JP2011048374A - フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置及びその製造方法 - Google Patents

フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 不良の発生が抑制されるフレキシブル表示装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態によるフレキシブル表示装置は、プラスチック物質で形成されたフレキシブル基板、前記フレキシブル基板の一方の面上に形成された表示素子、及び前記フレキシブル基板の他方の面の少なくとも一部の領域に結合された金属物質及び金属酸化物質のうちの一つ以上の物質を含む表面残留膜を含む。
【選択図】 図６

Description

本発明は、フレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置及びその製造方法に関する。
近来、重量が軽くて衝撃に強い、プラスチックなどの素材で形成されたフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板を含むフレキシブル表示装置が開発されている。このようなフレキシブル表示装置は、折り畳んだり巻くことによって携帯性を増大することができるため、多様な分野に活用されている。
フレキシブル表示装置は、フレキシブル基板上に形成された表示素子を含む。フレキシブル表示装置として使用される表示素子は、有機発光表示（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）素子、液晶表示（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）素子、及び電気泳動表示（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｐｈｏｒｅｔｉｃ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＥＰＤ）素子などがある。
このような表示素子は、共通的に薄膜トランジスターを含む。従って、フレキシブル表示装置を形成するためには、フレキシブル基板が複数回の薄膜工程を経るようになる。
しかし、フレキシブル基板は、通常、厚さが数十マイクロメートルと相対的に非常に薄いため、フレキシブル基板上に独自的に複数回の薄膜工程を行うのが難しい問題があった。
従って、フレキシブル基板をまずガラス基板上に形成し、ガラス基板と接着されたフレキシブル基板上に表示素子を形成した後、フレキシブル基板及びガラス基板を互いに分離させる方法が使用されている。
しかし、プラスチック物質で形成されたフレキシブル基板及びガラス基板は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が互いに異なる。従って、フレキシブル基板及びガラス基板の間の結合力が弱い場合には、高温工程中にフレキシブル基板がガラス基板から剥離されたり、部分的に分離されて反るようになる。これは、フレキシブル表示装置の製造過程において致命的な不良の発生の原因となっている。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の第１の目的は、不良の発生を抑制したフレキシブル表示装置を提供することである。
また、本発明の第２の目的は、前記フレキシブル表示装置の製造過程において、フレキシブル基板及びガラス基板の間の結合力を向上させて、より安定したフレキシブル表示装置の製造方法を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、プラスチック物質で形成されたフレキシブル基板、前記フレキシブル基板の一方の面上に形成された表示素子、及び前記フレキシブル基板の前記一方の面と対向する他方の面の少なくとも一部の領域と結合された、金属物質及び金属酸化物質のうち、少なくとも一方の物質を含む表面残留膜を含むことを特徴とする、フレキシブル表示装置が提供される。
前記フレキシブル基板を形成するプラスチック物質は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むことができる。
前記フレキシブル基板は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）を含む物質で形成されてもよい。
前記フレキシブル基板は、厚さが５μｍ〜２００μｍの範囲内であってもよい。
前記フレキシブル基板は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が３ｐｐｍ／Ｃ〜１０ｐｐｍ／Ｃの範囲内であってもよい。
前記表面残留膜は、前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合された物質を含むことができる。
前記金属物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、前記金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含むことができる。
前記金属酸化物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、前記金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺｎＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含むことができる。
前記フレキシブル表示装置において、前記表示素子は、薄膜トランジスターを含むことができる。
