KR20200080054A - 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20200080054A
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Abstract

본 출원은 캐리어 머더 글라스와 플렉서블 기판을 분리하는 레이저 릴리즈 공정 없이 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것으로, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판의 전면 전체에 결합된 식각 방지층, 식각 방지층의 전면 전체에 형성된 버퍼층, 버퍼층 상에 배치된 화소 어레이부, 및 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법{FLEXIBLE DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 출원은 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 디스플레이 장치는 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC), 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 와치 폰(watch phone), 전자 패드, 웨어러블 기기, 워치 폰, 휴대용 정보 기기, 네비게이션, 차량 제어 디스플레이 기기, 텔레비전, 노트북, 및 모니터 등의 다양한 전자 기기의 표시 화면으로 널리 사용되고 있다.
디스플레이 장치 중에서 액정 디스플레이 장치, 발광 디스플레이 장치 및 전기 영동 디스플레이 장치는 박형화가 가능하므로, 이들을 플렉서블 디스플레이 장치로 구현하기 위한 연구 개발이 진행되고 있다. 플렉서블 디스플레이 장치는 유연성 있는 플렉서블 기판에 박막 트랜지스터를 포함하는 표시부와 배선 등을 형성한 것으로, 종이처럼 휘어져도 영상의 표시가 가능하기 때문에 다양한 디스플레이 분야에 활용될 수 있다.
일반적인 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 캐리어 머더 글라스 상에 레이저 희생층과 플렉서블 기판을 차례로 형성한 후, 플렉서블 디스플레이 패널의 제조 공정을 완료한 다음, 레이저 희생층에 레이저를 조사하는 레이저 릴리즈 공정을 통해 플렉서블 기판에서 캐리어 머더 글라스를 탈착(또는 분리)함으로써 플렉서블 디스플레이 패널을 제조한다.
이러한 일반적인 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 플렉서블 기판으로부터 캐리어 머더 글라스를 분리하기 위해 고가의 레이저 장비의 사용으로 인해 제조 단가가 증가하고, 레이저 릴리즈 관련 불량(이물 또는 플렉서블 기판의 표면 거칠기에 따른 전사)이 발생될 수 있으며, 특히, 플렉서블 디스플레이 패널의 재료비 중 절반 정도를 차지하는 플렉서블 기판 재료를 캐리어 머더 글라스의 전면에 코팅함에 따라 재료 소모량이 높아 생산 단가가 증가한다.
본 출원의 발명자들은 레이저 릴리즈 공정을 대체할 수 있는 기술에 대한 연구와 개발을 지속적으로 진행하였고, 레이저 릴리즈 공정 없이 제조될 수 있는 새로운 구조의 플렉서블 디스플레이 장치를 발명하였다.
본 출원은 캐리어 머더 글라스와 플렉서블 기판을 분리하는 레이저 릴리즈 공정 없이 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판의 전면 전체에 결합된 배리어층, 배리어층의 전면 전체에 형성된 버퍼층, 버퍼층 상에 배치된 화소 어레이부, 및 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 복수의 패널 영역을 갖는 캐리어 머더 글라스의 전면에 배리어층을 형성하는 단계, 배리어층 상에 버퍼층을 형성하는 단계, 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 버퍼층 상에 화소 어레이부를 형성하는 단계, 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 형성하는 단계, 복수의 패널 영역 사이와 중첩되는 오픈부를 갖는 마스크 패턴을 캐리어 머더 글라스의 후면에 형성하는 단계, 및 글라스 식각 공정을 통해 캐리어 머더 글라스 중 마스크 패턴의 오픈부와 중첩되는 부분을 식각하여 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 배리어층의 후면을 노출시키는 단계, 글라스 식각 공정에 의해 노출된 배리어층의 후면에 플렉서블 기판을 형성하는 단계, 및 패널 스크라이빙 공정을 통해 복수의 패널 영역에 설정된 스크라이빙 라인을 컷팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원은 캐리어 머더 글라스와 플렉서블 기판을 분리하는 레이저 릴리즈 공정 없이 플렉서블 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3h는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 3e에 도시된 글라스 식각 공정을 설명하기 위한 도면이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '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 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 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 제 1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판(100), 배리어층(200), 버퍼층(300), 화소 어레이부(400), 및 봉지부(500)를 포함할 수 있다.
