KR20050052769A

KR20050052769A - 발광장치 및 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20050052769A
Application number: KR1020030086314A
Authority: KR
Inventors: 정재훈; 김훈; 최준후
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-07
Also published as: CN101789441A; US20050116638A1; TW200522772A; CN1638537A; KR100993827B1; US7368869B2; TWI371222B; JP2005166655A

Abstract

발광장치 및 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조 방법이 개시되어 있다. 발광장치는 베이스 기판, 베이스 기판에 배치되어 광을 발생하는 발광소자, 발광소자 상에 형성되며, 산소 또는 수분의 통과를 억제하기 위한 제 1 차단막 및 발광소자 및 제 1 차단막의 사이에 개재되며, 제 1 차단막을 부분적으로 통과한 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 각각 형성하는 흡수막(absorbtion layer)을 포함한다. 이로써, 발광소자가 산소 또는 수분에 의하여 열화 되는 것을 방지하여 발광소자의 수명을 크게 증가시킨다.

Description

발광장치 및 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조 방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF}

본 발명은 발광장치 및 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 부피는 감소시키고 수명은 크게 연장시킨 발광장치 및 이를 갖는 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 정보처리장치(information process device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 성능이 개선된 정보처리장치가 전 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 정보처리장치에서 처리된 결과 데이터는 전기적 신호 형태를 갖거나 코드화되어 있기 때문에 사용자는 결과 데이터를 직접 확인할 수 없다. 따라서, 대부분의 정보처리장치는 데이터의 입력 또는 처리된 결과 데이터를 확인하기 위해 표시장치(display device)를 필요로 한다.

이러한 표시장치에 있어서, 정보를 발광 현상에 의해 표시하는 디스플레이 장치는 발광형 표시장치(emissive display device)로 불려진다. 발광형 표시장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 및 유기 전계발광 디스플레이 장치(organic electroluminescent Display device; ELD) 등이다.

한편, 정보를 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의해 표시하는 표시장치는 수광형 표시장치(non-emissive display device)로 불려진다. 수광형 표시장치는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 전기화학 표시장치(electrochemical display; ECD) 및 전기 영동 표시장치(electrophoretic image display; EPID) 등이다.

최근에는 이들 표시장치들 중 유기 전계발광 디스플레이 장치가 크게 주목받고 있다. 유기 전계발광 디스플레이 장치는 사용하는 재료에 따라 무기전계발광 디스플레이 장치와 유기전계발광 디스플레이 장치로 크게 나뉘어진다.

무기전계발광 디스플레이 장치는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 높은 전계 중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기 함으로써 발광하는 소자이다.

유기전계발광 디스플레이 장치는 애노드 전극 및 캐소드 전극의 사이에 유기 발광층이 형성된다. 유기 발광층으로는 애노드 전극 및 캐소드 전극으로부터 각각 전자(electron)와 정공(hole)이 공급되어, 유기 발광층에서는 전자와 정공이 결합에 따른 여기자(exciton)가 생성된다. 이 여기자는 여기상태로부터 기저상태로 떨어지면서 광이 발생된다.

그러나, 유기 발광층은 유기 물질을 포함하기 때문에 대기 중에 포함된 산소 또는 수분에 매우 취약하여 유기 발광층이 산소 또는 수분과 접촉할 경우 수명이 급속히 감소되는 문제점을 갖는다.

시간(Hour)	휘도(%)
0	100%
5	81%
10	75.5%
15	71%
20	67%
25	64%
30	60%
35	57%
40	53%
43.6	50.0%

<표 1>은 종래 유기전계 발광 디스플레이 장치로 수명 테스트를 수행한 결과이다. <표 1>은 20㎃/㎠의 전류가 인가되고, 습도 80%, 온도 80℃의 열악한 환경에서 유기전계발광소자를 수분 및 산소에 그대로 노출시킨 상태에서의 휘도 변화 데이터이다. 이때, 유기전계발광소자의 수명은 일반적으로 유기전계발광소자의 휘도가 초기값의 절반, 즉, 휘도가 50%가 되는 부분으로 정의하기로 한다.

