KR100761125B1 - 전계발광소자 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판, 기판 상에 형성된 두 개의 전극과 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부, 기판 상에 픽셀부를 덮도록 형성된 보호부, 및 기판과 보호부를 밀봉하며, 게터를 포함하는 고상 실란트를 포함하는 전계발광소자를 제공한다.

전계발광소자, 봉지, 고상 실란트

Description

전계발광소자 및 그의 제조방법{Light Emitting Diodes and Method for Manufacturing the same}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도.

도 2는 도 1 상의 전계발광소자의 A-B 단면도.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도.

도 4는 도 3 상의 전계발광소자의 C-D 단면도.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도.

도 6은 도 5 상의 전계발광소자의 E-F 단면도.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단계별 공정도.

* 도면의 주요부호에 대한 설명 *

100, 200, 300 : 전계발광소자 110, 210, 310 : 기판

120, 220, 320 : 픽셀부 130, 230, 330 : 고상 실란트층

130a, 230a, 330a : 고상 실란트 130b, 230b, 330b : 게터

140, 240, 340 : 보호부

본 발명은 전계발광소자와 그의 제조방법에 관한 것이다.

전계발광소자는 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부를 포함하는 자발광 소자이다.

전계발광소자에는 구동시 ITO로부터 발생하는 산소에 의한 발광층의 열화, 발광층 계면 간의 반응에 의한 열화 등 내적 열화 요인이 작용하였다.

또한, 외부의 수분, 산소, 자외선 및 소자의 제조 공정 상 외적 열화 요인이 작용하였다. 특히, 외부의 수분과 산소는 소자의 수명에 치명적인 악영향을 끼쳤다.

따라서, 소자의 봉지구조(Encapsulation)는 매우 중요하였다.

봉지구조는 예를 들어, 기판 상에 형성된 픽셀부를 덮는 보호부가 실란트에 의해 기판과 밀봉되어 형성되었다.

또한, 봉지구조에는 필요에 따라 게터가 선택적으로 내장되었다.

이러한 봉지구조를 형성하는 과정에서는 페이스 실란트(face sealant)로 액상 실란트가 사용되었다.

따라서, 기판과 보호부의 합착시, 압력에 의해 실란트의 퍼짐현상이 발생하였고, 기판의 스크라이빙 라인(scribing line)을 실란트가 침범하여 스크라이빙 불량이 발생하였다.

그에 따라, 전계발광소자의 생산 수율이 크게 떨어지는 문제가 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 생산 수율을 향상시킬 수 있는 전계발광소자 및 그의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기판, 기판 상에 형성된 두 개의 전극과 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부, 기판 상에 픽셀부를 덮도록 형성된 보호부, 및 기판과 보호부를 밀봉하며, 게터를 포함하는 고상 실란트를 포함하는 전계발광소자를 제공한다.

고상 실란트는 일부 영역에 하나 이상의 빈 공간을 가질 수 있다.

또한, 고상 실란트의 빈 공간은 기판 상에 형성된 픽셀부의 외곽을 둘러싸는 테두리 형태로 형성될 수 있다.

또한, 고상 실란트의 빈 공간은 기판과 보호부 각각의 마주보는 측면의 일부를 노출시키도록 형성될 수 있다.

또한, 고상 실란트는 일부 영역에 선택적으로 게터를 포함할 수 있다.

또한, 고상 실란트는 최외곽 영역과 구분되는 영역에 게터가 분포될 수 있다.

발광층은 유기물을 포함할 수 있다.

픽셀부는 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 기판 상에 두 개의 전극 사이에 발광층을 포함하는 픽셀부를 형성하는 픽셀부 형성단계, 게터를 포함하는 고상 실란트로 픽셀부를 덮는 층을 형성하는 실란트 형성단계, 및 픽셀부를 덮으며 고상 실란트에 의해 기판과 밀봉되는 보호부를 형성하는 보호부 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법을 제공한다.

실란트 형성단계는 일부 영역에 하나 이상의 빈 공간을 갖도록 고상 실란트로 층을 형성할 수 있다.

또한, 실란트 형성단계는 픽셀부를 둘러싸는 테두리 형태로 빈 공간을 형성할 수 있다.

또한, 실란트 형성단계는 기판과 보호부 각각의 마주보는 측면의 일부를 노출시키도록 빈 공간을 형성할 수 있다.

또한, 실란트 형성단계는 일부 영역에 선택적으로 게터를 포함하는 고상 실란트로 픽셀부를 덮는 층을 형성할 수 있다.

