KR20140139296A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하는 봉지 기판, 상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이에 위치하며 노보넨계 수지를 포함하는 충진재, 그리고 상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이를 접합하는 실링재를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
현재 알려져 있는 표시 장치에는 액정 표시 장치(liquid crystal display: LCD), 플라스마 표시 장치(plasma display panel: PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode device: OLED device), 전계 효과 표시 장치(field emission display: FED), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display device) 등이 있다.
이러한 표시 장치는 일반적으로 박막 트랜지스터, 발광층 등을 포함하는 표시 기판과 상기 표시 기판을 덮고 있는 봉지 기판을 포함한다. 일반적으로 상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이를 충진재로 충진하는데, 이러한 충진재로 고온 안정성과 충격 흡수성이 우수한 재료를 사용하여 표시 장치의 신뢰성을 확보할 것이 요구된다.
일 구현예는 고온 안정성과 충격 흡수성이 우수한 충진재를 사용함으로써 신뢰성이 향상된 표시 장치를 제공한다.
다른 구현예는 상기 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
일 구현예에 따르면, 표시 기판, 상기 표시 기판과 대향하는 봉지 기판, 상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이에 위치하며 노보넨계 수지를 포함하는 충진재, 그리고 상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이를 접합하는 실링재을 포함하는 표시 장치를 제공한다.
상기 노보넨계 수지는 노보넨계 단량체를 포함하는 환형올레핀 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 충진재는 기공을 가질 수 있다.
상기 기공은 1 nm 내지 10 nm의 입경을 가질 수 있다.
상기 기공은 원형 또는 타원형일 수 있다.
상기 충진재 층은 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 충진재는 나노 기공 형성제를 더 포함할 수 있다.
상기 나노 기공 형성제는 환형 에스테르 올리고머, 선형 에스테르 올리고머, 이들의 공중합체, 메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노 에틸메타크릴레이트, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물, 이들의 올리고머 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 봉지 기판은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 이들의 합금 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이에 위치하는 게터를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 기판은 베이스 기판, 상기 베이스 기판 위에 형성되어 있으며 서로 마주하는 한 쌍의 전극, 그리고 상기 한 쌍의 전극 사이에 개재되어 있는 유기 발광층을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 노보넨계 수지를 사용하여 충진재를 제조하는 단계, 표시 기판과 봉지 기판 사이에 상기 충진재를 적용하여 다공성 박막을 형성하는 단계, 그리고 상기 표시 기판과 상기 봉지기판을 실링재를 사용하여 접합하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 적용한 후 대기 중에서 90 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리 하는 단계, 그리고 질소 분위기 또는 진공 하에서 250 ℃ 내지 400 ℃으로 가온하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 필름 부착 방식 또는 액상 코팅 방식에 의해 적용하는 것을 포함할 수 있다.
상기 액상 코팅 방식은 스핀코팅, 스크린인쇄, 잉크젯, ODF(one drop filling) 또는 이들의 조합으로 수행할 수 있다.
고온 안정성과 충격 흡수성이 우수한 충진재를 사용함으로써 표시 장치의 신뢰성을 향상할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 도 1에서 표시부를 확대하여 도시한 개략도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하 일 구현예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다. 여기서는 표시 장치의 일 예로서 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 발광 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 표시 장치(1000)는 표시 기판(100), 봉지 기판(200), 충진재(300) 및 실링재(400)을 포함한다.
표시 기판(100)은 베이스 기판(110)과 표시부(120)를 포함한다.
베이스 기판(110)은 유리 기판, 고분자 기판일 수 있다.
표시부(120)는 베이스 기판(110) 위에 형성되어 있으며, 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 능동 소자가 형성되어 있는 소자 영역과 발광층이 형성되어 있는 발광 영역을 포함한다. 소자 영역 및 표시 영역은 분리되어 위치할 수도 있고 중첩하게 위치할 수도 있다. 표시부(120)에 대해서는 후술한다.
봉지 기판(200)는 표시 기판(100)과 대향하게 위치하며, 예컨대 알루미늄(Al) 또는 알루미늄(Al) 합금과 같은 알루미늄(Al) 함유 금속으로 만들어질 수 있다.
봉지 기판(200)는 외부로부터 산소 및 수분이 유입되는 것을 방지하여 표시부(120)를 보호할 수 있다.
