KR20040102054A - 유기 일렉트로루미네선스 표시패널 - Google Patents
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Abstract
유기 일렉트로루미네선스 표시패널은, 각각이 순차적으로 적층된, 제1 표시전극, 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층, 및 제2 표시전극으로 이루어지는 1이상의 유기 일렉트로루미네선스 소자를 포함한다. 표시패널은, 유기 일렉트로루미네선스 소자를 수반하고 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 함유하는 지지기판을 포함한다. 표시패널은, 적어도 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 지지기판의 사이에, 지지기판의 표면을 피복하는 무기 배리어막을 갖는다. 표시패널은, 수지 재료 함유막 및 수지 재료 함유막의 단면을 봉지하는 봉지영역을 포함한다.
Description
유기EL소자는, 기본적으로는 유기 기능층이 양극과 음극 사이에 협지된 형태이며, 양전극으로부터 주입된 전자와 정공이 재결합시에 형성되는 여기자가 여기 상태로부터 기저 상태로 되돌아 갈 때 빛을 발생시킨다. 예를 들면, 투명 기판상에, 양극의 투명 전극, 유기 기능층, 및 음극의 금속 전극이 순차적으로 적층되어 유기EL소자는 구성되고, 투명 기판측으로부터 발광을 얻는다. 유기 기능층은, 발광층의 단일층, 또는 유기 정공 수송층, 발광층 및 유기 전자 수송층의 3층 구조, 또는 유기 정공 수송층 및 발광층의 2층 구조, 또한 이들의 적절한 층간에 전자 혹은정공의 주입층이나 캐리어 블록층을 삽입한 적층체이다.
유기EL 표시패널로서, 예컨대, 매트릭스 표시 타입의 패널이나, 소정의 발광 패턴을 갖는 패널이 알려져 있다. 또한, 유기EL 표시패널 자체를 가뇨성으로 하고, 그 지지기판에 합성 수지, 플라스틱 막 등의 수지 기판을 사용하는 것이 제안되어 있다.
또한, 복수의 발광색(예컨대, 적, 청, 녹)의 발광 부분을 평면에 배치하는 유기EL 표시패널의 다색화도 제안되어 있다. 다색화 방법으로서는, 특정 발광색마다 유기 재료를 선택하여 유기EL소자를 각각 구성하는 방법에 더해, 유기EL소자를 색변환막상에 부착 또는 형성하고, 유기EL소자로부터의 소정의 색발광을 색변환막이 수광하여 분해 또는 변환하여, 색변환막이 각각 다른 색을 발광시키는 방법이 있다. 색변환막에는, 예컨대 컬러필터나, 색변환층 소위 CCM(COLOR CHANGING METHOD)층이 있다. 색변환층은 소정 기재 표면상에 소정 형광 재료부를 배치하고 그 위에 수지 재료(수지막)를 피복하여 형성된다. 수지막은 오버코팅막으로서 유기EL소자 형성용의 평탄화 및 보호막을 위해 제공되어 있다. 어떠한 색변환막을 구비한 기판(색변환 기판)도, 유기EL소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 함유하지만, 수지 기판으로서 사용될 수 있다.
그러나, 유기EL소자와 색변환 기판의 사이에 있어서는, 제조상 불가피한 열처리에 의해, 형광 재료부나 그 위의 수지막으로부터 수증기, 산소 등의 소위 아웃가스가 발생하고, 이들이 소자 내에 확산하고, 그 결과, 유기EL소자를 열화시킨다. 유기EL소자는, 일반적으로 대기에 노출되면, 수분, 산소 등의 가스, 기타 사용 환경 중에 있는 분자의 영향을 받아 열화되기 쉽고, 특히 유기EL소자의 전극과 유기 기능층의 계면에서는 특성 열화가 현저하여, 발광하지 않는 부분 소위 다크 스폿이 발생하는 문제가 있다.
또한, 유기EL 표시패널에서는, 유기EL소자의 지지기판에 있어서의 수지 재료를 포함하는 층 소위 수지 재료 함유막의 단면의 전부 혹은 일부가 외기와 접촉가능한 구조로 되는 경우가 있다.
