KR101446226B1 - 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치의 수율 및 제조 공정의 안정성을 향상시킨 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
이 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계와; 상기 절연 보호층 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 표시소자 상에 플렉서블 기판을 접착하는 단계와; 상기 유리 기판을 식각하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법{Flexible display device and manufacturing method thereof}
도 1a 내지 도 1d는 기판 전사법을 이용한 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면.
도 4a 및 도 4b는 습식식각을 보다 안정적으로 진행할 수 있는 방법에 대해 설명하기 위한 도면.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 수지 베리어의 형성 방법 및 제거 방법을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 표시소자 형성단계를 상세히 하기 위한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 21 : 유리 기판 3, 23, 63 : 절연 보호층
5, 25 : 표시소자 7, 27 : 플렉서블 기판
41 : 수지 베리어 45 : 절단선
A1 : 유효 영역 Bmn : 단위 표시소자
99 : 박막 트랜지스터
본 발명은 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 플렉서블 표시장치의 수율 및 제조 공정의 안정성을 향상시킨 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시장치 시장은 CRT(Cathode-Ray Tube)를 대신해 경량 박형인 평판 디스플레이(Flat Panel Display:이하 "FPD"라 함) 위주로 급속히 변화해 왔다. FPD에는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display)등이 있다. 이러한 FPD의 제조 공정은 고온 공정이 대부분이므로 내열성이 우수한 유리 기판을 모기판으로 이용한다. 이러한 유리 기판은 유연성이 없고 잘 깨지므로 표시장치를 더욱 경량 박형화시키는데 제한요소가 된다. 따라서 최근 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱등과 같이 유연성 있는 재료를 모기판으로 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있는 플렉서블(flexible) 표시장 치가 대두되고 있다.
플렉서블 표시장치는 기존 디스플레이에 비해 현저히 얇고 가벼우며 유연하므로 기존 광고시장의 전단지나, 식당에서 이용하는 메뉴 및 간판 등 다양한 용도로 이용될 수 있어 향 후 전망이 밝다. 이에 따라 플렉서블 표시장치의 시장이 대형화될 것으로 예상된다. 플렉서블 표시장치의 대형화에 부응하여 최근 플렉서블 표시장치의 제조 및 구현에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 일반적으로 플렉서블 표시장치의 기판으로 플라스틱 기판 및 금속호일(Metal foil) 기판을 포함하는 플렉서블 기판이 이용된다. 이러한 플라스틱 기판 및 금속 호일 기판은 내열성이 유리 기판보다 떨어진다. 유리 기판보다 내열성이 떨어지는 플라스틱 기판 및 금속 호일 기판은 표시 소자 제조 공정 중 공정열에 의해 변형될 수 있으며, 이러한 기판 변형은 표시 소자의 특성을 저하시킨다. 이에 따라 플라스틱 기판 또는 금속 호일 기판 상부에 표시소자를 직접 제조하는데 어려움이 있다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 최근에는 유리 기판 상부에 표시소자를 형성한 후, 표시 소자 상부에 플라스틱 기판 또는 금속 호일 기판을 부착하고, 이 후 유리 기판을 제거하여 플렉서블 표시장치를 완성하는 기판 전사법이 이용된다.
도 1a 내지 도 1d는 기판 전사법을 이용한 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 나타낸 도면이다. 이하, 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 기판 전사법을 이용한 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명한다. 기판 전사법을 이용한 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 절연보호층(3)을 형성하는 단계, 표시소자(5)를 형성하는 단계, 플렉서블 기판(7)을 부착하는 단계, 유리 기판(1) 및 절연 보호층(3)을 제거하는 단계를 순차적으로 포함한다.
절연보호층(3)을 형성하는 단계는 도 1a에 도시된 바와 같이 후속 공정인 표시소자(5) 형성 공정의 공정열에 충분한 내열성을 가지도록 소정 두께로 형성된 유리 기판(1) 상에 절연 보호층(3)을 증착함으로써 이루어진다. 이러한 절연 보호층(3)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx) 중 어느 하나를 포함한다.
표시소자(5)를 형성하는 단계는 도 1b에 도시된 바와 절연 보호층(3) 상에 박막 트랜지스터 어레이 및 표시 소자를 구성하는 각종 배선을 형성함으로써 이루어진다. 상기 표시소자(5)를 형성하는 단계는 다수의 포토리쏘그래피 공정 및 식각 공정을 포함한다.
