KR102513332B1 - 가요성 표시 패널 - Google Patents
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Abstract
본 기재는, 가요성의 제1 기판층, 가요성의 제2 기판층 및 제1 기판층과 제2 기판층 사이에 배치되는 도전층을 포함하는 기판, 기판상에 위치하는 트랜지스터 및 트랜지스터 상에 위치하는 전기 광학 활성층을 포함하는 가요성 표시 패널에 관한 것으로, 본 기재에 의하면 정전기로 인한 제품의 불량 또는 파손이 방지될 수 있는 가요성 표시 패널을 제공할 수 있다.
Description
본 기재는 가요성 표시 패널에 관한 것이다.
디스플레이 기술이 다양한 분야에 적용될 수 있게 됨에 따라, 점차 가요성 표시 장치(flexible display)에 대한 수요가 증대되고 있다. 표시 장치를 가요성으로 제조할 수 있게 되는 경우, 접었다 펴는 동작이 자유자재로 가능하기 때문에 휴대가 간편해지고, 이동이 용이해질 수 있다. 따라서, 기존의 평판 표시 장치가 적용되지 못하였던 전자 종이와 같은 새로운 형태의 표시 장치가 등장하게 될 수 있으며, 이 외에도 기존에 전혀 생각하지 못하였던 다양한 종류의 새로운 표시 장치들이 등장할 수 있다. 그 활용도는 기존의 평판 표시 장치에 비하여 훨씬 광범위하고, 무궁무진할 것이다.
이와 같은 가요성 표시 장치에는 가요성 표시 패널이 사용되어야 한다. 이와 같은 가요성 표시 패널의 개발을 저해하고 있는 중요한 요소가 바로 접었다 펴는 동작의 반복에도 불구하고 성능을 유지할 수 있도록 하는 것이다. 이와 같이 가요성 표시 패널에서 접었다 펴는 동작을 반복하게 되면, 표시 장치에 가해지는 피로도가 증가하여 파손이 발생할 수 있으며, 표시 장치를 형성하는 각 구성을 이루는 물질들의 물성 차이에 따른 응력의 차이로 인해 파손이 발생할 수도 있다. 이러한 다양한 과제를 해결하여야만 가요성 표시 패널의 대중화가 가능해질 것이며, 이와 같은 과제를 해결하기 위한 다양한 시도들이 행해지고 있는 실정이다.
본 기재는, 제품 불량 및 파손의 발생이 방지될 수 있는 가요성 표시 패널에 대한 발명이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 패널은, 가요성의 제1 기판층, 가요성의 제2 기판층 및 제1 기판층과 제2 기판층 사이에 배치되는 도전층을 포함하는 기판, 기판상에 위치하는 트랜지스터 및 트랜지스터 상에 위치하는 전기 광학 활성층을 포함한다.
기판은, 제1 기판층 상에 위치하는 제1 배리어층 및 제2 기판층 상에 위치하는 제2 배리어층을 포함하며, 도전층은 제1 기판층과 제1 배리어층 사이에 배치될 수 있다.
또는, 기판은, 제1 기판층 상에 위치하는 제1 배리어층 및 제2 기판층 상에 위치하는 제2 배리어층을 포함하며, 도전층은 제1 배리어층과 제2 기판층 사이에 배치될 수 있다.
도전층은 106 내지 109Ω/m2 범위의 면 저항을 가질 수 있다.
트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며, 도전층은 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나에 포함된 금속과 동일한 금속을 포함할 수 있다.
도전층은 도전성 고분자를 포함할 수 있다.
도전층은 메쉬 형상을 가질 수 있으며, 이때, 도전층은 나노 와이어로 이루어질 수 있다.
