KR20210060738A - 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 기판 상에 다수의 화소들이 배치된 표시영역 및, 표시영역 안에 컴포넌트의 통신을 위해 배치된 투과영역을 포함하며, 투과영역에 실록산 소재의 투광 유기막이 배치된 표시 장치를 개시한다.

Description

표시 장치 및 그 제조방법{Display apparatus and the Manufacturing method thereof}
본 발명의 실시예들은 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
표시 장치가 다양하게 활용됨에 따라 표시 장치의 형태를 설계하는데 다양한 방법이 있을 수 있고, 또한 표시 장치에 접목 또는 연계할 수 있는 기능이 증가하고 있다.
본 발명의 실시예들은 표시영역에 카메라와 같은 컴포넌트가 배치될 수 있는 투과영역을 구비한 표시 장치와 그 제조방법을 제공할 수 있다. 특히, 투과영역의 투과율을 안정적으로 향상시킬 수 있도록 개선된 표시 장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예는 기판과, 상기 기판 상에 다수의 화소들이 배치된 표시영역 및, 상기 표시영역 안에 컴포넌트의 통신을 위해 배치된 투과영역을 포함하며, 상기 투과영역에 실록산 소재의 투광 유기막이 배치된 표시 장치를 제공한다.
상기 기판은 순차 적층된 제1베이스층, 제1배리어층, 제2베이스층 및 제2배리어층을 포함하고, 상기 투과영역에는 상기 제1베이스층의 반대편 방향에서부터 상기 제2배리어층과 상기 제2베이스층 중 어느 한 층까지 파고 든 몰입홈이 마련되며, 상기 투광 유기막은 상기 몰입홈을 메울 수 있다.
상기 투광 유기막은 다층으로 적층된 복수의 실록산층을 포함할 수 있다.
상기 표시영역의 화소는, 상기 기판 상의 반도체층과, 상기 반도체층과 대면하는 게이트전극과, 상기 반도체층에 연결된 소스전극 및 드레인전극과, 유기 절연층을 사이에 두고 상기 드레인전극에 연결된 화소전극 및, 상기 화소전극의 가장자리를 둘러싸는 화소정의막을 포함할 수 있으며, 상기 투명 유기막은 상기 유기 절연층과 동일층으로 배치된 중앙 실록산층 및, 상기 중앙 실록산층 위에 상기 화소정의막과 동일층으로 배치된 상부 실록산층을 포함할 수 있다.
상기 투명 유기막은 상기 몰입홈의 바닥면과 상기 중앙 실록산층 사이에 배치된 하부 실록산층을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 실록산층의 표면과 상기 중앙 실록산층의 표면은 상호 돌출된 부분이 없도록 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
상기 상부 실록산층의 표면이 상기 중앙 실록산층의 표면 보다 위로 돌출될 수 있다.
상기 상부 실록산층의 돌출된 표면 높이가 상기 화소정의막의 표면 높이와 실질적으로 같을 수 있다.
상기 중앙 실록산층의 표면이 상기 상부 실록산층의 표면 보다 위로 돌출될 수 있다.
상기 투광 유기막의 소재는 Si, O, C계열의 실록산을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 기판 상에 다수의 화소들이 배치된 표시영역을 형성하는 단계 및, 상기 표시영역 안의 컴포넌트의 통신을 위해 실록산 소재의 투광 유기막이 배치된 투과영역을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
상기 기판은 순차 적층된 제1베이스층, 제1배리어층, 제2베이스층 및 제2배리어층을 포함하고, 상기 투과영역을 형성하는 단계는, 상기 제1베이스층의 반대편 방향에서부터 상기 제2배리어층과 상기 제2베이스층 중 어느 한 층까지 파고 든 몰입홈을 형성하는 단계와, 상기 투광 유기막으로 상기 몰입홈을 메우는 단계를 포함할 수 있다.
상기 투광 유기막은 다층으로 적층된 복수의 실록산층을 포함할 수 있다.
상기 표시영역의 화소는, 상기 기판 상의 반도체층과, 상기 반도체층과 대면하는 게이트전극과, 상기 반도체층에 연결된 소스전극 및 드레인전극과, 유기 절연층을 사이에 두고 상기 드레인전극에 연결된 화소전극 및, 상기 화소전극의 가장자리를 둘러싸는 화소정의막을 포함할 수 있으며, 상기 투명 유기막은 상기 유기 절연층과 동일층으로 배치된 중앙 실록산층 및, 상기 중앙 실록산층 위에 상기 화소정의막과 동일층으로 배치된 상부 실록산층을 포함할 수 있다.
상기 투명 유기막은 상기 몰입홈의 바닥면과 상기 중앙 실록산층 사이에 배치된 하부 실록산층을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 실록산층의 표면과 상기 중앙 실록산층의 표면이 상호 돌출된 부분이 없도록 동일 평면 상에 배치할 수 있다.
상기 상부 실록산층의 표면을 상기 중앙 실록산층의 표면 보다 위로 돌출시킬 수 있다.
상기 상부 실록산층의 돌출된 표면 높이를 상기 화소정의막의 표면 높이와 실질적으로 같게 할 수 있다.
상기 중앙 실록산층의 표면을 상기 상부 실록산층의 표면 보다 위로 돌출시킬 수 있다.
상기 투광 유기막의 소재는 Si, O, C계열의 실록산을 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 카메라와 같은 컴포넌트와 대응되는 투과영역의 몰입홈을 실록산 소재의 투광 유기막으로 메우기 때문에 투과율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 패터닝 공정 중 몰입홈 안에 제거되지 않은 잔사가 남는 문제도 해소할 수 있다.
