KR20060081648A - The flexible full-color display and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 유기발광소자의 기판으로 휘어질 수 있는 매우 얇은 실리콘 웨이퍼를 사용하고 상기 유기발광소자의 봉지 기판은 유기발광소자의 화소에 대응되는 위치에 색변환층을 형성하여 광의 색순도와 그 광이용 효율을 향상시키기 위하여 개발된 것으로서;The present invention relates to a full color display that can be bent and a method of manufacturing the same, wherein a very thin silicon wafer that can be bent into a substrate of an organic light emitting device is used, and the encapsulation substrate of the organic light emitting device corresponds to a pixel of the organic light emitting device. It was developed to form a color conversion layer in the position to improve the color purity and light utilization efficiency of light;
전면 발광 구조를 가지는 풀 칼라 디스플레이에 있어서; 휘어질 수 있는 투명한 기판과, 상기 기판의 후방에는 인접한 각각의 칼라필터 사이의 광을 차단하는 블랙매트리스가 형성되며, 상기 칼라필터의 후방에는 광 여기 물질과 확산물질이 혼합된 광여기확산층이 형성되는 봉지기판과; 매우 얇고 휘어질 수 있는 실리콘 웨이퍼 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 반사판과, 상기 반사판 위에 형성되는 투명한 전극과, 상기 투명한 전극 위에 형성되는 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 갖는 유기발광층과, 상기 유기발광층의 위에 형성되는 투명한 전극과, 상기 투명한 전극 위에 형성되는 투명한 보호막으로 구성되는 유기발광소자로 구성됨을 특징으로 하는 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 및 그 제조 방법에 관한 것이다.A full color display having a top emitting structure; A flexible substrate that can be bent and a black mattress for blocking light between adjacent color filters are formed at the rear of the substrate, and a photoexcited diffusion layer is formed at the rear of the color filter, in which a light excitation material and a diffusion material are mixed. A sealing substrate; A very thin and flexible silicon wafer substrate, a reflector formed on the substrate, a transparent electrode formed on the reflector, and at least one or more wavelengths of blue or blue and non-blue wavelengths formed on the transparent electrode The organic light emitting layer having a wavelength, a transparent electrode formed on the organic light emitting layer, and an organic light emitting element composed of a transparent protective film formed on the transparent electrode and the flexible full-color display and a manufacturing method thereof It is about.
디스플레이 display
Description
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도1 is a conceptual diagram according to an embodiment of the present invention
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도2 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
도 3a ~3b은 본 발명의 일 실시 예에 따른 봉지기판의 제작공정을 나타낸 개념도3a to 3b is a conceptual diagram showing a manufacturing process of the sealing substrate according to an embodiment of the present invention
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 제작공정을 나타낸 개념도4 is a conceptual diagram showing a display manufacturing process according to an embodiment of the present invention
도 5는 종래 패시브매트릭스 유기발광소자를 나타낸 개념도5 is a conceptual diagram showing a conventional passive matrix organic light emitting device
도 6은 종래 액티브매트릭스 유기발광소자를 나타낸 개념도6 is a conceptual diagram showing a conventional active matrix organic light emitting device
<도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
1 : 봉지기판1: sealing board
11 : 기판 12, 13, 14 : 칼라필터 11:
15 : 블랙매트릭스 16 : 광여기확산층 15: black matrix 16: light excitation diffusion layer
2 : 유기발광소자2: organic light emitting device
21 : 실리콘 웨이퍼 기판 22 : 반사판 21
23, 25 : 투명한 전극 24 : 유기발광층 23, 25: transparent electrode 24: organic light emitting layer
26 : 보호막 27 : 박막트랜지스터 26: protective film 27: thin film transistor
3 : 패시브 매트릭스 유기발광소자3: passive matrix organic light emitting device
31 : 기판 32 : 양극 31
33 : 유기발광층 34 : 음극 33 organic
4 : 액티브 매트릭스 유기발광소자4: active matrix organic light emitting device
41 : 기판 42 : 스위칭소자 41
43 : 절연막 44 : 양극 43: insulating film 44: anode
45 : 유기발광층 46 : 음극 45 organic
5 : 봉지기판 제조과정5: sealing board manufacturing process
51 : 필터 형성단계 52 : 광여기확산층 형성단계 51: filter forming step 52: optical excitation diffusion layer forming step
6 : 유기발광소자 형성과정6: organic light emitting device formation process
61 : 절연층 형성단계 62 : 반사판 형성단계 61: insulating layer forming step 62: reflector plate forming step
63 : 유기발광소자 형성단계 64 : 보호막 형성단계 63: forming the organic light emitting device 64: forming the protective film
7 : 결합과정7: Joining Process
71 : 실런트 71: sealant
8 : 연마과정8: polishing process
81 : 임시기판 82 : 그라인더 81: temporary substrate 82: grinder
9 : 시트형성과정9: sheet forming process
91 : 플라스틱 수지 시트 91: plastic resin sheet
10 : 풀 칼라 디스플레이10: full color display
본 발명은 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게 설명하면 유기발광소자의 기판으로 휘어질 수 있는 매우 얇은 실리콘 웨이퍼를 사용하고 상기 유기발광소자의 봉지 기판은 유기발광소자의 화소에 대응되는 위치에 색변환층을 형성하여 광의 색순도와 그 광이용 효율을 향상시키기 위하여 개발된 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a full-color display that can be bent and a method of manufacturing the same, and more specifically, using a very thin silicon wafer that can be bent to the substrate of the organic light emitting device, the encapsulation substrate of the organic light emitting device is organic light emitting The present invention relates to a bendable full color display developed in order to form a color conversion layer at a position corresponding to a pixel of an element to improve color purity and light utilization efficiency of light, and a manufacturing method thereof.
