KR102100260B1

KR102100260B1 - 고저항성 봉지재와 유기 발광 다이오드 장치 및 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR102100260B1
Application number: KR1020130108911A
Authority: KR
Inventors: 김태헌; 배상현
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2020-04-13
Also published as: KR20150029903A

Abstract

본 발명은, 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어노드 전극과, 상기 어노드 전극에 적층된 유기물과, 상기 유기물의 상부에 위치하는 캐소드 전극을 포함하는 어레이 기판이 구비된 유기 발광 다이오드 패널에 있어서, 상기 유기물을 덮도록 형성되는 무기 보호막과, 상기 무기 보호막 상부에 형성되며, 전도성 고분자와 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함하는 고저항성 봉지재와, 상기 고저항성 봉지재의 상부에 형성되는 인-셀 타입 터치 패널을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치를 제공한다.

Description

고저항성 봉지재와 유기 발광 다이오드 장치 및 이들의 제조 방법{High Impedance Encapsulant And Organic Light Emitting Diode Device And Method Manufacturing The Same}

본 발명은 유기 발광 다이오드 패널을 캡슐화하고, 터치 패널의 정전기 방지막을 겸하는 고저항성 봉지재와 유기 발광 다이오드 장치 및 이들의 제조 방법에 대한 것이다.

유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode, 이하 OLED) 장치는 유기물층에서 전자와 정공의 재결합을 일으켜 빛을 발생시키고, 이를 이용하여 화상을 표현하는 것으로, 명암대비율과 반응속도가 매우 높은 특징을 가지고 있다.

OLED 장치를 구성하는 OLED 패널의 유기물층은 특성상 박막 트랜지스터가 형성된 어레이 기판상에 유기물층이 위치하는 구조로 형성되는 것이 일반적인데, 이러한 유기물층은 수분 및 산소와의 반응 속도가 매우 높아 대기중에 노출될 시 부식된 일부 영역에서만 빛을 발생시키지 못하는 다크 스팟(Dark Spot)이 발생한다.

수분 및 대기의 침투로 인한 다크 스팟을 방지하기 위하여, OLED 패널은 캐소드 전극 형성 후, CVD(Chemical Vapor Depositon) 장비를 이용하여 캡슐화 공정을 진행함으로써 캡슐화 물질 및 캡슐화 기판을 형성하고 있으나, 캡슐화 물질이 적층 공정을 통해 형성되기 때문에 캡슐화 층의 틈으로 수분 및 대기의 침투가 발생할 수 있는 위험성을 내포하고 있다.

한편, 상기와 같은 캡슐화 물질 및 캡슐화 기판을 포함하는 OLED 패널은 근래에 들어 인-셀 타입의 터치 패널을 구비하여 사용되는 추세를 나타내고 있다.

OLED 패널에 구비되는 터치 패널은 정전기에 의한 전하량의 변화를 감지하여 접촉 정보를 전송하는 입력식 장치로, 투명한 기판에 투명 전극 물질로 회로를 형성하여 위치 정보를 송신하여 해당 위치에 대한 동작을 수행하게 하는 것이다.

이러한 터치 패널과 OLED 패널은 전기 저항성이 10¹²Ω인 유리 기판으로 형성되는 것이 일반적이였으나, 근래에 들어 플랙시블 디스플레이 장치(Flexible Display Device)구조가 제안됨에 따라 이를 제조하기 위해 전기 저항성이 10¹⁶Ω 이상인 플라스틱 기판을 구비하기도 한다.

그러나, 이와 같이 전기 저항성이 높은 물질을 기판으로 사용하는 경우, 기판에 축적되는 전하를 방전시키기가 어려워지는 문제가 발생한다.

특히, 이러한 문제로 인해 상기 기판에 축적된 전하와 더불어 주변 환경에서 유발되거나 사용자의 옷 등에 의해 추가적으로 발생하는 전하에 의해 정전기가 발생하여 터치 패널이 형성된 회로, 또는 회로와 연결된 센서를 손상시킬 수 있다.

