KR100656192B1 - Top-emission type organic light emitting display device - Google Patents
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Abstract
전면발광형 유기이엘 디스플레이 소자가 개시된다. 투명한 인캡슐레이션층이 TFT 전극이 상면에 설치된 기판과 대면하면서 이격되게 배치되고, 이들 사이의 공간의 가장자리 둘레 전체를 따라 밀봉제가 부가된다. 제1전극층과 투명한 제2 전극층 사이에 발광유기층이 샌드위치 된 구조의 유기발광유닛이 TFT 전극위에 적층되어 제2전극층이 인캡슐레이션층 쪽을 향한다. 소자의 공간 안의 수분을 제거하기 위해, 투명 제습박막층이 제2전극층과 인캡슐레이션층 사이에 배치된다. 또한 수소제거제가 소자의 공간 내부에 및/또는 공간의 내부에서 외부까지 연결되게 배치되어, 상기 공간 내부의 수소를 흡수하는 것 및/또는 흡수하여 상기 공간 외부로 방출한다. 배면발광 방식의 OLED 소자에 비해 광효율이 훨씬 높고, 수분과 수소에 의한 화소의 축소 등의 불량발생을 현저히 줄일 수 있다.Disclosed is a top emission type organic EL display device. The transparent encapsulation layer is disposed spaced apart while facing the substrate provided with the TFT electrode on the upper surface, and a sealant is added along the entire circumference of the space between them. An organic light emitting unit having a structure in which a light emitting organic layer is sandwiched between the first electrode layer and the transparent second electrode layer is stacked on the TFT electrode so that the second electrode layer faces the encapsulation layer. In order to remove moisture in the space of the device, a transparent dehumidifying thin film layer is disposed between the second electrode layer and the encapsulation layer. In addition, a hydrogen scavenger is arranged to be connected within the space of the device and / or from the inside to the outside of the device to absorb and / or absorb hydrogen in the space and release it out of the space. Compared to the OLED device of the bottom emission type, the light efficiency is much higher, and defects such as shrinking of pixels due to moisture and hydrogen can be significantly reduced.
Description
도 1은 종래기술로 배면발광형 유기이엘 디스플레이(organic light emitting display: OLED) 소자의 구조도이다.1 is a structural diagram of an organic light emitting display (OLED) device with a conventional technology.
도 2 내지 5는 본 발명에 따른 전면발광형 OLED 소자에 관한 것으로서, 수소제거제가 OLED 소자의 내부공간에 배치된 여러 가지 경우의 구조를 도시한 단면도들이다.2 to 5 are related to the top-emitting OLED device according to the present invention, which is a cross-sectional view showing the structure of various cases where the hydrogen scavenger is disposed in the interior space of the OLED device.
도 6 내지 8은 본 발명에 따른 전면발광형 OLED 소자에 관한 것으로서, 수소제거제가 OLED 소자의 내부공간에서 외부에까지 연결되도록 배치된 여러 가지 경우의 구조를 도시한 단면도들이다.6 to 8 are related to the top-emitting OLED device according to the present invention, which is a cross-sectional view showing the structure of various cases arranged so that the hydrogen scavenger is connected from the inner space of the OLED device to the outside.
도 9는 본 발명에 따른 전면발광형 OLED 소자에 관한 것으로서, 수소제거제가 밀봉제와 혼합물을 이루어 밀봉제와 함께 부가되는 경우의 구조를 도시한 단면도이다.FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure when a hydrogen scavenger is added with a sealant in a mixture with the sealant, as related to the top-emitting OLED device according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Explanation of symbols for main parts of drawings *
10: 기판 20: 유기발광부10: substrate 20: organic light emitting unit
22: 제2 전극층 23: 발광유기층22: second electrode layer 23: light emitting organic layer
24: 제1 전극층 25: 유기발광유닛24: first electrode layer 25: organic light emitting unit
30: 투명 제습박막층 40: 인캡슐레이션층30: transparent dehumidification thin film layer 40: encapsulation layer
50: 접착필름, 편광필름 또는 원편광필름50: adhesive film, polarizing film or circular polarizing film
60: 밀봉제와 수소제거제의 혼합물60: mixture of sealant and dehydrogenator
70: 밀봉제 80: 수소제거제70: sealant 80: hydrogen remover
본 발명은 유기이엘 디스플레이(Organic Light Emitting Display: OLED) 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면발광형(top-emission type) OLED 소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
OLED 소자는 해상도와 내충격성이 높고, 다양한 색상을 구현할 수 있는 등의 장점이 있어서 각종 정보산업기기의 표시소자로 널리 사용되고 있다. OLED 소자를 이용한 디스플레이는 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출 디스플레이(Field Emission Display: FED)에 비해서 상대적으로 훨씬 선명하고, 시야각의 제한도 없고, 고속 동작이 가능하고, 제조비용이 저렴하다는 등의 장점을 가진다. 그러므로 TV 또는 컴퓨터나 휴대전화의 디스플레이, 피디에이(Personal Digital Assistant: PDA), 컴퓨터, 텔레비전(TV) 및 가전제품의 표시패널 등에 적용할 수 있는 유용한 디스플레 이로 주목을 받고 있다. OLED devices are widely used as display devices of various information industrial devices because they have high resolution, high impact resistance, and various colors. The display using the OLED device is relatively much clearer than the liquid crystal display (LCD), the plasma display panel (PDP), and the field emission display (FED), and there is no limitation of the viewing angle, High speed operation is possible and manufacturing cost is low. Therefore, it is attracting attention as a useful display that can be applied to a display of a TV or a computer or a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), a computer, a television (TV), and a home appliance.
