KR102633410B1 - 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
표시장치의 제조공정 중에서 챔버 세정공정이 진행될 때 파티클 등과 같은 이물질에 의해 기판 상에 형성된 패턴들의 손상을 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법이 제공된다. 플렉서블 표시장치는, 플렉서블기판의 일면에 제1보호막 및 제2보호막을 이중으로 증착하고, 최상부의 제2보호막에 의해 그 하부의 제1보호막 및 구동회로가 이물질에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 특히 플라즈마 처리장치의 챔버 세정공정에서 플렉서블기판 상에 형성된 패턴들의 손상을 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 디지털 기술의 발전으로 인하여 터치패널, OLED 등과 같이, 현재 상용화되어 있는 평판표시장치의 고기능화 연구를 중심으로 차세대 표시장치의 개발이 활발히 진행되고 있다. 이 중, 플렉서블 표시장치는 표시장치의 특성에 손실을 가져오지 않으면서 구부리거나 접을 수 있는 표시장치로, 기존의 평판표시장치의 대체뿐만 아니라 전자종이 등과 같은 차세대 표시장치 등에 적용된다.
플렉서블 표시장치는 내구성 및 유연성이 없는 유리기판을 대신하여 필름 등과 같은 플렉서블기판 상에 소정의 박막들이 증착되어 제조된다. 플렉서블기판은 플라즈마 처리장치, 예컨대 플라즈마 증착챔버에 롤투롤(Roll-to-Roll) 방식으로 연속적으로 제공되고, 플라즈마 처리장치 내부에서 플라즈마 증착을 통해 박막들이 형성된다.
한편, 통상의 플라즈마 처리장치는 기판 상에 증착되는 박막의 양호한 품질을 위해 주기적인 챔버 세정공정을 수행한다. 이러한 챔버 세정공정으로 인해 챔버 내부에 잔존하는 파티클(particle) 등을 제거함으로써 후속의 증착공정에서 기판 상에 형성되는 박막의 품질을 높일 수 있다.
그러나, 롤투롤 방식으로 플렉서블기판이 제공되어 증착공정을 수행하는 플라즈마 증착처리장치에서는 상술한 챔버 세정공정에 의해 증착된 박막에서 불량이 발생된다.
좀 더 설명하면, 롤투롤 방식에서는 플렉서블기판이 플라즈마 처리장치의 챔버 내부로 연속적으로 공급되므로 플렉서블기판의 일면에 박막이 연속 증착된다. 이때, 플라즈마 처리장치에서 챔버 세정공정이 수행되면, 챔버 내부에 잔존하는 파티클이 플렉서블기판으로 떨어지게 된다. 이로 인해, 플렉서블기판에 형성된 박막에서는 파티클로 인한 손상이 발생되며, 이는 플렉서블 표시장치의 불량으로 나타난다.
본 발명은 플라즈마 처리장치의 챔버 세정공정에서 플렉서블기판 상에 형성된 패턴들의 손상을 방지할 수 있는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플렉서블 표시장치는, 기판 상에 배치된 구동트랜지스터, 구동트랜지스터의 상부에 이중으로 구성된 제1보호막 및 제2보호막과, 제2보호막 상에 배치되어 구동트랜지스터에 연결되는 유기발광소자를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조방법은, 다수의 패널영역 및 더미영역이 구성된 플렉서블기판을 제1방향으로 플라즈마 처리장치의 챔버에 제공하여, 챔버 내부에서 플렉서블기판의 일면에 제1보호막을 증착하는 단계를 포함한다.
이어, 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조방법은, 제1보호막이 증착된 플렉서블기판을 제1방향과 반대의 방향으로 챔버에 제공하여 제1보호막 상에 제2보호막을 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는, 플렉서블기판에 구성된 구동회로와 그 상부의 유기발광소자 사이에 제1보호막과 제2보호막을 이중으로 구성함으로써, 최상부의 제2보호막이 플렉서블 표시장치의 제조 시, 챔버의 세정공정이 진행되는 경우에, 파티클 등과 같은 이물질에 의해 제1보호막 및 그 하부의 구동트랜지스터가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 플렉서블 표시장치는 제조공정 중에 이물질 등에 의해 패턴들의 불량이 발생되는 것을 방지하여 플렉서블 표시장치의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 표시장치를 제조하기 위한 롤투롤 방식의 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 플라즈마 처리장치의 동작을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조공정 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
도 2는 도 1의 플렉서블 표시장치를 제조하기 위한 롤투롤 방식의 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 플라즈마 처리장치의 동작을 나타내는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조공정 순서도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 단면을 나타내는 도면이다. 이하에서는, 플렉서블한 유기발광 표시장치를 플렉서블 표시장치(100)로 설명하나, 본 발명은 이에 제한되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)는 플렉서블기판(110) 상에 형성된 구동회로 및 이에 연결되는 유기발광소자(OLED)를 포함할 수 있다.