플렉서블 기판(7)을 부착하는 단계는 도 1c에 도시된 바와 같이 접착제를 통해 표시소자(5) 상에 플렉서블 기판(7)을 부착함으로써 이루어진다. 플렉서블 기판(7)은 최종적으로 표시소자(5)를 지지하면서 플렉서블 표시장치에 유연성을 부여하는 표시장치의 실제 기판이 된다.
유리 기판(1) 및 절연보호층(3)을 제거하는 단계는 도 1d에 도시된 바와 같이 불산(HF)을 포함한 식각액 등을 이용하여 유리 기판(1) 및 절연보호층(3)을 제거하는 단계이다. 플렉서블 표시장치는 유리 기판(1)이 제거되고, 플렉서블 기판(7)만이 최종 기판 역할을 하여 유연성을 가질 수 있다. 이 때, 절연 보호층(3)이 제거된 부분은 표시소자(5)가 노출되므로 불산액 등의 식각 물질이 표시소자(5)에 침투하여 표시소자(5)를 손상시킬 수 있다. 식각물질에 의해 표시소자(5)가 손상되는 현상은 플렉서블 표시장치의 제조 수율을 저하시키고 플렉서블 표시장치 제 조 공정의 안정성을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명의 목적은 플렉서블 표시장치의 수율 및 제조 공정의 안정성을 향상시킨 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판과; 상기 플렉서블 기판 상에 형성된 표시소자와; 상기 표시 소자를 보호하는 절연 보호층을 구비하고, 유리 : 상기 절연보호층의 식각비가 20 : 1 이상인 것을 특징으로 한다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계와; 상기 절연 보호층 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 표시소자 상에 플렉서블 기판을 접착하는 단계와; 상기 유리 기판을 식각하는 단계를 포함한다.
상기 절연 보호층은 1㎛이하의 두께로 형성된다.
상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는 상기 유리 기판 상에 실리콘막을 증착하는 단계를 포함한다.
상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는 상기 실리콘막상에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 증착하는 단계를 더 포함한다.
상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는 상기 유리 기판 상에 금속막을 증착하는 단계와; 상기 금속막을 산화시켜서 금속 산화막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는 상기 금속 산화막상에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 증착하는 단계를 더 포함한다.
상기 금속 산화막은 크롬 산화막, 탄탈 산화막, 알루미늄 산화막을 포함한다.
상기 유리 기판을 식각하는 단계는 범퍼 불산액(BHF)을 포함하는 식각액을 이용하여 상기 유리 기판을 습식 식각하는 것을 포함한다.
상기 유리 기판을 식각하는 단계는 CF4+O2 또는 SF6+O2를 포함하는 식각가스를 이용하여 상기 유리 기판을 건식 식각하는 것을 포함한다.
상기 표시소자 상에 플렉서블 기판을 접착하는 단계 및 상기 유리 기판을 식각하는 단계 사이에는 상기 유리 기판의 배면에 수지 베리어를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 수지 베리어는 상기 유리 기판 식각 후 제거된다.
상기 식각액은 상기 수지 베리어가 내부에 VALC공법으로 채워진다.
상기 수지 베리어는 상기 표시소자가 형성된 유효 영역을 감싸도록 형성된 다.
상기 유효 영역에는 하나 이상의 단위 표시소자가 형성되고, 상기 수지 베리어는 단위 표시소자의 경계마다 형성된다.
상기 수지 베리어를 제거하는 단계는 상기 단위 표시소자별 분리와 동시에 이루어진다.
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 2 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 제1 및 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법은 유리 기판(21) 식각시 절연보호층(23, 63)이 제거되지 않는 것을 특징으로 한다. 절연보호층(23, 63)은 절연보호층(23, 63)상에 형성된 표시소자(25)를 유리 기판(21)식각 공정으로부터 보호해야하므로 제거되지 않는 것이 바람직하다. 여기서 유리기판(21)을 제거할 때, 알루미나 등의 연마제를 이용하여 유리 기판(21)만을 연마(Polishing)하여 제거함으로써 절연보호층(23, 63)이 제거되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이 유리 기판(21)을 연마함으로써 제거하는 방법은 유리 기판(21)의 면적이 소형일 경우에만 적용될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 유리 기판(21)의 제거 방법은 대면적의 유리 기판(21)을 제거할 때도 적용될 수 있는 식각 공정에 관한 것이다.