기판과 트랜지스터 사이에 형성되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 기재에 의하면 정전기로 인한 제품의 불량 또는 파손이 방지될 수 있는 가요성 표시 패널을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 패널의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 가요성 표시 패널의 기판 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 가요성 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 패널의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 변형예에 따른 가요성 표시 패널의 기판 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 변형예에 따른 가요성 표시 패널의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분을 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.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 패널(100)을 이루는 하나의 화소의 일부를 절단한 단면도가 도시되어 있으며, 도 2는 도 1에 도시된 화소가 복수 개 포함되어 형성되는 가요성 표시 패널(100)의 사시도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 가요성 표시 패널(100)은 기판(110), 트랜지스터(120) 및 전기 광학 활성층의 일 예로 유기 발광층(132)을 포함한다.
본 실시예의 기판(110)은 제1 기판층(111), 제2 기판층(113) 및 도전층(115)을 포함한다. 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113)은 가요성이면서 전기 절연성을 가지는 재질로 이루어질 수 있다. 제1 기판층(111)과 제2 기판층(113)은 동일한 재질을 가지거나 동일한 두께를 가지도록 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 재질 및 두께를 가져도 무방하다.
본 실시예의 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113)은, 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)와 같은 고분자 수지로 이루어질 수 있으며, 가요성의 세라믹일 수 있다. 이 외에도 투명하면서 가요성 및 전기 절연성을 가져 기판(110)으로 사용될 수 있다면 본 발명의 실시 범위가 제한되지 않는다.
도 1에 도시된 것과 같이, 전기 절연성을 가지는 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113) 사이에는 전기 전도성을 가지는 도전층(115)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 도전층(115)은 전기 전도성을 가지는 물질로 이루어진다면 제한되지 않을 것이다. 다만, 본 실시예의 도전층(115)은 가요성 표시 패널(100)에 적용되는 것이기 때문에 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113) 사이에 형성되어 가요성 표시 패널(100)이 접히고 펼쳐지는 동작을 반복하는 동안, 표시 패널(100)의 성능을 저해하지 않을 정도의 물성을 가져야 할 것이다.
가요성 표시 패널(100)이 접히고 펼쳐지는 동작을 반복하게 되면, 접어진 부분에는 표시 패널(100)에서 발생하는 정전기가 집중되는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같은 정전기는 표시 패널(100)의 성능을 저해시키거나 불량을 발생시키는 원인이 되기 때문에 이를 제거하기 위한 제전 처리 작업 또는 제전 처리를 위한 구성이 별도로 필요하다.
이를 위하여 외부에 노출되는 기판(110)의 일면에 제전 처리 물질이 형성되기도 하나, 제전 처리 물질이 외부에 노출된 경우에는 외부 환경에 의해 파손되거나 소모될 수 있기 때문에 영구적이지 못하다.
따라서 본 실시예에 따른 도전층(115)은 기판(110) 내에 형성되어 외부 환경으로부터 보호될 수 있기 때문에, 표시 패널(100)에 형성되는 정전기를 반영구적으로 제거할 수 있다.
본 실시예에 따른 도전층(115)은 표시 패널(100)의 성능을 저해하지 않으면서도 원활하게 정전기를 제거하기 위해서 106 내지 109Ω/m2 범위의 면 저항을 가질 수 있다. 따라서, 106 내지 109Ω/m2 범위의 면 저항을 가지는 물질이라면 도전층(115)으로 제한되지 않는다. 따라서 이와 같은 면 저항을 가지는 금속, 도전성 고분자뿐만 아니라 도전성 세라믹일 수 있다.
본 실시예에 따른 도전층(115)이 금속인 경우에는 본 실시예의 표시 패널(100)을 제조하는 공정 중에서 사용되는 금속과 동일한 금속을 포함하도록 형성될 수 있다. 이에 대해서는 이후 추가로 설명하기로 한다.
