KR20140126681A - 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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쿵이 차오
잉지에 왕
창환 우
쿠이페이 텅
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주식회사 스미카 테크놀로지
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Abstract

플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 결합 기판이 먼저 제공된다. 결합 기판은 단단한 지지 기판과 담체 제거 접착층을 포함하며, 여기서 담체 제거 접착층은 단단한 지지 기판상에 배치된다. 다음으로, 플렉시블 기판이 담체 제거 접착층 상에 접착된 후 컬러 필터층이 플렉시블 기판상에 형성되어, 컬러 필터 모듈을 형성한다. 뒤이어, 냉각 공정이 실행되어 결합 기판으로부터 플렉시블 기판을 분리하여, 플렉시블 컬러 필터를 얻는다.

Description

플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법{Method of Fabricating Flexible Color Filter and Flexible Color Display Device}
본 발명은 컬러 필터의 제조 방법 및 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
과학과 기술의 빠른 진보뿐만 아니라 정보에 대한 현대 사회의 갈증에 의해, 다양한 데이터 취득 및 저장 장치가 필요에 따라 지속적으로 만들어진다. 한편, 디스플레이 장치의 구체적인 요구조건들은 지속적으로 증가하며, 얇은 플렉시블 디스플레이 장치는 차세대 디스플레이 장치의 개발 지표이다.
플라스틱 기판은 종래의 유리 기판을 대체하는데 통상적으로 사용될 수 있는데 이는 플라스틱 기판이 얇고, 가벼우며, 휘어지고 파괴되지 않아서, 디스플레이 장치의 개발 지표를 충족하기 때문이다. 또한, 플렉시블 디스플레이 장치를 제조하기 위해 플라스틱 기판을 사용하는 것은 플라스틱 기판이 얇고, 가벼우며, 휘어지고 파괴되지 않는다는 점에서 연구와 개발의 주요 경향이 되었다.
플라스틱 기판이 유리 기판을 대체할 때, 인-라인 시트(in-line sheet) 또는 롤-투-롤(roll-to-roll)과 같은 종래의 방법이 디스플레이 장치를 제조하는데 사용될 수 있다.
그러나, 인-라인 시트의 방법이 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는데 사용되는 경우, 플라스틱 기판은 고온 공정 동안 심하게 열 수축되어 변형될 수 있다. 또한, 결합 기판으로부터 플라스틱 기판을 분리함으로써 생성되는 스트레스가 기판과 잔여 접착제의 변형을 유발할 수 있어서 디스플레이 장치의 성능을 감소시킬 수 있다. 롤-투-롤 방법이 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는데 사용되는 경우, 종래의 제조 장비는 사용될 수 없으며, 제조된 디스플레이 장치의 해상도 및 위치 정확도는 떨어지며, 롤러 장력이 디스플레이 장치의 성능에 영향을 미칠 수 있다.
상기의 관점에서, 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 종래 방법의 단점들을 개선하기 위한 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 대한 요구가 존재한다.
따라서, 본 발명의 한 양태는 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 담체 제거(carrier-free) 접착층의 접착 재료가 컬러 필터 모듈의 플렉시블 기판에 접착하는 것을 방지하는 냉각 공정을 실행하여 수행되며, 따라서 플렉시블 기판은 결합 기판으로부터 분리되어 플렉시블 컬러 필터를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 접착 재료가 컬러 디스플레이 장치 모듈의 플렉시블 기판에 접착하는 것을 방지하는 상기한 동일 냉각 공정을 실행하여 수행되며, 따라서 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 양태에 따라, 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공된다. 한 실시태양에서, 결합 기판이 먼저 제공된다. 결합 기판은 단단한 지지 기판과 담체 제거 접착층을 포함하며, 여기서 담체 제거 접착층은 단단한 지지 기판상에 배치된다. 다음으로, 플렉시블 기판이 담체 제거 접착층 상에 접착된 후, 컬러 필터층이 플렉시블 기판상에 형성되어, 컬러 필터 모듈을 형성한다. 뒤이어, 냉각 공정이 -20℃ 내지 20℃에서 3분 내지 40분 동안 실행되어 플렉시블 기판을 결합 기판으로부터 분리하여, 플렉시블 컬러 필터를 얻는다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 담체 제거 접착층은 접착 재료로 제조된다.
