KR20210086353A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210086353A
KR20210086353A KR1020190180196A KR20190180196A KR20210086353A KR 20210086353 A KR20210086353 A KR 20210086353A KR 1020190180196 A KR1020190180196 A KR 1020190180196A KR 20190180196 A KR20190180196 A KR 20190180196A KR 20210086353 A KR20210086353 A KR 20210086353A
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윤규한
이다영
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 복수 폴리머층을 포함한 기판에 있어서, 기판 에지 라인과 이격하여 기판 내에 확산 방지 패턴을 더 구비하여 에지 라인을 정의하기 위한 레이저 조사 후 폴리머층 사이의 다른 성질의 무기막과 폴리머층 사이에 들뜸이 발생되는 것을 해결하도록 한다.

Description

표시 장치 {Display Device}
본 발명은 기판의 구조를 변경하여 들뜸 확산을 방지한 표시 장치에 관한 것이다.
최근 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 평판 표시장치(Flat Display Device)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display device: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display device: FED), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Device: OLED) 등을 들 수 있다.
이 중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위해 유기 발광 표시 장치 등의 자발광 표시 장치가 경쟁력 있는 어플리케이션(application)으로 고려되고 있다.
한편, 자발광 표시 장치는 별도의 광원없이 장치가 구현되기 때문에, 플렉서블(flexible), 벤더블(bendable), 폴더블(foldable) 표시 장치로 구현될 수 있으며, 다양한 형태로 디자인될 수 있다.
그리고, 일정의 곡률이 있는 표면에 부착되는 표시 장치는 곡률이 반영되도록 표시 패널에 가요성(flexibility)이 요구된다. 따라서, 표시 장치는 얇아지며, 특히, 어레이 등의 구성이 형성되는 기판은 플라스틱 필름의 이용이 요구되고 있다.
그러나, 플라스틱 필름은 슬림화나 가요성을 구비하는 것은 가능하지만 상대적으로 유리 기판 대비 수분 등에 취약한 문제가 있어 이를 해결하고자 여러 연구가 진행되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판의 구조를 변경하여 기판 에지부에 발생하는 스트레스가 안쪽으로 전파되지 않도록 차단하도록 하여 장치의 신뢰성을 개선한 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 표시 장치는 복수 폴리머층을 포함한 기판에 있어서, 에지 라인을 정의하기 위한 레이저 조사 후 폴리머층 사이의 다른 성질의 무기막과 폴리머층 사이에 들뜸이 발생되는 것을 기판 에지 라인과 이격하여 기판 내에 확산 방지 패턴을 더 구비하여 해결하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제 1 폴리머층과 제 2 폴리머층 사이에 무기 층간 절연막을 포함하여 이루어지며, 액티브 영역과 비액티브 영역을 구비한 기판과, 상기 기판의 에지 라인과 일정 간격 이격하여 상기 비액티브 영역에, 상기 기판의 상기 제 2 폴리머층 표면으로부터, 제 1 깊이로 구비된 확산 방지 패턴 및 상기 기판의 액티브 영역 상에 구비된 박막 트랜지스터 및 발광 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
기판의 에지 라인과 인접하여 기판 내에 확산 방지 패턴이 더 구비되어 기판의 에지 라인을 정의하는 레이저 조사 이후 수평방향으로 전달되는 스트레스의 전달을 차단할 수 있다.
따라서, 폴리머층을 포함한 기판이 폴리머층과 이성분과의 들뜸이 에지 라인에서 발생하더라도 스트레스 전달이 확산 방지 패턴에 의해 차단되어 액티브 영역 내부 구성 및 동작을 안정화할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 표시 장치의 기판을 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 I~I' 선상의 단면도
도 3은 본 발명의 표시 장치를 제조하는 원장 기판을 나타낸 평면도
도 4는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도
도 5는 도 1의 일 서브 화소를 나타낸 단면도
도 6은 확산 방지 패턴을 나타낸 광학 사진
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제 제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 포함된 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 위치 관계에 대하여 설명하는 경우에, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, 시간 관계에 대한 설명하는 경우에, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예를 설명함에 있어, '제 1~', '제 2~' 등이 다양한 구성 요소를 서술하기 위해서 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 서로 동일 유사한 구성 요소 간에 구별을 하기 위하여 사용될 따름이다. 따라서, 본 명세서에서 '제 1~'로 수식되는 구성 요소는 별도의 언급이 없는 한, 본 발명의 기술적 사상 내에서 '제 2~' 로 수식되는 구성 요소와 동일할 수 있다.