구동회로는 플렉서블기판(110) 상에 형성된 다수의 스위칭 소자, 예컨대 박막트랜지스터로 구성될 수 있다. 구동회로는 스위칭트랜지스터(미도시) 및 구동트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 본 실시예는 설명의 편의를 위하여 구동트랜지스터(TFT)를 예로 설명하기로 한다.
구동트랜지스터(TFT)는 후술될 유기발광소자(OLED)와 연결되어 유기발광소자(OLED)를 동작시킬 수 있다. 구동트랜지스터(TFT)는 반도체층(121), 게이트전극(122), 소스전극(123) 및 드레인전극(124)을 포함할 수 있다. 구동트랜지스터(TFT)는 플렉서블기판(110) 상에 탑 게이트 구조(top gate type)로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
플렉서블기판(110) 상에는 반도체층(121)이 위치할 수 있다. 반도체층(121)은 플렉서블기판(110) 상에 실리콘(Si) 또는 산화물 반도체 등과 같은 물질이 증착된 후 선택적으로 패터닝되어 형성될 수 있다. 반도체층(121)은 중앙부의 채널영역 및 상기 채널영역 양측의 소스영역과 드레인영역을 포함할 수 있다. 소스영역과 드레인영역에는 고농도의 불순물이 도핑될 수 있다.
플렉서블기판(110)과 반도체층(121) 사이에는 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다. 버퍼층은 플렉서블기판(110)의 상면을 평탄하게 하면서 외부로부터 불순물이 침투되는 것을 방지할 수 있다.
반도체층(121) 상에는 실리콘 산화막(SiO2) 또는 실리콘 질화막(SiNx) 등으로 게이트절연막(131)이 위치할 수 있다.
게이트절연막(131) 상에는 반도체층(121)의 채널영역과 대응되도록 게이트전극(122) 및 일 방향으로 연장되도록 게이트배선(미도시)이 위치할 수 있다.
게이트전극(122) 상에는 층간절연막(133)이 형성될 수 있다. 층간절연막(133)과 게이트절연막(131)에는 반도체층(121)의 소스영역 및 드레인영역 일부를 노출하기 위한 콘택홀(미도시)이 각각 형성될 수 있다.
층간절연막(133) 상에는 콘택홀을 통해 반도체층(121)의 소스영역과 연결되는 소스전극(123) 및 콘택홀을 통해 반도체층(121)의 드레인영역과 연결되는 드레인전극(124)이 위치할 수 있다.
이와 같이, 플렉서블기판(110) 상에는 반도체층(121), 게이트전극(122), 소스전극(123) 및 드레인전극(124)을 포함하는 구동트랜지스터(TFT)가 구성될 수 있다. 구동트랜지스터(TFT)는 플렉서블기판(110)의 화소영역마다 적어도 1개 구성될 수 있다.
구동트랜지스터(TFT) 상에는 패시베이션막, 예컨대 제1보호막(135)이 위치할 수 있다. 제1보호막(135)은 무기절연막 또는 유기절연막으로 형성될 수 있다.
제1보호막(135) 상에는 제2보호막(140)이 위치할 수 있다. 제2보호막(140)은 파티클 등과 같은 이물질로부터 제2보호막(140) 하부의 패턴, 예컨대 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)를 보호할 수 있다.
예컨대, 제1보호막(135)은 플라즈마 증착공정으로 형성될 수 있다. 이에, 구동트랜지스터(TFT)가 형성된 플렉서블기판(110)은 플라즈마 처리장치에 롤투롤 방식으로 연속적으로 제공된다. 그리고, 플라즈마 처리장치의 챔버 내부에서 소정의 반응가스에 따라 구동트랜지스터(TFT)의 상부에 소정 두께로 제1보호막(135)이 증착될 수 있다.
여기서, 플라즈마 처리장치는 내부의 파티클 제거를 위하여 주기적인 챔버 세정을 수행한다. 그러나, 설명된 바와 같이 본 실시예의 플렉서블기판(110)은 롤투롤 방식으로 챔버에 연속 제공된다. 따라서, 플렉서블기판(110)이 플라즈마 처리장치의 챔버 내에 위치된 상태에서 챔버의 세정공정이 수행되면, 챔버 벽 등에 부착되어 있던 파티클이 플렉서블기판(110)으로 떨어지게 된다. 이로 인해, 플렉서블기판(110)에 형성된 제1보호막(135) 또는 그 하부의 패턴, 즉 구동트랜지스터(TFT)에서는 파티클로 인해 손상이 발생된다. 이에 따라, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)는 제1보호막(135) 상부에 제2보호막(140)을 추가로 구성함으로써 플라즈마 처리장치의 챔버 세정공정에서 파티클로 인해 제2보호막(140) 하부의 패턴들, 예컨대 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이러한 제2보호막(140)은 산화알루미늄(AlxOy), 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiOx), 산화탄탈륨(TaxOy) 등과 같은 금속 산화물 또는 질화규소(SiNx), 질화알루미늄(AlNx), 질화티타늄(TiNx) 등의 금속질소 화합물로 형성될 수 있다.
