KR20020094425A - 탑-에미션 방식의 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로서, 유기발광층이 형성된 기판과, 접합부재에 의해 상기 기판에 부착되어 유기발광층을 실링하기 위한 커버 플레이트와의 접합면에 흡습제가 형성된 구조를 가지며, 상기 기판과 커버 플레이트의 접합면에서의 외부로부터의 수분침투를 방지하여 유기 EL 소자의 수명을 증대시킨다.

Description

탑-에미션 방식의 유기 ＥＬ 소자 및 그 제조방법{Organic Electroluminescence of Top-Emission Type and Fabrication Mehtod for the same}

본 발명은 유기 EL(Electroluminescence) 소자의 인캡슐레이션(encapsulation)에 관한 것으로, 특히 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자및 그 제조방법에 관한 것이다.

유기 EL 소자가 낮은 구동전압, 적은 전력소모, 경량성 및 색감에 있어 무기 EL 소자에 비해 우수한 특성을 가지고 있으면서도 실용화에 큰 문제가 되어 온 것이 바로 수명의 문제였다.

소자의 수명을 결정짓는 것은 크게 두 가지 부분으로 나누어 생각할 수 있다.

첫째, 구동시 휘도가 감소하는 것으로(operation-lifetime), 이는 유기물 내부의 불순물, 유기물과 전극간의 계면, 유기물의 낮은 결정화 온도(Tg), 산소와 수분에 의한 소자의 산화에 기인한다.

둘째, 구동하지 않더라도 수분에 의해서 발광 면적이 점차적으로 줄어들어 나중에는 발광이 되지 않는것이다(shelf-lifetime).

그래서 유기 EL 소자의 수명을 결정할 때에는 상기 두 가지 수명 중 작은 값에 의해서 결정되어 진다.

수명을 크게 소자를 만드는 과정 중에 이미 내부에 상존하는 것과 외부로부터 침투해 오는 두 가지가 있을 수 있는데, 크게 문제가 되는 것은 외부로부터의 침투이다.

이 문제를 해결하기 위해 다양한 방법이 제시되어 왔다.

기존의 수분 침투를 막기 위한 인캡슐레이션 방법은 도1에 도시한 바와 같다.

도1은 종래 기술에 따른 다운-에미션 방식의 유기 EL 소자의 단면도이다.

투명기판(1) 위에 제1전극(2), 유기발광층(3), 제2전극(4)을 형성한다.

이후 흡습제(6)를 커버 플레이트(5)에 붙인 후, 지지대(7)를 형성하고, 상기 흡습제(7)가 형성된 커버 플레이트(5)를 도1과 같이 유기발광층(3)이 형성된 투명기판(1) 위에 덮고 에폭시(8) 등으로 접착한다.

이상에서 설명한 종래 기술에 따른 다운-에미션 방식의 유기 EL 소자는 기판과 커버 플레이트 사이의 접합면을 통해 외부에서의 수분침투가 용이하여 유기 EL 소자의 수명이 단축된다.

또한 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자는 커버 플레이트가 투명해야 커버 플레이트의 상부로 빛이 방출되기 때문에 커버 플레이트 내부에 흡습제나 고분자 지지층 등을 형성할 수 없으므로 기판과 커버 플레이트의 접합면을 통해 들어오는 수분침투를 막기가 어렵다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 커버 플레이트와 기판의 접합면에 흡습제를 추가한 구조를 이용하여 외부로부터의 수분침투를 방지하여 수명이 증대되는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 종래 기술에 따른 다운-에미션 방식의 유기 EL 소자의 단면도.

도2 및 도3은 본 발명에 따른 제1, 제2실시예로, 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자의 단면도.

도4a 내지 도4d는 상기 도2 및 도3에 도시한 바와 같은 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자의 제조공정 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 기판 11 : 제1전극

12 : 유기발광층 13 : 제2전극

20 : 접합부재 30 : 커버 플레이트

40 : 흡습제

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자의 특징은 유기발광층이 형성된 기판과, 접합부재에 의해 상기 기판에 부착되어 유기발광층을 실링하기 위한 커버 플레이트와의 접합면에 흡습제(getter)가형성된 구조를 가지는데 있다.

