KR100766515B1

KR100766515B1 - 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법

Info

Publication number: KR100766515B1
Application number: KR1020060069572A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 도요다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2007-10-12
Also published as: US20070026139A1; JP4404027B2; CN1905241A; CN100544066C; TWI330996B; JP2007035422A; TW200721888A; US7744948B2; KR20070014040A

Abstract

본 발명의, 광 투과성을 갖는 관상(管狀)의 제1 전극과, 그 제1 전극의 내측면에 설치된 일렉트로루미네선스층과, 그 일렉트로루미네선스층의 내측면에 설치된 제2 전극을 구비하는 일렉트로루미네선스 장치는, 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정과, 제1 전극의 내측에 일렉트로루미네선스층 형성액을 도입 및 도출하여, 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성이 부여된 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과, 제1 전극의 내측면에 형성된 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 일렉트로루미네선스층을 형성하는 공정을 거쳐 제조된다. 이 경우, 일렉트로루미네선스 장치의 사이즈나 형상의 변경이 용이하여, 일렉트로루미네선스 장치의 생산성이 향상된다.

일렉트로루미네선스 장치, 일렉트로루미네선스층

Description

일렉트로루미네선스 장치의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}

도 1은 본 발명을 구체화한 일렉트로루미네선스 장치를 나타낸 개략적인 사시도.

도 2는 상기 일렉트로루미네선스 장치의 개략적인 단면도.

도 3∼도 8은 상기 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법을 설명하는 설명도.

[부호의 설명]

10…일렉트로루미네선스 장치, 11…관상 부재로서의 튜브, 13…제1 전극으로서의 양극층, 13L…제1 전극 형성액으로서의 양극층 형성액, 14…일렉트로루미네선스층을 구성하는 정공 수송층, 14L…정공 수송층 형성액, 15…일렉트로루미네선스층을 구성하는 발광층, 15L…발광층 형성액, 16…제2 전극으로서의 음극층, 20T…친액화 유체를 구성하는 세정액으로서의 튜브 친액층 형성액, 20A…친액화 유체를 구성하는 세정액으로서의 양극 친액층 형성액, θ1, θ2, θ3, θ4…후퇴 접촉각.

본 발명은 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법에 관한 것이다.

종래, 봉상(棒狀)의 발광장치로는 유리관 내에 봉입된 희유가스 등의 방전현상을 이용한 형광등이나 네온관 등이 알려져 있다. 그러나 이들 방전현상을 이용한 발광장치는 그 소형화나 저소비 전력화가 곤란하다는 문제를 가지고 있었다. 그래서 최근에는 소형화와 저소비 전력화의 양쪽을 해결할 수 하는 봉상의 발광장치로서, 봉상 부재의 외주면(外周面)에 일렉트로루미네선스(이하 간단히, 「EL」이라고 한다) 소자를 갖는 봉상의 일렉트로루미네선스 장치(이하 간단히, 「EL 장치」라고 한다)가 주목받고 있다.

이러한 EL 장치의 제조방법에는, 가요성(可撓性, flexibility)의 시트 기판 위에, 제1 전극(양극), 유기층(有機層), 제2 전극(음극)을 순차 적층하고, 그 시트 기판을 지지봉에 감는 감기법이나, 봉상의 음극에 순차적으로 유기층, 양극, 밀봉층을 증착하는 증착법이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특개평 11-265785호 공보 및 일본 특개 2005-108643호 공보).

그러나 일본 특개평 11-265785호 공보에 기재된 감기법에서는 시트 기판 위에 형성된 EL 소자를 구부려 지지봉의 외주면에 감고 있다. 그 때문에 지지봉이 소형화되면, 감긴 EL 소자의 각 층에 과잉의 압축 스트레스나 신장 스트레스가 걸리게 된다. 그 결과, 각 층의 전기적 특성의 열화를 초래하고, 나아가서는 EL 장치의 생산성을 저해하는 문제가 있었다.

또한, 일본 특개 2005-108643호 공보에 기재된 증착법에서는 지향성이 강한 증착에 의해 각 층을 순차 적층하고 있다. 그 때문에 EL 장치의 사이즈의 대형화나 형상의 복잡화의 요청에 대하여, 균일한 막두께의 유기층이나 제2 전극의 형성 이 곤란해져 그 생산성을 현저하게 저하시키는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 사이즈나 형상의 변경을 쉽게 하여 생산성을 향상시킨 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법을 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 1 태양에서는 일렉트로루미네선스 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 일렉트로루미네선스 장치는 광 투과성을 갖는 관상(管狀)의 제1 전극과, 그 제1 전극의 내측면에 설치된 일렉트로루미네선스층과, 그 일렉트로루미네선스층의 내측면에 설치된 제2 전극을 구비한다. 이 방법은, 상기 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정과, 상기 제1 전극의 내측에 일렉트로루미네선스층 형성액을 도입 및 도출하여, 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성이 부여된 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과, 제1 전극의 내측면에 형성된 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 일렉트로루미네선스층을 형성하는 공정을 구비한다.