前記表示素子は、有機発光表示（ＯＬＥＤ）素子、液晶表示（ＬＣＤ）素子、及び電気泳動表示（ＥＰＤ）素子のうちのいずれか一つであってもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ガラス基板を準備する段階、前記ガラス基板上に金属物質及び金属酸化物質のうち少なくとも一方の物質で形成された接着物質膜を形成する段階、及び前記接着物質膜上にプラスチック物質でフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）基板を形成する段階を含むフレキシブル表示装置の製造方法が提供される。
前記フレキシブル基板を形成するプラスチック物質は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むことができる。
前記フレキシブル基板は、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）を含む物質で形成されてもよい。
前記フレキシブル基板は、スリットコーティング（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）法及びスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法のうちのいずれか一つの方法で形成されてもよい。
前記フレキシブル基板は、厚さが５μｍ〜２００μｍの範囲内であってもよい。
前記フレキシブル基板は、熱膨張係数が前記ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）と同一または１０ｐｐｍ／Ｃ以下であってもよい。
前記接着物質膜は、前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合可能な物質を含むことができる。
前記金属物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、前記金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含むことができる。
前記金属酸化物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、前記金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺｎＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含むことができる。
前記接着物質膜は、原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ、ＡＬＤ）法で形成されてもよい。
前記接着物質膜は、厚さが０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であってもよい。
前記フレキシブル表示装置の製造方法において、前記フレキシブル基板及び前記ガラス基板を互いに分離させる段階をさらに含むことができる。
レーザーを照射して、前記フレキシブル基板及び前記接着物質膜を互いに分離させたり、前記接着物質膜及び前記ガラス基板を互いに分離させることができる。
前記フレキシブル基板上に表示素子を形成する段階をさらに含むことができる。
前記表示素子は、薄膜トランジスターを含むことができる。
前記表示素子は、有機発光表示（ＯＬＥＤ）素子、液晶表示（ＬＣＤ）素子、及び電気泳動表示（ＥＰＤ）素子のうちのいずれか一つであってもよい。
本発明に係るフレキシブル表示装置によれば、不良の発生が効果的に抑制される。また、本発明に係るフレキシブル表示装置の製造方法によれば、フレキシブル基板及びガラス基板の間の結合力を効果的に向上させて、前記フレキシブル表示装置を安定的に製造することができる。
本発明の第１実施形態によるフレキシブル表示装置の断面図である。 図１のフレキシブル表示装置の内部構造を拡大して示した配置図である。 図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線による断面図である。 図１のフレキシブル表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図１のフレキシブル表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図１のフレキシブル表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図１のフレキシブル表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
また、図面に示された各構成の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明は必ずしも示されたものに限られない。
図面では、複数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。また、図面においては、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」または「上部」にあるとする時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。
以下、図１を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示したように、本発明の第１実施形態によるフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置１０１は、フレキシブル基板１１１、フレキシブル基板１１１の一方の面上に形成された表示素子１１０、及びフレキシブル基板１１１の他方の面の少なくとも一部の領域と結合された表面残留膜１１９を含む。ここで、他方の面は、表示素子１１０が形成された一面の反対面をいう。
