KR20050121940A - Sealing method and organic electroluminescence device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 특히 유기 전계 발광 소자 및 실링 방법에 관한 것이다. 이와 같이 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자는 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 금속 캔 내부 전면에 증착 된 고분자 박막을 포함하여 구성된다. The present invention relates to organic electroluminescent devices, and more particularly to organic electroluminescent devices and sealing methods. As described above, the organic electroluminescent device according to the present invention is an organic electroluminescent device in which an anode electrode, an organic layer, and a cathode electrode are sequentially formed on a substrate, and a polymer deposited on the entire surface of a metal can that protects the organic electroluminescent device from an external environment. It comprises a thin film.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로 특히 유기 전계 발광 소자 및 실링 방법에 관한 것이다. The present invention relates to organic electroluminescent devices, and more particularly to organic electroluminescent devices and sealing methods.
일반적으로 유기 전계 발광 소자(OLED : Organic ElectroLuminescence Device)는 평판 디스플레이의 한 종류로서 저전압 구동 및 박형, 자체발광으로 인한 고인성(高認性) 및 넓은 시야각, 빠른 응답속도 등의 타 디스플레이에 비하여 많은 장점을 가지고 있어 현재 널리 사용되어지고 있는 액정 디스플레이의 결점을 보완, 해결할 수 있는 차세대 디스플레이로서 많은 관심을 받고 있으며, 전 세계적으로 연구개발이 활발하게 이루어지고 있는 분야이다. In general, an organic electroluminescence device (OLED) is a type of flat panel display, which is more than other displays such as low voltage driving and thin display, high toughness due to self-luminous, wide viewing angle, and fast response speed. As a next-generation display that can compensate for and solve the shortcomings of the liquid crystal display which is widely used because of its advantages, it is a field where research and development is actively conducted worldwide.
현재 일본 및 한국의 선도업체에서는 OLED를 상용화하여 양산을 시작하였으며, 소형 디스플레이에 적용을 하고 있다.Currently, leading companies in Japan and Korea have begun mass production by commercializing OLEDs and applying them to small displays.
도 1은 일반적인 유기 전계 발광 소자의 구조이다. 1 is a structure of a general organic electroluminescent device.
도 1을 참조하면, 유기 전계 발광 소자는 크게 기판(11) 상에 양극(anode)/유기층/음극(cathod)(12, 13, 14)을 순차적으로 형성하고, 유기 전계 발광소자를 외부 환경으로부터 보호하기 위하여 금속으로 형성된 금속 캔(16)을 양극(12)이 패턴된 기판(11)과 접착하는데, 이 금속 캔(16)을 실런트(15)를 이용하여 기판(11)과 접착한다. Referring to FIG. 1, the organic electroluminescent device is formed on the substrate 11 in order to sequentially form an anode / organic layer / cathode 12, 13, 14, and the organic electroluminescent device from an external environment. For protection, a metal can 16 formed of a metal is bonded to the substrate 11 having the anode 12 patterned. The metal can 16 is bonded to the substrate 11 using the sealant 15.
상기 금속 캔(16)의 역할은 외부의 기계적 충격으로 소자를 보호하기 위한 외부 충격 보호 기능과, 외부로부터 수분을 차단하는 역할로 하는데 일반적으로 유기 전계 발광 소자는 수분(H2O)에 민감하게 반응하여 결과적으로 소자의 열화를 촉진하므로, 금속 캔 에지를 실링하여 제작한다. The metal can 16 serves as an external impact protection function for protecting the device by an external mechanical shock and serves to block moisture from the outside. In general, the organic EL device is sensitive to moisture (H 2 O). As a result, deterioration of the device is promoted, so that the metal can edges are sealed.
그리고, 금속 캔(16) 내에는 비활성 가스인 질소(N2)로 충전되어 있고, 제습제를 내부에 사용한다. The metal can 16 is filled with nitrogen (N 2), which is an inert gas, and a dehumidifying agent is used therein.
