JP2017120775A - フレキシブル有機発光ダイオード表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】側部領域を折り曲げたフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を提供する。
【解決手段】軟性基板、第１及び第２の配線、第１及び第２のバッファ層、ゲート要素、中間絶縁膜、データ要素、接続電極、複数のトレンチを備える。軟性基板は、表示領域、非表示領域、折り曲げ領域を備える。非表示領域は表示領域の周辺に配置され、折り曲げ領域は非表示領域内で表示領域に隣接して配置される。第１の配線は非表示領域に配置され、第１のバッファ層で覆われる。第２の配線は、非表示領域において第１のバッファ層上に配置され、第２のバッファ層で覆われる。ゲート要素は第２のバッファ層上に形成され、その上に中間絶縁膜が積層される。データ要素は中間絶縁膜上に形成される。接続電極は中間絶縁膜上に配置され、第１の配線と第２の配線とを接続する。トレンチは折り曲げ領域に配置され、中間絶縁膜、第２のバッファ層、第１のバッファ層を貫通する。
【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、フレキシブル平板表示装置に関し、特に、非表示領域が占める側部領域を折り曲げた構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置に関する。

近年、陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置には、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、電界放出表示装置（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、及び電界発光装置（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｄｅｖｉｃｅ、ＥＬ）などがある。

図１は、能動素子として薄膜トランジスタを用いた従来技術に係る有機発光ダイオード表示装置（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）の構造を示した平面図である。図２は、図１の切断線Ｉ−Ｉ’に沿った断面であって、従来技術に係る有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。

図１及び２に示すように、有機発光ダイオード表示装置は、薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴ及び薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴに接続され薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴにより駆動される有機発光ダイオードＯＬＥが形成された薄膜トランジスタ基板と、薄膜トランジスタ基板上にシール材ＳＥを挟んで接合されたバリア基板ＢＦとを備える。薄膜トランジスタ基板は、透明な基板ＳＵＢ上に形成されたスイッチング薄膜トランジスタＳＴ、スイッチング薄膜トランジスタＳＴに接続された駆動薄膜トランジスタＤＴ、駆動薄膜トランジスタＤＴに接続された有機発光ダイオードＯＬＥを備える。

ガラス基板ＳＵＢ上のスイッチング薄膜トランジスタＳＴは、ゲート配線ＧＬとデータ配線ＤＬとが交差する部位に形成されている。スイッチング薄膜トランジスタＳＴは、画素を選択する機能を有する。スイッチング薄膜トランジスタＳＴは、ゲート配線ＧＬから分岐するゲート電極ＳＧと、半導体層ＳＡと、ソース電極ＳＳと、ドレイン電極ＳＤとを備える。そして、駆動薄膜トランジスタＤＴは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴにより選択された画素のアノード電極ＡＮＯを駆動する役割を有する。駆動薄膜トランジスタＤＴは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのドレイン電極ＳＤに接続されたゲート電極ＤＧと、半導体層ＤＡ、駆動電流配線ＶＤＤに接続されたソース電極ＤＳと、ドレイン電極ＤＤとを備える。駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤは、有機発光ダイオードＯＬＥのアノード電極ＡＮＯに接続されている。

図２には、一例として、トップゲート（Ｔｏｐ Ｇａｔｅ）構造の薄膜トランジスタを示した。この場合、スイッチング薄膜トランジスタＳＴの半導体層ＳＡ及び駆動薄膜トランジスタＤＴの半導体層ＤＡが基板ＳＵＢ上に先に形成され、その上を覆うゲート絶縁膜ＧＩ上にゲート電極ＳＧ、ＤＧが半導体層ＳＡ、ＤＡの中心部に重ね合わせられて形成される。そして、半導体層ＳＡ、ＤＡの両側部には、コンタクトホールを介してソース電極ＳＳ、ＤＳ及びドレイン電極ＳＤ、ＤＤが接続される。ソース電極ＳＳ、ＤＳ及びドレイン電極ＳＤ、ＤＤは、ゲート電極ＳＧ、ＤＧを覆う絶縁膜ＩＮ上に形成される。

基板ＳＵＢの、画素領域が配置される表示領域の外周部には、各ゲート配線ＧＬの一方の端部に形成されたゲートパッドＧＰ、各データ配線ＤＬの一方の端部に形成されたデータパッドＤＰ、及び各駆動電流配線ＶＤＤの一方の端部に形成された駆動電流パッドＶＤＰが配置される。ゲートパッドＧＰとデータパッドＤＰとは、互いに異なる層に形成されるので、段差によって不良が生じる恐れがある。

スイッチング薄膜トランジスタＳＴと駆動薄膜トランジスタＤＴとが形成された基板ＳＵＢ上の全面には、保護膜ＰＡＳが形成される。その後、ゲートパッドＧＰ、データパッドＤＰ、駆動電流パッドＶＤＰ、及び駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤを露出するコンタクトホールが形成される。基板ＳＵＢのうち、表示領域上には平坦化膜ＰＬが形成される。平坦化膜ＰＬをパターニングして駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤを露出するコンタクトホールが形成される。一方、ゲートパッドＧＰ及びデータパッドＤＰの部分は、これらを完全に露出するように平坦化膜ＰＬをパターニングする。平坦化膜ＰＬは、有機発光ダイオードを構成する有機物質を滑らかなで平坦な状態の表面上に形成するために、基板ＳＵＢの表面の粗さを滑らかにする機能を有する。