그러나, 기판에 제공된 수지 재료를 포함하는 층, 예컨대 색변환 기판, 절연층, 평활화층 등의 단면에서는 외기에 노출되어, 거기에서 수분이나 산소가 침입하여 유기EL소자에 데미지를 입히는 문제가 있다.
본 발명은, 전류의 주입에 의해 발광하는 일렉트로루미네선스를 제공하는 유기 화합물 재료로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 박막(이하, 유기 기능층이라 한다)을 구비한 유기 일렉트로루미네선스 소자(이하, 유기EL소자라 한다)에 관한 것이고, 특히, 기재(base material)가 수지로 구성되거나, 또는 기재는 무기물이지만 그 유기EL소자에 대면하는 표면에 적어도 수지 재료를 함유하는 층이나 막을 구비한 지지기판상에 1이상의 유기EL소자가 형성된 유기 일렉트로루미네선스 표시패널(이하, 유기EL 표시패널이라 한다)에 관한 것이다.
도1은, 본 발명에 따른 실시예의 유기EL소자를 나타내는 개략적인 확대 단면도이다.
도2~8은, 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기EL소자를 나타내는 개략적인 확대 단면도이다.
도9는, 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기EL 표시패널을 나타내는 개략적인 확대 부분의 배면도이다.
도10~14는, 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기EL소자를 나타내는 개략적인 확대 단면도이다.
도15는, 본 발명에 따른 다른 실시예의 유기EL 표시패널을 나타내는 개략적인 확대 부분의 배면도이다.
본 발명은, 수분 등에 의한 발광 특성이 열화되기 어려운 유기EL소자 및 유기EL 표시패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널은, 순차적으로 적층된, 제1 표시전극, 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층, 및 제2 표시전극으로 이루어지는 1이상의 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 수반하고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 함유하는 지지기판으로 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자와 상기 지지기판 사이에, 상기 지지기판의 표면을 피복하는 무기 배리어막을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판은 색변환막을 구비한 색변환 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판에 있어서의 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 무기 배리어막이 상기 색변환막의 단면을 피복하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 무기 배리어막은 질화산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 무기 배리어막은, 질소/산소의 비율이 0.13~2.88인 질화산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 무기 배리어막은 스퍼터링법에 의해 성막된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하고 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지막을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 봉지막은 무기 패시베이션막이고, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 무기 배리어막 및 상기 봉지막에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판의 표면은 수지막을 포함하고, 상기 수지막의 단면이 상기 무기 배리어막으로 피복되고 상기 봉지막이 상기 무기 배리어막에 접하는 영역 내부에 봉입되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판에 고정되고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지관과, 상기 봉지관 내부에 충전되는 불활성 재료를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 봉지관은 그 내벽에 가스 포착제를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 무기 배리어막 및 상기 봉지관에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판의 표면은 수지막을 포함하고, 상기 수지막의 단면은, 상기 무기 배리어막으로 피복되고 상기 봉지관이 상기 무기 배리어막에 접하는 영역 내부에, 봉입되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널은, 순차적으로 적층된, 제1 표시전극, 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층, 및 제2 표시전극으로 이루어지는 1이상의 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 수반하고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 포함하는 수지 재료 함유막과, 상기 수지 재료 함유막을 수반하는 지지기판으로 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 수지 재료 함유막의 단면을 봉지하는 봉지 영역이 제공되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 봉지 영역은, 상기 지지기판에 고정되고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지관과, 상기 봉지관 내부에 충전되는 불활성 재료를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 봉지관은 그 내벽에 가스 포착제를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시 패널에 있어서, 상기 봉지 영역은, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하고 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 봉지막은 무기 패시베이션막이고, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 지지기판 및 상기 봉지막에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판은 수지로 이루어지고, 적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자와 상기 지지기판 사이에, 상기 지지기판의 표면을 피복하는 무기 배리어막을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 지지기판에 있어서의, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시 패널에 있어서, 상기 무기 배리어막은 질화산화막 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 무기 배리어막은 스퍼터링법에 의해 성막된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 유기 일렉트로루미네선스에 있어서, 상기 수지 재료 함유막은, 색변환막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.
