KR102303602B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가요성 기판, 상기 가요성 기판 상의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 제2 전극을 포함하며, 상기 가요성 기판은 제1 비압축성 액체층을 포함한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
디스플레이 분야는 현대 사회에 있어 다양한 정보전달의 수단으로서 급속한 발전을 가져오고 있으며, 최근에는 디스플레이의 무게와 두께 그리고 평면 발광에서 탈피하고자 많은 기술적 도전을 하고 있다.
평판 표시 장치 중 액정 표시 장치(LCD)는 현재 가장 널리 사용되고 있는데, 액정 표시 장치는 수광형 표시 장치이므로 백라이트(backlight) 같은 별도의 광원이 필요한 단점이 있다.
최근에는 자발광형 표시 장치인 유기 발광 표시 장치(OLED)가 주목을 받고 있다. 유기 발광 표시 장치는 서로 마주하는 두 전극과 이들 전극 사이에 개재되어 있는 유기층을 포함한다. 유기 발광 장치는 애노드(anode)으로부터 주입된 정공(hole)과 캐소드(cathode)으로부터 주입된 전자(electron)가 발광층에서 만나 여기자 (exciton)를 생성하고, 여기자가 발광 소멸을 하게 되면 광이 발생하게 된다. 유기 발광 장치는 표시 장치 및 조명 장치를 포함하는 다양한 분야에 응용될 수 있다.
이상과 같은 표시 장치는 가요성(flexibility)을 가지는 기판을 사용하여 휘는 디스플레이 장치를 구성할 수 있는데, 이 때, 표시 장치내의 각 층은 스트레스를 받아서 배선이 끊어지거나 특성이 저하될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 휘는 동작에 의해서도 표시 장치의 특성이 저하되지 않는 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가요성 기판, 상기 가요성 기판 상의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 제2 전극을 포함하며, 상기 가요성 기판은 제1 비압축성 액체층을 포함한다.
상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치할 수 있다.
상기 제1 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치할 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 유기 발광층막을 더 포함할 수 있다.
상기 가요성 기판 상에 위치하는 하나 이상의 절연막을 더 포함할 수 있으며, 상기 하나 이상의 절연막 중 적어도 어느 하나는 제2 비압축성 액체층을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치할 수 있다.
상기 제1 및 제2 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치할 수 있다.
상기 제2 비압축성 액체층은 상기 제1 비압축성 액체층과 대응되는 부분에 위치할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 일방향으로 뻗어있는 데이터선을 더 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 절연막은 상기 상기 데이터선 상에 위치하는 보호막 및 상기 상기 데이터선 아래에 위치하는 절연막을 포함할 수 있으며, 상기 보호막 및 상기 절연막 중 적어도 어느 하나는 제2 비압축성 액체층을 포함할 수 있다.
상기 절연막에는 상기 화소 영역을 서로 분리하는 복수개의 분리 홈이 상기 데이터선과 수직한 방향으로 뻗어 형성되어 있을 수 있고, 상기 분리 홈에는 보충 부재가 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는 일 방향으로 구부러질 수 있다.
상기 가요성 기판은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
상기 보호막은 상기 제2 비압축성 액체층을 포함할 수 있으며, 상기 제2 비압축성 액체층은 상기 보호막에 형성되어 있는 접촉 구멍에 대응하는 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있다.
상기 절연막은 상기 제2 비압축성 액체층을 포함할 수 있으며, 상기 제2 비압축성 액체층은 상기 절연막에 형성되어 있는 접촉 구멍에 대응하는 하나 이상의 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 가요성 기판, 상기 가요성 기판 상의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상의 절연막, 상기 절연막 상의 제1 전극, 상기 제1 전극 상의 제2 전극을 포함하며, 상기 절연막은 제1 비압축성 액체층을 포함한다.
상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치할 수 있다.
상기 제1 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 폴리이미드를 포함하는 제1 층을 준비하는 단계, 상기 제1 층을 엣칭하는 단계, 상기 엣칭한 부분에 비압축성 액체를 주입하는 단계 및 상기 제1 층 상에 폴리이미드를 포함하는 제2 층을 적층하는 단계를 통하여 형성된 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트래지스터 상에 제1 전극을 형성하는 단계 및 상기 제1 전극 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 층을 엣칭하는 단계는 상기 제1 층 중 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 위치를 엣칭할 수 있다.
상기 비압축성 액체를 주입하는 단계는 인젝트 프린팅(Inject Printing) 공정으로 진행할 수 있다.
본 발명에 따르면, 변형에 대한 저항이 증가하여 휘는 동작에 의하여도 장치가 변형되거나 파손되지 않고 성능을 유지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 구체적인 배치도이다.
도 4는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 곡면 표시 장치를 측면에서 보았을 때를 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8과 같은 부분에 비압축성 액체층이 존재하지 않는 경우를 나타낸 비교예 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에 형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터의 배치도이다.
도 11은 도 10의 유기 발광 표시 장치를 ⅩI - ⅩI 선을 따라 자른 단면도이다.
도 12는 도 10의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅡ -ⅩⅡ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에 형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터의 배치도이다.
도 14는 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅣ- ⅩⅣ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 15는 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅤ -ⅩⅤ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 16은 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅥ -ⅩⅥ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, "~ 상에" 또는 "~ 위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
본 발명은 유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등을 포함하는 표시 장치에 적용될 수 있으나, 먼저, 유기 발광 표시 장치에 적용된 실시예를 설명한다.
유기 발광 표시 장치 실시예의 경우, 첨부 도면에서 도시된 갯수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 커패시터(capacitor)에 한정되지 않으며, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소에 복수개의 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되거나 기존의 배선이 생략되어 다양한 구조를 갖도록 형성할 수도 있다. 여기서, 하나의 화소 영역은 화상을 표시하는 최소 단위 영역을 말하며, 제1 전극을 포함한다. 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소 영역들을 통해 화상을 표시한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수개의 신호선(151, 152, 153, 171, 172, 192), 복수개의 신호선에 연결되어 있으며 제1 전극(191)을 포함하는, 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수개의 화소 영역(PX)을 포함한다.
하나의 화소 영역(PX)은 복수개의 신호선(151, 152, 153, 171, 172, 192)에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6), 커패시터(Cst, Cb) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLD)를 포함한다.
복수개의 신호선(151, 152, 153, 171, 172, 192)은 스캔 신호(Sn), 전단 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(EM) 및 초기화 전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 초기화 전압선(192)을 포함하고, 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 초기화 전압선(192) 모두와 교차하고 있으며 화소 영역(PX)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 포함한다.
