KR100324146B1 - 유기박막ｅｌ디바이스및그제조방법 - Google Patents

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Abstract

자외선 조사에 대해 상이한 경화조건을 갖는 접착제의 조합으로 구성되는 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비한 유기박막 EL (Electroluminescence) 디바이스가 개시된다. 또한, 투명절연기판의 밀봉용 캡 사이에 자외선 조사에 대해 상이한 경화조건을 갖는 다수의 자외선 경화 접착제를 배치하는 공정 및 상이한 조사조건을 갖는 자외선 조사를 다수의 자외선 경화 접착제에 대해 다단계로 실시하여 상이한 경화조건을 가진 접착제들이 각 단계에서 개별적으로 경화되도록 하는 공정을 구비하는, 자외선 경화 접착제에 의해 접착되는 투명절연기판과 밀봉용 캡으로 구성되는 유기박막 EL 디바이스의 제조방법도 개시된다.

Description

유기박막 ＥＬ 디바이스 및 그 제조방법{ORGANIC THIN FILM EL DEVICE AND METHOD FOR MAKING THE SAME}
본 발명은 유기박막 EL (Electroluminescence) 디바이스 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일본 특개평2-73229(1990) 는 열경화성 밀봉제를 내측에 사용하고 자외선 경화성 밀봉제를 외측에 사용하는 액정표시패널 (Liquid-crystal Display Pannel) 의 구조를 개시한다.
유기박막 EL 디바이스에 사용되는 유기재료의 유리전이온도는 100℃ 정도인데, 열경화성 접착제를 경화시키기 위해 일반적으로 100℃ 이상의 온도를 수시간 동안 가할 필요가 있다. 그러므로, 발광특성의 열화가 초래될 수도 있다.
또한, 유기박막 EL 디바이스에 있어서, 자외선 경화 접착제를 사용해 유리기판과 밀봉용 캡을 접착하고 그 접착제를 경화시킨 후에 플렉시블 (Flexible) 인쇄회로보드를 열압착하면, 경화된 접착제와 유리기판간의 열팽창계수의 차이로 인해 유리기판과 경화된 접착제 사이에 박리 (Peeling) 가 발생할 수도 있다. 예를 들어, 경화된 접착제로부터 5㎜ 정도 이내의 거리에서 200℃ 이상의 온도를 가하면, 경화된 접착제와 유리기판 사이에 박리가 발생하기 쉽다.
상기 문제를 해결하기 위해 플렉시블 인쇄회로보드와 자외선 경화 접착제 사이의 거리를 늘리면, 표시면적이 축소되는 문제가 발생한다.
일본 특개소62-231927(1987) 는, 액정표시패널에 있어서, 밀봉재의 일부에 자외선을 조사 (Irradiation) 하여 일시적 접착을 이룬 뒤에 전체를 경화시키는 방법을 개시한다.
유기박막 EL 디바이스에서도, 일본 특개소62-231927 에서와 같이, 동일한 접착제의 일부를 경화시키고 플렉시블 인쇄회로보드를 열압착 한 뒤에 접착제의 모든 부분을 경화시키는 방법을 생각해 볼 수 있다.
그러나, 일본 특개소62-231927에서 개시된 기술을 그대로 유기박막 EL 디바이스에 적용하면, 경화에 의해 접착제가 수축하기 때문에 생기는 서로 다른 응력이 제 1 접착부분 및 제 2 접착부분에 가해진다. 따라서, 한번에 접착제 전부를 경화시키는 경우에 비해 접착력이 저하된다.
이에 본 발명의 목적은 접착부분에 가해지는 응력을 흡수해 접착력의 저하를 막을 수 있는 유기박막 EL 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 접착부분에 가해지는 응력을 흡수해 접착력의 저하를 막을 수 있는 유기박막 EL 디바이스 제조를 위한 방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 도시하는 단면도.
도 2a 및 2b 는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 제조하는 방법을 도시하는 단면도.
도 2c 는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 제조하는 방법에서 사용되는 밀봉용 캡을 도시하는 저면도.