본 발명의 다른 실시태양에 따라, 플렉시블 기판에 대한 접착 재료의 접착 강도는 접착 재료의 온도가 20℃보다 낮을 때 0.2 N/25mm 미만이다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 접착 재료는 가지형 아크릴레이트를 갖는 결정 폴리머이다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 플렉시블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리 아릴 에터 나이트릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 스테인리스 강, 금속 착물, 유리 섬유 또는 유리로 제조된다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법이 제공된다. 한 실시태양에서, 결합 기판이 먼저 제공된다. 결합 기판은 단단한 지지 기판과 단단한 지지 기판상에 배치된 담체 제거 접착층을 포함한다. 다음으로, 플렉시블 기판이 담체 제거 접착층 상에 접착된다. 그런 후에 박막 트랜지스터 어레이가 플렉시블 기판상에 형성된다. 뒤이어, 컬러 디스플레이층이 박막 트랜지스터 어레이 상에 형성되어 컬러 디스플레이 장치 모듈을 형성한다. 그런 후에 컬러 디스플레이 장치 모듈을 -20℃ 내지 20℃에서 3분 내지 40분 동안 놓아 결합 기판으로부터 플렉시블 기판을 분리하여 수행되는 냉각 공정이 실행된다.
본 발명의 한 실시태양에 따라, 박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 디스플레이층을 형성하는 단계는 박막 트랜지스터 어레이 상에 디스플레이 중간층(medium layer)을 형성하는 단계를 포함한다. 그런 후에 컬러 필터층이 디스플레이 중간층 상에 형성된다.
본 발명의 다른 실시태양에 따라, 박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 디스플레이층을 형성하는 단계는 박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계를 포함한다. 그런 후에 디스플레이 중간층이 컬러 필터층 상에 형성된다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 담체 제거 접착층은 접착 재료로 제조된다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 플렉시블 기판에 대한 접착 재료의 접착 강도는 접착 재료의 온도가 20℃보다 낮을 때 0.2 N/25mm 미만이다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 접착 재료는 가지형 아크릴레이트를 갖는 결정 폴리머이다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 플렉시블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리 아릴 에터 나이트릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 스테인리스 강, 금속 착물, 유리 섬유 또는 유리로 제조된다.
본 발명의 추가 실시태양에 따라, 디스플레이 중간층은 전자 잉크, 액정 분자 또는 유기 발광 다이오드로 제조된다.
본 발명의 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면 접착 재료가 컬러 디스플레이 장치 모듈의 플렉시블 기판에 접착하는 것을 방지하는 냉각 공정을 실행함으로써 플렉시블 컬러 필터 또는 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 얻을 수 있으며, 따라서 플렉시블 기판이 결합 기판으로부터 분리될 수 있다. 또한, 본 발명에 의해 제조된 결합층은 재사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 사용된 단단한 지지 기판은 플렉시블 컬러 필터 또는 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 기판으로 작용하여, 플렉시블 컬러 필터 또는 플렉시블 컬러 디스플레이 장치는 제조 비용을 감소시키기 위해 통상적인 연속 처리 장치에 사용될 수 있다.
본 발명의 내용 중에 포함되어 있다.
본 발명은 실시태양의 다음 상세한 설명을 읽음으로써 더욱 완전히 이해될 수 있으며, 첨부된 도면들을 다음과 같이 참조한다:
도 1은 본 발명의 한 실시태양에 따른 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 2a는 본 발명의 한 실시태양에 따른 컬러 필터 모듈의 개략적 구조도이다.
도 2b는 본 발명의 한 실시태양에 따른 플렉시블 기판의 개략적 구조도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시태양에 따른 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시태양에 따른 컬러 디스플레이 장치 모듈의 개략적 구조도이다.
