KR20010067388A - 유기전계발광소자 - Google Patents

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KR20010067388A
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Abstract

유기전계발광(EL)소자는 내습성이 향상된 밀봉구조를 갖는다. 유기EL소자의 구성요소들, 즉, 투명전극, 유기EL층 및 음전극이 유기EL소자의 유리기판상에 순차적으로 증착된다. 또, 음전극은, 탈수제가 다공질시트 등을 사용하여 고착된 보호막으로 도포된다. 그 후, 유기EL소자는 불활성분위기속에서 밀봉부재를 사용하여 밀봉된 모든 구성요소들을 갖고 밀봉된 구조를 완성한다.

Description

유기전계발광소자{Organic electroluminescent element}
본 발명은 유기전계발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 밀봉구조가 개선된 그런 유기EL소자에 관한 것이다.
본 발명은 1999년 12월 16일자로 출원된 일본특허출원 제11-357653호의 우선권을 주장하고, 참조문헌으로서 여기에 통합된다.
종래의 유기전계발광소자(이하 "유기EL소자"라 칭함)에서는, 유기EL소자의 밝기를 향상시키기 위해, 유기EL소자는 전자주입특성들이 우수한 알칼리금속 등과 같은 재료로 만들어진 음전극(캐소드)을 갖는다. 또, 그 유기EL화합물(매체)층의 재료로서, 유기EL소자는 발광효율이 우수한 재료를 채용한다. 그러나, 그런 종래의 유기EL소자는 소위 "검은 반점(dark spot)"이 종종 그 표시패널에 나타난다는 점에서 여전히 불리하다. 이 검은 반점은 유기EL매체의 재료특성들의 열화 및/또는 음전극의 벗겨짐에 기인하는 전계발광불능영역으로 구성된다. 재료특성의 그런 열화 및 음전극의 그런 벗겨짐은 유기EL소자 둘레의 공기중의 산소 또는 습기의 존재로 인해 생겨, 유기EL소자의 밝기, 색도 등과 같은 발광특성들이 저하되게 한다. 결국, 이 점에 있어서 유기EL소자를 개선시키기 위해, 지금까지 검은 반점에 대한 여러 대책들이 강구되어져 왔다.
예를 들면, 일본공개특허공보 평9-148066호는, 유기EL소자 둘레의 공기중의 습도를 유기EL소자내에 제공된 밀봉된 공간에 배치된 탈수제(건조제)를 사용하여 저하시키는 방법을 개시한다. 더 구체적으로는, 유기EL소자의 그런 밀봉된 공간내에서, 유기EL소자의 밀봉된 공간내 공기중의 습도가 효율적으로 저하되도록 탈수제가 음전극에 대향하게 배치된다.
도 5는 이 종래기술에 따라 제조된 종래의 유기EL소자의 단면도이다. 도 5에 보여진 것처럼, 종래의 유기EL소자는, 투명전극(2, 양전극, 양극)이 광투과인듐Tin산화물(ITO)로 만들어지고 유리기판(1)상에 형성되며, 이 투명양전극(2)상에 유기EL층(3) 및 음전극(4)이 순차적으로 형성되고, 유기EL층(3)는 정공주입/수송층, 발광층, 전자주입/수송층 등으로 구성된 구조를 가진다. 유기EL소자의 발광특성들이 열화되는 것을 방지하기 위해, 도 5에 보여진 것처럼, 탈수제(6)는 밀봉부재(7)에 의해 한정된 공간부(8)내에서 밀봉부재(7)의 내표면에 고착되고, 거기서 건조제로서 역할을 한다.
한편, 일본공개특허공보 평7-169567호는, 보호층을 사용하여 습기가 유기EL소자에 들어가는 것을 방지하기 위한 기법을 개시한다. 더 구체적으로는, 그런 보호층은 산소 및 습기를 흡수하거나 소비하기에 적합한 탈수제 또는 어느 다른 재료들을 포함하고, 유기EL소자의 양전극, 유기EL층 및 음전극으로 된 조립체의 외표면에 적층된다.
또, 일본공개특허공보 평10-275682호는, 습기를 대기로부터 차단함으로써 습기가 유기EL소자의 표면에 침입하는 것을 방지하기 위한 방법을 개시한다. 더 구체적으로는, 이 종래의 유기EL소자에서는, 불소기반의 고중합물질 또는 산화물절연재료로 만들어진 보호층이 유기EL소자의 음전극상에 형성되고, 또 이 유기EL소자의 밀봉된 공간은 탈수제를 함유하는 불활성매체로 채워진다.
