KR20170032956A - 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판, 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막의 상부에 형성되는 층간 절연막을 포함하며, 상기 게이트 절연막과 상기 층간 절연막 가운데 적어도 하나의 절연막의 상부면에는 배선 삽입부가 형성되는 플렉서블 표시 장치를 개시한다.

Description

플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법{Flexible display device and the method of manufacturing therof}
본 발명은 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 액정 표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 유기전계발광소자(Organic Light Emitting Diodes: OLED) 및 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP) 등과 같은 평판 표시장치(Flat Panel Display: FPD)의 사용이 증가하고 있다.
한편, 표시장치가 유연성을 가진다면, 휘거나 접어서 또는 말아서 휴대가 가능하게 될 것이므로, 표시 장치의 화면을 확장하면서도 휴대성을 확보하는데 크게 기여할 수 있을 것이다.
이에 따라, 최근에는 유연성 디스플레이 패널을 탑재한 표시장치의 상용화를 위한 연구가 강화되고 있는 추세이다.
본 발명의 목적은, 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예는 기판, 상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막 및 상기 게이트 절연막의 상부에 형성되는 층간 절연막을 포함하며, 상기 게이트 절연막과 상기 층간 절연막 가운데 적어도 하나의 절연막의 상부면에는 배선 삽입부가 형성되는 플렉서블 표시 장치를 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선 삽입부는 배선의 길이 방향(y)으로 길게 연장되어 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선 삽입부는 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막의 두께 방향(z)으로 상기 게이트 절연막 또는 상기 츨연막의 두께보다 작은 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선 삽입부는 배선의 길이 방향(y)으로 형성되는 높이, 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막의 두께 방향(z)으로 형성되는 밑면의 세로 길이 및 상기 세로 길이와 수직한 방향(x)으로 형성되는 밑면의 가로 길이를 갖는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 게이트 절연막의 상부에 구비되는 게이트 전극, 상기 층간 절연막의 상부에 구비되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터가 상기 기판 상부에 형성되며, 상기 박막 트랜지스터의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 게이트 절연막에는 제1 배선 삽입부가 형성되며, 상기 제1 배선 삽입부 내에는 상기 게이트 전극과 같은 층에 형성되는 게이트 배선이 삽입될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 게이트 배선은 복수의 주사선, 복수의 발광 제어선, 초기 전압선을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 층간 절연막에는 제2 배선 삽입부가 형성되며, 상기 제2 배선 삽입부에는 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 같은 층에 형성되는 상기 데이터 배선이 삽입될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 데이터 배선은 구동 전압선을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 외부 충격에 의해 단부에서 발생한 크랙이 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막 내부에서 전달되며 상기 배선 삽입홀에 의해 차단될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선 삽입부는 밑면에 상부 방향으로 돌출되는 돌기를 갖는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선 삽입부에 삽입되어 형성되는 배선은 배선의 밑면에 상기 돌기가 끼워지는 홈부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는, 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막에 제1 배선 삽입부를 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막의 상부에 게이트 전극을 형성하고 상기 제1 배선 삽입부의 내부에 게이트 배선이 삽입되도록 형성하는 단계, 상기 게이트 배선 및 상기 게이트 전극의 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계를 포함하는 플렉서블 표시 장치의 제조 방법을 개시한다.
본 실시예에 있어서, 상기 층간 절연막을 형성한 후 상기 층간 절연막에 제2 배선 삽입부, 소스 전극 컨택홀 및 드레인 전극 컨택홀을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 배선 삽입부, 소스 전극 컨택홀 및 드레인 전극 컨택홀을 형성한 후, 상기 층간 절연막의 상부에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고 상기 제2 배선 삽입부의 내부에 데이터 배선이 삽입되도록 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 플렉서블 표시장치 제조시에 유리 기판 제거 후 작은 충격에도 쉽게 발생하는 크랙이 전파되는 것을 차단할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명의 효과는 상술한 내용 이외에도, 도면을 참조하여 이하에서 설명할 내용으로부터도 도출될 수 있음은 물론이다.
