KR20070042233A - 플라스틱 액정표시장치의 제조방법 - Google Patents

플라스틱 액정표시장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉서블 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로 보다 자세하게는 플라스틱 기판이 적용된 플라스틱 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 플라스틱 액정표시장치의 제조방법은, 더미 유리기판 상에 지지되어 있는 플라스틱 기판을 마련하는 단계와; 플라스틱 기판에 RF스퍼터링을 통하여 배리어층을 형성하는 단계; 및 플라스틱 기판의 일면에 영상신호에 따라 영상을 표시하기 위한 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여 플라스틱 기판의 변형과, 외부로부터 유입되는 가스 또는 수분을 최소화할 수 있는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법이 제공된다.

Description

플라스틱 액정표시장치의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF PLASTIC LIQUID CRYSTAL DISPLAY}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치의 단면도이고,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명의 제1실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치의 제조방법을 순서대로 나타낸 단면도,
도 3a와 도 3c는 본 발명의 제2실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *
10 : 플라스틱 액정표시장치 100 : 더미 유리기판
105 : 추가의 더미 유리기판 110 : 플라스틱 기판
115 : 배리어층 116 : 추가의 배리어층
117 : 버퍼층 210 : 상부기판
300 : RF스퍼터링 장치
본 발명은, 플라스틱 액정표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 더 자세하 게는, 플라스틱 기판의 변형과, 외부로부터 유입되는 가스 및 수분을 최소화할 수 있는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 유비쿼터스(Ubiquitous) 시대가 도래함에 따라, 표시장치 중에서 휴대성, 소형, 박형, 경량화의 장점을 가지는 플렉서블 평판표시장치(flexible flat display device)가 각광을 받고 있다.
이러한 플렉서블 평판표시장치에는 액정표시장치(LCD)와 OLED 등이 있는데, 상기의 장점을 살리고 내충격성을 향상시키며 제조비용을 낮추기 위하여 유리기판 대신에 플라스틱 기판을 적용하여 액정표시장치와 OLED를 제조하고 있다.
그러나, 플라스틱 기판은 열에 약하여 고온고정에 적합하지 않으며, 고온 공정시 열에 의하여 플라스틱 기판이 변형되는 문제점이 있다. 그래서 저온공정이 개발되고 있으나, 현재 저온공정의 수준에서는 신뢰할 만한 품질의 박막 또는 패턴이 형성되지 않는 문제점이 있다.
또한, 플라스틱 기판은 수분 또는 가스(가스)를 투과 시키는 특성을 가지고 있는데, 투과된 가스 또는 수분에 의하여 또는 이들과 반응하는 화학물질 등의 불순물에 의하여 액정표시장치 또는 OLED에 불량이 발생될 수 있다
따라서 본 발명의 목적은 플라스틱 기판의 변형과, 외부로부터 유입되는 가스 및 수분을 최소화할 수 있는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 더미 유리기판 상에 지지되어 있는 플라스틱 기판을 마련하는 단계와; 플라스틱 기판에 RF스퍼터링을 통하여 배리어층을 형성하는 단계; 및 플라스틱 기판의 일면에 영상신호에 따라 영상을 표시하기 위한 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.
여기서, 배리어층은 산화질화규소(SiON)를 포함할 수 있다.
그리고, 배리어층의 원소농도비 O/(N+O)는 0.35 내지 0.85일 수 있다.
또한, 소정의 패턴은 배리어층 상에 형성되며, 소정의 패턴 형성 후에, 더미 유리기판을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 배리어층의 형성 후에, 더미 유리기판을 제거하는 단계, 추가의 더미 유리기판에 배리어층이 지지되도록 플라스틱 기판을 마련하는 단계, 및 배리어층이 형성되지 않은 플라스틱 기판 면에 추가의 배리어층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 소정의 패턴은 상기 추가의 배리어층 상에 형성할 수 있다.
그리고, 플라스틱 기판과 배리어층 사이에 버퍼층이 더 형성되어 있을 수 있다.
또한, 플라스틱 기판과 추가의 배리어층 사이에 버퍼층이 더 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 플라스틱 기판의 두께는 100㎛ 내지 300㎛일 수 있다.
그리고, 배리어층과 추가의 배리어층의 두께는 10nm 내지 30nm일 수 있다.
