KR20070090540A - Organic light emitting diode having functions of moisture-getting and hydrogen-discharging - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 내지 8은 본 발명에 따른 OLED 소자에 관한 것으로서, 수분제거부가 OLED 소자 내부 공간에 배치되고 수소제거부가 OLED 소자의 내부공간에서 외부로 연장된 형태로 배치된 OLED 소자의 예시적인 구조를 도시한 단면도들이다. 1 to 8 relate to an OLED device according to the present invention, which shows an exemplary structure of an OLED device in which the water removal portion is disposed in the OLED device internal space and the hydrogen removal portion is extended from the internal space of the OLED device to the outside. It is a cross-sectional view.
도 9는 도 1의 점선으로 특정된 유기발광부의 상세 구조를 도시한 확대한 도면이다.9 is an enlarged view illustrating a detailed structure of an organic light emitting unit specified by a dotted line in FIG. 1.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100, 200, ..., 800: OLED 소자 110, 210, ...,810: 기판100, 200, ..., 800:
120, 220, ..., 820: 유기발광부 130, 230, ...,830: 수분제거부120, 220, ..., 820: organic
140, 240, ..., 840: 밀봉층 150, 250, ...,850: 절연층140, 240, ..., 840:
170, 270, ..., 870: 실런트 180, 280, ...,880: 수소제거부170, 270, ..., 870:
285, 585: 수소제거부의 보호막 190: 유기발광부의 일부분285 and 585:
본 발명은 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED) 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 그 내부에 존재하는 수분과 수소를 효과적으로 제거할 수 있는 OLED 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an organic light emitting diode (OLED) device, and more particularly, to an OLED device capable of effectively removing moisture and hydrogen present therein.
OLED 소자는 해상도와 내충격성이 높고, 다양한 색상을 구현할 수 있는 등의 장점이 있어서 각종 정보산업기기의 표시소자로 널리 사용되고 있다. OLED 소자에는 각 픽셀의 발광을 독립적으로 제어할 수 있는 능동형(active type)과 그렇지 않은 수동형(passive type)의 두 종류가 있다. 능동형이 수동형에 비해 구동전압이 낮고 전력소비가 적으며 중대형 크기의 화면을 제작할 수 있는 장점이 있어 더 많이 사용되고 있다. OLED devices are widely used as display devices of various information industrial devices because they have high resolution, high impact resistance, and various colors. There are two types of OLED devices, an active type and a passive type that can independently control the emission of each pixel. Active type is more used than passive type because it has lower driving voltage, less power consumption, and can produce screen of medium and large size.
또한, 광의 출력방향에 따라 OLED 소자는 전면 발광형(top-emission type)과 배면 발광형(bottom-emission type)으로 구분된다. OLED 소자의 일반적인 구조에 따르면, 기판의 상면 위를 밀봉층(cap)으로 덮고 그 기판과 밀봉층의 대면하는 가장자리를 실런트로 마감하여 이들 사이에는 밀폐된 내부 공간이 마련된다. 그리고 그 내부 공간 안의 기판의 상면에는 다수의 픽셀을 제공하는 유기발광부가 배치된다. 각 픽셀은 유기발광층(이를 위한 유기물들은 당업자들에게 이미 잘 알려져 있다)과 이에 전압을 걸어주기 위해 유기발광층의 양 측에 배치된 제1 및 제2 전극층을 포함한다. 이들 두 전극층의 적어도 하나는 광투과성일 필요가 있다. 이들 두 전극층은 통상적인 다이오드의 양극과 음극에 각각 해당하는 것으로서, 전원의 플러스 단자와 마이너스 단자가 양극과 음극의 전극층에 각각 연결된다. 그러면 양의 전하인 홀(hole)과 음의 전하인 전자가 양극의 전극층과 음극의 전극층에서 유기발광층으로 각각 주사되고, 유기발광층 내에서 그 홀과 전자가 재결합하여 빛을 발하게 된다. 그 빛은 투광성 전극층을 통과하여 기판 쪽이나 밀봉층 쪽으로 출광하게 된다. 투광성 전극층이 OLED 소자의 기판쪽에 배치된 저층 전극이면 배면발광형 OLED 소자(bottom-emitting OLED device)라 하고, 반대로 투광성 전극층이 밀봉층 쪽에 배치된 상층 전극이면 전면발광형 OLED 소자(top-emitting OLED device)라 한다. 이러한 다수의 픽셀들 중에서 원하는 픽셀의 두 전극층에 대한 전압의 인가를 스위칭 제어함으로써 원하는 픽셀의 발광을 제어할 수 있다. In addition, according to the light output direction, the OLED device is classified into a top-emission type and a bottom-emission type. According to the general structure of the OLED device, the upper surface of the substrate is covered with a sealing layer (cap), and the facing edges of the substrate and the sealing layer are closed with a sealant, thereby providing a closed interior space therebetween. An organic light emitting part providing a plurality of pixels is disposed on an upper surface of the substrate in the inner space. Each pixel includes an organic light emitting layer (organic materials for which are well known to those skilled in the art) and first and second electrode layers disposed on both sides of the organic light emitting layer to apply voltage thereto. At least one of these two electrode layers needs to be light transmissive. These two electrode layers correspond to the anode and cathode of the conventional diode, respectively, and the positive terminal and the negative terminal of the power supply are respectively connected to the electrode layers of the anode and the cathode. Then, the positive charge hole and the negative charge electron are respectively scanned from the anode electrode layer and the cathode electrode layer to the organic light emitting layer, and the holes and the electrons recombine in the organic light emitting layer to emit light. The light passes through the transparent electrode layer and is emitted toward the substrate or the sealing layer. If the light-transmitting electrode layer is a low-level electrode disposed on the substrate side of the OLED device, it is called a bottom-emitting OLED device. On the contrary, if the light-transmissive electrode layer is an upper layer electrode disposed on the sealing layer side, a top-emitting OLED device is used. device). Among the plurality of pixels, light emission of the desired pixel can be controlled by switching the application of voltage to two electrode layers of the desired pixel.
그런데 유기발광부가 배치되는 OLED 소자의 내부공간에 수분이나 불필요한 가스가 과도하게 많이 존재하면 OLED 소자의 특성이나 수명에 나쁜 결과를 초래한다. 특히, OLED 소자는 수분에 매우 민감한데, 픽셀을 구성하고 있는 전극과 유기발광층이 그 수분에 노출되면 부분적으로 변성되거나 발광특성이 달라지고 결과적으로 소자의 수명이 현저하게 단축된다. 그 결과 OLED 소자의 화소축소 등과 같은 성능 저하의 문제가 발생한다. 이러한 현상을 화소축소(pixel shrinkage 또는 edge growth)라고 한다. However, excessive moisture or unnecessary gas in the internal space of the OLED device in which the organic light emitting unit is disposed may result in a bad result in the characteristics or lifespan of the OLED device. In particular, the OLED device is very sensitive to moisture. When the electrode and the organic light emitting layer constituting the pixel are exposed to the moisture, the OLED element is partially denatured or the light emission characteristic is changed, and as a result, the life of the device is significantly shortened. As a result, problems of performance deterioration such as pixel reduction of OLED elements occur. This phenomenon is called pixel shrinkage or edge growth.
실런트로 널리 사용되는 접착성 폴리머는 완벽하게 수분투과를 차단하지는 못하고 미세하나마 투습성을 갖기 때문에 OLED 소자의 사용 중에도 소자의 외부에서 내부 공간으로 수분이 침투할 수 있다. 나아가 사용하는 기판이나 밀봉층의 재질에 따라서는 그것을 통해 수분이 소자 내부로 침투할 수도 있다. 특히 OLED 소자의 밀봉 과정에서 수분이 기판, 유기발광부 및 밀봉층 등의 재료에 흡착되어 내부 로 침투할 수도 있다. 소자 내부에 존재하는 수분은 최대한 신속히 제거하여야 화소축소 등의 문제를 최소화할 수 있다. 수분 제거 방안을 마련함에 있어서, 밀봉 후 유입되는 수분과 제조 과정에서 재료에 흡착되어 유입된 수분 양 자를 모두 고려될 필요가 있다. Adhesive polymers, widely used as sealants, do not completely block moisture permeation but have minute permeability, allowing moisture to penetrate into the internal space from the outside of the device even during the use of OLED devices. Furthermore, depending on the material of the substrate or sealing layer used, moisture may penetrate into the device through it. In particular, during the sealing process of the OLED device, moisture may be absorbed by materials such as a substrate, an organic light emitting unit, and a sealing layer to penetrate into the inside. Moisture inside the device should be removed as quickly as possible to minimize problems such as pixel reduction. In preparing the water removal method, it is necessary to consider both the moisture introduced after sealing and the moisture quantum adsorbed to the material in the manufacturing process.
비교적 큰 크기를 갖는 OLED 소자들은 플렉시블 기판 위에 제조될 것으로 예상된다. 플렉시블 기판들은 의도된 응용에 적합한 물리적 성질을 만족시키고 제조 단가를 낮추기 위해 플라스틱-포일(plastic-foils) 재질을 포함할 것으로 예상된다. 그런데 상대적으로 저가의 플라스틱 플렉시블 기판은 수분침투를 방지하는 데 효과적이지 못한 것으로 알려져 있다.따라서 이러한 재질의 기판을 채용하는 OLED 소자의 경우 수분을 효과적으로 제거하는 수단을 마련하는 것이 특히 중요한 문제로 대두된다. 그러므로 OLED 소자의 내부에 존재하는 수분을 효율적으로 제거하는 수단이 강구될 필요가 있다. 특히, 밀봉과정에서 OLED 소자 내부로 유입되는 양이 많으므로 초기에 신속히 제거해야 한다.OLED devices with relatively large sizes are expected to be fabricated on flexible substrates. Flexible substrates are expected to include plastic-foils materials to meet the physical properties suitable for the intended application and to lower manufacturing costs. However, relatively inexpensive plastic flexible substrates are known to be ineffective in preventing moisture penetration. Therefore, for OLED devices employing such substrates, it is particularly important to provide a means for effectively removing moisture. . Therefore, a means for efficiently removing the moisture present inside the OLED element needs to be devised. In particular, since the amount of water flowing into the OLED device during the sealing process should be removed quickly at the beginning.
수분의 존재로 인한 수명 단축의 폐해를 줄이기 위한 한 가지 방법으로 OLED 소자를 별도의 포장 안에 수분흡수제와 함께 배치하고 그 포장을 밀폐시켜 수분이 소자 안으로 침투하지 못하는 방법이 알려져 있다.그러나 그 방법은 수분 침투를 막기 위한 그런 포장에 드는 비용이 큰 부담을 주고 소자의 크기와 설치영역의 증가를 초래하는 점이 단점이다. As a way to reduce the damage of the shortening of the lifetime due to the presence of water, it is known to place the OLED device with a water absorbent in a separate package and seal the package so that moisture does not penetrate into the device. The disadvantage is that the cost of such packaging to prevent moisture intrusion is a great burden and increases the size of the device and the installation area.
OLED 소자 내부의 수분을 제거하기 위한 다른 방안으로서, 제습물질을 소자 내부에 배치하는 방법이 알려져 있다. 제습물질은 크게 두 가지 종류로 구분된 다. 하나는 수분을 흡수하여 스스로 그 수분을 함유하는 방식으로 수분을 제거하는 물질(수분흡수형 제습제)이다. 다른 하나는 수분을 흡수하여 함유하지는 않고 수분과 반응하여 그것을 분해함으로써 수소를 발생시키는 방식으로 수분을 제거하는 물질(수분분해형 제습제)이다. 수분제거부를 만드는 데 어느 쪽 물질이나 다 이용할 수 있지만, 수분흡수형 제습제는 흡수하는 수분의 양이 늘어남에 따라 자체의 부피가 늘어나서 OLLED 소자의 내부압력을 증가시키고, 소자 내부에 부착면에서 박리되는 문제 등을 유발할 수 있다. 나아가 내부압력의 증가로 인해 가운데 부분이 부풀어 올라 소자의 수명이나 발광 특성에 나쁜 결과를 초래할 수 있다. 하지만 수분분해형 제습제는 이러한 문제를 유발하지는 않는다. 오히려 수분의 제거 성능이 수분흡수형보다 더 뛰어나서 화소축소현상을 방지하는 효율이 높다. 이런 측면에서 수분분해형 제습제를 이용하는 것이 더 바람직하다. As another method for removing moisture inside an OLED device, a method of disposing a dehumidifying material inside the device is known. Dehumidifiers fall into two broad categories. One is a substance (moisture-absorbing dehumidifier) that absorbs moisture and removes it in a way that contains water itself. The other is a substance (moisture decomposition type dehumidifying agent) which does not absorb and contain moisture but removes moisture in such a manner as to generate hydrogen by reacting with and decomposing it. Either material can be used to make the water removal part, but the moisture absorbent dehumidifier increases its volume as the amount of water absorbed increases, increasing the internal pressure of the OLLED device, and peeling off the adhesion surface inside the device. It may cause problems. In addition, an increase in the internal pressure may cause the center portion to swell, which may cause a detrimental effect on the lifespan or light emission characteristics of the device. However, water-degradable dehumidifiers do not cause this problem. Rather, the water removal performance is better than the water absorption type, so the efficiency of preventing pixel reduction is high. It is more preferable to use a water-decomposable dehumidifying agent in this respect.
