KR20220116138A - 플렉서블 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 플렉서블 표시 장치는, 표시 영역 및 표시 영역에 인접한 벤딩 영역을 구비하는 기판, 기판 상에 위치하고, 표시 영역으로부터 벤딩 영역으로 연장되며, 적어도 벤딩 영역에서 굴곡 형상을 가지는 배선 및 기판의 벤딩 영역에 구비되며, 배선의 하부에 위치하는 복수 개의 요철 패턴을 포함하고, 복수 개의 요철 패턴 각각의 폭은 상기 배선의 폭 보다 작다.
Description
본 발명은 플렉서블 기판에 요철부를 구비하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보 신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저 소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Device)가 개발되고 있다.
이와 같은 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치(LCD), 유기 발광 표시 장치(OLED), 전계 발광 표시 장치(Electro-luminescent Display), 전기 영동 표시 장치(EPD) 및 전기 습윤 표시 장치(EWD) 등을 들 수 있다. 특히, 유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 갖는 차세대 표시 장치로서, 액정 표시 장치에 비해 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답 속도, 소비 전력 등의 측면에서 우수한 특성을 갖는다.
최근에는 플렉서블(flexible) 소재인 플라스틱 등과 같이 유연성 있는 기판에 표시부, 배선 등을 형성하여, 종이처럼 휘어져도 화상 표시가 가능하게 제조되는 플렉서블 표시 장치가 주목을 받고 있다.
유연성 있는 기판을 사용하여 플렉서블 표시 장치를 제조하면서, 기판, 기판 위에 형성되는 각종 절연층 및 금속 물질로 형성되는 배선 등의 가요성(flexibility)을 확보하는 것이 중요한 과제가 되고 있다.
플렉서블 표시 장치의 소형화, 고해상도화가 진행되면서, 배선을 배치할 공간이 부족하게 되었다. 특히, 배선을 배치하기 위해 비표시 영역을 증가시키는 경우, 소형화, 박형화, 베젤/테두리 좁히기 또는 없애기(narrow bezel / zero bezel) 형상을 구현하는데 어려움이 발생할 수 있다. 따라서 본 발명의 발명자들은 플렉서블 표시 장치를 벤딩하거나 폴딩하여, 베젤/테두리 좁히기 또는 없애기 형상을 구현하고자 하였다.
플렉서블 표시 장치가 벤딩되거나 폴딩되는 경우, 배선이 형성된 기판이 벤딩되거나 폴딩되어 응력을 받아 배선이 파손(crack)될 수 있다. 배선이 파손되면, 정상적인 신호 전달이 이루어지지 않으므로 박막 트랜지스터나 유기 발광 소자가 정상적으로 동작하지 못하게 되고, 플렉서블 표시 장치의 불량으로 이어질 수 있다.
또한, 플렉서블 표시 장치가 벤딩되거나 폴딩되는 경우, 기판이 벤딩되거나 폴딩되어 응력에 의해 기판도 파손(crack)될 수 있다. 기판의 일부 영역에 파손되는 경우, 발생된 파손은 기판의 다른 영역으로 전파되고, 기판 상에 있는 배선으로 전파되어 플렉서블 표시 장치의 불량으로 이어질 수 있다.
이에, 본 발명의 발명자들은 플렉서블 표시 장치가 벤딩되거나 폴딩되는 경우 기판 및 배선이 파손되는 것이 최소화될 수 있는 새로운 구조에 대해서 고안하게 되었다.
본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치는, 표시 영역 및 표시 영역에 인접한 벤딩 영역을 구비하는 기판, 기판 상에 위치하고, 표시 영역으로부터 벤딩 영역으로 연장되며, 적어도 벤딩 영역에서 굴곡 형상을 가지는 배선 및 기판의 벤딩 영역에 구비되며, 배선의 하부에 위치하는 복수 개의 요철 패턴을 포함하고, 복수 개의 요철 패턴 각각의 폭은 배선의 폭 보다 작다.
요철 패턴은, 기판의 표면적을 넓히는 표면적 확충(Expansion) 구조를 구비하여, 배선으로 전달되는 벤딩 스트레스를 최소화한다.
요철 패턴은, 굴곡 형상을 가지는 배선에 대응하여 위치한다.
표면적 확충 구조는, 요철 패턴이 기판의 하면에 볼록하게 돌출된다.
표면적 확충 구조는, 요철 패턴이 기판의 상면에 오목하게 침강된다.
굴곡 형상을 가지는 배선의 하면은, 볼록하게 돌출되어 요철 패턴을 충진하는 배선이다.
굴곡 형상을 가지는 배선의 상면은, 요철 패턴에 대응하는 부분이 오목하게 침강된다.
요철 패턴은, 벤딩 영역의 벤딩 축에 가까울수록 더 조밀하게 배치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치는, 플렉서블 기판을 포함하는 표시 장치에 있어서, 플렉서블 기판은 복수 개의 요철 구조물을 포함하는 요철부를 구비하여, 플렉서블 기판이 벤딩될 때 발생하는 벤딩 스트레스에 저항(Resistance)하여 플렉서블 기판 및 플렉서블 기판 상에 있는 배선의 파손(Crack)을 최소화하도록 구성된다.
요철 구조물은, 플렉서블 기판이 구비하는 벤딩 영역에서 표면적을 넓혀서 플렉서블 기판이 받는 벤딩 스트레스를 분산한다.
요철 구조물 하나의 폭은, 상기 배선의 폭보다 작다.
하나의 요철 구조물과 인접한 또 다른 하나의 요철 구조물 사이의 간격은 0.5μm 내지 3μm이다.
배선은, 요철 구조물과 접촉하여 배선이 받는 벤딩 스트레스가 배선의 볼록부에 의해서 분산되도록 구성된다.
배선의 볼록부는, 요철 구조물이 배선과 접촉하는 일면에 위치한다.
배선은, 볼록부와 대응하는 오목부를 배선의 타면에 구비하여 배선의 연신율이 향상되도록 구성된다.
요철 구조물은, 배선과 접촉하는 플렉서블 기판의 일면과 대향하는 타면에 위치하여 배선으로 전달되는 벤딩 스트레스를 최소화한다.
본 발명은 플렉서블 기판이 복수 개의 요철 구조물을 포함하는 요철부를 구비하여, 상기 플렉서블 기판 및 기판 상에 있는 배선의 파손을 최소화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A 영역에 대한 배선 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 3의 II-II'에 따른 배선 구조의 단면도이다.
도 5는 도 4의 표면적 확충 구조를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다
도 6 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 구비하는 배선 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 표면적 확충 구조를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다.
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도 4는 도 3의 II-II'에 따른 배선 구조의 단면도이다.
도 5는 도 4의 표면적 확충 구조를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다
도 6 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 구비하는 배선 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 도 8의 표면적 확충 구조를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
비록 제1, 제2 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 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 플렉서블 표시 장치(100)는 표시 영역(active area; A/A) 및 표시 영역(A/A)을 둘러싸는 비표시 영역(inactive area; I/A)을 포함한다. 표시 영역(A/A)에는 유기 발광 소자(160)들이 포함된 픽셀 어레이(Pixel array)가 배치된다. 플렉서블 표시 장치(100)는 표시 영역(A/A)이 1개인 것으로 도시되었으나, 표시 영역(A/A)은 복수일 수도 있다.
표시 영역(A/A)은 플렉서블 표시 장치(100)에서 영상이 표시되는 영역으로서, 표시 영역(A/A)에는 유기 발광 소자(160) 및 유기 발광 소자(160)를 구동하기 위한 다양한 구동 소자들이 배치될 수 있다.
