KR100459175B1 - sealing method of organic electroluminescence device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기판 위의 입자 또는 전극 표면의 돌출 등으로 인해 발생되는 누설 소스를 제거하여 소자의 효율을 증대시키고 소자의 안정된 구동을 제공하기 위한 것으로서, 각각 다수 개로 형성된 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 수직으로 교차하는 위치에 각각 유기 발광층이 형성되어 발광영역을 갖는 유기 EL 소자의 실링 방법에 있어서, 상기 실링시 사용되는 충진가스로 순수한 산소만을 사용하는데 있다.The present invention is to increase the efficiency of the device and to provide a stable drive of the device by removing the leakage source generated due to the protrusion of the particles or the electrode surface on the substrate, each of which is formed of a plurality of first and second electrodes In the method of sealing an organic EL device having organic light emitting layers formed at positions perpendicular to each other and having a light emitting region, pure oxygen is used as the filling gas used for the sealing.
Description
본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 특히 유기 EL 소자의 안정된 구동을 위한 유기 EL 소자의 실링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an organic EL device, and more particularly, to a sealing method of an organic EL device for stable driving of the organic EL device.
유기 EL 소자는 전자 주입 전극과 정공 주입 전극 사이에 형성된 유기 EL 층에 상기 전극을 통해 전하를 주입하여 주입된 전자와 전공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.The organic EL device is a device that emits light while extinguishing a pair of injected electrons and holes by injecting electric charges through the electrode to an organic EL layer formed between the electron injection electrode and the hole injection electrode.
이런 유기 EL 소자를 이용하는 디스플레이는 플라스틱 같이 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 이는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP)이나 무기 EL 패널 디스플레이에 비해 10V 이하의 낮은 전압에서도 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점을 가지고 있다.A display using such an organic EL element can form the element even on a flexible transparent substrate such as plastic, which is lower than 10 V compared to a plasma display panel (PDP) or an inorganic EL panel display. It can be driven by voltage, has relatively low power consumption, and has excellent color.
그러나 현재 유기 EL 디스플레이 소자는 안정성의 요인으로 인해 그 응용이 제한되고 있다.However, at present, the application of the organic EL display element is limited due to stability factors.
즉, 유기 EL 디스플레이 소자 제작에 쓰이는 유기물들은 대부분 무기 재료들에 비해 안정성이 떨어진다. 그리고, 무엇보다도 유기 EL 디스플레이 소자는 수분에 취약하여 장수명화를 저해하고 있다.In other words, organic materials used to fabricate an organic EL display element are inferior in stability to most inorganic materials. And, above all, the organic EL display element is vulnerable to moisture, which hinders its long life.
따라서 유기 EL 디스플레이 소자를 외부 대기로부터 완전히 격리시키기 위한 개발이 진행되고 있다.Therefore, development for completely isolating the organic EL display element from the external atmosphere is in progress.
도 1 은 일반적인 유기 EL 디스플레이 소자를 캡슐화(encapsulation)한 단면도이다.1 is a cross-sectional view encapsulating a general organic EL display element.
도 1 에 도시된 바와 같이 유리 기판(1) 위에 ITO 투명전극으로 형성된 제 1전극(2)과, 유기 EL 층(3)과, 제 2 전극(4)이 순차적으로 형성되고, 상기 제 2 전극(4) 위에 흡습층과 방습층 중 어느 하나 이상으로 형성된 보호막층(5)으로 유기 EL 패널이 구성된다.As shown in FIG. 1, a first electrode 2 formed of an ITO transparent electrode, an organic EL layer 3, and a second electrode 4 are sequentially formed on a glass substrate 1. (4) An organic EL panel is constituted by the protective film layer 5 formed of at least one of a moisture absorption layer and a moisture barrier layer.
