KR102117095B1 - 기판 분리 검사 방법, 기판 분리 장치 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 제조 방법 - Google Patents

기판 분리 검사 방법, 기판 분리 장치 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 제조 방법 Download PDF

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Abstract

기판 분리 상태 검사 방법, 이를 포함하는 기판 분리 장치 및 이를 이용하는 플렉서블 표시장치 제조 방법이 제공된다. 기판 분리 상태 검사 방법은 제1 기판과 제1 기판 상에 배치되는 제2 기판을 준비하는 단계, 제1 기판과 제2 기판의 계면에 레이저를 조사하는 단계 및 레이저 조사 후 제2 기판 계면의 색변화를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

기판 분리 검사 방법, 기판 분리 장치 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 제조 방법 {Method for inspecting separation of substrate, substrate separating apparatus and manufacturing method for flexible display using the same}
본 발명은 기판 분리 방법, 기판 분리 장치 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 제조 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 제1 기판을 제2 기판으로부터 분리한 후 그 분리 상태가 정상인지 여부를 검사하는 방법, 그에 사용되는 기판 분리 장치 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 제조 방법에 관한 것이다.
최근 표시 장치 시장은 대면적이 용이하고 박형 및 경량화가 가능한 평판 디스플레이(flat panel display, FPD)위주로 급속히 변화하고 있다.
이러한 평판 디스플레이에는 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel, PDP), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display, OLED) 등이 있다. 그러나 기존의 액정 표시 장치, 플라스마 다스플레이 패널, 유기 발광 표시 장치 등은 유리 기판을 사용하기 때문에 유연성이 떨어져 응용과 용도에 한계가 있다.
따라서 최근 유리 기판 대신에 플라스틱, 호일 등과 같이 유연성 있는 재료의 기판을 사용하여 구부러질 수 있게 제조된 플렉서블 표시 장치가 차세대 표시 장치로 활발히 개발되고 있다.
플렉서블 디스플레이는 가요성 기판을 필요로 한다. 그런데, 일반적으로 알려진 가요성 기판은 내열성의 한계 때문에 기존 유리 기판용 패널 제작 공정에 유리 기판 대신 투입되어 적용되기가 쉽지 않은 것으로 알려져 있다. 이에, 유리 기판을 베이스로 하여 패널을 형성한 후, 이후 유리 기판을 제거함으로써, 패널에 가요성을 부여하는 방법들이 연구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제1 기판 및/또는 제2 기판의 광학특성정보를 획득하여 제1 기판과 제2 기판의 정상 분리 여부를 확인할 수 있는 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 제1 기판과 제2 기판의 정상 분리 여부를 실시간으로 확인할 수 있는 기판 분리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 플렉서블 표시 장치의 제조 단계에서 기판의 분리 여부를 실시간으로 파악하여 불량률을 줄이고 플렉서블 표시 장치의 생산성을 향상시킬 수 있는 플렉서블 표시 장치 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법은 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함하는 기판 결합체를 준비하는 단계, 제1 기판과 제2 기판의 분리를 위해 상기 기판 결합체에 레이저를 조사하는 단계, 제1 기판 및/또는 제2 기판의 광학특성정보를 획득하는 단계, 광학특성정보를 기초로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리상태를 판단하는 단계를 포함한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 장치는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함하는 기판 결합체에 레이저를 조사하는 레이저 조사부, 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 광학특성정보를 획득하는 검출부; 및 상기 검출부가 획득한 광학특성정보를 기초로 기판의 정상 분리 여부를 판단하는 판별부를 포함한다.
상기 또 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치 제조 방법은 제1 기판과 제2 기판을 접착하는 접착 단계, 제2 기판 상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계, 제2 기판 상에 상부 보호 필름을 부착하는 단계, 제2 기판에서 제1 기판을 분리하는 제1 분리 단계, 제1 기판을 분리한 자리에 하부 필름을 부착하는 단계 및 상부 보호 필름을 분리하는 제2 분리 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 제1 기판 및/또는 제2 기판의 광학특성정보를 획득하여 기판의 정상 분리 여부를 용이하게, 실시간으로 확인할 수 있다.
