KR102473646B1 - 배리어 필름, 편광판 및 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 무기입자가 가교 결합된 고분자로 이루어지는 배리어 필름을 제공한다.
따라서, 제조 방법이 단순한 수분 배리어 특성의 배리어 필름을 제공할 수 있고, 이를 이용하는 표시장치는 제조 원가가 절감되고 제조 공정이 단순하면서 수분에 의한 손상을 최소화할 수 있다.

Description

배리어 필름, 편광판 및 표시장치의 제조 방법{Method of fabricating barrier film, polarization plate and display device}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 외부 수분에 의한 표시소자의 손상을 방지할 수 있는 배리어 필름, 편광판 및 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 종래의 음극선관 표시장치(CRT)에 비해 박형, 경량화된 액정표시장치(liquid crystal display (LCD) device), 유기발광다이오드(organic light emitting diode (OLED)) 표시장치와 같은 평판표시장치가 활발하게 연구 및 제품화되고 있다.

도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치(1)는, 액정패널(10)과 상기 액정패널(10)의 양측에 위치하는 제 1 및 제 2 편광판(20, 30)과, 상기 제 1 편광판(20) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(40)을 포함할 수 있다.

도시하지 않았으나, 상기 액정패널(10)은 화소전극과 공통전극이 형성된 제 1 기판과, 상기 제 1 기판과 마주하는 제 2 기판 및 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함할 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 편광판(20, 30) 각각은 편광자와, 상기 편광자 양측에 위치하는 제 1 및 제 2 베이스 필름을 포함할 수 있다. 상기 제 1 편광판(20)의 흡수축(또는 투과축)은 상기 제 2 편광판(30)의 흡수축(또는 투과축)과 수직일 수 있다.

상기 백라이트 유닛(40)으로부터 빛이 상기 제 1 편광판(20)을 통해 액정패널(10)에 공급되며 화소전극과 공통전극 사이에 형성되는 전계(electric field)에 의해 액정층의 액정분자가 구동되고, 상기 제 2 편광판(30)을 통해 선택적으로 빛이 투과된다. 따라서, 액정표시장치(1)는 영상을 구현할 수 있다.

한편, 최근에는 액정패널(10)의 제 1 및 제 2 기판이 폴리이미드와 같이 플렉서블 특성을 가져 플렉서블 액정표시장치(1)가 제공된다.

그런데, 플렉서블한 기판은 수분 차단(moisture barrier) 특성이 낮기 때문에, 외부 수분이 액정패널(10) 내로 침투하여 표시 품질이 저하되는 문제가 발생하고 있다.

도 2는 종래 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 유기발광다이오드 표시장치(50)는, 베이스 기판(60)과, 상기 베이스 기판(60) 상에 위치하는 발광다이오드(70)와, 상기 유기발광다이오드(70) 상에 위치하는 인캡슐레이션 필름(80)을 포함한다.

상기 유기발광다이오드(70)는 수분에 매우 취약하기 때문에, 상기 인캡슐레이션 필름(80)은 상기 발광다이오드(70)를 덮고 수분 차단 역할을 한다.

예를 들어, 상기 인캡슐레이션 필름(80)은, 제 1 무기막(82), 유기막(84), 제 2 무기막(86)의 삼중층 구조를 갖는다.

이와 같은 인캡슐레이션 필름(80)에 의해 수분 침투 방지가 가능하나, 다층 구조이기 때문에 제조 공정이 복잡하고 제조 원가가 상승한다. 또한, 다층 구조 인캡슐레이션 필름(80)에 의해 유기발광다이오드 표시장치(50)의 두께가 증가하는 문제가 발생한다.

본 발명에서는, 외부 수분에 의한 표시 소자의 손상을 방지하면서 수분 배리어 필름에 의한 제조 원가 상승 및 표시장치의 두께 증가와 같은 문제를 해결하고자 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 저 분자 중합체를 가교시키고 가교 코어를 무기입자로 치환시킨 후 중합시켜 무기입자가 가교 결합된 고분자로 이루어지는 배리어 필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 저 분자 중합체와 무기 가교제를 반응시켜 무기입자-가교 중합체를 형성한 후 중합시킴으로써, 무기입자가 가교 결합된 고분자로 이루어지는 배리어 필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 방법에 의해 형성된 배리어 필름을 베이스 기재로 이용하는 편광판의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 편광판을 이용하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 전술한 편광판 또는 배리어 필름을 이용하는 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 배리어 필름은 폴리머 내에 무기입자가 가교 결합되는 구조를 갖기 때문에, 원하는 수분 차단 특성을 갖는 단일층 구조의 배리어 필름을 제공할 수 있다.

따라서, 배리어 필름의 제조 공정이 단순화되고 제조 원가가 절감된다.

또한, 배리어 필름을 편광판의 베이스 필름으로 이용함으로써 수분 차단 특성을 갖는 편광판을 제공할 수 있다. 이와 같은 편광판을 액정표시장치에 이용함으로써, 액정패널(표시패널)의 손상 없는 플렉서블 액정표시장치를 제공할 수 있다.

또한, 배리어 필름을 유기발광다이오드를 덮는 인캡슐레이션 필름으로 이용함으로써, 제조 원가가 절감되고 유기발광다이오드의 손상을 방지할 수 있는 유기발광다이오드 표시장치를 제공할 수 있다. 또한, 배리어 필름을 포함하는 편광판을 유기발광다이오드 상부에 부착하면, 인캡슐레이션 필름을 생략할 수 있기 때문에, 제조 원가가 더욱 절감된다.

도 1은 종래 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 종래 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 제 3 및 제 4 실시예에 따른 편광판의 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 제 4 따른 편광판의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 한 화소를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

본 발명은, 단량체를 제 1 온도에서 중합하여 저 분자 중합체를 형성하는 단계와, 제 2 온도에서 상기 저 분자 중합체를 가교시켜 가교 중합체를 형성하는 단계와, 제 3 온도에서 무기 입자를 첨가하여 상기 가교 중합체의 가교 코어를 상기 무기 입자로 치환시킴으로써 무기입자-가교 중합체를 형성하는 단계와, 제 4 온도에서 상기 무기입자-가교 중합체를 중합하여 고분자를 형성하는 단계를 포함하는 배리어 필름의 제조 방법을 제공한다.

