特表-16151902IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ コニカミノルタ株式会社の特許一覧
再表2016-151902パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法
<>
  • 再表WO2016151902-パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法 図000005
  • 再表WO2016151902-パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法 図000006
  • 再表WO2016151902-パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法 図000007
  • 再表WO2016151902-パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法 図000008
  • 再表WO2016151902-パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法 図000009
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
【公報種別】再公表特許(A1)
(11)【国際公開番号】WO/0
(43)【国際公開日】2016年9月29日
【発行日】2017年12月28日
(54)【発明の名称】パターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法
(51)【国際特許分類】
   H05B 33/10 20060101AFI20171201BHJP
   H01L 51/50 20060101ALI20171201BHJP
   H01L 27/32 20060101ALI20171201BHJP
   G09F 9/00 20060101ALI20171201BHJP
【FI】
   H05B33/10
   H05B33/14 A
   H01L27/32
   G09F9/00 338
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】18
【出願番号】特願2017-507310(P2017-507310)
(21)【国際出願番号】PCT/0/0
(22)【国際出願日】2015年10月6日
(31)【優先権主張番号】特願2015-57062(P2015-57062)
(32)【優先日】2015年3月20日
(33)【優先権主張国】JP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US
(71)【出願人】
【識別番号】000001270
【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001254
【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】奥村 尚裕
(72)【発明者】
【氏名】新藤 博之
(72)【発明者】
【氏名】森川 雅弘
【テーマコード(参考)】
3K107
5G435
【Fターム(参考)】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC33
3K107CC35
3K107CC45
3K107GG11
3K107GG28
3K107GG31
5G435AA17
5G435BB05
5G435KK05
5G435KK10
(57)【要約】
本発明の課題は、生産性が高く、寸法精度の高いパターニングが可能なパターニング装置を提供することである。また、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法を提供することである。
本発明のパターニング装置は、紫外線発光部、前記紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体及びその下部に紫外線が照射されるガラスマスクを備えたパターニング装置であって、前記ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部が備えられていることを特徴とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
紫外線発光部、前記紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体及びその下部に紫外線が照射されるガラスマスクを備えたパターニング装置であって、前記ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部が備えられていることを特徴とするパターニング装置。
【請求項2】
前記空気流発生部が、スリット状の吹き付け部を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のパターニング装置。
【請求項3】
前記空気流発生部が、ノズル状の吹き付け部を備えたものであることを特徴とする請求項1に記載のパターニング装置。
【請求項4】
前記吹き付けられる空気が、温度調整されたものであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のパターニング装置。
【請求項5】
前記ガラスマスクの下部にチラーを備えていることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のパターニング装置。