도 2d 내지 2f 는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 제조하는 방법을 도시하는 단면도.
도 3 은 본 발명에 따른 제 2 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 도시하는 단면도.
본 발명에 따르면, 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비하는 유기박막 EL 디바이스에 있어서, 상기 자외선 경화 접착제가 자외선 조사에 대해 경화조건이 상이한 접착제의 조합으로 구성된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비하는 유기박막 EL 디바이스에 있어서, 상기 자외선 경화 접착제가 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 및 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제의 조합으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판과 밀봉용 캡을 구비하는 유기박막 EL 디바이스에 있어서, 상기 자외선 경화 접착제가 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제, 고조사량의자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제 및 중조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 3 접착제의 조합으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 따르면, 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판 및 밀봉용 캡으로 구성된 유기박막 EL 디바이스 제조방법은, 자외선 조사에 대해 상이한 경화조건을 갖는 다수의 자외선 경화 접착제를 투명절연기판과 밀봉용 캡 사이에 위치시키는 공정 및 상이한 조사조건을 갖는 자외선조사를 다수의 자외선 경화 접착제에 대해 다단계로 실시하여 경화조건이 상이한 접착제들을 각 단계에서 개별적으로 경화시키는 공정을 구비한다.
이하에서 도면을 참조하여 실시예를 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 도시하는 단면도이다.
도 1 에서 본 발명의 유기박막 EL 디바이스는, 자외선 경화 접착제에 의해 투명절연기판과 밀봉용 캡이 접착된 기본구조를 가지며, 그 자외선 경화 접착제는 상이한 자외선 경화조건을 가진 접착제들의 조합으로 되어 있다.
또한, 자외선 경화 접착제에 의해 투명절연기판과 밀봉용 캡이 접착된 기본구조를 가지는 본 발명의 유기박막 EL 디바이스 제조방법은, 투명절연기판과 밀봉용 캡사이에 상이한 자외선 경화조건을 가진 접착제들을 위치시키는 공정 및 상이한 조사조건을 갖는 자외선조사를 다수의 자외선 경화 접착제에 대해 다단계로 실시하여 상이한 자외선 경화조건을 가진 접착제들이 각 단계에서 개별적으로 경화되도록 하는 공정을 구비한다.
본 발명의 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스 및 그 제조방법을 도 1 및 2 에서 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스에서는, 투명전극배선 (2) 이 투명절연기판 (1) 상에 형성되고, 유기화합물 박막 (3) 이 전극배선 (2) 의 일부분상에 형성된다. 이 유기화합물 박막 (3) 은 단층 또는 적층구조를 가지며 EL 발광현상을 제공한다. 이 막은 진공증착 또는 스핀 코팅 (Spin Coating) 기술을 사용하여 형성된다.
또한 도전성 금속으로 이루어진 캐소드 (Cathode) (4) 가 유기화합물 박막 (3) 상에 형성된다. 캐소드의 재료로서, 작은 일함수를 가진 금속의 합금, 예를 들면 마그네슘-은 (Magnesium-silver) 이나 마그네슘-인듐 (Magnesium-indium), 이 사용된다.
유기화합물 박막 (3) 및 캐소드 (4) 는 밀봉용 캡 (7) 으로 피복되고 밀봉용 캡 (7) 의 하부개구 주변부는 기판에 접착되며 이에 의해 유기화합물 박막 (3) 및 캐소드 (4) 가 기밀봉합된다.
본 발명의 제 1 실시예에서는, 밀봉용 캡 (7) 의 하부개구 주변부를 기판에 접착시키는 접착제로서 자외선에 의해 경화될 수 있는 2 종류의 접착제를 사용한다. 이 두 종류의 접착제는 제 1 접착제 (5) 및 제 2 접착제 (6) 의 조합으로 구성된다. 구체적으로, 제 1 접착제는, 주식회사 스리본드에서 제조되는 30Y-298C 로서, 비스페놀형 에폭시 수지 10~20 %, 그외 에폭시 수지 50~60 %, 무기충전제·광중합개시제 25~35 % 등으로 이루어지고, 제 2 접착제는, 주식회사 나가세케무텍스에서 제조되는 UVRESIN XNR5493T 로서, 비스페놀A형 에폭시 수지 66%, 트리알릴술포늄헥사플로오르안티모네이트 1% 등으로 이루어진다.
