(57)【要約】【課題】溶媒の凝縮を促進し、より均一で効率的な乾燥を可能とする。【解決手段】塗布膜の乾燥装置は、基板ｆ１上の塗布膜ｆ２と対面する凝縮板１１を備え、当該凝縮板１１により塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する。凝縮板１１は、多孔質であり、凝縮面から反対面に通じる貫通孔を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の塗布膜と対面する凝縮板を備え、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥装置において、
前記凝縮板が、多孔質であり、凝縮面から反対面に通じる貫通孔を有する塗布膜の乾燥装置。
【請求項２】
前記凝縮板の開気孔率が、３０％以上である請求項１に記載の塗布膜の乾燥装置。
【請求項３】
前記凝縮板の揚水速度が、４ｍｍ／ｍｉｎ以上である請求項１又は２に記載の塗布膜の乾燥装置。
【請求項４】
前記凝縮板の上部に、前記貫通孔を通過した溶媒の吸収材を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の塗布膜の乾燥装置。
【請求項５】
前記凝縮板の上部に、前記貫通孔を通過した溶媒の排出手段を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の塗布膜の乾燥装置。
【請求項６】
基板上の塗布膜と対面する凝縮板を配置し、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
前記凝縮板として、多孔質であり、凝縮面から反対面に通じる貫通孔を有する凝縮板を用い、凝縮した溶媒を、この貫通孔を介して凝縮面から移動させる塗布膜の乾燥方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）素子や有機薄膜太陽電池等における有機薄膜の成膜方法として、真空プロセスを必要とせず、連続生産が容易であることから、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法等のウェットプロセスによる塗布方法が注目されている。しかしながら、ウェットプロセスによれば、塗布膜を乾燥する工程において乾燥ムラが生じることがあり、均一な膜厚を得ることが難しい。要因の１つとして、溶解度を上げるために、塗布液の溶媒として揮発性の高い有機溶剤が用いられることが挙げられる。
【０００３】
従来、均一な乾燥が可能な乾燥方法として、塗布膜面に凝縮板を対面させ、凝縮板により塗布膜中の溶媒を凝縮させる乾燥方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この乾燥方法によれば、対流を用いずに、凝縮板と塗布膜間の距離と、それぞれの表面温度とを制御することによって、精密な乾燥が可能である。
【０００４】
凝縮した溶媒を凝縮板から排出することにより、さらなる溶媒の凝縮を促進することができるため、上記特許文献１には、凝縮板として多孔質材を用いたり、溶媒を保持する多孔性プレートを凝縮板と塗布膜間に配置したりして、凝縮した溶媒を排出可能な構成が開示されている。
他にも、凝縮板に毛管作用を有する毛管面を形成し、凝縮した溶媒をその毛管作用によって凝縮板より高い位置に押し上げるか、圧送する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
また、密閉された乾燥装置内で多孔質からなる吸着部材を基板に対向させ、乾燥装置内を減圧することにより吸着部材に吸着された溶媒を排気する方法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００３−５２４８４７号公報
【特許文献２】特表２００２−５１５５８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６９３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、凝縮板を単に多孔質としただけでは、開気孔の量が十分ではなく、凝縮した溶媒を凝縮面から効率的に排出できないことがある。溶媒の排出が滞ると、溶媒の凝縮が鈍化し、乾燥速度が低下して効率的な乾燥ができない。
また、多孔質の凝縮板は毛管の抵抗が高いこともあって、溶媒の吸収量に限りがある。吸収能を超えて溶媒が凝縮すると、凝縮した溶媒が再度基板上の塗布膜に付着し、乾燥ムラを発生させる原因となる。
【０００７】
本発明の課題は、溶媒の凝縮を促進し、より均一で効率的な乾燥を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、
基板上の塗布膜と対面する凝縮板を備え、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥装置において、
前記凝縮板が、多孔質であり、凝縮面から反対面に通じる貫通孔を有する塗布膜の乾燥装置が提供される。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、
前記凝縮板の開気孔率が、３０％以上である請求項１に記載の塗布膜の乾燥装置が提供される。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、