【請求項6】
請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載のパターニング装置を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子をパターンニングすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はパターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法に関する。より詳しくは、生産性が高く、寸法精度の高いパターニングが可能なパターニング装置及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、薄型の発光材料として有機発光パネルが注目されている。例えば、有機材料のエレクトロルミネッセンス(Electro Luminescence:EL)を利用した有機発光素子(以下「有機EL素子」ともいう。)は、数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体パネルであり、低電力で高い輝度を得ることができ、視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れ、薄型、軽量にできるといった多くの優れた特徴を有している。このため、有機EL素子をパネルとして用いた各種ディスプレイや、そのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体が近年注目されている。
【0003】
このような有機ELパネルは、2枚の電極間に有機材料からなる発光層が配置された構成を有し、発光層で生じた発光光は電極を透過して外部に取り出される。このため、2枚の電極のうちの少なくとも一方は透明電極として構成され、透明電極側から発光光が取り出される。
【0004】
有機ELパネルをディスプレイ用途に用いるため、パターニングされた有機EL素子を製造する方法として、ガラス基板上に積層された有機EL素子の有機機能層に対して紫外線を照射し、当該照射部分を劣化させることで、非発光領域を有する発光パターンを形成する有機ELパネルの製造方法が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、像様のマスクを介して有機EL素子への照射光量を変化することでも、発光パターンを有する有機ELパネルを製造することができる。
【0005】
このような発光パターンを有する有機ELパネルの需要が高まるにつれ、パネルの大画面化やパネル製造の高い生産性などの要望が高まっている。しかし、このような場合、照射光量を大きくする必要が生じ、光源の発熱による問題が顕在化してきている。具体的には、紫外線照射時に光源から発生する熱により、有機EL素子上のマスクが高温になり膨張して、寸法がずれたり、マスクが撓みマスクと有機EL素子の間に間隙が生じて露光された画像がボケたりして、正確な大きさで高精細にパネルを製造することが困難であった。極端な場合にはガラスマスクが熱膨張により破損することもあった。
【0006】
このような熱による不具合をなくすため、空気を吹き付けて冷却することが考えられる。例えば特許文献2では、フォトリソグラフィー工程内でマスクマスクパターンを感光性の基板上に露光する際、吹き出し口から投影露光系の特定方向に向けて温度制御された空気流を移動させることにより、温度上昇を防ぐ技術が開示されている。しかし、このように一方向から空気を吹き付ける場合、むらが生じやすく、また、温度上昇が大きい有機ELパネルの製造に対して、ガラスマスクの寸法安定性を確保するには不十分であり、より効率的な冷却方法が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2012−28335号公報
【特許文献2】特開平10−289874号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、生産性が高く、寸法精度の高いパターニングが可能なパターニング装置を提供することである。また、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと光源下方に取り付けられた筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部を備えることにより、上記課題を解決できることを見いだし本発明に至った。
【0010】
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
【0011】
1.紫外線発光部、前記紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体及びその下部に紫外線が照射されるガラスマスクを備えたパターニング装置であって、前記ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部が備えられていることを特徴とするパターニング装置。
【0012】
2.前記空気流発生部が、スリット状の吹き付け部を備えたものであることを特徴とする第1項に記載のパターニング装置。
【0013】
3.前記空気流発生部が、ノズル状の吹き付け部を備えたものであることを特徴とする第1項に記載のパターニング装置。
【0014】
4.前記吹き付けられる空気が、温度調整されたものであることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載のパターニング装置。
