KR102154606B1 - 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 제조방법 - Google Patents

플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법은 반경화(half hardened) 점착제를 이용하여 유기발광다이오드 패널에 커버 윈도우(cover window)를 1차 체결한 후에 경화를 통해 체결을 완료함으로써 20mm(20R) 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩(bending)된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선하기 위한 것으로, 유기발광다이오드 패널을 준비하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널 상부에 반경화 점착제를 부착하는 단계; 상기 반경화 점착제가 부착된 유기발광다이오드 패널을 지그(jig) 위에 로딩하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널이 로딩된 지그 상부에 양측이 벤딩된 커버 윈도우를 위치하는 단계; 상기 반경화 점착제를 이용하여 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우를 합착하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우가 합착된 상태에서 자외선을 조사하여 상기 반경화 점착제를 경화시킴으로써 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우의 체결을 완료하는 단계; 및 체결이 완료된 상기 유기발광다이오드 패널을 상기 지그로부터 분리하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 제조방법{FLEXIBLE ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THEREOF}
본 발명은 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작은 곡률반경으로 벤딩(bending)된 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서 기존의 표시소자인 브라운관(Cathode Ray Tube; CRT)을 대체하는 경량 박형 평판표시소자(Flat Panel Display; FPD)에 대한 연구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
이러한 평판표시소자 분야에서, 지금까지는 가볍고 전력소모가 적은 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)가 가장 주목받는 디스플레이 장치였지만, 다양한 요구에 따라 새로운 디스플레이 장치에 대한 개발이 활발하게 전개되고 있다.
새로운 디스플레이 장치 중 하나인 유기발광다이오드 표시소자는 자체발광형이기 때문에 상기 액정표시장치에 비해 시야각과 명암비 등이 우수하며 백라이트(backlight)가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다. 그리고, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르다는 장점이 있으며, 특히 제조비용 측면에서도 유리한 장점을 가지고 있다.
상기의 유기발광다이오드 표시소자의 제조공정에는 액정표시장치나 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel; PDP)과는 달리 증착 및 봉지(encapsulation) 공정이 공정의 전부라고 할 수 있기 때문에 제조공정이 매우 단순하다. 또한, 각 화소마다 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)를 가지는 액티브 매트릭스(active matrix)방식으로 유기발광다이오드 표시소자를 구동하게 되면, 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비 전력, 고정세 및 대형화가 가능한 장점을 가진다.
도 1은 일반적인 유기발광다이오드 표시소자의 발광원리를 설명하는 다이어그램이다.
일반적인 유기발광다이오드 표시소자는 유기발광다이오드가 형성된 유기발광다이오드 패널을 구비한다. 이때, 상기 유기발광다이오드는 상기 도 1과 같이, 화소전극인 양극(anode)(18)과 공통전극인 음극(cathode)(28) 사이에 형성된 유기 화합물층(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)을 구비한다.
이때, 상기 유기 화합물층(30a, 30b, 30c, 30d, 30e)은 정공주입층(hole injection layer)(30a), 정공수송층(hole transport layer)(30b), 발광층(emission layer)(30c), 전자수송층(electron transport layer)(30d) 및 전자주입층(electron injection layer)(30e)을 포함한다.
상기 양극(18)과 음극(28)에 구동전압이 인가되면 상기 정공수송층(30b)을 통과한 정공과 상기 전자수송층(30d)을 통과한 전자가 발광층(30c)으로 이동되어 여기자를 형성하고, 그 결과 발광층(30c)이 가시광선을 발산하게 된다.
유기발광다이오드 패널은 TFT 기판 위에 전술한 구조의 유기발광다이오드를 가지는 화소를 매트릭스 형태로 배열하고 그 화소들을 데이터전압과 스캔전압으로 선택적으로 제어함으로써 화상을 표시한다.
상기 유기발광다이오드 표시소자는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식 또는 스위칭소자로써 TFT를 이용하는 능동 매트릭스 방식의 표시소자로 나뉘어진다. 이 중에서, 상기 능동 매트릭스 방식은 능동소자인 TFT를 선택적으로 턴-온(turn on)시켜 화소를 선택하고 스토리지 커패시터(storage capacitor)에 유지되는 전압으로 화소의 발광을 유지한다.
상기 능동 매트릭스 방식의 유기발광다이오드 표시소자의 화소는 유기발광다이오드, 서로 교차하는 데이터라인과 게이트라인, 스위칭 TFT, 구동 TFT 및 스토리지 커패시터를 구비한다.
