WO2013099578A1 - 有機ｅｌ素子の製造方法及び製造装置 - Google Patents

有機ｅｌ素子の製造方法及び製造装置 Download PDF

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WO2013099578A1
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shielding
base material
organic
vapor deposition
deposition source
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PCT/JP2012/081975
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良平 垣内
山本　悟
加奈子 肥田
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日東電工株式会社
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Publication date
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    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an organic EL (electroluminescence) element in which a vaporized material vaporized from a vapor deposition source is vapor-deposited on a band-shaped substrate, and also relates to a production apparatus for the organic EL element.
  • organic EL electroluminescence
  • a step of causing a base material to travel along a predetermined traveling direction, and a step of causing a vaporized material to be discharged from a vapor deposition source to be deposited on the base material is known.
  • the belt-shaped shadow mask is brought into intimate contact with the belt-shaped base material and the shadow mask is caused to travel integrally with the base material, whereby the vaporized material is formed in a desired pattern. Can be evaporated.
  • a feeding roller for feeding a shadow mask, a winding roller for winding the shadow mask, and a plurality of support rollers for supporting the shadow mask are provided. Is causing the problem of large size.
  • vaporizing material is vapor-deposited on a base material in a different pattern, there is a problem that complicated work is required to change (mold change) to a predetermined shadow mask.
  • the present invention manufactures an organic EL element capable of depositing a vaporized material from a deposition source in a desired pattern on a substrate while eliminating the need for a conventional shadow mask. It is an object to provide a method and a manufacturing apparatus.
  • the organic EL device manufacturing method includes a transporting step of transporting a belt-shaped substrate in contact with a roller, and discharging the vaporized material from a vapor deposition source to the vaporized material at a predetermined portion of the substrate.
  • the shielding portion is configured to be switched to a shielding release position that releases the shielding of the base material, and the shielding portion is switched to the shielding position and the shielding release position while rotating together with the roller.
  • the shielding portion is disposed between the vapor deposition source and the base material so that the vaporized material is vapor-deposited at a predetermined site, while the vaporized material is vapor-deposited at a site excluding the predetermined site. Can be prevented.
  • the shield is retracted from between the vapor deposition source and the base material, so that the shield part is switched to a shield release position for releasing the shield of the base material.
  • the shielding part can be returned to the original position without hindering the vaporized material discharged from the evaporation source from being deposited on the traveling substrate. Therefore, an organic EL element can be continuously manufactured by repeating such an operation.
  • the said shielding part is rather than the width dimension of the said base material so that it may be arrange
  • a portion where the vaporized material is not deposited can be formed across the width direction of the base material, and the organic EL element can be subsequently cut at the portion.
  • the shielding part is a flip-type shielding plate.
  • the organic EL device manufacturing apparatus discharges the vaporized material toward a predetermined portion of the base material in order to deposit the vaporized material on the base material with a roller that contacts the belt-shaped base material.
  • the shielding device shields the base material.
  • a shielding position for shielding the substrate by arranging the shielding portion between the deposition source and the substrate, and shielding the substrate by retracting from between the deposition source and the substrate.
  • a switching mechanism capable of switching to a shielding release position to be released, wherein the shielding unit is switched to the shielding position and the shielding release position by the switching mechanism while rotating together with the roller.
  • the shielding part is located between the vapor deposition source and the base material, so that the shielding part is located at a shielding position where the base material is shielded.
  • the shield is retracted from between the vapor deposition source and the base material, so that the shield part is switched to a shield release position for releasing the shield of the base material.
  • a shielding part can be returned to the original position. Therefore, an organic EL element can be continuously manufactured by repeating such an operation.
  • a vaporized material from a vapor deposition source can be vapor-deposited on a base material in a desired pattern while making a conventional band-shaped shadow mask unnecessary.
  • FIG. 1 shows a schematic front view of an organic EL element manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view of the main part of the organic EL element manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a side view of the main part of the organic EL element manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a side sectional view of a main part of the organic EL element manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a side cross-sectional view of a main part of the organic EL element manufacturing apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view of an essential part of the organic EL element manufactured by the manufacturing method according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a side cross-sectional view showing a main part of an organic EL element manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 shows the principal part top view of the organic EL element manufacturing apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 11 shows the principal part top view of the organic EL element manufacturing apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 12 shows the principal part top view of the organic EL element manufacturing apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 13 shows the principal part top view of the organic EL element manufacturing apparatus which concerns on other embodiment of this invention.
  • FIG. 14 is a side sectional view of an organic EL element manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view of a base material on which a lower electrode layer is formed by the manufacturing apparatus according to the embodiment of FIG.
  • FIG. 16 is a plan view of a base material on which a lower electrode layer and an organic layer are formed by the manufacturing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 17 is a graph for confirming the effects of Examples and Comparative Examples of organic EL elements.
  • FIG. 18 is a partial planar image of an example of an organic EL device according to the present invention.
  • FIG. 19 is a partial planar image of a comparative example of an organic EL element.
  • FIG. 20 is a graph showing a cross-sectional profile of the organic EL element.
  • the base material 81 is placed in a predetermined direction (hereinafter referred to as “running direction”) so that the plurality of vacuum chambers 1 having a vacuum inside and the belt-like base material 81 pass through the vacuum chamber 1. It is also provided in the middle of the conveying path of the base material 81, the plurality of can rollers 3 in contact with the base material 81, and vaporizes toward the base material 81.
  • a plurality of vapor deposition sources 4 for discharging the material and a shielding device 5 which is provided integrally with the can roller 3 and shields the base material 81 in contact with the can roller 3 from the vapor deposition source 4 at a predetermined position.
  • Three vacuum chambers 1 are provided.
  • the plurality of vacuum chambers 1 are continuously provided along the traveling direction X.
  • a vacuum generator (not shown or numbered) such as a vacuum pump is connected to each vacuum chamber 1 so that the inside of each vacuum chamber 1 becomes a vacuum.
  • the traveling device 2 includes a feed roller 21 that feeds the base material 81, a take-up roller 22 that winds up the base material 81 (specifically, the organic EL element 8 formed by vaporizing a vaporized material on the base material 81), and a feed-out roller 22 A plurality of support rollers 23 are provided between the roller 21 and the take-up roller 22 and support the substrate 81.
  • the traveling device 2 causes the substrate 81 to travel such that the substrate 81 has a linear portion along the traveling direction X.
  • the feed roller 21 is disposed in the vacuum chamber 1 and upstream, and the take-up roller 22 is disposed in the vacuum chamber 1 and downstream.
  • the plurality of support rollers 23 are disposed inside the vacuum chamber 1 and are arranged in parallel in the traveling direction X. The plurality of support rollers 23 are stretched over the base material 81 and support the base material 81.
  • Each vapor deposition source 4 is disposed inside the vacuum chamber 1 and is disposed so as to face the base material 81 in the radial direction of the can roller 3.
  • the upstream and downstream vacuum chambers 1 are each provided with a single vapor deposition source 4, and the intermediate vacuum chamber 1 is provided with three vapor deposition sources 4 along the running direction X. ing.
  • Each vapor deposition source 4 discharges the vaporized material evaporated by heating toward the base material 81.
  • the shielding device 5 includes a shielding part 51 that shields the base material 81 and a switching mechanism 52 that switches the position of the shielding part 51 by rotating the shielding part 51.
  • the switching mechanism 52 includes a shielding position where the shielding unit 51 is disposed between the vapor deposition source 4 and the base material 81 and shields the base material 81, and the shielding unit 51 is retracted from between the vapor deposition source 4 and the base material 81. It is configured to be switchable to a shielding release position for releasing the shielding.
  • Each shielding unit 51 allows a predetermined vaporization material discharged from a predetermined vapor deposition source 4 to be vapor-deposited on a predetermined part where the organic EL element is to be formed, and vaporizes the part excluding the predetermined part. It is for shielding so that material may not adhere.
