KR20010080346A

KR20010080346A - 전자발광 표시 장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010080346A
Application number: KR1020017005368A
Authority: KR
Inventors: 아베히데토시; 아라키요시노리
Original assignee: 스프레이그 로버트 월터; 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1999-09-21
Publication date: 2001-08-22
Also published as: DE69917065T2; AU750438B2; CN1325607A; BR9914849A; JP2000133465A; DE69917065D1; EP1135973A1; CA2349521A1; AU6257999A; WO2000027169A1; EP1135973B1

Abstract

본 발명은 전자발광 표시 장치의 종방향으로 연장되어 있는 투명 기재(1), 투명 기재(1)의 이면상에 배치된 투명 전도층(2), 폭이 투명 전도층(2)의 폭보다 작고, 투명 전도층(2)의 이면에 배치되어 있는 발광층(4), 발광층(4)의 이면에 배치된 후방 전극(3), 발광층이 없는 투명 전도층(2)의 이면의 일부에 배치된 1 이상의 부스(5)를 포함하며, 여기서 부스(5)는 폭이 투명 전도층(2)의 폭보다 작고, 발광층(4)과도 또는 후방 전극(3)과도 전기 접속되지 않고, 투명 전도층(2), 발광층(4), 후방 전극(3) 및 부스(5)는 투명 기재(1)의 종방향으로 연속적으로 연장되어 있는 것인 전자발광 표시 장치에 관한 것이다.

Description

전자발광 표시 장치 및 이의 제조 방법{ELECTROLUMINESCENT DEVICE AND METHOD FOR THE PRODUCTION OF THE SAME}

통상의 EL 장치의 발광층 및 기타의 층은 JP-B-59-14878, JP-B-62-59879 등에 개시되어 있는 바와 같은 실크스크린 프린팅에 의해 형성된다. 그래서, EL 장치의 크기는 프린팅판의 크기에 의해 제한되며, 면적이 크거나 또는 장치의 종방향으로 연속적으로 연장된 큰 발광층을 갖는 EL 장치의 제조가 곤란하다. 또한, 스톡 생성물로서 종방향으로 연속적으로 연장된 발광층을 갖는 롤 형태의 EL 장치를 생성하는 것도 불가능하다.

종방향으로 연속적 발광층을 갖는 EL 장치의 스톡 생성물을 생성 및 저장할 수 있을 경우, 소정 길이를 갖는 EL 장치는 스톡 생성물을 필요한 소정 길이로 절단하여 얻을 수 있으며, EL 장치는 다양한 제품에 용이하게 응용될 수 있다. 그래서, 롤 형태의 EL 장치 제공이 강력하게 요구되고 있다.

통상의 EL 장치는 시계, 휴대용 소형 무선 호출기(삐삐), 휴대폰, 노트북 큭의 개인용 컴퓨터, 휴대용 단말기 등과 같은 소형 평면 크기(소면적)를 갖는 발광 디스플레이에 적절하나, 이들은 광고판, 표지판, 평면 조명기(예, 마루 조명기 등) 등과 같은 대형 발광 디스플레이를 조립하는 데는 사용될 수가 없다.

대향 발광 디스플레이를 통상의 EL 장치를 사용하여 조립할 경우, 다수의 EL 장치를 서로 접속시켜야 하기 때문에, 이러한 디스플레이의 생산 및 건설이 매우 곤란하게 된다.

또한, 대형 발광 디스플레이의 실현을 위해서는 EL 장치의 휘도를 증가시키는 것이 중요하다. 예를 들면, 전술한 특허 공보에는 유전 상수가 높은 중합체와 같은 매트릭스 수지내에 형광 입자와 같은 발광 입자를 분산시킴으로써 형성되는 소위 "분산형 발광층"으로 불리우는 EL 장치가 개시되어 있다. 예를 들면, JP-B-S9-14878에는 투명 기재, 투명 전도층, 매트릭스 수지와 같은 불화비닐리덴 중합체로 구성된 절연층, 매트릭스 수지로서 불화비닐리덴 중합체 및 형광 입자를 포함하는 형광층, 상기와 동일한 절연층, 후방 전극이 이와 같은 순서대로 적층된 것을 포함하는 EL 장치가 개시되어 있다. JP-B-S9879에는 폴리에스테르 필름, ITO 전극, 형광 입자와 시아노에틸화된 에틸렌-비닐 알콜 공중합체(매트릭스 수지)를 포함하는 발광층 및 알루미늄 호일(후방 전극)이 이와 같은 순서로 적층된 것을 포함하는 EL 장치가 개시되어 있다. 이와 같은 EL 장치에서, 발광층은 매트릭스 수지에 분산된 발광 입자를 포함하는 코팅을 적층시켜 형성된다. 그래서, 이러한 장치의 발광은 코팅 중의 발광 입자의 함량이 증가됨에 따라 증가될 수 있다. 그러나, 발광 입자의 함량이 불필요한 정도까지 증가되는 것은 고속으로 연속 코팅을 도포하는 것이 곤란하게 할 수도 있다.

미국 특허 제5,019,748호 및 동제5,045,755호에는 (1) 투명 기재의 투명 전도층상에 적용된 유전 상수가 높은 제1의 유전 접착층, (2) 제1의 유전 접착층상에 건조한 형광 입자(발광 입자)를 적용하여 형성된 거의 단일층의 형태의 (입자의 최대 크기를 초과하지 않는 두께를 가짐) 형광 입자층 및 (3) 유전 상수가 높은 충전제를 함유하는 제2의 유전층으로 형성된 발광층을 갖는 EL 장치가 개시되어있다. 이러한 "분산형 발광층"과 대조적으로, 이는 코팅 공정을 연속적으로 수행하는 것이 용이하며, 개시된 방법에 의해 롤 형태의 EL 장치를 생성하는 것이 가능하다. 그러나, 이들 미국 특허 명세서에는 롤 형태의 EL 장치의 제조 공정에서 투명 기재의 종방향을 따라 투명 전도층의 외부로부터 전기(전압)가 인가됨으로써 연속 터미날(부스)을 형성하는 어떠한 특수한 방법도 개시되어 있지 않다.

또한, EL 장치의 면적을 증가시키는 것에서는 외부로부터 투명 전도층에 전기(전압)을 공급하는 터미날(부스)을 어떻게 제공하는지가 가장 중요 요인이 된다. 예를 들면, 전술한 바와 같은 표면적이 작은 디스플레이용 EL 장치의 경우, 발광층 또는 후방 전극과 전기 접속되지 않는 부스는 스크린 프린팅을 효과적으로 반복하여 투명 전도층상에 형성시킬 수 있다. 그러나, 전술한 공보 또는 특허 문헌 어느 것에서도 이러한 장치의 종방향으로 연속적으로 부스를 형성하는 방법에 대해서는 개시되어 있지 않다.

반대로, "분산형 발광층"의 경우, 휘도가 개선된 발광층을 고비율로, 즉 높은 생성율로 연속해서 형성하기가 곤란하다. 이의 이유는 비중이 매트릭스 수지보다 큰 발광 입자가, 매트릭스 수지 용액에 분산된 발광 입자를 포함하는 발광층을 형성하는 코팅 중에 잠기는 경향이 있어서, 이와 같은 코팅으로부터 형성된 발광층에 발광 입자가 균일하게 분산되기가 곤란하기 때문이다.

또한, 코팅 중의 발광 입자의 함량을 증가시켜 발광층 내의 발광 입자의 충전율이 증가되는 경우 분산성이 열화된다. 발광 입자의 충전율은 전체 발광층의 20 부피% 이하이다. 또한, 이와 같은 분산형 코팅을 사용하여 두께의 균일함을 유지하면서 발광층의 코팅 두께를 증가시키는 것은 비교적 어렵다. 그러므로, 코팅의 적용 횟수를 증가시켜 휘도를 증가시키기 위한 발광층의 두께를 증가시켜야만 하고, 생산율이 저하되며, 표면적이 넓은 롤 형태의 EL 장치를 생성하는 것이 곤란하게 된다.

