KR20070056016A - Fabrication method of flexible liquid crystal display using a polymer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리머를 이용한 플렉서블 액정디스플레이의 어셈블리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플렉서블 액정디스플레이의 제 1플렉서블 기판과 제 2플렉서블 기판의 어셈블리 공정을 진행 할 시 반도체 공정기술인 사진식각 공정을 이용하여 탄성 중합체인 폴리머를 채용 및 소성 특성을 이용함으로써, 스패이서의 패턴과 동시에 접합의 격벽을 제작하고, 폴리머의 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판을 셀프-어셈블리 함으로서, 별도의 고온 공정이나 UV-엑폭시와 같은 접합공정 없이도 플렉서블 액정디스플레이의 구동 시 안정된 셀 갭을 유지할 수 있다.

이를 위해, 본 발명은 제 1, 2 플렉서블 기판에 투명전극층, 무기배향막층을 형성하는 제1단계; 상기 생성된 제 1 플렉서블 기판의 무기배향막층 상에 프리폴리머(prepolymer)로 고형화하여 스패이서 패턴을 형성하는 제2단계; 상기 제작된 제 1, 2 플렉서블 기판의 무기배향막에 액정배향공정을 위한 3단계; 상기 제 1 플렉서블 기판을 제 2플렉서블 기판과 접합하여 폴리머를 소성 및 고착화 시키는 4단계; 액정의 주입 후 접합하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Figure 112007503721403-PAT00005

플렉서블 LCD, 폴리머 스패이서, 셀프 어셈블리

The present invention relates to a method of assembling a flexible liquid crystal display using a polymer, and more particularly, to elasticity using a photolithography process, which is a semiconductor process technology, when an assembly process of a first flexible substrate and a second flexible substrate of a flexible liquid crystal display is performed. By adopting a polymer, which is a polymer, and using plasticity characteristics, a partition wall of a junction is fabricated at the same time as a spacer pattern, and a self-assembly of the first flexible substrate and the second flexible substrate of the polymer is performed to separate a high temperature process or UV-Ex. A stable cell gap can be maintained when the flexible liquid crystal display is driven without a bonding process such as foxy.

To this end, the present invention comprises a first step of forming a transparent electrode layer, an inorganic alignment layer on the first and second flexible substrate; A second step of forming a spacer pattern by solidifying a prepolymer on the inorganic alignment layer of the first flexible substrate; Three steps for the liquid crystal alignment process on the inorganic alignment layer of the first and second flexible substrates; Bonding the first flexible substrate to the second flexible substrate to plasticize and fix the polymer; It characterized in that it comprises a fifth step of bonding after the injection of the liquid crystal.

Figure 112007503721403-PAT00005

Flexible LCD, Polymer Spacer, Self Assembly

Description

폴리머를 이용한 플렉서블 액정디스플레이의 제조방법{Fabrication method of flexible liquid crystal display using a polymer}Fabrication method of flexible liquid crystal display using a polymer

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 기판에 투명전극의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이고,1 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a transparent electrode on a flexible substrate according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리머를 이용한 스패이서 패턴을 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a spacer pattern using a polymer according to a preferred embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

10a: 제 1 플렉서블 기판 10b : 제 2 플렉서블 기판10a: first flexible substrate 10b: second flexible substrate

11a: 제 1 플렉서블 기판 상의 투명전극11a: transparent electrode on first flexible substrate

11b: 제 2 플렉서블 기판 상의 투명전극11b: transparent electrode on second flexible substrate

12a: 제 1 플렉서블 기판 상의 무기배향막12a: inorganic alignment film on the first flexible substrate

12b: 제 2 플렉서블 기판 상의 무기배향막12b: inorganic alignment film on the second flexible substrate

13: 폴리머 스페이서13: polymer spacer

본 발명은 폴리머를 이용한 플랙서블 기판의 셀프-어셈블리 방법에 관한 것 으로서, 더욱 상세하게는 플렉서블 액정디스플레이 제작을 위해 반도체 공정 기술인 사진식각 방법과 탄성 중합체인 폴리머를 이용하여 픽셀 단위로 폴리머-격벽(polymer-isolation wall) 제작 및 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판의 접합을 통해 각각의 픽셀마다 액정의 균일한 셀 갭을 유지함으로써 안정된 플렉서블 액정디스플레이의 구동을 위한 셀프-어셈블리 제작 공정에 관한 것이다.The present invention relates to a self-assembly method of a flexible substrate using a polymer, and more particularly, to fabricating a flexible liquid crystal display. The present invention relates to a self-assembly fabrication process for driving a stable flexible liquid crystal display by maintaining a uniform cell gap of a liquid crystal for each pixel through fabrication of a polymer-isolation wall and bonding a first flexible substrate and a second flexible substrate.