  • the “part excluding a predetermined part” refers to a part of the base material 81 that is overlapped in this way when the shielding part 51 is overlaid on the base material 81 for shielding.
  • Each shielding part 51 is formed in a strip shape or a rectangular shape and a plate shape. More specifically, in the present embodiment, a so-called flip type shielding plate is employed for the shielding part 51.
  • the flip-type shielding plate refers to a type that is rotationally driven so as to approach and separate from each other in a substantially normal direction of the can roller 3 particularly at a position closest to the base material 81.
  • the shield portion 51 is a so-called slide-type shield plate that is driven to move toward and away from the base material 81 by moving in a substantially tangential direction of the can roller 3.
  • Each shielding portion 51 is formed such that the dimension in the longitudinal direction is larger than the width dimension of the base material 81 so as to be arranged over the width direction of the base material 81 in a state of being located at the shielding position.
  • each shielding part 51 is spaced apart from the base material 81 in the state located in the shielding position.
  • the spacing between the shielding part 51 and the base material 81 is preferably 1 mm or less, for example.
  • each shielding part 51 can also be arrange
  • Each switching mechanism 52 includes a main body 52 a fixed to the can roller 3.
  • Each switching mechanism 52 includes a first rotating body 52b fixed to the main body 52a so as to rotate on an axis parallel to the drive shaft 6 of the can roller 3, and a direction orthogonal to the axis of the first rotating body 52b.
  • a second rotating body 52c that is fixed to the main body portion 52a so as to rotate on a shaft disposed along the shaft and that receives the driving of the first rotating body 52b.
  • Each switching mechanism 52 has a first link body 52d having one end connected to the shaft of the first rotating body 52b, one end connected to the shaft of the second rotating body 52c, and the other end shielded portion 51.
  • the 2nd link body 52e connected with the edge part.
  • each switching mechanism 52 includes a cam follower 52f that is rotatably attached to the other end of the first link body 52d, and a cam 52g that is slidably contacted with the cam follower 52f.
  • a magnetic body is provided inside each first rotating body 52b and each second rotating body 52c. Thereby, as each first rotating body 52b rotates, the magnetic body of each second rotating body 52c receives a magnetic force from the magnetic body of each first rotating body 52b, so that each second rotating body 52c rotates. To do.
  • each 1st rotary body 52b and each 2nd rotary body 52c are spaced apart and are arrange
  • the cam 52g is configured in a disc shape.
  • the cam 52g is disposed concentrically with the drive shaft 6 for driving the can roller 3. However, the cam 52 g does not rotate with the drive shaft 6 and the can roller 3 and is held in the vacuum chamber 1.
  • the cam 52g includes a first area 52h for maintaining the shielding part 51 at the shielding release position, a second area 52i for moving the shielding part 51 from the shielding release position to the shielding position, and the shielding part 51 at the shielding position.
  • a third region 52j for maintaining and a fourth region 52k for moving the shielding part 51 from the shielding position to the shielding release position are provided.
  • the first region 52h has an arc-shaped cam surface with a predetermined radius of curvature on the outer peripheral surface of the disc-shaped cam.
  • the second region 52i has a cam surface that is linear when viewed from the side and is inclined at a predetermined inclination angle. One end of the second region 52i is connected to one end of the arc-shaped first region 52h.
  • the third region 52j has an arcuate cam surface in a side view with a predetermined radius of curvature.
  • the curvature radius of the third region 52j is set smaller than the curvature radius of the first region 52h.
  • the third region 52j has one end connected to the other end of the second region 52i.
  • the fourth region 52k has a straight cam surface in a side view that is inclined at a predetermined inclination angle.
  • the direction of inclination of the fourth region 52k is set opposite to the direction of inclination of the second region 52i.
  • One end of the fourth region 52k is connected to the other end of the third region 52j.
  • the other end of the fourth region 52k is connected to the other end of the first region 52h.
  • the cam follower 52f is configured to move in order from the first region 52h to the fourth region 52k of the cam 52g.
  • the urging device (not shown or numbered) maintains the cam follower 52f in contact with each region (first region 52h to fourth region 52k) of the cam 52g. Is being energized.
  • the configuration of the organic EL element manufacturing apparatus according to the present embodiment is as described above. Next, a method for manufacturing the organic EL element according to the present embodiment will be described.
  • the base material 81 is conveyed from the feed roller 21 toward the take-up roller 22. At this time, the base material 81 is conveyed in contact with each can roller 3 provided in each vacuum chamber 1.
  • the shielding device 5 provided in each can roller 3 moves the shielding part 51 from the shielding release position to the shielding position, and shields a predetermined part of the substrate 81 from the vapor deposition source 4.
  • the shield 51 rotates around the drive shaft 6 together with the can roller 3.
  • the cam follower 52f moves from the first area 52h to the second area 52i of the cam 52g
  • the shield 51 starts to move from the cutoff release position (see FIG. 5) to the shield position (see FIG. 4).
  • the shielding device 5 moves the cam follower 52g along the second area 52i to the third area 52j, so that the first link body 52d rotates around the rotation axis of the first rotating body 52b and interlocks with this.
  • the first rotating body 52b rotates.
  • the second rotating body 52c rotates in conjunction with the rotation of the first rotating body 52b.
  • the second link body 52e rotates around the rotation axis of the second rotating body 52c in conjunction with the movement of the second rotating body 52c.
  • the shielding unit 51 moves from the shielding release position to the shielding position.
  • the first link body 52d does not rotate, and therefore the shielding portion 51 is positioned at the shielding position. Maintained. Thereby, in the base material 81 shielded by the shielding part 51, the vaporized material is prevented from being deposited on the portions other than the predetermined portion where the vaporized material is deposited.
  • the cam follower 52f moves from the fourth area 52k to the first area 52h. While the cam follower 52f moves along the fourth region 52k, the first link body 52d does not rotate, and thus the shielding part 51 maintains a state of being located at the shielding release position.
  • the organic EL element 8 includes a lower electrode layer 82 formed by vaporizing a vaporized material from the vapor deposition source 4 on one surface of a base material 81, and a lower electrode layer 82.
  • the organic layer 83 is formed by vapor deposition material from above, and the upper electrode layer 84 is formed by vapor deposition material deposited from above the organic layer 83.
  • the organic EL element 8 is provided with the site
  • the base material 81 includes a conductive layer 81a having conductivity and an insulating layer 81b having insulation properties.
  • the conductive layer 81a is comprised with the metal substrate, for example, is formed with metals, such as stainless steel, copper, and nickel.
  • the insulating layer 81b is disposed so as to cover the entire surface on one side of the conductive layer 81a, and is formed of, for example, a photocurable resin such as polyimide resin, polyester resin, or epoxy resin, thin glass, or the like.
  • the lower electrode layer 82 is arranged so that at least a part thereof is not covered with the organic layer 83 and the upper electrode layer 84 and is exposed.
  • the lower electrode layer 82 serves as an anode layer in the present embodiment.
  • a transparent conductive material such as indium-zinc oxide (IZO) and indium-tin oxide (ITO), gold, silver, aluminum, etc. Made of metal.
  • the organic layer 83 includes a hole injection layer 83a disposed on the lower electrode layer 82, an organic EL layer 83b disposed on the hole injection layer 83a, and electrons disposed on the organic EL layer 83b. And an injection layer 83c.
  • the organic layer 83 is disposed between the lower electrode layer 82 and the upper electrode layer 84 so as to prevent the lower electrode layer 82 and the upper electrode layer 84 from contacting each other.
  • the hole injection layer 83a includes, for example, copper phthalocyanine (CuPc), 4,4′-bis [N-4- (N, N-di-m-tolylamino) phenyl] -N-phenylamino] biphenyl (DNTPD), etc. It is formed with.