도 1은 플렉서블 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 표시부를 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 배선 삽입부가 형성된 층간 절연막 및 데이터 배선을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 배선 삽입부가 형성된 층간 절연막 및 데이터 배선을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 제2 배선 삽입부 및 데이터 배선을 분리하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 배선 삽입부가 형성된 층간 절연막 및 데이터 배선을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 순서대로 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시 예들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 플렉서블 표시 장치의 단면을 개략적으로 도시한 단면이고, 도 2는 표시부를 확대하여 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 기판(100), 기판(100) 상에 구비되는 표시부(200) 및 상기 표시부(200) 상에 구비되어 상기 표시부(200)를 밀봉하는 박막 봉지부(300)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 다양한 재질을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들면, 기판(100)은 유리 재질 또는 기타 절연 물질을 이용하거나 금속 박막을 이용하여 형성할 수 있다.
선택적 실시예로서 기판(100)은 유연성이 있는 재질로 형성할 수 있다. 예를 들면 기판(100)은 유기물을 함유할 수 있다.
선택적 실시예로서 기판(100)은 실리콘계 폴리머(silicone-based polymer), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리우레탄 아크릴레이트(polyurethane acrylate), 아크릴레이트 폴리머(acrylate polymer) 및 아크릴레이트 터폴리머(acrylate terpolymer) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서 실리콘계 폴리머는, 예컨대, 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS), 헥사메틸디옥실란(hexamethyldisiloxane, HMDSO) 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 도 1에 도시한 바와 같이 기판(100)이 유연한 성질을 갖도록 형성하여, 2차원 적으로 연신 가능하게 할 수 있다. 도 1에는 일 실시예로서 하부 방향으로 기판(100)이 벤딩되어 있는 구조가 도시되어 있으나 벤딩되는 방향은 이에 한정되지 않으며 기판(100)은 상부 방향, 즉 표시부(200)가 형성된 방향으로 벤딩될 수도 있음은 물론이다.
선택적 실시예로서 기판(100)은 0.4 이상의 포아송 비(Poisson's ratio)를 가지는 재질로 형성될 수 있다. 포아송 비(Poisson's ratio)는 한쪽방향에서 잡아 당겨서 길이를 늘일 때, 다른 쪽 방향이 줄어드는 비를 의미한다. 기판(100)을 형성하는 재질의 포아송 비(Poisson's ratio)가 0.4 이상, 즉 기판(100)이 잘 늘어나는 특성을 갖도록 하여 기판(100)의 유연성이 향상되고, 기판(100)이 벤딩 영역을 갖도록 할 수 있고, 이를 통하여 플렉서블 표시 장치(1000)가 용이하게 벤딩 영역을 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 표시부(200)가 형성될 수 있다. 표시부(200)는 사용자가 시인 가능하도록 가시 광선을 발생한다. 표시부(200)는 다양한 소자를 구비할 수 있고, 예를 들면 유기 발광 소자 또는 액정 표시 소자 등을 포함할 수 있다.
상기 표시부(200)의 상부에는 상기 표시부(200)를 외부의 수분이나 산소로부터 밀봉시키도록 봉지부(300)가 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 봉지부(300)는 표시부(200)의 상부에 형성될 수 있으며 박막 봉지부(300)의 양단이 기판(100)과 밀착하도록 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 봉지부(300)는 다수의 박막층이 적층된 구조로서, 무기막과 유기막이 교번적으로 적층된 구조로 형성될 수 있다. 물론, 봉지부(300)의 형태는 이에 한정되지 않으며 표시부(200)를 외부의 수분이나 산소로부터 보호할 수 있는 것이라면 어떠한 형태로도 구비될 수 있다.
도 2는 기판(100) 및 기판(100) 상에 구비되는 표시부(200)를 확대하여 단면을 개략적으로 도시한 단면도이다. 이하에서는 도 2를 참고하여 표시부(200)의 구조에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)에서는 표시부(200)가 유기 발광 소자(OLED)를 포함할 수 있다.
기판(100)의 상부에는 기판(100)의 상부에 버퍼층(110)이 형성될 수 있다. 버퍼층(110)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 베리어층, 및/또는 블록킹층으로 역할을 할 수 있다.
버퍼층(110)의 상부에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(A)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있으며, 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 불순물이 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물이 가능하다.
활성층(A)이 형성된 후 활성층(A)의 상부에는 게이트 절연막(210)이 기판(100) 전면(全面)에 형성될 수 있다. 게이트 절연막(210)은 실리콘산화물 또는 실리콘질화물 등의 무기 물질로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(210)은 활성층(A)과 상부에 위치하는 게이트 전극(G)을 절연하는 역할을 한다.
상기 게이트 절연막(210)을 형성한 후 게이트 절연막(210)의 상부에 게이트 전극(G)이 형성될 수 있다. 상기 게이트 전극(G)은 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통하여 형성될 수 있다.
