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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MANUFACTURING ROLL-SHAPED RESIN FILM HAVING A TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT MANUFACTURED BY THE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/102868
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a method for continuously manufacturing in the roll-to-roll way, a roll-shaped resin film having a transparent conductive film on a barrier film. The roll-shaped resin film having the transparent conductive film is manufactured by forming a barrier film in a pressure environment near the atmospheric pressure and then continuously forming in the roll-to-roll way, the transparent conductive film on a resin film base in a vacuum environment via a pressure adjusting unit.

Inventors:
GENDA, Kazuo (Inc. 1 Sakura-machi, Hino-sh, Tokyo 11, 1918511, JP)
Application Number:
JP2008/053048
Publication Date:
August 28, 2008
Filing Date:
February 22, 2008
Export Citation:
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Assignee:
Konica Minolta Holdings, Inc. (6-1 Marunouchi 1-chome, Chiyoda-ku Tokyo, 05, 1000005, JP)
コニカミノルタホールディングス株式会社 (〒05 東京都千代田区丸の内一丁目6番1号 Tokyo, 1000005, JP)
International Classes:
H01B13/00; C23C14/32; C23C16/509; H01L51/50; H05B33/02; H05B33/10; H05B33/28
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Claims:
透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法において、少なくとも大気圧もしくはその近傍の圧力環境下にてバリア膜を成膜し、その後、圧力調整部を介して真空環境下にて透明導電膜を、樹脂フィルム基材上に、ロールツーロールにて連続して成膜することを特徴とする透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法。
前記圧力調整部が、複数の緩衝チャンバーからなることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法。
前記バリア膜を、大気圧もしくはその近傍の圧力環境下において、放電空間に薄膜形成ガスおよび放電ガスを含有するガスを供給し、前記放電空間に高周波電界を印加することにより前記ガスを励起し、励起した前記ガスに樹脂フィルムを晒すことにより、樹脂フィルム基材上に成膜することを特徴とする請求の範囲第1項または第2項に記載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法。
前記透明導電膜を、イオンプレーティング法で成膜することを特徴とする請求の範囲第1項~第3項のいずれか1項に記載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法。
前記透明導電膜を、スパッタ法で成膜することを特徴とする請求の範囲第1項~第3項のいずれか1項に記載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法。
請求の範囲第1項~第5項のいずれか1項に記載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの製造方法により作製された樹脂フィルム基材上に設けられたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Description:
透明導電膜を有するロール状樹 フィルムの製造方法及びこれを用いる有機 レクトロルミネッセンス素子

 本発明は、少なくともバリア性を有する リア膜上に透明導電膜を設けるロール状樹 フィルムの製造方法に関する。

 電子ペーパーやフレキシブルディスプレ 等のディバイス用の基材として、軽くてフ キシブルな樹脂フィルムが幅広く利用され いる。しかし、樹脂フィルムは水分や酸素 透過に対するバリア性が低いため、樹脂フ ルム上に搭載する電子ディバイスが劣化す という問題がある。このため、樹脂フィル にバリア膜を付与し、バリア膜上に電子デ バイスに電圧や電流を供給する透明導電膜 設けて、電子ディバイスをフレキシブル化 ている。バリア膜としてはシリコン系のシ コン窒化膜(SiNx)、シリコン窒化酸化膜(SiOxNx )、シリコン酸化膜(SiOx)や、金属酸化物系の 化マグネシウム(MgOx)、酸化アルミニウム(AlOx )等の無機膜を主体とする膜が利用されてい 。樹脂フィルム上に形成される電子ディバ スの表示をバリア膜から透過する方向に取 出す構成の場合においては、透明度の高い リア膜が要求される。

 上記のような、従来のバリア膜は、電子 ーム法、スパッタリング法、プラズマCVD法 イオンプレーティング法等の薄膜成膜法に り形成される。これらの薄膜成膜法によれ 、真空環境下において、高融点材料の化合 でも比較的容易に、バリア性の高い無機膜 することが可能である。しかしながら、バ ア膜の成膜を生産性の観点から、長手のロ ル形状の樹脂フィルムを用いて、ロールツ ロール方式で行うと、1枚毎に成膜処理する 枚葉方式に比べて単位時間当たりの生産性が 向上する反面、真空環境下ではロール状樹脂 フィルムが吸水した大量の水分が、チャンバ ー内で気化するため、成膜したバリア膜質が 劣化する。