이와 같은 손상을 방지하기 위하여, 터치 패널 제조시 회로의 하부에 별도로 고 저항값의 ITO(Indium Tin Oxide, 이하 ITO)재질의 막을 형성함으로써 ESD(Electrostatic Discharge) 수단을 구비하고 있다.

그러나, ITO의 경우 고가의 희토류 금속이므로 OLED 장치의 제조에 소모되는 비용이 증가하게 되고, ITO를 소재로 한 ESD 수단을 형성하기 위해서는 진공 상태 형성 후 CVD를 통해 증착이 이뤄져야 하기 때문에 공정 복잡도가 증가하여 전체적인 수율, 비용의 효율이 낮아지게 된다.

또한, 이러한 터치 패널을 OLED 패널에 인-셀 타입으로 적용할 경우 CVD 공정 횟수가 증가하게 되어 터치 패널을 구비한 OLED 장치의 제조에 소모되는 비용과 시간이 증가하게 된다.

더욱이, 상기 공정이 플랙시블 디스플레이 장치에 적용되었을 경우, ITO 막으로 형성된 ESD 수단은 플라스틱 기판에 비해 연성이 낮아 반복적인 휨에 따른 스트레스를 받게되어 깨지기 쉽다는 단점이 있다.

본 발명에 따른 고저항성 봉지재와 유기 발광 다이오드 장치 및 이들의 제조 방법은 유기 발광 다이오드 패널에 캡슐화 물질을 형성하고, 터치 패널을 위해 별도의 고저항막을 형성함으로써 제조 공정 시간이 지연되는 문제와, 제조 비용이 증가하는 문제를 비롯하여 적층 구조의 캡슐화 형태로 인해 OLED 패널의 측면부 적층 경계에서 발생하는 수분 침투 현상을 해결하고자 한다.

본 발명은, 상기한 문제를 해결하기 위하여, 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어노드 전극과, 상기 어노드 전극에 적층된 유기물과, 상기 유기물의 상부에 위치하는 캐소드 전극을 포함하는 어레이 기판이 구비된 유기 발광 다이오드 패널에 있어서, 상기 유기물을 덮도록 형성되는 무기 보호막과; 상기 무기 보호막 상부에 형성되며, 전도성 고분자와 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함하고, 정전기 방지막으로 기능하는 고저항성 봉지재와; 상기 고저항성 봉지재의 상부에 형성되는 인-셀 타입 터치 패널을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치를 제공한다.

그리고, 상기 고저항성 봉지재는 상기 전도성 고분자를 0.1 내지 5 중량% 포함하고, 상기 선형 실록산기를 갖는 화합물을 20 내지 35 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전도성 고분자는 폴리플루오렌(polyfluorene), 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리피렌(polypyrene), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리나프탈렌(polynaphthalene), 폴리아세틸렌(polyacetylene, PAC), 폴리-p-페닐렌비닐렌(poly(p-phenylene vinylene, PPV), 폴리피롤(polypyrrole, PPY), 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리인돌(polyindole), 폴리아제핀(polyzepine), 폴리티에닐렌비닐렌(poly(thienylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline, PANI), 폴리티오펜(poly(thiophene)), 폴리(p-페닐렌설파이드(poly(p-phenylene sulfide, PPS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxy thiophene, PEDOT), 폴리스티렌술폰산(poly(styrene sulfonate, PSS)로 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT:PSS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-테트라메타크릴레이트(PEDOT-TMA), 폴리퓨란(polyfuran) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나, 또는 둘 이상인 것을 포함한다.

