KR20210027564A - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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KR20210027564A
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insulating pattern
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장종섭
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치 및 이의 제조 방법이 제공된다. 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 제1 절연 패턴, 상기 제1 절연 패턴 상에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자, 상기 발광 소자의 일 단부 및 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 발광 소자의 타 단부 및 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극 및 상기 발광 소자 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 제1 접촉 전극 및 제2 접촉 전극과 접촉하는 제2 절연 패턴을 포함하고, 상기 제2 절연 패턴은 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않는 제1 상면을 포함한다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{Display device and method for fabricating the same}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 복수의 절연 패턴을 포함하는 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 유기 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널로써, 발광 소자를 포함할 수 있는데, 예를 들어 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 경우, 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드(OLED), 무기물을 형광물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등이 있다.
형광물질로 무기물 반도체를 이용하는 무기 발광 다이오드는 고온의 환경에서도 내구성을 가지며, 유기 발광 다이오드에 비해 청색 광의 효율이 높은 장점이 있다. 또한, 기존의 무기 발광 다이오드 소자의 한계로 지적되었던 제조 공정에 있어서도, 유전영동(Dielectrophoresis, DEP)법을 이용한 전사방법이 개발되었다. 이에 유기 발광 다이오드에 비해 내구성 및 효율이 우수한 무기 발광 다이오드에 대한 연구가 지속되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 복수의 절연 패턴을 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 리프트 오프 공정을 이용하여 동일한 공정에서 복수의 접촉 전극을 형성하는 표시 장치의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 제1 절연 패턴, 상기 제1 절연 패턴 상에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자, 상기 발광 소자의 일 단부 및 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 발광 소자의 타 단부 및 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극 및 상기 발광 소자 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 제1 접촉 전극 및 제2 접촉 전극과 접촉하는 제2 절연 패턴을 포함하고, 상기 제2 절연 패턴은 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않는 제1 상면을 포함한다.
상기 발광 소자는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 제2 절연 패턴의 폭은 상기 발광 소자의 길이보다 좁을 수 있다.
상기 제2 절연 패턴의 폭은 상기 제1 절연 패턴의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제2 절연 패턴은 상기 발광 소자와 접촉하는 제1 하면 및 상기 제1 절연 패턴과 접촉하는 제2 하면을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자와 상기 제1 절연 패턴 사이에 배치된 제3 절연 패턴을 더 포함하고, 상기 발광 소자는 상기 제1 절연 패턴 및 상기 제3 절연 패턴과 접촉할 수 있다.
상기 제3 절연 패턴의 폭은 상기 제2 절연 패턴의 폭보다 좁을 수 있다.
상기 제2 절연 패턴의 상기 제2 하면은 적어도 일부 영역이 상기 제3 절연 패턴과 접촉할 수 있다.
상기 제2 절연 패턴은 상기 제1 접촉 전극과 접촉하는 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하는 제2 접촉면을 포함하며, 상기 제1 접촉면은 상기 제2 절연 패턴의 제1 측면에 배치되고, 상기 제2 접촉면은 상기 제2 절연 패턴의 제2 측면에 배치될 수 있다.
상기 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉면은 상기 제1 상면과 평행하지 않을 수 있다.
상기 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉면은 상기 기판과 수직을 이룰 수 있다.
상기 제1 접촉 전극은 상기 제1 접촉면과 연결된 제2 상면을 더 포함하고, 상기 제2 접촉 전극은 상기 제2 접촉면과 연결된 제3 상면을 더 포함하며, 상기 제2 상면 및 상기 제3 상면 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 상면과 동일 면 상에 놓일 수 있다.
상기 제2 상면 및 상기 제3 상면 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 상면이 이루는 기준면으로부터 이격될 수 있다.
상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부 측면과 접촉하고, 상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부 측면과 접촉할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 다른 실시예에 따른 표시 장치는 제1 방향으로 연장된 제1 전극, 상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 전극과 제2 방향으로 이격된 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자, 상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하는 제1 접촉 전극, 상기 제2 전극 상에 배치되고 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉하는 제2 접촉 전극 및 상기 제1 접촉 전극과 상기 제2 접촉 전극 사이에서 상기 발광 소자 상에 배치된 절연 패턴을 포함하고, 상기 절연 패턴은 상기 제1 방향으로 연장되고 제1 측면은 상기 제1 접촉 전극과 접촉하고, 제2 측면은 상기 제2 접촉 전극과 접촉한다.
상기 절연 패턴의 폭은 상기 제1 접촉 전극과 상기 제2 접촉 전극 사이의 폭과 동일할 수 있다.
상기 발광 소자는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 절연 패턴의 폭은 상기 발광 소자의 길이보다 좁을 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판, 상기 기판 상에 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자, 및 상기 발광 소자 상에 배치된 절연층을 형성하는 단계, 상기 절연층 상에 리프트 오프층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 발광 소자 상에 배치된 절연 패턴을 형성하는 단계 및 상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 리프트 오프층 상에 금속층을 형성하고, 상기 리프트 오프층을 제거하여 상기 절연 패턴의 일 측면과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 절연 패턴의 타 측면과 접촉하는 제2 접촉 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 접촉 전극은 상기 제1 전극 및 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고, 상기 제2 접촉 전극은 상기 제2 전극 및 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉할 수 있다.
상기 절연 패턴의 상면은 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않을 수 있다.
상기 리프트 오프층을 형성하는 단계는 상기 절연층과 상기 리프트 오프층 사이에 하드 마스크층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 절연 패턴은 상기 일 측면 및 타 측면이 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않고 노출된 영역을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 하나의 리프트 오프 공정을 수행하여 복수의 접촉 전극을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 표시 장치의 제조 방법은 접촉 전극을 형성하는 공정의 수를 감소시킬 수 있고, 리프트 오프층의 폭을 조절하여 발광 소자와 접촉하는 접촉 전극의 접촉 면적을 확보할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 절연 패턴을 포함하고, 발광 소자 상에 배치된 절연 패턴은 접촉 전극들과 동일 면을 형성하는 상면을 포함할 수 있다. 상기 절연 패턴은 상면에는 접촉 전극들이 배치되지 않고, 측면에만 접촉 전극들과 접촉할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2의 일 서브 화소를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 Xa-Xa’선, Xb-Xb’선 및 Xc-Xc’선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 4의 Xb-Xb’부분의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 3의 Xd-Xd’선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 9 내지 도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 19는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 20 내지 도 23은 도 19의 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 24는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도들이다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도들이다.
도 26은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 서브 화소를 나타내는 평면도이다.
도 27은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
도 28은 도 27의 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 일부를 나타내는 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.
소자(Elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시한다. 표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 모든 전자 장치를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 표시 화면을 제공하는 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷, 모바일 폰, 스마트 폰, 태블릿 PC(Personal Computer), 전자 시계, 스마트 워치, 워치 폰, 헤드 마운트 디스플레이, 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(Portable Multimedia Player), 내비게이션, 게임기, 디지털 카메라, 캠코더 등이 표시 장치(10)에 포함될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 화면을 제공하는 표시 패널을 포함한다. 표시 패널의 예로는 LED 표시 패널, 유기발광 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계방출 표시 패널 등을 들 수 있다. 이하에서는 표시 패널의 일 예로서, LED 표시 패널이 적용된 경우를 예시하지만, 그에 제한되는 것은 아니며, 동일한 기술적 사상이 적용 가능하다면 다른 표시 패널에도 적용될 수 있다.
표시 장치(10)의 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 가로가 긴 직사각형, 세로가 긴 직사각형, 정사각형, 코너부(꼭지점)가 둥근 사각형, 기타 다각형, 원형 등의 형상을 가질 수 있다. 표시 장치(10)의 표시 영역(DA)의 형상 또한 표시 장치(10)의 전반적인 형상과 유사할 수 있다. 도 1에서는 가로가 긴 직사각형 형상의 표시 장치(10) 및 표시 영역(DA)이 예시되어 있다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 화면이 표시될 수 있는 영역이고, 비표시 영역(NDA)은 화면이 표시되지 않는 영역이다. 표시 영역(DA)은 활성 영역으로, 비표시 영역(NDA)은 비활성 영역으로도 지칭될 수 있다.
표시 영역(DA)은 대체로 표시 장치(10)의 중앙을 차지할 수 있다. 표시 영역(DA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 각 화소(PX)의 형상은 평면상 직사각형 또는 정사각형일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니고 각 변이 일 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다. 화소(PX)들 각각은 특정 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(300)를 하나 이상 포함하여 특정 색을 표시할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소의 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 2의 일 서브 화소를 나타내는 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 복수의 화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 색의 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 색의 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 색의 광을 발광할 수 있다. 제1 색은 청색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 적색일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 각 서브 화소(PXn)들이 동일한 색의 광을 발광할 수도 있다. 또한, 도 2에서는 화소(PX)가 3개의 서브 화소(PXn)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지 않고, 화소(PX)는 더 많은 수의 서브 화소(PXn)들을 포함할 수 있다.
표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)들은 발광 영역(EMA)으로 정의되는 영역을 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 발광 영역(EMA1)을, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 발광 영역(EMA2)을, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 발광 영역(EMA2)을 포함할 수 있다. 발광 영역(EMA)은 표시 장치(10)에 포함되는 발광 소자(300)가 배치되어 특정 파장대의 광이 출사되는 영역으로 정의될 수 있다. 발광 소자(300)는 활성층(330)을 포함하고, 활성층(330)은 특정 파장대의 광을 방향성 없이 방출할 수 있다. 즉, 발광 소자(300)의 활성층(330)에서 방출된 광들은 발광 소자(300)의 양 단부 방향을 포함하여, 발광 소자(300)의 측면 방향으로도 방출될 수 있다. 각 서브 화소(PXn)의 발광 영역(EMA)은 발광 소자(300)가 배치된 영역을 포함하여, 발광 소자(300)와 인접한 영역으로 발광 소자(300)에서 방출된 광들이 출사되는 영역을 포함할 수 있다. 또한, 이에 제한되지 않고, 발광 영역(EMA)은 발광 소자(300)에서 방출된 광이 다른 부재에 의해 반사되거나 굴절되어 출사되는 영역도 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(300)들은 각 서브 화소(PXn)에 배치되고, 이들이 배치된 영역과 이에 인접한 영역을 포함하여 발광 영역(EMA)을 형성할 수 있다.
도면에 도시되지 않았으나, 표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)들은 발광 영역(EMA) 이외의 영역으로 정의된 비발광 영역을 포함할 수 있다. 비발광 영역은 발광 소자(300)가 배치되지 않고, 발광 소자(300)에서 방출된 광들이 도달하지 않아 광이 출사되지 않는 영역일 수 있다.
표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)는 복수의 전극(210, 220), 발광 소자(300), 복수의 접촉 전극(260), 복수의 뱅크(410, 420, 430, 도 4에 도시) 및 적어도 하나의 절연층(510, 520, 550, 도 4에 도시)을 포함할 수 있다.
복수의 전극(210, 220)은 발광 소자(300)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(300)가 특정 파장대의 광을 방출하도록 소정의 전압을 인가 받을 수 있다. 또한, 각 전극(210, 220)의 적어도 일부는 발광 소자(300)를 정렬하기 위해 서브 화소(PXn) 내에 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다.
복수의 전극(210, 220)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 전극(210)은 각 서브 화소(PXn) 마다 분리된 화소 전극이고, 제2 전극(220)은 각 서브 화소(PXn)를 따라 공통으로 연결된 공통 전극일 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 중 어느 하나는 발광 소자(300)의 애노드(Anode) 전극이고, 다른 하나는 발광 소자(300)의 캐소드(Cathode) 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 그 반대의 경우일 수도 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 제1 방향(DR1)으로 연장되어 배치되는 전극 줄기부(210S, 220S)와 전극 줄기부(210S, 220S)에서 제1 방향(DR1)과 교차하는 방향인 제2 방향(DR2)으로 연장되어 분지되는 적어도 하나의 전극 가지부(210B, 220B)를 포함할 수 있다.
제1 전극(210)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 전극 줄기부(210S)에서 분지되어 제2 방향(DR2)으로 연장된 적어도 하나의 제1 전극 가지부(210B)를 포함할 수 있다.
임의의 일 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 양 단이 각 서브 화소(PXn) 사이에서 이격되어 종지하되, 동일 행(예컨대, 제1 방향(DR1)으로 인접한)에서 이웃하는 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)와 실질적으로 동일 직선 상에 놓일 수 있다. 각 서브 화소(PXn)에 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)들은 양 단이 상호 이격됨으로써 각 제1 전극 가지부(210B)에 서로 다른 전기 신호를 인가할 수 있고, 제1 전극 가지부(210B)는 각각 별개로 구동될 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)는 제1 전극 줄기부(210S)의 적어도 일부에서 분지되고 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치되되, 제1 전극 줄기부(210S)와 대향하여 배치된 제2 전극 줄기부(220S)와 이격된 상태에서 종지할 수 있다.