일반적으로 플렉서블 액정디스플레이 어셈블리 공정 시 셀 갭을 유지하기 위해 마이크로-스패이서를 사용하거나 최근에는 UV-엑폭시를 이용하고 있다.In general, in order to maintain a cell gap in a flexible liquid crystal display assembly process, a micro-spacer or a recent UV-epoxy is used.

기존의 평판패널에 사용되는 마이크로-스패이서는 지름이 수 um의 볼을 사용하는 방법으로 패널의 상판과 하판의 일정한 셀 갭을 유지하는데 사용하고 있다.Micro-spacers used in conventional flat panels are used to maintain a constant cell gap between the top and bottom of the panel by using a ball of several um in diameter.

그리고 UV-엑폭시 방식은 액정 주입과 함께 UV-에폭시를 주입하여 UV-노광하여 소성시킴으로써 플렉서블 기판의 셀 갭을 유지하는 기술 등을 들 수 있다.The UV-epoxy method may include a technique of maintaining a cell gap of the flexible substrate by injecting UV-epoxy together with liquid crystal injection and UV-exposure to bake.

최근에는 폴리머의 소성 특성을 이용하여 마스터 몰더를 제작 후 폴리머를 형틀에 부어 고형화한 후, 이를 필-오프 (peel-off) 하는 방식을 사용하여 플렉서블 액정디스플레이의 픽셀패턴 및 픽셀 단위의 격벽(isolation wall)으로 사용되고 있다. 이는 격벽의 폭과 높이를 수 um까지 조절할 수 있으며, 폴리머의 특성으로 외부의 물리적 힘에 따라 탄성의 성질을 갖고 있어 휘어짐에 따라 깨지지 않고 일정한 셀 갭을 유지할 수 있다.Recently, after manufacturing the master mold using the plasticity characteristics of the polymer, the polymer is poured into the mold and solidified, and then peeled off to form a pixel pattern of the flexible liquid crystal display and an isolation of pixel units. It is used as a wall). It can control the width and height of the partition wall up to a few um, it has the property of elasticity according to the external physical force due to the characteristics of the polymer can maintain a constant cell gap without breaking as it is bent.

위의 방법들을 통하여 제작된 플렉서블 액정디스플레이 소자로 제작되기 위해서는 외부 물리적인 힘에 의해 플렉서블 기판이 휘어짐에도 일정한 셀 갭을 유지해야 하며, 전기화학적으로 안정해야 하며, 깨지거나 찢어지지 않아야 한다.In order to manufacture the flexible liquid crystal display device manufactured through the above methods, the flexible substrate should be kept constant even when the flexible substrate is bent by external physical force, and should be electrochemically stable and not be broken or torn.

그러나, 상기 방식들을 통해 생성된 스패이서는 통상 액정의 유실을 막기 위하여 제 1 플레서블 기판과 제 2 플렉서블 기판에 별도의 접합 및 실링(sealing) 공정이 필요하며, 이는 공정상의 절차가 복잡하고 UV-에폭시와 같은 외부 빛에 민감한 특성을 지닌 재료를 액정과 함께 주입하여 제작함으로써 플렉서블 액정디스플레이의 동작 신뢰성을 기대하기 어렵다.However, spacers generated through the above methods generally require separate bonding and sealing processes on the first flexible substrate and the second flexible substrate to prevent the loss of liquid crystal, which is complicated in process and UV. -It is difficult to expect the operation reliability of the flexible liquid crystal display by injecting a material with sensitive properties to external light such as epoxy together with the liquid crystal.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 별도의 에폭시나 스패이서 없이 기존의 반도체 공정기술인 사진식각 공정으로 폴리머를 이용하여 픽셀 단위의 스패이서 기둥을 형성함과 동시에 폴리머의 소성 특성을 이용하여 상부 기판과 하부 기판의 접합을 유도함으로써 셀프-어셈블리 하는 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above points, and forms a spacer column of pixel units using a polymer in a photolithography process, which is a conventional semiconductor process technology without a separate epoxy or a spacer, and at the same time improves the plasticity characteristics of the polymer. It is an object of the present invention to provide a fabrication method of self-assembly by inducing bonding of an upper substrate and a lower substrate by using the same.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플렉서블 액정디스플레이의 제조방법에 있어서, 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판에 투명전극층, 무기배향막층을 형성하는 제1단계; 상기 생성된 제 1 플렉서블 기판의 무기배향막층 상에 폴리머(prepolymer)로 고형화하여 스패이서 패턴을 형성하는 제2단계; 상기 제작된 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판의 액정배향을 위한 무기배향막 정렬공정을 위한 3단계; 상기 제 1 플렉서블 기판과 상기 제 2 플렉서블 기판을 접합하여 폴리머를 소성 및 고착화 시키는 4단계; 액정의 주입 후 실링(sealing)하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a flexible liquid crystal display, the method comprising: forming a transparent electrode layer and an inorganic alignment layer on a first flexible substrate and a second flexible substrate; A second step of forming a spacer pattern by solidifying a polymer on the inorganic alignment layer of the first flexible substrate; A three step for aligning the inorganic alignment layer for liquid crystal alignment of the first flexible substrate and the second flexible substrate; Bonding the first flexible substrate and the second flexible substrate to fire and fix the polymer; And a fifth step of sealing after injection of the liquid crystal.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 제1단계는 플렉서블 기판에 투명전극층, 무기배향막층을 박막 증착법으로 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a more preferred embodiment, the first step may include forming a transparent electrode layer and an inorganic alignment layer on the flexible substrate by thin film deposition.

