KR101461032B1 - 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

기판과 캡 사이의 본딩 영역을 넓혀 외부의 수분이나 산소의 침투를 차단할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 발광영역과 본딩영역을 포함하는 기판과, 기판의 본딩영역 위에 위치하고 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 금속 배선과, 금속 배선 위에 형성되고 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 적어도 하나의 절연층과, 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 절연층 위에 형성되는 밀봉재와, 밀봉재에 부착되어 기판의 발광영역을 봉지하는 캡을 포함하여 구성될 수 있다.
금속배선, 본딩영역, 굴곡, 밀봉재, 용융점

Description

유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법{Organic Electroluminescence Device and method for fabricating the same}
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 기판과 캡 사이의 본딩 영역을 넓혀 외부의 수분이나 산소의 침투를 차단할 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 전계 발광 소자는 전자 주입을 위한 음극과 정공 주입을 위한 양극 사이에 형성된 유기막에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다.
플라스틱 같은 휠 수 있는(flexible) 투명 기판 위에도 소자를 형성할 수 있을 뿐 아니라, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 EL 디스플레이에 비해 낮은 전압에서 (약 10V 이하) 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 비교적 적으며, 색감이 뛰어나다는 장점이 있다.
또한, 유기 전계 발광 소자는 녹색, 청색, 적색의 3가지 색을 나타낼 수가 있어 차세대 풀 컬러 디스플레이(full color display) 소자로 많은 사람들의 많은 관심의 대상이 되고 있다.
그러나, 유기 전계 발광 소자는 수분이나 산소 등에 의해 쉽게 열화되어 수명이 줄어드는 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 이를 해결하기 위해, 유기 전계 발광 소자 상부에 캡(cap)을 덮어 봉지함으로써, 외부의 수분이나 산소 등을 차단하였다.
여기서, 캡은 유기 전계 발광 소자의 기판 위에 밀봉재 등에 의해 합착되는데, 기판과 밀봉재 사이의 경계면, 또는 캡과 밀봉재 사이의 경계면을 통해 외부의 수분이나 산소가 소자 내부로 침투하여 소자의 수명을 저하시키는 문제가 여전히 존재하였다.
본 발명의 목적은 이러한 문제들을 해결하기 위한 것으로, 기판과 캡 사이의 본딩 영역을 늘려 수분이나 산소의 침투를 차단함으로써, 소자의 수명 및 강도를 증가시킬 수 있는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 발광영역과 본딩영역을 포함하는 기판과, 기판의 본딩영역 위에 위치하고 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 금속 배선과, 금속 배선 위에 형성되고 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 적어도 하나의 절연층과, 표면이 불균일한 굴곡을 갖는 절연층 위에 형성되는 밀봉재와, 밀봉재에 부착되어 기판의 발광영역을 봉지하는 캡을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 금속 배선의 최상층과 상기 최상층 하부에 인접한 층은 서로 다른 용융점을 갖는 금속으로 이루어지고, 금속 배선의 최상층은 최상층 하부에 인접한 층보다 더 높은 용융점을 가질 수 있다.
