KR101094481B1 - 유기 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
매우 얇은 기판을 사용하는 유기 전자 디바이스가 간편한 방법으로 제조된다. 즉, 본 발명의 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 따르면, 기판의 제 1 표면이 연마되고, 상기 제 1 표면에 보호층이 제공되며, 상기 기판의 제 1 표면의 이면측의 제 2 표면이 에칭을 통해 제거되어 기판 두께를 감소시킨다. 결과적으로, 매우 얇은 기판이 형성될 수 있다. 상기 공정을 통해 제조된 2개의 매우 얇은 기판은 그 에칭 표면이 서로 대향되도록 배열된다. 다음에, 상기 2개의 기판이 서로 접합되어 그들 사이에 폴리머 재료를 포함하는 층을 보유한다. 그 후, 보호층이 제거된다. 따라서, 유기 전자 디바이스가 보호층이 제거된 제 1 표면에 형성된다.
Description
도 1A 내지 1E는 본 발명에 따른 유기 전자 디바이스용 기판을 제조하는 방법을 도시한 개략도; 및
도 2는 본 발명에 따른 유기 전자 디바이스를 도시한 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11, 12 : 기판 13, 14 : 보호 폴리머층
15 : 폴리머층 21 ; 기판
22 : TFT 23 : 애노드
24 ; 홀 주입층 25 : 홀 전송층
26 : 발광층 27 : 전자 전송층
28 : 캐소드 29 : 가요성 기판
30 : 실링제
본 발명은 가요성 기판을 채용하는 유기 전자 디바이스, 예를 들어, 유기 EL 발광 디바이스 또는 유기 반도체 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에 제시된 유비쿼터스 사회에서, 가요성 기판을 채용하는 유기 전자 디바이스가 상기 제시된 유비쿼터스 사회를 지지하는 유비쿼터스 전자 장비에 응용할 수 있는 것으로서 기대되었다. 이들 중에서, 유기 EL 발광 디바이스는 무기 EL 소자보다 저전압에서 발광할 수 있다. 또한, 유기 EL 발광 디바이스는 자기 발광형이어서, 높은 시인성을 제공할 수 있다. 가요성 기판의 채용은 유비쿼터스 전자 장비를 위한 디스플레이 또는 발광원에 유기 EL 발광 디바이스의 응용 가능성을 향상시킨다.
그러나, 가요성 기판에 가끔 사용되는 폴리머 재료가 유기 재료로 구성된다. 따라서, 폴리머 재료로 만들어진 가요성 기판은 대부분의 경우에 약간의 수분 투과성(moisture permeability)을 가진다. 유기 EL 발광 디바이스를 포함하는 유기 전자 디바이스는 가끔 미량의 수분에 의해서도 열화하여 그 특성을 잃어버린다. 유기 전자 디바이스의 기판에 폴리머가 사용되는 경우에, 기판을 투과하는 수분을 차단하는 것이 상용화의 큰 과제이다.
이를 고려하여, 예를 들어, JP 11-329715A는 상술한 과제를 해결하기 위한 효과적인 방법으로서 극히 얇은 유리 기판을 폴리머 필름과 결합(combine)하여 얻어진 기판을 사용하는 방법을 개시한다. 유리 기판 그 자체는 수분 투과성이 없지만, 가요성을 결여하고 있어, 적은 구부러짐 응력에 의해서도 파괴되어 버린다. 그러나, 유리의 파괴는 유리 재료 그 자체의 강도에 기인하여 일어날 뿐만 아니라 유리 기판 표면상의 셀 수 없는 흠(flaw)에 의해 파괴 시작점인 약한 힘에 의해서도 일어난다고 생각된다. 기술문헌1(JP 11-329715A)에 개시된 바와 같이 흠을 가진 유리 기판의 일 표면이 폴리머에 의해 덮혀져 있어, 유리 기판의 구부러짐 강도가 현저하게 향상될 수 있다. 그러나, 상기 결합된 기판(combined substrate)를 제조하는 구체적인 방법에 관하여, 특허문헌1은 단지 "DESAG·AG(독일) 등으로부터 얻어질 수 있는 대략 30㎛의 두께를 갖는 유리 기판이 여전히 취급하기가 매우 어렵고, 매우 주의하여 처리하지 않으면 매우 쉽게 손상된다"라고만 기술하고 있다(4페이지 31 내지 34줄). 상기 결합된 기판은 충분한 강도를 갖는다. 그러나, 상기 결합된 기판이 어떻게 신뢰성 있게 제조되는지에 대한 기술(description)이 없다. 또한 얇고 깨지기 쉬운 유리 기판이 제조 공정에서 어떻게 처리되는지에 대한 기술도 없다.