前記凝縮板の揚水速度が、４ｍｍ／ｍｉｎ以上である請求項１又は２に記載の塗布膜の乾燥装置が提供される。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、
前記凝縮板の上部に、前記貫通孔を通過した溶媒の吸収材を備える請求項１〜３の何れか一項に記載の塗布膜の乾燥装置が提供される。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、
前記凝縮板の上部に、前記貫通孔を通過した溶媒の排出手段を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の塗布膜の乾燥装置が提供される。
【００１３】
請求項６に記載の発明によれば、
基板上の塗布膜と対面する凝縮板を配置し、当該凝縮板により塗布膜からの溶媒の蒸気を凝縮し、乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
前記凝縮板として、多孔質であり、凝縮面から反対面に通じる貫通孔を有する凝縮板を用い、凝縮した溶媒を、この貫通孔を介して凝縮面から移動させる塗布膜の乾燥方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、凝縮面に凝縮した溶媒を排出して、凝縮を促進することができ、より均一で効率的な乾燥が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態に係る塗布膜の乾燥装置が用いられた製造ラインを示している。
【図２】基板の搬送方向から見た乾燥装置の正面図である。
【図３】凝縮板の上部に溶媒の吸収材を備えた乾燥装置の例を示している。
【図４】凝縮板の上部に溶媒の排出手段を備えた乾燥装置の例を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の塗布膜の乾燥装置及び乾燥方法の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本実施の形態に係る塗布膜の乾燥装置１が用いられた製造ライン例を示している。
図１に示す製造ラインは、ローラー２２、２３によって把持され、搬送される基板ｆ１上に、塗布装置３により有機層の塗布液を塗布し、乾燥装置１によりその塗布膜を乾燥する。
なお、乾燥装置１より後に、残留溶媒の除去等を目的として、後処理用の乾燥装置を設置してもよい。その乾燥方法としては、特に限定されず、例えば熱風、赤外線、平面加熱等の固体伝熱乾燥、マイクロ波等を用いた内部発熱乾燥、真空乾燥、超臨界乾燥、超音波乾燥等の固定非加熱系乾燥、吸湿乾燥、冷却乾燥、凝縮乾燥等の気体乾燥のような公知の方法を選択することができる。
【００１８】
基板ｆ１は、塗膜の対象物である。基板ｆ１として、金属、ガラス基板、樹脂フィルム等の可撓性材料からなる基材や、基材自体を塗膜するときは基材の支持体等が用いられる。基板ｆ１上にはいくつかの有機層が既に形成されていてもよい。
基板ｆ１は、アンワインダー２１によって塗布装置３に送り出され、塗布、乾燥後に、ワインダー２４によって巻き取られる。
【００１９】
塗布装置３は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、スプレー法、印刷法に代表されるようなウェットプロセスの他、スリット型ダイコーターを用いたスロット法、ＥＳＤ（Electro Spray Deposition）法、ＥＳＤＵＳ（Evaporative Spray Deposition from Ultra-ditule Solution）法等によって、塗布液を塗布する。溶媒を含む塗布液を塗布できるのであれば、塗布装置３の塗布方法は特に限定されない。
【００２０】
連続的に搬送される基板ｆ１上に塗布する方法として、必要な膜厚の塗布膜を形成するのに必要な量より余分に塗布液を塗布し、その後、余剰分を除去する後計量型と、必要な量だけ塗布液を塗布する前計量型とが知られている。何れの塗布方法も適用可能であるが、塗布の高精度、高速化、薄膜化、塗布膜の品質向上、積層への適性等の観点から、前計量型が好ましい。また、塗布液の暴露抑制、濃度変化の抑制、クリーン度の維持、異物の混入防止という観点から、閉じた系であることが好ましい。そのため、上記塗布方法のなかでも、スリット型ダイコーターを用いたスロット法、スプレー法、インクジェット法が好ましい。
【００２１】
塗布液は、有機材料を溶媒に溶解又は分散させて調製することができる。
陽極と陰極間に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層等の有機層が順に積層された有機ＥＬ素子の場合、正孔輸送層の有機材料として、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の導電性高分子オリゴマーが挙げられる。
【００２２】
発光層の有機材料としては、繰り返し単位を持たない低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基等の重合性基を有する低分子化合物でもよい。
