KR20230062506A - 표시패널 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20230062506A
KR20230062506A KR1020230054320A KR20230054320A KR20230062506A KR 20230062506 A KR20230062506 A KR 20230062506A KR 1020230054320 A KR1020230054320 A KR 1020230054320A KR 20230054320 A KR20230054320 A KR 20230054320A KR 20230062506 A KR20230062506 A KR 20230062506A
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조윤종
성석제
권세명
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Abstract

표시장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역으로부터 벤딩된 제2 영역을 포함하는 베이스층, 상기 제2 영역에 중첩하는 하측 그루브가 정의된 적어도 하나의 무기층, 상기 제1 영역에 중첩하는 실리콘 반도체 패턴을 포함하는 제1 박막 트랜지스터 및 산화물 반도체 패턴을 포함하는 제2 박막 트랜지스터, 상기 하측 그루브와 연장된 상측 그루브가 정의된 절연층들, 다른 층 상에 배치된 복수 개의 부분들을 포함하고, 상기 제2 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하는 신호라인, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하고, 상기 하측 그루브 및 상기 상측 그루브의 내측에 배치된 유기층 및 상기 유기층 상에 상기 제1 영역에 중첩하게 배치된 발광소자를 포함한다.

Description

표시패널 및 그 제조방법{DISPLAY PANEL AND FABRICATING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시패널 및 그 제조방법에 관한 것으로, 2종의 반도체 물질을 포함하는 표시패널 및 그 제조방법에 관한 것이다.
표시장치는 복수 개의 화소들 및 복수 개의 화소들을 제어하는 구동회로(예컨대, 주사 구동회로 및 데이터 구동회로)를 포함한다. 복수 개의 화소들 각각은 표시소자 및 표시소자를 제어하는 화소의 구동회로를 포함한다. 화소의 구동회로는 유기적으로 연결된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은 화소의 동작 특성이 향상되고, 플렉서블리티가 향상된 표시패널을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 제조공정에서 사용되는 마스크의 개수가 감소된 표시패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 제1 영역 및 상기 제1 영역으로부터 벤딩된 제2 영역을 포함하는 베이스층, 상기 제2 영역에 중첩하는 하측 그루브가 정의된 적어도 하나의 무기층, 상기 제1 영역에 중첩하는 실리콘 반도체 패턴을 포함하는 제1 박막 트랜지스터 및 상기 제1 영역에 중첩하는 산화물 반도체 패턴, 상기 산화물 반도체 패턴 상에 배치된 제어전극, 상기 반도체 패턴 상에 배치된 입력전극 및 출력전극을 포함하는 제2 박막 트랜지스터, 상기 하측 그루브와 연장된 상측 그루브가 정의된 절연층들, 다른 층 상에 배치된 복수 개의 부분들을 포함하고 상기 제2 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하는 신호라인, 상기 적어도 하나의 무기층과 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴 사이에 배치되고, 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴에 중첩하는 차광패턴, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하고, 상기 하측 그루브 및 상기 상측 그루브의 내측에 배치된 유기층 및 상기 유기층 상에 상기 제1 영역에 중첩하게 배치된 발광소자를 포함한다.
상기 차광패턴은 도전성을 가질 수 있다. 상기 차광패턴은 바이어스 전압을 수신할 수 있다. 상기 차광패턴은 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 제어전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 유기층 상에 배치되며, 상기 유기층을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 제1 박막 트랜지스터의 출력전극에 연결된 연결전극을 더 포함할 수 있다.
상기 유기층 상에 배치되고 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하는 패시베이션층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광소자의 전극은 상기 패시베이션층을 관통하는 콘택홀을 통해 상기 연결전극에 연결될 수 있다.
상기 패시베이션층은 상기 신호라인 상에 배치되고, 상기 패시베이션층의 상기 제2 영역에 중첩하는 부분은 상기 신호라인 의 상기 복수 개의 부분들 중 상기 제2 영역에 중첩하는 부분에 접촉될 수 있다.
상기 제2 영역은, 상기 제1 영역에 연결되며 소정의 곡률을 형성하는 곡률 영역 및 상기 곡률 영역에 연결되며 상기 제1 영역에 마주하는 대향 영역을 포함할 수 있다. 상기 신호라인의 상기 복수 개의 부분들은 상기 제1 영역에 중첩하며 상기 제2 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 제1 부분, 상기 곡률 영역에 중첩하며 상기 제1 부분과 다른 층 상에 배치된 제2 부분, 및 상기 대향 영역에 중첩하며 상기 제2 부분과 다른 층 상에 배치된 제3 부분을 포함할 수 있다.
상기 신호라인의 상기 제2 부분은 상기 유기층 상에 배치될 수 있다.
상기 절연층들은, 상기 제1 박막 트랜지스터의 상기 실리콘 반도체 패턴을 커버하는 제1 절연층, 상기 제1 절연층 상에 배치되고, 상기 제1 박막 트랜지스터의 제어전극을 커버하는 제2 절연층, 상기 제2 절연층 상에 배치된 제3 절연층 및 상기 제3 절연층 상에 배치되고, 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴에 중첩하는 상기 제2 박막 트랜지스터의 제어전극을 커버하는 제4 절연층을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층과 상기 제3 절연층 사이에 배치되고, 상기 제1 박막 트랜지스터의 상기 제어전극과 중첩하는 상부전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 박막 트랜지스터 상기 산화물 반도체 패턴과 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 제어전극 사이에 배치된 절연패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 절연패턴은 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴에 부분적으로 중첩될 수 있다.
상기 절연층들은, 상기 제3 절연층과 상기 제4 절연층 사이에 배치되며, 상기 제2 박막 트랜지스터 상기 산화물 반도체 패턴을 부분적으로 커버하고, 상기 제2 박막 트랜지스터 상기 산화물 반도체 패턴의 양단들을 노출하는 개구부들이 정의된 중간 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 절연층과 상기 제4 절연층 사이에 배치되고, 상기 제1 박막 트랜지스터의 상기 제어전극과 중첩하는 상부전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제3 절연층과 상기 상부전극 사이에 배치된 절연패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 차광패턴은 상기 적어도 하나의 무기층과 상기 제1 절연층 사이에 배치되고, 상기 실리콘 반도체 패턴과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 차광패턴은 상기 제1 절연층과 상기 제2 절연층 사이에 배치되고, 상기 상기 제1 박막 트랜지스터의 상기 제어전극과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층은 실리콘옥사이드를 포함하고, 상기 차광패턴에 접촉할 수 있다.
상기 제2 절연층과 상기 제3 절연층 사이에 배치되고, 상기 제1 박막 트랜지스터의 상기 제어전극과 중첩하는 상부전극을 더 포함할 수 있다.
