KR100883075B1 - 전계발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판, 기판 상에 형성된 픽셀부, 및 픽셀부와 대응되는 일부 영역이 기판과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 가지며, 픽셀부를 덮도록 기판과 밀봉되는 보호부를 포함하는 전계발광소자를 제공한다.
전계발광소자, 보호부, 곡률

Description

전계발광소자{Light Emitting Device}
도 1은 종래 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 설명*
100, 200, 300 : 전계발광소자 110, 210, 310 : 기판
120, 220, 320 : 픽셀부 150, 250, 350 : 게터(getter)
160, 260, 360 : 보호부 S : 실란트(sealant)
본 발명은 전계발광소자에 관한 것이다.
전계발광소자는 다양한 색의 발광이 가능하고 박막화 및 패턴 형성이 용이하 며, 구동전압이 낮고 발광효율이 높은 자발광 소자로 평판 표시소자 중 매우 활발히 연구되고 있는 기술분야의 하나이다.
전계발광소자는 두 개의 전극 사이에 형성된 발광층을 포함하는 픽셀부를 포함한다.
전계발광소자에는 수분, 산소, 자외선 등을 포함하는 외기(the air)와, 소자의 제조 공정 또는 사용 환경에서 소자에 가해질 수 있는 외력을 포함하는 열화 요인이 작용하였다. 특히, 외부의 수분과 산소는 유기물을 포함하는 픽셀부를 산화시키므로, 픽셀부의 열화 및 손상의 주원인으로 작용하여 소자의 수명에 치명적인 악영향을 끼쳤다. 따라서, 픽셀부를 보호하는 봉지 구조는 매우 중요하였다.
도 1은 종래 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 1의 단면도는 평면도의 A1-A2선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래 전계발광소자(100)는 기판(110) 상에 픽셀부(120)가 위치하였다. 픽셀부(120)는 애노드(122), 발광층(124) 및 캐소드(126)를 포함할 수 있으며, 능동 매트릭스 방식일 경우 도시하지는 않았지만, 애노드(122)와 연결된 박막 트랜지스터를 더 구비할 수 있었다.
애노드(122)는 발광층에 정공을 주입하기 위한 것으로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ICO(Indium Cerium Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide)와 같은 일함수가 높은 투명도전막으로 형성될 수 있었다.
캐소드(126)는 발광층에 전자를 주입하기 위한 것으로서, 일함수가 애노드(122)보다 낮은 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg) 중 어느 하나 또는 어느 하 나 이상을 포함하도록 형성할 수 있다. 전계발광소자(100)가 상부 발광형(Top-Emission type)일 경우, 캐소드(126)는 얇은 금속 전극 또는 얇은 금속과 투명 도전막이 적용되어 투과 전극으로 형성될 수도 있었다.
기판(110) 상에는 픽셀부(120)를 덮는 보호부로 예를 들어, 메탈 캡(160)이 실란트(S)에 의해 밀봉되었다. 메탈 캡(160)의 내측에는 게터(150)가 내장되어 수분 및 불순물 가스를 제거하였다.
메탈 캡(160)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 메탈 캡(160)은 픽셀부(120)의 테두리의 외곽 영역과 대응되는 일부 영역에 실란트(S)로 밀봉되는 실링 영역(W1)을 포함하는 제 1 면(160a)과, 제 1 면(160a)의 실링 영역(W1)의 내곽 영역에서 제 1 면(160a)을 기준으로 기판(110)과 멀어지는 방향으로 돌출 형성된 제 2 면(160c)을 포함하였다. 제 1 면(160a)과 제 2 면(160c)은 경사면(160b)에 의해 연결되었다.
종래 메탈 캡(160)은 일반적으로 2단으로 형성되었으나, 메탈 캡(160)의 구조는 도시한 바에 국한되지 않았다.
이상과 같은 구조를 갖는 메탈 캡(160) 즉, 종래 보호부(160)는 외부로부터 압력이 가해질 경우, 픽셀부(120)와 보호부(160)의 접촉 또는 픽셀부(120)와 게터(150)의 접촉에 의한 픽셀부(120)의 부분 열화 및 손상이 발생하였다.
또한, 전계발광소자(100)를 장시간 사용할 경우, 수분을 흡수한 게터(150)의 두께가 두꺼워져 픽셀부(120)와 접촉함에 따른 픽셀부(120)의 부분 열화 및 손상이 발생할 수 있었다. 이를 방지하기 위해 게터(150)의 양을 줄이면 충분한 흡습 기능 을 할 수 없었고, 픽셀부(120)와 게터(150) 사이의 공간 확보를 위해 보호부(160)에 게터(150)의 수용 공간을 크게 형성할 경우, 전계발광소자(100)의 전체 두께가 두꺼워지는 문제가 발생하였다.
