KR20190018476A - 유기 전자 소자의 제조 방법 및 기능층의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
일 실시 형태에 관한 유기 전자 소자의 제조 방법은, 소정의 기능을 갖는 기능층용 도포액을 플라스틱 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 공정과, 적외선 가열로 내에서 상기 도포막에 적외선을 조사하여 상기 도포막을 가열 경화시킴으로써, 상기 기능층을 형성하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로가 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화한다.
Description
본 발명은 유기 전자 소자의 제조 방법 및 기능층의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 일렉트로 루미네센스 소자(이하, 「유기 EL 소자」라고 하는 경우가 있음), 유기 광전 변환 소자, 유기 박막 트랜지스터 등의 유기 전자 소자는, 기판 상에 설치되어 있고 소정의 기능을 갖는 기능층을 갖는다.
상기 기능층의 형성 방법의 예로서, 특허문헌 1의 기술이 알려져 있다. 특허문헌 1에서는, 먼저, 가교성 기를 갖고 있고 기능층(특허문헌 1에 있어서의 도전성 박막)의 재료인 고분자 화합물을 포함하는 도포액을 기판 상에 도포하여 도포막을 형성한다. 그 후, 적외선 히터로부터 도포막에 적외선을 조사하고, 그 적외선에 의해 가교성 기를 가교시킴으로써 도포막을 가열 경화하고, 기능층을 형성한다.
특허문헌 1과 같이, 기판 상에 형성된 도포막을 적외선 가열할 때에는, 통상 적외선 가열로 내에서 도포막의 적외선 가열이 실시된다. 도포막의 적외선 가열 공정에서는, 적외선 히터로부터는 방사상으로 적외선이 출사되기 때문에, 적외선 가열로 내에 배치된 도포막을 갖는 기판의 주위 부재, 예를 들어 적외선 가열로의 노벽에도 적외선이 입사된다. 이 경우, 적외선이 입사된 부재는 가열되어, 원적외선 복사가 생긴다.
유기 전자 소자의 기판으로서, 유기 전자 소자가 가요성을 갖도록, 근년, 플라스틱 기판이 사용되는 경향이 있다. 플라스틱 기판은, 적외선 중, 원적외선(예를 들어 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선)을 근적외선(예를 들어 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선)보다 흡수하기 쉽다. 그 때문에, 상기한 바와 같이 예를 들어 적외선 가열로의 노벽이 적외선으로 가열되어, 원적외선 복사가 발생하면, 그 원적외선에 의해 플라스틱 기판이 불필요하게 가열된다. 이와 같이 플라스틱 기판이 가열되면, 플라스틱 기판에 손상(변형 등)이 생기고, 유기 전자 소자의 제조 수율이 저하된다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 플라스틱 기판으로의 손상을 저감시키면서 제조 수율의 향상을 도모할 수 있는 유기 전자 소자의 제조 방법 및 기능층의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 관한 유기 전자 소자의 제조 방법은, 유기 전자 소자의 제조 방법으로서, 소정의 기능을 갖는 기능층용 도포액을 플라스틱 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 공정과, 적외선 가열로 내에서 상기 도포막에 적외선을 조사하여 상기 도포막을 가열 경화시킴으로써, 상기 기능층을 형성하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로가 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화한다.
이 제조 방법에 있어서의 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로가 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화한다. 100℃ 이하로 냉각된 부재에 적외선이 입사되더라도 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선(이하, 「원적외선」이라고도 칭함)의 복사가 생기기 어렵다. 그 때문에, 가열 공정에서, 플라스틱 기판의 불필요한 가열이 억제되고 있다. 그 결과, 플라스틱 기판에 변형 등의 손상이 생기기 어렵다. 그 때문에, 유기 전자 소자의 제조 수율의 향상을 도모할 수 있다.
상기 도포액이 가교성 기를 갖는 재료를 포함하고 있고, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선에 의해 상기 가교성 기를 가교시킴으로써, 상기 도포막을 가열 경화해도 된다.
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로가 갖는 부재인 노벽의 일부를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화해도 된다. 이에 의해, 상기 노벽의 일부로부터의 원적외선 복사가 억제되므로, 플라스틱 기판에 손상이 생기기 어렵다.
상기 노벽 중 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측의 영역을 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화해도 된다. 이 경우, 상기 노벽 중 적어도 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측의 영역이 100℃ 이하로 냉각되고, 그들 영역으로부터의 원적외선 복사가 생기기 어렵다. 플라스틱 기판은, 통상 두께 방향에 직교하는 표면(또는 이면)의 면적은, 측면의 면적보다 크다. 따라서, 상기한 바와 같이 노벽 중 상기 플라스틱 기판의 상측 및 하측의 영역으로부터의 원적외선 복사가 억제됨으로써, 플라스틱 기판으로의 원적외선의 입사를 효율적으로 억제할 수 있다.
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로 내에 있어서, 상기 플라스틱 기판을 반송하면서 상기 적외선을 상기 도포막에 조사하고, 상기 노벽 중, 상기 플라스틱 기판의 반송 경로를 터널상으로 둘러싸는 영역을 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화해도 된다. 이 경우, 상기 노벽 중, 상기 플라스틱 기판의 반송 경로를 둘러싸는 영역으로부터의 원적외선 복사를 억제할 수 있으므로, 플라스틱 기판에 대한 원적외선 입사를 보다 한층 저감할 수 있다.
상기 적외선 가열로가 상기 적외선 가열로의 노벽과 상기 플라스틱 기판 사이에 적어도 하나의 냉각 부재를 갖고, 상기 적외선 가열로의 노벽의 일부와 함께, 상기 냉각 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화해도 된다.
이 경우, 냉각 부재가 적외선 가열로의 노벽과 상기 플라스틱 기판 사이에 배치되어 있으므로, 적외선 조사부로부터의 적외선이 냉각 부재로 차단되고, 노벽에 도달하기 어렵다. 그 때문에, 그 노벽으로부터의 원적외선 복사가 억제된다. 냉각 부재에 적외선이 입사되더라도, 냉각 부재는 100℃ 이하로 냉각되어 있다는 점에서, 냉각 부재로부터의 원적외선 복사도 억제되어 있다. 그 때문에, 플라스틱 기판에 대한 원적외선의 입사가 저감될 수 있다.
상기 적외선 가열로는, 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측에 각각 배치되는 상기 냉각 부재를 가져도 된다. 이 경우, 가열 공정에서, 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측에 각각 배치된 냉각 부재가 100℃ 이하로 냉각된다. 플라스틱 기판은, 통상 두께 방향에 직교하는 표면(또는 이면)의 면적은, 측면의 면적보다 크다. 따라서, 상기한 바와 같이 상기 플라스틱 기판의 상측 및 하측의 영역이 100℃ 이하로 냉각되고, 이들의 영역으로부터의 원적외선 복사가 저감되면, 플라스틱 기판에의 원적외선의 입사를 효율적으로 억제할 수 있다.
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로 내에 있어서, 상기 플라스틱 기판을 반송하면서 상기 적외선을 상기 도포막에 조사하고, 상기 냉각 부재는, 상기 플라스틱 기판의 반송 경로를 둘러싸도록 터널상으로 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 냉각 부재가 터널상으로 형성되어 있고, 플라스틱 기판을 둘러싸고 있으므로, 노벽으로의 적외선 입사가 보다 한층 저감되어, 노벽으로부터의 원적외선 복사를 억제할 수 있다. 또한, 터널상으로 형성된 냉각 부재도 100℃ 이하로 냉각되어 있으므로, 냉각 부재로부터의 원적외선 복사도 억제될 수 있다. 따라서, 플라스틱 기판의 반송 경로를 둘러싸는 영역으로부터 원적외선이 플라스틱 기판에 보다 한층, 입사하기 어렵다.
상기 플라스틱 기판에 입사되는 상기 적외선 중 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선의 양이, 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선의 양의 3분의 1 이하여도 된다.
100℃ 이하로 냉각되는 상기 부재에 있어서, 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선(원적외선)의 평균 흡수율이 80% 이상이어도 된다. 이에 의해, 상기 부재에 의해, 플라스틱 기판의 온도 상승에 기여하는 상기 파장 범위의 적외선이 상기 부재에 보다 많이 흡수된다. 그리고, 상기 부재는, 100℃ 이하로 냉각되어 있으므로, 그 부재에 원적외선이 흡수되더라도, 그 부재로부터의 원적외선 복사는 생기지 않는다.
상기 가열 공정에서는, 상기 플라스틱 기판 및 상기 도포막 중 적어도 한쪽에, 불활성 가스를 분사해도 된다. 이 경우, 플라스틱 기판이 불활성 가스로 냉각되므로, 플라스틱 기판의 온도 상승을 억제할 수 있다.
