KR102471464B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 투습에 의한 흑점 불량을 방지하고 누적 스트레스를 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것으로, 디스플레이 장치는 배리어 패턴을 갖는 기판, 기판 상에 마련되는 박막 트랜지스터를 포함한다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY DEVICE}
본 출원은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 디스플레이 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 최근 들어서는, 보다 슬림화된 디스플레이 장치가 출시되고 있고, 이 중 플렉서블한 디스플레이 장치는 휴대하기가 용이하고, 다양한 형상의 장치에 적용할 수 있어 많은 이점이 있다.
플렉서블 디스플레이 장치는 종이처럼 구부리거나 감을 수 있기 때문에 휴대성 및 보관성 등의 장점을 인하여 차세대 디스플레이로서 꾸준한 연구가 진행되고 있다. 예를 들면, 플렉서블 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 장치, 발광 디스플레이 장치, 전기 영동 디스플레이 장치, 마이크로 발광 다이오드 디스플레이 장치, 전자 습윤 디스플레이 장치, 또는 양자점 발광 디스플레이 장치 등이 될 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 플렉서블 기판, 저온 공정용 유/무기 소재, 발광 소자, 보호막, 차단막 등이 복합적으로 필요하다. 이중에서 플렉서블 기판은 플렉서블 디스플레이 장치의 성능, 신뢰성, 가격 등을 결정하는 가장 중요한 부품으로 인식되고 있다.
그러나 플렉서블 기판에 포함된 공정 이물에 의해 버퍼층에 크랙이 발생하여 투습 방지 효과가 저하되거나, 흑점 불량이 발생하는 문제가 있다.
이상 설명한 배경기술의 내용은 본 출원의 발명자가 본 출원의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 출원의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 출원의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 출원은 투습에 의한 흑점 불량을 방지하고, 누적 스트레스를 감소시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 출원에 따른 디스플레이 장치는 배리어 패턴을 갖는 기판, 기판 상에 마련되는 박막 트랜지스터를 포함한다.
상기 과제의 해결 수단에 의하면, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 투습에 의한 흑점 불량 및 크랙을 방지하고, 누적 스트레스를 감소시킬 수 있으며, 높은 신축성을 갖는 효과가 있다.
위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다.
도 2는 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3은 박막 트랜지스터의 일부 구조를 나타내기 위한 누적 평면도이다.
도 4는 1 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다.
도 5는 2 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다.
도 6은 박막 트랜지스터의 일부 구조를 나타내기 위한 누적 평면도이다.
도 7은 3 실시예에 따른 도 6의 I-I'의 단면도이다.
도 8은 4 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"제1 수평 축 방향", "제2 수평 축 방향" 및 "수직 축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 출원의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다
도 1은 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다. 도 1에서 X축은 게이트 라인과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 라인과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 디스플레이 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 기판(100), 게이트 구동부(200), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(310), 연성필름(330), 회로보드(350), 및 타이밍 제어부(400)를 포함한다.
상기 기판(100)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 일 예에 따른 기판(100)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
상기 표시 영역(DA)은 화상을 표시하는 영역으로 정의할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 화소들이 형성될 수 있다.
상기 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 가장자리를 둘러싸는 영역으로 화상을 표시하지 않는 영역으로 정의할 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 게이트 구동부(200)와 패드들이 형성될 수 있다.
상기 게이트 구동부(200)는 타이밍 제어부(400)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(200)는 기판(100)의 표시 영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시 영역(DA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(200)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 기판(100)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시 영역(DA)에 부착될 수도 있다.
상기 소스 드라이브 IC(310)는 타이밍 제어부(400)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 드라이브 IC(310)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(310)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(330)에 실장될 수 있다.
상기 연성필름(330)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착된다. 연성필름(330)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(310)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(350)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다.
상기 회로보드(350)는 연성필름(330)들에 부착될 수 있다. 회로보드(350)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(350)에는 타이밍 제어부(400)가 실장될 수 있다. 회로보드(350)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
상기 타이밍 제어부(400)는 회로보드(350)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력받는다. 타이밍 제어부(400)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(310)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(400)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(310)들에 공급한다.
도 2는 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 단면도이다. 이는, 도 1에 도시된 표시 영역(DA)의 일측 단면을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 기판(100), 배리어층(150), 차광층(LS), 버퍼층(160), 박막 트랜지스터(T), 평탄화층(PAC), 유기 발광 소자(OLED), 봉지층(170)을 포함한다.
