KR102287395B1 - 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자 - Google Patents

플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102287395B1
KR102287395B1 KR1020190023779A KR20190023779A KR102287395B1 KR 102287395 B1 KR102287395 B1 KR 102287395B1 KR 1020190023779 A KR1020190023779 A KR 1020190023779A KR 20190023779 A KR20190023779 A KR 20190023779A KR 102287395 B1 KR102287395 B1 KR 102287395B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electronic device
flexible electronic
substrate
plastic film
pattern
Prior art date
Application number
KR1020190023779A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200105098A (ko
Inventor
김용석
김호용
이도윤
이우진
김찬수
Original Assignee
김용석
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김용석 filed Critical 김용석
Priority to KR1020190023779A priority Critical patent/KR102287395B1/ko
Publication of KR20200105098A publication Critical patent/KR20200105098A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102287395B1 publication Critical patent/KR102287395B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/301—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements flexible foldable or roll-able electronic displays, e.g. thin LCD, OLED
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1637—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing
    • G06F1/1652—Details related to the display arrangement, including those related to the mounting of the display in the housing the display being flexible, e.g. mimicking a sheet of paper, or rollable
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04102—Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명은 플렉시블 전자 소자를 제조하는 방법으로서, (a) 상대적으로 경직한 지지 기재의 적어도 일면에, 코팅부와 비코팅부를 포함하도록 2차원 무기질 재료로 구성된 박리 조력층의 패턴을 형성하는 과정; (b) 상기 박리 조력층의 패턴에서 비코팅부와 적어도 일부의 코팅부 상에 플라스틱 필름 기재를 형성하는 과정; (c) 상기 플라스틱 필름 기재를 포함한 상면 전체에 수분 투과 방지를 위한 배리어층(barrier layer)을 형성하는 과정; (d) 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에 대응하는 위치에서 배리어층의 표면에 플렉시블 전자 소자를 형성하는 과정; (e) 상기 플렉시블 전자 소자를 절단(singulation)하여 지지 기재로부터 박리하는 과정; 및 (f) 상기 지지 기재에서 박리 조력층 패턴의 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 제거하여 지지 기재를 회수하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법을 제공한다.

Description

플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자 {PROCESS OF FABRICATING FLEXIBLE ELECTRONIC DEVICE AND FLEXIBLE ELECTRONIC DEVICE FABRIACATED BY THE SAME}
본 발명은 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자에 관한 것으로서, 지지 기재 상에 다양한 방법으로 박리 조력층을 형성한 다음, 그의 상부에 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 형성하고 플렉시블 플라스틱 필름 기재의 상부에 플렉시블 전자 소자를 형성한 후, 제조된 플렉시블 전자 소자를 지지 기재로부터 분리하여 플렉시블 전자 소자의 제조 공정에서 지지 기재를 재활용할 수 있는 방법에 관한 것이다.
대부분의 플렉시블 전자 소자, 특히 평판 정보 표시 소자, 또는 조명 소자는 빛을 투과시키며, 전기적 절연 특성이 우수한 실리콘, 세라믹 또는 유리 기재를 기판으로 하여 제조되고 있으나, 이들 기판은 기계적으로 취약하여 외부 충격이나 휨 응력 등에 의하여 쉽게 파손되기 때문에, 휘거나 접히는 플렉시블 표시 소자(flexible information display) 또는 휴대용 전자 기기에 사용이 곤란하다. 조명 소자를 포함하여 이와 같은 유연성이 있는 플렉시블 전자 소자는 스마트 전화기(smart mobile phone)를 비롯한 다양한 휴대용 정보 표시 소자 및 다양한 폼팩터(form factor)가 가능한 소자로의 적용이 기대되고 있다.
이러한 플렉시블 전자 소자는 폴리이미드를 포함한 유연성이 우수한 플라스틱 필름을 기재로 사용한다. 이와 같이 유연성이 있는 플라스틱 필름 기재 상에 전자 소자를 직접 제작하는 경우, 전자 소자의 제조에 통상적으로 사용되는 세정 공정, 박막 증착 공정, 코팅 공정, 노광 공정, 현상 공정, 에칭 공정 등과 같은 다양한 제조 공정들에서 기판이 휘거나 접혀서, 공정에 사용되는 마스크 간의 정밀한 정렬을 곤란하게 하거나, 소자 특성의 불균일성을 유발하는 등의 문제점이 있다.
플렉시블 플라스틱 필름 기재가 공정 과정 중에 휘거나 접히는 상기 문제점을 해결하기 위하여, 유리 기판과 같이 견고한 지지 기재의 표면에 먼저 박리 조력층을 코팅한 후, 플렉시블 플라스틱 필름 기재의 원재료인 액상 바니쉬 (varnish) 재료를 코팅하고, 경화 과정을 거쳐 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 형성한 다음, 이 플렉시블 플라스틱 필름 기재가 지지 기재에 점착된 상태에서 전자 소자를 제조하고, 공정이 완료되면 플렉시블 전자 소자를 지지 기재로부터 기계적 응력을 가하여 탈착시켜, 플렉시블 전자 소자를 제조하는 방법인 '임시 점착/탈착법'이 플렉시블 전자 소자의 제조 공정으로 개발되었다.
이와 관련하여, 한국 등록 특허 제10-1580015호는 임시 점착/탈착 기계적 박리층 및 그의 제조 방법으로서, 유기물 또는 판상 세라믹 재료층이 정전기적 인력/반발력에 의해 교대로 적층된 점착/탈착층을 제공하고 있다. 또한, 한국 특허 공개번호 제10-2015-0009289호에서 개시하는 탈착층과 탈착 방법은 산화 그래핀(GO: graphene oxide)를 이용하여 탈착층을 제공하는 방법이고, 한국 등록특허 제10-1530378호에서 제공하는 탈착층과 탈착층 제조 공정은 몬모릴로나이트를 탈착층으로 제공하는 방법을 개시하고 있다. 더욱이, 한국 등록 특허 제10-1940974호에서는 증발 분무법으로 탈착층을 제공하는 방법을 개시하고 있다.
이들 특허에서 제공하는 공정들은, 플렉시블 전자 소자 제조 공정이 완료된 후, 기계적 탈착 공정을 통해 플렉시블 전자 소자를 지지 기재로부터 탈착시키고, 지지 기재는 파쇄하여 폐기시키는 것이 일반적이다. 이와 같은 지지 기재의 폐기는 플렉시블 전자 소자의 제조 원가를 증가시키는 것은 물론, 폐기물을 처리하기 위한 환경 비용을 증가시키는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
(1) 한국 등록특허 제10-1580015호 (2) 한국 공개특허공보 제10-2015-0009289호 (3) 한국 등록특허 제10-1530378호 (4) 한국 등록특허 제10-1940974호
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 지지 기재를 재활용할 수 있는 공정을 제공하여, 지지 기재의 파쇄 및 폐기로 인해 발생하는 공정 비용을 절감하여, 플렉시블 전자 소자를 제조하는 경제적인 공정을 제공하고자 한다.
