KR20220063360A - 플렉서블 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 상부에 박막 트랜지스터가 구비되는 기판, 박막 트랜지스터를 덮도록 구비되는 중간층, 중간층 상에 위치하며, 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 중간층 및 제1 전극 상에 위치하며, 중간층의 일부를 노출시키는 제1 영역, 제1 전극의 일부를 노출시키는 제2 영역 및 제1 영역과 상기 제2 영역을 제외한 제3 영역을 정의하는 뱅크, 뱅크의 제1 영역에서 위치하고, 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 작아지는 제1 구조물, 제2 영역에 의해 노출되는 제1 전극 및 제1 구조물 상에 위치하는 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함할 수 있다. 이에 따라, 역 테이퍼 형상의 구조물의 양 측면이 뱅크에 밀착하도록 형성되므로, 접착력이 강화되어 박리 불량이 개선되는 효과가 있다
Description
본 명세서는 플렉서블 표시 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 역 테이퍼 형상의 구조물을 구비함으로써 유기 발광층 박리현상이 최소화된 플렉서블 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 경량 박형으로 제조 가능한 표시 장치가 각광받고 있다. 이 표시 장치는 자발광 소자로서, 저전압 구동에 따라 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 고속의 응답 속도, 높은 발광 효율, 시야각 및 명암 대비비(contrast ratio)도 우수하여, 차세대 디스플레이로서 연구되고 있다. 이 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 부화소들을 통해 영상을 구현한다. 다수의 부화소들 각각은 발광 소자와, 그 발광 소자를 독립적으로 구동하는 다수의 트랜지스터를 포함한다.
이 같은 평판 표시장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display appratus: LCD), 퀀텀 닷 표시 장치(Quantum Dot Display Appratus: QD), 전계방출 표시 장치(Field Emission Display apparatus: FED), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode: OLED) 등을 들 수 있다. 이중, 별도의 광원을 요구하지 않으며 장치의 컴팩트화 및 선명한 컬러 표시를 위한 수단으로 각광받고 있는 유기 발광 표시 장치는 스스로 발광 하는 유기 발광 다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)를 이용함으로써 응답 속도가 빠르고, 명암비(Contrast Ration), 발광효율, 휘도 및 시야각 등이 크다는 장점이 있다.
최근에는 플렉서블(flexible) 소재인 플라스틱 등과 같이 유연한 기판에 표시부, 배선 등을 형성하여, 종이처럼 휘어져도 화상 표시가 가능한 플렉서블 표시 장치가 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
플렉서블 표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해짐에 따라, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 플렉서블 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
특히, 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED)는 전술한 바와 같이 별도의 광원이 필요하지 않으므로 상대적으로 얇은 두께로 구현이 가능하다는 점에서, 유기 발광 표시 장치를 플렉서블 표시 장치로 제조하려는 노력이 계속되고 있다.
플렉서블 유기전계발광표시 장치가 폴딩(folding)되는 경우 폴딩에 의해 플렉서블 유기전계발광표시 장치에 인장 응력(Tensile Stress)과 압축 응력(Compressive Stress)이 가해질 수 있다.
반복적인 폴딩에 따른 지속적인 인장 응력 및 압축 응력의 인가는 유기전계발광표시 장치를 구성하는 복수의 층들이 서로 분리되는 박리 현상을 야기시키며, 이는 플렉서블 유기전계발광표시 장치의 신뢰성에 부정적인 영향을 미친다.
특히, 유기전계발광표시 장치를 구성하는 복수의 층들 중 유기 발광층은 폴딩 스트레스를 완화하기 위한 패터닝이 구현되기 어렵고, 접착력이 비교적 약해 가장 취약한 부분이다.
이러한 플렉서블 유기전계발광표시 장치의 유기 발광층 박리 문제를 개선하기 위하여 뱅크층 상부에 스페이서를 구비하는 등 다양한 노력을 기울이고 있다.
