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KR101295532B1 - 플렉시블 평판소자의 제조방법 - Google Patents

플렉시블 평판소자의 제조방법 Download PDF

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KR101295532B1
KR101295532B1 KR1020100111906A KR20100111906A KR101295532B1 KR 101295532 B1 KR101295532 B1 KR 101295532B1 KR 1020100111906 A KR1020100111906 A KR 1020100111906A KR 20100111906 A KR20100111906 A KR 20100111906A KR 101295532 B1 KR101295532 B1 KR 101295532B1
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forming
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차순욱
장원봉
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Abstract

본 발명은, 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정; 상기 접착층 상에 플렉시블 기판을 부착하는 공정; 상기 플렉시블 기판 상에 소자층을 형성하는 공정; 및 상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정은 자가 조립 단분자층(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명은 지지 기판과 플렉시블 기판 사이를 접착하기 위해서 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating) 공정과 같은 간단한 공정을 통해 형성할 수 있는 자가 조립 단분자층(SAM)을 이용하기 때문에 종래에 비하여 공정이 매우 단순해지는 장점이 있다.

Description

플렉시블 평판소자의 제조방법{Method for manufacturing Flexible Flat Device}
본 발명은 플렉시블 평판소자의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 플렉시블한 기판을 유리 기판 상에 부착한 상태에서 각종 공정을 수행하고 공정이 완료된 후 상기 유리 기판을 분리하여 플렉시블 평판소자를 제조하는 방법에 관한 것이다.
플렉시블 디스플레이 장치 등과 같은 플렉시블 평판소자는 종이처럼 구부리거나 감을 수 있기 때문에 휴대성 및 보관성 등의 이점으로 차세대 평판소자로서 꾸준한 연구가 진행되고 있다.
이와 같은 플렉시블 평판소자는 플렉시블한 기판 상에 여러 구성 성분들을 형성하여 제조되므로, 그를 위해서 플렉시블한 기판이 여러 공정 장비들로 이송되어 로딩 및 언로딩이 반복적으로 수행되게 된다.
그런데, 그 특성상 플렉시블한 기판을 일반적인 이송기구를 이용하여 이송하는 것은 용이하지 않고, 그에 따라 운반 등의 편의를 위해서 플렉시블한 기판을 견고한 유리 기판 상에 부착한 상태에서 각종 공정을 수행하고 공정이 완료된 후 상기 유리 기판을 분리함으로써, 최종적으로 플렉시블 평판소자를 제조하는 방법이 제안되었다.
이하에서는, 종래 유리 기판을 이용한 플렉시블 평판소자의 제조방법에 대해서 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1e는 종래의 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
우선, 도 1a에서 알 수 있듯이, 유리 기판(10) 상에 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 접착층(20)을 형성한다.
다음, 도 1b에서 알 수 있듯이, 상기 접착층(20) 상에 플렉시블 기판(30)을 부착한다.
다음, 도 1c에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(30) 상에 OLED 등과 같은 소자층(40)을 형성한다.
다음, 도 1d에서 알 수 있듯이, 상기 유리 기판(10)의 하면에 레이저를 조사한다. 그리하면, 상기 접착층(20)을 구성하는 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)에서 수소(H2)가 발생하면서 그 접착력이 떨어지게 된다.
다음, 도 1e에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(30)으로부터 상기 유리 기판(10)을 분리하여, 플렉시블 기판(30) 상에 소자층(40)이 형성된 소정의 플렉시블 평판소자의 제조를 완성한다.
그러나, 이와 같은 종래의 플렉시블 평판소자의 제조방법은, 상기 접착층(20)으로 수소화 비정질 실리콘(a-Si:H)을 이용하기 때문에 접착층(20) 형성을 위해 PECVD법이 추가로 요구되고, 또한, 접착층(20)의 접착력을 제거하기 위해서 레이저 조사 공정이 추가로 요구되는 등 공정이 복잡한 단점이 있다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 공정이 단순하여 생산성이 향상될 수 있는 플렉시블 평판소자의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정; 상기 접착층 상에 플렉시블 기판을 부착하는 공정; 상기 플렉시블 기판 상에 소자층을 형성하는 공정; 및 상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정은 자가 조립 단분자층(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 형성하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법을 제공한다.
상기 자가 조립 단분자층은 실란계 화합물로 이루어질 수 있으며, 특히, 상기 실란계 화합물은 티올(thiol)을 포함하는 실란계 화합물, 또는 아민(amine)을 포함하는 실란계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 자가 조립 단분자층(SAM)은 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 스프레이 코팅(spray coating) 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 소자층은 유기발광소자(Organic Light Emitting Device: OLED) 또는 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)로 이루어질 수 있다.
상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정은, 별도의 사전 화학적 방법을 수행하지 않은 채 기계적인 방법만을 이용하여 수행할 수 있다.
상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정은, 상기 지지 기판의 하면에 UV 또는 500nm이하의 파장을 갖는 레이저를 조사한 후 기계적인 방법을 이용하여 수행할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 지지 기판과 플렉시블 기판 사이를 접착하기 위해서 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 스프레이 코팅(spray coating) 공정과 같은 간단한 공정을 통해 형성할 수 있는 자가 조립 단분자층(SAM)을 이용하기 때문에, 종래와 같이 PECVD법을 이용하여 접착층을 형성하는 것에 비하여 공정이 매우 단순해지는 장점이 있다.
도 1a 내지 도 1e는 종래의 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도이다.
우선, 도 2a에서 알 수 있듯이, 지지 기판(100) 상에 접착층(200)을 형성한다.
상기 지지 기판(100)은 유리 기판을 이용할 수 있다.
상기 접착층(200)은 상기 지지 기판(100)과 후술하는 플렉시블 기판 사이를 접착시키는 역할을 하는 것으로서, 이와 같은 접착층(200)에 이용할 수 있는 재료는 고온의 소자 형성 공정에 견딜 수 있도록 내열특성이 우수해야 하고, 또한, 공정 진행 중에는 상기 지지 기판(100)과 플렉시블 기판 사이에 접착력을 유지할 수 있고 공정 진행을 완료한 후에는 별도의 추가 공정 없이도 상기 지지 기판(100)을 플렉시블 기판으로부터 분리할 수 있을 정도의 적당한 접착력을 가질 수 있어야 한다.
