KR102404780B1 - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
플렉서블 표시 장치는, 기판, 상기 기판의 일면에 형성되는 발광 소자, 그리고 상기 기판의 일면에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로부를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 기판의 일면에 수직한 방향으로 연장되는 기둥 형상의 게이트 전극, 상기 게이트 전극의 외면을 감싸는 게이트 절연층, 상기 게이트 절연층의 외면에 배치되는 반도체층, 및 상기 반도체층의 제1영역 및 제2영역 각각을 감싸는 제1 및 제2도전층을 포함할 수 있다.

Description

플렉서블 표시 장치{FLEXIBLE DISPLAY}
본 발명은 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 그리고 이들 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하며, 애노드에서 주입되는 정공과 캐소드에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 재결합하여 소멸하면서 빛을 내는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로 휴대용 전자 기기의 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치가 무겁고 파손되기 쉬운 유리 기판을 사용할 경우 휴대성 및 대화면 표시에 한계가 있다. 따라서, 근래에 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 플라스틱과 같은 가요성 기판을 사용하여 플렉서블(flexible)한 유기 발광 표시 장치가 개발되고 있다. 이와 같이, 플렉서블한 유기 발광 표시 장치는 접거나 두루마리 형태로 말 수 있어 휴대성을 극대화할 수 있으며, 다양한 분야에 활용될 수 있다.
그러나 플렉서블한 유기 발광 표시 장치라도 지나치게 구부리거나 반복적으로 구부리면 박막 트랜지스터와 같은 소자가 손상되거나 도전 배선이 단선될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반복적인 휘어짐에 대한 내구성을 향상시킨 플렉서블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 기판, 상기 기판의 일면에 형성되는 발광 소자, 그리고 상기 기판의 일면에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로부를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는, 상기 기판의 일면에 수직한 방향으로 연장되는 기둥 형상의 게이트 전극, 상기 게이트 전극의 외면을 감싸는 게이트 절연층, 상기 게이트 절연층의 외면에 배치되는 반도체층, 및 상기 반도체층의 제1영역 및 제2영역 각각을 감싸는 제1 및 제2도전층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반복적인 휘어짐에 대한 내구성을 향상시킨 플렉서블 표시 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 표시 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 각 화소를 구성하는 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 박막 트랜지스터를 IV-IV를 따라서 절단한 단면도이다.
도 5는 도 1의 표시 패널의 소자층을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 12b는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 표시 패널을 제조하는 방법을 설명하기 위한 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. 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, 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, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플렉서블 표시 장치는, 양방향으로 균등한 휘어짐이 가능하고, 반복적인 휘어짐에 의해 발광 소자층에 크랙이 발생하거나 박막 트랜지스터의 특성이 저하되는 것을 방지하기 위해, 박막 트랜지스터를 코어쉘 구조로 형성한다. 또한, 표시 패널의 중립면에 박막 트랜지스터와 발광 소자층을 배치한다.
이하, 필요한 도면들을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에 대해 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 표시 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 각 화소를 구성하는 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 박막 트랜지스터를 IV-IV를 따라서 절단한 단면도이다. 도 5는 도 1의 표시 패널의 소자층을 확대하여 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 표시 패널(100)은 제1 및 제2기판(101, 102)과 제1 및 제2기판(101, 102) 사이에 개재되는 소자층(103)을 포함한다.
제1 및 제2기판(101, 102)은 소자층(103)을 사이에 두고 소자층(103)을 보호하는 기능을 수행한다.
제1 및 제2기판(101, 102)은 플렉서블 기판이다.
제1기판(101)은 베이스 기판으로서, 플라스틱 등 플렉서블한 소재로 마련된다.
제2기판(102)은 소자층(103)을 외부로부터 밀봉시켜 보호하는 인켑슐레이션(Encapsulation) 기능을 위한 기판이다.
제2기판(102)은 무기막으로 이루어지거나, 무기막과 유기막이 혼합되어 이루어질 수 있다. 제2기판(102)을 형성하는 무기막 또는 유기막은, 해당 기술 분야에 종사하는 자에게 공지된 다양한 종류의 무기막 또는 유기막이 사용될 수 있다.
