KR100605124B1 - 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 종이 기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이 기판으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있으며, 또한, 종이기판의 표면에 보호막을, 예컨대 파릴렌으로 이루어진 보호막을 형성함으로써 종이 자체가 가지고 있는 흡습성과, 거친 표면으로 인한 패널의 수명 및 발광 효율 등의 저하를 방지할 수 있도록 한다.
유기, 전계, 발광, 표시, 패널, 종이기판, 파릴렌, 보호막

Description

종이기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법{Display panel using paper substrate and method thereof}
도 1은 종래 디스플레이 패널을 예로 들어 도시한 도면
도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법을 공정 순서대로 도시한 도면
도 3a는 본 발명에 따른 종이기판을 이용한 디스플레이 패널의 제 1 실시예를 도시한 도면
도 3b는 본 발명에 따른 종이기판을 이용한 디스플레이 패널의 제 2 실시예를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
20 : 종이 기판 21a : 제 1 보호막
21b : 제 2 보호막 22 : 애노드 전극
23 : 절연막 24 : 분리 격벽
25 : 발광층 26 : 캐소드 전극
27 : 제 3 보호막
본 발명은, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이를 기판으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있으며, 또한, 종이 기판(20)의 표면에 보호막을, 예컨대 파릴렌으로 이루어진 보호막을 형성함으로써 종이 자체가 가지고 있는 흡습성과, 거친 표면으로 인한 패널의 수명 및 발광 효율 등의 저하를 방지할 수 있도록 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 패널은 동화상 표시 매체로 널리 사용되고 있는데, 그 중에서 특히, 유기 전계 발광 표시 패널은 광시야각, 초고속 응답속도 등의 장점 때문에 동화상 표시 매체로 널리 사용되고 있으며, 백라이트가 필요 없고 박막 형태로 제작이 가능하기 때문에 평판 디스플레이 패널에 적합하다.
이러한, 유기 전계 발광 표시 패널은, 발광 방향에 따라 하면 발광 방식과 상면 발광 방식으로 구분되는데, 하면 발광 방식은 발광층에서 발생된 광이 기판을 통해 외부로 방출되는 방식으로, 광이 기판을 통과하여야 하기 때문에 실제 광이 방출되는 화소 면적을 트랜지스터의 개수, 배선 폭, 저장 용량 등에 따라 달리 제작해야 하고, 또한, 해상도가 높아짐에 따라 개구율이 낮아지는 단점이 있다.
이에 반해, 상면 발광 방식은 광이 기판과 반대되는 방향으로 방출되기 때문에 광이 방출되는 화소 면적이 전술한 트랜지스터의 개수, 배선 폭, 저장 용량 등에 따라 달리 제작할 필요가 없고, 또한 소비 전력 및 소자의 수명에서도 하면 발광 방식보다 우수하다.
이러한, 상면 발광 방식의 유기 전계 발광 표시 패널은, 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이, 유리 기판(10)과, 플러스(+) 전압을 인가받아 정공을 공급하도록 유리 기판(10) 상부에 형성되는 애노드 전극(11)과, 애노드 전극(11) 상부에 형성되는 발광층(12), 마이너스(-) 전압을 인가받아 전자를 공급하도록 발광층(12) 상부에 형성된 캐소드 전극(13)으로 이루어진다.
이렇게 이루어지는 일반적인 유기 전계 발광 표시 패널에서, 특히, 기판으로 유리 기판이나 플라스틱 기판으로 사용하는데, 이러한 유리 기판이나, 플라스틱 기판은 그 형태의 변형에 한계가 있다.
즉, 유리 기판은 통상적으로 깨지기 쉬운 성질을 가지고 있어서 제품 또는 제작 중간물이 파손될 가능성이 있으며, 일정 강도를 가지고 있어서 구부리거나 접는 것은 상당히 어려우며, 또한 플라스틱 기판은 유연성을 가지고 있기는 하지만, 기계적 변형에 한계를 가지고 있으며 더불어 열에 의한 변형이 상당히 커서 수율 저하 등의 문제점을 초래한다.
