(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内において、溶融蒸発させられることにより、ロール・ツー・ロール方式で供給される樹脂フィルム上に反射膜を蒸着する反射膜形成用蒸着材であって、
質量％で、Ｉｎを０．２〜２．０％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも１種を合計で０．００４〜０．０１％含有し、残部がＡｇと不可避不純物からなることを特徴とする反射膜形成用蒸着材。
【請求項２】
請求項１記載の反射膜形成用蒸着材を抵抗加熱して蒸着することにより形成された反射膜。
【請求項３】
請求項１記載の反射膜形成用蒸着材を用いて連続的に蒸着し反射膜を形成することを特徴とする反射膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を用いた照明又はディスプレイ等の有機ＥＬ装置などに反射膜を形成するための蒸着材に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、例えば、有機化合物からなる発光層、この発光層を挟んで陰極及び陽極の各電極に接する輸送層、これら輸送層の外側に配置される電極によって構成され、電極間に電圧をかけると電子と正孔とが各輸送層を通過して発光層で結合して発光材料が励起され、この励起状態から元の安定状態に戻る際に光を発生するものである。この有機ＥＬ素子は、面で発光し、発熱も少なく省エネルギー化が図れるなどの優れた特徴を有しているため、照明、ディスプレイへの実用化開発が進んでいる。
【０００３】
この有機ＥＬ素子を用いた照明やディスプレイにおいて、発生した光を反射するため金属反射膜が形成される。この反射膜を形成する場合、有機物上への成膜となるため、金属を抵抗加熱によって溶融し蒸着することが行われる。
このような反射膜に用いる合金として、例えば特許文献１には、自然光の可視のスペクトル範囲における反射率＞９０％を有する反射膜のために使用することができ、かつ高い耐候性を有する、銀ベースの合金として、インジウムおよび／またはスズおよび／またはアンチモンおよび／またはビスマス０.０１〜５.０質量％および銀残分からなる合金が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２００５−８９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、有機物に反射膜を蒸着する場合、いわゆるバッチ式の真空蒸着では生産性が低いので、低コスト化のため、ロールに巻いた樹脂フィルムを連続的に供給する、いわゆるロール・ツー・ロール方式で樹脂フィルム上に連続成膜することが検討されている。この場合、樹脂フィルム表面には、水分等が吸着しているため、樹脂フィルムをロール・ツー・ロール方式で送り、蒸着すると、樹脂フィルム上の吸着ガスが放出されて蒸着雰囲気が悪化し、蒸着材に含まれるＩｎ等により溶湯表面に酸化膜が形成されるため、蒸着状態が変化し、膜組成に変動を生じ、反射率のバラツキが大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ロール・ツー・ロール方式などにより樹脂フィルム上に反射膜を連続成膜する場合でも、蒸着状態を安定させ、膜組成の変動を防止し、反射率のバラツキを小さくすることができる反射膜形成用蒸着材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の反射膜形成用蒸着材は、真空チャンバ内において、溶融蒸発させられることにより、ロール・ツー・ロール方式で供給される樹脂フィルム上に反射膜を蒸着する反射膜形成用蒸着材であって、質量％で、Ｉｎを０．２〜２．０％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも１種を合計で０．００４〜０．０１％含有し、残部がＡｇと不可避不純物からなることを特徴とする。
【０００８】
Ａｇは、従来から記録媒体の反射膜として実績があり、幅広い波長域で反射率が高い。このＡｇに、Ｉｎと、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも１種とを含有させた。