또한, 근년에, 박막 트랜지스터를 사용하여 구동되는 유기 EL 발광 디바이스에 대한 개발이 이루어졌다. 일반적으로, 박막 트랜지스터를 제조하는 공정에서 열처리는 필수적이다. 유리를 폴리머와 결합하여 얻어진 기판은 그 표면에 고내열성을 갖는다. 그러나, 유리는 열 팽창 계수가 폴리머와 다르다. 그래서, 기판이 열 처리를 통해 휠 수 있다. 이것은 다음 단계를 방해할 수 있고 또한 치수 정밀도를 얻기가 어렵다.
상술한 바와 같이, 매우 얇은 유리 기판이 최초로부터 사용되어 폴리머와 결합되는 경우에, 상당히 주의하여 처리하더라도 유리 기판의 손상을 피할 수 없다. 그래서, 기대되는 제조 수율이 상당히 낮다. 또한, 예를 들어 대화면 디스플레이 및 생산효율의 향상을 위한 그 다수개의 부품(piece)을 얻기 위해 기판의 크기가 증가되는 경우에도, 대면적의 매우 얇은 유리 기판 자체가 제조되기 어렵다. 이러한 얇은 대면적 유리 기판의 제조가 실현되더라도, 매우 얇은 유리 기판을 공정에서 처리하기 어렵다는 사실은 쉽게 예측된다. 상술한 어려움 때문에, 유용하고 뛰어난 성능이 시장에 적절한 가격으로 제공되기 어렵다는 큰 문제점을 갖는다. 또한, 단순히 유리 기판을 폴리머와 결합하여 얻어진 재료는 박막 트랜지스터 형성과 같이 상기 결합된 재료에 가열단계가 수행되는 경우에 각 재료 사이의 열 팽창 계수의 차이 때문에 치수 정밀도를 제공하기 매우 어렵다.
간편한 방법으로 유리를 폴리머 재료와 결합(combine)하여 얻어진 가요성 기판(flexible substrate)을 제조하기 위해서, 본 발명에 따른 유기 전자 디바이스의 제조 방법은: 기판의 제 1 표면을 연마하는 제 1 단계; 상기 제 1 표면에 보호층을 제공하는 제 2 단계; 상기 제 1 표면의 반대측의 제 2 표면을 에칭을 통해 제거하여 상기 기판의 두께를 감소시키는 제 3 단계; 상기 제 1 내지 제 3 단계를 통해 제조된 2개의 매우 얇은 기판의 에칭 표면을 대향시켜 형성된 간극(gap)에 폴리머 재료를 포함하는 층을 삽입하여 상기 2개의 매우 얇은 기판을 서로 접합하는 제 4 단계: 상기 보호층을 제거하는 제 5 단계; 및 상기 보호층이 제거된 상기 제 1 표면에 유기 전자 디바이스를 형성하는 제 6 단계를 포함한다. 이 경우에, 주성분으로서 지방족 또는 지환식 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지(polyamideimide resin), 열경화성 비닐에스테르 수지, 열경화성 비스페놀 A 수지(thermosetting bisphenol A resin), 또는 카르도계 수지(cardo-based resin)를 포함하는 필름이 상기 폴리머 재료를 포함하는 층으로서 사용된다. 또는, 주성분으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리에테르 술폰(polyether sulfone), 폴리술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴리아미드, 환형올레핀폴리머(cyclicolefinpolymer) 및 그 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 또는 열경화성 비스페놀 A 수지 중 임의의 하나를 포함하는 폴리머 필름이 사용된다. 또한, 성분으로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴라아미드, 환형올레핀폴리머 또는 그 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 또는 열경화성 비스페놀 A 수지, 아크릴 수지(acrylic resin), 또는 페놀 노보락 수지(phenol novolac resin)를 포함하는 폴리머가 보호층으로서 사용될 수 있다. 또한, 0.3㎜ 이상의 두께를 갖는 유리 기판이 기판으로서 사용되어 상기 제 3 단계를 통해 0.2㎜ 이하의 두께를 갖는 기판을 얻는다.
