KR20140033401A - 유기 발광 다이오드의 박막 캡슐화 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 OLED 소자에 대한 손상을 방지하는 유기 발광 다이오드(OLED)의 저온 저비용의 캡슐화 방법에 관한 것이다. 하나의 방법은, 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리를 이용하여 금속 패시베이션 층을 형성하는 것을 포함하며, 이때 상기 금속 패시베이션 층은 습기 및 산소로부터 OLED를 캡슐화 및 보호하는 역할을 한다. 또 다른 방법은 OLED 상에 버퍼 층 및 금속 층을 형성한 후, 상기 금속 층을 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리로 처리하여 금속 패시베이션 층을 형성하는 것을 포함하며, 상기 금속 패시베이션 층은 습기 및 산소로부터 OLED를 캡슐화 및 보호하는 역할을 한다.

Description

유기 발광 다이오드의 박막 캡슐화{THIN FILM ENCAPSULATION OF ORGANIC LIGHT EMITTING DIODES}
본 발명은 신규한 유기 발광 다이오드(OLED) 캡슐화 방법에 관한 것이다.
OLED는 발광 다이오드의 일 유형으로서, 여기서 방출성 전기발광 층은 전류에 반응하여 발광하는 유기 화합물의 막이다. 유기 물질은 2개의 전극 사이에 개재되며, 상기 2개의 전극 중 하나 이상은 투명 전극이다. OLED는 고 휘도 및 고 효율을 보이고 낮은 구동 전압을 요구하므로, 디스플레이 스크린, 예컨대 텔레비젼, 컴퓨터 모니터, 휴대용 전화 스크린 등에서 사용하기에 우수한 후보물이다. OLED는 매우 높은 해상도를 갖는 대형 패널 면적 및 풀 컬러 디스플레이용으로 효과적으로 사용될 수 있다.
그러나, 디스플레이용 OLED의 사용은 특수한 처리를 필요로 한다. 특히, 습기 또는 산소에 대한 노출은 유기 전기발광 층에 심각한 손상을 줄 수 있다. 그러므로, OLED의 캡슐화는 습기 및 산소로부터 소자를 보호하는 데에 중요하다. 캡슐화에 이용되는 몇몇 방법이 존재하지만, 이들 모두 단점을 갖는다. 특히, OLED 캡슐화 방법 중 하나는 에폭시 수지에 의해 고정되는 금속 또는 유리 층으로 소자를 덮는 것이다. 접착 부착식 금속 또는 유기 캡슐화 층을 사용하는 경우 건조제(desiccant material), 예컨대 칼슘 옥사이드 또는 바륨 옥사이드가 보통 소자 내에 포함된다. 이런 캡슐화 방법은 비용 면에서 높고 효능 면에서 매우 낮다. 이는 또한 비교적 높은 프로파일을 갖는 최종 소자를 제공한다.
또 다른 OLED 캡슐화 방법은 무기, 유기 또는 하이브리드 층을 사용하는 것으로서, 예컨대 소자 상에 SiNx, SiOx 또는 Al2O3를 침착시킨다. 이런 층은 화학적 증착(CVD), 물리적 증착(PVD), 또는 원자 층 침착(ALD)을 비롯한 많은 표준 침착 기법 중 어느 하나에 의해 침착될 수 있다. 이들 침착 기법은 모두 OLED 소자의 정상 한계점을 초과하는 온도를 필요로 하므로, 가공 동안에 소자, 특히 유기 전기발광 층을 손상시킬 수도 있다. 또한, 이런 침착에 요구되는 장치가 고가이고 침착 시간이 비교적 길어서 소자 제조에 상당한 비용을 부가시킨다.
그러므로, OLED 캡슐화 기법의 개선에 대한 요구가 당업계에 존재한다.
본 발명은 OLED 소자에 대한 손상을 방지하는, 저온 저비용의 OLED 캡슐화 방법을 제공한다.
도 1은 OLED 소자를 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시양태에 따른 OLED 캡슐화 공정을 도시하는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시양태에 따른 OLED 캡슐화 공정을 도시하는 개략도이다.