통상적으로 유기발광소자의 기판은 투명하면서 수분 및 산소 등의 침투가 낮고, 온도 변화에 민감하지 않으면서 세척하기 쉬운 유리 기판을 주로 사용해 왔으나 상기 유리 기판은 깨지기 쉬운 단점을 가지고 있으며 평면이 아닌 옷에 장착한 디스플레이(wearable display), 두루마리 디스플레이(rolling display) 등의 플렉시블 디스플레이(flexible display)를 제작하는데 있어서는 많은 제약이 따른다. In general, the substrate of the organic light emitting device has been mainly used a glass substrate that is transparent, low penetration of moisture and oxygen, and not easy to change temperature, but easy to clean, but the glass substrate has a disadvantage of being fragile, There are many limitations in producing a flexible display such as a wearable display and a rolling display.
이에 플렉시블 디스플레이(flexible display)를 제작하기 위해 PET, PC, PES 등의 유기고분자수지로 이루어진 휘어질 수 있는 플라스틱 기판을 사용하는 것에 대한 연구가 진행되고 있으나 상기 PET, PC, PES 등의 고분자수지로 이루어진 플라스틱 기판들은 휘어질 수 있는 장점이 있는 반면에, 높은 투습도(약 1 ~ 102g/m2.day)를 가지고 있어서 유기발광소자의 수명에 막대한 영향을 주는 단점을 가지고 있어 기판 위에 다른 보호막(SiOx, SixNy 등)을 적층해야 하는 공정이 추가 되기도 한다. 또한 상기 PET, PC, PES 등의 고분자로 이루어진 플라스틱 기판들은 낮은 경도와 내식성에 의하여 세정하기가 까다로우며 유리 전이 온도(PET:Tg=130℃, PC:Tg=150℃, PES:Tg=220℃)가 유리 기판(Tg=600??)에 비해 현저히 낮기 때문에 유기물 혹은 금속 등의 증착 공정 시 변형이 일어나는 문제점이 생긴다. 또한, 상기 PET, PC, PES 등의 고분자로 이루어진 플라스틱 기판들의 열전도도가 유리 기판에 비해 매우 낮아(약 8배 정도) 유기발광소자의 구동 시 소자에서 발생하는 열의 확산이 용이하지 않아 유기 발광 물질의 열에 의한 퇴화를 진행시켜 유기발광소자의 수명에 치명적인 영향을 주는 문제점을 가지고 있다. In order to produce a flexible display, research on the use of a flexible plastic substrate made of organic polymer resins such as PET, PC, and PES is being conducted, but as the polymer resin such as PET, PC, and PES, While the plastic substrates have the advantage of being able to bend, the high moisture permeability (about 1 to 10 2 g / m 2 .day) has a disadvantage of significantly affecting the lifespan of the organic light emitting device, and thus the other protective layer on the substrate. (SiO x , Si x N y, etc.) may be added to the process to be stacked. In addition, plastic substrates made of polymers such as PET, PC, and PES are difficult to clean by low hardness and corrosion resistance, and have glass transition temperatures (PET: T g = 130 ° C, PC: T g = 150 ° C, PES: T). g = 220 ° C) is significantly lower than the glass substrate (T g = 600 ??), so that deformation occurs during the deposition process of an organic material or metal. In addition, the thermal conductivity of the plastic substrates made of polymers such as PET, PC, PES, etc. is very low (about 8 times) compared to the glass substrate, so that the diffusion of heat generated from the device when the organic light emitting device is driven is not easy. It has a problem that the deterioration due to the heat of the fatal effect on the life of the organic light emitting device.
상술한 유기발광소자는 일반적으로 패시브매트릭스(Passive Matrix : PM) 구동 방식과 액티브매트릭스(Active Matrix : AM) 구동 방식으로 구분된다. 도 5와 도 6은 종래의 패시브매트릭스 유기발광소자와 액티브매트릭스 유기발광소자를 나타낸 개념도이다. 패시브매트릭스 유기발광소자(3)의 구조는 기판(31) 위에 일함수가 높은 투명한 양극(32)이 형성되고, 상기 투명한 양극(32) 위에 유기발광층(33)이 형성되고, 상기 유기발광층(33) 위에 일함수가 낮은 금속으로 음극(34)이 형성되어 있다. 액티브매트릭스 유기발광소자(4)의 구조는 기판(41) 위에 화소 하나에 전압을 인가하는 별도의 스위칭소자(42)를 형성하고, 상기 스위칭소자(42)를 보호하는 절연막(43)이 형성되고, 상기 절연막(43) 위에 투명한 양극(44), 유기발광층(45), 음극(46)이 형성되어 있다. 상기 스위칭소자(42)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)가 가장 널리 쓰인다. The organic light emitting device described above is generally classified into a passive matrix (PM) driving method and an active matrix (AM) driving method. 5 and 6 are conceptual views illustrating a conventional passive matrix organic light emitting diode and an active matrix organic light emitting diode. In the structure of the passive matrix organic
패시브매트릭스 유기발광소자의 경우 구조 및 공정이 단순하여 가격 및 투자 비용이 저렴하다는 장점이 있지만, 고해상도 및 대면적화가 어렵고 소비 전력이 높은 편이어서 1 ~ 2"급 크기의 소형 디스플레이에 국한되어 있다. 2"급 이상의 디스플레이의 경우에는 유기발광소자의 선명한 화질과 낮은 소비 전력을 이루기 위해서는 액티브매트릭스 구동방식을 사용함이 바람직하다. The passive matrix organic light emitting diode has the advantages of simple structure and process and low cost and investment cost, but it is limited to small display having 1 ~ 2 ”size because of high resolution, large area, and high power consumption. In the case of a display of 2 "or larger, it is preferable to use an active matrix driving method to achieve a clear image quality and low power consumption of the organic light emitting diode.