이하, 본 발명을 구체화한 1 실시 형태를 도 1∼도 8에 따라 설명한다. 도 l은 일렉트로루미네선스 장치(이하 간단히, 「EL 장치」라고 한다)를 나타낸 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 l의 A-A선 단면도이다.

도 1 에 나타낸 바와 같이, EL 장치(10)는 관상 부재로서의 튜브(11)를 갖고 있다. 튜브(11)는 광 투과성의 절연재료로 이루어지는 단면이 원형 형상인 튜브로서, 예를 들면 각종 유리재료 등의 무기재료, 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 수지재료로 형성되어 있다. 본 실시 형태의 튜브(11)는, 내경이 약 5mm, 길이가 약 200mm로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 그 내주면(11b)에 후술하는 각종 액상막을 형성 가능한 사이즈이면 된다.

튜브(11)의 외주면(1la)에는, 도 1 및 도 2의 2점 쇄선으로 표시된 바와 같이, 튜브(11)의 전체를 덮는 밀봉층(12)이 형성되어 있다. 밀봉층(12)은 가스 배리어성을 갖는 무기 또는 유기고분자막으로서, 튜브(11) 내로의 수분이나 산소 등의 침입을 차단하도록 되어 있다.

튜브(11)의 내측면(내주면(11b))에는, 제1 전극으로서의 양극층(13)이 형성되어 있다. 양극층(13)은 튜브(11)의 내주면(11b) 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되는 광 투과성의 양극이다. 양극층(13)은 일함수가 큰 도전성 재료(양극층 형성 재료 : 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide), SnO₂, Sb 함유 SnO₂, Al 함유 ZnO 등의 무기산화물, 또는 폴리티오펜이나 폴리피롤 등의 투명 도전 수지 등)에 의해 형성되어 있다. 그리고 양극층(13)은 EL 장치(10)를 구동하기 위한 구동전원을 공급하는 전원장치(G)의 일단에 전기적으로 접속되어, 후술하는 정공 수송층(14)에 정공을 주입하도록 되어 있다.

본 실시 형태의 양극층(13)은 후술하는 제1 전극 형성공정으로서의 양극층 형성공정에서, 제1 전극 형성액으로서의 양극층 형성액(13L)(도 4 참조)을 건조·소성함으로써 형성되어 있다. 즉, 양극층(13)은 상기 양극층 형성 재료인 「ITO」의 나노 미립자를 친수성의 유기계 분산매에 분산시킨 양극층 형성액(13L)을 튜브(11) 내에 도입·도출하여, 튜브(11)의 내주면(11b)에 형성된 양극층 액상막(13F)(도 4 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다.

양극층(13)의 내측면(내주면(13a))에는 일렉트로루미네선스층(이하 간단히, 「EL 층」이라고 한다)을 구성하는 정공 수송층(14)이 형성되어 있다. 정공 수송층(14)은 상기 양극층(13)의 내주면(13a) 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되는 유기층이다. 본 실시 형태의 정공 수송층(14)은, 그 막두께가 특별히 한정되지 않지만, 정공 수송층(14)의 두께가 지나치게 얇으면 핀홀이 생길 우려가 있고, 한편 정공 수송층(14)이 지나치게 두꺼우면 정공 수송층(14)의 투과율이 열화하여, 후술하는 발광층(15)의 발광색의 색도(색상)가 변화되어 버릴 우려가 있다. 그 때문에 10∼150nm 정도인 것이 바람직하고, 50∼100nm 정도인 것이 보다 바람직하다. 정공 수송층(14)을 구성하는 정공 수송층 재료는 공액계의 유기 화합물(conjugated organic compound)로 형성되어, 그 전자구름의 퍼짐에 의한 성질상, 양극층(13)으로부터 주입된 정공을 후술하는 발광층(15)까지 수송하는 기능을 갖는다.

본 실시 형태의 정공 수송층 재료는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(이하 간단히, 「PEDOT」라고 한다)이지만, 이에 한정되지 않고, 이하에 나타낸 바와 같은, 각종 저분자의 정공 수송층 재료나 각종 고분자의 정공 수송층 재료를 이용할 수 있으며, 이들 중의 l종 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.

저분자의 정공 수송층 재료로는, 예를 들면 벤지딘 유도체, 트리페닐메탄 유도체, 페닐렌디아민 유도체, 스티릴아민 유도체, 히드라존 유도체, 피라졸린 유도체, 카르바졸 유도체, 포르피린 화합물 등을 이용할 수 있다.

고분자의 정공 수송층 재료로는, 예를 들면 상기 저분자 구조를 일부에 포함하는(주쇄 또는 측쇄로 함) 고분자 화합물, 또는 폴리아닐린, 폴리티오펜비닐렌, 폴리티오펜, α-나프틸페닐디아민, 「PEDOT」와 폴리스티렌술폰산과의 혼합물(Baytron P, 바이에르(Bayer) 사 상표), 트리페닐아민이나 에틸렌디아민 등을 분자핵으로 한 각종 덴드리머(dendrimer) 등을 이용할 수 있다.