平坦化膜ＰＬ上には、コンタクトホールを介して駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤに接続されたアノード電極ＡＮＯが形成される。また、平坦化膜ＰＬが形成されていない表示領域の外周部では、保護膜ＰＡＳに形成されたコンタクトホールを介して露出したゲートパッドＧＰ、データパッドＤＰ、及び駆動電流パッドＶＤＰ上に、ゲートパッド端子ＧＰＴ、データパッド端子ＤＰＴ、及び駆動電流パッド端子ＶＤＰＴが各々形成される。また、基板ＳＵＢ上には、画素領域を除く表示領域を覆うバンクＢＮが形成される。

薄膜トランジスタ基板を完成した後、水分及び酸素の浸透を防いで有機発光ダイオード素子を保護するために、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）のような無機物質を１〜３μｍ程度の厚さで基板の表面上の全体に堆積する。そして、バリア基板ＢＦの内側表面上に、シール材ＳＥを塗布する。その際、バリア基板ＢＦの枠よりも内側に一定距離離間した位置までシール材ＳＥを塗布することが好ましい。

薄膜トランジスタ基板とバリア基板ＢＦとを整列配置した後、バリア基板ＢＦを押しつけて、薄膜トランジスタ基板に接着する。接着した基板（バリア基板と薄膜トランジスタ基板）間に介在されたシール材ＳＥが硬化した後、加圧力を除去すれば、薄膜トランジスタ基板とバリア基板ＢＦとは、シール材ＳＥを介して面封止された構造となる。バリア基板ＢＦは、プラスチックあるいは有機物質を含むフィルム形態のものが好ましい。

パッド端子は外部装置に接続しなければならないため、シール材ＳＥ及びバリア基板ＢＦは、薄膜トランジスタ基板のほとんど全ての領域を覆うように形成し、パッド部を覆わないようにすることが好ましい。すなわち、ゲートパッドＧＰ及びゲートパッド端子ＧＰＴ、並びにデータパッドＤＰ及びデータパッド端子ＤＰＴは、バリア基板ＢＦの外側に露出して、各種連結手段を介して外部に設置される装置に接続される。

特開２０１４−２３２３００号公報

以上説明した有機発光ダイオード表示装置は、剛性基板ＳＵＢ上に形成される。したがって、最終的な表示装置の特性は、剛性基板ＳＵＢにしたがう。すなわち、硬い基板上に形成された表示装置は、一般的なモニタ、ＴＶ、及び携帯用機器に適用することができる。

しかし、表示装置の市場は次第に様々な表示装置を求めている。例えば、自由に折り曲げたり折り畳んだりすることができるフレキシブル表示装置に対する要求が増えている。また、パッド部のように、表示機能を有しない領域を側面や背面に折り畳むことで表示装置の表面全体が表示機能を備えた審美的デザインを有する表示装置に対する要求も増えている。このような様々な表示装置を開発するためには、フレキシブル基板上に表示素子を積層したフレキシブル表示装置の開発が必要である。

本発明の目的は、折り曲げられたり撓んだりしても表示機能を維持するフレキシブル表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、表示領域と非表示領域との境界部を折り曲げて、非表示領域を表示領域の側面あるいは背面に位置させたフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を提供することにある。本発明の更に他の目的は、表示領域と非表示領域との間に画定された折り曲げ領域で発生する撓みストレスにより表示素子が損傷されないフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、軟性基板、第１の配線、第１のバッファ層、第２の配線、第２のバッファ層、ゲート要素、中間絶縁膜、データ要素、及び接続電極、及び複数のトレンチを備える。軟性基板は、表示領域、非表示領域、及び折り曲げ領域を備える。非表示領域は、表示領域の周辺に配置される。折り曲げ領域は、非表示領域内で表示領域に隣接して配置される。第１の配線は、軟性基板の非表示領域に配置される。第１のバッファ層は、第１の配線を覆う。第２の配線は、非表示領域において第１のバッファ層上に配置される。第２のバッファ層は、第２の配線を覆う。ゲート要素は、第２のバッファ層上に形成される。中間絶縁膜は、ゲート要素上に積層される。データ要素は、中間絶縁膜上に形成される。接続電極は、中間絶縁膜上に形成され、第１の配線と第２の配線とを接続する。複数のトレンチは、折り曲げ領域に配置され、中間絶縁膜、第２のバッファ層、及び第１のバッファ層を貫通して設けられる。

一例として、光遮断層、補助容量電極、スイッチング薄膜トランジスタ、駆動薄膜トランジスタ、そして有機発光ダイオードを更に備えてもよい。光遮断層は、第１の配線と同じ層の同じ物質で形成され、表示領域に配置される。補助容量電極は、第２の配線と同じ物質層の同じ物質で形成され、表示領域に配置される。スイッチング薄膜トランジスタは、表示領域において第２のバッファ層上に配置される。駆動薄膜トランジスタは、表示領域内に配置され、スイッチング薄膜トランジスタに接続される。有機発光ダイオードは、駆動薄膜トランジスタに接続される。

一例として、ゲート要素は、ゲートパッド、ゲート配線、ゲート電極を備える。ゲートパッドは、非表示領域に配置される。ゲート配線は、ゲートパッドから表示領域に延在する。ゲート電極は、ゲート配線から分岐して表示領域内に配置される。データ要素は、データパッド、データ配線、ソース電極、ドレイン電極、及びゲートパッド端子を備える。データパッドは、非表示領域に配置される。データ配線は、データパッドから表示領域に延在する。ソース電極は、データ配線から分岐して表示領域内に配置される。ドレイン電極は、ソース電極と一定距離離間して対向する。ゲートパッド端子は、ゲートパッドに接続する。

