KR20020087199A - 유기 전계 발광 소자 및 그 봉지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자 및 그의 봉지 방법에 관한 것으로, 발광층인 유기층과 보호막과의 갭을 유지함과 더불어 흡습작용을 실시할 수 있도록 고형의 갭유지용 흡습구조체를 밀봉용 기판에 접착함으로써 흡습제를 부착하는 공정이 간단해지고, 흡습제가 항시 일정한 형태를 유지함으로써 습기제거 성능이 저하되는 것을 방지하도록 하고, 유리기판을 보호막으로 사용하도록 함으로써 접착력을 향상시키며, Sus Can의 크리닝 공정 및 플라즈마 처리 공정을 배제하여 작업시간을 단축하고 제품의 원가를 절감하도록 한 것이다.

Description

유기 전계 발광 소자 및 그 봉지 방법{Organic electroluminescent display and encapsulating method thereof}

본 발명은 유기 전계발광(Organic Electroluminescent) 소자{이하, 유기 EL소자라 칭함) 및 그 봉지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡습제를 고형의 구조체로 형성하여 발광기판과의 갭을 유지하도록 한 유기 전계 발광 소자 및 그 봉지 방법에 관한 것이다.

평판 디스플레이(FPD:Flat Panel Display)는 사용물질의 종류에 따라 유기물 사용소자와 무기물 사용소자로 구분되고, 무기물 사용소자는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel)과 전계 방출 디스플레이(FED:Field Emission Display) 등이 있으며, 유기물 사용소자는 액정 디스플레이(LCD:Liquid Crystal Display)와 유기 전계 발광 디스플레이(OELD:Organic Electro Luminescence Display) 등이 알려져 있다.

특히 유기 EL 소자는 현재 상용화된 LCD에 비하여 약 3만 배 이상의 빠른 응답 속도를 가지고 있어 동영상 구현이 가능하고, 자체 발광소자이기 때문에 시야각이 넓고 높은 휘도를 나타내는 등의 장점을 갖는 차세대 전자 디스플레이로 각광받고 있는 실정이다.

이러한 유기EL 소자의 일반적인 제조 공정을 도 1을 참조하여 간략하게 설명한다.

1) ITO 성막 및 패턴 형성 공정 : 발광 기판(1)의 상면에 양극 전극으로 사용되는 투명 전극(ITO)(2)을 형성한다.(도1a)

2) 음극분리 격벽 형성 공정 : 유기 EL 소자는 포토 공정에 의한 패턴의 형성이 어려우므로 기판(1)상에 음극전극의 패턴 형성용 분리 격벽(3)을 형성한다.(도 1b)

3) 유기막 증착 공정 : 양극 전극(2) 및 음극분리 격벽(3)의 상면에 유기막(4)을 증착한다.(도 1c)

4) 음극 전극 형성 공정 : 유기막(4)의 상면에 음극 전극(5)을 형성한다.(도 1d)

5) 봉지(Encapsulation) 공정 : 유기 EL 소자를 외부의 수분 및 산소로부터 보호하기 위하여 내부에 질소가스가 봉입된 상태로 봉지재(Capsule)(6)를 이용하여 밀봉재(7)에 의해 소자의 배면을 봉지한다.(도 1e)

상술한 바와 같은 공정에 의하여 제조된 유기 EL 소자중 봉지재(6)를 스테인리스 강(이하 Sus Can이라 칭함)을 사용한 일예를 도 2를 참조하여 각 구성요소를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

투명 기판(10)은 양극(20)과 음극(40) 사이에 가해진 전압에 의하여 유기층(30)에서 발광하는 빛을 투과하여 볼 수 있어야 하므로 통상 유리 기판이 사용된다.

양극 전극(20)은 정공을 공급하는 기능을 하며, 유기층(30)에서 발광된 빛을 투과할 수 있는 인듐 주석 산화막(ITO)과 같은 투명 전극이 사용된다.

유기층(30)은 중앙에 발광층(EML)을 포함되어 있고, 발광층의 하측으로 정공 수송층(HTL) 및 정공 주입층(HIL)이, 발광층의 상측으로 전자 수송층(ETL) 및 전자층이 형성되어 있다.

음극 전극(40)은 전자를 공급하여 주며, 전자를 원활하게 공급하여 주기 위하여 일함수가 낮은 금속이 사용된다.

흡습제(50)는 외부로 부터 침투된 습기를 제거하기 위해 유기 EL 소자의 외부 캡핑(Capping)부인 Sus Can(60)의 내부면에 부착되어 있다.

