KR20120138038A - 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉서블 구현이 가능하며 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치는 기판 상에 순차적으로 형성되는 제1 전극, 발광 유기층 및 제2 전극으로 이루어진 발광셀과; 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착되어 상기 발광셀을 봉지하며, 광등방성 지지 필름을 가지는 베리어 필름과; 상기 광등방성 베리어 필름 상에 부착되는 원형 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{PLASTIC ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY PANEL AND METHOD OF FABRICATING THE SAME}
본 발명은 플렉서블 구현이 가능하며 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래 유기 전계 발광 표시 장치는 스스로 발광하는 자발광 소자로서 백라이트가 불필요하므로 경량박형이 가능할 뿐만 아니라 공정이 단순하며, 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트비(contrast ratio) 등의 뛰어난 특징이 있어 차세대 평면 디스플레이로서 적합하다.
특히, 유기 전계 발광 표시 장치는 애노드 전극으로부터의 정공과 캐소드 전극으로부터의 전자가 발광 유기층 내에서 결합되어 생성된 여기자가 다시 바닥상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 발광하게 된다.
이러한 유기 전계 발광 표시 장치의 발광 유기층은 수분과 산소에 취약하기 때문에 유리로 형성된 봉지캡을 이용하여 발광 유기층을 보호한다. 그러나, 유리 형성된 봉지캡에 의해 종래 유기 전계 발광 표시 장치는 플렉서블 구현이 불가능한 문제점이 있다. 또한, 유기 전계 발광 표시 장치는 외부광이 입사되면 애노드 전극 또는 캐소드 전극에 의해 반사되어 외부로 출사되므로 외부광이 시인되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 플렉서블 구현이 가능하며 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치는 기판 상에 순차적으로 형성되는 제1 전극, 발광 유기층 및 제2 전극으로 이루어진 발광셀과; 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착되어 상기 발광셀을 봉지하며, 광등방성 지지 필름을 가지는 베리어 필름과; 상기 광등방성 베리어 필름 상에 부착되는 원형 편광판을 구비하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베리어 필름은 상기 광등방성 지지 필름과; 상기 광등방성 지지 필름의 전면 및 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 다층 구조의 베리어층과; 상기 발광셀이 형성된 기판에 접착되는 하부 접착제와; 상기 원형 편광판에 접착되는 상부 접착제를 구비하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 광등방성 지지 필름은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetylcellulose; TAC), 사이클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer;COC)계열 또는 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclic Olefin Polymer;COP)계열로 형성되거나, 사이클로 올레핀 코폴리머(COC)계열 및 사이클로 올레핀 폴리머(COP)계열 중 적어도 어느 하나와 글래스 파이버를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 광등방성 지지 필름의 위상지연값은 0~5nm인 것을 특징으로 한다.
상기 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제2 실시 예는 상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 산화실리콘(SiOx), 질화실리콘(SiNx) 또는 질산화실리콘(SiONx)으로 형성되는 단층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제3 실시 예는 상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 형성되는 다층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하며, 상기 다층 구조의 베리어 보호막은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성되는 유기 베리어 보호막과, 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 산화실리콘(SiOx), 질화실리콘(SiNx) 또는 질산화실리콘(SiONx)으로 형성되는 무기 베리어 보호막이 적어도 1회 교번적으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 제1 전극, 발광 유기층 및 제2 전극을 순차적으로 형성하여 발광셀을 마련하는 단계와; 상기 발광셀을 봉지하도록 광등방성 지지 필름을 가지는 베리어 필름을 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착하는 단계와; 상기 광등방성 베리어 필름 상에 원형 편광판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베리어 필름을 부착하는 단계는 무연신의 압출 방식 또는 무연신의 캐스팅 방식으로 가공된 상기 광등방성 지지 필름과, 상기 광등방성 지지 필름의 전면 및 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 다층 구조의 베리어층과, 상기 발광셀이 형성된 기판에 접착되는 하부 접착제와, 상기 원형 편광판에 접착되는 상부 접착제를 가지는 베리어 필름을 열라미네이션 공정을 통해 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착하는 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법의 제3 실시 예는 상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 산화실리콘(SiOx), 질산화실리콘(SiONx), 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 단층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법의 제3 실시 예는 상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 형성되는 다층 구조의 베리어 보호막을 추가로 형성하는 단계를 포함하며, 상기 다층 구조의 베리어 보호막은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성되는 유기 베리어 보호막과, 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 산화실리콘(SiOx), 질산화실리콘(SiONx), 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 무기 베리어 보호막이 적어도 1회 교번적으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치는 광등방성의 베리어 필름으로 발광셀이 형성된 기판을 보호함으로써 플렉서블 구현이 가능하며 외광 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 베리어 필름의 실시예들을 나타내는 단면도들이다.
