KR101258592B1 - flexible Liquid Crystal Display device and manufacturing method the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계발광 현상에 의한 광원이 내장되고 유연성 있는 메탈호일 기판이 사용된 플렉시블 액정표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible liquid crystal display device having a built-in light source by an organic light emitting phenomenon and using a flexible metal foil substrate, and a method of manufacturing the same.
구체적으로 본 발명은 메탈호일 재질의 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 일면에 마련된 유기전계발광소자층과; 상기 제 1 기판 일면에 이격 대면된 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이로 개재된 액정층과; 상기 유기전계발광소자층 상부의 상기 액정층을 구동시키는 어레이소자층을 포함하는 플렉시블 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공한다.Specifically, the present invention is a metal foil material of the first substrate; An organic light emitting diode layer provided on one surface of the first substrate; A second substrate spaced apart from one surface of the first substrate; A liquid crystal layer interposed between the first and second substrates; Provided are a flexible liquid crystal display device including an array element layer driving the liquid crystal layer on the organic light emitting device layer and a method of manufacturing the same.
그 결과 본 발명은 유기전계발광 현상에 의한 광원이 내장되어 별도의 백라이트가 불필요하며, 메탈호일 기판을 사용함으로써 유연성을 지닌 플렉시블 액정표시장치를 제공하는 잇점이 있다.As a result, the present invention has the advantage of providing a flexible liquid crystal display device having flexibility by using a metal foil substrate because a separate backlight is not necessary because a light source by organic electroluminescence is incorporated.
Description
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.1 is an exploded perspective view of a general liquid crystal display device.
도 2는 유기전계발광소자의 밴드다이어그램.2 is a band diagram of an organic light emitting display device.
도 3은 본 발명에 따른 플렉시블 액정표시장치의 단면도.3 is a cross-sectional view of a flexible liquid crystal display device according to the present invention.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명에 따른 플렉시블 액정표시장치의 공정단면도.4A to 4F are cross-sectional views of a flexible liquid crystal display device according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110,170 : 제 1 및 제 2 기판 120 : 유기전계발광소자층110, 170: first and second substrate 120: organic light emitting element layer
132 : 베리어막 140 : 어레이소자층132: barrier film 140: array element layer
180 : 컬러필터층 190 : 액정층180: color filter layer 190: liquid crystal layer
본 발명은 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 유기전계발광(organic electro luminescence) 현상에 의한 광 원이 내장되고 유연성 있는 메탈호일(metal foil) 기판이 사용된 플렉시블 액정표시장치(flexible LCD) 및 이의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device (LCD), and more particularly, a flexible metal foil substrate having a built-in light source by organic electroluminescence and a flexible metal foil substrate. A liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
근래의 본격적인 정보화 시대에 발맞추어 전기적 신호 데이터를 화상으로 표시하는 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 사이즈의 경박단소(輕薄短小)와 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(Flat Panel Display device : FPD)로서, 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 전계발광표시장치(Electro luminescence Display device : ELD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP) 등이 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.In line with the recent information age, the display field for displaying electrical signal data has been rapidly developed. In response, the flat panel display having the advantages of small size, light weight and low power consumption has been developed. As a display device (FPD), a liquid crystal display device (LCD), an electroluminescence display device (ELD), a plasma display panel device (PDP), and the like have been developed. It is rapidly replacing (Cathode Ray Tube: CRT).
이중에서도 동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 가장 활발하게 이용되는 액정표시장치는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타내는바, 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재한 액정패널(liquid crystal panel)을 필수적인 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다. 하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 외부로 투영시키기 위한 별도의 조광(照光)수단을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL) 또는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lamps : EEFL) 등을 광원(光源)으로 채택한 백라이트(back light assembly)가 마련된다.Among them, liquid crystal display devices, which are used to display moving images and have a large contrast ratio, are used most actively in TVs and monitors, and have an image realization principle due to optical anisotropy and polarization of liquid crystals. As a result, a liquid crystal panel having a liquid crystal layer interposed between two parallel substrates is an essential component, and a difference in transmittance is realized by changing an arrangement direction of liquid crystal molecules by an electric field in the liquid crystal panel. However, since the liquid crystal panel does not have a self-luminous element, a separate dimming means is required to project the difference in transmittance to the outside, and for this purpose, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or A back light assembly using external electrode fluorescent lamps (EEFL) as a light source is provided.
