KR102513374B1 - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

발광 구조물들 사이에서 동일한 층에 배치되는 트랜지스터들을 구비한 양면 발광하는 표시 장치는 제1 기판, 제1 기판 상에 배치되는 제1 발광 구조물, 제1 발광 구조물 상에 배치되며 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터, 제1 트랜지스터와 동일한 층에 배치되는 제2 트랜지스터, 제1 및 제2 트랜지스터들 상에 배치되며 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제2 발광 구조물 및 제2 발광 구조물 상에 배치되며 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 포함할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있고, 개구율이 증가되며, 표시 장치의 전면 및 배면으로 동시에 다른 영상 이미지를 표시할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 전자 기기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
평판 표시 장치는 경량 및 박형 등의 특성으로 인하여, 음극선관 표시 장치를 대체하는 표시 장치로서 사용되고 있다. 이러한 평판 표시 장치의 대표적인 예로서 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치가 있다. 이 중, 유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치에 비하여 휘도 특성 및 시야각 특성이 우수하고 백라이트를 필요로 하지 않아 초박형으로 구현할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 유기 발광 표시 장치는 유기 박막에 음극과 양극을 통하여 주입된 전자와 정공이 재결합하여 여기자를 형성하고, 형성된 여기자로부터의 에너지에 의해 특정한 파장의 빛이 발생되는 현상을 이용한다.
최근 상면과 저면에 각각 발광층들을 배치하여, 양면으로 디스플레이 이미지를 표시하는 양면 표시 장치가 개발되고 있다. 예를 들어, 2개의 표시 장치를 결합하는 양면 표시 장치는 표시 장치의 두께가 두꺼워지는 문제점이 있다. 이와는 달리, 표시 장치에 포함된 하나의 화소에서, 일 부분은 전면으로 발광하고 다른 부분은 배면으로 발광하는 양면 표시 장치는 표시 장치의 개구율이 감소하는 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은 발광 구조물들 사이에서 동일한 층에 배치되는 트랜지스터들을 구비한 양면 발광하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투과 영역을 구비한 양면 발광하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
그러나, 본 발명이 상술한 목적들에 의해 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 배치되는 제1 발광 구조물, 상기 제1 발광 구조물 상에 배치되며 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터, 상기 제1 트랜지스터와 동일한 층에 배치되는 제2 트랜지스터, 상기 제1 및 제2 트랜지스터들 상에 배치되며 상기 제2 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제2 발광 구조물 및 상기 제2 발광 구조물 상에 배치되며 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광 구조물은 상기 제1 기판 상에 배치되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 제1 발광층 및 상기 제1 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광층의 일부를 노출시키며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제1 화소 정의막을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 발광층은 저분자 유기 발광층, 고분자 유기 발광층, 무기 발광층으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광층으로부터 방출된 광은 상기 제2 전극으로부터 반사되고 상기 제1 전극을 투과할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 발광 구조물은 상기 제1 및 제2 트랜지스터들 상에 배치되는 제3 전극, 상기 제3 전극 상에 배치되는 제2 발광층 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 제4 전극을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 및 제2 트랜지스터들 상에 배치되는 보호층을 더 포함하고, 상기 제3 전극은 상기 보호층의 일부를 관통하여 상기 제2 트랜지스터에 접속될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 발광층의 일부를 노출시키며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제2 화소 정의막을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 발광층으로부터 방출된 광은 상기 제2 전극으로부터 반사되고, 상기 제4 전극을 투과할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 트랜지스터는 상기 제1 발광 구조물 상에 배치되는 제1 액티브 패턴, 상기 제1 액티브 패턴 상에 배치되는 제1 게이트 전극, 상기 제1 액티브 패턴의 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제1 소스 전극 및 상기 제1 액티브 패턴의 드레인 영역 및 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제1 드레인 전극을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 트랜지스터는 상기 제1 액티브 패턴과 동일한 층에 배치되며 상기 제1 액티브 패턴과 서로 이격하는 제2 액티브 패턴, 상기 제1 게이트 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 제1 게이트 전극과 서로 이격하는 제2 게이트 전극, 상기 제2 액티브 패턴의 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제2 소스 전극 및 상기 제2 액티브 패턴의 드레인 영역 및 상기 제2 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제2 드레인 전극을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광 구조물과 상기 제1 및 제2 트랜지스터들 사이에 개재되는 평탄화층, 상기 제1 및 제2 액티브 패턴들을 덮으며 상기 평탄화층 상에 배치되는 게이트 절연층 및 상기 제1 및 제2 게이트 전극들을 덮으며 상기 게이트 절연층 상에 배치되는 층간 절연층을 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 드레인 전극은 상기 층간 절연층 상에서 상기 제1 기판의 상면과 평행한 방향으로 연장되는 제1 연장부, 상기 제1 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 드레인 영역에 접속되는 제2 연장부 및 상기 제2 연장부로부터 이격되어 상기 제1 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며, 상기 게이트 절연층, 상기 층간 절연층의 일부 및 상기 제1 평탄화층의 일부를 관통하여 상기 제1 발광 구조물에 접속되는 제3 연장부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제2 드레인 전극은 상기 층간 절연층 상에서 상기 제1 기판의 상면과 평행한 방향으로 연장되는 제4 연장부 및 상기 제4 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 드레인 영역에 접속되는 제5 연장부를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 소스 전극은 상기 게이트 절연층 및 상기 층간 절연층을 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 소스 영역에 접속되고, 상기 제2 소스 전극은 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 소스 영역에 접속될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광 구조물은 상기 제1 기판의 상면에 직교하는 제1 방향으로 제1 영상 이미지를 표시하고, 상기 제2 발광 구조물은 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 제2 영상 이미지를 표시할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 영상 이미지는 상기 제2 영상 이미지와 동일할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 영상 이미지는 상기 제2 영상 이미지와 다를 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 기판은 표시 영역 및 투과 영역을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광 구조물, 제2 발광 구조물, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 표시 영역에 배치되고, 상기 투과 영역을 통해 상기 표시 장치의 반대편에 위치하는 대상의 이미지가 투과될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 발광 구조물들 사이에 위치하는 트랜지스터들이 동일한 층에 배치됨으로써, 표시 장치의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 하나의 화소를 분할하여 전면 및 배면으로 발광하지 않음으로써, 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다. 더욱이, 발광 구조물들 각각과 트랜지스터들 각각이 전기적으로 연결됨으로써, 표시 장치는 양면으로 동시에 같은 영상 이미지 또는 동시에 다른 영상 이미지를 표시할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치들 및 표시 장치의 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 제1 기판(110), 제1 발광 구조물, 제1 화소 정의막(310), 평탄화층(140), 게이트 절연층(150), 층간 절연층(190), 제1 트랜지스터(250), 제2 트랜지스터(255), 보호층(270), 제2 발광 구조물, 제2 화소 정의막(315), 제2 기판(350) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 발광 구조물은 제1 전극(340), 제1 발광층(330), 제2 전극(290)을 포함할 수 있고, 제2 발광 구조물은 제3 전극(295), 제2 발광층(335), 제4 전극(345)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 트랜지스터들(250, 255) 각각은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135), 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175), 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215), 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치(100)는 제1 및 제2 발광층들(330, 335)및 제1 및 제2 발광층들(330, 335) 각각과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 트랜지스터들(250, 255) 각각을 포함함으로써, 표시 장치(100)의 전면 및 배면으로 동시에 발광할 수 있는 양면 발광 표시 장치(100)로 기능할 수 있다. 또한, 표시 장치(100)의 전면 및 배면으로 다른 영상 이미지를 표시 할 수 있는 양면 발광 표시 장치(100)로도 기능할 수 있다.
