KR102049487B1 - 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 지지 기판 위에 그래핀으로 이형층을 형성하는 단계, 이형층 위에 박막 기판을 형성하는 단계, 박막 기판 위에 화소 및 밀봉 부재를 형성하는 단계, 박막 기판으로부터 상기 이형층 및 지지 기판을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 정공 주입 전극과 유기 발광층 및 전자 주입 전극으로 구성되는 유기 발광 소자들을 포함한다. 각각의 유기 발광 소자는 유기 발광층 내부에서 전자와 정공이 결합하여 생성된 여기자(exciton)가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 발광한다.
이러한 유기 발광 표시 장치를 슬림화하기 위해 표시 기판 자체를 얇은 유리 기판으로 형성하고 있다. 이 경우 얇은 유리 기판이 제조 공정 중 휘는 것을 방지하기 위해 유리 기판을 지지하는 지지 기판이 사용된다.
이러한 지지 기판에 표시 기판을 형성한 후 지지 기판을 표시 기판으로부터 분리한다.
그러나 지지 기판과 표시 기판을 분리시 표시 기판이 손상되거나 찢어지는 현상이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 표시 기판을 지지 기판에 용이하게 고정시키고 용이하게 분리시킬 수 있는 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 지지 기판 위에 그래핀으로 이형층을 형성하는 단계, 이형층 위에 박막 기판을 형성하는 단계, 박막 기판 위에 화소 및 밀봉 부재를 형성하는 단계, 박막 기판으로부터 상기 이형층 및 지지 기판을 분리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 그래핀은 그래핀 산화물을 이용한 환원 또는 그래핀막을 형성한 후 전사하는 방법으로 형성할 수 있다.
상기 이형층은 0.3nm 내지 2.5nm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 박막 기판은 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 중 적어도 하나를 포함하는 고분자 기판 및 박막 유리 기판 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 유리 기판의 두께는 50㎛ 내지 200㎛일 수 있다.
상기 박막 기판으로부터 상기 이형층 및 지지 기판을 분리하는 단계는 박막 기판을 다수의 표시 패널로 절단하는 단계, 박막 기판을 이형층으로부터 들어올리는 단계를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널로 절단하는 단계는 레이저 또는 다이아몬드 휠을 이용하여 절단할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 그래핀을 이형층으로 사용하여 표시 기판과 지지 기판의 분리를 용이하게 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라서 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라서 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 표시 장치의 제조 방법은 지지 기판 위에 이형층을 형성하는 단계(S100), 이형층 위에 박막 기판을 형성하는 단계(S102), 박막 기판 위에 박막 트랜지스터를 포함하는 화소를 형성하는 단계(S104), 지지 기판으로부터 박막 기판을 분리시키는 단계(S106)를 포함한다.
이하에서는 도 1의 순서도에 따라서 표시 장치를 제조하는 방법을 도 2 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2 내지 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라서 표시 장치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 배치도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 지지 기판(100)을 준비하고, 지지 기판(100) 위에 이형층(102)을 형성(S102)한다.
지지 기판(100)은 박막 기판이 얇아서 휘는 것을 방지하고 지지하기 위한 것으로, 단단한 유리 기판 일 수 있다.
이형층(102)은 박막 기판의 분리를 용이하게 하기 위한 막으로, 그래핀(graphene)으로 이루어진다. 이형층(102)은 0.3nm 내지 2.5nm두께로 형성할 수 있다.
그래핀은 공유결합으로 연결된 탄소원자층이 단층 또는 다층으로 이루어진다. 이때, 각 층의 탄소원자층은 6원환을 기본반복단위로 층을 이루며 5원화 또는 7원환을 더 포함할 수도 있다.