제 1 접착제 (5) 는 저조사량의 자외선으로 경화될 수 있으며 제 2 접착제 (6) 는 고조사량의 자외선에 의해 경화될 수 있다. 제 1 접착제 (5) 를 내측에 제 2 접착제 (6) 를 외측에 배치하여 밀봉용 캡 (7) 의 하부개구 주변부를 기판에 접착시킨다.
밀봉용 캡 (7) 의 하구개부 주변부를 기판에 접착함에 있어, 우선 저조사량의 자외선을 조사해 제 1 접착제 (5) 를 경화시키고 나서, 제 1 접착제는 경화되고 제 2 접착제는 경화되지 않은 상태에서, 플렉시블 인쇄회로보드 (9) 를 이방도전성접착제 (8) 를 사용해 투명절연기판 (1) 위의 전극배선에 열압착시킨다. 경화되지 않은 제 2 접착제 (6) 는 자외선을 더 조사하여 경화시키며 이를 통해 유기박막 EL 디바이스가 얻어진다.
다음으로, 본 발명의 제 1 실시예의 유기박막 EL 디바이스를 제조하는 방법을 도 2a 내지 2f 에서 설명한다.
도 2a 에 도시된 바와 같이, 우선 1.1㎜ 두께의 유리기판 (투명절연기판) 상에 인듐주석 산화물 (Indium-Tin Oxide, ITO) 을 20㎚ 스퍼터링하고 리소그래피 기술 및 습식 식각을 사용해 투명전극배선 (2) 을 형성한다.
그리고 나서 도 2b 에 도시된 바와 같이, 전극배선 (2) 의 일부분상에 진공증착에 의해 유기화합물 박막 (3) 및 캐소드 (4) 를 증착한다. 자세히 설명하면, 유기화합물 박막 (3) 은 정공운송층 (3a) 및 발광층인 전자운송층 (3b) 의 적층구조를 가진다. 유기화합물 박막 (3) 의 제조에 있어서, 정공운송층 (3a) 으로서는 50㎚의 디아민 (Diamine) 유도체를, 발광층인 전자운송층 (3b) 으로서는 50㎚의 트리스 (8-퀴노린올) 알루미늄 (Alq3; Tris (8-quinolinol) Aluminum) 을 우선 증착한다. 그리고 나서, 마그네슘 및 이리듐을 동시에 증착하여 원자비 10:1 을 가진 합금으로 이루어진 200㎚ 두께의 캐소드 (4) 를 그 위에 적층한다.
그리고 나서, 도 2c 에 도시된 바와 같이, 350㎚의 파장에서 1500mJ/㎠의 적산광량 (Accumulated Light Amount) 에 의해 경화되는 에폭시를 주성분으로 하는 수지로 이루어지며 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 (5) 및 350㎚의 파장에서 6000mJ/㎠의 적산광량에 의해 경화되는 에폭시를 주성분으로 하는 수지로 이루어지며 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제 (6) 를 밀봉용 캡으로서의 유리 캡 (7) 의 하부개구 주변부 (7a) 에 도포한다. 이 과정에서, 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제 (6) 는 열압착 부위에 인접한 외측에 도포되고, 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 (5) 는 접합부의 내측에 도포된다. 또한, 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 (5) 는 0.5 내지 1.0㎜의 폭을 가지도록 하며 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제 (6) 의 폭은 접착부 전체 폭의 반이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 나서, 도 2d 에 도시된 바와 같이, 불활성기체 분위기에서, 지그 (Jig) 를 사용해 두께 15㎜의 석영유리로 1㎏/㎠의 압력을 유리기판 (1) 과 유리 캡 (7) 의 접합부에 가하고, 자외선을 그 위에 조사하여, 유리기판 (1) 과 유리 캡(7)을 서로 접착시킨다.
