KR20080047895A - 플렉서블 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 공정의 안정성을 개선한 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

이 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 점착제를 사이에 두고 제1 플렉서블 기판 및 제2 플렉서블 기판을 점착하여 점착 기판을 마련하는 단계와; 상기 제1 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 제1 플렉서블 기판으로부터 상기 점착제 및 상기 제2 플렉서블 기판을 박리하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 표시장치의 제조 방법{Manufacturing method of flexible display device}

도 1a 내지 도 1c는 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면.

도 3은 표시 소자 형성 공정을 통해 제조된 표시소자의 일례를 나타내는 도면.

도 4는 도 2a에 도시된 A영역을 확대하여 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 21, 25 : 플렉서블 기판 3, 23 : 점착제

5 : 지지 기판 31 : 점착 기판

23a : 제1 점착물 23c : 제2 점착물

27 : 박막 패턴들

본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다. 특히 본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 공정의 안정성을 개선한 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 관한 것이다.

표시장치 시장은 CRT(Cathode-Ray Tube)를 대신해 평판 디스플레이(Flat Panel Display:이하 "FPD"라 함) 위주로 급속히 변화해 왔다. FPD에는 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED:Organic Electro Luminescence Display)등이 있다. 이러한 FPD는 CRT에 비해 경량 박형이고 대형화에 유리한 장점이 있다. 반면 FPD는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리 기판을 사용하므로 경량 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다. 따라서 최근 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 표시장치로 급부상중이다.

도 1a 내지 도 1c는 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 나타내는 도면이다. 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 크게 점착공정, 표시소자 형성 공정 및 박리 공정으로 나뉜다.

점착 공정은 도 1a에 도시된 바와 같이 플렉서블 표시장치의 기판인 플렉서 블 기판(1)을 공정 중 용이하게 취급하기 위해 점착제(3)를 이용하여 플렉서블 기판(1)의 배면에 비가요성(non-flexible)의 지지 기판(5)을 점착하는 공정이다. 지지 기판(5)은 플렉서블 기판(1)에 점착되어 플렉서블 기판(1)이 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정되도록 한다. 플렉서블 기판(1)으로는 플라스틱 등이 이용되고, 지지 기판(5)으로는 유리가 사용된다. 이와 같이 점착 공정을 통해 형태가 고정된 플렉서블 기판(1)은 취급이 용이하며, 플렉서블 기판(1) 상에서 후속 공정인 표시소자 형성 공정이 보다 정밀하고 안정적으로 진행될 수 있다.

표시소자 형성 공정은 도 1b에 도시된 바와 같이 플렉서블 표시장치를 구성하는 각종 박막 패턴들(7)을 형성하는 공정이다. 일반적으로 상기 박막 패턴들(7)에는 박막 트랜지스터 어레이가 포함된다.

박리 공정은 도 1c에 도시된 바와 같이 표시소자 형성 공정 후 플렉서블 기판(1)으로부터 점착제(3) 및 지지 기판(5)을 박리하는 공정이다. 플렉서블 표시장치가 유연성을 가지도록 하기 위해서는 표시소자 형성 공정 완료 후, 점착 공정을 통해 플렉서블 기판(1)에 점착된 지지 기판(5)을 박리하는 공정이 필수적이다.

이와 같이 플렉서블 표시장치는 지지 기판(5)과 점착된 플렉서블 기판(1) 상에서 박막 패턴들(7)을 형성한다. 일반적으로 상기 박막 패턴들(7)은 고온에서 제조되는데, 이 과정에서 발생하는 공정열로 인하여 플렉서블 기판(1)이 공정 진행 도중 휘어질 수 있으며, 더욱 심각하게는 박리될 수 있다. 플렉서블 기판(1)이 공정열로 인해 휘어지는 현상은 플렉서블 기판(1)이 표시소자 공정 중 수축 또는 팽창하는데 비해 열팽창 계수가 큰 유리로 형성된 지지 기판(5)은 공정열에 의해 거 의 변형되지 않기 때문에 나타난다. 이와 같이 공정 중에 플렉서블 기판(1)이 휘어지게 되면 박막 패턴들(7)이 올바르게 형성되지 못하므로 플렉서블 표시장치의 제조 공정의 안정성을 저하시킨다.

또한 플렉서블 표시장치의 제조 공정 중 점착 공정에 사용되는 지지 기판(5)은 원가가 비싼 유리 기판이므로 재활용을 위해 박리 공정 후 다시 점착 공정으로 반송된다. 그러나 반송된 유리 기판 상에서 플렉서블 기판을 점착하는 점착 공정을 진행하면 공정이 복잡해지고, 반송된 유리 기판 상에 오염물이 남아있을수 있으므로 공정 중 불량이 발생될 가능성이 높다.

