フレキシブル表示装置及びその製造方法
【課題】フレキシブル表示装置の収率及び製造工程の安定性を向上させたフレキシブル表示装置の製造方法及びその製造方法によるフレキシブル表示装置に関する。
【解決手段】第１基板２１の一面に、第１基板２１に対する選択エッチング比が１/２０以下である絶縁保護層２３を形成する段階と；絶縁保護層２３上に表示素子２５を形成する段階と；表示素子２５上にフレキシブル基板２７を接着する段階と；第１基板２１をエッチングする段階とを含むフレキシブル表示装置の製造方法。更に、フレキシブル基板２７と；フレキシブル基板２７上に形成された表示素子層２５と；表示素子層２５を保護する絶縁保護層２３を備えて、ガラス：絶縁保護層のエッチング比及びステンレス：絶縁保護層のエッチング比の中、少なくともいずれか一つは１：２０以上であるフレキシブル表示装置。
【解決手段】第１基板２１の一面に、第１基板２１に対する選択エッチング比が１/２０以下である絶縁保護層２３を形成する段階と；絶縁保護層２３上に表示素子２５を形成する段階と；表示素子２５上にフレキシブル基板２７を接着する段階と；第１基板２１をエッチングする段階とを含むフレキシブル表示装置の製造方法。更に、フレキシブル基板２７と；フレキシブル基板２７上に形成された表示素子層２５と；表示素子層２５を保護する絶縁保護層２３を備えて、ガラス：絶縁保護層のエッチング比及びステンレス：絶縁保護層のエッチング比の中、少なくともいずれか一つは１：２０以上であるフレキシブル表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル表示装置の製造方法及びその製造方法によるフレキシブル表示装置に関する。特に、本発明は、フレキシブル表示装置の収率及び製造工程の安定性を向上させたフレキシブル表示装置の製造方法及びその製造方法によるフレキシブル表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に代わり、軽量薄形の平板ディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）を中心として速やかに変化してきた。ＦＰＤとしては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）等がある。このようなＦＰＤの製造工程は高温工程が大分であるため、耐熱性が優れているガラス基板を母基板として用いる。このようなガラス基板は、柔軟性がなく、よく割れるため、表示装置を更に軽量薄形化することにおいて制限要素となる。従って、近来では柔軟性のないガラス基板に代わり、プラスチック等のように柔軟性のある材料を母基板として用いて、紙のように曲げられても表示性能をそのまま保持することのできるフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置が注目を浴びている。
【０００３】
一般的に、フレキシブル表示装置の基板として、プラスチック基板及び金属フォイル（Ｍｅｔａｌ ｆｏｉｌ）基板を含むフレキシブル基板が用いられる。このようなプラスチック基板及び金属フォイル基板は、耐熱性がガラス基板より良くない。ガラス基板より耐熱性の悪いプラスチック基板及び金属フォイル基板は、表示素子の製造工程の中、工程熱によって変形されることもあり、このような基板の変形は表示素子の特性を低下させる。従って、プラスチック基板あるいは金属フォイル基板の上部に表示素子を直接製造することが困難である。このような問題点を克服するため、近来ではガラス基板の上部に表示素子を形成した後、表示素子の上部にプラスチック基板あるいは金属フォイル基板を付着し、以後、ガラス基板を除去してフレキシブル表示装置を完成する基板転写法が用いられる。
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｄは、基板転写法を用いた従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。基板転写法を用いた従来のフレキシブル表示装置の製造方法は、ガラス基板１上に絶縁保護層３を形成する段階、表示素子５を形成する段階、フレキシブル基板７を付着する段階、ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階を順次的に含む。
【０００５】
絶縁保護層３を形成する段階は、図１Ａに示すように、製造工程中の工程熱に十分な耐熱性を有するように所定の厚さで形成されたガラス基板１上に絶縁保護層３を蒸着することによってなる。絶縁保護層３は、シリコン酸化膜ＳｉＯｘあるいはシリコン窒化膜ＳｉＮｘの内、いずれか一つを含む。
【０００６】
表示素子層５を形成する段階は、図１Ｂに示すように、絶縁保護層３上に薄膜トランジスタアレイ及び表示素子を構成する各種配線を形成することによってなる。前記表示素子層５を形成する段階は、複数のフォトリソグラプ工程及びエッチング工程を含む。
【０００７】
フレキシブル基板７を付着する段階は、図１Ｃに示すように、接着剤を通じて表示素子層５上に薄いプラスチック基板あるいは金属フォイルのようなフレキシブル基板７を付着することによってなる。フレキシブル基板７は、最終的に表示素子層５を支持することによって、フレキシブル表示装置に柔軟性を与える表示装置の実際の基板となる。
【０００８】
ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階は、図１Ｄに示すように、フッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液等を用いて、ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階である。ここで、アルミナ等の研磨剤を用いて、ガラス基板１及び絶縁保護層３を研磨する研磨（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を併用することもできる。このように、研磨法を併用する場合、フレキシブル基板の全体に圧力（研磨ストレス）を与えることによって破損が起こる可能性もあるため、ガラス基板１の対角の長さが１ｍ以下の小形である場合のみに適用されることが普通である。結局、基板転写法を完了すると、フレキシブル基板７上に表示素子層５のみが残る最終基板が完成される。
【０００９】
このように、エッチング工程を用いる場合、絶縁保護層３が除去された部分は表示素子５が露出されるため、フッ酸液等のエッチング物質が表示素子５に浸透することによって、表示素子５が損傷される場合がある。エッチング物質によって表示素子５が損傷される現象は、フレキシブル表示装置の製造収率を低下させて、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を低下させる原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を向上させたフレキシブル表示装置の製造方法を提供することにある。他の本発明の目的は、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を向上させることによって、生産収率が向上した製造方法を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、製造安定性及び生産収率が向上した方法によって形成されたフレキシブル表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板と；前記フレキシブル基板上に形成された表示素子層と；前記表示素子層を保護する絶縁保護層を備えて、ガラス：前記絶縁保護層のエッチング比及びステンレス：前記絶縁保護層のエッチング比の内、少なくともいずれか一つは１：２０以上であることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階と；前記絶縁保護層上に表示素子を形成する段階と；前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階と；前記第１基板をエッチングする段階とを含む。
【００１３】
更に、本発明の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、前記第１基板はガラス基板を含み、前記ガラス基板をエッチングする段階は、緩衝フッ酸（ＢＨＦ）液を含むエッチング液を用いてウェットエッチングする段階を含む。
【００１４】
更に、本発明の他の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、前記第１基板はステンレスを含み、前記ステンレス基板をエッチングする段階は、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いて、前記ステンレス基板をウェットエッチングする段階を含む。
【発明の効果】
【００１５】
