KR100660014B1 - 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡 - Google Patents

유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트의 흐름을 원활하게 하여 실 넥 현상을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자 의 밀봉 캡에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기판에 부착되어 상기 기판에 형성된 소자의 각 구성 요소들을 외부와 격리시키는 캡에 있어서, 실런트를 통해 상기 기판과 합착되는 상기 캡의 실링 면에 복수의 격벽들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
유기 전계 발광 소자, 밀봉 캡, 격벽

Description

유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡{ENCAPSULATION CAP OF ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DEVICE}
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 픽셀에 포함된 서브 픽셀을 도시한 평면도이다.
도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2의 유기 전계 발광 소자를 I-I' 선을 따라 절취한 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 유기 전계 발광 소자에 실란트가 분배된 후 글라스 캡을 압착시킨 상태에서 실라인의 일부를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 유기 전계 발광 픽셀을 도시한 단면도이다.
도 7은 도 5의 글라스 캡의 구조를 도시한 평면도이다.
본 발명은 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡에 관한 것으로서, 특히 실란트의 불균일한 도포로 인하여 소자의 밀봉이 불완전하게 이루어지는 것을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡에 관한 것이다.
유기 전계 발광 소자는 레드, 그린 및 블루 빛을 발광시키는 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 유기 전계 발광 소자는 패시브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자(passive matrix typed electroluminescent device)와 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자(active matrix typed electroluminescent device)를 포함한다.
상기 패시브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자는 데이터 라인들과 스캔 라인들이 교차하는 영역들에 형성되는 서브 픽셀들을 포함한다. 상기 서브 픽셀들은 스캔 라인들에 상응하여 순차적으로 발광한 후 즉시 턴-오프(turn off) 된다. 그 결과, 평균 휘도와 스캔 라인들 수의 곱에 상응하는 순간 휘도가 요구된다. 그러므로, 스캔 라인들 수가 많아질수록 더 많은 순간 휘도가 요구된다.
한편, 상기 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자는 각 서브 픽셀에 인가되는 전압을 저장하는 캐패시터를 포함하고, 상기 캐패시터는 인가된 전압을 저장한 후 다음 프레임 신호가 인가될 때까지 다이오드에 전압을 인가한다. 그러므로, 상기 다이오드는 스캔 라인들 수에 관계없이 한 프레임 동안 계속하여 발광한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 픽셀에 포함된 서브 픽셀을 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터(switching transistor, T1), 구동 트랜지스터(driving transistor, T2), 캐패시터(Cs) 및 다이오드(DE)를 포함한다.
상기 스위칭 트랜지스터(T1)는 피-모스 트랜지스터(P-MOS transistor)로서 스위칭 역할을 한다. 상세하게는, 상기 스위칭 트랜지스터(T1)는 게이트 단에 로우 로직(low logic)이 인가된 경우 턴-온(turn-on)되어 데이터 라인(DN)을 통하여 인가된 데이터 라인 전압을 상기 캐패시터(Cs) 및 상기 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 단에 인가한다. 반면에, 상기 스위칭 트랜지스터(T1)는 게이트 단에 하이 로직(high logic)이 인가된 경우 턴-오프되고, 그 결과 상기 다이오드(DE)는 발광하지 않는다.
상기 캐패시터(Cs)는 일단이 전압 공급 라인과 연결되고, 타단은 상기 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 단에 연결된다. 상기 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-온되는 경우, 상기 캐패시터(Cs)는 상기 전압 공급 라인을 통하여 인가된 전원 전압(VDD)과 상기 스위칭 트랜지스터(T1)를 통하여 인가된 상기 데이터 라인 전압의 차에 해당하는 전압을 저장한다. 이어서, 상기 캐패시터(Cs)는 저장된 전압을 한 프레임 동안 상기 다이오드(DE)에 일정하게 인가한다. 그 결과, 상기 다이오드(DE)는 한 프레임 동안 계속하여 발광한다.
상기 구동 트랜지스터(T2)는 게이트 단이 상기 스위칭 트랜지스터(T1)의 드레인 단 및 상기 캐패시터(Cs)의 일단에 연결되고, 소스 단이 상기 캐패시터(Cs)의 타단에 연결된다. 이에 따라 상기 구동 트랜지스터(T2)는 상기 다이오드(DE)를 구동시킨다.