도 3은 도 2a 내지 도 2c에 도시된 지지 필름의 위상지연값에 따른 외관 시인성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 원형 편광판을 이용하여 외부광의 반사를 차단하는 과정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면 및 실시 예를 통해 본 발명의 실시 예를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 1에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널은 구동 박막트랜지스터 및 발광셀이 형성된 기판(101)과; 발광셀 및 구동 박막트랜지스터가 형성된 기판(101) 상에 부착되는 베리어 필름(140)과, 베리어 필름(140) 상에 부착되는 원형 편광판(150)을 구비한다.
구동 박막 트랜지스터는 유리 또는 플라스틱 재질로 형성된 기판(101) 상에 형성되는 게이트 전극(102), 발광셀의 제1 전극(124)과 접속된 드레인 전극(110), 드레인 전극(110)과 마주하는 소스 전극(108), 게이트 절연막(106)을 사이에 두고 게이트 전극(102)과 중첩되게 형성되어 소스 전극(108)과 드레인 전극(110) 사이에 채널을 형성하는 활성층(114), 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)과의 오믹접촉을 위하여 채널부를 제외한 활성층(114) 사이에 형성된 오믹접촉층(116)을 구비한다. 또한, 기판(101) 상에 형성된 구동 박막트랜지스터 상에는 무기 절연 물질의 무기 보호막(118)과, 유기 절연물질의 유기 보호막(120)이 순차적으로 형성된다. 유기 보호막(120)은 구동 박막트랜지스터가 형성된 기판(101)을 평탄화시키기 위해 형성되며, 무기 보호막(118)은 게이트 절연막(106), 소스 및 드레인 전극(108,110) 각각과 유기 보호막(120)과의 계면 안정성을 향상시키기 위해 형성된다.
발광셀은 유기 보호막(120) 위에 형성된 제1 전극(124)과, 제1 전극(124) 위에 형성된 발광층을 포함하는 발광 유기층(130)과, 발광 유기층(130) 위에 형성된 제2 전극(132)으로 구성된다.
발광 유기층(130)은 제1 전극(124) 위에 적층된 정공 관련층, 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 구성된다.
제1 전극(124)은 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(120)을 관통하는 화소 컨택홀(122)을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(110)과 전기적으로 접속된다. 이러한 제1 전극(124)은 알루미늄(Al) 등과 같은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 형성된다.
뱅크 절연막(124)은 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크 절연막(124)은 발광영역과 대응되는 제1 전극(122)을 노출시키는 뱅크홀(128)을 가진다.
제2 전극(132)은 발광 유기층(130) 상에 형성된다. 이러한 제2 전극(132)은 ITO등과 같은 투명한 도전 물질로 형성됨으로써 발광 유기층(130)에서 생성된 광이 제2 전극(132)을 통해 상부로 방출된다. 이외에도 제2 전극(132)은 Mg:Ag 또는 Al 등의 불투명한 도전 물질이 광을 투과할 수 있을 정도의 두께로 형성될 수도 있다.
베리어 필름(140)은 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 부착되어 발광셀을 커버한다. 이 베리어 필름(140)은 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 직접 형성되는 것이 아니라, 별도로 형성된 후 접착제를 통해 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 부착된다. 이와 같이, 베리어 필름(140)이 봉지캡으로 이용될 경우, 명콘트라스트(Ambient Contrast Ratio)는 5000Lux의 조건에서 6이상의 값을 가져야 한다.
이러한 베리어 필름(140)은 발광셀에 수분 또는 산소가 침투하는 것을 차단한다. 이를 위해, 베리어 필름(140)은 도 2a에 도시된 바와 같이 지지 필름(142)과, 지지 필름(142)의 전면에 형성된 상부 베리어층(146)과, 지지 필름(142)의 배면에 형성된 하부 베리어층(144)과, 상부 베리어층(146) 전면에 형성되는 상부 접착제(138)와, 하부 베리어층(144) 배면에 형성되는 하부 접착제(148)을 구비한다. 한편, 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이 지지 필름(142)의 어느 한 면에만 상부 베리어층(146) 및 하부 베리어층(144) 중 어느 하나만 형성될 수도 있다.
