KR20040039911A - apparatus and method for repair in Organic electron luminescence - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A repair unit of an organic electro-luminescence device and a repairing method thereof are provided to lengthen a lifetime of the organic electro-luminescence device by repairing a trouble of the organic electro-luminescence device due to deterioration. CONSTITUTION: An organic electro-luminescence device includes a substrate, an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode. The anode electrode, the organic layer, and the cathode electrode are sequentially formed on the substrate. A repair unit of the organic electro-luminescence device includes a moisture supply unit. The moisture supply unit is adhered on an arbitrary part of a shield plate formed on an upper surface of the cathode electrode in order to inject gases. The constant amount of oxidation materials is implanted into an inside of a panel after the shield plate is sealed on the cathode electrode.

Description

유기 ＥＬ 소자의 리페어 장치 및 방법{apparatus and method for repair in Organic electron luminescence}Repair apparatus and method of organic EL element {apparatus and method for repair in Organic electron luminescence}

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 특히 소자의 장수명 확보를 위한 유기 EL 소자의 리페어 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to organic electroluminescent devices, and more particularly, to an apparatus and method for repairing organic EL devices for ensuring long life of the devices.

일반적으로 유기 EL 디스플레이는 전자 주입 전극(음극)과 정공 주입 전극(양극) 사이에 형성된 유기막에 전하를 주입하면 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자로서 낮은 전압에서 구동이 가능하고, 또한 전력 소모가 적은 것이 특징이다.In general, an organic EL display is a device that emits light when electrons and holes are paired and extinguished when electric charge is injected into an organic film formed between the electron injection electrode (cathode) and the hole injection electrode (anode). In addition, it is characterized by low power consumption.

그러나 유기 EL 디스플레이 소자가 낮은 구동 전압, 적은 전력 소모, 경량성 및 색감에 있어 무기 EL 소자에 비해 우수한 특성을 가지고 있으면서도 실용화에 큰 문제가 되어 온 것은 바로 수명 문제이다.However, it is a life issue that the organic EL display element has a great problem in practical use while having excellent characteristics compared to the inorganic EL element in low driving voltage, low power consumption, light weight and color.

상기 소자의 수명을 결정짓는 것은 크게 두 가지 부분으로 나누어 생각할 수 있다.Determining the lifespan of the device can be divided into two parts.

하나는 구동시 휘도가 감소하는 것(operation-lifetime)으로, 이는 유기물 내부의 불순물, 유기물과 전극간의 계면, 유기물의 낮은 결정화 온도, 산소와 수분에 의한 소자의 산화에 기인한다.One is the reduction in luminance during operation (operation-lifetime), which is due to impurities in the organic material, the interface between the organic material and the electrode, the low crystallization temperature of the organic material, and the oxidation of the device by oxygen and moisture.

그리고, 다른 하나는 구동하지 않더라도 수분에 의해서 발광 면적이 점차적으로 줄어들어 나중에는 발광되지 않는(shelf-lifetime) 것이다.In addition, even if the other one is not driven, the light emitting area gradually decreases due to moisture, so that the light emitting device does not emit light afterwards (shelf-lifetime).

그래서, 유기 EL 소자의 수명(lifetime)을 결정할 때에는 이 두 가지 라이프 타임중 작은 값에 의해서 결정되어진다.Therefore, when determining the lifetime of the organic EL element, it is determined by the smaller of these two lifetimes.

수분은 크게 소자를 만드는 과정 중에 이미 내부에 상존하는 것과 외부로부터 침투해 오는 두 가지 방법이 있을 수 있는데, 크게 문제가 되는 것은 외부로부터의 침투이다.There are two ways that moisture can already exist inside and penetrate from the outside during the process of making a device. The big problem is penetration from outside.

도 1은 종래의 유기 전계 발광 소자의 수분 투과 억제 방법을 설명하기 위한 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타낸 도면이고 도 2는 도 1에 따른 제 1 전극과 제 2 전극의 쇼트가 되는 현상을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure of an organic electroluminescent device for explaining a method of suppressing moisture permeation of a conventional organic electroluminescent device, and FIG. 2 is a view showing a phenomenon in which the first electrode and the second electrode of FIG. to be.