이제, 본 발명에 의해 해결되어야 할 문제들이 설명될 것이다.
탈수제(6)가 음전극(4)에 대향하게 배치된 전술한 일본공개특허공보 평9-148066호에서는, 접착제가 밀봉부재(7)를 고착하기 위해 사용되므로, 탈수제를 손상시키지 않도록 상당한 주의를 필요하고, 이는 종래의 유기EL소자의 제조공정을 복잡하게 한다. 게다가, 이 종래의 유기EL소자 조차 유리기판(1) 및 이 유리기판(1)에 접합된 밀봉부재(7) 간의 접촉영역을 통해 유기EL소자의 공간(8)으로 들어가고, 음전극(4)의 표면에 부착되어 유기EL소자를 열화시키는 습기로 인한 유기EL소자의 열화문제가 여전히 있게 된다. 한편, 산소 또는 습기를 흡수하거나 소비하기에 적당한 탈수제 또는 어떤 다른 재료를 포함하는 보호층이 양전극, 유기발광재료 및 음전극으로 된 조립체의 외표면에 적층되는 일본공개특허공보 평7-169567호에서는, 보호층이 음전극의 표면 위에 제공된다. 그러나, 보호층에 함유된 탈수제는 습기를 흡수하여 누설전류가 증가하는 것을 점차 허용하는 경향이 있고, 이는 종래의 유기EL소자의 발광특성들을 열화시킨다.
마지막으로, 불소기반의 고중합물질 또는 산화물절연재료로 만들어진 보호층이 음전극상에 형성되고, 이 종래의 유기EL소자의 밀봉된 공간은 대기로부터의 습기를 차단하기 위해 탈수제를 담고 있는 불활성매체로 채워지는 구성을 갖는 일본공개특허공보 평10-275682호에 대해서는, 불활성매체 자체를 제조하는 것이 어렵고, 불활성매체를 유기EL소자의 밀봉된 공간에 채우는 것도 어렵다, 전술한 불리한 점들 이외에도, 이 종래기술은 음전극이 보호층과 밀착되기 어렵고, 이는 공기중의 습기가 음전극 및 보호층 간의 경계를 통해 유기EL소자의 밀봉된 공간에 들어가도록 한다.
전술한 바를 고려하여, 본 발명의 목적은 밀봉특성들이 우수하고, 그래서 종래기술들에서의 전술한 내재하고 있는 문제점들을 해결할 수 있는 유기EL소자를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예의 유기EL소자에 대한 단면도;
도 2a는 도 1에 보여진 유기EL소자에 사용된 탈수제를 고착하기 위한 다공질시트를 도시하는 단면도;
도 2b는 도 1에 보여진 유기EL소자에 사용된 탈수제를 고착하기 위한 다공질케이싱을 도시하는 단면도;
도 3a는 본 발명의 제2실시예의 유기EL소자에 대한 단면도;
도 3b는 도 3a에 보여진 제2실시예의 변형이고, 본 발명의 유기EL소자의 구성요소들 각각의 측면을 덮는 제2보호막을 도시하는 단면도;
도 4a는 본 발명의 제3실시예의 유기EL소자에 대한 단면도;
도 4b는 도 4a에 보여진 제3실시예의 변형이고, 본 발명의 유기EL소자의 구성요소들 각각의 측면을 덮는 제2보호막을 도시하는 단면도; 및
도 5는 종래의 유기EL소자의 단면도.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 유리기판 2 : 투명전극
3 : 유기EL층 4 : 음전극
5, 5a, 5b : 보호막 6 : 탈수제
7 : 밀봉부재 10 : 다공질시트
10a : 다공질케이싱
본 발명의 제1양태에 따르면, 다층적층으로 배열된 구성요소들을 가지며, 구성요소들은 양전극, 유기전계발광층 및 음전극을 포함하며, 기판상에 순차적으로 증착되고, 유기전계발광층은 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층을 구비하고,
음전극상에 형성된 보호막; 보호막 위에 제공된 탈수제를 포함하고, 유기전계발광소자의 모든 구성요소들은 밀봉부재를 기판과 조합함으로써 밀봉되는 유기전계발광소자가 제공된다.
전술한 것에서, 바람직한 모드는, 탈수제는 습기를 흡수할 때 조차 고체상태를 유지할 수 있는 화학화합물로 만들어지거나, 습기를 흡수할 때 겔화할 수 있는 화학화합물로 만들어지고, 분말 또는 막으로 형성된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 탈수제는 다공질시트로 도포되고; 다공질시트의 끝부분에 제공된 접착제는 다공질시트를 보호막의 표면에 접합하는 데 사용되어, 탈수제는 보호막의 표면상에 고착된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 탈수제가 다공질케이싱내에 포함되며, 다공질케이싱의 끝부분에 제공된 접착제는 탈수제를 보호막의 표면에 고정되게 접합하는 데 사용된다는 것이다.
