KR101232541B1 - 가요성 기판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가요성 기판이 공정열에 의해 휘어지는 현상을 방지할 수 있는 가요성 기판의 제조방법에 관한 것이다.

이 가요성 기판의 제조방법은 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착제를 사이에 두고 점착하는 단계와; 상기 점착된 가요성 기판 상에서 열처리 하는 단계와; 상기 열처리된 가요성 기판을 공냉시키는 단계를 포함한다.

Description

가요성 기판의 제조 방법{Fabricating method of flexible substrate}

도 1은 종래 가요성 표시장치의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도.

도 2는 종래 가요성 기판의 제조 공정을 통해 가요성 기판이 휘어지는 현상을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가요성 표시장치의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 흐름도.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 열처리 시간에 따른 기판 내 잔존 기포수를 설명하기 위한 도면 및 그래프.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 공정에서 가요성 기판을 통해 발생하는 배기현상을 설명하기 위한 도면.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 점착공정(SS1)을 실시하는 두 가지 방법을 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 41 : 비가요성 기판 3, 43 : 점착제

5, 45 : 가요성 기판

본 발명은 표시장치용 기판에 관한 것으로, 특히 가요성 기판이 공정열에 의해 휘어지는 현상을 방지할 수 있는 가요성 기판의 제조방법에 관한 것이다.

최근 표시장치 시장은 대면적이 용이하고 박형이고 경량화가 가능한 평판 디스플레이(Flat Panel Display:이하 "FPD"라 함) 위주로 급속히 변화하고 있다.

이러한 FPD에는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display)등이 있다. 그러나 기존의 액정표시장치, 플라즈마 디스플레이 패널, 유기발광 표시장치 등은 유리 기판을 사용하기 때문에 유연성이 없으므로 응용과 용도에 한계가 있다.

따라서 최근 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱등과 같이 유연성 있는 재료의 기판을 사용하여 구부러질 수 있게 제조된 가요성(flexible) 표시장치가 차세대 표시장치로 급부상중이다.

도 1은 종래 가요성 표시장치의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.

도 1을 참조하면 종래 가요성 표시장치의 제조 공정은 크게 점착공정(S1), 표시장치 제조 공정(S2) 및 박리 공정(S3)으로 나뉜다.

점착 공정(S1)은 가요성 기판에 표시장치의 제조 공정(S2)을 지탱하는 지지력을 부여해 주기 위해 비가요성(rigid) 기판을 점착하는 공정이다.

가요성 기판으로는 주로 폴리 에테르 술폰(polyethersulfone ; PES) 등의 플라스틱을 사용하고, 비가요성 기판으로는 주로 유리를 사용한다.

표시 장치의 제조 공정(S2)은 가요성 기판상에서 표시장치의 신호 배선을 형성하는 등 일반적인 표시 장치를 제조하는 공정과 동일한 공정이다.

박리 공정(S3)은 표시장치의 제조 공정(S2) 후 비가요성 기판에 점착된 가요성 기판을 박리하는 공정이다.

상술한 종래 가요성 표시장치의 제조 공정은 점착 공정(S1) 및 박리 공정(S3)만 추가될 뿐 일반적인 표시장치의 제조 공정을 그대로 활용할 수 있는 장점이 있다.

그러나 상술한 표시장치의 제조 공정(S2) 중 발생하는 공정열로 인해 도 2에 도시된 바와 같이 점착제(3)를 사이에 두고 비가요성 기판(1) 상에 점착된 가요성 기판(5)이 휘어지는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 비가요성 기판(1) 및 가요성 기판(5)의 열팽창 계수가 다르기 때문에 발생하는 것이다. 이와 같이 휘어진 비가요성 기판(1) 상에서 표시장치의 제조 공정(S2)을 진행할 경우, 표시장치의 배선이 올바르게 형성되지 않는 등의 공정 불량이 발생하고, 이로 인하여 비가요성 표시장치의 생산성을 저하시키므로 문제가 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 가요성 기판이 공정열에 의해 휘어지는 현상을 방지할 수 있는 가요성 기판의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가요성 기판의 제조방법은 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착제를 사이에 두고 점착하는 단계와; 상기 점착된 가요성 기판 상에서 열처리 하는 단계와; 상기 열처리된 가요성 기판을 공냉시키는 단계를 포함한다.