도 2는 일반적인 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자를 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 유기 전계 발광 소자를 I-I' 선을 따라 절취한 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 유기 전계 발광 소자(50)는 기판(10)의 중앙부에 발광 영역인 액티브 영역(A)이 위치하고, 액티브 영역(A)의 외측에는 비 발광 영역인 수직회로부(32), 수평회로부(34), 패드부(12) 및 배선부(20, 22)가 위치한다.
액티브 영역(A)은 상기 트랜지스터들 및 복수의 서브 픽셀들로 구성되며, 상기 서브 픽셀들이 위치하는 영역이 실제 발광이 이루어지는 영역이다.
수직회로부(32) 및 수평회로부(34)는 액티브 영역(A)의 트랜지스터들 등에 신호를 입력하며, 이들은 배선부(20, 22)에 의해 패드부(12)와 연결된다.
한편, 유기 전계 발광 소자(50)를 구성하는 요소 중의 하나인 유기물층이 수분과 열에 취약하다는 특성을 갖는다. 따라서, 상기 유기물층을 외부(대기)로부터 격리(즉, 수분 침투 방지)하기 위하여 글라스 캡(40)을 이용하여 내부 공간, 즉 소자의 각 구성 요소를 밀봉시킨다. 이러한 기능을 갖는 글라스 캡(40)의 구조 및 접착 과정을 간단히 설명한다.
글라스 캡은 도 3에 도시된 바와 같이, 액티브 영역(A)을 비롯하여, 배선부(20, 22)와 회로부(32, 34) 등 패드부(12)를 제외한 전 영역을 밀봉하게 된다.
기판(10) 상에 상술한 각 소자를 형성한 후, 글라스 캡(40)을 표면에 부착하기 위해서 유기 전계 발광 소자(50)의 실라인(Seal line, 14)에 실란트(S; sealant)를 분배(dispensing)한 후, 글라스 캡(40)을 표면에 대하여 압착한다. 따라서, 유기 전계 발광 소자(50)의 각 구성 요소는 글라스 캡(40)에 의하여 외부와 완전히 격리된다.
한편, 글라스 캡(40)을 부착하기 위하여 사용되는 실란트(S)는 점도 및 형상 유지 능력이 있어야 한다. 실란트(S)의 점도가 너무 높을 경우 분배가 어렵고, 반대로 점도가 너무 낮으면 분배 후 분배기를 향하여 역방향 유입이 되는 현상이 발생한다. 또한 분배 후 일정 수준의 형상이 유지되지 않으면 봉지를 위한 가압시 유기 전계 발광 소자(50)에 손상을 줄 수 있어 실란트(S)의 점도는 중요한 요인으로 작용한다. 또한 실란트(S)는 스페이서(Spacer)를 혼합한 상태로 탈포 공정을 거쳐야 한다. 실란트가 탈포되지 않을 경우 분배 공정 중 발생한 기포에 의하여 분배 라인이 끊어질 수 있기 때문이다.
도 4는 도 3의 유기 전계 발광 소자에 실란트가 분배된 후 글라스 캡을 압착시킨 상태에서 실라인의 일부를 도시한 평면도이다.
도 4를 참조하면, 글라스 캡(40)의 압착 공정 후, 실라인(14)의 양측에는 실란트가 유입되지 않는 상태(seal neck, L영역)가 나타날 수 있다.
실란트(S)가 실라인(14)에 불균일하게 도포된 경우, 글라스 캡(40)의 전체 표면에 실란트(S)가 고르게 분산되지 않게 되어 실 넥 현상이 발생하게 된다.
또한, 실란트(S)와 접촉하는 글라스 캡 표면(42)의 평탄도가 불량할 경우, 글라스 캡(40)에 의해 가해지는 압력이 실란트(S)의 각 부분마다 달라져 실 넥 현상이 발생할 수 있다.
이와 같이 실 넥 현상이 발생하면, 실란트(S)에 의한 글라스 캡(40) 부착 공정을 포함한 모든 제조 공정이 종료된 후, 액티브 영역(A), 배선부(20, 22) 등이 대기에 노출될 수 있다. 따라서, 유기 전계 발광 소자(50)의 기능에 상당한 영향을 미치게 된다.