본 명세서는 상기 언급된 문제를 해결 하기 위해, 유기 발광층의 박리 불량이 개선된 플렉서블 표시 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 상부에 박막 트랜지스터가 구비되는 기판, 박막 트랜지스터를 덮도록 구비되는 중간층, 중간층 상에 위치하며, 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 중간층 및 제1 전극 상에 위치하며, 중간층의 일부를 노출시키는 제1 영역, 제1 전극의 일부를 노출시키는 제2 영역 및 제1 영역과 상기 제2 영역을 제외한 제3 영역을 정의하는 뱅크, 뱅크의 제1 영역에서 위치하고, 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 작아지는 제1 구조물, 제2 영역에 의해 노출되는 제1 전극 및 제1 구조물 상에 위치하는 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 박막 트랜지스터가 구비된 기판 상에 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 중간층을 형성하는 단계, 상기 중간층 상에 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 중간층 상에서 상기 제1 전극과 이격되어, 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 제1 구조물을 형성하는 단계, 상기 중간층과 상기 제1 전극 상에 뱅크를 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 상기 제1 구조물 상에 유기 발광층을 형성하는 단계 및 상기 기판의 전면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
위에서 언급된 본 명세서의 기술적 과제 외에도, 본 명세서의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시예들에 의하면, 유기 발광층을 통한 인접한 화소 간의 측면 전류 누설을 방지하기 위한 역 테이퍼 구조물이 정 테이퍼 구조물에 인접하게 위치할 수 있으므로 설계 자유도를 향상시키고, 역 테이퍼 형상의 구조물을 형성하지 않는 구조와 동일한 두께를 가지므로 박형 플렉서블 표시 장치를 구현하는 이점이 있다.
또한, 역 테이퍼 구조물의 양 측면이 뱅크에 밀착하도록 형성되므로, 접착력이 강화되어 박리 불량이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1a는 일반적인 테이퍼 형상의 스페이서를 갖는 플렉서블 표시 장치의 단면도이고, 도 1b는 역테이퍼 형상의 스페이서를 갖는 플렉서블 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 일반적인 플렉서블 표시 장치의 화소를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 일부를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 제조공정을 보여주는 공정 단면도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 일반적인 플렉서블 표시 장치의 화소를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 일부를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 5a 내지 도 5g는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 제조공정을 보여주는 공정 단면도이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 명세서의 일 예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 “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.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 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.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
“적어도 하나”의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, “제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나”의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 명세서의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 명세서의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 그리고, 첨부된 도면에 도시된 구성요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.
도 1a는 일반적인 테이퍼 형상의 스페이서를 갖는 플렉서블 표시 장치의 단면도이고, 도 1b는 역테이퍼 형상의 스페이서를 갖는 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(6) 상에 반도체층(5)이 위치하고, 반도체층(5) 상에 게이트 절연막(4)이 위치한다. 게이트 절연막(4) 상에 상기 반도체층(5)과 대응되도록 게이트 전극(3)이 위치한다. 상기 게이트 전극(3) 상에 절연층(7)이 위치하고, 절연층(7) 상에 소스 전극(1)과 드레인 전극(2)이 구비된다. 소스 전극(1)과 드레인 전극(2) 은 절연층(7)을 관통하는 콘택홀을 통해 반도체층(5)에 각각 접속한다. 따라서, 반도체층(5), 게이트 전극(3), 소스 전극(1) 및 드레인 전극(2)를 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다. 소스 전극(1) 및 드레인 전극(2) 상에 보호층(8)과 평탄화층(9)이 증착되고, 평탄화층(9) 상에 반사 전극(11)이 위치한다. 반사 전극(11) 상에는 유기 발광층(12) 및 공통 전극(13)이 위치한다.
이때, 플렉서블한 환경에서 사용되어야 하는 플렉서블 표시 장치의 특이성을 고려하여, 유기 발광층(12) 등 다양한 층에 대한 벤딩 스트레스를 완화하기 위하여 뱅크층(10) 상부에 스페이서(14)를 포함시킬 수 있다.
스페이서(14)는 벤딩 작업시 가해지는 응력을 완화하는 효과가 있으나, 상부면보다 하부면의 면적이 넓은 형상으로 인장 응력을 크게 줄이지 못하기 때문에 유기 발광층(12)의 박리 현상을 방지하는 효과가 크지 않은 문제가 있었다.
이에, 압축 응력뿐만 아니라 인장 응력에 대한 스트레스를 완화하도록 스페이서의 형상을 역테이퍼 형상으로 구현할 수 있다.
