KR100665311B1

KR100665311B1 - 필름형 패턴을 이용한 유기 ｅｌ 소자의 봉지재 제조방법

Info

Publication number: KR100665311B1
Application number: KR1020040056859A
Authority: KR
Inventors: 박수진; 조석봉; 육현미
Original assignee: 주식회사 코미코
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2007-01-04
Also published as: KR20060008557A; TW200605720A; CN1735297A; TWI261482B

Abstract

본 발명은 유기 EL 소자(organic electro-luminescence device)를 봉지하는 유기 EL 소자용 봉지재의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 필름형 패턴을 이용하여 유기 EL 소자용 봉지재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 구성은, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하고, 이 패턴에 따라 기계가공 또는 웨트에칭으로 상기 기판에 홈을 형성하여 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 방법으로서, 상기 패턴은, 미리 준비된 기판 상에 필름을 접착한 뒤, 상기 기판 상에 접착된 필름의 일정 부분을 프로그램이 입력된 레이저 또는 블레이드(blade) 장치를 이용하여 재단함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

봉지재, 패턴, 블레이드

Description

필름형 패턴을 이용한 유기 ＥＬ 소자의 봉지재 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING ENCAPSULATION MEMBER USED IN ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENCE DEVICE USING FILM TYPE PATTERN}

도 1은 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 통상적인 공정을 단면도를 통해 도시하는 도면.

도 2a는 종래기술에 따라 기계가공으로 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 공정을 도시하는 순서도.

도 2b는 종래기술에 따라 웨트에칭(wet etching)으로 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 공정을 도시하는 순서도.

도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지재를 제조하는 공정을 도시하는 순서도.

도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지재를 제조하는 공정을 도시하는 순서도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 간략한 설명 >

100: 기판

110: 마스크

120: 홈

통상적으로, 유기 EL 소자는 발광층, 홀 주입층 및 전자주입층 등의 다층구조로 기판 상에 형성된다. 이러한 유기 EL 소자는 발광층 안으로 주입된 전자들과 홀들이 재결합할 때 발생되는 발광현상을 이용한다.

상기 발광층의 재료인 형광성 유기 고체는 수분 및 산소 등에 취약하다. 발광층 상에 직접 또는 홀주입층/전자주입층을 통해 형성된 전극의 특성들은 산화로 인해 열화되는 경향이 있다. 그 결과, 종래의 유기 EL 소자가 대기 중에서 구동되면, 그 발광 특성들은 급격이 열화된다. 따라서, 실제로 현장에서 사용될 수 있는 유기 EL 소자를 얻기 위해서는, 발광층에 수분이나 산소 등이 들어가지 못하도록 유기 EL 소자를 봉지(encapsulation)하여 수명을 연장시킬 필요가 있다.

종래에 통상적으로 적용되는 봉지 구조로는, 수지 등을 유기 EL 소자에 직접 도포하는 구조 또는 기체 또는 액체가 봉지 공간에 충진된 구조가 이용되고 있다.

이 중, 충진 구조 형태의 유기 EL 소자 봉지 방법에서는 봉지재로 스테인레스 강(stainless steel)을 사용하였다. 그러나 스테인레스 강을 봉지재로 사용할 경우, 금속판이 변형되거나 면적이 커질수록 뒤틀리는 문제가 발생한다. 또한, 각각의 봉지재를 유리기판에 개별적으로 접합시켜야 하므로 생산성 또한 저하된다. 뿐만 아니라, 스테인레스 강은 양면 발광 특성을 갖지 못하는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 현재는 유리 재질의 봉지재 제조가 행해지고 있다.

유리 재질의 봉지재를 제조하는 통상적인 방법으로는, 샌드 블라스팅을 이용하는 방법과, 불산을 이용하는 식각 방법이 있는데, 간략하게 설명하면, 상기 방법들은 모두 통상적으로 다음과 같은 공정으로 제조된다.