상기 기판(100)은 플랙서블한 플라스틱 필름(plastic film)일 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지, 노르보르넨 유도체(Norbornene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(poly(methylmethacrylate) 등의 아크릴 수지, PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefin), PVA(polyvinyl alcohol), PES(poly ether sulfone), PEEK(polyetheretherketone), PEI(polyetherimide), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephthalate) 등의 폴리에스테르(polyester), PI(polyimide), PSF(polysulfone), 또는 불소 수지(fluoride resin) 등을 포함하는 시트 또는 필름일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이러한 기판(100)은 배리어 패턴을 포함할 수 있고, 적층 구조로 형성될 수 있다. 이에 대한 구체적인 구조는 후술하기로 한다.
상기 배리어층(150)은 기판(100) 상에 마련된다. 배리어층(150)은 기판(100) 상부 전면에 마련될 수 있다. 배리어층(150)은 기판(100) 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하거나 외부의 압력으로부터 박막 트랜지스터(T) 및 유기 발광 소자(OLED)를 보호하는 기능을 한다. 배리어층(150)은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 차광층(LS)은 배리어층(150) 상에 마련된다. 차광층(LS)은 박막 트랜지스터(T)의 액티브층(ACT) 내로 외부광이 입사되는 것을 방지하는 역할을 한다. 차광층(LS)은 반드시 도시된 패턴으로 형성될 필요는 없으며 다양하게 변경될 수 있다. 이러한 차광층(LS)은 금속성 재료로 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(160)은 차광층(LS)을 덮도록 배리어층(150) 상에 마련된다. 버퍼층(160)은 화소 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 한다. 이러한 버퍼층(160)은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 박막 트랜지스터(T)는 기판(100) 상에 배치된다. 박막 트랜지스터(T)는 액티브층(ACT), 게이트 절연막(GI), 게이트 전극(GE), 층간 절연막(ILD), 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.
상기 액티브층(ACT)은 기판(100) 상에 마련된다. 액티브층(ACT)은 게이트 전극(GE)과 중첩되도록 배치된다. 액티브층(ACT)은 소스 전극(SE) 측에 위치한 일단 영역, 드레인 전극(DE) 측에 위치한 타단 영역, 및 일단 영역과 타단 영역 사이에 위치한 중심 영역으로 구성될 수 있다. 이 경우, 중심 영역은 도펀트가 도핑되지 않은 반도체 물질로 이루어지고, 일단 영역과 타단 영역은 도펀트가 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT) 상에 마련된다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)과 게이트 전극(GE)을 절연시키는 기능을 한다. 게이트 절연막(GI)은 액티브층(ACT)을 덮도록 구비된다. 게이트 절연막(GI)은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI) 상에 마련된다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 액티브층(ACT)의 중심 영역과 중첩된다. 게이트 전극(GE)은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 층간 절연막(ILD)은 게이트 전극(GE) 상에 마련된다. 층간 절연막(ILD)은 게이트 전극(GE)과 소스 전극(SE) 또는 드레인 전극(DE)을 절연시키는 기능을 한다. 층간 절연막(ILD)은 게이트 절연막(GI)과 동일한 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 층간 절연막(ILD)상에서 서로 이격되어 배치된다. 소스 전극(SE)은 액티브층(ACT)의 일단 영역과 연결되고, 드레인 전극(DE)은 액티브층(ACT)의 타단 영역과 연결된다.
상술한 박막 트랜지스터(T)의 구성은 앞서 설명한 예에 한정되지 않고, 당업자가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
상기 평탄화층(PAC)은 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 상에 마련된다. 평탄화층(PAC)은 박막 트랜지스터(T)를 보호하고, 박막 트랜지스터(T)가 마련되어 있는 기판(100)의 상부를 평탄하게 해주는 기능을 수행한다. 평탄화층(PAC)은 유기절연물질 예를 들어, 아크릴계 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin)등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
평탄화층(PAC)와 박막 트랜지스터(T) 사이에는 무기 절연막이 추가로 마련될 수 있다. 무기 절연막은 박막 트랜지스터(T)를 보호하는 기능을 한다. 이 경우, 무기 절연막은 게이트 절연막(GI)과 동일한 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유기 발광 소자(OLED)는 박막 트랜지스터(T) 상에 마련된다. 유기 발광 소자(OLED)는 애노드 전극(AND), 유기층(EL), 및 캐소드 전극(CAT)을 포함한다.
