KR100705834B1

KR100705834B1 - 전계발광소자

Info

Publication number: KR100705834B1
Application number: KR1020060025472A
Authority: KR
Inventors: 김창남; 김상균; 김성중; 김홍규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-03-20
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2007-04-09
Also published as: US7872415B2; US20070216296A1

Abstract

본 발명은 전계발광소자의 밀봉에 관한 것이다.

본 발명에 따른 전계발광소자는, 상호 이격 대향된 제1기판과 제2기판; 제1기판 상에 형성된 평탄화막; 평탄화막 상에 형성된 발광부; 제1기판 상에 형성되어 발광부를 보호하도록 평탄화막을 덮는 보호막; 및 제1 및 제2기판을 밀봉하는 실란트를 포함한다.

전계발광소자, 평탄화막, 보호막

Description

전계발광소자{Light Emitting Diode}

도 1과 도 2는 종래 유기전계발광소자를 나타낸 도면.

도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

도 3b는 본 발명의 도 3a의 변형된 실시예를 나타낸 도면.

도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면.

도 4b는 본 발명의 도 4a의 변형된 실시예를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

310,410: 제1기판 320,420: 제2기판

330,430: 박막트랜지스터부 340,440: 발광부

350,450: 평탄화막 360,460: 보호막

370,470: 실란트 380,480: 게터

본 발명은 전계발광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전계발광소자의 밀봉에 관한 것이다.

유기전계발광소자는 전자(election) 주입전극(cathode)과 정공(hole) 주입전 극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광층 내부로 주입시켜, 주입된 전자와 정공이 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

이러한, 유기전계발광소자는 구동방식에 따라 수동매트릭스형 유기전계발광소자(Passive Matrix Organic Light Emitting Diode: PMOELD)와 능동매트릭스형 유기전계발광소자(Active Matrix Organic Light Emitting Diode : AMOELD)로 구분된다.

그러나 이러한 유기전계발광소자는 소자 내부로 침투되는 수분과 산소에 취약하다는 치명적인 단점이 있다. 상세하게는, 음극의 일부에 형성된 핀홀(pin hole)이나 음극과 격벽 사이의 에지(edge)를 통하여 수분이 침투되어 전자와의 반응으로 수소가 발생 된다.

이러한 수소는 음극과 유기EL층 계면에서 좌우로 확산 되면서 기판 또는 소자 상에 버블이 발생 되어 음극이 상부로 들고 일어서는 현상이 발생하게 된다. 또한, 상기 핀 홀이나 에지 부분을 통하여 산소가 투과될 경우 음극과 유기EL층 계면에서 음극에 산화 막이 형성되어 전류의 흐름을 차단해버리는 현상이 발생하게 된다.

이하, 도시된 도면을 참조하여 종래 유기전계발광소자의 문제점을 설명한다.

도 1과 도 2는 종래 유기전계발광소자를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 종래 유기전계발광소자(100, 200)는, 기판(110, 210) 상에 박막트랜지스터부(130, 230)와 발광부(140, 240)가 형성되어 있고, 박막트랜지 스터부(130, 230)와 발광부(140, 240)를 보호하도록 보호막(160, 260)이 형성되어 있다. 또한, 기판(110, 210) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 커버기판(120, 220)을 구비하고 기판(110, 210)과 커버기판(120, 220)이 실란트(170, 270) 등으로 밀봉되어 있다. 여기서, 유기전계발광소자(100, 200)는 전면발광형이기 때문에, 커버기판(120, 220)은 투명의 글라스 기판으로 형성된다.

