KR100413434B1

KR100413434B1 - 유기 이엘(ｅｌ) 소자의 밀봉구조

Info

Publication number: KR100413434B1
Application number: KR10-2001-0016266A
Authority: KR
Inventors: 김대현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2003-12-31
Also published as: KR20020076436A

Abstract

본 발명은 유기 이엘 소자의 주요 구성요소를 밀봉하여 외부 환경으로부터 보호하기 위한 유기 이엘(EL) 소자의 밀봉구조에 관한 것으로, 특히 캐니스터 접합계면과 이 접합계면 외곽을 따라 밀봉재가 2중으로 형성되도록 함으로써 외부로부터의 수분침투를 거의 완전하게 차단할 수 있도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은 투명기판 위에 형성되는 양극(Anode)과, 이 양극 위에 형성되는 정공수송층(HTL)과, 이 정공수송층 위에 형성되는 유기물질의 발광층과, 발광층 위에 형성되는 전자수송층(ETL)과, 이 전자수송층 위에 형성되는 음극(Cathode) 및, 상기 투명기판 위에 부착되어 상기 각 구성요소들을 덮으며 밀폐하는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 투명기판과의 접합 계면 사이에 형성된 제 1밀봉재를 포함하여 구성된 유기 이엘(EL) 소자에 있어서, 상기 투명기판과 제 1밀봉재 및 캐니스터의 접합 부분의 외측을 따라 제 2밀봉재가 도포된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자의 밀봉구조를 제공한다.

Description

유기 이엘(ＥＬ) 소자의 밀봉구조{Structure for sealing Organic Electro Luminescence Device}

본 발명은 유기 이엘(EL) 소자에 관한 것으로, 특히 유기 이엘 소자의 주요구성요소를 밀봉하여 외부 환경으로부터 보호하기 위한 유기 이엘(EL) 소자의 밀봉구조에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자중 하나로서 전계발광소자가 주목되고 있다.

이 전계발광소자는 사용하는 재료에 따라 무기전계발광소자와 유기 EL 소자로 크게 나뉘어진다.

무기전계발광소자는 일반적으로 발광부에 높은 전계를 인가하고 전자를 이 높은 전계중에서 가속하여 발광 중심으로 충돌시켜 이에 의해 발광 중심을 여기함으로써 발광하는 소자이다.

반면에, 유기 EL 소자는 전자주입전극(cathode)과 정공주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광부내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자이다.

상기와 같은 동작원리를 갖는 무기전계발광소자는 높은 전계가 필요하기 때문에 구동전압으로서 100∼200V의 높은 전압을 필요로 하는 반면에 유기 EL 소자는 5∼20V정도의 낮은 전압으로 구동할 수 있다는 장점이 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다.

또한, 유기 EL 소자는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 소자의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 소자나 표면광원(surface light source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 디스플레이 소자로서 주목받고 있다.

이러한 용도를 갖는 유기 EL 소자의 구조를 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 투명기판(1) 위에 형성되는 양극(2)(Anode)과, 이 양극(2) 위에 형성되는 정공수송층(HTL : hole transport layer)(3)과, 이 정공수송층(3) 위에 형성되는 발광층(4)과, 발광층(4)위에 형성되는 전자수송층(ETL : electron transport layer)(5) 및, 이 전자수송층(5) 위에 형성되는 음극(6)(Cathode)으로 이루어진다.

이와 같이 형성된 유기 EL 소자의 음극(6)은 전자수송층(5)을 통해 유기물질인 발광층(4)에 전자를 주입시켜 주고, 양극(2)은 정공수송층(3)을 통해 발광층(4)에 정공을 주입시켜 줌으로써 발광층(4)에서 전자-정공이 쌍을 이루고 있다가 소멸되면서 에너지를 방사하여 빛이 방출된다.

