KR20090100638A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 알칼리계 유리 기판, 상기 유리 기판 위에 접촉하고 있는 투명 유기막, 그리고 상기 투명 유기막 위에 형성되어 있는 박막 소자 구조물을 포함한다. 이렇게 하면 표시 장치의 제조 단가를 줄일 수 있다.
표시 장치, 알칼리계 유리 기판, 소다 라임 유리 기판, 투명 유기막

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소다 라임 유리 기판을 사용한 표시 장치에 관한 것이다.
현재 표시 장치는 평판 표시 장치(flat panel display)가 폭발적으로 시장을 점유하면서 급속한 성장을 하고 있다. 평판 표시 장치(flat panel display)는 화면의 크기에 비해 두께가 얇은 표시 장치를 말하며, 널리 사용되는 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치(liquid crystal display), 플라즈마 표시 장치(plasma display panel), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting display) 및 전기 영동 표시 장치 등이 있다.
액정 표시 장치는 가장 널리 사용되고 있는 표시 장치로서, 기판에 전극이 형성된 두 장의 표시판과 그 사이에 들어 있는 액정층을 포함하며, 전극에 전압을 인가하여 액정층의 액정 분자들의 정렬 방향을 제어함으로써 투과되는 빛의 양을 조절한다. 플라즈마 표시 장치는 기체 방전에 의해 생성된 플라즈마를 이용하여 영상을 구현하는 표시 장치이다. 전기 영동 표시 장치는 전기 영동 현상을 이용하여 그림이나 글자를 반복적으로 표시하고 지울 수 있는 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 음극(전자주입전극)과 양극(정공주입전극)으로부터 각각 전자와 정공을 유기 발광층 내로 주입시켜 이 전자와 정공이 결합하여 생성되는 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광하는 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 두께를 현저히 줄이면서도 화질과 반응 속도, 명암비 등 많은 부분에서 액정 표시 장치를 압도하고 있어 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
이러한 표시 장치들은 통상 절연 기판과 그 위에 적층되어 있는 박막 소자 구조물을 포함한다. 절연 기판은 유리와 같은 투명 물질로 만들어질 수 있는데, 유리로 만들어진 기판은 알칼리 성분이 함유되어 있지 않은 무알칼리계 유리 기판과 알칼리 성분이 함유되어 있는 알칼리계 유리 기판으로 나눌 수 있다.
이 중 무알칼리계 유리 기판은 약 1700℃의 고온에서 용융하고 유리 양면이 공기에 의해 냉각되는 퓨전(fusion) 공법에 의해 제조되므로 제조 비용이 높다. 한편 알칼리계 유리 기판은 비교적 낮은 용융 온도에서 제조할 수 있으므로 무알칼리계 유리 기판에 비하여 제조 비용을 낮출 수는 있지만, 후속하는 박막 소자 구조물 형성 공정 중 기판 중에 함유되어 있는 알칼리 성분이 용출될 수 있어서 박막 소자 구조물의 안정성에 영향을 미칠 수 있다.
표시 장치 산업의 치열한 경쟁 속에서 표시 장치 시장을 주도하기 위해서는 제조 단가를 줄여 가격 경쟁력을 갖추어야 한다. 따라서 본 발명은 알칼리계 유리 기판을 사용하여 제조 단가를 줄임으로써 경쟁력을 제고할 수있는 동시에 박막 소 자 구조물의 안정성을 확보할 수표시 장치를 제공한다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 알칼리계 유리 기판, 상기 유리 기판 위에 접촉하고 있는 투명 유기막, 그리고 상기 투명 유기막 위에 형성되어 있는 박막 소자 구조물을 포함한다.
상기 유리 기판은 소다 라임 유리 기판일 수 있다.
상기 유기막의 유리 전이 온도가 220℃ 이상일 수 있다.
상기 유기막은 폴리이미드일 수 있다.
상기 유기막의 두께는 0.3㎛ 내지 50㎛일 수 있다.
상기 유기막의 표면 저항은 2x1017Ωcm 이하일 수 있다.
상기 박막 소자 구조물은 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 박막 소자 구조물은 유기 발광 소자를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 박막 소자 구조물 위에 위치하는 액정층을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 박막 소자 구조물 위에 위치하는 전기 영동 활성층을 더 포함할 수 있다.
