KR101358393B1 - 애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 애드-온(Add-On) 방식으로 터치 패널 센서를 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는, 상부 백 패널; 상기 상부 백 패널 하면에 배치된 보호층; 상기 보호층 하면에 배치된 상부 플렉서블 층; 상기 상부 플렉서블 층 하면에 배치된 터치 센서층; 상기 터치 센서층 하면에 배치된 표시 소자층; 그리고 상기 표시 소자층 하면에 배치된 하부 플렉서블 층을 포함한다. 터치 센서 상부에 산화 알루미늄을 포함하는 보호층을 구비함으로써, 상부 기판 제작용 강성 유리 기판을 분리할 때, 식각액에 의해 터치 센서층이 손상되는 것을 방지함과 동시에 광 투과율을 보장할 수 있다.

Description

애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법{Flexible Display Having Add-On Type Touch Panel And Method Fabricating The Same}
본 발명은 애드-온(Add-On) 방식으로 터치 패널 센서를 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터치 센서 패널을 구비한 플렉서블 상부 기판과 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판을 합착한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치(Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.
전계발광장치는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광장치와 유기발광다이오드장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광 소자를 사용하여 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 유기발광다이오드 표시장치는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode: OLED)를 가진다.
유기발광다이오드는 전계에 의해 발광하는 유기 전계발광 화합물층과, 유기 전계발광 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드 전극(Cathode) 및 애노드 전극(Anode)을 포함한다. 유기 전계발광 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron injection layer, EIL)을 포함한다. OLED는 캐소드전극과 음극에 주입된 정공과 전자가 발광층(EML)에서 재결합할 때의 여기 과정에서 여기자(excition)가 형성되고 여기자로부터의 에너지로 인하여 발광한다.
전계발광소자인 유기발광다이오드의 특징을 이용한 유기발광다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode display: OLEDD)에는 패시브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치(Passive Matrix type Organic Light Emitting Diode display, PMOLED)와 액티브 매트릭스 타입의 유기발광다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)로 대별된다. 또한, 빛이 방출되는 방향에 따라 상부 발광(Top-Emission) 방식과 하부 발광(Bottom-Emission) 방식 등이 있다.
평판 표시장치들은 능동 구동을 구현하기 위해 스위칭 소자가 매트릭스 배열을 갖는 박막 트랜지스터 기판을 포함한다. 도 1은 유기발광다이오드를 갖는 AMOLED에서 한 화소를 나타내는 등가 회로도의 한 예이다. 도 2는 종래 기술에 의한 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)에서 사용하는 박막 트랜지스터 기판의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 1에서 절취선 I-I'로 자른 단면으로 종래 기술에 의한 유기발광 표시장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 유기발광 표시장치용 박막 트랜지스터 기판은 스위칭 TFT(ST), 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT(DT), 구동 TFT(DT)에 접속된 유기발광 다이오드의 애노드 전극(ANO)을 포함한다. 도면으로 도시하지 않았지만, 애노드 전극(ANO) 위에는 유기발광 다이오드 증착 공정에서 형성되는 유기물질들과 캐소드 전극이 적층된다.
유리 기판(SUB) 위에 스위칭 TFT(ST)는 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 부위에 형성되어 있다. 스위칭 TFT(ST)는 화소를 선택하는 기능을 한다. 스위칭 TFT(ST)는 게이트 라인(GL)에서 분기하는 게이트 전극(SG)과, 반도체 층(SA)과, 소스 전극(SS)과, 드레인 전극(SD)을 포함한다. 그리고, 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)에 의해 선택된 화소의 애노드 전극(ANO)을 구동하는 역할을 한다. 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG)과, 반도체층(DA), 구동 전류 전송 배선(VDD)에 연결된 소스 전극(DS)과, 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드의 애노드 전극(ANO)과 연결되어 있다.