또한, 제2보호막(140)은 100~500Å의 두께로 증착되어 형성될 수 있다. 제2보호막(140)은 플렉서블기판(110) 상에 제1보호막(135)이 증착된 후, 플렉서블기판(110)이 역방향으로 플라즈마 처리장치에 제공됨으로써 형성될 수 있다. 이러한 제2보호막(140)을 포함하는 플렉서블 표시장치(100)의 제조 공정은 후에 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
제1보호막(135) 및 제2보호막(140)에는 구동트랜지스터(TFT)의 드레인전극(124)의 일부를 노출하기 위한 콘택홀(미도시)이 형성될 수 있다.
제2보호막(140) 상에는 구동트랜지스터(TFT)와 연결되는 발광소자, 예컨대 유기발광소자(OLED)가 위치할 수 있다. 유기발광소자(OLED)는 제2보호막(140) 상에 형성된 뱅크(157)에 의해 정의된 화소영역, 즉 발광영역에 위치할 수 있다.
유기발광소자(OLED)는 제1전극(151), 발광층(153) 및 제2전극(155)을 포함할 수 있다. 유기발광소자(OLED)는 발광 방식에 따라 전극 구성이 달라질 수 있다. 예컨대, 플렉서블 표시장치(100)가 전면 발광형(top emission type)인 경우, 유기발광소자(OLED)의 제1전극(151)은 반사전극으로 형성되고, 제2전극(155)은 반투과전극으로 형성될 수 있다. 그러나, 플렉서블 표시장치(100)가 배면 발광형(bottom emission type)인 경우, 유기발광소자(OLED)의 제1전극(151)은 반투과 또는 투과전극으로 형성될 수 있고, 제2전극(155)은 반사전극으로 형성될 수 있다.
유기발광소자(OLED)의 제1전극(151)은 제2보호막(140) 상에 위치할 수 있다. 제1전극(151)은 플렉서블 표시장치(100)의 화소영역마다 섬 형태로 형성될 수 있다. 제1전극(151)은 제2보호막(140) 및 제1보호막(135)에 형성된 콘택홀을 통해 구동트랜지스터(TFT)의 드레인전극(124)과 연결될 수 있다. 제1전극(151)은 유기발광소자(OLED)의 애노드(anode)를 이루므로 일함수 값이 비교적 높은 물질, 예컨대 인듐 틴 옥사이드(ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(IZO) 등과 같은 물질로 형성될 수 있다.
제1전극(151) 상에는 뱅크(157)가 소정의 두께로 형성될 수 있다. 뱅크(157)는 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 뱅크(157)는 제1전극(151)의 측부 끝단을 덮도록 형성되어 발광영역을 정의할 수 있다.
발광층(153)은 뱅크(157)를 포함하는 기판 전면에 형성되어 발광영역에서 제1전극(151)과 중첩될 수 있다. 발광층(153)은 정공수송막(hole transport layer: HTL), 정공주입막(hole injection layer: HIL), 발광막(emission material layer: EML), 전자수송막(electron transport layer: ETL) 및 전자주입막(electron injection layer: EIL)이 적층되어 형성될 수 있다.
제2전극(155)은 발광층(153)을 포함하는 기판 전면에 형성되며, 제1전극(151)에 대향될 수 있다. 제2전극(155)은 유기발광소자(OLED)의 캐소드(cathode)를 이루므로 일함수 값이 비교적 낮은 물질, 예컨대 리튬(Li), 마그네슘(Mg), 은(Ag) 또는 마그네슘/은 합금(Mg:Ag)으로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)는 플렉서블기판(110) 상에 형성된 구동트랜지스터(TFT) 및 유기발광소자(OLED) 사이에 제1보호막(135)과 제2보호막(140)을 이중으로 구성할 수 있다. 그리고, 제2보호막(140)은 플렉서블 표시장치(100)의 제조공정 중, 챔버 세정공정에서 파티클 등과 같은 이물질에 의해 제1보호막(135) 및 그 하부의 구동트랜지스터(TFT)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)는 제조공정 중에 이물질 등에 의해 패턴들이 손상되는 것을 방지함으로써 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 2는 도 1의 플렉서블 표시장치를 제조하기 위한 롤투롤 방식의 플라즈마 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 플라즈마 처리장치(200)는 챔버(201) 내부에 구비되는 드럼(210) 및 샤워헤드(220)를 포함할 수 있다.
