KR102101203B1 - Encapsulation material, organic light emitting display device and fabrication method of organic light emitting display device using thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공정이 단순화되고 결합력이 향상되며, 얇은 두께로 형성할 수 있는 유기전계발광 표시소자용 보호물질에 관한 것으로, 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자가 공유결합을 형성하는 블록 공중합체; 및 상기 블록 공중합체에 혼합된 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체로 구성되며, 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합되어 판형상 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a protective material for an organic light emitting display device that can be formed in a thin thickness, the process is simplified, the bonding strength is improved, and a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group form a covalent bond; And a metal alkoxide-based inorganic precursor mixed in the block copolymer, wherein the hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4 to form a plate-like structure. .
Description
본 발명은 성막특성이 좋은 보호물질 및 이를 구비한 유기전계발광 표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a protective material having good film-forming properties, an organic electroluminescent display device having the same, and a manufacturing method thereof.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시소자들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시소자는 액정표시소자, 전계방출 표시소자, 플라즈마 디스플레이패널 및 유기전계발광 표시소자 등이있다.Recently, various flat panel display devices capable of reducing weight and volume, which are disadvantages of a cathode ray tube, have been developed. Such flat panel display elements include liquid crystal display elements, field emission display elements, plasma display panels, and organic light emitting display elements.
이러한 평판표시소자들 중 플라즈마 디스플레이는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 액정표시소자는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, 액정표시소자는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학 소자들에 의해 광 손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.Among these flat panel display elements, the plasma display is attracting attention as the most advantageous display device for a compact and yet large screen due to its simple structure and manufacturing process, but has a disadvantage of low luminous efficiency, low luminance, and high power consumption. On the other hand, since the liquid crystal display device uses a semiconductor process, it is difficult to make a large screen, and the power consumption is large due to the backlight unit. In addition, the liquid crystal display device has a characteristic of having a large light loss and a narrow viewing angle by optical elements such as a polarizing filter, a prism sheet, and a diffusion plate.
이에 비하여, 전계발광 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기전계발광 표시소자와 유기전계발광 표시소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기전계발광 표시소자는 유기전계발광 표시소자에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기전계발광 표시소자는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 현재 활발하게 연구되고 있다.On the other hand, the electroluminescent display device is classified into an inorganic electroluminescent display device and an organic electroluminescent display device according to the material of the light emitting layer, and is a self-luminous device that emits light itself, and has a high response speed, high luminous efficiency, brightness and viewing angle. Inorganic electroluminescent display elements have higher power consumption and cannot obtain high luminance compared to organic electroluminescent display elements, and cannot emit various colors of R (Red), G (Green), and B (Blue). On the other hand, the organic light emitting display device is driven at a low DC voltage of several tens of volts, has a fast response speed, can obtain high brightness, and can emit various colors of R, G, and B, and is currently being actively researched. .
한편, 근래 휴대성 및 사용상의 편의를 위해 플라스틱 기판과 같은 연성기판을 사용하여 연성 표시소자가 제안되고 있다. 그러나, 이러한 연성 기판을 유기전계발광 표시소자에 적용하는 경우, 표시소자의 상부기판 역시 연성의 보호필름 등으로 이루어지기 때문에 유기전계발광 표시소자의 상부방향으로부터 수분이나 공기 등의 불순물이 용이하게 침투하는 문제가 있었다. 이러한 수분이나 공기와 같은 불순물이 침투하게 되면, 유기전계발광 표시소자에 불량이 발생하고 수명이 단축되는 문제가 있었다.On the other hand, flexible display elements have been proposed using a flexible substrate such as a plastic substrate for portability and convenience in use. However, when such a flexible substrate is applied to an organic light emitting display device, impurities such as moisture or air are easily penetrated from the upper direction of the organic light emitting display device because the upper substrate of the display device is also made of a flexible protective film. There was a problem. When impurities such as moisture or air penetrate, there is a problem in that a defect occurs in the organic light emitting display device and the life is shortened.
이러한 문제를 해결하기 위해, 유기발광부 위에 보호층을 형성하여 수분이 유기발광부로 침투하는 것을 방지하지만, 이 구조의 경우 효율적인 수분침투방지를 위해서는 유기보호층 및 무기보호층을 교대로 형성해야만 한다. 따라서, 수차례의 반복되는 보호층 형성공정에 의해 제조공정이 증가하게 되어 비용이 증가하고 수율이 저하될 뿐만 아니라 복수의 보호층에 의해 유기전계발광 표시소자의 두께가 증가하는 문제도 있었다. 특히, 복수의 보호층은 진공중에서 진행되므로, 복수의 층 각각을 형성하기 위해, 환경을 진공상태로 만들어야만 하기 때문에, 제조공정이 대폭 지연되어 수율이 저하되는 문제가 있었다.In order to solve this problem, a protective layer is formed on the organic light-emitting portion to prevent moisture from penetrating into the organic light-emitting portion, but in this case, an organic protective layer and an inorganic protective layer must be alternately formed to effectively prevent moisture penetration. . Therefore, the manufacturing process is increased by the repeated process of forming the protective layer several times, which increases the cost and decreases the yield, and also increases the thickness of the organic light emitting display device by the plurality of protective layers. In particular, since the plurality of protective layers proceeds in a vacuum, in order to form each of the plurality of layers, the environment must be made in a vacuum state, and thus the manufacturing process is greatly delayed, resulting in a decrease in yield.
더욱이, 근래 연성 기판을 이용한 휘어지는 유기전계발광 표시소자가 활발하게 연구되고 있는데, 상기와 같이 보호층이 복수의 층으로 형성되는 경우, 두꺼운 두께에 의해 기판이 휘어질 때 스트레스가 보호층에 발생하여 보호층에 크랙이 발생하게 되며, 그 결과 크랙을 통해 수분이 유기전계발광 표시소자의 내부로 침투하게 되는 문제도 있었다.Moreover, recently, a curved organic electroluminescent display device using a flexible substrate has been actively studied. When the protective layer is formed of a plurality of layers as described above, stress is generated in the protective layer when the substrate is bent due to a thick thickness. Cracks are generated in the protective layer, and as a result, there is a problem in that moisture penetrates into the interior of the organic light emitting display device through the cracks.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 자기조립에 의해 복수의 층을 형성할 수 있는 보호물질과 상기 보호물질로 이루어져 두께를 대폭 감소할 수 있는 보호층을 구비한 유기전계발광 표시소자 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, an organic electroluminescent display device comprising a protective material capable of forming a plurality of layers by self-assembly and a protective layer made of the protective material to significantly reduce the thickness. It is an object to provide a manufacturing method.
상기한 목적을 달성하기 위해, 유기전계발광 표시소자용 보호물질은 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 가진 고분자가 공유결합을 형성하는 블록 공중합체; 및 상기 블록 공중합체에 혼합된 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체로 구성되며, 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합되어 판형상 구조를 형성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the protective material for an organic light emitting display device includes a block copolymer in which a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group form a covalent bond; And a metal alkoxide-based inorganic precursor mixed in the block copolymer, wherein the hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4 to form a plate-like structure. .
상기 소수성 고분자는 폴리이소피렌(polyisoprene:PI) 또는 폴리스티렌(polystene:PS)을 포함하고 친수성 기능기를 갖는 고분자는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 또는 PEO(Polyethylene oxide)를 포함하며, 상기 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체는 Al2O3 및 Al(OBu(s))3 를 포함한다.The hydrophobic polymer includes polyisoprene (PI) or polystyrene (PS), and the polymer having a hydrophilic functional group includes PDMS (Polydimethylsiloxane) or PEO (Polyethylene oxide), and the metal alkoxide-based inorganic precursor is Al 2 O 3 And Al (OBu (s)) 3 .
