KR20240078620A - 스트레쳐블 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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안지영
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명은 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는 을 포함하여, 반사 및 투과 광에 의한 블랙 시감을 개선하고, 고해상도의 마이크로 LED 스트레쳐블 표시 장치를 구현할 수 있다.

Description

스트레쳐블 표시 장치 및 그 제조 방법{STRETCHABLE DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICAING THE SAME}
본 발명은 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시 장치의 휘어지거나 늘어나는 움직임이 보다 자유롭게 개선된 고해상도 마이크로 LED 스트레쳐블 표시 장치에 관한 것이다.
컴퓨터의 모니터나 TV, 핸드폰 등에 사용되는 표시 장치에는 스스로 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display; OLED) 등과 별도의 광원을 필요로 하는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD) 등이 있다.
표시 장치는 컴퓨터의 모니터 및 TV 뿐만 아니라 개인 휴대 기기까지 그 적용 범위가 다양해지고 있으며, 넓은 표시 면적을 가지면서도 감소된 부피 및 무게를 갖는 표시 장치에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 최근에는 플렉서블(flexible) 소재인 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 기판에 표시부, 배선 등을 형성하여, 특정 방향으로 신축이 가능하고 다양한 형상으로 변화가 가능하게 제조되는 스트레쳐블 표시 장치가 차세대 표시 장치로 주목 받고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, RGB 개별 반사층을 하나로 통합하고 고전위 전원 배선을 게이트 배선 방향으로 배치하여, 강성 영역의 감소에도 기존 마이크로 LED를 사용하여 고해상도의 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 연신 가능한 흑색의 고분자 물질을 패턴된 상, 하부 기판에 적용하여, 편광층이 배치되지 않은 상태에서도 표시 장치의 외광 반사가 효과적으로 저감될 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 패턴된 하부 기판의 고분자 물질이 발광 영역과 비발광 영역 별로 상이한 모듈러스를 가져, 복수의 강성 기판 상에 배치되는 표시 소자가 손상되지 않으면서 표시 장치가 휘어지거나 늘어날 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 패턴된 상부 기판의 고분자 물질이 발광 영역과 비발광 영역 별로 상이한 굴절률을 가져, 표시 소자와 상부 기판의 손상이 감소되며 보다 용이하게 휘거나 늘어날 수 있는 스트레쳐블 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 상기 복수의 아일랜드 기판 아래에 배치되는 하부 기판 및 상기 복수의 아일랜드 기판 중 서로 이웃하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하며, 상기 상부 기판은 연신 가능한 고분자 물질로 이루어지고, 상기 복수의 아일랜드 기판의 발광 영역에 중첩되는 복수의 제1 상부 패턴 및 상기 복수의 제1 상부 패턴을 제외한 제2 상부 패턴을 포함하며, 상기 제2 상부 패턴은 흑색 안료를 더 포함할 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치는 보다 용이하게 휘거나 늘어나는 등 변형될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 상기 복수의 아일랜드 기판 아래에 배치되는 하부 기판 및 상기 복수의 아일랜드 기판 중 서로 이웃하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하며, 상기 상부 기판은 연신 가능한 고분자 물질로 이루어지고, 상기 복수의 아일랜드 기판의 발광 영역에 중첩되는 복수의 제1 상부 패턴 및 상기 복수의 제1 상부 패턴을 제외한 제2 상부 패턴을 포함하며, 상기 복수의 제1 상부 패턴의 굴절률은 상기 제2 상부 패턴의 굴절률보다 더 클 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판 상에 배치된 표시 소자가 손상되지 않으면서 보다 용이하게 스트레쳐블 표시 장치가 휘거나 늘어나는 등 변형될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 마이크로 LED의 RGB 개별 반사층을 하나로 통합하고 고전위 전원 배선을 게이트 배선 방향으로 배치하여, 고해상도 마이크로 LED 스트레쳐블 표시 장치를 구현할 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명은 연신 가능한 흑색 고분자 물질을 패턴된 상, 하부 기판에 적용함에 따라, 스트레쳐블 표시 장치가 쉽게 휘거나 늘어날 수 있는 동시에 편광층이 배치되지 않은 상태에서도 표시 장치의 외광 반사가 효과적으로 저감될 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명은 패턴된 하부 기판의 고분자 물질이 발광 영역과 비발광 영역 별로 상이한 모듈러스를 가져, 스트레쳐블 표시 장치가 보다 쉽게 휘거나 늘어날 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명은 패턴된 상부 기판의 고분자 물질이 발광 영역과 비발광 영역 별로 상이한 굴절률을 가져, 스트레쳐블 표시 장치가 쉽게 휘거나 늘어날 수 있게 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 일부를 확대하여 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 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 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.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하기로 한다.
스트레쳐블 표시 장치는 휘거나 늘어나도 화상 표시가 가능한 표시 장치로 지칭될 수 있다. 스트레쳐블 표시 장치는 종래의 일반적인 표시 장치와 비교하여 높은 플렉서빌리티를 가질 수 있다. 이에, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치를 휘게 하거나 늘어나게 하는 등, 사용자의 조작에 따라 스트레쳐블 표시 장치의 형상이 자유롭게 변경될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치의 끝단을 잡고 잡아 당기는 경우 스트레쳐블 표시 장치는 사용자의 힘에 의해 늘어날 수 있다. 또는, 사용자가 스트레쳐블 표시 장치를 평평하지 않은 벽면에 배치시키는 경우, 스트레쳐블 표시 장치는 벽면의 표면의 형상을 따라 휘어지도록 배치될 수 있다. 또한, 사용자에 의해 가해지는 힘이 제거되는 경우, 스트레쳐블 표시 장치는 다시 본래의 형태로 되돌아올 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 스트레쳐블 표시 장치(100)는 하부 기판(110), 복수의 아일랜드 기판(111), 연결 배선(180), COF(130)(Chip on Flim), 인쇄 회로 기판(140) 및 상부 기판(120)을 포함할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 상부 기판(120) 위에 편광층을 포함할 수도 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 편광층을 포함하지 않을 수도 있다.
도 1에서는 설명의 편의를 위해 하부 기판(110)과 상부 기판(120)을 접착키기 위한 접착층에 대한 도시를 생략하였다.
하부 기판(110)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 여러 구성요소를 지지하고 보호하기 위한 기판이다. 하부 기판(110)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(110)은 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으며, 이에 유연한 성질을 가질 수 있다. 다만, 하부 기판(110)의 재질은 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 기판(110)은 연성 기판으로서, 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있다. 또한, 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다. 하부 기판(110)의 두께는 10um 내지 1mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하부 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)을 둘러싸는 비표시 영역(NA)을 가질 수 있다.
표시 영역(AA)은 스트레쳐블 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역으로서, 표시 소자 및 표시 소자를 구동하기 위한 다양한 구동 소자들이 배치될 수 있다. 표시 영역(AA)은 복수의 서브 화소를 포함하는 복수의 화소를 포함할 수 있다. 복수의 화소는 표시 영역(AA)에 배치되며, 복수의 표시 소자를 포함할 수 있다. 복수의 서브 화소 각각은 다양한 배선과 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브 화소 각각은 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 저전위 전원 배선, 기준 전압 배선 등과 같은 다양한 배선과 연결될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 표시 영역(AA)에 인접하여 표시 영역(AA)을 둘러싸는 영역이다. 비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역이며, 배선 및 회로부 등이 형성될 수 있다. 예를 들면, 비표시 영역(NA)에는 복수의 패드가 배치될 수 있으며, 각각의 패드는 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소 각각과 연결될 수 있다.
하부 기판(110) 위에는 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치될 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 강성 기판으로서, 서로 이격되어 하부 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)과 비교하여 상대적으로 강성일 수 있다. 즉, 하부 기판(110)은 복수의 아일랜드 기판(111)보다 연성 특성을 가지고, 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)보다 강성 특성을 가질 수 있다.
아일랜드 기판(111)은 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 복수의 아일랜드 기판(111)은 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아세테이트(polyacetate) 등으로 이루어질 수도 있다. 다만, 아일랜드 기판(111)의 재질은 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스는 하부 기판(110)의 모듈러스 보다 높을 수 있다. 모듈러스는 기판에 가해지는 응력에 대하여 응력에 의해 변형되는 비율을 나타내는 탄성 계수로서 모듈러스가 높을 경우 경도가 상대적으로 높을 수 있다. 따라서, 복수의 아일랜드 기판(111)은 하부 기판(110)과 비교하여 강성을 갖는 복수의 강성 기판일 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스는 하부 기판(110)의 모듈러스보다 1000배 이상 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 아일랜드 기판(111) 사이에는 연결 배선(180)이 배치될 수 있다.
연결 배선(180)은 복수의 아일랜드 기판(111) 위에 배치되는 패드 사이에 배치되어 각각의 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 배선(180)에 대한 보다 상세한 설명은 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
그리고, COF(130)는 연성을 가진 베이스 필름(131)에 각종 부품을 배치한 필름으로, 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소로 신호를 공급하기 위한 부품이다. COF(130)는 비표시 영역(NA)에 배치된 복수의 패드에 본딩될 수 있으며, 패드를 통하여 전원 전압, 데이터 전압, 게이트 전압 등을 표시 영역(AA)의 복수의 서브 화소 각각으로 공급할 수 있다. COF(130)는 베이스 필름(131) 및 구동 IC(132)를 포함하고, 이 이외에도 각종 부품이 배치될 수 있다.
베이스 필름(131)은 COF(130)의 구동 IC(132)를 지지하는 층이다. 베이스 필름(131)은 절연 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 플렉서빌리티를 갖는 절연 물질로 이루어질 수 있다.
