WO2017217454A1 - 有機電子素子の製造方法及び機能層の製造方法 - Google Patents

Abstract

一実施形態に係る有機電子素子の製造方法は、所定の機能を有する機能層用の塗布液をプラスチック基板に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、赤外線加熱炉内で上記塗布膜に赤外線を照射して上記塗布膜を加熱硬化させることによって、上記機能層を形成する加熱工程と、を備え、上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有しており上記プラスチック基板の周囲において上記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化する。

Description

有機電子素子の製造方法及び機能層の製造方法

　本発明は、有機電子素子の製造方法及び機能層の製造方法に関する。

　有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」という場合がある）、有機光電変換素子、有機薄膜トランジスタ等の有機電子素子は、基板上に設けられており所定の機能を有する機能層を有する。

　上記機能層の形成方法の例として、特許文献１の技術が知られている。特許文献１では、まず、架橋性基を有しており機能層（特許文献１における導電性薄膜）の材料である高分子化合物を含む塗布液を基板上に塗布して塗布膜を形成する。その後、赤外線ヒータから塗布膜に赤外線を照射し、その赤外線により架橋性基を架橋させることで塗布膜を加熱硬化して、機能層を形成する。

国際公開第２０１３／１８００３６号

　特許文献１のように、基板上に形成された塗布膜を赤外線加熱する際には、通常、赤外線加熱炉内で塗布膜の赤外線加熱が実施される。塗布膜の赤外線加熱の工程では、赤外線ヒータからは放射状に赤外線が出射されるため、赤外線加熱炉内に配置された塗布膜付き基板の周囲の部材、例えば赤外線加熱炉の炉壁にも赤外線が入射する。この場合、赤外線が入射した部材は加熱され、遠赤外線輻射が生じる。

　有機電子素子の基板として、有機電子素子が可撓性を有するように、近年、プラスチック基板が用いられる傾向にある。プラスチック基板は、赤外線のうち、遠赤外線（例えば波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線）を近赤外線（例えば波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線）より吸収し易い。そのため、上記のように、例えば赤外線加熱炉の炉壁が赤外線により加熱され、遠赤外線輻射が生じると、その遠赤外線によってプラスチック基板が不要に加熱される。このようにプラスチック基板が加熱されると、プラスチック基板にダメージ（変形など）が生じ、有機電子素子の製造歩留まりが低下するという問題があった。

　したがって、本発明は、プラスチック基板へのダメージを低減しながら製造歩留まりの向上を図り得る有機電子素子の製造方法及び機能層の形成方法を提供することを目的とする。

　本発明の一側面に係る有機電子素子の製造方法は、有機電子素子の製造方法であり、所定の機能を有する機能層用の塗布液をプラスチック基板に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、赤外線加熱炉内で上記塗布膜に赤外線を照射して上記塗布膜を加熱硬化させることによって、上記機能層を形成する加熱工程と、を備え、上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有しており上記プラスチック基板の周囲において上記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化する。

　この製造方法における加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有しており上記プラスチック基板の周囲において上記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化する。１００℃以下に冷却された部材に赤外線が入射しても波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線（以下、「遠赤外線」とも称す）の輻射が生じにくい。そのため、加熱工程で、プラスチック基板の不要な加熱が抑制されている。その結果、プラスチック基板に変形などのダメージが生じにくい。そのため、有機電子素子の製造歩留まりの向上を図ることができる。

　上記塗布液が、架橋性基を有する材料を含んでおり、上記加熱工程では、上記赤外線により上記架橋性基を架橋させることによって、上記塗布膜を加熱硬化してもよい。

　上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有する部材である炉壁の一部を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化してもよい。これにより、上記炉壁の一部からの遠赤外線輻射が抑制されるので、プラスチック基板にダメージが生じにくい。

　上記炉壁のうち上記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側の領域を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化してもよい。この場合、上記炉壁のうち少なくとも上記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側の領域が１００℃以下に冷却され、それらの領域からの遠赤外線輻射が生じにくい。プラスチック基板は、通常、厚さ方向に直交する表面（又は裏面）の面積は、側面の面積より大きい。よって、上記のように、炉壁のうち上記プラスチック基板の上側及び下側の領域からの遠赤外線輻射が抑制されることで、プラスチック基板への遠赤外線の入射を効率的に抑制できる。

　上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉内において、上記プラスチック基板を搬送しながら上記赤外線を上記塗布膜に照射し、上記炉壁のうち、上記プラスチック基板の搬送経路をトンネル状に取り囲む領域を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化してもよい。この場合、上記炉壁のうち、上記プラスチック基板の搬送経路を取り囲む領域からの遠赤外線輻射を抑制できるので、プラスチック基板への遠赤外線入射をより一層低減できる。

　上記赤外線加熱炉が、上記赤外線加熱炉の炉壁と上記プラスチック基板との間に少なくとも一つの冷却部材を有し、上記赤外線加熱炉の炉壁の一部と共に、上記冷却部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化してもよい。

　この場合、冷却部材が赤外線加熱炉の炉壁と上記プラスチック基板との間に配置されているので、赤外線照射部からの赤外線が冷却部材に遮られ、炉壁に到達しくい。そのため、その炉壁からの遠赤外線輻射が抑制される。冷却部材に赤外線が入射しても、冷却部材は１００℃以下に冷却されていることから、冷却部材からの遠赤外線輻射も抑制されている。そのため、プラスチック基板への遠赤外線の入射が低減され得る。

　上記赤外線加熱炉は、上記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側にそれぞれ配置される上記冷却部材を有してもよい。この場合、加熱工程で、上記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側にそれぞれ配置された冷却部材が１００℃以下に冷却される。プラスチック基板は、通常、厚さ方向に直交する表面（又は裏面）の面積は、側面の面積より大きい。よって、上記のように、上記プラスチック基板の上側及び下側の領域が１００℃以下に冷却され、それらの領域からの遠赤外線輻射が低減すれば、プラスチック基板への遠赤外線の入射を効率的に抑制できる。

　上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉内において、上記プラスチック基板を搬送しながら上記赤外線を上記塗布膜に照射し、上記冷却部材は、上記プラスチック基板の搬送経路を取り囲むようにトンネル状に形成されていてもよい。この場合、冷却部材がトンネル状に形成されており、プラスチック基板を囲んでいるので、炉壁への赤外線入射がより一層低減され、炉壁からの遠赤外線輻射を抑制できる。更に、トンネル状に形成された冷却部材も１００℃以下に冷却されているので、冷却部材からの遠赤外線輻射も抑制され得る。よって、プラスチック基板の搬送経路を取り囲む領域から遠赤外線が、プラスチック基板により一層、入射し難い。

　上記プラスチック基板に入射する上記赤外線のうち、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線の量が、波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線の量の３分の１以下であってもよい。

　１００℃以下に冷却される上記部材において、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線（遠赤外線）の平均吸収率が８０％以上であってもよい。これにより、上記部材により、プラスチック基板の温度上昇に寄与する上記波長範囲の赤外線が上記部材により多く吸収される。そして、上記部材は、１００℃以下に冷却されているので、その部材に遠赤外線が吸収されても、その部材からの遠赤外線輻射は生じない。

