KR20190089101A - Method for surface treatment of substrate for flexible display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플렉서블 디스플레이용 기판과 상기 플렉서블 디스플레이용 기판 상에 배치되는 버퍼층과의 접착력을 강화시키기 위한 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
플렉서블 디스플레이란 평면 디스플레이와 달리 접거나 휠 수 있는 등 형태를 변형시킬 수 있는 차세대 디스플레이를 지칭한다. 얇고 가벼우며 충격에 강하며 휴대가 간편하다는 장점 이외에 공간상, 형태상의 제약에서 상대적으로 자유로워 다양한 응용성을 확보할 수 있어 스마트폰을 비롯한 웨어러블 스마트 기기 등 여러 분야에 적용이 되고 있다. 플렉서블 디스플레이는 대체적으로 플렉서블 기판 위에 형성된 디스플레이를 통칭한다.Flexible display refers to a next-generation display that can be deformed, such as folded or wheeled, unlike a flat display. In addition to being thin and light, strong against impact and easy to carry, it is applicable to various fields such as smart phones and wearable smart devices because it is relatively free from space and shape constraints and can be applied to various applications. The flexible display generally refers to a display formed on a flexible substrate.
플렉서블 디스플레이는 스위칭 기능을 하는 박막트랜지스터를 구동시켜 영상을 표시할 수 있다. 이때, 플렉서블 기판 상에 형성되는 버퍼층과의 높은 접착력 및 충분한 기계적 특성 등을 만족해야 한다. 즉, 플렉서블 기판이 표시 소자용 기판으로 사용되기 위해서는 표시 소자 제조 시 요구되는 특성을 만족해야 한다. The flexible display can display an image by driving a thin film transistor having a switching function. At this time, it is necessary to satisfy a high adhesion force with the buffer layer formed on the flexible substrate and sufficient mechanical characteristics. That is, in order for a flexible substrate to be used as a substrate for a display device, the characteristics required for manufacturing a display device must be satisfied.
한편, 플렉서블 기판 상에 형성되는 다층구조를 갖는 박막트랜지스터는 플렉서블 기판을 벤딩시켰을 때, 상기 플렉서블 기판과 박막트랜지스터 간의 균열 및 층간 박리되는 현상이 발생할 수 있다. On the other hand, in the case of a thin film transistor having a multilayer structure formed on a flexible substrate, cracking between the flexible substrate and the thin film transistor and delamination between layers may occur when the flexible substrate is bent.
이렇게 균열 및 층간 박리 현상이 발생하는 경우, 플렉서블 디스플레이의 물성이 저하되면서 디스플레이의 불량으로까지 이어지게 될 수도 있다.If cracking and delamination occur, the physical properties of the flexible display may deteriorate, leading to defective display.
따라서, 플렉서블 기판 상에 버퍼층을 안정적으로 형성할 수 있는 방법이 필요하다.Therefore, there is a need for a method capable of stably forming a buffer layer on a flexible substrate.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0124014호(2010.11.26. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 오존 플라즈마를 이용한 플렉시블 디스플레이 기판 처리방법이 기재되어 있다.As a background art related to the present invention, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0124014 (published on November 26, 2010) discloses a flexible display substrate processing method using ozone plasma.
본 발명의 목적은 버퍼층의 증착 효율을 높이기 위한 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a surface treatment method of a substrate for a flexible display for enhancing a deposition efficiency of a buffer layer.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법은 (a) 모 기판 상에 플렉서블 디스플레이용 기판을 형성하는 단계; (b) 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 이온빔을 조사하여, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 친수성을 부여하는 표면 처리 단계; 및 (c) 상기 표면 처리된 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 무기물질을 증착하여 버퍼층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of processing a surface of a substrate for a flexible display, comprising: (a) forming a substrate for a flexible display on a mother substrate; (b) a surface treatment step of irradiating the surface of the substrate for a flexible display with an ion beam to impart hydrophilicity to the surface of the substrate for a flexible display; And (c) depositing an inorganic material on the surface of the surface-treated substrate for a flexible display to form a buffer layer.