前述のように、本発明に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、絶縁保護層がガラスに対する選択エッチング比が１/２０以下となるようにすることによって、ガラス基板を除去する段階で絶縁保護層が除去されないようにする。従って、本発明は、ガラス基板のエッチングの場合、エッチング物質によって表示素子が損傷されることを防止できるため、フレキシブル表示装置の製造収率及び製造工程の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
前記目的の外、本発明の他の目的及び利点は添付した図面を参照する本発明の好ましい実施の形態についての説明を通じて明らかになる。以下、本発明の好ましい実施の形態を図２〜図７を参照して説明する。
【００１７】
本発明に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、ガラス基板のエッチングの場合、絶縁保護層が除去されないことを特徴とする。ガラス基板のエッチング工程で用いる化学物質から絶縁保護層上に形成された表示素子を保護するため、絶縁保護層を除去しないことが好ましい。
【００１８】
図２は、本発明に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。本発明に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板２７と、フレキシブル基板２７上に形成された表示素子２５と、表示素子２５上に形成された絶縁保護層２３とを備える。更に、本発明の絶縁保護層２３は、基板のエッチングの工程の場合、表示素子２５を効率的に保護するため、多層構造に形成されることもできる。
【００１９】
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、ガラス基板１上に絶縁保護層２３を形成する段階、表示素子２５を形成する段階、フレキシブル基板２７を付着する段階、ガラス基板２１をエッチングする段階を順次的に含む。図３Ａを参照すると、本発明の第１の実施の形態に係る第１段階は、ガラス基板２１の一面に絶縁保護層２３を全面塗布することによってなる。前記絶縁保護層２３は、ガラスに対するエッチング選択比（ｅｔｃｈｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が１/２０以下であることが好ましい。例えば、前記絶縁保護層２３は、銀シリコン（Ｓｉ）を含むか、クロム酸化膜（ＣｒｘＯｙ）、タンタル酸化膜（ＴａｘＯｙ）、アルミニウム 酸化膜（ＡｌｘＯｙ）等のような金属酸化膜を含むことができる。シリコン層を絶縁保護層２３として用いる場合には、ガラス基板２１上にＰＥＣＶＤ工法で全面蒸着する。金属酸化膜を絶縁保護層２３として用いる場合には、ガラス基板２１上にスパッタリング等の蒸着方法で金属膜を蒸着した後、Ｏ２プラズマを用いて金属膜を酸化させるか、陽極酸化法で金属膜を酸化させることによって形成される。アルミニウム酸化膜の場合には、アルミニウム蒸着の後、陽極酸化法を用いてアルミニウムを酸化させることが更に容易である。
【００２０】
以後、表示素子２５を形成する段階は、図３Ｂに示すように、絶縁保護層２３上に表示素子層２５を形成することによってなる。表示素子層２５は薄膜トランジスタアレイを含む多様な表示素子を含む。例えば、表示素子層２５は、薄膜トランジスタアレイあるいは電界発光表示素子を含むことができる。
【００２１】
続いて、フレキシブル基板２７を付着する段階は、図３Ｃに示すように、表示素子層２５上にフレキシブル基板２７を付着することによってなる。フレキシブル基板２７は、ガラス基板２１が除去される場合、表示素子層２５を支持すると共に、表示素子層２５に柔軟性を与える基板の役割をする。このようなフレキシブル基板２７は、クロロホルムを主成分とするアクリル接着剤等を用いて接着される。
【００２２】
フレキシブル基板２７が付着された後に進行されるガラス基板２１のエッチング段階は、図３Ｄに示すように、ウェットエッチングあるいはドライエッチング方法で前記ガラス基板２１をエッチングすることによってなる。ウェットエッチングの際に用いられるエッチング液は、緩衝フッ酸（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦ、ＨＦ＋ＮＨ４Ｆ；ＢＨＦ）液を含む。ドライエッチングの際に用いられるエッチングガスは、ＣＦ４＋Ｏ２あるいはＳＦ６＋Ｏ２を含む。シリコン膜を含む絶縁保護層２３は、ＢＨＦ、ＣＦ４＋Ｏ２あるいはＳＦ６＋Ｏ２においてガラスに対するエッチング選択が１/２０以下であるため、ガラス基板２１のエッチング工程の際、オーバーエッチングの間に除去されなく表示素子層２５を保護することができる。
【００２３】
本発明の核心となるガラス基板２１をエッチングする過程について更に詳細に説明する。ガラス基板２１をエッチングする過程において、工程時間はガラス基板２１を完全に除去するに係る理論的な時間であるエッチングタイム（ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ）及びエッチングタイムよりもう少し長いオーバーエッチングタイム（ｏｖｅｒ ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ）を含む。オーバーエッチングタイムは、エッチングタイムの間にガラス基板２１がエッチングされない部分を顧慮して設定された時間であり、エッチング面の均一度（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を向上させるために設定されたものである。絶縁保護層２３は、ガラス基板２１をエッチングする工程を進行する間、表示素子層２５を十分に保護するべきものである。即ち、絶縁保護層２３は、ガラス基板２１をエッチングする段階において除去されないものである。このため、本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、ガラス基板２１：絶縁保護層２３のエッチング選択比が２０：１以上（例えば、３０：１、４０：１等）となるようにする。これはガラス基板２１をエッチングする段階において、オーバーエッチングタイムの間に絶縁保護層２３が一部除去される現象を防止するためのものである。エッチング選択比は、エッチングされるガラス基板２７の厚さに応じて異なるように設定される。前記２０：１以上という範囲は、フレキシブル表示装置を製造するに用いられるガラス基板２１の厚さが２００μｍ〜７００μｍであることを顧慮して設定したものである。
【００２４】
一方、絶縁保護層２３の厚さを厚く形成するとオーバーエッチングタイムの間に除去される恐れはないが、絶縁保護層２３の厚さは一定の厚さ以下に制限されることが好ましい。このように絶縁保護層２３の厚さを制限することは、絶縁保護層２３を蒸着する間に発生する熱によってガラス基板２１に圧力（ストレス）が加わるためである。更に詳細に説明すると、ガラス基板２１は、熱膨張係数が大きいため、熱によっては殆ど変形されない反面、相対的に熱膨張係数の小さい絶縁保護層２３は蒸着熱によって蒸着された後に収縮される。従って、ガラス基板２１は絶縁保護層２３の収縮による圧力によって亀裂が生じるか、更には割れることもある。このように絶縁保護層２３を形成する過程で割れるか、またはクラックが発生したガラス基板２１上に表示素子層２５を形成すると、表示素子２５を構成する多様な膜が適宜形成されなくなる。適宜形成されない表示素子層２５はその特性が低下される。ガラス基板２１に加わる圧力は絶縁保護層２３の厚さに比例する。従って、表示素子層２５の適した形成のために、本発明に係る絶縁保護層２３の厚さは１μｍ以下に形成されることが好ましい。
【００２５】
ガラス基板２１を除去した後、フレキシブル基板２７が下部に位置するように前記構造物を覆すと、図２に示すように、本発明に係るフレキシブル表示装置が得られる。
【００２６】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第１の実施の形態において、ウェットエッチングを更に安定的に進行できる方法について説明するための図面である。ウェットエッチングを進行する際、フレキシブル基板２７の付着段階を経た構造物の全体をエッチング液にディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）することができる。フレキシブル基板２７の付着段階を経た前記構造物の全体をエッチング液にディッピングすると、エッチング液が表示素子層２５の側面を通じて浸透することによって表示素子層２５が損傷され得る。これを防止するため、ウェットエッチングを進行する前に、図４Ａに示すように、フレキシブル基板２７が下部に位置するように前記構造物を覆して、ガラス基板２１の背面に樹脂バリアー４１を形成する。このような樹脂バリアー４１の内部にはガラス基板２１をエッチングするに必要なエッチング液４３の量を計算して、これに該当するエッチング液を満たすバルク（ＶＡＬＣ）工法で適量のエッチング液４３が満たされる。エッチング液４３によってガラス基板２１が除去されると、残されたエッチング液４３を除去するため洗浄工程を経る。そして、残された樹脂バリアー４１を切断線４５に沿って切り取って除去する。この切断線４５は、表示素子層２５の有効領域Ａ１と樹脂バリアー４１との間に位置する。表示素子層２５の有効領域Ａ１は表示素子２５を駆動するための各種配線が形成された領域である。
