KR20160077554A

KR20160077554A - 플렉서블 표시장치의 제조 방법 및 플렉서블 표시장치

Info

Publication number: KR20160077554A
Application number: KR1020140187585A
Authority: KR
Inventors: 김다영; 신원정; 장원봉; 정원규; 조태수
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2014-12-23
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2016-07-04
Also published as: KR102352849B1

Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 방법 및 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 상기 플렉서블 표시장치의 제조 방법은, 캐리어 기판을 준비하는 단계, 상기 유기층 상에 확산층 및 플렉서블 기판층을 형성하는 단계, 상기 플렉서블 기판층 상에 소자층을 형성하는 단계, 상기 소자층, 플렉서블 기판층 및 확산층을 관통하는 절단부를 형성하는 단계 및 상기 절단부를 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 유기층과 플렉서블 기판층을 분리시키는 단계를 포함한다.

Description

플렉서블 표시장치의 제조 방법 및 플렉서블 표시장치{METHOD FOR MANUFACTURING FLEXIBLE DISPLAY AND FLEXIBLE DISPLAY}

본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 방법 및 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 기판 배면의 손상 및 오염을 최소화할 수 있는 플렉서블 표시장치의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.

최근 표시장치 시장은 CRT(Cathod-Ray Tube)를 대신해 평판 디스플레이 위주로 급속도로 변화해왔다. 대표적인 평판 디스플레이에는 플라즈마 디스플레이, 액정표시장치, 유기발광표시장치 등이 있다. 이러한 평판 디스플레이는 CRT에 비해 박형이고 대형화에 유리하다는 장점이 있다. 그러나, 현재 시판되는 대부분의 평판 디스플레이들이 고온 공정을 견딜 수 있도록 유리 기판을 사용하고 있어 박형화 및 유연성 부여에 한계가 있다. 따라서, 최근에는 유리 기판 대신에 플라스틱과 같은 유연성 있는 소재를 사용하여 구부러지거나 접힐 수 있는 플렉서블 표시장치들이 개발되고 있다.

상기와 같은 플렉서블 표시장치는 기판으로 유연성이 있는 플라스틱 소재를 사용하기 때문에, 박막 트랜지스터나 유기소자와 같은 소자를 기판 상에 바로 형성하기 어렵다. 이 때문에, 유리 재질의 캐리어 기판 상에 기판이 재료가 되는 플라스틱 수지를 도포한 후 경화하여 플라스틱 기판을 형성한 후, 그 위에 박막 트랜지스터나 유기소자 등을 형성하고, 소자 형성이 완료된 후에 캐리어 기판을 탈착시키는 방법으로 제조되고 있다. 이때, 상기 플라스틱 기판과 캐리어 기판은 소자 형성 중에 분리되지 않을 정도의 적절한 접착력을 가지고 있어야 하며, 소자 형성 후에는 캐리어 기판과 플라스틱 기판이 원활하게 탈착될 수 있어야 한다.

종래에는 유리 재질의 캐리어 기판 상에 액상 폴리이미드와 같은 고분자 물질을 도포한 후 경화시켜 플라스틱 기판을 형성하였으며, 이때, 상기 플라스틱 기판과 캐리어 기판 사이에는 화학적 결합 및 정전기적 인력 등이 발생하여 접착력이 생성되었다.

또한, 종래에는 상기 캐리어 기판의 탈착을 위해 캐리어 기판의 배면에 UV 영역대의 레이저를 조사하고, 상기 레이저 광이 폴리이미드에 흡수되어 플라스틱 기판의 일부를 분해하여 CO₂ 및 CO 가스가 발생하면서 플라스틱 기판과 캐리어 기판의 계면 접착력을 약화시킴으로써 캐리어 기판을 탈착하는 방법이 주로 사용되었다. 그러나, 이러한 방법으로 캐리어 기판의 탈착을 수행할 경우, 플라스틱 기판을 형성하는 재질의 접착력이 높을 경우, 조사되어야 하는 레이저 에너지 밀도가 높아져, 플라스틱 기판 표면이 과분해되면서 표면 손상이 발생할 수 있고, 플라스틱 기판 기판이 분해되면서 발생한 이물이 기판의 배면에 부착되기 쉬울 뿐 아니라, 레이저로 인해 소자 불량을 유발할 수 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판의 배면 손상을 최소화할 수 있고, 레이저 조사로 인해 발생하는 불량율을 저감할 수 있으며, 대면적 기판에 적용가능한 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 방법으로 제조되어 기판의 배면 손상이 적은 플렉서블 표시장치를 제공하고자 한다.