OLED 소자는 크게 수동형(passive)과 능동형(active)으로 구분할 수 있다. 수동형 OLED 소자는 제조공정이 단순한 반면에 구동전압이 높고 전력이 많이 소비된다는 단점이 있고, 화면을 크게 하는 데 한계가 있어 휴대전화 단말기의 외부창 정도로 용도가 한정되고 있다. 능동형 OLED 소자는 수동형에 비해 구동전압이 낮고 전력소비가 적으며 중대형 크기의 화면을 제작할 수 있는 장점이 있다. 도 1은 종래의 배면발광 능동형 OLED 소자의 구조를 도시한다. 투명보호층(8) 위의 TFT층(7) 위에 배치된 투명전극(6)과 불투명한 금속전극(4) 사이에 유기이엘물질로 만들어진 유기발광부(5)가 개재되고, 이들은 절연층(3)으로 포위되고 그 위에는 불투명 제습층(2)이 배치되고, 이들 전부는 전면 보호층(1)으로 포위되는 구조이다. 이러한 구조의 OLED 소자에서, 서로 마주보는 한 쌍의 전극 즉, 투명전극(6)과 금속전극(4)이 유기발광부(5)에 전자와 정공(正孔, hole)을 공급하면 그 전자와 정공이 유기발광 물질층 내부에서 결합하면서 발광한다.OLED devices can be largely divided into passive and active. Passive OLED devices have a disadvantage in that the manufacturing process is simple, but the driving voltage is high and the power is consumed a lot, and there is a limit to enlarge the screen. Active OLED devices have the advantages of lower driving voltage, lower power consumption, and medium to large size screens compared to passive devices. 1 shows the structure of a conventional back-emitting active OLED device. An organic
종래의 배면발광형 OLED 소자의 단면 구조가 도 1에 도시되어 있다. 이 OLED 소자는 기판 즉, 투명한 배면 보호층(8) 위에는 박막 트랜지스터층(thin film transistor, TFT)(7)이 배치되고, 유기발광부(5)는 금속 전극(4)과 투명 전극(6) 사이에 샌드위치 되어 투명전극(6)이 TFT층(7) 위에 적층된다. 배면발광형 구조이므로 광효율을 좋게 하기 위해서는 발광체인 유기발광부(5)로부터 배면까지의 광 진행경로 상에는 투명한 재질이 위치될 필요가 있다. 그러나 도 1의 OLED 소자는 투명하지 않는 TFT층(7)이 빛이 출광되는 기판(substrate)(8) 쪽에 배치되기 때문 에 유기발광부(5)에서 발생되는 빛은 그 일부가 TFT(7)에 가려 광효율과 개구율이 떨어지는 단점이 있다. TFT의 존재에 의하여 발광효율이 낮아지는 이러한 단점은 유기발광부(5)에서 생성된 빛이 TFT(7)가 배치되는 기판(8)의 반대쪽으로 즉, OLED 소자의 전면으로 출광시키는 전면발광(top-emission) 방식을 취하면 효과적으로 극복될 수 있다.The cross-sectional structure of a conventional back-emitting OLED device is shown in FIG. In the OLED device, a thin film transistor (TFT) 7 is disposed on a substrate, that is, a transparent back
한편, OLED 소자는 기밀성 케이스 내부에 전자회로소자를 구성하고 투습성이 낮은 접착성 폴리머로 밀봉한다. 그러나 봉지과정 및 사용 중에 수분과 산소가 소자 내부에 침투할 수 있고, 소자의 동작 중에는 수소가 발생할 수 있다. OLED 소자 내의 수분을 제거하지 않으면 OLED 소자의 화소축소 등과 같은 성능 저하의 문제가 발생한다. 또한 발생한 수소를 OLED 소자 내부에 방치하면, OLED 내부의 압력이 상승하거나 화소의 수명이 떨어지는 단점이 있다. 그러므로 OLED 소자의 기밀성 케이스 내부에 제습제와 수소제거제를 배치하면 위와 같은 문제가 일어나지 않는다. 특히, 수분의 경우에는 부속품에 흡착되어 봉지과정에서 OLED 소자 내부로 유입되는 양이 많으므로 초기에 신속히 제거해야 한다. OLED 소자에 사용되는 제습제 및 수소제거제의 성능은 제거속도, 제거량 및 평형상태에서의 평형농도에 의하여 결정되는데 제거속도가 빠르고, 평형농도가 낮을수록 좋은 제거제이다. On the other hand, the OLED device constitutes an electronic circuit element inside the hermetic case and is sealed with an adhesive polymer having low moisture permeability. However, moisture and oxygen can penetrate inside the device during encapsulation and use, and hydrogen can be generated during operation of the device. If the moisture in the OLED device is not removed, problems of performance degradation such as pixel reduction of the OLED device may occur. In addition, if the generated hydrogen is left inside the OLED device, there is a disadvantage that the pressure inside the OLED is increased or the lifetime of the pixel is decreased. Therefore, if the dehumidifying agent and the hydrogen scavenger are placed inside the airtight case of the OLED device, the above problem does not occur. Particularly, in the case of water, the amount of water adsorbed on the accessory and introduced into the OLED element in the encapsulation process should be removed at an early stage. The performance of the dehumidifying agent and the hydrogen remover used in the OLED device is determined by the removal rate, the removal amount and the equilibrium concentration in the equilibrium state. The faster the removal rate and the lower the equilibrium concentration, the better the removal agent.
그런데 이들 제습제와 수소제거제를 전면발광 OLED 소자에 부가하는 경우, 광효율을 좋게 하기 위해 이들 물질을 모두 투명하게 만들든가 투명하게 만들지 못하는 물질은 광 진행에 방해를 주지 않도록 배치할 필요가 있다. However, when these dehumidifying agents and hydrogen removing agents are added to the front light emitting OLED device, in order to improve light efficiency, it is necessary to arrange all of these materials to be transparent or not to be transparent so as not to interfere with the light progression.
전면발광 OLED에 관한 것으로, 미국특허 제5,739,545호에는 투명전극을 전 면에 배치하여 유기발광층에서 발광한 빛을 전면으로 취출하는 구조의 OLED가 개시되어 있으나 OLED의 필수 구성요소인 제습제의 배치와 구성에 대하여는 언급되어 있지 않다. 미국특허 제6,515,428호, 미국특허 제6,670,772호, 미국특허 제6,608,283호에는 전면발광 능동형 OLED의 구조와 제조방법에 관하여 박막트랜지스터의 구조, 전극의 구조 등에 관한 내용이 개시되어 있으나, 제습제의 구성, 배치 등에 관한 내용은 기술되어 있지 않다. 미국특허 제5,714,838호와 미국특허 제6,420,031호에는 전면발광의 형태를 취하기 위한 투명전극에 관한 내용은 기술되어 있으나 투명제습제에 관한 내용은 기술되어 있지 않다. 미국특허 제5,920,080호, 미국특허 제6,268,695호 및 미국특허 제6,497,598호에는 수분투과율이 낮은 절연성 재료를 투명전극 위에 여러 겹 코팅하여 보호층을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 그러나 여러 겹의 보호층을 형성하는 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 문제가 있으며, 보호층의 측면에서 유입되는 수분에 대한 대책이 미흡하다. 미국특허 제6,703,184호에는 수분투과율이 낮고 투명한 필름을 유기발광층 및 전극의 보호목적으로 사용하는 방법이 개시되어 있는데, 제조과정에서 재료에 부착되어 OLED 내부로 유입되는 수분에 대한 대책이 미흡한 단점이 있다. 실제로 OLED 내부에 존재할 수 있는 수분 중에서 밀봉 후 유입되는 수분은 차단할 수 있지만 제조 과정에서 재료에 흡착되어 유입된 수분은 제거할 수 없다.Regarding a top emitting OLED, US Patent No. 5,739,545 discloses an OLED having a structure in which a transparent electrode is disposed on the front surface to extract light emitted from an organic light emitting layer to the front, but an arrangement and configuration of a dehumidifying agent which is an essential component of the OLED. It is not mentioned. U.S. Patent No. 6,515,428, U.S. Patent No. 6,670,772, U.S. Patent No. 6,608,283 disclose the structure of the thin film transistor, the structure of the electrode, and the like regarding the structure and manufacturing method of the top-emitting active OLED. Etc. are not described. U.S. Patent No. 5,714,838 and U.S. Patent No. 6,420,031 describe a transparent electrode for taking the form of top emission, but do not describe a transparent dehumidifying agent. U.S. Patent Nos. 5,920,080, 6,268,695 and 6,497,598 disclose a method of forming a protective layer by coating a plurality of layers of an insulating material having a low moisture permeability on a transparent electrode. However, there is a problem that the process of forming a plurality of layers of the protective layer is complicated and time-consuming, and the countermeasure against water flowing from the side of the protective layer is insufficient. U.S. Patent No. 6,703,184 discloses a method of using a transparent film having a low moisture permeability and a transparent film for protecting the organic light emitting layer and the electrode. . In fact, the moisture entering after sealing can be blocked among the moisture that may exist inside the OLED, but the moisture adsorbed to the material during the manufacturing process cannot be removed.