자세하게는, 기판(110, 210) 상에 액티브층(133, 233)이 형성되어 있고, 그 양쪽으로 오믹콘택층(134, 236)이 형성되어 있으며 액티브층(133, 233)과 오믹콘택층(134, 234)을 절연하는 층간 절연막(132, 232)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 액티브층(133, 233)의 상부에 형성된 층간 절연막(132, 232) 상에는 게이트(131, 231)가 형성되어 있고, 게이트(131, 231)를 절연하는 게이트 절연막(137, 237)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 층간 절연막(132, 232)과 게이트 절연막(137, 237)에 형성된 콘택홀을 통해 소스(135, 235)와 드레인(136, 236)이 오믹콘택층(134, 234)과 전기적으로 연결되어 형성되어 박막트랜지스터부(130, 230)를 이루게 된다.

박막트랜지스터부(130, 230)에는 소스(135, 235)에 콘택홀을 두고 절연막(138, 238)이 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(130, 230)의 상부에 발광부(140, 240)를 균일하게 형성할 수 있도록 절연막(138, 238) 상부에 유기 평탄화막(150, 250)이 형성되어 있다. 평탄화막(150, 250)에는 하부에 형성된 박막트랜지스터부(130, 230)와 발광부(140, 240)가 전기적으로 연결되도록 콘택홀이 형성되며, 평탄화막(150, 250) 상에 형성된 화소전극(141, 241)은 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(130, 230)의 드레인(136, 236)과 연결되어 있다.

이어서, 화소전극(141, 241) 상에는 유기물층(143, 243)이 형성되어 있고, 유기물층(143, 243) 상에는 캐소드전극(144, 244)이 형성되어 박막트랜지스터부(130, 230)의 구동에 의해 발광되는 발광부(140, 240)를 이루게 된다. 한편, 유기물층(143, 234)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층) 등으로 형성되어 있다. 여기서, 유기물층(143, 243)은 절연막(142, 242)에 의해 각각 분리 형성되어 있다.

앞서 설명한 유기전계발광소자(100, 200)는, 평탄화막(150, 250)이 기판(110, 210) 전면에 형성되어 박막트랜지스터부(130, 230)가 평탄화막(150, 250)에 의해 덮여 있고, 보호막(160, 260)이 기판(110, 210) 전면에 형성되어 발광부(140, 240)와 그 내부에 형성된 박막트랜지스터부(130, 230)가 보호막(160, 260)에 의해 보호되어 있다.

또한, 평탄화막(150, 250)과 보호막(160, 260)이 기판(110, 210) 전면에 형성되어 평탄화막(150, 250)과 보호막(160, 260) 상에 형성된 엣지 실란트(170) 또는 전면 실란트(270)에 의해 커버기판(120, 220)이 밀봉되어 있다.

평탄화막(150, 250)과 보호막(160, 260)은 통상 고분자를 많이 사용하며, 폴리이미드(plyimide)나 폴리아크릴(polyacryl) 종류가 효과적이다. 그러나 이들은 소자에 필요한 최소한의 영역만 형성하는 것이 중요하다. 이는 평탄화막(150, 250)에 사용되는 물질이 고분자이므로 면적을 최소화해야 물질 내부에서 나쁜 영향을 주는 Out-gassing을 최소화할 수 있기 때문이다. 그리고 보호막(160, 260)은 평탄화막(150, 250)보다 넓게 형성되는 것이 효과적이나 실란트(170, 270) 끝 부분보다 안쪽에 형성되는 것이 더욱 효과적으로 투습을 방지할 수 있게 되며 보호막(150, 250)은 기판(110, 210) 외부로 노출되지 않게 형성하는 것이 바람직하다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전면발광하는 전계발광소자를 밀봉하는 구조 중에서 전면실링 또는 엣지실링을 할 때, 실란트가 형성되는 영역 안쪽에서 평탄화막을 덮도록 보호막을 더욱 넓게 형성한다. 이에 따라, 평탄화막 보다 보호층이 더 넓게 형성되어 외부로부터 침투된 수분이나 산소를 효과적으로 저지할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 전계발광소자는, 상호 이격 대향된 제1기판과 제2기판; 제1 및 제2기판의 테두리에 형성된 실란트; 실란트에 인접 형성되어 제1기판 상에 형성된 적어도 하나의 전극을 덮는 평탄화막; 평탄화막 상에 형성된 발광부; 및 실란트에 인접 형성되어 제1기판 상에서 평탄화막을 덮도록 형성된 보호막을 포함한다.