일 구현예에 따르면, 본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 제공하며, 상기 플렉서블 표시장치의 제조 방법은, 제1고분자 물질을 포함하는 유기층(organic layer)이 형성된 캐리어 기판을 준비하는 단계, 상기 유기층 상에 상기 제1고분자 물질과 상이한 액상의 제2고분자 물질을 도포하여 확산층 및 플렉서블 기판층을 형성하는 단계, 상기 플렉서블 기판층 상에 소자층을 형성하는 단계, 상기 소자층, 플렉서블 기판층 및 확산층을 관통하는 절단부를 형성하는 단계 및 상기 절단부를 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 유기층과 플렉서블 기판층을 분리시키는 단계를 포함한다.

다른 구현예에 따르면, 본 발명은 플렉서블 표시장치를 제공하며, 상기 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판 및 상기 플렉서블 기판의 상면에 형성되는 소자층을 포함하며, 이때, 상기 플렉서블 기판의 측면과 배면의 원소 조성비가 상이하다.

본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 캐리어 기판 탈착 시에 레이저를 사용하지 않기 때문에 레이저 사용으로 인한 기판 손상 및 오염, 소자 불량 발생 등을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 플라스틱 기판과 캐리어 기판 사이에 확산층을 형성한 후, 공기를 유입시켜 확산층을 와해시키는 방법으로 캐리어 기판을 분리하기 때문에 대면적 기판의 탈착에 유용하게 사용될 수 있다.

또한, 본 발명의 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 따르면, 유기층과 플렉서블 기판층이 깨끗하게 분리되기 때문에 유기층이 형성된 캐리어 기판을 재사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 레이저에 의한 기판 손상 및 오염이 없어 플렉서블 기판의 배면이 매끄럽게 형성되고 불량율이 적다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 단면을 보여주는 사진이다.
도 7은 실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 측면에서 측정한 성분 원소 비율을 보여주는 그래프이다.
도 8은 실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면 중앙부에서 측정한 성분 원소 비율을 보여주는 그래프이다.
도 9는 실시예 2에 의해 제조된 플렉서블 기판의 측면에서 측정한 성분 원소 비율을 보여주는 그래프이다.
도 10은 실시예 2에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면 중앙부에서 측정한 성분 원소 비율을 보여주는 그래프이다.
도 11은 실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 12는 비교예에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.
도 13은 실시예 1에 따라 형성된 유기층, 확산층 및 플렉서블 기판층의 단면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들을 보다 자세히 설명한다. 다만, 하기 도면 및 구현예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 하기 도면 및 구현예에 의해 한정되는 것은 아니다.

하기 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 구현예들 각각의 특징적인 부분들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 구현예들은 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

먼저, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 대해 설명한다. 도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치의 제조방법이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1고분자 물질을 포함하는 유기층(organic layer)(200)이 형성된 캐리어 기판(100)을 준비한다.

이때, 상기 캐리어 기판(100)은, 소자 형성이 가능한 정도의 내열성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 유리 기판일 수 있다.