또, 바람직한 모드는, 기판 및 밀봉부재 모두에 의해 한정되고 밀봉된 공간이 불활성기체로 채워진다는 것이다.
또한, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 다층적층으로 배열된 구성요소들을 가지며, 구성요소들은 양전극, 유기전계발광층 및 음전극을 포함하며, 기판상에 순차적으로 증착되고, 유기전계발광층은 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층을 구비하고,
하층 및 상층을 포함하며, 하층은 음전극상에 배치되고 상층은 하층상에 배치되는 방식으로 형성된 복합보호막, 복합보호막 위에 제공된 탈수제를 포함하고, 유기전계발광소자의 모든 구성요소들이 밀봉부재를 기판과 조합함으로써 밀봉되는 유기전계발광소자가 제공된다.
전술한 제2양태에 있어서, 바람직한 모드는, 복합보호막의 하층은 전자수송층에서 사용된 동일한 화학화합물 또는 그 유도체로 만들어진다는 것이다.
바람직한 모드는, 복합보호막의 상층은 불소기반의 윤활제 또는 다이아몬드유사탄소로 만들어진다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 장벽금속막은 복합보호막의 상층 및 하층 간에 제공된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 음전극 및 유기전계발광층 각각의 측면이 복합보호막의 상층에 사용된 동일한 재료로 도포된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 음전극, 장벽금속막 및 유기전계발광층 각각의 측면은 복합보호막의 상층에 사용된 동일한 재료로 도포된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 탈수제는 습기를 흡수할 때 조차 고체상태를 유지할 수 있는 화학화합물로 만들어지거나, 습기를 흡수할 때 겔화할 수 있는 화학화합물로 만들어지고, 분말 또는 막으로 형성된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 탈수제가 다공질시트로 도포되고; 다공질시트의 끝부분에 제공된 접착제는 다공질시트를 복합보호막의 상층의 표면에 접합하는 데 사용되어, 탈수제가 복합보호막의 상층의 표면상에 고착된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 탈수제는 다공질케이싱내에 포함되고; 다공질케이싱의 끝부분에 제공된 접착제는 탈수제를 복합보호막의 상층의 표면에 고정되게 접합하는 데 사용된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 장벽금속막이 알루미늄막 또는 알루미늄합금막으로 구성된다는 것이다.
또한, 바람직한 모드는, 기판 및 밀봉부재 모두에 의해 한정되고 밀봉된 공간이 불활성기체로 채워진다는 것이다.
전술한 구성들로, 음전극을 보호막으로 도포할 수 있고, 이는 탈수제를 다공질시트를 사용하여 보호막에 직접 고정시킬 수 있게 한다. 이것은 본 발명의 유기EL소자를 용이한 방식으로 밀봉할 수 있게 한다.
또한, 보호막은, 유기EL소자의 전자수송층에 사용된 동일한 재료로 만들어진 하층, 및 불소기반의 윤활제 등으로 만들어진 상층을 구비하는 복합보호막으로 구성된다. 따라서, 음전극이 보호막에 더 밀착되게 할 수 있고, 이는 본 발명의 유기EL소자의 밀봉구조의 내습성 및 신뢰도를 향상시킨다.
또, 상층 및 하층간의 장벽금속막의 추가적인 제공으로 본 발명의 유기EL소자의 밀봉구조의 내습성을 더 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전술한 및 다른 목적들, 이점들 및 특징들은 첨부된 도면들을 참조한 다음 상세한 설명으로부터 더 명확해질 것이다.
본 발명을 실시하기 위한 최선의 실시형태가 첨부된 도면들에 대한 본 발명의 실시예들을 사용하여 상세히 설명될 것이다.
제1실시예
첨부된 도면들중, 도 1은 본 발명의 제1실시예의 유기EL소자에 대한 단면도를 보여준다. 도 1에 보여진 것처럼, 이 유기EL소자는, 유리기판(1)상에 형성된 인듐Tin산화물(ITO)로 만들어진 투명전극(2, 양전극, 애노드)을 갖는다.
이 투명전극(2)상에 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층 등과 같은 유기EL층(3), 및 음전극(4)이 열거된 순서로 순차적으로 형성된다. 전술한 구성을 갖는 유기EL소자는 보호막(5)으로 도포되고, 탈수제(6)가 보호막(5)의 상면에 직접 고정된다. 이 탈수제(6)는 분말 또는 막으로 형성된다.
