KR20140011793A - 플렉서블 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은, 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계; 상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계; 상기 발광 소자 상부에 제1 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 별도의 제2 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계; 상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계; 및 상기 제2 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법{Flexible display apparatus and method of fabricating the same}
본 발명은 플렉서블 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor)를 구비한 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display device) 및 유기 발광 디스플레이 장치(organic light emitting display device) 등은 현재 디지털 카메라나 비디오 카메라 또는 휴대정보단말기(PDA)나 휴대전화 등의 모바일 기기용 디스플레이로 그 시장을 확대하고 있다.
이러한 모바일 기기용으로는 얇고, 가볍고 더 나아가 깨지지 않는 특성이 요구된다. 얇고 가볍게 제작하기 위해, 제조 시 얇은 글라스재 기판을 사용하는 방법 외에, 기존의 글라스재 기판을 사용해 제작한 후 이 글라스재 기판을 기계적 또는 화학적 방법으로 얇게 만드는 방법이 도입되었다. 그러나 이러한 공정은 복잡할 뿐만 아니라 잘 깨질 수 있어 실사용이 어렵다는 문제점이 있었다.
또한 이러한 모바일 기기들은 휴대하기 쉽고, 다양한 형상의 디스플레이 장치에 적용되기 위해, 곡면 구현이 가능한 플렉서블한 특성이 요구된다. 그러나 기존의 글라스재 기판은 플렉서블 특성을 구현하기가 어려운 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 플라스틱재 기판 위에 형성하려는 시도가 있었다. 플라스틱은 0.2㎜ 정도의 두께로 형성하더라도 잘 깨지지 않고, 또한 비중이 글라스보다 작아 기존 글라스재 기판과 비교했을 때 중량을 1/5 이하로 경감시킬 수 있고, 곡면 구현이 가능하다는 장점이 있다.
본 발명은 저비용으로 내부 아웃개스 제어 및 외부 투습 방지 특성이 우수한 박막 봉지 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은, 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계; 상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계; 상기 발광 소자 상부에 제1 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 별도의 제2 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계; 상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계; 및 상기 제2 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
제1 봉지층을 형성하는 단계는, 상기 발광 소자 상부에 유무기 복합층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제2 봉지층을 형성하는 단계는, 베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및 상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 위상차판일 수 있고, 상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은, 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계; 상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계; 상기 발광 소자 상부에 제1 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 별도의 제2 봉지층을 형성하는 단계; 상기 제2 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계; 상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계; 및 상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계;를 포함할 수 있다.
제1 봉지층을 형성하는 단계는, 상기 발광 소자 상부에 유무기 복합층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제2 봉지층을 형성하는 단계는, 베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및 상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 위상차판일 수 있고, 상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은, 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계; 상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계; 상기 발광 소자를 밀봉하는 별도의 봉지층을 형성하는 단계; 상기 발광 소자와 상기 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계; 상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계; 및 상기 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 봉지층을 형성하는 단계는, 베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및 상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 상기 베이스 필름은 위상차판일 수 있고, 상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 가요성 기판; 상기 가요성 기판 상에 배치된 발광 소자; 상기 발광 소자 상부에 배치된 제1 봉지층; 상기 제1 봉지층 상부에 배치된 점착층; 상기 제1 봉지층 상부에 배치된 제2 봉지층; 및 상기 제2 봉지층 상부에 배치된 편광판;을 포함할 수 있다.
상기 제1 봉지층은 유무기 복합층이고, 상기 제2 봉지층은 위상차판 및 상기 위상차판 상의 적어도 하나의 무기층을 포함하는 유무기 복합층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는, 가요성 기판; 상기 가요성 기판 상에 배치된 발광 소자; 상기 발광 소자 상부에 배치된 봉지층; 상기 발광 소자와 상기 봉지층 사이에 배치된 점착층; 및 상기 봉지층 상부에 배치된 편광판;을 포함할 수 있다.