여기서, RF 스퍼터링은 Si3N4를 타겟(target)으로 이용할 수 있다.
그리고, RF스퍼터링은 10MHz 내지 15MHz의 고주파 전원을 이용할 수 있다.
또한, RF스퍼터링은 산소와 아르곤을 반응가스로 이용할 수 있다.
그리고, RF스퍼터링은 100℃ 이하의 온도에서 진행될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다. 이하에서는 여러 가지의 평판표시장치 중에서 플라스틱 액정표시장치를 한 예로 하여 설명하나, 이에 한정되지 않고 OLED와 PDP 등의 다른 평판표시장치에도 적용될 수 있음은 당연하다. 그리고, 어떤 막(층)이 다른 막(층)의 '상에' 형성되어(위치하고) 있다는 것은, 두 막(층)이 접해 있는 경우뿐만 아니라 두 막(층) 사이에 다른 막(층)이 존재하는 경우도 포함한다.
도1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치(10)의 요부 단면도이다. 플렉서블한 플라스틱 액정표시장치(10)는 대개 플라스틱 기판(110)과 플라스틱 기판(110)에 대향하여 결합되어 있는 상부기판(210) 및 플라스틱 기판(110)과 상부기판(210) 사이에 위치하는 액정층(300)으로 이루어진다. 여기서, 상부기판(210) 또한 플라스틱으로 이루어질 수 있다.
플라스틱 기판(110) 상에는 영상신호에 따라 영상을 표시하기 위한 소정의 패턴이 형성되어 있다. 소정의 패턴에는 후술할 여러 배선들, 박막트랜지스터(T) 및 여러 전극들을 포함한다. 이하에서는 플라스틱 기판(110) 상에 형성된 소정의 패턴에 대하여 액정표시장치를 일예로하여 설명한다. 그러나, 액정표시장치에 한정 되지 않고 플라스틱 기판이 적용된 OLED에도 적용될 수 있다. 이 경우 상기 소정의 패턴은 여러 배선들, 전극들, 박막트랜지스터, 유기발광층, 정공주입층 등을 포함할 수 있다.
먼저, 플라스틱 기판(110)은 박형, 경량, 내충격성 및 저렴한 제조비용의 관점에서 그 적용범위가 확대되고 있다. 플라스틱 기판(110)은 폴리카본(polycarbon), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 만들어 질 수 있다. 본 발명에 따른 플라스틱 기판(110)의 두께(d1)는 100㎛ 내지 300㎛일 수 있다. 100㎛ 이하의 플라스틱 기판(110)은 제조하기 힘들며, 제조하더라도 플라스틱 액정표시장치의 제조공정을 견디기에 적합하지 않다. 그리고, 플라스틱 기판(110)의 두께(d1)가 300㎛ 보다 크면 플라스틱 액정표시장치의 박량화에 부합하지 않으며, 제품으로서의 장점이 없다.
이러한 플라스틱 기판(110)은 미세한 공극이 많아 수분 또는 가스를 투과시키는 특성을 가지고 있는데, 투과된 수분 또는 가스에 의하여 또는 이들과 반응하는 화학물질 등의 불순물에 의하여 액정표시장치에 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 이에, 플라스틱 기판(110) 상에 배리어층(115)을 형성하여 플라스틱 기판(110)의 가스와 수분의 투과율을 감소시킨다. 종래에는 SiO2, SiNx, Al2O3를 이용하여 배리어층(115)를 형성하였으나, SiO2, SiNx, Al2O3 를 이용한 배리어층(115)의 가스 또는 수분의 투과수준이 10-5 g/㎡/day(Burriws et al.,2001)보다 높아서 여전 히 가스 또는 수분이 투과되어 플렉서블한 액정표시장치(10)에 불량을 야기시키는 문제점이 있다.