도1에 나타낸 바와 같이, 실시예의 유기EL소자는, 예컨대 질화산화 실리콘으로 이루어지는 방습성을 갖는 무기 배리어막(12)으로 피복된 수지막(9)을 구비한 색변환 기판(10)상에 형성된다. 유기EL소자는, 상기 무기 배리어막(12)상에, 제1 표시전극(13)(투명전극의 양극), 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층(14), 및 제2 표시전극(15)(금속전극의 음극)이 순서대로 적층된다. 또한, 유기EL소자는, 색변환기판(10)에 대해 접착제에 의해 고정되고, 기판과 함께 유기EL소자를 봉지하는 가스 포착제(16a)를 내벽에 구비한 가스 불투과성의 봉지관(16)을 구비하고 있다. 봉지관(16) 내부 공간에, 예컨대, 건조 질소(N2) 등의 불활성 재료가 봉입된다.
무기 배리어막의 질화산화 실리콘은, 방습성을 유지하기 위해, 질소/산소의 비율이 0.13~2.88인 것이 바람직하다. 이 이상이면, 막의 잔류 응력이 높아지고, 이하면 유기EL소자의 유기 기능층으로의 수분 등의 침입을 충분히 방지할 수 없게 된다.
예를 들면, 유기EL소자의 각각은, 색변환기판(10)상에 인듐틴옥사이드(ITO)로 이루어지는 투명전극(제1 표시전극)(13)을 증착법 또는 스퍼터링법으로 성막한다. 그 위에, 구리 프탈로시안으로 이루어지는 정공 주입층, TPD(트리페닐아민 유도체)로 이루어지는 정공 수송층, Alq3(알루미늄 킬레이트 착물)로 이루어지는 발광층, Li2O(산화리튬)로 이루어지는 전자 주입층을 순차적으로, 증착하여 유기 기능층(14)을 형성한다. 또한, 이 위에 증착에 의해, Al로 이루어지는 금속전극(제2 표시전극)(15)을 투명전극(13)의 전극 패턴과 대향하도록 성막한다.
무기 배리어막으로 피복된 색변환 기판의 표면은, 적어도 유기EL소자에 접촉하는 표면, 유기EL소자간의 표면, 유기EL소자 주변의 표면, 유기EL소자에 접촉하는 표면의 이면을 포함하는 것이 바람직하다. 수분 등의 유기 기능층으로의 침입을 방지하기 위해서이다.
본 발명에서는, 색변환 기판상에 유기EL소자를 제조할 경우, 소자의 보존성 향상에 불가결한 방습용 배리어막에 질화산화 실리콘막을 사용함으로써, 유기EL소자에 대해서도 충분한 방습성을 갖는 색변환 기판을 얻을 수 있다.
도1에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에서는, 수지막(9)을 구비한 색변환 기판(10)의 상기 수지막면 위에 무기 배리어막(12)이 형성되어 있다.
도2에 나타낸 제2 실시예는, 색변환 기판(10)에 있어서, 유기EL소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막(12a)을 포함하는 것 외에는, 제1 실시예와 같고, 색변환 기판(10)의 양면에 무기 배리어막(12,12a)이 형성되어 있다. 색변환 기판의 양면을 무기 배리어막으로 피복함으로써, 색변환 기판(10)의 휘어짐을 방지할 수 있다.
도3에 나타낸 제3 실시예는, 색변환 기판(10)의 수지막(9)의 단면(9a)이 무기 배리어막(12)으로 피복되고 봉지관(16)으로 둘러싸인 영역 내부에 봉입되어, 외기에 노출되지 않는 구조로 하는 것 외에는, 제1 실시예와 같고, 수지막(9)의 단면(9a)으로부터의 수분 등의 침입이 저지된다.
도4에 나타낸 제4 실시예는, 색변환 기판(10)의 수지막(9)의 단면(9a)이 무기 배리어막(12)으로 피복되고 봉지관(16)으로 둘러싸인 영역 내부에 봉입되어, 외기에 노출되지 않는 구조로 하는 것 외에는, 제2 실시예와 같고, 수지막(9)의 단면(9a)으로부터의 수분 등의 침입이 저지된다.