일본 공개특허 제2003-144830호에는 전면발광 OLED에 사용하는 투명한 제습제로서 제3족 금속과 유기단분자로 구성된 유기금속화합물이 개시되어 있다. 그러나 투명한 제습제 박막을 OLED 내부에 배치하기 위해서는 유기용제를 사용하여야 하는 공정상의 불편함과 형성된 제습제 박막에 크랙(crack)이 쉽게 생성되므로 빛이 산란되는 단점이 있다. 또한, 용매를 휘발시키는 소성공정이 필요하다. 화학용액을 다루고, 용매를 휘발시켜야하는 공정으로 작업공간의 환경관리 문제를 유발시킬 수 있고, 또한 투명 제습층의 표면이 매끄러워야 전체적이 투과율을 균일성을 가져올 수 있는데, 이를 위한 공정이 다소 미흡하다. 또한 OLED의 제조공정 내에 투명흡습원액조합공정, 도포공정 및 소성공정 등의 여러 공정이 필요하므로 이로 인해 공정시간이 증가하는 단점이 있다. 특히, 소성공정을 완벽하게 하지 않으면 내부 잔류용매 등의 아웃가스로 인하여 진행성 암점(dark spot)의 발생 가능성이 커진다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-144830 discloses an organometallic compound composed of a
본 발명의 목적은 유기발광층이 만들어낸 광이 TFT(박막 트랜지스터)가 배치되는 기판의 전면 쪽으로 출광되도록 하여 TFT에 의한 광차단 현상이 생기지 않아 종래의 배면발광 방식의 OLED 소자에 비해 광효율이 훨씬 높고, 수분과 수소에 의한 화소의 축소 등의 불량발생을 방지할 수 있는 전면발광형 OLED 소자를 제공하는 것이다.The object of the present invention is that the light produced by the organic light emitting layer is emitted toward the front side of the substrate on which the TFT (thin film transistor) is disposed, so that no light blocking phenomenon is caused by the TFT, and thus the light efficiency is much higher than that of the conventional back-emitting OLED device. To provide a top-emitting OLED device capable of preventing defects such as shrinking of pixels due to moisture and hydrogen.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, TFT 전극이 상면에 설치된 기판(substrate); 상기 기판과 대면하면서 이격되게 배치되는 투명한 인캡슐레이션층(encapsulation layer); 상기 기판과 상기 인캡슐레이션층 사이의 공간의 가장자리 둘레 전체를 따라 부가되어 상기 공간을 밀봉하는 밀봉제(perimeter sealant); 제1전극층과 투명한 제2 전극층 사이에 발광유기층이 샌드위치 된 구조를 가지며, 상기 공간 안에서 상기 제2전극층이 상기 인캡슐레이션층 쪽을 향하도록 상기 TFT 전극위에 적층되는 유기발광유닛; 상기 제2전극층과 상기 인캡슐레이션층 사이에 배치되어 상기 공간 안의 수분을 제거하는 투명 제습박막층; 및 상기 공간 내부에 위치하되 상기 유기발광유닛에서 상기 인캡슐레이션층 쪽으로 향하는 출광 경로상이 아닌 상기 공간 내부의 가장자리에 부착되는 형태로 배치되어, 상기 공간 내부의 수소를 흡수하는 수소제거제를 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 전면발광형 유기이엘 디스플레이 소자(Top Emission OLED)가 제공된다. 이러한 배치 형태에 의해 수소제거제는 상기 공간 안의 수소를 흡수하여 제거하게 된다. 상기 수소제거제 대신에 상기 공간의 내부에서 외부까지 연결되게 배치되어, 상기 공간 내부의 수소를 흡수하여 상기 공간 외부로 방출하는 수소제거제를 포함한 구성을 채용할 수도 있다. 수소제거제를 상기 공간의 내부에서 외부까지 연결되게 배치하는 것은 구체적으로, 상기 기판과 상기 인캡슐레이션층 중 적어도 어느 하나의 표면에 상기 수소제거제가 코팅되고, 그 코팅된 수소제거제 위에 양쪽 가장자리는 남겨두고 상기 밀봉제가 부가되어 상기 수소제거제가 상기 공간의 내부와 외부에 노출되는 형태로 이루어진다. 이러한 배치형태에 의해 상기 수소제거제는 상기 공간 안의 수소를 흡수하여 외부로 방출하여 제거한다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a substrate (substrate) provided with a TFT electrode on the upper surface; A transparent encapsulation layer disposed to face the substrate and spaced apart from each other; A perimeter sealant added along the entire circumference of the edge of the space between the substrate and the encapsulation layer to seal the space; An organic light emitting unit having a structure in which a light emitting organic layer is sandwiched between a first electrode layer and a transparent second electrode layer, and stacked on the TFT electrode such that the second electrode layer faces the encapsulation layer in the space; A transparent dehumidification thin film layer disposed between the second electrode layer and the encapsulation layer to remove moisture in the space; And a hydrogen scavenger disposed in the space and attached to an edge of the space inside the space rather than on an outgoing path from the organic light emitting unit toward the encapsulation layer, the hydrogen scavenger absorbing hydrogen in the space. Top emission organic EL display device (Top Emission OLED) is provided. This arrangement allows the hydrogen scavenger to absorb and remove the hydrogen in the space. Instead of the hydrogen scavenger, a structure including a hydrogen scavenger disposed from the inside to the outside of the space and absorbing hydrogen in the space and releasing it out of the space may be adopted. Arrangement of the hydrogen scavenger so as to be connected from the inside to the outside of the space is specifically, the hydrogen scavenger is coated on the surface of at least one of the substrate and the encapsulation layer, and both edges are left on the coated hydrogen scavenger. In addition, the sealant is added so that the hydrogen scavenger is exposed to the inside and outside of the space. In this arrangement, the hydrogen scavenger absorbs the hydrogen in the space and releases it to the outside for removal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, TFT 전극이 상면에 설치된 기판; 상기 기판과 대면하면서 이격되게 배치되는 투명한 인캡슐레이션층; 상기 기판과 상기 인캡슐레이션층 사이의 공간의 가장자리 둘레 전체 를 따라 부가되어 상기 공간을 밀봉하는 밀봉제; 상기 밀봉제에 섞여 혼합물을 이룬 형태로 상기 공간의 가장자리 둘레 전체를 따라 부가되며, 상기 공간 안의 수소를 흡수하여 상기 공간 외부로 방출하는 수소제거제; 제1 전극층과 투명한 제2 전극층 사이에 발광유기층이 샌드위치 된 구조를 가지며, 상기 공간 안에서 상기 제2전극층이 상기 인캡슐레이션층 쪽을 향하도록 상기 TFT 전극위에 적층되는 유기발광유닛; 및 상기 제2전극층과 상기 인캡슐레이션층 사이에 배치되어 상기 공간 안의 수분을 제거하는 투명 제습박막층을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 전면발광형 유기이엘 디스플레이 소자가 제공된다. 상기 유기발광유닛에서 상기 인캡슐레이션층 쪽으로 향하는 광경로의 진행을 방해하지 않는 상기 공간 내부의 가장자리에 수소제거제가 더 부가될 수도 있다. According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a TFT electrode is provided on the upper surface; A transparent encapsulation layer spaced apart from and facing the substrate; A sealant added along the entire circumference of the edge of the space between the substrate and the encapsulation layer to seal the space; A hydrogen scavenger mixed with the sealant and added along the entire circumference of the edge of the space to absorb hydrogen in the space and release it out of the space; An organic light emitting unit having a structure in which a light emitting organic layer is sandwiched between a first electrode layer and a transparent second electrode layer, and stacked on the TFT electrode such that the second electrode layer faces the encapsulation layer in the space; And a transparent dehumidifying thin film layer disposed between the second electrode layer and the encapsulation layer to remove moisture in the space. A hydrogen scavenger may be further added to an edge inside the space that does not interfere with the progress of the optical path from the organic light emitting unit toward the encapsulation layer.