전술한 바와 같은 종래 기술과 관련한 문제점을 해소하기 위해, 롤 형태로 형성될 수 있으며, 이로부터 대형 발광 디스플레이를 용이하게 생성할 수 있는 EL 장치에 대한 수요가 급증하고 있다. 또한, 대형 발광 디스플레이의 형성이 용이한 점 이외에도, 발광층내의 발광 입자의 충전속도를 용이하게 증가시켜 장치의 휘도를 개선시키는 EL 장치가 요구되고 있다. 또한, 발광 입자를 함유하는 분산 코팅을 사용하지 않고 높은 생성율로 생성될 수 있는 휘도가 높으며 표면적이 넓은 롤 형태의 EL 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 전자발광 표시 장치(이후, "EL 장치"로 칭함) 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 스크린 프린팅에 의해 생성되는 통상의 EL 장치와 달리, 롤 형태의 장치의 종방향으로 연속적으로 연장된 발광층을 갖는 스톡 생성물로서 롤의 형태로 생성 및 저장될 수 있는 EL 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 EL 장치의 평면도를 도시한다.

도 2는 본 발명에 의한 EL 장치의 단면도를 도시한다.

도 3은 본 발명에 의한 EL 장치에 포함된 발광층의 바람직한 일례의 단면도를 도시한다.

본 발명의 적절한 EL 장치에서, 투명 전도층, 발광층, 후방 전극 및 부스는 종방향으로 연속적으로 연장된 투명 기재상에 배치되어 있는데, 이는 투명 기재의 종방향으로 연속적으로 연장되어 있다. 그래서, 종방향으로 연속인 표면적(평면 크기)이 큰 발광층 등을 포함하는 EL 장치는 매우 용이하게 제조될 수 있다. 즉, 장치의 종방향으로 연속적으로 연장된 발광층을 갖는 스톡 생성물로서 롤 형태의 EL 장치는 제조 및 저장되고, 소정의 길이를 갖는 EL 장치는 필요에 따라 소정 길이로 스톡 생성물을 절단하여 얻을 수 있다.

적층부(예, 발광층, 부스 등으로서, 이들은 투명 기재상에 형성됨)는 스크린 프린팅을 사용하여 EL 장치의 통상의 제법에 의해 불연속적으로 생성될 수 있다. 그러나, 상기의 불연속 부분이 포함되지 않도록 하는 크기를 갖는 EL 장치만이 스크린 프린팅에 의해 생성된 EL 장치의 스톡 생성물로부터 얻을 수 있게 된다. 반대로, 본 발명의 EL 장치가 스톡 생성물로서 롤 형태로 생성되는 경우, EL 장치는 전술한 바와 같은 다양한 산물에 쉽게 적용될 수 있다.

본 발명에 의한 EL 장치의 발광층은 통상적으로 발광 입자(전압 인가시 광을 방출하는 입자) 및 매트릭스 수지를 포함한다. 예를 들면, 발광층은 기재상에서 매트릭스 수지에 분산되어 있는 발광층과 매트릭스 수지를 포함하는 코팅을 적용하고, 이를 고화(건조, 냉각, 경화 등)시켜 형성할 수 있다. 이러한 코팅법은 종방향으로 연속적으로 연장되어 있는 발광층을 용이하게 형성할 수 있다.

또는, 거의 단일의 입자층 형태의 발광층은 바인더로서 유전 상수가 높은 중합체 및, 바인더 중합체 내에 분산된 발광 입자를 포함하는 코팅(슬러리)을 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 코팅을 커튼 코팅 등에 의해 약간의 전단력으로 또는 전단력을 사용하지 않고 적용하여 발광 입자의 입자 크기와 거의 동일한 두께를 갖는 코팅층으로 구성된 발광 입자층을 형성하여 코팅층을 얇게 만든다.

EL 장치가 하기와 같은 단계를 포함하는 방법에 의해 생성될 경우, 휘도가 높고, 면적이 넓은 롤 형태의 EL 장치가 높은 생산율로 제조될 수 있다.

투명 전도층이 적용되어 있는 한면에 투명 기재를 제공하는 단계,

발광층의 폭이 투명 전도층의 폭보다 작도록 코팅 기법에 의해 투명 전도층상에 발광층을 배치하여 발광층 포함 기재를 형성하는 단계,

투명 기재의 종방향으로, 발광층이 없는 부분, 즉 발광층 포함 기재의 투명 전도층의 노출부상에 마스킹을 배치하는 단계(여기서, 마스킹의 폭은 발광층이 없는 부분인 노출부의 폭보다 작음),

발광층 포함 기재상에 전도성 소재를 도포하여 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극을 제공하는 단계.

이러한 방법의 특징 중 하나는, (1) 마스킹 또는 (2) 마스킹이 전도층으로부터 제거되고 발광층이 도포되지 않은 투명 전도층의 노출부의 존재로 인해서 부스는 발광층과도, 또는 후방 전극과도 전기 접속되지 않도록 후방 전극 및 부스가 형성될 수 있다.

이러한 방법에서는 필요할 경우에는 마스킹을 제거할 수 있다. 부스가 후방 전극과 전기 접속되지 않는 한, 마스크를 제거할 필요는 없다. 예를 들면, 후방 전극을 형성하는 제1의 전도성 물질 및, 부스를 형성하는 제2의 전도성 물질을 동시에 도포하나, 상이한 도포 장치를 사용하여 도포하거나, 또는 상이한 단계에서 도포하는 경우, 마스킹을 제거하지 않으며, 마스킹은 2 종의 전도성 물질로 형성된 부스 및 후방 전극이 서로 접속되지 않도록 한다. 또한, 발광층 및 마스킹의 두께가 형성될 부스의 두께에 비해서 충분히 클 경우 마스킹을 제거하지 않으며, 동시에 도포되는 전도성 물질은 부스 형성 부위 및 후방 전극 형성 부위 사이에서 분리될 수 있다. 그러나, 마스킹을 제거하는 것이 바람직한데, 이는 서로 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극이 용이하게 형성되기 때문이다.

제1의 전도성 물질 및 제2의 전도성 물질은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 그러나, 부스 및 후방 전극은 동시에 형성되는 것이 바람직한데, 이는 생성 단계를 단순화시킬 수 있으며, 생산율이 증가되기 때문이다.

본 발명의 또다른 구체예에서, EL 장치가 하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 생성되는 경우, 휘도가 높고, 표면적이 큰 롤 형태의 EL 장치를 높은 생산율로 생성할 수 있다.

투명 전도층의 표면상에 마스킹을 배치하여 부스가 형성되는 부스 형성 부위를 마스킹으로 덮어서, 적용된 마스킹을 갖는 부스 형성 부위 및 마스킹이 없는 마스킹 부재 부위가 투명 전도층상에 형성되도록 하는 단계,

코팅 기법에 의해 투명 전도층상의 마스킹이 없는 부위에 발광층을 배치하여 발광층 포함 기재를 형성하는 단계,

발광층 포함 기재상에 전도성 소재를 도포하여 발광층상에 후방 전극을 형성하는 단계,

마스킹의 적어도 일부분을 제거하여 부스 형성 부위를 노출시키는 단계,

노출된 부스 형성 부위상에 전도성 소재를 적용하는 단계를 포함하여

부스 및 후방 전극이 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않는다.

이러한 방법의 특징 중 하나는, 발광층의 적용 이전에 투명 전도층상에 마스킹을 적용하여 적용된 마스킹을 갖는 부스 형성 부위 및, 마스킹이 없는 무마스킹 부위를 형성하게 된다. 이러한 방법은 발광층의 형성 단계로부터 부스의 형성 단계까지, 스크래칭 등으로 인한 투명 전도층상의 부스 형성 부위의 손상을 쉽게 방지할 수 있다. 이러한 경우, 마스킹은 기재의 종방향으로의 연속 부스를 형성하기가 용이하며, 이는 (부스 형성 부위 내에서) 투명 전도층의 보호 필름으로서 작용하게 된다.