상기 (b) 단계에서 친수성이 부여된 플렉서블 디스플레이용 기판은 표면 접촉각이 53˚이하가 되도록 표면 처리될 수 있다.In the step (b), the substrate for a flexible display to which hydrophilicity is imparted may be surface-treated so that the surface contact angle is 53 DEG or less.
상기 플렉서블 디스플레이용 기판은 폴리이미드 계열의 기판을 포함할 수 있다.The substrate for a flexible display may include a polyimide-based substrate.
상기 이온빔은 75초~300초 동안 수행될 수 있다.The ion beam may be performed for 75 seconds to 300 seconds.
상기 이온빔은 0.5~1.5kV의 전압을 가하여 조사될 수 있다.The ion beam may be irradiated by applying a voltage of 0.5 to 1.5 kV.
상기 이온빔은 10~50sccm의 아르곤 이온빔 및 10~50sccm의 산소 이온빔 중 1종 이상을 포함할 수 있다.The ion beam may include at least one of an argon ion beam of 10 to 50 sccm and an oxygen ion beam of 10 to 50 sccm.
상기 버퍼층은 SiO2, SiO2-x, SiN, SiNx, a-Si(amorphous silicon), Al2O3, Al2O3-x, AlN 및 AlNx 중 1종 이상을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The buffer layer is SiO 2, SiO 2-x, SiN, SiN x, a-Si (amorphous silicon), Al 2
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법은 이온빔의 조건을 조절하여 상기 기판의 표면을 소수성 상태에서 친수성 상태로 표면 처리함으로써, 상기 기판 상에 형성되는 버퍼층과의 접착력을 강화시킬 수 있다. The surface treatment method of the substrate for a flexible display according to the present invention can enhance the adhesion with the buffer layer formed on the substrate by controlling the condition of the ion beam and surface-treating the surface of the substrate from a hydrophobic state to a hydrophilic state.
도 1 및 도 2는 본 발명의 이온빔 시간에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다.
도 3 및 도 4은 본 발명의 이온빔 전압에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 이온빔의 가스 유량에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 Ar 25sccm, O2 25sccm 조건에서 전압에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다.
도 9은 본 발명에 따른 이온빔 조사 후, PI 기판과 버퍼층(SiO2)의 표면 거칠기를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 이온빔 조건에 따른 PI 기판의 표면 거칠기를 나타낸 것이다.
도 11은 UV-vis 조사를 통한 본 발명의 PI 기판의 투과율 측정 결과이다.
FIG. 1 and FIG. 2 show the results of the surface contact angle change of the PI substrate according to the ion beam time.
FIG. 3 and FIG. 4 show the results of the surface contact angle change of the PI substrate according to the ion beam voltage of the present invention.
5 and 6 are graphs showing changes in surface contact angle of the PI substrate according to the gas flow rate of the ion beam according to the present invention.
FIGS. 7 and 8 are graphs showing changes in surface contact angle of the PI substrate according to the voltage at the conditions of
9 shows the surface roughness of the PI substrate and the buffer layer (SiO 2 ) after the ion beam irradiation according to the present invention.
10 shows the surface roughness of the PI substrate according to the ion beam condition of the present invention.
11 shows the results of measurement of the transmittance of the PI substrate of the present invention through UV-vis irradiation.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of processing a surface of a substrate for a flexible display according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법은 모 기판 상에 플렉서블 디스플레이용 기판을 형성하는 단계, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 이온빔을 조사하여, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 친수성을 부여하는 표면 처리 단계, 및 상기 표면 처리된 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 무기물질을 증착하여 버퍼층을 형성하는 단계를 포함한다.A method for surface treatment of a substrate for a flexible display according to the present invention includes the steps of forming a substrate for a flexible display on a mother substrate, irradiating a surface of the substrate for the flexible display with an ion beam, And a step of depositing an inorganic material on the surface of the surface-treated substrate for a flexible display to form a buffer layer.