이형층(102)은 그래핀 산화물 분산액을 지지 기판에 스핀 코팅한 후, 열환원 또는 화학적 환원 등의 방법으로 형성할 수 있다. 또는 이형층(102)은 전사용 고분자 기판을 사용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, Cu 또는 Ni 로 이루어지는 금속 포일(foil) 또는 지지 기판 위에 형성된 Cu 또는 Ni 로 이루어지는 금속층 위에 그래핀을 성장시킨다. 그리고 PDMS(polydimethylsiloxane) 또는 PMMA(poly(methylmethacrylate))와 같은 전사용 고분자 기판에 성장된 그래핀을 부착한다. 이후 그래핀 위의 금속 포일 또는 금속층을 제거하고 남겨진 그래핀 만을 전사용 고분자 기판으로부터 지지 기판(100)에 전사시켜 이형층을 형성할 수 있다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 이형층(102) 위에 제1 영역(LA)과 제2 영역(LB)을 포함하는 박막 기판(110)을 위치시킨다. 박막 기판(110)은 고분자 물질로 이루어지는 가요성 기판 또는 초박막의 유리 기판일 수 있다.
제1 영역(LA)은 화소가 위치하는 영역이고, 제2 영역(LB)은 화소의 주변 영역으로, 제1 영역(LA)은 이형층과 대응하고, 제2 영역(LB)은 이형층 밖의 지지 기판과 대응한다.
고분자 물질은 액상의 고분자 물질을 도포한 후 열경화하는 방법으로 형성할 수 있으며, 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아크릴레이트(polyacrilate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terphthalate) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate) 등이 사용될 수 있다. 이 중 폴리이미드는 450℃ 이상의 높은 공정 온도에서 사용 가능하므로 박막 트랜지스터 제조시 박막 트랜지스터의 특성 저하를 최소화할 수 있다.
고분자 기판은 열에 의해 휘거나 늘어나는 성질이 있으므로 그 위에 박막 트랜지스터와 발광 소자 및 도전 배선 등의 박막 패턴을 정밀하게 형성하는데 어려움이 있고, 얇은 유리 기판은 두께가 50㎛ 내지 200㎛로 얇아 휘거나, 이동 중 파손될 위험이 있다. 따라서 박막 기판(110)을 지지 기판(100) 위에 위치시킨 상태에서 후속 공정을 진행한다.
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 박막 기판(110) 위에 화소(120) 및 봉지 부재(130)를 포함하는 표시 패널(300)을 형성한다. 표시 패널(300)은 박막 기판(110) 및 화소(120)를 포함하는 유기 발광 기판(200)과 유기 발광 기판(200) 위에 위치하는 봉지 부재(130)를 포함한다.
화소(120)는 도 7에서와 같이 박막 기판(110) 위에 형성되어 있으며, 행렬을 이루어 배치될 수 있다.
도 7을 참조하면, 유기 발광 기판은 표시부(PA)와 주변부(PB)를 포함한다.
표시부(PA)는 일 방향으로 형성되어 있으며, 주사 신호를 전달하는 제1 신호선(21), 제1 신호선(21)과 교차하여 영상 신호를 전달하는 제2 신호선(71), 제1 신호선(21) 및 제2 신호선(71)과 연결되어 영상을 표시하며 행렬을 이루는 화소(120)를 포함한다. 화소(120)는 제1 신호선 및 제2 신호선 이 외에도 다른 신호가 인가되는 다양한 신호선을 더 포함할 수 있다.
화소(120)는 제1 신호선(21) 및 제2 신호선(71)으로부터 신호를 전달받아 영상을 표시하기 위한 박막 트랜지스터와 유기 발광 소자를 포함한다.
유기 발광 소자는 구동부에 의해 제어되며 구동 신호에 따라 빛을 방출하여 화상을 표시한다
주변부(PB)는 제1 신호선(21) 또는 제2 신호선(71)과 연결되어 외부 신호를 각각 전달하는 구동부(510)를 포함한다. 구동부(510)는 IC칩으로 박막 기판 위에 실장되거나, 표시부의 트랜지스터와 함께 기판 위에 집적될 수 있다.
도 4에서는 설명의 편의상 화소(120)를 하나의 층으로 개략화하여 도시하였다.
봉지 부재(130)는 복수의 층으로 이루어질 수 있으며, 무기막 및 유기막 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 교대로 반복 적층될 수 있다. 무기막은 알루미늄 산화물 또는 실리콘 산화물을 포함할 수 있고, 유기막은 에폭시, 아클리레이트, 우레탄 아클리레이트 등을 포함할 수 있다.