  • the organic EL layer 83b includes, for example, 4,4′-N, N′-dicarbazonylbiphenyl (doped with tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3), iridium complex (Ir (ppy) 3) ( CBP) or the like.
  • the electron injection layer 83c is formed of, for example, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), lithium oxide (Li 2 O), or the like.
  • the upper electrode layer 84 is a cathode layer in this embodiment.
  • the upper electrode layer 84 is formed of, for example, an alloy of aluminum, silver, magnesium silver, an alloy containing an alkali metal, an alkaline earth metal, or the like.
  • the vapor deposition source 4 disposed in the upstream vacuum chamber 1 discharges the vaporized material forming the lower electrode layer 82, and the vapor deposition sources 4, 4, and 4 disposed in the intermediate vacuum chamber 1 are upstream.
  • the vaporization material for forming the hole injection layer 83a, the vaporization material for forming the organic EL layer 83b, and the vaporization material for forming the electron injection layer 83c are respectively discharged from the vapor deposition material disposed in the vacuum chamber 1 on the downstream side.
  • the source 4 discharges a vaporized material that forms the upper electrode layer 84.
  • the shielding part 51 shields the base material 81 because the shielding part 51 is arrange
  • the shielding unit 51 is retracted from between the vapor deposition source 4 and the base material 81 by the switching mechanism 52, so that the shielding unit 51 is switched to the shielding release position where the shielding of the base material 81 is released.
  • the base material 81 can be transported without inhibiting the vaporized material discharged from the vapor deposition source 4 from being deposited on a predetermined portion on the traveling base material 81. Therefore, the vaporized material can be vapor-deposited on the base material 81 in a desired pattern while eliminating the need for a conventional band-shaped shadow mask.
  • the shielding part 51 is formed to be larger than the width dimension of the base material 81, the shielding part 51 is located at the shielding position.
  • the shielding part 51 is arranged across the width direction of the base material 81.
  • the shielding portion is a flip-type shielding plate, it is possible to reliably change the position between the shielding position and the shielding release position. It becomes like this.
  • a plurality of irregularities are provided on the outer peripheral surface of the cam 52g, and the shield 51 is switched between the shield position and the shield release position each time the cam follower 42f passes the projection 7 of the cam 52g.
  • the can roller 3 may be rotated once to form a film by vapor deposition a plurality of times.
  • the configuration in which the shielding portion 51 is formed in a strip shape or a rectangular shape has been described, but the configuration is not limited thereto.
  • the shielding part 51 is provided so as to be substantially orthogonal to the first shielding part 51a and the first shielding part 51a provided so as to be substantially orthogonal to the base material 81.
  • the structure which has the 2nd shielding part 51b may be sufficient.
  • the 1st shielding part 51a is comprised by strip
  • One end of the first shield 51a is connected to the second link body 52e of the switching mechanism 52, and the other end is formed integrally with the second shield 51b.
  • the 2nd shielding part 51b is comprised by strip
  • the second shielding portion 51 b overlaps with one end portion in the width direction of the base material 81 and is provided along the longitudinal direction of the base material 81.
  • the shield 51 may have a third shield 51c in addition to the first shield 51a and the second shield 51b of FIG.
  • the 3rd shielding part 51c is constituted in the shape of a belt or a rectangle.
  • the third shielding part 51c is formed so as to protrude from the middle part of the first shielding part 51a so as to be substantially orthogonal to the first shielding part 51a.
  • the second shielding part 51b is provided so as to overlap with one end part in the width direction of the base material 81, while the third shielding part 51c is provided so as to overlap with the other end part on the opposite side in the width direction of the base material 81.
  • the third shielding part 51c is substantially parallel to the second shielding part 51b.
  • the third shielding part 51 c is provided along the longitudinal direction of the base material 81.
  • the shielding part 51 may have a fourth shielding part 51d in addition to the first shielding part 51a, the second shielding part 51b, and the third shielding part 51c in FIG.
  • the fourth shielding part 51d is configured in a band shape or a rectangular shape.
  • the 4th shielding part 51d has connected the edge part of the 2nd shielding part 51b, and the edge part of the 3rd shielding part 51c.
  • the fourth shielding part 51d is substantially parallel to the first shielding part 51a.
  • the fourth shielding portion 51 d is provided along the width direction of the base material 81.
  • the shielding part 51 has one opening surrounded by the first shielding part 51a to the fourth shielding part 51d.
  • the shielding part 51 may have a fifth shielding part 51e in addition to the first shielding part 51a to the fourth shielding part 51d in FIG.
  • the fifth shielding part 51e is formed in a band shape, and the middle part thereof is bent.
  • the 5th shielding part 51e is provided between the 2nd shielding part 51b and the 3rd shielding part 51c.
  • the fifth shielding part 51e connects the middle part of the first shielding part 51a and the middle part of the fourth shielding part 51d.
  • the fifth shielding part 51e is provided so as to be substantially orthogonal to the first shielding part 51a and the fourth shielding part 51d.
  • the fifth shielding part 51 e is provided along the longitudinal direction of the base material 81. With the configuration as described above, the shielding part 51 has two openings separated by the first shielding part 51a to the fifth shielding part 51e.
  • the switching mechanism 5 is not limited to the configuration according to the above embodiment, and may be any configuration as long as the shielding unit 51 is switched between the shielding position and the shielding release position. Good.
  • shielding devices 5A and 5B are provided on both sides of one surface side (front surface side) and the other surface side (back surface side) of the can roller 3. May be.
  • the manufacturing apparatus includes a first shielding device 5A provided on one side of the can roller 3 and a second shielding device 5B provided on the other side.
  • the first shielding device 5A and the second shielding device 5B are configured in the same shape.
  • the first shielding device 5A and the second shielding device 5B move to the shielding position and the shielding release position at the same timing.
  • the cam 52g provided in the first shielding device 5A and the second shielding device 5B is supported by the drive shaft 6 via the bearing 9 so as to be relatively rotatable. These cams 52 g are fixed in the vacuum chamber 1 through the fixing member 10. That is, the cam 52g is relatively rotatable with respect to the drive shaft 6, but is fixed in the vacuum chamber 1 so as not to rotate.
  • the shielding unit 51 of the first shielding device 5 ⁇ / b> A is configured to shield an approximately half region in the width direction of the base material 81 at the shielding position (the position drawn by a solid line in FIG. 14).
  • the shielding unit 51 of the second shielding device 5B is configured to shield the remaining half of the base material that is not shielded by the shielding unit 51 of the first shielding device 5A.
  • FIG. 15 shows an example in which the lower electrode layer 82 is formed on the base material 81 by the manufacturing apparatus having the above configuration.
  • the base material 81 includes a row of first lower electrode layers 82A formed using the first shielding device 5A and a second lower portion formed using the second shielding device 5B.
  • a row of electrode layers 82B is formed.
  • the lower electrode layers 82A and 82B are formed at the same timing by the first shielding device 5A and the second shielding device 5B.
  • the shielding by the first shielding device 5A and the second shielding device 5B is performed.
  • the timing may be different.
  • the first shielding device 5 ⁇ / b> A and the second shielding device 5 ⁇ / b> B may be arranged at different positions in the rotation direction of the can roller 3. Accordingly, the timing at which the first shielding device 5A shields the base material 81 and the timing at which the second shielding device 5B shields the base material 81 can be made different. Therefore, for example, as shown in FIG. 16, after the lower electrode layer 82 is formed on the substrate 81 by the first shielding device 5A, the organic layer 83 is formed on the lower electrode layer 82 by the second shielding device 5B. It becomes possible to form.
  • Example 1 An anode layer, an organic EL layer, and a cathode layer were formed on the substrate by a production apparatus under the following conditions to produce an organic EL element.
  • a thickness of 0.1 mm and a material of SUS304 were adopted.
  • the diameter of the can roller is 600 mm.
