KR101774278B1 - 플렉서블 표시장치의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 공정의 효율성 및 재료비를 절감할 수 있는 플렉서블 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 플렉서블기판과 베이스기판 사이에 투명한 산화아연 또는 산화주석으로 이루어지는 희생층을 개재하고, 플렉서블기판과 베이스기판이 박리공정에서 희생층의 레이저 에블레이션(laser ablation)에 의해 분리되도록 하는 것이다.
이를 통해, 플렉서블기판과 베이스기판의 박리공정에서 점착제를 사용하지 않고도 플렉서블기판과 베이스기판에 부착할 수 있어, 유리 또는 석영기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치용 제조장비에 적용할 수 있으며, 베이스기판 상에 점착제를 통해 플렉서블기판을 부착하였던 기존의 문제점인 150℃ 이상의 온도에서 박막트랜지스터와 같은 구동소자를 형성할 수 없었던 문제점을 해소할 수 있다. 이에, 구동소자의 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 제조공정 비용을 절감할 수 있으며, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

플렉서블 표시장치의 제조방법{Manufacturing method of flexible display device}
본 발명은 플렉서블 표시장치의 제조방법에 관한 것으로, 공정의 효율성 및 재료비를 절감할 수 있는 플렉서블 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 여러 가지 다양한 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device : LCD), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device : PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device : FED), 전기발광표시장치(Electroluminescence Display device : ELD) 등을 들 수 있는데, 이들 평판표시장치는 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 보여 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
한편, 이러한 평판표시장치는 제조 공정 중 발생하는 높은 열을 견딜 수 있도록 유리기판을 사용하므로 경량 박형화 및 유연성을 부여하는데 한계가 있다.
따라서 최근 기존의 유연성이 없는 유리기판 대신에 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 재료를 사용하여 종이처럼 휘어져도 표시성능을 그대로 유지할 수 있게 제조된 플렉서블(flexible) 표시장치가 차세대 평판표시장치로 급부상중이다.
그러나 플렉서블기판은 잘 휘어지는 특징 때문에 유리 또는 석영기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치용 제조장비에 적용되기 어려우며, 일예로 트랙(track) 장비나 로봇(robot)에 의한 이송 또는 카세트(cassette)로의 수납이 불가능한 제약이 나타난다.
이를 해소하기 위해 유리 또는 석영재질의 베이스기판 상에 점착제를 통해 플렉서블기판을 부착하여 표시장치용 제조공정을 진행한 후 이후 단계에서 베이스기판으로부터 플렉서블기판을 떼어내는 기술이 소개되었다.
그러나, 이러한 플렉서블기판의 박리공정은 플렉서블기판을 베이스기판으로부터의 박리가 용이하도록 하기 위해 구성요소 형성공정 도중에 점착제가 완전히 경화되지 않아야 하며, 이를 위해서는 구성요소 형성공정의 최대 공정온도는 150℃ 이하로 제한된다.
그러나, 다수의 구성요소 중 박막트랜지스터와 같은 구동소자는 150℃ 이하의 낮은 온도에서 제조되면 그 소자 성능이 저하되어 그 구동이 안정적이지 못하므로 플렉서블 표시장치의 신뢰성을 저하시키는 원인이 되고 있다.
또한, 박리공정을 완료한 상태에서 플렉서블기판의 배면에 점착층이 완전히 제거되지 않음으로써 이를 완전히 제거하기 위한 부가적인 공정이 추가되어 진행되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존의 평판표시장치용 제조설비에 적용 가능하면서도 완성 후에는 가볍고 유연한 플렉서블기판의 고유의 특성을 발휘할 수 있는 플렉서블 표시장치의 제조방법을 제공하고자 하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 공정비용을 절감하고 공정의 효율성을 향상시키고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 베이스기판 상에 투명한 광학밴드갭(optical bandgap)이 3.0 ~ 4.0ev를 갖는 희생층을 형성하는 단계와; 상기 희생층 상부에 플렉서블기판을 형성하는 단계와; 상기 플렉서블기판 상에 화상 구현을 위한 표시소자를 형성하는 단계와; 상기 희생층에 레이저를 조사하여, 상기 플렉서블기판과 상기 베이스기판을 분리하는 단계를 포함하는 플렉서블 표시장치 제조방법을 제공한다.