구체적으로, 기계적 박리를 위하여 2차원 무기질 재료 박리 조력층이 코팅되어 있는 지지 기재의 표면에 플렉시블 전자 소자를 제조하여 지지 기재로부터 기계적으로 박리한 후, 사용된 지지 기재를 재활용하는 방법을 제공함으로써, 제조 공정의 경제성이 증대된 플렉시블 전자 소자의 제조 방법을 제공하는 것이다. 또한, 상기 방법에 의해 제조되어 제조 원가가 절감된 플레시블 전자 소자, 예를 들어, 고품질의 플렉시블 전자 소자를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제조 방법은 플렉시블 전자 소자를 제조하는 방법으로서,
(a) 상대적으로 경직한 지지 기재의 적어도 일면에, 코팅부와 비코팅부를 포함하도록 2차원 무기질 재료로 구성된 박리 조력층의 패턴을 형성하는 과정;
(b) 상기 박리 조력층의 패턴에서 비코팅부와 적어도 일부의 코팅부 상에 플라스틱 필름 기재를 형성하는 과정;
(c) 상기 플라스틱 필름 기재를 포함한 상면 전체에 수분 투과 방지를 위한 배리어층(barrier layer)을 형성하는 과정;
(d) 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에 대응하는 위치에서 배리어층의 표면에 플렉시블 전자 소자를 형성하는 과정;
(e) 상기 플렉시블 전자 소자를 절단(singulation)하여 지지 기재로부터 박리하는 과정; 및
(f) 상기 지지 기재에서 박리 조력층 패턴의 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 제거하여 지지 기재를 회수하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따르면, 지지 기재의 박리 조력층 상에서 제조된 플렉시블 전자 소자를 기계적 응력을 인가하여 탈착시키는 것과 더불어 고가인 지지 기재의 재활용을 위해 회수할 수 있어서, 플렉시블 전자 소자의 제조 원가를 획기적으로 절감하고, 환경 비용 또한 절감할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 제조 방법의 각 과정을 더욱 상술한다.
상기 과정(a)에서는, 우선, 상대적으로 경직한 지지 기재의 적어도 일면에 박리 조력층을 형성한다.
상기 지지 기재는, 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 지지하도록, 플라스틱 필름 기재와 비교할 때 상대적으로 견고하고 강성이 있는 재질이면 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 유리 기판일 수 있다.
상기 지지 기재의 두께는 상세하게는 0.3 mm 내지 1 mm의 범위 내일 수 있다. 지지 기재의 두께가 1 mm를 초과하는 경우에는 지지 기재의 비용이 증가하여 바람직하지 않고, 지지 기재의 두께가 0.3 mm 미만인 경우에는 제조 공정 중에 플라스틱 필름 기재를 지지할 수 있을 정도의 충분한 강성을 얻기 어려우므로 바람직하지 않다. 같은 이유로, 상기 지지 기재의 두께는 0.5 mm 내지 0.7 mm의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 상기 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층은, 전자 소자의 형성 이후에, 플렉시블 플라스틱 필름 기재와 지지 기재 간의 기계적 박리를 용이하게 하기 위한 것으로서, 하나의 구체적인 예에서, 상기 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층은 2차원 원자 결정 구조를 가진 탄소계 물질 또는 점토계 물질을 포함할 수 있다.
상기 2차원 탄소계 물질은, 예를 들어, 그래핀, 산화 그래핀, 헥사 보론 나이트라이드(hexa boron nitride; hBN), 및 육방 보론 나이트라이드(hexagonal boron nitride)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으며, 단일 원자층 또는 복합 2차원 원자층으로 이루어질 수 있다.
상기 2차원 점토계 물질은, 예를 들어, 산소-실리콘이 이루는 사면체가 2차원으로 배열되어 있고, 전기 중성도를 만족시키기 위해, 알루미늄-산소-하이드록시(OH)가 6면체로 샌드위치 구조를 가지는, 결정질 실리케이트(crystalline silicate), 칼코지나이드(chalcogenide), 탈크(talc), 버미큘라이트(vermiculite) 및 몬모릴로나이트(montmorillonite)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상이며, 단일 결정층 또는 복합 결정층일 수 있다.
상기 산화 그래핀 또는 환원된 산화 그래핀은, 예를 들어, 흑연(graphite)을 과망간산칼륨(KMnO4)과 진한 황산(H2SO4)으로 산화시키고 얻어진 산화 흑연(graphite oxide)을 인터칼레이션과 박리 과정을 통해 제조하는 허머(Hummer)법 (W. S. Hummers and R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc., 1958, 80, 1339) 등을 이용하여 제조할 수 있다. 흑연의 산화, 산화된 흑연을 인터칼레이션 및 박리하는 등의 방법은 허머법 이외에 다양한 방법들이 제공되고 있는 바, 용액 내에 균일하게 분산되어 있는 산화 그래핀이라면 어느 방법에 의해서 제조된 것이라도 사용 가능하다. 이때, 상기 산화 그래핀 및 환원 그래핀은 1개 내지 2개의 그래핀 층으로 구성될 수 있고, 더욱 바람직하게는 하나의 2차원 원자층으로 구성될 수 있다.
상기 점토계 물질은 Si-O 사면체가 평면으로 배열된 시트(sheet)와 Al-O-OH 육면체가 평면으로 배열된 시트가 1:1 또는 2:1로 샌드위치 되어 접합되어 있는 카올린(Kaolin) 그룹과 스멕타이트(smectite) 그룹으로 구성될 수 있다. 카올린 그룹에는 카올리나이트(Kaolinite), 서펜타인(serpentine), 딕카이트(dickite) 등이 포함되어 있고, 스멕타이트 그룹에는 탈크(talc), 버미큐라이트(vermiculite), 몬모릴로나이트(montmorillonite) 등이 포함되어 있다. 이들 점토계 물질은 통상적으로 판상으로 적층 구조를 가지고 있으며, 이를 수용액 내에서 1주일 이상 박리시킬 경우, 두께가 1 nm인 박리된 2차원 재료를 얻을 수 있다.
박리 조력층에서 상기 2차원 무기질 재료의 적층 개수는 특별히 제한되는 것은 아니나, 바람직하게는 2개 내지 6개일 수 있다. 성막된 박리 조력층에서, 점착 강도는 (i) 플렉시블 플라스틱 필름 기재 - 2차원 무기질 재료 간의 계면, (ii) 2차원 무기질 재료 - 2차원 무기질 재료 간의 계면, (iii) 2차원 무기질 재료 - 지지 기재 간의 계면 점착 강도 중 가장 낮은 값에 의하여 결정되는 바, 그 중 2차원 무기질 재료 - 2차원 무기질 재료 간의 점착 강도가 가장 낮은 것이 일반적이다. 따라서, 탈착시 일정한 탈착 강도를 유지하기 위해서 적층 개수를 2 내지 6개, 더욱 바람직하게는 3 내지 5개를 유지할 수 있다.
