KR20040054938A - 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 전계발광 소자(Organic ElectroLuminescence Device)의 봉지용 캡 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 유리기판에 구멍을 뚫어 게터가 실장될 수 있는 공간을 형성하고, 상기 유리기판의 한 쪽 면에 다른 유리기판 또는 스테인레스박막을 부착하여 봉지용 캡을 형성하는 것을 특징으로 한다. 그로 인하여 상기 봉지용 캡의 접착면이 유기박막 및 전극이 적층되어 있는 상부유리기판의 평면도와 동일한 평면도를 갖게 되어 봉지공정을 유리하게 하고, 봉지용 캡의 두께를 감소시켜 유기 전계발광 소자의 두께를 감소시키는 동시에 대형화를 유리하게 하며 유기 전계발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는 기술이다.
Description
본 발명은 유기 전계발광 소자(Organic Light Emitting Diodes, OLED)의 봉지용 캡 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 유리기판에 구멍을 뚫어 게터가 부착될 공간을 형성한 다음, 또 다른 유리기판을 상기 구멍을 덮어 봉지용 캡을 형성함으로써 유기 박막 및 전극이 구비되어 있는 상부유리와의 접합 특성을 향상시킬 수 있는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 및 그 제조방법에 관한 것이다.
정보화 사회의 움직임이 가속화되면서 시간과 장소에 제한 없이 정보를 주고받을 수 있는 단말기의 중요성이 증대되었다.
현재는 평판표시장치로서 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)가 주로 사용되고 있으나, 상기 액정표시장치는 별도의 광원을 필요로 하는 수광 소자로서 밝기, 콘트라스트(contrast), 시야각 및 대면적화 등에 한계가 있다. 그로 인하여 저전압 구동, 자기발광, 경량 박형, 광시야각 및 빠른 응답 속도의 장점을 갖는 유기 전계발광 소자의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
상기 유기 전계발광 소자는 유기 박막에 음극과 양극으로부터 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장을 갖는 빛을 이용하는 자기발광 소자이다.
상기 유기 전계발광 소자의 제조방법은 크게 세 부분으로 나누어 설명할 수 있다.
먼저, 상부유리기판에 ITO(Indium Tin Oxide) 전극, 유기박막, 음극의 구조를 형성한다. 이때, 상기 유기 박막은 정공주입층(Hole Injection Layer, HIL), 정공수송층(Hole Transport Layer, HTL), 발광층(EMission Layer, EML), 전자수송층(Electron Transport Layer, ETL) 및 전자주입층(Electron Injection Layer, EIL)의 적층구조로 형성된다.
다음, 봉지용 캡을 형성한다.
그 다음, 상기 상부유리기판과 봉지용 캡을 정렬하여 접합한다.
상기와 같이 형성된 유기 전계발광 소자는 구동 전압, 휘도 및 효율을 최적화하기 위해 리튬(Li) 등과 같이 수분에 민감한 금속을 소량 함유하는 합금을 사용한다. 따라서 유기 박막은 대부분이 파이 전자(π-electron)를 포함하고 있기 때문에 정도에 따라 다르지만 물 분자와 상호 작용을 하게 된다.
이로 인하여 공기 중의 수분 또는 이미 기판 등에 부착된 수분은 소자를 구동하지 않고 단순히 보관만 하는 경우에도 서서히 전극 및 유기 박막에 침투하여 흑점(dark spot)을 생성한다.
또한, 상기 상부유리기판과 봉지용 캡이 완벽하게 패키징(packaging)되지 않아서 유기 전계발광 소자 내에 산소가 존재하는 경우 광학적, 열적 또는 전기적인 힘에 의해 산소가 촉매 작용을 하거나 집적 반응에 참여하여 유기 박막을 열화 또는 분해시킴으로써 유기 전계발광 소자의 수명을 단축시킨다.
상기한 바와 같이 유기 전계발광 소자의 열화를 방지하기 위하여 봉지용 캡에 산화바륨 화합물 등의 게터(getter)를 부착시키는 방법이 적용되고 있다.
이하, 종래기술에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡에 대하여 설명한다.