이러한 방법에서, 마스킹은 항상 제거하며, 이는 부분적으로 또는 완전히 제거할 수도 있다. 예를 들면, 상기의 단계중 최종 단계에서, 제1의 전도성 물질을 발광층 포함 기재에 적용하고, 적어도 일부분의 마스킹을 제거하여 부스 형성 부위를 노출시키게 된다. 그후, 제2의 전도성 물질을 노출된 부스 형성 부위에 적용하여 부스를 형성한다. 또는, 마스킹의 일부분을 제거한 후, 제2의 전도성 물질을 노출된 부스 형성 부위에 적용시키는 경우, 잔존하는 마스킹을 필요에 따라 제거할 수 있다. 마스킹 전부를 제거하는 것이 바람직한데, 이는 서로 전기 접속되지 않는 후방 전극 및 부스가 용이하게 형성될 수 있기 때문이다. 제1의 전도성 물질 및 제2의 전도성 물질은 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.

마스킹을 투명 전도층의 보호 필름으로서 사용할 경우, 마스킹의 일부를, 부스 형성 부위를 노출시키는 최종 단계에서 제거한 후, 전도성 물질을 발광층 포함 기재에 적용하여 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극을 동시에 형성하게 되는 것이 바람직한데, 이는 특히 서로 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극이 특히 쉽게 형성될 수 있고, 그리하여 생성 공정을 단순화시킬 수 있기 때문이다.

상기의 부스는 전도성 물질의 임의의 적용 방법(예, 코팅액의 적용, 증착, 스퍼터링 등)에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그리하여, 기재의 종방향을 따라 연속적으로 연장된 부스는 특히 롤 형태의 EL 장치의 제조 공정에서 특히 쉽게 형성될 수 있다. 부스 및 후방 전극을 형성하는데 사용되는 전도성 물질은 하기에서 설명할 것이다.

마스킹 물질로서, 일반적인 코팅법에 사용되는 재박리 가능한 접착제 테이프, 예컨대 마스킹 테이프, 시일링용 적용 테이프 등, 재박리 가능한 수지 코팅 등을 사용할 수 있다. 마스킹의 두께는 10∼100 ㎛인 것이 일반적이다. 마스킹을 (부스 형성 부위에서의) 투명 전도층의 보호 필름으로서 사용하는 경우, 마스킹의 두께는 0.1∼30 ㎛인 것이 바람직하다.

발광층이 발광 입자를 함유하는 입자로 거의 구성된 발광 입자층을 포함하며, 지지층과 절연층의 사이에 배치되고, 이들 2 개의 층이 밀접하게 접촉되는 경우 발광층 내의 발광 입자의 충전율은 쉽게 증가될 수 있으며, 그리하여 휘도가 크게 증가된다. 동시에, 종방향으로 연속적으로 연장된 발광층은 쉽게 형성될 수 있다.

지지층과 절연층이 밀접 접촉되는 발광 입자층, 절연층, 지지층을 포함하는 발광층은 예를 들면 발광 입자의 분산과 같은 분말 적용 방법에 의해 형성될 수 있는데, 세부 사항은 이하에서 설명될 것이다.

절연층 및 지지층은 발광 입자를 포함하지 않는 코팅으로부터 형성될 수 있다. 그리하여 "분산형 발광층"과 달리, 발광 입자가 발광층 형성을 위한 코팅내에 잠김으로 인한 어떠한 문제점도 발생하지 않게 된다.

발광 입자층에서의 발광 입자의 충전율을 증가시키는 것은 매우 용이하며, 거의 100 부피%의 충전율을 달성할 수가 있다. 이와 같은 발광 입자층을 포함하는 EL 장치는 표면적이 큰 롤 형태의 EL 장치의 제조에 바람직하다.

이와 같은 발광 입자층을 갖는 EL 장치는 하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 생성되는 것이 바람직하다.

종방향으로 연속이며, 이의 표면 중 한면상에서 적층된 투명 전도층을 지니는 투명 기재를 제공하는 단계,

적용된 코팅의 폭이 투명 전도층의 폭보다 작도록 투명 전도층상에 매트릭스수지를 포함하는 지지층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 코팅의 고화 이전에 층 상태에서 코팅상에 발광 입자를 함유하는 입자를 분산시키며, 코팅에 입자층을 부분적으로 매립시키고, 코팅을 고화시켜 지지층과 밀접 접촉되는 발광 입자층 및 지지층을 형성하는 단계,

발광 입자층 상에 절연 물질을 포함하는 절연층을 형성하기 위한 코팅을 적용하고, 코팅을 고화시켜 발광 입자층과 밀접 접촉되는 절연층을 형성하고, 그리하여 발광층은 지지층과 절연층에 매립된 발광층을 포함함으로써 발광층을 갖는 기재를 얻는 단계,

마스킹의 폭이 기재의 잔존 부분의 폭보다 작도록, 투며 기재의 종방향으로 발광층이 형성되지 않는 발광층 포함 기재의 잔존 부분상에 마스킹을 배치하는 단계,

발광층 포함 기재상에 전도성 물질을 적용하고, 그리고 임의로 마스킹을 제거하여 절연층상에 제공된 후방 전극 및, 발광층과도 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 부스를 동시에 형성하는 단계.

상기의 방법은 높은 비율로, 즉 높은 생산율로 휘도가 증가된 발광층을 연속적으로 용이하게 형성할 수 있다. 예를 들면, 발광층은 통상적으로, 5 mpm(분당 m) 이상, 바람직하게는 110∼200 mpm, 더욱 바람직하게는 12∼100 mpm의 코팅율로 형성할 수 있다.

상기의 발광층에 함유된 입자 중의 발광 입자의 함량은 40 부피% 이상인 것이 바람직하다. 발광 입자의 함량이 40 부피% 미만인 경우, 휘도를 증가시키는 효과가 열화될 수 있다. 휘도는 모든 입자가 발광 입자인 경우 최대가 된다. 그러므로, 발광 입자의 함량은 50∼100 부피%인 것이 바람직하다.

EL 장치

본 발명의 EL 장치의 일례로는 롤 형태의 EL 장치로서, 이는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 기재(1) 및 투명 전도층(2)을 포함하는 적층체, 후방 전극(3), 이러한 적층체와 후방 전극(3)의 사이에 배치된 발광층(4) 및, 투명 전도층상에 배치되고 발광층과도 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 1 종 이상의 부스(5)를 포함한다.

이러한 구조체에서, 부스(5)는 투명 기재의 양 에지에 배치되며, 이들은 후방 전극을 갖는 발광층(4)과 평행한 2 개의 스트립 형태가 된다.

이하에서 상세히 설명될 도 3에 도시된 바람직한 예의 발광층(4)은 서로 밀접하게 접촉되는, 층(41)과 층(43)의 사이에 배치된 발광 입자층(42), 절연 물질을 포함하는 절연층(43), 매트릭스 수지를 포함하는 투명 지지층(41)을 포함하는 구조를 갖는다.

일반적으로, EL 장치 전체의 두께는 50∼3,000 ㎛이다. EL 장치의 길이는 롤 형태인 경우 일반적으로 1 m 이상이다.

부스의 형상 및 배치는 부스가 외부로부터 투명 전도층으로 전기(전압)를 공급하기 위한 터미날로서 작용하는 한, 상기한 바에 의하여 제한되지는 않는다. 예를 들면, 부스는 종방향으로 바아 코드 형태로 연장되어 있는 다수의 작은 부스 부분 또는, 장치의 길이를 따라 존재하는 다수의 원형 부스 부분으로 구성될 수 있다. 즉, 작은 부스는 이웃하는 부스 부분 사이의 각 거리가 너무 크지 않는 한, 종방향으로 단속적으로 존재할 수 있다.

예를 들면, 대형 디스플레이용 EL 장치는 EL 장치의 스톡 생성물로부터 소정의 길이로 절단하여 형성되며, 이웃하는 부스 부분이 외부로부터 투명 전도층에 전기(전압)를 공급하기 위한 터미날로서 작용할 수 있는 한, 불연속적으로 존재하면서, 불연속 부분이 없는 투명 전도층상에 발광층이 존재하여야 한다.