도 1을 참조하여 계속해서 설명하면, 먼저, 기판(100)을 준비한다(단계 1-1). 그 뒤, 기판(100) 상에 패턴을 형성하기 위해 마스크(110)를 적층하고(단계1-2), 샌드블라스팅의 기계가공 또는 웨트에칭(wet etching)등으로 가공한다(단계1-3). 그러면, 단계 1-4에 도시된 바와 같이, 홈(120)이 형성되고, 단계 1-5에 도시된 바와 같이, 마스크(110)를 제거하여 봉지재를 제조한다.

여기서, 마스크(100)를 적층하여 패턴을 형성하는 단계(단계1-2)는 세부적인 복수의 단계(공정)를 포함하고 있으며, 기계가공으로 홈(120)을 형성할 때와, 웨트에칭으로 홈(120)을 형성할 때는 서로 다른 공정으로 진행되고 있다.

이에 대하여 도 2a 및 도 2b를 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

첫째로, 기계가공으로 봉지재를 제조할 때의 세부 공정에 대하여, 도 2a를 참조하여 설명하면, 기판을 준비하고(단계2a-1), 기판 상에 포토레지스트(PR;Photo-Resist)를 도포(단계2a-2)한 다음, 포토레지스트가 도포된 기판 상에 마스크를 적층한다(단계2a-3). 이때, 단계2a-2'에 도시된 바와 같이, 마스크는 미리 제작되어져 있어야 한다.

그 뒤, 포토레지스트 상에 마스크가 적층된 기판에 UV광을 입사하고(단계2a-4), UV광이 입사된 마스크를 제거한다(2a-5).

이어서, 현상 및 스트립을 실시하여(2a-6) 패턴을 형성한다.

그 뒤, 기계가공(단계2a-7)을 실시하여 봉지재의 제조를 완성(단계2a-8)한다.

둘째로, 웨트에칭으로 봉지재를 제조할 때의 세부 공정에 대하여, 도 2b를 참조하여 설명하면, 기판을 준비하고(단계2b-1), 기판 상에 실크 스크린 프레임을 적층한다(단계2b-2). 이때, 단계 2b-2'에 도시된 바와 같이, 실크 스크린 프레임은 미리 제작되어져 있어야 한다.

그 뒤, 기판 상에 적층된 실크 스크린 프레임 위에 또 다시 에폭시를 마스킹 재료로서 도포한다(단계2b-3),

이어서, 기판 상에 적층된 실크 스크린 프레임을 제거한다(단계2b-4). 이때, 실크 스크린 상에 도포된 에폭시도 같이 제거된다.

그 뒤, 웨트 에칭시에도 에칭되지 않고 견딜 수 있도록 도포된 에폭시를 경 화시킨다(단계2b-5).

최종적으로 웨트 에칭을 실시(단계2b-6)하여 봉지재의 제조를 완성(단계2b-7)한다.

상술한 바와 같이, 종래에 행해지던 봉지재 형성 방법은 단계2a-1 내지 단계2a-8까지 8개의 공정 또는 단계2b-1 내지 단계2b-7까지 7개의 공정으로 진행되어 그 공정이 매우 복잡하다는 문제점이 있었다.

더욱이, 단계2a-2'와, 단계2b-2'에서는, 각각 마스크와 실크 스크린 프레임을 봉지재의 설계도면에 따라 처음 공정 시작 시에 제작해야 할 뿐만 아니라, 공정이 재 반복되어 진행됨에 따라 마스크와 실크 스크린 프레임의 마모 또는 식각에 의해 또 다시 제작하여 교체해야 하는 공정이 추가될 수 있다.

또한, 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재의 단가측면에서 고려해 보면, 전체 봉지재 형성 공정(단계2a-1 내지 2a-8, 또는 단계2b-1 내지 단계2b-7) 중 패턴을 형성하기 위한 패턴 형성 공정(단계2a-2 내지 단계2a-6, 또는 단계2b-2 내지 단계2b-5)이 대부분을 차지하고 있음을 알 수 있다. 이처럼 제조 단가 측면에서도 이와 유사하게 대부분을 차지하고 있다. 또한, 패턴 형성 공정에 이용되는 장비들로는 포토레지스트 도포 장비, 라미네이션 장비, 노광기, 마스크 제작장비, 현상기 등이 필수적으로 구비되어 있어야 한다. 즉, 통상적으로 봉지재의 단가에 대하여 패턴형성 공정이 차지하는 비율이 60%정도에 달하기 때문에, 패턴 공정의 비용이 많이 드는 문제점이 있었다.