첨부된 도 1은 일반적인 액정표시장치에 대한 분해 모식도로서, 액정패널(10)의 일부와 백라이트(50)가 나타나 있다.1 is an exploded schematic view of a general liquid crystal display, and a portion of the
일반적인 액정패널(10)은 액정층(30)을 사이에 두고 대면 합착된 유리 또는 석영 재질의 제 1 및 제 2 기판(12,22)으로 이루어진다.The general
이중 어레이기판(array substrate)이라 불리는 제 1 기판(12) 내면에는 복수의 게이트라인(14)과 데이터라인(16)이 교차 배열되어 매트릭스(matrix) 형태의 화소(pixel : P)가 정의되고, 이들의 교차점에는 박막트랜지스터(T)(Thin Film Transistor : TFT)가 구비되어 각 화소(P)에 실장된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다. 또한 컬러필터기판(color-filter substrate)이라 불리는 제 2 기판(22) 내면에는 게이트라인(14)과 데이터라인(16)을 비롯한 박막트랜지스터(T) 등의 비 표시요소를 가리며 각각의 화소전극(18) 만을 노출시키는 격자형상의 블랙매트릭스(black matrix : 24)와, 이의 각 격자 내에 충진된 충진된 컬러필터(26) 그리고 이들 블랙매트릭스(24)와 컬러필터(26)를 덮는 공통전극(28)이 마련된다.A plurality of
그리고 게이트라인(14)으로는 박막트랜지스터(T)를 온/오프(on/off) 제어하는 게이트신호가 스캔(scan) 공급되고, 데이터라인(16)으로는 실질적인 액정구동전압으로서 데이터신호가 공급되는바, 게이트신호에 의해 각 게이트라인(14) 별로 선택된 박막트랜지스터(T)가 온 되면 데이터신호가 해당 화소(P)의 화소전극(18)으로 전달되고, 이에 따른 화소전극(18)과 공통전극(28) 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타낸다. 이와 동시에 백라이트(50)는 액정패널(10)로 백색광을 공급하며, 이로써 액정표시장치는 각 화소(P) 별 액정분 자의 배열상태에 따른 투과율 차이와 컬러필터(26)의 색조합이 반영된 컬러화상을 디스플레이할 수 있다.The
하지만 이상에서 살펴본 일반적인 액정표시장치의 액정패널(10)은 투과율이 70% 미만에 머물러 광 손실이 크고, 때문에 백라이트(50)는 높은 휘도의 빛을 발하여야 하므로 소비전력 면에서 불리한 단점을 보인다. 아울러 최근 들어 사용자 요구에 부응해서 표시장치가 급속도로 대면적와 및 슬림화되는 추세에 있지만, 액정표시장치의 경우에 액정패널(10)과 별도로 요구되는 백라이트(50)로 인해 두께 감소에 한계를 드러내고 있다.However, since the
한편, 표시장치의 용도가 급속도로 확대되면서 종이처럼 말거나 접을 수 있는 차세대의 신개념 표시장치, 이른바 전자종이(e-paper)를 구현하기 위한 노력 또한 계속되었고, 그 대표적인 기술로는 전기영동잉크(e-ink)를 이용한 전기영동 디스플레이 분야를 꼽을 수 있다. 하지만 휘거나 구부려도 디스플레이 특성에서 손실이 없는 '유연성'의 과제는 각종 평판표시장치 분야에도 공통적으로 도입되었으며, 이에 따라 기존의 석영이나 유리 등의 경도 높은 기판을 유연성 있는 플라스틱 또는 메탈호일(metal foil) 기판으로 대체하는 것에서부터 시작된 플렉시블 평판표시장치는 이미 전계발광표시장치나 플라즈마표시장치 등에서 상당한 실효성을 거둔 것으로 알려져 있다.Meanwhile, as the use of display devices has been rapidly expanded, efforts have been made to implement a new concept display device, a so-called e-paper, which can be rolled or folded like a paper, and electrophoretic ink (e) -ink) is the field of electrophoretic display. However, the task of 'flexibility', which has no loss in display characteristics even when bent or bent, has been commonly introduced in various flat panel display devices. Accordingly, existing substrates with high hardness such as quartz or glass can be replaced with flexible plastic or metal foil. The flexible flat panel display device, which started with the replacement of a substrate, has already been known to have significant effectiveness in electroluminescent display devices and plasma display devices.
그러나 액정표시장치의 경우에 플라스틱 내지 메탈호일 기판이 사용되기 어려운 단점을 보이는데, 그 원인은 액정표시장치 제조공정상 특징과 자체적인 발광 요소를 갖추지 못한 비 발광방식 표시장치라는 점에서 찾아볼 수 있다.However, in the case of a liquid crystal display device, a plastic or metal foil substrate is difficult to be used, which can be found in that it is a non-light emitting display device that does not have its own light emitting element and characteristics in the manufacturing process of the liquid crystal display device.
