KR102593533B1 - 디스플레이 장치용 기판의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치용 기판의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다양한 기판의 형상을 용이하게 구현할 수 있는 디스플레이 장치 용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 위하여, 제1 면 및 제1 면의 반대측에 제2 면을 갖는 지지기판을 준비하는 단계; 상기 지지기판의 제1면 상에 차단막을 패터닝하는 단계; 상기 차단막을 덮도록 상기 지지기판 상에 기판층을 형성하는 단계; 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하여 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계; 및 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계를 구비하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법을 제공한다.

Description

디스플레이 장치용 기판의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법{Method for manufacturing substratefor display apparatus and method for manufacturing display apparatus}
본 발명은 디스플레이 장치용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다양한 기판의 형상을 용이하게 구현할 수 있는 디스플레이 장치 용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치들 중, 유기발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
일반적으로 유기발광 디스플레이 장치는 기판 상에 박막트랜지스터 및 유기발광소자들을 형성하고, 유기발광소자들이 스스로 빛을 발광하여 작동한다. 이러한 유기발광 디스플레이 장치는 휴대폰 등과 같은 소형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 하고, 텔레비전 등과 같은 대형 제품의 디스플레이부로 사용되기도 한다.
유기발광 디스플레이 장치 중에서도, 최근 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 관심이 높아짐에 따라 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 종래의 글라스재 기판이 아닌 합성 수지 등과 같은 재질의 플렉서블 기판을 이용한다. 이러한 플렉서블 기판은 플렉서블 특성을 갖기에, 제조공정 등에서 핸들링이 용이하지 않다는 문제점을 갖는다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 충분한 강성(rigidity)을 갖는 지지기판 상에 플렉서블 기판을 형성하여 여러 공정을 거친 후, 플렉서블 기판을 지지기판으로부터 분리하는 과정을 거친다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치 용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법은, 기존 직사각형 형상에서 벗어나 다양한 형상을 갖는 디스플레이 장치를 구현함에 있어서 기판 제조에 한계가 존재하고 추가 공정이 필요하여 제조 공정이 복잡해진다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 다양한 기판의 형상을 용이하게 구현할 수 있는 디스플레이 장치 용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 제1 면 및 제1 면의 반대측에 제2 면을 갖는 지지기판을 준비하는 단계; 상기 지지기판의 제1면 상에 차단막을 패터닝하는 단계; 상기 차단막을 덮도록 상기 지지기판 상에 기판층을 형성하는 단계; 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하여 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계; 및 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계를 구비하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 형성하는 단계에서 상기 기판층의 적어도 일부는 상기 차단막에 접촉하고, 나머지 일부는 상기 지지기판에 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막은 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계는, 상기 기판층의 적어도 일부를 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막은 300nm 파장의 레이저에 대하여 90%이상의 흡수율을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에 있어서, 상기 차단막은 상면 및 상면과 연결된 측면을 가지며, 상기 차단막의 측면과 접촉하는 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 분리하는 단계는, 상기 지지기판의 제2 면에 레이저를 조사하여 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 분리하는 단계에서, 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리할 때 상기 차단막은 상기 지지기판으로부터 분리되지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층은 플렉서블 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 제1 면 및 제1 면의 반대측에 제2 면을 갖는 지지기판을 준비하는 단계; 상기 지지기판의 제1면 상에 차단막을 패터닝하는 단계; 상기 차단막을 덮도록 상기 지지기판 상에 기판층을 형성하는 단계; 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하여 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계; 상기 기판층 상에 화소회로 및 상기 화소회로와 전기적으로 연결된 화소를 포함하는 디스플레이부를 형성하는 단계; 및 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계를 구비하는, 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 디스플레이부 상에 상기 디스플레이부를 외부로부터 밀봉하는 봉지부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 형성하는 단계에서 상기 기판층의 적어도 일부는 상기 차단막에 접촉하고, 나머지 일부는 상기 지지기판에 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막은 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막은 300nm 파장의 레이저에 대하여 90%이상의 흡수율을 갖는 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계는, 상기 기판층의 적어도 일부를 에칭하는 단계를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에 있어서, 상기 차단막은 상면 및 상면과 연결된 측면을 가지며, 상기 차단막의 측면과 접촉하는 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 분리하는 단계는, 상기 지지기판의 제2 면에 레이저를 조사하여 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 분리하는 단계에서, 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리할 때 상기 차단막은 상기 지지기판으로부터 분리되지 않을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층은 플렉서블 기판일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에서, 상기 소정 간격을 통해 상기 기판층의 적어도 일부가 노출되는 이격 영역이 형성되고, 상기 디스플레이부를 형성하는 단계는, 상기 기판층 상에 무기층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 무기층의 적어도 일부는 상기 기판층의 이격 영역과 접촉할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판층을 분리하는 단계 전에, 상기 기판층의 이격 영역 상부에 형성된 상기 무기층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 다양한 기판의 형상을 용이하게 구현할 수 있는 디스플레이 장치 용 기판 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도 및 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 8의 A1부분을 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 도 10의 A2부분을 확대하여 도시하는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
한편, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 다른 부분의 "바로 위에" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1a, 도 1b 내지 도 4a, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도들 및 단면도들이다. 도 1b는 도 1a의 I-I선을 따라 취한 단면을 도시하고, 도2b는 도 2a의 II-II선을 따라 취한 단면을 도시하며, 도 3b는 도 3a의 III-III선을 따라 취한 단면을 도시하고, 도 4b는 도 4a의 IV-IV선을 따라 취한 단면을 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 화상을 표시하는 장치로서, 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display), 전기영동 디스플레이 장치(Electrophoretic Display), 유기 발광 디스플레이 장치(Organic Light Emitting Display), 무기 EL 디스플레이 장치(Inorganic Light Emitting Display), 전계 방출 디스플레이 장치(Field Emission Display), 표면 전도 전자 방출 디스플레이 장치(Surface-conduction Electron-emitter Display), 플라즈마 디스플레이 장치(Plasma Display), 음극선관 디스플레이 장치(Cathode Ray Display) 등 일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않으며, 다양한 방식의 표시 장치일 수 있다.