그러나 수분분해형 제습제를 이용하는 경우에도, OLED 소자의 동작 중에 그 제습제에 의한 수분의 분해에 수반되어 수소가 발생된다는 점이 고려되어야 한다. 소자 내부에 분해되어야 할 수분이 계속 유입되는 한 발생되는 수소의 양도 그에 비례하여 증가하게 된다. 수분과 마찬가지로 수소 역시 OLED 소자의 특성에 나쁜 영향을 미친다. 즉, OLED 소자 내부에 존재하는 수소의 양이 과도하게 많으면 그 OLED 소자 내부의 압력을 상승시켜 부작용을 유발할 수 있다. However, even in the case of using a water-decomposable dehumidifying agent, it should be taken into account that hydrogen is generated along with decomposition of water by the dehumidifying agent during operation of the OLED element. As long as moisture to be decomposed inside the device continues to flow, the amount of hydrogen generated increases proportionately. Like moisture, hydrogen also adversely affects the properties of OLED devices. In other words, if the amount of hydrogen present in the OLED device is excessively high, the pressure inside the OLED device may be increased to cause side effects.
따라서 OLED 소자의 기밀성을 유지하면서 그 소자의 내부에 존재하는 수분과 수소를 동시에 신속하고 효율적으로 제거하여 소자 내부에 존재하는 수분과 수소의 양이 소자의 특성에 나쁜 영향을 미치지 않을 정도 이하로 유지되도록 하는 방안이 마련될 필요가 있다. 특히, OLED 소자의 케이스를 구성하는 기판과 밀봉층의 재질을 정함에 있어서, 투습성과 수소투과능력을 충분히 고려하여야 하며, 투과능력Therefore, while maintaining the airtightness of the OLED device, it simultaneously and efficiently removes the moisture and hydrogen present in the inside of the device at the same time so that the amount of moisture and hydrogen present in the inside of the device does not adversely affect the characteristics of the device. There needs to be a way to make it work. In particular, in determining the materials of the substrate and the sealing layer constituting the case of the OLED device, the moisture permeability and the hydrogen permeability must be sufficiently considered,
본 발명의 목적은 OLED 소자의 밀폐된 내부에 존재하는 수분을 분해하여 제거하고 그로 인해 생성되는 수소를 소자 외부로 배출하여 소자 내부에 수분이나 수소가 허용량 이상 축적되지 않도록 함으로써, 소자 내부의 과도한 수분과 수소에 의한 화소의 축소 등의 불량발생을 방지하고 우수한 소자 특성을 유지할 수 있도록 하는 개량된 OLED 소자를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to decompose and remove moisture present in the sealed interior of the OLED device and to discharge the hydrogen generated thereby to the outside of the device so that moisture or hydrogen does not accumulate in the device more than the allowable amount, excess moisture inside the device The present invention provides an improved OLED device capable of preventing defects such as shrinking of pixels due to hydrogen and maintaining excellent device characteristics.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르면, 기판 위에 밀봉층(cap)이 위치하고 상기 기판과 상기 밀봉층의 대면하는 가장자리를 실런트로 밀봉하여 이들 사이에 밀폐된 내부 공간이 마련되고, 유기발광층과 이의 양측에 전압을 걸어주기 위한 두 전극층으로 구성되는 픽셀을 다수 개 포함하는 유기발광부가 그 밀폐된 내부 공간 내의 상기 기판 위에 배치되는 OLED 소자에 있어서, 상기 OLED 소자의 밀폐된 내부 공간의 소정 위치에 배치되어 그 내부 공간에 존재하는 수분과 반응하여 수소를 생성시키면서 그 수분을 분해하는 수분분해형 수분제거부; 및 상기 OLED 소자의 내부 공간에서 외부 공간으로까지 연결되면서 일측 부분과 이 의 맞은편 타측 부분이 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에 각각 노출되도록 배치되어, 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 상기 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 자신을 통하여 상기 외부공간으로 배출되도록 하는 수소제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 OLED 소자가 제공된다. According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a sealing layer (cap) is located on the substrate and the inner space sealed between them by sealing the substrate and the edges of the sealing layer facing the sealant is provided between them. And an organic light emitting part including a plurality of pixels composed of an organic light emitting layer and two electrode layers for applying a voltage to both sides thereof, the OLED device being disposed on the substrate in a sealed inner space, wherein the sealed inside of the OLED device A water decomposition type water removal unit disposed at a predetermined position of the space and reacting with water present in the internal space to generate hydrogen to decompose the water; And one side portion and the other side portion opposite to the inner space from the inner space of the OLED device to be exposed to the inner space and the outer space, respectively, and the concentration of hydrogen in the inner space and the outer space. There is provided an OLED device comprising a hydrogen removal unit for absorbing the hydrogen present in the inner space by the difference to be discharged to the outer space through itself.
상기 OLED 소자에 있어서, 상기 수소제거부의 수소배출능력은 상기 수분제거부에 의한 수분의 분해로 인해 발생되는 수소 생성량 이상인 것이 바람직하다. 이 경우 상기 밀봉층은, 유리를 포함하나 이에 국한되지 않고, 수소투과성이 1.0x10-16[mole·m/m2·sec·Pa] 이하인 고분자 소재 또는 수소투과성이 1.0x10-10[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이하인 금속 소재를 이용하여 만들어도 무방하다. 또한, 상기 수소제거부는 i) 상기 실런트의 가운데를 관통하는 것, ii) 상기 실런트와 상기 기판 사이를 통과하는 것, 그리고 iii) 상기 실런트와 상기 밀봉층 사이를 통과하는 것 중 적어도 어느 한 가지 방식으로 배치되는 것이 바람직하다. In the OLED device, the hydrogen discharge capability of the hydrogen removal unit is preferably more than the amount of hydrogen generated by the decomposition of water by the water removal unit. In this case, the sealing layer includes, but is not limited to glass, a polymer material having a hydrogen permeability of 1.0x10 -16 [mole m / m 2 · sec · Pa] or less, or a hydrogen permeability of 1.0x10 -10 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5 ] or less. In addition, the hydrogen removal unit may be at least one of i) penetrating the center of the sealant, ii) passing between the sealant and the substrate, and iii) passing between the sealant and the sealing layer. It is preferred to be arranged.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르면, 적어도 기판과 상기 기판 위에 배치되며 매트릭스 배열을 이루는 다수의 픽셀을 포함하는 유기발광부를 포함하며 상기 픽셀은 유기발광층과 이의 양측에 배치되어 상기 유기발광층에 전압을 걸어주기 위한 두 전극층으로 구성되는 OLED 소자에 있어서, 상기 기판 위의 상기 유기발광부를 전부 덮으면서 상기 기판과 대면하는 가장자리 부분은 실런트에 의해 밀봉되어 상기 기판과의 사이에 밀폐된 내부 공간을 제공하고, 상기 유기발광부가 상기 내부 공간 안에 위치되는 밀봉층; 및 상기 밀폐된 내부 공간의 소 정 위치에 배치되어 그 내부 공간에 존재하는 수분과 반응하여 수소를 생성시키면서 그 수분을 분해하는 수분분해형 수분제거부를 구비하며, 특히 상기 밀봉층은 수소 투과성을 갖는 재질을 이용하여 만들어지고 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 상기 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 자신을 통과하여 상기 외부공간으로 배출되도록 하되 상기 수분제거부에 의한 수분의 분해로 인해 발생되는 수소의 생성량 이상의 수소배출능력을 갖는 것을 특징으로 하는 OLED 소자가 제공된다. According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, an organic light emitting portion including at least a substrate and a plurality of pixels arranged on the substrate and in a matrix arrangement, wherein the pixels are disposed on both sides of the organic light emitting layer and In the OLED device consisting of two electrode layers for applying a voltage to the organic light emitting layer, the edge portion facing the substrate while covering all the organic light emitting portion on the substrate is sealed by a sealant is sealed between the substrate An encapsulation layer providing an internal space, wherein the organic light emitting part is located in the internal space; And a water decomposition type water removal unit disposed at a predetermined position of the enclosed inner space and reacting with water present in the inner space to generate hydrogen, and decomposing the water, in particular, the sealing layer has hydrogen permeability. It is made of a material and absorbs the hydrogen present in the inner space by the difference in concentration of hydrogen in the inner space and the outer space to pass through itself to be discharged to the outer space, An OLED device is provided which has a hydrogen discharge capacity that is greater than the amount of hydrogen generated due to decomposition.
상기 제2 측면에 따른 OLED 소자에 있어서, 상기 밀봉층은 천이금속 또는 이를 함유하는 합금으로 만들어진 금속층 또는 상기 금속층과 그 내면에 적층된 폴리머층으로 구성된 것이 바람직하다. In the OLED device according to the second aspect, the sealing layer is preferably composed of a metal layer made of a transition metal or an alloy containing the same or a polymer layer laminated on the metal layer and an inner surface thereof.
상기 제2 측면에 따른 OLED 소자는 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 상기 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 자신을 통하여 상기 외부공간으로 배출되도록 하는 수소제거부를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수소제거부는 i) 상기 실런트의 가운데를 관통하는 것, ii) 상기 실런트와 상기 기판 사이를 통과하는 것, 그리고 iii) 상기 실런트와 상기 밀봉층 사이를 통과하는 것 중 적어도 어느 한 가지 방식으로 배치되고 양쪽 단부는 상기 OLED 소자의 내부 공간과 외부 공간에 각각 노출되도록 배치되는 것이 바람직하다. The OLED device according to the second aspect further includes a hydrogen removal unit for absorbing the hydrogen present in the inner space by the difference in concentration of hydrogen in the inner space and the outer space to be discharged to the outer space through itself. It is preferable. The hydrogen removal unit i) Penetrating in the middle of the sealant, ii) passing between the sealant and the substrate, and iii) passing between the sealant and the sealing layer, both ends of the OLED It is preferable to be disposed so as to be exposed to the internal space and the external space of the device, respectively.
상기 제1 측면 또는 제2 측면에 따른 OLED 소자에 있어서, 상기 수소제거부는 수소 투과율이 상온에서 1.0x10-11[mole·m/m2·sec·Pa0 .5] 보다 큰 금속 또는 그 금속의 합금을 주 원료로 하여 만들어지는 것이 바람직하다. 이 경우, 그 금속 또는 그 금속의 합금의 분체를 폴리머와 혼합하여 박막 형태로 만드는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 폴리머의 함량이 90vol% 이하인 것이 바람직하다. 상기 폴리머는 40℃의 온도와 75% RH(상대습도)에서의 수분투과율(MVTR)이 10g·mil/m2·day 이상인 열가소성 수지 또는 반응경화성 수지인 것이 바람직하다. 상기 수소제거부를 만들 수 있는 대표적인 주원료는 Pd(팔라듐), V(바나듐), Ta(탄탈륨), Zr(지르코늄) 또는 Nb(니오븀) 으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 어느 하나의 금속 또는 이들 중 어느 한 가지 이상이 포함된 합금을 들 수 있다. 상기 수소제거부는 상기 금속을 상기 밀봉층과 상기 기판 중 적어도 어느 하나의 표면에 스퍼터링하여 형성될 수도 있다. 또한, 상기 수소제거부는 그의 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에 노출된 부분의 적어도 어느 한쪽 표면에는 수소제거부의 손상 내지 변성되는 것을 방지하는 보호막이 도포될 수도 있다. In the OLED device according to the first aspect or the second aspect, the hydrogen removing unit 1.0x10 -11 at room temperature, the hydrogen permeability [mole · m / m 2 · sec · Pa 0 .5] greater than the metal or metal It is preferable to make an alloy as a main raw material. In this case, it is preferable that the powder of the metal or the alloy of the metal is mixed with the polymer to form a thin film. At this time, it is preferable that the content of the polymer is 90 vol% or less. The polymer is preferably a thermoplastic resin or a reactive curable resin having a water transmittance (MVTR) of 10 g · mil / m 2 · day or more at a temperature of 40 ° C. and 75% RH (relative humidity). Representative main raw materials capable of making the hydrogen removal portion is any one metal or any one selected from the group consisting of Pd (palladium), V (vanadium), Ta (tantalum), Zr (zirconium) or Nb (niobium) The alloy containing the above is mentioned. The hydrogen removing unit may be formed by sputtering the metal on at least one surface of the sealing layer and the substrate. In addition, a protective film may be applied to at least one surface of the hydrogen removing part exposed to the inner space and the outer space thereof to prevent damage or modification of the hydrogen removing part.
한편, 상기 제1 측면 또는 제2 측면에 따른 OLED 소자에 있어서, 상기 수분제거부는 금속하이드라이드와 금속 중 적어도 어느 하나의 분체와 폴리머의 혼합물을 이용하여 박막 형태로 만들어져 상기 내부 공간 내의 임의의 위치에 부착되는 것이 바람직하다. 상기 수분제거부용 금속은 아연보다 이온화 경향이 큰 금속 중에서 선택되는 것이 바람직하다. 상기 수분제거부용 금속하이드라이드의 예로는 알칼리금속하이드라이드, 알칼리토금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리토 금속하이드라이드, 그리고 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 들 수 있다. Meanwhile, in the OLED device according to the first side or the second side, the water removing unit is made in a thin film form using a mixture of a metal hydride, at least one powder of a metal and a polymer, and any position in the internal space. It is preferably attached to. The metal for the water removal part is preferably selected from metals having a greater ionization tendency than zinc. Examples of the metal hydride for the water removal unit are alkali metal hydrides, alkaline earth metal hydrides, alkali metal hydrides including boron or aluminum, alkaline earth metal hydrides including boron or aluminum, and At least one selected from the group which consists of these mixtures is mentioned.