제2 전극(220)은 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 방향(DR2)으로 이격되어 대향하는 제2 전극 줄기부(220S)와 제2 전극 줄기부(220S)에서 분지되고 제2 방향(DR2)으로 연장된 제2 전극 가지부(220B)를 포함할 수 있다. 제2 전극 줄기부(220S)는 타 단부가 제1 방향(DR1)으로 인접한 다른 서브 화소(PXn)의 제2 전극 줄기부(220S)와 연결될 수 있다. 즉, 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 전극 줄기부(210S)와 달리 제1 방향(DR1)으로 연장되어 각 서브 화소(PXn)들을 가로지르도록 배치될 수 있다. 각 서브 화소(PXn)를 가로지르는 제2 전극 줄기부(220S)는 각 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)들이 배치된 표시 영역(DA)의 외곽부, 또는 비표시 영역(NDA)에서 일 방향으로 연장된 부분과 연결될 수 있다.
제2 전극 가지부(220B)는 제1 전극 가지부(210B)와 이격되어 대향하고, 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태에서 종지될 수 있다. 제2 전극 가지부(220B)는 제2 전극 줄기부(220S)와 연결되고, 연장된 방향의 단부는 제1 전극 줄기부(210S)와 이격된 상태로 서브 화소(PXn) 내에 배치될 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 컨택홀, 예컨대 제1 전극 컨택홀(CNTD) 및 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 표시 장치(10)의 회로소자층(PAL, 도 22에 도시)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에는 제1 전극 컨택홀(CNTD)은 각 서브 화소(PXn)의 제1 전극 줄기부(210S)마다 형성되고, 제2 전극 컨택홀(CNTS)은 각 서브 화소(PXn)들을 가로지르는 하나의 제2 전극 줄기부(220S)에 하나만이 형성된 것을 도시하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 경우에 따라서는 제2 전극 컨택홀(CNTS)의 경우에도 각 서브 화소(PXn) 마다 형성될 수 있다.
도면에서는 각 서브 화소(PXn)에 두 개의 제1 전극 가지부(210B)가 배치되고, 그 사이에 하나의 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 반드시 일 방향으로 연장된 형상만을 갖지 않고, 다양한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 부분적으로 곡률지거나, 절곡된 형상을 가질 수 있고, 어느 한 전극이 다른 전극을 둘러싸도록 배치될 수도 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 적어도 일부 영역이 서로 이격되어 대향함으로써, 그 사이에 발광 소자(300)가 배치될 공간이 형성된다면 이들이 배치되는 구조나 형상은 특별히 제한되지 않을 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 각각 전극 줄기부(210S, 220S)가 생략될 수도 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 일 방향으로 연장된 형상만을 갖고, 각 서브 화소(PXn) 내에서 상호 이격되어 배치될 수도 있다. 이에 대한 설명은 다른 실시예가 참조된다.
복수의 뱅크(410, 420, 430)는 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치되는 외부 뱅크(430), 각 서브 화소(PXn)의 중심부와 인접하여 각 전극(210, 220) 하부에 배치되는 복수의 내부 뱅크(410, 420)를 포함할 수 있다. 도면에서는 복수의 내부 뱅크(410, 420)가 도시되지 않았으나, 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 하부에는 각각 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)가 배치될 수 있다.
외부 뱅크(430)는 각 서브 화소(PXn)간의 경계에 배치될 수 있다. 복수의 제1 전극 줄기부(210S)는 각 단부가 외부 뱅크(430)를 기준으로 서로 이격되어 종지할 수 있다. 외부 뱅크(430)는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 제1 방향(DR1)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않으며, 외부 뱅크(430)는 제1 방향(DR1)으로 연장되어 제2 방향(DR2)으로 배열된 서브 화소(PXn)들의 경계에도 배치될 수 있다. 외부 뱅크(430)는 내부 뱅크(410, 420)들과 동일한 재료를 포함하여 하나의 공정에서 동시에 형성될 수 있다.
발광 소자(300)는 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다. 발광 소자(300)는 일 단부가 제1 전극(210)과 전기적으로 연결되고, 타 단부가 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(300)는 후술하는 접촉 전극(260)을 통해 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220)에 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 서로 이격되어 배치되며 실질적으로 상호 평행하게 정렬될 수 있다. 발광 소자(300)들이 이격되는 간격은 특별히 제한되지 않는다. 경우에 따라서 복수의 발광 소자(300)들이 인접하게 배치되어 무리를 이루고, 다른 복수의 발광 소자(300)들은 일정 간격 이격된 상태로 무리를 이룰 수도 있으며, 불균일한 밀집도를 가지되 일 방향으로 배향되어 정렬될 수도 있다. 또한, 예시적인 실시예에서 발광 소자(300)는 일 방향으로 연장된 형상을 가지며, 각 전극, 예컨대 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)가 연장된 방향과 발광 소자(300)가 연장된 방향은 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 발광 소자(300)는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)가 연장된 방향에 수직하지 않고 비스듬히 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자(300)는 서로 다른 물질을 포함하는 활성층(330)을 포함하여 서로 다른 파장대의 광을 외부로 방출할 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 서로 다른 파장대의 광을 방출하는 발광 소자(300)들을 포함할 수 있다. 표시 장치(10)는 각 서브 화소(PXn)에 배치된 발광 소자(300)들이 같은 구조를 갖되, 각각 서로 다른 광을 방출하는 활성층(330)을 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)의 발광 소자(300)는 중심 파장대역이 제1 파장인 제1 광(L1)을 방출하는 활성층(330)을 포함하고, 제2 서브 화소(PX2)의 발광 소자(300)는 중심 파장대역이 제2 파장인 제2 광(L2)을 방출하는 활성층(330)을 포함하고, 제3 서브 화소(PX3)의 발광 소자(300)는 는 중심 파장대역이 제3 파장인 제3 광(L3)을 방출하는 활성층(330)을 포함할 수 있다.
이에 따라 제1 서브 화소(PX1)에서는 제1 광(L1)이 출사되고, 제2 서브 화소(PX2)에서는 제2 광(L2)이 출사되고, 제3 서브 화소(PX3)에서는 제3 광(L3)이 출사될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 광(L1)은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색광이고, 제2 광(L2)은 중심 파장대역이 495nm 내지 570nm의 범위를 갖는 녹색광이고, 제3 광(L3)은 중심 파장대역이 620nm 내지 752nm의 범위를 갖는 적색광 일 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않는다. 제1 광(L1), 제2 광(L2) 및 제3 광(L3)은 서로 다른 색의 광일 수도 있고, 동일한 색의 광이되, 중심 파장대역이 상기의 범위와 다를 수도 있다. 또한, 경우에 따라서는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 동일한 종류의 발광 소자(300)를 포함하여 실질적으로 동일한 색의 광을 방출할 수도 있다.
도 2 및 도 3에서는 도시하지 않았으나, 표시 장치(10)는 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 적어도 일부를 덮는 제1 절연층(510)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(510)은 표시 장치(10)의 각 서브 화소(PXn)에 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)은 실질적으로 각 서브 화소(PXn)를 전면적으로 덮도록 배치될 수 있으며, 이웃한 다른 서브 화소(PXn)에도 연장되어 배치될 수 있다. 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시되지 않았으나, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 일부, 구체적으로 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)의 일부 영역을 노출하도록 배치될 수 있다.
복수의 접촉 전극(260)들은 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 복수의 접촉 전극(260)들은 각각 발광 소자(300) 및 전극(210, 220)들과 접촉할 수 있고, 발광 소자(300)들은 접촉 전극(260)을 통해 제1 전극(210)과 제2 전극(220)으로부터 전기 신호를 전달 받을 수 있다.
접촉 전극(260)은 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)을 포함할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치될 수 있다.
제1 접촉 전극(261)은 제1 전극(210), 또는 제1 전극 가지부(210B) 상에 배치되어 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 발광 소자(300)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(262)은 제2 전극(220), 또는 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치되어 제2 방향(DR2)으로 연장되고, 발광 소자(300)의 타 단부와 접촉할 수 있다. 후술할 바와 같이, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제1 절연층(510)의 개구부를 통해 노출된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 접촉할 수 있다. 발광 소자(300)는 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)을 통해 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 일 방향으로 측정된 폭이 각각 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 또는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)의 상기 일 방향으로 측정된 폭보다 클 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 또는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)의 측부들을 덮도록 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 경우에 따라서 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)은 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)의 일 측부만을 덮도록 배치될 수도 있다.
도면에서는 하나의 서브 화소(PXn)에 2개의 제1 접촉 전극(261)과 하나의 제2 접촉 전극(262)이 배치된 것이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)의 개수는 각 서브 화소(PXn)에 배치된 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 또는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)의 수에 따라 달라질 수 있다.
도 2 및 도 3에서는 도시하지 않았으나, 발광 소자(300)의 외면에는 제2 절연층(520, 도 4에 도시)이 배치된다. 제2 절연층(520)은 발광 소자(300)의 외면을 부분적으로 감싸도록 형성되어 발광 소자(300)를 보호함과 동시에 이를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.
한편, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 복수의 절연 패턴(510P, 521, 522)들을 포함할 수 있다. 표시 장치(10)는 제1 절연층(510) 및 제2 절연층(520) 이외에 더 많은 수의 절연층들을 포함할 수 있다. 그 중, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 위치하는 제1 절연 패턴(510P, 도 4에 도시)을 포함하고, 제2 절연층(520)은 발광 소자(300) 상에 배치된 제2 절연 패턴(521)을 포함할 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 제2 절연층(520)의 제2 절연 패턴(521)만이 도시되어 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제2 절연 패턴(521)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 적어도 일부 영역이 발광 소자(300) 상에 배치되고, 다른 일부 영역은 비아층(200, 도 4에 도시) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제2 절연 패턴(521)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262) 사이에 배치된다. 표시 장치(10)의 제조 방법 중 접촉 전극(261, 262)을 형성하는 공정은 리프트 오프(Lift off) 공정으로 수행될 수 있다. 리프트 오프 공정에 의해 제2 절연층(520), 즉 제2 절연 패턴(521)의 상면에는 접촉 전극(261, 262)이 배치되지 않고, 제2 절연 패턴(521)은 접촉 전극(261, 262)과 접촉하는 접촉면을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 절연 패턴(521)과 접촉 전극(261, 262)이 접촉하는 접촉면은 제2 절연 패턴(521)의 상면과 평행하지 않을 수 있다. 이에 대한 보다 자세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
표시 장치(10)는 제1 절연층(510) 이외에도 각 전극(210, 220)의 하부에 위치하는 회로소자층(PAL)과, 각 전극(210, 220) 및 발광 소자(300)의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 제2 절연층(520, 도 4에 도시) 및 패시베이션층(550, 도 4에 도시)을 포함할 수 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 표시 장치(10)의 구조에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
도 4는 도 3의 Xa-Xa'선, Xb-Xb'선 및 Xc-Xc'선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 제1 서브 화소(PX1)의 단면만을 도시하고 있으나, 다른 화소(PX) 또는 서브 화소(PXn)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 4는 제1 서브 화소(PX1)에 배치된 발광 소자(300)의 일 단부와 타 단부를 가로지르는 단면을 도시하고 있다.
도 2 및 도 3을 결부하여 도 4를 참조하면, 표시 장치(10)는 회로소자층(PAL)과 발광층(EML)을 포함할 수 있다. 회로소자층(PAL)은 기판(110), 버퍼층(115), 차광층(BML), 제1 및 제2 트랜지스터(120, 140) 등을 포함하고, 발광층(EML)은 제1 및 제2 트랜지스터(120, 140)의 상부에 배치된 복수의 전극(210, 220), 발광 소자(300), 복수의 절연층(510, 520, 550) 등을 포함할 수 있다.
기판(110)은 절연 기판일 수 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 리지드 기판일 수 있지만, 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있다.
차광층(BML)은 기판(110) 상에 배치될 수 있다. 차광층(BML)은 제1 차광층(BML1) 및 제2 차광층(BML2)을 포함할 수 있다. 제1 차광층(BML1)은 후술하는 제1 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 차광층(BML2)은 제2 트랜지스터(140)의 제2 드레인 전극(143)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 차광층(BML1)과 제2 차광층(BML2)은 각각 제1 트랜지스터(120)의 제1 활성물질층(126) 및 제2 트랜지스터(140)의 제2 활성물질층(146)과 중첩하도록 배치된다. 제1 및 제2 차광층(BML1, BML2)은 광을 차단하는 재료를 포함하여, 제1 및 제2 활성물질층(126, 146)에 광이 입사되는 것을 방지할 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 차광층(BML1, BML2)은 광의 투과를 차단하는 불투명한 금속 물질로 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며 경우에 따라서 차광층(BML)은 생략될 수 있다.
