KR20200037765A - 가요성 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치는, 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 모기판과, 상기 모기판 상에 형성되는 무기막층, 및 상기 모기판 상의 셀 영역에 형성되며, 상기 무기막층과 표시부를 덮는 박막 봉지층을 포함하며, 상기 무기막층은 상기 셀 영역에만 형성되고, 상기 박막 봉지층의 단부면은 상기 무기막층의 단부면보다 상기 표시부 측으로 후퇴되어 있음으로써, 모기판 절단시 셀 영역으로의 충격 및 크랙의 전파를 방지한다.

Description

가요성 표시 장치 및 그 제조 방법{FLEXIBLE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 기재는 가요성 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 가요성 기판을 사용하는 가요성 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 유리와 같은 강성(rigid) 기판 대신 플라스틱 필름과 같은 가요성(flexible) 기판을 사용하는 경우 휘어지는 특성을 가질 수 있다. 즉, 가요성 유기 발광 표시 장치는 플라스틱 필름과, 플라스틱 필름 위에 형성된 화소 회로 및 유기 발광 다이오드를 포함한다.
가요성 표시 장치의 제조 과정에서 플라스틱 필름은 유리와 같은 단단한 캐리어 기판 상에 위치하고, 플라스틱 필름 위에 화소 회로와 유기 발광 다이오드를 형성한 이후 캐리어 기판과 플라스틱 필름을 분리하는 과정을 거치게 된다. 캐리어 기판은 플라스틱 필름을 지지하여 제조 과정에서 플라스틱 필름이 평탄한 상태를 유지하도록 한다.
캐리어 기판과 플라스틱 필름은 복수의 가요성 표시 장치를 동시에 제조할 수 있도록 원장 상태로 구비되며, 캐리어 기판과 플라스틱 필름을 분리하기 이전 또는 분리한 이후 절단되어 개별 가요성 표시 장치로 분리된다.
그런데, 캐리어 기판과 플라스틱 필름을 분리한 이후, 플라스틱 필름을 절단하는 경우, 물리적 충격에 의해 표시 영역의 변형 기타 불량을 야기할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 실시예들에서 원장 상태의 표시 장치의 셀 커팅 라인이 형성되는 셀 외곽 영역에 무기막층을 제거하거나 더미 패턴층을 형성함으로써, 모기판 절단시 표시 영역으로의 크랙의 전파를 방지하는 가요성 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치는, 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 모기판과, 상기 모기판 상에 형성되는 무기막층, 및 상기 모기판 상의 셀 영역에 형성되며, 상기 무기막층과 표시부를 덮는 박막 봉지층을 포함하며, 상기 무기막층은 상기 셀 영역에만 형성되고, 상기 박막 봉지층의 단부면은 상기 무기막층의 단부면보다 상기 표시부 측으로 후퇴되어 있다.
상기 무기막층은, 상기 모기판 상에 형성되는 베리어층과, 상기 베리어층 상에 형성되는 게이트 절연막, 및 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 층간 절연막을 포함할 수 있다.
상기 셀 외곽 영역에는 상기 모기판이 커팅되는 셀 커팅 라인이 위치하며, 상기 셀 커팅 라인과 상기 무기막층의 단부면의 거리는 100마이크로미터(㎛) 내지 250마이크로미터(㎛)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치는, 상기 무기막층과 셀 커팅 라인 사이에 형성된 더미 패턴층을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 패턴층은 상기 베리어층과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
상기 더미 패턴층은 상기 셀 커팅 라인을 향한 방향으로 리아스(rias) 식 단면을 갖는 댐(dam)의 형태로 형성될 수 있다.