즉, 3개 내지 5개의 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층을 사용하는 경우, 2차원 재료의 두께가 1 nm일 때, 박리 조력층의 총 두께는 3 nm 내지 5 nm의 범위에 있다. 하나의 구체적인 예에서, 상기 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층의 총 두께는 2 nm 내지 10 nm의 범위 내일 수 있고, 상세하게는 2 nm 내지 5 nm의 범위일 수 있다. 상기 박리 조력층을 구성하는 2차원 무기질 재료들은 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
상기 범위를 벗어나 박리 조력층의 두께가 10 nm를 초과하는 경우에는, 기계적 박리에 필요한 두께 보다 과도한 박리 조력층을 형성하는 바, 공정 효율성이 떨어지고, 반대로, 박리 조력층의 두께가 2 nm 미만인 경우에는 박리 시 점착 강도가 너무 높아, 박리시에 전자 소자를 파손하는 문제점을 유발할 가능성이 높아지게 된다.
이러한 박리 조력층의 형성은, 예를 들어, 한국 등록 특허 제10-1580015호에서 제공하는 유기물 또는 판상 세라믹 재료층이 정전기적 인력/반발력에 의해 교대로 적층하는 방법, 한국 등록 특허 제10-1940974호에서 제공하는 증발 분무법, 또는 일반적으로 공지되어 있는 분무 코팅법, 잉크제트 코팅법, 슬롯 다이(slot die) 코팅법 등이 다양하게 사용될 수 있다.
앞서 정의한 바와 같이, 본 발명의 방법에서 상기 박리 조력층은 코팅부와 비코팅부를 포함하는 패턴을 형성하고 있다. 상기 비코팅부가 위치하는 부위에서 플라스틱 필름 기재는 지지 기재와 직접 대면하게 된다.
본 발명에서 목적하는 효과를 발휘할 수 있는 다양한 패턴들이 가능한 바, 일부 구체적인 예들을 이하에서 설명한다.
첫 번째 예시적인 박리 조력층의 패턴(A)에서, 연속적 또는 비연속적인 비코팅부, 바람직하게는 연속적인 비코팅부가 지지 기재의 외주변으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태로 지지 기재 상에 위치되어 있어서, 비코팅부의 외측에 외주변 코팅부가 형성되어 있는 형상일 수 있다.
두 번째 예시적인 박리 조력층의 패턴(B)에서, 연속적 또는 비연속적인 비코팅부, 바람직하게는 연속적인 비코팅부가 지지 기재의 외주변을 따라 위치되어 있는 형상일 수 있다.
세 번째 예시적인 박리 조력층의 패턴(C)에서, 복수의 코팅부들이 각각 독립적인 아일랜드를 이루면서 균일하게 배열되어 있고 상기 코팅부들 사이에 비코팅부가 위치하는 형상일 수 있다.
네 번째 예시적인 박리 조력층의 패턴(D)에서, 복수의 비코팅부들이 각각 독립적인 아일랜드를 이루면서 균일하게 배열되어 있고 상기 비코팅부들 사이에 코팅부가 형성되어 있는 형상일 수 있다.
이들 패턴들은 실제 적용 조건, 특히, 지지 기재의 크기 및 요구되는 점착력에 따라 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 그에 따라, 상기 박리 조력층은 패턴(A) 내지 패턴(D)에서 선택된 둘 이상의 조합으로 이루어진 패턴을 가질 수도 있다. 도 6a 내지 도 6d에는 패턴(A)와 패턴(C)를 조합한 일 예가 도시되어 있다.
따라서, 본 발명에 기반하여 상기 예시적인 형상들 이외의 패턴들이 가능할 수 있음은 물론이며, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이러한 박리 조력층의 패턴 형성은 다양한 방법으로 가능하다.
첫 번째 예시적인 방법으로서, 지지 기재의 표면에 패턴이 형성되어 있는 마스크 또는 필름을 부착시키고, 분무 코팅법, 잉크제트 코팅법, 슬롯 다이 코팅법, Layer-by-Layer법 등을 이용하여, 지지 기재가 노출되어 있는 부분에만 2차원 무기질 재료가 코팅되도록 함으로써, 박리 조력층을 패터닝하여 코팅할 수 있다.
두 번째 예시적인 방법으로서, 레이저, 플라즈마, 또는 오존 가스 등을 이용하여 균일하게 코팅되어 있는 박리 조력층을 에칭함으로써, 박리 조력층의 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층이 균일하게 코팅되어 있는 지지 기재에 마스크를 밀착시키고, 박리 조력층을 레이저, 산소 플라즈마, 오존 가스 등에 노출시켜, 이들과의 반응에 의하여 박리 조력층이 패터닝 되도록 한다. 산소 플라즈마 토치(torch) 또는 건(gun)을 사용하는 경우에는 플라즈마 플레임(flame)의 크기를 조절하여, 마스크의 사용없이 상기 패턴을 형성하는 것도 가능하다.
이와 같이, 박리 조력층의 패턴화에 의해, 박리 조력층을 형성하지 않거나/제거한 부위, 즉, 비코팅부에서 플라스틱 필름 기재와 지지 기재와의 점착력이 증가된다. 구체적으로, 박리 조력층이 코팅되지 않는 비코팅부에서는 플라스틱 필름 기재와 지지 기재가 직접 점착되어, 이 부위의 점착력이 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층이 코팅된 부위, 즉, 코팅부에 비하여 월등히 높게 나타나게 된다. 따라서, 점착력이 높은 부위는 전자 소자를 제조하는 공정 중에 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 지지 기재에 견고하게 추가적으로 고정하는 역할을 하고, 박리 조력층이 코팅되어 있는 부위에서는 전자 소자의 제조 공정이 완료된 후, 쉽게 탈착되도록 하는 역할을 한다. 따라서, 이와 같이 패턴화 되어 있는 박리 조력층은 지지 기재 상에서 플렉시블 플라스틱 필름 기재가 견고하게 지지되고, 플렉시블 기판을 박리하는 과정에서는 쉽게 박리되어 전자 소자에 손상이 최소화되는 이점을 제공한다.
본 발명의 제조 방법 중 상기 과정(b)에서는, 지지 기재의 표면에 형성된 박리 조력층의 패턴에서 비코팅부와 일부 또는 전체 코팅부 상에 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 형성한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 박리 조력층의 패턴 상에 플렉시블 플라스틱 필름 기재 제조용 모노머 또는 올리고머를 부가한 후 중합시키거나, 또는 플렉시블 플라스틱 필름 기재 제조용 고분자 소재를 용융 또는 용해 상태로 부가하여 플렉시블 플라스틱 필름 기재를 형성하는 것으로 수행될 수 있다.