도 1b와 같이, 역테이퍼 형상의 스페이서(14')를 뱅크층(10) 상부에 포함함으로써, 벤딩 스트레스가 가해지는 경우 스트레스를 분산시킴으로써 유기 발광층의 박리를 방지할 수 있고, 장치 신뢰성이 향상될 수 있다.
다만, 이러한 역테이퍼 형상의 스페이서(14')가 존재하는 경우 메탈 마스크 증착시 마스크와 스페이서의 접촉으로 인해 공정 간 파티클이 발생하는 문제가 있다. 이러한 파티클은 후속 공정에 있어서 부착 오염을 발생시키기 때문에, 디바이스의 수율이 저하될 우려가 있어 최대한 줄이는 것이 좋다.
이에, 본 명세서는 역테이퍼 형상의 스페이서를 포함하여 유기 발광층 박리 현상이 억제되면서도 역테이퍼 형상의 스페이서 때문에 발생할 수 있는 파티클 문제가 저하된 플렉서블 표시 장치를 제공하고자 한다.
이하, 도 2를 참조하여 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에 대해 설명한다. 도 2는 본 명세서에 의한 플렉서블 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 명세서에 의한 플렉서블 표시 장치는 표시 패널(100), 게이트 구동부(200), 데이터 구동부(300) 및 회로 기판(400)을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 기판(110, 도 3)을 포함하며, 기판(110) 유기 발광 소자(180, 도 3)의 각 구성요소를 지지하는 역할을 한다. 기판(110)은 벤딩이 가능한 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 재료인 폴리에스터계 고분자, 실리콘계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리올레핀계 고분자 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 물질로 구성될 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 유리 재질이더라도, 초박형으로 형성하여 플렉서블 표시 장치를 구현할 수 있다.
유기 발광 소자(180)는 기판(110) 상에 배치되어 표시 패널(100) 외부로 광을 발광하는 역할을 한다. 유기 발광 소자(180)는 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다.
기판(110)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률반경으로 라운딩된 사각 형태, 또는 적어도 6개의 변을 갖는 비사각 형태를 가질 수 있다. 여기서, 비사각 형태를 갖는 기판(110)은 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 노치부(notch portion)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 표시 영역(AA)과 비표시 영역(NA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(AA)은 기판(110)의 중간 영역에 마련되는 것으로, 영상을 표시하는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 영역(AA)은 평면적으로 사각 형태, 각 모서리 부분이 일정한 곡률 반경을 가지도록 라운딩된 사각 형태, 또는 적어도 6개의 변을 갖는 비 사각 형태를 가질 수 있다. 여기서, 비 사각 형태를 갖는 표시 영역(AA)은 적어도 하나의 돌출부 또는 적어도 하나의 노치부를 포함할 수 있다.
비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)을 둘러싸도록 기판(110)의 가장자리 영역에 마련되는 것으로, 영상이 표시되는 않는 영역 또는 주변 영역으로 정의될 수 있다.
화소(P)는 기판(110)의 표시 영역(AA) 상에 마련될 수 있다. 일 예에 따른 화소(P)는 복수 개가 매트릭스 배열을 이루고 기판(110)의 표시 영역(AA) 내에 배치될 수 있다.
데이터 구동부(300)는 칩 실장(또는 본딩) 공정을 통해 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 정의된 칩 실장 영역에 실장된다. 데이터 구동부(300)는 회로 기판(400)으로부터 입력되는 각종 전원, 타이밍 동기 신호, 및 디지털 영상 데이터 등을 수신하고, 타이밍 동기 신호에 따라 게이트 제어 신호를 생성하여 게이트 구동부(200)의 구동을 제어하고, 이와 동시에 디지털 영상 데이터를 아날로그 형태의 화소 데이터 전압으로 변환하여 해당하는 화소(P)에 공급한다.
도 2에서 도시되지는 않았지만, 표시 영역(AA)과 게이트 구동부(200) 사이에 댐이 위치할 수 있다. 또는 댐은 게이트 구동부(200)보다 최외각에 위치할 수 있다.