또한, 실시간으로 기판의 정상 분리 여부를 확인함으로써 플렉서블 표시 장치의 불량 발생률을 줄일 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법 및 기판 분리 장치에 적용되는 기판 결합체의 단면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 변형예에 따른 기판 결합체의 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법 및 기판 분리 장치에 적용되는 기판 결합체와 레이저 조사부의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법 및 기판 분리 장치에 사용되는 기판 결합체와 레이저 조사부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 결합체와 광학 센서의 단면도이다.
도 8은 도 7의 실시예의 변형예에 따른 기판 결합체와 광학 센서의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제2 기판의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 장치의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 박리 장치(101)의 부분 평면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치의 평면도이다.
도 14는은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조 방법의 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법의 순서도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법은 기판 결합체를 준비하는 단계(s10), 기판 결합체에 레이저를 조사하는 단계(s20), 제1 기판 및/또는 제2 기판의 광학특성정보를 획득하는 단계(s30), 및 제1 기판과 제2 기판의 분리상태를 판단하는 단계(s40)를 포함한다.
이하, 상술한 단계에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 기판 결합체를 준비한다(s10). 기판 결합체는 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함한다. 기판 결합체에 대한 더욱 상세한 설명을 위해 도 2가 참조된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법에 적용되는 기판 결합체의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판 결합체(S)는 제1 기판(10) 및 제1 기판(10) 상에 부착된 제2 기판(20)을 포함한다.
제1 기판(10)은 유리 등의 절연 물질로 형성될 수 있다. 제1 기판(10)은 제2 기판(20)과 부착되어 제2 기판(20)이 공정 중에 휘거나 뒤틀리지 않도록 고정하는 역할을 한다. 제1 기판(10)에 의해 제2 기판(20)의 형태가 고정됨에 따라 이어지는 박막 어레이 형성 공정이 보다 정밀하고 안정적으로 수행될 수 있다.
제1 기판(10) 상에는 제2 기판(20)이 부착되어 있다. 제2 기판(20)은 가요성을 갖는 기판일 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(20)은 캡톤(kapton), 폴리에테르술폰 (polyethersulphone, PES), 폴리카보네이트 (polycarbonate, PC), 폴리이미드 (polyimide, PI), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리아릴레이트(polyacrylate, PAR) 및 섬유 강화 플라스틱(fiber reinforced plastic: FRP) 등으로 이루어진 군 중에서 선택되는 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 2의 변형예에 따른 기판 결합체의 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 결합체(S')는 제1 기판 및 제2 기판 사이에 개재된 접착층을 더 포함할 수 있다.
접착층(15)은 광투과성 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 접착층(15)은 특정 파장의 레이저를 통과시키는 투과도를 갖고, 유리 전이 온도(glass transition temperature)가 220 ℃ 이상인 내열 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 접착층(15)은 실리콘(silicone) 또는 아크릴(acryl) 계열의 고분자 접착제 등을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 접착층(15)으로 내열성이 220℃ 이상인 폴리실리콘 (polysilicone) 접착제가 사용될 수 있다. 폴리실리콘 접착제의 주성분은 실리콘 산화물(silicone oxide)인 PDMS(polydimethylsiloxane)이고, 이러한 주성분 물질은 산화규소 나노분말(silica nanopowder)와 함께 사용될 수 있다. 접착층(15)은 제1 기판(10) 또는 제2 기판(20) 상에 프린팅(printing) 방식, 슬릿 코팅(slit coating) 방식, 스핀 코팅(spin coating) 방식, 디핑(dipping) 방식 등으로 형성될 수 있다.
도 4는 기판 결합체(S'')가 박막 트랜지스터 어레이(22)와 상부 보호 필름(23)을 더 포함하는 경우를 예시한다.
박막 트랜지스터 어레이(22)는 제2 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터 어레이(22)는 행렬 방향으로 배열된 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제2 기판(20) 상에는 게이트 라인 및 데이터 라인 등과 같은 신호 배선이 형성되고, 이들을 통해 각 박막 트랜지스터에 게이트 신호 및 데이터 신호를 인가될 수 있다. 제2 기판(20) 상에는 각 화소 별로 화소 전극이 형성되고, 각 화소 전극은 박막 트랜지스터를 통해 화소 전압 또는 전류를 인가받을 수 있다.
박막 트랜지스터 어레이(22) 상에는 상부 보호 필름(23)이 형성될 수 있다. 상부 보호 필름(23)은 제2 기판(20)을 완전히 덮을 수 있다.