다른 관점에서, 본 발명은, 단량체를 제 1 온도에서 중합하여 저 분자 중합체를 형성하는 단계와, 제 2 온도에서 가교제의 코어를 무기입자로 치환시켜 무기 가교제를 형성하는 단계와, 제 3 온도에서 상기 저 분자 중합체를 상기 무기 가교제로 가교시켜 무기입자-가교 중합체를 형성하는 단계와, 제 4 온도에서 상기 무기입자-가교 중합체를 중합하여 고분자를 형성하는 단계를 포함하는 배리어 필름의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 작을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3 온도는 상기 제 1 온도보다 작을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 제 3 온도는 상기 제 1 및 제 2 온도보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 제 4 온도는 상기 제 1 내지 제 3 온도보다 클 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 무기 가교제 형성 단계는 상기 저 분자 중합체 형성 단계 이전에 진행되거나, 상기 저 분자 중합체 형성 단계와 동시에 진행되거나, 상기 저 분자 중합체 형성 단계 이후에 진행될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 무기 입자는 상기 고분자에 대하여 10~50%의 중량비를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 가교제는 Si계, alkyl계, epoxy계, acryl계, ether계, ester계, peroxide계 물질로부터 선택되고, 상기 무기 입자는 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속불화물, 실리콘계 물질로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 방법에 있어서, 상기 저 분자 중합체는 N개의 단량체를 포함하고, N은 4 이상이고 20 이하일 수 있다.

또 다른 관점에서, 본 발명은, 편광필름을 형성하는 단계와, 상기 편광필름의 양 측에 제 1 및 제 2 배리어 필름을 부착하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 배리어 필름 중 적어도 하나는 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 의해 제조되는 편광판의 제조 방법을 제공한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은, 액정패널을 형성하는 단계와, 상기 액정패널의 일 측에 제 11 항의 방법에 의해 제조된 편광판을 부착하는 단계를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법을 제공한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은, 기판 상에 유기발광다이오드를 형성하는 단계와, 상기 유기발광다이오드를 덮도록 제 1 항 또는 제 2 항의 방법에 의해 제조된 배리어 필름을 상기 유기발광다이오드 상에 부착하는 단계를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법을 제공한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은, 기판 상에 유기발광다이오드를 형성하는 단계와, 상기 유기발광다이오드를 덮도록 제 11 항의 방법에 의해 제조된 편광판을 상기 유기발광다이오드 상에 부착하는 단계를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배리어 필름을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름은, 고분자 사슬(polymer chain)과 상기 고분자 사슬에 가교 결합되어 있는 무기 입자(inorganic particle)를 포함한다.

즉, 본 발명의 배리어 필름은 유-무기 하이브리드 방식의 필름이며, 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합됨으로써 높은 분산 균일성을 갖는다.

본 발명의 배리어 필름에서는, 고분자 사슬에 가교 결합된 무기 입자에 의해 수분 배리어 특성을 구현할 수 있고, 고분자에 의해 필름 형태를 가질 수 있다.

예를 들어, 상기 고분자 사슬은 셀룰로즈(cellulose)계 고분자, 아크릴(acryl)계 고분자, 에스트르(ester)계 고분자, 에틸렌(ethylene)계 고분자, 올레핀(olefin)계 고분자 중 어느 하나일 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자 사슬은, trieaceytyl cellulose (TAC), polymethyl metacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), high-density polyethylene (HDPE), low-density polyethylene (LDPE), cyclo-olefin polymer, polyimide, ethylene vinyl alcohol (EVOH) 중 어느 하나일 수 있다.

또한, 상기 무기 입자는 aluminum (Al), magnesium (Mg), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), gold (Au), copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), germanium (Ge), calcium (Ca), iron (Fe), cesium (Ce)와 같은 금속, 이들의 산화물, 질화물, 불화물 또는 실리카(silica), 실란(silane), 질화실리콘(SiN)과 같은 실리콘계 물질 중 하나일 수 있다.

상기 무기 입자는 고분자 기준으로 약 10~50%, 바람직하게는 약 15~20%의 중량비를 가질 수 있다. 무기 입자가 전술한 중량비보다 작으면 원하는 수분 차단 특성을 구현할 수 없고, 무기 입자가 전술한 중량비보다 크면 배리어 필름의 광학 특성, 예를 들어 투과율이 저하된다.

한편, 무기 입자가 고분자와 단순히 혼합되어 유-무기 하이브리드 형태의 배리어 필름을 이루는 경우, 무기 입자의 분산 균일도가 낮기 때문에 투과율과 같은 광학 특성이 저하된다. 또한, 무기 입자의 응집이 발생하는 경우, 배리어 필름의 반사율이 증가하여 광학 특성이 저하된다.

무기 입자의 분산도를 향상시키기 위해 분산제를 이용하더라도, 원하는 광학 특성을 만족시키는 분산 균일도를 구현하기에는 한계가 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름에서는, 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합됨으로써, 원하는 수분 차단 특성을 가지면서 높은 분산 균일도에 의해 광학 특성을 만족시킨다.

이와 같은 배리어 필름의 제조 방법에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름은, 저 분자 중합체를 형성하는 단계(ST110), 저 분자 중합체 가교 단계(ST120), 가교제의 코어를 무기입자로 치환하는 단계(ST130), 고분자 형성 단계(ST140), 필름 제조 단계(ST150)을 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다.

먼저, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST110)에서는, 단량체를 중합하여 저 분자 중합체가 형성된다. 예를 들어, 전순한 고분자 사슬을 이룰 수 있는 단위체인 단량체를 중합 개시제와 용매에 첨가한 후 반응시킴으로써, 저 분자 중합체를 형성한다.

개시제는 라디칼, 산 또는 염기일 수 있다. 예를 들어, 라디칼을 개시제로 이용하는 경우, 용매에 첨가하기 전에 열 또는 빛을 조사하여 라디칼을 형성한다.

예를 들어, 용매에 대하여 약 70~90 wt%의 단량체와 약 0.01~1 wt%의 개시제가 첨가될 수 있다.