【0015】
5.前記ガラスマスクの下部にチラーを備えていることを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載のパターニング装置。
【0016】
6.第1項から第5項までのいずれか一項に記載のパターニング装置を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子をパターンニングすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法。
【発明の効果】
【0017】
本発明の上記手段により、生産性が高く、寸法精度の高いパターニングが可能なパターニング装置を提供することができる。また、それを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法を提供することができる。
【0018】
本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記反射導光する筐体(以下、リフレクター又は単に筐体ともいう。)との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部を備えることにより、中央部で対向して吹き付けられた空気が合流する。合流した空気は、ガラス面の冷却をむらなく行うとともに、リフレクター上部に上昇して、紫外線発光部に到達し、さらにはリフレクター側面に沿って下降し対流する。このように、リフレクター内部の空気循環(対流)を促進して、リフレクター内部の発熱した空気を冷却するとともに、リフレクターをも効率的に冷却することができるためであると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本発明のパターニング装置の一例の透視図
図2】本発明のパターニング装置の他の一例の断面図
図3】スリット状の吹き付け部を備えた空気流発生部の一例の側面図
図4】チラーの概念図の一例
図5】有機EL素子の一例の断面図
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明のパターニング装置は、紫外線発光部、前記紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体及びその下部に紫外線が照射されるガラスマスクを備えたパターニング装置であって、前記ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部が備えられていることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項6までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
【0021】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、空気流発生部が、スリット状の吹き付け部を備えたものであることが好ましい。また、ノズル状の吹き付け部を備えたものであることも、本発明の効果発現の観点から好ましい。
【0022】
さらに、本発明においては、吹き付けられる空気が、温度調整されたものであることが好ましい。これにより、冷却効率をさらに上げることができる。
【0023】
本発明の実施態様としては、本発明の効果発現の観点から、ガラスマスクの下部にチラーを備えていることが好ましい。
【0024】
さらに、本発明のパターニング装置を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子をパターンニングする有機エレクトロルミネッセンス素子のパターニング方法が好ましい。
【0025】
以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
【0026】
《パターニング装置の概要》
本発明のパターニング装置は、紫外線発光部、前記紫外線発光部から発せられた紫外線を反射導光する筐体及びその下部に紫外線が照射されるガラスマスクを備えたパターニング装置であって、前記ガラスマスク上面の対向する位置に、前記ガラスマスクと前記筐体との間隙を通して、空気が前記ガラスマスクと平行に、かつ前記ガラスマスクの中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部が備えられていることを特徴とする。
【0027】
図1は、本発明のパターニング装置の一例の透視図である。紫外線発光部1から発せられた紫外線は反射導光する筐体2を通して、その下部に位置するガラスマスク3に照射される。紫外線を照射されたガラスマスク3は、高温になり、熱膨張するとともに、筐体及び筐体内部の温度が上昇して、寸法精度の高いパターニングが困難になってしまう。本発明ではこの対策として、ガラスマスク上面の対向する位置に、ガラスマスク3と前記筐体2との間隙を通して、空気がガラスマスク3と平行に、かつ前記ガラスマスク3の中央方向に吹き付けられるよう配置された一対の空気流発生部5が備えられていることを特徴としている。
【0028】
このような配置とすることにより、中央方向に、ガラスマスク3と平行に吹き付けられた空気流4は、ガラス面の冷却をむらなく行うとともに、中央部で合流し、合流した空気流が筐体2上部に上昇して、紫外線発光部に到達し、さらには筐体2側面に沿って下降し対流する。このように、筐体2内部の空気循環(対流)を促進して、筐体2内部の発熱した空気を冷却するとともに、筐体2をも効率的に冷却することができるものと考えられる。吹き付けられた空気は、熱を吸収して筐体2内部を循環して、空気流発生部5が備えられている面の隣り合った側面から排気される。
