KR102256084B1 - 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치를 개시한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 백화현상을 개선하여 반복 굽힘에 대한 신뢰성을 확보하고, 표시패널의 파손을 최소화하는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는 페이스 실 구조물 상부에 구동소자층 및 표시소자층을 중립면으로 하는 광 투과층을 형성함으로써 플렉서블 표시장치의 백화현상을 제거하고, 표시소자층의 파손을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THEREOF}
본 발명은 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 특히 백화현상을 개선하여 반복 굽힘에 대한 신뢰성을 확보하고, 표시패널의 파손을 최소화하는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치(Flat panel display device)들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid crystal display device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기전계발광 표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display, OLED Display) 등이 있다.
이중, 유기전계발광 표시장치는, 표시패널에 구비되는 유기전계 발광다이오드가 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적인 특성이 있다.
또한, 근래 휴대성의 용이, 다양한 형태의 구성 가능, 파손방지 등과 다양한 목적을 구현하기 위해, 플렉서블 표시장치(flexible display device)을 구현하기 위한 많은 노력이 이루어지고 있다. 예를 들면, 액정표시장치와 유기전계발광 표시장치를 플라스틱과 같은 플렉서블 기판으로 형성함으로써 화면의 굽힘(bending)이 가능한 플렉서블 표시장치를 구현할 수 있다.
도 1a은 종래의 플렉서블 표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1a의 플렉서블 표시장치의 벤딩시 표시장치에 작용하는 힘을 모식화한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래 플렉서블 표시장치는, 플라스틱 기판(2), 기판 상부에 형성되는 표시소자층(3), 하부층의 보호를 위한 보호필름을 포함하는 보호필름층(7) 및 편광필름층(8)으로 이루어진다.
플라스틱 기판(2)은 베이스 기판(base substrate)로서, 표시장치를 구현하기 위한 각종 표시소자 및 전극패턴이 형성되는 기판이다. 그리고, 구동소자층(3)은 신호배선 및 박막트랜지스터 등으로 이루어져 있고, 도시하지는 않았지만 표시소자층(3) 상부 또는 하부에는 유기발광 다이오드로 이루어지는 표시소자층(미도시)가 형성되어 있다.
또한, 보호필름층(7)은 외부로부터의 투습 및 충격에 의한 구동소자층(3)의 파손을 방지하는 역할을 하며, 편광필름층(8)은 표시장치의 광학적 특성을 보상하는 역할을 한다.
이러한 구조의 플렉서블 표시장치에 대하여 Y축 방향으로 벤딩하게 되면, 일정수준까지 휘어짐이 가능하게 되지만, 그 휨어짐에 따라 외측으로는 인장력(tensile)이 작용하게 되고 내측으로는 압축력(compressive)가 작용하게 된다. 이에 따라, 보호필름층(7) 및 편광필름층(8)은 물성이 변화하게 되어 표면이 백색 멍울이 시인되는 백화현상이 발생하게 되며, 구동소자층(3)은 박막트랜지스터의 파손, 신호배선의 단선 등의 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 벤딩시 보호필름층 및 편광필름층에 발생하는 백화현상을 제거하고, 구동소자층 및 표시소자층의 파손을 최소화하는 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치는, 플렉서블 특성을 갖는 기판 및 그 상부에 형성되는 발광구조를 갖는 표시패널로 이루어진다.
특히, 본 발명의 실시예에서는 표시장치의 굽힘에 따른 기판 상부에 형성되는 구동소자층 및 표시소자층의 파손을 최소화하기 위해, 상기 소자층을 포함하여 기판전면에 형성되어 영률에 의해 중립면이 구동소자층 및 표시소자층에 형성되도록 하는 광 투과층을 구비하는 구조 및 이의 제조방법을 개시하고 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플렉서블 표시장치에서 페이스 실 구조물 상부에 구동소자층 및 표시소자층을 중립면으로 하는 광 투과층을 형성함으로써 플렉서블 표시장치의 백화현상을 제거하고, 표시소자층의 파손을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1a은 종래의 플렉서블 표시장치의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 1b는 도 1a의 플렉서블 표시장치의 벤딩시 표시장치에 작용하는 힘을 모식화한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 표시패널(100)이 휘어지는 형태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 표시패널에 대한 일부 단면구조를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 공정에서 이용되는 폴리 이미드(PI)의 온도에 따른 탄성계수(modulus) 특성을 그래프로 나타낸 도면이다.
