KR20200026186A - 표시 소자의 봉지 구조 및 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 표시 소자의 봉지 구조 및 표시 장치를 발명한다. 표시 소자의 봉지 구조는 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 표면에 설치된 표시 소자 및 상기 표시 소자를 덮는 봉지층을 포함하고, 상기 표시 소자는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하고, 상기 주변 영역에 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴이 설치되어 있다.
Description
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 2018년 8월 29일 중국 특허청에 제출한, 출원번호 제 201821401545.3호의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용을 참조로서 본 출원에 원용한다.
기술분야
본 발명의 실시예는 표시 기술분야에 관한 것으로, 특히 표시 소자의 봉지 구조 및 표시 장치에 관한 것이다.
표시 기술의 끊임없는 발전에 따라, 표시 소자의 응용은 갈수록 광범위해지고 있다. 표시 소자의 사용 수명을 연장시키기 위해, 표시 소자의 봉지 과제가 점점 사람들의 주목을 받고 있다.
본 발명은, 베이스 기판, 상기 베이스 기판의 표면에 설치된 표시 소자 및 상기 표시 소자를 덮는 봉지층을 포함하고, 상기 표시 소자는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하고, 상기 주변 영역에 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴이 설치된 표시 소자의 봉지 구조를 제공한다.
일 예에 있어서, 상기 신호선 패턴은 기울기각이 60도보다 작은 경사측면을 갖는다.
일 예에 있어서, 상기 경사측면은 이격되어 설치된 복수 개의 돌기부를 포함하는 요철 구조를 띠고, 인접하는 상기 돌기부 사이에 요홈이 형성된다.
일 예에 있어서, 상기 경사측면은 상기 신호선 패턴의 연장 방향을 따라 연장되고, 상기 신호선 패턴의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최대 폭은 2μm ~ 30μm의 범위에 있다. 또한, 상기 신호선 패턴의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최소 폭은 2μm ~ 24μm의 범위에 있다.
일 예에 있어서, 상기 요홈의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 함몰 깊이는 6μm 이내이다.
일 예에 있어서, 상기 돌기부의 기울기각은 요홈의 홈 바닥의 기울기각보다 작다.
일 예에 있어서, 상기 돌기부의 상기 베이스 기판상의 정투영은 직사각형, 삼각형, 제형 및/또는 반원형을 띤다.
일 예에 있어서, 상기 신호선 패턴은 적층하여 설치된 제1 신호선 서브 패턴 및 제2 신호선 서브 패턴을 포함하고, 상기 제1 신호선 서브 패턴은 상기 제2 신호선 서브 패턴과 상기 베이스 기판 사이에 위치하고, 동일한 에칭액의 에칭 작용하에, 상기 제1 신호선 서브 패턴과 상기 제2 신호선 서브 패턴의 에칭 선택비는 1보다 작다.
일 예에 있어서, 상기 신호선 패턴은 상기 표시 소자에서의 도전막층 중의 하나와 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치된다.
일 예에 있어서, 상기 신호선 패턴은 전원선 패턴을 포함한다.
본 발명은 상기의 표시 소자의 봉지 구조를 포함하는 표시 장치를 더 제공한다.
여기서 설명되는 도면은 본 발명에 대한 진일보한 이해를 제공하기 위해 사용되어 본 발명의 일부를 구성하나, 예시적인 실시예 및 그 설명은 본 발명을 해석하기 위한 것으로, 본 발명에 대한 부적절한 한정을 구성하지 않는다. 도면은 하기와 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 소자의 평면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제1 단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제2 단면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제1 평면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제2 평면 개략도이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 실시예에서의 어레이 기판의 제작 플로우차트이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 표시 소자의 평면 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제1 단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제2 단면 개략도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제1 평면 개략도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 신호선 패턴의 제2 평면 개략도이다.
도 6a 내지 도 6h는 본 발명의 실시예에서의 어레이 기판의 제작 플로우차트이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 소자의 봉지 구조 및 표시 장치를 진일보하여 설명하기 위하여, 아래에서는 명세서 도면과 결부시켜 상세하게 기술하기로 한다.
관련 기술에서는, 통상적으로, 표시 소자의 사용 수명을 보장함과 동시에, OLED 표시 소자의 박형화의 발전 요구를 만족시키기 위하여, 박막 봉지 공정을 적용하여 유기 발광 다이오드(Organic light emitting diode, 이하, OLED로 약칭로 약칭) 표시 소자에 대한 박막 봉지를 진행하고 있다.
하지만, 관련 기술에 있어서, 박막 봉지 기술을 적용하여 표시 소자를 봉지할 경우, 봉지층은 표시 소자의 주변 영역에 위치하는 신호선에 대한 봉지 효과를 보장하지 못해, 물 및 산소가 신호선이 소재하는 위치로부터 표시 소자의 내부로 침입하기 용이해져, 표시 소자의 사용 수명에 영향을 미치고 있다.