상기 애노드 전극(AND)은 평탄화층(PAC)에 마련되고 박막 트랜지스터(T)의 드레인 전극(DE)에 접속된다. 서로 인접한 애노드 전극(AND)들 사이에는 뱅크(B)가 마련되며, 이로 인해 서로 인접한 애노드 전극(AND)들은 전기적으로 절연될 수 있다. 뱅크(B)는 유기절연물질 예를 들어, 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 아크릴계 수지(acryl resin), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 유기층(EL)은 애노드 전극(AND)상에 마련된다. 유기층(EL)은 정공 수송층(hole transporting layer), 유기발광층(organic light emitting layer), 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 나아가, 유기층(EL)에는 발광층의 발광 효율 및/또는 수명 등을 향상시키기 위한 적어도 하나 이상의 기능층이 더 포함될 수도 있다.
상기 캐소드 전극(CAT)은 유기층(EL)과 뱅크(B) 상에 마련된다. 애노드 전극(AND)과 캐소드 전극(CAT)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 정공 수송층과 전자 수송층을 통해 유기발광층으로 이동되며, 유기발광층에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
상기 봉지층(170) 유기 발광 소자(OLED) 상에 마련된다. 봉지층(170)은 캐소드 전극(CAT) 상에 마련된다. 봉지층(130)은 표시 영역(DA) 전면에 구비될 수 있다. 봉지층(130)은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터(T) 및 유기 발광 소자(OLED)를 보호한다. 또한, 봉지층(130)은 기판(100)의 내부로 수분의 침투하는 것을 방지하는 기능을 수행한다.
도 3은 박막 트랜지스터의 일부 구조를 나타내기 위한 누적 평면도이고, 도 4는 1 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다. 도 3 및 도 4는 게이트 전극과 기판과의 배치 구조를 나타내기 위한 도면에 해당하고, 별도로 도시되지 않은 부분의 구성은 도 2에 도시된 구성과 동일하다. 이하 도 2와 동일한 구성에 대하여 동일한 도면 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 출원의 1 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(100)을 포함한다.
상기 기판(100)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 기판(100)은 배리어 패턴을 포함하고, 하부층(110), 및 상부층(140)의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
상기 배리어 패턴은 화소 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 하는 것으로 여기서는 제 1 배리어 패턴(145)으로 볼 수 있다. 이러한 배리어 패턴은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
배리어 패턴은 기판(100)의 일부 영역에 패턴 형태로 마련된다. 배리어 패턴은 패턴 형태로 마련되므로, 기판(100)이 받는 누적 스트레스를 완화시킬 수 있고, 기판(100)의 신축성 저하를 방지할 수 있다.
배리어 패턴은 박막 트랜지스터(T)의 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않도록 형성될 수 있다. 배리어 패턴은 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않는 영역에 형성되므로, 게이트 전극(GE)과 중첩되는 영역에 위치하는 배리어층(150)에 가해지는 응력이 감소할 수 있다.
게이트 전극(GE)은 기판(100)과 인접하게 배치되고 금속 재질로 형성되므로 눌림힘이 강하다. 게이트 전극(GE)과 중첩되는 영역에 배리어 패턴을 형성하면 기판(100)에 포함된 공정 이물에 의한 눌림힘이 증가하게 되고, 배리어층(150)은 상하에서 눌림힘을 크게 받아 배리어층(150)에 크랙이 발생할 수 있다. 이와 달리 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 배리어 패턴을 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않는 영역에 형성한다. 따라서 배리어층(150)이 상하에서 눌림힘을 크게 받지 않아 배리어층(150)에 가해지는 응력이 감소하고, 배리어층(150)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 하부층(110)은 기판(100)의 최하단에 위치한 층으로 박막 트랜지스터(T)와 가장 이격되어 있는 층에 해당한다. 하부층(110)은 LLO 공정에 의하여 글라스 기판과 분리되는 층에 해당하고, 하부층(110)과 글라스 기판 사이에는 별도의 희생층이 존재 할 수도 있다. 이러한 하부층(110)은 글라스 기판과의 분리를 용이하게 하기 위하여 별도의 배리어 패턴(145)을 포함하지 않는 층으로 볼 수 있다.
