KR20030044656A - 유기 ｅｌ 소자의 봉지 캡 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL 소자의 제조공정 중 봉지공정에 적용되는 글래스 캡의 제조방법에 관한 것으로서, 두장의 글래스 평판 즉, 장방형의 평판 글래스와 장방형을 갖고 각 변이 일정한 폭을 갖도록 중앙부가 관통되어진 실 글래스를 접착시켜 글래스 제조하는 것이다.

특히, 본 발명은 상기 평판 글래스와 실 글래스를 접착할 때 글래스 프릿을 사용하고, 상기 글래스 프릿의 열팽창계수가 상기 평판 글래스와 실 글래스의 열팽창계수와 일치하도록 하여 열공정에 의하여 글래스가 파손되는 것을 방지한다.

이러한 본 발명은, 종래 샌드 블러스터 방식 또는 금형방식을 이용하여 글래스 캡을 제조하는 방식에 비해 제조시간이 단축되고 제조비용을 단축시킬 수 있으며, 상기 실 글래스의 단면이 동일한 평면도를 갖기 때문에 봉지공정에서 글래스 기판과 글래스 캡을 봉지시킬 때 그 접착력을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

유기 ＥＬ 소자의 봉지 캡{Encapsulation cap for a organic electroluminescence device}

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재질과 구조를 개선시켜서 열팽창에 대한 대응력을 갖는 유기 EL 소자의 봉지 캡과 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

유기 EL 소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)는 1960년대에 연구가시작되어, 1987년 미국의 Eastman Kodak사가 고휘도화에 관한 논문을 발표한 이후 디스플레이장치에 채용되는 것이 본격적으로 검토되기 시작했다. 이어, 1993년 일본에서 RGB 3색을 동시에 발생시켜서 자연광에 가까운 백색광을 나타내는데 성공함으로써 놀라운 진보를 이룩했다. 게다가, 고휘도, 저소비전력, 소자의 장수명화가 실현되어 유기 EL 소자는 액정을 대신하는 차세대 평판디스플레이로서 크게 기대받고 있는 실정이다.

유기 EL 소자는 휴대전화와 카스테레오 등의 도트 매트릭스 디스플레이 적용에도 적합하기 때문에 해당 분야에도 유기 EL 소자로의 대체가 유력하다. 또한, PC 나 TV에서의 동화상 표시도 유기 EL 소자가 LCD보다 뛰어난 것으로 평가받고 있다.

현재, 상기 유기 EL 소자의 기판으로는 유리 뿐만 아니라 폴리머 필름(플라스틱)을 사용하는 연구가 진행되고 있으며, 현재의 유기기판에서도 유기 EL 소자는 2mm 정도의 두께를 실현하고 있는데, 플라스틱을 사용하면 필름상태의 초박형 디스플레이의 구현이 가능해진다. 이러한 유기 EL 소자는 전력소모가 적고, 크기 및 무게 측면에서 휴대가 용이하며 대형화면화가 가능하기 때문에 차세대 평판표시기로 주목받고 있다.

한편, 강한 형광을 발광하는 전계발광 현상을 이용한 전계발광소자도 이들 중 하나로 ZnS, Mn 등의 무기 형광체를 발광 중심으로 사용하는 무기 전계발광 소자와 유기물 또는 유기물을 고분자 메트릭스에 분산시켜 제작하는 유기전계발광소자가 있다. 상기 무기전계 발광소자는 수집 볼트의 높은 전기장에서만 작동 가능하며, 또한 다양한 색상을 얻기 어렵기 때문에 천연색 표시에는 부적합한 반면, 유기전계발광소자는 청색에서 자색까지의 거의 모든 색이 발광하며 발광휘도 면에서도 다른 소자와 비교해 손색이 없으며, 저전압, 저소비전력, 시야각 문제 등을 해결할 수 있는 소자로 적합하다.

