KR20240029651A - 표시장치의 제조방법 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 표시장치의 제조방법은 공정용 기판 상에 표시패널을 형성하는 단계, 및 레이저를 조사하여 공정용 기판으로부터 표시패널을 분리하는 단계를 포함하고, 표시패널을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드층 및 기능층을 포함하는 베이스층을 형성하는 단계를 포함하고, 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하인 것으로, 투명 폴리이미드층을 분리하는 데에 충분한 에너지를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 표시장치의 제조방법은 기능층을 포함하여, 박리 시의 주름발생을 방지하고, 기능층 이후에 형성된 층을 레이저로부터 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 표시장치의 제조방법은 투명 폴리이미드층의 경화 조건을 조절하여, 접착력을 강화시킬 수 있다.
이에, 본 발명의 표시장치의 제조방법은 공정용 기판으로부터 표시패널을 효과적으로 분리할 수 있다.

Description

표시장치의 제조방법 및 표시장치{MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치의 제조방법 및 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공정용 기판으로부터 표시패널을 분리하는 방법을 포함하는 표시장치의 제조방법, 및 표시장치에 관한 것이다.
표시장치는 외부에서 인가되는 입력을 감지하고, 다양한 이미지를 표시하여 사용자에게 정보를 제공할 수 있다. 표시장치는 영상을 표시하는 표시패널, 및 다양한 광학 부재나 윈도우 부재를 포함할 수 있다.
표시장치는 여러 단계의 공정을 거쳐 제조된다. 공정 과정에서 표시패널을 지지 또는 보호하기 위한 공정용 기판이 제공될 수 있다. 이후, 표시패널을 공정용 기판으로부터 분리하고, 표시패널에 다양한 광학 부재나 윈도우가 결합될 수 있다.
표시패널이 공정용 기판으로부터 정상적으로 분리될 수 있어야 하고, 동시에 표시패널을 구성하고 있는 층들이 분리되거나 손상되지 않아야 한다. 이에, 공정용 기판으로부터 표시패널을 효과적으로 분리하기 위한 연구가 진행되고 있다.
본 발명의 목적은 공정용 기판으로부터 투명 폴리이미드층을 포함하는 표시패널을 효과적으로 분리하기 위한 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투과율 및 가공성이 향상된 투명 폴리이미드층을 표시패널에 포함하는 표시장치를 제공하는 것이다.
일 실시예에서, 공정용 기판 상에 표시패널을 형성하는 단계; 및 레이저를 조사하여 상기 공정용 기판으로부터 상기 표시패널을 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 표시패널을 형성하는 단계는, 투명 폴리이미드층 및 기능층을 포함하는 베이스층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하인 표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 베이스층을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 및 기능층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드 물질을 도포하는 단계; 상기 도포된 투명 폴리이미드 물질을 430℃ 초과 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화하는 단계; 및 외기로 쿨링하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 경화하는 단계는 180℃로부터 상기 경화 온도까지 4분 이상 6분 이하의 시간 동안 승온하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 투명 폴리이미드층은 트리플루오로메틸기, 에테르기 및 술폰기 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 투명 폴리이미드층의 황색도는 7 이하이고, 가시광선 영역에서의 광투과율이 83% 이상일 수 있다.
상기 기능층은 실리콘옥사이드를 포함할 수 있다.
상기 투명 폴리이미드층은 제1 투명 폴리이미드층 및 제2 투명 폴리이미드층을 포함하고, 상기 베이스층을 형성하는 단계는 상기 공정용 기판 상에 상기 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 제1 베리어층을 형성하는 단계, 상기 제1 베리어층 상에 상기 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 상기 기능층을 형성하는 단계, 및 상기 기능층 상에 제2 베리어층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기능층을 형성하는 단계는 상기 기능층을 500Å 내지 5000 Å의 두께로 형성하는 단계일 수 있다.
상기 표시패널을 분리하는 단계에서, 상기 레이저의 단축의 너비는 370μm 이상 400μm 이하이고, 상기 레이저의 단축의 경사는 30μm 이상 60μm 이하일 수 있다.
상기 표시패널을 분리하는 단계에서, 상기 레이저의 파장은 300nm 이상 400nm 이하일 수 있다.
상기 표시패널을 분리하는 단계에서, 상기 레이저는 상기 공정용 기판에서 상기 표시패널을 향하는 방향으로 조사할 수 있다.
상기 공정용 기판 상에 비정질 실리콘을 포함하는 희생층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 표시패널을 형성하는 단계는 상기 희생층 상에 상기 표시패널을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 표시패널을 형성하는 단계는 상기 베이스층 상에 회로층을 형성하는 단계; 상기 회로층 상에 발광 소자층을 형성하는 단계; 및 상기 발광 소자층 상에 봉지층;을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 공정용 기판 상에 표시패널을 형성하는 단계; 및 레이저를 조사하여 상기 공정용 기판으로부터 상기 표시패널을 분리하는 단계;를 포함하고, 상기 표시패널을 형성하는 단계는, 상기 공정용 기판 상에 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 제1 베리어층을 형성하는 단계, 상기 제1 베리어층 상에 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 실리콘옥사이드를 포함하는 기능층을 형성하는 단계, 및 상기 기능층 상에 제2 베리어층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 및 상기 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 각각은, 투명 폴리이미드 물질을 도포하는 단계; 상기 투명 폴리이미드 물질을 430℃ 초과 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화하는 단계; 및 외기로 쿨링하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 경화하는 단계는 180℃로부터 상기 경화 온도까지 4분 이상 6분 이하의 시간 동안 승온하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 표시패널을 분리하는 단계에서, 상기 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하일 수 있다.
상기 표시패널을 분리하는 단계는, 파장이 300nm 이상 400nm 이하인 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기능층을 형성하는 단계는, 상기 기능층을 500Å 내지 5000 Å의 두께로 형성하는 단계일 수 있다.
일 실시예에서, 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 회로층, 상기 회로층 상에 배치된 발광 소자층, 및 상기 발광 소자층 상에 배치된 봉지층을 포함하고, 상기 베이스층은 제1 투명 폴리이미드층, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 배치된 제1 베리어층, 상기 제1 베리어층 상에 배치된 제2 투명 폴리이미드층, 실리콘옥사이드를 포함하고 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 배치된 기능층, 및 상기 기능층 상에 배치된 제2 베리어층을 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.
상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층은 각각 트리플루오로메틸기, 에테르기 및 설폰기 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층은 각각 분해 온도가 524℃인 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층의 접착력은 각각 500gf/in 이상일 수 있다.
상기 기능층의 두께는 500Å 내지 5000 Å일 수 있다.
일 실시예의 표시장치의 제조방법은 투명 폴리이미드를 적용한 표시장치에 대하여, 공정용 기판으로부터 표시패널을 효과적으로 분리할 수 있다.