상기 상부층(140)은 하부층(110) 상에 마련된다. 상부층(140)은 하부층(110)과 박막 트랜지스터(T) 사이에 배치된다. 상부층(140)은 배리어 패턴을 포함하는 층으로 볼 수 있다.
본 출원에 따른 기판(100)은 하부층(110)과 상부층(140)의 적층 구조를 가지므로, 외부의 수분 또는 산소의 투습 경로를 증가시켜 흑점 불량 발생 시간을 지연할 수 있다. 또한, 하부층(110)과 상부층(140)은 신축성이 좋은 재질로 형성될 수 있으므로, 하부층(110)과 상부층(140)이 적층된 구조에서 쿠션 효과가 증대될 수 있다.
본 출원에 따른 기판(100)은 배리어 패턴을 포함하므로, 기판(100)의 신축성을 저하시키지 않으면서 화소 내부로의 수분 침투를 방지할 수 있고, 배리어 패턴은 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않는 영역에 형성되므로, 배리어층(150)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 2 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다. 도 5는 게이트 전극과 기판과의 배치 구조를 나타내기 위한 도면에 해당하고, 별도로 도시되지 않은 부분의 구성은 도 2에 도시된 구성과 동일하다. 이하 도 2와 동일한 구성에 대하여 동일한 도면 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 본 출원의 2 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(100)을 포함한다.
상기 기판(100)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 이러한 기판(100)은 배리어 패턴을 포함하고, 하부층(110), 제 1 중간층 내지 제 N 중간층, 및 상부층(140)의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
상기 배리어 패턴은 화소 내부로 수분이 침투하는 것을 방지하는 기능을 하는 것으로 여기서는 제 1 배리어 패턴(125, 145), 제 2 배리어 패턴(135)으로 볼 수 있다. 이러한 배리어 패턴은 무기절연물질 예를 들어, SiO2(silicon dioxide), SiNx(silicon nitride), 또는 이들의 다중층으로 이루어 질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
배리어 패턴은 기판(100)의 일부 영역에 패턴 형태로 마련된다. 배리어 패턴은 패턴 형태로 마련되므로, 기판(100)이 받는 누적 스트레스를 완화시킬 수 있고, 기판(100)의 신축성 저하를 방지할 수 있다.
상기 하부층(110)은 기판(100)의 최하단에 위치한 층으로 박막 트랜지스터(T)와 가장 이격되어 있는 층에 해당한다. 하부층(110)은 LLO 공정에 의하여 글라스 기판과 분리되는 층에 해당하고, 하부층(110)과 글라스 기판 사이에는 별도의 희생층이 존재 할 수도 있다. 이러한 하부층(110)은 글라스 기판과의 분리를 용이하게 하기 위하여 별도의 배리어 패턴을 포함하지 않는 층으로 볼 수 있다.
상기 제 1 중간층 내지 제 N 중간층은 하부층(110)과 상부층(140) 사이에 마련된다. 제 1 중간층은 상부층과 직접적으로 접촉하고, 제 N 중간층은 하부층과 직접적으로 접촉하며, 제 2 중간층 내지 제 N-1 중간층은 제 1 중간층과 제 N 중간층 사이에 순차적으로 배치된다.
여기서 제 1 중간층 내지 제 N 중간층은, 제 1 중간층 내지 제 2j-1(j는 N+1/2보다 작거나 같은 자연수) 중간층(130), 제 2 중간층 내지 제 2i(i는 N/2보다 작거나 같은 자연수) 중간층(120)으로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 중간층 내지 제 2j-1 중간층(130)은 홀수번째 중간층으로 상부층(140)과 직접적으로 접촉하는 제 1 중간층, 제 2 중간층 하부에 위치하는 제 3 중간층, 제 4 중간층 하부에 위치하는 제 5 중간층 등을 의미한다.
상기 제 2 중간층 내지 제 2i 중간층(120)은 짝수번째 중간층으로 제 1 중간층의 하부에 위치하는 제 2 중간층, 제 3 중간층 하부에 위치하는 제 4 중간층 등을 의미한다.
도 5는 일 예로 N=2일때를 도시한 것이고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치의 구조는 여기에 한정되는 것이 아니다. 도 5는 짝수번째 중간층(120)이 하부층과 직접적으로 접촉하도록 형성된 것으로 도시되어 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니고 홀수번째 중간층(130)이 하부층(110)과 직접적으로 접촉하도록 형성될 수도 있다.
상기 상부층(140)은 제 1 중간층 상에 마련된다.