따라서, 본 발명은 보호부 또는 게터와의 접촉에 의한 픽셀부의 열화 및 손상을 방지할 수 있는 전계발광소자를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기판, 기판 상에 형성된 픽셀부, 및 픽셀부와 대응되는 일부 영역이 기판과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 가지며, 픽셀부를 덮도록 기판과 밀봉되는 보호부를 포함하는 전계발광소자를 제공한다.
한편, 보호부는 전체가 하나의 곡률을 가질 수 있다.
다른 측면에서, 보호부는 하나 이상의 곡률을 갖는 영역을 포함하며, 곡률을 갖는 영역은 각각 기판을 기준으로 하나의 양의 곡률을 가질 수 있다.
이상의 보호부의 곡률을 갖는 영역은 보호부의 중앙을 기준으로 원점 대칭이 되도록 위치할 수 있다.
이상의 보호부는 기판과 가장 멀리 위치하는 영역의 픽셀부와 대향하는 측면에 게터(getter)를 포함할 수 있다.
이상의 보호부는 캡(cap)일 수 있다.
픽셀부는 두 개의 전극 사이에 형성된 유기 발광층을 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
<제 1 실시예>
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 2의 단면도는 평면도의 B1-B2선을 따라 절단한 단면도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(200)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.
기판(210) 상에는 픽셀부(220)가 위치한다. 픽셀부(220)는 애노드(222), 발광층(224) 및 캐소드(226)를 포함할 수 있으며, 전계발광소자(200)가 능동 매트릭스 방식일 경우 도시하지는 않았지만, 애노드(222)와 연결된 박막 트랜지스터가 더 구비될 수 있다.
애노드(222)는 발광층에 정공을 주입하기 위한 것으로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ICO(Indium Cerium Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide)와 같은 일함수가 높은 투명 도전막으로 형성될 수 있다.
캐소드(226)는 발광층에 전자를 주입하기 위한 것으로서, 일함수가 애노드(222)보다 낮은 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg) 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하도록 형성할 수 있다. 전계발광소자(200)가 상부 발광형(Top-Emission type)일 경우, 캐소드(226)는 얇은 금속 전극 또는 얇은 금속과 투명 도전막이 적용되어 투과 전극으로 형성될 수도 있다.
기판(210) 상에는 픽셀부(220)를 덮는 보호부로 예를 들어, 메탈 캡(260)이 실란트(S)에 의해 밀봉될 수 있다. 메탈 캡(260)의 내측에는 게터(250)가 내장되어 수분 및 불순물 가스를 제거할 수 있다. 이때, 게터(250)는 메탈 캡(260)의 픽셀부(220)와 가장 멀리 위치하는 영역의 픽셀부(220)와 대향하는 측면에 위치할 수 있다. 이는 게터(250)의 수분 흡수에 의한 부피 증가로 픽셀부(220)와 접촉하는 문제를 방지하기 위한 조건이다.
메탈 캡(260)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 메탈 캡(260)은 기판(210) 상의 픽셀부(220)의 테두리의 외곽 영역과 대응되는 일부 영역에 실란트(S)로 밀봉되는 실링 영역(W2)을 포함하는 제 1 면(260a)과, 제 1 면(260a)의 실링 영역(W1)의 내곽 영역에서 제 1 면(260a)을 기준으로 기판(210)과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 갖는 제 2 면(260c)을 포함한다. 제 1 면(260a)과 제 2 면(260c)은 제 3 면(260b)에 의해 연결될 수 있다.
제 3 면(260b)은 평평한 면인 경우로 도시 설명하였으나, 제 1 면(260a)을 기준으로 기판(210)과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 가질 수도 있다. 이는 평평한 면보다 곡률을 갖는 면이 외력에 의한 변형에 대한 내구성이 더 좋아지기 때문이다.
이상과 같은 메탈 캡(260) 즉, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보호부(260)는 제 2면(260c)이 곡률을 갖는 형상이므로, 직선형태의 단층을 갖는 형상의 종래 보호부보다 변형에 대한 내구력이 크게 향상된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(200)는 외력에 의한 픽셀부(220)의 열화 및 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 보호부(260)의 픽셀부(220)와 대향하는 측면이 오목한 곡률을 가지므로, 픽셀부(도 1의 120참조)와 대향하는 측면이 평평했던 종래 보호부(도 1의 160)에 비해 상대적으로 많은 양의 게터 수용 공간을 확보할 수 있어 수분에 의한 픽셀부(220)의 손상을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(200)의 보호부(260)의 곡률을 갖는 제 2 면(260c) 및 제 3 면(260b)은 보호부(260)의 중앙을 기준으로 원점 대칭의 형상일 수 있다. 이는 보호부(260)에 가해질 수 있는 외력의 균일한 분산 효과를 극대화하기 위한 조건이다.