【0029】
《空気流発生部》
図2は本発明のパターニング装置の他の一例の断面図である。空気流発生部5は、ガラスマスク3上面の対向する位置に、ガラスマスク3と筐体2との間隙7を通して、空気がガラスマスク3と平行に、かつガラスマスク3の中央方向に吹き付けられるよう配置されている。
【0030】
図2のように空気流発生部5は、ガラスマスク3の上面に配置し、ガラスマスク3と平行に吹き付けることにより、吹き付けられる空気流4は、むらなくガラスマスク3上を進みガラスマスク3中央部で合流する。平行に吹き付けるとは、ガラスマスク3の平面に対し±2度以内の角度で吹き付けることをいう。ガラスマスク平面に対し2度を超えて上向きに吹き付けた場合は、ガラスマスクの冷却が不十分となる。また、ガラスマスク平面に対し2度を超えて下向きに吹き付けた場合は、ガラスマスクに吹き付けられた空気に乱れが生じ、ガラスマスクの冷却にむらが生じたり、中央部で合流した空気が、筐体2内部で乱流を発生させてしまい、前述した対流が起こらず、冷却が効率的にならないため好ましくない。
【0031】
ガラスマスクに吹き付けられた空気は、ガラスマスク3の中央部で合流する。中央で合流することで、ガラスマスク3及び筐体2をむらなく冷却することができる。このため空気流発生部5は、ガラスマスク3上面の対向する位置に平行に配置される。また、筐体の吹き付けられる側の側面とも平行であることが好ましい。
【0032】
筐体2と空気流発生部5との距離8は、空気が効率よく筐体に吹き付けられれば特に制約はないが10〜200mmの範囲内であることが好ましい。より好ましくは50〜100mmの範囲内である。また、空気流発生部の長さは、吹き付ける側の筐体の幅と同じか、それより大きいほうが好ましい。
【0033】
空気流発生部5から吹き付けられた空気は、ガラスマスク3と筐体2との間隙7を通して筐体2内に吹き付けられる。この間隙7は、筐体内部への空気の出し入れ口の機能を有するが、吹き付けられた空気が、効率よく筐体2内を循環することに対しても影響する。2〜20mmの範囲内であることが好ましい。好ましくは3〜10mmの範囲内である。間隙が20mm以内であれば、筐体2内での空気の循環が効率的に行われ、2mm以上あれば、冷却するための風量を十分に得ることができる。
【0034】
また、一対の空気流発生部5は、筐体5、及びガラスマスク3の中央部に対して対称の位置に配置されることが好ましい。空気流発生部から吹き付けられた空気による冷却に加えて、ガラスマスクの下部に水冷管10を有するチラー9を備えていることが好ましい。
【0035】
〈吹き付け部〉
前述したような筐体2内部の空気循環を行い、効率よくガラスマスクや筐体を冷却するためには、空気流発生部が、スリット状又はノズル状の吹き付け部を備えたものであることが好ましい。スリット状の吹き付け部を備えたものであることが、より好ましい。
【0036】
図3はスリット状の吹き付け部を備えた空気流発生部の一例の側面図である。スリット状の吹き付け部Sを備えた空気流発生部は、層状の空気流4を吹き付けることができる。例えば、間隙が50〜100μm程度の薄いスリットから、高速で噴出された空気は、周辺の空気を大量に巻き込み層状の空気を吹き付けることができる。このような層状の空気を吹き付けることで、ガラスマスクと筐体とを効率的に冷却することができる。
【0037】
スリット状の吹き付け部の代わりに、ノズル状の吹き付け部を備えたものも使用できるが、その場合ノズルの数は多いほうが良く、ノズルの数は5〜20mmの間隔で1個あることが好ましい。ノズル径の大きさは、適宜調整することができる。
【0038】
吹き付け部に用いるスリット状の吹き付け部又は、ノズル状の吹き付け部を備えた空気流発生部は市販品のものを使用することができる。例えば、サンワエンタープライズ社製の、層状空気流発生装置750型やスプレーイングシステムジャパン社製のブロアナイフエアーノズルなどを用いることができる。
【0039】
一対の吹き付け部から吹き付けられる風量は同じであることが好ましい。風量としては1000〜40000L/minであることができる。空気流発生部は、エアコンプレッサーに接続されていることが好ましい。紫外線の照射光量に応じて、適宜所望の風量、風速に調節することができる。エアコンプレッサーは公知のものを使用できる。
【0040】
また、吹き付けられる空気が、温度調整されたものであることが好ましい。必要に応じて、例えば、5〜15度程度に温度調節した空気を用いることで冷却効率を上げることができる。
【0041】
《反射導光する筐体》
反射導光する筐体(リフレクター)は、紫外線発光部から照射された紫外線の光量の低下を防ぎ、かつ均一な光量でガラスマスクに照射させる機能を有している。そのために、内面が反射材料で覆われていることが好ましい。反射材料は、熱に対して耐性があり、耐久性もあることから、金属材料を用いることができる。例えば、軽量でもあることから、アルミニウムを好ましく使用できる。
【0042】
筐体は、その上部に紫外線発光部が取り付けられ、その下端にガラスマスクとの間隙を有していれば、その高さや、底面積は、特に制限がなく、紫外線を照射する有機ELパネルの大きさに応じて設定することができる。底面は、作製するパターンより大きいことが好ましい。
【0043】
本発明においては、有機ELパネルが大きく、照射光量の大きい場合の紫外線照射時の冷却に特に効果的であることから、例えば、0.1〜7mの大きさの有機ELパネルの製造に効果的である。また、本発明によれば、寸法精度の高いパターニングが可能であることから、同一のパターンを有する複数の有機ELパネルを一回の紫外線照射で作製することで、生産性を高めることもできる。