구체적으로, 관련 기술에 있어서, OLED 표시 소자의 구조는, 통상적으로, 베이스 기판상에 형성된 박막 트랜지스터 어레이층 및 박막 트랜지스터 어레이층상에 제작된 발광 유닛을 포함한다. 박막 트랜지스터 어레이층는 박막 트랜지스터 어레이, 각종 제어 회로, 제어 회로 및 박막 트랜지스터의 정상 작동을 제어하기 위한 게이트선, 데이터선 및 기타 신호선 등을 포함한다. 게이트선, 데이터선 및 기타 신호선은, 제어 회로가 박막 트랜지스터와 협력하여 작동하도록, 제어 회로 및 박막 트랜지스터에 상응하는 신호를 제공하여, 발광 유닛의 발광을 구동하기 위한 것이다.
예시적으로, 상기의 기타 신호선은 전원선을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이하, 기타 신호선이 전원선을 포함하는 경우를 예로 설명하기로 한다. 관련된 OLED 표시 소자는 주로 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하고, OLED 표시 소자에 포함되는 게이트선, 데이터선, 박막 트랜지스터 어레이, 제어 회로 및 발광 유닛은 통상적으로 표시 영역에 위치하며, OLED 표시 소자에 포함되는 전원선은 통상적으로 주변 영역에 위치한다. OLED 표시 소자를 봉지할 때, 주로 OLED 표시 소자의 표면에 OLED 표시 소자를 외계로부터 완전하게 단절시키도록, OLED 표시 소자를 덮을 수 있는 봉지층을 제작한다. 하지만, 봉지층은 주변 영역에 위치하는 전원선을 직접 덮고, 당해 전원선의 자체의 연장 방향에 따른 양측의 기울기각은 일반적으로 직각이기 때문에, 박막 봉지 기술을 적용하여 표시 소자를 봉지할 때, 봉지층은 전원선의 자체의 연장 방향을 따른 양측의 가장자리에 대한 봉지 효과를 보장하지 못해, 물 및 산소가 신호선의 가장자리로부터 표시 소자의 내부로 침입하기 용이해져, 표시 소자의 사용 수명에 영향을 미치고 있다.
본 발명의 목적은, 관련 기술에서 봉지층이 표시 소자의 주변 영역에 위치하는 신호선에 대한 봉지 효과를 보장하지 못해, 표시 소자의 사용 수명에 영향을 미치는 문제점을 해결하기 위한 표시 소자의 봉지 구조 및 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예는, 도 1 및 도 2가 나타내는 바와 같이, 베이스 기판(1), 베이스 기판의 표면에 설치된 표시 소자(19), 및 표시 소자(19)를 덮는 봉지층(20)을 포함하고, 표시 소자(19)는 표시 영역(191) 및 표시 영역(191)을 둘러싸는 주변 영역(192)을 포함하고, 주변 영역(192)에 기울기각(α)가 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴(193)이 설치된 표시 소자의 봉지 구조를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기의 신호선 패턴(193)을 제작할 때, 예컨대, 구체적으로 침지 에칭 공정을 적용할 수 있다. 침지 에칭 공정은, 신호선 패턴(193)의 신호선 박막을 제작하기 위한 베이스 기판(1)을 침지탱크 내로 투입하고, 베이스 기판(1)의 정지를 유지시킴으로써, 침지탱크 내의 에칭액이 베이스 기판(1)상에 위치하는 신호선 박막을 에칭하도록 하여, 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴(193)을 형성한다.
설명해야 할 것은, 실제로 신호선 패턴(193)을 제작할 때, 다양한 방식에 의해 신호선 패턴(193)의 기울기각의 크기를 제어할 수 있다. 구체적인 몇몇 방식들이 아래에 열거되나, 이들에 한정되지 않는다.
제1 방식으로서, 제작되는 신호선 패턴(193)은 전기신호를 전송가능한 능력을 구비할 필요가 있기 때문에, 구체적으로, Cr, Al, Cu 등의 금속재료를 적용하여 신호선 패턴(193)을 제작 할 수 있다. 이러한 금속재료를 적용하여 신호선 패턴(193)을 제작할 경우, 선택하여 사용되는 에칭액은 통상적으로 HF＋HNO3＋CH3COOH＋H2O, 또는 H3PO4＋HNO3＋CH3COOH＋H2O를 포함한다. 신호선 패턴(193)을 얻기 위해 상기의 에칭액을 이용하여 신호선 박막에 대한 에칭을 진행할 경우, 산화제 HNO3의 부피 퍼센트를 증가시켜, 예컨대, HNO3의 부피 퍼센트를 20%보다 크게 함으로써, 형성되는 신호선 패턴(193)이 비교적 작은 기울기각을 갖도록 할 수 있다.
제2 방식으로서, 에칭액을 사용하여 신호선 박막에 대한 에칭을 진행할 경우, 에칭액 내에, 예컨대, 가로 방향 에칭 반응을 가속시키는 에칭 가속제, 세로 방향 에칭 반응을 억제시키는 에칭 억제제와 같은 유기 첨가제를 추가할 수 있다. 당해 에칭 가속제 및 에칭 억제제의 종합적인 작용에 의해, 당해 에칭액이 비교적 높은 가로 방향 에칭 속도 및 비교적 낮은 세로 방향 에칭 속도를 갖도록 한다. 상기의 유기 첨가제가 첨가된 에칭액을 적용하여 신호선 박막에 대한 에칭을 진행할 경우, 신호선 박막의 가로 방향 및 세로 방향에 대한 에칭액의 에칭 속도를 제어하여, 요구를 만족시키는 기울기각을 형성할 수 있다. 설명해야 할 것은, 상기의 가로 방향은, 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 지칭하고, 상기의 세로 방향은 도 2에서 베이스 기판(1)에 수직인 방향을 지칭한다.