상기 모노머 또는 올리고머, 폴리머 등을 부가하는 방법으로는, 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 스핀 코팅(spin coating), 테이블 코팅(table coater method), 닥터 블레이드 코팅(doctor blade coating), 침적 코팅(dip coating), 바코팅 등의 코팅법이 사용될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 스크린 코팅, 잉크제트 프린팅(inkjet printing) 등의 방법도 사용될 수 있다.
상기 박리 조력층의 패턴 상에 부가된 모노머 및 올리고머 또는 용융 또는 용해 상태의 고분자 소재는 중합 또는 경화 과정을 필요로 하는 바, 이를 돕기 위해 과정(b)에서는 열처리 공정을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 열처리 공정은 열 경화, UV 경화, 자연 건조 경화 등의 방법으로 수행될 수 있고, 4℃ 내지 500℃의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 플렉시블 플라스틱 필름 기재는 두께가 얇을수록 가볍고 곡면 구현이 용이하나, 그 상부에 형성된 층들과 소자들이 지지 기재를 분리한 후에도 플렉시블 플라스틱 필름 기재에 의해 상기 층들과 소자들을 지지할 수 있을 정도의 두께는 확보하여야 하므로, 그 두께는 5 ㎛ 내지 0.1 mm인 것이 바람직하다.
상기 범위를 벗어나, 플라스틱 필름 기재의 두께가 0.1 mm를 초과하는 경우에는 소정의 유연성을 확보하기 어려워 플렉시블 소자의 기재로서 바람직하지 않고, 플라스틱 필름 기재의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 강도가 너무 낮아 전자 소자를 제조 및 사용하는 과정에서 쉽게 파손될 수 있으므로 바람직하지 않다. 같은 이유로, 상기 플라스틱 필름 기재의 두께는 5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
이러한 플렉시블 플라스틱 필름 기재의 재료로는, 가시 광선에 대한 투과도가 크고, 절연성 및 내열성이 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 아크릴, 파릴렌, 나프탈렌(PEN), 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리스티렌, 미라르(mylar), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에스테르(polyester), 나이론(Nylon), 폴리비닐클로라이드(polyvinyl chloride), 에틸렌 비닐아세테이트(ethylene vinyl acetate), 폴리이미드(PI: polyimide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET: polyethylene terephthalate), 폴리에테르 술폰(PES: polyether sulfone), 기타 플라스틱 재료가 사용될 수 있는데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 용도에 맞는다면 이외의 공지의 플렉시블 플라스틱 필름 기재도 사용될 수 있다.
이 중, 폴리이미드는 기계적 특성이 우수하고 내열성이 있으므로, 추후 전자 소자를 형성할 때, 고온 공정에서도 열적 안정성이 있어, a-Si의 저온 결정화 처리(low temperature poly silicon) 및 활성화 열처리(activation heat treatment) 공정 시에도 열적인 안정성이 유지된다는 장점이 있다. 따라서, 상기 플라스틱 필름 기재는 상세하게는 폴리이미드일 수 있다.
다음으로, 상기 과정(c)에서는, 플라스틱 필름 기재의 상면, 경우에 따라서는 플라스틱 필름 기재가 도포되어 있지 않은 일부 박리 조력층의 상면을 포함하여, 지지 기재의 상부면 전체에 수분 투과 방지를 위한 배리어층을 형성한다.
이러한 배리어 층은, 예를 들어, SiOx, SiNx, SiOxNy (여기서, x는 0.5 ~ 2이고, y는 0.01 ~ 0.5임) 등과 같은 세라믹 박막일 수 있다. 상기 배리어 층의 형성에는 통상적인 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD) 또는 플라즈마 화학 증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)이 사용될 수 있고, 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition), 물리증착법인 스퍼터링 법(sputtering) 등도 사용될 수 있다.
경우에 따라서는, 과정(d) 이전에 상기 과정(b)와 과정(c)를 2회 또는 그 이상 반복하여, 플라스틱 필름 기재/배리어층/플라스틱 필름 기재/배리어층의 구조를 형성함으로써, 플렉시블 전자 소자의 신뢰성을 높이는 것도 가능하다.
다음으로, 상기 과정(d)에서는, 플렉시블 전자 소자를 형성하는 공정에 의해, 플렉시블 플라스틱 필름 기재 상에, 예를 들어, OLED 디스플레이, OLED 조명, 플렉시블 PCB(Printed Circuit Borad), 플렉시블 센서 및 액튜에이터, 플렉시블 photovoltaic 소자 등을 포함하는 플렉시블 전자 소자 등을 형성한다. 플라스틱 필름 기재 상에 플렉시블 전자 소자를 형성하는 방법은 당업계에 공지되어 있으므로 그에 대한 자세한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
다음으로, 상기 과정(e)에서는 플렉시블 전자 소자를 절단(singulation)하여 지지 기재로부터 박리한다.
상기 플렉시블 전자 소자의 절단은, 바람직하게는, 절단면이 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에 위치한 상태로 수행하여, 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에 형성되어 있는 플렉시블 전자 소자가 용이하게 박리될 수 있도록 한다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 박리 과정은 기계적 탈착 방식에 의해 수행될 수 있으며, 이는 레이저 박리법과 비교하여 초기 투자비 및 유지 비용이 낮고, 공정 생산성이 높으며, 탈착 과정에서 불량의 발생이 최소화될 수 있는 이점이 있다.
상기 기계적 탈착 방식은 다양한 방법이 적용될 수 있으며, 점착력을 가진 부재를 플렉시블 전자 소자에 부착한 후 힘을 인가하여 지지 기재로부터 플렉시블 전자 소자를 분리할 수 있다.
예를 들어, 우선, 일정 반경을 가진 실린더 롤 형상의 치구를 준비하고, 그의 표면에는 일정 점착력을 가진 테이프를 접착한다. 이후, 상기 점착력을 가진 치구와 플렉시블 기판 상부에 위치한 전자 소자의 표면과 접촉시켜 점착시키고, 이 치구를 전자 소자와 일정 입력으로 점착되도록 하면서 회전시켜, 플렉시블 전자 소자와 지지 기재를 분리시킨다. 실린더로 탈착된 전자 소자는 다시 기계적 힘을 가하여 탈착시킨다.
상기 방법은 플렉시블 전자 소자가 지지 기재로부터 박리과정에서 전자 소자에 국부적인 응력을 가하지 않고, 균일한 응력으로 탈착하기 때문에 전자 소자에 가해지는 기계적 손상을 최소화한다. 이때, 치구 표면의 점착 강도는 지지 기재/박리 조력층/전자 소자 계면의 점착 강도보다 높은 조건을 만족하여야 하며, 지지 기재로부터 분리가 완료된 후에는 치구로부터 전자 소자를 분리하여 플렉시블 전자 소자를 제조한다.
그러나, 상기 방법에 국한되지 않고 다양한 박리 방법이 사용될 수 있음은 물론이고, 이들은 모두 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
끝으로, 상기 과정(f)에서, 플렉시블 전자 소자의 박리 이후에, 지지 기재에서 박리 조력층 패턴의 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 제거하여 지지 기재를 회수한다.