상기 플렉서블 기판(100)은 플렉서블 디스플레이 장치(또는 패널)의 베이스 기판으로 정의될 수 있다.
일 예에 따른 플렉서블 기판(100)는 유연성을 갖는 플라스틱 재질, 예를 들어, PI(polyimide), PET(polyethyleneterephthalate), PC(polycarbonate), PES(polyethersulfone), PEN(polyethylenapthanate), PNB(polynorborneen), PMP(polymethylpentene), PMMA(poly methyl methacrylate), 및 COC(cycloolefin copolymer) 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 저가형 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
다른 예에 따른 플렉서블 기판(100)은 금속 포일(metal foil)을 포함할 수 있다.
상기 배리어층(200)은 플렉서블 기판(100)의 전면(前面) 전체에 배치된다. 배리어층(200)은 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법 중 습식 식각 공정시, 식각액에 의한 버퍼층(300)의 식각을 방지하는 식각 방지층의 역할을 하며, 이로 인해 식각 방지층으로 정의될 수 있다. 일 예에 따른 배리어층(200)은 습식 식각 공정시 사용되는 식각액에 따라 Cr, CrOx, Pt, TiO2, 및 Ni 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.
상기 버퍼층(300)은 배리어층(200)의 전면(前面) 전체에 형성될 수 있다. 버퍼층(300)은 플렉서블 기판(100)을 통해 화소 어레이부(400) 쪽으로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 또한, 버퍼층(300)은 플렉서블 기판(100)으로부터 금속 이온 등의 불순물이 확산되어 화소 어레이부(400)로 침투하는 것을 방지하는 기능을 겸할 수 있다. 일 예에 따른 버퍼층(300)은 배리어층(200)과 다른 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(300)은 SiOx, SiNx, 및 SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
상기 화소 어레이부(400)는 버퍼층(300) 상에 정의된 표시부에 배치되어 영상을 표시할 수 있다.
일 예에 따른 화소 어레이부(400)는 버퍼층(300) 상에 마련된 게이트 라인들과 데이터 라인들 및 화소 구동 전원 라인을 포함하는 신호 라인들, 및 신호 라인들에 의해 정의되는 화소 영역에 마련되어 신호 라인들에 공급되는 신호에 따라 영상을 표시하는 복수의 화소를 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 각각은 화소 영역에 마련된 구동 박막 트랜지스터를 포함하는 화소 회로층, 구동 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 애노드 전극, 애노드 전극 상에 형성된 발광 소자층, 및 발광 소자층과 전기적으로 연결된 캐소드 전극을 포함할 수 있다.
상기 구동 박막 트랜지스터는 버퍼층(300) 상에 정의된 각 화소 영역의 트랜지스터 영역에 마련되는 것으로, 게이트 전극, 게이트 절연막, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 박막 트랜지스터의 반도체층은 a-Si, poly-Si, 또는 저온 poly-Si 등의 실리콘을 포함하거나 IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide) 등의 산화물을 포함할 수 있다.
상기 애노드 전극은 각 화소 영역에 정의된 개구 영역에 패턴 형태로 마련되어 구동 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된다.
일 예에 따른 발광 소자층은 애노드 전극 상에 형성된 유기 발광 소자를 포함할 수 있다. 유기 발광 소자는 화소 별로 동일한 색, 예를 들어 화이트(white)의 광을 발광하도록 형성될 수 있고, 화소 별로 상이한 색, 예를 들어 적색, 녹색, 또는 청색의 광을 발광하도록 형성될 수도 있다.
다른 예에 따른 발광 소자층은 애노드 전극과 캐소드 전극 각각에 전기적으로 연결된 마이크로 발광 다이오드 소자를 포함할 수 있다. 마이크로 발광 다이오드 소자는 집적 회로(IC) 또는 칩(Chip) 형태로 구현된 발광 다이오드로서, 애노드 전극과 전기적으로 연결된 제 1 단자 및 캐소드 전극과 전기적으로 연결된 제 2 단자를 포함할 수 있다.
상기 캐소드 전극은 각 화소 영역에 마련된 발광 소자층과 공통적으로 연결될 수 있다.