 従来技術として、特開2006-175633号公報で 、バリア成膜の技術として、大気圧または 気圧近傍の圧力環境下で、樹脂フィルム上 バリア膜を成膜する技術が開示されている 大気圧近傍でバリア膜を成膜することによ 、真空を維持するための真空チャンバーや 空排気を行う装置が不用な上、真空環境に ける樹脂フィルムから気化する水分の影響 低減することができる。

 一方、近年、自発光素子として有機EL素 が注目されている。有機EL素子は、基板上に 薄膜の有機化合物の発光層を電極で挟持した 構成で、電極間に電流を供給すると発光する 素子である。発光層は有機化合物であるため 、基板として樹脂フィルムを用いるとフレキ シブルな有機EL素子が実現する。また、有機E L素子も酸素や水分によって素子劣化しやす 、樹脂フィルム上にバリア膜を設け、樹脂 ィルムを介して侵入する水分や酸素を有機EL 素子と完全に遮断する必要が望ましい。また 、有機EL素子は自発光の電子ディバイスであ ため、電流を供給する配線が必要になるが 発光が射出される方向にある配線は、光の 失を低減する透明導電膜が必要となる。

 ここで、透明導電膜の成膜は、樹脂フィ ム上で行うため従来利用されていたガラス 板へ成膜する温度より低温で成膜すること 必要である。例えば、従来のガラス基板へ 成膜温度が300℃程度であったが、樹脂フィ ムの熱変形等を考慮すると成膜温度は200℃ 下にする必要がある。更に、電子ディバイ への電流を効率良く供給するためには可能 限り透明導電膜を低抵抗化することが望ま る。そこで、スパッタやイオンプレーティ グ等の物理気相成長法(PVD、Physical Vapor Depo sition)は、化学気相成長法(CVD、Chemical Vapor De position)と比較して低温での成膜が可能なため 、上記のような特性の透明導電膜を成膜する 方法として広く利用されている。

 しかしながら、前述したスパッタ法やイ ンプレーティング法等の物理気相法は、真 環境下において透明導電膜を低温で成膜す ことが可能であるが、前工程である大気圧 傍で成膜するバリア膜成膜との圧力環境が なる。このため、ロール状樹脂フィルムを ールツーロールにてバリア膜上に透明導電 を連続して成膜しようとすると、大気圧近 で成膜するバリア膜と、真空で成膜する透 導電膜との圧力が大きく異なるため、実現 困難であった。

 本発明は上記点に鑑みなされたもので、 の目的は、ロールツーロールにて連続して リア膜上に透明導電膜を備えたロール状樹 フィルムを製造する方法を提供することに る。

 本発明が解決しようとする上記の課題は 以下の手段により達成される。

 1.透明導電膜を有するロール状樹脂フィ ムの製造方法において、少なくとも大気圧 しくはその近傍の圧力環境下にてバリア膜 成膜し、その後、圧力調整部を介して真空 境下にて透明導電膜を、樹脂フィルム基材 に、ロールツーロールにて連続して成膜す ことを特徴とする透明導電膜を有するロー 状樹脂フィルムの製造方法。

 2.前記圧力調整部が、複数の緩衝チャン ーからなることを特徴とする前記1に記載の 明導電膜を有するロール状樹脂フィルムの 造方法。

 3.前記バリア膜を、大気圧もしくはその 傍の圧力環境下において、放電空間に薄膜 成ガスおよび放電ガスを含有するガスを供 し、前記放電空間に高周波電界を印加する とにより前記ガスを励起し、励起した前記 スに樹脂フィルムを晒すことにより、樹脂 ィルム基材上に成膜することを特徴とする 記1または2に記載の透明導電膜を有するロー ル状樹脂フィルムの製造方法。

