KR20100124012A - 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉시블(Flexible) 디스플레이의 기판 처리 방법에 관한 것으로, 플라스틱(Plastic) 기판을 사용하는 OLED 소자에서 투명전극인 ITO막을 2번 증착하되, 먼저 제1 ITO를 얇게 증착한 다음 O₂ 플라즈마(Plasma)를 처리하여 플라스틱 기판 표면과 제1 ITO의 부착력(Adhesion)을 강화한 후, 그 상부에 제2 ITO를 다시 증착함으로써 플라스틱 기판과 ITO 막과의 부착력이 크게 개선되어 OLED 소자의 특성이 크게 향상되도록 한 것이다.

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Description

플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법{ONE OF FLEXIBLE DISPLAY ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY PANEL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 플렉시블(Flexible) 디스플레이의 기판 처리 방법에 관한 것으로, 상세하게는 플라스틱(Plastic) 기판을 사용하는 OLED 소자에서 투명전극인 ITO막을 2번 증착하되, 먼저 제1 ITO를 얇게 증착한 후, O₂ 플라즈마(Plasma)를 처리하는 방법으로 플라스틱 표면과 제1 ITO의 부착력(Adhesion)을 강화한 다음 그 상부에 제2 ITO를 다시 증착함으로써 플라스틱 기판과 전체 ITO의 부착력이 크게 개선되고 OLED 소자의 특성이 향상되도록 한 것이다.

일반적으로 차세대 평판 디스플레이로 기대되고 있는 유기전계 발광 소자는 OLED(Organic Light Emitting Diode 또는 Organic Electroluminescent Display)로도 불리며, 자체 발광 특성과 함께 시야각이 넓고, 고선명, 고화질, 고속응답성 등의 장점을 갖고 있어 소형 디스플레이에 많이 적용되고 있다.

유기전계 발광 소자는 기판상에 양극(anode), 정공 주입층(hole injection layer), 정공 운송층(hole transfer layer), 발광층(emitting layer), 전자 운송층(eletron transfer layer), 전자 주입층(eletron injection layer), 음극(cathode)이 순서대로 적층되어 형성된다. 양극으로는 면저항이 작고 투과성이 좋은 ITO(Indium Tin Oxide)가 주로 사용되고, 발광층으로 사용되는 유기층질은 Alq3, TPD, PBD, m-MTDATA, TCTA 등이다. 음극으로는 Al 금속막이 사용된다.

또한, 유기 박막은 공기 중의 수분과 산소에 매우 약하므로 소자의 수명(life time)을 증가시키기 위해 봉합하는 봉지막이 필요하다. 이 봉합하는 공정 중에 봉지막과 기판을 붙이기 위하여 프릿 글래스(frit glass) 및 여러 종류의 밀봉제(sealant) 등이 쓰이고 있다. 이러한 재료를 스핀코터, 스크린 프린터, 디스펜서를 이용하여 봉지막 위에 도포를 하고 상ㆍ하판을 붙이는 과정에 자외선(UV) 혹은 열을 가함으로서 완전한 밀폐효과를 얻어내고 있다.

현재 OLED 소자의 기판으로 유리나 플라스틱을 사용하고 있다.

상기 유리의 경우, 제조 단가가 저렴하고 제조에 큰 어려움이 없는 반면 코팅층이 충격에 약하고, 연속적인 제조가 어렵고, 대면적의 OLED 소자를 제조하기에는 상당한 어려움이 따른다.

또한 플라스틱(Plastic) 기판의 경우, 휘어지고, 대면적으로 가져가기 쉽고, 충격에 강하고 연속 공정을 진행할 수 있는 장점이 있지만 도 1과 같이 휘어졌을 때 스트레스(Internal stress)에 의해 플라스틱 기판과의 부착력(Adhesion)이 좋지 않아 균열(Crack)이 발생되면서 OLED 소자의 특성에 큰 영향을 주는 문제점이 있다.

본 발명은 플라스틱(Plastic) 기판 위에 제1 ITO를 얇게 증착한 후, O₂ 플라즈마(Plasma)를 처리하는 방법으로 플라스틱 표면과 제1 ITO의 부착력(Adhesion)을 강화한 다음 그 상부에 제2 ITO를 다시 증착함으로써 플라스틱 기판과 전체 ITO의 부착력이 크게 개선되고 OLED 소자의 특성이 크게 향상된 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명은 플라스틱 기판(Plastic 기판) 위에 베리어(Barrier) 막을 증착하는 공정과, 제1 ITO와 제2 ITO를 2step으로 증착하는 공정과, 제1 ITO 증착 후 O₂ Plasma를 처리하는 공정과, 패턴 형성 공정과, 유기층 및 캐소드 증착하는 공정과, 유기층 보호 및 투습을 방지하기 위해 Thin Film 박막을 증착하는 공정과, 외부 충 격으로부터 소자를 보호하기 위해 광경화 수지층을 형성하는 공정을 포함한다.