상기 플라스틱 기판은 띠 형상을 나타냄과 함께, 가요성을 가지며, 상기 플라스틱 기판의 긴 변 방향의 길이가, 짧은 변 방향의 길이의 10배 이상이어도 된다. 이 경우, 예를 들어 유기 전자 소자의 제조 방법에 롤 투 롤 방식을 적용 가능하며, 유기 전자 소자의 생산성이 향상될 수 있다.
본 발명의 다른 측면인 기능층의 제조 방법은, 소정의 기능을 갖는 기능층용 도포액을 플라스틱 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 공정과, 적외선 가열로 내에서 상기 도포막에 적외선을 조사하여 상기 도포막을 가열 경화시킴으로써, 상기 기능층을 형성하는 가열 공정을 구비하고, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로를 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화한다.
이 제조 방법에서는, 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로를 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화한다. 여기서, 100℃ 이하로 냉각된 부재에 적외선이 입사되더라도 원적외선의 복사가 생기기 어렵다. 그 때문에, 가열 공정에서, 플라스틱 기판이 불필요한 가열이 억제되고 있다. 그 결과, 플라스틱 기판에 변형 등의 손상이 생기기 어렵다. 따라서, 상기 기능층의 제조 방법을 유기 전자 소자의 제조에 사용함으로써 유기 전자 소자의 제조 수율의 향상을 도모할 수 있다.
본 발명에 따르면, 플라스틱 기판으로의 손상을 저감시키면서 제조 수율의 향상을 도모할 수 있는 유기 전자 소자의 제조 방법 및 기능층의 형성 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 유기 전자 소자의 제조 방법으로 제조되는 유기 전자 소자의 일례인 유기 EL 소자의 개략 구성을 도시하는 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 EL 소자의 제조 방법의 흐름도이다.
도 3은 기능층의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 적외선 가열로의 IV-IV 선을 따른 단면 구성의 모식도이다.
도 5는 실시예 1, 2에 사용된 적외선 가열로의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 적외선 가열로의 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 적외선 가열로의 다른 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 적외선 가열로의 또 다른 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유기 EL 소자의 제조 방법의 흐름도이다.
도 3은 기능층의 제조 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 적외선 가열로의 IV-IV 선을 따른 단면 구성의 모식도이다.
도 5는 실시예 1, 2에 사용된 적외선 가열로의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 적외선 가열로의 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 적외선 가열로의 다른 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 적외선 가열로의 또 다른 변형예의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 동일한 요소에는 동일 번호를 부여한다. 중복되는 설명은 생략한다. 도면의 치수 비율은, 설명한 것과 반드시 일치하지 않는다. 설명 중, 「상」, 「하」 등의 방향을 나타내는 단어는, 도면에 도시된 상태에 기초한 편의적인 단어이다.
본 실시 형태에서는, 유기 전자 소자가 유기 EL 소자인 형태에 대하여 설명한다. 도 1에 모식적으로 도시된 일 실시 형태에 관한 유기 EL 소자(유기 전자 소자)의 제조 방법으로 제조되는 유기 EL 소자(10)는, 예를 들어 곡면상 또는 평면상의 조명 장치, 예를 들어 스캐너의 광원으로서 사용되는 면 형상 광원, 및 표시 장치에 사용될 수 있다.
유기 EL 소자(10)는, 플라스틱 기판(12)과, 양극(14)과, 유기 EL부(16)와, 음극(18)을 구비한다. 유기 EL 소자(10)는, 양극(14)측으로부터 광을 출사하는 형태, 또는, 음극(18)측으로부터 광을 출사하는 형태를 취할 수 있다. 이하에서는, 언급하지 않는 한, 양극(14)측으로부터 광을 출사하는 형태에 대하여 설명한다.
[플라스틱 기판]
플라스틱 기판(12)은, 가시광(파장 400㎚ 내지 800㎚의 광)에 대하여 투광성을 갖는다. 플라스틱 기판(12)은, 예를 들어 필름상을 나타내며, 가요성을 갖는다. 플라스틱 기판(12)의 두께는, 예를 들어 30㎛ 이상 700㎛ 이하이다.
플라스틱 기판(12)의 재료(플라스틱 재료)로서는, 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; 폴리비닐 알코올 수지; 에틸렌-아세트산비닐 공중합체의 비누화물; 폴리아크릴로니트릴 수지; 아세탈수지; 폴리이미드 수지; 에폭시 수지를 들 수 있다.
플라스틱 기판(12)에는, 유기 EL 소자(10)을 구동하기 위한 구동 회로(예를 들어, 박막 트랜지스터 등을 포함하는 회로)가 형성되어 있어도 된다. 이러한 구동 회로는, 통상 투명 재료로 구성된다.
플라스틱 기판(12) 상에는, 배리어막이 형성되어 있어도 된다. 배리어막은, 수분을 차단하는 기능을 갖는다. 배리어막은, 가스(예를 들어 산소)를 차단하는 기능을 가져도 된다. 배리어막은, 예를 들어 규소, 산소 및 탄소로 이루어지는 막, 또는 규소, 산소, 탄소 및 질소로 이루어지는 막일 수 있다. 구체적으로는, 배리어막의 재료의 예는, 산화규소, 질화규소, 산질화규소 등이다. 배리어막의 두께의 예는, 100㎚ 이상 10㎛ 이하이다.
[양극]
양극(14)은, 플라스틱 기판(12) 상에 설치되어 있다. 플라스틱 기판(12) 상에 배리어막이 형성되어 있는 형태에서는, 양극(14)은 배리어막 상에 설치된다. 양극(14)에는, 광 투과성을 나타내는 전극이 사용된다. 광 투과성을 나타내는 전극으로서는, 전기 전도도가 높은 금속 산화물, 금속 황화물 및 금속 등의 박막을 사용할 수 있고, 광 투과율이 높은 박막이 바람직하게 사용된다. 양극(14)은, 도전체(예를 들어 금속)를 포함하는 네트워크 구조를 가져도 된다.
양극(14)의 재료로서는, 예를 들어 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: 약칭 ITO), 인듐아연 산화물(Indium Zinc Oxide: 약칭 IZO), 금, 백금, 은, 구리 등을 들 수 있고, 이들 중에서도 ITO, IZO, 또는 산화주석이 바람직하다. 양극(14)의 재료에는, 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체 등의 유기물을 사용해도 된다. 이 경우, 양극(14)은, 투명 도전막으로서 형성될 수 있다.
양극(14)의 두께는, 광의 투과성, 전기 전도도 등을 고려하여 결정할 수 있다. 양극(14)의 두께는 통상 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이며, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
[유기 EL부]
유기 EL부(16)는, 양극(14) 상에 설치되어 있다. 유기 EL부(16)는, 양극(14) 및 음극(18)에 인가된 전압에 따라, 전하의 이동, 전하의 재결합 등의 유기 EL 소자(10)의 발광에 기여하는 기능부이다.
유기 EL부(16)는, 정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3, 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5를 포함하고, 그들이 양극(14)측부터 순서대로 적층된 적층체이다. 정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3, 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5는 각각 소정의 기능을 갖는 기능층이다. 유기 EL부(16)는, 발광층 FL3을 포함하고 있으면, 예시된 것에 한정되지 않는다.
정공 주입층 FL1은, 양극(14) 상에 설치되어 있고, 양극(14)으로부터 발광층 FL3으로의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 주입층 FL1의 두께는 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절하게 설정된다. 정공 주입층 FL1의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이며, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이며, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.
정공 주입층 FL1의 재료로는, 공지된 정공 주입 재료가 사용될 수 있다. 정공 주입 재료로서는, 예를 들어 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄 및 산화 알루미늄 등의 산화물, 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체, 페닐아민 화합물, 스타버스트형 아민 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 아몰퍼스 카본 및 폴리아닐린을 들 수 있다.
정공 수송층 FL2는, 정공 주입층 FL1 상에 설치되어 있고, 양극(14), 정공 주입층 FL1 또는 정공 수송층 FL2 중, 양극(14)에 가까운 부분으로부터 발광층 FL3으로의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 수송층 FL2의 두께는, 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절하게 설정된다. 정공 수송층 FL2의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이며, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이며, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.
정공 수송층 FL2의 재료에는, 공지된 정공 수송 재료가 사용될 수 있다. 정공 수송층 FL2의 재료로서는, 예를 들어 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 또는 그의 유도체, 피라졸린 또는 그의 유도체, 아릴아민 또는 그의 유도체, 스틸벤 또는 그의 유도체, 트리페닐디아민 또는 그의 유도체, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리아릴아민 또는 그의 유도체, 폴리피롤 또는 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 또는 그의 유도체, 또는 폴리(2,5-티에닐렌 비닐렌) 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다. 정공 수송층 FL2의 재료로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 제2012-144722호 공보에 개시되어 있는 정공 수송층 재료도 들 수 있다.
