KR100511797B1 - 유기전계발광소자 보호용 커버플레이트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기전계발광소자의 발광부를 보호하기 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것으로, 평판 유리를 샌드브라스트에 의해 가공하여 흡수제를 배치하기 위한 공간을 만든 다음 샌딩에 의해 형성된 표면손상층을 유리의 열처리 공정에 의해 제거시켜 유기전계발광소자의 장수명화를 도모한 것이다.

Description

유기전계발광소자 보호용 커버플레이트의 제조방법{Fabrication method of cover plates for organic Electro Luminescence devices}

본 발명은 유기전계발광소자(Organic Electroluminescence Device)의 제조방법에 관한 것으로, 특히 유기전계발광소자의 보호를 위해 사용되는 흡습제를 담기위한 커버플레이트(cover plate)의 제조방법에 관한 것이다.

최근 디스플레이 시장은 대형화와 함께 공간 점유가 적고 휴대가 간편한 박형 평판디스플레이에 대한 요구가 증대되고 있는 데 이러한 평판 디스플레이의 대표적인 것으로 현재 양산을 위한 시도가 활발히 이루어지고 있는 것이 유기전계발광소자이다.

유기전계발광소자는 전자주입전극(cathode)과 정공주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 발광부내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 소자로서 100V를 넘는 높은 구동전압을 필요로 하는 무기전계발광소자에 비해 훨씬 낮은 구동전압(5-20V)에서 작동되기 때문에 휴대용 단말기기나 기타 디스플레이의 표시소자로 각광을 받고 있다. 또한 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트(contrast) 등의 뛰어난 특징을 갖고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면광원(surface light source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼우며 색감이 좋기 때문에 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다.

그러나, 유기전계발광소자를 실용화하는 데 있어서 가장 큰 문제점 중의 하나는 수명이 짧다는 것이며 이러한 문제를 야기하는 주요인이 수분이다. 이 때문에 수분을 제거하기 위해 오산화인(P₂O₅)과 같은 흡습제를 커버플레이트에 넣어 발광부와 밀봉을 시키는 공정이 일반적으로 이용된다. 도1은 일반적인 유기전계발광소자의 개략도이며 여기서 106은 커버플레이트이다.

커버플레이트는 스테인레스 박판을 프레스공정에 의해 제조하는 방식이 널리 이용되어 왔으며 도2는 이러한 스테인레스 박판(202)을 금형(201)을 이용한 프레스공정으로 제작하는 개략도로서 여기서 203은 금형으로 프레스작업이 진행 중인 스테인레스 박판이며 204는 이렇게 해서 얻어진 스테인레스제 커버플레이트이다.

그러나 휴대폰에 이용되는 디스플레이와 같이 대면적의 기판상에 한꺼번에 여러 장의 디스플레이소자를 제조하는 경우 밀봉(sealing)에 불량이 생겨날 가능성이 높으며 이는 제품 품질에 중대한 악영향을 미치는 결과를 야기한다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 스테인레스 커버플레이트 대신에 가공된 유리커버플레이트를 사용하여 한번에 여러 장의 유기전계발광소자의 밀봉을 가능하게 한 것으로, 소자의 제조시 양산성을 높이고 신뢰성을 확보하고자 하였다.

본 발명은 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것으로서, 유리재질의 커버플레이트에 제거하지 않을 부위에 샌드레지스트 필름으로 마스크를 형성하는 단계와,

흡습제를 담는 공간이 형성될 때까지 샌드블라스트 가공을 가하는 단계와,

샌드블라스트 가공을 마친 커버플레이트에서 샌드레지스트 필름을 제거하는 단계와,

샌드블라스트 가공에 의해 생겨난 거친 가공 파손층을, 상기 파손층 표면에 존재하는 미세크랙과 미세입자와 미세 모서리 부위들이 융착이 될 때까지 열을 가하는 열처리 단계,

로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 공정에서 열처리 단계는 600-800℃의 온도에서 1시간이상 가열하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 공정에서 열처리 단계는 분당 3℃씩 650℃까지 온도를 올린 뒤, 650℃에서 30분 유지한 뒤 이것을 분당 5℃씩 자연냉각시키는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 상기 커버플레이트의 재질이 소다라임유리인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에서의 유기전계발광소자는 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 유기적층막을 포함하는 적층 구조를 갖는 유기전계발광소자가 흡습제를 함유한 유리로 제조된 커버플레이트로 밀봉된 구조를 지닌다.

일반적으로 커버플레이트는 흡습제를 넣을 수 있는 공간이 형성된 구조물로 전술한 것과 같이 스테인레스로 제조된 것이 널리 이용되어 왔으나 대면적의 기판상에 커버플레이트를 부착시키는 경우 금속의 변형에 의해 밀봉이 어려운 문제점을 지니고 있었다.

