KR101739136B1 - 유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 방법에 의한 유기전계발광 표시장치 - Google Patents

유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 방법에 의한 유기전계발광 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 제조 방법에 의한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 유기전계발광 표시장치의 제조 방법은, 기판 위에 아몰퍼스 실리콘을 포함하는 실리콘 층을 도포하는 단계; 상기 실리콘 층 위에 유기 층을 도포하는 단계; 상기 유기 층 위에 표시 요소들을 형성하는 단계; 상기 표시 요소들이 형성된 상기 유기 층의 평면 면적 전체에 대응하는 영역 위에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제를 매개로 하여 커버 기판을 부착하는 단계; 그리고 상기 실리콘 층에 레이저를 조사하여 상기 실리콘 층의 양 면에 위치하는 상기 기판과 상기 유기층을 분리하는 단계를 포함한다. 본 발명은 적층 구조로 인한 단차를 완화 시킴으로써 표시패널의 평탄성을 유지하고 모듈의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.

Description

유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 방법에 의한 유기전계발광 표시장치 {Method For Manufacturing An Organic Light Emitting Display Device And The Organic Light Emitting Display Device By The Same Method}
본 발명은 유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 제조 방법에 의한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다. 특히, 경박-유연성 특성을 갖는 플렉서블 기판 위에 액티브 유기발광다이오드를 구비한 유기전계발광 표시장치 제조 방법 및 그 제조 방법에 의한 유기전계발광 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치 (Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.
전계발광장치는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광장치와 유기발광다이오드장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 도 1은 유기발광다이오드의 구조를 나타내는 도면이다. 유기발광다이오드는 도 1과 같이 전계발광하는 유기 전계발광 화합물층과, 유기 전계발광 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드(Cathode) 및 애노드(Anode)를 포함한다. 유기전계발광 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron injection layer, EIL)을 포함한다.
유기발광다이오드는 애노드(Anode)와 캐소드(Cathode)에 주입된 정공과 전자가 발광층(EML)에서 재결합할 때의 여기 과정에서 여기자(excition)가 형성되고 여기자로부터의 에너지로 인하여 발광한다. 유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같은 유기발광다이오드의 발광층(EML)으로부터 발생되는 빛의 양을 전기적으로 제어하여 영상을 표시한다.
전계발광소자인 유기발광다이오드의 특징을 이용한 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode display: OLEDD)에는 패시브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치(Passive Matrix type Organic Light Emitting Diode display, PMOLED)와 액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)로 대별된다. 또한,빛이 방출되는 방향에 따라 상부 발광(Top-Emission) 방식과 하부 발광(Bottom-Emission) 방식 등이 있다.
액티브 매트릭스 타입의 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치(Flexible AMOLED)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 이용하여 유기발광다이오드에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다. 플렉서블 유기발광다이오드 표시장치는 유연성이 있는 폴리이미드(Polyimide) 물질을 얇게 형성한 기판 위에 액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 패널을 완성한 후, 보호 캡, 배리어 필름, 원편광 필름, 구동 IC 실장을 위한 회로 필름(COF: Circuit On Film) 및 COF와의 외부 PCB 연결, 그리고 커버 기판 등의 적층을 통한 표시패널 모듈을 제조한다. 이와 같이 유기발광다이오드 패널의 모듈을 제작함에 있어서, 여러 필름들을 적층하면서 발생하는 단차로 인한 커버 기판의 평탄화 불량이 발생할 수 있다. 그리고, 필름형 회로 기판인 COF를 표시패널에 부착하는 부분에서의 오류로 인한 표시패널 모듈의 신뢰성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 의한 문제점을 극복하기 위해 고안된 것으로 얇게 형성한 유연성을 갖는 유기 기판 위에 유기발광다이오드 표시패널을 형성함에 있어서, 발생하는 단차를 보상하여 신뢰도를 향상한 표시패널 모듈 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 플렉서블 기판 위에 유기발광다이오드 표시패널 모듈을 형성함에 있어 각 적층물 사이에 발생하는 단차를 보상하기 위한 광학 접착제를 이용한 신뢰도가 향상된 표시패널을 제공하는 데 있다.
본 발명에 의한 유기전계발광 표시장치의 제조 방법은, 베이스 기판 위에 아몰퍼스 실리콘을 포함하는 실리콘 층을 도포하는 단계; 상기 실리콘 층 위에 유기 층을 도포하는 단계; 상기 유기 층 위에 표시 요소들을 형성하는 단계; 상기 표시 요소들이 형성된 상기 유기 층의 평면 면적 전체에 대응하는 영역 위에 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착제를 매개로 하여 커버 기판을 부착하는 단계; 그리고 상기 실리콘 층에 레이저를 조사하여 상기 실리콘 층의 양 면에 위치하는 상기 베이스 기판과 상기 유기층을 분리하는 단계를 포함한다.