제3 방식으로서, 침지탱크 내의 에칭액의 온도를 낮춘다. 관련 기술에서, 에칭액을 이용하여 금속재료로 형성된 박막에 대한 에칭을 진행할 경우, 통상적으로 에칭액의 온도를 40℃ 내지 50℃의 범위로 제어한다. 본 실시예의 신호선 패턴(193)을 제작할 때, 예컨대, 30℃ 내지 40℃의 범위로 제어하도록, 에칭액의 온도를 적당하게 낮출 수 있다. 이에 따라, 에칭액 및 에칭 생성물의 확산속도를 늦추는데 보다 유리해져, 신호선 박막의 가로 방향 에칭 속도를 세로 방향 에칭 속도보다 크도록 할 수 있어, 요구를 만족시키는 기울기각을 형성할 수 있다.
설명해야 할 것은, 신호선 패턴(193)을 제작할 때, 스프레이 에칭 방식을 적용하는 것, 또는 침지 에칭 방식을 적용하는 경우에 있어서 기판이 왕복 운동하도록 제어하는 것은 권장하지 않는다. 이는, 이런한 방식들로는, 모두 신호선 박막에 대한 에칭 작업이 지나치게 균일해져, 90도보다 작은 기울기각을 형성하는데 불리하기 때문이다.
상기의 방식을 적용하여 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴(193)을 형성한 후, 당해 신호선 패턴(193)을 봉지할 때, 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced ChemicAl Vapor Deposition, 이하, PECVD로 약칭)에 의해, 당해 신호선 패턴(193) 상에 질화규소 및/또는 이산화규소의 다층 봉지 박막 구조를 증착시켜, 잉크젯 프린트 방법에 의해 유기 봉지 박막을 형성함으로써, 신호선 패턴(193)을 봉지할 수 있다. 유의해야 할 것은, 상기의 신호선 패턴(193)은, 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖기 때문에, 봉지층(20)을 증착 형성할 때, 봉지 재료가 신호선 패턴(193)의 베이스 기판(1)을 멀리 하는 표면과 신호선 패턴(193)의 경사면이 만나는 가장자리에 양호하게 증착될 수 있도록 한다.
설명해야 할 것은, 상기의 봉지층(20)의 구조 및 제작 방법은 다종다양하나, 통상적으로는, 표시 소자(19) 전체가 제작 완료된 후, 표시 소자(19) 상에 당해 봉지층(20)을 제작한다. 예시적으로, 먼저 산질화규소를 이용하여 PECVD 또는 원자층 증착법에 의해, 표시 소자(19) 상에 두께가 1μm보다 작을 수 있는 제1 무기층을 형성한다. 그리고, 잉크젯 프린트방식을 적용하여 제1 무기층 상에 두께가 선택적으로 8.3μm인 유기층을 형성한다. 마지막으로, 질화규소를 이용하여, 계속 PECVD 또는 원자층 증착법을 적용하여, 유기층 상에 두께가 1μm보다 작을 수 있는 제2 무기층을 형성할 수 있다. 유의해야 할 것은, 상기의 방법을 적용하여 제작된 봉지층(20)에 있어서, 형성되는 유기층 및 무기층은 산소, 나트륨, 붕소 등의 불순물 원소 및 물의 확산을 저지하는 면에서 매우 양호한 효과를 갖고, 유기층은 양호한 평탄화 효과를 갖기 때문에, 표면 구조(예컨대, 오목 볼록하여 평평하지 않은)를 갖는 어레이 기판 상에 커버링 효과가 양호한 봉지층(20)을 형성하는데 유리한바, 따라서 효율적인 물 및 산소 차단의 요구를 실현한다.
상기의 표시 소자(19)의 봉지 구조의 구체적인 구조와 제작 방식에 의하면, 본 발명의 실시예에 따른 표시 소자(19)의 봉지 구조에 있어서, 표시 소자(19)의 주변 영역(192)에 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴(193)이 설치되어 있다. 이와 같은 설치에 의해, 당해 표시 소자(19)를 봉지할 때, 신호선 패턴(193) 상에 증착된 봉지층(20)은 신호선 패턴(193)의 측면과의 보다 큰 접촉 면적을 가질 뿐만 아니라, 봉지층(20)이 형성되는 과정에서, 봉지 재료는 신호선 패턴(193)의 베이스 기판(1)을 멀리 하는 표면과 신호선 패턴(193)의 경사면이 만나는 가장자리에 양호하게 증착될 수 있는바, 따라서 신호선 패턴(193)에 대한 봉지 효과를 양호하게 확보한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 표시 소자(19)의 봉지 구조에 있어서, 표시 소자(19)의 주변 영역(192)에 위치하는 신호선 패턴(193)에 대한 봉지 효과를 확보하여, 물 및 산소가 신호선 패턴(193)의 가장자리에서 표시 소자(19)의 내부로 침입하여 표시 소자(19)의 사용 수명에 영향을 미치는 것을 효과적으로 피할 수 있다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)은 기울기각이 60도보다 작은 경사측면을 갖도록 설치될 수 있다. 이와 같이, 봉지층(20)과 신호선 패턴(193)의 접촉 면적을 보다 바람직하게 향상시켜, 봉지 효과를 향상시킬 수 있다.