상기 제1고분자 물질은, 경화 후 캐리어 기판과 높은 접착력을 유지할 수 있으며, 열적 거동이 유사한 물질인 것이 바람직하다. 상기 제1고분자 물질의 종류는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, HD MicroSystem사의 PI 2611와 같은 고내열성 폴리이미드일 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 유기층(200)이 형성된 캐리어 기판(100)은, 캐리어 기판 상에 액상의 제1고분자 물질을 도포한 후 열 경화시키는 방법으로 제조될 수 있다. 이때, 상기 열 경화는 200℃ 내지 500℃ 정도, 바람직하게는 200℃ 내지 400℃ 정도, 더 바람직하게는 250℃ 내지 350℃ 정도의 온도에서 수행될 수 있다.

또는, 상기 유기층(200)이 형성된 캐리어 기판(100)은 캐리어 캐리어 기판 상에 제1고분자 물질을 포함하는 필름을 접착하는 방법으로 제조될 수도 있다. 이때, 상기 제1고분자 물질로 이루어진 필름은 시판되는 필름일 수 있으며, 상기 접착은, 이로써 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 접착제를 이용하거나, 열 접착하는 방법 등을 통해 수행될 수 있다.

한편, 상기 유기층(200)은 캐리어 기판(100)과 강하게 접착되어 있는 것이 바람직하며, 구체적으로는, 상기 유기층(200)과 캐리어 기판(100) 사이의 접착력이 0.05N/cm 이상, 바람직하게는 0.05N/cm 내지 5N/cm 정도인 것이 바람직하다. 캐리어 기판(100)과 유기층(200) 사이의 접착력이 0.05N/cm 미만일 경우에는 캐리어 기판 분리 시에 유기층(200)이 플렉서블 기판층(300)에 잔존할 수 있기 때문이다.

또한, 상기 유기층(200)은 경화 후 두께가 100nm 내지 10㎛ 정도, 바람직하게는 100nm 내지 5㎛ 정도, 더 바람직하게는, 100nm 내지 1㎛ 정도일 수 있다. 유기층(200)의 두께가 상기 범위를 만족할 때, 확산층 형성이 원활하게 이루어지며, 캐리어 기판(100) 탈착 시에 깨끗하게 분리될 수 있기 때문이다.

또한, 상기 유기층(200)은 열적 거동이 캐리어 기판(100)과 유사한 것이 바람직하다. 유기층(200)과 캐리어 기판(100)의 열적 거동이 상이할 경우, 소자 형성 과정에서 유기층(200)과 캐리어 기판(100)이 박리되거나, 소자 형성에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 구체적으로는, 상기 유기층(200)은 열팽창계수 CTE가 5ppm/℃ 이하이고, 1% 열분해 온도가 570℃ 이상인 것이 바람직하다.

유기층(200)이 형성된 캐리어 기판(100)이 준비되면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 유기층(200) 상에 제2고분자 물질을 이용하여 확산층(300) 및 플렉서블 기판층(400)을 형성한다. 이때, 상기 제2고분자 물질은 제1고분자 물질과 상이한 물질이며, 예를 들면, 상기 제1고분자 물질과 상이한 백본을 갖는 물질인 것이 바람직하다. 제1고분자 물질과 제2고분자 물질이 이종 물질인 경우에 후술할 확산층(300)의 형성이 잘 일어나기 때문이다. 상기 제2고분자 물질로는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 투명한 폴리이미드가 사용될 수 있으며, 예를 들면, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물과 2,2'-비스(트리플루오로에틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민을 반응시켜 제조되는 불소계 투명 폴리이미드 수지 또는 1,2,4,5-사이클로헥산테트라-카르복시산 이무수물과 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)페닐)프로판을 반응시켜 제조되는 비불소계 투명 폴리이미드 등이 사용될 수 있다.

보다 구체적으로는, 상기 확산층(300)은 유기층(200)을 이루는 제1고분자 물질과 상이한 백본을 갖는 액상의 제2고분자 물질을 유기층(200) 상에 도포함으로써 형성될 수 있다.

