면을 차폐하는 차폐 위치에 위치하고 있다. 그리고, 본체부(42a)가 이동 장치(5)에 의해 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동함으로써, 차폐부(41)가 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동한다.
이때, 하방에 위치하고 있는 캠(42g)에 캠 팔로워(42f)가 미끄럼 접촉하고 있기 때문에, 도 9에 도시한 바와 같이, 차폐부(41)가 주행 방향 X로 이동할 때에는, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이에 배치되고, 차폐부(41)가 차폐 위치에 위치한 상태를 유지하고 있다. 이에 의해, 차폐부(41)에 차폐된 기재(81)에 있어서, 기화 재료가 증착되는 소정 부위를 제외한 부위에, 기화 재료가 증착하는 것을 방지하고 있다.
그리고, 본체부(42a)가 이동 범위에 있어서의 하류단까지 이동하면, 캠(42g)이 변위하여 상방에 위치하기 때문에, 도 10에 도시한 바와 같이, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이로부터 퇴피됨으로써, 차폐부(41)가 기재(81)를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환된다. 그 후, 본체부(42a)가 이동 장치(5)에 의해 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동함으로써, 차폐부(41)가 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동한다.
이때, 상방에 위치하고 있는 캠(42g)에 캠 팔로워(42f)가 미끄럼 접촉하고 있기 때문에, 도 11에 도시한 바와 같이, 차폐부(41)가 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동할 때에는, 차폐부(41)가 차폐 해제 위치에 위치한 상태를 유지하고 있다. 이에 의해, 증착원(3)으로부터 토출되는 기화 재료가 기재(81)에 증착하는 것을 저해하지 않고, 차폐부(41)를 이동 범위에 있어서의 상류단으로 되돌릴 수 있다.
그리고, 캠(42g)이 변위하여 하방에 위치함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 차폐부(41)가 기재(81)의 하면을 차폐하는 차폐 위치에 위치하는 동시에, 본체부(42a)가 이동 장치(5)에 의해 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동함으로써, 차폐부(41)가 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동한다.
또한, 도 8 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 한쪽의 차폐 장치(4)가 차폐부(41)를 차폐 위치에 위치하고 또한 주행 방향 X로 이동하고 있을 때에는, 다른 쪽(도 8 내지 도 11에 있어서 하방측)의 차폐 장치(4)는 차폐부(41)를 차폐 해제 위치에 위치하는 동시에, 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동하고 있다. 그리고, 한쪽의 차폐 장치(4)가 차폐부(41)를 차폐 해제 위치에 위치하고 또한 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동하고 있을 때에는, 다른 쪽의 차폐 장치(4)는 차폐부(41)를 차폐 위치에 위치하는 동시에, 주행 방향 X로 이동하고 있다.
이와 같이 해서, 각 차폐 장치(4)의 왕복 동작을 반복함으로써, 유기 EL 소자(8)를 연속적으로 제조할 수 있다. 이러한 유기 EL 소자(8)에 대해서, 도 12 내지 도 14를 참작하여, 이하에 상세히 설명한다.
유기 EL 소자(8)는 도 12 내지 도 14에 도시한 바와 같이, 기재(81)의 한쪽 면에 증착원(4)으로부터의 기화 재료가 증착되어 형성되는 하부 전극층(82)과, 하부 전극층(82) 위로부터 기화 재료가 증착되어 형성되는 유기층(83)과, 유기층(83) 위로부터 기화 재료가 증착되어 형성되는 상부 전극층(84)을 구비한다. 그리고, 유기 EL 소자(8)는 기재(81)의 폭 방향에 걸쳐서 기화 재료가 증착되어 있지 않은 부위, 즉 각 층(82, 83, 84)이 설치되어 있지 않은 부위를 구비하고 있다.