상기 투명 제습박막층은 수분을 분해하여 수소를 발생하는 제습물질과 폴리머 바인더(Polymer binder)의 혼합물로 만들어진다. 제습물질은 금속(metal), 금속하이드라이드(metal hydrides), 이들의 합금 또는 혼합물 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이다. 금속은 수소보다 이온화 경향이 큰 금속 또는 이들의 합금 또는 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이다. 금속하이드라이드는 알칼리금속하이드라이드, 알칼리토금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리토금속하이드라이드, 그리고 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나이다. The transparent dehumidifying thin film layer is made of a mixture of a dehumidifying material and a polymer binder that generates hydrogen by decomposing moisture. The dehumidifying material is at least one selected from metals, metal hydrides, alloys or mixtures thereof. The metal is at least one selected from the group consisting of metals having higher ionization tendency than hydrogen or alloys or mixtures thereof. The metal hydride is selected from the group consisting of alkali metal hydrides, alkaline earth metal hydrides, alkali metal hydrides including boron or aluminum, alkaline earth metal hydrides including boron or aluminum, and mixtures thereof. At least one selected.
상기 수소제거제는 불투명 수소제거제로서, a) Nb, Ta, Ti, V, Zr, Pd, PdO; b) Ti와 Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr에서 선택되는 금속의 합금 또는 혼합물; c) Zr과 Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr에서 선택되는 금속의 합금 또는 혼합물; 및 d) 위 a) 내지 c)의 물질 중에서 두 가지 물질 이상의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 단독으로 사용하여 만들거나, 위와 같은 불투명 수소제거제에 폴리머바인더를 더 혼합한 혼합물을 이용하여 만들 수 있다. 폴리머 바인더는 40℃, 75% RH(상대습도)에서의 수분투과율(moisture vapor transmission rate: MVTR)이 10g·mil/m2 ·day 이상인 열가소성 수지 또는 반응경화성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. The hydrogen scavenger is an opaque hydrogen scavenger, a) Nb, Ta, Ti, V, Zr, Pd, PdO; b) alloys or mixtures of Ti and metals selected from Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr; c) alloys or mixtures of Zr and metals selected from Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr; And d) using at least one selected from the group consisting of a mixture of two or more of the above materials a) to c) alone, or using a mixture of a polymer binder further mixed with an opaque hydrogen remover as described above. I can make it. As the polymer binder, it is preferable to use a thermoplastic resin or a reactive curable resin having a moisture vapor transmission rate (MVTR) of 10 g · mil / m 2 · day at 40 ° C. and 75% RH (relative humidity).
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 전면발광형 OLED의 기본적인 구조에 관한 여러 가지 예를 도시하는데, 도시된 구조들은 수소제거제(80)가 설치되는 위치에 있어서만 차이가 있을 뿐이다. 기판(10)과 인캡슐레이션층(encapsulation layer)(40)은 서로 소정간격 이격된 상태로 평행하게 대면하고, 기판(10)과 인캡슐레이션층(40) 사이에 마련되는 공간의 가장자리 둘레 전체를 따라 밀봉제(perimeter sealant)(70)가 부가되어 그 공간이 밀봉된다. 기판(10)의 상면에는 TFT 전극층(28)이 설치되고, 그 위에 유기발광유닛(25)이 적층된다. 유기발광유닛(25)은 제1전극층(24)과 투명한 제2 전극층(22) 사이에 발광유기층(23)이 샌드위치 된 구조를 가진다. 잘 알려진 바와 같이 발광유기층(23)은 제1 전극층(24)과 제2 전극층(22)으로부터 공급된 정공과 전자를 수송하고 재결합하도록 하여 발광하는 물질로 만들어진다. 제2 전극층(22)이 인캡슐레이션층(40) 쪽을 향하도록 제1 전극층(24)이 TFT 전극층(28)위에 적층된다. 전면발광형 구조는 제1 전극층(24)과 제2 전극층(22)에 전압이 걸릴 때 발광유기층(23)에서 생성되는 빛이 TFT 전극층(28)의 반대편(소자의 전면) 쪽으로 출광되는 구조이다. 그러므로 배면발광 방식의 경우와는 반대로, 발광유기층(23)의 빛은 기판(10)의 전면 쪽으로 즉, 인캡슐레이션층(40)을 통과하여 외부로 출광된다. 따라서 출광경로에 있지 않는 요소들 즉, 기판(10), TFT 전극층(28), 제1 전극층(24)은 불투명해도 무방하나, 출광경로에 있는 요소들 즉, 제2 전극층(22), 인캡슐레이션층(40), 제습박막층(30) 등은 투광성이 좋아야 한다. 제1전극층(24)은 예를 들어 불투명한 금속전극으로 만들 수 있고, 제2 전극층(22)은 예를 들면 인듐주석산화물(Indium-Tin Oxide: ITO) 전극으로 투명하게 만들 수 있다.2 to 5 show various examples of the basic structure of the top-emitting OLED according to the present invention. The structures shown are only different in the location where the
기판(10)은 유리 또는 플라스틱 등을 재료로 이용할 수 있으며, 인캡슐레이션층(40)은 기판(10)과 함께 협력하여 OLED 소자의 내부 공간을 확보해주면서 내부에 배치되는 요소들을 보호해준다. 예컨대 투명 유리나 투명한 폴리머 필름, 투명 플라스틱 등을 재료로 이용할 수 있다. 물론 유리나 플라스틱은 유연성(flexibility)이 있는 것이어도 좋다. 인캡슐레이션층(40)과 유기발광유닛(25) 사이에는 외부광이 유기발광유닛(25)에 의해 반사되는 것을 방지하는 편광필름 또는 원편광필름(편광필름과 1/4파장 위상차필름이 접착된 필름)(도면 부호 '50'이 이에 해당됨)을 더 부가할 수도 있다. The
