KR101323394B1 - 유기전계발광표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제1기판; 제1기판 상에 위치하는 유기발광소자; 제1기판과 대향 하는 제2기판; 및 제1기판과 제2기판을 밀봉하는 접착부재를 포함하되, 접착부재는 외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 25 ~ 35% 범위의 흡수율을 갖는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
유기전계발광표시장치, 접착부재, 흡수율
Description
본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
최근, 표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device) 등과 같은 여러 가지의 디스플레이가 실용화되고 있다.
이들 중, 유기전계발광표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광이므로 시야각에 문제가 없어서, 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
이와 같은 유기전계발광표시장치는 유기물을 포함하는 발광층에서 자발광하는 표시장치로, 발광층의 유기물은 외부의 수분 또는 산소에 의해 쉽게 열화된다. 따라서, 유기전계발광표시장치는 발광층의 유기물이 외부의 수분 또는 산소에 의해 열화되는 것을 방지해야 한다.
이에 따라, 유기전계발광표시장치는 유기발광소자가 형성된 제1기판을 밀봉 할 수 있는 제2기판을 구비하고, 제1기판과 제2기판 사이의 외곽에 접착부재를 도포하고 밀봉 공정을 실시한다. 여기서, 제1기판과 제2기판 사이에 도포된 접착부재는 자외선 등에 의해 경화되어 제1기판과 제2기판을 밀봉하게 된다.
이와 같은 밀봉 공정에서, 투과된 자외선으로 인해 경화되는 접착부재는 흡수율이 고려되어야 한다. 또한, 제1기판 또는 제2기판 중 자외선이 조사되는 기판은 접착부재에 자외선이 적절하게 조사될 수 있도록 투과율이 고려되어야 한다.
따라서, 접착부재의 흡수율 또는 기판의 투과율을 고려하여 소자의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시장치가 제안되어야 할 필요성이 있다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소자의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은, 제1기판; 제1기판 상에 위치하는 유기발광소자; 제1기판과 대향 하는 제2기판; 및 제1기판과 제2기판을 밀봉하는 접착부재를 포함하되, 접착부재는 외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 25 ~ 35% 범위의 흡수율을 갖는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
제1기판 또는 제2기판 중 하나 이상은, 외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 50% ~ 70% 범위의 투과율을 갖는 비금속 소재일 수 있다.
유기발광소자는, 제1기판 상에 위치하는 트랜지스터 어레이와, 트랜지스터 어레이에 전기적으로 연결된 복수의 유기 발광다이오드를 포함할 수 있다.
접착부재의 유리전이온도는 120˚ 내지 180˚일 수 있다.
접착부재의 접착강도는 5 내지 20㎏f/㎠ 일 수 있다.
접착부재는, 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
접착부재는, 유기발광소자의 외곽에 위치할 수 있다.
본 발명은, 기판의 투과율과 접착부재의 흡수율을 고려하여 유기전계발광표 시장치를 밀봉함으로써 소자의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치의 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치는 제1기판(110)이 위치할 수 있다. 또한, 제1기판(110) 상에는 유기발광소자(120)가 위치할 수 있다. 또한, 제1기판(110)과 대향 배치되는 제2기판(130)이 위치할 수 있다. 또한, 제1기판(110)과 제2기판(130)을 밀봉하는 접착부재(140)가 위치할 수 있다. 또한, 제1기판(110) 상에는 유기발광소자(120)에 구동신호를 공급하는 구동부(150)가 위치할 수 있다.
여기서, 유기발광소자(120)는 복수의 서브 픽셀(P)을 포함할 수 있다. 그리고, 복수의 서브 픽셀(P)은 제1기판(110) 상에 매트릭스형태로 배치될 수 있다.
여기서, 접착부재(140)는 유기발광소자(120)의 외곽에 위치하도록 제1기판(110) 또는 제2기판(130) 상에 형성될 수 있다. 그리고, 접착부재(140)는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함할 수 있다.