이와 같은 특성을 가진 접착층(200)으로서 본 발명은 자가 조립 단분자층(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 이용한다.
상기 자가 조립 단분자층(SAM)은 분자 스스로 단일층을 이루면서 소정의 기재 상에 부착되는 특성을 가진 물질로 이루어진 것으로서, 이와 같은 자가 조립 단분자층(SAM)을 구성하는 재료는 전술한 내열특성 및 접착특성을 모두 구비할 수 있어, 상기 접착층(200)의 재료로 적당하다.
상기 자가 조립 단분자층(SAM)을 구성할 수 있는 물질 중에서 본 발명에 따른 접착층(200)의 재료로서 특히 바람직한 물질로는 실란계 화합물을 들 수 있고, 특히, 티올(thiol)을 포함하는 실란계 화합물 또는 아민(amine)을 포함하는 실란계 화합물을 들 수 있다.
상기 티올(thiol)을 포함하는 실란계 화합물로는 하기와 같은 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 물질들을 들 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112010073576766-pat00001
Figure 112010073576766-pat00002
Figure 112010073576766-pat00003
상기 화학식 1 내지 3에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 CH3 또는 (CH2)NCH3이고, 상기 n은 1 이상의 정수이다.
상기 아민(amine)을 포함하는 실란계 화합물로는 하기와 같은 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 물질들을 들 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112010073576766-pat00004
Figure 112010073576766-pat00005
Figure 112010073576766-pat00006
상기 화학식 4 내지 6에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 CH3 또는 (CH2)NCH3이고, 상기 n은 1 이상의 정수이다.
이와 같은 자가 조립 단분자층(SAM)은 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 스프레이 코팅(spray coating) 공정과 같은 간단한 공정을 통해 형성할 수 있기 때문에, 종래와 같이 PECVD법을 이용하여 접착층을 형성하는 것에 비하여 공정이 매우 단순해지는 장점이 있다.
다음, 도 2b에서 알 수 있듯이, 상기 접착층(200) 상에 플렉시블 기판(300)을 부착한다.
상기 플렉시블 기판(300)은 폴리이미드(Polyimide)를 이용할 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 공지된 다양한 고분자 필름 재료가 상기 플렉시블 기판(300)으로 이용될 수 있다.
상기 플렉시블 기판(300)의 부착 공정은 상기 접착층(200) 상에 폴리이미드와 같은 고분자 필름을 위치시킨 후 고온의 노(furnace)에서 가열하는 공정으로 이루어질 수 있다.
다음, 도 2c에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(300) 상에 소자층(400)을 형성한다.
상기 소자층(400)은 본 발명의 플렉시블 평판소자가 적용될 수 있는 다양한 디스플레이 소자에 대응하도록 형성된다.
예로서, 상기 소자층(400)은 유기발광소자(Organic Light Emitting Device: OLED), 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이 소자로 이루어질 수 있다.
상기 소자층(400)이 유기발광소자로 이루어진 경우, 상기 소자층(400)은 박막 트랜지스터, 양극, 발광층, 음극, 및 밀봉층을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 발광층은 정공주입층, 정공수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 소자층(400)이 액정표시소자로 이루어진 경우, 상기 소자층(400)은 박막 트랜지스터, 화소 전극, 및 공통 전극을 포함하여 이루어질 수도 있고, 차광층 및 컬러필터층을 포함하여 이루어질 수도 있다.
상기 소자층(400)을 구성하는 유기발광소자 또는 액정표시소자는 당업계에 공지된 다양한 제조 방법에 따라 당업계에 공지된 다양한 구조로 형성될 수 있다.
다음, 도 2d에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(300)으로부터 상기 지지 기판(100)을 분리함으로써, 플렉시블 기판(300) 상에 소자층(400)이 형성되어 이루어진 소정의 플렉시블 평판소자(1)의 제조를 완성한다.
상기 플렉시블 기판(300)으로부터 상기 지지 기판(100)을 분리하는 공정은 레이저 조사 등과 같은 별도의 사전 화학적 방법을 수행하지 않은 채, 지그(jig) 등을 이용하는 것과 같은 기계적인 방법만을 이용하여 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 상기 지지 기판(100)을 분리하기 위해서 종래와 같은 레이저 조사 공정을 수행하지 않기 때문에, 상기 소자층(400)에 악영향을 미치지 않게 된다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉시블 평판소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정도로서, 이는 플렉시블 기판(300)으로부터 지지 기판(100)을 분리하는 공정시에 UV 조사와 같은 별도의 사전 공정을 수행하는 점을 제외하고 전술한 실시예에 따른 방법과 거의 동일하다. 이하, 구체적으로 설명하기로 한다.
우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 지지 기판(100) 상에 접착층(200)을 형성한다.
상기 지지 기판(100)은 유리 기판을 이용할 수 있고, 상기 접착층(200)은 자가 조립 단분자층(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 이용한다.
상기 자가 조립 단분자층(SAM)을 구성하는 물질로는 실란계 화합물이 바람직하고, 특히, 전술한 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 물질들과 같은 티올(thiol)을 포함하는 실란계 화합물 또는 전술한 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 물질들과 같은 아민(amine)을 포함하는 실란계 화합물이 바람직하다.
다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 상기 접착층(200) 상에 플렉시블 기판(300)을 부착한다.
상기 플렉시블 기판(300)은 폴리이미드(Polyimide)를 이용할 수 있고, 이와 같은 플렉시블 기판(300)은 상기 접착층(200) 상에 위치시킨 후 가열하는 공정을 통해 상기 접착층(200) 상에 부착할 수 있다.
다음, 도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(300) 상에 소자층(400)을 형성한다.
상기 소자층(400)은 유기발광소자(Organic Light Emitting Device: OLED), 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이 소자로 이루어질 수 있다.
다음, 도 3d에서 알 수 있듯이, 상기 지지 기판(100)의 하면에 UV를 조사한다. 그리하면, 상기 접착층(200)과 상기 플렉시블 기판(300) 사이의 결합력이 떨어지게 되어, 이후 플렉시블 기판(300)으로부터 상기 지지 기판(100)을 분리하는 공정이 보다 용이하게 될 수 있다.
한편, 상기 UV 조사 공정 대신에 레이저를 조사하는 것도 가능하며, 이 경우에는 500nm이하의 파장을 갖는 레이저를 조사하는 것이 바람직하다. 예로서, 248 또는 308 엑시머 레이저(excimer laser)를 이용할 수 있다.
다음, 도 3e에서 알 수 있듯이, 상기 플렉시블 기판(300)으로부터 상기 지지 기판(100)을 분리함으로써, 플렉시블 기판(300) 상에 소자층(400)이 형성되어 이루어진 소정의 플렉시블 평판소자(1)의 제조를 완성한다.
상기 플렉시블 기판(300)으로부터 상기 지지 기판(100)을 분리하는 공정은 지그(jig) 등을 이용하는 것과 같은 기계적인 방법을 이용하여 수행할 수 있다.
100: 지지 기판 200: 접착층
300: 플렉시블 기판 400: 소자층
1: 플렉시블 평판 소자

