KR20070014028A

KR20070014028A - 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR20070014028A
Application number: KR1020060068904A
Authority: KR
Inventors: 나오유키 도요다
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2005-07-26
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2007-01-31
Also published as: TW200714127A; US20070026137A1; JP2007035423A; CN1905242A

Abstract

지지 막대의 외주면을 따르는 음극층을 발광층 재료를 포함하는 발광층 형성액에 침지한다. 음극층을 발광층 형성액으로부터 끌어올림으로써, 음극층의 외주면 위에 균일한 막 두께의 발광 액상막을 형성한다. 이 액상막을 건조시킴으로써, 음극층의 외주면 전체에 균일한 막 두께의 발광층을 형성한다. 또한, 발광층을 정공 수송층 재료를 포함하는 정공 수송층 형성액에 침지한다. 따라서, 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 하여, 생산성을 향상시킬 수 있다.

일렉트로 루미네선스 장치, 정공 수송층, 발광 액상막

Description

일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING ELECTROLUMINESCENCE DEVICE}

도 1은 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 일렉트로 루미네선스 장치를 나타내는 사시도.

도 2는 도 1의 일렉트로 루미네선스 장치의 A-A선을 따르는 단면도.

도 3은 도 1의 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법을 설명하고, 음극 형성액으로부터 끌어올려지고 있는 지지 막대의 단면도.

도 4는 지지 막대의 외주면에 형성된 음극층의 단면도.

도 5는 발광층 형성액으로부터 끌어올려지고 있는 음극층의 단면도.

도 6은 음극층의 외주면에 형성된 발광층의 단면도.

도 7은 정공 수송층 형성액으로부터 끌어올려지고 있는 발광층의 단면도.

도 8은 발광층의 외주면에 형성된 정공 수송층의 단면도.

도 9는 양극 형성액으로부터 끌어올려지고 있는 정공 수송층의 단면도.

도 10은 정공 수송층의 외주면에 형성된 양극층의 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 일렉트로 루미네선스 장치 11 : 지지 막대

11a∼15a : 외주면 11c : 저면

12 : 음극층 13 : 발광층

14 : 정공 수송층 15 : 양극층

16 : 밀봉층 21 : 음극 형성액

21L : 음극 액상막 22 : 발광층 형성액

22L : 발광 액상막 23 : 정공 수송층 형성액

24 : 양극 형성액 θ1∼θ4 : 후퇴 접촉각

본 발명은 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 막대 형상의 발광 장치에는, 유리관 내에 봉입된 희가스 등의 방전 현상을 이용하는 형광등이나 네온관 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 방전 현상을 이용한 발광 장치는 그 소형화나 저소비 전력화가 곤란하다. 그래서, 최근에는, 소형화와 저소비 전력화의 양쪽을 달성하는 막대 형상의 발광 장치로서, 막대 형상부재의 외주면에 일렉트로 루미네선스(이하 간단히, 「EL」이라고 함) 소자를 가진 막대 형상의 일렉트로 루미네선스 장치(이하 간단히, 「EL장치」라고 함)가 주목받고 있다.

이러한 EL장치의 제조 방법으로서, 예를 들면 일본국 공개 특허 평11-265785호 공보는, 가요성(可撓性)의 시트 기판 위에 음극으로서의 제 1 전극, 유기층, 양극으로서의 제 2 전극을 순차적으로 적층하고, 그 후에 시트 기판을 지지 막대에 감는 감는 법을 개시한다. 또한, 일본국 공개 특허 2005-108643호 공보는, 막대 형상의 음극에 순차적으로, 유기층, 양극, 밀봉층을 증착하는 증착법을 개시한다.

그러나, 상기 일본국 공개 특허 평11-265785호 공보에 기재된 감는 법에서는, 시트 기판 위에 형성한 EL 소자를 구부려서 지지 막대의 외주면에 감고 있다. 그 때문에, 지지 막대가 소형화되면, 감은 EL 소자의 각 층에 과잉의 압축 스트레스나 신장(伸張) 스트레스가 걸려버린다. 그 결과, 각 층의 전기적 특성의 열화를 초래하고, 나아가서는 EL 장치의 생산성을 손상할 우려가 있다.

또한, 상기 일본국 공개 특허 2005-108643호 공보에 기재된 증착법에서는, 지향성이 강한 증착에 의해서, 각 층을 순차적으로 적층하고 있다. 그 때문에, EL 장치의 사이즈의 대형화나 형상의 복잡화의 요청에 대해서, 균일한 막 두께의 유기층이나 제 2 전극의 형성이 곤란해져, 생산성이 현저히 저하하게 된다.

본 발명의 목적은 제조되는 일렉트로 루미네선스 장치의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 함으로써 생산성을 향상시킨 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 한 측면에 의하면, 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법이 제공된다. 상기 일렉트로 루미네선스 장치는 막대 형상의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 외측면 위에 형성된 일렉트로 루미네선스층과, 상기 일렉트로 루미네선스층의 외측면 위에 형성된 광 투과성의 제 2 전극을 구비한다. 상기 제조 방법은 상기 제 1 전극을 상기 일렉트로 루미네선스층의 재료를 포함하는 제 1 형성액에 침지하는 것을 포함한다. 상기 제 1 전극을 상기 제 1 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 제 1 전극의 외측면 위에 상기 제 1 형성액으로 이루어지는 제 1 액상막이 형성된다. 상기 제 1 액상막을 건조시킴으로써, 상기 일렉트로 루미네선스층이 형성된다.