또한 본 발명은, 플라스틱 기판을 사용하고, 투습 방지막을 형성하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, ITO를 2step으로 증착하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 제1 ITO를 얇게 증착하고 Plasma 처리하여 부착력을 향상시키는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 플라스마 처리할 때, O₂ 가스를 10sccm ~ 1000sccm로 유지하고, Plasma 여기시 RF 파워는 20Watt ~ 1kWatt로 유지하고, 반응로의 압력은 0.001torr ~ 2torr로 유지하고, 반응로의 히팅 온도는 상온 ~ 250℃로 유지하면서 5초 ~ 60초간 처리하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 플라즈마 가스로 O₂ 대신 N₂O 또는 O₃를 사용하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 유기층을 증착하기 위해 패턴(Insulator 및 Separator)을 형성하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 유기층 증착은 정공주입층(HIL)/정공수송층(HTL)/발광층(EML)/전자수송층(ETL)/전자주입층(EIL)이 차례로 증착되는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, Al로 캐소드를 증착하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 유기층 보호 및 투습 방지를 위해 Thin Film 박막을 사용하 는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 외부 충격으로부터 전체 소자를 보호하기 위해 광경화 수지층을 형성하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 터치스크린에 사용되는 플라스틱 필름의 ITO 증착시에 사용하는 것을 그 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 플라스틱 기판 처리 및 ITO 증착을 롤 코터(Roll Coater)에서 실시하는 것을 그 특징으로 한다.

본 발명은 플라스틱 기판 위에 얇은 제1 ITO 막을 증착한 다음 O₂ Plsma를 처리하여 부착력을 강화시킨 후 그 위에 제2 ITO를 다시 증착(2 Step 증착)함으로써 플라스틱 기판과 ITO 막과의 부착력이 크게 개선되고 소자의 특성이 크게 향상되는 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다. 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일 부호로 기재하고, 관련된 공지구성이나 기능에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지가 모호해지지 않도록 생략한다.

본 발명을 구현하기 위한 소자 제조 방법은 다음과 같다.

플라스틱 기판(10) 위에 투습 방지를 위해 베리어(Barrier) 막을 증착하는 단계;

상기 베리어 막 위에 제1 ITO 박막(20)을 얇게 증착하는 단계;

상기 제1 ITO 박막(20) 위에 O₂ Plasma 처리하여 제1 ITO 박막(20)과 플라스틱 기판(10)의 부착력을 강화하는 단계;

상기 플라즈마 처리된 제1 ITO 박막(20) 위에 보다 두꺼운 제2 ITO 박막(21)을 증착하는 단계;

상기 제2 ITO 박막(21) 위에 유기층 증착을 위한 패턴(Insulator 및 Separator)을 형성하는 단계;

상기 패턴 위에 유기층(30)을 증착하는 단계;

상기 유기층(30) 위에 캐소드(40)를 증착하는 단계;

상기 캐소드(40) 위에 봉지제로 Thin Film 박막(50)을 증착하는 단계;

상기 Thin Film 박막(50) 위에 광경화 수지층(60)을 형성하여 외부 충격으로부터 소자를 보호하는 단계; 로 된다.

플라스틱 기판(10)과 제1 ITO 박막(20)의 부착력(Adhesion)을 강화하기 위하여 제1 ITO 박막(20) 위에 실시하는 O₂ Plasma 처리방법은 다음과 같다.

a). O₂ 가스를 10sccm ~ 1000sccm로 유지하고,

b). Plasma 여기시 RF 파워는 20Watt ~ 1kWatt로 유지하고,

d). 반응로의 압력은 0.001torr ~ 2torr로 유지하고,

e). 반응로의 내부 히팅 온도는 상온 ~ 250℃로 유지하고,

f). 5초 ~ 60초간 처리하는 조건으로 실시한다.

상기 유기층(30)은 정공주입층(HIL)/정공수송층(HTL)/발광층(EML)/전자수송층(ETL)/전자주입층(EIL)이 차례로 증착되는 층구조를 가지며, 그 상부에 캐소드(Cathode)가 증착된다. 상기 캐소드는 원할한 전자 공급을 위하여 일함수가 낮은 금속, 예컨대 Al로 증착된다.

본 발명에서 봉지제로 적층되는 Thin Film 박막(50)은 SiOX, SiNx, Al₂O₃, TiO₂가 사용되며, 단일막 또는 적층막 구조로 증착된다.

본 발명에서 플렉시블 기판(10)은 휘어질 수 있는 소재인 PET, PC, PI, PES, PE 등이 사용된다.