상기 차광패턴은 상기 제2 절연층과 상기 제3 절연층 사이에 배치되고, 상기 상기 상부전극과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 무기층의 상면의 일부분과 상기 유기층은 접촉될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조방법은 제1 영역 및 상기 제1 영역으로부터 연장된 제2 영역을 포함하는 베이스층 상에 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하는 적어도 하나의 무기층을 형성하는 단계, 상기 적어도 하나의 무기층 상에 상기 제1 영역에 중첩하도록 실리콘 반도체 패턴을 형성하는 단계, 상기 실리콘 반도체 패턴 상에 제1 절연층을 사이에 두고 상기 실리콘 반도체 패턴과 중첩하는 제1 제어전극을 형성하는 단계, 상기 제1 제어전극 상에 제2 절연층을 사이에 두고 상기 제1 제어전극과 중첩하는 상부전극을 형성하는 단계, 상기 제1 영역에 중첩하도록 차광패턴을 형성하는 단계, 상기 상부전극을 커버하는 제3 절연층을 형성하는 단계, 상기 제3 절연층 상에 상기 차광패턴에 중첩하도록 산화물 반도체 패턴을 형성하는 단계, 상기 산화물 반도체 패턴 상에 상기 산화물 반도체 패턴과 중첩하는 제2 제어전극을 형성하는 단계, 상기 제2 제어전극을 커버하는 제4 절연층을 형성하는 단계, 상기 실리콘 반도체 패턴의 제1 부분 및 제2 부분을 각각 노출시키는 제1 컨택홀 및 제2 컨택홀이 형성되고, 상기 적어도 하나의 무기층의 상기 제2 영역에 중첩하는 일부분을 노출시키는 상측 그루브가 형성되도록 상기 제1 내지 제4 절연층들을 부분적으로 제거하는 제1 식각 단계, 상기 산화물 반도체 패턴의 제1 부분 및 제2 부분을 각각 노출시키는 제3 컨택홀 및 제4 컨택홀이 형성되도록 상기 제4 절연층을 부분적으로 제거하고, 상기 적어도 하나의 무기층의 상기 제2 영역에 상기 상측 그루브에 연속하는 하측 그루브가 형성되도록 상기 적어도 하나의 무기층을 부분적으로 제거하는 제2 식각 단계, 상기 실리콘 반도체 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 각각 연결되는 제1 입력전극 및 제1 출력전극을 형성하고, 상기 산화물 반도체 패턴의 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 각각 연결되는 제2 입력전극 및 제2 출력전극을 형성하는 전극 형성 단계, 상기 제1 입력전극, 상기 제1 출력전극, 상기 제2 입력전극, 상기 제2 출력전극을 커버하며 상기 상측 그루부와 상기 하측 그루부의 내측에 배치되는 유기층을 형성하는 단계, 상기 제1 출력전극을 노출하는 제5 컨택홀이 형성되도록 상기 유기층을 부분적으로 제거하는 제3 식각 단계, 상기 유기층 상에 상기 제1 출력전극과 전기적으로 연결되는 신호라인의 일부분을 형성하는 단계 및 상기 유기층 상에 상기 제1 출력전극에 전기적으로 연결된 발광소자를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바에 따르면, 신호라인에 직접적으로 연결된 박막 트랜지스터의 누설전류가 감소된다. 발광소자의 구동전류를 제어하는 박막 트랜지스터의 전압-전류 특성이 유지될 수 있다.
표시패널의 벤딩 영역에 유기층이 배치됨으로써 표시패널의 벤딩 영역의 플렉서블리티가 향상된다.
표시영역에 배치된 반도체 패턴의 일부분을 노출시키는 콘택홀 형성 공정과 벤딩 영역의 절연층 및 벤딩 영역의 무기층의 제거 공정이 단일공정으로 진행됨으로써 제조공정에서 사용되는 마스크의 개수가 감소될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 평면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 일부분에 대응하는 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 벤딩 영역에 대응하는 단면도이다.
도 5a 내지 도 5m는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 제조공정을 도시한 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부분에 대응하는 단면도이다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부분에 대응하는 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결 된다", 또는 "결합 된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 평면도이다. 도 2는 표시패널의 화소들(PX), 구동회로(GDC), 및 신호라인(SGL)의 연결관계를 간략히 도시하였다.
펼쳐진 상태에서 표시패널(DP)의 전면(DP-FS)은 제1 방향축(DR1) 및 제2 방향축(DR2)이 정의하는 면과 평행한다. 표시패널(DP)의 전면(DP-FS)의 법선 방향, 즉 표시패널(DP)의 두께 방향은 제3 방향축(DR3)이 지시한다. 표시패널(DP)을 구성하는 층들 각각의 상면(또는 전면)과 하면(또는 배면)은 제3 방향축(DR3)에 의해 구분된다. 이하, 제1 내지 제3 방향들은 제1 내지 제3 방향축들(DR1, DR2, DR3) 각각 이 지시하는 방향으로써 동일한 도면 부호를 참조한다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 전면(DP-FS) 상에서 화소들(PX)이 표시되는 표시영역(DP-DA) 및 표시영역(DP-DA)에 인접한 비표시영역(DP-NDA)을 포함한다. 비표시영역(DP-NDA)은 화소들(PX)이 배치되지 않는 영역이다. 비표시영역(DP-NDA)에는 신호라인들(SGL) 중 일부 및/또는 구동회로(GDC)가 배치될 수 있다.
도 1a에 도시된 것과 같이, 표시영역(DP-DA)은 사각형상일 수 있다. 비표시영역(DP-NDA)은 표시영역(DP-DA)을 에워쌀 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시영역(DP-DA)의 형상과 비표시영역(DP-NDA)의 형상은 상대적으로 디자인될 수 있다. 예컨대, 제1 방향(DR1)에서 마주하는 영역에만 비표시영역(DD-NDA)이 배치될 수 있다. 표시영역(DP-DA)은 원형일 수 있다.
본 실시예에 따르면, 비표시영역(DP-NDA)의 일부분은 표시영역(DP-DA) 대비 좁은 너비(제2 방향(DR2)에 따른 길이)를 가질 수 있다. 후술하는 것과 같이 벤딩 영역의 면적을 축소시키기 위함이다.
도 1b에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 벤딩될 수 있고, 벤딩됨에 따라 표시패널(DP)은 제1 영역(NBA, 또는 비벤딩 영역) 및 제2 영역(BA, 또는 벤 딩영역)으로 구분될 수 있다. 제2 영역(BA)은 벤딩된 상태에서 소정의 곡률을 갖는 곡률 영역(CA) 및 벤딩된 상태에서 제1 영역(NBA)과 마주하게 될 대향 영역(FA)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 구동회로(GDC), 복수 개의 신호라인들(SGL, 이하 신호라인들), 복수 개의 신호패드들(DP-PD, 이하 신호패드들) 및 복수 개의 화소들(PX, 이하 화소들)을 포함할 수 있다.
화소들(PX)은 표시되는 컬러에 따라 복수 개의 그룹으로 구분될 수도 있다. 화소들(PX)은 예컨대, 레드 화소들, 그린 화소들, 블루 화소들을 포함할 수 있다. 화소들(PX)은 화이트 화소들을 더 포함할 수 있다. 표시되는 컬러에 따라 서로 다른 그룹으로 구분된다 하더라도 화소들의 화소 구동회로는 서로 동일할 수 있다.
구동회로(GDC)는 주사 구동회로를 포함할 수 있다. 주사 구동회로는 복수 개의 주사 신호들(이하, 주사 신호들)을 생성하고, 주사 신호들을 후술하는 복수 개의 주사 라인들(GL, 이하 주사 라인들)에 순차적으로 출력한다.　주사 구동회로는 화소들(PX)의 구동회로에 또 다른 제어 신호를 더 출력할 수 있다.
주사 구동회로는 화소들(PX)의 구동회로와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수 있다.
