KR20060101011A - 평판 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판 표시 장치에 광센서를 형성하여 외광의 세기를 측정하고, 측정된 외광의 세기에 따라 표시부의 밝기를 조절함으로서 명소에서의 충분한 휘도값을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 암소에서의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 평판 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 평판 표시 장치 및 그 제조 방법은 표시부 및 주변부를 구비한 소자 기판; 상기 소자 기판의 일측 표면상에 형성된 절연막; 상기 절연막상에 형성된 제1전극; 및 상기 제1전극과 이격되고 상기 표시부 내에 위치하는 광센서를 포함하여 이루어진 평판 표시 장치 및 그 제조 방법에 기술적 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 평판 표시 장치 및 그 제조 방법은 표시부에 광센서를 형성하여 표시부에 영향을 미치는 외광의 세기에 따라 표시부의 휘도를 조절함으로서, 명소에서의 충분한 휘도값을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 암소에서의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
광센서, 평판 표시 장치

Description

평판 표시 장치 및 그 제조 방법{Flat panel display device and method for fabricating the same}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시 예들에 따른 평판 표시 장치들를 각각 나타내는 평면도들.
도 2는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시 예에 따른 평판 표시 장치의 제조 공정을 공정 단계별로 나타낸 단면도들.
도 4는 상기 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 본 발명의 소자 기판을 이용하여 유기 전계 발광 표시 장치를 완성하는 공정의 단면도.
도 5는 상기 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 본 발명의 소자 기판을 이용하여 액정 표시 장치를 완성하는 공정의 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
104 : 광센서 207 : 제1전극
212 : 유기막 304 : 액정층
본 발명은 평판 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 외부광의 세기를 측정할 수 있는 광센서가 형성된 평판 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 음극선관(cathode ray tube)과 같이 무겁고, 크기가 크다는 종래의 표시 소자의 단점을 해결하는 액정 표시 장치(liquid crystal display device), 유기 전계 발광 장치(organic electroluminescence device) 또는 PDP(plasma display plane) 등과 같은 평판형 표시 장치(plat panel display device)가 주목 받고 있다.
상기 액정 표시 장치 및 유기 전계 발광 장치와 같은 평판 표시 장치는 노트북 컴퓨터의 모니터, 휴대폰 및 PDA 등과 같은 이동 장치의 표시 장치로 이용되어, 일상 생활에 많은 편리함을 주고 있다.
그러나, 상기의 이동 장치의 평판 표시 장치는 이동 장치에 장착된 배터리에 전적으로 의존하게 되는데, 일반적인 이동 장치의 평판 표시 장치는 외부광의 밝기 관계 없이 일정한 밝기를 유지함으로서 배터리의 전력을 계속적으로 소모시키는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 평판 표시 장치에 외부광의 세기를 측정하는 광센서를 형성하여 외부광의 세기에 따라 평판 표시 장치의 밝기를 조절할 수 있는 평판 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 표시부 및 주변부를 구비한 소자 기판; 상기 소자 기판의 일측 표면상에 형성된 절연막; 상기 절연막상에 형성된 제1전극; 및 상기 제1전극과 이격되고 상기 표시부 내에 위치하는 광센서로 이루어진 평판 표시 장치에 의해 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 소자 기판을 준비하는 단계; 상기 소자 기판의 일측 표면상에 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막상의 소정 영역에 광도전층을 형성하는 단계; 상기 소자 기판상에 제1전극막을 형성하는 단계; 및 상기 제1전극막을 패터닝하여 제1전극 및 리드선을 형성하는 단계로 이루어진 평판 표시 장치 제조 방법에 의해서도 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다. 또한 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 실시 예들에 따른 평판 표시 장치들를 각각 나타내는 평면도들이다.
