KR20180100145A - 유기 디바이스의 제조 방법 및 롤 - Google Patents
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Abstract
유기 디바이스의 제조 방법에서는, 기재(3)에는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부(4A, 4B)가 설치되어 있고, 기재(3) 상에 전극층(5, 9) 및 유기 기능층(7) 중 적어도 1층을 형성하는 형성 공정 S02, S03, S04와, 형성 공정 S02, S03, S04 후에 기재(3)를 롤상으로 권취하는 권취 공정 S05와, 권취 공정 S05 후에 롤상의 기재(3)를 보관하는 보관 공정 S06을 포함한다.
Description
본 발명은 유기 디바이스의 제조 방법 및 롤에 관한 것이다.
종래의 유기 디바이스의 제조 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 및 2에 기재된 방법이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 가요성의 지지체 상에, 가스 배리어층, 전극층, 및 도포에 의해 형성되는 유기 재료층을 적어도 1층 갖는, 롤 투 롤 방식에 의한 유기 디바이스의 제조 방법에 있어서, 유기 재료층 또는 대향 전극을 형성한 후, 건조제 함유층을 갖는 보호 필름을 유기 재료층에 중첩시키고 권취한다.
특허문헌 2에 기재된 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 적어도 양극층 형성 공정, 유기 기능층 형성 공정 및 음극층 형성 공정 중 어느 공정이 종료된 후, 양극층, 유기 화합물층 및 음극층 중 어느 것이 적층된 띠상 가요성 기재를 롤상으로 권취하여 회수하고 불활성 가스 분위기에서 보관한다.
가요성 기재를 사용한 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 유기 기능층 등을 형성한 후에 기재를 롤상으로 권취하여 일시적으로 보관하는 경우가 있다. 이때, 기재에 형성된 유기 기능층 등은 산소 및/또는 수분에 의해 열화될 우려가 있다. 그래서, 특허문헌 1에 기재된 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 건조제 함유층을 갖는 보호 필름을 유기 재료층에 접합하고 있다. 그러나 이 제조 방법에서는, 보호 필름을 접합하는 공정이 필요해지기 때문에 공정이 번잡해짐과 함께, 보호 필름을 접합하는 장치가 필요해지기 때문에 제조 비용이 증대된다. 또한 특허문헌 2에 기재된 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 롤상의 기재를 보관하는 분위기를 저산소 농도 및 저수분 농도로 하기 위하여 저수분 농도의 불활성 가스를 사용하고 있다. 그러나 불활성 가스는 저렴하지 않기 때문에 제조 비용의 증대를 피할 수 없다.
본 발명의 일 측면은, 제조 비용을 억제하면서 열화를 억제할 수 있는 유기 디바이스의 제조 방법 및 롤을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 유기 디바이스의 제조 방법은, 띠상의 가요성을 갖는 기재를 사용하여 연속 반송 방식에 의해 유기 디바이스를 제조하는 유기 디바이스의 제조 방법이며, 기재에는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부가 설치되어 있고, 기재 상에 전극층 및 유기 기능층 중 적어도 1층을 형성하는 형성 공정과, 형성 공정 후에 기재를 롤상으로 권취하는 권취 공정과, 권취 공정 후에 롤상의 기재를 보관하는 보관 공정을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 사용하는 띠상의 가요성을 갖는 기재는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에 리드부를 갖고 있다. 리드부는 가스 배리어성을 갖고 있다. 이것에 의해, 권취 공정에서 기재를 롤상으로 권취했을 때 롤의 내측 및 외측에 리드부가 배치된다. 그로 인하여, 리드부의 가스 배리어성에 의해, 보관 공정에서 전극층 및/또는 유기 기능층으로의 산소 및/또는 수분의 침입을 억제할 수 있다. 이와 같이 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 보호 필름 또는 불활성 가스를 사용하지 않더라도 전극층 및/또는 유기 기능층을 보호할 수 있기 때문에 제조 비용을 억제하면서 열화를 억제할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 전극층은 제1 전극층 및 제2 전극층을 포함하고, 형성 공정에서는, 기재 상에 제1 전극층, 유기 기능층 및 제2 전극층을 이 순서대로 형성해도 된다. 이것에 의해, 제1 전극층, 유기 기능층 및 제2 전극층에 의해 구성되는 유기 디바이스의 열화를 리드부에 의해 억제할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 기재의 표면 및 이면 중 적어도 한쪽에는 가스 배리어층이 형성되어 있어도 된다. 이것에 의해, 전극층 및/또는 유기 기능층에 산소 및/또는 수분이 침입하는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 리드부에는 가스 배리어 필름 또는 금속박이 설치되어 있어도 된다. 이것에 의해 리드부의 가스 배리어성을 확보할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 리드부의 길이는, 기재를 권취하여 형성되는 롤의 외주의 길이보다도 길어도 된다. 이것에 의해, 롤의 외주가 리드부에 의해 덮이기 때문에 전극층 및/또는 유기 기능층에 산소 및/또는 수분이 침입하는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 기재의 폭 방향에서의 양단부의 일면 상에는, 소정의 제1 온도 이상에서 점착력이 높아지고 또한 소정의 제2 온도 이하에서 점착력이 낮아지는 감온성 점착 부재가 설치되어 있고, 형성 공정 후이자 보관 공정 전에 감온성 점착 부재를 소정의 제1 온도 이상으로 가열하는 가열 공정을 포함하고 있어도 된다. 이것에 의해, 기재의 일면(감온성 점착 부재가 설치되어 있지 않은 면)과 감온성 점착 부재가 밀착되기 때문에 산소 및/또는 수분이 기재의 폭 방향측으로부터 침입하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 전극층 및/또는 유기 기능층을 한층 더 보호할 수 있다.
