KR20210131059A - Producing method of support substrate for supproting flexible substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플렉시블 디스플레이의 제조 과정에서 플렉시블 기판을 임시로 점착고정하고, 플렉시블 디스플레이의 제조 완료 후 기계적인 힘으로 용이하게 분리를 할 수 있는 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate. More specifically, it relates to a method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate that can temporarily adhesively fix the flexible substrate during the manufacturing process of the flexible display and can be easily separated by mechanical force after the manufacturing of the flexible display is completed.
최근 디스플레이 및 전자 산업분야에서 소형화, 경량화, 박형화에 맞추어 유연한 기재인 플렉시블(flexible) 기판, 롤러블(rollable) 기판 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.In recent years, studies on flexible substrates, rollable substrates, etc., which are flexible substrates in accordance with miniaturization, weight reduction, and thinning, have been actively conducted in the field of display and electronics industries.
종래의 디스플레이의 제조에 사용되는 유리 기판을 대신하는 플렉시블 기판은 그 유연성 때문에 이송이 쉽지 않은 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 플렉시블 기판을 단단하고 두꺼운 평판 형태인 유리, 플라스틱 등의 서포트 기판에 재치한 상태로 이송하여 제조를 수행하고, 마지막 단계에서 서포트 기판으로부터 탈락시키는 방법이 사용된다. 이때 서포트 기판 상에 단순히 플렉시블 기판을 재치하면, 열처리 등의 제조과정에서 플렉시블 기판이 휘거나 굽어지는 등의 변형이 발생함에 따라, 소자를 형성하는 공정에서 정렬이 어긋나거나, 증착, 에칭, 세척 등에서 불균일한 공정 결과가 발생하는 문제점이 있었다.A flexible substrate instead of a glass substrate used in the manufacture of a conventional display has a disadvantage in that it is not easy to transport because of its flexibility. In order to solve this problem, the manufacturing is performed by transferring the flexible substrate to a support substrate such as glass or plastic in the form of a hard and thick flat plate, and a method of detaching it from the support substrate in the last step is used. At this time, if the flexible substrate is simply placed on the support substrate, deformation such as bending or bending of the flexible substrate occurs in the manufacturing process such as heat treatment. There was a problem in that non-uniform process results occurred.
따라서, 서포트 기판 상에 플렉시블 기판을 임시로 점착고정할 수 있는 점착제를 형성하는 것이 제안되었으며 서포트 기판 상에서 플렉시블 디스플레이의 제조가 완료된 후에는 서포트 기판과 플렉시블 디스플레이를 탈착시키는 공정이 필요하였다.Therefore, it has been proposed to form an adhesive capable of temporarily adhesively fixing the flexible substrate on the support substrate, and after the production of the flexible display on the support substrate is completed, a process of detaching the support substrate and the flexible display is required.
종래의 플렉시블 디스플레이를 제조하는 공정을 설명하면, 먼저, 진입부로 플렉시블 기판을 지지할 서포트 기판이 유입된다. 이어서, 세정부에서 서포트 기판의 세정 및 건조가 진행된다. 이어서, 코팅부에서 플렉시블 기판이 서포트 기판 상에 코팅되고, 건조부에서 플렉시블 기판의 휘발성 물질을 일부 휘발시키고 수분의 건조를 진행하여 플렉시블 기판의 두께를 조절한다. 이어서, 버퍼부에 서포트 기판과 플렉시블 기판이 대기한 후, 하나 또는 복수의 열처리부에서 열처리를 통해 플렉시블 기판의 휘발성 물질을 휘발시키고 플렉시블 기판의 굳기를 조절한다. 이어서, 반송부를 통해 레이저 탈착부로 진입한 서포트 기판에 대해서 플렉시블 기판의 탈착 공정을 수행한다. 레이저 탈착부로 진입하기 전에 플렉시블 기판 상에 화소 형성 공정, TFT 형성 공정 등을 수행할 수 있다.When describing the process of manufacturing a conventional flexible display, first, a support substrate to support the flexible substrate is introduced into the entry part. Next, the cleaning unit performs cleaning and drying of the support substrate. Subsequently, the flexible substrate is coated on the support substrate in the coating unit, and the volatile material of the flexible substrate is partially volatilized in the drying unit and the moisture is dried to adjust the thickness of the flexible substrate. Then, after the support substrate and the flexible substrate stand by in the buffer unit, one or a plurality of heat treatment units volatilize the volatile material of the flexible substrate and adjust the hardness of the flexible substrate through heat treatment. Next, a detachment process of the flexible substrate is performed with respect to the support substrate that has entered the laser detachment unit through the transfer unit. A pixel forming process, a TFT forming process, etc. may be performed on the flexible substrate before entering the laser detachment unit.
위와 같은 종래의 플렉시블 디스플레이를 제조하는 시스템에서는, 레이저 탈착부에서 엑시머 레이저(excimer laser)와 같은 레이저를 서포트 기판 상의 점착제에 조사하고 가열하는 방법으로 점착제의 점착력을 약화시켜, 플렉시블 기판을 서포트 기판으로부터 탈착한다.In the system for manufacturing a conventional flexible display as described above, by irradiating a laser such as an excimer laser to the adhesive on the support substrate in the laser detachment unit and heating the adhesive on the support substrate, the adhesive strength of the adhesive is weakened, and the flexible substrate is removed from the support substrate. detach
하지만, 레이저 장치가 포함된 레이저 탈착부는 장비 가격이 현저하게 높고, 유지 관리비도 높은 단점이 있다. 레이저 탈착부의 장비 가격 및 유지 관리비에만 수백억, 수천억이 소요되는 실정이다.However, the laser detachable unit including the laser device has a disadvantage in that the equipment price is remarkably high and the maintenance cost is also high. It is a situation in which tens or hundreds of billions of billions of dollars are required only for the equipment price and maintenance cost of the laser detachment unit.
게다가, 레이저가 대면적의 서포트 기판에 대응하는 대면적의 점착제의 모든 부분에 레이저를 조사하여야 하므로 공정 시간이 길어지게 되며, 불균일한 레이저 조사가 발생할 경우 점착제의 일부 부분에서 점착력이 강하게 유지되어 플렉시블 기판의 탈착시 손상을 유발하는 문제점이 있다. 또한, 높은 에너지를 가지는 레이저에 의해 플렉시블 기판이 버닝(burning)/손상되는 문제점도 발생할 수 있다.In addition, since the laser has to irradiate the laser to all parts of the large-area adhesive corresponding to the large-area support substrate, the process time becomes long, and when non-uniform laser irradiation occurs, the adhesive force is maintained strongly in some parts of the adhesive, making it flexible There is a problem of causing damage when the substrate is detached. In addition, a problem in that the flexible substrate is burned/damaged by the laser having high energy may also occur.
또한, 종래에 서포트 기판 상의 점착제는 습식 공정을 통해 유기물을 포함하는 두가지 이상의 물질을 정전기력에 의해 코팅하는 방법으로 형성하는 방법을 이용한다. 이 방법은 유기물을 제거하기 위해 400℃ 이상의 높은 열처리 온도가 필요하며, 습식 공정으로 여러 물질을 코팅하게 되므로 단일 챔버에서 공정 수행시에 물질들이 섞여서 재활용이 어렵고 폐기물이 발생하는 문제점이 발생한다. 게다가 오염된 물질이 기판까지 오염시킬 수 있어, 생산성이 악화되는 문제점도 발생할 수 있다.In addition, conventionally, the pressure-sensitive adhesive on the support substrate is formed by a method of coating two or more materials including organic materials by electrostatic force through a wet process. This method requires a high heat treatment temperature of 400° C. or higher to remove organic matter, and since several materials are coated in a wet process, materials are mixed during the process in a single chamber, making recycling difficult and waste is generated. In addition, the contaminated material may contaminate even the substrate, which may cause a problem in that productivity is deteriorated.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 낮은 열처리 온도에서 제조 가능하고, 기판의 오염을 발생시킬 가능성을 최소화한 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and it is possible to manufacture at a low heat treatment temperature, and to provide a method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate that minimizes the possibility of generating contamination of the substrate The purpose.