소자층(103)은 표시 패널(100)의 각 화소를 구성하는 발광 소자와 구동 회로부를 포함한다.
이하, 도 2를 참조하여 표시 패널(100)의 각 화소를 구성하는 발광 소자 및 구동 회로에 대해 설명한다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(100)은 복수의 제1 및 제2 신호선(21, 71, 72)과 이들에 연결되어 있는 화소(pixel)(PX)를 포함한다. 화소(PX)는 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B) 중 어느 하나일 수 있다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 주사 신호선(scanning signal line)(21), 데이터 신호를 전달하는 데이터선(data line)(71), 구동 전압을 전달하는 구동 전압선(driving voltage line)(72) 등을 포함한다. 주사 신호선(21)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(71)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 구동 전압선(72)은 대략 열 방향으로 뻗어 있는 것으로 도시되어 있으나, 행 방향 또는 열 방향으로 뻗거나 그물 모양으로 형성될 수 있다.
각 화소(PX)는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(Qs), 구동 트랜지스터(driving transistor)(Qd), 스토리지 캐패시터(storage capacitor)(Cst) 및 발광 소자(organic light emitting element)(LD)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사 신호선(21)에 연결되는 제어 단자(control terminal)(N1), 데이터선(71)에 연결되는 입력 단자(input terminal)(N2), 그리고 구동 트랜지스터(Qd)에 연결되는 출력 단자(output terminal)(N3)를 포함한다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 주사 신호선(21)을 통해 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선(71)을 통해 전달되는 데이터 신호를 구동 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 트랜지스터(Qd)는 스위칭 트랜지스터(Qs)에 연결되는 제어 단자(N3), 구동 전압선(72)에 연결되는 입력 단자(N4), 그리고 발광 소자(LD)에 연결되는 출력 단자(N5)를 포함한다. 구동 트랜지스터(Qd)는 제어 단자(N3)와 출력 단자(N5) 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
스토리지 캐패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자(N3)와 입력 단자(N4) 사이에 연결된다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 온(turn-on) 된 상태에서 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자(N3)로 인가되는 데이터 신호에 의해 충전되며, 스위칭 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
발광 소자(LD)는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)로서, 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 단자(N5)에 연결되어 있는 애노드(anode)와 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 발광 소자(LD)는 구동 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD))에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다. 발광 소자(LD)는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나 또는 하나 이상의 빛을 고유하게 내는 유기 물질을 포함할 수 있으며, 유기 발광 표시 장치는 이들 색의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)는 n-채널 박막 트랜지스터 또는 p-채널 박막 트랜지스터일 수 있다. 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)가 n-채널 박막 트랜지스터로 구현되는 경우, 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자는 각각 게이트, 드레인 및 소스 전극에 대응한다. 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)가 p-채널 박막 트랜지스터로 구현되는 경우, 스위칭 트랜지스터(Qs) 및 구동 트랜지스터(Qd)의 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자는 각각 게이트, 소스 및 드레인 전극에 대응한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 표시 패널(100)의 각 화소(PX)는 2 박막 트랜지스터 1 커패시터 구조이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 각 화소를 구성하는 박막 트랜지스터의 수와 커패시터의 수는 다양하게 변형 가능하다. 또한, 일부 실시예에서 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 발광 소자(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
다시, 도 1을 보면, 본 발명의 일 실시예에서는 플렉서블 표시 장치가 휘어짐에 따라 발생하는 응력에 의한 표시 패널(100)의 변형으로 소자층(103)에 포함되는 발광 소자(LD) 또는 박막 트랜지스터(Qs, Qd)가 크랙 등의 손상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 표시 패널(100) 제조 시 소자층(103)을 중립면에 형성한다.
플렉서블 표시 장치가 외부로부터 가해지는 힘에 의해 휘어지는 경우, 표시 패널(100)에 압축응력(compression stress)과 인장응력(tension stress)이 발생한다. 이 상태에서, 표시 패널(100)의 중간부에서는 길이의 변화가 없는 면이 존재하게 되고, 이와 같은 면을 중립면(neutral surface, NP)이라 한다.
