KR100855489B1 - Flat display Device and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속을 포함하는 기판, 및 기판 상에 형성된 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층을 포함하고, 제 1 조정층이 형성된 기판의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때 표면 조도가 0<Rms<10㎚, 0<Rp -v<100㎚ 범위인 평판표시소자를 제공한다.The present invention comprises a substrate comprising a metal, and a first adjusting layer comprising a glass component formed on the substrate, wherein the surface of the substrate on which the first adjusting layer is formed is 10 μm × 10 using an Atomic Force Microscope (AFM). A flat display device having a surface roughness in the range of 0 <R ms <10 nm and 0 <R p -v <100 nm when viewed in a scan range of μm is provided.
평판표시소자, 표면 조도, 플렉시블(Flexible) Flat Panel Display, Surface Roughness, Flexible
Description
도 1a는 종래 플렉서블(flexible) 평판표시소자에 적용되는 기판의 표면을 광학 현미경(LM; Light Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도. FIG. 1A is an enlarged view of the surface of a substrate applied to a conventional flexible flat panel display device by observing with a light microscope.
도 1b는 종래 플렉서블(flexible) 평판표시소자에 적용되는 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도.1B is an enlarged view of the surface of a substrate applied to a conventional flexible flat panel display device by observing with an atomic force microscope (AFM).
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도와 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도 및 관련 그래프.2 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate of a flat panel display device according to a first embodiment of the present invention, and an enlarged view and an associated graph of the surface of the substrate observed with an atomic force microscope (AFM).
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자가 전계발광 표시장치에 적용되는 경우의 소자 구조를 도시한 모식도.FIG. 3 is a schematic diagram showing the device structure when the flat panel display device according to the first embodiment of the present invention is applied to an electroluminescent display. FIG.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판에 변형이 발생한 상태를 도시한 단면도.4A and 4B are sectional views showing a state in which deformation occurs in the substrate according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판의 변형된 실시예를 도시한 단면도.5 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the substrate according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도 및 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관 찰하여 나타낸 확대도.6 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate of a flat panel display device according to a second embodiment of the present invention and an enlarged view of the surface of the substrate observed with an atomic force microscope (AFM).
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate of a flat panel display device according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도.8 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate of a flat panel display device according to a fourth embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
110, 210, 310, 410, 510: 금속 기판110, 210, 310, 410, 510: metal substrate
212, 312, 412, 512: 제 1 조정층212, 312, 412, 512: first adjusting layer
314, 514 : 제 2 조정층314, 514: second adjustment layer
416, 516 : 제 3 조정층416, 516 third adjustment layer
본 발명은 평판표시소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flat panel display device and a manufacturing method thereof.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 전계발광 표시장치(Light Emitting Display) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다.Recently, the importance of flat panel displays (FPDs) has increased with the development of multimedia. In response, various types of liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), field emission display (FED), light emitting display (light emitting display), etc. Flat panel displays have been put to practical use.
이들 중, 액정 표시장치(LCD)는 음극선관에 비하여 시인성이 우수하고, 평균소비전력 및 발열량이 작다는 장점이 있다. 전계발광 표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고, 자체 발광을 함에 따라 광시야각이 넓다는 장점으로 차세대 평판표시장치로 주목받고 있다.Among them, the liquid crystal display (LCD) has advantages of better visibility than the cathode ray tube, and an average power consumption and a small amount of heat generation. The electroluminescent display has a high response time with a response speed of 1 ms or less, low power consumption, and wide light viewing angle due to self-luminous.
한편, 플렉서블(flexible)한 평판표시장치에 대한 요구가 크게 증가함에 따라 그에 적용될 수 있는 평판표시소자의 개발 필요성이 대두되었다. 더불어 휘어지는 기판에 대한 연구가 다 방면에서 이뤄지고 있다.Meanwhile, as the demand for a flexible flat panel display device increases greatly, there is a need for development of a flat panel display device that can be applied thereto. In addition, research on bending substrates is being conducted in various fields.
휘어지는 기판으로 적용될 수 있는 물질은 크게 배리어 필름(barrier film)을 형성한 플라스틱 필름과 금속 박판(metal sheet)으로 구분될 수 있다.The material that can be applied to the curved substrate may be largely classified into a plastic film and a metal sheet on which a barrier film is formed.