이때, 금속 배선의 최상층은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 중 어느 한 금속으로 이루어지고, 최상층 하부에 인접한 층은 Al, Ag, Au, Cu 중 어느 한 금속으로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 제조방법은 발광영역과 본딩영역을 갖는 기판과, 기판의 발광영역을 봉지하기 위한 캡을 준비하는 단계와, 기판의 본딩영역에 용융점이 서로 다른 둘 이상의 금속층을 적층하여 금속배선을 형성하는 단계와, 금속배선 위에 적어도 하나의 절연층을 형성하는 단계와, 절연층의 본딩영역 위에 밀봉재를 형성하는 단계와, 밀봉재 위에 캡을 올리는 단계와, 기판의 본딩영역에 레이저를 인가하여, 금속배선 및 절연층의 표면이 불균일한 굴곡을 갖도록 금속배선의 금속층 일부 및 밀봉재를 용융시켜 캡을 기판의 본딩영역에 부착시키는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 금속배선의 금속층 중 어느 하나는 레이저보다 더 높은 용융점을 갖는 금속으로 이루어지고, 다른 하나는 레이저보다 더 낮은 용융점을 갖는 금속으로 이루어지며, 레이저보다 더 높은 용융점을 갖는 금속은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 중 어느 하나이고, 레이저보다 더 낮은 용융점을 갖는 금속은 Al, Ag, Au, Cu 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 기판과 캡을 본딩하기 위해, 레이저를 본딩영역에 인가할 때, 기판의 본딩영역에 위치하는 금속배선의 일부 금속층을 용융시켜 기판 표면에 불균일한 굴곡을 갖도록 함으로써, 기판과 캡 사이의 접착 면적을 증가시키고 외부의 수분이나 산소의 침투를 차단하여 소자의 수명을 증가시킬 뿐만 아니라, 소자의 강도를 증가시킬 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 보여주는 도면이고, 도 2는 기판과 캡이 부착되는 본딩영역을 상세히 보여주는 도면이다.
본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이, 발광영역과 본딩영역을 갖는 기판(100), 기판(100)의 발광영역에 형성되는 유기전계발광어레이(200), 유기전계발광어레이(200)을 봉지하는 캡(300)으로 크게 구성될 수 있다.
여기서, 기판(100)은 절연 유리, 플라스틱, 도전성 기판일 수 있다.
그리고, 유기전계발광어레이(200)는 제 1 전극, 유기물층, 제 2 전극 등을 포함한다.
여기서, 제 1 전극은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)를 사용할 수 있으며, 전면발광 구조인 경우에는 반사막이 더 추가될 수도 있다.
또한, 유기물층은 적어도 하나의 발광층을 포함할 수 있으며, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층, 전자주입층 중 어느 하나 이상의 층을 더 포함할 수도 있다.
여기서, 정공주입층은 제 1 전극으로부터 발광층으로 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
정공주입층은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다.
그리고, 정공수송층은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
정공수송층은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다.
이어, 발광층은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다.
발광층이 적색인 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1- phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층이 녹색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층이 청색인 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다.
이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 전자수송층은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전자수송층은 증발법 또는 스핀코팅법을 이용하여 형성할 수 있다.
전자수송층은 제 1 전극으로부터 주입된 정공이 발광층을 통과하여 제 2 전극으로 이동하는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다.
즉, 정공저지층의 역할을 하여 발광층에서 정공과 전자의 결합을 효율적이게 하는 역할을 할 수도 있다.
그리고, 전자주입층은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전자주입층은 전자주입층을 이루는 유기물과 무기물을 공증착법으로 형성할 수 있다.
여기서, 정공주입층 또는 전자주입층은 무기물을 더 포함할 수 있으며, 무기물은 금속화합물을 더 포함할 수 있다.
금속화합물은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함할 수 있다.
알칼리 금속 또는 알칼리 토금속을 포함하는 금속화합물은 LiQ, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, FrF, BeF2, MgF2, CaF2, SrF2, BaF2 및 RaF2로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
즉, 전자주입층내의 무기물은 제 2 전극으로부터 발광층으로 주입되는 전자의 호핑(hopping)을 용이하게 하여, 발광층내로 주입되는 정공과 전자의 밸런스를 맞추어 발광효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 정공주입층 내의 무기물은 제 1 전극으로부터 발광층으로 주입되는 정 공의 이동성을 줄여줌으로써, 발광층 내로 주입되는 정공과 전자의 밸런스를 맞추어 발광효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 본 발명은 한정되는 것은 아니며, 전자 주입층, 전자 수송층, 정공 수송층, 정공 주입층 중 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다.
이어, 제 2 전극은 일함수가 낮은 Mg, Ag, Al, Ca, 이들의 합금 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 유기전계발광어레이(200)는 반도체층, 게이트 전극, 소오스/드레인 전극 등을 포함하는 박막 트랜지스터를 더 포함할 수도 있다.