여기서, 구동부(150)는 유기발광소자(120)에 스캔 신호를 공급하는 스캔 구동부와, 유기발광소자(120)에 데이터 신호를 공급하는 데이터 구동부로 구분될 수 있다. 단, 도 1에 도시된 구동부(150)는 설명의 편의를 위해 스캔 구동부와 데이터 구동부가 하나로 위치하는 것을 일례 하였을 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
이하, 도 2를 참조하여 유기발광소자(120)에 포함된 서브 픽셀(P)에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 Z1 - Z1까지의 절단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 위치할 수 있다. 버퍼층(111)은 제1기판(110)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용할 수 있다.
버퍼층(111) 상에는 반도체층(112)이 위치할 수 있다. 반도체층(112)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 반도체층(112)은 채널 영역, 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소오스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다.
반도체층(112)을 포함하는 제1기판(110) 상에는 게이트 절연막(113)이 위치할 수 있다. 게이트 절연막(113)은 실리콘 산화물(SiO2) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성할 수 있다.
반도체층(112)의 일정 영역인 채널 영역에 대응되도록 게이트 절연막(113) 상에 게이트 전극(114)이 위치할 수 있다. 게이트 전극(114)은 알루미늄(Al), 알루 미늄 합금(Al alloy), 티타늄(Ti), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy), 텅스텐(W), 텅스텐 실리사이드(WSi2) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
게이트 전극(114)을 포함한 제1기판(110) 상에 층간절연막(115)이 위치할 수 있다. 층간절연막(115)은 유기막 또는 무기막일 수 있으며, 이들의 복합막일 수도 있다.
층간절연막(115)이 무기막인 경우 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 SOG(silicate on glass)를 포함할 수 있다. 반면, 유기막인 경우 아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지를 포함할 수 있다. 층간절연막(115) 및 게이트 절연막(113) 내에는 반도체층(112)의 일부를 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택홀(115a, 115b)이 위치할 수 있다.
층간절연막(115) 상에는 제1전극(116a)이 위치할 수 있다. 제1전극(116a)은 애노드일 수 있으며 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명도전층을 포함할 수 있고, 제1전극(116a)은 ITO/Ag/ITO와 같은 적층구조를 가질 수 있다.
층간절연막(115) 상에는 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)이 위치할 수 있다. 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)은 제1 및 제 2 콘택홀(115a, 115b)을 통하여 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 드레인 전극(116c)의 일부는 제1전극(116a) 상에 위치하여, 제1전극(116a)과 전기적으로 연결될 수 있다.
소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)은 배선 저항을 낮추기 위해 저저항 물질을 포함할 수 있다. 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)은, 몰리브덴(Mo), 몰리 텅스텐(MoW), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 다층막일 수 있다. 다층막으로는 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti) 또는 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo)의 적층구조가 사용될 수 있다.
이상 제1기판(110) 상에 위치하는 트랜지스터는 게이트 전극(114), 소오스 전극 및 드레인 전극(116b, 116c)을 포함하고 다수의 트랜지스터 및 커패시터를 갖는 트랜지스터 어레이는 이하의 유기 발광다이오드와 전기적으로 연결될 수 있다. (단, 커패시터의 구조는 생략되었음) 이에 따라, 제1기판(110) 상에 위치하는 서브 픽셀(P)은 하나 이상의 트랜지스터, 커패시터 및 유기 발광다이오드를 포함할 수 있다.
제1전극(116a)(예: 애노드) 상에는 제1전극(116a)의 일부를 노출시키는 절연막(117)이 위치할 수 있다. 절연막(117)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있다.
노출된 제1전극(116a) 상에는 유기발광층(118)이 위치하고 유기발광층(118) 상에는 제2전극(119)(예: 캐소드)이 위치할 수 있다. 제2전극(119)은 유기발광층(118)에 전자를 공급하는 캐소드일 수 있으며, 마그네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다.