<표 1>에 의하면, 유기전계발광소자의 휘도는 시간에 비례하여 급속하게 감소되며, 종래 유기전계발광소자는 시간이 약 43 시간 경과된 후 초기 휘도의 절반으로 감소하였다. 즉, 유기전계발광소자가 산소 및 수분에 그대로 노출될 경우, 수명은 약 40 시간에서 몇 백 시간에 불과하다.

이를 방지하기 위해서, 종래에는 유기발광소자는 수분 또는 산소와 접촉하는 것을 방지하기 위해 금속으로 이루어진 캡을 포함한다. 또한, 캡 내부에 수분 또는 산소를 흡수하는 물질이 배치되어 산소 및 수분에 의하여 유기전계발광소자의 광학 특성이 저하되는 것을 방지한다.

그러나, 금속으로 이루어진 캡으로 유기 전계발광소자를 덮을 경우, 캡과 유기 전계발광소자의 사이로 미량의 산소 또는 수분이 침투되고 이로 인하여 유기 전계발광소자의 광학 특성이 꾸준히 감소되어 제품의 수명이 감소되는 문제점을 갖는다.

또한, 유기 전계발광소자를 금속으로 이루어진 캡으로 덮을 경우, 유기 전계발광 표시장치의 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점도 함께 갖는다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 제 1 목적은 부피를 증가시키지 않으면서 산소 및 수분에 의하여 유기전계발광소자에 포함된 유기 발광물질의 특성 저하를 방지한 발광장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 상기 발광장치를 이용하여 수명이 크게 향상된 표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 상기 발광장치의 제조 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명의 제 1 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 베이스 기판, 베이스 기판에 배치되어 광을 발생하는 발광소자, 발광소자 상에 형성되며, 산소 또는 수분의 통과를 억제하기 위한 제 1 차단막 및 발광소자 및 제 1 차단막의 사이에 개재되며, 제 1 차단막을 부분적으로 통과한 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 각각 형성하는 흡수막(absorbtion layer)을 포함하는 발광장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 베이스 기판, 베이스 기판에 매트릭스 형태로 배치되어 영상을 표시하기 위한 레드광, 그린광 및 블루광을 각각 발생하는 표시소자, 표시소자 상에 형성되며, 산소 또는 수분의 통과를 억제하기 위한 제 1 차단막 및 유기 발광소자 및 제 1 차단막의 사이에 개재되며, 차단막을 부분적으로 통과한 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 형성하는 흡수막(absorbtion layer)을 포함하는 표시장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 3 목적을 구현하기 위하여 본 발명은 베이스 기판에 광을 발생하는 표시소자를 형성하는 단계, 표시소자 상에 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 각각 형성하는 흡수막을 형성하는 단계 및 흡수막 상으로 상기 산소, 수분의 침투를 억제하기 위한 제 1 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 유기발광물질이 산소 또는 수분과 반응하지 못하도록 차단막 및 흡수막을 형성하여 산소 또는 수분에 의하여 유기발광물질의 수명이 단축되는 것을 방지한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

발광장치

제 1 실시예

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 발광장치를 도시한 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 발광소자를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 발광장치(100)는 베이스 기판(110), 발광소자(120), 제 1 차단막(130) 및 흡수막(absorbing layer;140)을 포함한다.

본 실시예에서, 베이스 기판(110)은 투명 또는 불투명 플레이트로 제작될 수 있다.

도 2를 참조하면, 베이스 기판(110)에는 광을 발생시키는 박막 형태의 발광소자(120)가 배치된다.

발광소자(120)는 제 1 전극(121), 유기 발광층(123) 및 제 2 전극(125)을 포함한다.

본 실시예에서, 제 1 전극(121)은 베이스 기판(110)에 배치되며, 정공을 제공하는 애노드 전극이고, 제 2 전극(125)은 전자(electron)를 제공하는 캐소드 전극이다. 제 1 전극(121) 및 제 2 전극(125)의 사이에 개재된 유기 발광층(123)은 전자와 정공의 결합에 따라 여기자를 발생시킨다.