그리고, 상기 선형 실록산기를 갖는 화합물은 메틸실록산, 에틸실록산, 프로필실록산, 부틸실록산, 펜틸실록산, 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디프로필실록산, 디부틸실록산, 디펜틸실록산, 트리메틸실록산, 트리에틸실록산, 트리프로필실록산, 트리부틸실록산, 헥사메틸디실록산, 헥사에틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 옥타에틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 테트라메톡시실란(Tetramethoxy silane, TMOS), 테트라에톡시실란(Tetraethoxy silane, TEOS), 메틸트리메톡시실란(Methlytrimethoxy silane, MTMS), 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시 실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나, 또는 둘 이상인 것을 포함한다.

한편, 본 발명은, 다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어노드 전극, 상기 어노드 전극으로부터 연결된 유기물과, 유기물에 정공을 형성하는 캐소드 전극과, 상기 유기물을 덮도록 형성되는 무기 보호막과, 상기 무기 보호막 상부에 형성되며, 전도성 고분자와 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함하고, 정전기 방지막으로 기능하는 고저항성 봉지재와, 상기 고저항성 봉지재의 상부에 형성되는 인-셀 타입 터치 패널을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 박막 트랜지스터 및 어노드 전극, 유기물이 형성된 어레이 기판에 상기 무기 보호막을 형성하는 단계와; 상기 무기 보호막 상부에 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계와; 상기 용액형 고저항성 봉지재를 경화하여 상기 고저항성 봉지재로 형성하는 단계와; 상기 고저항성 봉지재의 상부에 터치 패널을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법을 제공한다.

그리고, 상기 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계는 상기 무기 보호막이 형성된 상기 어레이 기판을 회전시켜 상기 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 용액형 고저항성 봉지재는 전도성 고분자 물질이 0.1 내지 10중량%이고, 실란올기 및 실록산기 중에서 적어도 하나의 치환기를 가지는 단량체 화합물인 가교결합성 화합물이 5 내지 40 중량%이고, 용매가 55 내지 94.9중량%의 비율로 포함되며, 계면활성제, 경화촉진제, 산화방지제와 같은 기능성 첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 용액형 고저항성 봉지재를 경화하여 고저항성 봉지재로 형성하는 단계는 70~ 180℃의 온도로 가열하는 단계, 또는 상기 어레이 기판에 광을 조사하는 단계를 포함한다.

그리고, 상기 고저항성 봉지재의 상부에 터치 패널을 형성하는 단계는 X 센싱배선과 Y 센싱 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

한편 본 발명은, 용매에 선형 실록산기를 갖는 화합물을 투여하는 단계와; 상기 용매 및 화합물을 혼합하는 단계와; 상기 혼합하는 단계에 의해 형성된 가수분해 화합물을 걸러내는 단계와; 상기 용매에 상기 가수분해 화합물과 전도성 고분자를 투여하는 단계를 포함하는 고저항성 봉지재의 제조 방법을 제공한다.

그리고, 상기 용매 및 화합물을 혼합하는 단계는 용매의 온도를 적어도 50℃로 유지하고, 적어도 3시간 동안 혼합하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 전도성 고분자를 투여하는 단계는 고저항성 봉지재의 면 저항이 10kΩ 내지 100kΩ이 되도록 투여하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 고저항성 봉지재와 유기 발광 다이오드 장치 및 이들의 제조 방법은 유기 발광 다이오드 패널에 형성되는 캡슐화 물질 및 캡슐화 기판과, 터치 패널을 위해 별도로 형성하던 고저항막을 하나로 통합함으로써 제조 공정 횟수가 감소하고, 이에 따라 제조 비용 및 시간이 감소하는 효과뿐만 아니라, 적층 구조의 캡슐화 방법과 달리, 용액 형태로 형성 후 코팅되어 경계를 형성하지 않아 수분 침투 현상을 감소시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널을 구비한 OLED 장치를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 장치에 적용되는 용액형 고저항성 봉지재를 조성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고저항성 봉지재와 PES 필름을 사용하는 비교예의 투습률을 나타낸 그래프이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 패널의 캡슐화 공정을 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고저항성 봉지재 및 이의 제조 방법을 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 터치 패널을 구비한 OLED 장치를 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED 장치(100)는 어레이 기판(111)과, 박막 트랜지스터(TR)와, 어노드 전극(117)과, 유기물 패턴(118)과, 캐소드 전극(119)과, 무기 보호막(115)과, 고저항성 봉지재(120)를 포함하는 OLED 패널(101)과, 고저항성 봉지재(120)의 상부에 위치하며, X 센싱 배선(X)과 Y 센싱 배선(Y), 편광층(POL)이 형성된 터치 패널(102)을 포함한다.

