KR102586676B1 - 플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치 - Google Patents

플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 플렉서블 디스플레이 패널은 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 포함하여 무기물층에서 발생하는 크랙 및 크랙의 전파를 방지할 수 있고, 이를 플렉서블 디스플레이 장치에 적용할 경우 폴딩 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 무기물층에서의 콘택홀 형성을 위한 포토리소그래피 공정시 콘택홀, 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 동시에 제조할 수 있는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 제공함으로써 공정 시간 및 비용을 크게 감소시킬 수 있다.

Description

플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치{FLEXIBLE DISPLAY PANEL SUBSTRATE, METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF AND FLEXIBLE DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비 전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판표시장치의 구체적인 예로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 유기전계발광 표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 전기영동표시장치(Electrophoretic Display: EPD, Electric Paper Display), 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display device: FED), 전기발광표시장치(Electro luminescence Display Device: ELD) 및 전기습윤표시장치(Electro-Wetting Display: EWD) 등을 들 수 있다.
이러한 최근 연구에 부응하여 플라스틱과 같은 얇은 플렉서블 기판(flexible substrate) 상에 화소셀이 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 원하는 화상을 표시할 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치(flexible display device)가 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다.
도 1은 일반적인 상면 발광 방식의 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참고하면, 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치(100)에는 플렉서블 기판(110), 플렉서블 기판(110) 상에 형성되는 액티브층(121), 게이트 절연막(125), 게이트 전극(122), 층간 절연막(126), 소스 전극(123), 드레인 전극(124)을 포함하는 박막 트랜지스터(120)가 구비된다.
한편, 게이트 절연막(125) 상에는 외부전원으로부터 박막 트랜지스터(120)와 유기발광소자(160)에 신호전압을 인가하기 위한 패드부(130)가 형성되고, 다수의 배선을 통해 전기적으로 연결된다.
박막 트랜지스터(120) 상에는 패시베이션막(140)이 구비되고, 패시베이션막(140) 상에는 오버 코팅층(150)이 구비되며, 오버 코팅층(150) 상에는 반사층(161)이 구비되고, 반사층(161) 상에는 애노드(162), 유기 발광층(163) 및 캐소드(164)를 포함하는 유기발광소자(160)가 구비된다.
애노드(162) 및 오버 코팅층(150) 상에는 인접하는 서브 화소 영역 간을 구분하는 뱅크층(170)이 구비되고, 유기발광소자(160)의 캐소드(164) 상에는 봉지막(180)이 구비된다.
유기 발광 디스플레이 장치는 자발광소자인 유기발광소자를 포함하므로, 별도의 광원이 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치(100)는 화상을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시 영역 외곽의 비표시 영역(NA)으로 구분된다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치(100)가 휘어지거나 구부러지는 상황에서는 지속적인 스트레스로 인해 무기물층에서 크랙(crack)이 발생하고, 발생된 크랙은 내부로 전파된다.
도 2는 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치의 무기물층에서의 크랙 발생을 보여주는 측면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 유기 발광 디스플레이 장치(100)의 비표시 영역(NA)에 형성된 무기물층, 구체적으로 게이트 절연막(125), 층간 절연막(126) 및 패시베이션막(140)에 지속적인 스트레스가 가해지면 게이트 절연막(125), 층간 절연막(126) 및 패시베이션막(140)에 크랙이 발생되고, 발생된 크랙은 내부로 전파된다.
이를 방지하기 위해 셀 에지(cell edge) 영역을 포함하는 비표시 영역(NA)에 크랙이 발생하기 쉬운 무기물층을 제거하는 공정이 도입되고 있으나, 무기물층을 제거하기 위한 관련 노광 공정이 추가되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판의 비표시 영역에 구비된 무기물층에서 발생하는 크랙 및 크랙의 전파를 방지할 수 있도록 비표시 영역에 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 구비한 플렉서블 디스플레이 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 비표시 영역에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 구비하여 폴딩(folding) 신뢰성을 향상시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 추가적인 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정 없이 무기물층의 콘택홀 형성시 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 형성시킬 수 있는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 비표시 영역 상에 구비된 무기물층에 음각의 홈으로 형성된 크랙 방지부 및 음각의 패턴으로 형성된 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널을 제공한다.
