有機el元件的製造方法和製造裝置的製作方法
2023-05-30 14:53:11
專利名稱：有機el元件的製造方法和製造裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在形成於基材的電極層上具有有機層、從該有機層放射光的有機EL元件的製造方法和製造裝置。
背景技術：
近年來，作為新一代的低耗電的發光顯示裝置所使用的元件，有機EL (電致發光:二 > ^卜口 > S才、〃七> 元件引人關注。有機EL元件基本具有一對電極和包含由有機發光材料構成的發光層在內的至少I層的有機層。該有機EL元件因有機發光材料而獲得多色彩的發光，而且是自發光元件，因此，作為電視(TV)等的顯示器用途而引人關注。
有機EL元件以包含發光層在內的至少I層的有機層被夾持在具有彼此極性相反的電極的兩個電極層的方式構成(層狀構造)，各有機層分別由幾nm 幾十nm的有機膜構成。此外，被電極層夾著的有機層被支承在基材上，通過在基材上依次層疊陽極層(電極層)、有機層、陰極層而形成有機EL元件。此外，在有機EL元件具有多個有機層的情況下，在基材上形成陽極·層之後，通過在陽極層上依次層疊各有機層，在層疊後的有機層上形成陰極層，從而形成有機EL元件。
在這種有機EL元件的製造方法中，作為在形成於基材的陽極層上成膜(形成)各有機層的方法，通常公知有真空蒸鍍法、塗布法，其中，出於能夠提高用於形成各有機層的材料(有機層形成材料)的純度、易於獲得高壽命的目的，主要採用真空蒸鍍法。
在上述的真空蒸鍍法中，使用在蒸鍍裝置的真空室內設置於與基材相對的位置的蒸鍍源來進行蒸鍍，從而形成有機層，設有與各有機層相對應的蒸鍍源。具體而言，通過用配置在蒸鍍源內的加熱部對各有機層形成材料進行加熱而使各有機層形成材料氣化，將氣化後的有機層形成材料(氣化材料)從設置於上述蒸鍍源的噴嘴呈放射狀噴出，使其附著在形成於基材的陽極層上，從而在該陽極層上蒸鍍有機層形成材料。
在該真空蒸鍍法中，採用所謂的分批法、卷對卷法。分批法是指如下工藝:針對每張形成有陽極層的基材在陽極層上蒸鍍有機層。此外，卷對卷法是指如下工藝:將形成有陽極層並捲成卷狀的帶狀的基材連續地(所謂的卷對卷)放出，放出後的基材由驅動而旋轉的筒狀輥(can roll:々Y > α - >)的表面支承而與筒狀輥的旋轉一起移動，並在陽極層上連續地蒸鍍各有機層，將蒸鍍有各有機層的基材捲成卷狀。其中，出於謀求低成本化的觀點，最好採用卷對卷法來製造有機EL元件。
但是，當這樣在真空蒸鍍法中採用了卷對卷法時，有時會導致發光色從所期望的發光色產生變化，製造出低品質的有機EL元件。
特別是在真空蒸鍍法中出於長壽命化的觀點，提出有應該減少被帶入到發光層的水分量、減小蒸鍍源與基材之間的距離的技術(參照專利文獻1)，在這樣的技術中，更容易製造出上述的發光色從所期望的發光色變化了的低品質的有機EL元件。
專利文獻1:日本國特開2008 — 287996號公報發明內容
本發明鑑於上述問題點，目的在於提供能夠抑制發光色的變化、製造出高品質的有機EL元件的有機EL元件的製造方法和製造裝置。
為了解決上述問題，本發明人在進行深入研究之後明確了如下情況:所獲得的有機EL元件的發光色的變化是因成膜(形成)在基材上的有機層的厚度的變化引起的，該厚度的變化是由於蒸鍍時的蒸鍍源的噴嘴的開口緣與基材表面之間的距離(蒸鍍源一基材間距離、第2距離)的變化引起的。
此外，如上所述，通常有機EL元件的各有機層的厚度為幾nm 幾十nm左右，微小的厚度變化能夠對發光色產生較大的影響。蒸鍍源一基材間距離的變化是由於被筒狀輥支承的基材的表面相對於蒸鍍源的位置因筒狀輥的偏心、膨脹、表面狀態等發生變化而產生的，蒸鍍源一基材間距離的變化能夠達到幾十Pm左右。並且，明確了例如蒸鍍源一基材間距離為2mm時，若該距離變化20 μ m (1%),則有機層的厚度變化2 %，如上所述，由該變化引起的有機層的厚度的變化率遠遠大於蒸鍍源一基材間距離的變化率。
鑑於上述見解，發現了如下情況:在蒸鍍時，即使產生基材的表面的位置變化，也能通過在比蒸鍍工序靠上遊側的位置測量該位置變化，根據該測量結果調整蒸鍍源的位置，以使蒸鍍源一基材間距離為恆定，從而能夠維持蒸鍍源一基材間距離恆定，由此，能夠抑制有機層的厚度的變化，製造出抑制了發光色的變化的有機EL元件，從而完成了本發明。
S卩、本發明的有機EL元件的製造方法，其是一邊使形成有電極層的帶狀的基材移動一邊在該基材的電極層側形成有機層的製造方法，其特徵在於，
