KR20030044670A - 유기 ｅｌ 소자의 봉지 캡 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL 소자의 봉지 캡 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 EL 소자의 부품인 봉지 캡(Cap)에 있어서 평판을 글래스 재질로 제작하고 테두리를 유리 페이스트에 여러가지 첨가제를 넣어 겔 상태로 제작하여 조립하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법에 관한 것으로, 유리 페이스트에, 유리 분말을 균일하게 분산시켜 주는 분산제와, 고분자를 만들기 전의 단량체인 모노머, 저분자를 고분자로 만들기 위한 중합 개시제, 고분자를 가교시켜주는 3차원 망목 구조 형성제 및 반응이 잘 일어나도록 하는 촉매를 첨가하여 혼합한 후, 상기 혼합물을 성형 몰드에 넣어 성형하고 상기 성형체를 중합하여 테두리를 제작하고, 상기 테두리를 평판 위에 올려놓고 소성시켜 봉지 캡을 제조하는 것을 특징으로 하며, 봉지 캡의 테두리를 겔 상태로 만듦으로써 평판과의 접착력이 향상되고, 평판과 테두리의 열팽창률이 동일 또는 유사하기 때문에 봉지 캡 자체에 크랙이 생성되지 않아 외부 환경에 의한 균열이 발생되지 않는 효과가 있다.

Description

유기 ＥＬ 소자의 봉지 캡 및 그의 제조 방법{Encapsulation cap of organic electroluminescent device and method for manufacture thereof}

본 발명은 유기 EL 소자의 봉지 캡 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 EL 소자의 부품인 봉지 캡(Cap)에 있어서 평판을 글래스 재질로 제작하고 테두리를 유리 페이스트에 여러가지 첨가제를 넣어 겔 상태로 제작하여 조립하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

유기 EL 소자의 제작 공정은 유기 EL 소자의 발광 부위를 외부로부터의 오염과 산화 및 불량화 등에 대하여 보호하고 소자의 수명을 향상시키기 위하여 봉지 공정을 포함한다.

도 1과 같이 종래의 써스 캔(Sus Can)으로 봉지된 유기 EL 소자는, 유기물이 증착된 기판(8)과 써스 캔(2)이 접착제(6a, 6b)로 접착되어 조립되고, 써스 캔(2)은 요(凹)부를 가지면서 여기에 흡습제(4)가 부착되고 변부에 형성되는 접착면(10a, 10b)이 접착제(6a, 6b)로서 기판(8)과 접착된다.

상기 접착 방법은 보다 구체적으로, 써스 캔(2)의 접착면(10a, 10b)에 접착제(6a, 6b)를 바르고 유기물이 증착된 기판(8)과 써스 캔(2)이 맞닿게 한 후 일정한 힘을 준 후 자외선을 쐬어 경화시키는 것이다.

상기 유기물이 증착된 기판(8)의 재료는 글래스로써 금속으로 제작된 써스 캔(2)의 열팽창계수와 차이가 있어, 외부 환경변화에 따라 유기물이 증착된 기판(8)과 써스 캔(2)은 서로 팽창/수축도가 달라서 그로 인한 스트레스가 발생된다.

그리하여, 지속적인 외부 충격을 받게 되면 접착면에 크랙이 생겨 외부에서 수분이나 산소가 침투하여 발광하는 유기 물질에 손상을 주게 된다.

상기와 같은 열팽창계수에 따른 문제점을 해결하기 위하여 유기물이 증착된 기판과 같은 글래스 재료로 만들어진 글래스 캡으로 써스 캔을 대체하여 사용하는 방법이 제안된 바 있다.

글래스는 외부의 전계나 자성에 영향을 받지 않고, 구조물 형성이 쉬우며,유기물이 증착된 기판과 같은 재료이기 때문에 열팽창계수로 인한 문제가 없으므로 상태 유지 능력이 향상될 수 있다.

첫째, 글래스 재질의 봉지 캡은 도 2와 같이 샌드 블라스팅(Sand Blasting) 방법으로 제조될 수 있으며, 이는 도 2와 같이 글래스 기판(12)을 파티클(14)로 강하게 연마하여 요부를 형성하는 방법이다.