상기 더미 패턴층은 복수 개로 형성되며 서로 간격을 형성하며 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치는, 모기판을 분할하여 형성되고, 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 단위 표시 기판과, 상기 단위 표시 기판 상에 형성되는 무기막층과, 상기 단위 표시 기판 상의 셀 영역에 형성되며, 상기 무기막층 위에 화소 전극, 유기 발광층 및 공통 전극을 이 순서로 포함하는 유기 발광 소자를 포함하는 표시부, 및 상기 무기막층과 표시부를 덮는 박막 봉지층을 포함하며, 상기 무기막층은 상기 셀 영역에만 형성되고, 상기 박막 봉지층의 단부면은 상기 무기막층의 단부면보다 상기 표시부 측으로 후퇴되어 있다.
상기 무기막층은, 상기 단위 표시 기판 상에 형성되는 베리어층과, 상기 베리어층 상에 형성되는 게이트 절연막, 및 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 층간 절연막을 포함할 수 있다.
상기 단위 표시 기판의 단부면과 상기 무기막층의 단부면의 거리는 100마이크로미터(㎛) 내지 250마이크로미터(㎛)일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치는, 상기 단위 표시 기판의 셀 외곽 영역에 형성된 더미 패턴층을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 패턴층은 상기 베리어층과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
상기 더미 패턴층은 상기 셀 외곽 영역의 단부를 향한 방향으로 리아스 식 단면을 갖는 댐의 형태로 형성될 수 있다.
상기 더미 패턴층은 복수 개로 형성되며 서로 간격을 형성하며 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법은, 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 모기판을 준비하는 단계와, 상기 모기판 상에 무기막층을 형성하는 단계와, 상기 모기판 상의 셀 외곽 영역의 무기막층을 제거하는 단계, 및 상기 모기판의 셀 영역의 무기막층과 표시부 상에 박막 봉지층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 무기막층은, 상기 모기판 상에 형성되는 베리어층과, 상기 베리어층 상에 형성되는 게이트 절연막, 및 상기 게이트 절연막 상에 형성되는 층간 절연막을 포함할 수 있다.
상기 무기막층을 제거하는 단계는, 상기 모기판 상의 셀 외곽 영역에 형성된 무기막층을 노출시키는 식각 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 노출된 무기막층을 식각하는 식각 단계를 포함할 수 있다.
상기 무기막층을 제거하는 단계는, 상기 모기판 상의 셀 외곽 영역에 형성된 무기막층을 노출시키는 제1 식각 마스크를 배치하는 단계와, 상기 노출된 무기막층의 게이트 절연막 및 층간 절연막을 식각하는 제1 식각 단계와, 상기 모기판 상의 셀 외곽 영역의 베리어층 상에 상기 베리어층을 노출시키는 제2 식각 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 노출된 베리어층을 식각하는 제2 식각 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 식각 마스크는, 상기 셀 외곽 영역에 형성된, 상기 모기판이 커팅되는 셀 커팅 라인을 향해 리아스 식 형태로 구비될 수 있다.
상기 제2 식각 마스크는 상기 셀 외곽 영역에 형성된 상기 베리어층의 일부를 노출시키는 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 모기판 커팅시 무기막층을 포함한 표시 장치에 외부 충격이 가해져 물리적 손상(damage)을 받아 크랙이 무기막층을 통해 표시 영역을 향해 전달되는 것을 사전에 차단할 수 있고, 크랙이 댐(dam) 형태의 더미 패턴층에서 소멸되며, 소멸되지 않는 크랙은 표시 영역으로 전달되지 않도록 그 사이의 무기막층을 제거하여 크랙 전달 통로를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I선을 따라 자른 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 후 가요성 단위 표시 장치로 분할된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 후 가요성 단위 표시 장치로 분할된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 15a 내지 도 15c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법의 일부를 나타내는 공정 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I선을 따라 자른 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 후 가요성 단위 표시 장치로 분할된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 단위 표시 장치 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치에서, 복수의 가요성 표시 장치를 동시에 제조할 수 있도록 표시 장치는 원장 상태로 구비되며, 이후 복수의 셀 커팅 라인(cutting line; CL)을 따라 절단되어 개별 가요성 단위 표시 장치로 분리된다(도 4 참조). 모기판(mother substrate, 10)은 폴리이미드(PI; polyimide) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate; PC)와 같은 고분자 물질을 경화(curing)시켜 형성되는 가요성 플라스틱 필름으로 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치는, 모기판(10)과, 모기판(10) 상에 형성되는 무기막층(20), 및 모기판(10) 상의 셀 영역에 형성되며, 표시부(DA)를 덮도록 무기막층(20) 상에 형성된 박막 봉지층(30)을 포함한다. 모기판(10)은 발광 소자층을 구비하는 표시부(DA)가 형성되는 셀 영역과 셀 영역 이외의, 표시부(DA)가 형성되지 않는 셀 외곽 영역으로 분할되어 있다. 상기 셀 외곽 영역에는 원장 상태의 표시 장치가 향후 개별 단위 표시 장치로 절단되어 분리되도록 셀 커팅 라인(CL)이 대략 셀 외곽 영역의 중심에 위치한다.