상기 저분자의 정공 수송층 재료를 사용할 경우, 정공 수송층 재료 중에는, 필요에 따라 바인더(고분자 바인더)를 첨가하여도 된다. 바인더로는 전하 수송을 극도로 저해하지 않고, 또한 가시광선의 흡수율이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐리덴플로라이드, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등 중의 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 이 바인더로는 상기 고분자계의 정공 수송층 재료를 이용해도 된다.

본 실시 형태의 정공 수송층(14)은 일렉트로루미네선스층 형성공정을 구성하는 정공 수송층 형성공정에서, 일렉트로루미네선스층 형성액을 구성하는 정공 수송층 형성액(14L)(도 6 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다. 즉, 정공 수송층(14)은 상기 정공 수송층 재료인 「PEDOT」를 수계 용매(예를 들면, 물, 메탄올 등의 저급 알코올, 에톡시에탄올 등의 셀로솔브(ce11osolve)계 용매 등)에 용해시킨 정 공 수송층 형성액(14L)을 튜브(11) 내에 도입·도출하여, 양극층(13)의 내주면(13a에 형성된 정공 수송층 액상막(14F)(도 6 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다.

정공 수송층(14)의 내측면(내주면(14a))에는 EL 층을 구성하는 발광층(15)이 형성되어 있다. 발광층(15)은 상기 정공 수송층(14)의 내주면(14a) 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되는 유기층이다. 발광층(15)의 막두께는 특별히 한정되지 않지만, 10∼150nm 정도인 것이 바람직하고, 50∼100nm 정도인 것이 보다 바람직하다. 발광층(15)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 정공과 전자와의 재결합이 효율 좋게 되어 발광층(15)의 발광효율을 보다 향상시킬 수 있다. 발광층(15)을 구성하는 발광층 재료는, 상기 양극층(13)과 후술하는 음극층(16)과의 사이의 전압 인가 시에, 양극층(13) 측으로부터의 정공과, 후술하는 음극층(16) 측으로부터의 전자를 주입할 수 있는 것이다. 그리고 발광층(15)은 정공과 전자가 재결합할 때에, 방출하는 에너지에 의해 엑시톤(여기자)을 생성하고, 이 엑시톤이 기저상태로 되돌아가는 에너지 방출에 의해, 형광이나 인광을 발하도록(발광) 되어 있다.

본 실시 형태의 발광층 재료는 플루오렌-디티오펜 코폴리머(이하, 간단히 「F8T2」라고 한다)이지만, 이에 한정되지 않고, 이하에 나타낸 바와 같은, 공지의 각종 저분자의 발광층 재료나, 각종 고분자의 발광층 재료를 이용할 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.

저분자의 발광층 재료로는, 예를 들면 시클로펜타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논(perinone) 유도체, 페릴렌 유도체, 쿠 마린 유도체, 알루미늄퀴놀린올(aluminum quinolinol) 착체, 벤조퀴놀린올 베릴륨 착체, 벤조옥사졸 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸 아연 착체, 포르피린 아연 착체, 유로퓸 착체 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다.

고분자의 발광층 재료로는, 예를 들면 폴리파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리플루오렌온(polyfluorenone) 유도체, 폴리퀴녹살린(polyquinoxaline) 유도체, 폴리비닐렌스티렌 유도체, 및 그들의 공중합체, 트리페닐아민이나 에틸렌디아민 등을 분자핵으로 한 각종 덴드리머 등을 이용할 수 있다.

본 실시 형태의 발광층(15)은 일렉트로루미네선스층 형성공정을 구성하는 발광층 형성공정에서, 발광층 형성액(15L)(도 7 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다. 즉, 발광층(15)은 상기 발광층 재료인 「F8T2」를 무극성 유기용매(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등)에 용해시킨 발광층 형성액(15L)을 튜브(11) 내에 도입·도출하여, 정공 수송층(14)의 내주면(14a)에 형성된 발광층 액상막(15F)(도 7 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다. 또, 본 실시 형태의 발광층 형성액(15L)은 상기 정공 수송층(14)의 내주면(14a)에 대한 후퇴 접촉각(θ3)(도 7 참조)이 45°이하로 되도록 구성되어 있다.

발광층(15)의 내측면(내주면(15a))에는 제2 전극으로서의 음극층(16)이 형성되어 있다. 음극층(16)은 상기 발광층(15)의 내주면(15a) 전체에 걸쳐 균일한 막 두께로 형성되는 음극이다. 음극층(16)은, 일함수가 낮은 도전성 재료(예를 들면, Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, Al, Cs, Rb의 금속 원소 단체(單體) 등)에 의해 형성되어, 상기 전원장치(G)의 타단에 전기적으로 접속되어, 발광층(15)에 전자를 주입하도록 되어 있다.

또한, 음극층 재료는 그 안정성을 향상시키기 위하여, 이들을 포함하는 2성분, 3성분의 합금계를 사용해도 된다. 특히, 합금을 사용하는 경우에는 Ag, Al, Cu 등의 안정한 금속 원소를 포함하는 합금, 구체적으로는 MgAg, AlLi, CuLi 등의 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 합금을 사용함으로써, 음극층(16)의 전자 주입효율 및 안정성의 향상을 도모할 수 있다.

