KR20020001720A

KR20020001720A - 전기루미네선트 장치 및 이 장치를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR20020001720A
Application number: KR1020017008940A
Authority: KR
Inventors: 마츠모토가즈미; 고바야시미츠아키; 아라키요시노리; 아베히데토시
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-03
Publication date: 2002-01-09
Also published as: WO2000042825A1; DE60007276D1; CA2356999A1; AU2487900A; JP2000208275A; BR0007536A; EP1416775A1; CN1337141A; DE60007276T2; EP1147688A1; EP1147688B1

Abstract

본 발명은 투명 전도층(1), 투명 전도층(1)의 후면상에 위치되는 바인더층(2, 4), 바인더층(2)을 통하여 투명 전도층(1)의 후면상에 적용되는, 발광 입자들을 포함하는 입자들로 이루어진 실질적으로 하나의 층을 포함하는 발광 입자층(3), 발광 입자층(3)의 후면상에 위치되는 절연 입자들을 포함하는 절연층(5) 및 절연층(5)의 후면상에 위치되는 후면 전극(6)을 포함하는 전기루미네선트 장치(10)을 제공하고, 발광 입자들(3)은 바인더층(2, 4)에 내장되거나, 발광 입자들은 절연층(5)에 실질적으로 내장되지 않는다.

Description

전기루미네선트 장치 및 이 장치를 제조하는 방법{ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SAME}

높은 유전 상수를 갖는 폴리머(polymer)들과 같은 바인더 수지의 형광 입자(phosphor particle)들의 발광 입자들을 분산시킴으로써 형성되는 소위 "분산형 발광층"을 갖는 EL 장치들이 이하의 공보에서 알려져 있다.

예를 들면, JP-B-59-14878는 투명 기판, 투명 전극층, 비닐리덴 플로라이드 바인더 수지(vinylidene fluoride binder resin)로 구성되는 절연층, 비닐리덴 플로라이드 바인더 수지 및 형광 입자들을 포함하는 발광층, 상기와 동일한 절연층 및 후면 전극을 포함하여, 이 순서로 적층되는 EL 장치를 개시한다. JP-B-62-59879는 폴리에스테르 필름, ITO 전극, 형광 입자들과 시아노에틸화된 에틸렌 비닐 알코올 코폴리머(바인더 수지)를 포함하는 발광층 및 알루미늄 호일(후면 전극)을 포함하여, 이 순서대로 적층되는 EL 장치를 개시한다.

그러나, 이러한 "분산형 발광층"의 경우에 있어서 휘도를 증가시키기는 어렵다. 이것은 바이더 수지보다 큰 비중을 갖는 발광 입자들이, 바인더 수지의 용액에서 분산된 발광 입자들을 포함한 발광층을 형성하는 코팅으로 인해 침하하는 경향이 있어서, 이러한 코팅으로 형성되는 발광층의 발광 입자들이 균등하게 분산하는 것은 어렵기 때문이다. 또한, 코팅의 발광 입자량이 증가되는 경우, 발광층의 발광 입자들의 충전율(filling rate)을 증가하기 위해서, 분산성(dispersibility)은 저하된다. 발광 입자들의 충전율은 코팅 중량의 거의 20 체적% 이다. 게다가, 이러한 분산형 코팅을 적용하여 두께를 균일하게 유지하는 한편, 발광층의 코팅 두께를 증가하는 것은 비교적 어려운 일이다. 그 결과, 발광층의 두께를 증가시키기 위해서 코팅의 어플리케이션 수가 증가되는 경우, 생산성이 감소되어 큰 영역을 갖는 롤 형태(roll form)의 EL 장치를 제조하는 것이 어려워진다.

"적층형 발광층"을 갖는 EL 장치는 "분산형 발광층"의 결점을 해결하는 하나의 대책으로서 알려져 있다. 예를 들면, US 특허 제 5,019,748호 및 제 5,045,755호는 3층의 적층물로 구성되는 적층형 발광층을 갖는 EL 장치를 개시하고 있다. 상기 3층의 적층물은 (1)투명 기판의 투명 전도층상에서 적용되는 높은 유전 상수의 제1 유전 접착층; (2)제1 유전 접착층상으로 건식(dry) 형광 입자(발광 입자)들을 정전기적으로 부여함으로써 형성되는 실질적인 단일층(입자들의 최대 크기를 초과하지 않는 두께를 갖음)의 형태인 형광 입자층; (3)형광 입자층상에 위치되고 높은 유전 상수를 갖는 유전 물질을 포함하는 제2 유전층을 포함하고, 이들은 인접한 형광 입자들 사이의 공간을 채운다. 후면 전극은 제2 유전층의 표면상에 적용되어서제2 유전층은 절연층으로서 기능한다.

상기 "분산형 발광층"과 비교해 볼 경우, "적층형 발광층"은 코팅 처리를 연속적으로 수행하는 것이 가능하고, 공개된 방법에 의해서 롤 형태의 EL 장치를 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 상기 공보 및 특허 명세서는 연속적인 터미널[버스(buss)]를 형성하기 위한 소정의 특정한 방식을 공개하지 않는다. 상기 터미널을 경유하여, 전기(전압)가 외부에서 투명 전도층(즉, 롤 형태의 EL 장치의 제조 처리에 있어서 투명 기판의 세로측 방향)으로 인가될 수 있을 것이다.

EL 장치의 영역을 증가하기 위해서, 전기(전압)를 외부로부터 투명 전도층으로 공급하는 터미널(버스)이 제공되는 방법은 중요한 요인이 된다. 예를 들어, 작은 영역을 갖는 디스플레이용 EL 장치의 경우에 있어서, 후면 전극과 전기적으로 접촉되지 않는 버스들은 스크린 프린팅을 효과적으로 반복함으로써 투명 전도층상에 형성될 수 있다. 그러나, 상기에서 언급된 공보 또는 특허에는 장치의 세로측 방향에 연속적인 버스들의 형성 또는 이러한 형성을 위한 소정의 방법들이 공개되어 있지 않다.

종래의 "적층형 발광층"은 몇몇의 결점들을 갖는다. 예를 들면, "적층형 발광층"을 갖는 EL 장치가 동일 주파수 및 동일 전압을 갖는 전원에 접속되는 경우, "분산형 발광층"을 갖는 EL 장치의 휘도와 동등하거나 더 높은 휘도에서 광선을 방사한다. 그러나, 발광 효율은 그렇게 크게 개선되지 않거나, 때로는 저하될 수도 있다.

발광 효율("η")은 이하의 공식에 의해 정의되는 값이다.

η=L×π×S/P

여기서:

P는 사용되는 전기(유효 전력)이다. (단위: W),

L은 휘도 미터로 측정되는 휘도이다. (단위: cd/m²),

S는 발광 표면의 영역이다. 그리고,

π는 원의 지름에 대한 원주 비이다.

바꾸어 말하면, 낮은 발광 효율은 단위 유효 전력 당 낮은 휘도, 그러므로 낮은 전력 효율을 의미한다. 따라서, 에너지 축적의 관점에서 발광 효율을 개선하는 것이 목적이 된다.

본 발명은 발광 입자(luminescent particle)들 및 바인더 수지(binder resin)를 포함한 발광층을 갖는 전기루미네선트 장치(이하에서, "EL 장치"로서 언급됨)와 관련이 있다. 특히, 본 발명은 높은 발광 효율을 달성할 수 있는 EL 장치와 관련이 있다.

첫번째 실시예에 있어서, 본 발명은 효과적으로 개선된 발광 효율을 갖는 EL 장치를 제공한다. 양호한 이런 전기루미네선트 장치는

투명 전도층과,

투명 전도층의 후면상에 위치되는 바인더층과,

바인더층을 통하여 투명 전도층의 후면상에 적용되는, 발광 입자들을 포함하는 입자들로 이루어진 실질적으로 하나의 층을 포함하는 발광 입자층과,

발광 입자층의 후면상에 위치되는 절연 입자들을 포함하는 절연층과,

절연층의 후면상에 위치되는 후면 전극을 포함한다. 발광 입자들은 바인더층에 내장되거나, 발광 입자들은 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다.

다른 실시예에 있어서, 본 발명은 EL 장치를 제조하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 상기 분산 코팅의 사용없이 높은 생산성(productivity)에서 높은 발광 효과를 갖는 시트 형태(sheet form)의 EL 장치를 제조할 수 있다.

전기루미네선트 장치의 제조를 위한 양호한 방법은(상기한 특징들을 임의적으로 포함),

바인더 수지의 제1 층 및 이 제1 층에 부착되는 발광 입자들을 형성하기 위하여, 투명 전도층의 후면 및 절연층의 표면 중 어느 한 면상에 바인더층의 제1 층의 형성을 위한 코팅을 적용하고, 코팅이 응고되기 전에 발광 입자들을 포함하는 입자들을 적용된 코팅상에 층 형태로 위치시키고, 그 입자들의 층을 부분적으로 내장시킨후 코팅을 응고하는 단계와;

발광 입자들의 표면을 노출시키지 않고 제1 및 제2 층들로 구성되는 바인더층에 발광 입자들을 내장하기 위하여, 발광 입자층상에 바인더층의 제2 층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 코팅을 응고하는 단계와;

투명 전도층 및 절연층 중 나머지 부분을 발광 입자들이 내장되는 바인더층상에 적용하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 롤 형태로 제조될 수 있는 EL 장치를 제공한다. 롤 형태로 대형 크기의 발광 장치가 쉽게 제조될 수 있다.

이 실시예에 있어서, 본 발명은 투명 전도층, 발광 입자층, 절연층 및 후면 전극은 투명 전도층의 길이를 따라 연속적으로 연장되는 것이 바람직하다고 상기에서 기술한 바와 같이 전기루미네선트 장치를 제공한다. 장치는 투명 전도층의 후면과 전기적으로 접촉하고, 투명 전도층의 폭보다 작은 폭을 가지며 투명 전도층의 길이를 따라 연속적으로 연장하는 적어도 하나의 버스를 더 포함하는 것이 바람직하고, 버스는 후면 전극과 전기적으로 접촉하지 않는다.

본 발명의 첫번째 실시예에 따라서, EL 장치의 특성 중 하나는 바인더층에 내장되는 발광 입자들이다. 그것에 의하여, 유효 전력에 대한 휘도 효율(발광 효율)이 증가될 수 있다.