기재(81)는 도전성을 갖는 도전층(81a)과, 절연성을 갖는 절연층(81b)을 구비한다. 그리고, 도전층(81a)은 금속 기판으로 구성되어 있다. 도전층(81a)은 예를 들어 스테인리스, 구리, 니켈 등의 금속으로 형성되어 있다. 또한, 절연층(81b)은 도전층(81a)의 한쪽 면 전체를 덮도록 배치되어 있다. 절연층(81b)은 예를 들어 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지 등의 광경화성 수지나, 얇은 유리 등으로 형성되어 있다.
하부 전극층(82)은 적어도 일부가 유기층(83) 및 상부 전극층(84)에 덮여 있지 않고 노출되도록 배치되어 있다. 그리고, 하부 전극층(82)은 본 실시 형태에 있어서, 양극층으로 되어 있다. 하부 전극층(82)은 예를 들어 인듐-아연 산화물(IZO), 인듐-주석 산화물(ITO) 등의 투명 도전재나, 금, 은, 알루미늄 등의 금속으로 형성되어 있다.
유기층(83)은 하부 전극층(82) 위에 배치되는 정공 주입층(83a)과, 정공 주입층(83a) 위에 배치되는 유기 EL층(83b)과, 유기 EL층(83b) 위에 배치되는 전자 주입층(83c)를 구비한다. 그리고, 유기층(83)은 하부 전극층(82)과 상부 전극층(84)이 접촉하는 것을 방지하도록, 하부 전극층(82) 및 상부 전극층(84) 사이에 배치되어 있다.
정공 주입층(83a)은, 예를 들어 구리 프탈로시아닌(CuPc), 4,4'-비스[N-4-(N,N-디-m-톨릴아미노)페닐]-N-페닐아미노]비페닐(DNTPD) 등으로 형성되어 있다. 또한, 유기 EL층(83b)은 예를 들어 트리스(8-히드록시퀴놀린)알루미늄(Alq3), 이리듐 착체(Ir(ppy)3)를 도프한 4,4'-N,N'-디카르바졸릴비페닐(CBP) 등으로 형성되어 있다. 또한, 전자 주입층(83c)는, 예를 들어 불화 리튬(LiF), 불화 세슘(CsF), 산화리튬(Li2O) 등으로 형성되어 있다.
상부 전극층(84)은, 본 실시 형태에 있어서, 음극층으로 하고 있다. 그리고, 상부 전극층(84)은, 예를 들어 알루미늄, 은, 마그네슘은의 합금, 알칼리 금속, 알칼리토류 금속을 포함하는 합금 등으로 형성되어 있다.
따라서, 상류측의 진공실(1)에 배치되는 증착원(3)은 하부 전극층(82)을 형성하는 기화 재료를 토출한다. 중간의 진공실(1)에 배치되는 증착원(3, 3, 3)은 상류측으로부터, 정공 주입층(83a)을 형성하는 기화 재료, 유기 EL층(83b)을 형성하는 기화 재료, 전자 주입층(83c)을 형성하는 기화 재료를 각각 토출한다. 또한 하류측의 진공실(1)에 배치되는 증착원(3)은 상부 전극층(84)을 형성하는 기화 재료를 토출한다.
이상으로, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이에 배치됨으로써, 차폐부(41)가 기재(81)를 차폐하는 차폐 위치에 위치한다. 그리고, 차폐부(41)가 차폐 위치에 위치한 상태에서, 증착원(3)의 상류측으로부터, 차폐부(41)가 기재(81)와 동일한 속도로 주행 방향 X로 이동한다. 이에 의해, 기화 재료를 소정 부위에 증착할 수 있는 한편, 소정 부위를 제외한 부위에 기화 재료가 증착하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 차폐부(41)가 증착원(3)의 하류측으로 이동하여 이동 범위의 하류단(종점)까지 이동한 후, 차폐부(41)가 증착원(3) 및 기재(81) 사이로부터 퇴피됨으로써, 차폐부(41)가 기재(81)를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환된다. 그리고, 차폐부(41)가 차폐 해제 위치에 위치한 상태에서, 차폐부(41)가 주행 방향 X와 반대 방향으로 이동한다.