비표시 영역(I/A)은 표시 영역(A/A) 주위에 배치될 수 있다. 구체적으로 비표시 영역(I/A)은 표시 영역(A/A)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(I/A)은 사각형 형태의 표시 영역(A/A)을 둘러싸는 것으로 도시되었으나, 표시 영역(A/A)의 형태 및 배치와 표시 영역(A/A)에 인접한 비표시 영역(I/A)의 형태 및 배치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 사용자가 착용 가능한(wearable) 기기의 표시 장치일 경우 일반 손목시계와 같은 원(circular) 형태를 가질 수도 있으며, 차량 계기판 등에 응용 가능한 자유형(free-form) 표시 장치에도 본 실시예들의 개념들이 적용될 수도 있다.
비표시 영역(I/A)은 예를 들어, 스캔 라인(SL)과 같은 신호를 공급하는 배선(170) 및 게이트 구동부(191) 등과 같은 회로부가 형성되는 영역이다. 게이트 구동부(191)는 GIP 형태로 배치될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버도 비표시 영역(I/A)에 배치될 수 있다.
비표시 영역(I/A)에 패드(195)가 배치된다. 예를 들어, 비표시 영역(I/A)에서 기판(110)의 일 측에 패드(195)가 배치된다. 패드(195)는 외부 모듈, 예를 들어, FPCB(flexible printed circuit board), COF(chip on film) 등이 본딩되는(bonded) 금속 패턴이다. 패드(195)는 기판(110)의 일 측에 배치되는 것으로 도시되었으나, 패드(195)의 형태 및 배치는 이에 한정되지 않는다.
비표시 영역(I/A)에 배선(170)이 배치된다. 배선(170)은 패드(195)와 본딩되는 외부 모듈로부터의 신호(전압)를 표시 영역(A/A) 또는 게이트 구동부(191)와 같은 회로부에 전달하기 위한 배선(170)이다. 예를 들어, 배선(170)을 통해 게이트 구동부(191)를 구동하기 위한 다양한 신호, 데이터 신호, 고전위 전압(VDD), 저전위 전압(VSS) 등과 같은 다양한 신호가 전달될 수 있다. 이때 배선(170)은 표시 영역(A/A)에 배치된 다양한 도전성 구성요소와 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다.
벤딩 영역(B/A)(또는 폴딩 영역)은 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩(또는 폴딩)될 때, 휠 수 있는 영역이다. 본 발명에서 벤딩 영역(B/A)은 표시 영역(A/A)과 인접하는 비표시 영역(I/A)에 위치한다. 벤딩 영역(B/A)은 패드(195) 및 패드(195)에 본딩된 외부 모듈을 기판(110)의 하부에 배치하기 위한 영역이다. 즉, 벤딩 영역(B/A)이 벤딩됨에 따라(도 1의 화살표 방향) 기판(110)의 패드(195)에 본딩된 외부 모듈이 기판(110) 하부로 이동하게 되고, 기판(110) 상부에서 바라보았을 때 외부 모듈이 시인되지 않을 수 있다. 또한, 벤딩 영역(B/A)이 벤딩됨에 따라 기판(110) 상부에서 시인되는 비표시 영역(I/A)의 크기가 감소되어 네로우 베젤(narrow bezel)이 구현될 수 있다. 단, 본 발명에서는 비표시 영역(I/A)에 벤딩 영역(B/A)이 있는 것으로 묘사하였으나, 이에 한정되지 않으며, 벤딩 영역(B/A)은 표시 영역(A/A) 전체 또는 일부에 위치할 수 있으며, 표시 영역(A/A) 자체를 다양한 방향으로 벤딩 가능하여 표시 영역(A/A)에 위치한 벤딩 영역(B/A)도 본 발명에서 언급한 효과를 누릴 수 있다.
벤딩 영역(B/A)은 벤딩 축(Bending axis)(또는 폴딩 축)을 기준으로 특정한 곡률 반경에 따라 벤딩될 수 있다. 구체적으로, 벤딩 축은 X축 일 수 있다. 벤딩 영역(BA)이 벤딩 축을 기준으로 벤딩되는 경우, 벤딩 영역(BA)은 원 또는 타원의 일부를 형성할 수 있다. 이때, 벤딩 영역(BA)의 곡률 반경은 벤딩 영역(BA)이 형성하는 원 또는 타원의 일부에 대응하는 원 또는 타원의 반지름을 의미한다. 본 발명에서는 벤딩 영역(B/A)에 X축 방향의 벤딩 축이 위치하고, Y축 방향으로 벤딩 영역(B/A)으로부터 연장되어 벤딩 축과 수직하여 표시 영역(A/A)이 위치하는 것을 예로 들어 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1의 I-I'에 따른 플렉서블 표시 장치의 단면도이다. 도 2에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치(100)는 유기 발광 소자(160)에서 발광된 광이 캐소드(163)을 통해서 플렉서블 표시 장치 상부로 방출되는 탑 에미션(top emission) 방식의 플렉서블 표시 장치이다. 단 본 발명은 탑 에미션 방식의 플렉서블 표시 장치(100)에 한정되지 않으며, 바텀 에미션(bottom-emission) 방식, 및 양면 에미션(dual side-emission) 방식의 플렉서블 표시 장치에서 적용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 기판(110)은 플렉서블 표시 장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 기판(110)에는 유기 발광 소자(160)들이 포함된 픽셀 어레이(pixel array)가 배치된다.
기판(110)은 플렉서빌리티(flexibility)(또는 가요성)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수 있으므로, 벤딩 가능한 플렉서블(flexible) 기판(110)이다. 이때 플렉서블 기판(110)은 벤딩 축을 기준으로 벤딩(bending)될 때 플렉서블 표시 장치는 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 기판(110)이 폴리이미드(PI)로 이루어지는 경우, 기판(110) 하부에 유리로 이루어지는 지지 기판이 배치된 상황에서 제조 공정이 진행되고, 제조 공정이 완료된 후 지지 기판이 릴리즈(release)될 수 있다. 또한, 지지 기판이 릴리즈된 후, 플렉서블 기판을 지지하기 위한 백 플레이트(back plate)가 플렉서블 기판(110) 하부에 배치될 수도 있다.
박막 트랜지스터(130)는 플렉서블 기판(110) 상에 배치된다. 박막 트랜지스터(130)는 폴리 실리콘으로 이루어지는 액티브 층(131), 게이트 전극(134), 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)을 포함한다. 박막 트랜지스터(130)는 구동 박막 트랜지스터이고, 게이트 전극(134)이 액티브 층(131) 상에 배치되는 탑 게이트 구조의 박막 트랜지스터이다. 설명의 편의를 위해, 플렉서블 표시 장치(100)에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터 중 구동 박막 트랜지스터만을 도시하였으나, 스위칭 박막 트랜지스터 등과 같은 다른 박막 트랜지스터도 플렉서블 표시 장치(100)에 포함될 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위해, 박막 트랜지스터(130)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하였으나, 스태거드(staggered) 구조 등과 같은 다른 구조로 박막 트랜지스터(130)가 구현될 수도 있다.
박막 트랜지스터(130)의 액티브 층(131)은 플렉서블 기판(110) 상에 배치된다. 액티브 층(131)은 박막 트랜지스터(130) 구동 시 채널이 형성되는 채널 영역(channel area; CA), 채널 영역(CA) 양 측의 소스 영역(source area; SA) 및 드레인 영역(drain area; DA)을 포함한다. 채널 영역(CA), 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA)은 이온 도핑(불순물 도핑)에 의해 정의된다.