이에 본 발명에서는 산화질화규소(SiON)를 이용하여 배리어층(115)을 형성한다. 산화질화규소는 가스 또는 수분의 투과율이 상기 SiO2, SiNx, Al2O3 보다 낮아 플렉서블한 플라스틱 액정표시장치(10)의 불량을 최소화한다. 여기서, 배리어층의 두께(d2)는 10nm 내지 30nm일 수 있다. 10nm이하의 배리어층(115)은 제조하기 힘들거나 가스 또는 수분의 투과율이 높으며, 30nm이상의 배리어층(115)은 액정표시장치의 박량화에 부합하지 않으며 30nm이상으로 더 두텁게 하더라도 효과상의 큰 차이가 없다. 그리고, 배리어층(115)의 원소농도비 O/(N+O)는 0.35 내지 0.85일 수 있다. 상기의 원소농도비가 0.35이하이거나 0.85이상이면 신뢰할만한 품질의 배리어층(115)가 형성되지 않는다. 이와 같은 배리어층(115)은 절연체인 플라스틱 기판(110) 상에 형성됨을 감안하여 저온공정이 가능한 RF스퍼터링을 통하여 제조되는 것이 바람직하다. 산화질화규소를 형성하는 공정으로는 주로 CVD(화학기상증착)법을 사용하나, CVD법은 저온공정에 부적합하다. 그래서 스퍼터링 방법의 도입이 필요하며, DC, RF, Magnetron, Reactive 스퍼터링 중에서도 타겟(target, 330)이 산화물이나 절연체임으로 RF스퍼터링을 사용하는 것이 바람직하다. RF스퍼터링은 낮은 아르곤(Ar) 압력에서도 플라즈마가 유지되는 장점이 있다. 다른 스퍼터링 방법은 타겟(target, 330)이 절연체 또는 산화물인 경우에는 스퍼터링이 되지 않기 때문이다.
그리고, 플라스틱 기판(110)과 배리어층(115) 사이에 버퍼층(117)이 더 형성될 수 있다. 플라스틱 기판(110)은 일반적으로 열에 약하여, 소정온도 이상에서는 분자구조가 흐트러져 형상의 변형을 야기할 수 있다. 특히, 서로 다른 재질의 두 층이 접합된 경우, 두 층의 팽창 또는 늘어나는 정도의 차이로 인하여 형상의 변형이 발생할 수 있다. 본 발명에서는, 서로 다른 재질의 플리스틱 기판(110)과 배리어층(115)이 접하고 있어서, 소정 온도 이상의 공정이 진행될 경우 형상의 변형이 발생될 수 있다. 이와 같은 형상의 변형은 배리어층(115)의 불량을 야기시킬 수 있고, 이로 인하여 가스 또는 수분의 차단성능이 저하되는 문제점이 있다. 이에 본 발명에서는 이와 같은 변형을 최소화하고자 플라스틱 기판(110)과 배리어층(115) 사이에서 버퍼역할을 하는 수지(resin)로 이루진 버퍼층(117)을 개재한다. 이러한 버퍼층(117)은 배리어층(115)의 밀착성을 향상시킨다. 이러한 버퍼층(117)에는 여러 가지 수지가 적용될 수 있으나, 일예로, 아크릴계수지, 우레탄계수지, 폴리에스테르계 수지 등이 적용될 수 있다.
플라스틱 기판(110) 상에는 매트릭스 형태로 형성된 복수의 게이트 배선(미도시) 및 복수의 데이터 배선(미도시)과, 게이트 배선 및 데이터 배선의 교차점에 형성된 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)(T)와, 박막 트랜지스터(T)와 연결된 화소전극(175)을 포함한다. 이 박막 트랜지스터(T)를 통해 화소전극(175)과 후술할 상부기판(210)의 공통전극(245) 사이의 액정층(300)에 신호전압이 인가되며, 액정층(300)은 이 신호전압에 따라 정렬되어 광 투과율을 정하게 된다.
게이트 배선(미도시)은 가로방향으로 뻗어 있는 복수의 게이트 라인(미도시), 게이트 라인(미도시)의 끝에 연결되어 있어 외부로부터의 게이트 신호를 인가 받아 게이트 라인(미도시)으로 전달하는 게이트 패드(미도시) 및 게이트 라인(미도시)의 일부이며 박막 트랜지스터의 일부인 게이트 전극(120)을 포함한다. 게이트 전극(120)은 게이트 라인(미도시)으로부터 분기되어 형성되어 있다.
데이터 배선(미도시)은 세로방향으로 뻗어 있는 데이터 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)의 한쪽 끝에 연결되어 있으며 외부로부터 화상신호를 인가 받는 데이터 패드(미도시), 데이터 라인(미도시)으로부터 분기된 소스전극(162), 소스전극(162)의 반대쪽에 대향하여 위치하는 드레인 전극(163)을 갖는다.