該有機EL元件的製造方法具有蒸鍍工序，在該蒸鍍工序中，供給上述基材，使該基材的非電極層側與驅動而旋轉的筒狀輥的表面相抵接而使該基材移動，並且使氣化的有機層形成材料從以與上述筒狀輥相對的方式配置的蒸鍍源的噴嘴噴出，在上述基材的電極層側形成有機層，
在有機EL元件的製造方法中，使用距離測量部和位置調整部，根據上述距離測量部的第I距離的測量結果一邊以利用上述位置調整部使第2距離恆定的方式進行控制一邊進行上述蒸鍍工序，該距離測量部在上述基材的移動方向上的比上述噴嘴靠上遊側的位置處能夠對從其到被上述筒狀輥支承的上述基材的上述第I距離，該位置調整部能夠對上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的上述第2距離進行調整。
在此，在由距離測量部進行的其到基材的第I距離的測量中，除了測量從距離測量部到基材的距離之外，還包括通過測量從距離測量部到電極層的距離來測量從距離測量部到基材的距離。由此，即使被筒狀輥支承而移動的基材的表面產生位置變化，也能夠在噴嘴的上遊側測量第I距離，根據該測量結果，進行調整，使蒸鍍源的位置變化，使得第2距離恆定。因而，不論基材的表面的位置變化如何，能夠一邊維持蒸鍍源一基材間距離恆定一邊利用蒸鍍源在形成於基材的電極層上形成有機層。由此，能夠抑制因蒸鍍源一基材間距離的變化所引起的有機層的厚度的變化，因此，能夠獲得抑制了發光色變化的、高品質的有機EL元件。
此外，本發明優選上述位置調整部利用壓電執行元件的變形而能夠使上述蒸鍍源的位置可變。由此，根據距離測量部的測量結果能夠精度更佳且沒有遲滯地調整蒸鍍源的位置。
此外，本發明優選上述距離測量部設於上述蒸鍍源。由此，不需要另外設置用於支承距離測量部的構件，因此能夠使裝置結構簡化，並且能夠削減構件個數。
此外，本發明優選上述噴嘴與上述基材的表面之間的距離為15mm以下。
由此，在有機層的厚度更易於發生變化的情況下，也能夠一邊維持蒸鍍源一基材間距離恆定一邊進行蒸鍍工序，因此更有效。
此外，本發明的有機EL元件的製造裝置，其特徵在於，其包括:
基材供給部，其用於供給形成有電極層的帶狀的基材；
筒狀輥，其一邊與所供給的該基材的非電極層側相抵接一邊隨著該基材的移動被驅動而旋轉；
蒸鍍源，其以與該筒狀輥相對的方式配置，從噴嘴噴出氣化後的有機層形成材料，在與筒狀輥相抵接的上述基材的上述電極層側形成有機層；
距離測量部，其在上述基材的移動方向上的比上述噴嘴靠上遊側的位置處能夠對從其到被上述筒狀輥支承的上述基材的上述第I距離進行測量；
位置調整部，其能夠對上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的第2距離進行調整，
該有機EL元件的製造裝置構成為，根據上述距離測量部的上述第I距離的測量結果，一邊利用上述位置調整部以使上述第2距離恆定的方式調整上述蒸鍍源的位置一邊進行上述蒸鍍工序。
如上所述，採用本發明，能夠製造發光色的變化被抑制的、高品質的有機EL元件。
圖1是示意性地表示本發明的一實施方式的有機EL元件的製造裝置的概略側剖視圖。
圖2是示意性地表示真空室內的蒸鍍源和筒狀輥的周圍的結構的概略側視圖。
圖3是示意性地表示蒸鍍源以接近基材的方式進行移動後的狀態的概略側視圖。
圖4是示意性地表示蒸鍍源以遠離基材的方式進行移動後的狀態的概略側視圖。
圖5A是示意性地表示有機EL元件的層結構的一個例子的概略側剖視圖。
圖5B是示意性地表示有機EL元件的層結構的一個例子的概略側剖視圖。
圖5C是示意性地表示有機EL元件的層結構的一個例子的概略側剖視圖。
具體實施方式
下面參照
本發明的有機EL元件的製造方法和製造裝置。
首先，對本發明的第I實施方式的有機EL元件的製造裝置和製造方法進行說明。
圖1是示意性地表示本發明的第I實施方式的有機EL元件的製造裝置的概略側剖視圖，圖2是示意性地表示真空室內的蒸鍍源和筒狀輥的周圍的結構的概略側視圖，圖3是示意性地表示蒸鍍源以接近基材的方式進行移動後的狀態的概略側視圖，圖4是示意性地表示蒸鍍源以遠離基材的方式移動後的狀態的概略側視圖，圖5A、圖5B及圖5C分別是示意性地表示有機EL元件的層結構的一個例子的概略側剖視圖。
如圖1所示，有機EL元件的製造裝置I是具有真空室3的蒸鍍裝置，在真空室3內大致配置有作為基材供給部的基材供給裝置5、筒狀輥7、蒸鍍源9、基材回收裝置6。真空室3構成為，其內部利用未圖示的真空發生裝置成為減壓狀態，能夠在內部形成真空區域。
作為上述基材供給裝置5，具有用於將捲成卷狀的帶狀的基材21放出的供給輥5。作為上述基材回收裝置6，具有用於對放出後的基材21進行卷取的卷取輥6。即、成為所謂卷對卷方式:從供給輥5放出的基材21在被供給到筒狀輥7之後，由卷取輥6卷取。