상기 봉지부(500)는 화소 어레이부(400)를 둘러싸도록 버퍼층(300) 상에 형성됨으로써 산소 또는 수분이 화소 어레이부(400)의 발광 소자층으로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 일 예에 따른 봉지부(500)는 유기 물질층과 무기 물질층이 교대로 적층된 복층 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 무기 물질층은 산소 또는 수분이 화소 어레이부(400)의 발광 소자층으로 침투하는 것을 차단하는 역할을 할 수 있다. 그리고, 유기 물질층은 제조 공정 중 발생할 수 있는 이물들(particles)을 덮을 수 있도록 무기 물질층보다 상대적으로 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지부(500)는 제 1 무기막, 제 1 무기막 상의 유기막, 및 유기막 상의 제 2 무기막을 포함할 수 있다. 이 경우, 유기막은 이물 커버층으로 정의될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 디스플레이 패드부(PP), 및 게이트 구동 회로부를 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패드부(PP)는 화소 어레이부(400)로부터 이격된 플렉서블 기판(100)의 제 1 가장자리 부분과 중첩되는 버퍼층(300) 상에 배치된 복수의 패드 전극을 포함할 수 있다. 상기 복수의 패드 전극 각각은 복수의 링크 라인을 통해서 화소 어레이부(400)에 배치된 신호 라인과 연결될 수 있다.
상기 게이트 구동 회로부는 복수의 게이트 라인 각각의 일단 및/또는 타단과 연결되도록 플렉서블 기판(100)의 제 2 및/또는 제 3 가장자리 부분과 중첩되는 버퍼층(300) 상에 형성될 수 있다. 게이트 구동 회로부는 디스플레이 패드부(PP)를 통해 공급되는 게이트 제어 신호에 응답하여 게이트 신호를 생성하고, 생성된 게이트 신호를 복수의 게이트 라인 각각에 공급한다. 이러한 게이트 구동 회로부는 화소의 박막 트랜지스터의 제조 공정과 함께 형성되는 게이트 내장 회로일 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 봉지부(500) 상에 배치된 기능성 필름(600)을 더 포함할 수 있다.
상기 기능성 필름(600)은 점착 부재를 매개로 봉지부(500) 상에 부착될 수 있다. 여기서, 점착 부재는 PSA(pressure sensitive adhesive), OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)을 포함할 수 있다.
일 예에 따른 기능성 필름(600)은 외부 광의 반사를 방지하여 플렉서블 디스플레이 장치에 표시되는 영상에 대한 야외 시인성과 명암비를 향상시키기 위한 반사 방지층(또는 반사 방지 필름)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사 방지층은 외부 광이 화소 어레이부(400)에 배치된 박막 트랜지스터 및/또는 라인들 등에 의해 반사되는 반사 광이 외부로 진행하는 것을 차단하는 원편광층(또는 원평관 필름)을 포함할 수 있다.
상기 기능성 필름(600)은 수분 또는 산소 침투를 1차적으로 방지하기 위한 배리어층(또는 배리어 필름)을 더 포함할 수 있으며, 배리어층은 수분 투습도가 낮은 물질, 예를 들어 폴리머 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 기능성 필름(600)은 화소 어레이부(400)로부터 외부 쪽으로 출광되는 광의 경로를 제어하는 광 경로 제어층(또는 광 경로 제어 필름)을 더 포함할 수 있다. 광 경로 제어층은 고굴절층과 저굴절층이 교번적으로 적층된 구조를 포함함으로써 화소 어레이부(400)로부터 입사되는 광의 경로를 변경하여 시야각에 따른 컬러 시프트 현상을 최소화할 수 있다.
선택적으로, 봉지부(500)는 화소 어레이부(400)를 둘러싸는 페이스 실(face seal)로 변경될 수 있으며, 이 경우, 기능성 필름(600)은 페이스 실을 매개로 화소 어레이부(400)와 결합될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 터치 전극부를 더 포함할 수 있다.
상기 터치 전극부는 기능성 필름(600)과 봉지부(500) 사이에 개재되어 사용자 터치를 센싱하는 터치 센서의 역할을 한다. 이 경우, 기능성 필름(600)은 필름 점착 부재를 매개로 터치 전극부 상에 부착될 수 있다.