이에 의해, 증착원(3)으로부터 토출되는 기화 재료가 주행하는 기재 X에 증착하는 것을 저해하지 않고, 차폐부(41)를 이동 범위의 상류단(시점)으로 되돌릴 수 있다. 그리고, 이러한 동작을 반복함으로써, 연속해서 유기 EL 소자(8)를 제조할 수 있다. 따라서, 종래와 같은 띠형상의 쉐도우 마스크가 불필요하면서도, 증착원(3)으로부터의 기화 재료를 원하는 패턴으로 기재(81)에 증착할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 차폐부(41)가 기재(81)의 폭 치수보다 크게 형성되어 있기 때문에, 차폐부(41)가 차폐 위치에 위치한 상태에 있어서, 차폐부(41)가 기재(81)의 폭방향에 걸쳐서 배치된다. 이에 의해, 기화 재료가 증착되어 있지 않은 부위를, 기재(81)의 폭 방향에 걸쳐서 형성할 수 있기 때문에, 나중에 이러한 부위에서 유기 EL 소자(8)를 절단할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 따르면, 차폐부(41)에 플립식 차폐판을 채용함으로써, 차폐 위치와 차폐 해제 위치의 위치 변경을 확실하게 행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치는, 상기 실시 형태의 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치는, 상기 작용 효과에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치는, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 있어서는, 차폐부(41)가 띠형상 또는 직사각형상으로 형성되는 구성을 설명하였지만, 이러한 구성에 한정되지 않는다.
구체적으로는, 차폐부(41)는 도 15에 도시한 바와 같이, 기재(81)의 길이 방향에 거의 직교하도록 설치되는 제1 차폐부(41a)와, 이 제1 차폐부(41a)에 거의 직교하도록 설치되는 1개의 제2 차폐부(41b)를 갖는 구성이어도 된다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제1 차폐부(41a)는 띠형상 또는 직사각형상으로 구성된다. 그리고, 제1 차폐부(41a)의 일단부는, 전환 기구(42)의 제2 링크체(42e)에 연결된다. 제1 차폐부(41a)의 타단부는, 제2 차폐부(41b)와 일체로 형성되어 있다. 또한, 제2 차폐부(41b)는 띠형상 또는 직사각형상으로 구성된다. 그리고, 제2 차폐부(41b)는 기재(81)의 폭 방향에 있어서의 일단부와 겹쳐져서, 기재(81)의 길이 방향을 따라서 설치되어 있다.
또한, 차폐부(41)는 도 16에 도시한 바와 같이, 도 15의 제1 차폐부(41a) 및 제2 차폐부(41b)에 더하여, 제3 차폐부(41c)를 갖는 구성이어도 된다. 이러한 제3 차폐부(41c)는 띠형상 또는 직사각형상으로 구성된다. 또한, 제3 차폐부(41c)는 제1 차폐부(41a)의 중도부로부터, 이 제1 차폐부(41a)와 거의 직교하도록 돌출되어 형성된다.
그리고, 제2 차폐부(41b)가 기재(81)의 폭 방향의 일단부와 겹쳐지도록 설치되는 한편, 제3 차폐부(41c)는 기재(81)의 폭 방향에 있어서의 반대측의 타단부와 겹쳐지도록 설치된다. 또한, 제3 차폐부(41c)는 제2 차폐부(41b)와 거의 평행하게 되어 있다. 더하여, 제3 차폐부(41c)는 기재(81)의 길이 방향을 따라서 설치된다.
또한, 차폐부(41)는 도 17에 도시한 바와 같이, 도 16의 제1 차폐부(41a), 제2 차폐부(41b) 및 제3 차폐부(41c)에 더하여, 제4 차폐부(41d)를 갖는 구성이어도 된다. 이러한 제4 차폐부(41d)는 띠형상 또는 직사각형상으로 구성된다. 그리고, 제4 차폐부(41d)는 제2 차폐부(41b)의 단부와 제3 차폐부(41c)의 단부를 연결하고 있다. 또한, 제4 차폐부(41d)는 제1 차폐부(41a)와 거의 평행하게 되어 있다. 더하여, 제4 차폐부(41d)는 기재(8)의 폭 방향을 따르도록 설치된다.