박막 트랜지스터(T)는 게이트 전극(120), 게이트 절연막(130), 반도체층(140), 저항성 접촉층(151, 152), 소스전극(162) 및 드레인 전극(163)을 포함한다.
게이트 절연막(130)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 등의 절연물질로 이루어지며 게이트 라인(미도시) 및 게이트 전극(120)이 형성된 플라스틱 기판(110)의 전면에 적층되어 있다. 그리고, 게이트 전극(120)이 위치한 게이트 절연막(130) 상에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(140)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(151, 152)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 저항성 접촉층(151, 152)은 게이트 전극(120)을 중심으로 양쪽이 분리되어 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 비정질 실리콘을 사용한 박막트랜지스터(T)를 예시하였으나 폴리실리콘을 사용하는 박막트랜지스터나 유기반도체층(Organic semiconductor)이 적용된 박막트랜지스터를 사용할 수 있음은 물론이다.
데이터 라인(미도시)과 데이터 라인(미도시)에서 분기된 소스전극(162) 및 드레인 전극(163)은 저항성 접촉층(151, 152) 상에 형성된다.
여기서, 게이트 라인(미도시), 게이트 전극(120), 데이터 라인(미도시), 소스전극(162) 및 드레인 전극(163) 등을 포함하는 각 배선은 금속 또는 합금의 단일층으로 이루어져 있다. 그러나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성하는 경우가 많다. 일예를 들면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 하부층으로 사용하고 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 사용하는 것이다. 이는 하부층에는 배선저항에 의한 신호저항을 막기 위해 비저항이 작은 알루미늄 또는 알루미늄 합금을 사용하고, 상부층에는 화학약품에 의한 내식성이 약하며 쉽게 산화되어 단선이 발생되는 알루미늄 또는 알루미늄 합금의 단점을 보완하기 위해 화학약품에 대한 내식성이 강한 크롬이나 몰리브덴을 상부층으로 형성하는 것이다. 근래에는 몰리브덴, 알루미늄, 티타늄, 텅스텐 등이 배선재료로 각광받고 있으며, 대부분 다중층으로 사용되고 있다.
보호막(170)은 질화규소(SiNx), PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)방법에 의하여 증착된 a-Si:C:O 막 또는 a-Si:C:F 막(저유전율 CVD 막) 및 아크릴계 유기막 등으로 이루어진다. 보호막(170)에는 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(163)을 노출시키기 위한 접촉구(171)가 형성되어 있다.
보호막(170) 및 접촉구(171) 상에는 화소전극(175)이 형성된다. 화소전극(175)은 접촉구(171)을 통해 드레인 전극(163)에 접촉되며, 이에 의해 박막 트랜지 스터(T)와 화소전극(175)이 전기적으로 연결된다. 화소전극(175)은 반사형 액정 표시 패널의 경우에는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)과 같은 고반사율을 갖는 반사 도전막으로 형성되며, 투과형 액정 표시 패널의 경우에는 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전막으로 형성된다. 반사-투과형 액정 표시 패널의 경우에는 화소전극(175)이 상기한 투명 도전막 및 반사 도전막이 적층된 구조로 형성된다.
다음, 상부기판(210)에 대하여 설명하면, 플라스틱 기판(110)과 마찬가지로, 상부기판(210)은 플라스틱 소재를 이용하여 마련될 수 있으며, 상부기판(210) 상에 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노란색의 3원색을 갖는 컬러필터(230)와 컬러필터(230) 사이의 영역에 형성된 블랙매트릭스(220)와, 블랙매트릭스(220) 및 컬러필터(230) 상에 형성된 공통전극(245)을 포함한다.
그리고, 블랙 매트릭스(220) 및 컬러필터(230)와 공통전극(245) 사이에 오버코트층(240)이 더 포함되어 있다.
