KR20040039607A

KR20040039607A - 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법

Info

Publication number: KR20040039607A
Application number: KR1020020067735A
Authority: KR
Inventors: 이종우
Original assignee: 주식회사 엘리아테크
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2004-05-12

Abstract

본 발명은 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법에 있어서, 종래의 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지하되, 소자에 연속적으로 박막을 적층함으로써 발생되는 스트레스를 최소한으로 줄이도록 봉지한다.

이를 위해 본 발명은 기판의 상부에 양극 전극 및 절연막, 음극 전극 분리 격벽과 활성층 및 음극 전극을 순차적으로 형성하여 제조된 유기 전계 발광 표시 소자에, 무기박막을 적층하고, 적층한 무기 박막에 접착제를 도포한 후, 별도의 공정을 통해 구비된 봉지막을 접착시켜 유기 전계 발광 표시 소자를 봉지하도록 하고, 상기 봉지막은 필름(film) 상부에는 적어도 하나 이상의 박막이 적층되어 이루어지고, 증착용 고분자를 이용하여 상기 필름과 적층된 박막을 감싸도록 코팅되어 형성된 것을 사용하도록 한다.

Description

유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법{Method for sealing an Organic Electro Luminescence Display Device}

본 발명은 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법에 있어서, 종래의 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지하되, 소자에 연속적으로 박막을 적층함으로써 발생되는 스트레스를 최소한으로 줄이도록 봉지하는 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유기 전계 발광 표시 소자(이하 "유기 EL 소자"로 약칭함)는 낮은 구동 전압, 넓은 시야각, 빠른 응답 속도 등의 장점을 가지고 있어 휴대용 단말기의 표시 장치나 차량 탑재용 표시장치, 휴대용 게임기의 표시장치 등과 같은 고화질의 동영상을 필요로 하는 표시 장치에 널리 사용 중이거나 사용될 추세이다.

도 1은 이러한 일반적인 유기 EL 소자를 도시한 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 일반적인 유기 EL 소자는 먼저 유리(glass)나 필름(film)으로 제작된 기판(10)의 상면에 스퍼터링을 통해 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide)의 양극 전극(11)과 절연막(12)이 순차적으로 형성되며, 형성된 절연막(12)은 발광 픽셀 단위로 패터닝되고, 그 상부에 향후 형성될 음극 전극들을 분리하기 위한 분리 격벽(13)이 수직 방향으로 형성된다.

그리고, 양극 전극(11), 절연막(12), 분리 격벽(13) 각각의 상부에 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층이 순차적으로 적층된 활성층(14)이 형성되고, 활성층(14) 상부에 캐소드인 음극 전극(15)이 형성된다.

이 때, 음극 전극(15)은 일함수가 적은 재료, 예를 들면 알칼리 금속 및 알칼리 토류금속을 기본으로 반응성이 높은 합금계 금속으로 형성되며, 이러한 금속은 산소나 수분에 의해 쉽게 산화되어 이로 인해 소자의 특성을 악화시키거나 소자의 수명을 단축시키며, 활성층(14)에 사용되는 유기 화합물 역시 산소와 수분에 열화되기 쉽다.

그래서, 이러한 산소와 수분으로부터 보호하기 위하여 유리나 SUS 캔 등을 이용해 봉지시키게 되는데, 이 봉지 방법은 음극 전극 상부를 유리 또는 SUS 캔의 캡슐(Encapsulation)과 같은 보호막(16)으로 감싸고, 보호막(16)과 양극 전극(11) 사이에 밀봉재(sealant)(17)를 빈틈없이 개재하여 그 보호막(16)을 양극 전극(11)과 접착시키며, 캡슐 내부에는 질소 또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 일정한 압력으로 충진시키는 것이다.

하지만 이러한 봉지방법은, 유리나 서스 캔과 같은 캡슐을 사용하기 때문에 산소와 수분에 대해 우수한 차폐 효과를 가진다는 장점은 있으나, 이로 인해 소자의 두께가 두꺼워지고 이러한 소자를 이용해 표시 장치를 제조할 경우, 그 표시 장치의 무게가 무거워져 휴대하기가 불편하다는 단점이 있다.

