KR20160074126A - 플렉서블 표시장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 표시장치의 제조방법을 개시한다. 상기 방법은 다수 개의 단위 표시패널 영역이 배치된 지지 기판의 일 면에, 각 단위 패널의 절단 예정선들 사이의 영역을 광 비투과성 물질로 패터닝하는 단계; 플렉서블(flexible) 재질의 모 기판의 제1 면을 상기 지지 기판의 패터닝 면과 합착하는 단계; 상기 모 기판의 제2 면에, 상기 단위 표시패널 영역마다 컬러 필터 층을 적층하는 단계; 상기 단위 표시패널의 경계선을 따라 절단 예정선을 긋는(scribing) 단계; 상기 지지 기판의 전체 영역에 레이저 광을 조사하여, 상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 표시장치의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING A FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

휴대전화, 테블릿PC, 노트북 등을 포함한 다양한 종류의 전자제품에는 평판표시장치(Flat Panel Display, FPD)가 이용되고 있다. 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD), 유기발광 표시장치(Organic Emitting Display Device, OLED), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device, PDP), 양자점 표시장치(Quantum Dot Display Device), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device, FED), 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device, EPD) 등을 들 수 있는데, 이들은 공통적으로 화상을 구현하는 평판 표시패널을 필수적인 구성요소로 하는 바, 평판 표시패널은 고유의 발광 또는 편광 혹은 그 밖의 광학 물질층을 사이에 두고 한 쌍의 투명 절연기판을 대면 합착시킨 구성을 갖는다.

상기와 같은 평판 표시장치는 일반적으로 대규모 집적회로 등의 반도체 칩(chip)과 같이 취성기판 상에 다수 개를 매트릭스 모양으로 형성되어 기판을 각 소자 단위로 절단 분리하는 공정을 거쳐 제조된다.

글라스(glass), 실리콘(silicon), 세라믹(ceramic) 등의 취성기판의 절단분리에 사용되는 방법으로서는, 기판을 고속으로 회전하는 50~200㎛ 정도 두께의 다이아몬드 블레이드(diamond blade)에 의하여 절삭하고 기판에 절단용 홈을 형성하는 다이싱(dicing)과, 0.6~2㎜정도의 두께를 갖는 다이아몬드로 만든 스크라이빙 휠(scribing wheel)에 의하여 기판의 표면에 절단홈을 형성하여 기판의 두께 방향으로 크랙(crack)을 발생시키는 스크라이빙(scribing)의 2가지 방법이 대표적이다.

먼저, 상기 다이싱은 매우 얇은 블레이드를 이용하는 것이기 때문에, 표면에 박막이나 볼록부가 형성된 기판을 절단하는 데에도 적합하다. 그런데 다이싱에 있어서는, 블레이드가 절삭하고 있는 영역에서 마찰열이 발생하고, 절삭은 이 영역에 냉각수를 공급하면서 이루어지기 때문에 금속 전극층 및 금속 단자 등의 금속 부분을 포함하고 있는 평판 표시장치에 있어서는 바람직한 방법이라고는 할 수 없다. 즉, 다이싱에 의한 경우에는, 다이싱을 한 후에 냉각수의 제거에 완전을 기하는 것이 실제로는 어렵고, 냉각수의 제거가 불완전하여 잔류수분이 있으면 평판 표시장치의 금속 부분에 부식이 발생할 우려가 있다. 또한, 다이싱은 스크라이빙에 비하여 절단시간이 길고 나아가서는 생산성이 좋지 않다는 문제도 있다.

이에 대하여 스크라이빙은 냉각수가 일체 불필요하기 때문에 다이싱에 의한 경우보다 제품의 수율이 좋고, 또한 절단 시간이 다이싱에 비하여 짧기 때문에 생산성에 있어서 우수하다는 이점을 가지고 있다. 하지만 플렉서블 기판이 사용되는 공정에서는 애시(ash)나 잔류물 처리를 효과적으로 수행하기 위한 개선책이 필요하다.

본 명세서의 목적은, 플렉서블 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 보다 구체적으로 본 명세서는 모 기판에서 단위 표시패널을 효과적으로 분리하기 위한 제조 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따라 표시장치의 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 방법은 다수 개의 단위 표시패널 영역이 배치된 지지 기판의 일 면에, 각 단위 패널의 절단 예정선들 사이의 영역을 광 비투과성 물질로 패터닝하는 단계; 플렉서블(flexible) 재질의 모 기판의 제1 면을 상기 지지 기판의 패터닝 면과 합착하는 단계; 상기 모 기판의 제2 면에, 상기 단위 표시패널 영역마다 컬러 필터 층을 적층하는 단계; 상기 단위 표시패널의 경계선을 따라 절단 예정선을 긋는(scribing) 단계; 상기 지지 기판의 전체 영역에 레이저 광을 조사하여, 상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계를 포함한다.