발광층 FL3은, 정공 수송층 FL2 상에 설치되어 있고, 발광층 FL3은, 소정의 파장의 광을 발광하는 기능을 갖는 층이다. 발광층 FL3의 두께는, 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절하게 설정된다.
발광층 FL3은, 통상 주로 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기물, 또는, 해당 유기물과 이것을 보조하는 도펀트로 형성된다. 도펀트는, 예를 들어 발광 효율의 향상, 발광 파장을 변화시키는 등을 위하여 첨가된다. 발광층 FL3에 포함되는 유기물은 저분자 화합물이거나 고분자 화합물이어도 된다. 발광층 FL3을 구성하는 발광 재료로서는, 하기의 색소계 재료, 금속 착체계 재료, 고분자계 재료, 도펀트 재료 등을 들 수 있다.
색소계의 발광 재료로서는, 예를 들어 시클로펜다민 또는 그의 유도체, 테트라페닐 부타디엔 또는 그의 유도체, 트리페닐아민 또는 그의 유도체, 옥사디아졸 또는 그의 유도체, 피라졸로퀴놀린 또는 그의 유도체, 디스티릴벤젠 또는 그의 유도체, 디스티릴아릴렌 또는 그의 유도체, 피롤 또는 그의 유도체, 티오펜환 화합물, 피리딘환 화합물, 페리논 또는 그의 유도체, 페릴렌 또는 그의 유도체, 올리고티오펜 또는 그의 유도체, 옥사디아졸 이량체 또는 그의 유도체, 피라졸린 이량체 또는 그의 유도체, 퀴나크리돈 또는 그의 유도체, 쿠마린 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다.
금속 착체계의 발광 재료로서는, 예를 들어 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속, 또는 Al, Zn, Be, Pt, Ir 등을 중심 금속에 갖고, 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤조이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 배위자로 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, 포르피린 아연 착체, 페난트롤린유로퓸 착체 등을 들 수 있다.
고분자계의 발광 재료로서는, 예를 들어 폴리파라페닐렌비닐렌 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 또는 그의 유도체, 폴리실란 또는 그의 유도체, 폴리아세틸렌 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체, 폴리비닐카르바졸 또는 그의 유도체, 상기 색소 재료 및 금속 착체 재료의 적어도 한쪽을 고분자화한 재료 등을 들 수 있다.
도펀트의 재료로서는, 예를 들어 페릴렌 또는 그의 유도체, 쿠마린 또는 그의 유도체, 루브렌 또는 그의 유도체, 퀴나크리돈 또는 그의 유도체, 스쿠아릴륨 또는 그의 유도체, 포르피린 또는 그의 유도체, 스티릴 색소, 테트라센 또는 그의 유도체, 피라졸론 또는 그의 유도체, 데카시클렌 또는 그의 유도체, 페녹사존 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다.
전자 수송층 FL4는, 발광층 FL3 상에 설치되어 있고, 음극(18), 전자 주입층 FL5, 또는 전자 수송층 FL4 중 음극(18)에 의해 가까운 부분으로부터의 발광층 FL3으로의 전자 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 수송층 FL4의 두께는, 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절하게 설정된다. 전자 수송층 FL4의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이며, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이며, 더욱 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.
전자 수송층 FL4의 재료로는, 공지된 전자 수송 재료가 사용될 수 있다. 전자 수송층 FL4를 구성하는 전자 수송 재료로서는, 예를 들어 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 벤조퀴논 또는 그의 유도체, 나프토퀴논 또는 그의 유도체, 안트라퀴논 또는 그의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 또는 그의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 또는 그의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 또는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체, 폴리퀴놀린 또는 그의 유도체, 폴리퀴녹살린 또는 그의 유도체, 폴리플루오렌 또는 그의 유도체 등을 들 수 있다.
전자 주입층 FL5는, 전자 수송층 FL4 상에 설치되어 있고, 음극(18)으로부터 발광층 FL3으로의 전자 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 전자 주입층 FL5의 두께는, 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 구동 전압과 발광 효율이 적당한 값이 되도록 적절하게 설정된다. 전자 주입층 FL5의 두께는, 예를 들어 1㎚ 내지 1㎛이다.
전자 주입층 FL5의 재료로는, 공지된 전자 주입 재료가 사용될 수 있다. 전자 주입층 FL5의 재료로서는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 중 1종류 이상을 포함하는 합금, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 산화물, 할로겐화물, 탄산염, 또는 이들의 물질의 혼합물 등을 들 수 있다.
알칼리 금속, 알칼리 금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산염으로서는, 예를 들어 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 산화리튬, 불화리튬, 산화나트륨, 불화나트륨, 산화칼륨, 불화칼륨, 산화루비듐, 불화루비듐, 산화세슘, 불화세슘, 탄산리튬 등을 들 수 있다.
알칼리 토금속, 알칼리 토금속의 산화물, 할로겐화물 및 탄산염으로서는, 예를 들어 마그네슘, 칼슘, 바륨, 스트론튬, 산화마그네슘, 불화 마그네슘, 산화칼슘, 불화칼슘, 산화바륨, 불화 바륨, 산화스트론튬, 불화스트론튬, 탄산마그네슘 등을 들 수 있다.
이 밖에 종래 알려진 전자 수송성의 유기 재료와, 알칼리 금속의 유기 금속 착체를 혼합한 층을 전자 주입층 FL5로서 이용할 수 있다. 이 밖에, 국제 공개 제12/133229호 공보에 기재된 알칼리 금속염을 측쇄에 포함하는 이온성 고분자 화합물 등도 전자 주입층 FL5로서 사용할 수 있다.
[음극]
음극(18)은, 유기 EL부(16) 상에 설치되어 있다. 음극(18)의 두께는, 사용하는 재료에 따라 최적값이 상이하며, 전기 전도도, 내구성 등을 고려하여 설정된다. 음극(18)의 두께는, 통상 10㎚ 내지 10㎛이며, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이며, 더욱 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.
음극(18)의 재료로서는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 주기율표의 제13족 금속 등을 들 수 있다. 음극(18)으로서는, 도전성 금속 산화물 및 도전성 유기물 등을 포함하는 투명 도전성 전극을 사용해도 된다.
다음에, 유기 EL 소자(10)의 제조 방법의 일례에 대하여, 가요성을 갖는 띠 형상(또는 장척)의 플라스틱 기판(12)을 이용하여 유기 EL 소자(10)를 제조하는 경우를 설명한다. 띠 형상의 플라스틱 기판(12)은, 예를 들어 긴 변 방향의 길이가, 폭 방향(짧은 변 방향)의 10배 이상인 플라스틱 기판이다. 유기 EL 소자(10)의 제조 방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 양극 형성 공정 S10과, 유기 EL부 형성 공정 S12와, 음극 형성 공정 S14를 구비한다.
[양극 형성 공정]
양극 형성 공정 S10에서는, 플라스틱 기판(12) 상에 양극(14)을 형성한다. 띠 형상의 플라스틱 기판(12)을 이용하고 있는 경우, 플라스틱 기판(12) 중, 긴 변 방향으로 복수의 유기 EL 소자형 영역을 설정하고, 각 유기 EL 소자 형성 영역에 각각 양극(14)을 형성한다. 양극(14)은, 유기 EL 소자의 제조에 있어서 공지된 방법으로 형성될 수 있다. 양극(14)의 형성 방법으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법, 도포법 등을 들 수 있다.
도포법으로서는, 예를 들어 잉크젯 인쇄법을 들 수 있지만, 양극(14)을 형성 가능한 도포법이면, 다른 공지된 도포법이어도 된다. 잉크젯 인쇄법 이외의 공지된 도포법으로서는, 예를 들어 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법 및 노즐 프린트법 등을 들 수 있다.
양극(14)의 재료를 포함하는 도포액의 용매는, 양극(14)의 재료를 용해할 수 있는 용매이면 된다. 용매로서는, 예를 들어 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염화물 용매, 테트라히드로푸란 등의 에테르 용매, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤 용매, 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르 용매 등을 들 수 있다.
[유기 EL부 형성 공정]
유기 EL부 형성 공정 S12에서는, 양극(14) 상에 유기 EL부(16)를 형성한다. 유기 EL부(16)는, 양극(14) 상에 정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3, 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5를 순서대로 적층함으로써, 형성된다.