이때, 박막 트랜지스터는 반도체층 상부에 게이트 전극이 위치하는 탑(top) 게이트 구조일 수도 있고, 반도체층 하부에 게이트 전극이 위치하는 바텀(bottom) 게이트 구조일 수 있다.
여기서, 게이트 전극은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 게이트 전극은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다.
예를 들면, 게이트 전극은 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴 또는 몰리브덴/알루미늄의 2중층일 수 있다.
그리고, 드레인 전극 및 소오스 전극은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 드레인 전극 및 소오스 전극이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 드레인 전극 및 소오스 전극이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3중층으로 이루어질 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 유기전계발광어레이(200)를 덮는 보호막이 더 형성될 수도 있다.
여기서, 보호막은 유기전계발광어레이(200)를 외부의 물리적, 화학적 작용을 보호하기 위한 것으로, 유기막, 무기막, 또는 이들의 복합막으로 형성될 수 있다.
다음, 캡(300)은 유리 또는 금속를 함유한 투명한 재질로 이루어질 수 있는데, 캡(300)의 굴절률은 약 1.6 - 2일 수 있다.
그 이유는 캡(300)의 굴절률을 유리의 굴절률인 약 1.5보다 더 높은 고굴절률을 가지게 함으로써, 빛의 손실을 방지하고 발광효율을 높여 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있기 때문이다.
그리고, 캡(300)은 TiO2, BaO, B2O3를 포함하는 투명 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, TiO2는 약 10 - 60몰%, BaO는 약 10 - 40몰%, B2O3는 약 5 - 30몰%의 조성비를 가질 수 있다.
또한, 캡(300)은 PET(poly(ethylene terephthalate)), PEN(poly(ethylene naphthalate)), PC(poly(carbonate)), PES(poly(ethersulfone)), PAR(polyarylate), PSF(polysulfone), COC(cyclic-olefin copolymer), PI(polyimide), PI-플루오르(fluoro)계 고분자화합물, PEI(polyetherimide), 에폭시 레진(epoxy resin), LCP(liquid crystalline polymer), 금속 호일(metal foil), 얇은 유리(thin glass), 얇은 웨이퍼(thin wafer) 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어지거나, 또는 유기 또는 무기 필러, 유리 섬유, 실리카 파티클의 고분자 매질 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
그리고, 캡(300)의 가장자리 영역에는 기판(100)과 캡(300)을 부착시키는 밀봉재(400)가 형성되어 있다.
여기서, 밀봉재(400)는 UV 경화형 물질, 열 경화형 물질, 글라스 프릿(glass frit) 중 어느 하나일 수 있다.
밀봉재(400)로 사용되는 글라스 프릿은 산화칼륨(K2O), 삼산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2), 삼산화알루미늄(Al2O3), 삼산화텅스텐(WO3), 산화주석(SnO), 산화납(PbO), 오산화바나듐(V2O5), 삼산화철(Fe2O3), 오산화인(P2O5), 삼산화이붕소(B2O3), 이산화규소(SiO2) 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 캡(300)은 밀봉재(400)에 의해 기판(100)에 부착되는데, 본 발명에서는 캡(300)과 기판(100) 사이의 접착 면적을 늘리기 위하여 기판(100) 표면이 불균일한 굴곡을 갖도록 제작한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 기판(100) 표면을 불균일한 굴곡을 갖도록 제작하기 위해, 밀봉재(400)가 형성된 본딩영역에 위치하는 금속 배선을 레이저보다 더 높은 용융점을 갖는 금속층과 레이저보다 더 낮은 금속층을 적어도 2층 이상 적층하여 제작한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 본딩영역에 제 1 절연층(500), 금속배선(600), 제 2 절연층(700), 밀봉재(400), 캡(300)이 순차적으로 적층되어 형성될 수 있다.
여기서, 기판(100)은 발광영역과 본딩영역을 가지는데, 기판(100)의 본딩영역 위에는 표면에 불균일한 굴곡을 갖는 금속 배선(600)이 형성된다.
