JP2005108643A - 有機ｅｌ棒及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的に発光する棒状の光源及びその製造方法において、光源の小型化および省電力化を図る。
【解決手段】 本発明の有機ＥＬ棒１０は、その中心に、棒状の形を呈したアノード１１（例えばＩＴＯ；Indium Tin Oxideから成る）を有している。アノード１１の表面には、その表面を覆うようにして有機層１２が形成されている。有機層１２は、ホール輸送層１２ａ、発光層１２ｂ、電子輸送層１２ｃから成る。有機層１２の表面には、その表面を覆うようにして、光を透過する透明カソード１３（例えばアルミニウム等からなる薄膜）が形成されている。ここで、アノード１１及び透明カソード１３は電源電圧ＣＶに接続されている。有機層１２から発光される光は、透明カソード１３を通して、外部に放射される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機ＥＬ棒に関し、さらに詳しく言えば、有機ＥＬによって発光する有機ＥＬ棒及びその製造方法に関するものである。

従来より、棒状の光源としては、蛍光灯、ネオン管、ペンライトなどの光源が知られている。

また、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：以下、「ＥＬ」と略称する）素子を用いたＥＬ光源が知られている。

なお、ＥＬ光源については、以下の特許文献１がある。
特開２００２−１７５０２９号公報

しかしながら、従来の蛍光灯などの光源は、その形状を小型化（より細く形成するなど）が困難であるといった問題を有していた。また，消費電力を低く抑えることが困難であった。

そこで、本発明は、小型化を容易にし、かつ消費電力を抑えた有機ＥＬ棒及びその製造方法を提供するものである。

本発明の有機ＥＬ棒は、上述の課題に鑑みて為されたものであり、棒状の形を呈して形成された第１の電極（もしくは支持棒の周りを覆うように形成された第１の電極）と、その第１の電極の表面を覆うように形成された有機層と、有機層の表面を覆うように形成された第２の電極と、第２の電極の表面を覆うように形成された封止層と、を有することを特徴としたものである。

また、本発明の有機ＥＬ棒は、上記構成における有機層が、ホール輸送層、発光層、及び電子輸送層から成ることを特徴としたものである。

また、本発明の有機ＥＬ棒は、上記構成において、第１の電極がアノード、第２の電極がカソードであることを特徴としたものである。

また、本発明の有機ＥＬ棒は、上記構成における第１の電極（もしくは支持棒）の断面形状が、円状、楕円状、多角形状、のいずれかの形を呈して形成されたものである。

また、本発明の有機ＥＬ棒の製造方法は、以下の工程を経ることを特徴とする。即ち、棒状の形を呈して形成された第１の電極を準備し、第１の電極を、その第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、第１の電極の表面に有機層を蒸着する。次に、有機層が蒸着された第１の電極を、その第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、有機膜の表面に第２の電極を蒸着する。そして、有機層及び第２の電極が蒸着された第１の電極を、第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、第２の電極の表面に封止層を蒸着するものである。

もしくは、本発明の有機ＥＬ棒の製造方法は、上記製造方法の最初の工程において、支持棒を準備し、その支持棒を、支持棒の中心軸に沿って回転させながら、支持棒の表面に第１の電極を蒸着する工程を含むものである。

また、本発明の有機ＥＬ棒の製造方法は、上記製造方法における第１の電極の表面に有機層を蒸着する工程が、ホール輸送層を蒸着する工程と、発光層を蒸着する工程と、電子輸送層を蒸着する工程と、を含むこと特徴としたものである。

本発明は、有機ＥＬ素子を棒状の形を呈して形成したため、従来の蛍光灯、ネオン管、ペンライトなどの棒状の光源に比して、より小型化（より細く形成するなど）された光源を実現できる。これにより、光源の用途が広がるため、同様の光源を用いた新たなアプリケーションの創出が可能となる。