게이트 전극(G)의 물질은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극(G)이 형성된 후 층간 절연막(230)이 기판 전면(全面)에 형성될 수 있다.
층간 절연막(230)은 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 층간 절연막(230)은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기 물질은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다.
층간 절연막(230)은 실리콘산화물(SiOx) 및/또는 실리콘질화물(SiNx) 등의 무기물로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 층간 절연막(230)은 SiOx/SiNy 또는 SiNx/SiOy의 이중 구조로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(230)의 상부에는 박막 트랜지스터의 소스 전극(S), 드레인 전극(D)이 배치될 수 있다.
상기 소스 전극(S), 드레인 전극(D)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연막(210) 또는 상기 층간 절연막(230)의 상부면에는 배선 삽입부(H)가 형성될 수 있다. 상기 배선 삽입부(H)는 게이트 절연막(210) 또는 상기 층간 절연막(230)의 상부면에서 하부 방향으로 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)에서는 배선(L)이 게이트 절연막(210) 또는 층간 절연막(230)의 상부면 위에 형성되는 것이 아니라 배선 삽입부(H)의 내부에 삽입되어 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)의 게이트 절연막(210) 에는 제1 배선 삽입부(H1)가 형성될 수 있으며, 층간 절연막(230) 에는 제2 배선 삽입부(H2a)가 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)는 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 절연막(210)과 층간 절연막(230)에 모두 배선 삽입부(H)가 형성되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
선택적 실시예로서 게이트 절연막(210)에만 제1 배선 삽입부(H1)가 형성되고, 층간 절연막(230)에는 배선 삽입부(H2a)가 형성되지 않을 수 있다.
다른 선택적 실시예로서 층간 절연막(230)에만 제2 배선 삽입부(H2a)가 형성되고, 게이트 절연막(210)에는 배선 삽입부(H1)가 형성되지 않을 수 있다.
상기 배선 삽입부(H)가 게이트 절연막(210) 또는 층간 절연막(230)에 형성됨에 따라 절연막의 내부에서 전달되는 크랙이 차단될 수 있는 유리한 효과가 있다.
즉, 플렉서블 표시 장치는 제조 과정에서 유리가 제거됨에 따라 외부의 작은 충격에도 끝단에서 쉽게 크랙이 발생할 수 있으며 양단에서 발생한 크랙이 내부로 전파되어 유기 발광 소자(OLED)가 형성된 부분까지 전달될 수 있다. 이 경우 유기 발광 소자(OLED) 신뢰성의 문제가 발생할 염려가 있다.
이에 따라 선택적 실시예로서 게이트 절연막(210) 또는 층간 절연막(230) 중 적어도 어느 하나의 상부면에는 배선 삽입부(H)를 형성할 수 있으며 배선 삽입부(H)가 형성됨에 따라 절연막을 통하여 전달되던 크랙이 배선 삽입부(H)에 의해 차단되어 플렉서블 표시장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1000)는 게이트 절연막(210)과 층간 절연막(230) 모두의 상부면에 하부 방향으로 일정한 두께를 갖는 배선 삽입부(H)가 형성될 수 있다. 이 경우 더욱 효과적으로 크랙이 전달되는 것을 차단할 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 2는 단면만을 도시하고 있으므로 배선 삽입부(H)의 형태에 관하여는 이후 상세히 설명하도록 한다.
소스 전극(S)과 드레인 전극(D)을 덮도록 기판(100) 전면(全面)에 비아층(250)이 형성된다. 비아층(250)의 상부에는 화소 전극(281)이 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 일 실시예에 따르면, 화소 전극(281)은 비아홀을 통해 드레인 전극(D)과 연결된다.
비아층(250)은 절연물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 비아층(250)은 무기물, 유기물, 또는 유/무기 복합물로 단층 또는 복수층의 구조로 형성될 수 있으며, 다양한 증착방법에 의해서 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 평탄화막(PL)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly phenylenesulfides resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
상기 비아층(250)의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 구비된다. 유기 발광 소자(OLED)는 화소 전극(281), 유기 발광층을 포함하는 중간층(283), 및 대향 전극(285)을 포함한다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 화소 정의막(270)을 더 포함할 수 있다.
화소 전극(281) 및/또는 대향 전극(285)은 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명 전극으로 구비될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 구비될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 또는 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 투명막을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소 전극(281) 또는 대향 전극(285)은 ITO/Ag/ITO 구조를 가질 수 있다.