무기막층(20)은 모기판(10)의 셀 영역에서 모기판(10) 상에 형성되고, 셀 외곽 영역에는 형성되지 않는다. 무기막층(20)은 모기판(10)의 셀 영역에서 모기판(10) 상에 형성되는 베리어층(22)과, 상기 베리어층(22) 상에 형성되는 게이트 절연막(24), 및 상기 게이트 절연막(24) 상에 형성되는 층간 절연막(26)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 베리어층(22)은 후속 폴리실리콘 형성 공정을 위한 버퍼 역할을 수행할 수 있다.
베리어층(22)은 불순 원소의 표시부(DA)로의 침투를 방지하고 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일 례로, 베리어층(22)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막, 산질화 규소(SiOxNy)막 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그러나 베리어층(22)은 반드시 필요한 구성은 아니며, 표시 기판의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 모기판(10)을 분할하여 형성되고, 발광 소자층을 구비하는 표시부(DA)가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 단위 표시 기판(10')과, 단위 표시 기판(10') 상에 형성되며, 상기 무기막층(20) 위에 화소 전극(251), 유기 발광층(252), 및 공통 전극(253)을 이 순서로 포함하는 유기 발광 소자(25)를 포함하는 표시부(DA, 200), 및 무기막층(20)과 표시부(DA, 200)를 덮는 박막 봉지층(30)을 포함하며, 무기막층(20)은 셀 영역에만 형성되고, 박막 봉지층(30)의 단부면은 무기막층(20)의 단부면보다 표시부(DA, 200) 측으로 후퇴되어 형성된다.
표시부(DA)의 베리어층(22) 상에는 구동 반도체층(211)이 형성된다. 구동 반도체층(211)은 다결정 규소막으로 형성되고 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역과, 채널 영역의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역 및 드레인 영역을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
베리어층(22) 상에는 게이트 절연막(24)이 형성된다. 게이트 절연막(24)은 표시부(DA, 200)에서는 박막 트랜지스터의 구동 게이트 전극(212)을 덮으며 구동 반도체층(211)의 소스 영역 및 드레인 영역을 드러내는 관통공들을 가진다. 게이트 절연막(24) 위에는 구동 소스 전극(213) 및 구동 드레인 전극(214)을 포함하는 데이터 배선이 형성된다. 구동 소스 전극(213) 및 구동 드레인 전극(214)은 관통공을 통해 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결된다.
도 5에 도시된 박막 트랜지스터(21)는 구동 박막 트랜지스터이며, 화소 회로는 도시되지 않은 스위칭 박막 트랜지스터와 커패시터를 더 포함한다. 스위칭 박막 트랜지스터는 발광시키고자 하는 화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용되고, 구동 박막 트랜지스터는 선택된 화소를 발광시키기 위한 전원을 해당 화소로 인가한다. 여기서, 화소는 이미지 표시를 위한 최소의 발광 단위를 의미한다.
게이트 절연막(24)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 등의 세라믹(ceramic) 계열의 소재를 사용하여 만들어진다.
