KR100444261B1 - 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법 - Google Patents

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Abstract

OELD(Organic Electro Luminescence Display) 소자의 내부로 외부 공기 및 수분이 침투되지 못하도록 투명기판과 봉지판의 결합력을 향상시킨다.
깨끗이 세척된 봉지판을 전처리 공정으로 플라즈마 처리하여 산화막을 형성하고, 후처리 공정으로 산소 작용기의 수용액에 봉지판을 딥 코팅시켜 SiO2층을 형성한 후 그 SiO2층이 형성된 봉지판에 흡습재를 장착하고 애노드, 유기층 및 캐소드가 순차적으로 형성된 투명기판에 UV(Ultra Violet) 경화수지로 접착하며, UV 경화수지에 UV를 조사하여 경화시키는 것으로 산화막과 SiO2층이 공유 결합으로 강하게 결합되어 수용액이 고르게 도포됨과 동시에 유리와 동일한 표면이 형성되어 접착력이 강화됨으로써 투명기판과 봉지판의 결합력이 향상되고, 틈새가 발생되지 않아 외부 공기 및 수분 등이 OELD 소자의 내부로 침투되지 못한다.

Description

유기 전계발광 표시소자의 봉지방법{Method for encapsulating Organic Electro Luminescence Display element}
본 발명은 전계발광을 이용하여 소정의 영상, 문자, 숫자 및 기호 등을 표시하는 유기 전계발광 표시소자(Organic Electro Luminescence Display Element : 이하, 'OELD 소자'라고 약칭함)의 내부로 외부의 공기 및 수분 등이 침투되지 않도록 봉지하는 OELD 소자의 봉지방법에 관한 것이다.
일반적으로 평판표시(FPD : Flat Panel Display) 소자는, 사용되는 물질을 기준으로 하여 무기물을 사용하는 소자와 유기물을 사용하는 소자로 구분된다. 무기물을 사용하는 소자로서는 형광체로 PL(Photo Luminescence)을 이용하는 플라즈마 표시패널(PDP : Plasma Display Panel)과, CE(Cathode Luminescence)를 이용한 전계방출 표시(FED : Field Emission Display) 소자 등이 있고, 유기물을 사용하는 소자로서는 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 액정 표시소자(LCD : Liquid Crystal Display element) 및 OELD 소자 등이 있다.
상기 OELD 소자는 분자량이 작은 기능성 단분자를 사용하는 저분자 OELD 소자와, 분자량이 큰 고분자를 사용하는 고분자 OELD 소자가 있는 것으로서 현재 널리 상용화되어 있는 LCD에 비하여 약 30,000배 이상의 빠른 응답속도를 가지고 있어 동영상의 구현이 가능하고, 자체적으로 발광하여 시야각이 넓으며, 높은 휘도를 낼 수 있는 장점이 있어 차세대의 표시소자로 각광을 받고 있다.
상기 OELD 소자는 통상적으로 유리기판 상에 애노드, 유기층 및 캐소드를 순차적으로 형성하고 있다. 이러한 OELD 소자를 도 1의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 종래의 OELD 소자의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 100은 유리기판이다. 상기 유리기판(100)은, OELD 소자에서 발생된 광을 투과시켜 시각적으로 볼 수 있도록 해야 되는 것으로서 통상적으로 투명한 유리기판(100)을 사용한다.
상기 유리기판(100)의 상부에는, 애노드(110), 유기층(120) 및 캐소드(130)가 순차적으로 형성된다. 상기 애노드(110)는, 상기 유기층(120)으로 정공(hole)을공급하는 양극전극으로서 광이 투과될 수 있도록 투명한 ITO(Indium Tin Oxide)층으로 이루어진다. 상기 유기층(120)은, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등으로 이루어지는 것으로서 상기 애노드(110) 및 캐소드(130)를 통해 주입되는 정공 및 전자가 재결합되면서 소정 색상의 광을 발생한다. 상기 캐소드(130)는 전자를 공급하는 음극전극으로서 전자를 원활하게 공급할 수 있도록 일함수(work function)가 낮은 금속으로 이루어진다.