복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)는 구동 트랜지스터(driving thin film transistor)(T1), 스위칭 트랜지스터(switching thin film transistor)(T2), 보상 트랜지스터(compensation transistor)(T3), 초기화 트랜지스터(initialization transistor)(T4), 동작 제어 트랜지스터(operation control transistor)(T5), 발광 제어 트랜지스터(light emission control transistor)(T6)를 포함하며, 커패시터(Cst, Cb)는 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst) 및 부스팅 커패시터(boosting capacitor)(Cb)를 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1)과 연결되어 있고, 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)은 동작 제어 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)은 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(Dm)를 전달받아 유기 발광 다이오드(OLD)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)은 스캔선(151)과 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T2)의 소스 전극(S2)은 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(D2)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)과 연결되어 있으면서 동작 제어 트랜지스터(T5)을 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 이러한 스위칭 트랜지스터(Ts)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 데이터선(171)으로 전달된 데이터 신호(Dm)을 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 트랜지스터(T3)의 게이트 전극(G3)은 스캔선(151)에 연결되어 있고, 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)과 연결되어 있으면서 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 연결되어 있으며, 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)은 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4), 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1), 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 보상 트랜지스터(T3)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 드레인 전극(D1)을 서로 연결하여 구동 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
초기화 트랜지스터(T4)의 게이트 전극(G4)은 전단 스캔선(152)과 연결되어 있고, 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극(S4)은 초기화 전압선(192)와 연결되어 있으며, 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)은 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)을 거쳐 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1), 스토리지 커패시터의 일단(Cst1) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 초기화 트랜지스터(T4)는 전단 스캔선(152)을 통해 전달받은 전단 스캔 신호(Sn-1)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(Vint)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 전달하여 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압(Vg)을 초기화시키는 초기화 동작을 수행한다.
동작 제어 트랜지스터(T5)의 게이트 전극(G5)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 소스 전극(S5)은 구동 전압선(172)와 연결되어 있고, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 드레인 전극(D5)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1) 및 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(S2)에 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)의 게이트 전극(G6)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 소스 전극(S6)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1) 및 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)과 연결되어 있고, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6)은 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어선(153)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(EM)에 따라 동시에 턴 온되고 이를 통해 구동 전압(ELVDD)이 다이오드 연결된 구동 트랜지스터(T1)를 통해 보상되어 유기 발광 다이오드(OLD)에 전달되고, 유기 발광 다이오드(OLD)에 구동 전류(Id)가 흐르게 되어 발광함으로써 화상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)과 연결된 스캔선(151)은 부스팅 커패시터(Cb)의 타단(Cb2)과 연결되어 있고, 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1)은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 타단(Cst2)은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 유기 발광 다이오드(OLD)의 캐소드(cathode)는 공통 전압(ELVSS)을 전달하는 공통 전압선(741)과 연결되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 6 트랜지스터 2 커패시터 구조를 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 트랜지스터의 수와 커패시터의 수는 다양하게 변형 가능하다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 구체적인 동작 과정을 상세히 설명한다.
우선, 초기화 기간 동안 전단 스캔선(152)을 통해 로우 레벨(low level)의 전단 스캔 신호(Sn-1)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 전단 스캔 신호(Sn-1)에 대응하여 초기화 트랜지스터(T4)가 턴 온(Turn on)되며, 초기화 전압선(192)으로부터 초기화 트랜지스터(T4)를 통해 초기화 전압(Vint)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 연결되고, 초기화 전압(Vint)에 의해 구동 트랜지스터(T1)가 초기화된다.
이 후, 데이터 프로그래밍 기간 중 스캔선(151)을 통해 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)에 대응하여 스위칭 트랜지스터(T2) 및 보상 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 이 때, 구동 트랜지스터(T1)는 턴 온된 보상 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스 된다.
그러면, 데이터선(171)으로부터 공급된 데이터 신호(Dm)에서 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Threshold voltage, Vth)만큼 감소한 보상 전압(Dm+Vth, Vth는 (-)의 값)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가된다. 즉, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가된 게이트 전압(Vg)은 보상 전압(Dm+Vth)이 된다. 스토리지 커패시터(Cst)의 양단에는 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압(Dm+Vth)이 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)에는 양단 전압 차에 대응하는 전하가 저장된다.
이 후, 스캔 신호(Sn)의 공급이 중단되면서 스캔 신호(Sn)의 전압 레벨이 하이 레벨(high level)로 변경되면, 부스팅 캐패시터(Cb)의 커플링 작용에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가되는 게이트 전압(Vg)이 스캔 신호(Sn)의 전압 변동폭에 대응하여 변경된다. 이때, 스토리지 캐패시터(Cst)와 부스팅 캐패시터(Cb) 간의 차지 쉐어링(charge sharing)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가되는 게이트 전압(Vg)이 변경되므로, 게이트 전극(G1)에 인가되는 전압 변화량은 스캔 신호(Sn)의 전압 변동폭과 더불어, 스토리지 캐패시터(Cst) 및 부스팅 캐패시터(Cb) 간의 차지 쉐어링(charge sharing) 값에 비례하여 변동된다.
이 후, 발광 기간 동안 발광 제어선(153)으로부터 공급되는 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다. 그러면, 발광 기간 동안 로우 레벨의 발광 제어 신호(EM)에 의해 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴 온 된다.
그러면, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압(Vg)과 구동 전압(ELVDD) 간의 전압차에 따르는 구동 전류(Id)가 발생하고, 발광 제어 트랜지스터(T6)를 통해 구동 전류(Id)가 유기 발광 다이오드(OLD)에 공급된다. 발광 기간동안 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 구동 게이트-소스 전압(Vgs)은 '(Dm+Vth)-ELVDD'으로 유지되고, 구동 트랜지스터(T1)의 전류-전압 관계에 따르면, 구동 전류(Id)는 구동 소스-게이트 전압(Vgs)에서 문턱 전압(Vth)을 차감한 값의 제곱 '(Dm-ELVDD)2'에 비례한다. 따라서 구동 전류(Id)는 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 관계 없이 결정된다.
그러면 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 화소의 상세 구조에 대하여 도 2 내지 도 5를 도 1과 함께 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 구체적인 배치도이며, 도 4는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구체적인 평면상 구조에 대해 우선 상세히 설명하고, 도 4 및 도 5를 참고하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 스캔 신호(Sn), 전단 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(EM) 및 초기화 전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 복수개의 스캔선(151), 복수개의 전단 스캔선(152), 복수개의 발광 제어선(153) 및 복수개의 초기화 전압선(192)을 포함하고, 복수개의 스캔선(151), 복수개의 전단 스캔선(152), 복수개의 발광 제어선(153) 및 복수개의 초기화 전압선(192) 모두와 교차하고 있으며 복수개의 화소 영역(PX)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 복수개의 데이터선(171) 및 복수개의 구동 전압선(172)을 포함한다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 2개의 스캔선(151), 2개의 전단 스캔선(152), 2개의 발광 제어선(153), 2개의 초기화 전압선(192), 2개의 데이터선(171), 그리고 2개의 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 4개의 화소 영역(PX)을 도시하고 있다.