게이트 절연막(24) 상에는 층간 절연막(26)이 형성된다. 층간 절연막(26)은 데이터 배선을 덮으며, 발광 소자층(25)의 유기 발광 소자의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 또한, 층간 절연막(26)은 구동 드레인 전극(214)의 일부를 노출시키는 전극 컨택홀을 갖는다. 유기 발광 다이오드(25)는 컨택홀을 통해 드레인 전극(214)에 연결되는 화소 전극(251)과, 화소 전극(251) 상에 형성되는 유기 발광층(252)과, 복수의 유기 발광층(252)을 덮는 공통 전극(253)을 포함한다. 화소 전극(251)과 공통 전극(253) 사이에는 화소 영역을 구획하는 화소 정의막(17)이 위치하며, 유기 발광층(252)은 화소 정의막(17)의 개구부에 형성된다.
화소 전극(251)과 공통 전극(253) 중 어느 하나는 반사막으로 형성되고, 다른 하나는 반투과막 또는 투명 도전막으로 형성될 수 있다. 유기 발광층(252)에서 방출된 빛은 반사막에서 반사되고, 반투과막 또는 투명 도전막을 투과하여 외부로 방출된다. 반투과막의 경우 유기 발광층(252)에서 방출된 빛의 일부가 반사막으로 재반사되어 공진 구조를 이룬다.
비아층(16)은 소스 전극(213) 및 드레인 전극(214) 상에 형성된다. 비아층(16)은 유기 절연물 또는 무기 절연물로 형성되거나 유기 절연물과 무기 절연물의 복합 형태로 구성될 수 있다. 비아층(16)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 페놀계 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) 등이 사용될 수 있다. 비아층(16)은 드레인 전극(214)의 일부를 노출시키는 컨택홀을 형성하며, 비아층(16) 위로 유기 발광 소자(25)가 형성된다.
층간 절연막(26) 상에는 박막 봉지층(30)이 형성되어 무기막층(20)과 표시부(DA, 200)를 덮는다. 박막 봉지층(30)의 단부면은 무기막층(20)의 단부면보다 표시부 측으로 후퇴되어 있다. 또한, 무기막층(20)은 셀 영역에만 형성되고, 셀 외곽 영역에는 형성되지 않는다.
또한, 박막 봉지층(30)은 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성될 수 있다. 이 때, 무기층 또는 상기 유기층은 각각 복수 개일 수 있다.
상기 유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 상기 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
박막 봉지층(30) 중 외부로 노출된 최상층은 유기 발광 소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
박막 봉지층(30)은 적어도 2개의 무기층 사이에 적어도 하나의 유기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(30)은 적어도 2개의 유기층 사이에 적어도 하나의 무기층이 삽입된 샌드위치 구조를 적어도 하나 포함할 수 있다.
박막 봉지층(30)은 상기 표시부(DA, 200)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(30)은 상기 표시부(DA)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층을 포함할 수 있다. 또한, 박막 봉지층(30)은 상기 표시부(DA, 200)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층, 제1 유기층, 제2 무기층, 제2 유기층, 제3 무기층, 제3 유기층, 제4 무기층을 포함할 수 있다.