상기 스위칭 TFT는 게이트라인으로부터의 스캔펄스에 응답하여 턴-온됨으로써 자신의 소오스전극과 드레인전극 사이의 전류패스를 도통시킨다. 상기 스위칭 TFT의 온-타임기간 동안 데이터라인으로부터의 데이터전압은 스위칭 TFT의 소오스전극과 드레인전극을 경유하여 구동 TFT의 게이트전극과 스토리지 커패시터에 인가된다.
상기 구동 TFT는 자신의 게이트전극에 인가되는 데이터전압에 따라 상기 유기발광다이오드에 흐르는 전류를 제어한다. 그리고, 스토리지 커패시터는 데이터전압과 저전위 전원전압 사이의 전압을 저장한 후, 한 프레임기간동안 일정하게 유지시킨다.
이와 같이 구성되는 유기발광다이오드 표시소자에 있어, 모바일(mobile) 제품의 경우에는 유기발광다이오드 패널의 상면에 글라스 재질의 커버 윈도우(cover window)가 부착되게 되는데, 플랫(flat) 형태 제품의 경우 제품 정면(front)에 맞게 평면적인 커버 윈도우에서 형상을 변경할 뿐 다른 용도의 구조 변경은 없게 된다.
현재 곡률을 가진 커버 윈도우에 플렉서블 유기발광다이오드 패널을 라미네이션(lamination)하는 기술이 개발 중에 있는데, 아직까지는 20mm(20R) 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 체결하는 공정은 개발되고 있지 않다. 작은 곡률반경을 갖는 체결공정은 기구나 장비적으로 접근이 매우 어려운 공정으로 여러 부분에서 다수의 항목들에 대한 개발이 필요하다.
도 2a 및 도 2b는 일반적으로 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 부착하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이때, 상기 도 2a는 플랫 형태 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 부착하는 방법을 예를 들어 나타내고 있으며, 상기 도 2b는 곡률을 가진 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 부착하는 방법을 예를 들어 나타내고 있다.
우선, 도 2a에 도시된 바와 같이, 플랫 형태 커버 윈도우(40')에 유기발광다이오드 패널(10')을 부착하는 경우에는 필름(film) 또는 수지(resin)와 같은 가용성(soluble)의 점착제(19')가 부착된 커버 윈도우(40') 위에 유기발광다이오드 패널(10')을 위치시킨 후, 롤러(50')를 이용하여 유기발광다이오드 패널(10')을 라미네이션(lamination) 방식으로 부착하게 된다.
현재 100mm 이상의 곡률반경을 가진 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 부착하는 경우에도 전술한 플랫 형태 커버 윈도우에서와 같은 체결방식을 이용하게 된다.
그러나, 도 2b에 도시된 바와 같이, 고객사의 제품 디자인 개발방향에 따라 20mm 이하의 작은 곡률반경을 가진 커버 윈도우(40")에 유기발광다이오드 패널(10")을 부착하는 경우에는 작은 곡률반경으로 인해 커버 윈도우(40") 내측에 점착제(19")를 부착하는 것이 불가능하므로 유기발광다이오드 패널(10") 위에 부착하게 된다.
이 경우 유기발광다이오드 패널(10")의 벤딩에 대한 복원력으로 인해 20mm 이하의 작은 곡률반경을 가진 커버 윈도우(40")에는 전술한 롤러(50")를 이용한 라미네이션 공정을 적용하는 것은 쉽지 않다.
또한, 필름 형태의 OCA(optical clear adhesive)를 적용한 점착제(19")는 먼저, 유기발광다이오드 패널(10")에 라미네이션 공정을 통해 상기 점착제(19")를 부착한 뒤에 커버 윈도우(40")와 합착하게 된다. 이때, 벤딩된 커버 윈도우(40") 부분에 유기발광다이오드 패널(10")이 접착되면서 굴곡으로 인해 유기발광다이오드 패널(10")이 밀리는 현상이 발생한다. 즉, 기존 OCA는 어느 정도의 압력만으로 커버 윈도우(40")와 점착이 되기 때문에 롤링(rolling)의 시작 부분이 어디인지에 관계없이 롤링이 시작되는 부분 외에 커버 윈도우(40")와 닿는 부분이 발생하게 된다.
