(57)【要約】【課題】本発明の課題は、寸法精度が高い発光パターン形成用マスク及び発光パターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。【解決手段】本発明の発光パターン形成用マスクは、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層にマスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成するための発光パターン形成用マスクであって、前記光照射に用いる光照射装置のコリメーション半角がθである場合、前記マスクの面内方向の前記マスクの遮光部の端部の位置を、形成するパターンのサイズから下記式（Ｉ）を満たす距離εの位置に一律に広げたものであることを特徴とする。  式（Ｉ）：０＜ε≦３×ｔ×ｔａｎθ（式中、ｔはマスクから有機機能層までの空気換算長を表す。）【選択図】図１Ｂ
2019079596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層にマスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成するための発光パターン形成用マスクであって、
前記光照射に用いる光照射装置のコリメーション半角がθである場合、前記マスクの面内方向の前記マスクの遮光部の端部の位置を、形成するパターンのサイズから下記式（Ｉ）を満たす距離εの位置に一律に広げたものであることを特徴とする発光パターン形成用マスク。
式（Ｉ）：０＜ε≦３×ｔ×ｔａｎθ
（式中、ｔはマスクから有機機能層までの空気換算長を表す。）
【請求項２】
請求項１に記載の発光パターン形成用マスクを使用して、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層に光照射により発光パターンを形成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製造方法。
【請求項３】
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光部の発光パターンの端部が、１０〜３００μｍの範囲内で輝度分布を有することを特徴とする請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光パターン形成用マスク及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。特に、本発明は、寸法精度の高いパターニングが可能な発光パターン形成用マスク等に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、薄型の発光デバイス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（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：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】
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、基材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。）。この現象には、国際公開２０１４／１７５１３５号に記載のとおり相反則不軌特性があり、同じ積算光量でも照射パワー密度（放射照度）が高い方が、反応が高速になることが知られている。
【０００４】
したがって、有機ＥＬ素子にパターニングを行う場合、できるだけ高放射照度にした方がタクトタイムを短縮でき、生産性を向上できる。しかし、高放射照度化と照射光の平行光化はトレードオフの関係にあり、高放射照度にするにはコリメーション半角を大きくする必要があるため、非平行光となってしまう。
有機ＥＬ素子が完成した後にパターニングを行う場合、パターン形成用のマスクの遮光膜を有機ＥＬ素子に密着させても基材の厚さの分、遮光膜と有機ＥＬ素子の有機機能層が離れた状態になる。このように有機機能層とマスクの遮光膜が密着していない場合、入射角が０°よりも大きい光はマスクの遮光膜の下側に潜り込み、パターンずれが発生してしまう。
【０００５】
また、半導体や液晶素子の回路パターンを近接光照射（プロキシミティ露光）で形成する場合、マスクの遮光膜のエッジで発生した回折光が干渉し、数μｍ〜ｎｍオーダーの線幅に対して正確なパターニングができない問題がある。
例えば、特許文献２及び特許文献３には、正確なパターニングをするための補正方法が開示されているが、複雑であるため、さらに簡便な方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５９９３８号公報
【特許文献２】特開平４−１３６８５３号公報
【特許文献３】特開昭５７−２２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題・状況に鑑みなされたものであり、その解決課題は、寸法精度が高い発光パターン形成用マスク及び発光パターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る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、発光パターン形成用マスクの遮光部の端部の位置が、形成するパターンのサイズから所定の関係を満たす距離εの位置に一律に広げられたものを使用することで、本発明の上記課題を解決することができることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る課題は、以下の手段により解決される。
【０００９】