그러나, 이와 같이 구성되는 유기발광소자는 일반적으로 유기발광층에서 발생한 빛이 기판 쪽으로 나오는 후면발광(bottom emission) 방식을 취하게 되는데, 이런 경우 액티브매트릭스 유기발광소자는 스위칭소자(TFT)가 형성된 부분은 투과하지 못하게 되어 실질적으로 발광되는 면적인 개구율이 상당히 저하된다는 문제점을 가지고 있다. 또한, 상기와 같은 개구율이 저하되는 문제는 고해상도를 구현할수록 더욱 심각해지게 된다.However, the organic light emitting device configured as described above generally adopts a bottom emission method in which light generated from the organic light emitting layer is directed toward the substrate. In this case, the active matrix organic light emitting device has a portion in which a switching device (TFT) is formed. There is a problem in that the opening ratio of the area which is substantially prevented from being transmitted through is substantially lowered. In addition, the problem of lowering the aperture ratio becomes more serious as the high resolution is implemented.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 그 목적은 플렉시블 디스플레이를 제작하기 위하여 매우 얇은 실리콘 웨이퍼를 휘어질 수 있는 기판으로 제작할 수 있도록 하여 완벽한 수분/산소 보호막 역할(투습도 : <10-7g/m2.day) 및 세정이 용이하고, 유리 전이 온도가 높으며, 열전도도가 높은 특성들을 효과적으로 이용하도록 하는데 있다.The present invention was developed to solve the above problems, the object of which is to make a very thin silicon wafer to be a substrate that can be bent in order to manufacture a flexible display to serve as a perfect moisture / oxygen protective film (permeability: <10 -7 g / m 2 .day) and easy to clean, high glass transition temperature, high thermal conductivity to effectively utilize.
또한 고해상도, 저 소비전력의 디스플레이를 제공하는데 있다.It is also to provide a high resolution, low power display.
또 매우 우수한 색순도와 발광효율을 갖는 풀 칼라 디스플레이 및 이의 제 조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.It is also an object of the present invention to provide a full color display and a method of manufacturing the same having excellent color purity and luminous efficiency.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 전면 발광 구조를 가지는 풀 칼라 디스플레이에 있어서; 휘어질 수 있는 투명한 기판과, 상기 기판의 후방에는 인접한 각각의 칼라필터 사이의 광을 차단하는 블랙매트리스가 형성되며, 상기 칼라필터의 후방에는 광 여기 물질과 확산물질이 혼합된 광여기확산층이 형성되는 봉지기판과; 매우 얇고 휘어질 수 있는 실리콘 웨이퍼 기판과, 상기 기판 위에 형성되는 반사판과, 상기 반사판 위에 형성되는 투명한 전극과, 상기 투명한 전극 위에 형성되는 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 갖는 유기발광층과, 상기 유기발광층의 위에 형성되는 투명한 전극과, 상기 투명한 전극 위에 형성되는 투명한 보호막으로 구성되는 유기발광소자로 구성됨을 특징으로 하는 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 및;In order to achieve the above object, the present invention provides a full color display having a top light emitting structure; A flexible substrate that can be bent and a black mattress for blocking light between adjacent color filters are formed at the rear of the substrate, and a photoexcited diffusion layer is formed at the rear of the color filter, in which a light excitation material and a diffusion material are mixed. A sealing substrate; A very thin and flexible silicon wafer substrate, a reflector formed on the substrate, a transparent electrode formed on the reflector, and at least one or more wavelengths of blue or blue and non-blue wavelengths formed on the transparent electrode A flexible full color display comprising an organic light emitting element having an organic light emitting layer having a wavelength, a transparent electrode formed on the organic light emitting layer, and a transparent protective film formed on the transparent electrode;
휘어질 수 있는 기판 위에 블랙 포토레지스트(Black Photoresist : BM)로 일정한 패턴을 형성한 후 RGB의 칼라 필터 물질을 순차적으로 입히는 필터 형성단계와, 상기 칼라 필터 상면에 광여기확산층, 색변환 물질 중 선택되어진 하나 이상의 물질을 투명한 포토레지스트를 이용하여 순차적으로 입하는 광여기확산층 형성단계를 포함하는 봉기기판 제조과정과; 박막트랜지스터가 형성된 실리콘 웨이퍼 기판 위에 반사율이 좋은 금속을 이용하여 반사판을 형성하는 반사판 형성단계와, 상기 반사판 위에 투명 전극을 형성하고 상기 투명 전극 위에 유기발광층을 형성하며 상기 유기발광층 위에 투명 전극을 형성하는 유기발광소자 형성단계와; 상기 투명 전 극 위에 투명 보호막을 형성하는 보호막 형성단계를 포함하는 유기발광소자 형성과정과; 상기 봉지기판과 유기발광소자를 대응되는 화소에 일치하게 결합하여 풀 칼라 디스플레이를 형성하는 결합과정과; 상기 결합된 풀 칼라 디스플레이의 기판(실리콘 웨이퍼)을 그라인더를 이용하여 얇게 가공하는 연마과정의 일련의 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 휘어질 수 있는 풀칼라 디스플레이 제조방법에 관한 것이다.A filter forming step of forming a predetermined pattern with a black photoresist (BM) on a flexible substrate and then sequentially applying a color filter material of RGB, and selecting a light excitation diffusion layer or a color conversion material on the color filter upper surface. A process of manufacturing an encapsulation substrate including a step of forming an optical excitation diffusion layer in which one or more materials are sequentially introduced using a transparent photoresist; A reflector forming step of forming a reflector using a metal having good reflectivity on the silicon wafer substrate on which the thin film transistor is formed, forming a transparent electrode on the reflector, forming an organic light emitting layer on the transparent electrode, and forming a transparent electrode on the organic light emitting layer Forming an organic light emitting device; An organic light emitting device forming process including a protective film forming step of forming a transparent protective film on the transparent electrode; Combining the encapsulating substrate and the organic light emitting element to correspond to corresponding pixels to form a full color display; It relates to a flexible full color display manufacturing method comprising a series of polishing processes for thinly processing a substrate (silicon wafer) of the combined full color display using a grinder.
