JP2019012508A - 入力検知ユニット及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
表示装置は、入力装置としてキーボード又はマウスなどを含む。
また、表示装置は入力装置としてタッチパネルを備える。
タッチパネルはユーザーのタッチ位置に対する座標情報を取得する素子である。最近では、ユーザーの指紋情報も取得することができる指紋認識センサーが研究されている。
特に、外光反射の低減のための偏光板は、厚さが厚いため、指紋認識センサーの前面に配置される場合には指紋認識が正しく行われないおそれがある。
したがって、偏光板を指紋認識センサーの前面に配置しないか、或いは背面方向に配置することができるが、この場合、指紋認識センサー内に実装された金属材質の素子による外光反射を低減する方法が必要となる。
しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。
素子(elements)又は層が他の素子又は層の「上(on)」と指称された場合、他の素子の真上に又は中間に他の層又は他の素子を介在する場合のすべてを含む。明細書全体において、同一の参照符号は同一の構成要素を指称する。
第1、第2などが多様な構成要素を叙述するために使用されるが、これら構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は本発明の技術的思想内で第2構成要素であり得ることは勿論である。
図1を参照すると、表示装置は、表示パネルDP、反射防止層RL、入力検知ユニットISU1、及びウィンドウ層WPを含む。
但し、これに限定されず、他の構成が提供するベース面上に連続工程によって直接配置することもできる。
表示パネルDP、反射防止層RL、入力検知ユニットISU1、及びウィンドウ層WPのうち、ベース層BLを別個に含む構成等は、接着部材OCAを介して互いに付着するか、或いは他の構成に付着することができる。
接着部材OCAは、通常の接着剤又は粘着剤を含むことができる。
図1には接着部材OCAとして光学透明接着部材を例示的に示す。
表示パネルDPは、別途のバックライトユニットから提供された光を透過させるか、或いはこれを励起光源として用いる受光型表示パネルDP、又は有機発光素子などを介して直接光を放出する自発光型表示パネルDPであり得るが、特に限定されない。
表示パネルDPは、薄膜トランジスタ基板上に有機発光素子及びこれを密封する封止膜に配置されたものであり得る。
薄膜トランジスタは、低温多結晶シリコン(Low Temperature Poly Silicon)を含むアクティブ層の上部にゲート電極が配置さされた構造を持つものであり得る。但し、これに限定されない。
反射防止層RLがベース層BLを含む別途のパネル形態で製造される場合、反射防止層RLは接着部材OCAを介して表示パネルDP上に付着することができる。
反射防止層RLは、表示パネルDPに含まれている金属材質の素子による外光反射率を減少させる。
反射防止層RLは、偏光素子(polarizer)及び/又は位相遅延素子(retarder)を含むことができる。
位相遅延素子も、フィルムタイプ又は液晶コーティングタイプであり、λ/2位相遅延子及び/又はλ/4位相遅延子を含むことができる。
フィルムタイプは延伸型合成樹脂フィルムを含み、液晶コーティングタイプは所定の方向に配列された液晶を含むことができる。
保護フィルムは、反射防止層RLのベース層として定義できるが、これに限定されるものではなく、偏光素子や位相遅延素子自体が反射防止層RLのベース層としても定義できる。
反射防止層RLは、カラーフィルタを含むこともできる。
カラーフィルタは、所定の配列を持つことができ、特に、表示パネルDPに含まれている画素の発光色に対応する配列を持つことができる。
例えば、相殺干渉構造物は、互いに異なる層上に配置された第1反射層と第2反射層を含むことができる。
第1反射層及び第2反射層でそれぞれ反射された第1反射光と第2反射光は相殺干渉され、それにより外部光反射率が減少できる。
入力検知ユニットISU1がベース層を含む別途のパネル形態で製造される場合、入力検知ユニットISU1は、接着部材OCAを介して反射防止層RL上に付着することができる。
入力検知ユニットISU1は、外部入力の座標情報を取得する素子であって、具体的には、ユーザーのタッチを検知するタッチ検知ユニットであるか、或いはユーザーの手指の指紋情報を検知する指紋検知ユニットであり得る。
指紋検知ユニットは、タッチ検知ユニットが数mm〜数十mmの幅を有する検知電極を含むものとは対照的に、数μm〜数百μmの幅を有する検知電極を含み得る。
また、指紋検知ユニットは、精度の高い座標情報を取得するために、アクティブ層、ゲート電極、及びデータ電極などを含む別途の薄膜トランジスタをさらに含み得る。
これにより、指紋検知ユニットは、一般的なタッチ情報に加えて、遥かに微細なレベルの座標情報からなる指紋情報も検知することができる。
これについての具体的な説明は後述する。
ウィンドウ層WPがベース層を含む別途のパネル形態で製造される場合、ウィンドウ層WPは、接着部材OCAを介して入力検知ユニットISU1上に付着することができる。