フレキシブル基板１１１は、プラスチック物質で形成される。具体的には、本発明の第１実施形態において、フレキシブル基板１１１は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むプラスチック物質で形成される。例えば、フレキシブル基板１１１の素材として使用されるプラスチック物質としては、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）がある。ポリイミドは、耐熱性が特に優れていて、高温工程を経なければならないフレキシブル表示装置１０１用のフレキシブル基板１１１の素材として適切である。
また、フレキシブル基板１１１は、厚さが５μｍ〜２００μｍの範囲内である。フレキシブル基板１１１の厚さが５μｍ未満である場合には、フレキシブル基板１１１が表示素子１１０を安定的に支持するのが難しい。また、フレキシブル基板１１１の厚さが５μｍ未満になるように形成するのが難しい問題もある。一方、フレキシブル基板１１１の厚さが２００μｍより厚い場合には、フレキシブル表示装置１０１の全体的な厚さが過度に厚くなって、フレキシブルな特性が低下する。
また、フレキシブル基板１１１は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が３ｐｐｍ／Ｃ〜１０ｐｐｍ／Ｃの範囲内になるように形成される。フレキシブル基板１１１の熱膨張係数が３ｐｐｍ／Ｃより小さかったり１０ｐｐｍ／Ｃより大きい場合には、フレキシブル表示装置１０１の製造過程で使用されるるガラス基板９００（図４〜図７に図示）及びフレキシブル基板１１１の間の熱膨張係数の差が過度に大きくなる。このように熱膨張係数の差が大きくなると、フレキシブル表示装置１０１の製造過程中の高温工程を経て互いに安定的に結合しなければならないフレキシブル基板１１１及びガラス基板９００が互いに剥離されて、不良が発生する原因となる。
表面残留膜１１９は、フレキシブル基板１１１が含む−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合された状態で存在する。また、表面残留膜１１９は、フレキシブル基板１１１が含む−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合された、金属物質及び金属酸化物質のうち、少なくとも一方の物質を含む。つまり、表面残留膜１１９は、金属物質及び金属酸化物質のうち少なくとも一方の物質がフレキシブル基板１１１に含まれる−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合された状態で存在する。
金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含む。
金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺｎＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含む。
表面残留膜１１９が含む金属物質または金属酸化物質は、フレキシブル表示装置１０１の製造過程でフレキシブル基板１１１及びガラス基板９００の間の結合力を向上させる役割を果たす。つまり、表面残留膜１１９に含まれている金属物質または金属酸化物質は、フレキシブル基板１１１と強く結合して、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００が互いに剥離されるのを効果的に抑制する。
フレキシブル基板１１１上に表示素子１１０が形成された後、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００は分離される。この時、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００の間で両基板１１１、９００を互いに結合させた金属物質または金属酸化物質の少なくとも一部がフレキシブル基板１１１の他方の面と結合された状態で残り、これが表面残留膜１１９となる。
表示素子１１０は、有機発光表示（ＯＬＤＥ）素子、液晶表示（ＬＣＤ）素子、及び電気泳動表示（ＥＰＤ）素子のうちのいずれか一つでありうる。このような表示素子は、共通的に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を含む。従って、フレキシブル表示装置１０１を製造するためには、複数回の薄膜工程を経なければならない。
図１では、表示素子１１０として有機発光表示素子が使用されたフレキシブル表示装置１０１を示しているが、本発明の第１実施形態はこれに限定されない。
以下、表示素子１１０として有機発光表示素子が使用されたフレキシブル表示装置１０１を例として、フレキシブル表示装置１０１の全体的な構造を詳しく説明する。
表示素子１１０は、有機発光素子７０及び駆動回路部（ＤＣ）を含む。駆動回路部（ＤＣ）は、薄膜トランジスター１０、２０（図２に図示）を含んで、有機発光素子７０を駆動する。 つまり、有機発光素子７０は、駆動回路部（ＤＣ）から伝達された駆動信号によって光を放出して画像を表示する。
駆動回路部（ＤＣ）及び有機発光素子７０の具体的な構造が図２及び図３に示されているが、本発明の第１実施形態は図２及び図３に示された構造に限定されない。駆動回路部（ＤＣ）及び有機発光素子７０は、当該技術分野における当業者が容易に変形実施できる範囲内で多様な構造に形成される。