 4.前記透明導電膜を、イオンプレーティ グ法で成膜することを特徴とする前記1~3の ずれか1項に記載の透明導電膜を有するロー 状樹脂フィルムの製造方法。

 5.前記透明導電膜を、スパッタ法で成膜 ることを特徴とする前記1~3のいずれか1項に 載の透明導電膜を有するロール状樹脂フィ ムの製造方法。

 6.前記1~5のいずれか1項に記載の透明導電 を有するロール状樹脂フィルムの製造方法 より作製された樹脂フィルム基材上に設け れたことを特徴とする有機エレクトロルミ ッセンス素子。

 本発明により、ロールツーロールにて連 してバリア膜上に透明導電膜を備えたロー 状樹脂フィルムを製造する方法が提供され 。

透明導電膜を有するロール状樹脂フィ ムの製造プロセスのブロック図である。 透明導電膜を有するロール状樹脂フィ ムの製造プロセスの模式図である。

符号の説明

 100 バリア膜成膜工程
 200 圧力調整部
 300 透明導電膜成膜工程
 400 ロール巻き取り装置
 F 樹脂フィルム

 まず、本発明に係わるロール状の樹脂フ ルムについて説明する。

 本発明に係るロール状の樹脂フィルムは 樹脂フィルムを長手のロール状に巻き上げ 長尺品であり、樹脂フィルムの厚さの限定 特にないが、フレキシブル用途であれば、5 0μm~300μmが好ましく、更にロールツーロール おける搬送のし易さから100μm~200μmが好まし い。また、樹脂フィルムは、上述したバリア 性を有するバリア膜を保持することができる ものであれば特に限定されるものではないが 、電子ディバイスの基材として、発光や画像 情報が樹脂フィルムを透過する際の光学的な 損失を抑えた透明なものであることが望まし い。

 具体的な樹脂フィルムの樹脂素材として 、エチレン、ポリプロピレン、ブテン等の 独重合体または共重合体または共重合体等 ポリオレフィン(PO)樹脂、環状ポリオレフィ ン等の非晶質ポリオレフィン樹脂(APO)、ポリ チレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン2, 6-ナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂 ナイロン6、ナイロン12、共重合ナイロン等 ポリアミド系(PA)樹脂、ポリビニルアルコー (PVA)樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重 体(EVOH)等のポリビニルアルコール系樹脂、 リイミド(PI)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI) 脂、ポリサルホン(PS)樹脂、ポリエーテルサ ルホン(PES)樹脂、ポリエーテルエーテルケト (PEEK)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリ ビニルブチラート(PVB)樹脂、ポリアリレート( PAR)樹脂、エチレン-四フッ化エチレン共重合 (ETFE)、ポリ三フッ化塩化エチレン(PFA)、四 ッ化エチレン-パーフルオロアルキルビニル ーテル共重合体(FEP)、ポリフッ化ビニリデ (PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、パーフルオロ エチレン-パーフルオロプロピレン-パーフル ロビニルエーテル-共重合体(EPA)等のフッ素 樹脂等を用いることができる。

 また、上記に挙げた樹脂以外にも、ラジ ル反応性不飽和化合物を有するアクリレー 化合物よりなる樹脂組成物や、上記アクリ レート化合物とチオール基を有するメルカ ト化合物よりなる樹脂組成物、エポキシア リレート、ウレタンアクリレート、ポリエ テルアクリレート、ポリエーテルアクリレ ト等のオリゴマーを多官能アクリレートモ マーに溶解せしめた樹脂組成物等の光硬化 樹脂およびこれらの混合物等を用いること 可能である。更に、これらの樹脂の1または 2種以上をラミネート、コーティング等の手 によって積層させたものを透明樹脂フィル として用いることも可能である。

 これらの素材は単独で或いは適宜混合さ て使用することもできる。中でもゼオネッ スやゼオノア(日本ゼオン(株)製)、非晶質シ クロポリオレフィン樹脂フィルムのARTON(ジェ イエスアール(株)製)、ポリカーボネートフィ ルムのピュアエース(帝人(株)製)、ポリエチ ンナフタレートフィルムのテオネックス(帝 デュポンフィルム(株)製)、セルローストリ セテートフィルムのコニカタックKC4UX、KC8UX (コニカミノルタオプト(株)製)などの市販品 好ましく使用することができる。

