KR102385229B1 - 패드 전극 구조물, 이를 포함하는 평판 표시 장치 및 평판 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

패드 전극 구조물, 이를 포함하는 평판 표시 장치 및 평판 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 기판; 상기 기판 상에 배치된 절연막; 상기 절연막 상의 일부에 형성된 패드 전극; 상기 패드 전극 상에 형성되고, 상기 패드 전극의 상면을 노출시키는 개구가 형성된 유기 절연막;을 포함하며, 상기 절연막에는, 상기 기판을 향해 삽입된 삽입 영역이 형성되며, 상기 유기 절연막은, 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며, 일부가 상기 삽입 영역에 삽입된, 패드 전극 구조물을 제공할 수 있다.

Description

패드 전극 구조물, 이를 포함하는 평판 표시 장치 및 평판 표시 장치의 제조방법{Pad electrode structure, flat display apparatus comprising the pad electrode structure and the method of manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 패드 전극 구조물, 이를 포함하는 평판 표시 장치 및 평판 표시 장치의 제조방법 에 관한 것이다.
통상적으로, 박막 트랜지스터(Thin film transistor, TFT)를 구비한 유기 발광 디스플레이(Organic light emitting display), 액정 디스플레이와 같은 평판 표시 장치는 스마트 폰, 태블릿 퍼스널 컴퓨터, 초슬림 노트북, 디지털 카메라, 캠코더, 휴대 정보 단말기와 같은 모바일 기기용 디스플레이 디바이스나, 초박형 텔레비전과 같은 디스플레이 디바이스에 적용할 수 있어서 각광받고 있다.
본 발명의 실시예들은 신뢰성이 우수한 패드 전극 구조물, 상기 패드 전극 구조물을 포함하는 평판표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는,
기판;
상기 기판 상에 배치된 절연막;
상기 절연막 상의 일부에 형성된 패드 전극;
상기 패드 전극 상에 형성되고, 상기 패드 전극의 상면을 노출시키는 개구가 형성된 유기 절연막;을 포함하며,
상기 절연막에는, 상기 기판을 향해 삽입된 삽입 영역이 형성되며,
상기 유기 절연막은, 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며, 일부가 상기 삽입 영역에 삽입된, 패드 전극 구조물을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기 절연막은, 상기 패드 전극 상에 형성된 제1 영역과, 상기 절연막 상에 형성된 제2 영역과, 상기 삽입 영역 상에 형성된 제3 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 높이는, 상기 제3 영역의 최소 높이가 상기 제2 영역의 최소 높이보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 경사 각도는, 상기 제3 영역의 경사 각도가 상기 제2 영역의 경사 각도보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 삽입 영역의 깊이는, 상기 절연막의 두께와 동일하거나 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막은, 상기 유기 절연막과 다른 물질인 무기 절연물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기 절연막의 상기 개구에 채워진 메인 도전성 접착층; 및 상기 유기 절연막 및 상기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층;을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 메인 도전성 접착층에 접촉하는 회로 기판;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는,
복수의 화소 및 상기 복수의 화소에 전기적으로 연결된 패드 전극 구조물을 포함하는 평판 표시 장치로서,
상기 패드 구조물은,
기판;
상기 기판 상에 배치된 절연막;
상기 절연막 상의 일부에 형성된 패드 전극;
상기 패드 전극 상에 형성되고, 상기 패드 전극의 상면을 노출시키는 개구가 형성된 유기 절연막;을 포함하며,
상기 절연막에는, 상기 기판을 향해 삽입된 삽입 영역이 형성되며,
상기 유기 절연막은, 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며, 일부가 상기 삽입 영역에 삽입된, 평판 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기 절연막은, 상기 패드 전극 상에 형성된 제1 영역과, 상기 절연막 상에 형성된 제2 영역과, 상기 삽입 영역 상에 형성된 제3 영역을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 높이는, 상기 제3 영역의 최소 높이가 상기 제2 영역의 최소 높이보다 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 경사 각도는, 상기 제3 영역의 경사 각도가 상기 제2 영역의 경사 각도보다 클 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 삽입 영역의 깊이는, 상기 절연막의 두께와 동일하거나 작을 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 절연막은, 상기 유기 절연막과 다른 물질인 무기 절연물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기 절연막의 상기 개구에 채워진 메인 도전성 접착층; 및 상기 유기 절연막 및 상기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층;을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 메인 도전성 접착층에 접촉하는 회로 기판;을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는,
기판 상에 절연막을 형성하는 단계;
상기 절연막에는 상기 기판을 향해 삽입된 삽입 영역을 형성하고, 상기 절연막 상에 패드 전극을 형성하는 단계; 및
상기 패드 전극의 일부 및 절연막의 일부를 노출시키도록 유기 절연막을 형성하는 단계;를 포함하며,
상기 유기 절연막을 형성하는 단계에서는,
상기 유기 절연막의 적어도 일부가 상기 삽입 영역을 채우도록 형성하는, 평판 표시 장치의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 개구에 도전성 접착 물질을 도포하고, 상기 도전성 접착 물질에 접촉하도록 인쇄회로기판을 배치하는 단계;를 포함하며, 상기 인쇄회로기판을 배치하는 단계에서, 상기 도전성 접착 물질이 인쇄회로기판에 의해 가압되어, 상기 개구에 배치된 메인 도전성 접착층과, 상기 절연막 및 상기 유기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층이 형성될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
이러한 일반적이고 구체적인 측면이 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램, 또는 어떠한 시스템, 방법, 컴퓨터 프로그램의 조합을 사용하여 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 신뢰성이 우수한 패드 전극 구조물, 상기 패드 전극 구조물을 포함하는 평판표시장치 및 그 제조방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 화소를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 II-II선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 패드 전극 구조물을 개략적으로 도시한 것으로서, 도 1의 III부분을 확대 도시한 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는, 본 발명과 달리, 절연막에 삽입 영역이 형성되지 않을 때, 유기 절연막의 구조 및 이를 포함하는 패드 전극 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 절연막에 삽입 영역을 형성하지 않은 상태에서 유기 절연막이 형성된 패드 전극 구조물을 고온 및 저온 환경에 노출시켰을 때 모습을 나타낸다.