또한, 본 발명은, 장치의 비용과 유지 관리비를 현저하게 감축시킬 수 있는 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.Moreover, this invention aims at providing the manufacturing method of the support board|substrate for flexible board|substrate support which can reduce the cost and maintenance cost of an apparatus remarkably.
또한, 본 발명은 플렉시블 디스플레이의 제조 과정에서 플렉시블 기판을 임시로 점착고정하고, 플렉시블 디스플레이의 제조 완료 후 기계적인 힘으로 용이하게 분리를 할 수 있는 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the present invention is to provide a method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate that can temporarily adhesively fix the flexible substrate in the manufacturing process of the flexible display and can be easily separated by mechanical force after the manufacturing of the flexible display is completed. The purpose.
또한, 본 발명은 플렉시블 디스플레이의 결함 및 손상 가능성을 최소화하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate capable of minimizing defects and damage of the flexible display and improving productivity.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 상기의 목적은, 플렉시블 디스플레이 제조 공정에서 플렉시블 기판을 임시로 점착고정하는 서포트 기판의 제조 방법으로서, 서포트 기판의 일면 상에 아민계 실리콘을 포함하는 점착 유도 물질을 공급하여 점착 유도 박막을 형성하되, 플라즈마를 인가하여 상기 점착 유도 박막을 형성하는 단계; 상기 점착 유도 박막 상에 점착층을 형성하되, 상기 점착 유도 박막에 포함된 점착 유도 물질과 정전 결합하는 이차원 판상 무기질을 포함하는 점착 용액을 공급하여 상기 점착층을 형성하는 단계; 상기 서포트 기판에 형성된 상기 점착 유도 박막 및 상기 점착층을 열처리하는 단계;를 포함하는, 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법에 의해 달성된다.The above object of the present invention is a method of manufacturing a support substrate for temporarily adhesively fixing a flexible substrate in a flexible display manufacturing process. forming the adhesion-inducing thin film by applying plasma; forming an adhesion layer on the adhesion-inducing thin film, and supplying an adhesion solution containing a two-dimensional plate-shaped inorganic material that is electrostatically coupled to an adhesion-inducing material included in the adhesion-inducing thin film to form the adhesion layer; Heat-treating the adhesion-inducing thin film and the adhesion layer formed on the support substrate; is achieved by a method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate, including a.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착층 형성 단계에서, 상기 점착 유도 박막과 상기 점착 용액의 접촉에 의해 상기 점착 유도 박막에서 양전하가 생성되어 상기 점착 용액의 음전하와 정전 결합할 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, in the step of forming the adhesive layer, positive charges are generated in the adhesion-inducing thin film by the contact between the adhesion-inducing thin film and the adhesive solution, and the negative charge of the adhesive solution can be electrostatically coupled. .
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착층 상에 점착 유도 박막 및 점착층을 교대로 복수회 더 형성할 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, the adhesion-inducing thin film and the adhesion layer may be alternately formed a plurality of times on the adhesion layer.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착 유도 박막 형성 단계에서, 플라즈마 처리는 산소, 질소, 아르곤 중 적어도 어느 하나의 가스를 포함하여 수행할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the step of forming the adhesion-inducing thin film, the plasma treatment may be performed by including at least one gas of oxygen, nitrogen, and argon.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착 유도 박막 형성 단계에서, 플라즈마 처리는 상압 하에서 수행할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, in the step of forming the adhesion-inducing thin film, the plasma treatment may be performed under normal pressure.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 열처리 후 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 투과율은 적어도 92% 내지 99%일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the transmittance of the support substrate for supporting the flexible substrate after the heat treatment may be at least 92% to 99%.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (a) 단계의 점착 유도 물질은, 아민계 실리콘 물질로써 (3-Aminopropyl)triethoxysilane, (3-Aminopropyl)trimethoxysilane, 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane, (4-Aminobutyl)triethoxysilane, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N1-(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine, (2-Aminoethyl)triethoxylsilane, 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine, 2-(Triethoxysilyl)propylamine, 2-(Aminopropyl)triethoxysilane, 3-(Aminopropyl)tributoxysilane 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the adhesion inducing material of step (a) is (3-Aminopropyl)triethoxysilane, (3-Aminopropyl)trimethoxysilane, 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane, ( 4-Aminobutyl)triethoxysilane, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N 1 -(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine, (2-Aminoethyl)triethoxylsilane, 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine, 2-(Triethoxysilyl)propylamine, 2 It may include at least one of -(Aminopropyl)triethoxysilane and 3-(Aminopropyl)tributoxysilane.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (b) 단계의 이차원 판상 무기질 물질은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀 옥사이드(Graphene oxide), 카올리나이트 (Kaolinite), 서텐타인(serpentine), 딕카이트(dickite), 탈크(talc), 버미큐라이트(vermiculite) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the two-dimensional plate-like inorganic material of step (b) is, montmorillonite (montmorillonite), graphene oxide (Graphene oxide), kaolinite (Kaolinite), serpentine (serpentine), dickite ( dickite), talc, and vermiculite.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착층을 형성하는 단계에서 상기 점착 용액이 상기 점착 유도 박막에 분사될 때 상기 점착 유도 박막에 포함된 아민계 실리콘의 NH2가 NH3 +로 변하며, 상기 점착 유도 물질이 포함된 점착 유도 박막의 pKa와 상기 이차원 판상 무기질 물질이 포함된 점착 용액의 pH의 차이가 양의 값으로 커질수록 NH3 +의 농도가 커지며, NH3 +와 상기 이차원 판상 무기질 물질에 포함된 음전하의 정전 결합량이 증가할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, when the adhesive solution is sprayed onto the adhesion-inducing thin film in the step of forming the adhesion layer, NH 2 of the amine-based silicone included in the adhesion-inducing thin film changes to NH 3 +, , the pH difference of the pressure-sensitive adhesive derived material containing the pKa and the two-dimensional plate-shaped inorganic material of the pressure-sensitive adhesive inducing thin film with an adhesive solution the larger a positive value becomes larger the concentration of NH 3 +, NH 3 + and the two-dimensional plate-shaped An amount of electrostatic coupling of negative charges included in the inorganic material may increase.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 점착 유도 물질이 포함된 점착 유도 박막의 pKa와 상기 이차원 판상 무기질 물질이 포함된 점착 용액의 pH의 차이는 적어도 0.5보다 클 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the difference between the pKa of the adhesion-inducing thin film including the adhesion-inducing material and the pH of the adhesion solution including the two-dimensional plate-shaped inorganic material may be greater than at least 0.5.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 점착층을 형성한 후, 상기 점착층에 물리적 에너지를 인가하여 상기 점착 유도 박막 상에 상기 점착 용액을 펴줄 수 있다.Further, according to an embodiment of the present invention, after forming the adhesive layer, the adhesive solution may be spread on the adhesion inducing thin film by applying physical energy to the adhesive layer.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 물리적 에너지는 기체 분사일 수 있다.Also, according to an embodiment of the present invention, the physical energy may be gas injection.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 본 발명은 낮은 열처리 온도에서 제조 가능하고, 기판의 오염을 발생시킬 가능성을 최소화 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, the present invention can be manufactured at a low heat treatment temperature and has the effect of minimizing the possibility of generating contamination of the substrate.