플라스틱 필름의 경우, 배리어 필름에 대한 기술이 안정화되지 않아 아직 연구 개발 단계에 있다. 반면, 금속 박판의 경우, 휘어지는 기판으로서 구현은 가능하나 표면 조도가 우수하지 않아 그 위에 형성한 박막트랜지스터의 TFT특성 또는 전계발광소자의 수명 및 I-V특성 등이 크게 떨어지는 문제가 발생하였다.In the case of plastic films, the technology for barrier films is not stabilized and is still in the research and development stage. On the other hand, in the case of a thin metal plate, it can be implemented as a curved substrate, but the surface roughness is not excellent, so the TFT characteristics of the thin film transistor formed thereon, or the lifespan and I-V characteristics of the electroluminescent device are greatly reduced.
도 1a는 종래 플렉서블(flexible) 평판표시소자에 적용되는 기판의 구조를 도시한 단면도 및 기판의 표면을 광학 현미경(LM; Light Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도이다. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate applied to a conventional flexible flat panel display device and an enlarged view of the surface of the substrate observed by observing with a light microscope.
도 1b는 종래 플렉서블(flexible) 평판표시소자에 적용되는 기판의 구조를 도시한 단면도 및 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view showing the structure of a substrate applied to a conventional flexible flat panel display device and an enlarged view of the surface of the substrate observed with an atomic force microscope (AFM).
일반적으로 휘어질 정도의 얇은 두께로 금속 기판을 제조하는 방식은 압연이기 때문에 압연시 사용되는 롤(roll) 및 하판의 표면 상태에 따라 기판의 표면 조도 및 형상이 바뀌게 된다. 도 1a를 참조하면, 금속 기판(110)의 표면에 한쪽 방향으로 롤자국이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다.In general, since the method of manufacturing a metal substrate with a thin thickness of bending is rolling, the surface roughness and shape of the substrate are changed depending on the surface state of the roll and the lower plate used during rolling. Referring to FIG. 1A, it can be seen that roll marks are formed in one direction on the surface of the
도 1b를 참조하면, AFM을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 금속 기판(110)의 표면을 관측한 결과, 표면 조도의 거칠기 값인 Rms값이 20㎚~30㎚, Rp -v값이 200㎚~300nm 정도의 값으로 나타났다.Referring to FIG. 1B, as a result of observing the surface of the
이때, 10㎛×10㎛의 스캔 범위는 AFM(Atomic Force Microscope)으로 관측된 금속 기판(110)의 일부 표면을 지정한 범위를 말한다.At this time, a scan range of 10 μm × 10 μm refers to a range that designates a part of the surface of the
이상과 같은 종래 금속 기판(110)은 표면 거칠기의 편차가 크므로, 박막트랜지스터가 형성될 경우, TFT특성이 크게 저하되었으며, 전극이 금속 기판(110)상에 형성될 때 굴곡된 기판(110)의 표면에 의해 전극의 특성이 저하되거나 국부적으로 휘도의 편차가 발생하여 생산수율이 떨어지는 문제점이 발생하였다.Since the surface roughness of the
이상과 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명은 생산수율을 향상시킬 수 있는 평판표시소자를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a flat panel display device that can improve the production yield.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 금속을 포함하는 기판, 및 기판 상에 형성된 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층을 포함하고, 제 1 조정층이 형성된 기판의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때 표면 조도가 0<Rms<10㎚, 0<Rp -v<100㎚ 범위인 평판표시소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a substrate including a metal, and a first adjusting layer including a glass component formed on the substrate, wherein the surface of the substrate on which the first adjusting layer is formed is subjected to AFM (Atomic Force Microscope). The present invention provides a flat panel display device having a surface roughness in the range of 0 <R ms <10 nm and 0 <R p -v <100 nm when viewed in a scan range of 10 μm × 10 μm.
기판의 두께는 0.05㎜ 내지 1㎜의 범위로 형성될 수 있다.The thickness of the substrate may be formed in the range of 0.05mm to 1mm.