신호선 패턴(193)에 기울기각을 갖는 경사측면을 제작할 때, 전술한 3가지의 방식이외에, 신호선 패턴(193)의 구조와 재료의 설치에 의해 신호선 패턴(193)의 경사측면을 제작할 수 있다. 일 예에 있어서, 신호선 패턴(193)은 적층하여 설치된 제1 신호선 서브 패턴 및 제2 신호선 서브 패턴을 포함할 수 있고, 제1 신호선 서브 패턴은 제2 신호선 서브 패턴과 베이스 기판(1) 사이에 위치하고, 동일한 에칭액의 에칭 작용하에, 제1 신호선 서브 패턴과 제2 신호선 서브 패턴의 에칭 선택비는 1보다 작다.
신호선 패턴(193)이 제1 신호선 서브 패턴 및 제2 신호선 서브 패턴을 포함하며, 제1 신호선 서브 패턴과 제2 신호선 서브 패턴의 에칭 선택비가 1보다 작도록 설정함으로써, 동일한 에칭액을 적용하여 신호선 패턴(193)을 에칭할 때, 에칭액의 상층에 위치하는 제2 서브 패턴에 대한 에칭 속도가 하층에 위치하는 제1 서브 패턴에 대한 에칭 속도보다 크도록 하고, 따라서, 요구를 만족시키는 기울기각을 형성하는데 보다 유리하다. 설명해야 할 것은, 에칭 선택비는, 동일 에칭 조건에서, 일종의 재료의 다른 일종의 재료에 대한 에칭 속도가 얼마나 빠른가를 나타내는 것으로, 일종의 에칭되는 재료의 에칭 속도와 다른 일종의 에칭되는 재료의 에칭 속도의 비로 정의된다. 높은 에칭 선택비는, 에칭하여 제거하고자 하는 층의 재료만을 에칭하여 제거하는 것을 의미하고, 높은 에칭 선택비의 설정은 관건적인 치수 및 단면의 정밀도 보다 양호하게 확보할 수 있다.
유의해야 할 것은, 제1 서브 패턴/제2 서브 패턴을 Cr/CrMo 또는 Al/AlNd, 또는 Al/Ti, 또는 Cu/CuMn으로 설치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
진일보하여, 도 4 및 도 5가 나타내는 바와 같이, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)의 경사측면은 복수 개의 이격하여 설치된 돌기부(1931)를 포함하는 요철 구조를 띠고, 인접하는 돌기부(1931) 사이에 요홈(1932)이 형성될 수 있다.
신호선 패턴(193)의 경사측면을 요철 구조로 설치함으로써, 봉지층(20)과 신호선 패턴(193)의 접촉 면적을 보다 바람직하게 향상시킬 뿐만 아니라, 신호선 패턴(193)에 대한 에칭을 진행할 때, 에칭액과 신호선 패턴(193)의 접촉 면적을 증대시켜, 보다 많은 에칭액이 신호선 패턴(193)의 주변으로 모여, 신호선 패턴(193)으로 침입하여 부식하도록 하고, 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향(즉, 가로 방향)에서의 에칭액의 에칭 속도가 베이스 기판(1)에 수직인 방향 (즉, 세로 방향)에서의 에칭액의 에칭 속도보다 크도록 할 수 있어, 전원선 패턴상에 비교적 작은 기울기각을 갖는 경사측면을 형성하는데 보다 유리한바, 따라서 봉지층(20)의 신호선 패턴(193)에 대한 접촉 면적을 증가시킬 수 있고, 봉지층(20)의 신호선 패턴(193)에 대한 커버율을 향상시켜, 물 및 산소 침입 확률을 낮추고, 봉지 효과를 개선시킨다.
또한, 신호선 패턴(193)의 경사측면이 요철 구조를 띠도록 설치함으로써, 신호선을 봉지할 때, 보다 많은 봉지 재료가 요홈(1932) 내에 증착가능하도록 하고, 요홈(1932) 내에 보다 두꺼운 봉지층(20)이 형성되도록 하여, 신호선 패턴(193)에 대한 봉지 효과를 더 향상시킨다. 예시적으로, 요홈(1932)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 깊이가 2μm ~ 10μm의 범위에 있을 경우, 봉지 재료를 증착시켜 봉지층(20)을 형성할 때, 요홈(1932)에서, 기판에 평행인 수평 방향에 있어서 보다 많은 박막 봉지 재료가 증착되어, 증착된 봉지 재료의 두께도 그에 상응하게 2μm ~ 10μm 증가되는바, 따라서 봉지 효과가 보다 양호한 봉지 구조를 실현한다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)의 경사측면은 신호선 패턴(193)의 연장 방향을 따라 연장되고, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최대 폭은 예컨대 2μm ~ 30μm의 범위에 있을 수 있으며, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최소 폭은 예컨대 2μm 내지 24μm의 범위에 있을 수 있다.
