KR20220007777A - 표시 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치는, 제1 및 제2 영역들을 각각 구비한 복수의 화소 영역들을 포함한 기판; 상기 화소 영역들 각각에 제공된 화소를 포함할 수 있다. 상기 화소는, 상기 제1 영역에 제공되며, 상기 기판 상에 제공된 바텀 금속층 및 상기 바텀 금속층 상에 제공된 적어도 하나의 트랜지스터를 구비한 화소 회로부; 및 상기 제2 영역에 제공되며, 서로 이격된 제1 및 제2 전극들과 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 배치되어 광을 방출하는 복수의 발광 소자들을 포함한 표시 소자부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 전극들과 상기 바텀 금속층은 동일한 층에 제공될 수 있다.

Description

표시 장치 및 그의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD OF FABRICATING THE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 휴대가 가능한 정보 매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 표시 장치에 대한 요구 및 상업화가 중점적으로 이루어지고 있다.
본 발명은, 발광 소자들의 정렬 불량을 최소화하여 출광 효율을 향상시키면서 마스크 수를 줄여 단순한 제조 공정으로 형성된 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 제1 및 제2 영역들을 각각 구비한 복수의 화소 영역들을 포함한 기판; 및 상기 화소 영역들 각각에 제공된 화소를 포함할 수 있다. 상기 화소는, 상기 제1 영역에 제공되며, 상기 기판 상에 제공된 바텀 금속층 및 상기 바텀 금속층 상에 제공된 적어도 하나의 트랜지스터를 구비한 화소 회로부; 및 상기 제2 영역에 제공되며, 서로 이격된 제1 및 제2 전극들과 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 배치되어 광을 방출하는 복수의 발광 소자들을 포함한 표시 소자부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극들과 상기 바텀 금속층은 동일한 층에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소 회로부와 상기 표시 소자부 각각은 적어도 하나 이상의 도전층과 적어도 하나 이상의 절연층을 포함한 다중층으로 제공될 수 있다. 여기서, 상기 화소 회로부의 적어도 한 층과 상기 표시 소자부의 적어도 한 층은 동일한 층에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소 회로부와 상기 표시 소자부 각각에 포함된 절연층은 상기 기판 상에 순차적으로 제공된 제1 내지 제4 절연층들을 포함할 수 있다. 상기 화소 회로부에 포함된 도전층은, 상기 기판과 상기 제1 절연층 사이에 제공된 제1 도전층, 상기 제1 절연층 상에 제공된 제2 도전층, 상기 제2 절연층 상에 제공된 제3 도전층, 및 상기 제4 절연층 상에 제공된 제4 도전층을 포함할 수 있다. 상기 표시 소자부에 포함된 도전층은, 상기 기판과 상기 제1 절연층 사이에 제공된 제1 도전층 및 상기 제4 절연층 상에 제공된 제4 도전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 도전층은 상기 바텀 금속층, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 광이 방출되는 발광 영역을 포함할 수 있다. 상기 표시 소자부의 상기 제3 절연층은 상기 발광 영역에서 상기 제1 및 제2 전극들 상에 제공되어 상기 제1 및 제2 전극들 각각의 일부를 노출할 수 있다. 상기 표시 소자부의 상기 제4 절연층은 상기 발광 영역에서 상기 발광 소자들 각각의 일면 상에만 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자들 각각의 일면 상에 제공된 상기 제4 절연층은 상기 발광 소자들 각각의 양 단부를 노출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 소자부는, 상기 제4 절연층 상에 제공되어 상기 제1 전극과 상기 발광 소자들 각각을 연결하는 제1 컨택 전극; 및 상기 제4 절연층 상에 제공되어 상기 제2 전극과 상기 발광 소자들 각각을 연결하는 제2 컨택 전극을 더 포함할 수 있다. 상기 제4 도전층은 상기 제1 및 제2 컨택 전극들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은 상기 화소 영역들이 배치되는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 일측을 둘러싸는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역에는 상기 화소 회로부와 전기적으로 연결된 배선부 및 상기 배선부와 연결된 패드부가 제공될 수 있다. 여기서, 상기 패드부는 상기 제2 절연층 상에 제공된 제1 패드 전극; 및 상기 제1 패드 전극 상에 제공되어 상기 제1 패드 전극과 접촉하는 제2 패드 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 패드 전극은 상기 제4 절연층 상에 제공될 수 있다. 상기 제4 도전층은 상기 제2 패드 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 컨택 전극들과 상기 제2 패드 전극은 동일한 층에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제3 절연층과 상기 제4 절연층 사이에 제공된 보호층을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층은 상기 비표시 영역, 상기 제1 영역, 및 상기 발광 영역을 제외한 상기 제2 영역의 나머지 영역에 각각 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 보호층 상에 제공된 차광층을 더 포함할 수 있다. 상기 차광층은 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제2 영역의 상기 발광 영역에 제공되며, 상기 제1 및 제2 컨택 전극들 상에 위치한 광 변환 패턴층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 표시 장치는 상기 광 변환 패턴층 상에 제공된 제5 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 트랜지스터는, 상기 바텀 금속층 상의 버퍼층 상에 제공된 액티브 패턴; 상기 제1 절연층 상에 제공되며 상기 액티브 패턴과 중첩하는 게이트 전극; 상기 액티브 패턴의 양 끝단에 접촉하는 제1 단자 및 제2 단자를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 도전층은 상기 게이트 전극을 포함할 수 있다.
