KR102655336B1 - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿패턴과 슬릿패턴에 있는 반사층을 포함하여 발광 효율이 향상된 표시 장치가 제공된다. 기판상에 구동소자와 발광소자가 배치된다. 평탄화층은 발광소자를 덮도록 배치되고 슬릿패턴을 포함한다. 슬릿패턴은 발광소자와 인접하여 배치되되, 발광소자를 둘러싸도록 배치되고 슬릿패턴의 내부 어느 하나의 경사면에 반사층이 배치된다. 발광소자를 둘러싸도록 배치된 슬릿패턴의 반사층은 발광소자에서 발광되는 빛의 광경로를 조절하고 이로 인해 발광소자의 광효율이 증대된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에서는 발광소자를 인접하여 둘러싸도록 반사층이 있는 슬릿패턴을 배치하여 표시 장치의 발광 효율을 향상 시킬 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법 {DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 표시장치에 있는 화소와 인접하여 있는 슬릿패턴 및 슬릿패턴 내부에 반사층을 배치하여 광효율이 향상된 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
표시 장치는 텔레비전 또는 모니터의 표시 장치 이외에도 노트북 컴퓨터, 테블릿 컴퓨터, 스마트 폰, 휴대용 표시 기기 및 휴대용 정보 기기 등의 표시 화면으로 널리 사용되고 있다.
표시 장치는 반사형 표시 장치와 발광형 표시 장치로 구분될 수 있는데, 반사형 표시 장치는 자연광 또는 표시 장치의 외부 조명에서 나오는 빛이 표시 장치에 반사되어 정보를 표시하는 방식의 표시 장치이고 발광형 표시 장치는 발광 소자 또는 광원을 표시 장치에 내장하고, 내장된 발광 소자 또는 광원에서 발생하는 빛을 사용하여 정보를 표시하는 방식이다.
내장된 발광 소자는 다양한 빛의 파장을 발광할 수 있는 발광 소자를 사용하기도 하고 백색 또는 블루의 빛을 발광 하는 발광 소자와 함께 발광 빛의 파장을 변화 시킬 수 있는 컬러필터를 사용하기도 한다.
이와 같이, 표시 장치로서 이미지를 구현하기 위하여 복수의 발광 소자를 표시 장치의 기판상에 배치하되, 각각의 발광 소자를 개별적으로 발광하도록 컨트롤 하기 위해 구동 신호 또는 구동 전류를 공급하는 구동소자를 발광 소자와 함께 기판상에 배치하여, 기판상에 배치된 복수의 발광 소자를 표시 하고자 하는 정보의 배열대로 해석하여 기판상에 표시하도록 한다.
다시 설명하자면, 이와 같은 표시 장치는 복수의 화소가 배치되고, 각각의 화소는 구동소자인 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Filim Transistor)를 이용하고, 박막 트랜지스터에 연결되어 구동 됨으로서 표시 장치는 각각의 화소의 동작에 의해 영상을 표시한다.
박막 트랜지스터가 사용된 대표적인 표시 장치로서는 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치가 있다. 그 중 액정 표시 장치는 자체 발광 방식이 아니기에 액정 표시 장치의 하부(후면)에 빛을 발광 하도록 배치된 백라이트 유닛(Backlight unit)이 필요하다.
부가적인 백라이트 유닛에 의해 액정 표시 장치는 두께가 증가하고, 플렉서블 하거나 원형과 같은 다양한 형태의 디자인으로 표시 장치를 구현하는데 제한이 있으며, 휘도 및 응답 속도가 저하될 수 있다.
한편, 자체 발광 소자가 있는 표시 장치는 광원을 내장하는 표시 장치보다 얇게 구현될 수 있고, 플렉서블하고 접을 수 있는 표시 장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.
자체 발광 소자가 있는 표시 장치는 발광층으로 유기물을 포함하는 유기 발광 표시 장치와 마이크로 엘이디 소자를 발광 소자로 사용하는 마이크로 엘이디 표시 장치등이 있을수 있는데, 유기 발광 표시 장치 또는 마이크로 엘이디 표시 장치와 같은 자체 표시 장치는 별도의 광원이 필요없기에 더욱 얇거나 다양한 형태의 표시 장치로 활용될 수 있다.
그러나, 유기물을 사용하는 유기 발광 표시 장치는 별도의 광원이 필요하지 않는 반면에 수분과 산소에 의한 불량화소가 발생되기 쉬우므로 산소와 수분의 침투를 최소화 하기 위한 다양한 기술적 구상이 추가적으로 요구된다.
상술한 문제에 대하여, 최근에는, 미세한 크기의 마이크로 엘이디(Micro light emitting diode)를 발광 소자로 사용하는 표시장치에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 이러한 발광 표시 장치는 고화질과 고신뢰성을 갖기 때문에 차세대 표시 장치로서 각광받고 있다.
LED소자는 반도체에 전류를 흘려주면 빛을 내는 성질을 이용한 반도체 발광 소자로 조명, TV, 각종 표시장치 등에 널리 활용되고 있다. LED소자는 n형 반도체층과 p형 반도체층, 그리고 그 사이에 있는 활성층으로 구성된다. 전류를 흘려주면 n형 반도체층 부분에는 전자가, p형 반도체층 부분에는 정공이 있다가 활성층에서 결합해 빛을 낸다.
단위 화소의 발광 소자로 LED소자가 사용된 발광 표시 장치를 구현하기 위해서는 몇가지 기술적인 요구사항이 있다. 우선, 사파이어(Sapphire) 또는 실리콘(Si)과 같은 반도체 웨이퍼(wafer) 기판 상에 LED소자를 결정화 시키고, 결정화된 복수의 LED 칩을 구동소자가 있는 기판에 이동 시키되 각각의 화소에 대응하는 위치에 LED소자를 위치시키는 정교한 전사 공정이 요구된다.
LED소자는 무기재료를 사용하여 형성할 수 있으나, 결정화 하여 형성할 필요가 있고, GaN과 같은 무기재료를 결정화 하려면, 결정화를 유도 할 수 있는 기판상에서 무기재료를 결정화 하여야 한다. 이와 같이 무기재료의 결정화를 효율적으로 유도 할 수 있는 기판은 반도체 기판이며, 상술한 바와 같이 반도체 기판상에서 무기재료를 결정화 시키어야 한다.
LED소자를 결정화하는 공정은 에피택시(epitaxy), 에피텍셜 성장(epitaxial groth) 또는 에피공정이라고도 지칭한다. 에피공정은 어떤 결정의 표면에서 특정한 방위 관계를 취해 성장하는 일을 의미하는데, LED소자의 소자구조를 형성하기 위해서는 기판위에 GaN계 화합물 반도체를 pn접합 다이오드 형태로 쌓아 올려야 하는데 이때 각각의 층은 밑의 층의 결정성을 이어받아 성장하게 된다.