상부 접착제(138)는 자연경화형 접착제(Pressure Sensitive Adhesive; PSA)로 형성되어 원형 편광판(150)이 베리어 필름(140) 상에 부착되도록 하는 역할을 한다.
하부 접착제(148)는 열경화형 또는 자연 경화형의 에폭시(Epoxy) 계열의 접착제로 형성된다. 이 하부 접착제(148)는 베리어 필름(140)을 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 부착시키는 역할을 한다.
한편, 상부 접착제(138) 및 하부 접착제(148)를 광경화형 접착제로 형성하면, 경화 공정시 이용되는 광에 의해 발광 유기층(130)이 손상되므로 상부 접착제 (138) 및 하부 접착제(148)는 열경화형 또는 자연 경화형으로 형성된다.
상부 베리어층(146) 및 하부 베리어층(144) 각각은 유기 베리어층(146a,144a) 및 무기 베리어층(146b,144b) 중 적어도 어느 한 층을 포함하도록 형성된다. 예를 들어, 상부 베리어층(146) 및 하부 베리어층(144) 각각은 유기 베리어층(146a,144a) 및 무기 베리어층(146b,144b)이 적어도 1회 교번적으로 형성되어 다층 구조를 이룬다.
무기 베리어층(146b,144b)은 유기 베리어층(146a,144a) 상에 형성되어 외부의 수분이나 산소의 침투를 1차적으로 차단한다. 이러한 무기 베리어층(146b,144b)은 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiOy)로 형성된다.
유기 베리어층(146a,144a)은 지지 필름(142)의 단면 또는 양면에 형성되어 외부의 수분이나 산소의 침투를 2차적으로 차단한다. 또한, 유기 베리어층(146a,144a)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 다른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이러한 베리어층(146a,144a)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성된다.
지지 필름(142)은 광등방성 성질을 가지도록 형성됨으로써 베리어 필름(140)에 입사되는 광은 위상지연없이 그대로 투과된다. 이에 따라, 베리어 필름(140) 상부에 위치하는 원형 편광판(150)에 의해 외부광의 반사를 차단할 수 있어 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 지지 필름(142)이 광등방성 성질을 가지도록 지지 필름(142)은 0~5nm이하의 위상지연값을 가지도록 형성된다. 이를 위해, 지지 필름(142)은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetylcellulose; TAC), 사이클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer;COC)계열, 또는 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclic Olefin Polymer;COP)계열로 형성되거나, 사이클로 올레핀 코폴리머(COC)계열 및 사이클로 올레핀 폴리머(COP)계열 중 적어도 어느 하나와 글래스 파이버를 혼합하여 형성한다. 특히, 글래스 파이버가 함유된 지지 필름(142)은 발광셀이 형성된 기판(101)과 열팽창 계수가 유사해져 열팽창 계수의 차이로 인한 유기 전계 발광 표시 소자의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다. 한편, 지지 필름(142)에 글래스 파이버가 함유되지 않은 경우, 유기 전계 발광 소자를 완성한 후, 박형화를 위해 발광셀 하부에 위치하는 기판(101)을 레이저로 제거하게 되면, 열팽창 계수의 차이로 인한 유기 전계 발광 표시 소자의 뒤틀림 현상을 방지할 수 있다.
한편, 5nm 초과하는 위상 지연값을 가지는 지지 필름은 광이방성 성질을 가지게 되므로 베리어 필름에 입사되는 광은 위상지연된다. 이에 따라, 광이방성의 지지 필름에 의해 외부광이 편광되지 않고 반사되어 유기 전계 발광 표시 소자를 통해 외부로 출사되어 외부광이 시인될 수 있다.