상기 접착제는 광 경화성을 갖고, 광 투과도가 높으며, 높은 평탄화 성질을 갖는 유기물을 포함하는 접착제인 것을 특징으로 한다.
상기 접착제는 아크릴레이트 에스터(Acrylate Esters), 아크릴레이트 우레탄(Acrylate Urethanes), 머캡턴(Mercaptons) 계열 및 광 개시제(Photoinitiator) 계열의 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 요소들을 형성하는 단계는, 표시 영역과 상기 표시 영역에서 연장되는 패드 부를 포함하는 표시소자 층을 형성하는 단계; 박막형 필름 캡으로 상기 표시 영역을 밀봉하는 단계; 배리어 필름으로 상기 박막형 필름 캡과 상기 표시 영역을 밀봉하는 단계; 상기 배리어 필름 상부에 상기 표시 영역에 대응하는 영역에 편광필름을 부착하는 단계; 그리고 구동 드라이버를 장착한 필름형 회로기판을 상기 패드 부에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 접착제는 상기 유기 층 상에 형성된 상기 표시 영역, 상기 패드 부, 상기 배리어 필름, 상기 편광 필름 및 상기 필름형 회로기판들 사이에 발생하는 단차를 모두 메워, 상기 접착제의 표면이 편평한 상태를 유지하도록 도포되는 것을 특징으로 한다.
상기 필름형 회로기판에 상에 장착된 구동 드라이버에 외부 신호를 공급하기 위한 프린트 회로 기판을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 베이스 기판에서 분리된 상기 유기 층의 표면에 보호 필름을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 제조 방법으로 생성된 유기전계발광 표시장치는, 유기 층; 상기 유기 층 위에 형성된 표시 요소들; 상기 유기 층의 평면 면적 전체에 대응하는 영역 위에서 표면이 편평하게 도포된 접착층; 그리고 상기 접착층을 매개로 상기 유기 층과 대향하며 접착된 커버 기판을 포함한다.
상기 접착층은 광 경화성, 광 투과성, 및 평탄화성을 갖는 유기물을 포함하는 접착제인 것을 특징으로 한다.
상기 접착제는 아크릴레이트 에스터(Acrylate Esters), 아크릴레이트 우레탄(Acrylate Urethanes), 머캡턴(Mercaptons) 계열 및 광 개시제(Photoinitiator) 계열의 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 표시 요소들은, 화상을 구현하는 표시 영역과, 상기 표시 영역에서 연장되는 패드 부를 포함하는 표시소자 층; 상기 표시 영역을 밀봉하는 박막형 필름 캡; 상기 박막형 필름 캡과 상기 표시 영역을 밀봉하는 배리어 필름; 상기 배리어 필름 상부에 상기 표시 영역에 대응하는 영역에 부착된 편광필름; 그리고 구동 드라이버를 장착한 필름형 회로기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 접착제는 상기 유기 층 상에 형성된 상기 표시 영역, 상기 패드 부, 상기 배리어 필름, 상기 편광 필름 및 상기 필름형 회로기판들 사이에 발생하는 단차를 모두 메워, 상기 접착제의 표면이 편평한 상태를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 필름형 회로기판에 상에 장착된 구동 드라이버에 외부 신호를 공급하기 위해 상기 필름형 회로기판의 일측변에 연결된 프린트 회로 기판 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 층 하면에 부착된 보호 필름을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 층은 폴리이미드(Polyimide)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 유기전계발광 표시장치는, 플렉서블 유기 기판 위에 유기발광다이오드 소자를 형성하고, 표시패널 모듈을 구성하는 여러 필름들을 적층한 후, 광학적 접착제로 커버 기판을 합착하여 적층 구조로 인한 단차를 완화 시킴으로써 표시패널의 평탄성을 유지하고 모듈의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다. 또한, 플렉서블 기판 위에 신뢰성이 향상된 유기발광다이오드 소자를 포함하는 표시패널의 모듈 및 모듈 제작 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 유기발광다이오드의 구조를 나타내는 도면.
도 2a 내지 2f는 본 발명에 의한 액티브 매트릭스 형 유기발광다이오드 표시패널 모듈을 제조하는 과정을 나타낸 단면도들.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 도 2a 내지 2f는 본 발명에 의한 액티브 매트릭스 형 유기발광다이오드 표시패널 모듈을 제조하는 과정을 나타낸 단면도들이다. 본 실시 예에서는 유기발광다이오드 표시패널 모듈을 제조하는 과정을 설명한다. 그러나, 유기발광다이오드 표시소자 자체에 대한 내용이 아니므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명은 표시소자 모듈에 관련된 것이므로, 표시소자는 유기발광다이오드 표시소자뿐 아니라 다른 표시소자에도 적용 가능하다.