이에 따라, 컴포넌트의 안정적인 기능을 유지하면서 넓은 표시 영역이 확보된 표시 장치를 제공할 수 있다. 그러나, 전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II'선을 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 한 화소를 나타낸 등가회로도이다.
도 6은 도 1에 도시된 표시 장치에서 투과영역과 표시영역의 단면 구조를 보인 단면도이다.
도 7a 내지 도 7e는 도 6에 도시된 표시 장치의 제조 과정을 순차적으로 보인 단면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 표시 장치에서 투광 유기막의 적층 수를 줄인 변형예를 도시한 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 도 6에 도시된 표시 장치에서 투광 유기막 모양의 변형 가능한 예를 보인 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 투과영역(OA) 및 이 투과영역(OA)을 둘러싸는 표시영역(DA)을 포함한다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소들에서 방출되는 빛을 이용하여 소정의 이미지를 제공할 수 있다. 도 1은 표시영역(DA)의 내측에 하나의 투과영역(OA)이 배치된 것을 도시하며, 투과영역(OA)은 표시영역(DA)에 있는 다수의 화소들(P;도 4 참조)에 의해 둘러싸일 수 있다. 투과영역(OA)은 도 2를 참조하여 후술할 컴포넌트(20)가 배치되는 영역일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 표시 장치(1)는 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display)이거나, 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시 장치일 수 있다. 예컨대, 표시 장치(1)에 구비된 표시요소의 발광층은 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함할 수 있다.
도 1은 투과영역(OA)이 하나이며 대략 원형인 것을 도시하고 있으나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 투과영역(OA)의 개수는 2개 이상일 수 있으며, 각각의 형상은 원형, 타원형, 다각형, 별 형상, 다이아몬드 형상 등 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)를 간략하게 나타낸 단면도로서, 도 1의 II-II'선에 따른 단면에 대응할 수 있다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 표시 패널(10) 상에 배치되는 입력감지층(40), 및 광학 기능층(50)을 포함할 수 있으며, 이들은 윈도우(60)로 커버될 수 있다. 표시 장치(1)는 휴대폰(mobile phone), 노트북, 스마트 워치와 같은 다양한 종류의 전자 기기일 수 있다.
표시 패널(10)은 이미지를 표시할 수 있다. 표시 패널(10)은 표시영역(DA)에 배치된 화소들을 포함한다. 화소들은 표시요소 및 이와 연결된 화소회로를 포함할 수 있다. 표시요소는 유기발광다이오드, 또는 퀀텀닷 유기발광다이오드 등을 포함할 수 있다.
입력감지층(40)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득한다. 입력감지층(40)은 감지전극(sensing electrode 또는 touch electrode) 및 감지전극과 연결된 트레이스 라인(trace line)들을 포함할 수 있다. 입력감지층(40)은 표시 패널(10) 위에 배치될 수 있다. 입력감지층(40)은 뮤추얼 캡 방식 또는/및 셀프 캡 방식으로 외부 입력을 감지할 수 있다.
입력감지층(40)은 표시 패널(10) 상에 직접 형성되거나, 별도로 형성된 후 광학 투명 점착제(optical clear adhesive)와 같은 점착층을 통해 결합될 수 있다. 예컨대, 입력감지층(40)은 표시 패널(10)을 형성하는 공정 이후에 연속적으로 형성될 수 있으며, 이 경우 입력감지층(40)은 표시 패널(10)의 일부로 이해될 수 있으며, 입력감지층(40)과 표시 패널(10) 사이에는 점착층이 개재되지 않을 수 있다. 도 2에는 입력감지층(40)이 표시 패널(10)과 광학 기능층(50) 사이에 개재된 것을 도시하지만, 다른 실시예로서, 입력감지층(40)은 광학 기능층(50) 위에 배치될 수 있다.
광학 기능층(50)은 반사 방지층을 포함할 수 있다. 반사 방지층은 윈도우(60)를 통해 외부에서 표시 패널(10)을 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있다. 반사 방지층은 위상지연자(retarder) 및 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입의 편광자는 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입의 편광자는 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자의 보호필름이 반사 방지층의 베이스층으로 정의될 수 있다.
다른 실시예로, 반사 방지층은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함할 수 있다. 컬러필터들은 표시 패널(10)의 화소들 각각에서 방출되는 빛의 색상을 고려하여 배열될 수 있다. 컬러필터들 각각은 적색, 녹색, 또는 청색의 안료나 염료를 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 각각은 전술한 안료나 염료 외에 양자점을 더 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 중 일부는 전술한 안료나 염료를 포함하지 않을 수 있으며, 산화티타늄과 같은 산란입자들을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 반사 방지층은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1 반사층과 제2 반사층을 포함할 수 있다. 제1 반사층 및 제2 반사층에서 각각 반사된 제1 반사광과 제2 반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
광학 기능층(50)은 렌즈층을 포함할 수 있다. 렌즈층은 표시 패널(10)에서 방출되는 빛의 출광 효율을 향상시키거나, 색편차를 줄일 수 있다. 렌즈층은 오목하거나 볼록한 렌즈 형상을 가지는 층을 포함하거나, 또는/및 굴절률이 서로 다른 복수의 층을 포함할 수 있다. 광학 기능층(50)은 전술한 반사 방지층 및 렌즈층을 모두 포함하거나, 이들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 기능층(50)은 표시 패널(10) 및/또는 입력감지층(40)을 형성하는 공정 이후에 연속적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 광학 기능층(50) 표시 패널(10) 및/또는 입력감지층(40) 사이에는 점착층이 개재되지 않을 수 있다.