ウィンドウ層WPは、ガラス基板及び/又は合成樹脂フィルムなどを含むことができる。
ウィンドウ層WPは単層に限定されない。ウィンドウ層WPは、接着部材で結合された2以上のフィルムを含むことができる。
ウィンドウ層WPは、上部に配置された機能性コーティング層をさらに含むことができる。
機能性コーティング層は、指紋防止層、反射防止層及びハードコート層などを含むことができる。
すなわち、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1とウィンドウ層WPとの間には、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1に含まれている金属素子の外光反射率を減少させるための別途の反射防止部材が配置されないこともある。
したがって、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1の上部に別途の反射防止部材を配置しないことにより、指紋情報取得の精度を高めることができ、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1に含まれている金属材質の素子による外光反射は後述される反射防止パターン層によって遮断することができる。
また、表示装置はリジッド(rigid)表示装置であり得るが、これに限定されるものではない。表示装置はフレキシブル(flexible)表示装置であってもよい。
図2を参照すると、入力検知ユニットISU1は、複数のゲートラインGL及びデータラインDLを含む検知領域IAと、検知領域IAの外側に検知領域IAを取り囲むように配置された非検知領域NIAとを含む。
各データラインDLは、第1方向DR1と交差する第2方向DR2に延長され、複数のデータラインDLは互いに平行に配列される。
第1方向DR1と第2方向DR2とは互いに垂直な方向であり得る。
複数のゲートラインGLと複数のデータラインDLによって囲まれた領域のうち、最小面積の領域は単位検知領域UIAとして定義され得る。
すなわち、単位検知領域UIAは、隣接する二つのゲートラインGLと隣接する二つのデータラインDLによって囲まれた領域であり得る。
また、検知領域IAには複数の単位検知領域UIAが定義され得る。
また、各単位検知領域UIAは、下部に配置された表示パネルDPの画素1〜30個と重なり合う面積を持つことができる。
すなわち、平面上、各単位検知領域UIA内には1〜30個の画素が含まれ得る。
これについてのより具体的な説明は後述する。
信号パッドは、ゲートラインGL及びデータラインDLに駆動信号、制御信号などを印加する素子であり得る。
検知領域IAは、下部に配置された表示パネルDPにおいてメージが生成される領域と少なくとも一部が重なり合う領域であっても、完全に重なり合う領域であってもよいが、これらに限定されるものではない。
以下、本発明の一実施形態に係る入力検知ユニットISU1について単位検知領域UIAを中心にさらに詳細に説明する。
図3及び図4を参照すると、入力検知ユニットISU1は、ベース層BL、アクティブパターン層APL、アクティブ絶縁層AIL、第1金属パターン層MPL1、第1絶縁層IL1、第2金属パターン層MPL2、第2絶縁層IL2、及び複数の検知電極SEを含む。
複数のゲートラインGL及びデータラインDLによって定義される各単位検知領域UIAは、複数の画素PXと重なり合うことができる。
図3は、一つの単位検知領域UIA内に18個の画素PXが含まれている場合を示しているが、これに限定されず、1〜30個の画素PXが含まれることも可能である。
ベース層BLは、ガラス基板又はポリイミド(Polyimide)などの合成樹脂フィルムであり、接着部材OCAを介して下部の反射防止層RLに付着することができる。
ベース層BLは省略されてもよく、入力検知ユニットISU1の素子は連続工程によって反射防止層RL上に直接形成できる。
この場合、アクティブパターン層APL及びアクティブ絶縁層AILなどを支持するベース面は反射防止層RLの上面になされる。
アクティブパターン層APLは、半導体を含み、具体的には、多結晶シリコン(poly crystalline silicon)、アモルファスシリコン(amorphous silicon)、金属酸化物などを含むことができる。
特に、アクティブパターン層APLは、低温多結晶シリコン(Low Temperature Poly Silicon)を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
アクティブパターン層APLは、チャネル領域CRと、チャネル領域CRの両側に位置するソース領域SR及びドレイン領域DRを含むことができる。
チャネル領域CRは、不純物がドーピングされていない真性半導体(intrinsic semiconductor)であり、ソース領域SR及びドレイン領域DRは、導電性不純物がドーピングされた不純物半導体(impurity semiconductor)であり得る。
アクティブ絶縁層AILは、アクティブパターン層APLとゲート電極GEとを互いに絶縁させるために配置される。