제1 기판(110) 상에 상기 제1 발광 구조물이 배치될 수 있다. 제1 기판(110)은 투명한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제1 기판(110)은 석영 기판, 합성 석영(synthetic quartz) 기판, 불화칼슘 기판, 불소가 도핑된 석영(F-doped quartz) 기판, 소다라임(sodalime) 기판, 무알칼리(non-alkali) 기판 등을 포함할 수 있다. 선택적으로는, 제1 기판(110)은 연성을 갖는 투명 수지 기판으로 이루어질 수 있다. 제1 기판(110)으로 이용될 수 있는 투명 수지 기판의 예로는 폴리이미드 기판을 들 수 있다. 이 경우, 상기 폴리이미드 기판은 제1 폴리이미드층, 배리어 필름층, 제2 폴리이미드층 등으로 구성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 기판(110)은 유리 기판 상에 제1 폴리이미드층, 배리어 필름층 및 제2 폴리이미드층이 적층된 구성을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 폴리이미드층 상에 절연층을 배치한 후, 상기 절연층 상에 상기 발광 구조물을 형성할 수 있다. 이러한 발광 구조물의 형성 후, 상기 유리 기판이 제거될 수 있다. 상기 폴리이미드 기판은 얇고 플렉서블하기 때문에, 상기 폴리이미드 기판 상에 상기 발광 구조물을 직접 형성하기 어려울 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 경질의 유리 기판을 이용하여 상기 발광 구조물을 형성한 다음, 상기 유리 기판을 제거함으로써, 상기 폴리이미드 기판을 제1 기판(110)으로 이용할 수 있다.
제1 기판(110) 상에는 버퍼층(도시되지 않음)이 배치될 수 있다. 상기 버퍼층은 제1 기판(110)의 상면과 실질적으로 평행한 방향인 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 버퍼층은 제1 기판(110)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 확산(즉, 아웃 개싱)되는 현상을 방지할 수 있으며, 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 형성하기 위한 결정화 공정 동안 열의 전달 속도를 조절하여 실질적으로 균일한 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 수득하게 할 수 있다. 또한, 상기 버퍼층은 제1 기판(110)의 표면이 균일하지 않을 경우, 제1 기판(110)의 표면의 평탄도를 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. 제1 기판(110)의 유형에 따라 제1 기판(110) 상에 두 개 이상의 버퍼층이 제공될 수 있거나 상기 버퍼층이 배치되지 않을 수 있다.
제1 전극(340)이 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극(340)의 두께는 제2 전극(290)의 두께보다 상대적으로 얇을 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(340)의 두께는 대략 100 옹스트롬(angstroms)일 수 있다. 제1 발광층(330)으로부터 방출된 광이 얇은 두께를 갖는 제1 전극(340)을 투과하여 표시 장치(100)의 배면으로 방출될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 전극(340)은 제1 기판(110) 상에 전체적으로 배치될 수도 있다. 제1 전극(340)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(340)은 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlNx), 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WNx), 구리(Cu), 구리를 함유하는 합금, 니켈(Ni), 크롬(Cr), 크롬 질화물(CrNx), 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄(Ti), 티타늄 질화물(TiNx), 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 탄탈륨 질화물(TaNx), 네오디뮴(Nd), 스칸듐(Sc), 스트론튬 루테늄 산화물(SRO), 아연 산화물(ZnOx), 인듐 주석 산화물(ITO), 주석 산화물(SnOx), 인듐 산화물(InOx), 갈륨 산화물(GaOx), 인듐 아연 산화물(IZO) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
제1 화소 정의막(310)이 제1 전극(340)의 적어도 일부를 노출시키며 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 화소 정의막(310)에 의해 적어도 일부가 노출된 제1 전극(340) 상에 제1 발광층(330)이 위치할 수 있다. 제1 화소 정의막(310)은 제1 전극(340)과 제2 전극(290)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 정의막(310)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어질 수 있다.
제1 발광층(330)은 제1 전극(340) 상에 배치될 수 있고, 제1 화소 정의막(310)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제1 발광층(330)은 화소들에 따라 상이한 색광들(즉, 적색광, 녹색광, 청색광 등)을 방출시킬 수 있는 발광 물질들 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 발광층(330)은 저분자(small molecule) 유기 발광층, 고분자(polymer) 유기 발광층, 무기(inorganic) 발광층으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저분자 유기 발광층을 사용하여 제1 발광층(330)이 배치되는 경우, 제1 발광층(330)은 진공 상태에서 진공 열 증착(vacuum thermal evaporation) 방법 또는 기상 증착(vapor phase deposition) 방법을 통해 배치될 수 있다. 상기 저분자 유기 발광층은 호스트 물질 및 도펀트 물질을 포함할 수 있다. 상기 호스트 물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀레이트)알루미늄(Alq3), 4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐(CBP) 또는 칼릭스아렌(calixarene) 등을 포함할 수 있다. 상기 도펀트 물질은 백금(platinum Pt), 이리듐(iridium Ir), 오스뮴(osmium Os) 또는 금(gold Au) 등을 포함할 수 있다.
