KR20030044659A - Organic Light Emitting Diodes - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 EL 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기 EL 소자의 봉지를 위해 봉지캔의 실(seal) 라인에 홈을 형성하고, 그 홈에 접착제를 채움으로써 기판과 봉지 캔의 접착특성을 개선시킨 유기 EL 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an organic EL device, and more particularly, to form a groove in a seal line of a sealing can for encapsulating the organic EL device, and to fill the groove with an adhesive to improve adhesion characteristics between the substrate and the sealing can. It is related with the improved organic electroluminescent element.
유기 EL 소자(Organic Light Emitting Diodes; OLED)는 1960년대에 연구가 시작되어, 1987년 미국의 Eastmann Kodak사가 고휘도화에 관한 논문을 발표한 이후 디스플레이로서 본격적으로 검토되기 시작했다. 이어, 1993년 일본에서 RGB 3색을 동시에 반사시켜 자연광에 가까운 백색광을 나타내는데 성공함으로써 놀라운 진보를 이룩했다. 고휘도, 저소비전력, 소자의 장수명화가 실현되어 유기 EL 소자는 액정을 대신하는 차세대 평판디스플레이로서 크게 기대받고 있는 실정이다.Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) began research in the 1960s and began to be reviewed in earnest as a display after Eastmann Kodak, USA, published a paper on high brightness in 1987. Subsequently, in 1993, Japan made remarkable progress by successfully reflecting three colors of RGB simultaneously and displaying white light close to natural light. High brightness, low power consumption, and long lifetime of devices are realized, and organic EL devices are expected to be greatly expected as next-generation flat panel displays replacing liquid crystals.
유기 EL 소자는 휴대전화와 카스테레오 등의 도트 매트릭스 디스플레이 적용에도 적합하며, PC 나 TV에서의 동화상 표시도 유기 EL 소자가 LCD보다 뛰어난 것으로 평가받고 있다.Organic EL devices are also suitable for application to dot matrix displays such as mobile phones and car stereos, and moving image displays on PCs and TVs are also evaluated to be superior to LCDs.
현재, 상기 유기 EL 소자의 기판으로는 유리 뿐만 아니라 폴리머 필름(플라스틱)을 사용하는 연구가 진행되고 있으며, 현재의 유기기판에서도 유기 EL 소자는 2mm 정도의 두께를 실현하고 있는데, 플라스틱을 사용하면 필름상태의 초박형 디스플레이의 구현이 가능해진다. 이러한 유기 EL 소자는 전력소모가 적고, 크기 및 무게 측면에서 휴대가 용이하며 대형화면화가 가능하기 때문에 차세대 평판표시기로 주목받고 있다.Currently, research is being conducted using not only glass but also a polymer film (plastic) as the substrate of the organic EL device, and in the current organic substrate, the organic EL device realizes a thickness of about 2 mm. The implementation of ultra-thin displays of states becomes possible. Such an organic EL device is attracting attention as a next-generation flat panel display because of its low power consumption, easy portability in terms of size and weight, and large screen size.
한편, 강한 형광을 발광하는 전계발광 현상을 이용한 전계발광소자도 이들 중 하나로 ZnS, Mn 등의 무기 형광체를 발광 중심으로 사용하는 무기 전계발광 소자와 유기물 또는 유기물을 고분자 메트릭스에 분산시켜 제작하는 유기전계발광소자가 있다. 상기 무기전계 발광소자는 수집 볼트의 높은 전기장에서만 작동 가능하며, 또한 다양한 색상을 얻기 어렵기 때문에 천연색 표시에는 부적합한 반면, 유기전계발광소자는 청색에서 자색까지의 거의 모든 색이 발광하며 발광휘도 면에서도 다른 소자와 비교해 손색이 없으며, 저전압, 저소비전력, 시야각 문제 등을 해결할 수 있는 소자로 적합하다.On the other hand, an electroluminescent device using an electroluminescent phenomenon that emits a strong fluorescence is one of them, an inorganic electroluminescent device using an inorganic phosphor such as ZnS, Mn as the emission center and an organic field produced by dispersing an organic material or an organic material in a polymer matrix There is a light emitting element. The inorganic EL device is only suitable for the high electric field of the collection bolt and is difficult to obtain various colors. Therefore, the organic EL device emits almost all colors from blue to purple and emits light. Compared with other devices, it is suitable for low voltage, low power consumption, viewing angle and other problems.