상기 봉지층은 위상차판 및 상기 위상차판 상의 적어도 하나의 무기층을 포함하는 유무기 복합층을 포함할 수 있다.
본 발명의 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법에 의해, 저비용으로 내부 아웃개스 제어 및 외부 투습 방지 특성이 우수한 봉지 방법을 제공함으로써, 공정이 용이하고 유기 발광 소자의 손상을 방지할 수 있다.
도 1 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 어떤 층이나 영역들은 명세서의 명확성을 위해 두께를 확대하여 나타내었다. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치로서, 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다.
먼저, 지지 기판(101) 상에 가요성 기판(111)을 형성한다.
지지 기판(101)은 후술할 분리단계에서 레이저빔 조사 또는 화학적 용해 등에 의해 가요성 기판(111)으로부터 분리된다. 지지 기판(101)은 유리 기판일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 지지 기판(101)은 유리 기판뿐만 아니라, 가요성 기판(111) 상에 소자 및 배선 등을 형성하는 공정 동안, 가요성 기판(111)을 지지하고 공정 스트레스를 견딜 수 있는, 투명한 플라스틱 또는 금속 등 다양한 기판의 선택이 가능함은 물론이다.
가요성 기판(111)은 내열성 및 내구성이 우수하며, 곡면 구현이 가능한 특성을 가진 폴리에틸렌에테르프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 및 폴리이미드 등과 같이 내열성 및 내구성이 우수한 플라스틱을 소재로 만들어질 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 가요성 있는 다양한 소재가 사용될 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 지지 기판(101)과 가요성 기판(111) 사이에는 분리층(미도시)을 형성할 수 있다. 분리층은 다양한 재료로 형성될 수 있는데, 분리 단계에 적용되는 방법에 적절한 재료로 형성되는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 가요성 기판(111) 상부에는 버퍼층(112)을 형성할 수 있다. 버퍼층(112)은 무기막 및 유기막 중 하나 이상의 막으로 형성될 수 있다. 이 버퍼층(112)은 가요성 기판(111) 기판에서 발생하는 수분 또는 불순물의 확산을 방지하거나 결정화 시 열의 전달 속도를 조절함으로써 반도체의 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 3을 참조하면, 상기 버퍼층(112) 상에는 박막 트랜지스터(TFT: thin film transitor)(120)를 형성한다. 도 3에서는 TFT의 일 예로서 탑 게이트(top gate) 방식의 박막 트랜지스터가 구비된 경우를 도시하고 있다. 그러나 바텀 게이트(bottom gate) 방식 등 다른 구조의 박막 트랜지스터가 구비될 수 있음은 물론이다. 이하에서는 편의상 도 2에 도시된 형태의 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 경우에 대해 설명한다.
탑 게이트형 박막 트랜지스터가 구비될 경우, 버퍼층(112) 상에 반도체층(121), 게이트 절연막(113), 게이트 전극(122), 층간 절연막(114), 콘택홀(124), 소스 전극과 드레인 전극(123)이 차례로 형성된다.
반도체층(121)은 폴리 실리콘으로 형성될 수 있으며, 이 경우 소정 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 물론 반도체층(121)은 폴리 실리콘이 아닌 아모포스 실리콘으로 형성될 수도 있고, 나아가 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있다.
반도체층(121)이 폴리 실리콘으로 형성될 경우 아모포스 실리콘을 형성하고 이를 결정화시켜 폴리 실리콘으로 변화시키는데, 이러한 결정화 방법으로는 RTA(Lapid Thermal Annealing)공정, SPC법(Solid Phase Crystallzation), ELA법(Excimer Laser Annealing), MIC(Metal Induced Crystallization), MILC법(Metal Induced Lateral Crystallization) 또는 SLS법(Sequential Lateral Solidification) 등 다양한 방법이 적용될 수 있으나, 본 발명에 따른 플라스틱 기판을 사용하기 위해서는 고온의 가열 공정이 요구되지 않는 방법을 이용함이 바람직하다.