먼저, 모 기판 상에 플렉서블 디스플레이용 기판을 형성한다.First, a substrate for a flexible display is formed on a mother substrate.
상기 모 기판은 단단한 판상의 글래스 기판을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 모 기판 상에 플렉서블 디스플레이용 기판을 배치한 후 다수의 후속 공정을 통해 플렉서블 디스플레이 패널이 제조되면, 해당 패널을 모 기판으로부터 분리하게 된다. The parent substrate may be a solid plate-shaped glass substrate, but is not limited thereto. After the substrate for a flexible display is disposed on the mother substrate, the flexible display panel is manufactured through a plurality of subsequent processes, and the panel is separated from the mother substrate.
플렉서블 디스플레이용 기판으로는 메탈 호일, 유리, 플라스틱 기판이 사용되고 있다. 플라스틱 기판은 두 종류의 기판 소재에 비해 무게가 가볍고, 가공이 용이해 형태의 제약이 거의 없다는 점과 가격이 저렴해 가장 적합한 소재라는 특징을 가지고 있다. 플라스틱 기판의 종류로는 PC, PET, PI 등 여러 종류가 있는데 그 중 가장 주목받는 기판 소재는 PI(polyimide) 계열이다. 폴리이미드 계열은 플라스틱 소재 가운데 내열성, 유연성, 강도가 가장 뛰어나다. 영하 273℃부터 영상 400℃까지 특성의 변화 없이 견딜 수 있고, 진공 환경에서도 가스의 발생량이 적으며, 강산성 약품에 의한 변형과 잔류물이 적다.Metal foil, glass, and plastic substrates are used as substrates for flexible displays. Compared to two types of substrate materials, plastic substrates are lightweight, easy to process, and have few limitations in shape. There are many types of plastic substrates such as PC, PET, and PI. The most notable substrate material is PI (polyimide). The polyimide series is among the best materials in heat resistance, flexibility and strength. It is able to withstand no change in characteristics from minus 273 ℃ to 400 ℃, low amount of gas generation in vacuum environment, less strain and residue due to strong acid chemicals.
따라서, 상기 플레서블 디스플레이용 기판은 폴리이미드 계열의 기판을 포함하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the substrate for a flexible display includes a polyimide-based substrate.
상기 폴리이미드 계열 필름은 방향족 무수물과 방향족 아민을 극성용매에서 예비 중합한 전구체인 PAA(polyamic acid)를 solution casting 법으로 필름을 제조한 다음, 다시 가열하여 이미드화하여 최종적으로 폴리이미드 계열의 필름을 제조할 수 있다.The polyimide-based film is prepared by preparing a film by solution casting method of PAA (polyamic acid), which is a precursor obtained by preliminarily polymerizing an aromatic anhydride and an aromatic amine in a polar solvent, and then heating and imidizing the polyamide acid film to finally obtain a polyimide- Can be manufactured.
상기 필름을 제조하는 방법으로는 spin coating, bar coating, applicator 등 여러 방법이 있으며, 유리 재질과 같은 지지 기판 위에 위의 방법으로 코팅한다. 코팅 후 50~70℃ 드라이 오븐에 10~60분 동안 넣어 안정화시킨다. 그 다음, 각 시약에 맞는 큐어링(curing) 조건을 이용해 큐어링을 하면 기판을 제조할 수 있다.There are various methods such as spin coating, bar coating, and applicator, and the above method is applied to a supporting substrate such as a glass substrate. After coating, it is put into a dry oven at 50 ~ 70 ℃ for 10 ~ 60 minutes to stabilize. Subsequently, the substrate can be manufactured by curing using the curing conditions suitable for each reagent.
다음으로, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 이온빔을 조사하여, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 친수성을 부여하는 표면 처리를 한다.Next, the surface of the substrate for a flexible display is irradiated with an ion beam to perform a surface treatment for imparting hydrophilicity to the surface of the substrate for a flexible display.