이때, 기판은 발광 소자층을 구비하여 화상을 표시하는 표시 영역과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역을 포함하고, 비표시 영역에 구비된 무기물층인 게이트 절연막, 층간 절연막, 패시베이션막에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 형성한다.
크랙 방지부는 기판의 비표시 영역 최외측에 형성되고, 크랙 전파 방지부는 크랙 방지부의 내측에 형성된다. 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부는 기판이 폴딩되는 부분의 선분 방향과 교차되게 구비되어 크랙 발생을 방지하고 크랙이 표시 영역으로 전파되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부가 비표시 영역에 형성된 플렉서블 디스플레이 패널을 포함하여 폴딩 신뢰성이 향상된 플렉서블 디스플레이 장치를 제공한다.
아울러, 본 발명은 표시 영역에 콘택홀을 형성시키고 비표시 영역에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 동시에 형성시킬 수 있는 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
이때, 표시 영역 및 비표시 영역에 노광 공정을 수행한 후 플라즈마를 이용한 드라이 에칭 공정을 수행하여 표시 영역의 무기물층에 콘택홀, 비표시 영역의 무기물층에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 동시에 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 에지 영역을 포함하는 비표시 영역에 구비된 무기물층에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 형성시킴으로써 휘어지고 구부러짐에 의한 지속적인 스트레스로 발생하는 무기물층에서의 크랙 및 크랙의 전파를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 크랙 방지부를 포함하여 셀 커팅 (cell cutting) 공정으로 가해지는 물리적 충격에 의한 크랙 발생을 방지하고, 크랙 전파 방지부를 포함하여 플렉서블 디스플레이 패널의 지속적인 핸들링으로 인한 크랙 발생 및 크랙 전파를 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 무기물층에서 발생하는 크랙 및 크랙의 전파를 방지할 수 있는 플렉서블 디스플레이 패널을 다양한 플렉서블 디스플레이 장치에 적용함으로써 접거나 말아도 크랙이 발생하지 않으며, 발생된 크랙이 전파되지 않아 플렉서블 디스플레이 장치의 폴딩 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판 상에 구비되는 무기물층에 표시 영역에서의 콘택홀과 비표시 영역에서의 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 추가적인 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정 없이 동시에 형성시킬 수 있어 공정 비용 및 시간을 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 상면 발광 방식의 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치의 무기물층에서의 크랙 발생을 보여주는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예들에 따른 플렉서블 디스플레이 패널에 포함되는 주요 구성 요소들을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 무기물층 제거와 콘택홀 형성을 위한 드라이 에칭 공정을 나타낸 모식도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 3에 표시된 'R' 부분을 확대한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 크랙 방지 부재와 크랙 전파 방지 부재가 구비되는 위치를 나타낸 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 나타낸 개략도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널에 포함되는 주요 구성 요소들을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널(200)은 기판(210), 박막 트랜지스터(220), 패드부(230) 및 패시베이션막(240)을 포함하고, 비표시 영역(NA)에 구비되는 크랙 방지부(250)와 크랙 전파 방지부(260)를 포함한다.
기판(210)은 발광 소자층을 구비하여 화상을 표시하는 표시 영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(NA)을 포함하고, 기판(210) 상에는 복수 개의 무기물층이 적층된다. 이때, 복수 개의 무기물층은 버퍼층(미도시), 게이트 절연막(225), 층간 절연막(226) 및 패시베이션막(240)일 수 있다.
기판(210)에 구비되는 크랙 방지부(250)와 크랙 전파 방지부(260)는 기판(210)의 비표시 영역(NA)의 무기물층에서 각각 음각의 홈과 음각의 패턴으로 구비되고, 크랙 방지부(250)는 비표시 영역(NA)의 최외측에 구비되며, 크랙 전파 방지부(260)는 크랙 방지부(250)의 내측에 구비된다.
즉, 기판(210) 상에 구비되는 무기물층 중 콘택홀 형성을 위한 포토리소그래피 공정 시 표시 영역(DA)에 콘택홀을 형성시키는 동시에 비표시 영역(NA)에는 크랙 방지부(250)와 크랙 전파 방지부(260)를 형성시킬 수 있다.
이때, 크랙 방지부(250)는 비표시 영역(NA)의 최외측에 구비되어 셀 커팅 공정으로 가해지는 물리적 충격에 의한 크랙 발생의 원천을 제거하고, 크랙 전파 방지부(260)는 크랙 방지부(250)의 내측에 구비되어 플렉서블 디스플레이 패널(200)의 지속적인 핸들링으로 인한 크랙 발생 및 크랙 전파를 방지할 수 있다.