본 발명의 목적은 플렉서블 표시장치의 제조 공정의 안정성을 개선한 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 점착제를 사이에 두고 제1 플렉서블 기판 및 제2 플렉서블 기판을 점착하여 점착 기판을 마련하는 단계와; 상기 제1 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 제1 플렉서블 기판으로부터 상기 점착제 및 상기 제2 플렉서블 기판을 박리하는 단계를 포함한다.

상기 제1 플렉서블 기판 및 제2 플렉서블 기판은 동일한 재질로 이루어진다.

상기 제1 및 제2 플렉서블 기판은 메탈 호일 또는 플라스틱 필름을 포함한다.

상기 점착제의 두께는 5㎛ 내지 200㎛인 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 플렉서블 기판의 두께는 0.076mm 내지 1.2mm인 것이 바람직하다.

상기 점착제는 상기 제1 플렉서블 기판면과 점착되는 제1 점착물과; 상기 제2 플렉서블 기판면과 점착되며, 상기 제1 점착물보다 약한 점착력으로 형성된 제2 점착물을 구비한다.

상기 제1 점착물의 두께는 2㎛ 내지 100㎛이고, 상기 제2 점착물의 두께는 2㎛ 내지 100㎛인 것이 바람직하다.

상기 점착제는 단일 점착물로 이루어질 수 있다.

상기 목적외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 도 2a 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 크게 점착 공정, 표시소자 형성 공정 및 박리 공정으로 나뉜다.

점착 공정은 도 2a에 도시된 바와 같이 플렉서블 표시장치의 기판인 제1 플 렉서블 기판(21)을 표시소자 형성 공정 중 취급하기 용이하도록 고정하는 단계이다. 더욱 상세히 설명하면, 점착 공정은 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블 기판(25)이 점착제(23)를 사이에 두고 점착된 점착기판(31)을 형성하는 공정이다. 상기 점착 기판(31)은 제1 플렉서블 기판(21)을 공정상 용이하게 취급될 수 있도록 고정하기 위해 마련된다. 상기 점착 기판(31)이 단일 플렉서블 기판보다 공정상 취급하기 용이하도록 고정되려면 점착 기판(31) 두께가 어느 정도 확보되어야 한다. 이러한 점착 기판(31)의 두께는 점착제(23)의 두께와, 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블 기판(25)의 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 상기 점착제(23)의 점착력은 이 후 진행될 박리 공정을 고려하여 설정되어야 하며, 상기 점착제(23)의 두께는 점착력에 영향을 준다. 이에 따라 점착제(23)의 두께는 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블(25)이 제조 공정 중 용이하게 취급될 수 있도록 설정되어야 함과 아울러 박리 공정을 고려하여 설정되어야 한다. 이를 위하여 점착제(23)의 두께는 5㎛ 내지 200㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 기타 점착제(23)에 대한 상세한 설명은 도 4에서 후술하기로 한다.

상기 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블 기판(25)은 서로 동일한 재질로 이루어져 공정열에 의하여 제1 플렉서블 기판(21)이 휘어지는 현상을 방지할 수 있다. 상기 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블 기판(25)이 동일한 재질로 이루어지면, 두 기판(21, 25)의 열팽창계수가 유사하게 된다. 따라서, 제1 플렉서블 기판(21) 및 제2 플렉서블 기판이 점착제(23)를 사이에 두고 휘어지려는 방향이 반대이면서 유사한 힘으로 휘어지려 하기 때문에 서로 휘어지려 하는 힘이 상쇄된다. 이에 따라, 제1 플렉서블 기판(21)상에서 표시소자 형성 공정이 안정적으로 이루어질 수 있다. 이러한 제1 및 제2 플렉서블 기판으로는 스테인레스 스틸(Stainless steel)을 포함하는 메탈 호일(metal foil) 또는 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate : PEN), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET), 폴리 카보네이트(polycarbonate : PC), 폴리 에테르 술폰 (Polyethersulfone : PES)등을 포함하는 플라스틱 필름으로 이루어질 수 있다. 메탈 호일 또는 플라스틱 필름으로 이루어진 경우 제1 및 제2 플렉서블 기판의 두께는 각각 0.076mm 내지 1.2mm인 것이 바람직하다. 메탈 호일 또는 플라스틱 필름의 두께가 0.076mm 내지 1.2mm였을 때 플렉서블한 특성을 가지며 두께가 5㎛ 내지 200㎛인 상기 점착제(23)에 점착되었을때 제조 공정 중 취급이 용이하기 때문이다.