상기 표면 처리는 기판의 표면 조도를 증가시키거나 표면의 작용기를 치환함으로써, 고분자의 표면을 소수성 상태에서 친수성 상태로 바꿔 기판과 버퍼층 간의 접착력을 강화시키는 효과가 있다. 이에 따라, 친수성을 가지는 계면 상태를 유지하면서 버퍼층의 증착 효율을 높이기 때문에, 상기 버퍼층을 균일하게 형성할 수 있다.The surface treatment has the effect of increasing the surface roughness of the substrate or replacing the functional groups on the surface, thereby changing the surface of the polymer from the hydrophobic state to the hydrophilic state, thereby enhancing the adhesion between the substrate and the buffer layer. Thus, since the deposition efficiency of the buffer layer is increased while maintaining the interface state having hydrophilicity, the buffer layer can be uniformly formed.
본 발명에서 친수성은 임의의 부위가 물 분자와 쉽게 결합될 때 상기 부위를 친수성이라 하고, 소수성은 임의의 부위가 물 분자와 쉽게 결합되지 못할 때 상기 부위를 소수성이라 한다.In the present invention, the hydrophilic property is referred to as hydrophilic when the arbitrary site is easily bonded to the water molecule, and the hydrophobic property is referred to as hydrophobic when the arbitrary site is not easily bonded to the water molecule.
상기 친수성 판단은 접촉각을 통해 확인할 수 있는데, 접촉각이란 액체가 고체 표면 위에서 열역학적으로 평형을 이룰 때 이루는 각도이다. 즉, 고체 표면과 액체가 접촉하는 지점에서부터 액체의 표면까지 접선을 이었을 때, 이 접선과 고체의 표면이 이루는 각도로 정의된다. 이는 고체 표면의 젖음성을 나타내는 척도로 대부분 고착된 물방울에 의해 측정될 수 있다.The hydrophilicity determination can be confirmed by the contact angle, which is the angle formed when the liquid equilibrates thermodynamically on the solid surface. It is defined as the angle between the tangent to the surface of the liquid and the tangent to the surface of the solid. This is a measure of the wettability of a solid surface, which can be measured by a majority of water droplets adhered to it.
상기 이온빔을 이용한 표면 처리는 진공 분위기에서 수행될 수 있다. 진공 분위기는 초기압력이 5×10-6 Torr 이하, 동작압력이 1 mTorr 이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The surface treatment using the ion beam may be performed in a vacuum atmosphere. The vacuum atmosphere may be an initial pressure of 5 x 10 -6 Torr or less and an operating pressure of 1 mTorr or less, but is not limited thereto.
상기 이온빔은 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면을 활성화시키면서 활성화된 기판의 표면과 이온빔을 조사함에 따라, 그 표면에 친수성을 부여할 수 있다. The ion beam can impart hydrophilicity to the surface of the substrate for the flexible display while irradiating the surface of the activated substrate with the ion beam.
상기 이온빔은 0.5~1.5kV의 전압을 가하여 조사될 수 있고, 바람직하게는 0.8~1.3kV 전압을 가하여 조사될 수 있다. 상기 전압이 0.5kV 보다 낮은 경우, 기판의 친수성 부여가 제대로 이루어지지 않게 된다. 반대로, 1.5kV를 초과하는 경우, 이온빔의 조사량이 많아지면서 기판의 친수성 부여가 제대로 이루어지지 않게 된다.The ion beam may be irradiated by applying a voltage of 0.5 to 1.5 kV, preferably by applying a voltage of 0.8 to 1.3 kV. If the voltage is lower than 0.5 kV, hydrophilicity of the substrate is not properly applied. On the other hand, when the dose exceeds 1.5 kV, the irradiation amount of the ion beam is increased, and the hydrophilicity of the substrate is not properly given.
