KR101960745B1 - 연성 표시소자 절단방법 및 이를 이용한 연성 표시소자 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연성 표시소자의 절단시 불량이 발생하지 않는 연성 표시소자 절단방법에 관한 것으로, 연성기판 및 절연층이 형성된 유리 모기판을 제공하는 단계; 제1레이저를 조사하여 모기판 상부의 연성기판 및 절연층을 용융하는 단계; 및 상기 제1레이저 조사에 의해 노출되는 모기판을 절단수단에 의해 절단하는 단계로 구성된다.

Description

연성 표시소자 절단방법 및 이를 이용한 연성 표시소자 제조방법{METHOD OF CUTTING FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING FLEXIBLE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 연성 표시소자 절단방법 및 이를 이용한 연성 표시소자 제조방법에 관한 것으로, 특히 레이저를 이용하여 연성 표시소자를 절단함으로써 크랙등의 불량을 방지할 수 있는 연성 표시소자 절단방법 및 이를 이용한 연성 표시소자 제조방법에 관한 것에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시소자들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시소자는 액정표시소자, 전계방출 표시소자, 플라즈마 디스플레이패널 및 유기전계발광 표시소자 등이있다.

이러한 평판표시소자들 중 플라즈마 디스플레이는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 액정표시소자는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, 액정표시소자는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학 소자들에 의해광 손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.

이에 비하여, 유기전계발광 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기전계발광 표시소자와 유기전계발광 표시소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기전계발광 표시소자는 유기전계발광 표시소자에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기전계발광 표시소자는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 현재 활발하게 연구되고 있다.

한편, 근래 휴대성 및 사용상의 편의를 위해 플라스틱 기판과 같은 연성기판을 사용하여 연성 표시소자가 제안되고 있다. 이러한 연성 표시소자는 폴리이미드와 같은 플라스틱재질의 기판을 유리로 이루어진 모기판에 부착하여, 박막트랜지스터 공정과 같은 다양한 공정을 진행하여 모기판에 복수의 표시패널을 형성한 후, 모기판을 절단하여 표시패널 단위로 분리함으로써 완성된다.

통상적으로, 일반적인 표시소자, 즉 휘지 않는 단단한 표시소자에서는 박막트랜지스터나 배선 등과 같은 각종 부품들이 유리로 이루어진 모기판상에 직접 형성되므로, 절단휠에 의해 모기판에 수직방향의 크랙인 절단선을 형성하고 절단선에 압력을 인가하여 수직방향의 크랙을 모기판의 상면에서 하면으로 전파함으로써 모기판을 표시패널 단위로 분리하였다.

그러나, 연성 표시소자의 경우 모기판 위에 폴리이미드와 같은 플라스틱기판이 부착되므로, 절단휠에 의해 모기판을 절단할 경우 플라스틱기판과 유리기판을 한꺼번에 절단하여야 한다. 그런데, 플라스틱기판은 유리와는 달리 강도가 낮기 때문에, 절단휠에 의해 원활하게 절단되지 않는다. 더욱이, 일반적인 표시소자를 절단할 때와는 달리 연성 표시소자를 절단할 때에는 플라스틱기판에 의해 절단되는 물체의 두께가 증가하게 되므로, 절단휠에 의한 수직크랙이 유리기판에 완전하게 형성되지 않게 되며, 그 결과 모기판의 절단시 절단면에 불량이 발생하게 된다.

더욱이, 유기전계발광 표시소자의 경우, 수분이나 공기와 같은 불순물이 침투하게 되면 유기전계발광 표시소자에 불량이 발생하고 수명이 단축되므로, 모기판 전체에 걸쳐서 이물질이나 수분 등의 침투를 방지하기 위한 각종 절연층이 형성되는데, 절단휠에 의해 불완전한 절단이 이루어지는 경우 절단면을 통해 절연층을 따라 크랙이 전파된다. 전파된 크랙은 유기전계발광 표시소자 내부로 이물질이나 수분을 인도하는 통로의 역할을 하여 유기전계발광 표시소자에 불량이 발생하고 수명이 단축되는 중요한 원인이 된다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 2회의 절단공정에 의해 표시소자를 절단함으로써 불량을 방지할 수 있는 표시소자 절단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 표시소자 절단방법이 채용된 유기전계발광 표시소자 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 연성 표시소자 절단방법은 연성기판 및 절연층이 형성된 유리 모기판을 제공하는 단계; 제1레이저를 조사하여 모기판 상부의 연성기판 및 절연층을 용융하는 단계; 및 상기 제1레이저 조사에 의해 노출되는 모기판을 절단수단에 의해 절단하는 단계로 구성된다.