또한, 실란트 형성단계는 최외곽 영역과 구분되는 영역에만 게터를 포함하도록 고상 실란트로 픽셀부를 덮는 층을 형성할 수 있다.

픽셀부 형성단계는 발광층을 유기물을 포함하도록 형성할 수 있다.

이상의 전계발광소자의 제조방법은 픽셀부에 포함되는 두 개의 전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도시를 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도이다.

도 2는 도 1 상의 전계발광소자의 A-B 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(100)는 기판(110) 상에 두 개의 전극 사이에 발광층을 포함하는 픽셀부(120)가 형성된다.

또한, 픽셀부(120)을 덮는 고상 실란트층(130)이 형성된다.

고상 실란트층(130)은 고상 실란트(130a)와 고상 실란트(130a)에 분포된 게터(130b)를 포함한다.

게터(130b)는 구형체, 다면체 또는 이들의 혼합된 형태일 수 있으며, 소자의 발광 방향과 광 취출 효율 측면에서 크기와 재질이 결정될 수 있다.

예를 들어, 위에서 설명한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(100)가 상부 발광형일 경우, 게터(130b)는 투명한 재질로 형성되되, 빛의 산란 효과를 목적으로 볼 형태를 취할 수 있다.

또한, 게터(130b)는 바륨 산화물(BaO), 갈륨 산화물(GaO), 제올라이트(Zeolite), 칼슘 산화물(CaO), 메탈 옥사이드(metal oxide) 중 어느 하나로 형성 되거나 , 이들 중 하나 이상을 포함하는 혼합형태로 형성될 수도 있다.

또한, 픽셀부(120)로부터 발광되는 과정에서 빛의 손실을 최소화하기 위해 게터(130b)는 0.01~5㎛의 사이즈로 형성될 수 있다.

이상 게터(130b)가 분산된 고상 실란트층(130)은 400~700㎚ 파장의 가시광 영역에서 투과율이 80%이상이 되도록 형성될 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(100)는 고상 실란트층(130)으로 페이스 실링(face sealing)과 엣지 실링(edgh sealing)을 하므로, 보호부의 합착 과정에서 압력에 의한 실란트의 스크라이빙 선으로의 침범 문제를 방지할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도이다.

도 4는 도 3 상의 전계발광소자의 C-D 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(200)는 기판(210) 상에 두 개의 전극 사이에 발광층을 포함하는 픽셀부(220)가 형성된다.

또한, 픽셀부(220)을 덮는 고상 실란트층(230)이 형성된다. 상세하게는, 픽셀부(220)의 외곽 영역에 테두리 형태로 소정 폭의 빈 공간(G)을 갖도록 고상 실란트층(130)이 형성된다. 그에 따라, 픽셀부(220)의 위치와 대응되는 페이스 실링 영역과 엣지 실링 영역이 구분된다.

고상 실란트층(230)은 고상 실란트(230a)와 고상 실란트(230a)에 분포된 게터(230b)를 포함한다.

위에서 설명한 고상 실란트층(130)의 빈 공간(G)은 수분, 산소 등이 외부로부터 소자 내부로 침투하는 경로를 늘리고, 그 일부를 차단하는 효과가 있다.

또한, 고상 실란트층(230)을 사용하여 기판(210)과 보호부(240)를 밀봉하는 봉지구조를 형성하므로, 합착과정에서의 실란트의 범람으로 인한 스크라이빙 불량 문제를 해결할 수 있다.

이상 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(200)의 경우, 고상 실란트층(230)의 빈 공간(G)이 하나인 것으로 도시 참조하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 전계발광소자의 고상 실란트층의 구조는 이에 국한되지 않으며, 고상 실란트층의 빈 공간은 둘 이상일 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(200)의 경우, 고상 실란트층(230)의 빈 공간(G)이 기판(210)과 보호부(240)의 마주보는 측면의 일부를 상호 간 노출시키는 형태인 것으로 도시 참조하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 전계발광소자의 고상 실란트층의 빈 공간은 기판과 보호부 중 어느 한 쪽만 노출시키거나 둘 다 노출시키지 않는 형태일 수 있다.

또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(200)의 경우, 고상 실란트층(230)의 빈 공간(G)이 픽셀부(220)을 둘러싸는 한겹의 테두리 형태인 것으로 도시 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 고상 실란트층의 빈 공간은 픽셀부를 둘러싸는 두 겹 이상의 테두리 형태일 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자의 단면도 및 부분 확대도이다.