각각 본 발명의 한 실시태양에 따른 플렉시블 컬러 필터의 제조 방법(100)의 흐름도 및 컬러 필터 모듈(200)의 개략적 구조도인 도 1 및 2a를 참조하여, 한 실시태양에서, 상기 방법(100)은 결합 기판(210)을 제공하는 공정(110)을 포함한다. 결합 기판(210)은 단단한 지지 기판(211)과 담체 제거 접착층(213)을 포함하며, 여기서 단단한 지지 기판(211)은 알칼리 제거 유리 기판, 석영 기판, 화학적 강화 유리 기판 또는 단단한 유리 기판일 수 있다. 담체 제거 접착층(213)은 단단한 지지 기판(211) 상에 배치되며 접착 재료로 제조된다. 접착 재료는 결정 폴리머이며, 결정 폴리머는 가지형 아크릴레이트를 가진다. 뒤이어, 담체 제거 접착층(213) 상에 플렉시블 기판(221)을 접착시키는 공정(120)이 실행된다.
도 2a 및 본 발명의 한 실시태양에 따른 플렉시블 기판의 개략적 구조도인 도 2b를 참조하여, 한 실시태양에서, 플렉시블 기판(221)은 물-가스 장벽층(221a), 기판 바디(221b) 및 프라이머(221c)를 포함하는 다층 구조일 수 있다. 기판 바디(221b)는 폴리이미드, 폴리 아릴 에터 나이트릴, 폴리스티렌, 스테인리스 강, 금속 착물, 유리 섬유 또는 유리로 제조될 수 있다. 한 실시태양에서, 유기 하드 코트층 또는 다른 물-가스 장벽층은 플렉시블 컬러 필터의 사용을 증가시키도록 기판 바디(221b) 및 프라이머(221c) 사이에 끼워질 수 있다. 다른 실시태양에서, 플렉시블 컬러 필터의 성능을 증가시키도록 반사방지(AR) 또는 눈부심방지(AG) 처리가 물-가스 장벽층(221a)의 외부에 실행될 수 있다.
계속해서 도 1 및 2a를 참조하면, 공정(120) 이후 컬러 필터 모듈(200)을 형성하기 위해 플렉시블 기판(221) 상에 컬러 필터층(223)을 형성하는 공정(130)이 실행된다. 컬러 필터층(223)은 포토리소그래피 공정에 의해 플렉시블 기판(221) 상에 형성된다. 컬러 필터층(223)은 고온 공정 동안 플렉시블 플라스틱 기판의 변형을 피하기 위해 100℃보다 낮은 저 경화 온도로 컬러 포토레지스트로 제조될 수 있다. 또한, 공정 온도는 저 경화 온도로 컬러 포토레지스트를 사용함으로써 감소할 수 있어서, 낮은 유리 전이 온도를 가진 재료들(예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트 또는 다른 적절한 재료들)이 제조 비용을 감소시키도록 플렉시블 기판(221)의 재료로서 선택될 수 있다.
한 실시태양에서, 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법(100)은 공정(130)이 실행되어 플렉시블 컬러 필터의 콘트라스트 및 성능을 증가시키기 전에 블랙 매트릭스(black matrix)(230)를 형성하는 작업을 선택적으로 포함할 수 있다. 다른 실시태양에서, 컬러 필터층(223)을 보호하기 위해서, 상기 방법(100)은 컬러 필터층(223)을 보호하고 컬러 필터층(223)의 평탄성을 증가시키도록 컬러 필터 모듈(200)의 컬러 필터층(223)에 오버 코트(over coat) 공정을 실행하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
뒤이어, 담체 제거 접착층(213)의 접착 재료가 플렉시블 기판(221)에 접착하는 것을 방지하도록 컬러 필터 모듈(200)에 냉각 공정을 실행하는 공정(140)이 실행되며, 따라서 플렉시블 기판(221)은 결합 기판(210)으로부터 분리되어 플렉시블 컬러 필터(220)를 얻을 수 있다. 냉각 공정은 컬러 필터 모듈(200)을 -20℃ 내지 20℃에서 3분 내지 40분 동안 놓음으로써 실행된다. 한 실시태양에서, 냉각 공정은 건조 냉동실을 사용하거나 건조 환경에서 냉동판 상에 컬러 필터 모듈(200)을 놓음으로써 실행되어 컬러 필터 모듈(200)의 온도를 감소시킬 수 있다.