투과영역(OA)은 전술한 바와 같이 표시 장치(1)에 다양한 기능을 부가하기 위한 컴포넌트(20)가 위치하는 일종의 컴포넌트 영역일 수 있다. 컴포넌트(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 표시 패널(10)의 아래에 배치될 수 있다.
컴포넌트(20)는 전자요소를 포함할 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(20)는 빛이나 음향을 이용하는 전자요소일 수 있다. 예컨대, 전자요소는 적외선 센서와 같이 빛을 출력하거나 또는/및 수신하는 센서, 빛을 수광하여 이미지를 촬상하는 카메라, 빛이나 음향을 출력하고 감지하여 거리를 측정하거나 지문을 인식하는 센서, 빛을 출력하는 소형 램프이거나, 소리를 출력하는 스피커 등을 포함할 수 있다. 빛을 이용하는 전자요소의 경우, 가시광, 적외선광, 자외선광 등과 같이 다양한 파장 대역의 빛을 이용할 수 있다. 일부 실시예에서, 투과영역(OA)은 컴포넌트(20)로부터 외부로 출력되거나 외부로부터 전자요소를 향해 진행하는 빛 또는/및 음향이 투과할 수 있는 영역으로 이해될 수 있다.
다른 실시예로, 표시 장치(1)가 스마트 워치나 차량용 계기판으로 이용되는 경우, 컴포넌트(20)는 시계 바늘이나 소정의 정보(예, 차량 속도 등)를 지시하는 바늘과 같은 부재일 수 있다.
컴포넌트(20)는 전술한 바와 같이 표시 패널(10)의 기능과 관계된 구성요소(들)를 포함하거나, 표시 패널(10)의 심미감을 증가시키는 액세서리와 같은 구성요소 등을 포함할 수 있다. 도 2에는 도시되지 않았으나 윈도우(60)와 광학 기능층(50) 사이에는 광학 투명 점착제 등이 위치할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(10)은 기판(100) 상에 배치된 표시층(200)을 포함한다. 기판(100)은 글래스재를 포함하거나 고분자 수지를 포함할 수 있다. 기판(100)은 다층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이, 제1베이스층(101), 제1배리어층(102), 제2베이스층(103), 및 제2배리어층(104)을 포함할 수 있다.
제1베이스층(101) 및 제2베이스층(103)은 각각 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1베이스층(101) 및 제2베이스층(103)은 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 폴리아릴레이트(PAR, polyarylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenene napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 제1베이스층(101) 및 제2베이스층(103)은 투명한 고분자 수지를 포함할 수 있다.
제1배리어층(102) 및 제2배리어층(104)은 외부 이물질의 침투를 방지하는 배리어층으로서, 실리콘질화물, 실리콘산화물과 같은 무기물을 포함하는 단일 층 또는 다층일 수 있다.
표시층(200)은 복수의 화소들을 구비한다. 표시층(200)은 각 화소마다 배치되는 표시요소들을 포함하는 표시요소층(200A), 및 각 화소마다 배치되는 화소회로와 절연층들을 포함하는 화소회로층(200B)을 포함할 수 있다. 각 화소회로는 트랜지스터 및 스토리지 커패시터를 포함할 수 있으며, 각 표시요소는 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED)를 포함할 수 있다.
표시층(200)의 표시요소들은 박막봉지층(300)과 같은 봉지부재로 커버될 수 있으며, 박막봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층과 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)이 고분자 수지를 포함하는 기판(100), 및 무기봉지층과 유기봉지층을 포함하는 박막봉지층(300)을 구비하는 경우, 표시 패널(10)의 유연성(flexibility)을 향상시킬 수 있다.
상기 투과영역(OA)은 완전히 관통된 홀이 아니기 때문에, 표시층(200)의 투과영역(OA) 대응 위치에는 카메라와 같은 컴포넌트(20)의 통신 기능을 저해하지 않기 위한 고투과율 소재의 투광 유기막(300: 도 6 참조)이 배치된다. 이에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)의 평면 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 표시 패널(10)은 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함한다. 화소(P)들은 각각 유기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함할 수 있다. 각 화소(P)는 유기발광다이오드를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다. 표시영역(DA)은 앞서 도 3을 참조하여 설명한 박막봉지층(300)으로 커버되어 외기 또는 수분 등으로부터 보호될 수 있다.
투과영역(OA)은 표시영역(DA) 안에 배치될 수 있으며, 투과영역(OA) 주변에는 복수의 화소(P)들이 배치된다. 투과영역(OA)은 도 1이나 도 4처럼 표시영역(DA) 상단의 한 쪽으로 치우친 위치에 형성될 수도 있고, 가운데에 형성될 수도 있다. 복수의 화소(P)들은 투과영역(OA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
각 화소(P)는 도 1의 외곽영역(PA)에 해당하는 비표시영역(NDA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결된다. 비표시영역(NDA)에는 제1스캔 구동회로(110), 제2스캔 구동회로(120), 단자(140), 데이터 구동회로(150), 제1전원공급배선(160), 및 제2전원공급배선(170)이 배치될 수 있다.
제1스캔 구동회로(110)는 스캔라인(SL)을 통해 각 화소(P)에 스캔 신호를 제공할 수 있다. 제1스캔 구동회로(110)는 발광제어라인(EL)을 통해 각 화소에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 제2스캔 구동회로(120)는 표시영역(DA)을 사이에 두고 제1스캔 구동회로(110)와 나란하게 배치될 수 있다. 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)를 중 일부는 제1스캔 구동회로(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2스캔 구동회로(120)에 연결될 수 있다.