상기 박막 소자 구조물은 색필터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 표시 장치의 기판으로 가격이 저렴한 알칼리계 유리 기판을 사용하므로 표시 장치의 제조 단가를 줄일 수 있다. 또한 알칼리계 유리 기판 바로 위에 투명 폴리이미드를 형성함으로써 박막 소자 구조물의 제조 불량률을 줄일 수 있다. 나아가 투명 폴리이미드는 표시 장치의 제조 공정 중 배향 재료 등으로 널리 사용되고 있으므로, 이를 알칼리계 유리 기판 위에 형성하는 공정은 간편하고 편리하게 수행될 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면, 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 도 1 및 도 2를 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 액정표시 장치는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200), 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)은 기판과 그 위의 박막 소자 구조물을 포함한다. 기판은 소다 라임 유리로 만들어진다. 박막 소자 구조물은 투명 유기막, 화소 전극, 박막 트랜지스터, 각종 신호선 등을 포함한다.
상부 표시판(200)은 하부 표시판(100)과 마주하며 하부 표시판(100)보다 크기가 작아서 하부 표시판(100)의 가장자리 일부가 상부 표시판(200)으로 가리지 않고 노출된다. 상부 표시판(200)은 기판과 박막 구조물을 포함한다. 기판은 소다 라임 유리로 만들어진다. 박막 구조물은 투명 유기막, 공통 전극, 색필터, 차광 부재(light blocking member) 등을 포함한다.
액정 표시 장치는 또한 가요성 인쇄 회로막(410, 510), 집적 회로 칩(430, 530), 인쇄 회로 기판(450, 550) 및 도전성 접착제(conductive adhesive)(470, 570)를 포함한다.
가요성 인쇄 회로막(410, 510)의 한쪽 끝 부분은 도전성 접착제(470, 570)를 통하여 하부 표시판(100)의 노출된 가장자리 부분에 부착되고, 다른 쪽 끝 부분은 도전성 접착제(470, 570)를 통하여 신호 공급부인 인쇄 회로 기판(450, 550)에 부착되어 있다. 집적 회로 칩(430, 530)은 가요성 인쇄 회로막(410, 510) 위에 형성되어 있다(TCP 방식). 가요성 인쇄 회로막(410, 510)은 휘어진 상태로 배치될 수 있으며, 이때 인쇄 회로 기판(450, 550)은 하부 표시판(100)의 아래쪽에 위치한다(bent TCP). 가요성 인쇄 회로막(410, 510)은 휘어지지 않고 평행하게 배치될 수도 있다(flat TCP). 한편 집적 회로 칩(430, 530)은 하부 표시판(100) 위에 직접장착될 수도 있다(COG/FOG 방식).
조명부(80)는 하부 표시판(100) 아래에 배치되고 덮개(60)는 상부 표시판(200) 위에 배치된다. 하부 표시판(100) 및 상부 표시판(200)은 덮개(60)를 이용하여 조명부(80)에 안정적으로 고정될 수 있다.
하부 표시판(100 및 상부 표시판(200)의 상세 구조에 대해서는 도 2를 참고하여 설명한다.
하부 기판(110) 위에는 투명 유기막(115)이 형성되어 있다. 하부 기판(110)은 가격이 저렴한 소다 라임 유리로 만들어진다. 투명 유기막(115)은 폴리이미드(polyimide)로 만들어지며, 하부 기판(110)과 접촉하고 있다. 투명 유기막(115)은 유리와 동등한 투명도를 가질 수 있고, 유리 전이 온도(glass transition temperature, Tg)가 350℃ 내지 550℃로 고온 공정에 사용 가능하며, 열팽창 계수가 3ppm 내지 80ppm이다. 또한 투명 유기막(115)의 굴절률은 1.5 내지 1.6이고, 표면 저항은 1x1017Ωcm 내지 2x1017Ωcm 이고, 유전 상수(dielectric constant)는 2.5MHz 내지 3.5MHz이고, 영의 모듈러스(Young's modulus)는 1.5GPa 내지 5GPa이다. 한편, 투명 유기막(115)은 유리 전이 온도가 220℃ 이상인 다른 유기물로 만들어질 수도 있다.