한편, 본 실시예의 도전층(115)이 도전성 고분자를 포함하는 경우에는 폴리에틸렌다이옥시티오펜(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene), PEDOT), 폴리에틸렌다이옥시티오펜의 유도체 또는 이들의 조합과 같은 합성수지 고분자일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 탄소 나노 튜브 또는 그래핀과 같은 전도성 고분자, 탄소 나노 튜브 또는 그래핀의 유도체이거나 이들이 서로 조합된 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예의 도전층(115)은 표시 패널(100)에 형성되는 다른 층과 마찬가지로 코팅되거나 증착되는 방식으로 제1 기판층(111)의 일면을 완전히 덮는 방식으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 변형예에 따른 도전층(115)을 포함하는 기판(110)이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 것과 같이 본 발명의 변형예에 따른 도전층(115)은 메쉬 형상으로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 것과 같은 메쉬 형상의 도전층(115)은 나노 단위의 와이어를 통해 형성될 수 있다. 따라서 본 발명의 변형예에 따른 도전층(115)은 일반적으로 사용되는 은 나노 와이어와 같은 금속 나노 와이어 재질의 메쉬를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 그래핀과 같은 도전성 고분자에 의해 형성되는 나노 와이어 재질의 메쉬를 포함할 수 있을 것이다. 이 경우에도 106 내지 109Ω/m2 범위의 면 저항을 가지도록 형성되는 것은 전술한 것과 마찬가지이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판(110)은 제1 배리어층(112) 및 제2 배리어층(114)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예의 제1 배리어층(112)은 제1 기판층(111) 상에 형성되며, 제2 배리어층(114)은 제2 기판층(113) 상에 형성될 수 있다.
제1 배리어층(112) 및 제2 배리어층(114)은 무기물일 수 있으며, 일 예로, 비정질 실리콘, 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같이 실리콘을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
제1 배리어층(112) 및 제2 배리어층(114)은 공기와 수분에 취약한 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113) 상에 각각 형성되어 제1 기판층(111) 및 제2 기판층(113)의 파손을 방지하고, 공기나 수분과 같은 이물질이 표시 패널(100) 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같이 본 실시예에 따른 도전층(115)은 제1 기판층(111)과 제1 배리어층(112) 사이에 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 관련하여 도 4를 참고하여 도전층(115) 위치의 변형예에 대해 설명하기로 한다.
도 4에는 본 발명의 또 다른 변형예에 따라 가요성 표시 패널(100)을 이루는 하나의 화소의 일부를 절단한 단면도가 도시되어 있다. 도 4를 참고하면, 도 1에서 설명한 것과 달리 도전층(115)이 제1 배리어층(112)과 제2 기판층(113) 사이에 배치될 수 있다. 이상에서 설명한 차이점 외에 도 1의 실시예에서 설명하는 내용은 도 4의 변형예에 적용될 수 있다.
도 1을 다시 참고하면, 본 실시예의 기판(110) 상에는 트랜지스터(120)가 형성된다. 본 실시예의 트랜지스터(120)는 기판(110) 상에 형성되는 반도체층(121), 반도체층(121)에 대응되는 위치에 형성되는 제1 게이트 전극(122), 반도체층(121)과 컨택홀을 통해 연결되는 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125)을 포함한다. 이때, 본 실시예의 트랜지스터(120)는 제1 게이트 전극(122)과 다른 층에 형성되는 제2 게이트 전극(123)을 더 포함할 수 있다. 이들 전극은 모두 전기가 통하는 전도성일 수 있다.
본 실시예의 도전층(115) 역시 전기 전도성을 가지기 때문에, 기판(110) 상에 형성되는 트랜지스터(120)에 포함되는 전극들과 신호 간섭 등이 발생할 우려가 있다. 이러한 신호 간섭 등의 영향을 받아 트랜지스터(120)의 동작에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 신호 간섭을 최소화하도록 도전층(115)이 트랜지스터(120)와 가능한 한 멀리 이격되어 배치할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 것과 같이 제1 기판층(111)과 제1 배리어층(112) 사이 또는 도 4에 도시된 것과 같이 제1 배리어층(112)과 제2 기판층(113) 사이에 도전층(115)이 배치될 수 있다.