アクティブ絶縁層AILは、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx、)、酸窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化アルミニウム(Al2O3)よりなる群から選択される一つ以上を含むことが好ましい。
アクティブ絶縁層AILは、上記素材を含むことにより、絶縁特性を有するだけではなく、金属層や透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割を果たすこともできる。
第1金属パターン層MPL1は、平面上、第1方向DR1に延長された複数のゲートラインGLと、ゲートラインGLから単位検知領域UIAの内側に分岐したゲート電極GEとを含む。
第1金属パターン層MPL1は、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)のうちの一つ以上を含むことが好ましい。
特に、第1金属パターン層MPL1はモリブデンを含むことが好ましい。
第1金属パターン層MPL1は、上記金属のうちの一つ以上を含む単一層又は多重層に形成できる。
但し、これに限定されず、上記金属以外の物質から構成されるか、或いは上記金属以外の物質をさらに含むこともできる。
第1金属パターン層MPL1は、複数の画素PXと重なり合わないように配置できる。
第1金属パターン層MPL1のうち、複数のゲートラインGLは、図3に示すように、複数の画素PXを回避するためにジグザグ状に配置され得る。
但し、これに限定されるものではなく、複数のゲートラインGLの幅が十分に小さい場合、直線状に配置することも可能である。或いは、複数の画素の配置形態に応じても直線状に配置することも可能である。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1上に直接配置され、第1金属パターン層MPL1の表面を覆う。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1と同じパターンで配置されることにより、第1金属パターン層MPL1と重なり合う。
図では、第1反射防止パターン層RP1が第1金属パターン層MPL1上に配置された構造を示すが、これに限定されるものではない。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1の側面の少なくとも一部を覆うように配置することもでき、第1金属パターン層MPL1の下部に配置されるか、或いは下面の少なくとも一部を覆うように配置することもできる。
よって、第1反射防止パターン層RP1のように外光反射を防止することができる物質で構成された層を、第1金属パターン層MPL1の表面を覆うように配置することにより、外光反射を効果的に低減することができる。
前記組成式において、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)、及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素であることが好ましい。
前記組成式は、金属酸化物の相対的な原子組成を表現したものであって、a、b、cはモリブデン原子、X原子、及び酸素原子のパーセント比率を示すものである。
従って、a、b、及びcは、0以上の有理数であり、a、b、及びcの和は、1である。
特に、金属酸化物は、モリブデン酸化物をベースとした物質であることが好ましい。
この場合、a及びcは、0よりも大きい有理数であり得る。
但し、これに限定されるものではなく、a、b、及びcは、モリブデン原子、X原子、及び酸素原子の相対的な比率を示すものであってもよい。
例示的な実施形態において、a:c=1:0.1〜10であり、a+b+c:b=1:0.01〜0.07であり得るが、これらに限定されるものではない。
前記組成式を有する金属酸化物は、吸光係数αが3000cm−1以上であるため、第1金属パターン層MPL1による外光反射を効果的に遮断することができる。
また、水に対する溶解度が低いため、第1反射防止パターン層RP1自体のエッチング(etching)の際に、又は水を使用するエッチング、洗浄などの後続工程の際に浸食が発生しないため、製造工程の効率性を高めることができる。
また、500Åの厚さを基準に、約3000Ω/□の抵抗値を有する導電性物質であるため、後述する検知電極SEと第2金属パターン層MPL2とを電気的に接続することができる。
X原子数の比率が1%以上であれば、金属酸化物の水に対する溶解度が効果的に減少する可能性があり、X原子数の比率が7%以下であれば、金属酸化物の低反射特性が維持すると同時にエッチング特性も容易なレベルに維持され得る。
この場合には、「a+b+c」とb値の比率は、1:0.01〜0.07であり得る。但し、これに限定されるものではない。
金属酸化物を含む第1反射防止パターン層RP1の厚さは、300〜700Åであることが好ましい。
厚さが300〜700Åの範囲内である場合、入力検知ユニットISU1を含む表示装置の平均反射率は10%未満であり、波長550nmに対する反射率は5%未満であり得る。
式中、nは第1反射防止パターン層RP1の屈折率であり、dは第1反射防止パターン層RP1の厚さであり、λは反射防止の対象となる波長である。