이때, 결정 내부의 결함은 전자와 정공의 재합과정(Electron-hole recombination process)에서 비발광 센터(nonradiative center)로 작용하기 때문에 광자(photon)를 이용하는 LED소자에서는 각 층을 형성하는 결정들의 결정성이 소자효율에 결정적인 영향을 미치게 된다.
현재 주로 사용되는 기판으로는 상술한 사파이어(Sapphire)기판이 주로 사용되며, 근래에는 GaN를 베이스로하는 기판등에 대한 연구활동이 활발히 이루어 지고 있다.
이와 같이 LED발광 소자를 구성하는 GaN과 같은 무기재료를 반도체 기판상에 결정화 함에 있어 소요되는 반도체 기판의 높은 가격으로 인해 단순한 조명 또는 백라이트에 사용되는 광원으로서의 LED가 아닌 표시 장치의 발광 화소로서 다량의 LED를 사용하게 되는 경우 제조 비용이 높아지는 문제점이 있다.
또한, 상술한 바와 같이 반도체 기판상에 형성된 LED소자는 표시장치를 구성하는 기판으로 전사(Transfer)하는 단계가 필요하게 되는데, 이 과정에서 반도체 기판에 형성된 LED소자를 분리하는데에 어려움이 있고, 분리된 LED소자를 원하는 지점에 바르게 이식(transplant)할때에도 많은 어려움과 문제점이 있다.
반도체 기판상에 형성된 LED소자를 표시장치를 구현하는 기판으로 전사하는데 있어 PDMS와 같은 고분자물질을 사용한 전사용 기판을 사용하는 방법, 전자기나 정전기를 이용한 전사 방법 또는 물리적으로 한 개의 소자씩 집어서 옮기는 방법 등 다양한 전사 방법이 사용될 수 있으며 다양한 전사 방법에 대한 연구활동이 이루어 지고 있다.
이와 같은, 전사공정은 표시장치를 구현하는 공정의 생산성과 연관이 있으며, 대량 생산을 위하여서는 LED소자를 한 개씩 옮기는 방법은 비 효율적이라 할 수 있겠다.
이에 고분자 물질을 사용한 전사용 기판을 사용하여 복수개의 LED소자를 반도체 기판에서 분리하여 표시장치를 구성하는 기판, 특히 박막트랜지스터에 배치된 구동소자 및 전원전극과 연결된 패드전극상에 올바르게 위치하는데 있어 정교한 전사 공정 또는 공법이 필요하게 되었다.
상술한 전사공정 중에 또는 전사공정 이후에 이어 지는 후속 공정중에 LED소자는 진동 또는 열등의 조건에 따라 움직이거나 전사되는 과정에서 LED소자가 뒤집히어 전사되는등 불량이 발생될 수 있으며, 이러한 불량을 발견하고 복구하는데 많은 어려움이 있었다.
일반적인 전사 공정을 예로들어 LED소자의 전사공정에 대하여 일 예를 들어 설명하자면, 다음과 같다. 반도체 기판상에 LED소자를 형성하고 반도체층에 전극을 형성하여 개별 LED소자로서 완성시킨다. 이후, 반도체 기판과 PDMS기판(이후에는 전사기판이라 한다)을 접촉시키어 전사기판으로 LED소자를 이동시킨다. 전사기판은 반도체 기판상에 형성된 LED소자를 화소의 화소거리만큼의 거리를 고려하여 반도체 기판에서 LED소자를 전사기판으로 전사시키어야 하기에 전사기판상에는 표시장치의 화소거리를 고려하여 LED소자를 받기위한 돌기형상등이 돌출되어 배치되게 된다.
반도체 기판의 배면을 통해 LED소자로 레이저를 조사하여 LED소자를 반도체 기판에서 떼어내게 되는데, 이때 레이저를 조사하는 과정에서 LED소자는 반도체 기판에서 분리될 때 반도체 기판의 GaN물질이 레이저의 높은 에너지에 의해 에너지의 집중으로 물리적으로 급격한 확장이 일어 날 수 있고, 이로 인해 충격이 발생 할 수 있다. (이를 1차 전사라 한다.)
이후, 전사기판에 전사된 LED소자를 표시장치를 구성하는 기판상에 전사하게 되는데, 박막트랜지스터가 있는 기판상에 상기 박막 트랜지스터를 절연/보호 하는 보호층을 배치한 뒤 보호층상에 접착층을 배치한다.
전사기판과 표시장치의 기판을 접촉시키어 압력을 가하게 되면, 전사기판에 전사된 LED소자는 상술한 보호층상에 있는 접착층에 의해 표시장치의 기판측으로 전사 된다.
이때, 전사기판과 LED소자의 접착력을 표시장치를 구성하는 기판과 LED소자의 접착력보다 작게되도록 하여 전사기판상의 LED소자가 표시장치의 기판으로 원활히 전사되도록 한다. (이를 2차 전사라 한다)
반도체 기판과 표시장치를 구성하는 기판은 기본적으로 그 크기가 상이하며 통상적으로 표시장치를 구성하는 기판이 크다. 이러한 면적, 크기의 차이로 인해 상술한 1차 및 2차 전사를 반복하여 표시장치의 기판의 구역별로 복수로 수행하면, 표시장치를 구성하는 각각의 화소에 대응하는 LED소자를 전사할 수 있게 된다.
반도체 기판에 형성된 LED소자는 그 종류에 따라 레드, 블루 및 그린의 LED소자일 수 있으며, 또는 백색 LED소자일 수 있다. 서로 다른 파장의 빛을 발광하는 LED소자를 사용하여 표시장치의 화소를 구현하는 방식에서 상술한 1차 및 2차 전사의 횟수는 더욱 증가할 수 있다.
LED 소자는 GaN과 같은 화합물 반도체로 구성되어 무기 재료 특성상 고 전류를 주입할 수 있어 고휘도를 구현할 수 있고, 열, 수분, 산소 등 환경 영향성이 낮아 고신뢰성을 갖는다.
또한, LED소자는 내부 양자 효율이 90% 수준으로 유기 발광 표시 장치 보다 높으므로 고휘도의 영상을 표시할 수 있으면서, 소모 전력이 낮은 표시 장치를 구현할 수 있는 장점이 있다.
또한, 유기 발광 표시 장치와는 달리 무기물을 사용하기에 산소와 수분의 영향이 미미한 수준으로 산소와 수분의 침투를 최소화 하기 위한 별도의 봉지막 또는 봉지기판이 필요가 없으므로, 봉지막 또는 봉지기판을 배치함으로서 발생할 수 있는 마진영역인 표시 장치의 비표시 영역을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
상술한 바와 같이 LED소자를 화소로 사용하는 표시장치에 있어서 내부 양자 효율이 90%수준으로 소모 전력이 낮은 표시 장치를 구현할 수 있는 장점이 있는 반면에, LED소자를 반도체 기파상에서 생성한 후 표시장치로 이식하는 과정을 거쳐야 하는 문제로 인해 표시장치를 제조함에 있어 공정 난이도와 함께 고 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 기판상에 있는 LED소자는 에너지 대비 광 효율이 높으나 표시장치의 화소의 기능을 수행하기 위해 특정방향으로 광을 모아주거나 광 경로를 조절할 필요가 있다.
