KR20050033984A - 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소 및 수분 등으로부터 발광층을 보호할 뿐만 아니라 가시광선 투과율이 높고 밀봉부의 두께가 얇은 유기 전계 발광 소자를 제공함과 아울러, 이의 제조 방법을 제공함을 목적으로 하며, 이 목적을 달성하기 위하여, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1전극층, 상기 제1전극층 상에 형성된 제2전극층, 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 형성된 발광층 및, 상기 기판 상에서 상기 발광층을 외부와 차단하도록 상기 발광층을 밀봉하며 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 두 개의 층을 포함하는 밀봉부을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자를 제공함과 아울러, 상기 유기 전계 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 수분 및 산소 등으로부터 발광층을 보호하는 유기 전계 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
전계 발광 소자는 능동 발광형 표시 소자로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 표시 소자로서 주목을 받고 있다. 이러한 전계 발광 소자는 발광층을 형성하는 물질에 따라 무기 전계 발광 소자와 유기 전계 발광 소자로 구분되는데, 이 중 유기 전계 발광 소자는 무기 전계 발광 소자에 비해 휘도, 응답속도 등의 특성이 우수하고, 컬러 디스플레이가 가능하다는 점 등 다양한 장점을 가지고 있어 근래 연구가 활발히 진행중에 있다.
유기 전계 발광 소자는 유리 등의 재질로 된 투명한 절연기판 상에 소정의 패턴을 갖는 양극을 형성하고, 이 양극 상에 발광층을 형성하며, 그 위로 상기 양극과 직교하도록 소정 패턴의 음극을 적층하여 형성한다.
상기 발광층은 한 개 또는 복수 개의 유기층을 포함하며, 상기 유기층은 정공 수송층, 유기 발광층 및 전자 수송층이 순차로 적층된 구조를 가진다.
상기 양극 및 상기 음극에 전압을 인가하면 정공이 양극으로부터 정공 수송층을 거쳐 유기 발광층으로 주입되며, 전자가 음극으로부터 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 주입된다. 유기 발광층에서 만난 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 생성하고, 이 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변화됨에 따라, 유기 발광층의 형광성 분자가 발광되고, 이에 의해 소정의 화상이 형성된다.
한편, 상술한 바와 같은 발광층을 형성하는 물질은 수분과 산소에 의해 그 특성이 악화되는 등 크게 영향을 받게 되며, 나아가 수분과 산소는 음극의 박리와 소자의 수명 단축 등 많은 문제를 야기한다.
따라서 유기 전계 발광 소자에 있어서는 대기에 포함된 수분과 산소 등의 불순물들로부터 발광층을 보호할 필요성이 있게 된다.
이를 위하여 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10) 상에 형성된 다층 구조의 밀봉부(12)를 구비하는 유기 전계 발광 소자가 제공되었다. 밀봉부(12)는 유기 밀봉층(12a)과 무기 밀봉층(12b)이 연속적으로 형성된 구조를 가진다.
그러나, 이러한 종래의 밀봉부를 구비하는 유기 전계 발광 소자의 경우 밀봉부의 두께가 두꺼워지고, 가시 광선 투과율이 낮게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기판 상에 형성된 발광층에 굴절률이 큰 층과 작은 층이 교번하는 다층 구조의 밀봉부을 형성함으로써 산소 및 수분 등으로부터 발광층을 보호할 뿐만 아니라 가시광선 투과율이 높고 밀봉부의 두께가 얇은 유기 전계 발광 소자를 제공함과 아울러, 이의 제조 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1전극층, 상기 제1전극층 상에 형성된 제2전극층, 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 형성된 발광층 및, 상기 기판 상에서 상기 발광층을 외부와 차단하도록 상기 발광층을 밀봉하며 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 두 개의 층을 포함하는 밀봉부을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자를 제공한다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 적어도 세 개의 층을 포함하고, 상기 밀봉부의 최하층부터 제1밀봉층, 제2밀봉층, 제3밀봉층, ......, 제N밀봉층으로 순서 매겨지며, 짝수 번째의 밀봉층의 굴절률이 상기 짝수 번째의 밀봉층에 인접하는 홀수 번째의 밀봉층의 굴절률보다 클 수 있다.
이 때, 상기 밀봉층들 중 홀수 번째 밀봉층은 SiO2 또는 MgF2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 폴리머로 이루어지고, 짝수 번째 층은 ITO, TiO2, Nb2O
3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 홀수층으로 형성될 수 있다.