도5에 나타낸 제5 실시예에서는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 소자 전체에 밀착시켜 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제1 실시예와 같다. 유기EL소자는, 제2 표시전극(15)의 배면으로부터 전체를 피복하는 봉지막(26)을 갖는다. 유기EL소자의 배면으로부터 피복하는 봉지막(26)은 무기 패시베이션막이다. 또한, 수지로 이루어지는 봉지막을 상기 무기 패시베이션막 위에 제공하여 다층화해도 된다. 또한, 수지 봉지막 최표면상에 무기물로 이루어지는 무기 패시베이션막을 재차 제공할 수도 있다. 무기 패시베이션막은 상기 질화산화 실리콘, 질화 실리콘 등의 질화물, 혹은 산화물 또는 탄소 등의 무기물로 이루어진다. 봉지막을 구성하는 수지로서는, 불소계나 실리콘계의 수지, 그 외, 포토레지스트, 폴리이미드 등 합성 수지가 사용된다.
도6에 나타낸 제6 실시예에서는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 소자 전체에 밀착하여 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제2 실시예와 같다.
도7에 나타낸 제7 실시예에서는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 소자 전체에 밀착시켜 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제3 실시예와 같다.
도8에 나타낸 제8 실시예에서는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 소자 전체에 밀착시켜 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제4 실시예와 같다.
본 발명에 사용되는 수지 기판 또는 색변환 기판의 기재는, 가시 영역의 광의 투과율이 50% 이상이고, 평활한 기판인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 유리판, 고분자 화합물 등을 들 수 있다. 유리판으로서는, 특히 소다석회유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납유리, 알루미노실리케이트 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리, 및 석영 등이 있다. 또한, 고분자 화합물로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르 설파이드 및 폴리술폰 등이 있다. 특히, 유리판이 외기를 거의 완전하게 차단할 수 있기 때문에, 제1, 3, 5, 7 실시예에 있어서 바람직하게 사용될 수 있다. 고분자 화합물판에서는 제2, 4, 6, 8 실시예에 있어서 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 색변환 기판은, 1이상의 소정 형광 재료부가 소정 기재 표면상에 평면적으로 분리배치되고, 각 소정 형광 재료부는 유기EL소자의 위치에 대응하여 배치된다. 본 발명에 사용되는 색변환막은 발광 부재의 광을 분해 또는 차폐하여 색조정하는 컬러필터여도 된다. 또한, 색변환 기판에서는, 각 소정 형광 재료부 사이에, 유기EL소자의 발광 및 각 소정 형광 재료부로부터의 광을 차단하여 콘트라스트를 향상시키고, 시야각 의존성을 저감하기 위해, 차광층(블랙 매트릭스)을 배치할 수 있다.
소정 형광 재료부로서는, 예컨대, 형광색소 및 수지, 또는 형광색소만으로 이루어지고, 형광색소 및 수지로 이루어지는 것은 형광색소를 안료수지 또는 바인더 수지 중에 분산시킨 고체이다. 구체적인 형광색소에 대해, 자외선 근방으로부터는 자색 유기EL소자의 발광으로부터 청색발광으로 변환하는 형광색소로서는, 1,4-비스(2-메틸스티릴)벤젠, 트랜스-4,4′-디페닐스틸벤, 및 7-하이드록시-4-메틸쿠마린이 있다.
청색, 청록색 또는 백색 발광부재의 발광으로부터 녹색 발광으로 변환하는 형광색소로서는, 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로-8-트리플루오로메틸퀴놀리지노(9,9H,1-GH)쿠마린, 3-(2′-벤조티아조릴)-7-디에틸아미노쿠마린, 3-(2′-벤지미다조릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린이 있다.
청색~녹색까지의 발광부재의 발광으로부터 오렌지색~적색까지의 발광으로 변환하는 형광색소에 대해서는, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(P-디메틸아미노스티릴)-4H-피란, 및 1-에틸-2-(4-(P-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-피리디늄-퍼클로레이트가 있다.