상기와 같이 금속 캔(16)은 유기 전계 발광 소자의 보호를 목적으로 사용되는데, 실링이 정상적으로 이루어지지 않을 경우, 즉 메탈 캔(16)과 실런트(15)의 접착력이 떨어질 경우 외부 수분이 소자내로 유입이 될 수 있는데, 이는 유기소자의 열화를 발생한다. As described above, the metal can 16 is used for the purpose of protecting the organic electroluminescent device. When the sealing is not performed normally, that is, when the adhesion between the metal can 16 and the sealant 15 drops, external moisture flows into the device. Inflow can occur, which causes deterioration of the organic device.
따라서 실런트의 접착력 향상은 소자의 열화를 방지하여 소자의 수명을 향상시키기 위한 필수적인 사항이다. Therefore, the improvement of the adhesive strength of the sealant is essential for improving the life of the device by preventing deterioration of the device.
그러나 종래의 실링 방법은 금속 캔과 실런트의 접착력 향상을 위하여 플라즈마를 이용하여 메탈의 표면 에너지를 증가시켜 실런트와 메탈의 접착 시 젖음성(wetting)을 증가시켜 주었지만 근본적으로 실런트가 갖고 있는 메탈과의 접착성(adhesion)이 좋지 않기 때문에 접착 재료 자체에 한계를 지니고 있는 문제가 있다. However, the conventional sealing method increases the surface energy of the metal by using a plasma to improve the adhesion between the metal can and the sealant, thereby increasing the wettability when the sealant is bonded to the metal. There is a problem in that the adhesive material itself is limited because the adhesion is not good.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 유기 전계 발광소자에서 사용되는 금속 캔과 실런트의 접착능력을 향상시켜 유기막내에 수분 감소를 배제하는 유기 전계 발광 소자 및 실링 방법을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, an object of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the organic electroluminescence which improves the adhesion ability of the metal can and the sealant used in the organic electroluminescent device to exclude moisture reduction in the organic film An object and a sealing method are provided.
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 유기 전계 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 금속 캔 내부 전면에 증착 된 고분자 박막을 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, inside the metal can to protect the organic electroluminescent device from an external environment It consists of a polymer thin film deposited on the front.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면, 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 금속 캔 내부에 유기물을 증착하고 실링한다. According to another feature 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, inside the metal can to protect the organic electroluminescent device from an external environment The organics are deposited and sealed.
바람직하게 상기 유기물은 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)이다. Preferably, the organic material is a compound to which silicon is added (hexamethyldisiloxane, HMDSO).
그리고, 상기 유기물 증착은 금속 캔 실링 공정 전에 메탈 캔만을 PE-CVD를 이용하여 증착한다. In addition, the organic material deposition is deposited only the metal can using PE-CVD before the metal can sealing process.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 금속 캔 내부에 유기물과 비 반응 가스를 플라즈마 중합법으로 증착하고 실링한다. According to another feature 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, a metal can for protecting the organic electroluminescent device from an external environment The organic material and the non-reactive gas are deposited and sealed inside the plasma polymerization method.
바람직하게 상기 비 반응 가스는 Ar, He, N2 중 하나를 이용한다.Preferably, the non-reactive gas uses one of Ar, He, N 2 .
상기 유기물은 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)이다. The organic material is a compound to which silicon is added (hexamethyldisiloxane, HMDSO).
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 기판 위에 양극 전극, 유기층, 음극 전극이 순차적으로 형성된 유기 전계 발광 소자에 있어서, 상기 유기 전계 발광 소자를 외부 환경으로부터 보호하는 금속 캔 내부에 유기물과 반응 가스를 플라즈마 중합법으로 증착하고 실링한다. According to another feature 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, a metal can for protecting the organic electroluminescent device from an external environment The organic material and the reaction gas are deposited and sealed by the plasma polymerization method therein.
바람직하게 상기 반응 가스는 O2 이며, 상기 유기물은 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)이다.Preferably, the reaction gas is O 2 , and the organic material is a compound to which silicon is added (hexamethyldisiloxane, HMDSO).
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.
도 2는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 실링 구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a sealing structure of an organic EL device according to the present invention.