구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 13nm의 위상지연값을 가지는 폴리에테르 술폰(Polyether Sulfone; PES)와, 68nm의 위상지연값을 가지는 폴리에스테르 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET)로 지지 필름(142)을 형성하면, 지지 필름(142)이 광이방성 성질을 가지게 되어 외부광이 원형 편광판(150)에 의해 편광되지 않고 반사되어 시인된다. 반면에 3nm의 위상지연값을 가지는 올레핀 코폴리머(COC)로 지지 필름(142)을 형성하면, 지지 필름(142)이 광등방성 성질을 가지게 된다. 이에 따라, 베리어 필름(140) 상부에 위치하는 원형 편광판(150)에 의해 외부광의 반사를 차단할 수 있어 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
원형 편광판(150)은 발광 유기층(130)으로부터 발생된 광을 통과시키고, 불투명한 제1 전극(124)으로부터 반사된 외부광을 차단하여 유기 전계 발광 소자의 콘트라스트를 향상시킨다. 이러한 원형 편광판(150)은 도 4에 도시된 바와 같이 위상차 필름(154)과, 위상차 필름(154) 상에 위치하는 선형 편광판(152)을 포함한다.
선형 편광판(152)은 외부로부터 입사되는 외부광을 편광시키고, 제1 전극(124)으로부터 반사된 외부광을 차단한다.
위상차 필름(154)은 그 중심축이 선형 편광판(152)의 중심축과 45도의 각을 이루며, 선형 편광판(152)을 통과한 외부광의 위상을 λ/4지연시킨다.
이러한 원형 편광판(150)이 외부광을 반사시키지 않고 차단하는 과정을 도 4를 결부하여 설명하면 다음과 같다.
원형 편광판(150)의 외부에서 입사되는 외부광은 선형 편광판(152)을 통해 선형 편광판(152)의 투과축과 나란한 선편광으로 변환된다. 그 선편광은 위상차 필름(154)을 통해 좌원 편광으로 변환된다. 변환된 좌원 편광은 광등방성의 베리어 필름(140)을 위상 지연없이 그대로 투과한 후 제1 전극(124)에서 반사되어 우원 편광으로 변환된다. 변환된 우원 편광은 광등방성의 베리어 필름(140)을 위상지연없이 그대로 투과한 후 위상차 필름(154)에 입사된다. 위상차 필름(154)에 입사된 우원편광은 위상차 필름(154)을 통해 선형 편광판(152)의 투과축과 수직한 선편광으로 변환된다. 선형 편광판(152)의 투과축과 수직한 투과축을 가지도록 변환된 선편광은 선형 편광판(152)을 통과하지 못한다. 이와 같이, 외부광은 λ/4의 위상차값을 가지는 위상차 필름(154)을 두번 통과하므로 λ/2지연만큼 지연됨으로써 편광 상태가 90도 바뀐다. 따라서, 위상차 필름(154)을 두 번 통과한 외부광은 선형 편광판(152)의 투과축과 수직한 투과축을 가지도록 변환되어 선형 편광판(152)에 의해 외부로 출사되지 못하므로 외부광이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 광등방성의 베리어 필름(140)으로 발광셀이 형성된 기판(101)을 보호함으로써 플렉서블 구현이 가능하며 외부광 시인성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널은 도 1에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널과 대비하여 단층 구조의 베리어보호막(160)을 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
베리어 보호막(160)은 베리어 필름(140)의 하부 접착제(148)와 제2 전극(132) 사이에 형성된다. 이 베리어 보호막(160)은 베리어 필름(140)과 함께 외부의 수분 또는 산소의 침투와 고온의 침투를 차단함으로써 신뢰성이 향상된다. 이에 따라, 베리어 필름(140)의 수분 투습도가 종래보다 낮은 10-3g/m2day이하로 형성되어도 본 발명은 외부의 수분 또는 산소의 침투를 차단할 수 있다.
이러한 베리어보호막(160)은 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 단일층으로 형성된다. 이 때, 베리어 보호막(160)은 1~2㎛의 두께로 형성된다. 베리어 보호,막(160)이 1㎛ 미만의 두께로 형성되면, 고온/고습 신뢰성 확보가 어렵다. 그리고, 베리어 보호막(160)이 2㎛ 초과의 두께로 형성되면, 증착 공정시간이 길어져 베리어 보호막(160)의 스트레스가 커지므로 베리어 보호막(160)에 균열이 발생된다.