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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 표시장치 및 이의 제조방법을 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 플렉서블(flexible) 특성을 갖는 기판(110)상에 화상을 표시하는 표시영역(A/A)과, 표시영역(A/A)을 외측을 둘러싸는 비표시영역(N/A)이 정의된 표시패널(100)과, 그 일측에 실장되는 구동IC(D-IC)을 포함한다.
표시패널(100)의 표시영역(A/A)에는 복수의 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 교차 형성되어 있으며, 그 교차지점에는 적어도 하나의 박막트랜지스터와 유기발광 다이오드를 포함하는 다수의 화소(PX)가 형성되어 있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 각 배선(GL, DL)과 수직 또는 수평하게 각종 신호배선(미도시)들이이 형성되어 있다. 이러한 각종 신호배선 및 박막트랜지스터는 기판상에서 하나의 구동소자층을 이루게 되고, 유기발광 다이오드는 표시소자층을 이루게 된다.
또한, 표시패널(100)의 비표시영역(N/A)에는 화소(PX)와 전기적으로 연결되어 게이트신호를 제공하는 GIP(Gate In Panel) 구조의 게이트 구동회로(미도시)가 실장될 수 있다.
그리고, 표시패널(100)의 일측단으로 비표시영역(N/A)에는 데이터 신호 등을 포함하는 구동을 위한 각종 신호를 제공하는 구동IC(D-IC)가 실장되어 있다.
한편, 표시패널(100)의 기판(110)은 표시장치가 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있도록 유연한 특성을 갖는 플렉서블(flexible) 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 기판(110) 전면에는 표시패널(100)의 굽힘시, 기판(110) 상부에 형성된 구동소자층 및 표시소자층의 파손을 방지하는 광 투과층(150)이 형성되어 있다. 이러한 광 투과층(140)은 단순히 표시소자층에서 방출된 빛을 손실없이 효율적으로 출광시키는 역할 이외에도, 표시패널(100)의 굽힘에 따라 구동소자층 및 표시소자층에 인가되는 인장력 또는 압축력이 최소화되도록 표시패널(100)의 중립면이 구동소자층 및 표시소자층에 대응되도록 조절하는 역할을 한다. 이에 따라, 광 투과층(140)은 상기 기판(110)과 대응하여 표시패널(100)의 중립면이 구동소자층 및 표시소자층에 위치되도록 그 재질 및 두께가 결정된다. 즉, 광 투과층(150)은 기판(110)과 영률(Young's Moudules)이 대응되는 형태로 형성된다.
상기 중립면(neutral plane)은 표시패널(100)이 휘어짐에 따라 그 휘어지는 영역에 발생하는 압축력(compressive force) 및 인장력(tensile force)이 최소가 되는 지점으로 정의된다. 또한, 상기 압축력 및 인장력은 표시패널(100)의 양 표면에서 최대가 되고, 내부로 갈수록 점점 작아져 중앙에서 최소가 된다.
일 예로서, 동일 물성을 갖는 두 기판을 접착하게 되면 중립면은 두 기판의 접착지점에 형성되며, 물성이 다른 두 기판을 접착하게 되면 그 물성에 따라 중립면은 중앙에서 벗어난 지점에 형성된다.
예를 들어, 도 2의 표시패널(100)에서 광 투과층(140)이 생략되는 경우, 기판(110) 표면에 배치되는 구동소자층 및 표시소자층에는 휘어짐에 따른 압축력 또는 인장력 중, 어느 하나의 힘이 최대로 인가되어 파손이 발생하게 된다.
따라서, 구동소자층 및 표시소자층을 포함하는 기판(110) 전면에 기판의 물성에 대응하도록 광 투과층(140)을 구비하여 중립면이 구동소자층 및 표시소자층에 형성되도록 함으로써, 두 소자층에 휨에 따른 압축력 및 인장력이 최소가 되도록 한다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따르면 구동소자층 및 표시소자층의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
한편, 상기 광 투과층(150)은 표시패널(100)의 최외각에 배치됨에 따라, 외부로부터의 긁힘 등에 강하도록 얇은 하드 코팅막(hard coating film)이 형성되어 있다.