비록 이론에 의해 속박되도록 의도되지 않는다면, EL 장치의 이 구조에서의 기능은 다음과 같이 가정될 수 있을 것이다:

종래의 적층형 EL 장치에 있어서, 형광(발광) 입자들 사이의 공간은 매우 높은 유전 상수(즉, 절연 입자들 등)를 갖는 필러(filler)들로 채워진다. 따라서, 형광 입자들 사이의 공간에서의 커패시턴스가 증가한다. 따라서, 이러한 공간에서의 유전 손실은 증가하고/또는 전력은 줄 열(Joule heat)의 발생으로 인하여 손실된다. 그 결과, 발광 효율이 감소한다.

일반적으로, 절연 입자들의 유전 상수는 최소한 100이고, 티탄산바륨(barium titanate)과 같은 상대적으로 높은 절연 효과를 갖는 종래의 절연 물질들은 1,000 이상의 유전 상수를 갖는다. 바인더 수지[때때로 "매트릭스 수지(matrix resin)"로 불림]로서 사용될 수 있는 이러한 절연 입자들, 유기 폴리머들 또는 높은 유전 폴리머들이 통상적으로 대략 50 미만의 유전 상수를 갖는 것과 대조를 이루어, 비닐리덴 플로라이드 수지들 및 시아노수지(cyanoresin)들과 같은 높은 유전 폴리머들이 대략 5에서 30까지의 유전 상수를 갖는 것은 바람직하다. 여기에서 다른 방법이명시되지 않는다면, 유전 상수는 1 kHz의 교류 전류의 어플리케이션하에서 측정되는 특정 유전 상수이다.

본 발명의 상기 구성에 있어서, 발광 입자들이 바인더 수지층에 내장되는 것은 바람직하고, 매우 높은 유전 상수를 갖는 절연 입자들이 인접한 발광 입자들 사이의 공간에 나타나는 것은 바람직하지 못하다.(또는 효과가 없다는 것이 보다 바람직하다). 그러므로, 이러한 공간들에서의 커패시턴스는 효과적으로 감소될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, EL 장치의 특성들 중 하나는 발광 입자들이 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다는 것이다. 발광 입자층이 절연층에 실질적으로 내장되지 않는 경우, 매우 높은 유전 상수를 갖는 필러들(즉, 절연 입자들 등)은 상기한 실시예에서와 같이, 형광(발광) 입자들 사이의 공간들을 채우지 않는다. 따라서, 이러한 공간들에서 유전 손실의 증가 및 줄 열의 발생으로 인한 전력 손실을 억제하는 것이 사실상 가능하므로, 발광 효율은 증가될 수 있다. 예를 들어, 이러한 구조는 상기한 경우에서처럼 입자 표면이 절연층과 접촉하는 바인더층의 후면상에 노출되지 않도록 바인더층에 발광 입자들을 내장함으로써, 쉽게 형성될 수 있다.

본 발명의 양호한 첫 번째 실시예에 있어서, EL 장치의 특성들은 투명 전도층, 발광 입자층, 절연층 및 후면 전극이 투명 전극층의 세로측 방향에 따라서 연속적으로 연장하는 것이고, 장치는 투명 전도층의 후면과 전기적으로 접촉하고 투명 전도층의 폭보다 작은 폭을 갖으며 투명 전극층의 세로측 방향에 따라서 연속적으로 연장하는 적어도 하나의 버스를 더 포함한다. 다른 양호한 특성은 버스가 후면 전극과 전기적으로 접촉하지 않는다는 것이다. 그러므로, 롤 형태의 EL 장치를 제조하는 것이 가능하여 대형의 발광 디스플레이가 쉽게 형성될 수 있다.

버스가 발광층과 직접 접촉하지 않는 경우, 후면 전극이 발광층의 전체 후면상에서 실질적으로 적용될 수 있기 때문에, 큰 영역을 갖는 롤 형태의 EL 장치가 보다 쉽게 형성되고, 따라서 실질적으로 발광층의 후면 전체가 빛을 방사할 수 있다.

예를 들면, 버스는 발광층의 모서리 영역에 직접 접촉될 수 있다. 그러나 이 경우에 있어서, 후면 전극이 적용되지 않는 버스 및 전극 개방 영역(electrode free area)은 버스와 후면 전극이 서로 전기적으로 접촉되지 않기 위해서 후면 전극과 버스가 분리되도록 발광층의 후면상으로 제공되어야 한다. 전극 개방 영역에 대응하는 발광층의 발광 표면의 부분은 실질적으로 빛을 방사할 수 없으므로 발광 영역은 증가될 수 없을 것이다.

본 발명의 EL 장치는 다양한 방법들에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들면, 이하의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것이 바람직하다. 단계로서,

바인더 수지의 제1 층 및 이 제1 층에 부착되는 발광 입자층을 형성하기 위하여, 투명 전도층의 후면 및 절연층의 표면 중 어느 한 면상에 바인더층의 제1 층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 코팅이 응고되기 전에 발광 입자들을 포함하는 입자들을 적용된 코팅상에 층 형태로 위치시키고, 입자들의 층을 부분적으로 내장한 후 코팅을 응고시키는 단계와,

발광 입자들의 표면을 노출시키지 않고 제1 및 제2 층들로 구성되는 바인더층에 발광 입자들을 내장하기 위하여, 발광 입자층상에 바인더층의 제2 층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 코팅을 응고시키는 단계와,

투명 전도층 및 절연층 중 나머지 부분을 발광 입자들이 내장되는 바인더층상에 적용하는 단계가 있다.

상기한 방법은 높은 생산성에서 개선된 발광 효율을 갖는 EL 장치를 제조할 수 있다. 또한, 큰 영역을 갖는 시트 형태의 EL 장치 또는 롤 형태의 EL 장치가 쉽게 제조될 수 있다.

[실시형태]

본 발명의 첫번째 실시예에 있어서, EL 장치(10)는 도 1에 도시되고, 투명 기판(도시되지 않음)과 가깝게 접촉하는 투명 전도층(11), 후면 전극(16) 및 투명 전도층과 후면 전극 사이에 위치되는 발광층(17)을 포함한다.

첫번째 실시예에 있어서, 발광층(17)은 바인더층의 제1 층(12), 발광 입자들이 제1 층에 부분적으로 내장되는 한편, 발광 입자들의 나머지 부분은 노출되도록 바인더층의 제1 층과 가까이 접촉되는 발광 입자들을 포함하는 발광 입자층(13), 발광 입자들의 노출되는 나머지 부분들을 감싸기 위해서 발광 입자층과 가까이 접촉되는 바인더층의 제2 층(14) 및 바인더층의 제2 층(14)과 가까이 접촉되는 절연층(15)을 포함한다.

도 1의 실시예에 있어서, 후면 전극(16) 및 절연층(15)은 서로 접촉되는 것이 바람직하고, 이것들의 접촉면들은 실질적으로 평평한 것이 바람직하다.

도 1의 실시예에 있어서, 발광 입자층(13)이 바인더 수지를 포함하는 바인더층에 완전하게 내장되고 절연 입자들을 포함하는 절연층(15)과 접촉하지 않거나, 발광 입자들이 절연층과의 접점에 있는 것은 바람직하다. 즉 다시 말해서, 대부분의 발광 입자들(비교적 큰 입자 크기를 갖는 발광 입자들)은 절연층과의 접점에 있지만, 절연 입자들은 인접한 발광 입자들 사이의 공간에 거의 나타나지 않으며 양호하게는 전혀 나타나지 않는다. 절연층의 반대쪽 표면 및 투명 전도층은 실질적으로 서로 평행하고 실질적으로 평평하다. 이러한 구조는 발광 효율을 증가하는데 유리하다.

만약 양호한 경우라면, 투명 전도층과 발광층은 서로 접촉될 것이다. 이러한 경우에 있어서, 휘도는 효과적으로 증가될 수 있다. 일반적으로, 절연층과 후면 전극 사이의 접촉면(interface)은 실질적으로 평평하다.

EL 장치가 롤 형태일 경우, EL 장치의 전체 두께는 통상적으로 50에서 3000 ㎛의 범위에 있고, EL 장치의 길이는 통상적으로 최소한 1 m이다.

투명 전도층의 폭이 발광층의 폭보다 넓고, 적어도 하나의 버스가 발광층이 형성되지 않는 투명 전도층의 영역(도면에 도시되지 않음)에서 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 버스는 발광층에 직접 접촉되지 않거나, 후면 전극과 전기적으로 접촉되지 않는다. 이러한 구조에 있어서, 버스들은 통상적으로 후면 전극을 연장하는 발광층과 실질적으로 평행한 두 개의 스트라이프들의 형태로 투명 전도층의 세로측 모서리에 근접하게 부여된다.

버스가 외부에서 투명 전극층으로 전기(전압)를 공급하는 터미널로서 기능하는 한에 있어서는, 버스의 형태 및 배열이 상기에서 기술된 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 버스는 바 코드(bar code) 형태로 세로측 방향으로 연장되는 복수의 소형 버스 부분들, 또는 장치의 길이를 따라 나타나는 복수의 원형 버스 부분들로 구성될 수 있다. 즉 다시 말해서, 버스들이 모두 연속적으로 연장되는 한에 있어서는, 소형 버스들은 세로측 방향으로 비연속적 존재할 수 있다.

예를 들면, 대형 크기의 디스플레이를 위한 EL 장치가 EL 장치의 스톡 제품(stock product)으로부터 양호한 길이를 절단함으로써 형성되는 경우 발광층은 비연속적인 부분을 갖지 않는 투명 전도층상에 나타나야 하지만, 인접한 버스 부분들이 외부로부터 투명 전도층으로 전기(전압)를 공급하기 위한 터미널로서 기능할 수 있는 한에서는 분리되어 나타날 수 있을 것이다.

버스는 어플리케이션 방법에 의해서 전도성의 물질로부터 형성될 수 있다. 또한, 이 어플리케이션 방법은 후면 전극의 형성에서 사용될 수 있다. 투명 기판의 세로측 방향을 따라서 연속적으로 연장되는 버스가 롤 형태의 EL 장치의 제조 방법으로 쉽게 형성될 수 있기 때문에, 어플리케이션 방법에는 전도성의 물질을 포함하는 코팅, 증기 증착, 스퍼터링 등의 어플리케이션이 바람직하다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 양호한 첫번째 실시예에 있어서 EL 장치는 발광 입자들이 바인더층에 내장되고, 절연 입자들이 인접한 발광 입자들 사이의 공간에 나타나지 않는다는 특징을 갖는다. 따라서, 발광 효율이 증가될 수 있다. 즉 다시 말해서, 형광 입자들 사이의 공간은 절연 입자들을 포함하지 않는 바인더 수지로 채워진다. 이러한 경우에 있어서, 발광 입자층은 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다.