상기 제1 측면 또는 제2 측면에 따른 OLED 소자는 또한, 상기 유기발광부의 두 전극층 중 상기 내부 공간에 노출되는 상부 전극층을 덮어서 주변의 다른 것들과 절연되도록 하는 절연층을 더 구비하는 것이 바람직하다. 상기 절연층은 상기 상부 전극층과 접하는 빈 공간에 채워진 불활성 기체, 상기 상부 전극층을 덮어 주변의 다른 것과 접촉을 차단하는 절연질의 액체막 또는 고체박막 중 적어도 어느 하나가 될 수 있다. The OLED device according to the first side or the second side may further include an insulating layer covering the upper electrode layer exposed to the internal space among the two electrode layers of the organic light emitting unit so as to be insulated from the surroundings. The insulating layer may be at least one of an inert gas filled in the empty space in contact with the upper electrode layer, an insulating liquid film or a solid thin film covering the upper electrode layer and blocking contact with other surroundings.
상기 제1 측면 또는 제2 측면에 따른 OLED 소자는 상기 각 픽셀에 대한 전압 공급을 독립적으로 제어할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)를 갖춘 능동형으로서, 상기 밀봉층이 투명한 재질로 만들어지고 상기 유기발광부의 출력광이 상기 밀봉층 쪽으로 출광되는 전면발광형과 상기 기판이 투명한 재질로 만들어지고 상기 출력광이 상기 기판 쪽으로 출광되는 배면발광형 중 어느 한 가지이다. The OLED device according to the first or second aspect is an active type having a thin film transistor (TFT) capable of independently controlling the voltage supply to each pixel, wherein the sealing layer is made of a transparent material and the organic light emitting part Any one of a top emission type in which output light is emitted toward the sealing layer and a bottom emission type in which the substrate is made of a transparent material and the output light is emitted toward the substrate.
한편, 본 발명에 따른 OLED 소자의 바람직한 구성예에 따르면, OLED 소자는, 기판; 상기 기판 위에 배치되어 외부의 스위칭제어신호에 의하여 픽셀별로 온/오프 스위칭 동작을 하여 그 픽셀을 독립적으로 제어할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)를 적어도 픽셀수만큼 포함하는 TFT층; 전압이 걸리면 발광하는 유기발광층과 이의 양측에 위치하여 상기 유기발광층에 상기 전압을 걸어주기 위한 제1전극층과 제2전극층으로 구성되는 픽셀을 다수 개 포함하며, 상기 다수의 픽셀은 상기 내부공간 내에서 상기 제1전극층이 상기 TFT층 위에 적층되어 매트릭스 배열을 이루되 각 픽셀 의 제1 전극층은 대응되는 TFT에 연결되는 유기발광부; 상기 기판 위의 상기 유기발광부를 전부 덮으면서 상기 기판과 대면하는 가장자리 부분은 실런트에 의해 밀봉되어 상기 기판과의 사이에 밀폐된 내부 공간을 제공하고, 상기 유기발광부가 상기 내부 공간 안에 위치되며, 수소투과성이 없는 재질로 만들어지는 밀봉층; 및 상기 OLED 소자의 밀폐된 내부 공간의 소정 위치에 배치되어 그 내부 공간에 존재하는 수분과 반응하여 수소를 생성시키면서 그 수분을 분해하는 수분분해형 수분제거부; 상기 유기발광부의 상기 제2 전극층을 덮어서 주변의 다른 부분과 절연되도록 하는 절연층; 및 상기 OLED 소자의 내부 공간에서 외부 공간으로까지 연결되면서 일측 부분과 이의 맞은편 타측 부분이 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에 각각 노출되도록 배치되어, 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 상기 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 자신을 통하여 상기 외부공간으로 배출되도록 하는 수소제거부를 포함하는 구조이다. On the other hand, according to a preferred configuration of the OLED device according to the invention, the OLED device, the substrate; A TFT layer disposed on the substrate and including at least as many pixels as a thin film transistor (TFT) capable of independently controlling the pixels by performing on / off switching operation for each pixel by an external switching control signal; An organic light emitting layer that emits light when a voltage is applied to the organic light emitting layer, and includes a plurality of pixels including first and second electrode layers disposed on both sides of the organic light emitting layer to apply the voltage to the organic light emitting layer, wherein the plurality of pixels are disposed within the internal space. An organic light emitting unit in which the first electrode layer is stacked on the TFT layer to form a matrix array, wherein the first electrode layer of each pixel is connected to a corresponding TFT; An edge portion facing the substrate while covering all of the organic light emitting portion on the substrate is sealed by a sealant to provide a sealed interior space between the substrate, the organic light emitting portion is located in the interior space, and hydrogen A sealing layer made of a material having no permeability; And a water decomposition type water removal unit disposed at a predetermined position of the enclosed internal space of the OLED element and reacting with water present in the internal space to generate hydrogen to decompose the water. An insulating layer covering the second electrode layer of the organic light emitting part to be insulated from other parts of the periphery; And one side portion and the other side portion thereof opposite to the inner space of the OLED element from the inner space to the outer space are exposed to the inner space and the outer space, respectively, and the concentration difference of hydrogen in the inner space and the outer space is different. By absorbing the hydrogen present in the inner space by the structure to include a hydrogen removal unit to be discharged to the outer space through itself.
본 발명에 따른 OLED 소자의 바람직한 다른 구성예에 따르면, OLED 소자는 기판; 상기 기판 위에 배치되어 외부의 스위칭제어신호에 의하여 픽셀별로 온/오프 스위칭 동작을 하여 그 픽셀을 독립적으로 제어할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)를 적어도 픽셀수만큼 포함하는 TFT층; 전압이 걸리면 발광하는 유기발광층과 이의 양측에 위치하여 상기 유기발광층에 상기 전압을 걸어주기 위한 제1전극층과 제2전극층으로 구성되는 픽셀을 다수 개 포함하며, 상기 다수의 픽셀은 상기 내부공간 내에서 상기 제1전극층이 상기 TFT층 위에 적층되어 매트릭스 배열을 이루되 각 픽셀의 제1 전극층은 대응되는 TFT에 연결되는 유기발광부; 상기 기판 위의 상기 유기 발광부를 전부 덮으면서 상기 기판과 대면하는 가장자리 부분은 실런트에 의해 밀봉되어 상기 기판과의 사이에 밀폐된 내부 공간을 제공하고, 상기 유기발광부가 상기 내부 공간 안에 위치되는 밀봉층; 상기 유기발광부의 상기 제2 전극층을 덮어서 주변의 다른 부분과 절연되도록 하는 절연층; 및 상기 밀폐된 내부 공간의 소정 위치에 배치되어 그 내부 공간에 존재하는 수분과 반응하여 수소를 생성시키면서 그 수분을 분해하는 수분분해형 수분제거부를 구비하며, 특히 상기 밀봉층은 수소 투과성을 갖는 재질을 이용하여 만들어지고 상기 내부 공간과 상기 외부 공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 상기 내부 공간에 존재하는 수소를 흡수하여 자신을 통과하여 상기 외부공간으로 배출되도록 하되 상기 수분제거부에 의한 수분의 분해로 인해 발생되는 수소의 생성량 이상의 수소배출능력을 갖는다. According to another preferred configuration of the OLED device according to the invention, the OLED device comprises a substrate; A TFT layer disposed on the substrate and including at least as many pixels as a thin film transistor (TFT) capable of independently controlling the pixels by performing on / off switching operation for each pixel by an external switching control signal; An organic light emitting layer that emits light when a voltage is applied to the organic light emitting layer, and includes a plurality of pixels including first and second electrode layers disposed on both sides of the organic light emitting layer to apply the voltage to the organic light emitting layer, wherein the plurality of pixels are disposed within the internal space. An organic light emitting part in which the first electrode layer is stacked on the TFT layer to form a matrix array, and the first electrode layer of each pixel is connected to a corresponding TFT; An edge portion facing the substrate while covering all of the organic light emitting portion on the substrate is sealed by a sealant to provide a sealed inner space between the substrate, and a sealing layer in which the organic light emitting portion is located in the inner space. ; An insulating layer covering the second electrode layer of the organic light emitting part to be insulated from other parts of the periphery; And a water decomposition type water removal unit disposed at a predetermined position of the sealed inner space and reacting with water present in the inner space to generate hydrogen, and decomposing the water, in particular, the sealing layer has a hydrogen permeability. It is made using and absorbs the hydrogen present in the inner space by the difference in the concentration of hydrogen in the inner space and the outer space to pass through itself to be discharged to the outer space, but the decomposition of water by the moisture removal unit Hydrogen has the ability to discharge more than the amount of hydrogen generated.
위 두 가지 구성예에서, 절연층의 재료와 배치형태, 수소제거부의 주원료, 배치형태와 수소배출능력, 수분제거부의 재료와 배치방법, 보호막의 부가, 밀봉층의 재료 등에 관해서는 위에서 설명한 바와 같다.In the above two configuration examples, the material and arrangement of the insulating layer, the main raw material of the hydrogen removal portion, the arrangement and hydrogen discharge ability, the material and arrangement of the moisture removal portion, the addition of the protective film, the material of the sealing layer, and the like described above As shown.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention in more detail.
(1) OLED 소자의 바람직한 구조의 예(1) Examples of the preferred structure of the OLED device
도 1 내지 8은 본원 발명의 바람직한 실시예에 따른 OLED 소자의 대표적인 구조를 도시한다. 도시된 OLED 소자들은 소자 내부에 존재하는 수분을 분해하여 제거하는 수분제거부를 소자 내부에 배치하는 점에서는 공통적이다. 하지만, 도 1 내 지 7의 경우는 OLED 소자 내부에 존재하는 수소를 소자 외부로 배출하기 위한 수소제거부가 소자 내부에서 외부로 연결되는 형태로 별도로 배치된 구조(이 경우 밀봉층은 수소배출기능이 거의 없는 예컨대 유리와 같은 재질로 만들어지는 것을 가정한다)인데 비해, 도 8의 경우 밀봉층이 수소배출기능을 갖는 재질로 만들어져 그 자신을 통해 소자 내부의 수소가 외부로 배출되도록 하는 구조여서 별도의 수소제거부를 배치하지 않은 구조라는 점에서 차이가 있다. 도 8의 OLED 소자에 있어서, 수소배출기능을 강화하기 위해 도 1 내지 7에 도시된 것과 같은 형태로 수소제거부를 추가적으로 배치할 수 있음은 물론이다. 1 to 8 show representative structures of OLED devices according to preferred embodiments of the present invention. The illustrated OLED devices are common in terms of disposing a water removal unit for decomposing and removing water present in the device. 1 to 7, however, a structure in which a hydrogen removing unit for discharging hydrogen existing in the OLED device to the outside of the device is connected to the outside from the inside of the device (in this case, the sealing layer has a hydrogen discharge function). In the case of FIG. 8, since the sealing layer is made of a material having a hydrogen discharge function, the hydrogen inside the device is discharged to the outside through itself. The difference is that the structure does not have a hydrogen removal unit. In the OLED device of FIG. 8, the hydrogen removing unit may be additionally disposed in the form as shown in FIGS. 1 to 7 to enhance the hydrogen discharge function.