둘째, 금형을 이용하는 방법은 원하는 글래스 캡의 모양으로 틀을 만든 후 글래스 프리츠(Glass frit)를 녹여서 상기 틀에 부음으로써 성형 한 후 식혀서 모양을 만드는 방법이다.

이와 다르게 셋째, 금형을 이용하되 도 3과 같이 금형으로 찍는 방법을 이용한다.

금형으로 찍는 방법은 글래스 기판(16)을 캡의 크기로 준비하여, 상기 글래스 기판(16)을 가열된 금형(18)으로 가압하여 요부를 형성하는 방법이다.

그러나, 상기와 같이 글래스 캡을 제조하는 방법들은 써스 재질의 봉지 캡보다 재료 단가가 높은 단점이 있다.

또한, 샌드 블라스팅 방법은 글래스 캡 자체에 매우 작은 크랙이 생겨 쉽게 깨지는 문제점과 각각의 캡 하나를 제작하는 데 약 1mm의 실 라인(Seal Line)의 면적만 남기고 가공해야 하는 기계적 한계와 시간, 가격의 문제가 있고, 금형을 이용하는 방법 또한 글래스를 녹여야 하는 문제점 및 그때 걸리는 시간, 금형 제작의 한계, 제작상의 수율 등의 문제점이 있다.

그리하여 글래스 캡의 적용은 제작 상 어려움과 더불어 가공비의 상당한 증가로 인하여 실용화되지 못하고 있는 실정이다.

상기와 같은 제작상의 문제점들을 해소하기 위하여 본 발명의 목적은 봉지 캡을 글래스 재질의 평판과 글래스 프리츠 재질의 겔 상태의 테두리로 제작하여 평판과 테두리의 접착력을 향상함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 봉지 캡을 글래스 재질로 제작하고, 평판과 테두리를 간단히 조립하여 제작상 문제점을 개선함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 봉지 캡을 이루는 부품의 재질을 유기물이 증착된 기판과 동일 또는 유사하게 하여 열팽창에 따른 스트레스에 기인한 소자의 손상을 방지함에 있다.

도 1은 종래의 써스 재질의 봉지 캡으로 봉지된 유기 EL 소자의 단면도.

도 2는 종래의 샌드 블라스팅 방법으로 글래스 재질의 봉지 캡을 제조하는 방법을 나타내는 도면.

도 3과 종래의 금형으로 글래스 재질의 봉지 캡을 제조하는 방법을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 성형 몰드의 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 글래스 캡의 사시도.

도 6은 도 5의 A-A 단면도.

이를 위하여, 본 발명의 유기 EL 소자의 봉지 캡은, 글래스 재질로 구성된 장방형상의 평판; 및 성형 몰드에 의해 형성된 중합된 성형체인 장방형상으로 각 변이 일정한 폭을 갖도록 중앙부가 돤통된 개방구가 형성된 테두리가 상기 평판 위에 안착되어 소성함으로써 접합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법은, 봉지 캡의 베이스가 되는 평판을 소정 형상과 크기로 제작하는 제 1 과정과, 글래스를 주재질로 하고 상기 평판과 동일한 크기와 중앙부에 장방형 관통 공간을 갖는 테두리를 겔 상태의 성형체로 제작하는 제 2 과정, 상기 평판과 테두리를 열처리하여 접착시켜서 봉지 캡을 형성하는 제 3 과정을 구비하고, 상기 제 2 과정은, 유리 페이스트에, 유리분말을 균일하게 분산시켜 주는 분산제와, 고분자를 만들기 전의 단량체인 모노머, 저분자를 고분자로 만들기 위한 중합 개시제, 고분자를 가교시켜주는 3차원 망목 구조 형성제 및 반응이 잘 일어나도록 하는 촉매를 첨가하여 혼합하는 제 1 단계, 상기 제 1 단계의 혼합물을 성형 몰드에 넣어 성형하는 제 2 단계, 상기 제 2 단계에서 형성된 성형체를 중합하는 제 3 단계를 포함하여 테두리를 제작하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.

봉지 캡은 평판과 테두리로 구성되고, 평판은 봉지 캡의 베이스로서 글래스 재질을 가지며 장방형의 판상을 가지며, 테두리는 평판과 동일한 형상과 면적을 가지며 내부에는 조립 시 공간 형성을 위한 장방형 관통 공간이 형성된다.