상기 표시부(DA, 200)와 상기 제1 무기층 사이에 LiF를 포함하는 할로겐화 금속층이 추가로 포함될 수 있다. 상기 할로겐화 금속층은 상기 제1 무기층을 스퍼터링 방식 또는 플라즈마 증착 방식으로 형성할 때 상기 표시부(DA, 200)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층 보다 면적이 좁은 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층 보다 면적이 좁을 수 있다. 또한, 상기 제1 유기층은 상기 제2 무기층에 의해 완전히 뒤덮이는 것을 특징으로 하며, 상기 제2 유기층도 상기 제3 무기층에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
한편, 단위 표시 기판(10')의 단부면과 무기막층(20)의 단부면의 거리(l)는 약 100마이크로미터(㎛) 내지 약 250마이크로미터(㎛)일 수 있다. 셀 커팅 공정시 공정 마진을 고려할 때 셀 커팅을 위해 확보해야 할 최소한의 거리(l)는 약 100마이크로미터로 설정할 수 있으며, 셀 커팅 공정시 박막 봉지층에 손상을 가하지 않는 최소한의 거리(l)는 약 250마이크로미터로 설정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치는 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 기존의 가요성 표시 장치와 달리, 셀 외곽 영역에 무기막층이 존재하지 않음으로 인해, 원장 상태의 표시 장치의 커팅시 충격에 의해 크랙이 무기막층을 통해 표시 영역을 향해 전달되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이며, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 후 단위 표시 장치로 분할된 상태를 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 셀 외곽 영역에는 원장 상태의 표시 장치가 향후 개별 단위 표시 장치(도 9 참조)로 절단되어 분리되도록 셀 커팅 라인(CL)이 대략 셀 외곽 영역의 중심에 위치하고, 무기막층(20)과 셀 커팅 라인(CL) 사이에 더미 패턴층(28)이 형성되어 있다. 셀 외곽 영역에는, 모기판(10)과, 모기판(10) 상에 형성되는 무기막층(20), 및 모기판(10) 상의 셀 영역에 형성되며, 무기막층(20)과 표시부(DA)를 덮는 박막 봉지층(30)을 포함하며, 무기막층(20)은 베리어층(22)과, 게이트 절연막(24), 및 층간 절연막(26)이 차례로 적층되어 있는 구성은 앞서 살펴 본 실시예에서의 구조와 동일하다.
더미 패턴층(28)은 베리어층(22)과 동일한 재료로 형성될 수 있고, 베리어층(22)과 실질적으로 동일한 두께로 모기판(10) 상에 형성될 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 더미 패턴층(28)은 셀 커팅 라인(CL)을 향한 방향으로 리아스(rias) 식 단면을 갖는 댐(dam)의 형태로 형성될 수 있으며, 셀 영역을 향해 무기막층(20)의 측면과 평행한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 더미 패턴층(28)은 셀 외곽 영역에서 셀 커팅 라인(CL)과 무기막층(20)에 댐 형태로 형성되어 있고, 셀 커팅 라인(CL)을 향한 방향으로는 돌출부 및 함몰부가 반복적으로 형성된 리아스 식 형태이므로, 셀 커팅시 충격에 의해 크랙이 표시 영역을 향해 전달되면, 더미 패턴층(28)에서 최대한 충격을 흡수하여 충격을 완화시켜주는 역할을 한다. 또한, 크랙은 더미 패턴층(28)에서 소멸되며, 소멸되지 않는 크랙은 표시 영역으로 전달되지 않도록, 더미 패턴층(28)과 표시 영역의 사이의 무기막층(20)을 제거하여 크랙의 전달 통로가 제거되게 된다.
한편, 더미 패턴층(28)은 셀 커팅 라인(CL) 및 셀 영역을 향한 방향으로 리아스(rias) 식 댐(dam)의 형태로 형성될 수도 있다.
도 10에 도시된 가요성 단위 표시 장치의 단면 구조는 앞서 살펴 본 도 5의 실시예와 동일하나, 셀 외곽 영역에 더미 패턴층(28)이 형성되어 있다는 점에서만 상이하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가요성 표시 장치의 셀 커팅 전 원장 상태의 표시 장치를 개략적으로 나타내는 평면도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 더미 패턴층(29)이 복수 개로 형성될 수 있고, 더미 패턴층(29)들 간에 소정의 간격을 형성하며 배치되어 있는 구조이다. 복수 개의 더미 패턴층(29)의 배치 형태 이외에는 앞서 설명한 실시예들의 가요성 표시 장치의 구조와 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 또한, 셀 외곽 영역에는 원장 상태의 표시 장치가 향후 개별 단위 표시 장치로 절단되어 분리되도록 셀 커팅 라인(CL)이 대략 셀 외곽 영역의 중심에 위치하는 점은 앞서 살펴 본 실시예들과 동일하다.