상기 광경화 수지층(60)은 자외선 램프(UV Lamp)로부터 조사되는 자외선(UV)으로 경화되어 소자가 보호된다.

본 발명에서 플라즈마 가스로 O₂ 대신 N₂O 또는 O₃를 사용할 수 있다.

본 발명에서 플라스틱 기판(10) 처리 및 ITO 증착을 롤 코터(Roll Coater)에 서 실시하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 메탈 캔(sus Can) 또는 유리 캔(Glass Can) 대신, Thin Film 박막(50)으로 봉지되므로 수분이나 산소 침투가 완벽히 차단될 뿐 아니라, 소자의 전체 두께가 얇아지고 제조원가가 절감된다.

상기에서 기재된 가스량들은 막 두께를 최적화하기 위한 조건이고, 고주파의 출력(RF Power)과 반응로의 압력은 플라즈마를 형성하기 위한 조건들이다. 반응로의 히팅 온도 범위는 저온에서 플라즈마 반응 불량을 막고 고온에서 기판의 손상을 방지하기 위함이다.

본 발명의 적용 사례를 들면, 플라스틱(Plastic) 기판을 사용하는 모든 디스플레이 소자에 사용할 수 있으며, 터치스크린의 ITO 필름 사용시, 즉 터치스크린에 사용되는 ITO 증착 전에 본 발명을 적용할 수 있다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 본 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.

도 1 : 종래 플라스틱 기판의 스트레스에 의한 부착력 감소 상태를 나타낸 도면.

도 2 : 본 발명에서 플라스틱 기판 위에 베리어 막을 증착한 상태도.

도 3 : 본 발명에서 제1 ITO를 증착한 상태도.

도 4 : 본 발명에서 제1 ITO를 플라즈마 처리하는 상태도.

도 5 : 본 발명에서 제2 ITO를 증착한 상태도.

도 6 : 본 발명에서 유기층을 증착한 상태도.

도 7 : 본 발명에서 캐소드를 증착한 상태도.

도 8 : 본 발명에서 Thin Film 박막을 증착한 상태도.

도 9 : 본 발명에서 광경화 수지층을 형성한 상태도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(10)--플라스틱 기판

(20)--제1 ITO 박막

(21)--제2 ITO 박막

(30)--유기층

(40)--캐소드

(50)--Thin Film 박막

(60)--광경화 수지층

Claims (8)

1. 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법에 있어서;

   플라스틱 기판 위에 투습 방지를 위해 베리어(Barrier) 막을 증착하는 단계;

   상기 베리어 막 위에 제1 ITO 박막을 증착하는 단계;

   상기 제1 ITO 박막 위에 O₂ Plasma 처리하여 제1 ITO 박막과 플라스틱 기판 의 부착력을 강화하는 단계;

   상기 플라즈마 처리된 제1 ITO 박막 위에 제2 ITO 박막을 증착하는 단계;

   상기 제2 ITO 박막 위에 유기층 증착을 위한 패턴을 형성하는 단계;

   상기 패턴 위에 유기층을 증착하는 단계;

   상기 유기층 위에 캐소드를 증착하는 단계;

   상기 캐소드 위에 Thin Film 박막을 증착하는 단계;

   상기 Thin Film 박막 위에 광경화 수지층을 형성하여 외부 충격으로부터 소자를 보호하는 단계; 로 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법..
2. 청구항 1에 있어서; O₂ Plasma 처리방법은.

   a). O₂ 가스를 10sccm ~ 1000sccm 유지하고,

   b). Plasma 여기시 RF 파워는 20Watt ~ 1kWatt로 유지하고,

   d). 반응로의 압력은 0.001torr ~ 2torr로 유지하고,

   e). 반응로의 내부 히팅 온도는 상온 ~ 250℃로 유지하고,

   f). 처리시간은 5초 ~ 60초간 처리함을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; 유기층은 정공주입층(HIL)/정공수송층(HTL)/발광층(EML)/전자수송층(ETL)/전자주입층(EIL)이 차례로 증착되는 층 구조임을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; Thin Film 박막은 SiO_X, SiNx, Al₂O₃, TiO₂가 사용되며, 단일막 또는 적층막 구조로 증착됨을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; 플렉시블 기판은 PET, PC, PI, PES, PE 중 어느 하나 임을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; 플라즈마 가스로 O₂ 대신 N₂O 또는 O₃ 중 어느 하나를 사용함을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서; 플라스틱 기판 처리 및 ITO 증착은 롤 코 터(Roll Coater)에서 실시하도록 함을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.
8. 터치스크린에 사용되는 ITO 증착 전에 본 발명을 적용하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 디스플레이의 기판 처리 방법.

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