【0044】
筐体の高さは、紫外線の光量、照射光量のむらなどから、適宜調整できる。例えば、0.5〜5m程度にすることができる。
【0045】
《紫外線発光部》
紫外線発光部には、紫外線を発光する光源が取り付けられている。光源としては、所望の紫外線光量を発光する光源であれば、特に制限はない。例えば、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、エキシマランプ、UV光レーザー等から発せられる100〜400nmの範囲、好ましくは200〜400nmの範囲の波長領域の紫外線を用いることができる。
【0046】
有機ELパネルのサイズにもよるが、20〜3600J/cmの光量で照射することができる。また、紫外線照射時間は、5〜300秒の範囲内であることが好ましい。
【0047】
《ガラスマスク》
ガラスマスクは、有機EL素子に照射する光量を変える役割を有する。紫外線の透過光量を変えることができる公知のマスク材料を用いて、ガラス基板上にネガ状のパターンを有するガラスマスクを作製することができる。これを有機EL素子に紫外線照射することにより、発光パターンを有する有機ELパネルを作製することができる。例えば、ゼラチン膜中に銀微粒子が分散した白黒写真のネガ画像を用いることで、写真画像を作製することができる。
【0048】
ガラス基板としては、素材として、特に限定されることがなく、例えば、光学的用や基板用に用いられる公知のガラス素材を用いることができる。具体的には、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、結晶化ガラス等のガラスセラミック、リン酸系ガラス又はランタン系ガラス等を挙げることができる。
【0049】
これらの中では、熱膨張率の低いいものが好ましい。ソーダライムガラス、石英ガラスを、好ましく用いることができる。ガラスマスク厚さは特に制限はないが、3〜10mmのものを用いることができる。
【0050】
なお、ここでいう「パターン」とは、有機ELパネルにより表示される図案(図の柄や模様)、文字、画像等をいう。「パターニング」とは、これらのパターン表示機能を持たせることをいう。
【0051】
また、「発光パターン」とは、有機ELパネルが発光する際、所定の図案(図の柄や模様)、文字、画像等に基づいて、発光面の位置により発光強度(輝度)を変えて光を発光させるためにあらかじめ当該有機EL素子に形成(付与)される所定の図案(図の柄や模様)、文字、画像等を表示させる機能を有する発生源をいう。
【0052】
《チラー》
空気流発生部から吹き付けられた空気による冷却に加えて、ガラスマスクの下部にチラーを備えていることが好ましい。ここで「チラー」とは、熱媒体を循環させて対象部を一定の温度に保つ装置をいう。このチラーにより、特にガラスマスクの温度が100℃以上の高温になるような場合に好ましく使用することができる。また、例えば、ガラスマスクの温度が150℃まで上昇した場合、紫外線照射を中断して、室温まで下げる等の使い方ができる。チラーは、紫外線が照射される有機EL素子の下面に接して設けられていることが好ましい。
【0053】
チラーとしては、公知のチラーが挙げられるが、水冷チラーが簡便で効果的であることから好ましい。
【0054】
図4は、チラーの概念図の一例である。図4は、チラー9が2系統の循環水を流す場合の例である。冷水が水冷管(導入)10aで導入され水冷管(排出)10bから排出され、排出された水は、再度冷却され、循環して、紫外線照射される有機EL素子を冷却することができる。
【0055】
チラーの材質は熱伝導率の高いものが好ましい。例えば、アルミニウムなどを用いることができる。
【0056】
《有機エレクトロルミネッセンス素子》
本発明に係る有機EL素子は、少なくとも一対の電極間に一つ又は複数の有機機能層を備えている。本発明における有機機能層とは、有機化合物を含有する層をいう。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層(青色発光層、緑色発光層、赤色発光層を含む)電子輸送層、電子注入層を挙げることができる。
【0057】
本発明に係る有機EL素子は、種々の構成を採り得るが、一例を図5に示す。なお図5は説明のため縦横比は正確ではない。
【0058】
図5に示すとおり、本発明に係る有機EL素子100は、基板113上に設けられており、基板113側から順に、第一電極(透明電極)11、有機材料等を用いて構成された有機機能層13、及び第二電極(対向電極)15aをこの順に積層して構成されている。第一電極11(下地層11aと電極層11bからなる。)の端部には、取り出し電極116が設けられている。第一電極11と外部電源(図示略)とは、取り出し電極116を介して、電気的に接続される。有機EL素子100は、発生させた光(発光光h)を、少なくとも基板113側から取り出すように構成されている。
【0059】
また、有機EL素子100の層構造が限定されることはなく、一般的な層構造であって良い。ここでは、第一電極1がアノード(すなわち陽極)として機能し、第二電極15aがカソード(すなわち陰極)として機能することとする。この場合、例えば、有機機能層13は、アノードである第一電極11側から順に正孔注入層13a/正孔輸送層13b/発光層13c/電子輸送層13d/電子注入層13eを積層した構成が例示されるが、このうち、少なくとも有機材料を用いて構成された発光層13cを有することが必須である。正孔注入層13a及び正孔輸送層13bは、正孔輸送注入層として設けられても良い。電子輸送層13d及び電子注入層13eは、電子輸送注入層として設けられても良い。