반도체층(121)과 게이트 전극(122) 사이를 절연하기 위해 그 사이에 게이트 절연막(113)이 형성된다. 이 게이트 절연막(113)은 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다.
게이트 전극(122)은 다양한 도전성 물질로 형성할 수 있다. 예컨대 Mg, Al, Ni, Cr, Mo, W, MoW 또는 Au 등의 물질로 형성할 수 있으며, 이 경우에도 단일층 뿐만 아니라 복수층의 형상으로 형성할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
층간 절연막(114)은 실리콘 옥사이드 또는 실리콘 나이트라이드 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 상기 층간 절연막(114)과 게이트 절연막(113)을 선택적으로 제거하여 소스 및 드레인 영역이 노출되는 콘택홀(124)을 형성할 수 있다. 그리고 상기 콘택홀(124)이 매립되도록 층간 절연막(114) 상에 전술한 게이트 전극(122)용 물질로, 단일층 또는 복수층의 형상으로 소스 및 드레인 전극(123)을 형성한다.
도 4를 참조하면, 소스 및 드레인 전극(123)의 상부에는 평탄화막(보호막 및/또는 패시베이션층)(115)이 구비되어 하부의 박막 트랜지스터를 보호하고 평탄화시킨다. 평탄화막(115)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(benzocyclobutene) 또는 아크릴(acryl) 등과 같은 유기물, 또는 SiNx와 같은 무기물로 형성될 수도 있다. 또한 평탄화막(115)은 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
다음으로, 박막 트랜지스터(TFT) 상부에 디스플레이 소자가 형성된다. 본 명세서에서는 디스플레이 소자로써 유기 발광 소자(OLED: organic light emitting diode)를 예시하고 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 다양한 디스플레이 소자가 본 발명에 적용될 수 있을 것이다.
박막 트랜지스터(TFT) 상부에 유기 발광 소자(OLED)를 형성하기 위하여, 평탄화막(115) 상부에 제1 전극(131)이 형성되고, 제1 전극(131)은 콘택홀(130)을 통해 소스 전극 및 드레인 전극(123) 중 하나의 전극에 전기적으로 연결된다. 제1 전극(131)은 애노드 또는 캐소드로 기능하며, 다양한 도전성 물질로 형성될 수 있다.
제1 전극(131)은 발광 형태에 따라 투명 전극으로 형성될 수도 있고 반사형 전극으로 형성될 수도 있다. 투명 전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 제1 전극(131) 상에 제1 전극(131)의 적어도 일부가 노출되도록 절연성 물질로 패터닝 된 화소정의막(116)을 증착한다. 화소정의막(116)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기물 중에서 선택된 물질을 사용하여 형성된 무기막일 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 전극(131)의 개구부 내에 발광층을 포함하는 중간층(132)을 형성하고, 이 중간층(132)을 중심으로 제1 전극(131)에 대향하도록 제2 전극(133)을 형성함으로써 유기 발광 소자(OLED)를 제조할 수 있다. 상기 유기막층(132)은 적어도 발광층(EML: emissive layer)을 포함하며 그 외에 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer), 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 중 어느 하나 이상의 층을 추가로 포함할 수 있다.
도 6에는 중간층(132)이 각 부화소, 즉 패터닝 된 각 제1 전극(131)에만 대응되도록 패터닝 된 것으로 도시되어 있으나 이는 부화소의 구성을 설명하기 위해 편의상 그와 같이 도시한 것이며, 중간층(132)은 인접한 부화소의 중간층(132)과 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한 중간층(132) 중 일부의 층은 각 부화소별로 형성되고, 다른 층은 인접한 부화소의 중간층(132)과 일체로 형성될 수도 있는 등 그 다양한 변형이 가능하다.