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자는 더미영역 및 표시영역을 포함하는 기판; 상기 기판의 표시영역의 복수의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터; 상기 표시영역의 화소영역에 형성된 화소전극; 상기 표시영역의 화소영역에 형성되어 광을 발광하는 유기발광부; 상기 유기발광부 위에 형성되어 유기발광층에 신호를 인가하는 공통전극; 및 더미영역 및 표시영역에 형성된 제1 및 제2보호층으로 구성되며, 상기 제2보호층은 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 가진 고분자가 공유결합으로 연결되는 블록 공중합체와, 상기 블록 공중합체에 혼합된 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체로 구성되고, 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합되어 판형상 구조인 것을 특징으로 한다.In addition, the organic light emitting display device according to the present invention includes a substrate including a dummy area and a display area; A thin film transistor formed in each of a plurality of pixel areas of the display area of the substrate; A pixel electrode formed in the pixel area of the display area; An organic light emitting unit formed in the pixel area of the display area to emit light; A common electrode formed on the organic light emitting part to apply a signal to the organic light emitting layer; And a first and second protective layer formed in the dummy area and the display area, wherein the second protective layer is a block copolymer in which a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group are covalently linked, and mixed with the block copolymer. Consisting of a metal alkoxide-based inorganic precursor, the hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, characterized in that it has a plate-like structure.
그리고, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자 제조방법은 표시영역 및 더미영역을 포함하는 기판을 제공하는 단계; 상기 기판의 표시영역의 복수의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 표시영역의 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계; 상기 표시영역의 화소영역에 광을 발광하는 유기발광부를 형성하는 단계; 상기 유기발광부 위에 공통전극을 형성하는 단계; 더미영역 및 표시영역에 제1보호층을 형성하는 단계; 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합하여 블록 공중합체를 형성하는 단계; 상기 블록 공중합체와 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체를 용매에 혼합하여 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체를 형성하는 단계; 및 상기 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체를 제1보호층이 형성된 기판에 도포하여 수십층의 고분자 유기층 및 무기층이 교대로 배치되는 제2보호층을 형성하는 단계로 구성된다.In addition, the method for manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention includes providing a substrate including a display area and a dummy area; Forming a thin film transistor in each of a plurality of pixel areas of the display area of the substrate; Forming a pixel electrode in a pixel area of the display area; Forming an organic light emitting unit that emits light in a pixel region of the display area; Forming a common electrode on the organic light emitting part; Forming a first protective layer in the dummy area and the display area; The hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4 to form a block copolymer; Forming a metal alkoxide-based block copolymer by mixing the block copolymer and a metal alkoxide-based inorganic precursor in a solvent; And forming a second protective layer in which dozens of polymer organic layers and inorganic layers are alternately applied by applying the metal alkoxide-based block copolymer to the substrate on which the first protective layer is formed.
본 발명에서는 고분자유기층과 무기층이 수십층 교대로 형성되므로, 유기전계발광 표시소자의 보호층으로 사용되는 경우, 외부로부터의 수분침투를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.In the present invention, since the polymer organic layer and the inorganic layer are alternately formed in dozens of layers, when used as a protective layer of the organic light emitting display device, it is possible to effectively prevent moisture penetration from the outside.
또한, 본 발명의 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체 박막은 한번의 도포공정에 의해 수십층의 고분자유기층과 무기층이 교대로 형성되므로, 진공하에서 유기물과 무기물을 수차례 교대로 형성하는 종래에 비해 보호층 형성공정을 최대한 단순화할 수 있게 되어, 제조효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the metal block copolymer and the alkoxide-based inorganic precursor thin film of the present invention are formed by alternating dozens of layers of the polymer organic layer and the inorganic layer by a single coating process, so that the organic material and the inorganic material are alternately formed several times under vacuum. Compared to this, it is possible to simplify the process of forming the protective layer as much as possible, and thus significantly improve manufacturing efficiency.
더욱이, 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체 박막은 그 두께가 수백nm에 불과하기 때문에, 수㎛-수십㎛ 단위로 형성되는 종래의 보호층에 비해 그 두께를 대폭 감소할 수 있게 된다. 따라서, 유기전계발광 표시소자를 제작했을 때 박형의 표시소자의 제작이 가능하게 되며, 특히 연성의 유기전계발광 표시소자에 적용될 경우 두께 감소에 의해 보호층에 인가되는 스트레스를 대폭 감소할 수 있게 되어, 스트레스에 의한 보호층의 크랙 발생을 방지할 수 있게 된다.Moreover, since the thickness of the metal block copolymer and the alkoxide-based inorganic precursor thin film is only a few hundred nm, it is possible to significantly reduce the thickness compared to a conventional protective layer formed in units of several μm to tens of μm. Accordingly, when an organic light emitting display device is manufactured, it is possible to manufacture a thin display device. In particular, when applied to a flexible organic light emitting display device, the stress applied to the protective layer can be greatly reduced by reducing the thickness. , It is possible to prevent cracking of the protective layer due to stress.
도 1은 실린더 형상의 블록 공중합체의 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 형성된 판형상의 블록 공중합체의 구조를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 수십층의 고분자유기층과 무기층으로 이루어진 금속 알콕사이드 함유 블록 공중합체의 구조를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 구조를 개략적 나타내는 평면도.
도 5는 도 4의 단면도로서, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 6a-도 6f는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.1 is a view showing a cylinder-shaped block copolymer.
2 is a view showing the structure of a plate-shaped block copolymer formed according to the present invention.
3 is a view showing the structure of a metal alkoxide-containing block copolymer composed of dozens of layers of a polymer organic layer and an inorganic layer according to the present invention.
4 is a plan view schematically showing the structure of an organic light emitting display device according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4, showing the structure of an organic light emitting display device according to the present invention.
6A to 6F are views showing a method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 공정이 단순화되고 성막특성이 보호층을 구비한 유기전계발광 표시소자를 제공한다. 특히, 종래의 수분 침투를 방지하기 위해, 본 발명에서는 유기발광부의 상부에 형성되는 보호층을 새로운 물질로 형성함으로써, 공정을 단순화하고 성막특성을 향상시킬 수 있게 된다.In the present invention, an organic electroluminescent display device having a simplified process and a film-forming property with a protective layer is provided. In particular, in order to prevent the conventional water infiltration, in the present invention, by forming a protective layer formed on the organic light emitting portion with a new material, it is possible to simplify the process and improve film formation characteristics.
본 발명에서는 상기와 같은 새로운 물질로서, 블록 공중합체(block copolymer)와 금속 알콕사이드(metal alkoxide)계의 무기질 전구체의 하이브리드물질을 사용한다.In the present invention, as a novel material as described above, a hybrid material of a block copolymer and a metal alkoxide-based inorganic precursor is used.
상기 블록 공중합체는 자기조립특성을 갖는 물질로서, 공유결합으로 연결된 두 개 또는 그 이상의 고분자사슬로 구성되어 있기 때문에, 고분자 블렌드에서와 같이 이종 성분간의 비상용성과 열역학적 에너지를 최소화하기 위하여 상분리가 일어나게 된다. 하지만 고분자혼합의 경우와는 달리, 구성성분이 공유결합으로 서로 연결되어 있기 때문에 구성 성분이 서로 연결되어 있는 매우 균일한 미세상분리(cro-phase seperation)된 미세 도메인(Micro-domain)을 형성하고 그 결과 고분사 사슬 크기에 해당하는 5∼50 nm 수준의 나노구조를 형성할 수 있게 되어 유기전계발광 표시소자의 보호물질로서 사용할 수 있게 된다.Since the block copolymer is a material having self-assembly characteristics, and is composed of two or more polymer chains connected by covalent bonds, phase separation occurs to minimize incompatibility and thermodynamic energy between heterogeneous components as in the polymer blend. . However, unlike in the case of polymer mixing, since the components are connected to each other by covalent bonds, they form very uniform micro-domains in which the components are connected to each other. As a result, it is possible to form a nano structure having a level of 5 to 50 nm corresponding to a high injection chain size, and thus it can be used as a protective material for an organic light emitting display device.