구동 IC(132)는 영상을 표시하기 위한 데이터와 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 부품이다. 도 1에서는 구동 IC(132)가 COF(130) 방식으로 실장되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고, 구동 IC(132)는 COG(Chip On Glass), TCP(Tape Carrier Package) 등의 방식으로 실장될 수도 있다.
인쇄 회로 기판(140)에는 IC 칩(chip), 회로부 등과 같은 제어부가 장착될 수 있다. 또한, 인쇄 회로 기판(140)에는 메모리, 프로세서 등도 장착될 수 있다. 인쇄 회로 기판(140)은 표시 소자를 구동하기 위한 신호를 제어부로부터 표시 소자로 전달하는 구성이다.
인쇄 회로 기판(140)은 COF(130)와 연결되어 복수의 아일랜드 기판(111)의 복수의 서브 화소 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
상부 기판(120)은 하부 기판(110)과 중첩되어 스트레쳐블 표시 장치(100)의 여러 구성요소들을 보호하기 위한 기판이다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상부 기판(120)은 유연성을 갖는 재료로 이루어질 수 있으며, 하부 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
편광층은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 외광 반사를 억제하는 구성으로서 상부 기판(120)과 중첩되어 상부 기판(120) 상부에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 편광층은 상부 기판(120) 하부에 배치될 수도 있고, 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구성에 따라 생략될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에 대한 보다 상세한 설명을 위해 도 2 내지 도 4를 함께 참조한다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 일부를 확대하여 보여주는 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다. 설명의 편의를 위하여 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
설명의 편의를 위해, 도 3은 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소 중 어느 하나의 서브-화소에 대한 단면 구조 일부를 예로 보여주고 있으며, 도 4는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 하나의 화소에 대한 단면 구조 일부를 예로 보여주고 있다.
도 4에 도시된 LED_R, LED_G, 및 LED_B는 각각 적색 서브 화소의 LED, 녹색 서브 화소의 LED 및 청색 서브 화소의 LED를 나타낸다. 본 발명은 LED로 마이크로 LED를 적용하는 것을 특징으로 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 하부 기판(110) 위에는 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치될 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111)은 서로 이격되어 하부 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 아일랜드 기판(111)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 하부 기판(110) 위에서 매트릭스 형태로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3과 도 4를 참조하면, 복수의 아일랜드 기판(111) 위에 버퍼층(115a)이 배치될 수 있다. 버퍼층(115a)은 하부 기판(110) 및 복수의 아일랜드 기판(111) 외부의 수분(H2O) 및 산소(O2) 등의 침투로부터 스트레쳐블 표시 장치(100)의 다양한 구성요소들을 보호하기 위해 복수의 아일랜드 기판(111) 위에 형성될 수 있다. 이때, 버퍼층(115a)은 절연 물질로 구성될 수 있으며, 예를 들어 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산화질화물(SiON) 등으로 이루어지는 무기층이 단층 또는 복층으로 구성될 수 있다. 다만, 버퍼층(115a)은 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구조나 특성에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(115a)은 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 버퍼층(115a)은 무기물로 이루어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)를 연신하는 과정에서 쉽게 크랙(crack)이 발생되는 등 손상될 수 있다. 이에 따라 버퍼층(115a)은 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에는 형성되지 않고, 복수의 아일랜드 기판(111)의 형상으로 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 형성될 수 있다. 이에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 버퍼층(115a)을 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성하여 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형되는 경우에도 버퍼층(115a)의 손상을 방지할 수 있다.
버퍼층(115a) 위에는 액티브층(151), 게이트 전극(152), 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)을 포함하는 트랜지스터(150)가 형성될 수 있다.
예를 들어, 버퍼층(115a) 위에 액티브층(151)이 형성되고, 액티브층(151)과 게이트 전극(152) 사이에 액티브층(151)과 게이트 전극(152)을 절연시키기 위한 게이트 절연층(115b)이 형성될 수 있다. 또한, 게이트 전극(152)과 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)을 절연시키기 위한 층간 절연층(115c)이 형성되고, 층간 절연층(115c) 위에 액티브층(151)과 각각 전기적으로 접속하는 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)이 형성될 수 있다.
게이트 절연층(115b) 및 층간 절연층(115c)은 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에만 형성될 수 있다. 게이트 절연층(115b) 및 층간 절연층(115c) 또한 버퍼층(115a)과 동일하게 무기물로 이루어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)를 연신하는 과정에서 크랙이 발생되는 등 손상될 수 있다. 이에, 게이트 절연층(115b) 및 층간 절연층(115c)은 전술한 버퍼층(115a)과 동일하게 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에는 형성되지 않고, 복수의 아일랜드 기판(111)의 형상으로 패터닝되어 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3에서는 설명의 편의를 위해, 스트레쳐블 표시 장치(100)에 포함될 수 있는 다양한 트랜지스터 중 구동 트랜지스터(150)만을 도시하였으나, 스위칭 트랜지스터, 커패시터 등도 표시 장치에 포함될 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 트랜지스터(150)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 예를 들어 설명하였으나, 스태거드(staggered) 구조 등의 다양한 트랜지스터도 사용될 수 있다.
게이트 절연층(115b) 위에는 게이트 배선(171)이 배치될 수 있다. 게이트 배선(171)은 게이트 신호를 복수의 서브 화소(SPX)에 전달하기 위한 배선이다. 게이트 배선(171)은 게이트 전극(152)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
게이트 절연층(115b) 위에 공통 배선(또는, 기준 전압 배선)(172)이 배치될 수 있다. 공통 배선(172)은 복수의 서브 화소(SPX)에 공통 전압을 인가하기 위한 배선이다. 공통 배선(172)은 트랜지스터(150)의 게이트 전극(152)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
트랜지스터(150) 및 층간 절연층(115c) 상부에 제1 평탄화층(115d)이 형성될 수 있다. 제1 평탄화층(115d)은 트랜지스터(150) 상부를 평탄화하는 역할을 한다. 제1 평탄화층(115d)은 단층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(115d)은 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 트랜지스터(150)/층간 절연층(115c)과 제1 평탄화층(115d) 사이에 패시베이션층이 형성될 수도 있다. 즉, 트랜지스터(150)를 수분 및 산소 등의 침투로부터 보호하기 위해, 트랜지스터(150)를 덮는 패시베이션층이 형성될 수도 있다. 패시베이션층은 무기물로 이루어질 수 있고, 단층 또는 복층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제1 평탄화층(115d) 위에는 반사층(190)이 배치될 수 있다.
반사층(190)은 LED(160)에서 발광된 광 중 하부 기판(110) 측을 향해 발광된 광을 스트레쳐블 표시 장치(100)의 상부로 반사시켜 외부로 출광시키기 위한 층이다. 반사층(190)은 높은 반사율을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는, RGB 개별 반사층을 하나의 반사층(190)으로 통합하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 반사층(190)은 하나의 서브 화소(SPX)별로 구비되는 것이 아닌, RGB 서브 화소(SPX)로 이루어진 하나의 화소(PX)에 통합 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 강성 영역의 감소에도 기존 마이크로 LED를 사용하여 고해상도의 스크레쳐블 표시 장치(100)를 구현할 수 있게 된다. 즉, 강성 영역 내에 LED 칩의 최소 필요 면적이 존재하는데, 일 예로 기존 120 ppi 고해상도의 경우 강성 영역 내에 LED 칩 전사가 불가하다. 이에 본 발명은 전사공정의 합착 마진을 현실화 하는 한편, RGB 개별 반사층을 하나의 반사층(190)으로 통합함으로써 RGB 개별 반사층의 패터닝을 위한 최소 이격거리, 약 4㎛(2㎛ + 2㎛)를 제거할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는, 이러한 반사층(190)을 공통 전극으로 사용하게 되며, 컨택홀을 통해 반사층(190) 하부의 공통 배선(172)과 전기적으로 접속하게 된다.
도시하지 않았지만, 반사층(190) 하부에 스토리지 전극을 형성하여 대면적 스토리지 커패시터를 구성할 수도 있다.
반사층(190) 위에는 반사층(190)을 덮는 접착층(195)이 배치될 수 있다.
접착층(195)은 반사층(190) 위에 LED(160)를 접착시키기 위한 층으로, 금속 물질로 이루어지는 반사층(190)과 LED(160)를 절연시킬 수도 있다. 접착층(195)은 열경화 물질 또는 광경화 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
접착층(195) 위에는 LED(160)가 배치될 수 있다. LED(160)는 반사층(190)과 중첩되어 배치될 수 있다. RGB LED(160)가 하나의 반사층(190) 위에 배치될 수 있다.
LED(160)는 n형층(161), 활성층(162), p형층(163), n전극(165), p전극(164)을 포함할 수 있다. 이하에서, LED(160)로 레터럴(lateral) 구조의 LED(160)가 사용되는 것으로 설명하나, LED(160)의 구조가 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, LED(160)의 n형층(161)은 접착층(195) 위에서 반사층(190)과 중첩되어 배치될 수 있다. n형층(161)은 우수한 결정성을 갖는 질화 갈륨에 n형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. n형층(161) 위에는 활성층(162)이 배치될 수 있다. 활성층(162)은 LED(160)에서 빛을 발하는 발광층으로, 질화물 반도체, 예를 들어 인듐 질화 갈륨으로 이루어질 수 있다. 활성층(162) 위에는 p형층(163)이 배치될 수 있다. p형층(163)은 질화 갈륨에 p형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. 다만, n형층(161), 활성층(162) 및 p형층(163)의 구성 물질은 이에 제한되는 것은 아니다.