유리 기판(21)을 식각하는 과정에서 공정 시간은 공정 시간은 유리 기판(21) 을 완전히 제거하는 데 걸리는 이론적인 시간인 에치 타임(etch time) 및 에치 타임 보다 조금 더 긴 오버 에치 타임(over etch time)을 포함한다. 오버 에치 타임은 에치 타임 동안 유리 기판(21)이 식각되지 않았을 부분을 고려하여 설정된 시간으로서, 식각면의 균일도(Uniformity)를 향상시키기 위해 설정된 것이다. 절연보호층(23, 63)은 유리 기판(21)을 식각하는 공정을 진행하는 동안 표시소자(25)를 충분히 보호할 수 있어야 한다. 즉, 절연 보호층(23, 63)은 유리 기판(21)을 식각하는 단계에서 제거되지 않아야 한다. 이를 위하여, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법은 유리 기판(21) : 절연보호층(23 또는 63)의 식각비가 20 : 1이상(예를 들어 30:1, 40:1 등)이 되도록 한다. 이는 유리 기판(21)을 식각하는 단계에서 오버 에치 타임동안 절연 보호층(23 또는 63)이 일부 제거되는 현상을 방지하기 위한 것이다. 식각비는 식각되는 유리 기판(27)의 두께에 따라 다르게 설정될 수 있다. 상기 20 : 1이상이라는 범위는 플렉서블 표시장치를 제조하는데 사용되는 유리 기판(21)의 두께가 200㎛ 내지 700㎛인 것을 고려하여 설정한 것이다. 한편, 절연 보호층(23 또는 63)의 두께를 두껍게 형성하면 오버 에치 타임동안 제거될 염려는 없지만 절연 보호층(23 또는 63)의 두께는 일정두께 이하로 제한되는 것이 바람직하다. 이와 같이 절연 보호층(23 또는 63)의 두께를 제한하는 것은 절연 보호층(23 또는 63)을 증착하는 동안 발생하는 열에 의해 유리 기판(21)에 스트레스가 가해지기 때문이다. 보다 상세히 하면, 유리 기판(21)은 열팽창 계수가 크기 때문에 열에 의해 거의 변형되지 않는 반면, 상대적으로 열팽창 계수가 작은 절연 보호층(23 또는 63)은 증착열에 의해 증착된 후 수 축한다. 이에 따라 유리 기판(21)은 절연 보호층(23 또는 63)의 수축에 의한 스트레스에 의해 균열이 생기거나 심하게는 깨질 수 있다. 이와 같이 절연 보호층(23 또는 63)을 형성하는 과정에서 깨지거나 크랙이 발생한 유리 기판(21) 상에 표시소자(25)를 형성하면, 표시소자(25)를 구성하는 다양한 막들이 올바로 형성될 수 없게 된다. 올바로 형성되지 못한 표시소자(25)는 그 특성이 저하된다. 유리 기판(21)에 가해지는 스트레스는 절연 보호층(23 또는 63)의 두께에 비례한다. 따라서 표시소자(25)의 올바른 형성을 위해서 본 발명에 따른 절연 보호층(23 또는 63)의 두께는 1㎛이하로 형성되는 것이 바람직하다. 이하, 도 2 내지 도 6에서는 유리 기판(21) : 절연보호층(23 또는 63)의 식각비가 20 : 1이상이 되도록 하는 제1 및 제2 실시예에 따른 절연보호층(23, 63)을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(27)과, 플렉서블 기판(27)상에 형성된 표시소자(25)와, 표시소자(25)상에 형성된 절연 보호층(23)을 구비한다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연 보호층(23)은 유리 기판 식각공정시 표시소자(25)를 보호하기 위해 실리콘막(Si)(23a)을 포함한다. 또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연 보호층(23)은 실리콘막(Si)(23a) 및 표시소자(25)사이에 실리콘막(Si)보다 절연특성이 우수한 실리콘 질화막(SiNx) 또또는 실리콘 산화막(SiOx)(23b)을 더 포함할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서 블 표시장치의 제조 방법은 절연보호층(23)을 형성하는 단계, 표시소자(25)를 형성하는 단계, 플렉서블 기판(27)을 부착하는 단계, 유리 기판(21)을 식각하는 단계를 순차적으로 포함한다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 절연보호층(23)을 형성하는 단계는 PECVD등의 방법으로 유리 기판(21)의 일면에 실리콘막(23a) 또는, 실리콘막(23a) 및 실리콘 질화막(SiNx)(23b) 또는 실리콘막(23a) 및 실리콘 산화막(SiOx)(23a)을 형성함으로써 이루어진다. 유리 기판(21)과 접촉하는 실리콘막(23a)은 유리에 대한 선택 식각비(etching selectivity)가 1/20이하이므로 유리 기판(21) 식각 공정시 오버에치 타임동안 제거되지 않는다.