중간층(283)은 화소 전극(281)과 대향 전극(285)의 사이에 형성되고 유기 발광층을 구비할 수 있다.
선택적인 실시예로서, 중간층(283)은 유기 발광층을 구비하고, 그 외에 정공 주입층(HIL:hole injection layer), 정공 수송층(hole transport layer), 전자 수송층(electron transport layer) 및 전자 주입층(electron injection layer) 중 적어도 하나를 더 구비할 수 있다. 본 실시예는 이에 한정되지 아니하고, 중간층(283)은 유기 발광층을 구비하고, 기타 다양한 기능층을 더 구비할 수 있다.
화소 정의막(270)은 화소 영역과 비화소 영역을 정의하는 역할을 할 수 있다. 화소 정의막(270)은 화소 전극(281)을 노출하는 개구(270a)를 포함하며 기판(100)을 전면적으로 덮도록 형성될 수 있다. 상기 개구(270a)에 후술할 중간층(283)이 형성되어, 개구(270a)가 실질적인 화소 영역이 될 수 있다.
게이트 절연막(210)에 형성되는 제1 배선 삽입부(H1)에 삽입되도록 형성되는 배선은 게이트 전극(G)과 같은 층에 형성되는 게이트 배선(GL)일 수 있다.
상기 게이트 배선(GL)은 특정 배선에 한정되지 않으며 복수의 주사선, 복수의 발광 제어선 등 게이트 전극(G)과 동일한 층에 형성되어 연결되는 배선이라면 어떤 것이라도 포함할 수 있다.
상기 게이트 배선(GL)은 게이트 전극(G)이 형성될 때 함께 형성될 수 있으며 게이트 전극(G)과 같은 물질으로 형성될 수 있다. 선택적 실시예로서 게이트 배선(GL)의 물질은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
게이트 전극(G)이 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 절연막(210)의 상부에 형성되는 것과 달리 본 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(1000)의 게이트 배선(GL)은 게이트 절연막(210)의 상부로 돌출되지 않고 게이트 절연막(210)내에 삽입되어 형성될 수 있다.
즉, 게이트 절연막(210)의 상부면에서 하부 방향으로 형성되는 제1 배선 삽입홀(H1)의 내부에 게이트 배선(GL)이 삽입되어 형성될 수 있고, 이에 따라 게이트 절연막(210)을 통하여 크랙이 전파되는 것을 방지할 수 있는 유리한 효과가 있다.
선택적 실시예로서, 층간 절연막(230)에 제2 배선 삽입부(H2a)가 형성될 수 있으며, 제2 배선 삽입부(H2a)에 삽입되어 위치하는 배선은 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 같은 층에 형성되는 데이터 배선(DLa)일 수 있다.
상기 데이터 배선(DLa)은 특정 배선에 한정되지 않으며 구동 전압선 등 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 동일한 층에 형성되어 연결되는 배선이라면 어떤 배선이라도 포함할 수 있다.
상기 데이터 배선(DLa)은 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)이 형성될 때 함께 형성될 수 있으며 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)고 동일한 물질으로 형성될 수 있다. 선택적 실시예로서 데이터 배선(DL)의 물질은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
선택적 실시예로서, 게이트 절연막(210)과 층간 절연막(230) 가운데 적어도 하나의 상부면에는 아래 방향으로 일정한 두께를 갖도록 형성되는 배선 삽입부(H)가 형성될 수 있고, 게이트 절연막(210)에 형성되는 제1 배선 삽입부(H1a)에는 게이트 배선(GLa)이 층간 절연막(230)에 형성되는 제2 배선 삽입부(H2a)에는 데이터 배선(DLa)이 각각 삽입되어 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 게이트 절연막(210)과 층간 절연막(230)은 무기막으로 이루어질 수 있으며, 무기막을 통해 전파되는 크랙은 제1 배선 삽입부(H1a) 및 제2 배선 삽입부(H2a)에 의해 차단될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 다양한 형태의 배선 삽입부(H)가 형성된 절연막과 배선을 확대하여 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3 내지 도 5는 데이터 배선(DLa,DLb,DLc) 및 제2 배선 삽입부(H2a,H2b,H2c)가 형성된 층간 절연막(230)의 실시예들을 도시하고 있으나 이에 한정되지 않으며 동일한 실시예가 게이트 배선(GL) 및 제1 배선 삽입부(H1)가 형성된 게이트 절연막(210)에 적용될 수 있음은 물론이다.