도 7은 도 4의 일부를 확대 도시한 도면이다.
도 8a, 8b 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 패드 전극 구조물에서 삽입 영역의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평판 표시 장치의 기판(10) 상에는 복수의 화소(P)가 포함되어 화상을 표시하는 표시 영역(DA)과 외부로부터 전기신호를 인가받기 위한 패드부(PAD)가 구비된다. 표시 영역(DA)은 밀봉 라인(SL) 내부에 형성되고, 밀봉 라인(SL)을 따라 표시 영역(DA)을 봉지하는 봉지 부재(미도시)가 구비된다. 표시 영역 외부에는 화소(P)에 전기적으로 연결되고, 인쇄회로기판과 접속되는 패드부(PAD)가 구비된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 화소(P)를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 II-II선을 따라 절단한 단면도이다. 도 2에서는, 화소(P)에 포함된 박막 트랜지스터 및 유기 발광소자를 도시하였으나, 도시된 소자 이외에도 추가의 박막 트랜지스터 및 커패시터를 더 포함할 수 있다. 한편, 도 2에서는 평판 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치를 예시하였으나, 반드시 이에 한정되지는 아니하며, 다른 평판 표시장치, 예를 들어 액정 표시 장치일 수도 있다.
도 2를 참조하면, 화소(P)는 기판(10) 상에 형성된다. 기판(10)은 유리 기판일 수 있다. 그러나, 기판(10)의 재질은 이에 한정되지 않으며, 평판 표시 장치에서 기판으로 사용되는 기판이라면, 필요에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
기판(10) 상에는 기판(10) 상부에 평탄면을 제공하고, 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유하는 버퍼층(101)이 형성될 수 있다.
버퍼층(101)상에는 박막 트랜지스터(Ta)와 도시되지 않은 캐패시터(미도시)를 포함하는 화소 회로 및 화소 회로와 연결된 유기 발광 소자(OLED:organic light emitting device)가 형성된다. 박막 트랜지스터(Ta)는 크게 활성층(102a), 게이트 전극(104a), 소스/드레인 전극(106s, 106d)을 포함한다.
버퍼층(101)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(102a)이 배치된다. 활성층(102a)은 실리콘과 같은 무기 반도체 물질, 유기 반도체 물질 또는 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 하프늄(Hf), 아연(Zn) 등의 산화물을 포함하는 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있다. 또한 필요에 따라 p형 또는 n형의 도펀트를 주입할 수 있다. 활성층(102a) 상부에는 제1게이트 절연막(113)이 형성된다. 제1게이트 절연막(113)의 상부에는 활성층(102a)과 대응되도록 제1게이트 전극(104a)이 형성된다. 제1게이트 전극(104a)을 덮도록 제2게이트 절연막(123) 및 층간 절연막(105)이 형성되고, 층간 절연막(105) 상에 소스/드레인 전극(106s, 106d)이 형성된다. 소스/드레인 전극(106s, 106d)은 콘택홀(CNT)을 통해 활성층(102a)의 소정의 영역과 접촉된다.
박막 트랜지스터(Ta)의 소스/드레인 전극(106s, 106d)을 덮도록 평탄화막(107)이 형성된다.
평탄화막(107) 상에 유기 발광 소자(OLED)를 형성한다. 유기 발광 소자(OLED)는 제1 전극(111), 제2 전극(112) 및 중간층(113)을 포함한다.
평탄화막(107) 상에 제1 전극(111)을 형성한다. 제1 전극(111)은 소스/드레인 전극(106s, 106d) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그리고, 제1 전극(111)을 덮도록 화소정의막(109)이 형성된다. 이 화소정의막(109)에 소정의 개구를 형성한 후, 이 개구로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(113)을 형성한다. 중간층(113)상에 제 2 전극(112)을 형성한다.