이러한 구성에 의해, 도 17에 나타내는 차폐부(41)는 제1 차폐부(41a), 제2 차폐부(41b), 제3 차폐부(41c) 및 제4 차폐부(41d)에 의해, 사각형상으로 구성된다. 또한, 이 차폐부(41)는 제1 차폐부(41a) 내지 제4 차폐부(41d)에 의해 둘러싸이는 1개의 개구부를 갖는다.
또한, 차폐부(41)는 도 18에 도시한 바와 같이, 도 17의 제1 차폐부(41a) 내지 제4 차폐부(41d)에 더하여, 제5 차폐부(41e)를 갖는 구성이어도 된다. 이러한 제5 차폐부(41e)는 띠형상으로 구성되고, 그 중도부가 굴곡져서 구성된다. 또한, 제5 차폐부(41e)는 제2 차폐부(41b)와 제3 차폐부(41c) 사이에 설치된다.
그리고, 제5 차폐부(41e)는 제1 차폐부(41a)의 중도부와 제4 차폐부(41d)의 중도부를 연결한다. 또한, 제5 차폐부(41e)는 제1 차폐부(41a) 및 제4 차폐부(41d)와 거의 직교하도록 설치된다. 게다가, 제5 차폐부(41e)는 기재(81)의 길이 방향을 따르도록 설치된다. 이러한 구성에 의해, 도 18에 나타내는 차폐부(41)는 제1 차폐부(41a) 내지 제5 차폐부(41e)에 의해 구획되는 2개의 개구부를 갖는다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 있어서는, 전환 기구(42)는 상기 실시 형태에 따른 구성에 한정되지 않고, 차폐부(41)를 차폐 위치와 차폐 해제 위치로 전환하는 구성이면 된다.
또한, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 있어서는, 이동 장치(5)는 상기 실시 형태에 따른 구성에 한정되지 않고, 차폐부(41)를 주행 방향 X를 따라 왕복 이동시키는 구성이면 된다.
실시예
이어서 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
이하의 조건에 의한 제조 장치에 의해, 기재 위에 양극층, 유기 EL층 및 음극층을 형성하고, 유기 EL 소자를 제조하였다. 차폐부에는, 그 두께가 0.1㎜, 재질로서 SUS304의 것을 채용하였다. 진공실의 진공도는 5.0×10-5㎩로 설정하였다. 기재의 폭 치수는, 50㎜이다. 또한, 기재의 반송 속도는 1m/min이다. 기재는, 그 두께가 50㎛, 그 재질이 SUS304이다. 기재의 소자측에는, 두께 4㎛의 절연층이 형성된다.
상기 조건으로 제조된 유기 EL 소자를, 가위를 사용해서, 기재에 있어서의 길이 방향의 인접한 유기 EL 소자 간의 중앙부에서 기재 폭 방향을 따라서 절단함으로써, 각 유기 EL 소자를 떼어냈다. 양극층 및 음극층에 전압을 인가한 결과, 어느 쪽의 유기 EL 소자에 대해서도, 기재 길이 방향 길이 314㎜, 기재 폭 방향 길이 38㎜의 영역을 갖는 녹색의 발광이 보였다. 또한, 상기 영역 내에 있어서의 발광은 균일하였다. 또한, 유기 EL 소자에는, 쇼트 등의 문제의 발생은 보이지 않았다. 실시예 1에서는, 10 유닛의 유기 EL 소자를 제조하였지만, 그 모두에 대해 원하는 발광을 행할 수 있었다.