　上記加熱工程では、上記プラスチック基板及び上記塗布膜の少なくとも一方に、不活性ガスを吹き付けてもよい。この場合、プラスチック基板が不活性ガスで冷却されるので、プラスチック基板の温度上昇を抑制できる。

　上記プラスチック基板は、帯状を呈すると共に、可撓性を有し、上記プラスチック基板の長手方向の長さが、短手方向の長さの１０倍以上であってもよい。この場合、例えば、有機電子素子の製造方法にロールツーロール方式を適用可能であり、有機電子素子の生産性が向上し得る。

　本発明の他の側面である機能層の製造方法は、所定の機能を有する機能層用の塗布液をプラスチック基板に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、赤外線加熱炉内で上記塗布膜に赤外線を照射して上記塗布膜を加熱硬化させることによって、上記機能層を形成する加熱工程と、を備え、上記加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有しており上記プラスチック基板の周囲において上記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化する。

　この製造方法では、加熱工程では、上記赤外線加熱炉が有しており上記プラスチック基板の周囲において上記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、上記塗布膜を上記赤外線で加熱硬化する。ここで、１００℃以下に冷却された部材に赤外線が入射しても遠赤外線の輻射が生じにくい。そのため、加熱工程で、プラスチック基板の不要な加熱が抑制されている。その結果、プラスチック基板に変形などのダメージが生じにくい。よって、上記機能層の製造方法を有機電子素子の製造に用いることで、有機電子素子の製造歩留まりの向上を図ることができる。

　本発明によれば、プラスチック基板へのダメージを低減しながら製造歩留まりの向上を図り得る有機電子素子の製造方法及び機能層の形成方法を提供し得る。

図１は、本発明に係る有機電子素子の製造方法で製造される有機電子素子の一例である有機ＥＬ素子の概略構成を示す模式図である。 図２は、図１に示した有機ＥＬ素子の製造方法のフローチャートである。 図３は、機能層の製造方法を説明する図面である。 図４は、図３に示した赤外線加熱炉のＩＶ―ＩＶ線に沿った断面構成の模式図である。 図５は、実施例１，２に使用した赤外線加熱炉の概略構成を説明するための模式図である。 図６は、赤外線加熱炉の変形例の概略構成を説明するための模式図である。 図７は、赤外線加熱炉の他の変形例の概略構成を説明するための模式図である。 図８は、赤外線加熱炉の更に他の変形例の概略構成を説明するための模式図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。同一の要素には同一符号を付する。重複する説明は省略する。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。説明中、「上」、「下」等の方向を示す語は、図面に示された状態に基づいた便宜的な語である。

　本実施形態では、有機電子素子が有機ＥＬ素子である形態について説明する。図１に模式的に示した、一実施形態に係る有機ＥＬ素子（有機電子素子）の製造方法で製造される有機ＥＬ素子１０は、例えば曲面状又は平面状の照明装置、例えばスキャナの光源として用いられる面状光源、及び表示装置に用いられ得る。

　有機ＥＬ素子１０は、プラスチック基板１２と、陽極１４と、有機ＥＬ部１６と、陰極１８と、を備える。有機ＥＬ素子１０は、陽極１４側から光を出射する形態、或いは、陰極１８側から光を出射する形態を取り得る。以下では、断らない限り、陽極１４側から光を出射する形態について説明する。

　[プラスチック基板]
　プラスチック基板１２は、可視光（波長４００ｎｍ～８００ｎｍの光）に対して透光性を有する。プラスチック基板１２は、例えばフィルム状を呈し、可撓性を有する。プラスチック基板１２の厚さは、例えば３０μｍ以上７００μｍ以下である。

　プラスチック基板１２の材料(プラスチック材料)としては、例えばポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、環状ポリオレフィン等のポリオレフィン樹脂；ポリアミド樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリスチレン樹脂；ポリビニルアルコール樹脂；エチレン－酢酸ビニル共重合体のケン化物；ポリアクリロニトリル樹脂；アセタール樹脂；ポリイミド樹脂；エポキシ樹脂が挙げられる。

　プラスチック基板１２には、有機ＥＬ素子１０を駆動するための駆動回路（例えば、薄膜トランジスタなどを含む回路）が形成されていてもよい。このような駆動回路は、通常、透明材料から構成される。

　プラスチック基板１２上には、バリア膜が形成されていてもよい。バリア膜は、水分をバリアする機能を有する。バリア膜は、ガス（例えば酸素）をバリアする機能を有してもよい。バリア膜は、例えば、ケイ素、酸素及び炭素からなる膜、又は、ケイ素、酸素、炭素及び窒素からなる膜であり得る。具体的には、バリア膜の材料の例は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素等である。バリア膜の厚さの例は、１００ｎｍ以上１０μｍ以下である。

　[陽極]
　陽極１４は、プラスチック基板１２上に設けられている。プラスチック基板１２上にバリア膜が形成されている形態では、陽極１４はバリア膜上に設けられる。陽極１４には、光透過性を示す電極が用いられる。光透過性を示す電極としては、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物及び金属等の薄膜を用いることができ、光透過率の高い薄膜が好適に用いられる。陽極１４は、導電体（例えば金属）からなるネットワーク構造を有してもよい。

　陽極１４の材料としては、例えば酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｚｉｎｃ　Ｏｘｉｄｅ：略称ＩＺＯ）、金、白金、銀、銅等が挙げられ、これらの中でもＩＴＯ、ＩＺＯ、又は酸化スズが好ましい。陽極１４の材料には、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機物を用いてもよい。この場合、陽極１４は、透明導電膜として形成され得る。

　陽極１４の厚さは、光の透過性、電気伝導度等を考慮して決定することができる。陽極１４の厚さは、通常、１０ｎｍ～１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ～１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍである。

　［有機ＥＬ部］
　有機ＥＬ部１６は、陽極１４上に設けられている。有機ＥＬ部１６は、陽極１４及び陰極１８に印加された電圧に応じて、電荷の移動、電荷の再結合等の有機ＥＬ素子１０の発光に寄与する機能部である。

　有機ＥＬ部１６は、正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３、電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５を含み、それらが、陽極１４側から順に積層された積層体である。正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３、電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５は、それぞれ所定の機能を有する機能層である。有機ＥＬ部１６は、発光層ＦＬ３を含んでいれば、例示したものに限定されない。

　正孔注入層ＦＬ１は、陽極１４上に設けられており、陽極１４から発光層ＦＬ３への正孔注入効率を改善する機能を有する層である。正孔注入層ＦＬ１の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように、適宜設定される。正孔注入層ＦＬ１の厚さは、例えば１ｎｍ～１μｍであり、好ましくは２ｎｍ～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ～２００ｎｍである。

　正孔注入層ＦＬ１の材料には、公知の正孔注入材料が用いられ得る。正孔注入材料としては、例えば酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム及び酸化アルミニウム等の酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体、フェニルアミン化合物、スターバースト型アミン化合物、フタロシアニン化合物、アモルファスカーボン及びポリアニリンが挙げられる。

　正孔輸送層ＦＬ２は、正孔注入層ＦＬ１上に設けられており、陽極１４、正孔注入層ＦＬ１又は正孔輸送層ＦＬ２のうち陽極１４により近い部分から発光層ＦＬ３への正孔注入を改善する機能を有する層である。正孔輸送層ＦＬ２の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように、適宜設定される。正孔輸送層ＦＬ２の厚さは、例えば１ｎｍ～１μｍであり、好ましくは２ｎｍ～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ～２００ｎｍである。