상부 보호 필름(23)은 제1 기판(10)을 분리한 이후에 제2 기판(20)이 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않도록 고정하는 역할을 한다. 따라서, 제1 기판(10)을 분리한 이후에 제1 기판(10) 없이도 제2 기판(20)의 취급이 용이해져 뒤따르는 하부 필름(도시하지 않음) 부착 공정이 보다 정밀하고 안정적으로 진행될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 기판(10)은 제2 기판(20)보다 크고, 그에 따라 제1 기판(10)은 제2 기판(20)과 중첩되지 않는 영역(이하, "미중첩 영역"이라 함)을 포함할 수 있다. 제1 기판(10)의 상기 미중첩 영역은 제1 기판(10)의 테두리를 따라 배치될 수 있다. 상부 보호 필름(23)은 제2 기판(20)의 일면 및 측면을 완전히 덮도록 배치될 수 있다. 상부 보호 필름(23)의 말단은 제1 기판(10)의 미중첩 영역 상에 접할 수 있다. 나아가, 상부 보호 필름(23)은 제2 기판(20)의 측면에 접할 수 있다.
상부 보호 필름상부 보호 필름(23)으로서 폴리에틸렌나프탈레이트 (polyethylenenaphthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리 카보네이트 (polycarbonate), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone) 등의 고분자 물질이나 스테인레스 강(SUS:Stainless Steel) 등을 포함하는 메탈 호일(Metal foil) 등이 적용될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 이어서 기판 결합체에 레이저를 조사한다(s20). 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법 및 기판 분리 장치에 적용되는 기판 결합체와 레이저 조사부의 단면도로서, 기판 결합체에 레이저를 조사하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이에 레이저를 조사한다. 레이저로는 예를 들어, 파장이 308nm인 엑시머 계열의 레이저가 사용될 수 있다.
제1 기판(10)과 제2 기판은 레이저 조사에 의해 분리될 수 있다. 본 명세서에서 '제1 기판과 제2 기판을 분리'한다고 하는 것은 제1 기판과 제2 기판을 공간적으로 이격시키는 것뿐만 아니라 제1 기판과 제2 기판 사이의 결합력을 저하시키거나 제거하는 것을 포함할 수 있다.
레이저 조사시, 레이저의 세기 및 광학계를 이용한 초점 깊이((depth of focus: DOF) 등을 조절하여 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 경계면에 에너지를 집중시킬 수 있다. 레이저는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 계면에 에너지를 가해 이들 사이를 분리한다. 한편, 파장 및 세기가 조절된 상기 레이저는 제2 기판(20) 내에서 90% 이상 흡수되어, 제2 기판(20)상에 배치된 박막 트랜지스터 어레이(22)까지는 거의 투과되지 않는다. 따라서, 박막 트랜지스터 어레이(22) 등을 손상시키지 않고 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 결합력을 저하시키거나 제거할 수 있다.
레이저는 기판 상에 선형(linear)으로 조사될 수 있다. 즉, 레이저는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 계면 상에 정의되는 선분에 동시에 에너지를 가할 수 있다. 제2 기판(20)의 일측에서 시작하여 제2 기판(20)의 타측으로 레이저를 순차 조사하면(도 5의 화살표 방향 참조), 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 계면의 전면에 레이저가 조사될 수 있다
한편, 상술한 레이저의 초점 거리는 일정 범위 내에서 변화할 수 있다. 이에 대한 설명을 위해 도 6이 참조된다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 검사 방법 및 기판 분리 장치에 사용되는 기판 결합체와 레이저 조사부의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 기판 결합체(S)는 접착층(15)을 포함하고 있고, 레이저의 초점 거리는 접착층(15)의 두께에 해당하는 만큼 변화한다. 즉, 레이저는 시간에 따라 제1 기판(10)과 접착층(15)의 계면, 제2 기판(20)과 접착층(15)의 계면 또는 접착층(15) 내부 등으로 초점이 상이하게 맞춰질 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 기판 또는 제2 기판의 광학 특성 정보를 획득한다(s30). 본 명세서에서 "광학 특성 정보"는 제1 기판 또는 제2 기판의 색정보와 광투과율 등을 포함할 수 있다. 레이저 조사에 의해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 광학 특성이 변할 수 있다. 즉, 조사된 레이저에 의해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 적어도 일부가 가열되거나 타면서 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 색이 변하거나 그을음이 생길 수 있다. 이러한 변화에 의해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성이 훼손될 수 있어, 레이저 조사 전후 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성을 비교하여 기판의 정상 분리 여부를 검사할 수 있다.