具体的には、発光層の有機材料として、カルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有する化合物、カルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換された誘導体を表す。）等が挙げられる。
また、発光層の有機材料として燐光性化合物も挙げられる。燐光性化合物は、元素の周期表で８族〜１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、イリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物、希土類錯体等が挙げられる。
【００２３】
電子輸送層の有機材料としては、例えばニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体等が挙げられる。
【００２４】
有機ＥＬ素子以外にも、塗布装置３は、太陽電池、トランジスター、メモリー、センサー等の有機層を形成することができる。そのような有機材料としては、ポリチオフェン等の導電性高分子の他、ペンタセン、ナフタレン誘導体等が挙げられる。
【００２５】
塗布液に用いられる溶媒としては、溶質である有機材料にもよるが、例えば純水、２−エトキシエタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、クロロホルム、塩化メチレン、テトラクロロエチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン等のハロゲン系、キシレン、トルエン、へキサン、シクロヘキシルベンゼン、アニソール等の芳香族炭化水素系、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系、酢酸、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトニトリル等のエステル系、ジエチルエーテル、ジメチルスルホスキド等が挙げられる。
【００２６】
塗布液は、塗布範囲を制御する目的や、塗布後の表面張力勾配に伴う液流動（例えば、コーヒーリングと呼ばれる現象を引き起こす液流動）を抑制する目的に応じて、界面活性剤や複数種の溶媒を含有することができる。
界面活性剤としては、溶媒に含まれる水分の影響、レベリング性、基板ｆ１への濡れ性等の観点から、例えばアニオン性又はノニオン性の界面活性剤等が挙げられる。具体的には、含フッ素系活性剤等、国際公開第０８／１４６６８１パンフレット、特開平２−４１３０８号公報等に挙げられた界面活性剤を用いることができる。
【００２７】
塗布膜の膜厚は、有機層として必要とされる機能と有機材料の溶解度又は分散性により、適宜選択することができる。膜厚が大きいほど流動による乾燥ムラが発生しやすく、均一な乾燥が可能な乾燥装置１の有用性は大きい。
塗布膜の膜厚としては、具体的には１〜９０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００２８】
塗布膜の粘度についても、膜厚と同様に、有機層として必要とされる機能と有機材料の溶解度又は分散性により、適宜選択することができる。粘度が低いほど流動による乾燥ムラが発生しやすく、均一な乾燥が可能な乾燥装置１の有用性は大きい。
塗布膜の粘度としては、具体的には０．３〜１００ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましく、０．５〜１０ｍＰａ・ｓの範囲内であることが好ましい。
【００２９】
〔乾燥装置〕
乾燥装置１は、基板ｆ１上の塗布膜が含有する溶媒の蒸気を凝縮し、塗布膜を乾燥する。
乾燥装置１は、塗膜後すぐに乾燥できるように、塗布装置３の直後に設置されることが好ましい。塗膜から乾燥までの間、周囲の気流や乾燥装置１において生じる自然対流の影響があるが、塗膜後すぐに乾燥を開始することにより、気流の影響による乾燥ムラを防ぐことができる。搬送速度にもよるが、塗膜から乾燥までの時間は、３０秒以内であることが好ましく、１０秒以内であることがより好ましい。なお、塗布装置３から乾燥装置１までの間、周囲の気流の遮断手段として遮断板を設けることもできるし、塗布膜上で気流が生じないように、周囲の気流の整流手段として整流板や整流用のファンを設けることもできる。
【００３０】
図２は、乾燥装置１内部を基板ｆ１の搬送方向ｙから見た正面図である。
乾燥装置１は、図１及び図２に示すように、基板ｆ１上の塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮する凝縮板１１と、基板ｆ１を加熱する加熱装置１２とを備えて構成されている。
凝縮板１１は、塗布膜ｆ２と対面して配置されている。凝縮板１１は、固定的に設置することもできるし、フィルム状に成形して搬送ローラー等によって移動させることもできる。
加熱装置１２は、基板ｆ１と対面して配置され、基板ｆ１を介して塗布膜ｆ２を加熱し、溶媒の蒸発を促す。加熱方法は特に限定されず、例えば熱風（加熱ガス）、赤外線、ＵＶ、平面加熱等の伝熱による加熱、マイクロ波による電気抵抗を用いた内部加熱等の加熱方法が挙げられる。
【００３１】