　正孔輸送層ＦＬ２の材料には、公知の正孔輸送材料が用いられ得る。正孔輸送層ＦＬ２の材料としては、例えばポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン若しくはその誘導体、ピラゾリン若しくはその誘導体、アリールアミン若しくはその誘導体、スチルベン若しくはその誘導体、トリフェニルジアミン若しくはその誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ（ｐ－フェニレンビニレン）若しくはその誘導体、又はポリ（２，５－チエニレンビニレン）若しくはその誘導体等が挙げられる。正孔輸送層ＦＬ２の材料としては、例えば特開２０１２－１４４７２２号公報に開示されている正孔輸層材料も挙げられる。

　発光層ＦＬ３は、正孔輸送層ＦＬ２上に設けられており、発光層ＦＬ３は、所定の波長の光を発光する機能を有する層である。発光層ＦＬ３の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定される。

　発光層ＦＬ３は、通常、主として蛍光及び／又はりん光を発光する有機物、或いは、該有機物とこれを補助するドーパントとから形成される。ドーパントは、例えば発光効率の向上、発光波長を変化させる等のために加えられる。発光層ＦＬ３に含まれる有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよい。発光層ＦＬ３を構成する発光材料としては、下記の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料等が挙げられる。

　色素系の発光材料としては、例えばシクロペンダミン若しくはその誘導体、テトラフェニルブタジエン若しくはその誘導体、トリフェニルアミン若しくはその誘導体、オキサジアゾール若しくはその誘導体、ピラゾロキノリン若しくはその誘導体、ジスチリルベンゼン若しくはその誘導体、ジスチリルアリーレン若しくはその誘導体、ピロール若しくはその誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン若しくはその誘導体、ペリレン若しくはその誘導体、オリゴチオフェン若しくはその誘導体、オキサジアゾールダイマー若しくはその誘導体、ピラゾリンダイマー若しくはその誘導体、キナクリドン若しくはその誘導体、クマリン若しくはその誘導体等が挙げられる。

　金属錯体系の発光材料としては、例えばＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属、又はＡｌ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｐｔ、Ｉｒ等を中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を配位子に有する金属錯体が挙げられる。金属錯体としては、例えばイリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体等が挙げられる。

　高分子系の発光材料としては、例えばポリパラフェニレンビニレン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリパラフェニレン若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、ポリアセチレン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、上記色素材料及び金属錯体材料の少なくとも一方を高分子化した材料等が挙げられる。

　ドーパント材料としては、例えばペリレン若しくはその誘導体、クマリン若しくはその誘導体、ルブレン若しくはその誘導体、キナクリドン若しくはその誘導体、スクアリウム若しくはその誘導体、ポルフィリン若しくはその誘導体、スチリル色素、テトラセン若しくはその誘導体、ピラゾロン若しくはその誘導体、デカシクレン若しくはその誘導体、フェノキサゾン若しくはその誘導体等が挙げられる。

　電子輸送層ＦＬ４は、発光層ＦＬ３上設けられており、陰極１８、電子注入層ＦＬ５、又は、電子輸送層ＦＬ４のうち陰極１８により近い部分からの発光層ＦＬ３への電子注入を改善する機能を有する層である。電子輸送層ＦＬ４の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定される。電子輸送層ＦＬ４の厚さは、例えば１ｎｍ～１μｍであり、好ましくは２ｎｍ～５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ～２００ｎｍである。

　電子輸送層ＦＬ４の材料には、公知の電子輸送材料が用いられ得る。電子輸送層ＦＬ４を構成する電子輸送材料としては、例えばオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は８－ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などが挙げられる。

　電子注入層ＦＬ５は、電子輸送層ＦＬ４上に設けられており、陰極１８から発光層ＦＬ３への電子注入効率を改善する機能を有する層である。電子注入層ＦＬ５の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように適宜設定される。電子注入層ＦＬ５の厚さは、例えば１ｎｍ～１μｍである。

　電子注入層ＦＬ５の材料には、公知の電子注入材料が用いられ得る。電子注入層ＦＬ５の材料としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属及びアルカリ土類金属のうちの１種類以上を含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、又はこれらの物質の混合物等が挙げられる。

　アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸塩としては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。

　アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物及び炭酸塩としては、例えばマグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。

　この他に従来知られた電子輸送性の有機材料と、アルカリ金属の有機金属錯体を混合した層を電子注入層ＦＬ５として利用することができる。この他に、国際公開第１２／１３３２２９号に記されたアルカリ金属塩を側鎖に含むイオン性高分子化合物なども電子注入層ＦＬ５として用いることができる。

　［陰極］
　陰極１８は、有機ＥＬ部１６上に設けられている。陰極１８の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、電気伝導度、耐久性等を考慮して設定される。陰極１８の厚さは、通常、１０ｎｍ～１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ～１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ～５００ｎｍである。

　陰極１８の材料としては、例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属及び周期表の第１３族金属等が挙げられる。陰極１８としては、導電性金属酸化物及び導電性有機物等からなる透明導電性電極を用いてもよい。

　次に、有機ＥＬ素子１０の製造方法の一例について、可撓性を有する帯状（又は長尺）のプラスチック基板１２を利用して有機ＥＬ素子１０を製造する場合を説明する。帯状のプラスチック基板１２は、例えば長手方向の長さが、幅方向(短手方向)の１０倍以上であるプラスチック基板である。有機ＥＬ素子１０の製造方法は、図２に示したように、陽極形成工程Ｓ１０と、有機ＥＬ部形成工程Ｓ１２と、陰極形成工程Ｓ１４と、を備える。

　[陽極形成工程]
　陽極形成工程Ｓ１０では、プラスチック基板１２上に陽極１４を形成する。帯状のプラスチック基板１２を利用している場合、プラスチック基板１２のうち長手方向に複数の有機ＥＬ素子形領域を設定し、各有機ＥＬ素子形成領域にそれぞれ陽極１４を形成する。陽極１４は、有機ＥＬ素子の製造において公知の方法で形成され得る。陽極１４の形成方法としては、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法、塗布法等が挙げられる。

　塗布法としては、例えば、インクジェット印刷法が挙げられるが、陽極１４を形成可能な塗布法であれば、他の公知の塗布法でもよい。インクジェット印刷法以外の公知の塗布法としては、例えばマイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法及びノズルプリント法等が挙げられる。

　陽極１４の材料を含む塗布液の溶媒は、陽極１４の材料を溶解できる溶媒であればよい。溶媒としては、例えばクロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩化物溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル溶媒等が挙げられる。

　[有機ＥＬ部形成工程]
　有機ＥＬ部形成工程Ｓ１２では、陽極１４上に、有機ＥＬ部１６を形成する。有機ＥＬ部１６は、陽極１４上に、正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３、電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５を順に積層することによって、形成される。

　正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３、電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５を機能層ＦＬと称し、機能層ＦＬの形成方法(機能層の製造方法)を、図３及び図４を利用して説明する。図３は、機能層ＦＬの形成方法の概念図である。図４は、図３に示した赤外線加熱炉のＩＶ―ＩＶ線に沿った断面構成の模式図である。

