KR20160096280A - 가요성 기판의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계와, 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계와, 도포된 유기 수지로 소정의 열 전사 패턴을 전사하는 열원을 위치시켜 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계 및 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 가요성 기판의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시 장치에 사용되는 가요성 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
최근, 구부리거나(bendaable), 말거나(rollable), 당길 수(stretchable) 있도록 가요성을 갖는 유기 발광 표시 장치의 연구가 활발하게 진행 중이다. 유기 발광 표시 장치에 가요성을 부여하기 위한 방편으로써, 베이스 기판(base substrate)을 폴리이미드(Polyimide, PI) 등의 연성을 구비한 유기물로 형성하거나 광학성 고분자 필름(Optical Clear Adhesive, OCA)이나 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)와 같은 고연성의 점착 물질을 이용하여 점착층을 형성하는 등의 여러 방안이 연구되고 있다.
이 중, 베이스 기판의 제조 공정은 일반적으로 캐리어 기판 상부에 연성을 구비한 유기물 용액을 도포한 후, 유기물 용액을 건조시키는 과정을 거쳐 형성되며, 이와 같은 공정을 거쳐 생산된 베이스 기판은 연성을 구비한 유기물에 의하여 가요성을 갖게 된다.
다만, 가요성 기판을 반복적으로 구부리거나 당기게 되면, 상기 동작에 의하여 기판의 국소 부분에 응력이 집중되며, 가요성 기판 상부에 박막 트랜지스터 소자가 적층되는 유기 발광 표시 장치의 경우 국소 부분의 반복적인 응력 집중으로 인해 필연적으로 해당 부분에 위치한 박막 트랜지스터 소자, 봉지층 등의 손상이 야기될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반복적인 구부림 또는 당김에 의해 국소 부분에 가해지는 응력을 용이하게 분산시킬 수 있는 가요성 기판의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계; 상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계; 상기 도포된 유기 수지로 소정의 열 전사 패턴을 전사하는 열원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계 및 상기 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법이 제공된다.
상기 유기물 전구체는 폴리아믹산(Polyamic Acid)이고, 상기 유기 용매는 엔-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolodone)이며, 상기 유기 수지는 폴리이미드 수지(Polyimide resin)일 수 있다.
상기 열 전사 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 열원은 레이저 열원 및 적외선 열원 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 2차 열처리 단계는 상기 1차 열처리된 유기 수지를 큐어링하는 단계일 수 있다.
상기 1차 열처리 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 측면에 따르면, 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계; 상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계; 소정의 개구 패턴이 형성된 마스크를 상기 유기 수지 상부에 이격 배치하는 단계; 상기 마스크 상부로 열원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계 및 상기 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법이 제공된다.
상기 개구 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 열원은 레이저 열원 및 적외선 열원 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2차 열처리 단계는 상기 1차 열처리된 유기 수지를 큐어링하는 단계일 수 있다.
상기 1차 열처리 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 측면에 따르면, 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계; 상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계; 상기 도포된 유기 수지로 소정의 광 조사 패턴을 조사하는 광원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 노광하는 단계 및 상기 노광된 유기 수지를 후처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법이 제공된다.
상기 광 조사 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
상기 광원은 자외선(UV) 광원일 수 있다.
상기 후처리 단계는 상기 노광된 유기 수지를 큐어링하는 단계일 수 있다.
상기 1차 노광 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 상부면에 봉우리, 능선, 골짜기 중 적어도 어느 하나가 형성된 가요성 기판의 제조 방법을 제공함으로써, 상부면이 평탄하게 형성되는 가요성 기판 대비, 국소 부분에 반복적인 구부림 또는 당김 응력이 가해질 경우 이러한 봉우리, 능선, 골짜기 중 어느 하나로 응력이 집중되고, 나머지에 가해지는 응력은 분산되도록 작용함으로써 가요성 기판들의 상부에 적층되는 박막 트랜지스터 소자, 봉지층 등의 손상 위험을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 능선 및 골짜기가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 봉우리, 능선 및 골짜기가 모두 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 봉우리가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법 중, 1차 열처리 단계를 나타낸 개략도이다.
