KR101076433B1 - 캡 부착 방법 및 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정에 있어, 스캔 라인과 데이터 라인에 영향을 미치지 않음과 동시에 캡의 밀림 현상을 방지할 수 있는 캡 부착 방법 을 개시한다. 본 발명에 따른, 실란트를 이용한 캡 부착 방법은 실란트 분배 장치에 캡을 로딩하는 단계; 스캔 라인과 데이터 라인이 배열된 기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 분배하는 단계; 패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 분배하는 단계; 및 실란트가 분배된 캡을 기판에 대응시켜 가압하여 기판에 부착하는 단계를 포함한다.

실란트, 스페이서

Description

캡 부착 방법 및 유기 전계 발광 소자{Method for adhering a cap and an organic electroluminescent device}

도 1은 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 단면도.

도 2는 도 1에 도시된, 캡을 제거한 상태의 유기 전계 발광 소자의 평면도.

도 3은 파이버 타입 스페이서의 사시도.

본 발명은 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 공정에서의 캡 부착 방법에 관한 것으로서, 특히 라인의 배열 형태에 따라 캡의 실란트 영역에 서로 다른 종류의 실란트를 분배하는 단계를 포함한 캡 부착 방법 및 그에 따라 제조된 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.

이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 기본적인 구조를 갖고 있다. 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구성은, 유리 기판(1), 유리 기판(1) 상부에 형성되어 애노드(anode) 전극으로 사용되는 인듐 주석 산화물층(2; Indium Tin Oxide film ; 이하, "ITO 층"이라 칭함), 절연층과 유기물층(3) 및 캐소드(cathode) 전극인 금속 전극(4)이 순서적으로 적층된 구조이다.

이러한 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음의 단계들을 거쳐 제조된다. 먼저, 유리 기판(1) 상에 진공 증착법을 이용하여 ITO 층(2)을 증착하고, 이 ITO 층(2)을 사진식각법(photolithography)으로 패터닝(patterning)한다.

이후, 패터닝된 ITO 층(2) 상에 절연층(도시되지 않음), 유기물층(3) 및 격벽(W)을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 각 격벽(W)은 ITO 층(2)과 수직을 이룬다. 절연층 상에는 유기물층(3)을 형성하고, 유기물층(3) 상에 캐소드 전극으로 작용하는 금속막(4)을 증착한다. 여기서, 각 격벽(W)은 ITO 층(2) 상에 다수의 금속막(4)을 분리된 상태로 증착하기 위하여 형성된다.

도 2는 도 1에 도시된 유기 전계 발광 소자의 평면도로서, 편의상 도 1에 도시된 캡(6)을 제거한 상태를 도시하였다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 액티브 영역(A)에 형성된 다수의 ITO층(2)과 금속층(4)은 액티브 영역(A) 외곽으로 연장되며, 각 단부가 기판(1)의 한 부분으로 집중되어 패드부(P)를 형성하게 된다. 이하의 설명에서는 다수의 ITO층(2)을 "데이터 라인"으로, 다수의 금속층(4)을 "스캔 라인"으로 칭한다.

상술한 바와 같은 공정을 통하여 각 요소들(2, 3, 4 및 W)로 이루어진 액티브 영역(A)을 형성한 후, 실란트(5; sealant)를 이용하여 캡(6)을 기판(1)의 외곽부에 부착한다. 캡(6)이 부착되는 영역은 기판(1) 외곽부, 즉 액티브 영역(A)의 외 측 영역이다. 캡(6)에 의하여 모든 액티브 영역(A)은 외부와 완전히 격리되며, 데이터 라인(2)과 스캔 라인(4)이 집중된 패드부(P)만이 캡(6)의 외부로 노출된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 캡(6)과 기판(1) 사이에는 소정의 밀폐 공간이 형성되며, 이 밀폐 공간 내에 위치한 상술한 요소들은 습기 등과 같은 외부의 환경에 영향을 받지 않는다.

한편, 소자를 구성하는 유기물은 수분과 열에 취약한 특성을 갖고 있으며, 따라서 캡(6)은 금속(또는 글라스)으로 제조되며, 실란트(5)로서는 자외선 (U.V.) 경화성 접합제가 사용된다. 또한 캡(6)의 중앙부 저면에는 (유기 물질로 이루어진) 테이프(7)에 의하여 흡습(吸濕)제인 게터(8; getter)가 부착되어 있다.