그리고 유기 EL 디스플레이 소자를 실링하기 위해 상기 유리 기판(1) 위의 소정영역에 에폭시 수지(6)를 형성 및 경화시키고, 상기 에폭시 수지(6)에 부착한 실 커버 플레이트(cover plate : 7)와, 실 커버 플레이트(7) 내부에 형성된 분말 형태의 흡습제(getter : 8)와, 흡습제(8)를 덮는 지지막(9)으로 구성된다.In order to seal the organic EL display element, an epoxy resin 6 is formed and cured in a predetermined region on the glass substrate 1, and a seal cover plate 7 attached to the epoxy resin 6 and In addition, a powdery moisture absorbent (getter) 8 formed in the seal cover plate 7 and a support film 9 covering the moisture absorbent 8 are included.
상기 유기 EL 디스플레이 소자의 실링은 상기 실(seal) 커버 플레이트(7)에 흡습제(8)를 먼저 주입하고 난 다음 지지막(9)을 형성하여 지지막(9)이 형성된 실 커버 플레이트(7)를 에폭시 수직(6) 등을 이용하여 상기 유리 기판(1)과 부착함으로써 이루어진다.In the sealing of the organic EL display element, a seal cover plate 7 having a support layer 9 formed by first injecting a moisture absorbent 8 into the seal cover plate 7 and then forming a support layer 9 Is made by attaching to the glass substrate 1 using an epoxy vertical 6 or the like.
그러나 이상에서 설명한 종래 기술에 따른 유기 EL 소자는 유기 EL 패널을 제작시 제작전 기판 위에 형성된 입자(particle)나 제작 중에 발생된 입자, 또는 제작과정에서 제 1 전극인 ITO 표면에 발생되는 돌출 및 함몰 등으로 인해 누설 소스(leakage source)가 발생되게 되는데, 이로 인해 소자의 효율이 떨어지고 발광하지 않는 픽셀이 생기게 된다.However, the organic EL device according to the related art described above is a particle formed on a substrate before fabrication during fabrication of an organic EL panel, particles generated during fabrication, or protrusions and depressions generated on the surface of ITO, which is the first electrode during fabrication. Leakage sources are generated by the light source, which causes the device to be inefficient and produce pixels that do not emit light.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 기판 위의 입자 또는 전극 표면의 돌출 등으로 인해 발생되는 누설 소스를 제거할 때, 산화 안정화를 높여 소자의 효율을 증대시키고 소자의 안정된 구동을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, when removing the leakage source caused by the protrusion of particles or electrode surface on the substrate, the oxidation stability is increased to increase the efficiency of the device and stabilize the device The purpose is to provide a drive.
도 1 은 일반적인 유기 EL 디스플레이 소자를 캡슐화(encapsulation)한 단면도1 is a cross-sectional view encapsulating a general organic EL display element
도 2 는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 전체 개략도2 is an overall schematic view of an organic EL device according to the present invention;
도 3a 내지 도 3b 는 본 발명에 따른 유기 EL 패널을 상세히 나타낸 도면3A to 3B show an organic EL panel according to the present invention in detail.
도 4 는 본 발명에 따른 유기 EL 소자에 각각 산소와 질소 분위기 하에서의 소자 수명 변화를 조사한 그래프4 is a graph illustrating device life changes under oxygen and nitrogen atmospheres of organic EL devices according to the present invention, respectively.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
10, 100 : 기판 20 : 제 1 전극10, 100: substrate 20: first electrode
30 : 유기 EL 층 40 : 제 2 전극30 organic EL layer 40 second electrode
50 : 보호막층 60 : 입자50: protective film layer 60: particles
70 : 누설 소스 200 : 유기 EL 패널70: leakage source 200: organic EL panel
300 : 실 커버 플레이트300: seal cover plate
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 실링 방법의 특징은 각각 다수 개로 형성된 제 1 전극과 제 2 전극이 서로 수직으로 교차하는 위치에 각각 유기 발광층이 형성되어 발광영역을 갖는 유기 EL 소자의 실링 방법에 있어서, 상기 실링시 사용되는 충진가스로 순수한 산소 가스 만을 사용하는데 있다.A feature of the sealing method of the organic EL device according to the present invention for achieving the above object is that the organic light emitting layer is formed in each position where the first electrode and the second electrode formed of a plurality of vertically cross each other to have a light emitting region In the method of sealing an organic EL device, only pure oxygen gas is used as the filling gas used in the sealing.