이에 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 의하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현 할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개념도로서, 일반적으로 실리콘 웨이퍼는 단결정의 구조로 인하여 낮은 투습도(<10-7g/m2.day)를 가지며, 완벽한 수분/산소 보호막 역할을 하는 특성이 있으며 또한 상기 실리콘 웨이퍼는 종래의 PET, PC, PES 등의 고분자로 이루어진 플라스틱 기판들에 비해 전공정에서 다루기 쉽고, 유리 전이 온도와 열전도도가 높은 특성을 가지고 있어서 유기발광소자의 장수명화와 고 발광효율 등에 매우 적합한 특성을 갖는다. 이에 이러한 실리콘 웨이퍼를 기판으로 활용하는 본 발명에 따른 디스플레이의 구조는 휘어질 수 있는 투명한 기판(11)과, 상기 기판(11)의 후방에는 인접한 각각의 칼라필터(12, 13, 14) 사이의 광을 차단하는 블랙매트리스(15)가 형성되며, 상기 칼라필터(12, 13, 14)의 후방에는 광여기물질과 확산물질이 혼합된 광여기확산층(16)이 형성되는 봉지기판(1)과;Accordingly, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce. 1 is a conceptual diagram according to an embodiment of the present invention. In general, a silicon wafer has a low water vapor transmission rate (<10 -7 g / m 2 .day) due to the structure of a single crystal and serves as a perfect moisture / oxygen protective film. In addition, the silicon wafer is easier to handle in the previous process than the plastic substrates made of polymers such as PET, PC, PES, etc., and has a high glass transition temperature and high thermal conductivity. It has characteristics very suitable for luminous efficiency. The structure of the display according to the present invention utilizing such a silicon wafer as a substrate is a
매우 얇고 휘어질 수 있는 실리콘 웨이퍼 기판(21)과, 상기 기판 위에 형성되는 반사판(22)과, 상기 반사판(22) 위에 형성되는 투명한 전극(23)과, 상기 투명한 전극(23) 위에 형성되는 청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 갖는 광을 발광하는 유기발광층(24)과, 상기 유기발광층(24)의 위에 형성되는 투명한 전극(25)과, 상기 투명한 전극(25) 위에 형성되는 투명한 보호막(26)으로 구성되는 유기발광소자(2)로 구성된다.A very thin and flexible
이때 상기 봉지기판(1)에 형성되는 휘어질 수 있는 기판(11)은 매우 얇은 실리콘 웨이퍼나 아크릴 수지, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리메틸펜텐, 폴리스틸렌초산 셀룰로오스, 폴리프로필렌, AS 수지, 투명 ABS 수지, 폴리부타디엔, 아이오노머, 폴리설폰, 폴리부텐, 경질염화비닐수지, EVA 수지, 폴리에틸렌, 폴리에테르설폰 등의 플라스틱 수지로 제작된다. 상기 휘어질 수 있는 플라스틱기판(11)은 상기 상술한 대로 실리콘 웨이퍼에 비해 높은 투습도와 낮은 유리 전이 온도, 낮은 열전도도의 문제점을 가지고 있지만, 봉지 기판으로 사용 시 낮은 유리 전이 온도와 낮은 열전도도는 공정상에 있어서 문제가 되지 않으며 상대적으로 높은 투습도는 재료 원가적인 측면과 그 성능을 비교하여 고려되어야 할 것이다.In this case, the
또한 본 발명은 풀 칼라 디스플레이를 제작하기 위하여 단색 발광의 유기발광소자와 봉지 기판에 형성된 칼라 필터 상면에 광여기확산물질을 삽입한 색변환층을 이용하여 매우 우수한 색순도와 발광효율을 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized by having a very excellent color purity and luminous efficiency by using the organic light emitting device of a single color light emission and the color conversion layer into which the photoexciting material is inserted into the upper surface of the color filter formed on the encapsulation substrate to produce a full color display do.