신호라인들(SGL)은 주사 라인들(GL), 데이터 라인들(DL), 전원 라인(PL), 및 제어신호 라인(CSL)을 포함한다. 주사 라인들(GL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결되고, 데이터 라인들(DL)은 화소들(PX) 중 대응하는 화소(PX)에 각각 연결된다. 전원 라인(PL)은 화소들(PX)에 연결된다. 제어신호 라인(CSL)은 주사 구동회로에 제어신호들을 제공할 수 있다. 신호패드들(DP-PD)은 신호라인들(SGL) 중 대응하는 신호라인에 연결된다.
도 2에는 표시패널(DP)에 전기적으로 연결되는 회로기판이 미도시되었다. 회로기판은 리지드 회로기판 또는 플렉서블 회로기판일 수 있다. 회로기판에는 구동칩이 실장될 수 있다.
미 도시되었으나, 구동칩은 표시패널(DP)에 실장될 수도 있다. 구동칩이 표시패널(DP)에 실장되면 신호라인들(SGL)의 설계는 변경될 수 있다. 구동칩은 데이터 라인들(DL)에 연결될 수 있고, 구동칩과 신호패드들(DP-PD)을 연결하는 신호라인이 더 배치될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 등가 회로도이다. 도 3b 및 도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)의 일부분에 대응하는 단면도이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 벤딩 영역(BA)에 대응하는 단면도이다.
도 3a에는 어느 하나의 주사 라인(GL), 어느 하나의 데이터 라인(DL), 전원 라인(PL), 및 이들에 연결된 화소(PX)를 도시하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)는 발광형 화소일 수 있고, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 화소(PX)는 발광소자로써 유기발광 다이오드 또는 퀀텀닷 발광 다이오드를 포함할 수 있다. 유기발광 다이오드의 발광층은 유기발광물질을 포함할 수 있다. 퀀텀닷 발광 다이오드의 발광층은 퀀텀닷, 및 퀀텀로드 등을 포함할 수 있다. 이하, 화소(PX)는 유기발광 화소로 설명된다.
화소(PX)는 유기발광 다이오드(OLED) 및 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하기 위한 화소 구동회로를 포함한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 전면 발광형 다이오드이거나, 배면 발광형 다이오드일 수 있다. 본 실시예에서 화소 구동회로는 제1 박막 트랜지스터(T1, 또는 구동 트랜지스터), 제2 박막 트랜지스터(T2, 또는 스위칭 트랜지스터), 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 제1 전원 전압(ELVDD)은 제1 박막 트랜지스터(T1)에 제공되고, 제2 전원 전압(ELVSS)은 유기발광 다이오드(OLED)에 제공된다. 제2 전원 전압(ELVSS)은 제1 전원 전압(ELVDD) 보다 낮은 전압일 수 있다.
제1 박막 트랜지스터(T1)는 유기발광 다이오드(OLED)에 연결된다. 제1 박막 트랜지스터(T1)는 커패시터(Cst)에 저장된 전하량에 대응하여 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 구동전류를 제어한다. 제2 박막 트랜지스터(T2)는 주사 라인(GL)에 인가된 주사 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)에 인가된 데이터 신호를 출력한다. 커패시터(Cst)는 제2 박막 트랜지스터(T2)로부터 수신한 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다.
화소(PX)의 구성은 도 3a에 제한되지 않고 변형되어 실시될 수 있다. 유기발광 다이오드(OLED)를 제어하는 화소회로는 도 3a에 도시된 것과 달리 3개 이상 예컨대 6개 또는 7개의 박막 트랜지스터들을 포함할 수도 있다. 유기발광 다이오드(OLED)는 전원 라인(PL)과 제2 박막 트랜지스터(T2) 사이에 접속될 수도 있다.
도 3b는 화소(PX)의 일부 구성으로써 제1 박막 트랜지스터(T1), 제2 박막 트랜지스터(T2) 및 유기발광 다이오드(OLED)에 대응하는 단면을 도시하였다. 도 3b에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 베이스층(BL), 베이스층 상에 배치된 회로 소자층(DP-CL), 표시 소자층(DP-OLED) 및 박막 봉지층을 포함할 수 있다. 표시패널(DP)은 반사방지층, 굴절률 조절층 등과 같은 기능성층들을 더 포함할 수 있다. 회로 소자층(DP-CL)은 적어도 복수 개의 절연층들과 회로 소자를 포함한다. 이하, 절연층들은 유기층 및/또는 무기층을 포함할 수 있다.
회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성 공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층이 형성될 수 있다. 표시 소자층(DP-OLED)은 발광소자를 포함한다. 표시 소자층(DP-OLED)은 화소 정의막(PDL)과 같은 유기층을 더 포함할 수 있다.
베이스층(BL)은 합성수지 필름을 포함할 수 있다. 합성수지층은 열 경화성 수지를 포함할 수 있다. 특히, 합성수지층은 폴리이미드계 수지층일 수 있고, 그 재료는 특별히 제한되지 않는다. 합성수지층은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 그밖에 베이스층은 유리 기판, 금속 기판, 또는 유/무기 복합재료 기판 등을 포함할 수 있다.
도 1a 내지 도 2를 참조하여 설명한 표시패널(DP)의 영역들은 베이스층(BL)에도 동일하게 정의될 수 있다. 예컨대, 베이스층(BL)은 제1 영역(NBA) 및 제1 영역(NBA)으로부터 벤딩된 제2 영역(BA)을 포함할 수 있다.
베이스층(BL)의 상면에 적어도 하나의 무기층을 형성한다. 무기층은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 무기층은 다층으로 형성될 수 있다. 다층의 무기층들은 후술하는 배리어층(BRL) 및/또는 버퍼층(BFL)을 구성할 수 있다. 배리어층(BRL)과 버퍼층(BFL)은 선택적으로 배치될 수 있다.
배리어층(BRL)은 외부로부터 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 배리어층(BRL)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있다. 이들 각각은 복수 개 제공될 수 있고, 실리콘옥사이드층들과 실리콘나이트라이드층들은 교번하게 적층될 수 있다.
버퍼층(BFL)은 배리어층(BRL) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 베이스층(BL)과 도전성 패턴들 또는 반도체 패턴들의 결합력을 향상시킨다. 버퍼층(BFL)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있다. 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층은 교번하게 적층될 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에 제1 반도체 패턴(OSP1)이 배치된다. 제1 반도체 패턴(OSP1)은 실리콘 반도체를 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(OSP1)은 폴리 실리콘 반도체일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않고, 제1 반도체 패턴(OSP1)은 비정질 실리콘을 포함할 수도 있다. 제1 반도체 패턴(OSP1)은 입력영역(또는 제1 부분), 출력영역(또는 제2 부분), 및 입력영역과 출력영역 사이에 정의된 채널영역(도는 제3 부분)을 포함할 수 있다. 제1 반도체 패턴(OSP1)의 채널영역은 후술하는 제1 제어전극(GE1)에 대응하게 정의될 수 있다. 입력영역과 출력영역은 도판트로 도핑되어 채널영역 대비 상대적으로 전도성이 높다. 입력영역과 출력영역은 n 타입의 도판트로 도핑될 수 있다. 본실시예서 n 타입의 제1 박막 트랜지스터(T1)를 예시적으로 설명하나, 제1 박막 트랜지스터(T1)는 p 타입 트랜지스터일 수도 있다.