상술한 표시 장치는, 기판 상에 제1 및 제2 영역들을 갖는 적어도 하나의 화소 영역을 포함한 화소를 제공하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 화소를 제공하는 단계는, 상기 기판 상에 제1 도전층을 형성하는 단계; 상기 제1 도전층 상에 버퍼층을 형성하고, 상기 제1 영역의 상기 버퍼층 상에 반도체층을 형성하는 단계; 상기 반도체층을 포함한 상기 버퍼층 상에 제1 절연층을 형성하고, 상기 제1 절연층 상에 제2 도전층을 형성하는 단계; 상기 제2 도전층을 포함한 상기 제1 절연층 상에 상기 제2 영역의 상기 제1 도전층을 노출하는 개구부를 포함한 제2 절연층을 형성하는 단계; 상기 제2 절연층 상에 제3 도전층을 형성하는 단계; 상기 제3 도전층을 포함한 상기 제2 절연층 및 상기 노출된 제1 도전층 상에 각각 절연 물질층을 도포하고, 상기 노출된 제1 도전층에 대응되는 상기 절연 물질층의 일 영역을 제외한 나머지 영역 상에 보호층을 형성하는 단계; 상기 노출된 제1 도전층 상의 상기 절연 물질층 상에 발광 소자들을 정렬하는 단계; 상기 보호층 및 상기 발광 소자들 상에 제4 절연층을 형성하고, 상기 절연 물질층을 식각하여 상기 제2 영역의 상기 제1 도전층의 일부를 노출하는 제3 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제4 절연층 상에 제4 도전층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 회로부와 표시 소자부를 동일 기판의 일면 상에 배치하여 두께가 얇아진 슬림한 표시 장치 및 그의 제조 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 화소 회로부에 포함된 구성들과 표시 소자부에 포함된 구성들을 동일 공정으로 형성하여 표시 장치의 제조 공정이 단순해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 발광 소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것으로, 특히, 도 1 내지 도 4에 도시된 발광 소자들 중 어느 하나의 발광 소자를 광원으로 사용한 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 하나의 화소에 포함된 구성 요소들의 전기적 연결 관계를 다양한 실시예에 따라 나타낸 회로도들이다.
도 7은 도 5의 EA 부분을 확대한 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 7의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 10a 내지 도 10m은 도 8에 도시된 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조 부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
본 출원에서, "어떤 구성요소(일 예로 '제 1 구성요소')가 다른 구성요소(일 예로 '제 2 구성요소')에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나, "접속되어 (connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(일 예로 '제 3 구성요소')를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(일 예로 '제 1 구성요소')가 다른 구성요소 (일 예로 '제 2 구성요소')에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(일 예로 '제 3 구성요소')가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 아래의 설명에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수만을 포함하지 않는 한, 복수의 표현도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 발광 소자의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 발광 소자의 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자의 종류 및/또는 형상이 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예들에 한정되지는 않는다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11), 제2 반도체층(13), 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 사이에 개재된 활성층(12)을 포함할 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)이 순차적으로 적층된 발광 적층체를 구현할 수 있다.
발광 소자(LD)는 일 방향으로 연장된 형상으로 제공될 수 있다. 발광 소자(LD)의 연장 방향을 길이 방향이라고 하면, 발광 소자(LD)는 연장 방향을 따라 일 단부(또는 하 단부)와 타 단부(또는 상 단부)를 포함할 수 있다. 발광 소자(LD)의 일 단부(또는 하 단부)에는 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 중 어느 하나의 반도체층, 발광 소자(LD)의 타 단부(또는 상 단부)에는 상기 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 중 나머지 반도체층이 배치될 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)의 일 단부(또는 하 단부)에는 제1 반도체층(11)이 배치되고, 발광 소자(LD)의 타 단부(또는 상 단부)에는 제2 반도체층(13)이 배치될 수 있다.
발광 소자(LD)는 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)는 길이 방향으로 긴(즉, 종횡비가 1보다 큰) 로드 형상(rod-like shape), 또는 바 형상(bar-like shape)을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 길이 방향으로의 발광 소자(LD)의 길이(L)는 그의 직경(D, 또는 횡단면의 폭)보다 클 수 있다. 이러한 발광 소자(LD)는 일 예로 나노 스케일(nano scale) 내지 마이크로 스케일(micro scale) 정도의 직경(D) 및/또는 길이(L)를 가질 정도로 초소형으로 제작된 발광 다이오드(light mmitting diode, LED)를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 직경(D)은 0.5㎛ 내지 500㎛ 정도일 수 있으며, 그 길이(L)는 1㎛ 내지 10㎛ 정도일 수 있다. 다만, 발광 소자(LD)의 직경(D) 및 길이(L)가 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자(LD)가 적용되는 조명 장치 또는 자발광 표시 장치의 요구 조건(또는 설계 조건)에 부합되도록 발광 소자(LD)의 크기가 변경될 수 있다.
제1 반도체층(11)은 일 예로 적어도 하나의 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(11)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 어느 하나의 반도체 재료를 포함하며, Si, Ge, Sn 등과 같은 제1 도전성의 도펀트(또는 n형 도펀트)가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다. 다만, 제1 반도체층(11)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질로 제1 반도체층(11)을 구성할 수 있다. 제1 반도체층(11)은 제1 도전성의 도펀트(또는 n형 도펀트)가 도핑된 질화갈륨(GaN) 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(11)은 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향을 따라 활성층(12)과 접촉하는 상부 면과 외부로 노출된 하부 면을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(11)의 하부 면은 발광 소자(LD)의 일 단부(또는 하 단부)일 수 있다.
활성층(12)은 제1 반도체층(11) 상에 배치되며, 단일 또는 다중 양자 우물(quantum wells) 구조로 형성될 수 있다. 일 예로, 활성층(12)이 다중 양자 우물 구조로 형성되는 경우, 상기 활성층(12)은 장벽층(barrier layer, 미도시), 스트레인 강화층(strain reinforcing layer), 및 웰층(well layer)이 하나의 유닛으로 주기적으로 반복 적층될 수 있다. 스트레인 강화층은 장벽층보다 더 작은 격자 상수를 가져 웰층에 인가되는 스트레인, 일 예로, 압축 스트레인을 더 강화할 수 있다. 다만, 활성층(12)의 구조가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
활성층(12)은 400nm 내지 900nm의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있으며, 이중 헤테로 구조(double hetero structure)를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향을 따라 활성층(12)의 상부 및/또는 하부에는 도전성의 도펀트가 도핑된 클래드층(clad layer, 미도시)이 형성될 수도 있다. 일 예로, 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, AlGaN, InAlGaN 등의 물질이 활성층(12)을 형성하는 데에 이용될 수 있으며, 이 외에도 다양한 물질이 활성층(12)을 구성할 수 있다. 활성층(12)은 제1 반도체층(11)과 접촉하는 제1 면 및 제2 반도체층(13)과 접촉하는 제2 면을 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)의 양 단부에 소정 전압 이상의 전계를 인가하게 되면, 활성층(12)에서 전자-정공 쌍이 결합하면서 발광 소자(LD)가 발광하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 발광 소자(LD)의 발광을 제어함으로써, 발광 소자(LD)를 표시 장치의 화소를 비롯한 다양한 발광 장치의 광원(또는 발광원)으로 이용할 수 있다.
