KR20050051763A - Organic electro luminescence device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는, 유기 EL층의 상, 하면에 양극 및 음극이 구비되는 기판과; 상기 기판에 대향하는 패키징 판과; 상기 기판과 패키징 판을 합착시키기 위해 상기 기판의 가장자리에 게재된 봉지제가 포함되는 유기 전계 발광소자에 있어서, 상기 패키징 판의 내부면에 산소제거제가 구비되어 있음을 특징으로 한다.An organic electroluminescent device according to the present invention comprises: a substrate provided with an anode and a cathode on the upper and lower surfaces of an organic EL layer; A packaging plate opposite the substrate; In the organic electroluminescent device comprising an encapsulant disposed on the edge of the substrate for bonding the substrate and the packaging plate, an oxygen scavenger is provided on the inner surface of the packaging plate.
이와 같은 본 발명에 의하면, 산소 침투에 의한 유기 전계 발광소자의 열화 및 이에 따른 성능 저하를 방지하여 유기 전계 발광소자의 수명 감소를 예방할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent deterioration of the organic electroluminescent device due to oxygen penetration and deterioration thereof, thereby preventing the life of the organic electroluminescent device from being reduced.
Description
본 발명은 유기 전계 발광소자에 관한 것으로, 특히 유기 전계 발광소자의 수명을 연장시키기 위해 산소제거제가 포함된 유기 전계 발광소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device including an oxygen scavenger to extend the life of the organic electroluminescent device.
최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 유기 전계 발광소자(Organic Electro luminescence Device : 이하 유기 EL 소자 )의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있으며, 이미 여러 시제품들이 발표된 바 있다. 상기 유기 EL 소자는 유기 EL층 양단에 형성된 음극 및 양극에 전계를 가하여 유기 EL층 내에 전자와 정공을 주입 및 전달 시켜 서로 결합하게 함으로써, 이때의 결합 에너지에 의해 발광되는 전계발광(Electro luminescence) 현상을 이용한 것이다. 즉, 상기 전자와 정공이 서로 쌍을 이룬 후 여기상태(excite state)로부터 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광하는 현상을 이용하는 것이다. Recently, as the size of display devices increases, the demand for flat display devices having less space is increasing. As one of the flat display devices, the technology of organic electroluminescence devices (hereinafter referred to as organic EL devices) is rapidly developing. Many prototypes have already been announced. The organic EL device applies an electric field to cathodes and anodes formed at both ends of the organic EL layer, injects and transfers electrons and holes into the organic EL layer, thereby bonding them to each other, thereby causing electroluminescence to be emitted by the binding energy. Will be used. In other words, the electrons and holes are paired with each other to emit light while falling from the excite state to the ground state.
이러한, 유기 EL 소자는 응답속도가 빠르고 휘도가 우수하며 박막화로 인한 저전압 구동을 실현시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가시영역의 모든 색상을 구현할 수 있어 현대인의 다양한 기호에 맞출 수 있는 장점이 있다. Such an organic EL device has an advantage in that it can respond to various preferences of modern people because it can realize a low voltage driving due to thinning and fast response speed and excellent brightness.
또한, 플라스틱과 같이 휠 수 있는(flexible) 투명기판 위에도 소자를 형성할 수 있다. 또한, PDP에 비해 저전압에서 구동할 수 있고, 전력 소비가 비교적 적으며, 녹색, 적색, 청색의 3가지 색을 쉽게 구현할 수 있기 때문에 차세대 평판디스플레이에 적합한 소자이다.In addition, the device may be formed on a flexible transparent substrate such as plastic. In addition, the device is suitable for the next-generation flat panel display because it can be driven at a lower voltage than the PDP, has a relatively low power consumption, and can easily realize three colors of green, red, and blue.
도 1은 종래기술에 의한 유기 EL 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an organic EL device according to the prior art.