상기 이온빔은 10~50sccm의 아르곤 이온빔 및 10~50sccm의 산소 이온빔 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는 10~25sccm의 아르곤 이온빔 및 10~25sccm의 산소 이온빔 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 이온빔 조사가 제대로 이루어지지 않아 기판의 표면 처리가 불충분하게 이루어질 수 있다.The ion beam may include at least one of an argon ion beam of 10 to 50 sccm and an oxygen ion beam of 10 to 50 sccm. Preferably an argon ion beam of 10 to 25 sccm and an oxygen ion beam of 10 to 25 sccm. If it is outside this range, the ion beam irradiation is not properly performed and the surface treatment of the substrate may be insufficient.
상기 이온빔은 75초~300초 동안 수행될 수 있고, 바람직하게는 100초~200초 동안 수행될 수 있다. 이 범위를 벗어나는 경우, 이온빔이 제대로 이루어지지 않아 기판의 표면 처리가 불충분하게 이루어질 수 있다.The ion beam may be performed for 75 seconds to 300 seconds, preferably 100 seconds to 200 seconds. If it is outside this range, the ion beam may not be properly formed and the surface treatment of the substrate may be insufficient.
이처럼, 이온빔을 이용하여 플렉서블 디스플레이용 기판에 친수성을 부여하여, 상기 기판의 표면 접촉각이 53˚ 이하가 되도록 표면 처리할 수 있다. As described above, the ion beam can be used to impart hydrophilicity to the substrate for a flexible display, so that the surface contact angle of the substrate is less than 53 deg.
이어서, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 버퍼층을 형성한다.Subsequently, a buffer layer is formed on the surface of the substrate for a flexible display.
상기 버퍼층은 스퍼터링 공정, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deposition), ALD(atomic layer deposition), 습식 코팅 공정 등으로 형성될 수 있다.The buffer layer may be formed by sputtering, plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (ALD), wet coating, or the like.
스퍼터링 공정은 진공 분위기에서 플라즈마에 의해 이온화된 가스를 타겟에 충돌시켜 상기 타겟 물질을 상기 기판 상에 증착하는 것이다. 상기 버퍼층은 스퍼터링에 의해 형성되는 박막으로, 대략 1㎛ 이하로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The sputtering process is a process in which a gas ionized by a plasma in a vacuum atmosphere is collided with a target to deposit the target material on the substrate. The buffer layer is a thin film formed by sputtering and may be formed to a thickness of about 1 mu m or less, but is not limited thereto.
상기 버퍼층은 플렉서블 디스플레이용 기판 내 수분과 산소의 침투를 방지해주는 역할을 한다. 상기 버퍼층은 SiO2, SiO2-x, SiN, SiNx, a-Si(amorphous silicon), Al2O3, Al2O3-x, AlN 및 AlNx 중 1종 이상을 포함하는 무기물질을 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼층은 질화실리콘(SiNx) 층과 산화실리콘(SiO2) 층이 반복적으로 적층된 구조일 수 있다.The buffer layer serves to prevent penetration of moisture and oxygen in the substrate for a flexible display. The buffer layer may be formed of an inorganic material containing at least one of SiO 2 , SiO 2 -x , SiN, SiN x , amorphous silicon, Al 2 O 3 , Al 2 O 3 -x , AlN and AlN x And may be formed as a single layer or multiple layers. For example, the buffer layer may be a structure in which a silicon nitride (SiN x ) layer and a silicon oxide (SiO 2 ) layer are repeatedly stacked.
상기 버퍼층 상에는 게이트 전극, 게이트 절연막, 채널층, 소스/드레인 전극 등이 적층된 구조를 형성하여 플렉서블 디스플레이를 제작할 수 있다.A flexible display may be formed on the buffer layer by forming a structure in which a gate electrode, a gate insulating film, a channel layer, and a source / drain electrode are stacked.