그리고, 기판(110)의 배면으로는 표시패널(100)의 전체 강성을 유지하는 플레이트 필름(plate film)(170)이 부착되어 있으며, 이러한 플레이트 필름(170)은 표시패널(100)의 중앙영역이 일 방향으로 커팅(cutting)되어 컷팅부(175)가 형성되어 있다. 이는 표시패널(100)의 유연한 특성에 따라, 플레이트 필름(170)이 의도하지 않은 형태로 구부러짐에 따라 표시장치에 적용하기 어려운 문제를 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 표시패널(100)이 의도한 형태로 잘 휘어지도록 하기 위해 굽힘이 발생하는 영역에 대응하는 부분을 제거한 것이다.
따라서, 예시한 표시패널(100)은 플레이트 필름(170)에 의해 외곽영역에서의 처짐이 방지되는 동시에 중앙영역에서는 외력에 의해 상하방향으로 휘어짐이 용이하게 된다.
도 3은 도 2의 표시패널(100)이 휘어지는 형태를 예시한 도면으로서, 도 3을 참조하면, 표시패널(100)의 중앙영역으로 플레이트 필름(170)의 커팅부(175)가 형성됨에 따라, 커팅부(175)를 중심으로 표시패널(100)의 양측을 전면방향으로 구부려 'U'자 형태를 만든 일 예를 도시하고 있다.
여기서, 휘어짐에 따라 표시패널(100)에 작용하는 힘은 중앙영역에 집중되며, 굽힘의 내측으로는 압축력(compressive force)가 작용하고, 외측으로는 인장력(tensile force)가 작용하게 되며 그 중앙에서는 두 힘이 평형이 되는 중립면(neutral plane)이 형성되게 된다. 이에 따라, 표시패널(100)의 상부 최외측에 배치되는 광 투과층(140)은 압축력이 최대가 되고, 기판(110)은 인장력이 최대가 된다. 여기서, 본 발명의 광 투과층(140)은 기판(110)과 대응하여 그 사이의 구동소자층 및 표시소자층이 중립면이 되도록 한다. 이러한 광 투과층(140)은 상기 중립면을 고려하여 그 두께가 20 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하로 형성될 수 있다.
또한, 광 투과층(140)은 압축력 또는 인장력에 의해 그 물성변화에 따라 백화현상이 최소화되도록 표면에 하드코팅층(미도시)이 형성되어 있다. 이러한 하드 코팅층은 무기막으로 이루어지며 일 예로서 이산화규소(SiO2)등으로 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 표시패널에 대한 일부 단면구조를 보다 상세하게 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 플렉서블 표시장치의 표시패널은, 기판(110), 상기 기판(110)상에 형성되는 구동소자층(120) 및 표시소자층(130), 상기 표시소자층(130)의 상부로 형성되어 상기 구동소자층(120) 및 표시소자층(130)을 중립면으로 하는 광 투과층(140) 및 상기 기판(110)의 배면으로 부착되며, 중앙영역에 커팅부가 형성된 백 플레이트 필름(170)을 포함한다.
또한, 상기 광 투과층(140)은, 표면이 무기막으로 하드코팅되어 하드코팅층(150)이 형성되어 있다.
상세하게는, 기판(110)은 폴리이미드(PI)로 이루어질 수 있으며, 그 배면에는 Polyethylene terephthalate(PET) 또는 투명 Polycarbonate(PC)으로 이루어지는 백 플레이트 필름(170)이 부착되어 있다.
기판(110)의 상부로는 복수의 게이트 배선, 데이터 배선, 이와 연결되는 박막트랜지스터(121)와, 층간절연막(123) 및 박막트랜지스터(121)와 연결되는 제1 전극(125)을 포함하는 구동소자층(120)이 형성되어 있다.
그리고, 구동소자층(120)의 상부로는, 각 화소를 구분짓는 뱅크(131)와, 상기 제1 전극(125)을 애노드 전극으로 하며 캐소드 전극인 제2 전극(133) 및 그 사이의 발광층(135)으로 이루어지는 유기발광 다이오드와 이를 봉지하는 보호층(137)을 포함하는 표시소자층(130)이 형성되어 있다.
또한, 표시소자층(130)의 상부로는 상기 구동소자층 및 표시소자층(120, 130)을 중립면으로 하여 굽힘시 파손을 방지하고 유기발광 다이오드로부터 출광되는 빛을 전면으로 통과시키는 광 투과층(140)이 형성되어 있으며, 광 투과층(140)의 표면에는 긁힘을 방지하는 하드 코팅층(150)이 형성되어 있다.