봉지 기판(200)는 예컨대 단일 층의 알루미늄 함유 금속 시트이거나 복수 층의 알루미늄 함유 금속 시트를 적층하여 사용할 수 있으며, 약 1um 내지 1000um 의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께를 가짐으로써 외부로부터 산소 및 수분의 유입을 효과적으로 방지하면서도 지나치게 두꺼운 두께로 인해 공정 중 열에 의해 휘는 것을 방지할 수 있다.
봉지 기판(200)은 금속 중에서도 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 이들의 합금 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
실링재(400)는 표시 기판(100)과 봉지 기판(200) 사이를 접합하고 있으며, 예컨대 표시 기판(100)의 가장자리를 따라 배치될 수 있다. 실링재(400)는 예컨대 에폭시 수지, 아크릴계 수지와 같은 열 경화성 및/또는 광 경화성 수지로 만들어질 수 있다.
충진재(300)는 실링재(400)에 의해 정의된 영역에 채워져 있다. 충전재(300)는 표시 기판(100)과 봉지 기판(200) 사이에 박막을 형성하여 표시 장치(1000)에 가해지는 외부 충격을 흡수한다.
충진재(300)는 노보넨계 수지를 포함한다.
여기서 노보넨계 수지는 노보넨 기를 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 상기 노보넨계 수지는 노보넨계 단량체를 포함하는 환형올레핀 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 환형올레핀 공중합체는 후술할 나노 기공 형성제와 반응할 수 있도록 히드록시기와 트리알킬옥시실릴기가 함유된 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 노보넨계 단량체를 포함하는 환형올레핀 공중합체는 올레핀과 환형올레핀을 사슬이동제로 사용하여 제조된 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 노보넨계 단량체는 예컨대 5-노보넨-2-메탄올(5-norbornene-2-methanol), cis-5-endo -2,3-dicarboxylic anhydride 또는 디시클로펜타디엔(dicyclopentadiene)를 포함할 수 있다.
상기 노보넨계 수지는 열안정성 저유전 고분자 공중합체일 수 있다.
상기 노보넨계 수지는 노보넨계 환형올레핀 공중합체와 디시클로펜타디엔 환형올레핀 공중합체로서 유리전이온도가 약 250 ℃ 내지 450 ℃ 이며, 노보넨, 디사이클로펜타디엔 및 노보넨 유도체를 단량체로 하여 합성되는 모든 조성의 공중합체일 수 있다.
노보넨계 수지는 구부리거나 비틀면 비로소 모양이 변하고 더 이상의 힘을 가하지 않으면 그 모양을 그대로 유지하는 특성을 가지는 화합물로서, 충격 흡수성이 우수하다.
따라서 충진재(300)에 노보넨계 수지를 사용할 경우 표시 장치(1000)에 가해지는 외부 충격을 효과적으로 흡수하여 표시 장치(1000)의 층 간 갭(gap)을 일정하게 유지할 수 있다. 또한 낮은 압력에서도 불규칙한 표면을 밀봉할 수 있으므로 미충진 부분을 최소화할 수 있다.
또한 노보넨계 수지는 고온 안정성이 우수하므로, 표시장치를 장기간 보관하여도 암점 발생 등이 적어 보관 신뢰성이 우수하다.
충진재(300)는 나노 사이즈 입경을 가지며, 예컨대 입경이 약 1 nm 내지 10 nm일 수 있다. 충진재(300)가 상기 범위의 입경을 가지는 경우 충진재(300)의 굴절률 조절이 용이하게 됨에 따라 표시 장치(1000)를 전면 발광 패널에 적용할 수 있다.
충진재(300)는 나노 기공 형성제를 더 포함할 수 있다.
상기 나노 기공 형성제는 상기 노보넨계 수지의 유리 전이 온도보다 낮은 온도에서 열분해되는 모든 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면 상기 나노 기공 형성제는 약 250℃ 내지 400℃ 사이의 온도에서 열분해 되는 화합물일 수 있다. 상기 나노 기공 형성제는 예컨대 락타이드, 글리콜라이드 또는 카프로락톤과 같은 환형 에스테르의 올리고머 또는 예컨대 락틱산 또는 글리콜산과 같은 선형 에스테르의 올리고머, 또는 이들의 공중합체를 포함할 수 있다. 또한 상기 나노 기공 형성제는 예컨대 메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노 에틸메타크릴레이트, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물, 이들의 올리고머 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 기공은 원형 또는 타원형의 형상을 가질 수 있다.
충진재(300)는 표시 기판(100)과 봉지 기판(200) 사이에 충진되어 박막을 형성하며, 상기 박막 두께는 예컨대 약 1 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 범위의 두께를 가지는 경우 충분한 내충격성을 확보할 수 있다.