筒狀輥7由不鏽鋼形成，被驅動而旋轉。該筒狀輥7被配置在從供給輥5放出(供給)並被卷取輥6卷取的基材21能夠以規定的張力被支承並進行卷繞的位置，以筒狀輥7的周面(表面)支承基材21的非電極層側(具體而言，與設有陽極層的一側相反的一側)。此夕卜，能夠通過筒狀輥7旋轉(在圖1中逆時針旋轉)，從而使卷繞的(被支承的)基材21與筒狀輥7 —起向旋轉方向移動。
該筒狀輥7優選在內部具有冷卻機構等溫度調整機構，由此，在後述的基材21上的有機層的成膜中，能夠使基材21的溫度穩定。筒狀輥7的外徑能夠設定在例如300mm 2000mm的範圍內。
並且，若筒狀輥7旋轉，則與該旋轉相應地，基材21從供給輥5依次被放出，放出後的基材21 —邊抵接並支承在筒狀輥7的周面之上一邊向該旋轉方向移動，並且從筒狀輥7離開的基材21由卷取輥6卷取。
作為基材21的形成材料，採用即使卷繞在筒狀輥7上也不會損傷的具有撓性的材料，作為這種材料，能夠列舉出例如金屬材料、非金屬無機材料、樹脂材料。
作為上述金屬材料，能夠列舉出例如不鏽鋼、鐵一鎳合金等合金、銅、鎳、鐵、鋁、鈦等。此外，作為上述的鐵一鎳合金，能夠列舉出例如36合金、42合金等。其中，出於易於應用於卷對卷法這樣的觀點，上述金屬材料優選為不鏽鋼、銅、鋁或鈦。此外，出於使用性、基材的卷取性的觀點，由該金屬材料形成的基材的厚度優選為5 μ m 200 μ m。
作為上述非金屬無機材料,能夠列舉出例如玻璃。在該情況下，作為由非金屬無機材料形成的基材，能夠採用具有撓性的薄膜玻璃。此外，出於具有足夠的機械強度和適度的可塑性的觀點，由該非金屬無機材料形成的基材的厚度優選為5 μ m 500 μ m。
作為上述樹脂材料，能夠列舉出熱固化樹脂或者熱塑性樹脂等合成樹脂，作為該合成樹脂，能夠列舉出例如聚醯亞胺樹脂、聚脂樹脂、環氧樹脂、聚氨脂樹脂、聚苯乙烯樹月旨、聚乙烯樹脂、聚醯胺樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)共聚物樹脂、聚碳酸酯樹脂、矽樹脂、氟樹脂等。此外，作為由該樹脂材料形成的基材，能夠採用例如上述合成樹脂的膜。此外，出於具有足夠的機械強度和適度的可塑性的觀點，由該樹脂材料形成的基材的厚度優選為5 μ m 500 μ m。
作為基材21，具體而言，是能夠採用通過濺射而預先形成陽極層23 (參照圖5A 圖5C)的基材。
作為用於形成陽極層23的材料，能夠採用銦鋅氧化物(ΙΖ0)、銦錫氧化物(ITO)等各種透明導電材料、金、銀、白金等金屬、合金材料。
蒸鍍源9與包含發光層25a在內的至少I層的有機層(參照圖5A 圖5C)中的各有機層相對應地設置。蒸鍍源9配置在與筒狀輥7的周面上的用於對基材21進行支承的支承區域相對的位置，通過在基材21上蒸鍍用於形成有機層的材料(有機層形成材料22)，從而在形成於基材21的陽極層23上依次形成有機層(參照圖5A 圖5C)。該蒸鍍源9隻要具有能夠將由於加熱等而氣化後的有機層形成材料22朝向基材21噴出的噴嘴，其構成就沒有特別的限定。
上述蒸鍍源9能夠收容有機層形成材料22，具有噴嘴9a、加熱部(未圖示)。噴嘴9a配置成與筒狀輥7上的用於對基材21進行支承的支承區域相對。上述加熱部用於對有機層形成材料22進行加熱而使有機層形成材料22氣化，氣化後的有機層形成材料22從噴嘴9a向外部噴出。
並且，若在蒸鍍源9內對有機層形成材料22進行加熱，則該有機層形成材料22被氣化，氣化後的有機形成材料22從噴嘴9a朝向基材21噴出，蒸鍍在基材21上。通過將這樣氣化後的有機層形成材料22蒸鍍在基材21上，在形成於基材21的陽極層23上形成有機層。
作為有機層，只要至少具有發光層25a，就不特別的限定，例如，如圖5A所示，也能夠在陽極層23上僅形成發光層25a這一層有機層。此外，根據需要，例如，如圖5B所示，也能夠按照空穴注入層(有機層)25b、發光層25a和電子注入層(有機層)25c這樣的順序依次進行層疊，層疊3層有機層。另外，根據需要，也能夠通過將空穴輸送層(有機層)25d (參照圖5C)夾在上述圖5B所示的發光層25a和空穴注入層25b之間、或者將電子輸送層(有機層)25e (參照圖5C)夾在發光層25a和電子注入層25c之間,層疊4層有機層。
並且，如圖5C所示，也能夠通過將空穴輸送層25d夾在空穴注入層25b和發光層25a之間、將電子輸送層25e夾在發光層25a和電子注入層25c之間,層疊5層有機層。此夕卜，各有機層的厚度通常設計為幾nm 幾十nm左右，但該厚度可以根據有機層形成材料22、發光特性等進行適當設計，並不特別的限定。