以下、図２及び図３を参照して、有機発光素子７０を含むフレキシブル表示装置１０１の内部構造について詳しく説明する。図２は画素の構造を示した配置図であり、図３は図２のＩＩＩ-ＩＩＩ線による断面図である。
また、図２及び図３では、一つの画素に二つの薄膜トランジスター（ＴＦＴ）１０、２０及び一つの蓄電素子（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０を備えた２Ｔｒ-１Ｃａｐ構造の能動駆動（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ、ＡＭ）型有機発光表示装置１０１を示しているが、本発明の第１実施形態はこれに限定されない。従って、本発明の第１実施形態によるフレキシブル表示装置１０１は、一つの画素に三つ以上の薄膜トランジスター及び二つ以上の蓄電素子を備え、別途の配線がさらに形成されて、多様な構造を有するように形成されてもよい。ここで、画素は、画像を表示する最小単位を言い、画素領域毎に配置される。フレキシブル表示装置１０１は、複数の画素によって画像を表示する。
図２及び図３に示したように、表示素子１１０は、一つの画素毎に各々形成されたスイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、蓄電素子８０、及び有機発光素子（ＯＬＥＤ）７０を含む。ここで、スイッチング薄膜トランジスター１０、駆動薄膜トランジスター２０、及び蓄電素子８０を含む構成を駆動回路部（ＤＣ）という。
また、表示素子１１０は、一方向に沿って配置されるゲートライン１５１、ゲートライン１５１と絶縁交差されるデータライン１７１、及び共通電源ライン１７２をさらに含む。
一つの画素は、ゲートライン１５１、データライン１７１、及び共通電源ライン１７２を境界として定義されるが、必ずしもこれに限定されるのではない。
有機発光素子７０は、アノードである第１電極７１０、カソードである第２電極７３０、そして第１電極７１０及び第２電極７３０の間に配置された有機発光層７２０を含む。しかし、本発明の第１実施形態はこれに限定されない。従って、第１電極７１０がカソード電極となり、第２電極７３０がアノード電極となってもよい。
また、フレキシブル表示装置１０１は、前面表示型、背面表示型、及び両面表示型のうちのいずれか一つの構造を有する。フレキシブル表示装置１０１が前面表示型である場合、第１電極７１０は反射膜で形成され、第２電極７３０は半透過膜で形成される。一方、フレキシブル表示装置１０１が背面表示型である場合、第１電極７１０が半透過膜で形成され、第２電極７３０は反射膜で形成される。また、フレキシブル表示装置１０１が両面表示型である場合、第１電極７１０及び第２電極７３０は透明膜または半透過膜で形成される。
反射膜及び半透過膜は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及びアルミニウム（Ａｌ）のうちの一つ以上の金属、またはこれらの合金を使用して形成される。この時、反射膜及び半透過膜は厚さによって決定される。一般に、半透過膜は、厚さが２００ｎｍ以下である。半透過膜は、厚さが薄くなるほど光の透過率が高くなり、厚さが厚くなるほど光の透過率が低くなる。
透明膜は、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）、ＩＺＯ（酸化インジウム亜鉛）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）またはＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）などの物質で形成される。
また、有機発光層７２０は、発光層、正孔注入層（ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）、正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）、及び電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）のうちの一つ以上を含む多重膜で形成される。有機発光層７２０がこれらの全てを含む場合、正孔注入層がアノードである第１電極７１０上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次に積層される。また、有機発光層７２０は、必要に応じて他の層をさらに含むこともできる。
このように、有機発光素子７０は、第１電極７１０及び第２電極７３０を通して各々正孔及び電子を有機発光層７２０の内部に注入する。注入された正孔及び電子が結合された励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が励起状態から基底状態に落ちる時に、有機発光素子７０が発光される。
蓄電素子８０は、層間絶縁膜１６０を間において配置された一対の蓄電板１５８、１７８を含む。ここで、層間絶縁膜１６０は、誘電体となる。蓄電素子８０に蓄電された電荷及び両蓄電板１５８、１７８の間の電圧によって蓄電容量が決定される。
スイッチング薄膜トランジスター１０は、スイッチング半導体層１３１、スイッチングゲート電極１５２、スイッチングソース電極１７３、及びスイッチングドレイン電極１７４を含む。駆動薄膜トランジスター２０は、駆動半導体層１３２、駆動ゲート電極１５５、駆動ソース電極１７６、及び駆動ドレイン電極１７７を含む。
スイッチング薄膜トランジスター１０は、発光しようとする画素を選択するスイッチング素子として使用される。スイッチングゲート電極１５２は、ゲートライン１５１と接続される。スイッチングソース電極１７３は、データライン１７１と接続される。スイッチングドレイン電極１７４は、スイッチングソース電極１７３から離隔配置されて、いずれか一つの蓄電板１５８と接続される。