(비교예)
실시예 1에 있어서의 차폐 장치를 사용하는 대신에, 띠형상의 쉐도우 마스크를 사용하는 제조 장치에 의해, 유기 EL 소자의 비교예를 제조하였다. 띠형상의 쉐도우 마스크는, 쉐도우 마스크 조출 롤러에 각각 감겨져 있고, 상기 쉐도우 마스크 조출 롤러로부터 조출된 띠형상의 쉐도우 마스크가, 기재와 증착원 사이에 공급된 후, 쉐도우 마스크 권취 롤러에 의해 각각 권취되도록 되어 있다. 쉐도우 마스크에는 소정의 피치로 개구부가 형성되어 있다. 또한, 조출된 쉐도우 마스크는 압축 롤에 의해 기재에 밀착된다.
그리고, 이러한 띠형상의 쉐도우 마스크를 구비한 제조 장치를 사용해서, 실시예 1과 마찬가지로, 기재 위에 형성된 양극층에 유기 EL층과 음극층을 형성한 바, 쉐도우 마스크와 기재 위에 형성된 양극층이 스쳐서, 양극층에 흠집이 생겼다. 보다 구체적으로는, 제조된 10 유닛의 유기 EL 소자 중, 1개의 유닛에 있어서 양극층에 흠집이 생겼다. 또한, 연속된 성막 도중으로부터, 띠형상의 쉐도우 마스크의 개구부와 양극층 사이에 위치 어긋남이 생겼기 때문에, 그 이후에는 원하는 품질을 만족하는 유기 EL 소자를 제조할 수 없었다.
본원의 발명자는, 상기와 같은 실시예 1과, 양극층에 흠집이 생긴 비교예에 따른 유기 EL 소자에 대해서, 성능 시험을 행하였다. 시험 결과로서, 도 19를 참조하면, 실시예 1에 따른 유기 EL 소자는 인가 전압이 약 7V를 초과하고 나서 발광 휘도가 서서히 증가해가고, 인가 전압이 12V인 경우에, 발광 휘도가 40000cd/㎡를 초과하여, 원하는 발광 휘도에 도달하는 것이 확인되었다.
이에 반해, 동작 불량이 생긴 비교예에 따른 유기 EL 소자에서는, 인가 전압이 약 7V를 초과한 시점부터 서서히 발광 휘도가 증가해가지만, 인가 전압이 12V가 되어도 원하는 발광 휘도까지 도달하지 않는 것이 판명되었다. 이 결과로부터, 비교예는 양극층에 흠집이 생겼기 때문에, 원하는 성능을 발휘할 수 없었던 것으로 생각된다.
또한, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 비교예에 대해서, 레이저 현미경(가부시끼가이샤키엔스제: VK-9700)을 사용해서, 기재에 양극층이 형성된 상태에 있어서의 그 경계부의 평면의 화상을 취득하고, 이들 화상의 대비를 행하고 있다. 또한, 도 22에 도시한 바와 같이, 실시예 1과 비교예에 있어서의 양극층의 패턴 에지 부분의 단면 프로파일을 그래프로 해서, 대비를 행하고 있다.
이 실시예 1에서는, 차폐 장치의 차폐부를, 기재로부터 이격된 차폐 위치에 배치하고, 증착원으로부터의 기화 재료를 기재에 증착함으로써, 양극층을 형성하고 있다. 한편, 비교예에서는 쉐도우 마스크를 기재에 접촉시킨 상태에서 차폐하고, 증착원으로부터의 기화 재료를 기재에 증착함으로써, 양극층을 형성하고 있다.
도 22에 도시한 바와 같이, 비교예의 양극층의 에지 부분은, 그 측면이 거의 연직 방향을 따르도록 직선적으로 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 실시예 1의 양극층의 에지 부분은, 그 측면이 연직 방향에 대해 경사져서 곡선 형상으로 형성되어 있는 것을 알 수 있다.
상기한 점에 대해서, 도 21을 더 참조하면, 비교예에 따른 평면 화상에서는, 전술한 바와 같이, 양극층의 측면이 거의 연직으로 형성되기 때문에, 기재와 양극층의 경계가 색선 상에 선명하게 찍혀 있다. 이에 반해, 실시예 1에 있어서의 평면 화상(도 20)에서는, 양극층의 측면이 경사져서 형성되어 있기 때문에, 기재와 양극층 간의 경계가 선명하지 않고, 약간 희미해진 것 같이 찍혀 있다.