한편, 상기 유기 발광 소자(OLED)가 풀 컬러 유기 발광 소자(OLED)일 경우, 유기 발광층은 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소에 따라 각각 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다.
한편, 유기 발광층은 백색광을 방출할 수 있도록 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 다층 구조를 갖거나, 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 포함한 단일층 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 유기 발광층을 구비한 유기 발광 소자(OLED)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 추가로 구비함으로써, 풀 컬러를 방출할 수 있다.
한편 도시 되지 않았으나, 각 화소(P)는 외광을 투과할 수 있는 투명창 구조를 구비함으로써, 투명 표시 장치를 구현할 수도 있다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 패드 전극 구조물을 개략적으로 도시한 것으로서, 도 1의 III부분을 확대 도시한 평면도이다. 도 4는 도 3의 IV-IV선을 따라 절단한 단면도이다. 도 3에서는, 설명의 편의상, 도 4의 도전성 접착층(51, 52) 및 인쇄회로기판(60)에 대한 도시를 생략하였다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 패드 전극 구조물은, 기판(10), 절연막(20), 패드 전극(30) 및 유기 절연막(40)을 포함한다.
기판(10) 상에는 절연막(20)이 배치된다. 기판(10)은 유리 기판일 수 있다. 그러나, 기판(10)의 재질은 이에 한정되지 않으며, 평판 표시 장치에서 기판으로 사용되는 기판이라면, 필요에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
절연막(20)은 기판(10) 상에 배치된다. 절연막(20)은 기판(10)의 상부에 평활한 면을 형성하고 불순 원소가 침투하는 것을 차단할 수 있다..
절연막(20)은 무기 절연물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연막(20)은 무기 절연물질로서, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 산화물 등을 포함할 수 있다. 절연막(20)은, 재질의 특성상, 절단이 용이할 수 있다.
절연막(20)은, 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연막(20)은 제1 절연층(21), 제2 절연층(22) 및 제3 절연층(23)을 포함할 수 있다.
각 절연층(21, 22, 23)은 단수층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(21)은, 40 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층 및 100 nm 두께를 가지는 실리콘 산화물층을 포함한 2층 구조일 수 있다. 제2 절연층(22)은 120 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층일 수 있다. 제3 절연층(23)은, 200 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층 및 300 nm 두께를 가지는 실리콘 산화물층을 포함한 2층 구조일 수 있다.
절연막(20)은, 표시 영역에 사용되는 층간 절연막(105), 제1, 제2 게이트 절연막(113, 123) 중 적어도 하나의 재질과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(21)은 제1 게이트 절연막(113)과 동일한 재질일 수 있다. 제2 절연층(22)은 제2 게이트 절연막(123)과 동일한 재질일 수 있다. 제3 절연층(23)은 층간 절연막(105)과 동일한 재질일 수 있다. 그에 따라, 절연막(20)은, 표시 영역의 화소를 형성하는 과정에서, 층간 절연막(105), 제1, 제2 게이트 절연막(113, 123)과 동시에 형성될 수 있다.
절연막(20) 상의 일부에는 패드 전극(30)이 배치된다. 패드 전극(30)은, 저항이 낮은 도전성 금속이 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 패드 전극(30)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 패드 전극(30)은 Ti층, Al층, Ti층이 적층된 3층 구조이며, 총 두께가 약 500 nm일 수 있다.
패드 전극(30)의 재질은, 표시 영역에 사용되는 소스 전극(106s) 또는 드레인 전극(106d)의 재질과 동일할 수 있다. 그에 따라, 패드 전극(30)은 표시 영역의 화소를 형성하는 과정에서, 소스 전극(106s) 또는 드레인 전극(106d)과 동시에 형성될 수 있다.
패드 전극(30) 상에는 유기 절연막(40)이 배치된다. 유기 절연막(40)에는, 패드 전극(30)의 상면을 노출시키는 개구(O)가 형성된다.
유기 절연막(40)은 유기 절연물질을 포함한다. 예를 들어, 유기 절연물질은, 폴리 이미드계 수지, 폴리 아크릴계 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유기 절연막(40)은 표시 영역의 평탄화막(107)이 유기 절연물질로 형성될 경우, 평탄화막(107)과 그 재질이 동일할 수 있다. 유기 절연막(40)은 평탄화막(107)과 동시에 형성될 수 있다.
유기 절연막(40)에 형성된 개구(O)에는 메인 도전성 접착층(51)이 형성된다. 메인 도전성 접착층(51)은 패드 전극(30) 및 인쇄회로기판(60)에 접촉하며, 이들을 전기적으로 연결한다.