  • the degree of vacuum in the vacuum chamber was set to 5.0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa.
  • the width dimension of the substrate is 50 mm.
  • the conveyance speed of a base material is 1 m / min.
  • the substrate has a thickness of 50 ⁇ m and the material is SUS304.
  • An insulating layer having a thickness of 4 ⁇ m is formed on the element side of the substrate.
  • Each organic EL element is manufactured by cutting the organic EL element manufactured under the above conditions along the substrate width direction at the center between adjacent organic EL elements in the longitudinal direction of the substrate using a scissors.
  • green light emission having a region having a length of 314 mm in the substrate conveyance direction and a length of 38 mm in the substrate width direction was recognized for any organic EL element.
  • light emission in the region was uniform.
  • the occurrence of defects such as a short circuit was not observed in the organic EL element.
  • 10 units of the organic EL element were manufactured, and desired light emission could be performed for all of them.
  • a comparative example of the organic EL element was manufactured by a manufacturing apparatus using a strip-shaped shadow mask.
  • Each of the strip-shaped shadow masks is wound around a shadow mask feeding roller, and after the strip-shaped shadow mask fed from the shadow mask feeding roller is supplied between the can roller and the evaporation source, the shadow mask winding mask is wound.
  • Each is taken up by a take-up roller. Openings are formed in the shadow mask at a predetermined pitch. Further, the drawn shadow mask is brought into close contact with the substrate by a pressing roll.
  • the organic EL layer and the cathode layer were formed on the anode layer formed on the base material.
  • the anode layer formed on the material was rubbed and the anode layer was scratched. More specifically, the anode layer was damaged in one unit among the manufactured 10 units of organic EL elements.
  • an organic EL element that satisfies the desired quality can be manufactured thereafter. There wasn't.
  • the inventor of the present application conducted a performance test on the organic EL element according to Example 1 as described above and the comparative example in which the anode layer was scratched.
  • the organic EL device according to Example 1 has the emission luminance gradually increasing after the applied voltage exceeds about 7V, and the emission luminance is increased when the applied voltage is 12V. It was confirmed that it exceeded 40000 cd / m 2 and reached the desired luminance.
  • the light emission luminance gradually increases from the time when the applied voltage exceeds about 7V, but the desired light emission is achieved even when the applied voltage becomes 12V. It was found that the brightness did not reach. From this result, it is considered that in the comparative example, the anode layer was damaged, and thus the desired performance could not be exhibited.
  • Example 1 the boundary portion in the state where the anode layer was formed on the base material using Example 1 and the comparative example using a laser microscope (Keyence Co., Ltd .: VK-9700). An image of the plane is acquired and these images are compared. Further, as shown in FIG. 20, the cross-sectional profiles of the pattern edge portions of the anode layer in Example 1 and the comparative example are graphed for comparison.
  • Example 1 the shielding part of the shielding device is disposed at a shielding position away from the base material, and the vaporized material from the vapor deposition source is deposited on the base material to form the anode layer.
  • the anode mask is formed by shielding the shadow mask in contact with the base material, and vapor-depositing the vaporized material from the vapor deposition source on the base material.
  • edge portion of the anode layer of the comparative example is linearly formed so that the side surface thereof is substantially along the vertical direction.
  • edge portion of the anode layer of Example 1 is formed in a curved shape with the side surfaces inclined with respect to the vertical direction.