이때, 상기 제1레이저는 AN YAG레이저를 포함하며, 모기판을 절단하는 절단수단은 절단휠일 수도 있고 제2레이저일 수도 있다. 상기 제2레이저는 CO₂레이저로서, 모기판에 레이저빔을 복수회 조사함으로써 모기판을 절단한다.

또한, 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자는 복수의 패널영역을 포함하는 모기판을 제공하는 단계; 상기 모기판 위에 패널영역에 표시영역와 외곽영역을 포함하는 연성기판을 부착하는 단계; 상기 기판의 표시영역의 유기발광구조물을 형성하는 단계; 상기 모기판의 패널영역 사이의 연성기판에 레이저를 조사하여 용융하는 단계; 상기 레이저의 조사에 의해 노출되는 모기판을 절단하는 단계; 및 상기 모기판을 기판으로부터 분리하는 단계로 구성된다.

본 발명에서는 2회의 절단 공정에 의해 물성이 다른 물질을 각각 다른 공정에 의해 절단함으로써 불완전한 절단에 의한 절단면의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 특히, 유기전계발광 표시소자에서 연성기판 및 절연층을 레이저에 절단한 후, 유리 모기판을 레이저나 절단휠에 의해 절단함으로써 불완전한 절단에 의해 크랙이 절연층을 타고 표시영역 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있게 되어, 이물질이나 수분의 침투에 의한 표시소자의 불량을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 제1실시예에 따른 연성 표시소자 절단방법을 나타내는 도면.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제2실시예에 따른 연성 표시소자 절단방법을 나타내는 도면.
도 3a-도 3i는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면.
도 4a-도 4c는 레이저와 절단휠에 의해 모기판 단위의 유기전계발광 표시소자를 절단하는 것을 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 다른 제조방법을 나타내는 도면.
도 6은 2개의 레이저에 의해 절단휠에 의해 모기판 단위의 유기전계발광 표시소자를 절단하는 것을 나타내는 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서는 유기전계발광 표시소자와 같은 연성 표시소자(flexible display device)를 효율적으로 절단하기 위해, 2단계의 절단공정을 거친다. 즉, 유리기판 상부에 배치되는 플라스틱기판이나 절연층을 먼저 절단한 후, 다음 단계에서 하부의 유리기판을 절단함으로써 절단면에 불량이 없는 표시소자가 완성된다.

이와 같이, 본 발명에서 연성 표시소자를 2단계에 의해 절단하는 것은 하부의 유리기판의 물성과 상부의 연성 플라스틱기판의 물성이 다르기 때문이다. 즉, 하부의 유리기판은 경도가 높은 반면에, 상부의 플라스틱기판은 경도가 낮기 때문에, 동일한 절단도구로 절단하는 경우 하나는 잘 절단되지만 하나는 잘 절단되지 않는다.

특히, 본 발명에서는 플라스틱기판을 레이저로 1차 절단한 후, 유리기판을 절단휠이나 레이저로 절단함으로써 모기판을 복수의 표시패널로 분리한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명이 제1실시예에 따른 연성 표시소자의 절단방법을 나타내는 도면이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연성 표시소자는 유리와 같은 경도가 큰 물질로 이루어진 모기판(180)과, 상기 모기판(180) 위에 형성된 폴리이미드와 같은 플라스틱물질로 이루어진 연성기판(110)과, 상기 연성기판(110) 위에 형성된 절연층(140)과 같은 각종 층으로 이루어진다.

상기 연성기판(110)에는 절연층과 각종 배선이 형성된다. 연성기판(110)을 모기판(180) 상에 부착하는 이유는 각종 배선과 절연층을 형성하는 공정시 연성기판(110)을 항상 편평하게 유지하기 위해서이다. 즉, 연성기판(110)은 연성을 갖기 때문에 휠 수 있으며, 공정진행시 기판(110)이 휘게 되면 원하는 형태의 부품을 형성할 수 없게 된다. 이러한 이유로 인해, 연성기판(110)은 단단하고 편평한 유리로 이루어진 모기판(180)에 부착되어 공정이 진행되며, 공정이 종료된 후에는 상기 연성기판(110)이 모기판(180)으로부터 분리되어 연성 표시소자가 완성된다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 모기판(180) 상에는 복수의 표시패널이 형성되며, 모기판(180)을 절단하여 복수의 표시패널을 개개의 표시패널로 분리하고 절단된 모기판(180)을 역시 절단된 연성기판(110)으로부터 분리함으로써 연성 표시소자가 완성된다.