다만, 이는 일 예에 불과하며, 트랜지스터(120)의 구동에 영향을 미치지 않는 범위에서는 기판(110)의 어느 위치에라도 도전층(115)이 배치되어도 무방할 것이다.
한편, 전술한 것과 같이 본 실시예의 도전층(115)이 금속으로 형성되는 경우, 본 실시예에 따른 표시 패널(100)의 제조 공정에서 사용되는 금속을 포함할 수 있다.
따라서 트랜지스터(120)의 게이트 전극, 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125)을 형성하기 위한 금속과 동일하거나, 이를 포함하여 도전층(115)이 형성될 수 있음은 물론이다. 도전층(115)이 트랜지스터(120)에 사용되는 금속과 동일하거나 이를 포함하여 형성되는 경우에는, 다른 실시예들보다 경제적일 수 있으며 각 층의 물성 사이의 차이를 줄일 수 있다. 따라서, 가요성 표시 패널(100)의 접었다 펴는 동작의 반복을 통해 발생하는 피로도의 누적과 같은 제품의 파손을 보다 방지할 수 있을 것이다.
반도체층(121)과 제1 게이트 전극(122), 제1 게이트 전극(122)과 제2 게이트 전극(123), 제2 게이트 전극(123)과 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125) 사이에는 전기 절연성을 가지는 층이 형성되어 이들 사이의 전기적 접촉을 방지한다. 구체적으로, 반도체층(121)과 제1 게이트 전극(122) 사이에는 제1 게이트 절연층(126), 제1 게이트 전극(122)과 제2 게이트 전극(123) 사이에는 제2 게이트 절연층(127), 제2 게이트 전극(123)과 소스 전극(124) 및 드레인 전극(125) 사이에는 층간 절연층(128)이 형성되어 각 전극들이 접촉되어 단락이 발생되는 것을 방지한다.
본 실시예에 따라 기판(110)과 트랜지스터(120) 사이에는 버퍼층(140)이 더 형성될 수 있다. 버퍼층(140) 역시 제1 배리어층(112) 및 제2 배리어층(114)과 유사하게 표시 패널(100)의 내부로 이물이 침투되는 것을 방지할 수 있으며, 이물에 의해 트랜지스터(120)의 구동이 간섭되는 것을 방지할 수 있다.
트랜지스터(120) 상에는 전기 광학 활성층의 일 예로 유기 발광층(132)이 형성될 수 있다. 본 실시예의 표시 패널(100)은 일 예로 유기 발광 표시 패널을 도시하고 있으므로, 도 1 및 도 4와 같이 전기 광학 활성층의 일 예로 유기 발광층(132)을 포함하는 도면이 도시되어 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예의 변형예로, 표시 장치가 액정 표시 장치인 경우에는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함할 수 있다.
전술한 것과 같이 도 1 및 도 4에는, 본 실시예에 따른 전기 광학 활성층의 일 예에 해당하는 유기 발광층(132)을 포함하는 유기 발광 소자(130)가 도시되어 있다. 본 실시예의 유기 발광 소자(130)는 제1 전극(131), 유기 발광층(132) 및 제2 전극(133)을 포함한다. 제1 전극(131)은 트랜지스터(120)와의 사이를 절연하기 위해 형성되는 비아층(150)의 상부 일부에 형성되며, 비아층(150)을 관통하여 트랜지스터(120)의 드레인 전극(125)과 접촉하여 트랜지스터(120)로부터 전기적 신호를 전달받을 수 있다.
비아층(150)의 상부 중 다른 일부에는 화소 정의층(134)이 형성될 수 있다. 화소 정의층(134)은 도 1 및 도 4와 같이 제1 전극(131)의 가장자리 일부를 덮으면서 제1 전극(131)의 주변을 둘러싸도록 형성된다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 제1 전극(131)의 가장자리와 나란하게 형성되어도 무관하다. 화소 정의층(134)에 의해 덮이지 않은 제1 전극(131)의 상부에는 유기 발광층(132)이 형성된다.