상기와 같은 블록 공중합체와 금속 알콕사이드계의 혼합물질은 수십 층의 복수의 층으로 형성되고 그 두께는 수백nm의 두께이기 때문에, 이 물질을 유기전계발광 표시소자의 보호층으로 사용하는 경우 복수의 층에 의한 수분침투방지의 효과와 수백nm에 의한 보호층의 두께 저감효과를 얻을 수 있게 되는데, 이러한 블록 공중합체를 이용한 보호층 형성방법을 좀더 구체적으로 설명한다.
Since the mixture of the block copolymer and the metal alkoxide system is formed of a plurality of layers of dozens of layers and has a thickness of several hundred nm, when using this material as a protective layer of an organic light emitting display device, a plurality of It is possible to obtain the effect of preventing the penetration of moisture by the layer and the thickness of the protective layer by hundreds of nm, and the method of forming the protective layer using the block copolymer will be described in more detail.
블록 공중합체 제조Block copolymer production
① 소수성을 갖는 고분자 및 친수성을 갖는 고분자를 준비한다.① Prepare a hydrophobic polymer and a hydrophilic polymer.
상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기(Hydrophilic Functional Group)를 갖는 고분자 중에서 하나의 고분자는 유리전이온도가 상온 보다 낮고 다른 고분자의 유리전이온도는 상온보다 높도록 하여 상온에서 안정된 박막을 형성하도록 한다.Among the polymers having the hydrophobic polymer and the hydrophilic functional group, one polymer has a glass transition temperature lower than room temperature and the glass transition temperature of the other polymer is higher than room temperature to form a stable thin film at room temperature.
이때, 상분리의 힘이 매우 큰 소수성 고분자와 친수성 기능기(Hydrophilic Functional Group)를 가지는 고분자가 열역학적 에너지를 최소화하기 위해서 스스로 자기 조립하여 수 나노미터 내지 수십 나노미터 크기의 공유결합으로 연결된 매우 균일한 미세상전이된 미세도메인을 형성하여 박막을 형성한다.At this time, a hydrophobic polymer having a very large phase separation force and a polymer having a hydrophilic functional group are self-assembled to minimize thermodynamic energy and are self-assembled to be connected by covalent bonds of several nanometers to tens of nanometers in size. A thin film is formed by forming a phase-shifted microdomain.
이때, 상기 소수성 고분자로는 폴리이소피렌(polyisoprene:PI) 또는 폴리스티렌(polystene:PS)이 사용될 수 있고 친수성 기능기를 갖는 고분자로는 PDMS(Polydimethylsiloxane) 또는 PEO(Polyethylene oxide)를 사용할 수 있다. In this case, polyisoprene (PI) or polystyrene (PS) may be used as the hydrophobic polymer, and polydimethylsiloxane (PDMS) or polyethylene oxide (PEO) may be used as the polymer having a hydrophilic functional group.
② 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자를 혼합하여 PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, PI-b-PDMS와 같은 블록공중합체를 형성한다. 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자를 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비, 바람직하게는 0.45:0.55-0.55:0.44의 부피비로 혼합하는 것이 바람직하며, 이때 형성된 블록 공중합체의 분자량은 5-100kg/mol이다.② The hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed to form a block copolymer such as PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, and PI-b-PDMS. The hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are preferably mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, preferably in a volume ratio of 0.45: 0.55-0.55: 0.44, and the molecular weight of the formed block copolymer is 5-100kg / mol.
상기와 같은 부피비로 상기 소수성 고분자의 친수성 기능기를 갖는 고분자를 혼합함에 따라 혼합된 고분자가 자기조립하여 도 1a에 도시된 실린더형의 구조에서 도 1b에 도시된 바와 같은 판형상(lamella) 구조로 변경된다.As the polymer having the hydrophilic functional group of the hydrophobic polymer is mixed in the volume ratio as described above, the mixed polymer is self-assembled to change from a cylindrical structure shown in FIG. 1A to a lamellar structure as shown in FIG. 1B. do.
일반적으로, 볼록 공중합체는 두 개의 성분으로 구성된 선형이종 블록공중합체가 구성성분간의 상대적 비에 따라 구형, 실린더, 나선, 판형상 및 반전형상의 구조로 형성되는 것이 알려져 있다. 본 발명에서는 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자를 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비, 바람직하게는 0.45:0.55-0.55:0.44의 부피비로 혼합함에 따라 수십층의 판형상의 구조를 갖는 볼록 공중합체를 형성할 수 있게 된다. 이때, 상기 블록 공중합체의 한 블록의 표면에너지는 30mJ/cm2 이하이다.
In general, it is known that convex copolymers are linear heterologous block copolymers composed of two components, which are formed in structures of spherical, cylinder, spiral, plate and inverted shapes depending on the relative ratio between the components. In the present invention, by mixing the hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, preferably a volume ratio of 0.45: 0.55-0.55: 0.44, a convex copolymer having dozens of layers of plate-like structures is prepared. It is possible to form. At this time, the surface energy of one block of the block copolymer is 30 mJ / cm 2 or less.
블록 공중합체와 금속 Block copolymer and metal 알콕사이드계의Alkoxide 무기질 전구체의 Of inorganic precursors 하이브리드물질의Hybrid 제조 Produce
제작된 PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, PI-b-PDMS 등의 블록공중합체와 금속알콕사이드계의 무기질 전구체를 용매에 용해한다. 이때, 상기 금속알콕사이드계의 무기질 전구체로는 Al2O3 및 Al(OBu(s))3 등이 사용될 수 있다. 또한 용매로는 PGMEA(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) 또는 톨루엔 등을 사용할 수 있다.
The prepared block copolymers such as PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, and PI-b-PDMS and a metal alkoxide-based inorganic precursor are dissolved in a solvent. At this time, the metal alkoxide-based inorganic precursor is Al 2 O 3 And Al (OBu (s)) 3 may be used. In addition, PGMEA (Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) or toluene may be used.
블록 공중합체와 금속 Block copolymer and metal 알콕사이드계의Alkoxide 무기질 전구체의 Of inorganic precursors 하이브리드물질의Hybrid 도포 apply
상기와 같이 제작된 블록 공중합체와 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체의 하이브리드물질을 기판에 도포한 후, 상온 또는 80℃의 온도에서 30-60분 동안 어닐링을 진행한다.After applying the hybrid material of the block copolymer prepared as described above and the metal alkoxide-based inorganic precursor to the substrate, annealing is performed at room temperature or 80 ° C. for 30-60 minutes.
어닐링에 의해 블록 공중합체에 미세상분리(micro-phase separation)이 진행되어, 블록 공중합체가 판형상의 복수의 층으로 형성된다. 이때, PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, PI-b-PDMS 등의 블록공중합체는 소수성 및 친수성 기능기를 갖는 고분자로 이루어지기 때문에, 금속알콕사이드계의 무기질 전구체가 혼합되면 상기 금속알콕사이드계의 무기질 전구체는 소수성 고분자 또는 친수성 기능기를 갖는 고분자와만 화학적으로 결합되기 때문에, 한번의 코팅공정에 의해 제작된 물질을 도포하여 블록공중합체를 복수의 층으로 이루어진 판형상으로 형성하는 경우, 상기 금속알콕사이드계 무기질이 블록공중합체의 판형상 층 사이에 배치된다. Micro-phase separation is performed on the block copolymer by annealing, so that the block copolymer is formed of a plurality of layers in a plate shape. At this time, since block copolymers such as PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, and PI-b-PDMS are made of polymers having hydrophobic and hydrophilic functional groups, inorganic alkoxide precursors When mixed, the metal alkoxide-based inorganic precursor is chemically bonded only to a hydrophobic polymer or a polymer having a hydrophilic functional group, so that the material produced by one coating process is applied to form the block copolymer into a plate shape composed of a plurality of layers. When forming, the metal alkoxide-based inorganic material is disposed between the plate-like layers of the block copolymer.