버퍼층(BFL) 상에 제1 절연층(10)이 배치된다. 제1 절연층(10)은 복수 개의 화소들(PX, 도 1a 참조)에 공통으로 중첩하며, 제1 반도체 패턴(OSP1)을 커버한다. 제1 절연층(10)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 절연층(10)은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제1 절연층(10)은 단층의 실리콘옥사이드층일수 있다.
제1 절연층(10) 상에 제1 제어전극(GE1) 이 배치된다. 제1 제어전극(GE1)은 제1 반도체 패턴(OSP1)의 채널영역에 중첩한다.
제1 절연층(10) 상에 제1 제어전극(GE1)을 커버하는 제2 절연층(20)이 배치된다. 제2 절연층(20)은 복수 개의 화소들(PX, 도 1 참조)에 공통으로 중첩한다. 제2 절연층(20)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제2 절연층(20)은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제2 절연층(20)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 상부전극(UE)이 더 배치될 수 있다. 상부전극(UE)은 제1 제어전극(GE1)과 중첩할 수 있다.
제2 절연층(20) 상에 상부전극(UE)을 커버하는 제3 절연층(30)이 배치된다. 제3 절연층(30)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제3 절연층(30)은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제3 절연층(30)은 단층의 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제3 절연층(30) 상에 제2 반도체 패턴(OSP2)이 배치된다. 제2 반도체 패턴(OSP2)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 제2 반도체 패턴(OSP2)은 결정질 또는 비정질 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화물 반도체는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등의 금속 산화물 또는 아연(Zn), 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 티타늄(Ti) 등의 금속과 이들의 산화물의 혼합물을 포함할 수 있다. 산화물 반도체는 인듐-주석 산화물(ITO), 인듐-갈륨-아연 산화물(IGZO), 아연 산화물(ZnO), 인듐-아연 산화물(IZnO), 아연-인듐 산화물(ZIO), 인듐 산화물(InO), 티타늄 산화물(TiO), 인듐-아연-주석 산화물(IZTO), 아연-주석 산화물(ZTO) 등을 포함할 수 있다.
제2 반도체 패턴(OSP2)은 입력영역(또는 제1 부분), 출력영역(또는 제2 부분), 및 입력영역과 출력영역 사이에 정의된 채널영역(또는 제3 부분)을 포함할 수 있다. 입력영역과 출력영역은 불순물이 포함될 수 있다. 제2 반도체 패턴(OSP2)의 채널영역은 후술하는 제2 제어전극(GE2)에 대응하게 정의될 수 있다.
제2 반도체 패턴(OSP2)의 불순물은 환원된 금속 물질들일 수 있다. 입력영역과 출력영역은 채널영역을 이루는 금속 산화물로부터 환원된 금속 물질들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제2 박막 트랜지스터(T2)는 누설전류를 낮출 수 있어 온-오프 특성이 향상된 스위칭 소자로 기능할 수 있다.
제2 반도체 패턴(OSP2)의 채널영역 상에 절연패턴(GIP)이 배치된다. 절연패턴(GIP) 상에 제2 제어전극(GE2)이 배치된다. 제2 제어전극(GE2)은 적어도 절연패턴(GIP)에 중첩한다. 절연패턴(GIP)의 에지는 제2 제어전극(GE2)의 에지를 따라 정렬될 수 있다. 제2 제어전극(GE2)은 절연패턴(GIP)과 평면상에서 동일한 형상을 가질 수 있다. 제2 제어전극(GE2)은 절연패턴(GIP)의 내측에 배치될 수 있다.
제3 절연층(30) 상에 제2 반도체 패턴(OSP2) 및 제2 제어전극(GE2)을 커버하는 제4 절연층(40)이 배치된다. 제4 절연층(40)은 무기층 및/또는 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다. 제4 절연층(40)은 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 실리콘 옥사이드, 실리콘옥시나이트라이드, 지르코늄옥사이드, 및 하프늄 옥사이드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 제4 절연층(40)은 실리콘옥사이드층 및 실리콘나이트라이드층을 포함할 수 있다. 제4 절연층(40)은 교번하게 적층된 복수 개의 실리콘옥사이드층들과 실리콘나이트라이드층들을 포함할 수 있다.
제4 절연층(40) 상에 제1 입력 전극(DE1), 제1 출력전극(SE1), 제2 입력 전극(DE2), 제2 출력전극(SE2)이 배치된다. 제1 반도체 패턴(OSP1)의 입력영역과 출력영역을 각각 노출시키는 제1 컨택홀(CH1) 및 제2 컨택홀(CH2)을 통해 제1 입력 전극(DE1)과 제1 출력전극(SE1)이 제1 반도체 패턴(OSP1)에 접속된다. 제1 컨택홀(CH1) 및 제2 컨택홀(CH2)은 제1 절연층(10) 내지 제4 절연층(40)을 관통한다.
제2 반도체 패턴(OSP2)의 입력영역과 출력영역을 각각 노출시키는 제3 컨택홀(CH3) 및 제4 컨택홀(CH4)을 통해 제2 입력 전극(DE2)과 제2 출력전극(SE2)이 제2 반도체 패턴(OSP2)에 접속된다. 제3 컨택홀(CH3) 및 제4 컨택홀(CH4)은 제4 절연층(40)을 관통한다.
제4 절연층(40) 상에 제1 입력 전극(DE1), 제1 출력전극(SE1), 제2 입력 전극(DE2), 제2 출력전극(SE2)을 커버하는 제5 절연층(50)이 배치된다. 제5 절연층(50)은 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
제5 절연층(50) 상에 연결전극(CNE)이 배치된다. 연결전극(CNE)은 제5 절연층(50)을 관통하는 제5 컨택홀(CH5)을 통해 제1 출력전극(SE1)에 연결될 수 있다. 제5 절연층(50) 상에 연결전극(CNE)을 커버하는 제6 절연층(60, 또는 패시베이션층)이 배치된다. 제6 절연층(60)은 유기층일 수 있으며, 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있다.
본 실시예에서 제5 절연층(50) 및 제6 절연층(60)은 단층의 폴리이미드계 수지층일 수 있다. 이에 제한되지 않고, 제5 절연층(50) 및 제6 절연층(60)은 아크릴계 수지, 메타크릴계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지, 실록산계 수지, 폴리아미드계 수지 및 페릴렌계 수지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다.
제6 절연층(60) 상에 유기발광 다이오드(OLED)가 배치된다. 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드(AE)는 제6 절연층(60) 상에 배치된다. 애노드(AE)는 제6 절연층(60)을 관통하는 제6 컨택홀(CH6)을 통해서 연결전극(CNE)에 연결된다. 제6 절연층(60) 상에 화소정의막(PDL)이 배치된다.
화소정의막(PDL)의 개구부(OP)는 애노드(AE)의 적어도 일부분을 노출시킨다. 화소정의막(PDL)의 개구부(OP)는 화소의 발광영역(PXA)을 정의할 수 있다. 예컨대, 복수 개의 화소들(PX, 도 1a 참조)은 표시패널(DP, 도 1a 참조)의 평면 상에서 일정한 규칙으로 배치될 수 있다. 복수 개의 화소들(PX)이 배치된 영역은 화소영역으로 정의될 수 있고, 하나의 화소영역은 발광영역(PXA)과 발광영역(PXA)에 인접한 비발광영역(NPXA)을 포함할 수 있다. 비발광영역(NPXA)은 발광영역(PXA)을 에워 싸을 수 있다.