캡(6)의 부착에 사용되는 실란트(5)에는 접착제 성분 이외에 스페이서(spacer)들이 함유되어 있다. 스페이서는 소정의 체적을 가진 입자로서, 캡(6)과 기판(1) 표면 간에 소정의 높이를 유지하기 위하여 실란트(5)에 첨가된다. 스페이서는 그 형태에 따라서 도 3에 도시된 바와 같은 일정한 길이를 갖는 원통형 파이버(fiber) 타입 스페이서 및 구(球)형인 볼(ball) 타입 스페이서로 구분된다.

이러한 파이버 타입 스페이서 또는 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트(5)를 이용하여 캡(6)을 기판(1)에 부착할 때 다음과 같은 문제점들이 발생된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 액티브 영역(A)의 좌측 및 우측(도 2 기준) 영역에 형성된 스캔 라인들(4)은 비교적 넓은 간격을 유지하고 있다. 그러나, 액티브 영역(A)의 하부(도 2 기준)에 형성된 패드부(P)에는 한정된 면적의 기판(1) 상에 스캔 라인들(4) 뿐만 아니라 데이터 라인들(2)이 함께 형성되어 있기 때문에 라인 들(2 및 4)은 간격이 매우 좁은 상태로 존재하게 된다.

캡(6)을 부착하기 위하여 패드부(P)에 인접한 캡 부착 영역(S1)에 실란트(5), 특히 파이버 타입 스페이서들이 함유되어 있는 실란트가 분배된 캡(6)이 부착될 경우, 다량의 파이버 타입 스페이서들이 각 라인(2, 4) 상에 위치하게 된다.

캡(6)의 부착을 위하여 일정한 압력이 가해질 때, 패드부(P)에 인접한 영역(S1) 상에 배열된, 전류가 흐르는 스캔 라인(4) 상에 위치한 소정 길이를 갖는 다량의 파이버 타입 스페이서들이 눌려지게 되며, 따라서 눌려진 스페이서에 의하여 스캔 라인(4)의 일부가 손상(절단)된다.

스페이서에 의하여 손상된 스캔 라인(4)에는 저항이 증가되며, 따라서 스페이서들이 위치한 스캔 라인(4)과 스페이서가 존재하지 않는 스캔 라인(4) 사이에 저항 차이가 발생하게 된다. 결국 이러한 스캔 라인(4) 간의 저항 차이로 인하여 동일한 발광 소자 내에서 부분적으로 휘도 차이가 발생하게 된다.

또한, 단일 스캔 라인(4) 상에 다량의 스페이서가 위치하여 스캔 라인(4)의 손상 정도가 커지면 저항이 더욱 증가하게 되며, 그로 인하여 소자의 일부에서 발광 현상이 일어나지 않는 문제점도 발생한다.

한편, 파이버 타입의 스페이서와 달리 볼 타입 스페이서를 이용할 경우, 스페이서는 스캔 라인(4)과 점접촉 형태로 접촉하기 때문에 스페이서들이 눌려지지 않고 스캔 라인(4)이 손상(절단)되지 않아 스캔 라인(4)의 저항이 크게 증가되는 현상은 일어나지 않는다. 그러나, 구형의 스페이서의 형상에 의하여 캡(6)은 기판(1)의 정확한 설정 위치로부터 벗어난 위치에 부착될 수 있다.

즉, 기판(1)의 캡 부착 영역(S1 및 S2)에 볼 타입 스페이서 함유 실란트가 분배된 캡(6)의 영역을 대응시킨 상태에서 캡(6)을 기판(1)에 대하여 가압하게 되면, 실란트(5)에 함유된 구형 스페이서들이 기판(1) 상에서 구르게 되며, 따라서 캡(6) 역시 구르는 스페이서들에 의하여 어느 방향으로 밀려나가게 된다. 이러한 현상에 의하여 캡(6)에 의하여 완전 밀봉 상태에 있어야 하는 부분들이 외부로 노출될 수 있으며, 이는 소자의 신뢰성에 상당한 영향을 미치게 된다.

따라서 본 발명은 유기 전계 발광 소자의 제조 공정 중, 실란트를 이용한 캡의 부착 공정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스캔 라인의 손상 방지 및 저항 증가를 방지함과 동시에 캡의 밀림 현상을 방지할 수 있는 캡 부착 방법 및 이를 이용하여 제조된 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른, 실란트를 이용한 캡 부착 방법은 실란트 분배 장치에 캡을 로딩하는 단계; 스캔 라인과 데이터 라인이 배열된 기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 분배하는 단계; 패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 분배하는 단계; 및 실란트가 분배된 캡을 기판에 대응시켜 가압하여 기판에 부착하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 스캔 라인과 데이터 라인이 배열된 기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에는 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 통하여 캡의 대응 영역이 부착되며, 패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에는 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 통하여 캡의 대응 영역이 부착된다.