본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은, 이하의 상세한 설명과 본 발명의 특징을 설명하기 위해서 부수되는 도면에 의해 명백해질 것이다.

본 발명이 신규하다고 생각되는 특징은, 특히, 첨부한 청구 범위에서 분명해진다. 목적 및 이익을 수반하는 본 발명은, 이하에 나타내는 현 시점에서의 바람직한 실시예의 설명을 첨부한 도면과 함께 참조함으로써, 이해될 것이다.

이하, 본 발명을 구체화한 일 실시예를 도 1∼도 10을 따라서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 일렉트로 루미네선스 장치(이하 간단히, 「EL 장치」라고 함)(10)는 대략 원기둥 형상으로 형성된 절연 재료로 이루어지는 지지 막대(11)를 갖고 있다. 지지 막대(11)는, 예를 들면, 각종 유리 재료 등의 무기 재료, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로피렌, 폴리메틸 메타크릴레이트 등의 가요성 수지 재료로 형성되어 있다. 본 실시예의 지지 막대(11)는 직경이 약 5mm, 길이가 약 200mm로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고, 외주면(11a)에 후술하는 각종 액상막을 형성 가능한 사이즈면 좋다.

지지 막대(11)의 외측면으로서의 외주면(11a)에는 제 1 전극으로서의 음극층(12)이 형성되어 있다. 음극층(12)은 상기 외주면(11a)의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성되는 음극이다. 음극층(12)은 일함수가 낮은 도전성 재료(음극 재료 : 예를 들면, Li, Mg, Ca, Sr, La, Ce, Er, Eu, Sc, Y, Yb, Ag, Cu, Al, Cs, Rb의 금속 원소 단체 등)에 의해 형성되어 있다. 그리고, 음극층(12)은 EL 장치(10)를 구동하기 위한 구동 전원을 공급하는 전원 장치(G)의 마이너스 전극에 전기적으로 접속되어, 후술하는 발광층(13)에 전자를 주입하도록 되어 있다. 또한, 음극 재료는 그 안정성을 향상시키기 위해서, 이들을 포함하는 2성분, 3성분의 합금계를 사용해도 좋다. 특히, 합금을 사용할 경우에는, Ag, Al, Cu 등의 안정한 금속 원소를 포함하는 합금, 구체적으로는, MgAg, AlLi, CuLi 등의 합금을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 합금을 사용함으로써, 음극층(12)의 전자 주입 효율 및 안정성의 향상을 도모할 수 있다.

음극층(12)의 외측면으로서의 외주면(12a)에는 일렉트로 루미네선스층(이하 간단히, 「EL층」이라고 함)의 일부를 구성하는 발광층(13)이 형성되어 있다. 발광층(13)은 상기 음극층(12)의 외주면(12a)의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성되는 유기층이다. 발광층(13)의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 10∼150nm정도인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 50∼100nm 정도이다. 발광층(13)의 두께를 상기 범위로 함으로써, 정공(正孔)과 전자의 재결합이 효율적으로 이루어져, 발광층(13)의 발광 효율을 보다 향상시킬 수 있다. 발광층(13)을 구성하는 발광층 재료는 상기 음극층(12)과 후술하는 양극층(15) 사이의 전압 인가시에, 음극층(12)으로부터의 전자와, 후술하는 양극층(15)으로부터의 정공을 주입할 수 있는 것이다. 그리고, 발광층(13)은 정공과 전자가 재결합할 때에, 방출되는 에너지에 의해 엑시톤(여기자(勵起子))을 생성하고, 이 엑시톤이 기저(基底) 상태로 복귀할 때의 에너지 방출에 의해, 형광이나 인광을 발한다.

본 실시예의 발광층 재료는 플루오렌 디티오펜 코폴리머(이하 간단히, 「F8T2」라고 함)이지만, 이에 한정되지 않고, 이하에 나타낸 바와 같은 공지의 각종 저분자의 발광층 재료나, 각종 고분자의 발광층 재료를 이용할 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합시켜서 이용할 수도 있다.

저분자의 발광층 재료로서는, 예를 들면, 시클로펜타디엔 유도체, 테트라페닐부타디엔 유도체, 트리페닐아민 유도체, 옥사디아졸 유도체, 디스티릴벤젠 유도체, 티오펜 환화합물, 피리딘 환화합물, 페리논 유도체, 페릴렌 유도체, 쿠마린 유도체물, 알루미퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베리륨 착체, 벤조옥사졸 아연착체, 벤조티아졸 아연착체, 아조메틸 아연착체, 포르피린 아연착체, 유로퓸 착체 등의 금속 착체 등을 이용할 수 있다.