駆動薄膜トランジスター２０は、選択された画素内の有機発光素子７０の有機発光層７２０を発光させるための駆動電源を画素電極７１０に印加する。駆動ゲート電極１５５は、スイッチングドレイン電極１７４と接続された蓄電板１５８と接続される。駆動ソース電極１７６及び他の一つの蓄電板１７８は、各々共通電源ライン１７２と接続される。駆動ドレイン電極１７７は、コンタクト孔（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）を通して有機発光素子７０の画素電極７１０と接続される。
このような構造によって、スイッチング薄膜トランジスター１０は、ゲートライン１５１に印加されるゲート電圧によって作動して、データライン１７１に印加されるデータ電圧を駆動薄膜トランジスター２０に伝達する役割を果たす。共通電源ライン１７２から駆動薄膜トランジスター２０に印加される共通電圧及びスイッチング薄膜トランジスター１０から伝達されたデータ電圧の差に相当する電圧が蓄電素子８０に保存され、蓄電素子８０に保存された電圧に対応する電流が駆動薄膜トランジスター２０を通して有機発光素子７０に流れて、有機発光素子７０が発光されるようになる。
また、フレキシブル表示装置１０１は、フレキシブル基板１１１上に形成されて、表示素子１１０をカバーする薄膜封止層２１０、及び表示素子１１０及びフレキシブル基板１１１の間に配置されたバリア膜１２０をさらに含む。
薄膜封止層２１０は、一つ以上の無機膜２１１、２１３、２１５及び一つ以上の有機膜２１２、２１４を含む。また、薄膜封止層２１０は、無機膜２１１、２１３、２１５及び有機膜２１２、２１４が交互に積層された構造を有する。この時、無機膜２１１が最下部に配置される。つまり、無機膜２１１が有機発光素子７０に最も近く配置される。図４で、薄膜封止層２１０は、三つの無機膜２１１、２１３、２１５及び二つの有機膜２１２、２１４を含むが、本発明の第１実施形態はこれに限定されない。
無機膜２１１、２１３、２１５は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｒＯ、ＳｉＯ２、ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＺｎＯ、及びＴａ２Ｏ５のうちの一つ以上の無機物を含んで形成される。また、無機膜２１１、２１３、２１５は、化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒｄｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）法または原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ、ＡＬＤ）法で形成される。この中でも、原子層蒸着法は、有機発光素子７０が損傷されないように摂氏１００度以下の温度で前述した無機物を成長させて形成する。また、原子層蒸着法で形成された無機膜２１１、２１３、２１５は、薄膜の密度が緻密で、水分または酸素の浸透を効果的に抑制することができる。しかし、本発明の第１実施形態はこれに限定されず、無機膜２１１、２１３、２１５は、当該技術分野の当業者に公知の多様な方法で形成される。
有機膜２１２、２１４は、ポリマー系の素材で形成される。ここで、ポリマー系の素材は、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド、及びポリエチレンなどを含む。また、有機膜２１２、２１４は、熱蒸着工程で形成される。また、有機膜２１２、２１４を形成するための熱蒸着工程は、有機発光素子７０を損傷させない温度範囲内で行われる。しかし、本発明の第１実施形態はこれに限定されず、有機膜２１２、２１４は、当該技術分野の当業者に公知の多様な方法で形成される。
薄膜の密度が緻密に形成された無機膜２１１、２１３、２１５は、主に水分または酸素の浸透を抑制する。大部分の水分及び酸素は、無機膜２１１、２１３、２１５によって有機発光素子７０への浸透が遮断される。
無機膜２１１、２１３、２１５を通過した水分及び酸素は、有機膜２１２、２１４によって再び遮断される。有機膜２１２、２１４は、無機膜２１１、２１３、２１５に比べて相対的に透湿抑制効果は少ない。しかし、有機膜２１２、２１４は、透湿抑制以外に、無機膜２１１、２１３、２１５及び無機膜２１１、２１３、２１５の間で有機発光表示装置１０１の反りによる各層の間の応力を減らす緩衝層の役割も共に果たす。つまり、有機膜２１２、２１４なく無機膜２１１、２１３、２１５の真上に直に無機膜２１１、２１３、２１５が連続的に形成されると、有機発光表示装置１０１の反りによって無機膜２１１、２１３、２１５及び無機膜２１１、２１３、２１５の間に応力が発生し、この応力により無機膜２１１、２１３、２１５が損傷され、薄膜封止層２１０の透湿抑制機能が顕著に低下する。このように、有機膜２１２、２１４は、透湿抑制と共に緩衝層の役割を果たして、薄膜封止層２１０が安定的に水分または酸素の浸透を抑制する。また、有機膜２１２、２１４は平坦化特性を有するため、薄膜封止層２１０の最上部面が平坦になる。
また、薄膜封止層２１０は、厚さが１０μｍ以下に形成される。従って、フレキシブル表示装置１０１の全体的な厚さを相対的に非常に薄く形成することができる。
また、薄膜封止層２１０を使用してフレキシブル表示装置１０１のフレキシブルな特性を増大することができる。
バリア膜１２０は、多様な無機膜及び有機膜のうちの一つ以上の膜で形成される。