OLED 소자의 내부 공간에 침투한 수분을 제거하기 위해 제습물질이 공간 안에 배치될 필요가 있다. 이를 위해, 제습박막층(30)을 유기발광유닛(25)의 제2 전극층(22)과 인캡슐레이션층(40) 사이에 부가한다. 유기발광유닛(25)에서 발생한 빛이 인캡슐레이션층(40)을 통해 출광된다. 제습박막층(30)은 효과적인 수분 제거를 위해 내부 공간에 넓게 배치되는 것이 바람직하므로 출광경로 상에 배치되는 것이 불가피하다. 따라서 제습박막층(30)은 투명해야 한다. 또한, 수분을 제거하는 물질에는 수분을 흡수하는 방식으로 수분을 제거하는 물질(수분흡수형 제습제)과, 수분을 분해하여 수소를 발생시킴으로써 수분을 제거하는 기능을 갖는 물질(수분분해형 제습제)이 있다. 수분흡수형 제습제보다는 수분분해형 제습제가 수분의 제거 성능이 더 뛰어나서 화소축소현상을 방지하는 효율이 높다. 그러므로 어느 쪽 물질이든 제습박막층(30)의 원료로 사용할 수 있으나, 수분제거 효율이 더 좋은 수분분해형 제습제를 사용하는 것이 더 바람직하다. Dehumidifiers need to be placed in the space to remove moisture that has penetrated the internal space of the OLED device. To this end, a dehumidifying
수분분해형 제습물질의 대표적인 예로는 금속(metal), 금속하이드라이드(metal hydrides), 이들의 합금 또는 혼합물 등을 들 수 있다. 사용가능한 금속은 수소보다 이온화 경향이 큰 금속 또는 이들의 합금 또는 혼합물이며, 구체적인 예로는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni) 등을 들 수 있다. 금속하이드라이드는 알칼리금속하이드라이드, 알칼리토금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리토금속하이드라이드, 그리고 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것이 바람직하다. 이에 해당하는 금속하이드라이드의 예로는 소디움하이드라이드(NaH), 포타슘하이드라이드(KH), 칼슘하이드라이드(CaH2), 스트론튬하이드라이드(SrH2), 알미늄하이드라이드(AlH3), 리튬보로하이드라이드(LiBH4), 리튬알미늄하이드라이드(LiAlH4), 소디움알미늄하이드라이드(NaAlH4), 포타슘알미늄하이드라이드(KAlH4), 칼슘알미늄하이드라이드(CaAl2H8) 등을 들 수 있다. 금속하이드라이드를 사용한 제습물질의 경우, 물은 하기 반응식 3에 의하여 제거된다.Representative examples of water-decomposable dehumidifying materials include metals, metal hydrides, alloys or mixtures thereof, and the like. Usable metals are metals having higher ionization tendency than hydrogen or alloys or mixtures thereof, and specific examples thereof include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), and beryllium (Be). ), Magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), aluminum (Al), zinc (Zn), iron (Fe), nickel (Ni), and the like. The metal hydride is selected from the group consisting of alkali metal hydrides, alkaline earth metal hydrides, alkali metal hydrides including boron or aluminum, alkaline earth metal hydrides including boron or aluminum, and mixtures thereof. It is preferred that it is at least one selected. Examples of such metal hydrides include sodium hydride (NaH), potassium hydride (KH), calcium hydride (CaH 2 ), strontium hydride (SrH 2 ), aluminum hydride (AlH 3 ), and lithium borohydride. Hydride (LiBH 4 ), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), sodium aluminum hydride (NaAlH 4 ), potassium aluminum hydride (KAlH 4 ), calcium aluminum hydride (CaAl 2 H 8 ), and the like. In the case of the dehumidifying material using the metal hydride, water is removed by the following
[반응식 3]
MHn + nH2O → M(OH)n + nH2 MH n + nH 2 O → M (OH) n + nH 2
수분분해형 제습물질을 주 원료로 하고 여기에 알칼리금속산화물, 알칼리토금속산화물과 같은 수분흡수형 제습물질을 더 첨가하여 제습박막을 만들 수도 있다. 제습물질은 투명성을 좋게 하기 위해 그 입자 크기가 1micron 이하인 것이 바람직하며, 약50나노미터 이하의 크기로 폴리머바인더에 분산 또는 용해되어 있으면 우수한 투명도가 얻어진다. 또한, 제습물질과 폴리머바인더의 굴절률이 유사한 경우에도 투명도가 좋게 얻어진다. Dehumidifying thin film can be made by adding water-decomposable dehumidifying material as a main raw material and adding water-absorbing dehumidifying material such as alkali metal oxide and alkaline earth metal oxide. In order to improve transparency, the dehumidifying material preferably has a particle size of 1 micron or less, and excellent transparency is obtained when dispersed or dissolved in a polymer binder with a size of about 50 nanometers or less. In addition, even when the refractive index of the dehumidifying material and the polymer binder is similar, transparency is obtained well.
투명 제습박막층(30)의 원료인 투명 제습물질은 제습성능이 좋아야 하고, 필름형으로 성형하기가 용이하여야 하며, 필름성형 후에 투명한 특성을 가져야 하며, 원편광필름과의 접합이 용이하여야 한다. 제습물질과 열가소성 수지를 포함하는 혼합물 또는 제습물질과 반응경화성 수지를 포함하는 혼합물은 이러한 특성을 잘 만족시키므로 이러한 혼합물을 이용하여 투명 제습박막(30)을 만든다. 열가소성 수지나 반응경화성 수지와 같은 폴리머 바인더는 물질전달이 원활하게 일어나도록 다공성으로 제조하면 빛 투과율이 떨어지기 때문에 기본적으로 수분투과율(MVTR)이 높은 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광산란(light scattering)에 의한 투과율(transmittance) 감소를 최소화하기 위하여 탁도(turbidity)를 최소화하는 것이 바람직하다. 나아가 제습물질은 별도의 접착제 없이 가열 압착하는 방식으로 다른 물체(예컨대, 편광필름(50))에 부착할 수 있는 특성을 갖는 것이 바람직하다. The transparent dehumidifying material, which is a raw material of the transparent dehumidifying
제습물질과 폴리머바인더의 혼합물의 탁도를 줄이기 위해서는 제습물질과 열가소성 수지 또는 반응경화성 수지와 같은 폴리머바인더는 다음과 같은 특성을 갖는 것이 바람직하다. In order to reduce the turbidity of the mixture of the dehumidifying material and the polymer binder, it is preferable that the polymer binder such as the dehumidifying material and the thermoplastic resin or the reactive curing resin have the following characteristics.