제2 반도체층(13)은 활성층(12)의 제2 면 상에 배치되며, 제1 반도체층(11)과 상이한 타입의 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 반도체층(13)은 적어도 하나의 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(13)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하며, Mg 등과 같은 제2 도전성의 도펀트(또는 p형 도펀트)가 도핑된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 제2 반도체층(13)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질이 제2 반도체층(13)을 구성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 반도체층(13)은 제2 도전성의 도펀트(또는 p형 도펀트)가 도핑된 질화갈륨(GaN) 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(13)은 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향을 따라 활성층(12)의 제2 면과 접촉하는 하부 면과 외부로 노출된 상부 면을 포함할 수 있다. 여기서, 제2 반도체층(13)의 상부 면은 발광 소자(LD)의 타 단부(또는 상 단부)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 반도체층(11)과 제2 반도체층(13)은 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향으로 서로 상이한 두께를 가질 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향을 따라 제1 반도체층(11)이 제2 반도체층(13)보다 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)의 활성층(12)은 제1 반도체층(11)의 하부 면보다 제2 반도체층(13)의 상부 면에 더 인접하게 위치할 수 있다.
한편, 제1 반도체층(11)과 제2 반도체층(13)이 각각 하나의 층으로 구성된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 활성층(12)의 물질에 따라 제1 반도체층(11)과 제2 반도체층(13) 각각은 적어도 하나 이상의 층들, 일 예로 클래드층 및/또는 TSBR(tensile strain barrier reducing) 층을 더 포함할 수도 있다. TSBR 층은 격자 구조가 다른 반도체층들 사이에 배치되어 격자 상수(lattice constant) 차이를 줄이기 위한 완충 역할을 하는 스트레인(strain) 완화층일 수 있다. TSBR 층은 p-GaInP, p-AlInP, p-AlGaInP 등과 같은 p형 반도체층으로 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 상술한 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13) 외에도 상기 제2 반도체층(13) 상부에 배치되는 추가 전극(미도시, 이하 '제1 추가 전극' 이라 함)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 다른 실시예에 따라, 제1 반도체층(11)의 일 단에 배치되는 하나의 다른 추가 전극(미도시, 이하 '제2 추가 전극'이라 함)을 더 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 추가 전극들 각각은 오믹(ohmic) 컨택 전극일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 및 제2 추가 전극들은 쇼트키(schottky) 컨택 전극일 수 있다. 제1 및 제2 추가 전극들은 도전성 재료(또는 물질)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 추가 전극들은, 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 니켈(Ni), 및 이들의 산화물 또는 합금 등을 단독 또는 혼합하여 사용한 불투명 금속을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 실시예에 따라, 제1 및 제2 추가 전극들은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 산화물(zinc oxide, ZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(indium gallium zinc oxide, IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide, ITZO)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다.
제1 및 제2 추가 전극들에 포함된 물질은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 제1 및 제2 추가 전극들은 실질적으로 투명 또는 반투명할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)에서 생성된 광은 제1 및 제2 추가 전극들 각각을 투과하여 발광 소자(LD)의 외부로 방출될 수 있다. 실시예에 따라, 발광 소자(LD)에서 생성된 광이 제1 및 제2 추가 전극들을 투과하지 않고 상기 발광 소자(LD)의 양 단부를 제외한 영역을 통해 상기 발광 소자(LD)의 외부로 방출되는 경우 상기 제1 및 제2 추가 전극들은 불투명 금속을 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(LD)는 절연막(14)을 더 포함할 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 절연막(14)은 생략될 수도 있으며, 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13) 중 일부만을 덮도록 제공될 수도 있다.
절연막(14)은 활성층(12)이 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 외의 전도성 물질과 접촉하여 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지할 수 있다. 또한, 절연막(14)은 발광 소자(LD)의 표면 결함을 최소화하여 발광 소자(LD)의 수명 및 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자들(LD)이 밀접하게 배치되는 경우, 절연막(14)은 발광 소자들(LD) 사이에서 발생할 수 있는 원치 않은 단락을 방지할 수 있다. 활성층(12)이 외부의 전도성 물질과 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다면, 절연막(14)의 구비 여부가 한정되지는 않는다.
절연막(14)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함한 발광 적층체의 외주면을 전체적으로 둘러싸는 형태로 제공될 수 있다.
상술한 실시예에서, 절연막(14)이 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13) 각각의 외주면을 전체적으로 둘러싸는 형태로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 발광 소자(LD)가 제1 추가 전극을 포함하는 경우, 절연막(14)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13), 및 제1 추가 전극 각각의 외주면을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 또한, 다른 실시예에 따라, 절연막(14)은 상기 제1 추가 전극의 외주면을 전체적으로 둘러싸지 않거나 상기 제1 추가 전극의 외주면의 일부만을 둘러싸고 상기 제1 추가 전극의 외주면의 나머지를 둘러싸지 않을 수도 있다. 또한, 또 다른 실시예에 따라, 발광 소자(LD)의 타 단부(또는 상단부)에 제1 추가 전극이 배치되고, 상기 발광 소자(LD)의 일 단부(또는 하 단부)에 제2 추가 전극이 배치될 경우, 절연막(14)은 상기 제1 및 제2 추가 전극들 각각의 적어도 일 영역을 노출할 수도 있다.
절연막(14)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연막(14)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx) 및 산화타이타늄(TiO2) 등으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 절연 물질을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 다양한 재료가 상기 절연막(14)의 재료로 사용될 수 있다.
실시예에 따라, 발광 소자(LD)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 코어-쉘(core-shell) 구조의 발광 패턴(10)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 반도체층(11)은 발광 소자(LD)의 코어(core), 즉 가운데(또는 중앙)에 위치할 수 있고, 활성층(12)은 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향에서 제1 반도체층(11)의 외주면을 둘러싸는 형태로 제공 및/또는 형성될 수 있으며, 제2 반도체층(13)은 발광 소자(LD)의 길이(L) 방향에서 활성층(12)을 둘러싸는 형태로 제공 및/또는 형성될 수 있다. 또한, 발광 소자(LD)는 상기 제2 반도체층(13)의 적어도 일측을 둘러싸는 추가 전극(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 또한, 실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 코어-쉘(core-shell) 구조의 발광 패턴(10)의 외주면에 제공되며 투명한 절연 물질을 포함하는 절연막(14)을 더 포함할 수 있다. 코어-쉘(core-shell) 구조의 발광 패턴(10)을 포함한 발광 소자(LD)는 성장 방식으로 제조될 수 있다.