このように形成された薄膜封止層２１０及びバリア膜１２０は、共に有機発光素子７０に水分などの不要な成分が浸透するのを防止するために、透湿率（ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｒａｔｅ、ＷＷＴＲ）が１０-６ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であるのが望ましい。有機発光素子７０に浸透した水分は有機発光素子７０の寿命を短縮させる。
このような構成によって、本発明の第１実施形態によるフレキシブル表示装置１０１は、不良の発生が効果的に抑制される。
以下、図４〜図７を参照して、図１のフレキシブル表示装置１０１の製造方法を説明する。
まず、図４に示したように、ガラス基板９００を準備して、ガラス基板９００の上に接着物質膜９５０を形成する。
接着物質膜９５０は、図１のフレキシブル表示装置１０１の表面残留膜１０９と同一な成分を有する。つまり、接着物質膜９５０は、金属物質及び金属酸化物質のうちの一つ以上の物質で形成される。
また、接着物質膜９５０は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合可能な物質を含む。具体的には、接着物質膜９５０に含まれる金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含む。
また、接着物質膜９５０に含まれる金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺｎＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含む。
また、接着物質膜９５０は、スパッタ（ｓｐｕｔｔｅｒ）、化学蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）法、または原子層蒸着（ａｔｏｍｉｃ ｌａｙｅｒ ｄｅｐｏｓｔｉｏｎ、ＡＬＤ）法などで形成される。この中でも、原子層蒸着法が接着物質膜９５０が均一でパーティクル（ｐａｒｔｉｃｌｅ）なく清潔に形成することができるので、最も適切である。また、原子層層蒸着法を使用する場合、接着物質膜９５０を均一で相対的に薄く形成することができる。しかし、原子層蒸着法の蒸着速度は、サイクル当り約０．５Å〜２Å程度と非常に遅い。このような原子層蒸着法の特性を考慮して、接着物質膜９５０は、厚さ（ｔ１）が０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内になるように形成される。接着物質膜９５０は、ガラス基板９００の表面処理のためにガラス基板９００の表面を覆う程度であれば十分である。従って、接着物質膜９００を過度に厚く形成すると、相対的に遅い原子層蒸着法の蒸着速度によってフレキシブル表示装置１０１の全体的な生産効率が低下する。従って、接着物質膜９５０は、厚さ（ｔ１）が１０００ｎｍ以下になるように形成するのが望ましい。
次に、図５に示したように、接着物質膜９５０上にフレキシブル基板１１１を形成する。フレキシブル基板１１１は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むプラスチック物質で形成される。本発明の第１実施形態による製造方法で、フレキシブル基板１１１は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）で形成される。ポリイミドは、耐熱性が特に優れていて、高温工程を複数回経なければならないフレキシブル表示装置１０１用フレキシブル基板１１１の素材として適切である。
また、フレキシブル基板１１１は、スリットコーティング（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）法及びスクリーン印刷（ｓｃｒｅｅｎ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）法のうちのいずれか一つの方法で形成される。つまり、スリットコーティング法またはスクリーン印刷法でポリイミドを接着物質膜９５０上に塗布して、フレキシブル基板１１１を形成する。この時、フレキシブル基板１１１に含まれている−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基が接着物質膜９５０と強く結合される。また、一般に、金属物質または金属酸化物質は、ガラス基板９００と非常に良好な接着力を有する。従って、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００は、接着物質膜９５０によって互いに安定的に接着される。
また、フレキシブル基板１１１は、製造環境やフレキシブルな特性を考慮して、厚さ（ｔ２）が５μｍ〜２００μｍの範囲内になるように形成される。具体的には、例えば、スリットコーティング法でポリイミドに厚さ（ｔ２）が約１０μｍのフレキシブル基板１１１を形成することができる。また、スクリーン印刷法でポリイミドに厚さ（ｔ２）が約１０μｍ〜７０μｍの範囲内のフレキシブル基板１１１を形成することができる。
また、フレキシブル基板１１１は、熱膨張係数（ＣＴＥ）がガラス基板９００の熱膨張係数（ＣＴＥ）と同一または１０ｐｐｍ／Ｃ以下になるように形成される。ガラス基板９００は、熱膨張係数が約４ｐｐｍ／Ｃ程度である。フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００の熱膨張係数の差が過度に大きくなると、互いに安定的に結合しなければならないフレキシブル基板１１１及びガラス基板９００が高温工程を経て剥離される。これは、製造過程で発生する不良の原因となる。