상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST110)에 의해 제조된 저 분자 중합체는 중합된 N개의 단량체를 포함하며, 4≤N≤20일 수 있다. 예를 들어, 저 분자 중합체의 분자량은 40000보다 작을 수 있다.

N이 4보다 작으면 무기입자의 분산 균일도가 저하될 수 있고, N이 20보다 크면 무기물의 치환이 어렵게 된다.

즉, N이 4보다 작은 경우, 무기입자가 가교제의 코어와 치환이 일어나지만 무기입자의 치환이 랜덤한 위치에서 발생될 수 있기 때문에 최종 고분자에서 무기입자의 분산 균일도가 저하되며 투과율 등 배리어 필름의 광학 특성이 저하될 수 있다. 또한, N이 20보다 큰 경우, 저 분자 중합체의 길이 및 크기가 너무 커지기 때문에, 무기입자의 치환이 일어나기 어렵고 무기입자가 고분자에 단순히 혼합된 상태를 이룬다. 따라서, 배리어 필름의 투과율, 반사율과 같은 광학적 특성이 저하된다.

저 분자 중합체의 단량체 수(N) 조절을 위해, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST110)는 40~100℃의 제 1 온도에서 진행될 수 있다.

상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST110)가 제 1 온도보다 낮은 온도에서 진행되면, 단량체의 중합 반응이 어렵기 때문에 N이 4보다 작아질 수 있다. 또한, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST110)가 제 1 온도보다 높은 온도에서 진행되면, 단량체의 중합률이 증가하여 N이 20보다 커질 수 있다.

다음, 상기 저 분자 중합체 가교 단계(ST120)가 진행되며, 가교제 첨가 후 가열 공정에 의해 가교가 진행된다.

가교제는 Si계, alkyl계, epoxy계, acryl계, ether계, ester계, peroxide계 물질이 이용될 수 있다. 예를 들어, 가교제는 dimethylsiloxane, silicilic acid, dimethylacrylate, butadiene acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, isobutylene, butadiene, ethylene glycol, trimethylene oxide, caprolactone, valerolactone, dibenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5di(t-butylperoxy)-hexane, t-butylcumylperoxide 중에서 선택될 수 있다.

가교제는 저 분자 중합체 전체를 기준으로 약 15~50wt% 첨가될 수 있다. 가교제가 저 분자 중합체에 대하여 15 wt%보다 작으면 저 분자 중합체의 가교도가 낮아 배리어 특성 및 내구성이 저하될 수 있고, 가교제가 저 분자 중합체에 대하여 15 wt%보다 크면 가교도가 너무 높아 배리어 필름이 부서지기 쉽게 된다. (brittle)

상기 저 분자 중합체 가교 단계(ST120)는 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도에서 진행된다. 예를 들어 제 2 온도는 40~100℃일 수 있다.

제 2 온도가 제 1 온도보다 큰 경우 저 분자 중합체의 중합 반응이 진행되어(N>20), 무기 입자의 치환 또는 분산 균일도가 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 제 2 온도가 30℃보다 작은 경우 가교 반응의 진행이 어렵게 된다.

다음, 상기 가교제의 코어를 무기 입자로 치환하는 단계(ST130)가 진행됨으로써, 무기 입자-가교 중합체를 형성한다.

가교 중합체를 기준으로 약 10~50 wt%의 무기입자가 첨가되어 저 분자 중합체를 가교시킨 가교제의 코어가 무기입자로 치환된다. 무기입자는 가교된 가교 중합체를 기준으로 약 15~20%의 중량비를 갖는 것이 바람직하다.

상기 무기 입자는 aluminum (Al), magnesium (Mg), indium (In), tin (Sn), lead (Pb), gold (Au), copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), germanium (Ge), calcium (Ca), iron (Fe), cesium (Ce)와 같은 금속, 이들의 산화물, 질화물, 불화물 또는 실리카(silica), 실란(silane), 질화실리콘(SiN)과 같은 실리콘계 물질 중 하나일 수 있다.

가교 중합체를 기준으로 한 무기입자의 중량비가 상기한 조건보다 작으면 배리어 필름의 수분 차단(barrier) 특성이 저하되고 상기한 조건보다 크면 투과율과 같은 배리어 필름의 광학 특성이 저하된다.

이때, 가교 중합체를 기준으로 약 1~5 wt%의 분산제와 약 1~5 wt%의 산화방지제가 더 첨가될 수 있다. 분산제에 의해 무기입자의 분산 균일도가 증가하여 치환된 이후에도 무기입자의 분산 균일도가 더욱 증가한다. 또한, 금속과 같은 무기입자가 산화되어 배리어 필름의 광학 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 산화방지제가 이용될 수 있다.

분산제와 산화방지제의 중량비가 전술한 범위보다 커지면 분산제와 산화방지제가 불순물로 작용하여 배리어 필름의 광학 특성이 저하될 수 있다.

상기 가교제의 코어를 무기입자로 치환하는 단계(ST130)는 제 1 온도보다 낮은 제 3 온도에서 진행된다. 예를 들어 제 3 온도는 약 10~40℃일 수 있다.

제 3 온도가 10℃보다 작으면 무기입자의 치환이 일어나기 어렵다. 한편, 제 3 온도가 제 1 온도보다 크면 무기입자의 치환 반응보다 저 분자 중합체의 중합 반응이 우선적으로 진행되거나 무기입자의 치환 반응과 저 분자 중합체의 중합 반응이 경쟁적으로 진행된다. 따라서, 무기 입자의 치환 비율이 감소하여 무기 입자가 단순히 분산된 상태가 되어 배리어 필름의 특성이 저하될 수 있다.

가교제의 코어에 위치하는 산소, 실리콘, 질소와 같은 원소는 전기 음성도가 낮기 때문에, 산화수가 높은 금속 이온 및 금속 산화물 등 무기입자와의 반응성이 높고 치환 반응을 통해 화학적으로 더 안정한 상태가 된다. 따라서, 무기입자의 첨가 후 가열 공정에 의해 가교제의 코어 치환 반응이 일어난다.

다음, 상기 고분자 형성 단계(ST140)가 진행되어 무기 입자-가교 중합체가 추가로 중합되어 고분자가 형성된다.