플라즈마 처리장치(200)는 외부로부터 연속적으로 제공되는 플렉서블기판(110)에 플라즈마 증착공정을 수행하여 소정의 박막을 증착하고, 박막이 증착된 플렉서블기판(110)을 다시 외부로 연속적으로 내보낼 수 있다. 이에, 플라즈마 처리장치(200)는 챔버(201)에 인접되어 플렉서블기판(110)을 제공하고 회수하는 한 쌍의 롤러, 예컨대 제1롤러(310) 및 제2롤러(320)를 포함할 수 있다. 이러한 플라즈마 처리장치(200)는 플라즈마 화학기상 증착장치(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD)일 수 있다. 여기서, 챔버(201)는 플라즈마 증착공정을 위해 그 내부가 진공 환경을 갖도록 할 수 있다.
플라즈마 처리장치(200)의 드럼(210)은 원통형으로 구성될 수 있다. 드럼(210)은 챔버(201) 외부의 제1롤러(310)로부터 제공된 플렉서블기판(110)을 외주면을 따라 제1방향으로 회전시켜 챔버(201) 외부의 제2롤러(320)에 제공할 수 있다. 또한, 드럼(210)은 챔버(201) 외부의 제2롤러(320)로부터 제공된 플렉서블기판(110)을 외주면을 따라 제2방향으로 회전시켜 챔버(201) 외부의 제1롤러(310)에 제공할 수 있다.
즉, 드럼(210)은 챔버(201) 내부에서 제1방향 및 제2방향으로 각각 회전하면서 플렉서블기판(110)을 이송할 수 있다. 여기서, 제1방향은 정방향, 예컨대 시계 방향이고, 제2방향은 역방향, 예컨대 반시계 방향일 수 있다.
플라즈마 처리장치(200)의 샤워헤드(220)는 드럼(210)의 외주면 일부 영역에 인접되어 배치될 수 있다. 샤워헤드(220)는 외부의 RF 전압원(240)으로부터 소정의 전압이 인가됨과 동시에 가스공급부(230)로부터 제공된 반응가스를 분사할 수 있다. 이에 따라, 드럼(210)의 외주면과 샤워헤드(220)의 전면 사이에 플라즈마 영역(PA)이 형성될 수 있다. 그리고, 드럼(210)의 외주면을 따라 이동되는 플렉서블기판(110)은 플라즈마 영역(PA)에 대응되는 부분에 소정 두께를 갖는 박막이 증착될 수 있다.
또한, 샤워헤드(220)는 가스공급부(230)로부터 제공된 세정가스를 분사할 수 있다. 이에 따라, 챔버(201) 내부에 잔존하는 파티클 등이 세정가스에 의해 세정되어 챔버(201) 외부로 배출될 수 있다.
이러한 샤워헤드(220)는 전면부, 즉 반응가스 또는 세정가스가 분사되는 전면부가 드럼(210)의 외주면에 대응되는 형태로 구성될 수 있다. 따라서, 샤워헤드(220)의 전면부는 드럼(210)의 외주면 곡률과 동일한 곡률을 갖는 오목 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 드럼(210)과 샤워헤드(220) 사이의 플라즈마 영역(PA)을 제외한 영역에 위치하는 플렉서블기판(110)을 보호하기 위한 보호가이드(205)가 배치될 수 있다. 보호가이드(205)는 드럼(210)의 외주면에 인접되도록 한 쌍이 배치될 수 있다. 보호가이드(205)는 샤워헤드(220)에서 분사되는 반응가스가 플라즈마 영역을 제외한 나머지 영역에서 플렉서블기판(110)에 영향을 주지 않도록 보호할 수 있다.
챔버(201) 외부에는 플렉서블기판(110)을 챔버(201) 내부로 제공하거나 또는 챔버(201)로부터 플렉서블기판(110)을 회수하기 위한 제1롤러(310) 및 제2롤러(320)가 배치될 수 있다. 제1롤러(310)와 제2롤러(320)는 전술된 챔버(201) 내부의 드럼(210)과 동일한 방향으로 회전될 수 있다.