  • the edge of the anode layer is in a very sharp state (FIG. 19, FIG. It can be seen that the state shown in FIG. In such a comparative example, so-called edge leak is likely to occur, which is not preferable. From this, the organic EL element manufacturing method and manufacturing apparatus according to Example 1 generate edge leaks by performing vapor deposition by separating the shielding portion from the base material when forming the anode layer on the base material. It has been found that there is a remarkable effect in terms of preventing this.

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Abstract

　従来のような帯状のシャドーマスクを不要にしつつも、所望のパターンで蒸着源からの気化材料を基材に蒸着することができる有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供する。遮蔽部５１は、蒸着源４及び基材８１間に配置されて基材８１を遮蔽する遮蔽位置と、蒸着源４及び基材８１間から退避して基材８１を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能に構成される。そして、遮蔽部５１は、ローラ３とともに回転しながら、遮蔽位置と、遮蔽解除位置とに切り替えられる。

Description

有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置
　本発明は、蒸着源から気化させた気化材料を帯状の基材に蒸着させる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子の製造方法に関し、また、その有機ＥＬ素子の製造装置に関する。
　従来、有機ＥＬ素子の製造方法として、帯状の基材が所定の走行方向に沿って走行するように、基材を走行させる工程と、蒸着源から気化材料を吐出させて基材に蒸着させる工程とを備える製造方法が知られている（例えば、特許文献１）。そして、斯かる製造方法によれば、帯状のシャドーマスクを帯状の基材に面合わせで密接させると共に、シャドーマスクを基材と一体的に走行させることにより、所望のパターンで気化材料を基材に蒸着させることができる。
日本国特開２０００－１８３５００号公報
　ところで、特許文献１に係る製造方法においては、シャドーマスクを送り出す送り出しローラや、シャドーマスクを巻き取る巻き取りローラや、シャドーマスクを支持する複数の支持ローラが設けられており、一般的に、装置が大型になるという問題を生じさせている。また、異なるパターンで気化材料を基材に蒸着させたい場合には、所定のシャドーマスクに交換（型替え）するために、複雑な作業が必要となるという問題を生じさせている。
　よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、従来のような帯状のシャドーマスクを不要にしつつも、蒸着源からの気化材料を所望のパターンで基材に蒸着することができる有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置を提供することを課題とする。
　本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、帯状の基材をローラに接触させて搬送する搬送工程と、気化材料を蒸着源から吐出することにより、前記基材の所定部位に前記気化材料を蒸着する工程と、前記気化材料を蒸着する際に、前記気化材料が前記所定部位を除く部位に蒸着するのを防止するように、前記基材を遮蔽するための遮蔽部を前記蒸着源および前記基材間に配置させる工程と、を有し、前記遮蔽部は、前記蒸着源および前記基材間に配置されて前記基材を遮蔽する遮蔽位置と、前記蒸着源および前記基材間から退避して前記基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能に構成され、前記遮蔽部は、前記ローラと共に回転しながら、前記遮蔽位置と、前記遮蔽解除位置とに切り替えられることを特徴とする。
　本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法によれば、遮蔽部が蒸着源及び基材間に配置されることで、気化材料を所定部位に蒸着させる一方、所定部位を除く部位に気化材料が蒸着するのを防止できる。
　その後、遮蔽部が蒸着源及び基材間から退避されることで、遮蔽部が基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置に切り替えられる。これにより、蒸着源から吐出される気化材料が、走行する基材に蒸着するのを阻害することなく、遮蔽部を元の位置に戻すことができる。したがって、斯かる動作を繰り返すことにより、連続して有機ＥＬ素子を製造することができる。
　また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記遮蔽部は、前記遮蔽位置に位置した状態で前記基材の幅方向に亘って配置されるべく、前記基材の幅寸法よりも大きく形成されてもよい。
　斯かる有機ＥＬ素子の製造方法によれば、気化材料が蒸着されていない部位を基材の幅方向に亘って形成することができるため、後に斯かる部位で有機ＥＬ素子を切断することができる。
　また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記遮蔽部は、フリップ式遮蔽板であることが望ましい。
　斯かる有機ＥＬ素子の製造方法によれば、遮蔽部にフリップ式遮蔽板を採用することにより、遮蔽位置と遮蔽解除位置との位置変更を確実に行うことができるようになる。
　また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は、帯状の基材に接触するローラと、気化材料を前記基材に蒸着すべく、前記基材の所定部位に向けて前記気化材料を吐出する蒸着源と、前記気化材料が前記所定部位を除く部位に蒸着するのを防止するように、前記基材を遮蔽する遮蔽装置とを備え、前記遮蔽装置は、前記基材を遮蔽するための遮蔽部と、該遮蔽部を、前記蒸着源及び前記基材間に配置させて前記基材を遮蔽する遮蔽位置と、前記蒸着源及び前記基材間から退避させて前記基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能な切替機構と、を備え、前記遮蔽部は、前記ローラとともに回転しながら、前記切替機構によって、前記遮蔽位置と、前記遮蔽解除位置とに切り替えられることを特徴とする。
　斯かる有機ＥＬ素子の製造装置によれば、遮蔽部が蒸着源及び基材間に配置されることで、遮蔽部が基材を遮蔽する遮蔽位置に位置する。これにより、気化材料を基材の所定部位に蒸着させる一方、所定部位を除く部位に気化材料が蒸着するのを防止できる。
　その後、遮蔽部が蒸着源及び基材間から退避されることで、遮蔽部が基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置に切り替えられる。これにより、遮蔽部を元の位置に戻すことができる。したがって、斯かる動作を繰り返すことにより、連続して有機ＥＬ素子を製造することができる。
　以上の如く、本発明によれば、従来のような帯状のシャドーマスクを不要にしつつも、蒸着源からの気化材料を所望のパターンで基材に蒸着することができるという優れた効果を奏する。
図１は、本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の概要正面図を示す。 図２は、同実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部の側面図である。 図３は、同実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部の側面図である。 図４は、同実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部の側部断面図である。 図５は、同実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部の側部断面図である。 図６は、同実施形態に係る製造方法で製造された有機ＥＬ素子の要部平面図である。 図７は、図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線における拡大断面図である。 図８は、図６のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における拡大断面図である。 図９は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部を示す側部断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部平面図を示す。 図１１は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部平面図を示す。 図１２は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部平面図を示す。 図１３は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の要部平面図を示す。 図１４は、本発明の他の実施形態に係る有機ＥＬ素子製造装置の側面断面図を示す。 図１５は、図１４の実施形態に係る製造装置によって下部電極層が形成された基材の平面図である。 図１６は、本発明に係る製造装置によって下部電極層及び有機層が形成された基材の平面図である。 図１７は、有機ＥＬ素子の実施例と比較例の効果を確認するグラフである。 図１８は、本発明による有機ＥＬ素子の実施例の部分的な平面画像である。 図１９は、有機ＥＬ素子の比較例の部分的な平面画像である。 図２０は、有機ＥＬ素子の断面プロファイルを示すグラフである。
