KR20080054167A - 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블디스플레이의 제조 방법 - Google Patents

플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블디스플레이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플렉서블 디스플레이에 포함된 박막들이 박리 공정 중 손상되는 문제를 개선할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 점착제를 사이에 두고 지지 기판 상에 플렉서블 기판을 점착하는 단계와; 상기 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계와; 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법{Equipment for manufacturing flexible display and method for manufacturing flexible display by using the same}
도 1a 내지 도 1c는 종래 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 나타내는 도면.
도 2는 종래 플렉서블 디스플레이의 제조 방법 중 박리 공정에서 발생하는 문제점을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 나타내는 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 중 박리 장치에 투입될 기판의 모습을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 박리 장치를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 필링 와이어를 이용한 박리 공정을 상세히 설명하기 위한 도면.
도 7은 박리 공정 후 상부에 박막 패턴들이 형성된 플렉서블 기판이 후속 장비로 이동하는 모습을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 41 : 지지 기판 3, 43 : 점착제
5, 25 : 플렉서블 기판 7, 47 : 박막 패턴들
51 : 스테이지 53 : 진공홀
55 : 필링 와이어 57 : 수평 이동 수단
59 : 수직 이동 수단 61, 63 : 가열 수단
본 발명은 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 플렉서블 디스플레이에 포함된 박막들이 박리 공정 중 손상되는 문제를 개선할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 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 표시 성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 표시장치로 급부상중이다.
도 1a 내지 도 1d는 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 종래 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 크게 점착공정, 표시소자 형성 공정 및 박리 공정으로 나뉜다.
점착 공정은 도 1a에 도시된 바와 같이 공정상 취급이 용이하도록 플렉서블 표시장치의 기판인 플렉서블 기판(5)의 배면에 점착제(3)를 이용하여 비가요성(non-flexible)인 지지 기판(rigid substrate)(1)을 점착하는 공정이다. 지지 기판(1)은 플렉서블 기판(5)의 배면에 점착되어, 플렉서블 기판(5)이 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정되도록 한다. 이와 같이 점착 공정을 통해 형태가 고정된 플렉서블 기판(5) 상에서는 이어지는 표시소자 형성 공정이 보다 정밀하고 안정적으로 진행될 수 있다.
표시소자 형성 공정은 도 1b에 도시된 바와 같이 플렉서블 표시장치를 구성하는 박막들(7)을 형성하는 공정을 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 표시장치가 박막 트랜지스터 어레이를 포함하여 구동되는 경우, 플렉서블 기판(5) 상에는 표시소자 형성 공정을 통해 박막 트랜지스터 어레이가 형성된다.
박리 공정은 도 1c에 도시된 바와 같이 표시소자 형성 공정 후 플렉서블 기 판(5)으로부터 점착제(3) 및 지지 기판(1)을 박리하는 공정이다. 플렉서블 표시장치가 유연성을 가지도록 하기 위해서는 표시소자 형성 공정 완료 후, 점착 공정을 통해 플렉서블 기판(5)에 점착된 지지 기판(1)을 박리하는 공정이 필수적이다. 이러한 박리 공정은 각종 박막들(7)이 형성된 플렉서블 기판(5)의 일측에서 상부방향으로 힘을 가함으로써 이루어진다. 이와 같이 플렉서블 기판(5)을 박리하는 과정에서 플렉서블 기판(5)은 상부 방향으로 박리하는 힘에 의해 휘어질 수 있다. 이때 플렉서블 기판(5)이 휘어짐에 따라 생기는 곡률 반경은 박리하는 힘에 비례한다. 따라서 박리하는 힘이 너무 크면, 플렉서블 기판(5)의 곡률 반경이 너무 커져서 도 1c 및 도 2의 A영역에 도시된 바와 같은 현상이 발생한다. 도 1c 및 도 2에 도시된 A영역은 박리하는 힘이 너무 커서 플렉서블 기판(5)이 심하게 휘어진 부분이다. 이러한 A영역을 상세히 살펴보면, 플렉서블 기판(5)이 심하게 휘어지게 되면 플렉서블 기판(5)상에 형성된 박막 패턴(7)은 도 1c에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판(5)으로부터 박리되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 박막 패턴(7)의 일부가 손상될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 외부에서 물리적인 힘을 가하지 않고 플렉서블 기판(5)을 점착제(3)로부터 쉽게 박리할 수 있도록 한 특수 점착제에 대해 개발하고 있다. 이러한 특수 점착제는 그 개발에 어려움이 있으며, 플렉서블 디스플레이의 제조 비용을 증가시키는 원인이 된다.