한편, 본 발명에 따른 전계발광소자는, 상호 이격 대향된 제1기판과 제2기판; 제1 및 제2기판의 전면에 형성된 실란트; 실란트보다 안쪽에 형성되어 제1기판 상에 형성된 적어도 하나의 전극을 덮는 평탄화막; 평탄화막 상에 형성된 발광부; 및 실란트보다 안쪽에 형성되어 제1기판 상에서 평탄화막을 덮도록 형성된 보호막을 포함한다.

여기서, 평탄화막과 보호막의 상부 가장자리는 내측으로 기울어져 그 내각이 5 ~ 50도 범위로 형성된 것이다.

여기서, 평탄화막과 보호막은 투과성이다.

여기서, 제1기판과 평탄화막 사이에는 적어도 하나의 전극과 전기적으로 연결된 구동부를 포함하며, 평탄화막은 구동부의 상부를 평탄화하는 것이다.

여기서, 발광부의 발광층은 유기물로 형성된 것이다.

기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

<제1실시예>

도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이고, 도 3b는 도 3a의 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 전계발광소자(300)는, 제1기판(310) 상에 구동부인 박막트랜지스터부(330)가 적어도 하나의 전극과 연결되어 있다. 평탄화막(350) 상에는 발광부(340)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(330)와 발광부(340)를 보호하도록 보호막(360)이 형성되어 있다. 또한, 제1기판(310) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 제2기판(320)을 구비하고 제1기판(310)의 엣지 부분에 형성된 실란트(370)에 의해 제2기판(320)이 밀봉된 것을 포함한다. 여기서, 전계발광소자(300)는 전면발광형이기 때문에 제2기판(320)은 투명의 글라스 기판으로 형성된다.

자세하게는, 제1기판(310) 상에 액티브층(333)이 형성되어 있고, 그 양쪽으 로 오믹콘택층(336)이 형성되어 있으며 액티브층(333)과 오믹콘택층(334)을 절연하는 층간 절연막(332)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 액티브층(333)의 상부에 형성된 층간 절연막(332) 상에는 게이트(331)가 형성되어 있고, 게이트(331)를 절연하는 게이트 절연막(337)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 층간 절연막(332)과 게이트 절연막(337)에 형성된 콘택홀을 통해 소스(335)와 드레인(336)이 오믹콘택층(334)과 전기적으로 연결되어 형성되어 박막트랜지스터부(330)를 이루게 된다.

박막트랜지스터부(330)에는 드레인(336)에 콘택홀을 두고 절연막(338)이 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(330)의 상부에 발광부(340)를 균일하게 형성할 수 있도록 절연막(338) 상부에 투명의 유기 평탄화막(350)이 형성되어 있다. 평탄화막(350)에는 하부에 형성된 박막트랜지스터부(330)와 발광부(340)가 전기적으로 연결되도록 콘택홀이 형성되며, 평탄화막(350) 상에 형성된 화소전극(341)은 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(330)의 드레인(336)과 연결되어 있다.

이어서, 화소전극(341) 상에는 유기물층(343)이 형성되어 있고, 유기물층(343) 상에는 캐소드전극(344)이 형성되어 박막트랜지스터부(330)의 구동에 의해 발광되는 발광부(340)를 이루게 된다. 한편, 유기물층(334)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층)이 유기물로 형성되어 있다. 여기서, 유기물층(343)은 절연막(342)에 의해 각각 분리 형성되어 있다. 여기서, 발광부(340)와 그 하부에 형성된 박막트랜지스터부(330)를 보호하도록 투명의 보호막(360)이 제1기판(310) 상에 형성되어 있다.