 また、本発明に係るロール状樹脂フィル においては、バリア膜を形成する前に、密 性を向上させるために、コロナ処理、火炎 理、プラズマ処理、グロー放電処理、紫外 処理、粗面化処理、薬品処理等の表面処理 、樹脂フィルム内に含有する水分やガスな を充分に取り除くために、加熱処理、真空 境下でのフィルム搬送等による脱水、脱ガ 処理を行っても良い。

 さらに、本発明に係る樹脂フィルム表面に 、バリア膜との密着性の向上を目的として ンカーコート剤層を形成してもよい。この ンカーコート剤層に用いられるアンカーコ ト剤としては、ポリエステル樹脂、イソシ ネート樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂 エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変 樹脂、エポキシ樹脂、変性スチレン樹脂、 性シリコン樹脂、およびアルキルチタネー 等を、1または2種以上併せて使用すること できる。これらのアンカーコート剤には、 来公知の添加剤を加えることもできる。そ て、上記のアンカーコート剤は、ロールコ ト、グラビアコート、ナイフコート、ディ プコート、スプレーコート等の公知の方法 より透明樹脂フィルム上に塗布し、溶剤、 釈剤等を乾燥除去することによりアンカー ーティングすることができる。上記のアン ーコート剤の塗布量としては、0.1~5g/m 2 (乾燥状態)程度が好ましい。

 次に、本発明のロール状樹脂フィルムの リア膜の成膜について説明する。

 本発明におけるバリア膜の成膜は、大気 または大気圧近傍の圧力環境下で樹脂フィ ム近傍の空間に電界を印加し、プラズマ状 となった気体が存在するプラズマ空間を発 させ、揮発・昇華した原料物質がこのプラ マ空間に導入されて分解反応が起きた後に 脂フィルム上に吹きつけられることにより バリア膜等の薄膜を成膜する大気圧プラズ CVD法によるものである。プラズマ空間内で 、数%の高い割合の気体がイオンと電子に電 離しており、ガスの温度は低く保たれるもの の、電子温度は高温のため、この高温の電子 、或いは低温ではあるがイオン・ラジカルな どの励起状態のガスと接するため、バリア膜 の原材料は低温でも分解することができる。 したがって、バリア膜を堆積させる樹脂フィ ルムについても低温化することができ、樹脂 フィルム上に十分成膜することが可能となる 。

 ここで、大気圧プラズマCVDにおける大気 、または、大気圧近傍の圧力環境下とは、 電ガスが励起される放電空間領域の圧力範 、及び、励起した放電ガスと薄膜を形成す ガスを接触させて薄膜が形成される領域の 力範囲であり、20kPa~200kPaの圧力範囲である

 また、大気圧プラズマCVDで利用するガス 、バリア膜を形成するための原料ガスと、 料ガスを分解して薄膜形成化合物を得るた の分解ガスからなる薄膜形成ガス、プラズ 状態とするための放電ガス等から構成され いる。

 ガス全体に対して、原料ガスは0.01~10体積% 分解ガスは0.01~10体積%、放電ガスは99.9~90体 %であることが好ましい。プラズマ放電処理 の出力条件としては、1.0~50W/cm 2 であることが好ましく、さらに1.2~20W/cm 2 であることが好ましい。プラズマ発生装置へ のガス供給速度は、装置の大きさによって適 宜選択することができる。

 また、本発明におけるバリア膜は、大気 プラズマCVDにより得られる薄膜であって、 素及び水蒸気の透過を低減する少なくとも 機膜を有していれば、組成等は特に限定さ るものではない。バリア膜の構成としては 無機膜の単層、無機膜と有機膜の積層、無 膜と有機膜の構成を徐々に変化させる傾斜 等の構成でも良い。無機膜は有機膜と積層 せることで、膜割れによりバリア性の劣化 減少する。また、有機膜との積層の場合は リア性の観点から最上層が無機膜となる。