그리고, 밀봉재가 개재된 캡슐과 양극 전극의 접착 부위엔 수분이나 산소를 차단시키는 효과(Shield effect)가 충분치 않아 장시간 방치시 또는 고온 고습환경 하에서는 다크 스팟(dark spot)의 경시적 증대로 인해 패널의 발광 특성을 악화시키거나 그 수명을 단축시키는 문제점이 있으며, 상기 유리나 서스 캔(sus can)을 이용한 봉지 방법외에 박막(layer)형태로 소자를 봉지하는 방법을 사용한다 하더라도, 그 박막을 연속적으로 증착할 경우 박막 하부에 위치한 소자에 스트레스를 유발시킬 수 있는 문제점이 발생되게 된다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 본 발명은 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법에 있어서, 종래의 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지하되, 연속적으로 박막을 적층함으로써 발생되는 스트레스를 최소한으로 줄이도록 봉지하는 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 기판의 상부에 양극 전극 및 절연막, 분리 격벽과 활성층 및 음극 전극을 순차적으로 형성하여 제조된 유기 전계 발광 표시 소자에, 무기박막을 적층하고, 적층한 무기 박막에 접착제를 도포하여 별도의 공정을 통해 구비된 봉지막을 접착시켜 유기 전계 발광 표시 소자를 봉지하도록 하고, 상기 봉지막은 필름(film) 상부에 적어도 하나 이상의 박막이 적층되어 이루어지고, 증착용 고분자를 이용하여 상기 필름과 적층된 박막을 감싸도록 코팅하여 형성된 것을 사용하도록 한다.

도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법을 설명하기 위한 도면이고,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명인 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법을 도시한 공정 순서도이고,

도 3은 본 발명인 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법에 사용되는 봉지막을 예로 들어 도시한 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20 : 기판 21 : 양극 전극

22 : 절연막 23 : 분리 격벽

24 : 활성층 25 : 음극 전극

26 : 무기 박막 27 : 고분자 수지 박막

28 : 봉지막

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(20) 상부에 금속의 양극 전극(21)을 형성하며, 양극 전극 상부에 포토 레지스트를 도포하고 마스크 패턴으로 패터닝시켜 발광 픽셀 단위로 콘택트 홀이 형성된 절연막(22)을 형성한다.

이 때, 상기 기판(20)은 글래스나 쿼츠 유리 또는 투명 플라스틱 수지 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 양극 전극(21)은 일 함수가 큰 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐동, 주석, 산화아연, 금, 백금, 팔라듐 중에서 선택된 어느 하나를 사용하거나 2종이상을 조합하여 사용한다.

또한, 그 양극 전극(21)의 두께는 100 옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.

이어, 상기 절연막(22) 상부에 향후에 형성될 음극 전극을 분리하기 위한 분리 격벽(23)을 수직 방향으로 패터닝하여 형성하고, 양극 전극(21)과 절연막(22) 및 분리 격벽 각각의 상부에, 전자 주입층, 전자 수송층, 발광층, 및 정공 수송층, 정공 주입층을 순차적으로 적층시킨 활성층(24)과 캐소드인 음극 전극(25)을 순차적으로 형성한다.

이 때, 상기 음극 전극(25)은 일 함수가 작은 금속, 합금, 전기전도성 화합물 또는 그 혼합물을 사용하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 알루미늄, 인듐, 리튬, 나트륨 중에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상을 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 음극전극(25)의 두께는 100옹스트롬 ~ 10, 000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 특히 100옹스트롬 ~ 2,000옹스트롬 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.

한편, 음극 전극(25)이 형성되고 나면, 외부의 물리적인 충격으로부터 보호하고 산소와 수분 등의 침투를 방지하기 위해, 상기 음극 전극(25) 상부에 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD)을 통해 플라즈마상에서 패시베이션의 기능을 수행하는 무기 박막(26)을 형성한다(도 2b).

상기 무기 박막(26)은 수분이나 산소를 차단하는 데 사용되는 무기물은 SiO, SiO₂, SiN_x, SiN_xO_y와 같은 재질을 사용하되, 그 두께는 0.2 ~ 0.5㎛로 하는 것이 바람직하다.

다음, 유기 EL 소자 상부에 무기 박막(26)이 적층되면, 상기 유기 EL 소자에 침투하는 수분이나 산소의 차폐 효과를 더욱 증대시키고자 별도의 공정을 통해 구비된 봉지막과의 접착을 위해, 상기 적층된 무기 박막에 접착제인 고분자 수지 박막을 코팅시킨다.