이러한 베리어 보호막(160)은 증착 공정을 통해 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 형성된다. 이 때, 베리어 보호막(160)은 110도 이상의 온도에서 손상되는 발광 유기층(130)을 보호하기 위해 80~100도의 저온 PECVD 방법을 통해 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널은 베리어 필름(140)과 함께 단층 구조의 베리어 보호막(160)이 외부의 수분 또는 산소의 침투를 차단함으로써 신뢰성이 향상된다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널을 나타내는 단면도이다.
도 6에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널은 도 1에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널과 대비하여 다층 구조의 베리어보호막(160)을 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다층 구조의 베리어보호막(160)은 베리어 필름(140)의 하부 접착제(148)와 제2 전극(132) 사이에 형성된다. 이 베리어 보호막(160)은 베리어 필름(140)과 함께 외부의 수분 또는 산소의 침투를 차단함으로써 신뢰성을 향상시킨다. 이에 따라, 베리어 필름(140)의 수분 투습도가 종래보다 낮은 10-3g/m2day이하로 형성되어도 본 발명은 외부의 수분 또는 산소의 침투를 차단할 수 있다. 이러한 다층 구조의 베리어 보호막(160)은 무기 베리어 보호막(162)과 유기 베리어 보호막(164)이 교번적으로 적층되어 형성된다.
무기 베리어 보호막(162)은 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)의 재질로, 1~2㎛의 두께로 형성된다. 이러한 무기 베리어 보호막(162)은 외부로부터의 수분이나 산소의 침투와, 외부로부터의 고온을 차단하여 신뢰성을 향상시킨다. 이 무기 베리어 보호막(162)은 110도 이상의 온도에서 손상되는 발광 유기층(130)을 보호하기 위해 80~100도의 저온 PECVD 방법을 통해 발광셀이 형성된 기판(101) 상에 형성된다.
유기 베리어 보호막(164)은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로, 8~10㎛의 두께로 형성된다. 이러한 유기 베리어 보호막(164)은 무기 베리어 보호막(162)의 스트레스를 완화시키고, 연성 및 평탄화역할을 한다. 특히, 유기 베리어 보호막(164)은 무기 베리어 보호막(162)에 형성된 공극을 차폐한다. 구체적으로, 무기 베리어 보호막(162)을 저온 증착 공정으로 형성하게 되면, 증착 공정시 활성화 에너지가 낮아 발생되는 미반응 물질에 의해 무기 베리어 보호막(162)에 파티클이 형성된다. 이 파티클이 세정 공정을 통해 제거되면, 파티클이 제거된 위치의 무기 베리어 보호막(162)에는 공극이 형성된다. 이 공극을 통해 수분이 침투되는 것을 방지하기 위해 무기 베리어 보호막(162) 상에 유기 베리어 보호막(164)을 형성하면, 무기 베리어 보호막(162)의 공극은 유기 베리어 보호막(164)에 의해 차폐된다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널은 베리어 필름(140)과 함께 다층 구조의 베리어 보호막(160)이 외부의 수분 또는 산소의 침투와 고온의 침투를 차단함으로써 신뢰성이 향상된다.
도 7a 내지 도 7g는 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시 패널의 제조 방법을 나타내는 단면도이다. 여기서는 도 5에 도시된 유기 전계 발광 표시 패널을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 7a를 참조하면, 기판(101) 상에 게이트 전극(102), 게이트 절연막(106), 반도체 패턴(112), 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 순차적으로 형성된다.
구체적으로, 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 게이트 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 게이트 금속층은 알루미늄계 금속(Al, AlNd), 구리(Cu), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)등과 같은 금속으로 형성된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 게이트 금속층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(102)이 형성된다.
그런 다음, 게이트 전극(102)이 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 게이트 절연막(106)이 형성된다. 그런 다음, 게이트 절연막(106)이 형성된 기판(101) 상에 비정질 실리콘층 및 불순물(n+ 또는 p+)이 도핑된 비정질 실리콘층이 순차적으로 형성된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 비정질 실리콘층 및 불순물(n+ 또는 p+)이 도핑된 비정질 실리콘층이 패터닝됨으로써 활성층(114) 및 오믹 접촉층(116)을 포함하는 반도체 패턴이 형성된다.