도 2에서 도시한 박막 트랜지스터는 탑 게이트(Top Gate) 구조를 갖는다. 따라서, 스위칭 TFT(ST)의 반도체 층(SA) 및 구동 TFT(DT)의 반도체 층(DA)들이 기판(SUB) 위에 먼저 형성되고, 그 위를 덮는 게이트 절연막(GI) 위에 게이트 전극들(SG, DG)이 반도체 층들(SA, DA)의 중심부에 중첩되어 형성된다. 한편, 반도체 층들(SA, DA)의 양 측면에는 콘택홀을 통해 소스 전극들(SS, DS) 및 드레인 전극들(SD, DD)이 연결된다. 소스 전극(SS, DS) 및 드레인 전극(SD, DD)는 게이트 전극들(SG, DG)을 덮는 절연막(IN) 위에 형성된다.
또한, 화소 영역이 배치되는 표시 영역의 외주부에는, 각 게이트 라인(GL)의 일측 단부에 형성된 게이트 패드(GP), 각 데이터 라인(DL)의 일측 단부에 형성된 데이터 패드(DP), 그리고 각 구동 전류 전송 배선(VDD)의 일측 단부에 형성된 구동 전류 패드(VDP)가 배치된다. 스위칭 TFT(ST)와 구동 TFT(DT)가 형성된 기판(SUB) 위에 보호막(PAS)이 전면 도포된다. 그리고, 게이트 패드(GP), 데이터 패드(DP), 구동 전류 패드(VDP), 그리고, 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)을 노출하는 콘택홀이 형성된다. 그리고, 기판(SUB) 중에서 표시 영역 위에는 평탄화 막(PL)이 도포된다. 평탄화 막(PL)은 유기발광 다이오드를 구성하는 유기물질을 매끈한 평면 상태에서 도포하기 위해 기판 표면의 거칠기를 균일하게 하는 기능을 한다.
평탄화 막(PL) 위에는 콘택홀을 통해 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 접촉하는 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 또한, 평탄화 막(PL)이 형성되지 않은 표시 영역의 외주부에서도, 보호막(PAS)에 형성된 콘택홀을 통해 노출된 게이트 패드(GP), 데이터 패드(DP) 그리고 구동 전류 패드(VDP) 위에 형성된 게이트 패드 단자(GPT), 데이터 패드 단자(DPT) 그리고 구동 전류 패드 단자(VDPT)가 각각 형성된다. 표시 영역 내에서 특히 화소 영역을 제외한 기판(SUB) 위에 뱅크(BA)가 형성된다.
그리고, 뱅크(BA)가 둘러싸는 화소 영역 내부에 유기발광층(EL)이 도포된다. 유기발광층(EL)이 형성된 기판(SUB) 표면 전체에 투명 전극 혹은 반투명 전극을 도포하여 캐소드 전극(CAT)을 형성한다. 이로써, 구동 박막 트랜지스터(DT)에 연결된 유기발광 다이오드(OLED)를 구비한 유기발광 다이오드 표시장치를 완성한다.
유기발광 다이오드 표시장치는, 유기 박막을 이용하여 형성하는 것으로, 유기 박막의 특징인 유연성 및 탄성을 이용하여, 플렉서블 표시장치로 응용할 수 있는 최적의 소재로 관심이 집중되고 있다. 하지만, 앞에서 설명한 일반적인 유기발광 다이오드 표시장치도 생산 수율이 낮아서, 아직까지 대량 생산을 위한 제조 방법도 개발 중에 있다. 더구나, 플렉서블 표시장치로 개발하기 위해서는 해결해야할 문제들이 많이 산재해 있는 상황이다.
더욱이, 평판형 표시장치에서 사용자가 화면을 직접 터치하여 정보를 입력할 수 있는 터치 패널에 대한 요구가 증가하고 있다. 터치 패널의 필요성은 플렉서블 표시장치에서도 마찬가지이다. 따라서, 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치의 개발 역시 해결해야할 문제와 장애가 더 많이 존재하는 것은 너무도 자명하다.
본 발명의 목적은 상기 문제점들을 극복하기 위해 고안된 것으로, 생산성이 우수하고 제조 공정이 단순한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 플렉서블 표시장치에 적용하기 위한 터치 센서용 패널을 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 식각액을 사용하여 강성 기판을 제거하는 과정에서 플렉서블 층을 보호하는 보호층을 구비한 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치는, 상부 백 패널; 상기 상부 백 패널 하면에 배치된 보호층; 상기 보호층 하면에 배치된 상부 플렉서블 층; 상기 상부 플렉서블 층 하면에 배치된 터치 센서층; 상기 터치 센서층 하면에 배치된 표시 소자층; 그리고 상기 표시 소자층 하면에 배치된 하부 플렉서블 층을 포함한다.