Sus Can(60)은 외부의 습기를 차단하기 위한 것이며, 흡습제(50)가 장착되고, 밀봉재(70)에 의해 발광 기판인 투명 기판(10)과 접착된다. 밀봉재(70)는 투명 기판(10)과 Sus Can(60)을 조립하는데 이용되며, 외부 습기의 침투를 차단하기 위한 것이다.

이와 같이 제조된 유기 EL 소자는 양극 전극(20)에 + 전압이 인가되고, 음극 전극(40)에 - 전압이 인가되면, 양극 전극(20)으로 부터는 정공이 방출되고, 음극 전극(40)으로 부터는 전자가 방출되어 유기층(30)내에서 전자와 정공의 재결합에 의해서 빛을 발하게 되는 것이다.

유기 EL 소자의 제조 공정에서 봉지 공정은 유기 EL 소자를 외부의 수분 및 산소로 부터 보호함으로써 다크 스폿의 발생을 방지하도록 하는 중요한 공정으로서 종래 기술에 의한 봉지 공정을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저 유기 EL 소자를 외부의 수분 또는 산소 등으로 부터 보호하기 위한 봉지재인 Sus Can(60)을 산소(O₂)또는 아르곤(Ar) 플라즈마 처리하여 세척하고(S1), 세척된 Sus Can(60)의 내부면에 흡습제(50)를 부착하며(S2), 기판(10) 가장자리에밀봉재(70)를 형성한다(S3).

그 다음으로, Sus Can(60)을 기판(10)의 밀봉재(70)에 조립하고(S4), 열 또는 자외선을 조사하여 밀봉재(70)를 경화시킴으로써 Sus Can(60)이 기판(10)의 배면에서 유기EL 소자를 외부와 차단한 상태로 봉지하도록 한다(S5).

이와 같은 종래 기술에 의해 제조된 유기 EL 소자는 봉지재로 사용되는 Sus Can(60)은 재료의 특성상 유리 접착용 밀봉재와 달리 그 접착 특성이 저하되어 외부의 습기(H₂O)가 소자 내부로 침투함으로써 소자가 열화되어 패널의 수명이 단축되는 문제가 있다.

또한, Sus Can(60)에 부착되는 흡습제(50)가 분말 상태이기 때문에 Sus Can에 흡습제를 부착하는 공정이 어렵고, 흡습제가 부착된 상태를 유지하기가 어려워 습기제거기능이 저하되는 문제가 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 종래 Sus Can을 배제하고 유리기판을 보호막으로 사용하도록 함으로써 접착력을 향상시키며, Sus Can의 크리닝 공정 및 플라즈마 처리 공정을 배제하여 작업시간을 단축하고 제품의 원가를 절감하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발광층인 유기층과 보호막과의 갭을 유지함과 더불어 흡습작용을 실시할 수 있도록 고형의 갭유지용 흡습구조체를 적용함으로써 흡습제를 부착하는 공정이 간단해지고, 흡습제가 항시 일정한 형태를 유지함으로써 습기제거 성능이 저하되는 것을 방지하려는 것이다.

도 1a 내지 도 1e는 일반적인 유기 전계 발광 소자의 제조 공정을 순차적으로 보인 단면도.

도 2는 종래 기술에 의한 유기 전계 발광 소자의 구조도.

도 3은 종래 기술에 의한 유기 전계 발광 소자의 봉지 공정도.

도 4a 내지 4c는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 제조 공정을 순차적으로 보인 단면도.

도 5는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 봉지 공정도.

도 6a 및 6b는 본 발명에 적용되는 갭유지용 흡습구조체의 실시예.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 ; 발광용 기판 200 ; 발광층

300 ; 자외선 경화제 400 ; 밀봉용 기판

500,500' ; 갭유지용 흡습구조체

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는 유리로 형성된 밀봉용 기판과; 상기 밀봉용 기판의 상면에 부착되는 고형의 갭유지용 흡습구조체와; 상기 밀봉용 기판의 가장자리에 형성되는 밀봉재와; 상기 밀봉재에 의해 상기 밀봉용 기판과 접착되는 발광층이 형성된 발광기판을 포함한다.

상기 갭유지용 흡습구조체는 상기 밀봉용 기판과 상기 발광 기판 사이의 갭을 유지시키는 높이의 단턱부가 가장자리에 돌출형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 봉지 방법은 고형상태로 제조된 갭유지용 흡습구조체를 밀봉용 기판에 부착하는 단계(S10); 상기 밀봉용 기판의 가장자리에 밀봉재를 형성하는 단계(S20); 발광층이 형성된 발광 기판을 상기 밀봉재에 조립하는 단계(S30); 상기 밀봉재를 경화시켜 상기 발광 기판을 밀봉 기판과 접착하는 단계(S40)를 포함한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 봉지 공정을 첨부도면 도 4a 내지 4c와 도 5에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에서는 분말 상태의 흡습제를 고체상태의 갭유지용 흡습구조체(500)로 제조가공하여 도 4a에 도시한 바와 같이, 먼저 밀봉용 기판(400)인 유리 기판에부착한다(S10).