자외선 조사에 있어서는, 우선 고압 수은램프를 이용해 350㎚의 파장에서 100㎽/㎠의 조도를 가진 자외선을 30초간 조사한다. 이에 의해, 석영유리 및 유리 캡 (7) 을 투과하는 자외선의 조도가 50% 정도로 감소하기 때문에, 약 1500mJ/㎠의 자외선이 제 1 및 제 2 접착제 (5,6) 에 조사된다. 따라서, 제 1 접착제 (5) 는 대부분 경화되며 제 2 접착제 (6) 는 거의 경화되지 않는다. 자외선의 첫 번째 조사에서는, 제 1 접착제 (5) 의 경화반응이 95% 이상이 되고 제 2 접착제 (6) 의 경화반응은 50% 이하가 되는 것이 바람직하다.
그리고 나서, 도 2e 에 도시된 바와 같이, 저조사량의 자외선에 의해 제 1 접착제 (5) 는 대부분 경화되고 제 2 접착제 (6) 는 거의 경화되지 않은 상태에서, 이방도전성접착제 (8) 를 사용한 열압착에 의해 유리기판 (1) 상의 전극배선 (2) 과 플렉시블 인쇄회로보드 (9) 를 접착시킨다. 구체적으로, 경화되지 않은 제 2 접착제 (6) 로부터 3㎜ 정도 떨어진, 이방도전성접착제 (8) 상의 플렉시블 인쇄회로보드 (9) 를 250℃에서 20초간 가압한다.
그리고 나서, 도 2f 에 도시된 바와 같이, 지그 및 두께 15㎜의 석영유리를 사용해 유리기판 (1) 과 유리 캡 (7) 의 접착부에 1.2㎏/㎠ 의 압력을 다시 가하고 두 번째 자외선 조사를 실시한다. 제 1 및 제 2 접착제 (5,6) 에 4500mJ/㎠의 자외선을 조사함으로써 첫 번째 및 두 번째 조사를 합쳐 약 6000mJ/㎠의 자외선이 조사된다. 두 번째 조사에 의해 제 2 접착제 (6) 가 완전히 경화된다.
제 1 실시예에서는 자외선이 유리 캡 (7) 쪽에서부터 조사되었으나 유리기판(1) 측에서부터 조사될 수도 있다.
상기 설명된 본 발명의 제 1 실시예에 있어서는, 제 2 접착제 (6) 가 경화되지 않은 상태에서 이방도전성 접착제 (8) 를 열압착하기 때문에, 제 2 접착제 (6) 가 유리기판 (1) 으로부터 박리되지 않는다. 또한, 제 1 접착제 (5) 가 경화된 상태에서 이방도전성 접착제 (8) 를 열압착하기 때문에 유리 캡 (7) 이 유리기판 (1) 으로부터 어긋나지 않는다. 따라서 공정에서 이들의 취급이 용이해진다.
또한, 투명절연기판과 밀봉용 캡을 접착함에 있어 제 1 접착제 (5) 를 내측에, 제 2 접착제 (6) 를 외측에, 배치함으로써 제 1 접착제 (5) 가 경화되면서 발생한 응력이 제 2 접착제 (6) 에 의해 흡수될 수 있으므로 접착력의 저하를 방지한다.
도 3 은 본 발명의 제 2 실시예를 도시하는 단면도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 제 2 실시예에서는, 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 (5), 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제 (6), 중조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 3 접착제 (10) 의 세 종류의 자외선 경화 접착제를 사용하여 유리기판 (1) 과 유리 캡 (7) 을 접착한다.
제 3 접착제 (10) 는 내측에 배치된 제 1 접착제 (5) 와 외측에 배치된 제 2 접착제 (6) 사이에 배치되며 이에 의해 투명절연기판과 밀봉용 캡이 접착된다.