본 발명의 절단방법은 주로 복수의 표시패널이 형성된 모기판을 절단하여 개개의 연성 표시소자를 완성하기 위해 사용된다. 그러나, 본 발명의 절단방법이 복수의 표시패널을 분리하기 위해서만 사용되는 것이 아니라, 하나의 표시소자를 제작하는 경우에도 외곽영역의 쓸데없는 부분을 절단하는 등 다양한 부위를 절단하는데 사용할 수 있을 것이다.

우선, 도 1a에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 연성기판(110)과 절연층(140)이 형성된 모기판(180) 위에 레이저(190)를 배치하고 레이저빔(191)을 조사하여 모기판(180) 위에 형성된 연성기판(110)과 절연층(140)을 절단한다. 이때, 상기 레이저(190)는 Nd-YAG 레이저와 같은 고체레이저로서, 레이저빔(191)이 조사됨에 상기 연성기판(110) 및 절연층(140)이 용융된다. 이때, 상기 모기판(180) 위에는 절연층(140) 대신 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름이 형성될 수도 있으며, 이러한 보호필름도 Nd-YAG레이저에 의해 용용된다.

상기 레이저(190)는 모기판(180) 위에서 일정 방향을 따라 스캔되며, 그에 따라 상기 연성기판(110)과 절연층(140)이 용융되어 해당 방향을 따라 일정 폭으로 모기판(180)이 외부로 노출된다.

그 후, 도 1b에 도시된 바와 같이, 노출된 모기판(180) 위에 절단휠(196)을 배치하고 모기판(180)과 접촉된 상태에서 절단휠(196)을 구동하여 모기판(180)에 크랙을 형성한다. 이때, 상기 절단휠(196)은 노출된 모기판(180)을 따라, 즉 레이저(190)가 스캔한 영역을 따라 이동하면서 작동함으로써 모기판(180)에 절단선을 형성한다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 절단선이 형성된 모기판(180)에 압력을 인가하면, 크랙이 모기판(180)의 하면까지 전파되어 모기판(180)이 완전히 절단된다.

이와 같이, 본 발명의 제1실시예에서는 레이저에 의해 강도가 약한 플라스틱 기판(110)을 절단한 후, 절단휠(196)에 의해 강도가 강한 유리기판(180)을 절단하므로, 플라스틱 기판(110)과 유리기판(180)의 강도 차이에 의한 절단면 불량을 방지할 수 있게 된다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명이 제2실시예에 따른 연성 표시소자의 절단방법을 나타내는 도면이다.

도 2a에 도시된 바와 같이, 우선 이 실시예에서도 플라스틱재질과 같은 연성기판(110)과 그 위에 보호필름과 같은 절연층(140)이 형성된 모기판(180) 위에 Nd-YAG 레이저와 같은 제1레이저(190)를 배치한 후 제1레이저빔(191)을 조사한다. 이러한 제1레이저빔(191)의 조사에 의해 모기판(180) 상부의 연성기판(110)과 절연층(140)이 제거되어 제1레이저빔(191)이 조사된 영역을 통해 모기판(180)이 노출된다.

이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 모기판(180) 위에 제2레이저(194)를 배치한 후, 상기 노출된 영역의 모기판(180)에 제2레이저빔(195)을 조사한다. 상기 제2레이저빔(195)의 조사에 의해 유리기판이 팽창과 수축을 반복하여 모기판(180)에 크랙이 형성된다. 이때, 상기 제2레이저(194)은 노출된 모기판(180)을 따라, 즉 제2레이저(194)가 스캔한 영역을 따라 이동하면서 모기판(180)을 스캔함으로써 모기판(180)에 절단선을 형성한다. 이때, 상기 제2레이저(194)는 1회의 조사에 의해 모기판(180)에 크랙을 형성할 수도 있지만, 모기판(180)의 강도 등을 감안하여 복수회 레이저빔을 조사할 수도 있다.