도 1a 도 1b에 도시된 표시영역(DP-DA)은 복수 개의 화소영역들을 포함한다. 다시 말해, 표시영역(DP-DA)은 복수 개의 발광영역들(PXA)과 복수 개의 발광영역들(PXA)을 에워싸는 비발광영역(NPXA)을 포함할 수 있다.정공 제어층(HCL)은 발광영역(PXA)과 비발광영역(NPXA)에 공통으로 배치될 수 있다. 정공 제어층(HCL)과 같은 공통층은 복수 개의 화소들(PX)에 공통으로 형성될 수 있다. 정공 제어층(HCL)은 정공 수송층 및 정공 주입층을 포함할 수 있다.
정공 제어층(HCL) 상에 유기발광층(EML)이 배치된다. 유기발광층(EML)은 개구부(OP)에 대응하는 영역에만 배치될 수 있다. 유기발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX) 각각에 분리되어 형성될 수 있다.
본 실시예에서 패터닝된 유기발광층(EML)을 예시적으로 도시하였으나, 유기발광층(EML)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치될 수 있다. 이때, 유기발광층(EML)은 백색 광을 생성할 수 있다. 또한, 유기발광층(EML)은 다층구조를 가질 수 있다.
유기발광층(EML) 상에 전자 제어층(ECL)이 배치된다. 전자 제어층(ECL)은 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다. 전자 제어층(ECL) 상에 캐소드(CE)가 배치된다. 전자 제어층(ECL) 및 캐소드(CE)는 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다.
캐소드(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)이 배치된다. 박막 봉지층(TFE)은 복수 개의 화소들(PX)에 공통적으로 배치된다. 본 실시예에서 박막 봉지층(TFE)은 캐소드(CE)를 직접 커버한다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐소드(CE)를 커버하는 캡핑층이 더 배치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 유기발광 다이오드(OLED)의 적층구조는 도 3b에 도시된 구조에서 상하반전된 구조를 가질 수도 있다.
박막 봉지층(TFE)은 적어도 무기층 또는 유기층을 포함한다. 본 발명의 일실시예에서 박막 봉지층(TFE)은 2개의 무기층과 그 사이에 배치된 유기층을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 박막 봉지층은 교번하게 적층된 복수 개의 무기층들과 복수 개의 유기층들을 포함할 수 있다.
봉지 무기층은 수분/산소로부터 유기발광 다이오드(OLED)을 보호하고, 봉지 유기층은 먼지 입자와 같은 이물질로부터 유기발광 다이오드(OLED)을 보호한다. 봉지 무기층은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층 등을 포함할 수 있고, 이에 특별히 제한되지 않는다. 봉지 유기층은 아크릴 계열 유기층을 포함할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
본 실시예에 따르면, 제1 박막 트랜지스터(T1)는 실리콘 반도체, 특히 폴리 실리콘 반도체를 포함하여 높은 전자이동도를 가질 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(T2)는 산화물 반도체를 포함함으로써 누설전류가 감소된다. 따라서 화소(PX, 도 3a 참조)의 구동전압이 감소되고 오작동이 방지된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 커패시터(Cst)의 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)는 도 3c에 도시된 것과 같이, 제1 박막 트랜지스터(T1)의 구성들과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다.
제1 절연층(10) 상에 커패시터(Cst)의 제1 전극(E1)이 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 제1 제어전극(GE1)과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 단면 상에 도시되지는 않았으나, 제1 전극(E1)은 제1 제어전극(GE1)과 연결될 수 있다. 제2 절연층은 제1 전극(E1)을 커버한다. 제2 절연층(20) 상에 커패시터(Cst)의 제2 전극(E2)이 배치된다.
별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에서 상부전극(UE)은 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상부전극(UE)과 제2 전극(E2)은 동일한 공정을 통해 형성됨으로써 일체의 형상을 가질 수 있다. 제2 절연층(20) 상에 제2 전극(E2) 및 상부전극(UE)을 커버하는 제3 절연층(30)이 배치된다.
도 4a와 도 4b 각각은 도 2의 곡률 영역(CA)의 제1 방향(DR1)에 따른 단면을 도시하였다. 도 4a는 신호라인(DL)에 중첩하는 단면을 도시하였고, 도 4b은 신호라인이 배치되지 않는 영역의 단면을 도시하였다. 도 4a에는 신호라인(SGL)으로써 데이터 라인(DL)을 도시하였다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 같이, 제2 영역(BA)은 단면상에서 제1 영역(NBA), 특히 표시영역(DP-DA)과 유사한 적층구조를 갖는다. 베이스층(BL)의 상면으로부터 배리어층(BRL), 버퍼층(BFL), 및 제1 내지 제6 절연층(10 내지 60)이 순차적으로 배치된다.
배리어층(BRL) 및/또는 버퍼층(BFL)에는 제2 영역(BA)에 중첩하는 그루브(GV-1, 이하 하측 그루브)가 정의된다. 하측 그루브(GV-1)는 곡률 영역(CA)에 정의된다. 다시 말해, 제1 반도체 패턴(OSP1, 도 3b 및 도 3c 참조)의 하측에 배치된 무기층들(BRL. BFL)은 표시영역(DP-DA)에 중첩하며, 제2 영역(BA)으로 연장된다. 무기층들(BRL. BFL)에는 하측 그루브(GV-1)가 정의된다. 하측 그루브(GV-1)에 의해 노출된 베이스층(BL)의 제1 방향(DR1)의 너비는 곡률 영역(CA)의 제1 방향(DR1)의 너비보다 작을 수 있다.
제1 내지 제4 절연층(10 내지 40)에는 제2 영역(BA)에 중첩하는 그루브(GV-2, 이하 상측 그루브)가 정의된다. 상측 그루브(GV-2)는 곡률 영역(CA)에 정의된다. 배리어층(BRL) 및 버퍼층(BFL)을 구성하는 무기층들 중 최상측의 무기층의 상면은 부분적으로 제1 내지 제4 절연층(10 내지 40)으로부터 노출될 수 있다.
하측 그루브(GV-1)를 정의하는 배리어층(BRL) 및 버퍼층(BFL)의 측면들은 단면 상에서 소정의 경사를 가질 수 있다. 상측 그루브(GV-2)를 정의하는 제1 내지 제4 절연층(10 내지 40)의 측면들은 단면 상에서 소정의 경사를 가질 수 있다.
별도로 도시하지 않았으나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4a 및 도 4b에 도시된 것과 달리 상측 그루브(GV-2)의 제4 절연층(40)에 대응하는 제1 방향(DR1)의 너비는 곡률 영역(CA)의 제1 방향(DR1)의 너비보다 클 수도 있다.
하측 그루브(GV-1)와 상측 그루브(GV-2)의 내측에 유기층인 제5 절연층(50)이 배치된다. 제5 절연층(50)은 베이스층(BL)의 상면, 하측 그루브(GV-1)의 경사면, 및 상측 그루브(GV-2)의 경사면에 접촉한다. 제5 절연층(50)은 제1 내지 제6 절연층(10 내지 60)으로부터 노출된 버퍼층(BFL)의 상면의 일부분과 접촉할 수 있다. 벤딩 영역에 유기층이 배치됨으로써 벤딩 영역의 플렉서블리티가 향상된다.