또한 본 발명은 상기 실리콘 웨이퍼 기판(21)은 박막트랜지스터(27; TFT)가 형성되도록 하는 액티브매트릭스 방식으로 제작하여 고해상도, 저 소비전력을 실현 하도록 하는 실시예 또한 제시하였다.In addition, the present invention also provides an embodiment in which the
또한 실리콘 웨이퍼 기판(21)과 상기 기판 위에 형성된 투명한 전극(23) 사이에 반사판(22)을 삽입한 전면발광 구조를 가지도록 하여 개구율을 높여 디스플레이의 광효율을 높일 수 있는 전면 발광 구조를 가지도록 하였다.In addition, it has a front light emitting structure in which the
또한 이때 상기 반사판(22)과 투명한 전극(23) 사이에 반사판(22)과 투명한 전극(23)의 접착력을 높이기 위하여 SiOx, SixNy 등의 절연막이 삽입될 수도 있다.In addition, an insulating film, such as SiO x , Si x N y , may be inserted between the reflecting
본 발명에서 상기 광여기확산층(16)은 상기 유기발광층(24)으로부터의 광원(청색 파장 혹은 청색 파장과 청색 이외의 파장이 적어도 하나 이상 혼합된 파장을 가지고 있음)으로부터 발광된 빛의 일부분을 흡수하여 상기 발광된 빛의 파장과는 다른 파장의 빛을 발광하고, 상기 광원에서 발광된 빛의 나머지 부분을 투과하도록 하는 것으로서, 상기 광원에서 발광된 빛을 여기 및 증폭 시키는 광 여기 물질과, 상기 광원에서 발광된 빛을 산란 및 확산시키는 확산 물질이 균일하게 혼합된 투명한 시트 형태로서 상기 시트는 고분자수지제의 얇은 판상의 것(필름)이다. 그 외에 물질이나 입자의 균일한 확산이나 시트의 성형성을 좋게 하기 위해 침전 방지제, 기포 방지제, 바인더 등이 광여기확산층(16)의 제조시에 첨가되어진다. In the present invention, the
본 발명의 상기 광여기확산층(16)에서 사용될 수 있는 광여기물질은 크게 무기 형광물질, 유기 형광 물질, 유기 안료, 나노 물질 등을 포함한다. 대표적인 광 여기 무기 형광 물질은 가넷계(Gd) 물질에 Y3Al5O12 (YAG)에 세륨(cerium)을 도핑(doping)한 형광체로 구성된다. 본 발명에서 사용될 수 있는 무기 형광 물질로는 구체적으로 (Y1 -x- yGdxCey)3(Al1 - zGaz)5O12; (Gd1 - xCex)Sc2Al5O12;(단,x+y≤1;0≤x≤1;0≤y≤1;0≤z≤1) SrB4O7:Sm2 +; SrGa2S4:Eu2 +; BaMg2Al16O27:Eu2 +; (Sr,Mg,Ca,Ba,Zn)2P2O7:Eu,Mn; (Ca,Sr,Ba,Mg)5(PO4)3(Cl,F,OH):Eu,Mn; (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH):Eu2+; (Sr,Ca,Ba,Mg)10(PO4)6(F,Cl,Br,OH):Eu2+,Mn2+; (Sr,Ba,Ca)MgAl10O17:Eu,Mn; (Ba,Sr,Ca)MgAl10O17:Eu2+; (Sr,Ca)10(PO4)6.nB2O3:Eu2 +;(단,0<n<1) Sr4Al14O25:Eu; 3.5MgO.0.5MgF2.GeO2:Mn4+; ZnS:Cu,Al; ZnS:Ag,Al; CaS:Ce; SrS:Ce; SrS:Eu; MgS:Eu; CaS:Eu; (Y,Tb,Lu,La,Gd)3(Al,Sc,Ga,In)5O12:Ce,Pr,Sm; BaAl8O13:Eu; 2SrO.0.84P2O5.0.16B2O3:Eu; Sr2Si3O8.2SrCl2:Eu; Ba3MgSi2O8:Eu2 +; Sr4Al14O25:Eu2 +; (Ba,Sr,Ca)Al2O4:Eu2+; (Y,Gd,Lu,Sc,La)BO3:Ce3 +,Tb3 +; (Ba,Sr,Ca)2SiO4:Eu2 +; (Ba,Sr,Ca)2(Mg,Zn)Si2O7:Eu2+; (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga,In)2S4:Eu2 +; (Y,Gd,Tb,La,Sm,Pr,Lu)x(Al,Ga,In)yO12:Ce3+;(단,2.8≤x≤3;4.9≤y≤5.1) (Ca,Sr,Ba)8(Mg,Zn)(SiO4)4(Cl,F)2:Eu2+,Mn2+; (Gd,Y,Lu,La)2O3:Eu3 +,Bi3 +; (Gd,Y,Lu,La)2O2S:Eu3+,Bi3+; (Gd,Y,Lu,La)VO4:Eu3 +,Bi3 +; SrY2S4:Eu2 +; CaLa2S4:Ce3 +; (Ca,Sr)S:Eu2+; (Ba,Sr,Ca)MgP2O7:Eu2 +,Mn2 +; ZnCdS 등과 이들로부터 선택된 2이상의 혼합물이다. 광 여기 물질에서 발광하는 주 파장은 상기에서 기술한 여기 물질에 따라 다르다. 가넷계(garnet composition)에 의존하는 Ce3+ 발광은 광 효율의 감소없이 녹색 (~ 540 nm; YAG:Ga,Ce)에서 적색 (~ 600 nm; YAG:Gd,Ce)까지 다양하게 발광 시킬 수 있다. 