본 발명의 목적은 플렉서블 디스플레이에 포함된 박막들이 박리 공정 중 손 상되는 문제를 개선할 수 있는 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 장치는 표시소자를 구성하는 박막 패턴들이 형성된 플렉서블 기판이 점착제를 통해 점착된 지지 기판을 상부에 장착하는 스테이지와; 상기 스테이지 상부 표면과 수평하게 이동하는 필링 와이어와; 상기 필링 와이어의 운동방향을 제어하는 이동 수단을 포함한다.
상기 스테이지는 상기 지지 기판을 고정하는 다수의 진공홀을 포함한다.
상기 스테이지는 상기 스테이지를 가열하는 가열 수단을 포함한다.
상기 필링 와이어는 상기 스테이지 상부 표면과 수평한 방향으로 이동시키는 수평 이동수단과 체결된다.
상기 필링 와이어는 상기 스테이지 상부 표면과 수직한 방향으로 이동시키는 수직이동 수단과 체결된다.
상기 필링 와이어는 상기 필링 와이어를 가열하는 가열 수단과 연결된다.
또한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 점착제를 사이에 두고 지지 기판 상에 플렉서블 기판을 점착하는 단계와; 상기 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계와; 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이 어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계를 포함한다.
상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계 및 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 사이에는 상기 점착제를 가열하여 상기 점착제에 유동성을 부여하는 단계를 포함한다.
상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계 및 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 사이에는 상기 필링 와이어가 상기 점착제의 위치와 동일하도록 상기 필링 와이어를 상하방향으로 조정하는 단계를 포함한다.
상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 후 상기 플렉서블 기판은 상기 필링 와이어에 얹혀져서 후속 장비로 이동되는 단계를 포함한다.
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 3 내지 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 단계적으로 설명하 기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 크게 점착공정(S1), 표시소자 형성 공정(S3) 및 필링(peeling) 와이어를 이용한 박리 공정(S5)으로 나뉜다.
점착 공정(S1)은 공정상 취급이 용이하도록 플렉서블 표시장치의 기판인 플렉서블 기판의 배면에 점착제를 이용하여 비가요성(non-flexible)인 지지 기판(rigid substrate)을 점착하는 공정이다. 지지 기판은 플렉서블 기판의 배면에 점착되어, 플렉서블 기판이 공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정되도록 한다. 이와 같이 점착 공정을 통해 형태가 고정된 플렉서블 기판 상에서는 이어지는 표시소자 형성 공정(S3)이 보다 정밀하고 안정적으로 진행될 수 있다. 여기서 플렉서블 기판으로는 폴리 에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리 에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리 카보네이트(polycarbonate), 폴리 에테르 술폰(Polyethersulfone)등을 포함하는 플라스틱 및 스테인레스(SUS : Stainless Steel) 등을 포함하는 메탈 호일(Metal foil) 등이 이용된다. 그리고 지지 기판으로는 주로 두꺼운 유리 기판이 이용된다.
표시소자 형성 공정(S3)은 플렉서블 표시장치를 구성하는 박막들을 형성하는 공정을 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 표시장치가 액정표시장치인 경우, 표시소자 형성 공정(S3)은 박막 트랜지스터 어레이 기판 패터닝과 칼라 필터 어레이 기판 패터닝으로 구분되어 진행된다. 또는 플렉서블 표시장치가 유기 전계발광 표시장치인 경우, 표시소자 형성 공정(S3)을 통해 유기 전계발광 표시장치의 신호 배선을 구성하는 박막들이 형성된다. 또한 플렉서블 표시장치가 전기영동 표시장치인 경 우, 표시소자 형성 공정(S3)을 통해 박막 트랜지스터 어레이 및 박막 트랜지스터 어레이와 접속된 전극을 포함하는 박막들이 형성된다. 즉, 표시소자 형성 공정(S3) 후 도 4에 도시된 바와 같이 플렉서블 기판(45) 상에는 표시소자를 구성하는 각종 박막들(47)이 형성된다.