(1) 제습물질의 입자의 크기가 가시광의 파장보다 충분히 작아서(대개 50 nanometer 이하) 레일리산란(Rayleigh scattering) 범위에 있거나, (1) the particle size of the dehumidifying material is sufficiently smaller than the wavelength of visible light (usually 50 nanometers or less) so that it is in the Rayleigh scattering range, or
(2) 제습물질과 폴리머바인더의 굴절률이 비슷하여 다음 [수학식 1]로 정의되는 레일리비율(Rayleigh ratio, R( theta ))의 값이 작은 것이 바람직하다. 즉, (2) Since the refractive index of the dehumidifying material and the polymer binder is similar, it is preferable that the value of Rayleigh ratio (R (theta)) defined by
여기서, n0은 열가소성 또는 반응경화성 수지의 굴절률로서 물질마다 고유의 일정한 범위의 값을 갖고, c는 제습물질의 농도인데 투명 제습제의 수분제거효율을 고려하면 일정한 농도 이하로 낮출 수가 없다. 또한, λ는 가시광선의 파장이므로 일정한 값을 가지며, M과 NA 역시 각각 제습물질의 분자량과 아보가드로수(Avogadro number)이므로 일정한 값이다. 따라서 레일리비율(Rayleigh ratio)의 값을 낮출 수 있는 방법은 'dn/dc'가 작은 값을 갖도록 하는 것이다. 'dn/dc'는 농도변화에 따른 제습물질과 폴리머 바인더의 혼합물의 굴절율의 변화량이다. Here, n 0 is a refractive index of the thermoplastic or reactive curable resin, and has a specific range of values inherent to each material, and c is a concentration of the dehumidifying material but cannot be lowered below a certain concentration in consideration of the water removal efficiency of the transparent dehumidifying agent. In addition, λ has a constant value because it is the wavelength of visible light, M and N A is also a constant value because the molecular weight and avogadro number of the dehumidifying material, respectively. Therefore, a way to lower the Rayleigh ratio is to make the value ' dn / dc ' small. ' dn / dc ' is the amount of change in the refractive index of the mixture of the dehumidifying material and the polymer binder according to the concentration change.
MVTR은 투명 제습박막(30)의 가공방법에 따라 다소 달라질 수 있으나 폴리머 바인더의 화학적 구조에 의존하는 물성이다. 그러므로 MVTR은 본 발명에서 제습물질과의 혼합재료로 사용하는 폴리머 바인더의 선택기준으로 사용할 수 있는 특성이다. 폴리머 바인더로 사용할 수 있는 물질로는 40℃, 75% RH(상대습도)에서의 수분투과율(MVTR)이 10g·mil/m2 ·day 이상인 열가소성 수지 또는 반응경화성 수지가 바람직하다. 이러한 특성을 만족하는 열가소성 수지의 대표적인 예에는 폴리올레핀, 불포화폴리올레핀, 치환된 폴리올레핀, 치환된 불포화폴리올레핀 및 이들의 단량체의 랜덤 코폴리머 또는 블록 코폴리머 등이 있다. 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리(4-메틸펜텐) 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 불포화폴리올레핀은 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 치환된 폴리올레핀은 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 치환된 불포화폴리올레핀은 폴리클로로프렌을 들 수 있다. 열가소성 수지의 또 다른 예로는 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르설폰 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 위와 같은 수분투과율 특성을 만족하는 반응경화성 수지의 예로는 중합반응성 수지를 들 수 있다. 중합반응성 수지는 방사에너지에 의하여 중합반응이 개시되는 것이거나 열에 의하여 중합반응이 개시되는 것이어도 무방하다. MVTR may vary somewhat depending on the processing method of the transparent dehumidifying
투명 제습박막층(30)은 폴리머바인더의 자체 접착력을 활용하거나 감압접착제 또는 점착제(Pressure sensitive adhesive)를 사용하여 인캡슐레이션층(40)에 직접 부착시킬 수 있다. 다른 방안으로서, 도시된 바와 같이 투명 제습박막층(30)은 접착용 필름 또는 편광필름 등과 같은 필름(50)에 도포하여 인캡슐레이션층(40)에 부착될 수 도 있다. 유기발광유닛(25)은 투명 제습박막층(30) 및 인캡슐레이션층(40)과는 도시된 바와 같이 이격시키든지 혹은 절연물질을 개재시켜 서로 절연되도록 배치한다. The transparent dehumidifying
한편, OLED 소자 내에 발생한 수소를 방치하면, OLED 소자 내부의 압력이 상승하거나 화소의 수명이 떨어지는 문제가 생긴다. 이러한 문제를 예방하기 위해, OLED 소자의 내부 공간에는 수소를 흡수하여 상기 공간의 수소 농도를 줄이는 수소 제거제를 더 배치하는 것이 바람직하다. 그런데 수소제거제는 투명하게 만드는 것이 곤란하고 수소제거제의 배치로 인해 광효율이 나빠지는 것을 방지하기 위해서는 유기발광유닛(25)으로부터 인캡슐레이션층(40)까지의 출광경로 상이 아닌 곳에 배치될 필요가 있다. OLED 소자의 공간에서 출광을 방해하지 않는 위치는 공간 내부의 가장자리이다. 구체적으로, 수소제거제(80)가 설치될 수 있는 적절한 위치로는 다음을 들 수 있다: i) 상기 공간 안의 유기발광유닛(25)과 밀봉제(70) 사이의 기판(10)의 내벽에(도 2 참조), ii) OLED 소자의 공간 안의 투명 제습박막층(30)과 밀봉제(70) 사이의 인캡슐레이션층(40)의 내벽에 (도 3 참조), iii) 유기발광유닛(25)과 겹치지 않는 투명 제습박막층(30)의 가장자리 부분에(도 4 참조), iv) 투명 제습박막층(30)과 겹치지 않는 유기발광유닛(25)의 가장자리 부분에(도 5 참조), 그리고 v) 위 i)~iv)의 위치를 혼용한 위치. 수소제거제(80)를 배치함에 있어서, 가능한 한 좁은 영역을 차지하도록 가장자리 둘레의 일부 또는 전부를 따라 가늘게 '띠' 내지 '선' 모양으로 배치하는 것이 바람직하다. On the other hand, if the hydrogen generated in the OLED element is left, the pressure inside the OLED element rises or the lifetime of the pixel decreases. In order to prevent such a problem, it is preferable to further dispose a hydrogen scavenger in the internal space of the OLED element to absorb hydrogen to reduce the hydrogen concentration in the space. However, it is difficult to make the hydrogen scavenger transparent, and in order to prevent the light efficiency from deteriorating due to the arrangement of the hydrogen scavenger, the hydrogen scavenger does not need to be disposed outside the light path from the organic