버퍼층(115)은 차광층(BML)과 기판(110) 상에 배치된다. 버퍼층(115)은 차광층(BML)을 포함하여 기판(110)을 전면적으로 덮도록 배치될 수 있다. 버퍼층(115)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 또한, 버퍼층(115)은 차광층(BML)과 제1 및 제2 활성물질층(126, 146)을 상호 절연시킬 수 있다.
버퍼층(115) 상에는 반도체층이 배치된다. 반도체층은 제1 트랜지스터(120)의 제1 활성물질층(126), 제2 트랜지스터(140)의 제2 활성물질층(146) 및 보조층(163)을 포함할 수 있다. 반도체층은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 산화물 반도체 등을 포함할 수 있다.
제1 활성물질층(126)은 제1 도핑 영역(126a), 제2 도핑 영역(126b) 및 제1 채널 영역(126c)을 포함할 수 있다. 제1 채널 영역(126c)은 제1 도핑 영역(126a)과 제2 도핑 영역(126b) 사이에 배치될 수 있다. 제2 활성물질층(146)은 제3 도핑 영역(146a), 제4 도핑 영역(146b) 및 제2 채널 영역(146c)을 포함할 수 있다. 제2 채널 영역(146c)은 제3 도핑 영역(146a)과 제4 도핑 영역(146b) 사이에 배치될 수 있다. 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 다결정 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수 있다. 상기 결정화 방법의 예로는 RTA(Rapid thermal annealing)법, SPC(Solid phase crystallization)법, ELA(Excimer laser annealing)법, MILC(Metal induced crystallization)법, SLS(Sequential lateral solidification)법 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예로, 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)은 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘 등을 포함할 수도 있다. 제1 도핑 영역(126a), 제2 도핑 영역(126b), 제3 도핑 영역(146a) 및 제4 도핑 영역(146b)은 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)의 일부 영역이 불순물로 도핑된 영역일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
다만, 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)이 반드시 상술한 바에 제한되는 것은 아니다. 예시적인 실시예에서, 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)은 산화물 반도체를 포함할 수도 있다. 이 경우, 제1 도핑 영역(126a)과 제3 도핑 영역(146a)은 제1 도체화 영역일 수 있고, 제2 도핑 영역(126b)과 제4 도핑 영역(146b)은 제2 도체화 영역일 수 있다. 제1 활성물질층(126) 및 제2 활성물질층(146)이 산화물 반도체를 포함하는 경우, 상기 산화물 반도체는 인듐(In)을 함유하는 산화물 반도체일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상기 산화물 반도체는 인듐-주석 산화물(Indium-Tin Oxide, ITO), 인듐-아연 산화물(Indium-Zinc Oxide, IZO), 인듐-갈륨 산화물(Indium-Galium Oxide, IGO), 인듐-아연-주석 산화물(Indium-Zinc-Tin Oxide, IZTO), 인듐-갈륨-주석 산화물(Indium-Galium-Tin Oxide, IGTO), 인듐-갈륨-아연-주석 산화물(Indium-Galium-Zinc-Tin Oxide, IGZTO) 등일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
반도체층 상에는 제1 게이트 절연막(150)이 배치된다. 제1 게이트 절연막(150)은 반도체층을 포함하여 버퍼층(115)을 전면적으로 덮도록 배치될 수 있다. 제1 게이트 절연막(150)은 제1 및 제2 트랜지스터(120, 140)의 게이트 절연막으로 기능할 수 있다.
제1 게이트 절연막(150) 상에는 제1 도전층이 배치된다. 제1 도전층은 제1 게이트 절연막(150) 상에서 제1 트랜지스터(120)의 제1 활성물질층(126) 상에 배치된 제1 게이트 전극(121), 제2 트랜지스터(140)의 제2 활성물질층(146) 상에 배치된 제2 게이트 전극(141) 및 보조층(163) 상에 배치된 전원 배선(161)을 포함할 수 있다. 제1 게이트 전극(121)은 제1 활성물질층(126)의 제1 채널 영역(126c)과 중첩하고, 제2 게이트 전극(141)은 제2 활성물질층(146)의 제2 채널 영역(146c)과 중첩할 수 있다.
제1 도전층 상에는 층간절연막(170)이 배치된다. 층간절연막(170)은 제1 도전층과 그 위에 배치되는 다른 층들 사이에서 절연막의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 층간절연막(170)은 유기 절연 물질을 포함하고 표면 평탄화 기능을 수행할 수도 있다.
층간절연막(170) 상에는 제2 도전층이 배치된다. 제2 도전층은 제1 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 제1 소스 전극(124), 제2 트랜지스터(140)의 제2 드레인 전극(143)과 제2 소스 전극(144), 및 전원 배선(161) 상부에 배치된 전원 전극(162)을 포함한다.
제1 드레인 전극(123)과 제1 소스 전극(124)은 층간절연막(170)과 제1 게이트 절연막(150)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 활성물질층(126)의 제1 도핑 영역(126a) 및 제2 도핑 영역(126b)과 각각 접촉될 수 있다. 제2 드레인 전극(143)과 제2 소스 전극(144)은 층간절연막(170)과 제1 게이트 절연막(150)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 활성물질층(146)의 제3 도핑 영역(146a) 및 제4 도핑 영역(146b)과 각각 접촉될 수 있다. 또한, 제1 드레인 전극(123)과 제2 드레인 전극(143)은 또 다른 컨택홀을 통해 각각 제1 차광층(BML1) 및 제2 차광층(BML2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 도전층 상에는 비아층(200)이 배치된다. 비아층(200)은 유기 절연 물질을 포함하여, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다.
비아층(200) 상에는 복수의 뱅크(410, 420, 430)와 복수의 전극(210, 220) 및 발광 소자(300)가 배치될 수 있다.
복수의 뱅크(410, 420, 430)는 각 서브 화소(PXn) 내에서 이격되어 배치되는 내부 뱅크(410, 420) 및 이웃한 서브 화소(PXn)의 경계에 배치되는 외부 뱅크(430)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 외부 뱅크(430)는 제1 방향(DR1) 또는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치될 수 있다. 즉, 외부 뱅크(430)는 각 서브 화소(PXn)의 경계를 구분할 수 있다.
외부 뱅크(430)는 표시 장치(10)의 제조 시, 잉크젯 프린팅 장치를 이용하여 발광 소자(300)가 분산된 잉크를 분사할 때 잉크가 서브 화소(PXn)의 경계를 넘는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 외부 뱅크(430)는 서로 다른 서브 화소(PXn)마다 다른 발광 소자(300)들이 분산된 잉크가 서로 혼합되지 않도록 이들을 분리시킬 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 내부 뱅크(410, 420)는 각 서브 화소(PXn)의 중심부에 인접하여 배치된 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)를 포함할 수 있다.
제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 서로 이격되어 대향하도록 배치된다. 제1 내부 뱅크(410) 상에는 제1 전극(210)이, 제2 내부 뱅크(420) 상에는 제2 전극(220)이 배치될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면 제1 내부 뱅크(410) 상에는 제1 전극 가지부(210B)가, 제2 내부 뱅크(420) 상에는 제2 전극 가지부(220B)가 배치된 것으로 이해될 수 있다.
제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)는 각 서브 화소(PXn) 내에서 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치될 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 제2 방향(DR2)으로 연장됨에 따라 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 서브 화소(PXn)를 향해 연장될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)는 각 서브 화소(PXn) 마다 배치되어 패턴을 이룰 수 있다. 복수의 뱅크(410, 420, 430)들은 폴리이미드(Polyimide, PI)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 비아층(200)을 기준으로 적어도 일부가 돌출된 구조를 가질 수 있다. 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)는 발광 소자(300)가 배치된 평면을 기준으로 상부로 돌출될 수 있고, 상기 돌출된 부분은 적어도 일부가 경사를 가질 수 있다. 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)의 돌출된 형상은 특별히 제한되지 않는다. 내부 뱅크(410, 420)는 비아층(200)을 기준으로 돌출되어 경사진 측면을 갖기 때문에, 발광 소자(300)에서 방출된 광이 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면에서 반사될 수 있다. 후술할 바와 같이, 내부 뱅크(410, 420) 상에 배치되는 전극(210, 220)들이 반사율이 높은 재료를 포함하는 경우, 발광 소자(300)에서 방출된 광은 내부 뱅크(410, 420)의 경사진 측면 상에 위치하는 전극(210, 220)에서 반사되어 비아층(200)의 상부 방향으로 진행할 수 있다.
다시 말해, 외부 뱅크(430)는 이웃하는 서브 화소(PXn)들을 구분함과 동시에 잉크젯 공정에서 잉크가 인접한 서브 화소(PXn)로 넘치는 것을 방지하는 기능을 수행하는 반면, 내부 뱅크(410, 420)들은 각 서브 화소(PXn) 내에서 돌출된 구조를 가짐으로써 발광 소자(300)에서 방출된 광을 비아층(200)의 상부 방향으로 반사시키는 반사격벽의 기능을 수행할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 전극(210, 220)은 비아층(200) 및 내부 뱅크(410, 420) 상에 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 각 전극(210, 220)은 전극 줄기부(210S, 220S)와 전극 가지부(210B, 220B)를 포함한다. 도 3의 Xa-Xa'선은 제1 전극 줄기부(210S)를, 도 3의 Xb-Xb'선은 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)를, 도 3의 Xc-Xc'선은 제2 전극 줄기부(220S)를 가로지르는 선이다. 즉, 도 4의 Xa-Xa' 영역에 배치된 제1 전극(210)은 제1 전극 줄기부(210S)이고, 도 4의 Xb-Xb' 영역에 배치된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)은 각각 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B)이고, 도 4의 Xc-Xc' 영역에 배치된 제2 전극(220)은 제2 전극 줄기부(220S)인 것으로 이해될 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 일부 영역은 비아층(200) 상에 배치되고, 일부 영역은 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420) 상에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 폭은 내부 뱅크(410, 420)의 폭보다 클 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 하면의 일부는 비아층(200)과 접촉하고, 다른 일부는 내부 뱅크(410, 420)와 접촉할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 방향(DR1)으로 연장되고, 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)는 제2 방향(DR2)으로 연장되어 서브 화소(PXn)의 경계를 넘어 배치될 수 있다. 도면으로 도시하지 않았으나, 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)와 부분적으로 중첩할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 도면과 같이 제1 전극 줄기부(210S)와 제2 전극 줄기부(220S)는 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420)와 중첩하지 않을 수도 있다.
제1 전극 줄기부(210S)에는 비아층(200)을 관통하여 제1 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)을 일부 노출하는 제1 전극 컨택홀(CNDT)이 형성될 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 전극 컨택홀(CNTD)을 통해 제1 드레인 전극(123)과 접촉할 수 있다. 제1 전극(210)은 제1 트랜지스터(120)의 제1 드레인 전극(123)과 전기적으로 연결되어 소정의 전기 신호를 전달 받을 수 있다.
제2 전극 줄기부(220S)에는 비아층(200)을 관통하여 전원 전극(162)의 일부를 노출하는 제2 전극 컨택홀(CNTS)이 형성될 수 있다. 제2 전극(220)은 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 전원 전극(162)과 접촉할 수 있다. 제2 전극(220)은 전원 전극(162)과 전기적으로 연결되어 전원 전극(162)으로부터 소정의 전기 신호를 전달 받을 수 있다.
제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부 영역, 예를 들어 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 각각 제1 내부 뱅크(410) 및 제2 내부 뱅크(420) 상에 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(210B)는 제1 내부 뱅크(410)를 덮도록 배치되고, 제2 전극 가지부(220B)는 제2 내부 뱅크(420)를 덮도록 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)는 서로 이격되어 배치되고, 이들 사이에는 복수의 발광 소자(300)들이 배치될 수 있다.
각 전극(210, 220)은 투명성 전도성 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 각 전극(210, 220)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 등과 같은 물질을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에서, 각 전극(210, 220)은 반사율이 높은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 각 전극(210, 220)은 반사율이 높은 물질로 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 전극(210, 220)으로 입사되는 광을 반사시켜 각 서브 화소(PXn)의 상부 방향으로 출사시킬 수도 있다.
