KR20100079096A

KR20100079096A - 플렉서블 표시장치 제조방법

Info

Publication number: KR20100079096A
Application number: KR1020080137508A
Authority: KR
Inventors: 이경묵; 박춘호; 임유석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2010-07-08

Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치 제조방방법에 관한 것으로, 개시된 본 발명은 위한 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 제조방법은 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 제1기판상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극을 포함한 제1기판 전면에 각 R, G, B 칼라필터 지역을 분할하는 격벽을 형성하는 단계; 제2기판상에 ITO전극을 형성하는 단계; 상기 ITO전극상에 점착층을 형성하는 단계; 상기 상기 점착층을 통해 상기 제1기판과 제2기판을 합착시키는 단계; 상기 격벽에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라필터지역내부에 이와 대응되는 칼라잉크를 주입하고 실링하는 공정을 반복 수행하여 R, G, B 칼라필터를 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

칼라잉크, 전기영동 표시장치, 격벽, 실링, 스크라이브라인

Description

플렉서블 표시장치 제조방법{METHOD FOR FABRICATING FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공 주입방법을 이용하여 플렉서블(flexible) 칼라 디스플레이를 구현할 수 있는 플렉서블 표시장치 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전기영동 표시장치는 전압이 인가하는 한쌍의 전극을 콜로이드용액에 담그면 콜로이드 입자가 어느 한쪽의 극성으로 이동하는 현상을 이용한 화상 표시장치로서, 백라이트를 사용하지 않으면서 넓은 시야각, 높은 반사율, 읽기 쉬움 및 저소비전력 등의 특성을 갖는 장치이며, 전자종이(electric paper)로서 각광을 받을 것으로 기대된다.

이와 같은 전기영동 표시장치는 2개의 기판사이에 전기영동필름이 개재된 구조를 가지며, 2개의 기판중 하나 이상은 투명하여야 반사형 모드로 이미지를 표시할 수 있다.

상기 2개의 기판중 하부기판에 화소전극을 형성하고, 상기 화소전극에 전압을 인가할 경우, 전기영동막내의 대전입자가 화소전극측으로 또는 반대측으로 이동하 는데, 이것에 의해 뷰잉시트(viewing sheet)를 통하여 이미지를 볼 수 있다.

기존에는, 이러한 전기영동 표시장치(EPD; electrophoretic display)를 구현하기 위해, 마이크로캡슐(microcapsule) 기술을 이용하거나 마이크로컵(microcup) 기술을 이용하였다.

이러한 관점에서, 종래기술에 따른 표시장치 제조방법에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래기술에 따른 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조공정 흐름도이다.

도 2는 종래기술에 따른 표시장치 제조방법에 있어서, 디스펜싱(dispensing) 방식으로 칼라잉크를 각 칼라화소에 적하시키는 경우의 개략적인 단면도이다.

도 3은 종래기술에 따른 표시장치 제조방법에 있어서, 잉크젯(inkjet) 방식으로 칼라잉크를 각 칼라화소에 떨어 뜨리는 경우의 개략적인 단면도이다.

종래기술에 따른 표시장치 제조공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 제1단계(S10)로서, 하부기판(미도시)상에 게이트전극, 액티브층, 소스/드레인전극으로 구성되는 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다.

그다음, 제2단계(S20)로서, 상부기판(미도시)상에 각 R, G, B 칼라필터 지역을 분할하는 격벽(미도시)을 형성한다.

이어서, 제3단계(S30)로서, 상기 격벽에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라필터 지역내에 이와 대응하는 R, G, B 칼라 잉크(color ink)를 적하시켜 R, G, B 칼라필터를 형성한다. 이때, 상기 상부기판, 격벽 및 R, G, B 칼라필터는 마이크로 컵(microcup) 필름(미도시)을 구성한다.

그다음, 제4단계(S40)로서, 상기 박막트랜지스터가 형성된 하부기판과 상기 R, G, B 칼라필터층이 형성된 마이크로컵필름을 합착시킨다.