제1롤러(310)와 제2롤러(320)는 제1방향, 예컨대 정방향으로 회전하면서 챔버(201) 내부로 플렉서블기판(110)을 제공하고, 챔버(201) 외부로 플렉서블기판(110)을 회수할 수 있다. 이때, 제1롤러(310)는 챔버(201) 내부로 플렉서블기판(110)을 제공하는 언와인딩(unwinding) 롤러로 동작되고, 제2롤러(320)는 챔버(201)에서 플렉서블기판(110)을 회수하는 리와인딩(rewinding) 롤러로 동작될 수 있다.
또한, 제1롤러(310)와 제2롤러(320)는 제2방향, 예컨대 역방향으로 회전하면서 챔버(201) 내부로 플렉서블기판(110)을 제공하고, 챔버(201) 외부로 플렉서블기판(110)을 회수할 수 있다. 이때, 제1롤러(310)는 챔버(201)에서 플렉서블기판(110)을 회수하는 리와인딩 롤러로 동작되고, 제2롤러(320)는 챔버(201) 내부로 플렉서블기판(110)을 제공하는 언와인딩 롤러로 동작될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 플라즈마 처리장치의 동작을 나타내는 도면들이다.
먼저, 도 2 및 도 3a를 참조하면, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 모두 제1방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제1방향은 정방향, 예컨대 시계방향일 수 있다.
제1롤러(310)는 감겨있는 플렉서블기판(110)을 챔버(201) 내부의 드럼(210)으로 제공할 수 있다. 이때, 플렉서블기판(110)에는 소정의 패턴들, 예컨대 구동회로가 형성되어 있을 수 있다.
드럼(210)은 외주면을 따라 플렉서블기판(110)을 이송시킬 수 있다. 그리고, 챔버(201) 내부의 샤워헤드(220)에서는 반응가스가 분사되고, 이에 따라 플렉서블기판(110)의 일면에는 패턴들 상부에 소정의 박막, 예컨대 제1보호막이 증착될 수 있다.
제2롤러(320)는 드럼(210)으로부터 제1보호막이 증착된 플렉서블기판(110)을 회수할 수 있다.
다음으로, 도 2 및 도 3b를 참조하면, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 모두 제2방향으로 회전할 수 있다. 여기서, 제2방향은 앞서 도 3a에서 설명된 제1방향과 반대의 방향일 수 있다.
제2롤러(320)는 감겨있는 플렉서블기판(110)을 챔버(201) 내부의 드럼(210)으로 제공할 수 있다. 이때, 플렉서블기판(110)에는 앞선 도 3a에 따른 플라즈마 처리장치(200)의 동작에 의해 플렉서블기판(110)의 일면에 제1보호막이 형성된 상태일 수 있다.
드럼(210)은 외주면을 따라 플렉서블기판(110)을 이송시킬 수 있다. 그리고, 챔버(201) 내부의 샤워헤드(220)에서는 반응가스가 분사되고, 이에 따라 플렉서블기판(110)의 일면에는 제1보호막 상부에 제2보호막이 증착될 수 있다.
제1롤러(310)는 드럼(210)으로부터 제2보호막이 증착된 플렉서블기판(110)을 회수할 수 있다. 이어, 플라즈마 처리장치(200)는 챔버(201) 내부의 세정공정을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 플라즈마 처리장치(200)는 제1롤러(310), 제2롤러(320) 및 드럼(210)을 제1방향과 제2방향으로 순차적으로 회전시킴으로써, 플렉서블기판(110)의 일면에 구동회로, 즉 구동트랜지스터를 덮는 이중의 박막, 예컨대 제1보호막 및 제2보호막을 증착할 수 있다. 따라서, 플라즈마 처리장치(200)의 세정공정에서 챔버(201)에 잔존하는 파티클 등과 같은 이물질이 플렉서블기판(110)으로 떨어지더라도 최상부의 제2보호막에 의해 그 하부의 구동트랜지스터 및 제1보호막이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조공정 순서도이고, 도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
본 발명의 플렉서블 표시장치(100)는 플렉서블기판(110)이 롤투롤 방식으로 플라즈마 처리장치(200)에 제공되어 형성될 수 있다. 따라서, 도 5a에 도시된 바와 같이, 플라즈마 처리장치(200)로 제공되는 플렉서블기판(110)은 각각이 하나의 플렉서블 표시장치(100)를 형성하는 다수의 패널영역(PA)을 포함할 수 있다. 또한, 플렉서블기판(110)의 다수의 패널영역(PA) 사이에는 이들을 구별하여 절단하기 위한 더미영역(DA)이 구성될 수 있다.
다수의 패널영역(PA) 각각에는 플렉서블 표시장치(100)의 구동을 위한 구동회로, 예컨대 구동트랜지스터(TFT)가 구성될 수 있다. 구동트랜지스터(TFT)는 플렉서블기판(110) 상에 위치된 반도체층(121), 게이트전극(122), 소스전극(123) 및 드레인전극(124)을 포함하는 탑 게이트 구조로 형성될 수 있다.