도 2를 참조하면, 기판(100) 위에 양극 물질인 ITO(indium tin oxide)(101)를 증착한다. Referring to FIG. 2, an indium tin oxide (ITO) 101, which is an anode material, is deposited on the substrate 100.
그리고, 상기 ITO(101) 위에 유기층(102)을 형성하는데, 이 유기층(102)은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층으로 구성된다. The organic layer 102 is formed on the ITO 101, and the organic layer 102 includes a hole injection layer, a hole transport layer, an organic emission 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-(l-naphthyl)-N-pheny1-amino]bipheny(NPD)fmf 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- (l-naphthyl) -N-pheny1-amino] bipheny (NPD) fmf 30 ~ 60nm is deposited by coating.
그 위에, 유기 발광층(organic emitting layer)을 형성한다. On it, an organic emitting layer is formed.
이때, 필요에 따라 불순물(dopant)을 첨가하는데, 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, if necessary, a dopant is added. In the case of green light emission, Alq3 (tris (8-hydroxy-quinolate) aluminum) is usually deposited to an organic light emitting layer by about 30 to 60 nm, and the cumin 6 (coumarin) as an impurity. 6) Or use Qd (Quinacridone) a lot, and use red impurities as DCM, DCJT, DCJTB.
이어서, 상기 전자 수송층(ETL : electron transport layer) 및 전자 주입층(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 유기층(102)을 형성한 후 음극 전극인 캐소드(103)를 형성한다. After forming the organic layer 102, a cathode 103, which is a cathode electrode, is formed.
그리고 외부의 기계적 충격으로 소자를 보호하는 외부 충격 보호 역할과 유기 전계 발광 소자가 수분에 민감하게 반응하여 결과적으로 소자의 열화를 촉진하므로, 외부의 수분을 차단하기 위한 금속 캔(104)을 실런트(106)를 이용하여 실링한다. In addition, since the external shock protection role which protects the device by external mechanical shock and the organic electroluminescent device react sensitively to moisture, and thus promote the deterioration of the device, the metal can 104 for blocking external moisture is sealed ( 106) to seal.
여기서, 상기 실링은 금속 캔(104) 내부에 기능성막(105)인 유기물을 플라즈마 고분자 중합 방식으로 증착하여 두께를 매우 얇게 코팅하며 두께 조절이 용이하고 막의 두께 균일도가 우수하다. Here, the seal is deposited by the plasma polymer polymerization method to deposit the organic material of the functional film 105 in the metal can 104, the thickness is very thin, easy to control the thickness and excellent thickness uniformity of the film.
상기 증착 방식은 PE-CVD(plasma enhanced-chemical vapor deposition) 방식으로 유기 전계 발광 소자의 제작 공정 중 후 공정인 금속 캔(104) 실링(sealing) 공정 전에 금속 캔(104)만 PE-CVD를 이용하여 접착력 향상을 위한 박막을 증착 시킴으로써 유기소자의 공정상 영향을 주지 않고 독립적으로 진행 할 수 있다. 또한 부식에 대한 저항성이 크고, 금속에 증착 시에도 접착력 우수하다. The deposition method is a plasma enhanced-chemical vapor deposition (PE-CVD) method. Only the metal can 104 may use PE-CVD before the metal can 104 sealing process, which is a post-process during the fabrication process of the organic EL device. By depositing a thin film for improving the adhesion can proceed independently without affecting the process of the organic device. In addition, it has high resistance to corrosion and excellent adhesion even when deposited on metal.
상기 유기물은 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)로 기존의 탄소화합물에 비해 Si-O-Si 결합을 이루고 있기 때문에 플렉시블(flexible)하여 필름 스트레스(film stress)가 작다. The organic material is a silicon-added compound (hexamethyldisiloxane, HMDSO), which forms a Si-O-Si bond as compared to a conventional carbon compound, and thus is flexible and has low film stress.
또한 450℃ 이상의 고온에서도 비가역 특성을 보여주어 비교적 온도 저항성이 크다. In addition, it exhibits a non-reversible property even at a high temperature of more than 450 ℃ relatively high temperature resistance.