이러한 구조에 따라, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 백 플레이트 부의 커팅에 의해 중앙영역에서의 굽힘이 용이하면서도, 광 투과층(140)에 의해 굽힘에 의한 구동소자층(120) 및 표시소자층(130)의 파손이 최소화되면서도 백화현상이 발생하지 않는 특징이 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법을 설명한다.
도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5g을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따를 플렉서블 표시장치의 제조방법은 캐리어 글래스상에 기판을 형성하는 단계, 상기 기판상에 복수의 박막트랜지스터를 포함하는 구동소자층을 형성하는 단계, 상기 구동소자층상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기발광 다이오드를 포함하는 표시소자층을 형성하는 단계, 상기 표시소자층상에 상기 구동소자층 및 표시소자층을 중립면으로 하는 광 투과층을 형성하는 단계, 상기 광 투과층 상에 보호필름을 부착하는 단계, 상기 캐리어 글래스를 제거하고, 상기 기판의 배면으로 백 플레이트 필름을 부착하는 단계 및 상기 백 플레이트 필름의 일정영역을 커팅하여 커팅부를 형성하고, 상기 보호필름을 제거하는 단계를 포함한다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 본 발명의 플렉서블 표시장치의 표시패널의 제조방법에서는, 제조공정 중, 기판(110)의 유연한 특성에 의해 불량이 발생되는 것을 최소화하기 위해 캐리어 글래스(carrier glass)(105)상에서 제조공정을 진행하게 된다. 먼저, 캐리어 글래스를 준비하고, 그 상부로 폴리 이미드(poly imide)를 이용하여 기판(110)을 형성한다.
다음으로, 도 5b를 참조하면, 상기 기판(110)상에 복수의 박막트랜지스터를 포함하는 구동소자층을 형성한다. 이러한 구동소자층을 형성하는 공정을 상세히 설명하면, 기판(110) 위에 소정의 박막트랜지스터(TFT)공정을 진행하여 다수의 TFT를 형성하게 되는데, 우선 상기 기판(110)상에 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon), 다결정 규소(polycrystalline silicon) 또는 산화물 반도체(oxide semiconductor)로 이루어진 액티브층을 형성한다.
이어서, 액티브층을 포함하는 기판(110)상에 질화규소(SiNx) 또는 이산화규소(SiO2) 등으로 이루어진 게이트 절연막을 형성한 후, 상기 게이트 절연막 상부에 게이트전극 및 게이트배선을 형성한다. 이후, 게이트 전극 및 게이트 배선 상부로 질화규소 또는 이산화규소 등으로 이루어진 절연막을 형성한다. 다음으로, 데이터배선과 기타 구동 전압배선, 그리고 소스 및 드레인 전극을 형성하여 TFT(121)을 구성한다. 이후 기판 전면에 층간절연막(123)을 형성하게 된다.또한, 층간절연막(123) 형성 후, 상기 TFT의 드레인 전극과 연결되는 제1 전극(125)을 형성한다.
여기서, 상기 제1 전극(125)은 유기발광 다이오드의 애노드 전극이 될 수 있으며, 반사전극이 될 수 있다. 이에 따라 상기 TFT(121), 층간절연막(123) 및 제1 전극(125)은 구동소자층(120)을 이루게 된다.
다음으로, 도 5c를 참조하면, 상기 구동소자층(120)의 전면으로 절연물질, 예를 들면, 벤조사이클로부텐(BCB), 폴리이미드(poly-imide) 또는 포토 아크릴(photo acryl)로 이루어지는 뱅크(131)를 형성한다. 여기서, 뱅크(131)는 상부에서 보면 각 화소를 둘러싸는 형태로 제1 전극(125)의 테두리와 중첩되도록 형성하되, 표시패널의 전체로 보았을 때 다수의 개구부를 갖는 격자 형태로 형성하게 된다.
그리고, 뱅크(131)의 상부 및 이에 의해 둘러싸인 노출된 제1 전극(125)상에 발광층(135)을 형성한다. 이때, 발광층(135)은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질로 이루어질 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다. 특히, 발광층(135)은 전자수송층, 정공수송층, 전자주입층 및 정공주입층이 더 포함될 수 있으며, 이의 배열 및 구조는 설계자의 의도에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
다음으로, 발광층(135)을 포함한 기판 전면에 도전물질을 증착하여 제2 전극(133)을 형성한다. 이러한 제2 전극(133)은 빛을 투과할 수 있는 재질 및 두께로 형성하게 되며, ITO, IZO 등의 투명한 도전물질을 이용할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 전극(125) 및 제2 전극(133)은 애노드 및 캐소드 전극이 되며, 발광층(135)을 통해 빛을 방출하는 유기발광 다이오드가 구성된다.