또한, 장치의 비용과 유지 관리비를 현저하게 감축시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can significantly reduce the cost and maintenance cost of the device.
또한, 본 발명은 플렉시블 디스플레이의 제조 완료 후 기계적인 힘으로 용이하게 분리를 할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect that can be easily separated by mechanical force after the production of the flexible display is completed.
또한, 본 발명은 플렉시블 디스플레이의 결함 및 손상 가능성을 최소화하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of minimizing the possibility of defects and damage to the flexible display, and improving productivity.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 과정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 점착 유도 물질의 성분을 나타내는 구조식이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트 기판 상에 제1 층을 형성하는 반응 메커니즘을 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 분사에 의한 점착 유도 물질/점착 용액의 거동을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 층의 NH2 및 NH3 +의 pH에 대한 존재 비율을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 여러 실시예에 따른 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판을 나타내는 개략도이다.1 and 2 are schematic views showing a manufacturing process of a support substrate for supporting a flexible substrate according to an embodiment of the present invention.
3 is a structural formula showing the components of the adhesion-inducing material according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram illustrating a reaction mechanism for forming a first layer on a support substrate according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram illustrating the behavior of an adhesion-inducing material/adhesive solution by gas injection according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the abundance ratio of NH 2 and NH 3 + to pH of the first layer according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic view showing a support substrate for supporting a flexible substrate according to various embodiments of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성 요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음을 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0010] DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0023] Reference is made to the accompanying drawings, which show by way of illustration specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the present invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein with respect to one embodiment may be embodied in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention. In addition, it should be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the following detailed description is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if properly described, is limited only by the appended claims, along with all scope equivalents to those claimed. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions in various aspects, and the length, area, thickness, and the like may be exaggerated for convenience.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to enable those of ordinary skill in the art to easily practice the present invention.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판(100)의 제조 과정을 나타내는 개략도이다. 1 and 2 are schematic views illustrating a manufacturing process of a
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판(100)[도 2 (g) 참조]은 서포트 기판(110) 상에 임시점착부(120)가 형성된 것으로 이해될 수 있다. 서포트 기판(110)은 플렉시블 기판(미도시)을 평평하게 지지하는 용도로 사용될 수 있다. 임시점착부(120)는 플렉시블 기판이 서포트 기판(110)에 임시로 점착고정되고, 공정의 마지막 단계에서 기계적인 힘을 인가하여 플렉시블 기판을 서포트 기판(110)으로부터 탈착시킬 수 있는 용도로 사용될 수 있다.The
본 발명의 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판(100)의 제조 방법은, 플렉시블 디스플레이 제조 공정에서 플렉시블 기판을 임시로 점착고정하는 서포트 기판(100)의 제조 방법으로서, (a) 서포트 기판(110)의 일면 상에 아민(amine)계 물질과 실리콘(Si)을 포함하는 점착 유도 물질과 플라즈마를 공급하여 제1 층(130)을 형성하는 단계, (b) 제1 층(130) 상부에 음(-)전하를 가지는 점착 용액을 분사하여 제2 층(150)을 형성하는 단계, (c) 서포트 기판(110), 제1 층(130) 및 제2 층(150)을 열처리하는 단계를 포함할 수 있다. 이하에서 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판(100)의 제조 과정을 구체적으로 살펴본다.The manufacturing method of the
먼저, 도 1의 (a)를 참조하면, 서포트 기판(110)을 준비할 수 있다. 서포트 기판(110)의 크기는 사용하려는 플렉시블 기판 크기의 정수배에 대응하는 크기이거나, 적어도 이보다 큰 크기일 수 있다.First, referring to FIG. 1A , the
서포트 기판(110)은 유리, 석영 등의 재질을 포함할 수 있다. 일 예로, 서포트 기판(110)은 표면에 별도의 처리를 하지 않고, 표면에 전하를 띠지 않는 순수한 유리 기판을 사용할 수 있다. 또는, 서포트 기판(110)은 우수한 경도를 가지는 저철분 유리, 소다라임 유리, 알루미나 실리케이트 유리 등의 강화 유리 기판을 사용할 수 있다. 강화 유리 기판은 흡집, 손상 등이 생기는 것이 방지되어 재사용하기 유리한 이점이 있다.The
다음으로, 공지의 세정 방법으로 서포트 기판(110)의 세정을 수행할 수 있다. 일 예로, 초음파분산기(sonicator)를 이용하여 DI 워터, 에탄올 등으로 세정을 진행할 수 있다. 세정 후 에어 건(air gun)을 이용하여 건조를 수행할 수 있다.Next, the
다음으로, 도 1의 (b)를 참조하면, 서포트 기판(110)의 적어도 일면 상에 아민(amine)계 물질과 실리콘(Si)을 포함하는 점착 유도 물질(G)과 플라즈마(P)를 공급하여 제1 층(130')을 형성할 수 있다. 제1 층(130')을 형성하는 과정은 플라즈마 설비에서 기체 상태의 점착 유도 물질(G)을 공급함과 동시에 플라즈마(P)를 공급하는 건식 공정으로 수행될 수 있다. 플라즈마(P)는 대기압 O2 플라즈마를 사용할 수 있고, 상압 하에서 플라즈마 처리를 수행할 수 있어 공정이 간단한 이점이 있다.Next, referring to FIG. 1B , an adhesion-inducing material (G) and plasma (P) containing an amine-based material and silicon (Si) are supplied on at least one surface of the