단자(140)는 기판(100)의 일 측에 배치될 수 있다. 단자(140)는 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)의 단자(PCB-P)는 표시 패널(10)의 단자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)은 제어부(미도시)의 신호 또는 전원을 표시 패널(10)로 전달한다. 제어부에서 생성된 제어 신호는 인쇄회로기판(PCB)을 통해 제1 및 제2 스캔 구동회로(110, 120)에 각각 전달될 수 있다. 제어부는 제1 및 제2연결배선(161, 171)을 통해 제1 및 제2전원공급배선(160, 170)에 각각 제1 및 제2 전원(ELVDD, ELVSS, 후술할 도 5 참조)을 제공할 수 있다. 제1전원(ELVDD)은 제1전원공급배선(160)과 연결된 구동전압라인(PL)을 통해 각 화소(P)에 제공되고, 제2전원(ELVSS)은 제2전원공급배선(170)과 연결된 화소(P)의 대향전극(미도시)에 제공될 수 있다.
데이터 구동회로(150)는 데이터라인(DL)에 전기적으로 연결된다. 데이터 구동회로(150)의 데이터 신호는 단자(140)에 연결된 연결배선(151) 및 연결배선(151)과 연결된 데이터라인(DL)을 통해 각 화소(P)에 제공될 수 있다. 도 4는 데이터 구동회로(150)가 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 것을 도시하지만, 다른 실시예로, 데이터 구동회로(150)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 데이터 구동회로(150)는 단자(140)와 제1전원공급배선(160) 사이에 배치될 수 있다.
제1전원공급배선(160, first power supply line)은 표시영역(DA)을 사이에 두고 x방향을 따라 나란하게 연장된 제1서브배선(162) 및 제2서브배선(163)을 포함할 수 있다. 제2전원공급배선(170, second power supply line)은 일측이 개방된 루프 형상으로 표시영역(DA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10) 중 어느 한 화소(P)를 나타낸 등가회로도이다.
도 5를 참조하면, 화소(P)는 화소회로(PC) 및 화소회로(PC)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 화소회로(PC)는 복수의 박막트랜지스터들 및 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 포함할 수 있다. 박막트랜지스터들 및 스토리지 커패시터는 신호배선(SL, SL-1, EL, DL), 초기화전압라인(Vint), 및 구동전압라인(PL)에 연결될 수 있다.
도 5에서는 각 화소(P)가 신호배선(SL, SL-1, EL, DL), 초기화전압라인(Vint), 및 구동전압라인(PL)에 연결된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 신호배선(SL, SL-1, EL, DL) 중 적어도 어느 하나, 초기화전압라인(Vint)과 구동전압라인(PL) 등은 이웃하는 화소들에서 공유될 수 있다.
복수의 박막트랜지스터는 구동 박막트랜지스터(driving TFT, T1), 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT, T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 제1초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6) 및 제2초기화 박막트랜지스터(T7)를 포함할 수 있다.
신호배선은 스캔신호(Sn)를 전달하는 스캔라인(SL), 제1초기화 박막트랜지스터(T4)와 제2초기화 박막트랜지스터(T7)에 이전 스캔신호(Sn-1)를 전달하는 이전 스캔라인(SL-1), 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)에 발광제어신호(En)를 전달하는 발광제어라인(EL), 스캔라인(SL)과 교차하며 데이터신호(Dm)를 전달하는 데이터라인(DL)을 포함한다. 구동전압라인(PL)은 구동 박막트랜지스터(T1)에 구동전압(ELVDD)을 전달하며, 초기화전압라인(Vint)은 구동 박막트랜지스터(T1) 및 화소전극을 초기화하는 초기화전압을 전달한다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1)에 연결되어 있고, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)은 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 하부 구동전압라인(PL)에 연결되어 있으며, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1)은 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광소자(OLED)의 화소전극과 전기적으로 연결되어 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호(Dm)를 전달받아 유기발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급한다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트전극(G2)은 스캔라인(SL)에 연결되어 있고, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 소스전극(S2)은 데이터라인(DL)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극(D2)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)에 연결되어 있으면서 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 하부 구동전압라인(PL)에 연결되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔라인(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 데이터라인(DL)으로 전달된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 게이트전극(G3)은 스캔라인(SL)에 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 소스전극(S3)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1)에 연결되어 있으면서 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광소자(OLED)의 화소전극과 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 드레인전극(D3)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1), 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 드레인전극(D4) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)에 연결되어 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)는 스캔라인(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)과 구동 드레인전극(D1)을 전기적으로 연결하여 구동 박막트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 게이트전극(G4)은 이전 스캔라인(SL-1)에 연결되어 있고, 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 소스전극(S4)은 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 드레인전극(D7)과 초기화전압라인(Vint)에 연결되어 있으며, 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 드레인전극(D4)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1), 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 드레인전극(D3) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)에 연결되어 있다. 제1초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔라인(SL-1)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴-온되어 초기화전압을 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)에 전달하여 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(G1)의 전압을 초기화시키는 초기화동작을 수행한다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 게이트전극(G5)은 발광제어라인(EL)에 연결되어 있으며, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 소스전극(S5)은 하부 구동전압라인(PL)과 연결되어 있고, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 드레인전극(D5)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1) 및 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극(D2)과 연결되어 있다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 게이트전극(G6)은 발광제어라인(EL)에 연결되어 있고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 소스전극(S6)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1) 및 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 소스전극(S3)에 연결되어 있으며, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(D6)은 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 소스전극(S7) 및 유기발광소자(OLED)의 화소전극에 전기적으로 연결되어 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광제어라인(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(En)에 따라 동시에 턴-온되어, 구동전압(ELVDD)이 유기발광소자(OLED)에 전달되어 유기발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)가 흐르도록 한다.