LED(160)의 p형층(163) 위에는 p전극(164)이 배치될 수 있다. LED(160)의 n형층(161) 위에는 n전극(165)이 배치될 수 있다. n전극(165)은 p전극(164)과 이격되어 배치될 수 있다. 구체적으로, LED(160)는, n형층(161), 활성층(162) 및 p형층(163)이 차례대로 적층되고, 활성층(162) 및 p형층(163)의 일 부분이 식각된 후에, n전극(165)과 p전극(164)을 형성하는 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 소정 일 부분은 n전극(165)과 p전극(164)을 이격시키기 위한 공간으로, n형층(161)의 일부가 노출되도록 소정 부분이 식각될 수 있다. 즉, n전극(165)과 p전극(164)이 배치될 LED(160)의 면은 평탄화된 면이 아닌 서로 다른 높이 레벨을 가질 수 있다. 이에, p전극(164)은 p형층(163) 위에 배치되고, n전극(165)은 n형층(161) 위에 배치되며, p전극(164)과 n전극(165)은 서로 다른 높이 레벨에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이에, n전극(165)은 p전극(164)에 비하여 반사층(190)에 인접하게 배치될 수 있다. n전극(165)과 p전극(164)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, n전극(165)과 p전극(164)은 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 평탄화층(115d)과 접착층(195) 상부에는 제2 평탄화층(115e)이 배치될 수 있다. 제2 평탄화층(115e)은 LED(160)의 상부 표면을 평탄화하는 층이다. 제2 평탄화층(115e)은 LED(160)가 배치된 영역을 제외한 영역에서 제2 평탄화층(115e) 상부 표면을 평탄화하며 배치될 수 있다. 이때, 제2 평탄화층(115e)은 2개 이상의 층으로 구성될 수도 있다.
제2 평탄화층(115e) 위에는 제1 전극(118) 및 제2 전극(108)이 배치될 수 있다.
제1 전극(118)은 트랜지스터(150)와 LED(1160)를 전기적으로 연결하는 전극이다. 구체적으로, 제1 전극(118)은 제2 평탄화층(115e)에 형성된 컨택홀을 통해 LED(160)의 p전극(164)과 연결될 수 있다. 또한, 제1 전극(118)은 제1, 제2 평탄화층(115d, 115e)에 형성된 컨택홀을 통해 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154)과 연결될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 트랜지스터(150)의 타입에 따라 제1 전극(118)은 트랜지스터(150)의 소스 전극(153)과 연결될 수도 있다. LED(160)의 p전극(164)과 트랜지스터(150)의 드레인 전극(154)은 제1 전극(118)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전극(108)은 LED(160)와 공통 배선(172)을 전기적으로 연결하는 전극이다. 구체적으로, 제2 전극(108)은 제1, 제2 평탄화층(115d, 115e)에 형성된 컨택홀을 통해 공통 배선(172)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 전극(108)은 제 2 평탄화층(115e)에 형성된 컨택홀을 통해 LED(160)의 n전극(165)과 연결될 수 있다. 따라서, 공통 배선(172)과 LED(160)의 n전극(165)은 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제2 평탄화층(115e) 위에는 게이트 패드(109), 고전위 전원 패드(119) 및 연결 패드(129)가 배치될 수 있다.
게이트 패드(109)는 제1 연결 배선(181)으로부터 인가 받은 게이트 신호를 게이트 배선(171)을 통해 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 게이트 패드(109)는 제1, 제2 평탄화층(115d, 115e) 및 층간 절연층(115c)에 형성된 컨택홀을 통해 게이트 배선(171)과 연결되며, 게이트 신호를 게이트 배선(171)에 전달한다. 게이트 패드(109)는 제1 전극(118) 및 제2 전극(108)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 게이트 패드(109)는 제2 평탄화층(115e)이 아닌 제1 평탄화층(115d) 또는 층간 절연층(115c) 위에 형성되어, 별개의 물질 또는 트랜지스터(150)의 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)과 동일한 물질로 형성될 수도 있다.
고전위 전원 패드(119)는 제2 연결 배선(182)으로부터 고전위 전원 전압을 인가 받아 고전위 전원 배선(미도시)을 통해 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 한편, 고전위 전원 패드(119)는 제1, 제2 평탄화층(115d, 115e) 및 층간 절연층(115c)에 형성된 컨택홀을 통해 트랜지스터(150)의 소스 전극(153)과 연결될 수 있다. 고전위 전원 패드(119)는 제1 전극(118) 및 제2 전극(108)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 고전위 전원 패드(119)는 제2 평탄화층(115e)이 아닌 제1 평탄화층(115d) 또는 층간 절연층(115c) 위에 형성되어, 별개의 물질 또는 트랜지스터(150)의 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)과 동일한 물질로 형성될 수도 있다.
연결 패드(129)는 제3 연결 배선(183)으로부터 인가 받은 공통 전압(또는 기준 전원 전압)을 공통 배선(172)을 통해 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 구체적으로, 연결 패드(129)는 제2 평탄화층(115e)에 형성된 컨택홀을 통해 반사층(190)에 연결되고, 반사층(190)은 제1 평탄화층(115d), 층간 절연층(115c)에 형성된 컨택홀을 통해 공통 배선(172)과 연결되며, 공통 전압을 제2 전극(108)에 전달한다. 연결 패드(129)는 제1 전극(118) 및 제2 전극(108)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 연결 패드(129)는 제2 평탄화층(115e)이 아닌 제1 평탄화층(115d) 위에 형성되어, 별개의 물질로 형성될 수도 있다.
도시하지 않았지만, 데이터 패드는 연결 배선으로부터 인가 받은 데이터 신호를 데이터 배선을 통해 복수의 서브 화소(SPX)에 전달할 수 있다. 데이터 패드는 제1, 제2 평탄화층(115d, 115e) 및 층간 절연층(115c)에 형성된 컨택홀을 통해 스위칭 트랜지스터의 소스 전극과 연결될 수 있다. 데이터 패드는 제1 전극(118) 및 제2 전극(108)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 데이터 패드는 제2 평탄화층(115e)이 아닌 제1 평탄화층(115d) 또는 층간 절연층(115c) 위에 형성되어, 별개의 물질 또는 트랜지스터(150)의 소스 전극(153) 및 드레인 전극(154)과 동일한 물질로 형성될 수도 있다.
제1 전극(118), 제2 전극(108), 게이트 패드(109), 고전위 전원 패드(119) 및 연결 패드(129) 위에는 뱅크(115f)가 형성될 수 있다. 뱅크(115f)는 인접하는 서브 화소(SPX)를 구분하는 구성요소이다. 뱅크(115f)는 인접하는 제1 전극(118)과 제2 전극(108)의 일부를 덮도록 배치되어 제1 전극(118)과 제2 전극(108)의 상면 일부를 노출시킨다. 뱅크(115f)는 아크릴(acryl)계 수지, 벤조사이클로부텐(BCB)계 수지, 또는 폴리이미드로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 한편, 후면 외광 투과를 차단하기 위해 블랙 뱅크(115f)를 적용할 수도 있다.
뱅크(115f)는 제1 연결 배선(181)과 게이트 패드(109)를 연결하는 컨택홀, 제2 연결 배선(182)과 고전위 전원 패드(119)를 연결하는 컨택홀 및 제3 연결 배선(183)과 연결 패드(129)를 연결하는 컨택홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)를 종래의 일반적인 표시 장치와 비교하면, 스트레쳐블 표시 장치(100)는 상대적으로 강성을 갖는 복수의 아일랜드 기판(111)이 서로 이격되어 상대적으로 연성을 갖는 하부 기판(110) 위에 배치되는 구조를 갖는다. 즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서 사용자가 스트레쳐블 표시 장치(100)를 늘어나게 하거나 휘게 하는 경우 스트레쳐블 표시 장치(100)가 보다 쉽게 변형될 수 있는 구조를 가지며, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 변형되는 과정에서 스트레쳐블 표시 장치(100)의 구성요소들이 손상되는 것을 최소화할 수 있는 구조를 가질 수 있다.
연결 배선(180)은, 복수의 아일랜드 기판(111) 위의 패드를 전기적으로 연결하는 배선을 의미한다. 연결 배선(180)은 제1 연결 배선(181)과 제2 연결 배선(182) 및 제3 연결 배선(183)을 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(181)과 제3 연결 배선(183)은 연결 배선(180) 중 X축 방향으로 연장되는 배선을 의미하고, 제2 연결 배선(182)은 연결 배선(180) 중 Y축 방향으로 연장되는 배선을 의미한다.
한편, 표시 영역(AA)에서 연결 배선(180)은 뱅크(115f) 위에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 평탄화층(115d) 위에 형성될 수도 있다.
일반적인 표시 장치의 경우, 복수의 게이트 배선, 복수의 데이터 배선 등과 같은 다양한 배선은 복수의 서브 화소 사이에서 연장되어 배치되며, 하나의 신호 배선에 복수의 서브 화소가 연결된다. 이에, 일반적인 표시 장치의 경우, 게이트 배선, 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 기준 전압 배선 등과 같은 다양한 배선은 기판 상에서 끊김 없이 표시 장치의 일 측에서 타 측으로 연장한다.