상기 상부 플렉서블 층과 상기 터치 센서층 사이에 개재된 상부 버퍼층; 상기 터치 센서층과 상기 표시 소자층 사이에 개재된 배리어 층; 그리고 상기 하부 플렉서블 층 하면에 배치된 하부 백 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보호층은 산화 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 플렉서블 층은 폴리이미드 (Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 사이클로올레핀(Cycloolefin) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 플렉서블 층은 20um 이상의 두께를 갖는 폴리이미드 (Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 사이클로올레핀(Cycloolefin) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 제조 방법은, 상부 유리 기판 위에 상부 희생층, 보호층, 상부 플렉서블 층 및 터치 센서층을 순차적으로 도포하는 상부 기판 형성 단계; 그리고 상기 상부 기판에서 상기 상부 유리 기판을 분리하고 상기 보호층 위에 상부 백 패널을 부착하는 단계를 포함한다.
하부 유리 기판 위에 하부 희생층, 하부 플렉서블 층, 표시 소자층 및 배리어 필름을 순차적으로 도포하는 하부 기판 형성 단계; 상기 터치 센서층과 상기 배리어 필름을 대향하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계; 그리고 상기 하부 기판에서 상기 하부 유리 기판을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하부 플렉서블 층 하부에 하부 백 패널을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판 위에 터치 센서 패널을 구비한 플렉서블 상부 기판을 합착한 애드-온 방식의 플렉서블 표시장치를 제공한다. 특히, 상부 기판 및 하부 기판 모두, 강성 유리 기판을 이용하여 소자를 형성한 후, 유리 기판을 분리하고 플렉서블 패널을 부착하여 플렉서블 표시장치를 제조하므로, 생산 수율 및 제조 비용을 기존의 비-플렉서블 표시장치의 수준으로 확보할 수 있다. 또한, 터치 센서 상부에 산화 알루미늄을 포함하는 보호층을 구비함으로써, 상부 기판 제작용 강성 유리 기판을 분리할 때, 식각액에 의해 터치 센서층이 손상되는 것을 방지함과 동시에 광 투과율을 보장할 수 있다.
도 1은 유기발광다이오드를 갖는 플렉서블 AMOLED에서 한 화소를 나타내는 등가 회로도의 한 예.
도 2는 종래 기술에 의한 유기발광 표시장치에서 사용하는 박막 트랜지스터 기판의 구조를 나타내는 평면도.
도 3은 도 2에서 절취선 I-I'로 자른 단면으로 종래 기술에 의한 유기발광 표시장치용 박막 트랜지스터 기판의 구조를 나타내는 단면도.
도 4a는 본 발명에 의한 플렉서블 표시 장치를 제조하기 위해, 강성 유리 기판 위에 유기물질을 포함하는 표시 소자층을 형성한 표시 장치를 나타내는 단면도.
도 4b는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 하부 기판 구조를 나타내는 단면도.
도 5a 내재 5d는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 터치 센서를 구비한 플렉서블 상부 기판과 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판을 합착하여 플렉서블 표시장치를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들.