액체 상태로 저장된 점착 유도 물질(G)에 Ar, N2 등의 캐리어 가스가 공급되고, 증발기 및 히터를 통과하면서 점착 유도 물질(G)이 기체화 될 수 있다. 그리하여, 플라즈마 설비 내에 배치된 서포트 기판(110)에 플라즈마(P)와 동시에 기체 상태의 점착 유도 물질(G)을 공급할 수 있게 된다. 플라즈마 형성용 캐리어 가스의 공급 경로와 점착 유도 물질(G)의 공급 경로는 다양하게 변경 가능하다. A carrier gas such as Ar or N 2 may be supplied to the adhesion-inducing material (G) stored in a liquid state, and the adhesion-inducing material (G) may be vaporized while passing through an evaporator and a heater. Thus, it is possible to supply the adhesion-inducing material (G) in a gaseous state simultaneously with the plasma (P) to the
점착 유도 물질(G)은 아민(amine)과 실리콘(Si)을 포함하는 아민계 실리콘일 수 있다. 실리콘(Si) 성분은 플라즈마(P) 공급시에 서포트 기판(110)의 표면에 형성되는 OH-와 결합하는데 기여할 수 있다. 아민(amine) 성분은 실리콘(Si) 성분과 결합되어 점착 유도 물질(G)이 서포트 기판(110) 상에 증착될 수 있도록 함과 동시에, 후술할 음전하를 가지는 점착 용액에 NH3 + 형태로서 양전하를 제공하는 역할을 할 수 있다.The adhesion-inducing material (G) may be an amine-based silicone including amine and silicon (Si). The silicon (Si) component may contribute to bonding with OH − formed on the surface of the
도 3에 아민(amine)과 실리콘(Si)을 포함하는 아미노실란(Aminosilane) 계열 물질의 구조식이 나타난다. 점착 유도 물질(G)은 (3-Aminopropyl)triethoxysilane[도 3(a)], (3-Aminopropyl)trimethoxysilane[도 3(b)], 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane[도 3(c)], (4-Aminobutyl)triethoxysilane[도 3(d)], N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane[도 3(e)], N1-(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine[도 3(f)], (2-Aminoethyl)triethoxylsilane[도 3(g)], 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine[도 3(h)], 2-(Triethoxysilyl)propylamine[도 3(i)], 2-(Aminopropyl)triethoxysilane[도 3(j)], 3-(Aminopropyl)tributoxysilane[도 3(k)] 등을 사용할 수 있다. 이하에서는, 점착 유도 물질(G)로 (3-Aminopropyl)triethoxysilane(또는, 'APTES')을 사용하는 예를 상정하여 설명한다.3 shows a structural formula of an aminosilane-based material including an amine and silicon (Si). The adhesion-inducing material (G) is (3-Aminopropyl)triethoxysilane [Fig. 3(a)], (3-Aminopropyl)trimethoxysilane [Fig. 3(b)], 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane [Fig. 3(c)], (4-Aminobutyl)triethoxysilane [Fig. 3(d)], N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane [Fig. 3(e)], N 1 -(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine [Fig. 3(f)], (2-Aminoethyl)triethoxylsilane [Fig. 3(g)], 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine [Fig. 3(h)], 2-(Triethoxysilyl)propylamine [Fig. 3(i)], 2-(Aminopropyl)triethoxysilane [Fig. 3(j)], 3-(Aminopropyl)tributoxysilane [Fig. 3(k)], etc. may be used. Hereinafter, an example of using (3-Aminopropyl)triethoxysilane (or 'APTES') as the adhesion-inducing material (G) will be described.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 서포트 기판(110) 상에 제1 층(130')을 형성하는 반응 메커니즘을 나타내는 개략도이다. 서포트 기판(110) 상에 점착 유도 물질(G)과 플라즈마(P)를 공급할때 제1 층(130')[또는, 점착 유도 박막(130')]이 형성되는 두 가지 메커니즘을 설명하면 이하와 같다.4 is a schematic diagram illustrating a reaction mechanism for forming a
제1 메커니즘으로 도 4의 (a)를 참조하면, 플라즈마(P)에 의해 서포트 기판(110)의 표면 상에 OH-가 형성될 수 있다. OH-가 형성됨과 동시에 또는 순차적으로, 플라즈마(P)의 영향을 받은 점착 유도 물질(G)이 서포트 기판(110)의 표면 상에 플라즈마 증착될 수 있다. 점착 유도 물질(G)의 Si이 서포트 기판(110) 상의 OH-의 O2-와 결합을 이루고, OH-의 H+과 점착 유도 물질(G)의 C, H, O 성분이 에탄올로서 생성될 수 있다. 점착 유도 물질(G)의 Si은 NH2와 결합된 상태를 유지하여, 서포트 기판(110)의 표면 상에 NH2를 배치함에 따라 제1 층(130')을 형성할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4A as the first mechanism, OH − may be formed on the surface of the
제2 메커니즘으로 도 4의 (b1)을 참조하면, 점착 유도 물질(G)이 플라즈마(P)에 영향을 받아 Si 주변의 결합이 Si-O 결합대신 Si-OH 결합으로 변할 수 있다(G -> G'). 서포트 기판(110)의 표면 상에는 플라즈마(P)에 의해 OH-가 형성될 수 있다.Referring to (b1) of FIG. 4 as a second mechanism, the adhesion-inducing material (G) may be influenced by plasma (P), so that the bonds around Si may be changed to Si-OH bonds instead of Si-O bonds (G - >G'). OH − may be formed on the surface of the
이어서, 도 4의 (b2)와 같이 점착 유도 물질(G')의 Si이 서포트 기판(110) 상의 OH-의 O2-와 결합을 이루고, OH-의 H+과 점착 유도 물질(G)의 O, H 성분이 물로서 생성될 수 있다. 점착 유도 물질(G')의 Si은 NH2와 결합된 상태를 유지하여, 서포트 기판(110)의 표면 상에 NH2를 배치함에 따라 제1 층(130')을 형성할 수 있게 된다.Then, as shown in FIG. 4 (b2), Si of the adhesion inducing material (G') forms a bond with O 2 - of OH - on the
다음으로, 도 1의 (c)를 참조하면, 서포트 기판(110)의 일면 상에 제2 층(150')[또는, 점착층(150')]을 형성할 수 있다. 제2 층(150')은 점착 용액을 분사하여 형성할 수 있다. 점착 용액의 분사는 습식 공정이므로, 점착 유도 물질(G)의 공급과는 별도의 챔버에서 진행하는 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니며 하나의 챔버에서 연속적으로 진행할 수도 있다. 본 발명은 점착 유도 물질(G)에 의한 제1 층(130)의 형성은 건식 공정이고, 점착 용액의 분사는 습식 공정이므로, 두 물질이 혼합되어 서포트 기판(110) 및 챔버 내부를 오염시키는 문제가 해소되는 이점이 있다.Next, referring to FIG. 1C , a
점착 용액은 이차원 판상 무기질 물질로써 몬모릴로나이트(montmorillonite), negative 그래핀 옥사이드(nGO), positive 그래핀 옥사이드(pGO), 카올리나이트 (Kaolinite), 서텐타인(serpentine), 딕카이트(dickite), 탈크(talc), 버미큐라이트(vermiculite) 등을 사용할 수 있다. 점착 용액 내에서 분자들이 응집되는 것을 방지하기 위해, 점착 용액은 교반기, 순환 펌프 등을 이용하여 지속적으로 섞어주는 것이 바람직하다.The adhesive solution is a two-dimensional plate-shaped inorganic material, including montmorillonite, negative graphene oxide (nGO), positive graphene oxide (pGO), kaolinite, serpentine, dickite, and talc. , vermiculite, etc. may be used. In order to prevent aggregation of molecules in the adhesive solution, it is preferable to continuously mix the adhesive solution using a stirrer, a circulation pump, or the like.