一例として、半導体層、ゲート絶縁膜を更に備えてもよい。半導体層は、第２のバッファ層とゲート電極との間に設けられ、ゲート電極の中央部と重なるように配置される。ゲート絶縁膜は、半導体層とゲート電極との間に設けられ、第２のバッファ層の表面上の全体に配置される。この場合、トレンチは、中間絶縁膜、ゲート絶縁膜、第２のバッファ層、及び第１のバッファ層を貫通して設けられる。

一例として、半導体層、ゲート絶縁膜を更に備えてもよい。半導体層は、第２のバッファ層とゲート電極との間に設けられ、ゲート電極の中央部と重なるように配置される。ゲート絶縁膜は、半導体層とゲート電極との間に設けられ、ゲート電極と同じ大きさを有して配置される。この場合、トレンチは、中間絶縁膜、第２のバッファ層、及び第１のバッファ層を貫通して設けられる。

一例として、有機層、マルチバッファ層、及びゲート絶縁膜を更に備えてもよい。有機層は、軟性基板の表面の全体にわたって直に設けられる。マルチバッファ層は、有機層の表面の全体にわたって直に設けられる。ゲート絶縁膜は、マルチバッファ層上に設けられる。この場合、トレンチは、中間絶縁膜、ゲート絶縁膜、第２のバッファ層、第１のバッファ層、及びマルチバッファ層を貫通して設けられ、有機層の一部を露出する。

一例として、有機層とマルチバッファ層とを更に備えてもよい。有機層は、軟性基板の表面の全体にわたって直に設けられる。マルチバッファ層は、有機層の表面の全体にわたって直に設けられる。この場合、トレンチは、中間絶縁膜、第２のバッファ層、第１のバッファ層、及びマルチバッファ層を貫通して設けられ、有機層の一部を露出する。

一例として、折り曲げ領域が折り曲げられることにより、非表示領域が表示領域の側面及び背面のうち、いずれか１つの部位に配置されてもよい。

本発明に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、軟性基板に表示素子が積層されて形成されることにより、自由に折り曲げても、表示機能を正常に維持することができる。本発明に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、表示領域と非表示領域との境界部に画定された折り曲げ領域に積層された薄膜を選択的に除去して形成したトレンチを備えている。したがって、折り曲げ領域で撓みストレスを分散でき、素子の損傷を防止できる。パッド領域で積層構造が全体的に同じ形状を有するので、形状差による損傷も防止することができる。さらに、トレンチを単一エッチング工程で形成でき、製造工程も単純化される。

能動素子として薄膜トランジスタを用いた従来技術に係る有機発光ダイオード表示装置の構造を示した平面図である。 図１の切断線Ｉ−Ｉ’に沿った断面であって、従来技術に係る有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。 本発明に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した平面図である。 図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第１実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。 図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第１実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。 図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第２実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。 図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第２実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。

以下、添付の図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。明細書全体にわたって同じ参照符号で表された構成要素は、実質的に同じ構成要素を意味する。以下の説明において、本発明と関連した公知機能あるいは構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不明確にするものと判断される場合、その詳細な説明を省略することがある。また、以下の説明において使用される構成要素の名称は、明細書作成の容易さを考慮して選択されたものであり、実際の製品の部品名称とは相違することがある。

＜第１実施形態＞
まず、図３、図４Ａ、及び図４Ｂを参照して、本発明の第１実施形態について説明する。図３は、本発明に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した平面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第１実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。

本発明の第１実施形態に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴ及び薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴに接続され、薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴにより駆動される有機発光ダイオードＯＬＥが形成された薄膜トランジスタ基板を備える。もちろん、薄膜トランジスタ基板上には、シーリング材を塗布した後、バリア基板ＢＦをさらに備えることができる。この部分についての説明は、従来と同じでありうるし、詳細な説明を省略する。

本発明の第１実施形態に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、剛性基板でない軟性基板ＳＵＦを備え、表示素子は、軟性基板ＳＵＦ上に積層されて形成される。軟性基板ＳＵＦは、表示領域ＡＡと非表示領域ＮＡとに区分される。表示領域ＡＡは、軟性基板ＳＵＦの中央部のほとんどを占める。非表示領域ＮＡを表示領域ＡＡの外周部に配置する。例えば、表示領域ＡＡを完全に囲むように、４辺の全てを非表示領域ＮＡとして定義することができる。または、軟性基板ＳＵＦの上辺と左側辺のみを非表示領域ＮＡとして定義することもできる。場合によっては、いずれか一辺あるいは向かい合う二辺を非表示領域ＮＡとして定義することもできる。

非表示領域ＮＡには、外部から信号を受けることができるパッドＧＰ、ＤＰが配置されている。また、パッドＧＰ、ＤＰと表示領域ＡＡとの間には一定面積が配置されている。この部分も非表示領域ＮＡに該当するが、この部分には主に、配線ＤＬ、ＶＤＤ、ＧＬが配置されている。本発明では、非表示領域ＮＡを表示領域ＡＡの背面に折り曲げることにより、正面から眺めるとき、表示領域ＡＡのみが認知される表示装置を提供しようとする。特に、パッド部ＧＰ、ＤＰを表示領域ＡＡの背面に折り曲げることを特徴とする。

このために、非表示領域ＮＡのうち、パッド部ＧＰ、ＤＰを除いた領域が容易に折り曲げられなければならない。この領域を折り曲げ領域ＥＢＡとして定義する。すなわち、折り曲げ領域ＥＢＡには、軟性基板ＳＵＦを容易に折り曲げられるように複数のトレンチＴＲが配置されている。トレンチＴＲとは、軟性基板ＳＵＦ上に積層される種々の薄膜層のうち、絶縁膜のみが連続して積層された領域に形成されたものであって、絶縁膜を除去した井戸状の陥没部を意味する。