이때, 터치 패널(102)은 고저항성 봉지재(120)를 ESD 수단으로 사용하기 위해 비표시 영역에 전도성 물질로 형성된 다수의 도트(미도시)를 배치함으로써 별도의 ESD 수단을 구비하지 않는다.

상기 도트는 구 형태를 나타낼 수 있으며, 주로 은(Ag)으로 형성되는 것으로, 터치 패널(102)과 고저항성 봉지재(120)를 포함한 OLED 패널(101)과 연결된다.

또한, 상기 터치 패널(102)은 별도의 접착 필름(130)을 이용하여 상기 OLED 패널(101)과 일체화시킬 수 있다.

무기 보호막(115)은 캐소드 전극(119)의 상부에 적층되는 것으로, 유기물 패턴(118)을 대기 및 수분으로부터 보호하기 위해 소수성을 나타내는 무기막으로 형성될 수 있다.

상기 무기 보호막(115)의 상부에 적층되는 고저항성 봉지재(120)는 높은 저항을 나타내는 것을 특징으로 한다.

고저항성 봉지재(120)는 선형 실록산기를 갖는 화합물과 전도성 고분자 물질이 혼합된 것을 특징으로 하며, 높은 저항을 나타냄과 동시에 유기물 패턴(118)으로 수분이 침투하는 것을 방지한다.

상기 고저항성 봉지재(120)에 포함되는 선형 실록산기를 갖는 화합물은, 예를 들어, 메틸실록산, 에틸실록산, 프로필실록산, 부틸실록산, 펜틸실록산, 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디프로필실록산, 디부틸실록산, 디펜틸실록산, 트리메틸실록산, 트리에틸실록산, 트리프로필실록산, 트리부틸실록산, 헥사메틸디실록산, 헥사에틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 옥타에틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 테트라메톡시실란(Tetramethoxy silane, TMOS), 테트라에톡시실란(Tetraethoxy silane, TEOS), 메틸트리메톡시실란(Methlytrimethoxy silane, MTMS), 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시 실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등이 있으며, 이들 중 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 상기 화합물에 한정되지 않는다.

그리고, 상기 전도성 고분자는 폴리플루오렌(polyfluorene), 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리피렌(polypyrene), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리나프탈렌(polynaphthalene), 폴리아세틸렌(polyacetylene, PAC), 폴리-p-페닐렌비닐렌(poly(p-phenylene vinylene, PPV), 폴리피롤(polypyrrole, PPY), 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리인돌(polyindole), 폴리아제핀(polyzepine), 폴리티에닐렌비닐렌(poly(thienylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline, PANI), 폴리티오펜(poly(thiophene)), 폴리(p-페닐렌설파이드(poly(p-phenylene sulfide, PPS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxy thiophene, PEDOT), 폴리스티렌술폰산(poly(styrene sulfonate, PSS)로 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT:PSS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-테트라메타크릴레이트(PEDOT-TMA), 폴리퓨란(polyfuran) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있는 것으로, PEDOT가 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하나, 상기 화합물에 한정되지 않고, 전도성을 나타내는 고분자 물질일 경우 대체하여 혼합할 수 있다.