"절연층에 실질적으로 내장되지 않는다."의 표현은 (1)발광 입자층이 절연층과 접촉되지 않는다, (2)발광 입자층이 절연층과의 접점에 있다, 또는 (3)발광 입자층은 절연층과 접촉하지만 절연 입자들이 인접한 발광 입자들 사이의 공간에 나타나지 않는다. 라는 것을 의미한다. (1)과 (2)의 경우에 있어서, 절연층의 반대면들과 투명 전도층은 실질적으로 서로 평행하고, 실질적으로 평평하다.

또한, 본 발명의 효과들을 저해하지 않는 한에서, 발광 입자들의 일부분을 절연층에 내장하기 위하여, 상대적으로 폭이 넓은 입자 크기의 분포를 갖는 발광 입자들이 사용될 수 있다.

입자 크기의 분포는 이하처럼 정의될 수 있다:

평균 입자 크기의 5배를 초과하지 않는 입자 크기를 갖는 입자들의 퍼센트는 전체 입자들을 기초로 하여, 통상적으로 최소한 85 %이고, 양호하게는 최소한 90 %이며, 보다 양호하게는 최소한 95 %이다. 평균 입자 크기의 절반 이하의 입자 크기를 갖는 입자들의 퍼센트는 전체 입자들을 기초로 하여, 통상적으로 최소한 1 %이고, 양호하게는 최소한 2 %(특히, 3 %에서 25 %)이다.

입자의 크기들은 주사 전자 현미경 사진(SEM 포토그래프)을 사용하여 측정될 수 있다. 비구형 입자들의 경우에 있어서, 각 입자의 입자 크기는 SEM 포토그래프에서 관찰된 입자(즉, 타원체의 주축)의 가장 큰 크기와 입자(즉, 타원체의 부축)의 가장 작은 크기의 평균이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 절연 입자들의 유전 계수는 통상적으로 최소한 100이고, 반면에 바인더 수지들의 유전 계수는 통상적으로 50 미만이다. 상기 구조에 있어서, 발광 입자들이 바인더층에 내장되지만, 발광 입자들은 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다. 그러므로, 상기 공간들에서의 커패시턴스가 효과적으로 감소될 수 있다.

상기 공간에서의 커패시턴스를 효과적으로 감소하기 위해서, 바인더층은 임의로 두 개의 층으로 분리될 수 있고, 단층의 형태인 발광 입자층은 발광 입자층의 일부분이 바인더층의 제1 층에 내장되도록 형성되며, 바인더층의 제2 층은 발광 입자층의 노출된 부분을 감싸는데 적용된다. 이로써 발광 입자층은 발광 입자들의 표면을 노출시키지 않고, 제1 및 제2 층으로 구성되는 바인더층에 내장된다. 이 경우에 있어서, 제1 및 제2 층들은 절연 입자들을 실질적으로 포함하지 않는다.

바인더 수지로서 사용될 수 있는 적합한 폴리머들은 THV(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene-vinylidene fluoride copolymers : 테라플로에틸렌-헥사플로프로필렌-비닐리덴 플로라이드 코폴리머) 등을 구비한다.

바인더층이 두 개 이상의 층을 갖는 경우, 절연층에 면하는 층의 바인더 수지는 가능한 작은 유전 상수 및/또는 가능한 작은 유전 탄젠트(tangent)를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 절연층 측면상의 층에서의 바인더 수지의 유전 상수는 통상적으로 20 미만이고, 양호하게는 15 미만(특히, 1에서 10까지)이다.

유전 상수는 미세한 버블을 채우기 위해서 절연층 측면상의 바인더층의 층으로 글래스 버블(glass bubble)[글래스 기구(glass balloon) 또는 중공 입자(hollowparticle)]들을 추가함으로써 감소될 수 있다. 이 경우에 있어서, 버블의 직경은 발광 입자들의 입자 크기보다 작은 것이 바람직하고, 통상적으로 10 ㎛ 미만이다.

실질적으로 하나의 층 형태인 발광 입자층은 높은 유전 폴리머와 같은 바인더 수지 및 이러한 바인더 수지로 분산되는 발광 입자들을 포함하는 코팅[슬러리(slurry)]으로부터 형성될 수 있다. 이 경우에 있어서 예를 들면, 커튼(curtain) 코팅 방법은 코팅상의 소정의 절단 어플리케이션 없이 코팅의 두께를 감소하기 위해, 그리고 발광 입자들의 입자 크기와 동일한 두께를 실질적으로 갖는 발광층을 형성하기 위해 사용된다. 코팅상에서 절단이 적용되지 않는 코팅 절차는 세로측 방향으로 연속되는 발광층을 쉽게 형성할 수 있다. 코팅(피복된 필름)은 건조, 냉각, 경화(curing)등과 같은 소정의 종래 방법에 의해서 응고될 수 있다.

발광층이 발광 입자층, 바인더층 및 절연층을 포함하는 경우, 휘도는 종래의 분산형 EL 장치의 휘도에 비하여 증가될 수 있다. 즉 다시 말해서, 발광층을 형성하기 위한 코팅에서 발광 입자들의 감소에 의해서 발생될 수 있는 문제들은, 절연층 및 바인더층이 발광 입자들을 거의 포함하지 않거나 양호하게는 전혀 포함하지 않는 코팅으로부터 형성될 수 있기 때문에, "분산형 발광층들"과는 달리 발생되지 않는다. 그 결과, 발광 입자층에서 발광 입자들의 충전율은 매우 쉽게 증가될 수 있고, 실질적으로 밀집 상태(close-packed state)(예를 들어, 최소한 60 %)에 도달할 수 있으며, 그러므로 휘도 및 발광 효율은 쉽게 개선될 수 있다. 이러한 발광 입자층을 갖는 EL 장치는 큰 영역을 갖는 롤 형태의 EL 장치의 제조 관점에 있어서바람직하다. 게다가, 발광층을 세로측 방향으로 연속적 연장하도록 형성하는 것이 매우 용이하다. 이러한 구조를 갖는 발광층의 발광 입자층은 분말(powder) 코팅 방법 예를 들어, 발광 입자들의 산란(scattering)에 의해서 형성될 수 있다. 상세한 부분은 이하에서 설명될 것이다.

이러한 발광 입자층을 갖는 EL 장치는 이하의 방법에 의해서 제조되는 것이 바람직하다.

우선, 바인더층의 제1 층을 형성하기 위한 코팅이 투명 기판의 후면상에 형성되었던 투명 전도층의 후면상에 적용되고, 발광 입자들을 포함하는 입자들은 코팅이 응고되기 전에 코팅상에 층의 형태로 산란된다. 코팅에서 입자들의 층을 부분적으로 내장한 후, 코팅은 바인더층의 제1 층을 형성하도록 응고되고, 발광 입자층은 제1 층에 부분적으로 내장된다.

그 후, 바인더층의 제2 층을 형성하기 위한 코팅이 상기 발광 입자층 상에 적용되고, 발광 입자들의 표면을 노출시키지 않고 제1 및 제2 층으로 구성되는 바인더층에 발광 입자층을 내장하도록 응고된다.

제1 및 제2 층들의 코팅은 예를 들어, 롤 코팅, 바 코팅, 나이프 코팅, 다이 코팅 또는 커튼 코팅을 포함하는 다양한 방법들에 의해서 수행될 수 있다. 이들 코팅 방법들은 발광 입자층의 내장 및 바인더층의 표면의 평활화(smoothening)를 쉽게 달성할 수 있다.

그 결과로써, 절연층은 발광 입자층이 내장되는 바인더층(후면측)상에 적용된다. 절연층은 수지 및 바인더층의 후면상의 수지로 분산되는 절연 입자들을 포함하는 절연층을 위한 코팅을 적용하고, 코팅을 건조시킴으로써 형성되는 것이 바람직하다.

최종적으로, 후면 전극이 본 발명의 EL 장치를 마무리하기 위해서 절연층의 후면상에 적용된다.

선택적으로, 층들을 역순서로 형성시키는 다른 방법이 사용되는 것도 가능할 것이다. 즉 다시 말해서, 우선 바인더층의 제2 층, 발광 입자층 및 바인더층의 제1 층이 후면 전극상에 형성되었던 절연층의 평활화된 표면상에서 적층되고, 마지막으로 투명 전도층(또는 투명 전도층을 연장하는 투명 기판)이 적층된다.

상기한 방법으로 높은 비율(즉, 높은 생산성)에서 개선된 발광 효율을 지속적으로 갖는 EL 장치를 매우 쉽게 제조할 수 있다. 예를 들면, EL 장치는 최소한 5 mpm(m/min), 양호하게는 10에서 200 mpm(특히, 12에서 100 mpm)의 코팅율에서 제조될 수 있다.

발광 입자층에 포함되는 입자에서 발광 입자들의 양은 최소한 40 체적%가 바람직하다. 발광 입자들의 양이 40 체적% 미만일 경우, 휘도를 개선하는 효과 및 발광 효과는 저하될 수 있다. 휘도 및 발광 효과는 입자들이 발광 입자들로 구성되는 경우, 극대화된다. 그러므로, 특히 형광 입자층에서 포함되는 발광 입자들의 양은 50에서 100 체적%가 바람직하다.

발광 입자들이 절연층에 실질적으로 내장되지 않기 위해서, 절연층은 발광 입자층 및 바인더층으로부터 일정한 거리(공간)에 위치될 것이다. 이 경우에 있어서, 발광 입자들의 표면은 바인더층상에 노출될 수 있을 것이다. 즉 다시 말해서,표면이 절연층과 바인더층 사이에서 형성되는 공기층(공간)에 노출된다. 이러한 구조는 발광 입자들이 부분적으로 내장되는 바인더층의 후면상에 스페이서(spacer) 소자를 분리함으로써, 그리고 스페이서 소자들에 절연층을 결합함으로써 형성될 수 있다. 이 경우에 있어서, 발광 입자들의 표면은 바인더층에 의해서 둘러싸여지는 공기층(에어룸), 스페이서 소자들 및 절연층에 노출된다. 이런 구조에 있어서, 발광 입자들은 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예는 롤 형태로 제조될 수 있는 EL 장치를 제공한다. 롤 형태의 EL 장치에 있어서, 투명 전도층, 발광층(바인더층, 바인더층을 통해서 투명 전도층에 결합되는 발광 입자층 및 절연층을 포함), 후면 전극 및 버스는 세로측 방향으로 연속적 연장하는 투명 기판상에 위치되어, 투명 기판의 세로측 방향을 따라서 연속적으로 연장한다. 그러므로, 세로측 방향으로 연속적 연장하는 큰 영역(평면 크기)의 발광 입자층 등을 갖는 EL 장치를 얻는 것이 매우 용이하다. 즉 다시 말해서, 세로측 방향으로 연장하는 발광층을 갖는 롤 형태의 EL 장치는 스톡 제품으로서 제조되고 저장된다. 그 후, 소망하는 길이를 갖는 EL 장치는 EL 장치의 스톡 제품으로부터 이러한 길이를 절단함으로써 얻어질 수 있다.