Claims (10)

  1. 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정;
    상기 접착층 상에 플렉시블 기판을 부착하는 공정;
    상기 플렉시블 기판 상에 소자층을 형성하는 공정; 및
    상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정을 포함하여 이루어지며,
    상기 지지 기판 상에 접착층을 형성하는 공정은 자가 조립 단분자층(Self-Assembled Monolayer: SAM)을 형성하는 공정으로 이루어지고,
    상기 자가 조립 단분자층은 하기 화학식 1 내지 화학식 6 중에서 어느 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법
    [화학식 1]
    Figure 112013016211212-pat00007

    [화학식 2]
    Figure 112013016211212-pat00008

    [화학식 3]
    Figure 112013016211212-pat00009

    [화학식 4]
    Figure 112013016211212-pat00010

    [화학식 5]
    Figure 112013016211212-pat00011

    [화학식 6]
    Figure 112013016211212-pat00012

    (상기 화학식 1 내지 6에서, R1 내지 R3는 각각 독립적으로 CH3 또는 (CH2)NCH3이고, 상기 n은 1 이상의 정수이다).
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자가 조립 단분자층(SAM)은 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), 또는 스프레이 코팅(spray coating) 공정을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소자층은 유기발광소자(Organic Light Emitting Device: OLED) 또는 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)로 이루어진 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정은 별도의 사전 화학적 방법을 수행하지 않은 채 기계적인 방법만을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플렉시블 기판으로부터 상기 지지 기판을 분리하는 공정은 상기 지지 기판의 하면에 UV 또는 500nm이하의 파장을 갖는 레이저를 조사한 후 기계적인 방법을 이용하여 수행하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 평판소자의 제조방법.
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