본 발명의 여러 다양한 실시예의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 다양한 실시예가 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 표시 장치의 기판을 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 I~I' 선상의 단면도이다.
도 1 및 도 2와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 기판(100)이 제 1 폴리머층(110)과 제 2 폴리머층(120)과, 상기 제 1 폴리머층(110)과 제 2 폴리머층(120) 사이에 무기 층간 절연막(115)을 포함하여 이루어지는 폴리머 기판일 때, 이의 에지 라인에 스트레스의 전달을 차단하기 위한 구조로서 확산 방지 패턴(200)를 구비한 것이다.
폴리머층을 포함한 기판(100)은 굴곡을 가진 표면 상에 부착되어 표시가 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖도록 한 것이다. 폴리머층을 포함한 기판(100)은 기판 전체의 두께가 유리 기판에 두께에 비해 매우 얇아 슬림화와 가요성을 구현하는데 용이하다.
상기 제 1, 제2 폴리머층(110, 120)은 예를 들어, 폴리이미드 계 고분자, 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 필름 형태일 수 있다. 이 물질 중에서, 폴리이미드는 고온의 공정에 적용될 수 있고, 코팅이 가능한 재료이기에 플라스틱 기판으로 많이 사용된다.
그리고, 상기 무기 층간 절연막(103)은 예를 들어, 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 산질화막(SiOxNy)으로 이루어질 수 있다.
도시된 기판(100)의 형상은 가요성을 갖는 일 형태로 예를 들어, 자동차의 앞 유리 등에 적용되는 형태의 기판을 도시한 것이다. 그러나, 이에 제한되지 않으며, 본 발명의 표시 장치로서 비표시 영역(NA)에 확산 방지 패턴(200)을 구비한다면 다른 형태로도 구현 가능하다.
최근에는 폴리머층을 단일로 구비시 수분 등의 불순물이 폴리머 기판을 침투할 때 수직 방향으로 연속하여 진행하는 문제에 대비하여 복수의 폴리머층을 갖도록 하며, 폴리머층 사이사이에 내습성을 갖는 무기 층간 절연막을 구비하는 형태가 제안되었다.
본 발명의 폴리머층을 구비한 기판(100)은 단일 패널 당 기판(100)의 에지 라인(TL)을 정의하기 위한 트리밍(trimming) 공정시 레이저 조사가 기판(100)에 대해 수직 방향으로 진행되는데, 이 때, 강한 에너지 조사 혹은 충격에 의해 기판 내에 수평 방향으로 전달되는 스트레스를 차단하기 위해, 확산 방지 패턴(200)을 액티브 영역(AA)과 에지 라인(TL) 사이에 구비한 것이다. 즉, 이러한 트리밍 공정의 레이저 조사시 특히, 폴리머층(110, 120)과 사이의 무기 층간 절연막(115)은 서로 이성질을 갖기 때문에 강한 열 에너지나 충격이 가해지면 분리가 발생될 수 있는 것이 에지 라인(TL)은 트리밍 공정이 이루어진 영역에 해당하는데, 이 과정에서 패널 단위로 분리가 이루어져야 하는 기판(100)뿐만 아니라 충격 에너지가 기판(100) 내의 층상으로 전달될 수 있다. 본 발명의 표시 장치는 이러한 수평 충격 에너지를, 에지 라인(TL) 안쪽에 구비된 확산 방지 패턴(200)에 의해 차단하는 것이다.
기판(100)은 액티브 영역(AA)과 비액티브 영역(NA)을 구분하여 이루어진다. 액티브 영역(AA)은 후술하는 바와 같이, 복수개의 서브 화소가 구비되며, 서브 화소에는 각각 박막 트랜지스터와 발광 소자가 구비된다.
그리고, 상기 기판(100)의 에지 라인(TL)과 일정 간격 이격하여 상기 비액티브 영역(NA)에, 상기 기판(100)의 상기 제 2 폴리머층(120) 표면으로부터, 제 1 깊이로 구비된 확산 방지 패턴(200)이 구비된다.