また、棒状の光源が有機ＥＬ棒により実現されるため、従来の光源に比して、消費電力を低く抑えることができる。

また、蒸着法による有機ＥＬ棒の製造により、棒状の光源を容易に実現することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態に係る有機ＥＬ棒について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ棒の構成を示す図である。

図１（ａ）は有機ＥＬ棒１０の概略の構成を示す斜視図である。図１（ａ）に示すように、有機ＥＬ棒１０は、その中心に、棒状（例えば円柱状）の形を呈したアノード１１（例えばＩＴＯ；Indium Tin Oxideから成る）を有している。アノード１１の表面には、その表面を覆うようにして有機層１２が形成されている。有機層１２の表面には、その表面を覆うようにして、光を透過する透明カソード１３（例えば数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の厚みのアルミニウム）が形成されている。ここで、アノード１１と透明カソード１３の間には電源電圧ＣＶが印加される。なお、透明カソード１３は、半透明電極であってもよい。

上述した有機層１２は、アノード１１及び透明カソード１３を介して電源電圧ＣＶから供給される電流により発光する。即ち、有機ＥＬ棒１０の内部では、アノード１１から注入されたホールと、透明カソード１３から注入された電子とが、有機層１２の内部で再結合する。この再結合したホールと電子は、有機層１２を形成する有機分子を励起して励起子を生じさせる。この励起子が放射失活する過程で有機層１２から光が放たれ、この光が透明カソード１３を通して、有機ＥＬ棒１０の外部へ等方的に放出されて発光する。

次に、有機ＥＬ棒１０の詳細な構造について図面を参照して説明する。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示した有機ＥＬ棒１０の断面図である。

図１（ｂ）に示すように、アノード１１の表面を覆うようにして、有機層１２が形成されている。この有機層１２は、ホール輸送層１２ａ、発光層１２ｂ、電子輸送層１２ｃが、この順に積層形成されたものである。ここで、ホール輸送層１２ａ、発光層１２ｂ、電子輸送層１２ｃは、例えば以下に示すような構成により形成されている。

即ち、ホール輸送層１２ａは、ＭＴＤＡＴＡ（4,4-bis(3-methylphenylphenylamino)biphenyl）から成る第１ホール輸送層と、ＴＰＤ（4,4,4-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine）から成る第２ホール輸送層により形成される。また、発光層１２ｂは、キナクリドン（Quinacridone）誘導体を含むＢｅｂｑ2（10-ベンゾ〔ｈ〕キノリノール−ベリリウム錯体）から成り、電子輸送層１２ｃは、Ｂｅｂｑ2により形成される。

そして、有機層１２の表面を覆うようにして、透明カソード１３が形成されている。さらに、透明カソード１３の表面には、その表面を覆うようにして、水分の侵入を抑止する機能を有した封止層１４を形成することが好ましい。封止層１４は、光を透過する性質を有するものが好ましく、例えば、パリレンを材料として形成される。

上述したように、有機ＥＬ棒１０により棒状の光源を実現できるため、蛍光灯などの従来の棒状の光源に比して、より小型化された光源を実現することができる。また、有機ＥＬ棒１０による光源であることより、発光の際の消費電力を低く抑えることが可能となる。

なお、上記有機層１２は、ホール輸送層１２ａ、発光層１２ｂ、電子輸送層１２ｃから成る３層構造であるとしたが、これには限定されず、その他の多層構造（例えば上記３層に加えてホール注入層や電子注入層を含む）もしくは単層構造（発光層から成る）であってもよい。

また、アノード１１は円柱状に限定されず、アノード１１の断面形状は、楕円形、多角形など、多様な形状によって形成されてもよい。もしくは、アノード１１は、その中心に空洞部を有した筒状の形状に形成されてもよい。

次に、上述した有機ＥＬ棒１０の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る有機ＥＬ棒１０の製造方法を示す図である。