본 명세서의 실시예에 의하면 플렉서블 기판과 지지 기판의 분리 후 잔류물에 의한 패널 오염을 막을 수 있다. 또한 본 명세서의 실시예에 따르면 단위 표시패널 외부 영역을 제거하는 공정을 간소화할 수 있고, 이 과정에서 표시패널에 가해지는 충격을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 평면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 기판의 일 예시도이다.
도 4는 도 3에서 도시한 기판의 일 부분을 확대한 도면이다.
도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 절단 예정선을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

본 명세서의 실시예를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양한 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 또는 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 종래 기술에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 나타낸 도면이다.

상기 유기발광 표시장치는 상부기판(100), 컬러필터층(200). 유기발광층(300), 하부기판(150), 유리기판(400) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 상부기판(100) 및 하부기판(150)은, 표시장치 셀(cell)의 기계적 구조를 형성하기 위한 판이며, 플렉서블 표시장치의 경우, 연성이 뛰어난 플라스틱 필름 등의 소재로 만들어진다.

상기 컬러필터층(200)은 상기 유기발광층(300)에서 방출된 빛을 이용하여 색상을 표현한다.

상기 유기발광층(300)은, 박막트랜지스터(TFT)층과 전계발광층으로 구성될 수 있다. 상기 박막트랜지스터층은 상기 하부 기판(150) 상에 형성되며, 데이터 전압을 화소 전극에 공급하는 스위치 소자들이 배열된 계층이다. 상기 박막트랜지스터 층의 일 측에는 패드(Pad)부가 위치할 수 있다. 패드부는 패널과 구동 집적회로(Driver IC) 사이의 신호 연결을 위해 형성된 연결부이다. 상기 전계발광층은 전기 에너지의 자극에 의해 빛을 외부로 방출하는 계층이며, 유기발광 표시장치의 경우 전기 자극에 의해 빛을 외부로 방출하는 유기물(organic) 소자가 상기 전계발광 층에 위치한다.

상기 유리기판(400)은 상부기판(100) 및 하부기판(150)에 부착되어 공정 과정 중에 각 기판을 지지한다. 상부기판(100) 및 하부기판(150)은 유리기판(400)에 부착되어 운반된다.

상기 유기발광 표시장치는 이하의 과정을 통하여 제작될 수 있다.

(a) 상부기판(100)의 일 면에 컬러필터층(200)이 형성되고, 각 셀의 경계선이 그어진다(스크라이빙). 상기 상부기판(100)은 유기기판(400)에 부착된다.

(b) 상부기판(100)과, 일 면에 유기발광층(300)이 형성된 하부기판(150)이 서로 합착된다.

(c) 상부기판(100)에 부착된 유리기판(400)이 레이저로 제거된다.

(d) 상부기판(100)에서 각 셀의 경계선 사이 영역은, 수작업으로 물리적인 힘을 가함으로써 제거된다. 이후 상부기판(100)은 각 셀로 잘라지고, 셀 별로 이후 공정이 진행된다.

상기 방식의 공정은, (d) 단계에서 상부기판에 충격이 가해지거나, 또는 잔류 애쉬(ash)가 발생되어, 패널 제작 수율이 저하되기도 하였다. 따라서 이러한 문제점을 해결할 방안이 요청된다.

도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 평면도이다.

본 명세서에 따른 유기발광 표시장치는, 하부기판(SUB)과 배리어 필름(BF)을 포함한다. 배리어 필름(BF)과 하부기판(SUB)은 면 봉지재(PSA)를 매개로하여 서로 합착되어 있다. 배리어 필름(BF)은 하부기판(SUB)에 형성된 표시 소자들을 보호하기 위한 필름 소재로 제작된다.

유기발광 표시장치는 표시 영역(AA)과 비표시 영역(NA)으로 구분된다. 표시 영역(AA)은 표시장치가 표현하는 비디오 정보를 직접 표시하는 영역으로 표시장치의 중앙부에 배치된다. 비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)의 주변에 배치되며 표시 기능을 하지 않는 대신에, 필요한 소자들이 배치되는 영역이다. 표시 영역(AA)에는 유기발광 다이오드와 이를 구동하기 위한 박막트랜지스터들이 형성되어 있다. 비표시 영역(NA)에는 표시 기능을 수행하는 데 필요한, 게이트 구동소자(GIP), 정방소자(EIP), 그리고 데이터 구동소자(DIC)들이 배치된다. 게이트 구동소자(GIP) 및 정방소자(EIP)는 표시 영역(AA)의 박막트랜지스터와 동시에 형성될 수 있다. 한편, 데이터 구동소자(DIC)는 표시장치의 일 측변에 부착될 수 있다.