구체적으로, 기판(210) 상에는 액티브층(221)이 구비되고, 액티브층(221) 상에는 게이트 절연막(225)이 형성되는데, 게이트 절연막(225)에는 액티브층(221)의 일부 영역을 개구시키는 콘택홀을 갖도록 포토리소그래피 공정이 수행되고, 콘택홀은 액티브층(221)의 소스 영역 및 드레인 영역의 일부 영역을 개구시킬 수 있다.
이러한 포토리소그래피 공정시 비표시 영역(NA) 상의 게이트 절연막(225)에도 포토리소그래피 공정이 동시에 수행되어 크랙 방지부(250) 및 크랙 전파 방지부(260)가 형성된다.
또한, 콘택홀이 형성된 게이트 절연막(225) 상에는 게이트 전극(222) 및 패드부(230)가 구비되고, 게이트 전극(222) 상에는 층간 절연막(226)이 구비된다.
층간 절연막(226)은 액티브층(221)의 일부 영역을 개구시키고 패드부(230)를 개구시키는 콘택홀을 갖도록 포토리소그래피 공정이 수행되고, 이때 비표시 영역(NA)에는 크랙 방지부(250) 및 크랙 전파 방지부(260)가 형성된다.
층간 절연막(226) 상에는 소스 전극(223) 및 드레인 전극(224)이 구비되고, 박막 트랜지스터(220)는 전술한 액티브층(221), 게이트 절연막(225), 게이트 전극(222), 층간 절연막(226), 소스 전극(223) 및 드레인 전극(224)을 포함한다.
전술한 게이트 절연막(225), 층간 절연막(226) 및 패시베이션막(240) 각각에서 형성된 크랙 방지부(250) 및 크랙 전파 방지부(260)는 서로 합쳐질 수 있다.
종래에는 비표시 영역(NA)에 구비된 무기물층에서 발생하는 크랙을 방지하기 위해 비표시 영역에 적층된 무기물층을 제거하는 공정을 따로 수행하여야 하므로 관련 노광 공정이 추가되는 문제가 있다.
또한, 무기물층 제거를 위한 관련 노광 공정을 생략하기 위해 콘택홀 형성과 무기물층 제거를 동시에 하게 되면 다음과 같은 문제가 있다.
도 4는 무기물층 제거와 콘택홀 형성을 위한 드라이 에칭 공정을 나타낸 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 콘택홀 형성과 무기물층 제거를 위한 동시 에칭 공정시 무기물층이 제거되는 비표시 영역에 플라즈마가 몰려 콘택홀에서는 언더 에칭(under etching)이 발생하여 콘택홀 프로파일이 불량해지는 문제가 있다.
그러나, 본 발명에서는 콘택홀 형성을 위한 에칭 공정시 비표시 영역을 모두 에칭시키지 않으므로 플라즈마가 대면적에 몰리지 않아 로딩 이팩트(loading effect)가 발생하지 않는다. 따라서, 비표시 영역에 음각의 홈으로 크랙 방지부를 형성할 수 있고 음각의 패턴으로 크랙 전파 방지부를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 콘택홀 형성과정에서 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 동시에 형성시킬 수 있어 표시 영역과 비표시 영역 각각에 개별적인 포토리소그래피 공정 및 에칭 공정이 수행되지 않아 공정 비용 및 시간을 크게 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 크랙 방지부(250)와 크랙 전파 방지부(260)는 에칭 공정시 콘택홀 형성에 영향을 미치지 않으면서 셀 커팅을 위한 최소한의 영역을 남겨둬야 하므로, 크랙 방지부(250)는 비표시 영역(NA)의 최외측에서 100 ~ 250㎛의 폭(w1, cell edge scribing mininum margin)으로 형성될 수 있다. 도 3에서 도시된 CL은 셀 커팅 라인을 나타낸 것이다.
크랙 방지부(250)의 폭(w1)이 100 ㎛ 미만인 경우에는 셀 커팅 및 기판 폴딩시 크랙 발생 방지의 효과가 낮고 셀 커팅이 용이하지 않으며, 250 ㎛를 초과하는 경우에는 에칭 면적이 넓어져 표시 영역(DA)에 형성되는 콘택홀이 언더 에칭(under etching)되어 홀 불량의 위험성이 증가할 수 있다.