투명 유기막(115)은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 및 슬릿 코팅(spin & slit coating), 슬롯 다이(slot dye), 그라비어 인 쇄(gravure) 등의 방법으로 하부 기판(110) 위에 형성될 수 있으며, 150℃ 내지 250℃로 경화될 수 있다. 이렇게 하면, 투명 유기막(115)이 하부 기판(110) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮을 수 있다. 따라서 하부 기판(110)에 있는 불순물 및 알칼리 성분이 그 위에 있는 다른 박막 소자 구조물에 영향을 미치지 못한다.
투명 유기막(115)의 두께(t)는0.3㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 0.3㎛ 미만일 경우, 투명 유기막(115)을 하부 기판(110) 위에 균일하게 형성하는 것이 어렵고 투명 유기막(115)이 하부 기판(110) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮지 못하여 표시 장치 제조 시 불량 발생률이 높아진다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 50㎛를 초과할 경우, 투과율이 떨어지고, 경화 시 투명 유기막(115)이 휘어질 수 있다. 나아가 투명 유기막(115)을 두껍게 형성하는 공정은 어려우며, 두꺼워진 정도에 비례하여 유리한 효과가 발생하지 않는다.
투명 유기막(115) 위에 복수의 게이트선(gate line)(도시하지 않음) 및 복수의 유지 전극(storage electrode)(133)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다. 게이트선은 게이트 신호를 전달하며 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층이나 집적 회로 칩(430)과의 연결을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 유지 전극(133)은 게이트선과 분리되어 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(gate insulating layer)(140), 복수의 반도체(154), 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163, 165), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(drain electrode)(175)이 차례로 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며, 게이트 전극(124)을 향하여 뻗은 복수의 소스 전극(source electrode)(173)과 다른 층 또는 집적 회로 칩(530)과의 연결을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
저항성 접촉 부재(163, 165)는 그 아래의 반도체(154)와 그 위의 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 사이에 존재하며 이들 사이의 접촉 저항을 낮추어 준다. 반도체(154)에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)으로 덮이지 않는 노출된 부분이 존재한다.
반도체(154)의 노출된 부분, 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(contact hole)(185)이 형성되어 있다. 그리고 게이트선 및 데이터선(171)의 끝 부분을 노출하는 접촉 구멍(도시하지 않음)이 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
보호막(180) 위에는 또한 복수의 접촉 보조 부재가 형성될 수 있다. 접촉 보조 부재는 접촉 구멍을 통하여 게이트선의 끝 부분 및 데이터선(171)의 끝 부분과 각각 연결된다.
화소 전극(191) 위에는 배향막(alignment layer)(11)이 형성되어 있다. 배향막(11)은 유기 물질 또는 무기 물질로 만들어질 수 있으며, 특히 폴리이미드가 널리 사용된다.
위에서 설명한 박막 트랜지스터 등 박막 소자 구조물은 투명 유기막(115) 위에 형성되어 있으므로, 하부 기판(110)에 함유되어 있는 알칼리 성분 및 불순물로 인하여 동작 불량이 발생하지 않는다. 나아가 하부 기판(110) 위에 투명 유기막(115)이 있음으로 인하여 박막 트랜지스터의 특성을 향상할 수 있다. 도6은 하부 기판(110) 위에 투명 유기막(115)의 유무에 따른 박막 트랜지스터의 작동 결과를 나타낸 그래프이다. 그래프의 실선은 소다 라임 유리로 만들어진 하부 기판(110) 위에 투명 유기막(115)이 있을 때의 작동 결과이고, 점선은 투명 유기막(115)이 없을 때의 작동 결과이다. 도 6에서 보는 바와 같이, 오프 전류(gate voltage -7V 기준)일 때 투명 유기막(115)이 없는 경우 드레인 전류는 10-11A를 나타내고 있으며, 투명 유기막(115)이 있는 경우 드레인 전류는 10-12A를 나타내고 있 다. 온 전류(gate voltage 20V 기준)일 때는 투명 유기막(115)이 있는 경우나 없는 경우 모두 드레인 전류가 유사한 값을 나타내고 있다. 즉 이러한 실험 결과를 통해 투명 유기막(115)이 있는 경우 박막 트랜지스터의 특성이 향상됨을 알 수 있다.