도 6은 도 5 상의 전계발광소자의 E-F 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자(300)는 기판(310) 상에 두 개의 전극 사이에 발광층을 포함하는 픽셀부(320)가 형성된다.

또한, 픽셀부(320)을 덮는 고상 실란트층(330)이 형성된다. 상세하게는, 픽셀부(320)의 외곽 영역에 테두리 형태로 소정 폭의 제 1 및 제 2 빈 공간(G1, G2)을 갖도록 고상 실란트층(330)이 형성된다.

고상 실란트층(330)은 고상 실란트(330a)와 고상 실란트(330a)에 분포된 게터(330b)를 포함한다.

한편, 제 1 빈공간(G1)에 의해 구분되는 최외곽의 실링 영역에는 게터(330b)가 분포되지 않은 고상 실란트(330a)만으로 최외곽 실란트층(도 5의 330a)을 형성한다.

위에서 설명한 고상 실란트층(330)의 제 1 및 제 2 빈 공간(G1, G2)은 수분, 산소 등이 외부로부터 소자 내부로 침투하는 경로를 늘리고, 그 일부를 차단하는 효과가 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 경우, 최외곽의 고상 실란트층에는 게터(330b)가 없으므로, 게터(330b)가 분산된 고상 실란트층(330)으로 최외곽 실란트층을 형성한 경우보다 외부의 수분과 산소 등의 소자 내부로의 유입이 부분적으로 더 차단되는 효과가 있다.

또한, 고상 실란트층(330)을 사용하여 기판(310)과 보호부(340)를 밀봉하는 봉지구조를 형성하므로, 합착과정에서의 실란트의 범람으로 인한 스크라이빙 불량 문제를 해결할 수 있다.

이상 본 발명의 제 2 및 제 3 실시예들에 따른 각 전계발광소자는 픽셀부의 외곽영역에 소정 크기의 빈 공간을 하나 이상 갖는 고상 실란트층을 포함하는 것으로 도시 참조하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 전계발광소자의 고상 실란트층에 포함되는 빈 공간의 형성 위치는 픽셀부의 외곽 영역에 한정되지 않는다.

또한, 이상 본 발명의 제 3 실시예에서는 최외곽 영역에 형성된 고상 실란트층에만 게터가 빠진 경우로 도시 참조하여 설명하였으나, 본 발명에 따른 전계발광소자의 고상 실란트층의 구조는 이에 국한되지 않으며, 둘 이상의 빈 공간에 의해 셋 이상의 층으로 고상 실란트층이 구분되는 경우, 게터는 교번하는 층마다 없을 수도 있고, 최외곽에 형성된 고상 실란트층과 중간에 형성된 고상 실란트층의 일부를 제외한 나머지 고상 실란트층에 선택적으로 게터가 분산 포함될 수도 있다.

도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 단계별 공정도이다.

도 7a를 참조하면, 픽셀부 형성단계로, 기판(210) 상에 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부(220)를 형성한다. 또한, 픽셀부(220)와 전기적으 로 연결되며 동시에 기판(210) 상의 일측 또는 기판(210)의 외부에 형성된 구동부와 전기적으로 연결되어 구동 신호를 픽셀부(220)에 인가하는 배선부를 형성한다.

도 7b를 참조하면, 실란트 형성단계로, 픽셀부(220)가 형성된 기판(210) 상에 픽셀부(220)의 외곽 영역에 픽셀부(220)를 둘러싸는 테두리 형태의 빈 공간(G)을 포함하도록 고상 실란트층(230)을 형성한다.

상세하게는 양면 테이프처럼 두 개의 보호 필름 사이에 일정 두께로 형성된 고상 실란트층(230)을 예를 들어, 롤러를 이용한 프린팅 방식으로 보호 필름을 제거한 뒤, 픽셀부(220)가 형성된 기판(210) 상에 라미네이션(lamination)한다.

이때, 빈 공간(G)에 의해 구분되는 페이스 실링 영역과 엣지 실링 영역에 형성되는 고상 실란트층(230)은 서로 다른 종류일 수 있으며, 엣지 실링 영역에 형성되는 최외곽의 실란트층에는 게터가 포함되지 않을 수도 있다.

이상의 고상 실란트층(230)은 충분한 밀봉 효과를 위해, 5~50㎛ 범위의 두께로 형성할 수 있다.