표시 패널(100)은 데이터 구동부(300)와 평행한 기준선 <I-I'>를 중심으로 구부러지거나 접힐 수 있다. 다만, 기준선 <I-I'>의 방향은 한정되지 않고, 필요에 따라 다양한 방향으로 표시 패널(100)이 구부러지거나 접힐 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 5를 더 참조하여, 본 명세서의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 전면발광 방식의 플렉서블 표시 장치는 기판(110), 구동 박막 트랜지스터(130), 유기 발광 소자(180), 및 구조물(170, 175)을 포함한다.
먼저, 구동 박막 트랜지스터(130)는 반도체층(131), 게이트 전극(134), 소스 전극(133), 및 드레인 전극(132)을 포함한다.
반도체층(131)은 기판(110) 상에 형성된다. 반도체층(131)은 비정질 실리콘막 또는 비정질 실리콘을 결정화한 다결정 실리콘막으로 구현될 수 있다. 기판(110)과 반도체층(131) 사이에는 버퍼층(120, 125)이 더 형성될 수 있다. 버퍼층(120, 125)은 반도체층(131)의 결정화시 기판(110)으로부터 유출되는 알칼리 이온과 같은 불순물로부터 박막 트랜지스터를 보호하기 위해서 형성될 수 있다.
게이트 전극(134)은 제1 절연층(140) 상에 반도체층(131)과 중첩되는 영역 내에 형성된다. 이때, 게이트 전극(134)은 게이트 신호를 공급하는 게이트 라인(GL)과 연결되어 있다. 게이트 전극(134)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 구리(Cu) 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스 전극(133)과 드레인 전극(132)은 소정 간격으로 이격하여 형성되어 있으며, 반도체층(131)과 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로는, 제1 절연층(140) 및 제2 절연층(145)에는 반도체층(131)을 노출시키는 반도체층 컨택홀이 형성되어 있으며, 반도체층 컨택홀을 통해 소스 전극(133)과 드레인 전극(132)이 반도체층(131)과 연결되어 있다.
구동 박막 트랜지스터(130) 상부에는 중간층(150)이 형성된다. 중간층(150)에는 구동 박막 트랜지스터(130)의 드레인 전극(132)을 노출시키는 드레인 컨택홀이 형성되어 있다.
다음으로, 유기 발광 소자(180)는 제1 전극(181), 유기 발광층(182), 및 제2 전극(183)을 포함한다. 유기 발광 소자(180)는 구동 박막 트랜지스터(130)와 전기적으로 연결된다. 보다 구체적으로, 유기 발광 소자(180)은 드레인 컨택홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(130)의 드레인 전극(132)과 연결된다.
제1 전극(181)은 중간층(150) 상에 형성되고 드레인 컨택홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(130)의 드레인 전극(132)과 연결된다. 제1 전극(181)은 유기 발광층(182)에 전류(또는 전압)을 공급하는 것으로서, 소정 면적의 발광 영역을 정의한다.
또한, 제1 전극(181)은 양극(anode)으로서 역할을 수행한다. 이에 따라, 제1 전극(181)은 일 함수가 비교적 큰 투명 도전성 물질로 이루어지고, 예를 들어, 투명 도전성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)을 포함할 수 있다. 그리고, 반사효율을 향상시키기 위해서, 제1 전극(181)은 하부에 반사효율이 높은 금속 물질로 이루어진 반사막(미도시)을 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 금속 물질은 은(Ag), 알루미늄(Al) 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
제1 전극(181) 상에는 제1 전극(181)의 일부를 노출시키는 제1 개구부를 포함하는 뱅크(160)가 형성되어 있다. 뱅크(160)는 중간층(150)의 일부를 노출시키는 제2 개구부를 더 포함하며, 이에 대해 후술하기로 한다.
유기 발광층(182)은 제1 전극(181)과 제2 전극(183) 사이에 형성된다. 유기 발광층(182)은 제1 전극(181)으로부터 공급되는 정공과 제2 전극(183)으로부터 공급되는 전자의 결합에 의해 발광한다.
도 3에 도시된 일 실시예에서는, 기판 상의 전면에 유기 발광층(182)이 형성되어 있으나, 다른 일 실시예에서는, 제1 전극(181) 상에만 유기 발광층(182)이 형성될 수 있다.