본 발명의 목적은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트의 흐름을 원활하게 하여 실 넥 현상을 방지할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트에 스페이서를 사용하지 않고도 밀봉 캡과 기판 사이에 일정한 두께를 형성할 수 있는 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 기판에 부착되어 상기 기판에 형성된 소자의 각 구성 요소들을 외부와 격리시키는 캡에 있어서, 실런트를 통해 상기 기판과 합착되는 상기 캡의 실링 면에 복수의 격벽들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트의 흐름을 원활하게 하여 실 넥 현상을 방지할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡의 바람직한 실시예를 자세히 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 소자를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 유기 전계 발광 픽셀을 도시한 단면도이고, 도 7은 도 5의 글라스 캡의 구조를 도시한 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자(300)는 기판(100) 위에 형성된 액티브 영역(A), 회로부(320), 회로 배선부(310) 및 글라스 캡(330)을 포함한다.
액티브 영역(A)은 복수의 유기 전계 발광 픽셀들로 이루어지며 발광이 이루어지는 영역이다.
상세하게는, 도 6을 참조하면, 상기 유기 전계 발광 픽셀은 액티브 매트릭스형 소자(active matrix-typed device)로서, 구동 트랜지스터들(110a 및 110b), 캐패시터들(120a 및 120b), 연결 콘택홀부들(130a 및 130b), 애노드 전극층들(180a 및 180b), 절연막들(190a 및 190b), 유기물층들(200a 및 200b) 및 캐소드 전극층(210)을 포함한다.
구동 트랜지스터들(110a 및 110b)은 유기 전계 발광 픽셀, 상세하게는 다이오드를 구동시키는 구동 소자들로서, 연결 콘택홀부들(130a 및 130b)을 통하여 애노드 전극층들(180a 및 180b)에 각기 연결된다. 예를 들어, 제 1 구동 트랜지스터(110a)는 제 1 연결 콘택홀부(130a)를 통하여 제 1 애노드 전극층(180a)에 연결되 고, 제 2 구동 트랜지스터(110b)는 제 2 연결 콘택홀부(130b)를 통하여 제 2 애노드 전극층(180b)에 연결된다.
또한 구동 트랜지스터들(110a 및 110b)은 캐패시터들(120a 및 120b)에 각기 연결된다. 상세하게는, 제 1 구동 트랜지스터(110a)는 제 1 캐패시터(120a)와 연결되고, 제 2 구동 트랜지스터(110b)는 제 2 캐패시터(120b)와 연결된다.
각 캐패시터들(120a 및 120b)은 캐패시터 전극, 전압공극전극 및 상기 캐패시터 전극과 상기 전압공극전극 사이에 위치하는 제 1 절연층으로 이루어진다.
연결 콘택홀부들(130a 및 130b)은 구동 트랜지스터들(110a 및 110b)의 각 드레인단에 연결되고, 금속으로 이루어져 구동 트랜지스터들(110a 및 110b)을 통하여 인가된 양의 전압을 애노드 전극층들(180a 및 180b)에 제공한다.
애노드 전극층들(180a 및 180b)은 상기 제공된 양의 전압에 따라 정공들을 유기물층들(200a 및 200b)에 제공한다. 절연막들(190a 및 190b)은 애노드 전극층들(180a 및 180b) 사이에 형성되어 애노드 전극층들(180a 및 180b) 사이의 전기적 연결을 차단한다. 다만, 절연막들(190a 및 190b)은 애노드 전극층들(180a 및 180b)의 일부 상면을 덮는다.
유기물층들(200a 및 200b)은 애노드 전극층들(180a 및 180b) 위에 형성되며, 각기 정공 주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공 수송층(Hole Transporting Layer, HTL), 발광층(Emitting Layer, EL), 전자 수송층(Electron Transporting Layer, ETL) 및 전자 주입층(Electron Injection Layer, EIL)을 포함한다. 애노드 전극층들(180a 및 180b)에 양의 전압이 인가되고 캐소드 전극층(210)에 음의 전압 이 인가되면, 유기물층들(200a 및 200b)은 소정 파장의 빛을 발생시킨다.
캐소드 전극층(210)은 유기물층들(200a 및 200b) 위에 형성된다.
회로부(320)는 상기 유기 전계 발광 픽셀의 트랜지스터들 등에 신호를 입력하며, 회로 배선부(310)에 연결된다.