이때, 제 1 전극(121)은 투명하면서 도전성인 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 등으로 제작된다. 제 2 전극(125)은 금속, 예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 등으로 제작된다.

이와 다르게, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작된 제 2 전극이 베이스 기판에 배치되고, 제 2 전극의 상면에 유기 발광층이 형성되고, 유기 발광층에 투명하면서 도전성인 제 1 전극을 형성하는 것 또한 가능하다.

이때, 유기 발광층(123)은 산소 또는 수분에 의하여 특성이 크게 저하되고, 이로 인해 유기 발광층(123)으로부터 발생하는 광의 휘도는 크게 감소된다.

이를 방지하기 위해서, 발광소자(120)에는 제 1 차단막(130)이 배치된다. 제 1 차단막(130)은 산소 또는 수분의 통과를 억제하여 발광소자(120)가 산소 또는 수분에 의하여 열화 되는 것을 방지한다.

제 1 차단막(130)은 투명한 무기물 또는 산소 또는 수분과 화학적으로 반응하지 않는 안전한 투명한 유기물을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 차단막(130)은 발광소자(120)에서 발생한 광의 투과율이 40% 이상 100% 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다.

제 1 차단막(130)이 무기물로 이루어지거나, 무기물을 포함할 경우, 산소 또는 수분이 유기 발광층(123)으로 침투하는 것을 크게 억제할 수 있다. 반면, 제 1 차단막(130)이 유기물로 이루어지거나 유기물을 포함할 경우, 유기물을 포함하는 제 1 차단막(130)은 무기물을 포함하는 제 1 차단막(130)보다 산소 또는 수분의 침투가 비교적 용이한 단점을 갖는다.

그러나, 무기물을 포함하는 제 1 차단막(130)은 유기물을 포함하는 제 1 차단막(130)보다 제조 비용이 매우 비싼 단점을 갖음으로 제 1 차단막(130)에 포함되는 물질은 유기물 또는 무기물 중 적합한 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 제 1 차단막(130)은 무기막인 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 또는 TiO 박막 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 박막들은 조직이 치밀하여 산소 또는 수분이 발광소자(120)로 침투하는 것을 억제한다.

이와 다르게, 제 1 차단막(130)은 유기막인 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막 중 어느 하나를 사용할 수 있다.

이때, 제 1 차단막(130)은 산소 또는 수분의 침투를 방지하기 위해서 약 100Å∼100㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 산소, 수분의 일일 통과량은 1 ∼ 60[g/㎡·day]이 되도록 하는 것이 바람직하다.

흡수막(140)은 제 1 차단막(130) 및 발광소자(120)의 사이에 개재된다. 흡수막(140)은 제 1 차단막(130)을 통과한 산소와 결합하여 산화물을 형성하거나, 제 1 차단막(130)을 통과한 수분과 결합하여 수화물을 형성한다.

이를 구현하기 위하여, 흡수막(140)은 CaO, BaO, MgO 및 AlO 등 산소 또는 수분과 결합할 수 있는 물질을 박막 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 흡수막(140)을 CaO, BaO, MgO 및 AlO 등과 같이 산화막으로 사용하는 것은 흡수막(140)이 발광소자(120)와 직접 접촉되기 때문이다. 즉, 반응성이 강한 Ca, Ba, Mg, Al 등을 발광소자(120)에 직접 형성할 경우, 발광소자(120)는 부식되거나 파손될 수 있다.

본 실시예에서, 흡수막(140)의 두께는 매우 중요하다. 본 실시예에서, 흡수막(140)은 광의 투과율이 약 40% ∼ 90%이 되도록 약 10Å ∼ 1㎛의 두께를 갖는다. 이와 같이 두께가 매우 얇은 흡수막(140)을 사용할 경우, 흡수막(140)을 통해 광의 출사가 가능하기 때문에 발광소자를 흡수막(140)에 접촉하는 투명한 제 1 전극-유기 발광층-불투명한 제 2 전극의 순서로 제작할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예의 변형 실시예에 의한 발광소자를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 발광소자(120)에는 산소 및 수분이 발광소자(120)로 침투하는 것을 방지하기 위해 흡수막(140) 및 제 1 차단막(130)이 교대로 배치된다. 교대로 배치된 흡수막(140) 및 제 1 차단막(130)은 산소 및 수분을 여러 단계에 걸쳐 차단하여, 발광소자(120)가 산소 또는 수분에 의하여 열화 되는 것을 방지한다.