　図３では、形成すべき機能層ＦＬの形成前に既に形成されている層を下地層ＵＬとして図示している。下地層ＵＬは、例えば正孔注入層ＦＬ１に対して陽極１４であり、正孔輸送層ＦＬ２に対して陽極１４と正孔注入層ＦＬ１とであり、発光層ＦＬ３に対して陽極１４と正孔注入層ＦＬ１と正孔輸送層ＦＬ２である。電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５に対する下地層ＵＬも同様に定義される。

　機能層ＦＬの形成方法は、塗布膜形成工程と、加熱工程とを有する。本実施形態において、塗布工程と、加熱工程とは、帯状のプラスチック基板１２を、その長手方向（図３の白抜き矢印の方向）に搬送ローラＲで搬送しながら順に実施する。

　＜塗布膜形成工程＞
　塗布膜形成工程では、図３に示したように、機能層ＦＬとなる材料を含む塗布液Ｌを、塗布装置２０からプラスチック基板１２上（具体的には下地層ＵＬ上に）に塗布し、塗布膜２２を形成する。塗布装置２０は、塗布法（用意された塗布液を塗布する方法）に応じたものであればよい。

　本実施形態のように、帯状のプラスチック基板１２を搬送しながら実施する塗布法の例としては、スリットコート法（ダイコート法）、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、ノズルプリント法等が挙げられる。塗布法がインクジェット印刷法である場合は、塗布装置２０は、インクジェットノズルを含むインクジェット装置であればよい。

　機能層ＦＬの材料を含む塗布液Ｌの溶媒は、機能層ＦＬの材料を溶解できる溶媒であればよい。溶媒は、陽極形成工程Ｓ１０の説明で挙げた溶媒と同様とし得る。

　塗布液Ｌは、架橋性基を含み得る。架橋性基は、機能層ＦＬが有機化合物を含む場合、その有機化合物が有してもよいし、或いは、架橋性基を有する材料として架橋剤を用いてもよい。

　架橋性基の例としては、ビニル基、エチニル基、ブテニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシアルキル基、アクリロイルアミド基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシアルキル基、メタクリロイルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環（例えばシクロプロパン、シクロブタン、エポキシド、オキセタン、ジケテン、エピスルフィド等）を有する基（たとえば、シクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基、３員環又は４員環のラクトン基、及び、３員環又は４員環のラクタム基等）が挙げられる。

　架橋剤の例としては、ビニル基、エチニル基、ブテニル基、アクリロイル基、アクリロイルオキシアルキル基、アクリロイルアミド基、メタクリロイル基、メタクリロイルオキシアルキル基、メタクリロイルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、シクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基、３員環又は４員環のラクトン基、及び３員環又は４員環のラクタム基からなる群から選ばれる重合可能な基を有する化合物を挙げることができる。架橋剤としては、例えば多官能アクリレートが好ましく、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、トリスペンタエリスリトールオクタアクリレート（ＴＰＥＡ）などが挙げられる。

　塗布膜形成工程で、プラスチック基板１２上に形成された塗布膜２２は、プラスチック基板１２の搬送に伴って搬送経路上に設けられた赤外線加熱炉２４内に搬入される。

　[加熱工程]
　加熱工程では、赤外線加熱炉２４内で塗布膜２２を加熱硬化させて機能層ＦＬを形成する。加熱工程で使用する赤外線加熱炉２４について説明する。赤外線加熱炉２４は、図３及び図４に示したように、筐体２６と、赤外線照射部２８と、冷却機構３０と、を有する。

　筐体２６は、赤外線照射部２８を収容しており、塗布膜２２を加熱処理するための加熱空間Ｓを形成している。本実施形態において、筐体２６は、プラスチック基板１２の搬送方向に延在している。筐体２６は、箱状を呈し、筐体２６を構成する天壁３２、底壁３４、側壁３６，３８（図４参照）及び側壁４０，４２は、赤外線加熱炉２４の炉壁として機能する。天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８，４０，４２の材料の例は、ステンレス鋼（以下、「ＳＵＳ」と称する場合もある）である。天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８は、プラスチック基板１２の搬送方向に延在している。側壁４０及び側壁４２は、プラスチック基板１２の搬送方向に実質的に直交している。側壁４０及び側壁４２のそれぞれには、プラスチック基板１２が通過する搬入口４０ａ及び搬出口４２ａが形成されている。

　筐体２６には、加熱空間Ｓ内に不活性ガスＧを供給するためのガス供給口２６ａが形成されてもよい。ガス供給口２６ａは、例えばプラスチック基板１２の搬送方向における筐体２６の一方の端部近傍に形成され得る。図３の例では、ガス供給口２６ａは、天壁に３２に形成されているが、ガス供給口２６ａの形成箇所は、図３に例示した箇所に限定されない。不活性ガスの例は、アルゴンガスである。ガス供給口２６ａから不活性ガスＧを筐体２６内に供給することで、不活性ガス雰囲気下で機能層ＦＬを形成でき、水分による機能層ＦＬの劣化を抑制できる。このようにガス供給口２６ａが筐体２６に形成されている場合、筐体２６には、ガス供給口２６ａから加熱空間Ｓ内に供給された不活性ガスＧを排出するためのガス排出口２６ｂが形成されていてもよい。

　ガス供給口２６ａが、プラスチック基板１２の搬送方向における筐体２６の一方の端部近傍に形成されている形態では、ガス排出口２６ｂは、プラスチック基板１２の搬送方向における筐体２６の他方の端部近傍に形成され得る。これにより、不活性ガスＧをプラスチック基板１２の長手方向に流すことができ、塗布膜２２の加熱時にプラスチック基板１２を不活性ガスＧで冷却可能である。図３の例では、ガス排出口２６ｂは、天壁３２に形成されているが、ガス排出口２６ｂの形成箇所は、図３に例示した箇所に限定されない。以下の説明では、断らない限り、赤外線加熱炉２４内に不活性ガスＧを供給し、不活性ガスＧ雰囲気下で機能層ＦＬを形成する形態を説明する。

　一実施形態において、筐体２６には、加熱空間Ｓ内に冷却風を供給するための冷却風導入口が形成されていてもよい。

　赤外線照射部２８は、複数の赤外線ランプ４４を有する。図４に例示した形態では、赤外線照射部２８は、３本の赤外線ランプ４４を有する。各赤外線ランプ４４は、プラスチック基板１２の搬送方向に延びており、複数の赤外線ランプ４４は並行に配置されている。赤外線ランプ４４は、塗布膜２２に赤外線ＩＲを照射可能に配置されていればよく、本実施形態では、図３及び図４に示したように、塗布膜２２に対向する位置に配置されている。赤外線ランプ４４は、通常、波長範囲１．２μｍ～１０．０μｍを含む赤外線ＩＲを出射する。図４では、赤外線照射部２８は、複数の赤外線ランプ４４を有する形態を例示しているが、赤外線照射部２８は、少なくとも一つの赤外線ランプ４４を有していればよい。

　冷却機構３０は、プラスチック基板１２の搬送経路の周りを取り囲むように、筐体２６に設けられた冷却ジャケット４６を有し、筐体２６を冷却する。具体的には、冷却ジャケット４６は、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８を覆うように設けられている。冷却ジャケット４６は、プラスチック基板１２の搬送方向に延在している。