반면에 도시하지 않았지만, 수지와 같은 가용성의 점착제를 이용하여 체결하는 경우 체결 중에 수지가 유기발광다이오드 패널 밖으로 흘러내려 점착이 불가능하다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 작은 곡률반경으로 벤딩된 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선하도록 한 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 후술되는 발명의 구성 및 특허청구범위에서 설명될 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법은 유기발광다이오드 패널을 준비하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널 상부에 반경화(half hardened) 점착제를 부착하는 단계; 상기 반경화 점착제가 부착된 유기발광다이오드 패널을 지그(jig) 위에 로딩하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널이 로딩된 지그 상부에 양측이 벤딩된 커버 윈도우를 위치하는 단계; 상기 반경화 점착제를 이용하여 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우를 합착하는 단계; 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우가 합착된 상태에서 자외선을 조사하여 상기 반경화 점착제를 경화시킴으로써 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우의 체결을 완료하는 단계; 및 체결이 완료된 상기 유기발광다이오드 패널을 상기 지그로부터 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반경화 점착제는 상기 커버 윈도우에 부착되는 면이 반경화 상태의 OCA(optical clear adhesive)를 포함할 수 있다.
상기 지그의 표면에 우레탄을 포함하는 고무소재의 완충부가 형성되어 있을 수 있다.
상기 지그의 양측은 외부로 연장되어, 벤딩되는 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우의 양단이 놓여지는 지지대를 형성할 수 있다.
이때, 상기 지그는 상기 지지대의 가장자리를 따라 형성되어 상기 유기발광다이오드 패널이 상기 커버 윈도우의 중앙에 위치시키도록 가이드하는 얼라인 가이드를 추가로 포함할 수 있다.
상기 커버 윈도우는 강화 글라스나 배리어 층이 코팅된 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
상기 커버 윈도우는 상기 유기발광다이오드 패널을 벤딩 시키기 위하여 단축 또는 장축 방향의 양측이 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩되어 있을 수 있다.
상기 반경화 점착제 표면에 보호필름이 부착되어 있는 경우에는 상기 반경화 점착제 표면으로부터 보호필름을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 유기발광다이오드 패널 및 커버 윈도우를 정렬한 후에 상기 커버 윈도우를 상부에서 압착시켜 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우를 합착할 수 있다.
상기 지그 내에는 합착 시 상온 ~ 150℃의 온도를 가할 수 있는 히팅 블록이 설치되어 있을 수 있다.
상기 지그는 표면에 에어나 워터를 포함하는 유체로 채운 백을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법은 반경화(half hardened) 점착제를 이용하여 유기발광다이오드 패널에 커버 윈도우(cover window)를 1차 체결한 후에 경화를 통해 체결을 완료함으로써 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 장비 또는 공정조건에 의해 접근이 어려웠던 곡률반경 20mm 이하의 플렉서블 제품의 구조적 원천 기술을 확보하는 한편, 플렉서블 제품의 양산 및 원천 제작기술을 확보할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 유기발광다이오드 표시소자의 발광원리를 설명하는 다이어그램.
도 2a 및 도 2b는 일반적으로 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 부착하는 방법을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 지그(jig) 구조의 다른 예를 예시적으로 나타내는 단면도.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도.
도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 사시도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 따라서 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 크게 영상을 표시하는 유기발광다이오드 패널 및 상기 유기발광다이오드 패널 상면에 부착된 커버 윈도우(cover window)를 포함한다.
상기 유기발광다이오드 패널은 상기 도 3을 참조하면, 액티브영역과 패드영역이 정의되는 TFT 기판(111)과 상기 액티브영역을 덮으면서 상기 TFT 기판(111) 위에 형성되는 봉지층(116)을 포함한다.
상기 TFT 기판(111)은 베이스 기판으로 폴리이미드 기판을 적용할 수 있으며, 이 경우 그 배면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)로 이루어진 백 필름(101)이 제 1 점착층(109)을 통해 부착될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 PET 재질의 백 필름(101) 대신에 투습 방지에 용이한 금속판(metal plate)을 사용할 수도 있다.
상기 TFT 기판(111) 위에는 TFT 기판(111) 배면으로부터의 투습을 방지하기 위해 다층의 배리어 층(112)이 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 봉지층(116) 위에는 외부로부터 입사된 광의 반사를 막기 위한 편광판(120)이 제 2 점착층(119)을 통해 부착되어 있다.
이때, 도시하지 않았지만, 상기 TFT 기판(111)의 액티브영역에는 화소들이 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 액티브영역의 외측에는 상기 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버와 데이터 드라이버 등의 구동소자 및 기타 부품들이 위치한다.
상기 TFT 기판(111)의 패드영역에는 상기 스캔 드라이버와 데이터 드라이버로 전기 신호를 전달하기 위한 패드전극들이 위치한다.