유기 발광층(182)은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 및 전자 주입층을 포함한다. 정공 주입층(Hole Injecting Layer: HIL, 미도시)은 제1 전극(181) 상에 형성되어 정공을 이동시키는 역할을 수행한다. 정공 수송층(Hole Transport Layer: HTL, 미도시)는 정공 주입층 상에 형성되어 정공 주입층으로부터 주입되는 정공을 발광층에 전달하는 역할을 수행한다.
발광층은 정공 수송층과 전자 수송층 사이에 형성되어 제1 전극(181)으로부터 공급되는 정공과 제2 전극(183)으로부터 공급되는 전자의 결합에 의해 백색 광을 방출한다.
전자 수송층(Electron Transport Layer: ETL, 미도시)은 발광층 상에 형성되어 전자 주입층으로부터 주입되는 전자를 발광층으로 수송한다. 전자 주입층(Electron Injecting Layer: EIL, 미도시)은 전자 수송층 상에 형성된다. 이러한 전자 주입층은 생략될 수 있다.
이외에도 발광층은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색 광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색 광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색 광이 생성될 수 있다. 이 발광 스택에서 생성된 백색 광은 발광층 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다.
다른 예로는, 별도의 컬러 필터 없이 각 발광층에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러 광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 예를 들면, 적색(R) 서브 화소의 발광층은 적색 광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광층은 녹색 광을, 청색(B) 서브 화소의 발광층은 청색 광을 생성할 수도 있다.
제2 전극(183)은 유기 발광층(182) 상에 형성되어 유기 발광층(182)에 전자를 제공한다. 제2 전극(183)은 음극(cathode)으로서 역할을 수행한다. 이에 따라, 제2 전극(183)은 투명 도전성 물질로 이루어지고, 예를 들어, 투명 도전성 물질은 ITO 또는 IZO을 포함할 수 있다. 제2 전극(183)은 유기 발광층(182)과 접하는 쪽에 일 함수가 낮은 금속 물질로 이루어진 얇은 금속막(미도시)을 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 금속 물질은 마그네슘(Mg), 은(Ag) 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
뱅크(160)는 유기 발광 소자(180)의 제1 전극(181) 및 중간층(150) 상에 위치할 수 있다. 뱅크(160)는 표시 영역(AA)에서 서로 인접하는 화소(P)를 구분하기 위한 구조물로서, 복수의 화소(P)를 정의할 수 있다. 뱅크(160)는 유기물로 이루어질 수 있다.
뱅크(160)는 중간층(150)의 일부를 노출시키는 제1 영역과 제1 전극(181)의 일부를 노출시키는 제2 영역 및 제1 영역과 제2 영역을 제외한 나머지 제3 영역으로 구분될 수 있다. 뱅크(160)의 제2 영역은 제1 전극(181)에 의해 정의된 발광 영역과 동일할 수 있다.
구조물(170, 175)은 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 역 테이퍼(taper) 형상을 갖는 제1 구조물(170)과, 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 커지는 정 테이퍼(taper) 형상을 갖는 제2 구조물(175)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 구조물(170)은 중간층(150) 상에 형성되고, 제2 구조물(175)는 뱅크(160) 상에 형성 될 수 있다.
제1 구조물(170)은 뱅크(160)의 제1 영역에 위치할 수 있고, 제2 구조물(175)는 뱅크(160)의 제3 영역에 위치할 수 있다.
제1 구조물(170)은 뱅크(160)의 제1 영역 및 그 주변에서 유기 발광층(182)에 뱅크(160)를 노출시키는 컨택홀을 형성시킨다. 유기 발광층(182)은 쉐이딩(shading) 효과에 의하여 제1 구조물(170)의 상부에 형성되고, 제1 구조물(170)의 상부 아래에 형성되지 않는다. 이에 따라, 유기 발광층(182)에 컨택홀이 형성된다.
이때, 제1 구조물(170)의 양 측면은 뱅크(160)에 밀착하여 형성되므로, 접착력이 강화되어, 박리 불량이 개선될 수 있다. 또한, 제1 구조물(170)의 측면과 중간층(150)이 이루는 각도는 20도 내지 80도로 이루어질 수 있다.