본 실시예에서는, 더미 패턴층(29)이 복수 개로 형성됨으로써, 충격 완화와 크랙 차단의 효과는 더 향상될 수 있다. 도 11에 도시된 복수 개의 더미 패턴층(29)은 도 6 내지 도 10에 도시된 더미 패턴층(28)과 마찬가지로 리아스 식 댐의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 복수 개의 더미 패턴층(29)은 셀 외곽 영역에서 셀 커팅 라인(CL)과 무기막층(20) 사이에 댐 형태로 형성될 수 있고, 각각의 더미 패턴층(29)은 셀 커팅 라인(CL)을 향한 방향으로는 돌출부 및 함몰부가 반복적으로 형성된 리아스 식 형태일 수 있다. 또한, 각각의 더미 패턴층(29)은 셀 커팅 라인(CL) 및 셀 영역을 향한 방향으로 리아스 식 형태로 형성될 수도 있다.
도 12에 도시된 가요성 단위 표시 장치의 단면 구조는 앞서 살펴 본 도 5 및 도 10의 실시예들과 동일하나, 셀 외곽 영역에 더미 패턴층(29)이 복수 개로 형성되어 있다는 점에서만 상이하다.
한편, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가요성 단위 표시 장치는, 모기판(10)을 분할하여 형성되고, 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 단위 표시 기판(10')과, 상기 단위 표시 기판(10') 상의 셀 영역에 형성되고, 상기 무기막층(20) 위에 화소 전극(251), 유기 발광층(252) 및 공통 전극(253)을 이 순서로 포함하는 유기 발광 소자(25)를 포함하는 표시부(200), 및 상기 무기막층(20) 및 표시부(200)를 덮는 박막 봉지층(30)을 포함하며, 상기 무기막층(20)은 상기 셀 영역에만 형성되고, 상기 박막 봉지층(30)의 단부면은 상기 무기막층(20)의 단부면보다 상기 표시부(200) 측으로 후퇴되어 있다.
상기 무기막층(20)은, 단위 표시 기판(10') 상에 형성되는 베리어층(22)과, 상기 베리어층(22) 상에 형성되는 게이트 절연막(24), 및 상기 게이트 절연막(24) 상에 형성되는 층간 절연막(26)을 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 기판은, 상기 단위 표시 기판(10')의 셀 외곽 영역에 더미 패턴층(28)을 더 포함할 수 있다.
상기 더미 패턴층(28)은 상기 베리어층(22)과 동일한 재료로 형성될 수 있고, 베리어층(22)과 실질적으로 동일한 두께로 단위 표시 기판(10') 상에 형성될 수 있다. 상기 더미 패턴층(28)은 상기 셀 외곽 영역의 단부를 향한 방향으로 리아스 식 단면을 갖는 댐의 형태로 형성될 수 있다. 또한, 셀 외곽 영역의 단부 및 셀 영역을 향해 리아스 식 댐의 형태로 형성될 수도 있다.
또한, 단위 표시 기판(10')의 단부면과 무기막층(20)의 단부면의 거리(l)는 약 100마이크로미터(㎛) 내지 약 250마이크로미터(㎛)일 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가요성 단위 표시 기판(10')은, 상기 더미 패턴층(29)은 복수 개로 형성되어 서로 간격을 형성하며 배치되는 것일 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 또한, 도 14a 내지 도 14e는 본 발명의 일 실시예에 따른 가요성 표시 장치 제조 방법을 나타내는 공정 단면도이다.