즉, 일반적인 액정표시장치 제조공정은 기판으로 대상으로 수 차례에 걸친 열적·화학적 처리공정을 수반하므로 열과 화학약품에 취약한 플라스틱 기판을 사용하기 어렵고, 아울러 비 발광방식으로서 백라이트에 의한 별도의 배면광을 이용하는 광 투과형의 액정패널에서 빛을 차단하는 메탈호일 기판은 적용이 어렵다.That is, a general liquid crystal display manufacturing process involves several times of thermal and chemical processing on a substrate, making it difficult to use a plastic substrate vulnerable to heat and chemicals. Metal foil substrates that block light in the light transmitting liquid crystal panel used are difficult to apply.
그 결과 메탈호일 기판을 이용한 플렉시블 액정표시장치는 현재 배면광이 불필요한 반사형 액정표시장치에만 국한해서 적용되며, 활용범위가 크게 제한되는 단점을 나타낸다.As a result, the flexible liquid crystal display device using the metal foil substrate is currently applied only to the reflection type liquid crystal display device that does not need the back light, and shows a disadvantage in that the application range is greatly limited.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유연성 있는 플라스틱 내지는 메탈호일 기판을 이용한 플렉시블 액정표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. 특히 본 발명은 반사형 이외에도 투과형 구조에 따른 플렉시블 액정표시장치를 개시코자 하는바, 구체적으로 액정패널 내에 광원이 실장된 자체발광 방식 액정표시장치를 제공함으로써 휘도와 소비전력 면에서 뛰어나고, 별도의 백라이트를 생략할 수 있어 슬림화가 가능한 플렉시블 액정표시장치를 구현하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a flexible liquid crystal display device using a flexible plastic or metal foil substrate and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention is to disclose a flexible liquid crystal display device having a transmissive structure in addition to the reflective type, in particular, by providing a self-luminous type liquid crystal display device with a light source mounted in the liquid crystal panel is excellent in terms of brightness and power consumption, separate backlight The purpose of the present invention is to realize a flexible liquid crystal display device that can be slimmed down.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 메탈호일 재질의 제 1 기판 과; 상기 제 1 기판 일면에 마련된 유기전계발광소자층과; 상기 제 1 기판 일면에 이격 대면된 제 2 기판과; 상기 제 1 및 제 2 기판 사이로 개재된 액정층과; 상기 유기전계발광소자층 상부의 상기 액정층을 구동시키는 어레이소자층을 포함하는 플렉시블 액정표시장치를 제공한다. 이때 상기 제 1 기판은 비투과성이고, 상기 제 2 기판은 투과성인 것을 특징으로 하고, 상기 제 2 기판은 플라스틱 재질인 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, the first substrate of the metal foil material; An organic light emitting diode layer provided on one surface of the first substrate; A second substrate spaced apart from one surface of the first substrate; A liquid crystal layer interposed between the first and second substrates; Provided is a flexible liquid crystal display device including an array element layer driving the liquid crystal layer on the organic light emitting device layer. In this case, the first substrate is non-transmissive, the second substrate is characterized in that the transmission, the second substrate is characterized in that the plastic material.
또한 상기 유기전계발광소자층은 상기 제 1 기판으로부터 차례로 적층된, 유기발광막과; 투명 제 1 전극막을 포함하는 것을 특징으로 하고, 이 경우 상기 제 1 기판 내면에 마련된 버퍼막과; 상기 버퍼막과 상기 유기발광막 사이로 개재된 제 2 전극막을 더욱 포함할 수 있으며, 상기 제 1 전극막과 상기 유기발광막 그리고 상기 유기발광막과 상기 제 2 전극 사이에 각각 개재된 정공수송막 및 전자수송막을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting device layer is an organic light emitting film, which is sequentially stacked from the first substrate; And a transparent first electrode film, wherein the buffer film is provided on an inner surface of the first substrate; And a second electrode film interposed between the buffer film and the organic light emitting film, the hole transport film interposed between the first electrode film and the organic light emitting film and between the organic light emitting film and the second electrode, respectively. It is characterized in that it further comprises an electron transport film.
또한 상기 유기전계발광소자층과 상기 어레이소자층 사이로 개재된 절연성의 투명 베리어막을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기 어레이소자층은, 상기 베리어막 상부에서 서로 교차되어 복수의 화소를 정의하는 게이트 및 데이터라인과; 상기 게이트 및 데이터라인의 교차점에 구비된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터와 일대일 대응 접속되고, 상기 각 화소에 실장된 화소전극과; 상기 화소전극과 대향된 공통전극을 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 공통전극은 상기 제 2 기판 내면에 형성되건 또는 상기 화소전극은 상기 제 1 기판의 상기 화소 내에서 스트라이프 형태로 배열되고, 상기 공통전극은 상기 제 1 기판의 상기 화소 내에서 상기 화소전극과 엇갈린 스트라이프 형태로 배열되는 것을 특징으로 한다.The method may further include an insulating transparent barrier film interposed between the organic light emitting device layer and the array device layer, wherein the array device layer includes a gate defining a plurality of pixels by crossing each other on the barrier film; A data line; A thin film transistor provided at an intersection point of the gate and the data line; A pixel electrode connected to the thin film transistor in a one-to-one correspondence and mounted on each pixel; And a common electrode opposed to the pixel electrode, wherein the common electrode is formed on an inner surface of the second substrate, or the pixel electrode is arranged in a stripe shape in the pixel of the first substrate, The electrodes may be arranged in the form of stripes intersected with the pixel electrodes in the pixels of the first substrate.