이때, 금속 배선(600)은 적어도 2층 이상으로 형성된 적층구조로 이루어질 수 있다.
금속 배선(600)의 최상층과 최상층 하부에 인접한 층은 서로 다른 용융점을 갖는 금속으로 이루어질 수 있다.
바람직하게는, 금속 배선(600)의 최상층은 최상층 하부에 인접한 층보다 더 높은 용융점을 갖는 것이 좋다.
이 경우, 금속 배선(600)의 최상층은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 등으로부터 선택된 어느 한 금속으로 이루어질 수 있고, 최상층 하부에 인접한 층은 Al, Ag, Au, Cu 등으로부터 선택된 어느 한 금속으로 이루어질 수도 있다.
이와 같이, 금속 배선(600)이 제 1 금속층과 제 2 금속층이 적층된 2층 구조 로 제작할 경우에, 제 1 금속층은 제 2 금속층보다 낮은 용융점을 갖는 금속으로 이루어지며, 동시에 레이저보다 낮은 용융점을 갖는 금속으로 이루어지고, 제 2 금속층은 제 1 금속층보다 높은 용융점을 갖는 금속으로 이루어지며, 동시에 레이저보다 높은 용융점을 갖는 금속으로 이루어질 수 있다.
그 이유에 대해서는 후술하기로 한다.
또한, 금속 배선(600)이 도 2에 도시된 바와 같이 제 1 금속층(600a), 제 2 금속층(600b), 제 3 금속층(600c)이 순차적으로 적층된 3층 구조로 이루어지는 경우에, 제 2 금속층(600b)의 용융점은 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)의 용융점보다 더 낮은 금속으로 이루질 수 있다.
여기서, 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있고 또는 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
이때, 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 등으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 제 2 금속층(600b)은 Al, Ag, Au, Cu 등으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
이와 같이, 기판(100)과 캡(300) 사이의 밀봉재(400)를 용융시키기 위하여 기판(100)의 본딩영역에 레이저를 인가할 때, 기판(100)의 본딩영역에 위치하는 금속 배선(600)의 제 1, 제 2 및 제 3 금속층(600a, 600b, 600c) 중 레이저보다 낮은 용융점을 갖는 제 2 금속층(600b)이 녹으면서, 금속 배선(600)의 최상층 표면이 불균일한 굴곡 형태를 가지게 된다.
이러한 굴곡의 표면은 금속배선(600) 위에 형성된 제 2 절연층(700)에도 영향을 미쳐 제 2 절연층(700)의 표면도 불균일한 굴곡 형태를 가지게 된다.
따라서, 밀봉재(400)는 기판(100)의 본딩영역에 인가된 레이저에 의해 용융되어, 불균일한 굴곡 형태를 갖는 제 2 절연층(700)의 표면에 접착된다. 이때, 제 2 절연층(700)의 표면이 불균일한 굴곡을 가지기 때문에 밀봉재(400)와 제 2 절연층(700) 간의 접촉 면적이 증가하게 되어, 밀봉재(400)의 접착이 더욱 견고해지고, 치밀하게 된다. 이와 같이, 용융된 밀봉재(400)가 제 2 절연층(700)에 접착됨으로써, 기판(100)과 캡(300)이 상호 합착된다.
이러한, 밀봉재(400)의 역할로 인하여 캡(300)과 기판(100)의 접착면적이 증가하게 되므로, 수분이나 산소 침투를 막아 전체적인 소자의 수명과 강도가 증가하게 되는 효과가 있다.
이와 같이, 금속 배선(600)을 이루는 금속층 중에서, 레이저에 의해 녹는 금속층의 두께가 제 2 절연층(700) 표면의 굴곡 높이를 결정하는 중요 변수가 될 수 있다.