기판은 Ti, Ni, Invar, SUS(Steel Use Stainless)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.The substrate may include one or more metals selected from the group consisting of Ti, Ni, Invar, and Stainless Use Stainless (SUS).
기판의 열팽창 계수와 제 1 조정층의 열팽창 계수 간의 차이는 0 내지 5ppm/℃의 범위 내일 수 있다.The difference between the thermal expansion coefficient of the substrate and the thermal expansion coefficient of the first adjustment layer may be in the range of 0 to 5 ppm / ° C.
한편, 기판의 열팽창 계수와 제 1 조정층의 열팽창 계수가 0 내지 2ppm/℃ 이하의 범위로 차이날 때 제 1 조정층은 500㎚ 내지 150,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.On the other hand, when the thermal expansion coefficient of the substrate and the thermal expansion coefficient of the first adjustment layer is different in the range of 0 to 2ppm / ℃ or less, the first adjustment layer may be formed in a thickness of 500nm to 150,000nm range.
또한, 기판의 열팽창 계수와 제 1 조정층의 열팽창 계수가 2ppm/℃ 이상 5ppm/℃ 이하의 범위로 차이날 때 상기 제 1 조정층은 500㎚ 내지 30,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.In addition, when the thermal expansion coefficient of the substrate and the thermal expansion coefficient of the first adjustment layer is different in the range of 2 ppm / ° C. or more and 5 ppm / ° C. or less, the first adjustment layer may be formed to a thickness in the range of 500 nm to 30,000 nm.
이상의 제 1 조정층을 포함하는 평판표시소자는 기판 상에 유기물을 포함하는 제 2 조정층을 추가로 포함할 수 있다.The flat panel display device including the first control layer may further include a second control layer including an organic material on the substrate.
이때, 제 1 조정층 상에 제 2 조정층이 형성되고, 제 2 조정층 상에 무기 보호막이 형성되며, 제 2 조정층이 형성된 기판의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때 표면 조도가 0<Rms<5 ㎚, 0<Rp -v<50㎚ 범위일 수 있다.At this time, a second adjustment layer is formed on the first adjustment layer, an inorganic protective film is formed on the second adjustment layer, and the surface of the substrate on which the second adjustment layer is formed is 10 μm × using AFM (Atomic Force Microscope). When viewed in a scan range of 10 μm, surface roughness may range from 0 <R ms <5 nm and 0 <R p −v <50 nm.
제 2 조정층은 100㎚ 내지 30,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The second adjustment layer may be formed to a thickness in the range of 100 nm to 30,000 nm.
또한, 제 2 조정층은 폴리이미드(Polyimide)계, 벤조싸이클로부텐(BCB)계, 포토아크릴(Photo acryl)계, 폴리실리젠(Polysilizane)계, 규소(Si)계 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함할 수 있다.In addition, the second adjustment layer is one selected from the group consisting of polyimide-based, benzocyclobutene (BCB) -based, photoacryl-based, polysilizane-based, and silicon-based materials It may contain the above organic matter.
이상의 제 1 조정층을 포함하는 평판표시소자는 기판 상에 무기물을 포함하는 제 3 조정층을 추가로 포함할 수 있다.The flat panel display device including the first control layer may further include a third control layer including an inorganic material on the substrate.
이때, 제 1 조정층 상에 제 3 조정층이 형성되며, 제 3 조정층이 형성된 기판의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때 표면 조도가 0<Rms<5㎚, 0<Rp -v<50㎚ 범위일 수 있다.In this case, a third adjustment layer is formed on the first adjustment layer, and the surface roughness is observed when the surface of the substrate on which the third adjustment layer is formed is observed with a scanning range of 10 μm × 10 μm using AFM (Atomic Force Microscope). 0 <R ms <5 nm, 0 <R p -v <50 nm.
제 3 조정층은 10㎚ 내지 3,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The third adjustment layer may be formed to a thickness in the range of 10 nm to 3,000 nm.
또한, 제 3 조정층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 알루미늄 산화물(AlOx), 마그네슘 산화물(MgOx), 알루미늄 질화물(AlN), 하프늄 산화물(HfOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다.In addition, the third adjustment layer includes silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), aluminum oxide (AlOx), magnesium oxide (MgOx), aluminum nitride (AlN), hafnium oxide (HfOx), zirconium oxide (ZrOx), and tantalum. It may include one or more inorganic materials selected from the group consisting of oxides (TaOx).