그리고 상기 유기전계발광소자층 상부의 상기 제 1 및 제 2 기판 사이로 마련된 컬러필터층을 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.And a color filter layer provided between the first and second substrates on the organic light emitting device layer.
아울러 본 발명은 a) 메탈호일 재질의 제 1 기판을 준비하여 일면에 유기전계발광소자층을 형성하는 단계와; b) 상기 유기전계발광소자층 상부에 어레이소자층을 형성하는 단계와; c) 상기 제 1 기판 일면으로부터 이격되게 제 2 기판을 배치하고, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이로 액정층을 개재하는 단계를 포함하는 플렉시블 액정표시장치 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of: a) preparing a first substrate of a metal foil material to form an organic light emitting device layer on one surface; b) forming an array device layer on the organic light emitting device layer; c) disposing a second substrate spaced apart from one surface of the first substrate, and interposing a liquid crystal layer between the first and second substrates.
이때 상기 유기전계발광소자층과 상기 어레이소자층 사이에 투명 절연재질의 베리어막을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 a) 단계는, 상기 제 1 기판 일면에 유기발광막과, 투명 제 1 전극막을 차례로 형성하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 a) 단계는, 상기 제 1 기판 일면과 상기 유기발광막 사이에 버퍼막을 개재하고, 상기 버퍼막과 상기 유기발광막 사이에 제 2 전극막을 개재하는 단계를 더욱 포함할 수 있고, 상기 a) 단계는, 상기 제 1 전극막과 상기 유기발광막 그리고 상기 유기발광막과 상기 제 2 전극막 사이로 각각 정공수송막 및 전자수송막을 개재하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.The method may further include forming a barrier film of a transparent insulating material between the organic light emitting device layer and the array device layer, wherein the step a) includes an organic light emitting film and a transparent surface on one surface of the first substrate. And sequentially forming a first electrode film, and in particular, the step a) includes interposing a buffer film between one surface of the first substrate and the organic light emitting film and between the buffer film and the organic light emitting film. The method may further include a step of interposing a second electrode film, wherein the step a) includes a hole transport film and an electron transport between the first electrode film and the organic light emitting film and between the organic light emitting film and the second electrode film, respectively. It may further comprise intervening the membrane.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
본격적인 설명에 앞서 본 명세서에서 언급될 몇 가지 용어의 정의를 살펴보면, 본 발명에 따른 플렉시블 액정표시장치(이하, 액정표시장치라 한다.)는 유연성 을 지닌 액정패널 내에 유기전계발광현상에 의한 광원이 실장된 것을 특징으로 하는바, 별도의 백라이트가 생략된 관계로 액정표시장치와 액정패널이 실질적으로 동일한 의미를 갖는다. 또한 이하의 설명에서 '층(layer)'이란 소정기능을 위해 박막형태의 구성요소들이 적층된 적층체를 의미하며, 이들 각각을 이루는 박막형태의 구성요소는 '막(film)'이라 달리 구분한다. 아울러 전계발광현상이란 전자(electron)와 정공(hole)의 결합에 의한 엑시톤(exciton)이 여기상태로부터 기저상태로 천이될 때 나타나는 발광현상을 일컬으며, 유기전계발광현상이란 전계발광현상이 유기형광체 내에서 이루어진 경우를 의미한다.Looking at the definition of some terms to be mentioned in the present specification before the full description, the flexible liquid crystal display device (hereinafter referred to as a liquid crystal display device) according to the present invention is a light source by the organic light emitting phenomenon in the flexible liquid crystal panel The liquid crystal display device and the liquid crystal panel have substantially the same meaning because the backlight is omitted. In addition, in the following description, the term "layer" refers to a laminate in which components in a thin film form are stacked for a predetermined function, and the thin film components forming each of them are differently referred to as a "film." . In addition, electroluminescence phenomenon refers to a luminescence phenomenon that occurs when an exciton transitioned from an excited state to a ground state by the combination of an electron and a hole, and an organic luminescence phenomenon is an organic phosphor. It means the case made within.