유기 발광 소자가 풀 컬러 유기 발광 소자일 경우, 발광층은 적색 부화소 , 녹색 부화소 및 청색 부화소에 따라 각각 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 한편, 발광층은 백색광을 방출할 수 있도록 적색 발광층 , 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 다층 구조를 갖거나, 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 포함한 단일층 구조를 가질 수 있다.
제2 전극(133)은 제1 전극(131)의 기능에 따라 캐소드 또는 애노드일 수 있다. 제2 전극(133)은 제1 전극(131)과 마찬가지로 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명 전극으로 사용될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물로 이루어진 층과, 이 층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 형성된 보조 전극이나 버스 전극 라인을 구비할 수 있다. 그리고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.
도 7을 참조하면, 제2 전극(133)의 상면에는 유기 발광 소자(OLED)를 봉지(encapsulation)하기 위해 제1 봉지층(300)을 형성한다. 제1 봉지층(300)은 무기물, 유기물, 또는 유무기 복합 적층물의 제1 배리어층일 수 있다. 제1 봉지층(300)이 도 8에 도시된 바와 같이, 무기물과 유기물이 차례로 적층되는 다층 박막 구조의 봉지 박막(thin film encapsulation)인 경우, 무기층(300a)은 보호 및 방습 역할을 하고, 유기층(300b)은 평탄화 및 결함 필링(defect filling) 역할을 할 수 있다. 유기물은 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함된 유기 절연막이 사용될 수 있다. 무기물은 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함된 무기 절연막이 사용될 수 있다. 다층 박막 구조의 제1 봉지층(300)은 1.5다이애드로 얇게 형성될 수 있다. 무기층(300a)과 유기층(300b)의 적층 순서는 바뀔 수 있다. 도 8에서는 각각 한 층의 무기층(300a)과 유기층(300b)의 복합층의 제1 봉지층(300)을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 한 층 이상의 무기층(300a)과 한 층 이상의 유기층(300b)의 복합층 구조를 가질 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 봉지층(500)을 별도로 형성한다.
통상의 유기 발광 디스플레이 장치는 외광의 반사를 억제하기 위해 유기 발광 표시 소자(OLED) 상부에 편광판과 위상차판(Quarter wave plate)으로 이루어진 일체형 편광 필름(film)을 부착한다. 또한, 유기 발광 표시 소자(OLED)는 유기물과 Ag 성분이 함유된 Mg:Ag 등 금속 캐소드(cathode) 층으로 구성되어 있어 수분 또는 산소와 결합하면 유기물 재료의 특성 저하뿐만 아니라, 캐소드(cathode) 층을 산화시켜 화소 결함(pixel defect) 등의 불량이 발생한다. 이와 같은 불량이 발현되지 않도록 하기 위해 글래스를 이용한 봉지(encapsulation) 기술을 이용하거나, 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 위해 유기막과 무기막의 반복구조를 이용한 박막 봉지 (Thin Film Encapsulation, TFE) 기술을 적용한다. 　두 경우 모두 산소나 수분으로부터 OLED 층을 보호하기 위해 요구되는 WVTR(Water Vapor transmission rate)는 최대 10-6g/m2/day를 만족시켜야 한다.
디스플레이 장치의 제작시, 하나의 기판상에 여러 개의 패널(panel)이 동시에 형성되기 때문에, 봉지 공정이 완료된 후 플라스틱 필름으로부터 기판을 분리하는 공정과 각각의 패널을 분리하기 위한 커팅(cutting) 공정이 필요하게 된다.
박막 봉지 기술을 적용하는 경우, 일체형 편광 필름을 유기 발광 표시 소자 상부에 부착하기 전에 박막 봉지 후, 추후 공정 중 발생할 수 있는 손상(damage)으로부터 하부 박막 봉지를 보호하기 위해 별도의 임시 보호 필름을 박막 봉지 상부에 부착하여 분리 및 커팅(cutting) 등의 후 공정을 진행하고, 최종적으로 임시 보호 필름을 제거한 후 일체형 편광 필름을 부착한다.