이러한 유기 EL 소자는 수분과 산소에 의해 열화되는데, 이를 방지하기 위한 방법으로 SiO2, MGF2, In2O3등과 같은 금속 화합물을 패시베이션(passivation)으로 적용하기도 하고, 고분자 필름이나 SUS 박막 등을 인캡슐레이션 (encapsulation)으로 사용하기도 한다. 그러나, 이러한 방법은 아직 연구단계에 있고, 실제로는 질소 분위기에서 자외선(UV) 경화 접착제를 사용하여 소자를 봉지하는 방법을 사용하는데, 상술되어진 방식에 의해 제작된 유기 EL 소자의 단면도는 도 1과 같다.The organic EL device is degraded by moisture and oxygen. In order to prevent this, a metal compound such as SiO 2 , MGF 2 , In 2 O 3, etc. may be applied by passivation, and a polymer film or a SUS thin film may be used. Sometimes used as encapsulation. However, this method is still in the research stage, and in practice, a method of encapsulating the device using an ultraviolet (UV) curing adhesive in a nitrogen atmosphere is used. The cross-sectional view of the organic EL device manufactured by the above-described method is shown in FIG. same.
도 1에 의하면, OLED 봉지시 소자 내부의 유기EL층에서 발생하는 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 영향을 감소시키 위한 건조제(12)를 패널 내부에 장착한 봉지캔(13)을 사용하는데, 상기 봉지캔(13)은 평면적으로 사각 형상을 가지고 각변의 단부에는 일방향으로 소정 높이로 돌출된 연장부가 형성된다.According to FIG. 1, an encapsulation can 13 equipped with a desiccant 12 inside the panel for reducing the influence of the gas generated in the organic EL layer inside the device and moisture and oxygen from the outside during encapsulation of the OLED is used. The sealing can 13 has a planar rectangular shape and an extension part protruding at a predetermined height in one direction is formed at an end of each side.
상기 연장부의 단면에 일정 폭의 실라인이 형성되도록 접착제(14)를 도포하여, 봉지캔(13)을 유기발광층(11)이 증착된 기판(10)에 합착시켜 외부로부터의 수분과 산소의 침투를 차단시키는데, 상기 봉지캔(13)과 기판(10) 사이에는 이격된 일정 공간(15)이 형성된다.The adhesive 14 is applied to form a seal line having a predetermined width in the cross section of the extension part, and the sealing can 13 is bonded to the substrate 10 on which the organic light emitting layer 11 is deposited to infiltrate moisture and oxygen from the outside. In order to block the space between the encapsulation can 13 and the substrate 10, a predetermined space 15 is formed.
상술한 종래의 구성에서, 유기 EL 소자의 수명을 연장시키 위해서는 수분과 산소에 의한 소자의 열화를 방지하여야 한다. 이를 위해 불활성 가스 분위기에서 접착제로 봉지하는 방법을 사용하고 있지만, 이런 경우에는 첫째 접착제의 실(seal) 라인 폭을 실(seal)부에 정확히 맞춰야 한다는 것과, 둘째로 봉지캔과 유기발광소자가 증착된 기판의 합착시 잔류된 가스에 의해 접착제가 손상되지 않도록 하기 위해서는 상기 봉지캔과 기판의 완전한 합착전에 내부 가스잔압을 최소화해야 한다는 문제점이 있다.In the above-described conventional configuration, in order to extend the life of the organic EL element, it is necessary to prevent deterioration of the element by moisture and oxygen. For this purpose, the method of encapsulating with adhesive in an inert gas atmosphere is used, but in this case, the seal line width of the adhesive must be exactly matched to the seal, and secondly, the can and the organic light emitting element are deposited. In order to prevent the adhesive from being damaged by the remaining gas when the substrate is bonded, there is a problem in that the internal gas residual pressure must be minimized before the sealing can and the substrate are completely bonded.