먼저 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 먼저 지지기판(100) 상에 차단막(110)을 형성한다. 지지기판(100)은 서로 반대되는 제1 면(100a) 및 제2 면(100b)을 가질 수 있으며, 도 1a 및 도 1b에서 제1 면(100a)은 지지기판(100)의 상면을, 제2 면(100b)은 지지기판(100)의 하면을 지칭할 수 있다. 차단막(110)은 지지기판(100)의 제1 면(100a) 상에 형성될 수 있다. 지지기판(100)은 후술할 기판층(120, 도 2b 참조) 및 기판층(120) 상에 형성되는 디스플레이부(200)를 지지할 수 있을 정도의 경도와 강성을 갖는 물질로, 예컨대 글라스재로 형성될 수 있다.
지지기판(100) 상에 형성되는 차단막(110)은 도 1a에 도시된 것과 같이 특정 형상을 갖도록 패터닝될 수 있다. 차단막(110)이 형성된 부분에는 후술할 기판층(120)이 형성되지 않을 수 있다. 이는 차단막(110)이 형성된 부분에는 기판층(120)이 형성되지 않도록 함으로써 별도의 패터닝 공정 없이도 기판층(120)을 패터닝한 것과 같은 효과를 도출할 수 있다. 이와 같이 차단막(110)을 형성함에 따라 기판층(120)의 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
차단막(110)은 후술할 기판층(120) 탈착 단계에서 사용되는 레이저를 블락킹할 수 있는 물질로 형성된다. 일 실시예로 300nm 파장대의 레이저를 사용하는 경우 300nm 파장대 근방에서 90% 이상의 흡수율(또는 10% 이하의 투과율)을 보이는 재로라면 무방하다. 차단막(110)은 예컨대, 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 등 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 일 실시예로, 파장이 308nm인 엑시머 레이저를 사용하는 경우 308nm 파장에서는 비정질실리콘(a-Si)을 사용하는 것이 바람직하다.
차단막(110)은 먼저 차단막(110)을 형성하는 물질을 지지기판(100)의 상의 전면(全面)에 도포한 후, 포토레지스트(PR, Photoresist) 등을 이용하여 노광 및 현상을 통해 패터닝한다. 도 1a에 도시된 차단막(110)은 대략 삼각형의 형상을 가지나, 이는 차단막(110)의 패턴 형상을 예시일 뿐, 패터닝하고자 하는 기판층(120)의 형상에 따라 차단막(110)의 형상은 자유롭게 변형이 가능하다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법에서는, 지지기판(100) 상에 기판층(120)을 형성하기 이전에 지지기판(100) 상의 적어도 일부에 차단막(110)을 형성한다. 차단막(110)이 형성된 영역은 최종 공정 이후 디스플레이 장치에 있어서 제거되는 부분일 수 있다. 다시 말해 차단막(110)이 형성된 부분은 디스플레이 장치의 플렉서블 기판이 되는 기판층(120)이 형성되지 않은 부분으로 이해될 수 있다. 일 예로서, 도 1a, 도 1b 내지 도 4a, 도 4b를 참조하면, 단순히 사각 형태가 아닌 특정 형상을 갖는 디스플레이 장치를 제조하는 경우, 기판층(120)이 형성될 필요가 없는 부분에 차단막(110)을 형성할 수 있다.
그 후 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 차단막(110) 상에 기판층(120)을 형성하는 단계를 거친다. 기판층(120)은 디스플레이 장치의 플렉서블 기판이 되는 부분으로, 플레서블 또는 벤더블 특성을 갖는 다양한 물질을 포함할 수 있다. 기판층(120)은 예컨대, 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide,PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
기판층(120)은 차단막(110)의 일부 또는 전부를 덮도록 차단막(110) 상에 형성될 수 있다. 도 2b와 같이 기판층(120)은 차단막(110)의 일부 또는 전부를 덮으며 차단막(110)이 형성되지 않은 지지기판(100)의 제1 면(100a)의 적어도 일부와 직접 컨택할 수 있다. 기판층(120)은 기본적으로 지지기판(100)의 전면(全面)에 걸쳐 형성될 수 있다.
도 2b에서 차단막(110)은 상면(110a) 및 상면(110a)과 연결된 측면(110b)을 가지며, 이때 측면(110b)은 차단막(110)의 단부(110e)로 이해될 수 있다. 기판층(120)은 차단막(110)의 상면(110a) 및 측면(110b) 전부를 덮도록 차단막(110) 상에 형성될 수 있다.
그 후 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 단계를 거친다. 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 과정은 즉, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 과정으로 이해될 수 있다. 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 과정은 예컨대, 에칭법을 이용할 수 있으며, 이 경우 습식 에칭 또는 드라이 에칭을 이용할 수 있다. 본 단계는 이에 한정되지 않으나, 기판층(120)을 이루는 물질의 특성에 따라 이의 일부를 제거할 수 있는 공정이면 어느 것을 사용해도 무방하다.