충분한 강성을 갖는 베이스 기판(GS)을 준비한다. 여기서, 충분한 강성이란 베이스 기판(GS) 위에 소자를 형성하기 위해 제조 장비들 사이에서 이송 및 반송, 그리고 증착 공정을 반복하는데, 이 과정에서 베이스 기판(GS)이 소자의 품질에 영향을 주지 않을 정도로 휘어지거나 변형이 발생지 않고 평탄도를 유지하는 강성을 말한다. 베이스 기판(GS) 위에 아몰퍼스 실리콘을 포함하는 실리콘 층(SL)을 전면 도포한다. 그리고, 실리콘 층(SL) 위에 폴리이미드를 포함하는 유기 층(PL)을 도포한다 (도 2a).
유기 층(PL) 위에 표시소자 층(TOL)을 형성한다. 표시소자 층(TOL)은 화상을 구현하는 표시 영역과 표시 영역에서 연장되는 패드 부를 포함한다. 본 실시 예의 경우, 박막트랜지스터와 화소 영역이 액티브 매트릭스 방식으로 배열되고, 각 화소 영역에는 박막트랜지스터에 의해 구동되는 유기발광다이오드가 형성된 유기발광다이오드 표시소자를 포함하는 표시소자 층(TOL)을 형성한다.
표시소자 층(TOL) 위에는, 화상 구현 능력을 향상하기 위한 여러 표시 요소들을 더 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시소자 층(TOL)은 박막 필름형 캡(TFE)으로 밀봉하여 표시소자를 수분 및 가스로부터 보호한다. 표시소자 층(TOL)은 유기층(PL)의 일부분 내에 형성된다. 도 2b에서 오른쪽 끝단까지 표시소자 층(TOL)이 연결된 모양으로 나타나있는데, 이 부분은 표시소자에서 연장된 패드부와 연결 배선을 나타낸다. 따라서, 표시소자 층(TOL)의 표시소자들은 박막 필름형 캡(TFE)로 완전히 밀봉된 상태를 유지한다 (도 2b).
표시 요소들의 다른 구성으로, 박막 필름형 캡(TFE)의 강성을 보완하기 위해, 배리어 필름(BF)으로 박막 필름형 캡(TFE)를 포함한 표시소자 층(TOL)의 표시소자 영역을 밀봉한다. 그리고, 배리어 필름(BF) 위에 원편광 필름(CP)을 부착한다. 이 때, 원편광 필름(CP)은 화상 데이터의 빛이 출사하는 표시소자 영역을 완전히 덮도록 배치하는 것이 바람직하다 (도 2c).
표시 패널의 일측면으로 (도면에서는 오른쪽 측부) 노출된 패드부 위에 표시패널을 구동하기 위한 구동 IC가 장착된 필름형 회로기판(COF)을 부착한다. 상기와 같이 표시소자, 박막형 필름 캡(TFE), 배리어 필름(BF), 원편광 필름(CP) 및 필름형 회로 기판(COF) 등이 부착된 표시 패널의 단면 형상은, 도 2c에서 도시한 바와 같이, 단차가 심한 형상을 갖는다. 이 상태에서 최종 커버 기판을 부착할 경우, 커버 기판의 평탄도를 확보하지 못하면, 단차로 인한 틈새를 통해 수분과 활성 기체들이 표시소자 내부로 침투할 여지가 있다.
따라서, 베이스 기판(GS) 전면에 접착제(ADH)를 전면 도포한다. 특히, 유기 층의 평면 면적 전체에 대응하는 영역 위에서 표면이 편평하게 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는 빛의 발광 방향이 원편광 필름(CP)가 부착된 방향으로 진행한다. 따라서, 접착제(ADH)는 광학적으로 투명도가 높은 것이 바람직하다. 그리고, 단차가 심한 베이스 기판(GS)의 표면을 평탄화 시킬 수 있도록 유기물질을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 자외선으로 경화되는 광학성 접착제(Optical Bond)를 사용하는 것이 더 바람직하다.
이와 같은, 유기 광학 접착제로는 아크릴레이트 에스터(Acrylate Esters), 아크릴레이트 우레탄(Acrylate Urethanes), 머캡턴(Mercaptons) 계열 및 광 개시제(Photoinitiator) 계열의 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 접착제(ADH)는 베이스 기판(GS) 위에 부착된 모든 요소들을 완전히 덮도록 특히, 필름형 회로기판(COF)의 부착 부위까지도 덮도록 도포하여 부착력을 확보하고, 밀봉성을 향상하는 것이 바람직하다. 그리고, 접착제(ADH) 위에 커버 기판(CG)을 부착한다 (도 2d).