블랙 매트릭스(220)는 적색, 녹색 및 청색(RGB)의 3원색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색의 3원색을 갖는 컬러필터(230)의 색 사이를 구분하여 인접한 화소 사이의 빛샘 현상을 막고, 박막 트랜지스터(T)에 빛이 입사되는 것을 막아 화질의 불량을 방지한다. 이러한 블랙 매트릭스(220)는 크롬, 크롬 옥사이드 및 크롬 나이트라이드 등의 단일 또는 이들이 조합된 다중의 금속층으로 만들어 지거나, 빛을 차단하기 위해 검은색 계통의 안료가 첨가된 감광성 유기물질로 만들 수 있다. 여기서, 검은색 계통의 안료로는 카본블랙이나 티타늄 옥사이드 등을 사용할 수 있다.
컬러필터(230)는 블랙매트릭스(220)를 경계로 하여 적색, 녹색 및 청색 또는 청록색, 자홍색 및 노랑색이 반복되어 형성되며, 백라이트 어셈블리(미도시)로부터 조사되어 액정층(300)을 통과한 빛에 색상을 부여하는 역할을 한다. 컬러필터(230)는 감광성 유기물질로 이루어질 수 있다. 이러한 컬러필터(230)는 착색 감광성 유기물질로 공지의 안료분산법을 이용하여 만들어진다.
오버코트층(240)은 컬러필터(230)를 보호하고, 컬러필터(230)를 평탄화 하며, 주로 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 만들어진다.
공통전극(245)은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 투명한 도전성 물질로 이루어진다. 이러한 공통전극(245)은 플라스틱 기판(110)의 화소전극(175)과 함께 액정층(300)에 직접 신호전압을 인가하게 된다.
본 발명에 의하여 마련된 프라스틱 기판(110)과 상수기판(210)은 실런트(250)를 이용하여 상호 결합된다. 그리고, 양 기판(110, 210) 사이의 공간에 진공주입 방법으로 액정을 주입하여 액정층(300)을 형성할 수도 있고, 액정 적하 방식을 통해 액정층(300)을 형성할 수도 있다. 그리고, 실런트(250)는 양 기판(110, 210) 사이 공간으로 유입되는 가스 또는 수분을 최소화한다. 이러한 실런트(250)는 광이나 열에 의하여 경화될 수 있다.
한편, 도시되지 않았으나, 상기 상부기판(210)의 일면 또는 양면에도 상술한 산화질화규소를 포함하는 배리어층이 더 형성될 수 있다.
이하에서는, 도2a 내지 도2e를 참고하여 본 발명의 제1실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치의 제조방법을 설명한다.
우선, 도2a에 도시된 바와 같이, 더미 유리기판(100) 상에 플라스틱 기판(110)을 지지하여 준비한다. 플라스틱 기판(110)을 더미 유리기판(100) 상에 지지하여 준비하는 이유는, 플라스틱 기판(110)의 두께(d1)가 얇고 유연성이 좋아 공정상 취급이 어렵기 때문에 더미 유리기판(100)에 접착시켜 소정의 패턴을 형성하는 공정을 진행시킨다. 그리고, 공정 진행시 플라스틱 기판(110)의 형상이 변형되는 것을 최소화 하기 위한 것이다. 플라스틱 기판(110)은 폴리카본(polycarbon), 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 만들어 질 수 있다. 본 발명에 따른 플라스틱 기판(110)의 두께(d1)는 100㎛ 내지 300㎛일 수 있다. 100㎛ 이하의 플라스틱 기판(110)은 제조하기 힘들며, 제조하더라도 플라스틱 액정표시장치의 제조공정을 견디기에 적합하지 않다. 그리고, 플라스틱 기판(110)의 두께(d1)가 300㎛ 보다 크면 플라스틱 액정표시장치의 박량화에 부합하지 않으며, 제품으로서의 장점이 없다.
다음, 플라스틱 기판(110) 상에 수지(resin)로 이루어진 버퍼층(117)을 형성한다. 버퍼층(117)의 형성은 선택적인 것으로, 공정 진행시 플라스틱 기판(110)과 배리어층(115)의 형상 변형을 최소화하기 위한 것이다. 또한, 배리어층(115)이 플라스틱 기판(110) 상에 밀착시키는 역할도 한다. 버퍼층(117)은 코팅법, 스크린 프린팅법 등에 의하여 형성될 수 있다. 그리고, 버퍼층(117)으로는 아크릴계수지, 우레탄계수지, 폴리에스테르계 수지 등이 사용될 수 있다.