하나의 화소 영역(PX)에는 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6), 스토리지 커패시터(Cst), 부스팅 커패시터(Cb), 그리고 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성되어 있다. 유기 발광 다이오드(OLD)는 제1 전극(191), 유기 발광층(370) 및 제2 전극(270)으로 이루어진다. 제1 전극(191)은 화소 전극일수 있고, 제2 전극(270)은 공통 전극일 수 있다. 이 때, 보상 트랜지스터(T3)와 초기화 트랜지스터(T4)는 누설 전류를 차단하기 위해 듀얼 게이트(dual gate) 구조의 트랜지스터로 구성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)의 각각의 채널(channel)은 연결되어 있는 하나의 반도체(130)의 내부에 형성되어 있으며, 반도체(130)는 다양한 형상으로 굴곡되어 형성될 수 있다. 이러한 반도체(130)는 다결정 규소 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 인듐­갈륨­아연 산화물(InGaZnO4), 인듐­아연 산화물(Zn­In­O), 아연­주석 산화물(Zn­Sn­O) 인듐­갈륨 산화물 (In­Ga­O), 인듐­주석 산화물(In­Sn­O), 인듐­지르코늄 산화물(In­Zr­O), 인듐­지르코늄­아연 산화물(In­Zr­Zn­O), 인듐­지르코늄­주석 산화물(In­Zr­Sn­O), 인듐­지르코늄­갈륨 산화물(In­Zr­Ga­O), 인듐­알루미늄 산화물(In­Al­O), 인듐­아연­알루미늄 산화물(In­Zn­Al­O), 인듐­주석­알루미늄 산화물(In­Sn­Al­O), 인듐­알루미늄­갈륨 산화물(In­Al­Ga­O), 인듐­탄탈륨 산화물(In­Ta­O), 인듐­탄탈륨­아연 산화물(In­Ta­Zn­O), 인듐­탄탈륨­주석 산화물(In­Ta­Sn­O), 인듐­탄탈륨­갈륨 산화물(In­Ta­Ga­O), 인듐­게르마늄 산화물(In­Ge­O), 인듐­게르마늄­아연 산화물(In­Ge­Zn­O), 인듐­게르마늄­주석 산화물(In­Ge­Sn­O), 인듐­게르마늄­갈륨 산화물(In­Ge­Ga­O), 티타늄­인듐­아연 산화물(Ti­In­Zn­O), 하프늄­인듐­아연 산화물(Hf­In­Zn­O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체(130)가 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
반도체(130)는 N형 불순물 또는 P형 불순물로 채널 도핑이 되어 있는 채널 (channel)과, 채널의 양 옆에 형성되어 있으며 채널에 도핑된 도핑 불순물보다 도핑 농도가 높은 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역을 포함한다. 본 실시예에서 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역은 각각 소스 전극 및 드레인 전극에 해당한다. 반도체(130)에 형성되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극은 해당 영역만 도핑하여 형성할 수 있다. 또한, 반도체(130)에서 서로 다른 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극의 사이 영역도 도핑되어 소스 전극과 드레인 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 반도체(130)에 형성되는 채널(131)은 구동 트랜지스터(T1)에 형성되는 구동 채널(131a), 스위칭 트랜지스터(T2)에 형성되는 스위칭 채널(131b), 보상 트랜지스터(T3)에 형성되는 보상 채널(131c), 초기화 트랜지스터(T4)에 형성되는 초기화 채널(131d), 동작 제어 트랜지스터(T5)에 형성되는 동작 제어 채널(131e), 그리고 발광 제어 트랜지스터(T6)에 형성되는 발광 제어 채널(131f)을 포함한다. 그리고, 반도체(130)에는 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)이 형성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1)는 구동 채널(131a), 구동 게이트 전극(155a), 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)을 포함한다. 구동 게이트 전극(155a)은 구동 채널(131a)과 중첩하고 있으며, 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)은 구동 채널(131a)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 구동 게이트 전극(155a)은 접촉 구멍(61)을 통해 구동 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(T2)는 스위칭 채널(131b), 스위칭 게이트 전극(155b), 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)을 포함한다. 스캔선(151)의 일부인 스위칭 게이트 전극(155b)은 스위칭 채널(131b)과 중첩하고 있으며, 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)은 스위칭 채널(131b)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 스위칭 소스 전극(136b)은 접촉 구멍(62)을 통해 데이터선(171)과 연결되어 있다.
보상 트랜지스터(T3)는 보상 채널(131c), 보상 게이트 전극(155c), 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)을 포함한다. 보상 게이트 전극(155c)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며, 2개의 보상 게이트 전극(155c)은 스캔선(151)에서 아래쪽으로 연장된 돌출부일 수 있다. 보상 게이트 전극(155c)은 보상 채널(131c)과 중첩하고 있으며, 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)은 보상 채널(131c)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 보상 드레인 전극(137c)은 접촉 구멍(63)을 통해 구동 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
초기화 트랜지스터(T4)는 초기화 채널(131d), 초기화 게이트 전극(155d), 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)을 포함한다. 초기화 게이트 전극(155d)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며, 2개의 초기화 게이트 전극(155d)은 전단 스캔선(152)에서 아래쪽으로 연장된 돌출부일 수 있다. 초기화 게이트 전극(155d)은 초기화 채널(131d)과 중첩하고 있으며, 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)은 초기화 채널(131d)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 초기화 소스 전극(136d)은 접촉 구멍(64)을 통해 초기화 연결 부재(175)와 연결되어 있으며, 초기화 드레인 전극(137d)은 접촉 구멍(63)을 통해 구동 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
동작 제어 트랜지스터(T5)는 동작 제어 채널(131e), 동작 제어 게이트 전극(155e), 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)을 포함한다. 발광 제어선(153)에서 위쪽으로 연장된 돌출부인 동작 제어 게이트 전극(155e)은 동작 제어 채널(131e)과 중첩하고 있으며, 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)은 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 동작 제어 소스 전극(136e)은 접촉 구멍(65)을 통해 구동 전압선(172)의 일부와 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어 채널(131f), 발광 제어 게이트 전극(155f), 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)을 포함한다. 발광 제어선(153)에서 위쪽으로 연장된 돌출부인 발광 제어 게이트 전극(155f)은 발광 제어 채널(131f)과 중첩하고 있으며, 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)은 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 발광 제어 드레인 전극(137f)은 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 연결 부재(179)와 연결되어 있다.
구동 소스 전극(136a)은 스위칭 드레인 전극(137b) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)과 연결되어 있으며, 구동 드레인 전극(137a)은 보상 소스 전극(136c) 및 발광 제어 소스 전극(136f)과 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 전극(132)과 제2 스토리지 전극(156)을 포함한다. 여기서, 게이트 절연막(140)은 유전체가 되며, 스토리지 커패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 전극(132, 156) 사이의 전압에 의해 스토리지 커패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다.
제1 스토리지 전극(132)은 채널(131)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 제2 스토리지 전극(156)은 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153)과 동일한 층에 형성되어 있다. 제1 스토리지 전극(132)은 도핑 불순물을 포함하고 있다.
제1 스토리지 전극(132)은 보상 드레인 전극(177c)과 초기화 드레인 전극(177d) 사이에 형성되어 있으며, 제1 부스팅 전극(133) 및 구동 연결 부재(174)을 통해 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있다. 제2 스토리지 전극(156)은 접촉 구멍(69)을 통해 구동 전압선(172)과 연결되어 있다.