참고로 도 2는 유기전계발광현상에 의한 발광원리를 갖는 유기전계발광소자의 밴드다이어그램으로서, 서로 마주보는 내면에 정공수송막(hole transport film : 54)과 전자수송막(electron transport film : 64)이 각각 형성된 애노드전극막(anode electrode film : 52)과 캐소드전극막(cathode electrode film : 62) 그리고 정공수송막(54)과 전자수송막(64) 사이로 개재된 유기발광막(orginic emission film : 70)을 포함한다. 그리고 애노드전극막(52)과 캐소드전극막(62)에 각각 양과 음의 전압이 인가되면 정공수송막(54)의 정공과 전자수송막(64)의 전자가 유기발광막(70)으로 수송되어 엑시톤을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 유기발광막(70)에 의해 가시광선의 형태로 방출된다.For reference, FIG. 2 is a band diagram of an organic light emitting display device having a light emission principle due to an organic light emitting phenomenon, and includes a
이에 본 발명은 상기의 유기전계발광현상에 의한 광원이 내장되어 별도의 백 라이트가 불필요한 자체발광방식을 나타냄과 동시에 메탈호일 기판을 사용함으로써 유연성을 나타내는 플렉시블 액정표시장치(이하, 간략히 액정표시장치라 한다.)를 구현한 것으로, 첨부된 도 3은 본 발명에 따른 액정표시장치의 단면도이다.Accordingly, the present invention is a flexible liquid crystal display device (hereinafter, simply referred to as a liquid crystal display device) that exhibits flexibility by using a metal foil substrate while indicating a self-emission method in which a light source by the organic electroluminescence phenomenon is incorporated and unnecessary a separate backlight. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the present invention.
보이는 것처럼 본 발명에 따른 액정표시장치는 액정층(190)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(110,170) 내에 빛을 발하는 유기전계발광소자층(120)과 액정구동을 위한 어레이소자층(140) 그리고 컬러구현을 위한 컬러필터층(180)이 개재된 형태를 나타내는데, 일례로 제 1 기판(110) 내면에는 유기전계발광소자층(120)을 비롯해서 어레이소자층(140)으로서 박막트랜지스터(T) 및 화소전극(158) 등이 마련될 수 있고, 제 2 기판(170) 내면에는 컬러필터층(180) 그리고 상기 컬러필터층(180) 하부의 공통전극(188)이 마련될 수 있다.As can be seen, the liquid crystal display according to the present invention is an organic light emitting
그리고 이중 제 1 기판(110)은 유연성을 지닌 비 투과성의 메탈호일로 이루어지고, 제 2 기판(170)은 투명 절연재질로서 유리나 석영 등이 사용될 수 있지만, 바람직하게는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 유연성 면에서 보다 유리하다.In addition, the
각각을 보다 구체적으로 살펴본다.Look at each one in more detail.
먼저, 비 투과성의 메탈호일로 이루어진 제 1 기판(110) 내면에는 유기전계발광소자층(120)과 어레이소자층(140)이 차례로 위치되고, 이들 사이로는 절연을 위한 투명의 베리어막(132)이 개재되어 있다.First, the organic light emitting
이때 유기전계발광소자층(120)은 제 1 기판(110)으로부터 차례로 캐소드전극인 제 1 전극막(122), 전자수송막(124), 유기발광막(126), 정공수송막(128), 애노 드전극인 제 2 전극막(130)이 적층된 형태를 나타낼 수 있다. 그리고 이중 제 1 전극막(122)은 불투명의 일 함수가 낮은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 리튬(Li) 또는 이들 중 적어도 하나가 포함된 합금 등의 금속재질로 이루어지고, 제 2 전극막(130)은 일 함수가 높은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium-zink-oxide : IZO) 등의 투명 도전성 물질로 이루어지는바, 필요에 따라서 제 1 전극막(122)은 전도성을 지닌 메탈호일 재질의 제 1 기판(110)으로 대체될 수 있고, 이와 달리 제 1 전극막(122)이 별도로 구비된다면 제 1 기판(110)과 제 1 전극막(122) 사이로 절연을 위한 버퍼막이 개재될 수 있다. 반면, 별도의 도면으로 나타내지 않았지만 유기전계발광소자층(120)은 제 1 기판(110)으로부터 애노드전극인 제 2 전극막(130), 정공수송막(128), 유기발광막(126), 전자수송막(124), 캐소드전극인 제 1 전극막(122)이 차례로 적층된 형태를 나타내는 것도 가능하며, 이 경우 제 2 전극막(130)은 메탈호일 재질의 제 1 기판(110)으로 대체되거나 일함수가 높은 불투명 금속이 사용될 수 있고, 제 1 전극막(122)은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.In this case, the organic light emitting