도 2와 같이, 상기 확산 방지 패턴(200)의 저면은 상기 제 1 폴리머층(110) 내부에 있을 수 있는 것으로, 이는 상기 확산 방지 패턴(200)를 상기 제 2 폴리머층(120) 및 상기 무기 층간 절연막(115)를 적어도 제거하여 형성하기 때문이다. 특히, 상기 무기 층간 절연막(115)을 제거하는 이유는 상대적으로 제 1, 제 2 폴리머층(110, 120)에 비해 무기 층간 절연막(115)은 탄성이 적고 충격 에너지의 직진성이 커 크랙에 취약하기 때문에 확산 방지 패턴(200)에서 안쪽 영역과 외곽 영역을 분리하여 외곽의 열 충격이 안쪽 영역으로 전달되지 않게 한 것이다.
상기 무기 층간 절연막(115)을 확산 방지 패턴(200)에서 충분히 제거하도록 하부 제 1 폴리머층(110)의 두께 일부가 제거될 수 있다.
상기 확산 방지 패턴(200)의 형성은 기판(100) 상에 형성된 절연 스택, 예를 들어, 무기 버퍼(130), 액티브 버퍼(140), 게이트 절연막(150), 층간 절연막(160)을 선택적으로 제거하는 콘택홀 형성 공정 등에서 함께 형성될 수도 있고, 별도로 기판(100)에 대해 확산 방지 패턴(200)을 구비하는 것도 가능하다. 그런데, 만일 기판(100)에 대해 확산 방지 패턴(200)을 구비하는 경우에는, 이후 절연 스택을 형성하는 공정에서, 확산 방지 패턴(200) 상에 패터닝을 적용하여 확산 방지 패턴(200)에 절연 스택이 구비되지 않게 할 수 있다.
상술한 절연 스택은 액티브 영역(AA)에도 연속된 구성으로, 확산 방지 패턴(200) 상의 패터닝을 함께 진행할 수 있다.
상기 확산 방지 패턴(200)의 평면 형상은 도 1에 제시된 바와 같이, 액티브 영역(AA)의 가장 자리를 이격하여 액티브 영역(AA)을 둘러싸는 형상으로 이루어진다. 경우에 따라 확산 방지 패턴(200)의 일부 영역은 개구된 형태를 가질 수 있지만 액티브 영역(AA)을 둘렀나 폐고리 형상을 갖는 것이 액티브 영역(AA) 내로 스크라이빙 공정(트리밍 공정)에서 기판에 전달된 스트레스가 전달됨을 균일하게 방지하는데 효과적일 것이다.
한편, 확산 방지 패턴(200)은 기판에 진행되는 스크라이빙 혹은 트리밍 공정에서 충격이 전달되는 것을 방지하기 위해 구비되는데 반해, 기판(100) 상부에 형성되는 절연 스택 내에 무기막 연속에 의한 크랙을 방지하도록 크랙 방지 패턴(CR)을 더 구비하기도 한다. 크랙 방지 패턴(CR)은 기판(100) 상부에 구비된 무기막, 예를 들어, 무기 버퍼(130), 액티브 버퍼(140), 게이트 절연막(150) 및 층간 절연막(160)의 적어도 일층의 선택적으로 제거하여 형성할 수 있다. 크랙 방지 패턴은 무기막이 연속되었을 때, 그의 하드한 특성으로 특정 부위에서 크랙이 발생되었을 때, 전 방향으로 크랙이 전달되는데 이를 방지하기 위해 구비하는 것이다. 비액티브 영역(NA)에 패드 영역이나 배선 형성을 침범하지 않는다면 상기 크랙 방지 패턴(CR)은 복수개 구비할 수 있다.
상기 무기 버퍼(130), 액티브 버퍼(140), 게이트 절연막(150) 및 층간 절연막(160)은 각각이 단일 혹은 복수층일 수 있다.
기판의 에지 라인 상에는 상기 절연 스택(130, 140, 150, 160)을 제거하여 스크라이빙 공정(트리밍 공정)에서 가해지는 레이저 조사시의 에너지가 직접적으로 절연 스택에 전달됨을 방지한다.