도면에는 도시하지 않았지만, 상기 절단선이 형성된 모기판(180)에 압력을 인가하면, 크랙이 모기판(180)의 하면까지 전파되어 모기판(180)이 완전히 절단된다.

상기 제1레이저(190)와 제2레이저(194)는 서로 다른 특성을 갖는 물질을 융용하기 때문에, 서로 다른 파장 및 강도를 갖는 레이저를 사용한다. 본 발명에서는 제1레이저(190)로는 AN-YAG와 같은 고체레이저를 사용하고 제2레이저(194)는 CO₂레이저와 같은 기체레이저를 사용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 연성 표시소자를 절단하는데 있어서, 연성의 기판(110) 및 절연층(140)과 강성의 유리기판(180)을 서로 다른 절단수단으로 절단함으로써 절단이 원활하게 이루어져 절단면에 불량이 발생하지 않게 되며 또한 절연층(140) 등에 크랙이 발생하여 표시소자로 전파되는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 본 발명의 절단방법은 유기전계발광 표시소자, 전계발광 표시소자, 액정표시소자, 전기영동 표시소자, 플라즈마 표시소자와 같은 다양한 평판표시소자에 적용될 수 있지만, 이하에서는 이중에서도 유기전계발광 표시소자를 예를 들어 실제 절단방법이 적용된 표시소자 제조방법을 설명한다.

도 3a-도 3h는 본 발명에 따른 유기전계발광 표시소자의 제조방법을 나타내는 도면이다.

우선, 도 3a에 도시된 바와 같이, 폴리이미드(PI)와 같은 플라스틱물질로 이루어진 기판(110)을 유리 등으로 이루어진 대면적의 모기판(180)에 접착제 등에 의해 부착한다. 이때, 도면에서는 단지 서로 인접하는 2개의 패널영역만이 개시되어 있지만, 모기판(180)에는 N×M(N,M≥2)의 패널영역이 형성될 수 있으므로, N×M의 기판(110)을 일정 간격으로 부착한다. 또한, 모기판(180)의 면적과 실질적으로 동일한 면적의 연성기판(110)을 상기 모기판(180)에 부착할 수도 있다. 또한, 각각의 패널영역에는 수많은 화소영역이 형성되지만, 도면에서는 설명의 편의를 위해 표시영역의 최외각영역 및 외곽영역만을 도시하였다.

그 후, 상기 연성기판(110) 위에 무기물질 등으로 이루어진 버퍼층(122)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼층(122)을 단일층 또는 복수의 층으로 형성할 수 있다. 이어서, 기판(110) 전체에 걸쳐 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)와 같은 투명산화물반도체 또는 결정질 실리콘 등을 CVD법에 의해 적층한 후 식각하여 버퍼층(122)위에 반도체층(112)을 형성한다. 이때, 결정질실리콘층은 결정질 실리콘을 적층하여 형성할 수도 있고, 비정질실리콘을 적층한 후 레이저결정법 등과 같은 다양한 결정법에 의해 비정질물질을 결정화함으로써 형성할 수도 있다. 상기 결정질실콘층의 양측면에는 n⁺ 또는 p⁺형 불순물을 도핑하여 도핑층을 형성한다.

그 후, 상기 반도체층(112) 위에 CVD(Chemical Vapor Deposition)에 의해 SiO₂나 SiOx와 같은 무기절연물질을 적층하여 제1절연층(123)을 형성한 후, 그 위에 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법(sputtering process)에 의해 적층하고 사진식각방법(photolithography process)에 의해 식각하여 표시영역의 각 화소영역에 게이트전극(111)을 형성한다. 이어서, 상기 게이트전극(111)이 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 CVD법에 의해 무기절연물질을 적층하여 제2절연층(124)을 형성한다.

이때, 외곽영역에도 버퍼층(122), 제1절연층(123) 및 제2절연층(124)이 형성된다. 도면에서는 서로 인접하는 표시패널 사이에는 버퍼층(122), 제1절연층(123) 및 제2절연층(124)이 형성되지 않지만, 표시패널 사이의 영역에 버퍼층(122), 제1절연층(123) 및 제2절연층(124)이 형성될 수도 있다.

이어서, 상기 제1절연층(123)과 제2절연층(124)을 식각하여 반도체층이 노출되는 컨택홀을 형성한 후, 기판(110) 전체에 걸쳐 Cr, Mo, Ta, Cu, Ti, Al 또는 Al합금과 같이 도전성이 좋은 불투명 금속을 스퍼터링법에 의해 적층한 후 식각하여 표시영역에 컨택홀을 통해 반도체층(112)과 전기적으로 접속하는 소스전극(114) 및 드레인전극(115)을 형성하고 외곽영역에 패드(117)를 형성한다.