　冷却ジャケット４６内には、冷却水Ｗが流れる空間が形成されている。冷却ジャケット４６は、冷却ジャケット４６の一方の端部側に形成された流入口４６ａから供給された冷却水Ｗを他方の端部側に形成された排出口４６ｂに向けて流す冷却水流路である。冷却ジャケット４６は、その内側に冷却水Ｗが流れ、冷却水Ｗによって筐体２６の一部（本実施形態では、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８）を冷却可能に構成されていればよい。冷却機構３０としては、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８内或いはそれらの内面若しくは外面に設けられた冷却水配管でもよい。

　筐体２６において、冷却機構３０で冷却される天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の内面は、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線を吸収する吸収剤でコーティングが施され、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８それぞれでの波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線の平均吸収率が８０％以上であってもよい。平均吸収率とは、当該波長領域のエネルギー吸収量を当該波長領域の照射エネルギーで割ったものである。ただし特定波長での赤外線吸収率と赤外線強度の積が特定波長のエネルギー吸収量であり、またこの特定波長におけるエネルギー吸収量を当該波長領域で積分したものを、当該波長領域のエネルギー吸収量と定義する。天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８が赤外線の平均吸収率が８０％以上である材料から構成されている場合は、コーティングは不要である。

　上記赤外線加熱炉２４を利用した塗布膜２２の加熱工程について、より詳細に説明する。

　プラスチック基板１２上に形成された塗布膜２２が搬送されて赤外線加熱炉２４内に搬入口４０ａを通って搬入されると、赤外線照射部２８が赤外線ＩＲを塗布膜２２に照射する。これにより、塗布膜２２が加熱硬化されて機能層ＦＬが形成される。塗布液Ｌが架橋性基を有する場合、赤外線ＩＲによる塗布膜２２の加熱により架橋反応(重合反応を含む)が生じる。これによって、架橋性基が架橋され、塗布膜２２が硬化して機能層ＦＬが形成される。

　このようにしてプラスチック基板１２上に形成された機能層ＦＬは、搬出口４２ａから搬出される。プラスチック基板１２の搬送速度は、赤外線照射部２８からの赤外線ＩＲによって、赤外線加熱炉２４を通過中に、塗布膜２２が加熱硬化され機能層ＦＬが形成されるように、調整されていればよい。

　上記のように塗布膜２２を硬化して機能層ＦＬを形成する際、冷却機構３０が有する冷却ジャケット４６内に冷却水Ｗを流し、筐体２６の内面、より具体的には、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の内面を１００℃以下に冷却する。冷却水Ｗの温度、流量などは、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の内面が１００℃以下になるように設定されればよい。

　加熱工程で、塗布膜２２を加熱硬化する際には、ガス供給口２６ａから不活性ガスＧを筐体２６内に供給し、筐体２６内を不活性ガス雰囲気下にしておく。また、ガス排出口２６ｂから不活性ガスＧを排出し、不活性ガスＧを筐体２６内で流しながら、不活性ガスＧをプラスチック基板１２及び塗布膜２２の少なくとも一方に吹き付けてもよい。

　正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３、電子輸送層ＦＬ４及び電子注入層ＦＬ５は、それぞれの層を形成する場合に、上記機能層ＦＬの形成方法を順に実施することで、陽極１４上に形成される。これらは、図３に示したように、プラスチック基板１２をその長手方向に搬送しながら連続的に実施され得る。

　＜陰極形成工程＞
　陰極形成工程Ｓ１４では、有機ＥＬ部１６上に陰極１８を形成する。陰極１８の形成方法は、陽極１４の形成方法と同様とし得るので、説明を省略する。

　本実施形態では、帯状のプラスチック基板１２に設定される複数の有機ＥＬ素子形成領域のそれぞれに陽極１４、有機ＥＬ部１６及び陰極１８を設けているため、上記陰極形成工程Ｓ１４の後に、切断工程を実施して、有機ＥＬ素子１０を切り出す。切断工程の前又は後に、封止部材で有機ＥＬ素子１０を封止する封止工程を実施してもよい。

　陽極形成工程Ｓ１０、有機ＥＬ部形成工程Ｓ１２及び陰極形成工程Ｓ１４は、帯状のプラスチック基板１２が巻き取られた第１ロール（巻出しロール）からプラスチック基板１２を繰り出して、第２ロール(巻取りロール)に巻き取る間に順次実施する、ロールツーロール方式で実施されてもよい。図３に示した機能層ＦＬの形成方法は、ロールツーロール方式で有機ＥＬ部１６を形成する際の一部拡大図に対応する。陽極形成工程Ｓ１０、有機ＥＬ部形成工程Ｓ１２及び陰極形成工程Ｓ１４の何れかの工程をロールツーロール方式で実施してもよい。

　上記製造方法の作用効果について説明する。以下の説明においても、正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３などを機能層ＦＬと称す。

　上記製造方法では、有機ＥＬ部１６を構成する正孔注入層ＦＬ１、正孔輸送層ＦＬ２、発光層ＦＬ３等の機能層ＦＬを塗布法で形成している。すなわち、プラスチック基板１２上に塗布膜２２を形成した後に、塗布膜２２を赤外線ＩＲで加熱硬化して、機能層ＦＬを形成している。

　機能層ＦＬの形成に塗布法を採用していることから、図３に例示したように、プラスチック基板１２を搬送しながら、連続的に塗布膜形成工程及び加熱工程を実施できる。更に、有機ＥＬ部１６に含まれる機能層ＦＬは、通常、赤外線ＩＲのうち、波長範囲１．２μｍ～５．０μｍに吸収ピークを有し、赤外線ＩＲに含まれる波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線より波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線をより多く吸収する傾向にある。そのため、波長範囲１．２μｍ～１０．０μｍを有する赤外線を塗布膜２２に照射することで、塗布膜２２を効率的に加熱できることから、加熱工程の時間を短縮できる。その結果、有機ＥＬ素子１０の生産性が向上する。

　波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線は近赤外線に相当し、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線は遠赤外線に相当することから、以下、波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線及び波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線をそれぞれ単に近赤外線及び遠赤外線と称す場合もある。

　本実施形態では、赤外線ＩＲを使用して塗布膜２２を加熱する加熱工程において、赤外線加熱炉２４が有する部材である筐体２６の一部、すなわち、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８を１００℃以下に冷却していることが重要である。この点を、筐体２６の一部を冷却しない場合と比較して説明する。

　まず、筐体２６の一部を冷却しない場合について説明する。赤外線照射部２８が有する赤外線ランプ４４から赤外線ＩＲは放射状に出射されるので、赤外線ランプ４４から出射された赤外線ＩＲは、塗布膜２２の他、筐体２６にも入射する。筐体２６に赤外線ＩＲが入射すると、筐体２６の温度が上昇する。温度上昇に伴い筐体２６内面から遠赤外線輻射が生じ、筐体２６からの遠赤外線がプラスチック基板１２に入射する。

　通常、プラスチック基板１２の材料であるプラスチック材料は、近赤外線をほとんど吸収せず、遠赤外線をより多く吸収する吸収特性を有する。換言すれば、上記プラスチック材料は、プラスチック材料の吸収スペクトルにおいて、波長範囲１．２μｍ～５．０μｍにおける積分値が、波長範囲５．０μｍ～１０μｍにおける積分値より小さい、という吸収特性を有する。