부스는 적용 방법에 의해 전도성 물질로부터 형성될 수 있는데, 이는 후방 전극의 형성시에 사용될 수 있다. 적용 방법은 전도성 물질을 함유하는 코팅의 적용, 증착, 스퍼터링 등이 바람직한데, 이는 투명 기재의 종방향을 따라 연속적으로 연장된 부스가 롤 형태의 EL 장치의 생성 방법으로 용이하게 형성될 수 있기 때문이다.

투명 기재

투명 기재는 통상의 분산형 EL 장치에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 그리고, 예를 들면 플라스틱 필름 등등의 것을 사용할 수 있다.

기재로서 사용할 수 있는 플라스틱 필름의 예로는 폴리에스테르 수지, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN); 아크릴 수지, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트, 개질된 폴리메틸 메타크릴레이트 등; 플루오로수지, 예컨대 불화폴리비닐리덴, 아크릴-개질된 불화폴리비닐리덴 등; 폴리카보네이트 수지; 염화비닐, 예컨대 염화비닐 공중합체 등의 필름이 있다.

투명 기재는 도 2에 기재된 단일층 필름이 될 수 있으며, 이는 다층 필름이될 수도 있다. 예를 들면, 1층 이상의 다층 필름이 투명도가 높고, 보색을 발광층에 의해 방사되는 색상으로 전개시키는 염료를 함유하는 경우, 광의 백색도가 증가할 수 있다. 이러한 염료의 예로는 발광층으로부터 방사된 광이 청색-녹색인 경우, 적색 또는 분홍색 형광 염료, 예컨대 로다민 6G, 로다민 B, 페릴렌 염료 등이 되는 것이 바람직하다. 또한, 이들 수지에 분산된 염료를 포함하는 가공 안료를 사용할 수도 있다.

투명 기재의 양면은 일반적으로 평면이나, 투명 전도층과 접촉되지 않는 면은, 본 발명의 효과에 해를 끼치지 않는한, 규칙적인 돌출물을 포함할 수도 있다.

투명 기재를 통한 투광율은 일반적으로 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 특히 80% 이상이다. 본 명세서에서, "투광율"이라는 것은 550 ㎚의 광을 사용하여 자외선/가시광 분광 광도계 "U best V-560"(니폰 분코 가부시키가이샤 제조)를 사용하여 측정된 광의 투광도를 의미한다.

일반적으로 롤 형태의 EL 장치가 형성될 경우, 투명 기재의 두께는 10∼1,000 ㎛이다.

투명 기재는 본 발명의 효과에 해를 끼치지 않는 한, 첨가제, 예컨대 자외선 흡광제, 수분 흡수제, 착색제, 형광 물질, 인 등을 포함할 수 있다.

투명 전도층

투명 전도층은 서로 밀접하게 접촉되는 투명 기재의 이면에 배치된다.

투명 전도층은 ITO(인듐-주석 산화물) 필름 등과 같은 분산형 EL 장치에 사용되는 임의의 투명 전극이 될 수 있다. 투명 전도층의 두께가 일반적으로0.01∼1,000 ㎛이고, 표면 저항율이 일반적으로 500 Ω/스퀘어 이하, 바람직하게는 1∼300 Ω/스퀘어가 된다. 투광율은 일반적으로 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상이다.

ITO 필름은 증착, 스퍼터링, 페이스트 코팅 등과 같은 임의의 통상의 필름 형성법에 의해 형성된다.

프라이머층이 투명 기재상에 형성될 수도 있으며, ITO 필름은 도 1 및 도 2의 구체예에서 투명 기재에 직접 형성될 수 있으며, 그리하여 ITO 필름은 프라이머 층상에 형성될 수 있다. 프라이머의 두께는 일반적으로 0.1∼100 ㎛이다. 프라이머층 대신에, ITO 필름의 접착력을 촉진하기 위해 규소 산화물 등의 코팅물을 투명 기재의 표면에 코로나로 처리한다. 또는, ITO 필름을 발광층상에 형성된 후, 투명 기재는 ITO 필름상에 적층된다.

또는, 일시적인 기재의 박리면상에 형성되는 ITO 필름은 투명 접착제를 통해 투명 기재의 이면으로 전이된다. 일시적인 기재로서는 박리지, 박리 필름, 저밀도 폴리에틸렌 필름 등을 사용할 수 있다.

후방 전극

후방 전극층을 발광층의 이면, 즉 절연층에 대면하는 면에 배치하였다. 후방 전극은 도 1 및 도 2의 구체예에서 발광층과 직접 접촉하게 된다.

수지층은 이들 사이의 접착력을 증가시키기 위해, 후방 전극 및 발광층 사이에 제공될 수 있다. 수지층을 위한 수지는 유전 상수가 높은 중합체가 될 수 있는데, 이는 후술할 것이다. 수지층은 절연 유기 입자를 함유할 수 있다.

후방 전극은 분산형 EL 장치에 사용되는 전도성 물질 필름, 예를 들면, 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈, 크롬 등의 금속 필름; 투명 전도성 필름, 예컨대 ITO 필름, 전도성 카본 필름 등이 될 수 있다. 이러한 전도성 물질 필름은 전도성 물질을 함유하는 코팅의 적용(예, 바아 코팅, 분무 코팅, 커튼 코팅 등), 증착, 스퍼터링 등에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 금속 필름은 증착 필름, 스퍼터 처리된 필름, 금속 호일 등이 될 수 있다. 또한, 전도층을 지니는 기재를 포함하는 전극 필름(예, 중합체 필름 등)은 후방 필름으로서 사용될 수 있다.

후방 전극의 두께는 일반적으로 5 ㎚∼1 ㎜이다.

EL 장치는, 후방 전극이 투명 전도성 필름으로 구성되고, 또한 절연층이 투명한 경우, 양면으로부터 광을 방사할 수 있다.

투명 기재(지지층)

전술한 바와 같이, 발광층은 투명 전도층의 한면에 제공된 투명 기재, 후방 전극면에 제공된 절연층 및, 지지층과 절연층 모두에 매립된 발광 입자를 함유하는 발광 입자층으로 형성되는 것이 바람직하다.

발광층의 지지층은 서로 밀접하게 접촉되는 투명 전도층의 이면상에 배치되어 발광층의 발광 효율을 용이하게 증가시키는 것이 바람직하다.

지지층은 매트릭스 수지를 포함하는 투명층이다. 지지층의 두께는 일반적으로 0.5∼1,000 ㎛이고, 투광율은 일반적으로 70 이상, 바람직하게는 80 이상이다.

매트릭스는 통상의 분산형 EL 장치의 발광층에 사용되는 임의의 매트릭스 수지, 예컨대 에폭시 수지, 유전 상수가 높은 중합체 등이 될 수 있다. 고유전 상수를 갖는 중합체는, 1 ㎑의 교류 전류를 인가하여 측정할 경우, 유전 상수가 일반적으로는 약 5 이상, 바람직하게는 7∼25, 더욱 바람직하게는 8∼18인 것이다. 유전 상수가 너무 낮을 경우에는 휘도가 증가하지 않을 수 있다. 유전 상수가 너무 높을 경우에는 발광층의 수명이 단축되는 경향이 있다.

유전 상수가 높은 중합체의 예로는 불화비닐리덴 수지, 시아노 수지 등이 있다. 예를 들면, 불화비닐리덴 수지는 불화비닐리덴 및 1 종 이상의 기타의 불소 함유 단량체의 공중합 반응에 의해 얻을 수 있다. 기타의 불소 함유 단량체의 예로는 테트라플루오로에틸렌, 트리플루오로클로로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌 등이 있다, 시아노수지의 예로는 시아노에틸 셀룰로스, 시아노에틸화 에틸렌-비닐 알콜 공중합체 등이 있다.

지지층은 일반적으로 매트릭스 수지로 구성되는데, 이는 본 발명의 효과에 해를 끼치지 않는 한, 첨가제, 예컨대 기타의 수지, 충전제, 계면활성제, 자외선 흡광제, 산화방지제, 살균제, 방청제, 흡습제, 착색제, 인 등을 함유할 수 있다. 예를 들면, 발광 입자층으로부터 방사된 광이 청색-녹색인 경우, 지지층은 적색 또는 분홍색 형광 염료, 예컨대 로다민 6G, 로다민 B, 페릴렌 염료 등을 함유할 수 있다. 또한, 상기의 기타의 수지는 경화성 또는 점착성을 띨 수도 있다.

