본 논문에서는 organic light-emitting diodes(OLED) 플렉서블 디스플레이의 라미네이션 공정에서 사용하는 슬릿 코터와 화소 형성 공정에서 사용하는 잉크젯 프린팅 방법에 대해서 연구하였다. 라미네이션 공정은 디스플레이를 제조하는데 있어 매우 핵심적인 공정이다. 디스플레이 ...
본 논문에서는 organic light-emitting diodes(OLED) 플렉서블 디스플레이의 라미네이션 공정에서 사용하는 슬릿 코터와 화소 형성 공정에서 사용하는 잉크젯 프린팅 방법에 대해서 연구하였다. 라미네이션 공정은 디스플레이를 제조하는데 있어 매우 핵심적인 공정이다. 디스플레이 모듈과 윈도우 커버 글래스를 합착하는 라미네이션 공정은 Optically Clear Resin(OCR)이나 Optically Clear Adhesive(OCA)를 사용하는 두 가지 공정 방법이 있다. OCR 라미네이션 공정은 OCA 라미네이션 공정에 비해 재료의 단가가 저렴하고 더 얇은 두께에서 라미네이션이 가능하다는 장점이 있다. OCR 라미네이션을 하기 위해서는 슬릿 코터를 이용해 기판 위에 OCR을 코팅해야 한다. 기존의 OCR 라미네이션 공정에서는 디스플레이 기판의 폭이 일정한 사각형 형태에 코팅을 진행했다. 플렉서블 디스플레이용 기판에 OCR 공정을 적용하려면 기존의 슬릿 코터에서 토출 균일도를 향상시키고 토출부의 폭이 가변할 수 있는 개선이 필요하다. 슬릿 코터의 토출 균일도를 향상시키기 위해서 슬릿 코터 내부에 Reverse Droplet Shape(RDS) 홀을 설계하여 슬릿 코터 내부 압력의 재분배를 유도하였다. RDS 홀의 설계를 통하여 압력의 토출 균일도는 6.5%, 속도 균일도는 5.0% 향상되었다. 슬릿 코터의 토출부 폭을 가변하기 위해서 슬릿 코터 양 옆 부분으로 탭이 삽입될 수 있는 Dynamic 슬릿 코터를 설계하였다. Dynamic 슬릿 코터는 OCR 라미네이션을 진행하면서 토출부의 폭을 가변하여도 동일한 압력으로 코팅이 가능하다. Dynamic 슬릿 코터에서 토출부의 압력과 속도의 균일도를 향상시키기 위해 탭의 높이를 최적화 설계하였고 기존 슬릿 코터와 비교해서 토출 균일도가 10%이상 향상되었다. 또한, OCR 패턴 라미네이션에서도 사용할 수 있고 RGB 화소 형성에 사용하는 잉크젯 프린팅 방법의 공정 최적화를 진행하였다. 잉크젯 프린팅 방법의 시뮬레이션 해석을 통해 RGB 화소를 형성하기 위한 잉크의 물성과 노즐의 물성에 대해 최적화하였다. 잉크의 밀도, 점도, 표면 장력과 노즐의 토출부 지름, 노즐 내벽과 외벽의 표면 장력, 피에조 소자에 가해지는 전압, 주파수에 대해 토출되는 잉크의 양에 대해 상관관계를 구하였다. 안정적인 토출을 위한 stable drop number(Z)를 최적화 하였을 때, Z=2.46의 물성에서 하나의 드랍렛으로 토출하여 안정적인 토출 결과를 확보하였다. 마지막으로, 잉크젯 프린팅에 사용하는 헤드의 새로운 구조를 설계하여 기존의 토출 특성은 유지하며 피에조 소자에서 가해주는 힘을 증가시키는 구조를 설계하였다. 새로운 독자 구조를 갖는 잉크젯 프린팅 헤드는 2-way bend type 구조로 설계하였고, 구동 전압 20V이상에서 0.3pm3의 드랍렛 볼륨과 9m/s이상의 토출 특성을 확보하는 특성을 가진다. 결과적으로, 위와 같은 OLED 플렉서블 디스플레이 공정에서 사용하는 슬릿 코터 및 잉크젯 프린팅 공정에 대하여 최적화 연구를 진행하였다. 이것은 기존의 OCR 라미네이션 공정에서 슬릿 코터를 이용하여 플렉서블 디스플레이에서도 적용을 가능하게 하며, 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 RGB 화소 형성 공정을 보완할 수 있다. 따라서, 본 연구는 플렉서블 디스플레이 라미네이션 공정 및 RGB 화소 형성 공정에 적용 가능한 기술로, 향후 관련 기술 발전에 파급 효과가 있을 것으로 기대된다.