따라서 제 1 및 제 2 전극막(122,130)에 각각 음과 양의 전압이 공급되면 유기발광막(126) 내에서는 전자수송막(124)의 전자와 정공수송막(128)의 정공에 의한 엑시톤이 여기 상태에서 기저상태로 천이되어 제 2 전극막(130) 방향, 다시 말해 제 2 기판(170)을 향해 빛을 발하는 이른바 상부발광 구조를 나타내는바, 바람직하게는 발광효율을 높이기 위해 제 1 전극막(122)과 전자수송막(124) 사이로 전자주입막(electron injection layer)이 개재될 수 있고, 정공수송막(128)과 제 2 전극 막(130) 사이로 정공주입막(hole injection layer)이 개재될 수 있다. Therefore, when positive and positive voltages are supplied to the first and
그리고 이러한 유기전계발광소자층(120) 상부, 보다 정확하게는 제 2 전극막(130) 상부에 절연을 위한 유기 또는 무기물질이나 플라스틱 등의 투명 베리어막(132)이 위치한다.The
다음으로 베리어막(132) 상부에는 액정구동을 위한 어레이소자층(140)이 위치하는데, 베리어막(132) 상면에는 일 방향을 향하는 게이트라인(도 1의 14참조, 이하 동일하다.) 및 이로부터 분기된 게이트전극(142)이 위치하고, 이들의 상부 전면을 게이트절연막(144)이 덮으며, 상기 게이트절연막(144) 상면에는 게이트전극(142)에 오버랩되는 섬(island) 모양의 반도체층(146)이 위치하고 있다. 아울러 게이트절연막(144) 상부에는 게이트라인과 교차되어 매트릭스 형태의 화소(P)를 정의하는 데이터라인(도 1의 16참조, 이하 동일하다.) 및 이로부터 분기되며 반도체층(146) 상부에서 게이트전극(142)과 일정정도 오버랩되는 소스전극(150)이 위치하고, 상기 소스전극(150)과 일정정도 이격된 지점의 반도체층(146) 상부에는 게이트전극(142)과 일정정도 오버랩되는 드레인전극(152)이 위치하고 있다. 그리고 이들 데이터라인과 소스 및 드레인전극(150,152)의 상부 전면을 보호막(156)이 덮는데, 상기 보호막(156)은 드레인전극(152)의 일부를 노출시키는 콘택홀(H)을 제공하며, 이러한 보호막(156) 상면에는 콘택홀(H)을 통해 드레인전극(152)에 접속된 화소전극(158)이 각 화소(P)에 위치하고 있다.Next, the
이로써 게이트전극(142)과 반도체층(146), 소스 및 드레인전극(150,152)은 박막트랜지스터(T)를 이루고, 소스 및 드레인전극(150,152) 사이의 노출된 반도체 층(146)은 채널(ch)이 된다.Accordingly, the
또한 제 2 기판(170) 내면에는 컬러필터층(180)으로서 게이트라인과 데이터라인 및 박막트랜지스터(T) 등의 비표시요소를 가리는 대신 각각의 화소전극(158) 만을 노출시켜 빛샘 현상과 누설전류를 방지하는 격자 형상의 블랙매트릭스(182)가 위치하고, 이의 각 격자 내에는 컬러구현을 위해 각 화소에 대응되는 컬러필터(184)가 충진되며, 이들 모두를 덮으면서 액정층(190)을 사이에 두고 화소전극(158)과 대향되는 공통전극(188)이 마련되어 있다. 이때 컬러필터(184)는 일례로 각 화소(P)에 일대일 대응되는 R(Red), G(Green) B(Blue) 컬러필터의 반복 배열을 이룰 수 있고, 블랙매트릭스(182) 및 컬러필터(184)와 공통전극(188) 사이로는 평탄화를 위한 평탄화막(186)이 개재될 수 있다.In addition, instead of covering the non-display elements such as the gate line, the data line, and the thin film transistor T as the
더불어 비록 도면에 나타내지는 않았지만 액정층(190)과 제 1 및 제 2 기판(110,170) 사이로는 액정의 초기배열방향을 결정하는 제 1 및 제 2 배향막이 개재될 수 있고, 제 2 기판(170) 외면으로는 빛의 편광상태를 제어하는 편광판이 부착될 수 있다.Although not shown in the drawings, the first and second alignment layers for determining the initial alignment direction of the liquid crystal may be interposed between the
이상에서 살펴본 본 발명에 따른 액정표시장치는 유기전계발광소자층(120)의 제 1 및 제 2 전극막(122,130)에 유기전계발광을 위한 소정의 전압이 공급됨과 동시에 게이트라인과 데이터라인으로 게이트신호와 데이터신호가 각각 전달되어 컬러화상을 디스플레이한다.In the liquid crystal display device according to the present invention as described above, a predetermined voltage for organic electroluminescence is supplied to the first and second electrode layers 122 and 130 of the organic light emitting
즉, 유기전계발광소자층(120)의 제 1 및 제 2 전극막(122,130)에 각각 소정 크기의 전압이 인가되면 유기전계발광현상에 의한 가시광선이 제 2 기판(170) 방향으로 발생됨은 앞서 확인한 바 있고, 이와 동시에 게이트신호에 의해 각 게이트라인 별로 선택된 박막트랜지스터(T)가 온 되면 해당 화소(P)의 화소전극(158)으로 데이터신호가 공급되는바, 이로 인한 화소전극(158)과 공통전극(188) 사이의 전기장에 의해 액정분자의 배열방향이 변화되어 투과율 차이를 나타내며, 이러한 투과율 차이는 유기전계발광소자층(120)으로부터 발생된 빛에 의해 컬러필터(184)의 색 조합이 반영된 컬러화상의 형태로 디스플레이 된다.That is, when a voltage having a predetermined magnitude is applied to the first and second electrode layers 122 and 130 of the organic light emitting
이하, 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조과정을 앞서의 도 3 그리고 공정단면도인 도 4a 내지 도 4f를 참조에서 살펴본다.Hereinafter, a manufacturing process of the liquid crystal display according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4A through 4F, which are process cross-sectional views.