　そのため、筐体２６からの遠赤外線輻射が生じると、その遠赤外線がプラスチック基板１２に吸収されることにより、プラスチック基板１２の温度が不要に上昇する。プラスチック基板１２の温度が上昇し、例えばガラス転移温度以上になると、プラスチック基板１２が変形することから、後工程が実施できなかったり、又は、製造された有機ＥＬ素子の不良品率が増加し、結果として、製造歩留まりが低下したりする。

　プラスチック基板１２の遠赤外線に起因する温度上昇を抑制する観点からは、冷却ガスをプラスチック基板１２に吹き付けることが考えられる。冷却ガスに空気を使用すると、機能層ＦＬの形成の際には、機能層ＦＬが劣化する傾向にあるため、機能層ＦＬの劣化防止のために不活性ガスＧが使用することが考えられる。しかしながら、不活性ガスＧを使用すると、有機ＥＬ素子の製造コストが増加する。

　更に、プラスチック基板１２を冷却する手法としては、プラスチック基板１２に接触している搬送ローラＲを冷却すること、又は、プラスチック基板１２の搬送に、熱伝導率のよい金属製のベルトコンベアを使用することも考えられる。しかしながら、搬送ローラＲと搬送ローラＲとの間又はベルトコンベアのつなぎ目では、プラスチック基板１２が冷却されない。そのため、プラスチック基板１２を介して塗布膜２２の加熱状態が不均一になり、結果として、塗布膜２２の硬化状態が不均一になり易い。これにより、後工程が実施できなかったり、又は、製造された有機ＥＬ素子の不良品率が増加し、有機ＥＬ素子の製造歩留まりが低下したりする。

　これに対して、上記有機ＥＬ素子１０の製造方法では、加熱工程において、赤外線加熱炉２４が有する部材である筐体２６の一部、すなわち、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８を１００℃以下に冷却している。天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８は、プラスチック基板１２の周囲をトンネル状に取り囲んでいるので、赤外線照射によって塗布膜２２を加熱する際に、プラスチック基板１２の周囲においてプラスチック基板１２から離れた位置にトンネル状に１００℃以下に冷却された冷却領域が形成されている。

　赤外線ＩＲを吸収する部材が１００℃以下に冷却されると、遠赤外線輻射が急激に生じにくくなる。そのため、前述したように、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８が冷却されて上記冷却領域が形成されていると、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８から遠赤外線輻射がほとんど生じない。これにより、プラスチック基板１２への筐体２６（赤外線加熱炉２４の炉壁）からの遠赤外線入射が抑制される。例えば、冷却水Ｗの温度、流量などを調整することで、プラスチック基板１２に入射する遠赤外線の量を、プラスチック基板１２に入射する近赤外線の量の１／３以下にできる。そのため、プラスチック基板１２の温度上昇が抑制され、プラスチック基板１２の変形などのダメージが防止される。よって、有機ＥＬ素子１０の製造歩留まりを向上できる。

　加熱工程において、不活性ガスＧをプラスチック基板１２及び塗布膜２２の少なくとも一方に吹きつける形態では、不活性ガスＧによっても、プラスチック基板１２が冷却されるので、プラスチック基板１２の温度上昇がより抑制される。このように、プラスチック基板１２を冷却するために不活性ガスＧを使用したとしても、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８を１００℃以下に冷却していれば、天壁３２などを１００℃以下に冷却しない場合に比べて不活性ガスＧの量を低減できるので、有機ＥＬ素子１０の製造コストの低減も図れる。

　更に、冷却機構３０で冷却される天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８は、プラスチック基板１２から離して配置されている。そのため、プラスチック基板１２に接触する搬送ローラＲを冷却する場合又は金属性のベルトコンベアを使用する場合のような、塗布膜２２の加熱状態の不均一性が生じず、塗布膜２２を均一に硬化できる。この観点からも有機ＥＬ素子１０の製造歩留まりの向上が図れる。

　１００℃以下に冷却される天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の遠赤外線の吸収率が８０％以上である形態では、筐体２６内の遠赤外線がそれらに吸収されるので、筐体２６内の遠赤外線の量を大幅に低減できる。その結果、プラスチック基板１２の温度上昇をより一層抑制できる。天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の遠赤外線の吸収率が８０％以上であるとは、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の内面に遠赤外線を吸収する吸収剤のコーティングされることによって、天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８の遠赤外線の吸収率が８０％以上である場合も含む意味である。

　可撓性を有し、例示したように長手方向の長さが幅方向の１０倍以上である帯状のプラスチック基板１２を用いて有機ＥＬ素子１０を製造する形態では、前述したように、ロールツーロール方式を採用できる。この場合、プラスチック基板１２を搬送しながら、有機ＥＬ素子１０の製造方法が有する工程を連続して実施可能であることから、有機ＥＬ素子１０の生産性が向上する。

　次に、赤外線加熱炉２４の部材の一部を１００℃以下に冷却することの作用効果の検証実験について説明する。

　この検証では、プラスチック基板１２として、大きさが２４ｍｍ×２４ｍｍ×０．７ｍｍ厚の基板を用いた。プラスチック基板１２の材料はＰＥＮであり、ガラス転移温度は、１５５℃であった。このプラスチック基板１２を図５に示した赤外線加熱炉２４Ａで加熱した。赤外線加熱炉２４Ａは、箱状の筐体２６と、３つの赤外線ランプ４４と、冷却機構３０とを備えていた。

　筐体２６の材料はＳＵＳであった。筐体２６には、冷却風導入口２６ｃを形成し、冷却風導入口２６ｃから離した位置に、冷却風導入口２６ｃと対向するように、冷却風拡散板ＤＰを配置した。冷却風拡散板ＤＰは、冷却風導入口２６ｃと、赤外線ランプ４４との間に配置されていた。冷却風拡散板ＤＰの材料は、ＳＵＳであった。

　３つの赤外線ランプ４４は、筐体２６内において、プラスチック基板１２に対向して配置されていた。赤外線ランプ４４とプラスチック基板１２との間の距離は、１５０ｍｍであった。赤外線ランプ４４とプラスチック基板１２との間の距離は、３つの赤外線ランプ４４の中心を含む平面と、プラスチック基板１２との間の距離である。赤外線ランプ４４からは、波長範囲１．２μｍ～１０．０μｍを含む赤外線ＩＲを出射した。

　冷却機構３０には、赤外線加熱炉２４の場合と同様に、冷却ジャケット４６を採用した。冷却ジャケット４６は、冷却ジャケット４６内に冷却水Ｗが流れるように構成されており、冷却ジャケット４６は、筐体２６の外面のうち冷却風導入口以外の領域を全て覆った。

　（実施例１）
　実施例１では、赤外線ランプ４４に５００Ｗの電力を供給することで、赤外線ランプ４４から赤外線ＩＲをプラスチック基板１２に１０分間照射し、プラスチック基板１２を加熱した。この加熱の際、冷却ジャケット４６内に１７℃の冷却水Ｗを流した。更に、冷却風導入口２６ｃから冷却風として空気を５０Ｌ／分の流量で筐体２６内に供給した。