이어, 도2b에 도시된 RF스퍼터링 장치(300)를 이용하여 플라스틱 기판(110) 상에 배리어층(115)을 형성한다. 더욱 자세하게는 버퍼층(117) 상에 배리어층(115)을 형성한다. 이와 같은 배리어층(115)은 절연체인 플라스틱 기판(110) 상에 형성됨을 감안하여 저온공정이 가능한 RF스퍼터링을 통하여 제조되는 것이 바람직하다. 산화질화규소를 형성하는 공정으로는 주로 CVD(화학기상증착)법을 사용하나, CVD법은 저온공정에 부적합하다. 그래서 스퍼터링 방법의 도입이 필요하며, DC, RF, Magnetron, Reactive 스퍼터링 중에서도 타겟(target, 330)이 산화물이나 절연체임으로 RF스퍼터링을 사용하는 것이 바람직하다. RF스퍼터링은 낮은 아르곤(Ar) 압력에서도 플라즈마가 유지되는 장점이 있다. 다른 스퍼터링 방법은 타겟(target, 330)이 절연체 또는 산화물인 경우에는 스퍼터링이 되지 않기 때문이다.
도2b에 도시된 바와 같은 RF스퍼터링 장치(300)는 반응공간을 형성하는 진공챔버(310)와 상기 진공챔버(310) 내부의 위쪽에 위치하는 상부전극(320), 상부전극(320)에 부착된 타겟(target,330), 진공챔버(310)의 내부의 아래쪽에 상기 상부전극(320)과 마주하고 있는 하부전극(340), 상부전극(320)으로 고주파 전원을 공급하는 RF전원(350) 및 RF전원(350)과 상부전극(320) 사이에는 임피던스 매칭 유닛(impedence matching unit, 360)이 마련되어 있다. 그리고, 진공챔버(310)에는 아르곤(Ar) 및 가스의 반응가스가 유입되는 유입구(370)와, 진공펌프와 연결되어 내부의 진공을 유지하기 위한 유출구(380)가 마련되어 있다. 하부전극(340)에 더미 유리기판(100)에 지지된 플라스틱 기판(110)이 안착되며, 상부전극(320)과 하부전극(340) 사이의 전압차에 의하여 플라즈마 방전이 발생된다. 상부전극(320)은 RF전원(350)에 연결되어 있으며, 하부전극(340)은 접지되어 있다. 플라즈마 방전에 의 하여 이온화된 아르곤은 타겟(target, 330)에 물리적으로 충돌하게 되고, Si3N4의 타겟(330)은 이온화 되어, 플라스틱 기판(110) 상에 가스와 결합하여, 도2c에 도시된 바와 같이, 산화질화규소(SiON)의 배리어층(115)이 형성된다. RF스퍼터링은 10MHz 내지 15MHz의 고주파 전원을 이용하며, 더 자세하게는, 13.56MHz의 고주파 전원을 이용한다. 그리고, 타겟으로는 Si3N4를 사용하며, 100℃ 이하의 온도에서 진행된다.
도2c에 도시된 바와 같이, 배리어층(115)의 두께(d2)는 10nm 내지 30nm일 수 있다. 10nm이하의 배리어층(115)은 제조하기 힘들거나 가스 또는 수분의 투과율이 높으며, 30nm이상의 배리어층(115)은 액정표시장치(10)의 박량화에 부합하지 않으며 30nm이상으로 더 두텁게 하더라도 효과상의 큰 차이가 없다. 배리어층(115)의 원소농도비 O/(N+O)는 0.35 내지 0.85일 수 있다. 상기의 원소농도비가 0.35이하이거나 0.85이상이면 신뢰할만한 품질의 배리어층(115)가 형성되지 않는다. 본 발명에 따른, 산화질화규소로 이루어진 배리어층(115)에 의하여 플라스틱 기판(110)을 통하여 유입가능한 가스 또는 수분이 최소화 되어, 플라스틱 액정표시장치(10)의 불량이 미연에 방지된다. 또한, 공정진행시 발생가능한 플라스틱 기판(110)의 변형을 최소화 할 수 있다.