도 1a 는 종래기술의 일 실시예에 의해 형성된 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡을 도시한 평면도이고, 도 1b 는 도 1a 의 선A-A에 따른 단면도이다.
도 1a 에 도시된 봉지용 캡(10)은 게터가 부착될 공간이 확보된 금형을 형성하고, 유리를 녹여서 상기 금형으로 찍어 형성된 것으로, 중심부에 홈이 형성되어 있다. 그리고, 상기 봉지용 캡(10)에 형성된 홈에 게터(12)가 부착된다.
도 2 는 도 1a 의 봉지용 캡을 유리기판에 접착하여 형성된 유기 전계발광 소자의 단면도로서, 상기 봉지용 캡(10)과 유기박막 및 전극(22)이 적층되어 있는 상부유리기판(20)을 정렬시킨 후 접착제(24)를 이용하여 접착시켜 형성된 것이다. 여기서, 상기 상부유리기판(20) 상의 유기박막 및 전극(22)의 공간은 별도로 형성하지 않고 접착제(24)의 두께에 의해 확보된다.
도 3 은 종래기술의 다른 실시예에 의해 형성된 봉지용 캡을 도시한 사시도로서, 유리기판 가장자리에서 유기박막 및 전극이 적층되어 있는 상부유리기판을 접착시킬 부분을 제외한 부분을 샌드 블래스트방법 및 식각방법에 의해 제거함으로써 게터를 부착시킬 홈이 형성된 봉지용 캡(30)을 도시한다.
상기한 종래기술은 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡에 게터를 부착시킬 공간을 확보하는 데에 다음과 같은 문제점이 있다.
먼저, 유리를 녹여서 금형으로 찍어내어 봉지용 캡을 형성하는 경우 유리를 녹이는데 시간 및 비용이 많이 들고, 금형의 형태를 다양하게 형성하는데도 한계가 있다는 문제점이 있다.
그리고 봉지용 캡을 샌드 블래스트방법 및 식각방법으로 형성하는 경우 유기 박막 및 전극이 적층되어 있는 상부유리기판과의 접착되는 봉지용 캡의 가장자리부분이 약 1㎜로 미세하기 때문에 공정 시간 및 비용이 많이 들고, 경도가 약해져 공정 수율 및 신뢰성을 저하시키는 문제점도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 봉지하기 위한 유리기판에서 구멍을 뚫어 게터가 부착될 공간을 만들고, 상기 유리기판의 어느 한 쪽 면을 막아 봉지용 캡을 형성함으로써 제조가 용이하고, 외기 차단 효과를 향상시킬 수 있는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
도 1a 는 종래기술의 일 실시예에 의해 형성된 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡을 도시한 평면도.
도 1b 는 도 1a 의 선A-A에 따른 단면도.
도 2 는 도 1a 의 봉지용 캡을 유리기판에 접착하여 형성된 유기 전계발광 소자의 단면도.
도 3 은 종래기술의 다른 실시예에 의해 형성된 봉지용 캡을 도시한 사시도.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 봉지용 캡의 제조 공정을 도시한 사시도.
도 5 는 도 4b 의 선B-B에 따른 단면도.
도 6a 은 본 발명의 제2실시예에 따른 봉지용 캡을 도시한 사시도.
도 6b 는 도 6a 의 선C-C에 따른 단면도.
도 7 은 도 6b의 "D"부분을 확대하여 접착제의 도포과정을 도시한 단면도.
도 8a 는 본 발명의 제3실시예에 따른 봉지용 캡의 사시도.
도 8b 는 도 8a 의 선E-E에 따른 단면도.