그런 다음, 반도체 패턴이 형성된 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 데이터 금속층이 순차적으로 형성된다. 여기서, 데이터 금속층으로는 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 알루미늄(Al)계 금속, 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등이 이용된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 데이터 금속층이 패터닝됨으로써 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 형성된다. 그런 다음, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)을 마스크로 이들(108,110) 사이에 위치하는 오믹접촉층(116)이 제거됨으로써 활성층(114)이 노출된다.
전술한 바와 같이 반도체 패턴과; 소스 및 드레인 전극(108,110) 각각은 개별적으로 형성되므로 이들을 형성하기 위해서는 2개의 마스크가 필요하다. 이외에도 마스크수를 줄이기 위해 반도체 패턴; 소스 및 드레인 전극(108,110)은 회절 마스크 또는 반투과 마스크 또는 회절 마스크를 이용하여 한 번의 마스크 공정을 통해, 즉 동시에 형성가능하다.
도 7b를 참조하면, 소스 및 드레인 전극(108,110)이 형성된 기판(101) 상에 화소 컨택홀(122)을 가지는 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(120)이 형성된다.
구체적으로, 소스 및 드레인 전극(108,110)이 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 무기 보호막(118)이 형성된다. 그런 다음, 무기 보호막(118) 상에 아크릴계 수지와 같은 유기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 유기 보호막(120)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(120)이 패터닝됨으로써 화소 컨택홀(122)이 형성된다. 화소 컨택홀(120)은 무기 보호막(118) 및 유기 보호막(120)을 관통하여 드레인 전극(110)을 노출시킨다.
도 7c를 참조하면, 유기 보호막(120)이 형성된 기판(101) 상에 제1 전극(124)이 형성된다.
구체적으로, 유기 보호막(120)이 형성된 기판(101) 상에 스퍼터링 방법 등의 증착 방법을 통해 반사율이 높은 불투명 도전층이 형성된다. 이어서, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 불투명 도전층이 패터닝됨으로써 제1 전극(124)이 형성된다.
도 7d를 참조하면, 제1 전극(124)이 형성된 기판(101) 상에 뱅크홀(128)을 가지는 뱅크 절연막(126)이 형성된다.
구체적으로, 제1 전극(124)이 형성된 기판(101) 상에 아크릴계 수지와 같은 유기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 뱅크 절연막(126)이 형성된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 뱅크 절연막(126)이 패터닝됨으로써 뱅크홀(128)이 형성된다. 뱅크홀(128)은 각 화소 영역의 뱅크 절연막(126)을 관통하여 제1 전극(124)을 노출시킨다.
도 7e를 참조하면, 뱅크 절연막(126)이 형성된 기판(101) 상에 발광 유기층(130), 제2 전극(132) 및 베리어 보호층(160)이 순차적으로 형성된다.
구체적으로, 뱅크 절연막(126)에 의해 노출된 제1 전극(124) 상에는 전자 관련층, 발광층, 정공 관련층이 포함된 발광 유기층(130)이 열증착 방법, 스퍼터링 방법 또는 그의 조합 방법으로 순차적으로 형성된다.
그런 다음, 발광 유기층(130)이 형성된 기판(101) 상에 투명 도전막 또는 불투명한 도전 물질이 도포됨으로써 제2 전극(132)이 형성된다. 투명 도전막으로는 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide : ITO)이나 주석 산화물(Tin Oxide : TO), 인듐 아연 산화물(Indium Zinc Oxide : IZO), SnO2 , 아몰퍼스-인듐 주석 산화물(a-ITO)등이 이용된다. 불투명한 도전막으로는 광을 투과할 수 있을 정도의 두께의 Mg:Ag 또는 Al 등이 이용된다.
그런 다음, 제2 전극(132)이 형성된 기판(101) 상에 산화 실리콘(SiOx) 또는 질화 실리콘(SiNx) 등의 무기 절연 물질이 전면 형성됨으로써 베리어 보호층(160)이 형성된다.
도 7f를 참조하면, 베리어 보호층(160) 상에 하부 합착제를 통해 베리어 필름(140)이 부착된다.
구체적으로, 별도로 마련된 베리어 필름(140)은 열 라미네이팅 공정을 통해 베리어 보호층(160) 상에 부착된다. 이 때, 베리어 필름(140)은 연신 공정을 포함하지 않는 압출 방식 또는 연신 공정을 포함하지 않는 용매 캐스팅 방식을 통해 가공된 지지필름의 전면 및 배면 중 적어도 어느 한 면에 베리어층을 형성함으로써 마련된다.