　プラスチック基板１２への赤外線ＩＲの照射開始から１０分後に、筐体２６の壁面温度、赤外線ランプ４４の温度（ランプ温度）及びプラスチック基板１２の温度（基板温度）を実測したところ、表１に示したように、それぞれ５２℃、２００℃及び１５３℃であった。これらの条件に基づいて、プラスチック基板１２への近赤外線の入射量と、遠赤外線の入射量を、モンテカルロ法を利用したシミュレーションで計算した。その結果、表１に示したように、近赤外線の入射量は、７．８ｋｗ／ｍ^２であり、近赤外線の入射量は、２．４ｋｗ／ｍ^２であった。

　（実施例２）
　実施例２では、冷却風導入口２６ｃから冷却風を筐体２６に供給しなかった点以外は、実施例１と同様の条件で、プラスチック基板１２の加熱実験を行った。筐体２６の壁面温度、赤外線ランプ４４の温度（ランプ温度）及びプラスチック基板１２の温度(基板温度)を実測したところ、上記表１に示したように、それぞれ５４℃、２００℃及び１５３℃であった。これらの条件に基づいて、プラスチック基板１２への近赤外線の入射量と、遠赤外線の入射量を、実施例１の場合と同様に、モンテカルロ法を利用したシミュレーションで計算した。その結果、表１に示したように、近赤外線の入射量は、７．８ｋｗ／ｍ^２であり、近赤外線の入射量は、２．４ｋｗ／ｍ^２であった。

　実施例１，２の結果から冷却ジャケットで筐体２６を冷却することで、壁面温度を１００℃以下に冷却できることがわかる。このように、壁面温度を１００℃以下であれば、プラスチック基板１２の温度を、プラスチック基板１２の材料であるＰＥＮのガラス転移温度以下である１５３℃程度に抑えることができた。また、遠赤外線のプラスチック基板１２の入射量を近赤外線の入射量に対して３分の１以下に低減できることがわかった。

　次に、機能層ＦＬの形成に使用する赤外線加熱炉の変形例について説明する。

　(変形例１)
　図４に示した形態では、筐体２６が有する天壁３２、底壁３４及び側壁３６，３８を冷却機構３０が有する冷却ジャケット４６で覆い、プラスチック基板１２の搬送経路周りにトンネル状に冷却領域を形成した。しかしながら、例えば図６に示した赤外線加熱炉２４Ｂのように、プラスチック基板１２の厚さ方向において上側及び下側に位置する天壁３２及び底壁３４に冷却機構３０を構成する冷却ジャケット４６を設け、天壁３２及び底壁３４を１００℃以下に冷却してもよい。有機ＥＬ素子に使用されるプラスチック基板１２の表面（図６において上側の面）及び裏面（図６において下側の面）は、通常、プラスチック基板１２の側面より面積が大きい。よって、少なくとも天壁３２及び底壁３４を１００℃以下に冷却し、それらからの遠赤外線輻射を抑制しておけば、プラスチック基板１２への遠赤外線の入射が低減し易い。

　図６では、天壁３２及び底壁３４を冷却機構３０で冷却する場合を変形例として例示したが、筐体２６の一部が冷却機構３０で１００℃以下に冷却されればよい。

　(変形例２)
　図７に示した赤外線加熱炉２４Ｃのように、筐体２６とプラスチック基板１２との間に配置された冷却部材４８を有し、冷却部材４８を冷却機構３０Ａで冷却することで、冷却領域を形成してもよい。図７では冷却部材４８の一例として、プラスチック基板１２を囲むように形成されたトンネル状（又は筒状）の冷却部材４８を示している。

　変形例２では、冷却部材４８は、プラスチック基板１２の搬送方向に延在している。冷却部材４８のプラスチック基板１２の搬送方向に直交する断面の形状は、図７に示したように、四角形状（正方形状、長方形状など）でもよいし、又は、円形でもよい。冷却部材４８の材料は、ＳＵＳ、鉄、セラミック等である。冷却機構３０Ａは、図７に示したように、冷却部材４８内に配置されており冷却水Ｗを流すための配管５０を有し得る。配管５０は、冷却部材４８の外面又は内面に取り付けられてもよい。

　この変形例２では、塗布膜２２を赤外線ＩＲで加熱する際、冷却機構３０Ａで冷却部材４８を１００℃以下に冷却する。冷却部材４８は、プラスチック基板１２を取り囲んでおり、赤外線照射部２８も冷却部材４８の内側に配置されている。よって、赤外線照射部２８から照射され筐体２６の内面に向かう赤外線ＩＲの多くは、冷却部材４８で遮られる。そのため、赤外線ＩＲに起因した筐体２６の内面からの遠赤外線輻射がプラスチック基板１２に入射し難い。冷却部材４８も１００℃以下に冷却されているので、冷却部材４８からの遠赤外線輻射も生じない。よって、加熱工程におけるプラスチック基板１２のダメージを抑制しながら、塗布膜２２を赤外線ＩＲで加熱可能である。

　変形例２のように冷却部材４８を赤外線加熱炉が有する形態では、筐体２６の一部を更に冷却機構で１００℃以下に冷却してもよい。

　（変形例３）
　変形例２では、トンネル状の冷却部材４８を例示したが、図８に示した赤外線加熱炉２４Ｄのように、プラスチック基板１２の周囲の一部においてプラスチック基板１２から離れた位置に、板状の冷却部材４８を配置し、冷却機構３０Ａで冷却部材４８を冷却してもよい。変形例３では、変形例２と同様に、冷却部材４８は、プラスチック基板１２の搬送方向に延在している。冷却機構３０Ａの例は、変形例２と同様である。板状の冷却部材４８は、プラスチック基板１２の周囲の一部に設けられていればよいが、図８に示したように、少なくともプラスチック基板１２の上側及び下側にそれぞれ冷却部材４８を設け、それらを１００℃以下に冷却することで、プラスチック基板１２の遠赤外線による温度上昇を抑制し易い。

　変形例３の場合も変形例２の場合と同様に、筐体２６の一部を更に冷却機構で１００℃以下に冷却してもよい。

　上記変形例２，３のように、冷却部材４８を設ける場合、冷却部材４８は、遠赤外線の平均吸収率が８０％以上の材料から構成されていてもよいし、又は、冷却部材４８の少なくともプラスチック基板１２側の面に、遠赤外線を吸収する吸収剤をコーティングして、冷却部材４８の遠赤外線の平均吸収率が８０％以上であってもよい。これにより、筐体２６内の遠赤外線を冷却部材４８で吸収でき、冷却部材４８を１００℃以下に冷却することで、冷却部材４８からの遠赤外線輻射を防止できる。その結果、プラスチック基板１２への遠赤外線の入射を更に低減できる。

　以上、本発明の種々の実施形態を説明したが、例示した種々の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　例示したように、帯状のプラスチック基板を用いて、プラスチック基板をその長手方向に搬送しながら加熱工程を実施する形態では、赤外線加熱炉が有する部材(例えば、筐体の一部、冷却部材など)を１００℃以下に冷却して形成する冷却領域は、プラスチック基板の搬送方向において、一部に形成されていればよい。複数の上記冷却領域が、上記搬送方向において離散的に形成されていてもよい。例えば、複数の冷却領域が、プラスチック基板の搬送方向に離散的に形成されていても、隣接する冷却領域と冷却領域のつなぎ目と、プラスチック基板１２とは離れているため、塗布膜２２の加熱温度に差が生じにくい。