회로 배선부(310)는 상기 유기 전계 발광 픽셀들에 구동 전원을 공급하는 역할을 한다.
글라스 캡(330)은 액티브 영역(A)을 비롯하여, 회로부(320) 및 회로 배선부(310) 등 패드부(미도시)를 제외한 전 영역을 밀봉한다.
글라스 캡(330)은 기판(100)에 실란트(S)가 도포되는 영역(Seal line, 실라인, 102)과 접촉하는 영역, 즉 실링 면(332)에 복수의 격벽들(340)이 형성되어 있다. 실링 면(332)은 실란트(S)와의 만족할 만한 접착력을 얻기 위하여 소정의 폭을 갖는다.
도 7을 참조하면, 격벽들(340)의 길이는 실링 면(332)의 너비보다 작도록 형성된다. 즉, 격벽들(340)이 실링 면(332)을 관통하여 위치하지 않도록 한다.
또한 격벽들(340)은 아일랜드 형상(Island Type)으로 구성한다. 아일랜드 형상이란, 격벽들(340)이 불규칙적으로 배열되어 있는 상태를 의미한다. 즉, 격벽들(340)은 실링 면 내에 위치하면 되고, 배열되는 방법에는 일정한 제한이 없다. 실링 면(332)에 형성되는 격벽들(340)의 개수에는 일정한 제한이 없다.
이와 같이 실링 면(332)에 격벽들(340)이 형성되므로, 실란트(S)에는 스페이서(spacer)를 별도로 첨가하지 않아도 무방하다. 격벽들(340)이 글라스 캡(330)과 기판(100) 사이에 소정의 두께를 유지시켜 주기 때문이다.
이와 같은 구조로 이루어진 글라스 캡(330)을 소자의 밀봉을 위하여 기판(100)에 부착하는 과정을 설명한다.
먼저, 기판(100)의 실 라인(102)에 실란트(S)를 분배한 후, 글라스 캡(330)의 실링 면(332)을 실란트(S)에 대응시킨다. 이 상태에서 캡(330)을 가압하면, 압력을 받은 실란트(S)는 격벽들(340)을 타고 넘어 양측으로 유동하게 된다. 즉, 격벽들(340)에 의해 실란트(S)가 실 라인(102) 전체에 골고루 분배될 수 있는 것이다.
이와 같이 실란트(S)가 글라스 캡(330)에 의하여 눌려진 후, 자외선을 마스크를 통하여 조사시켜 실란트(S)를 경화(curing)시킴으로써 글라스 캡(330)은 기판(100)에 견고하게 압착된다.
이에 따라, 실란트(S)의 도포 불량, 글라스 캡(330)의 평탄도 불량 등의 원인에 의한 실 넥 현상이 감소하게 된다.
한편, 본 발명은 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자를 예로 들어 설명하였으나, 패시브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자에도 적용될 수 있음은 물론이다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트의 흐름을 원활하게 하여 실 넥 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 밀봉 캡은 밀봉 캡의 실링 면에 복수의 격벽을 형성하여 실란트에 스페이서를 사용하지 않고도 밀봉 캡과 기판 사이에 일정한 두께를 형성할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 기판에 부착되어 상기 기판에 형성된 소자를 외부와 격리시키는 캡에 있어서,
    실런트를 통해 상기 기판과 합착되는 상기 캡의 실링 면에 복수의 격벽들이 형성되되,
    상기 격벽들은 아일랜드(Island) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 밀봉 캡.
  3. 기판에 부착되어 상기 기판에 형성된 소자를 외부와 격리시키는 캡에 있어서,
    실런트를 통해 상기 기판과 합착되는 상기 캡의 실링 면에 복수의 격벽들이 형성되되,
    상기 격벽들의 길이는 상기 실링 면의 너비보다 작은 것을 특징으로 하는 밀봉 캡.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 밀봉 캡은, 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 밀봉 캡.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 밀봉 캡은, 패시브 매트릭스형 유기 전계 발광 소자에 사용되는 것을 특징으로 하는 밀봉 캡.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8508122B2 (en) 2009-02-05 2013-08-13 Koninklijke Philips N.V. Organic electroluminescent device

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US8508122B2 (en) 2009-02-05 2013-08-13 Koninklijke Philips N.V. Organic electroluminescent device

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