【００２７】
前述のガラス基板２１をエッチングする段階において、エッチング液は樹脂バリアー４１の下部と重畳するガラス基板２１をエッチングして、樹脂バリアー４１の下部にアンダーカットを形成することができる。樹脂バリアー４１の幅（ｗ）がガラス基板２１の厚さ（ｔ）と同一であるか狭いと、前記アンダーカットによって樹脂バリアー４１がエッチング工程中に離れ落ちてしまう可能性があるためである。この場合、樹脂バリアー４１がエッチング液から表示素子層２５を保護する役割を十分にしにくくなる。ガラス基板２１のエッチング工程を安定的に進行するため、樹脂バリアー４１の幅（ｗ）はガラス基板２１の厚さ（ｔ）より広く形成することが好ましい。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアー４１の形成方法及び除去方法を説明するための図面である。図４Ｂにおいて、前述の表示素子の有効領域には、複数の単位表示素子（Ｂｍｎ：ｍ、ｎは正の整数）が形成される。それぞれの単位表示素子Ｂｍｎは所定の距離で離隔されて形成される。
【００２９】
従って、樹脂バリアー４１は、図５Ａに示すように、全単位表示素子Ｂｍｎを囲むようにガラス基板２１の縁部に形成されることができる。この場合、切断線４５は、単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成される。
【００３０】
他の方法としては、樹脂バリアー４１は、図５Ｂに示すように、それぞれの単位表示素子Ｂｍｎを囲むようにマトリクス状に形成されることができる。この場合、切断線４５は、それぞれの単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成される。図５Ｂに示すような場合には、各切断線４５が単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成されるため、樹脂バリアー４１の除去と共に、単位表示素子Ｂｍｎの分離が同時に成される。
【００３１】
図６を参照すると、本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板２７と、フレキシブル基板２７上に形成された表示素子層２５と、表示素子層２５上に形成された絶縁保護層２３とを備える。本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３は、ガラス基板のエッチング工程の際に表示素子層２５を保護するため、シリコン膜あるいは金属酸化膜を含む第１保護層２３ａを備える。また、本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３は、第１保護層２３ａ及び表示素子２５の間に第１保護層２３ａより絶縁特性が優れたシリコン窒化膜ＳｉＮｘまたはシリコン酸化膜ＳｉＯｘを含む第２保護層２３ｂを更に含むことができる。
【００３２】
本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、本発明の第１の実施の形態に比べて、絶縁保護層２３を形成する段階において差異がある。本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３を形成する段階は、まず、ガラス基板２１上にシリコンあるいは金属酸化膜を形成することによって第１保護層２３ａを形成する。続いて、シリコン窒化膜ＳｉＮｘまたはシリコン酸化膜ＳｉＯｘを蒸着して第２保護層２３ｂを形成する。以後、表示素子層２５を形成する段階、フレキシブル基板２７を付着する段階、ガラス基板２１をエッチングする段階は、本発明の第１の実施の形態と同一である。
【００３３】
図７は、本発明に係るフレキシブル表示装置の製造方法の内、表示素子２５の形成段階を説明するための図面である。図７において、表示素子２５としては薄膜トランジスタを例に挙げて示した。
【００３４】
図７を参照すると、薄膜トランジスタ９９はゲートライン１１２に接続したゲート電極１３２と、データライン１２２に接続したソース電極１４４と、画素電極１４８に接続したドレイン電極１４２と、ソース電極１４４とドレイン電極１４２の間にチャンネルを形成すると共に、ゲート絶縁膜１０５を介してゲート電極１３２に重畳する半導体パターン１３８とを備える。半導体パターン１３８は、ソース電極１４４及びドレイン電極１４２と重畳するように形成され、ソース電極１４４とドレイン電極１４２の間のチャンネル部を形成する活性層１３４と、活性層１３４上でソース電極１４４及びドレイン電極１４２とのオーミック接触のためのオーミック接触層１３６からなる。このような薄膜トランジスタ９９は、ゲートライン１１２に供給されるスキャン信号に応じてデータライン１２２に供給されるビデオ信号が画素電極１４８に充電されて保持されるようにする。画素電極１４８は、保護膜１０３を貫通する画素接触ホール１５１を通じて薄膜トランジスタ９９のドレイン電極１４２と接続される。このような薄膜トランジスタ９９は、複数のフォトリソグラピ工程及びエッチング工程を通じて形成される。このように薄膜トランジスタ９９は、複数の薄膜がパターニングされて、重畳して形成されることによって、その表面が平坦ではなく、でこぼこするようになる。続いて、フレキシブル基板の付着工程において、平坦ではない薄膜トランジスタ９９の表面上にフレキシブル基板を付着すると、フレキシブル基板を接着するために加える圧力が薄膜トランジスタ９９の形成面の全体に渡って均一に加えられない。従って、大きな圧力を受ける部分の配線が断線されて、漏洩電流が発生する等の問題が発生するか、大きな圧力を受ける部分の膜がストレスによって損傷されることによって、薄膜トランジスタ９９の特性が低下される可能性がある。従って、本発明に係る表示素子の形成段階は、最終的にオーバーコート層１０１を形成する段階を更に含むことができる。オーバーコート層１０１は、前述の問題が発生されないように、薄膜トランジスタ９９が形成された面を平坦化し、接着工程中に圧力を分散させるようにバッファ役割をする。更に、オーバーコート層１０１は薄膜トランジスタ９９を保護する役割をする。このようなオーバーコート層１０１は、フレキシブル基板２７を接着する前に薄膜トランジスタ９９が形成された面に樹脂（ｒｅｓｉｎ）、液状のシリコン質化物質（ＳｉＮｘ）あるいは液状のシリコン酸化物質（ＳｉＯｘ）の内、少なくともいずれか一つをコーティングした後、特定の温度でキュアリングすることによって形成される。オーバーコート層１０１の形成物質は接着剤を構成する物質と混合して形成することによって、平坦化及びフレキシブル基板の接着を同時に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明の第１及び第２の実施の形態は、ガラス基板を用いる基板伝写法によるフレキシブル製造方法及びその方法によるフレキシブル基板について説明した。下記の本発明の第３の実施の形態においては、ガラス基板より安いステンレス鋼（あるいはＳＵＳ）を基板として用いて表示素子層を形成した後、フレキシブル基板を付着し、単純なディッピング工法でステンレス基板をエッチングして除去する工法を提供する。一般的に、ステンレスをエッチングするためには塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いる。エッチング塩化鉄（ＦｅＣｌ２）は、ステンレスのような鉄を含む金属を容易にエッチングするが、有機物質は殆どエッチングしない特性がある。従って、本発明に係るフレキシブル基板の製造方法において、基板をステンレスとして用いて、図７で説明した表示素子の絶縁膜と保護膜を有機物質として用いて、絶縁保護層６３も有機物質を用いて、フレキシブル基板６７としては有機物質を含む基板を採択し、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）をエッチング液として用いると、第１及び第２の実施の形態の場合より更に容易に製造することができる。
【００３６】