도 1을 참조하면, 종래의 유기 EL 소자는 투명기판(1) 상에 형성된 투명전극인 양극(2)과, 상기 양극(2) 상부에 형성된 유기 EL층(10)과, 상기 유기 EL층(10) 상에 형성된 음극(8)과, 상기 음극(8) 상부에서 상기 투명기판(1)에 대향하도록 합착된 패키징 판(packaging plate)(11)으로 구성된다. Referring to FIG. 1, a conventional organic EL device includes an anode 2 which is a transparent electrode formed on a transparent substrate 1, an organic EL layer 10 formed on the anode 2, and the organic EL layer ( 10 and a packaging plate 11 bonded together to face the transparent substrate 1 above the cathode 8.
이 때, 상기 유기 EL층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층의 적층막으로 이루어진다.At this time, the organic EL layer is composed of a laminated film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer.
이러한 소자의 양극(2) 및 음극(8)에 전계를 인가하면 음극(8)으로부터 전자가 유기 EL층(10)으로 주입되고, 양극(2)으로부터 정공이 유기 EL층(10)으로 주입되고, 상기 유기 EL층(10)에 주입된 전자와 정공은 전계 하에서 유기 EL층으로 이동하다가 서로 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 엑시톤의 여기상태에 있던 전자가 기저상태로 천이되면서 가시광 영역의 빛을 내게 되는 것이다. When an electric field is applied to the anode 2 and the cathode 8 of such a device, electrons are injected from the cathode 8 into the organic EL layer 10, and holes from the anode 2 are injected into the organic EL layer 10. The electrons and holes injected into the organic EL layer 10 move to the organic EL layer under an electric field, combine with each other to form an exciton, and the electrons in the excitated state of the exciton transition to the ground state. It will shine.
하지만, 상기 유기 EL 소자는 다양한 장점에도 불구하고, 수명이 짧다는 단점이 있다. 즉, 상기 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층은 유기물을 재료로 하고, 음극은 일함수(work function)가 낮은 금속을 사용하는데, 이러한 물질들은 산소 및 수분에 취약한 특성을 가진다. However, in spite of various advantages, the organic EL device has a short lifespan. That is, the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, the electron injection layer is an organic material, and the cathode uses a metal having a low work function, these materials are vulnerable to oxygen and moisture Have
따라서, 소자를 장시간 구동할 경우, 유기물과 음극 물질이 소자 내부 혹은 외부로부터 유입된 산소 및 수분과 반응하여 열화 되고 결국, 소자의 수명이 떨어진다.Therefore, when the device is driven for a long time, the organic material and the cathode material react with oxygen and moisture introduced from the inside or the outside of the device, resulting in deterioration, resulting in a decrease in the life of the device.
즉, 유기 EL층의 재료 특성들의 열화 및/ 또는 음극의 벗겨짐은, 유기 EL 소자 둘레의 공기 중의 산소(O2) 또는 수분(H2O)의 존재로 인해 발생되며, 이는 유기 EL 소자의 밝기, 색도 등과 같은 발광 특성들을 저하시킨다.That is, deterioration of the material properties of the organic EL layer and / or peeling of the cathode occurs due to the presence of oxygen (O 2 ) or moisture (H 2 O) in the air around the organic EL element, which is the brightness of the organic EL element. Light emission characteristics such as color and chromaticity.
이상과 같이, 유기물 재료와 음극 물질이 내습성 및 내 산화성이 낮아서 디스플레이의 동작에 열화를 발생시키고, 이러한 열화는 흑점(dark spot)이라 불리는 비발광영역을 생성시킨다. As described above, the organic material and the negative electrode material have low moisture resistance and oxidation resistance, resulting in deterioration of the operation of the display, and this deterioration generates a non-luminescent region called a dark spot.