도 13 및 도 14a 내지 도 14e를 참조하면, 우선, 발광 소자층을 구비하는 표시부(DA)가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역으로 분할되는 모기판(10)을 준비한다(S801, 도 14a). 그 후, 모기판(10) 상의 셀 영역 및 셀 외곽 영역에 무기막층(20)을 형성한다(S802, 도 14b). 그 후, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역의 무기막층(20)을 제거한다(S803, 도 14c, 도 14d). 그 후, 모기판(10)의 셀 영역의 무기막층(20) 상에 박막 봉지층(30)을 형성한다(S804, 도 14e). 이 때, 박막 봉지층(30)은 앞서 설명한 바와 같이, 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성되는 것일 수 있다. 도 14e에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는, 박막 봉지층(30)이 표시부(DA, 200)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층(32), 제1 유기층(34), 및 제2 무기층(36)을 포함하는 구성을 예로써 도시하였다.
한편, 무기막층(20)은 모기판(10) 상에 형성되는 베리어층(22)과, 상기 베리어층(22) 상에 형성되는 게이트 절연막(24), 및 상기 게이트 절연막(24) 상에 형성되는 층간 절연막(26)을 포함한다.
모기판(10) 상의 셀 외곽 영역의 무기막층(20)을 제거하는 단계(S803)는, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역에 형성된 무기막층(20)을 노출시키는 식각 마스크를 배치하는 단계(도 14c), 및 노출된 무기막층(20)을 식각하는 식각 단계(도 14d)를 포함할 수 있다.
또한, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역의 무기막층(20)을 제거하는 단계(S803)는, 모기판(10)이 커팅되는 셀 커팅 라인(CL)과 셀 영역의 무기막층(20) 사이에 더미 패턴층(28)이 남도록 할 수 있다. 이는, 도 14c 내지 및 도 15a 내지 도 15c에 도시된 공정 단면도를 통해 이해할 수 있다.
도 14c 및 도 15a 내지 도 5c를 살펴보면, 먼저, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역에 형성된 무기막층(20)을 노출시키는 제1 식각 마스크(M1)를 배치한다(도 14c). 이 후, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역의 노출된 무기막층(20)의 게이트 절연막(24) 및 층간 절연막(26)을 식각한다(제1 식각 단계). 무기막층(20)의 제거는 기존의 컨택홀 형성 공정(CNT(contact) 공정)에서 같이 진행될 수 있다.
이 후, 모기판(10) 상의 셀 외곽 영역의 베리어층(22) 상에 베리어층(22)을 노출시키는 제2 식각 마스크(M2)를 배치한다(도 15a). 이 후, 노출된 베리어층(22)을 식각한다(제2 식각 단계). 이 때, 제2 식각 마스크(M2)는 식각하고자 하는 베리어층(22)의 모양에 따라 제작된 형태일 수 있다. 제2 식각 마스크(M2)는 셀 외곽 영역에 형성된, 모기판(10)이 커팅되는 셀 커팅 라인(CL)을 향해 리아스 식 형태로 구비될 수 있다. 또한, 셀 영역을 향해 무기막층(20)의 측면과 평행한 형태로 구비될 수 있다. 또한, 제2 식각 마스크(M2)는 셀 커팅 라인(CL) 및 셀 영역을 향해 리아스 식의 형태로 형성될 수도 있다.
제2 식각 마스크(M2)는 셀 외곽 영역에 형성된 베리어층(22)의 일부를 노출시키는 형태로 구비될 수 있다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 더미 패턴층(29)이 복수 개의 라인 형태로 형성될 수 있도록 제2 식각 마스크(M2)는 소정 간격을 형성하며 이격된 형태로 구성되어, 베리어층(22)이 소정 간격을 형성하며 이격되어 노출될 수 있도록 할 수 있다. 제2 식각 단계에서도 제1 식각 단계와 마찬가지로, 베리어층(22)의 식각은 기존의 컨택홀 형성 공정에서 같이 진행될 수 있다.