실시예로서, 도 2에 도시된 3층 구조의 금속 배선(600)은 제 1 금속층층(600a)의 두께를 약 10 - 5000Å, 제 2 금속층(600b)의 두께를 약 500 - 10000Å, 제 3 금속층(600c)의 두께를 약 10 - 5000Å으로 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 일 예로, 제 2 절연층(700)에 형성된 굴곡의 높이는 약 500 - 10000Å 일 수 있다.
이러한 구조를 갖는 본 발명의 제작 방법은 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 발광영역과 본딩영역을 갖는 기판(100)과, 기판(100)의 발광영역을 봉지하기 위한 캡(300)을 준비한다.
이어, 기판(100)의 본딩영역에 제 1 절연층(500)을 형성한다.
여기서, 제 1 절연층(500)은 박막트랜지스터의 전극 상부 또는 하부에 위치하는 절연막일 수 있으며, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층으로 이루어질 수 있다.
다음, 제 1 절연층(500) 위에 용융점이 서로 다른 둘 이상의 금속층을 적층 하여 금속배선(600)을 형성한다.
여기서, 금속 배선(600)이 제 1 금속층(600a), 제 2 금속층(600b), 제 3 금속층(600c)이 순차적으로 적층된 3층 구조로 이루어지는 경우에, 제 2 금속층(600b)의 용융점은 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)의 용융점보다 더 낮은 금속으로 이루질 수 있는데, 이 금속은 후 공정에서 인가될 레이저의 온도에 용융되는 금속이다.
여기서, 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)은 서로 동일한 물질로 이루어질 수도 있고 또는 서로 다른 물질로 이루어질 수도 있다.
이때, 제 1 금속층(600a)과 제 3 금속층(600c)은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 등으로부터 선택된 어느 하나일 수 있고, 제 2 금속층(600b)은 Al, Ag, Au, Cu 등으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
다음, 금속배선(600) 위에 제 2 절연층(700)을 형성한다.
여기서, 제 2 절연층(700)은 박막트랜지스터의 드레인 및 소오스 전극과, 전원 라인 등의 상부에 위치할 수 있으며, 하부 구조의 단차를 완화시키기 위한 평탄화막일 수 있다.
따라서, 제 2 절연층(700)은 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물 등을 액상 형태로 코팅한 다음, 경화시키는 SOG(spin on glass)와 같은 방법으로 형성될 수 있으며, 실리콘 산화물 등의 무기물을 사용할 수도 있다.
또한, 제 2 절연층(700)은 패시베이션막일 수 있으며, 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 또는 이들의 다중층일 수 있다.
이어, 제 2 절연층(700)의 본딩영역 위에 밀봉재(400)를 형성한다.
여기서, 밀봉재(400)는 UV 경화형 물질, 열 경화형 물질, 글라스 프릿(glass frit) 중 어느 하나일 수 있으며, 본 발명에서는 글라스 프릿을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 밀봉재(400)로 사용되는 글라스 프릿은 산화칼륨(K2O), 삼산화안티몬(Sb2O3), 산화아연(ZnO), 이산화티타늄(TiO2), 삼산화알루미늄(Al2O3), 삼산화텅스텐(WO3), 산화주석(SnO), 산화납(PbO), 오산화바나듐(V2O5), 삼산화철(Fe2O3), 오산화인(P2O5), 삼산화이붕소(B2O3), 이산화규소(SiO2) 등으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 이루어질 수 있다.
다음, 밀봉재(400) 위에 캡(300)을 올린 다음, 캡(300)과 기판(100)과의 접착을 위하여 기판(100)의 본딩영역에 레이저를 인가한다.
이어, 금속배선(600)의 제 2 금속층(600b)은 레이저에 의해 용융되기 시작하면서, 금속배선(600)의 표면이 불균일한 굴곡을 갖게 되고, 그 상부에 있는 제 2 절연층(700)의 표면 또한 불균일한 굴곡을 갖게 된다.
그리고, 제 2 절연층(700)의 불균일한 굴곡으로 밀봉재(400)가 녹으면서 제 2 절연층(700)과 밀봉재(400) 사이의 접착면적이 증가하게 되고, 치밀한 접착면을 가지게 된다.