다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 중복 설명을 생략하고, 데이터 배선(DLa,DLb,DLc), 제2 배선 삽입부(H2a,H2b,H2c), 층간 절연막(230)에 대하여만 설명하기로 한다.
도 3에는 제2 배선 삽입부(H2a)가 형성된 층간 절연막(230) 및 데이터 배선(DLa)의 일 실시예의 사시도가 개략적으로 도시되어 있다.
제2 배선 삽입부(H2a)는 데이터 배선(DLa)의 길이 방향(y)으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 내부에 데이터 배선(DLa)이 모두 삽입되도록 형성되기 위함이다.
또한, 제2 배선 삽입부(H2a)는 층간 절연막(230)의 두께 방향(z)으로 소정의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 제2 배선 삽입부(H2a)의 z 방향으로의 길이는 층간 절연막(230)의 두께보다 크지 않으며 층간 절연막(230)의 두께 이내의 범위로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2a)는 도 3에 도시된 바와 같이 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
즉, 데이터 배선(DLa)의 길이 방향(y)으로 일정한 높이를 갖고, 층간 절연막(230)의 두께 방향(z)으로 일정한 밑면의 세로 길이를 가지며, 상기 두께 방향(z)과 수직한 방향(x)으로 일정한 밑면의 가로 길이를 가지는 직육면체 형상으로 제2 배선 삽입부(H2a)가 형성될 수 있다.
이에 따라 선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2a)에 삽입되어 형성되는 데이터 배선(DLa)도 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2a) 및 데이터 배선(DLa)의 형상과 동일한 형상으로 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)도 형성될 수 있다. 즉, 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL) 또한 y방향으로 길게 연장되는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
물론, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)의 형상은 제2 배선 삽입부(H2a) 및 데이터 배선(DLa)의 형상과 다르게 형성될 수도 있다.
도 4a에는 다른 형태를 갖는 제2 배선 삽입부(H2b)가 형성된 절연막(230) 및 데이터 배선(DLb)의 실시예가 개략적으로 도시된 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 제2 배선 삽입부(H2b) 및 데이터 배선(DLb)를 분리하여 도시한 사시도이다.
제2 배선 삽입부(H2b)는 데이터 배선(DLb)의 길이 방향(y)으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 내부에 데이터 배선(DLb)이 모두 삽입되도록 형성되기 위함이다.
또한, 제2 배선 삽입부(H2b)는 층간 절연막(230b)의 두께 방향(z)으로 소정의 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 제2 배선 삽입부(H2b)의 z 방향으로의 길이는 층간 절연막(230b)의 두께보다 크지 않으며 층간 절연막(230b)의 두께 이내의 범위로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2b)는 밑면(10b)에 돌기(30)를 갖는 형태로 형성될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 직육면체 형상의 제2 배선 삽입부(H2b)를 형성하되, 직육면체 형상의 제2 배선 삽입부(H2b)의 밑면(10b)에 돌기(30)가 형성될 수 있다.
이에 따라 선택적 실시예로서 제2 배선 삽입부(H2b) 내에 삽입되어 형성되는 데이터 배선(DLb)도 직육면체 형상으로 형성되되, 밑면(20b)에 홈부(40)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 배선 삽입부(H2b)의 밑면(10b)에 형성된 돌기(30)가 데이터 배선(DLb)의 밑면(20b)에 형성된 홈부(40)에 끼워지는 상태로 데이터 배선(DLb)이 제2 배선 삽입부(H2b) 내에 위치할 수 있다.
이에 따라 데이터 배선(DLb)이 보다 견고하게 제2 배선 삽입부(H2b) 내에 고정되어 삽입될 수 있는 유리한 효과가 있다. 또한, 층간 절연막(230)을 통해 전파되는 크랙이 제2 배선 삽입부(H2b)에 의해 차단될 수 있는 유리한 효과가 있다.
선택적 실시예로서 도 4에 도시된 제2 배선 삽입부(H2b) 및 데이터 배선(DLb)의 형상과 동일한 형상으로 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)도 형성될 수 있다. 즉, 제1 배선 삽입부(H1)가 밑면에 돌기를 가지는 직육면체 형상으로 형성될 수 있으며, 게이트 배선(GL)이 밑면에 홈부를 가지는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.
물론, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)의 형상은 제2 배선 삽입부(H2b) 및 데이터 배선(DLb)의 형상과 다르게 형성될 수도 있다.