먼저 테두리를 제작하기 위하여, 유리 페이스트에, 유리 분말을 균일하게 분산시켜 주는 분산제와, 고분자를 만들기 전의 단량체인 모노머, 저분자를 고분자로 만들기 위한 중합 개시제, 고분자를 가교시켜주는 3차원 망목 구조 형성제 및 반응이 잘 일어나도록 하는 촉매를 첨가하여 혼합하여 유리 슬러리(Slurry)를 만든다.

여기서, 분산제는 폴리아크릴산 아민염(PAAm; polyacrylic acid amine salt)을 사용하고, 모노머는 아크릴아미드(acrylamide)를 사용하며, 3차원 망목 구조 형성제는 N,N-디메틸렌-비스-아크릴아미드(N,N-dimethylene-bis-acrylamide)를 사용한다.

그리고, 중합 개시제는 암모니움 퍼설페이트(ammonium persulfate)의 열원으로 라디칼을 형성하는 것 또는 빛을 받아 라디칼을 형성하는 것을 사용할 수 있다.

또한, 촉매는 겔화 유도 구간을 조절하기 위하여 테트라메틸-에틸렌-디아민(tetramethyl-ethylene-diamine)을 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 첨가제들은 글래스 프리츠의 연화점 이하에서 타서 없어져야 하며, 유리 페이스트 제조 시 사용된 용매와 상호작용이 없는 것을 사용하여야 한다.

그러면, 이렇게 형성된 유리 슬러리를 도 4와 같이 중앙부(32)가 뚫린 장방형 틀 모양의 성형 몰드(30)에 넣어 성형한다.

성형 몰드(30는 바깥쪽 틀(34)과 안쪽 틀(36)로 구성되며, 테두리(20)의 두께와 동일한 간격의 홈(38)을 구비하여 유리 슬러리를 넣을 수 있다.

그리고, 성형 몰드(30)의 홈(38)에 성형체가 형성되면 성형체를 열 또는 자외선으로 중합한다.

이때, 성형체를 열 또는 자외선으로 중합시키기 위해 성형 몰드(30)는 투명 유리나 플라스틱이어야 한다.

중합 초기 단계에서는 모노머가 고분자로 전환되지만 분자량이 낮은 상태이므로 점도가 낮게 되고, 차차 고분자로의 일정 전환율을 넘어서게 되면 분자량이 커지면서 겔화가 진행되어 점도가 급증하는 현상이 나타난다.

상기와 같이 중합하여 겔화된 성형체는 건조시켜 테두리(20)로 완성된다.

그러면, 테두리(20)를 봉지 캡의 베이스가 되는 평판 위에 안착시켜 소성함으로써 테두리가 평판에 붙어 봉지 캡을 형성한다.

이때, 소성 온도는 400℃∼500℃이다.

소성 온도가 너무 낮게 되면 접착력이 떨어지고 기공 같은 것이 생겨 균열이 생길 수 있으며, 반면에 소성 온도가 너무 높으면 유리가 녹아서 형상을 유지할 수가 없게 된다.

이때 상기 소성하는 과정에서 성형체에 첨가된 첨가제가 타서 없어진다.

이렇게 형성된 봉지 캡은 도 5와 같이 변부와 중앙부에 단차를 가지고, 중앙부에는 단차에 의해 형성된 요부가 있는 형상을 하고 있다.

그리고, 테두리(20)와 평판(22)의 단차로 형성된 요부에 유기 EL 소자에 장착되는 흡습제가 들어가고, 테두리의 일면이 유기물이 증착된 기판과 접착되어 유기 EL 소자를 봉지한다.

도 6은 도 5의 A-A 단면도이다.

상술된 바와 같이, 봉지 캡의 테두리를 겔 상태로 만듦으로써 평판과의 접착력이 향상되고, 평판과 테두리의 열팽창률이 동일 또는 유사하기 때문에 봉지 캡 자체에 크랙이 생성되지 않아 외부 환경에 의한 균열이 발생되지 않는 효과가 있다.

그리고, 몰드에 유리 슬러리를 부어서 만드므로 작업성과 성형성이 용이하고 가공비가 저렴한 효과가 있다.