본 출원에 따른 기판(100)은 하부층(110), 제 1 중간층 내지 제 N 중간층, 및 상부층(140)의 적층 구조를 가지므로, 외부의 수분 또는 산소의 투습 경로를 증가시켜 흑점 불량 발생 시간을 지연할 수 있다. 그리고 하부층(110), 제 1 중간층 내지 제 N 중간층, 상부층(140)은 신축성이 좋은 재질로 형성될 수 있으므로, 하부층(110), 제 1 중간층 내지 제 N 중간층, 상부층(140)이 적층된 구조에서 쿠션 효과가 증대될 수 있다. 여기서 N은 자연수로 N이 클수록 중간층의 개수가 늘어나고, 중간층의 개수가 늘어날수록 쿠션 효과가 더욱 증대될 수 있다.
배리어 패턴은 상부층(140), 및 제 1 중간층 내지 제 N 중간층에 형성된다. 여기서 제 1 배리어 패턴(125, 145)은 상부층(140)과 제 2 중간층 내지 제 2i 중간층(120)에 형성되고, 제 2 배리어 패턴(135)은 제 1 중간층 내지 제 2j-1 중간층에 형성된다.
제 1 배리어 패턴(125, 145)과 제 2 배리어 패턴(135)은 서로 중첩되지 않도록 형성된다. 제 1 배리어 패턴(125, 145)과 제 2 배리어 패턴(135)은 서로 중첩되지 않고 교차하도록 형성되므로, 기판(100)에 가해지는 누적 스트레스를 완화시킬 수 있다.
제 1 배리어 패턴(125, 145)은 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않도록 형성되고, 제 2 배리어 패턴(135)은 게이트 전극(GE)과 중첩되도록 형성된다. 전술한 바와 같이 배리어층(150)에 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상부층(140)에 형성된 제 1 배리어 패턴(145)은 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않는다. 제 1 배리어 패턴(125, 145)이 게이트 전극(GE)과 중첩되지 않도록 형성되므로, 제 1 배리어 패턴(125, 145)과 교차로 형성되는 제 2 배리어 패턴(135)은 게이트 전극(GE)과 중첩된다. 여기서 제 1 배리어 패턴(125, 145)은 상부층(140)에 형성되는 제 1 배리어 패턴(145), 제 2 중간층 내지 2i 중간층에 형성되는 제 1 배리어 패턴(125)으로 볼 수 있고, 이는 동일한 패턴으로 편의상 도면 부호를 나누어 지정한 것이다.
도 6은 박막 트랜지스터의 일부 구조를 나타내기 위한 누적 평면도이고, 도 7은 4 실시예에 따른 도 6의 I-I'의 단면도이다. 도 6은 도 3에서 소스 전극 및 드레인 전극 층을 추가로 적층한 누적 평면도이다. 이하 도 2 및 도 5와 동일한 구성에 대하여 동일한 도면 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 제 1 배리어 패턴(125, 145), 및 제 2 배리어 패턴(135)을 포함한다.
상기 제 1 배리어 패턴(125, 145)은 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)과 중첩되지 않도록 형성된다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 게이트 전극(GE)에 비하여 기판(100)과 이격되어 배치되지만, 게이트 전극(GE)과 마찬가지로 금속 재질로 형성되므로 배리어층(150)에 눌림힘을 가할 수 있다. 따라서 상부층(140)에 형성된 제 1 배리어 패턴(145)은 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)과 중첩되지 않는다. 여기서 제 1 배리어 패턴(125, 145)은 상부층(140)에 형성되는 제 1 배리어 패턴(145), 제 2 중간층 내지 2i 중간층에 형성되는 제 1 배리어 패턴(125)으로 볼 수 있고, 이는 동일한 패턴으로 편의상 도면 부호를 나누어 지정한 것이다.
상기 제 2 배리어 패턴(135)은 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)과 중첩되도록 형성된다. 제 1 배리어 패턴(125, 145)이 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)과 중첩되지 않도록 형성되므로, 제 1 배리어 패턴(125, 145)과 교차로 형성되는 제 2 배리어 패턴(135)은 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)과 중첩된다.