본 발명자들은 실란트를 이용한 캡의 부착 공정에서 발생되는 스캔 라인의 저항 증가 및 절단 현상은 파이버 타입의 스페이서에 의하여, 그리고 캡의 밀림 현상은 구형 스페이서에 의하여 각각 발생된다는 점을 착안하여 본 발명을 발명하였다.

이하, 본 발명에 따른 캡 부착 방법을 도 2를 통하여 상세히 설명한다.

본 발명을 이용한 캡 부착 과정은, 먼저 각종 소자들이 형성되어 있는 액티브 영역(A)을 포함한 기판(1)에 부착되는 캡들을 실란트 분배 장치 상에 로딩시킨다. 도 2에 도시된 바와 같이, 캡이 부착될 (제조 완료된) 기판에는 액티브 영역(A)에 형성된 다수의 ITO층(2; 데이터 라인)과 금속층(4; 스캔 라인)이 액티브 영역(A) 외곽으로 연장되며, 기판(1)의 일 단부에는 스캔 라인(4)과 데이터 라인(2)들의 단부가 집중되는 패드부(P)가 형성된다.

한편, 다수의 캡(6)들은 캡 트레이(cap tray)에 적재된 상태로 실란트 분배 장치에 로딩되며, 도시되지 않은 실란트 분배 장치에는 실란트를 분배하는 2개의 주사기(syringe)가 단일 세트로 장착되어 있으며, 이 주사기들은 파이버 타입 스페이서가 함유된 실란트 및 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트가 각각 담겨져 있다.

캡(6)들이 로딩된 후, 실란트 분배 장치가 가동하여 캡(6)의 외곽부인 실란트 분배 영역에 실란트를 분배한다. 여기서, 스캔 라인(4)들과 데이터 라인(2)들이 집중되어 있는 패드부(P)에 인접한 캡 부착 영역(S1)과 대응하는 캡(6)의 실란트 분배 영역에는 제 1 주사기(도시되지 않음)에 담겨져 있는, 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트가 분배되며, 그 외의 영역, 즉 기판(1)의 캡 부착 영역(S2)과 대응하는 캡(6)의 영역에는 제 2 주사기(도시되지 않음)에 담겨져 있는, 파이버 타입 스페이서가 함유된 실란트가 각각 분배된다.

이러한 다른 종류의 실란트 분배 동작은 제어기를 통하여 각 주사기로 공급되는 압력을 제어함으로서 이루어질 수 있다. 즉, 제어기는 주사기 세트가 이동하여 패드부(P)에 인접한 캡 부착 영역(S1)과 대응하는 캡의 영역에 도달할 때, 제 1 주사기에만 압력을 공급하며, 그 후 기판(1)의 그 외의 캡 부착 영역(S2)에 대응하는 영역에 도달할 때에는 제 2 주사기에만 압력을 공급함으로서 각 영역에 맞추어 실란트를 선택, 분배할 수 있다.

이후, 실란트(5)가 분배된 캡(6)들을 기판(1)에 가압함으로서 실란트(5)를 통하여 기판(1)의 캡 부착 영역(S1 및 S2)에 캡(6)이 부착된다.

전술한 바와 같이, 패드부(P)에 인접한 캡 부착 영역(S1)에는 다수의 스캔 라인(4)과 데이터 라인(2)들이 좁은 간격을 유지한 상태로 배열되어 있기 때문에 캡(6) 부착시, 각 라인 상에 다량의 스페이서가 위치하게 된다. 그러나, 실란트에 함유된 구형 타입의 스페이서는 각 라인과 점접촉 형태로 접촉하게 되며, 따라서 파이버 타입 스페이서와 같이 스페이서들이 눌려지지 않으며, 또한 스캔 라인(4)이 손상(절단)되지 않아 스캔 라인(4)의 저항이 크게 증가되는 현상은 일어나지 않는다.