도 6a 내지 6c는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 애드-온 방식으로 터치 센서를 구비한 플렉서블 표시 장치 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도들.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 4a 및 4b를 참조하여, 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치를 제조하는 방법을 설명한다. 도 4a는 본 발명에 의한 플렉서블 표시 장치를 제조하기 위해, 강성 유리 기판 위에 유기물질을 포함하는 표시 소자층을 형성한 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 4b는 본 발명에 의한 플렉서블 표시장치의 하부 기판 구조를 나타내는 단면도이다. 본 발명에서는 플렉서블 유기발광 표시장치를 예로 하여, 표시장치 전체적인 측면에서의 제조 방법을 설명한다. 따라서, 플렉서블 유기발광 표시장치의 표시층을 구성하는 박막 트랜지스터 및 유기발광 다이오드에 대한 내용은 앞에서 설명한 종래 기술의 것과 거의 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 4a를 참조하면, 플렉서블 표시장치를 제조하기 위해서는 강성 유리 기판(SUBL)을 준비한다. 강성 유리 기판(GLS)은 표시 소자들의 특성을 온전하게 유지한 상태로 형성할 수 있는 안정된 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다. 강성 유리 기판(GLS) 상부 표면 전체면에 희생층(SL)을 도포한다. 희생층(SL) 위에는 플렉서블 층(PI)을 도포한다. 그리고, 플렉서블 층(PI) 위에 표시 소자층(DL)을 형성한다. 표시 소자층(DL)은 박막 트랜지스터 및 박막 트랜지스터에 연결되어 구동되는 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DL) 위에는 표시 소자를 보호하기 위한 배리어 필름(EN)을 도포한다. 그리고 최종적으로 배리어 필름(EN) 위에 커버 패널(CO)을 부착한다.
도 4b를 참조하면, 희생층(SL)에 레이저 광을 조사하거나 식각액을 이용하여 희생층(SL)을 제거함으로써 강성 유리 기판(GLS)과 플렉서블 층(PI)을 분리 시킨다. 그리고, 플렉서블 층(PI) 하부에 백 패널(BP)을 부착하여 플렉서블 표시장치를 완성한다.
즉, 강성 유리 기판(GLS) 위에서 표시 장치를 구성하는 필수적인 모든 박막층을 형성함으로써, 안정화된 대량 생산 제조 환경에서 표시 장치 소자들을 형성한다. 그리고, 강성 유리 기판(GLS)을 제거하고, 표시 소자들을 지지하고 보호하며, 유연성을 갖는 백 패널(BP)을 부착함으로써 플렉서블 표시장치를 완성한다.
상기 본 발명의 제1 실시 예에 의한 플렉서블 표시장치는 표시 소자층을 형성함으로써 실질적인 표시 장치의 기본 구성 요소들을 모두 갖춘 표시 장치에 대한 것이다. 경우에 따라서는, 표시 소자층과 더불어, 사용자가 화면을 직접 접촉하여 정보를 입력하도록 하기 위해, 플렉서블 표시장치도 터치 센서를 같이 구비하는 것이 요구된다. 이하, 도 5a 내지 5d를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 터치 센서를 구비한 플렉서블 표시장치에 대하여 설명한다. 도 5a 내재 5d는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 터치 센서를 구비한 플렉서블 상부 기판과 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판을 합착하여 플렉서블 표시장치를 제조하는 과정을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 강성 유리 기판을 이용하여 터치 센서를 구비한 플렉서블 상부 기판을 제조한다. 이를 위해, 상부 유리 기판(SUBU)을 준비한다. 여기서, 상부 유리 기판(SUBU)은 표시 소자들의 특성을 온전하게 유지한 상태로 형성할 수 있는 안정된 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
상부 유리 기판(SUBU) 한쪽 전체 표면 위에 상부 희생층(SLU)을 도포한다. 상부 희생층(SLU)은 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기 물질층인 것이 바람직하다. 상부 희생층(SLU) 위에 상부 플렉서블 층(PIU)을 도포한다. 상부 플렉서블 층(PIU)은 폴리이미드(Polyimide) 혹은 폴리아크릴레이트(Polyacrylate)를 포함하는 유기 물질층인 것이 바람직하다. 상부 플렉서블 층(PIU) 위에 버퍼층(BUF)을 도포한다. 버퍼층(BUF) 위에 터치 센서층(TS)을 형성한다. 터치 센서층(TS)은 가로 방향으로 배열된 제1 터치 전극층과 세로 방향으로 배열된 제2 터치 전극층이 절연층을 사이에 두고 적층된 구조를 가질 수 있다. (도 5a)