제 3 접착제 (10) 의 경화수축율 및 열팽창비는 각각 제 1 및 제 2 접착제의 해당하는 값의 중간값을 갖도록 설정된다. 이에 의해, 제 1 실시예에서와 같이 제 1 및 제 2 접착제가 서로 인접해 있는 경우에 비해, 경화수축에 의한 응력에 기인한 접착력의 저하 및 온도변화에 기인한 유기박막 EL 디바이스의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 한편 제 3 접착제 (10) 는 제 1 및 제 2 접착제의 혼합물이어도 된다.
본 발명이 명확하고 완전한 개시를 위해 특정 실시예에 대해 기재되었지만, 첨부된 청구범위는 이에 한정되지 않고, 여기에서 설명된 기본적 교시에 포함되는 기술분야의 당업자에게 자명한 모든 변형예 및 선택적인 구성을 구체화한 것으로 이해되어져야 한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 제 2 접착제가 경화되지 않은 상태에서 이방도전성 접착제를 열압착하기 때문에, 제 2 접착제와 기판이 박리되는 것을 방지할 수 있다. 또한 제 1 접착제가 경화된 상태에서 이방도전성접착제를 열압착하기 때문에 밀봉용 캡과 기판이 어긋나는 일이 없어 취급이 용이하게 이루어질 수 있다.
또한, 제 1 접착제를 내측에, 제 2 접착제를 외측에 배치해 투명절연기판과 밀봉용 캡을 접착하기 때문에, 제 1 접착제가 경화할 때 발생하는 응력을 경화되지 않은 제 2 접착제가 흡수해 접착력의 저하를 방지하는 것이 가능해진다.
또한, 제 3 접착제를 사이에 두고, 제 1 접착제는 내측에, 제 2 접착제는 외측에 각각 배치하여 투명절연기판과 밀봉용 캡을 접착하는 경우, 제 3 접착제의 경화수축율 및 열팽창계수를 제 1 접착제와 제 2 접착제의 경화수축율 및 열팽창계수의 중간값을 가지게 함으로써, 경화수축에 의한 응력에 의한 접착력의 저하나 온도변화에 의한 유기박막 EL 디바이스의 신뢰성의 저하를 방지하는 것이 가능하다.

Claims (6)

  1. 자외선 경화 접착제에 의해 접착되는 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비한 유기박막 EL 디바이스에 있어서,
    상기 자외선 경화 접착제가, 자외선 조사에 대해 상이한 경화조건을 갖는 접착제의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 박막 EL 디바이스.
  2. 자외선 경화 접착제에 의해 접착되는 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비한 유기박막 EL 디바이스에 있어서,
    상기 자외선 경화 접착제가 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제 및 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 EL 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 투명절연기판과 상기 밀봉용 캡 사이의 접착부의 내측에 상기 제 1 접착제가 배치되고, 상기 접착부의 외측에 상기 제 2 접착제가 배치되는 것을 특징으로 하는 유기박막 EL 디바이스.
  4. 자외선 경화 접착제에 의해 접착된 투명절연기판 및 밀봉용 캡을 구비한 유기박막 EL 디바이스에 있어서,
    상기 자외선 경화 접착제가, 저조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 1 접착제, 고조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 2 접착제, 및 중조사량의 자외선에 의해 경화되는 제 3 접착제의 조합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 EL 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 3 접착제가, 상기 투명절연기판과 상기 밀봉용 캡 사이의 접착부의 내측에 위치한 제 1 접착제 및 상기 접착부의 외측에 위치한 제 2 접착제 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유기박막 EL 디바이스.
  6. 자외선 경화 접착제에 의해 접착되는 투명절연기판 및 밀봉용 캡으로 구성되는 유기박막 EL 디바이스의 제조방법에 있어서,
    상기 투명절연기판과 상기 밀봉용 캡 사이에 자외선 조사에 대해 상이한 경화조건을 갖는 다수의 상기 자외선 경화 접착제를 배치하는 공정; 및
    상이한 조사조건을 갖는 자외선 조사를 상기 다수의 자외선 경화 접착제에 대해 다단계로 실시해 경화조건이 상이한 상기 접착제를 상기 각각의 단계에서 개별적으로 경화되도록 하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기박막 EL 디바이스의 제조방법.
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