그러나, 임시 보호 필름을 제거하는 공정 중 하부 박막 봉지의 뜯김 등 불량이 유발되고, 임시 보호 필름의 부착 및 제거 등의 공정 추가에 따라 재료비가 상승하는 문제점이 있다. 또한 외부 투습을 막기 위해 유기 발광 소자(OLED) 소자 위에 다층의 유무기 복합층을 형성하는 경우, 하부 소자에 대한 손상을 제거하기 위해서는 유기막 재료 및 공정 중 많은 제약이 따른다. 예를 들면, 유기층의 두께는 하부 소자들을 충분히 덮을 수 있도록 두꺼워야 하나 모노머(monomer) 상태로 증착해야 하는 관계로 공정상 어려움이 있다. 　그리고, 무기층의 증착시 플라즈마 손상(plasma damage) 등으로 내부 아웃개스(outgas)가 다량 발생하여 화소 결함(pixel defect)을 유발한다.
본 발명의 실시예는 이러한 문제점을 해소하기 위해, 제1 봉지층(300)을 종래의 봉지 박막보다 얇게 형성하고, 별도의 제2 봉지층(500)을 분리 및 커팅 공정 전에 유기 발광 소자(OLED)에 결합한 상태에서 기판을 분리시키는 방법을 적용함으로써, 유기 발광 소자(OLED)의 봉지(encapsulation)를 저비용으로 용이하게 할 수 있는 것을 일 특징으로 한다.
제2 봉지층(500)을 형성하기 위해, 베이스 필름(511) 상에 제2 배리어층(513)을 형성한다. 베이스 필름(511)은 λ/4 위상차 필름으로서, 서로 수직인 두 편광 성분에 λ/4 만큼의 위상차를 부여하여 선편광을 원편광으로 바꾸거나 원편광을 선편광으로 바꾸는 역할을 한다. 제2 배리어층(513)은 제1 봉지층(300)의 제1 배리어층과 유사하게, 적어도 1층 이상의 무기층, 또는 도 10에 도시된 바와 같이, 무기층(514)과 유기층(515)이 차례로 적층되는 다층 박막 구조로서, 무기층(514)은 보호 및 방습 역할을 하고, 유기층(515)은 평탄화 및 결함 필링(defect filling) 역할을 할 수 있다. 유기물은 아크릴 또는 폴리이미드 등이 포함된 유기 절연막이 사용될 수 있다. 무기물은 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함된 무기 절연막이 사용될 수 있다. 무기층(514)과 유기층(515)의 적층 순서는 바뀔 수 있다. 도 10에서는 각각 두 층의 무기층(514)과 유기층(515)의 복합층의 제2 배리어층(513)을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 한 층 이상의 무기층(514)과 한 층 이상의 유기층(515)의 복합층 구조를 가질 수 있다.
제2 배리어층(513) 상에는 점착층(517)을 형성한다. 점착층(517)은 구성 부재의 광학적 특성 변화를 방지하고, 접착 처리시의 경화나 건조시의 고온 프로세스를 요하지 않는 소재의 점착제 또는 접착제가 사용 가 능하다. 예를 들어, 아크릴계 중합체나 실리콘계 중합체, 폴리에스테 르나 폴리우레탄, 폴리에테르나 합성 고무 등의 적절한 중합체를 사용할 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 봉지층(300) 상부에 제2 봉지층(500)을 배치한 후, 이 둘을 압착시킴으로써 점착층(517)에 의해 합착한다.