스크린 프린팅을 사용하는 종래의 제조 방법들은 발광층, 버스 등와 같은 적층된 부분들을 세로측 방향으로 불연속적인 투명 기판상에 형성할 수 있다. 스크린 프린팅에 의해서 제조되는 EL 장치의 종래의 스톡 제품은 상기 불연속적인 부분을 포함하지 않는 크기(길이)를 갖는 EL 장치만을 제공할 수 있다. 대조적으로, 본발명인 롤 형태의 EL 장치가 스톡 제품으로서 사용되는 경우, 이 EL 장치는 상기한 바와 같이 다양한 크기들을 갖는 제품에서 적용될 수 있다.

롤 형태의 EL 장치는 이하의 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조되는 것이 바람직하다. 단계로서,

투명 전도층이 적용되는 한 표면상에 투명 기판을 제공하는 단계와;

발광층의 폭이 투명 전도층의 폭보다 작도록 하기 위해서, 투명 전도층상에 바인더 층, 발광 입자층 및 절연층을 위치시킴으로써 발광층을 형성하는 단계와;

투명 기판의 세로측 방향으로 기판을 연장하는 발광층(즉, 발광층 개방 영역)의 투명 전도층 중 노출된 부분상에 발광층 개방 영역의 폭보다 작은 폭을 갖는 마스킹(masking)을 위치시키는 단계와;

후면 전극 및 마스킹의 유무로 인하여 발광층 또는 후면 전극 어느 것과도 전기적으로 접촉하지 않는 버스 또는 마스킹이 제거됨으로써 노출되는 부분을 형성하기 위해서 기판을 연장하는 발광층상에 전도성 물질을 부여하는 단계를 포함한다.

이 방법의 특징들 중 하나는 버스가 (1)마스킹 또는 (2)마스킹이 제거되고 발광층이 부여되지 않았던 투명 전도층의 노출된 부분의 유무로 인하여, 발광층 또는 후면 전극 중 어느 것과도 직접 접촉되지 않도록 후면 전극 및 버스가 형성될 수 있는 것이 바람직하다.

이 방법에 있어서, 양호한 경우 마스킹이 제거될 수 있을 것이다. 버스가 후면 전극과 전기적으로 접촉하지 않는 한에서는 마스킹을 제거할 필요가 없다. 예를들면, 후면 전극을 형성하는 제1 전도성 물질 및 버스를 형성하는 제2 전도성 물질이 상이한 어플리케이션 장치들 또는 상이한 단계들에 동시에 적용되는 경우, 마스킹은 제거되지 않고 두 개의 전도성 물질들로부터 형성되는 후면 전극 및 버스가 서로 접촉되는 것을 방지한다. 또한, 발광층 및 마스킹의 두께가 형성될 버스의 두께와 비교하여 충분히 크게되는 경우, 마스킹은 제거되지 않고 동시에 부여되는 전도성 물질들은 버스 형성 영역 및 후면 전극 형성 영역 사이에서 분리될 수 있다. 그러나, 서로 전기적으로 접촉되지 않는 후면 전극 및 버스가 쉽게 형성되기 때문에, 마스킹이 제거되는 것이 바람직하다.

제1 및 제2 전도성 물질들은 동일하거나 상이할 수 있다. 그러나, 제조 단계들이 단순화될 수 있고 생산성이 증가하기 때문에, 버스 및 후면 전극은 같은 시간에 형성되는 것이 바람직하다.

높은 휘도 및 큰 영역을 갖는 롤 형태의 장치는 EL 장치가 이하의 단계를 포함하는 방법에 의해서 제조되는 경우, 높은 생산성에서 제조될 수 있다. 단계로서,

투명 전도층이 적용되는 한 표면상으로 투명 기판을 제공하는 단계와;

적용된 마스킹을 갖는 버스 형성 영역 및 마스킹을 갖지 않는 마스킹 개방 영역이 투명 전도층상에서 형성되도록 하기 위하여, 버스를 형성시킬 수 있는 버스 형성 영역을 마스킹으로 감싸도록 투명 전도층의 표면상에 마스킹을 위치시키는 단계와;

기판을 연장하는 발광층을 형성하기 위해서 투명 전도층의 마스킹 개방 영역상으로 발광층을 위치시키는 단계와;

후면 전극 및 마스킹의 유무로 인하여 발광층 또는 후면 전극 어느 것에도 전기적으로 접촉되지 않는 버스 또는 마스킹이 제거되어 노출되는 부분을 형성하기 위해서, 발광층상에 후면 전극을 형성하도록 기판을 연장하는 발광층상에 전도성 물질을 부여하고, 버스 형성 영역이 노출되도록 마스킹의 적어도 한 부분을 제거하며, 이후 노출된 버스 형성 영역상에 전도성 물질을 부여하는 단계를 포함한다.

이 방법의 특징들 중 하나는 적용된 마스킹을 갖는 버스 형성 영역 및 마스킹을 갖지 않는 마스킹 개방 영역을 형성하기 위해서, 발광층의 어플리케이션 이전에 투명 전도층상에 마스킹이 적용된다는 것이다. 이 방법은 발광층의 형성 단계에서 버스의 형성 단계까지 스크래칭 등으로 인한 투명 전도층상에서의 버스 형성 영역의 손상을 쉽게 방지할 수 있다. 이 경우에 있어서, 마스킹은 기판의 세로측 방향으로 연속적인 버스를 쉽게 형성하도록 하고, 투명 전도층(버스 형성 영역에서)의 보호 피막(protective film)으로서 기능한다.

이 방법에 있어서, 마스킹은 제거되고, 부분적으로 또는 전체적으로 제거될 수 있다. 예를 들면, 적용 단계에 있어서, 제1 전도성 물질이 기판을 연장하는 발광층상에 적용되고, 마스킹의 적어도 한 부분은 버스 형성 영역이 노출되도록 제거된다. 그 후, 제2 전도성 물질이 버스를 형성하도록 노출된 버스 형성 영역상에 적용된다. 선택적으로, 마스킹의 한 부분이 제거된 후 제2 전도성 물질이 노출된 버스 형성 영역에 적용되는 경우, 남아있는 마스킹은 필요하다면 제거될 수 있을 것이다. 서로 전기적으로 접촉되지 않는 후면 전극 및 버스가 쉽게 형성될 수 있기 때문에, 전체의 마스킹이 제거되는 것은 바람직하다.

마스킹이 투명 전도층의 보호 피막으로서 이용되는 경우, 마스킹의 한 부분은 버스 형성 영역을 노출하도록 적용 단계에서 제거되는 것이 바람직하고, 그 후 서로 전기적으로 접촉하지 않는 후면 전극 및 버스가 특히 쉽게 형성될 수 있기 때문에, 후면 전극 및 발광층 또는 후면 전극 중 어느 것에도 전기적으로 접촉하지 않는 버스를 동시에 형성하기 위해서 전도성 물질이 기판을 연장하는 발광층상에 부여되며, 그러므로 제조 단계들은 단순화될 수 있다.

상기 버스는 전도성 물질의 소정의 어플리케이션(즉, 코팅 액체, 증기 증착, 스퍼터링 등의 어플리케이션) 방법에 의해서 형성되는 것이 바람직하다. 그 때문에, 특히 기판의 세로측 방향을 따라 연속적으로 연장하는 버스가 롤 형태의 EL 장치의 제조 처리로 쉽게 형성될 수 있다. 버스 및 후면 전극을 형성하는데 사용되는 전도성 물질들이 아래에서 설명될 것이다.

마스킹 물질들로서, 마스킹 테이프들, 밀봉(sealing)용 어플리케이션 테이프 등과 같은 리필 가능한(repeelable) 접착 테이프들, 리필 가능한 수지 코팅들, 일반 코팅 방법들에서 사용되는 기타 같은 종류의 것들이 사용될 수 있다.

마스킹의 두께는 통상적으로 0.1에서 100 ㎛이다. 마스킹이 투명 전도층(버스 형성 영역에서)의 보호 피막으로서 사용되는 경우, 마스킹의 양호한 두께는 0.1에서 30 ㎛이다.

현재, 본 발명에서 사용되는 구성 소자들이 상세하게 설명될 것이다.

투명 기판은 투명 전도층의 서포트로서 사용되는 것이 바람직하다. 투명 기판은 종래의 분산형 EL 장치들에서 사용되는 글래스 플레이트, 플라스틱 필름 등일것이다.

기판들로 사용되는 적합한 플라스틱 필름들의 예로서 폴리에틸렌 테라프탈레이트[PET: polyethylene terephthalate], 폴리에틸렌 나트탈레이트[PEN: polyethylene naphthalate] 등과 같은 폴리에스테르 수지들; 폴리메틸 메타클레이트(polymethyl methacrylate), 변형 폴리메틸 메타클레이트 등과 같은 아크릴 수지들; 폴리비닐리덴 플로라이드, 아크릴 변형 폴리비닐리덴 플로라이드 등과 같은 플로로수지들; 폴리탄산에스테르(polycarbonate) 수지들; 염화 비닐 코폴리머(vinyl chloride copolymer)와 같은 염화 비닐 수지들 및 기타 같은 종류의 필름들이다.

투명 기판은 단층 필름이거나, 다중 필름일 것이다. 예를 들면, 필름의 적어도 한층 또는 다중 필름이 높은 투명도(transparency)를 갖고 발광층에 의해 방사되는 색상에 대한 보색(complimentary color)을 현상하는 염료를 포함하는 경우, 빛의 백도(whiteness)는 증가할 수 있다. 발광층으로부터 방사되는 빛이 청록색인 경우, 이러한 염료의 예로서 로다민(rhodamine) 6G, 로다민 B, 퍼실렌(perylene) 염료 등과 같은 적색 또는 핑크색의 형광 염료들이 바람직하다. 또한, 수지들로 분산되는 이들 염료들을 포함하는 가공된 색소들이 사용될 수 있을 것이다.

투명 기판의 양쪽 표면들은 통상적으로 평평한 것이 바람직하지만, 투명 전도층에 접촉하지 않는 표면은 본 발명의 효과가 저해되지 않는다면, 프리즘 투영(prismic projection)을 가질 것이다..

