KR20140129775A - 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법이 개시된다. 개시된 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법은 캐리어 기판 위에 연성 기판을 형성하는 단계와, 연성 기판 위에 디스플레이부를 포함한 박막층을 형성하는 단계와, 박막층 중 연성 기판의 가장자리 경계를 벗어나 외측에 형성된 박막층 잉여부를 제거하는 단계 및, 연성 기판과 캐리어 기판을 분리시키는 단계를 포함한다. 이러한 제조방법을 이용하면, 캐리어 기판과 연성 기판의 분리를 깔끔하고 안정적으로 수행할 수 있게 되며, 그에 따라 생산성을 향상시킬 수 있고 제품 손상의 위험도 줄일 수 있다.

Description

플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법 {A flexible display device manufacturing method}

본 발명은 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 캐리어 기판의 분리 작업이 원활하게 진행될 수 있도록 개선된 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다.

유기 발광 표시 장치와 같은 디스플레이 장치는 구동 특성상 박형화 및 플랙시블화가 가능하여 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.

최근에는, 유연한 연성 기판 위에 디스플레이부를 형성하는 플렉시블 디스플레이 장치가 각광을 받고 있는 추세이다.

이러한 플렉시블 디스플레이 장치를 제조할 때에는 통상 단단한 캐리어 기판 위에 폴리이미드와 같은 연성 소재를 도포하여 연성 기판을 형성하고, 그 연성 기판 위에 디스플레이부를 형성한 다음, 나중에 캐리어 기판과 연성 기판을 분리해내는 식으로 제조를 진행한다.

그런데, 이와 같이 캐리어 기판과 연성 기판을 분리해낼 때 부분적으로 분리가 깨끗하게 이루어지지 않는 현상이 빈발하고 있다. 그 이유는, 연성 기판 위에 형성되는 박막층들 중 일부가 제조 과정 중 연성 기판 영역 밖으로 퍼져서 캐리어 기판과 직접 접촉하며 달라붙는 일이 종종 생기기 때문이다. 연성 기판의 경우는 적당한 열을 가하면 캐리어 기판과 잘 분리가 되는 재질이지만, 캐리어 기판에 직접 달라붙은 다른 박막층들은 그렇지를 않기 때문에, 이런 상황에서 캐리어 기판을 떼어내면 상기 다른 박막층들이 직접 달라붙은 잉여부는 캐리어 기판과 제대로 분리가 되지 않게 되고, 이에 따라 그 잉여부와 인접한 플렉시블 디스플레이 장치의 단부가 분리 과정에서 강제로 뜯겨져 나가는 문제가 발생할 수 있다.

이렇게 되면 불량 제품이 만들어질 수밖에 없으므로, 이에 대한 해결방안이 요구되고 있다.

본 발명의 실시예는 캐리어 기판과 연성 기판의 깨끗하고 안정적인 분리를 보장할 수 있도록 개선된 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법은 캐리어 기판 위에 연성 기판을 형성하는 단계; 상기 연성 기판 위에 디스플레이부를 포함한 박막층을 형성하는 단계; 상기 박막층 중 상기 연성 기판의 가장자리 경계를 벗어나 외측에 형성된 박막층 잉여부를 제거하는 단계; 및 상기 연성 기판과 상기 캐리어 기판을 분리시키는 단계;를 포함한다.

상기 박막층 잉여부 제거 시에는 레이저를 해당 부위에 조사하여 버닝시키는 레이저 커팅이 사용될 수 있다.

상기 레이저 커팅 시, 상기 연성 기판의 가장자리 경계부를 따라 상기 레이저를 조사하여 그 경계부 주변의 상기 박막층 잉여부를 제거할 수 있다.

상기 레이저 커팅 시, 상기 연성 기판의 가장자리 경계부 외측에 형성된 상기 박막층 잉여부 전체 영역에 레이저를 조사하여 모두 제거할 수 있다.

상기 레이저는 UV ~ Green 파장대의 레이저를 포함할 수 있다.

상기 레이저를 상기 캐리어 기판을 통해 상기 박막층 잉여부에 조사할 수 있다.

상기 레이저를 상기 캐리어 기판의 반대편에서 상기 박막층 잉여부에 조사할 수 있다.

상기 연성 기판은 폴리이미드 재질을 포함할 수 있으며, 상기 캐리어 기판은 글라스 재질을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면 캐리어 기판과 연성 기판의 분리를 깔끔하고 안정적으로 수행할 수 있게 되며, 그에 따라 생산성을 향상시킬 수 있고 제품 손상의 위험도 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 제조방법으로 제조되는 플렉시블 디스플레이 장치의 캐리어 기판 결합 상태를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 플렉시블 디스플레이 장치의 A 부위를 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 실시예에 따른 제조방법으로 도 1에 도시된 캐리어 기판을 분리하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7은 도 3 내지 도 5에 도시된 캐리어 기판 분리 과정 중 변형이 가능한 방법을 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법으로 제조되는 플렉시블 디스플레이 장치의 캐리어 기판(10) 결합 상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이 본 실시예의 플렉시블 디스플레이 장치는, 폴리이미드 재질의 제1,2연성 기판(21)(23)과, 무기막인 제1,2배리어층(22)(25), 화상을 구현하는 디스플레이부(30), 상기 디스플레이부(30)를 밀봉시키는 박막봉지층(40)이 적층된 구조로 이루어져 있다. 즉, 기존의 두껍고 단단한 글라스 기판을 대신하여 극히 얇은 폴리이미드 재질의 제1,2연성 기판(21)(24)과 박막으로 이루어진 박막봉지층(40)으로 디스플레이부(30)를 밀봉하는 플렉시블 구조를 구현하고 있다.