한편, 유기물은 수분에 취약한 고유특성을 가지고 있는바, 유기 EL 소자는 상기 각 구성요소들에 수분이 침투하는 것을 방지함과 아울러 외부 환경으로부터 각 구성요소들을 보호하기 위하여 캐니스터(7)를 구비하며, 상기 캐니스터(7)와 투명기판(1) 면과의 접합부위에는 기밀유지 역할 및 캐니스터(7)와 투명기판(1)과의 합착을 위한 접합제로서의 역할을 하는 밀봉재(9)가 설치된다. 미설명부호 8은 캐니스터 내부의 잔류가스를 제거하기 위한 게터(getter)이다.

여기서, 상기 밀봉재(9)는 제조공정중 고온에 의한 유기물의 손상을 방지하기 위하여 일반적인 고온경화용 재료를 사용할 수 없으므로 UV경화접합제를 사용하게 되는데, 이 경우에도 밀봉재(9)의 경화시 방출되는 배출가스가 캐니스터(7) 내부의 진공도를 저하시키고 유기물의 손상을 야기할 수 있으므로 밀봉재의 재료 선택에 제한이 따랐으며, 유기물이 증착된 앞면을 자외선(UV)으로 조사하기 때문에 유기물이 UV에 노출되어 손상되지 않도록 마스크와 같은 별도의 장치를 필요로 하였다.

그런데, 상기와 같이 밀봉재로서 UV경화접합제를 사용하는 경우 고온경화용 재료에 비해 상대적으로 접착력과 치밀성이 낮아 밀봉재(9) 재료 자체를 통하여 미세한 수분침투가 지속적으로 발생하게 되고, 이렇게 침투된 수분에 의해 유기물 셀(cell)이 수축되어 발광영역이 줄어들고 휘도가 감소되며, 결과적으로 유기 EL 소자의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

물론, 상기와 같이 밀봉재(9)를 통한 수분 침투를 방지하기 위하여 밀봉재의 폭을 증가시키는 방법이 시도되었으나, 이러한 방법은 전체 소자의 크기를 증가시키기 때문에 폭을 증가시키는데 한계가 있었고 완전한 해결책이 되지 못하였다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 소자의 크기를 증대시키지 않으면서 유기 EL 소자 내로 수분이 침투하는 것을 거의 완벽하게 방지할 수 있는 유기 이엘(EL) 소자의 밀봉구조를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 유기 이엘 소자의 밀봉구조를 나타내는 유기 이엘 소자의 종단면도

도 2는 본 발명의 유기 이엘 소자의 밀봉구조를 나타내는 유기 이엘 소자의 종단면도

도 3은 도 2의 유기 이엘 소자의 평면도

* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *

1 - 투명기판 2 - 양극

3 - 정공수송층 4 - 발광층

5 - 전자수송층 6 - 음극

7 - 캐니스터 9 - 제 1밀봉재

10 - 제 2밀봉재

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명기판 위에 형성되는 양극(Anode)과, 이 양극 위에 형성되는 정공수송층(HTL)과, 이 정공수송층 위에 형성되는 유기물질의 발광층과, 발광층 위에 형성되는 전자수송층(ETL)과, 이 전자수송층 위에 형성되는 음극(Cathode) 및, 상기 투명기판 위에 부착되어 상기 각 구성요소들을 덮으며 밀폐하는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 투명기판과의 접합 계면 사이에 부착된 제 1밀봉재를 포함하여 구성된 유기 이엘(EL) 소자에 있어서, 상기 투명기판과 제 1밀봉재 및 캐니스터의 접합 부분의 외측을 따라 제 2밀봉재가 도포된 것을 특징으로 하는 유기 이엘(EL) 소자의 밀봉구조를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 밀봉구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2와 도 3은 본 발명의 유기 EL 소자의 구조를 나타낸 것으로, 유리와 같은 투명기판(1) 위에 ITO(Indium Tin Oxide) 등으로 된 양극(2)이 띠(strip) 형태로 형성되고, 이 양극(2)의 위에는 정공수송층(HTL : hole transport layer)(3)과, 유기물질로 된 발광층(4)과, 전자수송층(ETL : electron transport layer)(5) 및, 음극(6)(Cathode)이 순차적으로 적층 형성된다.