고분자의 발광층 재료로서는, 예를 들면, 폴리파라페닐렌 비닐렌 유도체, 폴리파라페닐렌 유도체, 폴리실란 유도체, 폴리아세틸렌 유도체, 폴리티오펜 유도체, 폴리비닐카르바졸, 폴리플루오레논 유도체, 폴리퀴녹사린 유도체, 폴리비닐렌 스티렌 유도체, 및 그들의 공중합체, 트리페닐아민이나 에틸렌 디아민 등을 분자핵으로 한 각종 덴드리머 등을 이용할 수 있다.

발광층(13)의 외측면(외주면(13a))에는 EL층의 일부를 구성하는 정공 수송층(14)이 형성되어 있다. 정공 수송층(14)은 상기 외주면(13a)의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성되는 유기층이다. 본 실시예의 정공 수송층(14)은 막 두께 가 특별히 한정되지 않지만, 정공 수송층(14)의 두께가 너무 얇으면 핀홀이 생길 우려가 있고, 한편, 정공 수송층(14)이 너무 두꺼우면 정공 수송층(14)의 투과율이 열화하여, 발광층(13)의 발광색의 색도(색상)가 변화되어버릴 우려가 있다. 그 때문에, 10∼150nm 정도인 것이 바람직하고, 50∼100nm 정도인 것이 보다 바람직하다. 정공 수송층(14)을 구성하는 정공 수송층 재료는 공역계의 유기 화합물로 형성되고, 그 전자운(電子雲)의 퍼짐에 의한 성질상, 후술하는 양극층(15)으로부터 주입된 정공을 후술하는 발광층(13)까지 수송하는 기능을 갖는다.

본 실시예의 정공 수송층 재료는, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(이하 간단히, 「PEDOT」라고 함)이지만, 이에 한정되지 않고, 이하에 나타낸 바와 같은 각종 저분자의 정공 수송층 재료나 각종 고분자의 정공 수송층 재료를 이용할 수 있으며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합시켜서 이용할 수도 있다.

저분자의 정공 수송층 재료로서는, 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 재료로서는, 상기 저분자 구조를 일부에 포함하는(주쇄 또는 측쇄로 함) 고분자 화합물, 또는 폴리아닐린, 폴리티오펜 비닐렌, 폴리티오펜, α-나프틸페닐디아민, 「PEDOT」와 폴리스티렌설폰산의 혼합물(Baytron P, 바이엘사 상표), 트리페닐아민이나 에틸렌디아민 등을 분자핵으로 한 각종 덴드리머 등을 이용할 수 있다.

상기한 저분자의 정공 수송 재료를 사용하는 경우, 정공 수송층 재료 중에는 필요에 따라서, 바인더(고분자 바인더)를 첨가하도록 해도 좋다. 바인더로서는, 전하 수송을 극도로 저해하지 않고, 또한, 가시광의 흡수율이 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산 등 중 1종 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수 있다. 또한, 이 바인더에는 상기한 고분자계의 정공 수송 재료를 사용해도 좋다.

정공 수송층(14)의 외측면으로서의 외주면(14a)에는 제 1 전극으로서의 양극층(15)이 형성되어 있다. 양극층(15)은 상기 외주면(14a)의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성되는 광 투과성의 양극이다. 양극층(15)은 일함수가 큰 도전성 재료(양극 형성 재료 : 예를 들면, ITO(Indium-Tin-Oxide), SnO₂, Sb함유 SnO₂, Al함유 ZnO 등의 무기 산화물, 또는 폴리티오펜이나 폴리피롤 등의 투명 도전 수지 등)에 의해 형성되어 있다. 그리고, 양극층(15)은 상기 전원 장치(G)의 플러스 전극에 전기적으로 접속되어, 정공 수송층(14)에 정공을 주입하도록 되어 있다.

양극층(15)의 외측면으로서의 외주면(15a)에는 상기 외주면(15a)의 전체를 덮는 밀봉층(16)이 형성되어 있다. 밀봉층(16)은 가스 배리어성을 가진 광 투과성의 무기 또는 유기 고분자막으로서, 상기 정공 수송층(14)이나 발광층(13)으로의 수분이나 산소 등의 침입을 차단하도록 되어 있다.

그리고, 전원 장치(G)를 구동하여 양극층(15)과 음극층(12)의 사이에 전압을 인가하면, 음극층(12)으로부터의 전자가 발광층(13)으로 이동하고, 양극층(15)으로부터의 정공이 정공 수송층(14)을 통하여 발광층(13)으로 이동하여, 발광층(13)에서 정공과 전자가 재결합한다. 정공과 전자가 재결합하면, 발광층(13)은 재결합할 때에 방출된 에너지에 의해 엑시톤(여기자)을 생성하고, 생성된 엑시톤의 기저 상태로의 천이(遷移)에 의해 발광한다.

다음에, 상기한 EL 장치(10)의 제조 방법에 관하여, 도 3∼도 10을 따라서 설명한다.