상술한 발광 소자(LD)는, 다양한 표시 장치의 발광원으로 이용될 수 있다. 발광 소자(LD)는 표면 처리 과정을 거쳐 제조될 수 있다. 예를 들어, 다수의 발광 소자들(LD)을 유동성의 용액(또는 용매)에 혼합하여 각각의 화소 영역(일 예로, 각 화소의 발광 영역 또는 각 서브 화소의 발광 영역)에 공급할 때, 상기 발광 소자들(LD)이 상기 용액 내에 불균일하게 응집하지 않고 균일하게 분사될 수 있도록 각각의 발광 소자(LD)를 표면 처리할 수 있다.
상술한 발광 소자(LD)를 포함한 발광 유닛(또는 발광 장치)은, 표시 장치를 비롯하여 광원을 필요로 하는 다양한 종류의 전자 장치에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널의 각 화소의 화소 영역 내에 복수 개의 발광 소자들(LD)을 배치하는 경우, 상기 발광 소자들(LD)은 상기 각 화소의 광원으로 이용될 수 있다. 다만, 발광 소자(LD)의 적용 분야가 상술한 예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 조명 장치 등과 같이 광원을 필요로 하는 다른 종류의 전자 장치에도 이용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 것으로, 특히, 도 1 내지 도 4에 도시된 발광 소자들 중 어느 하나의 발광 소자를 광원으로 사용한 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5에 있어서, 편의를 위하여 영상이 표시되는 표시 영역(DA)을 중심으로 표시 장치의 구조를 간략하게 도시하였다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(SUB), 기판(SUB) 상에 제공되며 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 각각 포함하는 복수의 화소들(PXL), 기판(SUB) 상에 제공되며 화소들(PXL)을 구동하는 구동부, 및 화소들(PXL)과 구동부를 연결하는 배선부를 포함할 수 있다.
표시 장치가 스마트폰, 텔레비전, 태블릿 PC, 이동 전화기, 영상 전화기, 전자책 리더기, 데스크탑 PC, 랩탑 PC, 넷북 컴퓨터, 워크스테이션, 서버, PDA, PMP(portable multimedia player), MP3 플레이어, 의료기기, 카메라, 또는 웨어러블 등과 같이 적어도 일 면에 표시 면이 적용된 전자 장치라면 본 발명이 적용될 수 있다.
표시 장치는 발광 소자(LD)를 구동하는 방식에 따라 패시브 매트릭스형(passive matrix type) 표시 장치와 액티브 매트릭스형(active matrix type) 표시 장치로 분류될 수 있다. 일 예로, 표시 장치가 액티브 매트릭스형으로 구현되는 경우, 화소들(PXL) 각각은 발광 소자(LD)에 공급되는 전류량을 제어하는 구동 트랜지스터와 상기 구동 트랜지스터로 데이터 신호를 전달하는 스위칭 트랜지스터 등을 포함할 수 있다.
표시 장치는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 일 예로, 서로 평행한 두 쌍의 변들을 가지는 직사각형의 판상으로 제공될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 장치가 직사각형의 판상으로 제공되는 경우, 두 쌍의 변들 중 어느 한 쌍의 변이 다른 한 쌍의 변보다 길게 제공될 수 있다. 편의를 위해 표시 장치가 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각 형상인 경우를 나타내었으며, 장변의 연장 방향을 제2 방향(DR2), 단변의 연장 방향을 제1 방향(DR1)으로 표시하였다. 직사각형의 판상으로 제공되는 표시 장치는 하나의 장 변과 하나의 단 변이 접하는(또는 만나는) 모서리부가 라운드 형상을 가질 수 있다.
기판(SUB)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)은 영상을 표시하는 화소들(PXL)이 제공되는 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 화소들(PXL)을 구동하기 위한 구동부 및 화소들(PXL)과 구동부를 연결하는 배선부의 일부가 제공되는 영역일 수 있다. 편의를 위해, 도 5에서는 하나의 화소(PXL)만이 도시되었으나 실질적으로 복수개의 화소들(PXL)이 기판(SUB)의 표시 영역(DA)에 제공될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일측에 제공될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 둘레(또는 가장자리)를 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 화소들(PXL)에 연결된 배선부와 배선부에 연결되며 화소들(PXL)을 구동하기 위한 구동부가 제공될 수 있다.
배선부는 구동부와 화소들(PXL)을 전기적으로 연결할 수 있다. 배선부는 각 화소(PXL)에 신호를 제공하며 각 화소(PXL)에 연결된 신호 라인들, 일 예로, 스캔 라인, 데이터 라인, 발광 제어 라인 등과 연결되는 팬아웃(fan-out) 라인일 수 있다. 또한, 배선부는 각 화소(PXL)의 전기적 특성 변화를 실시간으로 보상하기 위하여 각 화소(PXL)에 연결된 신호 라인들, 일 예로, 제어 라인, 센싱 라인 등과 연결되는 팬아웃(fan-out) 라인일 수 있다.
기판(SUB)은 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능할 수 있다. 기판(SUB)은 경성(rigid) 기판이거나 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
기판(SUB) 상의 일 영역은 표시 영역(DA)으로 제공되어 화소들(PXL)이 배치되고, 상기 기판(SUB) 상의 나머지 영역은 비표시 영역(NDA)으로 제공될 수 있다. 일 예로, 기판(SUB)은, 각각의 화소(PXL)가 배치되는 화소 영역들을 포함한 표시 영역(DA)과, 상기 표시 영역(DA)의 주변에 배치되는(또는 상기 표시 영역(DA)에 인접한) 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
화소들(PXL) 각각은 기판(SUB) 상의 표시 영역(DA) 내에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소들(PXL)은 스트라이프(stripe) 배열 구조 또는 펜타일(pentile) 배열 구조로 표시 영역(DA)에 배열될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
각각의 화소(PXL)는 대응되는 스캔 신호 및 데이터 신호에 의해 구동되는 적어도 하나 이상의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 발광 소자(LD)는 나노 스케일 내지 마이크로 스케일 정도로 작은 크기를 가지며 인접하게 배치된 발광 소자들과 서로 병렬로 연결될 수 있으나, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 발광 소자(LD)는 각 화소(PXL)의 광원을 구성할 수 있다.