軟性基板ＳＵＢ上には、様々な薄膜が積層され、パターニングされたり、複数の絶縁膜が連続して積層されたりことができる。積層された絶縁膜は、軟性基板ＳＵＦと撓みストレスが異なり、強く折り曲げるか、折り曲げたり広げたりすることを繰り返す場合、ストレス差によって損傷されることがある。その結果、絶縁膜に剥離が発生し、絶縁膜間に介在された素子が損傷され得る。これを防止するために、予め絶縁膜等の一部を除去して軟性基板ＳＵＦの表面を一部露出するトレンチＴＲを複数形成することにより、撓みストレスが加えられるとき、ストレスによる絶縁膜の損傷を防止できる。

以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、第１実施形態に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造について詳細に説明する。フレキシブル有機発光ダイオード表示装置の製造上の都合のために、まず、剛性基板ＳＵＢ上にフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を形成する。その後、剛性基板ＳＵＢをフレキシブル有機発光ダイオード表示装置から分離する。図４Ａは、剛性基板ＳＵＢ上に形成されたフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。

剛性基板ＳＵＢの表面上の全体に犠牲層ＳＬが堆積されている。犠牲層ＳＬは、アモルファスシリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ；ａ−Ｓｉ）を堆積することにより形成することができる。犠牲層ＳＬの表面上の全体には有機層ＰＩが配置されている。有機層ＰＩは、高温特性に優れたポリイミド物質を含むことができる。有機層ＰＩの上部の表面上の全体にはマルチバッファ層ＭＢが配置されている。マルチバッファ層ＭＢは、複数個の薄膜が連続して積層されたバッファ層をいう。例えば、酸化シリコンと窒化シリコンとが交代に積層され得る。または、有機膜と無機膜とが繰り返して交代に積層されることもできる。

マルチバッファ層ＭＢの上部表面上には光遮断層ＬＳが形成されている。光遮断層ＬＳは、薄膜トランジスタが形成される部位に選択的に形成することが好ましい。光遮断層ＬＳが形成された基板ＳＵＢの上部の表面上の全体にはバッファ層ＢＵＦが設けられている。バッファ層ＢＵＦ上で、光遮断層ＬＳが形成された部分には、スイッチング薄膜トランジスタＳＴと駆動薄膜トランジスタＤＴとが配置されている。

バッファ層ＢＵＦ上には、スイッチング薄膜トランジスタＳＴの半導体層ＳＡと駆動薄膜トランジスタＤＴの半導体層ＤＡとが先に形成されている。半導体層ＳＡ、ＤＡ上には、基板ＳＵＢの全体を覆うようにゲート絶縁膜ＧＩが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＩ上の半導体層ＳＡ、ＤＡの中央部と重なる部位には、ゲート電極ＳＧ、ＤＧが形成されている。例えば、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのゲート電極ＳＧは、スイッチング半導体層ＳＡの中央部と重なるように配置される。駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧは、駆動半導体層ＤＡの中央部と重なるように配置される。

ゲート電極ＳＧ、ＤＧが形成された基板ＳＵＢの表面上の全体は、中間絶縁膜ＩＬＤにより覆われている。中間絶縁膜ＩＬＤ上にはソース−ドレイン電極ＳＳ−ＳＤ、ＤＳ−ＤＤが形成され、薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴが完成される。例えば、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのソース電極ＳＳは、中間絶縁膜ＩＬＤとゲート絶縁膜ＧＩとを貫通するコンタクトホールを介してスイッチング半導体層ＳＡの一方の端部に接続する。スイッチング薄膜トランジスタＳＴのドレイン電極ＳＤは、中間絶縁膜ＩＬＤとゲート絶縁膜ＧＩとを貫通するコンタクトホールを介してスイッチング半導体層ＳＡの他方の端部に接続する。駆動薄膜トランジスタＤＴも同じ方式でソース電極ＤＳとドレイン電極ＤＤとが形成されている。特に、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのドレイン電極ＳＤは、駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧに接続される。

非表示領域ＮＡには、ゲートパッドＧＰとデータパッドＤＰとが配置されている。ゲートパッドＧＰは、マルチバッファ層ＭＢ、バッファ層ＢＵＦ、及びゲート絶縁膜ＧＩ上に形成されている。それに対し、データパッドＤＰは、マルチバッファ層ＭＢ上に積層された中間絶縁膜ＩＬＤ上に形成されている。このように、ゲートパッドＧＰとデータパッドＤＰとで積層構造が異なる理由は、非表示領域ＮＡの折り曲げ領域ＥＢＡにトレンチＴＲを形成するためである。

例えば、トレンチＴＲは、有機層ＰＩを露出する構造を有することが好ましい。このために、ゲート電極ＳＧ、ＤＧを形成するとき、ゲートパッドＧＰを共に形成した後、ゲート絶縁膜ＧＩ、バッファ層ＢＵＦ、及びマルチバッファ層ＭＢをパターニングしてトレンチＴＲを形成する。このとき、データパッドＤＰ領域では有機層ＰＩ上部の全ての絶縁膜を除去する。

その後、基板ＳＵＢの表面の全体に中間絶縁膜ＩＬＤを形成する。中間絶縁膜ＩＬＤ上にソース−ドレイン電極ＳＳ−ＳＤ、ＤＳ−ＤＤを形成するとき、データ配線ＤＬ及び駆動電流配線ＶＤＤ、及びデータパッドＧＰを形成する。データパッドＤＰ下部に中間絶縁膜ＩＬＤが残っているので、トレンチＴＲを形成するために、中間絶縁膜ＩＬＤをパターニングする。このとき、ゲートパッドＧＰ部位では中間絶縁膜ＩＬＤを全て除去する。