제2 구조물(175)은 제1 구조물(170)에 인접하도록 서로 이격하여 형성된다. 제1 구조물(170)과 제2 구조물(175) 사이의 이격 거리는 작을수록 설계 자유도가 높아지므로 바람직하게, 제1 구조물(170) 상부의 일단과 제2 구조물(175) 하부의 일단 사이의 이격 거리는 5um 이내로 형성될 수 있다.
제1 구조물(170)의 두께는 뱅크(160)의 두께보다 클 수 있다. 제1 구조물(170)은 유기 발광층(182)이 쉐이딩(shading) 효과를 가질 수 있을 정도로 뱅크(160)의 두께보다 크게 형성 된다. 바람직하게는, 제1 구조물(170)의 두께는 뱅크(160)의 두께 보다 0.5um 이상 크게 형성될 수 있다.
제2 구조물(175)의 두께는 뱅크(160)의 두께와 동일하거나 클 수 있다. 바람직하게는, 제2 구조물(175)의 두께는 뱅크(160)의 두께 이상이거나 3um 이하로 형성될 수 있다.
제1 구조물(170)과 제2 구조물(175) 상에는 유기 발광층(182)과 제2 전극(183)이 순차적으로 적층된다.
봉지층(190)은, 발광 재료와 전극 재료의 산화를 방지하기 위하여, 외부로부터의 산소 또는 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 봉지층(190)은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 무기막은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막은 무기막의 표면을 균일한 높이로 만드는 역할을 한다. 봉지 층을 여러 겹의 박막 층으로 형성하면, 단일 층일 경우에 비해 수분이나 산소의 이동 경로가 길고 복잡하게 되어 유기발광소자까지 수분/산소가 침투하는 것이 어려워진다.
본 명세서의 실시 예에 따른 표시 장치는, 봉지층(190)이 제 1 봉지층(191), 제 2 봉지층(192), 및 제 3 봉지층(193)을 포함할 수 있다. 봉지층(190)의 제 1 봉지층(191)은 제 2 전극(183) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 제 2 봉지층(192)은 제 1 봉지층(151) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제 3 봉지층(193)은 제 2 봉지층(192) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(190)의 제 1 봉지층(191) 및 제 3 봉지층(193)은 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수 있다. 봉지부의 제 2 봉지층(192)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 및 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기물질로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4a는 일반적인 플렉서블 표시 장치의 화소를 나타내는 평면도이고, 도 4b는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 일부를 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 복수의 화소(P) 사이에 제1 구조물(170) 및 제2 구조물(175)이 형성된다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제1 구조물(170)은 제2 구조물(175)에 인접하도록 형성된다. 따라서, 제1 구조물(170)과 제2 구조물(175) 사이의 이격 거리가 작게 형성되므로 설계 상 자유도를 향상 시킬 수 있다.
도 5a 내지 도 5g는 본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치의 제조공정을 보여주는 공정 단면도이다.
도 5 a 내지 도 5g의 각각은 도 3 및 도 4에 도시한 하나의 화소를 제조하는 공정을 보여주는 단면도이다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성들의 재료 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 5a를 참조하면, 기판(110) 상에 반도체층(131), 제1 절연층(140), 게이트 전극(134), 제2 절연층(145), 소스 전극(133)과 드레인 전극(132), 및 중간층(150)을 순차적으로 형성한다.
반도체층(131) 및 게이트 전극(134)은 기판(110) 상에 소정 금속물질을 적층하고, 포토 레지스트(PR)를 도포하고 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하고, 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 금속물질의 소정 영역을 식각한 후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 소위 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 통해 패턴 형성할 수 있다.
다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 금속물질의 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing, 플렉소 프린팅(flexo printing), 또는 마이크로 컨택 프린팅(microcontact printing)과 같은 인쇄 공정으로 반도체층(131) 및 게이트 전극(134)을 직접 패턴 형성할 수도 있다.
이하에서 설명하는 각각의 구성에 대한 패턴 형성 공정도 구성 재료에 따라 포토리소그라피 공정을 이용하거나 또는 인쇄 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 그에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. 그리고, 제1 절연층(140) 및 제2 절연층(145)에는 반도체층 컨택홀이 형성된다. 상기 반도체층 컨택홀은 반도체층(131)의 일부가 노출되도록 제1 절연층(140) 및 제2 절연층(145)을 식각하여 형성한다.