여기서, 반도체층(121)과 게이트전극(122) 사이에는 게이트절연막(131)이 구성되고, 게이트전극(122)과 소스전극(123) 및 드레인전극(124) 사이에는 층간절연막(133)이 구성될 수 있다. 더미영역(DA)에는 게이트절연막(131) 및 그 상부의 층간절연막(133)이 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 패널영역(PA) 각각마다 구동트랜지스터(TFT)가 형성된 플렉서블기판(110)은 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310)를 통해 롤투롤 방식으로 챔버(201) 내부로 제공될 수 있다(S10). 이때, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 정방향, 예컨대 제1방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 제1롤러(310)로부터 드럼(210)으로 플렉서블기판(110)이 제공되고, 드럼(210)으로부터 제2롤러(320)로 플렉서블기판(110)이 회수될 수 있다.
이어, 챔버(201) 내부에서 샤워헤드(220)로부터 분사된 반응가스에 의해 플라즈마 영역(PA)이 형성될 수 있다. 따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 드럼(210)의 외주면을 따라 챔버(201) 내부에서 이송되는 플렉서블기판(110)의 일면, 즉 구동트랜지스터(TFT) 상부에는 소정 두께로 제1보호막(135)이 증착될 수 있다(S20).
제1보호막(135)은 플렉서블기판(110)의 패널영역(PA) 및 더미영역(DA)에 모두 증착될 수 있다. 제1보호막(135)이 증착된 플렉서블기판(110)은 제2롤러(320)에 의해 회수될 수 있다.
제2롤러(320)의 플렉서블기판(110)의 회수가 완료되면, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 역방향, 예컨대 제2방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 제2롤러(320)로부터 드럼(210)으로 플렉서블기판(110)이 제공되고, 드럼(210)으로부터 제1롤러(310)로 플렉서블기판(110)이 회수될 수 있다(S30).
이어, 챔버(201) 내부에서 샤워헤드(220)로부터 분사된 반응가스에 의해 플라즈마 영역(PA)이 형성될 수 있다. 따라서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 드럼(210)의 외주면을 따라 챔버(201) 내부에서 이송되는 플렉서블기판(110)의 일면, 즉 제1보호막(135) 상부에는 소정 두께로 제2보호막(140)이 증착될 수 있다(S40).
제2보호막(140)은 제1보호막(135) 상부에 100~500Å의 두께로 증착될 수 있다. 제2보호막(140)은 산화알루미늄(AlxOy), 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiOx), 산화탄탈륨(TaxOy) 등과 같은 금속 산화물 또는 질화규소(SiNx), 질화알루미늄(AlNx), 질화티타늄(TiNx) 등의 금속질소 화합물로 형성될 수 있다.
또한, 제2보호막(140)은 플렉서블기판(110)의 패널영역(PA) 및 더미영역(DA)에 모두 증착될 수 있다. 제2보호막(140)이 증착된 플렉서블기판(110)은 제1롤러(310)에 의해 회수될 수 있다.
플렉서블기판(110)에 제2보호막(140)이 증착된 후, 플라즈마 처리장치(200)는 챔버(201)의 세정공정을 수행할 수 있다(S50). 여기서, 챔버(201)의 세정공정 중에 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 제2롤러(320) 및 드럼(210)의 회전동작이 중지될 수 있다.
이러한 챔버(201)의 세정공정 중에, 챔버(201)에 잔존하는 파티클 등과 같은 이물질이 드럼(210)에 감겨있는 플렉서블기판(110)으로 떨어지게 된다. 그러나, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)의 제조공정에서는, 플렉서블기판(110)의 구동트랜지스터(TFT) 상부에 제1보호막(135) 및 제2보호막(140)을 이중으로 증착하므로, 최상부의 제2보호막(140)에 의해 그 하부의 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)는 이물질로부터 보호될 수 있다. 따라서, 본 발명의 플렉서블 표시장치(100)에서는 제조공정 중 이물질에 의해 패턴들, 예컨대 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)가 손상되어 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
계속해서, 도 5d에 도시된 바와 같이, 제2보호막(140)의 증착이 완료되어 제1롤러(310)에 회수된 플렉서블기판(110)은 외부의 식각장치(미도시)로 이송될 수 있다. 그리고, 식각장치 내부에서 제2보호막(140) 및 그 하부의 제1보호막(135)을 함께 식각하여 구동트랜지스터(TFT)의 드레인전극(124)의 일부를 노출하는 콘택홀(137)을 형성할 수 있다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았으나, 제2보호막(140) 상부에는 구동트랜지스터(TFT)와 연결되는 유기발광소자(도 1의 OLED)가 구성될 수 있다. 유기발광소자가 구성된 후, 플렉서블기판(110)의 더미영역(DA)이 절단됨으로써, 다수의 패널영역(PA)에 따른 다수의 플렉서블 표시장치(100)가 완성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 나타내는 도면들이다.