일 실시 형태에 있어서는, 보관 공정 후, 다음 공정을 실시하기 전에, 감온성 점착 부재가 소정의 제2 온도 이하가 되도록 저온 처리를 실시하는 저온 처리 공정을 포함하고 있어도 된다. 이것에 의해, 감온성 점착 부재의 점착력이 저하되기 때문에 기재로부터 감온성 점착 부재를 박리할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 롤은, 띠상의 가요성을 갖는 기재가 권취된 롤이며, 기재 상에는 전극층 및 유기 기능층 중 적어도 1층이 형성되어 있고, 기재에는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부가 설치되어 있다.
이 롤에서는, 기재의 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부가 설치되어 있다. 이 구성에서는, 리드부의 가스 배리어성에 의해 전극층 및/또는 유기 기능층으로의 산소 및/또는 수분의 침입을 억제할 수 있다. 이와 같이 롤에서는, 당해 롤을 보관할 때 보호 필름 또는 불활성 가스를 사용하지 않더라도 전극층 및/또는 유기 기능층을 보호할 수 있기 때문에 제조 비용을 억제하면서 열화를 억제할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 제조 비용을 억제하면서 전극층 및/또는 유기 기능층의 열화를 억제할 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에 의해 제조된 유기 EL 소자의 단면도이다.
도 2는 지지 기판을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다.
도 4는 유기 디바이스의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 롤 투 롤 방식에 의한 유기 디바이스의 제조 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 지지 기판이 권취된 롤의 측면도이다.
도 7은 다른 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에 사용되는 지지 기판을 도시하는 도면이다.
도 8은 다른 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 지지 기판을 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따른 단면도이다.
도 4는 유기 디바이스의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5는 롤 투 롤 방식에 의한 유기 디바이스의 제조 방법을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 지지 기판이 권취된 롤의 측면도이다.
도 7은 다른 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에 사용되는 지지 기판을 도시하는 도면이다.
도 8은 다른 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 또한 도면의 설명에 있어서 동일 또는 상당하는 요소에는 동일한 부호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태의 유기 디바이스의 제조 방법에 의해 제조되는 유기 EL 소자(유기 디바이스)(1)는 지지 기판(기재)(3)과 양극층(제1 전극층)(5)과 유기 기능층(7)과 음극층(제2 전극층)(9)과 밀봉층(11)을 구비하고 있다.
[지지 기판]
지지 기판(3)은, 가시광(파장 400㎚ 내지 800㎚의 광)에 대하여 투광성을 갖는 수지로 구성되어 있다. 지지 기판(3)은 필름상 기판(플렉시블 기판, 가요성을 갖는 기판)이다. 지지 기판(3)의 두께는, 예를 들어 30㎛ 이상 500㎛ 이하이다.
지지 기판(3)은, 예를 들어 플라스틱 필름이다. 지지 기판(3)의 재료는, 예를 들어 폴리에테르술폰(PES); 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지; 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 환상 폴리올레핀 등의 폴리올레핀 수지; 폴리아미드 수지; 폴리카르보네이트 수지; 폴리스티렌 수지; 폴리비닐알코올 수지; 에틸렌-아세트산비닐 공중합체의 비누화물; 폴리아크릴로니트릴 수지; 아세탈 수지; 폴리이미드 수지; 에폭시 수지를 포함한다.
