KR100617174B1 - 유기 ｅｌ 소자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 외부로부터의 수분침투 및 이물 부착이 완전히 억제될 수 있는 구조를 갖도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 투명한 투광성 기판과, 이 투광성 기판의 후면에 형성된 양극용 투명전극과, 이 투명전극 위에 형성된 절연층과, 이 절연층 위에 형성된 금속전극 분리용 격벽과, 상기 투명전극 위에서 절연층이 형성되지 않은 부분 및 상기 격벽 위에 형성된 유기물질의 유기발광층과, 상기 유기발광층 위에 형성된 음극용 금속전극을 포함하여 구성된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 투광성 기판의 후방면 전체를 밀폐시키도록 상기 금속전극 위에 SiO₂를 주성분으로 하는 밀봉용 절연막이 도포된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자를 제공한다.

유기 EL 소자, EL, ELD

Description

유기 ＥＬ 소자{Organic Electro Luminescence Device}

도 1은 종래의 패시브형 유기 EL 소자의 패턴형성을 나타내는 평면도

도 2는 종래의 패시브형 유기 EL 소자의 종단면도

도 3은 종래의 유기 EL 소자에서 발광도트의 수축 원인을 나타내는 도면

도 4는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 종단면도

도 5a 내지 도 5f는 도 4의 유기 EL 소자의 제조과정을 순차적으로 나타낸 도면

*도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명*

1 - 유리기판 2 - 투명전극

3 - 절연층 4 - 격벽

5 - 유기발광층 6 - 금속전극

10 - 밀봉용 절연막

본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 특히 외부로부터의 수분침투성이 거의 완전히 억제될 수 있는 구조를 갖는 유기 EL 소자에 관한 것이다.

최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자중 하나로서 유기 EL 소자가 주목되고 있다.

유기 EL 소자는 전자주입전극(cathode)과 정공주입전극(anode)으로부터 각각 전자와 정공을 유기물질로 된 발광층내로 주입시켜 주입된 전자와 홀이 결합하여 생성된 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광하는 현상을 이용한 소자인데, 3∼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 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.

이와 같은 용도로 사용되는 유기 EL 소자를 제작하는데 있어서 픽셀을 형성하기 위한 방법으로는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 투광성 유리기판(1) 위에 띠(strip) 형태로 된 양극(Anode)용 투명전극(2)과 절연층(3)들을 차례로 사진식각법 (Photolithography)으로 형성한 다음, 역시 마찬가지의 사진식각법으로 역삼각형(overhang) 형태의 음극 분리용 격벽(4)을 형성시킨 후, 상기 투명전극(2)과 격벽(4) 위에 유기물질로 된 유기발광층(5)을 진공증착법으로 입힌다. 여기서, 유기발광층(5)은 정공주입/수송층(hole injetion/transporting layer)와 발광층 및 전자주입/수송층(electron injetion/transporting layer)로 구성된다.

이어서, 쉐도우 마스크(shadow mask)(미도시)를 이용하여 상기 유기발광층(5) 위에 음극(cathode)용의 금속전극(6) 띠들을 진공증착법으로 형성한다.

그리고, 상기와 같이 형성된 구성요소들을 외부로부터 보호하고 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 SUS 재질의 캡(8)이 투광성 유리기판(1)의 후면을 밀폐하도록 설치되며, 상기 캡(8) 내부에는 수분을 흡수하기 위한 게터(7)(getter)가 삽입되어 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 유기 EL 소자는 픽셀 형성단계에서 유기발광층(5)이나 금속전극(6)을 증착할 때 격벽(4)의 역삼각형 형상에 의해 일부 증착되지 않는 부분이 발생하게 되는데, 이 경우 수분흡수제인 게터(7) 물질을 삽입한 후 금속 캡(8)으로 보호막(passivation)을 형성한다 하더라도 도 3에 도시된 바와 같이 증착되지 않는 부분을 통해 외부 또는 내부의 미세한 수분이 침투할 수 있으며, 이로인해 발광도트가 수축되고 수명이 단축되는 심각한 문제가 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 도 3에 도시된 것처럼 유기발광층(5) 위에 형성된 금속전극(6)과 격벽(4) 위에 형성된 금속전극(6) 사이에 이물이 뭍게 되면 도통으로 불량이 발생할 수 있는 문제점도 있었다.