본 출원에 따른 디스플레이 장치는 상부층(140)의 제 1 배리어 패턴(145)을 게이트 전극(GE), 소스 전극(SE), 드레인 전극(DE)과 중첩되지 않도록 형성하고, 서로 인접하는 층에 형성된 배리어 패턴이 중첩되지 않도록 제 2 중간층 내지 제 2i 중간층(120)에 제 1 배리어 패턴(125)을 형성하며, 제 1 중간층 내지 제 2j-1 중간층에 제 2 배리어 패턴(135)을 형성하므로, 배리어층(150)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 기판(100)에 가해지는 누적 스트레스를 완화시킬 수 있으며, 화소 내부로의 수분 침투를 방지할 수 있다.
도 8은 4 실시예에 따른 도 3의 I-I'의 단면도이다. 도 8은 도 4에 도시된 기판에 다수의 기공을 추가로 형성한 것으로, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 출원의 4 실시예에 따른 디스플레이 장치는 다수의 기공(180)을 포함한다.
상기 다수의 기공(180)은 기판(100)에 소프트 세그먼트 첨가물을 첨가하고, 기판(100)의 분자와 결합시킨 뒤, 코팅을 통해 배열되게 함으로써 형성할 수 있다. 기판(100)은 다수의 기공(180)을 포함하므로 완충 작용이 강화될 수 있고, 쿠션 효과가 증대 될 수 있다. 다수의 기공(180)이 포함된 기판(100)은 완충 작용이 강화되므로, 복수의 층이 적층되지 않아도 높은 쿠션 효과를 가진다. 따라서 적층 수를 줄여 기판(100)의 두께를 최소화 할 수 있고, 이에 따른 누적 스트레스를 완화시킬 수 있다.
도 8은 다수의 기공(180)이 하부층(110)에 형성되는 것으로 도시되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상부층(140), 및 제 1 중간층 내지 제 N 중간층에 형성될 수 있다. 다수의 기공(180)은 하나의 층에 형성될 수도 있고, 복수의 층에 형성될 수 있으며, 이는 공정상의 편의에 따라 선택될 수 있다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 기판 110: 하부층
120: 제 2 중간층 내지 제 2i 중간층 130: 제 1 중간층 내지 제 2j-1 중간층
140: 상부층 150: 배리어층
160: 버퍼층 170: 봉지층
180: 기공 200: 게이트 구동부
310: 소스 드라이브 IC 330: 연성필름
350: 회로보드 400: 타이밍 제어부

Claims (9)

  1. 하부층과 상부층을 갖는 기판;
    상기 하부층과 상기 상부층 사이에 배치된 제1 배리어 패턴 및 제2 배리어 패턴; 및
    상기 기판 상에 마련되는 박막 트랜지스터를 포함하며,
    상기 제1 배리어 패턴은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극 및 소스-드레인 전극 중 어느 하나와 중첩하지 않으며,
    상기 제2 배리어 패턴은 상기 제1 배리어 패턴과 중첩하지 않고,
    상기 제1 배리어 패턴과 상기 제2 배리어 패턴은, 상기 하부층과 상기 상부층 사이에 마련된 중간층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치되는, 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간층은, 제 1 중간층 내지 제 N 중간층을 포함하고,
    상기 제 1 중간층은 상기 상부층과 직접적으로 접촉하고,
    제 2 중간층 내지 제 N-1 중간층은 상기 제 1 중간층과 상기 제 N 중간층 사이에 순차적으로 배치되고,
    상기 제 N 중간층은 상기 하부층과 직접적으로 접촉하며,
    상기 제1 배리어 패턴과 상기 제2 배리어 패턴은 상기 상부층, 및 상기 제 1 중간층 내지 제 N 중간층 중 서로 다른 층에 형성된, 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 중간층 내지 제 N 중간층은,
    제 1 중간층 내지 제 2j-1(j는 N+1/2보다 작거나 같은 자연수) 중간층; 및
    제 2 중간층 내지 제 2i(i는 N/2보다 작거나 같은 자연수) 중간층을 포함하고,
    상기 제 1 배리어 패턴은 상기 상부층, 및 상기 제 2 중간층 내지 제 2i 중간층에 형성되고,
    상기 제 2 배리어 패턴은 상기 제 1 중간층 내지 제 2j-1 중간층에 형성된, 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 배리어 패턴은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 중첩되지 않고,
    상기 제 2 배리어 패턴은 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 중첩되는, 디스플레이 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 배리어 패턴은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극과 중첩되지 않고,
    상기 제 2 배리어 패턴은 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극과 중첩되는, 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 다수의 기공을 포함하는, 디스플레이 장치.
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