상기 플렉서블 디스플레이용 기판과 상기 적층된 구조 사이에 버퍼층이 안정적으로 형성됨으로써, 기판의 기계적 특성 및 구부릴 수 있는 신뢰성을 확보할 수 있다.The buffer layer is stably formed between the substrate for a flexible display and the stacked structure, thereby ensuring mechanical reliability and reliability of the substrate.
이와 같이 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, a specific example of the surface treatment method of the substrate for a flexible display will be described.
도 1 내지 도 11에서 Kaneka와 동진은 PI 기판을 제조한 회사명이다.In Figs. 1 to 11, Kaneka and Dongjin are the names of the companies that manufactured the PI substrate.
도 1, 도 2 및 표 1은 본 발명의 이온빔 시간에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다. (조건 : Ar 50sccm, 전압 1kV)1, 2, and Table 1 show the change in surface contact angle of the PI substrate according to the ion beam time of the present invention. (Condition:
[표 1] [Table 1]
PI 기판 표면에 표면 처리를 하지 않은 경우(bare)에 비해, PI 기판 표면에 표면 처리를 한 경우 기판의 표면 접촉각이 감소하는 결과를 보여준다. 특히, 이온빔 시간이 150s일 때, 표면 접촉각이 최소값을 나타내어 기판의 젖음성이 컸으며, 75s, 300s일 때 이보다 약간 상승한 값을 나타내었다. 그리고, 여기에 버퍼층(SiO2)을 코팅하게 되면 이온빔 시간에 상관없이 표면 접촉각을 측정할 수 없을 정도로 물이 퍼져버리는 현상이 나타났다.The surface contact angle of the substrate is decreased when the surface of the PI substrate is subjected to surface treatment, compared to the case where the surface of the PI substrate is not treated (bare). Especially, when the ion beam time was 150s, the surface contact angle showed the minimum value, and the wettability of the substrate was large. In the case of 75s and 300s, the surface contact angle was slightly increased. When the buffer layer (SiO 2 ) is coated on the surface of the substrate, the water spreads to such a degree that the surface contact angle can not be measured regardless of the ion beam time.
도 3, 도 4 및 표 2는 본 발명의 전압에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다. (조건 : Ar 50sccm, 이온빔 시간 150s)3, 4, and Table 2 show the change in surface contact angle of the PI substrate according to the voltage of the present invention. (Condition:
[표 2][Table 2]
PI 기판 표면에 표면 처리를 하지 않은 경우(bare)에 비해, PI 기판 표면에 표면 처리를 한 경우 기판의 표면 접촉각이 감소하는 결과를 보여준다. 특히, 전압이 1kV일 때, 표면 접촉각이 최소값을 나타내어 기판의 젖음성이 컸으며, 0.5kV, 1.5kV일 때 이보다 약간 상승한 값을 나타내었다. 그리고, 여기에 버퍼층(SiO2)을 코팅하게 되면 전압 크기에 상관없이 표면 접촉각을 측정할 수 없을 정도로 물이 퍼져버리는 현상이 나타났다.The surface contact angle of the substrate is decreased when the surface of the PI substrate is subjected to surface treatment, compared to the case where the surface of the PI substrate is not treated (bare). Especially, when the voltage was 1kV, the surface contact angle showed the minimum value and the wettability of the substrate was large. When the voltage was 0.5kV and 1.5kV, the surface contact angle was slightly increased. When the buffer layer (SiO 2 ) is coated on the surface, the water spreads to such a degree that the surface contact angle can not be measured regardless of the voltage magnitude.