여기서, 상기 제1단계는 사진 식각 공정을 이용하여 투명전극의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the first step may include forming a pattern of the transparent electrode by using a photolithography process.

또한, 상기 제2단계는 사진 식각 공정을 이용하여 폴리머 스패이서 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The second step may include forming a polymer spacer pattern using a photolithography process.

특히, 상기 제2단계는 상기 사진 식각 방법은 마스터 몰더 패턴형성 시 폴리머의 폭과 높이 및 액정 픽셀의 크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In particular, the second step may further include determining the width and height of the polymer and the size of the liquid crystal pixel when forming the master molder pattern.

또한, 상기 제3단계는 상기 무기배향막에 액정정렬을 위해 배향공정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the third step may include an alignment process step for liquid crystal alignment on the inorganic alignment layer.

또한, 상기 제4단계는 상기 제 1 플렉서블 기판에 형성된 폴리머 스패이서와 제 2 플렉서블 기판의 접합 후 폴리머를 소성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fourth step may include firing the polymer after bonding the polymer spacer formed on the first flexible substrate and the second flexible substrate.

또한, 상기 제5단계는 상기 액정주입 및 주입구를 실링단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the fifth step may include sealing the liquid crystal injection and injection holes.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도 1 내지 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 도시한 것이다.1 to 3 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a flexible display according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 제 1 플렉서블 기판(10a)과 제 2 플렉서블 기판(10b)에 투 명전극층(11a, 11b)과 무기배향막층(12a, 12b)을 형성한다. 투명전극층(11a, 11b)과 무기배향막층(12a, 12b)은 투명재료 혹은 그 이외 사용 가능한 재료를 포함한다.Referring to FIG. 1, transparent electrode layers 11a and 11b and inorganic alignment layer layers 12a and 12b are formed on the first flexible substrate 10a and the second flexible substrate 10b. The transparent electrode layers 11a and 11b and the inorganic alignment layer layers 12a and 12b include a transparent material or other usable materials.

도 2를 참조하면, 상기 무기배향막층(12a)에 사진 식각 공정을 이용하여 마스터 몰더를 패터닝하여 폴리머 스패이서(13)을 선택적으로 적층한다.Referring to FIG. 2, a polymer spacer 13 is selectively stacked on the inorganic alignment layer 12a by patterning a master molder using a photolithography process.

여기서 마스터 몰더의 패턴은 완성될 폴리머 스패이서(13)의 폭과 높이 및 픽셀의 크기를 결정한다. 그리고 폴리머 스패이서의 소성공정을 시행하여 고형화(prepolymerization)시킨다. 상기 소성공정 후 측벽에 생성된 마스터 몰더 층은 유기용매를 통해 제거한다.The pattern of the master molder here determines the width and height of the polymer spacer 13 to be completed and the size of the pixel. Then, the polymer spacer is subjected to the firing process to solidify (prepolymerization). After the baking process, the master molder layer formed on the sidewalls is removed through the organic solvent.

도 3를 참조하면, 상기의 제 1 플렉서블 기판의 폴리머 스패이서를 이용하여 제 2 플렉서블 기판과 접합 면의 소성공정을 통해 고착화하여 고형화(polymerization)시켜 셀프-어셈블리 공정 후 액정을 주입시켜 플렉서블 액정디스플레이를 구현할 수 있다.Referring to FIG. 3, the polymer spacer of the first flexible substrate is used to solidify and polymerize the second flexible substrate and the bonding surface through a sintering process, thereby injecting a liquid crystal after a self-assembly process, thereby providing a flexible liquid crystal display. Can be implemented.