우선, 지지 막대(11)의 외주면(11a)에 음극층(12)을 형성하는 음극 형성 공정을 행한다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 지지 막대(11)의 외주면(11a) 전체를 제 1 전극 형성액으로서의 음극 형성액(21) 내에 침지한다. 본 실시예의 음극 형성액(21)은 상기한 음극 재료 중 은의 나노 미립자를 유기계 분산매에 분산시킨 액상체로서, 후술하는 음극 액상막(21L)을 형성하기 쉽게 하기 위해서, 바람직하게는 외주면(11a)에 대한 후퇴 접촉각(θ1)이 45°이하가 되도록 조정된 액상체이다.

지지 막대(11)를 음극 형성액(21) 내에 침지한 후, 침지된 지지 막대(11)를 서서히 끌어올려, 지지 막대(11)의 외주면(11a)의 전체에 음극 형성액(21)으로 이루어지는 음극 액상막(21L)을 형성한다. 이 때, 음극 액상막(21L)의 막 두께는 상기 후퇴 접촉각(θ1)에 의해 지배되어, 지지 막대(11)의 외주면(11a)의 거의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성된다. 또한, 끌어올려진 지지 막대(11)가 음극 형성액(21)으로부터 이간될 때, 음극 형성액(21)을 향하는 지지 막대(11)의 단면(端面)인 저면(底面 ; 11c)에는, 외주면(11a)에 비하여 불균일한 막 두께의 음극 액상막(21L)이 형성되기 쉽다. 그 때문에, 본 실시예에서는 저면(11c)에 형성된 음극 액상막(21L)을 불식하여 제거하는 구성으로 하고 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 저면(11c)을 반구면 형상의 곡면으로 형성하여, 저면(11c)에 균일한 음극 액상막(21L)을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

음극 액상막(21L)을 형성한 후, 지지 막대(11)를 건조/소성로에 반입하고, 음극 형성액(21)에 대응한 소정의 건조 온도 및 소성 온도까지 승온하여, 음극 액상막(21L)을 건조/소성한다. 이것에 의해, 지지 막대(11)의 외형이나 길이, 형상의 변경에 대응하여, 도 4에 나타낸 바와 같이, 지지 막대(11)의 외주면(11a)의 전체에 균일한 막 두께의 음극층(12)을 형성할 수 있다.

또한, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조/소성에 의해 형성된 음극층(12)의 막 두께가 소정의 막 두께에 미치지 않을 경우에는, 재차 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조/소성을 반복함으로써, 음극층(12)의 막 두께를 보충하기 위해 음극층(12)을 후막화(厚膜化)해도 좋다. 또한, 상기 음극 형성액(21)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ1)을 감소시켜, 음극 액상막(21L)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 반대로, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조/소성에 의해 형성된 음극층(12)의 막 두께가 소정의 막 두께를 초과할 경우에는, 지지 막대(11)를 끌어올린 후에, 지지 막대(11)(외주면(11a))의 전체에 가압 에어를 내뿜어, 음극 액상막(21L)의 막 두께를 얇게 하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 음극 형성액(21)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ1)을 증가시켜서, 음극 액상막(21L)을 박막화하는 구성으로 해도 좋 다.

음극 형성 공정을 종료하면, 음극층(12)(외주면(12a)) 위에 발광층(13)을 형성하는 발광층 형성 공정을 행한다. 즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 지지 막대(11)에 형성된 음극층(12)의 외주면(12a) 전체를 일렉트로 루미네선스층 형성액의 일부를 구성하는 발광층 형성액(22) 내에 침지한다. 본 실시예의 발광층 형성액(22)은 상기한 발광층 재료의 「F8T2」를 무극성 유기 용매(예를 들면, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 시클로헥실벤젠, 디하이드로벤조푸란, 트리메틸벤젠, 테트라메틸벤젠 등)에 용해시킨 액상체이다. 또한, 발광층 형성액(22)은 이에 한정되지 않고, 상기한 저분자계의 발광층 재료와, 상기 발광층 재료에 대응한 유기계 또는 무기계의 용매 또는 분산매로 이루어지는 액상체라도 좋으며, 바람직하게는 후술하는 발광 액상막(22L)을 형성하기 쉽게 하기 위해서, 음극층(12)의 외주면(12a)에 대한 후퇴 접촉각(θ2)이 45°이하가 되는 액상체이다.

음극층(12)의 외주면(12a)을 발광층 형성액(22) 내에 침지하면, 침지한 외주면(12a)을 서서히 끌어올려, 외주면(12a)의 전체에 발광층 형성액(22)으로 이루어지는 발광 액상막(22L)을 형성한다. 이 때, 발광 액상막(22L)의 막 두께는 상기 후퇴 접촉각(θ2)에 지배되어, 음극층(12)(외주면(12a))의 거의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성된다. 또한, 본 실시예에서는, 음극 형성 공정과 동일하게 저면(11c)에 형성되는 발광 액상막(22L)을 불식하여 제거하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 저면(11c)의 형상을 변경하여 저면(11c)에 균일한 발광 액상막(22L)을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

발광 액상막(22L)을 형성하면, 지지 막대(11)를 건조로에 반입하고, 발광층 형성액(22)에 대응한 소정의 건조 온도까지 승온하여, 발광 액상막(22L)을 건조한다. 이것에 의해, 지지 막대(11)의 외경이나 길이, 형상의 변경에 대응하여, 도 6 에 나타낸 바와 같이, 음극층(12)(외주면(12a))의 전체에 균일한 막 두께의 발광층(13)을 형성할 수 있다.