ソース−ドレイン電極ＳＳ−ＳＤ、ＤＳ−ＤＤが完成された基板ＳＵＢの表面上の全体に保護膜ＰＡＳを堆積する。保護膜ＰＡＳをパターニングして、パッド部ＧＰ、ＤＰを露出し、トレンチＴＲをさらに完成する。その後、表面平坦化のために、平坦化膜ＰＬを基板ＳＵＢ表面の全体に堆積する。平坦化膜ＰＬは、表示領域ＡＡの内部にのみ堆積する。

平坦化膜ＰＬと保護膜ＰＡＳとをパターニングして駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤを露出する。平坦化膜上に導電性物質を堆積し、パターニングして駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤに接続されたアノード電極ＡＮＯを形成する。

アノード電極ＡＮＯが形成された平坦化膜ＰＬ上部にバンク物質を堆積してこれをパターニングし、アノード電極ＡＮＯ上に発光領域を画定する。バンクＢＮ上に有機発光層ＯＬとカソード電極ＣＡＴとを連続して堆積し、有機発光ダイオードＯＬＥを完成する。

図４Ａのように完成した有機発光ダイオード表示装置は、剛性基板ＳＵＢ上に表示素子が配置されているので、フレキシブル有機発光ダイオード表示装置ではない。これをフレキシブル有機発光ダイオード表示装置に完成するためには、レーザーを犠牲層ＳＬに照射して犠牲層ＳＬを除去する。その結果、剛性基板ＳＵＢが有機層ＰＩから剥離される。その後、露出した有機層ＰＩの下部表面にフレキシブルフィルム基板あるいは軟性基板ＳＵＦを貼り付けると、図４Ｂに示されたような、フレキシブル有機発光ダイオード表示装置が完成される。

本発明の第１実施形態に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、非表示領域ＮＡにおいて、表示領域ＡＡと隣接した配線領域で配線が存在しない一部領域にトレンチＴＲが配置されている。トレンチＴＲは、有機層ＰＩ上部のバッファ層及び絶縁膜を全て除去した井戸状を有する。トレンチＴＲが複数形成された折り曲げ領域ＥＢＡを折り曲げることにより、パッド部ＧＰ、ＤＰは、軟性基板ＳＵＦの背面に折り曲げることができる。

以上説明した第１実施形態では、側部折り曲げを容易にするために、折り曲げ領域ＥＢＡに形成された複数個のトレンチＴＲを備える。特に、第１実施形態では、トレンチＴＲを形成する工程が２、３回繰り返される工程を有している。その結果、ゲートパッドＧＰとデータパッドＤＰとの積層構造が互いに異なる。このような場合、厚み差によって折り曲げる過程でストレスに差が発生し、これは、不良を引き起こすことがある。

＜第２実施形態＞
以下、図３、図５Ａ、及び５Ｂを参照した第２実施形態では、第１実施形態で発生できる問題点等をも解決できる構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を提供する。本発明において実施形態等の特徴は、断面構造においてはっきりと表れる。したがって、平面図に対する説明は、第１実施形態と同様なので、繰り返しの説明は省略する。また、平面図上の構造は、図３を参照する。図５Ａ及び５Ｂは、図３の切断線II−II’に沿った、本発明の第２実施形態に係る側部折り曲げ構造を有するフレキシブル有機発光ダイオード表示装置の構造を示した断面図である。

本発明の第２実施形態に係るフレキシブル有機発光ダイオード表示装置は、図５Ａに示したように、剛性基板ＳＵＢ上に表示素子を先に形成する。その次に、剛性基板ＳＵＢを表示素子等と分離して、図５Ｂのようなフレキシブル有機発光ダイオード表示装置を完成する。

図５Ａに示すように、剛性基板ＳＵＢの上には犠牲層ＳＬが表面の全体にわたって堆積されている。犠牲層ＳＬ上には有機層ＰＩが表面の全体にわたって設けられている。有機層ＰＩは、高温特性に優れたポリイミドフィルム素材を使用することが好ましい。

有機層ＰＩ上には、マルチバッファ層ＭＢが表面の全体にわたって設けられている。マルチバッファ層ＭＢは、無機物質薄膜が交代に積層された構造を有することができる。または、無機薄膜と有機薄膜とが交代に積層された構造を有することもできる。マルチバッファ層ＭＢは、有機層ＰＩの外部でその上に形成される表示素子に空気や水分が流入することを防止するためのものである。

マルチバッファ層ＭＢ上には光遮断層ＢＳが形成されている。光遮断層ＢＳは、薄膜トランジスタＳＴ、ＤＴが形成される位置に対応して配置することが好ましい。光遮断層ＢＳは、不透明金属物質で形成し、追加補助容量を形成するための用途として使用することが好ましい。また、光遮断層ＢＳは、非表示領域ＮＡに配置して、パッド部と配線とを接続する接続体（ｌｉｎｋｅｒ）として使用することが好ましい。例えば、非表示領域ＮＡには、互いに異なる層に形成された配線を接続するための接続電極ＣＮが配置され得る。光遮断層ＢＳに形成される不透明金属物質で配線を形成することにより、接続電極ＣＮを介して接続される第１の配線Ｌ１として使用することができる。

光遮断層ＢＳ上には、第１のバッファ層ＢＦ１が表面の全体にわたって堆積されている。第１のバッファ層ＢＦ１は、光遮断層ＢＳを他の導電層から物理的及び電気的に絶縁するためのものである。また、光遮断層ＢＳが形成されることで、均一でない基板ＳＵＢの表面を平坦にすることもできる。第１のバッファ層ＢＦ１上には補助容量電極ＢＣが形成されている。