作為用於形成發光層25a的材料，能夠採用例如三(8_羥基喹啉)鋁(Alq3)、摻雜了銥配合物(Ir (ppy) 3)的4，4』 一 N，N』 一二咔唑聯苯(CBP)等
作為用於形成空穴注入層25b的材料，能夠採用例如酞菁銅(CuPc)、4，4』 一雙[N - 4 - (N, N 一二一間甲苯基氨基)苯基]-N 一苯基氨基]聯苯(DNTPD)等。
作為用於形成空穴輸送層25c的材料，能夠採用例如4，4』一雙[N—(I —萘基)一N—苯基一氨基]聯苯(a - NPD)、N，N』 一 二苯基一N，N』 一雙(3 —甲基苯基)一1，1』 一聯苯一 4，4』 一二胺(TPD)等。
作為用於形成電子注入層25d的材料，能夠採用例如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氧化鋰(Li2O)等。
作為用於形成上述電子輸送層25e的材料，能夠採用例如三(8 —羥基喹啉)鋁(Alq3)、雙(2 —甲基一8 —羥基喹啉一NI，08) — (1，1，一聯苯一4 —羥基)鋁(bis (2_methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate-aluminum, BAlq)、0 X D — 7 (1,3 —雙[5 —(對叔丁基苯基)一 I，3,4 —B,惡二唑一 2 —基])苯等。
此外，蒸鍍源9能夠根據要形成在上述那樣的基材21的陽極層23上的有機層的層疊結構、層疊數量而配置I個以上。例如、如圖5B所示，在層疊3層有機層的情況下，如圖1所示，能夠根據各有機層配置3個蒸鍍源9。在這樣設有多個蒸鍍源9的情況下，利用在筒狀輥7的旋轉方向(基材21的移動方向)上配置在最靠上遊側的蒸鍍源9在陽極層23上蒸鍍第I層有機層之後，利用下遊側的蒸鍍源9依次在第I層有機層上蒸鍍第2層有機層來進行層疊。
在此，若成膜在基材21上的各有機層的厚度的偏差(變化)變大，則產生有機EL元件的發光色變化的不良情況。此外，各有機層的厚度由於蒸鍍源9的噴嘴9a (更詳細而言是指噴嘴9a的開口緣)與基材21表面之間的距離(蒸鍍源一基材間距離L)變化而產生變化，該蒸鍍源一基材間距離L因基材表面的位置(表面位置)相對於蒸鍍源9發生變化、蒸鍍源9的噴嘴9a與筒狀輥7表面之間的距離發生變化而產生。
並且，充分地認為:上述表面位置的變化由於筒狀輥7的組裝精度、加工精度、筒狀輥7的偏心、構成筒狀輥7的材料因蒸鍍中的熱量而產生膨脹、筒狀輥7表面的凹凸狀態等而廣生，該變化達到幾十P m左右。
並且，各有機層的厚度通常為幾nm 幾十nm，因此，上述表面位置的變化對各有機層的厚度的變化帶來較大的影響。例如在將蒸鍍源一基材間距離L設定為2mm的情況下，該距離變化20 μ m (I % )時，各有機層的厚度變化2%左右、S卩、各有機層的厚度能夠以上述距離的變化率的2倍左右的變化率變化。
這樣，有機層的厚度的微小的變化對發光色帶來較大的影響，上述距離L的微小的變化對厚度帶來較大的影響。因此，即使存在基材21的上述表面位置的變化，也能通過與該變化相應地調整蒸鍍源9的位置而維持蒸鍍源一基材間距離L恆定，抑制形成於基材21上的陽極層23的有機層的厚度的變化。此外，蒸鍍源一基材間距離L是指以最短距離將筒狀輥7和噴嘴9a連接起來的虛擬線上的噴嘴9a與基材21的表面之間的距離。
在本實施方式中，如圖2所示，在蒸鍍源9的靠筒狀輥7的旋轉方向上遊側(圖的右側)端部上設有距離測量構件(距離測量部)11。
此外，在蒸鍍源9的與筒狀輥7相反一側(圖的上側)的端部設有位置調整構件(位置調整部)13，該位置調整構件13的與蒸鍍源9相反一側(圖的上側)的端部藉助固定構件15固定於真空室3的內壁3a (固定用部)。即、蒸鍍源9藉助位置調整構件13固定於真空室3的內壁3a。
此外，距離測量構件11和位置調整構件13與例如中央運算裝置(CPU)等的控制部(未圖示)電連接。
距離測量構件11是為了決定由後述的位置調整構件13進行的蒸鍍源9的移動的移動量而對從該距離測量構件11到基材21的距離M進行測量的構件。例如在由距離測量構件11測量距離M的情況下，測量結果被發送到上述控制部，該控制部構成為能算出基於基準距離Ms的距離變化dM。此外，作為對距離M進行測量的情況，也包括測量從距離測量構件11到基材21的距離M的情況、通過測量從距離測量構件11到陽極層23的距離而求出距離M的情況。