박막 트랜지스터(130)의 액티브 층(131)은 폴리 실리콘으로 이루어질 수 있다. 이에, 플렉서블 기판(110) 상에 아몰퍼스 실리콘(a-Si) 물질을 증착하고, 탈수소화 공정, 결정화 공정, 활성화 공정 및 수소화 공정을 수행하는 방식으로 폴리 실리콘이 형성되고, 폴리 실리콘을 패터닝하여 액티브 층(131)이 형성될 수 있다. 액티브 층(131)이 폴리 실리콘으로 이루어지는 경우, 박막 트랜지스터(130)는 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 이용한 LTPS 박막 트랜지스터(130)일 수 있다. 폴리 실리콘 물질은 이동도가 높아, 액티브 층(131)이 폴리 실리콘으로 이루어지는 경우 에너지 소비 전력이 낮고 신뢰성이 우수하다는 장점이 있다.
게이트 절연층(112)은 액티브 층(131)과 플렉서블 기판(110) 상에 배치된다. 게이트 절연층(112)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있다. 게이트 절연층(112)에는 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133) 각각이 액티브 층(131)의 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA) 각각에 컨택하기 위한 컨택홀을 구비한다.
게이트 전극(134)은 게이트 절연층(112) 상에 배치된다. 게이트 절연층(112) 상에 몰리브덴(Mo) 등과 같은 금속층을 형성하고, 금속층을 패터닝하여 게이트 전극(134)이 형성된다. 게이트 전극(134)은 액티브 층(131)의 채널 영역(CA)과 중첩하도록 게이트 절연층(112) 상에 배치된다.
게이트 전극(134) 상에 층간 절연층(115)이 배치된다. 층간 절연층(115)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있다. 층간 절연층(115)에는 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133) 각각이 액티브 층(131)의 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA) 각각에 컨택하기 위한 컨택홀이 형성된다.
소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)은 층간 절연층(115) 상에 배치된다. 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)은 도전성 금속 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 티타늄(Ti)/알루미늄(Al)/티타늄(Ti)의 3층 구조 등으로 이루어질 수 있다. 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133) 각각은 컨택홀을 통해 액티브 층(131)의 소스 영역(SA) 및 드레인 영역(DA) 각각에 연결된다.
스토리지 커패시터(120)는 플렉서블 기판(110) 상에 배치된다. 스토리지 커패시터(120)는 게이트 절연층(112) 상에 배치된 제1 전극(121) 및 층간 절연층(115) 상에 배치된 제2 전극(122)을 포함한다. 스토리지 커패시터(120)의 제1 전극(121)은 박막 트랜지스터(130)의 게이트 전극(134)과 동일한 물질로 동시에 형성되고, 스토리지 커패시터(120)의 제2 전극(122)은 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)과 동일한 물질로 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 스토리지 커패시터(120)는 별도의 추가적인 공정의 필요 없이, 박막 트랜지스터(130) 제조 공정 중에 형성될 수 있으므로, 공정 비용 및 공정 시간 측면에서 효율성이 존재한다.
패시베이션층(116)은 박막 트랜지스터(130) 및 스토리지 커패시터(120) 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(116)은 박막 트랜지스터(130) 및 스토리지 커패시터(120)를 보호하기 위한 절연층이다. 패시베이션층(116)은 무기물인 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 단일층 또는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiOx)의 다중층으로 구성될 수 있다. 패시베이션층(116)은 유기 발광 소자(160)의 애노드(161)가 박막 트랜지스터(130)와 연결되기 위한 컨택홀을 구비한다. 패시베이션층(116)은 반드시 필요한 구성요소는 아니며, 플렉서블 표시 장치(100)의 설계에 따라 생략될 수도 있다.
평탄화 층(113)은 패시베이션층(116) 상에 배치된다. 평탄화 층(113)은 박막 트랜지스터(130) 상부를 평탄화하기 위한 절연층으로서, 유기물로 이루어질 수 있다. 패시베이션층(116)은 박막 트랜지스터(130) 및 스토리지 커패시터(120)의 상부의 형상을 따라 형성되므로, 박막 트랜지스터(130) 및 스토리지 커패시터(120)에 의해 패시베이션층(116)이 평탄화되지 못하고 단차가 존재할 수 있다. 이에, 평탄화 층(113)은 박막 트랜지스터(130) 및 스토리지 커패시터(120) 상부를 평탄화하여, 유기 발광 소자(160)가 보다 신뢰성 있게 형성될 수 있다. 평탄화 층(113)에는 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(132)을 노출시키기 위한 컨택홀이 형성된다.
평탄화 층(113) 상에 유기 발광 소자(160)가 배치된다. 유기 발광 소자(160)는 평탄화 층(113)에 형성되어 박막 트랜지스터(130)의 소스 전극(132)과 전기적으로 연결된 애노드(161), 애노드(161) 상에 배치된 유기층(162) 및 유기층(162) 상에 형성된 캐소드(163)를 포함한다. 플렉서블 표시 장치(100)가 탑 에미션 방식의 플렉서블 표시 장치이므로, 애노드(161)는 유기층(162)에서 발광된 광을 캐소드(163) 측으로 반사시키기 위한 반사층 및 유기층(162)에 정공을 공급하기 위한 투명 도전층을 포함할 수 있다. 다만, 애노드(161)는 투명 도전층만을 포함하고 반사층은 애노드(161)와 별개의 구성요소인 것으로 정의될 수도 있다. 유기층(162)은 특정 색의 광을 발광하기 위한 유기층(162)으로서, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층, 청색 유기 발광층 및 백색 유기 발광층 중 하나를 포함할 수 있다. 만약, 유기층(162)이 백색 유기 발광층을 포함하는 경우, 유기 발광 소자(160) 상부에 백색 유기 발광층으로부터의 백색 광을 다른 색의 광으로 변환하기 위한 컬러 필터가 배치될 수 있다. 또한, 유기층(162)은 유기 발광층 이외에 정공 수송층, 정공 주입층, 전자 주입층, 전자 수송층 등과 같은 다양한 유기층(162)을 더 포함할 수도 있다. 캐소드(163)는 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, IZO(Indium-Zinc-Oxide) 등과 같은 투명 도전성 산화물이나 이테르븀(Yb)을 포함하도록 이루어질 수도 있다.
뱅크(114)는 애노드(161) 및 평탄화 층(113) 상에 배치된다. 뱅크(114)는 표시 영역(A/A)에서 인접하는 화소 영역을 구분하는 방식으로 화소 영역을 정의한다. 뱅크(114)는 유기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(114)는 폴리이미드(polyimide), 아크릴(acryl) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB)계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
유기 발광 소자(160) 상에는 수분에 취약한 유기 발광 소자(160)를 수분에 노출되지 않도록 보호하기 위한 봉지부가 형성될 수 있다. 예를 들어, 봉지부는 무기층과 유기층이 교대 적층된 구조를 가질 수 있다.
이하에서는, 벤딩 영역(B/A)에 배치된 굴곡 형상의 배선(171) 및 요철부(180)의 구조에 대해 보다 상세히 설명하기 위해 도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하도록 하겠다.
도 3은 도 2의 A 영역에 대한 배선 구조를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 3의 II-II'에 따른 배선 구조의 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 벤딩 영역(B/A)에는 배선(171)이 배치된다. 밴딩 영역(B/A)에 배치된 배선은 표시 영역(A/A)으로부터 벤딩 영역(B/A)으로 연장되어 플렉서블 기판(110) 상에 위치할 수 있다. 따라서 배선(171)은 표시 영역(A/A)에 배치된 도전성 구성요소와 동일한 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배선(171)은 소스 전극(132) 및 드레인 전극(133)과 동일한 도전성 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다른 물질로 형성될 수 있다.