상술되어진 첫번째 문제점은 봉지캔에 접착체를 도포한 후 기판과 합착할 때 접착제가 퍼지면서 전극 라인 및 액티브 영역까지 번지기 때문에, 실폭을 줄이고 액티브 영역을 늘리기 위해 요구되는 것이며, 두번째 문제점은 패널이 대형화되면서 봉지내부공간이 커짐으로써 초래되는 것이다. 구체적으로, 현재 접착제는 500um 이하의 높이로 봉지캔의 외관부 저면에 패쇄 라인(closed line)으로 도포하게 되는데, 봉지캔과 유기EL기판의 합착후 실라인 장벽에 갇힌 내부 가스가 패널 내부에서 동작중 패널온도상승과 함께 접착부에 압력(stress)을 주게 되어 봉지특성을 급격히 감소시킬 수 있을 뿐 아니라 봉지내부공간이 커짐으로써 외부 수분과 산소에 의한 침투 방어를 강화시켜야 한다는 문제점을 야기시킨다.The first problem described above is required to reduce the actual width and increase the active area since the adhesive spreads to the electrode line and the active area when the adhesive is applied to the bag can and then bonded to the substrate, and the second problem is that the panel is enlarged in size. This is caused by the increase in the inner space of the bag. Specifically, the adhesive is currently applied as a closed line on the bottom of the outer surface of the can with a height of 500 μm or less, and the inner gas trapped in the seal line barrier after the sealing can and the organic EL substrate are bonded is operated inside the panel. In addition to the increase of the panel temperature, pressure is applied to the adhesive part, which not only reduces the sealing property drastically, but also causes the problem of increasing the penetration protection by external moisture and oxygen by increasing the inner space of the bag.
따라서, 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로,봉지캔에서 기판과 접촉되는 면에 구성되는 실(seal)부에 일정한 라인의 홈을 형성하여, 그 홈 내부에 접착제를 투하여 봉지캔과 기판을 합착시킴으로서, 실폭을 정확하게 조절하고, 접착제가 내구 가스에 노출되는 것을 차단하여 봉지특성의 저하를 방지하는 유기 EL 소자를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by forming a groove of a certain line in the seal portion formed on the surface in contact with the substrate in the sealing can, by putting an adhesive inside the groove It is an object of the present invention to provide an organic EL device in which the sealing can and the substrate are bonded together to precisely control the seal width and to prevent the adhesive from being exposed to the durable gas, thereby preventing the deterioration of the sealing property.
도 1은 종래 유기 EL 소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional organic EL device.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 소자의 단면도.2 is a cross-sectional view of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 EL 소자의 단면도.3 is a cross-sectional view of an organic EL device according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 소자의 동작원리를 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining the principle of operation of the organic EL device according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10,20,30 : 기판11,21,31 : 유기발광층10,20,30: substrate 11, 21, 31: organic light emitting layer
12,22,32 : 건조제(dessicant)13,23,33 : 봉지캔12,22,32: desiccant 13,23,33: bag can
14,24,34 : 접착제 41 : 애노드 전극14,24,34: adhesive 41: anode electrode
42 : 전공주입층43 : 정공수송층42: major injection layer 43: hole transport layer
44 : 발광층45 : 전자수송층44: light emitting layer 45: electron transport layer
46 : 전자주입층47 : 캐소드 전극46: electron injection layer 47: cathode electrode
48 : 정공49 : 전자48: hole 49: electron
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 애노드 전극과 캐소드 전극을 포함하는 유기발광층이 증착된 기판과, 상기 유기발광측의 봉지를 위해 기판과 합착되면서 내부에 건조제가 장착된 봉지캔을 구비하는 유기 EL 소자에 있어서,In order to achieve the above object, a substrate on which an organic light emitting layer including an anode electrode and a cathode electrode according to a preferred embodiment of the present invention is deposited, and an organic light emitting side is bonded to a substrate for encapsulation of the organic light emitting side, and an encapsulant is mounted therein. In an organic EL device having a can,
상기 봉지캔은 평면적으로 사각형상을 가지고 각변의 단부에는 일방향으로 소정 높이 돌출된 연장부가 형성되고, 그 연장부의 단면은 상기 기판과 접착되며,The bag can has a rectangular shape in plan view, and an extension portion protruding a predetermined height in one direction is formed at an end of each side, and an end portion of the extension portion is bonded to the substrate.