도 5에는 다른 형태를 갖는 제2 배선 삽입부(H2c)가 형성된 절연막(230) 및 데이터 배선(DLc)의 실시예의 사시도가 개략적으로 도시되어 있다.
제2 배선 삽입부(H2c)는 데이터 배선(DLc)의 길이 방향(y)으로 길게 연장되어 형성될 수 있다. 내부에 데이터 배선(DLc)이 모두 삽입되도록 형성되기 위함이다.
또한, 제2 배선 삽입부(H2c)는 층간 절연막(230)의 두께 방향(z)으로 소정의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 다만, 제2 배선 삽입부(H2a)의 z 방향으로의 길이는 층간 절연막(230)의 두께보다 크지 않으며 층간 절연막(230)의 두께 이내의 범위로 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서 제2 배선 삽입부(H2c)의 z축 방향으로의 길이는 일정하지 않을 수 있다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 배선 삽입부(H2c)의 밑면(10c)이 경사지게 형성되는 경우에는 가운데 부분의 z축 방향의 길이가 가장 짧고, 양 끝 부분의 z축 방향의 길이가 가장 길게 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2c)는 밑면(10c)이 가운데 부분이 돌출되도록 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 제2 배선 삽입부(H2c)의 밑면(10c)이 ‘ㅅ’자 형상으로 형성될 수 있다.
이에 따라 이에 따라 선택적 실시예로서 제2 배선 삽입부(H2c) 내에 삽입되어 형성되는 데이터 배선(DLc)의 형상도 제2 배선 삽입부(H2c)에 대응되도록 밑면(20c)의 가운데 부분이 함몰되도록 경사지게 형성될 수 있다.
이에 따라, 가운데 부분이 함몰되도록 경사지게 형성된 데이터 배선(DLc)의 밑면(20c)과 가운데 부분이 돌출되도록 경사지게 형성된 제2 배선 삽입부(H2c)의 밑면(10c) 이 맞물려서 데이터 배선(DLc)이 제2 배선 삽입부(H2c) 내에 삽입되어 형성될 수 있다.
이에 따라 데이터 배선(DLc)이 보다 견고하게 제2 배선 삽입부(H2c) 내에 고정되어 삽입될 수 있는 유리한 효과가 있다. 또한, 층간 절연막(230)을 통해 전파되는 크랙이 제2 배선 삽입부(H2c)에 의해 차단될 수 있는 유리한 효과가 있다.
선택적 실시예로서 도 5에 도시된 제2 배선 삽입부(H2c) 및 데이터 배선(DLc)의 형상과 동일한 형상으로 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)도 형성될 수 있다. 즉, 제1 배선 삽입부(H1)는 밑면의 가운데 부분이 상부 방향으로 돌출되어 경사면을 갖도록 형성될 수 있으며 게이트 배선(GL)는 밑면의 가운데 부분이 상부 방향으로 함몰되어 경사면을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제1 배선 삽입부(H1)의 돌출된 부분과 게이트 배선(GL)의 함몰된 부분이 맞물려 게이트 배선(GL)이 제1 배선 삽입부(H1) 내에 삽입되어 고정될 수 있다.
물론, 이에 한정되는 것은 아니며 제1 배선 삽입부(H1) 및 게이트 배선(GL)의 형상은 제2 배선 삽입부(H2c) 및 데이터 배선(DLc)의 형상과 다르게 형성될 수도 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다. 도 6a 내지 도 6c에서 도 2와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
또한, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 플렉서블 표시장치(1000)의 제조 방법은 도 2에 도시된 일 실시예에 따른 플렉서블 표시장치(1000)의 제조 방법에 관한 것으로서, 제1 배선 삽입부(H1)와 제2 배선 삽입부(H2a)가 모두 형성되는 실시예를 도시하고 있으나 이에 한정되지 않는다.
즉, 플렉서블 표시장치의 제조 방법은 선택적 실시예로서 제1 배선 삽입부(H1) 및 제2 배선 삽입부(H2a) 가운데 어느 하나만이 형성되는 실시예도 포함할 수 있다.
도 6a에 도시된 바와 같이 본 발명의 기판(100)의 상부에는 버퍼층(110)이 형성될 수 있고, 버퍼층(110)의 상부에 박막 트랜지스터(TFT, 도 2 참고)가 형성될 수 있다.