또한, 크랙 전파 방지부(260)의 폭(w2)은 크랙 방지부(250)의 폭 (w1)에 대해 1 ~ 4배로 형성될 수 있다. 크랙 전파 방지부(260)의 폭(w2)이 크랙 방지부(250)의 폭(w1)에 대해 1 배 미만인 경우에는 잦은 폴딩으로 발생된 크랙이 표시 영역까지 전파될 수 있고, 4배를 초과하는 경우에는 발생된 크랙의 전파 방지 효과는 우수하지만 비표시 영역이 넓어지는 문제가 있다.
또한, 크랙 전파 방지부(260)의 음각 패턴간 거리는 콘택홀 형성을 위한 드라이 에칭 공정에 의해 결정되며, 크랙 전파의 완충 효과를 최대화하면서 비표시 영역을 최소화하는 3 ~ 20 ㎛ 범위이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 3에 표시된 'R' 부분을 확대한 평면도이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널에 포함되는 크랙 전파 방지부(260a)는 크랙 방지부(250a)의 내측(도면에서 화살표 방향)에 구비되며, 복수 개의 막대 형상의 음각 패턴(261a)이 크랙 방지부(250a)와 나란하게 구비된 라인형 형상이다. 도면에서 헤칭으로 표시된 부분이 무기물층에서 음각 에칭된 부분이다.
또한, 도 5a에 도시된 확대도를 참고하면, 크랙 전파 방지부(260a)는 무기물층에서 발생하는 크랙의 진행 방향과 수직 방향으로 복수 개의 음각 패턴(261a)이 일정간격 이격되게 구비되어 크랙 경로를 차단할 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널에 포함된 크랙 전파 방지부(260b)는 크랙 방지부(250b)의 내측(도면에서 화살표 방향)에 구비되며, 사각형 형상의 음각 패턴(261b)이 크랙 방지부(250b)와 나란하게 구비되고, 사각형 형상의 각각의 음각 패턴(261b)은 서로 어긋나게 구비된 형상이다.
도 5b에 도시된 확대도를 참고하면, 크랙 전파 방지부(260b)는 무기물층에서 발생하는 크랙의 진행 방향과 수직 방향으로 복수 개의 음각 패턴(261b)이 일정간격으로 이격되게 구비되어 크랙 경로를 차단할 수 있다.
즉, 사각형 형상의 음각 패턴이 서로 어긋나게 구비되어 다양한 방향에서 발생하는 크랙의 전파를 방지할 수 있다.
또한, 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널에 포함된 크랙 전파 방지부(260c)는 복수 개의 삼각형 형상의 음각 패턴(261c)이 크랙 방지부(250c)와 나란하게 구비되고, 삼각형 형상의 각각의 음각 패턴(261c)은 서로 어긋나게 구비된 형상이다.
즉, 삼각형 형상의 음극 패턴이 서로 어긋나게 구비되어 다양한 방향에서 발생하는 크랙의 전파를 방지할 수 있다.
또한, 삼각형 형상의 음각 패턴(261c)에서 삼각형은 직각 삼각형일 수 있고, 직각 삼각형의 밑변 중 장변은 크랙 방지부(250c)와 평행한 방향으로 구비되고, 직각 삼각형에서 가장 작은 예각은 크랙 전파 방지부(260c)의 내부로 향하며, 표시 영역 방향(화살표 방향)을 중심으로 서로 대칭되게 구비된다.
크랙 전파 방지부(260c)가 전술한 형태로 구비됨으로써, 무기물층에서 발생된 크랙은 직각 삼각형 형상의 음각 패턴(261c)의 밑변 중 장변과 수직한 방향으로 전파하고, 전파된 크랙은 밑변과 대면하는 변에서 수직한 방향으로 외부로 방출되어 크랙 전파 방지부(260c)의 중앙으로 전파되게 한다.
이는 다양한 방향에서 발생된 크랙이 크랙 전파 방지부(260c)의 중앙 방향으로 전파되게 크랙을 수렴하여 상쇄시킬 수 있고, 크랙이 표시 영역까지 도달하지 못하게 한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 플렉서블 디스플레이 패널에 포함된 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부의 구비되는 위치를 나타낸 평면도이다.