먼저, 도 4a와 같이 유연성을 지닌 메탈호일의 제 1 기판(110)을 준비한다.First, as shown in Figure 4a to prepare a
다음으로 이러한 제 1 기판(110) 내면에 캐소드전극인 제 1 전극막(122)과, 전자수송막(124)과, 유기발광막(126)과, 정공수송막(128)과, 애노드전극인 제 2 전극막(130)을 차례로 적층하여 유기전계발광소자층(120)을 완성한다. 이때 제 1 전극막(122)은 알루미늄, 마그네슘, 리튬 또는 이들 중 적어도 하나의 합금으로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(130)막은 ITO 또는 IZO로 이루어질 수 있으며, 제 1 전극막(122)과 전자수송막(124) 그리고 정공수송막(128)과 제 2 전극막(130) 사이로는 각각 전자주입막과 정공주입막이 개재될 수 있다.Next, an inner surface of the
그리고 이 경우 특히 제 1 전극막(122)은 전도성을 지닌 메탈재질의 제 1 기판(110)으로 대체될 수 있으며, 제 1 기판(110)과 별도로 마련된다면 제 1 기 판(110)과 제 1 전극막(122) 사이로는 절연을 위한 버퍼막이 개재될 수있다. 또한 유기전계발광소자층(120)은 도면에서와 같이 제 1 기판(110) 전면에 걸쳐 형성되는 것도 가능하지만, 각 화소(P)에 일대일 대응되는 낱개의 형태를 나타낼 수도 있다.In this case, in particular, the
이어서 도 4b와 같이 유기전계발광소자층(120)의 제 2 전극막(130) 상에 투명 절연물질을 증착해서 베리어막(132)을 형성한다. 이때 베리어막(132) 역시 투명 절연재질이라면 그 종류에 제한이 없으며, 일례로 플라스틱도 가능하다.Next, as illustrated in FIG. 4B, a
다음으로 도 4c와 같이 베리어막(132) 상부에 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들 중 적어도 하나의 금속합금 재질로 이루어진 제 1 금속 박막을 증착한 후 패터닝해서 게이트라인 및 이로부터 분기된 게이트전극(142)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4C, a first metal thin film made of aluminum (Al), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), or at least one metal alloy material thereof is deposited on the
이어서 도 4d와 같이 게이트라인 및 게이트전극(142)의 상부 전면에 걸쳐 게이절연막(144)을 형성하는데, 이는 질화실리콘(SiNx)과 산화실리콘(SiOx)를 포함하는 유기절연물질 그룹 중 선택된 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 그리고 후속해서 게이트절연막(144) 상에 순수 비정질 실리콘막을 형성하고 그 표면에 불순물을 도핑한 후 패터닝해서 순수 비정질 실리콘의 액티브막(147) 및 불순물이 도핑된 얕은 불순물 비정질실리콘막을 형성한다. 이어서 몰리브덴, 크롬 등의 제 2 금속을 증착한 후 패터닝해서 데이터라인과 소스 및 드레인전극(150,152)을 형성하고, 소스 및 드레인전극(150,152) 사이로 노출된 얕은 불순물 비정질실리콘 막을 제거해서 채널(ch)을 구현한다. 이로써 액티브막(147) 및 오믹콘택막(148)으로 이루어지는 반도체층(146)이 완성된다.Next, as shown in FIG. 4D, a gay insulating
다음으로 도 4e와 같이 제 1 기판(110) 전면에 걸쳐 벤조사이클로부텐(BCB)과 아크릴(acryl)계 수지를 포함하는 투명 유기절연 물질 그룹 중 선택된 하나의 재질로 이루어진 보호막(156)을 증착하고, 드레인전극(152)의 일부를 노출시키는 콘택홀(H)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4E, a
이어서 도 4f와 같이 ITO, IZO 중 하나의 물질을 보호막(156) 상에 증착한 후 패터닝하여 콘택홀(H)을 통해 드레인전극(152)과 연결된 화소전극(158)을 형성하며, 이로써 제 1 기판(110) 상에는 베리어막(132)에 의해 절연된 유기전계발광소자층(120) 및 공통전극을 제외한 어레이소자층(140)이 차례로 완성된다.Subsequently, as shown in FIG. 4F, one of ITO and IZO is deposited on the
후속해서 별도의 제조공정을 통해 블랙매트릭스(182) 및 컬러필터(184)와 공통전극(188) 등이 마련된 제 2 기판(170)을 대면 배치한 후 그 사이로 액정층(190)을 개재해서 도 3과 같은 액정표시장치를 완성할 수 있다.Subsequently, the