이와 달리, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)의 경우, 금속 물질로 이루어지는 게이트 배선(171), 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 공통 배선(172) 등과 같은 다양한 배선은 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 배치될 수 있다. 즉, 본 발명의 제1 실시에에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에 있서 금속 물질로 이루어진 다양한 배선은 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에만 배치되고, 하부 기판(110)에 접하도록 형성되지 않을 수 있다. 이에, 다양한 배선들은 복수의 아일랜드 기판(111)에 대응하도록 패터닝되어 불연속적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 이러한 불연속적인 배선들을 연결하기 위해, 서로 인접하는 두 개의 아일랜드 기판(111) 위의 패드가 연결 배선(180)에 의해 연결될 수 있다. 즉, 연결 배선(180)은 인접하는 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명의 스트레쳐블 표시 장치(100)는 게이트 배선(171), 데이터 배선, 고전위 전원 배선, 공통 배선(172) 등과 같은 다양한 배선을 복수의 아일랜드 기판(111) 사이에서 전기적으로 연결하도록 복수의 연결 배선(180)을 포함할 수 있다. 예를 들면, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 게이트 배선(171)이 배치될 수 있고, 게이트 배선(171)의 양 끝단에는 게이트 패드(109)가 배치될 수 있다. 이때, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 복수의 게이트 패드(109) 각각은 제1 연결 배선(181)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 게이트 배선(171)과 하부 기판(110) 상에 배치된 제1 연결 배선(181)이 하나의 게이트 배선으로 기능할 수 있다. 또한, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 공통 배선(172)이 배치되고, 공통 배선(172)의 양 끝단에는 연결 패드(129)가 배치될 수 있다. 이때, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 복수의 연결 패드(129) 각각은 제3 연결 배선(183)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 공통 배선(172)과 하부 기판(110) 상에 배치된 제3 연결 배선(183)이 하나의 공통 배선으로 기능할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 고전위 전원 배선이 배치되고, 고전위 전원 배선의 양 끝단에는 고전위 전원 패드(119)가 배치될 수 있다. 이때, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 복수의 고전위 전원 패드(119) 각각은 제2 연결 배선(182)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 고전위 전원 배선과 하부 기판(110) 상에 배치된 제2 연결 배선(182)이 하나의 고전위 전원 배선으로 기능할 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만, Y축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 데이터 배선이 배치되고, 데이터 배선의 양 끝단에는 데이터 패드가 배치될 수 있다. 이때, Y축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 복수의 데이터 패드 각각은 연결 배선(180)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 데이터 배선과 하부 기판(110) 상에 배치된 연결 배선(180)이 하나의 데이터 배선으로 기능할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는, X축 방향으로 게이트 배선(171) 뿐만 아니라, 고전위 전원 배선, 공통 배선(172)을 배치함으로써 X축 방향으로 서브 화소(SPX)들 사이의 이격 공간이 줄어들게 되어 강성 영역의 감소에도 고해상도의 스트레쳐블 표시 장치(100)를 구현할 수 있게 된다.
한편, 도 2를 참조하면, 제1 연결 배선(181)과 제3 연결 배선(183)은 X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드 중 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드들을 서로 연결할 수 있다. 제1 연결 배선(181)은 게이트 배선 또는 고전위 전원 배선으로 기능할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들면, 제1 연결 배선(181)은 게이트 배선으로 기능할 수 있고, 뱅크(115f)에 형성된 컨택홀을 통하여 X축 방향으로 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 게이트 패드(109)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 바와 같이, X축 방향으로 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 게이트 패드(109)는 게이트 배선으로 기능하는 제1 연결 배선(181)에 의하여 연결될 수 있고, 하나의 게이트 신호가 전달될 수 있다.
또한, 제3 연결 배선(183)은 공통 배선으로 기능할 수 있고, 뱅크(115f)에 형성된 컨택홀을 통하여 X축 방향으로 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 연결 패드(129)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 바와 같이, X축 방향으로 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 연결 패드(129)는 공통 배선으로 기능하는 제3 연결 배선(183)에 의하여 연결될 수 있고, 하나의 공통 전압이 전달될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 연결 배선(182)은 Y축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드 중 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드들을 서로 연결할 수 있다. 제2 연결 배선(182)은 데이터 배선으로 기능할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들면, 제2 연결 배선(182)은 데이터 배선으로 기능할 수 있고, 뱅크(115f)에 형성된 컨택홀을 통하여 Y축 방향으로 나란히 배치된 두 개의 아일랜드 기판(111) 상부의 데이터 패드를 전기적으로 연결할 수 있다. 이에, 앞서 설명한 바와 같이, Y축 방향으로 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 데이터 패드는 데이터 배선으로 기능하는 복수의 제2 연결 배선(182)에 의하여 연결될 수 있고, 하나의 데이터 신호가 전달될 수 있다.
도 2를 참조하면, 연결 배선(180)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함할 수 있다. 구체적으로, 제1 연결 배선(181)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함하고, 제2 연결 배선(182)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함하며, 제3 연결 배선(183)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함할 수 있다.
제1 연결 배선(181)은 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 뱅크(115f)의 상면 및 측면, 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f), 층간 절연층(115c), 게이트 절연층(115b), 버퍼층(115a) 및 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제1 연결 배선(181)은 하부 기판(110)의 상면과 접하며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 버퍼층(115a), 게이트 절연층(115b), 층간 절연층(115c), 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f) 및 뱅크(115f)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제1 연결 배선(181)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 게이트 패드(109)와 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머는 하부 기판(110)과 유사하게 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 베이스 폴리머는, 예를 들어, SBS(Styrene Butadiene Styrene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어날 경우, 베이스 폴리머는 손상되지 않을 수 있다. 베이스 폴리머는 하부 기판(110) 및 아일랜드 기판(111) 상부에 베이스 폴리머를 구성하는 물질을 코팅하거나 슬릿(slit)을 사용하여 도포하는 방식으로 형성될 수 있다.
제1 연결 배선(181)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산될 수 있다. 구체적으로, 제1 연결 배선(181)은 베이스 폴리머 내에 일정한 농도로 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다. 제1 연결 배선(181)은, 예를 들어, 베이스 폴리머에 전도성 입자를 균일하게 교반한 후, 전도성 입자가 분산된 베이스 폴리머를 하부 기판(110), 아일랜드 기판(111) 상부에 코팅 및 경화하는 방식으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 전도성 입자는 은(Ag), 금(Au), 탄소(Carbon) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머에 분산되어 배치된 전도성 입자는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 각각 배치된 게이트 패드(109)를 전기적으로 연결하는 전도성 경로를 이룰 수 있다. 또한, 복수의 아일랜드 기판(111) 중 최외곽에 배치된 아일랜드 기판(111)에 형성된 게이트 패드(109)와 비표시 영역(NA)에 배치된 패드를 전기적으로 연결하여 전도성 경로를 이룰 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제조 공정에서 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드 사이를 연결하는 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자가 이루는 전도성 경로 또한 직선 형상일 수 있다. 그러나, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머 및 전도성 입자의 형성 과정 및 형상은 이에 제한되지 않을 수 있다.
제2 연결 배선(182)은 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 뱅크(115f)의 상면 및 측면, 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f), 층간 절연층(115c), 게이트 절연층(115b), 버퍼층(115a) 및 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제2 연결 배선(182)은 하부 기판(110)의 상면과 접하며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 버퍼층(115a), 게이트 절연층(115b), 층간 절연층(115c), 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f) 및 뱅크(115f)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제2 연결 배선(182)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 고전위 전원 패드(119)와 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머는 하부 기판(110)과 유사하게 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있으며, 제1 연결 배선(181)의 베이스 폴리머와 동일한 물질일 수 있다. 즉, 베이스 폴리머는, 예를 들어, SBS(Styrene Butadiene Styrene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
그리고, 제2 연결 배선(182)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산될 수 있다. 구체적으로, 제2 연결 배선(183)은 베이스 폴리머 내에 일정한 농도로 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다. 이때, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머의 상부에 분산된 전도성 입자의 농도와 베이스 폴리머의 하부에 분산된 전도성 입자의 농도는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제2 연결 배선(181)의 제조 공정은 제1 연결 배선(181)의 제조 공정과 동일할 수 있으며, 동시에 수행될 수도 있다.
제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머에 분산되어 배치되는 전도성 입자는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 각각 배치된 고전위 전원 패드(119)를 전기적으로 연결하는 전도성 경로를 구성할 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111) 중 최외곽에 배치된 아일랜드 기판(111)에 형성된 고전위 전원 패드(119)와 비표시 영역(NA)에 배치된 패드를 전기적으로 연결하여 전도성 경로를 이룰 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제조 공정에서 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드 사이를 연결하는 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자가 이루는 전도성 경로 또한 직선 형상일 수 있다. 그러나, 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머 및 전도성 입자의 형성 과정 및 형상은 이에 제한되지 않을 수 있다.
제3 연결 배선(183)은 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 뱅크(115f)의 상면 및 측면, 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f), 층간 절연층(115c), 게이트 절연층(115b), 버퍼층(115a) 및 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제3 연결 배선(183)은 하부 기판(110)의 상면과 접하며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 버퍼층(115a), 게이트 절연층(115b), 층간 절연층(115c), 제1, 제2 평탄화층(115d, 115f) 및 뱅크(115f)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제3 연결 배선(183)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 연결 패드(129)와 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 연결 배선(183)의 베이스 폴리머는 하부 기판(110)과 유사하게 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있으며, 제1 연결 배선(181) 및 제2 연결 배선(182)의 베이스 폴리머와 동일한 물질일 수 있다. 즉, 베이스 폴리머는, 예를 들어, SBS(Styrene Butadiene Styrene) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
그리고, 제3 연결 배선(183)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산될 수 있다. 구체적으로, 제3 연결 배선(183)은 베이스 폴리머 내에 일정한 농도로 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다. 이때, 제3 연결 배선(183)의 베이스 폴리머의 상부에 분산된 전도성 입자의 농도와 베이스 폴리머의 하부에 분산된 전도성 입자의 농도는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제3 연결 배선(183)의 제조 공정은 제1 연결 배선(181) 및 제2 연결 배선(182)의 제조 공정과 동일할 수 있으며, 동시에 수행될 수도 있다.