상기한 방법에 따르면, 가요성을 갖는 유기 전자 디바이스가 간편한 방법으로 평활한 기판 표면에 가열 단계를 사용하여 박막 트랜지스터를 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 형성된 유기 전자 디바이스는 고성능 및 높은 치수 정밀도를 갖고, 기판을 통해 투과하는 수분에 의한 열화를 수반하지 않으며, 기판에 가요성을 갖는다. 결론적으로, 고강도의 디바이스가 실현되어 휘어지더라도 파괴되지 않는다.
본 발명의 유기 전자 디바이스의 제조 방법은, 기판의 제 1 표면을 연마하는 제 1 단계; 상기 제 1 표면에 보호층을 제공하는 제 2 단계; 상기 기판의 제 1 표면의 이면측의 제 2 표면을 에칭을 통해 제거하여 상기 기판의 두께를 감소시키는 제 3 단계; 상기 제 1 내지 제 3 단계를 통해 제조된 2개의 매우 얇은 기판의 대향된 에칭 표면에 의해 형성된 간극에 폴리머 재료를 포함하는 층을 삽입하여 상기 2개의 매우 얇은 기판을 서로 접합하는 제 4 단계: 상기 보호층을 제거하는 제 5 단계; 및 상기 보호층이 제거된 상기 제 1 표면에 유기 전자 디바이스를 형성하는 제 6 단계를 포함한다.
유기 전자 디바이스가 형성되는 기판의 표면은 평평할 필요가 있다. 그래서, 상기 제 1 단계에서의 연마 처리가 중요하다. 또한, 연마 단계에 도입될 수 있는 실용적인 기판의 두께의 한계는 0.3㎜이다. 대면적으로 형성될 수 있고 상기 단계들을 통해 손상 없이 취급될 수 있는, 0.3㎜ 이상의 두께를 갖는 기판이 선택된다. 기판의 재료에 대하여, 소다 유리(soda glass), 붕규산 유리(borosilicate glass), 무알카리 유리 등이 목적에 따라 선택될 수 있다. 여기서, 무알카리 유리는 박막 트랜지스터와 같은 무기 전자 회로를 형성하기 위해 선택되어, 알카리 금속이 유리로부터 확산하는 것을 방지한다.
또한, 다음의 단계를 통해 평탄해진 표면을 보호할 목적 그리고 얇아진 유리 기판을 유지(유리 강도를 보강)하여 다음의 단계를 안정하게 수행할 목적으로 상기 제 2 단계에서 상기 연마된 표면에 보호층이 제공된다. 보호층 재료의 예로서는 폴리머 재료와 폴리머 재료를 무기 화합물과 결합하여 얻어진 재료가 포함된다. 보호 층의 형태에 대해, 상기 재료가 기판에 코팅될 수 있고 또는 상기 재료로 만들어진 필름이 기판에 부착될 수 있다. 상기 보호층은 두꺼운 유리 기판에 형성되어, 상술한 바와 같이 유리 기판을 손상시키지 않는다.
다음에, 상기 평탄해진 표면이 보호된 상태에서 상기 기판의 반대편 표면이 에칭되어서, 기판의 두께가 감소된다. 유리 기판의 경우에는, 가요성을 보이는 그 두께는 유리 재료에 따라 다르다. 0.1㎜보다 얇은 두께는 상당한 가요성을 실현한다. 0.2㎜보다 얇은 두께는 모든 종류의 유리에 대해 가소성을 실현한다고 생각된다.