상기 봉지층(116)은 TFT 기판(111)에 형성된 유기발광다이오드들과 구동회로들 위에 형성되어 상기 유기발광다이오드들과 구동회로들을 외부로부터 밀봉하여 보호한다. 이때, 설명의 편의를 위해 도면에는 상기 유기발광다이오드들과 구동회로들을 도면부호 130으로 간략히 도시하고 있다.
상기 봉지층(116)을 구체적으로 설명하면, 공통전극(미도시)이 형성된 TFT 기판(111) 위에는 봉지수단(113)으로 1차 절연막과 유기막 및 2차 절연막이 차례대로 형성되어 있다.
상기 2차 절연막을 포함하는 TFT 기판(111) 전면에는 유기발광다이오드 패널의 봉지를 위해 다층의 보호필름(115)이 대향하여 위치하게 되며, 상기 TFT 기판(111)과 보호필름(115) 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 점착제(114)가 개재되어 있다.
이때, 본 발명은 전술한 페이스 실(face seal) 구조의 봉지구조뿐만 아니라 유기와 무기 다층막 또는 무기와 무기 다층막 등 여러 층으로 이루어진 박막 봉지(Thin Film Encapsulation; TFE) 구조에서도 적용 가능하다. 또한, 본 발명은 다른 봉지 구조에서도 적용 가능하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자는 유기발광다이오드 패널의 전면에 투습을 방지할 수 있는 글라스(glass)나 배리어 층이 코팅된 플라스틱의 커버 윈도우가 부착되는 것을 특징으로 하며, 특히 상기 커버 윈도우는 20mm 이하의 작은 곡률반경을 갖도록 벤딩되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 커버 윈도우는 그 양측이 20mm 이하의 작은 곡률반경을 갖도록 벤딩되어 있는 한편, 반경화(half hardened) 점착제를 이용하여 유기발광다이오드 패널에 커버 윈도우를 1차 체결한 후에 경화를 통해 체결을 완료함으로써 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 상기 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선할 수 있게 되는데, 이를 다음의 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 통해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 흐름도이다.
또한, 도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
현재 표시장치를 접거나 말아서 넣더라도 손상되지 않는 플렉서블(flexible) 표시장치가 표시장치 분야의 새로운 기술로 떠오를 전망이다. 플렉서블 표시장치는 두루말이 표시장치로 불리는데, 플라스틱과 같이 얇은 기판에 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 손상되지 않는 것으로 차세대 표시장치의 하나이며, 현재는 1㎜ 이하로 얇게 만들 수 있는 액정표시장치 및 유기발광다이오드 표시소자가 유망하다.
이러한 플렉서블 표시장치 중 곡률을 가진 커버 윈도우에 플렉서블 유기발광다이오드 패널을 부착하여 유기발광다이오드 표시소자의 전면뿐만 아니라 측면에서도 영상을 볼 수 있는 사이드-뷰(side view) 디스플레이 기술이 개발 중에 있다.
이때, 양측 에지(edge)가 벤딩된 커버 윈도우를 유기발광다이오드 패널과 합착할 때 OCA(optical clear adhesive)로 이루어진 점착제를 사용할 수 있다. 그러나, 일반적인 필름 타입의 OCA를 사용할 경우 커버 윈도우와 합착할 때 OCA의 보호필름이 제거된 상태에서 점착 성분이 전면에 그대로 노출되기 때문에 롤러를 사용한 합착 시 곡률부에서 OCA의 점착력으로 인해 기포 및 점착제가 밀리는 불량이 발생한다.
이에 본 발명은 반경화 점착제를 이용하여 미세 점착력으로 유기발광다이오드 패널에 커버 윈도우를 1차 체결한 후에 자외선과 같은 2차 경화를 통해 체결을 완료함으로써 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선할 수 있는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이를 위해 우선, 도 5a에 도시된 바와 같이, 소정의 유기발광다이오드 패널(110)을 완성한다(S110).
도시하지 않았지만, 상기 유기발광다이오드 패널(110)은 액티브영역과 패드영역이 정의되는 TFT 기판과 상기 액티브영역을 덮으면서 상기 TFT 기판 위에 형성되는 봉지층을 포함한다.
상기 TFT 기판으로 폴리이미드 기판을 적용할 수 있으며, 이 경우 그 배면에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene Terephthalate; PET)로 이루어진 백 필름이 제 1 점착층을 통해 부착될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 PET 재질의 백 필름 대신에 투습 방지에 용이한 금속판(metal plate)을 사용할 수도 있다.