부착되는 갭유지용 흡습구조체(500)는 폴리이미드 테이프를 사용하여 접착하는 것이 바람직하며, 갭유지용 흡습구조체(500)는 고형이기 때문에 밀봉용 기판(400)에 용이하게 부착되며, 부착된 이후에 갭유지용 흡습구조체의 형상이 그대로 유지된다.

다음에는 밀봉용 기판(400)에 갭유지용 흡습구조체(500)가 부착된 상태에서 밀봉용 기판(400)의 가장자리에 도 4b에서와 같이, 자외선 경화제(300)를 디스펜서를 사용하여 도포한다(S20).

그리고 자외선 경화제(300)가 가장자리에 도포된 밀봉용 기판(400)의 상면에는 도 4c에서와 같이, 발광층(200)이 형성된 발광 기판(100)을 올려놓아 조립한 후(S30)에, 자외선 램프를 이용하여 자외선 경화제(300)를 경화시킨다(S40).

이때, 자외선 램프는 고압 수은등을 사용하며, 0.1∼50 KW의 세기로 1∼60 분간 경화한다.

이와 같은 공정에 의해 제조된 유기 전계 발광 소자의 구성은 밀봉용 기판(400)의 상면에 고형 상태의 갭유지용 흡습구조체(500)가 폴리이미드 테이프(도면에는 미도시)에 의해 부착되어 있고, 밀봉용 기판(400)의 가장자리에는 밀봉재(300)가 형성되어 있으며, 밀봉재(300)에 의해 밀봉용 기판(400)과 발광층(200)이 형성된 발광 기판(100)이 접착되어 있는 구성이다.

본 발명에 적용되는 갭유지용 흡습구조체(500)의 가공공정은 미가공 상태의BaO 또는 CaO 분말을 혼합(Mixing), 건조(Drying), 분쇄(Grinding), 건조, 접합(Binding), 체질(Sieving), 프레싱(Pressing) 및 소결(Sintering)한다.

상술한 바와 같은 소결 공정을 거친 후에 도 6a에 도시한 바와 같이, 외곽 가장자리에 단턱부(501)를 갖는 장방형으로 갭유지용 흡습구조체(500)가 포밍한다. 단턱부(501)의 높이는 밀봉용 기판(400)이 발광용 기판(100)과의 간격을 유지할 수 있는 정도로 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 도 6b에 도시한 다른 실시예의 갭유지용 흡습구조체(500')와 같이, 양측 가장자리에만 단턱부(501)를 형성하는 것도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 봉지 방법은 유리기판을 보호막으로 사용하도록 함으로써 접착력을 향상시키며, Sus Can의 크리닝 공정 및 플라즈마 처리 공정을 배제하여 작업시간을 단축하고 제품의 원가를 절감하는 효과가 있다.

또한, 발광층인 유기층과 보호막과의 갭을 유지함과 더불어 흡습작용을 실시할 수 있도록 고형의 갭유지용 흡습구조체를 적용함으로써 흡습제를 부착하는 공정이 간단해지고, 흡습제가 항시 일정한 형태를 유지함으로써 습기제거 성능이 저하되는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 유리로 형성된 밀봉용 기판과;

   상기 밀봉용 기판의 상면에 부착되는 고형의 갭유지용 흡습구조체와;

   상기 밀봉용 기판의 가장자리에 형성되는 밀봉재와;

   상기 밀봉재에 의해 상기 밀봉용 기판과 접착되며 발광층이 형성된 발광기판을 포함하는 유기 전계 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 갭유지용 흡습구조체는 상기 밀봉용 기판과 상기 발광 기판 사이의 갭을 유지시키는 높이의 단턱부가 가장자리에 돌출형성된 유기 전계 발광 소자.
3. 고형상태로 제조된 갭유지용 흡습구조체를 밀봉용 기판에 부착하는 단계(S10);

   상기 밀봉용 기판의 가장자리에 밀봉재를 형성하는 단계(S20);

   발광층이 형성된 발광 기판을 상기 밀봉재에 조립하는 단계(S30);

   상기 밀봉재를 경화시켜 상기 발광 기판을 밀봉 기판과 접착하는 단계(S40)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 봉지 방법.