본 발명의 다른 특징은 유리 기판 위에 ITO 투명 전극으로 형성된 제 1 전극, 상기 제 1 전극 위에 형성된 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 위에 상기 제 1 전극과 수직으로 교차하여 형성된 제 2 전극이 순차적으로 형성된 유기 EL 패널을 구성하는 단계와, 실링을 위해 상기 유리 기판의 소정 영역 위에 에폭시 수지를 형성 및 경화시켜 부착된 실 커버 플레이트를 다수개의 유기 EL 패널이 포함되도록 형성하는 단계와, 상기 실 커버 플레이트와 유기 EL 패널사이에 소정 영역만큼 형성된 공간에 충진가스로 순수한 산소 가스만을 주입하여 소자를 실링하는 단계와, 상기 제 1 전극과 제 2 전극에 소정 전압을 인가하여 쇼트시키는 단계와, 주입된 충진가스로 인해 상기 쇼트된 부분은 산화 안정화시키는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.According to another aspect of the present invention, a first electrode formed of an ITO transparent electrode on a glass substrate, an organic emission layer formed on the first electrode, and an organic electrode on which the second electrode formed by crossing the first electrode perpendicularly to the first electrode are sequentially formed Constructing an EL panel, forming and curing an epoxy resin on a predetermined region of the glass substrate for sealing to form an attached seal cover plate to include a plurality of organic EL panels, and the seal cover plate and organic Sealing the device by injecting pure oxygen gas only with a filling gas into a space formed by a predetermined area between the EL panels, shorting by applying a predetermined voltage to the first electrode and the second electrode, and The shortened part is thereby comprised of a step of oxidative stabilization.
상기 쇼트시키는 단계에서 사용되는 소정전압은 -30V 이상에서 -1V이하인데 또 다른 특징이 있다.The predetermined voltage used in the shorting step is -30V or more and -1V or less, which is another feature.
상기 실링하는 단계에서 사용되는 충진가스로는 산소 또는 질소 중 어느 하나인데 또 다른 특징이 있다.Filling gas used in the sealing step is any one of oxygen or nitrogen and there is another feature.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 실링 방법의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the sealing method of the organic EL device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 전체 개략도이다.2 is an overall schematic view of an organic EL device according to the present invention.
도 2에 도시한 것과 같이 유리 기판(100) 위에 소정 형상을 갖는 다수개의 유기 EL 패널(200)과, 상기 다수개의 유기 EL 패널(200) 위에 소정높이를 유지하고, 외부와 밀폐되도록 둘레가 기판에 접촉된 실 커버 플레이트(300)로 구성된다.As shown in FIG. 2, a plurality of organic EL panels 200 having a predetermined shape on the glass substrate 100, a predetermined height on the plurality of organic EL panels 200, and a circumference of the substrate are sealed to the outside. It consists of a seal cover plate 300 in contact with.
이때 상기 실 커버 플레이트(300)는 유기 EL 디스플레이 소자를 실링하기 위해 상기 유리 기판(100)의 소정 영역 위에 에폭시 수지를 형성 및 경화시켜 부착된다.In this case, the seal cover plate 300 is attached by forming and curing an epoxy resin on a predetermined region of the glass substrate 100 to seal the organic EL display element.
그리고 상기 유기 EL 패널(200)은 도 3a 및 도 3b와 같이 구성된다.The organic EL panel 200 is configured as shown in Figs. 3A and 3B.