그리고, 상기 크랙 방지 패턴(CR) 상부는 평탄화막(170) 및 뱅크(180)와 같은 유기 구조체를 더 구비하여 댐(1700A)을 부여할 수 있다. 크랙 방지 패턴(CR)을 확산 방지 패턴(200) 외측에 구비한 이유는 확산 방지 패턴(200)을 경계로 절연 스택(130~160)이 안쪽 영역과 외곽 영역이 분리되어 있어, 직접적으로 기판(100) 상의 에지 라인(TL)에서 가까운 절연 스택(130~160)의 에지에서부터 전달되는 크랙을 방지하기 위함이다.
이하, 본 발명의 표시 장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 표시 장치를 제조하는 원장 기판을 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 3의 Ⅱ~Ⅱ' 선상의 단면도이다.
도 3 및 도 4와 같이, 표시 장치는 원장 글래스 기판(1000) 상에서 제조되며, 원장 글래스 기판(1000)에는 복수개의 패널 영역이 정의되어 있다.
원장 글래스 기판(1000) 상에 동일 면적으로 제 1, 제2 폴리머층(110, 120)과 그 사이에 무기 층간 절연막(115)을 포함한 원장 기판(100와 동일층)이 적용되고, 상기 원장 기판(100)에는 복수개의 패널 영역이 정의되며, 각 패널 영역 내 어레이 공정이 이루어진다. 어레이 공정에서는 기판(100) 상에 무기 버퍼(130), 액티브 버퍼(140), 게이트 절연막(150) 및 층간 절연막(160)의 형성뿐만 아니라 액티브 영역(AA) 내의 박막 트랜지스터와 발광 소자의 형성도 진행된다.
또한, 발광 소자 형성 후 발광 소자를 보호하기 위한 봉지층 형성 또한 진행된다. 구체적인 공정을 도 5를 참조하여 후술한다.
여기서, 어레이 공정은, 폴리머를 포함한 기판(100)이 취급에 용이하지 않아 공정의 안정성을 위해 글래스 원장 기판(1000)에서 진행되는데, 이러한 어레이 공정을 완료한 후, 상기 글래스 원장 기판(1000)을 기판(100)의 하면에서 분리하는 공정을 진행한다. 이 경우, 엑시머 레이저를 조사하여 진행하는데, 이는 폴리머층을 포함한 기판(100)에는 레이저 광이 투과되지 않고 글래스 원장 기판(1000)에는 레이저 광이 투과되며, 둘 사이의 계면을 분리시키며 이루어지는 것이다. 도시되지 않았지만 공정의 안정성을 위해 상기 기판(100)과 글래스 원장 기판(1000) 사이에는 희생층이 더 구비될 수 있다. 이러한 조사는 기판(100) 하부에서 수평 방향으로 에너지가 가해지나, 폴리머층을 포함한 기판(100)에는 레이저 광 투과가 없어 기판(100)에는 영향이 없다.
그러나, 각 패널 단위로 분리하는 스크라이빙 공정(혹은 트리밍 공정)에서 레이저 조사는 직접적으로 기판(100)을 포함하여 분리가 이루어지며, 기판(100)의 수직적 분리를 위해 예를 들어, 적외선 흡수를 통해 열 에너지를 기판(100)에 가하는 형태로 이루어진다.
이 과정에서 제 1, 제 2 폴리머층(110, 120)과 그 사이의 무기 층간 절연막(115)간의 이종 특성에 의해 열 충격으로 서로 들뜸이 발생할 수 있으나 본 발명에 표시 장치에서는 확산 방지 패턴(200)을 에지 라인(TL)에서부터 일정 간격 이격하여 구비하여, 상기 스크라이빙 공정에서 열 충격이 확산 방지 패턴(200)의 안쪽 영역으로 전파되지 않게 하는 것이다.
이하, 본 발명의 표시 장치의 액티브 영역(AA)의 구성에 대해 설명한다.
도 5는 도 1의 일 서브 화소를 나타낸 단면도이다.
도 5와 같이, 무기 버퍼(130)가 기판(100) 상에 위치할 수 있다. 상기 무기 버퍼(130)는 기판(100) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다.
무기 버퍼(130) 상에는 또한 박막 트랜지스터의 액티브층 형성 전 액티브층 보호를 위해 액티브 버퍼(140)가 더 구비되기도 한다. 액티브 버퍼(140)는 생략될 수도 있다. 상기 액티브 버퍼(140)는 액티브층(112)의 재질에 따라 달라질 수 있으며, 액티브층(112)이 산화물 액티브층을 포함할 경우 수소 전달성이 적은 산화막인 것이 바람직하다.