이어서, 제5, 6단계(S50, S60)로서, 상기 합착된 상,하부기판 주연부를 실링하여 칼라가 구현되는 전기영동 표시장치를 제작한다.

그러나, 종래기술에 따른 전기영동 표시장치 제조방법에 의하면 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술에 따른 전기영동 표시장치 제조방법은 마이크로컵 필름 제조시에 각 R, G, B 칼라 화소 위치에 정확하게 칼라 잉크를 적하시키기 어렵다. 특히, 도 2에서와 같이, 잉크젯(inkject) 방식을 적용하여 격벽(11)에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라필터 위치에 칼라 잉크를 정확하게 떨어 뜨려 실링(sealing) 공정전까지 각 칼라필터(21, 23, 25)의 잉크량을 동일하게 유지하기가 힘들다.

또한, 도 3에서와 같이, 잉크 적하(dispensing) 방식을 적용하여 격벽(11)에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라 필터 위치에 칼라 잉크를 적하시키는 동안에 각 칼라필터(21, 23, 25)의 잉크간 혼색을 막기가 어렵다. 따라서, 고해상도로 갈수록 칼라 마이크로컵 필름 제작이 더욱 어려워진다.

그리고, 칼라잉크가 형성된 마이크로컵 필름을 박막트랜지스터가 형성된 하부기판과 합착시에 오정렬(misalign)이 발생하게 된다. 특히, 고해상도로 갈수록 라미네이션(lamination)에 의한 제조방법으로는 오정렬 문제를 해결하기가 어렵다.

이에 본 발명은 상기 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 진공주입방법을 적용하여 각 칼라화소위치에 칼라잉크를 형성할 수 있어 플렉서블 칼라 디스플레이 구현이 가능한 플렉서블 표시장치 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 제조방법은 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 제1기판상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 단계; 상기 화소전극을 포함한 제1기판 전면에 각 R, G, B 칼라필터 지역을 분할하는 격벽을 형성하는 단계; 제2기판상에 ITO전극을 형성하는 단계; 상기 ITO전극상에 점착층을 형성하는 단계; 상기 상기 점착층을 통해 상기 제1기판과 제2기판을 합착시키는 단계; 상기 격벽에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라필터지역내부에 이와 대응되는 칼라잉크를 주입하고 실링하는 공정을 반복 수행하여 R, G, B 칼라필터를 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 제조방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 각 R, G, B 칼라필터지역을 분할하는 격 벽이 형성된 제1기판과 ITO전극이 형성된 제2기판을 점착층에 의해 서로 합착시킨후 진공주입방법을 적용하여 상기 각 R, G, B 칼라필터지역내부에 이와 대응하는 각 칼라잉크를 주입하여 실링하는 공정을 반복 수행하여 R, G, B 칼라필터를 형성하므로써 칼라 디스플레이 장치를 제작할 수 있다.

따라서, 본 발명은 진공주입방법을 적용하여 R, G, B 칼라필터를 형성할 수 있어 칼라 전기영동 표시장치 구현이 가능하고, 기존의 액정표시장치에도 적용가능하며, 양산 적용도 가능하다.

이하, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치 제조방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조공정 흐름도이다.

본 발명에 따른 표시장치 제조공정은, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 제1단계(S110)로서, 하부기판(미도시)상에 게이트전극, 액티브층, 소스/드레인전극으로 구성되는 박막트랜지스터(TFT)를 형성한다.

그다음, 제2단계(S120)로서, 상기 박막트랜지스터(TFT)상에 이 박막트랜지스터와 전기적으로 접속하는 화소전극(미도시)을 형성한 후 상기 화소전극을 포함한 하부기판 전면에 각 R, G, B 칼라필터 지역을 분할하는 격벽(미도시)을 형성한다.