필링 와이어를 이용한 박리 공정(S5)은 표시소자 형성 공정(S3) 후, 필링 와이어를 구비하는 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 제조 장치(이하, "박리 장치"라 함.)에 지지 기판(41)을 고정시키고, 플렉서블 기판(45)으로부터 점착제(43) 및 지지 기판(41)을 박리하는 공정이다. 본 발명에 따른 박리 장치는 박리 공정(S5) 진행시 플렉서블 기판(45) 상에 형성된 박막들(47)이 외력에 의해 큰 곡률 반경으로 휘어지는 현상이 발생하지 않도록 한 것이다. 이하 도 5을 참조하여 본 발명에 따른 박리 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박리 장치는 지지 기판(41)이 안착되는 스테이지(51) 및 상기 스테이지(51) 상부에서 수평으로 이동 가능한 하나 이상의 필링 와이어(55)를 포함한다. 스테이지(51)는 표시소자 형성 공정(S3) 후 지지 기판(41)의 배면이 안착되는 부분이다. 스테이지(51)에 안착되는 지지 기판(41) 상에는 도 4에 도시된 바와 같이 점착제(43)를 통해 플렉서블 기판(45)이 점착되고, 그 플렉서블 기판(45) 상에 표시소자를 구성하는 박막들(47)이 형성된 상태이다. 필링 와이어(55)는 점착제(43) 및 플렉서블 기판(45) 사이를 수평방향으로 통과하여 플렉서블 기판(45)을 점착제(43)로부터 박리시키는 부분이다.
스테이지(51)는 지지 기판(41)이 고정될 수 있도록 다수 진공홀(53)을 포함 한다. 또한 스테이지(51)는 제1 가열 수단(61)을 포함함으로써 스테이지(51)에 고정된 지지 기판(41) 상의 점착제(43)를 가열하여 상기 점착제(43)가 유동성을 가질 수 있도록 한다. 상기 스테이지(51)는 수평방향으로 이동될 수 있도록 형성되어 필링 와이어(55)가 배치된 방향으로 이동하여 점착제(43) 및 지지 기판(41)으로부터 플렉서블 기판(45)을 박리될 수 있도록 한다.
필링 와이어(55)는 하나 이상으로 형성되어 점착제(43) 및 플렉서블 기판(45) 사이를 수평방향으로 통과하여 플렉서블 기판(45)을 점착제(43)로부터 박리시킴과 동시에 박리된 플렉서블 기판(45)이 하나 이상의 필링 와이어(55) 상에 얹혀질 수 있도록 한다. 필링 와이어(55) 상에 얹혀진 플렉서블 기판(45)은 필링 와이어(55)를 통해 후속 공정 장비로 이동된다. 이러한 필링 와이어(55)의 움직임은 필링 와이어(55)와 체결된 수평 이동 수단(59) 및 수직 이동 수단(57)에 의해 제어된다. 수평 이동 수단(59)은 수평방향으로 움직이며, 필링 와이어(55)가 점착제(43) 및 플렉서블 기판(45) 사이를 수평방향으로 통과할 수 있도록 한다. 뿐만 아니라 수평 이동 수단(49)은 점착제(43)로부터 박리된 플렉서블 기판(45)을 후속 장비 쪽으로 이동시키는 역할을 한다. 수직 이동 수단(57)은 상하로 움직이며, 필링 와이어(55)의 위치가 점착제(43)의 위치와 일치하도록 필링 와이어(55)를 상하방향으로 조정하는 역할을 한다. 또한 필링 와이어(55)는 제2 가열 수단(63)과 연결되어 필링 와이어(55)가 점착제(43) 및 플렉서블 기판(45) 사이를 통과하면서 점착제(43)에 열을 가함으로써 점착제(43)가 유동성이 있는 상태가 되도록 할 수도 있다.