도 6을 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치에서 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부는 플렉서블 디스플레이 장치가 폴딩되는 부분의 선분 방향(A-A')과 교차되게 구비된다.
즉, 폴딩되는 부분의 무기물층에서는 크랙이 발생할 수 있고, 발생된 크랙이 표시 영역까지 전파되는 것을 방지하기 위해 기판의 비표시 영역에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 구비한다. 장치가 폴딩되는 방향에 따라 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부의 위치는 상이할 수 있으며, 플렉서블 디스플레이 장치의 4면이 모두 폴딩되는 경우에는 4면 모두에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부가 구비될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참고하면, 기판(310)은 가요성을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자, 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름 형태일 수 있다.
기판(310)의 표시 영역(DA) 상에는 액티브층(321)이 구비된다. 액티브층(321)은 채널이 형성되는 채널 영역, 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324) 각각과 접촉하는 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 액티브층(321)은 산화물 반도체로 형성될 수 있으며, 통상적으로 액티브층(321)을 구성하는 물질이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
액티브층(321) 상에는 게이트 절연막(325)이 구비된다. 게이트 절연막(325)은 액티브층(321)과 게이트 전극(322)을 절연시킨다. 게이트 절연막(325)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(325)은 액티브층(321)의 일부 영역을 개구시키는 콘택홀을 갖도록 형성될 수 있고, 콘택홀은 액티브층(321)의 소스 영역 및 드레인 영역의 일부 영역을 개구시킬 수 있다.
또한, 게이트 절연막(325) 상에는 게이트 전극(322)이 구비된다. 게이트 전극(322)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
게이트 전극(322) 상에 층간 절연막(326)이 구비된다. 층간 절연막(326)은 게이트 절연막(325)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층으로 형성될 수 있고, 층간 절연막(326)은 액티브층(321)의 일부 영역을 개구시키는 콘택홀을 갖도록 형성될 수 있고, 콘택홀은 액티브층(321)의 소스 영역 및 드레인 영역의 일부 영역을 개구시킬 수 있다.
층간 절연막(326) 상에는 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324)이 형성된다. 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324) 각각은 층간 절연막(326)과 게이트 절연막(325)에 형성된 콘택홀을 통해 액티브층(321)의 소스 영역 및 드레인 영역 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
액티브층(321), 게이트 절연막(325), 게이트 전극(322), 층간 절연막(326), 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324)을 포함하는 박막 트랜지스터(320)는 기판(310) 상에서 표시 영역(DA)의 각각의 화소 영역 또는 각각의 서브 화소 영역마다 형성될 수 있고, 각각의 화소 영역 또는 각각의 서브 화소 영역에 대한 독립 구동을 가능하게 할 수 있다.
또한, 게이트 절연막(325) 상에는 패드부(330)가 형성된다. 패드부(330)가 게이트 배선에 게이트 신호를 인가하는 게이트 드라이버 IC를 연결하기 위한 구성인 경우 게이트 전극과 동일 층상에서 동일 물질로 형성된다. 패드부(330)가 데이터 배선에 데이터 신호를 인가하는 데이터 드라이버 IC를 연결하기 위한 구성인 경우 패드부(330)는 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324)과 동일 층상에서 동일 물질로 형성될 수 있다.
다음으로, 소스 전극(323) 및 드레인 전극(324) 상에 패시베이션막(340)이 형성된다. 패시베이션막(340)은 소스 전극(323) 또는 드레인 전극(324)을 노출시키는 콘택홀을 갖도록 형성될 수 있다. 패시베이션막(340)은 보호층으로서, 층간 절연막(326) 및/또는 게이트 절연막(325)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 물질 중 하나로 구성된 단일층 또는 이들의 복수층으로 형성될 수 있다.
비표시 영역(NA)의 게이트 절연막(325), 층간 절연막(326) 및 패시베이션막(340)에는 전술한 바와 같이, 크랙 방지부(350) 및 크랙 전파 방지부(360)가 형성된다.
표시 영역(DA)의 패시베이션막(340) 상에는 오버 코팅층(370)이 형성된다. 오버 코팅층(370)은 기판(310)의 상부를 평탄화시키기 때문에 평탄화막으로도 지칭될 수 있고, 오버 코팅층(370)은 소스 전극(323) 또는 드레인 전극(324)을 노출시키는 콘택홀을 갖도록 형성될 수 있다. 오버 코팅층(370)은 수지 물질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 다양한 물질로 형성될 수 있다.