　以下、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置（以下、単に「製造装置」ともいう）における一実施形態について、図１～図５を参酌して説明する。
　本発明に係る製造装置は、内部が真空である複数の真空室１と、帯状の基材８１が真空室１の内部を通過するように、基材８１を所定の方向（以下、「走行方向」ともいう）Ｘに沿って走行させる走行装置２と、基材８１の搬送経路の中途部に設けられるととともに、この基材８１に接する複数のキャンローラ３と、基材８１に向けて気化材料を吐出する複数の蒸着源４と、キャンローラ３に一体に設けられるとともに、キャンローラ３に接する基材８１を所定の位置において蒸着源４から遮蔽する遮蔽装置５とを備える。
　真空室１は、三つ設けられている。そして、複数の真空室１は、走行方向Ｘに沿って連設されている。また、各真空室１の内部が真空となるように、各真空室１には、真空ポンプ等の真空発生装置（図示及び採番していない）が接続されている。
　走行装置２は、基材８１を送る送り出しローラ２１と、基材８１（詳しくは、気化材料を基材８１に蒸着して形成された有機ＥＬ素子８）を巻き取る巻き取りローラ２２と、送り出しローラ２１及び巻き取りローラ２２間に配置され、基材８１を支持する複数の支持ローラ２３を備える。そして、走行装置２は、基材８１が走行方向Ｘに沿う直線状になる部分を有するようにして、基材８１を走行させている。
　送り出しローラ２１は、真空室１の内部で且つ上流側に配置されていると共に、巻き取りローラ２２は、真空室１の内部で且つ下流側に配置されている。また、複数の支持ローラ２３は、真空室１の内部に配置されていると共に、走行方向Ｘに並設されている。そして、複数の支持ローラ２３は、基材８１に掛け渡されていると共に、基材８１を支持している。
　各蒸着源４は、真空室１の内部に配置されていると共に、キャンローラ３の半径方向において、基材８１と対面するように配置されている。そして、上流側及び下流側の真空室１には、蒸着源４がそれぞれ一つ設けられていると共に、中間の真空室１には、三つの蒸着源４が走行方向Ｘに沿って並設されている。また、各蒸着源４は、加熱により気化させた気化材料を、基材８１に向けて吐出している。
　遮蔽装置５は、基材８１を遮蔽する遮蔽部５１と、遮蔽部５１を回転移動させることにより、遮蔽部５１の位置を切り替える切替機構５２を備える。切替機構５２は、遮蔽部５１が蒸着源４及び基材８１間に配置されて基材８１を遮蔽する遮蔽位置と、遮蔽部５１が蒸着源４及び基材８１間から退避して基材８１を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能に構成されている。
　各遮蔽部５１は、所定の蒸着源４から吐出される所定の気化材料が、有機ＥＬ素子を形成すべき所定の部位へ蒸着されることを許容するとともに、この所定の部位を除く部位に気化材料が付着しないように遮蔽するためのものである。ここで、「所定の部位を除く部位」とは、遮蔽部５１が遮蔽のために基材８１に重ねられたとき、このように重ねられた基材８１の部位をいう。この各遮蔽部５１は、帯状又は矩形状で且つ板状に形成されている。より具体的には、本実施形態において、遮蔽部５１には、いわゆるフリップ式遮蔽板が採用されている。フリップ式遮蔽板とは、特に基材８１の直近位置において、キャンローラ３のほぼ法線方向において接近・離反するように回転駆動されるタイプのものをいう。遮蔽部５１としては、このフリップ式遮蔽板の他、キャンローラ３のほぼ接線方向において移動することにより、基材８１に対して接近・離反するように回転駆動される、いわゆるスライド式遮蔽板を採用できる。そして、各遮蔽部５１は、遮蔽位置に位置した状態で基材８１の幅方向に亘って配置されるべく、長手方向の寸法が基材８１の幅寸法よりも大きく形成されている。
　また、各遮蔽部５１は、遮蔽位置に位置した状態において、基材８１から離間されて配置される。遮蔽部５１と基材８１との離間の間隔は、例えば、１ｍｍ以下であることが望ましい。なお、各遮蔽部５１は、遮蔽位置に位置した状態において、基材８１と当接するように配置することも可能である。
　各切替機構５２は、キャンローラ３に固定される本体部５２ａを備える。また、各切替機構５２は、キャンローラ３の駆動軸６に平行な軸で回転するように本体部５２ａに固定される第１回転体５２ｂと、第１回転体５２ｂの軸と直交する方向に沿って配置される軸で回転するように本体部５２ａに固定され、かつ、第１回転体５２ｂの駆動を受ける第２回転体５２ｃとを備える。
　そして、各切替機構５２は、一端部が第１回転体５２ｂの軸に連結される第１リンク体５２ｄと、一端部が第２回転体５２ｃの軸に連結され且つ他端部が遮蔽部５１の端部に連結される第２リンク体５２ｅとを備える。さらに、各切替機構５２は、第１リンク体５２ｄの他端部に回転可能に取り付けられるカムフォロワ５２ｆと、カムフォロワ５２ｆに摺接されるカム５２ｇとを備える。
　各第１回転体５２ｂ及び各第２回転体５２ｃの内部には、磁性体がそれぞれ設けられている。これにより、各第１回転体５２ｂが回転するのに伴って、各第２回転体５２ｃの磁性体が各第１回転体５２ｂの磁性体から磁力を受けるため、各第２回転体５２ｃが回転する。なお、各第１回転体５２ｂと各第２回転体５２ｃとは、離間して配置されている。
　カム５２ｇは、円板状に構成される。カム５２ｇは、キャンローラ３を駆動するための駆動軸６と同心状に配置されている。しかしながら、カム５２ｇは、駆動軸６及びキャンローラ３とともに回転することはなく、真空室１において保持されている。
　カム５２ｇは、遮蔽部５１を遮蔽解除位置に維持するための第１領域５２ｈと、遮蔽部５１を遮蔽解除位置から遮蔽位置に移動させるための第２領域５２ｉと、遮蔽部５１を遮蔽位置において維持するための第３領域５２ｊと、遮蔽部５１を遮蔽位置から遮蔽解除位置への移動させるための第４領域５２ｋを備える。
　第１領域５２ｈは、円板状のカムの外周面に所定の曲率半径で側面視円弧状のカム面を有する。第２領域５２ｉは、所定の傾斜角度で傾斜する側面視直線状のカム面を有する。
この第２領域５２ｉは、その一端部が円弧状の第１領域５２ｈの一端部に繋がっている。
　第３領域５２ｊは、所定の曲率半径による側面視円弧状のカム面を有する。第３領域５２ｊの曲率半径は、第１領域５２ｈの曲率半径よりも小さく設定されている。第３領域５２ｊは、その一端部が第２領域５２ｉの他端部に繋がっている。
　第４領域５２ｋは、所定の傾斜角度で傾斜する側面視直線状のカム面を有する。この第４領域５２ｋの傾斜の方向は、第２領域５２ｉの傾斜の方向とは逆に設定されている。この第４領域５２ｋは、一端部が第３領域５２ｊの他端部に繋がっている。また、この第４領域５２ｋは、その他端部が第１領域５２ｈの他端部に繋がっている。
　カムフォロア５２ｆは、カム５２ｇの第１領域５２ｈから第４領域５２ｋへと順に移動するように構成される。
　なお、各切替機構５２においては、付勢装置（図示及び採番していない）により、カムフォロワ５２ｆがカム５２ｇの各領域（第１領域５２ｈ～第４領域５２ｋ）に接触した状態を維持するように付勢されている。
　本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造装置における構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
　まず、基材８１は、送り出しローラ２１から巻き取りローラ２２に向かって搬送される。このとき、基材８１は、各真空室１内に設けられる各キャンローラ３に接して搬送される。各キャンローラ３に設けられている遮蔽装置５は、遮蔽部５１を遮蔽解除位置から遮蔽位置へと移動させ、基材８１の所定部位を蒸着源４から遮蔽する。
　遮蔽部５１は、キャンローラ３とともにその駆動軸６回りに回転している。この遮蔽部５１は、カムフォロア５２ｆが、カム５２ｇの第１領域５２ｈから第２領域５２iへと移動したとき、遮断解除位置（図５参照）から遮蔽位置（図４参照）への移動が開始される。遮蔽装置５は、カムフォロア５２ｇを第２領域５２ｉに沿って第３領域５２ｊへと移動することで、第１リンク体５２ｄが第１回転体５２ｂの回転軸まわりに回動し、これに連動して、第１回転体５２ｂが回転する。さらに第１回転体５２ｂの回転に連動して、第２回転体５２ｃが回転する。このとき、第２回転体５２ｃの動きに連動して、第２リンク体５２ｅが第２回転体５２ｃの回転軸回りに回動する。これによって、遮蔽部５１は、遮蔽解除位置から遮蔽位置へと移動する。
　カムフォロア５２ｆが第２領域５２ｉから第３領域５２ｊに移動し、この第３領域５２ｊに沿って移動する間、第１リンク体５２ｄは回動せず、したがって、遮蔽部５１は、遮蔽位置に位置した状態を維持している。これにより、遮蔽部５１に遮蔽された基材８１において、気化材料が蒸着される所定部位を除く部位に、気化材料が蒸着するのを防止している。