그 후, 모기판(10)의 셀 영역의 무기막층(20) 상에 박막 봉지층(30)을 형성한다. 박막 봉지층(30)은 앞서 설명한 바와 같이, 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성되는 것일 수 있고, 도 15c에 도시된 바와 같이, 박막 봉지층(30)이 표시부(DA, 200)의 상부로부터 순차적으로 제1 무기층(32), 제1 유기층(34), 및 제2 무기층(36)을 포함하는 구성을 예로써 도시하였음은 도 14e에서 살펴본 바와 같다. 즉, 박막 봉지층(30)은 2개의 무기층(32, 36) 사이에 하나의 유기층(34)이 삽입된 샌드위치 구조로 형성될 수 있고, 유기층은 제1 무기층(32)에 의해 완전히 뒤덮일 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 제조된 원장 상태의 가요성 표시 장치는 셀 외곽 영역에 댐 형태의 무기막 더미 패턴층(28, 29)이 형성되어 있으므로, 원장 상태의 표시 장치를 개별 가요성 단위 표시 장치로 커팅시, 충격에 의해 크랙이 표시 영역을 향해 전달되는 경우, 더미 패턴층(28, 29)에서 최대한 충격을 흡수하여 충격을 완화시켜주고, 크랙을 차단시키는 역할을 한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 가요성 표시 장치에 의해서, 모기판 커팅시 충격에 의해 크랙이 무기막층을 통해 표시 영역을 향해 전달되는 것을 사전에 차단할 수 있고, 크랙이 댐(dam) 형태의 더미 패턴층에서 소멸되며, 소멸되지 않는 크랙은 표시 영역으로 전달되지 않도록 그 사이의 무기막층을 제거하여 크랙 전달 통로를 제거할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
10: 모기판 10': 단위 표시 기판
16: 비아층 17: 화소 정의막
20: 무기막층 21: 박막 트랜지스터
22: 베리어층 24: 게이트 절연막
25: 유기 발광 소자 26: 층간 절연막
28, 29: 더미 패턴층 30: 박막 봉지층
32: 제1 무기층 34: 제1 유기층
36: 제2 무기층 DA, 200: 표시부
211: 반도체층 212: 게이트 전극
213: 소스 전극 214: 드레인 전극
251: 화소 전극 252: 유기 발광층
253: 공통 전극 CL: 셀 커팅 라인
M1: 제1 식각 마스크 M2: 제2 식각 마스크

Claims (4)

  1. 발광 소자층을 구비하는 표시부가 형성되는 셀 영역 및 상기 셀 영역 이외의 셀 외곽 영역을 구비하는 모기판을 준비하는 단계;
    상기 모기판 상에 무기막층을 형성하는 단계;
    상기 모기판 상의 셀 외곽 영역의 무기막층을 제거하는 단계; 및
    상기 모기판의 셀 영역의 무기막층과 표시부 상에 박막 봉지층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 박막 봉지층의 단부면은 상기 무기막층과 직접 접촉하고,
    상기 무기막층을 제거하는 단계는,
    상기 모기판 상의 셀 외곽 영역에 형성된 무기막층을 노출시키는 제1 식각 마스크를 배치하는 단계;
    상기 노출된 무기막층의 게이트 절연막 및 층간 절연막을 식각하는 제1 식각 단계;
    상기 모기판 상의 셀 외곽 영역의 베리어층 상에 상기 베리어층을 노출시키는 제2 식각 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 노출된 베리어층을 식각하는 제2 식각 단계를 포함하는 가요성 표시 장치 제조 방법.
  2. 제 1 항에서,
    상기 무기막층은,
    상기 모기판 상에 형성되는 베리어층;
    상기 베리어층 상에 형성되는 게이트 절연막; 및
    상기 게이트 절연막 상에 형성되는 층간 절연막을 포함하는 가요성 표시 장치 제조 방법.
  3. 제 1 항에서,
    상기 제2 식각 마스크는, 상기 셀 외곽 영역에 형성된, 상기 모기판이 커팅되는 셀 커팅 라인을 향해 리아스 식 형태로 구비되는 가요성 표시 장치 제조 방법.
  4. 제 1 항에서,
    상기 제2 식각 마스크는 상기 셀 외곽 영역에 형성된 상기 베리어층의 일부를 노출시키는 형태로 구비되는 가요성 표시 장치 제조 방법.
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