도 12와 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 사용되는 마스크를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 능선 및 골짜기가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 봉우리, 능선 및 골짜기가 모두 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된, 봉우리가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법 중, 1차 열처리 단계를 나타낸 개략도이다.
도 12와 도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 사용되는 마스크를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
본 발명에 있어서 "~상에"라 함은 대상부재의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력방향을 기준으로 상부에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 유기물 전구체(precursor)와 유기 용매(solvent)를 혼합하여 유기 수지(organic resin)를 준비하는 단계(S01), 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계(S02), 도포된 유기 수지로 소정의 열 전사 패턴을 전사하는 열원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계(S03) 및 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계(S04)를 포함한다.
유기 수지 준비 단계(S01)에서는 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비한다. 준비된 유기 수지는 추후 공정에서 경화 및 추가 열처리를 통해 가요성 기판이 되는 물질로, 본 발명에서는 유기 수지로 폴리이미드 수지(polyimide resin)을 사용하여, 투명성, 내열성, 절연성, 치수안정성이 뛰어난 폴리이미드(polyimide) 가요성 기판을 제조할 수 있다.
본 발명에서는 용질(solute)로서 폴리아믹산(polyamic acid)을 사용한 유기물 전구체를 엔-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolodone) 용매(solvent)에 교반하여 폴리이미드 수지를 제조한다. 폴리아믹산은 디아민(diamin)과 테트라-카복실레이트 다이안하이드라이드(tetra-carboxylate dianhydraide)를 각각 용매에 혼합한 후, 혼합액을 초음파 조사하여 제조할 수 있다.
이와 같은 폴리이미드 수지는 열을 가하면 열적 이미드화(thermal Imidization) 반응에 의해 폴리아믹산이 내부 공중합하여, 최종적으로 폴리이미드(polyimide)를 형성하게 된다.
다만, 본 발명의 폴리이미드 수지의 제조방법이 상기와 같은 범위로 한정되는 것은 아니며, 폴리이미드 수지의 혼합 및 경화 방법에 따라서 다양한 용질과 용매의 조합으로 형성될 수 있다. 즉, 폴리아믹산 용액을 빈 용매(poor solvent)와 교반시켜 폴리아믹산 입자를 침전시킨 후, 이를 화학적 이미드화(chemical imidization)시키는 방식으로 제조될 수도 있다.
도 2를 참고하면, 유기 수지 도포 단계(S02)에서는 전술한 유기 수지 준비 단계(S01)를 거쳐 준비된 유기 수지(10)를 캐리어 기판(20)의 상부에 도포한다. 유기 수지(10)의 도포 두께는 제조될 가요성 기판의 필요 두께에 따라 다양하게 조절할 수 있으며, 유기 수지(10)의 도포 두께를 달리하여도 일정 수준의 점도(viscosity)를 구비한 유기 수지(10) 특성 상, 도 2에 도시된 바와 같이 캐리어 기판(20) 측면으로 흘러내리지 않고 온전히 도포될 수 있다. 캐리어 기판(20)은 유기 수지(10)와 화학적으로 반응하지 않는 글라스(glass) 소재의 평판일 수 있다.
제1차 열처리 단계(S03)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 캐리어 기판(20) 상부에 도포된 유기 수지(10)에 열원(heat source, 40)을 위치시키고, 유기 수지(10)에 열적 이미드화 반응 개시온도 이상의 열을 가하여 유기 수지(10)의 공중합 반응을 유도한다. 본 발명에서는 열원(40)에 의하여 폴리이미드 수지 내부에서 열적 이미드화 반응이 개시된다. 본 발명에서는 열원으로 레이저(laser) 열원, 적외선(Infra-red,IR) 열원, 진공 건조(vaccum dry) 열원 등 다양한 종류의 열원을 사용하여 유기 수지(10)의 열적 이미드화 반응을 유도하는 동시에, 유기 용매(solvent)를 증발시킴으로써 유기 수지(10)를 경화시킨다.