냉각 공정 동안, 컬러 필터 모듈(200)의 온도가 20℃보다 낮을 때, 플렉시블 기판(221)(예를 들어, 플라스틱 기판)에 대한 접착 재료의 접착 강도는 0.2 N/25mm 미만이며, 결합 기판(210)의 단단한 지지 기판(211)(예를 들어, 유리)에 대한 접착 재료의 접착 강도는 동일한 조건하에서 5N/25mm보다 크다. 따라서, 냉각 공정은 결합 기판(210)으로부터 플렉시블 기판(221)을 분리하는데 사용될 수 있다. 한 실시태양에서, 컬러 필터 모듈(200)의 온도가 10℃보다 낮을 때, 플렉시블 기판(221)은 결합 기판(210)으로부터 쉽게 분리될 수 있다. 분리된 결합 기판(210)은 담체 제거 접착층(213)의 접착 재료의 접착성을 회복하기 위해 핫 플레이트 또는 오븐을 사용하여 가열될 수 있어서, 결합 기판(210)은 재사용될 수 있다.
각각 본 발명의 한 실시태양에 따른 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법의 흐름도 및 컬러 디스플레이 장치 모듈의 개략적 구조도인 도 3-4를 참조하면, 한 실시태양에서, 방법(300)의 공정들은 방법(100)의 공정들과 실질적으로 동일하다. 이들 사이의 차이는 방법(300)에서, 공정(320)이 실행된 후 플렉시블 기판(421) 상에 박막 트랜지스터 어레이(423)를 형성하는 공정(330)이 실행된다는 것이다. 그런 후에 박막 트랜지스터 어레이(423) 상에 컬러 디스플레이층(425)을 형성하여 컬러 디스플레이 장치 모듈(400)을 형성하는 공정(340)이 실행된다.
공정(340)은 박막 트랜지스터 어레이(423) 상에 디스플레이 중간층(425a)을 형성하는 단계 및 디스플레이 중간층(425a) 상에 컬러 필터층(425b)을 형성하는 단계를 포함한다. 디스플레이 중간층(425a)은 전자 잉크, 액정 분자 또는 유기 발광 다이오드로 제조될 수 있다.
한 실시태양에서, 컬러 필터층이 박막 트랜지스터 어레이 상에 먼저 형성될 수 있고 그런 후에 디스플레이 중간층이 컬러 필터층 상에 형성되어 컬러 디스플레이 장치 모듈을 형성할 수 있다.
유사하게, 냉각 공정이 컬러 디스플레이 장치 모듈(400) 상에 실행될 때, 플렉시블 기판(421)에 대한 담체 제거 접착층(413)의 접착 재료의 접착 강도는 감소하며, 따라서 플렉시블 기판(421)은 결합 기판(410)으로부터 분리되어, 플렉시블 컬러 디스플레이 장치(420)를 얻을 수 있다.
디스플레이 중간층(425a) 상에 컬러 필터층(425b)을 형성하는 작업 이전에, 방법(300)은 디스플레이 중간층(425a) 상에 블랙 매트릭스(430)를 형성한 후 디스플레이 중간층(425a) 상에 컬러 필터층(425b)을 형성하여 플렉시블 컬러 디스플레이 장치(420)의 콘트라스트 및 성능을 증가시키는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 상기 실시태양들로부터, 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법들은 플렉시블 컬러 필터 모듈 또는 플렉시블 컬러 디스플레이 장치 모듈의 온도를 감소시키는 냉각 공정을 실행함으로써 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 얻을 수 있는데, 냉각 공정은 플렉시블 기판에 대한 결합 기판의 담체 제거 접착층의 접착 강도의 감소를 초래하나 단단한 지지 기판에 대한 접착 강도는 영향을 받지 않아서, 플렉시블 기판이 결합 기판으로부터 분리될 수 있다.