벤딩 영역(B/A)에 배치된 배선(171)의 일부분은 양 끝에서 직선 형상인 배선일 수 있다. 그러나 벤딩 영역(B/A)을 가로지르는 배선(171)의 나머지 부분은 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 스트레스에 저항할 수 있는 굴곡 형상일 수 있다. 굴곡 형상의 배선(171)은 예를 들어, 다이아몬드 형상으로 나뉨/모임 배선 설계가 있는 구조로, 단일 배선 형상의 배선 구조에 배해 훨씬 낮은 전기 저항을 갖을 수 있다. 또한 굴곡 형상의 배선(171)은 배선의 일 부분이 손상되어도, 나머지 배선이 예비 통로로 기능을 할 수 있다. 그러나 벤딩 영역(B/A)에 배치된 배선(171)의 형상은 이에 한정되지 않으며, 사인파, 구형파 톱니, 물결, 빗금 형상 또는 이와 유사한 형상 중 하나 이상의 형상으로 구비될 수 있다.
벤딩 영역(B/A)에 배선(171)을 형성하기 위해서는 도전성 물질을 기판(110) 상에 증착한 후, 형성하고자 하는 배선의 형상으로 도전성 물질을 에칭(etching) 등의 공정으로 패터닝하여 형성될 수 있다. 이때 공정의 세밀도에는 한계가 있을 수 있으므로, 배선(171)들 사이의 간격을 좁히는데 한계가 있을 수 있다. 따라서 벤딩 영역(B/A)에서 배선(171)들을 형성하기 위해 많은 공간이 요구되므로, 비표시 영역(I/A)의 면적이 커지게 되고 네로우 베젤 구현에 어려움이 발생할 수 있다. 특히 외부 모듈이 본딩되는 패드부와 연결된 배선(171)은 표시 영역(A/A)에서 비표시 영역(I/A)으로 연장된 배선(171)이 복잡한 구조로 배치될 수 있으므로, 비표시 영역(I/A)에 더 많은 공간이 요구된다. 따라서 비표시 영역(I/A)에 있는 벤딩 영역(B/A)을 벤딩 시켜 복잡한 구조의 배선이 있는 비표시 영역(I/A)을 플렉서블 표시 장치(100)의 하부로 위치시켜 네로우 베젤이 구현될 수 있다.
이때 벤딩 영역(B/A)에 배치된 굴곡 형상의 배선(171)들은 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 파손(또는 크랙)(Crack)될 수 있다. 또한 벤딩 영역(B/A)에서 굴곡 형상의 배선(171) 하부에 있어서 배선(171)과 인접하게 배치된 기판(110)도 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 파손(또는 크랙)(Crack)될 수 있다. 특히, 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축(Bending axis) 인근에서 굴곡 형상인 배선(171)이 받는 벤딩 스트레스는 가장 클 수 있다. 따라서 벤딩 축 인근에서 굴곡 형상의 배선(171)이 파손될 확률은 증가할 수 있다. 이에 따라 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상인 배선(171) 및 기판(110)의 파손을 방지하기 위하여 요철부(180)를 배치하게 되었다.
도 4에 도시된 바와 같이, 요철부(180)는 플렉서블 기판(110)에 포함된다. 요철부(180)는 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)에 일체로 구비될 수 있다. 이때 벤딩 영역(B/A)에 배치된 요철부(180)는 복수 개의 요철 구조물(181)을 포함하고 있다.
복수 개의 요철 구조물(181)(또는 요철 패턴)은 예를 들어, 원기둥 또는 반구의 형상으로 요철부에 포함될 수 있다. 이때 요철 구조물(181)의 반경은 0.5㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다. 이런 반경의 범위를 고려하여 하나의 요철 구조물(181)의 반경이 클수록, 요철부의 표면적은 넓을 수 있다.
또한 하나의 요철 구조물(181)과 인접한 또 다른 하나의 요철 구조물(181) 사이의 간격은 0.5㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다. 이런 간격의 범위를 고려하여 하나의 요철 구조물(181)과 인접한 또 다른 하나의 요철 구조물(181) 사이의 간격이 좁을 수록, 요철부(180)가 구비하는 복수 개의 요철 구조물(181)은 조밀하게 배치될 수 있다. 따라서 하나의 요철 구조물(181)과 인접한 또 다른 하나의 요철 구조물(181)이 조밀하게 배치될수록, 요철부(180)의 표면적은 넓어질 수 있다.
즉, 요철부(180)는 복수 개의 요철 구조물(181)의 형상, 크기 및 구조물 사이의 간격 등을 조절하여 벤딩 영역(B/A)에서 표면적을 넓힐 수 있다. 따라서 벤딩 영역(B/A)에서 기판(110)의 표면적도 넓어질 수 있다. 이때 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축을 기준으로 벤딩될 수 있다. 따라서 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에서 벤딩 스트레스를 받을 수 있다.
벤딩 스트레스는 힘의 한 종류로서, 힘을 받는 전체 면적에 작용할 수 있다. 이때 전체 면적이 증가할수록, 단위면적 당 받는 힘은 감소할 수 있다. 따라서 표면적이 증가할수록 힘을 받는 전체 면적이 증가하므로, 벤딩 스트레스는 증가된 표면적에 분산될 수 있다. 따라서 단위면적 당 받는 벤딩 스트레스는 감소될 수 있다.
다시 말해, 요철부(180)는 복수 개의 요철 구조물(181)을 구비하여 표면적을 넓힐 수 있고, 플렉서블 기판(110)은 이러한 요철부(180)를 벤딩 영역(B/A)에 포함하여 표면적을 넓힐 수 있다. 따라서 복수 개의 요철 구조물(181)은 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)의 표면적을 넓혀서, 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를 분산할 수 있다. 이에 따라 요철부(180)는 플렉서블 기판(110)의 벤딩 영역(B/A)이 벤딩될 때 발생하는 벤딩 스트레스에 저항(Resistance)할 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 요철부(180)를 구비하는 플렉서블 기판(110)의 파손이 최소화될 수 있다.
또한, 벤딩 영역(B/A)에서 요철부(180)를 구비하는 플렉서블 기판(110) 상에는 배선(171)이 위치할 수 있다. 이때 벤딩 영역(B/A)에서 배선과 대응하는 복수 개의 요철 구조물(181)이 벤딩 스트레스를 분산하므로, 플렉서블 기판(110)을 통해 배선으로 전달되는 벤딩 스트레스는 최소화될 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 배선(171)의 파손은 최소화될 수 있다.
또한, 하나의 요철 구조물(181)의 폭은 벤딩 영역(B/A)에 있는 하나의 굴곡 형상인 배선(171)의 폭보다 작을 수 있다. 이때 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상의 배선(171)은 복수 개의 요철 구조물(181)에 대응될 수 있다. 따라서 복수 개의 요철 구조물(181)이 벤딩 스트레스를 분산하여, 굴곡 형상인 배선(171)이 받는 벤딩 스트레스를 최소화될 수 있다. 이에 따라 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 배선(171)의 파손은 더욱 최소화될 수 있다.
이하에서는, 요철부(180)의 배치에 대해서 보다 상세히 설명하도록 하겠다.