도 1을 참고하면, 투명 기판(1) 위에 제 1 전극(2), 유기물층(3), 제 2전극(4)을 순차적으로 형성하여 소자를 만든 후에, 실드 플레이트(5)에 흡습제인 게터(6)를 붙여, 상기 소자 위를 덮고 에폭시 등으로 접착한다.Referring to FIG. 1, after the first electrode 2, the organic material layer 3, and the second electrode 4 are sequentially formed on the transparent substrate 1 to form an element, a getter that is an absorbent on the shield plate 5 ( 6) is pasted, and covered with an epoxy or the like on the element.

하지만, 이와 같은 수분 침투를 막기 위한 보호 방법은 제작된 유기 EL 소자를 구동했을 때에 일정시간이 흐르면 기판에 남아 있는 여러 종류의 입자(particle)에 의해서 전도성, 이온성 입자에 의해서 소자가 열화 되고 이로 인해 소자의 캐소드-애노드가 쇼트 되는 현상이 나타난다.However, the protection method for preventing such moisture penetration is that the device is deteriorated by conductive and ionic particles due to various kinds of particles remaining on the substrate after a predetermined time when driving the fabricated organic EL device. This results in shorting of the cathode-anode of the device.

그리고, 대부분 이 쇼트의 원인은 기판 위에 존재하는 입자에 의해서 음극의 물질이 양극 쪽으로 확산함으로 인해 발생하게 되므로 전체 픽셀 중에 하나의 픽셀이라도 쇼트에 의한 고장(failure)이 발생하면 유기 EL 패널은 불량 처리된다.The cause of this short circuit is caused by the diffusion of the material of the cathode toward the anode due to the particles present on the substrate. Therefore, if a failure occurs due to the short circuit of any one of the pixels, the organic EL panel is treated poorly. do.

따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 유기막내에 수분 침투에 의한 유기 전계 발광 소자의 열화에 의한 소자의 수명 감소를 배제하는 유기 EL 소자의 리페어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and a repair apparatus for an organic EL device which excludes a reduction in the life of the device due to deterioration of the organic electroluminescent device due to moisture penetration into the organic film. And to provide a method.

도 1은 종래의 유기 전계 발광 소자의 수분 투과 억제 방법을 설명하기 위한 유기 전계 발광 소자의 구조를 나타낸 도면1 is a view showing the structure of an organic electroluminescent device for explaining a method of suppressing moisture permeation of a conventional organic electroluminescent device

도 2는 도 1에 따른 제 1 전극과 제 2 전극의 쇼트가 되는 현상을 보여주는 도면FIG. 2 is a view illustrating a phenomenon in which a short between a first electrode and a second electrode according to FIG. 1 occurs.

도 3은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 리페어 장치를 나타난 도면3 is a view showing a repair apparatus for an organic electroluminescent device according to the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 리페어 장치를 실드 플레이트 위에서 본 단면도4A to 4C are cross-sectional views of the repair apparatus for the organic EL device according to the present invention, viewed from a shield plate.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 음극 전극 위의 실드 플레이트 임의의 부분에 부착되어 기체를 주입하는 수분 공급 장치를 포함하여 구성된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the organic electroluminescent device in which an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode are sequentially formed on a substrate, the substrate is attached to any portion of the shield plate on the cathode electrode. It is configured to include a moisture supply device for injecting.

이상과 같은 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 음극 전극 위의 실드 플레이트 실링 후 패널 내부에 리페어되는 일정량의 산화 물질을 주입한다.According to another feature of the present invention for achieving the other object as described above, in the organic electroluminescent device in which an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode are sequentially formed on a substrate, the repair inside the panel after sealing the shield plate on the cathode electrode A certain amount of oxidizing material is injected.

바람직하게, 상기 리페어되는 산화물질은 기체나 액체 또는 고체로서 H2O, O2, O3중 하나 이다.Preferably, the repaired oxide is one of H 2 O, O 2 , O 3 as a gas, liquid or solid.

그리고, 상기 리페어되는 기체로 수분(H2O) 등이 사용될 때 수분의 농도는 100ppm 이하로 한다.In addition, when moisture (H 2 O) or the like is used as the repaired gas, the concentration of moisture is 100 ppm or less.

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이해를 돕기 위해 종래의 방법으로 제작된 유기 EL 소자가 일단 애노드-캐소드 쇼트에 의한 고장(failure)이 발생하면 이 고장을 리페어할 수 있는 방법이 없었다.First, for the sake of understanding, once an organic EL device manufactured by a conventional method has a failure caused by an anode-cathode short, there is no way to repair this failure.