본 실시 형태의 음극층(16)은 후술하는 음극층 형성공정에서, 음극층 형성액(16L)(도 8 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다. 즉, 음극층(16)은 상기 음극층 형성 재료인 은의 나노 미립자를 유기계 분산매에 분산시킨 음극층 형성액(16L)을 튜브(11) 내에 도입·도출하여, 발광층(15)의 내주면(15a)에 형성된 음극층 액상막(16F)(도 8 참조)을 건조함으로써 형성되어 있다. 또, 본 실시 형태의 음극층 형성액(16L)은 상기 발광층(15)의 내주면(15a)에 대한 후퇴 접촉각(θ4)이 45°이하로 되도록 구성되어 있다.

그리고 전원장치(G)를 구동하여 양극층(13)과 음극층(16)과의 사이에 전압을 인가하면, 양극층(13)으로부터의 정공이 정공 수송층(14)을 거쳐 발광층(15)으로 이동하고, 음극층(16)으로부터의 전자가 발광층(15)으로 이동하여, 발광층(15)에서 정공과 전자가 재결합한다. 정공과 전자가 재결합하면, 발광층(15)은 재결합 시에 방출된 에너지에 의해 엑시톤(여기자)을 생성하고, 엑시톤의 기저상태로의 천이에 의해 발광한다.

다음에, 상기 EL 장치(10)의 제조방법에 대하여 도 3∼도 8에 따라 설명한다.

우선, 도 3에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내에 친액화 유체를 구성하는 튜브 친액층 형성액(20T)을 화살표 방향으로 도입하여, 내주면(11b) 전체에 튜브 친액층 형성액(20T)을 공급한다.

본 실시 형태의 튜브 친액층 형성액(20T)은 황산과 과산화수소수의 혼합액으로 이루어지는 세정액으로서, 상기 양극층 액상막(13F)을 형성하기 쉽도록 하기 위하여, 상기 양극층 형성액(13L)의 내주면(11b)에 대한 후퇴 접촉각(θ1)을 45°이하로 하는 액체이다. 또 튜브 친액층 형성액(20T)은 이에 한정되지 않고, 질산과 과산화수소수의 혼합액, 염산과 과산화수소수의 혼합액, 진한 질산, 오존수, 오존 가스가 용해된 황산, 오존 가스가 용해된 질산, 오존 가스가 용해된 염산, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨의 에탄올 용액, 수산화칼륨의 에탄올 용액 중 적어도 어느 하나이어도 된다.

그리고 튜브(11) 내에 도입된 튜브 친액층 형성액(20T)을 도출하면, 튜브(11)의 내주면(11b)에 부착된 오염물이 세정되어, 내주면(11b)의 표층에 수산기 등의 극성기가 도입되어 상기 양극층 형성액(13L)을 친액하는 친액성이 부여된다. 즉, 튜브(11)의 내주면(11b)에 튜브 친액층(11W)이 설치된다.

상기 친액 처리공정(제2의 친액 처리공정)이 종료되면, 내주면(11b)(튜브 친 액층(11W))에 양극층(13)을 형성하는 양극층 형성공정을 실시한다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내를 채우도록 상기 양극층 형성액(13L)을 화살표 방향으로 도입하고, 도입된 양극층 형성액(13L)의 일부를 튜브(11)로부터 도출한다. 그리고 튜브(11)의 내주면(11b)(튜브 친액층(11W))의 전체에 양극층 형성액(13L)으로 이루어지는 양극층 액상막(13F)을 형성한다. 이때, 양극층 형성액(13L)의 상기 후퇴 접촉각(θ1)이 튜브 친액층(11W)에 의해 45°이하로 조정되어 있기 때문에, 양극층 액상막(13F)은 내주면(11b)의 거의 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되게 된다.

양극층 액상막(13F)이 형성되면, 튜브(11)를 건조·소성로에 반입하여, 양극층 형성액(13L)에 대응한 소정의 건조 온도 및 소성 온도까지 순차적으로 승온하여, 양극층 액상막(13F)을 건조·소성(건조)한다. 이것에 의해 내주면(11b)의 전체에, 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상의 변경에 대응한 균일한 막두께의 양극층(13)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 양극층 형성액(13L)의 도입·도출 및 건조·소성에 의해 형성된 양극층(13)의 막두께가, 소정의 막두께를 만족시키지 않을 경우에는, 상기 친액 처리공정의 처리시간의 연장이나 처리온도의 증가에 의해 상기 후퇴 접촉각(θ1)을 저하시켜, 양극층 액상막(13F)을 후막화하는 구성으로 해도 된다. 반대로, 상기 양극층 형성액(13L)의 도입·도출 및 건조·소성에 의해 형성된 양극층(13)의 막두께가 소정의 막두께를 초과할 경우에는, 상기 친액 처리공정의 처리시간을 단축하여 상기 후퇴 접촉각(θ1)을 증가시켜, 양극층 액상막(13F)을 박막화하는 구성으로 해도 된다.