또한, 전극(210, 220)은 투명성 전도성 물질과 반사율이 높은 금속층이 각각 한층 이상 적층된 구조를 이루거나, 이들을 포함하여 하나의 층으로 형성될 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 각 전극(210, 220)은 ITO/은(Ag)/ITO/IZO의 적층구조를 갖거나, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 란타늄(La) 등을 포함하는 합금일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 절연층(510)은 비아층(200), 제1 전극(210) 및 제2 전극(220) 상에 배치된다. 제1 절연층(510)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 부분적으로 덮도록 배치된다. 제1 절연층(510)은 개구부(OP1, OP2, 도 11에 도시)가 형성되고, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 개구부(OP1, OP2)를 통해 일부가 노출될 수 있다. 제1 절연층(510)의 개구부는 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 비교적 평탄한 상면이 노출되도록 위치할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 상면의 일부가 함몰되도록 단차가 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 절연층(510)은 무기물 절연성 물질을 포함하고, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 덮도록 배치된 제1 절연층(510)은 하부에 배치되는 부재의 단차에 의해 상면의 일부가 함몰될 수 있다. 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 제1 절연층(510) 상에 배치되는 발광 소자(300)는 제1 절연층(510)의 함몰된 상면 사이에서 빈 공간을 형성할 수 있다. 발광 소자(300)는 제1 절연층(510)의 상면과 부분적으로 이격된 상태로 배치될 수 있고, 후술하는 제2 절연층(520)을 이루는 재료가 상기 공간에 채워질 수도 있다.
다만, 이에 제한되지 않는다. 제1 절연층(510)은 발광 소자(300)가 배치되도록 평탄한 상면을 형성할 수 있다. 상기 상면은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 향해 일 방향으로 연장되어 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 경사진 측면에서 종지할 수 있다. 즉, 제1 절연층(510)은 각 전극(210, 220)이 제1 내부 뱅크(410)와 제2 내부 뱅크(420)의 경사진 측면과 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 접촉 전극(260)은 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 노출된 영역과 접촉하고, 제1 절연층(510)의 평탄한 상면에서 발광 소자(300)의 단부와 원활하게 접촉할 수 있다.
제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 보호함과 동시에 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 또한, 제1 절연층(510) 상에 배치되는 발광 소자(300)가 다른 부재들과 직접 접촉하여 손상되는 것을 방지할 수도 있다. 다만, 제1 절연층(510)의 형상 및 구조는 이에 제한되지 않는다.
발광 소자(300)는 각 전극(210, 220) 사이에서 제1 절연층(510) 상에 배치될 수 있다. 발광 소자(300)는 제1 절연층(510) 상에 적어도 하나 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 도면에 도시되지 않았으나 각 서브 화소(PXn) 내에 배치된 발광 소자(300)들 중 적어도 일부는 각 전극 가지부(210B, 220B) 사이 이외의 영역에 배치될 수도 있다. 또한 발광 소자(300)는 일부 영역이 전극(210, 220)과 중첩하는 위치에 배치될 수 있다. 발광 소자(300)는 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B)가 서로 대향하는 각 단부 상에 배치될 수 있다.
발광 소자(300)는 비아층(200)에 수평한 방향으로 복수의 층들이 배치될 수 있다. 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 발광 소자(300)는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 복수의 반도체층들이 일 방향으로 순차적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. 후술할 바와 같이, 발광 소자(300)는 제1 반도체층(310), 활성층(330), 제2 반도체층(320) 및 전극층(370)이 일 방향을 따라 순차적으로 배치되고, 이들의 외면을 절연막(380)이 둘러쌀 수 있다. 표시 장치(10)에 배치된 발광 소자(300)는 연장된 일 방향이 비아층(200)과 평행하도록 배치되고, 발광 소자(300)에 포함된 복수의 반도체층들은 비아층(200)의 상면과 평행한 방향을 따라 순차적으로 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서는 발광 소자(300)가 다른 구조를 갖는 경우, 복수의 층들은 비아층(200)에 수직한 방향으로 배치될 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따르면, 발광 소자(300)는 연장된 일 방향측 단부면에는 절연막(380)이 형성되지 않고 노출되기 때문에, 상기 노출된 영역에서 후술하는 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 발광 소자(300)는 절연막(380) 중 적어도 일부 영역이 제거되고, 절연막(380)이 제거되어 발광 소자(300)의 양 단부 측면이 부분적으로 노출될 수 있다. 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 발광 소자(300)의 외면을 덮는 제2 절연층(520)을 형성하는 단계에서 절연막(380)은 부분적으로 제거될 수 있다. 발광 소자(300)의 노출된 측면은 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
제2 절연층(520)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다. 제2 절연층(520)은 발광 소자(300)의 외면을 부분적으로 감싸도록 배치될 수 있다. 제2 절연층(520)은 발광 소자(300)를 보호함과 동시에 표시 장치(10)의 제조 공정에서 발광 소자(300)를 고정시키는 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 제2 절연층(520)의 재료 중 일부는 발광 소자(300)의 하면과 제1 절연층(510) 사이에 배치될 수도 있다. 상술한 바와 같이 제2 절연층(520)은 표시 장치(10)의 제조 공정 중에 형성된 제1 절연층(510)과 발광 소자(300) 사이의 공간을 채우도록 형성될 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
상술한 바와 같이, 표시 장치(10)는 복수의 절연 패턴을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(510)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 위치하는 제1 절연 패턴(510P)을 포함하고, 제2 절연층(520)은 발광 소자(300 상에 배치된 제2 절연 패턴(521) 및 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이에 배치된 제3 절연 패턴(522)을 포함할 수 있다. 제1 절연 패턴(510P)은 제1 절연층(510) 중 개구부(OP1, OP2)들 사이에 위치하여, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 발광 소자(300)가 배치되는 영역일 수 있다. 제2 절연층(520) 중, 제2 절연 패턴(521)은 발광 소자(300)의 외면을 둘러싸는 부분이고, 제3 절연 패턴(522)은 제1 절연 패턴(510P)이 부분적으로 함몰되어 발광 소자(300) 사이에 형성된 공간을 채우는 부분일 수 있다.
제1 절연 패턴(510P), 제2 절연 패턴(521) 및 제3 절연 패턴(522)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치되므로, 도면으로 도시하지 않았으나 이들은 각각 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 복수의 절연 패턴(510P, 521, 522)들은 발광 소자(300), 각 전극(210, 220) 및 각 접촉 전극(261, 262)과 접촉하여 복수의 접촉면을 형성할 수 있다. 절연 패턴들에 대한 자세한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 전극(210, 220) 상에 배치된다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262) 사이에는 제2 절연층(520)이 배치되고, 제2 절연층(520)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)이 직접 접촉하지 않도록 상호 절연시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262) 발광 소자(300)의 적어도 일 단부와 접촉할 수 있으며, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제1 전극(210) 또는 제2 전극(220)과 전기적으로 연결되어 전기 신호를 인가 받을 수 있다.
제1 접촉 전극(261)은 제1 내부 뱅크(410) 상에서 제1 전극(210)의 노출된 영역과 접촉할 수 있고, 제2 접촉 전극(262)은 제2 내부 뱅크(420) 상에서 제2 전극(220)의 노출된 영역과 접촉할 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각 전극(210, 220)으로부터 전달되는 전기 신호를 발광 소자(300)에 전달할 수 있다.
접촉 전극(260)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, ITO, IZO, ITZO, 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
패시베이션층(550)은 접촉 전극(260) 및 제2 절연층(520) 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(550)은 비아층(200) 상에 배치되는 부재들을 외부 환경에 대하여 보호하는 기능을 할 수 있다.
상술한 제1 절연층(510), 제2 절연층(520) 및 패시베이션층(550) 각각은 무기물 절연성 물질 또는 유기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연층(510), 제2 절연층(520) 및 패시베이션층(550)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(Al2O3), 질화 알루미늄(AlN)등과 같은 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 절연층(510), 제2 절연층(520) 및 패시베이션층(550)은 유기물 절연성 물질로써, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아마이드 수지, 폴리이미드 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 폴리페닐렌 수지, 폴리페닐렌설파이드 수지, 벤조사이클로부텐, 카도 수지, 실록산 수지, 실세스퀴옥산 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트-폴리카보네이트 합성수지 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 5는 도 4의 Xb-Xb’부분의 일부를 나타내는 단면도이다. 도 6은 도 3의 Xd-Xd’선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 발광 소자(300)의 양 단부를 가로지르는 단면이고, 도 6은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 발광 소자(300)가 배치되지 않은 영역을 가로지르는 단면이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 표시 장치(10)는 복수의 절연층(510, 520, 550)을 포함하고, 절연층(510, 520, 550) 중 일부는 절연 패턴(510P, 521, 522)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(510)은 제1 절연 패턴(510P)을, 제2 절연층(520)은 제2 절연 패턴(521) 및 제3 절연 패턴(522)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(510)은 제1 절연 패턴(510P)을 포함한다. 제1 절연 패턴(510P)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 이들과 부분적으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 절연 패턴(510P)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 비아층(200) 상에 배치된 부분과 내부 뱅크(410, 420) 상에서 경사지도록 배치된 부분을 덮을 수 있다. 또한, 제1 절연 패턴(510P)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220)이 이격된 영역에서 비아층(200)과 접촉할 수 있다. 제1 절연 패턴(510P)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 및 비아층(200)과 접촉함에 따라 상면이 단차가 형성될 수 있고, 그 위에 배치되는 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 상기 공간에는 후술하는 제3 절연 패턴(522)이 배치될 수 있다.
표시 장치(10)의 제조 공정 중, 제1 절연층(510)은 비아층(200) 상에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 덮도록 배치된 후, 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 노출시키도록 개구부(OP1, OP2, 도 11에 도시)가 형성될 수 있다. 제1 절연 패턴(510P)은 제1 절연층(510) 중에서 개구부(OP1, OP2)가 형성되지 않은 부분으로써, 그 위에 발광 소자(300)가 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 절연 패턴(510P)의 폭(W4)은 발광 소자(300)의 길이(W1)보다 클 수 있다. 또한, 제1 절연 패턴(510P)의 폭(W4)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이의 간격보다 클 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 절연층(520)은 제2 절연 패턴(521)과 제3 절연 패턴(522)을 포함할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 발광 소자(300) 상에 배치되고, 발광 소자(300)의 외면을 부분적으로 둘러싸도록 형성될 수 있다.
제2 절연 패턴(521)은 발광 소자(300)의 외면 중 일부 영역 상에 배치되어 발광 소자(300)를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다. 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치된 발광 소자(300)는 그 상부에 제2 절연층(520), 또는 제2 절연 패턴(521)이 배치되어 고정될 수 있다.
제3 절연 패턴(522)은 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이에 배치된다. 제3 절연 패턴(522)은 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 제2 절연층(520)을 이루는 재료가 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이의 공간에 채워짐으로써 형성된 것일 수 있다. 상술한 바와 같이, 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이에는 공간이 형성될 수 있고, 상기 공간에는 제3 절연 패턴(522)이 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 몇몇 실시예에서 제3 절연 패턴(522)은 생략될 수도 있다.
일 실시예에서, 제2 절연 패턴(521)은 하면의 일부 영역은 발광 소자(300)와 접촉하고, 다른 일부 영역은 제1 절연 패턴(510P)과 접촉할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 발광 소자(300)와 접촉하는 제1 하면 및 제1 절연 패턴(510P)과 접촉하는 제2 하면을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 소자(300)가 배치된 영역에서는 제2 절연 패턴(521)이 발광 소자(300) 상에 배치되어 발광 소자(300)와 접촉하는 제1 하면이 형성될 수 있다. 반면에 도 6에 도시된 바와 같이, 발광 소자(300)가 배치되지 않은 영역에서는 제2 절연 패턴(521)이 제1 절연 패턴(510P) 상에 배치되고, 제1 절연 패턴(510P)과 접촉하는 제2 하면이 형성될 수 있다. 또한, 제2 절연 패턴(521)은 제3 절연 패턴(522)의 상면과도 부분적으로 접촉할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에서 일 방향, 예를 들어 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치되고 발광 소자(300)와 중첩하는 영역 및 중첩하지 않는 영역을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 절연 패턴(521)이 발광 소자(300)와 중첩하는 영역의 제1 하면은 발광 소자(300)와 접촉하고, 발광 소자(300)와 중첩하지 않는 영역의 제2 하면은 제1 절연 패턴(510P) 및 제3 절연 패턴(522)과 접촉할 수 있다.
제2 절연 패턴(521)은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262) 사이에 배치되고, 이들을 상호 절연시킬 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉할 수 있다. 제2 절연층(520)의 제2 절연 패턴(521)은 각 전극(210, 220)으로부터 전달된 전기 신호가 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 통해 흐르지 않도록 이들을 상호 절연시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 절연 패턴(521)의 폭(W2)은 발광 소자(300)의 길이(W1)보다 좁을 수 있다. 또한, 제2 절연 패턴(521)의 폭(W2)은 제1 절연 패턴(510P)의 폭(W4)보다 좁을 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 발광 소자(300)의 양 단부가 노출될 수 있도록 발광 소자(300)의 길이(W1)보다 좁은 폭(W2)을 가질 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 발광 소자(300)의 양 단부와 접촉할 수 있고, 제2 절연 패턴(521)이 배치되지 않고 노출된 발광 소자(300)의 측면에도 접촉할 수 있다. 이에 따라 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)이 발광 소자(300)와 접촉할 수 있는 면적을 증가시키고, 접촉 전극을 이루는 재료가 단선되는 것을 방지할 수 있다.