또한, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조에 의해 형성된 발광층(13)의 막 두께가, 소정의 막 두께에 미치지 않을 경우에는, 재차 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조를 반복하여, 발광층(13)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 또한 상기 발광층 형성액(22)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ2)을 저하시켜서, 발광 액상막(22L)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 반대로, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조에 의해 형성된 발광층(13)의 막 두께가 소정의 막 두께를 초과할 경우에는, 지지 막대(11)를 끌어올린 후에, 음극층(12)(외주면(12a))의 전체에 가압 에어를 내뿜어, 발광 액상막(22L)의 막 두께를 얇게 하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 발광층 형성액(22)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ2)을 증대시켜서, 발광 액상막(22L)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다.

발광층 형성 공정을 종료하면, 발광층(13)(외주면(13a))위에 정공 수송층(14)을 형성하는 정공 수송층 형성 공정을 행한다. 즉, 도 7에 나타낸 바와 같이, 지지 막대(11)에 형성된 발광층(13)의 외주면(13a) 전체를 정공 수송층 형성액(23) 내에 침지한다. 본 실시예의 정공 수송층 형성액(23)은 상기한 정공 수송 층 재료의 「PEDOT」를 수계 용매(예를 들면, 물, 메탄올 등의 저급 알코올, 에톡시 에탄올 등의 셀로솔브계 용매 등)에 용해시킨 액상체이다. 또한, 정공 수송층 형성액(23)은 이에 한정되지 않고, 상기한 저분자계의 정공 수송층 재료와, 상기 정공 수송층 재료에 대응한 유기계 또는 무기계의 용매 또는 분산매로 이루어지는 액상체라도 좋으며, 바람직하게는 후술하는 정공 수송 액상막(23L)을 형성하기 쉽게 하기 위해서, 발광층(13)의 외주면(13a)에 대한 후퇴 접촉각(θ3)이 45°이하가 되는 액상체이다.

발광층(13)의 외주면(13a)을 정공 수송층 형성액(23) 내에 침지하면, 침지된 외주면(13a)을 서서히 끌어올려, 외주면(13a)의 전체에 정공 수송층 형성액(23)으로 이루어지는 정공 수송 액상막(23L)을 형성한다. 이 때, 정공 수송 액상막(23L)의 막 두께는 상기 후퇴 접촉각(θ3)에 지배되어, 발광층(13)(외주면(13a))의 거의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성된다. 또한, 본 실시예에서는, 음극 형성 공정과 동일하게, 저면(11c)에 형성되는 정공 수송 액상막(23L)을 불식하여 제거하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 저면(11c)의 형상을 변경하여, 저면(11c)에 균일한 정공 수송 액상막(23L)을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

정공 수송 액상막(23L)을 형성하면, 지지 막대(11)를 건조로에 반입하고, 정공 수송층 형성액(23)에 대응한 소정의 건조 온도까지 승온하여, 정공 수송 액상막(23L)을 건조한다. 이것에 의해, 지지 막대(11)의 외경이나 길이, 형상의 변경에 대응하여, 도 8에 나타낸 바와 같이, 발광층(13)(외주면(13a))의 전체에 균일한 막 두께의 정공 수송층(14)을 형성할 수 있다.

또한, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조에 의해 형성된 정공 수송층(14)의 막 두께가 소정의 막 두께에 미치지 않을 경우에는, 재차 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조를 반복하여, 정공 수송층(14)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 정공 수송층 형성액(23)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ3)을 저하시켜서, 정공 수송 액상막(23L)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 반대로, 상기한 지지 막대(11)의 침지, 끌어올림, 건조에 의해 형성된 정공 수송층(14)의 막 두께가 소정의 막 두께를 초과할 경우에는, 지지 막대(11)를 끌어올린 후에, 발광층(13)(외주면(13a))의 전체에 가압 에어를 내뿜어, 발광 액상막(22L)의 막 두께를 얇게 하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 정공 수송층 형성액(23)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ3)을 증대시켜서, 정공 수송 액상막(23L)을 박막화하는 구성으로 해도 좋다.

정공 수송층 형성 공정을 종료하면, 정공 수송층(14)(외주면(14a)) 위에 양극층(15)을 형성하는 양극 형성 공정을 행한다. 즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 지지 막대(11)에 형성된 정공 수송층(14)의 외주면(14a) 전체를 양극 형성액(24) 내에 침지한다. 본 실시예의 양극 형성액은 상기한 양극 형성 재료의 ITO의 나노 미립자를 유기계 분산매에 분산시킨 액상체로서, 후술하는 양극 액상막(24L)을 형성하기 쉽게 하기 위해서, 바람직하게는 외주면(14a)에 대한 후퇴 접촉각(θ4)이 45°이하가 되는 액상체이다.