또한, 이러한 형광색소를 폴리에스테르 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 비닐클로라이드-비닐아세테이트 코폴리머, 알키드 수지, 방향족 술폰아미드 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 및 벤조구아나민 수지 등의 안료 수지 중에 미리 이겨 넣어 안료화한 것이어도 된다.
바인더 수지로서는, 투명한 재료, 예컨대, 폴리메틸-메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐 알콜, 폴리비닐-피롤리돈, 히록시에틸셀룰로스, 및 카르복시메틸셀룰로스가 있다.
도9는 다른 실시예의, 복수의 유기EL소자를 구비한 유기EL 표시패널의 부분확대 배면도이다. 유기EL 표시패널은, 도면에 나타낸 바와 같이, 봉지막(26)으로 전체가 피복되고 색변환기판(10)상에 매트릭스 형태로 배치된 복수의 유기EL소자를 구비하고 있다. 투명전극층을 포함하는 행전극(13)(양극의 제1 표시전극), 유기 기능층, 및 상기 행전극에 교차하는 금속전극층을 포함하는 열전극(15)(제2 표시전극)이 질화산화 실리콘막상에 순차적으로 적층되어 구성되어 있다. 행전극은, 각각이 띠모양으로 형성되는 동시에, 소정의 간극을 두고 서로 평행으로 되도록 배열되어 있으며, 열전극도 마찬가지이다. 이와 같이, 매트릭스 표시타입의 표시패널은, 복수의 행과 열의 전극의 교차점에 형성된 복수의 유기EL소자의 발광 화소로 이루어지는 화상 표시 배열을 갖는다. 제1 표시전극(13)은, 섬 모양의 투명전극을 수평방향으로 전기적으로 접속하는 금속 버스라인으로 구성할 수 있다. 유기EL 표시패널은 색변환기판(10)의 질화산화 실리콘막상의 유기EL소자의 사이에 제공된 복수의 격벽(7)을 구비하고 있다. 제2 표시전극(15) 및 격벽(7)상에는 봉지막(26)이 형성되어 있다. 유기 기능층 재료를 선택하고 적절히 적층하여 각각이 적R, 녹G, 및 청B의 발광부를 구성할 수도 있다.
이 패널의 유기EL소자의 각각은, 색변환기판(10)상에 순차적으로 적층된, 제1 표시전극(13), 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층(14), 및 제2 표시전극(15)으로 이루어진다. 격벽(7)은, 색변환기판으로부터 돌출하도록 유기EL소자의 사이에 제공되어 있다.
또한, 유기EL 표시패널은, 유기EL소자와 같이, 격벽(7)을 배면으로부터 피복하는 봉지막(26)의 일부로서 무기 패시베이션막이나 유기 수지의 봉지막의 다층막을 제공할 수 있다. 이 수지 봉지막 최표면상에 무기물로 이루어지는 무기 패시베이션막을 재차 제공할 수도 있다.
본 발명에 따르면, 수지 재료를 함유하는 지지기판의 수지 표면을 무기 배리어막으로 피복하는 구성으로 했기 때문에, 소자 외부로부터의 산소, 수분, 컬러필터나 색변환기판으로부터의 아웃가스의 침입에 수반하는 소자의 열화를 억제하여, 신뢰성이 높은 유기EL소자 및 유기EL 디스플레이를 제공할 수 있다.
도10은 제10 실시예의 유기EL 표시패널을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 이 유기EL소자는, 유리지지기판(20)상에 형성된 수지 바인더를 포함하는 컬러필터(19)상에 형성되어 있다. 유기EL소자는, 컬러필터(19)상에, 제1 표시전극(13)(투명전극의 양극), 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층(14) 및 제2 표시전극(15)(금속전극의 음극)이 순차적으로 적층된다. 또한, 유기EL소자는, 지지기판(20)에 대해 접착제로 고정되고, 기판과 함께 유기EL소자를 봉지하는 가스 포착제(6a)를 내벽에 구비한 가스 불투과성의 봉지관(16)을 구비하고 있다. 봉지관(16) 내부 공간에, 예컨대, 건조 질소(N2) 등의 불활성 재료가 봉입된다. 이 때, 컬러필터는 유리기판과 봉지관, 불활성 재료 및 그 접합부에 의해 둘러싸인 봉지영역(19b)에 의해 외부로 노출되지 않게 구성된다. 이 봉지영역(19b)에 의해, 컬러필터(19)의 단면(9a)으로부터 수분 등의 소자로의 침입이 저지된다.