　冷却機構が使用する冷媒として水を例示した。しかしながら、冷媒は、水に限定されず、例えば冷やされた空気、不凍液等を使用してもよい。冷却機構は冷媒を使用しなくてもよく、例えばペルチェ素子等も使用され得る。

　有機ＥＬ部は、前述したように発光層以外の他の機能層を含む積層体でもよい。各種の機能層を含む有機ＥＬ素子の層構成の例を以下に示す。図１に示した有機ＥＬ素子の構成は、以下の（ｇ）の構成に対応する。
（ａ）陽極／発光層／陰極
（ｂ）陽極／正孔注入層／発光層／陰極
（ｃ）陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極
（ｄ）陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｅ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／陰極
（ｆ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極
（ｇ）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（ｈ）陽極／発光層／電子注入層／陰極
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
　記号「／」は、記号「／」の両側の層同士が接合していることを意味している。

　正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層と称される場合もある。電子注入層及び電子輸送層の少なくとも一方が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層と称される場合もある。

　有機ＥＬ素子は単層の発光層を有していても２層以上の発光層を有していてもよい。上記（ａ）～（ｉ）の層構成のうちのいずれか１つにおいて、陽極と陰極との間に配置された積層構造を「構造単位Ｉ」とすると、２層の発光層を有する有機ＥＬ素子の構成として、例えば、下記（ｊ）に示す層構成を挙げることができる。２個ある（構造単位Ｉ）の層構成は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
（ｊ）陽極／（構造単位Ｉ）／電荷発生層／（構造単位Ｉ）／陰極

　ここで電荷発生層とは、電界を印加することにより、正孔と電子とを発生する層である。電荷発生層としては、例えば酸化バナジウム、ＩＴＯ、酸化モリブデンなどからなる薄膜を挙げることができる。

　「（構造単位Ｉ）／電荷発生層」を「構造単位ＩＩ」とすると、３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子の構成として、例えば、以下の（ｋ）に示す層構成を挙げることができる。
（ｋ）陽極／（構造単位ＩＩ）ｘ／（構造単位Ｉ）／陰極

　記号「ｘ」は、２以上の整数を表し、「（構造単位ＩＩ）ｘ」は、（構造単位ＩＩ）がｘ段積層された積層体を表す。また複数ある（構造単位ＩＩ）の層構成は同じでも、異なっていてもよい。電荷発生層を設けずに、複数の発光層を直接的に積層させて有機ＥＬ素子を構成してもよい。

　プラスチック基板１２に形成される電極を陽極として説明したが、プラスチック基板側に陰極が設けられてもよい。

　有機機能層を有する有機電子素子の製造方法は、例示した有機ＥＬ素子の他、有機トランジスタ（有機電子素子）、有機光電変換素子（有機電子素子）及び有機太陽電池（有機電子素子）といった、所定の機能層を有する有機電子素子の製造方法に適用し得る。

　１０…有機ＥＬ素子（有機電子素子）、２２…塗布膜、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ…赤外線加熱炉、２６…筐体（赤外線加熱炉が有する部材）、２８…赤外線照射部、３０…冷却機構、３０，３０Ａ…冷却機構、３２…天壁（炉壁）、３４…底壁（炉壁）、３６，３８，４０，４２…側壁（炉壁）、４８…冷却部材、ＦＬ…機能層、Ｌ…塗布液。

Claims (14)

1. 　有機電子素子の製造方法であって、
   　所定の機能を有する機能層用の塗布液をプラスチック基板に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、
   　赤外線加熱炉内で前記塗布膜に赤外線を照射して前記塗布膜を加熱硬化させることによって、前記機能層を形成する加熱工程と、
   を備え、
   　前記加熱工程では、前記赤外線加熱炉が有しており前記プラスチック基板の周囲において前記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   有機電子素子の製造方法。
2. 　前記塗布液は、架橋性基を有する材料を含んでおり、
   　前記加熱工程では、前記赤外線により前記架橋性基を架橋させることによって、前記塗布膜を加熱硬化する、
   請求項１に記載の有機電子素子の製造方法。
3. 　前記加熱工程では、前記赤外線加熱炉が有する部材である炉壁の一部を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   請求項１又は２に記載の有機電子素子の製造方法。
4. 　前記炉壁のうち前記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側の領域を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   請求項３に記載の有機電子素子の製造方法。
5. 　前記加熱工程では、前記赤外線加熱炉内において、前記プラスチック基板を搬送しながら前記赤外線を前記塗布膜に照射し、
   　前記炉壁のうち、前記プラスチック基板の搬送経路をトンネル状に取り囲む領域を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   請求項３または４に記載の有機電子素子の製造方法。
6. 　前記赤外線加熱炉は、前記赤外線加熱炉の炉壁と前記プラスチック基板との間に少なくとも一つの冷却部材を有し、
   　前記赤外線加熱炉の炉壁の一部と共に、前記冷却部材を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   請求項３～５の何れか一項に記載の有機電子素子の製造方法。
7. 　前記赤外線加熱炉は、前記赤外線加熱炉の炉壁と前記プラスチック基板との間に配置される冷却部材を有し、
   　前記冷却部材を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
   請求項１又は２に記載の有機電子素子の製造方法。
8. 　前記赤外線加熱炉は、前記プラスチック基板の厚さ方向において上側及び下側にそれぞれ配置される前記冷却部材を有する、
   請求項７に記載の有機電子素子の製造方法。
9. 　前記加熱工程では、前記赤外線加熱炉内において、前記プラスチック基板を搬送しながら前記赤外線を前記塗布膜に照射し、
   　前記冷却部材は、前記プラスチック基板の搬送経路を取り囲むようにトンネル状に形成されている、
   請求項７に記載の有機電子素子の製造方法。
10. 　前記プラスチック基板に入射する前記赤外線のうち、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線の量が、波長範囲１．２μｍ～５．０μｍの赤外線の量の３分の１以下である、
    請求項１～９の何れか一項に記載の有機電子素子の製造方法。
11. 　１００℃以下に冷却される前記部材において、波長範囲５．０μｍ～１０．０μｍの赤外線の平均吸収率が８０％以上である、
    請求項１～１０の何れか一項に記載の有機電子素子の製造方法。
12. 　前記加熱工程では、前記プラスチック基板又は前記塗布膜の何れか一方に、不活性ガスを吹き付ける、
    請求項１～１１の何れか一項に記載の有機電子素子の製造方法。
13. 　前記プラスチック基板は、帯状を呈すると共に、可撓性を有し、
    　前記プラスチック基板の長手方向の長さが、短手方向の長さの１０倍以上である、
    請求項１～１２の何れか一項に記載の有機電子素子の製造方法。
14. 　所定の機能を有する機能層用の塗布液をプラスチック基板に塗布して塗布膜を形成する塗布膜形成工程と、
    　赤外線加熱炉内で前記塗布膜に赤外線を照射して前記塗布膜を加熱硬化させることによって、前記機能層を形成する加熱工程と、
    を備え、
    　前記加熱工程では、前記赤外線加熱炉が有しており前記プラスチック基板の周囲において前記プラスチック基板と離間して配置されている部材を１００℃以下に冷却しながら、前記塗布膜を前記赤外線で加熱硬化する、
    機能層の製造方法。

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