１．有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層にマスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成するための発光パターン形成用マスクであって、
前記光照射に用いる光照射装置のコリメーション半角がθである場合、前記マスクの面内方向の前記マスクの遮光部の端部の位置を、形成するパターンのサイズから下記式（Ｉ）を満たす距離εの位置に一律に広げたものであることを特徴とする発光パターン形成用マスク。
式（Ｉ）：０＜ε≦３×ｔ×ｔａｎθ
（式中、ｔはマスクから有機機能層までの空気換算長を表す。）
【００１０】
２．第１項に記載の発光パターン形成用マスクを使用して、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層に光照射により発光パターンを形成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製造方法。
【００１１】
３．前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光部の発光パターンの端部が、１０〜３００μｍの範囲内で輝度分布を有することを特徴とする第２項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の手段によれば、寸法精度が高い発光パターン形成用マスク及び発光パターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することができる。
【００１３】
本発明の効果の発現機構又は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。
非平行光を使用することで平行光よりも高い照度で光照射することができるが、入射角が０°よりも大きい光はマスクの遮光部の下側に潜り込み、パターンずれが発生してしまう。しかし、有機ＥＬ素子の発光パターンは目視レベルの数十μｍ以上であればよいため回折の影響を考慮する必要はなく、簡易な補正ルールで発光パターン形成用マスクを設計することができ、目視レベルで十分なパターン精度を確保できたものと推察している。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】一般的なマスクを用いた場合の照射光と光照射範囲の関係を示す模式図
【図１Ｂ】本発明のマスクを用いた場合の照射光と光照射範囲の関係を示す模式図
【図２】有機ＥＬ素子の発光パターンの一例を示す顕微鏡写真
【図３Ａ】発光パターンの輝度分布を示すグラフ
【図３Ｂ】発光パターンの輝度分布を示すグラフ
【図４】遮光部のエッジ近辺での光の多重反射の説明図
【図５】本発明の発光パターン形成用マスクの模式図
【図６】光線のマスクの面内、ｘ方向及びｙ方向の入射角度分布を説明する模式図
【図７】本発明の発光パターン形成用マスクの模式図
【図８】光照射装置の一例の透視図
【図９】被パターン形成体載置台の冷却機能の一例を示す概略図
【図１０】有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の発光パターン形成用マスクは、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層にマスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成するための発光パターン形成用マスクであって、前記光照射に用いる光照射装置のコリメーション半角がθである場合、前記マスクの面内方向の前記マスクの遮光部の端部の位置を、形成するパターンのサイズから前記式（Ｉ）を満たす距離εの位置に一律に広げたものであることを特徴とする。この特徴は、各請求項に係る発明に共通する又は対応する技術的特徴である。
【００１６】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、発光パターン形成用マスクを使用して、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層に光照射により発光パターンを形成することを特徴とする。これにより、寸法精度の高い発光パターンを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の実施態様としては、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の前記発光部の発光パターンの端部が、１０〜３００μｍの範囲内で輝度分布を有することが、視感に訴える大抵のパターンを再現できる点で好ましい。
【００１８】
《発光パターン形成用マスク》
本発明の発光パターン形成用マスク（以下、単に「マスク」ともいう。）は、有機エレクトロルミネッセンス素子の有機機能層にマスクを通して光照射し、発光部の発光パターンを形成するための発光パターン形成用マスクであって、前記光照射に用いる光照射装置のコリメーション半角がθである場合、前記マスクの面内方向の前記マスクの遮光部の端部の位置を、形成するパターンのサイズから下記式（Ｉ）を満たす距離εの位置に一律に広げたものであることを特徴とする。
式（Ｉ）：０＜ε≦３×ｔ×ｔａｎθ
式中、ｔはマスクから有機機能層までの空気換算長を表す。
本発明のマスクは、紫外線や可視光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作製することができる。これを用いて有機ＥＬ素子に光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。
【００１９】
［マスクの設計方法］
光照射装置から照射される紫外光や可視光を非平行光とした場合、マスクへの入射角が０°（マスクを有する平面に対して垂直方向を０°とする。）からθまでの様々な光線がミックスされて有機ＥＬ素子に照射される。ここで、最大入射角θをコリメーション半角と呼ぶ。