오버 코팅층(370) 상에는 애노드(382), 유기 발광층(383) 및 캐소드(384)를 포함하는 유기 발광 소자(380)가 형성된다. 유기 발광 소자(380)는 애노드(382)에서 공급되는 정공(hole)과 캐소드(384)에서 공급되는 전자(electron)가 유기 발광층(383)에서 결합되어 광이 발광되는 원리로 구동되어 화상을 형성한다.
구체적으로, 오버 코팅층(370) 상에는 애노드(382)가 형성되고, 애노드(382)는 표시 영역(DA)의 각각의 서브 화소 영역별로 분리되어 형성될 수 있다. 애노드(382)는 오버 코팅층(370)에 형성된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(320)의 소스 전극(323)과 연결될 수 있다.
애노드(382)는 정공을 공급하여야 하므로 일함수(work function)가 높은 도전성 물질로 형성된다. 애노드(382)는 일함수가 높은 투명 도전층을 포함할 수 있고, 투명 도전층은 투명 도전성 산화물(transparent conductive oxide; TCO)로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 주석 아연 산화물(ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide), 주석 산화물(Tin Oxide) 로 형성될 수 있다.
플렉서블 디스플레이 장치(300)가 탑 에미션 방식의 유기 발광 표시 장치인 경우, 애노드(382)는 투명 도전층 하부에 형성되는 반사층(381)을 더 포함할 수 있다.
이는 유기 발광층(383)에서 발광하는 빛을 유기 발광 표시 장치의 상부로 방출시키기 위한 것으로, 전술한 바와 같이 애노드(382)가 투명 도전층만으로 이루어지는 경우, 유기 발광층(383)에서 애노드(382) 측으로 발광하는 빛은 기판(310) 하부로 방출되어 소실되기도 하며, 이러한 경우 유기 발광 표시 장치의 광효율은 감소하게 된다.
애노드(382) 및 오버 코팅층(370) 상에는 뱅크층(390)이 형성된다. 뱅크층(390)은 인접하는 서브 화소 영역 간을 구분하는 역할을 하여, 인접하는 서브 화소 영역 사이에 배치될 수 있다.
또한, 뱅크층(390)은 애노드(382)의 일부를 개구시키도록 형성될 수 있다. 뱅크층(390)은 유기 절연 물질, 예를 들어, 폴리이미드, 포토아크릴(photo acryl), 벤조사이클로뷰텐(BCB) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
애노드(382) 상에는 유기 발광층(383)이 형성된다. 유기 발광층(383)은 각각 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기발광패턴으로 구성될 수 있고, 유기 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있다.
유기 발광층(383) 상에는 캐소드(384)가 형성된다. 캐소드(384)는 음극, 공통 전극 또는 제2 전극으로도 지칭될 수 있다. 캐소드(384)는 별도의 전압 배선에 연결되어 표시 영역(DA)의 모든 서브 화소 영역에 동일한 전압을 인가할 수 있다.
캐소드(384)는 전자를 공급하여야 하므로, 전기 전도도가 높고 일함수가 낮은 물질로 형성된다. 예를 들어, 캐소드(384)가 일함수가 낮은 금속성 물질로 형성되는 경우, 은(Ag), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo) 또는 은(Ag)과 마그네슘 (Mg)의 합금 등과 같은 금속성 물질을 수백 Å 이하의 두께, 예를 들어, 200Å 이하로 형성하여 캐소드(384)를 구성할 수 있다.
캐소드(384) 상에는 유기발광소자(380)를 커버하는 밀봉 부재로서 봉지막(391)이 형성된다. 봉지막(391)은 박막 트랜지스터(320)와 유기발광소자(380) 등과 같은 플렉서블 디스플레이 장치(300) 내부의 구성 요소들을 습기, 공기, 충격 등으로부터 보호할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법에서 기판 상에 구비되는 무기물층 중 게이트 절연막에 콘택홀, 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부의 제조 과정을 나타낸 개략도이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 일실시예에 따른 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하는 기판 상에 무기물층을 구비하는 단계(S100);
상기 무기물층 상에 포토레지스트를 도포한 후 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역에 노광 공정을 수행하는 단계(S200); 및
상기 노광 공정 후 드라이 에칭 공정을 수행하여 상기 표시 영역에 콘택홀을 구비하고, 상기 비표시 영역에 크랙 방지부 및 크랙 전파 방지부를 구비하는 단계(S300);를 포함하는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 액티브층(421)이 형성된 기판(410) 상에 무기물층인 게이트 절연막(425)를 형성시킨다.