한편, 제1차 열처리 단계(S03)에서는 열원(40)으로부터 방사되는 열이 유기 수지(10)의 상부면에 소정의 열 전사 패턴을 따라 전사되도록 제어될 수 있다. 본 발명에서는 열 전사 패턴으로서, 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 중 어느 하나이거나, 둘 이상의 패턴의 조합을 사용할 수 있으나, 본 발명의 범위가 반드시 이러한 패턴으로 한정되는 것은 아니다.
이에 따라, 유기 수지(10) 상부면은 이러한 열 전사 패턴이 전사된 부위와, 열 패턴이 전사되지 않은 부위 간에 서로 다른 온도 프로파일을 갖게 된다.
유기 수지(10) 상부면 중 열 전사 패턴이 전사된 부위의 유기 용매(solvent)는 전사되지 않은 부위의 유기 용매(solvent)와 대비할 때, 증발 속도가 더욱 빠르게 된다. 이러한 유기 용매(solvent)의 증발 속도 차이에 따라 유기 수지(10) 내부에 농도 차에 의한 대류 현상(convective flow)이 일어나게 되고, 유기 용매(solvent)와 용매(solute)인 유기물 전구체가 이러한 농도 차에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 증발 속도가 빠른 열 전사 패턴이 전사된 부위로 이동하게 된다.
이와 같이, 증발속도 차이로 발생한 대류현상(convective flow)에 의해 용질이 용매에 의해 밀려나 외곽에서부터 링 형상으로 쌓이는 것을 커피링 효과(coffee ring effect)라 하며, 본 발명은 소정의 열 전사 패턴으로 유기 수지(10) 상부면이 서로 다른 온도 프로파일을 갖도록 유도함으로써 유기 수지(10)의 상부면에 커피링 효과(coffee ring effect)를 발생시킬 수 있다.
이로 인해, 본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 유기 수지(10) 상부면 중 열 전사 패턴이 전사된 부위는 전사되지 않은 부위로부터 이동해온 유기 용매(solvent)와 유기물 전구체인 용질(solute)의 축적에 의하여 기존의 유기 수지(10) 상부면으로부터 돌출되도록 형성되고, 유기 수지(10) 상부면 중 열 전사 패턴이 전사되지 않은 부위는 유기 용매(solvent)와 유기물 전구체인 용질(solute)의 이탈로 인하여 기존의 유기 수지(10) 상부면으로부터 함몰되도록 형성된다. 즉, 유기 수지(10) 상부면 도 4에 도시된 바와 같이 연속하는 물결(wave) 형상을 갖게 된다. 한편, 이와 같은 유기 수지(10) 상부면의 돌출, 함몰 정도는 유기 용매(solvent) 및 유기물 전구체인 용질(solute)의 종류나 교반 비율, 열 전사 패턴의 전사 온도 등에 따라 조절 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 1차 열처리 단계(S04)에서 특정 열전사 패턴을 유기 수지(10)에 전사하여 유기 수지(10) 내부 대류에 의한 커피링 현상을 유발시킴으로써, 상부면에 물결 형상의 굴곡이 형성된 가요성 기판을 제조할 수 있다.
제2차 열처리 단계(S04)에서는 전술한 제1차 열처리 단계(S03)에서 열적 이미드화 반응 및 커피링 효과에 의한 내부 대류 현상이 종료된 이후, 도 5에 도시된 바와 같이 큐어링 장치(60)를 이용하여 상부면에 봉우리, 능선, 골짜기가 형성된 유기 수지(10)를 큐어링(curing)한다. 큐어링 장치(60)는 유기 수지(10)를 대기온도에서부터 소정의 온도까지 서서히 가열하였다가 냉각시킬 수 있도록 제어된다. 이를 통해 유기 수지(10) 내부의 잔여 유기 용매(solvent)를 제거하여 유기 수지(10)의 경화 정도를 제어할 수 있으며, 제조되는 가요성 기판이 고품위의 투명성, 내열성, 절연성 및 치수안정성 등을 구비할 수 있다.