上記の式を満足する場合、第1反射防止パターン層RP1は、光学的な相殺干渉の厚さを持つので、光の反射を効果的に低減することができる。
λは人間の目に最も敏感な波長である550nmに設定できるが、これらに限定されるものではない。
第1絶縁層IL1は、第1金属パターン層MPL1と第2金属パターン層MPL2とを互いに絶縁させるために配置される。
第1絶縁層IL1も、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)、酸窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化アルミニウム(Al2O3)よりなる群から選択される1つ以上を含むことが好ましい。
これにより、第1絶縁層IL1も絶縁特性を持つだけでなく、金属層又は透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割も果たすことができる。
第1絶縁層IL1上には平坦化膜PLが配置され得る。
但し、平坦化膜PLは省略されてもよい。
平坦化膜PLが配置された場合、第2金属層ML2は平坦化膜PL上に配置される。
第2金属パターン層MPL2は、平面上、第1方向DR1と交差する第2方向DR2に延長された複数のデータラインDL、データラインDLから単位検知領域UIAの内側に分岐したソース電極DE1、及びこれと離隔して配置されたドレイン電極DE2を含むことができる。
具体的には、ソース電極DE1は、アクティブパターン層APLのソース領域SRに接続され、ドレイン電極DE2はアクティブパターン層APLのドレイン領域DRに接続される。
平坦化膜PLが配置された場合、コンタクトホールH1、H2は平坦化膜PLにも形成される。
特に、第2金属パターン層MPL2は、アルミニウムとチタンを含むことが好ましい。
第2金属パターン層MPL2は、上記の金属のうちの一つ以上を含む単一層又は多重層に形成できる。
但し、これに限定されず、上記金属以外の物質から構成されるか、或いは上記金属以外の物質をさらに含むこともできる。
第2金属パターン層MPL2も、複数の画素PXと重なり合わないように配置される。
第2金属パターン層MPL2のうち、複数のデータラインDLも、図3に示すように、複数の画素PXを回避するためにジグザグ状に配置され得る。
但し、これに限定されるものではなく、複数のデータラインDLの幅が十分に小さい場合、直線状に配置することも可能である。
第2反射防止パターン層RP2は、第2金属パターン層MPL2上に直接配置され、第2金属パターン層MPL2の表面を覆う。
第2反射防止パターン層RP2は、第2金属パターン層MPL2と同じパターンで配置されることにより、第2金属パターン層MPL2と重なり合う。
第2反射防止パターン層RP2も、第2金属パターン層MPL2の側面の少なくとも一部を覆うように配置することもでき、第2金属パターン層MPL2の下部に配置するか、或いは下面の少なくとも一部を覆うように配置することもできるのは、上述したとおりである。
第2反射防止パターン層RP2も、第2金属パターン層MPL2の外光反射を遮断するためのものであって、組成式MoaXbOcを有する金属酸化物を含むことができる。
第2反射防止パターン層RP2についての説明は、前述した第1反射防止パターン層RP1と同様なので、詳細な説明は省略する。
第1反射防止パターン層RP1と第2反射防止パターン層RP2は、互いに同一の物質からなり得るが、これらに限定されるものではない。
平坦化膜PLが配置された場合、第2絶縁層IL2は平坦化膜PL上に配置される。
第2絶縁層IL2は、第2金属パターン層MPL2と複数の検知電極SEとを互いに絶縁させるために配置される。
第2絶縁層IL2も、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)、酸窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化アルミニウム(Al2O3)よりなる群から選択される1つ以上を含むことが好ましい。
これにより、第2絶縁層IL2も絶縁特性を持つだけでなく、金属層や透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割を果たすこともできる。
各検知電極SEは、一つの単位検知領域UIAに対応する位置に配置される。
検知電極SEは、透明導電性物質を含むことができる。
具体的には、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)などの透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide、TCO)を含むことができる。
検知電極SEは、前記物質の少なくとも一つを含む単一層又は多重層に構成され得る。
具体的には、それぞれの検知電極SEは、第2金属パターン層MPL2のうち、ドレイン電極DE2上に配置された第2反射防止パターン層RP2と接することができる。
前述したように、第2反射防止パターン層RP2は導電性物質であるため、検知電極SEは第2反射防止パターン層RP2を介して第2金属パターン層MPL2と電気的に接続される。