도 3은 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체가 포함된 블록 공중합체로 이루어진 층구조를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a layer structure made of a block copolymer containing a metal alkoxide-based inorganic precursor.
도 3에 도시된 바와 같이, 이 구조에서는 블록 공중합체의 고분자유기층(46a)이 기판(10) 위에 복수층으로 형성되며, 고분자유기층(46a) 사이에 금속 알콕사이드계의 무기질로 이루어진 무기층(46b)이 형성된다. 즉, 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)이 교대로 형성된다.As shown in FIG. 3, in this structure, the polymer
이때, 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)의 갯수는 함유되는 블록공중합체 및 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체의 함유량에 따라 달라지며, 형성된 막의 두께(t)는 수백nm, 구체적으로는 약 800nm의 두께이다.In this case, the number of the polymer
상기와 같은 구조의 박막에서는 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)의 반복하여 형성되므로, 유기전계발광 표시소자의 보호층으로 사용되는 경우, 외부로부터의 수분침투를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.In the thin film having the above structure, since the polymer
또한, 본 발명의 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체 박막은 한번의 도포공정에 의해 수십층의 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)이 교대로 형성되므로, 진공하에서 유기물과 무기물을 수차례 교대로 형성하는 종래에 비해 보호층 형성공정을 최대한 단순화할 수 있게 되어, 제조효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.In addition, since the metal block copolymer and the alkoxide-based inorganic precursor thin film of the present invention are formed by alternating dozens of polymer
더욱이, 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체 박막은 그 두께가 수백nm에 불과하기 때문에, 수㎛-수십㎛ 단위로 형성되는 종래의 보호층에 비해 그 두께를 대폭 감소할 수 있게 된다. 따라서, 유기전계발광 표시소자를 제작했을 때 박형의 표시소자의 제작이 가능하게 된다.Moreover, since the thickness of the metal block copolymer and the alkoxide-based inorganic precursor thin film is only a few hundred nm, it is possible to significantly reduce the thickness compared to a conventional protective layer formed in units of several μm to tens of μm. Accordingly, when an organic light emitting display device is manufactured, it becomes possible to manufacture a thin display device.
특히, 이러한 박형의 보호층은 연성 유기전계발광 표시소자의 제작을 가능하게 한다. 일반적으로 보호층의 두께가 증가함에 따라 보호층이 휘어지는 경우, 두께에 의해 보호층에 인가되는 스트레스가 증가하게 되는데, 이러한 스트레스의 증가는 보호층의 파손을 야기하여 보호층에 크랙이 발생하는 중요한 원인이 되며, 이 크랙을 통해 유기발광부에 수분이 침투하게 되어 유기전계발광 표시소자가 불량으로 된다.In particular, such a thin protective layer enables fabrication of flexible organic electroluminescent display elements. In general, when the protective layer is bent as the thickness of the protective layer increases, the stress applied to the protective layer increases due to the thickness. This increase in stress causes breakage of the protective layer and is an important cause of cracking in the protective layer. As a result, moisture penetrates into the organic light emitting portion through the crack, and the organic light emitting display device becomes defective.
그러나, 본 발명에서는 보호층이 수백nm로 형성되기 때문에, 연성 유기전계발광 표시소자에 적용되어, 기판이 보호층이 휘어지는 경우에도 얇은 두께로 인해 스트레스가 최소화되어 스트레스에 의한 크랙의 발생을 방지할 수 있게 된다.However, in the present invention, since the protective layer is formed of several hundred nm, it is applied to a flexible organic electroluminescent display device, so that even when the substrate is bent, the stress is minimized due to the thin thickness to prevent cracking due to stress. It becomes possible.
본 발명에서는 수십층의 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)이 교대로 형성되는데, 이러한 유기층과 무기층의 배열은 물리적, 기계적 원인이 아니라 화학적인 결합에 기인한다. 즉, 고분자유기층(46a) 사이에 배치된 무기층(46b) 표면의 분자는 고분자유기층(46a) 표면의 분자와 완전하게 화학적으로 결합되어 있다. 반면에 종래 유기전계발광 표시소자에서는 별도의 공정에 의해 무기층과 유기층의 교대로 형성된다. 즉, 유기층과 무기층 사이가 화학적으로 결합되는 것이 아니라 물리적으로 서로 접촉하게 된다.In the present invention, dozens of layers of the polymer
따라서, 종래 유기전계발광 표시소자에 의해 본 발명의 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체 박막의 고분자유기층(46a)과 무기층(46b)의 계면특성이 월등히 향상된다.Accordingly, the interfacial properties of the polymer
이하에서는 상기금속 알콕사이드계의 무기질 전구체가 포함된 블록 공중합체가 적용된 실제 유기전계발광 표시소자에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the actual organic electroluminescent display device to which the block copolymer containing the metal alkoxide-based inorganic precursor is applied will be described in detail.
도 4는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자를 개략적으로 나타내는 평면도이다.4 is a plan view schematically showing an organic light emitting display device according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 유기전계발광 표시패널(101)은 서로 수직으로 교차하는 복수의 게이트라인(102) 및 데이터라인(103)에 의해 정의되는 복수의 화소영역이 형성된 표시영역(P)과, 상기 표시영역(P)의 외곽에 배치되어 게이트패드나 데이터패드 등이 배치되는 더미영역(D)으로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the organic light emitting
표시영역(P)은 실제 화상이 구현되는 곳으로, 복수의 화소영역이 형성되며, 상기 화소영역은 수평방향으로 배열되는 복수의 게이트라인(102)과 수직방향으로 배열되는 복수의 데이터라인(103)에 의해 정의된다. 또한, 각각의 화소영역 내에는 파워라인(P)이 상기 데이터라인(103)과 평행하게 배열되어 있다.The display area P is where an actual image is implemented, a plurality of pixel areas are formed, and the pixel areas are a plurality of
각각의 화소 내부에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동박막트랜지스터(Td), 캐패시터(C) 및 유기발광소자(E)가 구비된다. 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트전극은 게이트라인(102)에 연결되어 있고 소스전극은 데이터라인(103)에 연결되어 있으며, 드레인전극은 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극에 연결되어 있다. 또한, 상기 구동트랜지스터(Td)의 소스전극은 파워라인(P)에 연결되어 있고 드레인전극은 발광소자(E)에 연결되어 있다.A switching thin film transistor (Ts), a driving thin film transistor (Td), a capacitor (C), and an organic light emitting element (E) are provided inside each pixel. The gate electrode of the switching thin film transistor Ts is connected to the
도면에는 도시하지 않았지만, 더미영역(D)에는 게이트라인(102) 및 데이터라인(103)과 연결되는 복수의 게이트패드 및 데이터패드가 형성된다.Although not illustrated in the drawing, a plurality of gate pads and data pads connected to the
이러한 구성의 유기전계발광 표시소자에서 외부로부터 게이트라인(102)에 통해 주사신호가 입력되면 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트전극에 신호가 인가되어 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 구동한다. 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 구동함에 따라 외부로부터 데이터라인(103)을 통해 입력되는 데이터신호가 소스전극 및 드레인전극을 통해 구동박막트랜지스터(Td)의 게이트전극에 입력되어 상기 구동박막트랜지스터(Td)가 구동하게 된다.When a scanning signal is input from the outside through the
이때, 상기 파워라인(P)에는 전류가 흐르며, 상기 구동박막트랜지스터(Td)가 구동함에 따라 파워라인(P)의 전류가 소스전극 및 드레인전극을 통해 발광소자(E)에 인가된다. 이때, 상기 구동박막트랜지스터(Td)를 통해 출력되는 전류는 게이트전극과 드레인전극 사이의 전압에 따라 크기가 달라진다.At this time, a current flows through the power line P, and as the driving thin film transistor Td is driven, the current of the power line P is applied to the light emitting device E through the source electrode and the drain electrode. At this time, the current output through the driving thin film transistor Td varies in size depending on the voltage between the gate electrode and the drain electrode.