상기한 바와 같이 비교예에 있어서는, 쉐도우 마스크가 기재에 접촉한 상태에서, 양극층에 관한 기화 재료의 증착이 행해진 결과, 양극층의 에지가 매우 첨예한 상태(도 21 및 도 22에 나타내는 상태)가 된 것을 알 수 있다. 이러한 비교예에 있어서는, 소위 에지 누설이 발생하기 쉬워져, 바람직하지 않다. 그렇기 때문에, 실시예 1에 따른 유기 EL 소자의 제조 방법 및 제조 장치는, 기재에 양극층을 형성하는 경우에, 차폐부를 기재로부터 이격시켜서 증착을 행함으로써, 에지 누설의 발생을 방지하는 점에 있어서 현저한 효과를 발휘하는 것을 알 수 있었다.
1: 진공실
2: 주행 장치
3: 증착원
4: 차폐 장치
5: 이동 장치
8: 유기 EL 소자
41: 차폐부
42: 전환 기구
81: 기재
82: 하부 전극층
83: 유기층
84: 상부 전극층
X: 주행 방향
2: 주행 장치
3: 증착원
4: 차폐 장치
5: 이동 장치
8: 유기 EL 소자
41: 차폐부
42: 전환 기구
81: 기재
82: 하부 전극층
83: 유기층
84: 상부 전극층
X: 주행 방향
Claims (4)
- 띠형상의 기재가 소정의 주행 방향을 따라서 주행하도록 기재를 주행시키는 공정과,
기화 재료를 증착원으로부터 토출함으로써 상기 기재의 소정 부위에 상기 기화 재료를 증착시키는 공정과,
상기 기화 재료를 증착할 때, 상기 기화 재료가 상기 소정 부위를 제외한 부위에 증착하는 것을 방지하도록, 상기 기재를 차폐하기 위한 차폐부를 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치시키는 공정을 갖고,
상기 차폐부는, 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치되어 상기 기재를 차폐하는 차폐 위치와, 상기 증착원과 상기 기재 사이로부터 퇴피하여 상기 기재를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능하게 구성되고,
상기 차폐부는, 상기 차폐 위치에 위치한 상태에서 상기 기재와 동일한 속도로 상기 주행 방향으로 이동하고, 상기 차폐 해제 위치에 위치한 상태에서 상기 주행 방향과는 반대 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 차폐부는, 상기 차폐 위치에 위치한 상태에서 상기 기재의 폭방향에 걸쳐서 배치되도록, 기재의 폭 치수보다 크게 형성되는 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차폐부는 플립식 차폐판인 유기 EL 소자의 제조 방법.
- 띠형상의 기재를 소정의 주행 방향을 따라서 주행시키는 주행 장치와, 기화 재료를 상기 기재에 증착하기 위해 상기 기재의 소정 부위를 향해서 상기 기화 재료를 토출하는 증착원과, 상기 기화 재료가 상기 소정 부위를 제외한 부위에 증착하는 것을 방지하도록 상기 기재를 차폐하기 위한 차폐부를 갖는 차폐 장치와, 상기 차폐부를 이동시키는 이동 장치를 구비하고,
상기 차폐 장치는, 상기 차폐부를, 상기 증착원과 상기 기재 사이에 배치시켜서 상기 기재를 차폐하는 차폐 위치와, 상기 증착원과 상기 기재 사이로부터 퇴피시켜서 상기 기재를 차폐하는 것을 해제하는 차폐 해제 위치로 전환 가능한 전환 기구를 구비하고,
상기 이동 장치는, 상기 차폐 위치에 위치한 상기 차폐부를 상기 기재와 동일한 속도로 주행 방향으로 이동시키고, 상기 차폐 해제 위치에 위치한 상기 차폐부를 상기 주행 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 제조 장치.
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