다음으로, 강성 유리 기판을 이용하여 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판을 제조한다. 이를 위해, 하부 유리 기판(SUBL)을 준비한다. 하부 유리 기판(SUBL)도 표시 소자들의 특성을 온전하게 유지한 상태로 형성할 수 있는 안정된 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
하부 유리 기판(SUBL) 상부 표면 위에 하부 희생층(SLL)을 도포한다. 하부 희생층(SLL) 위에 하부 플렉서블 층(PIL)을 도포한다. 하부 플렉서블 층(PIL) 위에 표시 소자층(DL)을 형성한다. 표시 소자층(DL)은 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결되어 구동되는 유기발과 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DL) 위에는 유기 물질을 보호하기 위한 배리어 필름(EN)을 도포한다. (도 5b)
도 5a에 도시한 상부 유리 기판(SUBU)에 형성된 터치 센서를 포함하는 상부 기판과 도 5b에 도시한 하부 유리 기판(SUBL) 위에 형성된 표시 소자를 포함하는 하부 기판을 합착한다. 즉, 하부 기판의 상위층인 배리어 필름(EN) 위에 상부 기판의 상위층인 터치 센서층(TS)이 서로 대향하도록 합착한다. 그리고, 상부 희생층(SLU)을 제거하여 상부 플렉서블 층(PIU)으로부터 상부 유리 기판(SUBU)을 분리한다. 그리고, 상부 플렉서블 층(PIU) 위에 상부 백 패널(BPU)을 부착한다. (도 5c)
그리고 나서, 하부 희생층(SLL)을 제거하여 하부 플렉서블 층(PIL)으로부터 하부 유리 기판(SUBL)도 분리한다. 그리고, 하부 플렉서블 층(PIL) 아래에 하부 백 패널(BPL)을 부착함으로써, 애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치를 완성한다. (도 5d)
플렉서블 유기발광 표시장치의 경우, 하부 기판에 형성된 유기 물질을 포함하는 표시 소자층(DL)을 형성한 후에 터치 센서층(TS)을 형성하는 것을 생각할 수 있다. 하지만, 터치 센서층(TS)은 투명 도전 물질을 이용하여 고온 공정에서 형성하는데, 유기물질 위에 직접 형성하는 데 문제가 많다. 따라서, 본 발명의 제1 실시 예에서처럼 애드-온 방식으로 터치 센서 패널을 부착하는 것이 생산성 측면에서 더 유리하다.
따라서, 애드-온 방식으로 형성하는 경우, 터치 센서층을 포함하는 상부 기판도 강성 기판에서 먼저 형성하고, 강성 기판을 분리하고, 유연한 백 패널을 재 부착하는 방법을 사용한다. 하지만, 강성 기판을 분리하는 과정에서, 특히 식각액으로 희생층을 제거하는 경우 식각액에 의해 터치 센서층이 손상될 가능성이 크다.
이하, 본 발명의 제2 실시 예에서는 터치 센서층을 보호할 수 있는 구조를 설명한다. 아울러, 본 발명의 제2 실시 예에서는 표시 소자를 포함하는 하부 기판에는 백 패널을 적용하지 않는 구조에 대하여 설명한다. 도 6a 내지 6c는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 애드-온 방식으로 터치 센서를 구비한 플렉서블 표시 장치 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.
먼저, 강성 유리 기판을 이용하여 터치 센서를 구비한 플렉서블 상부 기판을 제조한다. 이를 위해, 상부 유리 기판(SUBU)을 준비한다. 여기서, 상부 유리 기판(SUBU)은 표시 소자들의 특성을 온전하게 유지한 상태로 형성할 수 있는 안정된 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
상부 유리 기판(SUBU) 한쪽 전체 표면 위에 상부 희생층(SLU)을 도포한다. 상부 희생층(SLU)은 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기 물질층인 것이 바람직하다. 상부 희생층(SLU) 위에 보호층(AL)을 전면 도포한다. 보호층(AL)은 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 것이 바람직하다. 보호층(AL)이 있는 쪽이 영상 정보가 표시되는 면이다. 따라서, 보호층(AL)은 투광성을 확보하기 위해 1000Å 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
보호층(AL) 위에 상부 플렉서블 층(PIU)을 도포한다. 상부 플렉서블 층(PIU)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Poly-Carbonate) 혹은 사이클로올레핀 (Cyclo-olefin)과 같은 유기 물질층인 것이 바람직하다. 상부 플렉서블 층(PIU) 위에 버퍼층(BUF)을 도포한다. 버퍼층(BUF)은 산화 실리콘(SiO2) 및 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 무기 물질층인 것이 바람직하다. 또한, 버퍼층(BUF)의 기능적 효율성을 고려하여, 다층 구조를 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 산화 실리콘 층과 질화 실리콘 층이 교대로 4회 정도 적층되는 구조를 가질 수 있다.