이에 최근의 연구 활동에서 상술한 LED소자를 화소로 사용하는 표시장치에 있어서 광경로를 효율적으로 조절하여 더욱 광효율이 향상된 표시장치를 개발하려는 노력이 수반되고 있다.
상술한 바와 같이 LED소자가 사용된 표시 장치는 봉지막이나 봉지기판이 필요하지 않아 베젤 영역을 최소화 할 수 있고, 복수의 표시장치를 사용한 모듈라(Modular) 형식의 표시장치를 구성하는데 유리하다. 그러나, 이와 같은 표시장치의 소자로 사용되는 LED소자의 광효율을 더욱 높일 필요성이 있었다.
표시장치에 있는 LED소자는 구조적인 특성상 방향성이 없이 발광함으로, 발광되는 빛의 방향을 조절하기 힘든 문제가 있고, 이로 인해 광 효율이 낮아질 수 있는 문제점이 있었다. 이에, 본 발명의 발명자들은 LED소자에서 발광되는 빛의 광효율을 높일 수 있는 표시장시치 및 이의 제조방법을 발명하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 빛을 발광하는 발광소자의 광효율이 향상되도록 화소와 인접하여 배치된 슬릿패턴 및 슬릿패턴내에 배치되는 반사층이 있는 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제는 상술한 슬릿패턴을 화소와 인접하여 배치하기 위해 화소전극을 노광 공정의 마스크로 사용하여 발광소자를 둘러싸는 평탄막에 슬릿패턴을 배치할 수 있는 표시장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿패턴과 반사층이 배치되어 광효율이 증가된 표시 장치가 제공된다. 기판상에 구동소자가 배치되고 구동소자와 전기적으로 연결된 발광소자가 배치된다. 발광소자는 평탄화층으로 커버되며 구동소자와 전기적인 연결을 갖기 위해 평탄화층 상에 화소전극이 배치된다. 평탄화층에는 슬릿패턴이 배치되되, 발광소자를 둘러싸도록 배치된다. 슬릿패턴의 내부 일측의 경사면에는 반사층이 배치되어 발광소자에서 발광되는 빛의 경로를 조절할 수 있고, 이에 따라 광 효율이 증대된 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법이 제공된다. 기판 상에 구동소자와 발광소자를 배치한다. 발광소자를 배치한 후 발광 소자를 커버하는 평탄화층을 배치하고 구동소자와 발광소자의 전극부를 오픈한다. 평탄화층상에 구동소자와 발광소자를 연결하는 화소전극을 배치한다. 발광소자 주위 평탄화층에 슬릿패턴을 형성한다. 슬릿패턴을 배치하는 단계는 화소전극의 일부를 식각하고 화소전극이 오픈되어 드러난 평탄화층에 슬릿패턴을 배치하는 단계를 포함한다. 슬릿패턴을 배치한 후 슬릿패턴 내측에 반사층을 형성하여 발광소자의 발광 방향을 조절하여 광효율이 향상된 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 표시장치에 있는 발광소자와 인접하여 슬릿패턴 및 반사층을 배치함으로써 발광소자의 광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 슬릿패턴 및 반사층을 배치하는 단계에서 화소전극을 마스크로 사용함 으로써 공정안정성을 높임과 동시에 슬릿패턴의 미세형상을 안정적으로 구현할 수 있어 표시장치의 생산성을 향상 시킬수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 있는 화소를 설명하기 위한 도 1에 예시된 화소를 설명하기 위한 개략적인 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 A - A'에 따른 개략적인 단면도로, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿패턴이 있는 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 있는 발광소자를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 내지 도 6l은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 8a 내지 도 8k는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
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 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 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
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.
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, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿패턴 및 반사층에 의해 광효율이 향상된 표시장치의 다양한 구성에 대해 이하 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 기판(110)상에 정의된 복수의 단위화소(UP)가 있는 표시영역(AA)과 비표시영역(IA)이 정의된 기판(110)을 포함한다.
단위화소(UP)는 기판(110)의 전면(110a)에 있는 복수의 서브화소(SP1, SP2, SP3)로 구성될 수 있으며 통상적으로 레드(Red), 블루(Blue) 및 그린(Green)의 빛을 발광하는 서브화소(SP1, SP2, SP3)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고, 화이트(White)등의 빛을 발하는 서브화소를 포함할 수 있다.
상기 기판(110)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어 질 수 있으며, 두장 이상의 기판의 합착 또는 두층이상의 층으로 구분되는 기판일 수 있다. 비표시영역(IA)은 표시영역(AA)을 제외한 기판(110)상의 영역으로 정의될 수 있는데, 상대적으로 매우 좁은 폭을 갖을 수 있으며, 베젤(Bezel)영역으로 정의될 수 있다.
복수의 단위화소(UP)각각은 표시영역(AA)에 배치된다. 이때, 복수의 단위화소(UP)각각은 X축 방향을 따라 미리 설정된 제1 기준 화소 거리를 가지게 되고 Y축 방향을 따라 미리 설정된 제2 기준 화소 거리를 가지도록 표시영역(AA)에 배치된다. 제1 기준 화소 거리는 인접한 단위화소(UP)각각의 정 중앙부간의 거리로 정의될 수 있므며, 제2 기준 화소 거리는 제1 기준 화소 거리와 유사하게 기준 방향으로 인접한 단위화소(UP)각각의 정 중앙부간의 거리로 정의될 수 있다.
한편, 단위화소(UP)를 이루는 서브화소(SP1, SP2, SP3)간의 거리또한 제1 기준 화소 거리 및 제2 기준 화소 거리와 유사하게 제1 기준 서브화소 거리 및 제2 기준 서브화소 거리로 정의될 수 있다.
발광소자를 포함하는 발광 표시장치(100)는 비표시영역(IA)의 폭이 상술한 화소 거리 혹은 서브화소 거리보다 작을 수 있으며, 화소 거리 혹은 서브화소 거리 보다 같거나 작은 길이의 비표시영역(IA)을 갖는 발광 표시장치(100)로 멀티 스크린 표시장치를 구성하는 경우, 비표시영역(IA)이 화소 거리 또는 서브화소 거리보다 작으므로 베젤영역이 실질적으로 없는 멀티 스크린 표시장치를 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은, 베젤영역이 실질적으로 없거나 최소화 된, 멀티 스크린 방식의 표시장치를 구현하기 위해 발광 표시장치(100)는 표시영역(AA)내에서 제1 기준 화소 거리, 제2 기준 화소 거리, 제1 기준 서브화소 거리 및 제2 기준 서브화소 거리를 일정하게 유지할 수도 있으나, 표시영역(AA)을 복수의 구역으로 정의하고 각각의 구역내에서 상술한 거리 길이를 서로 다르게 하되, 비표시영역(IA)과 인접한 구역의 화소 거리를 다른 구역보다 넓게 함으로서 더욱 베젤영역의 크기를 상대적으로 화소 거리보다 작도록 할수 있다.