이상 제1기판(110) 상에 위치하는 트랜지스터 어레이의 소오스 전극 또는 드레인 전극(116b, 116c)에 연결된 유기 발광다이오드는 제1전극(116a), 유기발광층(118) 및 제2전극(119)을 포함할 수 있다.
단, 트랜지스터 어레이의 소오스 전극 또는 드레인 전극(116b, 116c) 상에 위치하는 제1전극(116a)은 트랜지스터 어레이의 표면을 평탄화하는 평탄화막 상에 위치할 수도 있다.
또한, 트랜지스터 어레이의 구조는 탑 게이트 인지 또는 바탐 게이트 인지에 따라 구조가 달라질 수도 있다. 또한, 트랜지스터 어레이를 형성할 때 사용되는 마스크의 개수와 반도체층 재료에 따라서도 이들의 구조가 달리질 수도 있다. 따라서, 유기발광소자(120)에 포함된 서브 픽셀의 구조는 이에 한정되지는 않는다.
한편, 제1기판(110) 상에 박막 형태로 위치하는 유기발광소자(120)는 외부의 수분이나 산소에 의해 쉽게 열화된다. 따라서, 제1기판(110) 상에 형성된 유기발광소자(120)가 외부의 수분 또는 산소에 의해 열화되는 것을 방지하기 위해 제1기판(110)과 대향 하여 제2기판(130)을 배치하고 이들을 접착부재(140)로 밀봉할 수 있다.
여기서, 접착부재(140)로 사용되는 소재로는 에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함할 수 있는데, 이러한 소재는 외부 광 즉, 자외선에 의해 경화되면서 제1기판(110)과 제2기판(130)을 밀봉할 수 있다.
그러므로, 투과된 자외선으로 인해 경화되는 접착부재(140)는 흡수율이 우수 할수록 접착부재(140)의 경화 도가 향상되어, 밀봉되는 기판 간의 기밀성을 향상시킬 수 있게 된다.
이점을 고려하여, 본 발명에서는 외부 광으로 사용되는 자외선의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 25% ~ 35% 범위를 갖는 접착부재(140)를 사용할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 도 1에 도시된 접착부재의 흡수율에 대해 더욱 자세히 설명한다. 단, 설명에 대한 이해를 돕기 위해 도 1 또는 도 2를 함께 참조한다.
도 3은 도 1에 도시된 접착부재의 흡수율 그래프이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(110)과 제2기판(130) 사이에 위치하는 접착부재(140)는 외부 광인 자외선의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 30% 범위의 흡수율을 가질 수 있다.
다만, 외부 광으로 사용되는 자외선 광의 경우, 외부 또는 내부적 요인으로 인해 항시 일정한 파장대로 자외선을 조사할 수 없기 때문에, 접착부재(14)의 흡수율은 이에 따른 편차로 대략 ± 5% 정도의 오차가 발생할 수 있다.
따라서, 접착부재(140)는 자외선의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 ± 5% 정도의 오차범위를 포함하여 25% ~ 35% 범위를 가질 수 있다.
여기서, 외부 광인 자외선의 파장이 305 nm 이상인 조건에서 접착부재(140)는 외부 광인 자외선 파장을 대략 25% ~ 30% 범위로 흡수할 수 있다. 이에 따르면, 접착부재(140)는 낮은 파장 대인 자외선 광에서 흡수율이 25% ~ 30% 범위로 나타나기 때문에 접착부재(140)의 경화를 위해 높은 파장 대의 자외선 광을 필요로 하지 않을 수 있다.
그리고, 외부 광인 자외선의 파장이 330 nm 이하인 조건에서 접착부재(140)는 외부 광인 자외선 파장을 대략 30% ~ 35% 범위로 흡수할 수 있다. 이에 따르면, 접착부재(140)는 외부 광인 자외선의 파장이 330 nm 이하일 때 역시, 낮은 파장 대인 자외선 광에서 흡수율이 30% ~ 35% 범위로 나타나기 때문에 접착부재(140)의 경화를 위해 높은 파장 대의 자외선 광을 필요로 하지 않을 수 있다.