이 후, 표시소자(25)를 형성하는 단계는 도 3b에 도시된 바와 같이 절연보호층(23)상에 표시소자(25)를 형성함으로써 이루어진다. 표시소자(25)는 박막 트랜지스터 어레이를 포함한 다양한 표시소자이다. 예를 들어 표시소자(25)는 박막 트랜지스터 어레이 이외에 전계발광 표시소자를 포함할 수 있다.
이어서 플렉서블 기판(27)을 부착하는 단계는 도 3c에 도시된 바와 같이 표시소자(25) 상에 플렉서블 기판(27)을 부착함으로써 이루어진다. 플렉서블 기판(27)은 유리 기판(21)이 제거될 경우, 표시소자(25)를 지지함과 표시소자(25)에 유연성을 부여하는 최종기판 역할을 하는 것이다. 이러한 플렉서블 기판(27)은 클로로포름을 주성분으로 하는 아크릴 접착제 등을 이용하여 접착된다.
플렉서블 기판(27)이 부착된 후 진행되는 유리 기판(21) 식각단계는 도 3d에 도시된 바와 같이 습식식각 또는 건식식각 방법으로 상기 유리 기판(21)을 식각함 으로써 이루어진다. 습식식각시 사용되는 식각액은 범퍼 불산(Buttered HF, HF+NH4F ; 이하, "BHF"라 함.)을 포함한다. 건식식각시 사용되는 식각가스는 CF4+O2 또는 SF6+O2를 포함한다. 실리콘막(23a)은 BHF, CF4+O2 또는 SF6+O2에서 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하이므로 유리 기판(21) 식각 공정 시 오버 에치 타임동안 제거되지 않고 표시소자(25)를 보호할 수 있다.
유리 기판(21) 제거 후, 플렉서블 기판(27)이 하부에 위치하도록 상기 구조물을 뒤집으면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 얻게된다.
도 4a 및 도 4b는 습식식각을 보다 안정적으로 진행할 수 있는 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다. 습식식각을 진행할 때 플렉서블 기판(27) 부착단계를 거친 구조물 전체를 식각액에 딥핑(dipping)할 수 있다. 플렉서블 기판(27) 부착단계를 거친 상기 구조물 전체를 식각액에 딥핑하면, 식각액이 표시소자(25)의 측면을 통해 침투하여 표시소자(25)에 손상을 줄 수 있다. 이를 방지하기 위해 습식식각을 진행하기 전에 도 4a에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판(27)이 하부에 위치하도록 상기 구조물을 뒤집고, 유리 기판(21)의 배면에 수지 베리어(41)를 형성한다. 이러한 수지 베리어(41) 내부에는 유리 기판(21)을 식각하는데 필요한 식각액(43)의 양을 계산하여 이에 해당하는 식각액을 채우는 발크(VALC)공법으로 적정량의 식각액(43)이 채워진다. 식각액(43)에 의해 유리기판(21)의 제거되면, 세정후 남은 수지 베리어(41)를 절단선(45)을 따라 절단하여 제거한다. 이 절단선(45)은 표시소자(25)의 유효 영역(A1)과 수지 배리어(41) 사이에 위치한다. 표시소자(25)의 유효 영역(A1)은 표시소자(25)를 구동하기 위한 각종 배선들이 형성된 영역이다.