図２に示すように、棒状の形を呈して形成されたアノード１１を、蒸着装置２０の上方において、蒸着装置２０と対向して配置する。また、図示しないが、アノード１１の端部には、これに接続された回転手段が配置されている。この回転手段は、アノード１１を、その回転軸Ａ（アノード１１の断面の中心）に沿って回転させる機能を有した装置である。

そして、アノード１１を、その回転軸Ａに沿って、回転手段により回転させながら、アノード１１の表面に対して、蒸着装置２０から放出される有機材料を蒸着する。この際、有機層１２を形成するホール輸送層１２ａ、発光層１２ｂ、電子輸送層１２ｃを、この順により蒸着する。

次に、有機層１２が蒸着されたアノード１１を、その回転軸Ａに沿って、回転手段により回転させながら、有機層１２の表面に対して、透明カソード１３の材料を蒸着する。ここで、有機層１２の表面に対する透明カソード１３の蒸着には、例えばＣＡＴ−ＣＶＤ法やＥＣＲ−ＣＶＤ法を用いて行うことが好ましい。これらのＣＡＴ−ＣＶＤ法やＥＣＲ−ＣＶＤ法は、被蒸着層となる有機層１２を傷つけることなく、蒸着層である透明カソード１３を成膜しやすいという特徴を有する。

次に、有機層１２及び透明カソード１３が蒸着されたアノード１１を、その回転軸Ａに沿って、回転手段により回転させながら、透明カソード１３の表面に対して、封止層１４の材料（例えばパリレン）を蒸着する。

以上に示した有機ＥＬ棒１０の製造方法により、従来の蛍光灯などの棒状の光源の製造に比して、小型化可能な棒状の光源を容易に実現することができる。

なお、上述した実施形態では、有機ＥＬ棒１０を、棒状のアノード１１を中心にして形成したが、これには限定されず、支持棒（例えば円柱状）の周りにアノードを蒸着させ（不図示）、そのアノードの表面に、上述した製造方法と同様に有機層１２を形成してもよい。ここで、支持棒の周りに形成したアノードが、光を透過する性質を有するＩＴＯから成る場合、支持棒は、光を透過せずに反射する例えば銀（Ａｇ）などの材料から形成されることが好ましい。これにより、有機層１２から発光された光が、ＩＴＯから成るアノードを通して有機ＥＬ棒１０の中心方向へ放射されても、支持棒がその光を外側へ向けて反射させ、効率の良い光の放射を実現することができる。

また、上記支持棒の形状は円柱状に限定されず、支持棒の断面形状が、楕円形、多角形など、多様な形状によって形成されてもよい。もしくは、支持棒は、その中心に空洞部を有した円状の形状に形成されてもよい。

また、上述した実施形態では、有機ＥＬ棒１０を、その中心から順に、アノード１１、有機層１２、透明カソード、封止層１４の順で形成したが、これには限定されず、有機ＥＬ棒の中心から順に、Ａｌ等の金属から成るカソード、有機層、光を透過する透明アノード（例えばＩＴＯから成る）、封止層を、この順で形成してもよい（不図示）。

この場合、有機層は、電子輸送層、発光層、ホール輸送層が、この順に形成されるものである。ここで、有機層上には、ＩＴＯから成る透明アノードが、スパッタ法により形成される。一般に、スパッタ法により、有機層上に対してＩＴＯの粒子を付着させる際は、被付着層である有機層を傷つけてしまう。そこで、有機層の最上層であるホール輸送層の表面に、保護層（例えばＣｕＰＣ）を蒸着した後、その上にＩＴＯから成る透明アノードを形成すればよい。

本発明を実施するための最良の形態に係る有機ＥＬ棒の概略斜視図、及びその断面図である。 本発明を実施するための最良の形態に係る有機ＥＬ棒の製造方法を示す図である。

符号の説明

１０ 有機ＥＬ棒 １１ アノード １２ 有機層
１２ａ ホール輸送層 １２ｂ 発光層 １２ｃ 電子輸送層
１３ 透明カソード １４ 封止層 ２０ 蒸着装置
ＣＶ 電源電圧 Ａ 回転軸