본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)의 제조공정은, 앞서 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명된 제조공정과 제2보호막(140)의 증착구조의 차이를 제외하고, 실질적으로 동일하다. 따라서, 동일부재에 대해서는 동일부호로 나타내고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 플렉서블기판(110)은 각각이 하나의 플렉서블 표시장치(100)를 형성하는 다수의 패널영역(PA) 및 그들 사이의 더미영역(DA)을 포함할 수 있다. 그리고, 패널영역(PA) 각각마다 구동트랜지스터(TFT)가 구성될 수 있다.
이러한 플렉서블기판(110)은 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310)를 통해 롤투롤 방식으로 챔버(201) 내부로 제공될 수 있다(S10). 이때, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 제1방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 제1롤러(310)로부터 드럼(210)으로 플렉서블기판(110)이 제공되고, 드럼(210)으로부터 제2롤러(320)로 플렉서블기판(110)이 회수될 수 있다.
이어, 챔버(201) 내부에서 샤워헤드(220)로부터 분사된 반응가스에 의해 플라즈마 영역(PA)이 형성될 수 있다. 따라서, 도 5b에 도시된 바와 같이, 드럼(210)의 외주면을 따라 챔버(201) 내부에서 이송되는 플렉서블기판(110)의 구동트랜지스터(TFT) 상부에는 소정 두께로 제1보호막(135)이 증착될 수 있다(S20).
제1보호막(135)은 플렉서블기판(110)의 패널영역(PA) 및 더미영역(DA)에 모두 증착될 수 있다. 제1보호막(135)이 증착된 플렉서블기판(110)은 제2롤러(320)에 의해 회수될 수 있다.
제2롤러(320)의 플렉서블기판(110)의 회수가 완료되면, 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 드럼(210) 및 제2롤러(320)는 제2방향으로 회전될 수 있다. 따라서, 제2롤러(320)로부터 드럼(210)으로 플렉서블기판(110)이 제공되고, 드럼(210)으로부터 제1롤러(310)로 플렉서블기판(110)이 회수될 수 있다(S30).
이어, 챔버(201) 내부에서 샤워헤드(220)로부터 분사된 반응가스에 의해 플라즈마 영역(PA)이 형성될 수 있다. 따라서, 드럼(210)의 외주면을 따라 챔버(201) 내부에서 이송되는 플렉서블기판(110)의 제1보호막(135) 상부에는 소정 두께로 제2보호막(140)이 증착될 수 있다(S40).
제2보호막(140)은 플렉서블기판(110)의 다수의 패널영역(PA) 각각에 대응되도록 증착될 수 있다. 제2보호막(140)은 제1보호막(135) 상부에 100~500Å의 두께로 증착될 수 있다. 제2보호막(140)은 산화알루미늄(AlxOy), 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiOx), 산화탄탈륨(TaxOy) 등과 같은 금속 산화물 또는 질화규소(SiNx), 질화알루미늄(AlNx), 질화티타늄(TiNx) 등의 금속질소 화합물로 형성될 수 있다. 제2보호막(140)이 증착된 플렉서블기판(110)은 제1롤러(310)에 의해 회수될 수 있다.
플렉서블기판(110)에 제2보호막(140)이 증착된 후, 플라즈마 처리장치(200)는 챔버(201)의 세정공정을 수행할 수 있다(S50). 여기서, 챔버(201)의 세정공정 중에 플라즈마 처리장치(200)의 제1롤러(310), 제2롤러(320) 및 드럼(210)의 회전동작이 중지될 수 있다.
이러한 챔버(201)의 세정공정 중에, 챔버(201)에 잔존하는 파티클 등과 같은 이물질이 드럼(210)에 감겨있는 플렉서블기판(110)으로 떨어지게 된다. 그러나, 본 실시예의 플렉서블 표시장치(100)의 제조공정에서는, 플렉서블기판(110)의 구동트랜지스터(TFT) 상부에 제1보호막(135) 및 제2보호막(140)을 이중으로 증착하므로, 최상부의 제2보호막(140)에 의해 패널영역(PA)의 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)는 이물질로부터 보호될 수 있다. 따라서, 본 발명의 플렉서블 표시장치(100)에서는 제조공정 중 이물질에 의해 패턴들, 예컨대 제1보호막(135) 및 구동트랜지스터(TFT)가 손상되어 불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
계속해서, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2보호막(140)의 증착이 완료되어 제1롤러(310)에 회수된 플렉서블기판(110)은 외부의 식각장치(미도시)로 이송될 수 있다. 그리고, 식각장치 내부에서 제2보호막(140) 및 그 하부의 제1보호막(135)을 함께 식각하여 구동트랜지스터(TFT)의 드레인전극(124)의 일부를 노출하는 콘택홀(137)을 형성할 수 있다.