제1 봉지층(300)과 제2 봉지층(500)의 합착에 의해, 제1 배리어층과 제2 배 리어층( 513)의 전체 두께는 종래의 유기 발광 소자 상부에 직접 형성된 봉지 박막의 두께에 근사한다. 본 발명의 실시예에 따른 봉지 방법은 유기 발광 소자 상부에 직접 다층의 유무기 복합층을 형성하는 봉지 방법에 비해, 제1 봉지층(300)과 제2 봉지층(500)을 별개로 형성한 후 합착함으로써, 유기층의 두께 및 무기층의 아웃개스 제어가 용이해지며, 동시에 외부 투습 방지 기능을 갖는 장점이 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(111)과 지지 기판(101)을 탈착시키는 층간 분리(delamination) 공정이 수행된다. 레이저빔의 조사 또는 화학적 용해 등의 방법을 통해 지지 기판(101)을 플렉서블 기판(111)으로부터 분리시킨다. 레이저빔으로는 광간섭성(coherenent)의 100nm 내지 350nm의 파장을 가진 광으로, AF, Kr, Xe 등과 할로겐 가스 F2, HCl 등을 조합한 XeCl, KrF, ArF 등을 사용할 수 있다.
이후, 패널(panel) 별로 커팅(cutting) 공정을 수행한다.
마지막으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 제2 봉지층(500) 상부에 편광판(519)을 부착한다. 편광판(519)은 선형 편광판 또는 선형 편광 필름으로 형성될 수 있으며, 단일 또는 복합 적층 구조가 가능하다. λ/4 위상차 필름인 베이스 필름(511)과 편광판(519)에 의해 유기 발광 표시 장치는 외광 반사를 억제시킬 수 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치로서, 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다. 상기 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 위상차판과 유무기 박막 일체형의 제2 봉지층(500) 상에 편광판을 배치한 후, 유기 발광 소자 상에 부착하는 점에서, 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 공정과 상이하다. 따라서, 이하에서는 도 1 내지 도 13에서 설명한 내용과 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 1 내지 도 8의 공정에 의해 지지 기판(101) 상의 가요성 기판(111)에 박막 트랜지스터(120), 유기 발광 소자(OLED) 및 제1 봉지층(300)을 형성한다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 봉지층(500)을 별도로 형성하고, 제2 봉지층(500) 상에 편광판(519)을 배치한다.
제2 봉지층(500)을 형성하기 위해, 베이스 필름(511)의 일면 상에 제2 배리어층(513)을 형성한다. 제2 배리어층(513) 상에는 점착층(517)을 형성한다.
베이스 필름(511)의 타면 상에 편광판(519)을 구비한다. 편광판(519)은 선형 편광판 또는 선형 편광 필름으로 형성될 수 있으며, 단일 또는 복합 적층 구조가 가능하다. λ/4 위상차 필름인 베이스 필름(511)과 편광판(519)에 의해 유기 발광 표시 장치는 외광 반사를 억제시킬 수 있다.
도 15를 참조하면, 제1 봉지층(300) 상부에 편광판(519)이 배치된 제2 봉지층(500)을 배치하고, 이 둘을 점착층(517)에 의해 합착한다.
다음으로, 도 16에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(111)을 지지 기판(101)으로부터 탈착시키는 층간 분리(delamination) 공정을 수행한다. 이후, 패널(panel) 별로 커팅(cutting) 공정을 수행한다.
도 17 내지 도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치로서, 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 공정을 개략적으로 도시하는 단면도들이다. 상기 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 유기 발광 표시 소자가 구비된 하부 기판에 유무기 박막층을 형성하지 않고, 유기 발광 소자 위에 직접 위상차판과 유무기 박막 일체형의 제2 봉지층(500)을 부착하는 점에서, 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 공정과 상이하다. 따라서, 이하에서는 도 1 내지 도 13에서 설명한 내용과 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.
도 1 내지 도 6의 공정에 의해 지지 기판(101) 상의 가요성 기판(111) 상에 박막 트랜지스터(120) 및 유기 발광 소자(OLED)를 형성한다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 제2 봉지층(500)을 별도로 형성한다. 제2 봉지층(500)을 형성하기 위해, 베이스 필름(511) 상에 제2 배리어층(513)을 형성한다. 제2 배리어층(513) 상에는 점착층(517)을 형성한다.