また、本発明の第１実施形態によれば、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００の熱膨張係数に多少の差が発生しても、接着物質膜９５０によってフレキシブル基板１１１及びガラス基板９００が互いに効果的に結合されるため、フレキシブル表示装置１０１を安定的に製造することができる。
次に、図６に示したように、フレキシブル基板１１１上にバリア膜１２０を形成し、バリア膜１２０上に表示素子１１０を形成する。そして、フレキシブル基板１１１上に表示素子１１０をカバーする薄膜封止層２１０を形成する。ここで、バリア膜１２０及び薄膜封止層２１０は、表示素子１１０の種類及び必要に応じて省略することができる。また、表示素子１１０の種類によってフレキシブル基板１１１上の構造が異なる。
図５においては、表示素子１１０は有機発光表示素子を示しているが、本発明の第１実施形態はこれに限定されない。従って、表示素子は、有機発光表示素子以外に、液晶表示素子や電気泳動表示素子のうちのいずれか一つであってもよい。また、このような表示素子１１０は、共通的に薄膜トランジスター（ＴＦＴ）を含む。従って、フレキシブル表示装置１０１の製造過程で、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００は、互いに接着された状態で複数回の高温工程を経るようになる。
次に、図７に示したように、レーザー（Ｌ）を照射して、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００を互いに分離させる。具体的には、レーザーによってフレキシブル基板１１１及び接着物質膜９５０が分離されたり、接着物質膜９５０及びガラス基板９００が分離される。
このように、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００が分離されて、フレキシブル表示装置１０１が完成される。本発明の第１実施形態によって製造されたフレキシブル表示装置１０１は、前記図１に示したように、フレキシブル基板１１１と結合された接着物質膜９５０の金属物質または金属酸化物質の少なくとも一部がフレキシブル基板１１１に結合された状態で残留する。
このような製造方法によって、本発明の実施形態によるフレキシブル表示装置１０１の製造方法は、フレキシブル基板１１１及びガラス基板９００の間の結合力を効果的に向上させて、フレキシブル表示装置１０１を安定的に製造することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
１０１ フレキシブル表示装置
１０、２０ 薄膜トランジスター
７０ 有機発光素子
８０ 蓄電素子
１１０ 表示素子
１１１ フレキシブル基板
１１９ 表面残留膜
１２０ バリア膜
１３１ スイッチング半導体層
１３２ 駆動半導体層
１５１ ゲートライン
１５２ スイッチングゲート電極
１５５ 駆動ゲート電極
１５８、１７８ 蓄電板
１６０ 層間絶縁膜
１７１ データライン
１７２ 共通電源ライン
１７３ スイッチングソース電極
１７４ スイッチングドレイン電極
１７６ 駆動ソース電極
１７７ 駆動ドレイン電極
２１０ 薄膜封止層
２１１、２１３、２１５ 無機膜
２１２、２１４ 有機膜
７１０、７３０ 電極
９００ ガラス基板
９５０ 接着物質膜

Claims (26)

  1. プラスチック物質で形成されたフレキシブル基板、
    前記フレキシブル基板の一方の面上に形成された表示素子、及び
    前記フレキシブル基板の前記一方の面と対向する他方の面の少なくとも一部の領域と結合された、金属物質及び金属酸化物質のうち、少なくとも一方の物質を含む表面残留膜を含むことを特徴とする、フレキシブル表示装置。
  2. 前記フレキシブル基板を形成するプラスチック物質は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
  3. 前記フレキシブル基板は、ポリイミドを含む物質で形成されることを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
  4. 前記フレキシブル基板は、厚さが５μｍ〜２００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
  5. 前記フレキシブル基板は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が３ｐｐｍ／Ｃ〜１０ｐｐｍ／Ｃの範囲内であることを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
  6. 前記表面残留膜は、前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合された物質を含むことを特徴とする、請求項２に記載のフレキシブル表示装置。
  7. 前記金属物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、
    前記金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含むことを特徴とする、請求項６に記載のフレキシブル表示装置。
  8. 前記金属酸化物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、
    前記金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺｎＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含むことを特徴とする、請求項６に記載のフレキシブル表示装置。
  9. 前記表示素子は、薄膜トランジスターを含むことを特徴とする、請求項１〜８のうちのいずれか一つに記載のフレキシブル表示装置。