 ここで、無機膜とは膜中の金属原子(Li、B e、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、 Mo、Cd、In、Ir、Sn、Sb、Cs、Ba、La、Hf、Ta、W、T l、Pb、Bi、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E r、Tm、Yb、Lu等)の含有率が原子数濃度として2 0%を超え、かつ炭素含有率は5%以下の膜であ 。上記の金属原子濃度については、XPS表面 析装置により測定したものである。バリア の厚みは、用いられる材料の種類、構成に り最適条件が異なり、適宜選択されるが、1~ 1000nmの範囲内であることが好ましい。バリア 膜の厚さが、上記の範囲より薄い場合には、 均一な膜が得られず、水分等のガスに対する 高いバリア性を得ることが困難であり、また 、バリア膜の厚さが上記の範囲より厚い場合 には、樹脂フィルムにフレキシビリティを保 持させることが困難となる。また、バリア膜 は、電子ディバイスの光学情報を透過させる 構成では光学的な損失の少ない透明であるこ とが好ましい。

 また、有機膜は同じく大気圧プラズマCVD より得られる無機膜と同様の組成の薄膜で って膜中の炭素含有率が原子数濃度として5 %越える膜をいう。

 大気圧プラズマCVDの無機膜の原料として 、有機金属化合物、ハロゲン金属化合物、 属水素化合物等で、取り扱いの問題から爆 の危険性の少ない有機金属化合物が特に好 しい。例えば、テトラエチルシラン、テト メチルシラン、テトライソプロピルシラン テトラブチルシラン、テトラエトキシシラ 、テトライソプロポキシシラン、テトラブ キシシラン、ジメチルジメトキシシラン、 エチルジエトキシシラン、ジエチルシラン (2,4-ペンタンジオナート)、メチルトリメト シシラン、メチルトリエトキシシラン、エ ルトリエトキシシラン等の有機珪素化合物 テトラ水素化シラン、ヘキサ水素化ジシラ 等、ハロゲン化珪素化合物としては、テト クロロシラン、メチルトリクロロシラン、 エチルジクロロシラン等の珪素水素化合物 挙げられる。また、これらを2種以上同時に 混合して使用することも可能である。

 無機膜の原料は、常温常圧下で気体、液 、固体いずれの状態であっても構わない。 料ガスとして原料を気化させる方法は、原 が気体の場合にはそのまま放電空間に導入 きるが、液体、固体の場合は、加熱、バブ ング、減圧、超音波照射等の手段により気 させて使用する。又、溶媒によって希釈し 使用してもよく、溶媒は、メタノール、エ ノール、n-ヘキサンなどの有機溶媒及びこ らの混合溶媒が使用できる。尚、これらの 釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、 子状、原子状に分解されるため、影響は殆 無視することができる。

 また、これらの原料ガスを分解してバリ 膜を得るための分解ガスとしては、水素ガ 、メタンガス、アセチレンガス、一酸化炭 ガス、二酸化炭素ガス、窒素ガス、アンモ アガス、亜酸化窒素ガス、酸化窒素ガス、 酸化窒素ガス、酸素ガス、水蒸気、フッ素 ス、フッ化水素、トリフルオロアルコール トリフルオロトルエン、硫化水素、二酸化 黄、二硫化炭素、塩素ガスなどが挙げられ 。金属元素を含む原料ガスと、分解ガスを 宜選択することで、各種の金属炭化物、金 窒化物、金属酸化物、金属ハロゲン化物、 属硫化物を得ることができる。

 これらの原料ガス、分解ガスに対して、 にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混 し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこ 。このような放電ガスとしては、窒素ガス よび/または周期表の第18属原子、具体的に 、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプト 、キセノン、ラドン等が用いられる。これ の中でも特に、窒素、ヘリウム、アルゴン 好ましく用いられる。

 上述したガスを混合し、混合ガスとして 気圧プラズマCVD装置に供給することでバリ 膜の成膜を行う。

 また、本発明におけるバリア膜は、前記 リア膜に応力緩和効果を有する有機膜が積 された構成であっても良く、複数積層され いても良い。無機膜と積層させる有機膜は 膜中の炭素含有率が5%越えていれば特に限 はないが、有機系ポリマーを用いる場合に 、原料成分である有機化合物としては、公 の有機化合物を用いることができるが、そ 中でも、分子内に少なくとも1つ以上の不飽 結合または環状構造を有する有機化合物が ましく用いることができ、特に(メタ)アク ル化合物、エポキシ化合物、またはオキセ ン化合物のモノマーまたはオリゴマーが好 しい。もちろん、無機膜の膜中の炭素含有 を5%越えた有機膜でも良い。

