KR100500269B1 - 유기전계발광소자 보호용 커버플레이트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자의 발광부를 보호하기 위한 커버플레이트에 관한 것으로, 평판 유리를 샌드브라스트에 의해 가공하여 흡습제를 배치하기 위한 공간을 만든 다음 샌딩에 의해 형성된 표면의 손상층을 불산 등의 수용액을 이용하여 화학적으로 식각시켜 불순물의 제조하는 방식에 관한 것이다.

이를 위해 유기전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 있어서, 커버플레이트에 제거하지 않을 부위에 세라믹 입자의 충돌에 견딜 수 있도록 수지패턴(32)을 부착하는 패턴부착단계(S100); 상기 커버플레이트에서 흡습제가 삽입되는 부위에 세라믹입자를 분사하여 커버플레이트의 표면을 가공하는 세라믹입자 분사단계(S200); 커버플레이트에서 수지패턴을 제거하는 패턴제거단계 (S300); 상기 가공된 커버플레이트의 표면에 존재하는 파손층을 제거하도록 불산수용액으로 파손층을 식각하는 파손층식각단계(S400); 및 상기 유기전계발광소자의 기판과 접합하여 소자별로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 커버플레이트원판의 재질이 발광부의 기판유리와 동일한 유리재질인 것을 특징으로 한다.

Description

유기전계발광소자 보호용 커버플레이트 및 그 제조방법{Cover plate for organic electroluminescence device and the method of its fabrication}

본 발명은 유기전계발광소자(Organic Electroluminescene Device)에 관한 것으로, 특히 유기전계발광소자의 보호를 위해 사용되는 흡습제를 담기위한 커버플레이트(cover plate)에 관한 것이다.

최근 개인휴대통신단말기용 디스플레이의 풀컬러화에 수반하는 고성능 디스플레이의 요구 및 표시장치(디스플레이)의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 박형 평판디스플레이의 요구가 증대되고 있는 데 이러한 평판 디스플레이의 대표적인 것으로, 현재 양산을 위한 시도가 활발히 이루어지고 있는 것이 유기전계발광소자이다.

유기전계발광소자는 전자주입전극(cathode)과 정공주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광부내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자로서 100V를 넘는 높은 구동전압을 지니는 무기전계발광소자에 비해 훨씬 낮은 구동전압(5-20V)을 지니고 있어 휴대용 단말기기나 기타 디스플레이의 표시소자로 각광을 받고 있다. 또한 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면광원(surface light source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.

그러나, 유기전계발광소자를 실용화하는 데 있어서 가장 큰 문제점중의 하나는 수명이 짧다는 것이며, 여기에 큰 역할을 하는 것이 발광체와 반응을 하여 성능을 열화시키는 수분이다. 이와 같은 수분을 제거하기 위해 오산화인(P₂O₅)과 같은 흡습제를 커버플레이트에 넣어 발광부와 밀봉을 시키는 공정이 일반적으로 이용된다.

유기전계발광소자는 도 1과 같이 기판상에 형성된 제 1 전극층(1-1)과 제 2 전극(1-4) 사이에 형성된 유기적층막(1-3)을 포함하는 적층 구조를 갖는 유기전계발광소자가 흡습제(1-5)를 함유한 커버플레이트(1-6)로 밀봉되어 있는 구조를 지니고 있다.

일반적으로 커버플레이트는 흡습제를 넣을 수 있는 공간이 형성된 구조물로 프레스성형 등의 방식에 의해 제조된 스테인레스 커버플레이트가 널리 이용되어 왔다. 도 2에는 스테인레스 커버플레이트를 제조하는 공정을 나타내었다. 상부금형과 하부금형으로 이루어지는 두 개의 금형(2-1)사이에 스테인레스나 기타 적절한 금속판(2-2)을 놓고 가압성형(2-3)시키면 금형의 형상을 띄는 커버플레이트(2-4)를 제조할 수 있었다. 그러나 본 방식에 있어서는 금속판의 변형, 대면적화시 뒤틀림 등이 발생할 문제를 지니고 있었다. 또한 휴대폰에 이용되는 디스플레이와 같이 대면적의 기판상에 한꺼번에 여러 장의 디스플레이 소자를 제조하는 경우, 양산성의 향상을 위하여 다수의 커버플레이트를 지니도록 대면적으로 가공하여 밀봉하는 방식이 적용가능한데 이와 같은 경우 과다한 금형비와 균일성의 저하 등이 발생하는 문제를 지니고 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 유기전계발광소자의 보호를 위한 스테인레스 커버플레이트 대신에 샌드브라스트 및 에칭의 방식에 의해 가공된 유리커버플레이트를 사용하여 소자의 제조 시 양산성을 높이고 신뢰성을 확보하고자 하였으며 저가격화를 도모하고자 하였다.

