KR100623350B1 - 유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 전체 면 또는 일부분이 투명한 전극으로 형성된 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 실링부의 완벽한 경화가 가능한 유기 전계발광소자를 얻을 수 있다.

유기 전계발광소자, 실링부, 패드 전극

Description

유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법{Organic electroluminescence device and fabricating method thereof}

도 1은 통상의 유기 전계발광소자의 실링부를 나타내는 소자의 개략적인 평면도,

도 2는 도 1의 유기 전계발광소자의 횡단면도,

도 3은 본 발명의 일예에 따른 패드 전극의 확대도,

도 4는 본 발명의 다른 일예에 따른 패드 전극의 확대도,

도 5는 본 발명의 또 다른 일예에 따른 패드 전극의 확대도,

도 6은 본 발명의 따른 패드 전극이 형성된 소자의 횡단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10, 110 : 투명기판 12, 112 : 실링부

14, 114 : 활성 영역 16, 116 : 패드 전극부

18, 118A, 118B, 118C : 패드 전극 120A, 120B, 120C : 투명전극

본 발명은 유기 전계발광소자(organic electroluminescence device : OELD, 이하, "유기 EL 소자"라 칭함) 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 전체 면 또는 일부분이 투명한 전극으로 형성된 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 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.

이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 하기와 같은 기본적인 구조를 갖고 있다. 유기 EL 소자의 기본적인 구성은, 투명기판과, 상기 투명기판 상부에 스트라이프 형태로 일렬로 배열된 애노드(anode)와, 셀 영역에 해당하는 간격을 갖는 상태로 분리되어 형성된 절연층, 절연층 상에 형성된 격벽, 유기 전계발광층 및 캐소드(cathode) 전극인 금속 전극층이 증착된 구조로 이루어진다.

상기 유기 전계발광층은, 애노드로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 정공 수송층; 애노드와 캐소드로부터 공급된 정공과 전자의 재결합이 이루어지면서 발광이 일어나는 영역인 발광층(emitting layer); 및 캐소드로부터 공급되는 전자의 원활한 수송을 위한 전자 수송층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 경우에 따라서는 소자 내에 정공 및 전자의 주입이 원활하게 하기 위한 정공 주입층 및 전자 주입층을 더 적층할 수 있다.

상기 유기 EL 소자를 제조하기 위해, 먼저 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO, 이하, "ITO"라 칭함)이 증착된 투명 기판을 사진식각법 (photolithography)을 이용하여 ITO 층을 스트라이프 형태로 패터닝(patterning) 하여 애노드를 제조한다. 그 후, 필요에 따라 패터닝된 ITO층 상에 절연층과 격벽을 사진식각법으로 적층 형성하고, 상기한 유기물층 및 금속 전극층을 순차적으로 전면 증착함으로서 소자의 형성이 완료된다.

상기와 같이 형성된 소자에 있어, 애노드와 캐소드의 교차점이 발광을 위한 하나의 유니트인 화소를 형성하고, 또한 상기 화소에 전압을 인가하기 위해 애노드와 캐소드는 패드(pad) 전극이 연결되어 있다. 따라서, 상기 패드 전극을 통한 시그날로 상기 화소가 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하여 풀칼라를 구현할 수 있다.

유기 EL 소자에서는 패널 내부에 반응성 가스(산소, 수분)가 있으면, 적층된 유기물이나 금속 전극을 산화시키므로, 불활성 가스로 채워져야 하며, 또한 외부의 가스가 투입되는 것을 막아 주어야 하므로 일반적으로 밀봉캡을 부착하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 투명 기판(10)의 에지 부분과 활성 영역(14) 사이에 실링제(sealant)인 에폭시를 노즐을 이용하거나 디스펜싱하여 시일 라인(seal line, 12)을 형성하고, 밀봉캡을 시일 라인(12)이 형성된 기판과 밀착시키고, 360nm 내지 380nm의 UV를 유리 기판 쪽에서 수 분 내지 수십 분 조사하여 실링제를 경화하여 밀봉캡을 고정시켜 소정의 밀폐 공간을 형성한다. 따라서 상기 실링이 우수해야 이러한 밀폐 공간 내에 위치한 소자는 습기 등과 같은 외부의 환경에 영향을 받지 않을 수 있다.

그러나, 종래의 유기 EL 소자의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 시일 라인부가 형성될 기판의 에지부에는 수많은 금속 패드 전극이 형성되며, 이 금속 패드 전극상에 에폭시가 덮혀지게 된다(도 2는 시일 라인 형성 후 시일 라인 경화를 위하여 기판을 뒤집어 높은 상태임). 시일 라인(12) 경화를 위하여 기판에 자외선(UV)을 조사하게 되면 이 UV는 패드 전극을 통과하지 못하여 패드 전극 하부에 위치하는 에폭시가 완전히 경화되지 않은 상태로 존재하게 된다(12A). 이와같이 패드 전극 하부에 존재하는 경화되지 않은 실링제는 소자의 오염을 발행시키는 원인이 되고 있다.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 실링부의 금속 전극인 패드 전극을 투명한 전극으로 형성하거나 전극 구조를 변경하여 금속 전극의 폭을 최소화할 경우, 실링부의 경화가 완벽하게 이루어지는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 상기의 종래 유기 EL 소자의 실링에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실링부의 경화를 완벽히 개선한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 애노드와 캐소드에 전압을 인가하는 패드 전극 및 패드 전극의 일부분 상에 형성된 실링부에 밀봉면이 부착되는 밀봉캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 전체 면이 투명한 전극으로 형성된 유기 EL 소자를 제공한다.