【0060】
また、有機機能層13は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が、必要に応じて必要箇所に積層されていても良い。さらに、発光層13cは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させた構造としても良い。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能しても良い。さらに、カソードである第二電極15aも、必要に応じた積層構造であっても良い。このような構成において、第一電極11と第二電極15aとで有機機能層13が挟持された部分のみが、有機EL素子100における発光領域となる。
【0061】
また、以上のような層構成においては、第一電極11の低抵抗化を図ることを目的として、第一電極11の電極層11bに接して補助電極115が設けられていても良い。
【0062】
以上のような構成の有機EL素子100は、有機材料等を用いて構成された有機機能層13の劣化を防止することを目的として、基板113上において後述する封止材117で封止されている。この封止材117は、接着剤119を介して基板113側に固定されている。ただし、第一電極11(取り出し電極116)及び第二電極15aの端子部分は、基板113上において有機機能層13によって互いに絶縁性を保った状態で封止材117から露出させた状態で設けられている。
【0063】
なお、有機EL素子を構成する各層に用いられている材料は、公知のものを用いることができる。
【実施例】
【0064】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
【0065】
[有機EL素子の作製]
《有機EL素子101の作製》
厚さ75μmのPET(コスモシャインA4300 東洋紡製)の透明樹脂基板上に、真空蒸着装置内で、下記構造式で表される含窒素化合物N−1を25nmの厚さで成膜後、マスクを使用して陽極として銀を10nmの厚さで成膜した。
【0066】
更に、蒸着用るつぼの各々に、正孔注入材料としてCuPc(銅フタロシアニン)、正孔輸送材料としてα−NPD、緑色発光層のホスト化合物としてCBP、緑色発光層のドーパントとしてIr(ppy)、電子輸送材料としてAlq、電子注入材料としてLiFを各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製又はタングステン製抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
【0067】
N−1、CuPc、α−NPD、CBP、Ir(ppy)、BAlq、Alqの各構造式を、それぞれ、以下に示す。
【0068】
【化1】
【0069】
次いで、真空度4×10−4Paまで減圧した後、CuPcの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、CuPcを蒸着速度0.1nm/秒で樹脂基板のITO電極側に蒸着し、層厚15nmの正孔注入層を設けた。
【0070】
次いで、α−NPDの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、α−NPDを蒸着速度0.1nm/秒で正孔注入層上に蒸着し、厚さ25nmの正孔輸送層を設けた。
【0071】
次いで、5質量%のIr(ppy)とCBPの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、Ir(ppy)とCBPとを合計の蒸着速度0.1nm/秒で正孔輸送層上に共蒸着し、層厚10nmの緑色発光層を設けた。
【0072】
次いで、BAlqの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、BAlqを蒸着速度0.1nm/秒で緑色発光層上に蒸着し、層厚15nmの正孔阻止層を設けた。
【0073】
次いで、Alqの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、Alqを蒸着速度0.1nm/秒で正孔阻止層上に蒸着し、層厚30nmの電子輸送層を設けた。
【0074】
更に、LiFの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、LiFを蒸着速度0.1nm/秒で電子輸送層上に蒸着し、層厚1nmの電子注入層を設けた。このようにして有機機能層を形成した。
【0075】
最後に、アルミニウムを電子注入層上に蒸着し、層厚110nmの陰極を設けた。そして、前記蒸着面側を厚さ300μmのエポキシ樹脂で覆って封止材とし、更に、厚さ12μmのアルミニウム箔で覆って保護膜とした後、硬化させた。ここまでの操作は全て、素子を大気に接触させることなく、窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)内で行った。
【0076】
このようにして有機EL素子101を作製した。パターニングに際し、サイズは70×100cmの大きさのものを用いた。
【0077】
《パターニングされた有機ELパネル101の作製》
[紫外線照射]
図2に示したパターニング装置を用いて、有機EL素子101をパターニングして有機ELパネル101を作製した。パターニングの条件を以下に示す。
【0078】
〈ガラスマスク〉