구체적인 예에서, 상기 잔류 배리어층은 지지 기재와의 사이에 잔류 코팅부 및 잔류 플라스틱 필름 기재 중의 적어도 하나가 위치하고 있어서, 잔류 배리어층이 지지 기재에 직접 접해있는 경우와 비교할 때, 잔류 배리어층의 제거가 매우 용이하다.
구체적으로, 지지 기재의 배면에서 레이저 또는 UV 광을 조사하면, 박리 조력층 및 플라스틱 필름 기재가 쉽게 지지 기재로부터 분리되기 때문에, 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 용이하게 제거하는 것이 가능하므로, 지지 기재를 회수하여 재활용할 수 있다. 이 때, 레이져 광원으로는 308 nm 파장의 엑사이머 레이져(Excimer Laser)를 포함하여, 파장이 350 nm 이하인 DPSS(Diode Pumped Solid State) 고체 레이저, 또는 LPSS(Lamp Pumped Solid State) 레이저를 사용하는 것이 가능하며, UV 광으로는 Zenon 플래시 램프 등을 사용하는 것이 가능하지만, 이들만으로 한정되지 않음은 물론이다.
상기 지지 기재 상의 잔류물들이 지지 기재의 주변을 따라 소정 폭으로 형성되어 있는 경우, 상기 레이져 광원 또는 UV 광원은 지지 기재의 주변을 따라 스캐닝하는 기능을 갖도록 하여, 제조 원가를 낮추는 것이 가능하다. 이러한 지지 기재 상의 잔류물을 제거하는 공정에서는 박리 조력층 또는 플라스틱 필름 기재를 열화시켜 지지 기재와의 접착력을 약화시키는 것이 목적이기 때문에, 통상적인 레이져 리프트 오프(laser lift-off) 공법과는 다르게 입열량 조절 범위에 대한 제약이 크지 않고 넓은 작업 범위를 가져도 되므로, 장비의 제조 원가가 낮고, 잔류물 제거 공정의 생산성이 매우 높은 장점을 가진다.
본 발명은 또한, 상기 과정들을 포함하는 제조 방법으로 제조된 다양한 플렉시블 전자 소자를 제공한다. 이 플렉시블 전자 소자는 플렉시블 터치 패널, 플렉시블 정보 표시 소자, 플렉시블 OLED, 플렉시블 OLED 조명, 플렉시블 PCB(Printed Circuit Borad), 플렉시블 센서 및 액튜에이터, 플렉시블 photovoltaic 소자 등을 포함하는데, 이들 소자에 국한되는 것은 아니며, 본 공정을 사용할 수 있는 모든 플렉시블 전자 소자들을 포함한다.
상기 플렉시블 전자 소자는 플렉시블 플라스틱 필름 기재의 일면에 TFT, 화소, 또는 컬러 필터를 포함하는 정보 표시 소자가 형성되어 있고, 타면에 상술한 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층을 전부 또는 일부에 포함하고 있을 수 있다.
상기 2차원 무기질 재료로 이루어진 박리 조력층은 탄소계 또는 점토계 물질을 포함하는 바, 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이러한 도전성 물질은 플렉시블 플라스틱 필름 기재에 발생하는 정전기를 감소시키는 바, 정전기 방전에 의해서 발생하는 TFT의 파손을 방지한다. 따라서, 전자 소자의 생산 수율을 향상시키는 이점이 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉시블 전자 소자의 제조 방법은 다양한 이점들을 제공한다.
첫째, 공정 재료비가 획기적으로 절감된다. 즉, 플렉시블 OLED의 제조에 사용되는 지지 기재인 유리 기판의 경우, 표면 거칠기가 매우 정밀하게 유지되고, 고온의 열처리 공정에서 변형이 되지 않는 고왜점 유리 판재를 사용하기 때문에 가격이 매우 높다. 따라서, 이들 유리 기판을 재활용할 경우, 재활용 횟수만큼 재료비가 절감되게 된다. 이와 더불어 유리 기판의 폐기량 또한 그 만큼 줄어들기 때문에, 이들 유리 기판의 폐기에 따른 비용이 줄어들어, 재료비를 획기적으로 절감할 수 있다.
둘째, 본 발명에서 제공하는 기계적 박리법에 의한 플렉시블 전자 소자의 제조 공정은 레이져 리프트오프 법에 비하여 장치 투자비가 획기적으로 줄어들고, 결함의 발생 빈도를 줄일 수 있기 때문에, 플렉시블 전자 소자의 경제적 제조 공정을 제공하게 된다.
결과적으로, 본 발명에서 제공하는 방법은 플렉시블 전자 소자의 재료비 절감 및 장치 투자비의 절감에 의하여 가격 경쟁력을 제고시키고, 고품질의 플렉시블 전자 소자를 경제적으로 제조하는 것이 가능한 방법을 제공하게 된다.
도 1a는 종래 기술에 따른 레이져 리프트 오프법에서 지지 기재의 표면에 형성된 플라스틱 필름 기재 및 배리어층을 모식적으로 나타낸 수직 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 구조에서 지지 기재로부터 플렉서블 전자 소자가 박리되어 제거된 후의 지지 기재의 수직 단면도이다;
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 박리 조력층 패턴의 평면도 및 수직 단면도이고, 도 2c 내지 도 2d는 박리 조력층의 표면에 플라스틱 필름 기재 및 배리어층을 형성하고 지지 기재로부터 플렉서블 전자 소자를 박리한 후에 레이저 조사에 의해 잔류물을 제거하는 일련의 과정을 모식적으로 도시한 수직 단면도들이다;
도 3a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 박리 조력층 패턴의 평면도이고, 도 3b 및 도 3c는 박리 조력층의 표면에 플라스틱 필름 기재 및 배리어층을 형성하고 지지 기재로부터 플렉서블 전자 소자를 박리한 후에 레이저 조사에 의해 잔류물을 제거하는 일련의 과정을 모식적으로 도시한 수직 단면도들이다;
도 4 및 도 5는 각각 도 2a 내지 2d 및 도 3a 내지 도 3c의 변형 예로서, 플렉시블 전자 소자의 신뢰성을 높이기 위해, 플라스틱 필름 기재와 배리어층을 복수로 형성한 구조들의 수직 단면도들이다;
도 6a 및 6b과 도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 박리 조력층 패턴의 평면도들과 수직 단면도이고, 도 6c 및 도 6d와 도 7b 및 도 7c는 각각 박리 조력층의 표면에 플라스틱 필름 기재 및 배리어층을 형성하고 지지 기재로부터 플렉서블 전자 소자를 박리한 후에 레이저 조사에 의해 잔류물을 제거하는 일련의 과정을 모식적으로 도시한 수직 단면도들이다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
우선, 본 발명과의 비교 설명을 위하여, 레이져를 이용하여 박리하는 종래 기술의 방법(레이져 리프트 오프(laser lift-off)법)을 도 1a 및 1b를 참조하여 설명한다.