예를 들면, 컬러필터상의 유기EL소자의 각각은, 지지기판(20)상에 인듐틴옥사이드(ITO)로 이루어지는 투명전극(제1 표시전극)(13)을 이온 플레이팅법 또는 스퍼터링법으로 성막한다. 그 위에, 구리 프탈로시아닌으로 이루어지는 정공주입층, TPD(트리프닐아민 유도체)로 이루어지는 정공수송층, Alq3(알루미늄 킬레이트 착물)로 이루어지는 발광층, Li2O(산화리튬)으로 이루어지는 전자주입층을 순차적으로, 증착하여 유기 기능층(14)을 형성한다. 또한, 이 위에 증착에 의해, Al로 이루어지는 금속전극(제2 표시전극)(15)을 투명전극(13)의 전극 패턴과 대향하도록 성막한다.
도11에 나타낸 제11 실시예는, 지지기판(20)을 수지제로서 그 유기EL소자측 표면상에, 예컨대 질화산화 실리콘으로 이루어지는 방습성을 갖는 무기 배리어막(12)이 형성되어 있는 것 외에는, 상기 제10 실시예와 같다. 무기 배리어막의 질화산화 실리콘은, 방습성을 유지하기 위해, 질소/산소의 비율이 0.13~2.88인 것이 바람직하다. 이 이상이면, 막의 잔류응력이 높게 되고, 이하이면 유기EL소자의 유기 기능층으로의 수분 등의 침입을 충분히 방지할 수 없게 된다. 무기 배리어막으로 피복된 지지기판(20)의 표면은, 적어도 유기EL소자에 접촉하는 표면, 유기EL소자간의 표면, 유기EL소자 주위의 표면, 유기EL소자에 접촉하는 표면의 이면을 포함하는 것이 바람직하다. 수분 등의 유기 기능층으로의 침입을 방지하기 위해서이다. 또한, 지지기판(20)에 있어서, 유기EL소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막을 구비해도 된다. 지지기판(20)의 양면을 무기 배리어막으로 피복함으로써, 지지기판(20)의 휘어짐을 방지할 수 있다.
도12에 나타낸 제12 실시예는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 유기EL소자 전체에 밀착시켜 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제10 실시예와 같다. 단면(9a) 주위의 봉지막(26)의 봉지영역(19b)에 의해, 컬러필터(19)의 단면(9a)으로부터의 수분 등의 소자로의 침입이 저지된다. 유기EL소자의 배면으로부터 피복하는 봉지막(26)은 무기 패시베이션막이다. 또한, 수지로 이루어지는 봉지막을 상기 무기 패시베이션막상에 제공하여 다층화해도 된다. 또한, 수지 봉지막 최표면상에 무기물로 이루어지는 무기 패시베이션막을 재차 제공할 수도 있다. 무기 패시베이션막은 상기 질화산화 실리콘, 질화 실리콘 등의 질화물, 혹은 산화물이나 탄소 등의 무기물로 이루어진다. 봉지막을 구성하는 수지로서는, 불소계나 실리콘계의 수지, 포토레지스트, 폴리이미드 등의 합성수지가 사용된다.
도13에 나타낸 제13 실시예에서는, 가스 포착제를 갖는 봉지관을, 소자 전체에 밀착하여 포입하는 봉지막(26)으로 교체한 것 외에는, 제11 실시예와 같다.