상기 흑점 영역은 시간이 지남에 따라 주위로 확산되어 결국, 소자 전체가 발광되지 않게 된다. The sunspot region diffuses around over time, resulting in the entire device not emitting light.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해, 수분 및 산소에 최대한 노출되지 않도록 인캡슐레이션(encapsulation) 이라는 공정을 수행하는데, 이 공정은 캐니스터(canister) 즉, 유리 재질의 패키징 판(packaging plate)(11)을 제작하여 그 내부에 반투과성막(13)으로 흡습제(12)를 고정시킨 뒤, 질소(N2), 아르곤(Ar) 등의 비활성 기체 분위기 하에서 봉지제(14)를 매개로 투명기판(1)과 패키징판(11)을 합착하는 기술이다.Therefore, in order to solve this problem, a process called encapsulation is performed so as not to be exposed to moisture and oxygen as much as possible, and this process is a canister, that is, a glass packaging plate 11. After fixing the moisture absorbent (12) with a semi-permeable membrane (13) therein, the transparent substrate (1) and through the sealing agent (14) under an inert gas atmosphere such as nitrogen (N2), argon (Ar) It is a technique of bonding the packaging plate 11.
이 때, 상기 흡습제(12)는 산화바륨(BaO), 탄산칼슘(CaCO3), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 제올라이트(zeolite), 실리카겔(silicagel), 알루미나(alumina) 등으로 수분과 접촉하여 화학반응에 의해 수분을 제거하는 역할을 하고, 상기 봉지제(14)는 에폭시 수지 등의 접착제로서 투명기판(1)과 패키징판(11)을 밀봉하는 역할을 한다.At this time, the moisture absorbent 12 is barium oxide (BaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium oxide (CaO), phosphorus oxide (P 2 O 5 ), Zeolite, silica gel, alumina, etc. contact with moisture to remove moisture by chemical reaction, and the encapsulant 14 is an adhesive such as epoxy resin, transparent substrate 1 And serves to seal the packaging plate 11.
그러나, 이와 같은 종래의 유기 EL 소자에 있어서, 수분의 침투에 의한 문제에 대해서는 상기 흡습제를 통해 어느 정도 해결하고 있으나, 산소의 침투에 의한 유기 EL층 및 음극의 산화를 방지함에 있어서는 상당히 취약한 구조적 문제점을 가지고 있다. However, in the conventional organic EL device, the problem caused by the penetration of moisture is solved to some extent through the absorbent, but a structural problem that is considerably weak in preventing the oxidation of the organic EL layer and the cathode by the penetration of oxygen. Have
본 발명은 유기 전계 발광소자의 인캡슐레이션에 있어서, 유기 EL층 및 음극의 산화를 방지하기 위해 산소제거제를 포함시킴으로써, 산소에 의한 유기 전계 발광소자의 열화 및 이에 따른 성능 저하를 방지하여 장수명화를 구현하는 유기 전계 발광소자를 제공함에 그 목적이 있다. In the encapsulation of the organic electroluminescent device, the present invention includes an oxygen scavenger to prevent oxidation of the organic EL layer and the cathode, thereby preventing deterioration of the organic electroluminescent device due to oxygen and deterioration thereof, resulting in long life. An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device implementing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자는, 유기 EL층의 상, 하면에 양극 및 음극이 구비되는 기판과; 상기 기판에 대향하는 패키징 판과; 상기 기판과 패키징 판을 합착시키기 위해 상기 기판의 가장자리에 게재된 봉지제가 포함되는 유기 전계 발광소자에 있어서,In order to achieve the above object, the organic electroluminescent device according to the present invention includes a substrate having an anode and a cathode provided on the upper and lower surfaces of the organic EL layer; A packaging plate opposite the substrate; In the organic electroluminescent device comprising an encapsulant disposed on the edge of the substrate for bonding the substrate and the packaging plate,
상기 패키징 판의 내부면에 산소제거제가 구비되어 있음을 특징으로 한다. An oxygen scavenger is provided on the inner surface of the packaging plate.
이 때, 상기 산소제거제는 반투과성막에 의해 상기 패키징 판의 내부면에 고정되며, 상기 산소제거제로는 피로갈롤(pyrogallol) 등이 사용됨을 특징으로 한다. At this time, the oxygen scavenger is fixed to the inner surface of the packaging plate by a semi-permeable membrane, the oxygen scavenger is characterized in that the pyrogallol (pyrogallol) is used.