점착 용액은 점착 용액 분사부(미도시)에서 분사될 수 있다. 점착 용액 분사부는 미세한 액적을 분사하는 목적 내에서라면, 이류체 노즐, 스프레이, 스핀코터, 붓 등의 공지의 장치를 제한없이 사용할 수 있다. 이류체 노즐은 기체와 액체를 혼합하며 분사함으로써 미세한 분사 형태를 만들어내는 노즐이다. 이류체 노즐에 점착 용액을 주입하고, 분사할 때 기체를 이용하여 액체 분자가 파괴됨에 따라 미세한 액적이 분사될 수 있다. 이류체 노즐은 비용이 수십만원 정도로 저렴하고, 별도의 전원 공급 라인을 구성할 필요가 없으며, 분무량을 미량으로 제어 가능한 이점이 있다. 이에 따라, 점착 용액이 서포트 기판(110) 상에 균일하고 nm수준으로 얇게 분사될 수 있다.The adhesive solution may be sprayed from the adhesive solution spraying unit (not shown). As long as the adhesive solution spraying unit is for the purpose of spraying fine droplets, known devices such as a two-fluid nozzle, a sprayer, a spin coater, and a brush may be used without limitation. A two-fluid nozzle is a nozzle that creates a fine jet shape by mixing and jetting gas and liquid. When the pressure-sensitive adhesive solution is injected into the two-fluid nozzle and sprayed, fine droplets may be sprayed as the liquid molecules are destroyed using gas. The two-fluid nozzle has advantages in that the cost is as low as hundreds of thousands of won, there is no need to configure a separate power supply line, and the amount of spray can be controlled in a small amount. Accordingly, the adhesive solution may be uniformly and thinly sprayed on the
한편, 점착 용액 분사부를 서포트 기판(110)의 일면과 z축 방향으로 이격된 위치에 배치하고, 서포트 기판(110)의 일측단에서부터 타측단까지의 방향(예를 들어, x축 방향, y축 방향, 대각선 방향 등)으로 스캔하면서 분사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 수평한 방향(일 예로, x축 방향)으로 상호 간격을 이루어 배치되는 복수의 이류체 노즐을 서포트 기판(110)과 z축 방향으로 이격된 위치에 배치하고, y축 방향으로 스캔하면서 점착 용액을 분사할 수 있다. 스캔하면서 점착 용액을 분사한 후에, 점착 용액 분사부는 서포트 기판(110)의 수직 방향에 중첩되지 않은 위치로 이동하는 것이 바람직하다.On the other hand, the adhesive solution spraying unit is disposed at a position spaced apart from one surface of the
반대로, 점착 용액 분사부를 서포트 기판(110)의 일면과 z축 방향으로 이격된 위치에 고정 배치하여 분사를 수행하고, 서포트 기판(110)을 x축 방향, y축 방향 등으로 이동하면서 분사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 수평한 방향(일 예로, x축 방향)으로 상호 간격을 이루어 배치되는 복수의 이류체 노즐을 서포트 기판(110)과 z축 방향으로 이격된 위치에 고정 배치하고, 서포트 기판(110)이 로딩된 지지 수단을 y 축 방향으로 이동하여 점착 용액을 서포트 기판(110) 상에 분사할 수 있다.Conversely, spraying is performed by fixing the adhesive solution spraying unit at a position spaced apart from one surface of the
만약, 스캔 방식으로 분사하지 않고, xy 평면 상에 고정배치된 점착 용액 분사부로 분사하게 되면, 분사 후에 노즐에 맺혀있는 점착 용액 액체 방울이 서포트 기판(110)의 상면으로 낙하하게 되어, 균일하고 얇게 제2 층(150')을 형성하는데 장애가 될 수 있다. 물론, 이후 단계에서 기체 분사 수단(50)[도 1의 (d) 참조]이 기체(A)를 분사하여 제2 층(150')을 균일하고 얇게 형성할 수 있지만, 미세 액적이 아닌 거대 액적이 서포트 기판(110) 상에 낙하하는 것은 두께 균일도 면에서 바람직하지 않다.If, instead of spraying in a scan method, it is sprayed with the adhesive solution spraying part fixedly arranged on the xy plane, the adhesive solution liquid droplets formed on the nozzle after spraying fall to the upper surface of the
다음으로, 도 1의 (d)를 참조하면, 제2층(150')에 물리적 에너지를 인가할 수 있다. 물리적 에너지를 인가하여 제2 층(150')의 점착 용액 내의 분자를 이동시킴에 따라 서포트 기판(110)의 전면에 점착 용액을 고르게 펼 수 있다. 물리적 에너지의 인가는 기체 분사 수단(50)으로 기체(A)를 분사하여 수행할 수 있다. 물리적 에너지를 인가하여 제2 층(150')의 점착 용액 내의 분자를 이동시킴으로써 서포트 기판(110)의 전면에 점착 용액을 고르게 폄에 따라, 제1 층(130)과 제2 층(150')의 전하의 결합량이 증가될 수 있다.Next, referring to FIG. 1D , physical energy may be applied to the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기체 분사에 의한 점착 유도 물질/점착 용액의 거동을 나타내는 개략도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 층의 NH2 및 NH3 +의 pH에 대한 존재 비율을 나타내는 그래프이다. 도 5 및 도 6을 통해 제1 층(130)이 (+) 전하, 제2 층(150', 150")이 (-) 전하를 가지는 것을 더 설명한다.5 is a schematic diagram illustrating the behavior of an adhesion-inducing material/adhesive solution by gas injection according to an embodiment of the present invention. 6 is a graph showing the abundance ratio of NH 2 and NH 3 + to pH of the first layer according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 , it will be further described that the
기체 분사 수단(50)으로 기체(A)를 분사하여 제2 층(150')에 물리적 에너지를 인가할 수 있다. 물리적 에너지의 인가로서 제2 층(150')의 점착 용액의 분자를 이동시킴에 따라 제1 층(130) 상에 점착 용액을 고르게 펴줄 수 있다. 또는, 물리적 에너지의 인가로서 제2 층(150', 150")의 점착 용액 내의 분자를 이동시킴에 따라 제1층(130) 상에 점착 용액을 고르게 펴줄 수 있다. 다시 말해, 기체(A)의 분사에 의해 상부층과 하부층의 (+), (-) 전하가 1:1, 1:다(多)의 형태로 정전기적 인력으로 결합되는 전하의 결합량을 증가시킬 수 있다. 다른 관점으로, 기체 분사 수단(50)의 기체(A) 분사는 균일한 (+), (-) 결합층 생성을 위한 점착 용액 내의 혼합물 분자의 이동 공정일 수 있다.Physical energy may be applied to the
도 5의 (a)를 참조하면, 기체 분사 수단(50)을 스캔(S)하면서 기체(A)를 분사하면, 제1층(130) 상에 두텁게 형성된 제2 층(150')의 점착 용액이 밀려날 수 있다. 제2 층(150')은 직하부에 있는 제1 층(130)과 정전기적 인력으로 결합될 최소한의 두께를 유지하면서 밀려나면서 분자 정렬(leveling)이 진행될 수 있다. 정전기적 인력으로 결합되지 않은 점착 용액은 기체(A)의 분사 방향을 따라 외부[서포트 기판(110)의 외부]로 밀려날 수 있다.Referring to (a) of FIG. 5 , when the gas A is sprayed while the gas spraying means 50 is scanned (S), the pressure-sensitive adhesive solution of the
도 5의 (b)를 참조하면, 제2 층(150")은 제1 층(130)의 전체면 상에 형성되지 않고 비어 있는 부분(V)이 존재할 수 있다. 기체 분사 수단(50)을 스캔(S)하면서 기체(A)를 분사하면, 제2 층(150")의 점착 용액이 밀려날 수 있다. 제2 층(150")이 밀려나면서 점착 용액이 비어 있는 부분(V)을 메울 수 있으며, 이때 점착 용액은 직하부에 있는 제1 층(130)과 정전기적 인력으로 결합될 최소한의 두께만큼 비어 있는 부분(V)을 메우면서 분자 정렬이 진행될 수 있다. 정전기적 인력으로 결합되지 않은 점착 용액은 기체(A)의 분사 방향을 따라 외부[서포트 기판(110)의 외부]로 밀려날 수 있다.Referring to (b) of FIG. 5 , the
기체 분사 수단(50)에서 분사되는 기체(A)에 의해 점착 용액이 밀려나면서 잔여 수분이 제거되고, 용액의 분자 정렬이 진행될 수 있다. 기체 분사 수단(50)에서 분사하는 기체(A)는 Ar과 같은 불활성 가스뿐만 아니라, 제1 층(130)/제2 층(150)과 반응을 일으키지 않는 N2, O2 등도 사용할 수 있다.As the adhesive solution is pushed out by the gas A sprayed from the gas spraying means 50 , residual moisture is removed, and molecular alignment of the solution may proceed. The gas A injected from the gas injection means 50 may be used not only with an inert gas such as Ar, but also N 2 , O 2 , etc. that do not react with the