이와같이, 서로다른 화소 거리를 갖는 발광 표시장치(100)는 화상에 대한 왜곡 현상이 발생 할 수 있으므로 설정된 화소 거리를 고려하여 인접한 구역과 비교하고 이미지 데이터를 샘플링하는 방식으로 이미지 프로세싱을 하여 화상에 대한 왜곡 현상을 최소화 하면서 베젤영역을 최소화 할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 있는 화소를 설명하기 위한 도 1에 예시된 화소를 설명하기 위한 개략적인 부분 확대도이다.
상술한 바로는 화소는 복수의 서브화소로 구성되고 서브화소는 적어도 하나의 발광소자를 포함한다. 이하에서는 서브화소를 화소라 칭하여 설명하도록 하겠다.
도 2를 참조하면 화소(SP)는 회로부(SP-c)와 화소부(SP-p)를 포함한다. 도 2에서는 간략하여 도시하였으나 회로부(SP-c)는 전기적 신호에 따라 발광소자(150)에 전류를 공급하기 위한 구동소자등이 배치되고 구동소자와 전기적으로 연결된 캐패시터(Capacitro)등을 포함할 수 있으며 이들간의 전기적인 연결 또는 전류를 공급하는 다양한 전극들이 배치될 수 있다.
회로부(SP-c)를 통해 전류는 화소부(SP-p)에 공급되어 지고 이를 위해 화소부(SP-p)에 있는 화소전극(121)과 공통전극(122)는 회로부(SP-c)에 있는 구성요소들, 또는 전류를 공급하기 위한 배선전극등에 연결될 수 있다.
화소부(SP-p)는 발광소자(150)가 배치되며 화소전극(121)과 발광소자(150)상에 있는 제1 전극(E1)간의 전기적으로 연결된 제1 연결전극(131)을 포함하고, 공통전극(122)과 발광소자(150)상에 있는 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결된 제2 연결전극(132)을 포함한다.
발광소자(150) 주변에는 발광소자(150)와 인접하여 슬릿패턴(140)이 배치된다 슬릿패턴(140)은 반사층(160)을 포함하고, 발광소자(150)를 둘러싸도록 배치되어 발광소자(150)에서 발광되는 빛의 경로를 발광소자(150)의 방향으로 조정할 수 있고, 이에 발광소자(150)의 광효율을 증가시킬 수 있다.
상술한 회로부(SP-c)와 화소부(SP-p)는 설명을 위해 구분하여 도시한 것으로 각기 포함되는 구성요소는 회로부(SP-c) 또는 화소부(SP-p)에 서로 공유되거나 배치 될 수 있으며, 회로부(SP-c)와 화소부(SP-p)는 중첩될 수 있다.
도 3은 도 2의 A - A'에 따른 개략적인 단면도로, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿패턴이 있는 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는 기판(110)상에 다양한 층들의 적층구조와 더불어 발광소자(150) 및 다양한 전극들을 포함할 수 있다.
기판(110)상에 생략하여 도시하였으나 박막트랜지스터와 같은 구동소자 및 이를 보호하기 위한 층간보호층(111)이 배치될 수 있고 구동소자 보호층(112)이 배치될 수 있다.
이전 도면을 들어 설명한 바와 같이 발광소자(150)에 전기적 신호에 따른 전류를 공급하기 위해 화소전극(121)과 공통전극(122)이 배치되고 이들과 발광소자(150)간의 연결은 제1 연결전극(131) 및 제2 연결전극(132)를 통해 이루어 진다.
화소전극(121)은 통상적으로 전자를 공급하는 애노드(Anode)전극이고, 공통전극(122)는 정공을 공급하는 전극이라 할 수 있겠으나, 경우에 따라서는 서로 바뀔 수 있다. 이는 발광소자(150)에 연결된 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)가 n형 전극인지 또는 p형전극인지에 따라 바뀔수 있다.
화소전극(121)과 공통전극(122)은 구동소자를 구성하는 소스전극과 드레인전극과 동일한 재질의 전극일 수 있으며 배치하는 과정상 상기 소스전극과 상기 드레인전극과 동일한 단계에 배치될 수 있다.
화소전극(121)과 공통전극(122)은 구동소자 보호층(112)상에 배치되며 다층의 전극일 수 있는데, 실 예로서 발광소자(150)의 하부에 있는 반사전극(123)과 동일한 재질의 전극층이 더하여져 이루어진 다층구조의 전극일 수 있다.
발광소자(150)는 전자와 정공이 공급되어 발광하게 되는데, 발광할 때, 빛의 발광 방향이 특정지어 지지 않아 모든 방향으로 빛이 발출 될 수 있다, 그러므로 발광소자(150)의 하부로 발광되는 빛을 발광소자(150)의 상부 방향으로 반사 시키어 광효율을 증대하기 위해 반사전극(123)을 발광소자(150)하부에 배치할 수 있다.
반사전극(123)은 Al, Ag, Au, Pt, 또는 Cu 등이 될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 반사전극(123)은 빛을 반사하는 재질로 이루어 지며, 대부분 전도성 재질로 구성될 수 있기에, 전도성 재질이 다른 접지전극과의 연결이 없이 플로팅(Floating)되는 경우, 여러 다른 전기회로의 영향으로 유도 전하가 축적될 수 있고, 정전기등을 유발하거나 다른 전기회로에 영향을 미칠 수 있으므로 제1 접지전극(124)과 연결되도록 배치한다.
제1 접지전극(124)는 반사전극(123)에 쌓일 수 있는 전하를 외부로 방출하도록 다른 회로 배선과 전기적인 연결을 맺을 수 있으며 구동소자를 구성하는 소스전극 또는 드레인 전극과 동일한 전극으로 구성될 수 있다.
구동소자 보호층(112)은 화소(SP)를 덮도록 기판(110)의 전면(全面) 전체에 배치된다. 이러한 구동소자 보호층(112)은 회로부(SP-c)를 비롯한 화소부(SP-p)에 있는 회로구성요소들을 보호하면서 평탄면을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동소자 보호층(112)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 또는 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 물질로 이루어질 수 있으나, 공정의 편의를 위해 포토 아크릴 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
구동소자 보호층(112)상에 접착층(113)이 배치된다. 접착층(113)은 레진(Resin)과 같은 접착물질일 수 있으며, 발광소자(150)를 고정하기 위해 배치된다.