補助容量電極ＢＣは、光遮断層ＢＳと重なるように形成することが好ましい。すなわち、互いに重ね合わせられる光遮断層ＢＳと補助容量電極ＢＣとの間に介在された第１のバッファ層ＢＦ１に補助容量が形成される。補助容量を形成するために、光遮断層ＢＳは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのソース電極ＳＳに接続し、補助容量電極ＢＣは、駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧに接続することができる。または、光遮断層ＢＳは、基底配線に接続され、補助容量電極ＢＣは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのドレイン電極ＳＤに接続することができる。

また、補助容量電極ＢＣは、光遮断層ＢＳと同様に、非表示領域ＮＡに配置してパッド部と配線とを接続する接続体（ｌｉｎｋｅｒ）として使用することができる。例えば、非表示領域ＮＡには、互いに異なる層に形成された配線を接続するための接続電極ＣＮが配置され得る。補助容量電極ＢＣに形成される不透明金属物質で配線を形成することにより、接続電極ＣＮを介して接続される第２の配線Ｌ２として使用することができる。

補助容量電極ＢＣ上には、第２のバッファ層ＢＦ２が表面の全体にわたって堆積されている。第２のバッファ層ＢＦ２は、補助容量電極ＢＣを他の導電層から物理的及び電気的に絶縁するためのものである。第２のバッファ層ＢＦ２上には、スイッチング薄膜トランジスタＳＴと駆動薄膜トランジスタＤＴとが形成されている。

第２のバッファ層ＢＦ２上には、スイッチング薄膜トランジスタＳＴの半導体層ＳＡと駆動薄膜トランジスタＤＴの半導体層ＤＡとが形成されている。半導体層ＳＡ、ＤＡ上には、ゲート絶縁膜ＧＩが積層されている。ゲート絶縁膜ＧＩ上にはゲート要素（ｇａｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）が形成されている。ゲート要素は、ゲート配線ＧＬ、ゲート電極ＳＧ、ＤＧ、ゲートパッドＧＰを含む。駆動ゲート電極ＤＧを補助容量電極ＢＣと接続する場合には、ゲート要素を形成する前に、ゲート絶縁膜ＧＩと第２のバッファ層ＢＦ２とをパターニングして補助容量電極ＢＣの一部を露出することができる。

スイッチング薄膜トランジスタＳＴのゲート電極ＳＧは、ゲート絶縁膜ＧＩを挟んでスイッチング半導体層ＳＡの中央部と重ね合わせられる。駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧは、ゲート絶縁膜ＧＩを挟んで駆動半導体層ＤＡの中央部と重ね合わせられる。ゲート配線ＧＬは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのゲート電極ＳＧに接続されている。ゲートパッドＧＰは、ゲート配線ＧＬの一方の端部に配置されている。ゲートパッドＧＰに印加されたゲート信号は、ゲート配線ＧＬに沿ってスイッチング薄膜トランジスタＳＴのゲート電極ＳＧに伝達される。

ゲート要素上には、中間絶縁膜ＩＬＤが設けられている。中間絶縁膜ＩＬＤは、ゲート要素を他の導電層から物理的及び電気的に絶縁するためのものである。中間絶縁膜ＩＬＤ上にはデータ要素（ｄａｔａ ｅｌｅｍｅｎｔ）が形成される。データ要素は、中間絶縁膜ＩＬＤ下に配置された種々の要素と接続する必要がある。したがって、中間絶縁膜ＩＬＤ及び／又はゲート絶縁膜ＧＩをパターニングして、コンタクトホールを形成する。例えば、半導体層ＳＡ、ＤＡの両端部を露出する。これと同時に、駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧの一部を露出する。また、ゲートパッドＧＰを露出する。

中間絶縁膜ＩＬＤ及び／又はゲート絶縁膜ＧＩをパターニングするとき、非表示領域ＮＡでは、光遮断層ＢＳと同じ物質で形成した第１の配線Ｌ１の一部と補助容量電極ＢＣと同じ物質で形成した第２の配線Ｌ２の一部とを露出することもある。これは、後で第１の配線Ｌ１と第２の配線Ｌ２とを接続するためである。

コンタクトホールが形成された中間絶縁膜ＩＬＤ上に金属物質を堆積し、パターニングして、データ要素を形成する。データ要素は、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのソース電極ＳＳとドレイン電極ＳＤ、駆動薄膜トランジスタＤＴのソース電極ＤＳとドレイン電極ＤＤ、データ配線ＤＬ、データパッドＤＰ、駆動電流配線ＶＤＤ、及び駆動電流パッドＶＤＰを備える。

スイッチング薄膜トランジスタＳＴのソース電極ＳＳは、スイッチング半導体層ＳＡの一方の端部と接触し、ドレイン電極ＳＤは、スイッチング半導体層ＳＡの他方の端部と接触する。また、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのドレイン電極ＳＤは、駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧに接続される。データ配線ＤＬは、スイッチング薄膜トランジスタＳＴに接続される。データパッドＤＰは、データ配線ＤＬの一方の端部に配置される。駆動薄膜トランジスタＤＴのソース電極ＤＳは、駆動半導体層ＤＡの一方の端部と接触し、ドレイン電極ＤＤは、駆動半導体層ＤＡの他方の端部と接触する。駆動電流配線ＶＤＤは、駆動薄膜トランジスタＤＴのソース電極ＤＳに接続される。駆動電流パッドＶＤＰは、駆動電流配線ＶＤＤの一方の端部に配置される。