이 때 바람직하게는 상기 밀봉부가 5층으로 형성될 수 있다.
이 때, 상기 밀봉부는 최하층으로부터 SiO2층, ITO층, SiO2층, ITO층, SiO2
층의 순으로 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 무기물질로 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 유기물질로 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 무기 물질층과 유기 물질층의 혼합층으로 이루어질 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 제1전극층이 양극일 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 제2전극층이 음극일 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 제1전극층이 반사형 전극층이고 상기 제2전극층이 투명한 전극층일 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 제1전극층 및 제2전극층이 투명한 전극층일 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 발광층이 형성된 기판을 준비하는 단계, 그리고 상기 발광층을 외부와 차단하도록 상기 발광층을 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 단계를 구비하고, 상기 밀봉부는 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 두 개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법을 제공한다.
이 때, 상기 밀봉부는 전술한 밀봉부로 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 진공 증착법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 스핀 코팅법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 슬릿 코팅법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 롤(roll) 코팅법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명은 바람직하게는 상기 밀봉부가 바(bar) 코팅법에 의하여 형성될 수 있다.
이어서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 2층 구조의 밀봉부(25)가 형성된 유기 전계 발광 소자(29)의 단면도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 기판(20) 상에 제1전극(21) 및 제2전극(23)이 형성되어 있고, 제1전극(21)과 제2전극(23) 사이에 발광층(22)이 형성된다. 유기 전계 발광부(24)는 제1전극(21), 제2전극(23) 및 발광층(22)을 구비하며, 유기 전계 발광부(24)는 2층 구조의 밀봉부(25)에 의하여 외부로부터 밀봉되어 있다. 밀봉부(25)는 도시된 바와 같이 유기 전계 발광부(24)의 전체를 커버할 수도 있지만, 발광층(22) 전체 또는 발광층(22)이 외부와 접촉할 수 있는 부분만 커버할 수도 있다. 바람직하게는 제1전극(21)은 양극이고, 제2전극(23)은 음극이다. 밀봉부(25)는 서로 다른 굴절률을 갖는 2개의 밀봉층들(25a, 25b)로 형성되어 있다. 바람직하게는 제1밀봉층(25a)에는 굴절률이 큰 이산화티타늄(TiO2)을 사용할 수 있으며, 제2밀봉층(25b)에는 굴절률이 작은 이산화실리콘(SiO2) 박막을 사용할 수 있다.
본 발명에 의한 밀봉부는 2층 구조로 할 수 있을 뿐만 아니라 3층 이상의 다층 구조도 가능하다. 이 때, 다층의 밀봉층들을 형성하는 방법은 밀봉부의 최하층부터 제1밀봉층, 제2밀봉층, 제3밀봉층, ......, 제N밀봉층으로 순서를 매길 경우, 짝수 번째의 밀봉층의 굴절률이 상기 짝수 번째의 밀봉층에 인접하는 홀수 번째의 밀봉층의 굴절률보다 크도록 형성한다. 바람직하게는 홀수 번째의 밀봉층은 굴절률이 작은 물질인 SiO2, MgF2 또는 폴리머를 이용할 수 있으며, 짝수 번째 밀봉층은 굴절률이 큰 물질인 ITO, TiO2 또는 Nb2O3를 이용할 수 있다.
밀봉부에 사용되는 물질은 유기 물질을 이용할 수 있을 뿐만 아니라 무기 물질을 이용할 수 있다. 또한, 유기 물질로 형성된 밀봉층과 무기 물질로 형성된 밀봉층을 혼합하여 형성할 수 있다.
도 3은 5층 구조의 밀봉부(35)가 형성된 유기 전계 발광 소자(39)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 기판(30) 상에 제1전극(31) 및 제2전극(33)이 형성되어 있고, 제1전극(31)과 제2전극(33) 사이에 발광층(32)이 형성된다. 유기 전계 발광부(34)는 제1전극(31), 제2전극(33) 및 발광층(32)을 구비하며, 유기 전계 발광부(34)는 5층 구조의 밀봉부(35)에 의하여 밀봉되어 있다. 밀봉부(35)는 도시된 바와 같이 유기 전계 발광부(34)의 전체를 커버할 수도 있지만, 발광층(32) 전체 또는 발광층(32)이 외부와 접촉할 수 있는 부분만 커버할 수도 있다. 바람직하게는 제1 전극(31)은 양극이고, 제2전극(33)은 음극이다.