앞서 기판층(120)을 형성하는 단계에서, 기판층(120)의 적어도 일부는 차단막(110)에 접촉하고, 나머지 일부는 지지기판(100)에 접촉할 수 있다. 이와 같은 차단막(110) 상에 기판층(120)을 형성하는 과정에서 차단막(110)의 단부(110e)는 기판층(120)과 접촉할 수 있다. 비교예로서, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하지 않은 상태에서 기판층(120)을 지지기판(100)으로부터 분리하면, 기판층(120)이 차단막(110)과 접하는 부분에서 기판층(120)의 단면에 손상이 가해질 수 있다. 즉, 기판층(120)이 지지기판(100) 상에 직접 접하는 부분에서 기판층(120)이 찢어지듯이 분리될 수 있기 때문에, 기판층(120)이 형성하는 플렉서블 기판의 단부가 매끄럽지 않게 형성되는 문제가 발생한다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치의 제조방법에서는 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시킬 수 있다. 이와 같은 제거 과정을 통해, 차단막(110)의 단부(110e)와 기판층(120)의 단부(120e)가 서로 소정 간격(d)으로 이격될 수 있다.
한편, 전술한 도 2a 및 도 2b의 단계에서 기판층(120)은 차단막(110)을 덮도록 지지기판(100) 상에 형성된다. 따라서 기판층(120)의 적어도 일부는 차단막(110) 상에 위치하고, 다른 일부는 지지기판(100) 상에 위치하게 된다. 도 3b를 참조하면, 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 단계에서, 차단막(110) 상에 형성된 기판층(120)을 함께 제거할 수도 있다. 이 경우 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 단계를 거친 이후 기판층(120)은 지지기판(100)의 제1 면(100a) 상에만 위치할 수 있다.
다른 실시예로 도 3c를 참조하면, 도 3b의 실시예와는 달리, 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 단계에서 차단막(110) 상에 형성된 기판층(120)을 제거하지 않을 수 있다. 즉, 본 실시예에서는 차단막(110)의 단부(110e)와 접하는 부분에서 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120) 사이가 소정 간격(d) 이격되도록 형성하며, 차단막(110) 상에는 기판층(120)의 일부(120a)가 잔존할 수 있다. 차단막(110) 상에 잔존된 기판층(120)의 일부(120a)는 디스플레이 장치 및 이를 형성하는 플렉서블 기판과는 관계 없는 더미 부분으로 이해될 수 있으며, 디스플레이 장치의 제조과정이 종료된 이후에도 지지기판(100) 상에 잔존할 수 있다.
다시 도 2b를 참조하면, 도 2b에서 차단막(110)은 상면(110a) 및 상면(110a)과 연결된 측면(110b)을 가지며, 이때 측면(110b)은 차단막(110)의 단부(110e)로 이해될 수 있다. 기판층(120)은 차단막(110)의 상면(110a) 및 측면(110b) 전부를 덮도록 차단막(110) 상에 형성될 수 있다. 이어 도 3b 또는 도 3c를 참조하면, 차단막(110)의 측면(110b)과 접하는 기판층(120)의 부분은 제거되며, 차단막(110)의 상면(110a)과 접하는 기판층(120)의 부분은 필요에 따라 제거되지 않거나, 일부만 제거되거나, 전부 제거될 수 있다.
그 후 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 기판층(120) 상에 디스플레이부(200)를 형성하는 단계를 거친다. 디스플레이부(200)는 화소(P), 화소(P)와 전기적으로 연결되는 박막트랜지스터(미도시), 커패시터(미도시) 및 각종 배선들(PL)을 포함하며, 이들을 형성하기 위한 다양한 유기막, 무기막, 금속막 등을 포함할 수 있다. 디스플레이부(200)는 기판층(120) 상에 형성될 수 있다.
도 4a와 같이, 패터닝된 기판층(120)의 중앙부(120c)에 복수개의 화소(P)들이 배치될 수 있다. 화소(P) 내에는 복수개의 부화소(SP)들이 포함될 수 있으며, 각각의 부화소(SP)는 R, G, B 중 하나 일 수 있다. 다른 실시예로 부화소(SP) 중 W가 포함될 수도 있다. 도 4a에서는 4개의 부화소(SP)가 배치된 것으로 도시되어 있으나, 부화소(SP)의 위치 및 개수는 다양한 실시예로서 변형이 가능함은 물론이다.
한편, 도 4a에서는 하나의 화소(P)만을 도시하였으나, 이와 같은 구조가 반복됨에 따라 플렉서블 디스플레이 장치 또는 스트레쳐블 디스플레이 장치의 구현이 가능하다. 즉, 도 4a의 화소(P) 구조가 반복적으로 구비되는 디스플레이 장치의 경우 차단막(110)이 형성되었던 부분은 기판층(120)을 관통하는 홀(H)이 될 수 있다. 이러한 구조를 통해 플렉서블 디스플레이 장치 또는 스트레쳐블 디스플레이 장치를 용이하게 제조할 수 있다.
한편 본 실시예에서는 디스플레이부(200)가 기판층(120) 상에만 형성된 것으로 도시하였으나, 다른 실시예로 디스플레이부(200)가 형성되는 과정에서 일부 소자 또는 막들이 차단막(110) 상 또는 차단막(110)과 기판층(120)이 이격된 영역(E) 상에 일부 형성될 수 있다. 이 경우 차단막(110)과 기판층(120)이 이격된 영역(E) 상에 형성된 일부 소자 또는 막들은 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 단계를 거치기 전에 제거될 수 있다.
그 후 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 단계를 거친다. 도 4b는 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 공정을 개략적으로 도시한 것이며, 도 4a는 지지기판(100)으로부터 분리된 기판층(120), 즉 디스플레이 장치에 있어서 플렉서블 기판(FS)을 도시한다. 또한, 도 4a 및 도 4b에는 설명의 편의상 지지기판(100) 상에 기판층(120)만 형성된 것으로 도시되어 있으나, 기판층(120) 상에 디스플레이 장치를 구현하기 위한 발광소자, 발광소자에 전기적으로 연결된 트랜지스터, 커패시터 및 각종 배선들이 더 형성될 수 있음은 물론이다.