凝縮板１１は、多孔質であり、凝縮面１１ａからその反対面に通じる貫通孔を有する。貫通孔を介して、凝縮した溶媒を凝縮面１１ａから反対面に移動させることができ、凝縮面１１ａにおける溶媒濃度を減じて、さらなる凝縮を促進することができる。凝縮面１１ａとは、塗布膜ｆ２と対面し、塗布膜ｆ２からの溶媒が凝縮する凝縮板１１の表面をいう。塗布膜面ｆ２ａは、塗布膜ｆ２の表面である。  
【００３２】
貫通孔を有する凝縮板１１の作製方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
例えば、ゼオライトのようなセラミックスの粉末に、熱分解性の造孔材（例えば、繊維）の粉末を混合し、水、結合材、分散材等を加えて混練したペーストを、押出成形法によって押出して板状に成形する。押出成形により、繊維形状の気孔を一次元的に配向させて、貫通孔を形成することができる。
同様に、造孔材を用い、ハニカム構造となるように押出成形して、貫通孔を形成する方法が、特開２００７−８４３８０号公報等に開示されている。
【００３３】
また、セラミックス等の材料を用いて板状に成形した後、レーザー照射により貫通孔を形成し、焼成することにより、凝縮板１１を作製することもできる。
セラミックスとバインダーを混合して板状に成形した後、焼成し、おこし状の凝縮板１１を作製することもできる。
【００３４】
凝縮板１１の開気孔率は、３０％以上であることが好ましい。
開気孔率を３０％以上とすることにより、凝縮板１１の溶媒の吸収能を向上させることができ、凝縮面１１ａ上の溶媒を吸収して、さらなる溶媒の凝縮を促進することができる。
開気孔率は、アルキメデス法により求めることができる。
【００３５】
凝縮板１１の揚水速度は、４ｍｍ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。
揚水速度を４ｍｍ／ｍｉｎ以上とすることにより、凝縮面１１ａから貫通孔を介して溶媒を速やかに移動させることができ、さらなる溶媒の凝縮を促進することできる。
【００３６】
多孔質材のなかでも、凝縮の鈍化を防ぐ観点から、熱容量が大きい材料を用いることが好ましい。溶媒を凝縮させるためには、凝縮面１１ａを低温に維持する必要がある。熱容量が大きい凝縮板１１を用いることにより、加熱装置１２の加熱によって塗布膜ｆ２から放射熱が生じた場合でも、凝縮面１１ａの温度上昇を抑制し、凝縮の鈍化を防ぐことができる。
具体的には、熱容量が２７００ｋＪ／ｍ３・Ｋ以上であることが好ましく、大きいほどよい。
【００３７】
乾燥装置１は、図３に示すように、凝縮板１１の上部に、貫通孔を通過して凝縮面１１ａから反対面へ移動した溶媒の吸収材１４を備えることができる。吸収材１４により、凝縮面１１ａ上の溶媒が貫通孔を介して移動しやすくなるため、さらなる溶媒の凝縮を促進することができ、乾燥速度を上げることができる。
吸収材１４としては、溶媒の吸収能があるのであれば特に限定されず、例えば繊維、ハイシリカゼオライト、活性炭、多孔質材等が挙げられる。
【００３８】
乾燥装置１は、凝縮板１１の上部に、貫通孔を通過して凝縮面１１ａから反対面へ移動した溶媒の排出手段を備えることができる。排出手段により、凝縮面１１ａ上の溶媒が貫通孔を介して移動しやすくなるため、さらなる溶媒の凝縮を促進することができ、乾燥速度を上げることができる。
排出手段としては、例えば凝縮板１１の上部において送風する又は吸引するポンプ等が挙げられる。
【００３９】
排出手段は、図４に示すように吸収材１４と併用することもできる。
図４は、排出手段の一例として、送風によって溶媒を排出するファン１５を示している。ファン１５は、吸収材１４の上部において幅手方向ｘの一端から他端へ送風し、吸収材１４から溶媒を蒸発させて、幅手方向ｘの他端へと排出している。吸収材１４に吸収された溶媒を排出することによって、吸収材１４の吸収能が回復するので、凝縮面１１ａから貫通孔を介して溶媒が移動しやすくなり、凝縮を促進することができる。
【００４０】
凝縮板１１は、凝縮面１１ａ上に残る溶媒を排出するため、凝縮面１１ａに複数のスリットを有することができる。スリットの延在方向は、幅手方向ｘ又は搬送方向ｙの何れであってもよい。スリットの毛管力によって凝縮面１１ａに凝縮した溶媒を幅手方向ｘ又は搬送方向ｙの端部へと搬送し、排出する。
【００４１】
凝縮板１１を基板ｆ１に対して傾斜させて配置し、凝縮面１１ａ上に凝縮した溶媒を、重力により、傾斜した凝縮面１１ａに沿って排出させてもよい。例えば、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間の距離が、幅手方向ｘの一端から他端に向かうほど大きくなるように設置することができる。
【００４２】
スリットを設ける場合、凝縮板１１の側面から垂下する側面板や溶媒回収用の容器を設け、スリットに沿って端部に排出された溶媒を側面板により回収することとしてもよい。
【００４３】
凝縮板１１は、凝縮面１１ａが表面処理されていてもよい。
例えば、汚れ防止又は凝縮した溶媒の効率的な排出のため、凝縮面１１ａを撥水処理又は親水処理することができる。
撥水処理としては、特開２００５−３４３０１６号公報、特開２０００−２５４５８２号公報に記載されているように、フルオロアルキル基、アルキル基等を有するシラン化合物等の撥水性材料を、フローコーティング法、ディップコーティング法等によって塗布する処理が挙げられる。また、特開２００５−２３１２２号公報に記載されているように、撥水撥油性を持つポリフロオロアルキル基を有する重合体を用いて作製されたハニカム構造又はピラー構造のフィルムを凝縮面１１ａに貼付してもよい。