정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3, 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5를 기능층 FL이라 칭하고, 기능층 FL의 형성 방법(기능층의 제조 방법)을, 도 3 및 도 4을 이용하여 설명한다. 도 3은, 기능층 FL의 형성 방법의 개념도이다. 도 4는, 도 3에 도시된 적외선 가열로의 IV-IV 선을 따른 단면 구성의 모식도이다.
도 3에서는, 형성해야 할 기능층 FL의 형성 전에 이미 형성되어 있는 층을 하지층 UL로서 도시하고 있다. 하지층 UL은, 예를 들어 정공 주입층 FL1에 대하여 양극(14)이며, 정공 수송층 FL2에 대하여 양극(14)과 정공 주입층 FL1이고, 발광층 FL3에 대하여 양극(14)과 정공 주입층 FL1과 정공 수송층 FL2이다. 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5에 대한 하지층 UL도 마찬가지로 정의된다.
기능층 FL의 형성 방법은, 도포막 형성 공정과, 가열 공정을 갖는다. 본 실시 형태에 있어서, 도포 공정과 가열 공정이란, 띠 형상의 플라스틱 기판(12)을, 그의 긴 변 방향(도 3의 백색 화살표의 방향)으로 반송 롤러 R에 의해 반송하면서 순서대로 실시한다.
<도포막 형성 공정>
도포막 형성 공정에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기능층 FL이 되는 재료를 포함하는 도포액 L을, 도포 장치(20)로부터 플라스틱 기판(12) 상(구체적으로는 하지층 UL 상에)에 도포하고, 도포막(22)을 형성한다. 도포 장치(20)는, 도포법(준비된 도포액을 도포하는 방법)에 따른 것이면 된다.
본 실시 형태와 같이, 띠 형상의 플라스틱 기판(12)을 반송하면서 실시하는 도포법의 예로서는, 슬릿 코트법(다이 코트법), 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 노즐 프린트법 등을 들 수 있다. 도포법이 잉크젯 인쇄법인 경우는, 도포 장치(20)는 잉크젯 노즐을 포함하는 잉크젯 장치라면 된다.
기능층 FL의 재료를 포함하는 도포액 L의 용매는, 기능층 FL의 재료를 용해할 수 있는 용매라면 된다. 용매는, 양극 형성 공정 S10의 설명에서 예를 든 용매와 마찬가지로 할 수 있다.
도포액 L은, 가교성 기를 포함할 수 있다. 가교성 기는, 기능층 FL이 유기 화합물을 포함하는 경우, 그 유기 화합물을 가져도 되고, 또는, 가교성 기를 갖는 재료로서 가교제를 사용해도 된다.
가교성 기의 예로서는, 비닐기, 에티닐기, 부테닐기, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시알킬기, 아크릴로일아미드기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시알킬기, 메타크릴로일아미드기, 비닐에테르기, 비닐아미노기, 실라놀기, 소원환(예를 들어 시클로프로판, 시클로부탄, 에폭시드, 옥세탄, 디케텐, 에피술피드 등)을 갖는 기(예를 들어, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 에폭시기, 옥세탄기, 디케텐기, 에피술피드기, 3원환 또는 4원환의 락톤기 및 3원환 또는 4원환의 락탐기 등)를 들 수 있다.
가교제의 예로서는, 비닐기, 에티닐기, 부테닐기, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시 알킬기, 아크릴로일 아미드기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시 알킬기, 메타크릴로일 아미드기, 비닐에테르기, 비닐아미노기, 실라놀기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 에폭시기, 옥세탄기, 디케텐기, 에피술피드기, 3원환 또는 4원환의 락톤기 및 3원환 또는 4원환의 락탐기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 중합 가능한 기를 갖는 화합물을 들 수 있다. 가교제로서는, 예를 들어 다관능 아크릴레이트가 바람직하고, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 트리스펜타에리트리톨옥타아크릴레이트(TPEA) 등을 들 수 있다.
도포막 형성 공정에서, 플라스틱 기판(12) 상에 형성된 도포막(22)은 플라스틱 기판(12)의 반송에 따라 반송 경로 상에 설치된 적외선 가열로(24) 내에 반입된다.
[가열 공정]
가열 공정에서는, 적외선 가열로(24) 내에서 도포막(22)을 가열 경화시켜 기능층 FL을 형성한다. 가열 공정에서 사용하는 적외선 가열로(24)에 대하여 설명한다. 적외선 가열로(24)는, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 하우징(26)과, 적외선 조사부(28)와, 냉각 기구(30)를 갖는다.
하우징(26)은, 적외선 조사부(28)를 수용하고 있고, 도포막(22)을 가열 처리하기 위한 가열 공간 S를 형성하고 있다. 본 실시 형태에 있어서, 하우징(26)은, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있다. 하우징(26)은, 상자 형상을 나타내며, 하우징(26)을 구성하는 천장벽(32), 저벽(34), 측벽(36, 38)(도 4 참조) 및 측벽(40, 42)은, 적외선 가열로(24)의 노벽으로서 기능한다. 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38, 40, 42)의 재료예는, 스테인리스강(이하, 「SUS」라고 칭하는 경우도 있음)이다. 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)은, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있다. 측벽(40) 및 측벽(42)은, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 실질적으로 직교하고 있다. 측벽(40) 및 측벽(42)의 각각에는 플라스틱 기판(12)이 통과하는 반입구(40a) 및 반출구(42a)가 형성되어 있다.
하우징(26)에는, 가열 공간 S 내에 불활성 가스 G를 공급하기 위한 가스 공급구(26a)가 형성되어도 된다. 가스 공급구(26a)는, 예를 들어 플라스틱 기판(12)의 반송 방향에 있어서의 하우징(26)의 한쪽의 단부 근방에 형성될 수 있다. 도 3의 예에서는, 가스 공급구(26a)는 천장벽(32)에 형성되어 있으나, 가스 공급구(26a)의 형성 개소는, 도 3에 도시된 개소에 한정되지 않는다. 불활성 가스의 예는, 아르곤 가스이다. 가스 공급구(26a)로부터 불활성 가스 G를 하우징(26) 내에 공급함으로써, 불활성 가스 분위기 하에서 기능층 FL을 형성할 수 있고, 수분에 의한 기능층 FL의 열화를 억제할 수 있다. 이와 같이 가스 공급구(26a)가 하우징(26)에 형성되어 있는 경우, 하우징(26)에는, 가스 공급구(26a)로부터 가열 공간S 내에 공급된 불활성 가스 G를 배출하기 위한 가스 배출구(26b)가 형성되어 있어도 된다.
가스 공급구(26a)가, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향에 있어서의 하우징(26)의 한쪽의 단부 근방에 형성되어 있는 형태에서는, 가스 배출구(26b)는, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향에 있어서의 하우징(26)의 다른 쪽의 단부 근방에 형성될 수 있다. 이에 의해, 불활성 가스 G를 플라스틱 기판(12)의 긴 변 방향으로 흐를 수 있고, 도포막(22)의 가열 시에 플라스틱 기판(12)을 불활성 가스 G로 냉각 가능하다. 도 3의 예에서는, 가스 배출구(26b)는, 천장벽(32)에 형성되어 있지만, 가스 배출구(26b)의 형성 개소는, 도 3에 도시된 개소에 한정되지 않는다. 이하의 설명에서는, 언급하지 않는 한 적외선 가열로(24) 내에 불활성 가스 G를 공급하여, 불활성 가스 G 분위기 하에서 기능층 FL을 형성하는 형태를 설명한다.
일 실시 형태에 있어서, 하우징(26)에는 가열 공간 S 내에 냉각풍을 공급하기 위한 냉각풍 도입구가 형성되어 있어도 된다.
적외선 조사부(28)는, 복수의 적외선 램프(44)를 갖는다. 도 4에 도시된 형태에서는, 적외선 조사부(28)는, 3개의 적외선 램프(44)를 갖는다. 각 적외선 램프(44)는, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있고, 복수의 적외선 램프(44)는 병행으로 배치되어 있다. 적외선 램프(44)는 도포막(22)에 적외선 IR을 조사 가능하게 배치되어 있으면 되고, 본 실시 형태에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 도포막(22)에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 적외선 램프(44)는, 통상의 파장 범위 1.2㎛ 내지 10.0㎛를 포함하는 적외선 IR을 출사한다. 도 4에서는, 적외선 조사부(28)는, 복수의 적외선 램프(44)를 갖는 형태를 예시하고 있지만, 적외선 조사부(28)는 적어도 하나의 적외선 램프(44)를 갖고 있으면 된다.
냉각 기구(30)는 플라스틱 기판(12)의 반송 경로의 주위를 둘러싸도록 하우징(26)에 설치된 냉각 재킷(46)을 갖고, 하우징(26)을 냉각한다. 구체적으로는, 냉각 재킷(46)은, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)을 덮도록 설치되어 있다. 냉각 재킷(46)은, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있다.