제3 연결 배선(183)의 베이스 폴리머에 분산되어 배치되는 전도성 입자는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 각각 배치된 연결 패드(129)를 전기적으로 연결하는 전도성 경로를 구성할 수 있다. 복수의 아일랜드 기판(111) 중 최외곽에 배치된 아일랜드 기판(111)에 형성된 연결 패드(129)와 비표시 영역(NA)에 배치된 패드를 전기적으로 연결하여 전도성 경로를 이룰 수 있다.
도 2를 참조하면, 제3 연결 배선(183)의 베이스 폴리머 및 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제조 공정에서 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드 사이를 연결하는 직선 형상으로 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자가 이루는 전도성 경로 또한 직선 형상일 수 있다. 그러나, 제3 연결 배선(183)의 베이스 폴리머 및 전도성 입자의 형성 과정 및 형상은 이에 제한되지 않을 수 있다.
몇몇 실시예에서, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자는 베이스 폴리머 내에서 농도 구배를 가지며 분산되어 배치될 수도 있다. 전도성 입자의 농도는 베이스 폴리머의 상부에서 하부로 갈수록 감소되며, 이에, 베이스 폴리머의 상부에서 전도성 입자에 의한 전도도가 가장 클 수 있다. 구체적으로, 전도성 입자는 베이스 폴리머 상면에 전도성 전구체를 사용하는 잉크 프린팅 공정 등을 사용하여 베이스 폴리머에 주입되어 분산될 수 있다. 전도성 입자를 베이스 폴리머에 주입시키는 과정에서 폴리머가 수차례 스웰링(swelling)되면서 베이스 폴리머의 빈 공간으로 전도성 입자가 침투될 수 있다. 이후에, 전도성 입자가 주입된 베이스 폴리머를 소정의 환원 물질에 침지(dipping)하거나, 증기(vapor)로 환원시키면 연결 배선(180)이 형성될 수 있다. 이에, 베이스 폴리머의 상부의 침투 영역은 전도성 입자의 농도가 전도성 경로를 형성할 정도로 높을 수 있다. 베이스 폴리머 상부의 전도성 입자에 높은 농도로 분산된 침투 영역의 두께는 전도성 입자가 베이스 폴리머 상면에서 주입되는 시간 및 강도에 따라 변화될 수 있으며, 예를 들면, 베이스 폴리머의 상면에서 전도성 입자가 주입되는 시간 또는 강도가 증가될 경우, 침투 영역의 두께는 두꺼워 질 수 있다. 또한, 각각의 전도성 입자는 베이스 폴리머의 상부에서 서로 접할 수 있으며, 이에, 서로 접하는 전도성 입자를 통하여 전도성 경로가 형성되어 전기적 신호가 전달될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머는 서로 이웃하는 아일랜드 기판(111) 사이에서 하부 기판(110) 상부에 단일층으로 형성될 수도 있다. 구체적으로, 베이스 폴리머는 도 2에 도시된 것과 달리, X축 방향으로 서로 가장 인접하는 아일랜드 기판(111) 사이의 영역에서 하부 기판(110)과 접하며 단일층으로 배치될 수 있다. 베이스 폴리머는 하나의 아일랜드 기판(111) 상부의 일 측에 나란히 형성된 복수의 패드 모두와 중첩되어 형성될 수 있다. 그리고, 전도성 입자는 하나의 층으로 배치된 베이스 폴리머상에 복수의 전도성 경로를 이루며 복수의 패드 각각과 대응하도록 별도로 형성될 수 있다. 이에, 전도성 입자가 이루는 전도성 경로는 서로 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이를 직선 형상으로 연결할 수 있으며, 예를 들면, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이에 하나의 층으로 배치된 베이스 폴리머 상면에서 전도성 입자가 4개의 전도성 경로를 이루도록 주입될 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 영역 전체에 배치될 수도 있다. 베이스 폴리머는 하부 기판(110) 중 복수의 강성 기판, 즉, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역을 제외한 나머지 영역에서, 하부 기판(110)과 접하며 단일 층으로 배치될 수 있다. 이에, 하부 기판(110) 중 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역을 제외한 나머지 영역은 베이스 폴리머에 의하여 덮힐 수 있으며, 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111)의 패드와 접할 수 있으므로, 베이스 폴리머의 일부는 복수의 아일랜드 기판(111)의 가장자리를 덮도록 배치될 수 있다. 그리고, 전도성 입자는 베이스 폴리머 상부에서 인접하는 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 패드를 연결하는 전도성 경로를 형성할 수 있다.
베이스 폴리머가 하부 기판(110) 상부에서 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 전체 영역에 단일 층으로 배치될 경우, 베이스 폴리머는 하부 기판(110) 중 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 모든 영역에 도포하는 방식으로 형성될 수 있으므로, 베이스 폴리머를 패터닝하기 위한 별도의 공정이 필요하지 않을 수 있다. 따라서, 베이스 폴리머 및 연결 배선의 제조 공정이 단순화될 수 있고, 공정 비용 및 시간이 감소할 수 있다.
또한, 베이스 폴리머가 하부 기판(110) 상부에서 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 전체 영역에 단일 층으로 배치됨으로써, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 경우 가해지는 힘을 분산시킬 수 있다. 또한, 몇몇 실시예에서, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머의 상면은 평평할 수 있다. 구체적으로, 도 3과 도 4에 도시된 것과 달리, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머의 상면은 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 제2 평탄화층(115e)의 상면보다 더 높을 수 있다. 또한, 베이스 폴리머의 상면은 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 뱅크(115f)의 상면보다 더 높을 수 있다. 이에, 연결 배선(180)의 베이스 폴리머는 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 부분의 상면의 높이와 복수의 아일랜드 기판(111) 사이에 배치된 영역의 상면의 높이가 동일할 수 있다. 이에, 연결 배선(180)의 상면은 평평할 수 있다. 따라서, 베이스 폴리머 상부에 분산되는 전도성 입자의 상면은 단면도 상에서 굴곡없는 직선의 형상일 수 있다.
하부 기판(110) 상부에 이격되어 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 다양한 구성 요소에 의하여 뱅크(115f)의 상면과 하부 기판(110)의 상면 사이에는 단차가 존재할 수 있다. 이 경우, 베이스 폴리머 상면의 단차에 의하여 베이스 폴리머 자체가 끊어질 수 있어, 인접하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 패드 사이의 전기적 경로가 차단될 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치의 불량률은 증가될 수 있다.
이때, 베이스 폴리머의 상면이 평평할 경우, 복수의 아일랜드 기판(111)에 배치된 소자들의 상면과 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치되지 않은 하부 기판(110)의 상면과의 단차가 제거될 수 있다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘어지거나 늘어날지라도 단차에 의해 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함하는 연결 배선(180)이 끊어지는 현상이 방지될 수 있다.
다시 도 3과 도 4를 참조하면, 하부 기판(110) 상부에는 상부 기판(120)이 배치될 수 있다.
상부 기판(120)은 상부 기판(120)의 아래에 배치되는 다양한 구성요소들을 지지하는 기판이다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 상부 기판(120)은 연성 기판으로서, 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있다. 또한, 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다. 상부 기판(120)의 두께는 10um 내지 1mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상부 기판(120)은 하부 기판(110)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예로, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으며, 이에, 유연한 성질을 가질 수 있다. 그러나, 상부 기판(120)의 재질은 이에 제한되는 것은 아니다.
상부 기판(120)과 하부 기판(110)에는 압력이 가해져 상부 기판(120)의 아래에 배치된 접착층에 의하여 상부 기판(120)과 하부 기판(110)은 합착될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 실시예에 따라 접착층이 생략될 수도 있다.
스트레쳐블 표시 장치는 쉽게 휘거나 늘어나는 성질을 가져야 하므로, 모듈러스가 작아 연성 특성을 갖는 기판을 사용하려는 시도가 존재하였다. 다만, 모듈러스가 작은 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 연성 물질을 표시 소자가 제조되는 동안 배치되는 하부의 기판으로 사용할 경우, 모듈러스가 작은 물질의 열에 약한 특성에 의하여 트랜지스터, 표시 소자를 형성하는 공정 중 발생하는 고온, 예를 들어, 100℃ 이상의 온도에 의해 기판이 손상되는 문제가 발생하였다.
이에, 고온에 견딜 수 있는 물질로 이루어진 기판 상부에 표시 소자를 형성하여야, 표시 소자를 형성하는 공정에서 기판이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 폴리이미드(polyimide; PI)와 같이 제조 공정 중에 발생하는 고온에 견딜 수 있는 물질로 기판을 형성하는 시도가 있었으나, 고온에 견딜 수 있는 물질들은 모듈러스가 커서 연성 특성을 가지지 못하여 스트레쳐블 표시 장치를 연신하는 과정에서 기판이 휘거나 늘어나기 어려운 문제가 발생하였다.