도 1a를 참조하면, 종래 기술에서는 지지 기재(10)의 표면에 플라스틱 필름 기재(20)의 형성을 위한 전구체 바니쉬를 일반적으로 슬롯 다이 코팅법으로 코팅한다. 이 과정에서, 액상 바니쉬 재료가 지지 기재(10)의 표면을 넘어서 배면까지 코팅되는 것을 방지하기 위하여, 지지 기재(10)의 외주변 단부로부터 소정의 여유 폭(W1)을 남기고 코팅한다. 이러한 여유 폭(W1)은 통상적으로 10 mm 이하인데, 여유 폭(W1)이 좁을수록 지지 기재(10)의 사용 효율이 높기 때문에 좁게 유지하는 것이 바람직한 바, 여유 폭(W1)은 바니쉬 코팅 공정의 능력에 의하여 좌우된다.
그런 다음, 플라스틱 필름 기재(20)가 형성된 지지 기재(10)를 포함하여 표면 전체를 배리어층(30)으로 균일하게 코팅힌다. 이 때, 여유 폭(W1) 부위에는 지지 기재(10)의 표면에 배리어층(30) 만이 코팅되고, 나머지 부위에는 플라스틱 필름 기재(20)와 배리어층(30)이 지지 기재(10)의 표면에 형성된다. 배리어층(30)이 형성된 플라스틱 필름 기재(20)의 표면에 플렉서블 전자 소자(도시하지 않음)가 실장된 후, 절단면(S)을 따라 배리어층(30)과 플라스틱 필름 기재(20)을 레이져 등을 이용하여 절단한 다음, 지지 기재(10)의 배면에서 레이져(도시하지 않음)를 조사하여 플라스틱 필름 기재(20)와 지지 기재(10) 간의 접착력을 저하시킴으로써, 지지 기재(10)로부터 플렉서블 전자 소자를 탈착하게 된다.
다음으로, 도 1(b)를 참조하면, 이와 같은 탈착 공정이 완료된 후의 지지 기재(10)의 표면에는 잔류 플라스틱 필름 기재(22)와 잔류 배리어층(32)이 남게 되는데, 이들 잔류 물질을 완전하게 제거하는 것은 어렵다. 따라서, 지지 기재(10)의 재활용을 위한 회수에 문제가 발생된다. 특히, 지지 기재(10)의 여유 폭(W1) 부위에서 지지 기재(10)에 직접 코팅되어 있는 잔류 배리어층(32)의 경우, 이를 효과적이고 경제적으로 제거하는 것이 곤란하기 때문에, 지지 기재(10)를 회수하는데 장애 요인으로 작용하고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 내용을 도 2 내지 도 7을 참조하여 이하에서 설명한다.
우선, 박리 조력층의 패턴(A)에 기반한 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한다.
도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 박리 조력층의 패턴(A)은, 연속적인 비코팅부(500)가 지지 기재(100)의 외주변(102)으로부터 소정의 이격 폭(W2)로 지지 기재(100) 상에 위치되어 있어서, 중앙의 박리 조력층(400) 이외에, 비코팅부(500)의 외측에 외주변 코팅부(410)이 형성되어 있는 형상을 가지고 있다.
이러한 비코팅부(500)를 포함하는 박리 조력층은, 예를 들어, 지지 기재(100)의 전면에 박리 조력층을 다양한 방법으로 균일하게 코팅한 후, 지지 기재(100)의 외주변(102)으로부터 소정의 이격 폭(W2)으로 내측에서 박리 조력층을 제거하거나, 또는 마스크(도시하지 않음)를 지지 기재(100)에 부착한 상태에서 코팅을 실시하여 형성할 수 있다.
여기서, 비코팅부(500)의 폭(W3)은 예를 들어 10 mm 이하의 범위, 바람직하게는 1 mm 내지 10 mm의 범위, 더욱 바람직하게는 2 mm 내지 7 mm의 범위로 하는 것이 공정의 생산성을 확보하는 측면에서 유리하다.
박리 조력층이 패터닝된 지지 기재(100)의 표면에 여유 폭(W4)을 남긴 상태로 플라스틱 필름 전구체인 바니쉬를 슬롯 다이 코팅 등의 방법으로 코팅한다. 이 때, 바니쉬 코팅이 외주변 코팅부(410)의 표면에 부가될 수 있도록 여유 폭(W4)을 설정한다. 따라서, 여유 폭(W4)은 외주변 코팅부(410)의 폭(W2)에 대해 1 내지 5 mm 정도를 더 좁게 하는 것이 바람직할 수 있다.
이렇게 코팅된 플라스틱 필름 바니쉬 코팅을 적절한 열 경화 온도 프로파일을 통해 가열하여 열경화시키거나, UV 경화시켜 플라스틱 필름 기재(200)을 형성한다. 그런 다음으로, 배리어층(300)을 상기에 언급한 다양한 방법으로 전면에 코팅하여 도 2c와 같은 형태의 형상을 만든다.
배리어층(300)의 상부에 플렉시블 전자 소자(도시하지 않음)를 실장한 후, 절단면(S)을 따라 플렉시블 전자 소자를 절단하고, 기계적 탈착 방식에 의해 지지 기재(100)으로부터 플렉시블 전자 소자를 분리시킨다. 이 때, 지지 기재(100)으로부터 플렉시블 전자 소자를 절단하는 방법은 통상적인 레이져 절단 장비를 이용하는 것이 가능하다. 절단면(S)이 박리 조력층(400) 상에 위치되도록 하여, 박리 조력층(400)에 의해 제어되는 낮은 박리 강도로 플렉시블 전자 소자가 기계적 박리에 의해 분리되도록 한다.
플렉시블 전자 소자가 지지 기재(100)으로부터 제거되면, 도 2d와 같이 잔류 박리 조력층들(402, 412), 잔류 플라스틱 필름 기재(202), 및 잔류 배리어층(302)이 남게 된다. 배리어층(302)과 지지 기재(100) 사이에는 적어도 잔류 박리 조력층들(402, 412) 및 잔류 플라스틱 필름 기재(202) 중의 하나가 존재하므로, 배리어층(302)의 제거가 용이하다. 따라서, 지지 기재(100)의 배면에서 레이져 또는 UV 광을 조사하여 쉽게 제거하는 것이 가능하다. 이렇게 하여 회수된 지지 기재(100)는 재활용이 가능하게 된다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 박리 조력층의 패턴(B)은, 연속적인 비코팅부(510)가 지지 기재(100)의 외주변(102)을 따라 위치되어 있는 형상을 가지고 있다.
도면들에 개시된 내용에서 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 박리 조력층(420)을 지지 기재(100) 상에 패터닝 한 후, 표면 전체에 플라스틱 필름 바니쉬를 코팅하고 이를 경화하여 플라스틱 필름 기재(210)을 형성한 다음, 다시 배리어층(310)을 기판 표면 전체에 균일하게 코팅한다. 그런 다음, 도 3b와 같이 형성된 기재 표면에 플렉시블 전자 소자(도시하지 않음)를 실장한 후, 이를 절단하여 상기에서 언급한 기계적 탈착 방식을 이용하여 지지 기재(100)으로부터 분리한다. 이 때, 절단면(S)이 박리 조력층(420) 상에 위치되도록 절단하여, 기계적 탈착시 탈착 강도가 박리 조력층(420)에 의해 조절되도록 한다.