제2차 열처리 단계(S04)가 종료되면, 도 6에 도시된 바와 같이 캐리어 기판(20)을 제거함으로써, 상부면에 연속하는 물결 형상의 굴곡이 형성된 가요성 기판(100)을 제조할 수 있다.
이하에서는, 도 7 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된 가요성 기판에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된 가요성 기판의 일례로, 능선 및 골짜기가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 7을 참고하면, 가요성 기판(100)의 상부면에는 각각 능선(ridge)와 골짜기(valley)가 연속적으로 형성된다. 이와 같은 가요성 기판(100)의 상부면 형상은 전술한 1차 열처리 단계(S03)의 커피링 효과에 의해 형성된 것이다. 가요성 기판(100)은 전술한 1차 열처리 단계(S04)에서 도 7의 x축 방향으로 평행하게 이격된 스트라이프형 열전사 패턴이 전사된 결과, 상부면에 능선(ridge)과 골짜기(valley)가 도 7의 y축 방향을 따라 서로 교호적으로 배치되도록 형성되었음을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된 가요성 기판의 일례로, 피크, 능선 및 골짜기가 모두 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 8을 참고하면, 가요성 기판(101)의 상부면에는 각각 능선(ridge), 골짜기(valley) 및 봉우리(peak)가 연속적으로 형성된다. 가요성 기판(101)은 전술한 1차 열처리 단계(S04)에서 도 8의 x축 및 y축 방향으로 서로 교차되는 사각 격자(tetragonal grid)형 열전사 패턴이 전사된 결과, 상부면에 도 8의 x축 및 y축 방향으로 능선(ridge)이 형성되고, 이웃한 능선 사이에는 골짜기(valley)가 형성되며, 능선끼리 교차한 지점에는 봉우리(peak)가 형성되었음을 확인할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 따라 제조된 가요성 기판의 일례로, 피크가 형성된 가요성 기판을 나타낸 도면이다.
도 9를 참고하면, 가요성 기판(102)의 상부면에는 봉우리(peak)가 x축과 y축 방향을 따라 연속적으로 형성된다. 가요성 기판(102)은 전술한 1차 열처리 단계(S04)에서 도 9의 x축 및 y축 방향으로 서로 교차되는 점 격자(dot grid)형 열전사 패턴이 전사된 결과, 상부면에 도 9의 x축 및 y축 방향으로 봉우리(peak)가 연속적으로 이격 형성되었음을 확인할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 의해 제조된 가요성 기판들(100, 101, 102)은 상부면에 봉우리, 능선, 골짜기 중 적어도 어느 하나가 형성된다. 이러한 가요성 기판들(100, 101, 102)은 일반적으로 상부면이 평탄하게 형성되는 가요성 기판과 대비할 때, 국소 부분에 반복적인 구부림 또는 당김 응력이 가해질 경우 상기 응력에 의해 국소 부분에 가해지는 수직 항력을 가요성 기판 표면에 형성된 봉우리, 능선, 골짜기를 통해 분산시킬 수 있어, 가요성 기판들(100, 101, 102)의 상부에 적층되는 박막 트랜지스터 소자, 봉지층 등의 손상 위험을 최소화 할 수 있다.
이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 설명한다. 한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법을 설명함에 있어, 전술한 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법과 다른 구성 및 공정을 중심으로 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성 및 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 소정의 열 전사 패턴을 전사하는 열원 대신 소정의 개구 패턴이 형성된 마스크를 사용하는 점을 제외하고는 전술한 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법과 같다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 전술한 제1실시예 대비 1차 열처리 단계(S14) 전에 소정 개구 패턴이 형성된 마스크를 유기 수지의 상부에 이격 배치하는 단계(S13)를 더 포함한다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법 중 1차 열처리 단계를 나타낸 개략도이다.
마스크 배치 단계(S13)에서는 유기 수지 도포 단계(S12)에서 캐리어 기판(20)에 도포된 유기 수지(10)의 상부로 소정의 개구 패턴이 형성된 마스크(80)를 유기 수지(10)와 이격 배치시킬 수 있다.