此外，作為距離測量構件11對距離M進行測量的方法，能夠列舉出利用距離測量構件11對距離變化dM進行測量、將距離變化dM發送至上述控制部、通過基準距離Ms與距離變化dM之和來得出距離M的方法。在該情況下，在上述控制部不需要計算出距離變化dM。
此外，優選為距離測量構件11是與基材21不接觸就能夠測量距離M的非接觸式的構件。由此，能夠防止距離測量構件11與基材21相接觸而使基材21的表面位置產生不必要的變化。
作為上述那樣的能夠測量距離變化dM且為非接觸式的距離測量構件11，能夠列舉出例如位移傳感器。該位移傳感器具有對雷射進行投光的投光元件、接受從該投光元件向對象物投光的雷射的反射光的受光元件，將對象物的高度的變化作為受光元件的用於接受反射光的受光位置的變化(即與對象物之間的距離變化)進行檢測。並且，採用該位移傳感器，能夠將基於規定的基準距離Ms的變化量作為距離變化dM進行測量。
該距離測量構件11在被筒狀輥7支承的(與筒狀輥7相抵接)基材21的上方配置在比噴嘴9a靠上遊側的位置。由此，距離測量構件11能夠對其與基材21的在上述旋轉方向上比與蒸鍍源9的噴嘴9a相對的區域(蒸鍍區域)靠上遊側的部位之間的距離M進行測量。
該距離測量構件11配置於在筒狀輥7的旋轉方向上比噴嘴9a靠上遊側的位置，只要能夠測量從其到基材21的距離M，就沒有特別的限定。但是，若過於接近噴嘴9a，則有可能受到氣化後的有機層形成材料22的影響而測量精度降低，若過於遠離噴嘴9a，則有可能在基材21上的由距離測量構件11測量的區域(測量區域)到達上述蒸鍍區域的期間內產生距離M的無用的變化，難以使距離測量構件11的測量結果高精度地反映後述的蒸鍍源一基材間距離L的距離變化dL。
因而，能夠例如考慮到該觀點來設定距離測量構件11的配置，優選能夠配置在從上述假想線與基材表面的交點向基材上遊側去的距離為上述距離L的100% 2000%的部位來測量上述距離M。此外，例如、考慮該觀點的同時能夠將距離測量構件11配置在蒸鍍源9中的靠筒狀輥7的上遊側的端部。由此，不需要另外設置用於支承距離測量構件11的構件，因此能夠簡化裝置結構，並且削減構件個數。
位置調整構件13是用於使蒸鍍源9相對於基材21的位置可變的構件。此外，位置調整構件13基於來自上述控制部的根據上述的距離變化dM所產生的電信號而改變蒸鍍源9的位置，由此，蒸鍍源9沿相對於基材21接近、分開的方向移動。
並且，隨著該蒸鍍源9的移動，噴嘴9a相對於基材21移動，從而能夠調整蒸鍍源一基材間距離L。該位置調整構件13隻要能夠以使蒸鍍源9相對於基材21接近、分開的方式進行變形，就沒有特別的限定，例如、作為位置調節構件13，能夠列舉出電動執行元件、油壓執行元件、壓電執行元件等。
其中，優選位置調整構件13為壓電執行元件。該壓電執行元件由陶瓷等壓電元件形成，若被施加電壓，則其厚度根據施加電壓而變化。並且，能夠利用該壓電執行元件的變形使蒸鍍源9的位置可變。這樣，通過採用壓電執行元件作為位置調整構件13，從而能夠更高精度地調整蒸鍍源9的位置。
在此，位置調整構件13藉助棒狀的固定構件15固定於真空室3的內壁3a。由此，蒸鍍源9藉助位置調整構件13固定於內壁3a。固定構件15優選為不會因真空室3內的熱量而產生膨脹等那樣的不鏽鋼等金屬制的，由此，能夠提高距離測量構件11的測量精度、位置調整構件13的位置調整精度。
接著，對採用上述的位移傳感器作為距離測量構件11、採用了具有厚度N的壓電執行元件作為位置調整構件13時的蒸鍍源9的位置調整進行說明。
蒸鍍源一基材間距離L被設定為預定的基準距離Ls，與之相對應地設定上述的距離測量構件11的基準距離Ms。此外，在上述控制部中存儲有由距離測量構件11測量出的距離變化dM與基材21上的上述測量區域到達了上述蒸鍍區域時的蒸鍍源一基材間距離L的距離變化dL之間的相關聯的參數。
由距離測量構件11測量的距離變化dM被發送至上述控制部，若上述控制部從距離測量構件11接受距離變化dM，則根據上述參數計算出與距離變化dM相對應的距離變化dL。並且，在基材21上的測量區域到達蒸鍍區域的時刻，通過調整施加電壓而使上述壓電執行元件的厚度N變化，從而利用位置調整構件13使蒸鍍源9移動與該距離變化dL相當的量。由此，以距離變化dL被抵消的方式調整蒸鍍源9的位置。
例如，在基材21的表面遠離蒸鍍源9、利用距離測量構件11測量出作為增加量的距離變化dM的情況下，如圖3所示，使壓電執行元件的厚度N增加相當於與該增加量相對應的距離變化dL的量(N+ dL)。由此，蒸鍍源一基材間距離L被調整為距離Ls。