도 7b의 C-D 단면을 도시한 도 7c를 참조하면, 보호부 형성단계로, 고상 실란트층(230)이 형성된 기판(210) 상에 보호부(240)을 압착하여 기판(210)과 보호부(240)을 밀봉한다.

보호부(240)는 예를 들어, Al₂O₃, AlON, AlN, SiO₂, SiO₃N₄, SiON, MgO으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 포함하는 무기막으로 형성될 수 있다.

또한, 보호부(240)는 파릴렌, 테프론, 폴리아크릴레이트 중 어느 하나 또는 하나 이상을 포함하는 폴리머로 형성될 수 있다.

이상 본 발명에 따른 전계발광소자의 제조방법은 고상 실란트층을 적용한 봉지 구조로 합착과정에서 실란트의 범람을 방지할 수 있으므로, 스크라이빙 불량문제를 해결할 수 있고, 생산 수율 또한 향상시킬 수 있다.

이상 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전계발광소자는 발광 방향, 구동 방식 등에 제한을 받지 않는다.

또한, 이상 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전계발광소자는 픽셀부에 포함된 발광층에 유기물뿐만 아니라 무기물 또한 적용가능하다.

이상 다양한 실시예들로 본 발명에 대하여 서술하였으나, 본 발명의 범위는 전술한 상세 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고, 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 생산 수율을 향상시킬 수 있는 전계발광소자 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (16)

1. 기판;

   상기 기판 상에 형성된 두 개의 전극과 상기 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부;

   상기 기판 상에 상기 픽셀부를 덮도록 형성된 보호부; 및

   상기 기판과 상기 보호부를 밀봉하며, 게터를 포함하는 고상 실란트를 포함하는 전계발광소자.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 고상 실란트는 일부 영역에 하나 이상의 빈 공간을 갖는 전계발광소자.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 고상 실란트의 상기 빈 공간은 상기 기판 상에 형성된 상기 픽셀부의 외곽을 둘러싸는 테두리 형태로 형성된 전계발광소자.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,

   상기 고상 실란트의 상기 빈 공간은 상기 기판과 상기 보호부 각각의 마주보는 측면의 일부를 노출시키도록 형성된 전계발광소자.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 고상 실란트는 일부 영역에 선택적으로 상기 게터를 포함하는 전계발광소자.
6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서,

   상기 고상 실란트는 최외곽 영역과 구분되는 영역에 상기 게터가 분포된 전계발광소자.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 발광층은 유기물을 포함하는 전계발광소자.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 픽셀부는 박막트랜지스터를 포함하는 전계발광소자.
9. 기판 상에 두 개의 전극 사이에 발광층을 포함하는 픽셀부를 형성하는 픽셀부 형성단계;

   게터를 포함하는 고상 실란트로 상기 픽셀부를 덮는 층을 형성하는 실란트 형성단계; 및

   상기 픽셀부를 덮으며 상기 고상 실란트에 의해 상기 기판과 밀봉되는 보호부를 형성하는 보호부 형성단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 실란트 형성단계는 일부 영역에 하나 이상의 빈 공간을 갖도록 상기 고상 실란트로 층을 형성하는 전계발광소자의 제조방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 실란트 형성단계는 상기 픽셀부를 둘러싸는 테두리 형태로 상기 빈 공간을 형성하는 전계발광소자의 제조방법.
12. 제 10항 또는 제 11항에 있어서,

    상기 실란트 형성단계는 상기 기판과 상기 보호부 각각의 마주보는 측면의 일부를 노출시키도록 상기 빈 공간을 형성하는 전계발광소자의 제조방법.
13. 제 9항에 있어서,

    상기 실란트 형성단계는 일부 영역에 선택적으로 상기 게터를 포함하는 고상 실란트로 상기 픽셀부를 덮는 층을 형성하는 전계발광소자의 제조방법.
14. 제 9항 또는 제 13항에 있어서,

    상기 실란트 형성단계는 최외곽 영역과 구분되는 영역에만 상기 게터를 포함하도록 상기 고상 실란트로 상기 픽셀부를 덮는 층을 형성하는 전계발광소자의 제 조방법.
15. 제 9항에 있어서,

    상기 픽셀부 형성단계는 상기 발광층을 유기물을 포함하도록 형성하는 전계발광소자의 제조방법.
16. 제 9항에 있어서,

    상기 픽셀부에 포함되는 상기 두 개의 전극 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 전계발광소자의 제조방법.

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