KR20100128459A - 게터층을 갖는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

게터층을 갖는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR20100128459A
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Abstract

게터층을 갖는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다. 유기전계발광표시장치를 제공한다. 상기 장치는 다수개의 단위 유기전계발광소자를 구비하는 소자 어레이가 형성된 소자 기판을 구비한다. 상기 소자 기판 상에 봉지 기판이 배치된다. 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮는 게터층이 위치한다. 이와 같이, 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮는 게터층으로 인해 유기전계발광소자의 내습성은 크게 향상될 수 있다.

Description

게터층을 갖는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법{Organic light emitting display device having getter layer and method of fabricating the same}
본 발명은 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 게터층을 갖는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
유기전계발광소자는 애노드, 캐소드 및 이들 사이에 위치하는 유기기능막을 구비하는 소자이다. 상기 유기기능막은 유기발광층을 구비한다. 상기 애노드에서 주입된 정공과 상기 캐소드에서 주입된 전자가 상기 유기발광층 내에서 재결합함으로써, 광이 방출된다. 이러한 유기전계발광소자는 액정표시소자와는 달리 자체발광소자이므로 백라이트가 필요 없고, 플라즈마 디스플레이 소자와는 달리 구동전압이 매우 낮아 전력소모가 낮은 장점이 있다.
그러나, 상기 유기기능막은 수분에 의해 쉽게 열화될 수 있다. 이를 해결하기 위해, 상기 유기전계발광소자를 봉지시키는 봉지기판 내에 게터(getter)층을 배치하기도 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 내습력을 더욱 향상시킨 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기전계발광표시장치를 제공한다. 상기 장치는 다수개의 단위 유기전계발광소자를 구비하는 소자 어레이가 형성된 소자 기판을 구비한다. 상기 소자 기판 상에 봉지 기판이 배치된다. 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮는 게터층이 위치한다.
상기 장치가 상기 소자 어레이의 주변부에 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판을 연결하는 실런트를 더 포함하는 경우, 상기 게터층은 상기 소자 기판, 상기 봉지 기판 및 상기 실런트 사이의 빈 공간을 채울 수 있다.
상기 게터층은 다공성 나노 입자 및 고분자 바인더를 함유하는 층일 수 있다. 상기 게터층은 광투과성 게터층일 수 있다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다. 먼저, 봉지 기판 상에 게터층을 형성한다. 다수개의 단위 유기전계발광소자를 구비하는 소자 어레이가 형성된 소자 기판을 제공한다. 상기 게 터층이 상기 소자 어레이를 바라보도록 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판을 합착하여 모듈을 형성한다. 상기 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮도록 상기 게터층에 유동성을 부여한다.
상기 모듈을 열처리하여 상기 게터층에 유동성을 부여할 수 있다. 상기 게터필름은 다공성 나노 입자 및 고분자 바인더를 함유하는 필름이고, 상기 모듈을 열처리하는 것은 상기 고분자 바인더의 유리전이온도 이상의 온도에서 수행할 수 있다. 상기 모듈을 열처리하는 것은 핫 플레이트, 챔버, 또는 에어 나이프를 사용하여 수행할 수 있다.
상기 게터층을 형성하는 것은 습식법을 사용하여 수행할 수 있다. 상기 습식법은 액상 게터를 사용한 토출법, 분사법 또는 스크린 프린트법일 수 있다. 상기 게터층을 습식법을 사용하여 형성하는 경우 상기 모듈을 형성하기 전에, 상기 게터층 상에 불활성 기체를 분사할 수 있다.
상기 모듈을 형성하기 전에, 상기 게터층을 열처리할 수 있다. 상기 게터층을 열처리하는 것은 핫 플레이트, 챔버, 또는 에어 나이프를 사용하여 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮는 게터층으로 인해 유기전계발광소자의 내습성은 크게 향상될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않 는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 개략도들이다. 구체적으로, 도 1b는 도 1a의 절단선 A-A′를 따라 취해진 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 원장 봉지 기판(10)이 제공된다. 상기 원장 봉지 기판(10)은 스크라이빙 라인(10a)에 의해 정의된 다수개의 단위 봉지 기판(10u)을 구비한다. 상기 단위 봉지 기판(10u)은 상기 원장 봉지 기판(10)과 구별하기 위해 사용된 용어로서, 봉지 기판으로도 지칭될 수 있다. 상기 원장 봉지 기판(10)은 유리 또는 플라스틱과 같은 광투과성 절연 기판일 수 있다.
상기 단위 봉지 기판(10u)을 식각하여 각 단위 봉지 기판(10u) 내에 홈(10b)을 형성할 수 있다. 상기 홈(10b)을 형성하는 것은 화학적 식각법 또는 샌드블라스트법을 사용하여 수행할 수 있다. 상기 홈(10b)은 후술하는 유기전계발광소자의 면적에 대응하여 형성될 수 있다.