플렉시블 전자 소자가 지지 기재(100)으로부터 제거되면, 도 3c와 같이, 잔류 박리 조력층(422), 잔류 플라스틱 필름 기재(212), 및 잔류 배리어층(312)이 남게 된다. 최종적으로, 지지 기재(100)의 배면에 대한 레이져 또는 UV 광의 조사에 의해, 잔류 박리 조력층(422), 잔류 플라스틱 필름 기재(212), 및 잔류 배리어층(312)를 쉽게 제거하여 지지 기재(100)를 회수할 수 있다.
도 4 및 도 5에는 각각 도 2a 내지 2d 및 도 3a 내지 도 3c의 변형 예들로서, 플렉시블 전자 소자의 신뢰성을 높이기 위해, 플라스틱 필름 기재와 배리어층을 복수로 형성한 구조가 도시되어 있다.
우선, 도 4에서는, 지지 기재(100) 상에 박리 조력층(400)과 외주변 코팅부(410)을 형성하고, 그 위에 제 1 플라스틱 필름 기재(200)과 제 1 배리어층(300)을 형성한 다음, 소정의 여유 폭(W5)를 갖도록 제 2 플라스틱 필름 기재(220)과 제 2 배리어층(320)을 형성한다. 플렉시블 전자 소자(도시하지 않음)는 제 2 배리어층(320) 상에 실장되고, 나머지 과정은 도 2a 내지 도 2d에서와 실질적으로 동일하다.
도 5를 참조하면, 지지 기재(100) 상에 박리 조력층(420)을 형성하고, 그 위에 제 1 플라스틱 필름 기재(210)과 제 1 배리어층(310)을 형성한 다음, 제 2 플라스틱 필름 기재(230)과 제 2 배리어층(330)을 순차적으로 형성한다. 플렉시블 전자 소자(도시하지 않음)는 제 2 배리어층(330) 상에 실장되고, 나머지 과정은 도 3a 내지 도 3c에서와 실질적으로 동일하다.
도 6a 내지 도 6d를 참조하면, 복수의 코팅부들(430)이 각각 독립적인 아일랜드를 이루면서 균일하게 배열되어 있고 코팅부들(430) 사이에 비코팅부(530)가 위치하는 형상에 기반한 박리 조력층의 패턴(C)가, 도 2a 내지 2d의 패턴(A)의 패턴과 조합되어 있다. 구체적으로, 도 2a 내지 2d의 패턴(A)의 패턴에서 외주변 코팅부(410)와 비코팅부(520)를 포함한 상태에서, 복수의 아일랜드형 코팅부들(430) 사이에 추가적인 비코팅부(530)를 포함하고 있다.
이러한 형상의 패턴(C)는, 도 2a 내지 2d의 패턴(A)에서, 지지 기재(100)의 크기가 증가하거나, 또는 점착력의 크기가 줄어들어 지지 기재(100)와 플라스틱 필름 기재(240)이 직접 접착되어 형성되는 점착력의 증가가 요구되는 경우에 특히 바람직할 수 있다.
비코팅부들(520, 530)의 폭들(W6, W7)은 바람직하게는 1 mm 내지 10 mm 범위, 더욱 바람직하게는 2 mm 내지 7 mm 범위, 특히 바람직하게는 2 mm 내지 5 mm 범위일 수 있다. 이 때, 코팅부들(430)과 비코팅부들(520, 530)의 형상, 크기, 개수 등은 요구되는 조건에 따라 다양하게 변화시키는 것이 가능하다. 따라서, 코팅부들(430)의 형상은 도면에서와 같이 직사각형으로 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라, 직선 또는 곡선으로 둘러싸인 다각형 또는 원형 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
이러한 패턴 구조의 상면에, 도 6c에서와 같이, 플라스틱 필름 기재(240)와 배리어층(340) 및 플렉시블 전자 소자(도시하지 않음)를 형성하고, 도 6d에서와 같이, 절단면들(S)를 따라 플렉시블 전자 소자를 절단 및 박리시킨 후, 지지 기재(100)의 배면에서 레이저 또는 UV 광을 조사하여, 잔류하는 박리 조력층, 플라스틱 필름 기재, 및 배리어층을 제거함으로써, 지지 기재(100)을 회수할 수 있다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 박리 조력층의 패턴(C)은, 복수의 코팅부들(430)이 각각 독립적인 아일랜드를 이루면서 균일하게 배열되어 있고 코팅부들(430) 사이에 비코팅부(520)가 위치하는 형상을 가지고 있다. 이는, 도 3a 내지 3c의 패턴(B)의 패턴에서 추가적으로 비코팅부(520)이 부가된 형태로, 비코팅부(520)의 부가에 의해 지지 기재(100)에 대한 점착력이 추가된 구조이다.
기타의 내용은 도 6a 내지 도 6d의 내용을 참조하여 이해할 수 있다.
이상, 본 발명의 내용을 상술하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 플렉시블 전자 소자를 제조하는 방법으로서
    (a) 경직한 지지 기재의 적어도 일면에, 코팅부와 비코팅부를 포함하도록 2차원 무기질 재료로 구성된 박리 조력층의 패턴을 형성하는 과정;
    (b) 상기 박리 조력층의 패턴에서 비코팅부와 적어도 일부의 코팅부 상에 플라스틱 필름 기재를 형성하는 과정;
    (c) 상기 플라스틱 필름 기재를 포함한 상면 전체에 수분 투과 방지를 위한 배리어층(barrier layer)을 형성하는 과정;
    (d) 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에서 배리어층의 표면에 플렉시블 전자 소자를 형성하는 과정;
    (e) 상기 플렉시블 전자 소자를 절단(singulation)하여 지지 기재로부터 박리하는 과정; 및
    (f) 상기 지지 기재에서 박리 조력층 패턴의 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 제거하여 지지 기재를 회수하는 과정;
    을 포함하고 있고,
    상기 과정(e)에서, 상기 플렉시블 전자 소자의 절단은 절단면이 박리 조력층 패턴의 코팅부 상에 위치한 상태로 수행되고, 상기 절단된 플렉시블 전자 소자는 기계적 탈착 방식에 의해 지지 기재로부터 박리되며,
    상기 과정(f)에서, 상기 잔류 배리어층은 잔류 배리어층과 지지 기재의 사이에 잔류 코팅부 및 잔류 플라스틱 필름 기재 중의 적어도 하나가 위치하며, 상기 지지 기재의 배면에서 레이저 또는 UV 광을 조사하여, 잔류 코팅부, 잔류 플라스틱 필름 기재, 및 잔류 배리어층을 제거하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(a)에서, 박리 조력층의 패턴(A)은, 연속적 또는 비연속적인 비코팅부가 지지 기재의 외주변으로부터 소정의 거리만큼 이격된 상태로 지지 기재 상에 위치되어 있어서, 비코팅부의 외측에 외주변 코팅부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(a)에서, 상기 박리 조력층의 패턴(B)은, 연속적 또는 비연속적인 비코팅부가 지지 기재의 외주변을 따라 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(a)에서, 박리 조력층의 패턴(C)은, 복수의 코팅부들이 각각 독립적인 아일랜드를 이루면서 균일하게 배열되어 있고 상기 코팅부들 사이에 비코팅부가 위치하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 박리 조력층은 패턴(A) 내지 패턴(C)에서 선택된 둘 이상의 조합으로 이루어진 패턴을 가진 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 비코팅부의 폭은 10 mm 이하이고, 상기 외주변 코팅부의 폭은 10 mm 이하인 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  8. 제 2 항에 있어서, 플라스틱 필름 기재는, 지지 기재의 외주변에 대해 여유 폭이 존재하도록, 상기 비코팅부 전체와 외주변 코팅부의 일부 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  9. 제 3 항에 있어서, 플라스틱 필름 기재는, 상기 코팅부 전체와 비코팅부 전체 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(d) 이전에 과정(b)와 과정(c)를 2회 이상 반복하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 전자 소자의 제조 방법.