따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 전압선(172)을 통해 제2 스토리지 전극(156)에 전달된 구동 전압(ELVDD)과 구동 게이트 전극(155a)의 게이트 전압(Vg)간의 차에 대응하는 스토리지 커패시턴스를 저장한다.
부스팅 커패시터(Cb)의 제1 부스팅 전극(133)은 제1 스토리지 전극(132)에서 연장된 연장부이고, 제2 부스팅 전극(157)은 스캔선(151)에서 위쪽으로 연장된 돌출부이다. 이러한 부스팅 캐패시터(Cb)는 스캔선(151)의 스캔 신호(Sn)의 변화에 따라 구동 게이트 전극(155a)의 게이트 전압(Vg)를 증가시키는 부스팅 동작을 수행하여 구동 범위(driving range)를 향상시킬 수 있으며 이를 통해 보다 정확한 계조를 구현할 수 있다.
구동 연결 부재(174)는 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 있으며 구동 연결 부재(174)의 일단은 접촉 구멍(61)을 통해 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있다. 그리고, 구동 연결 부재(174)의 타단은 접촉 구멍(63)을 통해 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c)과 연결되어 있다. 따라서, 구동 연결 부재(174)는 구동 게이트 전극(155a)과 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c)을 서로 연결하고 있다.
사각 형상의 초기화 연결 부재(175)는 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있고, 사각 형상의 발광 제어 연결 부재(179)는 접촉 구멍(81)을 통해 유기 발광 다이오드(OLD)의 화소 전극(191)과 연결되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 본 일 실시예에서는 초기화 전압선은 스캔선과 평행한 직선 형상이고, 화소 전극은 화소 영역(PX)을 대부분 덮는 대략 사각형 형상이나, 본 발명은 이러한 화소 전극과 초기화 전압선의 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 초기화 연결 부재 및 발광 제어 연결 부재와 연결되는 형상이라면 다양하게 변형 가능하다.
이하, 도 4 및 도 5을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구조에 대해 적층 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
이 때, 동작 제어 트랜지스터(T5)는 발광 제어 트랜지스터(T6)의 적층 구조와 대부분 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
기판(110)은 가요성 기판으로 유연하고 절연성을 가지는 재질로 형성할 수 있으며, 얇은 유리(thin glass), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물을 포함할 수 있다.
기판(110)에는 각각의 화소 영역(PX)에 대응하도록 제1 비압축성 액체층(5a)이 위치한다. 본 실시예에서 제1 비압축성 액체층(5a)은 화소 영역(PX)을 대부분 덮는 대략 사각형 형상이나, 제1 비압축성 액체층(5a)은 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가질 수도 있다. 또한 제1 비압축성 액체층(5a)은 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키는 것을 목적으로 하므로 필요에 따라서는 변형율을 저감시키려는 부분에 선택적으로 위치할 수도 있다. 스트라이프 패턴, 매트릭스 패턴 등의 패턴으로 형성될 수도 있으며 특별한 형상에 한정되지 않는다.
대부분의 액체는 비압축성(incompressibility)을 갖는바, 제1 비압축성 액체층(5a)을 이루는 액체는 특정한 물질로 한정되지 않는다. 물(H2O) 등 비압축성을 갖는 액체라면 모두 제1 비압축성 액체층(5a)의 재료로 사용될 수 있다.
기판(110) 위에는 배리어막(barrier film)(111)이 형성되어 있고, 배리어막 위에는 버퍼층(buffer layer)(120)이 형성되어 있다.
배리어막(111)은 반도체(130)를 이루는 다결정 규소를 형성하기 위한 결정화 공정 시 기판으로부터 침투하는 불순물을 차단하여 다결정 규소의 특성을 향상시키기 위해 형성하며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성되어 있다. 버퍼층(120)은 배리어막(111)을 평탄화시켜 버퍼층(120) 위에 형성되는 반도체(130)가 받는 스트레스를 완화시키는 역할을 하며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성되어 있다. 이러한 배리어막(111)과 버퍼층(120)은 둘 다 형성할 수도 있고, 둘 중에 어느 하나만 형성할 수도 있다.
버퍼층(120) 위에는 구동 채널(131a), 스위칭 채널(131b), 보상 채널(131c), 초기화 채널(131d), 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 채널(131f), 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)을 포함하는 반도체(130)가 형성되어 있다. 반도체(130) 중 구동 채널(131a)의 양 옆에는 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)이 형성되어 있고, 스위칭 채널(131b)의 양 옆에는 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)이 형성되어 있다. 그리고, 보상 채널(131c)의 양 옆에는 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)이 형성되어 있고, 초기화 채널(131d)의 양 옆에는 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)이 형성되어 있다. 그리고, 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에는 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)이 형성되어 있고, 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에는 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)은 보상 드레인 전극(137c)과 초기화 드레인 전극(137d) 사이에 형성되어 있다.
반도체(130) 위에는 이를 덮는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 스위칭 게이트 전극(155b) 및 보상 게이트 전극(155c)을 포함하는 스캔선(151), 초기화 게이트 전극(155d)을 포함하는 전단 스캔선(152), 동작 제어 게이트 전극(155e) 및 발광 제어 게이트 전극(155f)을 포함하는 발광 제어선(153), 구동 게이트 전극(155a), 제2 스토리지 전극(156) 및 제2 부스팅 전극(157)을 포함하는 게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157)이 형성되어 있다.
게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 및 몰리브덴 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속막이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 및 게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157) 위에는 이를 덮는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 구동 전압선(172), 구동 연결 부재(174), 초기화 연결 부재(175), 그리고 발광 제어 연결 부재(179)를 포함하는 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 179)이 형성되어 있다. 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 179)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 및 몰리브덴 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속막이 적층된 다중막으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti)의 3중막, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 또는 몰리브덴/구리/몰리브덴(Mo/Cu/Mo)의 3중막 등으로 형성될 수 있다.
데이터선(171)은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 동일한 경계선을 가지며 형성된 접촉 구멍(62)을 통해 스위칭 소스 전극(136b)와 연결되어 있으며, 구동 연결 부재(174)의 일단은 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(61)을 통하여 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있고, 구동 연결 부재(174)의 타단은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 동일한 경계선을 가지며 형성된 접촉 구멍(63)을 통해 보상 드레인 전극(137c)과 연결되어 있다.
초기화 연결 부재(175)는 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 함께 형성된 접촉 구멍(64)을 통해 초기화 소스 전극(136d)과 연결되어 있다. 그리고, 발광 제어 연결 부재(179)는 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 함께 형성된 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 드레인 전극(137f)과 연결되어 있다.
데이터 배선(171, 172, 174, 179) 및 층간 절연막(160) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 데이터 배선(171, 172, 174, 179)을 덮어 평탄화시키므로 보호막(180) 위에 화소 전극(191)을 단차없이 형성할 수 있다. 이러한 보호막(180)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 유기물과 무기물의 적층막 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180)에는 각각의 화소 영역(PX)에 대응하도록 제2 비압축성 액체층(5b)이 위치한다. 본 실시예에서 제2 비압축성 액체층(5b)은 제1 비압축성 액체층(5a)과 대응하도록 화소 영역(PX)을 대부분 덮는 대략 사각형 형상으로 형성되어 있으며, 보호막(180)에 형성되어 있는 2개의 접촉 구멍(81, 82)에 대응하여 뚫려있는 2개의 사각형 패턴(5p)을 갖는다.