절연막(20)의 상부 일부에는 더미(dummy) 도전성 접착층(52)이 형성된다. 더미 도전성 접착층(52)은 절연막(20) 및 유기 절연막(40)에 접촉한다. 더미 도전성 접착층(52)은 절연막(20)의 상부 표면 및 유기 절연막(40)의 좌측 표면에 접촉한다. 더미 도전성 접착층(52)은, 메인 도전성 접착층(51)의 형성 과정에서 발생하는 층일 수 있다. 이에 대해서는, 후술하기로 한다.
메인 도전성 접착층(51)과 더미 도전성 접착층(52)은 서로 동일한 재질일 수 있다. 예를 들어, 메인 도전성 접착층(51)과 더미 도전성 접착층(52)은, 도전성 입자들을 포함하는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film)일 수 있다.
유기 절연막(40)은 기판(10)의 단부(101)로부터 이격 배치될 수 있다. 예를 들어, 유기 절연막(40)의 단부(401)는 기판(10)의 단부(101)의 연장선(L)으로부터 이격 배치될 수 있다. 그에 따라, 절연막(20)은 상부 표면 중 단부에 인접한 영역이 유기 절연막(40)에 의해 덮이지 않는 노출 영역(202)이 형성될 수 있다. 상기 노출 영역(202)의 폭은 약 50 um 이하일 수 있다.
유기 절연막(40)이 기판(10)의 단부(101)로부터 이격 배치됨으로써, 기판(10) 및 절연막(20)이 기판(10)의 단부(101)의 연장선(L)을 기준으로 절단될 때, 유기 절연막(40)이 기판(10) 및 절연막(20)과 함께 절단되는 것을 방지할 수 있다.
유기 절연막(40)은, 그 재질의 특성상, 절연막(20) 및 기판(10)에 비해 절단이 용이하지 않을 수 있다. 따라서, 유기 절연막(40)을 기판(10)의 단부(101)로부터 이격 배치하여 유기 절연막(40)의 절단을 방지함으로써, 절단 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유기 절연막(40)이 절단되는 과정에서 발생될 수 있는 유기 절연막(40)과 그 하부에 배치된 절연막(20) 사이에 들뜸 현상을 방지할 수 있다.
유기 절연막(40)이 기판(10)의 단부(101)로부터 이격 배치되도록 하기 위하여, 유기 절연 물질을 절연막(20) 및 패드 전극(30) 상에 전체적으로 형성한 후, 기판(10)의 단부(101)의 연장선(L)으로부터 일정 거리 이내에 형성된 유기 절연 물질을 제거할 수 있다. 유기 절연막(40)의 단부(401)는 절연막(20)의 표면에 대하여 단차를 형성하게 된다.
절연막(20)에는, 기판(10)을 향해 삽입된 삽입 영역(201)이 형성될 수 있다. 유기 절연막(40)의 일부는 삽입 영역(201)에 삽입될 수 있다. 이와 같이, 삽입 영역(201)에 유기 절연막(40)의 일부가 삽입되도록 유기 절연막(40)을 형성함으로써, 유기 절연막(40)의 단부(401)의 높이(h1)를 줄일 수 있다. 유기 절연막(40)의 단부(401)의 높이(h1)는, 절연막(20)의 상부 표면에 대한 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)일 수 있다.
만일, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하지 않고 유기 절연막(40)을 형성할 경우, 유기 절연막(40')은 점선과 같은 형태로 형성되며, 이 때, 유기 절연막(40')의 단차의 높이는 hh1으로 나타날 수 있다. 단차의 높이 hh1은 본 실시예에 따른 유기 절연막(40)의 단차의 높이 h1에 비해 크다. 즉, 본 실시예와 같이, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하고, 유기 절연막(40)의 일부가 삽입 영역(201)에 삽입되도록 형성함으로써, 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)를 줄일 수 있다. 그리하여, 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)가 클 경우에, 유기 절연막(40), 절연막(20) 및 더미 도전성 접착층(52) 사이에 형성될 수 있는 캐비티(C; 도 5b 참조) 자체를 제거하거나, 캐비티(C)를 작게 할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는, 본 발명과 달리, 절연막(20)에 삽입 영역(201)이 형성되지 않을 때, 유기 절연막(40')의 구조 및 이를 포함하는 패드 전극 구조물을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a를 참조하면, 개구(O)를 가지도록 패드 전극(30) 및 절연막(20) 상에 유기 절연막(40')을 형성한다. 유기 절연막(40')에 형성된 개구(O)에 도전성 접착 물질(500)을 도포한다. 이 때, 인쇄회로기판(60)과의 접촉을 위하여 개구(O)의 부피보다 큰 부피의 도전성 접착 물질(500)을 도포하게 된다.
도 5b를 참조하면, 인쇄회로기판(60)을 도전성 접착 물질(500)의 상부에 배치한 후, 인쇄회로기판(60)이 도전성 접착 물질(500)에 접촉되도록 인쇄회로기판(60)을 가압한다. 이러한 가압 과정에서, 일부 도전성 접착 물질(500)이 개구(O) 밖으로 흘러 넘쳐 절연막(20) 상으로 이동하여, 유기 절연막(40')과 절연막(20)에 접촉하는 더미 도전성 접착층(52)이 형성된다.