어느 실시예에 있어서도, 수지 바인더를 포함하는 컬러필터는, 수지 재료를 포함하는 다른 층(색변환층, 절연층, 평활화층 등)이어도 되고, 또는 이들의 적층체이어도 된다. 컬러필터로부터의 아웃가스 침입을 방지하기 위해, 도14에 나타낸 구조가 제안된다. 지지기판(20)상에, 소정 사이즈의 컬러필터(19), 컬러필터 전체를 피복하는 무기 배리어막(12), 컬러필터(19)에 맞춰진 소정 사이즈의 색변환막 CCM, 이들 전체를 피복하는 수지막 OC, 및 제2 무기 배리어막(12a)이 순서대로 형성된다. 제2 무기 배리어막(12a)상에, 이 유기EL소자의 제1 표시전극(13)이 형성된다. 이와 같이, 무기 및 유기의 다층 구조내에 있어서, 색변환막 CCM, 컬러필터(19) 등의 기능 부재를 형성함으로써, 소자로의 아웃가스의 침입을 방지할 수 있다. 본 발명에서는, 봉지제를 제거하고, 소자를 구성하는 수지 재료를 포함하는 모든 층이 외기로 노출되지 않는 구조로 한다.
무기 재료에 비해 현격히 가스 투과도가 높은 유기 재료를 사용한 층 즉 수지 재료 함유막을 봉지 구조 내부에 폐입하고, 외부에 노출시키지 않도록 구성했기 때문에, 외부로부터의 산소, 수증기의 진입에 수반하는 소자의 열화를 최대한 억제할 수 있다. 또한, 유기 봉지제를 사용하지 않은 막봉지 구조의 경우, 가스 보족제를 제거해도 양호한 소자 보존성을 확보할 수 있다.
본 발명에 사용되는 지지기판의 기재는, 가시영역의 광의 투과율이 50%이상이고, 평활한 기판인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 유리판, 고분자 화합물판을 들 수 있다. 유리판으로서는, 특히 소다석회유리, 바륨·스트론튬 함유 유리, 납유리, 알루미노실리케이트 유리, 보로실리케이트 유리, 바륨·보로실리케이트 유리, 및 석영 등이 있다. 또한, 고분자 화합물판으로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르 설파이드, 및 폴리술폰 등이 있다.
도15는, 제14 실시예의, 복수의 유기EL소자를 구비한 유기EL 표시패널의 부분 확대 배면도이다. 유기EL 표시패널은, 도면에 나타낸 바와 같이, 봉지막(26)으로 전체가 피복되고 지지기판(20)상에 매트릭스 형태로 배치된 복수의 유기EL소자를 구비하고 있다. 투명전극층을 포함하는 행전극(13)(양극의 제1 표시전극)과, 유기 기능층과, 상기 행전극에 교차하는 금속전극층을 포함하는 열전극(15)(제2 표시전극)이 질화산화 실리콘막상에 순차적으로 적층되어 구성되어 있다. 행전극은, 각각이 띠모양으로 형성되는 동시에, 소정의 간극을 두고 서로 평행으로 되도록 배열되어 있으며, 열전극도 마찬가지이다. 이와 같이, 매트릭스 표시 타입의 표시패널은, 복수의 행과 열의 전극의 교차점에 형성된 복수의 유기EL소자의 발광 화소로 이루어지는 화상 표시 배열을 갖고 있다. 제1 표시전극(13)은, 섬모양의 투명전극을 수평 방향으로 전기적으로 접속하는 금속 버스라인으로 구성할 수 있다. 유기EL 표시패널은 지지기판(20)의 질화산화 실리콘막상의 유기EL소자의 사이에 제공된 복수의 격벽(7)을 구비하고 있다. 제2 표시전극(15) 및 격벽(7)상에는 봉지막(26)이 형성되어 있다. 유기 기능층 재료를 선택하고 적절히 적층하여 각각이 적R, 녹G 및 청B의 발광부를 구성할 수 있다.
이 패널의 유기EL소자의 각각은, 지지기판(20)상에 순차적으로 적층된, 제1 표시전극(13), 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층(14), 및 제2 표시전극(15)으로 이루어진다. 격벽(7)은, 색변환기판으로부터 돌출하도록 유기EL소자의 사이에 제공되어 있다.
또한, 유기EL 표시패널은, 유기EL소자와 같이, 격벽(7)을 배면으로부터 피복하는 봉지막(26)의 일부로서 무기 패시베이션막이나 유기 수지의 봉지막의 다층막을 제공할 수 있다. 이 수지 봉지막 최표면상에 무기물로 이루어지는 무기 패시베이션막을 재차 제공할 수도 있다.