유기 발광층(132)은 화소 정의층(134)에 의해 덮이지 않은 제1 전극(131)의 일부 상에 형성되며, 제1 전극(131) 및 제2 전극(133)으로부터 제공되는 정공 및 전자가 유기 발광층(132)에서 서로 결합하여 형성된 여기자가 들뜬 상태로부터 바닥 상태로 변할 때 방출하는 에너지를 통해 빛을 방출할 수 있다.
제2 전극(133)은 유기 발광층(132) 상에 형성되어 유기 발광층(132)에 전자를 제공한다.
도 1 및 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따라 제1 전극(131), 유기 발광층(132) 및 제2 전극(133)을 포함하는 유기 발광 소자(130)가 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 전술한 것과 같이 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하는 액정 표시 패널은 물론, 플라즈마 표시 패널과 같이 다양한 표시 패널에 사용되는 전기 광학 활성층이 형성될 수 있을 것이다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예 및 변형예들에 따른 가요성 표시 패널(100)에 대해 설명하였다. 본 실시예들에 따르면 정전기로 인한 제품의 불량 또는 파손이 방지될 수 있는 가요성 표시 패널(100)을 제공할 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 가요성 표시 패널 110: 기판
111: 제1 기판층 112: 제1 배리어층
113: 제2 기판층 114: 제2 배리어층
115: 도전층 120: 트랜지스터
121: 반도체층 122: 제1 게이트 전극
123: 제2 게이트 전극 124: 소스 전극
125: 드레인 전극 126: 제1 게이트 절연층
127: 제2 게이트 절연층 128: 층간 절연층
130: 유기 발광 소자 131: 제1 전극
132: 유기 발광층 133: 제2 전극
134: 화소 정의층 140: 버퍼층
150: 비아층
111: 제1 기판층 112: 제1 배리어층
113: 제2 기판층 114: 제2 배리어층
115: 도전층 120: 트랜지스터
121: 반도체층 122: 제1 게이트 전극
123: 제2 게이트 전극 124: 소스 전극
125: 드레인 전극 126: 제1 게이트 절연층
127: 제2 게이트 절연층 128: 층간 절연층
130: 유기 발광 소자 131: 제1 전극
132: 유기 발광층 133: 제2 전극
134: 화소 정의층 140: 버퍼층
150: 비아층
Claims (9)
- 가요성의 제1 기판층, 가요성의 제2 기판층 및 상기 제1 기판층과 상기 제2 기판층 사이에 배치되는 도전층을 포함하는 기판;
상기 기판상에 위치하는 트랜지스터;
상기 트랜지스터 상에 위치하는 전기 광학 활성층을 포함하고,
상기 도전층은 도전성 고분자를 포함하는 가요성 표시 패널. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기판층 상에 위치하는 제1 배리어층을 더 포함하고,
상기 도전층은 상기 제1 기판층과 상기 제1 배리어층 사이에 배치되는, 가요성 표시 패널. - 제1항에 있어서,
상기 제1 기판층 상에 위치하는 제1 배리어층을 더 포함하고,
상기 도전층은 상기 제1 배리어층과 상기 제2 기판층 사이에 배치되는, 가요성 표시 패널. - 제1항에 있어서,
상기 도전층은 106 내지 109Ω/m2 범위의 면 저항을 가지는, 가요성 표시 패널. - 제1항에 있어서,
상기 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하며,
상기 도전층은 상기 게이트 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 어느 하나에 포함된 금속과 동일한 금속을 포함하는, 가요성 표시 패널. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 도전층은 메쉬 형상을 갖는, 가요성 표시 패널. - 제7항에 있어서,
상기 도전층은 나노 와이어로 이루어지는 메쉬인, 가요성 표시 패널. - 제1항에 있어서,
상기 기판과 상기 트랜지스터 사이에 형성되는 버퍼층을 더 포함하는, 가요성 표시 패널.
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