고체 상(phase)인 유기층(200) 상에 액상의 제2고분자 물질을 도포할 경우, 고체 고분자와 액체 고분자의 흐름성 때문에 액상의 제2고분자 물질에서 고체 고분자상인 유기층(200) 쪽으로 고분자 사슬이 확산(diffusion)되는 현상이 발생하게 된다. 그 결과 고체 고분자인 유기층(200)과 액상 제2고분자 물질의 도포층 계면에 고분자 사슬 간의 엉킴 현상이 발생하면서 확산층(300)이 형성되게 된다. 이 확산층(300)은 고분자 사슬들이 화학적으로 결합되어 있는 것이 아니라 엉켜있는 상태(entanglement)이다. 이와 같은 확산층(300)은 소자 형성 공정 중에는 사슬 엉킴으로 인해 접착력이 유지되나, 후술할 절단부를 통해 공기가 유입되면 사슬 엉킴이 와해되면서 접착력이 사라지게 되어, 레이저와 같은 에너지를 투입하지 않고도 캐리어 기판이 탈착될 수 있도록 해준다.

한편, 상기 확산층(300)의 두께는 열 등의 외부 작용을 통해 조절할 수 있으며, 상기 확산층(300)의 두께에 따라 플렉서블 기판층(400)과 유기층(200)의 접착력을 조절할 수 있다. 캐리어 기판(100)을 원활하게 탈착시키기 위해서, 상기 확산층의 두께는 10nm 내지 200nm 정도, 바람직하게는 50nm 내지 150nm 정도일 수 있다.

한편, 상기 액상의 제2고분자 물질을 도포한 후에 제2고분자 물질을 경화시키면 플렉서블 기판층(400)이 형성된다. 이때, 상기 경화는 열 경화로 이루어질 수 있으며, 이때, 상기 경화 온도는 250℃ 내지 500℃ 정도, 바람직하게는 250℃ 내지 400℃ 정도, 더 바람직하게는 250℃ 내지 350℃ 정도일 수 있다. 상기 플렉서블 기판층(400)은 경화 후 두께가 5㎛ 내지 15㎛ 정도인 것이 바람직하다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플렉서블 기판층(400) 상에 소자층(500)을 형성한다. 상기 소자층(500)은 표시장치를 구현하기 위해 필요한 소자들이 형성되는 층으로, 예를 들면, 버퍼층(510), 박막 트랜지스터 층(520) 및 유기소자(OL)층(530) 등과 같은 층들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 소자층(500)은, 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 표시소자의 제조 방법들을 이용하여 형성될 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

소자층(500)이 모두 형성되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소자층(500), 플렉서블 기판층(400) 및 확산층(300)을 관통하는 절단부(600)를 형성한다. 상기 절단부(600)를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 나이프(knife), 휠(wheel), 레이저(lazer) 등을 이용하여 상기 소자층(500), 플렉서블 기판층(400) 및 확산층(300)을 컷팅(cutting)하거나, 스크리빙(scribing)하는 방법으로 형성할 수 있다.

이때, 상기 절단부(600)는 플렉서블 기판층(400)의 에지부에 형성되는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는, 소자들이 형성되지 않는 더미(dummy) 영역에 형성되는 것이 바람직하다.

상기와 같이 절단부(600)가 형성되면, 상기 절단부(600)를 통해 공기가 유입되고, 이 공기에 의해 확산층(300)의 고분자 사슬 엉킴이 풀어지면서 플렉서블 기판층(400)과 유기층(200) 사이의 접착력이 사라지면서, 도 5에 도시된 바와 같이 유기층(200)과 플렉서블 기판층(400)이 분리되게 된다.

도 6에는 상기와 같은 방법을 통해 제조된 본 발명의 플렉서블 표시장치가 도시되어 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판(400') 및 상기 플렉서블 기판의 상면에 형성되는 소자층(500)을 포함한다.

이때, 상기 플렉서블 기판(400')은 측면(401)과 배면(403)의 원소 조성비가 상이하다. 이는 절단부 형성과정에서 유기층의 일부가 플렉서블 기판의 측면부로 전이되기 때문인 것으로 추측된다.