도 9 는 본 발명의 제4실시예에 따른 봉지용 캡의 제조 공정을 도시한 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10, 30 : 봉지용 캡 12, 46, 76 : 게터
20 : 상부유리기판 22 : 유기박막 및 전극
24, 60 : 접착제 40 : 제1유리기판
42 : 구멍 44 : 제2유리기판
48 : 격벽 70 : 유리기판
72 : 스테인레스박막 74 : 몰딩
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡은,
소정 크기의 구멍이 구비되는 제1유리기판과,
상기 구멍이 있는 제1유리기판의 일측면에 부착되어 상기 제1유리기판의 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 제2유리기판을 구비하는 것과,
상기 구멍은 수직한 프로파일로 형성되는 것과,
상기 구멍은 상측이 넓은 계단형 프로파일로 형성되는 것과,
상기 제2유리기판은 상기 구멍의 상측과 같은 면적을 갖거나 더 작은 면적을 갖되, 상기 구멍을 막을 수 있는 크기인 것을 제1특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡은,
중심부에는 소정 크기의 구멍이 구비되고, 일측면 가장자리에는 접착제의 노출을 막는 격벽이 구비되는 제1유리기판과,
상기 격벽이 구비된 제1유리기판의 타측면에 부착되어 상기 제1유리기판의 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 제2유리기판을 구비하는 것과,
상기 격벽의 폭은 상기 접착면의 30 ∼ 70%인 것과,
상기 격벽의 높이는 20 ∼ 50㎛ 인 것을 제2특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡은,
상측이 넓은 계단형 프로파일을 갖는 구멍이 구비되는 유리기판과,
상기 유리기판의 구멍 상측 가장자리에 부착되어 상기 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 금속 박막과,
상기 금속 박막 및 유리기판을 덮도록 고무 재질로 몰딩된 것과,
상기 금속 박막은 스텐인레스 박막인 것과,
상기 몰딩의 상측 또는 하측에 전자파 차폐층이 구비되는 것을 제3특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡의 형성방법은,
제1유리기판에 소정 크기의 구멍을 형성하는 공정과,
상기 제1유리기판의 일측면에 접착제를 도포하고, 제2유리기판을 부착시켜 상기 구멍을 막아 게터를 수용할 공간을 형성하는 공정과,
상기 제1유리기판 및 제2유리기판을 열처리공정으로 소성시켜 접착시키는 공정과,
상기 열처리공정은 350 ∼ 500℃의 온도에서 5 ∼ 10분간 실시되는 것을 제4특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 및 그 제조방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 봉지용 캡의 제조 공정을 도시한 사시도로서, 구멍(42)이 형성되어 있는 제1유리기판(40)과, 상기 제1유리기판(40)의 일측면에 제2유리기판(44)을 부착시켜 상기 구멍(42)을 막아 형성되는 봉지용 캡을 도시한다.
먼저, 봉지용 캡을 형성하기 위한 제1유리기판(40)과 제2유리기판(44)을 준비한다. 이때, 상기 제2유리기판(44)은 상기 제1유리기판(40)에 형성될 구멍을 막기 위한 것으로 상기 제1유리기판(40)보다 작은 것을 준비한다.
다음, 상기 제1유리기판(40)의 중심부에 게터를 수용하기 위한 공간을 형성하기 위하여 소정 크기의 구멍(42)을 형성한다. 이때, 상기 구멍(42)은 어떠한 크기 및 형태로도 형성할 수 있다. (도 4a 참조)
그런 후에 상기 제1유리기판(40)의 일측면에 프릿유리가 함유된 접착제를 도포한다. 상기 접착제는 상기 구멍(42) 가장자리에 프린팅하거나 디스펜스하는 방법으로 도포한다
다음, 상기 제1유리기판(40)에서 접착제가 도포된 면에 제2유리기판(44)을 정렬 및 부착시킨 후 열처리하여 상기 접착제를 소성시킴으로써 상기 구멍(42)의 한쪽 면을 막아 봉지용 캡을 형성한다. 이때, 상기 제2유리기판(44)은 상기 구멍(42)의 면적보다 큰 것이 사용된다. 그리고 상기 열처리공정은 350 ∼ 500℃에서 5 ∼ 10분간 실시된다. (도 4b 참조)
다음, 상기 제1유리기판(40)에 형성된 구멍(42)에 게터(도시안됨)를 부착한다.
그 후 상기 제1유리기판(40)에서 상기 제2유리기판(44)이 부착되어 있는 면의 반대쪽에 접착제(도시안됨)을 도포하고, 유기박막 및 전극이 적층되어 있는 상부유리기판을 정렬시킨 다음, 부착하여 유기 전계발광 소자를 형성한다.