상기 TFT 기판 위에는 TFT 기판 배면으로부터의 투습을 방지하기 위해 다층의 배리어 층이 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 봉지층 위에는 외부로부터 입사된 광의 반사를 막기 위한 편광판이 제 2 점착층을 통해 부착되어 있다.
이때, 상기 TFT 기판의 액티브영역에는 화소들이 매트릭스 형태로 배치되며, 상기 액티브영역의 외측에는 상기 화소들을 구동시키기 위한 스캔 드라이버와 데이터 드라이버 등의 구동소자 및 기타 부품들이 위치한다.
상기 TFT 기판의 패드영역에는 상기 스캔 드라이버와 데이터 드라이버로 전기 신호를 전달하기 위한 패드전극들이 위치한다.
상기 봉지층은 TFT 기판에 형성된 유기발광다이오드들과 구동회로들 위에 형성되어 상기 유기발광다이오드들과 구동회로들을 외부로부터 밀봉하여 보호한다.
상기 봉지층을 구체적으로 설명하면, 공통전극이 형성된 TFT 기판 위에는 봉지수단으로 1차 절연막과 유기막 및 2차 절연막이 차례대로 형성되어 있다.
상기 2차 절연막을 포함하는 TFT 기판 전면에는 유기발광다이오드 패널의 봉지를 위해 다층의 보호필름이 대향하여 위치하게 되며, 상기 TFT 기판과 보호필름 사이에는 투명하며 접착 특성을 갖는 점착제가 개재되어 있다.
이때, 본 발명은 전술한 페이스 실(face seal) 구조의 봉지구조뿐만 아니라 유기와 무기 다층막 또는 무기와 무기 다층막 등 여러 층으로 이루어진 박막 봉지(Thin Film Encapsulation; TFE) 구조 등 다른 봉지구조에서도 적용 가능하다.
다음으로, 이와 같이 구성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널(110) 상부에 반경화 점착제(119)를 부착한다(S120).
이때, 상기 반경화 점착제(119)는 소정 테이블(130) 위에 유기발광다이오드 패널(110)이 로딩된 상태에서 롤러(미도시)를 이용하여 라미네이션 방식으로 상기 유기발광다이오드 패널(110) 상부에 부착할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반경화 점착제(119)는 커버 윈도우에 상기 유기발광다이오드 패널(110)을 부착하기 위한 접착제로써 필름(film) 타입을 적용할 수 있으며, 이때 상기 커버 윈도우에 부착되는 면은 반경화 상태의 OCA를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반경화 상태의 OCA는 초기에는 미세한 점착력만을 유지하고 있다가 자외선과 같은 빛을 조사하면 완전히 경화되는 타입이다.
다음으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 반경화 점착제(119)가 부착된 유기발광다이오드 패널(110)을 지그(jig)(170) 위에 로딩한다(S130).
이후, 상기 유기발광다이오드 패널(110)이 로딩된 지그(170) 상부에 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우(140)를 위치시킨다.
상기 커버 윈도우(140)는 강화 글라스나 배리어 층이 코팅된 플라스틱을 이용할 수 있다.
이때, 상기 커버 윈도우(140)는 상기 유기발광다이오드 패널(110)을 벤딩 시키기 위하여 단축 또는 장축 방향의 양측이 벤딩되어 있는 상태로 되어있고, 여기에 유기발광다이오드 패널(110)이 체결되어 지는 구조로 벤딩 영역은 액티브영역을 포함할 수 있다.
이때, 상기 지그(170)의 양측은 외부로 연장되어 상기 벤딩되는 유기발광다이오드 패널(110)과 커버 윈도우(140)의 양단이 놓여지는 지지대(170a)를 형성할 수 있다.
그리고, 상기 반경화 점착제(119) 표면에 보호필름이 부착되어 있는 경우에는 상기 반경화 점착제(119) 표면으로부터 보호필름을 제거하는 작업이 진행될 수 있다.
다음으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 유기발광다이오드 패널(110) 및 커버 윈도우(140)를 정렬한 후에 상기 커버 윈도우(140)를 상부에서 압착시켜 상기 유기발광다이오드 패널(110)과 커버 윈도우(140)를 합착 한다(S140).