이러한 유기 EL 소자는 수분과 산소에 의해 열화되는데, 이를 방지하기 위한 방법으로, 유기발광층이 증착된 기판에 일정 공간을 유지한 상태로 고분자 필름이나 스테인레스 스틸 등을 주재료로 하는 캡을 덮어 씌우는 봉지공정(encapsulation)이 이루어진다. 상기 캡은 내부에 건조제가 장착되어 유기발광소자 내부의 유기EL층에서 발생하는 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 영향을 감소시키도록 제조된다.

스테인레스 스틸 재질의 캡을 유기발광층이 증착된 글래스 기판에 봉지하는 방법은 캡과 글래스 기판의 열팽창계수가 상이하여 제조과정 중 접착력이 떨어지고, 고온환경이 조성되면 캡과 글래스 기판의 팽창정도가 달라 접착부분이 회손되는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 캡의 재질을 상기 글래스 기판과 동일한 재질로 제작하여 열팽창계수를 일치시키고자 하는 방안이 제안된 바 있다.

종래의 글래스 재질로 제작된 캡으로 봉지된 유지 EL 소자의 구조는 도 1과 같다.

도 1에 의하면, OLED 봉지시 소자 내부의 유기EL층에서 발생하는 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 영향을 감소시키 위한 건조제(12)를 글래스 캡(13)의내부에 장착하는데, 상기 글래스 캡(13)은 평면적으로 장방형상을 가지고 각변의 단부에는 일방향으로 소정 높이 돌출된 연장부가 형성되고, 상기 연장부의 단면에 일정 폭의 실라인이 형성되도록 접착제(14)를 도포하여, 글래스 캡(13)을 유기발광층(11)이 증착된 기판(10)에 합착시켜 외부로부터의 수분과 산소의 침투를 차단시킨다. 이때, 상기 봉지캡(13)과 기판(10) 사이에는 이격된 일정 공간(15)이 형성된다.

상기한 형상의 글래스 캡(13)을 제조하기 위하여 전체 글래스를 샌드 블러스터(sand bluster)공정을 이용하여 중앙부를 일정 깊이로 연마함으로써 각변의 단부에 연장부가 형성되도록 하거나, 금형틀을 제작하여 액체상태인 글래스를 상기 금형틀에 부어 글래스 캡 제조하는 방법이 제안되고 있다.

그러나, 이러한 종래 글래스 캡의 제조방법에 의하면, 샌드 블러스터 공정을 이용하여 글래스 캡을 제조하는 방법은 글래스의 외관 1mm만을 실라인(seal)으로 남기고 나머지는 깍아내야 하기 때문에 가공상 한계(기계적)가 있을 뿐 아니라 생산단가가 높다는 문제점이 있고, 금형틀을 이용하여 글래스 캡을 제조하는 방법은 글래스를 액체상태로 만드는데 걸리는 시간과 금형 제작의 한계, 제작상의 수율 등의 문제점이 있다.

또한, 이러한 종래 제조방법은 봉지공정시 글래스 기판과 접하게 되는 글래스 기판의 단면이 제조상 기술적 한계에 의해 동일한 평면도를 갖도록 하는 것이 어렵다는 문제점도 있으며, 이 문제점은 봉지공정시 상기 글래스 기판과 글래스 캡과의 접착력이 저하되는 주요 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 유기 EL 소자의 봉지 캡의 재질을 글래스로 하여 열팽창 손상을 방지하고, 그 봉지 캡의 제조를 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 유기 EL 소자의 구조를 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지 캡에 대한 분해 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지 캡의 구조를 나타낸 결합 사시도.