각각의 화소(PXL)는 소정의 신호(일 예로, 스캔 신호 및 데이터 신호) 및/또는 소정의 전원(일 예로, 제1 구동 전원 및 제2 구동 전원)에 의해 구동되는 적어도 하나의 광원, 일 예로, 도 1 내지 도 4에 도시된 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에서 각각의 화소(PXL)의 광원으로 이용될 수 있는 발광 소자(LD)의 종류가 이에 한정되지는 않는다.
구동부는 배선부를 통해 각각의 화소(PXL)에 소정의 신호 및 소정의 전원을 제공하며, 이에 따라 상기 화소(PXL)의 구동을 제어할 수 있다. 구동부는 스캔 구동부, 발광 구동부, 및 데이터 구동부, 및 타이밍 제어부 등을 포함할 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 하나의 화소에 포함된 구성 요소들의 전기적 연결 관계를 다양한 실시예에 따라 나타낸 회로도들이다.
예를 들어, 도 6a 내지 도 6c는 능동형 표시 장치에 적용될 수 있는 화소(PXL)에 포함된 구성 요소들의 전기적 연결 관계를 서로 다른 실시예에 따라 도시하였다. 다만, 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 화소(PXL)에 포함된 구성 요소들의 종류가 이에 한정되지는 않는다.
도 6a 내지 도 6c에서는, 도 5에 도시된 화소들 각각에 포함된 구성 요소들뿐만 아니라 상기 구성 요소들이 제공되는(또는 위치하는) 영역까지 포괄하여 화소(PXL)로 지칭한다.
도 1 내지 도 6c를 참조하면, 하나의 화소(PXL, 이하 '화소'라 함)는 데이터 신호에 대응하는 휘도의 광을 생성하는 발광 유닛(EMU)을 포함할 수 있다. 또한, 화소(PXL)는 발광 유닛(EMU)을 구동하기 위한 화소 회로(PXC)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 제1 구동 전원(VDD)의 전압이 인가되는 제1 전원 라인(PL1)과 제2 구동 전원(VSS)의 전압이 인가되는 제2 전원 라인(PL2) 사이에 병렬로 연결된 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 유닛(EMU)은, 화소 회로(PXC) 및 제1 전원 라인(PL1)을 경유하여 제1 구동 전원(VDD)에 연결된 제1 전극(EL1, 또는 "제1 정렬 전극")과, 제2 전원 라인(PL2)을 통해 제2 구동 전원(VSS)에 연결된 제2 전극(EL2, 또는 "제2 정렬 전극")과, 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 사이에 서로 동일한 방향으로 병렬 연결되는 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극(EL1)은 애노드(anode) 전극일 수 있고, 제2 전극(EL2)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있다.
발광 유닛(EMU)에 포함된 발광 소자들(LD) 각각은, 제1 전극(EL1)을 통해 제1 구동 전원(VDD)에 연결되는 일 단부 및 제2 전극(EL2)을 통해 제2 구동 전원(VSS)에 연결된 타 단부를 포함할 수 있다. 제1 구동 전원(VDD)과 제2 구동 전원(VSS)은 서로 다른 전위를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 구동 전원(VDD)은 고전위 전원으로 설정되고, 제2 구동 전원(VSS)은 저전위 전원으로 설정될 수 있다.
상이한 전위의 전압이 각각 공급되는 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 동일한 방향으로 병렬 연결된 각각의 발광 소자(LD)는 각각의 유효 광원을 구성할 수 있다. 이러한 유효 광원들이 모여 화소(PXL)의 발광 유닛(EMU)을 구성할 수 있다.
발광 유닛(EMU)의 발광 소자들(LD)은 해당 화소 회로(PXC)를 통해 공급되는 구동 전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 예를 들어, 각각의 프레임 기간 동안 화소 회로(PXC)는 해당 프레임 데이터의 계조 값에 대응하는 구동 전류를 발광 유닛(EMU)으로 공급할 수 있다. 발광 유닛(EMU)으로 공급된 구동 전류는 발광 소자들(LD)에 나뉘어 흐를 수 있다. 이에 따라, 각각의 발광 소자(LD)가 그에 흐르는 전류에 상응하는 휘도로 발광하면서, 발광 유닛(EMU)이 구동 전류에 대응하는 휘도의 광을 방출할 수 있다.
발광 유닛(EMU)은 각각의 유효 광원을 구성하는 발광 소자들(LD)외에 적어도 하나의 비유효 광원, 일 예로, 역방향 발광 소자(LDr)를 더 포함할 수 있다. 역방향 발광 소자(LDr)는 유효 광원들을 구성하는 발광 소자들(LD)과 함께 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)의 사이에 병렬로 연결되되, 상기 발광 소자들(LD)과는 반대 방향으로 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)의 사이에 연결될 수 있다. 이러한 역방향 발광 소자(LDr)는, 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 사이에 소정의 구동 전압(일 예로, 순방향의 구동 전압)이 인가되더라도 비활성된 상태를 유지하게 되고, 이에 따라 역방향 발광 소자(LDr)에는 실질적으로 전류가 흐르지 않게 된다.
화소 회로(PXC)는 해당 화소(PXL)의 스캔 라인(Si) 및 데이터 라인(Dj)에 접속될 수 있다. 일 예로, 화소(PXL)가 표시 영역(DA)의 i(i는 자연수)번째 행 및 j(j는 자연수)번째 열에 배치되었다고 할 때, 상기 화소(PXL)의 화소 회로(PXC)는 표시 영역(DA)의 i번째 스캔 라인(Si) 및 j번째 데이터 라인(Dj)에 접속될 수 있다. 실시예에 따라, 화소 회로(PXC)는 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)과 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 다만, 화소 회로(PXC)의 구조가 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시예들에 한정되지는 않는다.