표시 장치(1000)는 표시 기판(100)과 봉지 기판(200) 사이에는 게터(500)를 더 포함할 수 있다.
이하 표시 장치의 표시부(120)에 대하여 도 2를 도 1과 함께 참고하여 설명한다.
도 2는 도 1에서 표시부(120)을 확대하여 도시한 개략도이다.
도 2를 참고하면, 베이스 기판(110) 위에 버퍼층(115)이 형성되어 있고, 버퍼층(115) 위에 채널 영역(154a), 소스 영역(154b) 및 드레인 영역(154c)을 포함하는 반도체 층(154), 게이트 절연막(140), 게이트 전극(124), 중간층(180), 소스 전극(173), 드레인 전극(175) 및 패시베이션 막(180)이 차례로 적층되어 있다.
패시베이션 막(180) 위에 하부 전극(22), 발광층(24) 및 상부 전극(26)이 차례로 적층되어 있고 이들은 하나의 발광 소자(L1)를 형성한다.
이하 상술한 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
일 구현예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 노보넨계 수지를 사용하여 충진재를 제조하는 단계, 표시 기판과 봉지 기판 사이에 상기 충진재를 적용하여 다공성 박막을 형성하는 단계, 그리고 상기 표시 기판과 상기 봉지기판을 실링재를 사용하여 접합하는 단계를 포함한다.
상기 충진재를 제조하는 단계에서 상기 충진재는 노보넨계 수지를 사용하여 제조되며, 추가로 나노 기공 형성제를 더 포함할 수 있다. 상기 노보넨계 수지와 상기 나노 기공 형성제에 관해서는 앞서 설명하였으므로 여기서는 그 기재를 생략한다.
이하 상기 다공성 박막을 형성하는 단계를 설명한다. 상기 다공성 박막은 상기 충진재를 충진한 후 열처리 하여 얻어진다. 상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 적용한 후 대기 중에서 약 90 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리 하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 온도로 열처리 함으로써 잔여 용매를 제거할 수 있다.
이어서 질소 분위기 또는 진공 하에서 250 ℃ 내지 400 ℃로 가온하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 과정을 거침에 따라 나노 사이즈의 기공을 가지는 박막이 형성될 수 있다. 상기 박막은 상기 충진재를 가교화 및 경화시키지 않고 나노 기공 형성제로서 사용하는 유기 성분을 열 분해시킴으로써 형성될 수 있다.
상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 필름 부착 방식 또는 액상 코팅 방식에 의해 적용하는 것을 포함할 수 있다.
여기서 상기 액상 코팅 방식은 예컨대 스핀코팅, 스크린인쇄, 잉크젯, ODF(one drop filling) 또는 이들의 조합으로 수행할 수 있다.
상기 표시 기판과 상기 봉지기판을 실링재를 사용하여 접합하는 단계는 표시 기판(100)의 가장자리를 따라 실링재(400)를 적용할 수 있다.
상술한 방법에 의할 경우 고분자 수지를 경화시키지 않고, 매트릭스 고분자의 유리전이온도보다 낮은 열분해성 고분자의 열분해 온도를 이용함으로써, 고분자 박막 내에 열분해에 의한 나노기공을 도입하여 원하는 굴절율을 가지는 박막을 얻어 충진재료로서 적용할 수 있다.
이하 실시예를 통해서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
시험예 1
봉지 기판 위에 노보넨 고분자 충진재 층을 형성한 다음, 이를 표시 기판과 합착하여 패널 샘플을 제작하였다. 상기 노보넨 고분자 충진재 층의 두께는 5 ㎛로 하였다.
시험예 2
노보넨 고분자 충진재 층의 두께를 10 ㎛로 한 것을 제외하고는 시험예 1과 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
시험예 3
충진재에 입경 10 nm인 나노 기공을 형성한 것을 제외하고는 시험예 1과 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
시험예 4
충진재에 입경 10 nm인 나노 기공을 형성한 것을 제외하고는 시험예 2와 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
대조시험예 1
충진재를 사용하지 않은 것을 제외하고는 시험예 1과 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
대조시험예 2
에폭시 고분자를 충진재로 사용한 것을 제외하고는 시험예 1과 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
대조시험예 3
두께를 10 ㎛로 한 것을 제외하고는 대조시험예 2와 동일하게 하여 패널 샘플을 제작하였다.
평가
시험예 1 내지 4 및 대조시험예 1 내지 3에 따른 샘플을 85℃/85% RH의 조건에서 패널을 보관한 후 점등하여 암점의 발현 시간을 관찰하였다.