커버 기판(CG)까지 부착을 완료하여 표시패널을 완성한 후, 베이스 기판(GS)의 외부에서 532nm의 파장대를 갖는 녹색 레이저(LA)를 실리콘 층(SL) 내로 조사한다. 특히, 기판(GS) 전체 면적에 대해 고르게 스캔하여, 실리콘 층(SL) 전체에 고르게 조사되도록 한다. 그 결과, 실리콘 층(SL)의 아몰퍼스 실리콘이 결정화되어 베이스 기판(GS)와 폴리이미드를 포함하는 유기층(PL)이 분리된다. 즉, 제조 공정상의 강성을 위해 사용한 베이스 기판(GS)과 경박-유연 성질을 갖는 유기층(PL) 상에 형성된 표시패널을 서로 분리할 수 있다 (도 2e).
이와 같이 베이스 기판(GS)에서 분리된 표시패널의 유기층(PL)은 매우 얇고 유연한 성질을 갖는다. 따라서, 유기층(PL)을 보호하기 위한 보호 필름(PF)를 더 부착하는 것이 바람직하다. 또한, 표시패널의 필름형 회로기판(COF)를 외부의 회로 기판(PCB)과 연결함으로써, 표시패널 모듈을 완성한다. 연성이 강한 필름형 회로기판(COF)이 접착제(ADH)에 의해 커버 기판(CG)와 합착되어 있으므로, 충분한 강성을 확보할 수 있고, 이 상태에서 외부 회로기판(PCB)를 필름형 회로기판(COF)와 연결하는데 신뢰도 문제가 발생하지는 않는다 (도 2f).
본 발명에 의한 유기발광 표시패널 모듈의 제조 방법은 단차가 심한 발광면의 표면에 평탄화 성질 및 투명도가 높은 광학적 유기 접착제를 기판 전면에 도포하여 커버 기판을 부착함으로써, 표시패널의 평탄도 및 양호한 표시 품질을 확보할 수 있다. 또한, 외부로부터 제어 신호를 인가 받아 표시패널을 구동하기 위한 구동 IC를 장착한 필름형 회로기판을 표시패널과 기밀하고, 견고하게 부착함으로써 추후에 외부 인쇄회로기판과의 합착에서 불량이 발생하지 않아, 표시패널의 신뢰도를 향상할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
GS: 베이스 기판 SL: 실리콘 층
PL: 유기 층 TOL: 표시소자 층
TFE: 박막 필름형 캡 BF: 배리어 필름
CP: 원편광 필름 COF: 필름형 회로기판
ADH: (광학성) 접착제 CG: 커버 기판
LA: 레이저 PF: 보호 필름
PCB: 인쇄회로기판

Claims (15)

  1. 베이스 기판 위에 아몰퍼스 실리콘을 포함하는 실리콘 층을 도포하는 단계;
    상기 실리콘 층 위에 유기 층을 도포하는 단계;
    상기 유기 층 위에 표시 요소들을 형성하는 단계;
    상기 표시 요소들이 형성된 상기 유기 층의 평면 면적 전체에 대응하는 영역 위에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 접착제를 매개로 하여 커버 기판을 부착하는 단계; 그리고
    상기 실리콘 층에 레이저를 조사하여 상기 실리콘 층의 양 면에 위치하는 상기 베이스 기판과 상기 유기층을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제는 광 경화성, 광 투과성, 및 평탄화성을 갖는 유기물을 포함하는 접착제인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착제는 아크릴레이트 에스터(Acrylate Esters), 아크릴레이트 우레탄(Acrylate Urethanes), 머캡턴(Mercaptons) 계열 및 광 개시제(Photoinitiator) 계열의 물질 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 요소들을 형성하는 단계는,
    표시 영역과 상기 표시 영역에서 연장되는 패드 부를 포함하는 표시소자 층을 형성하는 단계;
    박막형 필름 캡으로 상기 표시 영역을 밀봉하는 단계;
    배리어 필름으로 상기 박막형 필름 캡과 상기 표시 영역을 밀봉하는 단계;
    상기 배리어 필름 상부에 상기 표시 영역에 대응하는 영역에 편광필름을 부착하는 단계; 그리고
    구동 드라이버를 장착한 필름형 회로기판을 상기 패드 부에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접착제는 상기 유기 층 상에 형성된 상기 표시 영역, 상기 패드 부, 상기 배리어 필름, 상기 편광 필름 및 상기 필름형 회로기판들 사이에 발생하는 단차를 모두 메워, 상기 접착제의 표면이 편평한 상태를 유지하도록 도포되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 필름형 회로기판에 상에 장착된 구동 드라이버에 외부 신호를 공급하기 위한 프린트 회로 기판을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 기판에서 분리된 상기 유기 층의 표면에 보호 필름을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시장치 제조 방법.
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