상술한 유리 기판(21)을 식각하는 단계에서 식각액은 수지 베리어(41) 하부와 중첩하는 유리 기판(21)을 식각하여 수지 베리어(41) 하부에 언더컷을 형성시킬 수 있다. 수지 베리어(41)의 폭(w)이 유리 기판(21)의 두께(t)와 동일하거나 작으면, 상기 언더컷에 의해 수지 베리어(41)가 식각공정 도중에 제거될 수 있다. 이에 따라 유리 기판(21) 식각 공정을 안정적으로 진행하기 위해 수지 베리어(41)의 폭(w)은 유리 기판(21)의 두께(t)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 5a 및 도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 수지 베리어(41)의 형성 방법 및 제거 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4b에서 상술한 표시소자의 유효 영역에는 다수의 단위 표시소자(Bmn; m,n은 양의 정수)가 형성된다. 각각의 단위 표시소자(Bn)는 소정의 거리로 이격되어 형성된다. 따라서 수지 베리어(41)는 도 5a에 도시된 바와 같이 다수의 단위 표시소자(Bmn)들을 둘러싸도록 유리 기판(21)의 테두리 부분에 형성될 수 있다. 이 경우 절단선(45)은 다수의 단위 표시소자(Bn)들과 수지 베리어(41) 사이에 형성된다. 또한 수지 베리어(41)는 도 5b에 도시된 바와 같이 각각의 단위 표시소자(Bmn)들을 둘러싸도록 메트릭스 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우 절단선(45)은 각각의 단위 표시소자(Bmn)와 수지 베리어(41)사이에 형성된다. 도 5b에 도시된 경우는 각 절단선(45)이 단위 표시소자(Bmn)와 수지 베리어(41)사이에 형성되므로 수지 베리어(41)제거와 함께 단위 표시소자(Bmn)의 분리를 동시에 이룰 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(27)과, 플렉서블 기판(27)상에 형성된 표시소자(25)와, 표시소자(25)상에 형성된 절연 보호층(63)을 구비한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연 보호층(63)은 유리 기판 식각공정시 표시소자(25)를 보호하기 위해 금속 산화막(63a)을 포함한다. 또한 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연 보호층(63)은 금속 산화막(63a) 및 표시소자(25)사이에 금속 산화막(63a)보다 절연특성이 우수한 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막(63b)을 더 포함할 수 있다. 금속 산화막은 크롬 산화막(CrxOy), 탄탈 산화막(TaxOy), 알루미늄 산화막(AlxOy)을 포함한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 절연보호층(63)을 형성하는 단계에서 차이가 있다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 절연보호층(63)을 형성하는 단계는 유리 기판(21)상에 금속산화막을 형성함으로써 이루어진다. 금속산화막은 유리 기판(21)상에 스퍼터링 등의 증착방법으로 금속막을 증착한 후, O2플라즈마를 이용하여 금속막을 산화시키거나 양극 산화법으로 금속막을 산화시킴으로써 형성된다. 알루미늄 산화막의 경우는 알루미늄 증착 후, 양극 산화법을 이용하여 알루미늄을 산화시키는 것이 더 용이하다. 이 후, 표시소자(25)를 형성하는 단계, 플렉서블 기판(27)을 부착하는 단계, 유리 기판(21)을 식각하는 단계는 본 발명의 제1 실시예와 동일하다.
도 7은 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법 중 표시소자(25) 형성 단계를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 표시소자(25)로는 박막 트랜지스터 를 예로서 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 박막 트랜지스터(99)는 게이트 라인(112)에 접속된 게이트 전극(132)과, 데이터 라인(122)에 접속된 소스 전극(144)과, 화소 전극(148)에 접속된 드레인 전극(142)과, 소스 전극(144)과 드레인 전극(142) 사이에 채널을 형성함과 아울러 게이트 절연막(105)을 사이에 두고 게이트 전극(132)에 중첩되는 반도체 패턴(138)을 구비한다. 반도체 패턴(138)은 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)과 중첩되게 형성되어 소스 전극(144)과 드레인 전극(142) 사이의 채널부를 형성하는 활성층(134)과, 활성층(134) 위에서 소스 전극(144) 및 드레인 전극(142)과 오믹접촉을 위한 오믹접촉층(136)으로 구성된다. 이러한 박막 트랜지스터(99)는 게이트 라인(112)에 공급되는 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(122)에 공급되는 비디오 신호가 화소 전극(148)에 충전되어 유지되게 한다. 화소 전극(148)은 보호막(103)을 관통하는 화소 접촉홀(151)을 통해 박막 트랜지스터(99)의 드레인 전극(142)과 접속된다. 이와 같은 박막 트랜지스터(99)는 다수의 포토리쏘그래피 공정 및 식각공정을 통해 형성된다. 