상기 액티브 버퍼(140) 상에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 박막트랜지스터는 액티브 층(112), 게이트 절연막(150), 게이트 전극(114), 층간 절연막(160), 소스 및 드레인 전극(116, 118)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 액티브 층(112)은 액티브 버퍼(140) 상에 위치한다. 액티브층(112)은 폴리 실리콘(p-Si)으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 소정의 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 또한, 액티브 층(112)은 아몰포스 실리콘(a-Si)으로 만들어질 수도 있고, 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 만들어질 수도 있다. 나아가 액티브 층(112)은 산화물(oxide)로 만들어질 수도 있다. 게이트 절연막(150)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 무기물로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 게이트 전극(114)은 다양한 도전성 물질, 예컨대, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(160)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(150)의 선택적 제거로 소스 및 드레인 영역이 노출되는 컨택 홀(contact hole)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(116, 118)은 층간 절연막(160) 상에 전극용 물질로 단일층 또는 다층의 형상으로 형성된다.
평탄화 층 패턴(170a)은 상기 비액티브 영역(NA) 내의 댐(1700A)의 하부층을 이루는 동일층으로, 상기 박막트랜지스터(TFT)를 평탄화하며 구비된다. 평탄화 층(170a)은 박막트랜지스터를 보호하고 그 상부를 평탄화한다. 평탄화 층(170a)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기 절연막, 또는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연막으로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중 층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 그리고, 평탄화층(170a)은 도 1 내지 도 4와 같이, 비액티브 영역(NA)의 트리밍 라인(TL)에는 구비하지 않는 것이 절단 공정의 편의성을 위해 바람직하다. 비액티브 영역(NA)의 일부에 상기 액티브 영역(AA)에서 연속성을 갖고 더 형성될 수 있다.
발광소자는 제 1 전극(191), 발광 층(192), 제2 전극(193)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 즉, 발광소자(190)는 평탄화 층 패턴(170a) 상에 형성된 제1 전극(191), 제1 전극(191) 상에 위치한 발광 층(192) 및 유기발광 층(192) 상에 위치한 제2 전극(193)으로 구성될 수 있다.
한편, 발광층(192)은 도시된 바와 같이, 선택적으로 뱅크 패턴(180a) 사이에만 형성될 수도 있고, 인접한 뱅크 패턴(180a)에 중첩하거나 전체 액티브 영역(AA)에 일체형으로 형성할 수 있다. 발광층(192)은 유기 발광층일 수 있고, 경우에 따라 양자점 발광층을 포함하는 무기 발광층일 수도 있다.
발광층(192) 외에는 하부에 정공 수송 관련된 정공 주입층과 정공 수송층이 더 구비될 수 있고, 발광층(192) 상부에 전자 수송층과 전자 주입층이 더 구비될 수도 있다.
제1 전극(191)은 컨택 홀을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(118)과 전기적으로 연결된다. 표시 장치가 상부 발광(top emission) 방식으로 구현되는 경우, 이러한 제1 전극(191)은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(191)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.
뱅크 패턴(180a)는 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크 패턴 (180a)는 상기 비액티브 영역(NA)의 댐(1700A)을 이루는 상부층과 동일층일 수 있으며, 그 패턴을 이중 단차로 하여 스텝이 높은 층에 스페이서 기능을 부여할 수 있다. 스페이서는 발광층(192) 등을 증착하는 과정에서 증착 마스크가 스페이서 이하로 쳐지지 않고 지지하는 역할을 하며 뱅크 패턴(180a)을 보호하는 역할을 할 수 있다.
뱅크 패턴(180a)은 발광 영역과 대응되는 제1 전극(191)을 노출시키는 뱅크 홀을 가진다. 뱅크 패턴(180a) 및 뱅크(180)는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 만들어질 수 있다.
발광 층(192)이 뱅크 패턴(180a)에 의해 노출된 제1 전극(191) 상에 위치한다.
제2 전극(193)이 발광층(192) 상에 위치한다. 표시 패널이 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 제2 전극(193)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전 물질로 형성됨으로써 발광 층(192)에서 생성된 광을 제2 전극(193) 상부로 방출시킨다.