【００４４】
他の表面処理としては、乾燥ムラを防ぐためのラビング処理が挙げられる。また、濡れ性を向上させるため、凝縮面１１ａを粗く仕上げることもできる。
その他、ベルト、ワイプ、ポンプ等の機械力によって、凝縮面１１ａ上の溶媒を排出してもよい。
【００４５】
乾燥装置１の乾燥速度は、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間の距離ｄを調整することにより、制御することができる。距離ｄは、小さいほど凝縮しやすく、乾燥速度が上がり、好ましくは０．１〜１０ｍｍの範囲内であり、より好ましくは０．１〜４ｍｍの範囲内である。０．１ｍｍ以上とすることにより、基板ｆ１のばたつきによる塗布膜ｆ２と凝縮板１１との接触を回避しやすくなる。また、凝縮した溶媒が塗布膜ｆ２に接触することを抑制して、接触による乾燥ムラを抑制することができる。１０ｍｍ以内とすることにより、凝縮板１１の配置を高精度とすることによるコストを削減できる。また、周囲の対流の影響を低減して乾燥ムラを防ぐとともに、乾燥速度を上げて生産性を向上させることができる。
【００４６】
また、乾燥装置１の乾燥速度は、凝縮面１１ａの温度Ｔｃと、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈ（Ｔｈ＞Ｔｃ）を調整することによっても、制御することができる。
凝縮板１１の温度制御方法としては、特に限定されず、例えば熱風（加熱ガス）、赤外線、ＵＶ、平面加熱等の伝熱による加熱、マイクロ波による電気抵抗を用いた内部加熱等の加熱方法と、冷媒を用いた冷却、送風による空冷、ペルチェ素子を用いた電気的な冷却等の冷却方法とを組み合わせて、温度Ｔｃを制御することができる。
必要に応じて、加熱装置１２に上述の冷却方法による冷却装置を併用し、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈを制御することが可能である。
【００４７】
凝縮面１１ａの温度Ｔｃは、塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈより低ければ、室温より高くても低くてもよいが、５〜３０℃の範囲内であることが好ましく、１０〜２０℃の範囲内であることがより好ましい。５〜３０℃の範囲内に制御することにより、加熱によるコスト高を回避することができる。また、凝縮面１１ａ全体の均一な温度制御が容易となって、温度ムラに起因する乾燥ムラ、塗布膜ｆ２の膜厚ムラの発生を防止することができる。同様の観点から、凝縮面１１ａ内の温度ムラは、２℃以内であることが好ましい。
【００４８】
凝縮面１１ａに、溶媒以外の物質、例えば大気中の水分等が凝縮することを防ぐため、大気の露点を下げるか、凝縮面１１ａと塗布膜面ｆ２ａ間を減圧することが好ましい。
また、凝縮板１１以外の乾燥装置１の部材、例えば筐体等に溶媒が凝縮することを防ぐため、凝縮板１１以外の温度を、凝縮面１１ａの温度Ｔｃ以上に調整することが好ましい。
【００４９】
塗布膜面ｆ２ａの温度Ｔｈは、凝縮面１１ａの温度Ｔｃより高ければ、室温より高くても低くてもよいが、３０〜１００℃の範囲内であることが好ましく、３０〜７０℃の範囲内であることがより好ましい。３０℃以上とすることにより、溶媒以外の大気中の水分等が凝縮し、乾燥効率が低下することを抑制しやすい。１００℃以下とすることにより、高温化によるコスト高を回避し、基板ｆ１の変性による搬送不良を抑制することができる。また、基板ｆ１全体の均一な温度制御が容易となり、温度ムラに起因する乾燥ムラ、塗布膜ｆ２の膜厚ムラの発生を抑制しやすい。同様の観点から、塗布膜面ｆ２ａ内の温度ムラは、２℃以内であることが好ましい。
【００５０】
〔乾燥方法〕
本実施の形態に係る塗布膜の乾燥方法は、図１及び図２に示すように、塗布膜ｆ２が形成された基板ｆ１に対し、多孔質であり、凝縮面１１ａから反対面に通じる貫通孔を有する凝縮板１１を対面させて配置し、塗布膜ｆ２からの溶媒の蒸気を凝縮面１１ａに凝縮させて乾燥するとともに、凝縮した溶媒を、貫通孔を介して凝縮面１１ａから移動させる。
【実施例】
【００５１】
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ない。
【００５２】
〔凝縮板Ａ１の作製〕
炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ３）、カオリナイト（Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ５（ＯＨ）４）、ケイ石（ＳｉＯ２）の粉末を、コーディエライトと同じ化学組成Ｍｇ２Ａｌ４Ｓｉ５Ｏ１８となるように調合し、これを固相混合、焼成して、出発原料となるコーディエライト粉末（平均粒径５μｍ）を調製した。このコーディエライト粉末５ｋｇに５００ｇのナイロン繊維（中部パイル工業社製、繊維長８００μｍ、繊維径１４μｍ）と、２５０ｇのセルロースバインダー（ＬＯＢＡ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）を加えて乾式混合した後、１２００ｍＬの水を加えてミキサー混練し、ペーストを調製した。
【００５３】