본 발명에서는 유기전계발광소자의 발광부의 보호를 위하여 평탄한 유리에 부분적으로 흡습제를 넣기 위한 공간을 형성한 커버플레이트를 이용한 것으로 이의 제조를 위하여 샌드브라스트의 방식과 에칭방식을 병용하여 제조하였다. 샌드브라스트의 방식은 미세한 세라믹입자를 고압의 공기로 분사시키면서 물체를 임의의 형상으로 가공하는 것으로 가공속도가 빠르고 비교적 정밀한 구조물을 제조할 수 있는 장점을 지니고 있다. 그러나 세라믹 등의 입자를 분사시켜 기계적으로 물체를 가공하는 방식이므로 가공된 표면이 거칠고 또 쉽게 파손되는 문제점을 지니고 있다. 또한 기계적 충격 시 유리입자들이 떨어져 유기전계발광소자를 손상시킬 문제점을 지니고 있다. 또한 표면부에 많은 결함을 함유하고 있으므로 이 내부에 유기 전계발광소자에 치명적인 수분 등을 함유할 수 있는 문제점을 지니고 있었다. 유리를 가공할 수 있는 또 다른 하나의 방식은 불산으로 유리를 식각해내는 방식이다. 그러나 이 방식은 가공속도가 샌드브라스트에 비해 느린 단점을 지니고 있었다.

이와 같은 문제점을 동시에 해결하고 평탄한 커버플레이트를 제조하기 위해 본 발명에서는 유기전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 있어서, 커버플레이트원판의 제거하지 않을 부위에 세라믹 입자의 충돌에 견딜 수 있도록 수지패턴(3-2)을 부착하는 패턴부착단계(S100); 상기 커버플레이트원판에서 흡습제가 삽입되는 부위에 세라믹입자를 분사하여 커버플레이트원판의 표면을 가공하는 세라믹입자 분사단계(S200); 커버플레이트원판에서 수지패턴을 제거하는 패턴제거단계(S300); 상기 가공된 커버플레이트원판의 표면에 존재하는 파손층을 제거하도록 불산수용액으로 파손층을 식각하는 파손층식각단계(S400); 및 유기전계발광소자의 기판과 접합하여 소자별로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 여기서 커버플레이트원판의 재질이 발광부의 기판유리와 동일한 유리재질인 것을 특징으로 한다.따라서 샌드브라스트에 의해 흡습제를 함유할 공간을 형성하여 가공속도를 높이고, 이어서 샌딩에 의해 형성된 가공부의 기계적 파손층을 불산 등의 수용액에서 식각시켜 화학적으로 제거해내도록 하였다. 도 3에는 본 방식에 의해 유기 전계발광 소자 보호용 커버플레이트를 제조하기 위한 공정도의 일례를 나타내었다. 도 5는 본 발명에 따른 커버플레이트의 제조방법의 단계별 과정을 나타내는 단계도이다.먼저 처음단계는 패턴부착단계(S100)로써 커버플레이트원판의 제거하지 않을 부위(3-1)에 세라믹입자의 충돌에 견딜 수 있는 수지패턴(3-2)을 형성시키는 단계이다.다음 단계는 세라믹입자 분사단계(S200)로써 수지패턴(3-2)이 형성된 커버플레이트원판에서 흡습제가 삽입되는 부위에 세라믹입자를 분사(3-3)하여 커버플레이트원판의 표면을 소정의 깊이로 파내는 단계이다.다음 단계는 패턴제거단계(S300)로써 수지 패턴부를 제거시켜 임의의 형상으로 가공된 커버플레이트원판을 만드는 단계이고, 전술한 것과 같이 가공부의 표면에는 불안정한 조직을 지니는 파손층(3-4)이 존재하게 된다.다음 단계는 파손층식각단계(S400)로써 상기 파손층을 불산수용액에 의해 식각해내어 제거시켜 깨끗한 가공부(3-5)를 지니는 커버플레이트를 제조하는 단계이다.이와 같은 방식에 의해 유기전계발광소자 보호용 커버플레이트를 제조할 때는 가공시간이 빠를 뿐만 아니라 깨끗한 표면을 지니는 커버플레이트를 제조하는 것이 가능하여 효율적으로 발광부를 보호할 수 있다. 또한 커버플레이트원판의 재질은 발광부 기판유리와 동일한 유리 또는 비슷한 열적 거동을 나타내는 유리를 이용하는 것이 가능하여 대면적의 기판의 밀봉 시 열팽창의 차이에 따라 발생될 수 있는 소자의 파손을 방지할 수 있으며 고가의 금형을 사용하지 않아도 되는 장점을 지니고 있다.아울러 저가의 재질을 사용할 수 있도록 커버플레이트원판의 재질이 소다라임유리나 세라믹으로 이용되기도 한다.