설명해야 할 것은, 상기의 신호선 패턴(193)은, 신호선 패턴(193) 자체의 연장 방향을 따라 연장하되 신호선 패턴(193)의 대향하는 양측에 각각 설치된 두 개의 경사측면을 포함하고, 이 두 경사측면은 모두 요철 구조를 갖거나, 또는 두 경사측면 중 오직 하나의 경사측면만 요철 구조를 갖는다. 예시적으로, 도 4가 나타내는 바와 같이, 두 경사측면이 모두 요철 구조를 가지며, 상이한 경사측면에 위치하는 돌기부(1931)가 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향에서 적어도 부분적으로 중첩되어, 상이한 경사측면에 위치하는 요홈(1932)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향에서 적어도 부분적으로 중첩될 경우, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최대 폭은 도 4에서 L1이고, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최소 폭은 도 4에서 L2이다.
경사측면이 신호선 패턴(193)의 연장 방향을 따라 연장될 경우, 경사측면 상에 설치된 요철 구조는 신호선 패턴(193)의 자체의 연장 방향에 수직인 방향에서의 폭에 영향을 미치게 된다. 예시적으로, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향에서의 최대 폭이 2μm ~ 30μm의 범위에 있고, 신호선 패턴(193)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향에서의 최소 폭이 2μm ~ 24μm의 범위에 있도록 함으로써, 신호선 패턴(193)과 봉지층(20)의 접촉 면적을 확보할 뿐만 아니라, 신호선 패턴(193)의 신호 전송에 대한 안정성도 확보한다.
설명해야 할 것은, 상기의 신호선 패턴(193)의 베이스 기판(1)에 수직인 방향을 따른 두께는 실제 수요에 따라 설치될 수 있다. 예시적으로, 100 나노미터 내지 1000 나노미터의 범위로 설정될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
진일보하여, 상기의 요철 구조에서의 요홈(1932)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 함몰 깊이는 6μm 이내로 설치될 수 있다.
요홈(1932)의 신호선 패턴(193)의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 함몰 깊이 (도 4에서 H)를 6μm 이내로 설치함으로써, 신호선 패턴(193)이 접촉 면적 향상의 요구를 만족시키는 상황하에서, 에칭 효과를 보다 바람직하게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 신호선 패턴(193)의 자체의 연장 방향에 수직인 방향에서의 폭이 상대적으로 균일하도록 제어가능하여, 신호의 안정적인 전송에 보다 유리하다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)의 경사측면상에서, 돌기부(1931)의 기울기각(도 3에 나타내는 바와 같음)은 요홈(1932)의 홈 바닥의 기울기각(도 2에서 α 참조)보다 작다.
신호선 패턴(193)은 통상적으로 금속재료를 적용하여 제작된다. 금속재료에 대한 에칭은 통상적으로 습식 에칭 공정을 적용한다. 예시적으로, 인산, 질산, 염산, 플루오르화 수소산 및 초산 중 일종 또는 복수종을 적용하여 혼합한 후, 유기 첨가제를 첨가하여 에칭액을 형성하고, Al, Cu, Mo, Ti 또는 AlNd 등을 적용하여 제작된 단일층 금속 박막, 또는 Mo/Al/Mo 또는 Ti/Al/Ti 등의 다층 금속 박막에 대해 에칭을 진행하여, 신호선 패턴(193)을 형성할 수 있다.
상기의 신호선 패턴(193)의 제작은 통상적으로 습식 에칭을 적용하기 때문에, 에칭에 사용되는 에칭액이 요철 구조의 요홈(1932) 내로 용이하게 확산되지 않고, 요철 구조의 돌기부(1931)로 보다 용이하게 확산되도록 한다. 따라서, 돌기부(1931)가 소재하는 위치의 에칭액의 유효 농도를 요홈(1932)이 소재하는 위치의 에칭액의 유효 농도보다 높게 함으로써, 돌기부(1931)의 기울기각이 요홈(1932)의 홈 바닥의 기울기각보다 작도록 한다. 비교적 작은 기울기각을 갖는 돌기부(1931)에 있어서, 봉지층(20)과 신호선 패턴(193) 사이의 접촉 면적이 보다 크고, 봉지층(20)의 신호선 패턴(193)에 대한 커버율이 향상되어, 따라서 돌기부(1931) 상에 공극이 비교적 적은 치밀한 봉지 박막을 형성하여, 물 및 산소의 침입 확률을 낮출 수 있고; 비교적 큰 기울기각을 갖는 요홈(1932)에서는, 베이스 기판(1)에 평행인 방향에서 보다 많은 박막 봉지 재료가 증착되기 때문에, 형성되는 봉지층(20)이 요홈(1932)에서 보다 큰 두께를 갖게 되어, 마찬가지로 양호한 봉지 효과를 갖는다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)의 경사측면 상의 돌기부(1931)의 구체적인 형상은 다종다양할 수 있다. 도 4 및 도 5가 나타내는 바와 같이, 예시적으로, 돌기부(1931)의 베이스 기판(1) 상의 정투영은 직사각형, 삼각형, 제형 및/또는 반원형을 띠나, 이에 한정되지 않는다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)은 표시 소자(19) 상의 도전막층 중의 하나와 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치될 수 있다.