앞서 설명한 전계발광소자(300)는, 평탄화막(350)이 기판(310) 상에 형성되 어 박막트랜지스터부(330)가 평탄화막(350)에 의해 덮여 있고, 보호막(360)이 기판(310) 상에 형성되어 발광부(340)와 그 내부에 형성된 박막트랜지스터부(330)가 보호막(360)에 의해 보호되어 있다. 여기서, 평탄화막(350)을 덮고 있는 보호막(360)은 엣지 실란트(370)와 소정 거리 이격 되어 형성되어 있고, 제1기판(310)과 제2기판(320)은 실란트(370)에 의해 밀봉되어 있다.

위와 같은 실시예는 능동매트릭스형 전계발광소자의 일례를 나타내지만, 수동매트릭스형 전계발광소자의 경우, 이러한 박막트랜지스터부(330)가 없기 때문에 제1기판(310) 상에 형성된 전극 간의 도전성 간섭을 막기 위해 평탄화막(350)을 형성할 수도 있다.

한편, 제1실시예의 변형된 실시예로 도 3b를 참조하면, 평탄화막(350)과 보호막(360)의 상부 가장자리를 내측으로 기울도록 내각을 5 ~ 50도 범위로 형성하여 평탄화막(350)과 보호막(360)의 접착력을 높여 수분이나 산소의 침투를 효과적으로 저지할 수도 있게 된다.

이와 같이 전면발광하는 전계발광소자를 밀봉하는 구조 중에서 엣지실링을 할 때, 실란트가 형성되는 영역 안쪽에서 평탄화막을 덮도록 보호막을 더욱 넓게 형성하여, 외부로부터 침투된 수분이나 산소를 효과적으로 저지할 수 있다.

<제2실시예>

도 4a는 본 발명의 제2실시예에 따른 전계발광소자를 나타낸 도면이고, 도 4b는 도 4a의 변형된 실시예를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 전계발광소자(400)는, 제1기판(410) 상에 구동부인 박막트랜지스터부(430)가 적어도 하나의 전극과 연결되어 있다. 평탄화막(450) 상에는 발광부(440)가 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(430)와 발광부(440)를 보호하도록 보호막(460)이 형성되어 있다. 또한, 제1기판(410) 상에 형성된 소자를 보호하기 위하여 제2기판(420)을 구비하고 제1기판(410)과 제2기판(320)이 전면 실란트(470)에 밀봉된 것을 포함한다. 여기서, 전계발광소자(400)는 전면발광형이기 때문에 제2기판(420)은 투명의 글라스 기판으로 형성된다.

자세하게는, 제1기판(410) 상에 액티브층(433)이 형성되어 있고, 그 양쪽으로 오믹콘택층(436)이 형성되어 있으며 액티브층(433)과 오믹콘택층(434)을 절연하는 층간 절연막(432)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 액티브층(433)의 상부에 형성된 층간 절연막(432) 상에는 게이트(431)가 형성되어 있고, 게이트(431)를 절연하는 게이트 절연막(437)이 콘택홀을 갖고 형성되어 있다. 층간 절연막(432)과 게이트 절연막(437)에 형성된 콘택홀을 통해 소스(435)와 드레인(436)이 오믹콘택층(434)과 전기적으로 연결되어 형성되어 박막트랜지스터부(430)를 이루게 된다.

박막트랜지스터부(430)에는 드레인(435)에 콘택홀을 두고 절연막(438)이 형성되어 있고, 박막트랜지스터부(430)의 상부에 발광부(440)를 균일하게 형성할 수 있도록 절연막(438) 상부에 투명의 유기 평탄화막(450)이 형성되어 있다. 평탄화막(450)에는 하부에 형성된 박막트랜지스터부(430)와 발광부(440)가 전기적으로 연결되도록 콘택홀이 형성되며, 평탄화막(450) 상에 형성된 화소전극(441)은 콘택홀을 통해 박막트랜지스터부(430)의 드레인(436)과 연결되어 있다.