但し、これに限定されず、第2絶縁層IL2にコンタクトホールH3を形成するとき、第2反射防止パターン層RP2も一部エッチングして第2金属パターン層MPL2の表面を露出させることにより、検知電極SEと第2金属パターン層MPL2とが直接接するようにすることもできる。
すなわち、1つの検知電極SEは、表示パネルDPに定義された画素PX1〜30個と重なり合うことができる。
但し、これに限定されるものではなく、各検知電極SEは各単位検知領域UIAの一部分にのみ配置することも可能である。
封止層TFEは有機物又は絶縁物などを含むことにより、入力検知ユニットISU1の素子を外気、湿気、衝撃などから保護することができる。
封止層TFEは、封止膜又は封止基板であり得る。
基準電極は、検知電極SEと少なくとも一つの絶縁層を挟んで離隔され、基準電極の少なくとも一部と重なり合うように配置され得る。
基準電極は、第1金属パターン層MPL1の一部であり得る。
すなわち、第1金属パターン層MPL1は、複数のゲートラインGL及びゲート電極GEと離隔するように配置された基準電極を含むことができる。
但し、これに限定されるものではない。
図では、各単位検知領域UIAあたり1つのトランジスタのみが示しているが、これに限定されるものではなく、複数のスイッチングトランジスタ、検知トランジスタなどが一つの単位検知領域UIAに対応するように配置することもできる。
図5は、図4に示した反射防止パターン層RP3が第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2と離隔して配置されるという点を除いては、図2〜図4の説明で上述したものと同様である。以下、重複する内容は省略する。
反射防止パターン層RP3は、下部に配置された第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2と重なり合うパターンで配置される。
図5には、反射防止パターン層RP3が封止層TFE上に配置されるものと例示しているが、これに限定されず、第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2の上部に離隔した層であれば制限なく配置できる。
図5のように、反射防止パターン層RP3が第1金属パターン層MPL1と第2金属パターン層MPL2の表面に別々に形成されず、一つの同じ層に形成されることにより、工程効率が向上できる。
図6を参照すると、まず、アクティブパターン層APLが形成されたベース層BL上に、アクティブパターン層APLを覆うようにアクティブ絶縁層AILを形成する。
これについての具体的な製造方法は公知になっている通りなので、詳細な説明は省略する。
第1金属層ML1は、前述した第1金属パターン層MPL1と実質的に同一の物質を含むことが好ましい。
図8を参照すると、次いで、第1金属層ML1上に、第1金属層ML1を覆うように反射防止物質層RMLを形成する。
反射防止物質層RMLは、組成式MoaXbOcを有する金属酸化物を含むことが好ましい。
これについての具体的な説明は、反射防止パターン層RP1、RP2についての説明で前述したとおりなので、省略する。
エッチング方法としてウェットエッチング(wet etching)、ドライエッチング(dry etching)などを使用することができる。
特に、ウェットエッチングを使用する場合、上記組成式を有する金属酸化物は、水に対する溶解度が低いため、不要な侵食が発生することを防止することができる。
第1金属パターン層MPL1は、複数のゲートラインGL及びゲート電極GEを含み、第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1と同じパターンを有する。
図10には、第1絶縁層IL1上に平坦化膜PLも形成した場合を例示しているが、平坦化膜PLは場合によって省略することもできる。
図11を参照すると、次いで、アクティブ絶縁層AIL及び第1絶縁層IL1に複数のコンタクトホールH1、H2を形成する。
複数のコンタクトホールH1、H2は、アクティブ絶縁層AILと第1絶縁層IL1を貫通するように形成し、アクティブパターン層APLのソース領域SRとドレイン領域DRをそれぞれ露出させる。
図11には、平坦化膜PLにもコンタクトホールH1、H2を形成した場合を例示している。
第2金属層ML2は、前述した第2金属パターン層MPL2と実質的に同一の物質を含むことが好ましい。
第2金属層ML2の一部は、コンタクトホールH1、H2に充填されることにより、第2金属層ML2とアクティブパターン層APLとを電気的に接続する。
図13を参照すると、次いで、第2金属層ML2上に、第2金属層ML2を覆うように反射防止物質層RMLを形成する。
反射防止物質層RMLは、上述した第1金属層ML1上に形成した反射防止物質層RMLと同一の物質から構成され得る。
第2金属パターン層MPL2は、複数のデータラインDL及びソース/ドレイン電極DEを含む。
エッチング方法としてウェットエッチング、ドライエッチングなどを使用することができ、第2反射防止パターン層RP2が第2金属パターン層MPL2と同じパターンを持つことができるのは、前述したとおりである。