도 4b를 참조하면, 기판층(120)에 레이저(L)를 조사하는 레이저 탈착방식(Laser Release)에 따라 기판층(120)과 지지기판(100)을 분리시킬 수 있다. 레이저(L)는 지지기판(100)의 제2 면(100b)측에서 지지기판(100)의 제1 면(100a)과 기판층(120)이 접촉하는 면을 향해 조사할 수 있다. 레이저(L)는 예컨대, 파장이 308nm인 엑시머 레이저, 파장이 343nm 또는 355nm인 고체 UV 레이저 등을 사용할 수 있다. 레이저(L)의 조사에는 선형 레이저 장치를 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
지지기판(100)에서 분리된 기판층(120)은 도 4a와 같이 필요에 따라 다양한 형상으로 구현할 수 있다. 본 실시예에 따른 디스플레이 장치용 기판의 제조방법에서는, 지지기판(100) 상에 차단막(110)을 먼저 형성한 후, 차단막(110)을 덮도록 기판층(120)을 형성하는 방법을 통해 다양한 형상의 기판층(120), 즉 플렉서블 기판을 자유롭게 구현할 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 과정에서 기판층(120)과 차단막(110)이 접하는 부분에서 기판층(120)이 손상되는 문제를 개선하기 위하여, 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하기 전에 기판층(120)과 차단막(110)이 접하는 부분의 소정 영역을 제거하는 단계를 거침으로써, 기판층(120)을 지지기판(100)으로부터 손상 없이 용이하게 분리할 수 있다.
지금까지는 디스플레이 장치용 기판의 제조방법에 대해서만 주로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 이러한 제조방법을 통해 형성된 기판을 이용한 디스플레이 장치 제조방법 역시 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 5a, 도 5b 내지 도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 관한 디스플레이 장치용 기판의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 평면도들 및 단면도들이다. 도 5b는 도 5a의 V-V선을 따라 취한 단면을 도시하고, 도6b는 도 6a의 VI-VI선을 따라 취한 단면을 도시하며, 도 7b는 도 7a의 VII-VII선을 따라 취한 단면을 도시한다.
도 5a, 도 5b 내지 도 7a, 도 7b은 전술한 실시예와 동일하게, 기판층(120)을 형성하기 이전에 차단막(110)을 지지기판(100) 상에 형성하여 원하는 기판층(120)의 형상을 제조할 수 있다. 본 실시예에서는 전술한 실시예와 동일한 제조과정을 이용하여 실질적으로 플렉서블 특성을 갖는 디스플레이 장치를 제조하는 과정을 도시한다. 본 실시예에서는 메인영역(MA)과 4면의 측면영역(EA1, EA2, EA3, EA4)을 갖는 플렉서블 디스플레이 장치를 일 예로 설명한다.
먼저 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 먼저 지지기판(100) 상에 차단막(110)을 형성한다. 지지기판(100)은 서로 반대되는 제1 면(100a) 및 제2 면(100b)을 가질 수 있으며, 도 5a 및 도 5b에서 제1 면(100a)은 지지기판(100)의 상면을, 제2 면(100b)은 지지기판(100)의 하면을 지칭할 수 있다. 차단막(110)은 지지기판(100)의 제1 면(100a) 상에 형성될 수 있다. 지지기판(100)은 차단막(110) 및 후술할 기판층(120)을 지지할 수 있을 정도의 경도와 강성을 갖는 물질로, 예컨대 글라스재로 형성될 수 있다.
지지기판(100) 상에 형성되는 차단막(110)은 도 5a에 도시된 것과 같이 특정 형상을 갖도록 패터닝될 수 있다. 차단막(110)이 형성된 부분에는 후술할 기판층(120)이 형성되지 않을 수 있다. 이는 차단막(110)이 형성된 부분에는 기판층(120)이 형성되지 않도록 함으로써 별도의 패터닝 공정 없이도 기판층(120)을 패터닝한 것과 같은 효과를 도출할 수 있다. 이와 같이 차단막(110)을 형성함에 따라 기판층(120)의 형상의 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서는 상술한 것과 같이 측면 디스플레이 장치를 구현하는데 있어서 각 모서리 부분에 불필요한 영역, 즉 플렉서블 기판이 형성될 필요가 없는 영역에 차단막(110)을 형성할 수 있다. 즉, 차단막(110)이 형성된 부분은 최종 공정 이후 디스플레이 장치에 있어서 제거되는 부분 또는 제거가 필요한 부분일 수 있다. 본 실시예와 같이, 단순히 사각 형태가 아닌 특정 형상을 갖는 디스플레이 장치를 제조하는 경우, 기판층(120)이 형성될 필요가 없는 부분, 예컨대 플렉서블 기판 자체를 관통하는 홀을 형성해야 하거나, 모서리 등을 컷팅하는 형상을 갖는 경우에 해당 위치에 차단막(110)을 형성할 수 있다.
차단막(110)은 기판층(120) 탈착 단계에서 사용되는 레이저(L)를 블락킹할 수 있는 물질로 형성된다. 일 실시예로 300nm 파장대의 레이저(L)를 사용하는 경우 300nm 파장대 근방에서 90% 이상의 흡수율(또는 10% 이하의 투과율)을 보이는 재로라면 무방하다. 차단막(110)은 예컨대, 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 등 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 일 실시예로, 파장이 308nm인 엑시머 레이저를 사용하는 경우 308nm 파장에서는 비정질실리콘(a-Si)을 사용하는 것이 바람직하다.