도 4에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에 요철부(180)를 포함한다. 여기서, 요철부(180)는 나노미터 크기 패턴(nano-scale pattern)으로 칭하거나 구성될 수도 있다. 요철부(180)의 복수 개의 요철 구조물(181)은 플렉서블 기판(110)의 하면(또는 배면)에 구비될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(181)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 부분적으로 구비되어, 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)의 표면적을 넓히는 표면적 확충(Expansion) 구조(190)를 구비하고 있다.
구체적으로, 표면적 확충 구조(190)는 복수 개의 요철 구조물(181)이 플렉서블 기판(110)의 하면에 부분적으로 구비되어 구현될 수 있다. 복수 개의 요철 구조물(181)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 볼록하게 돌출될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(181)은 굴곡 형상의 배선(171)이 플렉서블 기판(110)의 상면에 배치된 특정 영역에 대응하여 배치될 수 있다. 따라서 요철 구조물(181)은 굴곡 형상의 배선(171)이 배치된 플렉서블 기판(110)의 특정 영역의 하면에만 배치될 수 있다. 따라서 복수 개의 요철 패턴은 굴곡 형상의 배선(171)이 있는 특정 영역에 대응하여 플렉서블 기판(110) 하면의 표면적을 부분적으로 넓힐 수 있다. 즉 복수 개의 요철 구조물(181)은 상면에 굴곡 형상의 배선(171)이 위치하는 플렉서블 기판(110)의 하면의 일 부분의 표면적을 넓힐 수 있고, 나머지 부분은 표면적을 넓히지 않을 수 있다.
플렉서블 기판(110)이 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축을 기준으로 벤딩될 때, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 스트레스를 받을 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)의 하면의 일 부분에 복수 개의 요철 구조물(181)을 구비한 표면적 확충 구조(290)는 기판(110)의 하면의 표면적을 부분적으로 넓힐 수 있다.
따라서 플렉서블 기판(110) 하면의 일 부분에 있는 표면적 확충 구조(190)는 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를, 플렉서블 기판(110)의 하면의 일 부분에서 분산할 수 있다. 이에 따라 플렉서블 기판(110)의 파손은 최소화될 수 있다.
또한, 플렉서블 기판(110)을 통해, 벤딩 스트레스가 분산되므로, 플렉서블 기판(110) 상면에 있는 굴곡 형상의 배선(171)으로 전달되는 벤딩 스트레스는 최소화 될 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상의 배선(171)의 파손이 최소화될 수 있다.
이때 표면적 확충 구조(190)를 구비하는 플렉서블 기판(110)은 특정 공정으로 형성될 수 있다
도 5는 도 4의 표면적 확충 구조를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5는 플렉서블 기판(110)의 하면에 표면적 확충 구조(190)를 형성하고, 벤딩 영역(B/A)에 굴곡 형상인 배선(171)을 형성하는 방법에 대한 공정을 순서대로 설명하기 위한 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 하부 원장 기판을 식각한다. (S1)
하부 원장 기판은 플렉서블 표시 장치(100) 제조 과정에서 플렉서블 기판(110) 및 플렉서블 기판(110) 상에 배치되는 구성요소들을 지지하기 위한 기판이다. 따라서 하부 원장 기판은 강성(Rigid)을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 유리로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 원장 기판은 표시 영역, 비표시 영역을 포함한다. 이때 하부 원장 기판의 표시 영역은 플렉서블 표시 장치(100)의 표시 영역(A/A)과 대응되며 하부 원장 기판의 비표시 영역은 플렉서블 표시 장치(100)의 비표시 영역(I/A)과 대응된다.
이때 하부 원장 기판의 비표시 영역 중 플렉서블 표시 장치(100)의 비표시 영역(I/A)에 있는 벤딩 영역(B/A)과 대응되는 부분이 식각될 수 있다. 하부 원장 기판은 레이저를 통한 물리적 충격을 가해서 식각(etching) 공정이 진행될 수 있다. 이때 레이저에 의해서 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되면, 하부 원장 기판에는 오목한 요철 패턴이 형성될 수 있다.
또한 하부 원장 기판은 마스크를 이용한 패턴 형성 공정에서 사용되는 포토레지스트(Photoresist)를 이용한 식각 공정으로, 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각될 수 있다. 이때 하부 원장 기판 표면에 포토레지스트를 형성하고, 건식-식각(Dry-etching)을 통해서, 포토레지스트가 없는 하부 원장 기판의 표면의 일 부분이 식각될 수 있다. 이때 건식-식각 공정에 사용되는 물질로는 예를 들어, 플로린화수소 (Hydrogen fluoride, HF) 기체가 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 건식-식각 공정이 완료된 후, 하부 원장 기판 표면에 있는 포토 레지스트를 제거한다. 이에 따라 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되어, 오목한 요철 패턴이 형성될 수 있다. 이때 하부 원장 기판에 형성된 오목한 요철 패턴은 이후, 플렉서블 표시 장치(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응할 수 있다.
하부 원장 기판이 식각된 후, 하부 원장 기판 상에 희생층을 형성한다. (S2) 희생층에 레이저를 조사하면 계면의 결합이 분해되어 후술할 플렉서블 기판(110)과의 접착력이 약화될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 희생층은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx)층과 산화 실리콘(SiOx)층이 적층된 구조로 이루어질 수 있으며, 하부 원장 기판 표면에 증착하는 방식으로 형성될 수 있다. 이때 희생층은 오목한 요철 패턴이 있는 표면에 형성될 수 있다. 따라서 희생층은 하부 원장 기판이 식각되어 형성된 오목한 요철 패턴 내부에도 형성될 수 있다.
이어서, 희생층 상에 플렉서블 기판을 형성한다. (S3)
플렉서블 기판(110)은 플렉서블 표시 장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 플렉서블 기판(110)은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(PI) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 플렉서블 기판(110)이 폴리이미드(PI)로 이루어지는 경우, 폴리이미드(PI)가 하부 원장 기판에 도포되는 방식으로 플렉서블 기판(110)이 형성될 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)을 형성하는 물질은 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되어 형성된 오목한 요철 패턴 내부에도 형성될 수 있다.
따라서 하부 원장 기판의 오목한 요철 패턴에 대응하여, 플렉서블 기판(110)의 볼록하게 돌출된 요철 구조물(181)이 형성될 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)의 볼록하게 돌출된 요철 구조물(181)은 플렉서블 표시 장치(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응하여 형성될 수 있다.
이어서, 플렉서블 기판(110) 상에 배선을 형성한다. (S4)
플렉서블 기판(100) 상에 회로부 및 유기 발광 소자를 포함하는 표시부를 형성한다. 또한 플렉서블 기판(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응하여 굴곡 형상의 배선(171)을 형성한다. 이때 굴곡 형상의 배선(171)은 벤딩 영역(B/A)에서 요철 구조물(181)을 하면에 구비하는 플렉서블 기판(110)의 상면에 형성된다. 따라서 플렉서블 기판(110)의 하면에는 볼록하게 돌출된 요철 패턴이 위치하게 되고, 플렉서블 기판(110)의 상면에는 굴곡 형상의 배선(171)이 위치하게 된다.