 積層された構成を有するバリア膜におい はその合計の厚みは0.05μm~5μmの範囲である

 また、炭素含有率が原子数濃度で5%以下 無機膜と、無機膜の膜中の炭素含有率が原 数濃度で5%越えた有機膜を積層する場合は、 後述するバリア膜成膜工程において、複数の 大気圧プラズマCVD装置を連続して複数設け、 連続して無機膜、有機膜の成膜を行う構成と すればよい(図示しない)。例えば、第一のバ ア膜成膜工程と第二のバリア膜成膜工程に ける大気圧プラズマCVD法の成膜条件を調整 て、それぞれ、原料である有機金属化合物 ら、炭素原子数が5%以下の無機膜、そして 素原子数5%を越える有機膜を連続して成膜出 来る様に構成すればよい。

 また、バリア膜表面の平坦化を目的にバ ア膜上に平坦化膜を塗布等により設けても い。平坦化膜の材料として特に限定はない 、有機材料、或いは、有機系シリコン酸化 合物が表面平坦性の観点から望ましい。或 は、各種金属アルコキシド材料は、次工程 透明導電膜成膜時のプラズマ耐性の観点か 好ましい。平坦化膜の塗布法としては、ロ ルコート、グラビアコート、ナイフコート ディップコート、スプレーコートやゾルゲ 法等の公知の方法により塗布された後、所 の加熱乾燥により成膜される。

 次に、透明導電膜について、以下に説明 る。

 本発明で用いる透明導電膜としては、イ ジウムチンオキサイド(ITO)、インジウムジ クオキサイド(IZO)、アルミジンクオキサイド (AZO)等の全光透過率が50%以上の透明な金属酸 物膜であり、電子ディバイスの電極に利用 れる薄膜である。透明導電膜の成膜法は、 温成膜の観点から物理気相成長法と呼ばれ 方法が望ましい。物理気相成長法は、真空 境下において、プラズマ空間で励起した高 ネルギーの原子を金属または酸化物のター ットにぶつけてターゲット原子をはじきと して樹脂フィルム上に成膜するスパッタ法 、酸化物ターゲットを陽極として配置し、 れにプラズマビームを供給し、原材料を蒸 させ蒸発粒子の一部をイオンもしくは励起 子とし、活性化した蒸発粒子を樹脂フィル 上に成膜させるイオンプレーティング法が ましい。

 (本発明の好ましい実施の形態)
 次に、本発明に係わる実施の形態について その一例を以下、図に基づいて説明する。 ず、ロールツーロールによるロール状樹脂 ィルムの具体的な製造プロセスについて以 に説明する。図1は、透明導電膜を有するロ ール状樹脂フィルムの製造プロセスのブロッ ク図である。

 ロール状樹脂フィルムの製造方法は、バ ア膜成膜工程100、圧力調整部200、透明導電 成膜工程300等からなり、ロールから巻き出 れた樹脂フィルムは、大気圧近傍環境のバ ア膜成膜工程100でバリア膜成膜後、圧力調 部200により大気圧近傍から真空の圧力環境 に変更され、真空環境下の透明導電膜成膜 程300で透明導電膜が連続して成膜され、ロ ル状に巻き取られる。したがって、大気圧 傍の環境下で行うバリア膜成膜工程100と、 空環境下で行う透明導電膜成膜工程300とを 圧力調整部200を介することにより工程間の 力差を解消して連続して成膜することが可 となり、生産効率が大幅に向上する。図1で は、バリア膜成膜前に、例えば密着性を向上 させるため、コロナ処理等の各種の表面処理 や、脱水などのため加熱処理等、の表面処理 工程を付加している。

 また、本発明におけるロールツーロール は、ロール状に巻いた可撓性を有する長尺 樹脂フィルムを繰り出して、間欠的、或い 連続的に搬送しながら樹脂フィルム上にバ ア膜を成膜した後、圧力調整部を介して透 導電膜を連続して形成し、再びロールに巻 取る方式である。個別に切り離された樹脂 ィルムを各成膜工程毎に搬送する枚葉方式 比較すると、枚葉方式では、それぞれの工 に基材の搬入部、搬出部を設ける必要があ 、工程毎の装置規模が大きくなりやすいが ロールツーロール方式では、樹脂フィルム 各成膜工程間を間欠或いは連続的に流れる め各工程を互いに連結でき、基材搬送に伴 作業の削減や装置の小型化が可能となる。