그 후 도 6a 및 도 6b을 참조하면, 차단막(110) 상에 기판층(120)을 형성하는 단계를 거친다. 기판층(120)은 디스플레이 장치에 있어서 플렉서블 기판으로 이해될 수 있다. 기판층(120)은 차단막(110)의 일부 또는 전부를 덮도록 차단막(110) 상에 형성될 수 있다. 도 6b와 같이 차단막(110)은 상면(110a) 및 측면(110b)을 가질 수 있으며, 측면(110b)을 포함하여 차단막(110)의 단부(110e)로 이해될 수 있다. 기판층(120)은 차단막(110)의 측면의 적어도 일부와 컨택하도록 형성될 수 있으며, 차단막(110)의 상면(110a)의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다.
도 6b과 같이 기판층(120)은 차단막(110)을 덮으며 차단막(110)이 형성되지 않은 지지기판(100)의 제1 면(100a)의 적어도 일부와 직접 컨택하도록 형성될 수 있다. 기판층(120)은 기본적으로 지지기판(100)의 전면(全面)에 걸쳐 형성될 수 있으나, 도 6a와 같이 기판층(120)이 지지기판(100)의 최외곽부를 제외하고 형성될 수도 있다. 도 6a에서는 설명의 편의상 기판층(120)이 지지기판(100)의 최외곽부를 제외하고 형성된 것으로 도시하고 있다.
기판층(120)은 지지기판(100)의 전면(全面)에 형성되며, 일부는 차단막(110)과 중첩되어 배치된다. 상술한 것과 같이, 차단막(110)과 중첩된 부분은 후에 디스플레이 장치를 구성하는 디스플레이 패널로 형성되지 않는 부분인 더미 부분 (DM)으로 이해될 수 있다. 따라서, 차단막(110)과 중첩되는 부분을 제외한 부분만이 플렉서블 기판으로 형성된다. 본 실시예에서 플렉서블 기판이 되는 기판층(120)은 메인영역(MA), 메인영역(MA)에서 연장된 제1 측면영역(EA1), 제2 측면영역(EA2), 제3 측면영역(EA3) 및 제4 측면영역(EA4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 측면영역(EA1, EA2, EA3, EA4)은 메인영역(MA)의 측면에 배치되는 영역으로, 메인영역(MA)와 맞닿은 벤딩라인(BL)을 중심으로 벤딩되거나 절곡될 수 있다.
그 후 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 단계를 거친다. 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 단계는 즉, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 과정으로 이해될 수 있다. 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 과정은 예컨대, 에칭법을 이용할 수 있으며, 이 경우 습식 에칭 또는 드라이 에칭을 이용할 수 있다. 본 단계는 이에 한정되지 않으나, 기판층(120)을 이루는 물질의 특성에 따라 이의 일부를 제거할 수 있는 공정이면 어느 것을 사용해도 무방하다.
앞서 기판층(120)을 형성하는 단계에서, 기판층(120)의 적어도 일부는 차단막(110)에 접촉하고, 나머지 일부는 지지기판(100)에 접촉할 수 있다. 이와 같은 차단막(110) 상에 기판층(120)을 형성하는 과정에서 차단막(110)의 단부(110e)는 기판층(120)과 접촉할 수 있다. 비교예로서, 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하지 않은 상태에서 기판층(120)을 지지기판(100)으로부터 분리하면, 기판층(120)이 차단막(110)과 접하는 부분에서 기판층(120)의 단면에 손상이 가해질 수 있다. 즉, 기판층(120)이 지지기판(100) 상에 직접 접하는 부분에서 기판층(120)이 찢어지듯이 분리될 수 있기 때문에, 기판층(120)이 형성하는 플렉서블 기판의 단부가 매끄럽지 않게 형성되는 문제가 발생한다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이 장치의 제조방법에서는 지지기판(100) 상에 형성된 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시킬 수 있다. 이와 같은 제거 과정을 통해, 차단막(110)의 단부(110e)와 기판층(120)의 단부(120e)가 서로 소정 간격(d)으로 이격될 수 있다.
한편, 전술한 단계에서 기판층(120)은 차단막(110)을 덮도록 지지기판(100) 상에 형성된다. 따라서 기판층(120)의 적어도 일부는 차단막(110) 상에 위치하고, 다른 일부는 지지기판(100) 상에 위치하게 된다. 다른 실시예로, 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 단계에서, 차단막(110) 상에 형성된 기판층(120)을 함께 제거할 수도 있다. 이 경우 차단막(110)과 기판층(120)을 소정 간격(d) 이격시키는 단계를 거친 이후 기판층(120)은 지지기판(100)의 제1 면(100a) 상에만 위치할 수 있다.
다른 실시예로, 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하는 단계에서 차단막(110) 상에 형성된 기판층(120)을 제거하지 않을 수 있다. 즉, 차단막(110)의 단부와 접하는 부분에서 기판층(120)의 적어도 일부를 제거하여 차단막(110)과 기판층(120) 사이가 소정 간격(d) 이격되도록 형성하며, 차단막(110) 상에는 기판층(120)의 일부가 잔존할 수 있다. 차단막(110) 상에 잔존된 기판층(120)의 일부는 디스플레이 장치 및 이를 형성하는 플렉서블 기판과는 관계 없는 더미 부분으로 이해될 수 있으며, 디스플레이 장치의 제조과정이 종료된 이후에도 지지기판(100) 상에 잔존할 수 있다.
다시 도 6b를 참조하면, 도 6b에서 차단막(110)은 상면(110a) 및 상면(110a)과 연결된 측면(110b)을 가지며, 이때 측면(110b)은 차단막(110)의 단부(110e)로 이해될 수 있다. 기판층(120)은 차단막(110)의 상면(110a) 및 측면(110b) 전부를 덮도록 차단막(110) 상에 형성될 수 있다. 이어 도 7b를 참조하면, 차단막(110)의 측면(110b)과 접하는 기판층(120)의 부분은 제거되며, 차단막(110)의 상면(110a)과 접하는 기판층(120)의 부분은 필요에 따라 제거되지 않거나, 일부만 제거되거나, 전부 제거될 수 있다.