마지막으로, 하부 원장 기판을 제거한다. (S5)
하부 원장 기판 상에 형성된 플렉서블 기판(110) 상에 플렉서블 표시 장치(100)를 구성하는 구성 요소들이 형성된 후, 하부 원장 기판의 하면, 즉 하부 원장 기판에서 희생층이 배치된 상면의 반대면에 레이저를 조사한다. 이때 플렉서블 기판(100)과 하부 원장 기판 사이에 있는 희생층의 접착력은 감소될 수 있다. 따라서 레이저 조사에 의해 희생층의 접착력이 감소되어, 하부 원장 기판 상에 있는 플렉서블 기판(110) 및 플렉서블 표시 장치의 구성 요소들의 손상없이, 하부 원장 기판이 제거될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플렉서블 표시 장치가 구비하는 배선 구조를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6 내지 도 8은 도 4와 비교하여, 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩 영역(B/A)에 구비하는 굴곡 형상의 배선(171,271) 및 요철부(280, 380, 480)의 구조만 다를 뿐, 나머지 구조는 동일하므로 중복 설명은 생략한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에 요철부(280)를 포함한다. 요철부(280)의 복수 개의 요철 구조물(281)은 플렉서블 기판(110)의 하면(또는 배면)에 구비될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(281)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 구비되어, 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)의 표면적을 넓히는 표면적 확충(Expansion) 구조(290)를 구비하고 있다.
구체적으로, 표면적 확충 구조(290)는 복수 개의 요철 구조물(281)이 플렉서블 기판(110)의 하면에 전체적으로 구비되어 구현될 수 있다. 복수 개의 요철 구조물(281)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 볼록하게 돌출될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(281)은 플렉서블 기판(110)의 벤딩 영역(B/A)에 전체적으로 배치될 수 있다. 따라서 복수 개의 요철 구조물(281)은 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110) 하면의 표면적을 전체적으로 넓힐 수 있다.
플렉서블 기판(110)이 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축을 기준으로 벤딩될 때, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 스트레스를 받을 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)의 하면에 복수 개의 요철 구조물(281)을 구비한 표면적 확충 구조(290)는 플렉서블 기판(110)의 하면의 표면적을 넓힐 수 있다. 특히, 플렉서블 기판(110)의 벤딩 영역(B/A) 전체에 복수 개의 요철 구조물(281)이 형성된 표면적 확충 구조(290)는, 부분적으로 복수 개의 요철 구조물(181)이 형성된 표면적 확충 구조(190) 보다 플렉서블 기판(110)의 표면적을 더 넓힐 수 있다.
따라서 플렉서블 기판(110)의 하면에 있는 표면적 확충 구조(290)는 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를 플렉서블 기판(110) 하면의 더 넓은 표면적으로 분산할 수 있다. 이에 따라 플렉서블 기판(110)의 파손은 더욱 최소화될 수 있다.
또한, 벤딩 영역(B/A)에서 표면적 확충 구조(290)를 구비하는 플렉서블 기판(110) 상면에 굴곡 형상인 배선(271)이 위치하고 있다. 플렉서블 기판(110)의 하면에 구비된 요철 구조물(281) 하나의 폭은 플렉서블 기판(110) 상면에 배치된 굴곡 형상의 배선(171)의 폭 보다 작을 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(281)이 굴곡 형상의 배선(171)에 대응될 수 있다. 즉, 복수 개의 요철 구조물(281)은 굴곡 형상의 배선(171)과 접촉하는 플렉서블 기판(110)의 일면과 대향하는 타면에 위치한다.
따라서 플렉서블 기판(110) 하면에 있는 표면적 확충 구조(290)는 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를 플렉서블 기판(110) 하면의 넓은 표면적으로 분산할 수 있다. 이에 따라 플렉서블 기판(110)을 통해, 플렉서블 기판(110) 상면에 있는 굴곡 형상의 배선(171)으로 전달되는 벤딩 스트레스는 최소화될 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상의 배선(171)의 파손이 최소화될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에 요철부(380)를 포함한다. 요철부(380)의 복수 개의 요철 구조물(381)은 플렉서블 기판(110)의 하면(또는 배면)에 구비될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(181)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 부분적으로 구비되어, 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)의 표면적을 넓히는 표면적 확충(Expansion) 구조(390)를 구비하고 있다.
구체적으로, 표면적 확충 구조(390)는 복수 개의 요철 구조물(381)이 플렉서블 기판(110)의 하면에 부분적으로 구비되어 구현될 수 있다. 복수 개의 요철 구조물(381)은 플렉서블 기판(110)의 하면에 볼록하게 돌출될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(381)은 플렉서블 기판(110)의 벤딩 영역(B/A)에서 벤딩 축에 가까울수록 더 조밀하게 배치될 수 있다. 따라서 복수 개의 요철 구조물(381)은 벤딩 영역(B/A)에서 벤딩 축에 가까울수록 플렉서블 기판(110)의 하면의 표면적을 넓힐 수 있다.
플렉서블 기판(110)이 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축을 기준으로 벤딩될 때, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 스트레스를 받을 수 있다. 특히 벤딩 영역(B/A)의 벤딩 축에 가까울수록 플렉서블 기판(110)이 받는 벤딩 스트레스는 상대적으로 클 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)의 하면에 복수 개의 요철 구조물(381)을 구비한 표면적 확충 구조(390)는 벤딩 영역(B/A)에서 벤딩 축에 가까울수록, 요철 구조물(381)을 조밀하게 배치하여 플렉서블 기판(110)의 하면의 표면적을 넓힐 수 있다. 따라서 플렉서블 기판(110)의 하면에 있는 표면적 확충 구조(390)는 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를 플렉서블 기판(110) 하면의 넓은 표면적으로 분산할 수 있다. 특히, 벤딩 영역(B/A)의 벤딩 축 부근에서 받는 벤딩 스트레스는, 벤딩 축 부근에 조밀하게 배치된 요철 구조물(381)에 의해서 더 용이하게 분산될 수 있다. 이에 따라 플렉서블 기판(110)의 파손은 최소화될 수 있다.
또한 플렉서블 기판을 통해, 벤딩 스트레스가 분산되므로, 플렉서블 기판(110) 상면에 있는 굴곡 형상의 배선(171)으로 전달되는 벤딩 스트레스는 최소화될 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상의 배선(171)의 파손이 최소화될 수 있다
도 8에 도시된 바와 같이, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 영역(B/A)에 요철부(480)를 포함한다. 요철부(480)의 복수 개의 요철 구조물(481)은 플렉서블 기판(110)의 상면(또는 전면)에 구비될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(481)은 플렉서블 기판(110)의 상면에 부분적으로 구비되어, 벤딩 영역(B/A)에서 플렉서블 기판(110)의 표면적을 넓히는 표면적 확충(Expansion) 구조(490)를 구비하고 있다.
구체적으로, 표면적 확충 구조(490)는 복수 개의 요철 구조물(481)이 플렉서블 기판(110)의 상면에 부분적으로 구비되어 구현될 수 있다. 복수 개의 요철 구조물(481)은 플렉서블 기판(110)의 상면에 오목하게 침강될 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(481)은 굴곡 형상의 배선(271)에 의해 덮일 수 있다. 즉, 굴곡 형상의 배선(271)은 플렉서블 기판(110)의 상면에 위치하면서 복수 개의 요철 구조물(481)과 대응하여 위치할 수 있다.
따라서 굴곡 형상의 배선(271)의 하면은 볼록하게 돌출되어 플렉서블 기판(110)의 상면에 있는 복수 개의 요철 구조물(481)에 의해 구비된 공간을 충진시킬 수 있다. 이때 굴곡 형상의 배선(271)의 상면은 요철 구조물(481)에 대응하는 부분이 오목하게 침강될 수 있다.