이에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 트랜지스터(150)나 LED(160) 등이 배치된 영역에만 강성 재질의 복수의 아일랜드 기판(111)을 배치하여 트랜지스터(150)나 LED(160)의 제조 공정에서 고온에 의해 복수의 아일랜드 기판(111)이 손상되지 않도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 복수의 아일랜드 기판(111) 하부 및 상부에 연성 기판인 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)을 배치할 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역을 제외한 하부 기판(110) 및 상부 기판(120)의 나머지 영역은 쉽게 늘어나거나 휘어질 수 있으므로, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 구현될 수 있다. 또한, 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치되는 트랜지스터(150), LED(160) 등이 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어남에 따라 손상되는 것을 방지될 수 있다.
한편, 스트레쳐블 표시 장치가 휘거나 늘어나는 경우, 연성 기판으로 이루어진 하부 기판이 변형되나, LED가 배치된 강성 기판으로 이루어진 아일랜드 기판은 변형되지 않을 수 있다. 이 경우, 복수의 아일랜드 기판에 배치된 각각의 패드를 연결하는 배선이 쉽게 휘거나 늘어나는 물질로 이루어지지 못한 경우, 배선은 하부 기판의 변형에 의하여 크랙이 발생되는 등 손상될 수 있다.
이와 달리, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 복수의 아일랜드 기판(111) 각각에 배치된 패드를 베이스 폴리머와 전도성 입자를 포함하는 연결 배선(180)이 전기적으로 연결할 수 있다. 베이스 폴리머는 쉽게 변형될 수 있는 연성을 가진다. 이에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)는 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형될지라도 베이스 폴리머를 포함하는 연결 배선(180)이 복수의 아일랜드 기판(111) 사이 영역이 쉽게 변형될 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는, 연결 배선(180)이 전도성 입자를 포함함으로써, 전도성 입자로 이루어진 전도성 경로에 베이스 폴리머의 변형에 의하여도 크랙 등의 손상이 발생되지 않을 수 있다. 예를 들어, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형될 경우, 연성 기판인 하부 기판(110)은 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111)이 배치된 영역을 제외한 나머지 영역에서 변형될 수 있다. 이때, 변형되는 하부 기판(110) 상부에 배치된 복수의 전도성 입자 사이의 거리가 변화될 수 있다. 이때, 베이스 폴리머 상부에 배치되어 전도성 경로를 형성하는 복수의 전도성 입자의 농도는 복수의 전도성 입자 사이의 거리가 멀어지더라도 전기적 신호가 전달될 수 있도록 높게 유지될 수 있다. 따라서, 베이스 폴리머가 휘거나 늘어날지라도 복수의 전도성 입자에 의한 전도성 경로는 전기적 신호를 원활하게 전달할 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형되더라도 각각의 패드 사이에서 전기적 신호를 전달할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 연결 배선(180)이 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함함으로써, 서로 인접한 복수의 아일랜드 기판(111)에 배치된 각각의 패드 사이를 연결하는 연결 배선(180)이 최단 거리를 이루도록, 즉, 직선 형태로 배치될 수 있다. 즉, 연결 배선(180)은 굴곡진 형상으로 형성되지 않더라도 스트레쳐블 표시 장치(100)가 구현될 수 있다. 연결 배선(180)의 전도성 입자는 베이스 폴리머에 분산되어 전도성 경로를 형성한다. 그리고, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 휘거나 늘어나는 등 변형됨에 따라 전도성 입자에 의한 전도성 경로가 휘거나 늘어날 수 있다. 이 경우, 전도성 입자 사이의 거리가 변화될 뿐, 전도성 입자가 형성하는 전도성 경로는 여전히 전기적 신호를 전달할 수 있다. 이에, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는 연결 배선(180)이 차지하는 공간을 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(100)에서는, 상부 기판(120)은 복수의 제1 상부 패턴(120a) 및 제2 상부 패턴(120b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 상부 패턴(120a)은 상부 기판(120) 중 LED(160)가 배치되는 발광 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 상부 패턴(120b)은 상부 기판(120) 중 LED(160)가 배치되지 않는 비발광 영역에 배치될 수 있다. 다른 예로, 복수의 제1 상부 패턴(120a)은 상부 기판(120) 중 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 상부 패턴(120b)은 상부 기판(120) 중 복수의 제1 상부 패턴(120a)을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 제2 상부 패턴(120b)은 복수의 제1 상부 패턴(120a)을 둘러싸며 제1 상부 패턴(120a)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
발광 영역에 배치되는 복수의 제1 상부 패턴(120a)은 연신 가능한 투명한 고분자 물질, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)으로 구성될 수 있다. 또한, 비발광 영역에 배치되는 제2 상부 패턴(120b)은 연신 가능한 흑색 고분자 물질, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)에 흑색 안료가 추가된 흑색의 고분자 물질로 구성될 수 있다.
이에, 스트레쳐블 표시 장치(100)가 쉽게 휘거나 늘어날 수 있는 동시에 편광층이 배치되지 않은 상태에서도 표시 장치의 외광 반사가 효과적으로 저감될 수 있게 된다. 즉, 발광 영역의 전면 반사 및 후면 외광 투과가 차단될 수 있다. 이 경우 블랙 뱅크(115f)를 제거할 수도 있으며, 블랙 뱅크(115f)를 함께 적용하는 경우 패턴된 상부 기판(120)의 얼라인 공정이 수월해지는 장점이 있다.
즉, 기존 편광층은 스트레쳐블 표시 장치의 외부로부터 입사되는 광을 편광시킬 수 있다. 편광층을 통과하여 스트레쳐블 표시 장치의 내부로 입사된 편광된 광은 스트레쳐블 표시 장치의 내부에서 반사될 수 있고, 이에, 위상이 전환될 수 있다. 위상이 전환된 광은 편광층을 통과하지 못할 수 있다. 이에, 스트레쳐블 표시 장치의 외부로부터 스트레쳐블 표시 장치의 내부로 입사된 광은 스트레쳐블 표시 장치의 외부로 다시 방출되지 못하여 스트레쳐블 표시 장치의 외광 반사는 감소될 수 있다. 다만, 기존 원형 편광층은 연신이 불가능하여 스트레쳐블 표시 장치에 적용이 어려웠다. 또한, 상, 하부 기판으로 PDMS의 투명 고분자 물질을 이용할 경우 일부 영역에서 외광이 투과되어 블랙 시감이 저하될 수 있다. 이에, 본 발명의 경우에는 패턴된 상부 기판(120)에 연신 가능한 흑색 고분자 물질을 적용하며, 이에 스트레쳐블 표시 장치(100)가 쉽게 휘거나 늘어날 수 있는 동시에 편광층이 배치되지 않은 상태에서 표시 장치(100)의 외광 반사가 효과적으로 저감될 수 있게 하는 효과가 있다.
한편, 전술한 바와 같이 표시 영역(AA)에서 연결 배선(180)은 뱅크(115f) 위에 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 평탄화층 위에 형성될 수도 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제2 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 5의 스트레쳐블 표시 장치(200)는 도 4의 스트레쳐블 표시 장치(100)와 비교하여 제3 연결 배선(283)이 상이하다는 것을 제외하고는 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
설명의 편의를 위해, 도 5는 적색 서브 화소, 녹색 서브 화소 및 청색 서브 화소를 포함하는 하나의 화소에 대한 단면 구조 일부를 예로 보여주고 있다.
도 5에 도시된 LED_R, LED_G, 및 LED_B는 각각 적색 서브 화소의 LED, 녹색 서브 화소의 LED 및 청색 서브 화소의 LED를 나타낸다. 본 발명은 LED로 마이크로 LED를 적용하는 것을 특징으로 한다.
도 5를 참조하면, 트랜지스터(150) 및 층간 절연층(115c) 상부에 제1 평탄화층(115d)이 형성될 수 있다. 제1 평탄화층(115d)은 트랜지스터(150) 상부를 평탄화하는 역할을 한다. 제1 평탄화층(115d)은 단층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 평탄화층(115d)은 아크릴(acryl)계 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 트랜지스터(150)/층간 절연층(115c)과 제1 평탄화층(115d) 사이에 패시베이션층이 형성될 수도 있다. 즉, 트랜지스터(150)를 수분 및 산소 등의 침투로부터 보호하기 위해, 트랜지스터(150)를 덮는 패시베이션층이 형성될 수도 있다. 패시베이션층은 무기물로 이루어질 수 있고, 단층 또는 복층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 평탄화층(115d) 위에는 연결 배선, 예를 들어, 제3 연결 배선(283)이 형성될 수 있다. 제1 평탄화층(115d)은 제3 연결 배선(283)과 공통 배선(172)을 연결하는 컨택홀을 포함할 수 있다. 따라서, 제3 연결 배선(283)은 컨택홀을 통해 공통 배선(172)에 전기적으로 연결될 수 있다.
X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 공통 배선(172)이 배치되고, X축 방향으로 인접하여 배치된 복수의 아일랜드 기판(111) 상부의 공통 배선(172) 각각은 제3 연결 배선(283)에 의해 서로 연결될 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 공통 배선(172)과 하부 기판(110) 상에 배치된 제3 연결 배선(283)이 하나의 공통 배선으로 기능할 수 있다.
제3 연결 배선(283)은 베이스 폴리머 및 전도성 입자를 포함할 수 있다.
이때, 제3 연결 배선(283)은 제1 평탄화층(115d)의 상면 및 측면, 층간 절연층(115c), 게이트 절연층(115b), 버퍼층(115a) 및 복수의 아일랜드 기판(111)의 측면과 접하며 하부 기판(110)의 상면으로 연장되어 형성될 수 있다. 이에, 제3 연결 배선(283)은 하부 기판(110)의 상면과 접할 수 있으며, 이웃하는 아일랜드 기판(111)의 측면과 접할 수 있고, 이웃하는 아일랜드 기판(111) 상부에 배치된 버퍼층(115a), 게이트 절연층(115b) 및 층간 절연층(115c)의 측면과 접할 수 있다. 그리고, 제3 연결 배선(283)은 이웃하는 아일랜드 기판(111)에 배치된 제1 평탄화층(115d)의 상면 및 측면과 접할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 평탄화층(115d) 위에는 반사층(290)이 배치될 수 있다.