중립면(NP)이란, 어떠한 재료가 인장응력 또는 압축응력의 변형력을 받게 되면 어느 정도 늘어나거나 어느 정도 줄어들게 되는데, 중립면에서는 실질적으로 인장도 압축도 이루어지지 않기 때문에 실질적으로 변형률(strain)이 영(zero)이 되는 영역이다. 여기서, 변형률은 원래의 길이 또는 부피에 대한 변화된 길이 또는 부피의 양의 비를 나타낸 것으로, 중립면(NP)에서는 변화가 실질적으로 일어나지 않기 때문에, 변형률이 실질적으로 영(zero)이 되는 것이다. 따라서, 플렉서블 표시 장치가 구부러지더라도 표시 패널(100)의 중립면(NP)의 변형률은 영(zero)을 유지하게 된다. 또한, 중립면(NP)에서 멀어진 위치일수록 압축응력 또는 인장응력의 크기가 증가하여 변형률이 커진다.
한편, 각 화소를 구성하는 박막 트랜지스터(Qs, Qd)를 종래의 층상 구조로 형성하는 경우, 소자층(103)을 중립면(NP)에 배치하더라도 응력에 의한 변형으로 인해 층간 박리가 발생할 수 있으며, 양 방향으로의 균등한 휘어짐에 한계가 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서는 플렉서블 표시 장치의 휘어짐으로 인해 박막 트랜지스터의 구성요소간 박리가 발생하는 것을 방지하고, 양방향 휘어짐이 가능한 플렉서블 표시 장치를 구현하기 위해, 각 화소(PX)를 구성하는 박막 트랜지스터(Qs, Qd)를 기판(101, 102)에 수직인 실린더 형상의 코어쉘(core-shell) 구조로 형성한다.
이하, 도 3 및 도 4를 참고하여 코어쉘 구조의 박막 트랜지스터에 대해 설명하기로 한다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서, 각 화소(PX)를 구성하는 박막 트랜지스터(300)는, 실린더 형상의 코어쉘 구조로 형성된다.
코어쉘 구조의 박막 트랜지스터(300)에서 게이트 전극(301)은, 기판(101, 102)에 수직한 제1방향으로 연장되는 원통형상(또는 원기둥 형상)으로 마련된다. 게이트 전극(301)은, 금속 또는 전도성 고분자물질로 형성될 수 있다.
게이트 전극(301)의 외주면에는, 게이트 절연층(302)이 게이트 전극(301)의 외주면을 감싸도록 배치된다. 게이트 절연층(302)은 절연물질로 이루어진다. 게이트 절연층(302)을 형성하는 절연물질로는 실리콘 옥사이드, 실리콘 나이트라이드 등의 무기 물질 또는 폴리이미드 등의 유기 물질 등이 사용될 수 있다.
게이트 절연층(302)의 외주면에는 제1 및 제2도전층(303, 304), 그리고 반도체층(305)이 배치된다.
반도체층(305)은 실린더 또는 링 형상으로, 게이트 절연층(302)의 외주면의 일부를 감싸도록 배치된다. 게이트 절연층(302)의 외주면에서 반도체층(305)은 제1 및 제2도전층(303, 304) 사이에 배치된다. 반도체층(305)은 전도성 고분자 또는 반도체 성질을 가진 유기 물질로 형성될 수 있다.
제1 및 제2도전층(303, 304)는 실린더 또는 링 형상으로, 소정 간격 이격되어 게이트 절연층(302)의 서로 다른 영역을 감싸도록 배치된다. 즉, 제1 및 제2도전층(303, 304)은 반도체층(305)을 기준으로 서로 대칭적으로 배치되며, 반도체층(305)의 서로 다른 단부에 접한다. 일부 실시예에서, 제1 및 제2도전층(303, 304)은 반도체층(305)의 외주면의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
제1 및 제2도전층(303, 304)은 각각 소스 전극과 드레인 전극(또는 드레인 전극과 소스 전극)으로 기능한다. 제1 및 제2도전층(303, 304)은 금속 또는 전도성 고분자물질로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(300)는 게이트 전극(301)에 소정의 전기 신호가 인가되면 반도체층(305)에 채널이 형성되고, 이 채널을 통해 제1 및 제2도전층(303, 304) 사이의 전기적 소통이 가능하게 된다.