 次に、本発明の具体的な製造プロセスの 細を以下に説明する。

 図2は、本発明の透明導電膜を有するロー ル状樹脂フィルムの製造プロセスの模式図で ある。

 ロール状に巻かれた樹脂フィルムFは、表 面処理10に繰り出されて、ここでは、バリア との密着性を向上させるために紫外線照射 理が行われる。その後、樹脂フィルムFはバ ッファゾーン20により後続工程との搬送速度 差が吸収され、バリア膜成膜工程100に送ら る。また、バッファゾーン20は圧力調整部20 0の前にも設けられており、バリア成膜工程10 0と、透明導電膜成膜工程300との搬送速度の を吸収している。

 バリア膜成膜工程100は、大気圧近傍環境 にて大気圧プラズマCVDによりバリア膜を成 する工程で、第一電極111は交流電源121、第 電極112は交流電源122から高周波数の電界が 可され、第一電極111と第二電極112の対向電 間にしてプラズマ放電空間が形成される。 膜形成ガスと放電ガスの混合ガスGをプラズ マ放電空間に導入して、発生させたプラズマ 状態のガスG`を対向電極間の下側から吹き出 せ、前工程から搬送されてくる樹脂フィル Fの成膜面をこれに晒して樹脂フィルム上に バリア膜を成膜する。

 交流電源121と交流電源122は、互いに異な 周波数で同じプラズマ放電空間に電界を加 ており、このため薄膜成膜可能な放電が発 すると共に緻密なバリア膜の成膜が可能と る。

 バリア膜が成膜された樹脂フィルムFは、 次に圧力調整部200に送られる。

 圧力調整部200は、複数の緩衝チャンバー2 10a、210b、210c、210dから成り、緩衝チャンバー それぞれは、搬送された樹脂フィルムが通過 する開口部がオリフィス形状のシールロール 220を備えた隔壁で仕切られて、図示しないそ れぞれの排気ポンプの排気により圧力を独立 で調整可能である。シールロール220は樹脂フ ィルFの成膜面が無接触で丁度通り抜けるだ の間隙を有しており、樹脂フィルムFは、シ ルロール220の間隙を通過して、緩衝チャン ー210aの入り口側の大気圧近傍から緩衝チャ ンバー210a、210b、210c、210dと順次減圧となる う調整され、緩衝チャンバー210dの出口では 空環境の圧力に至るように調整されて次工 の透明導電膜成膜工程300に送られる。

 透明導電膜成膜工程300は、真空環境下に イオンプレーティング法により透明導電膜 成膜する工程で、圧力勾配型プラズマガン3 10からプラズマビームPを、透明導電膜の原材 料を充填しているカーボンで製造された原料 容器320に直接照射する。圧力勾配型プラズマ ガン310は、圧力勾配型ホロカソードプラズマ ガンで、放電ガスの導入により複合陰極311か ら熱電子が放出され、プラズマビームPが発 する。圧力勾配型プラズマガン310の内部は 外部と比較して常に圧力が高く保たれてお 、高温に曝された複合陰極310が反応ガスの 入により劣化することを防ぐ構造になって る。

 コイル330は圧力勾配型プラズマガン310の ラズマビームPのプラズマ幅を制御し、コイ ル340はプラズマビームPの収束位置を制御し いる。プラズマビームPの照射により原料容 320内の透明導電膜の原材料は蒸発され、蒸 した原材料はプラズマ雰囲気中でイオン化 れる。イオン化した原料Iは、プラズマ雰囲 気中のプラズマポテンシャルと樹脂フィルム Fのフローティングポテンシャルとの差によ 加速され、大きなエネルギーをもって樹脂 ィルムF上に到達し、バリア膜上に成膜され 。すなわち、イオンプレーティング法は、 着した原料がイオン化して大きなエネルギ をもつため、低抵抗で緻密な透明導電膜が 膜可能となるので、樹脂フィルムに望まし 成膜法である。