발광소자(E)는 유기발광소자로서 상기 구동박막트랜지스터(Td)를 통해 전류가 입력됨에 따라 발광하여 영상을 표시한다. 이때, 발광되는 광의 세기는 인가되는 전류의 세기에 따라 달라지므로, 상기 전류의 세기를 조절함으로써 광의 세기를 조절할 수 있게 된다.The light emitting element E is an organic light emitting element and emits light as current is input through the driving thin film transistor Td to display an image. At this time, since the intensity of the emitted light depends on the intensity of the applied current, the intensity of the light can be adjusted by adjusting the intensity of the current.
도 5는 도 4의 단면도로서, 실제 유기전계발광 표시소자의 구조를 구체적으로 나타내는 도면이다.일반적으로 유기전계발광 표시소자는 적색광, 녹색광 및 청색광을 발광하는 R,G,B의 복수의 화소로 이루어져 있지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 패널의 표시영역의 최외각 화소와 더미영역만을 도시하였다.FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4, which specifically shows the structure of an organic light emitting display device. In general, the organic light emitting display device includes a plurality of pixels of R, G, and B that emit red light, green light, and blue light. However, in the drawings, only the outermost pixel and the dummy area of the display area of the panel are shown for convenience of explanation.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자(201)는 복수의 화소가 형성되어 실제 화상을 구현하는 표시영역과 표시영역의 외곽에 형성되어 외부로부터 인가되는 신호를 표시부 내에 전달하는 패드가 형성되는 더미영역으로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the organic light emitting display device 201 according to the present invention includes a plurality of pixels formed to form a real image and an outer area of the display area and a signal applied from the outside to the display unit. It consists of a dummy area where pads to be transferred are formed.
플라스틱과 같은 연성 무질로 이루어진 연성기판(210)의 표시부에는 구동박막트랜지스터가 형성된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 구동박막트랜지스터는 R,G,B화소영역에 각각 형성되며, 기판(210) 위에 형성된 버퍼층(222)과, 상기 버퍼층(222) 위에 R,G,B 화소영역에 형성된 반도체층(212)과, 상기 반도체층(212)이 형성된 기판(210) 전체에 걸쳐 형성된 제1절연층(223)과, 상기 제1절연층(223) 위에 형성된 게이트전극(211)과, 상기 게이트전극(211)을 덮도록 기판(210) 전체에 걸쳐 형성된 제2절연층(224)과, 상기 제1절연층(223) 및 제2절연층(224)에 형성된 컨택홀을 통해 반도체층(212)과 접촉하는 소스전극(214) 및 드레인전극(215)으로 구성된다.A driving thin film transistor is formed on the display portion of the
버퍼층(222)은 단일층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 상기 반도체층(212)은 결정질 실리콘 또는 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명산화물반도체로 형성할 수 있으며, 중앙영역의 채널층과 양측면의 도핑층으로 이루어져 소스전극(214) 및 드레인전극(215)이 상기 도핑층과 접촉한다.The
상기 게이트전극(211)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금 등의 금속으로 형성될 수 있으며, 제1절연층(223) 및 제2절연층(224)은 SiO2나 SiNx와 같은 무기절연물질로 이루어진 단일층 또는 SiO2 및 SiNx으로 이루어진 이중의 층으로 이루어질 수 있다. 또한, 소스전극(214) 및 드레인전극(215)은 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금으로 형성할 있다.The
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 더미영역에는 구동박막트랜지스터의 게이터전극(211)에 주사신호를 인가하는 게이트패드와 화소전극에 신호를 인가하는 데이터패드가 형성된다.Although not shown in the drawing, a gate pad for applying a scan signal to the
상기 구동박막트랜지스터가 형성된 기판(210)에는 제3절연층(226)이 형성되고 그 위에 화소전극(120)이 형성된다. 상기 제3절연층(226)은 SiO2와 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제3절연층(226) 위에는 기판(210)을 평탄화시키기 위한 오버코트층(overcoat layer)이 형성될 수도 있다.A third insulating
표시영역내의 화소영역에 각각 형성되는 구동박막트랜지스터의 드레인전극(215) 상부의 제3절연층(226)에는 컨택홀(229)이 형성되어, 상기 제3절연층(226) 위에 형성되는 화소전극(220)이 상기 컨택홀(229)을 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(215)과 전기적으로 접속된다. 상기 화소전극(220)은 Ca, Ba, Mg, Al, Ag 등과 같은 금속으로 이루어지고 구동박막트랜지스터의 드레인전극(215)을 통해 외부로부터 화상신호가 인가된다. A
표시영역 내의 상기 제3절연층(226) 위의 각 화소영역의 경계에는 뱅크층(228)이 형성된다. 상기 뱅크층(228)은 일종의 격벽으로서, 각 화소영역을 구획하여 인접하는 화소영역에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 상기 뱅크층(228)은 컨택홀(229)의 일부를 채우기 때문에 단차를 감소시키며, 그 결과 유기발광부의 형성시 과도한 단차에 의한 유기발광부에 불량이 발생하는 것을 방지한다. 상기 뱅크층(228)은 외곽영역에도 일부 연장되어 형성된다. A
뱅크층(228) 사이의 화소전극(220) 위에는 유기발광부(225)가 형성된다. 상기 유기발광부(225)는 각각 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층을 포함한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광부(225)에는 유기발광층 뿐만 아니라 유기발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층이 형성될 수도 있을 것이다.The organic
또한, 유기발광층은 백색광을 발광하는 백색 유기발광층으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 백색 유기발광층의 하부, 예를 들어 절연층(224) 위의 R,G,B 서브화소영역에는 각각 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 유기발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 이러한 백색 유기발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 발광층이 적층되어 형성될 수 있다.Further, the organic light emitting layer may be formed of a white organic light emitting layer that emits white light. In this case, the R, G, and B color filter layers are formed in the R, G, and B subpixel regions below the white organic light emitting layer, for example, on the insulating
상기 표시부의 유기발광부(225) 위에는 공통전극(230)이 형성된다. 상기 공통전극(230)은 ITO(Indium Tin Oxide)나 IZO(Indium Zinc Oixde)와 같은 투명한 산화금속물질로 이루어진다.A
이때, 상기 공통전극(230)이 유기발광부(225)의 애노드이고 화소전극(220)이 캐소드로서, 공통전극(230)과 화소전극(220)에 전압이 인가되면, 상기 화소전극(220)으로부터 전자가 유기발광부(225)로 주입되고 공통전극(230)으로부터는 정공이 유기발광부(225)로 주입되어, 유기발광층내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부(도면에서 공통전극(230)의 상부방향)로 출사하게 된다. At this time, when the
더미영역 및 표시영역의 공통전극(230) 상부 및 뱅크층(228) 상부, 제3절연층(226) 상부에는 기판(210) 전체에 걸쳐서 제1보호층(passivation layer;241)이 형성된다. 상기 제1보호층(241)은 SiO2, SiNx, Al2O3와 같은 무기물질로 형성된다.A
또한, 상기 제1보호층(241) 위에는 제2보호층(244)이 형성된다. 상기 제2보호층(244)은 도 3에 도시된 구조의 보호층으로서, 금속 블록공중합체 및 알콕사이드계의 무기질 전구체로 이루어진 복수의 고분자유기층과 무기층이 교대로 배치된다. 이때, 상기 제2보호층(244)은 수백nm의 두께로 형성된다.In addition, a second
상기 제2보호층(244) 위에는 접착제가 도포되어 접착층(246)이 형성되며, 그 위에 보호필름(248)이 배치되어, 상기 접착층(246)에 의해 보호필름(248)이 부착된다.An adhesive is applied on the second