따라서, 두꺼운 글라스 기판으로 디스플레이부(30)를 상하로 둘러싸는 기존의 전형적인 구조에 비해 유연성이 상당히 증가하게 되며, 화면이 휘어진 상태에서의 디스플레이도 가능해지게 된다.

참조부호 23은 비정질 실리콘층을 나타낸다. 그리고, 여기서는 연성 기판과 배리어층이 제1연성기판(21)-제1배리어층(22) 및 제2연성기판(24)-제2배리어층(25)으로 2층씩 적층된 구조를 예시하였는데, 경우에 따라서는 한 층씩만 적층될 수도 있다.

이러한 제1,2연성 기판(21)(24)은 그 유연한 특성 때문에 핸들링이 쉽지 않으므로, 제조 중에는 글라스 재질의 단단한 캐리어 기판(10) 위에 형성하여 함께 이송하고, 나중에 봉지 기판(40)까지 다 형성한 후 서로 분리시킨다.

상기 디스플레이부(30)는 박막트랜지스터(미도시)와 발광층(미도시) 등을 포함하여 화상을 구현하는 유닛으로, 여기서는 디스플레이부(30)로 간략히 나타내기로 한다.

그리고, 상기 봉지 기판(40)은 외부로부터의 수분의 침투를 막는 방습성을 가진 층으로서 예컨대 SiO/SiN의 다층막과 투명 폴리이미드가 적층된 박막층으로 구성될 수 있으며, 박막층이므로 그 두께가 1~10㎛에 불과하다.

한편, 캐리어 기판(10)과 접하는 베이스층인 상기 제1연성 기판(21) 위의 모든 박막층들은 다 제1연성 기판(21) 영역을 벗어나지 않고 그 안에 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 전술한 바와 같이, 제1연성 기판(21)은 적당한 열만 가해지면 캐리어 기판(10)과 분리가 잘 되는 재질이므로, 나중에 캐리어 기판(10)을 떼어낼 때 깨끗하고 안정적인 분리 작업이 가능하지만, 예컨대 제1배리어층(22)과 같은 다른 층들은 그런 특성의 재질이 아니기 때문에, 제1연성 기판(21)을 벗어나 바깥으로 퍼져서 캐리어 기판(10)에 달라붙어 버리면, 캐리어 기판(10)의 분리 시 단부 뜯김과 같은 문제를 일으킬 수 있다.

그런데, 실제 성막 작업을 진행하다보면, 도 1의 A부위에 도시된 바와 같이 박막층들이 베이스층인 제1연성 기판(21) 위를 벗어나서 바깥으로 퍼져 캐리어 기판(10)에 달라붙는 현상이 자주 발생하게 된다. 이 A부위를 확대한 도 2의 X영역이 바로 제1연성 기판(21) 위의 박막층들이 그 제1연성 기판(21) 영역을 벗어나서 캐리어 기판(10)에 달라붙은 박막층 잉여부가 되는데, 이렇게 되면 나중에 캐리어 기판(10)을 분리해낼 때 이 X영역은 제대로 분리가 되지 않게 된다. 만일 이 상태에서 그대로 캐리어 기판(10)을 떼어내면 플렉시블 디스플레이 장치의 단부가 상기 X영역에 달라붙은 박막층들에 끌려가면서 뜯겨나갈 수 있는 것이다.

따라서, 이러한 문제 발생을 방지하기 위해, 본 실시예의 제조방법에서는 캐리어 기판(10)의 분리 전에 도 3에 도시된 바와 같은 레이저 커팅 단계를 먼저 수행한다. 즉, 베이스층인 제1연성 기판(21)의 가장자리 경계 부위에 캐리어 기판(10)을 통해 레이저를 조사한다. 이때 레이저는 캐리어 기판(10)을 통과해야 하므로 투과율이 좋은 UV~Green 파장대의 레이저를 사용한다. 그러면, 레이저가 조사된 부위는 버닝되면서 도 4에 도시된 바와 같이 깨끗하게 제거된다. 따라서, 플렉시블 디스플레이 장치의 단부를 끌어당길 연결 부위가 끊어졌기 때문에, 단부 뜯김과 같은 문제가 방지되는 것이다. 이 상태에서 캐리어 기판(10) 측의 전면에 UV 레이저를 조사하여 열을 가하면, 글라스 재질인 캐리어 기판(10)과 폴리이미드 재질인 제1연성 기판(21) 사이의 경계면에서는 두 층 간의 열팽창계수 차이에 의해 분리가 일어나게 된다. 따라서, 도 5와 같이 캐리어 기판(10)이 깨끗하게 분리되며, 제1연성 기판(21)은 단부 뜯김과 같은 문제가 전혀 없는 깨끗한 상태가 되어 베이스 기판으로 남게 된다.