이어서, 화소전극(441) 상에는 유기물층(443)이 형성되어 있고, 유기물층(443) 상에는 캐소드전극(444)이 형성되어 박막트랜지스터부(430)의 구동에 의해 발광되는 발광부(440)를 이루게 된다. 한편, 유기물층(434)은 HIL(정공주입층), HTL(정공수송층), EML(발광층), ETL(전자수송층), EIL(전자주입층)이 유기물로 형성되어 있다. 여기서, 유기물층(443)은 절연막(442)에 의해 각각 분리 형성되어 있다. 여기서, 발광부(440)와 그 하부에 형성된 박막트랜지스터부(430)를 보호하도록 투명의 보호막(460)이 제1기판(410) 상에 형성되어 있다.

앞서 설명한 전계발광소자(400)는, 평탄화막(450)이 기판(410) 상에 형성되어 박막트랜지스터부(430)가 평탄화막(450)에 의해 덮여 있고, 보호막(460)이 기판(410) 상에 형성되어 발광부(440)와 그 내부에 형성된 박막트랜지스터부(430)가 보호막(460)에 의해 보호되어 있다. 여기서, 평탄화막(450)을 덮고 있는 보호막(460)은 제1기판(410)의 엣지 부분 테두리에 근접 형성되어 있고, 제1기판(410)과 제2기판(420)은 전면 실란트(470)에 의해 밀봉되어 있다.

한편, 제2실시예의 변형된 실시예로 도 4b를 참조하면, 평탄화막(450)과 보호막(460)의 상부 가장자리를 내측으로 기울도록 내각을 5 ~ 50도 범위로 형성하여 평탄화막(450)과 보호막(460)의 접착력을 높여 수분이나 산소의 침투를 효과적으로 저지할 수도 있게 된다.

위와 같은 실시예는 능동매트릭스형 전계발광소자의 일례를 나타내지만, 수동매트릭스형 전계발광소자의 경우, 이러한 박막트랜지스터부(430)가 없기 때문에 제1기판(410) 상에 형성된 전극 간의 도전성 간섭을 막기 위해 평탄화막(450)을 형 성할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

상술한 본 발명의 구성에 따르면, 전면발광하는 전계발광소자를 밀봉하는 구조 중에서 전면실링 또는 엣지실링을 할 때, 실란트가 형성되는 영역 안쪽에서 평탄화막을 덮도록 보호막을 더욱 넓게 형성하여, 외부로부터 침투된 수분이나 산소를 효과적으로 저지할 수 있다.

Claims

상호 이격 대향된 제1기판과 제2기판;

상기 제1 및 제2기판의 테두리에 형성된 실란트;

상기 실란트에 인접 형성되어 상기 제1기판 상에 형성된 적어도 하나의 전극을 덮는 평탄화막;

상기 평탄화막 상에 형성된 발광부; 및

상기 실란트에 인접 형성되어 상기 제1기판 상에서 상기 평탄화막을 덮도록 형성된 보호막을 포함하는 전계발광소자.
상호 이격 대향된 제1기판과 제2기판;

상기 제1 및 제2기판의 전면에 형성된 실란트;

상기 실란트보다 안쪽에 형성되어 상기 제1기판 상에 형성된 적어도 하나의 전극을 덮는 평탄화막;

상기 평탄화막 상에 형성된 발광부; 및

상기 실란트보다 안쪽에 형성되어 상기 제1기판 상에서 상기 평탄화막을 덮도록 형성된 보호막을 포함하는 전계발광소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 평탄화막과 상기 보호막의 상부 가장자리는 내측으로 기울어져 그 내각 이 5 ~ 50도 범위로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 평탄화막과 상기 보호막은 투과성인 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제1기판과 상기 평탄화막 사이에는 상기 적어도 하나의 전극과 전기적으로 연결된 구동부를 포함하며, 상기 평탄화막은 상기 구동부의 상부를 평탄화하는 것을 특징으로 하는 전계발광소자.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 발광부의 발광층은 유기물로 형성된 것을 특징으로 하는 전계발광소자.