2개의 매우 얇은 유리 기판은 그 에칭 표면이 서로 대향되어 그들 사이에 폴리머 재료를 포함하는 층을 끼도록 서로 접합된다. 그래서, 결합된 기판의 전후 표면이 연마된 유리 표면으로 만들어진다. 따라서, 열처리의 경우에 전후 표면의 열 팽창량이 서로 같다. 따라서, 박막 트랜지스터와 같은 무기 회로 디바이스가 고정밀도로 제조될 수 있고 양 표면의 변형 없이 제조될 수 있다. 결과적으로, 무기 회로 디바이스와 결합되는 유기 전자 디바이스의 특성이 더욱 개선되었다.
여기서, 폴리머 재료를 포함하는 층은 주로 폴리머로 구성되고, 예를 들어 필러(filler)와 같은 무기 미립자와 적절히 혼합될 수 있다. 폴리머 재료가 기판상에 코팅되거나, 상기 재료를 포함하는 필름이 기판에 부착된다. 이러한 점에서, 상기 연마된 표면에 형성된 보호층은 매우 얇은 유리에 대해 지지 필름의 역할을 하여 상기 기판이 상기 단계를 통해 손상되는 것을 방지한다. 다음에, 제 5 단계에서, 상기 기판의 연마된 표면을 보호하는 보호 코팅 또는 보호 필름이 박리 및 제 거되어서, 상기 기판의 연마된 표면을 노출시킨다. 상기 폴리머 재료를 포함하는 층이 상기 2개의 매우 얇은 유리 기판을 서로 접착하여 기판에 가요성과 구부러짐 강도를 준다. 따라서, 유기 전자 디바이스를 위한 실용적인 기판이 제공된다.
이하에, 본 발명에 따른 유기 전자 디바이스의 제조 방법에 대해 더욱 상세히 설명한다.
실시형태1
도 1A 내지 1E는 본 발명의 실시형태1에 따른 유기 전자 디바이스의 제조 방법을 개략적으로 도시한다. 도 1A는 2개의 기판(11, 12)을 도시한 단면도이다. 실시형태1에서는 0.5㎜의 두께를 갖는 무알카리 유리 기판이 사용된다. 상기 유리 기판의 일 표면이 랩 필름(wrap film) 또는 연마 재료를 사용한 연마를 통해 평탄화 처리된다. 상기 표면은 0.1㎛ 이하의 정밀도를 갖는다.
도 1B는 상기 평탄화된 표면, 즉 기판(11, 12)의 연마된 표면에 각각 보호 폴리머층(13, 14)이 제공된 상태를 도시한 단면도이다. 상기 보호 폴리머층은 폴리머 필름과 접착층을 사용하여 적층하는 것과 같은 방법에 의해 형성될 수 있다. 상기 폴리머 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리에테르 이미드 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 접착층은 아크릴 수지, 실리콘 수지 등으로 만들어질 수 있다. 여기에 사용된 접착층은 후술되는 박리 단계를 수행하기 위해서 광, 열, 용제에의 침적 등에 의해 그 접착 특성을 잃어버리는 것이 바람직하다. 도면에서, 보호 폴리머층이 2개의 기판의 서로 대향되는 표면의 반대측인 각 표면에 형성된다.
다음에, 보호 폴리머층(13, 14)이 각각 형성된 기판(11, 12)이 불소산(fluoric acid)과 같은 에칭 용액에 침적되어 유리 에칭되고, 각 기판의 두께가 0.10㎜로 감소된다. 이러한 상태가 도 1C에 도시된다. 이러한 상태에서, 유리 자체는 강도가 약하므로, 보호 폴리머층이 박리되면 기판이 쉽게 파손된다.