본 논문에서는 organic light-emitting diodes(OLED) 플렉서블 디스플레이의 라미네이션 공정에서 사용하는 슬릿 코터와 화소 형성 공정에서 사용하는 잉크젯 프린팅 방법에 대해서 연구하였다. 라미네이션 공정은 디스플레이를 제조하는데 있어 매우 핵심적인 공정이다. 디스플레이 모듈과 윈도우 커버 글래스를 합착하는 라미네이션 공정은 Optically Clear Resin(OCR)이나 Optically Clear Adhesive(OCA)를 사용하는 두 가지 공정 방법이 있다. OCR 라미네이션 공정은 OCA 라미네이션 공정에 비해 재료의 단가가 저렴하고 더 얇은 두께에서 라미네이션이 가능하다는 장점이 있다. OCR 라미네이션을 하기 위해서는 슬릿 코터를 이용해 기판 위에 OCR을 코팅해야 한다. 기존의 OCR 라미네이션 공정에서는 디스플레이 기판의 폭이 일정한 사각형 형태에 코팅을 진행했다. 플렉서블 디스플레이용 기판에 OCR 공정을 적용하려면 기존의 슬릿 코터에서 토출 균일도를 향상시키고 토출부의 폭이 가변할 수 있는 개선이 필요하다. 슬릿 코터의 토출 균일도를 향상시키기 위해서 슬릿 코터 내부에 Reverse Droplet Shape(RDS) 홀을 설계하여 슬릿 코터 내부 압력의 재분배를 유도하였다. RDS 홀의 설계를 통하여 압력의 토출 균일도는 6.5%, 속도 균일도는 5.0% 향상되었다. 슬릿 코터의 토출부 폭을 가변하기 위해서 슬릿 코터 양 옆 부분으로 탭이 삽입될 수 있는 Dynamic 슬릿 코터를 설계하였다. Dynamic 슬릿 코터는 OCR 라미네이션을 진행하면서 토출부의 폭을 가변하여도 동일한 압력으로 코팅이 가능하다. Dynamic 슬릿 코터에서 토출부의 압력과 속도의 균일도를 향상시키기 위해 탭의 높이를 최적화 설계하였고 기존 슬릿 코터와 비교해서 토출 균일도가 10%이상 향상되었다. 또한, OCR 패턴 라미네이션에서도 사용할 수 있고 RGB 화소 형성에 사용하는 잉크젯 프린팅 방법의 공정 최적화를 진행하였다. 잉크젯 프린팅 방법의 시뮬레이션 해석을 통해 RGB 화소를 형성하기 위한 잉크의 물성과 노즐의 물성에 대해 최적화하였다. 잉크의 밀도, 점도, 표면 장력과 노즐의 토출부 지름, 노즐 내벽과 외벽의 표면 장력, 피에조 소자에 가해지는 전압, 주파수에 대해 토출되는 잉크의 양에 대해 상관관계를 구하였다. 안정적인 토출을 위한 stable drop number(Z)를 최적화 하였을 때, Z=2.46의 물성에서 하나의 드랍렛으로 토출하여 안정적인 토출 결과를 확보하였다. 마지막으로, 잉크젯 프린팅에 사용하는 헤드의 새로운 구조를 설계하여 기존의 토출 특성은 유지하며 피에조 소자에서 가해주는 힘을 증가시키는 구조를 설계하였다. 새로운 독자 구조를 갖는 잉크젯 프린팅 헤드는 2-way bend type 구조로 설계하였고, 구동 전압 20V이상에서 0.3pm3의 드랍렛 볼륨과 9m/s이상의 토출 특성을 확보하는 특성을 가진다. 결과적으로, 위와 같은 OLED 플렉서블 디스플레이 공정에서 사용하는 슬릿 코터 및 잉크젯 프린팅 공정에 대하여 최적화 연구를 진행하였다. 이것은 기존의 OCR 라미네이션 공정에서 슬릿 코터를 이용하여 플렉서블 디스플레이에서도 적용을 가능하게 하며, 잉크젯 프린팅 방법을 이용하여 RGB 화소 형성 공정을 보완할 수 있다. 따라서, 본 연구는 플렉서블 디스플레이 라미네이션 공정 및 RGB 화소 형성 공정에 적용 가능한 기술로, 향후 관련 기술 발전에 파급 효과가 있을 것으로 기대된다.
In this study, the slit coater used in the lamination process of the OLED flexible display and the inkjet printing method used in the pixel formation process were studied. The lamination process is a very core process in manufacturing a display. The lamination process for attaching the display modul...