상기 연장부의 단면에는 접착제를 채우기 위한 홈이 형성됨을 특징으로 한다.The cross section of the extension is characterized in that a groove for filling the adhesive is formed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.
도 2와 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유기 EL 소자의 단면도이다.2 and 3 are cross-sectional views of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
도 2에 의하면, 유기 EL 소자의 봉지 캔(23)의 각면의 단부에 소정 높이로 돌출되어 형성된 연장부의 단면은 기판(20)과 접착되는 접착면(26)이 되는데, 연장부는 기판(20)과 봉지캔(23)을 합착시켰을 때 소정 공간을 확보할 수 있도록 일정 높이를 갖는다.According to FIG. 2, the end surface of the extension part which protrudes by the predetermined height in the edge part of each surface of the sealing can 23 of an organic electroluminescent element becomes the adhesive surface 26 which adhere | attaches with the board | substrate 20, and the extension part is the board | substrate 20 And when the sealing can 23 is bonded to have a predetermined height to ensure a predetermined space.
접착면(26)의 중앙부에는 일정 깊이의 사각홈(25)이 형성되어, 그사각홈(25)에 접착제(24)를 채움으로써 봉지캔(23)과 기판(20)을 합착시킨다.A square groove 25 having a predetermined depth is formed in the center portion of the adhesive surface 26, and the sealing can 23 and the substrate 20 are bonded to each other by filling the adhesive groove 24 in the square groove 25.
그리고, 봉지캔(23)에서 연장부가 형성된 면을 제외한 중앙부에는 그 중앙부 전면에 건조제(22)를 장착하여 유기발광층(21)에서의 가스 및 외부로부터의 수분과 산소의 제거를 효과적으로 행한다.The desiccant 22 is attached to the entire surface of the central portion of the sealing can 23 except for the surface on which the extension is formed, so that the organic light emitting layer 21 effectively removes gas and moisture and oxygen from the outside.
여기서, 기판(20)은 유리로 구성되거나 구부러질 수 있는 재료인 플라스틱 또는 필름으로 구성될 수 있다.Here, the substrate 20 may be made of plastic or film, which is made of glass or a material that can be bent.
도 3에 의하면, 봉지캔(33)의 각면의 단부에 일방향으로 형성된 연장부의 단면에 해당하는 접착면(36)에 일정 깊이의 사각홈(35)을 복수개 형성하여, 그 사각홈(35)에 접착제(34)를 삽입시켜 상기 봉지캔(33)과 기판(30)을 합착시킬 수 있도록 한다.According to FIG. 3, a plurality of square grooves 35 having a predetermined depth are formed on the adhesive surface 36 corresponding to the end surface of the extension portion formed in one direction at the end of each surface of the sealing can 33, and in the square groove 35. An adhesive 34 may be inserted to bond the encapsulation can 33 to the substrate 30.
본 발명에서는 상기 봉지캔(23,33)의 접착면(26,36)에 형성되는 홈의 형태를 사각형으로 예시하였지만, 반원형 또는 삼각형 등으로 그 변형이 기능하다.In the present invention, the shape of the grooves formed on the adhesive surfaces 26 and 36 of the bag cans 23 and 33 is illustrated as a quadrangle, but the deformation functions as a semicircle or a triangle.