제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 게이트전극(G7)은 이전 스캔라인(SL-1)에 연결되어 있고, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 소스전극(S7)은 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(D6) 및 유기발광소자(OLED)의 화소전극에 연결되어 있으며, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 드레인전극(D7)은 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 소스전극(S4) 및 초기화전압라인(Vint)에 연결되어 있다. 제2초기화 박막트랜지스터(T7)는 이전 스캔라인(SL-1)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴-온되어 유기발광소자(OLED)의 화소전극을 초기화시킨다.
도 5에서는 초기화 박막트랜지스터(T4)와 제2초기화 박막트랜지스터(T7)가 이전 스캔라인(SL-1)에 연결된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔라인(SL-1)에 연결되어 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 구동하고, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)는 별도의 신호배선(예컨대, 이후 스캔라인)에 연결되어 상기 신호배선에 전달되는 신호에 따라 구동될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제2스토리지 축전판(Cst2)은 구동전압라인(PL)에 연결되어 있으며, 유기발광소자(OLED)의 대향전극은 공통전압(ELVSS)에 연결되어 있다. 이에 따라, 유기발광소자(OLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)로부터 구동전류(IOLED)를 전달받아 발광함으로써 화상을 표시할 수 있다.
도 5에서는 보상 박막트랜지스터(T3)와 초기화 박막트랜지스터(T4)가 듀얼 게이트전극을 갖는 것으로 도시하고 있으나, 보상 박막트랜지스터(T3)와 초기화 박막트랜지스터(T4)는 한 개의 게이트전극을 가질 수 있다.
이제, 도 6을 참조하여 상기 투과영역(OA)의 구조에 대해 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예로서 투과영역(OA)과 인접한 표시 영역(DA) 내의 화소(P)를 나란히 도시한 단면도이다.
우선, 투과영역(OA) 주변에는 다수의 화소(P)들이 배치되어 있다. 즉, 전술한 바대로 투과영역(OA)은 표시 영역(DA) 안에 있으며 따라서 다수의 화소(P)들에 의해 둘러싸여 있게 된다.
상기 투과영역(OA)은 카메라와 같은 컴포넌트(20)의 신호 송수신이 이루어져야 하므로, 투과율을 높이기 위해 표시 영역(DA)에 있는 절연층들을 드라이 에칭하여 몰입홈(Ht)을 형성하게 된다. 이 몰입홈(Ht)을 그냥 빈 상태로 두면 그 자체의 투과율은 좋아질 수 있겠지만, 다른 도전층들을 패터닝할 때 이 몰입홈(Ht) 안에 제거되지 않은 잔사들이 남아서 오히려 투과율을 저하시키고 각종 노이즈 발생의 원인이 될 수도 있는 위험이 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 몰입홈(Ht)은 투과율이 높은 Si, O, C계열의 실록산(siloxane) 소재로 된 투광 유기막(300)으로 메운다. 이렇게 하면 잔사의 위험을 없애면서도 높은 투과율을 유지할 수 있게 된다.
상기 투광 유기막(300)에 대해 자세히 살펴보기 전에, 먼저 도 6의 좌측 표시 영역(DA)을 참조하여 화소(P)의 단면 적층 구조를 살펴보기로 한다.
도 6의 표시영역(DA)을 참조하면, 기판(100)은 글래스재 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예로서 기판(100)은 앞서 도 3의 확대도에 도시된 바와 같이 복수의 서브층들을 포함할 수 있다. 즉, 제1베이스층(101), 제1배리어층(102), 제2베이스층(103), 및 제2배리어층(104)을 포함한다
이 기판(100) 상에는 불순물이 박막트랜지스터(TFT)의 반도체층(Act)으로 침투하는 것을 방지하기 위해 버퍼층(201)이 형성될 수 있다. 버퍼층(201)은 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 및 실리콘옥사이드와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
버퍼층(201) 상에는 박막트랜지스터와 같은 화소회로가 배치될 수 있다. 박막트랜지스터는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE), 드레인전극(DE) 등을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 박막트랜지스터(TFT)는 도 5를 참조하여 설명한 구동 박막트랜지스터에 대응할 수 있다. 본 실시예에서는 게이트전극(GE)이 게이트절연층(203)을 가운데 두고 반도체층(Act) 상에 배치된 탑 게이트 타입을 도시하였으나, 다른 실시예에 따르면 박막트랜지스터는 바텀 게이트 타입일 수 있다.
반도체층(Act)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(Act)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 게이트전극(GE)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(Act)과 게이트전극(GE) 사이의 게이트절연층(203)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 및 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 게이트절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 소스전극(SE), 드레인전극(DE), 및 데이터라인(DL)은 Ti/Al/Ti의 다층으로 형성될 수 있다.
층간절연층(205)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층일 수 있다.
박막트랜지스터를 포함하는 화소회로는 제1유기절연층(209)으로 커버될 수 있다. 제1유기절연층(209)은 상면이 대략 편평한 면을 포함할 수 있다.
박막트랜지스터의 드레인전극(DE)는 화소전극(221)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소전극(221)은 제1,2유기절연층(209)(211)에 형성된 콘택홀을 통해 드레인전극(DE)에 접속할 수 있다.
제1유기절연층(209)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1유기절연층(209) 및 제2유기절연층(211)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
제2유기절연층(211)은 실록산 소재로 이루어질 수 있다. 뒤에 다시 언급하겠지만 투과영역(OA)의 몰입홈(Ht)을 메우는 투광 유기막(300) 중 중앙 실록산층(302)이 제2유기절연층(211)과 동일층으로 형성된다.