이하, 광학 특성 정보를 획득하는 예시적인 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 결합체와 광학 센서의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 광학 특성 정보를 획득하기 위해 발광부(41)와 수광부(42)를 포함한 광학 센서를 이용할 수 있다.
예시적인 실시예에서 광학특성 정보를 획득하기 위해 발광부(41)와 수광부(42)를 포함한 광학 센서(미도시)를 이용할 수 있다. 즉, 발광부(41)에서 조사된 빛이 기판 결합체(S)를 투과하거나 기판 결합체(S)로부터 반사되어 수광부(42)에 도달하고 제어부(도시하지 않음)가 수광부(42)에 도달한 빛을 분석하여 광학 특성 정보를 도출할 수 있다.
도 8은 도 7의 실시예의 변형예에 따른 기판 결합체와 광학 센서의 단면도이다.
광학 센서의 발광부(41)와 수광부(42)는 기판 결합체(S)를 사이에 두고 배치될 수 있다. 즉, 발광부(41)에서 조사된 빛이 기판 결합체(S)를 투과하여 수광부(42)에 도달할 수도 있다.
도 7 및 도 8에서 설명한 발광부(41)와 수광부(42)의 위치는 예시적인 것으로 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 분리 장치의 권리 범위는 발광부(41) 및 수광부(42)의 위치에 의해 제한되지 않는다고 할 것이다.
광학 센서를 사용하여 광학 특성 정보를 획득하는 방법을 예시하였으나 광학 특성 정보를 획득하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 즉, 광학 특성 정보를 획득하기 위해 현재 개발되어 상용화되어 있거나 향후 기술 발전에 따라 구현 가능한 모든 방식을 이용할 수 있다고 할 것이다. 예컨대, 컬러 센서를 이용하여 제1 기판 또는 제2 기판 표면의 색정보를 취득하는 방식 또는 제1 기판 또는 제2 기판 표면의 이미지를 획득하는 이미지 스캔(Image scan) 방식이 사용될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리 상태를 확인한다. (s40)
획득된 광학 특성 정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리상태를 판단할 수 있다. 획득된 광학 특성정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리 상태를 확인하는 단계(s40)는 획득된 광학 특성 정보와 기준 범위의 광학 특성 정보를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 기준 범위의 광학 특성 정보와 획득된 광학 특성 정보를 비교하여 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 정상 분리 여부를 판단할 수 있다. 기준 범위의 광학 특성 정보란 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리된 경우의 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 말하며, 실험적인 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리된 경우의 표본을 모아 광학 특성 정보를 측정하고 이를 통계적으로 산출하여 기준 범위를 정할 수 있다.
다만, 기준 범위를 산정하는 방식은 이에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 기준 범위를 산정할 수 있다. 예시적으로, 기판의 초기상태, 즉, 레이저 조사 전 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 광학 특성 정보가 비교의 기준이 되는 기준 범위가 될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 제2 기판의 평면도이다.
앞서 설명한 바와 같이, 기준 범위의 광학 특성 정보와 획득된 광학 특성 정보를 비교하여 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 정상 분리 여부를 판단할 수 있다. 예시적으로 레이저 조사 후 제2 기판(20) 표면의 색을 측정하여 기준 범위와 비교할 수 있다. 이 경우, 기준 범위에 미치지 못하는 색이 측정되는 경우 미분리, 기준 범위를 넘어서는 색이 측정되는 경우 과분리로 판정할 수 있다.
예시적인 실시예에서 제2 기판(20)이 폴리이미드(polyimide, PI) 인 경우, 정상 분리의 경우 진한 노랑색, 미 분리의 경우 연한 노랑색, 과분리의 경우 매우 진한 노란색 또는 그을음이 관측될 수 있다.
이하, 상술한 기판 분리 검사 방법이 구현되는 예시적인 기판 분리 장치에 대해 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 장치의 블록도이다.
도 10을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 장치(100)는 제1 기판(10) 및 제1 기판(10)에 부착된 제2 기판(20)을 포함하는 기판 결합체(S) 레이저를 조사하는 레이저 조사부(30), 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 획득하는 검출부(40) 및 검출부(40)가 획득학 광학 특성 정보를 기초로 기판의 정상 분리 여부를 판단하는 판별부(50)를 포함한다.