접착층(113)상에 발광소자(150)이 배치된다. 발광소자(150)는 후술 하겠지만 전자와 정공을 공급받아 발광하며, 전자와 정공을 공급받기 위해 제1전극(E1)과 제2전극(E2)을 포함한다.
발광소자(150)는 복수의 서브화소(SP1, SP2, SP3) 각각에 실장된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(150)는 적색 광, 녹색 광, 청색 광, 및 백색 광 중 어느 하나의 광을 방출하는 광 소자 또는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드 칩은 1 내지 100 마이크로 미터의 스케일을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
평탄화층(114)은 발광소자(150)를 덮도록 접착층(113) 및 구동소자 보호층(112) 상에 배치된다. 즉, 평탄화층(114)은 구동소자 보호층(112)의 전면, 발광소자(150)가 배치된 곳과 나머지 전면(前面)을 모두 덮을 수 있을 정도의 두께를 가지도록 배치된다.
평탄화층(114)은 하나의 층으로 이루어 질 수 있으며 다층구조의 평탄화층(114)일 수 있다. 이와 같은, 평탄화층(114)은 구동소자 보호층(112) 상에 평탄면을 제공한다. 또한, 평탄화층(114)은 발광소자(150)의 위치를 고정하는 역할을 한다.
평탄화층(114)은 공통전극(122)를 오픈하는 공통전극 컨택홀(CCH)과 화소전극(121)을 오픈하는 화소전극 컨택홀(PCH)이 배치된다. 또한 발광소자(150)에 있는 제1전극(E1)과 제2전극(E2)을 오픈하도록 평탄화층(114)이 배치된다.
오픈된 화소전극(121)과 발광소자(150)의 제1전극(E1)은 제1 연결전극(131)에 의해 전기적으로 연결되고, 오픈된 공통전극(122)은 발광소자(150)의 제2전극(E2)과 제2 연결전극(132)에 의해 전기적으로 연결된다. 제1 연결전극(131) 및 제2 연결전극(132)은 평탄화층(114)상에 배치되고 투명 도전성 물질로 구성될 수 있다. 투명 도전 물질은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등이 될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
한편, 평탄화층(114)에 슬릿패턴(140)이 배치된다. 슬릿패턴(140)은 폭이 2~3um의 미세 슬릿으로 구성될 수 있으며, 발광소자(150)와 인접하여 배치되되 발광소자(150)을 둘러싸도록 배치된다.
슬릿패턴(140)의 내부에 반사층(160)이 배치된다. 반사층(160)은 슬릿패턴(140) 내부의 일측면에 배치될 수 있는데, 슬릿패턴(140)이 미세슬릿으로 구성되기에 기판(110)과 슬릿패턴(140)의 내측의 경사는 70도 이상일 수 있고, 이에 반사층(160)과 기판(110)이 이루는 각도는 70도 이상일 수 있다.
반사층(160)은 상술한 바와 같이 슬릿패턴(140) 내측의 어느 한 측면에 배치될 수 있으며, 또는 슬릿패턴(140)의 내부를 충진하도록 배치될 수 있다. 반사층(160)은 Al, Ag, Au, Pt, 또는 Cu 등의 재질로 이루어 질 수 있으며 발광소자(150)으로부터 발출되는 빛을 기판(110)의 상부로 반사하기 위해 발광소자(150)을 기준으로 기판(110)과 이루는 각도는 둔각일 수 있다.
슬릿패턴(140)에 있는 반사층(160)은 제1 연결전극(131) 또는 제2 연결전극(132)과 전기적으로 연결된 구성일 수 있다. 슬릿패턴(140)에 있는 반사층(160)이 상술한 제1 연결전극(131) 또는 제2 연결전극(132)과 전기적으로 연결이 되지 않는 경우 플로팅되어 반사전극(123)과 같이 정전기등을 유발할 수 있기에 제1 연결전극(131) 또는 제2 연결전극(132)과 전기적인 연결이 되도록 하여 접지시키는 것이 바람직 하다. 그러나 반사층(160)을 접지시키기 위해 제1 연결전극(131) 또는 제2 연결전극(132)과 필수적으로 연결될 필요는 없으며 경우에 따라서는 제1 접지전극(124)과 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제1 연결전극(131)은 슬릿패턴(140)에 의해 전기적 연결이 끊어진 것으로 볼 수 있는데, 이는 슬릿패턴(140)의 내부에 배치된 반사층(160)이 슬릿패턴(140)의 어느 일측면에 한하여 배치되는 경우 제1 연결전극(131)의 전기적 연결성을 끊을 수 있다. 이러한 전기적 연결을 보완하기 위해 도2에 도시된 바와 같이 슬릿패턴(140)은 오픈영역(141)이 정의되어 제1 연결전극(131) 및 제2 연결전극(132)의 전기적 연결을 이룰 수 있도록 한다.
오픈영역(141)은 슬릿패턴(140)과 슬릿패턴(140)내부에 있는 반사층(160)에 의해 제1 연결전극(131)과 제2 연결전극(132)가 전기적 쇼트가 되지 않도록 반사층(160)을 끊어 주도록 배치된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 있는 발광소자를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(150)는 발광층(EL)과 제1 전극(E1), 제2 전극(E2) 및 절연막(PAS)을 포함하고, 발광층(EL)은 제1 반도체층(151), 활성층(152), 및 제2 반도체층(153)을 포함한다. 발광소자(150)는 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2) 사이에 흐르는 전류에 따른 전자와 정공의 재결합에 따라 발광한다.
제1 반도체층(151)은 p형 반도체층이고 제2 반도체층(153)은 n형 반도체층 일 수 있으나 편의상 제1 반도체층(151) 및 제2 반도체층(153)으로 설명하도록 한다. 또한 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)또는 전기적인 연결 관계에 따라, 즉 전기적인 연결을 이루는 반도체 층에 따라 p형 전극 또는 n형 전극으로 호칭 될 수 있으나 마찬가지로 편의상 제1 또는 제2 전극으로 설명하도록 하겠다. 또한, 본 명세서에서는 제1 반도체층(151) 및 제2 반도체층(153)을 각각 p형 반도체층 및 n형 반도체층으로 설명하겠으나 제1 반도체층(151) 및 제2 반도체층(153)은 각각 반대인 n형 반도체층 및 p형 반도체층 일 수 있다.
제1 반도체층(151)은 활성층(152) 상에 배치되어, 활성층(152)에 정공을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 반도체층(153)은 p-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, p-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제2 반도체층(153)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Mg, Zn, 또는 Be 등이 이용될 수 있다.