플렉서블 기판(400')의 측면과 배면의 원소 조성비는 제1고분자 물질과 제2고분자 물질의 종류에 따라 달라질 수 있다. 상기 플렉서블 기판은, 예를 들면, 투명 폴리이미드를 포함할 수 있으며, 이때, 상기 투명 폴리이미드는 불소계 투명 폴리이미드 또는 비불소계 투명 폴리이미드일 수 있다.

예를 들면, 제1고분자 물질로 고내열성 폴리이미드를 사용하고, 제2고분자 물질로 비불소계 투명 폴리이미드를 사용한 경우, 상기 플렉서블 기판(400')의 측면(401)에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율(즉, O의 원자수/C의 원자수)이 배면(403) 중앙부에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율보다 클 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 플렉서블 기판(400')의 측면(401)에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율은 0.2 내지 0.33 정도일 수 있으며, 상기 플렉서블 기판(400')의 배면(403) 중앙부에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율이 0.1 내지 0.25 정도일 수 있다.

한편, 제1고분자 물질로 고내열성 폴리이미드를 사용하고, 제2고분자 물질로 불소계 투명 폴리이미드를 사용한 경우, 상기 플렉서블 기판(400')은 측면(401)에서 측정되는 불소의 원자 비율이 배면(403) 중앙부에서 측정되는 불소의 원자 비율보다 작을 수 있다. 구체적으로는, 상기 플렉서블 기판(400')의 측면(401)에서 측정되는 불소의 원자 비율은 5 원자% 내지 20원자% 정도일 수 있으며, 상기 플렉서블 기판의 배면(403) 중앙부에서 측정되는 불소의 원자 비율은 20원자% 내지 50원자% 정도일 수 있다. 이때, 상기 원자 비율은 (측정면의 불소 원자 수/측정면의 전체 원소의 원자수 합)×100으로 계산된 값이다.

한편, 상기 소자층(500)은 상기한 바와 같이, 표시장치를 구현하기 위해 필요한 소자들이 형성되는 층으로, 당해 기술 분야에 알려져 있는 다양한 표시소자들을 포함하는 층일 수 있으며, 특별히 한정되는 않는다. 예를 들면, 상기 소자층(500)은 버퍼층(510), 박막 트랜지스터 층(520) 및 유기소자(OL)층(530) 등과 같은 층들을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 플렉서블 표시장치는 플렉서블 기판의 배면이 손상되거나 오염되지 않고 매끄러운 표면을 갖는다.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예 1

유리 기판(캐리어 기판) 상에 HD MicroSystem사의 PI 2611(제1고분자 물질)을 스핀 도포한 후, 오븐을 이용하여 350℃에서 30분간 경화시켜 1㎛ 두께의 유기층을 형성하였다.

그런 다음, 상기 유기층 상에 액상의 불소계 투명 폴리이미드(제2고분자 물질)을 스핀 코팅한 다음, 오븐을 이용하여 300℃에서 30분간 경화시켜 100nm 두께의 확산층과 10㎛ 두께의 플렉서블 기판층을 형성하였다. 도 13에는 상기와 같은 방법으로 제조된 유기층, 확산층 및 플렉서블 기판층의 단면을 촬영한 사진이 도시되어 있다.

그런 다음, 상기 플렉서블 기판층 상부에 화학 기상 증착법으로 무기막을 증착하고, 플렉서블 기판층의 엣지부를 절단하여 플렉서블 기판층과 유기층을 분리시키는 방법으로 플렉서블 기판을 제조하였다.

실시예 2

제2고분자 물질로 액상의 비불소계 투명 폴리이미드를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 플렉서블 기판을 제조하였다.

비교예 1

유리 기판 상에 불소계 투명 폴리이미드를 스핀 코팅한 다음 오븐을 이용하여 300℃에서 30분간 경화시켜 10㎛ 두께의 플렉서블 기판층을 형성하였다. 그런 다음 상기 플렉서블 기판층의 상부에 화학 기상 증착법으로 무기막을 증착하였다.