이어서 도 8 내지 도 14를 참조하여 설명한다. 도 9는 도 8의 A1부분을 확대하여 도시하고, 도 11은 도 10의 A2부분을 확대하여 도시하며, 도 12는 도 8의 B부분으 확대하여 도시한다.
그 후 도 8 및 도 9를 참조하면, 기판층(120) 상에 디스플레이부(200)를 형성하는 단계를 거친다. 디스플레이부(200)는 화소회로(PC, 도 12 참조)를 포함하는 화소회로부(210) 및 회소회로(PC)와 전기적으로 연결된 발광소자(230)를 포함할 수 있다. 화소회로(PC) 및 발광소자(230)에 대해서는 도 12에서 자세히 설명한다.
계속해서 도 8을 참조하면, 화소회로부(210)는 도시되어 있지는 않으나 복수의 층들이 적층되어 형성된 다층 구조를 가질 수 있다. 복수의 층들을 순차적으로 적층하고, 필요에 따라 패터닝하여 화소회로(PC)를 형성한다. 화소회로부(210)에는 무기막, 유기막, 금속막 등 다양한 물질을 포함하는 막들이 포함될 수 있다.
이 경우 기판층(120)의 일부를 제거하여 노출된 지지기판(100)의 이격 영역(C) 상에도 화소회로부(210)를 구성하는 막들 중 일부가 함께 형성될 수 있다. 화소회로부(210)를 구성하는 막들 중 일부는 지지기판(100) 상에 전면(全面)에 형성될 수 있다.
도 8의 A1부분을 확대한 도 9를 참조하면, 기판층(120)과 차단막(110) 사이의 이격 영역(C) 상에 무기막들(211, 212, 213)이 배치될 수 있다. 무기막들(211, 212, 213)은 예컨대, 도 12에서 후술할 버퍼층(211), 게이트절연막(212), 층간절연막(213) 등일 수 있다. 무기막들(211, 212, 213)은 기판층(120) 상에 형성되나, 이격 영역(C)과 차단막(110)까지 연장되어 형성될 수 있다. 물론 이는 제조과정 중에 형성되는 것으로, 이격 영역(C)과 차단막(110) 상에 형성된 부분은 최종 단계에서는 제거되는 부분이다. 이와 같이 무기막들(211, 212, 213)은 별도의 제거 과정 없이 지지기판(100)의 전면에 형성될 수 있다.
한편, 무기막들(211, 212, 213) 상에는 유기막들(214, 215)이 형성될 수도 있는데, 유기막들(214, 215)은 무기막들(211, 212, 213)과는 달리 이격 영역(C) 상에 형성되지 않을 수 있다.
그 후 도 10 및 도 10의 A2 부분을 확대한 도 11을 참조하면, 이격 영역(C) 상에 형성된 무기막들(211, 212, 213)을 제거하는 단계를 거칠 수 있다. 이격 영역(C) 상에 형성된 무기막들(211, 212, 213)을 제거하지 않고 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 경우, 이격 영역(C) 상에서 형성된 무기막들(211, 212, 213)에 크랙이 발생하면서 디스플레이부(200)까지 전파되어 디스플레이부(200)를 손상시키는 문제점이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 방지하기 위하여, 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하기 전에 이격 영역(C) 상에 형성된 무기막들(211, 212, 213)을 제거하는 공정을 거칠 수 있다.
무기막들(211, 212, 213)의 적어도 일부를 제거하는 과정은 예컨대, 에칭법을 이용할 수 있으며, 이 경우 습식 에칭 또는 드라이 에칭을 이용할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 일 실시예로, 무기막들(211, 212, 213)은 동시에 제거될 수 있다. 즉, 무기막들(211, 212, 213)은 일괄 에칭으로 제거될 수 있다. 다른 실시예로, 무기막들(211, 212, 213)은 개별적으로 제거될 수도 있다. 이와 같이 무기막들(211, 212, 213)은 개별 공정으로 제거될 수도 있고, 화소회로부(210)를 형성하는 과정에서 컨택홀 등을 형성하는 과정에서 동시에 제거될 수도 있다. 공정의 추가 없이 무기막들(211, 212, 213)을 제거하기 위해서는 화소회로부(210)를 형성하는 과정에서 동시에 제거하는 것이 바람직하다.
한편, 도 12는 도 8의 B부분을 확대하여 도시한 단면도이다. 도 12에서는 기판층(120) 상에 형성된 디스플레이부(200)의 구조를 도시한다.
본 실시예에 따른 디스플레이부(200)는 기판층(120) 상에 형성되는 화소회로부(210) 및 화소회로부(210)와 전기적으로 연결된 발광소자(230)를 포함할 수 있다. 화소회로부(210)는 박막트랜지스터(TFT), 커패시터(미도시) 및 배선들을 포함할 수 있다. 도 12에서는 발광소자(230)로서 유기발광소자를 예로 도시하나, 본 발명에 따른 발광소자(230)가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 발광소자(230)는 무기발광소자 또는 액정소자일 수도 있다.
기판층(120)은 본 발명의 일 실시예에 있어서 플렉서블 기판(FS)일 수 있다. 기판층(120)은 플렉서블 특성을 갖는 것으로서, 내열성 및 내구성이 우수한 금속재 또는 플라스틱재로 형성된 것일 수 있다. 플라스틱재는 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리이미드(PI, polyimide), 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(PA, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리페닐렌설파이드(PPS, polyphenylene sulfide),폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(cellulosetriacetate), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate), 폴리아릴렌에테르술폰(polyaryleneether sulfone)등과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다.