한편, 패드부(P)에 인접한 영역(S1) 이외의 캡 부착 영역(S2)에 대응하는 캡(6)의 영역에는 파이버 타입 스페이서가 함유되어 있는 실란트가 분배되어 있기 때문에 이 영역(S2) 상에서 다수의 파이버 타입 스페이서들은 그 방향이 서로 다르게 배열된다. 즉, 도 2를 기준으로 해서, 일부 파이버 타입 스페이서들은 길이가 좌우 방향으로 배열되고, 또 일부 파이버 타입 스페이서들은 상하 방향으로 배열될 수 있다. 또한 일부는 상하 좌우가 아닌 다양한 각도의 사선 형태로 배열될 수 있다.

따라서, 캡 부착 공정 과정에서, 예를 들어 캡(6)에 수평 방향(도 2 기준으로서 화살표 방향)의 외력이 가해질 경우, 상하 방향으로 배열된 파이버 타입 스페이서는 그 외력에 의하여 화살표 방향으로 굴러갈 수 있다. 그러나, 상하 방향이 아닌 나머지 방향(즉, 좌우 방향 및 사선 방향)으로 배열된 스페이서들은 외력이 작용하더라도 이동하지 않게 된다.

결과적으로, 실란트(5)에 의하여 기판(1)에 부착된 캡(6)에 어떠한 방향으로의 외력이 작용하더라도 서로 다른 방향으로 배열된 파이버 타입 스페이서들에 의하여 캡(6)은 기판(1) 상의 최초 부착 위치로부터 벗어나지 않는다.

한편, 패드부(P)에 인접한 영역(S1) 이외의 캡 부착 영역(S2)에 배열된 스캔 라인(4)들은 인접한 다른 라인과는 비교적 넓은 간격을 유지하고 있다. 따라서 이 영역(S2)에 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트가 분배된 캡의 영역이 부착될지라도 (패드부(P)에 인접한 영역(S1)의 라인 상에 위치하는 스페이서의 수와 비교하 여) 각 라인 상에 위치하는 스페이서의 수가 현저하게 적다.

결과적으로, 패드부(P)에 인접한 캡 부착 영역 (S1)이외의 영역(S2)에서는 파이버 타입 스페이서가 함유된 실란트를 통하여 캡(6)이 부착될지라도 스캔 라인의 손상(절단) 및 그로 인한 저항의 증가는 발생되지 않는다.

이상과 같이 데이터 라인과 스캔 라인들이 좁은 간격을 두고 배열된 패드부와 인접한 캡 부착 영역에는 구형 타입 스페이서가 함유된 실란트를, 비교적 넓은 간격을 두고 스캔 라인들이 배열되어 있는 캡 부착 영역에는 파이버 타입 스페이서가 함유된 실란트에 의하여 캡이 부착됨으로서 파이버 타입 스페이서와 볼 타입 스페이서의 형상에 따른 특성을 동시에 이용할 수 있다. 따라서 본 발명은 어느 한 타입의 스페이서만을 함유한 실란트를 이용할 때 발생되는 캡의 밀림 현상 및 스캔 라인의 저항 증가 현상 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

위에서 설명한 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 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

즉, 위의 설명에서는 실란트를 캡에 분배한 상태에서 캡을 기판에 부착한 상태를 설명하였으나, 기판의 캡 부착 영역에 동일한 방법으로 실란트를 분배한 후 캡을 부착할 수 있음은 물론이다.

Claims (3)

1. 소자들이 형성된 기판에 실란트를 이용하여 상기 소자들을 밀봉하는 캡을 부착하는 방법에 있어서,

   기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 분배하는 단계;

   패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 분배하는 단계; 및

   캡을 기판에 대응시켜 가압하여 부착하는 단계를 포함하는 캡 부착 방법.
2. 소자들이 형성된 기판에 실란트를 이용하여 상기 소자들을 밀봉하는 캡을 부착하는 방법에 있어서,

   기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 분배하는 단계;

   패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에 부착될 캡의 영역 상에 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 분배하는 단계; 및

   캡을 기판에 대응시켜 가압하여 부착하는 단계를 포함하는 캡 부착 방법.
3. 소자들이 형성된 기판 및 상기 기판에 실란트를 통해 부착되어 상기 소자들을 밀봉하는 캡을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   기판의 패드부에 인접한 캡 부착 영역에는 볼 타입 스페이서가 함유된 실란트를 통하여 캡의 대응 영역이 부착되며, 패드부에 인접한 캡 부착 영역을 제외한 캡 부착 영역에는 파이버 타입 스페이서를 함유한 실란트를 통하여 캡의 대응 영역이 부착된 유기 전계 발광 소자.

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