또한, 봉지재 형성 조건에 맞는 패턴을 기판 상에 형성하기 위해서는, 상기 패턴이 일정한 두께 이상을 가져야 하는데, 이 두께를 가지기 위해서는, 정밀도를 제어하는데 한계가 있다. 즉, 기계가공시 패턴은 10㎛이하의 제어가 불가능하고, 웨트에칭시 패턴은 100㎛이하의 제어는 불가능하다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명의 발명자는 유기 EL에 이용되는 봉지재의 제조 공정을 단순하게 할 필요가 있으며, 특히, 패턴 형성 과정을 단순하게 하여 제조 단가를 낮추고 정밀도를 더욱더 정확하게 할 필요가 있음을 인지하여 본 발명에 이르게 되었다.

그러므로, 본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 복잡한 유기 EL의 봉지재 제조공정을 단순하게 하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 패턴 형성의 정밀도를 ±2㎛이하로 제어하고자 하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 유기 EL 봉지재의 제조 공정 중 패턴 형성 과정을 단순하게 하여 제조 단가를 줄이고자 하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른, 봉지재 제조 방법은, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하고, 이 패턴에 따라 기계가공 또는 웨트에칭으로 상기 기판에 홈을 형성하여 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 방법으로서, 상기 패턴은, 미리 준비된 기판 상에 필름을 접착한 뒤, 상기 기판 상에 접착된 필름의 일정 부분을 프로그램이 입력된 레이저 또는 블레이드(blade) 장치를 이용하여 재단함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 봉지재 제조 방법은, 기판 상에 소정의 패턴을 형성하고, 이 패턴에 따라 기계가공 또는 웨트에칭으로 상기 기판에 홈을 형성하여 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 방법으로서, 상기 패턴은, 필름의 일정 부분을 프로그램이 입력된 레이저 또는 블레이드 장치를 이용하여 재단하여 형성한 뒤, 미리 준비된 기판 상에 상기 재단된 필름을 접착하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 또한, 본 발명에 도시된 도면들은 설명을 명확하게 하기 위해 과장되어진 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 아래에 설명하는 실시예로 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다.

제1실시예

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 EL 소자용 봉지재 제조방법을 도시한 흐름도이다.

기판을 준비하고(단계3a-1), 기판 상에 필름을 접착(단계3a-2)한다. 그 뒤, 미리 입력된 프로그램에 의해 커팅(cutting) 장치를 이용함으로써 재단하여 패턴을 형성하고(단계3a-3), 재단된 부분 중 불필요한 부분(즉, 홈이 형성될 부분)을 스트립(단계3a-4)한다.

그 뒤, 기판을 기계가공하거나 웨트에칭하여(단계3a-5) 봉지재를 완성(단계3a-6)한다.

제2실시예

이하, 본 발명의 다른 실시예를 설명한다.

도 3b를 참조하면, 기판을 준비하고(단계3b-1), 필름을 기판에 접착시키기 전에 미리 입력된 프로그램에 의해 커팅 장치를 이용함으로써 재단하여 패턴을 형성하고(단계3b-2), 패턴이 형성된 필름을 미리 준비된 기판 상에 접착한 뒤(단계3b-3), 기계가공이나 웨트에칭하여(단계3b-4), 봉지재를 완성(단계3b-5)한다.

여기서, 제1 실시예 및 제2 실시예에 있어서, 필름을 기판 상에 접착할 때의 온도와 압력에 대해서는, 레이저 또는 블레이드 커팅시 접착된 필름이 이탈하지 않을 정도로 온도와 압력을 조절하되, 커팅 이후 스트립 공정에서 스트립이 용이할 정도로만 조절하면 상관없다.