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이 기판으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있으며, 또한, 종이기판의 표면에 보호막을, 예컨대 파릴렌으로 이루어진 보호막을 형성함으로써 종이 자체가 가지고 있는 흡습성과, 거친 표면으로 인한 패널의 수명 및 발광 효율 등의 저하를 방지할 수 있도록 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 2a 내지 도 2h를 참조하여 본 발명인 종이기판을 이용한 디스플레이 패널의 제조 방법에 대해 설명하는데, 상기 도 2a 내지 도 2h는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법을 순서대로 도시한 공정 순서도이다.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제조 방법은, 기판용으로 마련한 소정의 종이기판 (20)의 상면과 하면 각각에, Evaporation, 롤 코팅(roll coating) 또는 스탬핑(stamping) 방식을 이용해 절연성의 고분자 필름을 상온에서 수 ㎛두께 정도로 얇게 코팅하여, 제 1 보호막(21a)과 제 2 보호막(21b)을 형성한다.
즉, 본 발명은 우선, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이 (20)를 기판으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있도록 하는데, 상기 종이 기판(20)은 가능한 표면 거칠기가 크지 않은 것을 사용하는 것이 바람직하며, 인쇄용지나 복사용지 또는 백판지 등의 사용도 가능하다.
또한, 종이기판(20)은 그 자체가 흡습성을 가지고 있고, 표면이 거칠어서 그 종이기판(20) 표면에 직접 패널을 제작하게 될 경우, 패널의 수명이 줄어들거나 발광 효율이 저하되는 등의 많은 문제점이 발생되기 때문에, 이를 방지하기 위해 본 발명에서는, 종이기판 (20)의 상면과 하면 각각에, Evaporation, 롤 코팅(roll coating) 또는 스탬핑(stamping) 방식을 이용해 고분자 필름을 상온에서 수 ㎛두께 정도로 얇게 코팅하여, 제 1 보호막(21a)과 제 2 보호막(21b)을 형성한다.
상기 제 1 보호막(21a)과 제 2 보호막(21b)은, 투명하며, 얇고, 종이기판과 계면 접합특성이 우수한 파릴렌으로 이루어진 고분자 보호막을 사용하는 것이 바람직한데, 상기 파릴렌으로 이루어진 고분자 보호막을 종이기판 (20)의 표면에 형성할 경우에는 가능한 진공분위기 하에서 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 종이 기판(20)의 상면과 하면 각각에 제 1 보호막(21a)과 제 2 보호막(21b)이 형성되면, 제 1 보호막(21a) 상부에 금속을 증착하고, 포토리쏘그라피 공정을 통해 스트라이프(stripe) 형태로 패터닝하여 그 형태가 일정 이격 거리를 두고 규칙적으로 반복되는 애노드 전극(22)을 형성한다(도 2b).
상기 금속은, 단일 금속이나, 합금, 또는 전기전도성 화합물 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는데, 특히, Ni를 사용하는 것이 바람직하고, 또한, 상기 애노드 전극(21)의 두께는 100Å ~ 10,000Å 범위내의 값으로 하는데, 특히 100Å ~ 2,000Å 범위 내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.
다음, 제 1 보호막(21a) 상부에 애노드 전극(22)이 형성되면(도 2b), 형성된 애노드 전극(22)과 제 1 보호막(21a)을 포함하는 상부 전면에 절연물질을 도포하여, 절연막(23)을 형성한 후(도 2c), 발광 화소 영역에 대응되는 영역마다 콘택트 홀을 형성하여 이 콘택트 홀을 통해 애노드 전극(22)의 일부를 노출시킨다(도 2d).
그런 후, 절연막(23)에 형성된 콘택트 홀을 통해 발광 화소 영역마다 애노드 전극(22)이 노출되면, 상기 절연막(23) 상면에 분리 격벽용 물질을 도포하고, 상기 애노드 전극(22)과 수직하는 방향으로 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 패터닝되 는 분리 격벽(24)을 형성한다(도 2e).
상기 분리 격벽(24)은, 향후 캐소드 전극들 상호간을 전기적으로 분리시키기 위한 것으로서, 사용되는 분리 격벽용 물질은 포토 레지스트나 폴리이미드를 사용하는 것이 바람직하다.