즉, 굴곡 형상의 배선(271)은 복수 개의 요철 구조물(481)과 접촉하는 일면에 볼록부를 구비하고 있다. 또한 굴곡 형상의 배선(271)은 볼록부와 대응하는 오목부를 굴곡 형상의 배선(271)의 일면과 대향하는 타면에 구비할 수 있다. 이에 따라, 요철 구조물(481)이 굴곡 형상의 배선(271) 하부에 위치하는 플렉서블 기판(110)의 상면의 표면적을 넓힐 수 있고, 이에 대응되는 굴곡 형상의 배선(271)도 표면적이 부분적으로 넓어진 표면적 확충(Expansion) 구조(490)를 구비하고 있다.
플렉서블 기판(110)이 벤딩 영역(B/A)에 있는 벤딩 축을 기준으로 벤딩될 때, 플렉서블 기판(110)은 벤딩 스트레스를 받을 수 있다. 이때 복수 개의 요철 구조물(481)은 플렉서블 기판(110)이 벤딩될 때 받는 벤딩 스트레스를, 플렉서블 기판(110)의 상면의 일 부분에 분산할 수 있다.
또한 벤딩 스트레스가 복수 개의 요철 구조물(481)과 접촉하는 굴곡 형상의 배선(271)으로 전달되어도, 굴곡 형상의 배선(271)이 구비하는 볼록부에 의해 벤딩 스트레스가 굴곡 형상의 배선(271)의 볼록부로 분산될 수 있다. 즉, 벤딩 스트레스는 요철 구조물(481)뿐만 아니라, 굴곡 형상의 배선(271)이 구비하는 볼록부에 의해 분산되므로, 벤딩 스트레스가 분산되는 정도는 더 증가될 수 있다.
이때 플렉서블 기판(110)의 상면에 복수 개의 요철 구조물(481)이 없는 부분은, 복수 개의 요철 구조물(481)이 있는 부분보다, 분산할 수 있는 벤딩 스트레스가 상대적으로 작을 수 있다. 또한 복수 개의 요철 구조물(481)이 있는 부분은 굴곡 형상의 배선(271)의 볼록부도 위치하므로 벤딩 스트레스가 더욱 분산될 수 있다. 따라서 굴곡 형상의 배선(271)이 있는 영역에 대응하는 플렉서블 기판(110)의 부분의 파손이 플렉서블 기판(110)의 나머지 부분의 파손보다 더 최소화될 수 있다.
플렉서블 기판(110) 및 굴곡 형상의 배선(271)의 볼록부를 통해, 벤딩 스트레스가 분산되므로, 플렉서블 기판(110) 상면에 있는 굴곡 형상의 배선(271)으로 전달되는 벤딩 스트레스는 더 최소화 될 수 있다. 또한 굴곡 형상의 배선(271)은 오목부를 구비하여, 플렉서블 기판이 벤딩될 때 밀집된 오목부가 연신될 수 있다. 즉, 굴곡 형상의 배선(271)은 오목부를 구비하여 연신율이 향상될 수 있다. 따라서 플렉서블 표시 장치(100)가 벤딩될 때 벤딩 영역(B/A)에 있는 굴곡 형상의 배선(171)의 파손이 최소화될 수 있다
이때 표면적 확충 구조(490)를 상면에 구비하는 플렉서블 기판(110) 및 볼록부를 구비하는 굴곡 형상의 배선(271)은 특정 공정으로 형성될 수 있다.
도 9는 도 8의 표면적 확충 구조(490)를 구비하는 기판 및 벤딩 영역에 배선을 형성하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 9는 플렉서블 기판(110)의 상면에 표면적 확충 구조(490)를 형성하고, 벤딩 영역(B/A)에 볼록부를 구비하는 굴곡 형상인 배선(271)을 형성하는 방법에 대한 공정을 순서대로 설명하기 위한 순서도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 하부 원장 기판을 식각한다. (S1')
하부 원장 기판은 플렉서블 표시 장치(100) 제조 과정에서 플렉서블 기판(110) 및 플렉서블 기판(110) 상에 배치되는 구성요소들을 지지하기 위한 기판이다. 따라서 하부 원장 기판은 강성(Rigid)을 갖는 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 유리로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하부 원장 기판은 표시 영역, 비표시 영역을 포함한다. 이때 하부 원장 기판의 표시 영역은 플렉서블 표시 장치(100)의 표시 영역(A/A)과 대응되며 하부 원장 기판의 비표시 영역은 플렉서블 표시 장치(100)의 비표시 영역(I/A)과 대응된다.
이때 하부 원장 기판의 비표시 영역 중 플렉서블 표시 장치(100)의 비표시 영역(I/A)에 있는 벤딩 영역(B/A)과 대응되는 부분이 식각될 수 있다. 하부 원장 기판은 레이저를 통한 물리적 충격을 가해서 식각(etching) 공정이 진행될 수 있다. 이때 레이저에 의해서 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되면, 하부 원장 기판에는 볼록한 요철 패턴이 형성될 수 있다.
또한 하부 원장 기판은 마스크를 이용한 패턴 형성 공정에서 사용되는 포토레지스트(Photoresist)를 이용한 식각 공정으로, 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각될 수 있다. 이때 하부 원장 기판 표면에 포토레지스트를 형성하고, 건식-식각(Dry-etching)을 통해서, 포토레지스트가 없는 하부 원장 기판의 표면의 일 부분이 식각될 수 있다. 이때 건식-식각 공정에 사용되는 물질로는 예를 들어, HF 기체가 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 건식-식각 공정이 완료된 후, 원장 기판 표면에 있는 포토 레지스트를 제거한다. 이에 따라 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되어, 볼록한 요철 패턴이 형성될 수 있다. 이때 하부 원장 기판에 형성된 볼록한 요철 패턴은 이후, 플렉서블 표시 장치(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응할 수 있다.
하부 원장 기판이 식각된 후, 하부 원장 기판상에 희생층을 형성한다. (S2') 희생층에 레이저를 조사하면 계면의 결합이 분해되어 후술할 플렉서블 기판(110)과의 접착력이 약화될 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 희생층은, 예를 들어, 질화 실리콘(SiNx)층과 산화 실리콘(SiOx)층이 적층된 구조로 이루어질 수 있으며, 하부 원장 기판 표면에 증착하는 방식으로 형성될 수 있다. 이때 희생층은 볼록한 요철 패턴이 있는 표면에 형성될 수 있다. 따라서 희생층은 하부 원장 기판이 식각되어 형성된 볼록한 요철 패턴을 덮어서 볼록한 패턴을 구비하도록 형성될 수 있다.
이어서, 희생층 상에 플렉서블 기판을 형성한다. (S3')
플렉서블 기판(110)은 플렉서블 표시 장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 플렉서블 기판(110)은 플라스틱 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 폴리이미드(PI) 또는 포토아크릴(photo-acryl)로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 플렉서블 기판(110)이 폴리이미드(PI)로 이루어지는 경우, 폴리이미드(PI)가 하부 원장 기판에 도포되는 방식으로 플렉서블 기판(110)이 형성될 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)을 형성하는 물질은 하부 원장 기판의 표면이 부분적으로 식각되어 형성된 볼록한 요철 패턴 표면을 덮을 수 있다. 따라서 하부 원장 기판의 볼록한 요철 패턴에 대응하여, 플렉서블 기판(110)의 오목하게 침강된 요철 구조물(481)이 형성될 수 있다. 이때 플렉서블 기판(110)의 오목하게 침강된 요철 구조물(481)은 플렉서블 표시 장치(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응하여 형성될 수 있다.