이때, 상기 희생층은 상기 레이저에 의해 레이저 에블레이션(laser ablation)된다.
그리고, 상기 희생층은 산화아연(ZnO) 또는 산화주석(SnO2) 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 레이저는 710 ~ 1550nm 파장대의 IR(infra red) 레이저이다.
또한, 상기 플렉서블기판을 형성하는 단계는, 상기 베이스기판 상에 고분자 물질을 전면에 도포하여 고분자 물질층을 형성하는 단계와; 상기 고분자 물질층을 경화하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 플렉서블 기판 상에 화상구현을 위한 표시소자를 형성하는 단계 이전에, 상기 플렉서블 기판 상에 무기절연물질로서 버퍼층을 형성하는 단계를 포함한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 플렉서블기판과 베이스기판 사이에 투명한 산화아연 또는 산화주석으로 이루어지는 희생층을 개재하고, 플렉서블기판과 베이스기판이 박리공정에서 희생층의 레이저 에블레이션(laser ablation)에 의해 분리되도록 함으로써, 점착제를 사용하지 않고도 플렉서블기판과 베이스기판에 부착할 수 있어, 유리 또는 석영기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치용 제조장비에 적용할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 베이스기판 상에 점착제를 통해 플렉서블기판을 부착하였던 기존의 문제점인 150℃ 이상의 온도에서 박막트랜지스터와 같은 구동소자를 형성할 수 없었던 문제점을 해소할 수 있는 효과가 있다.
이에, 구동소자의 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다. 그리고, 점착제를 제거하기 위한 부가적인 공정을 삭제할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 플렉서블기판 제조방법은 희생층을 산화아연이나 산화주석으로 이루어지도록 함으로써, 베이스기판과 접촉력이 좋아 별도의 버퍼층을 구비하지 않아도 되는 효과가 있으며, 베이스기판과 플렉서블기판을 박리하는 과정에서 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 유기발광 다이오드와 같은 표시소자에 손상이 발생하는 문제점을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 별도의 부분노광 공정을 생략할 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 베이스기판의 배면으로부터 UV를 조사하여 실패턴을 경화하는 UV 경화를 사용할 수 있는 효과가 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 공정순서에 따라 나타낸 흐름도.
도 2a ~ 2g는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 단계별 공정 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조공정을 공정순서에 따라 나타낸 흐름도이다.
도시한 바와 같이, 플렉서블 표시장치는 크게 플렉서블기판 형성공정(st10), 표시소자 형성공정(st20) 그리고 박리공정(st30)으로 나뉘게 된다.
먼저, 플렉서블기판 형성공정(st10)은 표시장치 제조공정에서 이용되는 유리 또는 석영재질의 베이스기판에 폴리이미드를 전면에 도포하여 플렉서블기판을 만드는 공정이다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 베이스기판 상에 경화 시 유연한 특성을 갖는 고분자 물질 예를들면 폴리이미드(polyimides)를 전면에 도포하고 이를 경화시킴으로써 플렉서블기판을 형성하게 된다.
여기서, 폴리이미드 외에도 실록셰인(siloxane) 계열의 고분자 물질도 사용가능하며, 경화시 유연한 특성을 갖는 고분자 재료는 어떠한 것도 사용가능하다.
따라서, 이와 같이 플렉서블기판은 유연성 문제가 해소되어, 유리기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치 제조장비에 무리 없이 적용될 수 있는데, 일예로 트랙 장비나 로봇에 의한 이송이 가능하고, 카세트로의 수납 역시 가능하며, 박막증착, 포토리소그라피, 식각을 비롯한 모든 공정에 적용될 수 있다.