그리고, 대기중의 장시간 보관에도 화학적 변화가 적고, O2 플라즈마 처리 시 HMDSO는 실리카-라이크(silica-like) 한 성질로 바뀌기 때문에 막의 가용성(wettability)이 매우 향상된다.In addition, the chemical change is small even during long-term storage in the air, and the HMDSO is changed to a silica-like property during the O 2 plasma treatment, thereby greatly improving the wettability of the film.
상기 규소가 첨가된 화합물의 증착은 도 3과 도 4에서 설명한다. Deposition of the silicon-added compound is described in FIGS. 3 and 4.
도 3은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 실링 방법을 설명하기 위한 제 1 실시예로, 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)에 비 반응 가스(Gas)인 Ar, He를 이용하여 플라즈마 중합법으로 증착하거나, 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)에 비 반응 가스(Gas)인 N2를 이용하여 플라즈마 중합법으로 증착한다. 3 is a first embodiment for explaining the sealing method of the organic EL device according to the present invention, plasma polymerization using a non-reactive gas (Gas) Ar, He to a silicon-added compound (hexamethyldisiloxane, HMDSO) It is deposited by a method, or by a plasma polymerization method using a non-reactant gas (Gas) N2 to the silicon-added compound (hexamethyldisiloxane, HMDSO).
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 실링 방법을 설명하기 위한 제 2 실시예로 규소가 첨가된 화합물(hexamethyldisiloxane, HMDSO)에 반응 가스(gas)인 O2를 이용하여 플라즈마 중합법으로 증착한다.Figure 4 is a second embodiment for explaining the sealing method of the organic electroluminescent device according to the present invention is deposited by the plasma polymerization method using O 2 as a reaction gas (gas) to the silicon-added compound (hexamethyldisiloxane, HMDSO) do.
이때 HMDSO는 유기(Organic) 형태로 증착하거나 무기(Inorganic) 형태로 증착을 하는데, 모두 금속과 접착력은 우수하며 무기 형태로 증착하는 형태는 젖음성을 향상시키는 방법으로 실런트의 특성(친수성/소수성)에 따라 O2 플라즈마를 이용하여 젖음성을 조절할 수 있다. At this time, HMDSO is deposited in organic form or in inorganic form. Both of them have excellent adhesion with metal and the form of inorganic form is used to improve the wettability of the sealant (hydrophilic / hydrophobic). Therefore, the wettability can be controlled by using an O2 plasma.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 HMDSO를 사용하여, 기능성 박막을 플라즈마 중합법으로 형성하므로 단순한 코팅이 아닌 우수한 접착력과, 박막의 두께 조절, 증착면적 조절이 용이하여 소형에서 대형 소자에 이르기까지 그 적용 범위가 넓은 효과가 있다.As described above, the present invention uses HMDSO to form a functional thin film by plasma polymerization, so it is not a simple coating but has excellent adhesive force, thickness control of the thin film, and easy control of the deposition area. It has a wide range of effects.
그리고, 금속과 유기물이 접합하는 구조에서 접합력을 향상시키는 효과가 있다. In addition, there is an effect of improving the bonding strength in the structure in which the metal and the organic material are bonded.
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.
도 1은 일반적인 유기 전계 발광 소자를 나타낸 도면1 is a view showing a general organic electroluminescent device
도 2는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 나타낸 도면2 illustrates an organic electroluminescent device according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 실링 방법을 나타낸 제 1 실시예Figure 3 is a first embodiment showing a sealing method of an organic electroluminescent device according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자의 실링 방법을 나타낸 제 2 실리예 4 is a second practical example showing a sealing method of an organic electroluminescent device according to the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명** Description of symbols on the main parts of the drawings *
100 : 기판 101 : 애노드 100: substrate 101: anode
102 : 유기층 103 : 캐소드102: organic layer 103: cathode
104 : 금속 캔 105 : 기능성 막104: metal can 105: functional membrane
106 : 실런트106: sealant
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Cited By (2)
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