이와 같이 합착 방식은 일반적인 롤러가 아닌 압착 방식을 이용하며, 하부 지그(170)는 곡률반경을 그대로 형성하거나, 또는 실제 제품, 즉 커버 윈도우(140)에 적용할 곡률반경보다 더 작은 곡률반경을 적용할 수도 있다. 일 예로, 5mm의 곡률반경을 가진 제품을 제작하기 위해 상기 지그(170)의 양측은 5mm 이하의 곡률반경을 가지도록 할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기발광다이오드 패널(110)의 형상은 원하는 최종적인 제품 형태에 따라 여러 형상을 가공하는 것을 포함하며, 혹시 제품이 원하는 형상이 아니더라도 후속 공정인 체결공정의 장비적, 공정적 접근을 용이하게 하는 여러 가지 형상으로 가공할 수 있다.
또한, 여러 형태의 지그(170) 또는 스테이지 등이 사용될 수 있으며, 상기 방법 이외에도 다른 기구적 가공 방법을 적용할 수 있다.
이때, 상기 지그(170) 내에는 압착 시 상온 ~ 150℃ 정도의 온도를 가할 수 있는 히팅 블록(heating block)이 설치될 수 있다.
다음으로, 도 5d에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우(140)가 상부에서 압착된 상태에서 소정의 조사장치(180)를 통해 자외선 등을 조사하여 상기 반경화 점착제(119)를 경화시킴으로써 상기 유기발광다이오드 패널(110)과 커버 윈도우(140)의 체결을 완료한다(S150).
이와 같이 합착이 완료된 후에는 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 커버 윈도우(140)가 체결된 유기발광다이오드 패널(110)을 지그(170)로부터 분리한다(S160).
한편, 전술한 지그 구조 이외에 지그 표면에 우레탄과 같은 고무소재의 완충부를 형성하거나 에어 백(air bag)이나 워터 백(water bag)과 같은 유체를 이용하여 커버 윈도우의 곡면을 따라 밀착하여 체결될 수 있도록 할 수도 있는데, 이를 다음의 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 지그 구조의 다른 예를 예시적으로 나타내는 단면도이다.
상기 도 6a를 참조하면, 본 발명에 따른 지그 구조의 다른 예는 지그(270) 표면에 우레탄과 같은 고무소재의 완충부(270c)를 형성함으로써 커버 윈도우에서 충분한 힘으로 압력을 가하게 되면 고무소재의 완충부(270c)가 쿠션 역할을 하여 곡률부까지 기포가 없는 합착을 할 수 있을 뿐만 아니라 고무소재의 마찰력으로 인해 유기발광다이오드 패널을 움직이지 않고 고정시킬 수 있게 된다.
이때, 전술한 바와 같이 상기 지그(270)의 양측은 외부로 연장되어 벤딩되는 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우의 양단이 놓여지는 지지대(270a)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 지그(270)의 양 사이드, 즉 상기 지지대(270a)의 가장자리에 얼라인 가이드(270b)를 형성함으로써 상기 유기발광다이오드 패널이 커버 윈도우의 중앙에 위치시킬 수 있도록 가이드 할 수 있다.
또한, 상기 도 6b를 참조하면, 본 발명에 따른 지그 구조의 또 다른 예는 하부 지그(370) 표면에 에어나 워터와 같은 유체로 채운 백(375)을 구비함으로써 커버 윈도우에 압력을 가할 때 유체가 곡률부까지 채워 줌으로써 기포 불량을 제거할 수 있게 된다.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 다른 예의 지그(270, 370)들은 그 내부에 상온 ~ 150℃ 정도의 온도를 가할 수 있는 히팅 블록이 설치될 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 단면도이다.
그리고, 도 8a 내지 도 8f는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법을 순차적으로 나타내는 사시도이다.
우선, 도 7a와 도 8a에 도시된 바와 같이, 소정의 유기발광다이오드 패널(210)을 완성한다.
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기발광다이오드 패널(210) 상부에 반경화 점착제(219)를 부착한다.
이때, 상기 반경화 점착제(219)는 소정 테이블(230) 위에 유기발광다이오드 패널(210)이 로딩된 상태에서 롤러(미도시)를 이용하여 라미네이션 방식으로 상기 유기발광다이오드 패널(210) 상부에 부착할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반경화 점착제(219)는 커버 윈도우에 상기 유기발광다이오드 패널(210)을 부착하기 위한 접착제로써 필름 타입을 적용할 수 있으며, 이때 상기 커버 윈도우에 부착되는 면은 반경화 상태의 OCA를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 상기 반경화 상태의 OCA는 초기에는 미세한 점착력만을 유지하고 있다가 자외선과 같은 빛을 조사하면 완전히 경화되는 타입이다.