제3 절연 패턴(522)은 제1 절연 패턴(510P)과 발광 소자(300) 사이의 공간에 배치되고, 제3 절연 패턴(522)의 폭(W3)은 제1 절연 패턴(510P)에 형성된 단차에 따라 달라질 수 있다. 다만, 발광 소자(300)가 제1 절연 패턴(510P) 상에서 수평하게 배치될 수 있도록, 제1 절연 패턴(510P)에 형성된 함몰부의 폭, 즉 제3 절연 패턴(522)의 폭(W3)은 발광 소자(300)의 길이(W1)보다 작을 수 있다. 또한, 예시적인 실시예에서, 제2 절연 패턴(521)의 폭(W2)은 제3 절연 패턴(522)의 폭(W3)보다 클 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 제3 절연 패턴(522)보다 넓은 폭을 가짐으로써, 발광 소자(300)의 하부에 배치되는 제3 절연 패턴(522)은 제1 절연 패턴(510P)에 형성된 함몰부를 충분히 채울수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 제2 절연 패턴(521)과 제3 절연 패턴(523)의 폭(W2, W3)은 다양하게 변형 가능하다.
한편, 일 실시예에 따르면, 제2 절연 패턴(521)은 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉하지 않는 제1 상면(521U)을 포함할 수 있다. 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 리프트 오프(Lift off) 공정으로 형성될 수 있고, 이들은 하나의 공정에서 동시에 형성될 수 있다. 여기서, 리프트 오프층(PR, 도 13에 도시)은 제2 절연층(520)을 형성하는 제2 절연물층(520', 도 12에 도시) 상에 배치된다. 제2 절연물층(520') 중 리프트 오프층(PR)이 배치되어 남게되는 부분은 제2 절연 패턴(521)을 형성하고, 리프트 오프층(PR)이 배치되지 않은 영역에는 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)이 배치될 수 있다. 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 리프트 오프층(PR)이 배치되기 때문에, 접촉 전극(260)을 이루는 재료가 형성되지 않는다. 이에 따라, 리프트 오프층(PR)이 제거되어 노출되는 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 제1 접촉 전극(261) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉하지 않을 수 있다.
또한, 일 실시예에 따르면 제2 절연 패턴(521)은 제1 접촉 전극(261)과 접촉하는 제1 접촉면(CS1) 및 제2 접촉 전극(262)과 접촉하는 제2 접촉면(CS2)을 포함하고, 제1 접촉면(CS1)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 측면에 배치되고, 제2 접촉면(CS2)은 제2 절연 패턴(521)의 제2 측면에 배치될 수 있다. 제2 절연 패턴(521)은 제1 상면(521U)이 접촉 전극(260)과 접촉하지 않으며, 제1 측면 및 제2 측면에만 접촉 전극(260)과 접촉할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 비아층(200)과 평행한 면이고, 제1 측면 및 제2 측면은 비아층(200)에 수직한 면일 수 있다. 이에 따라, 일 실시예에 따르면 제1 접촉 전극(261)과 제2 절연 패턴(521)이 접촉하는 면인 제1 접촉면(CS1) 및 제2 접촉 전극(262)과 제2 절연 패턴(521)이 접촉하는 면인 제2 접촉면(CS2)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)과 평행하지 않을 수 있다. 제1 접촉면(CS1) 및 제2 접촉면(CS2)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)과 평행하지 않거나 비아층(200)에 수직하게 형성될 수 있다.
제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제2 절연 패턴(521)과 접촉하는 부분의 상면(261U, 262U)이 정의될 수 있다. 제1 접촉 전극(261)은 제1 접촉면(CS1)과 연결된 부분의 상면인 제2 상면(261U)을 포함하고, 제2 접촉 전극(262)은 제2 접촉면(CS2)과 연결된 부분의 상면인 제3 상면(262U)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 제1 접촉 전극(261)의 제2 상면(261U) 및 제2 접촉 전극(262)의 제3 상면(262U)과 동일면 상에 놓일 수 있다. 즉, 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 제2 상면(261U) 및 제3 상면(262U)과 동일한 평면을 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 리프트 오프 공정으로 형성될 수 있다. 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)에는 접촉 전극을 이루는 재료가 형성되지 않고 제2 절연 패턴(521)의 측면에만 형성될 수 있다. 리프트 오프층(PR)이 제거된 후에 형성되는 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 제2 절연 패턴(521)의 측면에만 형성되고, 제2 상면(261U)과 제3 상면(262U)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)과 동일 평면 상에 놓일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 몇몇 실시예에서 제2 상면(261U)과 제3 상면(262U)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)과 단차를 형성할 수도 있다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.
표시 장치(10)는 리프트 오프 공정을 수행하여 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)이 동일한 공정에서 형성될 수 있고, 제조 공정 수가 감소할 수 있다. 또한, 리프트 오프층(PR)이 배치되어 형성되는 제2 절연 패턴(521)은 측면에서 접촉 전극(261, 262)들과 접촉할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)의 폭(W2)에 따라 발광 소자(300)와 접촉 전극(261, 262)들 간의 접촉 면적을 증가시키고 접촉 전극을 이루는 재료의 단선을 방지할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다.
발광 소자(300)는 발광 다이오드(Light Emitting diode)일 수 있으며, 구체적으로 발광 소자(300)는 마이크로 미터(micro-meter) 또는 나노미터(nano-meter) 단위의 크기를 가지고, 무기물로 이루어진 무기 발광 다이오드일 수 있다. 무기 발광 다이오드는 서로 대향하는 두 전극들 사이에 특정 방향으로 전계를 형성하면 극성이 형성되는 상기 두 전극 사이에 정렬될 수 있다. 발광 소자(300)는 두 전극 상에 형성된 전계에 의해 전극 사이에 정렬될 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자(300)는 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 발광 소자(300)는 로드, 와이어, 튜브 등의 형상을 가질 수 있다. 예시적인 실시예에서, 발광 소자(300)는 원통형 또는 로드형(rod)일 수 있다. 다만, 발광 소자(300)의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체, 직육면체, 육각기둥형 등 다각기둥의 형상을 갖거나, 일 방향으로 연장되되 외면이 부분적으로 경사진 형상을 갖는 등 발광 소자(300)는 다양한 형태를 가질 수 있다. 후술하는 발광 소자(300)에 포함되는 복수의 반도체들은 상기 일 방향을 따라 순차적으로 배치되거나 적층된 구조를 가질 수 있다.
발광 소자(300)는 임의의 도전형(예컨대, p형 또는 n형) 불순물로 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 반도체층은 외부의 전원으로부터 인가되는 전기 신호를 전달 받고, 이를 특정 파장대의 광으로 방출할 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자(300)는 특정 파장대의 광을 방출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 활성층(330)은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색(Blue)광을 방출할 수 있다. 다만, 청색(Blue) 광의 중심 파장대역이 상술한 범위에 제한되는 것은 아니며, 본 기술분야에서 청색으로 인식될 수 있는 파장 범위를 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 발광 소자(300)의 활성층(330)에서 방출되는 광은 이에 제한되지 않고, 중심 파장대역이 495nm 내지 570nm의 범위를 갖는 녹색(Green)광 또는 중심 파장대역이 620nm 내지 750nm의 범위를 갖는 적색(Red)광일 수도 있다. 이하에서는 청색(blue)광을 방출하는 발광 소자(300)를 예시하여 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면 참조하면, 발광 소자(300)는 제1 반도체층(310), 제2 반도체층(320), 활성층(330), 전극층(370) 및 절연막(380)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(310)은 제1 도전형을 갖는, 예컨대 n형 반도체일 수 있다. 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제1 반도체층(310)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 반도체층(310)은 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 반도체층(310)은 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다. 제1 반도체층(310)의 길이는 1.5㎛ 내지 5㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 반도체층(320)은 후술하는 활성층(330) 상에 배치된다. 제2 반도체층(320)은 제2 도전형을 갖는, 예컨대 p형 반도체일 수 있으며 일 예로, 발광 소자(300)가 청색 또는 녹색 파장대의 광을 방출하는 경우, 제2 반도체층(320)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 반도체층(320)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 일 예로 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 반도체층(320)은 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다. 제2 반도체층(320)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.10㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도면에서는 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320)이 하나의 층으로 구성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 실시예에 따르면 활성층(330)의 물질에 따라 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320)은 더 많은 수의 층, 예컨대 클래드층(clad layer) 또는 TSBR(Tensile strain barrier reducing)층을 더 포함할 수도 있다. 이에 대한 설명은 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
활성층(330)은 제1 반도체층(310)과 제2 반도체층(320) 사이에 배치된다. 활성층(330)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 양자층(Quantum layer)과 우물층(Well layer)이 서로 교번적으로 복수개 적층된 구조일 수도 있다. 활성층(330)은 제1 반도체층(310) 및 제2 반도체층(320)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다. 일 예로, 활성층(330)이 청색 파장대의 광을 방출하는 경우, AlGaN, AlGaInN 등의 물질을 포함할 수 있다. 특히, 활성층(330)이 다중 양자 우물 구조로 양자층과 우물층이 교번적으로 적층된 구조인 경우, 양자층은 AlGaN 또는 AlGaInN, 우물층은 GaN 또는 AlInN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 활성층(330)은 양자층으로 AlGaInN를, 우물층으로 AlInN를 포함하여 상술한 바와 같이, 활성층(330)은 중심 파장대역이 450nm 내지 495nm의 범위를 갖는 청색(Blue)광을 방출할 수 있다.
다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 활성층(330)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(330)이 방출하는 광은 청색 파장대의 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 적색, 녹색 파장대의 광을 방출할 수도 있다. 활성층(330)의 길이는 0.05㎛ 내지 0.10㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 활성층(330)에서 방출되는 광은 발광 소자(300)의 길이방향 외부면뿐만 아니라, 양 측면으로 방출될 수 있다. 활성층(330)에서 방출되는 광은 하나의 방향으로 방향성이 제한되지 않는다.
전극층(370)은 오믹(Ohmic) 접촉 전극일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 쇼트키(Schottky) 접촉 전극일 수도 있다. 발광 소자(300)는 적어도 하나의 전극층(370)을 포함할 수 있다. 도 7에서는 발광 소자(300)가 하나의 전극층(370)을 포함하는 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 경우에 따라서 발광 소자(300)는 더 많은 수의 전극층(370)을 포함하거나, 생략될 수도 있다. 후술하는 발광 소자(300)에 대한 설명은 전극층(370)의 수가 달라지거나 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있다.
전극층(370)은 일 실시예에 따른 표시 장치(10)에서 발광 소자(300)가 전극 또는 접촉 전극과 전기적으로 연결될 때, 발광 소자(300)와 전극 또는 접촉 전극 사이의 저항을 감소시킬 수 있다. 전극층(370)은 전도성이 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전극층(370)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 인듐(In), 금(Au), 은(Ag), ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin-Zinc Oxide) 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한 전극층(370)은 n형 또는 p형으로 도핑된 반도체 물질을 포함할 수도 있다. 전극층(370)은 동일한 물질을 포함할 수 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
절연막(380)은 상술한 복수의 반도체층 및 전극층들의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 예시적인 실시예에서, 절연막(380)은 적어도 활성층(330)의 외면을 둘러싸도록 배치되고, 발광 소자(300)가 연장된 일 방향으로 연장될 수 있다. 절연막(380)은 상기 부재들을 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 절연막(380)은 상기 부재들의 측면부를 둘러싸도록 형성되되, 발광 소자(300)의 길이방향의 양 단부는 노출되도록 형성될 수 있다.
도면에서는 절연막(380)이 발광 소자(300)의 길이방향으로 연장되어 제1 반도체층(310)으로부터 전극층(370)의 측면까지 커버하도록 형성된 것을 도시하고 있으나, 이에 제한되지 않는다. 절연막(380)은 활성층(330)을 포함하여 일부의 반도체층의 외면만을 커버하거나, 전극층(370) 외면의 일부만 커버하여 각 전극층(370)의 외면이 부분적으로 노출될 수도 있다. 또한, 절연막(380)은 발광 소자(300)의 적어도 일 단부와 인접한 영역에서 단면상 상면이 라운드지게 형성될 수도 있다.
절연막(380)의 두께는 10nm 내지 1.0㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 절연막(380)의 두께는 40nm 내외일 수 있다.