반면, 고분자 유기 발광층을 사용하여 제1 발광층(330)이 배치되는 경우, 제1 발광층(330)은 대기 상태에서 잉크젯 프린팅(ink jet printing) 방법, 스핀 코팅(spin coating) 방법 또는 레이저를 이용한 열전사(laser thermal transfer) 방법을 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 유기 발광층은 폴리플루오렌(polyfluorene), 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리퀴놀린(polyquinoline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 스피로플루오렌(spiro fluorene), 사이클로 펜타페난트렌(cyclopenta phenanthrene) 또는 폴리아릴렌(polyarylene) 등을 포함할 수 있다.
또한, 무기 발광층을 사용하여 제1 발광층(330)이 배치되는 경우, 제1 발광층(330)도 대기 상태에서 배치될 수 있고, 상기 무기 발광층은 유기 발광층과는 달리 수분 또는 습기에 노출되더라도 열화되지 않는 장점이 있다. 이에 따라, 표시 장치(100)의 봉지(seal) 공정이 생략될 수 있다. 또한, 상기 무기 발광층은 내열성을 갖기 때문에 제1 기판(110) 상에 상기 무기 발광층이 배치된 후 상기 무기 발광층 상에 연속해서 발광 구조물들이 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 발광층은 바륨(barium Ba), 칼슘(calcium Ca), 코페르니슘(copernicium Cn), 갈륨(gallium Ga), 스트론튬(strontium Sr), 이트륨(yttrium Y), 아연(zinc Zn), 황(Sulfur S), 비스무트(bismuth Bi), 세륨(cerium Ce), 염소(chlorine Cl), 크로뮴(chromium Cr), 코발트(cobalt Co), 어븀(Erbium Er), 유로퓸(Europium Eu), 칼슘(calcium K), 터븀(Terbium Tb), 툴륨(thulium Tm) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
즉, 표시 장치(100)의 제1 발광층(330)을 제조하는 과정에 있어서, w제조 환경에 따라 표시 장치(100)의 제1 발광층(330)이 상기 저분자 유기 발광층, 상기 고분자 유기 발광층 또는 상기 무기 발광층을 사용하여 배치될 수 있다.
제2 전극(290)은 제1 발광층(330) 및 제1 화소 정의막(310) 상에 배치될 수 있다. 제2 전극(290)의 두께는 제1 전극(340)의 두께보다 상대적으로 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(290)의 두께는 대략 500 옹스트롬 이상일 수 있다. 두꺼운 두께를 갖는 제2 전극(290)은 제1 발광층(330)으로부터 방출된 상기 광을 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 반사된 광은 제1 전극(340)을 투과하여 표시 장치(100)의 배면으로 방출될 수 있다. 제2 전극(290)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(290)은 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(340), 제1 발광층(330), 제2 전극(290)을 포함하는 제1 발광 구조물이 배치될 수 있다.
평탄화층(140)은 제2 전극(290) 및 제1 화소 정의막(310) 상에 배치될 수 있다. 평탄화층(140)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(140)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx), 탄탈륨 산화물(TaOx), 하프늄 산화물(HfOx), 지르코늄 산화물(ZrOx) 또는 티타늄 산화물(TiOx) 등의 무기물이나, 폴리이미드(polyimide), 폴리에스테르(polyester), 아크릴(acryl) 등의 유기물을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 평탄화층(140)은 상기 무기물과 유기물이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수도 있다.
평탄화층(140) 상에 제1 트랜지스터(250) 및 제2 트랜지스터(255)가 배치될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 트랜지스터들(250, 255) 각각은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135), 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175), 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215), 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)은 평탄화층(140) 상에 소정의 간격으로 이격하여 배치될 수 있고, 산화물 반도체, 무기물 반도체(예를 들면, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon)) 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135) 상에는 게이트 절연층(150)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(150)은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 덮을 수 있으며, 평탄화층(140) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 게이트 절연층(150)은 평탄화층(140) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 게이트 절연층(150)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 게이트 절연층(150)은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 충분히 덮을 수 있으며, 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)의 주위에 단차를 생성시키지 않고 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 선택적으로, 게이트 절연층(150)은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 덮으며, 균일한 두께로 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)의 프로파일을 따라 배치될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175) 각각은 게이트 절연층(150) 중에서 하부에 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135) 각각이 위치하는 부분 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175) 상에는 층간 절연층(190)이 배치될 수 있다. 층간 절연층(190)은 에서 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)을 덮을 수 있으며, 게이트 절연층(150) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 층간 절연층(190)은 게이트 절연층(150) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 층간 절연층(190)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 층간 절연층(190)은 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)을 충분히 덮을 수 있으며, 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)의 주위에 단차를 생성시키지 않고 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 선택적으로, 층간 절연층(190)은 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)을 덮으며, 균일한 두께로 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)의 프로파일을 따라 배치될 수 있다.
층간 절연층(190) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215)은 각기 게이트 절연층(150) 및 층간 절연층(190)의 일부를 관통하여 제1 및 제2 액티브 패턴(130, 135)의 소스 영역에 각각 접속될 수 있다.
