KR100609775B1 - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극 라인에 분배된 밀봉제가 금속 캡이 압착될 영역 전체에 걸쳐 균일하게 도포되지 않을 경우에도 일부 전극 라인이 외부로 노출되는 현상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공한다. 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 유기 전계 발광 어레이가 형성된 기판과, 밀봉제에 의하여 캡이 부착되는 다수의 전극 라인을 포함하며, 각 전극 라인 상에 절연층이 형성되어 있어 일부 전극 라인에 밀봉제가 도포되지 않더라도 전극 라인이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

유기 전계 발광 소자, 밀봉제, 전극 라인

Description

유기 전계 발광 소자{Organic electroluminescent device}

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도.

도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도.

도 3은 봉지 공정이 진행되기 전의 소자의 평면도.

도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 확대 단면도.

도 5는 봉지 공정이 진행되기 전의 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도.

도 6은 도 5의 선 C-C를 따라 절취한 상태의 확대 단면도.

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 밀봉제의 불균일한 도포로 인하여 전극 라인이 외부로 노출되는 현상을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다. 이 러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자의 제조 방법은 크게 순서에 따라 패턴 형성 공정, 박막 증착 공정, 봉지 공정 및 모듈 조립 공정으로 구분된다.

도 1은 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 2는 도 1의 선 A-A를 따라 절취한 상태의 단면도로서, 유기 전계 발광 소자는 투명 패널(1) 상에 배열된 ITO 전극(2), ITO 전극(2)을 포함한 전면에 형성된 유기 전계 발광층(3; 이하 "유기 EL 층"이라 칭함), 유기 EL 층(3) 상에 형성된 금속 전극(4)으로 이루어진다.

유기 EL 층(3)은 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층이 적층되어 구성되며, 각 금속 전극(4; 유기 EL 층 포함)은 이웃하는 금속 전극과 일정한 간격을 유지한다. 여기서 투명 패널(1) 상에 배열된 ITO 전극(2)은 애노드 전극의 기능을 수행하며, 각 금속 전극(4)은 캐소드 전극의 기능을 수행한다.

이웃하는 금속 전극(4)들 사이에 형성된 공간에는 금속 전극들(4)을 분리하기 위한 격벽(5)이 형성되며, 각 격벽(5)은 절연막(4a)을 통하여 ITO 전극(2)과 분리된 상태이다. 한편, 유기 EL 층 형성 공정 및 금속 전극 형성 공정 진행시 각 격벽(5)의 상부에도 유기 EL 층 및 금속 전극이 형성되나, 이 금속 전극은 캐소드 전극으로서의 기능을 수행하지는 않는다.

이상과 같이, 유기 EL 소자 제조를 위한 패턴 형성 공정 및 박막 증착 공정을 완료한 후, 수분과 산소에 의한 소자의 열화를 방지하기 위하여 봉지 (encapsulation) 공정을 실시한다. 봉지 공정은 캡 세정, 건조제 및 필름 부착, 접착제인 밀봉제(sealant)의 분배(dispense), 금속 캡과 패널(밀봉제)의 압착 및 자외선 경화의 순서로 진행된다.

도 3은 봉지 공정이 진행되기 직전의 어느 한 소자의 평면도로서, 도 3에서는 도 2에 도시된 소자의 일부분, 즉 각 ITO 전극(도 2의 2)에 연결된 전극 라인(2A; data line) 그리고 각 금속 전극(도 2의 4)에 전원을 공급하기 위하여 패널(1) 상에 형성된 전극 라인(4A; scan line)의 일부만을 도시하였다.

도 3에 도시된 영역(P)은 금속 전극에 연결된 전극 라인(4A)이 형성된 패널의 부분으로서, 밀봉제가 분배될 영역, 즉 금속 캡이 압착될 영역(seal line)을 나타낸다. 금속 캡을 부착하기 위하여 사용되는 밀봉제(sealant)는 점도 및 형상 유지 능력이 있어야 한다. 밀봉제의 점도가 너무 높을 경우 분배가 어렵고, 반대로 점도가 너무 높으면 분배후 분배기를 향하여 역방향 유입이 되는 현상이 발생하게 된다. 또한 분배후 일정 수준의 형상이 유지되지 않으면 봉지를 위한 가압시 패널의 활성 영역에 손상을 줄 수 있어 밀봉제의 점도는 중요한 요인으로 작용한다. 또한 밀봉제는 스페이서(spacer)를 혼합한 상태로 탈포 공정을 거쳐야 한다. 밀봉제가 탈포되지 않을 경우 분배 공정 중 발생한 기포에 의하여 분배 라인이 끊어질 수 있기 때문이다.