상기 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 상기 가요성 기판의 유리 전이 온도 및 상기 점착제의 소성 온도보다 낮은 것을 특징으로 한다.

상기 열처리하는 단계에서 열처리 시간은 10시간 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 상기 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착하는 단계는 상기 비가요성 기판을 마련하는 단계와; 상기 비가요성 기판 상에 상기 점착제를 점착하는 단계와; 상기 점착제 상에 상기 가요성 기판을 점착하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판은 배기성이 있는 기판이다.

상기 배기성이 있는 기판은 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.

본 발명의 제2 실시예에 따른 상기 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착하는 단계는 상기 비가요성 기판을 마련하는 단계와; 상기 비가요성 기판 상에 상기 점착제를 점착하는 단계와; 상기 점착제를 열처리하는 단계와; 상기 점착제 상에 상기 가요성 기판을 점착하는 단계를 포함한다.

상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판은 메탈 호일 및 스테인레스 강을 포함한다.

상기 점착제를 열처리하는 단계에서 열처리 온도는 상기 점착제의 소성온도보다 낮다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 3 내지 도 6b를 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가요성(flexible) 표시장치의 제조 공정을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 열처리 시간에 따른 기판 내 잔존 기포수를 설명하기 위한 도면 및 그래프이다.

도 3을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 가요성 표시장치의 제조 공정은 크게 점착공정(SS1), 열처리 공정(SS2), 공냉 공정(SS3), 표시장치 제조 공정(SS4) 및 박리 공정(SS5)으로 나뉜다.

점착 공정(SS1)은 가요성 기판에 표시장치의 제조 공정(SS4)을 지탱할 수 있도록 지지력을 부여해주기 위해 비가요성(rigid) 기판을 점착하는 공정이다. 이러한 점착 공정(SS1)은 가요성 기판 및 비가요성 기판 사이에 점착되는 점착제를 통해 이루어진다. 이 때 점착 공정(SS1)에 사용되는 점착제는 박리 공정(SS5) 진행시 박리가 가능하도록 솔벤트(Solvent)와 같은 유기 용매에 녹아 점성이 있는 것이다.

열처리 공정(SS2)은 가요성 기판이 표시장치의 제조 공정(SS4)시 발생하는 열에 의해 휘어지는 현상을 방지하기 위한 공정이다. 이 열처리 온도는 가요성 기판의 상태를 변화시키지 않음과 아울러 점착제를 소성시키지 않는 범위로 설정되어야 하므로 가요성 기판 및 점착제의 특성에 따라 달라질 수 있다. 점착제가 소성되는 경우, 후속 공정인 박리 공정(SS5)에서 가요성 기판을 박리시키기 어렵기 때문에 상술한 바와 같이 열처리 온도는 점착제의 소성 온도를 고려하여 설정되야 한다.

따라서 열처리 온도는 가요성 기판 및 점착제의 특성에 따라 다음과 같이 구분될 수 있다.

먼저, 가요성 기판의 유리 전이 온도(Tg)가 점착제의 소성 온도 이하인 경우, 열처리 온도는 가요성 기판의 유리 전이 온도 이하로 설정되는 것이 바람직하다. 여기서, 유리 전이 온도는 고분자 물질이 유리 상태에서 점성의 유체로 변하는 전이 온도를 말한다. 즉 가요성 기판의 유리 전이 온도가 점착제의 소성 온도의 이하인 경우, 열처리 온도가 가요성 기판의 유리 전이 온도 이하여야 가요성 기판의 상태 변화 및 점착제의 소성을 방지할 수 있다. 예를 들면, 가요성 기판은 유리 전이 온도가 220℃인 폴리 에테르 술폰(polyethersulfone ; 이하 "PES"라 함.)이고, 점착제는 소성 온도가 250℃인 경우 열처리 온도는 220℃이하가 바람직하다.

그리고 가요성 기판의 유리 전이 온도가 점착제의 소성 온도 이상인 경우, 열처리 온도는 가요성 기판의 상태 변화 및 점착제의 소성을 방지할 수 있도록 하 기 위해 소성 온도 이하로 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에서와 같이 점착 공정(SS1) 후 열처리 공정(SS2)을 진행하는 경우 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이 열처리 시간이 경과됨에 따라 비가요성 기판 및 점착제 사이에 발생하는 기포 수 및 점착제 및 가요성 기판 사이에 발생하는 기포 수가 감소한다.