한편, 도시하지는 않았지만 본 발명의 플렉서블 표시장치가 터치 기능이 내장된 경우, 상기 구동소자층 또는 표시소자칭의 배선 및 전극 형성시 터치를 위한 터치전극을 함께 형성할 수 있다.
이어서, 도 5d를 참조하면 제2 전극(133)이 형성된 기판 위로 봉지구조으로서 보호층(137)을 형성하게 된다. 이러한 보호층(137)은 단층막이 아닌, 복층구조로 형성될 수 있으며 일 예로서, 제1 보호막, 유기막 및 제2 보호막을 차례대로 적층하여 형성할 수 있다.
상기 유기막은 폴리머와 같은 고분자 유기물질로 이루어질 수 있으며, 일 예로 올레핀(olefin)계 고분자, PET, 에폭시 수지(epoxy resin), 플루오르 수지(fluorine resin), 폴리실록산(polysiloxane) 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 1차 보호막 및 2차 보호막은 질화규소 또는 이산화규소 등의 무기절연막으로 이루어질 수 있다. 특히, 보호층(137) 형성시 이를 이루는 물질에 편광물질을 더 포함하는 경우, 종래 외부에 별도로 부착하는 편광필름을 생략할 수 있어, 구조를 단순화하여 제조비용을 절감하고, 필름이 생략됨에 따라 굽힘이 더 용이해지는 장점을 기대할 수 있다.
이러한 구조를 페이스 실(face seal) 구조라 하며, 외부로부터의 수분유입을 효과적으로 방지할 수 있는 특징이 있다. 이는 설계자의 의도에 따라 다른 구조가 적용될 수도 있다. 또한, 도시되어 있지는 않지만, 표시소자층(130)이 형성되면 기판(110) 일측으로 구동IC 실장공정이 수행될 수 있다.
이어서, 상기 과정을 거쳐 표시소자층(130)을 형성하게 되면, 그 상부로 구동소자층(120) 및 표시소자층(130)을 중립면으로 하는 광 투과층(140)을 형성한다.
이때, 광 투과층(140)은 하부의 표시소자층(130)에 열 데미지(thermal damage)가 가해지지 않도록 100℃ 이하의 저온공정을 통해 제조되어야 한다. 상세하게는, 바람직한 광 투과층(140)의 제조방법을 설명하면, 먼저 끓는점(boiling point)이 100℃ 미만인 용매(solvent)에 폴리 이미드(PI)가 용해된 코팅액을 준비하고, 상기 코팅액을 상기 기판전면에 걸쳐 슬릿코팅(slit coating) 방식으로 도포한다.
이어서, 상기 폴리 이미드 용액이 도포된 기판을 예열된 챔버내에 투입하고, 상기 챔버내의 공기를 펌핑하여 일정압력내에서 상기 코팅액을 경화시킨 후, 기판을 상기 챔버내에서 반출함으로써 광 투과층(140)을 형성하게 된다. 상기 공정에서 제안되는 챔버내부의 온도는 60℃ 이상 80℃ 이하이고, 챔버내부압력은 약 0.1 Torr 이다.
이러한 광 투과층(140)은 상기 중립면을 고려하여 그 두께가 20 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하로 형성될 수 있다.
도 6은 본 공정에서 이용되는 폴리 이미드(PI)의 온도에 따른 탄성계수(modulus) 특성을 그래프로 나타낸 도면으로서, 저온 공정에 따라 90℃ 이하에서 3000 Mpa 이상 4000 이하의 저장 탄성률(storage modulus)를 갖도록 처리되어야 한다.