또한 본 발명은 애노드와 캐소드에 전압을 인가하는 패드 전극 및 패드 전극 의 일부분 상에 형성된 실링부에 밀봉면이 부착되는 밀봉캡을 포함하는 유기 EL 소자에 있어서, 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 일부분이 투명한 전극으로 형성된 유기 EL 소자를 제공한다.

상기와 같이, 패드 전극의 일부분이 투명한 전극으로 형성될 경우, 투명 전극은 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 중간부, 상부, 하부, 우측부 또는 좌측부중 하나 이상에 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 투명 전극은 인듐 주석 산화물(ITO) 및/또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 형성될 수 있다.

상기와 같이 패드 전극의 일부를 ITO로 형성할 경우, ITO에 의한 미세한 전압강하가 발생할 수 있으나, 이러한 전압강하는 유기 EL 소자의 구동에 미치는 영향은 거의 없으므로 문제되지 않는다. 하지만, 이를 방지하기 위해 상기와 같이 실링부가 형성될 패드 전극의 일부만을 투명 전극으로 형성할 수 있다.

본 발명의 투명전극을 포함하는 패드 전극은 ITO층의 패터닝시에 사진식각법에 의해 제거되는 유리 기판의 에지 부분의 ITO 층을 활용하여 생성할 수 있다.

예컨대, ITO 층의 패터닝시에 패드 전극이 형성되는 유리 기판의 에지 부분중 실링부가 형성될 부분은 ITO 층을 남기고 ITO 층을 패터닝 한 후, 상기 패터닝된 ITO 층 상에 금속 전극 또는 투명 전극(추가적으로 필요한 경우)을 스퍼터링하고, 형성된 금속 전극층 또는 투명 전극층을 사진식각법을 패터닝하여, 실링부가 형성될 패드 전극의 적어도 일부분을 투명 전극으로 형성할 수 있다.

또한 별법으로, 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 금속 전극 및 투명 전극을 필요에 따라 각각 스퍼터링하여 형성하는 것도 가능하다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 범위가 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

도 3에 도시된 것과 같이, 우선 ITO층이 증착된 유리 기판에 대한 사진식각공정을 진행하여 상기 ITO 층을 스트라이프 형태로 패터닝(patterning)함으로서 애노드를 형성한다. 상기 애노드 형성과정중에 패드 전극이 형성되는 유리 기판의 에지 부분중 실링부가 형성될 부분을 ITO층으로 하기 위해, 메탈 마스크를 이용하여 ITO 층을 패터닝한다(120A). ITO층의 패터닝이 끝나면, 금속 전극을 스퍼터링하고, 형성된 금속 전극을 사진식각법을 패터닝하여, 패드 전극부를 형성한다(118A). 이와 같이 하여, 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 전체 면을 ITO층으로 형성한다. 그 다음에, 기판의 황성 영역에 형성된 애노드 상에 유기물층을 순차적으로 증착하고, 이 유기물층 상에 캐소드를 증착한다. 그 후, 상기 유기물층이 증착된 기판의 에지부를 노즐을 이용하여 에폭시를 도포하여 실링부(112)를 형성한 후, 밀봉캡을 상기 기판에 밀착하고, 바람직하게는 380nm의 UV를 수십분 조사하여 실링부를 경화하여 본 발명에 따른 소자를 형성한다.

또한 본 발명의 다른 구체예로서, 도 4에 도시된 것과 같이, 실링부(112)가 형성될 패드 전극의 중간부를 투명 전극(120B), 예컨대, IZO로 형성하여, 밀봉캡과 소자의 실링을 도모할 수 있다. 또한 도 5에 도시된 것과 같이, 실링부(112)가 형성될 패드 전극의 좌측 및 우측부를 투명 전극(120C)으로 할 수 있다. 상기와 같이, 유기 전계발광소자의 실링부에 접하는 패드 전극의 일부가 투명 전극인 경우, 투명 전극이 면적이 최대인 것이 실링부의 완벽한 경화를 위해 바람직하다.

도 6은 도 3 내지 도 5에 도시된 패드 전극이 형성된 기판의 횡단면도로서, 기판과 패드 전극의 관계를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 실링부가 형성될 패드 전극의 전체 또는 일부분을 투명한 전극으로 형성함으로서 기판을 통하여 조사된 UV가 투명한 전극을 통과하여 에폭시에 전달된다. 따라서 패드 전극 하부에 위치하는 에폭시도 완전하게 경화될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 소자들의 경우, 실링부 전체의 완전한 경화가 이루어져 밀봉캡과 기판의 부착 상태가 매우 우수하여 밀봉캡에 의한 완벽한 밀봉 효과를 얻을 수 있다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 패드 전극이 형성된 유기 전계발광소자는 밀봉캡과의 실링이 우수하여 완벽한 밀봉 효과를 얻을 수 있어, 외부 반응성 가스에 의한 소자의 오염을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 애노드와 캐소드에 전압을 인가하는 패드 전극 및 패드 전극의 일부분 상에 형성된 실링부에 밀봉면이 부착되는 밀봉캡을 포함하는 유기 전계발광소자에 있어서,

   실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 일부분이 투명한 전극으로 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
3. 제2항에 있어서, 투명한 전극이 실링부가 형성될 부분에 대응하는 패드 전극의 중간부, 상부, 하부, 우측부 또는 좌측부중 하나 이상에 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 투명한 전극은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)로 형성된 유기 전계발광소자.
5. 삭제

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