지지 막대(11)를 양극 형성액(24) 내에 침지하면, 침지된 지지 막대(11)를 서서히 끌어올려, 외주면(14a)의 전체에 양극 형성액(24)으로 이루어지는 양극 액 상막(24L)을 형성한다. 이 때, 양극 액상막(24L)의 막 두께는 상기 후퇴 접촉각(θ4)에 지배되어, 정공 수송층(14)(외주면(14a))의 거의 전체에 걸쳐서 균일한 막 두께로 형성된다. 또한, 본 실시예에서는 음극 형성 공정과 동일하게, 저면(11c)에 형성되는 양극 액상막(24L)을 불식하여 제거하는 구성으로 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 저면(11c)의 형상을 변경하여, 저면(11c)에 균일한 양극 액상막(24L)을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

양극 액상막(24L)을 형성하면, 지지 막대(11)를 건조/소성로에 반입하고, 양극 형성액(24)에 대응한 소정의 건조 온도 및 소성 온도까지 순차적으로 승온하여, 양극 액상막(24L)을 건조/소성한다. 이것에 의해, 지지 막대(11)의 외경이나 길이, 형상의 변경에 대응하여, 정공 수송층(14)(외주면(14a))의 전체에 균일한 막 두께의 양극층(15)을 형성할 수 있다.

또한, 상기한 양극 형성액(24)의 침지, 끌어올림 및 건조/소성에 의해 형성된 양극층(15)의 막 두께가 소정의 막 두께에 미치지 않을 경우에는, 재차 상기한 양극 형성액(24)의 침지, 끌어올림 및 건조/소성을 반복하여, 양극층(15)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 또한, 상기 양극 형성액(24)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ4)을 저하시켜서, 양극 액상막(24L)을 후막화하는 구성으로 해도 좋다. 반대로, 상기한 양극 형성액(24)의 침지, 끌어올림 및 건조/소성에 의해 형성된 양극층(15)의 막 두께가 소정의 막 두께를 초과할 경우에는, 양극 형성액(24)을 끌어올릴 때에, 외주면(15a)의 전체에 가압 에어를 내뿜어, 정공 수송 액상막(23L)의 막 두께를 얇게 해도 좋다. 또한, 상기 양극 형성액(24)의 용매 또는 분산매를 변경하여 상기 후퇴 접촉각(θ4)을 증대시켜서, 양극 액상막(24L)을 박막화해도 좋다.

양극 형성 공정을 종료하면, 양극층(15) 위에 밀봉층(16)을 형성하는 밀봉층형성 공정을 행한다. 즉, 각 층(12, 13, 14, 15)을 가진 지지 막대(11)의 전체에 가스 배리어성을 가진 무기 또는 유기 고분자막으로 이루어지는 밀봉층(16)을 도포 형성한다. 또한, 이 때, 상기 음극층(12) 및 상기 양극층(15)의 일부에 마스크를 실시하여, 상기 음극층(12) 및 상기 양극층(15)에 각각 전원 장치(G)와 접속하기 위한 접속 영역(도시 생략)을 형성한다.

이것에 의해, 지지 막대(11)(외주면(11a))의 전체에 지지 막대(11)의 외경이나 길이, 형상의 변경에 대응한 균일한 막 두께의 음극층(12), 발광층(13), 정공 수송층(14), 양극층(15) 및 밀봉층(16)을 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성한 본 실시예는 이하의 이점을 갖는다.

(1) 상기 실시예에 의하면, 지지 막대(11)의 외주면(11a)을 따르는 음극층(12)의 외주면(12a)을 발광층 재료를 포함하는 발광층 형성액(22)에 침지하고, 발광층 형성액(22)으로부터 끌어올린 음극층(12)의 외주면(12a) 위에 균일한 막 두께의 발광 액상막(22L)을 형성하도록 했다. 그리고, 발광 액상막(22L)을 건조하여, 음극층(12)의 외주면(12a) 전체에 균일한 막 두께의 발광층(13)을 형성하도록 했다. 또한, 발광층(13)의 외주면(13a)을 정공 수송층 재료를 포함하는 정공 수송층 형성액(23)에 침지하고, 정공 수송층 재료로부터 끌어올린 발광층(13)의 외주면(13a) 위에 균일한 막 두께의 정공 수송 액상막(23L)을 형성하도록 했다. 그리 고, 정공 수송 액상막(23L)을 건조하여, 발광층(13)의 외주면(13a) 전체에 균일한 막 두께의 정공 수송층(14)을 형성하도록 했다.

그 결과, 발광층 형성액(22) 및 정공 수송층 형성액(23)에의 지지 막대(11)의 침지와 끌어올림에 의해, 지지 막대(11)의 외경이나 길이에 입각한 균일한 막 두께의 발광층(13) 및 정공 수송층(14)을 형성할 수 있고, 나아가서는 지지 막대(11)의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 하여, EL 장치(10)의 생산성을 향상할 수 있다.

(2) 상기 실시예에 의하면, 음극 형성액(21) 및 양극 형성액(24)에의 지지 막대(11)의 침지와 끌어올림에 의해서, 각각 음극 액상막(21L) 및 양극 액상막(24L)을 형성하고, 이들 음극 액상막(21L) 및 양극 액상막(24L)의 건조 또는 건조/소성에 의해, 음극층(12) 및 양극층(15)을 형성하도록 했다.