도 5b에서는, 절연막(20)에 삽입 영역(201)이 형성되지 않은 구조이기 때문에, 유기 절연막(40')은 패드 전극(30) 상부를 지나 절연막(20) 상부에서 완만하게 높이가 낮아지는 구조를 가지게 된다. 이 때, 절연막(20)의 상부 표면 일부가 개방되는 노출 영역(202)이 형성될 경우, 유기 절연막(40')은 도면과 같이 큰 단차 높이(hh1)를 가지게 된다.
이러한 큰 단차 높이(hh1)로 인해, 더미 도전성 접착층(52)이 형성되는 과정에서, 유기 절연막(40'), 절연막(20) 및 더미 도전성 접착층(52) 사이에 캐비티(C)가 형성된다.
한편, 패드 구조물은 평판 표시장치의 제조 단계에서 신뢰성 확인을 위한 고온, 저온 환경에서 검사가 진행될 수 있다. 고온 환경의 예로서 약 60도의 온도인 환경일 수 있으며, 저온 환경의 예로서 약 -20도의 온도인 환경일 수 있다.
상기와 같이 검사가 진행되는 과정에서, 유기 절연막(40'), 절연막(20) 및 더미 도전성 접착층(52) 사이에 형성된 캐비티(C)는, 패드 전극 구조물의 신뢰성을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.
도 5c를 참조하면, 고온 환경에 패드 구조물이 노출됨에 따라, 상기 캐비티(C)는 팽창된다. 반대로, 저온 환경에 패드 구조물이 노출됨에 따라, 상기 캐비티(C)는 축소 된다. 이와 같이, 고온 및 저온 환경에 반복 노출됨으로써, 캐비티(C)는 팽창 및 수축을 반복하게 된다. 그 과정에서 더미 도전성 접착층(52)은 절연막(20)으로부터 떨어지게 되며, 유기 절연막(40')과 절연막(20)이 떨어지게 된다. 결국, 유기 절연막(40')과 절연막(20) 사이에 틈새(g)가 발생하게 된다.
도 5d를 참조하면, 이러한 틈새(g) 사이로 패드 전극(30)이 외부에 노출되며, 틈새(g) 사이로 수분 또는 공기가 침투할 수 있다. 그리하여, 패드 전극(30)은 투습에 취약할 수 있다.
도 6은, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하지 않은 상태에서 유기 절연막(40')이 형성된 패드 전극 구조물을 고온 및 저온 환경에 노출시켰을 때 모습을 나타낸다. 도 6의 A 부분을 참조하면, 다른 부분에 비해 색상이 다르게 나타난 것을 알 수 있다. 이러한 색상 차이는, 공기 또는 기포가 패드 전극(30)을 따라 침투된 것을 나타낸다.
이로부터, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하지 않고, 유기 절연막(40)을 형성할 경우, 유기 절연막(40)과 절연막(20) 사이에 틈새(g)가 발생하였으며, 이러한 틈새(g)를 통해 공기 또는 수분이 침투된 것을 알 수 있다.
그러나, 본 실시예에서는, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하고, 유기 절연막(40)의 일부가 삽입 영역(201)에 삽입되도록 형성함으로써, 유기 절연막(40)과 절연막(20) 사이에 틈새(g)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 본 실시예에서는, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하고, 유기 절연막(40)의 일부를 이러한 삽입 영역(201)에 삽입되도록 형성함으로써, 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)를 줄일 수 있다. 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)를 줄임에 따라, 절연막(20), 유기 절연막(40) 및 더미 도전성 접착층(52) 사이에 형성될 수 있는 캐비티(C)의 발생을 억제할 수 있다. 캐비티(C)의 발생이 억제됨에 따라, 캐비티(C)로 인해 나타날 수 있는 문제점인 유기 절연막(40)과 절연막(20) 사이에 틈새(g) 발생 역시 억제될 수 있다.
도 7은 도 4의 일부를 확대 도시한 도면이다. 도 4 및 도 7을 참조하면, 유기 절연막(40)은, 패드 전극(30) 상에 형성된 제1 영역(41)과, 절연막(20) 상에 형성된 제2 영역(42)과, 삽입 영역(201) 상에 형성된 제3 영역(43)을 포함한다. 제2 영역(42)은 제1 영역(41)과 제3 영역(43) 사이에 위치한다.
제3 영역(43)의 최소 높이(h13)는 제2 영역(42)의 최소 높이(h12)보다 작다. 여기서, 높이는 절연막(20)의 상부 표면을 기준으로 한 높이로 정의하며, 최소 높이는 해당 영역에서 가장 낮은 높이를 정의한다. 제3 영역(43)의 최소 높이(h13)는 유기 절연막(40)의 단차의 높이(h1)일 수 있다. 제3 영역(43)의 최소 높이(h13)는 1 um 이하일 수 있다.
