KR20050005085A - 유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패드 전극 상단에 무기 절연막을 추가적으로 형성하여 실링제와 기판의 접착력을 향상시킨 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기 전계발광소자 및 그의 제조 방법{Organic electroluminescence device and fabricating method thereof}

본 발명은 유기 전계발광소자(organic electroluminescence device : OELD, 이하, "유기 EL 소자"라 칭함) 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패드 전극 상단에 무기 절연막을 추가적으로 형성하여 실링제와 기판의 접착력을 향상시킨 유기 전계발광소자 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

유기 전계 발광은 유기물(저분자 또는 고분자) 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자(electron)와 정공(hole)이 재결합하여 여기자(exition)를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상이다.

이러한 현상을 이용한 유기 전계 발광 소자는 하기와 같은 기본적인 구조를 갖고 있다. 유기 EL 소자의 기본적인 구성은, 투명기판과, 상기 투명기판 상부에 스트라이프 형태로 일렬로 배열된 애노드(anode), 셀 영역에 해당하는 간격을 갖는 상태로 분리되어 형성된 절연층, 절연층 상에 형성된 격벽, 유기 전계발광층 및 캐소드(cathode) 전극인 금속 전극층이 증착된 구조로 이루어진다.

상기 유기 전계발광층은, 애노드로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 정공 수송층; 애노드와 캐소드로부터 공급된 정공과 전자의 재결합이 이루어지면서 발광이 일어나는 영역인 발광층(emitting layer); 및 캐소드로부터 공급되는 전자의 원활한 수송을 위한 전자 수송층이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다. 경우에 따라서는 소자 내에 정공 및 전자의 주입이 원활하게 하기 위한 정공 주입층 및 전자 주입층을 더 적층할 수 있다.

상기 유기 EL 소자를 제조하기 위해, 먼저 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO, 이하, "ITO"라 칭함)이 증착된 투명 기판을 사진식각법 (photolithography)을 이용하여 ITO 층을 스트라이프 형태로 패터닝(patterning) 하여 애노드를 제조한다. 그 후, 필요에 따라 패터닝된 ITO층 상에 절연층과 격벽을 사진식각법으로 적층 형성하고, 상기한 유기물층 및 금속 전극층을 순차적으로 전면 증착함으로서 소자의 형성이 완료된다.

상기와 같이 형성된 소자에 있어, 애노드와 캐소드의 교차점이 발광을 위한 하나의 유니트인 화소를 형성하고, 또한 상기 화소에 전압을 인가하기 위해 애노드과 캐소드는 패드(pad) 전극이 연결되어 있다. 따라서, 상기 패드 전극을 통한 시그날로 상기 화소가 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하여 풀칼라를 구현할 수 있다.

유기 EL 소자에서는 패널 내부에 반응성 가스(산소, 수분)가 있으면, 적층된 유기물이나 금속 전극을 산화시키므로, 불활성 가스로 채워져야 하며, 또한 외부의 가스가 투입되는 것을 막아 주어야 하므로 일반적으로 밀봉캡을 부착하게 된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 투명 기판(10)의 에지(edge) 부분과 활성 영역(14) 사이에 실링제(sealant)인 에폭시를 노즐을 이용하거나 디스펜싱하여 시일 라인(seal line, 12)을 형성하고, 밀봉캡을 시일 라인(12)이 형성된 기판과 밀착시키고, 360nm 내지 380nm의 UV를 유리 기판 쪽에서 수분 내지 수십분 조사하여 실링제를 경화하여 밀봉캡을 고정시켜 소정의 밀폐 공간을 형성한다. 따라서 상기 실링이 우수해야 이러한 밀폐 공간 내에 위치한 소자는 습기 등과 같은 외부의 환경에 영향을 받지 않을 수 있다.

그러나, 유기 EL 소자의 경우, 시일 라인부가 형성될 기판의 에지부에는 수많은 금속 패드 전극이 형성되며, 이 금속 패드 전극상에 에폭시가 덮혀지게 된다. 이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 패터닝된 패드 전극의 코너부에서 실링이 제대로 되지 않는 경우가 발생할 수 있다(도 2의 확대도에서, 금속 패드 전극사이의 작은 원형부는 코너부의 실링 불량 부위를 나타냄). 코너부의 실링의 불량은 기판과 밀봉캡의 계면 접착력의 부족을 일으키고, 이로 인해 불순가스가 침투하여 소자의 오염을 발행시킬 수 있고, 밀봉캡의 박리 현상이 발생할 수 있다.

이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 실링부의 패드 전극 위를 실링재료와 접착력이 좋은 무기 절연막(예컨대, SiO₂등)을 형성한 경우 실링 재료와 기판과의 접착력이 강화되어 소자의 수명을 좋게 하는 것을 발견하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 상기의 종래 유기 EL 소자의 실링에 따른 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 패드 전극의 상부면을 무기 절연막으로 코팅하고, 그 위에 실링부가 형성된 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 통상의 유기 전계발광소자의 패드 전극부를 나타내는 소자의 개략적인 평면도,

도 2는 도 1의 유기 전계발광소자의 패드 전극부의 횡단면도,

도 3은 본 발명에 따른 유기 전계발광소자의 패드 전극부의 횡단면도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10, 110 : 투명기판 12, 20, 120 : 실링부

14 : 활성 영역 16 : 패드 전극부

18, 118 : 패드 전극 130 : 무기 절연막층

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 애노드와 캐소드에 전압을 인가하는 패드 전극 및 패드 전극의 일부분 상에 형성된 실링부에 밀봉면이 부착되는 밀봉캡을 포함하는 유기 전계발광소자에 있어서, 상기 패드 전극 상부면, 바람직하게는 실링부가 형성될 부분 상부면에 무기 절연막이 형성된 유기 EL 소자를 제공한다.