제1 드레인 전극(230)은 제1 연장부, 제2 연장부 및 제3 연장부(232)를 포함할 수 있다. 제1 드레인 전극(230)의 제1 연장부는 제1 기판(110)의 상면과 평행한 방향인 제1 방향으로 층간 절연층(190) 상에서 연장될 수 있다. 제1 드레인 전극(230)의 제2 연장부는 상기 제1 연장부로부터 제1 기판(110)의 상면과 직교하는 방향인 제2 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부는 게이트 절연층(150) 및 층간 절연층(190)의 일부를 관통하여 제1 액티브 패턴(130)의 드레인 영역에 접속될 수 있다. 제1 드레인 전극(230)의 제3 연장부(232)는 상기 제1 연장부로부터 상기 제2 방향으로 연장될 수 있고, 상기 제2 연장부로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 연장부(232)는 게이트 절연층(150), 층간 절연층(190) 및 평탄화층(140)의 일부를 관통하여 제2 전극(290)에 접속될 수 있다. 즉, 제1 트랜지스터(250)는 제3 연장부(232)를 통해 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 드레인 전극(235)은 제4 연장부 및 제5 연장부를 포함할 수 있다. 제2 드레인 전극(235)의 제4 연장부는 상기 제1 방향으로 층간 절연층(190) 상에서 연장될 수 있다. 상기 제4 연장부는 이후 설명하는 제3 전극(295)의 연장부(237)와 접촉할 수 있다. 제2 드레인 전극(235)의 제5 연장부는 상기 제4 연장부로부터 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 연장부는 게이트 절연층(150) 및 층간 절연층(190)의 일부를 관통하여 제2 액티브 패턴(135)의 드레인 영역에 접속될 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(255)는 제3 전극(295)의 연장부(237)를 통해 상기 제2 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 제1 액티브 패턴(130), 제1 게이트 전극(170) 및 제1 소스 전극(210), 제1 드레인 전극(230)을 포함하는 제1 트랜지스터(250) 및 제2 액티브 패턴(135), 제2 게이트 전극(175), 제2 소스 전극(215) 및 제2 드레인 전극(235)을 포함하는 제2 트랜지스터(255)가 구성될 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(250)와 제2 트랜지스터(255)는 동일한 층에 배치될 수 있고, 상기 제1 발광 구조물과 상기 제2 발광 구조물 사이에 개재될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(100)의 두께를 상대적으로 줄일 수 있다. 또한, 상기 제1 발광 구조물은 제1 트랜지스터(250)와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 발광 구조물이 제2 트랜지스터(255)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광 구조물은 표시 장치(100)의 배면으로 제1 영상 이미지를 표시하고, 상기 제2 발광 구조물은 표시 장치(100)의 전면으로 제2 영상 이미지를 표시할 수 있다. 여기서, 상기 제1 영상 이미지는 상기 제2 영상 이미지와 동일하게 표시할 수도 있고, 다른 이미지를 표시 할 수도 있다.
제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235) 상에는 보호층(270)이 배치될 수 있다. 보호층(270)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 보호층(270)은 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)을 덮을 수 있으며 층간 절연층(190) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 보호층(270)은 층간 절연층(190) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호층(270)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 티타늄 산화물 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 포함할 수 있다. 선택적으로, 보호층(270)은 상기 무기물과 유기물이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수도 있다.
제3 전극(295)이 보호층(270) 상에 배치될 수 있다. 제3 전극(295)의 두께는 제4 전극(345)의 두께보다 상대적으로 두꺼울 수 있다. 예를 들어, 제3 전극(295)의 두께는 대략 500 옹스트롬 이상일 수 있다. 두꺼운 두께를 갖는 제3 전극(295)은 제2 발광층(335)으로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 반사된 광은 제4 전극(345)을 투과하여 표시 장치(100)의 전면으로 방출될 수 있다. 제3 전극(295)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등으로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 제3 전극(295)의 연장부(237)는 보호층(270)의 일부를 관통하여 제2 드레인 전극(235)에 접속될 수 있고, 이에 따라, 상기 제2 발광 구조물은 제2 트랜지스터(255)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 화소 정의막(315)은 제3 전극(295)의 적어도 일부를 노출시키며 보호층(270) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 화소 정의막(315)에 의해 적어도 일부가 노출된 제3 전극(295) 상에 제2 발광층(335)이 위치할 수 있다. 제2 화소 정의막(315)은 제3 전극(295)과 제4 전극(345)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 화소 정의막(315)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어질 수 있다.
제2 발광층(335)은 제3 전극(295) 상에 배치될 수 있고, 제2 화소 정의막(315)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제2 발광층(335)은 화소들에 따라 상이한 색광들(즉, 적색광, 녹색광, 청색광 등)을 방출시킬 수 있는 발광 물질들 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다.
제4 전극(345)은 제2 발광층(335) 및 제2 화소 정의막(315) 상에 배치될 수 있다. 제4 전극(345)의 두께는 제3 전극(295)의 두께보다 상대적으로 얇을 수 있다. 예를 들어, 제4 전극(345)의 두께는 대략 100 옹스트롬 일 수 있다. 제2 발광층(335)으로부터 방출된 광이 얇은 두께를 갖는 제4 전극(345)을 투과하여 표시 장치(100)의 전면으로 방출될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제4 전극(345)은 제2 발광층(335) 및 제2 화소 정의막(315) 상에 전체적으로 배치될 수도 있다. 선택적으로 제4 전극(345)은 제2 화소 정의막(315)의 적어도 일부와 중첩되도록 배치될 수 있다. 제4 전극(345)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(295), 제2 발광층(335) 및 제4 전극(345)을 포함하는 제2 발광 구조물이 배치될 수 있다.
제2 기판(350)은 제4 전극(345) 상에 배치될 수 있다. 제2 기판(350)은 실질적으로 제1 기판(110)과 동일한 재료로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 기판(350)은 석영 기판, 합성 석영 기판, 불화칼슘 기판, 불소가 도핑된 석영 기판, 소다 라임 기판, 무알칼리 기판 등을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 제2 기판(350)은 투명 무기 물질 또는 플렉서블 플라스틱으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 제2 기판(350)은 연성을 갖는 투명 수지 기판을 포함할 수도 있다. 이 경우, 표시 장치(100)의 가요성을 향상시키기 위하여 적어도 하나의 유기층 및 적어도 하나의 무기층이 교대로 적층되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치(100)는 상기 제1 및 제2 발광 구조물들 사이에 배치되는 제1 및 제2 트랜지스터(250, 255)가 동일한 층에 배치됨으로써 표시 장치(100)의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 표시 장치(100)가 상기 제1 및 제2 발광 구조물들을 포함하기 때문에 하나의 화소를 분할하여 전면 및 배면으로 발광하지 않고, 결과적으로 표시 장치(100)의 개구율이 증가할 수 있다. 더욱이, 상기 제1 발광 구조물은 제1 트랜지스터(250)와 전기적으로 연결되고, 상기 제2 발광 구조물이 제2 트랜지스터(255)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(100)는 전면 및 배면으로 동시에 같은 영상 이미지 또는 동시에 다른 영상 이미지를 표시할 수 있는 양면 표시 장치로 기능할 수 있다.