Ｉｎは、蒸着により形成された膜中の結晶粒を微細化し、膜の表面粗さを小さくする効果、およびＡｇに固溶して結晶粒の強度を高め、結晶粒の再結晶粒化を防止し、蒸着により形成された反射膜の反射率の低下を抑制する効果がある。Ｉｎの含有率が０．２％未満では、十分に結晶粒を微細化することができないとともに、結晶粒の再結晶粒化を防止することができないので、長期使用に伴う反射膜の反射率の低下を抑止することができず、一方、Ｉｎが２％を越えて含有すると、反射率の低いＩｎの特性が現れるようになり、蒸着により形成されたＡｇ合金反射膜の反射率が低下するので好ましくない。したがって、Ａｇ合金反射膜およびこのＡｇ合金反射膜を形成するための蒸着材に含まれるこれらＩｎの含有量は０．２〜２．０％に定めた。
【０００９】
また、前述したように、ロール・ツー・ロール方式で樹脂フィルムを供給しながら蒸着する方法では、樹脂フィルム表面に吸着している水等のガス成分の影響によって雰囲気が変動しやすいという問題がある。Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒは、ＡｇやＩｎより蒸気圧が高くかつ活性であるので、抵抗加熱で溶解した際、先に蒸発して溶解雰囲気中のこれらの水分や酸素を除去し、これにより、溶湯表面でのＩｎ等の酸化膜形成を防止し、蒸着雰囲気を安定にし、その結果蒸着膜中のＩｎの組成のバラツキを低減し、反射率のバラツキを低減する効果がある。
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒの含有量が０．００４％未満ではその効果が期待できないが、含有量が多過ぎると溶湯表面にこれらの酸化膜が形成され、Ｉｎの蒸発が阻害される結果、蒸着膜中のＩｎの組成のバラツキが大きくなり、反射率のバラツキが大きくなる。このため、含有量を０．００４〜０．０１％とした。
【００１０】
そして、本発明の反射膜は、前記蒸着材を抵抗加熱して蒸着することにより形成され、ロール・ツー・ロール方式のように連続的に成膜する場合でも、反射率のバラツキが小さい。
すなわち、本発明の反射膜の製造方法は、反射膜形成用蒸着材を用いて連続的に蒸着し反射膜を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の反射膜形成用蒸着材によれば、ＡｇにＩｎを含有させたことにより、結晶粒を微細化して反射膜の反射率低下を抑制し、また、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも１種を含有したことにより、蒸着雰囲気を安定にして、蒸着膜の組成の変動を防止することができ、ロール・ツー・ロール方式などにより樹脂フィルム上に連続成膜する場合でも、反射率のバラツキを小さくして、安定した品質の反射膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の蒸着材により形成される反射膜を有する有機ＥＬ装置の層構成の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の蒸着材の蒸着に用いられる蒸着装置の例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の反射膜形成用蒸着材の一実施形態について説明する。
本発明の蒸着材により反射膜が形成される有機ＥＬ装置は、例えば図１に示すように、陰極１、電子輸送層２、発光層３、正孔輸送層４、陽極５からなる有機ＥＬ素子６が基板７の片面に積層され、その陽極１の上に反射膜８を積層した構成とされる。発光層３で発生した光を基板７を透過させて取り出すボトムエミッションタイプと、基板とは反対側でＥＬ素子側から取り出すトップエミッションタイプとがある。図示例のものはボトムエミッションタイプの層構成を示しており、トップエミッションタイプの場合は、基板から反射膜、陽極、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、陰極の順に積層される。
基板７としては、ガラス基板の他に、生産性向上のために樹脂フィルムが用いられており、樹脂フィルムとしては、透明性が高く、比較的安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂が好適である。
また、反射膜８には、反射率の高いＡｇを主成分とし、Ｉｎを添加したＡｇＩｎ合金膜が用いられる。
【００１４】