바람직하게는, 상기 무기 절연막은 SiO₂로 이루어질 수 있다.

본 발명은 또한 기판 상에 소정 간격으로 분리된 애노드층을 형성하는 단계; 상기 애노드의 에지부에 패드 전극을 형성하는 단계; 상기 패드 전극중 실링부가형성될 부분 상부면에 무기 절연막을 형성하는 단계; 및 상기 기판의 활성 영역에 유기층 및 캐소드를 형성하는 단계를 포함하는 유기 EL 소자의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 무기 절연막은 스퍼터링 방법, 플라즈마 가속화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD), 디스펜싱법 또는 인쇄법으로 형성할 수 있다. 스퍼터링 방법으로 무기 절연막을 형성할 경우, 하드 마스크를 이용하여 실링부가 형성되는 부분에만 무기 절연 물질을 스퍼터링하여 증착할 수 있다. 이경우 추가적인 패터닝 공정이 필요하지 않아 편리하다. 또한 PECVD 방법으로 무기 절연막을 형성할 경우, PECVD에 의해 기판 전체에 무기 절연 물질을 코팅한 후, 사진식각법에 의해 실링부가 형성되는 부분에만 무기 절연막을 패터닝할 수 있다.

유기 EL 소자의 제조에 있어서, 통상 각각의 화소를 분리하기 위해 패터닝된 ITO층상에 절연층을 형성한다. 상기 절연층에는 폴리이미드 계통의 유기물질이나 SiO₂등의 무기물질을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 절연층을 무기 절연막과 동일한 물질을 사용할 경우, 절연층 형성과 동시에 무기 절연막을 형성할 수 있다. 예컨대, 무기 절연물질을 기판 전면에 형성하고, 패터닝하여 기판의 활성 영역의 절연층과 에지부의 무기 절연막을 동시에 형성할 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예를 통해 보다 상세히 설명하지만, 이들에 의해 본 발명의 범위가 어떤 식으로든 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

도 3에 도시된 것과 같이, 우선 ITO층이 증착된 유리 기판(110)에 대한 사진식각 공정을 진행하여 상기 ITO 층을 스트라이프 형태로 패터닝(patterning) 함으로서 애노드를 형성하였다. 기판(110)의 에지부에 패터닝된 애노드 상에 통상의 방법으로 패드 전극부를 형성하였다(118). 그 다음에, PECVD법을 사용하여 기판 전체를 SiO₂로 코팅하고 사진식각법으로 패터닝하여, 각각의 화소의 분리를 위한 절연층(미도시) 및 무기 절연막(130)을 형성하였다. 그 후, 활성 영역에 형성된 상기 애노드 상에 유기물층을 순차적으로 증착하고, 이 유기물층 상에 캐소드를 증착하였다. 유기물 및 캐소드가 증착된 기판의 에지부를 노즐을 이용하여 에폭시를 도포하여 실링부(120)를 형성한 후, 밀봉캡을 상기 기판에 밀착하고, 380nm의 UV를 15분 조사하여 실링부를 경화하여 본 발명에 따른 소자를 형성하였다.

실시예 2

실시예 1과 동일한 방법으로 애노드 및 패드 전극부를 형성하고, 하드 마스크를 이용하여 실링부가 형성되는 패드 전극 부분에만 SiO₂를 스퍼터링하여 증착하였다. 그 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기물층 및 캐소드를 증착하고, 기판의 에지부에 실링부를 형성한 후, 밀봉캡을 부착하여 본 발명에 따른 소자를 형성한다.

본 발명에 따른 상기 실시예 1 및 2의 유기 EL 소자의 경우, 실링부의 패드전극상에 무기 절연막을 미리 형성해 줌으로서 패드 전극 코너 부의 실링의 취약한 부분을 없앨 수 있었고, 또한 실링용 에폭시가 접착력이 약한 금속 전극과 접착되는 것이 아니라 접착력이 좋는 무기 절연막과 접착되므로 접착력을 개선할 수 있었다.

이상에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 유기 전계발광소자는 패드 전극의 실링의 취약한 부분을 없앨 수 있고, 실링제와 기판의 접착력을 개선하여 외부 가스 등의 침투를 막을 수 있으므로 소자의 수명을 개선할 수 있다.

Claims (7)

1. 애노드와 캐소드에 전압을 인가하는 패드 전극 및 패드 전극의 일부분 상에 형성된 실링부에 밀봉면이 부착되는 밀봉캡을 포함하는 유기 전계발광소자에 있어서,

   상기 패드 전극 상부면에 무기 절연막이 형성된 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
2. 제1항에 있어서, 상기 무기 절연막은 SiO₂로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자.
3. 기판 상에 소정 간격으로 분리된 애노드층을 형성하는 단계;

   상기 애노드의 에지부에 패드 전극을 형성하는 단계;

   상기 패드 전극중 실링부가 형성될 부분 상부면에 무기 절연막을 형성하는 단계; 및

   상기 기판의 활성 영역에 유기층 및 캐소드를 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 무기 절연막은 스퍼터링 방법, 플라즈마 가속화학증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD), 디스펜싱법 또는 인쇄법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 스퍼터링 방법은 하드 마스크를 이용하여 실링부가 형성되는 패드 전극 부분에만 무기 절연 물질을 스퍼터링하여 증착하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 PECVD 방법은 PECVD에 의해 기판 전체에 무기 절연 물질을 코팅한 후, 사진식각법에 의해 실링부가 형성되는 패드 전극 부분에만 무기 절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 무기 절연막 형성시에 소자의 활성 역역의 애노드층 에지면에 절연막을 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기 전계발광소자의 제조방법.