한편, 발광소자(120)의 상면에 박막 형태를 갖는 흡수막(140) 및 제 1 차단막(130)을 형성할 경우, 외부에서 가해진 약한 충격, 진동, 스크래치 등에 의하여 흡수막(140), 제 1 차단막(130) 또는 발광소자(120)가 파손될 수 있다.

도 4는 도 1에 도시된 제 1 차단막에 보강부재가 배치된 것을 도시한 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 제 1 차단막(130)의 상면에 기계적으로 높은 강도를 갖는 보강 부재(150)를 더 배치할 수 있다. 보강 부재(150)는 플라스틱 계열 또는 유리로 형성할 수 있으며, 보강 부재(150)는 산소 또는 수분을 다시 한번 차단하는 역할도 함께 수행한다.

이상에서 설명한 바에 의하면, 발광소자(120)의 표면에 산소 및 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 형성하는 흡수막(140) 및 흡수막(140)으로 산소 및 수분이 침투하는 것을 억제하는 제 1 차단막(130)을 복층으로 형성하여 산소 및 수분에 의하여 발광소자(120)가 열화 되는 것을 감소시킨다.

제 2 실시예

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 발광소자의 단면도이다. 본 발명의 제 2 실시예에 의한 발광소자는 흡수막 및 제 2 차단막을 제외하면 실시예 1의 발광소자와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 1에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 제 2 차단막(160)은 발광소자(120) 및 흡수막(140)의 사이에 개재된다. 제 2 차단막(160)은 제 1 차단막(130)과 동일하게 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 및 TiO 박막들 중 어느 하나로 형성할 수 있다.

이와 다르게, 제 2 차단막(160)은 제 1 차단막(130)과 동일하게 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막들 중 어느 하나로 형성할 수 있다.

본 실시예에서, 제 2 차단막(160)은 발광소자(120)에 직접 형성되기 때문에 흡수막(140)은 제 2 차단막(160) 및 제 1 차단막(130)의 사이에 배치된다.

이처럼, 흡수막(140)이 제 1 차단막(130) 및 제 2 차단막(160)의 사이에 형성될 경우, 흡수막(140)은 Ca, Ba, Mg 및 Al 등을 포함할 수 있다. 흡수막(140)이 Ca, Ba, Mg 및 Al 등을 포함할 경우, 흡수막(140)은 산소 또는 수분과 보다 원활한 화학 반응이 가능하게 된다. 따라서, 산소 또는 수분은 흡수막(140)을 통과하기 보다 어려워져 발광소자(120)의 특성 저하를 크게 감소시킬 수 있다.

또한, 흡수막(140)이 Ca, Ba, Mg 및 Al 등 반응성이 강한 물질을 포함하더라도 제 2 차단막(160)이 발광소자(120)와 Ca, Ba, Mg 및 Al 등과 상호 반응하는 것을 방지하여 발광소자(120)의 부식 또는 파손을 방지할 수 있다.

시간(Hour)	휘도(%)
0	100%
100	67.7%
200	61%
300	57%
400	54%
500	52%
590	50.0%

<표 2>는 20㎃/㎠의 전류가 인가되고, 습도 80%, 온도 80℃의 열악한 환경에서 제 1 차단막(130), 흡수막(140) 및 제 2 차단막(160)에 의하여 보호되는 발광소자(120)를 노출시킨 상태에서 휘도 변화를 보여주고 있다. 이때, 발광소자(120)의 수명은 일반적으로 발광소자(120)의 휘도가 초기값의 절반, 즉, 휘도가 50%가 되는 부분으로 정의하기로 한다.