이어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 소스전극(114) 및 드레인전극(115)과 패드(117)가 형성된 기판(110) 전체에 걸쳐 무기절연물질을 적층하여 제3절연층(126)을 형성하고 일부 영역을 식각하여 표시영역 및 외곽영역에 각각 제1컨택홀(129a) 및 제2컨택홀(129a)을 형성한다. 이때, 상기 제3절연층(126)은 SiO₂를 적층함으로써 형성할 수 있으며 상기 제1컨택홀(129a)에 의해 박막트랜지스터의 드레인전극(115)이 외부로 노출되고 제2컨택홀(129b)에 의해 패드(117)가 외부로 노출된다.

또한, 도면에는 상기 제3절연층(126)은 외곽영역의 최외각영역, 즉 다른 유기전계발광 표시패널과 인접하여 절단되는 영역에는 형성되어 있지 않지만, 상기 제3절연층(126)이 절단영역에 형성될 수도 있다.

그 후, 상기 기판(110) 전체에 걸쳐 Ca, Ba, Mg, Al, Ag와 같은 금속을 적층하고 식각하여 표시영역에 제1컨택홀(129a)를 통해 구동박막트랜지스터의 드레인전극(115)과 접속되는 화소전극(120)을 형성하고 외곽영역에 금속층(121)을 형성한다.

이어서, 도 3c에 도시된 바와 같이, 표시영역 및 외곽영역에 뱅크층(128)을 형성한다. 뱅크층(128)은 일종의 격벽으로서, 각 화소영역을 구획하여 인접하는 화소영역에서 출력되는 특정 컬러의 광이 혼합되어 출력되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 상기 뱅크층(128)은 컨택홀(129a)의 일부를 채우기 때문에 단차를 감소시키며, 그 결과 유기발광부의 형성시 과도한 단차에 의한 유기발광부에 불량이 발생하는 것을 방지한다. 또한, 상기 뱅크층(128)은 외곽영역로 연장되어 형성된다. 이때, 외곽영역에의 패드(117) 위에 뱅크층(128)에도 컨택홀이 형성되어 상기 패드(117)가 뱅크층(128)을 통해 외부로 노출된다. 한편, 상기 뱅크층(128)의 외곽영역 단부는 제3절연층(126)의 단부와 거의 동일 선상으로 형성되어 상기 제1보호(126)과 뱅크층(128) 사이에 단차가 발생하지 않는다. 이때, 상기 뱅크층(128)은 유기절연물질을 적층한 후 식각하여 형성하지만, 무기절연물질 CVD법에 적층하고 식각하여 형성할 수도 있다.

이어서, 표시영역의 화소전극(120) 상부의 뱅크층(128) 사이에 유기발광부(125)를 형성한다. 상기 유기발광부(125)는 각각 적색광을 발광하는 R-유기발광층, 녹색광을 발광하는 G-유기발광층, 청색광을 발광하는 B-유기발광층을 포함한다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 유기발광부(125)에는 유기발광층 뿐만 아니라 유기발광층에 전자 및 정공을 각각 주입하는 전자주입층 및 정공주입층과 주입된 전자 및 정공을 유기발광층으로 각각 수송하는 전자수송층 및 정공수송층이 형성될 수도 있을 것이다.

또한, 유기발광층은 백색광을 발광하는 백색 유기발광층으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 백색 유기발광층의 하부, 예를 들어 절연층(124) 위의 R,G,B 서브화소영역에는 각각 R,G,B 컬러필터층이 형성되어 백색 유기발광층에서 발광되는 백색광을 적색광, 녹색광, 청색광으로 변환시킨다. 이러한 백색 유기발광층은 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 유기물질이 혼합되어 형성되거나 R,G,B의 단색광을 각각 발광하는 복수의 발광층이 적층되어 형성될 수 있다.

상기 설명에서는 뱅크층(128)을 형성하고 그 사이에 유기발광부(125)를 형성하지만, 유기발광부(125)를 먼저 형성하고 뱅크층(128)을 형성할 수도 있을 것이다.