도 2 내지 도 9는 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 제1 기판(510)에 제1 전극(740)이 형성될 수 있다. 제1 기판(510)은 유리, 석영 기판, 합성 석영 기판, 불화칼슘 기판, 불소가 도핑된 석영 기판, 소다라임 기판, 무알칼리 기판 등을 사용하여 형성될 수 있다. 선택적으로, 제1 기판(510) 상에는 버퍼층이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 기판(510)의 상면과 실질적으로 평행한 방향인 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 제1 기판(510) 상에 전체적으로 형성될 수 있고, 제1 기판(510)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 확산되는 현상을 방지할 수 있다. 제1 전극(740)의 두께는 대략 100 옹스트롬으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(740)의 투과율이 80% 이상 되도록 형성될 수 있다. 제1 전극(740)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(740)은 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 인듐 주석 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물, 인듐 아연 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 화소 정의막(710)이 제1 전극(740)의 적어도 일부를 노출시키며 제1 기판(510) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 정의막(710)은 유기 물질 또는 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
제1 발광층(730)은 제1 전극(740) 상에 형성될 수 있고, 제1 화소 정의막(710)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제1 발광층(730)은 화소들에 따라 상이한 색광들(즉, 적색광, 녹색광, 청색광 등)을 방출시킬 수 있는 발광 물질들 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 있어서, 제1 발광층(730)은 저분자 유기 발광층, 고분자 유기 발광층, 무기 발광층으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저분자 유기 발광층을 사용하여 제1 발광층(730)이 형성되는 경우, 제1 발광층(730)은 진공 상태에서 진공 열 증착 방법 또는 기상 증착 방법을 통해 배치될 수 있다. 상기 저분자 유기 발광층은 호스트 물질 및 도펀트 물질을 사용하여 형성될 수 있다. 상기 호스트 물질은 트리스(8-하이드록시퀴놀레이트)알루미늄, 4,4'-N,N'-디카바졸-비페닐 또는 칼릭스아렌 등을 포함할 수 있다. 상기 도펀트 물질은 백금, 이리듐, 오스뮴 또는 금 등을 포함할 수 있다.
반면, 고분자 유기 발광층을 사용하여 제1 발광층(730)이 형성되는 경우, 제1 발광층(730)은 대기 상태에서 잉크젯 프린팅 방법, 스핀 코팅 방법 또는 레이저를 이용한 열전사 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 유기 발광층은 폴리플루오렌, 폴리페닐렌, 폴리페닐렌비닐렌, 폴리티오펜, 폴리퀴놀린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌, 스피로플루오렌, 사이클로 펜타페난트렌 또는 폴리아릴렌 등을 사용하여 형성될 수 있다.
또한, 무기 발광층을 사용하여 제1 발광층(730)이 형성되는 경우, 제1 발광층(730)도 대기 상태에서 형성될 수 있고, 상기 무기 발광층은 유기 발광층과는 달리 수분 또는 습기에 노출되더라도 열화되지 않는 장점이 있다. 이에 따라, 표시 장치의 봉지 공정이 생략될 수 있다. 또한, 상기 무기 발광층은 내열성을 갖기 때문에 제1 기판(510) 상에 상기 무기 발광층이 형성된 후 상기 무기 발광층 상에 연속해서 발광 구조물들이 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 무기 발광층은 바륨, 칼슘, 코페르니슘, 갈륨, 스트론튬, 이트륨, 아연, 황, 비스무트, 세륨, 염소, 크로뮴, 코발트, 어븀, 유로퓸, 칼슘, 터븀, 툴륨 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
즉, 상기 표시 장치의 제1 발광층(730)을 제조하는 과정에 있어서, 제조 환경에 따라 상기 표시 장치의 제1 발광층(730)이 상기 저분자 유기 발광층, 상기 고분자 유기 발광층 또는 상기 무기 발광층을 사용하여 형성될 수 있다.
제2 전극(690)은 제1 발광층(730) 및 제1 화소 정의막(710) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(690)의 두께는 대략 500 옹스트롬 이상일 수 있다. 두꺼운 두께를 갖는 제2 전극(690)은 제1 발광층(730)으로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 반사된 광은 제1 전극(740)을 투과하여 상기 표시 장치의 배면으로 방출될 수 있다. 제2 전극(690)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(690)은 알루미늄, 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물, 은, 은을 함유하는 합금, 텅스텐, 텅스텐 질화물, 구리, 구리를 함유하는 합금, 니켈, 크롬, 크롬 질화물, 몰리브데늄, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄, 티타늄 질화물, 백금, 탄탈륨, 탄탈륨 질화물, 네오디뮴, 스칸듐, 스트론튬 루테늄 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물, 인듐 산화물, 갈륨 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(740), 제1 발광층(730), 제2 전극(690)을 포함하는 제1 발광 구조물이 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 평탄화층(540)은 제2 전극(690) 및 제1 화소 정의막(710) 상에 형성될 수 있다. 평탄화층(540)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(540)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 티타늄 산화물 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 사용하여 형성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 평탄화층(540)은 상기 무기물과 유기물이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 액티브 패턴들(530, 535)은 평탄화층(540) 상에 소정의 간격으로 이격하여 형성될 수 있고, 산화물 반도체, 무기물 반도체(예를 들면, 아몰퍼스 실리콘, 폴리 실리콘) 또는 유기물 반도체 등을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 평탄화층(540)의 제1 부분을 제거하여 제2 전극(690)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 및 제2 액티브 패턴들(530, 535) 상에는 게이트 절연층(550)이 형성될 수 있다. 게이트 절연층(550)은 제1 및 제2 액티브 패턴들(530, 535)을 덮을 수 있으며, 평탄화층(540) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 게이트 절연층(550)은 평탄화층(540) 상에서 전체적으로 형성될 수 있다. 제1 절연층(550)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(570, 575) 각각은 게이트 절연층(550) 중에서 하부에 제1 및 제2 액티브 패턴들(530, 535) 각각이 위치하는 부분 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 게이트 전극들(570, 575)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(570, 575) 상에는 층간 절연층(590)이 형성될 수 있다. 층간 절연층(590)은 에서 제1 및 제2 게이트 전극들(570, 575)을 덮을 수 있으며, 게이트 절연층(550) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 층간 절연층(590)은 게이트 절연층(550) 상에서 전체적으로 형성될 수 있다. 층간 절연층(590)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다.