도 1 내지 7에 도시된 OLED 소자들은 수분제거부와 수소제거부가 설치되는 위치나 형태에 있어서는 차이가 있다. 먼저, 도 1에 도시된 OLED 소자(100)에 따르면, 기판(110)의 상면에는 유기발광부(120)가 배치된다. 기판과 평행하게 대면하면서 소정 간격만큼 이격된 밀봉층(140)의 하면에는 수소제거부(180)와 수분제거부(130)가 순차적으로 적층된다. 밀봉층(140)은 기판(110)과 함께 협력하여 OLED 소자의 내부 공간을 확보해주면서 내부에 배치되는 요소들을 보호해준다. 유기발광부(120)와 수분제거부(130)는 서로 대면하면서 절연층(150)으로 격리된다. 기판(110)의 가장자리와 수소제거부(180)의 가장자리 사이를 따라 실런트(perimeter sealant)(170)를 부가하여 기판(110)과 수소제거부(180) 사이의 내부 공간이 밀폐되도록 한다. 이 때, 수분제거부(130)는 수소제거부(180)의 가운데 부분 일부에만 적층되도록 하여 수소제거부(180)의 일부분이 절연층(150)이 위치하는 밀폐된 내부공간에 노출되도록 한다. 또한 수소제거부(180)는 그 끝 부분이 실런트(170)를 지 나 OLED 소자(100)의 외부까지 연장되어 그 외부에 노출되도록 한다. 1 to 7 are different in the position and the form in which the water removal unit and the hydrogen removal unit are installed. First, according to the
도 9는 도 1의 일점쇄선으로 표시된 190번 부분을 보다 상세하게 나타낸 것으로서, 기판(110) 위에 배치된 유기발광부(120)의 구조를 좀 더 구체적으로 예시하고 있다. 도시된 OLED 소자는 기판의 상면 위에 박막트랜지스터(TFT)층(128)이 배치된 능동형 OLED 소자이다. TFT층(128) 위에는 유기발광부(120)가 적층된다. 유기발광부(120)는 구체적으로 제1전극층(122), 유기발광층(124), 제2전극층(126)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 유기발광층(124)은 두 전극층(122, 126)으로부터 공급된 정공과 전자를 수송하고 재결합하도록 하여 발광하는 유기물로 만들어진다. 사용할 수 있는 유기물은 단분자이든 폴리머이든 관계없다. 즉, 유기발광층(124)은 전자이송층, 정공이송층 등을 포함하고 이들의 양측에는 제1전극층(122)과 제2전극층(126)이 배치되어 하나의 픽셀을 이룬다. TFT층(128)은 각 픽셀마다 TFT가 하나씩 연결된 다수의 TFT를 포함한다. 각 TFT는 외부에서 주어지는 스위칭제어신호에 의하여 온/오프 스위칭 동작을 하게 되고, 이에 의해 두 전극층(122, 126) 사이에 전압 인가 여부가 제어될 수 있다. 따라서 능동형 OLED 소자는 스위칭제어신호를 이용하여 TFT층(128)의 TFT의 온/오프를 제어함으로써 유기발광부(120)의 각 픽셀의 발광을 독립적으로 제어할 수 있다. FIG. 9 illustrates in more detail the
유기발광층(124)에 전계를 걸어주는 제1전극(122)과 제2전극(126) 중 유기발광층(124)의 출광방향의 반대쪽에 위치하는 전극은 불투명해도 되지만 출광방향 쪽에 위치하는 전극은 투명한 전극인 것이 바람직하다. 투명 전극은 예를 들면 인듐주석산화물(Indium-Tin Oxide: ITO) 전극으로 만들 수 있고, 불투명 전극은 예를 들어 불투명한 금속으로 만들 수 있다. 참고로, 전면발광형인 경우에는 출광방향이 기판(110)에서 밀봉층(140) 쪽으로 향하는 방향(전면 방향)이고, 배면발광형의 출광방향은 전면발광형의 그것에 비해 180도 반대방향이다. 아울러 도면에는 TFT(128)가 기판(110)의 상면에 접하도록 설치된 것을 도시하지만, 능동형 OLED의 경우에는 각 픽셀을 제어하기 위한 TFT(128)가 OLED 소자의 내부 어느 곳인가에 배치되면 충분하지만 주로 기판위에 배치된다. Of the
도 1의 OLED 소자(100)와는 다른 구조의 OLED 소자(200)가 도 2에 도시된다. OLED 소자(200)는 기판(210)의 상면에 유기발광부(220)가 배치되고 그 유기발광부(220)와 수분제거부(230)가 절연층(250)으로 격리된 채 대면하는 구조는 도 1의OLED 소자(100)와 동일하다. 그러나 수분제거부(230)와 수소제거부(280)가 이층상으로 밀봉층(240)에 적층되는 것이 아니라, 각각 따로 밀봉층(240)에 직접 부착된다는 점에서 차이가 있다. 즉, 수분제거부(230)는 한 쪽 면은 유기발광부(220)와 대면하고 반대쪽 면은 밀봉층(240)에 직접 부착된다. 또한 수소제거부(280)는 수분제거부(230)의 가장자리에서 소정 간격 이격된 채 밀봉층(240)에 직접 부착된다. 그리고 기판(210)과 수분제거부(230) 사이에 실런트(270)를 부가하여 밀봉한다. 이 경우에도 수소제거부(230)는 그의 한 쪽 끝부분은 OLED 소자(200)의 밀폐된 내부 공간(절연층 (250)이 배치되는 공간)에 노출되고 그 반대 쪽 끝부분은 OLED 소자(200)의 외부 공간에도 노출된다. 반드시 필요한 것은 아니지만, OLED 소자(200)의 외부 공간에 노출된 수소제거부(280)의 부분은 보호막(285-1)으로 도포될 수 있다. 또한, OLED 소자(200)의 밀폐된 내부 공간에 노출된 수소제거부(280)의 부분도 보 호막(285-2)으로 도포될 수 있다. 이들 보호막(285-1, 285-2)은 수소제거부의 손상 내지 변형을 방지하는 기능을 한다. 즉, OLED 소자(200)의 외부 공간 쪽의 보호막(285-1)은 수소제거부가 외부의 환경에 의하여 변성되거나 손상을 입는 것을 방지하는 기능을 하고, OLED 소자(200)의 내부 공간 쪽의 보호막(285-2)은 수소제거부가 내부의 회로부분과 닿아서 상호 손상을 입는 현상을 방지하는 기능을 한다.An
도 3은 또 다른 구조의 OLED 소자(300)를 도시한다. 기판(310)의 상면에 유기발광부(320)가 배치되고 밀봉층(340) 위에 수분제거부(330)가 직접 부착되며, 유기발광부(320)와 수분제거부(330)가 절연층(350)을 사이에 두고 소정 간격 이격되면서 대면하는 배치는 도 2의 OLED 구조(200)와 동일하다. 다른 점이라면, 수소제거부(380)가 밀봉층(340)에 부착되는 것이 아니라 기판(310)에 직접 부착된다는 점이다. 이 경우에도, 수소제거부(380)는 OLED 소자(300)의 밀폐된 내부공간에서 외부공간까지 연장된 형태로 배치된다. 실런트(370)는 당연히 수소제거부(380)와 밀봉층(340) 사이에 부가되어 유기발광부(320)가 배치된 공간을 밀폐한다.3 shows an
수소제거부는 기판이나 밀봉층에 직접 부착되지 않고 실런트를 관통하는 형태로 부가할 수도 있다. 이 방식을 채용한 구조가 도 4에 도시된 OLED 소자(400)이다. 이 OLED 소자(400)는 도 3의 OLED 소자(300)를 약간 변형한 구조를 갖는다. 즉, 기판(410)의 상면에 유기발광부(420)가 배치되고, 밀봉층(440)에는 수분제거부(430)가 부착되고, 유기발광부(420)와 수분제거부(430)가 절연층(450)으로 이격된 채 서로 대면하는 배치구조는 도 3의 OLED 소자(300)와 동일하다. 하지만 수소제거부(480)는 기판(410)이나 밀봉층(440)에 직접 부착되는 형태가 아니라, 실런트 (480)를 기판(410)과 밀봉층(440) 사이에 부가하여 이들 간의 간격을 밀폐하고 수소제거부(480)는 그 실런트(480)를 관통하면서 밀폐된 OLED 소자(400)의 내부공간에서 외부공간까지 연장된 형태로 부가된다. The hydrogen removal portion may be added in the form of penetrating the sealant without directly attaching to the substrate or the sealing layer. The structure employing this method is the
도 5에 도시된 OLED 소자(500)는 도 2에 도시된 OLED 소자(200)의 구조를 약간 변형한 것이다. 즉, 차이점은 수분제거부(530)가 유기발광부(520)와 대면하도록 배치되지 않고 유기발광부(520)의 가장자리를 조금 벗어난 곳의 밀봉층(540) 하면에 부착된다는 점이다. 따라서 수분제거부(530)가 더 이상 유기발광부(520)를 가로막는 위치에 있지 않으므로, 유기발광부(520)는 밀봉층(540)과 직접 대면하게 된다. 물론 유기발광부(520)와 밀봉층(540) 사이에는 절연층(550)이 개재된다. 나머지 구조는 도 2의 OLED 소자(200)와 동일하다. 즉, 기판(510)의 상면에 유기발광부(520)가 배치되고, 밀봉층(540)의 하면의 수분제거부(530)가 배치된 지점에서 외부로 좀 더 이격된 가장자리에 수소제거부(580)가 부착된다. 또한 그 수소제거부(580)와 기판(510) 사이에는 실런트(570)가 부가되어 유기발광부(520)가 배치된 내부공간이 밀폐된다. 나아가, OLED 소자(500)의 내부 공간과 외부 공간에 노출된 수소제거부(580)의 양쪽 끝 부분의 어느 한 쪽 또는 양 쪽은 보호막(585)으로 도포된다.The
도 6은 또 다른 OLED 소자(600)의 구조를 도시한다. 이 OLED 소자(600)의 구조는 도 5의 OLED 소자(500)의 수분제거부(630)의 배치 형태와 도 3의 OLED 소자(300)의 수소제거부(330)의 배치 형태를 조합한 구조이다. 즉, 기판(610)의 상면의 가운데 부분에는 유기발광부(620)가 배치되고, 기판(610)과 소정간격 이격되어 평 행하게 대면하는 밀봉층(640)의 하면에는 유기발광부(620)를 가리지 않도록 그의 가장자리 부분을 조금 벗어난 영역에 수분제거부(630)가 부착된다. 아울러 기판(610)의 상면의 가장자리에는 유기발광부(620)와 조금 이격된 채 수소제거부(680)가 부착된다. 그리고 그 수소제거부(680)와 밀봉층(640)의 사이에 실런트(670)가 부가되어 유기발광부(620)가 내포하는 영역을 밀폐되도록 한다. 6 shows the structure of another
도 7에 도시된 OLED 소자(700)는 도 6의 OLED 소자(600)의 구조를 약간 변형한 구조를 갖는다. 기판(710)의 상면에 유기발광부(720)가 배치되고, 밀봉층(740)의 하면에 수분제거부(730)가 유기발광부(720)를 가리지 않도록 비켜나서 부착된 것은 도 6과 같다. 다른 점은 실런트(770)를 기판(710)과 밀봉층(740) 사이에 부가하여 유기발광부(720)가 배치된 공간을 밀폐되도록 하되, 수소제거부(780)가 그 실런트(770)를 관통하면서 OLED 소자(700)의 밀폐된 내부공간에서 외부 공간으로 연장되도록 배치된다는 점이다.The
도 1 내지 7에 예시된 OLED 소자(100, 200, ..., 700)들에 있어서, 수소제거부(180, 280, ... , 780)는 OLED 소자(100, 200, ... , 700)의 가장자리의 전체 또는 일부분에 위치한다. 특히 그 수소제거부(180, 280, ..., 780)는 OLED 소자(100, 200, ..., 700)의 밀폐된 내부 공간에서 외부 공간까지 연장되어 그의 양쪽 끝 부분은 OLED 소자(100, 200, ..., 700)의 밀폐된 내부 공간과 외부 공간에 각각 노출된다. 수소제거부(180, 280, ... , 780)는 소자 내부의 수소를 외부로 배출하는 통로 역할을 한다. 즉, 수분제거부(130, 230, ..., 730)가 소자 내부의 수분을 분해하면서 수소가 발생되는데, 그러한 수소 발생이 계속되면 수소의 농도가 소자 외부보다 소자 내부에서 훨씬 높아지게 된다. 그런 상태에서 소자 내부에 존재하는 수소는 소자 외부와의 수소 농도의 차이로 인해 수소제거부(180, 280, ..., 780)의 소자내부에 노출된 부분을 통해 흡수되어 수소제거부(180, 280, ..., 780)의 소자외부에 노출된 부분을 통해 소자 밖으로 배출된다. In the
한편, 위에서도 언급한 바와 같이 도 8의 OLED 소자(800)는 도 1 내지 7의 OLED 소자(100,200, ..., 700)들에 비해, 기판(810) 위에 유기발광부(820)가 배치되고 밀봉층(840)이 그 위를 덮고 기판(810)과 밀봉층(840)의 대면하는 가장자리를 따라서는 실런트(870)로 밀봉되어 유기발광부(820)가 밀폐된 내부 공간에 위치되도록 하고 유기발광부(820)의 상부 전극층에는 절연층(850)이 부가되는 점 등에 있어서는 같지만, 수소제거부를 별도로 구비하지 않는다는 점에서 차이가 있다. OLED 소자(800) 내부의 수소를 외부로 배출하는 기능은 밀봉층(840)이 담당한다. 밀봉층(840)이 담당하는 주 기능은 기판(810)과 협력하여 소자의 골격을 유지하면서 그 내부에 배치되는 유기발광층 등을 보호하는 것이다. 하지만 이러한 기능을 담당할 수 있으면서도 수소투과성이 좋은 물질을 이용하여 밀봉층(840)을 만들면, 그 밀봉층(840)은 보호 캡 기능 외에 소자 내부에 존재하는 수소를 외부로 배출하는 기능까지도 담당할 수 있게 된다. Meanwhile, as mentioned above, in the
(2) 수분제거부(2) moisture removal
OLED 소자에 사용되는 수분제거부의 성능은 제거속도, 제거량 및 평형상태에서의 평형농도에 의하여 결정되는데 제거속도가 빠르고, 평형농도가 낮을수록 좋 다. 수분제거부(130, 230, ..., 830)는 수분과 반응하여 수소를 생성시키면서 그 수분을 분해하는 수분분해형 제습물질로 만드는 것이 바람직하다. 수분분해형 제습물질의 대표적인 예로는 금속(metal), 금속하이드라이드(metal hydrides), 이들의 합금 또는 혼합물 등을 들 수 있다. 금속의 경우 '수소보다 이온화 경향이 큰 금속'이 바람직하다. 이의 예로는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 철(Fe), 니켈(Ni) 등을 들 수 있다. 실용성의 측면에서 보자면, '아연보다 이온화 경향이 큰 금속'을 수분제거부의 원료로 사용하는 것이 더욱 바람직하다. The performance of the water removal unit used in the OLED device is determined by the removal rate, the removal amount and the equilibrium concentration in the equilibrium state. The faster the removal rate and the lower the equilibrium concentration, the better. The
수분제거부(130, 230, ..., 830)의 주 원료인 금속하이드라이드의 대표적인 예로는 알칼리금속하이드라이드, 알칼리토금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리금속하이드라이드, 붕소(Boron) 또는 알루미늄을 포함하는 알칼리토금속하이드라이드, 그리고 이들의 혼합물로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 들 수 있다. 이에 해당하는 금속하이드라이드의 예로는 소디움하이드라이드(NaH), 포타슘하이드라이드(KH), 칼슘하이드라이드(CaH2), 스트론튬하이드라이드(SrH2), 알미늄하이드라이드(AlH3), 리튬보로하이드라이드(LiBH4), 리튬알미늄하이드라이드(LiAlH4), 소디움알미늄하이드라이드(NaAlH4), 포타슘알미늄하이드라이드(KAlH4), 칼슘알미늄하이드라이드(CaAl2H8) 등을 들 수 있다. Representative examples of the metal hydride that is the main raw material of the
금속하이드라이드를 사용한 제습물질의 경우, 물은 하기 반응식에 의하여 제 거된다. 물이 제거되는 반응과정에서 수소 가스가 생성된다. 그 수소 가스는 수소제거부에 의해 OLED 소자의 외부로 배출된다.In the case of a dehumidifying substance using a metal hydride, water is removed by the following reaction scheme. Hydrogen gas is produced during the reaction to remove water. The hydrogen gas is discharged to the outside of the OLED element by the hydrogen removing unit.