상기 버퍼층(110)의 상부에는 반도체층(A)이 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하는 반도체로 형성될 수 있으며, 다양한 증착 방법에 의해 증착될 수 있다. 이 때, 결정질 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수도 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallzation)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallzation)법, MILC(metal induced lateral crystallzation)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법에 의해 결정화될 수 있다. 반도체층(A)은 포토리소그라피(photolithography) 공정을 통해서 패터닝 될 수 있다.
게이트 절연막(210)은 상기 반도체층(A)과 그 상부에 형성될 게이트 전극(G)을 절연하는 것으로, 상기 반도체층(A)을 덮으며 기판(110) 전면(全面)에 형성된다. 게이트 절연막(210)은 스퍼터링, 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition; CVD) 또는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition; PECVD) 등 다양한 증착방법에 의해서 형성할 수 있다.
게이트 절연막(210)이 형성된 후 상기 게이트 절연막(210)의 상부면에는 제1 배선 삽입부(H1)가 하부 방향으로 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
제1 배선 삽입부(H1)의 형태는 도 6a에 도시된 바와 같이 단면이 사각형 형상을 가지도록 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 게이트 배선(GL)이 내부에 삽입될 수 있다면 어떤 형태로도 형성될 수 있다.
제1 배선 삽입부(H1)는 게이트 절연막(210)을 제거하여 형성할 수 있으며, 이는 습식 식각, 건식 식각, 또는 이들의 조합에 의한 다양한 식각 공정에 의해서 수행될 수 있다.
도 6b를 참고하면, 그 다음으로 게이트 절연막(210) 상에 상기 반도체층(A)과 적어도 일부가 중첩되도록 게이트 전극(G)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극(G)과 동시에 복수의 주사선, 복수의 발광 제어선, 초기화 전압선 등을 포함하는 게이트 배선(GL)이 형성될 수 있다. 게이트 배선(GL)은 제1 배선 삽입부(H1) 내에 삽입되도록 제1 배선 삽입부(H1)와 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 게이트 전극(G)및 게이트 배선(GL)이 삽입된 게이트 절연막(210)을 덮도록 층간 절연막(230)을 기판 전면에 형성한다.
층간 절연막(230)은 스퍼터링, 화학기상증착(Chemical Vapour Deposition; CVD) 또는 플라즈마 화학기상증착(Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition; PECVD) 등 다양한 증착방법에 의해서 형성할 수 있다.
다음으로, 층간 절연막(230)을 제거하여 제2 배선 삽입부(H2a), 소스 전극 컨택홀(SCH) 및 드레인 전극 컨택홀(DCH)을 형성할 수 있다.
제2 배선 삽입부(H2a)는 층간 절연막(230)의 상부면에서 형성될 수 있으며 하부 방향으로 소정의 두께를 갖도록 형성될 수 있다.
제2 배선 삽입부(H2a)의 형태는 도 6b에 도시된 바와 같이 단면이 사각형 형상을 가지도록 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 데이터 배선(DLa)이 내부에 삽입될 수 있다면 어떤 형태로도 형성될 수 있다.
선택적 실시예로서, 제2 배선 삽입부(H2a)의 형태는 제1 배선 삽입부(H1)와 동일한 형태로 형성될 수도 있고, 상이한 형태로 형성될 수도 있다.
제2 배선 삽입부(H2a), 소스 전극 컨택홀(SCH), 드레인 전극 콘택홀(DCH)은 층간 절연막(230)을 제거하여 형성될 수 있으며, 이는 습식 식각, 건식 식각, 또는 이들의 조합에 의한 다양한 식각 공정에 의해서 수행될 수 있다.
도 6c를 참고하면, 그 다음으로, 층간 절연막(230) 상에 상기 소스 전극 컨택홀(SCH) 및 드레인 전극 콘택홀(DCH)과 적어도 일부가 중첩되도록 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 형성할 수 있다.
또한, 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)과 동시에 구동 전압선 등을 포함하는 데이터 배선(DLa)이 형성될 수 있다. 데이터 배선(DLa)은 제2 배선 삽입부(H2a) 내에 삽입되도록 제2 배선 삽입부(H2a)와 대응되는 형태로 형성될 수 있다.
제1 배선 삽입부(H1)와 제2 배선 삽입부(H2a)가 각각 게이트 절연막(210) 및 층간 절연막(230) 의 상부면에 하부 방향으로 일정한 두께를 갖는 홈 형태로 형성됨에 따라 유리가 제거된 후 공정에서 외부 충격으로 인해 쉽게 단부에서 발생하는 크랙이 게이트 절연막(210) 및 층간 절연막(230)을 통해 전파되는 것을 차단할 수 있는 유리한 효과가 있다.