그러나, 제2 비압축성 액체층(5b)은 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가질 수도 있으며, 2개의 접촉 구멍(81, 82)에 대응하여 뚫려있는 2개의 사각형 패턴(5p) 역시 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가질 수도 있다. 또한 제2 비압축성 액체층(5b) 역시 제1 비압축성 액체층(5a)과 같이 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키는 것을 목적으로 하므로 필요에 따라서는 변형율을 저감시키려는 부분에 선택적으로 위치할 수도 있다. 스트라이프 패턴, 매트릭스 패턴 등의 패턴으로 형성될 수도 있으며 특별한 형상에 한정되지 않는다.
또한 제1 비압축성 액체층(5a)과 제2 비압축성 액체층(5b)의 형상이나 위치가 완전히 일치하지 않을 수 있다.
대부분의 액체는 비압축성(incompressibility)을 갖는바, 제2 비압축성 액체층(5b)을 이루는 액체는 특정한 물질로 한정되지 않는다. 물(H2O) 등 비압축성을 갖는 액체라면 모두 제2 비압축성 액체층(5b)의 재료로 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 제2 비압축성 액체층(5b)이 보호막(180)에 위치하나 실시예에 따라 층간 절연막(160)에 위치할 수도 있고 층간 절연막(160)과 보호막(180) 모두에 위치할 수도 있다. 또한, 제1 비압축성 액체층(5a)와 제2 비압축성 액체층(5b) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 초기화 전압선(192)이 형성되어 있다. 발광 제어 연결 부재(179)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(81)을 통해 화소 전극(191)과 연결되어 있고, 초기화 연결 부재(175)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있다.
보호막(180), 초기화 전압선(192) 및 화소 전극(191)의 가장자리 위에는 이를 덮는 화소 정의막(Pixel Defined Layer, PDL)(350)이 형성되어 있고, 화소 정의막(350)은 화소 전극(191)을 드러내는 화소 개구부(351)를 가진다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 실리카 계열의 무기물로 만들어 질 수 있다.
화소 개구부(351)에 의해 노출된 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(370)이 형성되고, 유기 발광층(370) 상에는 공통 전극(270)이 형성된다. 공통 전극(270)은 화소 정의막(350) 위에도 형성되어 복수의 화소 영역(PX)에 걸쳐 형성된다. 이와 같이, 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성된다.
여기서, 화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(191)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(370) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
유기 발광층(370)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(370)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 화소 전극(191) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층(370)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(370)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
공통 전극(270) 상에는 유기 발광 다이오드(OLD)를 보호하는 봉지 부재(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 봉지 부재는 실런트에 의해 기판(110)에 밀봉될 수 있으며, 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱, 및 금속 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 한편, 실런트를 사용하지 않고 공통 전극(270) 상에 무기막과 유기막을 증착하여 박막 봉지층을 형성할 수도 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 유기 발광 표시 장치에 적용된 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 액정 표시 장치에도 적용될 수 있으며, 액정 표시 장치에 적용되는 경우, 제1 비압축성 액체층(5a)은 하부 기판에, 제2 비압축성 액체층(5b)은 하부 기판과 마주 보는 상부 기판에 형성될 수 있다. 또한, 제1 비압축성 액체층(5a)와 제2 비압축성 액체층(5b) 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 액정 표시 장치에서 상부 기판이 생략되는 경우 제2 비압축성 액체층(5b)이 생략될 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 9를 참조하여 본 발명이 곡면 표시 장치에 적용된 실시예 및 그 효과에 대해 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 표시 장치를 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 6의 곡면 표시 장치를 측면에서 보았을 때를 도시한 도면이다. 도 8은 도 7의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이며, 도 9는 도 8과 같은 부분에 비압축성 액체층이 존재하지 않는 경우를 나타낸 비교예 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 곡면 표시 장치(1000)는 일정한 곡률을 가지고 구부러진 형태로 이루어진다. 제2 방향(W2)은 데이터 선이 뻗어있는 방향이며, 제1 방향(W1)은 이와 수직한 방향이다. 곡면 표시 장치는 제1 방향(W1) 및 제2 방향(W2) 중 적어도 어느 하나와 나란한 방향을 따라 구부러질 수 있다. 즉, 도 6의 곡면 표시 장치(1000)는 제1 방향(W1)을 따라 구부러져 있으나 도면과 달이 제2 방향(W2)으로 구부러지거나 제1 방향(W1) 및 제2 방향(W2)의 두 방향으로 구부러질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 곡면 표시 장치(1000)는 평평한 형태의 평면 표시 장치를 제조한 후 이를 구부려서 곡면을 형성한다. 곡면 표시 장치(1000)는 플렉서블(flexible)하나, 이에 한정되지 않고 스트레처블(stretchable)하거나, 폴더블(foldable)하거나, 벤더블(bendable)하거나, 롤러블(rollable)할 수 있다.
평면 표시 장치의 경우 시청자의 눈으로부터 표시 장치에 포함되어 있는 복수의 화소까지의 거리가 각각 상이하다. 예를 들면, 시청자의 눈으로부터 평면 표시 장치의 중앙에 위치한 화소까지의 거리보다 좌우 양측 가장자리에 위치한 화소까지의 거리가 더 멀 수 있다. 반면에, 본 발명의 일 실시예에 의한 곡면 표시 장치(1000)의 경우 곡면을 연장하여 형성되는 원의 중심이 시청자의 눈의 위치일 때, 시청자의 눈으로부터 복수의 화소까지의 거리는 거의 일정하다. 이러한 곡면 표시 장치는 평면 표시 장치에 비해 시청 각도가 넓어, 더 많은 양의 정보가 시세포를 자극하여 시신경을 통해 뇌에 더 많은 시각 정보를 전달한다. 이로 인해 현실감, 몰입감을 더 높일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 이러한 곡면 표시 장치(1000)를 구부리는 경우 응력(stress)이 발생하게 되며, 구체적으로, 볼록해지는 외측에는 인장 응력(tensile)이 발생하고, 오목해지는 내측에는 압축 응력(compressive)이 발생하며, 외측과 내측 사이의 중간 영역에는 어떠한 힘도 발생하지 않는 중립면(Netural Plane, NP)이 존재하게 된다.