양극층 형성공정이 종료되면, 양극층(13)의 내주면(13a)에 친액성을 부여하는 친액 처리공정(제1의 친액 처리공정)을 실시한다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내에 친액화 유체를 구성하는 양극 친액층 형성액(20A)을 화살표 방향으로 도입하여, 양극층(13)의 내주면(13a) 전체에 양극 친액층 형성액(20A)을 공급한다.

본 실시 형태의 양극 친액층 형성액(20A)은 초순수에 오존 가스를 용해시킨 세정액으로서의 오존수로서, 상기 정공 수송층 액상막(14F)을 형성하기 쉽도록 하기 위하여 양극층(13)의 내주면(13a)에 대한 상기 정공 수송층 형성액(14L)의 후퇴 접촉각(θ2)을 45°이하로 하는 액체이다. 또 양극 친액층 형성액(20A)은 이에 한정되지 않고, 질산과 과산화수소수의 혼합액, 염산과 과산화수소수의 혼합액, 진한 질산, 오존수, 오존 가스가 용해된 황산, 오존 가스가 용해된 질산, 오존 가스가 용해된 염산, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨의 에탄올 용액, 수산화칼륨의 에탄올 용액 중 적어도 어느 하나이어도 된다.

그리고 튜브(11) 내에 도입된 양극 친액층 형성액(20A)을 도출하면, 양극층(13)의 내주면(13a)이 세정되어, 내주면(13a)의 표층에 수산기 등의 극성기가 도입되어, 상기 정공 수송층 형성액(14L)을 친액하는 친액성이 부여된다. 즉, 양극층(13)의 내주면(13a)에 양극 친액층(13W)이 설치된다.

상기 친액 처리공정이 종료되면, 양극층(13)의 내주면(13a)(양극 친액층(13W))에 정공 수송층(14)을 형성하는 정공 수송층 형성공정을 실시한다. 즉, 도 6에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내를 채우도록 상기 정공 수송층 형성액(14L)을 화살표 방향으로 도입하고, 도입된 정공 수송층 형성액(14L)의 일부를 튜브(11)로부터 도출한다. 그리고 양극층(13)의 내주면(13a)(양극 친액층(13W)) 전체에 정공 수송층 형성액(14L)으로 이루어지는 정공 수송층 액상막(14F)을 형성한다. 이때, 정공 수송층 형성액(14L)의 상기 후퇴 접촉각(θ2)이 양극 친액층(13W)에 의해 45°이하로 조정되어 있기 때문에, 정공 수송층 액상막(14F)은 양극층(13)의 내주면(13a)의 거의 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되게 된다.

정공 수송층 액상막(14F)이 형성되면, 튜브(11)를 건조로에 반입하여, 정공 수송층 형성액(14L)에 대응한 소정의 건조 온도까지 순차적으로 승온하여, 정공 수송층 액상막(14F)을 건조한다. 이것에 의해 양극층(13)의 내주면(13a) 전체에 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상의 변경에 대응한 균일한 막두께의 정공 수송층(14)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 정공 수송층 형성액(14L)의 도입·도출 및 건조에 의해 형성된 정공 수송층(14)의 막두께가 소정의 막두께를 만족시키지 않을 경우에는, 상기 친액 처리공정의 처리시간의 연장이나 처리온도의 증가에 의해 상기 후퇴 접촉각(θ2)을 저하시켜, 정공 수송층 액상막(14F)을 후막화하는 구성으로 해도 된다. 반대로, 상기 정공 수송층 형성액(14L)의 도입·도출 및 건조에 의해 형성된 정공 수송층(14)의 막두께가 소정의 막두께를 초과할 경우에는, 상기 친액 처리공정의 처리시간을 단축하여 상기 후퇴 접촉각(θ2)을 증가시켜, 정공 수송층 액상막(14F)을 박막화하는 구성으로 해도 된다.

정공 수송층 형성공정이 종료되면, 정공 수송층(14)의 내주면(14a)에 발광층(15)을 형성하는 발광층 형성공정을 실시한다. 즉, 도 7에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내를 채우도록 상기 발광층 형성액(15L)을 화살표 방향으로 도입하고, 도입된 발광층 형성액(15L)의 일부를 튜브(11)로부터 도출한다. 그리고 상기 정공 수송층(14)의 내주면(14a) 전체에, 발광층 형성액(15L)으로 이루어지는 발광층 액상막(15F)을 형성한다. 이때, 발광층 액상막(15F)의 막두께는 상기 후퇴 접촉각(θ3)에 지배되어, 내주면(14a)의 거의 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되게 된다.

발광층 액상막(15F)이 형성되면, 튜브(11)를 건조로에 반입하여, 발광층 형성액(15L)에 대응한 소정의 건조 온도까지 승온하여, 발광층 액상막(15F)을 건조한다. 이것에 의해 정공 수송층(14)의 내주면(14a) 전체에 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상의 변경에 대응한 균일한 막두께의 발광층(15)을 형성할 수 있다.