이때, 본 발명의 플렉서블기판 형성공정(st10)은, 폴리이미드를 베이스기판 상에 도포하기 전, 베이스기판 상에는 희생층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는데, 즉, 베이스기판과 폴리이미드층 사이에 희생층이 위치하는 것이다.
여기서, 희생층은 산화아연(ZnO) 또는 산화주석(SnO2)으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 플렉서블기판과 베이스기판은 희생층의 레이저 에블레이션(laser ablation)에 의해 분리된다. 이에 대해서는 박리공정(st30)을 설명하는 과정에서 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
이후, 플렉서블기판 상에 표시소자 형성공정(st20)을 진행하게 되는데, 표시소자 형성공정(st20)은 플렉서블기판 상에 플렉서블 표시장치를 구성하는 각종 구성요소 예를 들면 박막트랜지스터, 화소전극, 게이트 및 데이터 배선, 컬러필터층 등 화상표시를 위한 구성요소들을 제조하는 공정이다.
일예로 플렉서블 표시장치가 최종적으로 유기발광소자(organic light emitting diodes : OLED)를 이루게 되는 경우, 표시소자 형성공정(st20)을 통해 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 제 1및 제 2 전극과 유기발광층으로 이루어지는 유기발광 다이오드를 형성하게 된다.
그리고, 이러한 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 유기발광 다이오드는 인캡슐레이션 기판을 통해 봉지된다. 이렇듯 표시소자의 구성요소 들을 형성한 이후에는 플렉서블기판과 베이스기판을 분리하는 박리공정(st30)이 뒤따른다.
박리공정(st30)은 베이스기판과 플렉서블기판을 분리시키는 공정이다.
이때, 본 발명의 플렉서블기판과 베이스기판을 분리하는 박리공정(st30)은 플렉서블기판과 베이스기판 사이에 위치하는 희생층을 레이저에 노출시켜 희생층의 일부를 기화 시킴으로써, 플렉서블기판과 베이스기판이 서로 분리되도록 한다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 희생층을 레이저에 노출시킬 경우 희생층의 일부가 레이저 에블레이션에 의해 기화되는데, 여기서 레이저 에블레이션은 고체 표면에 강력한 레이저를 쬐어 주었을 때, 고체 표면의 온도가 순간적으로 올라가, 고체 표면이 용융, 기화되어 구성원소의 원자, 분자, 이온이 순간적으로 박리되는 현상이다.
즉, 희생층은 레이저에 노출될 경우, 레어저에 의해 희생층의 표면 온도가 순간적으로 올라가게 된다.
이에 따라, 희생층의 표면은 상(phase)이 변화하게 되는데, 즉, 고체상태의 희생층의 표면은 액체상태의 희생층으로 변화하게 되고, 액체상태의 희생층의 표면은 다시 기체상태로 변화하게 된다.
이때, 액체상태는 매우 짧은 시간동안 이루어짐으로써, 희생층 표면의 상변화는 크게 고체에서 기체상태로 변화된다고 할 수도 있다.
이렇게 희생층 표면이 기체상태로 상변화하게 됨으로써, 희생층 표면의 일부는 기화되어 제거되는 것이다.
이를 통해 플렉서블기판과 베이스기판이 분리된다.
이에, 본 발명의 박리공정(st30)은 베이스기판과 플렉서블기판 사이에 희생층을 구비하여, 플렉서블기판과 베이스기판이 희생층의 레이저 에블레이션에 의해 분리되도록 함으로써, 점착제를 사용하지 않고도 플렉서블기판을 베이스기판에 부착할 수 있어, 유리 또는 석영기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치용 제조장비에 적용할 수 있다.