이후, 1차 열처리 단계(S14)에서는 열원(40)을 유기 수지(10)와 마스크(80)의 상부에 이격 배치시킨 후, 열을 방사시킨다. 이 때, 열원(40)으로부터 방사되는 열은 마스크(80) 상에 형성된 개구 패턴을 통과하여 유기 수지(10)에 도달하게 되고 나머지는 마스크(80)에 의하여 차단된다. 즉, 방사되는 열 중 소정 개구 패턴에 해당되는 부분만이 마스크를 통과하여 유기 수지(10)에 전사되므로, 유기 수지(10) 상부에는 해당 개구 패턴이 전사된 부위와, 전사되지 않은 부위 간에 서로 다른 온도 프로파일을 갖게 된다.
그 결과, 도 11에 도시된 바와 유기 수지(10) 내부 용질(solute) 및 용매(solvent)의 대류에 의한 커피링 현상을 유발시킴으로써, 유기 수지(10) 상부면에 물결 형상의 굴곡이 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 별도로 열원(40)의 열 전사 패턴을 제어하지 않고도 소정의 개구 패턴을 갖는 마스크(80)를 배치함으로써, 전술한 제1 실시예와 동일한 가요성 기판을 제조할 수 있다.
이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여 전술한 제2 실시예의 마스크 배치 단계(S13) 및 1차 열처리 단계(S14)에서 사용되는 마스크에 대하여 간략히 설명한다.
도 12 는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 사용되는 스트라이프형 개구 패턴을 구비한 마스크를 나타낸 도면이다.
도 12를 참고하면, 마스크(80)에는 도 7의 x축에 해당하는 방향을 따라 길게 형성된 직사각형의 제1 개구부(OM1)가 형성되되, 제1 개구부(OM1)는 2 이상이 도 7의 y축에 해당하는 방향을 따라 서로 평행하게 이격 배치된다. 즉, 제1 개구부(OM1)는 x축을 길이방향으로 스트라이프형 패턴을 갖도록 배치됨으로써, 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 의해서도 전술한 도 7과 같이 y축 방향으로 능선(ridge)과 골짜기(valley)가 교호적으로 배치된 가요성 기판(100)을 제조할 수 있다.
도 13 은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법에 사용되는 격자형 개구 패턴을 구비한 마스크를 나타낸 도면이다.
도 13을 참고하면, 마스크(81)에는 원형의 제2 개구부(OM2)가 형성되되, 제2 개구부(OM2)는 2 이상이 서로 교차되는 사각 격자형 패턴으로 배치된다.
이와 같은 사각 격자형 개구 패턴을 구비한 마스크(81)에 의하여, 전술한 도 9와 같이 y축 방향으로 상부면에 도 9의 x축 및 y축 방향으로 봉우리(peak)가 연속적으로 이격 형성된 가요성 기판(102)을 제조할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 서로 다른 개구 패턴을 구비한 마스크(80, 81)를 사용하여도 전술한 제1 실시예에 따라 제조된 가요성 기판과 같은 가요성 기판을 제조할 수 있다.
이하에서는 도 14를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 설명한다. 한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법을 설명함에 있어, 전술한 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법과 다른 구성 및 공정을 중심으로 설명하며, 제1 실시예와 동일한 구성 및 공정에 대해서는 설명을 생략한다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 소정의 열원을 전사하는 열원 대신 소정의 광 조사 패턴을 조사하는 광원을 사용하여 유기 수지를 노광 및 후처리하는 점을 제외하고는 전술한 제1 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법과 같다.
즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조방법은 전술한 제1실시예의 1차 열처리 단계(S03) 및 2차 열처리 단계(S04) 대신 광원을 이용하여 유기 수지를 노광하는 단계(S23)와, 노광된 유기 수지를 후처리하는 단계(S24)를 포함한다.