화소전극(221)은 제2유기절연층(211) 상에 형성될 수 있다. 화소전극(221)은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(221)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(221)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(221) 상에는 화소정의막(215)이 형성될 수 있다. 화소정의막(215)은 화소전극(221)의 상면을 노출하는 개구를 포함하되, 화소전극(221)의 가장자리를 커버할 수 있다. 화소정의막(215)도 실록산 소재로 이루어질 수 있다. 투과영역(OA)의 몰입홈(Ht)을 메우는 투광 유기막(300) 중 상부 실록산층(303)이 이 화소정의막(215)과 동일층으로 형성된다.
발광층(222)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(222)의 상부와 하부에는 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)이 각각 추가될 수도 있다.
발광층(222)은 표시영역(DA)에서 각 화소마다 배치되며 화소전극(221)과 대응하도록 패터닝된다. 즉, 화소정의막(215)이 화소전극(221)의 가장자리를 덮으며 둘러싸고 있고, 발광층(222)은 화소정의막(215)으로 둘러싸인 각 화소의 발광 영역 안에 배치된다.
대향전극(223)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(223)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(223)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(223)은 표시영역(DA)뿐만 아니라 중간영역(MA) 상에도 형성될 수 있다. 대향전극(223)은 열 증착법에 의해 형성될 수 있다.
이 대향전극(223) 위를 도 3에서 언급한 박막봉지층(300)이 덮어준다. 박막봉지층(300)은 무기봉지층과 유기봉지층이 교대로 적층된 구조일 수 있다.
무기봉지층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 유기봉지층은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다.
이상의 표시 영역(DA)에서의 절연층들(201,203,205,207,209)은 투과영역(OA)에도 기판(100) 상에 그대로 적층되어 있으므로, 이를 그대로 두면 투과율이 나빠질 수 있다. 따라서, 투과영역(OA)에는 컴포넌트(20)의 신호 교류가 방해받지 않도록 일단 해당 위치의 절연층들(201,203,205,207,209)을 파내서 몰입홈(Ht)을 형성한다. 이때 절연층들(201,203,205,207,209) 뿐만 아니라, 기판(100)의 제2배리어층(104)과 제2베이스층(103)까지 파내서 몰입홈(Ht)을 형성한다. 가능하면 적층된 층수를 줄여야 투과율이 좋아지므로 기판(100)의 서브층 일부까지 파내서 몰입홈(Ht)을 형성하는 것이다. 그러나, 최소한 베이스층과 배리어층 하나씩은 남아있어야 외부로부터 투과영역(OA)을 통한 수분 침투 등을 방지할 수 있으므로, 제1배리어층(102)과 제1베이스층(101)까지는 몰입홈(Ht)을 파내지 않고 남겨둔다.
그리고, 몰입홈(Ht)을 파낸 상태 그대로 두면, 전술한 바와 같이 포토레지스트를 이용한 패터닝 시에 잔사가 남아서 투과율 저하 및 노이즈 발생과 같은 문제를 일으킬 수 있다. 따라서, 이 몰입홈(Ht)을 투과율이 거의 98%에 가까운 실록산 소재의 투광 유기막(300)으로 메운다.
상기 투광 유기막(300)은 하부 실록산층(301), 중앙 실록산층(302) 및, 상부 실록산층(303)의 3층 구조이며, 명칭대로 모두 실록산 소재로 이루어진다.
하부 실록산층(301)은 몰입홈(Ht)의 바닥면에 배치되며, 제2베이스층(103) 부터 버퍼층(201)까지에 해당되는 몰입홈(Ht)의 깊이를 메운다.
중앙 실록산층(302)는 하부 실록산층(301) 위에 배치되며, 상기 제2유기절연층(211)과 함께 동일층으로 형성된다.
상기 상부 실록산층(303)은 중앙 실록산층(302) 위에 배치되어 몰입홈(Ht)에 의한 단차를 평탄하게 메우게 되며, 상기 화소정의막(215)과 동일층으로 형성된다.
이와 같이 투과영역(OA)에 투과율이 상대적으로 떨어지는 절연층들을 파내서 몰입홈(Ht)을 만들고 그 안을 투과율이 높은 실록산 소재의 투광 유기막(300)으로 채움으로써, 컴포넌트(20)의 신호 교류도 원활하고 잔사의 문제도 해소할 수 있는 투과영역(OA) 구조를 구현할 수 있게 된다.
이와 같은 투과영역(OA)을 가진 표시 장치는 도 7a 내지 도 7e와 같은 과정으로 형성할 수 있다.
먼저, 도 7a와 같이 글라스판(100a) 상에 제1베이스층(101), 제1배리어층(102), 제2베이스층(103), 제2배리어층(104) 및 버퍼층(201)을 차례로 형성한다. 상기 글라스판(100a)은 제조 과정에서 사용되는 일종의 캐리어 기판이며 최종 제품에서는 제거된다.
이어서, 도 7b와 같이 투과영역(OA)에 상기 버퍼층(201)부터 상기 제2베이스층(103)까지 파여진 몰입홈(Ht)을 형성한다. 몰입홈(Ht)은 예컨대 포토레지스트를 이용한 패터닝과 드라이 에칭 과정을 통해 형성할 수 있다.
그리고, 도 7c에 도시된 바와 같이 상기 몰입홈(Ht)에 하부 실록산층(301)을 채운다. 이렇게 되면, 몰입홈(Ht)에 의한 단차가 사라지기 때문에, 이후에 반도체층(Act)이나 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE) 등을 패터닝할 때 단차 때문에 몰입홈(Ht)에 잔사가 남을 위험도 사라지게 된다. 이 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.