또한, 베이스기판 상에 점착제를 통해 플렉서블기판을 부착하였던 기존의 문제점인 150℃ 이상의 온도에서 박막트랜지스터와 같은 구동소자를 형성할 수 없었던 문제점을 해소할 수 있다.
이에, 구동소자의 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 점착제를 제거하기 위한 부가적인 공정을 삭제할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 플렉서블기판 제조방법은 희생층을 산화아연이나 산화주석으로 이루어지도록 함으로써, 베이스기판과 접촉력이 좋아 별도의 버퍼층을 구비하지 않아도 된다.
즉, 희생층으로 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon)을 사용할 경우, 아몰퍼스 실리콘은 유리 또는 석영기판으로 이루어지는 베이스기판과의 접착력이 좋지 않아, 베이스기판과 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 희생층 사이에는 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지는 별도의 버퍼층을 더욱 형성해야 하는 번거로움이 발생하게 된다.
또한, 희생층을 아몰퍼스 실리콘으로 형성하는 경우, 희생층의 레이저 에블레이션을 위해서는 532nm 파장대의 그린레이저(green laser)를 조사해야 하는데, 그린레이저는 에너지가 높아, 베이스기판과 플렉서블기판을 박리하는 과정에서 구동 및 스위칭 박막트랜지스터와 유기발광 다이오드와 같은 표시소자에 손상을 가하게 되는 문제점을 야기할 수 있다.
이에 반해, 본 발명의 희생층은 산화아연이나 산화주석으로 이루어짐으로써, 710 ~ 1550nm 파장대의 IR(infra red) 레이저를 사용할 수 있는데, 이러한 IR 레이저는 그린레이저에 비해 에너지가 낮아, 베이스기판과 플렉서블기판을 박리하는 박리공정에서 조사되는 레이저에 의해 표시소자의 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 희생층의 경우 투과도가 낮아, 플렉서블기판 상에 표시소자를 형성하는 과정에서 얼라인키(align key)의 인식률이 낮아, 아몰퍼스 실리콘으로 이루어지는 희생층의 얼라인키의 영역을 부분 노광을 통해 제거해줘야 하는 별도의 공정을 더욱 필요로 한다.
이에 반해, 본 발명의 희생층은 투명한 산화아연과 산화주석으로 이루어지도록 함으로써, 별도의 부분노광 공정을 생략할 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 산화아연과 산화주석은 투과도가 높아, 본 발명의 플렉서블 표시장치는 베이스기판의 배면으로부터 UV를 조사하여 실패턴을 경화하는 UV 경화를 사용할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 플렉서블 표시장치가 최종적으로 액정표시장치를 이루게 되는 경우, 실패턴 경화 및 액정주입을 동시에 진행할 수 있어, 서로 대향하는 두 기판 사이에 개재된 실패턴을 경화한 후, 액정을 주입하는 공정에 비해 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 실패턴 경화를 위해 고온의 열을 액정표시장치로 가하지 않아도 됨으로써, 액정층이 고온에 노출되어 형질 변형이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이후에는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법에 대해 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 2a 내지 2g는 본 발명의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 2a에 도시한 바와 같이, 유리 재질의 베이스기판(110) 상에 희생층(200)을 형성한다.
여기서, 희생층(200)은 투명한 산화아연 또는 산화주석 중 어느 하나로 이루어지도록 할 수 있는데, 산화아연 또는 산화주석 외에도 광학밴드갭(optical bandgap)이 3.0 ~ 4.0eV를 갖는 투명한 금속은 어느 것도 사용가능하다.
이때, 희생층(200)의 두께는 300 ~ 5000를 갖도록 하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 희생층(200)이 형성된 베이스기판(110) 상에 고분자 물질인 폴리이미드를 스핀코팅 또는 바(bar)코팅 장치(미도시)를 이용하여 전면에 도포함으로써 고분자 물질층(113)을 형성한다.