또한, 심적색을 발광시키기 위한 대표적인 무기 형광체는 SrB4O7:Sm2+ 이다. Sm2+는 주로 적색의 파장을 나타내는데 기여한다. 특히 상기와 같은 심적색 무기 형광체는 600 nm 이하의 가시광 영역 전체를 흡수를 하여 심적색 즉, 650 nm 이상의 파장을 갖고 발광을 한다. 녹색을 발광 시키기 위한 대표적인 무기 형광체는 SrGa2S4:Eu2+ 이다. 상기와 같은 녹색 무기 형광체는 500 nm 이하의 광을 흡수하여 535 nm의 주 파장을 방출한다. 청색을 발광 시키기 위한 대표적인 무기 형광체는 BaMg2Al16O27:Eu2+ 이다. 상기와 같은 청색 무기 형광체는 430 nm 이하의 광을 흡수하여 450 nm의 주 파장을 방출한다.Photoexcitation materials that can be used in the
유기물 형광 물질도 청색, 녹색, 적색을 발광 시킬 수 있다. 예를 들면 (4,4'-비스(2,2-디페닐-에텐-1-일)디페닐(DPVBi), 비스(스티릴)아민(DSA)계 등이 청색을 발광하는 대표적인 유기물질이고, 트리스(8-퀴놀리나토)알루미늄 (III)(Alq3), 큐마린 6, 10-(2-벤조티아조릴)-1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1 H ,5 H ,11 H -[1]벤조피라노[6,7,8- ij ]- 퀴놀리진-11-온(C545T) 및 퀴나크리돈 등은 녹색을 발광하는 대표적인 유기물질이다. 또한, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(줄로리딘-4-일-비닐)-4H-피란(DCM2), 4-(디시아노메틸렌)-2-메틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJT), 4-(디시아노메틸렌)-2-터셔리부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸줄로리딜-9-에닐)-4H-피란(DCJTB) 등이 적색을 내는 대표적인 유기 물질이다.Organic fluorescent materials may emit blue, green, and red light. For example, (4,4'-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), bis (styryl) amine (DSA) system, and the like are typical organic materials emitting blue light. , Tris (8-quinolinato) aluminum (III) (Alq 3 ),
본 발명의 상기 광여기확산층(16)에서 사용가능한 유기 안료로는 아조계로는 불용성 아조안료, 아조레이크 안료, 축합 아조안료 및 금속염 아조안료를 등이 있으며, 프탈로시아닌계로는 구리 프탈로시아닌, 할로겐화 구리 프탈로시아닌, 무금속 프탈로시아닌 및 구리 프탈로시아닌 레이크 안료로 구성되며, 염료 레이크 안료로는 산성연료 레이크 및 염기성염료 레이크 안료 등이 있으며, 축합다환 안료로는 안트라퀴논, 티오인디고, 퍼릴렌, 프리논, 퀴나크리돈, 다이옥사진, 이소인도리논, 이소인도린, 퀴나프탈론 등이며, 기타 안료로는 니트로소 안료, 알리자린, 금속착염 아조메틴, 아닐린 블랙, 알칼리 블루 및 화광 형광이 등이 있다. The organic pigments usable in the
나노 메탈 및 복합 재료의 양자 점(quantum dot) 등의 재료로는 나노 크기의 금속이나 나노 복합 재료가 사용되는데, 나노 금속으로는 백금, 금, 은 , 니켈, 마 그네슘, 팔라듐 등등이 이용되고, 나노 복합 재료는 카드늄 설파이드 (CdS), 카드늄 셀레나이드 (CdSe), 진크 설파이드 (ZnS), 진크 셀레나니드 (ZnSe), 인듐 포스파이트 (InP), 티타늄 옥사이드 (TiO2), 진크 옥사이드 (ZnO), 틴 옥사이드 (SnO), 실리콘 옥사이드 (SiO2), 마그네슘 옥사이드 (MgO) 등이다.As nano metals and materials such as quantum dots of composite materials, nano-sized metals or nano composite materials are used. As nano metals, platinum, gold, silver, nickel, magnesium, palladium, etc. are used. , Nanocomposites include cadmium sulfide (CdS), cadmium selenide (CdSe), zinc sulfide (ZnS), zinc selenide (ZnSe), indium phosphite (InP), titanium oxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO) , Tin oxide (SnO), silicon oxide (SiO 2 ), magnesium oxide (MgO) and the like.