反射膜８は、図１に示すボトムエミッションタイプの有機ＥＬ装置においては、基板７に積層したＥＬ素子６の陰極１の上に形成されるが、トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置においては、基板と陽極との間に配置され、有機ＥＬ素子を積層する前の基板に形成される。
以下の説明では、基板として樹脂フィルムを用い、ボトムエミッションタイプ、トップエミッションタイプを区別せずに、ＥＬ素子を積層した樹脂フィルム、又はＥＬ素子を積層する前の樹脂フィルムをともに樹脂フィルムとして説明する。
【００１５】
この樹脂フィルムに反射膜を形成する場合、例えば図２に示すロール・ツー・ロール方式の抵抗加熱型蒸着装置が使用される。
この蒸着装置１１は、真空チャンバ１２内が隔壁１３により搬送室１４と成膜室１５とに分けられており、搬送室１４内に配置した一対のロール１６の間で樹脂フィルム１７を繰り出しながら巻き取るとともに、その途中を支持ロール１８により支持してマスク１９の間から成膜室１５内に臨ませた状態とし、成膜室１５においてボート２０上で抵抗加熱により蒸着材２１を溶融蒸発させ、マスク１９の間から樹脂フィルム１７に蒸着させる装置である。また、蒸着材２１はワイヤ状に形成され、リール２２から繰り出しながら順次ボート２０上に供給され、ロール１６間で連続的に走行される樹脂フィルム１７に連続して蒸着することができるようになっている。
【００１６】
このような蒸着装置を使用して樹脂フィルムに前述したＡｇＩｎ合金の反射膜を蒸着する場合、蒸着材としては、質量％で、Ｉｎを０．２〜２．０％、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒから選ばれる少なくとも１種を０．００４〜０．０１％含有し、残部がＡｇと不可避不純物からなる構成のものが用いられる。
【００１７】
Ｉｎは、蒸着により形成された膜中の結晶粒を微細化し、膜の表面粗さを小さくする効果、およびＡｇに固溶して結晶粒の強度を高め、結晶粒の再結晶粒化を防止し、蒸着により形成された反射膜の反射率の低下を抑制する効果がある。Ｉｎの含有率が０．２％未満では、十分に結晶粒を微細化することができないとともに、結晶粒の再結晶粒化を防止することができないので、長期使用に伴う反射膜の反射率の低下を抑止することができず、一方、Ｉｎが２％を越えて含有すると、反射率の低いＩｎの特性が現れるようになり、蒸着により形成されたＡｇ合金反射膜の反射率が低下するので好ましくない。したがって、Ａｇ合金反射膜およびこのＡｇ合金反射膜を形成するための蒸着材に含まれるこれらＩｎの含有量は０．２〜２．０％に定めた。
【００１８】
Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒは、ＡｇやＩｎより蒸気圧が高くかつ活性であるので、抵抗加熱で溶解した際、ＡｇやＩｎより先に蒸発して溶解雰囲気中の水分や酸素を除去し、これにより、溶湯表面でＩｎ等の酸化膜が形成されることを防止し、蒸着雰囲気を安定にする効果がある。
前述した蒸着装置は、樹脂フィルム表面に吸着している水等のガス成分の影響によって雰囲気が変動しやすいが、蒸着材にＭｇ、Ｃａ、Ｓｒを含有させておくことで、これらの水分や酸素を除去して蒸着雰囲気を安定させることができる。その結果、Ｉｎの蒸発を安定させて、蒸着膜中のＩｎの組成のバラツキを低減し、反射率のバラツキを低減することができる。含有量が０．００４％未満ではその効果が期待できないが、含有量が多過ぎると溶湯表面にこれらの酸化膜が形成され、Ｉｎの蒸発が阻害される結果、蒸着膜中のＩｎの組成のバラツキが大きくなり、反射率のバラツキが大きくなる。このため、含有量を０．００４〜０．０１％とした。これらＭｇ、Ｃａ、Ｓｒは、いずれか１種又は２種以上が選択して添加される。２種以上選択する場合は、その合計の含有量が．００４〜０．０１％とされる。
【００１９】
このような蒸着材を用いて、図２に示す蒸着装置により樹脂フィルム上に反射膜を連続的に蒸着することにより、連続的に繰り出される樹脂フィルムにより不安定になり易い蒸着雰囲気をＭｇ、Ｃａ、Ｓｒが安定化し、その結果、蒸着材のＩｎの蒸発を安定させて反射膜の組成の変動を防止することができ、ロールの最初から最後まで反射率のバラツキの小さい反射膜を形成することができる。
なお、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒも蒸発して雰囲気中で酸化するため、蒸着膜に一部取り込まれるが、もともと蒸着材への含有量が微量であり、またＡｇには固溶しないので、反射膜の品質低下を招くほどの影響はない。