図８Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る第１製造段階を示す図面である。ステンレス基板６１上に絶縁保護層６３を形成する。前記絶縁保護層６３は、有機物質であるアクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の中、選択されたいずれか一つを含むことが好ましい。次に、図８Ｂに示すように、絶縁保護層６３上に表示素子層６５を形成する。この際、図７に示すＴＦＴ表示素子を形成する場合、ゲート絶縁膜１０５、保護膜１０３及びオーバーコート層１０１も、アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、選択されたいずれか一つを含む有機物質から形成することが好ましい。特に、オーバーコート層１０１を形成する場合、表示素子層６５の側部を十分に囲むようにコーティングすることによって、表示素子層６５を有効に保護することができる。次に、図８Ｃに示すように、表示素子層６５上にフレキシブル基板６７を付着する。フレキシブル基板６７は、プラスチックのような有機物質を含むことが好ましい。最後に、図８Ｄに示すように、前記フレキシブル基板６７を付着した基板の全体を、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液７３のある水槽７１中に浸けて、ステンレス基板６１を完全に除去する。この際、表示素子層６５の側面は、表示素子層６５を構成する複数の有機絶縁膜あるいは有機保護膜によってエッチング液から保護される。また、有機物質を含む絶縁保護層６３も、ステンレス基板６１が完全に除去される過程中、表示素子層６５をエッチング液から保護する。エッチング工程が終わった後、基板をエッチング水槽７１から取り出して、洗浄工程で洗浄すると、図８Ｅに示すようなフレキシブル基板が完成される。もし、前記フレキシブル基板に複数の単位表示素子がマトリクス状に配列されている構造なら、カッティング工程で単位表示素子を分離する。
【００３７】
以上、説明した内容を通じて、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々なる変更および修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｂ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｃ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｄ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図２】本発明に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｄ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図４Ａ】ウェットエッチングを更に安定して進行できる方法について説明するための図面である。
【図４Ｂ】ウェットエッチングを更に安定して進行できる方法について説明するための図面である。
【図５Ａ】図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアーの形成方法及び除去方法を説明するための図面である。
【図５Ｂ】図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアーの形成方法及び除去方法を説明するための図面である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。
【図７】本発明に係るＴＦＴを含む表示素子の構造を詳細に示す図面である。
【図８Ａ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｂ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｃ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｄ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｅ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２１：ガラス基板
３、２３、６３：絶縁保護層
５、２５：表示素子
７、２７：フレキシブル基板
４１：樹脂バリアー
４５：切断線
Ａ１：有効領域
Ｂｍｎ：単位表示素子
９９：薄膜トランジスタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレキシブル表示装置の製造方法及びその製造方法によるフレキシブル表示装置に関する。特に、本発明は、フレキシブル表示装置の収率及び製造工程の安定性を向上させたフレキシブル表示装置の製造方法及びその製造方法によるフレキシブル表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置はＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）に代わり、軽量薄形の平板ディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＦＰＤ）を中心として速やかに変化してきた。ＦＰＤとしては、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ：ＰＤＰ）、有機発光表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）等がある。このようなＦＰＤの製造工程は高温工程が大分であるため、耐熱性が優れているガラス基板を母基板として用いる。このようなガラス基板は、柔軟性がなく、よく割れるため、表示装置を更に軽量薄形化することにおいて制限要素となる。従って、近来では柔軟性のないガラス基板に代わり、プラスチック等のように柔軟性のある材料を母基板として用いて、紙のように曲げられても表示性能をそのまま保持することのできるフレキシブル（ｆｌｅｘｉｂｌｅ）表示装置が注目を浴びている。
【０００３】
一般的に、フレキシブル表示装置の基板として、プラスチック基板及び金属フォイル（Ｍｅｔａｌ ｆｏｉｌ）基板を含むフレキシブル基板が用いられる。このようなプラスチック基板及び金属フォイル基板は、耐熱性がガラス基板より良くない。ガラス基板より耐熱性の悪いプラスチック基板及び金属フォイル基板は、表示素子の製造工程の中、工程熱によって変形されることもあり、このような基板の変形は表示素子の特性を低下させる。従って、プラスチック基板あるいは金属フォイル基板の上部に表示素子を直接製造することが困難である。このような問題点を克服するため、近来ではガラス基板の上部に表示素子を形成した後、表示素子の上部にプラスチック基板あるいは金属フォイル基板を付着し、以後、ガラス基板を除去してフレキシブル表示装置を完成する基板転写法が用いられる。
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｄは、基板転写法を用いた従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。基板転写法を用いた従来のフレキシブル表示装置の製造方法は、ガラス基板１上に絶縁保護層３を形成する段階、表示素子５を形成する段階、フレキシブル基板７を付着する段階、ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階を順次的に含む。
【０００５】
絶縁保護層３を形成する段階は、図１Ａに示すように、製造工程中の工程熱に十分な耐熱性を有するように所定の厚さで形成されたガラス基板１上に絶縁保護層３を蒸着することによってなる。絶縁保護層３は、シリコン酸化膜ＳｉＯｘあるいはシリコン窒化膜ＳｉＮｘの内、いずれか一つを含む。
【０００６】
表示素子層５を形成する段階は、図１Ｂに示すように、絶縁保護層３上に薄膜トランジスタアレイ及び表示素子を構成する各種配線を形成することによってなる。前記表示素子層５を形成する段階は、複数のフォトリソグラプ工程及びエッチング工程を含む。
【０００７】
フレキシブル基板７を付着する段階は、図１Ｃに示すように、接着剤を通じて表示素子層５上に薄いプラスチック基板あるいは金属フォイルのようなフレキシブル基板７を付着することによってなる。フレキシブル基板７は、最終的に表示素子層５を支持することによって、フレキシブル表示装置に柔軟性を与える表示装置の実際の基板となる。
【０００８】
ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階は、図１Ｄに示すように、フッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液等を用いて、ガラス基板１及び絶縁保護層３を除去する段階である。ここで、アルミナ等の研磨剤を用いて、ガラス基板１及び絶縁保護層３を研磨する研磨（Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を併用することもできる。このように、研磨法を併用する場合、フレキシブル基板の全体に圧力（研磨ストレス）を与えることによって破損が起こる可能性もあるため、ガラス基板１の対角の長さが１ｍ以下の小形である場合のみに適用されることが普通である。結局、基板転写法を完了すると、フレキシブル基板７上に表示素子層５のみが残る最終基板が完成される。
【０００９】