<제 2 실시예>
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자의 구조를 도시한 평면도 및 단면도이다. 도 3의 단면도는 평면도의 C1-C2선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광소자(200)와 동일한 원리 및 구조에 따라 기판(310) 상에 픽셀부(320)가 위치한다. 픽셀부(310)는 애노드(322), 발광층(324), 캐소드(326)를 포함할 수 있다.
또한, 기판(310) 상에는 픽셀부(320)를 덮는 보호부로 예를 들어, 메탈 캡(360)이 실란트(S)에 의해 밀봉될 수 있다. 메탈 캡(360)의 내측에는 게터(350) 가 내장되어 수분 및 불순물 가스를 제거할 수 있다.
메탈 캡(360)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다. 메탈 캡(360)은 기판(310) 상의 픽셀부(320)의 테두리의 외곽 영역과 대응되는 일부 영역에 실란트(S)로 밀봉되는 실링 영역(W3)을 포함하는 제 1 면(360a)과, 제 1 면(360a)의 실링 영역(W3)의 내곽 영역에서 제 1 면(360a)을 기준으로 기판(310)과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 갖는 제 2 면(360b)을 포함한다.
이상 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 보호부(360)의 곡률을 갖는 제 2 면(360b)은 보호부(360)의 중앙을 기준으로 원점 대칭의 형상일 수 있다. 이는 보호부(360)에 가해질 수 있는 외력의 균일한 분산 효과를 극대화하기 위한 조건이다.
이상과 같은 구조를 갖는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 보호부(360)는 기판(310)과 접촉하며 밀봉되는 제 1 면(360a)과 구분되는 제 2 면(360b) 전체가 하나의 곡률을 가지며, 응력의 집중이 발생할 수 있는 절곡부가 존재하지 않기 때문에 일부 영역에 절곡부가 존재하는 종래 전계발광소자(도 1의 100)의 보호부(도 1의 160)보다 외력에 의한 변형에 대해 내구력이 크게 향상된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)는 외력에 의한 픽셀부(320)의 열화 및 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 보호부(360)의 픽셀부(320)와 대향하는 측면이 오목한 곡률을 가지므로, 픽셀부(도 1의 120참조)와 대향하는 측면이 평평했던 종래 보호부(도 1의 160)에 비해 상대적으로 많은 양의 게터 수용 공간을 확보할 수 있어 수분에 의한 픽셀부(320)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광소자(300)의 보호부(360)는 전체적으로 곡률을 가지므로 외광이 보호부(360)를 통해 소자 내부로 입사되거나 픽셀부(320)의 발광하는 빛이 발산될 때 보호부(360)의 곡률에 의해 반사되어 산란되는 효과가 있어 보호부(360) 상에 흰띠가 보이는 문제를 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서는 픽셀부의 구조를 설명함에 있어, 기판 상에 애노드, 발광층, 캐소드의 순으로 적층된 구조로 설명하였으나, 본 발명의 픽셀부의 구조는 이에 국한되지 않는다.
이상 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서는 보호부를 메탈 캡인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 보호부는 메탈 캡에 한정되지 않으며, 일정 응력 범위에서 탄성 영역을 가지며, 소성 가공이 가능한 다양한 재질의 캡은 모두 적용 가능하다. 또한, 보호부는 재질에 따라 사출 성형 방법으로 형성될 수도 있다.
이상 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서는 보호부의 제 1 면과 구분되는 제 2 면이 곡률을 갖는 형태로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 전계발광소자의 보호부의 형태는 이에 국한되지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 전계발광소자의 보호부는 둘 이상의 곡률을 가질 수도 있고, 일부 영역이 평평할 수도 있다.
본 발명의 픽셀부에 포함되는 발광층은 유기물, 무기물 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명은 보호부 또는 게터와의 접촉에 의한 픽셀부의 열화 및 손상을 방지할 수 있는 전계발광소자를 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성된 픽셀부; 및
    상기 픽셀부와 대응되는 일부 영역이 상기 기판과 멀어지는 방향으로 양의 곡률을 가지며, 상기 픽셀부를 덮도록 상기 기판과 밀봉되는 보호부를 포함하는 전계발광소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보호부는 전체가 하나의 곡률을 갖는 전계발광소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보호부는 하나 이상의 곡률을 갖는 영역을 포함하며, 상기 곡률을 갖는 영역은 각각 상기 기판을 기준으로 하나의 양의 곡률을 갖는 전계발광소자.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 보호부의 상기 곡률을 갖는 영역은 상기 보호부의 중앙을 기준으로 원점 대칭이 되도록 위치하는 전계발광소자.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보호부는 상기 기판과 가장 멀리 위치하는 영역의 상기 픽셀부와 대향하는 측면에 게터(getter)를 포함하는 전계발광소자.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 보호부는 캡(cap)인 전계발광소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 픽셀부는 두 개의 전극 사이에 형성된 유기 발광층을 포함하는 전계발광소자.
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