이어, 도2d에 도시된 바와 같이, 배리어층(115) 상에 영상신호에 따라 영상을 표시하기 위한 소정의 패턴을 형성한다. 소정의 패턴에는 상술한 바와 같은 여러 배선들, 박막트랜지스터(T) 및 여러 전극들을 포함한다. 이들은 공지의 방법에 의하여 형성되며, 형성된 소정의 패턴의 구조는 앞에서 설명한 바와 같다. 이들의 제조방법에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
다음, 도2e에 도시된 바와 같이, 별도로 준비된 상부기판(210)을 실런트(250)를 이용하여 플라스틱 기판(110)에 대향 접합시킨다. 그리고, 마지막으로 더미 유리기판(100)을 플라스틱 기판(110)으로부터 제거함으로써 플렉서블 액정표시장치(10)가 완성된다.
이하, 도3a와 도3b를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치의 제조방법에 대하여 설명한다. 제2실시예에서는 제1실시예와 다른 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 상기 제1실시예에 따른다. 그리고, 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하여 설명한다.
도3a에 도시된 바와 같이, 제1실시예와 유사하게 플라스틱 기판(110) 상에 배리어층(115)을 형성한다.
그 후, 도3b에 도시된 바와 같이, 더미 유리기판(210)으로부터 배리어층(115)이 형성된 플라스틱 기판(110)을 분리시킨 후, 별도로 마련된 추가의 더미 유리기판(105)에 상기 배리어층(115)이 지지되도록 플라스틱 기판(110)을 마련한다.
이어, 도3c에 도시된 바와 같이, 제1실시예에서 설명한 배리어층(115)과 동일한 방법을 이용하여 추가의 배리어층(116)을 배리어층(115)이 형성되지 않은 플라스틱 기판(110)의 면에 형성한다. 그리고, 추가의 배리어층(116) 상에 상술한 바와 같은 구조의 소정의 패턴을 공지의 방법을 따라 형성함으로서 제2실시예에 따른 플라스틱 액정표시장치(10)가 완성된다.
도시되지 않았으나, 추가의 배리어층(116)과 플라스틱 기판(110) 사이에도 상술한 버퍼층이 더 형성될 수 있다.
제2실시예와 같이, 플라스틱 기판(110)의 양면에 배리어층(115)과 추가의 배리어층(116)이 마련됨으로써, 제1실시예의 경우에 비하여 외부로부터 유입되는 가스 또는 수분의 투과율은 더욱 최소화할 수 있고, 이에 따라 플라스틱 액정표시장치의 불량을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 배리어층(115)의 형성과 버퍼층(117)을 마련함에 의하여 플라스틱 기판(110)의 변형이 최소화 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 플라스틱 기판의 변형과, 외부로부터 유입되는 가스 및 수분을 최소화할 수 있는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법이 제공된다.

Claims (13)

  1. 더미 유리기판 상에 지지되어 있는 플라스틱 기판을 마련하는 단계와;
    상기 플라스틱 기판에 RF스퍼터링을 통하여 배리어층을 형성하는 단계; 및
    상기 플라스틱 기판의 일면에 영상신호에 따라 영상을 표시하기 위한 소정의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층은 산화질화규소(SiON)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 배리어층의 원소농도비 O/(N+O)는 0.35 내지 0.85인 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 패턴은 상기 배리어층 상에 형성되며,
    상기 소정의 패턴 형성 후에, 상기 더미 유리기판을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 배리어층의 형성 후에,
    상기 더미 유리기판을 제거하는 단계, 추가의 더미 유리기판에 상기 배리어층이 지지되도록 상기 플라스틱 기판을 마련하는 단계, 및 상기 배리어층이 형성되지 않은 상기 플라스틱 기판 면에 추가의 배리어층을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 소정의 패턴은 상기 추가의 배리어층 상에 형성하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판과 상기 배리어층 사이에 버퍼층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판과 상기 추가의 배리어층 사이에 버퍼층이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 기판의 두께는 100㎛ 내지 300㎛인 것을 특징으로 하는 플라 스틱 액정표시장치의 제조방법.
  9. 제1항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배리어층과 상기 추가의 배리어층의 두께는 10nm 내지 30nm인 것을 특징을 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 RF 스퍼터링은 Si3N4를 타겟(target)으로 이용하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 RF스퍼터링은 10MHz 내지 15MHz의 고주파 전원을 이용하는 것을 특징을 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 RF스퍼터링은 산소와 아르곤을 반응가스로 이용하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 RF스퍼터링은 100℃ 이하의 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 액정표시장치의 제조방법.
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