도 4a는 200℃의 온도에서 4시간 경과후 기판의 점착 상태를 나타내는 도면으로 점착면에 다수의 기포가 잔존함을 알 수 있다. 한편, 도 4b는 200℃의 온도에서 15시간 경과후 기판의 점착 상태를 나타내는 도면으로 점착면에 기포가 관찰되지 않음을 알 수 있다.

도 4c는 샘플 1, 샘플2 및 샘플 3을 200℃의 온도에서 열처리했을때, 열처리 시간 경과에 따라 점착면에 발생하는 기포의 개수를 도시한 그래프이다.

도 4c를 참조하면, 점착 공정(SS1)을 통해 점착된 가요성 기판 및 비가요성 기판의 점착면에서는 열처리 공정(SS2)이 진행됨에 따라 1시간 경과후 셀 수 없이 많은 기포가 관찰되었다. 그러나 열처리 시간이 흐름에 따라 기포의 개수는 점착면 중심부에서부터 감소되기 시작하여 8시간 경과후 점착면의 외곽부에서 일부만 관찰되었고, 10시간 이후에는 시간이 지나도 기포가 관찰되지 않았다. 따라서, 열처리 공정(SS2)은 10시간 이상 동안 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 열처리 공정(SS2)을 통해 가요성 기판이 휘어지는 현상을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라, 점착 공정(SS1) 후 일정 시간동안 열처리 공정(SS2)을 진행함으로써, 점착면에 기포가 발 생하는 현상을 방지할 수 있다.

점착면에 발생하는 기포는 표시장치 제조 공정(SS4)에서 형성되는 표시장치의 구성 요소들이 올바르게 형성되는 것을 방해한다. 따라서 본 발명은 점착면에 기포가 발생하는 현상을 방지함으로써 가요성 표시장치 제조의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 점착 공정(SS1) 후 열처리 공정(SS2)을 통해 점착면에 기포가 발생하는 현상을 방지할 수 있으므로 기포의 발생을 억제하기 위해 고가의 진공 장비를 도입하여 점착 공정(SS1)을 진행하지 않아도 된다. 따라서 가요성 표시장치의 제조 공정에 드는 비용을 절감할 수 있다.

상술한 열처리 공정(SS2) 후 공냉 공정(SS3)을 통해 열처리 된 기판을 공기중에 서서히 냉각시킨다. 냉각 기판(cooling plate)과 같은 급속 냉각 방식은 급속히 변한 온도에 대한 스트레스(Thermal stress)를 점착제에 점착된 가요성 기판 및 비가요성 기판에 제공하여 가요성 기판이 휘어지는 현상을 심화시킬 수 있다. 따라서 본 발명은 공냉 방법으로 열처리된 기판을 냉각 시킴으로써 점착제에 점착된 가요성 기판이 급속한 온도 변화로 인한 스트레스를 통해 휘어지는 현상을 방지할 수 있다.

이 후, 표시 장치의 제조 공정(SS4)을 통해 가요성 기판상에서 표시장치의 신호 배선을 형성하는 등 일반적인 표시 장치를 제조하는 공정을 진행한다. 이러한 표시 장치의 제조 공정(SS4)을 통해 액정표시장치 또는 유기발광표시장치등 다양한 표시장치의 제조 공정이 진행될 수 있다.

그리고 박리 공정(SS5)을 통해 비가요성 기판에 점착된 가요성 기판을 박리한다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 열처리 공정(SS2)에서 가요성 기판을 통해 발생하는 배기(out gasing)현상을 설명하기 위한 도면이고, 도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 점착공정(SS1)을 실시하는 두 가지 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시예에서는 유기 용매에 녹아 있는 점성의 점착제(43)를 사용하므로 점착제(43)는 열처리 공정(SS2)에서 소성되지 않지만, 점착제(43)내의 일부 유기용매는 열처리 공정(SS2)에서의 열에 의해 증발하여 기체가 된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판(45)으로 PES 및 PEN(polyethylene naphthalate : 폴리 에틸렌 나프탈레이트) 등을 포함하는 플라스틱을 사용하는 경우 열처리 공정(SS2) 중 점착제(43)에서 발생한 기체들은 도 5a에 도시된 바와 같이 점착제(43) 측면 및 플라스틱 기판 자체를 통해 배기(Out gasing)가 가능하다.