본 발명은 OLED 소자에 대한 손상을 방지하는, 유기 발광 다이오드(OLED)의 저온 저비용의 캡슐화 방법을 제공한다. 특히, 본 발명의 하나의 실시양태는, 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리를 이용하여 금속 패시베이션 층을 형성하는 방법을 제공하며, 이때 상기 금속 패시베이션 층은 습기 및 산소로부터 OLED를 캡슐화 및 보호하는 역할을 한다.
본 발명의 제 2 실시양태는, OLED 구조체 상에 버퍼 층 및 금속 층을 형성한 후, 상기 금속 층을 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리로 처리하여 금속 패시베이션 층을 형성하는 방법을 제공하며, 이 때 상기 금속 패시베이션 층은 습기 및 산소로부터 OLED를 캡슐화 및 보호하는 역할을 한다.
본 발명은 도면을 참고하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 OLED 소자를 도시하는 개략도이다. 특히, 상기 OLED 소자는, 기판(1) 상에 형성된 애노드 층(2)을 갖는 기판(1)을 포함한다. 유기 전기발광 층(3)은 상기 애노드 층(2) 상에 형성되고, 캐쏘드 층(4)은 유기 층(3)을 덮어서 OLED 소자를 완성시킨다. 애노드 층(2)은 전형적으로 인듐 주석 옥사이드로부터 형성되고, 캐쏘드 층(4)은 보통 알루미늄으로 제조된다. 유기 층(3)은 3개의 별도의 층(정공 수송 층(HTL)(3a); 발광 층(EML)(3b); 및 전자 수송 층(ETL)(3c))으로 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 하나의 실시양태에 따른 OLED의 캡슐화 공정을 도시하는 개략도이다. 특히, 도 1에 도시된 층들, 즉 기판(1), 애노드 층(2), 유기 전기발광 층(3)(HTL(3a), EML(3b) 및 ETL(3c)을 포함) 및 캐쏘드 층(4)을 갖는 제작된(fabricated) OLED 소자(10)는 처리 수단(20)으로부터 처리되어 상기 캐쏘드 층(4)의 표면 상에 패시베이션 층(5)을 생성한다. 예컨대, 캐쏘드 층(4)이 알루미늄 층인 경우, 패시베이션 층(5)은 금속 알루미나 옥사이드 막일 것이다. 패시베이션 층(5)은 OLED(10)를 캡슐화하고, 이를 습기 및 산소로부터 보호한다.
본 발명에 따르면, 처리 수단(20)은, OLED(10)에 유해하게 작용하지 않는 온도에서 캐쏘드 층(4)의 산화를 제공하는 임의의 수단일 수 있다. 예컨대, 처리 수단(20)은 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리 수단일 수 있다. 본 발명의 특정 실시양태에 따르면, 처리 수단(20)은 UV 광원이고, OLED(10)는 UV 챔버 내에서 처리되고, 금속 캐쏘드(4)는 10 내지 30분 동안 UV 광에 노출된다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시양태에 따른 OLED 캡슐화 공정을 도시하는 개략도이다. 특히, 도 1에 도시된 층들, 즉 기판(1), 애노드 층(2), 유기 전기발광 층(3)(HTL(3a), EML(3b) 및 ETL(3c)을 포함) 및 캐쏘드 층(4)을 갖는 제작된 OLED 소자(10)는 버퍼 층(50), 및 그 위에 형성된 금속 층(60)을 갖는다. 이런 어셈블리는 이후 처리 수단(200)으로부터 처리되어 패시베이션 층(70)을 생성한다. 버퍼 층(50)은 ZnS 층일 수 있고, 금속 층(60)은 알루미늄 층일 수 있다. 이들 두 층은 모두 증발에 의해 생성될 수 있다. 금속 층(60)이 알루미늄 층인 경우, 패시베이션 층(70)은 금속 알루미나 옥사이드 막일 것이다. 패시베이션 층(70)은 OLED(100)를 캡슐화하고, 이를 습기 및 산소로부터 보호한다.
본 발명에 따르면, 처리 수단(200)은, OLED(100)에 유해하게 작용하지 않는 온도에서 금속 층(60)의 산화를 제공하는 임의의 수단일 수 있다. 예컨대, 처리 수단(200)은 플라즈마, UV-오존, 또는 습윤 화학물질 처리 수단일 수 있다. 특히, 본 발명은 하기 단계를 포함할 수 있다:
약 100 nm의 층 두께를 생성하는 증발에 의해 버퍼 층(50)을 제조하는 단계;
약 30 nm의 층 두께를 생성하는 증발에 의해 금속 층(60)을 제조하는 단계;
UV 챔버 내에 OLED 소자(100)를 위치시키는 단계; 및
10 내지 30분 동안 UV 광에 금속 층(60)을 노출시키는 단계.