도 1a를 참조하면, 소자 기판(101)상에 표시부(102) 및 주변부(103)를 포함하는 평판 표시 장치가 형성되어 있고, 상기 표시부(102)상의 소정 영역에 광센서(104)이 위치한다. 이때, 상기 광센서(104)는 도에서 보는 바와 같이 표시부(102)의 코너에 위치할 수 있는데, 이때 광센서(104)의 크기는 표시부(102)상의 하나의 단위 픽셀 또는 복수 개의 단위 픽셀과 같은 크기로 형성하되 최소한의 크기로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 주변부(103)상에는 상기 표시부를 제어하는 회로부(105)가 위치한다. 이때, 상기 광센서(104)는 외부광의 세기를 전기적 신호로 바뀌어 주는 역할을 한다. 상기와 같이 표시부(102) 내에 상기 광센서(104)를 형성하는 이유는 광센서(104)를 표시부(102) 외부에 형성하는 경우 상기 광센서(104)를 노출시키는 공정을 더 수행해야 함으로 공정이 복잡해지고, 상기 광센서(104)가 상기 표시부(102)에 이격되어 있는 경우에는 실제 표시부(102)의 휘도에 영향을 미치는 외부광의 세기를 측정하지 못한다는 단점이 있다.
또한, 상기 광센서(104)는 평판 표시 장치의 주변부(103)에 형성된 휘도 제어부(106)와 리드선(107)에 의해 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 상기 휘도 제어부(106)는 상기 광센서(104)의 전기적 신호를 입력받아 표시부(102)의 밝기를 조절하는 역할을 하게 된다. 즉, 상기 휘도 제어부(106)는 상기 평판 표시 장치가 유기 전계 발광 표시 장치인 경우에는 유기발광층에 입력되는 신호를 조절하여 표시부(102)의 휘도를 조절하고, 액정 표시 장치인 경우에는 백라이트 유닛의 광원에 입 력되는 신호를 조절하여 휘도를 조절한다.
도 1b를 참조하면, 상기 도 1a를 참조하여 설명한 것과 전체적으로는 유사하나 상기 광센서(104)의 형성 위치가 표시부(102) 내의 첫 번째 또는 마지막 번째의 행 라인 또는 열 라인의 전체 단위 픽셀의 위치인 것이 다르다.(이때, 도 1b에서는 마지막 행 라인의 전체 단위 픽셀의 위치에 광센서(104)를 형성하였다.)
도 1c를 참조하면, 상기 도 1a를 참조하여 설명한 것과 전체적으로는 유사하나 상기 광센서(104)의 위치가 표시부(102) 내의 실제적인 표시 영역을 제외한 영역에 형성되는 것이 다르다. 즉, 표시부(102)의 단위 픽셀에는 실제적인 표시 영역 이외에도 박막트랜지스터, 캐패시터 및 금속 배선 등과 같은 소자들이 형성된 영역이 있는데, 이러한 영역에 상기 광센서(104)를 형성함으로서, 실제적인 표시 영역의 면적이 감소하지 않고 광센서(104)를 형성할 수 있다. 또한 상기 광센서는 외부에서 입사되는 외부광을 흡수함으로 블랙 매트릭스와 같은 역할을 동시에 수행할 수 있는 효과도 있다.
이때, 상기 도 1a 내지 도 1c에서 설명한 바와 같이 광센서(104)를 형성하되 외부광에서 R(빨간색), G(녹색) 및 B(파란색)를 구분하여 측정하도록 상기 광센서(104)를 세 개의 단위 광센서로 형성하여도 무방하다. 이때, 상기 각각의 단위 광센서상에 컬러 필터를 형성하여 각각의 빛을 선택적으로 투과시킨다. 또한, 상기 광센서(104)가 하나로 형성되어 있거나, 복수 개의 센서의 집합체로 형성하여도 무방하다.
도 2는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'선의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 플라스틱 또는 유리와 같은 소자 기판(101)상에 반도체층(201), 게이트 절연막(202), 게이트 전극(203), 층간절연막(204), 소오스/드레인 전극(205) 및 절연막(206)이 위치한다. 이때, 상기 절연막(206)은 평탄화막 또는 패시베이션층일 수 있다. 또한, 도에서는 도시하지 않았지만, 스캔 라인 및 데이터 라인 등과 같은 금속 배선이 상기 게이트 전극(203) 또는 소오스/드레인 전극(205)과 동일한 층에 위치한다.
또한, 상기 절연막(206)상의 소정 영역에는 콘택홀을 통해 상기 소오스/드레인 전극(205)와 콘택된 제1전극(207)이 위치하고, 상기 제1전극(207)과 이격된 영역에 광도전층(104a) 및 리드선의 일부(107a)를 포함하는 광센서(104)가 위치한다. 이때, 상기 광도전층(104a)는 CdS로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일실시 예에 따른 평판 표시 장치의 제조 공정을 공정 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 3a를 참조하면, 플라스틱 또는 유리와 같은 소자 기판(101)상에 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition) 또는 물리적 기상 증착법(Physical Vapor Deposition)을 이용하여 비정질 실리콘층을 형성한다.