場合によって、スイッチング薄膜トランジスタＳＴのソース電極ＳＳは、光遮断層ＢＳに接続することができる。光遮断層ＢＳと重ね合わせられる補助容量電極ＢＣが駆動薄膜トランジスタＤＴのゲート電極ＤＧに接続されている場合、光遮断層ＢＳと補助容量電極ＢＣとの間に補助容量が形成され得る。

非表示領域ＮＡでは、データ配線ＤＬの一方の終端であるデータパッドＤＰと駆動電流配線ＶＤＤの一方の終端である駆動電流パッドＶＤＰとが配置されている。データ要素には、ゲートパッドＧＰに接続されるゲートパッド端子ＧＰＴがさらに備えられることができる。また、データ要素には、非表示領域ＮＡに形成された接続電極ＣＮがさらに備えられることができる。接続電極ＣＮは、光遮断層ＢＳと同じ物質で形成される第１の配線Ｌ１と補助容量電極ＢＣと同じ物質で形成される第２の配線Ｌ２とを接続する。

データ要素が形成された基板ＳＵＢ上には、保護膜ＰＡＳが表面の全体にわたって堆積される。保護膜ＰＡＳをパターニングしてデータ要素を露出する。これと同時に、トレンチＴＲを形成する。例えば、非表示領域ＮＡでデータ要素が露出するように保護膜ＰＡＳをエッチングする。これと同時に、保護膜ＰＡＳ、中間絶縁膜ＩＬＤ、ＡＡＧＩ、第２のバッファ層ＢＦ２、第１のバッファ層ＢＦ１、及びマルチバッファ層ＭＢを連続してエッチングし、トレンチＴＲを形成する。トレンチＴＲは、非表示領域ＮＡのうち、折り曲げ構造を有する部分に形成することが好ましい。例えば、パッド部ＧＰ、ＤＰと表示領域ＡＡとの間で配線ＧＬ、ＤＬが形成されない部分に形成することが好ましい。

その後、表面平坦化のために、平坦化膜ＰＬを基板ＳＵＢの表面の全体に堆積する。平坦化膜ＰＬは、表示領域の内部にのみ堆積することが好ましい。平坦化膜ＰＬと保護膜ＰＡＳとをパターニングして駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤを露出する。平坦化膜ＰＬ上に導電性物質を堆積し、パターニングして駆動薄膜トランジスタＤＴのドレイン電極ＤＤと接触するアノード電極ＡＮＯを形成する。

アノード電極ＡＮＯが形成された平坦化膜ＰＬ上部にバンクＢＮを形成し、パターニングしてアノード電極ＡＮＯで発光領域を開放する。バンクＢＮ上に有機発光層ＯＬとカソード電極ＣＡＴとを連続して堆積して、有機発光ダイオードＯＬＥを完成する。

図５Ａのように完成した有機発光ダイオード表示装置は、剛性基板ＳＵＢ上に表示素子が配置されているので、フレキシブル有機発光ダイオード表示装置ではない。これをフレキシブル有機発光ダイオード表示装置に完成するためには、レーザーを犠牲層ＳＬに照射して犠牲層ＳＬを除去する。その結果、剛性基板ＳＵＢと有機層ＰＩとが互いに分離される。その後、露出した有機層ＰＩの下部表面にフレキシブルフィルム基板あるいは軟性基板ＳＵＦを貼り付けると、図５Ｂに示されたような、フレキシブル有機発光ダイオード表示装置が完成される。

本発明の第２実施形態では、表示領域ＡＡに光遮断層ＢＳと補助容量電極ＢＣとを形成するのに使用する金属層を用いて、非表示領域ＮＡに第１の配線Ｌ１と第２の配線Ｌ２とを形成する。第１の配線Ｌ１と第２の配線Ｌ２とを用いて、ゲート要素とデータ要素とを接続するのに使用することができる。したがって、非表示領域ＮＡに形成されるゲート要素とデータ要素の構造を、同じ積層構造を有するように形成することができる。

また、非表示領域ＮＡで表示素子が形成されない部分に積層された薄膜を選択的に除去してトレンチＴＲを形成する。トレンチＴＲは、非表示領域ＮＡを表示領域ＡＡの側面や背面に折り曲げるとき、折り曲げられる部分に対応する折り曲げ領域ＥＢＡである。折り曲げ領域ＥＢＡは、撓まれる力によりストレスが集中する。折り曲げ（あるいは、撓み）ストレスが集中される部分に複数の薄膜が積層されている場合、損傷される可能性が高い。しかし、本発明の第２実施形態では、積層された薄膜を部分的に除去したトレンチＴＲを配置することにより、撓みストレスを分散できる。その結果、折り曲げ領域で発生できる損傷を最小化する。

また、折り曲げ領域ＥＢＡの終端に位置したパッド領域で積層構造が全体的に同じ形状を有するので、形状差による損傷も防止することができる。さらに、トレンチＴＲを単一エッチング工程で形成でき、製造工程も簡略化される。

今まで説明した、有機発光ダイオード表示装置において、都合上、薄膜トランジスタの構造をトップ−ゲート構造に対してのみ説明した。しかし、薄膜トランジスタがボトム−ゲート構造を有する場合にも本発明を適用できる。また、スイッチング薄膜トランジスタと駆動薄膜トランジスタとが互いに異なる構造を有することもできる。例えば、スイッチング薄膜トランジスタは、トップ−ゲート構造を、駆動薄膜トランジスタは、ボトム−ゲート構造を有することもできる。