지지 기판(3)의 재료는, 상기 수지 중에서도, 내열성이 높고 선팽창률이 낮으며 또한 제조 비용이 낮은 점에서 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지가 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트가 특히 바람직하다. 또한 이들 수지는 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지 기판(3)의 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각(양단부)에는 리드부(4A, 4B)가 설치되어 있다. 리드부(4A, 4B)는, 코어 C(도 6 참조)에 권취되는 영역, 또는 지지 기판(3)이 권취된 롤 R(도 6 참조)의 외주에 권부되는 영역이다. 리드부(4A, 4B)는 지지 기판(3)과 일체로 형성되어 있어도 되고, 지지 기판(3)에 설치되어도 된다. 또한 리드부(4A, 4B)는 지지 기판(3)과 동일한 재료로 형성되어 있어도 되고, 지지 기판(3)과는 상이한 재료로 형성되어 있어도 된다.
리드부(4A, 4B)의 길이 L은, 지지 기판(3)이 권취된 롤 R의 외주의 길이보다도 길게 설정된다. 구체적으로는, 리드부(4A, 4B)의 길이 L은, 예를 들어 이하의 식 (1)에 의해 구해진다.
상기 식에 있어서, D는 권취된 롤 R의 직경[m]이다. 직경 D는 이하의 식 (2)에 의해 구해진다.
상기 식 (2)에 있어서, t는 지지 기판(3)의 두께[m], l은 롤 R의 전체 길이[m], d는 코어 C의 직경[m]이다.
리드부(4A, 4B) 각각은, 수분 및/또는 산소를 차폐하는 가스 배리어성을 갖고 있다. 구체적으로는, 도 3에 도시된 바와 같이 리드부(4A, 4B)에는 가스 배리어층(6)이 형성되어 있다. 가스 배리어층(6)은 지지 기판(3)의 리드부(4A)에 있어서의 한쪽 주면(4Aa)에 배치되어 있다. 가스 배리어층(6)은 지지 기판(3)의 리드부(4B)에 있어서의 한쪽 주면(4Aa)에도 배치되어 있다. 또한 가스 배리어층(6)은 지지 기판(3)의 리드부(4A, 4B)에 있어서의 다른 쪽 주면(4Ab)에 배치되어 있어도 되고, 한쪽 주면(4Aa) 및 다른 쪽 주면(4Ab)의 양면에 배치되어 있어도 된다.
가스 배리어층(6)은 가스 배리어 필름 또는 금속박이다. 가스 배리어 필름은, 예를 들어 지지 기판(3) 상에 형성되는, 산화규소, 질화규소, 산질화규소, 또는 산화알루미늄 등의 무기 산화물의 단층 또는 복층의 박막이다. 가스 배리어 필름은, 취약성을 개량하기 위하여 상기 무기 산화물의 층(무기층)과 유기 재료의 층(유기층)으로 이루어지는 복층 구조인 것이 바람직하다. 무기층과 유기층의 적층순은 한정되지 않지만, 양 층을 교대로 복수 회 적층시키는 것이 바람직하다. 가스 배리어 필름의 형성 방법은, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법, 분자선 에피택시법, 이온 플레이팅법, 플라스마 중합법, 대기압 플라스마 중합법, 플라스마 CVD법, 레이저 CVD법, 열 CVD법, 코팅법을 들 수 있다.
금속박으로서는, 예를 들어 알루미늄, 구리 혹은 니켈 등의 금속 재료, 또는 스테인리스 혹은 알루미늄 합금 등의 합금 재료를 사용할 수 있다. 또한 리드부(4A, 4B)는, 리드부(4A, 4B) 자체가 가스 배리어성을 갖는 재료로 형성되어 있어도 된다.
[양극층]
양극층(5)은 지지 기판(3)의 한쪽 주면(3a) 상에 배치되어 있다. 양극층(5)으로는, 광 투과성을 나타내는 전극층이 사용된다. 광 투과성을 나타내는 전극으로서는, 전기 전도도가 높은 금속 산화물, 금속 황화물 및 금속 등의 박막을 사용할 수 있으며, 광 투과율이 높은 박막이 적합하게 사용된다. 예를 들어 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: 약칭 ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide: 약칭 IZO), 금, 백금, 은 및 구리 등으로 이루어지는 박막이 사용되며, 이들 중에서도 ITO, IZO, 또는 산화주석으로 이루어지는 박막이 적합하게 사용된다.
양극층(5)으로서, 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체 등의 유기물의 투명 도전막을 사용해도 된다. 또한 양극층(5)으로서, 금속 또는 금속 합금 등을 메쉬상으로 패터닝한 전극, 혹은 은을 포함하는 나노와이어가 네트워크상으로 형성되어 있는 전극을 사용해도 된다.
양극층(5)의 두께는, 광의 투과성, 전기 전도도 등을 고려하여 결정할 수 있다. 양극층(5)의 두께는 통상 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이고, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
양극층(5)의 형성 방법으로서는 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법 및 도포법 등을 들 수 있다.