구체적으로, 기능층을 추가하여, 공정용 기판으로부터 표시패널 분리 시의 주름을 개선하고, 기능층 이후에 형성된 층들을 레이저에 의한 손상으로부터 보호할 수 있다. 또한, 투명 폴리이미드층의 경화 조건을 조절하여 접착력을 강화할 수 있고, 레이저의 세기를 조절하여 투명 폴리이미드층을 분리하는 데에 충분한 에너지를 제공할 수 있다.
일 실시예의 표시장치는 표시패널에 투명 폴리이미드층을 포함하여 투과율이 향상될 수 있고, 표시패널에 기능층을 포함하여 가공성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 5a 내지 도 5l은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법의 일 단계를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법의 일 단계를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 단축의 형상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 단축의 형상을 나타낸 도면이다.
도 10a 내지 도 10c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법의 일 단계를 나타낸 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", 연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
한편, 본 출원에서 "직접 배치된다"는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 배치된다"는 것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치되는 것을 의미하는 것일 수 있다.
동일한 도면 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성요소들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성요소들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다. 본 명세서에서 "상에 배치되는" 것은 어느 하나의 부재의 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 나타내는 것일 수 있다.
"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.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 여기서 명시적으로 정의되지 않는 한 너무 이상적이거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법 및 표시장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 결합 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 분해 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)는 전기적 신호에 따라 활성화되는 장치일 수 있다. 예를 들어, 표시장치(DD)는 휴대폰, 태블릿, 모니터, 텔레비전, 자동차 내비게이션, 게임기, 또는 웨어러블 장치일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 도 1에서는 표시장치(DD)가 휴대폰인 것을 예시적으로 도시하였다.
일 실시예에 따른 표시장치(DD)는 액티브 영역(AA)을 통해 영상을 표시할 수 있다. 액티브 영역(AA)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 의해 정의된 평면을 포함할 수 있다. 액티브 영역(AA)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면의 적어도 일 측으로부터 벤딩된 곡면을 더 포함할 수 있다.
주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)에 인접한다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 이에 따라, 액티브 영역(AA)의 형상은 실질적으로 주변 영역(NAA)에 의해 정의될 수 있다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)의 일 측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 또는 생략될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)는 다양한 형상의 액티브 영역(AA)을 포함할 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
도 1에 도시된 일 실시예의 표시장치(DD)는 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면의 양측으로부터 각각 벤딩된 2개의 곡면들을 포함하는 것으로 도시되었다. 그러나, 액티브 영역(AA)의 형상이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 액티브 영역(AA)은 상기 평면만을 포함할 수도 있고, 액티브 영역(AA)은 상기 평면의 적어도 2개 이상, 예를 들어 4개의 측으로부터 각각 벤딩된 4개의 곡면들을 더 포함할 수도 있다.
한편, 도 1 및 이하 도면들에서는 제1 방향(DR1) 내지 제4 방향(DR4)을 도시하였으며, 본 명세서에서 설명되는 제1 방향(DR1) 내지 제4 방향(DR4)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다.
본 명세서에서, 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)은 서로 직교하고, 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향일 수 있다. 제4 방향(DR4)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향으로, 제3 방향(DR3) 방향과 반대되는 방향으로 향하는 방향일 수 있다.
표시장치(DD)의 두께 방향은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면에 대한 법선 방향인 제3 방향(DR3)과 나란한 방향일 수 있다. 본 명세서에서, 표시장치(DD)를 구성하는 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)은 제3 방향(DR3)을 기준으로 정의될 수 있다.
본 명세서에서 "평면상에서"는 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면과 평행한 평면상에서 바라본 것을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 "중첩한다"는 특별한 정의가 없는 한 평면상에서 중첩하는 것을 의미할 수 있다.
일 실시예의 표시장치(DD)는 표시모듈(DM)을 포함하는 것일 수 있다. 표시모듈(DM)은 영상을 생성하고, 외부에서 인가되는 입력을 감지하는 구성일 수 있다. 일 실시예에 따른 표시모듈(DM)은 표시패널(DP)을 포함한다. 일 실시예의 표시모듈(DM)은 표시패널(DP) 상에 배치된 센서층(TP), 및 센서층(TP) 상에 배치된 광학층(RCL)을 더 포함할 수 있다. 그러나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 일 실시예에서 센서층(TP) 또는 광학층(RCL)은 생략될 수 있다.
표시모듈(DM)에는 액티브 영역(AA) 및 주변 영역(NAA)이 정의될 수 있다. 액티브 영역(AA)은 전기적 신호에 따라 활성화되는 영역일 수 있다. 주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)의 적어도 일 측에 인접하여 위치하는 영역일 수 있다.
주변 영역(NAA)은 액티브 영역(AA)을 에워쌀 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 도 2 등에 도시된 것과 달리 주변 영역(NAA) 중 일부는 생략될 수 있다. 주변 영역(NAA)에는 액티브 영역(AA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 표시패널(DP)은 실질적으로 이미지를 생성하는 구성일 수 있다. 표시패널(DP)은 발광형 표시패널일 수 있으며, 예를 들어, 표시패널(DP)은 유기 발광 표시패널, 무기 발광 표시패널, 퀀텀닷 표시패널, 마이크로 엘이디 표시패널, 또는 나노 엘이디 표시패널일 수 있다. 이하, 일 실시예의 표시패널(DP)이 유기발광 표시패널인 것으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 도 2의 I-I’선에 대응하는 단면도일 수 있다. 도 3을 참조하면, 표시패널(DP)은 베이스층(BS), 회로층(CL), 발광 소자층(EDL), 및 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
베이스층(BS)은 회로층(CL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 리지드(rigid) 기판이거나, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 또는 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스층(BS)은 무기층, 유기층 또는 복합재료층일 수 있다.
회로층(CL)은 베이스층(BS) 상에 배치될 수 있다. 회로층(CL)은 절연층, 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 베이스층(BS) 위에 코팅, 증착 등의 방식으로 절연층, 반도체층, 및 도전층이 형성되고, 이후, 복수 회의 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정을 통해 절연층, 반도체층, 및 도전층이 선택적으로 패터닝될 수 있다. 이후, 회로층(CL)에 포함된 반도체 패턴, 도전 패턴, 및 신호 라인이 형성될 수 있다.
발광 소자층(EDL)은 회로층(CL) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자층(EDL)은 발광 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자는 유기 발광 물질, 무기 발광 물질, 유기-무기 발광 물질, 퀀텀닷, 퀀텀 로드, 마이크로 엘이디, 또는 나노 엘이디를 포함할 수 있다.
봉지층(TFE)은 발광 소자층(EDL) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 발광 소자층(EDL)을 커버하는 것일 수 있다. 봉지층(TFE)은 발광 소자층(EDL)이 배치된 액티브 영역(AA)에 배치되고, 발광 소자층(EDL)이 미배치된 주변 영역(NAA)까지 연장되어 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 수분, 산소, 및 먼지 입자와 같은 이물질로부터 발광 소자층(EDL)을 보호할 수 있다.
센서층(TP)은 표시패널(DP) 상에 배치될 수 있다. 센서층(TP)은 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 외부 입력은 사용자의 입력일 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 펜, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다.