도 4는 도 3의 4-4 부분 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지 캡의 구조를 나타낸 결합사시도.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지 캡은,

유기발광층이 증착된 글래스 기판에 봉지되는 글래스 캡을 제조하는 방법에 있어서,

글래스 재질로 구성된 장방형상의 평판과, 글래스 재질로 구성되고 장방형상으로 각 변이 일정한 폭을 갖도록 중앙부가 관통된 개방구가 형성된 테두리가 글래스 프릿에 의해 결합된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 봉지공정에서 사용되는 글래스 캡의 제조방법을 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 봉지 캡은 글래스 재질을 갖고 평면적으로 장방형상을 갖는 평판(130)과, 글래스 재질을 갖고 실라인을 형성하기 위하여 각변의 종단으로부터 일정한 폭(w)을 제외한 중앙부가 뚫린 테두리(140)가 글래스와 무기물이 혼합된 글래스 프릿(150)으로 접착되어 구성된다.

여기서, 테두리(140)는 평판(130)과 같은 크기의 글래스 기판의 중앙을 기계적 또는 광학적(레이저) 절단기를 이용하여 사각으로 절단함으로써 제작될 수 있다.

특히, 본 발명은 평판(130)의 일면 또는 테두리(140)의 일면에 글래스 프릿(150)을 도포한 후 이들을 결합시키고, 이 상태에서 350℃이상에서 소성시킴으로써 상기 평판(130)과 테두리(140)가 글래스 프릿(150)에 의해 접착되도록 구성된다.

평판(130)과 테두리(140) 및 글래스 프릿(150)의 열팽창계수는 봉지공정에서 접착되어질 글래스 기판과 동일한 열팽창계수를 갖도록 하는 바람직하고, 이러한 열팽창계수의 조절은 글래스 프릿에 혼합되는 무기물의 비율을 조절함으로써 행할 수 있는데 그 비율은 5wt%∼20wt%정도가 바람직하다.

상술되어진 방법에 의해 접착되어진 글래스 캡의 구조는 도 3과 같고, 도 3에 도시된 4-4 단면도는 도 4와 같다.

도 3 내지 도 4에 의하면, 실 라인을 형성하기 위한 실 글래스(140)가 글래스 프릿(150)에 의해 평판 글래스(130)에 접착됨으로써, 글래스 캡의 중앙부에는 제습제를 장착하기 위한 공간에 해당하는 요부(160)가 형성된다.

본 발명의 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 테두리(140a)를 복수개의 글래스 막대(141-144)를 서로 접착시켜 구성할 수도 있는데, 글래스 막대(141-144)를 제작할 때는 그 폭과 높이가 실라인의 넓이(w)와 요부(160)의 높이를 고려하여 제작하여야 한다.

도 5에 도시된 바와 같이 구성된 글래스 캡의 단면은 상술되어진 도 4와 동일하다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 동일한 재질의 글래스로 형성된 평판 글래스와 실 글래스를 글래스 프릿을 이용하여 접착시켜 글래스 캡을 제조하므로써, 샌드 블러스터 방식 또는 금형방식을 이용하여 글래스 캡을 제조하는 방식에 비해 제조시간이 단축되고 제조비용을 단축시킬 수 있으며, 상기 실 글래스의 단면이 동일한 평면도를 갖기 때문에 봉지공정에서 글래스 기판과 글래스 캡을 봉지시킬 때 그 접착력을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

Claims (5)

1. 유기발광층이 증착된 글래스 기판에 봉지되는 봉지 캡에 있어서,

   상기 봉지 캡은,

   글래스 재질로 구성된 장방형상의 평판; 및

   글래스 재질로 구성되고 장방형상으로 각 변이 일정한 폭을 갖도록 중앙부가 관통된 개방구가 형성된 테두리가 글래스 프릿에 의해 상기 평판 위에 결합된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 글래스 프릿을 상기 평판과 상기 테두리가 접하는 일면에 도포한 후 이들을 결합시킨 상태에서 소정 온도로 소성시켜 상기 평판과 상기 테두리를 접착시키는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 글래스 프릿과 상기 평판 및 상기 테두리의 열팽창계수는 동일한 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 소정 온도는 350℃이상인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 테두리는 복수개의 글래스 막대가 장방형상을 이루도록 접착하여 각 변은 일정한 폭을 갖고 중앙부는 관통된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.