절연층

발광층의 절연층에 함유된 절연 물질은 절연 입자, 유전 상수가 높은 중합체 등이 될 수 있으며, 이는 통상의 분산형 EL 장치에 사용된다.

절연층은 일반적으로 유전 상수가 높은 중합체에 절연 입자를 분산시켜 생성된 코팅으로부터 형성된 코팅층이거나 또는 실질적으로 절연 입자를 포함하지 않는 유전 상수가 높은 중합체의 층이 될 수 있다.

절연 입자의 예로는 예를 들면, 이산화티탄, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화규소, 질화규소, 산화마그네슘 등의 절연 무기 입자 등이 있다. 유전 상수가 높은 중합체는 지지층에 사용되는 중합체가 될 수 있다.

절연층은 후방 전극 또는 발광 입자층상의 코팅을 적용하여 형성될 수 있다.

절연층이 절연 입자 및 유전 상수가 높은 중합체를 포함하는 코팅층인 경우, 절연 입자의 함량은 유전상수가 높은 중합체 100 중량부당 1∼400 중량부, 바람직하게는 10∼350 중량부, 더욱 바람직하게는 20∼300 중량부가 된다. 절연 입자의 함량이 너무 낮으면 절연 효과가 저감되며, 휘도도 감소되는 경향이 있다. 절연 입자의 함량이 너무 높을 경우에는 코팅의 적용이 곤란할 수도 있다.

절연층의 두께는 일반적으로 2∼1,000 ㎛이다. 절연층은 절연 특성에 해를 끼치지 않는한 첨가제, 예컨대 충전제, 계면활성제, 산화방지제, 살균제, 방청제, 흡습제, 착색제, 인, 경화성 수지, 점착부여제 등을 함유할 수도 있다.

발광 입자층

발광 입자가 교류 전기장에 놓일 경우, 발광 입자층 내의 발광 입자는 광을 자발적으로 방사하게 된다. 이러한 입자의 예로는 분산형 EL 장치에 사용되는 형광 입자 등이 있다. 형광 물질의 예로는 형광 화합물의 단일 물질(예, ZnS, CdZnS, ZnSSe 및 CdZnSe 등) 또는 형광 화합물과 보조 성분(예, Cu, I, Cl, Al, Mn, NdF₃, Ag 및 B 등)의 혼합물이 될 수 있다.

형광 입자의 평균 입도는 일반적으로 5∼100 ㎛이다. 유리, 세라믹 등의 코팅 필름이 형성되는 입상 형광 물질을 사용할 수 있다.

형광 입자층의 두께는 일반적으로 5∼500 ㎛이다. 형광 입자층이 단일층 상태로 배치되는 다수의 입자로 구성되는 경우, EL 장치는 용이하게 얇게될 수 있다.

또한, 발광 입자층은 2 종 이상의 발광 입자를 함유할 수도 있다. 예를 들면, 청색, 청색-녹색 또는 오렌지색 광을 방사하고, 서로 별개의 스펙트럼을 갖는 2 종 이상의 발광 입자를 혼합하고, 그리하여 백색도가 높은 발광층을 형성할 수 있다.

발광 입자층은 발광 입자 이외에 유리, 착색 물질, 인, 중합체, 무기 산화물 등의 입자와 같은 1 종 이상의 입자를 함유할 수 있다. 예를 들면, 백색도가 높은 발광층을 형성하기 위해 보색 내지 청색-녹색인 분홍색 착색 물질(예, 로다민 6G, 로다민 B, 페릴렌 염료 등을 포함하는 입자) 및 청색-녹색광을 방사하는 발광 입자를 혼합하였다.

발광층의 형성

지지층, 발광 입자층 및 절연층을 포함하는 발광층의 적층 구조체를 하기와 같이 형성할 수 있다.

우선, 발광 입자층을 임의의 통상의 분말 코팅법에 의해 지지층 또는 절연층의 표면상에 형성한다.

예를 들면, 유동성을 유지하면서 기재층에서 발광 입자를 포함하는 입자를, 정적 흡입, 분무, 중력 분산 등의 적절한 방법에 의해 분산시키고, 입자의 일부 또는 전체를 지지층에 매립시킨 발광 입자층을 형성한다. 그후, 지지층의 유동성을 억제하고, 지지층과 입자층을 접합시킨다.

지지층의 유동성을 유지하기 위해서는, 용제를 함유하는 지지층을 위한 코팅으로 형성된 코팅층의 미건조 상태를 유지하는 방법, 지지층을 위한 수지의 연화점 또는 융점보다 높은 온도에서 지지층을 유지하는 방법 및, 지지층을 위한 코팅에 방사성 경화성 단량체를 첨가하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 방법은 지지층의 유동성을 억제하기 위한 고화 방법(건조, 냉각 또는 경화)이 용이하게 되도록 한다.

마찬가지의 방법으로, 발광층은 코팅층으로 생성된 절연층상에서 형성될 수 있다.

최종층(지지층 또는 절연층)은 전술한 바와 같이 형성된 발광 입자층상에 적층되며, 3개의 층이 접합되는 적층 구조체가 형성된다. 최종층은 최종층을 형성하기 위한 물질을 함유하는 코팅을 코팅시키고, 이를 고화시키거나 또는, 최종층 형성을 위한 물질로 생성된 필름을 프레스 결합시킴으로써 적층되는 것이 바람직하다. 이들 방법은 각각의 한쌍의 지지층, 발광 입자층 및 절연층 사이의 계면에서 어떠한 기포도 존재하지 않으면서 결합된 구조체를 형성할 수 있다.

발광 입자층은, 도 3의 구체예에서 단일의 층 상태로 배치되고, 지지층과 절연층 모두에 접합되는 다수의 입자로 구성된다. 그러나, 발광 입자층은 다층체가 될 수 있거나, 또는 입자의 일부 또는 전체가 지지층 또는 절연층에 완전 매립될 수도 있다. 발광 입자층이 지지층과 절연층의 사이에 배치되고, 각 쌍의 층 사이의계면에 기포가 존재하지 않는 결합된 구조체를 형성하는 것이 중요하다.

전술한 바와 같이 형성된 발광 입자층에서, 지지층 또는 절연층의 물질은 입자 사이의 공간에 침투하게 된다. 이와 같은 경우, 입자의 충전율은 20 부피% 이상, 바람직하게는 30 부피% 이상, 더욱 바람직하게는 40 부피% 이상이며, 여기서, 충전율이 감소하게 되면 휘도가 감소될 수 있기 때문이다.

본 명세서에서, "입자의 충전율"이란 입자 사이에 존재하는 물질 및 발광 입자층 내의 모든 입자를 포함하는 가상의 층의 부피 중에서의 입자의 총 부피율(%)로 정의한다.

또한, 각각의 지지층 및 절연층은 본 발명의 효과에 해를 끼치지 않는 한, 2 이상 층의 적층체가 될 수 있다.

분산형 발광층은 하기와 같이 형성될 수 있다. 유전 상수가 높은 중합체, 형광 입자 및 용제를 포함하는 매트릭스 수지를 혼합하고, 이를 호모믹서와 같은 혼련 장치를 사용하여 균일하게 분산시킴으로써 발광층을 형성하기 위한 코팅을 얻는다. 그후, 코팅을 적용시키고, 이를 건조시켜 발광층을 형성한다. 이러한 경우, 코팅은 투명 전도층 또는 후방 전극상에 직접 적용되거나, 또는 발광층을 일단 박리성을 갖는 일시적 지지체상에 형성시킨 후, 투명 전도층 또는 후방 전극으로 전이시키게 된다.

코팅의 고형분 함량은 일반적으로 10∼60 중량%이다. 코팅 방법, 코팅 두께, 건조 조건 등은 통상의 분산형 발광층의 형성에 사용된 것과 유사하다.