이 후 진행되는 표시소자 형성 공정은 도 2b에 도시된 바와 같이 점착 기판(31)의 제1 플렉서블 기판(21)상에 플렉서블 표시장치를 구성하는 각종 박막 패턴들(27)을 형성하는 공정이다. 예를 들어 표시소자가 전기영동 표시소자(Electrophoretic Display Device : EPD)인 경우 표시소자 형성 공정을 통해 도 3에 도시된 바와 같은 표시소자가 형성된다. 전기영동 표시소자는 전기영동(Electrophoresis : 전기장내에서 하전된 입자가 양극 또는 음극쪽으로 이동하는 현상)을 이용한 소자이다. 이러한, 전기영동 표시소자는 표시소자 형성 공정을 통해 점착 기판(31) 상에 박막 트랜지스터 어레이를 패터닝하고, 전기영동 부유입자를 포함하는 상부 어레이부를 부착함으로써 형성된다.

도 3을 결부하여 표시소자 형성 공정을 통해 제조된 전기영동 표시소자에 대 해 상세히 하면, 전기영동 표시소자는 하부 어레이부(41)과 상부 어레이부(43)로 구분된다.

상부 어레이부(43)는 가요성(flexible)의 필름 상태인 것이 일반적이다. 이러한 상부 어레이부(43)는 베이스 필름(82) 상에 형성된 상부전극(84)과, 상부전극(84) 상에 위치하며 하전 염료 입자(charge pigment particle)를 포함하는 캡슐(85)들을 구비한다. 베이스 필름(82)은 유연성을 가지는 플라스틱 또는 플렉서블한 금속 등으로 이루어진다. 캡슐(85) 내에는 정극성 전압에 반응하는 블랙 염료 입자(85a)와, 부극성 전압에 반응하는 화이트 염료 입자(85b)와, 솔벤트(85c)가 포함된다.

하부 어레이부(41)는 점착 기판(31) 상에 게이트 절연막(33)을 사이에 두고 교차하게 형성된 게이트 라인(미도시) 및 데이터 라인(미도시)과, 그 교차부마다 형성된 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor ; 이하 "TFT"라 함)(6)와, 그 교차구조로 마련된 셀영역에 형성된 화소 전극(17)을 구비한다. 점착 기판(31)상에는 점착 기판(31) 표면의 균일도를 향상시키고 점착 기판(31)을 절연시켜주는 버퍼층이 더 형성될 수 있다. TFT(6)는 게이트 전압이 공급되는 게이트 전극(8)과, 데이터 라인에 접속된 소스 전극(10)과, 화소 전극(17)에 접속된 드레인 전극(12)과, 게이트 전극(8)과 중첩되고 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에 채널을 형성하는 활성층(14)을 구비한다. 활성층(14)은 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 중첩되게 형성되고 소스 전극(10)과 드레인 전극(12) 사이에서 노출되어 채널부를 형성한다. 활성층(14) 위에는 소스 전극(10) 및 드레인 전극(12)과 오믹접촉을 위 한 오믹접촉층(16)이 더 형성된다. 통상적으로 활성층(14) 및 오믹접촉층(16)을 반도체 패턴(18)이라 명명한다. 화소전극(17)은 TFT(6)를 보호하는 보호막(35)을 관통하여 드레인 전극(12)을 노출시키는 접촉홀(17)을 통해 드레인 전극(12)과 접촉된다.

이러한 전기 영동 표시소자는 하부 어레이부(41)의 게이트 전극(8)에 공급되는 게이트 전압에 응답하여 데이터 라인에 공급되는 화소전압 신호가 TFT(6)의 채널을 경유하여 화소 전극(17)에 충전되고 상부 어레이부(43)의 상부전극(84)에 기준전압이 공급되면, 전기장에 의한 전기영동 현상에 의해 캡슐(85) 내에서의 화이트 염료 입자(85b)와 블랙 염료 입자(85a)가 양분되면서 흑색, 백색 또는 소정의 그레이를 구현할 수 있게 된다. 이러한 구성을 가지는 상부 어레이부(41)와 하부 어레이부(43)는 접착제(adhesive)(86)에 의해 합착된다.