전술한 바와 같이, 코어쉘 표시 패널(100)의 구동 트랜지스터(Qd)를 기판(101, 102)에 수직한 실린더 형상으로 형성하는 경우, 종래의 층상 구조의 박막 트랜지스터와 달리 구성 요소간의 박리 현상이 최소화될 수 있다.
전술한 코어쉘 구조의 박막 트랜지스터(300)는 표시 패널(100)에서 각 화소(PX)를 구성하는 박막 트랜지스터(Qs, Qd)로 사용될 수 있다.
이하, 도 5를 참고하여, 코어쉘 구조의 박막 트랜지스터(300)가 적용된 표시 패널(100)에 대해 설명한다. 도 5는 도 1의 표시 패널(100)에서 소자층(103)의 일부를 확대하여 도시한 것이다.
한편, 도 5에서는 각 화소(PX)를 구성하는 박막 트랜지스터들 중 구동 트랜지스터(Qd)가 코어쉘 구조인 경우를 예로 들어 도시하였으나, 본 발명의 실시예는 이로 한정되는 것은 아니며, 각 화소(PX)를 구성하는 다른 박막 트랜지스터(예를 들어, 스위칭 트랜지스터(Qs))에도 실린더 형상의 코어쉘 구조를 적용하는 것이 가능하다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 표시 패널(100)의 각 화소(PX)를 구성하는 구동 트랜지스터(Qd)는, 기판(101, 102)에 수직한 실린더 형상의 코어쉘 구조로 마련된다.
발광 소자층(LD)은 유기 발광 소자로, 제1 및 제2전극(311, 312), 그리고 제1 및 제2전극(311, 312) 사이에 개재되는 유기 발광층(313)을 포함한다. 제1 및 제2전극(311, 312)은 각각 캐소드 전극 및 애노드 전극으로 기능하며, 제2전극(312)은 구동 트랜지스터(Qd)의 제2도전층(304)과 연결된다.
구동 트랜지스터(Qd)의 제2도전층(304)은 발광 소자층(LD)의 제2전극(312)과 접하도록 외주 방향으로 연장 형성되는 제3도전층(도 9의 도면부호 304a 참고)을 더 포함한다.
구동 트랜지스터(Qd)와 발광 소자층(LD)은, 층간 절연 구조와, 소자층(103)의 평탄화를 위해 적어도 하나의 절연막(ILD1, ILD2, ILD3)에 의해 보호될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 패널(100)의 변형으로 인해 가해지는 스트레스에 대해 상대적으로 취약한 구동 트랜지스터(Qd)의 반도체층(305)과, 발광 소자층(LD)이 표시 패널(100)의 중립면(N)에 배치된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체층(305)를 기준으로 대략적인 대칭 구조로 이루어지는 코어쉘 구조의 박막 트랜지스터의 구조적인 특징으로 인해, 반도체층(305)이 중립면(NP)에 배치됨에 따라, 구동 트랜지스터(Qd)는 중립면(NP)을 기준으로 대칭인 구조를 형성한다. 이에 따라, 구동 트랜지스터(Qd)에는 표시 패널(100)의 휘어짐 방향과 상관 없이 균일한 스트레스가 가해진다. 따라서, 구동 트랜지스터(Qd)는 모든 방향의 휘어짐에 대해 균일한 내구성을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 코어쉘 구조의 박막 트랜지스터(300)를 표시 패널(100)에 적용하기 위해서는 포토 리소그래피(photo-lithography) 공정이 사용될 수 있다.