신호선 패턴(193)을 표시 소자(19) 상의 도전막층 중의 하나와 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치함으로써, 단일회 패터닝 공정에 의해 신호선 패턴(193) 및 표시 소자(19) 상의 일 층의 도전막층을 동시에 형성할 수 있어, 신호선 패턴(193)을 제작하기 위해 추가적인 패터닝 공정을 늘리는 것을 피한다.
일 예에 있어서, 신호선 패턴(193)은 표시 소자(19) 상의 게이트 전극과 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치되거나, 또는 신호선 패턴(193)는 표시 소자(19) 상의 소스 전극 및 드레인 전극과 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
진일보하여, 상기의 실시예에 있어서, 신호선 패턴(193)의 종류는 다종다양할 수 있다. 예컨대, 신호선 패턴(193)은 전원선 패턴을 포함할 수 있다.
신호선 패턴(193)이 전원선 패턴을 포함할 경우, 당해 전원선 패턴은 실제 수요에 따라 표시 영역(191)의 일측 또는 다측에 설치될 수 있다. 또한, 전원선은 발광 유닛 상의 음극에 공통 전압 신호를 제공하기 위한 음극 전원선 ELVSS 및 발광 유닛 상의 양극에 양극 전압 신호를 제공하기 위한 양극 전원선 ELVDD을 포함할 수 있다.
진일보하여, 상기의 실시예에서의 표시 소자를 제작할 때, 통상적으로, 먼저 베이스 기판상에 박막 트랜지스터 어레이층을 제작하여 어레이 기판을 형성한 후, 당해 어레이 기판상에 계속하여 발광 유닛을 제작한다. 어레이 기판은 구체적으로 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터 어레이 기판일 수 있다. 이와 같은 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터 어레이 기판의 제조 공정에 있어서, 통상적으로, 8 ~ 9개의 마스킹 프로세스를 필요로 한다. 이하, 도 6a 내지 도 6h를 참조하여 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터 어레이 기판의 제조공정을 설명하도록 한다. 설명해야 할 것은, 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터 어레이 기판에 포함되는 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터는 통상적으로 표시 영역내에 형성되고, 당해 표시 영역내에는 통상적으로 어레이 형상의 분포를 띠는 복수 개의 데이터선 및 복수 개의 게이트선이 더 포함된다.
도 6a가 나타내는 바와 같이, PECVD에 의해 베이스 기판(1) 전체에 질화규소 박막 및 이산화규소 박막을 순차적으로 증착하여 형성하고, 질화규소와 이산화규소로 이루어지는 버퍼층(2)을 형성한다. 이어서, PECVD 또는 기타 화학 또는 물리 기상 증착 방법에 의해 버퍼층(2) 상에 비정질 실리콘 박막을 형성하고, 레이저 어닐링 (ELA) 또는 고상 결정화 (SPC) 방법에 의해, 비정질 실리콘을 폴리실리콘 박막으로 되도록 결정화시킨다. 그리고, 종래의 마스킹 공정을 적용하여 폴리실리콘 박막 상에 포토레지스트층의 패턴을 형성하고, 포토레지스트층을 에칭 차단층으로 하여, 플라스마 에칭에 의해， 포토레지스트층에 의해 보호되지 않은 폴리실리콘 박막을 에칭하여, 폴리실리콘 활성층(4) 및 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3)를 형성한다. 이온 주입 공정에 의해, 폴리실리콘 활성층(4) 상의 트랜지스터 채널에 대한 저농도 이온 도핑을 진행하고, 폴리실리콘 활성층(4)에 박막 트랜지스터에 요구되는 도전 채널을 형성한다.
도 6b가 나타내는 바와 같이, 마스킹 공정에 의해 폴리실리콘 활성층(4) 상에 감광성 재료로 이루어지는 포토레지스트(5)를 형성하여, 이온이 주입되지 않도록 폴리실리콘 활성층(4)을 보호한다. 포토레지스트층에 의한 보호가 없는 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3)에 대해 고농도 이온 주입 공정을 실시하여, 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3)를 저저항의 도핑된 폴리실리콘 박막으로 전환시킨다. 도 6c 내지 도 6g가 나타내는 후속의 공정 과정에서, 오직 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3) 상에 게이트 전극절연층 및 게이트 전극 금속 박막으로 이루어지는 커패시터의 제2 극판을 형성하기 때문에, 도 6c 내지 도 6g에는 더 이상 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3)의 후속의 단 일회 뿐인 포토 에칭 공정인 커패시터의 제2 극판을 형성하는 포토 에칭 공정이 도시되지 않는다.