일 예에 따른 터치 전극부는 화소 어레이부(400)와 중첩되는 봉지부(500) 상에 배치된 터치 전극층, 및 터치 전극층을 덮는 유전체층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 터치 전극부는 봉지부(500)를 덮는 터치 버퍼층 상에 형성될 수도 있다. 상기 터치 전극층은 화소 어레이부(400)와 중첩되는 봉지부(500) 상에 일정한 간격으로 배치된 복수의 터치 구동 전극, 및 복수의 터치 구동 전극과 전기적으로 절연된 복수의 터치 센싱 전극을 포함할 수 있다. 터치 센싱 전극들은 터치 구동 전극들과 동일층에 배치되거나 유전체층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
다른 예에 따른 터치 전극부는 공지된 정전 용량 방식의 터치 패널로 대체될 수 있으며, 이경우, 터치 패널은 점착 부재를 매개로 봉지부(500) 상에 부착될 수 있다.
이와 같은, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판(100)이 저가형 플라스틱 재질로 이루어짐으로써 생산성이 증가되고 생산 단가가 감소될 수 있다.
도 3a 내지 도 3h는 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3h를 참조하여 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 캐리어 머더 글라스(10)의 전면(前面)(10a)에 배리어층(200)을 형성한다. 일 예로서, 배리어층(200)은 캐리어 머더 글라스(10)의 전면(10a) 가장자리를 제외한 나머지 전체에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 캐리어 머더 글라스(10) 상에 정의된 복수의 패널 영역(PA) 각각 상에 패턴 형태로 형성될 수도 있으며, 이 경우, 복수의 패널 영역(PA) 사이에 배리어층(200)이 형성되지 않으므로, 후속 공정에서 진행되는 패널 스크라이빙 공정이 용이해질 수 있다. 일 예에 따른 배리어층(200)은 Cr, CrOx, Pt, TiO2, 및 Ni 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어층(200)은 스퍼터링 공정에 의해 캐리어 머더 글라스(10) 상에 증착될 수 있다.
다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 배리어층(200) 상에 버퍼층(300)을 형성한다. 일 예로서, 버퍼층(300)은 배리어층(200)의 전면(前面)을 덮도록 캐리어 머더 글라스(10) 상에 형성될 수 있다. 다른 예로서, 배리어층(200)이 패턴 형태로 형성된 경우, 버퍼층(300)은 복수의 패널 영역(PA) 각각에 형성된 복수의 배리어층(200) 각각을 덮도록 캐리어 머더 글라스(10) 상에 패턴 형태로 형성될 수 있으며, 이 경우, 버퍼층(300)이 복수의 패널 영역(PA) 사이에 형성되지 않으므로, 후속 공정에서 진행되는 패널 스크라이빙 공정이 용이해질 수 있다. 일 예에 따른 버퍼층(300)은 SiOx, SiNx, 및 SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3c에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터 공정과 발광 소자 형성 공정을 순차적으로 진행하여 복수의 패널 영역(PA) 각각과 중첩되는 버퍼층(300) 상에 화소 어레이부(400)를 형성한다.
다음으로, 복수의 패널 영역(PA) 각각의 화소 어레이부(400) 상에 봉지부(500)를 형성함으로써 복수의 패널 영역(PA) 각각의 화소 어레이부(400)를 봉지한다. 일 예에 따른 봉지부(500)는 유기 물질층과 무기 물질층이 교대로 적층된 복층 구조로 형성될 수 있다.
다음으로, 필름 라미네이팅 공정을 통해 복수의 패널 영역(PA) 각각의 봉지부(500) 상에 기능성 필름(600)을 부착한다.
다음으로, 도 3d에 도시된 바와 같이, 복수의 패널 영역(PA) 사이와 중첩되는 캐리어 머더 글라스(10)의 후면(또는 배면)(10b)에 글라스 식각 마스크 패턴(20)을 형성한다. 상기 글라스 식각 마스크 패턴(20)은 복수의 패널 영역(PA) 각각과 중첩되는 오픈부(21)를 포함한다.
다음으로, 도 3e에 도시된 바와 같이, 글라스 식각 마스크 패턴(20)을 마스크로 하는 글라스 식각 공정을 통해 캐리어 머더 글라스(10) 중 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)와 중첩되는 부분을 식각하여 제거함으로써 복수의 패널 영역(PA) 각각과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a)을 노출시킨다. 이러한 글라스 식각 공정에서, 배리어층(200)은 식각 방지층의 역할을 한다.