MHn + nH2O → M(OH)n + nH2 .... (1)MH n + nH 2 O → M (OH) n + nH 2 .... (1)
한편, 수분제거부(130, 230, ..., 830)는 특정의 형태를 유지하기 위해 분말 형태의 금속하이드라이드 또는 금속에 폴리머를 혼합하여 만드는 것이 바람직하다. 폴리머를 이용한 혼합물을 원료로 사용하면, 수분제거부를 얇은 필름 형태로도 만들 수 있다. 필름 형태의 수분제거부는 설치가 용이할 뿐만 아니라 두께가 얇아 OLED 소자의 두께 증가의 부담을 덜어준다. 참고로, 통상은 폴리머를 녹여서 금속 등에 혼합하지만, 섬유상의 폴리머를 혼합한 후 압착하여 성형할 수도 있다. On the other hand, the water removal unit (130, 230, ..., 830) is preferably made by mixing a polymer with a metal hydride or metal in powder form in order to maintain a specific shape. If the polymer mixture is used as a raw material, the moisture removal part can be made into a thin film. The film-like moisture removal unit is easy to install and thin, which relieves the burden of increasing the thickness of the OLED device. For reference, although the polymer is usually melted and mixed with a metal or the like, it is also possible to press and shape the fibrous polymer after mixing.
수분제거부(130, 230, ..., 830)의 크기는 실런트(170, 270, ..., 870)의 수분투과율과 소자의 밀봉 과정에서 유입되는 초기 수분량 등을 고려하여 정하면 된다. 효과적인 수분 제거를 위해서는 수분제거부가 OLED 소자의 내부 공간에 넓게 배치되는 것이 유리하다. 도 1~4와 8에 도시된 수분제거부의 배치형태는 도 5 내지 7에 도시된 배치형태에 비해 수분제거부의 표면적이 더 넓다. 도 1~4와 8의 경우 수분제거부가 유기발광부과 대면하는 위치에 있어 OLED 소자가 전면발광형 소자라면 수분제거부는 출력광의 진행경로에 놓이게 된다. 그 경우 수분제거부의 투명도는 높을 필요가 있다. 도 5 내지 7에 도시된 구조는 OLED 소자가 전면발광형이든 배면발광형이든 수분제거부가 유기발광부의 출력광의 진행경로에서 비껴나 있으므로 수분제거부의 투명도는 크게 문제되지 않는다. The size of the
수분제거물질은 그 입자 크기가 가시광의 파장보다 충분히 작아서 레일리산란(Rayleigh scattering) 범위에 있는 크기 즉, 1 마이크론 이하의 크기, 보다 바람직하기로는 약 50나노미터 이하의 크기로 폴리머바인더에 분산 또는 용해되어 있으면 우수한 투명도가 얻어진다. 즉, 금속이나 금속하이드라이드를 예컨대 50 나노미터 이하의 크기로 분쇄하고 그 분체를 폴리머바인더와 적적히 배합하면, 레일리 산란(Rayleigh Scattering) 현상에 의해 투명한 효과가 나타난다. 특히 금속보다는 금속하이드라이드가 분쇄가 용이하므로 나노 입자로 분쇄하기가 용이하고, 금속하이드라이드(Lithium borohydride, Lithium aluminumhydride 등) 중에는 적절한 폴리머에 녹아들어가는 성질이 있어서 투명 박막을 만드는 데 더 유리하다. 그러나 금속 분쇄기술이 발전하고 있으므로 알루미늄 같은 금속을 이용하여서도 투명 박막을 만들 수 있다. 불투명한 박막의 수분제거부를 사용할 수도 있다. 그 경우는 수분제거부가 유기발광부의 출력광의 진행경로를 방해하지 않는 위치에 배치되면 된다. 예를 들어 도 5 내지 7에 도시된 것과 같이 수분제거제가 유기발광부과 대면하지 않고 유기발광부의 가장자리 바깥으로 비켜난 위치에 배치하는 방식을 채용할 수 있다. 그러면 설사 OLED 소자가 전면발광형이라 하더라도 그 수분제거제는 유기발광부에서 생성된 빛의 진행을 방해하지 않게 된다. Moisture-removing materials are dispersed or dissolved in polymer binders in a particle size that is sufficiently smaller than the wavelength of visible light, in the Rayleigh scattering range, i.e., less than 1 micron, more preferably less than about 50 nanometers. If so, excellent transparency is obtained. That is, when a metal or a metal hydride is crushed to a size of 50 nanometers or less, and the powder is suitably blended with a polymer binder, a transparent effect is produced by Rayleigh scattering phenomenon. In particular, metal hydride is easier to pulverize than metal, so it is easy to pulverize into nanoparticles, and metal hydride (Lithium borohydride, Lithium aluminum hydride, etc.) has a property of being dissolved in an appropriate polymer, which is more advantageous for making transparent thin films. However, as metal crushing technology is developing, it is possible to make transparent thin films using a metal such as aluminum. An opaque thin film moisture removal unit can also be used. In this case, the moisture removing unit may be disposed at a position which does not obstruct the traveling path of the output light of the organic light emitting unit. For example, as shown in FIGS. 5 to 7, a method of disposing the moisture remover in a position deviated outside the edge of the organic light emitting unit without facing the organic light emitting unit may be employed. Then, even if the OLED device is a front emission type, the moisture remover does not interfere with the progress of light generated in the organic light emitting unit.
또한, 수분제거물질과 혼합하는 폴리머의 굴절률이 비슷한 경우에도 투명도가 좋게 얻어진다. 열가소성 수지나 반응경화성 수지가 폴리머 혼합제로서 사용될 수 있다. 열가소성 수지나 반응경화성 수지와 같은 폴리머는 물질전달이 원활하게 일어나도록 다공성으로 제조하면 빛 투과율이 떨어지기 때문에 기본적으로 수분투 과율(MVTR)이 높은 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 광산란(light scattering)에 의한 투과율(transmittance) 감소를 최소화하기 위하여 탁도(turbidity)를 최소화하는 것이 바람직하다. In addition, even when the refractive index of the polymer mixed with the moisture removing material is similar, good transparency is obtained. Thermoplastic resins or reactive curable resins may be used as the polymer admixture. Polymers such as thermoplastic resins or reactive curable resins preferably have a high MVTR because they have low light transmittance when they are made porous to facilitate mass transfer. In addition, it is desirable to minimize turbidity in order to minimize the decrease in transmittance due to light scattering.
수분투과율(MVTR)은 투명 제습박막(30)의 가공방법에 따라 다소 달라질 수 있으나 폴리머의 화학적 구조에 의존하는 물성이다. 그러므로 MVTR은 본 발명에서 제습물질과의 혼합재료로 사용하는 폴리머의 선택기준으로 사용할 수 있는 특성이다. 폴리머 혼합제로 사용할 수 있는 물질로는 40℃, 75% RH(상대습도)에서의 수분투과율(MVTR)이 10g·mil/m2·day 이상인 열가소성 수지 또는 반응경화성 수지가 바람직하다. 이러한 특성을 만족하는 열가소성 수지의 대표적인 예에는 폴리올레핀, 불포화폴리올레핀, 치환된 폴리올레핀, 치환된 불포화폴리올레핀 및 이들의 단량체의 랜덤 코폴리머 또는 블록 코폴리머 등이 있다. 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리(4-메틸펜텐) 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 불포화폴리올레핀은 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 치환된 폴리올레핀은 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐플루오라이드, 폴리비닐리덴클로라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 치환된 불포화폴리올레핀은 폴리클로로프렌을 들 수 있다. 열가소성 수지의 또 다른 예로는 폴리페닐렌옥사이드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르설폰 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 위와 같은 수분투과율 특성을 만족하는 반응경화성 수지의 예로는 중합반응성 수지를 들 수 있다. 중합반응성 수 지는 방사에너지에 의하여 중합반응이 개시되는 것이거나 열에 의하여 중합반응이 개시되는 것이어도 무방하다. 수분제거부는 감압접착제 또는 점착제(Pressure sensitive adhesive) 또는 접착용 필름을 사용하여 부착하거나, 혹은 별도의 접착제 없이 폴리머의 자체 접착력을 활용하는 가열 압착방식으로 부착할 수 있다. The moisture transmittance (MVTR) may vary depending on the processing method of the transparent dehumidifying thin film 30, but is a physical property depending on the chemical structure of the polymer. Therefore, MVTR is a property that can be used as a selection criteria of the polymer used as a mixed material with the dehumidifying material in the present invention. As a material that can be used as the polymer blend, a thermoplastic resin or a reactive curable resin having a moisture permeability (MVTR) of 40 ° C and 75% RH (relative humidity) of 10 g · mil / m 2 · day or more is preferable. Representative examples of thermoplastic resins satisfying these characteristics include polyolefins, unsaturated polyolefins, substituted polyolefins, substituted unsaturated polyolefins and random copolymers or block copolymers of monomers thereof. The polyolefin may be selected from polyethylene, polypropylene, polybutene, poly (4-methylpentene) or mixtures thereof. The unsaturated polyolefin may be selected from polybutadiene, polyisoprene or mixtures thereof. Substituted polyolefins can be selected from polystyrene, polyvinylchloride, polyvinylfluoride, polyvinylidenechloride, polyvinylidenefluoride or mixtures thereof. Substituted unsaturated polyolefins include polychloroprene. Still other examples of thermoplastic resins include polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polyethersulfone or mixtures thereof. In addition, examples of the reaction curable resin that satisfies the above water-permeability characteristics include a polymerizable resin. The polymerizable resin may be one in which the polymerization reaction is initiated by radiant energy or one may be initiated by heat. The water removal unit may be attached using a pressure sensitive adhesive, a pressure sensitive adhesive, or an adhesive film, or may be attached by a heat compression method utilizing the self adhesive force of the polymer without a separate adhesive.