상기 고분자 형성 단계(ST140)는 제 1 온도보다 큰 제 4 온도에서 진행된다. 예를 들어, 제 4 온도는 약 100~150℃일 수 있다.

고분자는 40000~600000의 분자량을 가질 수 있다. 고분자의 분자량이 40000보다 작으면 배리어 필름이 소프트해져서 내구성이 저하되고, 분자량이 600000보다 크면 배리어 필름이 부서지기 쉬운 상태가 된다. (brittle)

다음, 상기 필름 제조 단계(ST150)가 진행된다. 예를 들어, 약 140~190℃의 제 5 온도 조건에서 압출 공정이 진행됨으로써, 배리어 필름을 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 배리어 필름의 제조 공정을 설명하기 위한 플로우 차트이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름은, 저 분자 중합체를 형성하는 단계(ST210), 무기 가교제 형성 단계(ST220), 저 분자 중합체 가교 단계(ST230), 고분자 형성 단계(ST240), 필름 제조 단계(ST250)을 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다.

먼저, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST210)에서는, 단량체를 중합하여 저 분자 중합체가 형성된다. 예를 들어, 전술한 고분자 사슬을 이룰 수 있는 단위체인 단량체를 중합 개시제와 용매에 첨가한 후 반응시킴으로써, 저 분자 중합체를 형성한다.

개시제는 라디칼, 산 또는 염기일 수 있다. 예를 들어, 라디칼을 개시제로 이용하는 경우, 용매에 첨가하기 전에 열 또는 빛을 조사하여 라디칼을 형성한다.

예를 들어, 용매에 대하여 약 70~90 wt%의 단량체와 약 0.01~1 wt%의 개시제가 첨가될 수 있다.

상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST210)에 의해 제조된 저 분자 중합체는 중합된 N개의 단량체를 포함하며, 4≤N≤20일 수 있다. 예를 들어, 저 분자 중합체의 분자량은 40000보다 작을 수 있다.

N이 4보다 작으면 무기입자의 분산 균일도가 저하될 수 있고, N이 20보다 크면 무기물의 치환이 어렵게 된다.

즉, N이 4보다 작은 경우, 무기입자가 가교제의 코어와 치환이 일어나지만 무기입자의 치환이 랜덤한 위치에서 발생될 수 있기 때문에 최종 고분자에서 무기입자의 분산 균일도가 저하되며 투과율 등 배리어 필름의 광학 특성이 저하될 수 있다. 또한, N이 20보다 큰 경우, 저 분자 중합체의 길이 및 크기가 너무 커지기 때문에, 무기입자의 치환이 일어나기 어렵고 무기입자가 고분자에 단순히 혼합된 상태를 이룬다. 따라서, 배리어 필름의 투과율, 반사율과 같은 광학적 특성이 저하된다.

저 분자 중합체의 단량체 수(N) 조절을 위해, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST210)는 40~100℃의 제 1 온도에서 진행될 수 있다.

상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST210)가 제 1 온도보다 낮은 온도에서 진행되면, 단량체의 중합 반응이 어렵기 때문에 N이 4보다 작아질 수 있다. 또한, 상기 저 분자 중합체 형성 단계(ST210)가 제 1 온도보다 높은 온도에서 진행되면, 단량체의 중합률이 증가하여 N이 20보다 커질 수 있다.

다음, 상기 무기 가교제 형성 단계(ST220)가 진행된다.

용매를 기준으로 약 30~70 wt%의 가교제와, 약 10~50 wt%의 무기입자를 첨가하고 반응시킴으로써, 가교제의 core가 무기 입자로 치환된 무기 가교제가 형성된다.

상기 무기 가교제 형성 단계(ST220)는 약 10~40℃의 제 2 온도, 바람직하게는 상온 조건에서 진행될 수 있고, 무기 가교제를 형성한 이후, 건조 공정을 진행하여 용매를 제거한다. (약 80~100℃ 조건)

상기 무기 가교제 형성 단계(ST220)는 상기 저 분자 중합체를 형성하는 단계(ST210) 이전에, 동시에 또는 이후에 진행될 수 있다.

다음, 상기 저 분자 중합체 가교 단계(ST230)가 진행된다. 즉, 상기 저 분자 중합체를 형성하는 단계(ST210)에서 형성된 상기 저 분자 중합체와 상기 무기 가교제 형성 단계(ST220)에서 형성된 무기 가교제를 혼합하고 상기 제 1 및 제 2 온도보다 큰 제 3 온도에서 반응시켜 가교시킴으로써 무기입자-가교 중합체를 형성한다. 따라서, 무기 입자가 가교된 저 분자 중합체 사이에 결합된 상태가 된다.

상기 제 3 온도는 약 70~110℃일 수 있다. 상기 제 3 온도는 상기 제 1 및 제 2 온도, 특히 상기 제 1 온도보다 크기 때문에, 가교 반응과 함께 저 분자 중합체의 중합 반응이 진행되어 배리어 필름의 제조 공정 시간을 단축시킬 수 있다. 다만, 상기 제 3 온도가 너무 높으면(제 3 온도>110℃), 가교 반응보다 중합 반응이 너무 빨리 진행되어 무기 입자의 분산 균일도가 저하될 수 있다.

이때, 상기 저 분자 중합체를 기준으로, 약 1~5 wt%의 분산제와 약 1~5 wt%의 산화방지제가 더 첨가될 수 있다. 분산제에 의해 무기입자의 분산 균일도가 증가하여 치환된 이후에도 무기입자의 분산 균일도가 더욱 증가한다. 또한, 금속과 같은 무기입자가 산화되어 배리어 필름의 광학 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해 산화방지제가 이용될 수 있다.

분산제와 산화방지제의 중량비가 전술한 범위보다 커지면 분산제와 산화방지제가 불순물로 작용하여 배리어 필름의 광학 특성이 저하될 수 있다.

다음, 상기 고분자 형성 단계(ST240)가 진행된다.

