KR20040079017A - 유기 전계 발광 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 밀봉 캡을 접합하는 과정에서 밀봉 영역으로부터 소자 영역으로 밀려진 밀봉제에 대해서도 자외선 경화를 실시할 수 있는 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 도포된 접합제에 의하여 밀봉 캡이 부착되는 ITO 층 외곽부의 밀봉 영역 및 소자 영역 중 밀봉 영역에 인접한 부분에서의 ITO 전극 상에 형성된 금속 보조 전극의 폭을 소자 영역에서의 금속 보조 전극의 폭보다 작게 형성함으로서 밀봉 영역으로부터 밀려 나와 금속 보조 전극 상에 존재하는 접합제로 자외선을 조사시킬 수 있다.

Description

유기 전계 발광 소자{Organic electroluminescent device}

본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로서, 특히 밀봉 캡이 부착되는 밀봉 영역으로부터 소자 영역으로 밀려나간 접합제의 완전한 경화를 이룰 수 있는 구조를 가진 유기 전계 발광 소자에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.

이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 도 1에 도시된 바와 같은 기본적 구조를 갖고 있다. 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구성은, 유리 기판(1), 유리 기판(1) 상부에 형성되어 애노드(anode) 전극으로 사용되는 인듐 주석 산화물층 (2; Indium Tin Oxide film ; 이하, "ITO 층"이라 칭함), 절연층과 유기물층(3) 및캐소드(cathode) 전극인 금속 전극(4)이 순서적으로 적층된 구조이다.

이러한 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 다음의 단계들을 거쳐 제조된다. 먼저, 유리 기판(1) 상에 진공 증착법을 이용하여 ITO 층(2)을 증착하고, 이 ITO 층(2)을 사진식각법(photolithography)으로 패터닝(patterning)하여 ITO 전극을 형성한다.

ITO 층(2)의 외곽부에는 ITO 전극의 배선 저항을 줄이기 위해 금속 보조 전극을 형성하며, ITO 층(2) 위에 절연층(도시되지 않음), 유기물층(3) 및 격벽(W)을 형성한다. 도 1에 도시된 바와 같이 각 격벽(W)은 유기물 층(3)을 다수의 구간으로 구획하기 위한 것으로서, ITO 층(2)과 수직을 이룬다. 절연층 상에는 유기물층 (3)을 형성하고, 유기물층(3) 상에 캐소드 전극으로 작용하는 금속막(4)을 증착한다.

이와 같은 공정을 통하여 각 요소들을 형성한 후, 페이스트(paste) 형태의 접합제(5; sealant)를 이용하여 밀봉 캡(6)을 ITO 층(2)의 외곽부에 부착한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 밀봉 캡(6)과 ITO 층(2) 사이에는 소정의 밀폐 공간이 형성되며, 이 밀폐 공간 내에 위치한 상술한 요소들은 습기 등과 같은 외부의 환경에 영향을 받지 않는다. 한편, 소자를 구성하는 유기물은 수분과 열에 취약한 특성을 갖고 있으며, 따라서 밀봉 캡(6)은 금속성 재료로 제조된다. 접합제(5)로서는 주로 자외선(U.V.) 또는 열 경화성 접합제가 사용되나, 이하의 설명에서는 자외선 경화 접합제에 대해서 설명하기로 한다.

도 2는 도 1 "A" 부분의 상세 평면도로서, 편의상 밀봉 캡을 도시하지 않았으며, 접합제가 도포되어 밀봉 캡(6)의 접합부가 부착되는 밀봉 영역(S)에서의 패터닝된 ITO 전극(I), 금속 보조 전극(M) 및 접합제(5)의 상호 관계를 도시하고 있다.

도 2에서는 ITO 층 상에서 패터닝된 각 ITO 전극(I) 상에 배선 저항을 줄이기 위한 금속 보조 전극(M)이 형성되어 있음을 도시하고 있다. 도 2에서는 편의상 분배된 접합제(5)에 의하여 밀봉 캡(도 1의 6)의 접착부가 부착되는 영역을 밀봉 영역(S)으로 표시하였으며, 밀봉 영역(S)의 윗 부분(도 2 기준)은 소자 외측을, 그 아랫 부분은 소자를 구성하는 요소가 위치하는 소자 영역을 나타낸다.