본 발명의 광여기확산층(16)에 사용되는 확산 물질은 크게 투명확산제와 백색 확산제로 나뉜다. 투명 확산제로는 아크릴수지, 스틸렌수지, 실리콘 수지 등의 유기 투명 확산제와 합성실리카, 글래스비드, 다이아몬드 등의 무기 투명 확산제가 있으며, 백색 확산제로는 산화실리콘(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BASO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 클레이 등을 포함한 무기산화물 등이 대표적인 확산물질이다.The diffusing material used in the
상기 광 여기물질과 확산물질의 기저물질인 고분자수지는 에폭시 계, 우레탄 계, 아크릴 계, PET 계, 폴리염화비닐 계, 폴리에스테르 계, 폴리카르보네이트 계, 비닐 계, 메타크릴산 에스테르 계, 폴리아미드 계, 합성 라바 계, 폴리스틸렌 계, CBS,폴리메틸메타크릴레이트, 불소수지 계, 폴리에틸렌 계, 폴리프로필렌 계, ABS 계, 페라 수지 계 등이 있다. 더불어, 앞서도 설명한 바와 같이, 상기 광 여기물질, 확산물질, 수지 등을 이용하여 필름을 제조할 때 필름막을 균일하게 만듦과 동시에 광 여기물질, 확산물질 등이 침전하지 않게 하기 위하여 침전 방지제, 기포가 발생하지 않도록 하기 위하여 기포 방지제, 바인더 등을 포함 할 수 있다.The polymer resin, which is the base material of the photoexcitation material and the diffusion material, is epoxy, urethane, acrylic, PET, polyvinyl chloride, polyester, polycarbonate, vinyl, methacrylic ester, Polyamide type, synthetic lava type, polystyrene type, CBS, polymethyl methacrylate, fluororesin type, polyethylene type, polypropylene type, ABS type, Ferra resin type and the like. In addition, as described above, in order to make the film uniformly when manufacturing the film using the photoexcitation material, the diffusion material, the resin, and the like, and to prevent the precipitation of the photoexcitation material, the diffusion material, etc. In order not to occur, it may include an anti-foaming agent, a binder, and the like.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도이며, 도 3a ~ 3b은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제작공정을 나타낸 개념도로서, 동 도면을 참고로 설명하면, 휘어질 수 있는 기판 위에 블랙 포토레지스트(Black Photoresist : BM)로 일정한 패턴을 형성한 후 RGB의 칼라 필터 물질을 순차적으로 입히는 필터 형성단계(51)와, Figure 2 is a block diagram according to an embodiment of the present invention, Figures 3a to 3b is a conceptual diagram showing a manufacturing process according to an embodiment of the present invention, described with reference to the drawings, black on the substrate that can be bent A
상기 칼라필터 상면에 광여기확산물질을 투명한 포토레지스트를 이용하여 순차적으로 입하는 광여기확산층 형성단계(52)를 포함하는 봉지기판 제조과정(5)과; 박막트랜지스터가 형성된 실리콘 웨이퍼 기판 위에 절연층을 형성하는 절연층 형성단계(61)와, 반사율이 좋은 금속을 이용하여 반사판을 형성하는 반사판 형성단계(62)와, 상기 반사판 위에 투명 전극을 형성하고 상기 투명 전극 위에 유기발광층을 형성하며 상기 유기발광층 위에 투명 전극을 형성하는 유기발광소자 형성단계(63)와; 상기 투명 전극 위에 투명 보호막을 형성하는 보호막 형성단계(64)를 포함하는 유기발광소자 형성과정(6)과;An encapsulation substrate manufacturing process (5) comprising a step of forming a photoexcited diffusion layer (52) which sequentially enters a photoexcited diffusion material on the upper surface of the color filter using a transparent photoresist; An insulating
상기 봉지기판과 유기발광소자를 대응되는 화소에 일치하게 결합하여 풀 칼라 디스플레이를 형성하는 결합과정(7)과;Combining the sealing substrate and the organic light emitting element to correspond to the corresponding pixels to form a full color display (7);
상기 결합된 풀 칼라 디스플레이의 기판(실리콘 웨이퍼)을 그라인더(82)를 이용하여 얇게 가공하는 연마과정(8)의 일련의 과정으로 이루어짐을 나타내었다.It was shown that the substrate (silicon wafer) of the combined full color display is composed of a series of polishing processes (8) in which the
도면 3a를 참고로 하여 봉지기판 제조과정(5)을 보다 상세하게 설명하면 휘어질 수 있는 플라스틱 수지 기판(11) 상면에 블랙 매트릭스(15 ; Black Matrix : BM) 포토레지스트를 사용하여 유기발광소자의 화소 위치에 대응되는 일정한 패턴(pattern)을 형성시키고 상기 패턴에 적색(12), 녹색(13)의 칼라 필터 기능을 갖는 포토레지스트로 노광하여 일정하게 배열시킨다.Referring to FIG. 3A, the manufacturing process (5) of the encapsulation substrate is described in more detail by using a black matrix (15; Black Matrix: BM) photoresist on the upper surface of the
또한 도3a의 하단의 도면은 광여기확산층(16)이 형성된 것을 나타내었으나 상기 광확산층(16)은 상기 칼라필터(12, 13)를 형성한 기판 상면에 광 여기물질과 확산물질을 포함한 투명 포토레지스트를 이용하여 스핀코팅, 스크린 프린팅 등의 방법을 이용하여 균일하게 도포하고 그 후 핫플레이트(hot plate)나 오븐을 이용하여 프리 베이크(pre bake)를 하며 상기 프리 베이크를 한 봉지 기판(1)을 상기 칼라 필터(12, 13)와 동일한 포토 마스크를 사용하여 정렬한 후 노광하여 현상액에 일정시간 동안 현상을 시킴으로 형성된다.3A shows that the light