EL 장치의 제조

이제, 본 발명의 바람직한 구체예의 일례가 되는 적층된 발광층을 포함하는 적층된 EL 장치의 제법에 대해 설명하고자 한다.

우선, 투명 전도층이 표면에 적층된 투명 기재를 제공한다. 지지층을 형성하기 위한 코팅을 투명 전도층에 적용시킨다. 그후, 코팅을 건조시키기 이전에, 적용된 코팅상에 단일층의 상태로 발광 입자를 함유하는 입자를 분산시키고, 입자층을 지지층에 부분적으로 매립시킨 후, 코팅을 건조시킨다. 이러한 단계는 지지층에 부분적으로 매립되어 결합되는 발광 입자층을 쉽게 형성할 수 있게 된다.

입자는, 각 입자 크기의 1∼99%, 바람직하게는 10∼90%, 더욱 바람직하게는 20∼80%가 지지층 평면에 수직인 방향으로, 예를 들면 구형 입자의 직경 방향으로 지지층에 매립되도록 입자를 지지층에 매립시킨다. 입자의 매립율이 1% 미만인 경우, 입자층은 절연층의 형성시에 손상되는 경향이 있다. 입자의 매립율이 99%를 넘도록 입자가 매립될 경우에는, 입자층이 균일하게 형성될 수가 없다. 지지층은 일반적으로 투명 전도층의 폭보다 작은 폭을 갖도록 형성된다.

지지층을 형성하기 위한 코팅의 코팅 두께는 지지층의 건조 두께가 상기 범위내에 포함되도록 선택한다. 지지층을 형성하기 위한 코팅에서의 고형분 함량은 일반적으로 5∼80 중량%가 된다. 코팅에 사용된 용제는 매트릭스 수지가 균질하게 용해되도록 통상의 유기 용제로부터 선택된다.

코팅은 호모믹서, 샌드 밀, 유성형 믹서 등과 같은 혼합 또는 혼련 장치를 사용하여 제조할 수 있다. 코팅을 적용하기 위해서는, 코팅 장치, 예컨대 바아 코팅기, 롤 코팅기, 나이프 코팅기, 다이 코팅기 등을 사용할 수 있다.

건조 조건은 코팅 중의 용제의 유형 및 코팅의 고형분 함량에 따라 달라지며, 일반적으로는 실온(약 25℃)∼150℃의 온도 및 5 초∼1 시간의 건조 시간이 있다.

입자는 지지층을 형성하기 위한 코팅의 적용으로부터 3 분 이내에 상기의 방법에 의해 분산되며, 이는 입자의 매립을 쉽게 한다. 코팅의 건휘도는 입자와 지지층 사이의 습윤도, 즉 분산된 입자가 미건조 지지층으로 매립되는 용이도에 따라 달라지며, 일반적으로 고형분 함량을 기준으로 하여 10∼95 중량%, 바람직하게는 20∼90 중량%가 된다.

이후, 절연층을 형성하기 위한 코팅은 발광 입자층을 덮고 이를 건조시키도록 적용한다. 따라서, 발광 입자층(42)이 지지층(41) 및 절연층 모두에 매립되고, 이들 각 쌍의 층 사이의 계면에는 기포가 존재하지 않는 결합된 구조체가 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 형성된다. 또한, 발광층이 없는 부분은 투명 전도층상에 잔존하게 된다.

절연층을 형성하기 위한 코팅의 코팅 두께는 절연층의 건조 두께가 상기의 범위내가 되도록 선택한다. 절연층을 형성하기 위한 코팅의 고형분 함량은 일반적으로 5∼70 중량%가 된다. 코팅에 사용된 용제는 절연 물질이 균질하게 용해되거나 또는 분산되도록 통상의 유기 용제로부터 선택된다.

이러한 코팅은 지지층의 형성을 위한 코팅의 제조 및 적용에 사용된 것과 동일한 장치 또는 공구를 사용하여 제조 및 적용할 수 있다.

건조 조건은 코팅 중의 용제의 유형 및 코팅의 고형분의 함량에 따라 달라지며, 일반적으로 실온(약 25℃)∼150℃ 범위내의 온도 및 5 초∼1 시간 범위내의 건조 시간이 된다.

마지막으로, 후방 전극은 절연층상에 적층되며, 부스는 발광층이 없는 투명 전도층의 일부에 적층된다. 후방 전극은 전술한 방법에 의해 형성될 수 있다. 이들 중에서, 진공하에서 얇은 필름을 형성하기 위한 방법, 예컨대 증착 및 스퍼터링 처리는 절연층상에 후방 전극을 효과적으로 형성한 후, 이를 건조시켜 후방 전극과 절연층 사이의 접착력이 우수하게 되어 바람직하다. 부스는 후방 전극의 형성에 사용된 것과 동일한 방법에 의해 형성될 수 있다.

일반적으로, 후방 전극은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 발광층의 이면 전체에 연속적으로 형성되어 있다. 그러나, 후방 전극은 물체에 따라서는 발광층상에서 부분적으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 후방 전극은 영상 형성 방식에 따라 형성될 수 있다. 그리하여, EL 장치는 영상을 디스플레이하기 위해 광을 방사할 수 있다. 동일한 목적을 달성하기 위해, 발광층은 연속 영상을 디스플레이하기 위해 종방향으로 반복적으로 형성될 수도 있다.

전술한 제법의 단계는 롤 형태의 제품의 통상의 제조 방법의 것과 실질적으로 동일하다. 그러므로, 휘도가 높고, 표면적이 큰 롤 형태의 EL 장치는 통상의 롤 형태의 제품을 위한 제조 공정을 사용하여 높은 생성율로 제조될 수 있다. 또한, 분산 코팅을 사용하여 야기되는 문제점이 해소되었는데, 이는 전술한 방법이 분산형 EL 장치의 제조와 달리, 발광 입자의 분산 코팅을 사용하지 않기 때문이다.

EL 장치는 상기의 방법과 유사할 수도 있는 대체법에 의해 생성될 수도 있는데, 이는 후방 전극을 포함하는 지지층상에 절연층을 위한 코팅을 적용하고, 적용된 코팅의 건조 이전에 발광 입자를 분산시키고, 절연층에 입자층의 일부를 매립시키고, 절연층을 위한 코팅을 건조시키고, 지지층을 위한 코팅을 적용 및 건조시킨 후, 투명 전도층을 갖는 투명 기재를 적층시키고, 마지막으로 발광층이 없는 투명 전도층의 일부상에 부스를 적층시키는 것을 포함한다. 이러한 방법은 전술한 방법과 동일한 효과를 나타낸다. 이러한 경우, 후방 전극의 폭은 투명 전도층의 폭보다 작으며, 부스는 후방 전극과도 발광층과도 전기 접속되지 않는다.

EL 장치의 적용

본 발명의 EL 장치는 내부 조명 광고판, 도로 표지판, 장식용 디스플레이 등과 같은 대형 디스플레이용 광원으로서 사용할 수 있다.

예를 들면, 문자, 도안 등과 같은 영상을 투광 시이트면상에 인쇄하고, 시이트는 EL 장치의 광 방사면에 대면하는 시이트의 이면과 함께 EL 장치상에 배치된다. 투광 시이트는 상기의 투명 기재와 동일한 소재로 만들어졌으며, 이는 투광율이 20% 이상이다. 이러한 경우, EL 장치의 투광면 및 시이트의 이면은 서로 결합되는 것이 바람직하다. 마지막으로, 투광 접착제를 사용한다. 이러한 접착제의 예로는 감압 아크릴 접착제, 감열성 아크릴 접착제 등이 있다.

또한, EL 장치 내장형 디스플레이는 상기 투명 기재로서 투광 시이트를 사용하고, 투광 시이트의 이면상에 직접 투명 전도층을 형성하고, 전도층상에 발광층을 적층시켜 조립할 수 있다.

또한, 프리즘형 재귀반사 시이트를 투광 시이트 (또는 투명 기재)로서 사용할 수 있다. 재귀반사성 시이트와의 조합은 EL 장치 내장형 디스플레이에 재귀반사성 및 자동 광 방사성을 부여할 수 있다.