그리고, 상기 투명기판(1) 상에는 상기 각 구성요소들을 외부로부터 밀폐시키도록 그의 가장자리 부분을 따라 대략 박스형태의 캐니스터(7)(canistrer)가 부착되는데, 이 캐니스터(7)는 상기 유기 EL 소자의 각 구성요소, 특히 유기물질로 된 발광층(4)에 수분이 침투하는 것을 방지함과 더불어 외부의 환경으로부터 이들을 보호하는 역할을 한다.

상기 투명기판(1) 면과 접합되는 캐니스터(7)의 접합 계면에는 이들의 접합부분을 통해 수분이 침투하는 것을 방지함과 더불어 상기 캐니스터(7)를 투명기판(1) 상에 접착시키기 위한 접착제로서의 역할을 하는 제 1밀봉재(9)가 구비된다.

여기서, 상기 제 1밀봉재(9)는 종래의 기술에서 전술한 바와 같이 UV경화접합제를 사용하여 구성된다.

그리고, 상기 투명기판(1)과 제 1밀봉재(9) 및 캐니스터(7)의 접합 부분 외측에는 제 2밀봉재(10)가 도포되어, 상기 캐니스터(7) 내부가 내측의 제 1밀봉재(9) 및 외측의 제 2밀봉재(10)에 의해 2중으로 밀봉된 구조를 갖게 된다.

이 때, 상기 제 2밀봉재(10)는 제 1밀봉재(9)가 형성된 후 이 제 1밀봉재(9) 및 캐니스터(7)의 외측부를 따라 형성되므로, 전술한 제 1밀봉재(9)에서와 같은 재료 선택의 제약이 매우 완화된다.

즉, 제 2밀봉재(10)의 형성과정에서 경화시 발생하는 배출가스 및 자외선(UV)이 제 1밀봉재(9)에 의해 차단되므로, 상기 제 2밀봉재(10)는 경화시 가스 배출량에 상관없이 접착성과 기밀성은 더 우수한 재료를 선택하여 구성할 수 있고, UV의 선택적 조사를 위한 별도의 마스크를 필요로 하지 않게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 유기 EL 소자의 주요 구성요소들이 캐니스터의 제 1밀봉재와 제 2밀봉재에 의해 2중으로 밀봉되는 구조를 갖게 되므로 외부로부터의 수분침투가 거의 완전히 방지될 수 있게 된다.

이와 더불어, 상기 제 2밀봉재가 유기 EL 소자의 외측에 형성되므로 경화공정에서 내부로 유입되는 배출가스를 고려치 않아도 되고, 이에 따라 기밀성이 우수하거나 공정이 용이하도록 재료를 선택할 수 있게 된다.

또한, 상기 제 2밀봉재는 투명기판의 절단시 공차를 고려하여 약간 남도록 형성된 가장자리를 따라 형성되므로 밀봉재 도포를 위한 추가의 공간을 필요치 않으며, 발광유효면적(Viewing Area)을 감소시키지 않는 이점을 갖는다.

Claims

투명기판 위에 형성되는 양극(Anode)과, 이 양극 위에 형성되는 정공수송층(HTL)과, 이 정공수송층 위에 형성되는 유기물질의 발광층과, 발광층 위에 형성되는 전자수송층(ETL)과, 이 전자수송층 위에 형성되는 음극(Cathode) 및, 상기 투명기판 위에 장착되어 상기 각 구성요소들을 덮으며 밀폐시키는 캐니스터와, 상기 캐니스터와 투명기판과의 접합 계면 사이에 부착된 제 1밀봉재를 포함하여 구성된 유기 이엘(EL) 소자에 있어서,

상기 투명기판과 제 1밀봉재 및 캐니스터의 접합 부분의 외측을 따라 제 2밀봉재가 도포된 것을 특징으로 하는 유기 이엘(EL) 소자의 밀봉구조.