전극 물질에 의한 쇼트가 발생하여 고장이 일어났을 때 이 부분을 리페어 하기 위해서는 쇼트난 부분을 절연시켜야 한다.In the event of a short circuit caused by an electrode material and a breakdown, the shorted part must be insulated to repair it.

상기 절연시키기 위한 방법의 하나로 산화를 이용할 수 있는데, 산화시키기 위해서는 일정량의 수분 또는 기타 기체 등이 필요로 하게 되는데 실드 플레이트가 실링된 상태에서 소자에 수분을 공급할 수 있는 길이 없었으며, 따라서 고장이 일어나 유기 EL 패널에 일정량의 수분을 공급할 수 있도록 실드 플레이트에 밸브 역할 장치를 추가하는 것이다.Oxidation may be used as one of the methods for insulating, and in order to oxidize, a certain amount of moisture or other gas is required, and there is no way to supply moisture to the device while the shield plate is sealed, so that a failure occurs. It is to add a valve role device to the shield plate to supply a certain amount of water to the organic EL panel.

도 3은 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 리페어 장치를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a repair apparatus for an organic EL device according to the present invention.

투명 기판 위에 양극 물질인 ITO(indium tin oxide)을 입힌다.Indium tin oxide (ITO), an anode material, is coated on the transparent substrate.

그리고, 상기 ITO 위에 유기층을 형성하는데, 이 유기층은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층으로 구성된다.An organic layer is formed on the ITO, which is composed of a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.

상기 정공 주입층(HIL : hole injecting layer)은 주로 CuPc(copper phthalocyanine)를 10~30nm 두께로 입힌다.The hole injecting layer (HIL) is mainly coated with copper phthalocyanine (CuPc) to a thickness of 10 to 30 nm.

그 다음, 정공 수송층(HTL : hole transport layer)을 형성하는데, 흔히 N,N'-diphenyl-N, N'-bis(3-methylphenyl)-(1-1'-biphenyl)-4, 4'-diamine(TPD) 또는, 4, 4'-bis[N-(1-naphthy1)-N-pheny1-amino]bipheny(NPD)를 30~60nm 정도 증착하여 입힌다.Next, a hole transport layer (HTL) is formed, often N, N'-diphenyl-N, N'-bis (3-methylphenyl)-(1-1'-biphenyl) -4, 4'- Diamine (TPD) or 4, 4'-bis [N- (1-naphthy1) -N-pheny1-amino] bipheny (NPD) is deposited by coating about 30-60nm.

그 위에, 유기 발광층(organic emitting layer)을 형성한다.On it, an organic emitting layer is formed.

이때, 필요에 따라 불순물(dopant)을 첨가한다. 녹색 발광의 경우, 흔히 유기 발광층으로 Alq3(tris(8-hydroxy-quinolate)aluminum)을 30~60nm 정도 증착하며, 불순물로는 큐머린 6(coumarin 6) 또는 Qd(Quinacridone)를 많이 쓰고, 레드 불순물로는 DCM, DCJT, DCJTB 등을 쓴다.At this time, a dopant is added as necessary. In the case of green light emission, Alq3 (tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum) is deposited to 30 ~ 60nm with organic light emitting layer. For example, DCM, DCJT, DCJTB, etc. are used.

이어서, 상기 전자 수송층(ETL : electron transport layer) 및 전자주입층(EIL : electron injecting layer)을 연속적으로 형성하거나, 아니면 전자주입 수송층을 형성한다. 녹색 발광의 경우 상기 유기 발광층으로 이용되는 Alq3가 좋은 전자수송 능력을 갖기 때문에 전자 주입/수송층을 쓰지 않는 경우도 많다.Subsequently, the electron transport layer (ETL) and the electron injecting layer (EIL) are successively formed, or the electron injection transport layer is formed. In the case of green light emission, since Alq 3 used as the organic light emitting layer has a good electron transport ability, the electron injection / transport layer is often not used.

그 위에 전자 주입층(EIL : electron injection layer)으로 LiF 나 Li2O를 5Å 정도 얇게 입히거나 또는 Li, Ca, Mg, Sr 등 알카리 금속 또는 알카리토 금속을 200Å 이하로 입혀서 전자의 주입을 좋게 한다.On top of that, LiF or Li 2 O is coated thinly with an electron injection layer (EIL), or alkali metals such as Li, Ca, Mg, and Sr are coated with an alkali metal or alkaline earth metal below 200 Å to improve electron injection.