상기 홈(10b) 내에 게터층(G)을 형성한다. 상기 게터층(G)은 습식법을 사용하여 형성할 수 있다. 습식법의 일 예로서, 상기 홈(10b) 내에 토출기(dispenser, 50)를 사용하여 액상 게터(LG)를 토출함으로써 형성할 수 있다. 상기 토출기(50)는 하나의 노즐을 구비하는 일반 디스펜서, 또는 다수개의 노즐들을 구비하는 잉크젯 프린팅 장치일 수 있다. 이 경우, 노즐의 교체만으로 상기 원장 봉지 기판(10)의 크기 변화에 유연하게 대응할 수 있으며, 상기 게터층(G) 형성을 위한 얼라인 마진(align margin)이 큰 장점이 있다.
상기 액상 게터(LG) 및 상기 게터층(G)은 광투과성 게터일 수 있고, 다공성 나노 입자, 고분자 바인더 및 용매를 구비할 수 있다. 상기 다공성 나노 입자는 금속 산화물 예를 들어, 알루미나, 실리카, 산화칼슘(CaO), 산화셀레늄(SeO), 산화바륨(BaO)이거나, 탄소화합물일 수 있다. 상기 알루미나, 실리카 또는 탄소화합물의 경우 고분자 바인더에 화학적으로 결합되어 있을 수 있다. 상기 CaO, SeO, 또는 BaO의 경우 고분자 바인더로서 아크릴계 수지가 채용될 수 있다.
상기 토출기(50)는 홈들(10b)의 열들에 대응하여 복수개로 사용될 수도 있다. 한편, 상기 게터층(G)은 모든 홈들(10b) 내에 형성되지 않고 일부 홈들(10b) 내에 선택적으로 형성될 수도 있다.
상기 홈(10b) 내에 토출된 게터층(G)은 표면 장력에 의해 반원 형태를 가질 수 있어서, 상기 홈(10b) 내부를 완전히 채우지 못하고 또한 두께 편차를 가질 수 있다.
도 1c를 참조하면, 상기 게터층(G)의 두께 편차를 감소시키기 위한 공정을 수행할 수 있다. 구체적으로, 상기 토출기(50)를 사용하여 상기 액상 게터(LG)를 토출시키는 과정에서 상기 봉지 원장 기판(10)의 하부를 적당한 온도로 가열하여, 열에 의해 상기 게터층(G)이 퍼질 수 있도록 할 수 있다. 또는 상기 게터층(G)이 토출된 기판을 회전시켜 원심력에 의해 상기 게터층(G)이 퍼질 수 있도록 할 수 있다. 또는 에어 나이프(60)를 사용하여 상기 게터층(G) 상에 불활성 기체를 분사하여 물리적 힘에 의해 상기 게터층(G)이 퍼질 수 있도록 할 수 있다.
이어서, 상기 게터층(G)를 열처리할 수 있다. 상기 열처리는 핫 플레이트, 챔버 또는 에어 나이프를 사용하여 수행할 수 있다. 이 결과, 상기 게터층(G) 내에 포함된 수분 또는 용매를 제거할 수 있고, 나아가 상기 게터층(G)의 표면 상태를 개선할 수 있다.
이 후, 상기 게터층(G)를 냉각시켜 고화시킬 수 있다.
도 1d를 참조하면, 상기 원장 봉지 기판(10)을 스크라이브 라인(10a)을 따라 절단하여 단위 봉지 기판(10u) 별로 분리시킨다.
상기 게터층(G)의 중심부의 두께(T_G)는 상기 홈의 깊이(D_10b) 보다 클 수 있다. 상기 게터층(G)은 그의 성능에 따라 두께가 결정된다. 따라서, 상기 홈의 깊이(D_10b)가 상기 게터층(G)의 결정된 두께(T_G)보다 작도록 상술한 홈(10b) 형성 공정을 진행하는 것이 바람직하다.
도 1e를 참조하면, 다수개의 단위 유기전계발광소자(23)를 구비하는 소자 어레이(ELa)가 형성된 소자 기판(20u)을 제공한다.
상기 단위 유기전계발광소자(23)는 하부전극(23a), 상부전극(23c) 및 이들 전극들 사이에 위치하는 유기기능막(23b)을 구비한다. 상기 유기기능막(23b)은 적어도 유기발광층을 구비하고, 상기 하부전극(23a) 및 상기 상부전극(23c)은 각각 애노드 및 캐소드일 수 있다. 이 경우, 상기 유기기능막(23b)은 상기 하부전극(23a)과 상기 유기발광층 사이에 정공주입층 및/또는 정공수송층을 더 구비할 수 있으며, 상기 유기발광층과 상기 상부전극(23c) 사이에 전자주입층 및/또는 전자수송층을 더 구비할 수 있다.