게이트 절연막(425) 상에는 포토리소그래피 공정을 위한 포토레지스트막(470)을 형성시키고, 포토레지스트막(470)은 포지티브 포토레지스트를 사용한다. 그리고, 포토레지스트막(470)과 대향하여 마스크(480)를 배치한다.
마스크(480)에는 차단부(481)와 투과부(482)가 구비되고, 마스크(480)의 투과부(482)는 표시 영역의 게이트 절연막(425)에 형성되는 콘택홀(427)과 비표시 영역의 게이트 절연막(425)에 형성되는 크랙 방지부(450) 및 크랙 전파 방지부(460)와 대응되게 배치된다. 광이 조사되면 노광된 부분의 포토레지스트막(470)은 제거된다.
노광 공정 후 포토레지스트막(470)이 제거된 게이트 절연막(425)에 에칭 공정을 수행하여 콘택홀(427), 크랙 방지 부재(450) 및 크랙 전파 방지 부재(460)를 형성시킨 후 포토레지스트막(470)를 제거한다.
도 8에서는 게이트 절연막(425)의 표시 영역에 콘택홀(427)이 형성되고, 비표시 영역에 크랙 방지부(450) 및 크랙 전파 방지부(460)가 형성되는 것으로만 한정하여 설명하였으나, 기판(410) 상에 구비되는 무기물층에서 포토리소그래피 공정이 수행되는 게이트 절연막(425), 층간 절연막 및 패시베이션막 모두에 포토리소그래피 공정 및 드라이 에칭 공정이 수행되어 콘택홀 형성과 함께 크랙 방지부(450) 및 크랙 전파 방지부(460)를 형성시킬 수 있다.
이때, 에칭 공정으로 플라즈마를 이용한 드라이 에칭 공정을 수행하게 되는데, 플라즈마에 의해 활성화된 라디칼, 전자 등에 의해 하전 손상(Charge Damage) 없이 마이크로 미터 단위의 선폭 에칭이 가능하며, 대면적에 플라즈마가 조사되지 않아 콘택홀 프로파일의 불량 우려 없이 크랙 방지부(450)와 크랙 전파 방지부(460)를 형성시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 콘택홀(427)과 크랙 방지부(450) 및 크랙 전파 방지부(460)를 동시에 형성시킬 수 있어 노광 공정이 추가되는 부하를 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 통상의 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 따라서, 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 이해될 수 있을 것이다.
100: 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치
110, 210, 310, 410: 기판
120, 220, 320: 박막 트랜지스터
121, 221, 321, 421: 액티브층
122, 222, 322: 게이트 전극
123, 223, 323: 소스 전극
124, 224, 324: 드레인 전극
125, 225, 325, 425: 게이트 절연막
126, 226, 326: 층간 절연막
130, 230, 330: 패드부
140, 240, 340: 패시베이션막
150, 370: 오버 코팅층
160, 380: 유기발광소자
161, 381: 반사층
162, 382: 애노드
163, 383: 유기 발광층
164, 384: 캐소드
170, 390: 뱅크층
180, 391: 봉지막
200: 플렉서블 디스플레이 패널
250, 250a, 250b, 250c, 350, 450: 크랙 방지부
260, 260a, 260b, 260c, 360, 460: 크랙 전파 방지부
261a, 261b, 261c: 음각 패턴
300: 플렉서블 디스플레이 장치
427: 콘택홀
470: 포토레지스트막
480: 마스크
481: 차단부
482: 투과부

Claims (11)

  1. 화상을 표시하는 표시 영역과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 구비되는 무기물층; 및
    상기 기판의 비표시 영역에 구비된 무기물층에서 음각의 홈으로 구비된 크랙 방지부 및 음각의 패턴으로 구비된 크랙 전파 방지부를 포함하고,
    상기 크랙 방지부는 상기 비표시 영역의 최외측에 구비되고, 상기 크랙 전파 방지부는 상기 크랙 방지부의 내측에 구비되고,
    상기 크랙 전파 방지부는 복수 개의 삼각형 형상의 음각 패턴이 상기 크랙 방지부와 나란하게 구비되고, 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 서로 어긋나게 구비되고,