このように、エッチング工程を用いる場合、絶縁保護層３が除去された部分は表示素子５が露出されるため、フッ酸液等のエッチング物質が表示素子５に浸透することによって、表示素子５が損傷される場合がある。エッチング物質によって表示素子５が損傷される現象は、フレキシブル表示装置の製造収率を低下させて、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を低下させる原因となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を向上させたフレキシブル表示装置の製造方法を提供することにある。他の本発明の目的は、フレキシブル表示装置の製造工程の安定性を向上させることによって、生産収率が向上した製造方法を提供することにある。更に、本発明の他の目的は、製造安定性及び生産収率が向上した方法によって形成されたフレキシブル表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するため、本発明に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板と；前記フレキシブル基板上に形成された表示素子層と；前記表示素子層を保護する絶縁保護層を備えて、ガラス：前記絶縁保護層のエッチング比及びステンレス：前記絶縁保護層のエッチング比の内、少なくともいずれか一つは１：２０以上であることを特徴とする。
【００１２】
そして、本発明に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階と；前記絶縁保護層上に表示素子を形成する段階と；前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階と；前記第１基板をエッチングする段階とを含む。
【００１３】
更に、本発明の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、前記第１基板はガラス基板を含み、前記ガラス基板をエッチングする段階は、緩衝フッ酸（ＢＨＦ）液を含むエッチング液を用いてウェットエッチングする段階を含む。
【００１４】
更に、本発明の他の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、前記第１基板はステンレスを含み、前記ステンレス基板をエッチングする段階は、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いて、前記ステンレス基板をウェットエッチングする段階を含む。
【発明の効果】
【００１５】
前述のように、本発明に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、絶縁保護層がガラスに対する選択エッチング比が１/２０以下となるようにすることによって、ガラス基板を除去する段階で絶縁保護層が除去されないようにする。従って、本発明は、ガラス基板のエッチングの場合、エッチング物質によって表示素子が損傷されることを防止できるため、フレキシブル表示装置の製造収率及び製造工程の安定性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
前記目的の外、本発明の他の目的及び利点は添付した図面を参照する本発明の好ましい実施の形態についての説明を通じて明らかになる。以下、本発明の好ましい実施の形態を図２〜図７を参照して説明する。
【００１７】
本発明に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、ガラス基板のエッチングの場合、絶縁保護層が除去されないことを特徴とする。ガラス基板のエッチング工程で用いる化学物質から絶縁保護層上に形成された表示素子を保護するため、絶縁保護層を除去しないことが好ましい。
【００１８】
図２は、本発明に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。本発明に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板２７と、フレキシブル基板２７上に形成された表示素子２５と、表示素子２５上に形成された絶縁保護層２３とを備える。更に、本発明の絶縁保護層２３は、基板のエッチングの工程の場合、表示素子２５を効率的に保護するため、多層構造に形成されることもできる。
【００１９】
図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、ガラス基板１上に絶縁保護層２３を形成する段階、表示素子２５を形成する段階、フレキシブル基板２７を付着する段階、ガラス基板２１をエッチングする段階を順次的に含む。図３Ａを参照すると、本発明の第１の実施の形態に係る第１段階は、ガラス基板２１の一面に絶縁保護層２３を全面塗布することによってなる。前記絶縁保護層２３は、ガラスに対するエッチング選択比（ｅｔｃｈｉｎｇ ｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙ）が１/２０以下であることが好ましい。例えば、前記絶縁保護層２３は、銀シリコン（Ｓｉ）を含むか、クロム酸化膜（ＣｒｘＯｙ）、タンタル酸化膜（ＴａｘＯｙ）、アルミニウム 酸化膜（ＡｌｘＯｙ）等のような金属酸化膜を含むことができる。シリコン層を絶縁保護層２３として用いる場合には、ガラス基板２１上にＰＥＣＶＤ工法で全面蒸着する。金属酸化膜を絶縁保護層２３として用いる場合には、ガラス基板２１上にスパッタリング等の蒸着方法で金属膜を蒸着した後、Ｏ２プラズマを用いて金属膜を酸化させるか、陽極酸化法で金属膜を酸化させることによって形成される。アルミニウム酸化膜の場合には、アルミニウム蒸着の後、陽極酸化法を用いてアルミニウムを酸化させることが更に容易である。
【００２０】
以後、表示素子２５を形成する段階は、図３Ｂに示すように、絶縁保護層２３上に表示素子層２５を形成することによってなる。表示素子層２５は薄膜トランジスタアレイを含む多様な表示素子を含む。例えば、表示素子層２５は、薄膜トランジスタアレイあるいは電界発光表示素子を含むことができる。
【００２１】
続いて、フレキシブル基板２７を付着する段階は、図３Ｃに示すように、表示素子層２５上にフレキシブル基板２７を付着することによってなる。フレキシブル基板２７は、ガラス基板２１が除去される場合、表示素子層２５を支持すると共に、表示素子層２５に柔軟性を与える基板の役割をする。このようなフレキシブル基板２７は、クロロホルムを主成分とするアクリル接着剤等を用いて接着される。
【００２２】
フレキシブル基板２７が付着された後に進行されるガラス基板２１のエッチング段階は、図３Ｄに示すように、ウェットエッチングあるいはドライエッチング方法で前記ガラス基板２１をエッチングすることによってなる。ウェットエッチングの際に用いられるエッチング液は、緩衝フッ酸（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ ＨＦ、ＨＦ＋ＮＨ４Ｆ；ＢＨＦ）液を含む。ドライエッチングの際に用いられるエッチングガスは、ＣＦ４＋Ｏ２あるいはＳＦ６＋Ｏ２を含む。シリコン膜を含む絶縁保護層２３は、ＢＨＦ、ＣＦ４＋Ｏ２あるいはＳＦ６＋Ｏ２においてガラスに対するエッチング選択が１/２０以下であるため、ガラス基板２１のエッチング工程の際、オーバーエッチングの間に除去されなく表示素子層２５を保護することができる。
【００２３】
本発明の核心となるガラス基板２１をエッチングする過程について更に詳細に説明する。ガラス基板２１をエッチングする過程において、工程時間はガラス基板２１を完全に除去するに係る理論的な時間であるエッチングタイム（ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ）及びエッチングタイムよりもう少し長いオーバーエッチングタイム（ｏｖｅｒ ｅｔｃｈｉｎｇ ｔｉｍｅ ）を含む。オーバーエッチングタイムは、エッチングタイムの間にガラス基板２１がエッチングされない部分を顧慮して設定された時間であり、エッチング面の均一度（Ｕｎｉｆｏｒｍｉｔｙ）を向上させるために設定されたものである。絶縁保護層２３は、ガラス基板２１をエッチングする工程を進行する間、表示素子層２５を十分に保護するべきものである。即ち、絶縁保護層２３は、ガラス基板２１をエッチングする段階において除去されないものである。このため、本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置及びその製造方法は、ガラス基板２１：絶縁保護層２３のエッチング選択比が２０：１以上（例えば、３０：１、４０：１等）となるようにする。これはガラス基板２１をエッチングする段階において、オーバーエッチングタイムの間に絶縁保護層２３が一部除去される現象を防止するためのものである。エッチング選択比は、エッチングされるガラス基板２７の厚さに応じて異なるように設定される。前記２０：１以上という範囲は、フレキシブル表示装置を製造するに用いられるガラス基板２１の厚さが２００μｍ〜７００μｍであることを顧慮して設定したものである。