[유기 기능층]
유기 기능층(7)은 양극층(5) 및 지지 기판(3)의 한쪽 주면(3a) 상에 배치되어 있다. 유기 기능층(7)은 발광층을 포함하고 있다. 유기 기능층(7)은, 통상 주로 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기물, 혹은 해당 유기물과 이를 보조하는 발광층용 도펀트 재료를 포함한다. 발광층용 도펀트 재료는, 예를 들어 발광 효율을 향상시키거나, 발광 파장을 변화시키거나 하기 위하여 첨가된다. 또한, 유기물은, 저분자 화합물이어도 되고, 고분자 화합물이어도 된다. 유기 기능층(7)을 구성하는 발광 재료로서는, 예를 들어 후술하는 색소 재료, 금속 착체 재료, 고분자 재료, 발광층용 도펀트 재료를 들 수 있다.
(색소 재료)
색소 재료로서는, 예를 들어 시클로펜다민 및 그의 유도체, 테트라페닐부타디엔 및 그의 유도체, 트리페닐아민 및 그의 유도체, 옥사디아졸 및 그의 유도체, 피라졸로퀴놀린 및 그의 유도체, 디스티릴벤젠 및 그의 유도체, 디스티릴아릴렌 및 그의 유도체, 피롤 및 그의 유도체, 티오펜 화합물, 피리딘 화합물, 페리논 및 그의 유도체, 페릴렌 및 그의 유도체, 올리고티오펜 및 그의 유도체, 옥사디아졸 이량체 및 그의 유도체, 피라졸린 이량체 및 그의 유도체, 퀴나크리돈 및 그의 유도체, 쿠마린 및 그의 유도체를 들 수 있다.
(금속 착체 재료)
금속 착체 재료로서는, 예를 들어 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속, 또는 Al, Zn, Be, Pt, Ir 등을 중심 금속으로 갖고 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 배위자에 갖는 금속 착체를 들 수 있다. 금속 착체로서는, 예를 들어 이리듐 착체, 백금 착체 등의, 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체, 알루미늄퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴아연 착체, 벤조티아졸아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린아연 착체, 페난트롤린유로퓸 착체를 들 수 있다.
(고분자 재료)
고분자 재료로서는, 예를 들어 폴리파라페닐렌비닐렌 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 및 그의 유도체, 폴리실란 및 그의 유도체, 폴리아세틸렌 및 그의 유도체, 폴리플루오렌 및 그의 유도체, 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체, 상기 색소 재료, 금속 착체 재료를 고분자화한 재료를 들 수 있다.
(발광층용 도펀트 재료)
발광층용 도펀트 재료로서는, 예를 들어 페릴렌 및 그의 유도체, 쿠마린 및 그의 유도체, 루브렌 및 그의 유도체, 퀴나크리돈 및 그의 유도체, 스쿠아릴륨 및 그의 유도체, 포르피린 및 그의 유도체, 스티릴 색소, 테트라센 및 그의 유도체, 피라졸론 및 그의 유도체, 데카시클렌 및 그의 유도체, 페녹사존 및 그의 유도체를 들 수 있다.
유기 기능층(7)의 두께는 통상 2㎚ 내지 200㎚이다. 유기 기능층(7)은, 예를 들어 상기와 같은 발광 재료를 포함하는 도포액(예를 들어 잉크)을 사용하는 도포법에 의해 형성된다. 발광 재료를 포함하는 도포액의 용매로서는, 발광 재료를 용해시키는 것이면 한정되지 않는다.
[음극층]
음극층(9)은 유기 기능층(7) 및 지지 기판(3)의 한쪽 주면(3a) 상에 배치되어 있다. 음극층(9)은 인출 전극(9a)에 전기적으로 접속되어 있다. 인출 전극(9a)은 지지 기판(3)의 한쪽 주면(3a)에 배치되어 있다. 인출 전극(9a)은 양극층(5)과 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 인출 전극(9a)의 두께는 양극층(5)의 두께와 동등하다. 인출 전극(9a)의 재료는 양극층(5)의 재료와 마찬가지이다.
음극층(9)의 재료로서는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 주기율표 제13족 금속을 사용할 수 있다. 음극층(9)의 재료로서는, 보다 구체적으로는, 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 상기 금속 중 2종 이상의 합금, 상기 금속 중 1종 이상과 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티타늄, 코발트, 니켈, 텅스텐, 주석 중 1종 이상의 합금, 또는 그래파이트 혹은 그래파이트 층간 화합물 등이 사용된다. 합금의 예로서는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금을 들 수 있다.