이어서, 하부 원장 기판을 제거한다. (S4')
하부 원장 기판의 하면, 즉 하부 원강 기판에서 희생층이 배치된 상면의 반대 면에 레이저를 조사한다. 이때 플렉서블 기판(100)과 하부 원장 기판 사이에 있는 희생층의 접착력은 감소될 수 있다. 따라서 레이저 조사에 의해 희생층의 접착력이 감소되어, 하부 원장 기판 상에 있는 플렉서블 기판(110)의 손상 없이, 하부 원장 기판이 제거될 수 있다.
이이서, 플렉서블 기판을 뒤집어 다른 지지 기판 상에 배치시킨다. (S5')
하부 원장 기판이 제거된 플렉서블 기판을, 뒤집어서, 지지 기판상에 배치시킨다. 이때 플렉서블 기판이 구비하는 오목하게 침강된 요철 구조물(181)이 형성된 일면이 상면이 되도록 위치시킨다. 즉 플렉서블 기판의 요철 구조물(181)이 없는 타면이 지지 기판과 접촉하게 배치시킨다. 이때 지지 기판은 하부 원장 기판과 동일한 기판일 수 있으며, 플렉서블 기판 상에 배치되는 구성요소들을 지지할 수 있다면, 강성을 갖는 어떠한 물질로도 이루어질 수 있다.
마지막으로, 플렉서블 기판 상에 배선을 형성한다. (S6')
플렉서블 기판(100) 상에 회로부 및 유기 발광 소자를 포함하는 표시부를 형성한다. 또한 플렉서블 기판(100)의 벤딩 영역(B/A)에 대응하여 굴곡 형상의 배선(171)을 형성한다. 이때 굴곡 형상의 배선(271)은 벤딩 영역(B/A)에서 요철 구조물(181)을 상면에 구비하는 플렉서블 기판(110)의 상면에 형성된다. 따라서 플렉서블 기판(110)의 상면에는 오목하게 침강된 요철 패턴이 위치하게 되고, 플렉서블 기판(110)의 상면에 형성된 굴곡 형상의 배선(171)은 요철 패턴에 대응하여 볼록부가 형성될 수 있다. 즉 플렉서블 기판(110)의 상면과 접촉하는 굴곡 형상의 배선(171)의 하면에 볼록부가 형성될 수 있다. 또한 굴곡 형상의 배선(171)은 볼록부에 대응하여, 굴곡 형상의 배선(171)의 상면에 오목부가 형성될 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 대하여 다음과 같이 설명할 수도 있다.
명세서 실시예들에 의하면, 상면에 구현된 픽셀 어레이(pixel array)를 포함하는 유연한(flexible) 기판; 및 상기 기판의 하면 및 상면 중 적어도 한 면에 나노미터 크기 패턴(nano-scale pattern)을 포함하며, 상기 기판은 벤딩(bending) 부를 포함하며, 상기 기판은 상기 나노미터 크기 패턴이 없는 기존의 기판에 비하여 유연성(flexibility)이 향상된 플렉서블 표시 장치를 제공한다.
상기 기판의 벤딩 부를 덮는 코팅(coating)층을 더 포함하며, 상기 나노미터 크기 패턴이 없는 기존의 기판에 비하여 상기 코팅층의 두께가 더 얇게 구현할 수도 있다.
상기 기판의 상면에 위치하고 상기 픽셀 어레이와 연결된 배선을 더 포함하며, 상기 기판의 나노미터 크기 패턴은 상기 배선의 형상에 대응되도록 구현할 수도 있다.
상기 기판의 상면에 위치하고 상기 픽셀 어레이와 연결된 배선을 더 포함하며, 상기 배선은 상기 기판의 나노미터 크기 패턴에 대응되는 나노미터 크기 패턴으로 구현할 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 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 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 플렉서블 표시 장치
110: 플렉서블 기판
171, 271: 굴곡 형상의 배선
180, 280, 380, 480: 요철부
181, 281, 381, 481: 요철 구조물
190, 290, 390, 490: 표면적 확충 구조
110: 플렉서블 기판
171, 271: 굴곡 형상의 배선
180, 280, 380, 480: 요철부
181, 281, 381, 481: 요철 구조물
190, 290, 390, 490: 표면적 확충 구조
Claims (15)
- 영상이 표시되는 표시 영역, 패드가 배치되는 패드 영역 및 상기 표시 영역과 상기 패드 영역 사이의 벤딩 영역을 구비하는 기판; 및
상기 벤딩 영역에 배치되는 적어도 하나의 벤딩 배선을 포함하고,
상기 적어도 하나의 벤딩 배선에는 적어도 하나의 홀이 형성되는, 플렉서블 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 벤딩 영역은 제1 방향을 벤딩 축으로 하여 벤딩되고,
상기 적어도 하나의 홀 각각에서,
상기 제1 방향에 대한 폭은 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향에 대한 폭과 상이한, 플렉서블 표시 장치. - 제2 항에 있어서,
상기 제1 방향에 대한 폭은 상기 제2 방향에 대한 폭보다 넓은, 플렉서블 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 벤딩 영역은 제1 방향을 벤딩 축으로 하여 벤딩되고,
상기 적어도 하나의 벤딩 배선 각각의 일단은 컨택홀을 통해 링크 배선에 연결되고,
상기 제1 방향을 기준으로, 상기 적어도 하나의 벤딩 배선 각각의 일단의 폭은 상기 링크 배선의 폭과 상이한, 플렉서블 표시 장치. - 제4 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 벤딩 배선 각각의 일단의 폭은 상기 링크 배선의 폭보다 넓은, 플렉서블 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 표시 영역에 복수의 스캔 라인을 통해 스캔 신호를 공급하는 게이트 구동부를 더 포함하고,
상기 벤딩 영역은 상기 게이트 구동부와 상기 패드 영역 사이에 배치되는, 플렉서블 표시 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 벤딩 영역은 제1 방향을 벤딩 축으로 하여 벤딩되고,
상기 복수의 스캔 라인은 상기 제1 방향에 대하여 수직한 제2 방향으로 연장되는, 플렉서블 표시장치. - 제1 항에 있어서,
상기 벤딩 영역에 구비되며, 상기 적어도 하나의 벤딩 배선의 하부에 위치하는 복수 개의 요철 패턴을 더 포함하고,
상기 복수의 요철 패턴 각각의 폭은 상기 적어도 하나의 벤딩 배선 각각의 폭 보다 좁고,
상기 복수의 요철 패턴은, 상기 벤딩 영역의 벤딩 축에 가까울수록 더 조밀하게 배치된, 플렉서블 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 복수의 요철 패턴은, 상기 적어도 하나의 벤딩 배선에 대응하여 위치하는, 플렉서블 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 복수의 요철 패턴은, 상기 기판의 표면적을 넓히는 표면적 확충 구조를 구비하여, 상기 적어도 하나의 벤딩 배선으로 전달되는 벤딩 스트레스를 최소화하는, 플렉서블 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 표면적 확충 구조는, 상기 복수의 요철 패턴이 상기 기판의 하면에 볼록하게 돌출된 구조인, 플렉서블 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 표면적 확충 구조는, 상기 복수의 요철 패턴이 상기 기판의 상면에 오목하게 침강된 구조인, 플렉서블 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 벤딩 배선의 하면은, 볼록하게 돌출되어 상기 복수의 요철 패턴을 충진하는, 플렉서블 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 벤딩 배선의 상면은, 상기 복수의 요철 패턴에 대응하는 부분이 오목하게 침강된, 플렉서블 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 복수의 요철 패턴 사이의 간격은 0.5μm 내지 3μm인, 플렉서블 표시 장치.
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