만일 몰입홈(Ht)이 하부 실록산층(301)이 없는 비어있는 상태라면, 패터닝을 위해 도포되는 포토레지스트가 이 몰입홈(Ht) 안에 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어 반도체층(Act)을 형성할 때에는, 반도체층(Act)을 버퍼층(201) 위 전면(全面)에 형성한 후, 그 위에 다시 포토레지스트를 도포하여 원하는 형태로 패터닝하게 되는데, 이때 상기 몰입홈(Ht) 안에는 단차 때문에 포토레지스트가 주변에 비해 더 두껍게 도포된다. 이 상태에서 정상적인 포토레지스트의 두께에 맞춰서 패터닝을 하게 되면, 몰입홈(Ht) 안에는 포토레지스트가 다 제거되지 못하고 잔류하게 되며, 이에 따라 잔류 포토레지스트 아래에 있는 반도체층(Act)도 제거되지 못하고 그대로 남게 된다. 이런 식으로 몰입홈(Ht) 안에 주변보다 포토레지스트가 두껍게 형성되면서 반도체층(Act) 뿐 아니라 게이트전극(GE), 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE) 등을 패터닝할 때에도 같은 현상이 반복될 수 있다. 이렇게 되면, 투과율이 높아야 하는 투과영역(OA)에 제거되지 않은 도전층 및 포토레지스트의 잔사가 남아서 투과율을 해칠 수 있게 되며, 잔류 도전층에 의해 각종 노이즈 신호가 발생할 수도 있다.
그러나, 본 실시예와 같이 투과율이 높은 실록산 소재의 투광 유기막(300)으로 몰입홈(Ht)을 메우게 되면, 이후 패터닝 시의 잔사 발생 문제도 해소할 수 있고, 높은 투과율도 유지할 수 있게 된다.
따라서, 도 7d와 같이 반도체층(Act) 부터 화소정의막(215)까지 도전층과 절연층들을 쌓으면서 패터닝을 해나갈 때 몰입홈(Ht)의 심한 단차에 의해 잔사가 생기는 문제를 억제할 수 있게 된다. 그리고, 이후 공정에 의해 하부 실록산층(301) 위에 게이트절연층(203) 부터 제1유기절연층(209)까지 절연층들이 계속 쌓이게 되므로, 앞서 형성한 몰입홈(Ht)과 연통되도록 하부 실록산층(301) 위에 쌓인 절연층들을 다시 파내게 되며, 그 위에 중앙 실록산층(302)과 상부 실록산층(303)을 추가로 적층해서 이어지는 공정에서도 투과영역(OA)의 단차가 심해지지 않게 한다. 즉, 상기 제2유기절연층(211)을 형성할 때 같은 층으로 중앙 실록산층(302)을 형성하고, 화소정의막(215)을 형성할 때 역시 같은 층으로 상부 실록산층(303)을 형성한다. 이렇게 하면, 각종 절연층과 도전층을 적층해가면서 투과영역(OA)의 몰입홈(Ht)에 투과 유기막(300)이 계속 채워지기 때문에, 상기한 단차에 의해 잔사가 발생하는 문제를 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이후 발광층(222)과 대향전극(223)을 형성하면 도 7e와 같은 표시 장치가 만들어지게 된다.
그러므로, 이와 같은 구성에 따르면 몰입홈(Ht)을 투과율이 높은 실록산(siloxane) 소재의 투광 유기막(300)으로 메움으로써, 잔사의 위험을 없애고 높은 투과율을 유지할 수 있게 된다.
한편, 상기한 실시예로부터 다양한 변형도 가능하다. 이하에는 그 변형 가능한 구조를 예시한다.
우선, 전술한 실시예에서는 투광 유기막(300)이 하부 실록산층(301)과 중앙 실록산층(302) 및 상부 실록산층(303)의 3층으로 이루어진 구조를 예시하였는데, 도 8에 도시된 바와 같이 중앙 실록산층(302)과 상부 실록산층(303)의 2층으로 구성할 수도 있다. 즉, 하부 실록산층(301)은 빼고 중앙 실록산층(302)부터 몰입홈(Ht)을 메우도록 하는 것이다. 이 경우에는 제1베이스층(101)부터 제1유기절연층(209)까지 형성한 다음에 투과영역(OA)에 몰입홈(Ht)을 형성하고, 그 위에 제2유기절연층(211)과 중앙 실록산층(302)을 같은 층으로 형성하며, 화소정의막(215)을 형성할 때 같은 층으로 상부 실록산층(303)을 형성하면 된다.
또한, 전술한 실시예에서는 몰입홈(Ht)이 제2배리어층(104)과 제2베이스층(103)까지 파고 들어갔는데, 본 실시예처럼 제2배리어층(104)까지만 몰입홈(Ht)을 형성할 수도 있다. 즉, 기본적으로 제1베이스층(101)과 제1배리어층(102)은 외부 투습 등을 막기 위해 몰입홈(Ht)이 파고 들어가지 않게 하지만, 그 위의 제2베이스층(103)과 제2배리어층(104)은 둘 중 어디까지 몰입홈(Ht)을 형성할 지를 제작자가 선택해서 적용할 수 있다. 여기서는 하부 실록산층(301)이 없는 대신 제2베이스층(103)을 몰입홈(Ht) 없이 그대로 둠으로써, 중앙 실록산층(302)을 형성할 때 몰입홈(Ht)의 단차가 너무 심해지는 것을 방지하는 구조를 선택한 것이다. 이와 같이 투광 유기막(300)의 층수나 몰입홈(Ht)의 깊이 등을 다양하게 변형시킬 수 있다.
그리고, 전술한 실시예들에서는 중앙 실록산층(302)의 표면과 상부 실록산층(303)의 표면이 동일 평면 상에 평탄하게 배치되는 경우를 예시하였는데, 도 9a 내지 도 9c와 같이 상대적인 높낮이가 생기도록 구성할 수도 있다.