레이저 조사부(30)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이에 레이저를 조사할 수 있다. 예시적인 실시예에서 레이저 조사부(30)는 제1 기판(10)과 일정 간격 이격되고 제1 기판(10)을 사이에 두고 제2 기판(20) 반대편에 배치될 수 있다. 이 경우, 레이저는 제1 기판(10)을 투과하여 제2 기판(20) 표면에 조사될 수 있다.
레이저 조사부(30)가 기판 결합체(S)에 레이저를 조사하는 방식은 앞서 기판 분리 검사 방법에서 설명했던 방식과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. (도 5 및 도 6의 설명 참조)
검출부(40)는 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 획득할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 레이저를 조사하면, 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 광학 특성이 변할 수 있다. 즉, 조사된 레이저에 의해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 적어도 일부가 가열되거나 타면서 제2 기판(20) 표면의 색이 변하거나 그을음이 생길 수 있다. 이러한 변화에 의해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성이 변할 수 있으며, 검출부(40)는 레이저 조사 후 변화된 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 획득할 수 있다.
예시적인 실시예에서 검출부(40)는 발광부(41)와 수광부(42)를 포함하는 광학센서를 포함할 수 있다.
또한, 예시적인 실시예에서 획득하고자 하는 광학 특성 정보가 색정보인 경우에, 광학 센서는 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 색정보를 획득하는 컬러 센서(도시하지 않음)일 수 있다.
광학 센서 또는 컬러 센서를 통해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 획득하는 구체적인 방법은 앞서 기판 분리 검사 방법에서 설명한 방법과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. (도 7및 도 8의 설명 참조)
검출부(40)가 광학 센서(43) 또는 컬러 센서를 포함하는 것을 예시하여 설명하였으나, 검출부(40)가 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학 특성 정보를 획득하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 즉, 광학 특성 정보를 획득하기 위해 검출부(40)는 현재 개발되어 상용화되어 있거나 향후 기술 발전에 따라 구현 가능한 모든 방식을 이용할 수 있다고 할 것이다. 예컨대, 검출부(40)는 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 표면의 이미지를 획득하는 이미지 스캔(Image scan) 장치 등을 포함할 수 있다.
판별부(50)는 검출부(40)가 획득한 광학 특성 정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리되었는지 판단할 수 있다. .
구체적으로, 판별부(50)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리되었는지 판단하기 위해 검출부(40)에 의해 획득된 광학 특성 정보와 기준 범위의 광학 특성 정보를 비교할 수 있다. 기준 범위의 광학 특성 정보란 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리된 경우의 광학 특성 정보를 말하며, 실험적인 데이터를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)이 정상적으로 분리된 경우의 표본을 모아 광학 특성 정보를 측정하고 이를 통계적으로 산출하여 기준 범위를 정할 수 있다.
다만, 기준 범위를 산정하는 방식은 이에 한정되지 않으며 다양한 방식으로 기준 범위를 산정할 수 있다. 예시적으로, 기판의 초기상태, 즉, 레이저 조사 전 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 광학 특성 정보가 비교의 기준이 되는 기준 범위가 될 수도 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치에 대해 설명하기로 한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 박리 장치(101)의 부분 평면도이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 박리 장치(101)의 검출부(40)는 복수의 광학 센서(43)를 포함할 수 있다.
기판의 정상 분리 여부를 확인하기 위해 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 전 영역을 검사하는 것이 일반적이지만, 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20) 상의 복수 지점의 광학 특성 정보를 샘플링(sampling)하여 정상 분리 여부를 판별할 수도 있다. 이 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치는 일정 간격 이격된 복수의 광학 센서(43)를 포함할 수 있다. 광학 센서를 대신하여 컬러 센서가 적용될 수 있음은 앞에서 설명한 바와 같다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 분리 장치(102)는 기판 결합체를 로딩 및/또는 언로딩하는 기판 저장부(70), 기판 결합체(S)를 제1 경로(p1)를 따라 이송시키는 이송부(도시하지 않음), 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 사이에 레이저를 조사하는 레이저 조사부(30), 제1 기판 및/또는 제2 기판의 광학특성을 검출하는 검출부(40), 검출부에 의해 획득된 정보를 기초로 제1 기판과 제2 기판의 정상 분리 여부를 판단하는 판별부(50)를 포함한다.