上記ペーストをピストン式押出機（ＡＪ Ｗａｌｌｓ社製）に入れて５分間真空脱気した後、スリットから押出して板状に成形した。得られた成形体を湿度制御した乾燥チャンバーの中で３日間乾燥し、次いで大気中１１０℃で１２時間乾燥した。乾燥後、１℃／ｍｉｎの速度で昇温して１２５０℃で４時間焼成し、次に３℃／ｍｉｎの速度で冷却して、凝縮板Ａ１を得た。なお、昇温時には、セルロースの熱分解及び粘性流動等の焼結現象に伴う急激な収縮変化を避けるため、６００℃で３時間及び１０００℃で４時間保持しながら焼成した。
【００５４】
〔凝縮板Ａ２〜Ａ４の作製〕
上記凝縮板Ａ１の作製において、コーディエライト粉末、ナイロン繊維、セルロースバインダーの含有比、ナイロン繊維の繊維径を適宜調整し、凝縮板Ａ１と同様にして、貫通孔の大きさや割合等が異なる凝縮板Ａ２〜Ａ４を作製した。
【００５５】
〔凝縮板Ｃの作製〕
アルミニウム源として平均粒子径が１５μｍのアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粒子、チタン源として平均粒子径が４μｍのチタニア（ＴｉＯ２）粒子、無機マイクロバルーンとして、下記化学組成を持つフライアッシュバルーン（平均粒子径５８μｍ、融点１６００℃）を容器内に投入した。フライアッシュバルーンは、アルミナ粒子、チタニア粒子、フライアッシュバルーンの合計に対し２０質量％配合し、アルミナ粒子及びチタニア粒子は、形成される多孔質体中のアルミニウム成分、チタン成分、ケイ素成分が、それぞれＡｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２換算で約６５質量％、約２１質量％、約１３質量％となるように配合した。
（無機マイクロバルーンの化学組成）
ＳｉＯ２    ：６３．０質量％
Ａｌ２Ｏ３  ：３４．０質量％
Ｆｅ２Ｏ３  ：  ０．４質量％
ＴｉＯ２    ：２１．０質量％
ＣａＯ      ：  ０．１質量％
ＭｇＯ      ：  ０．２質量％
Ｋ２Ｏ      ：  ０．４質量％
Ｎａ２Ｏ    ：  ０．１質量％
Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ：０．５質量％
【００５６】
次に、容器内へ、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを、上記アルミナ粒子、チタニア粒子、フライアッシュバルーンの合計１００質量部に対して、それぞれ２質量部を添加した。さらに、界面活性剤として、脂肪酸石鹸を０．５質量部、水を適当量添加して、容器内の材料をよく混合、混練して坏土を得た。この坏土をハニカム構造となるように板状に押出成形し、誘電乾燥及び熱風乾燥により水分を除去した。その後、大気中、最高温度１５００℃で８時間焼成し、凝縮板Ｃとして、ハニカム構造を持つチタン酸アルミニウム−ムライト系多孔質体を得た。
【００５７】
〔凝縮板Ｄ〕
平均粒径２．３μｍのアルミナ粉末に、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯを配合し、水等の溶媒とともに湿式で粉砕、混合した。ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＣａＯの添加量（質量％）は、アルミナ質焼結体のＡｌ２Ｏ３の含有量９９．０質量％に対し、それぞれ０．０２４質量％、０．８７４質量％、０．００２質量％であった。次に、成形用バインダーとしてポリビニルアルコールを添加し、さらに混合してスラリーを得た。このスラリーを、成形圧１００ＭＰａで板状にプレス成形し、酸化雰囲気下で温度１６５０℃により焼成して、凝縮板Ｄを作製した。
【００５８】
〔乾燥装置〕
図１及び図２に示す乾燥装置１と同様の構成で、凝縮板１１を取替え可能な乾燥装置を試作した。
【００５９】
〔有機ＥＬ素子１の作製〕
厚さ１００μｍ、幅手方向の長さ０．３３ｍ、搬送方向の長さ５００ｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（帝人・デュポン社製）の基板上に、スパッター装置を用いて厚さ１００ｎｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide；酸化インジウムスズ）膜を陽極として成膜した。
【００６０】
さらに、Ｂａｙｔｒｏｎ  Ｐ  Ａｌ  ４０８３（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリスチレンスルホネート）、Ｂａｙｅｒ社製）を、純水で７０％に希釈した溶液を、後述する発光層と同じ塗布条件でスロット塗布法により塗布し、正孔注入層を形成した。塗布後、基板の表面温度８０℃にて１時間乾燥した。別途用意した基板にて、同条件にて塗布し、形成された正孔注入層の膜厚を測定したところ、３０ｎｍであった。
【００６１】
この基板を、窒素雰囲気下、ＪＩＳ  Ｂ  ９９２０に準拠し、測定した清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移した。次に、下記正孔輸送層の塗布液を調製し、後述する発光層と同じ塗布条件でスロット塗布法により、グローブボックス内で基板上に塗布して、正孔輸送層を形成した。塗布後、基板の表面温度８０℃で３０分間加熱乾燥した。別途用意した基板にて、同条件にて塗布し、形成された正孔輸送層の膜厚を測定したところ、２０ｎｍであった。