소스 전극(133)과 드레인 전극(132)는 반도체층 컨택홀을 통해 반도체층(131)과 연결되고, 게이트 전극(134)과 이격되도록 패턴 형성한다.
중간층(150)에는 드레인 컨택홀이 형성된다. 상기 드레인 컨택홀은 드레인 전극(132)의 일부가 노출되도록 중간층(150)을 식각하여 형성한다.
도 5b를 참조하면, 중간층(150)이 형성된 기판(110) 상에 제1 전극(181)을 형성한다.
제1 전극(181)은 상기 드레인 컨택홀을 통해 드레인 전극(132)과 연결되도록 패턴 형성한다.
도 5c를 참조하면, 중간층(150) 상에 제1 구조물(170)을 형성한다.
이때, 제1 구조물(170)은 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 역 테이퍼(taper) 형상을 갖는다. 제1 구조물(170)이 형성되는 위치는 뱅크(160)의 제1 영역에 해당될 수 있다.
다음으로, 도 5d를 참조하면, 제1 전극(181) 및 중간층(150) 상에 제1 영역 상에 개구부를 구비한 뱅크(160)을 형성한다.
뱅크(160)는 기판(110) 전면에 소정 물질을 적층한 후 적층된 물질의 소정 영역을 식각공정을 통해 제거함으로써 개구부를 갖는 제2 영역을 형성한다. 따라서, 제2 영역을 통해 제1 전극(181)이 노출될 수 있다. 또한, 제1 구조물(170)은 뱅크(160)보다 먼저 형성되므로, 뱅크(160)는 제1 영역에서 제1 구조물(170)과 밀착하도록 형성될 수 있다.
도 5e를 참조하면, 뱅크(160)의 제3 영역 상에 제2 구조물(175)을 형성한다.
제1 구조물(170)과 제2 구조물(175)는 서로 이격되되, 제1 구조물(170) 상부의 일단과 제2 구조물(175) 하부의 일단 사이의 이격 거리는 5um 이내로 형성될 수 있다.
도 5f를 참조하면, 기판(110) 전면에 유기 발광층(182)을 형성한다.
유기 발광층(182)은 열 진공 증착을 사용하여 형성한다. 열 진공 증착은 유기물질이 기판(110)에 대해 수직으로 입사되도록 한다.
유기 발광층(182)은 뱅크(160)의 제2 영역를 통해 제1 전극(181)과 전기적으로 연결되도록 형성한다. 또한, 유기 발광층(182)은 제1 영역의 주변에서 뱅크(160)의 일부를 노출시키는 컨택홀을 형성한다. 컨택홀은 제2 영역 상에 형성된 제1 구조물(170)에 의하여 형성된다.
도 5g를 참조하면, 기판(110) 전면에 제2 전극(183)을 형성한다.
제2 전극(183)은 소정의 금속 물질의 열 진공 증착을 사용하여 형성한다. 이때, 소정의 금속 물질은 기판(110)에 대해 수직으로 입사되어 유기 발광층(182) 위에 증착된다.
유기 발광층(182) 및 제2 전극(183)은 쉐이딩(shading) 효과에 의하여 제1 구조물(170)의 상부에 형성되고, 제1 구조물(170)의 상부 아래에 형성되지 않는다.
이와 같이 제1 구조물(170)을 형성함으로써, 역 테이퍼 형상으로 구조물을 형성하더라도, 표시 패널(100)이 역 테이퍼 형상의 구조물을 형성하지 않는 구조와 동일한 두께를 가질 수 있는 효과가 있다. 이는 일반적으로 역 테이퍼 구조물을 형성하는 경우 정 테이퍼의 높이가 3um보다 큰 것에 비해 얇은 두께로 형성할 수 있으므로 박형 플렉서블 표시 장치를 구현하는 이점이 있다.