<표 2>에 의하면, 발광소자(120)의 휘도는 시간에 비례하여 매우 서서히 감소되며 시간이 약 500 시간에서 약 600 시간 정도 경과된 후 초기 휘도의 절반으로 감소하였다. 이는 종래 발광소자를 산소 및 수분에 그대로 노출될 경우에 비하여 수명이 10 배 ∼ 수십 배 이상 크게 증가한 것을 의미한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 발광소자(120)의 표면에 제 1 차단막(130), 흡수막(140), 제 2 차단막(160)을 순서대로 형성함으로써, 발광소자(120)가 산소 또는 수분에 의하여 수명이 단축되는 것을 크게 감소시킨다.

표시장치

제 3 실시예

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 표시장치를 도시한 개념도이다.

도 6을 참조하면, 표시장치(200)는 베이스 기판(210), 표시소자(220), 제 1 차단막(230) 및 흡수막(240)을 포함한다.

본 실시예에서, 베이스 기판(210)은 투명 또는 불투명 플레이트로 제작될 수 있다.

베이스 기판(210)에는 영상을 발생시키는 박막 형태의 표시소자(220)가 배치된다.

표시소자(220)는 복수개가 매트릭스 형태로 배치된 제 1 전극(222)들, 각 제 1 전극(221)들에 배치된 유기 발광층(223) 및 각 유기 발광층(223)의 표면에 배치된 제 2 전극(225)을 포함한다.

본 실시예에서, 제 1 전극(221)은 베이스 기판(210)에 배치되며, 정공을 제공하는 애노드 전극이다. 이때, 제 1 전극(221)은 투명하면서 도전성인 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO) 등으로 제작된다.

제 2 전극(225)은 전자(electron)를 제공하는 캐소드 전극이다. 제 2 전극(225)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 제작된다.

제 1 전극(221) 및 제 2 전극(225)의 사이에 개재된 유기 발광층(223)은 전자와 정공의 결합에 따라 여기자를 발생시킨다. 각 유기 발광층(223)은 정공 주입층(223a) 및 발광층(223b)을 포함한다. 이때, 각 발광층(223b)은 레드 발광층, 그린 발광층 및 블루 발광층으로 이루어진다. 레드 발광층에서는 레드광을 발생하고, 그린 발광층에서는 그린광을 발생하고, 블루 발광층에서는 블루광을 발생시킨다.

이와 다르게, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제작된 제 2 전극(225)은 베이스 기판(210)에 배치되고, 제 2 전극(225)의 상면에 유기 발광층(223)이 형성되고, 유기 발광층(223) 상에 투명하면서 도전성인 제 1 전극(221)을 형성하는 것 또한 가능하다.

이때, 본 실시예에 의한 유기 발광층(223)은 산소 또는 수분에 의하여 특성이 크게 저하되고, 이로 인해 유기 발광층(223)으로부터 발생하는 광의 휘도는 크게 감소된다.

이를 방지하기 위해서, 표시소자(220)에는 제 1 차단막(230)이 배치된다. 제 1 차단막(230)은 산소 또는 수분의 통과를 억제하여 표시소자(220)가 산소 또는 수분에 의하여 열화 되는 것을 방지한다.

제 1 차단막(230)은 투명한 무기물 또는 산소 또는 수분과 화학적으로 반응하지 않는 안전한 투명한 유기물을 포함할 수 있다. 이때, 제 1 차단막(230)은 표시소자(220)에서 발생한 광의 투과율이 40% 이상 100% 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다.

제 1 차단막(230)이 무기물로 이루어지거나 무기물을 포함할 경우, 산소 또는 수분이 표시소자(220)로 침투하는 것을 크게 억제할 수 있다. 반면, 제 1 차단막(230)이 유기물로 이루어지거나 유기물을 포함할 경우, 유기물을 포함하는 제 1 차단막(230)은 무기물을 포함하는 제 1 차단막(230)보다 산소 또는 수분의 침투량이 큰 단점을 갖는다.