이와 더불어, 상기와 같이 게터(7)를 삽입한 후 얇은 금속 캡(8)으로 보호막을 형성하는 방법은 재료비 상승을 초래하고 복잡한 공정으로 인한 설비투자비를 증대시켜 소자의 생산원가를 상승시키는 문제점도 내포하고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 간단한 구성으로 그 주요 구성요소에 수분 및 이물이 침투하는 것을 최소할 수 있도록 한 유기 EL 소자를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 투명한 투광성 기판과, 이 투광성 기판의 후면 위에 형성된 양극용 투명전극과, 이 투명전극 위에 형성된 절연층과, 이 절연층 위에 형성된 금속전극 분리용 격벽과, 상기 투명전극 위에서 절연층이 형성되지 않은 부분 및 상기 격벽 위에 형성된 유기물질의 유기발광층과, 상기 유기발광층 위에 형성된 음극용 금속전극을 포함하여 구성된 유기 EL 소자에 있어서, 상기 투광성 기판의 후방면 전체를 밀폐시키도록 상기 금속전극 위에 밀봉용 절연막이 도포된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자를 제공한다.

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

도 4는 본 발명에 따른 유기 EL 소자의 구조를 나타내는 종단면도로, 투명한 유리기판(1)의 후면 위에 양극용 투명전극(2)이 형성되고, 이 투명전극(2) 위에는 절연층(3)이 형성되며, 이 절연층(3) 위에는 역삼각형 형상(overhang)의 금속전극 분리용 격벽(4)이 형성되어 있다.

또한, 상기 절연층(3)이 형성되어 있지 않은 투명전극(2) 위와 금속전극 분리용 격벽(4) 위에는 유기물질로 된 유기발광층(5)이 형성되고, 이 유기발광층(5) 위에는 음극용 금속전극(6)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 금속전극(6) 상에는 절연성 재질로 된 밀봉용 절연막(10)이 도포되어, 유리기판(1) 후면 전체를 덮으면서 밀폐시키도록 되어 있다.

따라서, 상기 금속전극(6) 상에 도포된 밀봉용 절연막(10)에 의해 미증착된 부분을 통해 수분 또는 가스가 침투하는 것이 원천적으로 봉쇄되며, 격벽(4) 주변에 이물이 묻는 것도 원천적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 밀봉용 절연막(10)은 이산화규소(SiO₂)를 주성분으로 하는 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 그 두께는 도포조건에 의해 조절이 가능하나 수분침투 방지 및 이물에 의한 금속전극 도통불량을 방지하기 위하여 1 내지 10 마이크로미터(㎛)로 형성해주는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 구성된 유기 EL 소자는 도 5a 내지 도 5f에 도시된 것과 같은 과정을 통해 제작될 수 있다.

(a) 투명한 유리기판(1) 후면 위에 사진식각법에 의해 투명전극(2)을 띠 형태로 형성한다.

(b) 역시 사진식각법에 의해 상기 투명전극(2) 위에 수직 방향으로 띠 형태로 절연층(3)을 형성한다.

(c) 상기 절연층(3) 위에 사진식각법으로 역삼각형 형태의 금속분리용 격벽(4)을 형성한다.

(d) 상기 투명전극(2) 위의 절연층(3)이 형성되지 않은 나머지 부분과 상기 격벽(4) 위에 유기물질로 된 유기발광층(5)을 증착시킨다.

(e) 상기 유기발광층(5) 위에 금속전극(6)을 증착시킨다.

(f) 상기 금속전극(6) 위에 절연성 재질로 된 밀봉용 절연막(10)을 도포시킨다. 이 때, 상기 밀봉용 절연막(10)은 증착법 또는 스프레이(spray)법 등의 다양한 방법을 통해 형성될 수 있으며, 유리기판의 후면 전체를 밀봉하도록 도포되어야 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 유기 EL 소자의 금속전극 전면이 절연막에 의해 완전히 밀봉되므로 유기물질 내로 수분 및 가스가 침투하는 현상이 최소화되고, 격벽 등에 이물이 붙는 것이 거의 완전히 방지될 수 있게 되어, 제품의 수명이 증대되고 신뢰성이 향상된다.

Claims (3)

1. 투명한 투광성 기판과, 이 투광성 기판의 후면에 형성된 양극용 투명전극과, 이 투명전극 위에 형성된 절연층과, 이 절연층 위에 형성된 금속전극 분리용 격벽과, 상기 투명전극 위에서 절연층이 형성되지 않은 부분 및 상기 격벽 위에 형성된 유기물질의 유기발광층과, 상기 유기발광층 위에 형성된 음극용 금속전극을 포함하여 구성된 유기 EL 소자에 있어서,

   상기 투광성 기판의 후방면 전체를 밀폐시키도록 상기 금속전극 위에 밀봉용 절연막이 도포된 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 밀봉용 절연막은 SiO₂를 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 밀봉용 절연막의 두께는 1~10㎛인 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.

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