우선, 도 6a를 참조하면, 화소 회로(PXC)는, 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)과 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제2 트랜지스터(T2; 스위칭 트랜지스터)의 제1 단자는 j번째 데이터 라인(Dj)에 접속될 수 있고, 제2 단자는 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 여기서, 제2 트랜지스터(T2)의 제1 단자와 제2 단자는 서로 다른 단자로, 예컨대 제1 단자가 소스 전극이면 제2 단자는 드레인 전극일 수 있다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 i번째 스캔 라인(Si)에 접속될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)는, i번째 스캔 라인(Si)으로부터 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온될 수 있는 전압(예컨대, 로우(low) 전압)의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어, j번째 데이터 라인(Dj)과 제1 노드(N1)를 전기적으로 연결한다. 이때, j번째 데이터 라인(Dj)으로는 해당 프레임의 데이터 신호가 공급되고, 이에 따라 제1 노드(N1)로 데이터 신호가 전달된다. 제1 노드(N1)로 전달된 데이터 신호는 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)의 제1 단자는 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 제2 단자는 제1 전극(EL1)에 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 발광 소자들(LD)로 공급되는 구동 전류의 양을 제어한다.
스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극은 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 다른 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고, 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 충전된 전압을 유지한다.
도 6a에서는 데이터 신호를 화소(PXL) 내부로 전달하기 위한 제2 트랜지스터(T2)와, 상기 데이터 신호의 저장을 위한 스토리지 커패시터(Cst)와, 상기 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 발광 소자들(LD)로 공급하기 위한 제1 트랜지스터(T1)를 포함한 화소 회로(PXC)를 도시하였다.
하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 화소 회로(PXC)의 구조는 다양하게 변경될 수 있다. 일 예로, 화소 회로(PXC)는 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 보상하기 위한 트랜지스터 소자, 제1 노드(N1)를 초기화하기 위한 트랜지스터 소자, 및/또는 발광 소자(LD)들의 발광 시간을 제어하기 위한 트랜지스터 소자 등과 같은 적어도 하나의 트랜지스터 소자나, 제1 노드(N1)의 전압을 부스팅하기 위한 부스팅 커패시터 등과 같은 다른 회로 소자들을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
또한, 도 6a에서는 화소 회로(PXC)에 포함되는 트랜지스터들, 예컨대 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)을 모두 P타입의 트랜지스터들로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 화소 회로(PXC)에 포함된 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 중 적어도 하나가 N타입의 트랜지스터로 변경되거나 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 모두가 N타입의 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
화소 회로(PXC)는 실시예에 따라, 적어도 하나의 다른 스캔 라인에 더 연결될 수도 있다. 상술한 바와 같이, 화소(PXL)가 표시 영역(DA)의 i번째 화소 행에 배치된 경우, 해당 화소(PXL)의 화소 회로(PXC)는 도 6b에 도시된 바와 같이 i-1번째 스캔 라인(Si-1) 및/또는 i+1번째 스캔 라인(Si+1)에 더 연결될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 화소 회로(PXC)는 제1 및 제2 구동 전원들(VDD, VSS) 외에도 제3의 전원에 더 연결될 수 있다. 예를 들어, 화소 회로(PXC)는 초기화 전원(Vint)에도 연결될 수 있다. 이 경우, 화소 회로(PXC)는 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 ~ T7)과, 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)의 제1 단자, 일 예로, 소스 전극은 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 제1 구동 전원(VDD)에 접속될 수 있고, 그의 제2 단자, 일 예로, 드레인 전극은 제6 트랜지스터(T6)를 경유하여 발광 소자들(LD)의 일 단부에 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 접속될 수 있다. 이러한 제1 트랜지스터(T1)는, 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 발광 소자들(LD)을 경유하여 제1 구동 전원(VDD)과 제2 구동 전원(VSS)의 사이에 흐르는 구동 전류를 제어한다.
제2 트랜지스터(T2; 스위칭 트랜지스터)는 화소(PXL)에 연결된 j번째 데이터 라인(Dj)과 제1 트랜지스터(T1)의 제1 단자 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 i번째 스캔 라인(Si)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제2 트랜지스터(T2)는 i번째 스캔 라인(Si)으로부터 게이트-온 전압(일 예로, 로우 전압)의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 j번째 데이터 라인(Dj)을 제1 트랜지스터(T1)의 제1 단자에 전기적으로 연결할 수 있다. 따라서, 제2 트랜지스터(T2)가 턴-온되면, j번째 데이터 라인(Dj)으로부터 공급되는 데이터 신호가 제1 트랜지스터(T1)로 전달될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)의 제2 단자와 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 i번째 스캔 라인(Si)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제3 트랜지스터(T3)는 i번째 스캔 라인(Si)으로부터 게이트-온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 제1 트랜지스터(T1)의 제2 단자와 제1 노드(N1)를 전기적으로 연결할 수 있다.
제4 트랜지스터(T4)는 제1 노드(N1)와 초기화 전원(Vint)이 인가되는 초기화 전원 라인(IPL) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 이전 스캔 라인, 일 예로, i-1번째 스캔 라인(Si-1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제4 트랜지스터(T4)는 i-1번째 스캔 라인(Si-1)으로 게이트-온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화 전원(Vint)의 전압을 제1 노드(N1)로 전달할 수 있다. 여기서, 초기화 전원(Vint)은 데이터 신호의 최저 전압 이하의 전압을 가질 수 있다.
제5 트랜지스터(T5)는 제1 구동 전원(VDD)과 제1 트랜지스터(T1) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 대응하는 발광 제어 라인, 일 예로, i번째 발광 제어 라인(Ei)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제5 트랜지스터(T5)는 i번째 발광 제어 라인(Ei)으로 게이트-오프 전압의 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프될 수 있고, 그 외의 경우에 턴-온될 수 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 제1 트랜지스터(T1)와 발광 소자들(LD)의 일 단부 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 i번째 발광 제어 라인(Ei)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제6 트랜지스터(T6)는 i번째 발광 제어 라인(Ei)으로 게이트-오프 전압의 발광 제어신호가 공급될 때 턴-오프될 수 있고, 그 외의 경우에 턴-온될 수 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 발광 소자들(LD)의 일 단부와 초기화 전원 라인(IPL) 사이에 접속될 수 있다. 그리고, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 다음 행의 스캔 라인들 중 어느 하나, 일 예로, i+1번째 스캔 라인(Si+1)에 접속될 수 있다. 이와 같은 제7 트랜지스터(T7)는 i+1번째 스캔 라인(Si+1)으로 게이트-온 전압의 스캔 신호가 공급될 때 턴-온되어 초기화 전원(Vint)의 전압을 발광 소자들(LD)의 일 단부로 공급할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 구동 전원(VDD)과 제1 노드(N1) 사이에 접속될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 각 프레임 기간에 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호 및 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압에 대응하는 전압을 저장할 수 있다.