다음으로, 도 3f에 도시된 바와 같이, 캐리어 머더 글라스(10)의 후면(10b)에 배치된 글라스 식각 마스크 패턴(20)을 제거한다.
다음으로, 복수의 패널 영역(PA) 각각과 중첩되면서 글라스 식각 공정에 의해 노출된 배리어층(200)의 후면(200a)에 플렉서블 기판(100)을 형성함으로써 캐리어 머더 글라스(10)의 각 패널 영역(PA)에 플렉서블 디스플레이 패널을 형성한다.
일 예에 따른 플렉서블 기판(100)은 액상 플라스틱 유기물 재료 또는 액상 폴리이미드 재료를 배리어층(200)의 후면에 도포하는 디스펜싱 공정, 및 도포 물질의 소성 공정을 거쳐 형성될 수 있다. 이 경우, 플렉서블 기판(100)은 플렉서블 디스플레이 장치의 생산성을 향상시키고 재료비 절감을 위해 저가형 액상 플라스틱 유기물 재료 또는 저가형 액상 폴리이미드 재료로 형성될 수 있다.
다른 예에 따른 플렉서블 기판(100)은 저가형 플라스틱 필름 또는 금속 포일을 배리어층(200)의 후면에 부착하는 라미네이팅 공정에 의해 형성될 수 있다.
다음으로, 도 3g에 도시된 바와 같이, 패널 스크라이빙 공정을 통해 복수의 패널 영역(PA) 각각에 설정된 스크라이빙 라인을 컷팅함으로써, 도 3h에 도시된 바와 같이, 캐리어 머더 글라스(10)로부터 복수의 플렉서블 디스플레이 패널(또는 장치)을 개별적으로 분리할 수 있다. 일 예에 따른 스크라이빙 라인은 플렉서블 기판(100)과 중첩될 수 있으며, 이 경우 패널 스크라이빙 공정에서는 스크라이빙 라인과 중첩되는 플렉서블 기판(100)과 배리어층(200) 및 버퍼층(300)이 동시에 컷팅됨으로써 플렉서블 기판(100)과 배리어층(200) 및 버퍼층(300)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 일 예에 따른 패널 스크라이빙 공정은 레이저(L) 또는 컷팅 휠을 이용할 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 도 3e에 도시된 글라스 식각 공정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 본 출원의 일 예에 따른 글라스 식각 공정은 오버 식각(over etch) 조건으로 수행될 수 있다. 상기 오버 식각 조건은 일정한 두께의 캐리어 머더 글라스(10)를 식각하기 위해 설정된 기준 식각 시간을 초과하여 수행되는 글라스 식각 공정으로 정의될 수 있다.
상기 오버 식각 조건에 따라 글라스 식각 공정을 진행할 경우, 식각 공정 시간이 기준 식각 시간을 초과할수록 캐리어 머더 글라스(10)의 후면(10b)으로부터 배리어층(200)의 후면에 인접한 캐리어 머더 글라스(10)의 전면(10a) 쪽으로 갈수록 더 많이 식각됨으로써 배리어층(200)의 후면(200a)과 캐리어 머더 글라스(10)의 전면(10a) 사이에 언더컷(11a)이 발생될 수 있다. 상기 언더컷(11a)은 기준 식각 시간 동안의 식각 공정에 의해 캐리어 머더 글라스 기판(10)의 오픈부(21)가 식각된 이후에도 식각 공정이 기준 식각 시간을 초과하여 진행됨에 따라 캐리어 머더 글라스 기판(10)의 후면(10b)에 접한 오픈부(21)의 식각면 후면측보다 배리어층(200)의 후면(200a)에 접한 오픈부(21)의 식각면 전면측이 더 많이 식각되는 과식각에 의해 형성될 수 있다.
이와 같은, 오버 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a) 상의 캐리어 머더 글라스(10)를 모두 제거할 수 있으며, 이를 통해 글라스 식각 공정 이후 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a) 상에 남아 있는 캐리어 머더 글라스(10)의 잔존물을 제거하는 추가 공정을 생략할 수 있다. 또한, 오버 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W1)이 패널 영역(PA)의 폭과 동일하게 설정될 수 있고, 이를 통해 글라스 식각 마스크에서 오픈부(21)와 오픈부(21) 사이의 광차단부의 폭이 증가됨에 따라 글라스 식각 마스크의 강성이 증가될 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 출원의 다른 예에 따른 글라스 식각 공정은 소프트 식각(soft etch) 조건으로 수행될 수 있다.