기판층(120) 상에는 기판층(120)의 면을 평탄화하기 위해 또는 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(222)으로 불순물 등이 침투하는 것을 방지하기 위해, 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성된 버퍼층(211)이 배치되고, 이 버퍼층(211) 상에 반도체층(222)이 위치하도록 할 수 있다.
반도체층(222)의 상부에는 게이트전극(224)이 배치되는데, 이 게이트전극(224)에 인가되는 신호에 따라 소스전극(226s) 및 드레인전극(226d)이 전기적으로 소통된다. 게이트전극(224)은 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 표면 평탄성 그리고 가공성 등을 고려하여, 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때 반도체층(222)과 게이트전극(224)과의 절연성을 확보하기 위하여, 실리콘옥사이드 및/또는 실리콘나이트라이드 등으로 형성되는 무기 절연막인 게이트절연막(212)이 반도체층(222)과 게이트전극(224) 사이에 개재될 수 있다. 이 경우 게이트절연막(212)은 게이트 절연막으로 이해될 수 있다.
게이트전극(224)의 상부에는 층간절연막(223)이 배치될 수 있는데, 이러한 층간절연막(223)은 무기 절연막으로 형성될 수 있으며, 예컨대 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드 등의 물질로 단층으로 형성되거나 또는 다층으로 형성될 수 있다. 이 경우 층간절연막(223)은 층간 절연막으로 이해될 수 있다.
층간절연막(223)의 상부에는 소스전극(226s) 및 드레인전극(226d)이 배치된다. 소스전극(226s) 및 드레인전극(226d)은 층간절연막(223)과 게이트절연막(212)에 형성되는 컨택홀을 통하여 반도체층(222)에 각각 전기적으로 연결된다. 소스전극(226s) 및 드레인전극(226d)은 도전성 등을 고려하여 예컨대 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
한편 도면에는 도시되지 않았으나, 이러한 구조의 박막트랜지스터(TFT)의 보호를 위해 박막트랜지스터(TFT)를 덮는 보호막(미도시)이 배치될 수 있다. 보호막은 예컨대 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 또는 실리콘옥시나이트라이드 등과 같은 무기물로 형성될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(TFT) 상에 비아층(214)이 배치될 수 있다. 이 경우 비아층(214)은 평탄화막일 수도 있고 보호막일 수도 있다. 이러한 비아층(214)은 박막트랜지스터(TFT) 상부에 발광소자(230)가 배치되는 경우 박막트랜지스터(TFT) 의 상면을 대체로 평탄화하게 하고, 박막트랜지스터(TFT) 및 각종 소자들을 보호하는 역할을 한다. 이러한 비아층(214) 은 예컨대 아크릴계 유기물 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등으로 형성될 수 있다.
이때 도 12에 도시된 것과 같이, 버퍼층(211), 게이트절연막(212), 층간절연막(223) 및 비아층(214)은 기판층(120)의 전면(全面)에 형성될 수 있다.
한편, 박막트랜지스터(TFT) 상부에는 화소정의막(215)이 배치될 수 있다. 화소정의막(215)은 상술한 비아층(214) 상에 위치할 수 있으며, 화소 영역을 정의하는 개구를 가질 수 있다. 이러한 화소정의막(215)은 후술할 화소전극(232)의 중앙부를 노출시키며 가장자리를 덮도록 배치될 수 있다.
이러한 화소정의막(215)은 예컨대 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 그러한 유기 절연막으로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 아크릴계 고분자, 폴리스티렌(PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
한편, 화소정의막(215) 상에는 발광소자(230)가 배치될 수 있다. 발광소자(230)는 화소전극(232), 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하는 중간층(234) 및 대향전극(236)을 포함할 수 있다.
화소전극(232)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다. (반)투명 전극으로 형성될 때에는 예컨대 ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성될 수 있다. 반사형 전극으로 형성될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au,Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO 또는 AZO로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 재질로 형성될 수 있으며, 그 구조 또한 단층 또는 다층이 될 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
화소정의막(215)에 의해 정의된 화소영역에는 중간층(234)이 각각 배치될 수 있다. 이러한 중간층(234)은 전기적 신호에 의해 빛을 발광하는 발광층(EML: Emission Layer)을 포함하며, 발광층(EML)을 이외에도 발광층(EML)과 화소전극(232) 사이에 배치되는 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer) 및 발광층(EML)과 대향전극(236) 사이에 배치되는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 물론 중간층(234)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다.
발광층(EML)을 포함하는 중간층(234)을 덮으며 화소전극(232)에 대향하는 대향전극(236)이 기판층(120) 전면(全面)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 대향전극(236)은 (반)투명 전극 또는 반사형 전극으로 형성될 수 있다.
대향전극(236)이 (반)투명 전극으로 형성될 때에는 일함수가 작은 금속 즉, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층과 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 (반)투명 도전층을 가질 수 있다. 대향전극(236)이 반사형 전극으로 형성될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물로 형성된 층을 가질 수 있다. 물론 대향전극(236)의 구성 및 재료가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 먼저 도 13과 같이 발광소자를 덮도록 기판층(120) 상부에 봉지부(240)를 형성할 수 있다. 봉지부(240)는 도시되어 있지는 않으나, 무기막과 유기막이 복합막일 수 있다. 봉지부(240)는 외기 및 불순물로부터 디스플레이부(200)를 보호하는 역할을 한다.