그리고, 도면에 도시되지는 않았으나, 제2보호막(140) 상부에는 구동트랜지스터(TFT)와 연결되는 유기발광소자(도 1의 OLED)가 구성될 수 있다. 유기발광소자가 구성된 후, 플렉서블기판(110)의 더미영역(DA)이 절단됨으로써, 다수의 패널영역(PA)에 따른 다수의 플렉서블 표시장치(100)가 완성될 수 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100: 플렉서블 표시장치 110: 플렉서블기판
TFT: 구동트랜지스터 OLED: 유기발광소자
135: 제1보호막 140: 제2보호막
200: 플라즈마 처리장치 201: 챔버
210: 드럼 220: 샤워헤드
310: 제1롤러 320: 제2롤러
TFT: 구동트랜지스터 OLED: 유기발광소자
135: 제1보호막 140: 제2보호막
200: 플라즈마 처리장치 201: 챔버
210: 드럼 220: 샤워헤드
310: 제1롤러 320: 제2롤러
Claims (14)
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- 다수의 패널영역 및 더미영역이 구성된 플렉서블기판을 롤투롤 방식의 플라즈마 처리장치의 챔버에 제1방향으로 제공하는 단계;
상기 챔버 내부에서 상기 플렉서블기판의 일면에 제1보호막을 증착하는 단계;
제1보호막이 증착된 플렉서블기판을 상기 챔버에 상기 제1방향과 반대 방향인 제2방향으로 제공하는 단계; 및
상기 챔버 내부에서 상기 제1보호막 상에 제2보호막을 증착하는 단계를 포함하고,
상기 챔버는,
상기 챔버 내부에서 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 각각 회전하면서 상기 플렉서블기판을 이송하는 드럼;
가스공급부로부터 제공된 세정가스를 분사하는 샤워헤드; 및
상기 드럼과 상기 샤워헤드 사이의 플라즈마 영역을 제외한 영역에 위치하는 상기 플렉서블기판을 보호하기 위한 보호가이드를 포함하고,
상기 샤워헤드의 전면부는 상기 드럼의 외주면 곡률과 동일한 곡률을 갖는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1보호막 및 상기 제2보호막은 상기 플렉서블기판의 패널영역 및 더미영역 모두에 대응되도록 증착되는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 제1보호막은 상기 플렉서블기판의 패널영역 및 더미영역 모두에 대응되도록 증착되고,
상기 제2보호막은 상기 플렉서블기판의 패널영역에 대응되도록 증착되는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2보호막은 상기 제1보호막 상에 100~500Å의 두께로 증착되는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2보호막은 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화탄탈륨, 질화알루미늄, 질화티타늄 중 하나의 물질로 증착되는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 다수의 패널영역 각각에는 상기 플렉서블기판 상에 구동트랜지스터가 구성되고,
상기 제2보호막이 증착된 후,
상기 제1보호막 및 상기 제2보호막을 함께 식각하여 상기 구동트랜지스터의 드레인전극을 노출하는 단계; 및
상기 제2보호막 상에 노출된 드레인전극에 연결되는 유기발광소자를 형성하는 단계를 더 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 샤워헤드는 외부의 RF전압원으로부터 소정의 전압이 인가됨과 동시에 상기 가스공급부로부터 제공된 반응가스를 분사하는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제5항에 있어서,
상기 챔버는 외부에 상기 플렉서블기판을 상기 챔버 내부로 제공하거나 또는 상기 챔버로부터 상기 플렉서블기판을 회수하기 위한 제1 롤러 및 제2 롤러가 배치된 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 롤러는 상기 챔버 내부로 상기 플렉서블기판을 제공하는 언와인딩 롤러로 동작되고,
상기 제2 롤러는 상기 챔버에서 상기 플렉서블기판을 회수하는 리와인딩 롤러로 동작되는 플렉서블 표시장치의 제조방법. - 제12항에 있어서,
상기 제1 롤러는 상기 챔버에서 상기 플렉서블기판을 회수하는 리와인딩 롤러로 동작되고,
상기 제2 롤러는 상기 챔버 내부로 상기 플렉서블기판을 제공하는 언와인딩 롤러로 동작되는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
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