続いて、第2絶縁層IL2、検知電極SE、封止層TFEなどを形成することにより、図4に示すような入力検知ユニットISU1を製造することができる。
図15〜図17は、入力検知ユニットISU2がタッチ検知ユニット(ISU2−1)と指紋検知ユニット(ISU2−2)に区分されることを除いては、図1〜図4の説明で上述したのと同様である。
以下では、重複する内容は省略する。
指紋検知ユニット(ISU2−2)とタッチ検知ユニット(ISU2−1)は、同じ層に配置される。
平面上、指紋検知ユニット(ISU2−2)は、入力検知ユニットISU2の一部分に配置されて指紋検知領域FSAを定義することができ、タッチ検知ユニット(ISU2−1)は、残りの部分に配置されてタッチ検知領域TSAを定義することができる。
指紋検知ユニット(ISU2−2)は、複数のゲートラインGL及びデータラインDLによって区分される複数の単位検知領域UIAを含む。
指紋検知ユニット(ISU2−2)についての具体的な説明は、前述したのと同様なので省略する。
タッチ検知ユニット(ISU2−1)は、複数の第1検知電極IE1と複数の第2検知電極IE2を含む。
例えば、図16では、複数の第1検知電極IE1は複数の菱形が横に一列に接続された形態をなし、複数の第2検知電極IE2は複数の菱形が縦に一列に接続された形態をなし得る。
各第1検知電極IE1は第1連結部CP1を含み、各第2検知電極IE2は第2連結部CP2を含み、
第1検知電極IE1の列と第2検知電極IE2の列とは第1連結部CP1及び第2連結部CP2で互いに交差することができる。
第1検知電極IE1と第2検知電極IE2は同じ層に配置される。
第1連結部CP1は、第1検知電極IE1と絶縁層ILを介して離隔した層に配置され、複数の第1検知電極IE1を互いに連結し、第2連結部CP2は、第2検知電極IE2と同じ層に配置され、複数の第2検知電極IE2を互いに連結する。
第1検知電極IE1と第2検知電極IE2は、前述した検知電極SEと同様に、透明導電性物質を含むことができ、単一層又は多重層から構成できる。
図15〜図17に示すように、指紋検知が必要な領域にのみ指紋検知ユニット(ISU2−2)を配置し、残りの部分には一般なタッチ検知ユニット(ISU2−1)を配置することにより、薄膜トランジスタを製造するための材料を節減することができる。
図18は、指紋検知ユニット(ISU3−2)がタッチ検知ユニット(ISU3−1)上に別途の層として配置されるという点を除いては、図15〜図17の説明で上述したのと同様である。以下では、重複する内容は省略する。
指紋検知ユニット(ISU3−2)は、平面上、一部分にのみ検知領域IAが配置されたものであり得る。
図18のように、指紋検知ユニット(ISU3−2)をタッチ検知ユニット(ISU3−1)と別途の層に配置することにより、工程難易度を下げることができる。
タッチ検知ユニット(ISU3−1)は、別途のベース層を含むことができるが、別途のベース層を省略し、反射防止層RLの上面をタッチ検知ユニット(ISU3−1)のベース面として定義することもできる。
図19は、タッチ検知ユニット(ISU4−1)が反射防止層RLの下部に配置されるという点を除いては、図18の説明で上述したのと同様である。以下では、重複する内容は省略する。
タッチ検知ユニット(ISU4−1)は、指紋検知ユニット(ISU4−2)より相対的に精度が低い座標情報の取得を要求するため、上部に反射防止層RLが配置されても十分なタッチ情報の取得が可能である。
したがって、図19に示すように、タッチ検知ユニット(ISU4−1)を反射防止層RLの下部に配置することにより、タッチ検知ユニット(ISU4−1)に含まれている金属材質の素子による外光反射を別途の部材なしで効果的に遮断することができる。
タッチ検知ユニット(ISU4−1)は、別途のベース層を含むことができるが、別途のベース層を省略し、表示パネルDPの上面をタッチ検知ユニット(ISU4−1)のベース面として定義することもできる。
≪実験例1≫
モリブデンに、MoaTabOcの組成式を有する金属酸化物を、400〜650Åの範囲で厚さを異にして被覆した構造に対して、平均反射率と光の波長550nmに対する反射率をソフトウェアツール(Software tool)を用いてシミュレーションした。
a、b及びcは、モリブデン、タンタル、及び酸素の原子間の組成比であって、量論的に適切な値を設定した。
特に、タンタル原子の比率は、1〜7%の範囲内の値となるように設定した。
図20に示すように、金属酸化物の厚さが約300〜700Åの範囲内であるとき、最適の反射率低減効果を示すということを確認することができる。
上記の構造を表示装置に適用する場合、SiO2のような屈折率マッチング層などによる反射率低減効果も付加されて、結果として約10%未満の反射率を期待することができる。
厚さ2500Åのモリブデン層に、実験例1の金属酸化物を、350〜750Åの範囲で厚さを異にして被覆し、平均反射率と光の波長550nmに対する反射率を測定した。