그 후 도 14와 같이 지지기판(100)으로부터 기판층(120)을 분리하는 단계를 거친다. 일 실시예로, 기판층(120)에 레이저(L)를 조사하는 레이저 탈착방식(Laser Release)에 따라 기판층(120)과 지지기판(100)을 분리시킬 수 있다. 레이저(L)는 지지기판(100)의 제2 면(100b) 측에서 지지기판(100)의 제1 면(100a)과 기판층(120)이 접촉하는 면을 향해 조사할 수 있다. 레이저(L)는 예컨대, 파장이 308nm인 엑시머 레이저, 파장이 343nm 또는 355nm인 고체 UV 레이저 등을 사용할 수 있다. 레이저광의 조사에는 선형 레이저 장치를 사용하는 것이 바람직하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
스트레쳐블 디스플레이, 엣지 디스플레이와 같은 차세대 디스플레이의 구현을 위해서는 패널 전체적인 형상뿐만 아니라 내부 구조에서도 기존의 디스플레이 장치와는 다른 설계가 요구된다. 이를 위해 디스플레이 패널의 기계적 변형 및 형상의 자유도를 증가시키는 기술이 핵심으로 작용한다. 그러나 이와 같은 설계의 변형은 기존의 기판의 제조방법으로는 한계가 존재한다. 특히, 측면에도 디스플레이 영역을 갖는 플렉서블 디스플레이 장치의 경우, 디스플레이 패널의 전체적인 형상 성형을 위하여 기존 공정에 더해 필름 컷팅 등의 추가 공정이 요구된다. 또한, 스트레쳐블 디스플레이 장치에서는 연신 픽셀 구조 형성 결과 기능적으로 동작하지 않는 더미 영역이 형성되는데, 기존의 제조공정으로는 더미 영역의 선택적 제거가 불가능하다.
이에 본 발명의 일 실시예에 관한 디스플레이용 기판의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조방법에서는 기판층, 즉 플렉서블 기판의 탈착 과정에서 원하는 영역만 탈착이 가능하도록 구현하여 추가 공정 없이 상기와 같은 문제점들을 획기적으로 해결할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것 이다.
100: 지지기판
110: 차단막
120: 기판층
200: 디스플레이부
210: 화소회로부
211: 버퍼층
212: 게이트절연막
213: 층간절연막
214: 비아층
215: 화소정의막
230: 발광소자
240: 봉지부
EA1, EA2, EA3, EA4: 측면영역
P: 화소

Claims (21)

  1. 제1 면 및 제1 면의 반대측에 제2 면을 갖는 지지기판을 준비하는 단계;
    상기 지지기판의 제1면 상에 차단막을 패터닝하는 단계;
    상기 차단막을 덮도록 상기 지지기판 상에 기판층을 형성하는 단계;
    상기 기판층의 적어도 일부를 제거하여 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계; 및
    상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계;
    를 구비하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판층을 형성하는 단계에서 상기 기판층의 적어도 일부는 상기 차단막에 접촉하고, 나머지 일부는 상기 지지기판에 접촉하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 중 적어도하나를 포함하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차단막은 300nm 파장의 레이저에 대하여 90%이상의 흡수율을 갖는 물질을 포함하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계는, 상기 기판층의 적어도 일부를 에칭하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에 있어서,
    상기 차단막은 상면 및 상면과 연결된 측면을 가지며, 상기 차단막의 측면과 접촉하는 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하는 단계인, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판층을 분리하는 단계는, 상기 지지기판의 제2 면에 레이저를 조사하여 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계인, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판층을 분리하는 단계에서, 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리할 때 상기 차단막은 상기 지지기판으로부터 분리되지 않는, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기판층은 플렉서블 기판인, 디스플레이 장치용 기판의 제조방법.
  10. 제1 면 및 제1 면의 반대측에 제2 면을 갖는 지지기판을 준비하는 단계;
    상기 지지기판의 제1면 상에 차단막을 패터닝하는 단계;
    상기 차단막을 덮도록 상기 지지기판 상에 기판층을 형성하는 단계;
    상기 기판층의 적어도 일부를 제거하여 상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계;
    상기 기판층 상에 화소회로 및 상기 화소회로와 전기적으로 연결된 화소를 포함하는 디스플레이부를 형성하는 단계; 및
    상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계;
    를 구비하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이부 상에 상기 디스플레이부를 외부로부터 밀봉하는 봉지부를 형성하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 기판층을 형성하는 단계에서 상기 기판층의 적어도 일부는 상기 차단막에 접촉하고, 나머지 일부는 상기 지지기판에 접촉하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 차단막은 비정질실리콘(a-Si), Poly-Si, Crystalline-Si, ZnO, IZO 중 적어도 하나를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 차단막은 300nm 파장의 레이저에 대하여 90%이상의 흡수율을 갖는 물질을 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계는, 상기 기판층의 적어도 일부를 에칭하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에 있어서,
    상기 차단막은 상면 및 상면과 연결된 측면을 가지며, 상기 차단막의 측면과 접촉하는 상기 기판층의 적어도 일부를 제거하는 단계인, 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 기판층을 분리하는 단계는, 상기 지지기판의 제2 면에 레이저를 조사하여 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리하는 단계인, 디스플레이 장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 기판층을 분리하는 단계에서, 상기 지지기판으로부터 상기 기판층을 분리할 때 상기 차단막은 상기 지지기판으로부터 분리되지 않는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 기판층은 플렉서블 기판인, 디스플레이 장치의 제조방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 차단막과 상기 기판층을 소정 간격 이격시키는 단계에서, 상기 소정 간격을 통해 상기 기판층의 적어도 일부가 노출되는 이격 영역이 형성되고,
    상기 디스플레이부를 형성하는 단계는, 상기 기판층 상에 무기층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 무기층의 적어도 일부는 상기 기판층의 이격 영역과 접촉하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기판층을 분리하는 단계 전에, 상기 기판층의 이격 영역 상부에 형성된 상기 무기층을 제거하는 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
KR1020180024731A 2018-02-28 2018-02-28 디스플레이 장치용 기판의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조 방법 KR102593533B1 (ko)

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