【００２４】
一方、絶縁保護層２３の厚さを厚く形成するとオーバーエッチングタイムの間に除去される恐れはないが、絶縁保護層２３の厚さは一定の厚さ以下に制限されることが好ましい。このように絶縁保護層２３の厚さを制限することは、絶縁保護層２３を蒸着する間に発生する熱によってガラス基板２１に圧力（ストレス）が加わるためである。更に詳細に説明すると、ガラス基板２１は、熱膨張係数が大きいため、熱によっては殆ど変形されない反面、相対的に熱膨張係数の小さい絶縁保護層２３は蒸着熱によって蒸着された後に収縮される。従って、ガラス基板２１は絶縁保護層２３の収縮による圧力によって亀裂が生じるか、更には割れることもある。このように絶縁保護層２３を形成する過程で割れるか、またはクラックが発生したガラス基板２１上に表示素子層２５を形成すると、表示素子２５を構成する多様な膜が適宜形成されなくなる。適宜形成されない表示素子層２５はその特性が低下される。ガラス基板２１に加わる圧力は絶縁保護層２３の厚さに比例する。従って、表示素子層２５の適した形成のために、本発明に係る絶縁保護層２３の厚さは１μｍ以下に形成されることが好ましい。
【００２５】
ガラス基板２１を除去した後、フレキシブル基板２７が下部に位置するように前記構造物を覆すと、図２に示すように、本発明に係るフレキシブル表示装置が得られる。
【００２６】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の第１の実施の形態において、ウェットエッチングを更に安定的に進行できる方法について説明するための図面である。ウェットエッチングを進行する際、フレキシブル基板２７の付着段階を経た構造物の全体をエッチング液にディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）することができる。フレキシブル基板２７の付着段階を経た前記構造物の全体をエッチング液にディッピングすると、エッチング液が表示素子層２５の側面を通じて浸透することによって表示素子層２５が損傷され得る。これを防止するため、ウェットエッチングを進行する前に、図４Ａに示すように、フレキシブル基板２７が下部に位置するように前記構造物を覆して、ガラス基板２１の背面に樹脂バリアー４１を形成する。このような樹脂バリアー４１の内部にはガラス基板２１をエッチングするに必要なエッチング液４３の量を計算して、これに該当するエッチング液を満たすバルク（ＶＡＬＣ）工法で適量のエッチング液４３が満たされる。エッチング液４３によってガラス基板２１が除去されると、残されたエッチング液４３を除去するため洗浄工程を経る。そして、残された樹脂バリアー４１を切断線４５に沿って切り取って除去する。この切断線４５は、表示素子層２５の有効領域Ａ１と樹脂バリアー４１との間に位置する。表示素子層２５の有効領域Ａ１は表示素子２５を駆動するための各種配線が形成された領域である。
【００２７】
前述のガラス基板２１をエッチングする段階において、エッチング液は樹脂バリアー４１の下部と重畳するガラス基板２１をエッチングして、樹脂バリアー４１の下部にアンダーカットを形成することができる。樹脂バリアー４１の幅（ｗ）がガラス基板２１の厚さ（ｔ）と同一であるか狭いと、前記アンダーカットによって樹脂バリアー４１がエッチング工程中に離れ落ちてしまう可能性があるためである。この場合、樹脂バリアー４１がエッチング液から表示素子層２５を保護する役割を十分にしにくくなる。ガラス基板２１のエッチング工程を安定的に進行するため、樹脂バリアー４１の幅（ｗ）はガラス基板２１の厚さ（ｔ）より広く形成することが好ましい。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアー４１の形成方法及び除去方法を説明するための図面である。図４Ｂにおいて、前述の表示素子の有効領域には、複数の単位表示素子（Ｂｍｎ：ｍ、ｎは正の整数）が形成される。それぞれの単位表示素子Ｂｍｎは所定の距離で離隔されて形成される。
【００２９】
従って、樹脂バリアー４１は、図５Ａに示すように、全単位表示素子Ｂｍｎを囲むようにガラス基板２１の縁部に形成されることができる。この場合、切断線４５は、単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成される。
【００３０】
他の方法としては、樹脂バリアー４１は、図５Ｂに示すように、それぞれの単位表示素子Ｂｍｎを囲むようにマトリクス状に形成されることができる。この場合、切断線４５は、それぞれの単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成される。図５Ｂに示すような場合には、各切断線４５が単位表示素子Ｂｍｎと樹脂バリアー４１との間に形成されるため、樹脂バリアー４１の除去と共に、単位表示素子Ｂｍｎの分離が同時に成される。
【００３１】
図６を参照すると、本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置は、フレキシブル基板２７と、フレキシブル基板２７上に形成された表示素子層２５と、表示素子層２５上に形成された絶縁保護層２３とを備える。本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３は、ガラス基板のエッチング工程の際に表示素子層２５を保護するため、シリコン膜あるいは金属酸化膜を含む第１保護層２３ａを備える。また、本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３は、第１保護層２３ａ及び表示素子２５の間に第１保護層２３ａより絶縁特性が優れたシリコン窒化膜ＳｉＮｘまたはシリコン酸化膜ＳｉＯｘを含む第２保護層２３ｂを更に含むことができる。
【００３２】
本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法は、本発明の第１の実施の形態に比べて、絶縁保護層２３を形成する段階において差異がある。本発明の第２の実施の形態に係る絶縁保護層２３を形成する段階は、まず、ガラス基板２１上にシリコンあるいは金属酸化膜を形成することによって第１保護層２３ａを形成する。続いて、シリコン窒化膜ＳｉＮｘまたはシリコン酸化膜ＳｉＯｘを蒸着して第２保護層２３ｂを形成する。以後、表示素子層２５を形成する段階、フレキシブル基板２７を付着する段階、ガラス基板２１をエッチングする段階は、本発明の第１の実施の形態と同一である。
【００３３】
図７は、本発明に係るフレキシブル表示装置の製造方法の内、表示素子２５の形成段階を説明するための図面である。図７において、表示素子２５としては薄膜トランジスタを例に挙げて示した。
【００３４】
図７を参照すると、薄膜トランジスタ９９はゲートライン１１２に接続したゲート電極１３２と、データライン１２２に接続したソース電極１４４と、画素電極１４８に接続したドレイン電極１４２と、ソース電極１４４とドレイン電極１４２の間にチャンネルを形成すると共に、ゲート絶縁膜１０５を介してゲート電極１３２に重畳する半導体パターン１３８とを備える。半導体パターン１３８は、ソース電極１４４及びドレイン電極１４２と重畳するように形成され、ソース電極１４４とドレイン電極１４２の間のチャンネル部を形成する活性層１３４と、活性層１３４上でソース電極１４４及びドレイン電極１４２とのオーミック接触のためのオーミック接触層１３６からなる。このような薄膜トランジスタ９９は、ゲートライン１１２に供給されるスキャン信号に応じてデータライン１２２に供給されるビデオ信号が画素電極１４８に充電されて保持されるようにする。画素電極１４８は、保護膜１０３を貫通する画素接触ホール１５１を通じて薄膜トランジスタ９９のドレイン電極１４２と接続される。このような薄膜トランジスタ９９は、複数のフォトリソグラピ工程及びエッチング工程を通じて形成される。このように薄膜トランジスタ９９は、複数の薄膜がパターニングされて、重畳して形成されることによって、その表面が平坦ではなく、でこぼこするようになる。続いて、フレキシブル基板の付着工程において、平坦ではない薄膜トランジスタ９９の表面上にフレキシブル基板を付着すると、フレキシブル基板を接着するために加える圧力が薄膜トランジスタ９９の形成面の全体に渡って均一に加えられない。従って、大きな圧力を受ける部分の配線が断線されて、漏洩電流が発生する等の問題が発生するか、大きな圧力を受ける部分の膜がストレスによって損傷されることによって、薄膜トランジスタ９９の特性が低下される可能性がある。従って、本発明に係る表示素子の形成段階は、最終的にオーバーコート層１０１を形成する段階を更に含むことができる。オーバーコート層１０１は、前述の問題が発生されないように、薄膜トランジスタ９９が形成された面を平坦化し、接着工程中に圧力を分散させるようにバッファ役割をする。更に、オーバーコート層１０１は薄膜トランジスタ９９を保護する役割をする。このようなオーバーコート層１０１は、フレキシブル基板２７を接着する前に薄膜トランジスタ９９が形成された面に樹脂（ｒｅｓｉｎ）、液状のシリコン質化物質（ＳｉＮｘ）あるいは液状のシリコン酸化物質（ＳｉＯｘ）の内、少なくともいずれか一つをコーティングした後、特定の温度でキュアリングすることによって形成される。オーバーコート層１０１の形成物質は接着剤を構成する物質と混合して形成することによって、平坦化及びフレキシブル基板の接着を同時に行うことができる。