무기막은 외부의 수분과 산소가 발광 소자로 침투하는 것을 방지한다. 유기막은 무기막의 내부 스트레스를 완화시키거나 무기막의 미세 크랙 및 핀홀 등을 채우는 역할을 한다. 전술한 무기막과 유기막의 구성 물질은 단지 예일 뿐 전술한 물질들로 한정되지 않으며, 본 기술 분야에 종사하는 자에게 공지된 다양한 종류의 무기막들과 유기막들이 사용될 수 있다.
봉지 부재(130)는 화소를 덮어 외부로 노출되지 않도록 한다.
화소(120)와 박막 기판(110) 사이에는 베리어막(도시하지 않음)이 위치할 수 있다. 베리어막은 외부로부터 수분이나 산소와 같은 불필요한 성분이 화소(120)에 유입되는 것을 차단한다. 베리어막은 유기막 및 무기막 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 교대로 반복 적층될 수 있다.
다음, 도 5에서와 같이 레이저(50)를 이용하여 박막 기판(110)을 절단하여 각각의 표시 패널로 분리한다.
박막 기판으로부터 지지 기판을 분리하기 위해서는 레이저 빔 발생 장치(50)를 이용하여 제1 영역(LA)과 제2 영역(LB)의 경계선에 레이저 빔을 조사한다. 제1 영역(LA)과 제2 영역(LB)을 분리하기 위해 사용하는 장치는 레이저 빔 발생 장치에 한정되지 않으며, 다이아몬드 휠(diamond wheel)을 사용할 수도 있다.
다음, 도 6에서와 같이 박막 기판(110)으로부터 지지 기판(100)을 분리한다.
본 발명의 실시예에 따른 이형층(102)은 그래핀으로 이루어지므로, 손으로도 지지 기판(100)을 박막 기판(110)으로부터 용이하게 분리할 수 있다.
즉, 박막 기판이 유리로 이루어질 경우 실란올(silanol) 그룹에 의해서 지지 기판과 강하게 결합할 수 있으나, 본 발명의 실시예에서와 같이 그래핀으로 이형층을 형성하면 박막 기판과 지지 기판 사이의 결합을 방지할 수 있다. 그리고, 박막 기판이 폴리이미드와 같은 고분자 물질로 이루어질 경우 그래핀의 표면에너지가 낮아 폴리이미드와 지지 기판이 결합하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 그래핀은 고온에도 변형이 발생하지 않는 높은 열안정성을 가지므로, 화소를 형성하는 다수의 고온 공정, 예를 들어 비정질 규소의 결정화 공정, 탈수소화 공정 등에 노출되더라도 변형이 발생하지 않으므로, 표시 패널의 주름(wrinkle)을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100: 지지 기판 102: 이형층
110: 박막 기판 120: 화소
130: 밀봉부재 200: 유기 발광 기판
300: 표시 패널
110: 박막 기판 120: 화소
130: 밀봉부재 200: 유기 발광 기판
300: 표시 패널
Claims (7)
- 지지 기판 위에 그래핀으로 이형층을 형성하는 단계,
상기 이형층 위에 박막 기판을 형성하는 단계,
상기 박막 기판 위에 화소 및 밀봉 부재를 형성하는 단계,
상기 박막 기판으로부터 상기 이형층 및 지지 기판을 분리하는 단계
를 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 그래핀은 그래핀 산화물을 이용한 환원 또는 그래핀막을 형성한 후 전사하는 방법으로 형성하는 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 이형층은 0.3nm 내지 2.5nm의 두께로 형성하는 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 박막 기판은 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 중 적어도 하나를 포함하는 고분자 기판 및 박막 유리 기판 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제4항에서,
상기 박막 기판은 상기 박막 유리 기판을 포함하고 상기 박막 유리 기판의 두께는 50㎛ 내지 200㎛인 표시 장치의 제조 방법. - 제1항에서,
상기 박막 기판으로부터 상기 이형층 및 지지 기판을 분리하는 단계는
상기 박막 기판을 다수의 표시 패널로 절단하는 단계,
상기 박막 기판을 상기 이형층으로부터 들어올리는 단계
를 포함하는 표시 장치의 제조 방법. - 제6항에서,
상기 표시 패널로 절단하는 단계는
레이저 또는 다이아몬드 휠을 이용하여 절단하는 표시 장치의 제조 방법.
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