수소제거제(80)는 불투명한 수소제거물질을 이용하거나 또는 불투명 수소제거물질과 폴리머바인더의 혼합물을 이용하여 만든다. 불투명 수소제거물질의 예로는 다음을 들 수 있다: a) Nb, Ta, Ti, V, Zr, Pd, PdO; b) Ti와 Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr에서 선택되는 금속의 합금 또는 혼합물; c) Zr과 Al, Co, Cr, Cu, Fe, La, Mn, Ni, Si, Sn, Y, Zr에서 선택되는 금속의 합금 또는 혼합물; 및 d) 위 a) 내지 c)의 물질 중에서 두 가지 물질 이상의 혼합물. 그리고 투명 제습박막(30)의 제조에 사용되는 폴리머바인더는 수소제거제(80) 제조용 폴리 머바인더로도 사용될 수 있다. 수소제거제(80)는 감압접착제 또는 점착제(Pressure sensitive adhesive)를 사용하여 해당 위치에 부착시킬 수 있다. The
한편, OLED 소자의 내부공간에 발생한 수소를 단순히 흡수하는 것에서 더 나아가 외보로 방출할 수 있다면 제거되는 수소의 양은 더 많을 수 있다. 이러한 점을 고려한 전면발광형 OLED의 변형구조가 도 6 내지 8에 도시되어 있다. 도 2 내지 5의 구조와 다른 점은 수소제거제의 배치에 관한 점인데, 수소제거제(80)는 OLED 소자의 공간의 내부에서 외부까지 연결되게 배치된다. 구체적으로, 도 6에 도시된 한 가지 예에 따르면, 기판(10)의 가장자리 둘레 전체를 따라서 그 표면에 수소제거제(80)가 코팅되고, 그 코팅된 수소제거제(80)와 인캡슐레이션층(40) 사이에 밀봉제(70)가 부가된다. 이 때, 수소제거제(80)가 OLED 소자의 공간의 내부에서 외부까지 연결되게 배치되도록 하기 위해, 밀봉제(70)는 수소제거제(80)의 전부를 덮지 않고 양쪽 가장자리 부분이 OLED 소자의 내부공간과 외부에 각각 노출되도록 부가된다. 수소제거제(80)는 도 7에 도시된 예처럼 인캡슐레이션층(40)에 코팅될 수도 있고, 도 8에 예시된 것처럼 기판(10)과 인캡슐레이션층(40) 양쪽에 다 코팅될 수도 있다. 이런 형태로 수소제거제(80)가 배치되면, 수소제거제(80)는 OLED 소자의 공간 안에 존재하는 수소를 흡수하는 한편, 수소제거제(80)에 함유되어 있는 수소의 농도와 OLED 소자 외부의 수소 농도 간에는 큰 차이가 존재하고 그러한 농도차이 때문에 수소제거제(80)에 함유된 수소는 공간 외부로도 방출된다. 기판(10)이나 인캡슐레이션층(80)에 대한 수소제거제의 코팅은 스퍼터링 방식 등으로 행할 수 있다. On the other hand, the amount of hydrogen removed may be greater if the hydrogen generated in the internal space of the OLED device can be released to the outside as well. Considering this point, a modified structure of the top-emitting OLED is shown in FIGS. 6 to 8. 2 to 5 is different from the arrangement of the hydrogen scavenger, wherein the
도 9는 전면발광형 OLED의 또 다른 변형예를 도시한다. 앞서 설명한 OLED 소자의 구조와 다른 점은 수소제거제와 밀봉제를 혼합한 혼합물질을 이용하여 기판(10)과 인캡슐레이션층(80) 사이의 공간을 밀봉한다는 점이다. 수소제거제는 OLED 소자의 내부 공간과 외부에 다 노출된 형태이므로, 바로 전에 설명한 구조와 마찬가지로 OLED 소자 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 공간 외부로 방출한다. 이러한 구조와 앞서 언급한 도 2 내지 5에 예시된 구조를 혼용한 구조를 혼용하여, 수소제거제를 밀봉제에 혼합하여 부가함과 동시에 OLED 소자의 공간 내부의 가장자리에도 부가할 수 있다. 9 shows another variant of the top emitting OLED. The difference from the structure of the OLED device described above is that the mixture between the hydrogen scavenger and the sealant is mixed to seal the space between the
한편, OLED 소자의 제조공정에 따라서는 공정상의 필요에 의하여 초기에 산소를 소량 첨가하는 경우가 있는데, 그 때 첨가된 산소는 일정한 시간이 경과한 후에 제거하는 것이 좋다. 산소첨가가 공정상 필요한 경우, 산소제거물질을 투명 제습박막층(30) 및/또는 불투명 수소제거제(80)에 혼합하여 사용할 수도 있다. 산소제거물질로는 금속물질을 사용한다.On the other hand, depending on the manufacturing process of the OLED element, a small amount of oxygen may be initially added depending on the necessity of the process, and the added oxygen may be removed after a certain time has elapsed. When oxygen addition is required in the process, the oxygen removing material may be mixed with the transparent dehumidifying
투명한 제2 전극층(22)의 다수의 전극들은 상호간에 절연되어 있다. 이 상태에서 투명한 제2 전극층(22) 위에 투명 제습박막층(30)이 직접 접촉하는 형태로 적층되면, 투명 제습박막층(30)에 함유된 수분 등이 제2 전극층(22)의 전극들 상호간의 절연을 방해하고, 심할 경우 전극 간에 단락을 일으키는 문제가 생길 수 있다. 이러한 투명전극 상호간의 단락을 방지하기 위해 유기발광유닛(25)은 투명 제습박막층(30)과 절연되는 것이 바람직하다. 이러한 절연을 위해, 유기발광유닛(25)과 투명 제습박막층(30) 사이에 절연물질을 채워 넣을 수도 있다. 절연물질은 전기저 항도가 매우 크면서 출광경로 상에 존재하므로 투광도가 우수한 것이 바람직하며, 고체, 액체 또는 기체의 어떤 상태의 물질이라도 무방하다. 기체의 경우 아르곤가스 또는 질소가스, 액체의 경우에는 실리콘오일, 그리고 고체의 경우 폴리머재질이나 유리 재질 등이 절연물질로서 사용될 수 있는 예이다. The plurality of electrodes of the transparent
다음으로, 본 발명의 실시예에 관하여 설명하기로 한다.Next, embodiments of the present invention will be described.
(1)투명 제습박막의 제작 및 평가(1) fabrication and evaluation of transparent dehumidifying thin films
1) 투명 제습박막의 제작1) Fabrication of transparent dehumidifying thin film
수분의 농도가 1~2ppm으로 관리되는 글로브 박스(Glove box)에서 작업을 하였으며, 다음과 같은 배합으로 세 가지의 시료를 제작하였다. Work was performed in a glove box managed at a concentration of 1 to 2 ppm, and three samples were prepared by the following formulation.
시료의 제작은 다음과 같은 순서로 진행하였다. 먼저 폴리머바인더의 녹는점 이상에서 제습물질을 투입한 다음, 이를 균질화제(Homogenizer)로 잘 혼합하였다. 녹은 상태의 것을 이형성 필름 위에 얇게 펴서 냉각하여 제습물질과 폴리머바인더의 혼합물로 된 고체 상태의 두께가 약 1mm의 필름을 만들었다. 그리고 이렇게 만든 1mm의 제습물질과 폴리머바인더의 혼합물 필름을 더 얇은 필름으로 만들기 위해, 두 개의 이형성 필름사이에 넣으면서 가열된 두 개의 롤러(Roller) 사이를 통과시켜 압착하였다. 이렇게 하여 투명하고 두께가 50micron 정도로 얇은 제습필름을 만들었다.Preparation of the sample was carried out in the following order. First, a dehumidifying material was added above the melting point of the polymer binder, and then mixed well with a homogenizer. The molten state was thinly spread on a release film and cooled to form a film having a solid thickness of about 1 mm in a mixture of a dehumidifying substance and a polymer binder. In order to make the thin film of the mixture film of 1mm dehumidifying material and polymer binder thus made, it was pressed by passing between two heated rollers while sandwiching between two release films. This made a dehumidifying film that was transparent and was as thin as 50 microns.