절연막(380)은 절연특성을 가진 물질들, 예를 들어, 실리콘 산화물(Silicon oxide, SiOx), 실리콘 질화물(Silicon nitride, SiNx), 산질화 실리콘(SiOxNy), 질화알루미늄(Aluminum nitride, AlN), 산화알루미늄(Aluminum oxide, Al2O3) 등을 포함할 수 있다. 이에 따라 활성층(330)이 발광 소자(300)에 전기 신호가 전달되는 전극과 직접 접촉하는 경우 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(380)은 활성층(330)을 포함하여 발광 소자(300)의 외면을 보호하기 때문에, 발광 효율의 저하를 방지할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서, 절연막(380)은 외면이 표면처리될 수 있다. 발광 소자(300)는 표시 장치(10)의 제조 시, 소정의 잉크 내에서 분산된 상태로 전극 상에 분사되어 정렬될 수 있다. 여기서, 발광 소자(300)가 잉크 내에서 인접한 다른 발광 소자(300)와 응집되지 않고 분산된 상태를 유지하기 위해, 절연막(380)은 표면이 소수성 또는 친수성 처리될 수 있다.
발광 소자(300)는 길이(h)가 1㎛ 내지 10㎛ 또는 2㎛ 내지 6㎛의 범위를 가질 수 있으며, 바람직하게는 3㎛ 내지 5㎛의 길이를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(300)의 직경은 300nm 내지 700nm의 범위를 갖고, 발광 소자(300)의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100일 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 표시 장치(10)에 포함되는 복수의 발광 소자(300)들은 활성층(330)의 조성 차이에 따라 서로 다른 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는 발광 소자(300)의 직경은 500nm 내외의 범위를 가질 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여 표시 장치(10)의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 제조 방법은 비아층(200) 상에 배치된 제1 전극(210) 및 제2 전극(220), 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치된 발광 소자(300), 및 발광 소자(300) 상에 배치된 절연층을 형성하는 단계(S100), 상기 절연층 상에 리프트 오프층(PR)을 형성하고, 절연층을 패터닝하여 발광 소자(300) 상에 배치된 절연 패턴을 형성하는 단계(S200) 및 제1 전극(210), 제2 전극(220) 및 리프트 오프층(PR) 상에 금속층(MTL)을 형성하고, 리프트 오프층(PR)을 제거하여 절연 패턴의 일 측면과 접촉하는 제1 접촉 전극(261) 및 절연 패턴의 타 측면과 접촉하는 제2 접촉 전극(262)을 형성하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.
표시 장치(10)의 제조 공정은 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 형성하는 리프트 오프 공정을 포함할 수 있다. 리프트 오프 공정을 통해 형성되는 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 하나의 공정에서 동시에 형성될 수 있고, 이들이 접촉하는 제2 절연 패턴(521)의 상면과 동일 평면을 형성할 수 있다.
이하, 다른 도면을 참조하여 표시 장치(10)의 제조 공정에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 단면도들이다.
먼저, 도 9를 참조하면, 비아층(200) 상에 제1 내부 뱅크(410), 제2 내부 뱅크(420), 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)을 형성하고, 이들을 덮는 제1 절연물층(510')을 형성한다. 비아층(200) 상에 형성된 제1 내부 뱅크(410), 제2 내부 뱅크(420), 제1 전극(210) 및 제2 전극(220)의 구조는 도 4를 참조하여 상술한 바와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
제1 절연물층(510')은 제1 절연층(510)과 달리 비아층(200) 상에서 상기 부재들을 포함하여 이들을 전면적으로 덮도록 배치될 수 있다. 제1 절연물층(510')은 후술하는 단계에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220)의 일부를 노출시키는 개구부(OP1, OP2)들이 형성되어 제1 절연층(510)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하면, 제1 절연물층(510') 상에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 발광 소자(300)를 배치한다. 발광 소자(300)를 배치하는 방법은 발광 소자(300)를 포함하는 용액을 전극(210, 220) 상에 분사하고, 각 전극(210, 220)에 전기 신호를 인가하여 전극(210, 220) 상에 전계를 형성시킨다. 상기 전계는 용액 내에 분산된 발광 소자(300)에 유전영동힘을 전달할 수 있고, 상기 발광 소자(300)는 상기 유전영동힘에 의해 제1 절연물층(510') 상에서 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 도 11을 참조하면, 제1 절연물층(510')의 일부 영역을 패터닝하여 제1 전극(210)과 제2 전극(220)을 부분적으로 노출시키는 개구부(OP1, OP2)를 형성한다. 개구부(OP1, OP2)는 제1 전극(210)을 노출시키는 제1 개구부(OP1) 및 제2 전극(220)을 노출시키는 제2 개구부(OP2)를 포함할 수 있다. 제1 개구부(OP1)와 제2 개구부(OP2)는 각 전극(210, 220) 중 내부 뱅크(410, 420) 상에 위치한 영역을 노출시킬 수 있다. 제1 절연물층(510')은 개구부(OP1, OP2)가 형성되어 제1 절연 패턴(510P)을 포함하는 제1 절연층(510)을 형성할 수 있다. 제1 절연층(510)에 대한 설명은 상술한 바와 동일하다.
다음으로, 도 12를 참조하면 제1 절연층(510), 노출된 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 및 발광 소자(300) 상에 이들을 덮는 제2 절연물층(520')을 형성한다. 제2 절연물층(520')은 후속 공정에서 패터닝되어 제2 절연층(520)을 형성할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제2 절연물층(520')은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연물층(520')은 적어도 발광 소자(300)의 외면을 둘러싸도록 형성되며, 발광 소자(300)와 제1 절연 패턴(510P) 사이에 형성된 공간에도 채워질 수 있다(도 12의 522'). 상기 공간에 채워진 제2 절연물층(520')은 제2 절연층(520)의 제3 절연 패턴(522)을 구성할 수 있다.
다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하면, 제2 절연물층(520') 상에 리프트 오프층(PR)을 형성하고, 리프트 오프층(PR)을 따라 제2 절연물층(520')을 패터닝하여 제2 절연층(520)을 형성한다. 리프트 오프층(PR)은 통상적인 패터닝 공정에서 마스크의 기능을 수행할 수 있으면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 리프트 오프층(PR)은 포토 레지스트(Photoresist)일 수 있다. 제2 절연물층(520')을 패터닝하는 공정은 통상적인 식각 공정일 수 있으며, 일 예로 제2 절연물층(520')은 건식 식각 공정을 통해 패터닝될 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
리프트 오프층(PR)은 제2 절연물층(520') 상에서 발광 소자(300)와 중첩하는 영역에 배치될 수 있다. 제2 절연물층(520') 중 리프트 오프층(PR)이 배치된 영역은 후속 공정에서 제거되지 않고 남게되어 제2 절연 패턴(521)을 형성할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 리프트 오프층(PR)의 폭(W5)은 발광 소자(300)의 길이보다 좁고, 실질적으로 제2 절연 패턴(521)의 폭과 동일할 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 리프트 오프층(PR)을 따라 제2 절연물층(520')이 패터닝되면, 리프트 오프층(PR)이 배치된 영역은 제2 절연 패턴(521)을 형성하고, 발광 소자(300)의 하부에 위치한 제2 절연물층(520')은 제3 절연 패턴(522)을 형성할 수 있다. 제2 절연 패턴(521)이 발광 소자(300)의 길이보다 좁은 폭을 갖도록, 리프트 오프층(PR)의 폭(W5)은 발광 소자(300)의 길이보다 좁을 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
리프트 오프층(PR)을 따라 제2 절연물층(520')을 패터닝하면, 발광 소자(300)의 양 단부가 노출될 수 있다. 여기서, 리프트 오프층(PR)의 폭(W5)을 조절하여 제2 절연 패턴(521)의 폭을 제어함과 동시에 발광 소자(300)의 양 단부 측면이 노출되는 정도를 제어할 수 있다. 리프트 오프층(PR)의 폭(W5)이 발광 소자(300)의 길이보다 넓을 경우, 발광 소자(300)의 양 단부가 충분히 노출되지 않을 수 있다. 이 경우, 후속 공정에서 형성되는 접촉 전극(261, 262)과 발광 소자(300)의 양 단부가 원활하게 접촉하지 않을 수도 있다. 이를 방지하기 위해 리프트 오프층(PR)의 폭(W5)이 일정 수준 이하의 범위를 갖도록 조절될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 제2 절연물층(520')을 패터닝하여 발광 소자(300)의 양 단부 측면도 노출시킴으로써, 발광 소자(300)와 접촉 전극(261, 262)의 접촉 면적을 증가시킬 수도 있다.
다음으로, 도 15를 참조하면, 제1 전극(210), 제2 전극(220), 리프트 오프층(PR) 및 제1 절연층(510) 상에 배치되는 금속층(MTL)을 형성한다. 금속층(MTL)을 형성하는 공정은 스퍼터링(sputtering), 원자층 증착법(Atomic layer deposition, ALD) 등 다양한 공정을 통해 수행될 수 있다. 금속층(MTL)은 후속 공정에서 접촉 전극(261, 262)을 구성할 수 있다. 즉, 금속층(MTL)은 접촉 전극(261, 262)과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
금속층(MTL)은 비아층(200) 상에서 전면적으로 형성될 수 있다. 금속층(MTL)은 제1 절연 패턴(510P)을 포함하여 제1 절연층(510), 노출된 제1 전극(210)과 제2 전극(220), 및 발광 소자(300)와 접촉될 수 있다. 금속층(MTL)은 제1 전극(210) 상에 배치되어 발광 소자(300)의 일 단부와 접촉하는 제1 금속층(MTL1), 제2 전극(220) 상에 배치되어 발광 소자(300)의 타 단부와 접촉하는 제2 금속층(MTL2) 및 리프트 오프층(PR) 상에 배치되는 제3 금속층(MTL3)을 포함할 수 있다.
후속 공정에서 제3 금속층(MTL3)은 리프트 오프층(PR)과 함께 제거되고, 제1 금속층(MTL1)과 제2 금속층(MTL2)은 각각 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 형성할 수 있다. 제1 금속층(MTL1)은 발광 소자(300)의 일 단부를 포함하여 제2 절연 패턴(521)의 제1 측면과 접촉하고, 제2 금속층(MTL2)은 발광 소자(300)의 타 단부를 포함하여 제2 절연 패턴(521)의 제2 측면과 접촉할 수 있다.
한편, 도면에 도시되지 않았으나 금속층(MTL)은 리프트 오프층(PR)의 양 측면에도 형성될 수 있다. 다만, 금속층(MTL)이 스퍼터링 공정에 의해 형성될 경우, 리프트 오프층(PR)에 형성된 금속층(MTL)은 얇은 두께를 갖게 되고, 후속 공정에서 쉽게 제거될 수 있다.
다음으로 도 16을 참조하면, 리프트 오프층(PR)을 제거한다. 제3 금속층(MTL3)은 리프트 오프층(PR)과 동시에 제거되고, 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 노출될 수 있다. 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)에는 리프트 오프층(PR)이 배치됨에 따라 금속층(MTL)이 형성되지 않는다. 이에 따라 리프트 오프층(PR)이 제거되어 노출된 제1 상면(521U)에는 접촉 전극(261, 262)이 배치되지 않을 수 있다. 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)은 각각 제2 절연 패턴(521)의 제1 측면 및 제2 측면과 접촉하여 제1 접촉면(CS1) 및 제2 접촉면(CS2)을 형성할 수 있다. 이에 대한 설명은 상술한 바와 동일하다. 이후, 도면에 도시되지 않았으나 비아층(200) 상에 전면적으로 배치되는 패시베이션층(550)을 형성하여 표시 장치(10)를 제조할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 제조 방법은 리프트 오프 공정을 이용하여 제1 접촉 전극(261)과 제2 접촉 전극(262)을 하나의 공정에서 동시에 형성할 수 있다. 이에 따라 리프트 오프층(PR)이 제거되어 노출되는 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)은 제1 접촉 전극(261)의 제2 상면(261U) 및 제2 접촉 전극(262)의 제3 상면(262U)과 동일 면 상에 놓일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)의 제조 방법은 접촉 전극(261, 262)을 형성하는데 필요한 공정 수를 감소시킬 수 있고, 접촉 전극(261, 262)과 발광 소자(300)의 양 단부 사이의 접촉 불량을 방지할 수 있다.
한편, 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 발광 소자(300)가 배치되지 않은 영역에서는 제2 절연층(520)의 제2 절연 패턴(521) 및 제3 절연 패턴(522)이 서로 접촉할 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제2 절연물층(520')이 패터닝되어 형성된 제2 절연층(520)은 제2 절연 패턴(521)이 제1 절연 패턴(510P) 상에 직접 배치되고, 제1 절연 패턴(510P)의 함몰된 공간에 형성된 제3 절연 패턴(522)과 접촉할 수 있다. 즉, 제2 절연 패턴(521)의 하면은 제1 절연 패턴(510P) 및 제3 절연 패턴(522)과 접촉할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 상술한 바와 동일하다.
