KR101345783B1 - 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법 - Google Patents
플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법이 개시되어 있다.
이 개시된 제조 방법은 금속판의 일면에 실리콘 반도체층을 형성하는 단계와; 실리콘 반도체층의 상부에 소스 및 드레인을 형성하는 단계와; 소스 및 드레인 상부의 금속판 전면에 플렉서블 절연층을 형성하는 단계와; 금속판을 식각하여 게이트를 형성하는 단계를 포함한다. 이에 따라, 플렉서블 필름의 변형과 왜곡을 방지하면서도 두께를 최소화하고 또한 저렴한 방식으로 플렉서블 디스플레이 기판을 제조할 수 있다.
플렉서블, 디스플레이, 기판, 제조
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 TFT ARRAY 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도.
11: 금속판 12,23: SiN
13: a-Si 14: Source
15: Drain 16: 금속판 식각
17: Polymer Coating 18: Gate전극형성Semi Additive
21: 금속판 22: Poly-Si
24,29: Sputtering 25: data/source 형성
27: 금속판 에칭 28: TR 형성
30: Gate line 형성 31: 금속판(gate)
32,36: Poly Si or a-Si 33: SiN
34: source/drain 35: sputtering
37:SiN증착 38: source/drain 형성
39: Sputtering contact 회로 구현
40: 절연막구성 base film 41: 금속판 에칭
42:게이트 형성
본 발명은 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 플렉서블 필름 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성시킨 플렉서블 디스플레이 기판의 제조시, 열처리 공정인 소스 및 드레인의 형성과정과 폴리실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘의 증착 공정을 플렉서블 필름 상이 아닌 금속기판 상에서 행하고, 플렉서블 필름의 적층 후 이 금속기판을 에칭하여 제거함으로써, 결과적으로 플렉서블 필름의 변형과 왜곡을 방지하면서도 두께를 최소화하고 또한 저렴한 방식으로 플렉서블 디스플레이 기판을 제조할 수 있도록 한 새로운 플렉서블 디스플레이 기 판의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 플렉서블 디스플레이는 OLED 또는 TFT LCD 방식으로 제조되며, 플렉서블(flexible)한 플라스틱 기판 상에 TFT를 형성한 구조를 가진다. 종래 이러한 플렉서블 디스플레이는 플라스틱 필름 기판 상에 게이트 구조물을 완성시킨 후, 폴리 실리콘 층을 적층시키고 도펀트를 주입시키며, 이후 소스와 드레인을 형성시키고, 소스 및 드레인 상에 전도성 물질을 스퍼터링하여 전극을 형성시키는 등의 과정을 거쳐 디스플레이의 단위 구동 소자를 완성시키게 된다.
그런데 이러한 플렉서블 디스플레이 기판의 여러 가지 제조 공정들은 서로 다른 온도에서 수행되기 때문에, 기판인 플라스틱 필름이 변형되고 왜곡되기 쉬워서 예컨대 패터닝 공정시 얼라인이 맞지 않게 되는 문제가 있었다. 더 나아가 비정질 실리콘을 결정화하여 폴리 실리콘 층을 형성시키기 위하여 레이저를 조사하는 공정의 경우에는 대개 유기 폴리머 성분인 플라스틱 필름 상에 열적 데미지를 크게 가하여 평탄도를 떨어뜨리는 등의 문제가 발생한다는 위험이 있었다. 따라서 플렉서블 디스플레이 기판 제조에 있어 열처리 또는 레이저 공정시 플라스틱 필름 기판의 왜곡이나 변형을 방지하기 위한 조치가 절실히 요구되고 있었다.
종래 이러한 요구에 부응하기 위하여, 예컨대 대한민국 공개특허 번호 10-2006-0078700 "플렉서블 디스플레이 장치 및 그 제조 방법"(출원인: 삼성전자주식회사) 및 대한민국 공개특허 번호 10-2005-0073855 "플렉서블 디스플레이 및 그 제조 방법"(출원인: 삼성전자주식회사)의 공개공보에는, 플라스틱 기판의 변형을 복원할 수 있도록 기판의 일측면에 형상 기억 합금층을 추가하는 예 및 플라스틱 기 판 상에 보호층을 추가하는 예가 개시되어 있다. 그러나 이러한 조치는 추가적인 재료와 추가적인 공정이 요구되는 것이기 때문에 추가 비용이 발생하게 될 뿐만 아니라, 추가 층의 존재 때문에 플렉서블 디스플레이 기판의 두께가 증가된다는 문제점이 있다. 이는 경박단소화를 지향하는 디스플레이 분야의 경향과는 어긋난 것이다.