另一方面，例如，在基材21的表面接近蒸鍍源9、利用距離測量構件11測量出作為減少量的距離變化dM的情況下，如圖4所示，使壓電執行元件的厚度N減少相當於與該減少量相對應的距離變化dL的量(N - dL)。由此，蒸鍍源一基材間距離L被調整為距離Ls。此外，預先設定使上述的壓電執行元件的厚度增減的時機，作為數據存儲在上述控制部中，該時機由上述控制部控制。
這樣，能夠根據距離測量構件11的測量結果，以利用位置調整構件13使蒸鍍源一基材間距離L為基準距離Ls且恆定的方式調整蒸鍍源9的位置。由此，在蒸鍍有機層時，能夠使蒸鍍源一基材間距離L為基準距離Ls且維持恆定，因此，能夠抑制因該蒸鍍源一基材間距離L的變化所引起的有機層的厚度的變化。因而，能夠抑制有機EL元件20的發光色的變化。
此外，蒸鍍源一基材間距離L越小、該距離L的變化越易於對有機層的厚度的變化帶來較大的影響。若考慮到該觀點，則優選蒸鍍源一基材間距離L為15mm以下，更優選為5mm以下。通過將該距離L設置為15_以下，即使在有機層的厚度更易於發生變化的情況下，也能夠一邊將蒸鍍源9的噴嘴9a與筒狀輥7的表面之間的距離L維持恆定一邊進行蒸鍍工序，因此更加有效。
如上所述那樣在形成於基材21上的陽極層23上蒸鍍有機層之後，通過使用未圖示的濺射裝置等真空成膜裝置在有機層的最上面形成陰極層27，如圖5A 圖5C所示，形成(製造)在基材21上依次層疊有陽極層23、有機層以及陰極層27的有機EL元件20。作為陰極層27，能夠採用鋁(Al)、銀(Ag)、ΙΤ0、鹼性金屬或者包含鹼性土類金屬的合金等。
此外，也能夠在真空室3內的與筒狀輥7上的用於支承基材21的支承區域相對的位置，在筒狀輥7的旋轉方向上，在用於形成有機層的蒸鍍源9的上遊側配置用於形成陽極層23的真空成膜裝置、在蒸鍍源9的下遊側配置用於形成陰極層27的真空成膜裝置，在一邊被筒狀輥7支承一邊移動的基材21上成膜陽極層23之後，蒸鍍有機層，再成膜陰極層27。
此外，作為陽極層23和陰極層27的材料，在採用利用蒸鍍源能夠進行蒸鍍的材料的情況下，通過在真空室3內配置陽極層23和陰極層27用的蒸鍍源9，在基材21上依次連續地蒸鍍陽極層23、有機層、陰極層27，從而也能夠形成有機EL元件20。
接著，對使用了上述製造裝置的第I實施方式的有機EL元件的製造方法進行說明。
本發明的有機EL元件的製造方法，其是一邊使形成有電極層的帶狀的基材移動一邊利用蒸鍍形成有機EL膜的結構層的有機EL元件的製造方法，其特徵在於，
該有機EL元件的製造方法具有蒸鍍工序，在該蒸鍍工序中，供給上述基材，使該基材的非電極層側與驅動而旋轉的筒狀輥的表面相抵接而使該基材移動，並且使氣化的有機層形成材料從以與上述筒狀輥相對的方式配置的蒸鍍源的噴嘴噴出，在上述基材的電極層側形成有機層，
在有機EL元件的製造方法中，使用距離測量部和位置調整部，根據上述距離測量部的第I距離的測量結果一邊以利用上述位置調整部使第2距離恆定的方式進行控制一邊進行上述蒸鍍工序，該距離測量部在上述基材的移動方向上，比上述噴嘴靠上遊側的位置處能夠對從其到被上述筒狀輥支承的上述基材的第I距離進行測量，該位置調整部能夠對上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的第2距離進行調整。
在本實施方式的有機EL元件的製造方法中，首先，在減壓氣氛下，利用濺射等在一個表面側預先形成陽極層23，將捲成卷狀的基材21從基材供給裝置5放出。
接下來，一邊使放出後的基材21的與形成有陽極層23的一側相反一側抵接於筒狀輥7的表面而使放出後的基材21移動，一邊利用以與筒狀輥7相對的方式配置的蒸鍍源9使含有發光層25a (參照圖5A 圖5C)在內的有機層形成材料22氣化，將氣化後的有機層形成材料22從噴嘴9a噴出而將氣化後的有機層形成材料22蒸鍍在被筒狀輥7支承的基材21上的陽極層23上。
在該蒸鍍工序中，使用距離測量構件11 (距離測量部)和位置調整構件13，該距離測量構件11在基材21的移動方向上，在比噴嘴9a靠上遊側的位置處能夠對其與被筒狀輥7支承的基材21的表面之間的距離M (第I距離)進行測量；位置調整構件13能夠使蒸鍍源9相對於基材21的位置可變來調整噴嘴9a與基材21的表面之間的距離L (第2距離)，並根據距離測量構件11的距離M (第I距離)的測量結果一邊以利用位置調整構件13使距離L為基準距離Ls且恆定的方式調整蒸鍍源9的位置一邊進行蒸鍍。