보호 층(128) 및 봉지 층(210)이 제2 전극(193) 상에 위치한다. 보호 층(128)은 봉지층(210)의 제조공정 중에 봉지층(210)의 측면이 벗겨지거나 균일도에 영향을 주지 않도록 봉지층(210)을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 후술하는 바와 같이 봉지층(210)의 제조공정 중 사용되는 산소(O2) 가스에 영향을 받지 않는 보호층(128)을 배치하여, 봉지층(2130)의 신뢰성을 향상시키고 봉지층(230)이 벗겨지는 현상을 방지할 수 있다.
재료 측면에서 보호층(128)은 무기물을 포함할 수 있다. 보호층(128)에 포함되는 무기물은 산소를 포함하지 않는 무기물일 수 있다. 이때 보호층(128)은 플라즈마 기상증착을 이용하여 산소를 포함하지 않는 무기물로 형성될 수 있다.
봉지 층(210)은, 발광 재료와 전극 재료의 산화를 방지하기 위하여, 외부로부터의 산소 및 수분 침투를 막는다. 유기발광소자가 수분이나 산소에 노출되면, 발광 영역이 축소되는 화소 수축(pixel shrinkage) 현상이 나타나거나, 발광 영역 내 흑점(dark spot)이 생길 수 있다. 상기 봉지 층(encapsulation layer)은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 또는 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 무기막은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막은 무기막의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 봉지 층을 여러 겹의 박막 층으로 형성하는 이유는, 단일 층에 비해 수분이나 산소의 이동 경로를 길고 복잡하게 하여, 유기발광소자까지 수분/산소의 침투를 어렵게 만들려는 것이다.
상기 표시 장치의 강도 및/또는 견고성을 증가시키기 위해, 하나 이상의 지지 층(미도시)이 상기 기판(100)의 하부에 제공될 수 있다. 상기 지지 층은 백플레이트(backplate)라고도 한다.
지지층은, 상기 기판(100)의 양면 중 발광소자(190)가 있는 면(제1 면)의 반대편 면(제2 면)에 부착된다. 상기 지지 층은 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene Naphthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Ployethylene Terephthalate; PET), 폴리에틸렌 에테르프탈레이트 (polyethylene ether phthalate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyether imide), 폴리에테르 술폰산(polyether sulfonate), 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 또는 기타 적합한 폴리머의 조합으로 구성된 박형 필름으로 만들어질 수 있다. 도 3에서 설명한 글래스 원장 기판(1000)의 제거 후 기판(100)의 하면에 지지층이 부착될 수 있다.
상기 지지 층의 형성에 사용될 수 있는 다른 적합한 물질은 박형 유리, 유전체로 차폐된 금속 호일(metal foil), 다층 폴리머, 나노 파티클 또는 마이크로 파티클과 조합된 고분자 물질이 포함된 고분자 필름 등일 수 있다.
도 6은 확산 방지 패턴을 나타낸 광학 사진이다.
도 6은, 레이저 조사를 통해 확산 방지 패턴(도 2의 200 참조)을 형성한 예를 나타낸 것이다. 제 2 폴리머층(2nd PI)과, 무기 층간 절연막(IPD)과 더불어, 상기 제 1 폴리머층(1st PI)의 일부까지 확산 방지 패턴이 형성된 점을 확인할 수 있다.
본 발명의 표시 장치는 기판의 에지 라인과 인접하여 기판 내에 확산 방지 패턴이 더 구비되어 기판의 에지 라인을 정의하는 레이저 조사 이후 수평방향으로 전달되는 스트레스의 전달을 차단할 수 있다.
따라서, 폴리머층을 포함한 기판이 폴리머층과 이성분과의 들뜸이 에지 라인에서 발생하더라도 스트레스 전달이 확산 방지 패턴에 의해 차단되어 액티브 영역 내부 구성 및 동작을 안정화할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제 1 폴리머층과 제 2 폴리머층 사이에 무기 층간 절연막을 포함하여 이루어지며, 액티브 영역과 비액티브 영역을 구비한 기판과, 상기 기판의 에지 라인과 일정 간격 이격하여 상기 비액티브 영역에, 상기 기판의 상기 제 2 폴리머층 표면으로부터, 제 1 깊이로 구비된 확산 방지 패턴 및 상기 기판의 액티브 영역 상에 구비된 박막 트랜지스터 및 발광 소자를 포함할 수 있다.