다음으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 유기 발광 소자(OLED) 상부에 제2 봉지층(500)을 점착층(517)에 의해 합착한다.
다음으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(111)을 지지 기판(101)으로부터 탈착시키는 층간 분리(delamination) 공정을 수행한다. 이후, 패널(panel) 별로 커팅(cutting) 공정을 수행한다.
마지막으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 봉지층(500) 상부에 편광판(519)을 부착한다. 편광판(519)은 선형 편광판 또는 선형 편광 필름으로 형성될 수 있으며, 단일 또는 복합 적층 구조가 가능하다. λ/4 위상차 필름인 베이스 필름(511)과 편광판(519)에 의해 유기 발광 표시 장치는 외광 반사를 억제시켜 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
상기 본 발명의 실시예들에 따른 유기 발광 표시 장치는, 위상차판을 편광판과 분리하고, 위상차판과 유무기 박막 일체형 봉지 부재로 유기 발광 소자 상에 별도 부착함으로써, 외부 산소나 수분 및 임시 보호 필름의 탈부착 등으로부터 유기 발광 소자를 보호할 수 있다. 또한, 유무기 박막을 유기 발광 소자 및 별도 봉지 부재 상에 각각 형성함으로써, 다층의 유무기 복합층을 형성하는 경우 발생하는 공정 제약을 해소할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다

Claims (19)

  1. 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계;
    상기 발광 소자 상부에 제1 봉지층을 형성하는 단계;
    상기 제1 봉지층과 별도의 제2 봉지층을 형성하는 단계;
    상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계;
    상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계; 및
    상기 제2 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 봉지층을 형성하는 단계는,
    상기 발광 소자 상부에 유무기 복합층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 봉지층을 형성하는 단계는,
    베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및
    상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 위상차판인 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계;
    상기 발광 소자 상부에 제1 봉지층을 형성하는 단계;
    상기 제1 봉지층과 별도의 제2 봉지층을 형성하는 단계;
    상기 제2 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;
    상기 제1 봉지층과 상기 제2 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계; 및
    상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 봉지층을 형성하는 단계는,
    상기 발광 소자 상부에 유무기 복합층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 봉지층을 형성하는 단계는,
    베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및
    상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 위상차판인 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 지지 기판 상에 가요성 기판을 형성하는 단계;
    상기 가요성 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계;
    상기 발광 소자를 밀봉하는 별도의 봉지층을 형성하는 단계;
    상기 발광 소자와 상기 봉지층을 점착층에 의해 합착하는 단계;
    상기 지지 기판을 상기 가요성 기판으로부터 분리하고, 패널 단위로 커팅하는 단계; 및
    상기 봉지층 상부에 편광판을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 봉지층을 형성하는 단계는,
    베이스 필름의 일 면에 유무기 복합층을 형성하는 단계; 및
    상기 유무기 복합층 상에 상기 점착층을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 위상차판인 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 유무기 복합층은 적어도 하나의 무기층을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 가요성 기판;
    상기 가요성 기판 상에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자 상부에 배치된 제1 봉지층;
    상기 제1 봉지층 상부에 배치된 점착층;
    상기 제1 봉지층 상부에 배치된 제2 봉지층; 및
    상기 제2 봉지층 상부에 배치된 편광판;을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 봉지층은 유무기 복합층인 플렉서블 디스플레이 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 봉지층은 위상차판 및 상기 위상차판 상의 적어도 하나의 무기층을 포함하는 유무기 복합층인 플렉서블 디스플레이 장치.
  18. 가요성 기판;
    상기 가요성 기판 상에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자 상부에 배치된 봉지층;
    상기 발광 소자와 상기 봉지층 사이에 배치된 점착층; 및
    상기 봉지층 상부에 배치된 편광판;을 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 봉지층은 위상차판 및 상기 위상차판 상의 적어도 하나의 무기층을 포함하는 유무기 복합층인 플렉서블 디스플레이 장치.
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