또한, 상술된 바와 같이 제작된 봉지 캡을 이용하여 소자를 제작하면 봉지 캡과 유기물이 증착된 기판의 열팽창률이 동일 또는 유사하여 온도환경에 따른 열팽창 스트레스로 인한 소자의 손상이 발생되지 않는 효과가 있다.

Claims (21)

1. 유기 발광층이 증착된 글래스 기판에 봉지되는 봉지 캡에 있어서,

   상기 봉지 캡은,

   글래스 재질로 구성된 장방형상의 평판;

   성형 몰드에 의해 형성된 중합된 성형체인 장방형상으로 각 변이 일정한 폭을 갖도록 중앙부가 돤통된 개방구가 형성된 테두리가 상기 평판 위에 안착되어 소성함으로써 접합되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 테두리는

   유리 페이스트에, 유리 분말을 균일하게 분산시켜 주는 분산제와, 고분자를 만들기 전의 단량체인 모노머, 저분자를 고분자로 만들기 위한 중합 개시제, 고분자를 가교시켜주는 3차원 망목 구조 형성제 및 반응이 잘 일어나도록 하는 촉매를 첨가하여 혼합하여 상기 성형 몰드에 넣어 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 분산제는 폴리아크릴산 아민염(PAAm; polyacrylic acid amine salt)이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 모노머는 아크릴아미드(acrylamide)가 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 3차원 망목 구조 형성제는 N,N-디메틸렌-비스-아크릴아미드(N,N-dimethylene-bis-acrylamide)가 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 촉매는 테트라메틸-에틸렌-디아민(tetramethyl-ethylene-diamine)이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 중합 개시제는 암모니움 퍼설페이트(ammonium persulfate)의 열원으로 라디칼을 형성하는 것이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
8. 제 2 항에 있어서,

   상기 중합 개시제는 빛을 받아 라디칼을 형성하는 것이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 성형 몰드는,

   중앙부가 뚫린 장방형 틀 모양의 투명 유리로 만들어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 성형 몰드는,

    중앙부가 뚫린 장방형 틀 모양의 플라스틱으로 만들어진 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
11. 봉지 캡의 베이스가 되는 평판을 소정 형상과 크기로 제작하는 제 1 과정과,

    글래스를 주재질로 하고 상기 평판과 동일한 크기와 중앙부에 장방형 관통 공간을 갖는 테두리를 겔 상태의 성형체로 제작하는 제 2 과정,

    상기 평판과 테두리를 열처리하여 접착시켜서 봉지 캡을 형성하는 제 3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 2 과정은,

    유리 페이스트에, 유리 분말을 균일하게 분산시켜 주는 분산제와, 고분자를만들기 전의 단량체인 모노머, 저분자를 고분자로 만들기 위한 중합 개시제, 고분자를 가교시켜주는 3차원 망목 구조 형성제 및 반응이 잘 일어나도록 하는 촉매를 첨가하여 혼합하는 제 1 단계,

    상기 제 1 단계의 혼합물을 성형 몰드에 넣어 성형하는 제 2 단계,

    상기 제 2 단계에서 형성된 성형체를 중합하는 제 3 단계를 포함하여 테두리를 제작하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 분산제는 폴리아크릴산 아민염(PAAm; polyacrylic acid amine salt)이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 모노머는 아크릴아미드(acrylamide)가 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 3차원 망목 구조 형성제는 N,N-디메틸렌-비스-아크릴아미드(N,N-dimethylene-bis-acrylamide)가 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 촉매는 테트라메틸-에틸렌-디아민(tetramethyl-ethylene-diamine)이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
17. 제 12 항에 있어서,

    상기 중합 개시제는 암모니움 퍼설페이트(ammonium persulfate)의 열원으로 라디칼을 형성하는 것이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
18. 제 12 항에 있어서,

    상기 중합 개시제는 빛을 받아 라디칼을 형성하는 것이 사용됨을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
19. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 3 단계는 열로 중합함을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
20. 제 12 항에 있어서,

    상기 제 3 단계는 자외선으로 중합함을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.
21. 제 11 항에 있어서,

    상기 열처리는 300℃∼500℃에서 소성시키는 것임을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 봉지 캡 제조 방법.