다음에, 지방족 또는 지환식 폴리이미드 수지; 폴리아미드 이미드 수지; 열경화성 비닐 에스테르 수지; 또는 열경화성 비스페놀 A 수지; 또는 카드형 수지(card type resin) 중 어느 하나를 주성분으로 하여 구성된 폴리머층(15)이 기판(11, 12)의 대향된 에칭 표면 사이에 제공된다. 기판(11, 12)은 폴리머층(15)을 통해 서로 접합된다. 도 1D는 상기 상태의 단면을 개략적으로 도시한다.
지방족 테트라카르복시산(tetracarboxylic acid) 및 방향족 디아민의 중축합(condensation polymerization)을 통해 형성된 폴리머를 γ-부틸로락톤(γ-butyrolactone) 등에 용해시켜서 얻어진 용액이 지방족 또는 지환식 폴리이미드 수지에 사용된다. 용액과 유리 사이의 접착성을 향상시키기 위해서, 결합제(coupling agent)와 같은 첨가물이 임의로 포함될 수 있다. 상기 폴리아미드이미드 수지의 예로서는 TOYOBO., LTD.에 의해 제조된 "PYROMAX(등록상표)"이 포함되고, 상기 열경화성 비닐 에스테르 수지의 예로서는 SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD.에 의해 제조된 "SUPERPOLYESTER SSP SERIES"가 포함된다. 열경화성 비스페놀 A 수지의 예로서는 SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD.에 의해 제조된 "LIGOLITE(등록상표) 500"이 포함되고, 카르도계 수지(cardo-based resin)의 예로서는 Nippon Steel Chemical Group에 의해 제조된 "V-259"가 포함된다. 2개의 기판을 접합하기 위해 롤 코터(roll coater), 바 코터(bar coater), 슬릿 코터(slit coater) 등에 의해 기판에 재료가 인가된 후 열경화, 자외선 경화 등에 의해 이들 재료들 각각에 대해 적절한 경화 처리가 수행된다.
다음에, 도 1E에 도시된 바와 같이, 광, 열, 또는 용제에의 침적을 통해 또는 기계적 제거 수단과 같은 보조 수단을 사용하여 보호 폴리머층(13, 14)이 박리되어 기판(11, 12)의 연마된 표면이 노출된다. 이 단계에서는, 상기 2개의 유리 기판이 50㎛의 두께를 갖는 폴리머층을 통해 서로 접합되어서, 어느 정도의 가요성과 구부러짐 강도를 갖는다. 따라서, 박리 단계에서 2개의 유리 기판의 파괴가 일어나지 않는다.
상기의 단계들을 통해 유기 전자 디바이스를 위한 가요성 기판이 형성된다. 상기 기판은 가볍고 구부러짐에 강하며, 연마된 표면 측에 평탄한 표면을 유지한다.
다음에, 도 2는 박막 트랜지스터를 갖는 유기 EL 발광 디바이스를 도시한 것으로, 본 발명에 따른 기판을 사용하여 제조된 유기 전자 디바이스의 실시예이다. 도 2에서, 도 1A 내지 1E를 참조로 설명된 방법에 의해 기판(21)이 형성된다. 상기 기판(21)에 TFT(22)가 형성된다. TFT(22)는 다음 단계들을 통해 형성된다.
먼저, CVD에의해 형성된 비결정성 실리콘층(amorphous silicon layer)이 레이저 어닐링을 통해 패턴닝(patterning)되어 폴리실리콘층을 형성한다. CVD 및 레이저 어닐링시에 기판 표면의 온도가 200℃ 이상으로 상승한다. 그러나, 실시형태1 에서는, 필름 퇴적(film deposition) 표면이 유리로 덮혀지므로, 유리 기판으로의 필름 퇴적과 같은 방법으로 레이저 어닐링이 수행된다. 또한, 상기 기판의 후면도 유리로 덮혀져 있으므로, 전후 표면 사이의 열 팽창 계수의 차이가 없다. 따라서, 기판의 일 표면을 향해 말아 올림과 같은 결함이 발견되지 않는다. 다음에, SiO2 등으로 만들어진 게이트 절연막이 CVD 등을 통해 폴리실리콘층에 형성된다. 이러한 단계는 폴리실리콘층의 형성시와 동일한 문제점을 포함하지만, 실시형태1에서는 상기 문제점이 일어나지 않는다. 다음에, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 형성되어서, TFT를 형성한다. 비록 상술한 바와 같이 TFT 제조시에 많은 가열 단계들이 필요하지만, TFT 소자는 미세하고, 높은 치수 안정성을 가질 필요가 있다. 실시형태1에서는, 경량 및 얇은 기판을 사용하여 뛰어난 특성을 갖는 미세한 TFT가 형성될 수 있다.