상기 예에 있어서는, 수분 등의 차단을 행하기 위한 무기 배리어막 제조 방법으로서, 스퍼터링법을 사용했지만, 이에 한하지 않고, 플라즈마 CVD(Chemical Vapor Deposition)법, 진공증착법 등의 기상성장법도 적용가능하다.
본 발명에 따르면, 수지 재료를 함유하는 지지기판의 수지 표면 즉, 수지 재료 함유막의 단면을 주위 외기로부터 차단하는 봉지영역이 제공되었기 때문에, 소자 외부로부터의 산소, 수분 등의 침입에 수반되는 소자의 열화를 억제할 수 있어, 신뢰성 높은 유기EL소자 및 유기EL 디스플레이를 제공할 수 있다.
Claims (24)
- 순차적으로 적층된, 제1 표시전극, 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층, 및 제2 표시전극으로 이루어지는 1이상의 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 수반하고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 함유하는 지지기판으로 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 상기 지지기판의 사이에, 상기 지지기판의 표면을 피복하는 무기 배리어막을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항에 있어서,상기 지지기판은 색변환막을 구비한 색변환기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 또는 제2항에 있어서,상기 지지기판에 있어서의 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 무기 배리어막이 상기 색변환막의 단면을 피복하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 무기 배리어막은 질화산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 무기 배리어막은, 질소/산소의 비율이 0.13~2.88인 질화산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 무기 배리어막은 스퍼터링법에 의해 성막된 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하고 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지막을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제8항에 있어서,상기 봉지막은 무기 패시베이션막이고, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 무기 배리어막 및 상기 봉지막에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제9항에 있어서,상기 지지기판의 표면은 수지막을 포함하고, 상기 수지막의 단면이 상기 무기 배리어막으로 피복되고 상기 봉지막이 상기 무기 배리어막에 접하는 영역 내부에 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 지지기판에 고정되고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지관과, 상기 봉지관 내부에 충전되는 불활성 재료를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제11항에 있어서,상기 봉지관은 그 내벽에 가스 포착제를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제11항 또는 제12항에 있어서,상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 무기 배리어막 및 상기 봉지관에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제11항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 지지기판의 표면은 수지막을 포함하고, 상기 수지막의 단면은, 상기 무기 배리어막으로 피복되고 상기 봉지관이 상기 무기 배리어막에 접하는 영역내부에, 봉입되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 순차적으로 적층된, 제1 표시전극, 유기 화합물로 이루어지는 발광층을 포함하는 1이상의 유기 기능층, 및 제2 표시전극으로 이루어지는 1이상의 유기 일렉트로루미네선스 소자와, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자를 수반하고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 대면하는 측의 표면에 수지 재료를 포함하는 수지 재료 함유막과, 상기 수지 재료 함유막을 수반하는 지지가판으로 이루어지는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널에 있어서, 상기 수지 재료 함유막의 단면을 봉지하는 봉지영역이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제15항에 있어서,상기 봉지영역은, 상기 지지기판에 고정되고 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지관과, 상기 봉지관 내부에 충전되는 불활성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제16항에 있어서,상기 봉지관은 그 내벽에 가스 포착제를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제15항에 있어서,상기 봉지영역은, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하고 전체를 배면으로부터 피복하는 봉지막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제18항에 있어서,상기 봉지막은 무기 패시베이션막이고, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 전체는 상기 지지기판 및 상기 봉지막에 의해 기밀상태로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제15항 내지 제19항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 지지기판은 수지로 이루어지고, 적어도 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자 및 상기 지지기판의 사이에, 상기 지지기판의 표면을 피복하는 무기 배리어막을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제20항에 있어서,상기 지지기판에 있어서의, 상기 유기 일렉트로루미네선스 소자에 접촉하는 표면의 이면을 피복하는 제2 무기 배리어막을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제20항 또는 제21항에 있어서,상기 무기 배리어막은 질화산화 실리콘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제20항 내지 제22항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 무기 배리어막은 스퍼터링법에 의해 성막된 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
- 제15항 내지 제23항 중 어느 하나의 항에 있어서,상기 수지 재료 함유막은, 색변환막을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로루미네선스 표시패널.
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