센서층(TP)은 연속된 공정을 통해 표시패널(DP) 상에 형성된 것일 수 있다. 이 경우, 센서층(TP)은 표시패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 여기서 "직접 배치된다"는 것은 센서층(TP)과 표시패널(DP) 사이에 제3의 구성요소가 배치되지 않는 것을 의미할 수 있다. 즉, 센서층(TP)과 표시패널(DP) 사이에는 별도의 접착 부재가 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 센서층(TP)은 표시패널(DP)의 봉지층(TFE) 상에 직접 배치될 수 있다. 센서층(TP)은 표시패널(DP)과 접착 부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 접착 부재는 통상의 접착제 또는 점착제를 포함할 수 있다.
광학층(RCL)은 센서층(TP) 상에 배치될 수 있다. 광학층(RCL)은 센서층(TP) 상에 직접 배치될 수 있다. 광학층(RCL)은 연속된 공정을 통해 센서층(TP) 상에 형성될 수 있다. 광학층(RCL)은 표시모듈(DM)의 외부로부터 입사되는 외부광에 의한 반사율을 감소시킬 수 있다. 광학층(RCL)은 편광층을 포함하거나, 컬러필터층을 포함할 수 있다. 한편, 일 실시예에서 광학층(RCL)은 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 센서층(TP)은 생략될 수 있다. 이 경우, 광학층(RCL)은 표시패널(DP) 상에 직접 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 센서층(TP)과 광학층(RCL)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
표시장치(DD)는 표시모듈(DM)과 전기적으로 연결된 구동부(DM-M)를 더 포함하는 것일 수 있다. 구동부(DM-M)는 표시패널(DP) 및 센서층(TP)과 전기적으로 연결된 것일 수 있다. 구동부(DM-M)는 구동칩(IC)을 포함할 수 있다. 구동칩(IC)은 각종 전기적 신호를 생성하거나 처리할 수 있으며, 구동칩(IC)은 표시패널(DP) 및 센서층(TP) 등과 전기적으로 연결되어, 표시패널(DP) 및 센서층(TP) 등을 제어할 수 있다.
구동부(DM-M)는 연성회로기판(FB) 및 구동회로기판(MB)을 포함할 수 있다. 연성회로기판(FB)은 일측에서 표시패널(DP) 및 센서층(TP)과 전기적으로 연결되고, 타측에서 구동회로기판(MB)과 전기적으로 연결되는 것일 수 있다. 구동칩(IC)은 연성회로기판(FB) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 연성회로기판(FB)은 칩온필름(Chip on Film, CoF)으로도 지칭될 수 있다. 또한, 도시된 것과 달리 구동칩(IC)은 표시모듈(DM)의 베이스층(BS) 상에 배치될 수도 있다.
도 2에서는 구동부(DM-M)가 표시모듈(DM)의 일측에 연결되어 펼쳐진 것으로 도시되었으나, 구동부(DM-M)는 제4 방향(DR4) 방향으로 벤딩되어 배치될 수 있다. 구동부(DM-M)가 벤딩되어 배치되는 경우, 표시패널(DP)과 평면상에서 중첩하도록 배치될 수 있다.
일 실시예의 표시장치(DD)는 표시모듈(DM) 상에 배치된 윈도우(WM)를 더 포함하는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 표시모듈(DM)의 외측 전체를 커버하는 것일 수 있다. 윈도우(WM)는 접착층(AP)을 통해서 표시모듈(DM)과 결합될 수 있다.
윈도우(WM)는 표시모듈(DM)의 형상에 대응하는 형상을 갖는 것일 수 있다. 일 실시예의 표시장치(DD)에서 윈도우(WM)는 광학적으로 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 윈도우(WM)는 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다. 예를 들어, 윈도우(WM)는 화학적으로 강화된 강화 유리 기판일 수 있다.
윈도우(WM)는 투과부(TA) 및 베젤부(BZA)로 구분될 수 있다. 투과부(TA)는 표시모듈(DM)의 액티브 영역(AA)에 대응하는 부분일 수 있고, 베젤부(BZA)는 표시모듈(DM)의 주변 영역(NAA)에 대응하는 부분일 수 있다. 베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 베젤부(BZA)는 투과부(TA)에 인접하며, 투과부(TA)를 에워쌀 수 있다. 다만, 실시예가 도시된 것에 한정되는 것은 아니며, 베젤부(BZA)는 투과부(TA)의 일측에만 인접하여 배치될 수도 있고, 일부분이 생략될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 제조방법은 공정용 기판(PS) 상에 표시패널(DP)을 형성하는 단계(S100), 및 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 표시패널(DP)을 분리하는 단계(S200)를 포함한다.
예비 표시패널(DP-a)은 표시패널(DP)을 제조하기 위한 공정 중의 하나의 상태로, 공정용 기판(PS) 상에 형성된 복수의 표시패널(DP)로 정의될 수 있다. 즉, 예비 표시패널(DP-a)은 복수의 표시패널(DP)을 포함하고, 이 때 복수의 표시패널(DP)에 포함된 베이스층(BS)은 예비 표시패널(DP-a)에서 일체로 제공될 수 있다. 이후, 컷팅(cutting) 공정을 통해 예비 표시패널(DP-a)을 셀 단위로 컷팅하여, 서로 이격된 복수의 표시패널(DP)을 제조할 수 있다.
예를 들어, 하나의 예비 표시패널(DP-a)을 컷팅하여 3개의 표시패널(DP)을 제조할 수 있다. 그러나, 반드시 하나의 예비 표시패널(DP-a)이 여러 개의 표시패널(DP)을 제조하기 위한 것은 아니고, 하나의 예비 표시패널(DP-a)이 하나의 표시패널(DP)을 제조하기 위한 것일 수 있다.
이하에서는, 컷팅 공정 전의 단계에 대하여는 예비 표시패널(DP-a)을 통해 제조방법을 설명한다. 예를 들어, 공정용 기판(PS) 상에 표시패널(DP)을 형성하는 단계(S100), 및 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 표시패널(DP)을 분리하는 단계(S200)는 공정용 기판(PS) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계, 및 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계로 설명될 수 있다.
공정용 기판(PS) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계는, 공정용 기판(PS) 및 예비 표시패널(DP-a) 사이에 제3의 층이 없이, 예비 표시패널(DP-a)이 공정용 기판(PS) 상에 직접 형성되는 단계일 수 있다. 또한, 후술하는 것과 같이 희생층(SL) 등의 제3의 층이 공정용 기판(PS) 상에 먼저 형성되고, 제3의 층 상에 예비 표시패널(DP-a)이 형성되는 단계일 수 있다.
공정용 기판(PS)은 예비 표시패널(DP-a)를 지지 또는 보호하기 위한 기판일 수 있다. 공정용 기판(PS)은 리지드(rigid) 기판일 수 있다. 예를 들어, 공정용 기판(PS)은 유리(glass) 기판일 수 있다. 공정용 기판(PS) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성한 후에, 공정용 기판(PS)은 예비 표시패널(DP-a)로부터 제거될 수 있다.