투명 전도층상의 부스와, 후방 전극층상의 터미날을 동력원에 접속시키고, EL 장치에 전압을 인가하여 광을 EL 장치로부터 방사한다.

동력원으로서는, 건전지, 배터리, 태양 전지 등과 같은 전지를 사용하거나 또는, 교류와 직류 사이의 전류를 변화시키거나, 전압 또는 주파수를 변경시키는 인버터를 통해 동력선으로부터 EL 장치로 교류 전류를 공급한다. 인가된 전압은 일반적으로 3∼200 V이다.

본 발명의 EL 장치는 방사 효율이 높아서, 통상의 분산형 장치에 필요한 것보다 낮은 전압(예, 100 V 이하)에서 충분한 휘도(예, 50 ㏅/㎡ 이상)를 갖는 광을 방사한다.

EL 장치가 옥외용으로 사용되는 경우, 예를 들어 폴리아미드 수지로 이루어진 물-포획 필름 또는, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌으로 이루어진 방습 필름으로 도포되는 것이 바람직하다.

예를 들어 투명 기재 및 지지층과 같은 발광 입자로부터의 광 경로내에 존재하는, 본 발명의 EL 장치의 임의의 성분층은 방사된 광 색상을 조절하기 위해 염료 또는 안료와 같은 착색제를 함유할 수 있다. 또한, 발광 입자로부터의 광으로 여기시키고 발광층으로부터의 광 파장과는 상이한 파장을 갖는 광을 방사하는 형광 염료, 형광 안료 등을 포함하는 파장 전환층을 발광 입자로부터의 광 경로에 제공하는 것이 가능하다. 발광 입자로부터의 광 경로에 존재하는 형광 염료 또는 형광 안료와 같은 것을 함유하는 성분층을 파장 변환층으로서 사용할 수 있다.

본 발명의 한 구체예에는, 전자발광 표시 장치의 종방향으로 연장되어 있는 투명 기재; 투명 기재의 이면상에 배치된 투명 전도층; 발광층의 폭이 투명 전도층의 폭보다 작고; 투명 전도층의 이면에 배치되어 있는 발광층; 발광층의 이면에 배치된 후방 전극, 발광층이 없는 투명 전도층의 이면의 일부에 배치된 1 이상의 부스를 포함하며, 여기서 부스는 폭이 투명 전도층의 폭보다 작고, 발광층과도 또는 후방 전극과도 전기 접속되지 않고, 투명 전도층, 발광층, 후방 전극 및 부스는 투명 기재의 종방향으로 연속적으로 연장되어 있는 것인 전자발광 표시 장치가 제공된다.

또다른 구체예에서, 본 발명은

투명 기재의 종방향으로, 발광층이 없는 부분, 즉 발광층 포함 기재의 투명 전도층의 노출부상에 마스킹을 배치하는 단계(여기서, 마스킹의 폭은 발광층이 없는 노출부의 폭보다 작음),

발광층 포함 기재상에 전도성 소재를 도포하여 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극을 제공하게 되는 것인 전자발광 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 구체예에서, 본 발명은

노출된 부스 형성 부위상에 전도성 소재를 적용하여 후방 전극 및 부스를 형성하는 단계를 포함하며, 그리하여 부스 및 후방 전극이 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않게 되는 것인 전자발광 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 구체예에서는, 발광층은 매트릭스 수지를 포함하며 투명 전도층면에 배치된 투명 지지층; 절연 소재를 포함하며, 후방 전극면상에 배치된 절연층; 지지층 및 절연층 모두에 매립되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광 입자층을 포함하는 것인 전자발광 표시 장치가 제공된다.

실시예 1

EL 장치의 제조

도 1 및 도 2의 구조체를 갖는 롤 형태의 적층 EL 장치를 본 실시예에서 제조하였다.

ITO/PET 적층 필름(상품명: TCF-KPC 300-75A, 오이케 인더스트리즈, 리미티드 제조)(두께, 75 ㎛; 투광율, 81%)을 투명 기재로 사용하였다. 필름의 크기는 폭이 320 ㎜, 길이가 60 m이었다. 이 필름은 필름의 한면에 스퍼터링 처리에 의해 적층 처리된 ITO의 투명 전도층을 포함한다. ITO층은 두께가 50 ㎚이고, 표면 저항율이 250/스퀘어이다.

상기의 투명 기재의 ITO층의 면을 5 g/㎡의 코팅 중량으로 에틸 아세테이트 및 메틸 이소부틸 케톤의 혼합물(1:1)에 용해시킨 유전 상수가 높은 중합체(3엠에서 제조한 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌-불화비닐리덴 공중합체; 상품명 "THV 200 P"으로, 유전 상수가 8 (1 ㎑에서)이고, 투광율이 96%임)의 용액으로 코팅하여 필름의 종방향으로 연속층을 형성하였다.

용액을 도포한 직후, 형광 입자(615A, 듀렐 제조)를 분무 코팅기(K-III Spray, 니카 제조)를 사용하여 분산시키고, 용액층을 650℃에서 약 1 분간 건조시킨 후, 125℃에서 약 3 분간 건조시켰다. 그리하여 적층체가 형성되었는데, 이는 거의 단독의 입자층 형태의 형광 입자층(발광층) 및 지지층으로 이루어졌는데, 이양층은 서로 밀접하게 접촉되어 있다. 형광 입자는 각각의 입자 직경의 약 30%가 지지층에 묻히도록 매립되어 있다. 형광 입자에 의한 분산량은 약 65 g/㎡이고, 발광 입자층의 두께는 33 ㎛이었다. 또한, 용액은 폭이 약 30 ㎜인 노출부(미코팅부)가 ITO 표면의 각면에 잔존하도록 용액을 코팅시켰다.

그다음, 절연층을 형성하기 위한 코팅을 적용하여 발광 입자층을 덮고, 이를 건조시켜 절연층을 형성하였다. 이에 의해, 발광 입자층이 지지층과 절연층 모두에 매립되어 있고, 각 쌍의 층 사이의 계면에 기포가 거의 존재하지 않는 결합 구조체가 형성된다. 그리하여 발광층이 종방향을 따라 연속적으로 연장되어 있는 발광층 포함 투명 기재를 얻었다.

절연층을 형성하기 위한 코팅의 조성물은 상기의 THV 200P, 티탄산바륨, 에틸 아세테이트 및 메틸 이소부틸 케톤을 11:26:31:31의 중량비로 함유한다. 건조후 코팅 중량이 27 g/㎡가 되도록, 바아 코팅기를 사용하여 코팅을 도포하고, 이를 지지체층의 경우에 사용된 조건과 동일한 조건하에서 건조시켰다. 발광층의 총 두께는 건조후 36 ㎛이었다.

그후, 마스킹으로서 시일링용 적용 테이프(상품명: 2479H 7Y, 3엠 제조; 폭 18 ㎜)를, 기재의 종방향을 따라 발광층 포함 투명 기재의 ITO 필름면의 각 에지 부분에 부착시켜 각면에서 노출면은 폭이 약 5 ㎜이 되었다.

마지막으로, 발광층 포함 투명 기재의 코팅면, 즉 발광층, 마스킹 및 노출된 ITO면을 포함하는 면에 알루미늄을 증착시킨 후, 마스킹을 제거한다. 그리하여 전체가 알루미늄으로 이루어진 양 에지 부분에 2 개의 부스 및 후방 전극이 동시에형성되었다. 따라서, 본 발명의 롤 형태 EL 장치가 생성되었다.

알루미늄의 증착은 90 m/분의 선속도에서 3.0∼5.0×10^-4Torr 챔버 압력하에 수행하였다.

후방 전극과 2 개의 부스 사이에 잔존하는 미증착 부분 및 부스는 발광층과도 또는 후방 전극과도 전기 접속되지 않는다. 부스는 종방향으로 연속적으로 연장되어 있고, 불연속 부분이 없는 스트라이프형 부스이다.