투명 기판에 의한 투광도(light transmission)는 통상적으로 최소한 60 %이고, 양호하게는 최소한 70 %(특히, 최소한 80 %)이다. 본문에 있어서, "투광도"는550 ㎚의 광선을 갖는 UV 광선/가시 광선 분광 광도계(spectrophotometer)의 "U 베스트 V-560"(NIPPON BUNKO KABUSHKIKAISHA에 의해 측정됨)를 사용하여 측정되는 빛의 투과도를 의미한다.

롤 형태의 EL 장치가 형성되는 경우, 투명 기판의 두께는 통상적으로 10과 1000 ㎛의 사이이다.

본 발명의 효과들을 저해시키지 않는다면, 투명 기판은 UV 광선 흡수기, 습기 흡수제, 착색제(colorant), 형광 물질, 형광체 및 기타 같은 종류의 것과 같은 첨가제들을 포함할 것이다.

투명 전도층은 투명 전도층과 가깝게 접촉하는 투명 기판의 후면상에 위치되는 것이 바람직하다. 투명 전도층은 ITO(인듐-주석 산화물: Indium-Tin Oxide) 필름 및 기타 같은 종류의 것과 같은 분산형 EL 장치들에서 사용되는 소정의 투명 전극일 것이다. 투명 전도층의 두께는 통상적으로 0.01과 1000 ㎛이고, 표면 저항률은 통상적으로 500 Ω/square 이하이며, 양호하게는 1과 300 Ω/square의 사이이다. 투광도는 통상적으로 최소한 70 %이고, 양호하게는 최소한 80 %이다.

적합한 ITO 필름은 증기 증착, 스퍼터링, 페이스트 코팅(paste coating) 및 기타 종류의 것과 같은 소정의 종래 필름 형성 방법에 의해서 형성된다. ITO 필름은 임의로 투명 기판상에서 직접 형성되지만, 프리머층(primer layer)은 투명 기판상에 형성될 것이고, 그 후 ITO 필름이 프리머층상에 형성될 것이다. 프리머의 두께는 통상적으로 0.1과 100 ㎛ 사이이다. 프리머층의 위치에 있어서, 투명 기판의 표면은 코로나(corona) 및 ITO 필름의 접착력을 촉진하는 기타 같은 종류의 것들로처리된다. 선택적으로, ITO 필름이 발광층상에서 형성된 후 투명 기판은 ITO 필름상에 적층된다.

선택적으로, 임시 기판의 이형 표면(release surface)상에 형성되었던 ITO 필름이 투명 접착제에 의해서 투명 기판의 후면으로 이전된다. 임시 기판으로서, 이형지(release paper), 이형막(release film), 낮은 밀도의 폴리에틸렌 필름 등이 사용될 수 있다.

후면 전극층은 발광층의 후면(즉, 절연층에 면하는 측부)상에 위치되는 것이 바람직하다. 후면 전극은 도 1의 실시예의 발광층에 직접 접촉된다.

수지층은 후면 전극과 발광층 사이의 접착력을 증가시키기 위해서 후면 전극과 발광층 사이에 제공될 수 있다. 수지층을 위한 수지는 이하에서 설명될 바인더 수지와 같은 수지일 것이다. 수지층은 절연 유기 입자들을 포함할 것이다.

후면 전극은 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 크롬 등의 금속 필름과 같은 분산형 EL 장치들에서 사용되는 전도성 필름; ITO 필름과 같은 투명 전도성 필름; 카본 필름과 같은 전도성 필름 및 기타 같은 종류의 것들일 것이다. 이러한 전도성 물질의 필름은 전도성 물질을 포함하는 코팅[즉, 바 코팅, 스프레이 코팅(spray coating), 커튼 코팅 등], 증기 증착, 스퍼터링 및 기타 같은 종류의 것들을 포함하는 어플리케이션에 의해서 형성되는 것이 바람직하다. 금속 필름은 증기 증착된 필름, 스퍼터된 필름, 금속 호일(foil) 및 기타 같은 종류의 것들일 것이다. 또한, 전도층을 연장하는 기판(즉, 폴리머 필름 등)을 포함하는 전극 필름이 후면 필름으로서 사용될 수 있다.

후면 전극의 두께는 통상적으로 5 ㎚와 1 ㎜의 사이이다.

후면 전극이 투명 전도성 필름으로 구성되고 또한 절연층이 투명한 경우, EL 장치는 양쪽의 표면들로부터 빛을 방사할 수 있다.

바인더층은 바인더층과 가깝게 접촉하는 투명 전도층의 후면상에 위치되는 것이 바람직하기 때문에, 발광층의 발광 효율은 쉽게 증가된다. 바인더층은 바인더 수지를 포함하는 투명층인 것이 바람직하다. 바인더층의 제1 및 제2 층들의 각각의 두께는 통상적으로 0.5와 1000 ㎛ 사이이고, 투광도는 통상적으로 최소한 70 %이며, 양호하게는 최소한 80 %이다. 바인더층의 총 두께(두 개 이상의 층을 갖는 단층 또는 다중층과 무관하게)는 통상적으로 1.0에서 2000 ㎛이고, 투광도는 통상적으로 최소한 70 %이며, 양호하게는 최소한 80 %이다.

바인더 수지는 높은 유전 폴리머, 상대적으로 낮은 유전 상수(예를 들어, 5 미만)를 갖는 폴리머 등일 것이다. 높은 유전 상수를 갖는 폴리머들은 통상적으로 적어도 대략 5정도, 양호하게는 7과 25 사이, 보다 양호하게는 8과 18 사이의 유전 상수를 갖는 폴리머들이다. 유전 상수가 너무 낮은 경우, 휘도는 증가될 수 없을 것이다. 유전 상수가 너무 높은 경우, 발광 효율은 증가될 수 없을 것이다.

높은 유전 상수를 갖는 폴리머들의 예들로서 비닐리덴 플로라이드 수지들(즉, 상기에서 서술된 THV 등), 시아노수지들, 염화 폴리비닐리덴 수지들 및 기타 같은 종류의 것들과, 이것들의 두 개 이상의 혼합물이 있다. 예를 들면, 비닐리덴 플로라이드 수지는 비닐리덴 플로라이드와 모노머(monomer)를 포함하는 적어도 하나의 다른 플로리네(fluorine)의 공중합(copolymerization)에 의해서 얻어질 수 있을 것이다. 모노머를 포함하는 다른 플로리네의 예로서, 테라플로에틸렌(tetrafluoroethylene), 트리플로클로에틸렌(trifluorochloroethylene), 헥사플로프로필렌(hexafluoropropylene) 및 기타 같은 종류의 것들이 있다.

시아노수지의 예로서, 시아노에틸셀룰로오스(cyanoethylcellulose), 시아노에틸화된 에틸렌 비닐 알코올 코폴리머(cyanoethylated ethylene-vinyl alcohol copolymer), 시아노에틸플루란(cyanoethylpullulan), 시아노에틸화된 폴리비닐 알코올 및 기타 같은 종류의 것들이 있다.

바인더층은 통상적으로 바인더 수지로 구성되지만, 본 발명의 효과들이 저해되지 않는다면, 바인더층은 다른 수지들, 필러들, 버블들, 중공 또는 고체의 미세한 유리 입자들, 계면 활성제(surfactant), UV 광선 흡수기들, 산화 방지제(antioxidant)들, 항진균제(antifungus agent)들, 녹방지제들, 습기 흡수제들, 착색제(colorant)들, 형광체들 및 기타 같은 종류의 것들을 포함할 것이다. 예를 들면, 발광 입자층으로부터 방사되는 빛이 청록색인 경우, 바인더층은 로다민 6G, 로다민 B, 퍼실렌 염료 및 기타 같은 종류의 것과 같은 적색 또는 핑크색의 형광 염료들을 포함할 것이다. 또한, 상기한 다른 수지들은 큐레블(curable) 또는 점착성(tacky)을 띨 수 있을 것이다.

게다가, 절연층 측면상에 제공되는 바인더층의 층은 바인더층의 유전 상수를 감소시키기 위해서 버블들 또는 미세한 중공 유리 입자들을 포함할 수 있다.

발광층에서의 절연층은 발광층의 유전 파손을 효과적으로 방지하기 위해서필요하다. 절연층에 포함되는 절연 물질들은 종래의 분산형 EL 장치들에서 사용되는 100 이상의 유전 상수를 갖는 무기 절연 입자들과 같은 절연 물질일 것이다.

절연층은 통상적으로 수지들에 절연 입자들을 분산시킴으로써 마련되었던 코팅에서 형성되는 코팅층이다. 절연층의 수지는 바인더층에서 사용될 수 있는 높은 유전 상수를 갖는 폴리머가 바람직하다.

절연 입자들의 예로서, 예를 들어 이산화티타늄(titanium dioxide), 티탄산바륨(barium titanate) 및 기타 같은 종류의 절연 무기 입자들이 있다.

절연층은 후면 전극 또는 발광 입자층이 내장되는 바인더층 중 어느 한 곳에서 코팅의 어플리케이션에 의해 형성될 수 있을 것이다.

절연층이 절연 입자들을 포함하는 코팅층 및 높은 유전 상수를 갖는 폴리머인 경우, 절연 입자들의 양은 높은 유전 상수를 갖는 폴리머의 100 wt.parts에 대하여 1과 400 wt.parts 사이이고, 양호하게는 10과 350 wt.parts이며, 보다 양호하게는 20과 300 wt.parts이다. 절연 입자들의 양이 너무 적은 경우, 절연 효과는 감소되고, 상대적으로 높은 전압이 인가되는 경우, 유전 파괴가 발생할 것이다. 절연 입자들의 양이 너무 많은 경우, 코팅의 어플리케이션이 어려워질 것이다.

절연층의 두께는 통상적으로 2와 1000 ㎛ 사이이다. 절연 특성들이 저해되지 않는 한에서, 절연층은 필러들, 계면 활성제들, 산화방지제들, 항진균제들, 녹방지제들, 습기 흡수기들, 착색제들, 형광체들, 큐레블 수지들, 접착제(tackifier)들 및 기타 같은 종류의 것과 같은 첨가제들을 포함할 것이다.