또한 음극층(9)으로서는, 예를 들어 도전성 금속 산화물 및 도전성 유기물 등으로 이루어지는 투명 도전성 전극을 사용할 수 있다. 도전성 금속 산화물로서는, 구체적으로는, 예를 들어 산화인듐, 산화아연, 산화주석, ITO 및 IZO를 들 수 있다. 도전성 유기물로서는, 구체적으로는, 예를 들어 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체를 들 수 있다. 또한 음극층(9)은, 2층 이상을 적층한 적층체로 구성되어 있어도 된다. 또한 전자 주입층이 음극층(9)으로서 사용되는 경우도 있다.
음극층(9)의 두께는, 전기 전도도, 내구성을 고려하여 설정된다. 음극층(9)의 두께는 통상 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이고, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
음극층(9)의 형성 방법으로서는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 또한 금속박막을 열 압착하는 라미네이트법 및 도포법을 들 수 있다.
[밀봉층]
밀봉층(11)은 유기 EL 소자(1)에 있어서 최상부에 배치되어 있다. 밀봉층(11)은 점접착층(도시 생략)에 의해 접합되어 있다. 밀봉층(11)은, 금속박, 투명한 플라스틱 필름의 표면 혹은 이면 또는 그 양면에 배리어 기능층을 형성한 배리어 필름, 또는 플렉시블성을 갖는 박막 유리, 플라스틱 필름 상에 배리어성을 갖는 금속 적층시킨 필름 등을 포함하며, 가스 배리어 기능, 특히 수분 배리어 기능을 갖는다. 금속박으로서는 배리어성의 관점에서 구리, 알루미늄, 스테인리스가 바람직하다. 금속박의 두께는 핀 홀 억제의 관점에서 두꺼울수록 바람직하지만, 플렉시블성의 관점도 고려하면 15㎛ 내지 50㎛가 바람직하다.
[유기 디바이스의 제조 방법]
계속해서, 상기 구성을 갖는 유기 EL 소자(1)의 제조 방법에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다.
유기 EL 소자(1)의 제조 방법에서는, 도 5에 개념적으로 도시한 바와 같이 롤 투 롤 방식(연속 반송 방식)이 채용된다. 롤 투 롤 방식으로 유기 EL 소자(1)를 제조하는 경우, 권출 롤(30A)과 권취 롤(30B) 사이에 장설된 긴 가요성의 지지 기판(3)을 연속적으로 반송 롤러(31)로 반송하면서 각 층을 지지 기판(3)측으로부터 순서대로 형성한다. 또한 도 5에서는, 기판 건조 공정 S01부터 음극층 형성 공정 S04까지의 공정을 일례로 들어 도시하고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 유기 EL 소자(1)를 제조하는 경우, 맨 처음에 지지 기판(3)을 가열하여 지지 기판(3)을 건조시킨다(기판 건조 공정 S01). 다음으로, 건조된 지지 기판(3)(한쪽 주면(3a)) 상에 양극층(5) 및 인출 전극(9a)을 형성한다(양극층 형성 공정(형성 공정) S02). 양극층(5)(인출 전극(9a))은, 양극층(5)의 설명 시에 예시한 형성 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 양극층(5) 상에 유기 기능층(7)을 형성한다(유기 기능층 형성 공정(형성 공정) S03). 유기 기능층(7)은, 유기 기능층(7)의 설명 시에 예시한 형성 방법으로 형성할 수 있다. 다음으로, 유기 기능층(7) 상에 음극층(9)을 형성한다(음극층 형성 공정(형성 공정) S04). 음극층(9)은, 음극층(9)의 설명 시에 예시한 형성 방법으로 형성할 수 있다.
계속해서, 음극층(9)이 형성된 지지 기판(3)을 롤상으로 권취한다(권취 공정 S05). 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 기판(3)이 코어 C에 권취되면 롤 R가 형성된다. 롤 R에서는 리드부(4A)가 코어 C에 권취되어 있다. 리드부(4B)는 롤 R의 외주에 권부되어 있다. 이것에 의해, 롤 R에서는, 내측이 리드부(4A)에 의해 덮이고 외측이 리드부(4B)에 의해 덮인다. 그리고 롤 R를, 예를 들어 보관 고 등에 보관한다(보관 공정 S06).