상부 기판(210) 위에도 투명 유기막(215)이 형성되어 있다. 상부 기판(210)은 하부 기판(110)과 마찬가지로 소다 라임 유리로 만들어진다. 투명 유기막(215)은 폴리이미드(polyimide)로 만들어지며, 상부 기판(210)과 접촉하고 있다. 투명 유기막(215)은 유리와 동등한 투명도를 가질 수 있고, 유리 전이 온도가 350℃ 내지 550℃로 고온 공정에 사용 가능하며, 열팽창 계수가 3ppm 내지 80ppm이다. 또한 투명 유기막(115)의 굴절률은 1.5 내지 1.6이고, 표면 저항은 1x1017Ωcm 내지 2x1017Ωcm 이고, 유전 상수(dielectric constant)는 2.5MHz 내지 3.5MHz이고, 영의 모듈러스(Young's modulus)는 1.5GPa 내지 5GPa이다. 한편, 투명 유기막(215)은 유리 전이 온도가 220℃ 이상인 다른 유기물로 만들어질 수도 있다.
투명 유기막(215)은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 및 슬릿 코팅(spin & slit coating), 슬롯 다이(slot dye), 그라비어 인쇄(gravure) 등의 방법으로 상부 기판(210) 위에 형성될 수 있으며, 150℃ 내지 250℃로 경화될 수 있다. 이렇게 하면, 투명 유기막(215)이 상부 기판(210) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮을 수 있다. 따라서 상부 기판(210)에 있는 불순물 및 알칼리 성분이 그 위에 있는 다른 박막 소자 구조물에 영향을 미치지 못한다.
투명 유기막(215)의 두께(t)는 0.3㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 투명 유기막(215)의 두께(t)가 0.3㎛ 미만일 경우, 투명 유기막(215)을 상부 기판(210) 위에 균일하게 형성하는 것이 어렵고 투명 유기막(215)이 상부 기판(210) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮지 못하여 표시 장치 제조 시 불량 발생률이 높아진다. 투명 유기막(215)의 두께(t)가 50㎛를 초과할 경우, 투과율이 떨어지고, 경화 시 투명 유기막(215)이 휘어질 수 있다. 나아가 투명 유기막(215)을 두껍게 형성하는 공정은 어려우며, 두꺼워진 정도에 비례하여 유리한 효과가 발생하지 않는다.
투명 유기막(215) 위에 차광 부재(light blocking member)(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 화소 전극(191)과 마주보며 화소 전극(191)과 거의 동일한 모양을 가지는 복수의 개구부(225)를 가지고 있으며, 화소 전극(191) 사이의 빛샘을 막는다.
상부 기판(210) 및 차광 부재(220) 위에는 덮개막(overcoat)(250)이 형성되어 있다. 덮개막(250)은 절연물로 만들어질 수 있으며 평탄면을 제공한다. 덮개막(250)은 생략할 수 있다.
덮개막(250) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있으며, 공통 전극(270)은ITO, IZO 등의 투명한 도전체 따위로 만들어진다. 투명 유기막(215)과 덮개막(250) 사이에는 복수의 색필터(230)가 형성되어 있으며, 덮개막(250)은 색필터(230)가 노출되는 것을 방지한다. 각 색필터(230)는 차광 부재(220)의 개구부(225) 내에 대부분 존재하며, 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 하나를 표시할 수 있다.
상부 표시판(200)과 하부 표시판(100) 사이에는 액정층(3)이 위치한다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도 3 및 도 4를 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이고, 도 4는 도 3의유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
기판(110) 위에는 투명 유기막(115)이 형성되어 있다. 기판(110)은 소다 라임 유리로 만들어진다. 투명 유기막(115)은 폴리이미드(polyimide)로 만들어지며, 기판(110)과 접촉하고 있다. 투명 유기막(115)은 유리와 동등한 투명도를 가질 수 있고, 유리 전이 온도가 350℃ 내지 550℃로 고온 공정에 사용 가능하며, 열팽창 계수가 3ppm 내지 80ppm이다. 또한 투명 유기막(115)의 굴절률은 1.5 내지 1.6이고, 표면 저항은 1x1017Ωcm 내지 2x1017Ωcm 이고, 유전 상수(dielectric constant)는 2.5MHz 내지 3.5MHz이고, 영의 모듈러스(Young's modulus)는 1.5GPa 내지 5GPa이다.