그 결과, 음극 형성액(21) 및 양극 형성액(24)에의 지지 막대(11)의 침지와 끌어올림에 의해서, 지지 막대(11)의 외경이나 길이에 입각한 균일한 막 두께의 음극층(12) 및 양극층(15)을 형성할 수 있고, 나아가서는 지지 막대(11)의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 하여, EL 장치(10)의 생산성을 향상할 수 있다.

(3) 상기 실시예에 의하면, 양극층(15)의 외주면(15a)에 밀봉층(16)을 형성하도록 했다. 그 결과, 발광층(13) 및 정공 수송층(14)으로의 물이나 산소 등의 침입을 회피할 수 있어, 이들 발광층(13) 및 정공 수송층(14)의 경시적(經時的)인 열화를 억제할 수 있다.

상기 실시예는 이하와 같이 변경해도 좋다.

상기 실시예에서는, 지지 막대(11)의 단면 및 외형을 각각 단면이 원형상이고, 외형이 막대 형상으로 구체화했다. 이에 한정되지 않고, 단면이 타원 형상이나 직사각형 형상이라도 좋고, 외형이 나선형으로 구부러진 형상이라도 좋다.

상기 실시예에서는, 지지 막대(11)를 절연 재료로 구성했지만, 이에 한정되지 않고, 지지 막대(11)를 도전성 재료, 즉 음극 형성 재료로 구성해도 좋다. 이것에 의하면, 지지 막대(11)의 외주면(11a)에 별도로 음극층(12)을 형성할 필요가 없어, 음극 형성 공정을 생략할 수 있으므로, EL 장치(10)의 생산성을 향상할 수 있다.

상기 실시예에서는, ITO의 나노 미립자로 이루어지는 양극 형성액(24)에 의해서, 양극층(15)을 형성했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, n부틸카르비톨을 용매로 한 질산 인듐과 무수 제 2 염화주석의 혼합액을 양극 형성액(24)으로 하여, ITO로 이루어지는 양극층(15)을 형성해도 좋고, 산화 주석, 산화 인듐 등의 페이스트를 정공 수송층(14)의 외주면(14a)에 도포/건조하여, 산화 주석 또는 산화 인듐으로 이루어지는 양극층(15)을 형성해도 좋다.

상기 실시예에서는, 음극 형성액(21) 및 양극 형성액(24)에의 지지 막대(11)의 침지와 끌어올림에 의해, 음극층(12) 및 양극층(15)을 형성하도록 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 이들 음극층(12) 및 양극층(15)을 증착법에 의해 형성해도 좋다.

상기 실시예에서는, 지지 막대(11)의 외주면(11a)으로부터 순서대로, 음극층(12), 발광층(13), 정공 수송층(14) 및 양극층(15)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 지지 막대(11)의 외주면(11a)으로부터 순서대로, 양극층(15), 발광층(13), 정공 수송층(14) 및 음극층(12)을 형성하여, 광 투과성의 음극층(12)을 발광층(13)의 외주면(13a)에 형성하는 구성으로 해도 좋다. 이 때, 양극층(15)은 금, 플라티나, 팔라듐, 니켈 등의 금속이나, 실리콘, 갈륨인, 비정질 탄화 실리콘 등의 일함수의 값이 큰 반도체를 이용해도 좋다. 또는, 이들 중의 1종 또는 2종 이상을 조합시켜서 사용해도 좋으며, 게다가, 폴리티오펜, 폴리피롤 등의 도전성 수지 재료를 사용해도 좋다.

상기 실시예에서는, 발광층 재료를 유기계 고분자 또는 유기계 저분자에 의해서 구성했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 발광층 재료를 ZnS/CuCl, ZnS/CuBr, ZnCdS/CuBr 등의 무기 분자로 구성해도 좋다. 이 때, 상기 발광층 재료를 유기 바인더에 분산시켜서 발광층 형성액(22)을 형성하는 구성이 바람직하다. 또한, 유기 바인더에는, 시아노에틸셀룰로오스, 시아노에틸스타치, 시아노에틸풀루란 등의 다당류의 시아노에틸화물, 시아노에틸히드록시 에틸셀룰로오스, 시아노에틸 글리세롤풀루란 등의 다당류 유도체의 시아노에틸화물, 시아노에틸 폴리비닐알코올 등의 폴리올류의 시아노에틸화물 등을 들 수 있다.

상기 실시예에서는, 음극층(12)의 외주면(12a)에 발광층(13)을 일층만 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 음극층(12)과 양극층(15) 사이에, 발광층(13)과 전하 발생층으로 이루어지는 유닛을 복수 적층한, 이른바 멀티포톤(multi-photon) 구조라도 좋다.