상기 유기층을 형성한 후 음극 전극을 형성하는데 일반적으로 소자 구조는 ITO / CuPC / NPD / Alq3 / LiF / Al 이다.After the organic layer is formed, a cathode electrode is formed. In general, the device structure is ITO / CuPC / NPD / Alq3 / LiF / Al.

이어서, 상기 유기 EL 소자 위에 리페어 기체를 공급할 수 있는 장치를 가진 실드 플레이트로 유기 EL 소자 위를 덮고 에폭시 등으로 접착한다.Subsequently, a shield plate having a device capable of supplying a repair gas on the organic EL element is covered on the organic EL element and bonded with epoxy or the like.

여기서, 상기 실드 플레이트 부분에 실링 후 패널 내부에 일정량의 기체나 액체, 또는 고체 등을 주입할 수 있는 수분 공급 장치를 부착하는 것이다.Here, after sealing the shield plate portion is attached to a moisture supply device that can inject a certain amount of gas, liquid, or solid inside the panel.

패널을 리페어 하는 기체, 액체, 고체로는 H2O, O2, O3등 산화 시킬 수 있는 모든 기체들이 사용될 수 있다.Any gas that can be oxidized, such as H 2 O, O 2 , O 3 , can be used as the gas, liquid, or solid to repair the panel.

그리고, 패널이 애노드-캐소드 쇼트에 의한 불량이 발생했을 때, 일정량의 수분이 있는 글로브 박스에서 리드 부분을 제거한다.Then, when the panel is defective due to the anode-cathode short, the lead portion is removed from the glove box with a certain amount of moisture.

이때 홀(hole)을 통해서 자연스럽게 패널이 내부로 일정량의 수분이 들어가는데, 들어간 수분이 쇼트난 부분을 산화한다.At this time, the panel naturally enters a certain amount of moisture through the hole, and the moisture oxidizes the shortened portion.

이때 중요한 것은 글로브 박스 내의 수분의 농도를 100ppm 이하로 유지한다.The important thing at this time is to maintain the concentration of water in the glove box below 100ppm.

100ppm 이상일 때는 실드에 있는 수분 제거용 게터의 성능을 떨어뜨릴 수 있다.Above 100 ppm can degrade the moisture removal getter on the shield.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 리페어 장치를 실드 플레이트 위에서 본 단면도이다.4A to 4C are cross-sectional views of the repair apparatus for the organic EL device according to the present invention as viewed from the shield plate.

먼저 도 4a와 같이 홀 주위에 UV 경화성 에폭시 등을 도포하고, 도 4b와 같이 에폭시 위에 UV 투과가 좋은 투명한 리드로 봉합한 후 UV 조사로 에폭시를 경화한다.(도 4c)First, a UV curable epoxy is coated around the hole as shown in FIG. 4A, and the UV curable epoxy is sealed on the epoxy as shown in FIG. 4B, and then the epoxy is cured by UV irradiation (FIG. 4C).

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 소자의 열화에 의한 고장이 발생한 유기 EL 패널을 리페어하여 소자의 수명을 늘리는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of increasing the life of the device by repairing the organic EL panel in which the failure due to deterioration of the device occurs.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.

Claims (4)

기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서,In an organic EL device in which an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode are sequentially formed on a substrate, 상기 음극 전극 위의 실드 플레이트 임의의 부분에 부착되어 기체를 주입하는 수분 공급 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 리페어 장치.And a water supply device attached to an arbitrary portion of the shield plate on the cathode electrode to inject a gas. 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서,In an organic EL device in which an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode are sequentially formed on a substrate, 상기 음극 전극 위의 실드 플레이트 실링 후 패널 내부에 리페어되는 일정량의 산화 물질을 주입하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 리페어 방법The method of repairing an organic EL device, characterized in that a predetermined amount of oxidized material to be repaired is injected into the panel after sealing the shield plate on the cathode electrode. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 리페어되는 산화물질은 기체나 액체 또는 고체로서 H2O, O2, O3중 하나 인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 리페어 방법.The repaired oxide material is a repair method of an organic EL device, characterized in that one of H 2 O, O 2 , O 3 as a gas, a liquid or a solid. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 리페어되는 기체로 수분(H2O) 등이 사용될 때 수분이 농도는 100ppm 이하인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 리페어 방법.When the moisture (H 2 O) or the like is used as the repaired gas, the concentration of moisture is 100ppm or less repair method of an organic EL device.
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