또한, 기체 분사 수단(50)에서 분사하는 기체(A)의 온도는 0℃ 내지 80℃인 것이 바람직하다. 이에 따라 기체(A)가 분사되면서 점착 용액의 잔여 수분을 제거할 수 있다. 이보다 높은 온도의 기체(A)는 제1 층(130), 제2 층(150)을 열처리 할 수 있고, 이보다 낮은 온도의 기체(A)는 제1 층(130), 제2 층(150)의 수분을 얼릴 수 있으므로, 잔여 수분을 제거할 정도의 온도를 유지하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the temperature of the gas A injected by the gas injection means 50 is 0 °C to 80 °C. Accordingly, as the gas A is sprayed, the residual moisture in the adhesive solution may be removed. A gas (A) having a temperature higher than this may heat-treat the
도 4에서 상술한 바와 같이, 점착 용액을 분사하기 전에는 제1 층(130)은 NH2만을 포함하므로 중성이거나, (+) 전하가 충분하지 않은 상태이다. 하지만, 제1 층(130) 상에 점착 용액이 분사되면서 제1 층(130)에 (+) 전하가 생성될 수 있다.As described above in FIG. 4 , before spraying the adhesive solution, the
제1 층(130)을 (+)로 하전시키기 위해서는 NH2가 NH3 +로 변하게 해야 한다. 즉, NH2가 NH3 +로 이온화되거나, 양성자화(protonation)될 수 있다. 도 6을 참조하면, 용액(점착 용액) 내에서 NH2 ↔ NH3 +의 비율은 용액의 pH에 의해 결정된다. pKa를 중심으로 용액의 pH가 낮아지면 NH3 +의 농도는 50% 이상으로 증가할 수 있다. 일 예로, 점착 유도 물질(G)이 APTES이고, 점착 용액이 몬모릴로나이트(montmorillonite)인 경우, pKa는 7.6이다. 아미노실란 계열 물질의 pKa는 pH 6 내지 pH 9에 존재하며, 도 6의 그래프에 따라 용액 내에서 pKa보다 점착 용액의 pH 값이 낮을수록, 즉, pKa와 점착 용액의 pH의 차이가 양의 값으로 커질수록 NH3 +의 농도가 커질 수 있다. 따라서, NH3 +의 농도를 90% 이상으로 하기 위해서 점착 용액의 pH를 pH 5 내지 pH 8로 유지하는 것이 바람직하다. 일 실시예에 따르면, NH3 +의 농도가 70% 이상일 때, 플렉시블 기판의 탈착에 적절한 점착력을 가지도록 제2 층(150)을 형성할 수 있다. 또한, NH3 +의 농도가 90% 이상일 때, 효과적으로 임시접착부(120)를 형성하는 일련의 공정이 가능할 수 있다. 이를 위해서는, pKa와 점착 용액의 pH의 차이가 적어도 0.5보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, pKa=7.6, pH=7.1일때 NH3 +의 농도가 76%, pKa=7.6, pH=6.6일때 NH3 +의 농도가 91%에 대응한다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, pKa보다 용액의 pH가 높더라도, 즉, NH3 +의 농도가 약 30% 정도로 낮더라도 제2 층(150)을 형성할 수 있으며, 제1 층(130) 및 제2 층(150)이 결합되는 범위 내에서 pH를 조절할 수 있음을 밝혀둔다.In order to positively charge the
따라서, 도 5와 같이 기체 분사 수단(50)을 스캔(S)하여 제1 층(130) 상에 제2 층(150', 150")을 분포시키면, 제1 층(130)은 NH3 +의 농도 증가로 인해 (+) 전하를 가지게 된다. 동시에, 제2 층(150', 150")은 (-) 전하를 가지므로, (+) 전하로 변하는 제1 층(130)과 정전기적 인력으로 결합될 수 있다. 점착 용액은 직하부에 있는 제1 층(130)과 정전기적 인력으로 결합될 최소한의 두께만큼 남아서 제2 층(150)을 구성하게 된다.Accordingly, when the gas injection means 50 is scanned (S) to distribute the
다시, 도 1의 (d)를 참조하면, 기체 분사 수단(50)은 상술한 점착 용액 분사부와 마찬가지로, x축, y축 등 적어도 어느 한 방향으로 스캔(S)하면서 기체(A)의 분사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 수평한 방향(일 예로, x축 방향)으로 연장되도록 형성되는 기체 분사 수단(50)을 서포트 기판(110)과 z축 방향으로 이격된 위치에 배치하고, y축 방향으로 스캔(S)하면서 기체(A)를 분사할 수 있다.Again, referring to (d) of FIG. 1 , the
제2 층(150')의 점착 용액은 기체 분사 수단(50)에서 분사되는 기체(A)에 의해 기체 분사 수단(50)의 스캔(S) 방향을 따라 밀려나게 된다. 점착 용액이 밀려나면서 잔여 수분이 제거되고, 점착 용액의 정렬이 진행될 수 있다. 다만, 모든 점착 용액이 밀려나는 것은 아니며, 점착 용액이 반대 전하를 가지는 제1 층(130) 상에서 정전기적 인력을 작용받는 범위 내의 두께만큼은 남아 있게 된다. 밀려난 점착 용액은 포집하여 재사용 할 수 있는 이점이 있다.The adhesive solution of the
한편, 기체(A)의 압력이 너무 강하면 서포트 기판(110) 표면에서의 잔여 수분들이 얼룩 형태를 가지며 제거되고, 압력이 너무 약하면 표면의 수분을 제거할 수 없게 된다. 이를 고려하면, 기체 분사 수단(50)에서 분사되는 기체(A)의 압력은, 점착 용액과 반대 전하를 가지는 제1 층(130)의 상호 정전기적 인력을 해제할 정도로 강하지는 않게 조절되어야 한다. 기체(A)의 압력과 대응되도록 기체 분사 수단(50)과 서포트 기판(110)의 수직 간격도 조절될 수 있다.On the other hand, when the pressure of the gas A is too strong, residual moisture on the surface of the
다음으로, 도 2의 (e)를 참조하면, 제2 층(130)의 점착 용액의 잔여 수분이 제거되고 정렬이 완료될 수 있다. 점착 용액과 반대 전하를 가지는 제1 층(130)이 정전기적 인력을 작용받으며 최소한의 두께를 형성하게 된다.Next, referring to FIG. 2E , residual moisture in the adhesive solution of the
한편, 도 2의 (f)를 참조하면, 열처리(H)를 더 수행할 수 있다. 열처리(H)는 후속 공정에서 플렉시블 기판을 열처리하는 과정에서 임시점착부(120) 내의 휘발 성분에 의한 기포(pore) 발생을 방지하게 위해 미리 수행할 수 있다. Meanwhile, referring to (f) of FIG. 2 , heat treatment (H) may be further performed. The heat treatment (H) may be performed in advance in order to prevent the generation of pores due to volatile components in the temporary
열처리(H)는 200℃ 내지 270℃의 제1 온도 구간에서 수행될 수 있다. 열처리(H) 과정에서 제2 층(150)의 수분이 제거되며, 동시에 제1 층(130)의 아민기(-NH2)가 제거될 수 있다.The heat treatment (H) may be performed in a first temperature range of 200°C to 270°C. In the heat treatment (H) process, the moisture of the
위와 같이, 서포트 기판(100)에 열처리를 진행함에 따라, 차후 단계인 플렉시블 기판의 열처리 공정에서 아웃게싱(outgassing)으로 인해 임시점착부(120) 내에서 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 유기물은 400℃ 이상에서 열처리가 필요한 반면, 본 발명은 200℃ 내지 270℃의 낮은 온도 구간에서 열처리를 수행할 수 있으므로, 서포트 기판(100)의 결함 발생가능성을 낮출 수 있는 효과가 있다.As described above, as the heat treatment is performed on the
도 2의 (g)와 같이, 열처리 후 제1 층(130)이 제거되고 제2 층(150)이 남은 상태로 임시점착부(120)를 구성할 수 있다.As shown in (g) of Figure 2, after the heat treatment, the
한편, 열처리(H) 후의 임시점착부(120)의 투과율은 적어도 92% 내지 99%일 수 있다. 이 범위의 두께에서 임시점착부(120)가 소정의 점착력을 가질 수 있다. 즉, 임시점착부(120)가 플렉시블 기판을 점착고정하면서도 기계적인 힘(mechanical force)의 인가에 따라 플렉시블 기판의 탈착이 되는 정도의 소정의 점착력[예를 들어, 3M 사의 포스트잇 정도에 대응하는 점착력]을 가질 수 있게 된다. 이 점착력은 약 0.5gf/in 내지 4.0gf/in 정도의 세기일 수 있다.On the other hand, the transmittance of the temporary
임시점착부(120)의 투과율은 제2 층(150)의 분자층(layer) 개수에 대응할 수 있는데, 제2 층(150)의 분자층 한 층당 투과도가 약 0.4% 감소하게 된다. 소정의 점착력을 가지기 위해서는 분자층 약 3~20개층을 포함할 수 있고, 바람직하게는 3개의 분자층을 포함할 수 있다. 분자층 개수는 임시점착부(120)의 총 두께와 대응할 수 있는데, 임시점착부(120)의 총 두께보다 상대적으로 측정이 용이한 투과율을 측정함에 따라 임시점착부(120)의 점착력을 설정할 수 있게 된다. UV 스펙트로포토미터를 통해 250nm ~ 300nm의 UV 파장을 이용하여 투과도를 측정할 수 있다.The transmittance of the temporary
열처리(H) 후에 제2 층(150)을 포함하는 임시점착부(120)에 추가적인 열처리를 가할 수 있다. 약 420℃까지 온도를 상승시켜 추가 열처리를 수행할 수 있다. 임시점착부(120)를 형성하는 공정 이후에, 플렉시블 기판을 형성/휘발하는 공정, 화소 형성 공정, TFT 형성 공정 등의 후속 공정에서 복수회 약 420℃까지 온도를 상승시키는 과정이 있는데, 이러한 후속 공정에서 제2 층(150)이 변형되는 것을 막기 위해 미리 추가 열처리를 수행하는 것이다. 추가 열처리로 제2 층(150)이 적당히 스트레스를 보유한 상태를 가지도록 에이징(aging)을 수행하면, 후속 공정에서도 제2 층(150)이 안정적으로 플렉시블 기판을 점착 고정할 수 있다.After the heat treatment (H), additional heat treatment may be applied to the temporary
도 7은 본 발명의 여러 실시예에 따른 서포트 기판(100-2, 100-3)을 나타내는 개략도이다.7 is a schematic diagram illustrating support substrates 100 - 2 and 100 - 3 according to various embodiments of the present invention.