버퍼층(BUF) 위에 터치 센서층(TS)을 형성한다. 터치 센서층(TS)은 가로 방향으로 배열된 제1 터치 전극층과 세로 방향으로 배열된 제2 터치 전극층이 절연층을 사이에 두고 적층된 구조를 가질 수 있다. (도 6a)
다음으로, 강성 유리 기판을 이용하여 표시 소자를 구비한 플렉서블 하부 기판을 제조한다. 이를 위해, 하부 유리 기판(SUBL)을 준비한다. 하부 유리 기판(SUBL)도 표시 소자들의 특성을 온전하게 유지한 상태로 형성할 수 있는 안정된 제조 공정에서 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
하부 유리 기판(SUBL) 상부 표면 위에 하부 희생층(SLL)을 도포한다. 하부 희생층(SLL) 위에 하부 플렉서블 기저층(PIL)을 도포한다. 제2 실시 예에서는 하부 플렉서블 기저층(PIL)을 20um 이상의 두껍게 형성하는 것을 특징으로 한다. 하부 플렉서블 기저층(PIL)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Poly-Carbonate) 혹은 사이클로올레핀 (Cyclo-olefin)과 같은 유기 물질층인 것이 바람직하다.
하부 플렉서블 기저층(PIL) 위에 하부 버퍼층(BUL)을 도포한다. 하부 플렉서블 기저층(PIL)이 20um 이상의 두께를 갖는 경우, 표면의 거칠기가 1-2um 정도로 굴곡이 심하다. 표면의 평탄도가 열악한 두꺼운 하부 플렉서블 기저층(PIL) 위에 표시 소자층(DL)을 형성하는 경우, 표시 소자가 손상될 가능성이 크다. 따라서, 두꺼운 하부 플렉서블 기저층(PIL)의 표면을 평탄하게 하기 위한 하부 버퍼층(BUL)을 도포하는 것이 바람직하다.
하부 버퍼층(BUL) 위에 표시 소자층(DL)을 형성한다. 표시 소자층(DL)은 박막 트랜지스터와 박막 트랜지스터에 연결되어 구동되는 유기발광 다이오드를 포함할 수 있다. 표시 소자층(DL) 위에는 유기 물질을 보호하기 위한 배리어 필름(EN)을 도포한다. (도 6b)
도 6a에 도시한 상부 유리 기판(SUBU)에 형성된 터치 센서를 포함하는 상부 기판과 도 6b에 도시한 하부 유리 기판(SUBL) 위에 형성된 표시 소자를 포함하는 하부 기판을 합착한다. 즉, 하부 기판의 상위층인 배리어 필름(EN) 위에 상부 기판의 상위층인 터치 센서층(TS)이 서로 대향하도록 합착한다. 그리고, 상부 희생층(SLU)을 제거하여 보호층(AL)으로부터 상부 유리 기판(SUBU)을 분리한다. 특히, 식각액을 이용해서 상부 희생층(SLU)을 제거할 때, 식각액에 의해 상부 플렉서블 층(PIU)가 손상되거나 들뜨는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 제2 실시 예에서는 보호층(AL)이 식각액으로부터 상부 플렉서블 층(PIU)을 보호할 수 있다.