도 5, 도 6 및 표 3은 본 발명의 이온빔의 가스 유량에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다. 여기서, 가스는 Ar 가스와 O2 가스가 혼합된 것이며, 가스의 총 유량은 50sccm으로 설정하였다. (조건 : 전압 1kV, 이온빔 시간 150s) 5, 6 and Table 3 show the results of the surface contact angle change of the PI substrate according to the gas flow rate of the ion beam of the present invention. Here, the gas is a mixture of Ar gas and O 2 gas, and the total flow rate of the gas is set to 50 sccm. (Condition: voltage 1kV,
[표 3][Table 3]
PI 기판 표면에 표면 처리를 한 경우, O2 가스의 유량이 0~25sccm 범위에서 증가할수록 기판의 표면 접촉각이 감소하는 결과를 보여준다. 특히, O2 가스의 유량이 25sccm일 때, 표면 접촉각이 최소값을 나타내어 기판의 젖음성이 컸으며, 0sccm, 10sccm, 40sccm일 때 이보다 약간 상승한 값을 나타내었다. When the surface treatment of the PI substrate surface is performed, the contact angle of the substrate surface decreases as the flow rate of the O 2 gas increases in the range of 0 to 25 sccm. Particularly, when the flow rate of O 2 gas was 25 sccm, the surface contact angle showed the minimum value and the wettability of the substrate was large. When the flow rate was 0 sccm, 10 sccm, and 40 sccm, the surface contact angle was slightly increased.
도 7 및 도 8은 본 발명의 Ar 25sccm, O2 25sccm 조건에서 전압에 따른 PI 기판의 표면 접촉각 변화를 나타낸 결과이다. (조건 : 이온빔 시간 150s, 20Х20mm 유리 기판 사용, Kaneka의 PI 시약, 스핀코팅 회전속도 1000rpm, 스핀코팅 시간 60s)FIGS. 7 and 8 are graphs showing changes in surface contact angle of the PI substrate according to the voltage at the conditions of
도 7 및 도 8을 참조하면, 앞서 측정하였던 결과 중에서 접촉각이 가장 낮게 나왔던 조건에서 전압을 변화시킨 결과, 표면 처리를 하지 않은 경우(bare)에 비해, 접촉각이 확연히 낮은 결과를 보여준다. 특히, 전압 1.5kV에서 대략 25˚로 가장 낮은 값이 나왔고, PI 기판의 표면이 친수성으로 표면 처리된 것을 알 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8, as a result of changing the voltage under the condition where the contact angle is the lowest among the results measured previously, the contact angle is significantly lower than that of the bare without the surface treatment. In particular, the lowest value was found at a voltage of 1.5 kV, which was approximately 25 °, and the surface of the PI substrate was surface-treated with hydrophilic property.
도 9 및 표 4는 본 발명에 따른 이온빔 조사 후, PI 기판 및 버퍼층(SiO2)의 표면 거칠기를 나타낸 것이다. (조건 : Ar 50sccm) 9 and Table 4 show the surface roughness of the PI substrate and the buffer layer (SiO 2 ) after the ion beam irradiation according to the present invention. (Condition:
[표 4][Table 4]
유리 재질의 모 기판 상에 PI 코팅 후, 표면 처리를 하지 않은 상태의 필름(pristine)의 거칠기는 0.9nm와 2.1nm로 굉장히 평평한 상태로 나왔다.After the PI coating on the glass substrate, the roughness of the pristine film without surface treatment was very flat at 0.9 nm and 2.1 nm.
반면, 본 발명에 따라 이온빔을 조사한 후 PI 기판과 버퍼층의 표면 거칠기가 1.5~3.0nm인 결과를 보여준다. 이는 이온빔을 조사하여 PI 기판의 표면을 친수성으로 표면 처리함으로써, 성기 PI 기판과 버퍼층과의 접착력을 높이고, 상기 버퍼층의 증착 효율도 높일 수 있음을 의미한다.On the other hand, the surface roughness of the PI substrate and the buffer layer after irradiating the ion beam according to the present invention is 1.5 to 3.0 nm. This means that the surface of the PI substrate is surface-treated with a hydrophilic surface by irradiating the ion beam to increase the adhesion between the genital PI substrate and the buffer layer and to increase the deposition efficiency of the buffer layer.