EL 장치로부터의 광 방사

길이가 100 ㎜이고 폭이 320 ㎜인 크기의 평면을 갖는 직사각형 EL 장치를 상기에서 얻은 롤 형태 EL 장치(스톡 생성물)로부터 절단하였다. 그후, 100 V 및 400 ㎐의 교류 전압을 후방 전극과 부스 사이에 인가하여 EL 장치를 조명 처리하였다. 휘도는 62 cd/㎡이었으며, 휘도 효율은 2.31 lm(루멘)/W이었다.

교류 전압은 전원 장치(상품명: PCR 500L, 기쿠스이 일렉트로닉 인더스트리즈, 리미티드 제조)로 인가하였다. 휘도는 하기와 같이 측정하였다.

EL 장치를 암실에 두고, 휘도 측정계(LS 110, 미놀타 제조)를 사용하여 투명 기재면으로부터 1 m의 거리에서 휘도를 측정하였다.

실시예 2

분산형 발광층을 갖는 EL 장치를 본 실시예에서 생성하였다.

유전 상수가 높은 중합체(THV 200P) 및 실시예 1에 사용된 것과 동일한 형광 입자(615A)가 1:3의 중량비로 함유되도록 발광층을 형성하기 위한 분산 코팅을 생성하였다. 에틸 아세테이트를 용제로서 사용하였으며, 코팅의 고형분 함량은 30 중량%이었다. 이러한 코팅을, 발광층의 건조 두께가 32 ㎛가 되도록 실시예 1에서의 지지층의 코팅에 사용된 것과 동일한 방식으로 투명 기재의 ITO층상에 도포하고, 이를 65℃에서 약 3 분간 건조시켰다. 그후, 실시예 1과 동일한 방법으로 절연층, 후방 전극 및 부스를 형성하였다.

전압을 인가하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 휘도를 측정하였다. 휘도는 30 cd/㎡이며, 휘도 효율은 1.6 lm/W이었다.

본 명세서에서 모든 특허, 특허 문헌 및 간행물을 개별적으로 인용한 것처럼 참고로 인용하였다. 당업자라면, 본 발명의 전술한 구체예에 대한 각종의 변형예가 본 발명의 필수 성질로부터 벗어나지 않고도 실행될 수 있다는 것을 숙지할 수 있을 것이다. 본 발명은 이하에 첨부된 청구의 범위내에서 이러한 모든 변형예를 포함시키고자 한다.

Claims

전자발광 표시 장치의 종방향으로 연장되어 있는 투명 기재,

투명 기재의 이면상에 배치된 투명 전도층,

폭이 투명 전도층의 폭보다 작고, 투명 전도층의 이면에 배치되어 있는 발광층,

발광층의 이면에 배치된 후방 전극,

발광층이 없는 투명 전도층의 이면의 일부에 배치된 1 이상의 부스를 포함하며, 여기서 부스는 폭이 투명 전도층의 폭보다 작고, 발광층과도 또는 후방 전극과도 전기 접속되지 않고,

투명 전도층, 발광층, 후방 전극 및 부스는 투명 기재의 종방향으로 연속적으로 연장되어 있는 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 발광층은

매트릭스 수지를 포함하며 투명 전도층면에 배치된 투명 지지층,

절연 소재를 포함하며, 후방 전극면상에 배치된 절연층,

지지층 및 절연층 모두에 매립되어 있는 발광 입자를 포함하는 발광 입자층을 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 발광 입자층은 발광 입도와 거의 동일한 두께를 갖는 코팅층을 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층의 매트릭스 수지는 고유전 상수를 갖는 중합체 및 에폭시 수지로 구성된 군에서 선택되는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층의 매트릭스 수지는 1 ㎑의 교류 전류를 인가하여 측정시 유전 상수가 약 5 이상인 중합체 및 에폭시 수지로 구성된 군에서 선택되는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층의 매트릭스 수지는 1 ㎑의 교류 전류를 가하여 측정시 유전 상수가 7∼25인 중합체 및 에폭시 수지로 구성된 군에서 선택되는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층의 매트릭스 수지는 불화비닐리덴 수지의 중합체 및 시아노수지의 중합체로 구성된 군에서 선택되는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층은 두께가 0.5∼1,000 미크론인 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 지지층은 적색 또는 분홍색 형광 염료를 함유하는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 절연층은 절연 입자를 함유하는 코팅을 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제10항에 있어서, 절연 입자는 이산화티탄, 티탄산바륨, 산화알루미늄, 산화규소, 질화규소 및 산화마그네슘으로 구성된 군에서 선택된 무기 입자를 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 절연층은 유전 상수가 높은 중합체 및 절연 입자를 포함하는 코팅층이며, 절연 입자의 함량은 유전 상수가 높은 중합체 100 중량부당 10∼350 중량부인 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 발광 입자는 ZnS, CdZnS, ZnSSe 및 CdZnSe로 구성된 군에서 선택된 물질 및, Cu, I, Cl, Al, Mn, NdF₃, Ag 및 B로 구성된 군에서 선택된 보조 성분 1 종 이상과 상기 물질의 혼합물을 사용하여 생성된 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 발광 입자층은 2 종 이상 유형의 발광 입자를 함유하는 것인 전자발광 표시 장치.
제2항에 있어서, 투명 기재는 플라스틱 필름인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트; 아크릴 수지; 플루오로수지; 폴리카보네이트 수지; 및 염화비닐 수지로 구성된 군에서 선택된 필름인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 기재는 다층 필름인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 기재는 보색을 발광층에 의해 방사된 색상으로 전개시키는 염료를 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제18항에 있어서, 염료는 적색 또는 분홍색 형광 염료로 구성된 군에서 선택되는 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 기재는 분광 광도계를 사용하여 550 ㎚의 광으로 측정시 투광율이 70% 이상인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 전도층은 인듐-주석 산화물 필름인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 전도층은 표면 저항율이 500 Ω/스퀘어 이하인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 투명 전도층은 표면 저항율이 1∼300 Ω/스퀘어인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 후방 전극은 알루미늄, 금, 은, 구리, 니켈 또는 크롬의 금속 필름을 포함하는 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자발광 표시 장치는 총 두께가 50∼3,000 미크론인 것인 전자발광 표시 장치.
제1항에 있어서, 상기 전자발광 표시 장치는 길이가 1 m 이상인 롤 형태의 장치인 것인 전자발광 표시 장치.
투명 전도층이 적용되어 있는 한면에 투명 기재를 제공하는 단계,

발광층의 폭이 투명 전도층의 폭보다 작도록 코팅 기법에 의해 투명 전도층상에 발광층을 배치하여 발광층 포함 기재를 형성하는 단계,

투명 기재의 종방향으로, 발광층이 없는 부분인, 발광층 포함 기재의 투명전도층의 노출부상에 마스킹을 배치하는 단계(여기서, 마스킹의 폭은 발광층이 없는 부분인 노출부의 폭보다 작음),

발광층 포함 기재상에 전도성 물질을 도포하는 단계를 포함하여, 이러한 방법에 의해 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않는 부스 및 후방 전극을 제공하게 되는 것인 전자발광 표시 장치의 제조 방법.
투명 전도층이 적용되어 있는 한면에 투명 기재를 제공하는 단계,

투명 전도층의 표면상에 마스킹을 배치하여 부스가 형성되는 부스 형성 부위를 마스킹으로 덮어서, 적용된 마스킹을 갖는 부스 형성 부위 및 마스킹이 없는 무마스킹 부위가 투명 전도층상에 형성되도록 하는 단계,

코팅 기법에 의해 투명 전도층상의 마스킹이 없는 부위에 발광층을 배치하여 발광층 포함 기재를 형성하는 단계,

발광층 포함 기재상에 전도성 물질을 도포하여 발광층상에 후방 전극을 형성하는 단계,

마스킹의 적어도 일부분을 제거하여 부스 형성 부위를 노출시키는 단계,

노출된 부스 형성 부위상에 전도성 물질을 적용하는 단계를 포함하여

부스 및 후방 전극이 마스킹의 존재로 인해 또는 마스킹을 제거한 노출부의 존재로 인해 발광층과도, 후방 전극과도 전기 접속되지 않게 되는 것인 전자발광 표시 장치의 제조 방법.