도 5 는 도 4b 의 선B-B에 따른 단면도로서, 제1유리기판(40)과 제2유리기판(44)을 부착시켜 형성된 공간에 게터(46)가 부착되어 있는 것을 도시한다. (도 5 참조)
도 6a 는 본 발명의 제2실시예에 따른 봉지용 캡을 도시한 사시도이고, 도 6b 는 도 6a 의 선C-C에 따른 단면도로서, 도 5와 같이 구멍이 뚫린 제1유리기판(40)의 일측면에 제2유리기판(44)을 부착시켜 게터가 부착될 공간을 형성한 후 게터(46)를 부착하고, 상기 제1유리기판(40)의 타측면가장자리에 격벽(48)을 형성한 것을 도시한다. 이때, 상기 제1유리기판(40) 가장자리의 격벽(48)은 프릿유리를 이용하여 형성된 것으로 접착면적 및 접착높이를 줄여 봉지용 캡의 두께를 감소시킬 수 있고, 소자의 대형화에 있어서 접착면이 휘거나 평면도가 저하되는 것을 방지한다. (도 6a 및 도 6b 참조)
도 7 은 도 6 의 "D"부분을 확대하여 접착제 도포 과정을 도시한 단면도로서, 봉지용 캡과 상부유리기판을 접착시키기 위하여 상기 봉지용 캡의 가장자리에 접착제(60)를 도포하는 과정을 나타낸다.
상기 격벽(48)의 폭(n)은 상기 제1유리기판(40) 가장자리 접착면(l) 폭의 30 ∼ 70%로 형성되고, 두께(m)는 20 ∼ 50㎛이며 상기 접착면의 안쪽 또는 바깥쪽에 형성될 수 있다.
상기 격벽(48)은 상기 제1유리기판(40) 및 제2유리기판(44)과 같은 재질의 유리로 형성되어 상부유리기판과의 접착 시 봉지용 캡인 열팽창 계수 차이에 의해 깨지거나 휘는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1유리기판(40) 가장자리의 접착면에 도포되는 접착제(60)는 제1유리기판(40)과 상부유리기판 접착 후 접착면(l)을 벗어나지 않을 정도의 양을 도포한다.
상기 제1유리기판(40)과 상부유리기판을 부착시킨 후 열처리공정으로 상기 접착제(60)를 소성시켜 제1유리기판(40)과 상부유리기판을 접착시킨다. 이때, 상기 격벽(48)은 상기 제1유리기판(40)과 상부유리기판 접착 후 접착제(60)가 외부로 노출되는 것을 방지하여 유기전계발광소자의 수명을 향상시킬 수 있다. (도 7 참조)
도 8a 는 본 발명의 제3실시예에 따른 봉지캡의 사시도이고, 도 8b 는 도 8a 의 선E-E에 따른 단면도로서, 제1유리기판(40)에 상부가 넓은 계단 형태의 구멍(42)을 형성하고, 상기 구멍(42) 상측을 막는 제2유리기판(44)을 부착시켜 봉지용 캡을 형성한 것을 도시한다.
봉지용 캡을 형성하기 위한 제1유리기판(40)의 중심부에 게터를 실장하기 위한 공간을 형성하기 위하여 소정 크기의 구멍(42)을 형성한다. 이때, 상기 구멍(42)은 가장자리부분 상측이 넓은 계단 형태로 형성한다.
그런 후에 상기 제1유리기판(40)에 형성된 구멍(42)의 상측 가장자리에 프릿유리가 함유된 접착제를 도포한다.
다음, 상기 제2유리기판(44)을 상기 구멍(42)에 끼운 후 열처리하여 상기 접착제를 소성시킴으로써 상기 구멍(42)의 한쪽 면을 막아 봉지용 캡을 형성한다. 이때, 상기 제2유리기판(44)은 상기 구멍(42)의 면적과 같거나 작은 것이 사용되고, 상기 접착제는 상기 구멍(42) 가장자리에 디스펜스방법으로 도포한다. 그리고 상기 열처리공정은 350 ∼ 500℃ 에서 5 ∼ 10분간 실시된다. (도 8a 및 도 8b 참조)
그 후, 상기 제1유리기판(40)에 형성된 구멍(42)에 게터(도시안됨)를 부착한다.