상기 접착제로는 부착력이 좋고 내열성 및 내수성이 좋은 물질이라면 어떠한 물질을 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 주로 에폭시계 화합물, 아크릴레이트계 화합물 또는 아크릴계 러버과 같은 열경화성 수지를 사용한다. 이때, 상기 접착층(246)은 약 5-100㎛의 두께로 도포되며, 약 80-170도의 온도에서 경화된다. 또한, 상기 접착제로서 광경화성 수지를 사용할 수도 있으며, 이 경우 접착층에 자외선과 같은 광을 조사함으로써 접착층(246)을 경화시킨다.As the adhesive, any material can be used as long as it is a material having good adhesion and good heat resistance and water resistance. In the present invention, a thermosetting resin such as an epoxy compound, an acrylate compound, or an acrylic rubber is mainly used. At this time, the
상기 접착층(246)은 기판(210) 및 보호필름(248)을 합착할 뿐만 아니라 상기 유기전계발광 표시소자 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 봉지제의 역할도 한다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명에서 도면부호 246의 용어를 접착제라고 표현하고 있지만, 이는 편의를 위한 것이며, 이 접착층을 봉지제라고 표현할 수도 있을 것이다. The
상기 보호필름(248)은 접착층(246)을 봉지하기 위한 봉지캡(encapsulation cap)으로서, PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름으로 이루어질 수 있다. The
상기 보호필름(248) 상부에는 편광판(249)이 부착될 수 있다. 상기 편광판(249)은 유기전계발광 표시소자로부터 발광된 광은 투과하고 외부로부터 입사되는 광은 반사하지 않도록 하여, 화질을 향상시킨다.A
도 6a-도 6h는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다. 이때, 도면은 단면도로서, 표시영역 및 더미영역을 포함한다. 또한, 도면에서는 휘어질 수 있는 연성기판을 이용한 연성 유기전계발광 표시소자의 제조방법에 대해 설명하고 있지만, 이는 본 발명의 일례를 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 연성 유기전계발광 표시소자 뿐만 아니라 휘지 않는 일반적인 유기전계발광 표시소자에도 적용 가능하다.6A to 6H are views showing a method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention. At this time, the drawing is a cross-sectional view, and includes a display area and a dummy area. In addition, the drawing describes a method of manufacturing a flexible organic electroluminescent display device using a flexible substrate that can be bent, but this is for explaining an example of the present invention, the present invention is not only flexible organic electroluminescent display device, but also It is also applicable to general organic electroluminescent display devices.
우선, 도 6a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드(PI)와 같은 플라스틱물질로 이루어진 기판(210)을 유리 등으로 이루어진 대면적의 모기판(280)에 접착제 등에 의해 부착한다. First, as shown in FIG. 6A, a
그 후, 상기 기판(210) 위에 무기물질 등으로 이루어진 버퍼층(222)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼층(222)을 단일층 또는 복수의 층으로 형성할 수 있다. 이어서, 기판(210) 전체에 걸쳐 투명산화물반도체 또는 결정질 실리콘 등을 CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해 적층한 후 식각하여 버퍼층(222)위에 반도체층(212)을 형성한다. 이때, 결정질실리콘층은 결정질 실리콘을 적층하여 형성할 수도 있고, 비정질실리콘을 적층한 후 레이저결정법 등과 같은 다양한 결정법에 의해 비정질물질을 결정화함으로써 형성할 수도 있다. 상기 결정질실콘층의 양측면에는 n+ 또는 p+형 불순물을 도핑하여 도핑층을 형성한다.Thereafter, a
그 후, 상기 반도체층(212) 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 SiO2나 SiOx와 같은 무기절연물질을 적층하여 제1절연층(223)을 형성한 후, 그 위에 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층하고 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각하여, 표시부의 각 화소영역에 게이트전극(211)을 형성한다.Thereafter, an inorganic insulating material such as SiO 2 or SiOx is stacked on the
이어서, 상기 게이트전극(211)이 형성된 기판(210) 전체에 걸쳐 CVD법에 의해 무기절연물질을 적층하여 제2절연층(224)을 형성한다.Subsequently, the second insulating
그 후, 상기 제1절연층(223)과 제2절연층(224)을 식각하여 반도체층이 노출되는 컨택홀을 형성한 후, 기판(210) 전체에 걸쳐 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여, 표시부에 컨택홀을 통해 반도체층(212)과 전기적으로 접속하는 소스전극(214) 및 드레인전극(215)을 형성한다.Thereafter, the first insulating
이어서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(214) 및 드레인전극(215)과 제1금속층(224) 및 제2금속층(294)이 형성된 기판(210) 전체에 걸쳐 무기절연물질을 적층하여 제3절연층(226)을 형성하고 일부 영역을 식각하여 표시영역에 컨택홀(229)을 형성한다. 이때, 상기 제3절연층(226)은 SiO2를 적층함으로써 형성할 수 있으며 상기 컨택홀(229)에 의해 박막트랜지스터의 드레인전극(215)이 외부로 노출된다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6B, an inorganic insulating material is stacked over the
그 후, 상기 기판(210) 전체에 걸쳐 Ca, Ba, Mg, Al, Ag와 같은 금속을 적층하고 식각하여 표시부에 컨택홀(229)를 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(215)과 접속되는 화소전극(220)을 형성한다. Thereafter, a metal such as Ca, Ba, Mg, Al, Ag is stacked and etched over the
이어서, 도 6c에 도시된 바와 같이, 표시영역 및 더미영역에 뱅크층(228)을 형성한다. 표시부내의 뱅크층(228)은 각 화소를 구획하여 인접하는 화소에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하며 컨택홀(229)의 일부를 채워 단차를 감소시키는 역할을 한다. 이때, 상기 뱅크층(228)은 유기절연물질을 적층한 후 식각하여 형성하지만, 무기절연물질 CVD법에 적층하고 식각하여 형성할 수도 있다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6C, the
그 후, 상기 화소전극(220) 위의 뱅크층(228) 사이에 유기발광부(225)를 형성하고 뱅크층(228)과 유기발광부(225) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법에 의해 적층하고 식각하여 공통전극(230)을 형성한다. 상기 유기발광부(225)는 전자주입층, 전자수송층, 유기발광층, 정공수송층 및 정공주입층을 차례로 적층하고 식각함으로써 형성된다.Thereafter, an organic
상기 설명에서는 뱅크층(228)을 형성하고 그 사이에 유기발광부(225)를 형성하지만, 유기발광부(225)를 먼저 형성하고 뱅크층(228)을 형성할 수도 있다.In the above description, the
이어서, 도 6d에 도시된 바와 같이, 공통전극(221) 상부와 뱅크층(228) 위에 iO2, SiNx, Al2O3와 같은 무기물질을 CVD법 또는 ALD(Atomic Layer Deposition)법에 의해 적층하여 제1보호층(241)을 형성한다.Subsequently, as illustrated in FIG. 6D, inorganic materials such as iO 2 , SiNx, and Al 2 O 3 are stacked on the common electrode 221 and on the
그 후, 폴리이소피렌(polyisoprene:PI) 또는 폴리스티렌(polystene:PS)과 같은 소수성 고분자 및 PDMS(Polydimethylsiloxane) 또는 PEO(Polyethylene oxide) 등과 같은 친수성 기능기를 갖는 고분자를 혼합하여 블록공중합체를 형성한 후, PGMEA(Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) 또는 톨루엔 등의 용매에 의해 상기 블록 공중합체와 Al2O3 및 Al(OBu(s))3 등의 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체를 용해하여 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질을 형성한다.After that, a hydrophobic copolymer such as polyisoprene (PI) or polystyrene (PS) and a polymer having a hydrophilic functional group such as PDMS (Polydimethylsiloxane) or PEO (Polyethylene oxide) are mixed to form a block copolymer. , PGMEA (Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate) or a solvent such as toluene and the block copolymer and Al 2 O 3 And a metal alkoxide-based inorganic precursor such as Al (OBu (s)) 3 to form a metal alkoxide-based block copolymer material.