図１Ａに示すように有機ＥＬ素子の基材にマスクの遮光部を密着させて光照射する場合でも、基材に厚さがあるため入射角が０°でない光線は遮光部の下側に潜り込んで有機機能層に達する。なお、マスクの基材や有機ＥＬ素子の基材による光線の屈折は省略してある。入射角がコリメーション半角の光線が潜り込む量をδとすると光照射後の発光パターン（明部）はそのエッジがマスク遮光部のエッジ位置よりδだけ内側にずれたパターンとなり、パターン幅としては２δ細くなってしまう。
【００２０】
すなわち、マスクのパターン（マスクの遮光部が貼られている部分）を所望のパターン（原図）と同じサイズで作製してしまうと、有機ＥＬ素子に形成される実際のパターンは所望のパターンのサイズとは異なってしまう問題がある。
そこで、遮光部エッジ位置を原図のエッジ位置からδだけ広げ、遮光部の幅をｗ＋２δとすれば、発光パターンの幅を原図と同じ幅ｗとすることができる（図１Ｂ参照。）。
【００２１】
本発明の発光パターン形成用マスクは、光の回折の影響を無視できるパターンサイズに適用するので、入射角θの光線の潜り込み量は幾何光学よりｔ×ｔａｎθと考えることができる。
式（II）：δ＝ｔ×ｔａｎθ
ここで、ｔは遮光部から有機機能層までの空気換算長で、基材の厚さをｔｓ、屈折率をｎとした場合、下記式（III）を用いて求めることができる。
式（III）：ｔ＝ｔｓ／ｎ
【００２２】
近接光照射の場合にはさらに有機ＥＬ素子とマスクのギャップが加わる。ここで、マスク遮光部のエッジ位置の補正量をεとした時、必ずしもε＝ｔ×ｔａｎθとはならない。
この理由について説明すると、非平行光とした場合でも、光照射面上で様々な入射角の光線を重なるようにして放射照度が一様分布になるようにしている。しかし、マスク遮光部では一部の方向からの光線のみが遮光部の下に潜り込むために光線密度が低下し、放射照度が落ちる。遮光部エッジから内側に行くほど放射照度の低下が大きくなるため、有機機能層の反応に必要な光量が得られず、反応が不十分となり非発光部となるのはｔ×ｔａｎθよりも外側になる。
【００２３】
図２に実際に作製した有機ＥＬ素子の発光パターンの顕微鏡写真を示す。これは、ハーフピッチ０．３ｍｍのライン＆スペースで長さ２ｍｍのパターンを、補正をしていないマスクで作製した有機ＥＬ素子を発光させた場合を表している。すなわち、幅０．３ｍｍの遮光部を０．６ｍｍピッチで三つ配置した発光パターンである。
【００２４】
この時に用いた光照射装置のコリメーション半角θは４５°で、放射照度４Ｗ／ｃｍ２にて積算光照射時間６分で光照射した。この発光パターンのｘ方向の相対輝度分布を図３Ａに示す。
非平行光での光照射のため発光パターンの端部（エッジ部）は傾斜した輝度分布を有しており、発光部の線幅を相対輝度０．５で規定すると線幅は０．２６ｍｍと遮光部幅０．３ｍｍより細く、δ＝２０μｍとなっている。
【００２５】
この有機ＥＬ素子の基材は、厚さｔｓ＝１３０μｍ、ｎ＝１．７なので、ｔ＝７６μｍとなり、θが４５°であるためｔ×ｔａｎθ＝７６μｍとなるが、実際の細り量δは２０μｍと半分以下である。
また、暗部の相対輝度が０近辺まで落ちておらず、積算光照射時間が足りず反応がいまだ十分でない状態である。
【００２６】
次に積算光照射時間１０分で光照射した場合を図３Ｂに示す。この場合の明部の細り量δは３０μｍとなり、発光部幅がさらに細くなった。暗部の相対輝度は０付近まで落ちており、ほぼ非発光状態になっている。このように同じ放射照度であれば積算光照射時間を長くするほど明部の細り量が増え、最終的にはｔ×ｔａｎθまで達する。したがって、補正量εは目標とする明部と暗部のコントラスト（輝度比）をどこに設定するかで変わってくる。目標輝度比が低ければεも小さくて済むし、高くするほどεはｔ×ｔａｎθに近づく。よって、０＜ε≦ｔ×ｔａｎθの範囲で適宜設定することが好ましい。
【００２７】
さらに、放射照度を高めた場合、マスクの遮光部が紫外光や可視光を吸収し発熱してマスクに熱変形が生じることが懸念される。この対策として紫外光や可視光の反射率の高い遮光部を用いた場合には、図４に示すように遮光部と有機ＥＬ素子の金属電極の間で多重反射が発生し、光線の潜り込み量がさらに増加してしまう。
遮光部での内部反射が２回以上になると減衰のためパターンが形成されるほどの放射照度とならないので、１回反射まで考慮する必要がある。この場合、補正量εは最大で３×ｔ×ｔａｎθとなる。したがって、εの範囲は０＜ε≦３×ｔ×ｔａｎθとなる。
【００２８】
［マスクの設計方法］
次に具体的なマスクのパターン設計方法について説明する。コリメーション半角がマスク面内のどの方向も同じ場合には、どの方向も所望のパターン（原図）のエッジ部をεだけ広げたものをマスクパターンとすればよい。
例えば、図５に示すように半径εの円の中心を図中点線で示した原図のエッジに多数配置し、これらの円の外側包絡線で囲まれた部分をマスクの遮光部とすればよい。
【００２９】
一方、コリメーション半角がマスク面内で方向によって異なる場合にはその面内分布形状に応じて、方向により補正量εを変える必要がある。
具体的には、例えば、コリメーション半角がマスク面内のｘ方向とｙ方向で異なる場合、図６のようにマスク面内の光線角度分布が長方形となる。ｘ方向とｙ方向のコリメーション半角を各々θｘ、θｙのとして、各々の補正量をεｘ、εｙとすると、図７のようにｘ方向、ｙ方向の長さが各々２εｘ、２εｙの長方形の中心を原図パターンのエッジに配置し、その外側包絡線を補正パターンとすればよい。
より一般的には、面内方向φに対してコリメーション半角θが異なる場合、面内方向φの補正量をε（φ）とした時、φに対する長さｒ＝ε（φ）の軌跡形状の中心を原図パターンのエッジに配置し、その外側包絡線をマスクの補正パターンとすればよい。
【００３０】