따라서, 금속배선(600) 및 제 2 절연층(700)의 표면에 불균일한 굴곡이 생기 면서, 제 2 절연층(700)과 밀봉재(400) 사이의 접착 면적이 증가하면서, 캡(300)과 기판(100)과의 접착력이 증가하게 되고, 전체적으로 소자가 견고해지고, 강도가 증가하게 된다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 컬러영상을 구현함에 있어서 여러 가지 방법이 있을 수 있다.
본 발명은 컬러 영상을 구현하는 제 1 실시예로서, 적색, 녹색, 청색의 빛을 각각 방출하는 적색 발광층, 녹색 발광층, 청색 발광층을 별도로 구비할 수 있다.
즉, 적색광, 녹색광, 청색광이 각각의 발광층으로부터 각각 제공됨으로써, 적색광/녹색광/청색광이 혼합되어 컬러 영상을 표시할 수 있다.
여기서, 각 발광층의 상, 하부에는 전자수송층(ETL), 정공수송층(HTL) 등이 더 포함될 수 있으며, 그 배열 및 구조에 대해서는 다양한 변형이 가능하다.
그리고, 제 2 실시예로서, 백색 발광층과 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터, 백색 컬러필터를 구비하여 컬러 영상을 구현할 수 있다.
즉, 백색 발광층으로부터 제공되는 백색 빛이 적색 컬러필터, 녹색 컬러필터, 청색 컬러필터, 백색 컬러필터를 각각 투과하면서, 적색광/녹색광/청색광/백색광이 각각 생성되어 혼합됨으로써, 컬러 영상을 표시할 수 있다.
여기서, 백색 컬러필터는 백색 발광층에서 제공되는 백색광의 색감 및 백색광이 적색광/녹색광/청색광과 만나 이루는 색의 조화에 따라 상술한 바와 같이 구성되거나 제거될 수 있다.
또한, 제 2 실시예는 적색광/녹색광/청색광/백색광의 조합에 따른 4가지 서 브픽셀에 의한 컬러 구현방식을 나타내었으나, 적색광/녹색광/청색광의 조합에 따른 3가지 서브픽셀에 의한 컬러구현방식을 사용할 수도 있다.
여기서, 각 백색 발광층의 상, 하부에는 전자수송층(ETL), 정공수송층(HTL) 등이 더 포함될 수 있으며, 그 배열 및 구조에 대해서는 다양한 변형이 가능하다.
한편, 본 발명은 컬러 영상을 구현하는 제 3 실시예로서, 청색 발광층과 적색 색변환 매질(color changing medium), 녹색 색변환 매질(color changing medium), 청색 색변환 매질(color changing medium)을 구비할 수도 있다.
즉, 청색 발광층으로부터 제공되는 청색 광이 적색 색변환 매질(color changing medium), 녹색 색변환 매질(color changing medium), 청색 색변환 매질(color changing medium)을 각각 투과하면서, 적색광/녹색광/청색광이 각각 생성되어 혼합됨으로써, 컬러 영상을 표시할 수 있다.
여기서, 청색 색변환 매질은 청색 발광층에서 제공되는 청색광의 색감 및 청색광이 적색광/녹색광과 만나 이루는 색의 조화에 따라 상술한 바와 같이 구성되거나 제거될 수 있다.
또한, 청색 발광층의 상, 하부에는 전자수송층(ETL), 정공수송층(HTL) 등이 더 포함될 수 있으며, 그 배열 및 구조에 대해서는 다양한 변형이 가능하다.
이와 같이, 본 발명은 배면발광구조에 한정되는 것은 아니며, 전면발광구조에 따라, 그 배열 및 구조에 대해서 다양한 변형이 가능하다.