그러므로 플렉서블 디스플레이 기판의 두께를 최소화할 수 있으면서도 저렴한 방식으로 플라스틱 필름 기판의 열적 변형 또는 왜곡을 최소화시킬 수 있는 새로운 제조방법에 대한 요구는 여전히 존재한다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 단점을 해소하고 상기 요구에 부응하기 위하여 발명된 것으로서, 예컨대 플렉서블 필름 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성시킨 플렉서블 디스플레이 기판의 제조시, 열처리 공정인 소스 및 드레인의 형성과정과 폴리실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘의 증착 공정을 플렉서블 필름 상이 아닌 금속기판 상에서 행하고, 플렉서블 필름의 적층 후 이 금속기판을 에칭하여 제거함으로써, 결과적으로 플렉서블 필름의 변형과 왜곡을 방지하면서도 두께를 최소화하고 또한 저렴한 방식으로 플렉서블 디스플레이 기판을 제조할 수 있도록 한 새로운 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적은 본 발명의 플렉서블 디스플레이 기판 제조 방법에 의해 달성된다. 본 방법은: 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법으로서, 500℃ 이상의 고온에 견딜 수 있는 금속판의 일면에 실리콘 종류를 증착하고 이를 건식 또는 습식 식각하는 단계와; 상기 식각 단계 이후 그 위에 전도체를 증착하여 소스 및 드레인을 형성하는 단계와; 상기 형성 단계 이후 그 위에 폴리머 절연체를 코팅하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 소스 및 드레인을 형성하는 전도체는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)이다.
상기 절연체를 코팅하는 단계이후에 상기 금속판을 식각하여 게이트를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 절연체를 코팅하는 단계이후에 금속판을 완전히 식각한 후 게이트를 증착 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
아래에서 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법을 순차적으로 보여주는 흐름도이다.
도 1에 도시된 바를 참조하면, 본 방법은 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법으로서, 도 1의 (A)에서 보여지는 바와 같이, 먼저 금속판(11)에 SiN(12) 및 a-Si(13), 그리고 Al이나 Cu와 같은 전도체를 사용하여, 일반적인 적층 및 식각(에칭) 공정에 따라 구조물을 형성하게 된다. 즉, 도 1의 (A)에서는 고온에 견딜 수 있는 금속판의 일면에 실리콘 종류를 증착하고 이를 건식 또는 습식 식각하는 단계와 상기 식각 단계 이후 그 위에 Al 또는 Cu와 같은 전도체를 증착하여 소스(14) 및 드레인(15)을 형성하는 단계를 함께 보여주고 있다. 그 이후 도 1의 (B)에서 도시되는 바와 같이, 상기 형성 단계 이후 그 위에 폴리머 절연체를 코팅하는 단계가 진행된다. 이 단계에서 코팅되는 폴리머 절연체 코팅(17)은 베이스 필름을 형성하는 단계로서, 플렉서블한 플라스틱 기판 형성 단계이기도 하다. 이후 도 1의 (B)에서 보여지는 바와 같이, 금속판을 식각(16)하여 제거하는 단계가 진행된다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 플라스틱 기판 상에 TFT를 형성하는 것이 아니라, 게이트를 제외한 TFT의 다른 구조물을 미리 금속판 상에 형성시킨다는 특징을 가진다.
그 후 도 1의 (C)에서 도시된 바와 같이, 상기 금속판을 식각하여 게이트(18)를 형성하는 단계를 진행함으로써 플렉서블 디스플레이 기판이 제조될 수 있다.
그 후 도 1의 (C)에서 도시된 바와 같이, 상기 금속판을 식각하여 게이트(18)를 형성하는 단계를 진행함으로써 플렉서블 디스플레이 기판이 제조될 수 있다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 단계를 응용한 유사한 실시예를 더 구체적으로 보여준다. 도 2의 실시예의 경우에는, 먼저 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 금속판(21), 폴리실리콘(Poly-Si)(22), SiN(23), Cu와 같은 전도체 층이 형성된다. 그 후 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 전도체 층을 스퍼터하여 데이터 라인과 소스 및 드레인(25)을 형성시킨다. 그 위에 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 폴리이미드 또는 열에 강하고 디스플레이 특성이 좋은 필름 고분자를 코팅(26)한다. 그런 다음 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 처음 금속판을 식각(에칭)(27)하여 게이트 라 인을 형성한다. 이후 도 2의 (e), (f), (g)에 도시된 바와 같이 폴리실리콘과 SiN을 식각하여 게이트 라인을 완성함으로써 TFT 구조물을 만든다. 이후 폴리이미드 필름의 홀을 뚫어 데이터 라인과 통전시켜 완성시킨다.