상기 고분자 형성 단계(ST240)에 의해, 무기입자-가교 중합체가 추가로 중합되어 고분자가 형성된다. 상기 고분자 형성 단계(ST240)는 제 1 내지 제 3 온도보다 큰 제 4 온도에서 진행된다. 예를 들어, 제 4 온도는 약 100~150℃일 수 있다.

고분자는 40000~600000의 분자량을 가질 수 있다. 고분자의 분자량이 40000보다 작으면 배리어 필름이 소프트해져서 내구성이 저하되고, 분자량이 600000보다 크면 배리어 필름이 부서지기 쉬운 상태가 된다. (brittle)

다음, 상기 필름 제조 단계(ST250)가 진행된다. 예를 들어, 약 140~190℃의 제 4 온도 조건에서 압출 공정이 진행됨으로써, 배리어 필름을 얻을 수 있다.

배리어 필름의 제조

Azobisisobutyronitrile(AIBN)에 0.1wt%를 UV 조사시켜(50W 15min) 라디칼 생성하고, cyclohexane 용매에 용매를 기준으로 0.1 wt%의 AIBN, 90wt%의 MMA 단량체를 첨가하고 70℃ 온도 조건에서 반응시킴으로써, 저 분자 중합체를 형성하였다.

다음, 이소프로판올 용매에 이소프로판올 용매를 기준으로 60 wt%의 ethylene glycol dimethacrylate와 20wt%의 무기 입자(AlO₂)를 첨가하고 상온에서 반응시켜 무기 가교제를 합성하였다. 이후, 80℃ 온도 조건에서 1시간 동안 건조하였다.

다음, 합성된 저 분자 중합체 기준으로 25wt% 무기 가교제와 0.2wt%의 Irganox 1010, 3 wt%의 분산제를 혼합하고 85℃ 온도 조건에서교반하여 저 분자 중합체를 가교시켰다. 110℃로 승온하여 교반하고, 170℃에서 압출 후 50℃에서 3시간 건조하여 배리어 필름을 얻었다. (두께 80μm)

비교예

제 1 무기층(AlO₂, 500nm), 유기층(cyclo-olefin polymer, 50μm), 제 2 무기층(AlO₂, 500nm)을 순차 적층하여, 배리어 필름을 얻었다.

실험예와 비교예의 배리어 필름의 투과율과 투습도를 측정하여 표1에 기재하였다.

표1에서 보여지는 바와 같이, 단일층 구조를 갖는 본 발명의 배리어 필름은 삼중층 구조의 종래 배리어 필름(인캡슐레이션 필름)보다 높은 투과율을 가지며 유사한 투습도를 갖는다.

따라서, 본 발명에서는 제조 공정이 단순하고 우수한 광학 특성을 갖는 수분 배리어 필름이 제공된다.

도 6a 및 도 6b 각각은 본 발명의 제 3 및 제 4 실시예에 따른 편광판의 개략적인 단면도이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 편광판(100)은 편광자(편광필름, 110)와, 상기 편광자(110)의 일측에 위치하는 제 1 베이스 기재(120)와, 상기 편광자(110)의 타측에 위치하는 제 2 베이스 기재(130)를 포함한다.

상기 편광자(110)는 요오드 이온 또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 필름일 수 있다.

상기 제 1 베이스 기재(120)는 전술한 본 발명의 배리어 필름이며, 상기 제 2 베이스 기재(130)는 PET, TAC과 같은 물질로 이루어질 수 있다.

한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 편광판(200)은 편광자(편광필름, 210)와, 상기 편광자(210)의 일측에 위치하는 제 1 베이스 기재(220)와, 상기 편광자(210)의 타측에 위치하는 제 2 베이스 기재(230)를 포함한다.

상기 편광자(210)는 요오드 이온 또는 이색성 염료가 염착된 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA) 필름일 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230) 각각은 전술한 본 발명의 배리어 필름일 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름은 단일층 구조를 가지면서 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합되기 때문에, 제조 공정이 단순한 수분 배리어 특성의 편광판(100, 200)을 얻을 수 있다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 편광판의 제조 공정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 편광판(도6b의 200)은, 제1 공급부(212)와, 염색유닛(213), 연신유닛(214), 건조유닛(215), 제1 및 제2 코팅유닛(216a, 216b), 제2 공급부(222), 제3 공급부(232), 부착유닛(240), 경화유닛(250), 그리고 회수롤(260)을 포함하는 장비에 의해 제작될 수 있다.

먼저, 제 1 공급부(212)로부터 편광자(210)가 공급된다. 제 1 공급부(212)는 편광자(210)가 감긴 공급롤일 수 있으며, 편광자(210)를 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.

편광자(210)는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol: PVA)로 형성될 수 있다.

제 1 공급부(212)로부터 공급된 편광자(210)는 염색유닛(213)으로 전달되고, 염색유닛(213)에서 편광필름(210) 내에 요오드 이온을 염착시킨다. 이때, 요오드 이온의 염착을 위해 요오드화 칼륨 용액이 사용될 수 있다. 이와 달리, 편광자(210) 내에 이색성 염료를 염착시킬 수도 있다.

한편, 편광필름(210)은 염색유닛(213)으로 전달 전 증류수(de-ionized water) 등을 이용한 수세 공정을 거칠 수 있으며, 편광자(210)는 수세 공정을 통해 요오드 이온이 착제하기 쉽도록 팽윤될 수 있다.

이어, 요오드 이온이 염착된 편광자(210)는 연신유닛(210)으로 전달되고, 편광필름(210)은 연신유닛(214)에서 연신된다. 이때, 요오드 이온은 연신 방향으로 정렬하여 연신된 편광자(210)는 연신 방향으로 흡수축을 가지게 된다. 따라서, 연신된 편광자(210)는 흡수축과 평행한 방향으로 진동하는 빛은 흡수하고, 흡수축과 수직한 방향으로 진동하는 빛은 투과시킨다. 일례로, 편광자(210)는 길이 방향, 즉, 공정의 진행 방향(machine direction: MD)으로 연신될 수 있다.

한편, 염착된 편광자(210)를 붕산 수용액 중에서 연신함으로써 가교 단계를 함께 진행할 수 있다. 즉, 염착된 편광자(210)를 붕산 수용액에 침지하여 연신함으로써, 붕산은 요오드 이온이 염착된 편광자(210)의 고분자와 고분자 사이를 가교시켜 요오드 이온의 승화를 막는다. 가교 단계는 연신 단계와 별도로 진행될 수도 있다.