도 6a 내지 도 6c에는 제1 배선 삽입부(H1)와 제2 배선 삽입부(H2a)가 모두 형성되는 플렉서블 표시 장치(1000)를 일 실시예로 도시하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 제1 배선 삽입부(H1)와 제2 배선 삽입부(H2a) 중 어느 하나의 배선 삽입부(H)만 형성되더라도 외부 충격에 의한 크랙이 절연막을 통하여 전파되는 것을 차단할 수 있는 유리한 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 기판
200: 표시부
210: 게이트 절연막
230: 층간 절연막
H: 배선 삽입부
L: 배선
H1: 제1 배선 삽입부
H2a,H2b,H2c: 제2 배선 삽입부
GL: 게이트 배선
DLa,DLb,DLc: 데이터 배선

Claims (15)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 형성되는 게이트 절연막; 및
    상기 게이트 절연막의 상부에 형성되는 층간 절연막; 을 포함하며,
    상기 게이트 절연막과 상기 층간 절연막 가운데 적어도 하나의 절연막의 상부면에는 배선 삽입부;가 형성되는 플렉서블 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 배선 삽입부는 배선의 길이 방향(y)으로 길게 연장되어 형성되는 플렉서블 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배선 삽입부는 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막의 두께 방향(z)으로 상기 게이트 절연막 또는 상기 츨연막의 두께보다 작은 소정의 두께를 갖도록 형성되는 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배선 삽입부는 배선의 길이 방향(y)으로 형성되는 높이, 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막의 두께 방향(z)으로 형성되는 밑면의 세로 길이 및 상기 세로 길이와 수직한 방향(x)으로 형성되는 밑면의 가로 길이를 갖는 직육면체 형상으로 형성되는 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 절연막의 상부에 구비되는 게이트 전극, 상기 층간 절연막의 상부에 구비되는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;가 상기 기판 상부에 형성되며,
    상기 박막 트랜지스터의 상부에는 유기 발광 소자(OLED)가 구비되는 플렉서블 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 게이트 절연막에는 제1 배선 삽입부;가 형성되며,
    상기 제1 배선 삽입부 내에는 상기 게이트 전극과 같은 층에 형성되는 게이트 배선이 삽입되는 플렉서블 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 게이트 배선은 복수의 주사선, 복수의 발광 제어선, 초기 전압선을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 층간 절연막에는 제2 배선 삽입부;가 형성되며,
    상기 제2 배선 삽입부에는 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 같은 층에 형성되는 상기 데이터 배선이 삽입되는 플렉서블 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 배선은 구동 전압선을 포함하는 플렉서블 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    외부 충격에 의해 단부에서 발생하는 크랙이 상기 게이트 절연막 또는 상기 층간 절연막 내부에서 전달되며 상기 배선 삽입홀에 의해 차단되는 플렉서블 표시 장치.
  11. 제3항에 있어서,
    상기 배선 삽입부는 밑면에 상부 방향으로 돌출되는 돌기를 갖는 직육면체 형상으로 형성되는 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배선 삽입부에 삽입되어 형성되는 배선은 배선의 밑면에 상기 돌기가 끼워지는 홈부가 형성되는 플렉서블 표시 장치.
  13. 기판 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막에 제1 배선 삽입부를 형성하는 단계;
    상기 게이트 절연막의 상부에 게이트 전극을 형성하고 상기 제1 배선 삽입부의 내부에 게이트 배선이 삽입되도록 형성하는 단계;
    상기 게이트 배선 및 상기 게이트 전극의 상부에 층간 절연막을 형성하는 단계;를 포함하는 플렉서블 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 층간 절연막을 형성한 후 상기 층간 절연막에 제2 배선 삽입부, 소스 전극 컨택홀 및 드레인 전극 컨택홀을 형성하는 단계;를 더 포함하는 플렉서블 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 배선 삽입부, 소스 전극 컨택홀 및 드레인 전극 컨택홀을 형성한 후,
    상기 층간 절연막의 상부에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고 상기 제2 배선 삽입부의 내부에 데이터 배선이 삽입되도록 형성하는 단계;를 더 포함하는 플렉서블 표시 장치의 제조 방법.
KR1020150130598A 2015-09-15 2015-09-15 플렉서블 표시장치 및 이의 제조 방법 KR102512715B1 (ko)

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