보호막(5)은, 예를 들면, 유기EL층(3)의 전자수송층에 사용된 유기화합물 및/또는 그 유도체들, 퍼플루오로폴리에테르 등과 같은 불소기반의 윤활제 등, 또는 화학증기증착(CVD)공정 또는 스퍼터링공정에 의해 저온에서 증착된 다이아몬드유사탄소(Diamond-Like Carbon, DLC)와 같은 적당한 재료로 만들어진다.
한편, 탈수제(6)는, 예를 들면, 습기를 흡수할 때조차 고체상태를 유지할 수 있는 화학화합물과 같은 적당한 재료로 만들어지거나, 습기를 흡수할 때조차 겔화(gelling)할 수 있는 화학화합물로 만들어지고, 분말 또는 박막으로 형성된다. 이 화학화합물은, 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 알루미나(Al2O3), 실리카(SiO2), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 염소산마그네슘(Mg(ClO4) 또는 유사한 화학화합물 중의 어느 하나일 수 있다.
탈수제(6, 도 1에 보여짐)를 보호막(5)상에 고착하기 위한 방법에서는, 이 방법의 구체적인 예를 도시하는 도 2a에서 보여진 것처럼, 탈수제(6a)는 폴리에틸렌수지 또는 4-플루오로에틸렌 또는 유사한 재료들로 만들어진 다공질시트(10)로 덮여지고, 다공질시트(10)는 내열성접착제(11)를 통해 보호막(5)의 상면에 고정된 끝부분들을 갖는다. 탈수제(6, 도 1에 보여짐)를 고착하기 위한 방법의 다른 구체적인 예가 도 2b에 보여지고, 이 예에서, 탈수제(6a)는 다공질케이싱(10a)내에 포함되고, 이 다공질케이싱(10a)은 내열성접착제(11)를 통해 보호막(5)의 상면에 고착된다.
부언하면, 탈수제(6, 도 1에 보여짐)를 보호막(5)상에 고착하기 위한 방법은, 예를 들면, 질소가스, 아르곤가스 등과 같은 불활성기체의 분위기속에서 수행된다.
마지막으로, 도 1에 보여진 것처럼, 밀봉부재(7)가 자외선들이 방사를 받을 때 경화되는 자외선경화형 에폭시수지접착제(이하, "UV경화형 에폭시접착제"라 함)를 사용하여 유리기판(1)에 접합된다. 유기EL소자의 이 제1실시예의 내부(도 1에 보여짐)는, 예를 들면, 질소가스, 아르곤가스 등과 같은 불활성기체로 채워진 공간(8)을 갖는다. 부언하면, 투명전극(2)이 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 밀봉부재(7)와 접합된 접촉영역을 통해 투명전극(2)은 밀봉부재(7)와 접촉되어, 공간(8)은 유기EL소자내에 밀봉된다.
다음, 밀봉구조가 개선된 제1실시예의 유기EL소자를 제조하기 위한 방법이 도 1을 참조하여 설명될 것이다.
우선, 5×5㎠ 치수의 유리기판(1)이 준비되어 충분히 세정된다. 그렇게 세정된 유리기판(1)상에 ITO로 만들어진 투명전극(2)이 형성된다. 그 후, 이 투명전극(2)상에 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층 등과 같은 유기EL층(3), 및 음전극(4)이 순차적으로 형성되어, 제1실시예의 유기EL소자가 제조된다.
그 후, 이 유기EL소자의 보호막(5)이 음전극(4)상에 형성된다. 이 보호막(5)은 전자수송층에 사용된 동일한 재료로 만들어진 유기막으로 구성되고, 유기막은 약 100㎚의 두께를 갖도록 스퍼터링공정에 의해 증착된다.
다음, 도 2a에 보여진 것처럼, 질소가스분위기속에서, 20㎎의 산화바륨이 보호막(5)상에 배치되며, 탈수제로서 역할을 하고, 폴리에틸렌수지 등으로 만들어진 다공질시트(10)를 사용하여 보호막(5)상에 고착된다.
그 후, 질소가스를 이 제1실시예의 유기EL소자의 내부에 채우기 위해, 밀봉부재(7)가 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 유리기판(1)에 접합된다. 이 접합공정에서, UV경화형 에폭시접착제는 밀봉부재(7)가 유리기판(1)에 압력을 가하는 상태에서 자외선들의 방사를 받게 되어, UV경화형 에폭시접착제가 경화되어 유기EL소자를 밀봉한다.