다음, 연신된 편광자(210)는 건조유닛(215)으로 전달되어 건조된다. 이때, 건조유닛(215)은 오븐을 포함할 수 있다.

다음, 건조된 편광자(210)는 제 1 및 제 2 코팅유닛(216a, 216b)으로 전달된다. 제 1 및 제 2 코팅유닛(216a, 216b)은 편광자(210)를 기준으로 마주대하며 이격되어 위치하고, 제 1 및 제 2 코팅유닛(216a, 216b)은 그 사이를 통과하는 편광자(210) 의 양면에 각각 접착제를 코팅한다. 이때, 접착제는 수계접착제 또는 자외선(ultraviolet: UV) 경화형 접착제가 사용될 수 있다.

이어, 접착제가 코팅된 편광자(210)는 부착유닛(240)으로 전달된다.

한편, 제 1 공급부(212)와 이격되어 제 2 공급부(222)가 배치되고, 제 2 공급부(222)로부터 제 1 베이스 기재(220)가 공급된다. 제 2 공급부(222)는 제 1 베이스 기재(220)가 감긴 공급롤일 수 있으며, 제 1 베이스기재(220)를 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.

제 1 베이스 기재(220)는 본 발명의 배리어 필름일 수 있다. 즉, 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합됨으로써, 원하는 수분 차단 특성을 가지면서 높은 분산 균일도에 의해 광학 특성을 만족시킨다.

다음, 제1 베이스 기재(220)는 부착유닛(240)으로 전달된다.

한편, 제 1 공급부(212)를 기준으로 제 2 공급부(222)의 반대쪽에는 제 1 공급부(212)와 이격되어 제 3 공급부(232)가 배치되고, 제 3 공급부(232)로부터 제 2 베이스기재(230)가 공급된다. 제 3 공급부(232)는 제 2 베이스 기재(230)가 감긴 공급롤일 수 있으며, 제 2 베이스 기재(230)를 이동시키기 위한 이동수단(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 이동수단은 공급롤에 회전력을 제공하는 모터일 수 있는데, 이동수단은 공급롤의 회전축에 직접 연결되거나, 풀리와 벨트 등을 통해 공급롤의 회전축에 연결될 수 있다.

제 2 베이스 기재(230)는 본 발명의 배리어 필름일 수 있다. 즉, 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합됨으로써, 원하는 수분 차단 특성을 가지면서 높은 분산 균일도에 의해 광학 특성을 만족시킨다.

다음, 제 2 베이스 기재(230)는 부착유닛(240)으로 전달된다.

한편, 제 1 베이스기재(220)와 제 2 베이스기재(230)는 부착유닛(240)으로 전달 전 세정 단계를 거칠 수 있다.

부착유닛(240)은 제 1 및 제 2 부착롤(242, 244)을 포함한다. 제 1 및 제 2 부착롤(242, 244)은 서로 이격되고 마주 대하여 위치할 수 있다. 또는, 제 1 및 제 2 부착롤(242, 244)은 서로 어긋나게 위치할 수도 있다.

부착유닛(240)으로 전달된 편광자(210)와, 편광자(210) 일측의 제 1 베이스 기재(220) 및 편광자(210) 타측의 제 2 베이스 기재(230)는 제 1 및 제 2 부착롤(242, 244) 사이를 통과하면서 가압되고, 편광자(210)의 양면에 코팅된 접착제에 의해 편광자(210)는 제1 및 제2 베이스기재(220, 230)와 서로 부착된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 접착제가 편광자(210)의 양면에 코팅된 것으로 설명하였으나, 접착제는 제 1 베이스 기재(220)와 제 2 베이스 기재(230)에 코팅될 수도 있다.

다음, 부착된 편광자(210)와 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230)는 경화유닛(250)으로 전달되고, 경화유닛(250)은 접착제를 경화한다. 접착제가 수계 접착제일 경우, 열에 의해 경화되고, UV 경화형 접착제일 경우 UV에 의해 경화된다. 이어, 편광자(210)와 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230)은 건조유닛(도시하지 않음)으로 전달되어, 건조 단계를 거칠 수 있다.

다음, 편광필름(210)과 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230)는 회수롤(260)로 전달되고, 회수롤(260)에 감겨질 수 있다.

한편, 앞선 실시예에서는 편광자(210)가 폴리비닐알코올로 이루어진 경우에 대하여 설명하였으나, 편광자(210)는 액정으로 이루어질 수도 있다.

즉, 편광자(210)는 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230) 중 하나에 염료와 함께 액정, 일례로, 반응성 메조겐(reactive mesogen)을 코팅하여 형성될 수도 있다. 이때, 편광자(210)와 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230) 중 하나 사이에는 배향막이 형성될 수 있으며, 편광자(210)와 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230) 중 나머지 사이에는 접착제가 형성될 수 있다.

한편, 도 6a에 도시된 편광판(100)은, 제 1 및 제 2 베이스 기재(120, 130) 중 어느 하나는 배리어 필름이고 다른 하나는 TAC 필름 등을 이용함으로써 제조될 수 있다.

이와 같이 형성된 편광판(200)은 제 1 및 제 2 베이스 기재(220, 230)이 수분 차단 특성을 갖는 배리어 필름이기 때문에, 본 발명에서는 수분 차단 특성을 갖는 편광판(200)을 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 유기발광다이오드 표시장치(300)는 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 위치하는 유기발광다이오드(D)와, 상기 유기발광다이오드(D)를 덮는 배리어 필름(320)을 포함한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 배리어 필름(320)은 고분자 사슬에 무기 입자가 가교 결합된 유-무기 하이브리드 배리어 필름이다. 따라서, 상기 배리어 필름(320)은 단일층 구조를 가지며 충분한 수분 침투 특성을 갖는다.

즉, 본 발명의 배리어 필름(320)은 도 4 또는 도 5를 통해 설명한 방법에 의해 제조되고, 기판(310) 상에 유기발광다이오드(D)를 형성한 후, 상기 유기발광다이오드(D)를 덮도록 상기 기판(310)에 부착된다.