이러한 중립면에 박막 트랜지스터를 위치시켜야 표시 장치의 특성이 저하되지 않게 된다. 그러나, 표시 장치에 부착되는 편광 필름, 보호 필름 등의 내외부 필름에 의해 표시 장치의 두께가 증가하는 경우, 인장 응력과 압축 응력은 증가하게 되고, 중립면은 좁아지게 되어 중립면에 박막 트랜지스터를 위치시키기 어렵게 된다. 또한, 표시 장치는 복합적인 물질로 층상 구조를 이루고 있으므로 구부러지는 경우 외측과 내측간에 인장 응력과 압축 응력의 차이로 변형율(strain)의 비대칭 현상이 발생하게 되어 중립면에 박막 트랜지스터가 위치하기 어렵고, 이로 인해 표시 장치의 특성 저하가 발생하게 된다. 이러한 벤딩에 의한 곡면 표시 장치의 변형 속에서도 안정적인 박막 트랜지스터의 성능을 유지하는 것이 중요하다. 안정적인 박막 트랜지스터의 성능이 표시 장치의 품질에 중요한 부분을 차지하기 때문이다.
또한, 표시 장치가 구부러지는 경우 과도한 응력에 의해 크랙(crack)이 발생되어 표시 영역 내로 투습 경로가 형성될 수 있고, 유기 발광 표시 장치의 경우 박막 봉지층을 구성하는 유기막 및 무기막의 변형에 의해, 표시 영역의 변형 기타 불량을 야기할 수 있다.
그러나, 도 7의 A영역을 확대하여 나타낸 도 8과 같이, 곡면 표시 장치(1000)에 비압축성 액체층(Incompressible liquid layer)(5a, 5b)이 존재하는 경우, 곡면 표시 장치(1000)를 벤딩하여도 비압축성 액체층(5a, 5b)의 변형(deformation)에 대한 저항성으로 인하여 그 변형(deformation)이 감소하게 된다. 비압축성 액체층(5a, 5b)은 인장(tensile)이나 압축(compressive)상태에 있을 때도 압축되지 않는 성질을 가지며, 이러한 압축되지 않는 성질은 비압축성 액체층(5a, 5b)이 존재하는 부분의 가로 길이의 변형을 감소시킨다. 따라서 벤딩에 의한 곡면 표시 장치의 변형 속에서도 안정적인 박막 트랜지스터의 성능을 유지할 수 있다..
구체적으로 제1 비압축성 액체층(5a)은 중립면(NP)의 하부에 위치하고, 제2 비압축성 액체층(5b)는 중립면(NP)의 상부에 위치한다. 그러나 이와 같은 위치에 한정되지 않으며 제1 비압축성 액체층(5a) 및 제2 비압축성 액체층(5b) 중 어느 하나가 생략되어도 그 효과가 있다. 그러나 제1 비압축성 액체층(5a) 및 제2 비압축성 액체층(5b)이 넓은 면적에 형성될 수록 그 효과가 증가한다.
반면에 도 9를 참고하면, 비압축성 액체층이 존재하지 않는 비교예의 경우 곡면 표시 장치(1000)를 벤딩시 화살표 방향과 같이 가로 길이의 변형이 일어나게 된다. 즉, 중립면(NP)의 하부는 압축 응력(compressive)에 의해 줄어들고, 중립면(NP)의 상부는 인장 응력(tensile)에 의해 늘어나는 변형이 일어난다. 이러한 경우 변형에 의해 곡면 표시 장치(1000)가 변형되거나 파손될 수 있다.
이하 도 10 내지 도 12를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다. 앞서 도 1 내지 도 5를 참고로 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 동일한 구성 요소에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에 형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터의 배치도이며, 도 11은 도 10의 유기 발광 표시 장치를 ⅩI - ⅩI 선을 따라 자른 단면도이고, 도 12는 도 10의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅡ -ⅩⅡ 선을 따라 자른 단면도이다.
기판(110)에는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응하도록 제1 비압축성 액체층(5a)이 위치한다. 본 실시예에서 제1 비압축성 액체층(5a)은 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응되는 위치에 선택적으로 위치하는 대략 사각형 형상의 복수의 패턴으로 이루어져 있다. 그러나, 제1 비압축성 액체층(5a)은 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가지는 복수의 패턴으로 이루어질 수도 있다.
나아가, 본 실시예에서 제1 비압축성 액체층(5a)의 복수의 패턴은 서로 분리되어 있으나, 실시예에 따라 복수의 패턴이 서로 연결되어 하나의 패턴으로 형성되어 있을 수도 있다.
또한, 제1 비압축성 액체층(5a)은 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키고자 하는 부분에 선택적으로 형성할 수 있으므로 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6) 모두에 대응되도록 패턴이 위치하지 않고, 일부의 트랜지스터에만 대응되도록 패턴이 위치할 수도 있다. 예를 들어, 제1 비압축성 액체층(5a)은 3개의 트랜지스터(T1, T5, T6)에 대응되는 위치에만 대략 사각형 형상의 복수의 패턴으로 이루어져 있을 수도 있다. 나아가 제1 비압축성 액체층(5a)은 1개의 트랜지스터(T1)에 대응되는 위치에만 대략 사각형 형상의 한 개의 패턴으로 이루어져 있을 수도 있다.
층간 절연막(160)에는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응하도록 제2 비압축성 액체층(5b)이 위치한다. 본 실시예에서 제2 비압축성 액체층(5b)은 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응되는 위치에 선택적으로 위치하는 대략 사각형 형상의 복수의 패턴으로 이루어져 있다. 이러한 대략 사각형 형상의 복수의 패턴에는 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 2개의 접촉 구멍(61, 66)에 대응하여 뚫려있는 2개의 사각형 패턴(5p)을 갖는다. 그러나, 제2 비압축성 액체층(5b)은 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가지는 복수의 패턴으로 이루어질 수도 있으며, 접촉 구멍(61, 66)에 대응하여 뚫려있는 2개의 사각형 패턴(5p) 역시 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가질 수도 있다
나아가, 본 실시예에서 제2 비압축성 액체층(5b)의 복수의 패턴은 서로 분리되어 있으나, 실시예에 따라 복수의 패턴이 서로 연결되어 하나의 패턴으로 형성되어 있을 수도 있다. 이 경우 층간 절연막(160)에 형성되어 있는 접촉 구멍(61, 62, 63, 64, 65, 66, 69)을 지나지 않도록 형성될 수 있다.
또한, 제2 비압축성 액체층(5b)은 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키고자 하는 부분에 선택적으로 형성할 수 있으므로 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6) 모두에 대응되도록 패턴이 위치하지 않고, 일부의 트랜지스터에만 대응되도록 패턴이 위치할 수도 있다. 예를 들어, 제2 비압축성 액체층(5b)은 3개의 트랜지스터(T1, T5, T6)에 대응되는 위치에만 대략 사각형 형상의 복수의 패턴으로 이루어져 있을 수도 있다. 나아가 제2 비압축성 액체층(5b)은 1개의 트랜지스터(T1)에 대응되는 위치에만 대략 사각형 형상의 한 개의 패턴으로 이루어져 있을 수도 있다.
또한 제1 비압축성 액체층(5a)과 제2 비압축성 액체층(5b)의 형상이나 위치가 완전히 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어 제1 비압축성 액체층(5a)은 화소 영역(PX)을 대부분 덮는 대략 사각형 형상으로 형성되어 있고, 제2 비압축성 액체층(5b)은 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)에 대응되는 위치에 선택적으로 위치하는 대략 사각형 형상의 복수의 패턴으로 이루어져 있을 수 있다.