그 후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 뱅크층(128)과 유기발광부(125) 위에 ITO나 IZO와 같은 투명한 도전물질을 스퍼터링법에 의해 적층하고 식각하여 공통전극(121)을 형성한다. 이때, 외곽영역의 공통전극(121)은 제2컨택홀(129b)을 통해 금속층(121)을 거쳐 패드(117)와 접속되어 표시영역 내의 공통전극(121)에 신호를 인가한다.

상기 공통전극(130)이 유기발광부(125)의 애노드이고 화소전극(120)이 캐소드로서, 공통전극(130)과 화소전극(120)에 전압이 인가되면, 상기 화소전극(120)으로부터 전자가 유기발광부(125)로 주입되고 공통전극(130)으로부터는 정공이 유기발광부(125)로 주입되어, 유기발광층내에는 여기자(exciton)가 생성되며, 이 여기자가 소멸(decay)함에 따라 발광층의 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)와 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)의 에너지 차이에 해당하는 광이 발생하게 되어 외부(도면에서 공통전극(130)의 상부방향)로 출사하게 된다.

이어서, 공통전극(121) 상부와 뱅크층(128) 위에 무기물질을 적층하여 제1보호층(141)을 형성한다. 이때, 상기 제1보호층(141)은 외곽영역의 절연층(122,123) 상부 및 다른 유기전계발광 표시패널과 인접하여 절단되는 영역에도 형성된다.

그 후, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 제1보호층(141) 위에 폴리머 등의 유기물질을 적층하여 유기층(142)을 형성한다. 이때, 상기 유기층(142)은 스크린프린팅법에 의해 형성된다. 즉, 도면에는 도시하지 않았지만 스크린을 기판(110) 위에 배치하고 폴리머를 스크린 위에 충진한 후, 닥터블레이드나 롤에 의해 압력을 인가함으로써 유기층(142)을 형성한다.

상기 유기층(142)은 약 8-10㎛의 두께로 형성되어 외곽영역의 일정 영역까지 연장되어 뱅크층(128)을 완전히 덮게 된다. 또한, 상기 유기층(142)은 외곽영역의 뱅크층(128)의 일부분만을 덮거나 뱅크층(128)의 단부까지만 덮을 수도 있을 것이다.

이어서, 유기층(142) 위에 SiO²나 SiOx와 같은 무기물질을 적층하여 상기 유기층(142) 위에 제2보호층(144)을 형성한다. 이때, 상기 제2보호층(144)은 외곽영역으로 연장되어 형성된다.

그 후, 도 3f에 도시된 바와 같이, 상기 제2보호층(144) 위에 접착제를 적층하여 접착층(146)을 형성하며 그 위에 PS(Polystyrene)필름, PE(Polyethylene)필름, PEN(Polyethylene Naphthalate)필름 또는 PI(Polyimide)필름 등과 같은 보호필름(148)을 위치시키고 압력을 인가하여 보호필름(148)을 접착시킨다. 이때, 상기 접착제를 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 열경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(148)의 접착후 열을 인가하고, 광경화성 수지를 사용하는 경우 보호필름(148)의 접착후 광을 조사하여 접착층(146)을 경화시킨다.

이어서, 상기 보호필름(148) 위에 편광판(149)을 부착하여 모기판(180)에 N×M개의 유기전계발광 표시패널을 형성한다. 상기 편광판(149)은 유기전계발광 표시소자로부터 발광된 광은 투과하고 외부로부터 입사되는 광은 반사하지 않도록 하여, 화질을 향상시킨다.

이때, 도면에 도시된 바와 같이, 모기판(180)에 형성된 유기전계발광 표시패널 사이의 경계영역에는 플라스틱으로 이루어진 연성기판(110), 제1보호층(142) 및 제2보호층(1440이 형성된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 경계영역에 버퍼층이나 절연층이 형성될 수도 있다.

그 후, 도 3g에 도시된 바와 같이, AN-YAG레이저와 같은 고체레이저(190)를 패널과 패널 사이의 절단영역(P) 위에 배치한 후, 절단영역(P)에 레이저빔(191)을 조사하여 연성기판(110) 및 보호층(142,144)을 용융한다.

이러한 절단공정은 레이저(190)를 일방향을 따라 이동하면서 스캔함으로써 이루어지는데, 이러한 절단공정이 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다.