냉각 재킷(46) 내에는, 냉각수 W가 흐르는 공간이 형성되어 있다. 냉각 재킷(46)은, 냉각 재킷(46)의 한쪽의 단부측에 형성된 유입구(46a)로부터 공급된 냉각수 W를 다른 쪽의 단부측에 형성된 배출구(46b)를 향하여 흐르는 냉각수 유로이다. 냉각 재킷(46)은, 그 내측에 냉각수 W가 흐르고, 냉각수 W에 의해 하우징(26)의 일부(본 실시 형태에서는, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38))를 냉각 가능하게 구성되어 있으면 된다. 냉각 기구(30)로서는, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38) 내 또는 그들의 내면 또는 외면에 설치된 냉각수 배관이어도 된다.
하우징(26)에 있어서, 냉각 기구(30)로 냉각되는 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 내면은 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선을 흡수하는 흡수제로 코팅이 실시되고, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38) 각각에서의 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선의 평균 흡수율이 80% 이상이어도 된다. 평균 흡수율이란, 당해 파장 영역의 에너지 흡수량을 당해 파장 영역의 조사 에너지로 나눈 것이다. 단 특정 파장에서의 적외선 흡수율과 적외선 강도의 곱이 특정 파장의 에너지 흡수량이며, 또한 이 특정 파장에 있어서의 에너지 흡수량을 당해 파장 영역에서 적분한 것을, 당해 파장 영역의 에너지 흡수량이라고 정의한다. 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)이 적외선의 평균 흡수율이 80% 이상인 재료로 구성되어 있는 경우는, 코팅은 불필요하다.
상기 적외선 가열로(24)를 이용한 도포막(22)의 가열 공정에 대하여, 보다 상세하게 설명한다.
플라스틱 기판(12) 상에 형성된 도포막(22)이 반송되어 적외선 가열로(24) 내에 반입구(40a)를 통하여 반입되면, 적외선 조사부(28)이 적외선 IR을 도포막(22)에 조사한다. 이에 의해, 도포막(22)이 가열 경화되어 기능층 FL이 형성된다. 도포액 L이 가교성 기를 갖는 경우, 적외선 IR에 의한 도포막(22)의 가열에 의해 가교 반응(중합 반응을 포함함)이 생긴다. 이에 의해, 가교성 기가 가교되어, 도포막(22)이 경화하여 기능층 FL이 형성된다.
이와 같이 하여 플라스틱 기판(12) 상에 형성된 기능층 FL은, 반출구(42a)로부터 반출된다. 플라스틱 기판(12)의 반송 속도는, 적외선 조사부(28)로부터의 적외선 IR에 의해, 적외선 가열로(24)를 통과 중에, 도포막(22)이 가열 경화되어 기능층 FL이 형성되도록, 조정되어 있으면 된다.
상기한 바와 같이 도포막(22)을 경화하여 기능층 FL을 형성할 때, 냉각 기구(30)가 갖는 냉각 재킷(46) 내에 냉각수 W를 흘리고, 하우징(26)의 내면, 보다 구체적으로는, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 내면을 100℃ 이하로 냉각한다. 냉각수 W의 온도, 유량 등은, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 내면이 100℃ 이하가 되도록 설정되면 된다.
가열 공정에서 도포막(22)을 가열 경화할 때에는, 가스 공급구(26a)로부터 불활성 가스 G를 하우징(26) 내에 공급되고, 하우징(26) 내를 불활성 가스 분위기 하에 둔다. 또한, 가스 배출구(26b)로부터 불활성 가스 G를 배출하고, 불활성 가스 G를 하우징(26) 내로 흘리면서, 불활성 가스 G를 플라스틱 기판(12) 및 도포막(22) 중 적어도 한쪽에 분사해도 된다.
정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3, 전자 수송층 FL4 및 전자 주입층 FL5는, 각각의 층을 형성하는 경우에, 상기 기능층 FL의 형성 방법을 순서대로 실시함으로써, 양극(14) 상에 형성된다. 이들은, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라스틱 기판(12)을 그 긴 변 방향으로 반송하면서 연속적으로 실시될 수 있다.
<음극 형성 공정>
음극 형성 공정 S14에서는, 유기 EL부(16) 상에 음극(18)을 형성한다. 음극(18)의 형성 방법은, 양극(14)의 형성 방법과 동일하게 할 수 있으므로, 설명을 생략한다.
본 실시 형태에서는, 띠 형상의 플라스틱 기판(12)으로 설정되는 복수의 유기 EL 소자 형성 영역의 각각에 양극(14), 유기 EL부(16) 및 음극(18)을 설치하고 있기 때문에, 상기 음극 형성 공정 S14의 후에, 절단 공정을 실시하고, 유기 EL 소자(10)를 잘라낸다. 절단 공정 전 또는 후에, 밀봉 부재에서 유기 EL 소자(10)를 밀봉하는 밀봉 공정을 실시해도 된다.
양극 형성 공정 S10, 유기 EL부 형성 공정 S12 및 음극 형성 공정 S14는, 띠 형상의 플라스틱 기판(12)이 권취된 제1 롤(권출 롤)로부터 플라스틱 기판(12)을 조출하고, 제2 롤(권취 롤)에 권취하는 사이에 순차 실시하는, 롤 투 롤 방식으로 실시되어도 된다. 도 3에 도시된 기능층 FL의 형성 방법은, 롤 투 롤 방식으로 유기 EL부(16)를 형성할 때의 일부 확대도에 대응한다. 양극 형성 공정 S10, 유기 EL부 형성 공정 S12 및 음극 형성 공정 S14 중 어느 것의 공정을 롤 투 롤 방식으로 실시해도 된다.
상기 제조 방법의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이하의 설명에서도, 정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3 등을 기능층 FL이라고 칭한다.
상기 제조 방법에서는, 유기 EL부(16)를 구성하는 정공 주입층 FL1, 정공 수송층 FL2, 발광층 FL3 등의 기능층 FL을 도포법에 의해 형성하고 있다. 즉, 플라스틱 기판(12) 상에 도포막(22)을 형성한 후에, 도포막(22)을 적외선 IR로 가열 경화하고, 기능층 FL을 형성하고 있다.
기능층 FL의 형성에 도포법을 채용하고 있다는 점에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라스틱 기판(12)을 반송하면서, 연속적으로 도포막 형성 공정 및 가열 공정을 실시할 수 있다. 또한, 유기 EL부(16)에 포함되는 기능층 FL은, 통상 적외선 IR 중 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛에 흡수 피크를 갖고, 적외선 IR에 포함되는 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선보다 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선을 보다 많이 흡수하는 경향이 있다. 그 때문에, 파장 범위 1.2㎛ 내지 10.0㎛를 갖는 적외선을 도포막(22)에 조사함으로써, 도포막(22)을 효율적으로 가열할 수 있다는 점에서, 가열 공정의 시간을 단축할 수 있다. 그 결과, 유기 EL 소자(10)의 생산성이 향상된다.
파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선은 근적외선에 상당하고, 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선은 원적외선에 대응하는 점에서, 이하, 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선 및 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선을 각각 간단히 근적외선 및 원적외선이라고 칭하는 경우도 있다.
본 실시 형태에서는, 적외선 IR을 사용하여 도포막(22)을 가열하는 가열 공정에 있어서, 적외선 가열로(24)가 갖는 부재인 하우징(26)의 일부, 즉, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)을 100℃ 이하로 냉각하고 있는 것이 중요하다. 이 점을, 하우징(26)의 일부를 냉각하지 않는 경우와 비교하여 설명한다.
우선, 하우징(26)의 일부를 냉각하지 않는 경우에 대하여 설명한다. 적외선 조사부(28)가 갖는 적외선 램프(44)로부터 적외선 IR은 방사상으로 출사되므로, 적외선 램프(44)로부터 출사된 적외선 IR은, 도포막(22) 외에도, 하우징(26)에도 입사한다. 하우징(26)에 적외선 IR이 입사하면, 하우징(26)의 온도가 상승한다. 온도 상승에 수반하여 하우징(26) 내면으로부터 원적외선 복사가 생기고, 하우징(26)으로부터의 원적외선이 플라스틱 기판(12)에 입사된다.
통상 플라스틱 기판(12)의 재료인 플라스틱 재료는, 근적외선을 거의 흡수하지 않고, 원적외선을 보다 많이 흡수하는 흡수 특성을 갖는다. 바꾸어 말하면, 상기 플라스틱 재료는 플라스틱 재료의 흡수 스펙트럼에 있어서, 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛에 있어서의 적분값이, 파장 범위 5.0㎛ 내지 10㎛에 있어서의 적분값보다 작다고 하는 흡수 특성을 갖는다.