발광 입자층에서의 발광 입자들이 교류 필드에 위치되는 경우, 자연적으로빛을 방사한다. 이러한 입자들로서, 분산형 EL 장치들의 발광층에서 사용되는 형광 입자들이 사용될 수 있다. 형광 물질들의 예로서, 형광 화합물들(즉, ZnS, CdZnS, ZnSSe, CdZnSe 등)의 단일 기판들 또는 형광 화합물들의 혼합물 및 보조 구성 요소(즉, Cu, I, Cl, Al, Mn, NdF₃, Ag, B 등)들이 있다. 형광 입자들의 평균 입자 크기는 통상적으로 5와 100 ㎛ 사이이다. 글래스, 세라믹들 및 기타 같은 종류의 것들의 코팅 필름상에서 형성되는 미립자 형광 물질들이 사용될 수 있다.

발광 입자층의 두께는 통상적으로 5와 500 ㎛ 사이이다. 형광 입자층이 단층의 상태로 위치되는 복수 개의 입자들로 구성되는 경우, EL 장치는 쉽게 얇아질 수 있다.

또한, 발광 입자층은 적어도 두 가지 종류의 발광 입자들을 포함할 것이다.예를 들면, 청색, 청록색, 녹색 또는 오렌지색의 광선을 방사하고, 서로 이산된 스펙트라를 갖는 적어도 두 가지 종류의 발광 입자들이 혼합되어, 높은 백도를 갖는 발광층이 형성될 수 있다.

발광 입자층은 발광 입자들(예를 들면, 글래스 입자들, 착색 물질들, 형광체들, 폴리머들, 무기 산화물들 및 기타 종류의 것들)과는 다른 하나 이상의 종류의 입자들을 포함할 것이다. 예를 들면, 청록색의 광선을 방사하는 발광 입자들 및 청록색에 대한 보색인 핑크색으로 착색하는 물질(즉, 로다민 6G, 로다민 B, 퍼실렌 염료 등을 포함하는 입자들)이 높은 백도를 갖는 발광층을 형성하기 위해 혼합된다.

바인더층, 발광 입자층 및 절연층을 포함하는 발광층의 적층 구조는 이하와 같이 형성될 것이다:

우선, 발광 입자층은 소정의 종래의 분말(powder) 코팅 방법에 의해서 투명 전도층의 표면상에 형성된다. 예를 들면, 바인더층이 투명 전도층의 후면상에 적용된 후, 발광 입자들을 포함하는 입자들은 바인더층이 바인더층에 입자들을 완전하게 내장하도록 공전 흡입(static suction), 스프레잉(spraying), 중력 측정의 산란 및 기타 같은 종류의 것과 같은 적합한 방법에 의해서 유동성(flowability)을 유지하는 동안, 바인더 층상으로 산란된다. 그런 후, 유동성은 바인더층에서 박탈되고, 바인더층과 입자층이 결합된다.

바인더층이 두 개의 층들로 구성되는 경우, 발광 입자층은 입자들을 제1 층에 부분적으로 내장되도록 형성되고, 이후 유동성은 제 1층에서 박탈되어서 바인더층과 입자층들이 결합된다. 그 후, 발광 입자들의 노출된 표면들은 바인더층에 내장되는 발광 입자층을 형성하기 위해서 제2 층으로 완전하게 감싸진다.

바인더층의 유동성을 유지하기 위해서, 이하의 방법들이 바람직하다: 상기 방법에는, 용매(solvent)를 포함하는 바인더층을 위한 코팅으로부터 형성되는 코팅층의 비건조 상태를 유지하기 위한 방법, 바인더층을 위한 수지의 연화(softening) 또는 용해(melting)점보다 높은 온도에서 바인더층을 유지하기 위한 방법 및 바인더층을 위한 코팅에 방사 큐레블(radiation-curable) 모노머 또는 올리고머(oligomer)를 추가하기 위한 방법이 있다. 이들 방법들은 바인더층의 유동성(건조, 냉각, 경화)을 쉽게 억제하기 위한 응고 절차를 만든다.

그 후, 절연층은 상기와 같이 형성되었던 바인더층상에 적층되고, 바인더층과 절연층이 결합되는 적층 구조가 형성된다. 절연층은 절연층을 형성하고 응고시키기 위한 물질들을 포함하는 코팅을 적용하거나 절연층을 형성하기 위한 물질들로 이루어진 필름을 프레스 결합함으로써 적층되는 것이 바람직하다. 이들 방법들은 절연층에 가깝게 결합되고, 높은 내구성을 갖는 발광층을 확실하게 형성할 수 있다.

상기와 같이 형성된 발광 입자층에 있어서, 바인더 수지는 입자들 사이의 공간들에 스며든다. 이러한 경우에 있어서, 충전율의 감소는 휘도 및 발광 효율을 감소시킬 수 있기 때문에, 입자들의 충전율은 통상적으로 최소한 20 체적% 이고, 양호하게는 최소한 30 체적% 이며, 보다 양호하게는 최소한 40체적% 이다.

여기에서, "입자들의 충전율"은 발광 입자층에서의 모든 입자들을 포함하는 가상층의 체적에서 입자들 및 입자들 사이에서 존재하는 물질들의 총 체적 퍼센트로서 정의된다.

또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는다면, 절연층은 두 개 이상의 층들로 적층될 수 있을 것이다.

지금 본 발명에 있어서, EL 장치의 한 양호한 예의 제조 방법이 총괄적으로 설명될 것이다.

우선, 투명 기판이 적층되었던 투명 전도층의 후면상으로 제공되고, 내장된 발광 입자층을 포함하는 바인더층이 투명 전도층의 후면에 적용된다.

일반적으로, 투명 전도층의 후면은 실질적으로 평평하게 된다.

바인더층이 두 개 이상의 층들로 구성되는 경우, 예를 들어, 구형 입자의 직경에 대해서 수직 방향(서포트층의 평면으로)으로 각 입자의 크기 중에서 통상적으로 1에서 99 %, 양호하게는 10에서 90 %, 보다 양호하게는 20에서 80 %가 서포트층에 내장되도록 하기 위해서, 입자들은 바인더층 중 한 층에 내장된다. 내장된 퍼센트가 1 % 미만인 경우, 입자층은 바인더층의 다른 층의 형성동안 손상되는 경향이 있다. 내장된 퍼센트가 99 %를 초과하도록 입자들이 내장되는 경우, 입자층은 단층의 형태로 균등하게 형성될 수 없을 것이다.

버스가 적용되는 경우, 바인더층은 투명 전도층의 폭보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.

바인더층을 형성하기 위한 코팅의 코팅 두께는 바인더층의 건식 두께가 상기 범위내에 있도록 선택된다. 바인더층을 형성하기 위한 코팅에서의 고체 함유량은 바인더층이 단층 또는 다중인 경우, 통상적으로 5와 80 wt.% 사이이다. 코팅에서 사용되는 적합한 용매는 종래의 유기 용매들 및 용매들의 혼합물에서 선택되고, 바인더 수지가 효과적으로 균등하게 용해되도록 선택되는 것이 바람직하다.

코팅은 호모믹서(homomixer)들, 모래 밀(sand mill)들, 행성 믹서(planetary mixer)들 및 기타 같은 종류의 것과 같은 혼합 또는 반죽 장치들로서 마련될 수 있다.

코팅을 적용하기 위해서, 바 코터(coater)들, 롤 코터들, 나이프 코터들, 다이 코터들 및 기타 같은 종류의 것과 같은 코팅 장치들이 사용될 수 있다.

건조의 조건들은 코팅의 용매 종류 및 코팅의 고체 함유량에 의존하고, 통상적으로 룸 온도(약 25 ℃)와 150 ℃ 사이의 범위에서의 온도와, 5 초와 1 시간 사이의 범위에서의 건조 시간을 포함한다.

발광 입자들을 구비하는 입자들은 바인더층을 형성하기 위한 코팅의 어플리케이션(이 어플리케이션으로 발광 입자들은 쉽게 내장됨)으로부터 3 분 이내에 상기 방법에 의해서 산란된다. 코팅의 건조 정도는 입자들과 바인더층 사이의 습윤성(wettability)에 의존한다. 즉 다시 말해서, 비건조된 바인더층 안으로 산란된 입자들을 용이하게 내장하는 범위는 고체 함유량의 관점에서 보면, 통상적으로 10과 95 wt.% 사이이고, 양호하게는 20과 90 wt.% 사이이다. 이러한 고체 함유량을 갖는 코팅이 사용되는 경우, 내장된 발광 입자들을 갖는 바인더층의 후면(절연층이 형성됨)은 쉽게 평평해질 수 있다. 이 경우에 있어서, 바인더층의 후면은 투명 전도층의 후면과 실질적으로 평행하다.

발광 입자층에서의 바인더층의 형성이 상기한 바와 같이 내장된 이후, 절연층을 형성하기 위한 코팅이 적용된다.

절연층을 형성하기 위한 코팅의 코팅 두께는 절연층의 건식 두께를 상기 범위내에 있도록 선택된다.

절연층의 형성을 위한 코팅의 고체 함유량은 통상적으로 5와 70 wt.% 사이이다. 이러한 고체 함유량을 갖는 코팅이 사용되는 경우, 절연층의 표면(투명 전도층에 면함)은 쉽게 평평해질 수 있다. 코팅에서 사용되는 용매는 절연 물질이 균등하게 용해되거나 분산되도록 종래의 유기 용매들로부터 선택된다.

이 코팅은 바인더층을 형성하기 위한 코팅을 마련하고 적용하도록 사용되어지는 것들과 동일한 장치들 또는 도구들을 사용하여 마련되고 적용될 수 있을 것이다.

건조의 조건들은 코팅에서의 용매 종류 및 코팅의 고체 함유량에 의존하고, 통상적으로 룸 온도(약 25 ℃)와 150 ℃ 사이의 범위에서의 온도와, 5 초와 1 시간 사이의 범위에서의 건조 시간을 포함한다.

끝으로, 후면 전극이 절연층상에 적층된다.

버스는 투명 전도층의 발광층 개방 영역상에서 형성된다. 이 경우에 있어서, 버스는 상기한 바와 같이 마스킹을 사용하는 방법에 의해서 형성될 수 있으므로, 버스는 발광층 또는 후면 전극 어느 것과도 전기적으로 접촉되지 않는다.

후면 전극이 상기 기술된 방법에 의해서 형성될 수 있다. 방법들 중에서, 증기 증착 및 스퍼터링과 같이 진공에서 박막(thin film)을 형성하기 위한 방법들은 후면 전극과 절연층 사이의 충분한 접착력을 이용하여 건조된 절연층상에 후면 전극을 효과적으로 형성하는데 바람직하다. 버스는 후면 전극의 형성에서 사용되는 것과 동일한 방법들에 의해서 형성될 수 있다.