다음으로, 도 7b와 도 8b에 도시된 바와 같이, 소정의 지그(270)를 준비한다.
이때, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 지그(270)는 표면에 우레탄과 같은 고무소재의 완충부(270c)가 형성되어 있으며, 상기 지그(270)의 양측은 외부로 연장되어 벤딩되는 유기발광다이오드 패널(210)과 커버 윈도우의 양단이 놓여지는 지지대(270a)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 지그(270)의 양 사이드, 즉 상기 지지대(270a)의 가장자리를 따라 얼라인 가이드(270b)를 형성함으로써 상기 유기발광다이오드 패널(210)이 커버 윈도우의 중앙에 위치시킬 수 있도록 가이드 할 수 있다.
다음으로, 도 7c와 도 8c에 도시된 바와 같이, 상기 반경화 점착제(219)가 부착된 유기발광다이오드 패널(210)을 전술한 지그(270) 위에 로딩한다.
이후, 상기 유기발광다이오드 패널(210)이 로딩된 지그(270) 상부에 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우(240)를 위치시킨다.
이때, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 상기 지그(270)에는 얼라인 가이드(270b)가 형성되어 있어 상기 유기발광다이오드 패널(210)이 커버 윈도우(240)의 중앙에 위치하도록 가이드 된다.
상기 커버 윈도우(240)는 강화 글라스나 배리어 층이 코팅된 플라스틱을 이용할 수 있다.
이때, 상기 커버 윈도우(240)는 상기 유기발광다이오드 패널(210)을 벤딩 시키기 위하여 단축 또는 장축 방향의 양측이 벤딩되어 있는 상태로 되어있고, 여기에 유기발광다이오드 패널(210)이 체결되어 지는 구조로 벤딩 영역은 액티브영역을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 반경화 점착제(219) 표면에 보호필름이 부착되어 있는 경우에는 상기 반경화 점착제(219) 표면으로부터 보호필름을 제거하는 작업이 진행될 수 있다.
다음으로, 도 7d와 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 유기발광다이오드 패널(210) 및 커버 윈도우(240)를 정렬한 후에 상기 커버 윈도우(240)를 상부에서 압착시켜 상기 유기발광다이오드 패널(210)과 커버 윈도우(240)를 합착 한다(S140).
전술한 바와 같이 하부 지그(270)는 곡률반경을 그대로 형성하거나, 또는 실제 제품, 즉 커버 윈도우(240)에 적용할 곡률반경보다 더 작은 곡률반경을 적용할 수도 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유기발광다이오드 패널(210)의 형상은 원하는 최종적인 제품 형태에 따라 여러 형상을 가공하는 것을 포함하며, 혹시 제품이 원하는 형상이 아니더라도 후속 공정인 체결공정의 장비적, 공정적 접근을 용이하게 하는 여러 가지 형상으로 가공할 수 있다.
또한, 여러 형태의 지그(270) 또는 스테이지 등이 사용될 수 있으며, 상기 방법 이외에도 다른 기구적 가공 방법을 적용할 수 있다.
이때, 상기 지그(270) 내에는 압착 시 상온 ~ 150℃ 정도의 온도를 가할 수 있는 히팅 블록이 설치될 수 있다.
또한, 상기 본 발명의 제 2 실시예에 따른 지그(270)는 표면에 우레탄과 같은 고무소재의 완충부(270c)가 형성되어 있어 상기 커버 윈도우(240)에서 충분한 힘으로 압력을 가하더라도 고무소재의 완충부(270c)가 쿠션 역할을 하여 곡률부까지 기포가 없는 합착을 할 수 있을 뿐만 아니라 고무소재의 마찰력으로 인해 유기발광다이오드 패널(210)을 움직이지 않고 고정시킬 수 있게 된다.
다음으로, 도 7e와 도 8e에 도시된 바와 같이, 커버 윈도우(240)가 상부에서 압착된 상태에서 소정의 조사장치(280)를 통해 자외선 등을 조사하여 상기 반경화 점착제(219)를 경화시킴으로써 상기 유기발광다이오드 패널(210)과 커버 윈도우(240)의 체결을 완료한다.
이때, 상기 커버 윈도우(240)의 상, 하부 양단, 즉 유기발광다이오드 패널(210)에 형성된 회로부(290)가 위치하는 커버 윈도우(240)의 상, 하부 양단에는 고정 핀(275)이 체결되어 합착된 상기 유기발광다이오드 패널(210)과 커버 윈도우(240)를 고정시킬 수 있게 된다. 이와 같이 고정 핀(275)으로 커버 윈도우(240)를 고정하게 되면 상기 자외선에 의해 경화된 반경화 점착제(219)의 점착력이 증가될 수 있다.