이와 같이 박막 트랜지스터(99)는 여러 박막들이 패터닝되고 중첩되어 형성됨으로써 그 표면이 평탄하지 않고 울퉁불퉁하게 된다. 이어지는 플렉서블 기판 부착공정에서 평탄하지 않은 박막 트랜지스터(99) 표면상에 플렉서블 기판을 부착하면, 플렉서블 기판을 접착하기 위해 가하는 압력이 박막 트랜지스터(99) 형성면 전체에 고르게 가해지지 않는다. 이에 따라 압력을 크게 받는 부분의 배선이 단선되어 누설전류가 발생하는 등의 문제가 발생하거나, 압력을 크게 받는 부분의 막이 스트레스로 인하여 손상됨으로써 박막 트랜지스 터(99)의 특성이 저하될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 표시소자 형성단계는 최종적으로 오버코트층(101)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 오버코트층(101)은 상술한 문제가 생기지 않도록 박막 트랜지스터(99)가 형성된 면을 평탄화시키고 접착공정 중 압력을 분산시킬 수 있도록 버퍼 역할을 한다. 또한 오버코트층(101)은 박막 트랜지스터(99)을 보호하는 역할을 한다. 이러한 오버코트층(101)은 플렉서블 기판(27)을 접착하기 전에 박막 트랜지스터(99)가 형성된 면에 수지(resin), 액상의 실리콘 질화물질(SiNx) 또는 액상의 실리콘 산화물질(SiOx) 중 적어도 어느 하나를 코팅한 후 특정온도로 큐어링함으로써 형성된다.
오버코트층(101) 형성물질은 접착제를 구성하는 물질과 혼합하여 형성함으로써 평탄화 및 플렉서블 기판의 접착을 동시에 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 통해 완성된 박막 트랜지스터 어레이 기판은 액정셀마다 액정 분자들을 형성하는 액정공정 및 칼라 필터 기판을 합착하는 칼라 필터 공정을 통해 플렉서블 액정 표시장치로서 이용가능하다. 칼라 필터 공정에서 부착되는 칼라 필터 기판은 필름형태로 제조되거나, 유리 기판 상에 칼라 필터 어레이를 형성한 후 칼라 필터 어레이면에 플렉서블 기판을 접착하여 유리 기판을 식각함으로써 제조될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법은 절연 보호층이 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하가 되도록 함으로써 유리 기판을 제거하는 단계에서 절연 보호층이 제거되지 않도록 한다. 이에 따라 본 발명은 유리 기판 식각시 식각물질에 의해 표시소자가 손상되는 현상은 방지할 수 있으므로 플렉서블 표시장치의 제조 수율을 및 제조 공정의 안정성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 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 (21)

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  8. 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 절연 보호층 상에 표시소자를 형성하는 단계와;
    상기 표시소자 상에 플렉서블 기판을 접착하는 단계와;
    상기 표시소자와 상기 플렉서블 기판 사이에 형성되어, 상기 표시소자가 형성된 표면을 평탄하도록 완전히 덮는 오버코트층을 형성하는 단계와
    상기 유리 기판의 배면에, 상기 유리 기판의 두께보다 넓은 폭을 갖고 상기 표시소자가 형성된 유효 영역을 감싸도록 수지 베리어를 형성하는 단계와;
    상기 유리 기판을 식각하는 단계와;
    상기 수지 베리어를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 절연 보호층은 1㎛이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는
    상기 유리 기판 상에 실리콘막을 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는
    상기 실리콘막상에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는
    상기 유리 기판 상에 금속막을 증착하는 단계와;
    상기 금속막을 산화시켜서 금속 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유리 기판의 일면에 상기 유리에 대한 선택 식각비가 1/20이하인 절연 보호층을 형성하는 단계는
    상기 금속 산화막상에 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막을 증착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    상기 금속 산화막은
    크롬 산화막, 탄탈 산화막, 알루미늄 산화막 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
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  20. 제 8 항에 있어서,
    상기 유효 영역에는 하나 이상의 단위 표시소자가 형성되고,
    상기 수지 베리어는 단위 표시소자의 경계마다 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 수지 베리어를 제거하는 단계는
    상기 단위 표시소자별 분리와 동시에 이루어지는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
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