(3) 수소투과형 밀봉층과 수소제거부(3) Hydrogen permeable sealing layer and hydrogen removal part
OLED 소자(100, 200, ..., 800)의 내부 공간에는 수소 가스가 존재할 수 있다. 수소 가스가 OLED 소자의 외부 공간에서 소자 내부로 유입되는 경우는 거의 없고 오로지 소자 내부에서 발생한다. 예를 들어 수분분해형 수분제거부(130, 230, ..., 830)가 소자 내부공간의 수분과 반응하여 수분을 제거할 때 수소가 부수적으로 생성된다. 또한 OLED 소자 내부의 유기물질, 전극 등이 전기화학적인 반응에 의하여 수소가 생성되기도 한다. 어떤 이유에서건 OLED 소자의 내부 공간에 수소가 존재하면 그로 인해 OLED 소자 내부의 압력이 상승하거나 화소의 수명이 떨어지는 문제가 생긴다. 그러므로 수소가 OLED 소자의 내부 공간에 축적되지 않도록 할 필요가 있다. Hydrogen gas may be present in the internal space of the
1) 수소투과형 밀봉층1) Hydrogen Permeable Sealing Layer
도 8의 OLED 소자(800)의 밀봉층(840)은 수소제거기능을 갖는다. 이러한 수소투과형 밀봉층(840)은 금속이나 폴리머와 같은 수소투과율이 양호한 재질로 만든다. 예컨대 금속이나 금속과 폴리머를 2층 이상으로 적층한 적층구조로 만들 수 있다. 유리는 수소에 대한 투과 기능(수소투과율)이 없으므로 도 8의 밀봉층(840)의 재료로는 사용하지 않는다. The
도 8의 밀봉층(840)에 요구되는 수소투과특성을 다음과 같다. OLED 소자의 경우 보편적으로 사용하는 실런트(870)의 수분투과율은 OLED 외부의 수분함량이 7% 정도의 환경에서 약 0.1[mole·mm/m2·day] 이다. 예를 들어 가로30cm x 세로20cm 크기의 OLED 소자는 통상적으로 실런트 부분의 둘레와 두께와 폭이 각각 약 100cm와 10micron와 1mm 정도이므로 그러한 실런트의 외부 대기에 대한 노출면적은 100cm x 10micron = 1x10-5m2 정도가 되고, 수분의 투과경로는 바로 실런트의 폭인 1mm가 된다. 그 경우 그 실런트를 통과하는 수분의 투과속도는 다음식과 같다.Hydrogen permeation characteristics required for the
수분투과속도 = (수분투과율x수분투과면적)/수분투과경로Moisture penetration rate = (moisture penetration rate x moisture penetration area) / moisture penetration path
= 0.1[mole·mm/m2·day] x 1x10-5m2 / 1mm = 0.1 [mole · mm / m 2 · day] x 1x10 -5 m 2 / 1mm
= 1x10-6[mole/day] .... (2)= 1x10 -6 [mole / day] .... (2)
이렇게 OLED 소자(800) 내부로 유입된 수분은 수분제거부(830)와 반응하여 수소가 생성된다. 금속하이드라이드로 수분제거부(830)를 구성한 경우를 가정할 때, 그 수분제거부(830)와 수분 간의 반응에 의하여 소자(800)의 내부 공간에서 발생하여 소자 외부로 배출해야 하는 수소의 양은 1x10-6[mole/day]이다. 이와 관련된 예시적인 반응식은 아래와 같다.The water introduced into the
CaH2 + H2O -> Ca(OH)2 + H2 .... (3)CaH 2 + H 2 O-> Ca (OH) 2 + H 2 .... (3)
발생되는 수소 가스의 몰수는 수분과 같은 몰수가 된다. 수분제거부(830)가 금속 으로 구현된 경우라면 수분과 반응에 의하여 발생하여 배출해야 하는 수소의 양은 금속하이드라이드에 비하여 1/2인 0.5x10-6[mole/day]이다. 이와 관련된 예시적인 반응식은 다음과 같다.The number of moles of hydrogen gas generated is the number of moles such as moisture. When
Ca + H2O -> Ca(OH)2 + 1/2H2 .... (4)Ca + H 2 O-> Ca (OH) 2 + 1 / 2H 2 .... (4)
이 경우 발생되는 수소 가스의 몰수는 수분의 몰수의 1/2이다. 그러므로 수소발생비율이 큰 금속하이드라이드를 기준으로 하면, 수소제거부의 기능을 하는 수소투과형 밀봉층(840)은 1x10-6[mole/day] 이상의 수소배출속도로 배출해야지 OLED 소자(800)의 내부 공간에 수소의 축적이 일어나지 않게 된다. In this case, the number of moles of hydrogen gas generated is 1/2 of the number of moles of water. Therefore, based on the metal hydride having a large hydrogen generation rate, the hydrogen
또한, 통상적인 OLED 소자의 내부 공간의 압력이 1기압(1013hPa)이고 수소의 허용농도를 약1% 라고 하면, 이때의 수소분압은 1013Pa 이다. 수소투과형 밀봉층(840)의 면적은 30cm x 20cm = 6x10-2m2 이다. 즉, 수소투과면적(수소가 흘러가는 밀봉층(840)의 단면적)은 6x10-2m2이고, 수소투과경로는 '수소투과형 밀봉층(840)'의 두께와 같다. If the pressure in the internal space of a typical OLED element is 1 atm (1013 hPa) and the allowable concentration of hydrogen is about 1%, then the hydrogen partial pressure at this time is 1013 Pa. The area of the hydrogen
(가) 두께가 0.5mm인 금속재료만으로 '수소투과형 밀봉층(840)'을 구성할 경우에 필요한 금속의 수소투과율은 다음과 같이 계산될 수 있다. (A) The hydrogen permeability of the metal required when the hydrogen
수소투과율 = (수소투과속도 x 수소투과경로)/(수소투과면적x 수소분압0.5) = (1x10-6[mole/day] x 0.5[mm]) / {6x10-2m2 x (1013Pa)0.5} Hydrogen permeability = (Hydrogen permeation rate x Hydrogen permeation path) / (Hydrogen permeation area x Hydrogen partial pressure 0.5 ) = (1x10 -6 [mole / day] x 0.5 [mm]) / (6x10 -2 m 2 x (1013 Pa) 0.5 }
= 2.62x10-7[mole mm/m2·day·Pa0 .5] = 2.62x10 -7 [mole mm / m 2 · day · Pa 0 .5]
= 3.03x10-12[mole·mm/m2·sec·Pa0 .5] .... (5) = 3.03x10 -12 [mole · mm / m 2 · sec · Pa 0 .5] .... (5)
위 계산결과에서 단위를 바꿔보면, 필요한 수소투과율은 3.03x10-15[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이다. 즉, 이 경우는 수소투과형 밀봉층(840)의 수소투과율이 3.03x10-15[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이상이어야 한다. 편차 등을 고려하여 위 값을 좀 더 여유 있게 정하면, 수소투과형 밀봉층(840)의 수소투과율은 1.0x10-15[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이상인 것이 바람직하다. 실제로 거의 모든 천이금속이나 그 합금이 이러한 조건을 충족한다. 수소투과형 밀봉층(840)의 주원료로 사용할 수 있는 대표적인 금속의 예로는 Pd(팔라듐), V(바나듐), Ta(탄탈륨), Zr(지르코늄) 또는 Nb(니오븀)으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 한 가지를 들 수 있다. Changing the units in the above calculation results, the required hydrogen permeability is 3.03x10 -15 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5 ]. That is, in this case, the hydrogen transmittance of the hydrogen
(나) 두께가 0.5mm인 폴리머층과 1미크론 두께의 금속층을 적층하여 2층상의 '수소투과형 밀봉층(840)'을 구성할 경우에 필요한 그 폴리머와 금속의 수소투과율은 다음과 같이 각각 계산될 수 있다. (B) The hydrogen permeability of the polymer and metal required to form a hydrogen
(나-1) 폴리머층에 사용하는 폴리머재료의 경우에 필요한 수소투과율은 다음과 같이 계산될 수 있다. (B-1) In the case of the polymer material used for the polymer layer, the required hydrogen permeability can be calculated as follows.
수소투과율=(수소투과속도 x 수소투과경로)/(수소투과면적 x 수소분압) = (1x10-6[mole·mm/day] x 0.5[mm]) / (6x10-2m2 x 1013Pa) Hydrogen permeability = (hydrogen permeation rate x hydrogen permeation path) / (hydrogen permeation area x hydrogen partial pressure) = (1x10 -6 [molemm / day] x 0.5 [mm]) / (6x10 -2 m 2 x 1013Pa)
= 8.23x10-9[mole·mm/m2·day·Pa] = 8.23x10 -9 [mole · mm / m 2 · day · Pa]
= 9.51x10-14[mole·mm/m2·sec·Pa] .... (5) = 9.51x10 -14 [mole · mm / m 2 · sec · Pa] .... (5)
위 계산결과에서 단위를 바꿔보면, 필요한 수소투과율은 9.51x10-17[mole·m/m2·sec·Pa] 이다. 즉, 이 경우는 폴리머의 수소투과율이 9.51x10-17[mole·m/m2·sec·Pa] 이상이어야 한다. 실제로 수용성폴리머 일부를 제외한 거의 모든 폴리머가 이런 정도의 투과율을 갖고 있다.In the above calculation, the unit is changed to 9.51x10 -17 [mole · m / m 2 · sec · Pa]. That is, in this case, the hydrogen transmittance of the polymer should be 9.51x10 -17 [mole m / m 2 · sec · Pa] or more. In fact, almost all polymers except for some of the water-soluble polymers have this level of transmission.
(나-2) 금속층에 사용하는 금속재료의 경우에 필요한 금속의 수소투과율은 다음과 같이 계산될 수 있다. 금속층의 두께가 얇은 경우에 수소투과율은 폴리머와 비슷한 특성을 가지므로,(B-2) In the case of a metal material used for the metal layer, the hydrogen permeability of the metal required can be calculated as follows. When the metal layer is thin, the hydrogen permeability is similar to that of the polymer,
수소투과율 = (수소투과속도 x 수소투과경로)/(수소투과면적x 수소분압) = (1x10-6[mole/day] x 1x10-3[mm]) / {6x10-2m2 x 1013Pa} Hydrogen permeability = (hydrogen permeation rate x hydrogen permeation path) / (hydrogen permeation area x hydrogen partial pressure) = (1x10 -6 [mole / day] x 1x10 -3 [mm]) / {6x10 -2 m 2 x 1013Pa}
= 1.65x10-11[mole mm/m2·day·Pa] = 1.65x10 -11 [mole mm / m 2 · day · Pa]
= 1.90x10-16[mole·mm/m2·sec·Pa] .... (6) = 1.90x10 -16 [mole · mm / m 2 · sec · Pa] .... (6)
위 계산결과에서 단위를 바꿔보면, 필요한 수소투과율은 1.90x10-19[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이다. 즉, 이 경우는 금속층의 수소투과율이 1.90x10-19[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이상이어야 한다. 편차 등을 고려하여 위 값을 좀 더 여유 있게 정하면, 수소투과율은 1.0x10-19[mole·m/m2·sec·Pa0 .5] 이상인 것이 바람직하다. 실제로 거의 모든 천이금속이나 그 합금이 이러한 조건을 충족한다. Changing the units in the above calculation results, the required hydrogen permeability is 1.90x10 -19 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5 ]. That is, in this case, the hydrogen transmittance of the metal layer should be at least 1.90x10 -19 [mole m / m 2 · sec · Pa 0.5 ]. In consideration of the deviation assuming allow more margin for the above value, the hydrogen permeability is preferably not less than 1.0x10 -19 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0 .5]. Virtually all transition metals or their alloys meet these conditions.
OLED 소자(800) 내부에 수소의 축적이 일어나지 않도록 하기 위해서는 수소투과형 밀봉층(840)이 가져야 할 수소배출능력이 상기 수분제거부에 의한 수분의 분해로 인해 발생되는 수소 생성량 이상일 필요가 있다. 위에서 살펴본 바와 같이 거의 모든 천이금속이나 그 합금, 그리고 수용성폴리머 일부를 제외한 거의 모든 폴리머는 위와 같은 수소배출능력을 만족시킨다.In order to prevent accumulation of hydrogen in the
2) 수소제거부2) Hydrogen removal part
OLED 소자의 크기가 대형화하는 경우, 밀봉층(140, 240, ..., 740)은 금속이나 폴리머로 만드는 것보다 유리로 만드는 것이 유리한 측면이 있다. 도 1 내지 7에 도시된 OLED 소자(100, 200, ..., 700)는 밀봉층(140, 240, ..., 740)을 유리처럼 수소투과성이 거의 없는 재질로 만들 때, 소자 내부에 존재하는 수소를 외부로 배출하는 기능을 수소제거부(180, 280, ..., 780)가 담당하도록 한 구조이다. 즉, 수소제거부(180, 280, ..., 780)는 OLED 소자(100, 200, ..., 700)의 내부공간에서 소자의 외부공간으로까지 연결되면서 일측 부분과 이의 맞은편 타측 부분이 그 내부공간과 외부공간에 각각 노출되도록 배치된다. 그리고 수소제거부(180, 280, ..., 780)는 그 내부공간과 외부공간에서의 수소의 농도 차이에 의해 소자의 내부공간에 존재하는 수소를 흡수하여 그 자신을 통해 소자 외부로 배출시키는 역할을 한다. 이 경우 소자 내부에 수소가 축적되지 않기 위해서는 수소제거부(180, 280, ..., 780)의 수소배출능력은 상기 수분제거부에 의한 수분의 분해로 인해 발생되는 수소 생성량 이상이 되도록 할 필요가 있다. 이를 위해 수소제거부의 소자 내부공간과 외부공간에 노출되는 표면적과 수소제거부로 사용되는 물질의 수소투과성 등을 종합적으로 고려할 필요가 있다.When the size of the OLED element is increased, the sealing layers 140, 240,..., 740 are advantageously made of glass rather than made of metal or polymer. The
수소제거부(180, 280, ..., 780)를 도 1 내지 7에 도시된 해당 위치에 배치하는 한 가지 방법은 수소제거부를 박막 형태로 만들고 그것의 적어도 어느 한 쪽 면에 접착제를 부가하여 직접 OLED 소자의 해당 위치에 부착하는 방법이다. 이를 위해 수소제거부의 원료인 금속 또는 금속의 합금을 분말 형태로 가공한 후에 그것을 폴리머바인더와 혼합한 다음, 그 혼합물을 이용하여 박막 형태의 수소제거부를 만들어 사용하면 된다. 이 경우 폴리머의 함량이 90vol% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 폴리머의 함량이 90% 넘으면 비효율적이다. 수분제거부를 제조하는 데 사용되는 폴리머는 수소제거부의 제조에서 이용될 수 있다. 수소제거부(180, 280, ..., 780)의 다른 배치 방법으로는, 해당 금속 또는 그의 합금을 OLED 소자의 해당위치에 스퍼터링 하여 얇은 수소제거층을 형성하는 방법을 들 수 있다. 그 밖에도, 해당 금속 또는 그의 합금 또는 그 화합물을 액상의 물질에 녹인 후에 OLED 소자의 해당 위치에 도포한 후에 고형화 하거나 환원하는 방법, 해당 금속 또는 그의 합금의 화합물을 액상의 물질에 녹인 후에 OLED의 해당위치에 도금 또는 침전 시키는 방법, 그리고 해당 금속 또는 그의 합금을 분체로 만든 후에 폴리머와 혼합하여 OLED의 해당위치에 도포하는 방법 등을 들 수 있다. One method of placing the
수소제거부(180, 280, ..., 780)는 수소의 투과도가 높은 금속 및 그들의 합 금을 주 원료로 하여 만드는 것이 바람직하다. 수소제거부의 주 원료로 사용할 수 있는 바람직한 금속의 예로는 Pd(팔라듐), V(바나듐), Ta(탄탈륨), Zr(지르코늄) 또는 Nb(니오븀)으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 적어도 한 가지를 들 수 있다. 수소제거부로 사용하기에 적합한 금속 또는 금속의 합금은 수소 투과율이 상온에서 10-11[mole/m sec Pa0.5]보다 큰 것이 바람직하며, 상온에서 10-10[mole/m sec Pa0.5]보다 큰 수소투과율을 갖는 금속이나 그것의 합금을 사용하는 보다 바람직하다. The
수소 투과율의 크기가 위와 같이 산출되는 근거는 다음과 같다. OLED 소자의 경우 보편적으로 사용하는 실런트(Sealant)의 수분투과율은 OLED 외부의 수분함량이 7% 정도의 환경에서 약 0.1[mole·mm/m2·day] 이다. 금속하이드라이드로 수분제거부를 구성한 경우를 가정할 때, 그 수분제거부와 수분 간의 반응에 의하여 소자 내부 공간에서 발생하여 외부로 배출해야 하는 수소의 양은 0.1[mole·mm/m2·day]이다. 이와 관련된 예시적인 반응식은 아래와 같다.The basis for calculating the magnitude of the hydrogen transmittance is as follows. In the case of OLED devices, the commonly used sealant has a water transmittance of about 0.1 [mole · mm / m 2 · day] in an environment where moisture content outside the OLED is about 7%. Assuming that the water-removing part is composed of a metal hydride, the amount of hydrogen generated in the internal space of the device due to the reaction between the water-removing part and the moisture to be discharged to the outside is 0.1 [mole · mm / m 2 · day] . An exemplary reaction scheme is as follows.