한편, 투명 유기막(115)은 유리 전이 온도가 220℃ 이상인 다른 유기물로 만들어질 수도 있다.
투명 유기막(115)은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 및 슬릿 코팅(spin & slit coating), 슬롯 다이(slot dye), 그라비어 인쇄(gravure) 등의 방법으로 기판(110) 위에 형성될 수 있으며, 150℃ 내지 250℃로 경화될 수 있다. 이렇게 하면, 투명 유기막(115)이 기판(110) 위에 존재하는 불순 물을 완전히 덮을 수 있다. 따라서 기판(110)에 있는 불순물 및알칼리 성분이 그 위에 있는 다른 박막 소자 구조물에 영향을 미치지 못한다.
투명 유기막(115)의 두께(t)는 0.3㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 0.3㎛ 미만일 경우, 투명 유기막(115)을 기판(110) 위에 균일하게 형성하는 것이 어렵고 투명 유기막(115)이 기판(110) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮지 못하여 표시 장치 제조 시 불량 발생률이 높아진다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 50㎛를 초과할 경우, 투과율이 떨어지고, 경화 시 투명 유기막(115)이 휘어질 수 있다. 나아가 투명 유기막(115)을 두껍게 형성하는 공정은 어려우며, 두꺼워진 정도에 비례하여 유리한 효과가 발생하지 않는다.
투명 유기막(115) 위에 제1 제어 전극(control electrode)(124a)을 포함하는 복수의 게이트선(121)과 복수의 제2 제어 전극(124b)을 포함하는 복수의 게이트 도전체가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함하며, 제1 제어 전극(124a)은 게이트선(121)으로부터 위로 뻗어 있다. 제2 제어 전극(124b)은 게이트선(121)과 분리되어 있으며 어느 한쪽으로 길게 뻗은 유지 전극(127)을 포함한다.
게이트 도전체(121, 124a, 124b, 127) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 제1 반도체(154a)와 제2 반도체(154b)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 제어 전극(124a)과 중첩하며 제2 반도체(154b)는 제2 제어 전극(124b)과 중첩한다.
제1 및 제2 반도체(154a, 154b) 위에는 각각 제1 저항성 접촉 부재(163a, 165a)와 제2 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 제1 저항성 접촉 부재(163a, 165a)는 쌍을 이루어 제1 반도체(154a) 위에 배치되어 있고, 제2 저항성 접촉 부재(163b, 165b) 또한 쌍을 이루어 제2 반도체(154b) 위에 배치되어 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171)과 복수의 구동 전압선(172)과 복수의 제1 및 제2 출력 전극(output electrode)(175a, 175b)을 포함하는 복수의 데이터 도전체(data conductor)가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 제어 전극(124a)을 향하여 뻗은 복수의 제1 입력 전극(input electrode)(173a)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 구동 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 구동 전압선(172)은 제2 제어 전극(124b)을 향하여 뻗은 복수의 제2 입력 전극(173b)을 포함하며, 유지 전극(127)과 중첩된 부분을 포함한다.
제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)과도 분리되어 있다. 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a)은 제1 제어 전극(124a)을 중심으로 서로 마주보고, 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b)은 제2 제어 전극(124b)을 중심으로 서로 마주본다.
데이터 도전체(171, 172, 175a, 175b) 및 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄할 수 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(182, 185a, 185b)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 제2 제어 전극(124b)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181, 184)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(pixel electrode)(191), 복수의 연결 부재(connecting member)(85) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(81, 82)가 형성되어 있다. 연결 부재(85)는 접촉 구멍(184, 185a)을 통하여 제2 제어 전극(124b) 및 제1 출력 전극(175a)과 연결되어 있다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결되어 있다.