부호 140은 OELD 소자를 밀봉하는 봉지판이다. 상기 봉지판(140)의 내측에는 수분을 흡수하기 위한 흡습재(150)가 구비된다. 부호 160은 UV(Ultra Violet) 경화수지이다. 상기 UV 경화수지(160)는, 상기 유리기판(100)에 상기 봉지판(140)의 주연부를 결합시켜 외부의 공기 및 수분이 OELD 소자의 내부로 침투되지 못하도록 한다.
이러한 구성을 가지는 OELD 소자는 애노드(110)에 플러스 전압을 공급하고, 캐소드(130)에 마이너스 전압을 공급할 경우에 애노드(110)가 유기층(120)으로 정공을 공급하고, 캐소드(130)가 유기층(120)으로 전자를 공급하게 된다.
상기 정공과 전자는 유기층(120)에서 상호간에 재결합하면서 소정 색상의 광을 발생하고, 발생한 광은 투명한 ITO층으로 이루어진 애노드(110)와 투명 전극(100)을 통해 외부로 출력되어 시각적으로 확인할 수 있다.
이러한 OELD 소자는 특성상 수분이 내부로 침투될 경우에 열화가 유발되어 사용수명을 단축시키는 등의 치명적인 영향을 준다.
그러므로 종래에는 봉지판(140)의 내부에 흡습재(150)를 구비하여 수분을 흡수하고, 또한 UV 경화수지(160)로 유리기판(100)과 봉지판(140)의 주연부를 결합시켜 OELD 소자의 내부로 외부의 공기 및 수분 등이 침투되지 못하도록 밀봉하고 있다.
상기 봉지판(140)은 금속으로 이루어지는 것으로서 재료의 특성상 유리 접착용으로 사용하는 UV 경화수지(160)와의 접착특성이 낮다. 그러므로 종래에는 봉지판(140)을 플라즈마 처리하거나 봉지판(140)을 세척할 경우에 실리콘계 성분을 첨가하여 UV 경화수지(160)와의 접착특성을 향상시키고 있다.
그러나 완벽하지 못한 플라즈마 처리는 여전히 봉지판(140)과 UV 경화수지(160)의 사이에 틈새가 발생하고, 그 틈새로 외부의 공기 및 수분 등이 침투되어 OELD 소자의 사용수명을 단축시키고 있다.
또한 실리콘계 성분이 첨가된 수용액은 금속으로 된 봉지판(140)의 주연부 표면에 균일하게 분포되지 못하므로 봉지판(140)의 접합부위의 평탄도에 많은 영향을 줌과 동시에 수분의 침투를 허용하게 되는 등의 여러 가지 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 OELD 소자의 내부로 외부 공기 및 수분이 침투되지 못하도록 유리기판과 봉지판의 결합력을 향상시키는 OELD 소자의 봉지방법을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 본 발명의 OELD 소자의 봉지방법은, 봉지판에 전처리 공정으로 산화막을 형성하고, 상기 산화막이 형성된 봉지판에 후처리 공정으로 산소 작용기의 수용액에 딥 코팅시켜 상기 산화막과 공유 결합되는 SiO2층을 형성한 후 봉지판에 흡습재를 장착하고 애노드, 유기층 및 캐소드가 순차적으로 형성된 유리기판에 UV 경화수지로 접착하고, 상기 UV 경화수지에 UV을 조사하여 경화시키는 것을 특징으로 한다.
상기 산화막의 형성은 봉지판을 플라즈마 처리하여 형성한다.
상기 산소 작용기의 수용액은, 실리콘계 수용액, 아크릴계 수용액 또는 에폭시계 수용액으로서 0.1∼10%의 농도로 SiO2층이 0.001∼10㎛ 두께로 형성되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 UV 경화수지는, 유리섬유(glass fiber) 또는 고분자 스페이서가 혼합된 것으로서 고분자 스페이서는 폴리이미드 재질의 볼형 스페이서이며, 그 유리섬유와 고분자 스페이서의 크기는 5∼100㎛인 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 OELD 소자의 구성을 보인 도면이고,
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 봉지방법에 의한 OELD 소자의 봉지 과정을 보인 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
200 : 봉지판 210 : SiO2
220 : 흡습재 230 : 투명기판
240 : 발광체 250 : UV 경화수지
이하, 첨부된 도 2의 도면을 참조하여 본 발명의 OELD 소자의 봉지방법을 상세히 설명한다.