（正孔輸送層の塗布液）
モノクロロベンゼン                                      １００．０ｇ
ＡＤＳ２５４ＢＥ（ポリ−（Ｎ，Ｎ′−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ′−ビス（フェニル）ベンジジン、アメリカン・ダイ・ソース社製）        ０．５ｇ
【００６２】
次いで、窒素雰囲気下で、下記発光層の塗布液を調製した。発光層溶液の固形分濃度は０．０１質量％、粘度は０．６ｍＰａ・ｓであった。粘度は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３に従い、粘度計ＤＶ−ＩＩ＋Ｐｒｏ（ブルックフィールド社製）を用いて、温度２５℃の環境下で測定した。
（発光層の塗布液）
酢酸ブチル                      １０．００００ｇ
Ｈ−Ａ                            ０．１０００ｇ
Ｄ−Ａ                            ０．０１１０ｇ
Ｄ−Ｂ                            ０．０００２ｇ
Ｄ−Ｃ                            ０．０００２ｇ
【００６３】
上記有機材料Ｈ−Ａ、Ｄ−Ａ、Ｄ−Ｂ、Ｄ−Ｃは、下記化合物を表している。
【化１】
2013250000.tif 000003
【００６４】
調製した発光層の塗布液を、スリット型ダイコーターを用いてスロット塗布法により基板上に塗布した。スリット型ダイコーターの幅手方向の長さは０．１７ｍであり、スリット間隔は１００μｍであった。塗布条件は、以下の通りである。
（塗布条件）
塗布速度：１０ｍ／ｍｉｎ
塗布時の環境温度：２５℃
塗布した幅手方向の長さ：  ０．１ｍ
塗布した搬送方向の長さ：５０．０ｍ
ウェット膜厚：４μｍ
なお、塗布速度は、レーザードップラー速度計ＬＶ２０３により測定した。
また、ウェット膜厚は、下記式により算出した。
ウェット膜厚＝塗布液の供給量／（塗布した幅手方向の長さ×塗布速度）
【００６５】
塗布後、凝縮板Ａ１をセットした試作の乾燥装置により、下記乾燥条件で乾燥した。
（乾燥条件）
凝縮面の温度Ｔｃ：２０℃、
塗布膜面の温度Ｔｈ：４０℃
凝縮面と塗布膜面間の距離：４ｍｍ
【００６６】
次に、窒素雰囲気下、下記電子輸送層の塗布液を調製した。
（電子輸送層の塗布液）
２，２，３，３−テトラフルオロ−１−プロパノール    １００．００ｇ
ＥＴ−Ａ                                                ０．７５ｇ
ＥＴ−Ａは、下記化合物を表している。
【化２】
2013250000.tif 000004
【００６７】
調製した電子輸送層の塗布液を、上記発光層と同じ塗布条件により塗布し、基板の表面温度８０℃で３０分加熱乾燥して、電子輸送層を形成した。別途用意した基板にて同条件にて塗布し、形成された電子輸送層の膜厚を測定したところ、膜厚は４０ｎｍであった。
【００６８】
電子輸送層まで形成すると、基板を大気曝露せずに蒸着機に移動し、４×１０−４Ｐａまで減圧した。なお、フッ化カリウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
まず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートを通電して加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を３ｎｍ形成した。次いで、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートを通電、加熱し、蒸着速度１〜２ｎｍ／ｓで、アルミニウムからなる膜厚１００ｎｍの陰極を形成した。
【００６９】
陰極が形成された基板を、大気曝露させることなく、窒素雰囲気下、ＪＩＳ  Ｂ９９２０に準拠して測定された清浄度がクラス１００で、露点温度が−８０℃以下、酸素濃度０．８ｐｐｍのグローブボックスへ移動した。グローブボックス内で、捕水剤である酸化バリウムを添付したガラス製の封止缶にて封止し、有機ＥＬ素子１を得た。なお、捕水剤である酸化バリウムは、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素系半透過膜（ミクロテックスＳ−ＮＴＦ８０３１Ｑ、日東電工製）でガラス製封止缶に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶と有機ＥＬ素子１の接着には、紫外線硬化型の接着剤を用い、紫外線を照射することで両者を接着し封止素子を作製した。
【００７０】
〔有機ＥＬ素子２の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ｃをセットした試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子２を作製した。
【００７１】