ところで、非平行光で照射した場合、発光部のエッジは輝度分布が傾きを持っているので、この傾斜部の幅によって光照射パターンの解像度の設計限界が決まる。傾斜部の幅をｄとした場合、右傾斜と左傾斜の上端が接した状態が明部の解像限界となり、下端が接した状態が暗部の解像限界となる。相対輝度５０％で幅を規定した場合、明部暗部とも解像限界幅はｄとなる。ｄは最大でｔ×ｔａｎθとなるので、有機ＥＬ素子の基材の厚さが薄く、コリメーション半角が小さいほど解像度を高められる。
しかし、コリメーション半角を小さくすると放射照度を上げることができなくなってしまう。有機ＥＬ素子の照度不軌特性を利用して照射時間を短縮するには１Ｗ／ｃｍ２以上の照度が好ましく、この照度でコリメーション半角をできるだけ小さくなるように設計した結果、コリメーション半角は２３°まで小さくできることが分かった。
このコリメーション半角で、有機ＥＬ素子の基材の厚さを例えば２５μｍ（ｎ＝１．７）まで薄型化した場合には、ｄ＝ｔ×ｔａｎθ＝６μｍとなり、かなりの解像度を確保できる。
一方、タクトタイム優先とし、コリメーション半角の増大を許容した場合、例えばθ＝５０°、基材厚５００μｍの場合にはｄ＝３５１μｍとなり、ハーフピッチ０．３５ｍｍが解像限界となる。ハーフピッチ０．３ｍｍ程度の解像度であれば、視感に訴える大抵のパターンは再現できるので、エッジの輝度分布の傾斜幅は１０〜３００μｍの範囲内が望ましい。
【００３１】
［光照射装置］
図８に示す光照射装置１は、主には、光照射部２と、被パターン形成体載置台４３等により構成されている。
光照射部２は、光源部６と、レンズアレイ７、カバー９等を備えることが好ましい。
光源部６は、光源基板４上に、紫外線を出射する光源（ＬＥＤ）５として、例えば、発光波長が３６５ｎｍや３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤを平面状に並列配置し、光源５から出射した光を、レンズアレイ７で所定の広がり角の光束に整形し、反射導光するカバー９を通じて、その下部に位置するマスク１４を介して、シート状の有機ＥＬ素子（有機ＥＬシート）１００に照射する。有機ＥＬシートは、被パターン形成体載置台４３に保持されている。レンズアレイ７はレンズアレイ支持体８により光源部に固定される。
【００３２】
レンズアレイ７から出射した照射光Ｌは、内面が反射面となっているカバー内部に閉じ込められ、光量の低下を防ぎ、かつ均一な光量でマスク１４に光照射される。
また、光照射エリア周辺部の光量を確保するためには、カバー下端とマスクの間隔（ＷＤ）はできるだけ狭い方が良く、５ｍｍ程度が望ましい。この間隔であれば、マスクに層状の流体を一様に吹き付けることができる。
【００３３】
光源５は、コントローラ（不図示）により点灯、消灯や点灯時の照射出力、照射時間が制御され間欠光照射を行う。図８の説明においては、広がり角整形にレンズアレイ７を用いたが、複合放物面集光器のような集光ミラーを用いてもよい。
また、光源基板４の上部には、光源５の発光により生じた熱を、外部に放出するための放熱板３を具備していることが好ましい。このような放熱板３を設置することにより、光源部６の温度上昇を抑制することができる。
光照射部２全体から出射される光（照射光Ｌ）の照射エリアは有機ＥＬシートの有機ＥＬ素子が配置されている領域全面をカバーできるエリアとなっている。すなわち、光源５を全て点灯させた場合には、一度に全ての有機ＥＬ素子をパターニングすることができる。
また、光源部６は、複数のＬＥＤ光源を有しているため、有機ＥＬシートのサイズ等に応じて複数のグループにわけて点灯を制御してもよいし、有機ＥＬシートの光照射エリアを分割して光照射エリアに応じて複数のグループの光源を選択し点灯制御してもよい。光照射エリアを小さくすることによりマスクの熱変形をさらに抑制することができる。
なお、図８に示す例では、被パターン形成体載置台４３に対して１台の光照射部２内の光源５を一斉又は順次点灯させる場合について説明したが、光照射部２よりも小型の光照射部を各光照射エリア上にステップ移動させたり、小型の光照射部を複数配置して各光照射エリアの光照射に応じて順次各光照射部２を発光させてもよい。
【００３４】
［マスク］
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。
マスク１４は、一例として、基材１４ｂと遮光部１４ａとの２層構成となっており、遮光部がマスクフレーム２２側となるように、マスクアライメント機構部２０に装着されることが好ましい。マスクアライメント機構部２０は、例えば、中央に開口部を有する四角形状のマスクフレーム２２と、マスクフレーム２２の各辺上に設けられ、対向して配置された弾性体２４と、弾性体２４を固定する固定手段２６と、を備えて構成されている。
弾性体２４は、マスクフレーム２２上に載置され、マスク１４の側面と面接触することによりマスク１４を側方から押圧して固定する。
また、マスクフレーム２２の対向する１組の辺上に、少なくとも一対のマスク外れ防止規制板２８を対向して配置させることが好ましい。
【００３５】
紫外線の透過光量を変えることができる公知の材料を用いて、基材上にネガ状のパターンを有するマスクを作製することができるが、特に、線膨張率の低い石英基板に紫外線吸収率が比較的低いクロム遮光部をパターン付与したものが、熱変形を抑制できる点で好ましい。このようなマスクを用い、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素子を作製することができる。
【００３６】
本発明においては、有機ＥＬ素子が冷却機能を有する被パターン形成体載置台に載置され、本発明のマスクが有機ＥＬ素子と所定の相対位置に位置決めされて、素子の上に密着配置されることが好ましい。これは、光が照射されることで発熱源となる遮光部の冷却効果を高めることができるためであり、具体的には、遮光部を有機ＥＬ素子に密着させることが好ましい。
【００３７】
（基材）
基材としては、素材として、特に限定されることがなく、例えば、光学用や基材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。
これらの中では、熱膨張率の低いものが好ましい。石英ガラス、ガラスセラミック及びボロシリケートガラス（例えば、例えば、ショット社製テンパックス  フロート（登録商標））等の耐熱ガラスを好ましく用いることができる。マスクの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。
【００３８】
（遮光部）
遮光部は、光照射装置からの照射光を遮るものであればよく、特に限定するものではない。例えば、紫外光の反射率が高い遮光部としては、例えばクロム（Ｃｒ）を用いた薄膜が好ましい。純Ｃｒの場合、反射率が５０％程度あるが、酸化クロム（ＣｒＯ）で純Ｃｒを挟んだ構造とし、各膜厚を最適化することで紫外光の吸収率を抑えつつ、有機ＥＬ素子側の反射率を１０％未満に抑えることが可能であり、このようなマスクの遮光部を選定することが望ましい。
【００３９】
［光照射部］
光照射部は、波長が１００〜４１０ｎｍの範囲内の光を１Ｗ／ｃｍ２以上の放射照度で照射することが好ましい。
光照射部には、例えば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１００〜４１０ｎｍの範囲、好ましくは２００〜４１０ｎｍの範囲の波長領域の紫外線や可視光を用いることができる。中でも、波長が３５０〜４１０ｎｍのＬＥＤを複数備えていることが特に好ましい。これは、波長が３５０〜４１０ｎｍの光は、有機ＥＬ素子の発光効率低下の感度が高い紫外線及び可視光領域の波長の光であるため、タクトタイムをより短縮できるからである。
【００４０】
なお、パターニングを行うための積算照射量としては、有機ＥＬ素子の層構成、膜厚、サイズ等にもよるが、２００〜５０００Ｊ／ｃｍ２の積算光量で照射することが、生産性が高く、正確なパターニングが行える観点から好ましい。また、間欠光照射における１パルス照射時の照射時間は、１〜３００秒の範囲内であることが好ましい。
【００４１】
光照射部としては、例えば、光源として、波長３８５ｎｍのＵＶ−ＬＥＤを使用し、これらを２次元状に配置し、ＬＥＤから出射した照射光をレンズアレイ７で所定のコリメーション半角となるように整形することで、レンズアレイ７の各レンズから出射した光が照射面で重なり合い、この結果、有機ＥＬシートの広い面積に照射することができ、かつ、一様な照度分布とすることができる。
この場合、なお、ＬＥＤは不図示のコントローラにより点灯、消灯や点灯時の照射出力、照射時間が制御されたパルス光の間欠光照射を行うものであることが好ましい。
【００４２】
［放射照度］
光照射部は、波長が１００〜４１０ｎｍの範囲内の光を１Ｗ／ｃｍ２以上の放射照度で照射するが、高輝度で高速パターニングを行うためには、放射照度は２Ｗ／ｃｍ２以上が好ましく、４Ｗ／ｃｍ２以上がより好ましい。さらに光照射エリア５０００ｃｍ２以上でかつ、放射照度４Ｗ／ｃｍ２が、パターニングのタクトタイムの大幅な短縮と取り数を増大させることが可能となり、この結果、生産性を著しく向上できる点で好ましい。
また、光照射エリア内における前記波長が１００〜４１０ｎｍの範囲内の光の放射照度が、当該光照射エリア内における前記放射照度の平均値に対し±１０％の範囲内であることが好ましい。
【００４３】
＜放射照度の分布＞
本発明に用いる光照射装置は、光照射エリア内における前記波長の範囲内の光の放射照度（以下、単に「放射照度」ともいう。）が、当該光照射エリア内における放射照度の平均値に対し±１０％の範囲内である。
【００４４】
（放射照度の分布の測定方法）
放射照度は、公知の測定器で測定することができ、例えば、波長範囲が３００〜４１０ｎｍの場合、紫外線積算光量計「Ｃ９５３６−０２」とセンサヘッド「Ｈ９９５８−０２」（浜松ホトニクス株式会社製）を使用して、光照射エリアの縦、横に１〜１０ｍｍ間隔で測定することができる。
上述のようにして測定された、光照射エリア内における放射照度の分布から、光照射エリア内の波長の範囲内の光の放射照度の平均を計算することができる。
【００４５】
＜コリメーション半角＞
本発明に用いる光照射装置においては、前記光照射エリア内における前記波長が１００〜４１０ｎｍの範囲内の光のコリメーション半角が、４５°以下であることが好ましい。なお、１Ｗ／ｃｍ２以上の放射照度を実現するためには、２３°以上のコリメーション半角を有する光を含むことが好ましい。
コリメーション半角とは、前述のとおりマスクに対する垂線Ｒと照射光Ｌとがなす角θのうち、最大のものをいう（図８参照）。コリメーション半角は、光源部から出射した光をレンズなどで整形することで調整できる。
【００４６】
（レンズ）
コリメーション半角を調整するための、レンズとしては特に限定されず、例えば、レンズアレイの代わりに、複合放物面集光器のような集光ミラーを用いてもよい。複合放物面集光器であれば、部品コストを抑えることができるため好ましい。また、その他図示は省略するが、棒状シリンドリカルレンズ又はロッドレンズをＬＥＤアレイの各列に配置し、続いて直交する方向に棒状シリンドリカルレンズやロッドレンズを配置して２次元方向のコリメーション角整形を行ってもよい。このようにすれば、光軸調整を各々一方向だけ行えばよく、調整工数を抑制できるため好ましい。
【００４７】
（コリメーション半角の測定方法）
被パターン形成体載置台を光照射部から退避させ、ピンホールを被パターン形成体載置台の有機ＥＬシートを載置する面と同じ高さに配置し、照射光をピンホールに照射し、ピンホールを通り抜けた光束をＣＣＤカメラで観測、又はピンホールの下に配置した紫外線感光紙を照射し変色させ、その光束（変色部）の半径Ｍを計測する。ピンホールとＣＣＤ素子又は紫外線感光紙の間隔をＤとした時、コリメーション半角はｔａｎ−１（Ｍ／Ｄ）にて算出される。ピンホールの径はφ０．５ｍｍ以下が望ましい。
【００４８】
［光照射エリア］
光照射エリアとは、本発明に用いる光照射装置が照射する光の領域である。
光照射エリアの面積は、特に限定されないが、５０００ｃｍ２以上であることが好ましい。この理由は次のとおりである。
【００４９】
ロール・ｔｏ・ロール方式で有機ＥＬ素子を製造する場合、一般的にロールの幅は１ｍ程度ある。パターニングする際は、これをロール巻き方向に６００ｍｍ程度の長さにカットして、複数の有機ＥＬ素子を平面状に備えるシート状にして、これら複数の有機ＥＬ素子に対し、まとめて光を照射することが好ましい。
例えば、ｘ方向のサイズが１００ｃｍでありｙ方向のサイズが６０ｃｍのサイズの有機ＥＬシートに対して、複数の有機ＥＬ素子が内側９０ｃｍ×５４ｃｍの領域に配置される。光照射エリアを３０ｃｍ×１８ｃｍ（＝５４０ｃｍ２）とすれば、ｘ方向に３ステップ、ｙ方向に３ステップの合計９ステップと１０ステップ以内で一つの有機ＥＬシートに光を照射できる。このように大面積の光照射エリアとすることにより有機ＥＬシートの状態での光照射が可能となり、複数の有機ＥＬ素子を一度にパターニングでき、スループットを向上できる。有機ＥＬシートの全面を一括で光照射する場合には、９０ｃｍ×５４ｃｍ＝４８６０ｃｍ２以上の光照射エリアが必要であることから、５０００ｃｍ２以上の光照射エリアであることが好ましい。
【００５０】
このような大面積の光照射エリアは、例えば、ＬＥＤの数を増やし、光源部の発光面積を拡大すれば実現可能であるが、この場合、本発明で用いられる光照射装置は、冷却機能を併せて備えていることが好ましい。これにより、１回の照射総光量が非常に高くなったとしても、マスクの遮光部の発熱を抑えることができる。
【００５１】
［被パターン形成体載置台］
本発明で用いられる光照射装置１は、有機エレクトロルミネッセンス素子を載置する被パターン形成体載置台４３を備えることが好ましい。
被パターン形成体載置台は、有機エレクトロルミネッセンス素子を載置できるものであり、かつ、本発明の効果を阻害しないものであればよく、特に限定されないが、例えば、有機ＥＬシート１００を吸着固定できるものであることが好ましい。一般に、有機ＥＬ素子の基材としてポリエチレンテレフタレート（略称：ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（略称：ＰＥＮ）を用いた場合、有機ＥＬシートはカールするなど変形しやすいが、有機ＥＬシートを吸着固定できる被パターン形成体載置台であれば、シート全面を吸着することにより、平面性よく被パターン形成体載置台に固定でき、パターニングの光照射ボケを防止できる。
なお、被パターン形成体載置台の材質は、特に限定されない。ただし、被パターン形成体載置台が後述の水路４４ｂを有する場合、被パターン形成体載置台は冷却台となるため、その材質は熱伝導率の高い金属が好ましく、具体的には、例えば、アルミニウムが使用できる。
【００５２】
また、複数の有機ＥＬ素子が備えられた有機ＥＬシートに光を照射する場合には、被パターン形成体載置台が大型となり、かつ冷却水も流れるため質量が増してしまう。そのため、マスクとシートのアライメントはマスクが載置されたマスクフレームを被パターン形成体載置台の平面内の座標（Ｘ、Ｙ、φ）で調整することが好ましい。
【００５３】
＜冷却機能＞
有機ＥＬ素子のパターニングを高速で行うために２Ｗ／ｃｍ２以上の非常に高い放射照度で光を照射した場合、マスクの遮光部（クロムなど）が紫外線を吸収し温度が上昇する。このため、被パターン形成体載置台が、冷却機能を有することが好ましい。これにより、マスクに熱変形が生じることを抑制でき、ひいては、光照射パターンのずれ発生や熱に弱い有機機能層が熱ダメージを受け性能が劣化してしまう問題の発生を防止できる。
【００５４】
冷却機能としては、マスクを冷却できるものであればよく、特に限定されず、具体的には、例えば、水冷方式や、空気などの気体をマスクに吹き付けることなどが挙げられる。中でも、本発明で用いられる光照射装置は、水冷方式の冷却機能として、前記被パターン形成体載置台の内部に水路を備え、冷却水を被パターン形成体載置台の一方から導入し、前記被パターン形成体載置台内を一方向に前記冷却水を流して他方に排出する複数の水路を冷却機能として備えることが好ましい。
【００５５】
図９に、被パターン形成体載置台内部に備えられた水路の具体的な一例を示す。図９の例では、被パターン形成体載置台内部には、水路４４ａから供給される冷却水が流れる複数の水路４４ｂが、被パターン形成体載置台の一方から他方に向けて一方向に貫通形成されている。この水路を一方向に冷却水が流れ、紫外線照射によりマスクや有機ＥＬ素子で発生した熱を冷却する。
被パターン形成体載置台で熱を吸収した水は水路４４ｃから排出されてチラーユニット４５に送られ、チラーユニット４５内部にて熱交換され、水温を下げた冷却水が被パターン形成体載置台に再び供給される。このように図８の例では、冷却水はチラーユニットと被パターン形成体載置台内部を循環する。チラーユニットは、チラーの冷却能力に応じて複数設けてもよい。
なお、装置作動中は常時冷却機能を動作させておくことが好ましい。
また、被パターン形成体載置台に導入される水温は有機ＥＬ素子やマスクが結露しない範囲で３０℃以下が好ましい。１０〜２０℃の範囲内がより好ましい。
【００５６】
図９に示すように、水路４４ｂを流れる冷却水を一方通行とすれば、熱を吸収し温度上昇した冷却水を最短距離で被パターン形成体載置台の外部に排出でき、被パターン形成体載置台内で往復させた場合に比べ冷却効果が高いため好ましい。
【００５７】
［気体流発生部］
本発明で用いられる光照射装置は、気体を前記マスクに吹き付ける気体流発生部を備えることが好ましい。
気体流発生部１０は、マスク１４上面の対向する位置に、マスク１４とカバー９との間隙ＷＤを通して、空気などの気体がマスク１４と平行に、かつマスク１４の中央方向に吹き付けられるよう配置されている。
なお、本発明において、気体流発生部が吹き付ける気体は、マスクを冷却できるものであり、かつ、本発明の効果発現を阻害しないものであれば特に限定されず、例えば、空気や、窒素ガスなどを好適に使用できる。