계속해서, 보관 공정 S06에 있어서 보관되어 있던 롤 R를 준비하고, 지지 기판(3) 상에 형성된 유기 기능층(7) 및 음극층(9)을 밀봉층(11)에 의해 밀봉한다(밀봉 공정 S07). 구체적으로는, 롤 R를 준비하고, 권출 롤(30A)과 권취 롤(30B) 사이에 지지 기판(3)을 장설하여 밀봉층(11)을 접합한다. 이상에 의해 유기 EL 소자(1)가 제조된다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 사용하는 띠상의 가요성을 갖는 지지 기판(3)은 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에 리드부(4A, 4B)를 갖고 있다. 리드부(4A, 4B)는 가스 배리어성을 갖고 있다. 이것에 의해, 보관 공정 S06에 있어서 지지 기판(3)을 롤상으로 권취했을 때 롤 R의 내측 및 외측에 리드부(4A, 4B)가 배치된다. 그로 인하여, 리드부(4A, 4B)의 가스 배리어성에 의해 유기 기능층(7) 및 음극층(9)이 산소 및/또는 수분으로부터 보호된다. 이와 같이 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 보호 필름 또는 불활성 가스를 사용하지 않더라도 유기 기능층(7) 및 음극층(9)을 보호할 수 있기 때문에 제조 비용을 억제하면서 열화를 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 지지 기판(3) 상에 양극층(5), 유기 기능층(7) 및 음극층(9)을 이 순서대로 형성한 후에 지지 기판(3)을 권취하여 보관한다. 이것에 의해, 양극층(5), 유기 기능층(7) 및 음극층(9)에 의해 구성되는 유기 EL 소자(유기 디바이스)의 열화를 리드부(4A, 4B)에 의해 억제할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 리드부(4A, 4B)에는, 가스 배리어 필름 또는 금속박에 의해 형성된 가스 배리어층(6)이 형성되어 있다. 이것에 의해 리드부(4A, 4B)의 가스 배리어성을 확보할 수 있다.
본 실시 형태에서는, 리드부(4A, 4B)의 길이는, 지지 기판(3)을 권취하여 형성되는 롤 R의 외주의 길이보다도 길다. 이것에 의해, 롤 R의 외주가 리드부(4A) 또는 리드부(4B)에 의해 덮이기 때문에 유기 기능층(7) 및 음극층(9)에 산소 및/또는 수분이 침입하는 것을 보다 확실히 억제할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 본 실시 형태에 한정되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어 상기 실시 형태에서는, 양극층(5)과 음극층(9) 사이에, 발광층을 포함하는 유기 기능층(7)이 배치된 유기 EL 소자(1)를 예시했다. 그러나 유기 기능층(7)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 유기 기능층(7)은 이하의 구성을 갖고 있어도 된다.
(a) (양극층)/발광층/(음극층)
(b) (양극층)/정공 주입층/발광층/(음극층)
(c) (양극층)/정공 주입층/발광층/전자 주입층/(음극층)
(d) (양극층)/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/(음극층)
(e) (양극층)/정공 주입층/정공 수송층/발광층/(음극층)
(f) (양극층)/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/(음극층)
(g) (양극층)/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/(음극층)
(h) (양극층)/발광층/전자 주입층/(음극층)
(i) (양극층)/발광층/전자 수송층/전자 주입층/(음극층)
여기서, 기호 「/」는, 기호 「/」를 사이에 둔 각 층이 인접하여 적층되어 있는 것을 나타낸다.
정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 각각의 재료는, 공지된 재료를 사용할 수 있다. 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 각각은, 예를 들어 유기 기능층(7)과 동일하게 도포법에 의해 형성할 수 있다.
유기 EL 소자(1)는 단층의 유기 기능층(7)을 갖고 있어도 되고, 2층 이상의 유기 기능층(7)을 갖고 있어도 된다. 상기 (a) 내지 (i)의 층 구성 중 어느 하나에 있어서, 양극층(5)과 음극층(9) 사이에 배치된 적층 구조를 「구조 단위 A」라 하면, 2층의 유기 기능층(7)을 갖는 유기 EL 소자의 구성으로서, 예를 들어 하기 (j)에 나타내는 층 구성을 들 수 있다. 2개 있는 (구조 단위 A)의 층 구성은, 서로 동일해도, 상이해도 된다.
(j) 양극층/(구조 단위 A)/전하 발생층/(구조 단위 A)/음극층
여기서 전하 발생층이란, 전계를 인가함으로써 정공과 전자를 발생시키는 층이다. 전하 발생층으로서는, 예를 들어 산화바나듐, ITO, 산화몰리브덴 등으로 이루어지는 박막을 들 수 있다.
또한 「(구조 단위 A)/전하 발생층」을 「구조 단위 B」라 하면, 3층 이상의 유기 기능층(7)을 갖는 유기 EL 소자의 구성으로서, 예를 들어 이하의 (k)에 나타내는 층 구성을 들 수 있다.
(k) 양극층/(구조 단위 B)x/(구조 단위 A)/음극층
기호 「x」는 2 이상의 정수를 나타내고, 「(구조 단위 B)x」는, (구조 단위 B)가 x단 적층된 적층체를 나타낸다. 또한 복수 있는 (구조 단위 B)의 층 구성은 동일해도, 상이해도 된다.