  15. 삭제
KR1020190023779A 2019-02-28 2019-02-28 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자 KR102287395B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190023779A KR102287395B1 (ko) 2019-02-28 2019-02-28 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190023779A KR102287395B1 (ko) 2019-02-28 2019-02-28 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200105098A KR20200105098A (ko) 2020-09-07
KR102287395B1 true KR102287395B1 (ko) 2021-08-06

Family

ID=72472234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190023779A KR102287395B1 (ko) 2019-02-28 2019-02-28 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102287395B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113358723B (zh) * 2021-05-12 2023-08-25 清华大学 一种柔性器件及其制备方法、柔性器件组件和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3840443B2 (ja) 2002-09-30 2006-11-01 株式会社東芝 表示素子およびその製造方法
JP2015179260A (ja) 2014-02-28 2015-10-08 新日鉄住金化学株式会社 表示装置の製造方法及び表示装置用樹脂溶液
JP2016021384A (ja) * 2014-06-19 2016-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子デバイスの製造方法、および電子デバイス

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6317484A (ja) * 1986-07-09 1988-01-25 沖電気工業株式会社 表示パネルの電極修正方法
EP2015354A1 (en) * 2007-07-11 2009-01-14 S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies Method for recycling a substrate, laminated wafer fabricating method and suitable recycled donor substrate
KR101772702B1 (ko) * 2011-04-13 2017-08-30 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치의 제조방법
KR101912807B1 (ko) * 2011-08-23 2019-01-14 엘지디스플레이 주식회사 플렉서블 디스플레이장치 제조방법 및 플렉서블 디스플레이장치
KR101336074B1 (ko) * 2012-03-20 2013-12-03 주식회사 맥스텍 플렉서블 액정 표시 장치의 제조 방법
KR102113176B1 (ko) 2013-07-16 2020-05-29 삼성디스플레이 주식회사 플렉서블 표시장치 및 그 제조방법
KR101580015B1 (ko) 2013-08-30 2015-12-24 주식회사 엔씰텍 임시 점착/탈착층을 사용하는 플렉시블 정보 표시 소자 제조용 지지 기판, 이의 제조 방법, 그를 이용한 플렉시블 정보 표시 소자 및 그의 제조 방법
KR102213438B1 (ko) * 2013-10-08 2021-02-05 엘지디스플레이 주식회사 플렉서블 표시장치의 제조방법
KR101530378B1 (ko) 2014-12-03 2015-06-22 (주)씨앤켐 박리층 및 그 제조방법
KR101940974B1 (ko) * 2016-11-14 2019-01-23 (주)씨앤켐 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자
KR101920144B1 (ko) * 2016-11-14 2019-02-11 김용석 플렉시블 전자 소자용 플렉시블 기판 및 그를 이용한 플렉시블 전자 소자 및 그의 제조 방법
KR101920145B1 (ko) * 2016-11-14 2019-02-11 김용석 플렉시블 전자 소자용 플렉시블 기판 및 그를 이용한 플렉시블 전자 소자 및 그의 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3840443B2 (ja) 2002-09-30 2006-11-01 株式会社東芝 表示素子およびその製造方法
JP2015179260A (ja) 2014-02-28 2015-10-08 新日鉄住金化学株式会社 表示装置の製造方法及び表示装置用樹脂溶液
JP2016021384A (ja) * 2014-06-19 2016-02-04 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電子デバイスの製造方法、および電子デバイス

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200105098A (ko) 2020-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI480165B (zh) Manufacture of electronic devices
US20160270215A1 (en) Flexible electronics device
WO2017028412A1 (zh) 一种有机发光二极管器件及制作方法和显示装置
JP6386306B2 (ja) 貼り合わせ装置、及び積層体の作製装置
US9181100B2 (en) Method of transferring a graphene film
JP2007512568A (ja) プラスチック基板を有するアクティブマトリクスディスプレイ及び他の電子装置
TWI765904B (zh) 積層體、電子裝置之製造方法、積層體之製造方法
JP2002367774A (ja) 薄膜パターン形成方法および薄膜パターン形成装置
JP6032280B2 (ja) 導電性素子およびその製造方法、配線素子、ならびに原盤
JP7070425B2 (ja) 積層基板および電子デバイスの製造方法
KR102287395B1 (ko) 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자
JP5931067B2 (ja) 基板シート
JP2013539216A5 (ko)
JP2010062526A (ja) 薄膜素子の製造方法
TWI439374B (zh) 石墨烯薄膜轉移方法
KR101920145B1 (ko) 플렉시블 전자 소자용 플렉시블 기판 및 그를 이용한 플렉시블 전자 소자 및 그의 제조 방법
JP2008524833A5 (ko)
KR101920144B1 (ko) 플렉시블 전자 소자용 플렉시블 기판 및 그를 이용한 플렉시블 전자 소자 및 그의 제조 방법
KR101940974B1 (ko) 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자
JP2009231533A (ja) 剥離方法、剥離装置および半導体装置の製造方法
KR20170122307A (ko) 박리 조력층의 전사 과정을 포함하는 플렉시블 정보 표시 소자의 제조 방법
KR101968814B1 (ko) 플렉시블 전자 소자의 제조방법 및 그로부터 제조된 플렉시블 전자 소자
JP2018202508A (ja) 立体構造基板製造方法
KR101794550B1 (ko) 지지기판과 그 제조방법 및 디스플레이 장치용 기판의 제조방법
KR20240134506A (ko) Euv 노광장비용 그래핀 멤브레인 펠리클의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant