KR101255301B1 - 플렉서블 디스플레이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글래스 기판 상에 점착한 상태로 플렉서블 디스플레이를 제조 후에 상기 글래스 기판으로부터 플렉서블 디스플레이를 이물의 발생이나 손상없이 탈착할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 관한 것으로, 글래스 기판 상에 점착층을 형성하는 단계와, 상기 점착층 상에 플렉서블 기판을 형성하는 단계 및 상기 점착층에 약액을 주입하여, 상기 플렉서블 기판과 상기 점착층 사이의 계면의 점성을 약화시켜 상기 플렉서블 기판을 상기 글래스 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
탈착, 플렉서블 디스플레이, NMP(N-methylpyrrolidone), 솔벤트(solvent), 필링(peeling)
Description
도 1은 글래스 기판 상에 플렉서블 디스플레이가 점착된 상태를 나타낸 단면도
도 2a 내지 도 2d는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도
도 3은 플렉서블 디스플레이의 글래스 기판으로부터의 탈착 후 금속 이물이 발생된 상태를 나타낸 사진
도 4는 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 탈착 방법을 나타낸 공정 단면도
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 플렉서블 디스플레이는 점착층의 다른 구성을 나타낸 단면도
도 6은 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법으로 탈착된 플렉서블 기판을 나타낸 사진
*도면의 주요 부분을 나타내는 부호의 설명*
310 : 글래스 기판 320 : 점착층
400 : 플렉서블 기판
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로 특히, 글래스 기판 상에 점착한 상태로 플렉서블 디스플레이를 제조 후에 상기 글래스 기판으로부터 플렉서블 디스플레이를 이물의 발생이나 손상없이 탈착할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근의 정보화 사회에서 디스플레이는 시각 정보 전달매체로서 그 중요성이 더 한층 강조되고 있으며, 향후 주요한 위치를 점하기 위해서는 저소비전력화, 박형화, 경량화, 고화질화 등의 요건을 충족시켜야 한다.
상기 디스플레이는 자체가 빛을 내는 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT), 전계발광소자(Electro Luminescence: EL), 진공 형광표시장치(Vacuum Fluorescent Display), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel) 등의 발광형과 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD)와 같이 자체가 빛을 내지 못하는 비발광형으로 나눌 수 있다.
한편, 표시장치를 접거나 말아서 넣더라도 손상되지 않는 플렉서블 디스플레이(flexible Display)가 디스플레이 분야의 새로운 기술로 떠오를 전망이다.
지금까지 플렉서블 디스플레이 구현에 다양한 장애들이 존재하고 있으나, 이를 해결하기 위한 노력이 제기되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이는 박막트랜지스터(TFT: Thin Film Transistor) 등과 같은 구동 소자를 포함하는 액정표시장치나 유기EL(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 등에 적용될 수 있을 것이다.
이러한 플렉서블 디스플레이는 두루마리 디스플레이(rolling display)로 불 리는데, 이러한 플렉서블 디스플레이(flexible display)는 플라스틱 등의 얇은 기판에 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 손상되지 않는 것으로 차세대 디스플레이의 하나이며, 현재는 1㎜ 이하로 얇게 만들 수 있는 유기 EL 및 액정표시소자가 유망하다.
이러한 플렉서블 디스플레이를 구현하기 위해서는 플라스틱(plastic)이나 금속 호일(metal foil) 같은 유연한 기판을 사용하는 것이 필수적이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 플렉서블 디스플레이는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 평판 표시 장치를 플렉서블(flexible)하게 제작하기 위해서는 플라스틱 기판과 같은 유연한 기판을 사용해야 하는데, 플렉서블 디스플레이는 기판이 유연하기 때문에, 플렉서블 기판 상부에 소자를 형성할 경우, 소자 형성 공정에 인가되는 열이나 압력에 의해 휘거나 변성될 수 있고, 심한 경우에는 파손의 위험이 있기 때문에, 소정의 평탄한 판상에 제조 공정이 이루어져야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 글래스 기판 상에 점착한 상태로 플렉서블 디스플레이를 제조 후에 상기 글래스 기판으로부터 플렉서블 디스플레이를 이물의 발생이나 손상없이 탈착할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 제공하는 데, 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 글래스 기판 상에 점착층을 형성하는 단계와, 상기 점착층 상에 플렉서블 기판을 형성하는 단계 및 상기 점착층에 약액을 주입하여, 상기 플렉서블 기판과 상기 점착층 사이의 계면의 점성을 약화시켜 상기 플렉서블 기판을 상기 글래스 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하여 이루어짐에 그 특징이 있다.
상기 약액은 아세톤, NMP(N-methylpyrrolidone) 및 솔벤트 중 어느 하나이다.
상기 플렉서블 기판을 상기 점착층 상에 형성 후, 상기 플렉서블 기판 상에 어레이를 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 점착층은 단일층이다. 이 때, 상기 점착층은 상기 플렉서블 기판과의 계면에서의 점성이 상기 글래스 기판과의 계면에서의 점성보다 작다.
혹은 상기 점착층은 복수개의 층으로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 점착층은 기재와, 상기 기재 하부에 상기 플렉서블 기판과 접하는 제 1 점착제와, 상기 기재 상부에 상기 글래스 기판과 접하는 제 2 점착제로 이루어지며, 상기 제 1 점착제가 상기 제 2 점착제에 비해 상대적으로 약한 점성을 갖는다.
한편, 상술한 바와 같이, 각각 점착층의 글래스 기판과 플렉서블 기판간의 계면에서의 성질을 달리함으로써, 분리가 이루어질 수도 있고, 상기 점착층에 약액을 주입시 상기 점착층을 녹여 플렉서블 기판의 글래스 기판으로부터의 분리가 이루어질 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 살펴본다.
도 1은 글래스 기판 상에 플렉서블 디스플레이가 점착된 상태를 나타낸 단면 도이다.
일반적으로 플렉서블 디스플레이(flexible display)가 형성되는 플렉서블 기판(flexible substrate)은 플라스틱(plastic) 성분이나 금속 호일(metal foil)로 열이나 압력에 대해 변성이 일어날 수 있는 여지가 커, 도 1과 같이, 플렉서블 디스플레이의 제조 공정에서는 플렉서블 기판(12)은 그 하면을 글래스 기판(glass substrate)(10) 상에 부착한 상태로 공정을 진행한다. 이와 같이, 글래스 기판(10) 상에 공정을 진행하게 되면, 플렉서블 기판에 변형이 일어남을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 글래스 기판 상에 박막 트랜지스터 등의 어레이 공정을 진행하는 공정 라인을 그대로 플렉서블 기판 상에도 이용 가능하여, 별도의 공정 라인을 제조하지 않아도 되는 이점이 있다.
이 때, 글래스 기판(10)은 공정 중에 상기 플렉서블 기판(12)이 밀리거나 일어남을 방지하기 위해, 상기 글래스 기판(10)과 플렉서블 기판(12) 사이에 접착층(11)을 개재하여 공정이 이루어진다. 즉, 도 1과 같이, 플렉서블 디스플레이는 글래스 기판(10) 상에 점착층(11)을 개재하여 플렉서블 기판(12)을 접착시켜, 상기 플렉서블 기판(12) 상에 박막 트랜지스터를 포함한 어레이를 형성하여 제조된다.
이와 같이, 점착제(또는 점착층)를 이용한 반송 기술을 점착 반송 기술이라 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 이러한 점착 반송 기술을 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법의 일예에 대하여 살펴본다.
도 2a 내지 도 2d는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 나타낸 공정 단면도 이다.
도 2a와 같이, 글래스 기판(100) 상에 얇은 층으로 점착층(110)을 증착한다.
도 2b와 같이, 상기 점착층(110) 상부를 지나도록 롤러(200)를 이용하여 플렉서블 기판(120)을 증착한다. 이러한 상기 플렉서블 기판(120)은 금속 호일(metal foil)이나 플라스틱 기판과 같은 연성의 기판을 이용한다.
도 2c와 같이, 상기 플렉서블 기판(120) 상에 박막 트랜지스터를 포함한 박막 트랜지스터 어레이 형성 공정을 진행한다.
여기서, 박막 트랜지스터 어레이 형성 공정은 다음과 같다.
먼저, 상기 플렉서블 기판(120) 상에 소정 부위에 게이트 전극(121a)이 돌출된 형상을 갖는 게이트 라인(미도시)을 형성한다. 이러한 게이트 라인을 일 방향으로 형성된다.
이어, 상기 게이트 전극(121a)을 포함한 상기 플렉서블 기판(120) 상에 게이트 절연막(122)을 형성한다.
이어, 상기 게이트 절연막(122) 상부에 상기 게이트 전극(121a)의 상부에 대응되는 부위에 반도체층(123)을 형성한다.
이어, 상기 반도체층(123)의 양측에 서로 이격된 소오스/드레인 전극(124a/124b)을 형성하고, 동시에 상기 소오스 전극(124a)을 돌출된 형상으로 갖는 데이터 라인(미도시)을 형성한다. 여기서, 상기 데이터 라인은 상기 게이트 라인과 교차하는 방향으로 형성한다.
이어, 상기 데이터 라인 및 소오스/드레인 전극(124a/124b)을 포함한 상기 게이트 절연막(122) 전면에 보호막(125)을 형성한 후, 상기 드레인 전극(124b)의 상부 소정 부위를 노출시키도록 상기 보호막(125)을 선택적으로 제거하여 보호막 홀(125a)을 형성한다.
이어, 상기 보호막 홀을 채우며, 상기 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 정의되는 화소 영역에 대응되는 형상의 화소 전극(126)을 형성한다.
이와 같이, 플렉서블 기판(120) 상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성한 후에는 상기 플렉서블 기판(120) 하측의 점착층(110)으로부터 상기 플렉서블 기판(120)을 탈착하게 되는데, 이러한 탈착 과정에서 상기 플렉서블 기판(120)과 상기 점착층(110)의 계면간의 분리만 이루어지는 것이 아니라, 도 2d와 같이, 상기 플렉서블 기판(120) 상에 형성되는 박막 트랜지스터 어레이 구성 요소간에도 분리가 발생될 수 있는 문제가 있다. 즉, 물리적인 힘을 가하여, 점착층(110)으로부터 상기 플렉서블 기판(120)을 떼어내게 되면, 과정 중에 외력에 의해 글래스 기판(100)에 파손이 발생될 수 있고, 또한, 이미 완성된 박막 트랜지스터 어레이 구조물의 필링(peeling) 현상이 발생될 수 있다.
도 3은 플렉서블 디스플레이의 글래스 기판으로부터의 탈착 후 금속 이물이 발생된 상태를 나타낸 사진이다.
도 3과 같이, 예를 들어, 플렉서블 기판이 금속 박막인 경우, 플렉서블 디스플레이를 글래스 기판으로부터 탈착하게 되면, 글래스 기판(도면 상에서는 글래스 기판이 비스듬히 세워져 있는 상태로 도시) 면에서 금속박편이 일어난다거나 플렉서블 디스플레이 내의 금속층에서의 금속층이 필링(peeling)되는 문제점이 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 상기 플렉서블 기판을 플라스틱 성분으로 할 경우에도 마찬가지로, 플렉서블 기판을 상기 글래스 기판으로부터 떼어낼 경우 물리적인 외력을 가하게 되므로, 이 과정에서 상기 플렉서블 기판 상에 형성된 층들간의 분리가 발생할 수 있게 된다.
이와 같이, 박편이 일어나거나 금속층의 필링이 발생할 경우에는 완성된 플렉서블 디스플레이를 정상적으로 이용하기가 곤란하며, 이러한 필링이나 박편이 나타나는 플렉서블 디스플레이는 파기하는 경우가 많다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 탈착 방법을 나타낸 공정 단면도이다.
도 4와 같이, 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에서 이용하는 탈착 방법은 다음과 같다.
스테이지(300) 상에 점착층(320)을 개재하여 플렉서블 디스플레이(400)가 개재된 글래스 기판(310)이 반송된다. 이러한 글래스 기판(310) 상의 상기 플렉서블 디스플레이(400)는 상기 도 2a 내지 도 2c와 같은 공정으로 박막 트랜지스터 어레이가 플렉서블 기판 상에 형성된 상태이다.
이어, 상기 점착층(320) 내로, 아세톤(acetone) 또는 NMP(N-methylpyrrolidone) 혹은 솔벤트(solvent)와 같이 플렉서블 디스플레이(400)의 배면으로부터 분리시킬 수 있는 약액(450)을 주입하여 상기 플렉서블 디스플레이 (400)를 점착층(320) 및 글래스 기판(310)으로부터 분리한다.
이 때, 상기 약액(450)의 주입은 약액 주입기(500)를 통하여 이루어지며, 상기 약액(450)은 상기 점착층(320)이 닿는 계면간의 점착력을 약화시키거나 점착층(320)을 선택적으로 녹일 수 있는 성질을 갖는 성분을 갖는다. 이때, 상기 약액 주입기(500)는 그 주입구가 상기 점착층(320) 내부로 들어갈 수 있을 정도로 작게 이루어지며, 약액의 주입시에는 상기 플렉서블 디스플레이(400)가 점착층(320)에 대응되는 면이 모두 반응할 정도의 양을 주입한다.
여기서, 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 이용되는 상기 점착층(320)은 상기 플렉서블 디스플레이(400)와 닿는 계면의 점성이 상기 글래스 기판(310)과 닿는 계면의 점성보다 약하다. 이런 점성의 상이는 상기 점착층(320)이 단일한 물질로 이루어진 경우나 혹은 각각 플렉서블 디스플레이(400) 및 글래스 기판(310)과 닿는 계면에서 서로 다른 점성을 갖는 점착제들이 형성된 경우 모두 상대적인 점성은 상기 플렉서블 디스플레이(400)의 계면에서의 점성이 낮은 경향을 갖는 것을 의미한다. 이 경우, 전자와 같이, 단일한 물질로 이루어진 경우에는 각각 글래스 기판(310)과 플라스틱이나 금속 호일과 같은 유연성을 갖는 플렉서블 디스플레이(400)와 점착층(320)과의 반응 정도가 다르기 때문, 즉, 점착층(320)이 닿는 계면인 글래스 기판(310)과 플렉서블 디스플레이(400)의 매질의 성질이 상이하기 때문으로 해석된다.
이하에서 상기 점착층(320)을 단일 또는 복수개의 층으로 형성한 예에 대하여 비교하여 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 있어서, 점착층의 다른 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5a와 같이, 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 있어서, 점착층은 단일층으로 구성될 수도 있으며, 혹은 도 5b와 같이, 각각 플렉서블 디스플레이와 접하는 면의 점착층의 성분과 글래스 기판과 접하는 면의 점착층의 성분이 상이하게 복수개의 층으로 이루어질 수도 있다.
도 5a와 같이, 플렉서블 디스플레이(400)와 글래스 기판(310)간의 점착층(320)이 단일층으로 이루어진 경우에는, 상기 점착층(320)의 성질이 플렉서블 디스플레이(400)와의 계면에서의 성질과 글래스 기판(310)과의 계면에서의 성질이 상이한 것으로, 상대적으로 플렉서블 디스플레이(400)와 점착층(320)의 계면 부위의 점성이 점착층(320)과 글래스 기판(310)과의 계면 부위의 점성보다 작다(도면에서는 계면간에 그려진 화살표가 점성 정도를 나타냄). 이에 따라, 상기 점착층(320)에 약액이 주입되면, 상대적으로 점성이 약한 상기 플렉서블 디스플레이(400)와 점착층(320)의 계면 부위가 떨어지게 되며, 약간의 외력만으로 상기 플렉서블 디스플레이(400)를 상기 점착층(320) 및 글래스 기판(310)으로부터 탈착할 수 있다.
이러한 단일 구조에서 약액의 주입은 가능하다면, 주입을 행하는 약액 주입기의 주입구를 상기 플렉서블 디스플레이(400)와 상기 점착층(320) 사이의 계면에 가까이 할 수록 보다 약액에 대한 상기 점착층(320)의 반응이 빠르게 일어날 것이다.
도 5b와 같이, 상기 점착층(320)은 글래스 기판(310)에 접한 아래에서는 차 례로 강한 점성을 갖는 제 1 점착제(320b)와, 기재(320a) 및 제 1 점착제(320b)에 비해 상대적으로 약한 점성을 갖는 제 2 점착제(320c)가 적층된 형상으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 복수층으로 점착층(320)이 이루어진 경우에도 상기 점착층(320) 사이에 아세톤, NMP 또는 솔벤트 등의 약액을 주입하여 상기 제 2 점착제(320c)와 상기 플렉서블 디스플레이(400) 사이의 점성을 상기 제 2 점착제(320c)가 갖는 고유의 점성보다 약하게 하여, 약간의 외력만으로도 상기 플렉서블 디스플레이(400)을 상기 제 2 점착제(320c)로부터 분리시킨다.
이러한 복수층으로 점착층(320)을 형성할 경우에는 상기 제 1, 제 2 점착제(320b, 320c)의 성분이 상이하다면, 상대적으로 제 1 점착제(320b)만 상기 플렉서블 디스플레이(400)에 분리되게 할 정도의 약액(상기 제 1 점착제(320b)와 상기 플렉서블 디스플레이(400)의 계면의 점성을 약화시키거나 상기 제 1 점착제(320b)를선택적으로 녹일 정도의)을 준비하여 탈착 공정을 진행할 수 있을 것이다.
도 6은 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법으로 탈착된 플렉서블 디스플레이을 나타낸 사진이다.
도 5a및 도 5b와 같이, 플렉서블 디스플레이과 점착층의 계면에서의 점성이 글래스 기판과 점착층이 계면에서의 점성보다 약한 점착층을 구비하고, 상기 점착층에 점성을 떨어뜨리거나 점착층을 녹일 수 있는 성분의 약액을 주입하여 탈착하게 되면, 도 6과 같이, 손상없이 매끄러운 표면을 갖는 플렉서블 디스플레이를 얻을 수 있다.
도 6은 매끄러운 표면을 갖는 플렉서블 디스플레이를 악력을 가하여 약간 휜 상태를 나타내고 있다. 이 때의 플렉서블 디스플레이는 점착층 및 글래스 기판으로부터 분리된 상태이다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명의 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 글래스 기판과 플렉서블 디스플레이 사이에 개재된 점착층에 약액을 주입하여 탈착 공정을 진행하는 것으로, 글래스 파손이나 플렉서블 디스플레이 상에 완성된 박막 트랜지스터의 필링(peeling)없이, 완성된 글래스 기판과 점착된 플렉서블 디스플레이 사이의 분리가 쉽게 일어나 탈착을 용이하게 진행할 수 있다.
Claims (11)
- 글래스 기판 상에 점착층을 형성하는 단계;상기 점착층 상에 플렉서블 기판을 형성하는 단계;상기 플렉서블 기판과 상기 점착층 사이의 계면에 약액을 약액 주입기의 주입구를 가깝게 위치하여 상기 플렉서블 기판과 상기 점착층 사이의 계면의 점성을 약화시키는 단계; 및상기 플렉서블 기판과 상기 점착층의 계면이 약화된 부분에 외력을 가하여 상기 플렉서블 기판을 상기 글래스 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하며,상기 점착층은 상기 플렉서블 기판과의 계면에서의 점성이 상기 글래스 기판과의 계면에서의 점성보다 작은 것이며,상기 약액 주입기는 그 주입구가 상기 점착층 내부로 들어갈 수 있을 정도로 작게 이루어지며,상기 약액은 아세톤, NMP(N-methylpyrrolidone) 및 솔벤트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,상기 플렉서블 기판을 상기 점착층 상에 형성 후, 상기 플렉서블 기판 상에 어레이를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법.
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- 제 1항에 있어서,상기 점착층에 약액을 주입시 상기 점착층은 녹는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법.
- 글래스 기판 상에 점착층을 형성하는 단계;상기 점착층 상에 플렉서블 기판을 형성하는 단계; 및상기 점착층에 약액을 약액 주입기를 통해 주입하여, 상기 플렉서블 기판과 상기 점착층 사이의 계면의 점성을 약화시켜 상기 플렉서블 기판을 상기 글래스 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하며,상기 점착층은 기재와, 상기 기재 하부에 상기 플렉서블 기판과 접하는 제 1 점착제와, 상기 기재 상부에 상기 글래스 기판과 접하는 제 2 점착제로 이루어지는 복수개의 층으로 이루어지며,상기 제 1 점착제가 상기 제 2 점착제에 비해 상대적으로 약한 점성을 갖는 것을 이용하며,상기 약액 주입기는 그 주입구가 상기 점착층 내부로 들어갈 수 있을 정도로 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법.
- 제 10항에 있어서,상기 약액은 아세톤, NMP(N-methylpyrrolidone) 및 솔벤트 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 방법.
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