반사층(290)은 LED(160)에서 발광된 광 중 하부 기판(110) 측을 향해 발광된 광을 스트레쳐블 표시 장치(200)의 상부로 반사시켜 외부로 출광시키기 위한 층이다. 반사층(290)은 높은 반사율을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(200)는, RGB 개별 반사층을 하나의 반사층(290)으로 통합하는 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반사층(290)은 하나의 서브 화소(SPX)별로 구비되는 것이 아닌, RGB 서브 화소(SPX)로 이루어진 하나의 화소(PX)에 통합 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 강성 영역의 감소에도 기존 마이크로 LED를 사용하여 고해상도의 스크레쳐블 표시 장치(200)를 구현할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(200)는, 이러한 반사층(290)을 공통 전극으로 사용하게 되며, 제3 연결 배선(283)과 전기적으로 접속하게 된다.
도시하지 않았지만, 반사층(290) 하부에 스토리지 전극을 형성하여 대면적 스토리지 커패시터를 구성할 수도 있다.
반사층(290) 위에는 반사층(290)을 덮는 접착층(295)이 배치될 수 있다.
접착층(295)은 반사층(290) 위에 LED(260)를 접착시키기 위한 층으로, 금속 물질로 이루어지는 반사층(290)과 LED(260)를 절연시킬 수도 있다. 접착층(295)은 열경화 물질 또는 광경화 물질로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
접착층(295) 위에는 LED(160)가 배치될 수 있다. LED(160)는 반사층(290)과 중첩되어 배치될 수 있다. RGB LED(160)가 하나의 반사층(290) 위에 배치될 수 있다
한편, 본 발명은 하부 기판이 복수의 강성 패턴과 연성 패턴을 포함할 수 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제3 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 6과 도 7에 도시된 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(300)는, 도 1 내지 도 4의 스트레쳐블 표시 장치(100)와 비교하여 하부 기판(310)이 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 6과 도 7을 참조하면, 하부 기판(310)은 복수의 제1 하부 패턴(310a) 및 제2 하부 패턴(310b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 하부 기판(310) 중 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 복수의 아일랜드 기판(111) 하부에 배치되어 상면이 복수의 아일랜드 기판(111)의 하면에 접착될 수 있다.
제2 하부 패턴(310b)은 하부 기판(310) 중 복수의 제1 하부 패턴(310a)을 제외한 영역에 배치된다. 제2 하부 패턴(310b)은 복수의 제1 하부 패턴(310a)을 둘러싸며 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 하부 패턴(310b)은 연결 배선(180) 및 제2 상부 패턴(120b)의 하부에 배치될 수 있으며, 상면이 연결 배선(180)의 하면 및 제2 상부 패턴(120b)의 하면과 접할 수 있다.
이때, 복수의 제1 하부 패턴(310a)의 모듈러스는 제2 하부 패턴(310b)의 모듈러스보다 클 수 있다. 따라서, 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 제2 하부 패턴(310b)과 비교하여 강성을 갖는 복수의 강성 하부 패턴일 수 있다. 그리고, 제2 하부 패턴(310b)은 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 비교하여 연성을 갖는 연성 하부 패턴일 수 있다. 복수의 제1 하부 패턴(310a)의 모듈러스는 제2 하부 패턴(310b)의 모듈러스보다 1000배 이상 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 제1 하부 패턴(310a)은 복수의 아일랜드 기판(111)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있다. 예로, 폴리이미드(polyimide; PI) 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아세테이트(polyacetate) 등으로 이루어질 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스와 같거나 작은 모듈러스를 갖는 물질로 이루어질 수도 있다.
그리고, 제2 하부 패턴(310b)은 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 동일한 평면 상에 배치되며 복수의 제1 하부 패턴(310a)을 둘러싸며 배치될 수 있다. 제2 하부 패턴(310b)은 연성 하부 패턴으로서 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있으며, 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다. 이에, 제2 하부 패턴(310b)은 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있으며, 제2 하부 패턴(310b)은 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때, 제2 하부 패턴(310b)의 두께는 10㎛ 내지 1mm 일 수 있고, 제1 하부 패턴(310a)의 두께는 1㎛ 내지 제2 하부 패턴(310b)의 두께일 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(300)에서는, 하부 기판(310)이 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 복수의 제1 하부 패턴(310a)을 제외한 제2 하부 패턴(310b)을 포함하며, 복수의 제1 하부 패턴(310a)의 모듈러스는 제2 하부 패턴(310b)의 모듈러스보다 크다. 스트레쳐블 표시 장치(300)가 휘거나 늘어나는 등 변형될 경우, 강성 기판인 복수의 아일랜드 기판(111) 하부에 배치된 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 강성 하부 패턴으로서 복수의 아일랜드 기판(111)을 지지할 수 있다. 이에, 복수의 아일랜드 기판(111) 상부에 배치되는 다양한 소자들은 복수의 아일랜드 기판(111)과 함께 복수의 제1 하부 패턴(310a)으로 지지될 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치(300)가 변형됨에 따라 손상되는 것이 감소될 수 있다.
또한, 스트레쳐블 표시 장치(300)가 휘거나 늘어나는 등 변형될 경우 복수의 제1 하부 패턴(310a)이 복수의 아일랜드 기판(111)과 동일한 물질로 이루어지며 제2 하부 패턴(310b)의 모듈러스보다 높은 모듈러스를 가짐으로써, 복수의 제1 하부 패턴(310a)은 복수의 아일랜드 기판(111)보다 더욱 늘어나는 등 변형되지 않을 수 있고, 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 접착은 견고하게 유지될 수 있다. 이에, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(300)에 있어, 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 복수의 아일랜드 기판(111)의 접착은 강하게 유지될 수 있고, 스트레쳐블 표시 장치(300)가 휘거나 늘어나는 등 변형이 지속적으로 이루어지는 경우라도 스트레쳐블 표시 장치(300)의 불량 발생은 감소될 수 있다.
그리고, 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되지 않는 제2 하부 패턴(310b)은 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 비교하여 연성 특성을 가짐으로써, 복수의 아일랜드 기판(111) 사이의 제2 하부 패턴(310b)이 배치된 영역은 자유롭게 휘거나 늘어날 수 있다. 이에, 제2 하부 패턴(310b)과 중첩되어 배치되는 연결 배선(180) 또한 보다 자유롭게 휘거나 늘어날 수 있다. 따라서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(300)의 휘거나 늘어나는 등의 변형은 보다 용이하게 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 상부 기판의 고분자 물질이 발광 영역과 비발광 영역 별로 상이한 굴절률을 가질 수 있으며, 이를 다음의 본 발명의 제4 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 8과 도 9에 도시된 본 발명의 제4 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(400)는, 도 1 내지 도 4의 스트레쳐블 표시 장치(100)와 비교하여 상부 기판(420)이 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 8과 도 9를 참조하면, 상부 기판(420)은 복수의 제1 상부 패턴(420a) 및 제2 상부 패턴(420b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 상부 패턴(420a)은 상부 기판(420) 중 LED(160)가 배치되는 발광 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 상부 패턴(420b)은 상부 기판(420) 중 LED(160)가 배치되지 않는 비발광 영역에 배치될 수 있다. 다른 예로, 복수의 제1 상부 패턴(420a)은 상부 기판(420) 중 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 상부 패턴(420b)은 상부 기판(420) 중 복수의 제1 상부 패턴(420a)을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 제2 상부 패턴(420b)은 복수의 제1 상부 패턴(420a)을 둘러싸며 제1 상부 패턴(420a)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
이때, 복수의 제1 상부 패턴(420a)의 굴절률은 제2 상부 패턴(420b)의 굴절률보다 클 수 있다.
예를 들어, 복수의 제1 상부 패턴(420a)은 제1 안료를 더 포함할 수 있고, 제2 상부 패턴(420b)은 제2 안료를 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 안료의 굴절률은 제2 안료의 굴절률보다 더 클 수 있다.
또한, 복수의 제1 상부 패턴(420a)의 모듈러스는 제2 상부 패턴(420b)의 모듈러스보다 클 수 있다. 따라서, 복수의 제1 상부 패턴(420a)은 제2 상부 패턴(420b)과 비교하여 강성을 갖는 복수의 강성 상부 패턴일 수 있다. 그리고, 제2 상부 패턴(420b)은 복수의 제1 상부 패턴(420a)과 비교하여 연성을 갖는 연성 상부 패턴일 수 있다. 복수의 제1 상부 패턴(420a)의 모듈러스는 제2 상부 패턴(420b)의 모듈러스보다 1000배 이상 클 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 제1 상부 패턴(420a)은 연성 상부 패턴으로서, 복수의 제1 하부 패턴(310a)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(polyimide; PI), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리아세테이트(polyacetate) 등으로 이루어질 수도 있다. 그러나 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 이에 제한되지 않고, 복수의 제1 상부 패턴(420a)은 복수의 아일랜드 기판(111)의 모듈러스와 같거나 작은 모듈러스를 갖는 물질로 이루어질 수도 있다.