기판 저장부(70)에는 다수의 기판 결합체(S)가 보관될 수 있다. 기판 저장부(70)는 이송부에 기판 결합체(S)를 로딩하거나 이송부로부터 기판 결합체(S)를 언로딩할 수 있다.
기판 결합체(S)는 이송부에 의해 제1 경로(p1)를 따라 이동할 수 있다. 이송부의 구성은 제한되지 않으며, 기판 결합체(S)를 이동시키는 모든 이송수단을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 제1 경로를 따라 배치되는 가이드 레일을 포함할 수 있으나 이송방법은 이에 한정되지 않는다.
레이저 조사부(30), 검출부(40) 및 판별부(50)에 대한 것은 앞서 설명한 바와 동일하므로 중복설명은 생략하기로 한다. 또한, 앞서 설명한 각 구성의 위치관계는 예시적인 것이며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치의 권리 범위는 각 구성의 위치에 의해 제한되지 않는다고 할 것이다.
레이저 조사부, 검출부 및 판별부가 단수인 경우를 예시하여 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 평가 장치는 복수의 레이저 조사부, 검출부 또는 판별부를 포함할 수 있다. 레이저 조사부, 검출부 또는 판별부가 복수인 경우, 복수의 기판 결합체를 동시에 또는 순차적으로 처리할 수 있다. 이하, 이에 대해 설명한다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치의 평면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기판 분리 장치(103)는 제2 검출부(40b) 및 제2 이송부(도시하지 않음)를 더 포함하는 점이 도 12의 실시예와 다른 점이다.
기판 분리 장치(103)는 제2 기판 결합체(S2)를 제2 경로(p2)로 이송시키는 제2 이송부(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 기판 분리 장치(103)가 제2 이송부를 포함하는 경우 두 개의 기판 결합체(S, S2)가 동시에 또는 순차적으로 각각의 경로를 따라 진행할 수 있다. 제2 경로(p2)는 독립적일 수 있으며, 제1 경로(p1)와 일부 중복될 수도 있다.
도면에서는 레이저 조사부(30)가 제1 경로(p1)와 제2 경로(p2)가 중복되는 구간 상에 배치되는 것으로 예시하고 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 레이저 조사부(30), 검출부(40, 40b) 또는 판별부가 제1 경로(p1)와 제2 경로(p2)가 중복되는 구간 상에 배치될 수 있다.
도면에서는 검출부(40, 40b)가 복수개인 것을 예시하고 있으나, 이에 제한되지 않으며, 레이저 조사부(30) 또는 판별부가 복수일 수 있음은 물론이다.
도면에 도시하지는 않았지만 판별부는 적어도 한 개 이상 배치될 수 있으며, 판별부는 제1 검출부(40) 및/또는 제2 검출부(40b)에서 획득한 광학 특성 정보를 기초로 제1 기판 결합체(S1) 및/또는 제2 기판 결합체(S2)의 정상 분리 여부를 판단할 수 있다.
기판 분리 장치가 적어도 하나 이상의 레이저 조사부, 검출부 또는 판별부를 포함하는 경우, 공정에 걸리는 시간을 단축하여 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 14는은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 제조 방법의 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 접착하는 접착 단계(s11), 제2 기판(20) 상에 박막 트랜지스터 어레이(22)를 형성하는 단계(s12), 제2 기판(20) 상에 상부 보호 필름(23)을 부착하는 단계(s13), 제2 기판(20)에서 제1 기판(10)을 이격시키는 제1 분리 단계(s14), 제1 기판을 분리한 자리에 하부 필름(도시하지 않음)을 부착하는 단계(s15) 및 상부 보호 필름(23)을 기판 결합체로부터 이격시키는 제2 분리 단계(s16)를 포함한다.
먼저, 제1 기판과 제2 기판을 접착한다. (s11)
제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 접착하여 기판 결합체(S)를 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서 제1 기판(10)과 제2 기판(20) 상에 접착층(15)이 배치될 수 있다. 제1 기판(10), 제2 기판(20) 및 접착층(15)의 구체적인 구조 및 형상은 앞서 기판 분리 검사 방법에서 설명한 것과 동일하므로 생략한다.