그 때문에, 하우징(26)으로부터의 원적외선 복사가 생기면, 그 원적외선이 플라스틱 기판(12)에 흡수됨으로써, 플라스틱 기판(12)의 온도가 불필요하게 상승한다. 플라스틱 기판(12)의 온도가 상승하고, 예를 들어 유리 전이 온도 이상이 되면 플라스틱 기판(12)이 변형되기 때문에, 후 공정을 실시할 수 없거나, 또는 제조된 유기 EL 소자의 불량품률이 증가해, 결과적으로, 제조 수율이 저하되거나 한다.
플라스틱 기판(12)의 원적외선에 기인하는 온도 상승을 억제하는 관점에서는, 냉각 가스를 플라스틱 기판(12)에 분사하는 것이 생각된다. 냉각 가스에 공기를 사용하면, 기능층 FL의 형성 시에는, 기능층 FL이 열화되는 경향이 있기 때문에, 기능층 FL의 열화 방지를 위하여 불활성 가스 G가 사용하는 것이 생각된다. 그러나, 불활성 가스 G를 사용하면, 유기 EL 소자의 제조 비용이 증가한다.
또한, 플라스틱 기판(12)을 냉각하는 방법으로는, 플라스틱 기판(12)에 접촉하고 있는 반송 롤러 R을 냉각하는 것, 또는 플라스틱 기판(12)의 반송에, 열전도율이 양호한 금속제의 벨트 컨베이어를 사용하는 것도 생각된다. 그러나, 반송 롤러 R과 반송 롤러 R 사이 또는 벨트 컨베이어의 이음매에서는, 플라스틱 기판(12)이 냉각되지 않는다. 그 때문에, 플라스틱 기판(12)을 통하여 도포막(22)의 가열 상태가 불균일해져, 결과적으로, 도포막(22)의 경화 상태가 불균일해지기 쉽다. 이에 의해, 후 공정을 실시할 수 없거나, 또는 제조된 유기 EL 소자의 불량품률이 증가하고, 유기 EL 소자의 제조 수율이 저하되거나 한다.
이에 반하여, 상기 유기 EL 소자(10)의 제조 방법에서는, 가열 공정에 있어서, 적외선 가열로(24)가 갖는 부재인 하우징(26)의 일부, 즉, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)을 100℃ 이하로 냉각하고 있다. 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)은, 플라스틱 기판(12)의 주위를 터널상으로 둘러싸고 있으므로, 적외선 조사에 의해 도포막(22)을 가열할 때에 플라스틱 기판(12)의 주위에 있어서 플라스틱 기판(12)으로부터 이격된 위치에 터널상으로 100℃ 이하로 냉각된 냉각 영역이 형성되어 있다.
적외선 IR을 흡수하는 부재가 100℃ 이하로 냉각되면, 원적외선 복사가 급격하게 생기기 어려워진다. 그 때문에, 전술한 바와 같이, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)이 냉각되어 상기 냉각 영역이 형성되어 있으면, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)으로부터 원적외선 복사가 거의 생기지 않는다. 이에 의해, 플라스틱 기판(12)으로의 하우징(26)(적외선 가열로(24)의 노벽)으로부터의 원적외선 입사가 억제된다. 예를 들어, 냉각수 W의 온도, 유량 등을 조정함으로써, 플라스틱 기판(12)에 입사하는 원적외선의 양을, 플라스틱 기판(12)에 입사하는 근적외선의 양의 1/3 이하로 할 수 있다. 그 때문에, 플라스틱 기판(12)의 온도 상승이 억제되고, 플라스틱 기판(12)의 변형 등의 손상이 방지된다. 따라서, 유기 EL 소자(10)의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
가열 공정에 있어서, 불활성 가스 G를 플라스틱 기판(12) 및 도포막(22)의 적어도 한쪽에 분사하는 형태에서는, 불활성 가스 G에 의해서도, 플라스틱 기판(12)이 냉각되므로, 플라스틱 기판(12)의 온도 상승이 보다 억제된다. 이와 같이, 플라스틱 기판(12)을 냉각하기 위해서 불활성 가스 G를 사용했다고 해도, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)을 100℃ 이하로 냉각하고 있으면, 천장벽(32) 등을 100℃ 이하로 냉각하지 않는 경우에 비하여 불활성 가스 G의 양을 저감시킬 수 있으므로, 유기 EL 소자(10)의 제조 비용의 저감도 도모된다.
또한, 냉각 기구(30)로 냉각되는 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)은, 플라스틱 기판(12)으로부터 이격하여 배치되어 있다. 그 때문에, 플라스틱 기판(12)에 접촉하는 반송 롤러 R을 냉각하는 경우 또는 금속성의 벨트 컨베이어를 사용하는 경우와 같은, 도포막(22)의 가열 상태의 불균일성이 생기지 않고, 도포막(22)을 균일하게 경화할 수 있다. 이 관점에서도 유기 EL 소자(10)의 제조 수율의 향상이 도모된다.
100℃ 이하로 냉각되는 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 원적외선 흡수율이 80% 이상인 형태에서는, 하우징(26) 내의 원적외선이 그들에 흡수되므로, 하우징(26) 내의 원적외선의 양을 대폭 저감할 수 있다. 그 결과, 플라스틱 기판(12)의 온도 상승을 보다 한층 억제할 수 있다. 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 원적외선 흡수율이 80% 이상이면, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 내면에 원적외선을 흡수하는 흡수제가 코팅됨으로써, 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)의 원적외선 흡수율이 80% 이상인 경우도 포함하는 의미이다.
가요성을 갖고, 도시된 바와 같이 긴 변 방향의 길이가 폭 방향으로 10배 이상인 띠 형상의 플라스틱 기판(12)을 사용하여 유기 EL 소자(10)를 제조하는 형태에서는, 전술한 바와 같이 롤 투 롤 방식을 채용할 수 있다. 이 경우, 플라스틱 기판(12)을 반송하면서, 유기 EL 소자(10)의 제조 방법이 갖는 공정을 연속하여 실시 가능한 점에서, 유기 EL 소자(10)의 생산성이 향상된다.
다음에, 적외선 가열로(24)의 부재의 일부를 100℃ 이하로 냉각하는 것의 작용 효과의 검증 실험에 대하여 설명한다.
이 검증에서는, 플라스틱 기판(12)으로서, 크기가 24㎜×24㎜×0.7㎜ 두께의 기판을 사용했다. 플라스틱 기판(12)의 재료는 PEN이고, 유리 전이 온도는, 155℃였다. 이 플라스틱 기판(12)을 도 5에 도시된 적외선 가열로(24A)로 가열했다. 적외선 가열로(24A)는, 상자 형상의 하우징(26)과, 3개의 적외선 램프(44)와, 냉각 기구(30)를 구비하고 있다.
하우징(26)의 재료는 SUS였다. 하우징(26)에는 냉각풍 도입구(26c)를 형성하고, 냉각풍 도입구(26c)로부터 이격된 위치에, 냉각풍 도입구(26c)와 대향하도록, 냉각풍 확산판 DP를 배치했다. 냉각풍 확산판 DP는, 냉각풍 도입구(26c)와, 적외선 램프(44) 사이에 배치되어 있었다. 냉각풍 확산판 DP의 재료는 SUS였다.
3개의 적외선 램프(44)는, 하우징(26) 내에 있어서, 플라스틱 기판(12)에 대향하여 배치되어 있었다. 적외선 램프(44)와 플라스틱 기판(12) 사이의 거리는, 150㎜였다. 적외선 램프(44)와 플라스틱 기판(12) 사이의 거리는 3개의 적외선 램프(44)의 중심을 포함하는 평면과, 플라스틱 기판(12) 사이의 거리이다. 적외선 램프(44)로부터는, 파장 범위 1.2㎛ 내지 10.0㎛를 포함하는 적외선 IR을 출사했다.
냉각 기구(30)에는, 적외선 가열로(24)의 경우와 마찬가지로, 냉각 재킷(46)을 채용했다. 냉각 재킷(46)은, 냉각 재킷(46) 내에 냉각수 W가 흐르도록 구성되어 있고, 냉각 재킷(46)은, 하우징(26)의 외면 중 냉각풍 도입구 이외의 영역을 모두 덮었다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 적외선 램프(44)에 500W의 전력을 공급함으로써, 적외선 램프(44)로부터 적외선 IR을 플라스틱 기판(12)에 10분간 조사하여, 플라스틱 기판(12)을 가열했다. 이 가열 중에, 냉각 재킷(46) 내에 17℃의 냉각수 W를 흘렸다. 또한, 냉각풍 도입구(26c)로부터 냉각풍으로서 공기를 50L/분의 유량으로 하우징(26) 내에 공급했다.