이하, 도 6a 내지 도 12b를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 표시 패널을 제조하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6a는 표시 패널(100)의 각 화소를 구성하는 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도 6b는 도 6a의 단계에서의 표시 패널을 VIb-VIb를 따라서 절단한 단면도이다. 도 7a는 표시 패널의 각 화소를 구성하는 구동 트랜지스터의 게이트 절연막을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도 7b는 도 7a의 단계에서의 표시 패널을 VIIb-VIIb를 따라서 절단한 단면도이다. 도 8a는 표시 패널의 각 화소를 구성하는 구동 트랜지스터의 반도체층을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도 8b는 도 8a의 단계에서의 표시 패널을 VIIIb-VIIIb를 따라서 절단한 단면도이다. 도 9a는 표시 패널의 각 화소를 구성하는 구동 트랜지스터의 제2도전층을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도 9b는 도 9a의 단계에서의 표시 패널을 IXb-IXb를 따라서 절단한 단면도이다. 도 10a 및 도 11a는 표시 패널의 각 화소를 구성하는 발광 소자층을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도10b 및 도 11b는 각각 도 10a 및 도 11a의 단계에서의 표시 패널을 Xb-Xb, XIb-XIb를 따라서 절단한 단면도이다. 도 12a는 표시 패널의 각 화소를 구성하는 구동 트랜지스터의 제1도전층을 형성하는 공정을 대략적으로 도시한 구조도이고, 도 12b는 도 12a의 단계에서의 표시 패널을 XIIb-XIIb를 따라서 절단한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참고하면, 표시 패널(100)을 제조하기 위해 기판(101) 상에 제1절연막(ILD1)을 형성한다. 그리고, 포토 리소그래피 공정을 통해 절연막(ILD1)의 일부를 제거하여 구동 트랜지스터(Qd)의 게이트 전극(301)을 형성하기 위한 제1구멍(H1)을 형성한다. 제1구멍(H1)은 환형일 수 있다.
다음, 제1구멍(H1)을 채우도록 증착(deposition) 등의 방식으로 금속막을 형성한 후 금속막을 패터닝하여 원통형의 게이트 전극(301)을 형성한다. 일부 실시예에서, 게이트 전극(301)은 제1구멍(H1)을 노출하는 감광막 패턴을 형성한 후, 금속막을 제거하는 리프트 오프 공정으로 형성할 수 있다.
다음, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 포토 리소그래픽 공정을 통해 절연막(ILD1)의 일부를 제거하여, 게이트 전극(301)의 외주면을 노출하는 제2구멍(H2)을 형성한다. 제2구멍(H2)은 게이트 전극(301)을 둘러싸도록 형성되는 환형일 수 있다.
다음, 제2구멍(H2)을 채우도록 증착 등의 방식으로 절연물질을 형성하여, 구동 트랜지스터(Qd)의 게이트 절연층(302)을 형성한다. 게이트 절연층(302)은 게이트 전극(301)의 외주면을 감싸는 실린더(또는 링) 형상일 수 있다.
다음, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 포토 리소그래픽 공정을 통해 절연막(ILD1)의 일부를 제거하여, 게이트 절연층(302)의 외주면 일부를 노출하는 제3구멍(H3)을 형성한다. 제3구멍(H3)은 게이트 절연층(302)의 외주면 일부를 둘러싸도록 형성되는 환형일 수 있다.
다음, 제3구멍(H3)을 채우도록 증착 등의 방식으로 전도성 고분자 또는 반도체 성질의 유기 물질을 형성하여, 게이트 절연층(302)의 외주면 일부를 감싸는 실린더(또는 링) 형상의 반도체층(305)을 형성한다.
다음, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 포토 리소그래피 공정을 통해 절연막(ILD1)의 일부를 제거하여 제1 및 제2도전층(303, 304)을 형성하기 위한, 반도체층(305)의 표면을 노출하는 제4구멍(H4)을 형성한다. 제4구멍(H4)은 환형일 수 있다.
다음, 제4구멍(H4)을 채우도록 증착 등의 방식으로 금속막을 형성한 후 금속막을 패터닝하여 실린더(또는 링) 형상의 제2도전층(304)을 형성한다. 제2도전층(304)은 반도체층(305)의 표면 일부만을 감싸도록 형성된다. 제2도전층(304)은 발광 소자층(LD)의 제2전극(312)과 접하도록 외주 방향으로 연장 형성되는 제3도전층(304a)을 더 포함한다. 일부 실시예에서, 제2도전층(304)은 제4구멍(H4)을 노출하는 감광막 패턴을 형성한 후, 금속막을 제거하는 리프트 오프 공정으로 형성할 수 있다.
다음, 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 제4구멍(H4)의 일부를 채우도록 증착 등의 방식으로 절연막(ILD2)을 형성한다. 절연막(ILD2)은 반도체층(305)에서 제1 및 제2도전층(303, 304)과 접하지 않는 표면을 보호하기 위한 것으로서, 반도체층(305)의 표면 일부를 감싸는 실린더(또는 링) 형상일 수 있다. 또한, 절연막(ILD2)은 제1도전층(303)의 위치를 가이드하기 위한 것으로서, 제2도전층(304) 상에 제1 및 제2도전층(303, 304)의 이격 거리에 해당하는 높이로 형성된다.