이어서, 상기 비정질 실리콘층을 결정화한 후, 이를 패터닝하여 반도체층(201)을 형성한다. 이때, 상기 비정질 실리콘층을 결정화하는 방법은 RTA법(Rapid Thermal Annealing), SPC법(Solid Phase Crystallization), ELA법(Excimer Laser Crystallization), MIC법(Metal Induced Crystallization), MILC법(Metal Induced Lateral Crystallization) 및 SLS법(Sequential Lateral Solidification) 등과 같 은 결정화법 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있다.
이어서, 상기 반도체층(201)이 형성된 소자 기판(101)상에 화학적 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법을 이용하여 게이트 절연막(202)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 절연막(202)상에 게이트 전극 물질을 증착한 후, 이를 패터닝하여 게이트 전극(203)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 전극 물질을 패터닝할 때, 스캔 라인과 같은 금속 배선 또는 캐패시터의 하부 전극 등을 형성할 수 있다.
이어서, 상기 소자 기판상에 화학적 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법을 이용하여 층간절연막(204)을 증착한다.
이어서, 상기 층간절연막(204) 및 게이트 절연막(202)의 소정 영역을 식각하여 콘택홀을 형성한 후, 소오스/드레인 전극 물질을 증착하고, 이를 패터닝하여 소오스/드레인 전극(205)을 형성하여 박막트랜지스터를 완성한다. 이때, 상기 소오스/드레인 전극 물질을 패터닝할 때, 데이터 라인 또는 캐패시터의 상부 전극을 동시에 형성할 수 도 있다. 이때, 평판 표시 장치의 주변부(103)에 형성되는 휘도 제어부(106) 및 회로부(105)의 박막트랜지터 및 배선을 형성하는 공정을 동시에 실행할 수 있다.
이어서, 상기 소자 기판(101)에 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 복층 등과 같은 절연막(206)을 형성한다. 이때, 상기 절연막(206)은 패시베이션층 또는 평탄화층으로 형성할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 형성된 절연막(206)상에 화학적 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법을 이용하여 광도전층 물질을 형성한 후, 이를 패터닝하여 광도전층(104a)을 형성한다. 이때, 광도전층 물질은 CdS를 이용하여 형성한다. 이때, 상기 광도전층 물질을 패터닝할 때, 도 1a 내지 도 1d 중 어느 하나의 영역에 광도전층(104a)이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
도 3c를 참조하면, 상기 절연막(206)을 식각하여 상기 소오스/드레인 전극(205)의 일부를 노출시키는 비아홀(208)을 형성한다.
도 3d를 참조하면, 상기 소자 기판상에 제1전극막을 형성한 후, 이를 패터닝하여 평판 표시 장치의 제1전극(207) 및 도 1a 내지 도 1d에서 도시한 리드선(107)을 형성한다. 이때, 도 3d에서는 상기 광도전층(104a)과 콘택을 이루는 리드선의 일부분(107a)만을 도시하였다. 또한 상기 리드선(107)은 필요하다면 상기 제1전극(207)과 다른 금속 물질로 형성하여도 무방하다.
도 4는 상기 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 본 발명의 소자 기판을 이용하여 유기 전계 발광 표시 장치를 완성하는 공정의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 형성된 평판 표시 장치의 소자 기판상에 스핀 코팅과 같은 방법을 이용하여 화소 정의막(211)을 형성하고, 상기 화소 정의막(211)을 패터닝하여 상기 제1전극(207)의 일부가 노출되도록 하고, 상기 노출된 제1전극(207)상에 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막(212)을 형성한 후, 제2전극(213)을 형성하여 유기 전계 발광 소자를 완성한다.
도 5는 상기 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 본 발명의 소자 기판을 이용하여 액정 표시 장치를 완성하는 공정의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 형성된 평판 표시 장치의 소자 기판상에 제1배향막(221)을 형성한다. 이때, 상기 광센서(104)를 보호하기 위한 보호막(222)을 상기 제1배향막(221)을 형성하기 전에 형성할 수 있다.