계속해서, 상기 절연막(23) 상면에 분리 격벽(24)이 형성되면, 상기 노출된 애노드 전극(22)과, 절연막(23) 및 분리 격벽(24)을 포함하는 상부 전면에, 롤 코팅(roll coating) 또는 스탬핑(stamping) 방식을 이용해 고분자 유기 발광물질 또는 저분자 유기 발광물질을 도포하여 발광층(25)을 형성한 다음(도 2f), 상기 발광층(25) 상부에 스핀 코팅 방법을 이용해 전도성 금속을 증착해 캐소드 전극(26)을 형성한다(도 2g).
상기 전도성 금속은, Ca, Mg, Ba, Ag, Al 중에서 선택된 어느 하나 또는 이중층으로 사용하고 특성 향상을 위하여 LiF, CsF등을 수 Å 이내로 삽입할 수 있다. 전도성 금속의 두께는 100Å ~ 1,000Å 범위내의 값으로 하되, 특히 10Å ~ 300Å 범위내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.
한편, 캐소드 전극(26)이 형성되면, 마지막으로 전술한 구성으로 이루어진 소자 전체를 외부로부터 보호하기 위해 상기 각각의 구성을 포함한 소자 전체를 제 3 보호막으로 캡핑(caping)하는데, 상기 제 3 보호막(27)은 가능한 전술한 파릴렌 고분자 보호막으로 캡핑(caping)하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명의 제조 방법을 통해 제조된, 본 발명의 디스플레이 패널의 제 1 실시예를 도 3a에 도시하였으며, 상기 도 3a는 도 2h를 A-A'로 자른 단면도이 다.
< 제 1 실시예>
상기 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스플레이 패널은, 종이 기판(20)과, 상기 종이 기판(20)의 상면 및 하면에 각기 형성된 제 1 보호막(21a) 및 제 2 보호막(21b)과, 상기 제 1 고분자 보호막(21a)의 상면에 일정 이격 거리를 두고 스트라이프(stripe) 형태로 반복적으로 형성된 애노드 전극(22)과, 상기 애노드 전극(22)과 제 1 고분자 보호막(21a)을 포함하는 상부에 절연체를 증착하고, 단위 화소 영역마다 콘택트 홀(contact hole)을 형성하여 상기 애노드 전극의 일부를 노출시키는 절연막(23)과, 상기 애노드 전극(22)과 직각으로 교차되는 방향으로 상기 절연막(23) 상부에 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 패터닝시켜 형성한 분리 격벽(24)과, 상기 노출된 애노드 전극(22), 절연막(23), 분리 격벽(24)을 포함하는 상부에 형성한 발광층(25)과, 상기 발광층(25) 상부에 금속을 증착하고 패터닝시켜 형성한 캐소드 전극(26)과, 소자 전체를 캡핑하는 제 3 보호막(27)으로 이루어진다.
이렇게 이루어지는 본 발명의 디스플레이 패널은, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이를 기판(20)으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있도록 한다.
더불어, 종이 기판 (20)이 그 자체가 흡습성을 가지고 있고, 표면이 거칠어서 그 종이기판 (20) 표면에 직접 패널을 제작하게 될 경우, 패널의 수명이 줄어들거나 발광 효율이 저하되는 등의 많은 문제점이 발생되기 때문에, 본 발명에서는 이를 방지하기 위해, 종이 기판(20)의 상면과 하면 각각에, 고분자 필름을 상온에서 수 ㎛두께 정도로 얇게 코팅하여, 제 1 보호막(21a)과 제 2 보호막(21b)을 형성한다.
또한, 본 발명은, 소자 전체를 외부로부터 보호하기 위해, 상기 각각의 구성, 즉, 종이 기판(20), 제 1, 2보호막(21a)(21b), 애노드 전극(22), 절연막(23), 분리 격벽(24), 발광층(25), 캐소드 전극(26)을 포함하는 소자 전체를 외부로부터 보호하기 위하여 파릴렌으로 이루어진 고분자 보호막 등의 제 3 보호막(27)으로 캡핑(caping)하게 된다.