〔有機ＥＬ素子３の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、図３に示すように凝縮板Ａ１の上部に吸収材として繊維を配置した試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子３を作製した。
【００７２】
〔有機ＥＬ素子４の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ａ１の上部に送風ファンを設置した試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子４を作製した。
【００７３】
〔有機ＥＬ素子５の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ａ２をセットした試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子５を作製した。
【００７４】
〔有機ＥＬ素子６の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ａ３をセットした試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子６を作製した。
【００７５】
〔有機ＥＬ素子７の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ａ４をセットした試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子７を作製した。
【００７６】
〔有機ＥＬ素子８の作製〕
上述した有機ＥＬ素子１の作製において、凝縮板Ｄをセットした試作の乾燥装置を用いて発光層の塗布膜を乾燥した以外は、有機ＥＬ素子１と同様にして有機ＥＬ素子８を作製した。
【００７７】
＜評価＞
〔凝縮板の揚水試験〕
サイホン式自動給水タンクを取り付けた水槽を用いて、水槽内の液面の高さを一定に保持しながら揚水試験を行った。まず、各凝縮板Ａ１〜Ａ４、Ｃ、Ｄの凝縮面側から、面積２０×２０ｍｍ２の領域を４００ｍｍの長さで切り出し、試験体を得た。この試験体を凝縮面から２０ｍｍ水中に浸し、試験体上部に水が到達したかどうかを観察し、下記のように評価した。
○：試験体上部への水の到達が確認された。
×：試験体上部への水の到達が確認されなかった。
【００７８】
また、試験体に水が揚水されていく様子を、一定時間毎にデジタルカメラで撮影し、揚水の高さを測定した。試験時の環境温度は２２℃、相対湿度５０±３％であった。測定された揚水の高さ（ｍｍ）を測定時間毎にプロットして、各測定時間における揚水速度（ｍｍ／ｍｉｎ）を求めた。揚水速度は、下記式により表される。
揚水速度（ｍｍ／ｍｉｎ）＝揚水の高さ（ｍｍ）／測定時間（ｍｉｎ）
０〜６０分間の各測定時間における揚水速度の平均値を、各凝縮板Ａ１〜Ａ４、Ｃ、Ｄの揚水速度として評価した。
【００７９】
〔凝縮板の開気孔率〕
水中浸漬によるアルキメデス法を用いて、ＪＩＳ  Ｒ１６３４に準拠した方法により、各凝縮板Ａ１〜Ａ４、Ｃ、Ｄの水中重量Ｍ２（ｇ）、飽水重量Ｍ３（ｇ）、乾燥重量Ｍ１（ｇ）を測定した。これら測定値から、下記式により各凝縮板Ａ１〜Ａ４、Ｃ、Ｄの開気孔率を求めた。
開気孔率（％）＝１００×（Ｍ３−Ｍ１）／（Ｍ３−Ｍ２）
【００８０】
〔乾燥速度〕
発光層の塗布膜の乾燥の前後で、塗布膜の膜厚をＬＴ−９０００（キーエンス社製）により測定し、乾燥前後の膜厚の変化量から乾燥速度（ｇ／ｍｍ２・ｓ）を求めた。
【００８１】
〔乾燥の均一性〕
有機ＥＬ素子の輝度は、発光層の膜厚と相関関係があり、発光層の膜厚は乾燥の均一性と相関関係があることから、各有機ＥＬ素子１〜８の輝度を測定し、そのばらつきを発光層の膜厚の均一性、すなわち乾燥の均一性として評価した。まず、各有機ＥＬ素子１〜８の輝度を、幅手方向に０．０１ｍ間隔で、搬送方向の位置を変えて３００点測定した。３００点の測定値のうち、最大輝度値、最小輝度値、平均輝度値を求めて、下記式により輝度のばらつきを求めた。
輝度のばらつき＝｛（最大輝度値−最小輝度値）／平均輝度｝×１００
【００８２】
求めた輝度のばらつきから、乾燥の均一性を下記のように評価した。
◎：輝度のばらつきが０．５未満であり、非常に均一な乾燥ができている。
○：輝度のばらつきが０．５以上１．０未満であり、均一な乾燥ができている。
△：輝度のばらつきが１．０以上５．０未満であり、膜厚にばらつきはみられるが、実用可能な程度に均一な乾燥ができている。
×：輝度のばらつきが５．０以上であり、均一に乾燥できていない。
【００８３】
下記表１は、評価結果を示している。
【表１】
2013250000.tif 000005
【００８４】
表１に示すように、凝縮板Ａ１〜Ａ４、Ｃを用いた実施例に係る乾燥装置によれば、均一に乾燥でき、発光輝度が良好な有機ＥＬ素子１〜７が得られている。乾燥速度も比較例に係る有機ＥＬ素子８の４倍以上であり、効率的な乾燥が可能であることが分かる。
【符号の説明】
【００８５】
１    乾燥装置
１１    凝縮板
１１ａ    凝縮面
１２    加熱装置
ｆ１    基板
ｆ２    塗布膜
ｆ２ａ    塗布膜面
３    塗布装置
【図１】
2013250000.tif 000006
【図２】
2013250000.tif 000007
【図３】
2013250000.tif 000008
【図４】
2013250000.tif 000009