이때, 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자를 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비, 바람직하게는 0.45:0.55-0.55:0.44의 부피비로 혼합하는 것이 바람직하며, 이때 형성된 블록 공중합체의 분자량은 5-100kg/mol이다.At this time, it is preferable to mix the hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, preferably in a volume ratio of 0.45: 0.55-0.55: 0.44, wherein the molecular weight of the block copolymer formed is 5 -100 kg / mol.
이어서, 상기와 같이 제작된 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질을 상기 제1보호층(241) 위에 도포한 후, 상온 또는 80℃의 온도에서 30-60분 동안 어닐링하여 도 6e에 도시된 바와 같이, 제2보호층(244)을 형성한다.Subsequently, a metal alkoxide-based block copolymer material prepared as described above is coated on the first
이때, 상기 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질은 스핀코팅, 슬롯다이코팅, 슬릿코팅, 잉크젯코팅, 드롭코팅(drop coating), 롤코팅(roll coating) 등과 같이 현재 알려진 모든 코팅방법을 사용할 수 있다.At this time, the metal alkoxide-based block copolymer material can be any coating method currently known, such as spin coating, slot die coating, slit coating, inkjet coating, drop coating (drop coating), roll coating (roll coating).
용매에 용해된 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질을 도포한 후, 어닐링함에 따라 블록 공중합체에 미세상분리(micro-phase separation)이 진행되어, 블록 공중합체가 판형상의 복수의 층으로 형성된다. 이때, PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, PI-b-PDMS 등의 블록공중합체는 소수성 및 친수성 기능기를 갖는 고분자로 이루어지기 때문에, 금속알콕사이드계의 무기질 전구체가 혼합되면 상기 금속알콕사이드계의 무기질 전구체는 소수성 고분자 또는 친수성 기능기를 갖는 고분자와만 화학적으로 결합되기 때문에, 블록 공중합체의 유기층 사이에 상기 금속알콕사이드계 무기질층이 배치되는 판형상의 복수의 층이 형성된다.After applying the metal alkoxide-based block copolymer material dissolved in a solvent, micro-phase separation proceeds to the block copolymer as annealing, so that the block copolymer is formed of a plurality of plate-like layers. At this time, since block copolymers such as PS-b-PEO, PI-b-PEO, PS-b-PDMS, and PI-b-PDMS are made of polymers having hydrophobic and hydrophilic functional groups, inorganic alkoxide precursors When mixed, the metal alkoxide-based inorganic precursor is chemically bonded only to a hydrophobic polymer or a polymer having a hydrophilic functional group, thereby forming a plurality of plate-like layers in which the metal alkoxide-based inorganic layer is disposed between the organic layers of the block copolymer. .
상기 제1보호층(241)은 용매에 의해 용해된 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질이 유기발광부(225)로 침투하는 것을 방지한다. 상술한 바와 같이, 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질는 용매에 용해되어 도포된 후 30-60분 동안 어닐링되어 용매성분이 제거된다. 따라서, 용매를 포함하는 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질이 유기발광부(225) 위에 도포되는 경우, 일정 시간 동안 잔류하는 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질의 용매성분이 유기발광부(225)로 용매성분이 침투할 수 있게 되어 유기전계발광 표시소자에 불량이 발생한다.The first
본 발명에서는 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질을 도포하기 전에 무기물질로 이루어진 제1보호층(241)을 형성함으로써 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질에 포함된 용매성분이 유기발광부(225)로 침투하는 것을 차단한다.In the present invention, the solvent component contained in the metal alkoxide-based block copolymer material is formed into an organic light-emitting
그 후, 도 6f에 도시된 바와 같이, 상기 제2보호층(244) 위에 접착제를 적층하여 접착층(246)을 형성하며 그 위에 보호필름(248)을 위치시키고 압력을 인가하여 보호필름(248)을 접착시킨다. 이때, 상기 접착제로는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 열경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(248)의 접착후 열을 인가하고, 광경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(248)의 접착후 광을 조사하여 접착층(246)을 경화시킨다. 이어서, 상기 보호필름(248) 위에 편광판(249)을 부착하고 모기판(280)을 연성기판(210)으로부터 분리함으로써 연성 유기전계발광 표시소자를 완성한다.Thereafter, as shown in FIG. 6F, an
상술한 바와 같이, 본 발명에서는 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질을 한번의 공정에 의해 도포하여 유기층과 무기층이 교대로 반복하는 수십층의 보호층을 형성함으로써 유기전계발광 표시소자에 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 종래에 비해 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 두께를 대폭 감소할 수 있고 복수의 유기층과 무기층 사이의 계면특성이 향상되므로, 연성 표시소자에 적용할 경우 기판의 휘어짐에 의한 스트레스에 의해 보호층이 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, the metal alkoxide-based block copolymer material is applied in one step to form dozens of protective layers in which the organic layer and the inorganic layer alternately repeat, thereby allowing moisture to penetrate the organic electroluminescent display element. It can be prevented. Therefore, the process can be simplified as well as the thickness can be significantly reduced and the interfacial properties between a plurality of organic layers and inorganic layers are improved compared to the prior art, so that when applied to a flexible display device, it is protected by stress due to bending of the substrate. It is possible to effectively prevent the layer from being damaged.
한편, 상술한 상세한 설명에서는 특정 구조의 유기전계발광 표시소자가 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 특정한 구조의 유기전계발광 표시소자에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 상술한 유기전계발광 표시소자에서는 광이 상부방향, 즉 보호필름을 통해 출사되는 구조가 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 구조에만 한정되는 것이 아니라 광이 하부방향, 즉 기판을 통해 출사되는 구조도 적용될 수 있을 것이다. 이 경우, 화소전극으로는 투명한 도전물질이 사용되고 공통전극으로는 불투명한 금속이 사용될 수 있다.On the other hand, in the above detailed description, an organic light emitting display device having a specific structure is disclosed, but the present invention is not limited to the organic light emitting display device having a specific structure. For example, in the aforementioned organic light emitting display device, a structure in which light is emitted through the upper direction, that is, through a protective film is disclosed, but the present invention is not limited to this structure, but light is emitted through the lower direction, that is, through a substrate The structure can be applied. In this case, a transparent conductive material may be used as the pixel electrode, and an opaque metal may be used as the common electrode.
또한, 상세한 설명에서는 구동박막트랜지스터의 구조 역시 탑게이트(top gate)구조로 이루어져 있지만, 바텀게이트(bottom gate)구조도 가능하며, 다른 다양한 구조의 박막트랜지스터를 적용할 수 있다.In addition, in the detailed description, the structure of the driving thin film transistor is also composed of a top gate structure, but a bottom gate structure is also possible, and a thin film transistor of various other structures may be applied.
그리고, 상술한 상세한 설명에서는 연성기판을 이용한 연성 유기전계발광 표시소자에 대해 설명하고 있지만, 본 발명의 연성 유기전계발광 표시소자에만 한정되는 것이 아니라 휘지 않는 유기전계발광 표시소자에도 적용할 수 있을 것이다.In the above detailed description, a flexible organic electroluminescent display device using a flexible substrate is described, but the present invention is not limited to the flexible organic electroluminescent display device of the present invention, and can be applied to an inflexible organic electroluminescent display device. .