전술한 바와 같이 밀봉부(35)의 최하층부터 제1밀봉층(35a), 제2밀봉층(35b), 제3밀봉층(35c), 제4밀봉층(35d), 제5밀봉층(35e)으로 순서를 매길 경우, 짝수 번째의 밀봉층의 굴절률이 짝수 번째의 밀봉층에 인접하는 홀수 번째의 밀봉층의 굴절률보다 크도록 형성할 수 있다. 바람직하게는 밀봉부(35)가 홀수층으로 형성될 경우 가시광선 투과율이 향상된다.
각 밀봉층들(35a, 35b, 35c, 35d, 35d)의 두께는 다양하게 설계될 수 있다. 또한, 바람직하게는 각 밀봉층들(35a, 35b, 35c, 35d, 35d)이 최하층으로부터 SiO2층(35a), ITO층(35b), SiO2층(35c), ITO층(35d), SiO2(35e)층의 순서로 형성될 수 있다.
도 4는 도 3의 유기 전계 발광 소자(39)의 가시광선 파장에 대한 광투과율을 나타낸다. 도 4에서 가로축은 가시광선의 파장을 나타내고 세로축은 광투과율을 나타낸다. 도시된 바와 같이 광투과율이 가시광선의 전 영역에 대하여 90% 이상의 높은 값을 가지는 것을 볼 수 있다. 만일, 박막층의 수가 증가하면 수분이나 산소 등의 침투를 더 효과적으로 막을 뿐만 아니라, 광학 특성도 향상된다.
도 5a는 본 발명에 의한 밀봉부(55)를 구비하는 유기 전계 발광 소자(59)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 기판(50) 상에 제1전극(51) 및 제2전극(53)이 형성되어 있고, 제1전극(51)과 제2전극(53) 사이에 발광층(52)이 형성된다. 유기 전계 발광부(54)는 제1전극(51), 제2전극(53) 및 발광층(52)을 구비하며, 유기 전계 발광부(54)는 5층 구조의 밀봉부(55)에 의하여 밀봉되어 있다. 밀봉부(55)는 도시된 바와 같이 유기 전계 발광부(54)의 전체를 커버할 수도 있지만, 발광층(52) 전체 또는 발광층(52)이 외부와 접촉할 수 있는 부분만 커버할 수도 있다. 제1전극(51)은 양극이고 반사형 전극층이며, 제2전극(53)은 음극이고, 투명한 전극층이다. 따라서, 유기 전계 발광부(54)에서 발생하는 빛은 도시된 바와 같이 전면으로 투과하게 된다. 도 5b는 제1전극(51)이 제2전극(53)과 마찬가지로 투명한 전극을 사용하게 될 경우를 나타낸다. 도시된 바와 같이 유기 전계 발광부(54)에서 발생하는 빛은 양면으로 투과하게 된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전술한 유기 전계 발광 소자(69)의 제조 과정이 도 6(도 6a, 도 6b)에 도시되어 있다.
도 6a를 참조하면, 발광층(62)이 형성된 기판(60)을 준비한다. 발광층(62)과 기판(60) 사이에는 제1전극(61)이 형성되어 있으며, 발광층(62) 상에는 제2전극(63)이 형성되어 있다.
이후 도 6b에 도시된 바와 같이, 기판(60) 상에 형성된 발광층(62)을 외부와 차단하도록 적어도 2층 이상의 밀봉층을 포함하는 밀봉부(65)로 밀봉한다. 밀봉부(65)는 전술한 다양한 실시예에 따른 밀봉부일 수 있지만, 바람직하게는 밀봉부(65)가 최하층부터 제1밀봉층(65a), 제2밀봉층(65b), 제3밀봉층(65c), 제4밀봉층(65d), 제5밀봉층(65e)으로 순서를 매길 경우, 짝수 번째의 밀봉층의 굴절률이 짝수 번째의 밀봉층에 인접하는 홀수 번째의 밀봉층의 굴절률보다 크도록 형성할 수 있다.
밀봉부(65)는 다양한 방법으로 형성시킬 수 있으나, 바람직하게는 진공 증착법, 스핀 코팅법, 슬릿 코팅법, 롤 코팅법, 또는 바 코팅법에 의하여 형성할 수 있다.
앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
상술한 바와 같은 본 발명의 유기 전계 발광 소자 및 이의 제조 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 발광층 내로의 산소 및 수분 등의 침투를 효과적으로 막을 수 있어 유기 전계 발광 소자의 성능 저하를 억제한다.