상기 소프트 식각 조건은 설정된 기준 식각 시간 미만으로 수행되는 글라스 식각 공정으로 정의될 수 있으다. 이러한 소프트 식각 조건에 따라 캐리어 머더 글라스(10)를 식각할 경우, 글라스 식각면(11)은 전체적으로 비스듬한 사선 형태를 가질 수 있으며, 특히 끝단 일부가 완전히 제거되지 않는 테일부(11b)를 포함할 수 있다. 이러한 글라스 식각면(11)의 테일부(11b)가 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a)과 중첩될 경우, 이를 제거하기 위한 추가 공정이 필요할 수 있다. 이에 따라, 소프트 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W2)은 테일부(11b)를 포함하는 비스듬한 사선 형태를 갖는 글라스 식각면(11)의 폭에 기초하여 패널 영역(PA)의 폭보다 넓게 설정됨으로써 글라스 식각면(11)의 테일부(11b)가 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a) 상에 형성되는 것이 방지될 수 있다. 여기서, 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W2)이 패널 영역(PA)의 폭과 동일하게 설정될 경우, 글라스 식각면(11)의 테일부(11b)가 패널 영역(PA)과 중첩되기 때문에 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W2)은 테일부(11b)를 갖는 글라스 식각면(11)의 폭에 기초하여 패널 영역(PA)의 폭보다 넓게 설정된다. 이와 같은, 소프트 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 글라스 식각 공정의 공정 시간이 감소할 수 있다.
도 4c를 참조하면, 본 출원의 또 다른 예에 따른 글라스 식각 공정은 저스트 식각(just etch) 조건으로 수행될 수 있다.
상기 저스트 식각 조건은 일정한 두께의 글라스 기판을 식각하기 위해 설정된 기준 식각 시간 동안만 수행되는 글라스 식각 공정으로 정의될 수 있다. 이러한 저스트 식각 조건에 따라 캐리어 머더 글라스(10)를 식각할 경우, 글라스 식각면(11)은 언더컷 없이 사선 형태를 가지거나 전체적으로 오목한 형태의 정테이퍼 구조를 가질 수 있다. 이러한 저스트 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W3)은 정테이퍼 구조를 갖는 글라스 식각면(11)의 폭에 기초하여 패널 영역(PA)의 폭보다 넓게 설정됨으로써 글라스 식각면(11)의 끝단이 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a) 상에 형성되는 것이 방지될 수 있다. 여기서, 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W3)이 패널 영역(PA)의 폭과 동일하게 설정될 경우, 글라스 식각면(11)의 끝단이 패널 영역(PA)과 중첩되기 때문에 글라스 식각 마스크 패턴(20)의 오픈부(21)의 폭(W3)은 정테이퍼 구조를 갖는 글라스 식각면(11)의 폭에 기초하여 패널 영역(PA)의 폭보다 넓게 설정된다. 이와 같은, 저스트 식각 조건에 따른 글라스 식각 공정을 이용할 경우, 오버 식각 조건 대비 글라스 식각 공정의 공정 시간이 감소할 수 있다.
이와 같은, 본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 글라스 식각 공정을 통해 패널 영역(PA)과 중첩되는 캐리어 머더 글라스(10)를 부분 식각하여 패널 영역(PA)과 중첩되는 배리어층(200)의 후면(200a)을 노출시키고, 노출된 배리어층(200)의 후면(200a)에 플렉서블 기판(100)을 형성함으로써 캐리어 머더 글라스(10)와 플렉서블 기판(100)을 분리하는 레이저 릴리즈 공정 없이 플렉서블 디스플레이 장치를 제조할 수 있으며, 플렉서블 기판의 재료 소모량을 감소시켜 플렉서블 디스플레이 장치의 생산 단가를 감소시키고 생산성을 증가시킬 수 있다.