노광 단계(S23)에서는 소정 광 패턴을 갖는 광원을 유기 수지로 조사시켜 유기 수지 내부의 대류를 통한 커피 링 현상을 유발시킴으로써, 유기 수지 상부면에 물결 형상의 굴곡을 형성시킨다. 노광 단계(S23)에서 사용되는 광원은 자외선(Ultra-Violet, UV)광원일 수 있으며, 광 패턴은 전술한 제1 실시예와 동일하게 스트라이프형 패턴 및 격자형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 광 패턴이 스트라이프형 패턴일 경우, 전술한 도 7에 도시된 가요성 기판(100)이, 격자형 패턴일 경우, 전술한 도 7 및 도 8에 개시된 가요성 기판(101, 102)이 제조될 수 있다.
후처리 단계(S24)에서는 전술한 제1 실시예의 2차 열처리 단계(S04)와 동일하게, 노광이 완료된 유기 수지 내부의 잔여 유기 용매를 제거하고, 제조되는 가요성 기판이 고품위의 투명성, 내열성, 절연성 및 치수안정성 등을 구비할 수 있도록 유기 수지를 큐어링(curing)하는 단계를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 가요성 기판의 제조 방법은 소정의 열 전사 패턴을 구비한 열원 대신 소정의 광 조사 패턴을 구비한 광원을 이용해도 제1 실시예에 따라 제조된 가요성 기판과 동일한 가요성 기판을 제조할 수 있다.
이상에서 본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 유기 수지
20: 캐리어 기판 40: 열원
60: 큐어링 장치 80: 마스크
OM1, OM2: 제1, 제2 개구부
100: 가요성 기판
20: 캐리어 기판 40: 열원
60: 큐어링 장치 80: 마스크
OM1, OM2: 제1, 제2 개구부
100: 가요성 기판
Claims (16)
- 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계;
상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계;
상기 도포된 유기 수지로 소정의 열 전사 패턴을 전사하는 열원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계; 및
상기 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 유기물 전구체는 폴리아믹산(Polyamic Acid)이고, 상기 유기 용매는 엔-메틸피롤리돈(N-Methylpyrrolodone)이며, 상기 유기 수지는 폴리이미드 수지(Polyimide resin)인 가요성 기판의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 열 전사 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 열원은 레이저 열원 및 적외선 열원 중 적어도 어느 하나인 가요성 기판의 제조 방법. - 제1항에 있어서.
상기 2차 열처리 단계는 상기 1차 열처리된 유기 수지를 큐어링하는 단계인 가요성 기판의 제조 방법. - 제1항에 있어서,
상기 1차 열처리 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성되는 가요성 기판의 제조 방법. - 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계;
상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계;
소정의 개구 패턴이 형성된 마스크를 상기 유기 수지 상부에 이격 배치하는 단계;
상기 마스크 상부로 열원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 1차 열처리하는 단계; 및
상기 1차 열처리된 유기 수지를 2차 열처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 개구 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 열원은 레이저 열원 및 적외선 열원 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제7항에 있어서.
상기 제2차 열처리 단계는 상기 1차 열처리된 유기 수지를 큐어링하는 단계인 가요성 기판의 제조 방법. - 제7항에 있어서,
상기 1차 열처리 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성되는 가요성 기판의 제조 방법. - 유기물 전구체와 유기 용매를 혼합하여 유기 수지를 준비하는 단계;
상기 유기 수지를 캐리어 기판에 도포하는 단계;
상기 도포된 유기 수지로 소정의 광 조사 패턴을 조사하는 광원을 위치시켜 상기 도포된 유기 수지를 노광하는 단계; 및
상기 노광된 유기 수지를 후처리하는 단계를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 광 조사 패턴은 스트라이프(stripe)형 패턴 및 격자(grid)형 패턴 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가요성 기판의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 광원은 자외선(UV) 광원인 가요성 기판의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 후처리 단계는 상기 노광된 유기 수지를 큐어링하는 단계인 가요성 기판의 제조 방법. - 제12항에 있어서,
상기 1차 노광 단계 중, 상기 유기 수지 내 커피링 효과(coffee ring effect)에 의해, 상기 유기 수지 표면에 봉우리(peak), 능선(ridge), 골짜기(valley) 중 적어도 어느 하나가 형성되는 가요성 기판의 제조 방법.
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