更具體而言，利用在筒狀輥7的旋轉方向上的比蒸鍍源9的噴嘴9a靠上遊側的位置處設於蒸鍍源9的距離測量構件11，在該距離測量構件11的測量位置(雷射的投光位置)對其到基材21表面的距離變化dM進行測量，根據該測量結果，在基材21的上述測量區域到達上述蒸鍍區域的時刻，利用位置調整構件13將蒸鍍源9的位置調整為與相當於距離變化dM的蒸鍍源一基材間距離L的距離變化dL相應的量。作為位置調整構件13，在如上述那樣使用了壓電執行元件的情況下，調整施加電壓來使該壓電執行元件的厚度N增減。由此，能夠使蒸鍍源一基材間距離L為基準距離Ls且恆定。
此外，當在陽極層23上形成多層有機層時，在基材21上的上述測量區域到達各蒸鍍源9的蒸鍍區域的時刻分別與上述同樣地調整蒸鍍源9的位置。
這樣，在一邊使蒸鍍源一基材間距離L恆定一邊在形成於基材21的陽極層23上形成有機層之後，將蒸鍍有有機層的基材21由卷取輥6卷取。並且，利用未圖示的濺射裝置在形成於被卷取的基材21上的有機層上形成陰極層27，從而能夠形成在基材21上依次層疊有陽極層23、有機層以及陰極層27的有機EL元件20。
如上所述，在本實施方式的製造方法中，包括蒸鍍工序，在蒸鍍工序中，供給形成有陽極層23 (電極層)的帶狀的基材21，一邊使該基材21的非陽極層23側與驅動而旋轉的筒狀輥7表面相抵接而使該基材21移動，一邊使氣化後的有機層形成材料22從以筒狀輥7相對的方式配置的蒸鍍源9的噴嘴9a噴出，在基材21的陽極層23側形成有機層，在本實施方式的製造方法中，使用能夠在基材21的移動方向上的比噴嘴9a靠上遊側的位置處對距被筒狀輥7支承的基材21的距離M (第I距離)進行測量的距離測量構件11 (距離測量部)、能夠使蒸鍍源9的相對於基材21的位置可變來調整噴嘴9a與基材21的表面之間的距離L (第2距離)的位置調整構件13 (位置調整部)，根據距離測量構件11的距離M的測量結果，一邊以利用位置調整構件13使距離L恆定的方式進行控制一邊進行蒸鍍工序。
由此，即使被筒狀輥7支承而移動的基材21的表面發生位置變化，也能夠在噴嘴9a的上遊側利用距離測量構件11對距離M(或者距離變化dM)進行測量，根據該測量結果，能夠在基材21上的上述測量區域到達上述蒸鍍區域的時刻，利用位置調整構件13使蒸鍍源9的位置變化，以使蒸鍍源一基材間距離L恆定的方式進行調整。因而，能夠一邊維持蒸鍍源一基材間距離L恆定一邊進行蒸鍍。由此，能夠抑制有機層的厚度變化，因此，能夠獲得發光色的變化被抑制了的、高品質的有機EL元件。此外，能夠防止製造低品質的有機EL元件，因此能夠提高成品率，能夠降低成本。
此外，越減小有機層的厚度的變化越能夠抑制有機EL元件的發光色的變化，通過將該厚度的變化設在例如±2%以內，能夠更可靠地抑制上述發光色的變化，能夠製造更高品質的有機EL元件。
本發明的有機EL元件的製造方法和製造裝置如上所述，但本發明並不限定於上述各實施方式，能夠在本發明的意圖範圍內適當地進行設計變更。例如，在上述實施方式中，在蒸鍍源9上設有距離測量構件11，但此外也能夠在真空室3內的筒狀輥7的旋轉方向上的比蒸鍍區域靠上遊側的位置另外設置固定用構件，在該固定用構件上設置距離測量構件11，使用該距離測量構件11。
此外，在上述實施方式中，藉助固定構件15將位置調整構件13固定在了真空室3的內壁3a，但此外還能夠將位置調整構件13直接固定於內壁3a等。此外，在上述實施方式中，在蒸鍍源9內使有機層形成材料22氣化，但也可以將在別的裝置中被氣化的有機層形成材料22導入蒸鍍源9內，從該蒸鍍源9的噴嘴噴出。
此外，在上述實施方式中，將基材供給裝置5設置在真空室3內，但只要能夠將基材21向筒狀輥7放出，就不特別的限定向筒狀輥7的供給方法。此外，在上述實施方式中，對結束了蒸鍍工序的基材21進行了卷取，但也可以不捲取該基材21而向切斷等工序供給該基材21。
實施例
接著列舉實施例來更詳細地說明本發明，但本發明並不限定於這些實施例。
在上述的第I實施方式的製造裝置I中配置有一個蒸鍍源9，採用了三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)作為用於形成發光層25a的材料，採用了全長為IOOm的PET作為基材21，在該基材21上預先形成了 IZO層作為陽極層23之後，對形成有IZO層的基材21進行了卷取。
此外，使用了壓電執行元件(日本★ 7 r 'y々公司制、金屬密封型層疊壓電執行元件PFT)作為位置調整構件13，使用了位移傳感器(〃 m，電工公司制、雷射位移傳感器HL - Gl)作為距離測量構件11。並且，利用第I實施方式的有機EL元件的製造方法，一邊調整蒸鍍源9的位置一邊利用蒸鍍源9使Alq3氣化，將氣化後的Alq3蒸鍍在形成於基材21上的IZO層上，從而連續地成膜(形成)有發光層25a。