일반적으로, 후면 전극은 발광층(즉, 절연층)의 전체의 후면 위로 연속적으로 형성된다. 그러나, 후면 전극은 목적에 따라서 발광층상에 부분적으로 형성될 것이다. 예를 들면, 후면 전극은 영상적인 관점의 방식으로 형성될 수 있다. 그러므로, EL 장치는 영상(image)을 표시하기 위해서 빛을 방사할 수 있다. 같은 목적을 달성하기 위해서, 발광층은 연속적인 영상을 나타내도록 세로측 방향으로 반복적 형성될 수 있을 것이다.

상기한 제조 방법의 단계들은 롤 형태의 제품을 제조하기 위한 종래의 방법과 실질적으로 동일한 방법이다. 따라서, 큰 영역, 높은 휘도 및 높은 발광 효과를 갖는 롤 형태의 EL 장치들은 종래의 롤 형태의 제품들을 위한 제조 단계들을 사용하여 높은 생산성에서 제조될 수 있다. 또한, 상기 방법에서 발광 입자들의 분산형 코팅이 사용되지 않기 때문에, 분산형 코팅의 사용에 의해 발생되는 문제점들이 해결된다.

EL 장치들은 후면 전극을 연장하는 서포트상에 절연층을 위한 코팅을 적용하는 단계, 절연층을 형성하기 위해 적용된 코팅을 건조하는 단계, 발광 입자들이 내장되는 바인더층을 형성하는 단계, 투명 전도층을 연장하는 투명 기판을 건식 적층하는 단계 및 이후에 필요하다면, 투명 전도층의 발광층 개방 영역상에 버스를 적층하는 단계를 포함하는 상기 방법과 유사할 수 있는 임의의 방법에 의해서 제조될 수 있을 것이다. 또한, 이 방법은 바람직하다. 이 경우에 있어서, 후면 전극의 폭은 투명 전도층의 폭보다 작고, 버스는 후면 전극 또는 발광층의 어느 것과도 직접 접촉되지 않는다.

본 발명의 EL 장치는 내부에서 조명하는 빌보드(billboard)들, 도로 표지들, 장식적인 디스플레이들 및 기타 같은 종류의 것과 같은 대형 크기의 디스플레이들을 위한 광원으로서 사용될 수 있다.

예를 들면, 캐릭터들, 디자인들 및 기타 같은 종류의 것과 같은 영상들은 투광지(light-transmitting sheet)의 표면상에 프린트되고, 시트는 EL 장치의 발광 측면(light-emitting side)에 면하는 시트의 후면을 갖는 EL 장치상에 위치된다.

투광지는 상기 투명 기판의 것과 동일한 물질로 이루어질 것이고, 최소한 20 %의 투광도(light transmission)를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우에 있어서, 시트의 후면과 EL 장치의 발광 측면은 서로 결합되는 것이 바람직하다. 이것이 완결되기 위해서, 투광 접착제가 사용된다. 이러한 접착제의 예로서, 감압 아크릴 접착제들, 감열 아크릴 접착제 및 기타 같은 종류의 것들이 있다.

선택적으로, EL 장치 내장형 디스플레이는 상기 투명 기판으로서 투광지를 사용하고, 투광지의 후면상에 투명 전도층을 직접 형성하며, 전도층상에 발광층을 적층함으로써 어셈블될 수 있다.

또한, 프리즘형 역반사 시트는 투광지(또는 투명 기판)로서 사용될 것이다. 역반사 시트와 공동으로 역반사성(retroreflectivity) 및 자기 발광성(self-light-emitting property) 모두를 EL 장치 내장형 디스플레이에 추가할 수 있다.

광선은 투명 전도층상의 버스 및 후면 전극층상의 터미널을 전원에 접속하고, EL 장치에 전압을 인가함으로써 EL 장치로부터 방사된다.

전원으로서, 건전지(dry cell), 배터리, 태양 전지(solar cell) 등과 같은 셀(cell)들이 사용될 수 있거나, 교류가 전압 또는 주파수를 변경하거나, 교류와 직류 사이의 전류를 변경하는 인버터를 통하여 전력선(power line)으로부터 EL 장치에 공급된다. 주파수는 약 50에서 1000 Hz이다. 인가된 전압은 통상적으로 약 3과 200 V 사이이다.

본 발명의 양호한 EL 장치들이 높은 투광 효율을 갖으므로, 종래의 분산형 EL 장치에 필요한 전압보다 낮은 전압(예를 들면, 100 V 이하)에서 충분한 휘도(예를 들어, 50 cd/m²이상, 보다 양호하게는 70 cd/m²이상)를 갖는 빛을 방사한다. 양호한 EL 장치들의 발광 효율은 4 lm/W를 초과하고, 보다 양호하게는 4.3 lm/W를 초과하며, 가장 양호하게는 6 lm/W를 초과한다.

EL 장치가 외부에서 사용되는 경우, EL 장치는 예를 들어 폴리아미드(polyamide) 수지들로 이루어지는 워터 캡처링 필름(water-capturing film), 또는 예를 들어 폴리테라플로에틸렌으로 이루어지는 내수막(moisture-proof film)으로 감싸지는 것이 바람직하다.

발광 입자들로부터 광행로(light path)에 나타나는 본 발명인 EL 장치의 소정의 구성 요소층은, 예를 들어 투명 기판 및 바인더층은 방사된 광선색에 인접한 염료 또는 색소(pigment)와 같은 착색제를 포함할 것이다. 또한, 발광 입자들로부터의 광행로에서, 형광 염료, 형광 색소 등을 포함하는 파장 전환(conversion)층이 발광 입자들로부터 빛으로 여기되어 발광층으로부터의 빛의 파장과는 상이한 파장을 갖는 빛을 방사하는 것을 가능하게 한다. 발광 입자들로부터 광행로에 나타나는 이러한 형광 염료 또는 형광 색소를 포함하는 구성 요소층은 파장 전환층으로서 사용될 수 있다.

[실시예]

제1 실시예

도 1의 구조를 갖는 발광층을 구비하는 롤 형태의 적층 EL 장치가 이 실시예로 제조된다.

폭이 320 ㎜이고 길이가 60 m인 ITO/PET 적층 필름(상품명: OIKE 공업 주식회사에 의해서 제조된 TCF-KPC 300-75A)(두께 75 ㎛; 투광도 81 %)이 롤 형태의 투명 기판으로서 사용된다. 이 필름은 필름의 한 표면상에 스퍼터링함으로써 적층되었던 ITO(인듐-주석 산화물)의 투명 전도층을 갖는다. ITO층은 50 ㎚의 두께와 250 Ω/square의 표면 저항률을 갖는다.

상기 투명 기판의 ITO 표면은 기판의 세로측 방향을 따라서 연속적인 층을 형성하도록, 5 g/m²의 코팅 중량에서 바코터를 사용하여 바인더층의 제1 층을 위한 코팅으로 피복되었다. 코팅은 에틸 아세테이트(ethyl acetate)와 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl ketone)의 혼합물(1:1)에서 용해되는 바인더 수지[3M에 의해 제조되는 테라플로에틸렌-헥사플로프로필렌비닐리덴 플로라이드 코폴리머; 10의 유전 상수(1 kHz에서) 및 96 %의 투광도를 갖는 상품명 "THV 200 P"]로서 높은 유전 상수를 갖는 폴리머 용액의 15 wt.% 이다.

코팅의 어플리케이션 바로 이후, 형광 입자들[입자 전체(=약 100 %)를 기초로 하여 5와 30 ㎛ 사이의 범위에서 입자 크기를 갖는 입자들의 퍼센트; 입자 전체(=약 3 %)를 기초로 하여 5와 10 ㎛ 사이의 범위에서 입자 크기를 갖는 입자들의 퍼센트; SEM(입자들의 수 n=125)으로 측정되는 입자 크기의 평균인 15에서 25 ㎛의 평균 입자를 갖는 듀렐(Durel)에 의해서 제조된 615A]은 스프레이 코터(NIKKA에 의해서 제조된 K-III 스프레이)를 사용하여 산란되고, 용액층은 약 1분동안 65℃에서, 이후 약 3분동안은 125 ℃에서 건조된다. 그러므로, 실질적으로 하나의 입자층(발광 입자층)의 형태로 형광 입자들의 층이 바인더층을 통하여 투명 전도층의 후면과 결합되는 적층이 형성된다. 형광 입자들은 각 입자의 직경의 약 30 %가 바인더층에 매설되도록 내장된다. 산란된 형광 입자들의 양은 약 65 g/m²이고, 발광 입자층의 두께는 33 ㎛이다. 또한, 용액은 폭이 약 30 ㎜ 정도 노출된 부분이 ITO 표면의 각 측면상에 남도록 피복된다.

다음에, 바인더층의 제2 층을 위한 코팅이 제1 층의 형성에서와 동일한 방법으로 피복되고 건조된다. 이 코팅은 바인더층의 제1 층을 위한 코팅과 동일하다. 그 결과로써, 절연층을 위한 코팅이 바인더층의 제2 층의 후면상에 적용되고, 절연층을 형성하도록 건조된다.

절연층을 위한 코팅의 조성(composition)이 상기 THV 200 P, 티탄산바륨, 에틸 아세테이트 및 메틸 이소부틸 케톤이 11:26:31:31의 중량비로 포함된다. 코팅은 건조후에 코팅 중량이 27 g/m²이 되도록 바코터로 적용되고, 바인더층의 경우에서와 동일한 조건하에서 건조된다. 티타산바륨은 FUJI TITANIUM 주식 회사의 HPBT-1(상품명)이다. 발광층의 총 두께는 건조후 40 ㎛이다.

획득된 발광층에 있어서, 발광 입자층은 바인더층에 완전히 내장되지만, 발광 입자층은 절연층에 실질적으로 내장되지 않는다. 또한, 절연층의 반대 표면과 투명 전도층은 실질적으로 서로 평행하고, 실질적으로 평평하다.

그러므로, 세로측 방향으로 연속적으로 연장하는 발광층을 갖는 기판을 연장하는 발광층이 얻어진다.

그 후, 마스킹으로서 밀봉용 어플리케이션 테이프(3M에 의해서 제조된 18 ㎜의 폭을 갖는 상품명 2479H)가 각 측면상으로 약 5 ㎜의 폭을 갖는 노출된 표면을 남기고, 기판의 길이를 따라 투명 기판을 연장하는 발광층의 ITO 필름 측면상의 각 모서리 부분에 접착된다.