또한 도 3의 실시예의 경우에는, 먼저 도 3의 (1)에 도시된 바와 같이 금속판(31), 폴리실리콘(Poly-Si)(32), SiN(33), Cu(34)와 같은 전도체 층이 형성되는 것은 마찬가지이지만, 공정은 도 3의 (2) ~ (8)을 거치게 된다. 먼저 도 3의 (2)에 도시된 바와 같이 금속판에 폴리실리콘 또는 비정질(아몰퍼스) 실리콘이 패턴화된다. 그 후 도 3의 (3)에 도시된 바와 같이, SiN 층을 증착(37)시킨다. 이후 도 3의 (4)에 도시된 바와 같이 SiN 층을 식각하고, 전도체 층을 스퍼터하여 데이터 라인과 소스 및 드레(38)인을 형성시킨다. 그 위에 도 3의 (5)에 도시된 바와 같이 접점 회로(39)를 구성한다. 그 다음 도 3의 (6)에 도시된 바와 같이 폴리이미드 또는 열에 강하고 디스플레이 특성이 좋은 필름 고분자를 베이스 필름(40)으로서 코팅한다. 그런 다음 도 3의 (7)에 도시된 바와 같이 처음 금속판을 식각(에칭)(41)하여, 도 3의 (8)에 도시된 바와 같이 게이트 라인을 형성(42)한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본원 발명에 의해 제안된 제조 방법에 따르면, 기존의 플렉서블 필름 상에 TFT 소자를 직접 형성하는 방식과는 상이하다. 본 발명에 따르면 공정 자체에서 고집적의 TFT를 만들기 어려운 면이 있기는 하나, 디스플레이 등에서 사용하기에는 충분한 집적도를 가질 수 있다. 위의 설명에서 명확한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제조 과정에 있어서 플렉서블 플라스틱 재료는 비교적 후반에 형성되고, 거의 모든 공정이 고온에 견디는 금속판을 기판으로 하여 이 루어지기 때문에 플라스틱 재료의 변형이나 왜곡에 기인하는 문제가 근본적으로 제거될 수 있다는 장점을 가진다는 것을 당업자는 쉽게 이해할 것이다. 본 발명에서 사용할 수 있는 금속판은 500 ℃의 온도에서 안정적인 기판 역할을 할 수 있고 기존 에칭 공정에 의하여 쉽게 식각될 수 있고, TFT의 게이트로서 사용될 수 있는 재료라면 모두 사용할 수 있고, 또한 이러한 재료는 본 기술분야의 당업자에게는 자명한 지식이다.
이상에서 본 발명의 구체적인 플렉서블 디스플레이 기판 제조 방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 예컨대 예컨대 플렉서블 필름 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 형성시킨 플렉서블 디스플레이 기판의 제조시, 열처리 공정인 소스 및 드레인의 형성과정과 폴리실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘의 증착 공정을 플렉서블 필름 상이 아닌 금속기판 상에서 행하고, 플렉서블 필름의 적층 후 이 금속기판을 에칭하여 제거함으로써, 결과적으로 플렉서블 필름의 변형과 왜곡을 방지하면서도 두께를 최소화하고 또한 저렴한 방식으로 플렉서블 디스플레이 기판을 제조할 수 있도록 하는 현저한 효과를 제공한다.
Claims (4)
- 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법으로서,금속판의 일면에 실리콘 반도체층을 형성하는 단계와;상기 실리콘 반도체층의 상부에 소스 및 드레인을 형성하는 단계와;상기 소스 및 드레인 상부의 상기 금속판 전면에 플렉서블 절연층을 형성하는 단계와;상기 금속판을 식각하여 게이트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 플렉서블 절연층은 폴리머 절연체, 고분자 코팅층, 고분자 필름 중 적어도 하나를 포함하는 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 게이트를 형성하는 단계는,상기 금속판은 제거하는 단계와;상기 반도체층 상부에 게이트를 증착하는 단계를 포함하는 플렉서블 디스플레이 기판의 제조 방법.
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| JP2006073794A (ja) | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Victor Co Of Japan Ltd | 電界効果トランジスタ及びその製造方法 |
| KR100586241B1 (ko) | 2000-10-28 | 2006-06-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치용 어레이기판 및 제조방법 |
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