그렇게 제조된 유기EL소자의 내습성시험이 90%의 상대습도를 갖는 습한 환경에서 50℃ 온도에서 행하여졌다. 그 결과, 검은 반점의 어떠한 발생 및 어떠한 성장이 1000시간이 경과한 후에도 이 유기EL소자에서 관찰되지 않았다.
이어서, 정전류가 이 유기EL소자를 구동하기 위해 공급되어 유기EL소자의 수명시험이 행하여졌다. 그 결과, 200cd/㎠인 초기레벨의 밝기를 얻을 수 있었다. 이 때, 밝기레벨이 그 초기레벨의 반으로 감소된 시간간격은 약 3000시간이었다.
비교예, 즉, 제1실시예에 대한 비교 유기EL소자는, 보호막(5)을 제1실시예의 유기EL소자로부터 제거하고, 탈수제(6)를 에폭시수지를 사용하여 음전극(4)위에 배치된 밀봉부재에 고정되게 접착하여 탈수제(6)를 밀봉함으로써 제조되었다.
그렇게 제조된 비교 유기EL소자는 90%의 상대습도를 갖는 습한 환경에서 50℃온도에서 내습성시험을 받았었다. 그 결과, 다소의 검은 반점의 발생 및 성장이 1000시간이 경과한 후 이 비교 유기EL소자에서 관찰되었다. 이어서, 정전류가 이 비교 유기EL소자를 구동하기 위해 공급되어 비교 유기EL소자의 수명시험이 행하여졌다. 그 결과, 밝기의 초기레벨이 200cd/㎠이었을 때 밝기레벨이 그 초기레벨의 반으로 감소된 시간은 단지 약 1500시간이었고, 이는 그런 비교 유기EL소자를 어떤 형태의 표시패널들에 사용하는 것을 어렵게 만든다.
제2실시예
이제, 본 발명의 제2실시예의 유기EL소자가 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 3a는 제2실시예의 단면도를 보여준다. 도 3a에 보여진 것처럼, 이 제2실시예의 유기EL소자에서는, 전술한 제1실시예에서와 같이, 유리기판(1)상에 형성되고 ITO로 만들어진 투명전극(2)을 가지며, 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층 등과 같은 유기EL층(3), 및 음전극(4) 순서로 이 투명전극(2)상에 순차적으로 형성된다. 전술한 구성을 갖는 유기EL소자는 유기EL층(3)의 전자수송층의 유기화합물에 사용된 동일한 재료로 만들어진 제1보호막(5a)으로 도포된다. 제1보호막(5a)은 제2보호막(5b)으로 도포된다. 그런 다음, 분말 또는 박막으로 형성된 탈수제(6)가 제2보호막(5b)의 상면에 직접 고정된다.
유기화합물이 유기EL층(3)의 전자수송층에 사용된 동일한 종류의 유기화합물이라면, 제1보호막(5a)은 그 재료로서 어떤 유기화합물도 사용할 수 있다. 한편, 제2보호막(5b)은 퍼플루오로폴리에테르 등과 같은 불소기반의 윤활제, 또는 CVD공정 또는 스퍼터링공정에 의해 저온에서 증착된 DLC로 만들어질 수 있다.
제1실시예에서 사용된 동일한 종류의 탈수제(6)가 유기EL소자의 제2실시예에 사용될 수도 있다. 그리고, 제1실시예에서 사용된 탈수제(6)를 보호막(5)상에 고착하기 위한 동일한 방법이, 제2실시예의 유기EL소자의 탈수제(6)를 보호막(5b)상에 고착하기 위해 사용될 수도 있다.
제2실시예에서는, 음전극(4)의 표면이 제1보호막(5a) 및 제2보호막(5b) 둘다에 의해 도포되므로, 제2실시예는 제1실시예보다 내습성이 더 향상될 수 있다.
한편, 도 3b는 제2실시예의 변형에 대한 단면도이다. 도 3b에서 보여진 것처럼, 이 변형에서는, 제2보호막(5b)이 유기EL층(3) 및 음전극(4)의 각각의 측면을 덮어서, 제2실시예의 이 변형(도 3b에 보여짐)의 내습성이 제2실시예(도 3a에 보여짐)에서의 내습성보다 더 향상된다.
다음, 제2실시예의 유기EL소자 제조방법이 도 3a를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
우선, 5×5㎠ 치수의 유리기판(1)이 준비되어 충분히 세정된다. 그런 다음, ITO로 만들어진 투명전극(2)이 유리기판(1)상에 형성되고, 양전극으로서 역할을 한다. 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층 등과 같은 유기EL층(3), 및 음전극(4)이 투명전극(2)상에 순차적으로 형성되어, 유기EL소자가 형성된다.