도 2a에 도시된 바와 같이 먼저 봉지판(200)을 깨끗하게 세척한다. 상기 봉지판(200)은 예를 들면, 유리기판의 유리와 열팽창계수가 같은 금속을 사용하는 것이 바람직하다.
봉지판(200)의 세척이 완료되면, 전처리 공정으로 100∼500 mTorr의 O2, O2+ N2또는 O2+ Ar 가스의 분위기에서 봉지판(200)을 플라즈마 처리하여 표면에산화막이 형성되게 한다.
다음에는 후처리 공정으로 봉지판(200)의 산화막 표면에 0.001∼10㎛ 두께의 SiO2층(210)이 형성되도록 실리콘계 수용액, 아크릴계 수용액 또는 에폭시계 수용액 등의 산소 작용기의 0.1 ∼ 10% 수용액에 딥 코팅(dip coating)시킨다.
이 때, 봉지판(200)을 플라즈마 처리할 경우에 형성된 산화막과 SiO2층(210)의 SiO2가 공유결합으로 강하게 결합되어 수용액이 고르게 도포됨과 동시에 유리와 동일한 표면이 형성되어 접착력이 강화된다.
다음에는 도 2b에 도시된 바와 같이 봉지판(200)의 내측에 흡습재(220)를 장착하고, 도 2c에 도시된 바와 같이 애노드, 유기층 및 캐소드로 이루어지는 발광체(240)가 형성된 유리기판(230)에 봉지판(200)을 UV 경화수지(250)로 접합한 후 UV를 조사하여 경화시킨다.
상기 UV 경화수지(250)는 광섬유나 5∼100㎛의 크기를 가지는 고분자 스페이서가 첨가되어 있는 것을 사용하고, 상기 고분자 스페이서가 폴리이미드 재질의 볼형 스페이서를 사용한다.
이러한 본 발명은 전처리 공정 및 후처리 공정으로 형성한 산화막과 SiO2층(210)이 강하게 공유결합을 이루어 수용액이 고르게 도포되고, 또한 유리재질인 SiO2층(210)과 유리기판(230)을 UV 경화수지(250)로 접합시킴으로써 SiO2층(210)과 유리기판(230)이 틈새가 발생됨이 없이 견고하게 결합된다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 봉지판을 전처리 과정으로 플라즈마 처리하여 산화막을 형성하고, 후처리 과정으로 산소 작용기의 수용액에 딥 코팅시켜 SiO2층을 형성한 후 유리기판에 UV 경화수지로 접착시켜 경화시키는 것으로서 봉지판을 유리기판에 틈새가 발생됨이 없이 견고하게 접착시켜 외부 공기 및 수분 등이 OELD 소자의 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 봉지판에 산화막을 형성하는 제 1 과정;
    상기 산화막이 형성된 봉지판을 산소 작용기의 수용액에 딥 코팅시켜 상기 산화막과 공유 결합되는 SiO2층을 형성하는 제 2 과정;
    상기 SiO2층이 형성된 봉지판에 흡습재를 장착하고 애노드, 유기층 및 캐소드가 순차적으로 형성된 유리기판에 UV 경화수지로 접착하는 제 3 과정; 및
    상기 UV 경화수지에 UV을 조사하여 경화시키는 제 4 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은;
    봉지판을 플라즈마 처리하여 산화막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 작용기의 수용액은;
    실리콘계 수용액, 아크릴계 수용액 또는 에폭시계 수용액인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 수용액은;
    0.1∼10%의 농도로 SiO2층이 0.001∼10㎛ 두께로 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 UV 경화수지는;
    유리섬유 또는 고분자 스페이서가 혼합된 것임을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유리섬유의 크기는;
    5∼100㎛인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 고분자 스페이서는;
    폴리이미드 재질의 볼형 스페이서인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 볼형 스페이서의 크기는;
    5∼100㎛인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 표시소자의 봉지방법.
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