제2 반도체층(153)은 활성층(152)에 전자를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 반도체층(153)은 n-GaN계 반도체 물질로 이루어질 수 있으며, n-GaN계 반도체 물질로는 GaN, AlGaN, InGaN, 또는 AlInGaN 등이 될 수 있다. 여기서, 제2 반도체층(151)의 도핑에 사용되는 불순물로는 Si, Ge, Se, Te, 또는 C 등이 사용될 수 있다.
활성층(152)은 제2 반도체층(153) 상에 배치된다. 이러한 활성층(152)은 우물층과 우물층보다 밴드 갭이 높은 장벽층을 갖는 다중 양자 우물(MQW; Multi Quantum Well) 구조를 갖는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 활성층(152)은 InGaN/GaN 등의 다중 양자 우물 구조를 가질 수 있다.
제1 전극(E1)은 p형 전극일 수 있으며 제2 전극(E2)은 n형 전극일 수 있다. 이는 전자를 공급하는지 또는 정공을 공급하는지에 따라, 즉 p형 반도체층과 전기적으로 연결되는지 또는 n형 반도체층과 연결되는지에 따라 구분할 수 있으나 본 명세서에서는 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)으로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 및 제2 전극(E1, E2) 각각은 Au, W, Pt, Si, Ir, Ag, Cu, Ni, Ti, 또는 Cr 등의 금속 물질 및 그 합금 중 하나 이상을 포함한 물질로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 따른 제1 및 제2 전극(E1, E2) 각각은 투명 도전성 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 투명 도전성 재질은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등이 될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
절연막(PAS)은 발광소자(150)의 외부를 커버하도록 배치되며 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 적어도 일부를 오픈하도록 절연막 오픈영역(P-Open)을 갖는다. 절연막(PAS)은 SiNx 또는 SiOx와 같은 물질로 배치될 수 있으며 활성층(152)을 커버하도록 배치된다.
절연막(PAS)은 발광소자(150)에 있는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)이 다른요소간의 불필요한 전기적 연결이 발생되지 않도록 한다.
부가적으로, 제2 반도체층(153)과 활성층(152) 및 제1 반도체층(151) 각각은 반도체 기판 상에 순차적으로 적층되어 형성된 발광소자(150)일 수 있다. 여기서, 반도체 기판은 사파이어 기판(sapphire substrate) 또는 실리콘 기판 등의 반도체 물질을 포함한다. 이러한 반도체 기판은 제2 반도체층(153)과 활성층(152) 및 제1 반도체층(151) 각각을 성장시키기 위한 성장용 기판으로 사용된 후, 기판 분리 공정에 의해 제2 반도체층(153)으로부터 분리될 수 있다. 여기서, 기판 분리 공정은 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off) 또는 케미컬 리프트 오프(Chemical Lift Off) 등이 될 수 있다. 이에 따라, 발광소자(150)에서 성장용 반도체 기판이 제거됨에 따라 발광소자(150)는 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있으며, 이로 인하여 각 화소(SP)에 수납될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 5를 참조하여 설명하되 본 발명의 주요 범주 내에 들지 않은 제조과정등에 대한 기술은 간략하게 언급하거나 생략하여 설명하기로 한다.
기판상에 구동소자와 발광소자를 배치한다. (S110) 기판상에 구동소자를 배치함에 있어 구동소자와 발광소자와의 전기적인 연결을 위한 화소전극과 공통전극등을 구동소자를 구성하는 소스전극 또는 드레인 전극과 동일한 단계에 상기 화소전극 및 공통전극을 배치하도록 한다. 발광소자는 기판상에 접착층을 형성하고 발광소자를 배치하되 가압하여 발광소자가 이탈하지 않고 접착이 원활히 수행되도록 하는 공정을 수반할 수 있다.
이후, 발광소자를 커버하는 평탄화층 및 연결전극을 배치하는 단계를 수행한다. (S120) 평탄화층은 두번에 걸쳐 형성될 수 있으며 발광소자를 충분히 커버하는 높이로 배치되도록 한다. 평탄화층을 배치하는 단계에서 화소전극 및 공통전극상을 오픈하도록 오픈영역을 평탄화층에 배치하되 연결전극등을 배치하는 과정에서 전기적 연결이 원활 하도록 오픈영역은 일정정도 경사지도록 오픈하도록 한다. 또한 발광소자에 있는 제1 전극 및 제2 전극을 오픈하도록 함께 패터닝 할 수 도 있다.
평탄화층은 경화되지 않은 상태의 유기물질등을 배치한 후 스핀코팅의 공법을 통해 평탄화층의 상부를 평평하게 한 후 마스크를 사용하여 경화시킬 영역과 오픈할 영역을 구분하여 경화시킨 후 경화되지 않은 영역을 제거하여 평탄화층을 배치할 수 있으며, 경화 시키는 방법에 따라 사용되는 재질이 달라질 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 형성된 평탄화층 상에 연결전극을 형성한다. 연결전극은 화소전극과 공통전극등 평탄화층의 오픈영역에 오픈된 전극들과 전기적인 연결을 이루도록 배치하도록 한다.
발광소자 주위 평탄화층에 슬릿패턴을 형성하는 단계를 수행한다. (S130) 상기 단계는, 슬릿패턴을 평탄화층상에 배치하기위해 연결전극의 적어도 일부를 제거하는 단계(S131)와 연결전극을 제1 연결전극과 제2 연결전극으로 패터닝하는 단계(S132)를 포함할 수 있다.
슬릿패턴을 평탄화층에 배치하는데 포토레지스터를 배치한 후 에칭가스(Etching gas)를 분사하는 드라이 에칭(Dry etching)공법을 사용할 수 있다. 이때, 슬릿패턴과 같은 미세한 폭을 갖는 슬릿을 평탄화층에 배치하기 위하여서는 포토레지스터만으로는 불가능할 수 있는데 이는 포토레지스터는 에칭가스에 의해 오픈된 영역이 좌우로 함께 에칭되어 밀려나는 현상이 발생할 수 있기 때문인다.
에칭가스에 의해 포토레지스터의 오픈된 영역이 손상되는 것을 최소화 하기 위해 연결전극을 먼저 에칭용액을 사용하여 에칭하고(Wet etch) 연결전극의 오픈부를 상술한 바와 같이 드라이 에칭하면 슬릿패턴을 완성할 수 있게 된다.
이후, 연결전극은 제1 연결전극과 제2 연결전극으로 분리되도록 패터닝 하도록 한다.(S132)
슬릿패턴의 일측에 반사층을 형성하는 단계를 수행하여 표시장치를 완성한다. (S140) 슬릿패턴은 발광소자를 둘러싸도록 배치되므로 발광소자의 광효율이 증대되도록 슬릿패턴의 내부에 반사층을 형성한다. 반사층을 형성하는 공정은 전면에 Al, Ag, Cu와 같은 불투명 반사물질을 Sputtering의 공법을 사용하여 전면 증착하고, 포토레지스터를 패터닝하여 배치한 후 용액을 사용하여 불필요한 반사층을 제거하는 방법으로 슬릿패넌 내부에 반사층을 배치할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서 연결전극의 전기적 연결을 더욱 원활히 하기 위한 구조를 갖는 표시장치를 구현하기 위해, 반사층 상에 연결전극을 다시 배치하는 단계들을 더 수행할 수도 있다.