적용의 일례를 보면, 휴대폰 등의 디스플레이는 소형이므로 보통 큰 기판상에 여러 장의 유기전계발광 디스플레이를 제조한 다음 하나 하나의 디스플레이로 잘라내어 사용을 한다. 이 때는 커버플레이트원판 역시 대면적으로 제조하여 흡습제를 넣고 유기전계발광디스플레이와 접합시켜 밀봉한 다음 잘라내어 사용하는 것이 효율적이다. 이 때는 유리의 평탄도가 큰 장점이 되며 또 자외선경화형 수지를 이용하여 밀봉을 하는 경우에는 유리의 광투과성을 이용하여 경화시키는 것이 가능한 효과도 지니고 있다. 이것을 도면으로 도시한 것이 도 4이다. 먼저 커버플레이트원판(4-1)에 수지패턴(4-2)을 형성한 다음 샌딩을 하면 수지패턴이 없는 부분은 소정의 깊이로 가공(4-3)이된다. 수지를 제거해내고 가공된 커버플레이트원판을 식각시키면 여러 개의 가공면(4-4)을 지니는 커버플레이트가 형성된다. 가공된 커버플레이트원판(4-5)에 흡습제를 넣고 에폭시 등을 이용하여 유기전계발광디스플레이가 형성된 기판(4-6)과 접합을 시킨 다음 잘라내면 각각의 소형 디스플레이(4-7)를 형성할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유기전계발광소자 보효용 커버플레이트는 발광소자의 제조시 불량을 줄일 수 있고 양산성을 향상시킬 수 있으며 동일한 열팽창계수를 지니는 평탄한 유리를 이용하는 것이 가능하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 지니고 있으며 대면적의 기판상에 여러 개의 유기전계발광소자를 제작할 때 효율적으로 흡수제의 밀봉을 시킬 수 있는 효과를 지니고 있다.

도 1는 유기전계발광소자를 보여주는 구조단면도.

도 2는 금형을 이용한 금속 커버플레이트의 제조공정도.

도 3은 본 발명에 따른 커버플레이트의 제조공정도.

도 4는 다수의 디스플레이를 제조하기 위한 커버플레이트 및 그 제조공정도.도 5는 본 발명에 따른 커버플레이트의 제조방법의 단계도.

Claims (4)

1. 유기전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이 제조방법에 있어서,

   커버플레이트원판의 제거하지 않을 부위에 세라믹 입자의 충돌에 견딜 수 있도록 수지패턴(32)을 부착하는 패턴부착단계(S100); 상기 커버플레이트원판에서 흡습제가 삽입되는 부위에 세라믹입자를 분사하여 커버플레이트원판의 표면을 가공하는 세라믹입자 분사단계(S200); 커버플레이트원판에서 수지패턴을 제거하는 패턴제거단계(S300); 상기 가공된 커버플레이트원판의 표면에 존재하는 파손층을 제거하도록 불산수용액으로 파손층을 식각하는 파손층식각단계(S400); 및 상기 유기전계발광소자의 기판과 접합하여 소자별로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,

   여기서 커버플레이트원판의 재질이 발광부의 기판유리와 동일한 유리재질인 것을 특징으로 하는 유기전계발광소자 보호용 커버플레이트의 제조방법.
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