또한, 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제2 부분을 제거하여 제1 액티브 패턴(530)의 소스 영역을 노출시킬 수 있고, 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제3 부분을 제거하여 제1 액티브 패턴(530)의 드레인 영역을 노출시킬 수 있으며, 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제4 부분을 제거하여 제2 드레인 전극(535)의 소스 영역을 노출시킬 수 있고, 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제5 부분을 제거하여 제2 드레인 전극(535)의 드레인 영역을 노출시킬 수 있다. 더욱이, 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제6 부분을 제거하여 제2 전극(690)의 일부를 노출시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 층간 절연층(590) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(610, 615) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(630, 635)이 형성될 수 있다. 제1 및 제2 소스 전극들(610, 615)은 각기 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제2 및 제4 부분을 채우며 제1 및 제2 액티브 패턴(530, 535)의 소스 영역에 각각 접속될 수 있다.
제1 드레인 전극(630)은 제1 연장부, 제2 연장부 및 제3 연장부(632)를 포함할 수 있다. 제1 드레인 전극(630)의 제1 연장부는 제1 기판(510)의 상면과 평행한 방향인 제1 방향으로 층간 절연층(590) 상에서 연장될 수 있다. 제1 드레인 전극(630)의 제2 연장부는 상기 제1 연장부로부터 제1 기판(510)의 상면과 직교하는 방향인 제2 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 연장부는 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제3 부분을 채우며 제1 액티브 패턴(530)의 드레인 영역에 접속될 수 있다. 제1 드레인 전극(630)의 제3 연장부(632)는 상기 제1 연장부로부터 상기 제2 방향으로 연장될 수 있고, 상기 제2 연장부로부터 이격되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 연장부(632)는 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제6 부분 및 평탄화층(540)의 제1 부분을 채우며 제2 전극(690)에 접속될 수 있다. 즉, 제1 트랜지스터(650)는 제3 연장부(632)를 통해 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 드레인 전극(635)은 제4 연장부 및 제5 연장부를 포함할 수 있다. 제2 드레인 전극(635)의 제4 연장부는 상기 제1 방향으로 층간 절연층(590) 상에서 연장될 수 있다. 상기 제4 연장부는 이후 설명하는 제3 전극의 연장부와 접촉할 수 있다. 제2 드레인 전극(635)의 제5 연장부는 상기 제4 연장부로부터 상기 제2 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 상기 제5 연장부는 게이트 절연층(550) 및 층간 절연층(590)의 제5 부분을 채우며 제2 액티브 패턴(535)의 드레인 영역에 접속될 수 있다. 즉, 제2 트랜지스터(655)는 상기 제3 전극의 연장부를 통해 상기 제2 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 소스 전극들(610, 615) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(630, 635)은 각기 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 따라서, 제1 액티브 패턴(530), 제1 게이트 전극(570) 및 제1 소스 전극(610), 제1 드레인 전극(630)을 포함하는 제1 트랜지스터(650) 및 제2 액티브 패턴(535), 제2 게이트 전극(575), 제2 소스 전극(615) 및 제2 드레인 전극(635)을 포함하는 제2 트랜지스터(655)가 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 및 제2 소스 전극들(610, 615) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(630, 635) 상에는 보호층(670)이 형성될 수 있다. 보호층(670)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. 보호층(670)은 제1 및 제2 소스 전극들(610, 615) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(630, 635)을 덮을 수 있으며 층간 절연층(590) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 보호층(670)은 층간 절연층(590) 상에서 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호층(670)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 하프늄 산화물, 지르코늄 산화물 또는 티타늄 산화물 등의 무기물이나, 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물을 사용하여 형성될 수 있다. 선택적으로, 보호층(670)은 상기 무기물과 유기물이 교번하여 적층된 구조를 포함할 수도 있다. 또한, 보호층(670)의 제7 부분을 제거하여 제2 드레인 전극(635)의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 제3 전극(695)이 보호층(670) 상에 형성될 수 있다. 제3 전극(695)의 두께는 대략 500 옹스트롬 이상일 수 있다. 두꺼운 두께를 갖는 제3 전극(695)은 이후 설명할 제2 발광층으로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 즉, 상기 반사된 광은 이후 설명할 제4 전극을 투과하여 상기 표시 장치의 전면으로 방출될 수 있다. 제3 전극(695)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물 등을 사용하여 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 제3 전극(695)의 연장부(637)는 보호층(670)의 제7 부분을 채우며 제2 드레인 전극(635)에 접속될 수 있고, 이에 따라, 제2 발광 구조물은 제2 트랜지스터(655)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 화소 정의막(715)은 제3 전극(695)의 적어도 일부를 노출시키며 보호층(670) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 화소 정의막(715)은 유기 물질 또는 무기 물질을 사용하여 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2 발광층(735)은 제3 전극(695) 상에 형성될 수 있고, 제2 화소 정의막(715)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제2 발광층(735)은 화소들에 따라 상이한 색광들(즉, 적색광, 녹색광, 청색광 등)을 방출시킬 수 있는 발광 물질들 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다.
제4 전극(745)은 제2 발광층(735) 및 제2 화소 정의막(715) 상에 형성될 수 있다. 제4 전극(745)의 두께는 대략 100 옹스트롬 일 수 있다. 제2 발광층(735)으로부터 방출된 광이 얇은 두께를 갖는 제4 전극(745)을 투과하여 상기 표시 장치(100)의 전면으로 방출될 수 있다. 제4 전극(745)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 제3 전극(695), 제2 발광층(735) 및 제4 전극(745)을 포함하는 제2 발광 구조물이 구성될 수 있다.