또한 시험예 1 내지 4 및 대조시험예 1 내지 3에 따른 샘플에 대하여 10g의 SUS 볼(SUS Ball)을 소정 높이로부터 떨어트린 후 패널의 파손 여부를 관찰하였다.
그 결과는 표 1과 같다.
　 시험예1 시험예2 시험예3 시험예4 대조시험예1 대조시험예 2 대조시험예 3
암점 발현 시간
(h)		 2000 2000 2000 2000 2000 1000 800
낙하시 불량 발생 여부 평가 20cm에서 낙하시 불량 30cm에서 낙하시 불량 20cm에서 낙하시 불량 20cm에서 낙하시 불량 5cm에서 낙하시 불량 15cm에서 낙하시 불량 20cm에서 낙하시 불량
　표 1을 참고하면, 시험예 1 내지 4에 따른 패널은 모두 암점 발현 시간이 2000시간인 것에 반하여, 대조시험예 2에 따른 패널은 1000시간, 대조시험예 3에 따른 패널은 800시간에 불과하여 시험예 1 내지 4와 비교하여 보관 신뢰성이 열악함을 알 수 있다.
또한 시험예 1 내지 4에 따른 패널은 모두 20 cm에서 낙하시 비로소 불량이 발생하는 것에 반하여 대조시험예 1 및 2에 따른 패널은 각각 5 cm 및 15 cm 낙하시에 불량이 발생하여 시험예 1 내지 4와 비교하여 내충격성이 열악함을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 표시 기판 110: 베이스 기판
120: 표시부 200: 봉지 기판
300: 충진재 400: 실링재
500: 게터 600: 코팅층
1000: 표시 장치

Claims (22)

  1. 표시 기판,
    상기 표시 기판과 대향하는 봉지 기판,
    상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이에 위치하며 노보넨계 수지를 포함하는 충진재, 그리고
    상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이를 접합하는 실링재
    을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 노보넨계 수지는 노보넨계 단량체를 포함하는 환형올레핀 공중합체를 포함하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 충진재는 기공을 가지는 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 기공은 1 nm 내지 10 nm의 입경을 가지는 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 기공은 원형 또는 타원형인 표시 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 충진재 층은 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 충진재는 나노 기공 형성제를 더 포함하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 나노 기공 형성제는 환형 에스테르 올리고머, 선형 에스테르 올리고머, 이들의 공중합체, 메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노 에틸메타크릴레이트, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물, 이들의 올리고머 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 봉지 기판은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 이들의 합금 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 표시 기판과 상기 봉지 기판 사이에 위치하는 게터를 더 포함하는 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 표시 기판은
    베이스 기판,
    상기 베이스 기판 위에 형성되어 있으며 서로 마주하는 한 쌍의 전극, 그리고
    상기 한 쌍의 전극 사이에 개재되어 있는 유기 발광층
    을 포함하는 표시 장치.
  12. 노보넨계 수지를 사용하여 충진재를 제조하는 단계,
    표시 기판과 봉지 기판 사이에 상기 충진재를 적용하여 다공성 박막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 표시 기판과 상기 봉지기판을 실링재를 사용하여 접합하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 노보넨계 수지는 노보넨계 단량체를 포함하는 환형올레핀 공중합체를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 충진재를 제조하는 단계는 나노 기공 형성제를 첨가하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에서,
    상기 나노 기공 형성제는 환형 에스테르 올리고머, 선형 에스테르 올리고머, 이들의 공중합체, 메틸메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노 에틸메타크릴레이트, 에틸렌 산화물, 프로필렌 산화물, 이들의 올리고머 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 적용한 후 대기 중에서 90 ℃ 내지 200 ℃에서 열처리 하는 단계, 그리고
    질소 분위기 또는 진공 하에서 250 ℃ 내지 400 ℃으로 가온하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제12항에서,
    상기 다공성 박막을 형성하는 단계는 상기 충진재를 필름 부착 방식 또는 액상 코팅 방식에 의해 적용하는 것을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 액상 코팅 방식은 스핀코팅, 스크린인쇄, 잉크젯, ODF(one drop filling) 또는 이들의 조합으로 수행하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 다공성 박막은 기공을 가지는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 기공은 원형 또는 타원형인 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제19항에서,
    상기 기공은 1 nm 내지 10 nm의 입경을 가지는 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제12항에서,
    상기 다공성 박막은 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 가지는 표시 장치.
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