또한, 상기 패키징 판의 내부면에 흡습제가 더 구비될 수 있으며, 상기 흡습제로는 산화바륨(BaO) 등이 사용될 수 있고, 상기 합착된 기판 및 패키징 판의 내부에는 비활성 기체가 채워진다.In addition, a moisture absorbent may be further provided on an inner surface of the packaging plate, and as the moisture absorbent, barium oxide (BaO) may be used, and an inert gas is filled in the bonded substrate and the packaging plate.
이와 같은 본 발명에 의하면, 산소 침투에 의한 유기 전계 발광소자의 열화 및 이에 따른 성능 저하를 방지하여 유기 전계 발광소자의 수명 감소를 예방할 수 있다. According to the present invention, it is possible to prevent deterioration of the organic electroluminescent device due to oxygen penetration and deterioration thereof, thereby preventing the life of the organic electroluminescent device from being reduced.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예예 의한 유기 EL 소자의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 이는 투명기판(101) 상에 형성된 양극(102)과, 상기 양극(102) 상부에서 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층이 적층되어 형성된 유기 EL층(110)과, 상기 유기 EL층(110) 상에 형성된 음극(108)과, 봉지제(114)를 매개로 상기 음극(108) 상부에서 상기 투명기판(110)에 대향 합착된 패키징 판(packaging plate)(111)으로 구성된다.Referring to FIG. 2, this is an organic EL layer formed by stacking an anode 102 formed on a transparent substrate 101 and a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer on the anode 102. A packaging plate (110), a cathode (108) formed on the organic EL layer (110), and a packaging plate bonded to the transparent substrate (110) on an upper portion of the cathode (108) via an encapsulant (114). plate) 111.
이 때, 상기 봉지제(114)는 에폭시 수지 등의 접착제로서 투명기판(101)과 패키징판(111)을 밀봉하는 역할을 한다.At this time, the encapsulant 114 serves to seal the transparent substrate 101 and the packaging plate 111 as an adhesive such as an epoxy resin.
또한, 상기 유기 EL층 및 음극의 보호를 위한 인캡슐레이션을 함에 있어, 본 발명의 경우는 캐니스터(canister) 즉, 상기 패키징 판(packaging plate)(111)을 제작하여 그 내부에 반투과성막(13)으로 산소제거제(112)를 고정시킨 뒤, 질소(N2), 아르곤(Ar) 등의 비활성 기체 분위기 하에서 봉지제(114)를 매개로 투명기판(101)과 패키징판(111)을 합착하게 된다. 이 때 상기 반투과막(113)으로는 종이 또는 테프론 등이 사용된다.In addition, in encapsulation for protecting the organic EL layer and the cathode, in the case of the present invention, a canister, that is, the packaging plate 111 is manufactured and a semi-permeable layer 13 is formed therein. After fixing the oxygen scavenger 112 with), the transparent substrate 101 and the packaging plate 111 are bonded to each other through an encapsulant 114 under an inert gas atmosphere such as nitrogen (N 2) or argon (Ar). . At this time, the semi-permeable membrane 113 is made of paper or teflon.
즉, 본 발명은 유기 EL 소자의 인캡슐레이션 내부 즉, 패키징 판(111)의 안측면에 상기 산소제거제(112)가 구비되어 있음을 그 특징으로 한다. That is, the present invention is characterized in that the oxygen scavenger 112 is provided inside the encapsulation of the organic EL element, that is, on the inner side of the packaging plate 111.
이 때, 상기 산소제거제(112)로는 일 실시예로 파우더 형태의 피로갈롤(pyrogallol, 1,2,3-trihydroxybenzene)을 사용할 수 있다.In this case, as the oxygen scavenger 112, pyrogallol (1, 2, 3-trihydroxybenzene) in the form of a powder may be used as an example.