한편 본 발명자는 2001년 11월1일에 출원한 특허출원 제2001-0068045호에서, 샌드블라스트에 의해 유리에 흡습제를 넣기 위한 공간을 형성하고 샌드블라스트에 의해 발생된 미세크랙이나 입자를 불산수용액으로 제거하는 방법을 제안한 바 있다. 그러나 불산 수용액을 이용하여 화학적으로 식각하는 경우에는 유독한 불산을 사용해야 하는 문제점이 있었고 또한 샌드블라스트에 의한 스트레스를 효율적으로 제거하기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명에서는 이를 개선하기 위해, 먼저 커버플레이트를 제작하기 위한 유리(301) 상에 샌드블라스트로 제거할 부위만 남기고 제거하지 않을 부위에는 샌드레지스트용 필름으로 마스크(302)를 씌운다(도3의 (a)와 (b)). 다음은 커버플레이트에 샌드블라스트(303)을 가하여 유리에 흡습제를 담을 공간(304)을 형성한다(도3의 (c)). 샌드블라스트 공정이 끝나면 커버플레이트에 씌워진 마스크를 제거한다. 이때 샌드블라스트 가공을 마친 유리표면에는 샌딩에 의해 발생되는 미세 입자 및 파손층(305)이 존재하게 된다(도3의 (d)).

그런데 유리의 미세입자는 온도가 상승됨에 따라 표면에너지를 줄이기 위해 입자가 응집을 할 뿐 만 아니라 모재가 되는 기판 유리에 융착을 하게 된다. 본 발명에서는 이에 착안하여, 샌드블라스트 가공을 마친 유리판에 적절한 가열 열처리를 해준다. 그 결과 유리는 표면 에너지를 줄이기 위해 깨진 입자들이 모체가 되는 유리판에 융착이 되고 뾰족한 부위는 유선형으로 변하게 되며, 또한 미세크랙 부위들은 다시 융착되어 크랙들이 급격히 감소하게 된다(도4의 (a)에서 (b)로의 변환). 이와 같은 변화는 광학현미경 및 전자현미경에 의해 뚜렷이 관찰되며 가공면의 유리는 가공전 상태에 가까운 투명도가 높은 유리로 회복됨을 확인할 수 있다.

결국 샌드블라스트에 의해 생겨난 거친 가공 파손층 표면에 존재하는 미세크랙과 미세입자와 미세 모서리 부위가 효과적으로 제거되는 것이다(도3의 (e)).

열처리의 실시예로서는, 소다라임 유리에 샌드블라스트를 가하여 유기전계발광소자 봉지용 커버플레이트를 만들고 이를 650℃의 온도에서 1시간 가열할 경우 미세 입자들을 제거할 수 있다.

열처리의 또다른 실시예로서는 분당 3℃씩 650℃까지 온도를 올린 뒤, 650℃에서 30분 유지한 뒤 이것을 분당 5℃씩 자연냉각할 경우에도 미세크랙 및 미세입자들을 효과적으로 제거할 수 있다.

열처리 온도 및 시간은 유리의 재질에 따라 다양하게 적용하는 것이 가능하나 소다라임의 경우 600-800℃의 온도에서 1시간 이상을 취하면 충분하다.

그러므로 당 방식을 이용하는 경우 열처리에 의한 스트레스의 제거뿐 만이 아니라 미세 입자로 인한 소자의 오염을 제거하는 것이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 유기 전계발광 소자 보효용 커버플레이트의 제조방법을 이용할 경우 샌드브라스트에 의해 발생되는 잔류스트레스나 불순물의 영향을 줄일 수 있어 패키지 시 불량을 줄일 수 있을 뿐 만 아니라, 대면적화가 가능하여 양산성을 향상시킬 수 있으며 동일한 열팽창계수를 지니는 평탄한 유리를 이용하는 것이 가능하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 지니고 있다. 또한 대면적의 기판상에 여러 개의 유기 전계발광 소자를 제작할 때 효율적으로 흡수제의 밀봉을 시킬 수 있는 효과를 지니고 있다.

도1은 일반적인 유기전계발광소자(유기EL)의 발광부 및 이를 보호하기 위한 커버플레이트의 패키지 구조.

도2는 종래의 스테인레스강재 유기전계발광소자 커버플레이트의 제조 공정.

도3은 본 발명에 의한 유기전계발광소자 커버플레이트의 제조 공정.

도4는 샌드블라스트를 마친 파손면이 가열에 의해 뾰족면과 미세크랙이 융착되는 개념도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 기판 102, 104 : 전극

103 : 유기발광체 105 : 흡습제

106 : 커버플레이트 107 : 접착제

Claims (4)

1. 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법에 있어서, 유리재질의 커버플레이트에 제거하지 않을 부위에 샌드레지스트 필름으로 마스크를 형성하는 단계와,

   흡습제를 담는 공간이 형성될 때까지 샌드블라스트 가공을 가하는 단계와,

   샌드블라스트 가공을 마친 커버플레이트에서 샌드레지스트 필름을 제거하는 단계와,

   샌드블라스트 가공에 의해 생겨난 거친 가공 파손층을, 상기 파손층 표면에 존재하는 미세크랙과 미세입자와 미세 모서리 부위들이 융착이 될 때까지 열을 가하는 열처리 단계,

   로 구성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법.
2. 청구항1에 있어서,

   상기 열처리 단계는 600-800℃의 온도에서 1시간이상 가열하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법.
3. 청구항1에 있어서,

   상기 열처리 단계는 분당 3℃씩 650℃까지 온도를 올린 뒤, 650℃에서 30분 유지한 뒤 이것을 분당 5℃씩 자연냉각시키는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법.
4. 청구항1 또는 청구항2 중 하나에 있어서 상기 커버플레이트의 재질이 소다라임유리인 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 발광부 보호를 위한 커버플레이트의 제조방법.