 透明導電膜が成膜された樹脂フィルムFは 、次にロール巻き取り装置400に送られる。ロ ール巻き取り装置400は、前工程と同じ真空環 境下で樹脂フィルムFをロール状に巻き取る

 また、バリア膜上に透明導電膜が成膜さ たロール状樹脂フィルムFは、オフラインの 有機EL形成工程500により透明導電膜上に有機E L素子が形成された後、切断工程に投入され 所定の大きさに切断され、有機ELディバイス が形成される。したがって、本発明のロール 状樹脂フィルムにより、バリア性が高く、消 費電力の少なく、生産効率の高い、フレキシ ブルな有機ELディバイスが達成される。

 以上、本発明の製造方法により、ロール 樹脂フィルムは、ロールツーロール方式に りバリア膜、そしてバリア膜上に透明導電 が連続して成膜され、再びロール状に巻き られる。

 以下、好ましい実施の態様を示す。

 上記で説明した透明導電膜を有するロー 状樹脂フィルムの製造方法に従って厚み200n mのポリエチレンテレフタレートフィルム上 、酸化珪素からなるバリア膜(70nm)、更に厚 100nmのITO膜を成膜した。

 尚、バリア膜形成工程は、
 (ガス条件)
放電ガス:窒素ガス                  94.99体積%
薄膜形成ガス:テトラエトキシシラン           0.01体積%
添加ガス:酸素ガス                    5.0体積%
 (電極条件)
第一電極側 電源種類 ハイデン研究所 100kHz (連続モード) PHF-6k
      周波数  100kHz
      出力密度 10W/cm 2 (この時の電圧Vpは7kVであった)
      電極温度 120℃
第二電極側 電源種類 パール工業 13.56MHz CF -5000-13M
      周波数  13.56MHz
      出力密度 10W/cm 2 (この時の電圧Vpは2kVであった)
      電極温度 90℃
の条件で、また、透明導電膜成膜工程におけ る成膜は以下に従い行った。

 チャンバー内を約10 -5 ~10 -6 Torrに真空排気し、原料容器320内には透明導 膜の原材料In/Sn酸化物からなる蒸発材料を用 い、そして、圧力勾配型プラズマガン310は出 力が100Aになるように供給電圧を調節して、 ラズマガン310からチャンバー内にArガスを約 50sccmの流量で供給して、チャンバーを約10 -3 ~10 -4 Torrの圧力に調整した。また、反応ガスであ O2ガスを、成膜中、酸素分圧が最大1×10 -4 Torr以下となるように調節供給した。

 基材温度は、成膜状態において150℃とした この条件下において、圧力勾配型プラズマ ン310を作動させてプラズマビームPを原料容 器320の蒸発材料に収束させ、蒸発した蒸発材 料はO 2 ガスと反応し、成膜領域において基材F上にIT O膜を形成した。形成されたITO膜は1.5×10 -4 ω・cm以下の抵抗率であった。

 このようにして得られた、バリア膜、また 明導電膜(ITO膜)を有するロール状樹脂フィ ム上に、例えば以下の如き有機EL各層を形成 すれば、有機EL素子が得られる。即ち、この に有機EL素子材料であるα-NPDを正孔輸送層 して500Åの厚さの蒸着層を形成、Alq 3 を600Åの厚さで蒸着して発光層を、更に、ア ルミニウム(陰極)を2000Åの膜厚になるように 蒸着形成する。

 

 有機EL各層の構成は、上記に限らず、ま 、陽極/発光層/電子輸送層/陰極からなるも 、また、陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送 /陰極からなるもの等種々の公知の構成でよ 。また、発光層も、蛍光発光タイプのほか ホスト化合物とリン光ドーパント化合物が 有されるリン光発光タイプもあり上記に限 されない。

 このように、本発明の透明導電膜を有す 樹脂フィルムはこれを基板として、別途、 機EL形成工程500により透明導電膜上に有機EL を構成する各有機層、陰極を形成し、切断工 程に投入され所定の大きさに切断して有機EL ネルが形成される。

 また、シリカ、アルミナ等の蒸着フィル などガスバリアフィルムを用い、これを基 と接着して素子を封止すれば、水分、酸素 ガス耐性の高い有機ELパネルを得ることが きる。