즉, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 유기 EL 디스플레이 소자는 유리 기판(10) 위에 ITO 투명 전극으로 형성된 제 1 전극(20)과, 상기 제 1 전극(20) 위에 형성된 유기 EL 층(30)과, 그리고 상기 유기 EL 층(30)위에 상기 제 1 전극(20)과 수직으로 교차하여 형성된 제 2 전극(40)으로 구성된다.That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, the organic EL display element includes a first electrode 20 formed of an ITO transparent electrode on the glass substrate 10 and an organic EL layer 30 formed on the first electrode 20. ) And a second electrode 40 formed on the organic EL layer 30 to intersect the first electrode 20 perpendicularly.
그리고 상기 제 1 전극(20), 유기 EL 층(30), 제 2 전극(40)이 순차적으로 형성된 유기 EL 패널 위에 흡습 또는 방습의 효과를 갖는 보호막층(50)이 구성된다.A protective film layer 50 having an effect of moisture absorption or moisture proof is formed on the organic EL panel in which the first electrode 20, the organic EL layer 30, and the second electrode 40 are sequentially formed.
이때, 상기 제 1 전극(20)은 1500Å의 두께를 갖는 ITO 투명 전극으로 형성되고, 상기 제 2 전극(40)은 1000Å의 두께를 갖는 Al 또는 Au로 형성된다.In this case, the first electrode 20 is formed of an ITO transparent electrode having a thickness of 1500 kPa, and the second electrode 40 is formed of Al or Au having a thickness of 1000 kPa.
그리고 유기 EL 층(30)은 200Å 두께의 CuPC와, 400Å 두께의 NPD와, 200Å 두께의 dcjtb가 1% 함유된 Alq3과, 400Å 두께의 Alq3이 순차적으로 형성된 구조로 구성된다.And the organic EL layer 30 of a 200Å and the thickness of CuPC, and a 400Å thick NPD, a 200Å thick dcjtb containing 1% and Alq 3, 400Å thick Alq 3 is composed of a structure formed by one.
본 발명에 따른 유기 EL 소자의 실링 방법을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the sealing method of the organic EL device according to the present invention will be described in more detail.
도 2에 도시된 것과 같이 실 커버 플레이트(300)와 유기 EL 패널(200)사이는 소정 영역만큼 공간을 가지고 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, a space is formed between the seal cover plate 300 and the organic EL panel 200 by a predetermined area.
그리고 상기 형성된 공간에 충진가스로 가스를 주입하여 소자를 실링 한다.In addition, gas is injected into the formed space into the gas to seal the device.
이때, 충진가스로 주입되는 가스로는 산소(oxygen)인 순수 가스를 사용한다.At this time, a pure gas of oxygen (oxygen) is used as the gas injected into the filling gas.
이와 같이 충진가스로 산소와 질소 가스를 사용하면, 유기 EL 패널을 제작하였을 경우 도 3b와 같이, 제작전 또는 제작과정에서 기판(10) 위에 입자(particle)(60)가 증착되어 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)이 쇼트되거나, 또는 도 3a와 같이 제 1 전극(20)인 ITO 표면의 돌출부나 함몰부로 인해 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)간에 생기는 누설 소스(leakage source)를 해결할 수 있다.When oxygen and nitrogen gas are used as the filling gas as described above, when the organic EL panel is manufactured, as shown in FIG. 3B, particles 60 are deposited on the substrate 10 before or during the fabrication process, so that the first electrode ( 20 and the second electrode 40 are shorted, or leakage sources generated between the first electrode 20 and the second electrode 40 due to protrusions or depressions on the surface of the ITO, which is the first electrode 20, as shown in FIG. 3A. (leakage source) can be solved.
그 방법은 다음과 같다.The method is as follows.
먼저, 도 3a와 같은 경우, 제 1 전극(20)의 돌출 및 함몰에 따라 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)이 매우 가까워서 누설이 발생되는 경우는 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)에 소정 전압, 즉 -30V에서 -1V 정도, 바람직하게는 약 -20V의 전압을 걸어준다.First, as shown in FIG. 3A, when the first electrode 20 and the second electrode 40 are very close to each other as the first electrode 20 protrudes and recesses, the first electrode 20 and the first electrode 20 may be leaked. A predetermined voltage is applied to the two electrodes 40, that is, -30V to -1V, preferably about -20V.