발광층 형성공정이 종료되면, 발광층(15)의 내주면(15a)에 음극층(16)을 형성하는 음극층 형성공정을 실시한다. 즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 튜브(11) 내를 채우도록 상기 음극층 형성액(16L)을 화살표 방향으로 도입하고, 도입된 음극층 형성액(16L)의 일부를 튜브(11)로부터 도출한다. 그리고 상기 발광층(15)의 내주면(15a) 전체에 음극층 형성액(16L)으로 이루어지는 음극층 액상막(16F)을 형성한다. 이때, 음극층 액상막(16F)의 막두께는 상기 후퇴 접촉각(θ4)에 지배되어, 내주면(15a)의 거의 전체에 걸쳐 균일한 막두께로 형성되게 된다.

음극층 액상막(16F)이 형성되면, 튜브(11)를 건조로에 반입하여, 음극층 형 성액(16L)에 대응한 소정의 건조 온도까지 승온하여, 음극층 액상막(16F)을 건조한다. 이것에 의해 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상의 변경에 대응할 수 있고, 발광층(15)의 내주면(15a) 전체에 균일한 막두께의 음극층(16)을 형성할 수 있다.

음극층 형성공정이 종료되면, 튜브(11)의 전체에 가스 배리어성을 갖는 무기 또는 유기 고분자막으로 이루어지는 밀봉층(12)을 도포 형성한다. 또, 이때 상기 양극층(13) 및 상기 음극층(16)의 일부에 마스크를 실시하여, 상기 양극층(13) 및 상기 음극층(16)에 각각 전원장치(G)와 접속하기 위한 도시(圖示)하지 않은 접속 영역을 형성한다.

이것에 의해 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상의 변경에 대응할 수 있고, 튜브(11)의 내주면(11b) 전체에 균일한 막두께의 양극층(13), 정공 수송층(14), 발광층(15), 음극층(16)을 형성할 수 있다.

다음에, 상기한 바와 같이 구성된 본 실시 형태의 효과를 이하에 기재한다.

(1) 상기 실시 형태에 의하면, 양극층(13)을 갖는 튜브(11) 내에 양극 친액층 형성액(20A)을 공급하여, 양극층(13)의 내주면(13a) 전체에 정공 수송층 형성액(14L)의 후퇴 접촉각(θ2)을 45°이하로 하는 양극 친액층(13W)을 형성하도록 했다. 그리고 양극 친액층(13W)을 갖는 튜브(11) 내에 정공 수송층 형성액(14L)을 도입·도출하여, 양극층(13)의 내주면(13a) 전체에 형성된 정공 수송층 액상막(14F)을 건조하여 정공 수송층(14)을 형성하도록 했다.

따라서 양극 친액층(13W)을 형성한 분만큼, 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상에 입각한 균일한 막두께의 정공 수송층(14)을 형성할 수 있다. 그 결과, 정공 수 송층(14)을 하지층(下地層)으로 하는 발광층(15) 및 음극층(16)을 균일하게 형성할 수 있고, 튜브(11)의 사이즈나 형상의 변경에 대응할 수 있어, EL 장치(10)의 생산성을 향상할 수 있다.

(2) 상기 실시 형태에 의하면, 튜브(11) 내에 튜브 친액층 형성액(20T)을 공급하여, 튜브(11)의 내주면(11b) 전체에 양극층 형성액(13L)의 후퇴 접촉각(θ1)을 45°이하로 하는 튜브 친액층(11W)를 형성하도록 했다. 그리고 튜브 친액층(11W)을 갖는 튜브(11) 내에 양극층 형성액(13L)을 도입·도출하여, 튜브(11)의 내주면(11b) 전체에 형성된 양극층 액상막(13F)을 건조하여 양극층(13)을 형성하도록 했다.

따라서 튜브 친액층(11W)을 형성한 분만큼, 튜브(11)의 내경이나 길이, 형상에 입각한 균일한 막두께의 양극층(13)을 형성할 수 있다. 그 결과, 양극층(13)을 하지층으로 하는 정공 수송층, 발광층(15) 및 음극층(16)을 균일하게 형성할 수 있어, EL 장치(10)의 생산성을 더욱 향상할 수 있다.

(3) 상기 실시 형태에 의하면, 튜브(11) 내에 공급된 튜브 친액층 형성액(20T) 및 양극 친액층 형성액(20A)을 도출하여, 각각 튜브 친액층(11W) 및 양극 친액층(13W)을 형성하도록 했다. 그 결과, 튜브 친액층(11W) 및 양극 친액층(13W)을 형성할 때, 튜브(11)의 내주면(11b) 및 양극층(13)의 내주면(13a)에 부착된 유기계의 오염물을 세정할 수 있고, 보다 균일한 양극층(13) 및 정공 수송층(14)을 형성할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태는 이하와 같이 변경해도 된다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11)의 친액 처리공정을 튜브 친액층 형성액(20T)의 도입·도출에 의해 구체화했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 튜브 친액층 형성액(20T)을 도입·도출한 후에, 세정액으로서의 묽은 암모니아수나 수산화암모늄과 과산화수소수의 혼합액 등을 도입·도출하는 구성으로 해도 된다. 이에 의하면, 튜브(11)의 내주면(11b)에 부착된 금속 등의 오염물을 세정할 수 있고, 양극층(13)을 더욱 균일하게 형성할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 친액화 유체를 튜브 친액층 형성액(20T) 및 양극 친액층 형성액(20A)에 의해 구체화했다. 이에 한정되지 않고, 친액화 유체는 오존 가스나 수증기와 오존 가스의 혼합기체이어도 된다.