다른 측면에서 이상의 제 1 조정층을 포함하는 평판표시소자는 기판 상에 유기물을 포함하는 제 2 조정층 및 무기물을 포함하는 제 3 조정층을 추가로 포함할 수 있다. In another aspect, the flat panel display device including the first control layer may further include a second control layer including an organic material and a third control layer including an inorganic material on the substrate.
이때, 제 1 조정층 상에 제 2 조정층 및 제 3 조정층을 포함하되, 최상위에 제 3 조정층이 형성되며, 최상위에 제 3 조정층이 형성된 기판의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측할 때 표면 조도가 0<Rms<5㎚, 0<Rp -v<50㎚ 범위일 수 있다.In this case, the second adjustment layer and the third adjustment layer on the first adjustment layer, the third adjustment layer is formed on the top, the top surface of the substrate on which the third adjustment layer is formed AFM (Atomic Force Microscope) When viewed in a scan range of 10 μm × 10 μm, surface roughness may range from 0 <R ms <5 nm and 0 <R p −v <50 nm.
이상의 평판표시소자는 기판 상에 두 개의 전극 사이에 개재된 발광층을 포함하는 픽셀부를 포함할 수 있다.The flat panel display device may include a pixel unit including a light emitting layer interposed between two electrodes on a substrate.
발광층은 유기물을 포함할 수 있다.The light emitting layer may include an organic material.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도와 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도 및 관련 그래프이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of a substrate of a flat panel display device according to a first embodiment of the present invention, and an enlarged view and an associated graph of the surface of the substrate observed with an atomic force microscope (AFM).
도 2를 참조하면, 금속 기판(210) 상에 표면 조도 개선을 목적으로 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층(212)이 형성된다.Referring to FIG. 2, a
금속 기판(210)은 휘어질 수 있는 성질을 갖도록 압연과정을 통해 0.05㎜ 내지 1.0㎜ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The
한편, 제 1 조정층(212)의 형성과정을 살펴보면 다음과 같다.Meanwhile, the process of forming the
유리 성분을 포함하는 막이 green sheet 형태로 형성된다. 이때, 금속 기판(210)은 100℃로 가열되고, 동시에 100℃로 가열된 롤 라미네이터(roll laminator)에 의해 금속 기판(210) 상에 전술한 green sheet 형태의 유리 성분을 포함하는 막이 라미네이팅된다. 이후, Box furnace를 이용하여 5℃/min의 승온 속도로 365℃까지 온도를 올린 후 30분 유지하고, 계속해서 5℃/min의 승온 속도로 570℃까지 온도를 올린 후 다시 30분 유지하고 로냉하여 제 1 조정층(212)을 형성한다.A film comprising the glass component is formed in the form of a green sheet. In this case, the
도 2에 첨부된 부분 확대도와 그래프를 참조하면, 이상과 같은 과정을 거쳐 제 1 조정층(212)이 형성된 기판(210)의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측한 결과를 볼 수 있다.Referring to the partially enlarged view and the graph attached to FIG. 2, the surface of the
상세하게는, 시편 전체에 걸쳐 약 60㎚ 크기의 돌기들이 균일하게 퍼져 있음을 알 수 있다. 또한, 도 1a 및 도 1b에 도시된 종래 기판(110)의 표면 조도와 비교해보면, Ra 및 Rp -v 값이 1/3이하로 감소하여 표면 조도가 0<Rms<10㎚, 0<Rp -v<100㎚ 범위 이내로 조정되었음을 알 수 있다.Specifically, it can be seen that the protrusions of about 60 nm size are uniformly spread throughout the specimen. In addition, compared with the surface roughness of the
이러한 표면 조도의 수치적 변화는 예를 들어, 기판(210, 212) 상에 박막트랜지스터가 형성될 경우, TFT 특성의 저하를 방지할 수 있고, 전극 및 발광층이 형성될 때 굴곡된 기판(210, 212)의 표면에 의해 발생할 수 있는 I-V 특성의 저하 및 국부적인 휘도의 편차를 방지할 수 있는 수율 조건에 부합함을 의미한다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 조정층(212)이 형성된 금속 기판(210)은 평판표시소자의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.Such a change in surface roughness may prevent degradation of TFT characteristics when, for example, thin film transistors are formed on the
이상 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판(210, 212) 상에는 제 1 전극과 발 광층 및 제 2 전극이 형성되어 평판표시소자가 완성되며, 발광 방식에 따라 LCD, OLED를 포함하는 다양한 구조의 디스플레이가 구현될 수 있다. Above, the first electrode, the light emitting layer, and the second electrode are formed on the
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자가 전계발광 표시장치에 적용되는 경우의 소자 구조를 도시한 모식도이다.3 is a schematic diagram showing the device structure when the flat panel display device according to the first embodiment of the present invention is applied to an electroluminescent display device.