본 발명의 제1 실시예에서와 같이 가요성 기판(45)을 통해 배기가 가능한 경우에 점착공정(SS1)은 도 6a에 도시된 바와 같이 비가요성 기판(41)을 마련하는 단계(SA1), 비가요성 기판(41)에 점착제(43)의 일측면을 부착하는 단계(SA3) 및 점착제(43)의 타측면에 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판(45)을 부착하는 단계(SA5)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판(45)으로 메탈 호일(Metal foil) 및 SUS(Stainless Steel) 등과 같이 가요성 기판(45) 자체를 통해 배기가 어려운 경우 열처리 공정(SS2) 중 점착제(43)에서 발생한 기체들은 도 5b에 도시된 바와 같이 주로 점착제(43) 측면을 통해서 배기가 가능하다.

본 발명의 제2 실시예에서와 같이 주로 점착제(43) 측면을 통해서 배기가 가능한 경우에 점착공정(SS1)은 도 6b에 도시된 바와 같이 비가요성 기판(41)을 마련하는 단계(SA2), 비가요성 기판(41)에 점착제(43)의 일측면을 부착하는 단계(SA4), 점착제(43)를 열처리 하는 단계(SA6) 및 점착제(43)의 타측면에 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판(45)을 부착하는 단계(SA8)를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에서는 주로 점착제(43) 측면을 통해 배기가 이루어지는데 걸리는 열처리 공정(SS2)시간을 점착제(43)를 열처리 하는 단계(SA6)를 더 포함함으로써 단축시킬 수 있다.

점착제(43)를 열처리 하는 단계(SA6)에서 열처리 온도는 후속 공정인 박리 공정(SS5)에서 가요성 기판(45)이 박리될 수 있도록 점착제(43)의 소성 온도보다 낮게 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 열처리 공정을 통해 가요성 기판이 휘어지는 현상을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라, 점착 공정 후 열처리 공정을 진행함으로써, 점착면에 기포가 발생하는 현상을 방지할 수 있다.

본 발명은 점착면에 기포가 발생하는 현상을 방지함으로써 가요성 표시장치 제조의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고 본 발명은 점착 공정 후 열처리 공정 을 통해 점착면에 기포가 발생하는 현상을 방지할 수 있으므로 기포의 발생을 억제하기 위해 고가의 진공 장비를 도입하여 점착 공정을 진행하지 않아도 된다. 따라서 가요성 표시장치의 제조 공정에 드는 비용을 절감할 수 있다.

그리고 또한 본 발명은 열처리 공정 후 열처리 된 기판을 공기중에 서서히 냉각시킴으로써 점착제에 점착된 가요성 기판이 급속한 온도 변화로 인한 스트레스로 인해 휘어지는 현상을 방지할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (9)

1. 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착제를 사이에 두고 점착하는 단계와;

   상기 가요성 기판의 유리 전이 온도 및 상기 점착제의 소성 온도보다 낮은 온도로 점착된 상기 가요성 기판상에서 적어도 10시간 이상 열처리 하는 단계와;

   상기 열처리된 가요성 기판을 공냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 가요성 기판 및 비가요성 기판을 점착하는 단계는

   상기 비가요성 기판을 마련하는 단계와;

   상기 비가요성 기판 상에 상기 점착제를 점착하는 단계와;

   상기 점착제 상에 상기 가요성 기판을 점착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가요성 기판은 배기성이 있는 기판인 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 배기성이 있는 기판은 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
7. 비가요성 기판을 마련하는 단계와;

   상기 비가요성 기판 상에 점착제를 점착하는 단계와;

   상기 점착제의 소성 온도보다 낮은 온도로 상기 점착제를 상기 비가요성 기판 상에서 적어도 10시간 이상 열처리하는 단계와;

   상기 점착제 상에 상기 가요성 기판을 점착하는 단계와;

   상기 열처리된 가요성 기판을 공냉시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 가요성 기판은 메탈 호일 및 스테인레스 강을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 기판의 제조방법.
9. 삭제

Images