도 6c가 나타내는 바와 같이, 포토레지스트 박리 공정에 의해 폴리실리콘 활성층(4) 상의 포토레지스트(5)를 제거하고, PECVD 증착에 의해 이산화규소 박막 또는 이산화규소와 질화규소의 복합 박막을 형성하고, 폴리실리콘 스토리지 커패시터(3), 폴리실리콘 활성층(4) 및 버퍼층(2) 전체에 게이트 전극절연층(6)을 형성한다. 마그네트론 스퍼터링 등의 물리 기상 증착 방법에 의해 게이트 전극절연층(6) 상에 일종 또는 복수종의 저저항의 금속재료 박막을 증착시켜, 포토 에칭 공정에 의해 게이트 전극(7)을 형성한다. 게이트 전극 금속 박막은 Al, Cu, Mo, Ti 또는 알루미늄 니오븀 합금(AlNd) 등의 단일층 금속 박막을 포함할 수도 있고, Mo/Al/Mo 또는 Ti/Al/Ti 등의 다층 금속 박막일 수도 있다. 게이트 전극(7)을 이온 주입 차단층으로 사용하여, 폴리실리콘 활성층(4)에 대한 이온 도핑을 진행하고, 게이트 전극(7)에 의해 차단되지 않은 폴리실리콘 활성층(4)의 영역에 저임피던스의 소스 전극 및 드레인 전극의 전극 접촉 영역을 형성한다.
도 6d가 나타내는 바와 같이, 게이트 전극(7)을 포함하는 전체의 표면에, PECVD에 의해 이산화규소 박막 및 질화규소 박막을 순차적으로 증착시켜 층간 절연층(8)을 형성한다. 마스킹 및 에칭 공정에 의해 층간 절연층(8)을 에칭하여 소스 전극 콘택홀(15) 및 드레인 전극 콘택홀(16)을 형성한다.
도 6e가 나타내는 바와 같이, 마그네트론 스퍼터링 기술을 사용하여, 층간 절연층(8) 및 소스 전극 콘택홀(15), 드레인 전극 콘택홀(16) 상에 일종 또는 복수종의 저저항의 금속 박막을 증착시켜, 마스킹 및 에칭 공정에 의해 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 형성한다. 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)은 각각 소스 전극 콘택홀(15) 및 드레인 전극 콘택홀(16)을 통하여 폴리실리콘 활성층(4)과의 오믹 접촉을 형성한다. 급속 열 어닐링 또는 열처리로 어닐링을 사용하여, 폴리실리콘 활성층(4)에 도핑되어 있는 이온을 활성화시키고, 게이트 전극(7) 아래의 폴리실리콘 활성층(4)에 유효한 도전 채널을 형성한다. 유의해야 할 것은, 상기의 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 형성하기 위한 금속 박막은 Al, CU, Mo, Ti 또는 AlNd 등의 단일층 금속 박막일 수도 있고, Mo/Al/Mo 또는 Ti/Al/Ti등의 다층 금속 박막일 수도 있다.
도 6f가 나타내는 바와 같이, PECVD에 의해 소스 전극(9) 및 드레인 전극(10)을 포함하는 표면 전체에 질화규소 박막을 한층 증착시켜, 마스킹 및 에칭 공정에 의해 비아홀(17)을 포함하는 패시베이션층(11)을 형성한다. 급속 열 어닐링 또는 열처리로 어닐링을 사용하여 수소화 공정을 진행하여, 폴리실리콘 활성층(4)의 내부 및 계면의 결함을 수리하여 복원시킨다. 재차 마스킹 공정에 의해, 패시베이션층(11) 상에 비아홀(17)과 동일한 비아홀을 갖는 유기 평탄화층(18)을 형성하고, 소자 표면의 함몰 부분을 충진하여 평탄한 표면을 형성한다.
도 6g가 나타내는 바와 같이, 마그네트론 스퍼터링을 사용하여 유기 평탄화층(18) 및 비아홀(17) 상에 투명 도전 박막을 한층 증착시켜, 포토 에칭 공정에 의해 당해 투명 도전 박막을 에칭하고, 비아홀(17) 및 일부 유기 평탄화층(18) 상에 픽셀 영역의 픽셀 전극(12)을 형성한다. 그리고, 유기 평탄화층(18) 및 픽셀 전극(12) 상에 유기 평탄화층(18)와 유사한 감광성 유기재료를 한층 도포하고, 마직막 공정인 마스킹 공정에 의해 픽셀 전극(12)의 일부 영역을 노출시켜, 도 6h가 나타내는 픽셀 정의층(13)을 형성한다. 픽셀 정의층(13)은 유기 평탄화층(18) 및 일부 픽셀 전극(12)의 영역을 덮는다. 유의해야 할 것은, 상기의 픽셀 전극(12)을 형성하기 위한 투명 도전 박막은 예컨대 인듐 주석 산화물 (ITO) 또는 인듐 아연 산화물 (IZO) 등과 같은 단일층의 인듐 주석 산화물 도전 박막일 수도 있고, ITO/Ag/ITO 또는 IZO/Ag 등의 복합 박막일 수도 있다.