그리고, 상부 플렉서블 층(PIU) 위에 상부 백 패널(BPU)을 부착한다. 다음으로, 하부 희생층(SLL)을 제거하여 하부 플렉서블 기저층(PIL)으로부터 하부 유리 기판(SUBL)도 분리한다. 제2 실시 예에서는 하부 플렉서블 기저층(PIL)이 20um 이상의 두꺼운 두께를 갖는다. 따라서, 제1 실시 예와 달리 하부 백 패널을 부착하지 않아도, 하부 플렉서블 기저층(PIL)이 충분한 보호 및 지지 기능을 갖는다. 이로써, 애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치를 완성한다. (도 6c)
본 발명의 제2 실시 예에서는, 애드-온 방식으로 터치 패널을 구비한 플렉서블 표시장치를 제공하기 위해, 터치 센서층을 구비한 플렉서블 상부 기판을 제공한다. 강성 유리 기판 위에 희생층, 희생층 위에 보호층, 보호층 위에 플렉서블 층 그리고 플렉서블 층 위에 터치 센서층을 형성한 구조를 갖는다. 산화 금속물을 포함하는 보호층으로 인해, 희생층을 식각액에 노출시켜 강성 유리 기판을 분리하는 과정에서 플렉서블 층이 식각액으로부터 영향을 받지 않도록 보호할 수 있다.
또한, 도면으로 도시하지 않았지만, 하부 기판에 형성되는 박막 트랜지스터 층에는 아몰퍼스 실리콘 박막 트랜지스터, 폴리 실리콘 박막 트랜지스터, 금속 산화물 박막 트랜지스터 및/또는 유기물 박막 트랜지스터를 비롯한 어떠한 유형의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 그리고, 박막 트랜지스터의 구조는 탑 게이트(Top Gate), 바텀 게이트(Bottom Gate) 혹은 이중 게이트(Double Gate) 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 그리고, 박막 트랜지스터와 연결되는 유기발광 다이오드는 상부로 발광하는 탑 에미션(Top Emission) 구조, 하부로 발광하는 바텀 에미션(Bottom Emission) 구조, 혹은 양면부으로 발광하는 더블 에미션(Double Emission) 구조를 가질 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
GLS: 강성 유리 기판 SUBU: 상부 유리 기판
SUBL: 하부 유리 기판 SL: 희생층
SLU: 상부 희생층 SLL: 하부 희생층
PI: 플렉서블 층 PIU: 상부 플렉서블 층
PIL: 하부 플렉서블 (기저)층 BUF: (상부) 버퍼층
BUL: 하부 버퍼층 TS: 터치 센서층
DL: 표시 소자층 EN: 배리어 층
BP: 백 패널 BPU: 상부 백 패널
BPL: 하부 백 패널 AL: 보호층

Claims (8)

  1. 상부 백 패널;
    상기 상부 백 패널 하면에 배치된 보호층;
    상기 보호층 하면에 배치된 상부 플렉서블 층;
    상기 상부 플렉서블 층 하면에 배치된 터치 센서층;
    상기 터치 센서층 하면에 배치된 표시 소자층; 그리고
    상기 표시 소자층 하면에 배치된 하부 플렉서블 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 플렉서블 층과 상기 터치 센서층 사이에 개재된 상부 버퍼층;
    상기 터치 센서층과 상기 표시 소자층 사이에 개재된 배리어 층; 그리고
    상기 하부 플렉서블 층 하면에 배치된 하부 백 패널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
  3. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 보호층은 산화 알루미늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 상부 플렉서블 층은 폴리이미드 (Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 사이클로올레핀(Cycloolefin) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 플렉서블 층은 20um 이상의 두께를 갖는 폴리이미드 (Polyimide), 폴리아크릴레이트 (Polyacrylate), 폴리카보네이트(Polycarbonate) 및 사이클로올레핀(Cycloolefin) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치.
  6. 상부 유리 기판 위에 상부 희생층, 보호층, 상부 플렉서블 층 및 터치 센서층을 순차적으로 도포하는 상부 기판 형성 단계; 그리고
    상기 상부 기판에서 상기 상부 유리 기판을 분리하고 상기 보호층 위에 상부 백 패널을 부착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    하부 유리 기판 위에 하부 희생층, 하부 플렉서블 층, 표시 소자층 및 배리어 필름을 순차적으로 도포하는 하부 기판 형성 단계;
    상기 터치 센서층과 상기 배리어 필름을 대향하도록 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계; 그리고
    상기 하부 기판에서 상기 하부 유리 기판을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 하부 플렉서블 층 하부에 하부 백 패널을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조 방법.
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