또한, 유기 발광층(182)을 통한 인접한 화소(P)간의 측면 전류 누설을 방지하기 위한 역 테이퍼 구조물이 정 테이퍼 구조물에 인접하게 위치할 수 있으므로 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 상부에 박막 트랜지스터가 구비되는 기판, 박막 트랜지스터를 덮도록 구비되는 중간층, 중간층 상에 위치하며, 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 중간층 및 제1 전극 상에 위치하며, 중간층의 일부를 노출시키는 제1 영역, 제1 전극의 일부를 노출시키는 제2 영역 및 제1 영역과 상기 제2 영역을 제외한 제3 영역을 정의하는 뱅크, 뱅크의 제1 영역에서 위치하고, 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 작아지는 제1 구조물, 제2 영역에 의해 노출되는 제1 전극 및 제1 구조물 상에 위치하는 유기 발광층 및 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제1 구조물은 중간층에 접하도록 형성되고, 양 측면이 상기 뱅크에 접할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제1 구조물의 두께는 뱅크의 두께보다 클 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 뱅크의 제3 영역 상에 형성되는 제2 구조물을 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제2 구조물은 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 커질 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제2 구조물의 두께는 3um보다 작을 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치에서 제1 구조물과 제2 구조물의 이격 거리는 5um 이내일 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 박막 트랜지스터가 구비된 기판 상에 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 중간층을 형성하는 단계, 상기 중간층 상에 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극을 형성하는 단계, 상기 중간층 상에서 상기 제1 전극과 이격되어, 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 제1 구조물을 형성하는 단계, 상기 중간층과 상기 제1 전극 상에 뱅크를 형성하는 단계, 상기 제1 전극과 상기 제1 구조물 상에 유기 발광층을 형성하는 단계 및 상기 기판의 전면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 본 명세서의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서가 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110: 표시 패널
200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부
400: 회로 기판
200: 게이트 구동부
300: 데이터 구동부
400: 회로 기판
Claims (12)
- 상부에 박막 트랜지스터가 구비되는 기판;
상기 박막 트랜지스터를 덮도록 구비되는 중간층;
상기 중간층 상에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극;
상기 중간층 및 상기 제1 전극 상에 위치하며, 상기 중간층의 일부를 노출시키는 제1 영역, 상기 제1 전극의 일부를 노출시키는 제2 영역 및 상기 제1 영역과 상기 제2 영역을 제외한 제3 영역을 정의하는 뱅크;
상기 뱅크의 상기 제1 영역에 위치하고, 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 작아지는 제1 구조물;
상기 뱅크의 상기 제2 영역에 의해 노출되는 상기 제1 전극 및 상기 제1 구조물 상에 위치하는 유기 발광층; 및
상기 유기 발광층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는,
플렉서블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 구조물은 상기 중간층에 접하도록 형성되고, 양 측면이 상기 뱅크에 접하는,
플렉서블 표시 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 제1 구조물의 두께는 상기 뱅크의 두께보다 큰,
플렉서블 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 뱅크의 상기 제3 영역 상에 형성되는 제2 구조물을 더 포함하는,
플렉서블 표시 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제2 구조물은 종단면의 단면적이 상부에서 하부로 갈수록 커지는,
플렉서블 표시 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제2 구조물의 두께는 3um보다 작은,
플렉서블 표시 장치.
- 제 4 항에 있어서,
상기 제1 구조물과 상기 제2 구조물의 이격 거리는 5um 이내인,
플렉서블 표시 장치.
- 박막 트랜지스터가 구비된 기판 상에 상기 박막 트랜지스터를 덮도록 중간층을 형성하는 단계;
상기 중간층 상에 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 중간층 상에서 상기 제1 전극과 이격되어, 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 작아지는 제1 구조물을 형성하는 단계;
상기 중간층과 상기 제1 전극 상에 뱅크를 형성하는 단계;
상기 제1 전극과 상기 제1 구조물 상에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 기판의 전면에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는,
플렉서블 표시 장치의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 뱅크는 상기 제1 구조물의 양 측면과 접하도록 형성하는,
플렉서블 표시 장치의 제조방법.
- 제 8 항에 있어서,
상기 뱅크 상에 상부에서 하부로 갈수록 단면적이 커지는 제2 구조물을 형성하는 단계;를 더 포함하는,
플렉서블 표시 장치의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제2 구조물의 두께는 3um보다 작은,
플렉서블 표시 장치의 제조방법.
- 제 10 항에 있어서,
상기 제1 구조물과 상기 제2 구조물의 이격 거리를 5um 이내로 형성하는,
플렉서블 표시 장치의 제조방법.
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