상기 피로갈롤은 물에 대해서 용해성이 있어서 수분에 의해 어느 정도 용해가 된 뒤, 산소를 흡수하여 암갈색으로 변하는 성질이 있다. The pyrogallol is soluble in water, and after being dissolved to some extent by water, absorbs oxygen and turns dark brown.
이와 같은 특성에 의해 별도의 방습제를 상기 인캡슐레이션 내부에 넣지 않고도 상기 피로갈롤을 구비함에 의해 수분과 산소를 효과적으로 제거할 수 있게 되는 것이다. By such a property, it is possible to effectively remove moisture and oxygen by including the pyrogallol without putting a separate desiccant into the encapsulation.
도 3은 본 발명의 다른 실시예예 의한 유기 EL 소자의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of an organic EL device according to another embodiment of the present invention.
단, 도 3에 있어서 도 2와 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하며, 그에 대한 설명은 생략토록 한다.However, in FIG. 3, the same reference numerals are used for the same components as those of FIG. 2, and a description thereof will be omitted.
도 3을 참조하면, 이는 유기 EL 소자를 인캡슐레이션 하기 위한 상기 패키징 판의 내부면에 상기 산소제거제(112') 외에 흡습제(115)가 더 구비되어 있다는 특징이 있다. Referring to FIG. 3, this is characterized in that a moisture absorbent 115 is further provided on the inner surface of the packaging plate for encapsulating the organic EL device, in addition to the oxygen scavenger 112 '.
이 때 상기 흡습제(115)로는 산화바륨(BaO)을 포함하여 탄산칼슘(CaCO3), 산화칼슘(CaO), 산화인(P2O5), 제올라이트(zeolite), 실리카겔(silicagel), 알루미나(alumina) 등이 사용될 수 있다.At this time, the hygroscopic 115 includes barium oxide (BaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium oxide (CaO), phosphorus oxide (P 2 O 5 ) , zeolite (zeolite), silica gel (silicagel), alumina ( alumina) and the like can be used.
이와 같이 상기 패키징 판(111) 내부면에 산소제거제(112') 및 흡습제(115)가 구비될 경우에는, 수분의 침투에 대해서 흡습제(115)로 막고 동시에 피로갈롤 즉, 상기 산소제거제(112')로 물을 흡수한 뒤 산소를 흡수하여 유기 EL층 및 음극의 산화를 방지할 수 있게 된다. As described above, when the oxygen removing agent 112 'and the moisture absorbing agent 115 are provided on the inner surface of the packaging plate 111, the moisture absorbing agent 115 is prevented from penetrating moisture and the pyrogallol, that is, the oxygen removing agent 112' is provided. After absorbing water with), oxygen can be absorbed to prevent oxidation of the organic EL layer and the cathode.
결과적으로 상기 흡습제(115) 및 산소제거제(112')를 동시에 채용함으로써 수분의 흡수 제거 능력은 더 커지게 되는 것이다. As a result, the absorbent removal ability of the water is increased by employing the moisture absorbent 115 and the oxygen scavenger 112 'at the same time.
이상의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 유기 전계 발광소자에 의하면, 산소 침투에 의한 유기 전계 발광소자의 열화 및 이에 따른 성능 저하를 방지하여 유기 전계 발광소자의 수명 감소를 예방하는 장점이 있다. As described above, according to the organic light emitting device according to the present invention, there is an advantage of preventing the deterioration of the organic light emitting device due to oxygen infiltration and the deterioration thereof, thereby preventing the reduction of the life of the organic light emitting device.
도 1은 종래기술에 의한 유기 EL 소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of an organic EL device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예예 의한 유기 EL 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 유기 EL 소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of an organic EL device according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
111 : 패키징 판 112, 112' : 산소제거제111: packaging plate 112, 112 ': oxygen scavenger
113 : 반투과막 115 : 흡습제113: semi-permeable membrane 115: moisture absorbent
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| E90F | Notification of reason for final refusal | ||
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