CaH2 + H2O -> Ca(OH)2 + H2 .... (7)CaH 2 + H 2 O-> Ca (OH) 2 + H 2 .... (7)
발생되는 수소 가스의 몰수는 수분과 같은 몰수가 된다. 수분제거부가 금속으로 구현된 경우라면 수분과 반응에 의하여 발생하여 배출해야 하는 수소의 양은 금속하이드라이드에 비하여 1/2인 0.05[mole·mm/m 2 ·day]이다. 이와 관련된 예시적인 반응식은 다음과 같다.The number of moles of hydrogen gas generated is the number of moles such as moisture. If the water removal part is implemented as a metal, the amount of hydrogen generated and discharged by the reaction with water is 0.05 [mole · mm / m 2 · day], which is 1/2 of the metal hydride. An exemplary scheme in this regard is as follows.
Ca + H2O -> Ca(OH)2 + 1/2H2 .... (8)Ca + H 2 O-> Ca (OH) 2 + 1 / 2H 2 .... (8)
이 경우 발생되는 수소 가스의 몰수는 수분의 몰수의 1/2이다. 그러므로 수소발생비율이 큰 금속하이드라이드를 기준으로 하면, 수소제거부는 0.1[mole·mm/m2·day] 이상의 수소배출율로 배출해야지 OLED 소자의 내부 공간에 수소의 축적이 일어나지 않게 된다. 예를 들어 OLED 소자 내부의 수소허용농도가 1%(일반적으로 1%이하로 알려져 있음)라고 하고 OLED 소자 내부 공간의 전체 압력이 1013hPa이라고 하면, OLED 소자의 내부 공간에서의 수소 분압은 1013hPa x 1% = 1013Pa이 된다. 이 경우, 필요한 수소제거부의 수소 투과율을 계산해보자. 수소 투과율은 아래 식과 같다.In this case, the number of moles of hydrogen gas generated is 1/2 of the number of moles of water. Therefore, based on the metal hydride having a large hydrogen generation rate, the hydrogen removal unit should discharge at a hydrogen discharge rate of 0.1 [mole · mm / m 2 · day] or more, so that no accumulation of hydrogen occurs in the internal space of the OLED device. For example, if the allowable concentration of hydrogen inside an OLED device is 1% (generally known as 1% or less), and the total pressure in the space inside the OLED device is 1013hPa, the partial pressure of hydrogen in the inside space of the OLED device is 1013hPa x 1 % = 1013 Pa. In this case, let's calculate the hydrogen permeability of the required hydrogen removal part. The hydrogen transmittance is as follows.
수소 투과율 = 수소 배출율/(수소 분압)0.5 .... (9)Hydrogen Permeation Rate = Hydrogen Emission Rate / (Hydrogen Partial Pressure) 0.5 .... (9)
위 식에 1%의 수소 배출율과 1013Pa의 수소 분압의 크기를 대입하여 계산한 바에 의하면 수소 투과율은 3.64x10-8[mole·mm/m2·sec·Pa0 .5] 이상이 필요하다. 단위를 바꾸어 보면, 3.64x10- 11[mole·m/m2·sec·Pa0.5]이상이 필요하다. According to the above formula bar, calculated by substituting the amount of the hydrogen release rate and the hydrogen partial pressure of 1013Pa 1% hydrogen permeability it is required 3.64x10 -8 [mole · mm / m 2 · sec · Pa 0 .5] or more. When replacing a unit, 3.64x10 - 11 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5] or higher is required.
예를 들어 1.2인치 크기의 OLED 소자는 통상적으로 실런트 부분의 둘레와 두께가 각각 약 10cm와 10micron 정도이므로 그러한 실런트의 외부 대기에 대한 노출면적은 10cm x 10micron = 1x10-6m2 정도가 된다. 그 경우 그 실런트를 통과하는 수분의 투과량은 0.1[mole·mm/m2·day] x 1x10-6m2 = 1x10-7[mole·mm/day] 이고, 배출 해야 하는 수소의 최소 투과량도 같은 몰수 이므로 역시 1x10-7[mole·mm/day] 이다. 또한, OLED 소자의 내부 공간에서의 수소의 최고허용 분압은 위와 마찬가지로 1013Pa 이다. 만약 OLED 소자의 외부 대기(외부 공간)에 대한 수소제거부의 노출 면적이 실런트의 노출면적의 1/10이 되도록 수소제거부를 배치(수소제거부의 노출면적을 줄이기 위해서, 즉, 배출부의 금속의 단면적을 줄이기 위해서 1/10로 배치)한다면, 수소제거부의 외부 대기 노출면(수소가 흘러가는 금속판의 단면적)의 면적은 1x10-6m2/10 = 1x10-7m2 이 된다. '수소 배출율 = 수소투과량/노출면적' 이므로, 그렇다면, 수소제거부의 필요한 수소투과율은 다음 과 같이 계산될 수 있다. For example, a 1.2-inch OLED device typically has a circumference and a thickness of about 10 cm and 10 microns, respectively, so that the sealant's exposure to the outside atmosphere is about 10 cm x 10 micron = 1x10 -6 m 2 . In that case, the permeation rate of water passing through the sealant is 0.1 [molemm / m 2 · day] x 1x10 -6 m 2 = 1x10 -7 [molemm / day], and the minimum permeation rate of hydrogen to be discharged is the same. Since it is a confiscation, it is also 1x10 -7 [molemm / day]. In addition, the highest allowable partial pressure of hydrogen in the internal space of the OLED device is 1013 Pa as above. If the hydrogen removal unit is disposed so that the exposed area of the hydrogen removal unit to the external atmosphere (external space) of the OLED element is 1/10 of the exposed area of the sealant (to reduce the exposure area of the hydrogen removal unit, that is, if arranged in a one-tenth to reduce the cross-sectional area), the area of the external air exposed to the hydrogen removing surface (cross-sectional area of the metal plate is a hydrogen flow) is the 1x10 -6 m 2/10 = 1x10 -7 m 2. Since 'hydrogen emission rate = hydrogen permeation rate / exposure area', then the required hydrogen transmission rate of the hydrogen removal unit can be calculated as follows.
수소투과율 = 수소투과량 / (노출면적 x 수소분압0.5) Hydrogen Permeability = Hydrogen Permeation / (Exposure Area x Hydrogen Partial Pressure 0.5 )
= 1x10-7[mole·mm/day] / (1x10-7m2 x 1013Pa0 .5) = 1x10 -7 [mole · mm / day] / (1x10 -7 m 2 x 1013Pa 0 .5)
= 3.14x10-2[mole·mm/m2·day·Pa0 .5] = 3.14x10 -2 [mole · mm / m 2 · day · Pa 0 .5]
= 3.64x10-7[mole·mm/m2·sec·Pa0 .5] .... (10) = 3.64x10 -7 [mole · mm / m 2 · sec · Pa 0 .5] .... (10)
위 계산결과에서 단위를 바꿔보면, 필요한 수소투과율은 3.64x10-10[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이다. 즉, 이 경우는 수소제거부의 수소투과율이 3.64x10-10[mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이상이어야 한다. 이상은 수소배출부의 외부 대기에 대한 노출면적이 실런트의 노출면적의 1/10로 작은 경우를 예를 들어서 계산한 것이다. 만약 수소배출부의 노출면적이 실런트와 같다면(수소제거부의 단면적이 실런트의 단면적보다 큰 것은 OLED 소자의 구조상 바람직하지 않으므로) 이때에 필요한 수소투과율은 앞의 값보다 1/10 만큼 작은 값이 되어도 같은 배출효과를 갖게 될 것이므로, 이때의 수소제거부의 최소 배출율(수소투과율)은 3.64x10-11 [mole·m/m2·sec·Pa0.5] 이상이 필요하다. 편차 등을 고려하여 위 값을 좀더 여유 있게 정하면, 수소투과율은 1.0x10-11[mole·m/m2·sec·Pa0 .5] 이상인 것이 바람직하다. In the above calculation, the unit of hydrogen is required 3.64x10 -10 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5 ]. That is, in this case, the hydrogen permeability of the hydrogen removal unit should be at least 3.64 × 10 −10 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0.5 ]. The above has been calculated by taking an example where the exposed area to the outside atmosphere of the hydrogen discharge portion is small as 1/10 of the exposed area of the sealant. If the exposed area of the hydrogen outlet is the same as the sealant (since the cross-sectional area of the hydrogen-removing part is larger than the sealant's cross-sectional area, it is not desirable in the structure of the OLED device), the required hydrogen transmittance may be 1/10 smaller than the previous value Since the same emission effect will be obtained, the minimum discharge rate (hydrogen permeability) of the hydrogen removal unit at this time is required to be 3.64x10 -11 [mole m / m 2 · sec · Pa 0.5 ] or more. In consideration of the deviation assuming allow more margin for the above value, the hydrogen permeability is preferably not less than 1.0x10 -11 [mole · m / m 2 · sec · Pa 0 .5].
3) 수소투과형 밀봉층과 수소제거부의 조합3) Combination of hydrogen permeable sealing layer and hydrogen removal unit
밀봉층(840) 만으로 요구되는 수소배출기능(후술함)을 충분히 만족시킬 수 있으면 도 1 내지 7과 같은 수소제거부를 별도로 설치하지 않아도 되겠지만, 그렇지 못한 경우나 수소배출능력의 강화를 위해 수소배출능력을 갖는 밀봉층(840) 외에도 도 1 내지 7과 같은 수소제거부((180, 280, ..., 780)를 추가로 더 배치할 수도 있음은 물론이다. 즉, 수소투과형 밀봉층(840)과 수소배출기능을 갖는 수소제거부(180, 280, ..., 780)를 동시에 채용하면, OLED 소자 내부의 수소는 그 수소제거부와 밀봉층 양자를 통해 외부로 배출될 수 있다. If the hydrogen discharge function (to be described later) required only by the
(4) 기판, 절연층 등(4) substrates, insulating layers, etc.
수분제거부(130, 230, ..., 830)와 수소제거부(180, 280, ..., 880)를 배치함에 있어서 이들 둘을 혼합하여 사용하지 않고 분리된 별도의 공정에 따라 각각 배치하는 것이 바람직하다.In arranging the
기판(110)의 재질로는 유리 또는 플라스틱 등이 이용될 수 있다. 물론 유리나 플라스틱은 유연성(flexibility)이 있는 것이어도 좋다. OLED가 전면발광형인 경우 밀봉층(140)은 투명한 재질로 만들 필요가 있고 배면발광형인 경우에는 기판(110)이 투명한 재질로 만들어야 한다. Glass or plastic may be used as the material of the
유기발광부(120, 220, ..., 820)의 제2 전극층(126)의 다수의 전극들은 상호간에 절연되어 있다. 이 상태에서 그 제2 전극층(126) 위에 예를 들어 수분제거부(130, 230, ..., 830)나 밀봉층(140, 240, ..., 840)이 직접 접촉하면 수분제거부 등에 함유된 수분이나 기타 절연방해물질이 제2 전극층(126)의 전극들 상호간의 절연을 방해하고, 심할 경우 전극 간에 단락을 일으키는 문제가 생길 수 있다. 절연층 (150, 250, ..., 850)은 이러한 문제 즉, 제2전극층(126)의 전극들 상호간의 단락을 방지하는 역할을 한다. 절연층으로 이용되는 물질은 전기저항도가 매우 큰 것이 좋다. 아울러 전면발광형 OLED 소자의 경우에는 절연층(150, 250, ..., 850)이 출광경로 상에 존재하므로 투광도가 우수한 것이 바람직하다. 절연층(150, 250, ..., 850)의 재질로는 고체, 액체 또는 기체의 어떤 상태의 물질이라도 무방하다. 기체의 경우 아르곤가스 또는 질소가스, 액체의 경우에는 실리콘오일, 그리고 고체의 경우 폴리머재질이나 유리 재질 등이 절연물질로서 사용될 수 있는 예이다. 구체적으로 필요에 따라 OLED 소자의 내부 공간 전체를 불활성 기체(질소나 아르곤 등과 같은 불활성 기체로 채워진 공간으로 남겨 두는 경우를 의미함)를 채워 넣을 수 있다. 또한, 유기발광부(120, 220, ..., 820)의 상면을 절연물질의 액체막 또는 고체박막으로 덮는 형태로 절연할 수 있다. 또한 유기발광부(120, 220, ..., 820) 의 상면을 절연물질의 액체막 또는 고체박막으로 덮는 경우 그러한 절연물질의 상부의 빈 공간을 절연성 기체로 채울 수도 있고 빈 공간인 상태 그대로 놔둘 수도 있다. 결국, 절연층(150, 250, ..., 850)은 절열물질의 기체층, 액체층, 고체층 중 어느 한 가지 혹은 이들을 조합한 복합층 또는 여기에 빈 공간이 부가된 형태로 구성될 수도 있다. The plurality of electrodes of the
(5) 적용 대상(5) Applicable object
본 발명은 각 픽셀을 독립적으로 제어할 수 있는 박막트랜지스터(TFT)를 갖춘 능동형(Active Matrix: AM) OLED에 널리 적용할 수 있다. 나아가 능동형 OLED 소자의 두 가지 종류인 전면발광형(유기발광부의 출력광이 밀봉층 쪽으로 출광됨)과 배면발광형(유기발광부의 출력광이 기판 쪽으로 출광됨) 모두 사용할 수 있다. 수분제거부가 배치되어야 하는 밀봉층(140, 240, ... , 840)으로 빛이 진행(방출)하여야 하는 전면발광형에도 본 발명이 적용될 수 있는 것은 앞서도 언급한 바와 같이 수분제거부를 투명한 필름 형태로 제조할 수 있거나 또는 수분제거부를 위치를 출력광의 진행경로에서 벗어난 위치에 배치하는 것이 가능하기 때문이다. The present invention can be widely applied to an active matrix (AM) OLED having a thin film transistor (TFT) capable of independently controlling each pixel. Furthermore, two types of active OLED devices, a front light emitting type (output light of the organic light emitting part is emitted toward the sealing layer) and a back light emitting type (output light of the organic light emitting part is emitted toward the substrate) can be used. The present invention can also be applied to the front emission type in which light is to be emitted (emitted) to the sealing layers 140, 240, ..., 840 in which the moisture removal unit is to be disposed, as mentioned above, in the form of a transparent film. This is because it is possible to manufacture the light emitting device or to position the water removing unit at a position deviating from the traveling path of the output light.