보호막(180) 위에는 격벽(partition)(361)이 형성되어 있다. 격벽(361)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둘러싸고 있으며 유기 절연물 또는 무기 절연물로 만들어진다. 격벽(361)은 또한 검정색 안료를 포함하는 감광재로 만들어질 수 있 는데, 이 경우 격벽(361)은 차광 부재의 역할을 한다.
화소 전극(191) 위에는 유기 발광 부재(370)가 형성되어 있으며, 유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270) 위에는 밀봉층(encapsulation layer)(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 밀봉층은 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)을 밀봉(encapsulation)하여 외부로부터 수분 및/또는 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
위에서 설명한 박막 트랜지스터 등 박막 소자 구조물은 투명 유기막(115) 위에 형성되어 있으므로, 기판(110)에 함유되어 있는 알칼리 성분 및 불순물로 인하여 동작 불량이 발생하지 않는다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치에 대하여 도 5를 참고하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이다.
도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치는 하부 표시판(100), 상부 표시판(200), 복수의 격벽(361) 및 전기 영동 입자(315)를 포함한다.
먼저, 하부 표시판(100)에 대하여 설명한다.
하부 기판(110) 위에는 투명 유기막(115)이 형성되어 있다. 하부 기판(110)은 소다 라임 유리로 만들어진다. 투명 유기막(115)은 폴리이미드(polyimide)로 만들어지며, 하부 기판(110)과 접촉하고 있다. 투명 유기막(115)은 유리와 동등한 투명도를 가질 수 있고, 유리 전이 온도가 350℃ 내지 550℃로 고온 공정에 사용 가능하며, 열팽창 계수가 3ppm 내지 80ppm이다. 또한 투명 유기막(115)의 굴절률은 1.5 내지 1.6이고, 표면 저항은 1x1017Ωcm 내지 2x1017Ωcm 이고, 유전 상수(dielectric constant)는 2.5MHz 내지 3.5MHz이고, 영의 모듈러스(Young's modulus)는 1.5GPa 내지 5GPa이다.
한편, 투명 유기막(115)은 유리 전이 온도가 220℃ 이상인 다른 유기물로 만들어질 수도 있다.
투명 유기막(115)은 스핀 코팅(spin coating), 슬릿 코팅(slit coating), 스핀 및 슬릿 코팅(spin & slit coating), 슬롯 다이(slot dye), 그라비어 인쇄(gravure) 등의 방법으로 하부 기판(110) 위에 형성될 수 있으며, 150℃ 내지 250℃로 경화될 수 있다. 이렇게 하면, 투명 유기막(115)이 하부 기판(110) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮을 수 있다. 따라서 하부 기판(110)에 있는 불순물 및알칼리 성분이 그 위에 있는 다른 박막 소자 구조물에 영향을 미치지 못한다.
투명 유기막(115)의 두께(t)는 0.3㎛ 내지 50㎛일 수 있다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 0.3㎛ 미만일 경우, 투명 유기막(115)을 하부 기판(110) 위에 균일하게 형성하는 것이 어렵고 투명 유기막(115)이 하부 기판(110) 위에 존재하는 불순물을 완전히 덮지 못하여 표시 장치 제조 시 불량 발생률이 높아진다. 투명 유기막(115)의 두께(t)가 50㎛를 초과할 경우, 투과율이 떨어지고, 경화 시 투명 유기막(115)이 휘어질 수 있다. 나아가 투명 유기막(115)을 두껍게 형성하는 공정은 어려우며, 두꺼워진 정도에 비례하여 유리한 효과가 발생하지 않는다.
투명 유기막(115) 위에 복수의 게이트선(도시하지 않음) 및 복수의 유지 전극선(도시하지 않음)을 포함하는 게이트 도전체가 형성되어 있다. 게이트선은 게이트 신호를 전달하는 게이트 전극(124)을 포함한다. 유지 전극선은 복수의 공통 전극(270) 및 복수의 유지 전극(133)을 포함한다. 공통 전극(270)은 상부 기판(210) 위에 형성될 수도 있다.
게이트 도전체 위에는 게이트 절연막(140), 복수의 섬형 반도체(154), 복수 쌍의 섬형 저항성 접촉 부재(163, 165), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 드레인 전극(175)이 차례로 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며, 소스 전극(173)을 포함한다. 드레인 전극(175)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며 게이트 전극(124)을 중심으로 소스 전극(173)과 마주한다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(173) 및 하나의 드레인 전극(175)은 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체(154)에 형성된다.