상기 전극들(23a, 23c) 중 적어도 상부전극(23c)은 광투과성 전극일 수 있다. 이러한 상부전극(23c)이 캐소드인 경우, 광이 투과할 수 있을 정도의 두께를 갖는 MgAg막, 또는 ITO막일 수 있다. 일함수의 차이를 고려하면, 상기 캐소드인 상부전극(23c)이 MgAg막인 경우 상기 애노드인 하부전극(23a)은 ITO막일 수 있고, 상기 캐소드인 상부전극(23c)이 ITO막인 경우 상기 애노드인 하부전극(23a)은 금(Au) 또는 백금(Pt)막일 수 있다.
상기 소자 기판(20u) 상에 소자 어레이(ELa)를 형성하는 일 예를 자세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 소자 기판(20u) 상에 제1 방향으로 연장된 하부 전극(23a)을 형성할 수 있다. 상기 하부 전극(23a) 상에 화소 정의막(25)을 형성할 수 있다. 상기 화소정의막(25) 상에 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 분리패턴(27)을 형성할 수 있다. 상기 하부 전극(23a) 상에 유기기능막(23b) 및 상부 전극(23c)을 차례로 형성할 수 있다. 이 때, 상기 분리패턴(27) 상에도 유기기능막(23b) 및 상부 전극(23c)이 차례로 형성될 수 있다.
이어서, 소자 어레이(ELa)의 주변영역 상에 실런트(30)를 도포한다. 상기 실런트(30)가 도포된 소자 기판(20u) 상에 상기 게터층(G)이 상기 소자 기판(20u)을 바라보도록 봉지 기판(10u)을 위치시킨다. 진공에서 상기 봉지 기판(10u)과 상기 소자 기판(20u)을 가압하여 합착시켜 단위 모듈(M)을 형성한다. 상기 단위 모듈(M) 내부 즉, 상기 봉지 기판(10u)과 상기 소자 기판(20u) 사이는 진공 상태일 수 있다.
도 1f를 참조하면, 상기 게터층(G)에 유동성을 부여하여, 상기 소자 어레 이(ELa)의 상부면 및 측면을 덮도록 한다. 상기 게터층(G)에 유동성을 부여하는 공정은 진공보다 높은 압력 예를 들어, 상압 상태에서 진행할 수 있다. 이 경우, 진공 상태인 단위 모듈(M)의 내부보다 외부의 압력이 크다. 따라서, 상기 게터층(G)에 유동성을 부여하면 상기 봉지 기판(10u)과 상기 소자 기판(20u) 사이의 간격이 줄어들면서, 상기 게터층(G)이 상기 소자 어레이(ELa)의 상부면 및 측면을 덮을 수 있다.
이 경우, 외부에서 침투하는 수분 등 오염물질은 상기 게터층(G)을 통과하여야 상기 유기기능막(23b)에 이르게 되므로, 상기 게터층(G)은 상기 유기기능막(23b)을 수분 및 오염물질로부터 충분히 보호할 수 있다. 결론적으로, 유기전계발광소자(23)의 내습성이 크게 향상될 수 있다. 나아가, 상기 게터층(G)은 상기 소자 기판(20u), 상기 봉지 기판(10u) 및 상기 실런트(30) 사이의 빈공간을 모두 채울 수 있다.
상기 게터층(G)에 유동성을 부여하는 것은 단위 모듈(M)을 열처리함으로써 구현할 수 있다. 상기 열처리 단계에서 열처리 온도는 상기 게터층(G)이 유동성을 가질 수 있는 온도, 예를 들어 상기 게터층(G) 내에 함유된 고분자 바인더의 유리전이온도(Tg) 이상의 온도일 수 있다. 그러나, 단위 모듈을 열처리하는 과정에서 상기 유기기능막(23b)이 손상될 수 있으므로, 최대한 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. 일 예로서, 상기 열처리 온도는 40 내지 100 ℃일 수 있다. 상기 단위 모듈을 열처리하는 것은 핫 플레이트, 챔버, 또는 에어 나이프를 사용하여 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 제조방법은 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한 실시예에 따른 제조방법과 유사하다.
도 2를 참조하면, 단위 봉지 기판(10u)을 식각하여 홈을 형성하는 대신, 상기 단위 봉지 기판(10u) 상에 뱅크(bank, 10c)를 형성하여 게터층(G)이 형성될 홈을 정의할 수 있다.
그러나, 상기 뱅크(10c)를 형성하지 않고 플랫한 단위 봉지 기판(10u) 상에 게터층(G)을 형성하는 것도 가능하다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 제조방법은 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한 실시예, 또는 도 2를 참조하여 설명한 실시예에 따른 제조방법과 유사하다.