이후, 도 2c에 도시한 바와 같이, 고분자 물질층(도 2b의 113)이 형성된 베이스기판(110)을 경화장치(120) 예를 들면 오븐(oven) 또는 퍼니스(furnace) 내부에 위치시킨 후, 150℃ 내지 300℃의 온도 분위기에서 20분 내지 120분 정도 유지시킴으로써 고분자 물질을 경화시킨다.
이때 이러한 경화공정에 의해 경화된 고분자 물질층(도 2b의 113)은 플렉서블기판(115)을 이루게 된다.
따라서, 플렉서블기판(115)과 베이스기판(110) 사이에는 희생층(200)이 위치하게 된다.
이때 플렉서블기판(115)은 그 두께가 50㎛ 내지 300㎛인 것이 바람직한데, 이는 이보다 얇은 두께를 갖는 경우 추후 진행 될 박리공정에서 끊김 등이 발생할 가능성이 있다.
그리고 이보다 두꺼운 두께를 가질 경우, 일반적인 표시장치를 이루는 유리재질의 기판의 두께보다 두꺼워지므로 박형화의 추세에 역행하기 때문이다.
다음, 도 2d에 도시한 바와 같이, 플렉서블기판(115) 위로 표시소자(150) 형성공정을 진행함으로써 화상구현을 실현함에 필요한 구성요소들을 형성한다. 이때 도면에는 나타내지 않았지만, 다수의 구성요소를 패터닝하여 형성하기 전에 플렉서블기판(115) 상에 무기절연물질 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)를 전면에 증착함으로써 버퍼층(미도시)을 더욱 형성할 수도 있다.
이러한 버퍼층(미도시)을 플렉서블기판(115)상에 형성하는 이유는 고분자 물질로 이루어진 플렉서블기판(115)과 구성요소의 접합력 향상 및 고분자 물질이 고온에 노출 시 발생할 수 있는 유기 가스(gas) 또는 미세 유기 입자의 방출을 방지하기 위함이다.
이때 버퍼층(미도시)은 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)만의 단일층으로 이루어질 수도 있다. 또는 버퍼층(미도시)은 전술한 2가지 무기절연물질 모두를 사용하여 산화실리콘(SiO2)/질화실리콘(SiNx) 또는 질화실리콘(SiNx)/산화실리콘(SiO2)의 이중층 구조를 갖도록 형성할 수도 있다.
최종적인 표시장치가 유기전계발광소자(organic luminescence emitting device: OLED)를 이루게 되는 경우, 표시소자 형성공정은 다음과 같은 과정을 통해 형성되게 된다.
플렉서블기판(115) 상에 구동 박막트랜지스터(DTr)를 형성하는데, 설명의 편의를 위해 화상구현을 위한 최소 단위를 화소영역(미도시)이라 정의하며, 이는 서로 교차하는 게이트 및 데이터배선(미도시)으로 둘러싸인 영역이다.
각 화소영역(미도시)에는 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)가 구비된다.
여기서, 각 화소영역(미도시)에 형성된 스위칭 박막트랜지스터(미도시) 및 구동 박막트랜지스터(DTr)와 유기전계발광 다이오드(E)에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 플렉서블기판(115)의 각 화소영역(미도시)에 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 실리콘층(미도시)을 형성하고, 이에 대해 레이저 빔을 조사하거나 또는 열처리를 실시하여 상기 비정질 실리콘층을 폴리실리콘층(미도시)으로 결정화시킨다.
이후, 마스크 공정을 실시하여 폴리실리콘층(미도시)을 패터닝하여 순수 폴리실리콘 상태의 반도체층(103)을 형성한다.
다음으로, 반도체층(103) 위로 산화실리콘(SiO2)을 증착하여 게이트절연막(105)을 형성한다.
이후, 게이트절연막(105) 위로 저저항 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금 중 하나를 증착하여 제 1 금속층(미도시)을 형성하고, 이를 마스크 공정을 진행하여 반도체층(103)의 중심부에 대응하여 게이트전극(107)과 게이트배선(미도시)을 형성한다.