이어서, 제3단계(S130)로서, 상부기판(미도시)상에 투명물질인 ITO(Indium Tin Oxide)를 스퍼터링방법으로 증착하여 ITO전극(미도시)을 형성한다.

그다음, 제4단계(S140)로서, 상기 ITO전극상부에 상기 하부기판과의 합착을 위해 점착층(Adhesive layer)(미도시)을 형성한다.

이어서, 제5단계(S150)로서, 상기 상부기판(미도시)과 하부기판(미도시)을 상기 점착층에 의해 합착시킨다.

그다음, 제6, 7, 8단계(S160)로서, 적색 칼라잉크를 주입하기 위해, 먼저 적색칼라필터지역에 스크라이브라인(미도시)을 정의한후 상기 격벽(미도시)에 의해 분할된 적색(R) 칼라필터 지역내에 적색 칼라잉크 또는 액정을 주입하고 이어 측면부 실링(sealing)공정을 수행하여 적색(R) 칼라필터(미도시)를 형성한다.

이어서, 상기 적색 칼라필터 형성시와 동일한 공정, 예를들어 초록색 스크라이브라인(scribe line)을 정의한후 초록색 칼라잉크 또는 액정을 주입하고 이어 측면부 실링 공정을 수행하여 초록색(G) 칼라필터(미도시)를 형성한다.

그다음, 상기 적색 칼라필터 형성시와 동일한 공정, 예를들어 청색 스크라이브라인(scribe line)을 정의한후 청색 칼라잉크 또는 액정을 주입하고 이어 측면부 실링 공정을 수행하여 청색(B) 칼라필터(미도시)를 형성한다.

이어서, 제9, 10단계로서, 적색, 초록색, 청색 칼라필터(미도시)를 제조한후 원하는 모듈 규격으로 상기 스크라이브라인을 절단하므로써 칼라 전기영동 표시장치 구현이 가능하게 된다.

상기와 같은 공정순으로 제작되는 본 발명에 따른 표시장치 제조방법에 대해 도 5a 내지 도 5g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조 공정 단면도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 플렉서블(flexible)한 플라스틱 또는, 스테인레스 포일 등으로 이루어진 하부기판(101)상에 금속막(미도시)을 증착한후 포토리소그라피 공정 및 식각공정에 의해 상기 금속막을 선택적으로 패터닝하여 게이트배선(미도시) 및, 상기 게이트배선(미도시)에서 분기된 게이트전극(103)을 형성한다. 이때, 상기 금속막 물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열금속, Ag과 Ag 합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 선택하여 사용한다.

그다음, 상기 게이트배선(미도시)과 게이트전극(103)을 포함한 하부기판(101)상에 산화규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어진 게이트절연막(105)을 형성한다.

이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 게이트절연막(105)상부에는 수소화 비정질실리콘층 등으로 이루어진 반도체층(미도시)과 실리사이드 또는 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 실리콘 등의 물질로 이루어진 불순물층(미도시)을 순차적으로 형성한다.

그다음, 상기 불순물층(미도시)과 반도체층(미도시)을 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 액티브층(107)과 오믹콘택층(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 액티브층(107)과 오믹콘택층(미도시)을 포함한 기판 전면에 데이터배선용 금속물질을 스퍼터링 방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피공정 및 식각공정에 의해 선택적으로 패터닝하여 데이터배선(미도시)과, 상기 데이터배선에 서 분기된 소스전극(111)과, 이 소스전극(111)과 일정간격 이격된 드레인전극(113)을 형성한다.

이때, 상기 금속물질로는 Al과 Al합금 등의 Al 계열금속, Ag과 Ag 합금 등의 Ag 계열금속, Mo과 Mo 합금 의 Mo 계열금속, Cr, Ti, Ta 중에서 선택하여 사용한다.