그러나, 무기물을 포함하는 제 1 차단막(230)은 유기물을 포함하는 제 1 차단막(230)에 비하여 가격이 매우 비싼 단점을 갖음으로 제 1 차단막(230)은 유기물 또는 무기물 중 적합한 것을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 제 1 차단막(230)은 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 또는 TiO 박막 중 어느 하나로 형성할 수 있다. 상기 박막들은 조직이 치밀하여 산소 또는 수분이 표시소자(220)로 침투하는 것을 억제한다.

이와 다르게, 제 1 차단막(230)은 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막 중 어느 하나로 형성할 수 있다.

이때, 제 1 차단막(230)은 산소 또는 수분의 침투를 방지하기 위해서 약 100Å∼100㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 산소, 수분의 일일 통과량은 1 ∼ 60[g/㎡·day]이 되도록 하는 것이 바람직하다.

흡수막(240)은 제 1 차단막(230) 및 표시소자(220)의 사이에 개재된다. 흡수막(240)은 표시소자(220) 및 제 1 차단막(230)의 사이에 개재된다. 흡수막(240)은 제 1 차단막(230)을 통과한 산소와 결합하여 산화물을 형성하고, 제 1 차단막(230)을 통과한 수분과 결합하여 수화물을 각각 형성한다.

이를 구현하기 위하여, 흡수막(240)은 CaO, BaO, MgO 및 AlO 등 산소 또는 수분과 결합할 수 있는 물질을 박막 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 흡수막(240)을 CaO, BaO, MgO 및 AlO 등과 같이 산화된 박막으로 사용하는 것은 흡수막(240)이 표시소자(220)와 직접 접촉되기 때문이다. 즉, 반응성이 강한 Ca, Ba, Mg, Al 등을 표시소자(220)에 직접 형성할 경우, 표시소자(220)는 부식되거나 파손될 수 있다.

이때, 흡수막(240)의 두께는 매우 중요하다. 본 실시예에서, 흡수막(240)은 광의 투과율이 40% ∼ 90%이 되도록 10Å ∼ 1㎛의 두께를 갖는다. 이와 같이 두께가 매우 얇은 흡수막(240)을 사용할 경우, 흡수막(240)을 통해 광의 출사가 가능하기 때문에 표시소자를 흡수막(240)에 접촉하는 투명한 제 1 전극-유기 발광층-불투명한 제 2 전극의 순서로 배치될 수 있다.

표시장치의 제조 방법

실시예 4

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 제 4 실시예에 의해 베이스 기판에 표시소자를 형성하는 것을 도시한 개념도이다.

먼저, 도 7a를 참조하면, 베이스 기판(210)에는 매트릭스 형태로 제 1 전극(221)이 형성된다. 제 1 전극(221)을 형성하기 위해서 베이스 기판(210)에는 전면적에 걸쳐 투명하면서 도전성인 산화 주석 인듐 박막(ITO film) 또는 산화 아연 인듐 박막(IZO film)이 소정 두께로 형성되고, 산화 주석 인듐 박막 또는 산화 아연 인듐 박막은 사진-식각 공정에 의하여 매트릭스 형태로 패터닝되어 제 1 전극(221)이 형성된다.

제 1 전극(221)이 형성된 후, 각 제 1 전극(221)의 상면에는 유기 발광층(223)이 형성된다. 유기 발광층(223)은 정공 주입층(223a) 및 발광층(223b)으로 이루어지며, 제 1 전극(221)에는 정공 주입층(223a)이 먼저 형성되고 정공 주입층(223a)의 상면에는 발광층(223b)이 형성된다.

도 7c는 본 발명의 제 4 실시예에 의해 베이스 기판에 흡수막이 형성된 것을 도시한 단면도이다.

도 7c를 참조하면, 베이스 기판(210)에는 발광층(223b)이 덮이도록 제 2 전극(225)이 형성된다. 제 2 전극(225)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 스퍼터링 등의 방법에 의하여 베이스 기판(210)의 전면적에 걸쳐 형성된다.