그리고, 제2 상부 패턴(420b)은 연성 상부 패턴으로서 휘어지거나 늘어날 수 있는 절연 물질로 구성될 수 있다. 이에, 제2 상부 패턴(420b)은 팽창 및 수축이 가역적으로 가능할 수 있다. 또한 탄성 계수(elastic modulus)가 수 MPa 내지 수백 MPa일 수 있으며, 연신 파괴율이 100% 이상일 수 있다.
제2 상부 패턴(420b)은 제2 하부 패턴(310b)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)과 같은 실리콘 고무(Silicone Rubber), 폴리 우레탄(polyurethane; PU) 등의 탄성 중합체(elastomer)로 이루어질 있으며, 이에, 유연한 성질을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 본 발명은 연신 가능한 흑색의 고분자 물질을 패턴된 상부 기판 뿐만 아니라 패턴된 하부 기판에도 적용할 수도 있으며, 이를 본 발명의 제5 실시예를 통해 상세히 설명한다.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 서브 화소를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치의 하나의 화소의 단면 일부를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 9와 도 10에 도시된 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(500)는 도 1 내지 도 4의 스트레쳐블 표시 장치(100)와 비교하여 하부 기판(510)이 상이하다는 것을 제외하면 실질적으로 동일한 바, 중복 설명은 생략한다.
도 9와 도 10을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치(500)에서는, 하부 기판(510)은 복수의 제1 하부 패턴(510a) 및 제2 하부 패턴(510b)을 포함할 수 있다. 복수의 제1 하부 패턴(510a)은 하부 기판(510) 중 복수의 아일랜드 기판(111)과 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 제2 하부 패턴(510b)은 하부 기판(510) 중 복수의 제1 하부 패턴(510a)을 제외한 영역에 배치될 수 있다. 제2 하부 패턴(510b)은 복수의 제1 하부 패턴(510a)을 둘러싸며 제1 하부 패턴(510a)과 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
제2 하부 패턴(510b)은 연신 가능한 투명한 고분자 물질, 예를 들어, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)으로 구성될 수 있다. 또한, 복수의 제2 하부 패턴(510a)은 연신 가능한 흑색 고분자 물질, 예를 들어, 전술한 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)에 흑색 안료가 추가된 흑색의 고분자 물질로 구성될 수 있다.
이에, 스트레쳐블 표시 장치(500)가 쉽게 휘거나 늘어날 수 있는 동시에 편광층이 배치되지 않은 상태에서도 표시 장치의 외광 반사가 효과적으로 저감될 수 있게 된다. 즉, 발광 영역의 전면 반사 및 후면 외광 투과가 차단될 수 있다. 이 경우 블랙 뱅크(115f)를 제거할 수 있으며, 블랙 빛심이 개선됨에 따라 고 콘트라스트 스트레쳐블 표시 장치(500)의 구현이 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예는 다음과 같이 설명될 수 있다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 상기 복수의 아일랜드 기판 아래에 배치되는 하부 기판 및 상기 복수의 아일랜드 기판 중 서로 이웃하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하며, 상기 상부 기판은 연신 가능한 고분자 물질로 이루어지고, 상기 복수의 아일랜드 기판의 발광 영역에 중첩되는 복수의 제1 상부 패턴 및 상기 복수의 제1 상부 패턴을 제외한 제2 상부 패턴을 포함하며, 상기 제2 상부 패턴은 흑색 안료를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하부 기판은, 상기 복수의 아일랜드 기판에 중첩되는 복수의 제1 하부 패턴 및 상기 복수의 제1 하부 패턴을 제외한 제2 하부 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 제1 하부 패턴의 모듈러스는 상기 제2 하부 패턴의 모듈러스보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 제1 하부 패턴은 상기 복수의 아일랜드 기판과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 제1 상부 패턴의 모듈러스는 상기 제2 상부 패턴의 모듈러스보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 제1 상부 패턴은 상기 복수의 제1 하부 패턴과 동일한 물질로 이루어지고, 상기 제2 상부 패턴은 상기 제2 하부 패턴과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 고분자 물질은, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스트레쳐블 표시 장치는 상기 복수의 아일랜드 기판 상부에 일 방향으로 배치되는 게이트 배선과, 고전위 전원 배선 및 저전위 전원 배선 및 상기 복수의 아일랜드 기판 상부에 다른 일 방향으로 배치되는 데이터 배선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스트레쳐블 표시 장치는 상기 복수의 아일랜드 기판 상부에 배치되는 반사층, 상기 반사층 위에 배치되는 접착층 및 상기 접착층 위에 하나의 상기 반사층과 중첩되도록 배치되는 RGB LED를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 연결 배선은, 상기 반사층은 상기 저전위 전원 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 연결 배선은, 컨택홀이나 연결 패드를 통해 상기 저전위 전원 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 연결 배선은, 베이스 폴리머 및 상기 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 스트레쳐블 표시 장치는, 복수의 화소가 정의되고, 서로 이격된 복수의 아일랜드 기판, 상기 복수의 아일랜드 기판 아래에 배치되는 하부 기판 및 상기 복수의 아일랜드 기판 중 서로 이웃하는 아일랜드 기판에 배치된 패드를 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하며, 상기 상부 기판은 연신 가능한 고분자 물질로 이루어지고, 상기 복수의 아일랜드 기판의 발광 영역에 중첩되는 복수의 제1 상부 패턴 및 상기 복수의 제1 상부 패턴을 제외한 제2 상부 패턴을 포함하며, 상기 복수의 제1 상부 패턴의 굴절률은 상기 제2 상부 패턴의 굴절률보다 더 클 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 하부 기판은, 상기 복수의 아일랜드 기판에 중첩되는 복수의 제1 하부 패턴 및 상기 복수의 제1 하부 패턴을 제외한 제2 하부 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 복수의 제1 하부 패턴의 모듈러스는 상기 제2 하부 패턴의 모듈러스보다 클 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 고분자 물질은, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 상부 패턴은 제1 안료를 더 포함하고, 상기 제2 상부 패턴은 제2 안료를 더 포함하며, 상기 제1 안료의 굴절률은 상기 제2 안료의 굴절률보다 더 클 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 스트레쳐블 표시 장치
110, 310, 510: 하부 기판
120, 420: 상부 기판
111: 아일랜드 기판
115a: 버퍼층
115b: 게이트 절연층
115c: 층간 절연층
115d: 제1 평탄화층
115e: 제2 평탄화층
120a, 420a: 제1 상부 패턴
120b, 420b: 제2 상부 패턴
130: COF
131: 베이스 필름
132: 구동 IC
140: 인쇄 회로 기판
150: 트랜지스터
151: 액티브층
152: 게이트 전극
153: 소스 전극
154: 드레인 전극
160: LED
180, 181, 182, 183,283: 연결 배선
190, 290: 반사층
195, 295: 접착층
310a: 제1 하부 패턴
310b: 제2 하부 패턴

Claims (13)

  1. 플렉서블한 하부 기판과 상부 기판을 제공하는 단계;
    상기 하부 기판 상에 서로 이격되어 배치되며, 복수의 화소를 정의하는 복수의 아일랜드 기판을 제공하는 단계;
    상기 복수의 아일랜드 기판 상에 패드를 형성하는 단계;
    상기 패드와 전기적으로 연결되는 연결 배선을 형성하는 단계; 및
    상기 하부 기판 상에 배치되며, 상기 복수의 아일랜드 기판의 발광 영역과 중첩되는 복수의 제1 상부 패턴과 상기 복수의 제1 상부 패턴을 제외한 제2 상부 패턴를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 연결 배선은 상기 복수의 아일랜드 기판 중 인접한 아일랜드 기판 사이에 배치되고,
    상기 상부 기판은 신축성이 있는 고분자 물질로 형성되며,
    상기 제2 상부 패턴은 흑색 안료를 포함하고,
    상기 복수의 제1 상부 패턴의 탄성률은 상기 제2 상부 패턴의 탄성률보다 큰, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 기판은, 상기 복수의 아일랜드 기판에 중첩되는 복수의 제1 하부 패턴 및 상기 복수의 제1 하부 패턴을 제외한 제2 하부 패턴을 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 하부 패턴의 모듈러스는 상기 제2 하부 패턴의 모듈러스보다 큰, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 하부 패턴은 상기 복수의 아일랜드 기판과 동일한 물질로 형성되는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 상부 패턴은 상기 복수의 제1 하부 패턴과 동일한 물질로 형성되고,
    상기 제2 상부 패턴은 상기 제2 하부 패턴과 동일한 물질로 형성되는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 고분자 물질은, 폴리 메탈 실록산(polydimethylsiloxane; PDMS)를 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 아일랜드 기판 상에 일 방향으로 배치되는 게이트 배선, 고전위 전원 배선 및 저전위 전원 배선을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 아일랜드 기판 상에 다른 일 방향으로 배치되는 데이터 배선을 형성하는 단계를 더 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 복수의 아일랜드 기판 상에 반사층을 형성하는 단계;
    상기 반사층 위에 접착층을 형성하는 단계; 및
    상기 접착층 상에 하나의 상기 반사층과 중첩되도록 RGB LED를 형성하는 단계를 더 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 저전위 전원 배선과 전기적으로 연결되는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 연결 배선은, 컨택홀이나 연결 패드를 통해 상기 저전위 전원 배선과 전기적으로 연결되는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 연결 배선은, 베이스 폴리머 및 상기 베이스 폴리머에 분산된 전도성 입자를 포함하는, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 상부 패턴의 굴절률은 상기 제2 상부 패턴의 굴절률보다 크, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 상부 패턴은 제1 안료를 포함하고,
    상기 제1 안료의 굴절률은 상기 흑색 안료의 굴절률보다 큰, 스트레쳐블 표시 장치의 제조 방법.
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