【００５８】
気体流発生部１０はマスク１４上面の対向する位置に配置されることで、マスク１４と平行に気体を吹き付けることができ、この結果、吹き付けられる気体流１１はムラなくマスク１４上を進みマスク中央部で合流することができる。ここで、平行に吹き付けるとは、マスク１４の平面に対し±２°以内の角度で吹き付けることをいう。
マスクに吹き付けられた空気は、マスク１４の中央部で合流する。中央で合流することで、マスク１４をムラなく冷却することができる。このため気体流発生部１０は、マスク１４上面の対向する位置に平行に配置されることが好ましい。
【００５９】
カバー９と気体流発生部１０との間隙１２は、空気が効率よくマスク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、気体流発生部の長さは、吹き付ける側のカバーの幅と同じか、それより大きいほうが好ましい。
また、一対の気体流発生部１０は、マスク１４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。
【００６０】
（吹き付け部）
カバー９内部の空気循環を行い、効率よくマスクやカバーを冷却するためには、気体流発生部１０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。さらには、スリット状の吹き付け部は、ライン状に気体を吹き出し、マスク表面を冷却するものであることがより好ましい。吹きだされる気体が、ライン状であると、マスクを一様に冷却できるためである。
【００６１】
また、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。
【００６２】
吹き付け部に用いるスリット状の吹き付け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ス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。
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１０００〜４０００Ｌ／ｍｉｎであることができる。気体流発生部は、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。
【００６３】
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℃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。
なお、上述の被パターン形成体載置台の冷却機能とともに、このような気体流発生部を有することが、マスクに気体を吹き付けることにより有機ＥＬシートとマスクを効率よく冷却でき、高い放射照度とした場合に伴う熱の影響を好適に低減できるため好ましい。
【００６４】
［カバー］
カバーは、光源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。
カバーは、その上部に光源部が取り付けられ、その下端に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シートの大きさに応じて設定することができる。底面は、作製するパターン形成エリアより大きいことが好ましい。
カバーの高さは、紫外線の光量、照射光量のムラなどから、適宜調整できる。例えば、０．５〜５ｍ程度にすることができる。
【００６５】
［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。
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１０に示す。なお図１０は説明のため縦横比は正確ではない。
【００６６】
図１０に示すとおり、本発明に係る有機ＥＬ素子１００は、アノードとなる第１電極１１６上に、発光層を有する有機機能層ユニット１１７（正孔注入層１１７ａ、正孔輸送層１１７ｂ、発光層１１７ｃ、電子輸送層１１７ｄ、電子注入層１１７ｅ）、及びカソードとなる第２電極１１８が積層され、更に、基材１０２、ハードコート層１０３、第１ガスバリアー層１０４及び第２ガスバリアー層１０５を含むガスバリアーフィルム１０１と封止樹脂層１１９及び封止部材１２０とにより固体封止された構成である。このうち、アノードとして用いられている第１電極１１６が、透光性の電極として構成されている。このような構成において、第１電極１１６と第２電極１１８とで有機機能層ユニット１１７が挟持されている部分のみが、有機ＥＬ素子１００における発光領域となる。そして、図１０に示す例では、有機ＥＬ素子１００は、発生させた光（以下、「発光光ｈ」ともいう。）を、少なくともガスバリアーフィルム１０１側から取り出すボトムエミッション型として構成されている。
【００６７】
有機ＥＬ素子１００は、ガスバリアーフィルム１０１の一方の面上に、第１電極１１６、有機機能層ユニット１１７及び第２電極１１８を覆う封止樹脂層１１９を介して、封止部材１２０が貼り合わされることにより、固体封止されている。固体封止型の有機ＥＬ素子１００は、封止部材１２０の貼合面、又は、ガスバリアーフィルム１０１の第２ガスバリアー層１０５及び第２電極１１８の複数箇所に未硬化の樹脂材料が塗布され、当該樹脂材料を挟んでガスバリアーフィルム１０１と封止部材１２０とが互いに加熱圧着されて一体化されている。
【００６８】
なお、本発明に係る有機ＥＬ素子１００は、ボトムエミッション型には限定されず、第２電極１１８側から光を取り出すトップエミッション型の構成や、両面から光を取り出す両面発光型の構成としてもよい。有機ＥＬ素子１００がトップエミッション型であれば、第２電極１１８に透明な材料を用いて、発光光ｈを第２電極１１８側から取り出す構成とする。また、有機ＥＬ素子１００が両面発光型であれば、第２電極１１８に透明な材料を用い、発光光ｈを両面から取り出す構成とする。