둘째, 본 발명에 의한 유기 전계 발광 소자의 경우 전면 발광뿐만 아니라 양면 발광도 가능하도록 제조될 수 있다.
셋째, 가시 광선의 투과율이 높기 때문에 유기 전계 발광 소자의 외부 발광 효율이 높다.
넷째, 상대적인 굴절률의 크기가 반복되는 구조를 가지고 있으므로 외부광의 반사에 의한 디스플레이 시인성의 저하가 감소되고 색순도가 향상된다.
다섯째, 밀봉부의 중간층에 ITO층이 형성될 경우 대전 방지 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 다층 구조의 밀봉부가 형성된 유기 전계 발광 소자의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 2층 구조의 밀봉부가 형성된 유기 전계 발광 소자의 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 5층 구조의 밀봉부가 형성된 유기 전계 발광 소자의 단면도이고,
도 4는 도 3의 유기 전계 발광 소자의 가시광선 파장에 대한 광투과율을 나타내는 도면이고,
도 5a는 본 발명에 따른 전면 발광을 하는 유기 전계 발광 소자의 단면도이고,
도 5b는 본 발명에 따른 양면 발광을 하는 유기 전계 발광 소자의 단면도이고,
도 6(도 6a, 도 6b)은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 소자를 제조하는 과정을 나타내는 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
30 : 기판 31 : 제1전극
32 : 발광층 33 : 제2전극
34 : 유기 전계 발광부 35 : 밀봉부
39 : 유기 전계 발광 소자
Claims (20)
- 기판;상기 기판 상에 형성된 제1전극층;상기 제1전극층 상에 형성된 제2전극층;상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 형성된 발광층; 및상기 기판 상에서 상기 발광층을 외부와 차단하도록 상기 발광층을 밀봉하며, 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 두 개의 층을 포함하는 밀봉부을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 밀봉부는 적어도 세 개의 층을 포함하고, 상기 밀봉부의 최하층부터 제1밀봉층, 제2밀봉층, 제3밀봉층, ......, 제N밀봉층으로 순서 매겨지며, 짝수 번째의 밀봉층의 굴절률이 상기 짝수 번째의 밀봉층에 인접하는 홀수 번째의 밀봉층의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 밀봉층들 중 홀수 번째 밀봉층은 SiO2 또는 MgF2로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 또는 폴리머로 이루어지고, 짝수 번째 층은 ITO, TiO2, Nb2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 밀봉부는 홀수 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제4항에 있어서, 상기 밀봉부가 5층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제5항에 있어서, 상기 밀봉부는 최하층으로부터 SiO2층, ITO층, SiO2층, ITO층, SiO2층의 순서로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 밀봉부가 무기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 밀봉부가 유기물질 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 밀봉부가 무기 물질층과 유기 물질층의 혼합층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1전극층이 양극인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제2전극층이 음극인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1전극층이 반사형 전극층이고 상기 제2전극층이 투명한 전극층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1전극층 및 제2전극층이 투명한 전극층인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자.
- 발광층이 형성된 기판을 준비하는 단계와; 그리고상기 발광층을 외부와 차단하도록 상기 발광층을 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 단계를 구비하고,상기 밀봉부는 서로 다른 굴절률을 갖는 적어도 두 개의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 제2항 내지 제13항 중의 어느 한 항의 밀봉부로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 진공 증착법에 의하여 형성되는 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 스핀 코팅법에 의하여 형성되는 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 슬릿 코팅법에 의하여 형성되는 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 롤(roll) 코팅법에 의하여 형성되는 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 밀봉부는 바(bar) 코팅법에 의하여 형성되는 특징으로 하는 유기 전계 발광 소자의 제조방법.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20120009316A (ko) * | 2010-07-23 | 2012-02-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광표시장치 |
| KR20140028363A (ko) * | 2012-08-28 | 2014-03-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 봉지용 시트, 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 및 유기 발광 디스플레이 장치 |
| US10361259B2 (en) | 2016-08-12 | 2019-07-23 | Samsung Display Co., Ltd. | Organic light emitting display device having a thin film encapsulation part having an organic film and an inorganic film |
-
2003
- 2003-10-07 KR KR1020030069723A patent/KR20050033984A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20140028363A (ko) * | 2012-08-28 | 2014-03-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 봉지용 시트, 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 및 유기 발광 디스플레이 장치 |
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