한편, 종이기판 (20) 상부에 형성되는 제 1 보호막(21a)을 단일층으로 형성하는 것보다 후술하는 본 발명의 제 2 실시예에서와 같이 다층으로 형성함으로써, 종이 기저막 자체의 흡습성과 거친 표면으로 인한 패널의 수명 및 발광 효율의 저하를 좀 더 효과적으로 방지할 수 있는데, 도 3b는 이러한 다층 구조의 일예가 도시된 도면이다.
<제 2 실시예>
상기 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예는, 제 1 보호막(21a)을 다층으로 형성하는데, 특히, 종이기판 (20) 상부에 파릴렌 등의 고분자 물질을 수 ㎛두께로 얇게 코팅하여 형성한 제 1 고분자 보호막(21a)과, 이 제 1 고분자 보호막 상부 전면에 형성된 무기 박막, 및 상기 무기 박막 상면에 상기 제 1 고분자 보호막과 동일한 물질과 방식으로 형성한 제 2 고분자 보호막으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 및 그 제조 방법은, 말거나 접을 수 있는 얇은 두께의 유연성을 가진 종이를 기판으로 사용함으로써, 패널 형태를 좀 더 다양하게 변형할 수 있으며, 또한, 종이기판의 표면에 보호막을, 예컨대 파릴렌으로 이루어진 보호막을 형성함으로써 종이기판 자체가 가지고 있는 흡습성과, 거친 표면으로 인한 패널의, 특히 유기 전계 발광 표시 패널의 수명 및 발광 효율 등의 저하를 방지할 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 (8)

  1. 종이 기판의 하면과 상면에 파릴렌으로 보호막을 형성하는 제 1 단계;
    상기 종이 기판의 상면에 형성된 보호막 상부에 애노드 전극을 형성하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계에서 형성한 애노드 전극과, 종이 기저막을 포함하는 상부에 절연막을 증착하고, 발광 화소 영역마다 콘택트 홀(contact hole)을 형성하여 애노드 전극의 일부를 노출시키는 제 3 단계;
    상기 제 3 단계에서 증착한 절연막 상부에 음극 전극 분리용 격벽 물질을 도포하고 패터닝시켜, 상기 애노드 전극과 직각으로 교차되는 방향으로 반복적인 분리 격벽을 형성하는 제 4 단계;
    상기 제 3 단계에서, 증착한 절연막과 노출시킨 애노드 전극 및 상기 제 4 단계에서 형성한 분리 격벽을 포함하는 상부에 발광층을 형성하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계에서 형성한 발광층 상부에 캐소드 전극을 형성하는 제 6 단계로 이루어지는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 6 단계 후에;
    제 3 보호막으로 캡핑하는 제 7 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법 .
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호막은;
    다층막(multi-layer)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법 .
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 다층막(multi-layer)은;
    제 1 고분자 보호막, 무기 박막 및 제 2 고분자 보호막이 순차적으로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법 .
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 고분자 보호막 및 제 2 고분자 보호막은;
    파릴렌으로 이루어진 고분자 보호막인 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법 .
  6. 제 1 항에 있어서. 상기 제 2 단계는;
    이베포레이션(Evaporation), 롤 코팅(roll coating) 또는 스탬핑(stamping) 방식을 이용해 애노드 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널 제조 방법 .
  7. 종이 기판;
    상기 종이 기판의 하면 및 상면에 파릴렌으로 각기 형성된 제 1 보호막 및 제 2 보호막;
    상기 제 2 고분자 보호막 상면에 일정 이격 거리를 두고 스트라이프(stripe) 형태로 반복적으로 형성된 애노드 전극;
    상기 애노드 전극과 종이 기저막을 포함하는 상부에 절연막을 증착하고, 단위 화소 영역마다 콘택트 홀(contact hole)을 형성하여 상기 애노드 전극의 일부를 노출시키는 절연막;
    상기 애노드 전극과 직각으로 교차되는 방향으로 상기 절연막 상부에 일정 이격 거리를 두고 반복적으로 패터닝시켜 형성한 분리 격벽;
    상기 노출된 애노드 전극, 절연막, 분리 격벽을 포함하는 상부에 형성한 발광층;
    상기 발광층 상부에 형성한 캐소드 전극으로 이루어지는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    소자 전체를 캡핑하여 보호하는 제 3 보호막을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 종이기판을 이용한 디스플레이 패널.
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