상술한 바와 같이, ITO 층(2)의 외곽부(즉, 밀봉 영역)에 접합제(5)를 도포시킨 후, 밀봉 영역에 밀봉 캡(6)을 접착시키며, 이후 접합제(5)에 대한 자외선 경화 공정을 실시한다. 일반적으로 접합제 경화 공정은, 피접착 부재인 ITO 층(2)의 하부에서 자외선을 조사함으로서 ITO 층(2)을 투과한 자외선으로 하여금 ITO 층(2) 표면에 존재하는 접합제(5)를 경화시키게 된다.

그러나 자외선은 금속을 투과하지 못하는 특성이 있으며, 따라서 ITO 전극 (I)의 표면에 형성된 보조 금속 패턴(M)을 투과하지 못하게 되어 보조 금속 패턴 (M) 상에 존재하는 접합제(5)는 자외선에 노출되지 않아 경화가 이루어지지 않게 된다. 이를 방지하기 위하여 밀봉 영역(S), 즉 접합제가 도포되는 영역의 ITO 전극 (I)상에 형성된 금속 보조 전극(M)은 그 폭이 ITO 전극(I)보다 좁게 형성된 구조를 갖고 있다.

즉, 금속 보조 전극(M)의 폭이 좁아지더라도 금속 보조 전극 상의 접합제가 여전히 금속 보조 전극에 가려져 자외선에 직접 노출되지는 않지만, 난반사 등에의해 자외선을 전달받을 수 있는 영역 범위 내에 들게되어 전체적인 접합제의 경화 작용이 이루어진다.

그러나, 밀봉 캡을 접합제가 도포된 ITO 층의 표면에 접착하기 위하여 밀봉 캡을 가압하게 되면, 그 압력에 의하여 눌려진 접합제는 밀봉 영역(S)의 내측 및 외측 방향으로 밀려져 설정된 밀봉 영역(S) 밖으로 밀려 나가게 된다(도 2의 S-1 부분).

밀봉 영역(S)을 제외한 영역에서는, ITO 전극(I)의 폭과 그 상부의 금속 보조 전극(M)의 폭이 동일하게 구성되어 있으며, 따라서 밀봉 영역(S)의 내측 및 외측 방향으로 밀려져 금속 보조 전극(M) 상에 도포된 접합제는 금속 보조 전극(M)에 의하여 자외선의 조사가 차단되어 경화가 이루어지지 않게 된다. 이와 같이 밀봉 영역(S)의 내측(즉, 소자 영역)으로 밀려진 접합제에 대한 경화가 이루어지지 않을 경우, 소자 내에 경화되지 않은 접합제가 존재할 수 밖에 없으며, 소자 내에 미경화 접합제가 존재한다는 것은 소자의 수명에 상당한 악영향을 미치게 되며, 따라서 자외선 경화성 접합제를 사용하는 공정에 있어 소자 내부로 유동하여 존재하는 접합제까지도 완전하게 경화시킬 수 있는 방안이 연구되고 있다.

본 발명은 밀봉 캡을 접합하는 과정에서 발생하는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소자 영역으로 밀려진 상태의 밀봉제에 대해서도 자외선 경화를 실시할 수 있는 구조의 유기 전계 발광 소자를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 도포된접합제에 의하여 밀봉 캡이 부착되는 ITO 층 외곽부의 밀봉 영역 및 소자 영역 중 밀봉 영역에 인접한 부분에서의 ITO 전극 상에 형성된 금속 보조 전극의 폭을 소자 영역에서의 금속 보조 전극의 폭보다 작게 형성함으로서 밀봉 영역으로부터 밀려 나와 금속 보조 전극 상에 존재하는 접합제로 자외선을 조사시킬 수 있다.

도 1은 유기 전계 발광 소자의 기본적인 구조를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 도 1 "A" 부분의 상세 평면도.

도 3은 도 2에 대응하는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 일부 단면도

이하, 본 발명을 첨부한 도면을 통하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자 역시 도 1에 도시된 바와 같은 기본적인 구조로 이루어진다. 본 발명의 가장 큰 특징은 밀봉 캡의 접합부가 부착되는 밀봉 영역뿐만 아니라 소자 영역 중에서 가해지는 압력에 의하여 접착제가 밀려지는 예상 영역에 형성된 금속 보조 전극의 폭을 좁게 구성한 것이다.

도 3은 도 2에 대응하는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 일부 평면도로서, 편의상 밀봉 캡은 도시하지 않았다.

상술한 바와 같이, 밀봉 영역(S), 즉 접합제가 도포되어 밀봉 캡이 부착되는 영역의 ITO 전극(I) 상에 형성된 금속 보조 전극(M)은 그 폭이 ITO 전극(I)의 폭보다 좁은 구조를 갖고 있으며, 따라서 밀봉 영역(S)에서의 금속 보조 전극(M) 상에 존재하는 접합제에 대한 경화 작용이 이루어진다.