상기의 도 6a 내지 도 6h의 제작 과정으로부터 알 수 있는 바와 같이, 적어도 8 ~ 9개의 포토 에칭 공정을 거쳐야만 비로소 도 6h가 나타내는 저온 폴리실리콘 전계 효과 트랜지스터 어레이 기판이 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예는 상기의 표시 소자의 봉지 구조를 포함하는 표시 장치를 더 제공한다.
상기의 실시예에 따른 표시 소자의 봉지 구조는, 표시 소자의 주변 영역 에 위치하는 신호선 패턴에 대한 봉지 효과를 확보하고, 물 및 산소가 신호선 패턴의 가장자리로부터 표시 소자의 내부로 침입하여, 표시 소자의 사용 수명에 영향을 미치는 것을 효과적으로 피할 수 있으므로, 본 실시예에 따른 표시 장치가 상기의 표시 소자의 봉지 구조를 포함하는 경우, 마찬가지로 상기의 효과를 갖게 되는바, 반복되는 설명은 여기서 생략하기로 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 기술 용어 또는 과학 용어는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 이해되는 통상의 의미이어야 한다. 본 발명에서 사용되는 '제1', '제2' 및 유사한 어구는 어떠한 순서, 수량 또는 중요성도 나타내지 않으며, 단지 상이한 구성 부분을 구별하기 위한 것이다. '포함' 또는 '포괄'등 유사한 어구는 당해 어구 앞에 나타난 소자 또는 물품이 당해 어구 뒤에 나타나 열거된 소자 또는 물품 및 그 균등물을 포함하는 것을 의미하는 것으로, 기타 소자 또는 물품을 배제하는 것이 아니다. '접속'또는 '연결' 등의 유사한 어구는 반드시 물리적 또는 기계적 접속에 한정되는 것은 아니며, 직접적 또는 간접적을 불문하고, 전기적 접속을 포함할 수 있다. '상', '하', '좌', '우'등은 단지 상대적 위치 관계를 나타내기 위한 것이고, 설명 대상의 절대적 위치가 변경되면, 당해 상대적 위치 관계도 그에 상응하게 변경될 수 있다.
층, 막, 영역 또는 기판과 같은 소자가 다른 소자 '위'에 또는 '아래'에 위치한다고 언급할 경우, 당해 소자는 다른 소자의 '바로 위에' 또는 '바로 아래'에 위치할 수도 있고, 또는 중간 소자가 존재할 수도 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
상기의 구체적인 실시형태의 설명에 있어서, 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특성은 모두 하나 또는 복수 개의 실시예 또는 예에서 적당한 형태로 결부될 수 있다.
상기한 바는 단지 본 발명의 구체적인 실시형태일 뿐으로, 본 발명의 보호범위는 이에 한정되지 않는다. 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명에 발명된 기술범위 내에서 변화 또는 교체를 용이하게 생각해낼 수 있으며, 이러한 변화 또는 교체는 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함되어야 한다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 보호 범위를 기준으로 해야 한다.
Claims (12)
- 표시 소자의 봉지 구조로서,
베이스 기판, 상기 베이스 기판의 표면에 설치된 표시 소자 및 상기 표시 소자를 덮는 봉지층을 포함하고,
상기 표시 소자는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싸는 주변 영역을 포함하고,
상기 주변 영역에 기울기각이 90도보다 작은 경사측면을 갖는 신호선 패턴이 설치된 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항에 있어서,
상기 신호선 패턴은 기울기각이 60도보다 작은 경사측면을 갖는 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 경사측면은 이격되어 설치된 복수 개의 돌기부를 포함하는 요철 구조를 띠고,
인접하는 상기 돌기부 사이에 요홈이 형성된 표시 소자의 봉지 구조. - 제3항에 있어서,
상기 경사측면은 상기 신호선 패턴의 연장 방향을 따라 연장되고,
상기 신호선 패턴의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최대 폭은 2μm ~ 30μm의 범위에 있는 표시 소자의 봉지 구조. - 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 신호선 패턴의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 최소 폭은 2μm ~ 24μm의 범위에 있는 표시 소자의 봉지 구조. - 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 요홈의 상기 신호선 패턴의 연장 방향에 수직인 방향을 따른 함몰 깊이는 6μm 이내인 표시 소자의 봉지 구조. - 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌기부의 기울기각은 요홈의 홈 바닥의 기울기각보다 작은 표시 소자의 봉지 구조. - 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 돌기부의 상기 베이스 기판상의 정투영은 직사각형, 삼각형, 제형 및/또는 반원형을 띠는 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호선 패턴은 적층하여 설치된 제1 신호선 서브 패턴 및 제2 신호선 서브 패턴을 포함하고,
상기 제1 신호선 서브 패턴은 상기 제2 신호선 서브 패턴과 상기 베이스 기판 사이에 위치하고,
동일한 에칭액의 에칭 작용하에, 상기 제1 신호선 서브 패턴과 상기 제2 신호선 서브 패턴의 에칭 선택비는 1보다 작은 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호선 패턴은 상기 표시 소자에서의 도전막층 중의 하나와 동일 층에 그리고 동일 재료로 설치되는 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 신호선 패턴은 전원선 패턴을 포함하는 표시 소자의 봉지 구조. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 표시 소자의 봉지 구조를 포함하는 표시 장치.
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