이와 같이 합착이 완료된 후에는 상기 고정 핀(240)을 제거하고, 도 7f와 도 8f에 도시된 바와 같이, 상기 커버 윈도우(240)가 체결된 유기발광다이오드 패널(210)을 지그(270)로부터 분리한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 반경화 점착제를 이용하여 유기발광다이오드 패널에 커버 윈도우를 1차 체결한 후에 경화를 통해 체결을 완료함으로써 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩된 커버 윈도우에 유기발광다이오드 패널을 보다 용이하게 체결하는 동시에 체결 시 발생하는 곡면부 합착불량을 개선함으로써 전체적으로 체결과정에서 발생할 수 있는 불량을 미연에 개선할 수 있게 된다.
이에 따라 장비 또는 공정조건에 의해 접근이 어려웠던 곡률반경 20mm 이하의 플렉서블 제품의 구조적 원천 기술을 확보하는 한편, 플렉서블 제품의 양산 및 원천 제작기술을 확보할 수 있게 된다.
본 발명에 적용되는 제품군은 핸드폰에서 텔레비전(television)까지 소형에서 대형의 플렉서블 디스플레이가 될 수 있으며, 커버 윈도우가 아니더라도 하나의 제품으로 조립하기 위한 제품 외관 케이스에도 본 발명이 적용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 커버 윈도우의 구조는 곡률반경 20mm 이하를 갖는 모든 제품 모델에 적용할 수 있으며, 곡률의 형상은 원형이 아닌 타원형도 가능하고 곡률이 형성되는 각도 또한 30 ~ 180도까지 다양하게 적용 가능하다.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
110,210 : 유기발광다이오드 패널 119,219 : 점착제
140,240 : 커버 윈도우 170,270 : 지그
170a,270a : 지지대 270b : 얼라인 가이드
270c : 완충부

Claims (13)

  1. 유기발광다이오드 패널을 준비하는 단계;
    상기 유기발광다이오드 패널 상부 전체에 반경화(half hardened) 점착제를 직접 부착하는 단계;
    상기 반경화 점착제가 부착된 유기발광다이오드 패널을 얼라인 가이드에 의해 지그와 정렬시키는 단계;
    상기 반경화 점착제가 부착된 유기발광다이오드 패널을 지그(jig) 위에 로딩하는 단계;
    상기 유기발광다이오드 패널이 로딩된 지그 상부에 양측이 벤딩된 커버 윈도우를 위치시킨 후 압착하는 단계;
    상기 반경화 점착제를 완전 경화하여 상기 유기발광다이오드 패널과 상기 커버 윈도우를 합착하는 단계; 및
    상기 지그를 상기 유기발광다이오드 패널로부터 분리하는 단계를 포함하며,
    상기 지그의 양측은 외부로 연장되어 벤딩되는 상기 유기발광다이오드 패널과 상기 커버 윈도우의 양단이 놓여지는 지지대를 형성하며, 상기 얼라인 가이드는 상기 지지대의 가장자리를 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 반경화 점착제는 상기 커버 윈도우에 부착되는 면이 반경화 상태의 OCA(optical clear adhesive)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 지그의 표면에 고무소재의 완충부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 강화 글라스나 배리어 층이 코팅된 플라스틱으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 커버 윈도우는 상기 유기발광다이오드 패널을 벤딩 시키기 위하여 단축 또는 장축 방향의 양측이 20mm 이하의 작은 곡률반경으로 벤딩되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 반경화 점착제 표면에 보호필름이 부착되어 있는 경우에는 상기 반경화 점착제 표면으로부터 보호필름을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 유기발광다이오드 패널 및 커버 윈도우를 정렬한 후에 상기 커버 윈도우를 상부에서 압착시켜 상기 유기발광다이오드 패널과 커버 윈도우를 합착하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 지그 내에는 합착 시 상온 ~ 150℃의 온도를 가할 수 있는 히팅 블록이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 지그는 표면에 유체로 채운 백을 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 반경화 점착제를 경화하는 단계는 상기 반경화 점착제에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자의 제조방법.
  13. 삭제
KR1020130134843A 2013-11-07 2013-11-07 플렉서블 유기발광다이오드 표시소자 및 제조방법 KR102154606B1 (ko)

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