도 3의 그래프는, 본 발명에서 사용되는 접착부재(140)가 낮은 파장 대인 자외선 광에서 25% ~ 35% 대의 흡수율이 있음을 도시한다.
따라서, 본 발명은 밀봉 과정에서 접착부재 경화를 위해 조사된 자외선 광이 유기발광소자(120)에 치명적인 손상 또는 피해를 주는 것을 방지할 수 있도록 낮은 파장 대에서 적정한 흡수율을 갖는 접착부재(140)를 제공한다.
이와 더불어, 자외선이 투과되는 제1기판(110) 또는 제2기판(130) 중 하나는 접착부재(140)에 조사되는 자외선 광의 양을 고려하여 설계할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 도 1에 도시된 제1기판(110) 또는 제2기판(130) 중 하나의 투과율에 대해 더욱 자세히 설명한다. 단, 설명에 대한 이해를 돕기 위해 도 1 또는 도 2를 함께 참조한다.
도 4는 도 1에 도시된 기판의 투과율 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1기판(110) 또는 제2기판(130) 중 하나 이상은, 외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 50% ~ 70% 투과율을 갖는 비금속 소 재일 수 있다. 여기서, 비금속 소재라 함은 유리를 예로 할 수 있으나 이에 한정되진 않는다. 다만, 비금속 소재 제작시 가공 특성과 외부 광의 파장에 의한 편차로 비금속 소재의 투과성은 약간의 오차가 발생할 수 있다.
여기서, 외부 광인 자외선의 파장이 305 nm 이상인 조건에서 비금속 소재는 외부 광인 자외선 파장을 대략 50% 이상의 범위로 투과할 수 있다. 이에 따르면, 비금속 소재는 낮은 파장 대인 자외선 광의 투과율이 50% 이상의 범위로 나타나기 때문에 접착부재(140)의 경화를 위해 높은 파장 대의 자외선 광을 필요로 하지 않을 수 있다. 아울러, 접착부재(140)의 외부 광 흡수율이 다소 낮더라도 비금속 소재의 광 투과율이 50% 이상이므로 경화 도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 외부 광인 자외선의 파장이 330 nm 이하인 조건에서 비금속 소재는 외부 광인 자외선의 파장을 대략 70% 범위로 투과할 수 있다. 이에 따르면, 비금속 소재는 낮은 파장 대인 자외선 광의 투과율이 70% 범위로 나타나기 때문에 접착부재(140)의 경화를 위해 높은 자외선 광을 필요로 하지 않게 된다.
도 4의 그래프는, 본 발명에서 사용되는 비금속 소재가 낮은 파장 대인 자외선 광에서 70% 대의 투과율이 있음을 도시한 그래프의 일례이다.
따라서, 본 발명은 밀봉 과정에서 접착부재 경화를 위해 특정 기판에 조사된 자외선 광이 유기발광소자(120)에 치명적인 손상 또는 피해를 주는 것을 방지할 수 있도록 낮은 파장 대에서 적정한 투과율을 갖는 비금속 소재를 제공한다.
이를 위해, 비금속 소재의 기판의 표면 또는 내부에는 특수 열처리 또는 화학 처리 중 하나 이상을 실시할 수 있다. 아울러, 외부 광인 자외선 파장이 조사되 는 영역의 형상 변경 또는 구조물 설계는 물론, 특수 필름을 형성할 수도 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 접착부재(140)와 비금속 소재를 동시에 구비하고, 외부 광인 자외선의 파장을 305nm ~ 330nm 범위로 조사를 하게 되면, 50% ~ 70% 범위의 광 투과율을 갖는 비금속 소재를 통해 25% ~ 35% 범위의 광 흡수율을 갖는 접착부재(140)가 경화되는 밀봉 조건을 형성할 수 있다.