그러면 상부에 있는 제 2 전극(40)은 제 1 전극(20)과 가까이 있는 부분(70)이 순간적으로 쇼트되면서 제 2 전극(40)의 소정영역이 뚫어지게 되어 오픈된다.Then, the second electrode 40 on the upper portion of the second electrode 40 closes to the first electrode 20, and the predetermined region of the second electrode 40 is opened.
이 과정에서 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)이 쇼트되게 되고, 이 쇼트된 부분은 높은 열이 발생되게 된다.In this process, the first electrode 20 and the second electrode 40 are shorted and high heat is generated in the shorted part.
또한, 도 3b와 같이 제작전 기판(10) 위에 놓여진 입자(particle)(60) 또는 제작 중에 발생된 입자(60)로 인해, 후 공정을 통해 유기 EL 패널을 제작하게 되면 제 1 전극(20)과 제 2 전극(40)간에 쇼트가 발생되는 경우가 발생되며, 이 때에도 상기와 마찬가지로 쇼트된 부분에서 높은 열이 발생되게 된다.In addition, due to the particles 60 placed on the substrate 10 before manufacture or the particles 60 generated during manufacture, as shown in FIG. 3B, when the organic EL panel is manufactured through a post process, the first electrode 20 is formed. When a short is generated between the second electrode 40 and the second electrode 40, high heat is generated in the shorted portion as described above.
이와 같이 입자, 또는 전극의 돌출 및 함몰 등으로 인해 제 1 전극(20)과 제 2 전극(30)이 쇼트될 경우, 이 부분에서 높은 열이 발생되는데, 이는 이때의 분위기에 존재하는 산소 또는 질소와 반응하여 열이 발생되는 부분만이 산화하게 된다.As such, when the first electrode 20 and the second electrode 30 are shorted due to the protrusion or depression of the particles or the electrodes, high heat is generated at this portion, which is oxygen or nitrogen present in the atmosphere. Only the part where heat is generated by reaction with is oxidized.
이로 인해 쇼트된 부분이 떨어져서 오픈되게 된다.This causes the shorted part to fall open.
도 4 는 상기 도 3과 같은 구조를 가지고 만들어진 소자에 각각 산소와 질소 분위기 하에서 1mA인 일정전류를 구동하면서 소자의 수명 변화를 조사한 그래프이다.FIG. 4 is a graph illustrating the lifespan change of the device while driving a constant current of 1 mA in the device having the structure as shown in FIG. 3 under oxygen and nitrogen atmospheres, respectively.
일반적으로 유기 EL 소자가 산소에 약한 것으로 알고 있으나, 도 4와 같은 실험 결과 산소가 소자의 수명에 큰 영향을 미치는 인자가 아님을 알 수 있으며, 따라서 소자를 순수한 산소 분위기에서 봉지한다하여도 소자의 수명에 큰 문제를일으키지 않게 된다.In general, the organic EL device is known to be weak to oxygen, but the experimental results shown in FIG. 4 show that oxygen is not a factor influencing the lifetime of the device. Therefore, even if the device is encapsulated in a pure oxygen atmosphere, It does not cause a big problem in lifespan.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 유기 EL 소자는 실링 과정에서 사용하는 충진가스를 순수한 가스를 사용하므로서, 양산 공정 설계의 난이도를 줄여 양산시 공정의 단축이나 양품의 수율을 현저히 올릴 수 있고, 누설로 인한 소자의 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, the organic EL device according to the present invention uses pure gas for the filling gas used in the sealing process, thereby reducing the difficulty of the mass production process design, thereby significantly shortening the process and increasing the yield of the product. There is an effect that can prevent the failure of the device caused.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.
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