다음에, 스패터링(spattering), 증착(vapor deposition), 또는 CVD와 같은 방법으로 ITO, IZO 등으로 구성된 투명 도전 코팅으로 형성된 애노드(23)가 TFT(22)의 소스 전극에 접속되도록 형성된다. 애노드가 형성된 표면은 유리 표면이고, 따라서 애노드가 세척 및 클리닝 처리 이외의 특정 처리를 필요로 하지 않고 형성될 수 있다. 구리 프탈로시아닌 또는 방향족 아민으로 구성된 홀 주입층(24) 및 방향족 아민인 
-NPD 또는 TPD 유도체 등으로 구성된 홀 전송층(25)이 진공증착에 의해 애노드(23)상에 적층된다. 예를 들어, Alq3, BAlq3, 또는 Bebq2와 같은 8-히드록시퀴놀린 유도체의 금속착체(metal complex)로 구성된 호스트 재료에 도펀 트(dopant)로서 페릴렌(perylene), 퀴나크리돈(quinacridone), 쿠마린(coumarin), 루브렌(rubrene) 또는 DCJTB와 같은 형광 발광 색소(luminous emission pigment)를 포함하는 층이 공증착(co-evaporation)에 의해 발광층(26)으로서 그 위에 형성된다. 또한, Alq3 또는 Bebq2와 같은 전자 전송층(27), 또 LiF 박막에 Al을 적층한 캐소드(28)가 진공 증착에 의해 각각 형성된다.
다음에, 실링(sealing)을 위한 실링제(30)를 통해 유리와 폴리머 재료를 결합하여 얻어진 가용성 기판(29)과 접합되어, 유기 EL 발광 디바이스가 제조된다. 상술한 바와 같이 간단하고 실용적인 방법으로 유기 EL 발광 디바이스가 제조되더라도, 유기 EL 발광 디바이스는 수분투과에 의한 열화없이 안정한 발광 특성을 보여준다. 따라서, 얇고 가벼우며, 어느 정도 가요성을 가지며, 휴대성이 뛰어난 유기 EL 발광 디바이스가 제공된다.
실시형태2
실시형태1에서 처럼 도 1A 내지 1E를 참조로 실시형태2에 대해 설명한다. 도 1A에 도시된 기판(11, 12)은 각각 0.4㎜ 두께의 무알카리 유리 기판으로 구성된다. 유리 기판의 적어도 일 표면은 랩 필름(wrap film) 또는 연마 재료를 사용한 연마를 통해 평탄화 처리되어서, 0.1㎛ 이하의 정밀도를 갖는다.
도 1B에서는, 폴리이미드, 폴리아미드, 환형 올레핀 폴리머, 환형 올레핀 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 열경화성 비스페놀 A 수지, 아크릴 수지, 및 페놀 노보락 수지(phenolic novolac resin) 중 임의의 하나를 그 주성분으로서 포함하는 폴리머로 구성된 코팅 필름이 각 기판(11, 12)의 연마된 표면에 형성된다. 상기 폴리머는 용액 또는 전구체 용액(precursor solution)으로 구성되고, 롤 코터(roll coater), 바 코터(bar coater), 슬릿 코터(slit coater) 등에 의해 기판에 인가된다. 상기 인가된 폴리머는 건식 견고화(dry hardening), 열 경화, 자외선 경화 등을 통해 적절히 견고화 처리가 수행된다. 결과적으로, 보호 폴리머층(13, 14)이 형성된다. 각 보호 폴리머층(13, 14)의 두께는 100㎛로 설정된다. 그러나, 얇아진 유리 기판을 충분히 보강할 수 있는 두께인 한 두께에 대한 제한은 없다. 여기서 사용된 보호 폴리머층은 후술되는 박리 단계를 쉽게 수행하기 위해서 광, 열, 용제에의 침적 등을 통해 쉽게 용해 또는 박리되는 것이 바람직하다. 도 1B에서는, 2개의 기판의 각 대향된 표면의 반대측에 보호 폴리머층이 형성된다.