신호라인(DL)의 적어도 일부분은 제5 절연층(50) 상에 배치될 수 있다. 제6 절연층(60)은 신호라인(DL)을 커버하여 신호라인(DL)을 보호한다. 도 4a에 도시되지 않았으나, 신호라인(DL)의 다른 일부분, 특히 표시영역(DP-DA)에 배치된 다른 일부분은 다른층 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 신호라인(DL)의 다른 일부분은 제4 절연층(40) 상에 배치될 수도 있다. 신호라인(DL)의 상기 일부분과 상기 다른 일부분은 제5 절연층(50)을 관통하는 컨택홀을 통해 연결될 수 있다. 이러한 컨택홀은 제1 영역(NBA) 중 비표시영역(DP-NDA)에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제6 절연층(60)의 상면에는 표시영역(DP-DA)에 배치된 층으로부터 연장된 층이 더 배치될 수 도 있다.
도 5a 내지 도 5m는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 제조공정을 도시한 단면도이다. 도 5a 내지 도 5m 각각은 도 3b와 도 4a에 대응하는 영역을 비교 도시하였다. 이하, 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5a에 도시된 것과 같이, 베이스층(BL)의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 적어도 하나의 무기층을 형성한다. 별도로 도시되지 않았으나, 제조공정에 있어서 베이스층(BL)은 작업기판 상에 배치될 수 있다. 표시패널이 제조된 이후 작업기판이 제거될 수 있다.
무기 물질을 증착, 코팅, 또는 프린팅하여 무기층들을 형성할 수 있다. 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층을 순차적으로 형성하여 배리어층(BRL)을 형성할 수 있다. 배리어층(BRL) 상에 실리콘옥사이드층과 실리콘나이트라이드층을 순차적으로 형성하여 버퍼층(BFL)을 형성할 수 있다.
도 5a에 도시된 것과 같이, 무기층 상에 제1 예비 반도체 패턴(OSP1-P)을 형성한다. 반도체층을 형성한 후 패터닝하여 제1 예비 반도체 패턴(OSP1-P)을 형성한다. 패터닝 전/후에 반도체층을 결정화시킬 수 있다. 별도로 도시되지 않았으나, 제1 예비 반도체 패턴(OSP1-P)에 도핑을 실시할 수 있다.
이후, 도 5b에 도시된 것과 같이, 무기층의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 제1 절연층(10)을 형성한다. 증착, 코팅, 또는 프린팅하여 제1 절연층(10)을 형성할 수 있다. 제1 절연층(10) 상에 배치되는 절연층들 역시 증착, 코팅, 또는 프린팅으로 형성될 수 있다.
제1 절연층(10) 상에 제1 제어전극(GE1)을 형성한다. 제1 절연층(10) 상에 도전층을 형성한 후 패터닝하여 제1 제어전극(GE1)을 형성한다. 커패시터(Cst)의 제1 전극(E1)이 제1 제어전극(GE1)과 동일한 공정을 통해서 형성될 수 있다.
이후, 제1 제어전극(GE1)을 마스크로 이용하여 제1 예비 반도체 패턴(OSP1-P)을 도핑할 수 있다. 제1 제어전극(GE1)에 중첩하는 영역(이하, 채널영역)은 미도핑되고, 채널영역의 양측 영역들(입력영역 및 출력영역)이 도핑된다. 본 실시예에서 n 타입 도펀트, 즉 5가 원소를 이용하여 도핑할 수 있다. 그에 따라 제1 반도체 패턴(OSP1)이 형성된다.
이후, 도 5c에 도시된 것과 같이, 제1 절연층(10)의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 제1 제어전극(GE1)을 커버하도록 제2 절연층(20)을 형성한다. 제2 절연층(20) 상에 상부전극(UE)을 형성한다. 커패시터(Cst)의 제2 전극(E2)을 상부전극(UE)과 동일한 공정을 통해 형성할 수 있다.
이후, 도 5d에 도시된 것과 같이, 제2 절연층(20)의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 상부전극(UE)을 커버하는 제3 절연층(30)을 형성한다. 제3 절연층(30) 상에 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P)를 형성한다. 포토리소그래피 공정을 통해 반도체층으로부터 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P)를 형성한다.
이후, 도 5e에 도시된 것과 같이, 제3 절연층(30)의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P)을 커버하는 중간 절연층(35)을 형성한다. 중간 절연층(35) 상에 제2 제어전극(GE2)을 형성한다. 포토리소그래피 공정을 통해 도전층으로부터 제2 제어전극(GE2)을 형성한다.
이후, 도 5f에 도시된 것과 같이, 중간 절연층(35, 도 5e)으로부터 절연패턴(GIP)을 형성한다. 절연패턴(GIP)은 식각 가스를 이용하여 중간 절연층(35)을 패터닝하여 형성될 수 있다. 이때, 제2 제어전극(GE2)을 마스크로 이용하여 중간 절연층(35)을 패터닝될 수 있다. 따라서, 절연패턴(GIP)과 제2 제어전극(GE2)의 에지들은 정렬될 수 있다.
이후, 도 5g에 도시된 것과 같이, 제3 절연층(30)의 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA) 상에 제2 제어전극(GE2)을 커버하는 제4 절연층(40)을 형성한다. 실리콘 옥사이드층과 실리콘 나이트라이드층을 순차적으로 형성할 수 있다.
제4 절연층(40)을 형성하는 과정에서 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P, 도 5f 참조)의 외부에 노출된 영역들은 환원될 수 있다. 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P)의 양측영역들은 환원되어 입력영역과 출력영역으로 정의된다. 입력영역과 출력영역은 금속 산화물 반도체로부터 환원된 금속물을 포함할 수 있다. 입력영역과 출력영역 사이에 배치된 절연패턴(GIP)에 중첩하는 영역은 채널영역으로 정의될 수 있다. 그에 따라 제2 반도체 패턴(OSP2)이 형성된다. 본 실시예와 달리, 제2 예비 반도체 패턴(OSP2-P, 도 5f 참조)의 외부에 노출된 영역들에 대한 별도의 환원 공정을 추가 진행할 수도 있다.
다음, 상술한 절연층들(10 내지 40)의 일부분을 제거한다(이하 제1 식각 단계). 제1 반도체 패턴(OSP1)의 입력영역과 출력영역을 노출하는 컨택홀들(CH1, CH2)을 형성한다. 동일한 공정에서 제1 내지 제4 절연층들(10 내지 40)의 제2 영역(BA)을 부분적으로 제거하여 상측 그루브(GV-2)를 형성한다.
이후, 도 5h에 도시된 것과 같이, 상술한 절연층들(10 내지 40)의 다른 일부분 및 무기층들의 일부분을 제거한다(이하 제2 식각 단계). 제2 반도체 패턴(OSP2의 입력영역과 출력영역을 노출하는 컨택홀들(CH3 CH4)을 형성한다. 동일한 공정에서 배리어층(BRL)과 버퍼층(BFL)의 제2 영역(BA)을 부분적으로 제거하여 하측 그루브(GV-1)를 형성한다.
도 5g 및 도 5h에 도시된 것과 같이, 마스크와 식각 가스를 이용하거나 레이저빔을 이용하여 컨택홀들(CH1, CH2, CH3, CH4) 및 그루브들(GV-1, GV-2)를 형성할 수 있다. 컨택홀들(CH1, CH2, CH3, CH4)과 그루브들(GV-1, GV-2) 중 대응하는 컨택홀과 그루브가 동일한 공정에 의해 형성되므로 제조공정에서 사용되는 마스크의 개수가 감소될 수 있다. 상측 그루브(GV-2)와 하측 그루브(GV-1)가 다른 공정에 의해 형성되므로 단차가 형성되어 버퍼층(BFL)의 상면의 일부분이 절연층들(10 내지 40)로부터 노출될 수 있다.