이어서, 플라스틱 또는 유리와 같은 대향 기판(301)의 일측 표면상에 제2전극(302) 및 제2배향막(303)을 형성한 후, 상기 소자 기판(101) 상에 정렬하고, 상기 소자 기판(101) 및 대향 기판(301) 사이에 액정층(304)을 충진한 후, 봉지하여 액정 표시 장치를 완성한다.
이어서, 상기 소자 기판(101)의 타측 표면 상에 적어도 광원을 포함하는 백라이트 유닛(220)을 형성한다. 이때, 상기 광원은 R, G 및 B의 LED군, W(백색) LED 또는 램프를 이용할 수 있는데, 상기 R, G 및 B의 LED군을 광원으로 사용하는 경우 도에서 도시된 것과 같이 대향 기판(301)과 제2전극(302) 사이에 컬러 필터(305)를 형성할 필요가 없으나, 상기 백라이트 유닛(220)의 광원이 백색 LED 또는 램프인 경우에는 상기 컬러 필터(305)를 형성하여야 한다.
따라서, 본 발명에 의해 형성된 평판 표시 장치는 표시부에 형성된 광센서가 외부광을 측정하여 외부광의 세기가 높을 경우(즉, 밝은 경우), 표시부의 휘도를 높여 표시되는 영역이 잘 보이도록 하고, 외부광의 세기가 낮을 경우(즉, 어두운 경우), 표시부의 휘도를 낮추어 소모되는 전력의 양을 줄일 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양 한 변경과 수정이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 평판 표시 장치 및 그 제조 방법은 표시부에 광센서를 형성하여 표시부에 영향을 미치는 외광의 세기에 따라 표시부의 휘도를 조절함으로서, 명소에서의 충분한 휘도값을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 암소에서의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 표시부 및 주변부를 구비한 소자 기판;
    상기 소자 기판의 일측 표면상에 형성된 절연막;
    상기 절연막상에 형성된 제1전극; 및
    상기 제1전극과 이격되고 상기 표시부 내에 위치하는 광센서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1전극상에 형성된 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막 및 제2전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 기판과 이격되고, 일측 표면상에 제2전극이 형성된 대향 기판 및 상기 소자 기판과 대향 기판사이에 개재된 액정층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 대향 기판과 제2전극 사이에 위치하는 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 소자 기판의 타측 표면상에 형성된 적어도 광원을 포함하는 백라이트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원은 R, G 및 B의 LED군 또는 백색 광원 중 어느 하나임을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 표시부의 가장자리에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서는 광도전층 및 리드선을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 광도전층의 재질은 CdS인 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 리드선은 제1전극과 동일한 물질로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 리드선은 상기 소자 기판의 소정 영역에 형성된 휘도 제어부와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 광도전층상에 위치하는 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서는 각각 R, G 및 B의 세기를 측정하는 세 개의 광도전층을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 광센서는 상기 평판 표시 장치의 표시부의 제1전극이 형성된 영역 이외의 영역에 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 절연막과 소자 기판사이에 박막트랜지스터 및 금속 배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치.
  16. 소자 기판을 준비하는 단계;
    상기 소자 기판의 일측 표면상에 절연막을 형성하는 단계;
    상기 절연막상의 소정 영역에 광도전층을 형성하는 단계;
    상기 소자 기판상에 제1전극막을 형성하는 단계; 및
    상기 제1전극막을 패터닝하여 제1전극 및 리드선을 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 절연막을 형성하기 전의 상기 소자 기판의 일측 표면상에 금속 배선 및 박막트랜지터를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 절연막상의 소정 영역에 광도전층을 형성하는 단계는 상기 절연막상에 광도전층 물질을 상기 절연막상에 형성하는 단계; 및 상기 광도전층 물질을 패터닝하여 소정 영역에 광도전층를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치 제조 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1전극 및 리드선을 형성하는 단계 이후,
    상기 제1전극상에 적어도 유기 발광층을 포함하는 유기막 및 제2전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치 제조 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1전극을 구비하는 소자 기판과 대응하고, 일측 표면에 제2전극이 형성된 대향 기판을 결합하는 단계; 및
    상기 소자 기판 및 대향 기판사이에 액정층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 표시 장치 제조 방법.
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