도 3을 참조하면, 기판(210, 212) 상에 제 1 전극(222)이 형성된다. 이때, 제 1 전극(222)은 일함수가 높은 ITO, IZO 등의 투명 도전막으로 패터닝 될 수 있다. Referring to FIG. 3, a
제 1 전극(222) 상에는 발광층(224)이 형성된다. 발광층(224)은 유기물로 형성될 수 있으며, 적색, 녹색, 청색 발광층 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The
발광층(224) 상에는 제 2 전극(226)이 형성된다. 제 2 전극(226)은 일함수가 낮은 Al, Ag, Mg 중 어느 하나 또는 어느 하나 이상을 포함하도록 형성할 수 있으며, 상부 발광형(Top-Emission type)의 경우, 얇은 금속 전극 또는 얇은 금속과 투명 도전막이 적용되어 투과 전극으로 형성될 수도 있다. The
한편, 도면에 도시되지는 않았지만, 제 1 전극(222)과 발광층(224) 사이에는 정공의 수송을 원활하게 하기 위한 정공 주입/전달층이 개재될 수 있다. 그리고, 발광층(224)과 제 2 전극(226) 사이에는 전자 주입/전달층이 개재될 수 있다. Although not shown in the drawings, a hole injection / transport layer may be interposed between the
이상 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자의 구조를 설명함에 있어, 제 1 전극(222)을 애노드로 제 2 전극(226)을 캐소드로 형성한 경우로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판표시소자의 구조는 이에 국한되 지 않는다. 따라서, 기판(210, 212) 상의 애노드와 캐소드의 위치는 바뀔 수 있으며, 구동 방식에 따라 하나 이상의 박막트랜지스터가 어느 하나의 전극과 전기적으로 연결될 수도 있다. In the above description of the structure of the flat panel display device according to the first exemplary embodiment, the
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판에 변형이 발생한 상태를 도시한 단면도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판의 변형된 실시예를 도시한 단면도이다.4A and 4B are cross-sectional views illustrating a state in which deformation occurs in the substrate according to the first embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view showing a modified embodiment of the substrate according to the first embodiment of the present invention.