이와 같은 특성을 갖는 밀봉제가 금속 캡에 의하여 눌려진 후, 자외선을 마스크를 통하여 조사시켜 밀봉제를 경화(curing)시킴으로서 금속 캡은 패널에 견고하게 압착된다. 분배된 밀봉제를 금속 캡이 누르는 과정에서 압력을 받은 밀봉제는 전극 라인(4A)을 넘어 외측으로 유동하게 된다

도 4는 도 3의 선 B-B를 따라 절취한 상태의 확대 단면도로서, 밀봉제(S)가 캡 압착 영역(P) 상에 분배된 후 금속 캡(M)을 밀봉제(S) 상에 압착시킨 상태를 도 시한다.

위에서 설명한 바와 같이, 전극 라인(4A) 상에 설정된 양의 밀봉제(S)를 분배시킨 후, 금속 캡(M)이 밀봉제(S)를 누르는 과정에서 압력을 받은 밀봉제(S)는 전극 라인들(4A)을 넘어 패널(1)의 외측으로 유동하게 된다.

금속 캡(M)의 압착 공정 후, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 다수의 전극 라인들(4A) 중에서 최외곽에 위치하는 전극 라인(4A) 외측에는 밀봉제(S)가 유입되지 않는 상태(seal neck; 도 4의 L)가 나타날 수 있다.

밀봉제(S)가 전극 라인들(4A) 상에 불균일하게 도포된 경우, 캡(M)의 전체 표면에 밀봉제가 고르게 분산되지 않게 되어 최외측에 위치하는 전극 라인(4A)에 밀봉제가 도포되지 않는, 실 넥 현상이 발생하게 된다.

또한, 밀봉제(S)와 접촉하는 캡(M) 표면의 평탄도가 불량할 경우, 눌려지는 캡(M)에 의해 가해지는 압력이 밀봉제(S)의 각 부분마다 달라지게 되며, 따라서 위와 같은 실 넥 현상이 발생할 수 있다.

이 외에, 캡(M)의 압착시 캡의 내부와 외부의 압력 차이로 인하여 밀봉제(S)의 흐름이 일정하게 유지되기 어려우며, 따라서 이로 인하여 야기되는 밀봉제 유동량의 차이가 실 넥 현상의 원인으로 작용할 수 있다.

위와 같은 상황에서 밀봉제(S)에 의한 금속 캡(M) 부착 공정을 포함한 모든 제조 공정이 종료된 후, 최외곽의 전극 라인(4A)이 대기에 노출될 수 밖에 없다. 전극 라인(4A)이 대기에 노출될 경우, 대기 중에 함유된 수분으로 인하여 금속성 재료로 형성된 전극 라인(4A)이 부식될 수 있으며, 이러한 전극 라인(4A)의 부식은 소자의 기능에 상당한 영향을 미치게 된다.

유기 전계 발광 소자의 제조 공정에서, 일반적으로 밀봉제가 1mm 이상의 두께로 도포되는 경우, 전극 캡 끝단으로부터 안쪽으로 0.5mm까지 밀봉제가 도포되지 않더라도 그 소자는 정상적으로 공정이 완료된 소자로 판단된다. 이는 이러한 두께를 갖고 1차 도포된 밀봉제가 압착에 의해 캡 끝단까지 밀려 도포되기 때문이다. 그러나, 캡의 끝단과 최외곽 전극 라인 간의 간격이 0.1 mm이기 때문에 결국 최외곽 전극 라인까지 완전하게 밀봉제가 도포되지 않을 경우 그 소자는 불량 소자로 간주된다.