한편, 이상에서 살펴본 발명에 따른 액정표시장치에 있어서, 제 1 기판(110)의 베리어막(132)과 제 2 기판(170) 사이에 마련된 어레이소자층(140)과 액정층(190) 및 컬러필터층(180)은 실질적으로 일반적인 액정패널과 동일한 구성을 나타낼 수 있다.Meanwhile, in the liquid crystal display device according to the present invention described above, the
따라서 앞서의 설명은 본 발명의 일 양태에 지나지 않으며, 이 외에도 예를 들면 반사투과형 내지는 횡전계 방식과 같이 별도의 백라이트를 이용하는 모든 종류의 액정표시장치에 적용 가능하다. 즉, 본 발명의 핵심적인 기술적 사상은 액 정층(190)을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(110,170)으로 이루어지며, 이들 제 1 및 제 2 기판(110,170) 사이로 액정구동을 위한 어레이소자층(140) 및 컬러구현을 위한 컬러필터층(180)이 마련된 모든 종류의 액정표시장치에 있어서, 제 1 기판(110)을 비 투과성의 메탈호일 재질로 구성함과 동시에 제 1 기판(110) 내면에 발광 가능한 유기전계발광소자층(120)을 개재해서 백라이트를 생략한 플렉시블 액정표시장치를 제공하는 것이다.Therefore, the foregoing description is only an aspect of the present invention, and in addition, the foregoing description is applicable to all kinds of liquid crystal display apparatuses using a separate backlight, such as a reflection transmission type or a transverse electric field method. That is, the core technical idea of the present invention is composed of first and
그 결과 반사투과형의 경우를 가정하면, 제 1 기판(110) 내면의 유기전계발광소자층(120)을 덮는 베리어막(132) 상부로 마련되는 어레이소자층(140)에 있어서, 화소전극(158)의 일부는 개구되어 반사부를 이루며, 상기 반사부에는 반사효율이 높은 금속재질로 이루어진 별도의 반사전극이 위치할 수 있는바, 화소전극(158)에 대응되는 부분은 유기전계발광소자층(120)의 가시광선을 이용해서 화상을 표시하는 투과부를 이루고, 반사전극에 대응되는 부분은 외부의 자연광 등을 이용해서 화상을 표시하는 반사부를 이룰 수 있다. 한가지 더 횡전계 방식의 경우를 예로 들면, 제 1 기판(110) 내면의 유기전계발광소자층(120)을 덮는 베리어막(132) 상부로 마련되는 어레이소자층(140)에 있어서, 화소전극(158)과 공통전극(188)은 동일한 제 1 기판(110) 상부의 각 화소(P) 내에서 서로 엇갈린 스트라이프 형태를 취해 그 사이의 횡전계로 액정을 구동시키는 방식을 나타낼 수 있는바, 비록 별도의 도면을 제시하지는 않았지만 앞서의 설명을 참조할 경우에 당업자라면 쉽게 이해될 수 있을 것이다.As a result, assuming the case of the reflective transmission type, the
본 발명에 따른 액정표시장치는 유기전계발광 현상에 의한 광원이 내장되어 별도의 백라이트가 불필요하며, 메탈호일 기판을 사용함으로써 유연성을 지닌 플렉시블 액정표시장치를 제공한다.The liquid crystal display device according to the present invention has a built-in light source due to the organic electroluminescence phenomenon is unnecessary a separate backlight, and provides a flexible liquid crystal display device having flexibility by using a metal foil substrate.
이때 특히 본 발명은 제 1 기판으로 내열, 내화학성이 뛰어난 메탈호일 재질을 사용하므로 기존의 액정표시장치 제조공정에 무리없이 적용 가능하고, 별도의 백라이를 생략할 수 있어 두께 감소에 따른 슬림화를 달성하는 효과가 있다.In this case, in particular, the present invention uses a metal foil material having excellent heat resistance and chemical resistance as the first substrate, so that the present invention can be applied to a conventional liquid crystal display manufacturing process without difficulty. There is an effect to achieve.
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