제3 영역(43)의 경사 각도(θ13)는 제2 영역(42)의 경사 각도(θ12)보다 클 수 있다. 여기서, 각 영역의 경사 각도는, 각 영역의 일단의 최상 지점에서 타단의 최상 지점을 연결한 가상선이 절연막(20)의 상부 표면과 평행한 방향을 기준으로 한 각도이다.
유기 절연막(40)의 제3 영역(43)이 절연막(20)의 삽입 영역(201) 상에 형성됨으로써, 제2 영역(42)의 경사 각도(θ12)에 비해 경사 각도(θ13)가 급격히 감소하며, 그 높이 역시 급격히 감소한다. 그리하여, 유기 절연막(40)의 단차의 높이를 최소화할 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는, 삽입 영역(201)의 깊이가 절연막(20)의 두께와 동일한 예를 중심으로 설명하였다. 그러나, 삽입 영역(201)의 깊이는, 이에 한정되지 않으며, 절연막(20)의 두께보다 작을 수 있다. 예를 들어, 도 8a 및 도 8b와 같이, 삽입 영역(201a, 201b)의 깊이는 절연막(20)의 두께보다 작을 수 있다.
더불어, 상술한 실시예에서는 삽입 영역(201)이 한 개 형성된 예를 중심으로 설명하였으나, 삽입 영역(201)의 개수는, 복수 개일 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같이, 삽입 영역(201c)이 2개일 수도 있다. 복수 개의 삽입 영역(201c)의 깊이는 동일하게 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도면상 도시하지 않았지만, 복수 개의 삽입 영역(201)의 깊이는 서로 다르게 형성될 수도 있다.
또한, 상술한 실시예들에서는, 유기 절연막(40)이 삽입 영역(201)까지 형성된예를 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도면상 도시되어 있지 않지만, 유기 절연막(40)은 절연막(20)에 노출 영역(202)이 형성되는 범위 내에서 삽입 영역(201)을 지나 형성될 수도 있다. 이 경우, 유기 절연막(40)은 절연막(20) 상에 형성되며, 기판(10)의 단부(101)의 연장선(L)에 인접한 추가 영역을 더 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 제조방법을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 10a 내지 도 10f에서는, 평판 표시 장치의 패드 전극 구조물의 제조 방법을 위주로 도시하였다. 표시 영역의 화소의 제조 방법은, 통상적인 방법이 사용되므로, 구체적인 설명은 생략한다.
도 10a를 참조하면, 기판(10) 상에 절연막(20)을 형성한다. 예를 들어, 기판(10) 상에는 복수의 절연층(21, 22, 23)이 순차적으로 형성될 수 있다.
기판(10)은 유리 기판일 수 있다. 그러나, 기판(10)의 재질은 이에 한정되지 않으며, 평판 표시 장치에서 기판으로 사용되는 재질이라면, 필요에 따라 적절하게 선택될 수 있다.
절연막(20)은 무기 절연물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무기 절연물질로서, 실리콘 질화물 및/또는 실리콘 산화물 등이 사용될 수 있다. 절연막(20)은, 그 재질의 특성상, 절단이 용이할 수 있다.
절연막(20)은, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연막(20)은 제1 절연층(21), 제2 절연층(22) 및 제3 절연층(23)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(21)은, 40 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층 및 100 nm 두께를 가지는 실리콘 산화물층을 포함한 2층 구조일 수 있다. 제2 절연층(22)은 120 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층일 수 있다. 제3 절연층(23)은, 200 nm 두께를 가지는 실리콘 질화물층 및 300 nm 두께를 가지는 실리콘 산화물층을 포함한 2층 구조일 수 있다.
절연막(20)은, 표시 영역에 사용되는 층간 절연막(105), 게이트 절연막(113, 123) 중 적어도 하나의 재질과 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(21)은 표시 영역에 사용되는 제1 게이트 절연막(113)과 동일한 재질일 수 있다. 제2 절연층(22)은 표시 영역에 사용되는 제2 게이트 절연막(123)과 동일한 재질일 수 있다. 제3 절연층(23)은 표시 영역에 사용되는 층간 절연막(105)과 동일한 재질일 수 있다. 그에 따라, 절연막(20)은, 표시 영역의 화소를 형성하는 과정에서, 층간 절연막(105), 제1, 제2 게이트 절연막(113, 123)과 동시에 형성될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 절연막(20)에 기판(10)을 향해 삽입된 삽입 영역(201)을 형성할 수 있다. 삽입 영역(201)의 깊이는, 절연막(20)의 두께에 대응할 수 있다. 다만, 삽입 영역(201)의 깊이는 이에 한정되지는 아니하며, 절연막(20)의 두께보다 작을 수도 있다.