그런 다음, 레이저를 조사하여 플라스틱 기판층과 유리 기판을 분리시켜 플렉서블 기판을 제조하였다. 이때, 상기 레이저는 빔 사이즈 200mm×400㎛, 진동수 200Hz, 스캔 속도 86mm/sec인 조건으로 조사되었다.

실험예 1

실시예 1 및 2에 의해 제조된 플렉서블 기판의 측면 및 배면 중앙부의 조성비율을 EDX(Energy Dispersive X-ray spectroscopy, 제조사: 히타치)를 이용하여 측정하였다. 측정 결과 그래프는 도 7 내지 10에 도시하였다. 도 7은 실시예 1의 플렉서블 기판의 측면 조성을 보여주는 그래프이며, 도 8은 실시예 1의 플렉서블 기판의 배면 중앙부의 조성을 보여주는 그래프이다. 도 9는 실시예 2의 플렉서블 기판의 측면 조성을 보여주는 그래프이며, 도 10은 실시예 2의 플렉서블 기판의 배면 중앙부의 조성을 보여주는 그래프이다.

도 7 내지 도 10을 통해, 본 발명에 따라 제조된 플렉서블 기판의 경우 측면과 배면의 조성이 서로 다름을 알 수 있다. 구체적으로는, 불소계 투명 폴리이미드를 포함하는 실시예 1의 플렉서블 기판의 경우, 단면의 불소의 원자 비율이 배면에 비해 현저하게 낮음을 알 수 있다. 또한, 비불소계 투명 폴리이미드를 포함하는 실시예 2의 플렉서블 기판의 경우, 단면의 O/C 원자 비율이 배면보다 높음을 알 수 있다.

실험예 2

실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면과 비교예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면을 주사광학현미경으로 촬영하였다. 도 11에는 실시예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이 도시되어 있다. 도 11에서 (A)는 60k 배율로 촬영한 사진이며, (B)는 100k 배율로 촬영한 사진이다. 또한, 도 12에는 비교예 1에 의해 제조된 플렉서블 기판의 배면을 촬영한 주사전자현미경(SEM) 사진이 도시되어 있다. 도 12에서 (A)는 60k 배율로 촬영한 사진이며, (B)는 100k 배율로 촬영한 사진이다.

도 11 및 도 12를 통해, 비교예 1의 플렉서블 기판의 경우 배면에 이물이 많이 부착되어 있는 반면, 실시예 1의 플렉서블 기판의 배면은 매우 깨끗한 상태임을 알 수 있다.

실시예 3

그런 다음, 상기 유기층 상에 액상의 불소계 투명 폴리이미드(제2고분자 물질)을 스핀 코팅한 다음, 오븐을 이용하여 300℃에서 30분간 경화시켜 100nm 두께의 확산층과 10㎛ 두께의 플렉서블 기판층을 형성하였다.

실시예 4

실시예 3의 플렉서블 기판층 상부에 화학 기상 증착법으로 무기막을 증착하였다.

비교예 2

유리 기판 상에 불소계 투명 폴리이미드를 스핀 코팅한 다음 오븐을 이용하여 300℃에서 30분간 경화시켜 10㎛ 두께의 플렉서블 기판층을 형성하였다.

비교예 3

비교예 2의 플렉서블 기판층의 상부에 화학 기상 증착법으로 무기막을 증착하였다.

실험예 3

실시예 3~4 및 비교예 2~3에 따라 제조된 기판을 100mm(L) ×10mm(W) 크기로 재단한 후, UTM(Universal Testing Machine, Tinius Olsen H5KT, 영국)을 이용하여, 캐리어 기판 탈착에 요구되는 박리력을 측정하였다. 이때, 박리 속도는 50mm/min였으며, 캐리어 기판을 90°로 박리시키면서 박리력을 측정하였다. 측정 결과는 하기 [표 1]에 기재된 바와 같다.