공정용 기판(PS) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드층(CPI) 및 기능층(BIL)을 포함하는 베이스층(BS)을 형성하는 단계를 포함한다.
베이스층(BS)은 회로층(CL)이 배치되는 베이스 면을 제공하는 부재일 수 있다. 베이스층(BS)은 리지드(rigid) 기판이거나, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 또는 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 베이스층(BS)은 유리 기판, 금속 기판, 또는 고분자 기판 등일 수 있다.
베이스층(BS)은 다층 구조일 수 있다. 베이스층(BS)은 투명 폴리이미드층(CPI) 및 기능층(BIL)을 포함한다.
투명 폴리이미드층(CPI)은 투명 폴리이미드(Colorless polyimide)를 포함하는 층일 수 있다. 투명 폴리이미드는 폴리이미드(PI, polyimide)의 치환기를 트리플루오로메틸기(-CF3), 에테르기(-O-), 또는 술폰기(-SO2)로 대체하거나 첨가하여 폴리이미드를 투명화시킨 것이다. 이에 따라, 투명 폴리이미드층(CPI)을 포함하는 베이스층(BS)은 일반적인 폴리이미드 대비, 투과율이 향상될 수 있다.
일 실시예의 투명 폴리이미드층(CPI)의 황색도(Yellow index)는 7 이하이고, 가시광선 영역에서의 광투과율이 83% 이상일 수 있다. 예를 들어, 트리플루오로메틸기(-CF3)를 도입한 투명 폴리이미드는 황색도(YI, Yellow index)가 4.5 이고, 가시광선 영역의 투과율이 86% 이상일 수 있다.
또한, 투명 폴리이미드는 열 안정성이 높은 고분자 물질로 우수한 기계적 강도, 높은 내열성, 및 전기 절연 특성을 가질 수 있으며, 유연성이 있어, 플렉서블 표시패널의 기판으로 적합할 수 있다.
기능층(BIL)은 실리콘옥사이드(SiOx)를 포함할 수 있다. 베이스층(BS)이 기능층(BIL)을 포함함으로써, 후술하는 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계에서, 기능층(BIL)을 기준으로 레이저가 조사되는 측의 반대측에 배치된 층들이 레이저에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 기능층(BIL)은 화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)으로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 베이스층(BS)을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드층(CPI)을 형성하는 단계 및 기능층(BIL)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 투명 폴리이미드층(CPI)을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드 물질(CPIM)을 도포하는 단계, 도포된 투명 폴리이미드 물질(CPIM)을 430℃ 초과 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화(HT)하는 단계, 및 외기(OA)로 쿨링(cooling)하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5a 내지 도 5l은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법의 일 단계를 나타낸 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조방법의 일 단계를 나타낸 사시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 단면도이다. 도 8 및 도 9는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저의 단축의 형상을 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 일 실시예에 따른 제1 투명 폴리이미드층(CPI1)을 형성하는 단계를 나타낸 단면도이다. 도 5a는 공정용 기판(PS) 상에 투명 폴리이미드 물질(CPIM)을 도포하는 단계를 나타낸 것이다. 도 5b는 도포된 투명 폴리이미드 물질(CPIM)을 경화(HT)하는 단계를 나타낸 것이다. 도 5c는 경화된 제1 투명 폴리이미드층(CPI1)을 외기(OA)로 쿨링하는 단계를 나타낸 것이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여 설명한 제1 투명 폴리이미드층(CPI1)을 형성하는 단계에 관한 설명은 전술한 투명 폴리이미드층(CPI) 및 후술하는 제2 투명 폴리이미드층(CPI2)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도포된 투명 폴리이미드 물질(CPIM)은 430℃ 이상 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화될 수 있다. 또한, 퍼니스(furnace)를 열고, 외부 기체(outdoor air)를 흘려준 상태로 쿨링할 수 있다. 즉, 외기(OA)는 외부 기체(outdoor air)를 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 경화하는 단계는 180℃로부터 상기 경화 온도까지 4분 이상 6분 이하의 시간 동안 승온하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 경화 온도가 450℃인 경우, 도포된 폴리이미드 물질(CPIM)을 180℃로부터 450℃까지 5분에 걸쳐 승온할 수 있다.
상기 온도 및 시간으로 경화하고, 외기(OA)로 쿨링하는 경우, 형성된 투명 폴리이미드층(CPI)의 접착력이 500gf/in 이상으로 향상될 수 있다. 예를 들어, 투명 폴리이미드층(CPI)의 접착력은 600gf/in 이상으로 향상될 수 있고, 1000gf/in 이상으로 향상될 수 있다. 즉, 투명 폴리이미드층(CPI)의 접착력을 강화시켜, 후술하는 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계에서, 공정용 기판(PS) 및 예비 표시패널(DP-a) 사이의 박리 불량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 공정용 기판(PS) 및 예비 표시 패널(DP-a) 사이의 접착력보다 베이스층(BS)에 포함되는 각 층 간의 접착력이 약한 경우에는, 베이스층(BS)에 포함되는 각 층이 박리될 수 있으며, 공정용 기판(PS) 및 예비 표시패널(DP-a) 사이의 박리 불량이 발생할 수 있다. 이에, 투명 폴리이미드층(CPI)을 상기 온도, 시간, 및 쿨링 조건으로 경화하여, 베이스층(BS)에 포함되는 각 층 간의 접착력을 강화시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 경화 조건에 의해 제1 투명 폴리이미드층(CPI1, 도 5d) 및 제1 베리어층(BR1, 도 5d) 사이, 제1 베리어층(BR1, 도 5d) 및 제2 투명 폴리이미드층(CPI2, 도 5d) 사이, 또는 제2 투명 폴리이미드층(CPI2, 도 5d) 및 기능층(BIL, 도 5d) 사이의 접착력을 강화시킬 수 있다. 즉, 상기 조건으로 투명 폴리이미드층(CPI)을 경화함에 따라, 예비 표시패널(DP-a)를 분리하는 단계에 있어서, 베이스층(BS)에 포함되는 각 층이 분리되지 않도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 투명 폴리이미드층(CPI)은 트리플루오로메틸기(-CF3), 에테르기(-O-) 및 술폰기(-SO2) 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족(full aromatic) 폴리이미드를 포함할 수 있다. 완전 방향족(full aromatic)이란, Huckel의 규칙을 따르는 물질로 다음 4가지 조건을 만족하는 물질을 의미할 수 있다. 고리형 화합물이어야 하고(조건 1), 분자의 3차원 모양이 평면이어야 한다(조건 2). 또한, 각 원자는 최소한 하나의 p-오비탈을 가지고 완전히 콘쥬게이션(conjugation)되어야 하고(조건 3), π 전자의 수가 (4n+2)개를 만족해야 한다(조건 4). 또한, 반방향족(semi aromatic)이란, 상기 조건 1 내지 조건 3은 만족하지만, 조건 4는 만족하지 않는 방향족 및 지방족을 포함한 물질을 의미한다. 투명 폴리이미드층(CPI)은 트리플루오로메틸기(-CF3), 에테르기(-O-) 및 술폰기(-SO2) 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족 폴리이미드로, 투명하면서도, 반방향족 폴리이미드에 비해 열적 안정성이 우수하다.