이후, 제2 기판(20) 상에 박막 트랜지스터 어레이(22)를 형성한다. (s12)
박막 트랜지스터 어레이(22)는 제2 기판(20) 상에 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터 어레이(22)는 행렬 방향으로 배열된 복수의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 제2 기판(20) 상에는 게이트 라인 및 데이터 라인 등과 같은 신호 배선이 형성되고, 이들을 통해 각 박막 트랜지스터에 게이트 신호 및 데이터 신호를 인가될 수 있다. 제2 기판(20) 상에는 각 화소 별로 화소 전극이 형성되고, 각 화소 전극은 박막 트랜지스터를 통해 화소 전압 또는 전류를 인가받을 수 있다.
제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 접착 한 후에 제2 기판(20)상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 것으로 예시하였지만, 이 순서는 변경될 수 있다. 즉, 제2 기판(20)상에 박막 트렌지스터 어레이를 형성한 후에 박막 트랜지스터 어레이 등이 형성된 제2 기판(20)을 제1 기판(10)에 부착할 수도 있다.
다음으로, 제2 기판(20) 상에 상부 보호 필름(23)을 부착한다. (s13)
상부 보호 필름(23)은 제2 기판(20)을 완전히 덮을 수 있다. 상부 보호 필름(23)은 후술하는 제2 기판(20)에서 제1 기판(10)을 이격시키는 제1 분리 단계(s14) 에서 제1 기판(10)을 분리한 이후에 제2 기판(20)이 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않도록 고정하는 역할을 한다. 따라서, 제1 기판(10)을 분리한 이후에 제1 기판(10) 없이도 제2 기판(20)의 취급이 용이해져 뒤따르는 하부 필름 부착 공정이 보다 정밀하고 안정적으로 진행될 수 있다.
상부 보호 필름(23)의 구체적인 구조 및 형상은 앞서 기판 분리 검사 방법에서 설명한 것과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
이후, 제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 이격시킨다. (s14)
제1 기판(10)과 제2 기판(20)을 이격시키는 제1 분리 단계(s14)는 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 계면에 레이저를 조사하는 단계와 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학특성정보를 획득하는 단계, 광학특성정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리 상태를 판단하는 단계 및 정상으로 판정된 기판 결합체(S)만을 선택하여 다음 단계로 진행시키는 단계를 포함한다.
제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 계면에 레이저를 조사하는 단계와 제1 기판(10) 및/또는 제2 기판(20)의 광학특성정보를 획득하는 단계, 광학특성정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리 상태를 판단하는 단계는 앞서 기판 분리 검사 방법에서 설명한 것과 실질적으로 동일하므로 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
광학 특성 정보를 기초로 제1 기판(10)과 제2 기판(20)의 분리 상태를 판단하는 단계에서 정상으로 판정된 기판 결합체(S)만을 다음 단계로 진행시킬 수 있다. 정상으로 판정된 기판 결합체(S)만을 다음 단계로 진행시킴으로써 플렉서블 표시 장치의 불량 발생률을 줄이고, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이어서, 제1 기판(10)이 분리된 제2 기판(20)의 배면에 하부 필름을 부착한다. (s15) 하부 필름은 제2 기판(20) 상에 부착된 상부 보호 필름(23)으로 인해 정밀하고 안정적으로 부착될 수 있다. 제2 기판(20)의 배면에 부착된 하부 필름으로 인해 후속 공정에서 제2 기판(20)의 취급이 용이할 수 있다. 또한, 하부 필름은 유연성을 가지기 때문에 플렉서블 표시장치의 유연성을 유지할 수 있다.
여기서 하부 필름은 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate),폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone) 등을 포함하는 플라스틱 및 스테인레스(SUS: Stainless Steel) 등을 포함하는 메탈 호일(Metal foil) 등으로 이루어질 수 있다.
하부 필름 부착 단계 이후에 상부 보호 필름(23)을 분리하는 제2 분리 단계(s16)이l 진행된다. 이 과정에서 상부 보호 필름(23)에 의해 덮여 있던 박막 트랜지스터 어레이(22)가 노출될 수 있다.