  10. 前記表示素子は、有機発光表示素子、液晶表示素子、及び電気泳動表示素子のうちのいずれか一つであることを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブル表示装置。
  11. ガラス基板を準備する段階、
    前記ガラス基板上に金属物質及び金属酸化物質のうち少なくとも一方の物質で形成された接着物質膜を形成する段階、及び
    前記接着物質膜上にプラスチック物質でフレキシブル基板を形成する段階を含むことを特徴とする、フレキシブル表示装置の製造方法。
  12. 前記フレキシブル基板を形成するプラスチック物質は、−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  13. 前記フレキシブル基板は、ポリイミドを含む物質で形成されることを特徴とする、請求項１２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  14. 前記フレキシブル基板は、スリットコーティング法及びスクリーン印刷法のうちのいずれか一つの方法で形成されることを特徴とする、請求項１２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  15. 前記フレキシブル基板は、厚さが５μｍ〜２００μｍの範囲内であることを特徴とする、請求項１４に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  16. 前記フレキシブル基板は、熱膨張係数が前記ガラス基板の熱膨張係数（ＣＴＥ）と同一または１０ｐｐｍ／Ｃ以下であることを特徴とする、請求項１２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  17. 前記接着物質膜は、前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合可能な物質を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  18. 前記金属物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、
    前記金属物質は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、及び亜鉛（Ｚｎ）のうちの一つ以上を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  19. 前記金属酸化物質が前記−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨ−基と結合され、
    前記金属酸化物質は、酸化アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化ガリウム（Ｇａｌｌｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（Ｚｎｉｃ ｏｘｉｄｅ）、二酸化チタン（Ｔｉｔａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）、酸化インジウム（Ｉｎｄｉｕｍ ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ、ＩＺＯ）、及びＧａＩｎＺＯ（ＧＩＺＯ）のうちの一つ以上を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  20. 前記接着物質膜は、原子層蒸着法で形成されることを特徴とする、請求項１７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  21. 前記接着物質膜は、厚さが０．１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることを特徴とする、請求項２０に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  22. 前記フレキシブル基板及び前記ガラス基板を互いに分離させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１〜２１のうちのいずれか一つに記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  23. レーザーを照射して、前記フレキシブル基板及び前記接着物質膜を互いに分離したり、前記接着物質膜及び前記ガラス基板を互いに分離することを特徴とする、請求項２２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  24. 前記フレキシブル基板上に表示素子を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項２２に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  25. 前記表示素子は、薄膜トランジスターを含むことを特徴とする、請求項２４に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
  26. 前記表示素子は、有機発光表示素子、液晶表示素子、及び電気泳動表示素子のうちのいずれか一つであることを特徴とする、請求項２５に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
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