Claims (14)

1. 棒状の第１の電極と、
   前記第１の電極の表面を覆うように形成された有機層と、
   前記有機層の表面を覆うように形成された第２の電極と、
   前記第２の電極の表面を覆うように形成された封止層と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ棒。
2. 支持棒の表面を覆うように形成された第１の電極と、
   前記第１の電極の表面を覆うように形成された有機層と、
   前記有機層の表面を覆うように形成された第２の電極と、
   前記第２の電極の表面を覆うように形成された封止層と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ棒。
3. 前記第１の電極がアノードであり、前記第２の電極がカソードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ棒。
4. 前記第１の電極がカソードであり、前記第２の電極がアノードであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬ棒。
5. 前記有機層は、
   ホール輸送層と、発光層と、電子輸送層とを有することを特徴とする請求項１，２，３，４のいずれかに記載の有機ＥＬ棒。
6. 前記第１の電極の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、のいずれかの形を呈して形成されたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５のいずれかに記載の有機ＥＬ棒。
7. 前記支持棒の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、のいずれかの形を呈して形成されたことを特徴とする請求項２，３，４，５のいずれかに記載の有機ＥＬ棒。
8. 棒状の第１の電極を準備し、
   前記第１の電極を当該第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、前記第１の電極の表面を覆うように、当該表面に有機層を蒸着する工程と、
   前記有機層が蒸着された前記第１の電極を当該第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、前記有機膜の表面を覆うように、当該表面に第２の電極を蒸着する工程と、
   前記有機層及び前記第２の電極が蒸着された前記第１の電極を、当該第１の電極の中心軸に沿って回転させながら、前記第２の電極の表面を覆うように、当該表面に封止層を蒸着する工程と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ棒の製造方法。
9. 支持棒を準備し、
   前記支持棒を当該支持棒の中心軸に沿って回転させながら、前記支持棒の表面を覆うように、当該表面に第１の電極を蒸着する工程と、
   前記第１の電極が蒸着された前記支持棒を当該支持棒の中心軸に沿って回転させながら、前記第１の電極の表面を覆うように、当該表面に有機層を蒸着する工程と、
   前記第１の電極及び前記有機層が蒸着された前記支持棒を当該支持棒の中心軸に沿って回転させながら、前記有機層の表面を覆うように、当該表面に第２の電極を蒸着する工程と、
   前記第１の電極、前記有機層、及び前記第２の電極が蒸着された前記支持棒を、当該支持棒の中心軸に沿って回転させながら、前記第２の電極の表面を覆うように、当該表面に封止層を蒸着する工程と、
   を有することを特徴とする有機ＥＬ棒の製造方法。
10. 前記第１の電極がアノードであり、前記第２の電極がカソードであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の有機ＥＬ棒の製造方法。
11. 前記第１の電極がカソードであり、前記第２の電極がアノードであることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の有機ＥＬ棒の製造方法。
12. 前記第１の電極の表面を覆うように、当該表面に前記有機層を蒸着する工程は、
    ホール輸送層を蒸着する工程と、
    発光層を蒸着する工程と、
    電子輸送層を蒸着する工程と、
    を含むことを特徴とする請求項８，９，１０，１１のいずれかに記載の有機ＥＬ棒の製造方法。
13. 前記第１の電極の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、のいずれかの形を呈して形成されたことを特徴とする請求項８，９，１０，１１，１２のいずれかに記載の有機ＥＬ棒の製造方法。
14. 前記支持棒の断面形状は、円状、楕円状、多角形状、のいずれかの形を呈して形成されたことを特徴とする請求項９，１０，１１，１２のいずれかに記載の有機ＥＬ棒の製造方法。

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