제2 기판(750)은 제4 전극(745) 상에 형성될 수 있다. 제2 기판(750)은 실질적으로 제1 기판(510)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 기판(750)은 석영 기판, 합성 석영 기판, 불화칼슘 기판, 불소가 도핑된 석영 기판, 소다 라임 기판, 무알칼리 기판 등을 사용하여 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 10에 예시한 표시 장치는 표시 영역 및 투과 영역을 제외하면, 도 1을 참조하여 설명한 표시 장치(100)와 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성을 가질 수 있다. 도 10에 있어서, 도 1을 참조하여 설명한 구성 요소들과 실질적으로 동일하거나 실질적으로 유사한 구성 요소들에 대해 중복되는 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 표시 장치는 제1 기판(110), 제1 발광 구조물, 제1 화소 정의막(310), 평탄화층(140), 게이트 절연층(150), 층간 절연층(190), 제1 트랜지스터(250), 제2 트랜지스터(255), 보호층(270), 제2 발광 구조물, 제2 화소 정의막(315), 제2 기판(350) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 발광 구조물은 제1 전극(340), 제1 발광층(330), 제2 전극(290)을 포함할 수 있고, 제2 발광 구조물은 제3 전극(295), 제2 발광층(335), 제4 전극(345)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 트랜지스터들(250, 255) 각각은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135), 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175), 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215), 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)을 포함할 수 있다.
표시 장치(100)는 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)을 포함할 수 있다. 상기 제1 발광 구조물, 상기 제2 발광 구조물, 제1 트랜지스터(250) 및 제2 트랜지스터(255)는 표시 영역(I)에 위치할 수 있다. 또한, 투과 영역(II)에는 제1 기판(110), 제1 화소 정의막(310), 평탄화층(140), 게이트 절연층(150), 층간 절연층(190), 보호층(270), 제2 화소 정의막(315), 제4 전극(345) 및 제2 기판(350)이 위치할 수 있다.
예를 들어, 표시 장치의 표시 영역(I)에는 화상이 표시될 수 있고, 투과 영역(II)에서는 표시 장치의 반대편에 위치하는 대상의 이미지가 투과될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 발광층들(330, 335) 및 제1 및 제2 발광층들(330, 335) 각각과 전기적으로 연결된 제1 및 제2 트랜지스터들(250, 255) 각각을 포함함으로써, 표시 장치(100)의 전면 및 배면으로 동시에 발광할 수 있는 양면 발광 표시 장치로 기능할 수 있다. 또한, 표시 장치의 전면 및 배면으로 다른 영상 이미지를 표시 할 수 있는 양면 발광 표시 장치로도 기능할 수 있다. 더욱이, 투과 영역(II)을 구비함으로써 투명 및 양면 표시 장치로 기능할 수 있다.
표시 장치가 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)을 구비함에 따라, 제1 기판(110)도 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)으로 구분될 수 있다. 제1 기판(110) 상의 표시 영역(I)에 제1 전극(340)이 배치될 수 있다. 선택적으로, 제1 전극(340)이 제1 기판(110) 상의 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치되는 경우, 제1 전극(340)은 투명한 물질을 포함할 수 있다.
제1 화소 정의막(310)이 제1 전극(340)의 적어도 일부를 노출시키며 제1 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 화소 정의막(310)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 화소 정의막(310)은 투명한 유기 물질 또는 투명한 무기 물질로 이루어질 수 있다.
제1 발광층(330)은 제1 전극(340) 상에 배치될 수 있고, 제1 화소 정의막(310)에 의해 둘러싸일 수 있다.
제2 전극(290)은 제1 발광층(330) 및 제1 화소 정의막(310)의 일부 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(290)은 투과 영역(II)에 배치되지 않는다. 이에 따라, 제1 전극(340), 제1 발광층(330), 제2 전극(290)을 포함하는 제1 발광 구조물이 표시 영역(I)에 배치될 수 있다.
평탄화층(140)은 제2 전극(290) 및 제1 화소 정의막(310) 상에 배치될 수 있다. 즉, 평탄화층(140)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(140)은 투명한 무기물 또는 투명한 유기물을 포함할 수 있다.
평탄화층(140) 상의 표시 영역(I)에 제1 트랜지스터(250) 및 제2 트랜지스터(255)가 배치될 수 있다. 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)은 평탄화층(140) 상에 소정의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다.
제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135) 상에는 게이트 절연층(150)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(150)은 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135)을 덮을 수 있으며, 평탄화층(140) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 게이트 절연층(150)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 게이트 절연층(150)은 투명한 실리콘 화합물, 투명한 금속 산화물 등을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175) 각각은 게이트 절연층(150) 중에서 하부에 제1 및 제2 액티브 패턴들(130, 135) 각각이 위치하는 부분 상에 배치될 수 있다.
제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175) 상에는 층간 절연층(190)이 배치될 수 있다. 층간 절연층(190)은 에서 제1 및 제2 게이트 전극들(170, 175)을 덮을 수 있으며, 게이트 절연층(150) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 층간 절연층(190)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 층간 절연층(190)은 투명한 실리콘 화합물, 투명한 금속 산화물 등을 포함할 수 있다.
층간 절연층(190) 상에는 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)이 배치될 수 있다. 제1 트랜지스터(250)는 제1 드레인 전극(230)의 제3 연장부(232)를 통해 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235) 상에는 보호층(270)이 배치될 수 있다. 보호층(270)은 제1 및 제2 소스 전극들(210, 215) 및 제1 및 제2 드레인 전극들(230, 235)을 덮을 수 있으며 층간 절연층(190) 상에서 상기 제1 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 보호층(270)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 보호층(270)은 투명한 무기물 또는 투명한 유기물을 포함할 수 있다.
제3 전극(295)이 보호층(270) 상의 표시 영역(I)에 배치될 수 있다. 제3 전극(295)의 연장부(237)는 보호층(270)의 일부를 관통하여 제2 드레인 전극(235)에 접속될 수 있고, 상기 제2 발광 구조물은 제2 트랜지스터(255)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 화소 정의막(315)은 제3 전극(295)의 적어도 일부를 노출시키며 보호층(270) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제2 화소 정의막(315)은 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 화소 정의막(315)은 투명한 유기 물질 또는 투명한 무기 물질로 이루어질 수 있다.
제2 발광층(335)은 제3 전극(295) 상에 배치될 수 있고, 제2 화소 정의막(315)에 의해 둘러싸일 수 있다.
제4 전극(345)은 제2 발광층(335) 및 제2 화소 정의막(315) 상에 배치될 수 있다. 선택적으로, 제4 전극(345)이 표시 영역(I) 및 투과 영역(II)에 전체적으로 배치되는 경우, 제4 전극(345)은 투명한 물질을 포함할 수 있다.