구분	박리력
실시예3	0.093~0.099N/cm
실시예4	0.048~0.057N/cm
비교예2	2.80~3.27N/cm
비교예3	박리 안됨

상기 [표 1]에 기재된 바와 같이, 확산층이 형성된 실시예 3 및 4의 경우 캐리어 기판이 쉽게 탈착되는데 반해, 확산층이 형성되지 않은 비교예 2 및 3의 경우, 캐리어 기판과 플렉서블 기판층 사이의 접착력이 매우 높음을 알 수 있다.

100 : 캐리어 기판
200 : 유기층
300 : 확산층
400 : 플렉서블 기판층
400': 플렉서블 기판
500 : 소자층
600 : 절단부

Claims

제1고분자 물질을 포함하는 유기층(organic layer)이 형성된 캐리어 기판을 준비하는 단계;
상기 유기층 상에 상기 제1고분자 물질과 상이한 액상의 제2고분자 물질을 도포하여 확산층 및 플렉서블 기판층을 형성하는 단계;
상기 플렉서블 기판층 상에 소자층을 형성하는 단계;
상기 소자층, 플렉서블 기판층 및 확산층을 관통하는 절단부를 형성하는 단계; 및
상기 절단부를 통해 유입되는 공기를 이용하여 상기 유기층과 플렉서블 기판층을 분리시키는 단계를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 기판을 준비하는 단계는,
캐리어 기판 상에 제1고분자 물질을 도포하는 단계; 및
상기 제1고분자 물질을 200℃ 내지 500℃로 가열하여 경화시켜 유기층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 기판을 준비하는 단계는,
캐리어 기판 상에 제1고분자 물질을 포함하는 필름을 접착하는 단계를 포함하는 것인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 유기층은 경화 후 두께가 100nm 내지 1㎛인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 유기층은 열팽창계수 CTE가 5ppm/℃ 이하이고, 1% 열분해 온도가 570℃ 이상인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 유기층과 캐리어 기판 사이의 접착력이 0.05N/cm 이상인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 확산층 및 플렉서블 기판층을 형성하는 단계는,
상기 유기층 상에 액상의 제2고분자 물질을 도포하는 단계; 및
상기 제2고분자 물질을 250℃ 내지 500℃에서 경화시키는 단계를 포함하는 것인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 확산층의 두께는 10nm 내지 200nm인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 플렉서블 기판층은 경화 후 두께가 5㎛ 내지 15㎛인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 절단부를 형성하는 단계는 상기 플렉서블 기판의 에지부를 컷팅 또는 스크리빙하여 수행되는 것인 플렉서블 표시장치의 제조 방법.
플렉서블 기판; 및
상기 플렉서블 기판의 상면에 형성되는 소자층을 포함하며,
상기 플렉서블 기판은 측면과 배면의 원소 조성비가 상이한 것인 플렉서블 표시장치.
제11항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은 비불소계 투명 폴리이미드 수지를 포함하는 것인 플렉서블 표시장치.
제12항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은 측면에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율이 배면 중앙부에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율보다 큰 것인 플렉서블 표시장치.
제12항에 있어서,
상기 플렉서블 기판의 측면에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율이 0.2 내지 0.33인 플렉서블 표시장치.
제12항에 있어서,
상기 플렉서블 기판의 배면 중앙부에서 측정되는 C에 대한 O의 원자 비율이 0.1 내지 0.25인 플렉서블 표시장치.
제11항에 있어서,
상기 플렉서블 기판은 불소계 투명 폴리이미드 수지를 포함하는 것인 플렉서블 표시장치.
제16항에 있어서,
상기 플렉서블 기판의 측면에서 측정되는 불소의 원자 비율이 배면 중앙부에서 측정되는 불소의 원자 비율보다 작은 것인 플렉서블 표시장치.
제17항에 있어서,
상기 플렉서블 기판의 측면에서 측정되는 불소의 원자 비율은 5 원자% 내지 20원자%인 플렉서블 표시장치.
제17항에 있어서,
상기 플렉서블 기판의 배면 중앙부에서 측정되는 불소의 원자 비율은 20 원자% 내지 50원자%인 플렉서블 표시장치.