    상기 비표시 영역의 적어도 일부에서 삼각형의 가장 작은 예각을 갖는 꼭지점들이 마주하도록 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 표시 영역 방향을 중심으로 서로 대칭되게 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 크랙 방지부 및 상기 크랙 전파 방지부는 상기 기판이 폴딩되는 부분의 선분 방향과 교차되게 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 크랙 방지부는 상기 비표시 영역의 최외측에서 100 ~ 250 ㎛의 폭으로 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 크랙 전파 방지부는 상기 크랙 방지부의 폭에 대해 1 ~ 4배의 폭으로 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 삼각형 형상은 직각삼각형이고, 상기 직각삼각형의 밑변 중 장변이 상기 크랙 방지부와 나란하게 배치되고 상기 직각삼각형의 빗변이 상기 표시 영역을 향하도록 상기 삼각형 형상의 음각 패턴이 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    서로 대칭되는 상기 삼각형 형상의 음각 패턴 중 일부는 서로 꼭지점이 접하는 플렉서블 디스플레이 패널.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 구비되는 무기물층은 박막 트랜지스터를 구성하는 게이트 절연막, 층간 절연막 및 패시베이션막 중 하나 이상인 플렉서블 디스플레이 패널.
  8. 화상을 표시하는 표시 영역과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 구비되는 액티브층, 게이트 절연막, 게이트 전극, 층간 절연막, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 구비되는 패시베이션막; 및
    상기 기판의 비표시 영역 상에 구비된 게이트 절연막, 층간 절연막 및 패시베이션막에서 음각의 홈으로 구비된 크랙 방지부 및 음각의 패턴으로 구비된 크랙 전파 방지부를 포함하고,
    상기 크랙 방지부는 상기 비표시 영역의 최외측에 구비되고, 상기 크랙 전파 방지부는 상기 크랙 방지부의 내측에 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널을 포함하고,
    상기 크랙 전파 방지부는 복수 개의 삼각형 형상의 음각 패턴이 상기 크랙 방지부와 나란하게 구비되고, 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 서로 어긋나게 구비되고,
    상기 비표시 영역의 적어도 일부에서 삼각형의 가장 작은 예각을 갖는 꼭지점들이 마주하도록 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 표시 영역 방향을 중심으로 서로 대칭되게 구비되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 삼각형 형상은 직각삼각형이고, 상기 직각삼각형의 밑변 중 장변이 상기 크랙 방지부와 나란하게 배치되고 상기 직각삼각형의 빗변이 상기 표시 영역을 향하도록 상기 삼각형 형상의 음각 패턴이 구비되는 플렉서블 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    서로 대칭되는 상기 삼각형 형상의 음각 패턴 중 일부는 서로 꼭지점이 접하는 플렉서블 디스플레이 장치.
  11. 화상을 표시하는 표시 영역 및 화상을 표시하지 않는 비표시 영역을 포함하는 기판 상에 무기물층을 구비하는 단계; 및
    상기 무기물층 상에 포토레지스트를 도포한 후 상기 표시 영역과 상기 비표시 영역에 노광 공정을 수행하는 단계; 및
    상기 노광 공정 후 드라이 에칭 공정을 수행하여 상기 표시 영역에 콘택홀을 구비하고, 상기 비표시 영역에 크랙 방지부와 크랙 전파 방지부를 구비하는 단계;를 포함하고,
    상기 크랙 전파 방지부는 복수 개의 삼각형 형상의 음각 패턴이 상기 크랙 방지부와 나란하게 구비되고, 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 서로 어긋나게 구비되고,
    상기 비표시 영역의 적어도 일부에서 삼각형의 가장 작은 예각을 갖는 꼭지점들이 마주하도록 상기 삼각형 형상의 음각 패턴은 표시 영역 방향을 중심으로 서로 대칭되게 구비되는 플렉서블 디스플레이 패널의 제조방법.
KR1020160058384A 2016-05-12 2016-05-12 플렉서블 디스플레이 패널, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 플렉서블 디스플레이 장치 KR102586676B1 (ko)

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