도 10는 본 발명의 이온빔 조건에 따른 PI 기판의 표면 거칠기를 나타낸 것이다. 도 12를 참조하면, PI 기판의 표면 거칠기가 대부분 0.9~2.0nm로 높은 값을 나타내었다.10 shows the surface roughness of the PI substrate according to the ion beam condition of the present invention. Referring to FIG. 12, the surface roughness of the PI substrate was as high as 0.9 to 2.0 nm.
도 11은 UV-vis 조사를 통한 본 발명의 PI 기판의 투과율 측정 결과이다. 도 11에서 rpm 값은 PI 시약을 스핀코팅 할 때의 회전속도를 의미한다. 예를 들어, (a), (c) 에서 300-1000-300rpm은 300rpm 10초-1000rpm 60초-300rpm 10초이고, (b), (d)의 1000rpm은 1000rpm 60초이다. 도 11에 기재된 숫자는 380~780nm 파장대에서의 광투과율(%)을 의미한다.11 shows the results of measurement of the transmittance of the PI substrate of the present invention through UV-vis irradiation. 11, the rpm value refers to the rotational speed at the time of spin coating the PI reagent. For example, in (a) and (c), 300-1000-300 rpm is 300 rpm for 10 seconds to 1000 rpm for 60 seconds to 300 rpm for 10 seconds, and 1000 rpm for (b) and (d) is 1000 rpm for 60 seconds. The numeral shown in Fig. 11 means the light transmittance (%) in the wavelength range of 380 to 780 nm.
도 11을 참조하면, 표면 처리를 하지 않은 경우(pristine)에 비해, 이온빔을 통해 표면 처리한 경우(ion beam 1kV + SiO2)와, PI 기판 상에 버퍼층(SiO2)만 형성한 경우 모두 투과율이 증가하였다. 이는 이온빔 표면 처리나 버퍼층 형성을 수행하면 기판의 투과율이 증가한다는 것을 의미한다.Referring to FIG. 11, in the case of surface treatment through an ion beam (
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (7)
(b) 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 이온빔을 조사하여, 상기 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 친수성을 부여하는 표면 처리 단계; 및
(c) 상기 표면 처리된 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면에 무기물질을 증착하여 버퍼층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
(a) forming a substrate for a flexible display on a mother substrate;
(b) a surface treatment step of irradiating the surface of the substrate for a flexible display with an ion beam to impart hydrophilicity to the surface of the substrate for a flexible display; And
(c) depositing an inorganic material on the surface of the surface-treated flexible display substrate to form a buffer layer.
상기 (b) 단계에서 친수성이 부여된 플렉서블 디스플레이용 기판은 표면 접촉각이 53˚이하가 되도록 표면 처리되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate for a flexible display to which hydrophilicity is imparted in the step (b) is surface-treated so that the surface contact angle is 53 DEG or less.
상기 플렉서블 디스플레이용 기판은 폴리이미드 계열의 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the substrate for a flexible display comprises a polyimide-based substrate.
상기 이온빔은 75초~300초 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ion beam is performed for 75 seconds to 300 seconds.
상기 이온빔은 0.5~1.5kV의 전압을 가하여 조사되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ion beam is irradiated with a voltage of 0.5 to 1.5 kV.
상기 이온빔은 10~50sccm의 아르곤 이온빔 및 10~50sccm의 산소 이온빔 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
Wherein the ion beam includes at least one of an argon ion beam of 10 to 50 sccm and an oxygen ion beam of 10 to 50 sccm.
상기 버퍼층은 SiO2, SiO2-x, SiN, SiNx, a-Si(amorphous silicon), Al2O3, Al2O3-x, AlN 및 AlNx 중 1종 이상을 포함하는 단층 또는 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 디스플레이용 기판의 표면 처리방법.
The method according to claim 1,
The buffer layer is SiO 2, SiO 2-x, SiN, SiN x, a-Si (amorphous silicon), Al 2 O 3, Al 2 O 3-x, a single-layer or multi-layer including at least one of AlN and AlN x Wherein the surface of the flexible substrate is made of a metal.
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