본 발명은 종래 기술의 캡슐화 방법에 비해 몇몇 장점을 제공한다. 예컨대, 본 발명에 따른, 금속 패시베이션 층을 생성하는 공정 또는 버퍼 층 및 금속 층을 형성한 후 금속 패시베이션 층을 형성하는 공정은 단순한 공정이고, 대량 생산에서 용이하게 이용될 수 있다. 또한, 공정 온도가 낮아서, OLED 소자에 대한 손상을 방지한다. 또한, 상기 공정을 수행하기 위해 새로운 장치가 필요하지는 않다. 또한, 보다 적은 가공 및 수송 시간이 요구되므로, 보다 높은 생산량 및 이에 따른 보다 낮은 작업 비용이 성취될 수 있다.
본원에 기재된 실시양태는 단지 예시적인 것일 뿐이고, 당업자는 본 발명의 진의 및 범주로부터 벗어남이 없이 변화 및 변형을 행할 수도 있음을 이해할 것이다. 이러한 모든 변화 및 변형은 전술된 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 본 발명의 다양한 실시양태가 조합되어 목적하는 결과는 제공할 수 있는 것과 같이, 개시된 모든 실시양태는 다른 실시양태에서는 반드시 필수적인 것은 아니다.

Claims (16)

  1. 기판, 상기 기판 상에 형성된 애노드 층, 상기 애노드 층 상에 형성된 유기 전기발광 층, 및 상기 유기 전기발광 층 상에 형성된 캐쏘드 층을 갖는, 제작된(fabricated) 유기 발광 다이오드를 제공하는 단계; 및
    상기 캐쏘드 층을, 상기 캐쏘드 층의 표면 상에 패시베이션 층을 생성하도록 처리하는 단계
    를 포함하는, 유기 발광 다이오드의 캡슐화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 애노드 층이 인듐 주석 옥사이드 층인, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐쏘드 층이 알루미늄 층인, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기 전기발광 층이 정공 수송 층, 발광 층 및 전자 수송 층으로 구성되는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리가 플라즈마, UV-오존 또는 습윤 화학물질(wet chemicals)로 처리하는 것을 포함하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리가 캐쏘드 층을 10분 내지 30분 동안 UV 광에 노출시키는 것을 포함하는, 방법.
  7. 기판, 상기 기판 상에 형성된 애노드 층, 상기 애노드 층 상에 형성된 유기 전기발광 층, 및 상기 유기 전기발광 층 상에 형성된 캐쏘드 층을 갖는, 제작된 유기 발광 다이오드를 제공하는 단계;
    상기 캐쏘드 층 상에 버퍼(buffer) 층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼 층 상에 금속 층을 형성하는 단계; 및
    상기 금속 층을, 상기 금속 층의 표면 상에 패시베이션 층을 생성하도록 처리하는 단계
    를 포함하는, 유기 발광 다이오드의 캡슐화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 애노드 층이 인듐 주석 옥사이드 층인, 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 캐쏘드 층이 알루미늄 층인, 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기 전기발광 층이 정공 수송 층, 발광 층 및 전자 수송 층으로 구성되는, 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼 층이 ZnS 층인, 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 금속 층이 알루미늄 층인, 방법.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼 층 및 상기 금속 층이 증발에 의해 생성되는, 방법.
  14. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리가 플라즈마, UV-오존 또는 습윤 화학물질로 처리하는 것을 포함하는, 방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 처리가 금속 층을 10분 내지 30분 동안 UV 광에 노출시키는 것을 포함하는, 방법.
  16. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼 층을 형성하는 단계가 버퍼 층을 100 nm 두께로 증발시키는 것을 포함하고,
    상기 금속 층을 형성하는 단계가 금속 층을 30 nm 두께로 증발시키는 것을 포함하고,
    상기 처리가 상기 금속 층을 10분 내지 30분 동안 UV 광에 노출시키는 것을 포함하는, 방법.
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