한편, 상술한 바와 같이, 제1 접촉 전극(261)의 제2 상면(261U)과 제2 접촉 전극(262)의 제3 상면(262U)은 제2 절연 패턴(521)의 제1 상면(521U)과 동일 면 상에 놓이지 않을 수도 있다.
도 19는 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 19를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10_1)는 제1 접촉 전극(261_1)의 제2 상면(261U_1) 및 제2 접촉 전극(262_1)의 제3 상면(262U_1) 중 적어도 어느 하나는 제2 절연 패턴(521_1)의 제1 상면(521U_1)이 이루는 기준면으로부터 이격될 수 있다. 본 실시예는 제2 절연 패턴(521_1)과 제1 접촉 전극(261_1) 및 제2 접촉 전극(262_1)이 동일 평면 상에 놓이는 부분을 포함하지 않는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 이하 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 19의 표시 장치(10_1)는 제2 절연 패턴(521_1)의 제1 상면(521U_1)이 제1 접촉 전극(261_1)의 제2 상면(261U_1) 및 제2 접촉 전극(262_1)의 제3 상면(262U_1)과 이격될 수 있다. 제1 상면(521U_1)이 이루는 기준면이 정의될 때, 제2 상면(261U_1)과 제3 상면(262U_1)은 상기 기준면으로부터 이격될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이, 발광 소자(300)를 기준으로 제2 절연 패턴(521_1)의 제1 상면(521U_1)의 높이(Ha)는 제2 상면(261U_1)의 높이(Hb) 및 제3 상면(262U_1)의 높이(Hc)보다 클 수 있다. 이에 따라, 제2 절연 패턴(521_1)은 양 측면이 접촉 전극(261_1, 262_1)과 접촉하지 않는 노출면(521S_1)을 포함할 수 있다. 제1 상면(521U_1), 제2 상면(261U_1) 및 제3 상면(262U_1)은 서로 평행하되 단차가 형성될 수 있고, 제2 절연 패턴(521_1)의 제1 상면(521U_1)은 제1 접촉 전극(261_1)과 제2 접촉 전극(262_1)보다 높은 위치에 형성될 수 있다.
이러한 표시 장치(10_1)의 구조는 제조 공정 중 제2 절연물층(520')과 리프트 오프층(PR) 사이에 하드 마스크층(HM)이 더 배치됨으로써 형성된 것일 수 있다.
도 20 내지 도 23은 도 19의 표시 장치의 제조 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 20 내지 도 23을 참조하면, 표시 장치(10_1)의 제조 방법은 제2 절연물층(520'_1)과 리프트 오프층(PR) 사이에 하드마스크층(HM)이 더 형성될 수 있다. 하드 마스크층(HM)은 제2 절연물층(520'_1)과 식각 선택비를 갖는 재료를 포함할 수 있다. 리프트 오프층(PR)을 따라 하드 마스크층(HM)과 제2 절연물층(520'_1)을 식각할 경우, 하드 마스크층(HM)은 리프트 오프층(PR)과 동일한 폭을 갖고 남게되는 반면, 제2 절연물층(520'_1)은 리프트 오프층(PR)보다 좁은 폭을 갖고 남게될 수 있다. 즉, 도 21에 도시된 바와 같이 제2 절연 패턴(521_1)의 폭(W2)은 식각되고 남은 하드 마스크층(HM)의 폭(W6)보다 좁을 수 있다. 이후, 금속층(MTL_1)을 형성하는 단계에서, 제2 절연 패턴(521_1)의 측면 중 일부는 하드 마스크층(HM)에 의해 가려지는 부분이 형성되고, 상기 부분에는 금속층(MTL_1)을 이루는 재료가 증착되지 않을 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(MTL1_1)과 제2 금속층(MTL2_1)은 제2 절연 패턴(521_1)의 측면 중 일부 영역에만 배치되고, 하드 마스크층(HM)과 인접한 부분에는 제1 금속층(MTL1_1)과 제2 금속층(MTL2_1)이 형성되지 않을 수 있다. 제3 금속층(MTL3_1)은 하드 마스크층(HM) 상에 형성되고, 도 23에 도시된 바와 같이 하드 마스크층(HM)과 함께 제거될 수 있다. 하드 마스크층(HM)이 제거된 후 제1 금속층(MTL1_1)과 제2 금속층(MTL2_1)은 각각 제1 접촉 전극(261_1)과 제2 접촉 전극(262_1)을 형성하고, 제2 절연 패턴(521_1)의 양 측면 중 금속층(MTL_1)을 이루는 재료가 증착되지 않은 영역은 노출될 수 있다.
도 19의 표시 장치(10_1)는 제조 공정 중 하드 마스크층(HM)을 형성하는 공정을 포함하여, 제2 절연 패턴(521_1)의 양 측면 중 일부는 제1 접촉 전극(261_1) 및 제2 접촉 전극(262_1)과 접촉하지 않을 수 있다.
도 24는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도들이다.
도 24를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10_2)는 제2 절연층(520)의 제3 절연 패턴(522_2)이 생략될 수 있다. 제1 절연 패턴(510P_2) 상에 배치되는 발광 소자(300)는 단면상 일 측면이 전면적으로 제1 절연 패턴(510P_2)과 접촉할 수 있다. 도 24의 실시예는 제3 절연 패턴(522_2)이 생략된 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 그 외에 다른 구성에 대한 설명은 상술한 바와 동일한 바, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 표시 장치(10)는 더 많은 수의 절연층을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(10)는 제1 접촉 전극(261)을 보호하도록 배치되는 제3 절연층(530)을 더 포함할 수 있다.
도 25는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 25를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10_3)는 제1 접촉 전극(261_3) 상에 배치된 제3 절연층(530_3)을 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치(10_3)는 제3 절연층(530_3)을 더 포함하여 제2 접촉 전극(262_3)이 제3 절연층(530_3)의 측면과 접촉하는 점에서 도 4의 표시 장치(10)와 차이점이 있다. 이하에서는 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 서술하기로 한다.
도 25의 표시 장치(10_3)는 제1 접촉 전극(261_3) 상에 배치되고, 제1 접촉 전극(261_3)과 제2 접촉 전극(262_3)을 전기적으로 절연시키는 제3 절연층(530_3)을 포함할 수 있다. 제3 절연층(530_3)은 제1 접촉 전극(261_3)과 제2 절연층(520) 중 제2 절연 패턴(521_3)을 덮도록 배치될 수 있다. 제3 절연층(530_3)은 제2 절연 패턴(521_3)의 상면에서 제1 접촉 전극(261_3) 및 제2 접촉 전극(262_3)과 접촉할 수 있다. 제3 절연층(530_3)의 하면은 제1 접촉 전극(261_3)의 상면 및 제2 절연 패턴(521_3)의 상면과 접촉할 수 있다. 제3 절연층(530_3)의 일 측면은 제2 접촉 전극(262_3)과 접촉할 수 있다.
상술한 바와 같이, 표시 장치(10_3)는 리프트 오프 공정을 이용하여 제1 접촉 전극(261_3)과 제2 접촉 전극(262_3)을 형성할 수 있다. 본 실시예에 따른 표시 장치(10_3)는 제1 접촉 전극(261_3)과 제2 접촉 전극(262_3)이 서로 다른 리프트 오프 공정을 통해 형성될 수 있다. 제1 접촉 전극(261_3)은 제2 절연층(520)과 동일한 리프트 오프 공정에서 형성됨으로써, 제1 접촉 전극(261_3)의 상면은 제2 절연층(520)의 제2 절연 패턴(521_3)의 상면과 동일한 일 면 상에 놓일 수 있다. 제1 접촉 전극(261_3)은 제2 절연 패턴(521_3)의 일 측면 및 발광 소자(300)의 일 단부와 접촉할 수 있다. 제2 접촉 전극(262_3)은 제3 절연층(530_3)과 동일한 리프트 오프 공정에서 형성됨으로써, 제2 접촉 전극(262_3)의 상면은 제3 절연층(530_3)의 상면과 동일한 일 면 상에 놓일 수 있다. 제2 접촉 전극(262_3)은 제2 절연 패턴(521_3)의 타 측면, 제3 절연층(530_3)의 일 측면 및 발광 소자(300)의 타 단부와 접촉할 수 있다.
제3 절연층(530_3)은 제1 접촉 전극(261_3)과 제2 접촉 전극(262_3) 사이에 배치되어 이들을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 제3 절연층(530_3)의 제2 접촉 전극(262_3)과 접촉하는 일 측면은 제2 절연 패턴(521_3)의 제2 접촉 전극(262_3)과 접촉하는 타 측면과 상호 정렬될 수 있다. 즉, 제3 절연층(530_3)의 상기 일 측면은 제2 절연 패턴(521_3)의 상기 타 측면과 동일한 일 면 상에 놓일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 절연층(530)은 제1 절연층(510)과 같이 무기물 절연성 물질을 포함할 수 있다.
패시베이션층(550)은 제3 절연층(530) 및 제2 접촉 전극(262) 상에 배치되어, 이들을 보호하도록 배치될 수 있다. 이하, 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 몇몇 실시예에 따르면 제1 전극(210)과 제2 전극(220)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 전극 줄기부(210S, 220S)가 생략될 수 있다.
도 26은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 서브 화소를 나타내는 평면도이다.
도 26을 참조하면, 표시 장치(10_4)는 제1 전극(210_4)과 제2 전극(220_4)이 일 방향, 즉 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치될 수 있다. 제1 전극(210_4)과 제2 전극(220_4)은 제1 방향(DR1)으로 연장된 전극 줄기부(210S, 220S)들이 생략될 수 있다. 도 26의 표시 장치(10_4)는 전극 줄기부(210S, 220S)가 생략되고 하나의 제2 전극(220_4)을 더 포함하는 점에서 도 2의 표시 장치(10)와 차이가 있다. 이하에서는 중복되는 설명은 생략하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 26에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 전극(210_4)과 제2 전극(220_4)은 각 서브 화소(PXn) 내에서 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 외부 뱅크(430)의 경우에도 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 제2 전극(220_4)과 외부 뱅크(430)는 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 다른 서브 화소(PXn)에도 연장될 수 있다. 이에 따라 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 각 서브 화소(PXn)들은 제2 전극(220_4)으로부터 동일한 전기 신호를 전달 받을 수 있다.
도 2의 표시 장치(10)와 달리, 도 26의 표시 장치(10_4)는 제2 전극(220_4) 마다 제2 전극 컨택홀(CNTS)이 배치될 수 있다. 각 서브 화소(PXn) 마다 위치하는 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 제2 전극(220)은 회로소자층(PAL)의 전원 전극(162)과 전기적으로 연결될 수 있다.
반면에, 제1 전극(210_4)은 제2 방향(DR2)으로 연장되되 각 서브 화소(PXn)의 경계에서 종지할 수 있다. 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 각 서브 화소(PXn)들은 서로 이격된 제1 전극(210_4)을 각각 포함하고, 이들은 제1 전극 컨택홀(CNTD)을 통해 서로 다른 전기 신호를 전달 받을 수 있다. 이러한 제1 전극(210_4)의 형상은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 배치되었다가 표시 장치(10)의 제조 공정 중 이웃하는 서브 화소(PXn)의 경계에서 단선됨으로써 형성된 것일 수 있다.
외부 뱅크(430)는 제1 방향(DR1)으로 이웃한 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치되어 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 도면에 도시하지 않았으나, 외부 뱅크(430)는 제2 방향(DR2)으로 이웃한 서브 화소(PXn)들의 경계에 배치되어 제1 방향(DR1)으로 연장될 수도 있다. 외부 뱅크(430)에 대한 설명은 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하다. 또한, 도 26의 표시 장치(10_4)에 포함된 제1 접촉 전극(261_4) 및 제2 접촉 전극(262_4)은 실질적으로 도 3의 표시 장치(10)와 동일하다.
도 26에서는 2개의 제1 전극(210_4)과 2개의 제2 전극(220_4)이 배치되고, 이들이 서로 교번적으로 이격된 것이 도시되어 있다. 다만, 이에 제한되지 않고 표시 장치(10_4)는 일부 전극들이 생략되거나 더 많은 수의 전극이 배치될 수 있다.