도시하지 않았으나, 감압접착제(pressure sensitive adhesive)와 같은 접착층이 상기 유기발광다이오드(D)와 상기 인캡슐레이션 필름(320) 사이에 형성될 수 있다.

유기발광다이오드 표시장치의 한 화소를 보여주는 개략적인 단면도인 도 9를 참조하면, 기판(310) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성되고, 상기 박막트랜지스터(Tr) 상부에 이와 연결되는 유기발광다이오드(D)가 형성되며, 상기 유기발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(320)이 상기 유기발광다이오드(D)를 덮으며 상기 기판(310)에 부착된다.

기판(310) 상에 반도체층(330)을 형성한다. 예를 들어, 상기 기판(310)은 유리기판 또는 폴리이미드와 같은 플렉서블 기판일 수 있고, 상기 반도체층(330)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.

도시하지 않았으나, 상기 기판(310) 상에는 버퍼층이 형성되고, 상기 버퍼층 상에 반도체층(330)이 형성될 수도 있다.

상기 반도체층(330)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(330) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(330)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다.

상기 반도체층(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(332)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(332)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.

상기 게이트 절연막(332) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(340)이 반도체층(330)의 중앙에 대응하여 형성된다.

상기 게이트 전극(340) 상에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(342)이 형성된다. 층간 절연막(342)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.

상기 층간 절연막(342)과 상기 게이트 절연막(332)에 대하여 마스크 공정을 진행함으로써, 상기 반도체층(330)의 양측을 노출하는 반도체층 제 1 및 제 2 콘택홀(344, 346)을 형성한다. 제 1 및 제 2 콘택홀(344, 346)은 게이트 전극(340)의 양측에 게이트 전극(340)과 이격되어 위치한다.

상기 층간 절연막(342) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(350)과 드레인 전극(352)이 형성된다.

소스 전극(350)과 드레인 전극(352)은 상기 게이트 전극(340)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(344, 346)을 통해 상기 반도체층(330)의 양측과 접촉한다.

상기 반도체층(330)과, 상기 게이트전극(340), 상기 소스 전극(350), 상기 드레인전극(352)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.

상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(330)의 상부에 상기 게이트 전극(340), 상기 소스 전극(350) 및 상기 드레인 전극(352)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.

이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.

도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.

또한, 파워 배선이 상기 데이터 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.

상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(352)을 노출하는 드레인 콘택홀(356)을 갖는 보호층(354)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.

상기 보호층(354) 상에는 상기 드레인 콘택홀(356)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(352)에 연결되는 제 1 전극(370)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(370)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(370)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명의 유기발광다이오드 표시장치(300)이 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(370) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 보호층(354) 상에는 상기 제 1 전극(370)의 가장자리를 덮는 뱅크층(376)이 형성된다. 상기 뱅크층(376)은 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(370)의 중앙을 노출한다.

상기 제 1 전극(370) 상에는 유기 발광층(372)이 형성된다. 상기 유기 발광층(372)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(372)은 상기 제 1 전극(370) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.

상기 유기 발광층(372)이 형성된 상기 기판(310) 상부로 제 2 전극(374)이 형성된다. 상기 제 2 전극(374)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(374)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

상기 제 1 전극(370), 상기 유기발광층(372) 및 상기 제 2 전극(374)는 유기발광다이오드(D)를 이룬다.

상기 제 2 전극(374) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 배리어 필름(320)이 형성된다. 상기 배리어 필름(320)은 고분자 사슬에 무기 입자가 가교 결합된 유-무기 하이브리드 배리어 필름이다. 전술한 바와 같이, 배리어 필름(320)은 접착층(미도시)을 통해 유기발광다이오드(D)에 부착될 수 있다.

상기 배리어 필름(320)에서는, 무기 입자가 고분자 사슬에 가교 결합됨으로써, 원하는 수분 차단 특성을 가지면서 높은 분산 균일도에 의해 광학 특성을 만족시킨다.

따라서, 종래 무기층, 유기층, 무기층이 적층된 인캡슐레이션을 구비한 유기발광다이오드 표시장치에 비해, 제조 공정이 간단한 유기발광다이오드 표시장치(300)를 제공할 수 있다.

도시하지 않았으나, 상기 배리어 필름(320) 상에 또는 상기 기판(310) 외측에 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(미도시)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.

도 6a 또는 도 6b에 도시된 바와 같이, 편광판(100, 200)은 제 1 베이스 기재(120, 220)와 제 2 베이스 기재(130, 230) 중 적어도 어느 하나가 본 발명의 배리어 필름으로 이루어진다.

따라서, 배리어 필름(320)과 편광판(100, 200)을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치(300)는 외부 수분에 의한 유기발광다이오드의 손상을 최소화할 수 있다.

한편, 상기 편광판(100, 200)은 수분 배리어 특성을 갖기 때문에, 상기 배리어 필름(320) 없이 배리어 필름을 베이스 기재로 이용하는 편광판이 상기 유기발광다이오드(D)에 부착될 수도 있다.

도 10은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 액정표시장치의 개략적인 단면도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 액정표시장치(400)는 액정패널(410)과, 상기 액정패널(410)의 하부에 위치하는 제 1 편광판(420)과, 상기 액정패널(410)의 상부에 위치하는 제 2 편광판(430)을 포함한다. 도시하지 않았으나, 액정표시장치(400)는 상기 제 1 편광판(420) 하부에 위치하는 백라이트 유닛(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 액정패널(410)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(440, 480)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(440, 480) 사이에 개재되며 액정분자(492)를 포함하는 액정층(490)을 포함한다.

상기 제 1 및 제 2 기판(440, 480) 각각은 유리 기판 또는 폴리이미드와 같은 플렉서블 기판일 수 있다.

상기 제 1 기판(440) 상에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 도시 하지 않았으나, 상기 제 1 기판(410) 상에는 버퍼층이 형성되고, 상기 버퍼층 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성될 수도 있다.

상기 제 1 기판(410) 상에는 게이트 전극(442)이 형성되고, 상기 게이트 전극(442)을 덮으며 게이트 절연막(444)이 형성된다. 또한, 상기 제 1 기판(410) 상에는 상기 게이트 전극(442)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.