이후, 도 5i에 도시된 것과 같이, 제4 절연층(40) 상에 전극들(DE1, SE1, SE2, DE2)을 형성한다. 증착공정을 통해 전극들(DE1, SE1, SE2, DE2)을 형성할 수 있다.
이후, 도 5j에 도시된 것과 같이, 제4 절연층(40) 상에 전극들(DE1, SE1, SE2, DE2)을 커버하는 제5 절연층(50)을 형성한다. 제1 영역(NBA) 및 제2 영역(BA)에 중첩하도록 제5 절연층(50)을 형성한다. 제5 절연층(50)은 하측 그루브(GV-1)와 상측 그루브(GV-2)의 내측에 배치된다. 제5 절연층(50)에 제1 출력전극(SE1)을 노출시키는 제5 컨택홀(CH5)을 형성할 수 있다.
이후, 도 5k에 도시된 것과 같이, 제5 절연층(50) 상에 연결전극(CNE)을 형성한다. 연결전극(CNE)과 동일한 공정을 통해서 신호라인(DL)의 제2 영역(BA)에 중첩하는 부분을 형성한다.
이후, 도 5l에 도시된 것과 같이, 제5 절연층(50) 상에 연결전극(CNE) 및 신호라인(DL)의 제2 영역(BA)에 중첩하는 부분을 커버하는 제6 절연층(60)을 형성한다. 제6 절연층(60)에 연결전극(CNE)의 상면을 노출시키는 제6 컨택홀(CH6)을 형성할 수 있다.
다음, 도 5m에 도시된 것과 같이, 제6 절연층(60) 상에 유기발광 다이오드(OLED)를 형성한다. 제6 절연층(60) 상에 제6 컨택홀(CH6)을 통해 연결전극(CNE)에 연결되는 애노드(AE)를 형성한다. 제6 절연층(60) 상에 애노드(AE)의 중심부분을 노출하는 화소정의막(PDL)을 형성한다. 제6 절연층(60) 상에 예비-화소정의막을 형성한다. 예비-화소정의막에 개구부(OP)를 형성한다.
이후, 화소정의막(PDL)의 제1 영역(NBA) 상에 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL), 및 캐소드(CE)이 순차적으로 형성된다. 정공 제어층(HCL), 발광층(EML), 전자 제어층(ECL), 및 캐소드(CE)는 평면상에서 적어도 표시영역(DP-DA, 도 2 참조)에 중첩한다.
캐소드(CE) 상에 박막 봉지층(TFE)을 형성한다. 증착, 잉크젯 프린팅 공정 등에 의해 봉지 유기층 및/또는 봉지 무기층을 형성한다. 박막 봉지층(TFE)은 제1 영역(NBA) 상에 형성되고, 제2 영역(BA)에는 미배치된다.
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 일부분에 대응하는 단면도이다. 도 6 내지 도 9는 도 5m에 대응하는 단면을 도시하였다. 이하, 도 1 내지 도 5m을 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 6에 도시된 것과 같이, 연결전극(CNE)과 제6 절연층(60)은 생략될 수 있다. 애노드(AE)가 제5 절연층(50) 상에 직접 배치되고, 제5 컨택홀(CH5)을 통해서 제1 출력전극(SE1)에 연결될 수 있다. 신호라인(DL)의 제2 영역(BA)에 중첩하는 부분도 제5 절연층(50) 상에 직접 배치된다.
신호라인(DL)의 제2 영역(BA)에 중첩하는 부분은 애노드(AE)와 동일한 공정을 통해 형성될 수 있다. 신호라인(DL)의 제2 영역(BA)에 중첩하는 부분과 애노드(AE)는 동일한 물질을 포함하고, 동일한 층구조를 가질 수 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 제3 절연층(30)과 제4 절연층(40) 사이에 중간 절연층(35)이 더 배치될 수 있다. 중간 절연층(35)은 제1 영역(NBA)과 제2 영역(BA)에 중첩할 수 있다.
중간 절연층(35)에는 제2 반도체 패턴(OSP2)의 입력영역과 출력영역에 대응하는 개구부들(35-OP)이 형성될 수 있다. 도 5e에 도시된 것과 같이, 중간 절연층(35)과 제2 제어전극(GE2)을 형성한 후, 개구부들(35-OP)을 형성한다. 이후 제4 절연층을 형성한다. 상측 그루브(GV-2)는 제1 내지 제4 절연층(10 내지 40) 뿐만아니라 중간 절연층(35)을 제거하여 형성된다.
본 발명의 일 실시예에서 중간 절연층(35)의 개구부들(35-OP)을 별도의 공정을 통해 형성하지 않고, 중간 절연층(35)과 제4 절연층(40)을 관통하도록 제3 컨택홀(CH3)과 제4 컨택홀(CH4)을 형성할 수도 있다.
도 8에 도시된 것과 같이, 상부전극(UE)과 제2 제어전극(GE2)은 동일한 물질을 포함하고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다. 상부전극(UE)과 제2 제어전극(GE2)은 동일한 도전층으로부터 형성될 수 있다.
상부전극(UE)이 도 5c에 도시된 단계에서 형성되지 않고, 도 5e 공정에서 형성될 수 있다. 다만, 도 5e에 도시된 중간 절연층(35)을 형성한 이후에 도전층을 형성하기 이전에 중간 절연층(35)을 패터닝하여 절연패턴(GIP)을 형성한다. 제3 절연층(30) 상에 절연패턴(GIP)을 커버하는 도전층을 형성하고, 도전층을 패터닝하여 상부전극(UE)과 제2 제어전극(GE2)을 형성할 수 있다. 미 도시되었으나, 제2 전극(E2) 역시 상부전극(UE)과 동일한 공정을 통해서 형성될 수 있다.
도 9에 도시된 것과 같이, 상부전극(UE)과 제2 제어전극(GE2)은 동일한 층 상에 배치되고, 동일한 물질을 포함하고, 동일한 적층 구조를 가질 수 있다. 상부전극(UE)과 제2 제어전극(GE2)은 동일한 도전층으로부터 형성될 수 있다.
도 9에 도시된 표시패널(DP)을 형성하기 위해서, 상부전극(UE)이 도 5c에 도시된 단계에서 형성되지 않고, 도 5e 공정에서 형성될 수 있다. 중간 절연층(35) 상에 도전층을 형성한 후 도전층으로부터 제2 제어전극(GE2)을 형성할 때, 상부전극(UE)을 해당 공정에서 제2 제어전극(GE2)과 같이 형성한다. 이후, 제2 제어전극(GE2)과 상부전극(UE)을 마스크로하여 중간 절연층(35)을 식각할 수 있다.
도 5e에 도시된 중간 절연층(35)으로부터 제2 제어전극(GE2)과 상부전극(UE)에 각각 중첩하는 제1 절연패턴(GIP1)과 제2 절연패턴(GIP2)이 형성된다. 제2 절연패턴(GIP2)의 에지는 상부전극(UE)의 에지를 따라 정렬될 수 있다. 상부전극(UE)은 제2 절연패턴(GIP2)과 평면상에서 동일한 형상을 가질 수 있다.