그 후, 전자수송층의 막두께와 동일한 약 100㎚의 막두께를 갖는 유기막이 스퍼터링공정에 의해 음전극(4)상에 계속해서 형성되고, 이 유기EL소자의 제1보호막(5a)으로서 역할을 한다. 그런 다음, 제1보호막(5a)은 제2보호막(5b)으로 도포된다. 제2보호막(5b)은 퍼플루오로폴리에테르로 만들어지고, 약 10㎚의 막두께를 갖도록 스핀도포공정에 의해 형성된다. 부언하면, 위에서 사용된 퍼플루오로폴리에테르는 상표명 "Florinart FC-77"(스미토모3M코포레이션 제조)로 알려진 완전한 불화물과 혼합되어 있는 퍼플루오로폴리에테르의 1wt.% 용액으로 형성된다.
다음, 질소가스분위기속에서, 탈수제(6)로서 역할을 하는 20㎎의 산화바륨이 제2보호막(5b)상에 배치되고, 폴리에틸렌수지로 만들어진 다공질시트(10, 도 2a에보여짐)로 덮여져서, 탈수제(6)는 제2보호막(5b)상에 고착된다.
또, 이 제2실시예의 유기EL소자의 내부를 질소가스로 채우기 위해, 밀봉부재(7)는 질소가스분위기속에서 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 유리기판(1)에 접합된다. 이 때, UV경화형 에폭시접착제의 경화는 밀봉부재(7)가 유리기판(1)에 압력을 가하는 조건에서 수행되어, 유기EL소자가 완전히 밀봉되는 것을 확실하게 한다.
제2실시예의 그렇게 제조된 유기EL소자(도 3a에 보여짐)의 내습성이 시험되었다.
이 시험에서는, 유기EL소자가 50℃온도에서 90%의 상대습도 조건이었을 때 조차, 전계발광불능영역(검은 반점)의 어떠한 발생 및 어떠한 성장은 1000시간이 경과한 후에도 전혀 인지되지 않았다. 또, 동일한 유기EL소자의 수명시험이, 유기EL소자가 정전류원과 연결되고 200cd/㎠의 밝기초기레벨의 휘도를 제공할 수 있는 조건에서 수행되었을 때, 유기EL소자의 휘도는 밝기가 감소되어 200cd/㎠의 초기레벨의 반에 이르는 시간은 약 3200시간이었다.
제3실시예
이제, 본 발명의 제3실시예의 유기EL소자가 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 4a는 제3실시예의 단면도를 보여준다. 한편, 도 4b는 도 3a에 보여진 제3실시예의 변형에 대한 단면도를 보여주고, 제3실시예의 유기EL소자의 구성요소들의 각각의 측면을 덮은 제2보호막을 도시한다. 전술한 제1실시예 및 제2실시예각각에서와 같이, 제3실시예(도 4a에 보여짐)에서는, 음전극(4)이 유기EL층(3)의 전자수송층에 사용된 동일한 유기화합물로 만들어진 제1보호막(5a)으로 덮여지고, 장벽금속막(5c)이 진공 하에서 제1보호막(5a)상에 증기증착된다. 또, 이 장벽금속막(5c)은 제2보호막(5b)으로 덮여진다. 이 제2보호막(5b)의 상면에 분말 또는 막으로 형성되는 탈수제(6)가 직접 고정된다.
제1보호막(5a), 제2보호막(5b) 및 탈수제(6)의 각각은 제2실시예에서 사용된 재료와 동일한 재료로 만들어진다. 한편, 장벽금속막(5c)은 알루미늄 또는 알루미늄합금으로 만들어질 수 있다. 기능적으로는, 이 장벽금속막(5c)은 제2보호막(5b)을 통과한 습기를 포착하여, 그런 습기가 제3실시예의 유기EL소자내의 장벽금속막(5c) 아래에 배치된 어느 층에 도달하는 것을 방지한다
그 후, 제3실시예의 내부의 공간(8)은 불활성기체로 채워진다. 마지막으로, 밀봉부재(7)는 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 유리기판(1)에 접합되어 유기EL소자의 내부를 밀봉한다. 부언하면, 접촉부분을 통해 밀봉부재(7)와 접촉하게 된 투명전극(2)은 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 밀봉부재(7)에 접합된 이 접촉부분을 갖고 제3실시예의 유기EL소자의 밀봉을 완료한다.