【００３５】
以上、本発明の第１及び第２の実施の形態は、ガラス基板を用いる基板伝写法によるフレキシブル製造方法及びその方法によるフレキシブル基板について説明した。下記の本発明の第３の実施の形態においては、ガラス基板より安いステンレス鋼（あるいはＳＵＳ）を基板として用いて表示素子層を形成した後、フレキシブル基板を付着し、単純なディッピング工法でステンレス基板をエッチングして除去する工法を提供する。一般的に、ステンレスをエッチングするためには塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いる。エッチング塩化鉄（ＦｅＣｌ２）は、ステンレスのような鉄を含む金属を容易にエッチングするが、有機物質は殆どエッチングしない特性がある。従って、本発明に係るフレキシブル基板の製造方法において、基板をステンレスとして用いて、図７で説明した表示素子の絶縁膜と保護膜を有機物質として用いて、絶縁保護層６３も有機物質を用いて、フレキシブル基板６７としては有機物質を含む基板を採択し、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）をエッチング液として用いると、第１及び第２の実施の形態の場合より更に容易に製造することができる。
【００３６】
図８Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る第１製造段階を示す図面である。ステンレス基板６１上に絶縁保護層６３を形成する。前記絶縁保護層６３は、有機物質であるアクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の中、選択されたいずれか一つを含むことが好ましい。次に、図８Ｂに示すように、絶縁保護層６３上に表示素子層６５を形成する。この際、図７に示すＴＦＴ表示素子を形成する場合、ゲート絶縁膜１０５、保護膜１０３及びオーバーコート層１０１も、アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、選択されたいずれか一つを含む有機物質から形成することが好ましい。特に、オーバーコート層１０１を形成する場合、表示素子層６５の側部を十分に囲むようにコーティングすることによって、表示素子層６５を有効に保護することができる。次に、図８Ｃに示すように、表示素子層６５上にフレキシブル基板６７を付着する。フレキシブル基板６７は、プラスチックのような有機物質を含むことが好ましい。最後に、図８Ｄに示すように、前記フレキシブル基板６７を付着した基板の全体を、塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液７３のある水槽７１中に浸けて、ステンレス基板６１を完全に除去する。この際、表示素子層６５の側面は、表示素子層６５を構成する複数の有機絶縁膜あるいは有機保護膜によってエッチング液から保護される。また、有機物質を含む絶縁保護層６３も、ステンレス基板６１が完全に除去される過程中、表示素子層６５をエッチング液から保護する。エッチング工程が終わった後、基板をエッチング水槽７１から取り出して、洗浄工程で洗浄すると、図８Ｅに示すようなフレキシブル基板が完成される。もし、前記フレキシブル基板に複数の単位表示素子がマトリクス状に配列されている構造なら、カッティング工程で単位表示素子を分離する。
【００３７】
以上、説明した内容を通じて、当業者であれば本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で種々なる変更および修正が可能であることが分かる。従って、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載した内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲により定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｂ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｃ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図１Ｄ】基板転写法を用いる従来のフレキシブル表示装置の製造方法を示す図面である。
【図２】本発明に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｃ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図３Ｄ】本発明の第１の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図４Ａ】ウェットエッチングを更に安定して進行できる方法について説明するための図面である。
【図４Ｂ】ウェットエッチングを更に安定して進行できる方法について説明するための図面である。
【図５Ａ】図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアーの形成方法及び除去方法を説明するための図面である。
【図５Ｂ】図４Ａ及び図４Ｂに示す樹脂バリアーの形成方法及び除去方法を説明するための図面である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るフレキシブル表示装置を示す図面である。
【図７】本発明に係るＴＦＴを含む表示素子の構造を詳細に示す図面である。
【図８Ａ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｂ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｃ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｄ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【図８Ｅ】本発明の第３の実施の形態に係るフレキシブル表示装置の製造方法を段階的に説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３９】
１、２１：ガラス基板
３、２３、６３：絶縁保護層
５、２５：表示素子
７、２７：フレキシブル基板
４１：樹脂バリアー
４５：切断線
Ａ１：有効領域
Ｂｍｎ：単位表示素子
９９：薄膜トランジスタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル基板と；
前記フレキシブル基板上に形成された表示素子層と；
前記表示素子層を保護する絶縁保護層を備えて、
ガラス：前記絶縁保護層のエッチング選択比、及びステンレス：前記絶縁保護層のエッチング選択比の内、少なくともいずれか一つは１：２０以上であることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【請求項２】
前記絶縁保護層は１μｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項３】
前記絶縁保護層は、
シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、金属酸化物、及び有機物質の中、少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項４】
前記金属酸化物は、
クロム酸化膜、タンタル酸化膜、及びアルミニウム酸化膜を含むことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項５】
前記有機物質は、
アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項６】
前記絶縁保護層は２層以上の構造を有することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項７】
第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階と；
前記絶縁保護層上に表示素子を形成する段階と；
前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階と；
前記第１基板をエッチングする段階と；
を含むことを特徴とするフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁保護層は１μｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階は、