플라스틱 기판(12)으로의 적외선 IR의 조사 개시부터 10분 후에, 하우징(26)의 벽면 온도, 적외선 램프(44)의 온도(램프 온도) 및 플라스틱 기판(12)의 온도(기판 온도)를 실측한 바, 표 1에 나타낸 바와 같이, 각각 52℃, 200℃ 및 153℃였다. 이러한 조건에 기초하여, 플라스틱 기판(12)에 대한 근적외선의 입사량과, 원적외선의 입사량을, 몬테카를로법을 이용한 시뮬레이션으로 계산했다. 그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 근적외선의 입사량은, 7.8kw/㎡이며, 근적외선의 입사량은, 2.4kw/㎡이었다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 냉각풍 도입구(26c)로부터 냉각풍을 하우징(26)에 공급하지 않은 점 이외는, 실시예 1과 마찬가지의 조건에서, 플라스틱 기판(12)의 가열 실험을 행했다. 하우징(26)의 벽면 온도, 적외선 램프(44)의 온도(램프 온도) 및 플라스틱 기판(12)의 온도(기판 온도)을 실측한 바, 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 각각 54℃, 200℃ 및 153℃였다. 이러한 조건에 기초하여, 플라스틱 기판(12)에 대한 근적외선의 입사량과, 원적외선의 입사량을, 실시예 1의 경우와 마찬가지로, 몬테카를로법을 이용한 시뮬레이션으로 계산했다. 그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 근적외선의 입사량은 7.8kw/㎡이며, 근적외선의 입사량은 2.4kw/㎡였다.
실시예 1, 2의 결과로부터 냉각 재킷에서 하우징(26)을 냉각함으로써, 벽면 온도를 100℃ 이하로 냉각할 수 있음을 알 수 있었다. 이와 같이, 벽면 온도가 100℃ 이하이면 플라스틱 기판(12)의 온도를 플라스틱 기판(12)의 재료인 PEN의 유리 전이 온도 이하인 153℃ 정도로 억제할 수 있었다. 또한, 원적외선의 플라스틱 기판(12)의 입사량을 근적외선의 입사량에 대하여 3분의 1 이하로 저감할 수 있음을 알 수 있었다.
다음에, 기능층 FL의 형성에 사용하는 적외선 가열로의 변형예에 대하여 설명한다.
(변형예 1)
도 4에 도시한 형태에서는, 하우징(26)이 갖는 천장벽(32), 저벽(34) 및 측벽(36, 38)을 냉각 기구(30)가 갖는 냉각 재킷(46)으로 덮고, 플라스틱 기판(12)의 반송 경로 주위에 터널상으로 냉각 영역을 형성했다. 그러나, 예를 들어 도 6에 나타낸 적외선 가열로(24B)와 같이, 플라스틱 기판(12)의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측에 위치하는 천장벽(32) 및 저벽(34)에 냉각 기구(30)를 구성하는 냉각 재킷(46)을 설치하고, 천장벽(32) 및 저벽(34)을 100℃ 이하로 냉각해도 된다. 유기 EL 소자에 사용되는 플라스틱 기판(12)의 표면(도 6에 있어서 상측의 면) 및 이면(도 6에 있어서 하측의 면)은, 통상 플라스틱 기판(12)의 측면보다 면적이 크다. 따라서, 적어도 천장벽(32) 및 저벽(34)을 100℃ 이하로 냉각하고, 그들로부터의 원적외선 복사를 억제해 두면, 플라스틱 기판(12)에의 원적외선의 입사가 저감하기 쉽다.
도 6에서는, 천장벽(32) 및 저벽(34)을 냉각 기구(30)로 냉각하는 경우를 변형예로서 예시했지만, 하우징(26)의 일부가 냉각 기구(30)로 100℃ 이하로 냉각되면 된다.
(변형예 2)
도 7에 나타낸 적외선 가열로(24C)와 같이, 하우징(26)과 플라스틱 기판(12) 사이에 배치된 냉각 부재(48)를 갖고, 냉각 부재(48)를 냉각 기구(30A)로 냉각함으로써, 냉각 영역을 형성해도 된다. 도 7에서는 냉각 부재(48)의 일례로서, 플라스틱 기판(12)을 둘러싸도록 형성된 터널상(또는 통상)의 냉각 부재(48)를 나타내고 있다.
변형예 2에서는, 냉각 부재(48)는, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있다. 냉각 부재(48)의 플라스틱 기판(12)의 반송 방향에 직교하는 단면의 형상은, 도 7에 도시한 바와 같이, 사각 형상(정사각 형상, 직사각형 등)이어도 되고, 또는 원형이어도 된다. 냉각 부재(48)의 재료는, SUS, 철, 세라믹 등이다. 냉각 기구(30A)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉각 부재(48) 내에 배치되어 있고 냉각수 W를 흘리기 위한 배관(50)을 가질 수 있다. 배관(50)은, 냉각 부재(48)의 외면 또는 내면에 설치되어도 된다.
이 변형예 2에서는, 도포막(22)을 적외선 IR로 가열할 때, 냉각 기구(30A)에서 냉각 부재(48)를 100℃ 이하로 냉각한다. 냉각 부재(48)는, 플라스틱 기판(12)을 둘러싸고 있고, 적외선 조사부(28)도 냉각 부재(48)의 내측에 배치되어 있다. 그래서, 적외선 조사부(28)로부터 조사되어 하우징(26)의 내면을 향하는 적외선 IR의 대부분은 냉각 부재(48)로 차단된다. 그 때문에, 적외선 IR에 기인한 하우징(26)의 내면으로부터의 원적외선 복사가 플라스틱 기판(12)에 입사하기 어렵다. 냉각 부재(48)도 100℃ 이하로 냉각되어 있으므로, 냉각 부재(48)로부터의 원적외선 복사도 생기지 않는다. 따라서, 가열 공정에서의 플라스틱 기판(12)의 손상을 억제하면서, 도포막(22)을 적외선 IR로 가열 가능하다.
변형예 2와 같이 냉각 부재(48)를 적외선 가열로가 갖는 형태에서는, 하우징(26)의 일부를 냉각 기구에서 100℃ 이하로 더 냉각해도 된다.
(변형예 3)
변형예 2에서는, 터널상의 냉각 부재(48)를 예시했지만, 도 8에 나타낸 적외선 가열로(24D)와 같이, 플라스틱 기판(12)의 주위 일부에 있어서 플라스틱 기판(12)으로부터 이격된 위치에, 판상의 냉각 부재(48)를 배치하고, 냉각 기구(30A)로 냉각 부재(48)를 냉각해도 된다. 변형예 3에서는, 변형예 2와 동일하게, 냉각 부재(48)는, 플라스틱 기판(12)의 반송 방향으로 연장되어 있다. 냉각 기구(30A)의 예는, 변형예 2와 동일하다. 판상의 냉각 부재(48)는, 플라스틱 기판(12)의 주위 일부에 설치되어 있으면 되지만, 도 8에 도시된 바와 같이, 적어도 플라스틱 기판(12)의 상측 및 하측에 각각 냉각 부재(48)를 설치하고, 그들을 100℃ 이하로 냉각함으로써, 플라스틱 기판(12)의 원적외선에 의한 온도 상승을 억제하기 쉽다.
변형예 3의 경우도 변형예 2의 경우와 마찬가지로, 하우징(26)의 일부를 냉각 기구에서 100℃ 이하로 더 냉각해도 된다.
상기 변형예 2, 3과 같이, 냉각 부재(48)를 설치하는 경우, 냉각 부재(48)는, 원적외선의 평균 흡수율이 80% 이상의 재료로 구성되어 있어도 되고, 또는 냉각 부재(48)의 적어도 플라스틱 기판(12)측의 면에, 원적외선을 흡수하는 흡수제를 코팅하고, 냉각 부재(48)의 원적외선 평균 흡수율이 80% 이상이어도 된다. 이에 의해, 하우징(26) 내의 원적외선을 냉각 부재(48)로 흡수할 수 있고, 냉각 부재(48)를 100℃ 이하로 냉각함으로써, 냉각 부재(48)로부터의 원적외선 복사를 방지할 수 있다. 그 결과, 플라스틱 기판(12)으로의 원적외선의 입사를 더욱 저감시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 다양한 실시 형태를 설명했지만, 도시된 다양한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
도시된 바와 같이, 띠 형상의 플라스틱 기판을 사용하여, 플라스틱 기판을 그의 긴 변 방향으로 반송하면서 가열 공정을 실시하는 형태에서는, 적외선 가열로가 갖는 부재(예를 들어, 하우징의 일부, 냉각 부재 등)을 100℃ 이하로 냉각하여 형성하는 냉각 영역은, 플라스틱 기판의 반송 방향에 있어서, 일부에 형성되어 있으면 된다. 복수의 상기 냉각 영역이, 상기 반송 방향에 있어서 이산적으로 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 복수의 냉각 영역이, 플라스틱 기판의 반송 방향으로 이산적으로 형성되어 있어도, 인접하는 냉각 영역과 냉각 영역의 이음매와, 플라스틱 기판(12)과는 이격되기 때문에, 도포막(22)의 가열 온도에 차가 생기기 어렵다.