對於所形成的發光層25a的厚度，使用ULVAC公司制的觸針式表面形狀測量器Dektak，在基材21的寬度方向中央處，沿長度方向每隔Im進行測量，根據厚度精度=(厚度的最大值一最小值)/ 2 / (平均厚度)XlOO (%)，而計算出了長度方向的厚度精度。其結果，長度方向的厚度精度為±2%。
(比較例)
不設置位置調整構件13地將蒸鍍源9直接固定於固定構件15，此外，不設置距離測量構件11，除了固定蒸鍍源9的配置以外，與實施例同樣地設置，將Alq3蒸鍍在形成於由PET構成的基材21上的IZO層上而成膜發光層25a，計算出了長度方向的厚度精度。其結果，長度方向的厚度精度為±10%。
根據上述的結果可知，採用本發明的有機EL元件的製造方法和製造裝置，能夠抑制形成於基材21上的陽極層23上的有機層的厚度的變化，能夠抑制有機EL元件的發光色的變化。
附圖標記說明
1:有機EL元件的製造裝置；3:真空室；3a:內壁；5:基材供給裝置(基材供給部)；7:筒狀輥；9:蒸鍍源；9a:噴嘴；11:距離調整構件(距離測量部)；13:位置調整構件(位置調整部)；21:基材；23:陽極層(電極層)；25a:發光層(有機層)。
權利要求
1.一種有機EL元件的製造方法，其是一邊使形成有電極層的帶狀的基材移動一邊在該基材的電極層側形成有機層的製造方法，其特徵在於， 該有機EL元件的製造方法具有蒸鍍工序，在該蒸鍍工序中，供給上述基材，使該基材的非電極層側與驅動而旋轉的筒狀輥的表面相抵接而使該基材移動，並且使氣化的有機層形成材料從以與上述筒狀輥相對的方式配置的蒸鍍源的噴嘴噴出，在上述基材的電極層側形成有機層， 在有機EL元件的製造方法中，使用距離測量部和位置調整部，根據上述距離測量部的第I距離的測量結果一邊以利用上述位置調整部使第2距離恆定的方式進行控制一邊進行上述蒸鍍工序，該距離測量部在上述基材的移動方向上的比上述噴嘴靠上遊側的位置處能夠對從其到被上述筒狀輥支承的上述基材的上述第I距離進行測量，該位置調整部能夠對上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的上述第2距離進行調整。
2.根據權利要求1所述的有機EL元件的製造方法，其特徵在於， 上述位置調整部利用壓電執行元件的變形而能夠使上述蒸鍍源的位置可變。
3.根據權利要求1所述的有機EL元件的製造方法，其特徵在於， 上述距離測量部設於上述蒸鍍源。
4.根據權利要求1所述的有機EL元件的製造方法，其特徵在於， 上述噴嘴與上述基材的表面之間的距離為15mm以下。
5.一種有機EL元件的製造裝置，其特徵在於，其包括: 基材供給部，其用於供給形成有電極層的帶狀的基材； 筒狀輥，其一邊與所供給的該基材的非電極層側相抵接一邊隨著該基材的移動被驅動而旋轉； 蒸鍍源，其以與該筒狀輥相對的方式配置，從噴嘴噴出氣化後的有機層形成材料，在與筒狀輥相抵接的上述基材的上述電極層側形成有機層； 距離測量部，其在上述基材的移動方向上的比上述噴嘴靠上遊側的位置處能夠對從其到被上述筒狀輥支承的上述基材的第I距離進行測量；以及 位置調整部，其能夠對上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的第2距離進行調整； 該有機EL元件的製造裝置構成為，根據上述距離測量部的上述第I距離的測量結果，一邊利用上述位置調整部以使上述第2距離恆定的方式調整上述蒸鍍源的位置一邊進行蒸鍍。
全文摘要
本發明提供一種有機EL元件的製造方法。有機EL元件的製造方法包括蒸鍍工序，在蒸鍍工序中，供給基材，使該基材的非電極層側與驅動而旋轉的筒狀輥表面相抵接而使該基材移動並自蒸鍍源的噴嘴噴出氣化的有機層形成材料，在上述基材的電極層側形成有機層，在有機EL元件的製造方法中，使用能夠對距被上述筒狀輥支承的上述基材的第1距離進行測量的距離測量部、能夠調整上述蒸鍍源的噴嘴與上述基材的表面之間的第2距離的位置調整部，根據上述距離測量部的上述第1距離的測量結果一邊利用上述位置調整部以使上述第2距離恆定的方式進行控制一邊進行上述蒸鍍工序。
文檔編號H01L51/50GK103155705SQ20118004874
公開日2013年6月12日 申請日期2011年11月4日 優先權日2010年12月28日
發明者森田成紀, 垣內良平, 長瀨純一, 根岸伸和, 中井孝洋, 市枝直子, 渡邊聖彥 申請人:日東電工株式會社