도 2의 단면도와 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 이상 본 발명의 제 1 실시예에 따른 기판(210, 212)에서 금속 기판(210)과 제 1 조정층(212) 간의 열팽창 계수의 차이는 0 내지 5ppm/℃의 범위 내로 조정되어야 한다.Referring to the cross-sectional view of FIG. 2 and FIGS. 4A and 4B, the difference in thermal expansion coefficient between the
만약, 금속 기판(210)의 열팽창 계수(T1)와 제 1 조정층(212)의 열팽창 계수(T2)의 차이가 5ppm/℃를 초과하게 될 경우, 도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이 기판(210, 212)이 휘는 문제가 발생하기 때문이다.If the difference between the thermal expansion coefficient T1 of the
도 4a를 참조하면, 금속 기판(210)의 열팽창 계수(T1)가 제 1 조정층(212)의 열팽창 계수(T2)보다 큰 경우(T1>T2)로, 제 1 조정층(212)이 압축 응력을 받아 도시한 바와 같이 기판(210, 212)이 휘게 된다.Referring to FIG. 4A, when the thermal expansion coefficient T1 of the
도 4b를 참조하면, 금속 기판(210)의 열팽창 계수(T1)가 제 1 조정층(212)의 열팽창 계수(T2)보다 작은 경우(T1<T2)로, 제 1 조정층(212)이 인장 응력을 받아 도시한 바와 같이 기판(210, 212)이 휘게 된다.Referring to FIG. 4B, when the thermal expansion coefficient T1 of the
이상과 같이 금속 기판(210)과 제 1 조정층(212) 간의 열팽창 계수의 차이에 의해 기판(210, 212)이 휘는 문제는 금속 기판(210)과 제 1 조정층(212) 간의 점착 력(adhesion) 측면에서도 문제를 야기할 수 있다.As described above, the problem that the
따라서, 이상과 같은 문제들을 해결하기 위해서는 제 1 조정층(212)의 두께를 조절함으로써 열팽창 계수의 차이를 줄이거나, 도 5에 도시한 바와 같이, 금속 기판(210)의 양 측면에 제 1 조정층(212)을 형성하는 방법이 있다. Therefore, in order to solve the above problems, the difference in thermal expansion coefficient is reduced by adjusting the thickness of the
위에서 설명한 바와 같이 제 1 조정층(212)을 형성할 경우, 금속 기판(210)의 열팽창 계수(T1)와 제 1 조정층(212)의 열팽창 계수(T2)가 0 내지 2ppm/℃ 이하의 범위로 차이날 때 제 1 조정층은 500㎚ 내지 150,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.As described above, when the
또한, 금속 기판(210)의 열팽창 계수(T1)와 제 1 조정층(212)의 열팽창 계수(T2)가 2ppm/℃ 이상 5ppm/℃ 이하의 범위로 차이날 때 제 1 조정층은 500㎚ 내지 30,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.In addition, when the thermal expansion coefficient T1 of the
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도 및 기판의 표면을 원자간력 현미경(AFM; Atomic Force Microscope)으로 관찰하여 나타낸 확대도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate of a flat panel display device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and an enlarged view of the surface of the substrate by observing with an atomic force microscope (AFM).
도 6을 참조하면, 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층(312)이 형성된 금속 기판(310) 상에 표면 조도 개선을 목적으로 유기물을 포함하는 제 2 조정층(314)이 추가로 형성된다. Referring to FIG. 6, a
금속 기판(310)은 휘어질 수 있는 성질을 갖도록 압연과정을 통해 0.05㎜ 내지 1.0㎜ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The
본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 1 조정층(312)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 조정층(212)과 동일한 원리 및 방법에 따라 형성된다. The
또한, 제 2 조정층(314)은 제 1 조정층(312)과의 점착력(adhesion)을 고려하여, 100㎚ 내지 30,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다.In addition, the
이러한 제 2 조정층(314)은 스핀 코팅, 딥 코팅, 플로우 코팅, 롤 코팅, 스크린 코팅, sol-gel법으로 이루어지는 군에서 선택된 하나의 방법으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The
또한, 제 2 조정층(314)은 폴리이미드(Polyimide)계, 벤조싸이클로부텐(BCB)계, 포토아크릴(Photo acryl)계, 폴리실리젠(Polysilizane)계, 규소(Si)계 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함할 수 있다.In addition, the