다시 말해서, 상세한 설명에서는 기판, 구동박막트랜지스터의 구조, 전극구조 및 유기발광부의 구조가 특정 구조로 개시되어 있지만, 본 발명이 이러한 특정 구조에만 한정되는 것이 아니라 다양한 구조에 적용되는 것이다. 즉, 본 발명에서는 유기발광부의 상부에 형성되어 유기발광부로 침투하는 수분을 차단하는 보호층을 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체 물질롤 형성할 수 있다면, 현재 알려진 모든 구동박막트랜지스터의 구조, 전극구조 및 유기발광부의 구조가 적용될 수 있을 것이다.In other words, in the detailed description, the structure of the substrate, the driving thin film transistor, the structure of the electrode, and the structure of the organic light emitting part are disclosed as specific structures, but the present invention is not limited to these specific structures, but is applied to various structures. That is, in the present invention, if a metal alkoxide-based block copolymer material can be formed as a protective layer formed on the organic light-emitting portion to block moisture penetrating into the organic light-emitting portion, structures, electrode structures, and structures of all currently known driving thin film transistors. The structure of the organic light emitting unit may be applied.
210 : 기판 220 : 화소전극
222 : 버퍼층 223,124,126 : 절연층
225 : 유기발광부 228 : 뱅크층
230 : 공통전극 141,144 : 보호층
280 : 모기판210: substrate 220: pixel electrode
222: buffer layer 223,124,126: insulating layer
225: organic light emitting portion 228: bank layer
230: common electrode 141,144: protective layer
280: mother board
Claims (24)
상기 블록 공중합체에 혼합된 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체로 구성되며, 상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합되며 상기 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체는 상기 블록 공중합체의 소수성 고분자 또는 친수성 기능기를 갖는 고분자와 화학적으로 결합되어 다수층이 자가조립되는 판형상 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자용 보호물질.A block copolymer in which a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group form a covalent bond; And
It is composed of a metal alkoxide-based inorganic precursor mixed in the block copolymer, the hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, and the metal alkoxide-based inorganic precursor is the block airborne A protective material for an organic light emitting display device, characterized in that chemically combined with a polymer having a hydrophobic polymer or a hydrophilic functional group of the coalescence form a self-assembled plate-like structure.
상기 기판의 표시영역의 복수의 화소영역 각각에 형성된 박막트랜지스터;
상기 표시영역의 화소영역에 형성된 화소전극;
상기 표시영역의 화소영역에 형성되어 광을 발광하는 유기발광부;
상기 유기발광부 위에 형성되어 유기발광층에 신호를 인가하는 공통전극; 및
더미영역 및 표시영역에 형성된 제1 및 제2보호층으로 구성되며,
상기 제2보호층은 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자가 공유결합을 형성하는 블록 공중합체와, 상기 블록 공중합체에 혼합된 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체로 구성되고,
상기 소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자는 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합되며 상기 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체는 상기 블록 공중합체의 소수성 고분자 또는 친수성 기능기를 갖는 고분자와 화학적으로 결합되어 상기 제2보호층이 다수의 고분자유기층과 상기 다수의 무기층이 교대로 자가조립되어 적층되는 판형상 구조인 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자.A substrate including a dummy area and a display area;
A thin film transistor formed in each of a plurality of pixel areas of the display area of the substrate;
A pixel electrode formed in the pixel area of the display area;
An organic light emitting unit formed in the pixel area of the display area to emit light;
A common electrode formed on the organic light emitting part to apply a signal to the organic light emitting layer; And
It is composed of first and second protective layers formed in the dummy area and the display area,
The second protective layer is composed of a block copolymer in which a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group form a covalent bond, and a metal alkoxide-based inorganic precursor mixed with the block copolymer,
The hydrophobic polymer and the polymer having a hydrophilic functional group are mixed in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4, and the metal alkoxide-based inorganic precursor is chemically bound to the hydrophobic polymer of the block copolymer or a polymer having a hydrophilic functional group to form the agent. 2 An organic electroluminescent display device characterized in that the protective layer is a plate-like structure in which a plurality of polymer organic layers and the plurality of inorganic layers are alternately self-assembled and laminated.
상기 제2보호층 위에 형성된 접착층; 및
상기 접착층에 의해 제2보호층에 접착되는 보호필름을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자.The method of claim 6,
An adhesive layer formed on the second protective layer; And
An organic electroluminescent display device further comprising a protective film adhered to the second protective layer by the adhesive layer.
반도체층;
상기 반도체층이 형성된 기판에 형성된 제1절연층;
제1절연층 위에 형성된 게이트전극;
상기 게이트전극을 덮도록 기판위에 형성된 제2절연층; 및
제2절연층 위에 형성된 소스전극 및 드레인전극으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자.The method of claim 6, wherein the thin film transistor,
Semiconductor layer;
A first insulating layer formed on the substrate on which the semiconductor layer is formed;
A gate electrode formed on the first insulating layer;
A second insulating layer formed on the substrate to cover the gate electrode; And
An organic electroluminescent display device comprising a source electrode and a drain electrode formed on the second insulating layer.
상기 기판의 표시영역의 복수의 화소영역 각각에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
상기 표시영역의 화소영역에 화소전극을 형성하는 단계;
상기 표시영역의 화소영역에 광을 발광하는 유기발광부를 형성하는 단계;
상기 유기발광부 위에 공통전극을 형성하는 단계;
더미영역 및 표시영역에 제1보호층을 형성하는 단계;
소수성 고분자 및 친수성 기능기를 갖는 고분자를 0.4:0.6-0.6:0.4의 부피비로 혼합하여 블록 공중합체를 형성하는 단계;
상기 블록 공중합체와 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체를 용매에 혼합하여 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체를 형성하는 단계; 및
상기 금속 알콕사이드계 함유 블록 공중합체를 제1보호층이 형성된 기판에 도포하여 상기 금속 알콕사이드계의 무기질 전구체를 상기 블록 공중합체의 소수성 고분자 또는 친수성 기능기를 갖는 고분자와 화학적으로 결합시킴으로써, 수십층의 고분자 유기층 및 무기층이 자가조립되어 교대로 배치되는 제2보호층을 형성하는 단계로 구성된 유기전계발광 표시소자 제조방법.Providing a substrate including a display area and a dummy area;
Forming a thin film transistor in each of a plurality of pixel areas of the display area of the substrate;
Forming a pixel electrode in a pixel area of the display area;
Forming an organic light emitting unit that emits light in a pixel region of the display area;
Forming a common electrode on the organic light emitting part;
Forming a first protective layer in the dummy area and the display area;
Mixing a hydrophobic polymer and a polymer having a hydrophilic functional group in a volume ratio of 0.4: 0.6-0.6: 0.4 to form a block copolymer;
Forming a metal alkoxide-based block copolymer by mixing the block copolymer and a metal alkoxide-based inorganic precursor in a solvent; And
By coating the metal alkoxide-based block copolymer on a substrate on which a first protective layer is formed, chemically bonding the metal alkoxide-based inorganic precursor with the hydrophobic polymer of the block copolymer or a polymer having a hydrophilic functional group, thereby allowing tens of layers of polymer A method of manufacturing an organic light emitting display device comprising the steps of forming a second protective layer in which organic layers and inorganic layers are self-assembled and alternately disposed.
반도체층을 형성하는 단계;
상기 반도체층이 형성된 기판에 제1절연층을 형성하는 단계;
제1절연층 위에 게이트전극을 형성하는 단계;
상기 게이트전극을 덮도록 기판 위에 제2절연층을 형성하는 단계; 및
제2절연층 위에 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.The method of claim 17, wherein the step of forming the thin film transistor,
Forming a semiconductor layer;
Forming a first insulating layer on the substrate on which the semiconductor layer is formed;
Forming a gate electrode on the first insulating layer;
Forming a second insulating layer on the substrate to cover the gate electrode; And
A method of manufacturing an organic light emitting display device comprising the step of forming a source electrode and a drain electrode on the second insulating layer.
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