전하 발생층을 형성하지 않고, 복수의 유기 기능층(7)을 직접적으로 적층시켜 유기 EL 소자를 구성해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 롤 투 롤 방식에 의해 지지 기판(3) 상에 양극층(5)을 형성하는 형태를 일례로 들어 설명하였다. 그러나 지지 기판(3) 상에 양극층(5)을 미리 형성하고, 권출 롤(30A)과 권취 롤(30B) 사이에 장설된 긴 양극층(5)이 형성된 지지 기판(3)을 연속적으로 반송 롤러(31)로 반송하면서, 유기 EL 소자(1)의 제조에 따른 각 공정을 실시해도 된다.
상기 실시 형태에서는 기판 건조 공정 S01을 실시하고 있지만, 기판 건조 공정 S01은 실시하지 않아도 된다.
상기 실시 형태에서는, 음극층 형성 공정 S04 후에 권취 공정 S05 및 보관 공정 S06을 실시하는 형태를 일례로 들어 설명하였다. 그러나 권취 공정 및 보관 공정은 유기 기능층 형성 공정 S03 후에 실시되어도 된다. 권취 공정 및 보관 공정은 임의의 타이밍(각 공정의 도중)에 실시할 수 있다.
상기 실시 형태에 추가하여, 지지 기판(3)의 한쪽 주면(표면)(3a) 및 다른 쪽 주면(이면)(3b) 중 적어도 한쪽에 가스 배리어 층을 형성해도 된다. 이것에 의해, 유기 기능층(7) 및 음극층(9)에 산소 및/또는 수분이 침입하는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
상기 실시 형태에 추가하여, 유기 디바이스의 제조 방법에서는 이하의 방법을 채용할 수 있다. 다른 실시 형태에 따른 유기 디바이스의 제조 방법에 대하여 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 또한 도 8에 있어서의 기판 건조 공정 S11부터 권취 공정 S15까지는 상기 실시 형태의 기판 건조 공정 S01부터 권취 공정 S05까지와 마찬가지이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 지지 기판(3)에는 감온성 점착 시트(감온성 점착 부재)(13)가 설치되어 있다. 감온성 점착 시트(13)는 지지 기판(3)의 폭 방향에서의 양단부의 하나의 주면(3a) 상에 각각에 배치되어, 길이 방향을 따라 부착되어 있다. 감온성 점착 시트(13)는, 소정의 제1 온도 이상에서 점착력이 높아지고 또한 소정의 제2 온도 이하에서 점착력이 낮아진다. 구체적으로는, 감온성 점착 시트(13)는, 예를 들어 50℃ 이상에서 점착성을 발현하고 3℃ 이하에서 점착력이 저하된다(다른 부재에 대하여 박리 가능해짐).
권취 공정 S15 후, 롤 R에 가열 처리를 실시한다(가열 공정 S16). 가열 공정 S16에서는, 예를 들어 50℃ 이상의 오븐 등의 가열실에 롤 R를 투입함으로써 롤 R를 가열한다. 롤 R를 가열함으로써 감온성 점착 시트(13)에 점착성이 발현하여(높아져), 감온성 점착 시트(13)와 지지 기판(3)의 다른 쪽 주면(3b)이 밀착된다. 그리고 롤 R를, 예를 들어 보관고 등에 보관한다(보관 공정 S17).
계속해서, 보관 공정 S17에 있어서 보관되어 있던 롤 R를 준비하고, 롤 R에 저온 처리를 실시한다(저온 처리 공정 S18). 저온 처리 공정 S18에서는, 예를 들어 3℃ 이하의 냉각실에 롤 R를 투입함으로써 롤 R에 저온 처리를 실시한다. 롤 R에 저온 처리를 실시함으로써 감온성 점착 시트(13)의 점착력이 저하되어, 지지 기판(3)의 다른 쪽 주면(3b)으로부터 감온성 점착 시트(13)가 박리된다. 그리고 지지 기판(3) 상에 형성된 유기 기능층(7) 및 음극층(9)을 밀봉층(11)에 의해 밀봉한다(밀봉 공정 S19). 구체적으로는, 저온 처리가 실시된 롤 R를 준비하고, 권출 롤(30A)과 권취 롤(30B) 사이에 지지 기판(3)을 장설하여 밀봉층(11)을 접합한다. 이상에 의해 유기 EL 소자(1)가 제조된다.