본 실시예에서는 제2 비압축성 액체층(5b)이 층간 절연막(160)에 위치하나 실시예에 따라 보호막(180)에 위치할 수도 있고 층간 절연막(160)과 보호막(180) 모두에 위치할 수도 있다. 또한, 제1 비압축성 액체층(5a)와 제2 비압축성 액체층(5b) 중 어느 하나는 생략될 수도 있다.
이하 도 13 내지 도 16을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 설명한다. 앞서 도 1 내지 도 5를 참고로 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 동일한 구성 요소에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에 형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터의 배치도이며, 도 14는 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅣ- ⅩⅣ 선을 따라 자른 단면도이고, 도 15는 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅤ -ⅩⅤ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 16은 도 13의 유기 발광 표시 장치를 ⅩⅥ -ⅩⅥ 선을 따라 자른 단면도이다.
기판(110)에는 각각의 화소 영역(PX)에 대응하도록 제1 비압축성 액체층(5a)이 위치한다. 본 실시예에서 제1 비압축성 액체층(5a)은 화소 영역(PX)을 대부분 덮는 대략 사각형 형상이나, 제1 비압축성 액체층(5a)은 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상을 가질 수도 있다. 또한 제1 비압축성 액체층(5a)은 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키는 것을 목적으로 하므로 필요에 따라서는 변형율을 저감시키려는 부분에 선택적으로 위치할 수도 있다. 스트라이프 패턴, 매트릭스 패턴 등의 패턴으로 형성될 수도 있으며 특별한 형상에 한정되지 않는다.
본 실시예에서는 제1 비압축성 액체층(5a)이 기판(110)에 위치하나 실시예에 따라 보호막(180)에 위치할 수도 있고 층간 절연막(160)에 위치할 수도 있다. 또한, 제1 비압축성 액체층(5a)이 2이상의 층에 위치할 수도 있다.
층간 절연막(160), 게이트 절연막(140), 버퍼층(120) 및 배리어막(111)에는 세로로 인접한 두 개의 화소 영역(PX1, PX2)을 서로 분리하는 분리 홈(10)이 데이터선(171)과 수직한 방향으로 뻗어 형성되어 있다. 구체적으로 분리 홈(10)은 제1 화소 영역(PX1)의 발광 제어선(153)과 제2 화소 영역(PX2)의 전단 스캔선(152) 사이에 형성되어 있다. 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 분리 홈(10) 및 보충 부재(1)를 가로질러 지나가고 있다. 이러한 분리 홈(10)에는 보충 부재(1)가 채워져 있다. 분리 홈(10)은 스캔선(151)의 연장 방향과 동일한 방향으로 뻗어 있으며, 보충 부재(1)도 분리 홈(10)의 연장 방향을 따라 채워져 있다. 이 때, 기판(110)의 상부 표면으로부터 층간 절연막(160)의 상부 표면까지의 높이(h1)와 기판(110)의 상부 표면으로부터 보충 부재(1)의 상부 표면까지의 높이(h2)는 서로 동일할 수 있다.
보충 부재(1)는 탄성 물질을 포함할 수 있고, 탄성 물질은 유기물 또는 점탄성 물질을 포함할 수 있다. 점탄성 물질(viscoelastic material)은 스트레스에 따라 변형이 쉽게 일어날 수 있는 물질인 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)를 그 예로 들 수 있다.
이러한 보충 부재(1) 의 영률(Young's modulus)은 층간 절연막(160), 게이트 절연막(140), 버퍼층(120) 및 배리어막(111)의 영률보다 작을 수 있다.
인접한 두 개의 화소 영역(PX1, PX2) 사이에 분리 홈(10)을 형성함으로써, 유기 발광 표시 장치의 화소 영역(PX1, PX2)들을 각각 섬형(island type) 구조로 만들 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치를 휘거나, 접거나, 감는 경우 유기 발광 표시 장치의 화소 영역(PX1, PX2)에 발생하는 응력을 분산시켜 화소 영역(PX1, PX2)의 손상을 방지할 수 있다. 따라서, 평면상으로 보충 부재(1)의 상하에 위치한 화소 영역(PX1, PX2)에 응력이 발생하는 것을 최소화하여 화소 영역(PX1, PX2)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 기판(110)의 상부면으로부터 층간 절연막(160)의 상부면까지의 높이(h1)와 기판(110)의 상부면으로부터 보충 부재(1)의 상부면까지의 높이(h2)는 서로 동일하므로, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)이 각각 보충 부재(1)를 지나갈 때, 굴곡없이 직선으로 보충 부재(1)를 지나가게 된다. 따라서, 보충 부재(1) 위를 직선으로 지나가는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)의 전체 경로가 단축되므로, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)의 저항을 낮출 수 있다.
또한, 데이터 금속층은 보충 부재(1) 위에 굴곡없이 형성되므로, 데이터 금속층을 사진 식각 공정을 진행하여 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)으로 패터닝하는 경우 데이터선(171)과 구동 전압선(172) 사이의 데이터 금속층을 모두 제거할 수 있다. 따라서, 데이터선(171)과 구동 전압선(172) 사이에 미식각된 잔류 데이터 금속층이 없으므로 데이터선과 구동 전압선이 단락되어 전류 누설 경로로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보충 부재(1)로 분리 홈(10)을 채움으로써, 분리 홈(10)과 인접하고 있는 게이트 배선인 발광 제어선(153) 및 전단 스캔선(152)과 데이터선(171) 또는 구동 전압선(172) 사이의 거리가 멀어지므로 발광 제어선(153) 및 전단 스캔선(152)과 데이터선(171) 또는 구동 전압선(172) 사이의 단락을 방지할 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 기판(110)의 모든 화소 영역 사이에 분리 홈(10) 및 보충 부재(1)를 형성하였으나, 기판(110)에서 접히는 벤딩부에 형성된 화소 영역 사이에만 분리 홈(10) 및 보충 부재(1)를 형성하는 실시예도 가능하다.
유기 발광 표시 장치에 보충 부재(1) 및 제1 비압축성 액체층(5a)이 모두 포함되는 경우, 섬형(island type) 구조 부분에 위치하는 제1 비압축성 액체층(5a)에 의하여 섬형(island type) 구조 부분과 보충 부재(1)간의 기계적 강도(mechanical strength)의 차이가 커진다. 기계적 강도(mechanical strength)의 차이가 커지게 되면, 섬형(island type) 구조 부분의 강직성(rigidity)은 더 커지고 이는 섬형(island type) 구조 부분의 변형율(strain)을 저감시켜준다. 따라서 벤딩에 의한 곡면 표시 장치의 변형 속에서도 안정적인 박막 트랜지스터의 성능을 유지할 수 있다. 나아가 우수한 곡면 표시 장치의 품질을 유지할 수 있다.