이렇게 하여, 상기 데이터배선(미도시)은 상기 게이트배선(미도시)과 서로 교차되게 형성되어 있으며, 상기 소스전극(111)과 드레인전극(113)은 그 아래의 액티브층(107) 및 게이트전극(103)과 함께 스위칭소자인 박막트랜지스터(T)를 구성한다. 이때, 상기 박막트랜지스터(T)의 채널은 상기 소스전극(111)과 드레인전극(113)사이의 액티브층(107)내에 형성된다.

이어서, 상기 데이터배선(미도시)과 소스/드레인전극(111, 113)을 포함한 하부기판(101) 전면에 평탄화 특성이 우수하며, 감광성을 가지는 유기물질, 저유전 특성을 가지는 절연물질, 또는 무기물질인 질화 규소로 이루어진 보호막(115)을 형성한다.

그다음, 포토리소 그라피공정 및 식각공정을 통해 상기 보호막(115)을 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113) 일부를 노출시키는 콘택홀(미도시)을 형성한다.

이어서, 상기 콘택홀(미도시)을 포함한 보호막(115)상에 ITO (indium tin oxide) 또는 IZO (indium zinc oxide) 등의 투명한 도전물질로 이루어진 금속물질층(미도시)을 스퍼터링방법으로 증착한후 이를 포토리소 그라피 공정 및 식각공정 을 통해 선택적으로 패터닝하여 상기 드레인전극(113)과 전기적으로 접속되는 화소전극(117)을 형성하므로써 박막트랜지스터 어레이 제작을 완료한다.

그다음, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 화소전극(117)과 보호막(115)을 포함한 기판 전면에 격벽물질을 코팅하여 격벽층(121)을 형성한다. 이때, 상기 격벽물질로는 아크릴레이트, 에폭시 레진, 또는 우레탄 레진 등을 사용한다. 또한, 상기 격벽물질은 스핀 코팅(spin coating), 스핀리스 코팅(spinless coating), 바코팅(bar coating), 블레드코팅(blade coating), 또는 스크린코팅(screen coating) 등으로 형성한다. 또는, DFR(dry film resist) 방식을 이용할 경우, 라미네이션(lamination) 공법으로 형성할 수도 있다.

이어서, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 격벽층(121)을 포토리소그라피 공정 및 식각공정을 통해 선택적으로 패터닝하여 R, G, B 칼라필터 지역을 각각 분할하여 칼라잉크가 각각 충진될 수 있도록 제1, 2, 3홀(123a, 123b, 123c)이 구비된 격벽(121a)을 형성한다. 이때, 상기 제1, 2, 3홀(123a, 123b, 123c)을 형성하는 방법으로 상기 포토리소그라피 공정이외에 인플랜 프린팅(in plane printing)방법 등을 사용할 수도 있다. 이때, 상기 제1, 2, 3홀(123a, 123b, 123c)은 각각 R, G, B 칼라필터 지역을 정의한다. 또한, 상기 제1, 2, 3홀(123a, 123b, 123c)은 진공주입방법을 적용하여 R, G, B 칼라잉크 또는 액정을 주입할 수 있도록 스트라이프(stripe) 구조로 형성한다. 여기서는 칼라잉크의 경우에 대해 설명하기로 한다.

그다음, 도 5d에 도시된 바와 같이, 투명한 상부기판(131)상에 스퍼터링방법으로 ITO를 증착하여 ITO전극(133)을 형성한다.

이어서, 상기 ITO전극(133)상에 후속공정에서 상부기판(131)과 하부기판(101)을 합착시키기 위한 점착층(Adhesive layer)(135)을 형성한다.

그다음, 상기 점착층(135)에 의해 상기 상부기판(131)과 하부기판(101)을 합착시킨다. 이때, 상기 격벽(121a)에 형성된 제1, 2, 3홀(123a, 123b, 123c)내부에는 칼라잉크 또는 액정이 채워져 있지 않은 상태가 된다.