이어서 진행되는 박리 공정은 도 2c에 도시된 바와 같이 표시소자 형성 공정 후 제1 플렉서블 기판(21)으로부터 점착제(23) 및 제2 플렉서블 기판(25)을 박리하는 공정이다. 플렉서블 표시장치가 유연성을 가지도록 하기 위해서는 표시소자 형성 공정 완료 후 제1 플렉서블 기판(21)에 점착된 점착제(23) 및 제2 플렉서블 기판(25)을 박리하는 공정이 필수적이다. 점착제(23)는 5㎛ 내지 200㎛두께로 이루어진 단일 점착물로 이루어질 수 있다. 또한 점착제(23)는 박리 공정에 의해 제1 플렉서블 기판(21)상에 형성된 박막 패턴들(27)이 손상되지 않으면서 제1 플렉서블 기판(21)이 안정적으로 박리되기 위해 이중의 점착력을 구비할 수 있다. 이러한 점착제(23)의 점착력에 대해 살펴보기 위해 도 2a에 도시된 점착기판(31)을 확대하 여 도시한 도 4를 참조하기로 한다. 도 4를 참조하면, 점착제(23)는 점착력을 가진 제1 및 제2 점착물(23a, 23c)을 포함한다. 또한 점착제(23)는 제1 및 제2 점착물(23a, 23c)을 지지하기 위한 지지층(23b)을 더 포함할 수 있다. 상기 지지층(23b)은 주로 폴리 이미드(Polyimide)막으로 형성된다. 제1 및 제2 점착물(23a, 23c)은 실리콘에 솔벤트를 혼합하여 형성할 수 있다. 제1 점착물(23a) 및 제2 점착물(23c)의 점착력은 실리콘 및 솔벤트의 함량비를 조절하거나, 제1 점착물(23a) 및 제2 점착물(23c)의 두께를 조절하여 다양하게 형성할 수 있다. 박리 공정을 안정적으로 진행하기 위해서는 제1 플렉서블 기판(21)과 점착되는 제1 점착물(23a)의 제1 점착력이 제2 플렉서블 기판(25)과 점착되는 제2 점착물(23c)의 제2 점착력보다 약하게 형성된다. 따라서 제1 점착력에 의해 제1 플렉서블 기판(21)은 점착제(23) 및 제2 플렉서블 기판(25)으로부터 안정적으로 박리된다. 이러한 제1 점착물(23a) 및 제2 점착물(23c)의 통합 두께의 평균은 도 2a에서 상술한 바와 같이 5㎛ 내지 200㎛의 범위를 가진다. 이 때 제1 점착물(23a)은 제2 점착물(23c) 보다 약한 점착력을 가지려면 제2 점착물(23c) 보다 더 작은 두께로 형성되거나, 구성성분의 함량비를 다르게 할 수 있다. 박리 공정을 안정적으로 진행하기 위한 제1 점착물(23a)의 바람직한 두께 범위는 2㎛ 내지 100㎛이고, 제2 점착물(23c)의 바람직한 두께 범위는 2㎛ 내지 100㎛이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법은 두장의 플렉서블 기판을 점착하여 표시소자를 형성함으로써 각각의 플렉서블 기판이 서로가 변형되려고 하는 힘을 상쇄시켜 제조 공정의 안정성을 개선할 수 있다. 또한 본 발명에서는 비가요성 기판 특히 유리 기판보다 가격이 저렴한 플렉서블 기판이 점착공정에 이용됨으로써 가격 경쟁력을 위해 유리 기판 대신 이용된 플렉서블 기판을 반송하지 않아도 된다. 이에 따라 본 발명은 플렉서블 기판이 반송되지 않아도 되므로 플렉서블 표시장치의 제조 공정이 단순화되고 반송과정에서 수반되는 불량 발생률을 제거할 수 있다. 또한 본 발명은 유리 기판을 사용하지 않으므로 플렉서블 표시장치의 제조 원가를 절감할 수 있다. 그리고 본 발명은 두장의 플렉서블 기판을 점착하여 플렉서블 기판을 고정시킬 수 있으므로 기존 액정표시장치의 박막 트랜지스터 어레이 공정에 사용되는 장비를 그대로 이용할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

1. 점착제를 사이에 두고 제1 플렉서블 기판 및 제2 플렉서블 기판을 점착하여 점착 기판을 마련하는 단계와;

   상기 제1 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와;

   상기 제1 플렉서블 기판으로부터 상기 점착제 및 상기 제2 플렉서블 기판을 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 플렉서블 기판 및 제2 플렉서블 기판은 동일한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 플렉서블 기판은 메탈 호일 또는 플라스틱 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 점착제의 두께는 5㎛ 내지 200㎛인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 플렉서블 기판의 두께는 0.076mm 내지 1.2mm인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 점착제는

   상기 제1 플렉서블 기판면과 점착되는 제1 점착물과;

   상기 제2 플렉서블 기판면과 점착되며, 상기 제1 점착물보다 약한 점착력으로 형성된 제2 점착물을 구비하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제1 점착물의 두께는 2㎛ 내지 100㎛이고,

   상기 제2 점착물의 두께는 2㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 점착제는 단일 점착물로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.

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