2) 투명 제습필름의 광투과율 평가2) Light transmittance evaluation of the transparent dehumidifying film
위와 같이 제작한 투명 제습필름의 광투과율을 측정한 결과는 다음과 같다.The result of measuring the light transmittance of the transparent dehumidifying film produced as above is as follows.
(2)수소제거제의 제조(2) Preparation of hydrogen remover
다음과 같은 배합으로 시료를 제작하였다.Samples were prepared by the following formulation.
수소제거물질의 입자는 10~50micron의 크기를 갖는 것을 선택하여 사용하였다. 폴리머바인더를 가열하여 녹인 다음 수소제거물질을 혼합한 후 냉각하여 굳히면, 가열하여 노즐을 통하여 압출하여 사용할 수 있는 형태로 제조된다.Particles of the hydrogen removal material was selected to have a size of 10 ~ 50micron. The polymer binder is heated and melted, and then the hydrogen removal material is mixed, cooled, and then hardened.
(3) 조립 및 기능평가(3) Assembly and functional evaluation
1) OLED 시료의 제작1) Fabrication of OLED Sample
OLED 시료의 조립은 도 2와 같은 구조를 이용하여 각 조건별로 5개씩 제작하였다. OLED 소자의 크기는 가로가 25mm 세로가 20mm의 것을 사용하였다. OLED 시료의 조립작업은 수분이 2ppm 이하, 산소는 1ppm 이하로 유지되는 글로브 박스에서 수행하였다. 조립할 때의 글로브 박스의 압력은 대기압(760±5mmHg)을 유지하였다. 투명 수분제습박막층의 두께는 50micron으로 하였으며, 수소제거제는 두께가 50micron 폭이 1mm의 띠모양으로 제조하여 OLED의 3면의 가장자리에 배치하였다. The assembly of the OLED sample was produced by five for each condition using the structure as shown in FIG. The OLED element used was one having a width of 25 mm and a height of 20 mm. The assembly work of the OLED sample was performed in a glove box in which water was kept at 2 ppm or less and oxygen was 1 ppm or less. The pressure of the glove box at the time of assembly maintained the atmospheric pressure (760 +/- 5 mmHg). The thickness of the transparent moisture-dehumidifying thin film layer was 50 microns, and the hydrogen scavenger was prepared in a strip shape having a thickness of 50 microns of 1 mm and disposed at the edges of three sides of the OLED.
제작한 OLED 시료는 다음과 같다.The produced OLED sample is as follows.
2) 평가방법2) Evaluation method
위와 같이 제작한 네 가지의 OLED 시료를 습도90%, 온도 65℃에 360시간을 방치한 후에 OLED 시료의 픽셀의 가장자리에 발생하는 화소의 축소폭과 수소의 발생으로 인한 내부공간의 압력증가 현상을 관찰하였다. After leaving the four OLED samples manufactured at the humidity of 90% and the temperature of 65 ℃ for 360 hours, the reduction of pixel size and the increase of pressure in the internal space due to hydrogen generation are observed. Observed.
3) 평가결과3) Evaluation result
OLED 시료의 픽셀의 가장자리의 화소 축소폭과 내부공간의 압력증가에 대한 측정결과는 다음과 같다.The measurement results for the pixel reduction width of the edge of the OLED sample and the pressure increase in the internal space are as follows.
위의 결과에서 보듯이, 투명 제습필름과 수소제거제를 동시에 사용하는 경우(실시예 1과 2)는, 투명 제습필름의 광투과율이 대략 70% 이상으로 나타나 충분한 것으로 평가될 수 있으며, 수분제거효과도 충분하여 고온/고습에서의 화소축소폭도 그리 크게 나타나지 않으며, 수소제거제의 효과적인 작용으로 인해 OLED 시료 내부의 압력도 감소되어 소자의 안정성이 크게 향상되는 결과를 보여준다.As shown in the above results, when using a transparent dehumidifying film and a hydrogen remover at the same time (Examples 1 and 2), the light transmittance of the transparent dehumidifying film is approximately 70% or more can be evaluated as sufficient, and the water removal effect In addition, the pixel reduction width at high temperature / high humidity is not so large, and the pressure inside the OLED sample is also reduced due to the effective action of the hydrogen scavenger, resulting in greatly improved device stability.
이에 비해, OLED 소자 내에 수소제거제를 배치하지 않고 투명 제습필름만 을 사용한 시료(비교예 1)는 제습필름의 수분의 분해과정에서 발생한 수소 때문에 측정계기의 측정범위(760mmHg) 이상으로 압력이 증가하여 시료의 안정성이 크게 낮아졌으며, 시험한 5개의 시료 중 1개는 압력의 증가로 파손되기도 하였다. 투명 제습필름과 수소제거제 둘 다 사용하지 않은 경우(비교예 2)에는 화소축소의 정도가 현저하고 OLED 소자의 압력도 상당히 증가하는 것으로 나타났다. In contrast, the sample using only the transparent dehumidifying film without the hydrogen scavenger in the OLED device (Comparative Example 1) increased the pressure beyond the measuring range (760 mmHg) of the measuring instrument due to the hydrogen generated during the decomposition of moisture in the dehumidifying film. The stability of the sample was significantly lowered, and one of the five samples tested was also broken by an increase in pressure. When neither the transparent dehumidification film nor the hydrogen scavenger was used (Comparative Example 2), the degree of pixel reduction was remarkable and the pressure of the OLED device was also significantly increased.
이상의 평가결과를 놓고 볼 때, 투명 제습필름과 수소제거제를 동시에 사용하는 것이 소자의 화소축소를 최소화함과 동시에 소자의 압력도 낮추어 소자의 성능과 수명 등의 측면에서 매우 유리함을 알 수 있다.In view of the above evaluation results, it can be seen that the simultaneous use of the transparent dehumidifying film and the hydrogen scavenger minimizes the pixel reduction of the device and lowers the device pressure, which is very advantageous in terms of device performance and lifespan.
본 발명에 따른 OLED 소자는 전면발광의 형태를 취함으로써 TFT(박막 트랜지스터)에 의한 광차단 현상이 생기지 않아 종래의 배면발광 방식의 OLED 소자에 비해 광효율이 훨씬 높다. 또한, 투명박막으로 제조할 수 있는 제습물질과 투명하게 제조할 수 없는 수소제거물질을 분리하여 투명 제습박막은 빛이 투과하는 위치에 배치하여 많은 양의 수분을 제거할 수 있도록 하고, 불투명 수소제거제는 OLED 소자의 가장자리에 선(띠)모양으로 배치하여 빛의 진행방향에는 장애가 되지 않으며 많은 양의 수소를 제거할 수 있다. The OLED device according to the present invention takes the form of front light emission, so that light blocking by TFT (thin film transistor) does not occur, and thus the light efficiency is much higher than that of the conventional OLED device of the back light emission type. In addition, by separating the dehumidifying material that can be produced with a transparent thin film and the hydrogen removing material that cannot be made transparent, the transparent dehumidifying thin film is placed in a position where light transmits to remove a large amount of water, an opaque hydrogen removing agent Is arranged in the shape of a line at the edge of the OLED device, and does not obstruct the direction of light and can remove a large amount of hydrogen.
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