도 1C에서는, 보호 폴리머(13, 14)가 형성된 기판(11, 12)이 플루오르화수소산(hydrofluoric acid)과 같은 에칭액에 침적된 다음, 유리 에칭되어 각 기판의 두께가 0.1㎜가 되도록 얇게 한다. 이 상태에서 유리 그 자체의 경도(hardness)는 약해진다. 따라서, 보호층이 분리될 때 각 기판이 쉽게 파손될 수 있다.
도 1D에서는, 주성분으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴리아미드, 환형 올레핀 폴리머 또는 그 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 및 열경화성 비스페놀 A 수지 중의 임의의 하나를 포함하는 폴리머 필름을 접착제에 의해 2개의 유리 기판 사이에 끼워서 폴리머층(15)이 형성되고 에칭된 기판(11)의 에칭면 및 에칭된 기판(12)의 에칭면이 서로 마주본다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 예로서는 TEIJIN LIMITED에 의해 제조된 "TEFLEX(등록상 표)"가 포함되고, 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름의 예로서는 TEIJIN LIMITED에 의해 제조된 "TEONEX(등록상표)"가 포함되며, 폴리카보네이트의 예로서는 TEIJIN LIMITED에 의해 제조된 "PANLITE(등록상표)"가 포함된다. 폴리알릴레이트 필름의 예로서는 Kaneka Corporation에 의해 제조된 "CRYSTALATE(등록상표)"가 포함되고, 폴리에테르 술폰 필름의 예로서는 SUMITOMO BAKELITE Co., Ltd.에 의해 제조된 "SUMILITE(등록상표) FS-1300"이 포함되며, 폴리술폰 필름의 예로서는 SUMITOMO BAKELITE Co., Ltd.에 의해 제조된 "SUMILITE(등록상표) FS-1200"이 포함된다. 폴리에테르 이미드 필름의 예로서는 Mitsubishi Plastics, Inc.에 의해 제조된 "SUPERIO(등록상표)"가 포함되고, 폴리이미드 필름의 예로서는 Kaneka Corporation에 의해 제조된 플루오르화 폴리이미드(fluorinated polyimide)가 포함되며, 폴리아미드 필름의 예로서는 나일론 필름이 포함된다. 환형 올레핀 폴리머 또는 그 공중합체 필름의 예로서는 JSR에 의해 제조된 "ARTON(등록상표)" 또는 ZEON CORPRATION에 의해 제조된 "ZEONOR(등록상표)"이 포함된다. 또한, 열경화성 비닐에스테르 수지 필름의 예로서는 SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD.에 의해 제조된 "LIGOLITE(등록상표)"이 포함되고 열경화성 비스페놀 A 수지 필름의 예로서는 SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD.에 의해 제조된 "LIGOLITE(등록상표) 500"가 포함된다. 이들 재료는 각각 아크릴 접착제 또는 실리콘계 접착제를 통해 기판 사이에 접착된다. 사용될 접착제는 뛰어난 접착성을 가지는 것이 바람직하다. 기판 사이에 끼워진 필름은 폴리머층(15)이고 폴리머층(15)의 두께는 100㎛이다.