즉, 도 9a 처럼 상부 실록산층(303)의 표면이 중앙 실록산층(302)의 표면 보다 높게 돌출되도록 구성할 수도 있고, 반대로 도 9b처럼 중앙 실록산층(302)의 표면이 상부 실록산층(303)의 표면 보다 높게 돌출되도록 구성할 수도 있다.
그리고, 상부 실록산층(303)은 화소정의막(215)과 동일층으로 형성되는 것이므로, 도 9c와 같이 아예 화소정의막(215)의 표면 높이와 실질적으로 같은 높이까지 돌출되게 구성할 수도 있다. 이와 같이, 투과영역(OA)에 실록산 소재의 투광 유기막(300)을 배치하는 것을 기본으로 해서, 투과 유기막(300)의 층수나 깊이 또는 돌출 형상 등을 다양하게 변형해서 적용시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 표시장치에 의하면, 카메라와 같은 컴포넌트와 대응되는 투과영역의 몰입홈을 실록산 소재의 투광 유기막으로 메워서 투과율의 저하를 효과적으로 방지할 수 있고, 또한 패터닝 공정 중 몰입홈 안에 제거되지 않은 잔사가 남는 문제도 해소할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
DA: 표시영역
OA: 투과영역
100: 기판
300: 투광 유기막
301: 하부 실록산층
302: 중앙 실록산층
303: 상부 실록산층

Claims (20)

  1. 기판과,
    상기 기판 상에 다수의 화소들이 배치된 표시영역 및,
    상기 표시영역 안에 컴포넌트의 통신을 위해 배치된 투과영역을 포함하며,
    상기 투과영역에 실록산 소재의 투광 유기막이 배치된 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 순차 적층된 제1베이스층, 제1배리어층, 제2베이스층 및 제2배리어층을 포함하고,
    상기 투과영역에는 상기 제1베이스층의 반대편 방향에서부터 상기 제2배리어층과 상기 제2베이스층 중 어느 한 층까지 파고 든 몰입홈이 마련되며,
    상기 투광 유기막은 상기 몰입홈을 메우는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 투광 유기막은 다층으로 적층된 복수의 실록산층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 표시영역의 화소는, 상기 기판 상의 반도체층과, 상기 반도체층과 대면하는 게이트전극과, 상기 반도체층에 연결된 소스전극 및 드레인전극과, 유기 절연층을 사이에 두고 상기 드레인전극에 연결된 화소전극 및, 상기 화소전극의 가장자리를 둘러싸는 화소정의막을 포함하며,
    상기 투명 유기막은 상기 유기 절연층과 동일층으로 배치된 중앙 실록산층 및, 상기 중앙 실록산층 위에 상기 화소정의막과 동일층으로 배치된 상부 실록산층을 포함하는 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 투명 유기막은 상기 몰입홈의 바닥면과 상기 중앙 실록산층 사이에 배치된 하부 실록산층을 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 표면과 상기 중앙 실록산층의 표면은 상호 돌출된 부분이 없도록 동일 평면 상에 배치되는 표시 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 표면이 상기 중앙 실록산층의 표면 보다 위로 돌출된 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 돌출된 표면 높이가 상기 화소정의막의 표면 높이와 실질적으로 같은 표시 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 중앙 실록산층의 표면이 상기 상부 실록산층의 표면 보다 위로 돌출된 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 투광 유기막의 소재는 Si, O, C계열의 실록산을 포함하는 표시 장치.
  11. 기판 상에 다수의 화소들이 배치된 표시영역을 형성하는 단계 및,
    상기 표시영역 안의 컴포넌트의 통신을 위해 실록산 소재의 투광 유기막이 배치된 투과영역을 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기판은 순차 적층된 제1베이스층, 제1배리어층, 제2베이스층 및 제2배리어층을 포함하고,
    상기 투과영역을 형성하는 단계는,
    상기 제1베이스층의 반대편 방향에서부터 상기 제2배리어층과 상기 제2베이스층 중 어느 한 층까지 파고 든 몰입홈을 형성하는 단계와,
    상기 투광 유기막으로 상기 몰입홈을 메우는 단계를 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 투광 유기막은 다층으로 적층된 복수의 실록산층을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 표시영역의 화소는, 상기 기판 상의 반도체층과, 상기 반도체층과 대면하는 게이트전극과, 상기 반도체층에 연결된 소스전극 및 드레인전극과, 유기 절연층을 사이에 두고 상기 드레인전극에 연결된 화소전극 및, 상기 화소전극의 가장자리를 둘러싸는 화소정의막을 포함하며,
    상기 투명 유기막은 상기 유기 절연층과 동일층으로 배치된 중앙 실록산층 및, 상기 중앙 실록산층 위에 상기 화소정의막과 동일층으로 배치된 상부 실록산층을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 투명 유기막은 상기 몰입홈의 바닥면과 상기 중앙 실록산층 사이에 배치된 하부 실록산층을 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 표면과 상기 중앙 실록산층의 표면이 상호 돌출된 부분이 없도록 동일 평면 상에 배치하는 표시 장치의 제조방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 표면을 상기 중앙 실록산층의 표면 보다 위로 돌출시키는 표시 장치의 제조방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 상부 실록산층의 돌출된 표면 높이를 상기 화소정의막의 표면 높이와 실질적으로 같게 하는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 중앙 실록산층의 표면을 상기 상부 실록산층의 표면 보다 위로 돌출시키는 표시 장치의 제조방법.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 투광 유기막의 소재는 Si, O, C계열의 실록산을 포함하는 표시 장치의 제조방법.
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