냉각 기구가 사용하는 냉매로서 물을 예시했다. 그러나, 냉매는, 물에 한정되지 않고, 예를 들어 냉기, 부동액 등을 사용해도 된다. 냉각 기구는 냉매를 사용하지 않아도 되고, 예를 들어 펠티에 소자 등도 사용될 수 있다.
유기 EL부는, 전술한 바와 같이 발광층 이외의 다른 기능층을 포함하는 적층체이어도 된다. 각종 기능층을 포함하는 유기 EL 소자의 층 구성의 예를 이하에 나타낸다. 도 1에 도시된유기 EL 소자의 구성은, 이하의 (g)의 구성에 대응한다.
(a) 양극/발광층/음극
(b) 양극/정공 주입층/발광층/음극
(c) 양극/정공 주입층/발광층/전자 주입층/음극
(d) 양극/정공 주입층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
(e) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/음극
(f) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 주입층/음극
(g) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
(h) 양극/발광층/전자 주입층/음극
(i) 양극/발광층/전자 수송층/전자 주입층/음극
기호 「/」는, 기호 「/」의 양측의 층끼리가 접합하고 있는 것을 의미하고 있다.
정공 주입층 및 정공 수송층 중 적어도 한쪽이 전자의 수송을 차단하는 기능을 갖는 경우에는, 이들의 층이 전자 블록층이라고 칭해지는 경우도 있다. 전자 주입층 및 전자 수송층 중 적어도 한쪽이 정공의 수송을 차단하는 기능을 갖는 경우에는, 이들의 층이 정공 블록층이라고 칭해지는 경우도 있다.
유기 EL 소자는 단층의 발광층을 갖고 있거나 2층 이상의 발광층을 갖고 있어도 된다. 상기 (a) 내지 (i)의 층 구성 중 어느 하나에 있어서, 양극과 음극 사이에 배치된 적층 구조를 「구조 단위 I」로 하면, 2층의 발광층을 갖는 유기 EL 소자의 구성으로서, 예를 들어 하기 (j)에 나타내는 층 구성을 들 수 있다. 2개 인(구조 단위 I) 층 구성은 서로 동일하거나, 상이해도 된다.
(j) 양극/(구조 단위 I)/전하 발생층/(구조 단위 I)/음극
여기서 전하 발생층이란, 전계를 인가함으로써, 정공과 전자를 발생시키는 층이다. 전하 발생층으로서는, 예를 들어 산화바나듐, ITO, 산화몰리브덴 등을 포함하는 박막을 들 수 있다.
「(구조 단위 I)/전하 발생층」을 「구조 단위 II」로 하면, 3층 이상의 발광층을 갖는 유기 EL 소자의 구성으로서, 예를 들어 이하의 (k)에 나타내는 층 구성을 들 수 있다.
(k) 양극/(구조 단위 II)x/(구조 단위 I)/음극
기호 「x」는, 2 이상의 정수를 나타내고, 「(구조 단위 II)x」는, (구조 단위 II)가 x단 적층된 적층체를 나타낸다. 또한 복수인(구조 단위 II) 층 구성은 동일하거나, 상이해도 된다. 전하 발생층을 형성하지 않고, 복수의 발광층을 직접적으로 적층시켜서 유기 EL 소자를 구성해도 된다.
플라스틱 기판(12)에 형성되는 전극을 양극으로 하여 설명했지만, 플라스틱 기판측에 음극이 설치되어도 된다.
유기 기능층을 갖는 유기 전자 소자의 제조 방법은, 도시된 유기 EL 소자 외에, 유기 트랜지스터(유기 전자 소자), 유기 광전 변환 소자(유기 전자 소자) 및 유기 태양 전지(유기 전자 소자)와 같은 소정의 기능층을 갖는 유기 전자 소자의 제조 방법에 적용할 수 있다.
10: 유기 EL 소자(유기 전자 소자)
22: 도포막
24, 24A, 24B, 24C, 24D: 적외선 가열로
26: 하우징(적외선 가열로가 갖는 부재)
28: 적외선 조사부
30: 냉각 기구
30, 30A: 냉각 기구
32: 천장벽(노벽)
34: 저벽(노벽)
36, 38, 40, 42: 측벽(노벽)
48: 냉각 부재
FL: 기능층
L: 도포액
22: 도포막
24, 24A, 24B, 24C, 24D: 적외선 가열로
26: 하우징(적외선 가열로가 갖는 부재)
28: 적외선 조사부
30: 냉각 기구
30, 30A: 냉각 기구
32: 천장벽(노벽)
34: 저벽(노벽)
36, 38, 40, 42: 측벽(노벽)
48: 냉각 부재
FL: 기능층
L: 도포액
Claims (14)
- 유기 전자 소자의 제조 방법으로서,
소정의 기능을 갖는 기능층용의 도포액을 플라스틱 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 공정과,
적외선 가열로 내에서 상기 도포막에 적외선을 조사하여 상기 도포막을 가열 경화시킴으로써, 상기 기능층을 형성하는 가열 공정
을 구비하고,
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로를 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항에 있어서, 상기 도포액은, 가교성 기를 갖는 재료를 포함하고 있고,
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선에 의해 상기 가교성 기를 가교시킴으로써, 상기 도포막을 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로가 갖는 부재인 노벽의 일부를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제3항에 있어서, 상기 노벽 중 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측의 영역을 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로 내에 있어서, 상기 플라스틱 기판을 반송하면서 상기 적외선을 상기 도포막에 조사하고,
상기 노벽 중 상기 플라스틱 기판의 반송 경로를 터널상으로 둘러싸는 영역을 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적외선 가열로는, 상기 적외선 가열로의 노벽과 상기 플라스틱 기판 사이에 적어도 하나의 냉각 부재를 갖고,
상기 적외선 가열로의 노벽의 일부와 함께, 상기 냉각 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적외선 가열로는, 상기 적외선 가열로의 노벽과 상기 플라스틱 기판 사이에 배치되는 냉각 부재를 갖고,
상기 냉각 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제7항에 있어서, 상기 적외선 가열로는, 상기 플라스틱 기판의 두께 방향에 있어서 상측 및 하측에 각각 배치되는 상기 냉각 부재를 갖는
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제7항에 있어서, 상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로 내에 있어서, 상기 플라스틱 기판을 반송하면서 상기 적외선을 상기 도포막에 조사하고,
상기 냉각 부재는, 상기 플라스틱 기판의 반송 경로를 둘러싸도록 터널상으로 형성되어 있는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 기판에 입사되는 상기 적외선 중 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선의 양이, 파장 범위 1.2㎛ 내지 5.0㎛의 적외선의 양의 3분의 1 이하인,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 100℃ 이하로 냉각되는 상기 부재에 있어서, 파장 범위 5.0㎛ 내지 10.0㎛의 적외선의 평균 흡수율이 80% 이상인,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 공정에서는, 상기 플라스틱 기판 또는 상기 도포막 중 어느 한쪽에, 불활성 가스를 분사하는,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라스틱 기판은, 띠 형상을 나타냄과 함께, 가요성을 갖고,
상기 플라스틱 기판의 긴 변 방향의 길이가, 짧은 변 방향의 길이의 10배 이상인,
유기 전자 소자의 제조 방법. - 소정의 기능을 갖는 기능층용 도포액을 플라스틱 기판에 도포하여 도포막을 형성하는 도포막 형성 공정과,
적외선 가열로 내에서 상기 도포막에 적외선을 조사하여 상기 도포막을 가열 경화시킴으로써, 상기 기능층을 형성하는 가열 공정
을 구비하고,
상기 가열 공정에서는, 상기 적외선 가열로를 갖고 있고 상기 플라스틱 기판의 주위에 있어서 상기 플라스틱 기판과 이격하여 배치되어 있는 부재를 100℃ 이하로 냉각하면서, 상기 도포막을 상기 적외선으로 가열 경화하는,
기능층의 제조 방법.
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