삽입 영역(201)은, 표시 영역에서 콘택홀(CNT; 도 2 참조)을 형성할 때, 콘택홀(CNT) 형성과 동시에 형성될 수 있다. 그에 따라, 별도의 삽입 영역(201)을 형성하는 단계를 포함하지 않고도, 기존의 공정을 이용하여, 형성할 수 있다.
절연막(20) 상의 일부에는 패드 전극(30)을 형성한다. 패드 전극(30)은, 저항이 낮은 도전성 금속이 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 패드 전극(30)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 패드 전극(30)의 재질은, 표시 영역에 사용되는 소스 전극 또는 드레인 전극의 재질과 동일할 수 있다. 예를 들어, 패드 전극(30)은 Ti층, Al층, Ti층이 적층된 3층 구조이며, 총 두께가 500 nm일 수 있다.
도 10c를 참조하면, 적어도 일부가 삽입 영역(201)에 삽입되도록 절연막(20) 및 패드 전극(30) 상에 유기 절연 물질(400)을 도포한다. 유기 절연 물질(400)은, 표시 영역에서 평탄화막(105)을 형성할 때, 동시에 형성될 수 있다.
유기 절연 물질(400)을 도포하는 방법으로는 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 일 예로서 스핀 코팅 방법이 사용될 수 있다. 유기 절연 물질(400)은 패드 전극(30)에서 기판(10)의 단부(101)의 연장선(L)을 향하는 방향으로 점차 높이가 낮아질 수 있다. 유기 절연 물질(400)의 일부가 삽입 영역(201)에 삽입됨에 따라, 유기 절연 물질(400)의 높이는 삽입 영역(201)에서 급격히 낮아질 수 있다.
도 10d를 참조하면, 유기 절연 물질(400)은 포토 마스크(미도시)를 이용한 포토 리소그라피 공정에 의해 패터닝되어, 전술한 유기 절연막(40)이 형성된다.
포토리소그라피에 의한 마스크 공정은 포토 마스크(미도시)에 노광 장치(미도시)로 노광 후, 현상(developing), 식각(etching), 및 스트립핑(stripping) 또는 에싱(ashing) 등과 같은 일련의 공정을 거쳐 진행된다.
유기 절연막(40)은, 패드 전극(30)의 일부 및 절연막(20)의 일부가 노출되도록형성된다. 그에 따라, 패드 전극(30)의 일부가 노출되는 개구(O) 및 절연막(20)의 일부가 노출되는 노출 영역(202)이 형성된다.
도 10e를 참조하면, 개구(O)에 도전성 접착 물질(500)을 도포한다. 도전성 접착 물질(500)은, 인쇄회로기판(60)과의 접촉을 위하여 개구(O)의 부피보다 큰 부피일 수 있다. 도전성 접착 물질(500)은, 도전성 입자들을 포함하는 이방성 도전성 필름(Anisotropic Conductive Film)일 수 있다.
도 10f를 참조하면, 인쇄회로기판(60)을 도전성 접착 물질(500)의 상부에 배치한 후, 인쇄회로기판(60)이 도전성 접착 물질(500)에 접촉되도록 인쇄회로기판(60)을 가압한다. 이러한 가압 과정에서, 일부 도전성 접착 물질(500)이 개구(O)를 흘러 넘쳐 절연막(20) 상으로 이동된다. 그에 따라, 개구(O)에 배치되어 패드 전극(30)과 인쇄회로기판(60)을 전기적으로 연결하는 메인 도전성 접착층(51)과, 유기 절연막(40)과 절연막(20)에 접촉하는 더미 도전성 접착층(52)이 형성된다.