상기 게이트 절연막(444) 상에는 반도체층(446)이 상기 게이트 전극(442)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(446)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(446)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.

상기 반도체층(446) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(450)과 드레인 전극(452)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(450)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.

상기 게이트 전극(442), 상기 반도체층(446), 상기 소스 전극(450) 및 상기 드레인 전극(452)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.

상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(452)을 노출하는 드레인 콘택홀(456)을 갖는 보호층(454)이 형성된다.

상기 보호층(454) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(456)을 통해 상기 드레인 전극(452)에 연결되는 화소 전극(470)과, 상기 화소 전극(470)과 교대로 배열되는 공통 전극(472)이 형성된다.

상기 제 2 기판(480) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr), 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(미도시)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(482)이 형성된다.

상기 제 1 및 제 2 기판(440, 480)은 액정층(490)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(470)과 상기 공통 전극(472) 사이에서 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(490)의 액정분자(492)가 구동된다.

도시하지 않았으나, 상기 액정층(490)과 접하여 상기 제 1 및 제 2 기판(440, 480) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있다.

상기 제 1 편광판(420)은 상기 제 1 기판(440)의 외측에 부착되고, 상기 제 2 편광판(430)은 상기 제 2 기판(480)의 외측에 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 편광판(420, 430)은 접착층(미도시)을 통해 상기 제 1 및 제 2 기판(440, 480)에 각각 부착될 수 있다.

상기 제 1 편광판(420)의 흡수축(또는 투과축)은 상기 제 2 편광판(430)의 흡수축(또는 투과축)과 수직일 수 있다.

도 6a 또는 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 및 제 2 편광판(420, 430)에서, 제 1 베이스 기재(120, 220)와 제 2 베이스 기재(130, 230) 중 적어도 어느 하나가 본 발명의 배리어 필름으로 이루어진다.

즉, 상기 제 1 및 제 2 편광판(420, 430)의 베이스 기재는, 고분자 사슬에 무기 입자가 가교 결합된 유-무기 하이브리드 배리어 필름으로 형성됨으로써, 원하는 수분 차단 특성을 가지면서 높은 분산 균일도에 의해 광학 특성을 만족시킨다.

따라서, 제 1 및 제 2 기판(420, 430)이 수분 침투에 약한 폴리이미드와 같은 플렉서블 기판으로 이루어지더라도, 외부 수분에 의한 액정패널(410)의 손상을 방지할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 배리어 필름은 무기입자가 고분자 사슬에 가교 결합되어 형성됨으로써, 단일층 구조로 원하는 수분 배리어 특성을 가질 수 있다.

따라서, 배리어 필름을 이용하는 경우, 제조 원가가 절감되고 수분 침투에 의한 손상이 방지되는 편광판 및 표시장치를 제공할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100, 200, 420, 430: 편광판 110, 210: 편광필름
120, 130, 220, 230: 베이스 필름
300: 유기발광다이오드 표시장치
320: 배리어 필름 400: 액정표시장치

Claims (16)

1. 단량체를 제 1 온도에서 중합하여 저 분자 중합체를 형성하는 단계와;
   가교제를 첨가하고 제 2 온도에서 상기 저 분자 중합체를 가교시켜 가교 중합체를 형성하는 단계와;
   제 3 온도에서 무기 입자를 첨가하여 상기 가교 중합체의 가교제를 상기 무기 입자로 치환시킴으로써 무기입자-가교 중합체를 형성하는 단계와;
   제 4 온도에서 상기 무기입자-가교 중합체를 중합하여 고분자를 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 제 2 온도는 상기 제 1 온도보다 작은 배리어 필름의 제조 방법.
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 3 온도는 상기 제 1 온도보다 작은 배리어 필름의 제조 방법.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 무기 입자는 상기 고분자에 대하여 10~50%의 중량비를 갖는 배리어 필름의 제조 방법.
   
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 가교제는 Si계, alkyl계, epoxy계, acryl계, ether계, ester계, peroxide계 물질로부터 선택되고, 상기 무기 입자는 금속, 금속산화물, 금속질화물, 금속불화물, 실리콘계 물질로부터 선택되는 배리어 필름의 제조 방법.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 저 분자 중합체는 N개의 단량체를 포함하고, N은 4 이상이고 20 이하인 배리어 필름의 제조 방법.
    
11. 편광필름을 형성하는 단계와;
    상기 편광필름의 양 측에 제 1 및 제 2 배리어 필름을 부착하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 배리어 필름 중 적어도 하나는 제 1 항의 방법에 의해 제조되는 편광판의 제조 방법.
    
12. 액정패널을 형성하는 단계와;
    상기 액정패널의 일 측에 제 11 항의 방법에 의해 제조된 편광판을 부착하는 단계
    를 포함하는 액정표시장치의 제조 방법.
    
13. 기판 상에 유기발광다이오드를 형성하는 단계와;
    상기 유기발광다이오드를 덮도록 제 1 항의 방법에 의해 제조된 배리어 필름을 상기 유기발광다이오드 상에 부착하는 단계
    를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법.
    
14. 기판 상에 유기발광다이오드를 형성하는 단계와;
    상기 유기발광다이오드를 덮도록 제 11 항의 방법에 의해 제조된 편광판을 상기 유기발광다이오드 상에 부착하는 단계
    를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치의 제조 방법.
    
15. 단량체를 제 1 온도에서 중합하여 저 분자 중합체를 형성하는 단계와;
    가교제를 첨가하고 제 2 온도에서 상기 저 분자 중합체를 가교시켜 가교 중합체를 형성하는 단계와;
    제 3 온도에서 무기 입자를 첨가하여 상기 가교 중합체의 가교제를 상기 무기 입자로 치환시킴으로써 무기입자-가교 중합체를 형성하는 단계와;
    제 4 온도에서 상기 무기입자-가교 중합체를 중합하여 고분자를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제 3 온도는 상기 제 1 온도보다 작은 배리어 필름의 제조 방법.
    
16. 제 1 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 4 온도는 상기 제 1 온도보다 큰 배리어 필름의 제조 방법.
    

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