上記組成式を有する金属酸化物における各元素の組成は、EDS(Energy Dispersive X−ray Spectroscopy)、XPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)、SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy)、AES(Auger Electron Spectroscopy)などを用いて分析することができる。
図21に示すように、前記金属酸化物の厚さが約300〜700Åの範囲内であるとき、最適の反射率低減効果を示し、厚さに応じた反射率の変化様相がシミュレーション結果と近似していることを確認することができる。
モリブデン層、アルミニウム層、及びチタン/アルミニウム/チタンの多重層、それぞれに実験例1の金属酸化物を450Åの厚さで被覆し、波長による反射率を測定した。
図22は、上記各金属に金属酸化物を450Åの厚さで被覆したものの反射率の測定結果を示すグラフであり、図23は、上記各金属に金属酸化物を被覆したものの波長による反射率に基づいて各被覆構造の色座標を示すグラフである。
APL アクティブパターン層
BL ベース層
DP 表示パネル
IA 検知領域
IL1、2 (第1、第2)絶縁層
ISU1 入力検知ユニット
MPL1 第1金属パターン層
MPL2 第2金属パターン層
NIA 非検知領域
OCA 接着部材
RL 反射防止層
RP1 第1反射防止パターン層
RP2 第2反射防止パターン層
SE 検知電極
UIA 単位検知領域
WP ウィンドウ層
Claims (20)
- 第1方向に延長された複数の第1導電ラインを含む第1金属パターン層と、
前記第1金属パターン層上に配置された第1絶縁層と、
前記第1絶縁層上に配置され、前記第1方向と交差する第2方向に延長された複数の第2導電ラインを含む第2金属パターン層と、
前記第2金属パターン層上に配置された第2絶縁層と、
前記第2絶縁層上に配置され、前記第2絶縁層に定義されたコンタクトホールを介して前記第2金属パターン層と電気的に接続された検知電極と、
前記第1及び第2金属パターン層上に、前記第1及び第2金属パターン層と重なり合うように配置された反射防止パターン層とを有してなり、
前記反射防止パターン層は、組成式MoaXbOcで表される金属酸化物を含むことを特徴とする入力検知ユニット。
(但し、上記組成式において、a及びcは0より大きい有理数であり、bは0以上の有理数であり、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素である。) - 前記反射防止パターン層の厚さは、300〜700Åであることを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。
- 前記金属酸化物の組成式におけるXの原子数の比率が1〜7%であることを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。
- 前記第1及び第2金属パターン層の少なくとも一つは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)の内の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。
- 前記第1及び第2絶縁層の少なくとも一つは、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)、酸窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化アルミニウム(Al2O3)よりなる群から選択される一つ以上を含むことを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。
- アクティブパターン層と、
前記アクティブパターン層上に配置されたアクティブ絶縁層とをさらに有し、
前記第1金属パターン層は、前記アクティブ絶縁層上に配置され、
前記第1及び第2金属パターン層の一部は、前記アクティブパターン層の少なくとも一部と重なり合うように配置されることを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。 - 平面上に、複数の画素が定義された表示パネルと、前記表示パネル上に配置された反射防止層と、前記反射防止層上に配置された入力検知ユニットとを有する表示装置であって、
前記入力検知ユニットは、第1方向に延長された複数の第1導電ラインを含む第1金属パターン層と、
前記第1金属パターン層上に配置され、前記第1方向と交差する第2方向に延びた複数の第2導電ラインを含む第2金属パターン層と、
前記第1及び第2金属パターン層上に、前記第1及び第2金属パターン層と重なり合うように配置された反射防止パターン層とを含み、
前記反射防止パターン層は、組成式MoaXbOcで表される金属酸化物を含むことを特徴とする表示装置。