투명 폴리이미드층(CPI)에 포함되는 투명 폴리이미드는 트리플루오로메틸기(-CF3)에 추가적으로 에테르기(-O-) 및/또는 히드록시기(-OH)를 더 포함할 수 있다. 투명 폴리이미드층(CPI)의 투명 폴리이미드는 에테르기(-O-), 및/또는 히드록시기(-OH)를 더 포함하여, 투명 폴리이미드의 점도 및 레이저 반응성을 조절할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 및 제2 폴리이미드층(CPI2)은 각각 분해 온도(Decomposition Temperature, Td)가 524℃인 폴리이미드를 포함할 수 있다. 분해 온도는 물질의 무게가 5% 손실될 때의 온도를 의미한다. 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 및 제2 투명 폴리이미드층(CPI2)은 열적 안정성이 우수하여, 고온 공정이 수반되는 표시패널(DP)의 기판에 적용하기에 적합할 수 있다.
한편, 투명 폴리이미드층(CPI)이 트리플루오로메틸기(-CF3)를 포함할 경우, 투명 폴리이미드층(CPI)은 첨가물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 첨가물은 용매로 사용될 수 있는 H2O일 수 있다.
일 실시예에서, 투명 폴리이미드층(CPI)은 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 및 제2 투명 폴리이미드층(CPI2)을 포함할 수 있다. 전술한 투명 폴리이미드층(CPI)에 관한 설명은 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 및 제2 투명 폴리이미드층(CPI2)에 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 베이스층(BS)을 형성하는 단계는 공정용 기판(PS) 상에 제1 투명 폴리이미드층(CPI1)을 형성하는 단계, 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 상에 제1 베리어층(BR1)을 형성하는 단계, 제1 베리어층(BR1) 상에 제2 (CPI2)을 형성하는 단계, 제2 투명 폴리이미드층(CPI2) 상에 기능층(BIL)을 형성하는 단계, 및 기능층(BIL) 상에 제2 베리어층(BR2)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 5d는 공정용 기판(PS) 상에 제1 투명 폴리이미드층(CPI1), 제1 베리어층(BR1), 제2 투명 폴리이미드층(CPI2), 기능층(BIL), 및 제2 베리어층(BR2)가 차례로 형성되어 베이스층(BS)이 형성되는 단계를 나타낸 것이다.
도 5d에 나타난 베이스층(BS)의 두께는 베이스층(BS)에 포함된 각 층을 도시하기 위한 것일 뿐, 실제 베이스층(BS)의 두께나 베이스층(BS)에 포함된 각 층의 두께를 나타내기 위한 것은 아니다.
베이스층(BS)은 제1 베리어층(BR1) 및 제2 베리어층(BR2)을 포함함으로써, 외부의 산소 및 수분이 침투하는 것을 차단할 수 있다. 또한, 유연한 투명 폴리이미드층(CPI)을 지지할 수 있다.
제1 베리어층(BR1) 및 제2 베리어층(BR2)은 무기층일 수 있으며, 예를 들어, 실리콘옥사이드(SiOx), 실리콘나이트라이드(SiNy), 및 실리콘옥시나이트라이드(SiOxNy) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
베이스층(BS)은 기능층(BIL)을 포함함으로써, 후술하는 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계에서, 기능층(BIL)을 기준으로 레이저가 조사되는 측의 반대측에 배치된 층들이 레이저에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기능층(BIL)은 제2 투명 폴리이미드층(CPI2) 및 제2 베리어층(BR2) 사이에 형성됨으로써, 제2 투명 폴리이미드층(CPI2) 및 제2 베리어층(BR2) 간의 응력(stress)를 완화시켜 주름(wrinkle)을 개선시킬 수 있다.
일 실시예에서, 기능층(BIL)을 형성하는 단계는 기능층(BIL)을 500Å 내지 5000 Å의 두께로 형성하는 단계일 수 있다. 예를 들어, 500Å 내지 3000 Å 의 두께로 형성할 수 있고, 500Å 내지 1000 Å의 두께로 형성할 수 있다. 기능층(BIL)을 상기 범위의 두께로 형성함으로써, 제2 투명 폴리이미드층(CPI2) 및 제2 베리어층(BR2) 간의 응력(stress)이 부합(matching)되어, 주름(wrinkle) 및 구부러짐(curl)을 더욱 효과적으로 완화시킬 수 있다.
도 5e는 예비 표시패널(DP-a)의 베이스층(BS) 상에 형성될 수 있는 층을 예시적으로 나타낸 것이다. 도 6은 도 5e의 사시도이다.
도 5e 및 도 6을 함께 참조하면, 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계는 공정용 기판(PS) 상에 형성된 베이스층(BS) 상에 회로층(CL)을 형성하는 단계, 회로층(CL) 상에 발광 소자층(EDL)을 형성하는 단계, 및 발광 소자층(EDL) 상에 봉지층(TFE)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 봉지층(TFE) 상에 상부 보호필름(UP)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
베이스층(BS), 회로층(CL), 발광 소자층(EDL), 및 봉지층(TFE)에 관하여는 전술한 것과 같다. 상부 보호필름(UP)은 공정상 예비 표시패널(DP-a)을 지지하고, 외부로부터 보호하기 위한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 제조방법은 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계를 포함한다.
구체적으로, 도 5e와 같은 공정용 기판(PS), 예비 표시패널(DP-a) 및 상부 보호필름(UP)을, 도 5f와 같이 반전한 상태로 레이저 스테이지로 이동시켜 레이저를 조사할 수 있다.
도 5f는 레이저가 조사되는 단계를 나타낸 것이다. 도 5f를 참조하면, 레이저는 공정용 기판(PS)에서 예비 표시패널(DP-a)을 향하는 방향으로 조사될 수 있다. 레이저는 공정용 기판(PS)을 투과하여, 베이스층(BS)의 상부에서 흡수될 수 있다. 예를 들어, 공정용 기판(PS)이 유리 기판인 경우, 파장이 308nm인 레이저의 투과율은 47%일 수 있다.
일 실시예에서, 레이저는 베이스층(BS)의 투명 폴리이미드층(CPI)에 흡수될 수 있다. 투명 폴리이미드층(CPI)은 레이저를 90% 이상 흡수할 수 있고, 예를 들어 파장이 308nm인 레이저를 100% 흡수할 수 있다.