【００２０】
また、この種のロール・ツー・ロール方式での蒸着の場合、通常の方法では、樹脂フィルムからの水分や酸素により雰囲気が汚染されるので、定期的に稼働を停止して真空チャンバ内を清掃することが求められるが、この蒸着材を使用することにより、蒸着雰囲気が安定するので、長時間の連続操業が可能となり、生産性が向上する。
【実施例】
【００２１】
次に、本発明の効果を確認するために行った実施例について説明する。
（１）蒸着材の製造
蒸着材の原料として純度：９９．９９質量％以上の高純度Ａｇ、純度：９９．９質量％以上のＩｎ、及びＡｇにＭｇ、Ｃａ、Ｓｒのうちの１種を０．２質量％含有させた各母合金をそれぞれ用意した。
Ａｇを高周波真空溶解炉にて溶解したのち、目的の組成になるようＩｎおよび各種母合金をＡｇ溶湯に添加し、溶解後炉内圧力が大気圧となるまでＡｒガスを充填した後、黒鉛製鋳型に鋳造することによりインゴットを作製し、得られたインゴットを６００℃、２時間加熱した後、溝型ロール圧延機で熱間圧延し、機械加工することにより直径：３ｍｍの寸法を有するワイヤ状とし、表１に示される成分組成を有する実施例蒸着材、比較例蒸着材を作製した。
さらに、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒを含有させずに、Ａｇ溶湯にＩｎのみを添加して同様にして表１に示される成分組成を有する従来例蒸着材を製造した。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
（２）蒸着
この表１に示す組成の各蒸着材を用い、図２に示すものと同様の蒸着装置を用いて、ロール・ツー・ロール方式により樹脂フィルムを連続して走行させ、その表面に反射膜を連続して形成した。樹脂フィルムには、厚さ５０μｍ、幅１００ｍｍのＰＥＴフィルムを用いた。その他の成膜条件は次の通りである。
（成膜条件）
ボート加熱温度：１４００〜１８００℃
真空チャンバ内の真空度：１×１０-3Ｐａ以下
蒸着速度：４０〜５０ｎｍ／秒
反射膜の目標膜厚：１００ｎｍ
（３）評価
連続的に反射膜が蒸着された樹脂フィルムについて、その幅方向の中心部を長さ５０ｃｍごとに８箇所サンプリングして試料とした。これら試料の成膜直後の波長６５０ｎｍにおける反射率を分光光度計により測定した。また、その後、試料を温度：８０℃、相対湿度：８５％の恒温恒湿槽にて２００時間保持した後、再度同じ条件で反射率を測定した。得られた反射率データから、波長６５０ｎｍにおける各反射率を求め、８箇所の試料の平均値と標準偏差を求めた。その結果を表２に示す。Ｘが平均値、σが標準偏差を示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
この表２から明らかなように、本実施例の反射膜は、比較例及び従来例の反射膜に比べて、樹脂フィルムの長さ方向にわたって反射率がほぼ一定でバラツキが小さいことがわかる。しかも、成膜直後だけでなく、温度：８０℃、相対湿度：８５％の恒温恒湿槽にて２００時間保持した後においても、長さ方向のバラツキは小さいまま、反射率の低下も少なく、高い品質を維持できていることがわかる。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、樹脂フィルムを連続的に走行するロール・ツー・ロール方式の蒸着方法に本発明を適用したが、いわゆるバッチ式で平板状の基板に蒸着する場合に本発明の蒸着材を適用することを妨げるものではない。
また、本発明の蒸着材によって得られる反射膜は、トップエミッションタイプ、ボトムエミッションタイプのいずれのＥＬ有機装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  陰極
２  電子輸送層
３  発光層
４  正孔輸送層
５  陽極
６  有機ＥＬ素子
７  基板
８  反射膜
１１  蒸着装置
１２  真空チャンバ
１３  隔壁
１４  搬送室
１５  成膜室
１６  ロール
１７  樹脂フィルム（基板）
１８  支持ロール
１９  マスク
２０  ボート
２１  蒸着材
２２  リール
【図１】
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【図２】
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