상기 실시 형태에서는 제1 및 제2의 친액 처리공정을 튜브 친액층 형성액(20T) 및 양극 친액층 형성액(20A)의 도입·도출에 의해 구체화했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 산소를 포함하는 분위기하에 튜브(11)를 재치(載置)하고, 튜브(11)의 내주면(11b) 또는 양극층(13)의 내주면(13a)에 자외선을 조사하여, 생성된 오존 가스에 의해 친액 처리를 실시하는 구성으로 해도 된다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11)의 단면 및 외형을, 각각 단면이 원형 형상이고, 외형이 봉상으로 구체화했다. 이에 한정되지 않고, 단면이 타원 형상이나 직사각형 형상이어도 되고, 외형이 나선형으로 구부러진 형상이어도 된다. 즉, 튜브(11)는 그 내측에 튜브 친액층 형성액(20T)이나 양극 친액층 형성액(20A) 등의 유체를 도입 가능한 튜브이면 된다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11)를 광 투과성의 절연재료로 구성했지만, 이에 한정되지 않고, 튜브(11)를 광 투과성의 도전성 재료, 즉 양극층 형성 재료에 의해 구성해도 된다. 이것에 의하면, 튜브(11)의 내주면(11b)에 별도로 양극층(13)을 형성할 필요가 없어, 양극층 형성공정을 생략할 수 있어, EL 장치(10)의 생산성을 향상할 수 있다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11)의 내주면(11b) 위에 광 투과성의 양극층(13)을 형성하고, 순차적으로 정공 수송층(14), 발광층(15) 및 음극층(16)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 튜브(11)의 내주면(11b) 위에 광 투과성의 음극층(16)을 형성하고, 순차적으로 발광층(15), 정공 수송층(14) 및 양극층(13)을 형성하는 구성으로 해도 된다. 이때, 양극층(13)은 금, 백금, 팔라듐, 니켈 등의 금속이나 실리콘, 갈륨인, 비정질(amorphous) 탄화 실리콘 등의 일함수의 값이 큰 반도체를 이용해도 된다. 또는 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 또한 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지 재료를 이용해도 된다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11) 내에 양극층 및 음극층 형성액(13L, 16L)을 도입·도출하여, 양극층(13) 및 음극층(16)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 튜브(11) 내에 양극층 형성 재료 및 음극층 형성 재료의 기체를 도입하여, 각각 양극층(13) 및 음극층(16)을 형성하는 구성으로 해도 되고, 내주면(11b, 15a)의 거의 전체에 양극층(13) 및 음극층(16)을 형성 가능한 방법이면 된다.

상기 실시 형태에서는 발광층 재료를 유기계 고분자 또는 유기계 저분자에 의해 구성했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 발광층 재료를 ZnS/CuCl, ZnS/CuBr, ZnCdS/CuBr 등의 무기분자로 구성해도 된다. 이때, 상기 발광층 재료를 유기 바인더에 분산시켜 발광층 형성액(15L)을 형성하는 구성이 바람직하다. 또한, 유기 바인더로는 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸전분, 시아노에틸풀루란(cyanoethyl pullulan) 등의 다당류의 시아노에틸화물, 시아노에틸히드록시에틸 셀룰로오스, 시아노에틸글리세롤풀루란 등의 다당류 유도체의 시아노에틸화물, 시아노에틸폴리비닐알코올 등의 폴리올류의 시아노에틸화물 등을 들 수 있다.

상기 실시 형태에서는 튜브(11)의 내주면(11b)에, 발광층(15)을 1층만 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 양극층(13)과 음극층(16)과의 사이에, 발광층(15)과 전하 발생층으로 이루어지는 유닛을 복수 적층한, 소위 멀티포톤(multi-photon) 구조이어도 된다.

상기 실시 형태에서는 양극층(13)의 내주면(13a)에 정공 수송층(14)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 정공 수송층(14)을 생략하는 구성으로 해도 되고, 또는 양극층(13)과 정공 수송층(14)과의 사이에, 발광층(15)에의 정공의 주입효율을 높이기 위한 정공 주입층을 형성하는 구성으로 해도 된다.

상기 실시 형태에서는 정공 수송층(14)의 내주면(14a)에 발광층(15)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 정공 수송층(14)과 발광층(15)과의 사이에, 전자의 이동을 억제하는 전자 장벽층을 형성하는 구성으로 해도 된다.