다만, 본 발명에서는 접착부재(140)의 흡수율과 비금속 소재의 투과율 조건이 동일한 파장 대에서 이루어지도록 하고, 이때 접착부재(140)의 광 흡수율이 높아지는 조건을 형성하기 위해 비금속 소재의 투과율 조건을 50% ~ 70% 범위로 한다.
그러나, 상기와 같은 밀봉 조건에서, 비금속 소재의 투과율이 외부 광인 자외선의 파장이 305nm ~ 330nm일 때 30% 범위 이상을 유지하더라도 접착부재(140)를 경화할 수도 있다.
한편, 접착부재(140)에 포함된 물질의 유리전이온도(Tg)는 100˚ 내지 200˚일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 120˚ 내지 180˚일 수 있다.
여기서, 접착부재(140)의 유리전이온도가 100˚ 이상이면, 열처리 공정 시 접착부재(140)가 상변화를 일으켜 형태의 변형으로 인해 접착력이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 그리고, 접착부재(140)의 유리전이온도가 200˚ 이하이면, 접착부재(140)를 도포하기 위한 디스펜싱 공정 시, 고온 환경을 유지시켜야 하는 공정상의 어려움을 해결할 수 있다.
또한, 접착부재(140)의 접착강도는 5 내지 200㎏f/㎠일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 20 내지 150㎏f/㎠일 수 있다.
여기서, 접착부재(140)의 접착강도는 제1기판(110)의 재질에 따라 달라질 수 있는데, 만약 제1기판(110)이 유리인 경우, 제1기판(110)과 접착부재(140) 간의 접착강도는 5 내지 20㎏f/㎠일 수 있다.
여기서, 접착부재(140)의 접착강도가 5㎏f/㎠ 이상이면, 제품의 내충격성을 향상시킬 수 있다. 즉, 표시장치가 완성된 후 외부충격에 의해 접착부재(140)가 쉽게 박리되는 현상을 방지할 수 있다. 일반적으로, 접착부재(140)의 접착강도가 높으면 높을수록 좋으나 현재 공정상의 한계로 접착부재(140)의 접착강도는 200㎏f/㎠ 이하일 수 있다.
이상의 본 발명은 기판의 투과율과 접착부재의 흡수율을 고려하여 유기전계발광표시장치를 밀봉함으로써 소자의 수명과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 나타낸다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발 명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 Z1 - Z1까지의 절단면도.
도 3은 도 1에 도시된 접착부재의 흡수율 그래프.
도 4는 도 1에 도시된 기판의 투과율 그래프.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
110: 제1기판 120: 유기발광소자
130: 제2기판 140: 접착부재
150: 구동부
Claims (7)
- 제1기판;상기 제1기판 상에 위치하는 유기발광소자;상기 제1기판과 대향 하는 제2기판; 및상기 제1기판과 상기 제2기판을 밀봉하는 접착부재를 포함하되,상기 접착부재는 외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 25 ~ 35% 범위의 흡수율을 갖는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1기판 또는 상기 제2기판 중 하나 이상은,외부 광의 파장이 305 nm ~ 330 nm인 영역에서 50% ~ 70% 범위의 투과율을 갖는 비금속 소재인 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 유기발광소자는,상기 제1기판 상에 위치하는 트랜지스터 어레이와,상기 트랜지스터 어레이에 전기적으로 연결된 복수의 유기 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 접착부재의 유리전이온도는 120˚ 내지 180˚인 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 접착부재의 접착강도는 5 내지 20㎏f/㎠인 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 접착부재는,에폭시 수지 또는 아크릴 수지를 포함하는 유기전계발광표시장치.
- 제1항에 있어서,상기 접착부재는,상기 유기발광소자의 외곽에 위치하는 유기전계발광표시장치.
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