제 2 전극(225)이 형성된 후, 베이스 기판(210)에는 전면적에 걸쳐 흡수막(240)이 형성된다. 흡수막(240)은 CaO, BaO, MgO 및 AlO 등 산소 또는 수분과 결합할 수 있는 물질로 이루어진 박막이다. 이때, 흡수막(240)의 두께는 광의 투과율이 40% ∼ 90%이 되도록 10Å ∼ 1㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 흡수막(240)은 대기 중에 포함된 산소 또는 수분과 반응하여 산화물 또는 수화물로 변경되어 산소 또는 수분이 표시소자(220)를 열화 시키는 것을 감소시킨다.

베이스 기판(210)에 흡수막(240)이 형성된 상태에서, 흡수막(240) 상에는 제 1 차단막(230)이 형성된다. 제 1 차단막(230)은 무기물, 예를 들면, SiO, SiN, MgO , AlO, AlN 또는 TiO 중 어느 하나로 형성하거나, 유기물, 예를 들면, 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 물질 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 물질로 형성할 수 있다. 제 1 차단막(230)은 대기 중에 포함된 산소 또는 수분을 차단하는 역할을 수행한다.

이후, 제 1 차단막(230) 및 흡수막(240)은 산소 또는 수분을 완전히 차단하기 위하여 교대로 반복하여 형성될 수 있다.

실시예 5

도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 의하여 표시장치를 제조하는 과정을 도시한 단면도이다. 본 발명의 제 5 실시예에 의한 발광소자는 흡수막 및 제 2 차단막을 제외하면 실시예 4의 발광소자와 동일하다. 따라서, 동일한 부재에 대하여는 실시예 4에서와 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 표시소자(220)의 제 2 전극(225)까지 형성된 상태에서, 베이스 기판(210)에는 전면적에 걸쳐 제 1 차단막(260)이 형성된다. 제 1 차단막(260)은 무기물, 예를 들면, SiO, SiN, MgO, AlO, AlN 또는 TiO 물질로 형성하거나, 유기물, 예를 들면, 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 물질 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 물질로 형성할 수 있다. 제 1 차단막(260)은 대기 중에 포함된 산소 또는 수분을 차단하는 역할을 수행한다.

제 1 차단막(260)의 상면에는 흡수막(240)이 형성된다. 흡수막(240)은 Ca, Ba, Mg 및 Al 등을 포함할 수 있다. 흡수막(240)을 Ca, Ba, Mg 및 Al 등으로 사용할 경우, 흡수막(240)은 산소 또는 수분과 보다 원활한 화학 반응이 가능하게 된다. 따라서, 산소 또는 수분은 흡수막(240)을 통과하기 보다 어려워져 표시소자(220)의 특성 저하를 크게 감소시킬 수 있다. 이때, 흡수막(240)의 두께는 광의 투과율이 40% ∼ 90%이 되도록 10Å ∼ 1㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다.

흡수막(240)의 상면에는 다시 제 2 차단막(230)이 형성된다. 제 2 차단막(230)은 제 1 차단막(240)과 동일하게 무기물, 예를 들면, SiO, SiN, MgO, AlO, AlN 또는 TiO 물질로 형성하거나, 유기물, 예를 들면, 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 물질 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 물질로 형성할 수 있다. 제 1 차단막(240)은 대기 중에 포함된 산소 또는 수분을 차단하는 역할을 수행한다.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 산소 또는 수분에 의하여 열화 되는 유기 발광물질이 산소 또는 수분과 접촉하지 않도록 유기 발광물질을 포함하는 발광소자의 표면에 박막 형태의 차단막 및 산소 또는 수분과 화학적으로 반응하여 산화물 또는 수화물을 형성하는 흡수막을 함께 형성하여 발광소자의 수명을 보다 향상시킨다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 의한 발광장치를 도시한 단면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 발광소자를 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 발광소자의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 의하여 표시장치를 제조하는 과정을 도시한 단면도이다.