표시 영역(AA) 및 그 주변에 배치된 구동소자들(GIP, EIP)을 둘러싸도록 기저배선(GND)이 배치된다. 기저배선(GND)은 데이터 구동소자(DIC)에서 분기될 수 있다.

데이터 구동부(DIC)는 하부기판(SUB)의 일 변, 예를 들어 상변에 배치된다. 특히, 데이터 구동부(DIC)는 직접 하부기판(SUB)에 부착될 수 있다. 게이트 구동부(GIP)는 하부기판(SUB)의 일 측변, 예를 들어 좌측변에 배치된다. 정방소자(EIP)는 하부기판(SUB)의 타측변, 예를 들어 우측변에 배치된다. 게이트 구동부(GIP)와 정방소자(EIP)들도 직접 회로소자로 제작되어 하부기판(SUB)에 부착될 수 있다. 또는, 좌측 및 우측의 비표시 영역(NA)의 폭을 좁히기 위해, 표시소자들은 비표시영역(NA)에 직접 형성될 수도 있다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 기판의 일 예시도이다.

상기 기판은 표시장치 셀(cell)의 단위 구조(단위 패널)를 형성하기 위한 판이며, 플렉서블 표시장치의 경우, 연성이 뛰어난 플라스틱 필름소재(예: 폴리이미드 등)로 만들어질 수 있다. 도 3에서는 셀, 즉 단위 표시패널(101)들이 동시에 다수 개 제작될 수 있는 모 기판(100)을 도시하고 있다. 상기 모 기판(100)에 컬러 필터 층이 적층됨으로써 표시장치의 상부 패널이 형성될 수 있다. 또한 상기 모 기판(100)은 지지 기판(예: 유리 기판)과 합착된 상태로 하부 패널 부착 공정에 제공될 수 있다.

한편, 표시 패널들의 절단 예정선(스크라이브 라인)들 사이의 영역(102)에는, 광 비투과성 물질이 패터닝(patterning)된다. 상기 물질은 일종의 실드 패턴(shield pattern)으로서, 상기 패터닝된 영역(102)은 모 기판 및 지지 기판에 레이저 광을 조사하여도 광에 의한 영향을 받지 않는다. 따라서, 상기 절단 예정선(스크라이브 라인)들 사이의 영역(102)은 광 조사 과정에서 지지 기판에 계속하여 부착되어 있고, 상기 영역(102)은 지지 기판과 모 기판(100)의 분리 공정에서 지지 기판과 함께 모 기판에서 탈락된다. 상기 패터닝은 지지 기판의 일 면(지지 기판과 모 기판이 접착하는 면)에 형성된다. 이때 상기 모 기판(100)은 상기 지지 기판의 패터닝된 면에 필름 형태로 코팅(coating)될 수 있다.

지지 기판과 모 기판이 합착된 후에 컬러 필터 층이 적층된다. 이때 컬러 필터 층은, 지지 기판과 모 기판(100)이 합착된 면(제1 면)의 반대 면(제2 면)에 적층된다.

이후 상기 단위 표시패널(101)의 경계를 따라 절단 예정선이 형성된다. 즉, 상기 단위 표시패널(101)에 형성된 컬러 필터 층의 외곽에 스크라이브 라인(scribe line)이 그려진다. 이때 상기 절단 예정선(스크라이브 라인)은 레이저(laser)로 그려질 수 있다. 이후 공정에서 상기 단위 표시패널(101)은 상기 절단 예정선을 따라 낱개로 분리된다.

위와 같은 과정을 포함하여 표시장치의 상부 패널(지지 기판, 모 기판 및 컬러 필터 층)이 완성되면, 상부 패널은 하부 패널과 합착된다. 상기 하부 패널에는 트랜지스터 층, 유기발광 층 등이 적층되어 있다.

상부 패널과 하부 패널의 합착이 완료되면, 상부 패널의 지지 기판은 제거된다. 지지 기판의 제거는, 레이저 광을 지지 기판의 전체 영역에 조사하는 과정을 통해 수행될 수 있다. 이때, 레이저 광의 영향으로 지지 기판과 모 기판의 계면은 수축/팽창이 생겨, 접착이 분리된다. 반면, 패터닝된 부분(102)은 레이저 광을 반사하거나 또는 흡수하기 때문에, 계면에 영향이 없어 지지 기판과 모 기판이 분리되지 않는다. 따라서, 상기 절단 예정선(스크라이브 라인)들 사이의 영역(102)은 광 조사 과정에서 지지 기판에 계속하여 부착되어 있고, 상기 영역(102)은 지지 기판과 모 기판(100)의 분리 공정에서 지지 기판과 함께 모 기판에서 탈락된다.