　そして、カムフォロア５２ｆが第３領域５２ｊから第４領域５２ｋへと移動したとき、この遮蔽部５１の遮蔽位置から遮蔽解除位置への退避が開始される。カムフォロア５２ｆは、第４領域５２ｋに沿って移動することで、第１リンク体５２ｄを第１回転体５２ｃの回転軸回りに回動させる。このとき、第１リンク体５２ｄは、カムフォロア５２ｆが第２領域５２iを移動するときの回動の方向とは逆の方向に回動する。この第１リンク体５２ｄの回動に連動して、第１回転体５２ｂ、第２回転体５２ｃが回転し、さらに、第２リンク体５２ｅが回動する。これにより、遮蔽部５１は、遮蔽位置から遮蔽解除位置へと移動する。
　その後、カムフォロア５２ｆは、第４領域５２ｋから第１領域５２ｈへと移動する。カムフォロア５２ｆが第４領域５２ｋに沿って移動する間、第１リンク体５２ｄは回動せず、したがって、遮蔽部５１は、遮蔽解除位置に位置した状態を維持している。
　有機ＥＬ素子８は、図６～図８に示すように、基材８１の一方側の面に蒸着源４からの気化材料が蒸着されて形成される下部電極層８２と、下部電極層８２の上から気化材料が蒸着されて形成される有機層８３と、有機層８３の上から気化材料が蒸着されて形成される上部電極層８４とを備える。そして、有機ＥＬ素子８は、基材８１の幅方向に亘って気化材料が蒸着されていない部位、即ち、各層８２，８３，８４が設けられていない部位を備えている。
　基材８１は、導電性を有する導電層８１ａと、絶縁性を有する絶縁層８１ｂとを備える。そして、導電層８１ａは、金属基板で構成されており、例えば、ステンレス、銅、ニッケル等の金属で形成されている。また、絶縁層８１ｂは、導電層８１ａの一方側の面全体を覆うように配置され、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化性樹脂や、薄ガラス等で形成されている。
　下部電極層８２は、少なくとも一部が有機層８３及び上部電極層８４に覆われておらず露出するように配置されている。そして、下部電極層８２は、本実施形態において、陽極層としており、例えば、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電材や、金、銀、アルミニウム等の金属で形成されている。
　有機層８３は、下部電極層８２の上に配置される正孔注入層８３ａと、正孔注入層８３ａの上に配置される有機ＥＬ層８３ｂと、有機ＥＬ層８３ｂの上に配置される電子注入層８３ｃとを備える。そして、有機層８３は、下部電極層８２と上部電極層８４とが接触するのを防止するように、下部電極層８２及び上部電極層８４間に配置されている。
　正孔注入層８３ａは、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、４，４’－ビス［Ｎ－４－（Ｎ，Ｎ－ジ－ｍ－トリルアミノ）フェニル］－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＮＴＰＤ）等で形成されている。また、有機ＥＬ層８３ｂは、例えば、トリス（８－ハイドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、イリジウム錯体（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）をドープした４，４’－Ｎ，Ｎ’－ジカルバゾニルビフェニル（ＣＢＰ）等で形成されている。さらに、電子注入層８３ｃは、例えば、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）等で形成されている。
　上部電極層８４は、本実施形態において、陰極層としている。そして、上部電極層８４は、例えば、アルミニウム、銀、マグネシウム銀の合金、アルカリ金属、アルカリ土類金属を含む合金等で形成されている。
　したがって、上流側の真空室１に配置される蒸着源４は、下部電極層８２を形成する気化材料を吐出し、中間の真空室１に配置される蒸着源４，４，４は、上流側から、正孔注入層８３ａを形成する気化材料、有機ＥＬ層８３ｂを形成する気化材料、電子注入層８３ｃを形成する気化材料をそれぞれ吐出し、さらに、下流側の真空室１に配置される蒸着源４は、上部電極層８４を形成する気化材料を吐出している。
　以上より、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置によれば、遮蔽部５１が蒸着源４及び基材８１間に配置されることで、遮蔽部５１が基材８１を遮蔽する遮蔽位置に位置する。これにより、遮蔽部５１に遮蔽された基材８１において、気化材料が蒸着される所定部位を除く部位に、気化材料が蒸着するのを防止できる。
　また、切替機構５２によって遮蔽部５１が蒸着源４及び基材８１間から退避されることで、遮蔽部５１が基材８１を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置に切り替えられる。
　これにより、蒸着源４から吐出される気化材料が、走行する基材８１上の所定部位に蒸着するのを阻害することなく、基材８１を搬送することができる。したがって、従来のような帯状のシャドーマスクを不要にしつつも、所望のパターンで気化材料を基材８１に蒸着することができる。
　また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置によれば、遮蔽部５１が基材８１の幅寸法よりも大きく形成されているため、遮蔽部５１が遮蔽位置に位置した状態において、遮蔽部５１が基材８１の幅方向に亘って配置される。これにより、気化材料が蒸着されていない部位を、基材８１の幅方向に亘って形成することができるため、後に、斯かる部位で有機ＥＬ素子８を切断することができる。
　また、本実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置によれば、遮蔽部は、フリップ式遮蔽板であることから、遮蔽位置と遮蔽解除位置との位置変更を確実に行うことができるようになる。
　なお、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
　例えば、図９に示すように、カム５２ｇの外周面に複数の凹凸を設け、カムフォロア４２ｆがカム５２ｇの凸部７を通過する度に、遮蔽部５１が遮蔽位置と遮蔽解除位置とに切り替わるようにし、キャンローラ３が１回転することにより、複数回の蒸着による成膜を行うようにしても良い。
　また、上記実施形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置においては、遮蔽部５１が帯状又は矩形状に形成される構成を説明したが、斯かる構成に限られない。
　具体的には、遮蔽部５１は、図１０に示すように、基材８１にほぼ直交するように設けられる第１遮蔽部５１ａと、この第１遮蔽部５１ａにほぼ直交するように設けられる１つの第２遮蔽部５１ｂとを有する構成でもよい。
　図１０に示すように、第１遮蔽部５１ａは、帯状又は矩形状に構成される。第１遮蔽部５１ａは、その一端部が切替機構５２の第２リンク体５２ｅに連結され、その他端部が第２遮蔽部５１ｂと一体に形成されている。第２遮蔽部５１ｂは、帯状又は矩形状に構成される。第２遮蔽部５１ｂは、基材８１の幅方向における一端部と重なって、基材８１の長手方向に沿って設けられている。
　また、遮蔽部５１は、図１１に示すように、図１０の第１遮蔽部５１ａ及び第２遮蔽部５１ｂに加えて、第３遮蔽部５１ｃを有する構成でもよい。第３遮蔽部５１ｃは、帯状又は矩形状に構成される。第３遮蔽部５１ｃは、第１遮蔽部５１ａの中途部から、この第１遮蔽部５１ａとほぼ直交するように突出して形成される。第２遮蔽部５１ｂが基材８１の幅方向の一端部と重なるように設けられる一方で、第３遮蔽部５１ｃは、基材８１の幅方向における反対側の他端部と重なるように設けられる。第３遮蔽部５１ｃは、第２遮蔽部５１ｂとほぼ平行になっている。第３遮蔽部５１ｃは、基材８１の長手方向に沿って設けられる。
　また、遮蔽部５１は、図１２に示すように、図１１の第１遮蔽部５１ａ、第２遮蔽部５１ｂ及び第３遮蔽部５１ｃに加えて、第４遮蔽部５１ｄを有する構成でもよい。第４遮蔽部５１ｄは、帯状又は矩形状に構成される。第４遮蔽部５１ｄは、第２遮蔽部５１ｂの端部と第３遮蔽部５１ｃの端部とを連結している。第４遮蔽部５１ｄは、第１遮蔽部５１ａとほぼ平行になっている。また、第４遮蔽部５１ｄは、基材８１の幅方向に沿うように設けられる。上記のような構成により、図１２に示す遮蔽部５１は、第１遮蔽部５１ａ、第２遮蔽部５１ｂ、第３遮蔽部５１ｃ、及び第４遮蔽部５１ｄによって、四角形状に構成される。また、この遮蔽部５１は、第１遮蔽部５１ａ～第４遮蔽部５１ｄによって囲まれる１つの開口部を有する。
　また、遮蔽部５１は、図１３に示すように、図１２の第１遮蔽部５１ａ～第４遮蔽部５１ｄに加えて、第５遮蔽部５１ｅを有する構成でもよい。この第５遮蔽部５１ｅは、帯状に構成され、その中途部が屈曲して構成される。第５遮蔽部５１ｅは、第２遮蔽部５１ｂと第３遮蔽部５１ｃとの間に設けられる。この第５遮蔽部５１ｅは、第１遮蔽部５１ａの中途部と第４遮蔽部５１ｄの中途部とを連結する。第５遮蔽部５１ｅは、第１遮蔽部５１ａ及び第４遮蔽部５１ｄとほぼ直交するように設けられる。また、第５遮蔽部５１ｅは、基材８１の長手方向に沿うように設けられる。上記のような構成により、遮蔽部５１は、第１遮蔽部５１ａ～第５遮蔽部５１ｅによって区切られる２つの開口部を有する。
　また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置においては、切替機構５は、上記実施形態に係る構成に限られず、遮蔽部５１を遮蔽位置と遮蔽解除位置とに切り替える構成であればよい。
　また、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置において、例えば、キャンローラ３の一方の面側（表面側）と他方の面側（裏面側）の両側に、遮蔽装置５Ａ、５Ｂが設けられていてもよい。例えば、図１４に示すように、製造装置は、キャンローラ３の一方側に設けられる第１遮蔽装置５Ａと、他方側に設けられる第２遮蔽装置５Ｂとを有する。第１遮蔽装置５Ａと第２遮蔽装置５Ｂは、同形に構成されている。