도 6은 필링 와이어(55)를 통해 점착제(43)로부터 플렉서블 기판(45)을 박리하는 모습을 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 필링 와이어(55)는 점착제(43)를 수평방향(화살표 방향)으로 통과하기 때문에 박리 공정(S5) 진행시 플렉서블 기판(45) 상에 형성된 박막들(47)이 큰 곡률 반경으로 휘어지는 현상이 발생하지 않는다. 또한 본 발명에 따른 박리 장치는 도 5에서 상술한 바와 같이 스테이지(51)가 제1 가열 수단(61)에 의해 핫플레이트가 되거나, 필링 와이어(55)가 제2 가열 수단(63)에 의해 열선이 되어 점착제(43)를 유동성이 있는 상태로 만들수 있다. 유동성이 있는 점착제(43)는 필링 와이어(55)가 용이하게 통과할 수 있으므로 플렉서블 기판(45) 및 그 상부의 박막들(47)이 필링 와이어(55)에 의해 받을 수 있는 스트레스를 줄이면서 플렉서블 기판(45)을 점착제(43) 및 지지 기판(41)로부터 쉽게 박리 할 수 있다.
도 7은 필링 와이어(55)에 의해 점착제(43) 및 지지 기판(41)로부터 안정적으로 박리된 플렉서블 기판(45)의 모습을 나타내는 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이 다수의 필링 와이어(55)를 통해 점착제(43) 및 지지 기판(41)로부터 박리된 플렉서블 기판(45)은 필링 와이어(55)에 얹혀져서 후속 공정 장비쪽으로 운반될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이의 제조 장치 및 이를 이용한 플렉서블 디스플레이의 제조 방법은 필링 와이어를 수평이동시킴으로써 플 렉서블 기판을 점착제 및 지지기판으로부터 박리할 수 있다. 따라서 본 발명은 박리 공정 중 플렉서블 기판 및 그 상부에 형성된 박막들은 큰 곡률 반경으로 휘어질 문제가 없으므로 플렉서블 디스플레이에 포함된 박막들이 박리 공정 중 손상되는 문제를 개선할 수 있다. 그리고 본 발명은 필링 와이어를 이용하여 박리하므로 특수 점착제를 개발할 필요가 없으므로 플렉서블 디스플레이의 제조비용을 절감할 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 (10)

  1. 표시소자를 구성하는 박막 패턴들이 형성된 플렉서블 기판이 점착제를 통해 점착된 지지 기판을 상부에 장착하는 스테이지와;
    상기 스테이지 상부 표면과 수평하게 이동하는 필링 와이어와;
    상기 필링 와이어의 운동방향을 제어하는 이동 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 지지 기판을 고정하는 다수의 진공홀을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 상기 스테이지를 가열하는 가열 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필링 와이어는 상기 스테이지 상부 표면과 수평한 방향으로 이동시키는 수평 이동수단과 체결된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필링 와이어는 상기 스테이지 상부 표면과 수직한 방향으로 이동시키는 수직이동 수단과 체결된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필링 와이어는 상기 필링 와이어를 가열하는 가열 수단과 연결된 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조장치.
  7. 점착제를 사이에 두고 지지 기판 상에 플렉서블 기판을 점착하는 단계와;
    상기 플렉서블 기판 상에 표시소자를 형성하는 단계와;
    상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계와;
    상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계 및 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 사이에는
    상기 점착제를 가열하여 상기 점착제에 유동성을 부여하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 지지 기판을 스테이지에 고정시키는 단계 및 상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 사이에는
    상기 필링 와이어가 상기 점착제의 위치와 동일하도록 상기 필링 와이어를 상하방향으로 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 점착제를 상기 점착제의 표면과 수평한 방향으로 지나는 하나 이상의 필링 와이어로 상기 플렉서블 기판을 상기 지지 기판 및 점착제로부터 박리하는 단계 후
    상기 플렉서블 기판은 상기 필링 와이어에 얹혀져서 후속 장비로 이동되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이의 제조방법.
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