도 6의 확대도를 참조하면, 제 2 조정층(314)이 형성된 기판(310)의 표면을 AFM(Atomic Force Microscope)을 이용하여 10㎛×10㎛의 스캔 범위로 관측한 결과로, 제 2 조정층(314)이 형성된 기판(310, 312, 314)의 표면 조도는 0<Rms<5, 0<Rp -v<50㎚ 범위 이내로 조정되었음을 알 수 있다.Referring to the enlarged view of FIG. 6, as a result of observing the surface of the
이러한 기판(310, 312)의 표면 조도의 범위는 예를 들어, 기판(310, 312)상에 박막트랜지스터가 형성될 경우, TFT특성의 저하를 방지할 수 있고, 전극 및 발광층이 형성될 때 굴곡된 기판(310, 312)의 표면에 의해 발생할 수 있는 I-V 특성의 저하 및 국부적인 휘도의 편차를 방지할 수 있는 수율 조건에 부합한다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 제 1 조정층(312) 및 제 2 조정층(314)이 형성 된 금속 기판(310)은 평판표시소자의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.Such a range of surface roughness of the
이상 본 발명의 제 2 실시예에 따른 기판(310, 312, 314)의 최상위에는 외기의 수분 또는 산소와 제 2 조정층(314)의 접촉을 방지하기 위한 무기 보호막이 형성될 수 있다. As described above, an inorganic passivation layer may be formed on the top of the
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도이다.7 is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate of a flat panel display device according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층(412)이 형성된 금속 기판(410) 상에 표면 조도 개선을 목적으로 무기물을 포함하는 제 3 조정층(416)이 추가로 형성된다. Referring to FIG. 7, a
금속 기판(410)은 휘어질 수 있는 성질을 갖도록 압연과정을 통해 0.05㎜ 내지 1.0㎜ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The
본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 조정층(412)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 조정층(212)과 동일한 원리 및 방법에 따라 형성된다. The first adjustment layer 412 according to the third embodiment of the present invention is formed according to the same principle and method as the
한편, 제 3 조정층(416)은 소자의 I-V특성을 저하시킬 수 있는 영향력을 최소화하기 위해 절연특성이 좋은 산화물 또는 질화물이 적용 가능하며, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 알루미늄 산화물(AlOx), 마그네슘 산화물(MgOx), 알루미늄 질화물(AlN), 하프늄 산화물(HfOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다.On the other hand, the
또한, 제 3 도전층(416)은 기판(410)의 휘어지는 특성에 따라 크랙(crack)방 지를 위해 10㎚ 내지 3,000㎚ 범위의 두께로 형성할 수 있다. 이는 제 3 도전층(416)이 10㎚ 이상의 두께로 형성될 때 충분한 표면 조도의 개선 효과가 있고, 3000㎚ 이하의 두께로 형성되어야 기판(410)이 휘어질 때 작용하는 응력에 의한 크랙이 방지되기 때문이다.In addition, the third
이상의 제 3 조정층(416)은 스퍼터링(Sputtering), 진공증착(Evaporation), 화학기상증착(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 스프레이(Plasma spray)로 이루어지는 군에서 선택된 하나의 무기막 형성 방법으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.The
본 발명의 제 3 실시예는 본 발명의 제 2 실시예와 같은 원리로 제 1 조정층(412)이 형성된 금속 기판(410)의 표면의 공극을 제 3 조정층(416)이 메워주는 효과가 있어, 표면 조도를 0<Rms<5, 0<Rp -v<50㎚ 범위로 개선할 수 있다.The third embodiment of the present invention has the same effect as that of the
이러한 기판(410, 416)의 표면 조도의 범위는 예를 들어, 기판(410, 416)상에 박막트랜지스터가 형성될 경우, TFT특성의 저하를 방지할 수 있고, 전극 및 발광층이 형성될 때 굴곡된 기판(410, 416)의 표면에 의해 발생할 수 있는 I-V 특성의 저하 및 국부적인 휘도의 편차를 방지할 수 있는 수율 조건에 부합한다. 따라서, 본 발명의 제 3 실시예에 따라 제 3 조정층(416)이 추가로 형성된 기판(410, 412, 416)은 평판표시소자의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.Such a range of surface roughness of the
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 평판표시소자의 기판의 구조를 도시한 단면도이다.8 is a cross-sectional view illustrating a structure of a substrate of a flat panel display device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 유리 성분을 포함하는 제 1 조정층(512)이 형성된 금속 기판(510) 상에 표면 조도 개선을 목적으로 유기물을 포함하는 제 2 조정층(514) 및 무기물을 포함하는 제 3 조정층(516)이 추가로 형성된다. Referring to FIG. 8, on the
금속 기판(510)은 휘어질 수 있는 성질을 갖도록 압연과정을 통해 0.05㎜ 내지 1.0㎜ 범위의 두께로 형성될 수 있다.The