상기 필름으로는 레이저 가공시에 레이저에 의한 수축율이 거의 없는 필름을 사용해야 하며, 그 일예로는, 폴리계열의 필름이 있고, 구체적으로는, OPP(Polypropilene Homopolymer), PET(polyethylene terephthalate), PE(Poly Ethylene), PP(Polypropilene) 등을 사용할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.

또한, 필름과 기판사이의 접착제로는 아크릴(Acryl), 고무(Rubber), 실리콘(Silicone) 등을 사용할 수 있다.

프로그램에 의한 재단은, 레이저 또는 블레이드(blade)를 장착한 커팅장치를 이용한다.

레이저 또는 블레이드에 의한 커팅은 종래 기술의 노광 또는 스크린 프린팅 방식에 비하여 그 정밀도 부분이 우수하다. 즉, 레이저 또는 블레이드에 의한 커팅은 ±2㎛까지 제어가 가능하다.

이때 사용 가능한 레이저 광원은 YAG 레이저, 펄스 레이저, CO2레이저 등이 있다.

프로그램은 캐드/캠(CAD/CAM)을 이용하여 작성할 수 있고, 일단 작성된 프로그램은 유기 EL 소자용 봉지재의 설계가 바뀌기 전까지 영구적으로 사용할 수 있다. 구체적으로 말하면, 종래 기술에서는 유기 EL 소자용 봉지재의 설계가 바뀌지 않더라도 기계가공 또는 웨트에칭 등에 의해 마스크 등이 마모/식각 되어 빈번하게 교체하여 주어야 하지만, 본 발명에서는 이러한 마모/식각에 의한 교체가 없고, 단 한번의 프로그램 입력으로 설계가 바뀌기 전까지는 영구적으로 사용할 수 있다는 것이다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 종래기술에 이용되던, 포토레지스트 장비, 라미네이션 장비, 노광기, 마스크 제작장비, 현상기 등을 필요로 하지 않고, 본 발명에서는, 레이저 또는 블레이드 커팅 장치와 프로그램만을 필요로 하기 때문에 경제적인 측면에서도 유리하다. 즉, 종래기술에서 패턴형성공정의 제조단가는 전체단가의 60%를 차지하였지만, 본 발명에 따른 패턴형성공정의 제조단가는 전체단가의 5%~10%만을 차지하였다.

그러므로, 상술한 구성에 따르면, 본 발명은, 복잡한 유기 EL의 봉지재 제조공정을 단순화할 수 있다.

또한, 본 발명은, 패턴 형성의 정밀도를 ±2㎛이하로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은, 유기 EL 봉지재의 제조 공정 중 패턴 형성 과정을 단순하게 하여 제조 단가를 줄일 수 있다.

Claims

기판 상에 소정의 패턴을 형성하고, 이 패턴에 따라 기계가공 또는 웨트에칭으로 상기 기판에 홈을 형성하여 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 방법에 있어서,

상기 패턴은, 미리 준비된 기판 상에 필름을 접착한 뒤, 상기 기판 상에 접착된 필름의 일정 부분을 프로그램이 입력된 레이저 또는 블레이드(blade) 장치를 이용하여 재단함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재 제조방법.
기판 상에 소정의 패턴을 형성하고, 이 패턴에 따라 기계가공 또는 웨트에칭으로 상기 기판에 홈을 형성하여 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재를 제조하는 방법에 있어서,

상기 패턴은, 필름의 일정 부분을 프로그램이 입력된 레이저 또는 블레이드 장치를 이용하여 재단하여 형성한 뒤, 미리 준비된 기판 상에 상기 재단된 필름을 접착하여 형성되는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름의 재질은 OPP(Polypropilene Homopolymer), PET(Polyethylene Terephthalate) 또는 PE(Poly Ethylene), PP(Polypropilene)인 것을 특징으로 하는, 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재 제조방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 레이저의 광원은 YAG 레이저, 펄스 레이저, 또는 CO2레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유기 EL 소자에 이용되는 봉지재 제조방법.