(但し、上記組成式において、a及びcは0より大きい有理数であり、bは0以上の有理数であり、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)、及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素である。) - 前記第1及び第2金属パターン層は、前記複数の画素と重なり合わないように配置されることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記入力検知ユニットは、平面上で、前記複数の第1導電ラインと前記複数の第2導電ラインによって囲まれた領域のうち、最小面積の領域である単位検知領域が複数個定義され、それぞれの単位検知領域は、1〜30個の画素と重なり合っていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記反射防止層は、偏光素子を含むことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記入力検知ユニットは、アクティブパターン層をさらに含み、
前記第1金属パターン層は、前記アクティブパターン層上に配置され、前記第1及び第2金属パターン層の一部は、前記アクティブパターン層の少なくとも一部と重なり合うように配置されたことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記反射防止パターン層の厚さは、300〜700Åであることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記金属酸化物の組成式における前記Xの原子数の比率が1〜7%であることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
- 前記反射防止パターン層は、前記第1金属パターン層上に直接配置された第1反射防止パターン層と、
前記第2金属パターン層上に直接配置された第2反射防止パターン層とを含むことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記入力検知ユニット上に配置されたウィンドウ層と、
前記入力検知ユニットと前記ウィンドウ層との間に配置され、前記ウィンドウ層を前記入力検知ユニットに付着させる接着部材をさらに有することを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - ベース層上に、アクティブパターン層及び前記アクティブパターン層を覆うアクティブ絶縁層を形成する段階と、
前記アクティブ絶縁層上に、第1金属層、及び前記第1金属層を覆う反射防止物質層を形成する段階と、
前記第1金属層及び前記反射防止物質層を同時にエッチングして、第1方向に延長された複数の第1導電ラインを含み、且つ一部が前記アクティブパターン層の少なくとも一部と重なり合う第1金属パターン層と、前記第1金属パターン層と同じパターンを有する第1反射防止パターン層とを形成する段階と、
前記アクティブ絶縁層上に、前記第1金属パターン層及び前記第1反射防止パターン層を覆う第1絶縁層を形成する段階と、
前記第1絶縁層上に、第2金属層、及び前記第2金属層を覆う反射防止物質層を形成する段階と、
前記第2金属層と前記反射防止物質層を同時にエッチングして、前記第1方向と交差する第2方向に延長された複数の第2導電ラインを含み、且つ一部が前記アクティブパターン層の少なくとも一部と重なり合う第2金属パターン層と、前記第2金属パターン層と同じパターンを有する第2反射防止パターン層とを形成する段階とを有してなり、
前記反射防止物質層は、組成式MoaXbOcで表される金属酸化物を含むことを特徴とする入力検知ユニットの製造方法。
(但し、上記組成式において、a及びcは0より大きい有理数であり、bは0以上の有理数であり、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)、及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素である。) - 前記第1絶縁層上に、前記第2金属パターン層及び前記第2反射防止パターン層を覆う第2絶縁層を形成する段階と、
前記第2絶縁層に、前記第2金属パターン層又は前記第2反射防止パターン層の一部を露出させるコンタクトホールを形成する段階と、
前記第2絶縁層上に配置され、前記コンタクトホールを介して前記第2金属パターン層と電気的に接続される検知電極を形成する段階とをさらに有することを特徴とする請求項16に記載の入力検知ユニットの製造方法。 - 前記金属酸化物の組成式における前記Xの原子数の比率が1〜7%であることを特徴とする請求項16に記載の入力検知ユニットの製造方法。
- 前記第1及び第2金属パターン層の少なくとも一つは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)の内の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項16に記載の入力検知ユニットの製造方法。
- 前記第1及び第2絶縁層の少なくとも一つは、酸化ケイ素(SiOx)、窒化ケイ素(SiNx)、酸窒化ケイ素(SiOxNy)、酸化チタン(TiO2)、及び酸化アルミニウム(Al2O3)よりなる群から選択される一つ以上を含むことを特徴とする請求項16に記載の入力検知ユニットの製造方法。
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