본 출원에 따른 플렉서블 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법은 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치는 플렉서블 기판, 플렉서블 기판의 전면 전체에 결합된 식각 방지층, 식각 방지층의 전면 전체에 형성된 버퍼층, 버퍼층 상에 배치된 화소 어레이부, 및 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 플렉서블 기판의 전면은 식각 방지층의 후면과 직접적으로 결합될 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 플렉서블 기판은 플라스틱 재질을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 플렉서블 기판은 식각 방지층의 후면에 부착된 플라스틱 필름 또는 금속 포일일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법은 복수의 패널 영역을 갖는 캐리어 머더 글라스의 전면에 식각 방지층을 형성하는 단계, 식각 방지층 상에 버퍼층을 형성하는 단계, 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 버퍼층 상에 화소 어레이부를 형성하는 단계, 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 형성하는 단계, 복수의 패널 영역 사이와 중첩되는 오픈부를 갖는 마스크 패턴을 캐리어 머더 글라스의 후면에 형성하는 단계, 및 글라스 식각 공정을 통해 캐리어 머더 글라스 중 마스크 패턴의 오픈부와 중첩되는 부분을 식각하여 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 식각 방지층의 후면을 노출시키는 단계, 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 플렉서블 기판을 형성하는 단계, 및 패널 스크라이빙 공정을 통해 복수의 패널 영역에 설정된 스크라이빙 라인을 컷팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 식각 방지층은 Cr, CrOx, Pt, TiO2, 및 Ni 중 어느 하나의 재질을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 버퍼층은 SiOx, SiNx, 및 SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 플렉서블 기판을 형성하는 단계는 액상 플라스틱 유기물 재료 또는 액상 폴리이미드 재료를 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 도포하는 공정을 포함할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따르면, 플렉서블 기판을 형성하는 단계는 플라스틱 필름 또는 금속 포일을 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 부착하는 공정을 포함할 수 있다.
상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 플렉서블 기판 200: 배리어층
300: 버퍼층 400: 화소 어레이부
500: 봉지부 600: 기능성 필름

Claims (11)

  1. 플렉서블 기판;
    상기 플렉서블 기판의 전면 전체에 결합된 식각 방지층;
    상기 식각 방지층의 전면 전체에 형성된 버퍼층;
    상기 버퍼층 상에 배치된 화소 어레이부; 및
    상기 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 식각 방지층은 Cr, CrOx, Pt, TiO2, 및 Ni 중 어느 하나의 재질을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 SiOx, SiNx, 및 SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판의 전면은 상기 식각 방지층의 후면과 직접적으로 결합된, 플렉서블 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은 플라스틱 재질을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판은 상기 식각 방지층의 후면에 부착된 플라스틱 필름 또는 금속 포일인, 플렉서블 디스플레이 장치.
  7. 복수의 패널 영역을 갖는 캐리어 머더 글라스의 전면에 식각 방지층을 형성하는 단계;
    상기 식각 방지층 상에 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 버퍼층 상에 화소 어레이부를 형성하는 단계;
    상기 화소 어레이부를 덮는 봉지부를 형성하는 단계;
    상기 복수의 패널 영역 사이와 중첩되는 오픈부를 갖는 마스크 패턴을 상기 캐리어 머더 글라스의 후면에 형성하는 단계;
    글라스 식각 공정을 통해 상기 캐리어 머더 글라스 중 상기 마스크 패턴의 오픈부와 중첩되는 부분을 식각하여 상기 복수의 패널 영역 각각과 중첩되는 상기 식각 방지층의 후면을 노출시키는 단계;
    상기 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 플렉서블 기판을 형성하는 단계; 및
    패널 스크라이빙 공정을 통해 상기 복수의 패널 영역에 설정된 스크라이빙 라인을 컷팅하는 단계를 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 식각 방지층은 Cr, CrOx, Pt, TiO2, 및 Ni 중 어느 하나의 재질을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 버퍼층은 SiOx, SiNx, 및 SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판을 형성하는 단계는 액상 플라스틱 유기물 재료 또는 액상 폴리이미드 재료를 상기 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 도포하는 공정을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판을 형성하는 단계는 플라스틱 필름 또는 금속 포일을 상기 글라스 식각 공정에 의해 노출된 식각 방지층의 후면에 부착하는 공정을 포함하는, 플렉서블 디스플레이 장치의 제조 방법.
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