반도체(154)의 노출된 부분, 데이터선(171), 드레인 전극(175) 및 게이트 절연막(140) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 드레인 전극(175)을 노출하는 접촉 구멍(185)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191)이 형성되어 있다. 화소 전극(191)은 유지 전극(133)과 중첩하며 공통 전극(270)과는 중첩하지 않는다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통하여 드레인 전극(175)과 연결되어 있으며, 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
위에서 설명한 박막 트랜지스터 등 박막 소자 구조물은 투명 유기막(115) 위에 형성되어 있으므로, 하부 기판(110)에 함유되어 있는 알칼리 성분 및 불순물로 인하여 동작 불량이 발생하지 않는다.
다음으로, 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
상부 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 형성되어 있다. 차광 부재(220)는 공통 전극(270)과 중첩하며 외부에서 들어오는 빛을 차단한다.
상부 기판(210)은 알칼리계 유리 등으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 상부 기판(210) 위에는 폴리이미드 따위로 만들어진 투명 유기막이 형성될 수 있다.
전기 영동 입자(315)는 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이의 간극에 위치하며, 격벽(361)에 의하여 분리되어 있다. 격벽(361)은 보호막(180) 위에 고정될 수 있으며, 상부 표시판(200)에 밀착되어 있다.
전기 영동 입자(315)는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 노랑(yellow), 마젠타(magenta), 시안(cyan) 및 흰색(White) 중 어느 하나의 색깔을 나타낼 수 있으며 반사성을 가지고 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 액정 표시 장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 액정 표시 장치를 II-II선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이고,
도 4는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 영동 표시 장치의 단면도이고,
도 6은 기판 위에 투명 유기막의 유무에 따른 박막 트랜지스터의 작동 결과를 나타낸 그래프이다.
<도면 부호의 설명>
3: 액정층 11: 배향막
60: 덮개 80: 조명부
81, 82: 접촉 보조 부재 85: 연결 부재
100, 200: 표시판 110, 210: 기판
115, 215: 투명 유기막 121: 게이트선
124: 게이트 전극 124a, 124b: 제어 전극
127, 133: 유지 전극 140: 게이트 절연막
154, 154a, 154b: 반도체 163, 165, 163a, 165a: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 172: 구동 전압선
173: 소스 전극 173a, 173b: 입력 전극
175: 드레인 전극 175a, 175b: 출력 전극
180: 보호막 181, 182, 184, 185, 185a, 185b: 접촉 구멍
191: 화소 전극 220: 차광 부재
230: 색필터 250: 덮개막
270: 공통 전극 315: 전기 영동 입자
361: 격벽 370: 유기 발광 부재
410, 510: 가요성 인쇄 회로막 430, 530: 집적 회로 칩
450, 550: 인쇄 회로 기판 470, 570: 도전성 접착제

Claims (14)

  1. 알칼리계 유리 기판,
    상기 유리 기판 위에 접촉하고 있는 투명 유기막, 그리고
    상기 투명 유기막 위에 형성되어 있는 박막 소자 구조물
    을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 유리 기판은 소다 라임 유리 기판인 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 유기막의 유리 전이 온도가 220℃ 이상인 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 유기막은 폴리이미드인 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 유기막의 두께는 0.3㎛ 내지 50㎛인 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 유기막의 표면 저항은 2x1017Ωcm 이하인 표시 장치.
  7. 제2항에서,
    상기 유기막은 폴리이미드인 표시 장치.
  8. 제2항에서,
    상기 유기막의 두께는 0.3㎛ 내지 50㎛인 표시 장치.
  9. 제2항에서,
    상기 유기막의 표면 저항은 2x1017Ωcm 이하인 표시 장치.
  10. 제2항에서,
    상기 박막 소자 구조물은 박막 트랜지스터를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 박막 소자 구조물은 유기 발광 소자를 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 박막 소자 구조물 위에 위치하는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 박막 소자 구조물 위에 위치하는 전기 영동 활성층을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제2항에서,
    상기 박막 소자 구조물은 색필터를 포함하는 표시 장치.
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