투명 폴리이미드층(CPI)은 조사된 레이저를 흡수하여, 투명 폴리이미드를 구성하는 공유결합을 끊어낼 수 있다. 예를 들어, 트리플루오로메틸기(-CF3)를 포함하는 투명 폴리이미드는 에테르기(-O-) 및/또는 히드록시기(-OH)를 더 포함할 수 있으며, 조사된 레이저를 흡수하여, 투명 폴리이미드의 O-C 간의 공유결합을 끊어낼 수 있다. 이에 따라, 공정용 기판(PS)에 접하는 제1 투명 폴리이미드층(CPI1)의 면의 접착력이 변경되어, 공정용 기판(PS)으로부터 예비 표시패널(DP-a)이 분리될 수 있다.
일 실시예에서, 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하일 수 있다. 상기 세기의 레이저를 조사하는 경우에 예비 표시패널(DP-a)이 공정용 기판(PS)으로부터 정상적으로 분리될 수 있다.
한편, 레이저의 세기(intensity)는 하기 식과 같이 유효 면적(effective area) 당 조사되는 레이저의 출력(laser peak power)으로 정의될 수 있다.
이에 따라, 레이저의 세기를 조절하기 위해, 레이저가 조사되는 유효 면적을 조절할 수 있다. 구체적으로, 레이저의 세기를 전술한 범위로 조절하기 위해, 레이저 단축의 너비는 370μm 이상 400μm 이하이고, 레이저의 단축의 경사는 30μm 이상 60μm 이하로 조절할 수 있다.
도 8을 참조하면, 일 실시예의 레이저 단축의 형상(beam shape)은 등변사다리꼴일 수 있다.
일 실시예에서, 도 8에 나타낸 것과 같이 레이저 단축의 너비(Width)는 등변사다리꼴 모양의 그래프에서 직사각형 부분의 길이(beam size)를 의미하고, 경사(Steepness)는 등변사다리꼴 모양의 그래프에서 빗금친 삼각형 부분의 길이(beam size)를 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 레이저의 파장은 300nm 이상 400nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 308nm일 수 있다. 상기 파장의 레이저를 조사하여 예비 표시패널(DP-a)을 공정용 기판(PS)으로부터 정상적으로 분리할 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에서 레이저 단축의 너비는 0.370mm이고, 레이저 단축의 경사는 30μm 이상 60μm 이하일 수 있다.
도 5g 및 도 5h는 레이저를 조사한 후, 예비 표시패널(DP-a)로부터 공정용 기판(PS)을 분리해내는 단계를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5g를 참조하면, 레이저를 조사하는 단계 이후, 상부 보호필름(UP), 예비 표시패널(DP-a), 및 공정용 기판(PS)은 제거 모듈로 이동될 수 있다. 제거 모듈의 흡착 스테이지(ST) 상에 상부 보호필름(UP) 면이 흡착된 상태로, 나이프(KNF)를 이용하여 공정용 기판(PS)과 베이스층(BS) 사이를 이격시킬 수 있다. 도 5h는 공정용 기판(PS)이 예비 표시패널(DP-a)로부터 완전히 제거된 상태를 나타낸 것이다.
도 5i 내지 도 5l은 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계 이후에 추가될 수 있는 단계를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 5i를 참조하면, 일 실시예의 표시장치(DD)의 제조방법은 제거 모듈로부터 상부 보호필름(UP), 및 예비 표시패널(DP-a)을 해제(unloading)하는 단계를 더 포함할 수 있다. 도 5i는 상부 보호필름(UP), 및 예비 표시패널(DP-a)가 제거 모듈로부터 해제된 상태를 예시적으로 도시한 것이다. 구체적으로, 도 5h의 공정용 기판(PS)을 예비 표시패널(DP-a)로부터 제거하는 단계를 마무리한 뒤, 제거 모듈의 흡착 스테이지(ST) 상에서 상부 보호필름(UP) 면의 흡착을 중단하고, 제거 모듈로부터 분리해 이격시키는 단계를 의미할 수 있다.
도 5j 및 도 5k를 참조하면, 일 실시예의 표시장치(DD)의 제조방법은 꺼낸 상부 보호필름(UP), 및 예비 표시패널(DP-a)를 상하로 반전한 후, 여러 개의 표시패널(DP)을 제조하기 위해, 커터(CTT)를 사용하여 컷팅할 수 있다. 다만, 컷팅 방법은 커터(CTT)를 사용하여 컷팅하는 방법에 한정되지 않으며, 예를 들어 레이저를 사용하여 컷팅할 수도 있다. 도 5k는 컷팅한 이후의 표시패널(DP) 및 상부 보호필름(UP)을 나타낸 것이다.
도 5l을 참조하면, 일 실시예의 표시장치(DD)의 제조방법은 상부 보호필름(UP) 및 예비 표시패널(DP-a)을 컷팅한 이후, 상부 보호필름(UP)을 표시패널(DP)로부터 제거하여, 표시패널(DP)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 7은 전술한 도 5a 내지 도 5l을 참조하여 설명한 공정용 기판(PS) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계, 및 레이저(Laser)를 조사하여 공정용 기판(PS)으로부터 예비 표시패널(DP-a)을 분리하는 단계를 거쳐 완성된 표시패널(DP)의 일 실시예의 단면도이다.
도 7을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)은 베이스층(BS), 베이스층(BS) 상에 배치된 회로층(CL), 회로층(CL) 상에 배치된 발광 소자층(EDL), 및 발광 소자층(EDL) 상에 배치된 봉지층(TFE)을 포함할 수 있다.
또한, 베이스층(BS)은 제1 투명 폴리이미드층(CPI1), 제1 투명 폴리이미드층(CPI1) 상에 배치된 제1 베리어층(BR1), 제1 베리어층(BR1) 상에 배치된 제2 투명 폴리이미드층(CPI2), 실리콘옥사이드를 포함하고 제2 투명 폴리이미드층(CPI2) 상에 배치된 기능층(BIL), 및 기능층(BIL) 상에 배치된 제2 베리어층(BR2)을 포함할 수 있다.
일 실시예의 표시장치(DD)의 제조방법은, 공정용 기판(PS) 상에 비정질 실리콘을 포함하는 희생층(SL)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계는 비정질 실리콘을 포함하는 희생층(SL) 상에 예비 표시패널(DP-a)을 형성하는 단계일 수 있다.
도 10a 내지 도 10c는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD)의 제조방법의 일 단계를 나타낸 단면도이다. 도 10a 내지 도 10c에서는 전술한 예비 표시패널(DP-a)에 대하여, 베이스층(BS)만을 예시적으로 도시하고, 다른 층은 생략하였다.
도 10a는 공정용 기판(PS) 상에 직접 베이스층(BS)이 형성되지 않고, 비정질 실리콘을 포함하는 희생층(SL)이 형성된 다음, 희생층(SL) 상에 베이스층(BS)이 형성되는 단계를 나타낸 것이다.