도 7g를 참조하면, 베리어 필름(140) 상에 상부 합착제를 통해 별도로 마련된 원형 편광판(150)이 부착됨으로써 유기 전계 발광 표시 장치가 완성된다.
한편, 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 패널은 베리어 필름(140)을 발광유기층(130) 상부에 위치하여 투습 봉지제로 이용되는 것을 예로 들어 설명하였지만 이외에도 발광 유기층(130) 하부에 위치하여 투습 방지제로 이용될 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
102 : 게이트 전극 108 : 소스 전극
110 : 드레인 전극 112 : 게이트 절연막
114 : 활성층 116 : 오믹 접촉층
118 : 평탄화층 122: 화소 컨택홀
124 : 제1 전극 126 : 뱅크 절연막
128 : 뱅크 컨택홀 130: 발광 유기층
132 : 제2 전극 140 : 베리어 필름
142 : 지지 필름 144,146 : 베리어층
150 : 원형 편광판 160 : 베리어 보호막

Claims (12)

  1. 기판 상에 순차적으로 형성되는 제1 전극, 발광 유기층 및 제2 전극으로 이루어진 발광셀과;
    상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착되어 상기 발광셀을 봉지하며, 광등방성 지지 필름을 가지는 베리어 필름과;
    상기 광등방성 베리어 필름 상에 부착되는 원형 편광판을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어 필름은
    상기 광등방성 지지 필름과;
    상기 광등방성 지지 필름의 전면 및 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 다층 구조의 베리어층과;
    상기 발광셀이 형성된 기판에 접착되는 하부 접착제와;
    상기 원형 편광판에 접착되는 상부 접착제를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광등방성 지지 필름은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetylcellulose; TAC), 사이클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer;COC)계열 또는 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclic Olefin Polymer;COP)계열로 형성되거나, 사이클로 올레핀 코폴리머(COC)계열 및 사이클로 올레핀 폴리머(COP)계열 중 적어도 어느 하나와 글래스 파이버를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광등방성 지지 필름의 위상지연값은 0~5nm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 단층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 형성되는 다층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하며,
    상기 다층 구조의 베리어 보호막은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성되는 유기 베리어 보호막과, 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 무기 베리어 보호막이 적어도 1회 교번적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치.
  7. 기판 상에 제1 전극, 발광 유기층 및 제2 전극을 순차적으로 형성하여 발광셀을 마련하는 단계와;
    상기 발광셀을 봉지하도록 광등방성 지지 필름을 가지는 베리어 필름을 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착하는 단계와;
    상기 광등방성 베리어 필름 상에 원형 편광판을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 베리어 필름을 부착하는 단계는
    무연신의 압출 방식 또는 무연신의 캐스팅 방식으로 가공된 상기 광등방성 지지 필름과, 상기 광등방성 지지 필름의 전면 및 배면 중 적어도 어느 한 면에 형성되는 다층 구조의 베리어층과, 상기 발광셀이 형성된 기판에 접착되는 하부 접착제와, 상기 원형 편광판에 접착되는 상부 접착제를 가지는 베리어 필름을 열라미네이션 공정을 통해 상기 발광셀이 형성된 기판 상에 부착하는 단계인 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광등방성 지지 필름은 트리아세틸 셀룰로오스(Triacetylcellulose; TAC), 사이클로 올레핀 코폴리머(Cyclic Olefin Copolymer;COC)계열 또는 사이클로 올레핀 폴리머(Cyclic Olefin Polymer;COP)계열로 형성되거나, 사이클로 올레핀 코폴리머(COC)계열 및 사이클로 올레핀 폴리머(COP)계열 중 적어도 어느 하나와 글래스 파이버를 혼합하여 형성되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 광등방성 지지 필름의 위상지연값은 0~5nm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 단층 구조의 베리어 보호막을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 베리어 필름과 제2 전극 사이에 형성되는 다층 구조의 베리어 보호막을 추가로 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 다층 구조의 베리어 보호막은 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 등의 폴리머 재질로 형성되는 유기 베리어 보호막과, 알루미늄 옥사이드(AlxOy), 질산화실리콘(SiONx), 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 형성되는 무기 베리어 보호막이 적어도 1회 교번적으로 적층되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
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