상기 고저항성 봉지재(120)는 종래에 사용되던 고가의 희토류 금속을 대체하기 위한 것으로, 상기 전도성 고분자 중 고저항 특성을 나타내는 재료를 사용하거나, 상기 고저항성 봉지재(120)를 형성하는 용액형 고저항성 봉지재의 조성물 중 전도성 고분자의 비율이 0.1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.1 ~ 5 중량%을 나타내도록 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고저항성 봉지재(120)의 안정성을 높이기 위해 용액형 고저항성 봉지재를 경화시킬 경우, 상기 용액형 고저항성 봉지재에 가교결합성 화합물을 첨가하여 열처리함으로써 고저항성 봉지재(120)의 매트릭스(Matrix)를 형성하는 바인더 수지로 형성할 수 있다.

이때, 가교결합성 화합물은 실란올기 및/또는 실록산기를 적어도 1개 갖는 단량체 화합물을 예로 들 수 있으나, 상기 단량체 화합물 및 에틸렌계 불포화 아실옥시실란 외에도 가수분해 등을 통하여 실란올기를 갖는 단량체를 얻을 수 있는 실릴기 함유 불포화 화합물을 더욱 사용할 수 있다.

실란올기 또는 실록산기를 갖는 가교결합성 화합물은 용액형 고저항성 봉지재 중에 5 ~ 40 중량%, 바람직하게는 20 ~ 35 중량%의 비율로 함유될 수 있다.

상기와 같은 중량%의 비율로 구성된 용액형 고저항성 봉지재는 상기 전도성 고분자 물질을 비롯하여 선형 실록산기를 갖는 화합물과 가교결합성 화합물을 균일하게 분산시키기 위해 이들을 분산할 수 있는 용매를 55~94.9중량% 비율로 포함할 수 있다.

이때, 용매로는 사용되는 고분자 소재에 따라 친수성 용매 또는 소수성 용매일 수 있는데, 예를 들어 물; 에탄올, 메탄올, 이소프로필 알코올, 부탄올, 2-에틸헥실알코올, 메톡시펜탄올, 부톡시에탄올, 에톡시에톡시 에탄올, 부톡시에톡시 에탄올, 메톡시 프로폭시 프로판올, 텍산올(texanol), 터피네올 및 이들의 조합에서 선택되는 알코올류; 테트라하이드로퓨란(THF); 글리세롤, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 디헥실렌글리콜 또는 이들의 알킬 에테르; 글리세린, N-메틸피롤리돈(N-methyl-2-pyrrolidinone, NMP), 2-피롤리돈, 아세틸아세톤, 1,3-디메틸이미다졸리논, 티오디글리콜, 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxid, DMSO), N,N-디메틸 아세트아미드(N,N-dimethyl acetamide, DMAc)), 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF)), 술포란, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 및 이들의 조합에서 선택되는 친수성 용매일 수 있으며, 메틸에틸케톤, 사이클로펜탄온 등의 케톤류, 자일렌, 톨루엔이나 벤젠 등의 방향족 화합물, 디프로필렌 메틸에테르와 같은 에테르, 메틸렌클로라이드, 클로로포름 등의 지방족 탄화수소 등을 단독 또는 2종 이상 혼합한 것이 사용될 수 있다.

이들로 형성된 고저항성 봉지재(120)는 9H의 경도를 나타내고, 98%의 투과도와 10kΩ 내지 100kΩ의 면저항을 나타내며, 8% 이하의 반사율을 나타낸다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 OLED 장치(100)에 적용되는 고저항성 봉지재(120)에는 전술한 성분 외에도 용액형 고저항성 봉지재 조성물의 분산을 유도하기 위한 계면활성제, 경화를 촉진하기 위한 경화촉진제, 산화를 방지하기 위한 산화방지제와 같은 기능성 첨가제가 잔류할 수도 있다.

상기와 같은 고저항성 봉지재(120)의 상부에 형성되며, X센싱 배선(X)과 Y 센싱 배선(Y)을 포함하는 터치 패널(102)은 10kΩ 내지 100kΩ의 면저항을 나타내는 고저항성 봉지재(120)에 의해 별도의 정전기 방지 회로를 필요로 하지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 OLED 장치(100)는 전술한 바와 같이 구성되어 ESD 구조 없이도 고저항성 봉지재(120)에 의해 정전기 방지 회로를 형성할 수 있다.