이와 같은 본 실시예의 플렉시블 디스플레이 장치 제조 공정을 다시 한번 정리하면 다음과 같다.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이 글라스 재질의 캐리어 기판(10) 위에 베이스층인 폴리이미드 재질의 제1연성 기판(21)을 형성하고, 계속해서 그 위에 제1배리어층(22), 비정질 실리콘층(23), 제2연성 기판(24), 제2배리어층(25), 디스플레이부(30) 및, 박막봉지층(40)을 차례로 형성한다. 이 과정에서, 도 2의 X영역과 같이 제1연성 기판(21) 위의 상기 박막층들이 바깥으로 퍼져 캐리어 기판(10)에 직접 달라붙는 부위가 생긴다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제1연성 기판(21)의 가장자리 경계 부위에 캐리어 기판(10)을 통해 레이저를 조사한다. 그러면, 레이저가 조사된 부위는 버닝되면서 깨끗하게 제거되어 도 4와 같은 상태가 된다.

이 상태에서 캐리어 기판(10) 측의 전면에 UV 레이저를 조사하여 열을 가하면, 글라스 재질인 캐리어 기판(10)과 폴리이미드 재질인 제1연성 기판(21) 사이의 경계면에서는 두 층 간의 열팽창계수 차이에 의해 분리가 일어나게 된다.

결국, 도 5와 같이 캐리어 기판(10)이 깨끗하게 분리되며, 제1연성 기판(21)은 단부 뜯김과 같은 문제가 전혀 없는 깨끗한 상태가 되어 베이스 기판으로 남게 된다.

따라서, 이와 같이 캐리어 기판(10)의 분리 전에 베이스층인 제1연성 기판(21)의 경계부를 레이저 커팅하는 방법을 사용하면, 플렉시블 디스플레이 장치의 단부가 뜻하지 않게 뜯겨져 나가는 문제를 방지할 수 있게 되며, 따라서 제품 불량 발생율을 대폭 줄일 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 레이저 커팅 시 도 3과 같이 캐리어 기판(10)을 통과해서 레이저를 조사하는 경우를 예시하였는데, 도 6에 도시된 바와 같이 박막봉지층(40) 위에 보호필름(50)을 붙이고, 캐리어 기판(10)의 반대편인 이 보호필름(50)을 통해서 레이저를 조사할 수도 있다. 즉, 레이저 조사 방향은 자유롭게 변화시킬 수 있다.

또한, 전술한 실시예에서는 레이저 커팅 시 도 제1연성 기판(21)의 가장자리 경계부에만 레이저를 조사하여 버닝시키는 방법을 예시하였는데, 도 7에 도시된 바와 같이, 그 가장자리 경계 외측의 전체 영역에 레이저를 조사하여 제1연성 기판(21)을 벗어난 부위를 모두 제거할 수도 있다. 물론, 이때에도 레이저의 조사방향은 캐리어 기판(10)을 통과하는 방향이 될 수도 있고, 그 반대편 방향이 될 수도 있다. 즉, 레이저 조사 방향과 조사 부위는 다양하게 변형시킬 수 있다.

그러므로, 이상에서 설명한 제조방법을 이용하면, 캐리어 기판과 연성 기판의 분리를 깔끔하고 안정적으로 수행할 수 있게 되며, 그에 따라 생산성을 향상시킬 수 있고 제품 손상의 위험도 줄일 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10:캐리어 기판 21,24:제1,2연성 기판
22,25:제1,2배리어층 30:디스플레이부
40:박막봉지층 50:보호필름

Claims (8)

1. 캐리어 기판 위에 연성 기판을 형성하는 단계;
   상기 연성 기판 위에 디스플레이부를 포함한 박막층을 형성하는 단계;
   상기 박막층 중 상기 연성 기판의 가장자리 경계를 벗어나 외측에 형성된 박막층 잉여부를 제거하는 단계; 및
   상기 연성 기판과 상기 캐리어 기판을 분리시키는 단계;를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 박막층 잉여부 제거 시에는 레이저를 해당 부위에 조사하여 버닝시키는 레이저 커팅이 사용되는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저 커팅 시, 상기 연성 기판의 가장자리 경계부를 따라 상기 레이저를 조사하여 그 경계부 주변의 상기 박막층 잉여부를 제거하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저 커팅 시, 상기 연성 기판의 가장자리 경계부 외측에 형성된 상기 박막층 잉여부 전체 영역에 레이저를 조사하여 모두 제거하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저는 UV ~ Green 파장대의 레이저를 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저를 상기 캐리어 기판을 통해 상기 박막층 잉여부에 조사하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
7. 제 2 항에 있어서,
   상기 레이저를 상기 캐리어 기판의 반대편에서 상기 박막층 잉여부에 조사하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 연성 기판은 폴리이미드 재질을 포함하며, 상기 캐리어 기판은 글라스 재질을 포함하는 플렉시블 디스플레이 장치의 제조방법

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