도 4a에 도시된 바와 같이, 테이블(200) 위에 모기판(180)이 로딩되면, 레이저(190)를 모기판(180)의 일단부 위에 위치시킨 상태에서 모기판(180)의 일단부에 레이저빔(191)을 조사하여 모기판(180) 위의 연성기판 및 보호층을 용융시킨다.

레이저빔(191)을 조사하는 상태에서 레이저(190)를 이동하던지 또는 테이블(200)을 이동하면서 레이저빔(191)을 일단부에서 타단부를 따라 형성되는 절단예정선(182)을 따라 조사하면, 도 4b에 도시된 바와 같이 모기판(180)에는 연성기판 및 보호층이 용융되어 모기판이 노출된 영역(183)이 형성된다.

그 후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 레이저(190)에 의해 노출된 패널 사이의 모기판(180) 위에 절단휠(196)을 배치한 후, 상기 절단휠(196)을 구동하여 모기판(180)에 크랙을 형성한다.

즉, 도 4c에 도시된 바와 같이, 모기판(180) 일단부 위에 절단휠(196)을 접촉한 상태에서 상기 절단휠(196)을 구동함에 따라 상기 모기판(180)에 크랙이 형성된다. 이 상태에서 절단휠(196)을 이동하거나 테이블(200)을 이동하여 절단휠(196)을 절단예정선(182)을 따라 진행하면, 상기 모기판(180)에 크랙으로 이루어진 절단선이 형성된다.

이후, 도면에는 도시하지 않았지만, 절단선이 형성된 모기판(180)에 압력을 인가하면 절단휠(196)에 의해 절단선을 따라 형성된 크랙이 모기판(180)의 하면으로 전파하여 모기판(180)이 복수의 단위패널로 분리된다.

이어서, 도 3i에 도시된 바와 같이, 절단되어 분리된 각각의 유기전계발광 표시패널에 절단된 모기판(180) 측으로부터 레이저를 조사하거나 표시패널에 열을 인가하여 기판(110)을 모기판(180)으로부터 분리함으로써 연성 유기전계발광 표시소자를 완성할 수 있게 된다.

한편, 상기 모기판의 절단은 레이저와 절단휠에 의해서만 이루어지는 것이 아니라 레이저에 의해 우선 연성기판과 절연층을 용융한 후 다시 레이저를 조사함으로써 모기판을 절단할 있는데, 이러한 2회의 레이저 조사에 의한 절단 방법이 도 5a 및 도 5b에 되어 있다.

우선, 모기판(180) 상에 연성기판(110)을 부착하고, 도 3a-도 3f에 도시된 공정을 되풀이하여 연성기판(110)이 부착된 모기판(180) 상에 박막트랜지스터, 절연층(122,124,126), 화소전극(120), 공통전극(121), 유기층(142), 보호층(141,144)이 형성된 복수의 표시패널을 형성한다. 이때, 인접하는 2개의 패널영역 사이에도 연성기판(110) 및 보호층(141,144)이 형성된다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 제작된 모기판(180) 상부의 절단영역(P)에 제1레이저(190)를 위치시킨 후, 보호층(141,144) 및 연성기판(110)에 제1레이저빔(191)을 조사한다. 이때, 제1레이저(190)는 AN-YAG와 같은 고체레이저로서, 조사되는 영역의 보호층(141,144) 및 연성기판(110)을 용융하여 하부의 모기판(180)이 외부로 노출되도록 한다.

그 후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 노출된 모기판(180) 위에 CO2레이저와 같은 제2레이저(194)를 위치시킨 후, 제2레이저빔(195)을 조사한다. 제2레이저빔(195)이 조사됨에 따라 유리로 이루어진 모기판(180)이 열팽창하고 수축을 하여 유리에 크랙이 발생하게 된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 모기판(180)의 열팽창과 수축을 원활하게 하기 위해 제2레이저빔(195)이 조사된 영역에 냉각공기 등을 분사하여 열팽창된 영역을 냉각시키는 냉각부재가 추가로 설치될 수 있다.

또한, 상기 모기판(180)으로의 제2레이저빔(195)은 1회만 조사될 수도 있고 2회 이상 복수회 조사될 수도 있다. 즉, 제1레이저(190)는 모기판(180)을 1회 스캔하면 되지만, 제2레이저(194)는 필요에 따라 모기판(180)을 2회 이상 스캔함으로써 유리기판을 절단하는 것이다.