끝으로, 알루미늄은 투명 기판을 연장하는 발광층의 피복된 표면상(즉, 발광층을 갖는 표면, 마스킹 및 노출된 ITO 표면들)에 증착되어 진공이 되고, 이후 마스킹이 제거된다. 그러므로, 후면 전극 및 알루미늄으로 모두 이루어지는 양쪽 모서리 부분상의 두 개의 버스들이 동시에 형성된다. 따라서, 이 실시예에 있어서 롤 형태의 EL 장치가 얻어진다.

알루미늄의 진공 증착이 90 m/min의 회선 속도로 3.0 × 10^-4에서 5.0 × 10^-4Torr의 연실압(chamber pressure)하에서 수행된다

비증착된 부분들이 후면 전극과 두 개의 버스 사이에 남게 되고, 버스들은 발광층 또는 후면 전극 중 어느 것에도 전기적으로 접촉되지 않는다. 버스들은 세로측 방향으로 연속적 연장되고 불연속적인 부분들을 갖지 않는 스트라이프 형태의 버스들이다.

이 실시예의 EL 장치의 단면은 측정하기 위해서 주사 전자 현미경으로 관찰된다. 인접한 형광 입자들 사이의 공간들은 바인더 수지로 채워지지만, 절연 입자는 이 공간에서 관찰되지 않는다.

직사각형의 EL 장치가 획득된 롤 형태의 EL 장치(스톡 제품)로부터 잘라진다. 그 후, 100 V이며 400 Hz인 교류 전압이 EL 장치를 조명하기 위해서 후면 전극과 버스들 사이에 인가된다. EL 장치는 전체의 발광 표면 위로 빛을 균등하게 방사한다. 직사각형의 EL 장치의 발광 표면은 100 ㎜(길이)와 100 ㎜(폭)의 평면 크기를 갖는다.

EL 장치로부터 빛을 방사하기 위해서, 전원 장치(KIKUSUI 전자 공업 주식회사에 의해서 제조되는 상품명: PCR 500L)는 ITO 표면과 후면 전극 사이에 접속되고, 100 V이며 400 Hz인 사인 파형이 인가된다.

발광하는 동안, 유효 전력 P(W) 및 휘도 L(cd/m²)은 전력 미터(상품명: YOKOGAWA ELECTRIC CORPORATION에 의해서 제조되는 WT-110E) 및 휘도 미터(상품명: TOPKON CORPORATION에 의해서 제조되는 BM-8)로 암실에서 각각 측정된다. 그 후, 휘도 및 발광 효율(lm/W)이 상기 언급된 공식에 따라서 계산된다. 그 결과, 유효 전력은 0.61 W이고, 휘도는 83 cd/m²이며, 발광 효율은 4.3 lm(lumen)/W이다.

비교의 제1 실시예

이 비교 실시예의 EL 장치는 바인더층의 제2 층의 형성이 생략되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일한 방식으로 제조되고, 절연층을 위한 코팅이 제2 층을 위한 코팅을 대신하여 적용된다.

EL 장치의 단면이 주사 전자 현미경으로 관찰된다. 형광 입자들 사이의 공간들이 바인더 수지와 또한 절연 입자들로 채워진다.

제1 실시예와 동일한 방식으로 측정되는 이 EL 장치의 유효 전력, 휘도 및 발광 효율은 각각 1.3 W, 103 cd/m²및 2.5 lm/W이다.

발광 효율은 제1 실시예의 EL 장치의 발광 효율보다 약 40 %가 작다.

제2 실시예

이 실시예의 EL 장치는 바인더층 및 절연층에서 높은 유전 폴리머가 시아노수지(Shin-Etsu Polymer 주식 회사에 의해서 제조되는 유전 상수=18인 상품명 CR-M)로 변경되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일한 방식으로 제조된다.

이 EL 장치의 단면은 측정하기 위해서 주사 전자 현미경으로 관찰된다. 형광 입자들 사이의 공간들은 바인더 수지로 채워지지만, 절연 입자는 이 공간에서 관찰되지 않는다.

제1 실시예와 동일한 방식으로 측정되는 이 EL 장치의 유효 전력, 휘도 및 발광 효율은 각각 0.36 W, 75 cd/m²및 6.5 lm/W이다.

비교의 제2 실시예

이 비교 실시예의 EL 장치는 "분산형" 발광층이 발광층으로서 사용되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일한 방식으로 제조된다. 이 분산형 발광층은 상기 바인더층을 형성하기 위한 용액의 100 wt.parts에서 형광 입자들의 45 wt.parts를 포함하는 코팅을 사용하여 형성된다.

제1 실시예에서와 동일한 방식으로 측정되는 이 EL 장치의 유효 전력, 휘도,발광 효율은 각각 1.7 W, 65 cd/m²및 1.2 lm/W이다. 발광 효율은 제1 실시예의 EL 장치의 발광 효율보다 약 70 %가 작다.

비교의 제3 실시예

이 비교의 실시예의 EL 장치는 바인더층과 절연층에서 높은 유전 폴리머가 제2 실시예에서 사용되는 시아노수지(상품명: CR-M)로 변경되는 것을 제외하고는 비교의 제1 실시예와 동일한 방식으로 제조된다.

이 EL 장치의 단면은 주사 전자 현미경으로 관찰된다. 형광 입자들 사이의 공간들이 바인더 수지 및 또한 절연 입자들로 채워진다.

제1 실시예와 동일한 방식으로 측정되는 이 EL 장치의 유효 전력, 휘도 및 발광 효율은 각각 0.74 W, 95 cd/m²및 4.0 lm/W이다. 발광 효율은 제2 실시예의 EL 장치의 발광 효율보다 약 40 %가 작다.

발명의 효과

본 발명은 증가된 발광 효율을 갖는 적층형 EL 장치를 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따라서, 큰 영역, 높은 휘도 및 높은 발광 효율을 갖는 시트 형태의 EL 장치가 발광층을 형성하기 위한 분산 코팅을 사용하지 않고 높은 생산성에서 제조될 수 있다. 본 발명의 제조 방법은 큰 영역 형태을 갖는 시트 형태의 EL 장치들, 예를 들어 투명 전도층, 바인더층, 발광 입자층, 절연층 및 후면 전극을 연속적으로 적층함으로써 25에서 200 ㎝의 폭과 100에서 20,000 m의 길이를 갖는 투명 기판의 롤 형태의 스톡을 대량 제조할 수 있다.

Claims

투명 전도층과;

상기 투명 전도층의 후면상에 위치되는 바인더층과;

상기 바인더층을 통하여 상기 투명 전도층의 후면상에 적용되는, 발광 입자들을 포함하는 입자들로 이루어진 실질적으로 하나의 층을 포함하는 발광 입자층과;

상기 발광 입자층의 후면상에 위치되는 절연 입자들을 포함하는 절연층과;

상기 절연층의 후면상에 위치되는 후면 전극을 포함하고, 발광 입자들이 상기 바인더층에 내장되는 것인 전기루미네선트 장치.
투명 전도층과;

상기 투명 전도층의 후면상에 위치되는 바인더층과;

상기 바인더층을 통하여 상기 투명 전도층의 후면상에 적용되는, 발광 입자들을 포함하는 입자들로 이루어진 실질적으로 하나의 층을 포함하는 발광 입자층과;

상기 발광 입자층의 후면상에 위치되는 절연 입자들을 포함하는 절연층과;

상기 절연층의 후면상에 위치되는 후면 전극을 포함하고, 상기 발광 입자들이 상기 절연층에 실질적으로 내장되지 않는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도층, 상기 발광 입자층, 상기 절연층 및 상기 후면 전극이 상기 투명 전도층의 길이를 따라 연속적으로 연장되고, 상기 장치는 상기 투명 전도층의 후면과 전기적으로 접촉되고, 상기 투명 전도층의 폭보다 작은 폭을 갖으며, 상기 투명 전도층의 길이를 따라 연속적으로 연장하는 적어도 하나의 버스(buss)를 더 포함하고, 상기 버스는 상기 후면 전극과 전기적으로 접촉하지 않는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 높은 유전 상수를 갖는 절연 입자들이 인접한 발광 입자들 사이의 공간에 거의 나타나지 않거나 전혀 나타나지 않는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 입자들의 유전 상수가 최소한 100인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연 입자들의 유전 상수가 최소한 1,000인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더층이 중합의 바인더 수지를 포함하고 바인더 수지의 유전 상수가 50 미만인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 바인더 수지가 비닐리덴 플로라이드 수지들, 염화 비닐리덴 수지들, 시아노수지들 및 이들의 혼합물로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 폴리머를 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후면 전극 및 상기 절연층이 서로 접촉되고 상기 후면 전극과 상기 절연층의 접촉 표면이 실질적으로 평평한 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도층 및 상기 발광층이 서로 접촉되는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도층의 폭이 상기 발광층의 폭보다 넓은 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 입자층은 상기 절연층에 실질적으로 내장되지 않는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더층은 적어도 두 개의 층을 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 바인더층이 글래스 버블을 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 입자층은 최소한 40 체적%의 발광 입자들을 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발광 입자들이 형광 화합물을 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 투명 기판을 더 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 투명 기판을 더 포함하고, 상기 투명 기판은 상기 발광층에 의해서 방사되는 색에 대한 보색을 현상하는 염료를 포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명 전도층은 500 Ω/square 이하의 표면 저항률을 갖는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후면 전극이 금속 필름을포함하는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 최소한 1 m의 길이를 갖는 롤의 형태인 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 4 lm/W보다 큰 발광 효율을 갖는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 4.3 lm/W보다 큰 발광 효율을 갖는 것인 전기루미네선트 장치.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 6 lm/W보다 큰 발광 효율을 갖는 것인 전기루미네선트 장치.
상기 제1항 내지 제24항 중 어느 하나의 항에 따라서, 바인더 수지의 제1 층 및 이 제1 층에 부착되는 발광 입자층을 형성하기 위해서, 투명 전도층의 후면 및 절연층의 표면 중 어느 한 면상에 바인더층의 제1 층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 상기 코팅의 응고전에 발광 입자들을 포함하는 입자들을 상기 적용된 코팅상에 하나의 층 형태로 위치시키며, 상기 입자들의 상기 층을 부분적으로 내장한 후 상기 코팅을 응고시키는 단계와;

발광 입자들의 표면들을 노출하지 않고 상기 제1 및 제2 층으로 구성되는 바인더층에 발광 입자들을 내장하기 위해서, 상기 바인더층의 제2 층을 형성하기 위한 코팅을 상기 발광 입자층상에서 적용하고, 코팅을 응고시키는 단계와;

상기 투명 전도층 및 상기 절연층 중 나머지 부분을 발광 입자들이 내장되는 상기 바인더층상에 적용하는 단계를 포함하는 전기루미네선트 장치의 제조 방법.