또한, 결합 기판의 온도가 20℃보다 높을 때, 결합 기판의 담체 제거 접착층은 접착성을 회복할 수 있어서 결합 기판은 제조 비용을 감소시키도록 재사용될 수 있다.
비록 본 발명은 특정 실시태양들을 참조하여 상당히 상세하게 기술되었지만, 다른 실시태양들도 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항들의 취지 및 범위는 본 발명에 포함된 실시태양들의 설명에 제한되지 않아야 한다.
본 발명의 범위 및 취지를 벗어나지 않고 본 발명의 구조에 대한 다양한 변형 및 변화가 가능할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 상기한 것의 관점에서, 본 발명은 본 발명의 변형 및 변화가 다음 청구항들의 범위 내에 해당하는 경우 이들을 포함하는 것을 의도한다.

Claims (11)

  1. 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은
    단단한 지지 기판; 및
    단단한 지지 기판상에 배치된 담체 제거 접착층을 포함하는 결합 기판을 제공하는 단계;
    담체 제거 접착층 상에 플렉시블 기판을 접착하는 단계;
    플렉시블 기판상에 컬러 필터층을 형성하여 컬러 필터 모듈을 형성하는 단계; 및
    컬러 필터 모듈을 -20℃ 내지 20℃에서 3분 내지 40분 동안 놓아 결합 기판으로부터 플렉시블 기판을 분리하는 냉각 공정을 실행하여 플렉시블 컬러 필터를 얻는 단계를 포함하는 것인 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    담체 제거 접착층은 접착 재료로 제조되며, 플렉시블 기판에 대한 접착 재료의 접착 강도는 접착 재료의 온도가 20℃보다 낮을 때 0.2 N/25mm 미만인 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    접착 재료는 가지형 아크릴레이트를 갖는 결정 폴리머인 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    플렉시블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리 아릴 에터 나이트릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 스테인리스 강, 금속 착물, 유리 섬유 또는 유리로 제조되는 것인 방법.
  5. 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은
    단단한 지지 기판; 및
    단단한 지지 기판상에 배치된 담체 제거 접착층을 포함하는 결합 기판을 제공하는 단계;
    담체 제거 접착층 상에 플렉시블 기판을 접착하는 단계;
    플렉시블 기판상에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계;
    박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 디스플레이층을 형성하여 컬러 디스플레이 장치 모듈을 형성하는 단계; 및
    컬러 디스플레이 장치 모듈을 -20℃ 내지 20℃에서 3분 내지 40분 동안 놓아 결합 기판으로부터 플렉시블 기판을 분리하는 냉각 공정을 실행하여 플렉시블 컬러 디스플레이 장치를 얻는 단계를 포함하는 것인 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 디스플레이층을 형성하는 단계는
    박막 트랜지스터 어레이 상에 디스플레이 중간층을 형성하는 단계; 및
    디스플레이 중간층 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 디스플레이층을 형성하는 단계는
    박막 트랜지스터 어레이 상에 컬러 필터층을 형성하는 단계; 및
    컬러 필터층 상에 디스플레이 중간층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    담체 제거 접착층은 접착 재료로 제조되며, 플렉시블 기판에 대한 접착 재료의 접착 강도는 접착 재료의 온도가 20℃보다 낮을 때 0.2 N/25mm 미만인 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    접착 재료는 가지형 아크릴레이트를 갖는 결정 폴리머인 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    플렉시블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴리 아릴 에터 나이트릴, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 스테인리스 강, 금속 착물, 유리 섬유 또는 유리로 제조되는 것인 방법.
  11. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    디스플레이 중간층은 전자 잉크, 액정 분자 또는 유기 발광 다이오드로 제조되는 것인 방법.
KR1020140047944A 2013-04-23 2014-04-22 플렉시블 컬러 필터 및 플렉시블 컬러 디스플레이 장치의 제조 방법 KR20140126681A (ko)

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