도 10a 내지 도 10g는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널(DP)의 일부분에 대응하는 단면도이다. 도 10a 내지 도 10g는 도 5m에 대응하는 단면을 도시하였다. 이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 10a 내지 도 10g에 도시된 것과 같이, 표시패널(DP)은 버퍼층(BFL)과 제1 절연층(10) 사이에 배치되고, 제2 반도체 패턴(OSP2)에 중첩하는 차광패턴(LSP)를 더 포함할 수 있다.
차광패턴(LSP)은 광 흡수율이 높은 물질 또는 광 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 차광패턴(LSP)은 제2 반도체 패턴(OSP2) 하부에 배치되어 외부로부터 입사되는 광이 제2 반도체 패턴(OSP2)에 다다르는 것을 블록킹한다. 외부의 광이 제2 반도체 패턴(OSP2)의 전압-전류 특성을 변화시켜 누설전류를 발생시키는 것을 방지하기 위함이다.
도 10a에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 제1 반도체 패턴(OSP1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 차광패턴(LSP)은 도핑된 결정질 반도체 패턴을 포함할 수 있다.
차광패턴(LSP)은 도 5a에 도시된 제1 예비 반도체 패턴(OSP1-P)과 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 이후, 차광패턴(LSP)은 도 5b에 도시된 공정에서 도핑될 수 있다.
도 10b에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 제1 제어전극(GE1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 차광패턴(LSP)은 도 5b에 도시된 제1 제어전극(GE1)과 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 도 10c에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 상부전극(UE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 차광패턴(LSP)은 도 5c에 도시된 상부전극(UE)과 동일한 공정에서 형성될 수 있다. 차광패턴(LSP)은 단층 또는 다층구조를 가질 수 있다. 차광패턴(LSP)은 제1 제어전극(GE1)과 동일한 적층구조를 갖거나, 상부전극(UE)과 동일한 적층구조를 가질 수 있다. 차광패턴(LSP)은 제1 제어전극(GE1)과 동일하게 몰리브덴층을 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에서 차광패턴(LSP)은 플로팅 전극일 수 있다. 도 10a 내지 도 10c에 도시된 것과 달리, 이하에서 설명되는 차광패턴(LSP)은 소정의 전압/ 소정의 신호를 수신할 수도 있다.
도 10d 내지 도 10f에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 신호라인(SGL-P)과 연결될 수 있다. 제1 입력 전극(DE1)과 동일한 층 상에 배치되고, 동일한 공정에서 형성된 신호라인(SGL-P)을 예시적으로 도시하였다. 차광패턴(LSP)과 신호라인(SGL-P)은 제1 내지 제4 절연층들(10 내지 40)을 관통하는 제7 컨택홀(CH7)을 통해 연결될 수 있다.
도 10e에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 제1 절연층(10) 상에 배치되고, 차광패턴(LSP)과 신호라인(SGL-P)은 제2 내지 제4 절연층들(20 내지 40)을 관통하는 제7 컨택홀(CH7)을 통해 연결될 수 있다. 도 10f에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)은 제2 절연층(20) 상에 배치되고, 차광패턴(LSP)과 신호라인(SGL-P)은 제3 및 제4 절연층들(30 내지 40)을 관통하는 제7 컨택홀(CH7)을 통해 연결될 수 있다.
도 10e에 도시된 차광패턴(LSP)은 도 10f에 도시된 차광패턴(LSP) 대비 제3 절연층(30)에 낮은 단차를 형성항다. 또한 제2 반도체 패턴(OSP2)과 접촉하는 제3 절연층(30)에 차광패턴(LSP)으로부터 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 도 10e에 도시된 것과 같이, 차광패턴(LSP)을 제2 절연층(20)이 커버하기 때문에 순수한 제3 절연층(30)을 증착할 수 있다. 제2 절연층(20)은 실리콘나이트라이드층이고, 제3 절연층(30)은 실리콘옥사이드층일 수 있다.
제2 박막 트랜지스터(T2)의 문턱전압은 공정오차에 의해 목적하는 값과 다른 값을 가질 수 있다. 이때, 도 10d 내지 도 10f에 도시된 차광패턴(LSP)에 소정의 바이어스 전압을 인가하여 제2 박막 트랜지스터(T2)의 문턱전압을 제어할 수 있다. 예컨대, 제2 박막 트랜지스터(T2)의 문턱전압이 목적하는 값보다 마이너스 값을 갖는 경우, 제2 박막 트랜지스터(T2)의 누설전류가 증가할 수 있다. 이때, 바이어스 전압을 제2 박막 트랜지스터(T2)의 차광패턴(LSP)에 인가하여 제2 박막 트랜지스터(T2)의 문턱전압의 네커티브 시프트 현상을 보상할 수 있다.
도 10g에 도시된 것과 같이, 신호라인(SGL-P)은 제8 컨택홀(CH8)을 통해 제2 제어전극(GE2)에 연결될 수 있다. 신호라인(SGL-P)은 결정질 반도체 패턴의 차광패턴(LSP)과 제2 제어전극(GE2)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이때 차광패턴(LSP)은 제2 반도체 패턴(OSP2)의 채널 영역에서의 전하 이동을 제어하는 제어전극으로서의 역할을 할 수 있다. 다시 말해, 제2 박막 트랜지스터(T2)는 서로 전기적으로 연결된 2개의 제어전극을 포함한다. 2개의 제어전극은 동일한 신호를 수신한다. 별도로 도시하지 않았으나, 도 10g에 도시된 차광패턴(LSP)은 도 10e 및 도 10f와 같이 다른 층 상에 배치될 수도 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
T1: 제1 박막 트랜지스터 T2: 제1 박막 트랜지스터
OLED: 유기발광 다이오드 DE1, DE2: 입력 전극
SE1, SE2: 출력 전극 GE1, GE2: 제어전극
OSP1, OSP2: 반도체 패턴

Claims (1)

  1. 제1 영역 및 상기 제1 영역으로부터 벤딩된 제2 영역을 포함하는 베이스층;
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역에 중첩하며, 상기 베이스층 상에 배치된 적어도 하나의 무기층;
    상기 적어도 하나의 무기층 상에 배치되며 상기 제1 영역에 중첩하는 실리콘 반도체 패턴을 포함하는 제1 박막 트랜지스터;
    상기 제1 영역에 중첩하는 산화물 반도체 패턴, 상기 산화물 반도체 패턴 상에 배치된 제어전극, 상기 반도체 패턴 상에 배치된 입력전극 및 출력전극을 포함하고, 상기 적어도 하나의 무기층 상에 배치된 제2 박막 트랜지스터;
    상기 제1 영역 및 제2 영역에 중첩하는 절연층들;
    상기 제2 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 신호라인;
    상기 적어도 하나의 무기층과 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴 사이에 배치되고, 상기 제2 박막 트랜지스터의 상기 산화물 반도체 패턴에 중첩하는 차광패턴;
    상기 제1 영역에 중첩하는 유기층; 및
    상기 유기층 상에 상기 제1 영역에 중첩하게 배치된 발광소자를 포함하고,
    상기 제2 영역에 중첩하도록 상기 적어도 하나의 무기층과 상기 절연층들에 개구부가 정의된 표시패널.
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