제2 기판(350)은 제4 전극(345) 상에 배치될 수 있다. 제2 기판(350)은 실질적으로 제1 기판(110)과 동일한 투명한 재료로 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치는 투과 영역(II)을 구비함으로써 투명 및 양면 표시 장치로 기능할 수 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 표시 장치를 구비할 수 있는 다양한 디스플레이 기기들에 적용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 차량용, 선박용 및 항공기용 디스플레이 장치들, 휴대용 통신 장치들, 전시용 또는 정보 전달용 디스플레이 장치들, 의료용 디스플레이 장치들 등과 같은 수많은 디스플레이 기기들에 적용 가능하다.
100: 표시 장치 110, 510: 제1 기판
130, 530: 제1 액티브 패턴 135, 535: 제2 액티브 패턴
140, 540: 평탄화층 150, 550: 게이트 절연층
170, 570: 제1 게이트 전극 175, 575: 제2 게이트 전극
190, 590: 층간 절연층 210, 610: 제1 소스 전극
215, 615: 제2 소스 전극 230, 630: 제1 드레인 전극
232, 632: 제3 연장부 237, 637: 연장부
235, 635: 제2 드레인 전극 250, 650: 제1 반도체 소자
255, 655: 제2 반도체 소자 270, 670: 보호층
290, 690: 제2 전극 295, 695: 제3 전극
310, 710: 제1 화소 정의막 330, 730: 제1 발광층
335, 735: 제2 발광층 340, 740: 제1 전극
345, 745: 제4 전극 350, 750: 제2 기판
I: 표시 영역 II: 투과 영역

Claims (20)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 배치되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되는 제1 발광층 및 상기 제1 발광층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 제1 발광 구조물;
    상기 제1 발광 구조물 상에 배치되며 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터;
    상기 제1 트랜지스터와 동일한 층에 배치되는 제2 트랜지스터;
    상기 제1 및 제2 트랜지스터들 상에 배치되는 보호층;
    상기 보호층 상에 배치되는 제3 전극, 상기 제3 전극 상에 배치되는 제2 발광층 및 상기 제2 발광층 상에 배치되는 제4 전극을 포함하는 제2 발광 구조물; 및
    상기 제2 발광 구조물 상에 배치되며 상기 제1 기판과 대향하는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제3 전극은 상기 보호층의 일부를 관통하여 상기 제2 트랜지스터에 접속되고,
    상기 제1 트랜지스터는.
    상기 제1 발광 구조물 상에 배치되는 제1 액티브 패턴;
    상기 제1 액티브 패턴 상에 배치되는 제1 게이트 전극;
    상기 제1 액티브 패턴의 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제1 소스 전극; 및
    상기 제1 액티브 패턴의 드레인 영역 및 상기 제1 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제1 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 드레인 전극은,
    상기 제1 기판의 상면과 평행한 방향으로 연장되는 제1 연장부;
    상기 제1 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며 상기 제1 액티브 패턴의 드레인 영역에 접속되는 제2 연장부; 및
    상기 제2 연장부로부터 이격되어 상기 제1 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며, 상기 제1 발광 구조물에 접속되는 제3 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 일부를 노출시키며 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제1 화소 정의막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 발광층은 저분자 유기 발광층, 고분자 유기 발광층, 무기 발광층으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 발광층으로부터 방출된 광은 상기 제2 전극으로부터 반사되고 상기 제1 전극을 투과하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.

  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 전극의 일부를 노출시키며 상기 제3 전극과 상기 제4 전극을 전기적으로 절연시키는 제2 화소 정의막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 발광층으로부터 방출된 광은 상기 제3 전극으로부터 반사되고, 상기 제4 전극을 투과하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 트랜지스터는.
    상기 제1 액티브 패턴과 동일한 층에 배치되며 상기 제1 액티브 패턴과 서로 이격하는 제2 액티브 패턴;
    상기 제1 게이트 전극과 동일한 층에 배치되며 상기 제1 게이트 전극과 서로 이격하는 제2 게이트 전극;
    상기 제2 액티브 패턴의 소스 영역과 전기적으로 연결되는 제2 소스 전극; 및
    상기 제2 액티브 패턴의 드레인 영역 및 상기 제2 발광 구조물과 전기적으로 연결되는 제2 드레인 전극을 포함하는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 발광 구조물과 상기 제1 및 제2 트랜지스터들 사이에 개재되는 평탄화층;
    상기 제1 및 제2 액티브 패턴들을 덮으며 상기 평탄화층 상에 배치되는 게이트 절연층; 및
    상기 제1 및 제2 게이트 전극들을 덮으며 상기 게이트 절연층 상에 배치되는 층간 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 연장부는 상기 층간 절연층 상에 배치되고,
    상기 제2 연장부는 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하며,
    상기 제3 연장부는 상기 게이트 절연층의 일부, 상기 층간 절연층의 일부, 및 상기 평탄화층의 일부를 관통하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 제2 드레인 전극은,
    상기 층간 절연층 상에서 상기 제1 기판의 상면과 평행한 방향으로 연장되는 제4 연장부; 및
    상기 제4 연장부로부터 상기 제1 기판의 상면과 직교하는 방향으로 연장되며 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 드레인 영역에 접속되는 제5 연장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제1 소스 전극은 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제1 액티브 패턴의 소스 영역에 접속되고, 상기 제2 소스 전극은 상기 게이트 절연층의 일부 및 상기 층간 절연층의 일부를 관통하여 상기 제2 액티브 패턴의 소스 영역에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 발광 구조물은 상기 제1 기판의 상면에 직교하는 제1 방향으로 제1 영상 이미지를 표시하고, 상기 제2 발광 구조물은 상기 제1 방향에 반대되는 제2 방향으로 제2 영상 이미지를 표시하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 영상 이미지는 상기 제2 영상 이미지와 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 제1 영상 이미지는 상기 제2 영상 이미지와 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 기판은 표시 영역 및 투과 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 제1 발광 구조물, 제2 발광 구조물, 제1 트랜지스터 및 제2 트랜지스터는 상기 표시 영역에 배치되고, 상기 투과 영역을 통해 상기 표시 장치의 반대편에 위치하는 대상의 이미지가 투과되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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