이 제3실시예(도 4a에 보여짐)에서는, 제1보호막(5a) 및 제2보호막(5b)간에 배치된 장벽금속막(5c)의 제공으로, 제1 및 제2실시예 각각의 유기EL소자 보다 제3실시예의 유기EL소자의 내습성을 더 향상시킬 수 있게 한다.
다음, 도 4를 참조하여 제3실시예의 유기EL소자 제조방법이 상세히 설명될 것이다
우선, 제1실시예 및 제2실시예 각각에서와 같이, 제3실시예에서는, 5×5㎠ 치수의 유리기판(1)이 준비되어 충분히 세정된다. 그렇게 세정된 유리기판(1)상에 ITO로 만들어진 투명전극(2)이 형성된다. 그런 다음, 이 투명전극(2)상에 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층 등과 같은 유기EL층(3), 및 음전극(4)이 순차적으로 형성되어, 유기EL소자가 제조된다.
그 후, 이 유기EL소자의 제1보호막(5a)이 음전극(4)상에 형성된다. 이 보호막(5a)은 전자수송층에 사용된 동일한 재료로 만들어진 유기막으로 구성되고, 유기막은 약 100㎚의 막두께를 갖도록 스퍼터링공정에 의해 증착된다. 그런 다음, 20㎎의 알루미늄이 진공 하에 제1보호막(5a)상에 배치되어 장벽금속막(5c)으로서 역할을 한다. 또, 이 장벽금속막(5c)은 제2보호막(5b)으로 덮여진다. 이 제2보호막(5b)은 퍼플루오로폴리에테르로 만들어지고, 약 10㎚의 막두께를 갖도록 스핀공정에 의해 형성된다.
다음, 질소가스분위기속에서, 탈수제(6)로서 역할을 하는 20㎎의 산화바륨이 제2보호막(5b)상에 배치되고, 폴리에틸렌수지로 만들어진 다공질시트(10, 도 2a에 보여짐)를 사용하여 동일한 제2보호막(5b)상에 고착된다. 또한, 질소가스를 유기EL소자의 내부에 채우기 위해, 밀봉부재(7)는 자외선들의 방사를 받는 UV경화형 에폭시접착제를 사용하여 질소가스의 분위기 속에서 유리기판(1)에 접합되고, 밀봉부재(7)가 유리기판(1)에 압력을 가하는 상태에서 경화되어, 제3실시예의 유기EL소자는 완전히 밀봉된 내부를 갖는다.
부언하면, 도 4b는 이 제3실시예(도 4a에 보여짐)의 변형을 보여준다. 이변형에서, 유기EL층(3), 음전극(4), 제1보호막(5a) 및 장벽금속막(5c) 각각의 측면이 제2보호막(5b)으로 도포되어, 이 변형의 유기EL소자(도 4b에 보여짐)는 제3실시예(도 4a에 보여짐)보다 내습성이 더 향상된다.
유기EL소자(도 4a에 보여짐)의 내습성이 시험되었다. 이 시험에서, 유기EL소자는 50℃온도에서 90%의 상대습도 조건이었을 때 조차, 검은 반점의 어떠한 발생 및 어떠한 성장은 1000시간이 경과한 후에도 전혀 인지되지 않았다. 또, 동일한 유기EL소자의 수명시험이, 유기EL소자가 정전류원과 연결되고 200cd/㎠의 밝기초기레벨의 휘도를 제공할 수 있는 조건에서 수행되었을 때, 유기EL소자의 휘도는 밝기가 감소되어 200cd/㎠의 밝기초기레벨의 반에 이르는 시간은 약 3500시간이었고, 이는 제3실시예(도 4a에 보여짐)가 유기EL소자의 제1실시예 및 제2실시예 모두의 내습성보다 우수한 것을 보장한다.
본 발명은 전술한 실시예들에 제한되지 않고, 발명의 범주 및 정신을 벗어남 없이 변경되거나 변형될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 유기EL소자는, 음전극상에 보호막을 도포하여, 탈수제를 다공질시트 등을 사용하여 보호막상에 직접 고정할 수 있는 밀봉작업이 용이하고, 또한 해당 보호막으로서 유기EL층의 전자수송층과 같은 재료로 이루진 막과 불소기반의 윤활제 등을 사용하여 음극과 해당 보호막의 접착성을 향상시킬 수 있고, 내습성이 개선된 고신뢰도의 유기EL소자를 제공할 수 있다. 게다가, 제1보호막 및 제2보호막 간에 장벽금속막을 배치하여 고내습성의 유기EL소자의 밀봉구조를 제공할 수 있다.