이어서, 도 5e에 도시된 바와 같이, 적색 칼라잉크를 주입하기 위해, 먼저 적색칼라필터지역에 스크라이브라인(미도시)을 정의한후 상기 격벽(121a)에 의해 분할된 적색(R) 칼라필터 지역, 즉 제1홀(123a)내에 진공주입방법을 적용하여 적색 칼라잉크를 주입하고 이어 측면부 실링(sealing)공정을 수행하여 적색(R) 칼라필터(141)를 형성한다.

그다음, 도5f에 도시된 바와 같이, 상기 적색 칼라필터 형성시와 동일한 공정, 예를들어 초록색 스크라이브라인(scribe line)을 정의한후 진공주입방법을 적용하여 초록색 칼라잉크를 주입하고 이어 측면부 실링 공정을 수행하여 초록색(G) 칼라필터(143)를 형성한다.

그다음, 도 5g에 도시된 바와 같이, 상기 적색 칼라필터 형성시와 동일한 공정, 예를들어 청색 스크라이브라인(scribe line)을 정의한후 진공주입방법을 적용하여 청색 칼라잉크를 주입하고 이어 측면부 실링 공정을 수행하여 청색(B) 칼라필터(145)를 형성하므로써 적색, 초록색, 청색 칼라필터(141, 143, 145) 제조를 완료한다.

이어서, 도면에는 도시하지 않았지만, 적색, 초록색, 청색 칼라필터(141, 143,145)를 제조한후 원하는 모듈 규격으로 상기 스크라이브라인을 절단하므로써 칼라 전기영동 표시장치 구현이 가능하게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 각 R, G, B 칼라필터지역을 분할하는 격벽이 형성된 제1기판과 ITO전극이 형성된 제2기판을 점착층에 의해 서로 합착시킨후 진공주입방법을 적용하여 상기 각 R, G, B 칼라필터지역내부에 이와 대응하는 각 칼라잉크를 주입하여 실링하는 공정을 반복 수행하여 R, G, B 칼라필터를 형성하므로써 칼라 디스플레이 장치를 제작할 수 있다.

한편, 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 5a 내지 도 5g는 본 발명에 따른 표시장치 제조방법을 설명하기 위한 제조공정 단면도이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호설명

101 : 하부기판 103 : 게이트전극

105 : 게이트절연막 107 : 액티브층

111 : 소스전극 113 : 드레인전극

115 : 보호막 117 : 화소전극

121a : 격벽 123a, 123b, 123c : 제1,2,3홀

131 : 상부기판 133 : ITO전극

135 : 점착층 141 : 적색 칼라필터

143 : 초록색 칼라필터 145 : 청색 칼라필터

Claims

제1기판과 제2기판을 제공하는 단계;

상기 제1기판상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;

상기 제1기판상에 상기 박막트랜지스터와 전기적으로 접속하는 화소전극을 형성하는 단계;

상기 화소전극을 포함한 제1기판 전면에 각 R, G, B 칼라필터 지역을 분할하는 격벽을 형성하는 단계;

상기 제2기판상에 ITO전극을 형성하는 단계;

상기 ITO전극상에 점착층을 형성하는 단계;

상기 상기 점착층을 통해 상기 제1기판과 제2기판을 합착시키는 단계;

상기 격벽에 의해 분할된 각 R, G, B 칼라필터지역내부에 이와 대응되는 칼라잉크를 주입하고 실링하는 공정을 반복 수행하여 R, G, B 칼라필터를 형성하는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 R, G, B 칼라잉크는 진공주입방법을 적용하여 진공주입하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 R, G, B 칼라필터지역은 스트라이프(stripe) 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조방법.
제1항에 있어서, 상기 R, G, B 칼라필터지역은 상기 격벽내에 형성되는 제1, 2, 3홀과 각각 대응하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조방법.
제4항에 있어서, 상기 제1, 2, 3홀은 포토리소그라피공정 또는 인플랜 프린팅(in plane printing)방법을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 표시장치 제조방법.