前記第１基板上に、シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、金属酸化膜、及び有機膜の内、少なくともいずれか一つを蒸着する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記金属酸化物は、
クロム酸化膜、タンタル酸化膜、及びアルミニウム酸化膜を含むことを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記有機物質は、
アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁保護層は２層以上の構造を有することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１基板はガラスを含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラス基板を含む第１基板をエッチングする段階は、
緩衝フッ酸（ＢＨＦ）液を含むエッチング液を用いて、前記ガラス基板をウェットエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階及び前記ガラス基板をエッチングする段階の間には、
前記ガラス基板の背面に樹脂バリアーを形成する段階を含み、
前記樹脂バリアーは前記ガラス基板のエッチング後に除去されることを特徴とする、請求項１４に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス基板を含む第１基板をエッチングする段階は、
ＣＦ４＋Ｏ２またはＳＦ６＋Ｏ２を含むエッチングガスを用いて、前記ガラス基板をドライエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１基板はステンレスを含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ステンレスを含む前記第１基板をエッチングする段階は、
塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いて、前記ステンレス基板をウェットエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１】
フレキシブル基板と；
前記フレキシブル基板上に形成された表示素子層と；
前記表示素子層を保護する絶縁保護層を備えて、
ガラス：前記絶縁保護層のエッチング選択比、及びステンレス：前記絶縁保護層のエッチング選択比の内、少なくともいずれか一つは１：２０以上であることを特徴とするフレキシブル表示装置。
【請求項２】
前記絶縁保護層は１μｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項３】
前記絶縁保護層は、
シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、金属酸化物、及び有機物質の中、少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項４】
前記金属酸化物は、
クロム酸化膜、タンタル酸化膜、及びアルミニウム酸化膜を含むことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項５】
前記有機物質は、
アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項３に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項６】
前記絶縁保護層は２層以上の構造を有することを特徴とする、請求項１に記載のフレキシブル表示装置。
【請求項７】
第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階と；
前記絶縁保護層上に表示素子を形成する段階と；
前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階と；
前記第１基板をエッチングする段階と；
を含むことを特徴とするフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記絶縁保護層は１μｍ以下の厚さを有することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記第１基板の一面に前記第１基板に対するエッチング選択比が１/２０以下である絶縁保護層を形成する段階は、
前記第１基板上に、シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、金属酸化膜、及び有機膜の内、少なくともいずれか一つを蒸着する段階を含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記金属酸化物は、
クロム酸化膜、タンタル酸化膜、及びアルミニウム酸化膜を含むことを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記有機物質は、
アクリル系有機化合物、ＢＣＢ（ｂｅｎｚｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、ＰＦＣＢ（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏ ｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ）、テフロン（ｔｅｆｌｏｎ）、サイトップ（Ｃｙｔｏｐ）、そしてポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）の内、いずれか一つを含むことを特徴とする、請求項９に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記絶縁保護層は２層以上の構造を有することを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１３】
前記第１基板はガラスを含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラス基板を含む第１基板をエッチングする段階は、
緩衝フッ酸（ＢＨＦ）液を含むエッチング液を用いて、前記ガラス基板をウェットエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１５】
前記表示素子上にフレキシブル基板を接着する段階及び前記ガラス基板をエッチングする段階の間には、
前記ガラス基板の背面に樹脂バリアーを形成する段階を含み、
前記樹脂バリアーは前記ガラス基板のエッチング後に除去されることを特徴とする、請求項１４に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス基板を含む第１基板をエッチングする段階は、
ＣＦ４＋Ｏ２またはＳＦ６＋Ｏ２を含むエッチングガスを用いて、前記ガラス基板をドライエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記第１基板はステンレスを含むことを特徴とする、請求項７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ステンレスを含む前記第１基板をエッチングする段階は、
塩化鉄（ＦｅＣｌ２）を含むエッチング液を用いて、前記ステンレス基板をウェットエッチングする段階を含むことを特徴とする、請求項１７に記載のフレキシブル表示装置の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図８Ｄ】
【図８Ｅ】
【公開番号】特開２００８−１３４５９４（Ｐ２００８−１３４５９４Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７９３０３（Ｐ２００７−１７９３０３）
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
２．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー．フィリップス エルシーデー カンパニー，リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月９日（２００７．７．９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．テフロン
２．ＴＥＦＬＯＮ
【出願人】（５０１４２６０４６）エルジー．フィリップス エルシーデー カンパニー，リミテッド (732)
【Ｆターム（参考）】
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