また、以上の説明では、ゲート絶縁膜が半導体層上で基板の全体表面を覆うように形成した構造として説明した。しかし、ゲート絶縁膜は、ゲート電極を形成するとき、共にパターニングされて形成することができる。この場合、ゲート電極と同じ大きさを有し、半導体層の中央部であるチャネル領域と重ね合わせられる位置にのみ配置される。このとき、トレンチは、中間絶縁膜、第２のバッファ層、第１のバッファ層、及びマルチバッファ層を貫通して有機層の一部を露出する構造を有することができる。

以上で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で様々な変更及び修正が可能であることが分かるであろう。したがって、本発明の技術的範囲は、明細書の詳細な説明に記載され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られなければならないであろう。

ＡＡ…表示領域
ＮＡ…非表示領域
ＥＢＡ…折り曲げ領域
ＳＵＦ…軟性基板
Ｌ１…第１の配線
ＢＦ１…第１のバッファ層
Ｌ２…第２の配線
ＢＦ２…第２のバッファ層
ＧＬ…ゲート配線
ＳＧ，ＤＧ…ゲート電極
ＧＰ…ゲートパッド
ＩＬＤ…中間絶縁膜
ＣＮ…接続電極
ＴＲ…トレンチ
ＢＳ…光遮断層
ＢＣ…補助容量電極
ＳＴ…スイッチング薄膜トランジスタ
ＤＴ…駆動薄膜トランジスタ
ＯＬＥＤ…有機発光ダイオード
ＤＰ…データパッド
ＤＬ…データ配線
ＳＳ，ＤＳ…ソース電極
ＳＤ，ＤＤ…ドレイン電極
ＧＰＴ…ゲートパッド端子
ＳＡ…半導体層
ＧＩ…ゲート絶縁膜

Claims (8)

1. 表示領域と、前記表示領域の周辺に配置された非表示領域と、前記非表示領域内で前記表示領域に隣接して配置された折り曲げ領域とが画定された軟性基板と、
   前記軟性基板の前記非表示領域に配置された第１の配線と、
   前記第１の配線を覆う第１のバッファ層と、
   前記非表示領域において前記第１のバッファ層上に配置された第２の配線と、
   前記第２の配線を覆う第２のバッファ層と、
   前記第２のバッファ層上に形成されたゲート要素と、
   前記ゲート要素を覆う中間絶縁膜と、
   前記中間絶縁膜上に形成されたデータ要素及び前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する接続電極と、
   前記折り曲げ領域に配置され、前記中間絶縁膜、前記第２のバッファ層、及び前記第１のバッファ層を貫通する複数のトレンチと、
   を備える、フレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
2. 前記第１の配線と同じ層の同じ物質で形成され、前記表示領域に配置された光遮断層と、
   前記第２の配線と同じ層の同じ物質で形成され、前記表示領域に配置された補助容量電極と、
   前記表示領域において前記第２のバッファ層上に配置されたスイッチング薄膜トランジスタ及び前記スイッチング薄膜トランジスタに接続された駆動薄膜トランジスタと、
   前記駆動薄膜トランジスタに接続された有機発光ダイオードと、
   を更に備える、請求項１記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
3. 前記ゲート要素は、
   前記非表示領域に配置されたゲートパッドと、
   前記ゲートパッドから前記表示領域に延在するゲート配線と、
   前記表示領域内で前記ゲート配線から分岐するゲート電極と、を備え、
   前記データ要素は、
   前記非表示領域に配置されたデータパッドと、
   前記データパッドから前記表示領域に延在するデータ配線と、
   前記表示領域内で前記データ配線から分岐するソース電極と、
   前記ソース電極と一定距離離間して対向するドレイン電極と、
   前記ゲートパッドに接続するゲートパッド端子と、を備える、
   請求項１記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
4. 前記第２のバッファ層と前記ゲート電極との間に設けられ、前記ゲート電極の中央部と重なるように配置された半導体層と、
   前記半導体層と前記ゲート電極との間に設けられ、前記第２のバッファ層の表面上の全体に配置されたゲート絶縁膜と、を更に備え、
   前記トレンチは、前記中間絶縁膜、前記ゲート絶縁膜、前記第２のバッファ層、及び前記第１のバッファ層を貫通する、
   請求項３に記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
5. 前記第２のバッファ層と前記ゲート電極との間に設けられ、前記ゲート電極の中央部と重なるように配置された半導体層と、
   前記半導体層と前記ゲート電極との間に設けられ、前記ゲート電極と同じ大きさを有して配置されたゲート絶縁膜と、を更に備え、
   前記トレンチは、前記中間絶縁膜、前記第２のバッファ層、及び前記第１のバッファ層を貫通する、
   請求項３に記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
6. 前記軟性基板の表面の全体にわたって直に設けられた有機層と、
   前記有機層の表面の全体にわたって直に設けられたマルチバッファ層と、
   前記マルチバッファ層上に設けられたゲート絶縁膜と、をさらに備え、
   前記トレンチは、前記中間絶縁膜、前記ゲート絶縁膜、前記第２のバッファ層、前記第１のバッファ層、及び前記マルチバッファ層を貫通して前記有機層の一部を露出する、
   請求項１記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
7. 前記軟性基板の表面の全体にわたって直に設けられた有機層と、
   前記有機層の表面の全体にわたって直に設けられたマルチバッファ層と、をさらに備え、
   前記トレンチは、前記中間絶縁膜、前記第２のバッファ層、前記第１のバッファ層、及び前記マルチバッファ層を貫通して前記有機層の一部を露出する、
   請求項１記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。
8. 前記折り曲げ領域で折り曲げられることにより、前記非表示領域が前記表示領域の側面及び背面のうち、いずれか１つの部位に配置される、
   請求項１記載のフレキシブル有機発光ダイオード表示装置。

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