도 3을 참조하면, 게터층(G)은 단위 봉지 기판(10u)의 홈(10b) 내에 분사기(70)를 사용하여 액상 게터(LG)를 분사함으로써 형성할 수 있다. 상기 분사기(70)는 하나의 노즐을 구비하는 일반 스프레이, 또는 다수개의 노즐들을 구비하는 샤워 노즐일 수 있다. 이 경우, 노즐의 교체만으로 상기 원장 봉지 기판(10)의 크기 변화에 유연하게 대응할 수 있으며, 상기 게터층(G) 형성을 위한 얼라인 마진이 큰 장점이 있다.
상기 분사기(70)는 홈들(10b)의 열들에 대응하여 복수개로 사용될 수도 있다. 한편, 상기 게터층(G)은 모든 홈들(10b) 내에 형성되지 않고 일부 홈들(10b) 내에 선택적으로 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다. 본 실시예에 따른 제조방법은 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한 실시예, 또는 도 2를 참조하여 설명한 실시예에 따른 제조방법과 유사하다.
도 4를 참조하면, 게터층(G)은 단위 봉지 기판(10u)의 홈(10b) 내에 스크린 프린터를 사용하여 액상 게터를 프린팅함으로써 형성할 수 있다. 상기 스크린 프린터는 원장 봉지 기판(10) 상에 배치되고 상기 홈(10b)에 대응하는 메쉬부(80a)를 갖는 스크린 마스크(80) 및 상기 스크린 마스크(80) 상에 배치된 스퀴이저(squeezer; 90)을 구비할 수 있다. 상기 스크린 마스크(80) 상에 액상 게터가 토출되고, 상기 스퀴이저(90)가 상기 매쉬부(80a)를 통해 상기 액상 게터를 스퀴이징하여, 상기 홈(10b) 내에 상기 게터층(G)을 형성할 수 있다. 이 경우, 상기 원장 봉지 기판(10)의 모든 단위 봉지 기판들(10u) 상에 상기 게터층(G)을 한번에 프린트할 수 있는 장점이 있다.
다만, 상기 메쉬부(80a)는 모든 홈들(10b)에 대응하여 형성된 것으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고, 일부 홈들(10b)에 대응하여 형성될 수도 있다.
이상 본 발명을 바람직한 특정 실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 단 순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
도 1a 내지 도 1f는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 순차적으로 나타낸 개략도들이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법을 나타낸 단면도이다.

Claims (13)

  1. 다수개의 단위 유기전계발광소자를 구비하는 소자 어레이가 형성된 소자 기판;
    상기 소자 기판 상에 배치된 봉지 기판; 및
    상기 소자 기판과 상기 봉지 기판 사이에 상기 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮는 게터층을 포함하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소자 어레이의 주변부에 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판을 연결하는 실런트를 더 포함하고,
    상기 게터층은 상기 소자 기판, 상기 봉지 기판 및 상기 실런트 사이의 빈 공간을 채우는 유기전계발광표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 게터층은 다공성 나노 입자 및 고분자 바인더를 함유하는 층인 유기전계발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 게터층은 광투과성 게터층인 유기전계발광표시장치.
  5. 봉지 기판 상에 게터층을 형성하는 단계;
    다수개의 단위 유기전계발광소자를 구비하는 소자 어레이가 형성된 소자 기판을 제공하는 단계;
    상기 게터층이 상기 소자 어레이를 바라보도록 상기 소자 기판과 상기 봉지 기판을 합착하여 모듈을 형성하는 단계; 및
    상기 소자 어레이의 상부면 및 측면을 덮도록 상기 게터층에 유동성을 부여하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모듈을 열처리하여 상기 게터층에 유동성을 부여하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게터층은 다공성 나노 입자 및 고분자 바인더를 함유하는 층이고,
    상기 모듈을 열처리하는 것은 상기 고분자 바인더의 유리전이온도 이상의 온도에서 수행하는 것인 유기전계발광표시장치 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 모듈을 열처리하는 것은 핫 플레이트, 챔버, 또는 에어 나이프를 사용 하여 수행하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 게터층을 형성하는 것은 습식법을 사용하여 수행하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 습식법은 액상 게터를 사용한 토출법, 분사법 또는 스크린 프린트법인 유기전계발광표시장치 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 모듈을 형성하기 전에, 상기 게터층 상에 불활성 기체를 분사하는 단계를 더 포함하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 모듈을 형성하기 전에, 상기 게터층을 열처리하는 단계를 더 포함하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 게터층을 열처리하는 것은 핫 플레이트, 챔버, 또는 에어 나이프를 사 용하여 수행하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
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