이하 도 17 내지 도 21을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 앞서 도 1 내지 도 5를 참고로 설명한 실시예에 따른 액정 표시 장치에서 동일한 구성 요소에 관한 구체적인 설명은 생략한다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 순서대로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 17과 같이 얇은 유리(thin glass), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물을 포함하는 제1 층(110a)을 준비한다.
다음으로 도 18과 같이 이러한 제1 층(110a) 중 변형율을 저감시키고자 하는 부분을 엣칭한다. 예를 들어, 하나의 화소 영역을 대부분 덮는 대략 사각형 형상으로 엣칭할 수 있다. 그러나, 이러한 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 사각형이 아닌 원형이나 다각형 등의 형상으로 엣칭할 수도 있다. 제1 비압축성 액체층은 기판(110)의 벤딩시, 변형율을 저감시키는 것을 목적으로 하므로 필요에 따라서는 변형율을 저감시키려는 부분을 선택적으로 엣칭할 수도 있다. 스트라이프 패턴, 매트릭스 패턴 등의 패턴으로 엣칭할 수도 있으며 특별한 형상에 한정되지 않는다. 박막 트랜지스터와 대응하는 부분을 엣칭할 수도 있다.
다음으로 도 19와 같이 엣칭한 부분에 비압축성 액체를 주입하여 제1 비압축성 액체층(5a)를 형성한다. 대부분의 액체는 비압축성(incompressibility)을 갖는바, 비압축성 액체는 특정한 물질로 한정되지 않는다. 물(H2O) 등 비압축성을 갖는 액체라면 모두 사용될 수 있다.
비압축성 액체는 인젝트 프린팅(Inject Printing) 공정으로 주입될 수 있다. 비압축성 액체 주입기(50)를 엣칭 부분에 맞게 정렬하고, 비압축성 액체를 비압축성 액체 주입기(50)를 통해 엣칭 부분에 주입하여 제1 비압축성 액체층(5a)을 형성할 수 있다. 본 실시예에서는 인젝트 프린팅(Inject Printing) 공정을 예로 들어 설명하였으나, 그 밖에 슬리트 코팅(Slit Coating) 방법 등이 사용될 수 있으며, 액체를 주입할 수 있는 방법이라면 비압축성 액체를 주입하는데 모두 사용될 수 있다.
다음으로 도 20과 같이 제1 비압축성 액체층(5a)가 형성된 제1 층(110a)위에 얇은 유리(thin glass), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물을 포함하는 제2 층(110b)을 더 적층하여 기판(110)을 완성한다.
다음으로 도 21과 같이, 상기와 같은 과정을 통하여 형성된 기판(110) 상에 박막 트랜지스터, 데이터선(171), 보호막(180), 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270) 등을 차례로 적층하여 유기 발광 표시 장치를 완성한다.
본 실시예에서는 기판(110)에 제1 비압축성 액체층(5a)을 형성하는 방법을 중심으로 설명하였으나, 비압축성 액체층은 보호막(180), 층간 절연막(160) 등에도 형성될 수 있으며 보호막(180), 층간 절연막(160)에 형성되는 경우에도 기판(110)에 형성하는 방법과 동일한 방법이 사용될 수 있다. 즉, 기판(110) 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 상에 1층의 절연막을 도포하는 단계, 상기 1층의 절연막을 엣칭하는 단계, 상기 엣칭한 부분에 인젝트 프린팅, 슬리트 코팅 등의 방법으로 비압축성 액체를 주입하는 단계, 상기 1층의 절연막에 2층의 절연막을 적층하는 단계로 이루어질 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
5a: 제1 비압축성 액체층 5b: 제2 비압축성 액체층
110: 기판 151: 스캔선
155a: 구동 게이트 전극 155b: 스위칭 게이트 전극
160: 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 174: 구동 연결 부재
175: 초기화 연결 부재 179: 발광 제어 연결 부재
180: 보호막 350: 화소 정의막

Claims (20)

  1. 가요성 기판,
    상기 가요성 기판 상의 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 상의 제1 전극,
    상기 제1 전극 상의 제2 전극을 포함하며,
    상기 가요성 기판은 제1 비압축성 액체층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함하며,
    상기 제1 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치하는 표시 장치.
  4. 제1항 에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 유기 발광층막을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 가요성 기판 상에 위치하는 하나 이상의 절연막을 더 포함하며,
    상기 하나 이상의 절연막 중 적어도 어느 하나는 제2 비압축성 액체층을 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함하며,
    상기 제1 및 제2 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치하는 표시 장치.
  7. 제5항에서,
    상기 제1 및 제2 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치하는 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 제2 비압축성 액체층은 상기 제1 비압축성 액체층과 대응되는 부분에 위치하는 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있으며, 일방향으로 뻗어있는 데이터선을 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 절연막은 상기 상기 데이터선 상에 위치하는 보호막 및 상기 상기 데이터선 아래에 위치하는 절연막을 포함하며,
    상기 보호막 및 상기 절연막 중 적어도 어느 하나는 제2 비압축성 액체층을 포함하는 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 절연막에는 상기 화소 영역을 서로 분리하는 복수개의 분리 홈이 상기 데이터선과 수직한 방향으로 뻗어 형성되어 있고,
    상기 분리 홈에는 보충 부재가 위치하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 표시 장치는 일 방향으로 구부러지는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 가요성 기판은 폴리이미드를 포함하는 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 보호막은 상기 제2 비압축성 액체층을 포함하며,
    상기 제2 비압축성 액체층은 상기 보호막에 형성되어 있는 접촉 구멍에 대응하는 하나 이상의 패턴을 포함하는 표시 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 절연막은 상기 제2 비압축성 액체층을 포함하며,
    상기 제2 비압축성 액체층은 상기 절연막에 형성되어 있는 접촉 구멍에 대응하는 하나 이상의 패턴을 포함하는 표시 장치.
  15. 가요성 기판,
    상기 가요성 기판 상의 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터 상의 절연막,
    상기 절연막 상의 제1 전극,
    상기 제1 전극 상의 제2 전극을 포함하며,
    상기 절연막은 제1 비압축성 액체층을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 전극을 포함하는 복수의 화소 영역을 더 포함하며,
    상기 제1 비압축성 액체층은 상기 각각의 화소 영역에 대응하도록 위치하는 표시 장치.
  17. 제15항에서,
    상기 제1 비압축성 액체층은 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 부분에 위치하는 표시 장치.
  18. 폴리이미드를 포함하는 제1 층을 준비하는 단계,
    상기 제1 층을 엣칭하는 단계,
    상기 엣칭한 부분에 비압축성 액체를 주입하는 단계 및
    상기 제1 층 상에 폴리이미드를 포함하는 제2 층을 적층하는 단계를 통하여 형성된 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계,
    상기 박막 트랜지스터 상에 제1 전극을 형성하는 단계 및
    상기 제1 전극 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 층을 엣칭하는 단계는 상기 제1 층 중 상기 박막 트랜지스터와 대응되는 위치를 엣칭하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 비압축성 액체를 주입하는 단계는 인젝트 프린팅(Inject Printing) 공정으로 진행하는 표시 장치의 제조 방법.
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