상기 유기 디바이스의 제조 방법에서는, 지지 기판(3)의 다른 쪽 주면(3b)과 감온성 점착 시트(13)가 밀착되기 때문에 산소 및/또는 수분이 지지 기판(3)의 폭 방향측으로부터 침입하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 유기 기능층(7) 및 음극층(9)을 한층 더 보호할 수 있어 열화를 억제할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 가열 공정 S16에 있어서 롤 R 전체를 가열하는 형태를 일례로 들어 설명했지만, 감온성 점착 시트(13)가 부착된 롤 R의 양단부를 스폿 히터로 가열해도 된다. 또한 저온 처리 공정 S18에 있어서 롤 R 전체에 저온 처리를 실시하는 형태를 일례로 들어 설명했지만, 롤 R를 조출할 때 감온성 점착 시트(13)에 냉풍을 분사해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 권취 공정 S15에 있어서 롤 R를 형성한 후에 가열 공정 S16에 있어서 롤 R를 가열하는 형태를 일례로 들어 설명하였다. 그러나 지지 기판(3)을 롤상으로 권취하기 전에, 예를 들어 롤 라미네이터에 의해 감온성 점착 시트(13)를 가열해도 된다. 즉, 가열 공정 후에 권취 공정을 실시해도 된다.
상기 실시 형태에서는, 유기 디바이스로서 유기 EL 소자를 일례로 들어 설명하였다. 유기 디바이스는 유기 박막 트랜지스터, 유기 포토디텍터, 유기 박막 태양 전지 등이어도 된다.
1: 유기 EL 소자(유기 디바이스)
3: 지지 기판(기재)
3a: 한쪽 주면(표면)
3b: 다른 쪽 주면(이면)
4A, 4B: 리드부
5: 양극층(제1 전극층)
7: 유기 기능층
9: 음극층(제2 전극층)
13: 감온성 점착 시트(감온성 점착 부재)
R: 롤
S02, S12: 음극층 형성 공정(형성 공정)
S03, S13: 유기 기능층 형성 공정(형성 공정)
S04, S14: 음극층 형성 공정(형성 공정)
S05, S15: 권취 공정
S06, S17: 보관 공정
S16: 가열 공정
S18: 저온 처리 공정
3: 지지 기판(기재)
3a: 한쪽 주면(표면)
3b: 다른 쪽 주면(이면)
4A, 4B: 리드부
5: 양극층(제1 전극층)
7: 유기 기능층
9: 음극층(제2 전극층)
13: 감온성 점착 시트(감온성 점착 부재)
R: 롤
S02, S12: 음극층 형성 공정(형성 공정)
S03, S13: 유기 기능층 형성 공정(형성 공정)
S04, S14: 음극층 형성 공정(형성 공정)
S05, S15: 권취 공정
S06, S17: 보관 공정
S16: 가열 공정
S18: 저온 처리 공정
Claims (8)
- 띠상의 가요성을 갖는 기재를 사용하여 연속 반송 방식에 의해 유기 디바이스를 제조하는 유기 디바이스의 제조 방법이며,
상기 기재에는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부가 설치되어 있고,
상기 기재 상에 전극층 및 유기 기능층 중 적어도 1층을 형성하는 형성 공정과,
상기 형성 공정 후에 상기 기재를 롤상으로 권취하는 권취 공정과,
상기 권취 공정 후에 롤상의 상기 기재를 보관하는 보관 공정을 포함하는, 유기 디바이스의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 전극층은 제1 전극층 및 제2 전극층을 포함하고,
상기 형성 공정에서는, 상기 기재 상에 상기 제1 전극층, 상기 유기 기능층 및 상기 제2 전극층을 이 순서대로 형성하는, 유기 디바이스의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기재의 표면 및 이면 중 적어도 한쪽에는 가스 배리어층이 형성되어 있는, 유기 디바이스의 제조 방법.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리드부에는 가스 배리어 필름 또는 금속박이 설치되어 있는, 유기 디바이스의 제조 방법.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리드부의 길이는, 상기 기재를 권취하여 형성되는 롤의 외주의 길이보다도 긴, 유기 디바이스의 제조 방법.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기재의 폭 방향에서의 양단부의 일면 상에는, 소정의 제1 온도 이상에서 점착력이 높아지고 또한 소정의 제2 온도 이하에서 점착력이 낮아지는 감온성 점착 부재가 설치되어 있고,
상기 형성 공정 후이자 상기 보관 공정 전에 상기 감온성 점착 부재를 상기 소정의 제1 온도 이상으로 가열하는 가열 공정을 포함하는, 유기 디바이스의 제조 방법. - 제6항에 있어서, 상기 보관 공정 후, 다음 공정을 실시하기 전에, 상기 감온성 점착 부재가 상기 소정의 제2 온도 이하가 되도록 저온 처리를 실시하는 저온 처리 공정을 포함하는, 유기 디바이스의 제조 방법.
- 띠상의 가요성을 갖는 기재가 권취된 롤이며,
상기 기재 상에는 전극층 및 유기 기능층 중 적어도 1층이 형성되어 있고,
상기 기재에는, 길이 방향의 일단부 및 타단부 각각에, 가스 배리어성을 갖는 리드부가 설치되어 있는 롤.
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CN108476572B (zh) | 2020-07-10 |
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