상기 고저항성 봉지재(120)를 형성하는 용액형 고저항성 봉지재를 조성하는 방법은 아래 도 2를 들어 설명하도록 한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광다이오드 장치에 적용되는 용액형 고저항성 봉지재를 조성하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 용액형 고저항성 봉지재를 조성하기 위해서는 대표적으로 용매(120a)와, 전도성 고분자(120b)와, 선형 실록산기를 갖는 화합물(120c)을 필요로 하는 것으로, 이들을 혼합하는 회전 장치(190)를 요구한다.

이하 염산(HCl)을 용매(120a)로 사용하고, PEDOT:PSS를 전도성 고분자(120b)로 사용하며, TEOS(Tetraethoxy silane)를 선형 실록산기를 갖는 화합물(120c)로 사용하여 용액형 고저항성 봉지재를 조성한 것을 예로 들어 설명하도록 한다.

상기 화합물(120c)은 Si-OR 그룹을 갖는 것으로, 아래 화학식 1과 같은 화학 구조를 포함한다.

(화학식 1)

상기 화학실 1과 같은 화학 구조를 포함하는 화합물(120c)의 Si-OR 그룹을 Si-OH 그룹으로 변화시키기 위해 용매(120a)에 투입하고, 반응 조건을 맞추기 위해 용매(120a)의 온도를 50℃로 유지한 상태에서 회전 장치(190)를 이용하여 3시간 동안 혼합하는 경우, 상기 화합물(120c)은 최종적으로 가수분해 반응에 의해 아래 화학식 2와 같은 화학 구조를 포함하게 된다.

(화학식 2)

이후, 상기 화학식 2와 같은 구조를 포함하는 화합물(120c)을 필터, 또는 채 등을 이용하여 용매(120a)로부터 분리한다.

이 과정에서, 상기 화합물(120c)은 캡슐화 물질로서의 특징을 나타낼 수 있으나, 전도성을 나타내지 않아 본 발명의 실시예에 적용할 수 없다.

따라서, 도 2b와 같이 상기 화합물(120c)과 전도성 고분자(120b)를 회전 장치(190) 내의 용매(120a)에 투여하여 전도성을 나타내도록 조성할 수 있다.

이와 같이 형성된 고저항성 봉지재(120)는 유기물 패턴(118)으로부터 수분 및 대기를 차단하는 비율이 매우 높은 편인데, 이는 아래 투습성 실험에 따른 그래프를 나타낸 도 3을 들어 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고저항성 봉지재와 PES 필름을 사용하는 비교예의 투습률을 나타낸 그래프이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 고저항성 봉지재에 의해 캡슐화된 OLED 패널의 투습률은 측정한 시간에 상관없이 0g/㎡에 가까운 값을 나타내고 있어 수분과 대기의 침투 방지 효과가 안정적인 것을 볼 수 있다.

반면, 수분 투과도 측정시 사용되는 PES(Polyesther Sulone) 필름을 사용하는 비교예의 경우, OLED 패널의 투습률은 측정한 시간마다 서로 다른 투습도를 나타내고 있어 수분과 대기의 침투 방지 효과가 불안정하며, 시간별로 측정한 투습률이 60g/㎡에 가까운 것을 알 수 있다.

이러한 결과에 따라, 고저항성 봉지재는 매우 낮은 투습도를 지님으로써 OLED 패널의 캡슐화에 사용될 수 있고, 또한 10kΩ 내지 100kΩ의 높은 저항을 나타냄으로써 터치 패드에 정전기 방지막으로 사용되는 희토류 금속을 대체할 수 있다는 것을 알 수 있다.