Claims

베이스 기판;

상기 베이스 기판에 배치되어 광을 발생하는 발광소자;

상기 발광소자 상에 형성되며, 산소 또는 수분의 통과를 억제하기 위한 제 1 차단막; 및

상기 발광소자 및 상기 제 1 차단막의 사이에 개재되며, 상기 제 1 차단막을 부분적으로 통과한 상기 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 각각 형성하는 흡수막(absorbtion layer)을 포함하는 발광 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 발광소자는 제 1 전극, 상기 제 1 전극과 마주보는 제 2 전극 및 상기 제 1 전극 및 제 2 전극의 사이에 개재된 유기 발광층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 베이스 기판과 마주보도록 배치된 투명한 도전성 박막이고, 상기 제 1 전극은 불투명한 금속 박막인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 2 항에 있어서, 상기 제 2 전극은 상기 베이스 기판과 마주보도록 배치된 불투명한 금속 박막이고, 상기 제 1 전극은 투명한 도전성 박막인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차단막은 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 및 TiO 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차단막은 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차단막은 100Å∼100㎛의 두께를 갖고, 상기 산소, 수분의 일일 통과량은 1 ∼ 60[g/㎡·day]인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차단막은 상기 광의 투과율이 40% 이상 100% 미만인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수막은 CaO 박막, BaO 박막, MgO 박막 및 AlO 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수막의 두께는 상기 광의 투과율이 40% ∼ 90%이 되도록 10Å ∼ 1㎛인 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 베이스 몸체는 상기 제 1 차단막의 상면에 배치된 보강 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 차단막 및 상기 흡수막은 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 1 항에 있어서, 상기 흡수막 및 상기 유기 발광소자의 사이에는 제 2 차단막이 더 포함된 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 13 항에 있어서, 상기 제 2 차단막은 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 및 TiO 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 13 항에 있어서, 상기 제 2 차단막은 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
제 13 항에 있어서, 상기 흡수막은 Ca 박막, Ba 박막, Mg 박막 및 Al 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광장치.
베이스 기판;

상기 베이스 기판에 매트릭스 형태로 배치되어 영상을 표시하기 위한 레드광, 그린광 및 블루광을 각각 발생하는 표시소자;

상기 표시소자 상에 형성되며, 산소 또는 수분의 통과를 억제하기 위한 제 1 차단막; 및

상기 유기 발광소자 및 상기 제 1 차단막의 사이에 개재되며, 상기 차단막을 부분적으로 통과한 상기 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 형성하는 흡수막(absorbtion layer)을 포함하는 표시 장치.
베이스 기판에 광을 발생하는 표시소자를 형성하는 단계;

상기 표시소자 상에 산소 또는 수분과 결합하여 산화물 또는 수화물을 각각 형성하는 흡수막을 형성하는 단계; 및

상기 흡수막 상으로 상기 산소, 수분의 침투를 억제하기 위한 제 1 차단막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 표시소자를 형성하는 단계는

상기 베이스 기판 상에 투명하면서 도전성인 제 1 전극을 형성하는 단계;

상기 제 1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및

상기 유기 발광층 상에 불투명하면서 도전성인 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 표시소자를 형성하는 단계는

상기 베이스 기판 상에 불투명하면서 도전성인 제 1 전극을 형성하는 단계;

상기 제 1 전극 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및

상기 유기 발광층 상에 투명하면서 도전성인 제 2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 흡수막을 형성하는 단계에서 상기 흡수막은 투명한 CaO 박막, BaO 박막, MgO 박막 및 AlO 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 제 1 차단막을 형성하는 단계에서, 상기 제 1 차단막은 투명한 SiO 박막, SiN 박막, MgO 박막, AlO 박막, AlN 박막 및 TiO 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 제 1 차단막을 형성하는 단계에서, 상기 제 1 차단막은 투명한 폴리아세틸렌(polyacetylen) 계열 박막 또는 폴리이미드(polyimide) 계열 박막으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 18 항에 있어서, 상기 흡수막을 형성하는 단계 이전에는 상기 유기 발광소자 상에 제 2 차단막을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
제 24 항에 있어서, 상기 흡수막을 형성하는 단계에서, 상기 흡수막은 Ca 박막, Ba 박막, Mg 박막 및 Al 박막으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.