본 실시예에서는, 절연막(20)에 삽입 영역(201)을 형성하고, 유기 절연막(40)의 일부를 이러한 삽입 영역(201)에 삽입되도록 형성함으로써, 유기 절연막(40)의 단차의 높이를 줄일 수 있다. 단차의 높이가 감소됨에 따라, 절연막(20), 유기 절연막(40) 및 더미 도전성 접착층(52)에 의해 형성되는 캐비티(C)의 형성 공간 자체가 작아지게 된다. 그리하여, 캐비티(C) 발생을 줄일 수 있다. 또한, 설사 캐비티(C)가 발생하더라도, 그 크기가 매우 작을 뿐만 아니라, 공기 또는 수분 등이 삽입 영역(201)에 의해 우회하도록 함으로써, 패드 전극(30)에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
한편, 이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 기판 20 : 절연막
21 : 제1 절연층 22 : 제2 절연층
23 : 제3 절연층 201, 201a, 201b, 201c : 삽입 영역
202 : 노출 영역 30 : 패드 전극
40 : 유기 절연막 400 : 유기 절연 물질
41 : 제1 영역 42 : 제2 영역
43 : 제3 영역 500: 도전성 접착 물질
51 : 메인 도전성 접착층 52 : 더미 도전성 접착층
60 : 인쇄회로기판 C : 캐비티

Claims (18)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 절연막;
    상기 절연막 상의 일부에 형성된 패드 전극; 및
    상기 패드 전극 상에 형성되고, 상기 패드 전극의 상면을 노출시키는 개구가 형성된 유기 절연막;을 포함하되,
    상기 절연막에는 삽입 영역이 형성되며,
    상기 유기 절연막은 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며,
    상기 유기 절연막의 일부는 상기 삽입 영역에 채워지며,
    상기 유기 절연막은, 상기 패드 전극 상에 형성된 제1 영역과, 상기 절연막 상에 형성된 제2 영역과, 상기 삽입 영역 상에 형성된 제3 영역을 포함하며,
    상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 높이는, 상기 제3 영역의 최소 높이가 상기 제2 영역의 최소 높이보다 작으며,
    상기 유기 절연막의 상기 개구에 채워진 메인 도전성 접착층, 및 상기 유기 절연막과 상기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층을 더 포함하는, 패드 전극 구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 경사 각도는,
    상기 제3 영역의 경사 각도가 상기 제2 영역의 경사 각도보다 큰, 패드 전극 구조물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 삽입 영역의 깊이는, 상기 절연막의 두께와 동일하거나 작은, 패드 전극 구조물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절연막은, 상기 유기 절연막과 다른 물질인 무기 절연물질을 포함하는, 패드 전극 구조물.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메인 도전성 접착층에 접촉하는 회로 기판;을 더 포함하는, 패드 전극 구조물.
  9. 복수의 화소 및 상기 복수의 화소에 전기적으로 연결된 패드 전극 구조물을 포함하는 평판 표시 장치에 있어서,
    상기 패드 전극 구조물은,
    기판;
    상기 기판 상에 배치된 절연막;
    상기 절연막 상의 일부에 형성된 패드 전극; 및
    상기 패드 전극 상에 형성되고, 상기 패드 전극의 상면을 노출시키는 개구가 형성된 유기 절연막;을 포함하되,
    상기 절연막에는 삽입 영역이 형성되며,
    상기 유기 절연막은 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며,
    상기 유기 절연막의 일부는 상기 삽입 영역에 채워지며,
    상기 유기 절연막은, 상기 패드 전극 상에 형성된 제1 영역과, 상기 절연막 상에 형성된 제2 영역과, 상기 삽입 영역 상에 형성된 제3 영역을 포함하며,
    상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 높이는, 상기 제3 영역의 최소 높이가 상기 제2 영역의 최소 높이보다 작으며,
    상기 유기 절연막의 상기 개구에 채워진 메인 도전성 접착층, 및 상기 유기 절연막과 상기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층을 더 포함하는, 평판 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 경사 각도는,
    상기 제3 영역의 경사 각도가 상기 제2 영역의 경사 각도보다 큰, 평판 표시 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 삽입 영역의 깊이는, 상기 절연막의 두께와 동일하거나 작은, 평판 표시 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 절연막은, 상기 유기 절연막과 다른 물질인 무기 절연물질을 포함하는, 평판 표시 장치.
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 메인 도전성 접착층에 접촉하는 회로 기판;을 더 포함하는, 평판 표시 장치.
  17. 기판 상에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막에는 삽입 영역을 형성하고, 상기 절연막 상에 패드 전극을 형성하는 단계; 및
    상기 패드 전극의 일부를 노출시키는 개구를 포함하며 상기 절연막의 일부를 노출시키는 유기 절연막을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 유기 절연막을 형성하는 단계에서는,
    상기 유기 절연막의 적어도 일부가 상기 삽입 영역을 채우도록 형성하며,
    상기 유기 절연막은 상기 기판의 단부로부터 이격 배치되며,
    상기 유기 절연막은, 상기 패드 전극 상에 형성되는 제1 영역과, 상기 절연막 상에 형성되는 제2 영역과, 상기 삽입 영역 상에 형성되는 제3 영역을 포함하며,
    상기 절연막의 상부 표면을 기준으로 한 상기 유기 절연막의 높이는, 상기 제3 영역의 최소 높이가 상기 제2 영역의 최소 높이보다 작게 형성되며,
    상기 유기 절연막의 상기 개구에 채워진 메인 도전성 접착층, 및 상기 유기 절연막과 상기 절연막에 접촉하는 더미 도전성 접착층을 더 포함하는 평판 표시 장치의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 패드 전극의 일부가 노출된 상기 개구에 도전성 접착 물질을 도포하고, 상기 도전성 접착 물질에 접촉하도록 인쇄회로기판을 배치하는 단계;를 포함하며,
    상기 인쇄회로기판을 배치하는 단계에서,
    상기 도전성 접착 물질이 인쇄회로기판에 의해 가압되어, 상기 개구에 배치된 상기 메인 도전성 접착층, 및 상기 절연막과 상기 유기 절연막에 접촉하는 상기 더미 도전성 접착층이 형성되는, 평판 표시 장치의 제조방법.
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