본 발명은 캡 부착 영역에 밀봉제를 이용하여 캡을 부착하는 공정에서 발생되는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전극 라인에 분배된 밀봉제가 금속 캡이 압착될 영역 전체에 걸쳐 균일하게 도포되지 않을 경우에도 일부 전극 라인이 외부로 노출되는 현상을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명은 유기 전계 발광 어레이가 형성된 기판과, 밀봉제에 의하여 캡이 부착되는 다수의 전극 라인을 포함하며, 각 전극 라인 상에 절연층이 형성되어 있어 일부 전극 라인에 밀봉제가 도포되지 않더라도 전극 라인이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 평면도, 도 6은 도 5의 선 C-C를 따라 절취한 상태의 확대 단면도로서, 도 6은 밀봉제를 도포한 후, 금속 캡을 압착시킨 상태를 도시한다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 역시 도 1에 도시된 바와 같이 투명 패널 상에 배열된 ITO 전극, ITO 전극을 포함한 전면에 형성된 유기 전계 발광층, 유기 EL 층 상에 형성된 금속 전극을 포함한다. 한편, 본 발명은 금속 전극에 연결되어 전원을 공급하는 전극 라인(scan line)에 적용할 수 있으며, 따라서 도 5에서는 그리고 스캔 라인이 형성된 패널의 일부분만을 도시하였다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 가장 큰 특징은 모든 전극 라인(14A, 14A-1)을 포함한 패널(10) 상의 캡 압착 영역에 소정 높이의 절연체 층(15)을 형성한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 절연체 층(15)은 모든 전극 라인들(14A, 14A-1)의 표면에 형성되며, 전극 라인(14A)과 전극 라인(14A) 사이의 패널 표면에도 형성된다.

이와 같은 구조에서, 전극 라인(14A, 14A-1) 상에 밀봉제(S)를 분배시킨 후, 금속 캡(M)이 밀봉제(S)를 누르는 과정에서 압력을 받은 밀봉제(S)는 전극 라인들(14A)을 넘어 패널(10)의 외측으로 유동하게 된다. 전술한 이유, 즉 밀봉제의 도포 불량, 캡의 평탄도 불량 그리고 캡 부착시 캡 내부와 외부의 압력 차이 등으로 인하여 최외곽에 위치한 전극 라인(14A-1) 상에 밀봉제(S)가 유입, 도포되지 않게 된다(도 6의 L 부분).

이와 같이, 최외곽 금속 라인(14A-1)에 밀봉제(S)가 도포되지 않은 상태에서 캡(M)의 부착 공정을 진행한 후에는 밀봉제(S)가 도포되지 않은 전극 라인(14A-1)은 외부로 노출된다. 그러나, 최외곽 전극 라인(14A-1)이 외부에 노출될지라도 전극 라인(14A-1) 상에 형성되어 있는 절연층(15)에 의하여 전극 라인(14A-1)과 외부 대기의 접촉은 차단되며, 따라서 전극 라인(14A-1)이 산화되거나 또는 부식되지 않게 된다.

한편, 위의 설명에서는 모든 전극 라인(14A, 14A-1) 상에 절연층(15)을 형성한 것을 설명하였으나, 내측에 위치하고 또한 밀봉제(S)가 비교적 완전하게 도포되는 전극 라인(14A)은 외부로 노출될 위험성이 적다. 따라서, 최외곽 전극 라인(14A-1)에만 절연층(15)을 선택적으로 형성하는 방안도 고려될 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 금속 캡이 접착될, 다수의 전극 배선 상에 절연체 층을 형성함으로서 전극 배선, 특히 최외곽 전극 배선 상에 밀봉제가 완전하게 도포되지 않는 경우에도 금속 캡 부착 공정후 최외곽 전극 라인이 절연체 층에 의하여 외부로 노출되지 않게 된다. 따라서 본 발명은 전극 배선의 부식 및 산화 현상의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

위에 설명된 예시적인 실시예는 제한적이기보다는 본 발명의 모든 관점들 내에서 설명적인 것이 되도록 의도되었다. 따라서 본 발명은 본 기술 분야의 숙련된 자들에 의하여 본 명세서 내에 포함된 설명으로부터 얻어질 수 있는 많은 변형과 상세한 실행이 가능하다. 다음의 청구범위에 의하여 한정된 바와 같이 이러한 모든 변형과 변경은 본 발명의 범위 및 사상 내에 있는 것으로 고려되어야 한다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 유기 전계 발광 어레이가 형성된 기판과, 밀봉제에 의하여 캡이 부착되는 다수의 전극 라인을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   상기 전극 라인 상에 절연층이 형성되되,

   상기 전극 라인은 금속 전극에 연결된 스캔 라인인 유기 전계 발광 소자.
3. 유기 전계 발광 어레이가 형성된 기판과, 밀봉제에 의하여 캡이 부착되는 다수의 전극 라인을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   상기 전극 라인 상에 절연층이 형성되되,

   상기 절연층은 최외곽 전극 라인에만 형성되는 유기 전계 발광 소자.

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