상술되어진 구조에 의해, 접착제를 사각홈(25,35)에 삽입하여 실라인을 형성되며, 이러한 실라인은 봉지캔(23,33)에 의해 도포영역이 정확하게 구분되어지며, 상기 봉지캔(23,33)과 기판(20,30)의 합착시에도 상기 사각홈(25,35)에 삽입되어진 접착제(24,34)가 상기 유기발광층(21,31)으로부터 발생하는 가스에 노출되지 않아서, 접착제(24,34)가 상기 유기발광층(21,31)으로부터 발생하는 가스에 노출됨으로 인해 봉지특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.By the above-described structure, the adhesive is inserted into the square grooves 25 and 35 to form a seal line, and the seal line is precisely divided by the sealing cans 23 and 33, and the sealing can 23 The adhesives 24 and 34 inserted into the rectangular grooves 25 and 35 are not exposed to the gas generated from the organic light emitting layers 21 and 31 even when the 33 and the substrates 20 and 30 are bonded together. Since the 24 and 34 are exposed to the gas generated from the organic light emitting layers 21 and 31, the sealing property may be prevented from being lowered.
도 2 내지 도 3에 의해 제작된 유기EL소자의 동작은 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.The operation of the organic EL device manufactured by FIGS. 2 to 3 will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 4는 도 2와 도 3에서 기판(20,30)에 증착된 유기발광층(21,31)에서의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a diagram for describing an operation of the organic light emitting layers 21 and 31 deposited on the substrates 20 and 30 in FIGS. 2 and 3.
도 4에 의하면, 유기 EL 소자에서는 외부에서 전자와 정공이 주입되고 이들 사이의 재결합 에너지가 발광중심을 여기시키는 직류동작 메커니즘을 가지는데, 이러한 여기과정을 단계별로 살펴보면, 애노드 전극(41)에서 정공(48)은 정공주입층(42), 정공수송층(43)을 통해 발광층(44)으로 주입되고, 캐소드 전극(47)에서는 전자(49)가 전자주입층(46), 전자수송층(45)을 통해 주입되어 재결합된 후 여기자를 생성하고, 이 여기자의 이동 및 확산이 진행되어 발광이 일어난다.According to FIG. 4, in the organic EL device, electrons and holes are injected from the outside, and recombination energy therebetween has a direct current operation mechanism to excite the emission center. Referring to this excitation process step by step, holes in the anode electrode 41 are shown. 48 is injected into the light emitting layer 44 through the hole injection layer 42 and the hole transport layer 43, and electrons 49 form the electron injection layer 46 and the electron transport layer 45 at the cathode electrode 47. It is injected through and recombined to generate excitons, and the excitation and movement of the excitons proceed to emit light.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 유기 EL 소자의 패널 봉지시 유기발광층이 증착된 기판에 봉지캔을 합착하기 위해 사용되는 접착제를 외부로 노출시키지 않고 봉지캔이 기판과 접촉되는 접촉면에 홈을 형성하여 그 홈에 접착제를 삽입시켜 상기 봉지캔과 기판을 합착시킬 수 있게 함으로서, 기판에 형성되는 실(seal)부에서의 접착영역을 최소화하여 액티브 영역을 늘릴 수 있고, 유기 EL 기판과 합착시 내부 가스잔압에 의한 압력(stress)를 최소화하여 내부 가스가 패널 내부에서 동작중 패널 온도상승과 함께 접착제에 의해 발생할 수 있는 봉지특성 저하를 방지하여 소자의 수명을 연장시킬 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention as described above, when encapsulating the panel of the organic EL device, a groove is formed in the contact surface where the can is in contact with the substrate without exposing the adhesive used to bond the can to the substrate on which the organic light emitting layer is deposited. By inserting an adhesive into the groove to bond the sealing can and the substrate, it is possible to increase the active area by minimizing the adhesive area in the seal portion formed on the substrate, the interior when bonding with the organic EL substrate By minimizing the stress caused by the residual gas pressure, the internal gas is prevented from deteriorating the encapsulation property which may be caused by the adhesive together with the increase of the panel temperature during operation in the panel, thereby extending the life of the device.
한편, 본 발명은 상술한 실시예로만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 이러한 수정 및 변경 등은 이하의 특허 청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.On the other hand, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention, such modifications and changes should be regarded as belonging to the following claims. will be.
Claims (8)
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