상기 유기 EL 소자는 상기 기판 상에 형성된 제1전극; 상기 제1전극과 교차하는 방향으로 형성되고, 투명전극 물질로 형성된 제2전극; 상기 제1전극 및 제2전극의 교차영역에 형성된 유기발광층; 상기 접합면의 소정영역에 홈을 갖고 상기 기판과 대향하는 위치에 배치되고, 투명물질로 형성되어 상기 유기발광층을 실링하는 커버 플레이트; 상기 커버 플레이트의 홈 내부에 형성된 흡습제; 상기 기판과 커버 플레이트를 합착하고, 상기 흡습제를 소자의 외부로부터 격리시키는 접합부재를 포함하여 구성되는데 있다.

상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 상부에 형성되거나, 상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 양측에 형성된다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 제조방법의 특징은 상기의 유기 EL 소자 제조에 있어서, 상기 유기발광층을 실링하기 위한 투명물질의 커버 플레이트를 준비하는 단계; 상기 기판과 커버 플레이트의 접합면의 소정영역에 홈을 형성하는 단계; 상기 홈 내부에 흡습제를 넣는 단계; 상기 접합부재를 도포하여 상기 기판과 커버 플레이트를 합착하는 단계를 포함하여 이루어지는데 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법의 바람직한실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자는 상기 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자는 유기발광층이 형성된 기판과, 접합부재에 의해 상기 기판에 부착되어 유기발광층을 실링하기 위한 커버 플레이트와의 접합면에 흡습제가 형성된 구조를 가진다.

도2 및 도3은 각각 본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자의 제1, 제2실시예의 단면도이다.

도2, 3에 도시한 바와 같이, 상기 유기 EL 소자는 기판(10) 상에 형성된 제1전극(11)과, 상기 제1전극(11)과 교차하는 방향으로 형성되고, 투명전극 물질로 형성된 제2전극(13)과, 상기 제1전극 및 제2전극(11, 13)의 교차영역에 형성된 유기발광층(12)과, 상기 기판(10)과의 접합면의 소정영역에 홈을 갖고 상기 기판(10)과 대향하는 위치에 배치되고, 투명물질로 형성되어 상기 유기발광층(12)을 실링하는 커버 플레이트(30)와, 상기 커버 플레이트(30)의 홈 내부에 형성된 흡습제(40)와, 상기 기판(10)과 커버 플레이트(30)를 합착하고, 상기 흡습제(40)를 소자의 외부로부터 격리시키는 접합부재(20)를 포함하여 구성된다.

도2에 도시한 바와 같이, 상기 접합부재(20)는 상기 흡습제(40)를 커버하도록 상기 커버 플레이트(30)의 홈 상부에 형성된다.

또는 도3에 도시한 바와 같이, 상기 접합부재(20)는 상기 흡습제(40)를 커버하도록 상기 커버 플레이트(30)의 홈 양측에 형성된다.

상기 제1, 제2실시예의 접합부재(20)는 흡습제가 혼합된 물질로 형성하는 것도 가능하다.

그리고 상기 접합부재(20)는 UV 경화성 에폭시를 사용한다.

또한 흡습제(40)로는 일반적으로 CaO, BaO 등 수분 흡습도가 뛰어난 물질을 사용한다.

일반적으로 다운-에미션(down emission) 방식의 유기 EL 소자에서는 인켑슐레이션(encapsulation)을 위한 커버 플레이트는 투명하지 않는 메탈 커버 플레이트나 투명한 글레스(glass) 커버 플레이트 중 어느 것을 사용해도 상관이 없지만, 탑 에미션(top emission)한 유기 EL 소자에서는 커버 플레이트가 투명해야 커버 플레이트의 상부로 빛이 방출된다.

그러므로 유기발광층(12)에서 빛이 발생되어 커버 플레이트(30)의 상부로 나가는데 있어서 방해되는 것들이 없어야 하므로 도1과 같이 흡습제나 고분자 지지층 등을 쓸수가 없다.

따라서 흡습제(40)를 쓰지 않고 투명한 커버 플레이트로 실링을 할 수 있지만, 이 경우 기판(10)과 커버 플레이트(30)의 합착을 위한 접합면의 접합부재(20)를 통해서 들어오는 수분 등을 막을 수 없게 되므로, 상기 제1 및 제2 실시예와 같이 흡습제(40)를 상기 커버 플레이트(30)에 홈을 파서 형성하거나, 흡습제를 혼합하여 상기 접합부재(20)를 형성하여, 외부로부터의 수분을 상기 흡습제(40)가 흡수하게 된다.