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。
【００６９】
≪有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法≫
本発明で用いられる光照射装置は、パターンを形成した有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、前記パターンの端部（エッジ部）が、１０〜３００μｍの範囲内で輝度分布を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に好適に採用できる。
上記本発明で用いられる光照射装置を使用して有機ＥＬ素子のパターニングすることで、パターンのエッジ部が、１０〜３００μｍの範囲内で発光部の中心側から非発光部へと向かうにしたがって輝度が低下する輝度分布を有する有機ＥＬ素子を製造することができる。
ここで、発光パターンのエッジ部とは、マスクにおける遮光部で形成された発光パターンの辺を指す。
【００７０】
（有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法の具体例）
以下に本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法について、具体例を述べる。
まず、基材上に、マスクを使用して陽極を成膜する。
次に、蒸着用るつぼの各々に、正孔注入材料、正孔輸送材料、発光層のホスト化合物及びドーパント、電子輸送材料、電子注入材料を各々素子作製に最適の量を充填する。
【００７１】
次いで、減圧した後、正孔注入材料の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、正孔注入材料を基材に蒸着し正孔注入層を設ける。
次いで、正孔輸送材料の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、正孔輸送材料を正孔注入層上に蒸着し、正孔輸送層を設ける。
次いで、発光層のホスト化合物及びドーパントの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、発光層のホスト化合物及びドーパントを正孔輸送層上に共蒸着し、発光層を設ける。
次いで、正孔阻止材料の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、正孔阻止材料を発光層上に蒸着し、正孔阻止層を設ける。
【００７２】
次いで、電子輸送材料の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、電子輸送材料を正孔阻止層上に蒸着し、電子輸送層を設ける。
更に、電子注入材料の入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、電子注入材料を電子輸送層上に蒸着し、電子注入層を設ける。このようにして有機機能層を形成できる。
最後に、アルミニウムなどを電子注入層上に蒸着し、陰極を設ける。この後、前記蒸着面側をエポキシ樹脂などの封止材で覆い、更に、アルミニウム箔で覆って保護膜を形成した後、硬化させる。なお、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）内で行われることが好ましい。
【００７３】
このようにして有機ＥＬ素子を作製できる。
このような有機ＥＬ素子は、パターニングに際し、所定の大きさにカットする。なお、有機ＥＬ素子についてのパターニングは、上述したとおりに行うことができる。
また、有機ＥＬ素子の製造方法は、上記方法に限定されず、公知の方法を使用することができる。
なお、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００７４】
また、例えば、上記光照射装置による光照射の例として、間欠光照射によるパルス光を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されず、連続的な光を照射することとしてもよい。
また、例えば、上記光照射装置は、カバーを有するものとして説明したが、カバーを有していない光照射装置であってもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１  光照射装置
２  光照射部
３  放熱板
４  光源基板
５  光源
６  光源部
７  レンズアレイ
８  レンズアレイ支持体
９  カバー
１０  気体流発生部
１１  気体流
１２、ＷＤ  間隙
１４  マスク
２０  マスクアライメント機構部
２２  マスクフレーム
２４  弾性体
２６  固定手段
２８  マスク外れ防止規制板
４３  被パターン形成体載置台
４４ａ  水路（入側）
４４ｂ  水路（内部）
４４ｃ  水路（出側）
４５  チラーユニット
１００  有機ＥＬ素子（有機ＥＬシート）
１０１  ガスバリアーフィルム
１０２  基材
１１６  第１電極
１１７  有機機能層ユニット
１１８  第２電極
１１９  封止樹脂層
１２０  封止部材
Ｌ  照射光
ｈ  発光光
【図１Ａ】
2019079596.tif 000003
【図１Ｂ】
2019079596.tif 000004
【図２】
2019079596.tif 000005
【図３Ａ】
2019079596.tif 000006
【図３Ｂ】
2019079596.tif 000007
【図４】
2019079596.tif 000008
【図５】
2019079596.tif 000009
【図６】
2019079596.tif 000010
【図７】
2019079596.tif 000011
【図８】
2019079596.tif 000012
【図９】
2019079596.tif 000013
【図１０】
2019079596.tif 000014