상기 확산 방지 패턴의 저면은 상기 제 1 폴리머층 내에 있을 수 있다.
상기 확산 방지 패턴의 제 1 깊이는 상기 제 2 폴리머층 및 상기 무기 층간 절연막의 두께를 더한 두께보다 더 클 수 있다.
상기 확산 방지 패턴과 상기 기판의 에지 라인 사이에 크랙 방지 패턴을 더 구비할 수 있다.
상기 크랙 방지 패턴은 상기 기판 상부에 구비된 절연 스택 내에 구비될 수 있다.
상기 절연 스택은 복수의 무기층들을 포함하며, 상기 크랙 방지 패턴은 상기 복수의 무기층들 중 적어도 일층 이상의 무기층이 제거되어 이루어질 수 있다.
상기 절연 스택은 무기 버퍼층, 액티브 버퍼층, 게이트 절연막 및 층간 절연막을 포함할 수 있다.
상기 크랙 방지 패턴과 상기 확산 방지 패턴 사이 및 상기 확산 방지 패턴 안쪽에, 상기 절연 스택이 연속되어 있을 수 있다.
상기 기판의 에지 라인과 이격하며, 상기 크랙 방지 패턴을 덮는 댐 패턴이 더 포함될 수 있다.
상기 댐 패턴은 유기 구조체로 이루어질 수 있다.
상기 확산 방지 패턴은 상기 기판의 에지 라인을 정의하는 스크라이빙 공정시 상기 기판에 수평적으로 가해지는 스트레스의 경로를 차단할 수 있다.
한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판 110: 제 1 폴리머층
115: 무기 층간 절연막 120: 제 1 폴리머층
130: 무기 버퍼 140: 액티브 버퍼
150: 게이트 절연막 160: 층간 절연막
170: 평탄화층 180: 뱅크
1700A: 댐 200: 확산 방지 패턴
CR: 크랙 방지 패턴 TL: 트리밍 라인 (스크라이빙 라인)

Claims (12)

  1. 제 1 폴리머층과 제 2 폴리머층 사이에 무기 층간 절연막을 포함하여 이루어지며, 액티브 영역과 비액티브 영역을 구비한 기판;
    상기 기판의 에지 라인과 일정 간격 이격하여 상기 비액티브 영역에, 상기 기판의 상기 제 2 폴리머층 표면으로부터, 제 1 깊이로 구비된 확산 방지 패턴; 및
    상기 기판의 액티브 영역 상에 구비된 박막 트랜지스터 및 발광 소자를 포함한 표시 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 방지 패턴의 저면은 상기 제 1 폴리머층 내에 있는 표시 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 방지 패턴의 제 1 깊이는 상기 제 2 폴리머층 및 상기 무기 층간 절연막의 두께를 더한 두께보다 더 큰 표시 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 방지 패턴은 상기 액티브 영역을 이격하며 둘러싸는 형상인 표시 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 방지 패턴과 상기 기판의 에지 라인 사이에 크랙 방지 패턴을 더 구비한 표시 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 크랙 방지 패턴은 상기 기판 상부에 구비된 절연 스택 내에 구비되는 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 절연 스택은 복수의 무기층들을 포함하며,
    상기 크랙 방지 패턴은 상기 복수의 무기층들 중 적어도 일층 이상의 무기층이 제거되어 이루어진 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 절연 스택은 무기 버퍼층, 액티브 버퍼층, 게이트 절연막 및 층간 절연막을 포함한 표시 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 크랙 방지 패턴과 상기 확산 방지 패턴 사이의 영역 및 상기 확산 방지 패턴 안쪽 영역에, 상기 절연 스택이 연속되어 있는 표시 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 기판의 에지 라인과 이격하며, 상기 크랙 방지 패턴을 덮는 댐 패턴이 더 포함한 표시 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 댐 패턴은 유기 구조체로 이루어진 표시 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 확산 방지 패턴은 상기 기판의 에지 라인을 정의하는 스크라이빙 공정시 상기 기판에 수평적으로 가해지는 스트레스의 경로를 차단하는 표시 장치.
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