도 10b는 도 10a의 공정용 기판(PS), 희생층(SL), 및 베이스층(BS)을 반전하고, 공정용 기판(PS)에서 희생층(SL) 방향으로 레이저를 조사하는 단계를 나타낸 것이다. 레이저가 조사된 희생층(SL)에 포함된 비정질 실리콘은 결정화되어 다결정 실리콘이 되고, 탈수소 반응에 의해 수소 기체(H2 gas)가 발생할 수 있다. 발생된 수소 기체에 의해 희생층(SL)은 베이스층(BS)으로부터 분리될 수 있다.
일 실시예에서, 희생층(SL)을 베이스층(BS)으로부터 분리하기 위한 레이저의 파장은 300nm 이상 400nm 이하일 수 있다. 예를 들어, 308nm일 수 있다. 상기 파장의 레이저를 조사하여 베이스층(BS)을 공정용 기판(PS)으로부터 정상적으로 분리할 수 있다.
도 10c는 공정용 기판(PS) 및 희생층(SL)이 분리되어 제거된 상태의 베이스층(BS)을 나타낸 것이다.
하기 표 1은 베이스층의 정상 탈착 여부를 테스트한 것이다.
표 1에서는 실시예 1 및 비교예 1의 테스트 결과를 나타내었다.
실시예 1에서는, 공정용 기판으로 유리 기판을 사용하고, 유리 기판 상에 제1 투명 폴리이미드층, 제1 베리어층, 제2 투명 폴리이미드층, 기능층, 및 제2 베리어층을 포함하는 실시예의 베이스층을 형성하였다. 실시예 1의 공정용 기판, 제1 투명 폴리이미드층, 제1 베리어층, 제2 투명 폴리이미드층, 기능층, 및 베이스층은 전술한 제1 투명 폴리이미드층(CPI1), 제1 베리어층(BR1), 제2 투명 폴리이미드층(CPI2), 기능층(BIL), 및 베이스층(BS)에 각각 대응될 수 있다.
이 때, 제1 투명 폴리이미드층 및 제2 투명 폴리이미드층은 180℃부터 5분에 걸쳐 450℃로 승온하고, 30분 간 유지시켜 경화한 뒤, 외기를 흘려준 상태로 쿨링하였다.
공정용 기판 및 공정용 기판 상에 형성된 베이스층을 상하로 반전하고, 공정용 기판에서 베이스층 방향으로, 하기 표 1에 기재된 세기 및 파장 308nm의 엑시머 레이저(Excimer laser)를 조사하였다. 이후, 공정용 기판을 분리하여 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
한편, 비교예 1은 공정용 기판으로 유리 기판을 사용하고, 유리 기판 상에 제1 투명 폴리이미드층, 제1 베리어층, 제2 투명 폴리이미드층, 및 제2 베리어층을 포함하는 비교예의 베이스층을 형성하였다.
비교예의 베이스층은 실시예의 베이스층에 비해서 기능층을 포함하지 않고, 제1 투명 폴리이미드층 및 제2 투명 폴리이미드층 형성 시, 180℃부터 430℃까지 5분에 걸쳐 승온하고, 10분 간 유지시켜 경화한 뒤, 외기를 흘려준 상태로 쿨링하였다. 조사한 레이저의 세기는 하기 표 1에 기재된 것과 같다.
표 1에서, Ash 평균은 베이스층에 레이저를 조사한 후, 베이스층의 가시광 투과도를 측정한 값이다. 베이스층에 레이저 조사할 때 발생한 재(Ash)가 베이스층의 투과도에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 재가 많이 발생할수록 베이스층의 가시광 투과도가 감소하여 Ash 평균이 작아질 수 있다.
접착력 코팅
균일도		 ELP 빔의 형상 레이저 세기
@90%		 Ash 평균 정상 탈착 여부
실시예 1 636gf/in 이상 5% 이하 등변
사다리꼴		 6.0~6.8 MW/cm2 84% 이상 O
비교예 1 239gf/in 10% 이하 등변
사다리꼴		 5.9 MW/cm2 75% 이하 X
표 1을 참조하면, 비교예 1에 대하여, 실시예 1에서 투명 폴리이미드층의 접착력이 강화되었고, 코팅 균일도도 향상되었다. 실시예 1은 Ash 평균이 84% 이상으로 나타났고, 유리 기판으로부터 정상 탈착된 반면, 비교예 1은 Ash 평균이 75% 이하로 나타났고, 유리 기판으로부터 정상 탈착된 영역이 관찰되지 않았다.
비교예 1의 경우, 투명 폴리이미드층의 접착력이 낮고, 레이저의 세기가 낮아, 베이스층이 유리 기판으로부터 정상적으로 분리되지 않았다.
반면, 실시예 1의 경우, 투명 폴리이미드층의 경화 조건을 조절하여, 접착력을 강화시키고, 투명 폴리이미드층의 물성을 변화시킬 수 있는 충분한 세기의 레이저를 조사하여, 유리 기판으로부터 베이스층을 정상적으로 분리할 수 있었다.
하기 표 2는 경화 조건에 따른 투명 폴리이미드층의 접착력을 테스트한 것이다.
실시예 2는 투명 폴리이미드를 도포하고, 180℃부터 5분에 걸쳐 450℃로 승온하고, 30분 간 유지시켜 경화한 뒤, 외기를 흘려준 상태로 쿨링하였다.
실시예 3, 비교예 2 및 비교예 3은 실시예 2에 대하여, 경화 온도, 승온 시간, 유지 시간 및 쿨링 조건을 하기 표 2와 같이 변경하였다.
표 2에서는 실시예 2, 3, 비교예 2 및 3의 경화 조건 및 접착력 측정 결과를 기재하였다.
승온 시간은 180℃부터 경화 온도까지 승온하는 데에 걸린 시간을 의미한다. 쿨링 조건에서, 외기 ON은 퍼니스(furnace)를 열고 외부 기체를 흘려준 상태로 쿨링하는 것을 나타내며, 외기 OFF는 퍼니스를 닫은 채로 쿨링하는 것을 의미한다.
경화 온도 승온 시간 유지 시간 쿨링 조건 접착력
실시예 2 450℃ 5분 30분 외기 ON 636gf/in
실시예 3 450℃ 5분 10분 외기 ON 505.3gf/in
비교예 2 430℃ 5분 30분 외기 OFF 21.5gf/in
비교예 3 430℃ 5분 10분 외기 ON 293gf/in
표 2를 참조하면, 실시예 2 및 3은 비교예 2 및 3에 비하여 투명 폴리이미드층의 접착력이 강화된 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 실시예 2 및 3에서, 투명 폴리이미드층의 접착력은 각각 636gf/in 및 505.3gf/in로 측정되었다.
비교예 2는 비교예 3에 비하여, 경화 유지 시간을 길게 하였으나 외기 OFF 상태로 쿨링한 것으로, 접착력이 현저하게 낮게 측정되었다. 이에 따라, 쿨링 조건에서 외기를 흘려주는 것이 접착력 강화에 필요한 것으로 판단된다.
실시예 3는 비교예 3에 비하여, 경화 조건을 450℃로 변경한 것이다. 이에 따라, 접착력이 505.3gf/in로 강화된 것을 확인할 수 있다.