도 6b에서는 화소 회로(PXC)에 포함된 트랜지스터들, 일 예로, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 ~ T7)을 모두 P타입의 트랜지스터들로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 ~ T7) 중 적어도 하나가 N타입의 트랜지스터로 변경되거나 상기 제1 내지 제7 트랜지스터들(T1 ~ T7) 모두가 N타입의 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소 회로(PXC)의 구성은 도 6a 및 도 6b에 도시된 실시예에 한정되지 않는다. 일 예로, 회소 회로(PXC)는 도 6c에 도시된 실시예와 같이 구성될 수도 있다.
화소 회로(PXC)는, 도 6c에 도시된 바와 같이, 제어 라인(CLi) 및 센싱 라인(SENj)에 더 접속될 수 있다. 일 예로, 화소 회로(PXC)는 표시 영역(DA)의 i번째 제어 라인(CLi) 및 j번째 센싱 라인(SENj)에 접속될 수 있다. 상술한 화소 회로(PXC)는 도 6a에 도시된 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)외에 제3 트랜지스터(T3)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1 ~ T3)은 N타입의 트랜지스터로 구성될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)와 j번째 센싱 라인(SENj) 사이에 접속된다. 예를 들어, 제3 트랜지스터(T3)의 일 전극은, 제1 전극(EL1)에 연결된 제1 트랜지스터(T1)의 제1 단자(일 예로, 소스 전극)에 접속되고, 상기 제3 트랜지스터(T3)의 다른 전극은, j번째 센싱 라인(SENj)에 접속될 수 있다.
실시예에 따라, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 i번째 제어 라인(CLi)에 접속된다. 이와 같은 제3 트랜지스터(T3)는 소정의 센싱 기간 동안 i번째 제어 라인(CLi)으로 공급되는 게이트-온 전압(일 예로, 하이(high) 레벨)의 제어 신호에 의해 턴-온되어 j번째 센싱 라인(SENj)과 제1 트랜지스터(T1)를 전기적으로 연결한다.
실시예에 따라, 센싱 기간은 표시 영역(DA)에 배치된 화소들(PXL) 각각의 특성 정보(일 예로, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압 등)를 추출하는 기간일 수 있다. 상술한 센싱 기간 동안, j번째 데이터 라인(Dj) 및 제2 트랜지스터(T2)를 통해 제1 노드(N1)에 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온될 수 있는 소정의 기준 전압을 공급하거나, 각각의 화소(PXL)를 전류원 등에 연결함에 의해 상기 제1 트랜지스터(T1)를 턴-온시킬 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(T3)로 게이트-온 전압의 제어 신호를 공급하여 상기 제3 트랜지스터(T3)를 턴-온시켜 제1 트랜지스터(T1)를 j번째 센싱 라인(SENj)에 연결할 수 있다. 이에 따라, 상술한 j번째 센싱 라인(SENj)을 통해, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압 등을 비롯한 각 화소(PXL)의 특성 정보를 추출할 수 있다. 추출된 특성 정보는 화소들(PXL) 사이의 특성 편차가 보상되도록 영상 데이터를 변환하는 데에 이용될 수 있다.
한편, 도 6c에서는 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1 ~ T3)이 모두 N타입 트랜지스터들인 실시예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상술한 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1 ~ T3) 중 적어도 하나는 P타입 트랜지스터로 변경될 수도 있다. 또한, 도 6c에서는 발광 유닛(EMU)이 화소 회로(PXC)와 제2 구동 전원(VSS)의 사이에 접속되는 실시예를 개시하였으나, 상기 발광 유닛(EMU)은 제1 구동 전원(VDD)과 상기 화소 회로(PXC)의 사이에 접속될 수도 있다.
도 6b 및 도 6c에서는, 각각의 발광 유닛(EMU)을 구성하는 발광 소자들(LD)이 모두 병렬로 연결된 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 실시예에 따라, 발광 유닛(EMU)은 서로 병렬로 연결된 복수의 발광 소자들(LD)을 포함하는 적어도 하나의 직렬 단을 포함하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 발광 유닛(EMU)은 도 6a에 도시된 바와 같이, 직/병렬 혼합 구조로 구성될 수도 있다.
도 6a를 참조하면, 발광 유닛(EMU)은 제1 및 제2 구동 전원들(VDD, VSS) 사이에 순차적으로 연결된 제1 및 제2 직렬 단들(SET1, SET2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 직렬 단들(SET1, SET2) 각각은, 해당 직렬 단의 전극 쌍을 구성하는 두 개의 전극들(EL1 및 CTE1, CTE2 및 EL2)과, 상기 두 개의 전극들(EL1 및 CTE1, CTE2 및 EL2) 사이에 동일한 방향으로 병렬 연결된 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다.
제1 직렬 단(SET1)은 제1 전극(EL1)과 제1 중간 전극(CTE1)을 포함하고, 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제1 중간 전극(CTE1) 사이에 연결된 적어도 하나의 제1 발광 소자(LD1)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 직렬 단(SET1)은 제1 전극(EL1)과 제1 중간 전극(CTE1) 사이에서 제1 발광 소자(LD1)와 반대 방향으로 연결된 역방향 발광 소자(LDr)를 포함할 수 있다.
제2 직렬 단(SET2)은 제2 중간 전극(CTE2)과 제2 전극(EL2)을 포함하고, 상기 제2 중간 전극(CTE2)과 상기 제2 전극(EL2) 사이에 연결된 적어도 하나의 제2 발광 소자(LD2)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 직렬 단(SET2)은 제2 중간 전극(CTE2)과 제2 전극(EL2) 사이에서 제2 발광 소자(LD2)와 반대 방향으로 연결된 역방향 발광 소자(LDr)를 포함할 수 있다.