도 7의 (a1)을 참조하면, 도 1의 (b) 단계 내지 도 2의 (e) 단계를 2번 반복하여 제1 층(130: 130a, 130b)과 제2 층(150: 150a, 150b)을 교대로 2개층씩 형성할 수 있다. 또한, 도 7의 (b1)을 참조하면, 도 1의 (b) 단계 내지 도 2의 (e) 단계를 n번(n은 정수) 반복하여 제1 층(130: 130a, 130b, 130c)과 제2 층(150: 150a, 150b, 150c)을 교대로 n개층씩 형성할 수 있다.Referring to (a1) of FIG. 7 , steps (b) of FIG. 1 to (e) of FIG. 2 are repeated twice to form a first layer 130: 130a, 130b and a second layer 150: 150a, 150b. ) can be alternately formed in two layers. In addition, referring to (b1) of FIG. 7, by repeating steps (b) of FIG. 1 to (e) of FIG. 2 n times (n is an integer), the first layer 130: 130a, 130b, 130c and The second layers 150: 150a, 150b, and 150c may be alternately formed by n layers.
이후 열처리(H)를 더 수행하면, 제1 층(130)이 제거되고 제2 층(150)이 남은 상태로 임시점착부(120)를 구성[도 7의 (a2), (b2)]할 수 있다. 상술한 바와 같이 제2 층(150)의 분자층(layer) 개수를 조절하여, 임시점착부(120)가 플렉시블 기판을 점착고정하면서도 기계적인 힘(mechanical force)의 인가에 따라 플렉시블 기판의 탈착이 되는 정도의 소정의 점착력[예를 들어, 3M 사의 포스트잇 정도에 대응하는 점착력]을 가질 수 있게 된다. 이 점착력은 약 0.5gf/in 내지 4.0gf/in 정도의 세기일 수 있다.After further heat treatment (H) is performed, the
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 디스플레이를 제조하는 시스템(미도시)은 진입부, 세정부, 임시점착부 코팅부, 코팅부, 건조부, 버퍼부, 열처리부, 반송부 등을 포함할 수 있다. 종래의 시스템과 비교하여, 본 시스템에는 레이저 탈착부가 제외되고, 임시점착부 코팅부가 추가될 수 있다.A system (not shown) for manufacturing a flexible display according to an embodiment of the present invention may include an entry unit, a cleaning unit, a temporary adhesive coating unit, a coating unit, a drying unit, a buffer unit, a heat treatment unit, a conveying unit, etc. have. Compared with the conventional system, the laser detachable part is excluded in this system, and a temporary adhesive part coating part can be added.
진입부로 플레시블 기판을 지지할 서포트 기판(110)이 유입될 수 있다. 이어서, 세정부에서 서포트 기판(110)의 세정 및 건조가 진행될 수 있다.The
다음으로, 추가된 임시점착부 코팅부에서는, 도 1 내지 도 2를 통해 상술한 서포트 기판(110) 상에 임시점착부(120)를 형성하는 일련의 공정이 수행될 수 있다.Next, in the added temporary adhesive coating part, a series of processes of forming the temporary
이어서, 코팅부에서 플렉시블 기판이 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판(100) 상에 코팅되고, 건조부에서 플렉시블 기판의 휘발성 물질을 일부 휘발시키고 수분의 건조를 진행하여 플렉시블 기판의 두께를 조절할 수 있다.Then, in the coating unit, the flexible substrate is coated on the
이어서, 버퍼부에 서포트 기판(100)과 플렉시블 기판이 대기한 후, 하나 또는 복수의 열처리부에서 열처리를 통해 플렉시블 기판의 휘발성 물질을 휘발시키고 플렉시블 기판의 굳기를 조절할 수 있다. 다음으로, 플렉시블 기판 상에 상에 화소 형성 공정, TFT 형성 공정 등을 수행할 수 있다.Then, after the
마지막으로, 플렉시블 기판과 서포트 기판 중 적어도 어느 하나에 기계적인 힘(mechanical force)을 인가하여 분리를 수행할 수 있다.Finally, separation may be performed by applying a mechanical force to at least one of the flexible substrate and the support substrate.
본 발명의 시스템은 임시점착부 코팅부가 추가되지만, 종래의 시스템의 레이저 탈착부에 비해 장치의 비용과 유지 관리비가 현저하게 감축될 수 있다. 또한, 본 발명의 시스템은 마지막 단계에 기계적인 힘을 인가하는 공정이 추가되지만, 레이저가 대면적의 서포트 기판에 레이저를 조사하는 공정보다 시간이 현저하게 단축될 수 있다. 따라서, 생산성과 경제성이 획기적으로 증대되는 이점이 있다. Although the system of the present invention adds a temporary adhesive coating, the cost and maintenance cost of the device can be significantly reduced compared to the laser detachable part of the conventional system. In addition, in the system of the present invention, a process of applying a mechanical force is added in the last step, but the time can be significantly shortened compared to the process of irradiating a laser to a large-area support substrate by a laser. Accordingly, there is an advantage in that productivity and economy are remarkably increased.