상기 실시예에서는, 정공 수송층(14)의 외주면(14a)에 양극층(15)을 형성하 는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 정공 수송층(14)을 생략하는 구성으로 해도 좋으며, 또는 양극층(15)과 정공 수송층(14) 사이에, 발광층(13)으로의 정공의 주입 효율을 높이기 위한 정공 주입층을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 발광층(13)의 외주면(13a)에 정공 수송층(14)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 정공 수송층(14)과 발광층(13) 사이에, 전자의 이동을 억제하는 전자 장벽층을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시예에서는, 음극층(12)의 외주면(12a)에 발광층(13)을 형성하는 구성으로 했다. 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 발광층(13)과 음극층(12) 사이에, 음극층(12)으로부터 주입된 전자를 발광층(13)까지 수송하는 전자 수송층을 형성하는 구성으로 해도 좋다. 또는, 발광층(13)과 전자 수송층 사이에, 정공의 이동을 억제하는 정공 장벽층을 형성하는 구성으로 해도 좋다.

여기서는, 복수의 실시예만을 기재했지만, 본 발명이 그 취지로부터 일탈하지 않는 범위에서 다른 특유한 형태로 구체화되어도 좋다는 것은 당업자에게 있어서 명백할 것이다. 본 발명은 여기에 기재된 내용에 한정되는 것이 아니고, 첨부한 청구범위 내에서 개량되어도 좋다.

본 발명에 의하면, 제조되는 일렉트로 루미네선스 장치의 사이즈나 형상의 변경을 용이하게 함으로써 생산성을 향상시킨 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방 법을 제공할 수 있다.

Claims

막대 형상의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극의 외측면 위에 형성된 일렉트로 루미네선스층과, 상기 일렉트로 루미네선스층의 외측면 위에 형성된 광 투과성의 제 2 전극을 구비하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법으로서,

상기 제 1 전극을 상기 일렉트로 루미네선스층의 재료를 포함하는 제 1 형성액에 침지하는 것과,

상기 제 1 전극을 상기 제 1 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 제 1 전극의 외측면 위에, 상기 제 1 형성액으로 이루어지는 제 1 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 1 액상막을 건조시킴으로써, 상기 일렉트로 루미네선스층을 형성하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 일렉트로 루미네선스층을 상기 제 2 전극의 재료를 포함하는 제 2 형성액에 침지하는 것과,

상기 일렉트로 루미네선스층을 상기 제 2 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 일렉트로 루미네선스층의 외측면 위에 상기 제 2 형성액으로 이루어지는 제 2 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 2 액상막을 건조시킴으로써 상기 제 2 전극을 형성하는 것을 더 구 비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

제 1 전극의 재료를 포함하는 제 3 형성액에 지지 막대를 침지하는 것과,

상기 지지 막대를 상기 제 3 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 지지 막대의 외측면 위에 상기 제 3 형성액으로 이루어지는 제 3 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 3 액상막을 건조시킴으로써 상기 제 1 전극을 형성하는 것을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 전극의 외측면 위에 상기 일렉트로 루미네선스층으로의 외기(外氣)의 침입을 차단하기 위한 밀봉층을 형성하는 것을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 전극을 상기 제 1 형성액으로부터 끌어올릴 때에서의, 상기 제 1 전극의 외측면에 대한 상기 제 1 형성액의 후퇴 접촉각을 45도 이하로 설정하는 것을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일렉트로 루미네선스층은 상기 제 1 전극의 외측면 위에 형성된 발광층과, 상기 발광층의 외측면 위에 형성된 정공 수송층을 구비하고,

상기 제 1 전극을 상기 발광층의 재료를 포함하는 제 4 형성액에 침지하는 것과,

상기 제 1 전극을 상기 제 4 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 제 1 전극의 외측면 위에 상기 제 4 형성액으로 이루어지는 제 4 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 4 액상막을 건조시킴으로써 상기 발광층을 형성하는 것과,

상기 발광층을 상기 정공 수송층의 재료를 포함하는 제 5 형성액에 침지하는 것과,

상기 발광층을 상기 제 5 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 발광층의 외측면 위에 상기 제 5 형성액으로 이루어지는 제 5 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 5 액상막을 건조시킴으로써 상기 정공 수송층을 형성하는 것을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 일렉트로 루미네선스층은 상기 제 1 전극의 외측면 위에 형성된 정공 수송층과, 상기 정공 수송층의 외측면 위에 형성된 발광층을 구비하고,

상기 제 1 전극을 상기 정공 수송층의 재료를 포함하는 제 5 형성액에 침지시키는 것과,

상기 제 1 전극을 상기 제 5 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 제 1 전 극의 외측면 위에 상기 제 5 형성액으로 이루어지는 제 5 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 5 액상막을 건조시킴으로써, 상기 정공 수송층을 형성하는 것과,

상기 정공 수송층을 상기 발광층의 재료를 포함하는 제 4 형성액에 침지시키는 것과,

상기 정공 수송층을 상기 제 4 형성액으로부터 끌어올림으로써, 상기 정공 수송층 위에 상기 제 4 형성액으로 이루어지는 제 4 액상막을 형성하는 것과,

상기 제 4 액상막을 건조시킴으로써 상기 발광층을 형성하는 것을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 일렉트로 루미네선스 장치의 제조 방법.