이러한 특성을 지닌 고저항성 봉지재를 OLED 패널에 적용하기 위해서는 봉지재 형성 후, CVD 장비를 사용하여 ESD를 형성하는 종래의 공정에 비해 매우 간단한 공정을 필요로 한다. 이는 아래 도 4a 내지 도 4c를 들어 설명하도록 한다.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 OLED 패널의 캡슐화 공정을 나타낸 도면이다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 OLED 패널(100)의 캡슐화 공정을 진행하기 위하여 유기발광다이오드 회로(미도시) 및 OLED 소자(110)가 형성된 어레이 기판(111)을 형성한다.

이후, 도 4b에 도시된 바와 같이 OLED 소자(110)가 노출되지 않도록 OLED 소자(110)의 상부에 무기물로 구성된 무기 보호막(115)을 일차적으로 적층한다.

이후, 도 4c에 도시된 바와 같이 용액형 고저항성 봉지재(미도시)를 기판상에 도포하고, 열처리 공정을 진행하여 고저항성 봉지재(120)를 형성한다.

이때, 상기 용액형 고저항성 봉지재(미도시)는 회전 도포에 의해 무기 보호막(115) 상부에 도포될 수 있으나, 이를 도포함에 있어서 그 수단과 방법은 회전 도포에 한정되지 않는 것으로, 무기 보호막(115) 상부에 용액형 고저항성 봉지재(미도시)를 도포할 수 있는 모든 방법을 포함한다.

또한, 상기 고저항성 봉지재(120)는 용액형 고저항성 봉지재(미도시)를 약 70 내지 180℃의 온도에서 열처리하거나, UV 광을 조사하는 방법 등을 동원하여 용액형 고저항성 봉지재(미도시)를 경화할 수 있다.

이러한 과정을 거치면, 높은 저항성을 갖고, 투습률이 매우 낮은 고저항성 봉지재(120)가 형성되어 터치 패널 형성시 ESD 수단으로 사용될 수 있고, 상기 OLED 소자(110)가 외부의 대기, 또는 수분과 접촉하여 퇴화하는 것을 방지할 수 있는 OLED 패널(100)이 형성된다.

이상의 공정으로 제조되는 OLED 패널은 용액형 고저항성 봉지재가 코팅된 후 열처리를 통하여 경화되는 것으로, 측면에 단층이 형성되지 않아 투습성이 매우 낮아지게 되어 유기물의 산화를 방지할 수 있고, 고저항 특성을 나타내어 희토류 금속으로 형성되는 정전기 방지막의 형성 과정을 생략할 수 있어 공정 시간이 감소하며, 공정 방법이 단순하여 CVD 공정을 비롯한 종래의 캡슐화 공정에 비해 수율이 증가하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.

TR : 박막 트랜지스터 101 : OLED 패널
117 : 어노드 전극 118 : 유기물 패턴
119 : 캐소드 전극 115 : 무기 보호막
120 : 고저항성 봉지재 130 : 접착층
102 : 터치 패널 POL : 편광층
X : X 센싱 배선 Y : Y 센싱 배선