그리고 상기 제1유리기판(40)에서 상기 제2유리기판(44)이 부착되어 있는 면의 반대쪽에 접착제(도시안됨)을 도포하고, 상기 상부유리기판을 정렬시킨 다음, 부착하여 유기 전계발광 소자를 형성한다.
상기 제3실시예로 형성된 유기 전계발광 소자는 제1실시예로 형성된 유기 전계발광 소자보다 두께를 대폭 감소시킬 수 있다.
도 9 는 본 발명의 제4실시예에 따른 봉지용 캡의 제조 공정을 도시한 단면도로서, 유리기판(70)에 상측이 넓은 계단 형태의 구멍을 형성하고, 상기 구멍의 상측에 접착제를 도포한 다음, 스테인레스박막(72)을 부착시킨 후 전체표면을 고무(rubber) 재질의 물질로 몰딩(74)을 하여 봉지용 캡을 형성한 것이다. 이때, 상기 몰딩(74)의 상측 또는 하측에 전자파 차폐층을 형성할 수 있다.
그 후 상기 유리기판(70)에 형성된 공간에 게터(76)를 부착한다.
여기서, 상기 스테인레스박막(72)의 두께(h)는 100㎛ 이내의 두께를 갖기 때문에 다른 실시예로 형성된 봉지용 캡의 두께보다 얇은 두께로 형성할 수 있다. (도 9 참조)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 형성방법은, 유리기판에 구멍을 뚫어 게터가 실장될 수 있는 공간을 형성하고, 상기 유리기판의 한 쪽 면에 다른 유리기판 또는 스테인레스박막을 부착하여 봉지용 캡을 형성하는 것을 특징으로 한다. 그로 인하여 상기 봉지용 캡의 접착면이 유기박막 및 전극이 적층되어 있는 상부유리기판의 평면도와 동일한 평면도를 갖게 되어 봉지공정을 유리하게 하고, 봉지용 캡의 두께를 감소시켜 유기 전계발광 소자의 두께를 감소시키는 동시에 대형화를 유리하게 하며 유기 전계발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는 이점이 있다.
Claims (12)
- 소정 크기의 구멍이 구비되는 제1유리기판과,상기 구멍이 있는 제1유리기판의 일측면에 부착되어 상기 제1유리기판의 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 제2유리기판을 구비하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 1 항에 있어서,상기 구멍은 수직한 프로파일로 형성되는 것을 특징으로 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 1 항에 있어서,상기 구멍은 상측이 넓은 계단형 프로파일로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,상기 제2유리기판은 상기 구멍의 상측과 같은 면적을 갖거나 더 작은 면적을 갖되, 상기 구멍을 막을 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 중심부에는 소정 크기의 구멍이 구비되고, 일측면 가장자리에는 접착제의 노출을 막는 격벽이 구비되는 제1유리기판과,상기 격벽이 구비된 제1유리기판의 타측면에 부착되어 상기 제1유리기판의 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 제2유리기판을 구비하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 5 항에 있어서,상기 격벽의 폭은 상기 접착면의 30 ∼ 70%인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 5 항에 있어서,상기 격벽의 높이는 20 ∼ 50㎛ 인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 상측이 넓은 계단형 프로파일을 갖는 구멍이 구비되는 유리기판과,상기 유리기판의 구멍 상측 가장자리에 부착되어 상기 구멍을 막아 게터가 수용될 공간을 형성하는 금속 박막과,상기 금속 박막 및 유리기판을 덮도록 고무 재질로 몰딩된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 8 항에 있어서,상기 금속 박막은 스텐인레스 박막인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제 8 항에 있어서,상기 몰딩의 상측 또는 하측에 전자파 차폐층이 구비되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡.
- 제1유리기판에 소정 크기의 구멍을 형성하는 공정과,상기 제1유리기판의 일측면에 접착제를 도포하고, 제2유리기판을 부착시켜 상기 구멍을 막아 게터를 수용할 공간을 형성하는 공정과,상기 제1유리기판 및 제2유리기판을 열처리공정으로 소성시켜 접착시키는 공정을 포함하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 형성방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 열처리공정은 350 ∼ 500℃의 온도에서 5 ∼ 10분간 실시되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광 소자의 봉지용 캡 형성방법.
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