도 26의 실시예의 경우에도 제1 전극(210_4)과 제2 전극(220_4) 사이에 복수의 절연 패턴들이 배치될 수 있다. 도면에서는 제2 절연 패턴(521_4)만이 도시되어 있으나, 제1 절연 패턴(510P)과 제3 절연 패턴(522)도 제2 절연 패턴(521_4)과 중첩하여 배치될 수 있다. 제2 절연 패턴(521_4)은 제2 방향(DR2)으로 연장되어 제1 전극(210_4)과 제2 전극(220_4) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 전극(210_4)과 같이 각 서브 화소(PXn)의 경계에서 종지할 수 있다. 즉, 제2 절연 패턴(521_4)의 제2 방향(DR2)으로 측정된 길이는 제1 전극(210_4)의 제2 방향(DR2)으로 측정된 길이와 동일할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않으며, 제2 절연 패턴(521_4)도 제2 전극(220_4)과 같이 제2 방향(DR2)으로 이웃하는 다른 서브 화소(PXn)까지 연장되어 표시 장치(10_4) 전면에서 선형의 패턴을 형성할 수도 있다.
한편, 발광 소자(300)의 구조는 도 7에 도시된 바에 제한되지 않고, 다른 구조를 가질 수도 있다.
도 27은 다른 실시예에 따른 발광 소자의 개략도이다. 도 28은 도 27의 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 일부를 나타내는 단면도이다.
먼저 도 27을 참조하면, 발광 소자(300')는 일 방향으로 연장된 형상을 갖되, 부분적으로 측면이 경사진 형상을 가질 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 발광 소자(300')는 부분적으로 원추형의 형상을 가질 수 있다.
발광 소자(300')는 복수의 층들이 일 방향으로 적층되지 않고, 각 층들이 어느 다른 층의 외면을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 도 27의 발광 소자(300')는 복수의 반도체층들이 어느 다른 층의 외면 중 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 발광 소자(300)는 적어도 일부 영역이 일 방향으로 연장된 반도체 코어와 이를 둘러싸도록 형성된 절연막(380')을 포함할 수 있다. 상기 반도체 코어는 제1 반도체층(310'), 활성층(330'), 제2 반도체층(320') 및 전극층(370')을 포함할 수 있다. 도 27의 발광 소자(300')는 각 층들의 형상이 일부 상이한 것을 제외하고는 도 7의 발광 소자(300)와 동일하다. 이하에서는 동일한 내용은 생략하고 차이점에 대하여 서술한다.
일 실시예에 따르면, 제1 반도체층(310')은 일 방향으로 연장되고 양 단부가 중심부를 향해 경사지게 형성될 수 있다. 도 27의 제1 반도체층(310')은 로드형 또는 원통형의 본체부와, 상기 본체부의 상부 및 하부에 각각 측면이 경사진 형상의 단부들이 형성된 형상일 수 있다. 상기 본체부의 상단부는 하단부에 비해 더 가파른 경사를 가질 수 있다.
활성층(330')은 제1 반도체층(310')의 상기 본체부의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 활성층(330')은 일 방향으로 연장된 고리형의 형상을 가질 수 있다. 활성층(330')은 제1 반도체층(310')의 상단부 및 하단부 상에는 형성되지 않을 수 있다. 활성층(330')은 제1 반도체층(310')의 경사지지 않은 측면에만 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이에 따라 활성층(330')에서 방출되는 광은 발광 소자(300')의 길이방향의 양 단부뿐만 아니라, 길이방향을 기준으로 양 측면으로 방출될 수 있다. 도 7의 발광 소자(300)에 비해 도 27의 발광 소자(300')는 활성층(330')의 면적이 넓어 더 많은 양의 광을 방출할 수 있다.
제2 반도체층(320')은 활성층(330')의 외면과 제1 반도체층(310')의 상단부를 둘러싸도록 배치된다. 제2 반도체층(320')은 일 방향으로 연장된 고리형의 본체부와 측면이 경사지도록 형성된 상단부를 포함할 수 있다. 즉, 제2 반도체층(320')은 활성층(330')의 평행한 측면과 제1 반도체층(310')의 경사진 상단부에 직접 접촉할 수 있다. 다만, 제2 반도체층(320')은 제1 반도체층(310')의 하단부에는 형성되지 않는다.
전극층(370')은 제2 반도체층(320')의 외면을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 전극층(370')의 형상은 실질적으로 제2 반도체층(320')과 동일할 수 있다. 즉, 전극층(370')은 제2 반도체층(320')의 외면에 전면적으로 접촉할 수 있다.
절연막(380')은 전극층(370') 및 제1 반도체층(310')의 외면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 절연막(380')은 전극층(370')을 포함하여, 제1 반도체층(310')의 하단부 및 활성층(330')과 제2 반도체층(320')의 노출된 하단부와 직접 접촉할 수 있다.
도 28은 도 27의 발광 소자(300')를 포함하는 표시 장치(10)의 단면을 부분적으로 나타내는 도면이다. 도 28은 도 4의 Xb-Xb' 부분의 일부를 도시하고 있다. 도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 도 27의 발광 소자(300')를 포함할 수 있다. 도 28의 표시 장치(10)는 발광 소자(300')의 구조가 상이한 점을 제외하고는 도 4의 표시 장치(10)와 동일하다. 이하에서는 중복되는 설명은 생략하고, 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이, 발광 소자(300')는 복수의 층들을 포함하여 제1 전극(210)과 제2 전극(220) 사이에 배치될 수 있다. 발광 소자(300')의 복수의 층들은 비아층(200)에 수평한 방향으로 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 소자(300')는 제1 반도체층(310')의 본체부가 연장된 방향과 비아층(200)이 평행하도록 배치될 수 있다. 발광 소자(300')는 제1 절연층(510) 상에서 절연막(380'), 전극층(370'), 제2 반도체층(320'), 활성층(330') 및 제1 반도체층(310')이 비아층(200)에 수직하게 순차적으로 배치될 수 있다. 또한, 발광 소자(300')의 각 층들은 다른 층들의 외면을 둘러싸도록 형성되므로, 표시 장치(10)에 배치된 발광 소자(300')는 제1 반도체층(310')을 중심으로 대칭 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1 반도체층(310')을 기준으로 비아층(200')에 수직한 방향을 따라 활성층(330'), 제2 반도체층(320'), 전극층(370') 및 절연막(380')이 순차적으로 적층된 형상을 가질 수도 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다. 발광 소자(300')의 복수의 층들이 배치된 순서는 반대방향일 수도 있으며, 경우에 따라서는 발광 소자(300')가 다른 구조를 갖는 경우, 복수의 층들은 비아층(200)에 수평한 방향으로 배치될 수도 있다.
도 28의 표시 장치(10)는 발광 소자(300')의 절연막(380') 중 일부가 영역이 제거되고, 전극층(370') 및 제1 반도체층(310')이 부분적으로 노출될 수 있다. 표시 장치(10)의 제조 공정 중, 제2 절연층(520)을 형성하는 단계에서 절연막(380)은 부분적으로 제거될 수 있다. 전극층(370')의 노출된 영역은 제1 접촉 전극(261)과 접촉하고, 제1 반도체층(310')의 노출된 영역은 제2 접촉 전극(262)과 접촉할 수 있다.
또한, 발광 소자(300')는 본체부를 기준으로, 측면이 경사진 형상을 갖는 제1 단부 및 본체부보다 좁은 폭을 갖고 연장된 제2 단부를 포함할 수 있다. 제1 절연층(510) 상에 배치된 발광 소자(300')는 본체부의 측면은 부분적으로 제1 절연층(510), 즉 제1 절연 패턴(510P)과 접촉하고, 제1 단부 및 제2 단부는 제1 절연 패턴(510P)과 이격될 수 있다. 발광 소자(300)의 본체부, 제1 단부 및 제2 단부가 제1 절연 패턴층(510P)과 이격된 영역에는 제2 절연층(520)이 더 배치될 수 있다. 이하, 다른 구성에 대한 설명은 상술한 바와 동일한 바 생략하기로 한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
210: 제1 전극 220: 제2 전극
261: 제1 접촉 전극 262: 제2 접촉 전극
300: 발광 소자
410: 제1 내부 뱅크 420: 제2 내부 뱅크
430: 외부 뱅크
510: 제1 절연층 510P: 제1 절연 패턴
520: 제2 절연층
521: 제2 절연 패턴 522: 제3 절연 패턴
530: 제3 절연층
550: 패시베이션층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 기판 상에서 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 적어도 일부를 덮도록 배치된 제1 절연 패턴;
    상기 제1 절연 패턴 상에서 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자;
    상기 발광 소자의 일 단부 및 상기 제1 전극과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 발광 소자의 타 단부 및 상기 제2 전극과 접촉하는 제2 접촉 전극; 및
    상기 발광 소자 상에 배치되고 적어도 일부 영역이 제1 접촉 전극 및 제2 접촉 전극과 접촉하는 제2 절연 패턴을 포함하고,
    상기 제2 절연 패턴은 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않는 제1 상면을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 제2 절연 패턴의 폭은 상기 발광 소자의 길이보다 좁은 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 절연 패턴의 폭은 상기 제1 절연 패턴의 폭보다 좁은 표시 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 절연 패턴은 상기 발광 소자와 접촉하는 제1 하면 및 상기 제1 절연 패턴과 접촉하는 제2 하면을 더 포함하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 제1 절연 패턴 사이에 배치된 제3 절연 패턴을 더 포함하고,
    상기 발광 소자는 상기 제1 절연 패턴 및 상기 제3 절연 패턴과 접촉하는 표시 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제3 절연 패턴의 폭은 상기 제2 절연 패턴의 폭보다 좁은 표시 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 절연 패턴의 상기 제2 하면은 적어도 일부 영역이 상기 제3 절연 패턴과 접촉하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 절연 패턴은 상기 제1 접촉 전극과 접촉하는 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하는 제2 접촉면을 포함하며,
    상기 제1 접촉면은 상기 제2 절연 패턴의 제1 측면에 배치되고,
    상기 제2 접촉면은 상기 제2 절연 패턴의 제2 측면에 배치된 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉면은 상기 제1 상면과 평행하지 않은 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 접촉면 및 상기 제2 접촉면은 상기 기판과 수직을 이루는 표시 장치.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 제1 접촉면과 연결된 제2 상면을 더 포함하고,
    상기 제2 접촉 전극은 상기 제2 접촉면과 연결된 제3 상면을 더 포함하며,
    상기 제2 상면 및 상기 제3 상면 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 상면과 동일 면 상에 놓이는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 상면 및 상기 제3 상면 중 적어도 어느 하나는 상기 제1 상면이 이루는 기준면으로부터 이격된 표시 장치.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 발광 소자의 일 단부 측면과 접촉하고,
    상기 제2 접촉 전극은 상기 발광 소자의 타 단부 측면과 접촉하는 표시 장치.
  14. 제1 방향으로 연장된 제1 전극;
    상기 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 전극과 제2 방향으로 이격된 제2 전극;
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자;
    상기 제1 전극 상에 배치되고, 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하는 제1 접촉 전극;
    상기 제2 전극 상에 배치되고 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉하는 제2 접촉 전극; 및
    상기 제1 접촉 전극과 상기 제2 접촉 전극 사이에서 상기 발광 소자 상에 배치된 절연 패턴을 포함하고,
    상기 절연 패턴은 상기 제1 방향으로 연장되고 제1 측면은 상기 제1 접촉 전극과 접촉하고, 제2 측면은 상기 제2 접촉 전극과 접촉하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 절연 패턴의 폭은 상기 제1 접촉 전극과 상기 제2 접촉 전극 사이의 폭과 동일한 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 일 방향으로 연장된 형상을 갖고, 상기 절연 패턴의 폭은 상기 발광 소자의 길이보다 좁은 표시 장치.
  17. 기판, 상기 기판 상에 배치된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자, 및 상기 발광 소자 상에 배치된 절연층을 형성하는 단계;
    상기 절연층 상에 리프트 오프층을 형성하고, 상기 절연층을 패터닝하여 상기 발광 소자 상에 배치된 절연 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 전극, 상기 제2 전극 및 상기 리프트 오프층 상에 금속층을 형성하고, 상기 리프트 오프층을 제거하여 상기 절연 패턴의 일 측면과 접촉하는 제1 접촉 전극 및 상기 절연 패턴의 타 측면과 접촉하는 제2 접촉 전극을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 접촉 전극은 상기 제1 전극 및 상기 발광 소자의 일 단부와 접촉하고,
    상기 제2 접촉 전극은 상기 제2 전극 및 상기 발광 소자의 타 단부와 접촉하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 절연 패턴의 상면은 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 리프트 오프층을 형성하는 단계는 상기 절연층과 상기 리프트 오프층 사이에 하드 마스크층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 절연 패턴은 상기 일 측면 및 타 측면이 상기 제1 접촉 전극 및 상기 제2 접촉 전극과 접촉하지 않고 노출된 영역을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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