실시예 2은 실시예 3에 대하여 경화 유지 시간을 30분으로 변경한 것으로, 10분인 경우에 비해 접착력이 더욱 향상된 것을 확인할 수 있다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 본 발명은 투명 폴리이미드층의 경화 조건을 조절하여 접착력을 강화시켜, 공정용 기판으로부터 표시패널이 정상적으로 분리될 수 있다. 또한, 기능층을 추가하여 투명 폴리이미드층 및 베리어층 간의 응력을 완화시켜 주름을 개선할 수 있으며, 기능층 상부에 적층되는 층이 레이저에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 특정 세기를 가진 레이저를 조사하여, 공정용 기판(PS)으로부터 표시패널이 정상적으로 분리될 수 있다.
본 발명의 표시장치(DD)의 제조방법은 공정용 기판으로부터 투명 폴리이미드층(CPI)을 포함한 베이스층(BS)을 효과적으로 분리할 수 있다.
본 발명의 표시장치(DD)는 투명 폴리이미드층(CPI)을 포함하여 투과율이 향상될 수 있고, 기능층(BIL)을 포함하여 가공성이 향상될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시장치
DM: 표시모듈
DP: 표시패널
DP-a: 예비 표시패널
BS: 베이스층
CL: 회로층
EDL: 발광 소자층
TFE: 봉지층
CPIM: 투명 폴리이미드 물질
CPI: 투명 폴리이미드층
CPI1: 제1 투명 폴리이미드층
CPI2: 제2 투명 폴리이미드층
BR1: 제1 베리어층
BR2: 제2 베리어층

Claims (23)

  1. 공정용 기판 상에 표시패널을 형성하는 단계; 및
    레이저를 조사하여 상기 공정용 기판으로부터 상기 표시패널을 분리하는 단계;를 포함하고,
    상기 표시패널을 형성하는 단계는,
    투명 폴리이미드층 및 기능층을 포함하는 베이스층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하인 표시장치의 제조방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스층을 형성하는 단계는 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 및 기능층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계는,
    투명 폴리이미드 물질을 도포하는 단계;
    상기 도포된 투명 폴리이미드 물질을 430℃ 초과 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화하는 단계; 및
    외기로 쿨링하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 경화하는 단계는 180℃로부터 상기 경화 온도까지 4분 이상 6분 이하의 시간 동안 승온하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 폴리이미드층은 트리플루오로메틸기, 에테르기 및 술폰기 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족 폴리이미드를 포함하는 것인 표시장치의 제조방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 폴리이미드층의 황색도는 7 이하이고,
    가시광선 영역에서의 광투과율이 83% 이상인 표시장치의 제조방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 기능층은 실리콘옥사이드를 포함하는 것인 표시장치의 제조방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 투명 폴리이미드층은 제1 투명 폴리이미드층 및 제2 투명 폴리이미드층을 포함하고,
    상기 베이스층을 형성하는 단계는,
    상기 공정용 기판 상에 상기 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 제1 베리어층을 형성하는 단계, 상기 제1 베리어층 상에 상기 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 상기 기능층을 형성하는 단계, 및 상기 기능층 상에 제2 베리어층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 표시장치의 제조방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 기능층을 형성하는 단계는 상기 기능층을 500Å 내지 5000 Å의 두께로 형성하는 단계인 표시장치의 제조방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널을 분리하는 단계에서,
    상기 레이저의 단축의 너비는 370μm 이상 400μm 이하이고,
    상기 레이저의 단축의 경사는 30μm 이상 60μm 이하인 표시장치의 제조방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널을 분리하는 단계에서,
    상기 레이저의 파장은 300nm 이상 400nm 이하인 표시장치의 제조방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널을 분리하는 단계에서,
    상기 레이저는 상기 공정용 기판에서 상기 표시패널을 향하는 방향으로 조사하는 것인 표시장치의 제조방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 공정용 기판 상에 비정질 실리콘을 포함하는 희생층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 표시패널을 형성하는 단계는 상기 희생층 상에 상기 표시패널을 형성하는 단계인 표시장치의 제조방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 표시패널을 형성하는 단계는,
    상기 베이스층 상에 회로층을 형성하는 단계;
    상기 회로층 상에 발광 소자층을 형성하는 단계; 및
    상기 발광 소자층 상에 봉지층;을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 표시장치의 제조방법.
  14. 공정용 기판 상에 표시패널을 형성하는 단계; 및
    레이저를 조사하여 상기 공정용 기판으로부터 상기 표시패널을 분리하는 단계;를 포함하고,
    상기 표시패널을 형성하는 단계는,
    상기 공정용 기판 상에 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 제1 베리어층을 형성하는 단계, 상기 제1 베리어층 상에 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계, 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 실리콘옥사이드를 포함하는 기능층을 형성하는 단계, 및 상기 기능층 상에 제2 베리어층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 및 상기 제2 투명 폴리이미드층을 형성하는 단계 각각은,
    투명 폴리이미드 물질을 도포하는 단계;
    상기 투명 폴리이미드 물질을 430℃ 초과 470℃ 이하의 온도로 10분 이상 30분 이하로 경화하는 단계; 및
    외기로 쿨링하는 단계;를 포함하는 표시장치의 제조방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 경화하는 단계는 180℃로부터 상기 경화 온도까지 4분 이상 6분 이하의 시간 동안 승온하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 표시패널을 분리하는 단계에서,
    상기 레이저는 최대 세기의 90%가 6.0MW/cm2 이상 6.8MW/cm2 이하인 표시장치의 제조방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 표시패널을 분리하는 단계는,
    파장이 300nm 이상 400nm 이하인 레이저 빔을 조사하는 단계를 포함하는 것인 표시장치의 제조방법.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 기능층을 형성하는 단계는,
    상기 기능층을 500Å 내지 5000 Å의 두께로 형성하는 단계인 표시장치의 제조방법.
  19. 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 회로층, 상기 회로층 상에 배치된 발광 소자층, 및 상기 발광 소자층 상에 배치된 봉지층을 포함하고,
    상기 베이스층은 제1 투명 폴리이미드층, 상기 제1 투명 폴리이미드층 상에 배치된 제1 베리어층, 상기 제1 베리어층 상에 배치된 제2 투명 폴리이미드층, 실리콘옥사이드를 포함하고 상기 제2 투명 폴리이미드층 상에 배치된 기능층, 및 상기 기능층 상에 배치된 제2 베리어층을 포함하는 표시장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층은 각각 트리플루오로메틸기, 에테르기 및 설폰기 중 적어도 하나를 포함하는 완전 방향족 폴리이미드를 포함하는 표시장치.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층은 각각 분해 온도가 524℃인 폴리이미드를 포함하는 표시장치.
  22. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 투명 폴리이미드층 및 상기 제2 폴리이미드층의 접착력은 각각 500gf/in 이상인 것인 표시장치.
  23. 제19 항에 있어서,
    상기 기능층의 두께는 500Å 내지 5000 Å인 표시장치.
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