이 때, 상기 고분자 수지는 접착될 봉지막에 따라 그 종류를 달리 하는데, 그 중에서 에폭시와 같은 광 경화성 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 우레탄 아크릴레이트(Urethane Acrylate)를 사용하되, 두께는 100㎛ ~ 5000㎛로 하는 것이 가장 바람직하다.

그 다음, 상기 적층된 무기 박막(26) 상부에 소정의 두께로 고분자 수지 박막이 코팅되면, 코팅된 고분자 수지 박막에 별도의 공정을 통해 구비된 봉지막을 접착시키는데(도 2c), 이 때, 상기 봉지막은 금속 박막과 무기 박막을 조합한 다층막인 것이 바람직한데, 도 3은 이러한 봉지막의 바람직한 양태가 도시된 도면이다.

상기 도 3에 도시된 바와 같이, 봉지막은 필름(flim)(28A) 상부에 적어도 하나 이상의 박막(28B)이 적층되고, 고분자 수지로 상기 필름과 적층된 박막을 감싸도록 코팅(28C)되어 형성되는데, 상기 적층되는 박막(28B)은 무기 박막 또는 금속 박막 중에서 선택된 어느 하나이거나, 또는 두 개의 조합으로 이루어지는데, 여기서는 두 개의 조합으로, 즉 필름(28A) 상부에 무기 박막과 금속 박막이 소정의 횟수만큼 교대로 적층되어 이루어지고, 상기 적층 순서는 다양한 변형이 가능하며, 고분자 수지(28C)는 상기 적층된 박막(28B)과 필름(28A)을 감싸도록 그 외주면에 코팅되어 있다.

그리고, 상기 무기 박막은 SiO, SiO₂, SiN_x, SiN_xO_y등의 무기물을 사용하고, 이를 플라즈마 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ; PECVD)등을 통해 플라즈마상에서 증착하고 성막하는데, 성막할 두께는 가능한 얇을수록 바람직하며, 0.2㎛ 내지 0.5㎛ 범위가 가장 바람직하다.

또한, 상기 금속 박막은 스퍼터링(sputtering) 기법 등을 통해 형성하며, 재질로는 투습 효과가 낮은 금속 예컨대, Al이나 IZO 또는 산화금속인 Al₂O₃등을 사용하되, 그 박막의 두께는 0.2㎛ 내지 0.5㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 적층된 박막과 필름을 감싸도록 코딩된 고분자 수지는 광 경화성 접착용 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 특히, 100㎛ ~ 500㎛의 두께의 페릴렌(Parylene)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법은, 종래의 서스 캔(sus can)을 이용하는 대신 패시베이션 기능을 수행하는 단일막 또는 다층막의 박막 형태로 소자를 봉지함으로써 패널 단가를 낮출수 있을 뿐만 아니라, 패널의 크기 변화에 따라 새도우 마스크만 새로 제작하면 되기 때문에 소자 제조 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 또한 박막 형태로 소자를 봉지할 경우, 즉 소자에 연속적으로 박막을 적층하여 봉지할 경우에 발생되는 스트레스를 최소한으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims

기판의 상부에 양극 전극 및 절연막, 분리 격벽과 활성층 및 음극 전극을 순차적으로 형성하는 제 1 단계;

상기 제 1 단계에서 형성한 음극 전극 상부에 무기박막을 적층하는 제 2 단계;

상기 제 2 단계에서 적층한 무기 박막에 접착제를 도포하여 별도로 구비된 봉지막을 접착시켜 유기 전계 발광 표시 소자를 봉지하는 제 3 단계로 이루어지는, 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 봉지막은;

필름(film) 상부에 적어도 하나 이상의 박막이 적층되어 이루어지고, 상기 필름과 적층된 박막을 증착용 고분자로 감싸도록 코팅하여 형성된 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 증착용 고분자는;

페릴렌(Parylene)인 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 필름 상부에 적층된 박막은;

무기 박막 또는 금속 박막 중에서 선택된 어느 하나이거나, 두 개의 조합으로 이루어지는 다층막을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 무기 박막은;

SiO, SiO₂, SiN_x, SiN_xO_y중에서 어느 하나를 사용해 형성된 것이고,

상기 금속 박막은;

Al, Al₂O₃, IZO 중에서 어느 하나를 사용해 형성된 것을 특징으로 하는, 유기 전계 발광 표시 소자의 봉지 방법.