상기한 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 예시적인 것으로 각 단계의 시계열적인 순서 또한 예시적일 수 있다. 즉, 각 단계의 순서가 바뀔 수 있으며, 단계와 단계 사이에 다른 공정이 추가될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 제1 기판
20: 제2 기판
15: 접착층
30: 레이저 조사부
40: 검출부
41: 발광부
42: 수광부
43: 광학 센서
50: 판별부
100, 101, 102, 103: 기판 분리 장치

Claims (17)

  1. 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함하는 기판 결합체를 준비하는 단계;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리를 위해 상기 기판 결합체에 레이저를 조사하는 단계;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 광학 특성 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 광학 특성 정보를 기초로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리상태를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리상태를 판단하는 단계는 상기 광학 특성 정보를 기준 범위와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 광학 특성 정보는 상기 제1 기판의 색정보 또는 상기 제2 기판의 색정보를 포함하는 기판 분리 검사 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 표면의 광학 특성 정보를 획득하는 단계는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 일측으로 조사되어 상기 일측에서 반사된 광을 수광하는 단계를 포함하는 기판 분리 검사 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함하는 기판 결합체에 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 광학특성정보를 획득하는 검출부; 및
    상기 검출부가 획득한 광학 특성 정보를 기초로 기판의 정상 분리 여부를 판단하는 판별부를 포함하고,
    상기 판별부는 상기 광학 특성 정보를 기준 범위와 비교하여 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 정상 분리 여부를 판단하고,
    상기 광학 특성 정보는 상기 제1 기판의 표면의 색정보 또는 상기 제2 기판의 표면의 색정보를 포함하는 기판 분리 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 검출부는 상기 광학 특성 정보를 획득하는 광학 센서를 포함하되,
    상기 광학 센서는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 일면에 광을 조사하는 발광부와 상기 일면으로부터 반사된 광을 수광하는 수광부를 포함하는 기판 분리 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광학 센서는 상기 제1 기판의 표면의 색정보 또는 상기 제2 기판의 표면의 색정보를 획득하는 컬러 센서인 기판 분리 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제5 항에 있어서, 상기 레이저 조사부, 상기 검출부 및 상기 판별부 중 적어도 하나는 복수개 구비되는 기판 분리 장치.
  11. 제1 기판 및 상기 제1 기판이 부착된 제2 기판을 포함하는 제1 기판 결합체를 제1 경로로 이송시키는 제1 이송부;
    상기 제1 경로 상에 배치되어 상기 제1 기판 결합체에 레이저를 조사하는 레이저 조사부;
    상기 제1 경로 상에 배치되어 상기 레이저가 조사된 상기 기판 결합체의 광학 특성 정보를 획득하는 제1 검출부; 및
    상기 제1 검출부에서 획득한 광학 특성 정보를 기초로 기판의 정상 분리 여부를 판단하는 판별부를 포함하고,
    제1 기판 및 상기 제1 기판이 부착된 제2 기판을 포함하는 제2 기판 결합체를 제2 경로로 이송시키는 제2 이송부; 및
    상기 제2 경로 상에 배치되는 제2 검출부를 더 포함하되,
    상기 제1 경로와 상기 제2 경로는 일정 구간에서 서로 중복되고,
    상기 레이저 조사부는 상기 제1 경로와 상기 제2 경로가 중복되는 구간 상에 배치되며,
    상기 판별부는 상기 제1 검출부 또는 상기 제2 검출부에서 획득한 광학 특성 정보를 기초로 기판의 정상 분리 여부를 확인하는 기판 분리 장치.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 경로와 상기 제2 경로가 중복되는 구간에서 상기 제1 기판 결합체 및 상기 제2 기판 결합체가 순차적으로 이송되는 기판 분리 장치.
  14. 제1 기판 및 상기 제1 기판에 부착된 제2 기판을 포함하는 기판 결합체를 준비하는 단계;
    상기 기판 결합체에 레이저를 조사하는 단계;
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 광학 특성 정보를 획득하는 단계;
    상기 광학 특성 정보를 기초로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리 상태를 판단하는 단계;
    상기 광학 특성 정보를 기초로 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리 상태를 판단하는 단계에서 정상으로 판정된 상기 기판 결합체를 선택하여, 상기 기판 결합체의 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 이격시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 분리상태를 판단하는 단계는 상기 광학 특성 정보를 기준 범위와 비교하는 단계를 포함하고,
    상기 광학 특성 정보는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 색 정보를 포함하는 플렉서블 표시 장치 제조 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판 표면의 광학 특성 정보를 획득하는 단계는 상기 제1 기판 또는 상기 제2 기판의 일측으로 조사되어 상기 일측에서 반사된 광을 수광하는 단계를 포함하는 플렉서블 표시 장치 제조 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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