　第１遮蔽装置５Ａと第２遮蔽装置５Ｂは、同じタイミングで、遮蔽位置、遮蔽解除位置に移動する。なお、第１遮蔽装置５Ａ及び第２遮蔽装置５Ｂに設けられるカム５２ｇは、軸受９を介して駆動軸６に相対回転可能に支持されている。これらのカム５２ｇは、固定部材１０を介して真空室１内に固定されている。すなわち、カム５２ｇは、駆動軸６に対して相対回転可能ではあるが、自転しないように真空室１内に固定されている。第１遮蔽装置５Ａの遮蔽部５１は、遮蔽位置（図１４において実線で描かれた位置）において、基材８１の幅方向における約半分の領域を遮蔽するように構成される。また、第２遮蔽装置５Ｂの遮蔽部５１は、第１遮蔽装置５Ａの遮蔽部５１が遮蔽していない基材の残りの約半分の領域を遮蔽するように構成される。
　図１５は、上記の構成の製造装置によって下部電極層８２が基材８１に形成された例を示す。図１５に示すように、基材８１には、第１遮蔽装置５Ａを使用して形成される第１下部電極層８２Ａの列と、第２遮蔽装置５Ｂを使用して形成される第２下部電極層８２Ｂの列とが形成されている。
　図１４の例による製造装置では、第１遮蔽装置５Ａと第２遮蔽装置５Ｂとによって、同じタイミングで下部電極層８２Ａ、８２Ｂを形成したが、第１遮蔽装置５Ａと第２遮蔽装置５Ｂによる遮蔽のタイミングを異ならせてもよい。さらに、第１遮蔽装置５Ａと、第２遮蔽装置５Ｂとは、キャンローラ３の回転方向において、異なる位置に配置されていてもよい。これにより、第１遮蔽装置５Ａが基材８１を遮蔽するタイミングと、第２遮蔽装置５Ｂが基材８１を遮蔽するタイミングとを異ならせることが可能になる。したがって、例えば、図１６に示すように、第１遮蔽装置５Ａによって、下部電極層８２を基材８１に形成した後、第２遮蔽装置５Ｂによって、この下部電極層８２の上に、有機層８３を形成するということが可能になる。
　次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
　以下の条件による製造装置によって、基材上に陽極層、有機ＥＬ層、および陰極層を形成し、有機ＥＬ素子を製造した。遮蔽部には、その厚さが０．１ｍｍ、材質としてＳＵＳ３０４のものを採用した。キャンローラの直径は、６００ｍｍとされる。真空室の真空度は５．０×１０-5Ｐａに設定した。基材の幅寸法は、５０ｍｍである。また、基材の搬送速度は１ｍ／ｍｉｎである。基材は、その厚さが５０μｍ、その材質がＳＵＳ３０４である。基材の素子側には、厚さ４μｍの絶縁層が形成される。
　上記の条件で製造された有機ＥＬ素子を、鋏を用いて、基材における長手方向の隣接した有機ＥＬ素子間の中央部で基材幅方向に沿って切断することにより、各有機ＥＬ素子を切り離し、陽極層及び陰極層に電圧を印加した結果、いずれの有機ＥＬ素子についても、基材搬送方向長さ３１４ｍｍ、基材幅方向長さ３８ｍｍの領域を有する緑色の発光が認められた。また、該領域内における発光は均一であった。また、有機ＥＬ素子には、ショート等の不具合の発生は認められなかった。実施例１では、１０ユニットの有機ＥＬ素子を製造したが、その全てについて所望の発光を行うことができた。
（比較例）
　実施例１における遮蔽装置を使用する代わりに、帯状のシャドーマスクを用いる製造装置によって、有機ＥＬ素子の比較例を製造した。帯状のシャドーマスクは、シャドーマスク繰り出しローラにそれぞれ巻き付けられており、該シャドーマスク繰り出しローラから繰り出された帯状のシャドーマスクが、キャンローラと蒸着源との間にそれぞれ供給された後、シャドーマスク巻き取りローラによってそれぞれ巻き取られるようになっている。
シャドーマスクには所定のピッチで開口部が形成されている。さらに、繰り出されたシャドーマスクは、押さえロールによって基材に密着させられる。
　そして、このような帯状のシャドーマスクを備えた製造装置を用いて、実施例１と同様に、基材上に形成された陽極層に有機ＥＬ層と陰極層を形成したところ、シャドーマスクと基材上に形成された陽極層とが擦れて、陽極層に傷がついた。より具体的には、製造された１０ユニットの有機ＥＬ素子のうち、１つのユニットにおいて陽極層に傷がついた。また、連続した成膜の途中から、帯状のシャドーマスクの開口部と陽極層との間に位置ずれが生じたため、それ以降は所望の品質を満足するような有機ＥＬ素子を製造することができなかった。
　本願の発明者は、上記のような実施例１と、陽極層に傷のついた比較例とに係る有機ＥＬ素子について、性能試験を行った。試験結果として、図１７を参照すると、実施例１に係る有機ＥＬ素子は、印加電圧が約７Ｖを越えてから発光輝度が徐々に増加していき、印加電圧が１２Ｖの場合に、発光輝度が４００００ｃｄ／ｍ2を越え、所望の発光輝度に到達することが確認された。これに対し、動作不良が生じた比較例に係る有機ＥＬ素子では、印加電圧が約７Ｖを越えた時点から徐々に発光輝度が増加していくが、印加電圧が１２Ｖになっても所望の発光輝度まで到達しないことが判明した。この結果から、比較例は、陽極層に傷がついたため、所望の性能を発揮できなかったものと考えられる。
　また、図１８、図１９に示すように、実施例１と比較例について、レーザ顕微鏡（株式会社キーエンス製：ＶＫ－９７００）を使用し、基材に陽極層が形成された状態におけるその境界部の平面の画像を取得し、これらの画像の対比を行っている。また、図２０に示すように、実施例１と比較例における陽極層のパターンエッジ部分の断面プロファイルをグラフにし、対比を行っている。
　この実施例１では、遮蔽装置の遮蔽部を、基材から離れた遮蔽位置に配置し、蒸着源からの気化材料を基材に蒸着することにより、陽極層を形成している。一方、比較例では、シャドーマスクを基材に接触させた状態で遮蔽し、蒸着源からの気化材料を基材に蒸着することにより、陽極層を形成している。
　図２０に示すように、比較例の陽極層のエッジ部分は、その側面がほぼ鉛直方向に沿うように直線的に形成されていることが判る。これに対し、実施例１の陽極層のエッジ部分は、その側面が鉛直方向に対して傾斜して曲線状に形成されていることが判る。
　上記の点について、さらに図１９を参照すると、比較例に係る平面画像では、上述のように、陽極層の側面がほぼ鉛直に形成されることから、基材と陽極層との境界が色線上に鮮明に写っている。これに対し、実施例１における平面画像（図１８）では、陽極層の側面が傾斜して形成されていることから、基材と陽極層との間の境界が鮮明ではなく、ややぼやけたように写っている。
　上記のように、比較例においては、シャドーマスクが基材に接触した状態で、陽極層に係る気化材料の蒸着が行われた結果、陽極層のエッジが非常に尖鋭な状態（図１９、図２０に示す状態）になったことが判る。このような比較例においては、いわゆるエッジリークが発生しやすくなり、好ましいものではない。このことから、実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造方法及び製造装置は、基材に陽極層を形成する場合に、遮蔽部を基材から離間させて蒸着を行うことにより、エッジリークの発生を防止する点において顕著な効果を奏することが判った。
　１…真空室、２…走行装置、３…キャンローラ、４…蒸着源、５…遮蔽装置、８…有機ＥＬ素子、５１…遮蔽部、５２…切替機構、８１…基材、８２…下部電極層、８３…有機層、８４…上部電極層、Ｘ…走行方向

Claims (4)

  1. 　帯状の基材をローラに接触させて搬送する搬送工程と、
    　気化材料を蒸着源から吐出することにより、前記基材の所定部位に前記気化材料を蒸着する工程と、
    　前記気化材料を蒸着する際に、前記気化材料が前記所定部位を除く部位に蒸着するのを防止するように、前記基材を遮蔽するための遮蔽部を前記蒸着源および前記基材間に配置させる工程と、を有し、
    　前記遮蔽部は、前記蒸着源および前記基材間に配置されて前記基材を遮蔽する遮蔽位置と、前記蒸着源および前記基材間から退避して前記基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能に構成され、
    　前記遮蔽部は、前記ローラと共に回転しながら、前記遮蔽位置と、前記遮蔽解除位置とに切り替えられることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
  2. 　前記遮蔽部は、前記遮蔽位置に位置した状態で前記基材の幅方向に亘って配置されるべく、前記基材の幅寸法よりも大きく形成される請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  3. 　前記遮蔽部は、フリップ式遮蔽板である請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
  4. 　帯状の基材に接触するローラと、
    　気化材料を前記基材に蒸着すべく、前記基材の所定部位に向けて前記気化材料を吐出する蒸着源と、
    　前記気化材料が前記所定部位を除く部位に蒸着するのを防止するように、前記基材を遮蔽する遮蔽装置と、を備え、
    　前記遮蔽装置は、前記基材を遮蔽するための遮蔽部と、該遮蔽部を、前記蒸着源及び前記基材間に配置させて前記基材を遮蔽する遮蔽位置と、前記蒸着源及び前記基材間から退避させて前記基材を遮蔽するのを解除する遮蔽解除位置とに切り替え可能な切替機構と、を備え、
    　前記遮蔽部は、前記ローラとともに回転しながら、前記切替機構によって、前記遮蔽位置と、前記遮蔽解除位置とに切り替えられることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
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