상기 실시 형태에서는 발광층(15)의 내주면(15a)에 음극층(16)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면 발광층(15)과 음극층(16)과의 사 이에, 음극층(16)으로부터 주입된 전자를 발광층(15)까지 수송하는 전자 수송층을 형성하는 구성으로 해도 된다. 또는 발광층(15)과 전자 수송층과의 사이에, 정공의 이동을 억제하는 정공 장벽층을 형성하는 구성으로 해도 된다.

본 발명은 사이즈나 형상의 변경을 쉽게 하여 생산성을 향상시킨 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims

광 투과성을 갖는 관상(管狀)의 제1 전극과, 그 제1 전극의 내측면에 설치된 일렉트로루미네선스층과, 그 일렉트로루미네선스층의 내측면에 설치된 제2 전극을 구비하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법으로서,

상기 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정과,

상기 제1 전극의 내측에 일렉트로루미네선스층 형성액을 도입 및 도출하여, 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성이 부여된 제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

제1 전극의 내측면에 형성된 일렉트로루미네선스층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 일렉트로루미네선스층을 형성하는 공정을 구비하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

제1 전극의 내측면에 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정은, 제1 전극의 내측에 친액화 유체를 도입 및 도출하여, 그것에 의해 제1 전극의 내측면에 대한 일렉트로루미네선스층 형성액의 후퇴 접촉각을 45도 이하로 하는 것을 포함하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 친액화 유체는 제1 전극의 내측면을 세정하는 세정액인 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 세정액은 오존수, 오존 가스가 용해된 황산, 오존 가스가 용해된 질산, 오존 가스가 용해된 염산, 황산과 과산화수소수의 혼합액, 질산과 과산화수소수의 혼합액, 염산과 과산화수소수의 혼합액, 진한 질산, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨의 에탄올 용액, 수산화칼륨의 에탄올 용액 중 적어도 어느 하나인 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제1항에 있어서,

광 투과성을 갖는 관상 부재의 내측면에 제1 전극 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정과,

상기 관상 부재의 내측에 제1 전극 형성액을 도입 및 도출하여, 제1 전극 형성액에 대한 친액성이 부여된 관상 부재의 내측면에 제1 전극 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

관상 부재의 내측면에 형성된 제1 전극 형성액의 액상막을 건조함으로써, 제1 전극을 형성하는 공정을 더 구비하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제5항에 있어서,

관상 부재의 내측면에 제1 전극 형성액에 대한 친액성을 부여하는 공정은, 관상 부재의 내측에 친액화 유체를 도입 및 도출하여, 그것에 의해 관상 부재의 내측면에 대한 제1 전극 형성액의 후퇴 접촉각을 46도 이하로 하는 것을 포함하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제6항에 있어서,

상기 친액화 유체는 관상 부재의 내측면을 세정하는 세정액인 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 세정액은 오존수, 오존 가스가 용해된 황산, 오존 가스가 용해된 질산, 오존 가스가 용해된 염산, 황산과 과산화수소수의 혼합액, 질산과 과산화수소수의 혼합액, 염산과 과산화수소수의 혼합액, 진한 질산, 수산화나트륨 수용액, 수산화칼륨 수용액, 수산화나트륨의 에탄올 용액, 수산화칼륨의 에탄올 용액 중 적어도 어느 하나인 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일렉트로루미네선스층은 상기 제1 전극의 내측면에 설치된 정공 수송층 과, 그 정공 수송층의 내측면에 설치된 발광층을 갖고, 일렉트로루미네선스층을 형성하는 공정은,

상기 제1 전극의 내측에 정공 수송층 형성액을 도입 및 도출하여, 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성이 부여된 제1 전극의 내측면에 정공 수송층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

제1 전극의 내측면에 형성된 정공 수송층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 정공 수송층을 형성하는 공정과,

얻어진 정공 수송층의 내측에 발광층 형성액을 도입 및 도출하여, 그것에 의해 정공 수송층의 내측면에 발광층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

정공 수송층의 내측면에 형성된 발광층 형성액의 액상막을 건조함으로써 발광층을 형성하는 공정을 구비하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일렉트로루미네선스층은 상기 제1 전극의 내측면에 설치된 발광층과, 그 발광층의 내측면에 설치된 정공 수송층을 갖고, 일렉트로루미네선스층을 형성하는 공정은,

상기 제1 전극의 내측에 발광층 형성액을 도입 및 도출하여, 일렉트로루미네선스층 형성액에 대한 친액성이 부여된 제1 전극의 내측면에 발광층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

제1 전극의 내측면에 형성된 발광층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 발광 층을 형성하는 공정과,

얻어진 발광층의 내측에 정공 수송층 형성액을 도입 및 도출하여, 그것에 의해 발광층의 내측면에 정공 수송층 형성액의 액상막을 형성하는 공정과,

발광층의 내측면에 형성된 정공 수송층 형성액의 액상막을 건조함으로써, 정공 수송층을 형성하는 공정을 구비하는 일렉트로루미네선스 장치의 제조방법.