다음, 게이트전극(107)을 블록킹 마스크로 이용하여 플렉서블기판(115) 전면에 불순물 즉, 3가 원소 또는 5가 원소를 도핑함으로써 반도체층(103) 중 게이트전극(107) 외측에 위치한 부분에 불순물이 도핑된 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 이루도록 하고, 도핑이 방지된 게이트전극(107)에 대응하는 부분은 순수 폴리실리콘의 액티브영역(103a)을 이루도록 한다.
다음으로 반도체층(103)이 형성된 플렉서블기판(115) 전면에 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO2)과 같은 무기절연물질을 증착하여 전면에 제 1 층간절연막(109a)을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 제 1 층간절연막(109a)과 하부의 게이트절연막(105)을 동시 또는 일괄 패터닝함으로써 반도체층(103)의 소스 및 드레인영역(103b, 103c)을 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 반도체층콘택홀(116)을 형성한다.
이후, 제 1 층간절연막(109a) 위로 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 크롬(Cr) 및 몰리브덴(Mo) 중 하나를 증착하여 제 2 금속층(미도시)을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 제 1 및 제 2 반도체층콘택홀(116)을 통해 소스 및 드레인영역(103b, 103c)과 접촉하는 소스 및 드레인전극(110a, 110b) 그리고 데이터배선(미도시)을 형성한다.
이때 반도체층(103)과 게이트절연막(105)과 게이트전극(107)과 제 1 층간절연막(109a)과 서로 이격하는 소스 및 드레인전극(110a, 110b)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 이룬다.
다음으로 소스 및 드레인전극(110a, 110b)이 형성된 플렉서블기판(115) 상에 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등의 유기절연물질을 도포하고 마스크공정을 통해 패터닝함으로써, 제 2 층간절연막(109b)을 형성한다.
이때, 제 2 층간절연막(109b)은 드레인전극(110b)을 노출하는 드레인전극 콘택홀(117)을 가진다.
다음으로, 제 2 층간절연막(109b)의 상부로 드레인콘택홀(117)을 통해 드레인전극(110b)과 접촉하며 유기전계발광 다이오드(E)를 구성하는 일 구성요소로써 양극(anode)을 이루는 제 1 전극(111)을 형성한다.
다음으로, 제 1 전극(111)의 상부에 감광성 유기절연 재질 예를 들면 블랙 수지, 그래파이트 파우더(graphite powder), 그라비아 잉크, 블랙 스프레이, 블랙 에나멜 중 하나를 도포하고 이를 패터닝함으로써 제 1 전극(111) 상부로 뱅크(119)를 형성한다.
뱅크(119)는 플렉서블기판(115) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되어 화소영역(미도시) 간을 구분하게 된다.
다음으로, 뱅크(119) 상부에 유기발광물질을 도포 또는 증착하여 유기발광층(113)을 형성한다.
다음으로, 유기발광층(113) 상부에 일함수가 낮은 금속 물질을 얇게 증착한 반투명 금속막 상에 투명한 도전성 물질을 두껍게 증착한 제 2 전극(115)을 형성함으로써, 유기전계발광 다이오드(E)를 완성하게 된다.
이러한 화소영역(미도시)은 플렉서블기판(115) 상에 수백에서 수천개가 구비된다.
그리고, 유기전계발광 다이오드(E) 상부에는 인캡슐레이션(encapsulation)을 위한 플렉서블한 재질의 봉지필름(130)이 위치하여, 플렉서블기판(115)과 표시소자(150)는 패널 상태를 이루게 된다.
다음으로, 도 2e에 도시한 바와 같이, 인캡슐레이션됨에 따라 패널 상태를 이루는 플렉서블기판(115)과 베이스기판(110) 사이에 위치하는 희생층(200)으로 IR 레이저(LB)를 조사한다.