이와 같이, 2개의 레이저에 의해 유기전계발광 표시소자를 절단하면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 균일하고 모기판을 절단하여 불량이 발생하지 않는다. 기판에 조사되는 레이저빔은 항상 일정한 에너지를 갖고 있기 때문에, 균일한 기판의 절단이 가능하게 되어 불량이 발생하는 것을 방지한다.

둘째, 절단시 유리칩 등의 이물질이 발생하지 않는다. 레이저를 이용한 기판의 절단은 기판의 열팽창 및 수축에 의해 이루어지므로, 기계적인 마찰 등에 의해 생성되는 유리칩이 발생하지 않게 된다.

한편, 상기와 같이 2개의 레이저에 의해 모기판을 절단하는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 레이저(190,194)를 연속적으로 배치하거나 하나의 그룹으로 설치하여 이들 레이저로 모기판 단위의 유기전계발광 표시소자를 스캔함으로써 유기전계발광 표시소자를 절단할 수 있다.

즉, 2개의 레이저(190,194)에 의해 유기전계발광 표시소자를 연속적으로 레이저빔(191,195)을 조사함으로써 거의 실시간으로 연성기판과 절연층 및 유리기판을 절단할 수 있게 되어 공정을 신속하게 진행할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 2회의 절단 공정에 의해 물성이 다른 물질을 각각 다른 공정에 의해 절단함으로써 불완전한 절단에 의한 절단면의 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 특히, 유기전계발광 표시소자에서 연성기판 및 절연층을 레이저에 절단한 후, 유리 모기판을 레이저나 절단휠에 의해 절단함으로써 불완전한 절단에 의해 크랙이 절연층을 타고 표시영역 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있게 되어, 이물질이나 수분의 침투에 의한 표시소자의 불량을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

110 : 기판 120 : 화소전극
122 : 버퍼층 123,124,126 : 절연층
125 : 유기발광부 128 : 뱅크층
130 : 공통전극 141,144 : 보호층
142 : 유기층 180 : 모기판
190,194 : 레이저 196 : 절단휠
200 : 테이블

Claims (16)

1. 연성기판이 부착되고 그 상부에 절연층이 형성된 유리 모기판을 제공하는 단계;
   제1레이저를 조사하여 모기판 상부의 연성기판 및 절연층을 용융하는 단계; 및
   상기 제1레이저 조사에 의해 노출되는 모기판을 절단수단에 의해 절단하는 단계로 구성되며,
   상기 절단에 의해 형성되는 상기 연성기판과 상기 절연층의 측단면은 연속적인 면을 형성하고 상기 모기판의 측단면은 연성기판의 측단면과 불연속적인 면을 형성하는 연성 표시소자 절단방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1레이저는 AN YAG레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 절단수단은 절단휠을 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 절단수단은 제2레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 제2레이저는 CO₂레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 제2레이저는 모기판에 레이저빔을 복수회 조사하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 제1레이저 및 제2레이저는 인접하여 배치되어 실시간으로 레이저빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 연성기판은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 연성 표시소자 절단방법.
9. 복수의 패널영역을 포함하는 모기판을 제공하는 단계;
   상기 모기판 위에 패널영역에 표시영역와 외곽영역을 포함하는 연성기판을 부착하는 단계;
   상기 연성기판의 표시영역에 유기발광구조물을 형성하는 단계;
   상기 모기판의 패널영역 사이의 연성기판에 레이저를 조사하여 용융하는 단계;
   상기 레이저의 조사에 의해 노출되는 모기판을 절단하는 단계; 및
   상기 모기판을 절단하여 패널영역으로 분리하는 단계로 구성되며,
   상기 연성기판과 상기 모기판의 절단된 측단면은 불연속적인 면을 형성하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 유기발광구조물을 형성하는 단계는,
    각 화소에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    각 화소에 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제1전극 위에 광을 발광하는 유기발광부를 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광부 위에 제2전극을 형성하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 연성기판은 플라스틱물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
12. 제9항에 있어서, 모기판을 절단하는 단계는 절단휠에 의해 모기판을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
13. 제9항에 있어서, 모기판을 절단하는 단계는 레이저를 조사하여 모기판을 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
14. 제9항에 있어서, 모기판을 기판으로부터 분리하는 단계는 모기판의 후면에서 레이저를 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
15. 제9항에 있어서, 패널영역의 표시영역와 외곽영역에 적어도 하나의 보호층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 레이저에 의해 보호층이 용융되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광 표시소자 제조방법.
    

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