밀봉 캡을 접합제가 도포된 ITO 층의 표면(즉, 밀봉 영역)에 접착하기 위하여 밀봉 캡을 가압하게 되면, 그 압력에 의하여 눌려진 접합제는 밀봉 영역(S)의 내측 및 외측 방향으로 밀려져 설정된 밀봉 영역(S) 밖으로 밀려 나가게 된다(도 3의 S-1 부분).

본 발명에서는, 밀봉 영역(S) 내측의 소자 영역에 형성된 ITO 전극(I) 상에 금속 보조 전극(M1)을 형성하되, 밀봉 영역(S)뿐만 아니라 그에 인접하는, 즉 접합제가 밀려나간 소자 영역에 있는 부분의 폭을 ITO 전극(I)의 폭보다 작게 구성하였다. 따라서 밀봉 캡을 접합제가 도포된 ITO 층의 표면에 접착하기 위하여 밀봉 캡을 가압할 때 그 압력에 의하여 밀봉 영역(S) 내측의 소자 영역으로 밀려진 접합제는 ITO 전극(I)의 폭보다 작은 폭을 갖는 금속 보조 전극(M1) 위에 위치하게 된다.

결과적으로, 밀봉 영역 밖의 소자 영역에서 ITO 전극(I)의 폭보다 작은 폭의 금속 보조 전극(M1) 상에 존재하는 접합제에 대해서도 경화 작용이 이루어질 수 있다. 즉, 위에서 설명한 바와 같이 금속 보조 전극(M)의 폭이 ITO 전극(1)의 폭보다 좁을 경우, 금속 보조 전극 상의 접합제가 여전히 금속 보조 전극에 가려져 자외선에 직접 노출되지는 않지만, 난반사 등에 의해 자외선을 전달받을 수 있는 영역 범위 내에 들게되어 전체적인 접합제의 경화 작용이 이루어질 수 있기 때문이다.

밀봉 영역(S) 내측, 즉 소자 영역에서, ITO 전극(I)의 폭보다 적은 폭을 갖는 금속 보조 전극(M1)의 길이(L)는 접합제를 밀봉 영역(S) 밖으로 밀어내는 요인인 접합제의 점도 및 접합제에 가해지는 압력 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하나, 통상의 밀봉 캡 부착 공정 조건 하에서는 약 150㎛ 이상이다.

또한, 접합제가 도포되는 밀봉 영역(S) 및 소자 영역 중 밀봉 영역(S)과 인접하여 접합제가 도포되는 부분에서의 금속 보조 전극(M1)의 폭(W)은 자외선을 투과시켜 접합제를 경화시키고 ITO 전극(I)의 배선 저항을 감소시킨다는 2가지 효과를 충분히 만족시킬 수 있는 범위이어야 하며, 일반적인 유기 전계 발광 소자에서는 약 100㎛ 이하이다.

이상과 같은 본 발명은 밀봉 캡이 부착되는 밀봉 영역에 존재하는 접착제뿐만 아니라 소자 내부로 밀려든 접착제에 대해서도 충분하게 자외선을 조사할 수 있어 경화되지 않은 접착제로 인한 소자의 수명 단축과 같은 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (2)

1. 기판, 기판 상부에 형성되어 애노드 전극으로 사용되는 ITO 층, 패터닝된 ITO 전극 상부에 형성되어 전극의 배선 저항을 감소시키는 금속 보조 전극, ITO 층 위에 형성된 절연층 및 유기물층, 유기물층 상에 형성되어 캐소드 전극으로 작용하는 금속막을 포함하는 유기 전계 발광 소자에 있어서,

   도포된 접합제에 의하여 밀봉 캡이 부착되는 ITO 층 외곽부의 밀봉 영역, 소자 영역 중 밀봉 영역에 인접한 부분에서의 ITO 전극 상에 형성된 금속 보조 전극의 폭은 소자 영역에서의 금속 보조 전극의 폭보다 작게 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
2. 제 1 항에 있어서, 소자 영역에서 ITO 전극의 폭보다 적은 폭을 갖는 금속 보조 전극의 길이는 150㎛ 이상이며, 접합제가 도포되는 밀봉 영역 및 소자 영역 중 밀봉 영역과 인접 부분에서의 금속 보조 전극의 폭은 100㎛ 이하인 유기 전계 발광 소자.