도 1 및 도 3b에 도시된 유기발광소자 형성과정(6)에 대하여 보다 상세하게 설명하면 실리콘 웨이퍼(21) 기판 상면의 정의된 화소 영역에 스위칭소자인 박막트랜지스터(27)를 형성하며 상기 박막트랜지스터(27)는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극으로 구성되며, 소스 전극과 드레인 전극 사이에 활성층이 구성된 통상의 공지된 기술로 제작이 가능하다. 상기 유기발광소자의 기판으로 SOI (Silicon On Insulator) 기판 또한 사용할 수 있다. 상기 준비된 기판 위에 박막트랜지스터(27)를 보호하고, 드레인 전극과 유기발광소자의 전극과의 연결을 유지시켜주는 컨택홀을 구비한 절연층을 형성한다. 이때 상기 절연층은 두께가 얇으면서 절연 특성이 좋은 SixNy, SiOx, SiON 등의 물질을 이용하여 형성한다. 또 상기 형성된 절연층 위에 반사율이 좋은 금속을 이용하여 정의된 화소 영역에 반사판(22)을 형성함으로 전면발광 구조를 갖게 하며, 개구율을 높여 유기발광소자의 광효율을 높이는 역할을 하고 또한 낮은 면저항으로 인하여 상기 반사판(22) 위에 형성되는 투명한 전극(23)의 면저항을 낮춰 유기발광소자의 효율을 높이는 역할을 한다. 이때 상기 반사판(22)으로 사용하는 금속으로는 알루미늄(Al), 실버(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 탄탈(Ta) 등의 금속과 이들의 합금 등이 주로 사용된다. 그리고 상기 형성된 반사판(22) 위에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등으로 제조되는 투명 전극(23)을 형성한다. 이때 이러한 상기 반사판(22)과 투명 전극(23)이 형성됨으로 인해 상기 유기발광소자는 상기 반사판(22)과 투명 전극(23), 유기발광층(24) 위에 형성되는 투명 전극(25)에 의한 광학적 공진 메카니즘이 적용되어 광 효율 극대화와 발광 색상의 조절을 가능하게 한다. 상기 형성된 투명 전극(23) 위에 오픈 섀도우 마스크를 이용한 증착법이나, 잉크젯(ink-jet)을 이용한 증착법이나, 칼라 패터닝을 이용한 증착법을 사용하여 유기발광층(24)을 형성하고 위에 투명 전극(25)이 형성된다. 또한 상기 투명 전극(25)을 형성하는 단계에서 이미 형성된 유기발광층의 손상을 최소화하기 위해서 알루미늄(Al), 실버(Ag), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 등의 금속 중 선택되어진 2 이상의 금속을 적층하여 반투과 메탈 버퍼층을 삽입할 수 있다. 마지막으로 상기 형성된 투명 전극(25) 위에 유기발광소자를 보호하고 방습기능을 겸하는 한층 이상으로 이루어져 있는 보호막(26)을 형성하며 상기 보호막(26)은 NPB, Alq3 등의 유기물 혹은 SiN, SiON 등으로 된 무기물을 이용하여 형성한다.Referring to the organic light emitting
이상의 공정으로 상기 봉지기판 및 유기발광소자가 제작되면 색변환층이 형성된 봉지 기판(1)과 전면발광 구조를 갖는 액티브매트릭스 유기발광소자(2)를 실 런트(71)를 이용하여 결합한 풀 칼라 디스플레이(10)을 제작하는 결합과정(7)을 수행한다. 도 3b를 참고로 상세히 설명하면, 상기 제작된 풀 칼라 디스플레이(10)를 휘어질 수 있도록 하기 위하여 제작된 풀 칼라 디스플레이(10)를 임시 기판(81)에 부착하여 고정시키고 실리콘 웨이퍼 기판(21)을 그라인더(82)를 이용하여 얇게 절삭 연마하는 연마과정(8)을 수행하며 이때 상기 실리콘 웨이퍼 기판(21)은 수십 마이크로미터의 두께로 제작될 수가 있다. 또 상기 기계적인 공정을 이용하여 실리콘 웨이퍼 기판(21)을 얇게 한 후 풀 칼라 디스플레이(70)를 임시 기판(81)에서 탈착하면 휘어질 수 있는 풀 칼라 디스플레이 제작이 완성된다.When the encapsulation substrate and the organic light emitting device are manufactured by the above process, the full color display in which the
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 디스플레이 제작공정을 나타낸 개념도로서 상기 연마과정(8)은 상기 기계적인 방법에 의해 연마된 풀 칼라 디스플레이 혹은 연마되지 않은 풀 칼라 디스플레이(10)를 고정된 틀에 장착한 후, 수산화칼륨(KOH) 등을 이용하여 식각하도록 하면 수십 나노미터로 가공이 되며, 투과율이 90% 이상으로, 휘어질 수 있는 투명 기판으로 된다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 상기 제작된 풀 칼라 디스플레이(10)의 실리콘 웨이퍼 기판에 디스플레이의 휘어지는 안정성과 유연성을 높이기 위하여 휘어질 수 있는 얇은 플라스틱 수지 시트(91)를 부착할 수도 있다.4 is a conceptual diagram illustrating a display manufacturing process according to an embodiment of the present invention, wherein the
상술한 바와 같이 본 발명은 매우 얇은 실리콘 웨이퍼를 사용하여 완벽한 수분/산소 보호막 역할(투습도 : <10-7g/m2.day) 및 세정이 용이하고, 유리 전이 온도 가 높으며, 열전도도가 높은 특성들을 효과적으로 이용한 다양한 곡면과 모양으로 제작되어지는 우수한 품질의 플렉시블 디스플레이를 제공하는 효과가 있다.As described above, the present invention uses a very thin silicon wafer, which serves as a perfect moisture / oxygen protective film (permeability: <10 -7 g / m 2 .day) and is easy to clean, has a high glass transition temperature, and has high thermal conductivity. It is effective to provide a high quality flexible display that is manufactured with various curved surfaces and shapes using the characteristics effectively.
또한 박막트랜지스터를 이용하여 고해상도와 저 소비전력의 디스플레이를 제공하는 효과가 있다.In addition, using a thin film transistor has the effect of providing a display of high resolution and low power consumption.
또 소량의 적색 혹은 녹색이 첨가된 고 효율의 유기발광소자와 색변환층에 광여기확산층을 삽입하여 광을 여기시켜 칼라 필터를 통하여 RGB를 이끌어 낼 수 있어서 높은 색변환 효율를 가지는 효과가 있다.In addition, by inserting a light excitation diffusion layer into a high efficiency organic light emitting device and a color conversion layer to which a small amount of red or green is added, light can be excited to derive RGB through a color filter, thereby having a high color conversion efficiency.
Claims (4)
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