In this study, the slit coater used in the lamination process of the OLED flexible display and the inkjet printing method used in the pixel formation process were studied. The lamination process is a very core process in manufacturing a display. The lamination process for attaching the display module and window cover glass has two process methods using Optically Clear Resin (OCR) or Optically Clear Adhesive (OCA). Compared to the OCA lamination process, the OCR lamination process has the advantage that the unit cost of materials is lower and lamination is possible at a thinner thickness. To perform OCR lamination, OCR must be coated on the substrate using a slit coater. In the existing OCR lamination process, the coating was performed on a rectangular shape with a constant width of the display substrate. In order to apply the OCR process to substrates for flexible displays, it is necessary to improve discharge uniformity and change the width of the discharge part in existing slit coaters. In order to improve the discharge uniformity of the slit coater, a Reverse Droplet Shape (RDS) hole was designed inside to induce redistribution of pressure caused by OCR injected into the slit coater. Through the design of the RDS hole, a slit coater with improved pressure discharge uniformity by 6.5% and speed uniformity by 5.0% was designed. In order to change the width of the discharge part of the slit coater, a dynamic slit coater was designed in which tabs can be inserted into both sides of the slit coater. The dynamic slit coater enables coating with the same pressure even when the width of the discharge part is changed while OCR lamination is in progress. In the dynamic slit coater, the tab height was optimized to improve the pressure and speed uniformity of the discharge part, and the discharge uniformity was improved by more than 10% compared to the existing slit coater. Process optimization of the inkjet printing method, which can also be used in OCR pattern lamination and is used for forming RGB pixels, was carried out. Through the simulation analysis of the inkjet printing method, the physical properties of the ink and the nozzle for forming RGB pixels were optimized. The correlation between the density, viscosity, and surface tension of the ink and the diameter of the ejection part of the nozzle, the surface tension of the inner and outer walls of the nozzle, the voltage applied to the piezo element, and the amount of ink ejected with respect to the frequency was obtained. When the Stable drop number (Z) for stable ejection was optimized, a stable ejection result was secured by ejecting as one droplet with the property of Z=2.46. By designing a new structure of the head used for inkjet printing, a structure was designed to increase the force applied by the piezo element while maintaining the existing ejection characteristics. The inkjet printing head with a new proprietary structure is designed in a 2-way bend type structure, and has the characteristics of securing a droplet volume of 0.3pm3 and discharge characteristics of 9m/s or more at a driving voltage of 20V or higher. Optimization studies were conducted on the slit coater and inkjet printing process used in the above OLED flexible display process.
In this study, the slit coater used in the lamination process of the OLED flexible display and the inkjet printing method used in the pixel formation process were studied. The lamination process is a very core process in manufacturing a display. The lamination process for attaching the display module and window cover glass has two process methods using Optically Clear Resin (OCR) or Optically Clear Adhesive (OCA). Compared to the OCA lamination process, the OCR lamination process has the advantage that the unit cost of materials is lower and lamination is possible at a thinner thickness. To perform OCR lamination, OCR must be coated on the substrate using a slit coater. In the existing OCR lamination process, the coating was performed on a rectangular shape with a constant width of the display substrate. In order to apply the OCR process to substrates for flexible displays, it is necessary to improve discharge uniformity and change the width of the discharge part in existing slit coaters. In order to improve the discharge uniformity of the slit coater, a Reverse Droplet Shape (RDS) hole was designed inside to induce redistribution of pressure caused by OCR injected into the slit coater. Through the design of the RDS hole, a slit coater with improved pressure discharge uniformity by 6.5% and speed uniformity by 5.0% was designed. In order to change the width of the discharge part of the slit coater, a dynamic slit coater was designed in which tabs can be inserted into both sides of the slit coater. The dynamic slit coater enables coating with the same pressure even when the width of the discharge part is changed while OCR lamination is in progress. In the dynamic slit coater, the tab height was optimized to improve the pressure and speed uniformity of the discharge part, and the discharge uniformity was improved by more than 10% compared to the existing slit coater. Process optimization of the inkjet printing method, which can also be used in OCR pattern lamination and is used for forming RGB pixels, was carried out. Through the simulation analysis of the inkjet printing method, the physical properties of the ink and the nozzle for forming RGB pixels were optimized. The correlation between the density, viscosity, and surface tension of the ink and the diameter of the ejection part of the nozzle, the surface tension of the inner and outer walls of the nozzle, the voltage applied to the piezo element, and the amount of ink ejected with respect to the frequency was obtained. When the Stable drop number (Z) for stable ejection was optimized, a stable ejection result was secured by ejecting as one droplet with the property of Z=2.46. By designing a new structure of the head used for inkjet printing, a structure was designed to increase the force applied by the piezo element while maintaining the existing ejection characteristics. The inkjet printing head with a new proprietary structure is designed in a 2-way bend type structure, and has the characteristics of securing a droplet volume of 0.3pm3 and discharge characteristics of 9m/s or more at a driving voltage of 20V or higher. Optimization studies were conducted on the slit coater and inkjet printing process used in the above OLED flexible display process.
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