Claims

박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어노드 전극과, 상기 어노드 전극에 적층된 유기물과, 상기 유기물의 상부에 위치하는 캐소드 전극을 포함하는 어레이 기판이 구비된 유기 발광 다이오드 패널에 있어서,
상기 유기물을 덮도록 형성되는 무기 보호막과;
상기 무기 보호막 상부에 형성되며, 전도성 고분자와 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함하고, 정전기 방지막으로 기능하는 고저항성 봉지재와;
상기 고저항성 봉지재의 상부에 형성되는 인-셀 타입 터치 패널
을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고저항성 봉지재는 상기 전도성 고분자를 0.1 내지 5 중량% 포함하고, 상기 선형 실록산기를 갖는 화합물을 20 내지 35 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 다이오드 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 전도성 고분자는 폴리플루오렌(polyfluorene), 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리피렌(polypyrene), 폴리아줄렌(polyazulene), 폴리나프탈렌(polynaphthalene), 폴리아세틸렌(polyacetylene, PAC), 폴리-p-페닐렌비닐렌(poly(p-phenylene vinylene, PPV), 폴리피롤(polypyrrole, PPY), 폴리카바졸(polycarbazole), 폴리인돌(polyindole), 폴리아제핀(polyzepine), 폴리티에닐렌비닐렌(poly(thienylene vinylene), 폴리아닐린(polyaniline, PANI), 폴리티오펜(poly(thiophene)), 폴리(p-페닐렌설파이드(poly(p-phenylene sulfide, PPS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3,4-ethylenedioxy thiophene, PEDOT), 폴리스티렌술폰산(poly(styrene sulfonate, PSS)로 도핑된 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT:PSS), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-테트라메타크릴레이트(PEDOT-TMA), 폴리퓨란(polyfuran) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나, 또는 둘 이상인 것을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 선형 실록산기를 갖는 화합물은 메틸실록산, 에틸실록산, 프로필실록산, 부틸실록산, 펜틸실록산, 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디프로필실록산, 디부틸실록산, 디펜틸실록산, 트리메틸실록산, 트리에틸실록산, 트리프로필실록산, 트리부틸실록산, 헥사메틸디실록산, 헥사에틸디실록산, 옥타메틸트리실록산, 옥타에틸트리실록산, 데카메틸테트라실록산, 테트라메톡시실란(Tetramethoxy silane, TMOS), 테트라에톡시실란(Tetraethoxy silane, TEOS), 메틸트리메톡시실란(Methlytrimethoxy silane, MTMS), 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시 실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된 하나, 또는 둘 이상인 것을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치.
다수의 박막 트랜지스터와, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 어노드 전극, 상기 어노드 전극으로부터 연결된 유기물과, 유기물에 정공을 형성하는 캐소드 전극과, 상기 유기물을 덮도록 형성되는 무기 보호막과, 상기 무기 보호막 상부에 형성되며, 전도성 고분자와 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함하며, 정전기 방지막으로 기능하는 고저항성 봉지재와, 상기 고저항성 봉지재의 상부에 형성되는 인-셀 타입 터치 패널을 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법에 있어서,
상기 박막 트랜지스터 및 어노드 전극, 유기물이 형성된 어레이 기판에 상기 무기 보호막을 형성하는 단계와;
상기 무기 보호막 상부에 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계와;
상기 용액형 고저항성 봉지재를 경화하여 상기 고저항성 봉지재로 형성하는 단계와;
상기 고저항성 봉지재의 상부에 터치 패널을 형성하는 단계
를 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계는 상기 무기 보호막이 형성된 상기 어레이 기판을 회전시켜 상기 용액형 고저항성 봉지재를 도포하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 용액형 고저항성 봉지재는 전도성 고분자 물질이 0.1 내지 10중량%이고, 실란올기 및 실록산기 중에서 적어도 하나의 치환기를 가지는 단량체 화합물인 가교결합성 화합물이 5 내지 40 중량%이고, 용매가 55 내지 94.9중량%의 비율로 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 용액형 고저항성 봉지재를 경화하여 고저항성 봉지재로 형성하는 단계는 70~ 180℃의 온도로 가열하는 단계, 또는 상기 어레이 기판에 광을 조사하는 단계를 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 고저항성 봉지재의 상부에 터치 패널을 형성하는 단계는 X 센싱배선과 Y 센싱 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기 발광 다이오드 장치의 제조 방법.
제 1항에 있어서,
상기 터치 패널의 비표시 영역에 전도성 물질로 형성되며, 상기 터치 패널과 상기 고저항성 봉지재를 포함하는 유기 발광 다이오드 패널과 연결되는 도트가 배치되는 유기 발광 다이오드 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 고저항성 봉지재는 10㏀ 내지 100㏀의 면저항을 가지는 유기 발광 다이오드 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 고저항성 봉지재는 10kΩ 내지 100kΩ의 면저항을 가지는 유기 발광 다이오즈 장치의 제조 방법.