또한, 컬러 영상 구현방식에 대해서, 세 가지 종류의 구동방식을 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 변형이 가능하다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 보여주는 도면
도 2는 기판과 캡이 부착되는 본딩영역을 상세히 보여주는 도면

Claims (15)

  1. 발광영역과 본딩영역을 포함하는 기판;
    상기 기판의 본딩영역 위에 위치하고, 둘 이상의 금속층이 적층된 구조로 형성되는 금속 배선;
    상기 금속 배선 위에 형성되는 적어도 하나의 절연층;
    상기 적어도 하나의 절연층 위에 상기 금속 배선과 대응하도록 형성되는 밀봉재; 그리고,
    상기 밀봉재 상에 상기 기판과 대향하도록 형성되는 캡을 포함하여 구성되고,
    상기 기판의 본딩영역에 인가되는 레이저에 의해, 상기 둘 이상의 금속층 중 어느 하나가 용융되어, 상기 금속 배선의 표면과, 상기 금속 배선 상에 형성된 상기 적어도 하나의 절연층의 표면에 불균일한 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 배선은 적어도 2층 이상으로 형성된 적층구조로 이루어지고, 상기 금속 배선의 최상층과 상기 최상층 하부에 인접한 층은 서로 다른 용융점을 갖는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 배선의 최상층은 상기 최상층 하부에 인접한 층보다 더 높은 용융점을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 금속 배선의 최상층은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 중 어느 한 금속으로 이루어지고, 상기 최상층 하부에 인접한 층은 Al, Ag, Au, Cu 중 어느 한 금속으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 배선의 상기 둘 이상의 금속층은 순차적으로 적층된 제 1, 제 2 및 제 3 금속층으로 이루어지고,
    상기 제 2 금속층은 상기 레이저보다 낮은 용융점을 갖는 금속으로 형성되며,
    상기 제 1 및 제 3 금속층은 상기 레이저보다 높은 용융점을 갖는 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 금속층과 제 3 금속층은 서로 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 3 금속층 각각은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 중 어느 하나로 형성되고, 상기 제 2 금속층은 Al, Ag, Au, Cu 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 2 금속층의 두께는 상기 절연층 표면의 굴곡 높이를 결정하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 밀봉재는 글라스 프릿인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 절연층에 형성된 굴곡의 높이는 500 - 10000Å 인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  11. 발광영역과 본딩영역을 갖는 기판과, 상기 기판의 발광영역을 봉지하기 위한 캡을 준비하는 단계;
    상기 기판의 본딩영역에 둘 이상의 금속층을 적층하여 금속배선을 형성하는 단계;
    상기 금속배선 위에 적어도 하나의 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층의 본딩영역 위에 밀봉재를 형성하는 단계;
    상기 밀봉재 위에 상기 캡을 올리는 단계; 그리고,
    상기 기판의 본딩영역에 레이저를 인가하여, 상기 둘 이상의 금속층 중 어느 하나를 용융시켜, 상기 금속 배선의 표면과, 상기 금속 배선 상에 형성된 상기 적어도 하나의 절연층의 표면에 불균일한 굴곡을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 금속 배선을 형성하는 단계에서,
    상기 금속 배선의 상기 둘 이상의 금속층 중 최상층은 상기 레이저보다 높은 용융점을 갖는 금속으로 형성되고,
    상기 최상층 하부에 인접한 금속층은 상기 레이저보다 낮은 용융점을 갖는 금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 레이저보다 더 높은 용융점을 갖는 금속은 Ti, Mo, Cr, TiN, TaN 중 어느 하나이고, 상기 레이저보다 더 낮은 용융점을 갖는 금속은 Al, Ag, Au, Cu 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 본딩영역에 인가된 레이저에 의해, 상기 둘 이상의 금속층 중 어느 하나와 함께, 상기 밀봉재가 용융되어, 상기 불균일한 굴곡이 형성된 상기 절연층의 표면에 접착되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 기판의 본딩영역에 레이저를 인가하는 단계에서, 상기 둘 이상의 금속층 중 어느 하나와 함께, 상기 밀봉재가 용융되어, 상기 불균일한 굴곡이 형성된 절연층의 표면에 접착되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
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