이로써, 본 발명에 따른 폴리머 스패이서를 이용한 플렉서블 액정디스플레이가 제조된다.As a result, a flexible liquid crystal display using the polymer spacer according to the present invention is manufactured.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments thereof, the invention is not limited to these embodiments, and has been claimed by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains. It includes all the various forms of embodiments that can be carried out without departing from the spirit.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리머 스패이서를 이용한 플렉서블 디스플레이의 어셈블리 제작에 의하면, 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판의 별도의 재료를 이용한 접합공정 없이 프리폴리머(prepolymer)의 특성을 이용하여 스패이서 제작과정 내에서 제 1 플렉서블 기판과 제 2플렉서블 기판의 셀 갭 유지 및 접합하여 셀프-어셈블리 할 수 있다.As described above, according to the fabrication of the flexible display assembly using the polymer spacer according to the present invention, the characteristics of the prepolymer without using the bonding process using a separate material of the first flexible substrate and the second flexible substrate using Self-assembly may be performed by maintaining and bonding a cell gap between the first flexible substrate and the second flexible substrate in a spacer manufacturing process.

본 발명은 전기 화학적으로 안정하며, 외부 힘에 의해 깨지지 않는 탄성 폴리머를 스패이서 및 접합제로 사용하여, 구부러지거나 휘어진 상태에서 플렉서블 액정디스플레이 구동 시 각 픽셀마다 일정한 셀 갭을 유지하여 높은 안정성을 유지할 수 있는 플렉시블 액정디스플레이 소자를 제조할 수 있는 효과가 있다.The present invention is electrochemically stable, using an elastic polymer that is not broken by external force as a spacer and a bonding agent, it is possible to maintain a high cell stability by maintaining a constant cell gap for each pixel when driving the flexible liquid crystal display in a bent or curved state There is an effect that can produce a flexible liquid crystal display device.

Claims (7)

디스플레이등과 같은 장치 제조방법에 있어서,In a device manufacturing method such as a display, 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판 상에, 투명전극영역, 무기배향막층을 형성하는 제1단계;Forming a transparent electrode region and an inorganic alignment layer on the first flexible substrate and the second flexible substrate; 상기 제 1 플렉서블 기판의 무기배향막층 상에 스패이서 패턴의 마스터 몰더(mater molder)를 제작하는 제2단계;A second step of manufacturing a spacer molder of a spacer pattern on the inorganic alignment layer of the first flexible substrate; 상기 마스터 몰더에 선택적으로 액상의 PDMS를 부어 고착시킨 후 소성(prepolymerization)시키는 제3단계;A third step of selectively pouring the liquid PDMS into the master molder and then fixing the same; 상기 제 1 플렉서블 기판의 결과물 상에 제 2 플렉서블 기판을 접합 후 PDMS를 경화시키는 제4단계; 및A fourth step of curing the PDMS after bonding the second flexible substrate to the resultant of the first flexible substrate; And 상기 제작된 플렉서블 기판에 액정을 주입하는 제5단계;A fifth step of injecting liquid crystal into the manufactured flexible substrate; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 PDMS 등과 같은 투명재질로서 어셈블리 페이스트(phasete)와 스패이서의 기능을 동시에 가지는 재료를 사용하는 디스플레이등과 같은 장치.Apparatus, such as a display using a transparent material, such as PDMS, characterized in that comprises a material having the function of the assembly paste (phasete) and the spacer at the same time. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1단계는 무기배향막층이 투명전극층의 패턴을 형성한 후 적층되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이등과 같은 장치.The first step is a device such as a display, characterized in that the inorganic alignment layer comprises the step of forming a pattern of a transparent electrode layer and then laminated. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제2단계는 마스터 몰더의 패턴이 사진 식각 공정에 의해 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이등과 같은 장치.And said second step comprises forming a pattern of a master molder by a photolithography process. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제3단계는 마스터 몰더의 구조를 이용하여 일정량의 폴리머 용액을 주입 후 소성시켜 프리폴리머로 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이등과 같은 장치.The third step is a device, such as a display, comprising the step of forming a prepolymer by injecting and then firing a predetermined amount of the polymer solution using the structure of the master molder. 청구항 4에 있어서,The method according to claim 4, 상기 제3단계는 경화된 프리폴리머 외에 마스터 몰더를 용해 및 식각 공정을 통해 제거하는 공정을 통해 프리폴리머 스패이서 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이등과 같은 장치.And the third step includes forming a prepolymer spacer pattern in addition to the cured prepolymer by removing the master molder through a dissolving and etching process. 청구항 5에 있어서,The method according to claim 5, 상기 제4단계는 상기 제 1 플렉서블 기판과 제 2 플렉서블 기판을 접합 후 플리폴리머의 소성 시 고형화, 고착화 특성을 이용하여 상하판의 접합공정 단계를 포함하는 디스플레이등과 같은 장치.The fourth step is a device, such as a display, comprising the step of bonding the upper and lower plates by using the solidification, solidification characteristics during the firing of the polymer after bonding the first flexible substrate and the second flexible substrate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제5단계는 액정주입 후 주입 구를 실링하는 단계를 포함하는 디스플레이등과 같은 장치.And the fifth step includes sealing the injection hole after liquid crystal injection.
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