Claims (16)

  1. 다층적층으로 배열된 구성요소들을 가지며, 상기 구성요소들은 양전극, 유기전계발광층 및 음전극을 포함하며, 기판상에 순차적으로 증착되고, 상기 유기전계발광층은 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층을 구비하는 유기전계발광소자에 있어서,
    상기 음전극상에 형성된 보호막; 및
    상기 보호막 위에 제공된 탈수제를 포함하고;
    상기 유기전계발광소자의 상기 모든 구성요소들은 밀봉부재를 상기 기판과 조합함으로써 밀봉되는 유기전계발광소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탈수제는 습기를 흡수할 때 조차 고체상태를 유지할 수 있는 화학화합물로 만들어지거나, 습기를 흡수할 때 겔화할 수 있는 화학화합물로 만들어지고, 분말 또는 막으로 형성되는 유기전계발광소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 탈수제는 다공질시트로 도포되고, 상기 다공질시트의 끝부분에 제공된 접착제는 상기 다공질시트를 상기 보호막의 표면에 접합하는 데 사용되어, 상기 탈수제는 상기 보호막의 상기 표면상에 고착되는 유기전계발광소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탈수제는 다공질케이싱내에 포함되며, 상기 다공질케이싱의 끝부분에 제공된 접착제는 상기 탈수제를 상기 보호막의 표면에 고정되게 접합하는 데 사용되는 유기전계발광소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 기판 및 상기 밀봉부재 모두에 의해 한정되고 밀봉된 공간이 불활성기체로 채워지는 유기전계발광소자.
  6. 다층적층으로 배열된 구성요소들을 가지며, 상기 구성요소들은 양전극, 유기전계발광층 및 음전극을 포함하며, 기판상에 순차적으로 증착되고, 상기 유기전계발광층은 정공주입/수송층, 발광층, 전자수송층을 구비하는 유기전계발광소자에 있어서,
    하층 및 상층을 포함하며, 상기 하층은 상기 음전극상에 배치되고 상기 상층은 상기 하층상에 배치되는 방식으로 형성된 복합보호막;
    상기 복합보호막 위에 제공된 탈수제를 포함하고;
    상기 유기전계발광소자의 상기 모든 구성요소들은 밀봉부재를 상기 기판과 조합함으로써 밀봉되는 유기전계발광소자.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복합보호막의 상기 하층은 상기 전자수송층에서 사용된 동일한 화학화합물 또는 그 유도체로 만들어지는 유기전계발광소자.
  8. 제6항에 있어서, 상기 복합보호막의 상기 상층은 불소기반의 윤활제 또는 다이아몬드유사탄소로 만들어지는 유기전계발광소자.
  9. 제6항에 있어서, 장벽금속막이 상기 복합보호막의 상기 상층 및 상기 하층 간에 제공되는 유기전계발광소자.
  10. 제6항에 있어서, 상기 음전극 및 상기 유기전계발광층 각각의 측면이 상기 복합보호막의 상기 상층에 사용된 동일한 재료로 도포되는 유기전계발광소자.
  11. 제9항에 있어서, 상기 음전극, 상기 장벽금속막 및 상기 유기전계발광층 각각의 측면이 상기 복합보호막의 상기 상층에 사용된 동일한 재료로 도포되는 유기전계발광소자.
  12. 제6항에 있어서, 상기 탈수제는 습기를 흡수할 때 조차 고체상태를 유지할 수 있는 화학화합물로 만들어지거나, 습기를 흡수할 때 겔화할 수 있는 화학화합물로 만들어지고, 분말 또는 막으로 형성되는 유기전계발광소자.
  13. 제6항에 있어서, 상기 탈수제는 다공질시트로 도포되고, 상기 다공질시트의 끝부분에 제공된 접착제는 상기 다공질시트를 상기 복합보호막의 상기 상층의 표면에 접합하는 데 사용되어, 상기 탈수제는 상기 복합보호막의 상기 상층의 상기 표면상에 고착되는 유기전계발광소자.
  14. 제6항에 있어서, 상기 탈수제는 다공질케이싱내에 포함되고; 상기 다공질케이싱의 끝부분에 제공된 접착제는 상기 탈수제를 상기 복합보호막의 상기 상층의 표면에 고정되게 접합하는 데 사용되는 유기전계발광소자.
  15. 제9항에 있어서, 상기 장벽금속막은 알루미늄막 또는 알루미늄합금막으로 구성되는 유기전계발광소자.
  16. 제6항에 있어서, 상기 기판 및 상기 밀봉부재 모두에 의해 한정되고 밀봉된 공간이 불활성기체로 채워지는 유기전계발광소자.
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