도 4는 도 3에서 도시한 기판의 일 부분을 확대한 도면이다.

도 4의 (a)는 도 3의 (a) 부분이고, 도 4의 (b)는 도 3의 (b) 부분이다. 확대 도면을 보면 알 수 있듯이, 단위 패널의 외곽을 따라 절단 예정선(스크라이브 라인))이 그려지고, 그 바깥 영역은 레이저 실드로 패터닝된다. 상기 절단 예정선은 모 기판만큼의 깊이로 그어진다.

도 5는 본 명세서의 일 실시예에 따른 절단 예정선을 나타낸 도면이다.

절단 예정선은 사각형의 각 변을 따라 일직선으로 그어질 수도 있지만, 도 5와 같이 표시 패널 영역의 일 부에는 특정한 모양으로 그어질 수도 있다. 도 5와 같이 표시 패널 영역의 하변이 그어지는 이유는, 패널 하부의 양 측에만 특정 소자(예: IC)나 부품(예: 통전부)이 위치할 수 있기 때문이다.

도 6은 본 명세서의 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

상기 제조방법은 표시장치의 제조장비에 의해 실행될 수 있다. 또한 상기 표시장치는 도 2 내지 도 5에서 설명한 특징을 지닌다.

먼저, 다수 개의 단위 표시패널 영역이 배치된 지지 기판의 일 면에, 각 단위 패널의 절단 예정선들 사이의 영역을 광 비투과성 물질로 패터닝하는 단계(S610)가 수행된다.

다음으로, 플렉서블(flexible) 재질의 모 기판의 제1 면을 상기 지지 기판의 패터닝 면과 합착하는 단계(S620)가 수행된다. 상기 S620 단계는, 상기 패터닝된 지지 기판의 일 면에 플라스틱 필름을 코팅(coating)하는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 모 기판의 재질은 폴리이미드(Polyimide)이고, 상기 지지 기판은 유리 기판일 수 있다.

다음으로, 상기 모 기판의 제2 면에, 상기 단위 표시패널 영역마다 컬러 필터 층을 적층하는 단계(S630)가 수행된다.

다음으로, 상기 단위 표시패널의 경계선을 따라 절단 예정선을 긋는(scribing) 단계(S640)가 수행된다. 상기 S640 단계는, 상기 컬러 필터 층이 형성된 영역의 외부 경계선을 따라 상기 모 기판의 깊이만큼 절단 예정선을 긋는 단계일 수 있다.

이후에, 상기 지지 기판의 전체 영역에 레이저 광을 조사하여, 상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계(S650)가 수행된다.

상기 S650 단계는, 상기 광 비투과성 물질이 패터닝 된 영역이 상기 지지 기판과 동시에 분리되는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 상기 S650 단계에서, 상기 광 비투과성 물질이 패터닝 된 영역은 상기 지지 기판에 계속 부착되어 있는다.

이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 다수 개의 단위 표시패널 영역이 배치된 지지 기판의 일 면에, 각 단위 패널의 절단 예정선들 사이의 영역을 광 비투과성 물질로 패터닝하는 단계;
   플렉서블(flexible) 재질로 이루어진 모 기판의 제1 면을 상기 지지 기판의 패터닝 면과 합착하는 단계;
   상기 모 기판의 제2 면에, 상기 단위 표시패널 영역마다 컬러 필터 층을 적층하는 단계;
   상기 단위 표시패널의 경계선을 따라 절단 예정선을 긋는(scribing) 단계;
   상기 지지 기판의 전체 영역에 레이저 광을 조사하여, 상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 모 기판을 상기 지지 기판의 일 면과 합착하는 단계는,
   상기 패터닝된 지지 기판의 일 면에 플라스틱 필름을 코팅(coating)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 절단 예정선을 긋는 단계는,
   상기 컬러 필터 층이 형성된 영역의 외부 경계선을 따라 상기 모 기판의 깊이만큼 절단 예정선을 긋는 단계인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 모 기판의 재질은 폴리이미드(Polyimide)이고,
   상기 지지 기판은 유리 기판인 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계에서,
   상기 광 비투과성 물질이 패터닝 된 영역은 상기 지지 기판에 계속 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 지지 기판과 상기 모 기판을 분리하는 단계는,
   상기 광 비투과성 물질이 패터닝 된 영역이 상기 지지 기판과 동시에 분리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치의 제조 방법.

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