상기 제1실시예에 도시한 바와 같은 유기 EL 소자의 제조공정은 다음과 같다.

상기 유기발광층(12)을 실링하기 위한 투명물질의 커버 플레이트 및 유기발광층이 형성된 기판(미도시)을 준비하고, 도4a에 도시한 바와 같이, 기판(미도시)과 접합하는 부분의 커버 플레이트(30)에 홈을 형성한다.

이어 도4b에 도시한 바와 같이 상기 홈 내부에 흡습제(40)를 넣는다.

이어 도4c에 도시한 바와 같이 상기 흡습제(40)를 커버하도록 상기 커버 플레이트(30)의 홈 상부에 상기 접합부재(20)를 도포한 후, 기판(10)과 커버 플레이트(30)를 합착하면 도2와 같이 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자가 완성된다.

상기 제2실시예에 도시한 바와 같은 유기 EL 소자의 제조공정은 다음과 같다.

상기 유기발광층(12)을 실링하기 위한 투명물질의 커버 플레이트 및 유기발광층이 형성된 기판(미도시)을 준비하고, 도4a에 도시한 바와 같이, 기판(미도시)과 접합하는 부분의 커버 플레이트(30)에 홈을 형성한다.

이어 도4b에 도시한 바와 같이 상기 홈 내부에 흡습제(40)를 넣는다.

이어 도4d에 도시한 바와 같이 상기 흡습제(40)를 커버하도록 상기 커버 플레이트(30)의 홈 양측에 상기 접합부재(20)를 도포한 후, 기판(10)과 커버 플레이트(30)를 합착하면 도3과 같이 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자가 완성된다.

상기 제1, 제2실시예에서 상기 접합부재(20)로 UV경화성 에폭시를 사용하는 경우 UV를 조사하여 에폭시를 경화하여 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자가 완성한다.

그리고 상기 제1, 제2실시예에서는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자를 예로들어 설명하였으나, 본 발명은 다운-에미션 방식의 유기 EL 소자에도 적용가능하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 및 그 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.

커버 플레이트와 기판의 접합면에 흡습제를 형성하여 외부로부터의 수분이 침투되면 유기 EL 소자 내부로 들어가기 이전에 상기 흡착제에 의해 수분을 흡수하기 때문에 유기 EL 소자의 수명을 증대시킨다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 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.

Claims (9)

1. 유기발광층이 형성된 기판과, 접합부재에 의해 상기 기판에 부착되어 유기발광층을 실링하기 위한 커버 플레이트와의 접합면에 흡습제가 형성된 구조를 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 유기 EL 소자는

   상기 기판 상에 형성된 제1전극;

   상기 제1전극과 교차하는 방향으로 형성되고, 투명전극 물질로 형성된 제2전극;

   상기 제1전극 및 제2전극의 교차영역에 형성된 유기발광층;

   상기 접합면의 소정영역에 홈을 갖고 상기 기판과 대향하는 위치에 배치되고, 투명물질로 형성되어 상기 유기발광층을 실링하는 커버 플레이트;

   상기 커버 플레이트의 홈 내부에 형성된 흡습제;

   상기 기판과 커버 플레이트를 합착하고, 상기 흡습제를 소자의 외부로부터 격리시키는 접합부재를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
3. 제2항에 있어서, 상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
4. 제2항에 있어서, 상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
5. 제2항에 있어서, 상기 접합부재는 흡습제가 혼합된 물질인 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
6. 제1항에 있어서, 상기 흡습제는 CaO, BaO 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자.
7. 제1항의 유기 EL 소자 제조에 있어서,

   상기 유기발광층을 실링하기 위한 투명물질의 커버 플레이트를 준비하는 단계;

   상기 기판과 커버 플레이트의 접합면의 소정영역에 홈을 형성하는 단계;

   상기 홈 내부에 흡습제를 넣는 단계;

   상기 접합부재를 도포하여 상기 기판과 커버 플레이트를 합착하는 단계를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 제조방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 제조방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 접합부재는 상기 흡습제를 커버하도록 상기 커버 플레이트의 홈 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 탑-에미션 방식의 유기 EL 소자 제조방법.