이를 더 설명하자면 다음과 같다. 상기 슬릿패턴의 일측에 반사층을 형성하는 단계 이후에 연결전극을 제거하고 슬릿패턴 내부를 평탄화층으로 충진하는단계(S141)을 수행한다.
연결전극의 전기적 연결을 더욱 원활히 하기 위해 슬릿패턴을 평탄화 하는 단계를 수행한 후에 평탄화층 상에 연결전극을 배치하는 단계를 수행한다.(S142) 이후 연결전극을 제1 연결전극과 제2 연결전극으로 패터닝하는 단계를 수행할 수 있다.(S143)
상술한 바와 같이 연결전극을 슬릿패턴 및 반사층의 상부에 별도로 배치하여 슬릿패턴으로 인해 연결전극의 전기적 연결이 끊어지는 부분을 최소화 할 수 있다.
이하에서는 상술한 슬릿패턴과 반사층이 있는 표시장치의 다양한 제조방법에 대하여 다양한 도면을 참고하여 더욱 자세히 설명하기로 한다.
도 6a 내지 도 6l은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6a를 참조하면, 기판(210)상에 층간보호층(211)을 형성한뒤 화소전극(221), 공통전극(222), 제1 접지전극(224) 및 구동소자 보호층(212)을 형성한 후 접착층(213)을 사용하여 발광소자(250)을 배치한다.
발광소자(250)을 덮도록 평탄화층(214)를 형성한다. 평탄화층(214)를 형성할 때 공통전극(222)과 화소전극(221)이 오픈되도록 평탄화층(214)를 패터닝하고 평탄화층 상에 연결전극(230)을 형성한다.
연결전극(230)은 전면에 형성하도록 하되, 평탄화층(214)가 패터닝되어 오픈된 공통전극(222) 및 화소전극(221)과 전기적으로 연결되도록 형성한다.
이후 도 6b에 도시된 바와 같이 연결전극(230)을 패터닝 하기 위해 포토레지스터(PR)을 전면에 도포한다. 포토레지스터(PR)을 도포한 후 슬릿패턴을 배치하기위해 포토레지스터(PR)의 일부를 오픈한다.
이후 도 6c에 도시된 바와 같이 연결전극(230)의 적어도 일부를 오픈하여 평탄화층(214)가 드러나도록 한다. 연결전극(230)의 적어도 일부를 제거하는 단계는 식각용액을 사용하는 습식식각(Wet etch)의 방법을 사용하도록 한다.
이후 도 6d에 도시된 바와 같이 평탄화층(214)를 식각하여 슬릿패턴(240)을 형성한다. 슬릿패턴의 폭은 2~3um로 미세한 슬릿이 되도록 하는데 상기 도 6c를 설명할 때 언급한 연결전극(230)의 오픈영역을 건식식각(Dry etch)하여 슬릿패턴(240)을 완성한다.
슬릿패턴(240)은 발광소자(250)와 인접하면서 발광소자(250)을 둘러싸도록 배치하되, 연결전극(230)이 단락되지 않도록 적어도 하나의 오픈영역을 갖도록, 즉 부분적으로 끊어진 슬릿패턴(240)을 형성하도록 한다. 부분적으로 끊어진 슬릿패턴(240)상에 있는 연결전극(230)은 전기적 연결성이 회손되지 않고 보존된다.
상술한 바와 같은 슬릿패턴(240)의 폭을 2~3um로 미세한 형상을 갖게 하기 위해서는 일반 포토레지스터(PR)를 사용한 식각의 방법으로는 정밀하게 형성하기 어렵다. 하여 상술한 바와 같이 연결전극(230)을 습식식각을 통해 일부를 오픈한 후 건식 식각을 실시하여 미세한 폭을 갖는 슬릿패턴(240)을 형성한다.
통상적으로 건식 식각 또한 포토레지스터(PR)가 일부 식각되는 현상이 발생하여 정밀한 패턴을 이루기 어려우나 연결전극을 습식 식각으로 일부 오픈한 상태에서 건식 식각을 수행하게 되면, 포토레지스터(PR)뿐만 아니라 연결전극 자체가 마스크역할을 수행하게 되므로 미세한 폭을 갖는 슬릿패턴(240)을 형성할 수 있다.
이후 도 6e 내지 도6g 에 도시된 바와 같이 포토레지스터(PR)을 제거하고 다시 포토레지스터(PR)를 전면 도포한 후 연결전극(230)을 패터닝하기 위해 포토레지스터(PR)를 패터닝한다. 연결전극(230)을 습식 식각하여 제1 연결전극(231)과 제2 연결전극(232)로 나누어 지도록 패터닝한다.
이후 도 6h 내지 도 6l에 도시된 바와 같이 포토레지스터(PR)을 제거하고 반사층을 전면에 증착한 후 다시 포토레지스터(PR)증착 및 패터닝하여 슬릿패턴(240)내부에 있는 반사층(260)만 남기고 제거하여 반사층(260)을 포함하는 슬릿패턴(240)을 발광소자(250)과 인접하면서, 미세한 형상으로 배치할 수 있다.
도 7a 내지 도 7k는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 반사층을 포함하는 슬릿패턴을 발광소자 주변에 배치함에 있어, 연결전극등의 단락을 최소화 하기 위해 슬릿패턴 상부에 연결전극을 배치하는 구성 및 이의 제조방법에 대해 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 2의 경우와 같이 화소(SP)는 회로부(SP-c)와 화소부(SP-p)를 포함한다. 도 7을 참조하여 설명하되, 도 2에 도시된 요소와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성에 대하여서는 생략하여 설명하기로 한다.
발광소자(250) 주변에 발광소자(250)와 인접한 슬릿패턴(240)이 배치된다 슬릿패턴(240)은 반사층(260)을 포함하고, 발광소자(250)를 둘러싸도록 배치되어 발광소자(250)에서 발광되는 빛의 경로를 발광소자(250)의 방향으로 조정할 수 있고, 이에 발광소자(250)의 광효율을 증가시킬 수 있다.
반사층(260)은 빛을 반사할 수 있는 재질의 금속층일 수 있으며, 접지를 위해 제1 전극(E1) 또는 제2 전극(E2)중 어느 하나의 전극과 전기적으로 연결될 수 있다. 접지를 위한 전극간의 연결관계는 이어지는 도면에서 상세히 설명하도록 한다.