본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 1 조정층(512)은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 1 조정층(212)과 동일한 원리 및 방법에 따라 형성된다. The first adjustment layer 512 according to the fourth embodiment of the present invention is formed according to the same principle and method as the
제 2 조정층(514)은 제 1 조정층(512)과의 점착력(adhesion)을 고려하여, 100㎚ 내지 30,000㎚ 범위의 두께로 형성될 수 있다. 이는 제 2 조정층(514)이 100㎚이상의 두께로 형성될 때, 충분한 표면 조도의 개선효과가 나타나며, 30,000㎚ 이하의 두께로 형성되어야 기판(510)이 휘어질 때 작용하는 응력에 의해 발생할 수 있는 각 조정층 간의 계면이 들뜨는 현상을 방지할 수 있기 때문이다.The
이상의 제 2 조정층(514)은 폴리이미드(Polyimide)계, 벤조싸이클로부텐(BCB)계, 포토아크릴(Photo acryl)계, 폴리실리젠(Polysilizane)계, 규소(Si)계 물질로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 유기물을 포함할 수 있다.The
이상의 제 3 조정층(516)은 소자의 I-V특성을 저하시킬 수 있는 영향력을 최소화하기 위해 절연특성이 좋은 산화물 또는 질화물이 적용 가능하며, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 알루미늄 산화물(AlOx), 마그네슘 산화물(MgOx), 알루미늄 질화물(AlN), 하프늄 산화물(HfOx), 지르코늄 산화물(ZrOx), 탄탈륨 산화물(TaOx)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다.In order to minimize the effect of lowering the IV characteristics of the device, the
이상 본 발명의 제 4 실시예에 따른 제 3 조정층(516)은 유기물을 포함하는 제 2 조정층(514)을 덮도록 기판(410) 상의 최상위에 형성되어 외기의 수분 및 산소가 제 2 조정층(514)과 반응하는 것을 방지한다.As described above, the
또한, 제 3 조정층(516)은 기판(510)의 휘어지는 특성에 따라 크랙(crack)방지를 위해 10㎚ 내지 3,000㎚ 범위의 두께로 형성할 수 있다. 이는 제 3 도전층(516)이 10㎚ 이상의 두께로 형성될 때 충분한 표면 조도의 개선 효과가 있고, 3000㎚ 이하의 두께로 형성되어야 기판(510)이 휘어질 때 작용하는 응력에 의한 크랙이 방지되기 때문이다.In addition, the
이상과 같은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 기판(510, 512, 514, 516)은 본 발명의 제 2 실시예 및 제 3 실시예와 동일한 원리로 표면 조도가 0<Rms<5, 0<Rp-v<50㎚ 범위로 개선된다.The
이상 본 발명의 제 4 실시예에서는 제 1 조정층(512)과 제 2 조정층(514) 및 제 3 조정층(516)이 각각 한층 씩 존재하는 경우로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명에 따른 기판의 구조는 이에 국한되지 않으며, 제 2 조정층 및 제 3 조정층은 각각 하나 이상씩 존재할 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the first adjustment layer 512, the
또한, 본 발명의 제 4 실시예에서는 제 1 내지 제 3 조정층(512, 514, 516)이 기판(510) 상에 순차적으로 형성된 경우로, 기판의 구조를 설명하였으나, 본 발 명에 따른 기판의 구조는 이에 국한되지 않는다. 따라서, 제 1 조정층 상에 제 2 및 제 3 조정층이 각각 두 층 이상씩 존재할 수 있고, 제 2 조정층과 제 3 조정층이 교번하여 적층될 수도 있으며, 제 2 조정층이 최상위에 위치할 때는 제 2 조정층을 덮는 무기 보호막이 추가로 형성될 수도 있다.In addition, in the fourth embodiment of the present invention, when the first to third adjustment layers 512, 514, and 516 are sequentially formed on the
이상 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 기판 상에는 두 개의 전극 사이에 개재된 발광층을 포함하는 픽셀부가 형성될 수 있으며, 발광방식에 따라 OLED, LCD를 포함한 다양한 형태의 디스플레이가 모두 적용될 수 있다. As described above, a pixel unit including a light emitting layer interposed between two electrodes may be formed on a substrate according to various embodiments of the present disclosure, and various types of displays including OLEDs and LCDs may be applied according to light emitting methods.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing description, and the meaning and scope of the claims and All changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 생산수율을 향상시킬 수 있는 평판표시소자를 제공할 수 있다.As described above, the present invention can provide a flat panel display device capable of improving the production yield.
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