IR 레이저(LB)는 베이스기판(110)의 배면으로부터 조사되도록 하는 것이 바람직하며, 희생층(200)은 IR 레이저(LB)에 의해 기화됨에 따라, 도 2f에 도시한 바와 같이 베이스기판(110)과 플렉서블기판(115)은 자연스럽게 서로 분리하게 된다.
이를 통해, 도 2g에 도시한 바와 같은 본 발명에 따른 플렉서블 표시장치(100)를 완성하게 된다.
따라서, 점착제(미도시)를 사용하지 않고도 플렉서블기판(115)과 베이스기판(110)에 부착할 수 있어, 유리 또는 석영기판을 대상으로 설계된 기존의 표시장치용 제조장비에 적용할 수 있으며, 베이스기판(110) 상에 점착제(미도시)를 통해 플렉서블기판(115)을 부착하였던 기존의 문제점인 150℃ 이상의 온도에서 구동 박막트랜지스터(DTr)와 같은 구동소자를 형성할 수 없었던 문제점을 해소할 수 있다. 따라서, 구동소자의 성능이 저하되는 문제점이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 점착제(미도시)를 제거하기 위한 부가적인 공정을 삭제할 수 있어, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 플렉서블기판 제조방법은 희생층(200)을 산화아연이나 산화주석으로 이루어지도록 함으로써, 베이스기판(110)과 접촉력이 좋아 별도의 버퍼층(미도시)을 구비하지 않아도 된다. 그리고, 베이스기판(110)과 플렉서블기판(115)을 박리하는 과정에서 구동 및 스위칭 박막트랜지스터(DTr, 미도시)와 유기발광 다이오드(E)와 같은 표시소자에 손상이 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.
또한, 별도의 부분노광 공정을 생략할 수 있어 공정의 효율성을 향상시킬 수 있으며, 베이스기판(110)의 배면으로부터 UV를 조사하여 실패턴(미도시)을 경화하는 UV 경화를 사용할 수 있다.
이를 통해, 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
110 : 베이스기판, 115 : 플렉서블기판, 130 : 봉지필름
200 : 희생층, LB : IR 레이저

Claims (7)

  1. 베이스기판 상에 투명한 광학밴드갭(optical bandgap)이 3.0 ~ 4.0ev인 희생층을 형성하는 단계와;
    상기 희생층 상부에 플렉서블기판을 형성하는 단계와;
    상기 플렉서블기판 상에 화상 구현을 위한 표시소자를 형성하는 단계와;
    상기 희생층에 IR(infra red) 레이저를 조사하여 상기 희생층 표면을 기화시켜 제거함으로써, 상기 플렉서블기판과 상기 베이스기판을 분리하는 단계
    를 포함하는 플렉서블 표시장치 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 희생층은 상기 레이저에 의해 레이저 에블레이션(laser ablation)되는 플렉서블 표시장치 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 희생층은 산화아연(ZnO) 또는 산화주석(SnO2) 중 어느 하나로 이루어지는 플렉서블 표시장치 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저는 710 ~ 1550nm 파장대를 갖는 플렉서블 표시장치 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉서블기판을 형성하는 단계는,
    상기 베이스기판 상에 고분자 물질을 전면에 도포하여 고분자 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 고분자 물질층을 경화하는 단계
    를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 기판 상에 화상구현을 위한 표시소자를 형성하는 단계 이전에, 상기 플렉서블 기판 상에 무기절연물질로서 버퍼층을 형성하는 단계를 포함하는 플렉서블 표시장치의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    플렉서블 표시장치는 액정표시장치이고,
    상기 표시소자를 형성하는 단계는, UV 조사에 의하여 실패턴을 경화하고 액정을 주입하는 단계를 포함하고,
    상기 실패턴의 경화 및 상기 액정의 주입은 동시에 진행되는 플렉서블 표시장치 제조방법.
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