厚さ5mm、81.3×137.9cmの大きさの、ガラス基板(ソーダライムガラス)に塗布された感光材料に、ハーフピッチ0.3mmのラインアンドスペース(0.3mm毎に白(透明)と黒が交互する長さ2mmの線状のパターン)を縦、横、斜め45度に配したチェック用パターンを、写真法により多数焼き込んだガラスマスクを用いた。
【0079】
ガラスマスクの中央部に、ガラスマスクと密着させて、有機EL素子101を、発光面を上にして置いた。
【0080】
以下の条件でそれぞれ、室温温度25℃の環境下、有機ELパネルを作製した。
【0081】
〈筐体〉
寸法:W1155mm×D784.5mm×H2500mm
材質:アルミ製内壁の反射板(厚さ1.5mm)/空気層(厚さ5mm)/アルミ製外壁(厚さ7.5mm)のアルミニウムサンドウイッチ構造を有する筐体を用いた。
【0082】
反射導光筐体とガラスマスクの間隙7:5.0mm
〈紫外線発光部〉
光源:高圧水銀灯
照射光量:4W/cm
照射時間5分
〈空気流発生部〉
吹き付け部がスリット状の層状空気流発生部を用いて、両短辺方向からガラスマスクの中央方向に、同じ風量で吹き付けた。
【0083】
吹き付け部のスリット位置:ガラス上面3mm
空気流発生部の吹き付け部の角度:ガラスマスクに対して平行(0度)
空気流発生部と筐体の間隙8:72mmとして、筐体の短辺に対向する位置に、一対の空気流発生部をとりつけた。
【0084】
吹き付ける空気の温度:25℃
圧縮空気圧力:0.3MPa
空気消費量:1500L/min
《パターニングされた有機ELパネル102の作製》
有機ELパネル101の作製において、チラーを用いて、有機EL素子の下面からも冷却水により冷却した。その他は、有機ELパネル101の作製と同様にして有機ELパネル102を作製した。
チラー:厚さ60mmのアルミニウム中に10mmφの直径の水冷管を有すチラーを用い、温度20℃の水を、5m/minの速度で循環させた。
【0085】
《パターニングされた有機ELパネル103の作製》
有機ELパネル102の作製において、空気流発生部からの送風を止めた。その他は、有機ELパネル102の作製と同様にして有機ELパネル103を作製した。
【0086】
《有機ELパネルの寸法測定》
《パターニングされた有機ELパネル104の作製》
有機ELパネル101の作製において、空気流発生部からの送風を止めた。その他は、有機ELパネル101の作製と同様にして有機ELパネル104を作製した。つまり冷却手段を用いずに有機ELパネル104を作製した。この場合は、紫外線発光部からの熱で、ガラスマスクが破損してしまった。
【0087】
<マスクの寸法測定>
紫外線照射5分後のガラスマスクの長さから紫外線照射前(25℃)のガラスマスクの長さを引いた熱膨張による長さ変化を測定した。すなわち、紫外線を照射中にキーエンス社製レーザー変位計(LK−H150)にてマスク外形寸法の変位を測定して、紫外線照射5分後のガラスマスクの短辺側(空気流発生部から吹き付けた側)と長辺側(吹き付けた空気が排出する側)のそれぞれ2辺の平均値から熱膨張による長さの変化を測定した。この結果を表1に示す。
【0088】
【表1】
【0089】
表1より、本発明の有機ELパネル101は、熱の影響を受けにくいことが分かる。チラーを用いた本発明の有機ELパネル102はさらに熱の影響を受け難くなっている。チラーのみの冷却で作製した比較の有機ELパネル103は冷却効果が十分でなく、熱膨張による長さ変化が大きいことがわかる。
【0090】
有機ELパネルを通電してハーフピッチ0.3mmのラインアンドスペースのチェック用パターンに着目すると、本発明の有機ELパネル101、102は、輝度は落ちるが、中心部も周辺部も線状のパターンが認められた。これに対し、比較の有機ELパネル103は、周辺部のチェック用パターンは、完全に潰れを生じて線状のパターンを認識できなかった。また、周辺部のチェック用パターンが不鮮明だけでなく、中央部のチェック用パターンでも潰れを生じている部分が観測され、むらを生じていることが分かった。ガラスマスクが熱により撓み、ガラスマスクと有機EL素子の密着性が良好でない状態で紫外線が照射されたものと推測された。
【0091】
なお、有機ELパネル101の作製において、スリット状の空気流発生部の代わりにノズル状の空気流発生部(ノズル径4.0mmφ、1個/10mmの間隔で筐体の短辺側に設置)を用いて、同じ空気量で吹き付けた場合は、有機ELパネル101に近い良好な結果が得られ、有機ELパネル101の作製において、吹き付ける空気の温度を、10℃に温度調節した空気を用いた場合は、チラーを用いた有機ELパネル102と同様な良好な結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【0092】
本発明のパターニング装置は、生産性が高く、寸法精度の高いパターニングが可能であり、有機エレクトロルミネッセンス素子をパターニングしてパネルとして用いた各種ディスプレイ等に適用することができる。
【符号の説明】
【0093】
1 紫外線発光部
2 筐体(リフレクター)
3 ガラスマスク
4 空気流
5 空気流発生部
6 有機EL素子
7 ガラスマスクと筐体との間隙
8 筐体と空気流発生部との距離
9 チラー
10 水冷管
10a 水冷管(導入)
10b 水冷管(排出)
S スリット状の吹き付け部
11 第一電極
11a 下地層
11b 電極層
13 有機機能層
13a 正孔注入層
13b 正孔輸送層
13c 発光層
13d 電子輸送層
13e 電子注入層
15a 第二電極
100 有機EL素子
113 基板
113a 光取り出し面
115 補助電極
116 取り出し電極
117 封止材
119 接着剤
h 発光光
図1
図2
図3
図4
図5
【国際調査報告】