한편, 전술한 방법을 통해 제조된 광 투과층(140)은 구동소자층 및 표시소자층에 중립면이 형성되도록 함에 따라 두 소자층을 보호하는 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 온도 및 기압 조건과 원 재료인 폴리 이미드의 특성에 의해 공 투과층(140) 자체도 압축력 또는 인장력에 의해 파손이 방지되는 특성을 갖게 된다. 그러나, 광 투과층(140) 자체가 압축력 또는 인장력에 강한 특성을 갖는다 하더라도, 외부로부터의 긁힘 등에는 취약하게 된다. 본 발명의 실시예에서는 광 투과층(140)의 물리적인 외력에 강성을 높이기 위해, 도 5e에 도시된 바와 같이, 광 투과층(140)의 표면에 하드 코팅(hard coating)을 수행한다.
이러한 광 투과층(140)의 표면처리에 의한 하드코팅층(150)에 의해 외력에 의한 백화현상이 최소화된다. 이러한 하드 코팅층은 무기막으로 이루어지며 일 예로서 이산화규소(SiO2)등이 이용될 수 있다.
또한, 상기 과정에 의해 제조된 표시패널은 그 두께가 얇으므로 이후의 공정을 진행하기 용이하지 않다. 따라서, 표면처리된 광 투과층(140) 상부 즉, 하드코팅층(150)상에 박리가 가능한 보호필름(160)을 부착한다.
다음으로, 도 5f에 도시된 바와 같이, 기판(110) 배면에 배치된 캐리어 글래스(도 5e의 105)를 제거한다. 이어서 캐리어 글래스가 제거된 기판(110) 배면으로 표시패널의 평탄도(flatness)를 유지하기 위한 백 플레이트 필름(back plate film, 미도시)를 부착한다. 상기 백 플레이트 필름을 이루는 물질로는 Polyethylene terephthalate(PET) 또는 투명 Polycarbonate(PC) 등이 이용될 수 있다.
여기서, 백 플레이트 필름은 표시패널의 평탄도를 유지할 수는 있으나 플렉서블 특성을 약화시키게 되므로, 도 5g에 도시된 바와 같이, 굽힘이 예상되는 부분, 즉 표시패널의 중앙영역을 커팅하여 커팅부를 형성하여 기판(110) 배면으로 평탄도를 유지하는 백 플레이트 필름(170)을 구비하고, 광 투과층(140) 상부에 부착된 보호필름(도 5f의 160)을 제거하여 표시패널의 제조공정을 완료하게 된다.
전술한 제조방법에 따라 제조된 본 발명의 플렉서블 표시장치는 굽힘에 의한 표시패널의 구동소자층 및 표시소자층의 파손을 최소화하면서도 백화 현상을 개선되는 특징이 있다.
전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.
100 : 표시패널 110 : 기판
140 : 광 투과층 170 : 백 플레이트 필름
175 : 커팅부 A/A : 표시영역
N/A : 비표시영역 PX : 화소영역
GL : 게이트 배선 DL : 데이터 배선
D-IC : 구동IC

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 캐리어 글래스상에 기판을 형성하는 단계;
    상기 기판상에 복수의 박막트랜지스터를 포함하는 구동소자층을 형성하는 단계;
    상기 구동소자층상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기발광 다이오드를 포함하는 표시소자층을 형성하는 단계;
    상기 표시소자층상에 상기 구동소자층 및 표시소자층을 중립면으로 하는 광 투과층을 형성하는 단계;
    상기 광 투과층 상에 보호필름을 부착하는 단계;
    상기 캐리어 글래스를 제거하고, 상기 기판의 배면으로 백 플레이트 필름을 부착하는 단계; 및
    상기 백 플레이트 필름의 일정영역을 커팅하여 커팅부를 형성하고, 상기 보호필름을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 광 투과층을 형성하는 단계는,
    끓는점(boiling point)이 100℃ 미만인 용매(solvent)에 폴리 이미드(PI)가 용해된 코팅액을 준비하는 단계;
    상기 코팅액을 상기 기판전면에 걸쳐 슬릿코팅(slit coating) 방식으로 도포하는 단계;
    상기 폴리 이미드 용액이 도포된 기판을 예열된 챔버내에 투입하는 단계;
    상기 챔버내의 공기를 펌핑하여 일정압력내에서 상기 코팅액을 경화시키는 단계; 및
    상기 기판을 상기 챔버내에서 반출하는 단계를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 코팅액을 도포하는 단계는,
    상기 코팅액을 20 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하의 두께로 도포하는 단계인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 폴리 이미드 용액이 도포된 기판을 예열된 챔버내에 투입하는 단계에서, 상기 챔버는,
    60 ℃ 이상 80 ℃ 이하로 예열되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
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