다음, 도 11a 및 도 11b에 도시된 바와 같이, 포토 리소그래픽 공정을 통해 절연막(ILD1, ILD2)의 일부를 제거하여, 발광 소자층(LD)을 형성하기 위한 개구부인 제5구멍(H5)를 형성한다. 제5구멍(H5)에 의해 발광 소자층(LD)과 접하는 제2도전층(304)의 일부 영역이 노출된다.
다음, 개구부(H5)에 제2전극(312), 유기 발광층(313) 및 제1전극(311)을 순차적으로 형성하여, 발광 소자층(LD)을 형성한다. 발광 소자층(LD)의 제2전극(312)은 일부가 구동 트랜지스터(Qd)의 제2도전층(304)에 접하도록 형성된다.
다음, 도 12a 및 도 12b에 도시된 바와 같이, 발광 소자층(LD) 상에 발광 소자층(LD)을 보호하기 위한 절연막(ILD3)을 형성한다. 절연막(ILD3) 형성 시 구동 트랜지스터(Qd)의 제1도전층(303)을 형성하기 위한 제6구멍(H6)을 제외한 나머지 영역에 절연막(ILD3)을 형성한다. 제6구멍(H6)은 환형일 수 있다.
다음, 제6구멍(H6)을 채우도록 증착 등의 방식으로 금속막을 형성한 후 금속막을 패터닝하여 실린더(또는 링) 형상의 제1도전층(303)을 형성한다. 제1도전층(303)은 제2도전층(304)와 절연막(ILD2)을 사이에 두고 형성되며, 반도체층(305)의 일부와 접하도록 형성된다. 일부 실시예에서, 제1도전층(303)은 제6구멍(H6)을 노출하는 감광막 패턴을 형성한 후, 금속막을 제거하는 리프트 오프 공정으로 형성할 수 있다.
다음으로, 제1도전층(303)을 보호하기 위해 제6구멍(H6)을 채우는 절연 물질을 형성하여 절연막(ILD4)을 형성한다. 절연막(ILD4)은 구동 트랜지스터(Qd)의 보호 기능뿐만 아니라, 소자층(103)을 평탄화하는 평탄화 기능을 수행한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 각 화소를 구성하는 박막 트랜지스터는, 종래에 표시 패널(100)의 소자층 형성에 사용되는 포토 리소그래피 공정을 통해 형성이 가능하다. 이에 따라, 박막 트랜지스터를 제조하기 위한 추가 설비 없이 플렉서블 표시 장치를 제조하는 것이 가능하다.
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.

Claims (7)

  1. 휘어진 상태에서 변형률(strain)이 영(zero)이 되는 중립면을 포함하는 플렉서블 표시 장치로서,
    기판,
    상기 기판의 일면에 형성되는 발광 소자, 그리고
    상기 기판의 일면에 형성되는 복수의 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 발광 소자를 구동하는 구동 회로부를 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는,
    상기 기판의 일면에 수직한 방향으로 연장되는 기둥 형상의 게이트 전극,
    상기 게이트 전극의 외면을 감싸는 게이트 절연층,
    상기 중립면에 배치되고 상기 게이트 절연층의 외면에 배치되는 반도체층, 및
    상기 반도체층의 제1영역 및 제2영역 각각을 감싸는 제1 및 제2도전층을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체층은 상기 게이트 절연층의 외면을 감싸는 링 형상인 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2도전층은, 상기 게이트 절연층의 외주면 일부를 감싸는 링 형상인 플렉서블 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1영역 및 상기 제2영역 각각은 상기 반도체층의 서로 다른 단부를 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2도전층은, 상기 발광 소자와 접하도록 외주 방향으로 연장 형성된 도전층을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1도전층 또는 상기 제2도전층은, 상기 반도체층의 외주면 일부를 감싸도록 배치되는 플렉서블 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터의 채널은 상기 기판의 일면에 수직한 방향으로 형성되는 플렉서블 표시 장치.
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