AM OLED는 불투명 TFT로 인하여 전면발광형으로 제조되어야 하는 것이 상식적이지만, 실제로는 배면발광형으로도 많이 제조될 것으로 전망된다. 그 이유는 배면발광형이 제조하기 편하고 또한, 불투명 TFT로 인하여 발광면적비율(개구율)이 감소되는 문제는 다음과 같은 이유로 해소될 수 있기 때문이다. 즉, 첫째로 발광효율의 상승으로 개구율이 작아지는 단점을 상당히 해결될 수 있다는 점과, 둘째로 개구율감소의 원인인 TFT가 투명으로 제조 될 수 있으며, 셋째는 TFT의 모빌리티가 증가하여 TFT가 차지하는 면적이 소형화 되어 빛의 경로를 가리는 부분(개구율 감소의 원인)을 줄일 수 있는 점이다. 배면발광형의 경우 수분제거부의 투명성은 전혀 문제되지 않는다.It is common sense that AM OLEDs should be manufactured in the top emission type due to the opaque TFT, but in practice, it is expected that many AM OLEDs will be manufactured in the bottom emission type. The reason is that the rear light emitting type is easy to manufacture, and the problem that the light emitting area ratio (opening ratio) is reduced due to the opaque TFT can be solved for the following reasons. That is, firstly, the shortcoming of the aperture ratio decreases due to the increase in luminous efficiency can be solved considerably. Second, the TFT, which causes the aperture ratio decrease, can be manufactured transparently. Third, the mobility of the TFT increases, It is possible to reduce the area (the cause of the decrease in the opening ratio) that obstructs the light path by miniaturizing the area. In the case of the bottom emission type, the transparency of the water removing unit is not a problem at all.
(6) 실시예와 비교예(6) Example and Comparative Example
다음으로 본 발명에 따른 OLED 소자를 제조하는 것과 관련한 실시예와 비교예를 설명하기로 한다.Next, examples and comparative examples related to manufacturing an OLED device according to the present invention will be described.
1) 비교예 11) Comparative Example 1
유리 기판 위에 유기발광부를 배치한 다음, 소자의 내부 공간에는 수분제거제와 수소제거제를 넣지 않고 밀봉층에 실런트를 부가하여 봉지(Encapsulation)하는 방식으로 10개의 OLED 소자 시료를 제조하였다. 이들 OLED 소자에 대하여 온도 60℃, 상대습도 80%RH에서 240시간 동안 방치한 후, 화소를 현미경으로 관찰하여 화소축소 정도를 측정하고, 소자 내부의 기체를 채집하여 수소의 농도를 측정하였다. 측정 결과에 따르면, 각 화소의 가장자리에 최소 10미크론 이상의 화소축소 현상이 관찰되었다. 또한 OLED 소자 내부 공간의 수소의 농도가 (최고) 0.1% 이하로 관찰되었다.After the organic light emitting part was disposed on the glass substrate, ten OLED device samples were manufactured by encapsulation by adding a sealant to a sealing layer without adding a moisture remover and a hydrogen remover to an internal space of the device. After leaving these OLED devices at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80% RH for 240 hours, the pixels were observed under a microscope to measure the degree of pixel reduction, and the gas inside the device was collected to measure hydrogen concentration. According to the measurement results, at least 10 micron or more pixel reduction phenomenon was observed at the edge of each pixel. In addition, the concentration of hydrogen in the interior space of the OLED device was observed to be (maximum) 0.1% or less.
2) 비교예 22) Comparative Example 2
1.2" OLED 소자의 유리로 된 밀봉층 내면에 상업적으로 판매되는 박막(테이프)형 수분 및 수소제거제(moisture & hydrogen - getter)(RNF Inc. 사의 Q-Getter SF: 두께 200미크론 x 폭 14mm x 길이 8mm)를 유기발광부과 기체절연층을 사이에 두고 격리되는 위치인 밀봉층의 내부표면에 부착하여 봉지한 10개의 OLED 소자 시료를 제조하였다. 이들 OLED 소자에 대하여 온도 60℃, 상대습도 80%RH에서 240시간 동안 방치한 후, 화소를 현미경으로 관찰하여 화소축소 정도를 측정하고, 소자 내부의 기체를 채집하여 수소의 농도를 측정하였다. 측정 결과에 따르면, 각 화소의 가장자리에 평균 2.3미크론의 화소축소 현상이 관찰되었다. 또한 OLED 소자 내부 공간의 수소의 농도가 (최고) 0.6% 이하로 관찰되었다.Thin film (tape) type moisture & hydrogen-getter (RTM) commercially available on the inner surface of the glass sealing layer of a 1.2 "OLED device (Q-Getter SF by RF Inc .: 200 microns thick x 14 mm wide x long) 8 mm) were attached to the inner surface of the encapsulation layer, which is isolated from the organic light emitting part and the gas insulation layer, to prepare 10 OLED device samples encapsulated with a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80% RH. After standing for 240 hours at, the pixel was observed under a microscope to measure the degree of pixel reduction, and the concentration of hydrogen was measured by collecting the gas inside the device. A shrinkage phenomenon was observed, and the concentration of hydrogen in the space inside the OLED device was (up to) 0.6% or less.
3) 실시예 13) Example 1
1.2" OLED 소자의 유리로 된 밀봉층 내면에 수분제거부(소디움하이드라이드와 폴리머를 40wt% 대 60wt%의 비율로 혼합한 혼합물을 이용하여 두께 50미크론 x 폭 14mm x 길이 8mm의 테이프 형태로 제조된 것) 만을 유기발광부과 기체절연층을 사이에 두고 격리되는 위치인 밀봉층의 내부표면에 부착하여 봉지한 10개의 OLED 소자 시료를 제조하였다. 이들 OLED 소자에 대하여 온도 60℃, 상대습도 80%RH에서 240시간 동안 방치한 후, 화소를 현미경으로 관찰하여 화소축소 정도를 측정하고, 소자 내부의 기체를 채집하여 수소의 농도를 측정하였다. 측정 결과에 따르면, 각 화소의 가장자리에 평균 2.7미크론의 화소축소 현상이 관찰되었다. 또한 OLED 소자 내부 공간의 수소의 농도가 최소 37%, 평균 54%로 측정되었다. 10개의 시료는 소자 내부의 압력증가로 인하여 가운데 부분이 부풀어 올랐으며, 그 중에서 4개의 시료는 심하게 부풀어 올랐다.Manufactured in the form of a tape 50 microns thick x 14 mm wide x 8 mm long using a water-removing part (a mixture of sodium hydride and polymer in a ratio of 40 wt% to 60 wt%) on the inner surface of a 1.2 "OLED glass sealing layer. 10 OLED device samples were prepared by attaching only the organic light emitting part and the gas insulation layer to the inner surface of the sealing layer, which are separated from each other, with a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80%. After standing at RH for 240 hours, the pixel was observed under a microscope to measure the degree of pixel reduction, and the concentration of hydrogen was measured by collecting the gas inside the device. Pixel shrinkage was observed, and the concentration of hydrogen in the OLED device was measured at least 37% and at an average of 54%. Minutes were swollen risen, that of the four samples went badly swollen.
4) 실시예 24) Example 2
1.2" OLED 소자의 유리로 된 밀봉층 내면에 수분제거부(소디움하이드라이드와 폴리머를 40wt% 대 60wt%의 비율로 혼합한 혼합물을 이용하여 두께 50미크론 x 폭 14mm x 길이 8mm의 테이프 형태로 제조된 것)를 유기발광부과 기체절연층을 사이에 두고 격리되는 위치인 밀봉층의 내부표면에 부착하고, 수소제거부(팔라듐)를 두께 3미크론의 두께로 밀봉층의 가장자리에 2mm 폭으로 도금한 후에 실런트로 봉지한 OLED 소자 시료 10개를 제조하였다. 이들 OLED 소자에 대하여 온도 60℃, 상대습도 80%RH에서 240시간 동안 방치한 후, 화소를 현미경으로 관찰하여 화소축소 정도를 측정하고, 소자 내부의 기체를 채집하여 수소의 농도를 측정하였다. 측정 결과에 따르면, 각 화소의 가장자리에 평균 2.3미크론의 화소축소 현상이 관찰되었다. 또한 OLED 소자 내부 공간의 수소의 농도가 (최고) 0.7% 이하로 측정되었다.Manufactured in the form of a tape 50 microns thick x 14 mm wide x 8 mm long using a water-removing part (a mixture of sodium hydride and polymer in a ratio of 40 wt% to 60 wt%) on the inner surface of a 1.2 "OLED glass sealing layer. Attached to the inner surface of the sealing layer, which is isolated from the organic light emitting part and the gas insulating layer, and the hydrogen removing part (palladium) is plated with a thickness of 3 microns at a thickness of 2 mm on the edge of the sealing layer. Afterwards, 10 samples of OLED devices sealed with sealants were prepared, and these OLED devices were allowed to stand at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 80% RH for 240 hours, and then the pixels were observed under a microscope to measure the degree of pixel reduction. The concentration of hydrogen was measured by collecting the gas inside, and according to the measurement result, an average of 2.3 micron pixel reduction phenomenon was observed at the edge of each pixel. Degrees (maximum) was determined to be less than 0.7%.
이상의 비교예와 실시예에서, OLED 소자의 화소축소의 방지에 수분제거부의 기능이 중요한 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 또한 수분제거부에 의한 소자 내부의 수분제거 반응과정에서 발생하는 수소를 소자 외부로 배출(제거)하는 수단(수소제거부)이 마련되지 않은 경우에는 OLED 소자가 파손될 수도 있을 만큼 매우 많은 양의 수소가 OLED 소자의 내부 공간에 잔류하게 되지만, 본 발명에 의한 수소제거부를 OLED 소자에 배치함으로써 수소의 잔류로 인한 문제는 해결됨을 확인할 수 있다. 이상의 평가결과를 놓고 볼 때, OLED 소자에 수분제거부와 수소제거부를 동시에 배치하는 것이 소자의 화소축소를 최소화함과 동시에 소자의 압력도 낮추어 소자의 성능과 수명 등의 측면에서 양호한 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있다.In the above Comparative Examples and Examples, it can be seen that the function of the water removal unit has an important influence on the prevention of pixel reduction of the OLED element. In addition, when there is no means (hydrogen removal unit) for discharging (removing) hydrogen generated during the water removal reaction inside the device by the water removal unit (hydrogen removal unit), a very large amount of hydrogen may damage the OLED device. Although it remains in the internal space of the OLED device, it can be seen that the problem caused by the residual hydrogen is solved by disposing the hydrogen removal unit according to the present invention in the OLED device. In view of the above evaluation results, the simultaneous placement of the water removal unit and the hydrogen removal unit in the OLED device minimizes the pixel reduction of the device and at the same time lowers the pressure of the device, thereby obtaining good results in terms of device performance and lifespan. It can be seen that.
본 발명에 따른 OLED 소자는 그 내부에 존재하는 수분을 제거하고, 그 수분의 제거 과정에서 생성되는 수소나 원래 존재했던 수소를 외부로 효과적으로 배출할 수 있다. 그러므로 OLED 소자의 내부 공간에는 수분이나 수소가 거의 존재하지 않게 되어 소자의 발광효율이나 수명 등에 긍정적인 기여를 할 수 있다. The OLED device according to the present invention can remove moisture present therein and effectively discharge hydrogen generated in the process of removing the moisture or hydrogen originally present to the outside. Therefore, almost no moisture or hydrogen is present in the internal space of the OLED device, which may make a positive contribution to the luminous efficiency and lifetime of the device.
또한, 수소제거부가 수소를 흡수하여 보관하지 않고 외부로 배출하므로 필요한 수소제거부의 부피가 매우 많이 줄어들게 된다. 따라서 수소제거부를 얇게(50미크론 이하, 바람직하게는 30미크론 이하) 배치할 수 있다. 그 결과 OLED 소자의 전체 두께를 얇게 구성할 수 있다.In addition, since the hydrogen removal unit does not absorb and store hydrogen and discharges it to the outside, the volume of the hydrogen removal unit required is very much reduced. Therefore, the hydrogen removal portion can be arranged thinly (less than 50 microns, preferably less than 30 microns). As a result, the overall thickness of the OLED device can be made thin.
본 발명은 또한, 수소제거부를 따로 분리하므로 수분제거부를 매우 얇게 구성할 수 있으므로 OLED의 두께를 줄일 수 있다. 수분제거부가 기존에는 150미크론 이상의 두께를 가지지만, 수소제거부와 분리 배치하는 방식에 따르면 100미크론 이하, 바람직하게는 30미크론 이하의 두께를 가질 수 있게 되어 OLED 소자의 두께를 얇게 할 수 있다.In the present invention, since the hydrogen removal unit is separated separately, the moisture removal unit can be configured very thin, thereby reducing the thickness of the OLED. Conventionally, the moisture removal part has a thickness of 150 microns or more, but according to a method of separating and arranging the hydrogen removal part, the moisture removal part may have a thickness of 100 microns or less, preferably 30 microns or less, thereby reducing the thickness of the OLED device.
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