위와 같이, 본 발명은 장치의 비용과 유지 관리비를 현저하게 감축시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 플렉시블 디스플레이의 제조 완료 후 기계적인 힘으로 용이하게 분리를 할 수 있어, 플렉시블 디스플레이의 결함 및 손상 가능성을 최소화하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 그리고, 낮은 열처리 온도에서 NH2 물질을 제거할 수 있으므로, 기판의 결함 발생을 최소화 할 수 있으며, 플라즈마 건식 공정과 점착 용액 분사의 습식 공정이 별개로 진행되므로 기판의 오염을 발생시킬 가능성을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 점착 용액이 혼합되지 않으므로 재사용 가능성을 높일 수 있고, 플렉시블 디스플레이를 분리한 후에, 서포트 기판(110)을 재사용 할 수 있어 생산 비용을 절감하는데 더욱 기여할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of remarkably reducing the cost and maintenance cost of the device. In addition, since the flexible display can be easily separated by mechanical force after the manufacturing is completed, the possibility of defects and damage to the flexible display can be minimized, and productivity can be improved. And, since the NH 2 material can be removed at a low heat treatment temperature, the occurrence of defects on the substrate can be minimized, and since the plasma dry process and the wet process of spraying the adhesive solution are performed separately, the possibility of generating contamination of the substrate can be minimized. can have an effect. In addition, since the adhesive solution is not mixed, the reusability can be increased, and after the flexible display is separated, the
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and is not limited to the above-described embodiments, and various methods can be made by those of ordinary skill in the art to which the invention pertains without departing from the spirit of the present invention. Transformation and change are possible. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the present invention and the appended claims.
50: 기체 분사 수단
100: 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판
110: 서포트 기판
120: 임시점착부
130: 제1 층
150: 제2 층50: gas injection means
100: a support substrate for supporting a flexible substrate
110: support substrate
120: temporary adhesive
130: first floor
150: second floor
Claims (12)
서포트 기판의 일면 상에 아민계 실리콘을 포함하는 점착 유도 물질을 공급하여 점착 유도 박막을 형성하되, 플라즈마를 인가하여 상기 점착 유도 박막을 형성하는 단계;
상기 점착 유도 박막 상에 점착층을 형성하되, 상기 점착 유도 박막에 포함된 점착 유도 물질과 정전 결합하는 이차원 판상 무기질을 포함하는 점착 용액을 공급하여 상기 점착층을 형성하는 단계;
상기 서포트 기판에 형성된 상기 점착 유도 박막 및 상기 점착층을 열처리하는 단계;
를 포함하는, 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.A method of manufacturing a support substrate for temporarily adhesively fixing a flexible substrate in a flexible display manufacturing process, the method comprising:
forming an adhesion-inducing thin film by supplying an adhesion-inducing material containing amine-based silicon on one surface of the support substrate, and forming the adhesion-inducing thin film by applying plasma;
forming an adhesion layer on the adhesion-inducing thin film, and supplying an adhesion solution containing a two-dimensional plate-shaped inorganic material that is electrostatically coupled to an adhesion-inducing material included in the adhesion-inducing thin film to form the adhesion layer;
heat-treating the adhesion-inducing thin film and the adhesion layer formed on the support substrate;
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate, comprising a.
상기 점착층 형성 단계에서, 상기 점착 유도 박막과 상기 점착 용액의 접촉에 의해 상기 점착 유도 박막에서 양전하가 생성되어 상기 점착 용액의 음전하와 정전 결합하는, 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
In the step of forming the adhesive layer, positive charges are generated in the adhesion-inducing thin film by contact of the adhesion-inducing thin film and the adhesive solution and electrostatically coupled to the negative charge of the adhesive solution.
상기 점착층 상에 점착 유도 박막 및 점착층을 교대로 복수회 더 형성하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
Forming an adhesion-inducing thin film and an adhesion layer alternately a plurality of times on the adhesion layer,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 점착 유도 박막 형성 단계에서, 플라즈마 처리는 산소, 질소, 아르곤 중 적어도 어느 하나의 가스를 포함하여 수행하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
In the step of forming the adhesion induction thin film, the plasma treatment is performed by including at least one gas of oxygen, nitrogen, and argon,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 점착 유도 박막 형성 단계에서, 플라즈마 처리는 상압 하에서 수행하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법5. The method of claim 4,
In the step of forming the adhesion induction thin film, plasma treatment is performed under normal pressure,
Method for manufacturing a support substrate for supporting flexible substrates
상기 열처리 후 플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 투과율은 적어도 92% 내지 99%인,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
After the heat treatment, the transmittance of the support substrate for supporting the flexible substrate is at least 92% to 99%,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 (a) 단계의 점착 유도 물질은, 아민계 실리콘 물질로써 (3-Aminopropyl)triethoxysilane, (3-Aminopropyl)trimethoxysilane, 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane, (4-Aminobutyl)triethoxysilane, N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N1-(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine, (2-Aminoethyl)triethoxylsilane, 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine, 2-(Triethoxysilyl)propylamine, 2-(Aminopropyl)triethoxysilane, 3-(Aminopropyl)tributoxysilane 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
The adhesion-inducing material of step (a) is an amine-based silicone material, such as (3-Aminopropyl)triethoxysilane, (3-Aminopropyl)trimethoxysilane, 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilane, (4-Aminobutyl)triethoxysilane, N-(2- Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, N 1 -(3-Trimethoxysilylpropyl)diethylenetriamine, (2-Aminoethyl)triethoxylsilane, 4-(Diethoxymethylsilyl)butylamine, 2-(Triethoxysilyl)propylamine, 2-(Aminopropyl)triethoxysilane, 3-(Aminopropyl) At least one of tributoxysilane,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 (b) 단계의 이차원 판상 무기질 물질은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀 옥사이드(Graphene oxide), 카올리나이트 (Kaolinite), 서텐타인(serpentine), 딕카이트(dickite), 탈크(talc), 버미큐라이트(vermiculite) 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
The two-dimensional plate-like inorganic material of step (b) is, montmorillonite, graphene oxide, kaolinite, serpentine, dickite, talc, vermiculite (vermiculite) comprising at least any one of,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 점착층을 형성하는 단계에서 상기 점착 용액이 상기 점착 유도 박막에 공급될 때 상기 점착 유도 박막에 포함된 아민계 실리콘의 NH2가 NH3 +로 변하며,
상기 점착 유도 물질이 포함된 점착 유도 박막의 pKa와 상기 이차원 판상 무기질 물질이 포함된 점착 용액의 pH의 차이가 양의 값으로 커질수록 상기 NH3 +의 농도가 커지며, 상기 NH3 +와 상기 이차원 판상 무기질 물질에 포함된 음전하의 정전 결합량이 증가하는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
When the pressure-sensitive adhesive solution is supplied to the adhesion-inducing thin film in the step of forming the adhesion layer, NH 2 of the amine-based silicone included in the adhesion-inducing thin film changes to NH 3 + ,
The pH difference of the pressure-sensitive adhesive derived material containing the pKa and the two-dimensional plate-shaped inorganic material of the pressure-sensitive adhesive inducing thin film with an adhesive solution The larger a positive value becomes larger the concentration of the NH 3 +, the NH 3 + and the two-dimensional The amount of electrostatic coupling of negative charges contained in the plate-shaped inorganic material increases,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 점착 유도 물질이 포함된 점착 유도 박막의 pKa와 상기 이차원 판상 무기질 물질이 포함된 점착 용액의 pH의 차이는 적어도 0.5보다 큰,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.10. The method of claim 9,
The difference between the pKa of the adhesion-inducing thin film including the adhesion-inducing material and the pH of the adhesion solution including the two-dimensional plate-shaped inorganic material is at least 0.5 or greater,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 점착층을 형성한 후, 상기 점착층에 물리적 에너지를 인가하여 상기 점착 유도 박막 상에 상기 점착 용액을 펴주는,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.According to claim 1,
After forming the adhesive layer, applying physical energy to the adhesive layer to spread the adhesive solution on the adhesion inducing thin film,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
상기 물리적 에너지는 기체 분사인,
플렉시블 기판 지지용 서포트 기판의 제조 방법.11. The method of claim 10,
wherein the physical energy is a gas jet,
A method of manufacturing a support substrate for supporting a flexible substrate.
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