상술한 바와 같이 반사층(260)은 슬릿패턴(240)의 내측에 배치되되 슬릿패턴(240)의 내부 어느 하나의 경사면에 배치되고, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 동시에 연결되지 않기에 공통전극(222)과 화소전극(221)이 쇼트되는 위험은 존재하지 않는다.
또한, 제1 전극(E1) 또는 제2 전극(E2)와 전기적으로 연결되기에 유도되는 전하들은 자연적으로 빠져나가게 되어, 전하가 축적되어 정전기가 발생되거나, 기타 전기회로등의 전기적 흐름에 영향을 미치지 않게 된다.
한편, 도2에 도시된 실시예에서와 같이 오픈영역을 갖지 않기에 발광소자(250)에서 발광되는 빛에 대한 광효율을 더욱 향상 시킬 수 있다.
도 8a내지 도 8c를 참조하면, 이전 도면을 들어 설명한 것과 동일한 방법으로 평탄화층(214)에 슬릿패턴(240)을 형성한다. 마찬가지로 건식 및 습식 식각 공정을 사용하고, 포토레지스터(PR)을 사용하여 식각함에 있어 연결전극(230)을 마스크로 사용하여 미세한 폭을 갖는 슬릿패턴(240)을 형성한다.
슬릿패턴(240)은 도 6a내지 도 6l에서 설명한 오픈되는 영역을 갖지 않아도 된다. 즉 본 발명의 다른 실시예에서는 오픈영역이 없는 슬릿패턴(240)을 발광소자(250)과 인접하고 발광소자(250)을 둘러싸도록 배치한다. 이로서 광효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 8d 내지 도 8f를 참조하면, 슬릿패턴(240)의 내측에 반사층(260)을 형성한다. 이때, 연결전극(230)을 별도로 두개의 연결전극(231,232)로 패터닝할 필요는 없다.
이후 도 8g에 도시된 바와 같이 연결전극(230)을 제거한다. 연결전극(230)을 제거할 때 반사층(260)과 연결된 연결전극(230)의 적어도 일부를 남기도록 하여 제2 접지전극(233)을 형성한다. 제2 접지전극(233)은 추후 설명하겠지만 반사층(260)의 접지를 위한 전극으로서 관련된 설명은 후술하도록 하겠다.
도 8h 내지 도 8i에 도시된 바와 같이 슬릿패턴(240)의 내측을 평탄화층(214)으로 충진하고 더욱이 반사층(260)을 덮도록 배치한다. 추가로 배치된 평탄화층을 포함하여 평탄화층(214)상에 연결전극(230)을 다시 배치한다.
도 8j 내지 도 8k에 도시된 바와 같이 연결전극(230)을 제1 연결전극(231)과 제2 연결전극(232)으로 나누도록 패터닝하여 슬릿패턴(240) 내측에 반사층(260)이 있는 표시장치를 완성한다.
제2 접지전극(233)은 제1 연결전극(231) 또는 제2 연결전극(232)중 어느 하나의 전극과 전기적으로 연결되도록하여야 하며, 이는 반사층(260)의 접지를 위함이다. 단, 반사층(260)을 접지하는 제2 접지전극(233)은 제1 연결전극(231) 및 제2 연결전극(232)과 동시에 전기적으로 연결되어서는 않된다.
도 8a 내지 도 8k에서 설명한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 발광소자(250)과 인접하여 미세폭을 갖는 슬릿패턴(240)을 배치하고 슬릿패턴(240)의 내부에 반사층(260)을 배치하되, 상기 슬릿패턴(240) 및 반사층(260)은 오픈영역을 배치할 필요가 없으며, 제1 연결전극(231) 및 제2 연결전극(232)또한 화소전극(221) 및 공통전극(222)과 전기적으로 연결됨에 있어 단락되지 않고 원활하도록 연결될 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 변형 실시될 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 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치
150, 250: 발광소자
140, 240: 슬릿패턴
160, 260: 반사층
121, 221: 화소전극
122, 222: 공통전극
230: 연결전극

Claims (14)

  1. 기판상에 있는 구동소자 및 발광소자;
    상기 기판과 상기 발광소자 사이에 배치되며, 상기 발광소자로부터 방출된 빛을 상기 발광소자의 상부로 반사시키는 반사전극;
    상기 발광소자를 덮는 평탄화층;
    상기 평탄화층에 있는 슬릿패턴;
    상기 슬릿패턴의 적어도 일측의 경사면에 있는 반사층;
    상기 발광소자의 제1 전극과 화소전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결전극; 및
    상기 발광소자의 제2 전극과 공통전극을 전기적으로 연결하는 제2 연결전극;을 포함하고,
    상기 슬릿패턴은 상기 발광소자를 둘러싸도록 배치된 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 슬릿패턴은 적어도 하나의 불연속 구간을 포함하는 표시장치.
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 제1 연결전극 또는 상기 제2 연결전극과 전기적으로 연결된 표시장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 슬릿패턴의 내부는 상기 평탄화층과 동일한 물질로 충진된 표시장치.
  7. 기판상에 있는 구동소자 및 발광소자;
    상기 기판과 상기 발광소자 사이에 배치되며, 상기 발광소자로부터 방출된 빛을 상기 발광소자의 상부로 반사시키는 반사전극;
    상기 발광소자를 커버하는 평탄화층;
    상기 평탄화층에 삽입되어 있는 반사층;
    상기 발광소자의 제1 전극과 화소전극을 전기적으로 연결하는 제1 연결전극; 및
    상기 발광소자의 제2 전극과 공통전극을 전기적으로 연결하는 제2 연결전극;을 포함하고,
    상기 기판과 상기 반사층이 이루는 각은 70도 이상인 표시장치.
  8. 기판상에 구동소자와 발광소자를 배치하는 단계;
    상기 발광소자를 커버하는 평탄화층 및 연결전극을 배치하는 단계;
    슬릿패턴을 배치하기 위해 연결전극의 적어도 일부를 제거하는 단계;
    발광소자 주위 평탄화층에 슬릿패턴을 형성하는 단계; 및
    슬릿패턴의 내측에 반사층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시장치 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 발광소자 주위 평탄화층에 슬릿패턴을 형성한 단계 후에
    연결전극을 제1 연결전극과 제2 연결전극으로 패터닝하는 단계를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 슬릿패턴의 내측에 반사층을 형성하는 단계 후에
    연결전극을 제거하고 슬릿패턴 내부를 평탄화층으로 충진하는 단계; 및
    평탄화층상에 연결전극을 다시 배치하는 단계를 더 포함하는 표시장치 제조방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 평탄화층상에 연결전극을 다시 배치하는 단계는
    연결전극을 제1 연결전극과 제2 연결전극으로 패터닝하는 단계를 포함하는 표시장치 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    단면을 기준으로, 상기 반사전극의 폭은 상기 발광소자의 폭보다 큰, 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 기판과 상기 반사층이 이루는 각도는 둔각인, 표시장치.
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