도 1E에 있어서, 기판(11, 12)의 연마된 표면은 광, 열, 또는 용제에의 침적 을 통해 또는 기계적 제거수단과 같은 보조수단을 사용하여 보호 폴리머층(13, 14)을 박리함으로써 노출된다. 이 단계에서는, 2개의 유리 기판은 그들 사이에 100㎛의 두께를 갖는 폴리머 필름을 보유한다. 이것은 기판에 가요성 및 구부러짐 강도를 준다. 따라서, 박리 단계에서 유리 기판이 파손되지 않는다.
상술한 단계들을 통해 유기 전자 디바이스용 가요성 기판이 형성된다. 상기 기판은 가볍고 구부러짐에 강하며, 연마된 표면측에 평편한 표면을 갖는다. 또한, 유기 EL 발광 디바이스가 실시형태1에서와 같이 제조되면, 실시형태1과 동일한 효과가 얻어진다.
상기 실시형태에서 설명된 유기 전자 디바이스의 실시예로서 유기 EL 발광 디바이스는 자동차 계기보드(car fascia board)의 곡면 광원이나 유기 EL 발광 소자의 경량의 특성 및 얇음을 최적으로 사용하는 휴대용 유비쿼터스 디스플레이, 예를 들어, 지상파 디지털 수신장치, 휴대용 브라우저 또는 디지털 카메라/비디오 카메라의 모니터와 같은 미래의 전자 디바이스의 사람과 기계의 인터페이스의 초석이 될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 가요성을 갖는 유기 전자 디바이스가 간편한 방법으로 평활한 기판 표면에 가열 단계를 사용하여 박막 트랜지스터를 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 형성된 유기 전자 디바이스는 고성능 및 높은 치수 정밀도를 갖고, 기판을 통해 투과하는 수분에 의한 열화를 수반하지 않으며, 기판에 가요성을 갖는다. 결론적으로, 고강도의 디바이스가 실현되어 휘어지 더라도 파괴되지 않는다.
Claims (6)
- 기판의 제 1 표면을 연마하는 제 1 단계;상기 제 1 표면에 보호층을 제공하는 제 2 단계;상기 제 1 표면의 이면측의 제 2 표면을 에칭을 통해 제거하여 상기 기판의 두께를 감소시키는 제 3 단계;상기 제 1 내지 제 3 단계를 통해 제조된 2개의 매우 얇은 기판의 에칭 표면을 대향시켜서 형성된 간극에 폴리머 재료를 포함하는 층을 삽입하여 상기 2개의 매우 얇은 기판을 서로 접합하는 제 4 단계:상기 보호층을 제거하는 제 5 단계; 및상기 보호층이 제거된 상기 제 1 표면에 유기 전자 디바이스를 형성하는 제 6 단계를 포함하는, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판은 0.3㎜ 이상의 두께를 갖는 유리 기판을 포함하고, 상기 제 3 단계에서 0.2㎜ 이하의 두께를 갖도록 처리되는, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리머 재료를 포함하는 층은 지방족 폴리이미드 수지, 지환식 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 열경화성 비닐에스테르 수지, 열경화성 비스페놀 A 수지, 및 카르도계 수지 중 임의의 하나를 포함하는 필름을 포함하고, 상기 층은 코팅에 의해 형성되는, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리머 재료를 포함하는 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴리아미드, 환형 올레핀 폴리머 또는 그 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 및 열경화성 비스페놀 A 수지 중 임의의 하나를 포함하는 필름을 포함하고, 상기 층은 접착제에 의해 상기 제 2 표면에 접합되는, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 폴리에테르 술폰, 폴리술폰, 폴리에테르 이미드, 폴리이미드, 폴라아미드, 환형 올레핀 폴리머 또는 그 공중합체, 열경화성 비닐에스테르 수지, 열경화성 비스페놀 A 수지, 아크릴 수지, 및 페놀 노보락 수지 중 임의의 하나를 포함하는 보호 폴리머층을 포함하는, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 보호층이 제거된 상기 제 1 표면에 형성된 상기 유기 전자 디바이스는 박막 트랜지스터를 포함하는 유기 EL 발광 디바이스인, 유기 전자 디바이스의 제조 방법.
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