제1 직렬 단(SET1)의 제1 중간 전극(CTE1)과 제2 직렬 단(SET2)의 제2 중간 전극(CTE2)은 일체로 제공되어 서로 연결될 수 있다. 즉, 제1 중간 전극(CTE1)과 제2 중간 전극(CTE2)은 연속하는 제1 직렬 단(SET1)과 제2 직렬 단(SET2)을 전기적으로 연결하는 중간 전극(CTE)을 구성할 수 있다. 제1 중간 전극(CTE1)과 제2 중간 전극(CTE2)이 일체로 제공되는 경우, 상기 제1 중간 전극(CTE1)과 상기 제2 중간 전극(CTE2)은 중간 전극(CTE)의 서로 다른 일 영역일 수 있다.
상술한 실시예에서, 제1 직렬 단(SET1)의 제1 전극(EL1)은 각 화소(PXL)의 발광 유닛(EMU)의 애노드(anode) 전극일 수 있고, 제2 직렬 단(SET2)의 제2 전극(EL2)이 상기 발광 유닛(EMU)의 캐소드(cathode) 전극일 수 있다.
상술한 바와 같이, 직/병렬 혼합 구조로 연결된 발광 소자들(LD)을 포함한 화소(PXL)의 발광 유닛(EMU)은 적용되는 제품 사양에 맞춰 구동 전류/전압 조건을 용이하게 조절할 수 있다.
특히, 직/병렬 혼합 구조로 연결된 발광 소자들(LD)을 포함한 화소(PXL)의 발광 유닛(EMU)은 상기 발광 소자들(LD)을 병렬 연결한 구조의 발광 유닛(EMU)에 비하여 구동 전류를 감소시킬 수 있다. 또한, 직/병렬 혼합 구조로 연결된 발광 소자들(LD)을 포함한 화소(PXL)의 발광 유닛(EMU)은, 상기 발광 소자들(LD)을 모두 직렬 연결한 구조의 발광 유닛(EMU)에 비하여 상기 발광 유닛(EMU)의 양단에 인가되는 구동 전압을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 적용될 수 있는 화소(PXL)의 구조가 도 6a 내지 도 6c에 도시된 실시예들에 한정되지 않으며, 해당 화소(PXL)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 화소(PXL)는 수동형 발광 표시 장치 등의 내부에 구성될 수도 있다. 이 경우, 화소 회로(PXC)는 생략되고, 발광 유닛(EMU)에 포함된 발광 소자들(LD)의 양 단부는, i번째 스캔 라인(Si), j번째 데이터 라인(Dj), 제1 구동 전원(VDD)이 인가되는 제1 전원 라인(PL1), 제2 구동 전원(VSS)이 인가되는 제2 전원 라인(PL2) 및/또는 소정의 제어선 등에 직접 접속될 수도 있다.
도 7은 도 5의 EA 부분을 확대한 개략적인 평면도이고, 도 8은 도 7의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이며, 도 9는 도 7의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 7에 도시된 화소는, 도 5를 참고하여 설명한 화소들 중 하나의 화소일 수 있다.
편의를 위하여, 도 7에서는 EA 부분에서 j번째 화소 열 및 i번째 화소 행의 교차 영역에 배치된 하나의 화소(PXL)를 기준으로, 상기 화소(PXL)에 연결된 스캔 라인(Si), 제어 라인(CLi), 데이터 라인(Dj), 전원 라인들(PL1, PL2), 초기화 전원 라인(IPL)을 도시하였다. 여기서, i번째 화소 행은 첫 번째 화소 행일 수 있다.
이와 더불어, 설명의 편의를 위하여 상기 화소(PXL)에 제공된 배선들에 있어서, 데이터 신호가 인가되는 j번째 열의 데이터 라인(Dj)을 "데이터 라인(Dj)"이라 명명하고, i번째 행의 스캔 라인을 "스캔 라인(Si)"이라 명명하며, 제1 구동 전원(VDD)이 인가되는 전원 라인을 "제1 전원 라인(PL1)"이라 명명하며, 제2 구동 전원(VSS)이 인가되는 전원 라인을 "제2 전원 라인(PL2)"이라 명명한다.
도 7 내지 도 9에서는 각각의 전극을 단일막의 전극으로, 각각의 절연층을 단일막의 절연층으로만 도시하는 등 상기 화소(PXL)를 단순화하여 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서, "동일한 층에 형성 및/또는 제공된다"함은 동일 공정에서 형성됨을 의미하고, "상이한 층에 형성 및/또는 제공된다"함은 상이한 공정에서 형성됨을 의미할 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 일 실시예에 있어서 두 구성들 간의 "연결"이라 함은 전기적 연결 및 물리적 연결을 모두 포괄하여 사용하는 것임을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서는 설명의 편의를 위해 평면 상에서의 가로 방향(또는 수평 방향)을 제1 방향(DR1)으로, 평면 상에서의 세로 방향(또는 수직 방향)을 제2 방향(DR2)으로, 단면 상에서의 기판(SUB)의 두께를 제3 방향(DR3)으로 표시하였다. 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)은 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 각각 지시하는 방향을 의미할 수 있다.
도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판(SUB), 배선부, 복수의 화소들(PXL)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 투명 절연 물질을 포함하여 광의 투과가 가능할 수 있다. 기판(SUB)은 경성(rigid) 기판 또는 가요성(flexible) 기판일 수 있다.
경성 기판은, 예를 들어, 유리 기판, 석영 기판, 유리 세라믹 기판, 및 결정질 유리 기판 중 하나일 수 있다.
가요성 기판은, 고분자 유기물을 포함한 필름 기판 및 플라스틱 기판 중 하나일 수 있다. 예를 들면, 가요성 기판은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
다만, 기판(SUB)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있다. 기판(SUB)에 적용되는 물질은 표시 장치의 제조 공정 시, 높은 처리 온도에 대해 저항성(또는 내열성)을 갖는 것이 바람직할 수 있다.
기판(SUB)은, 각각의 화소(PXL)가 배치되는 적어도 하나의 화소 영역(PXA)을 포함한 표시 영역(DA)과 상기 표시 영역(DA)의 주변에 배치되는(또는 인접한) 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)은 광이 방출되는 발광 영역(EMA) 및 상기 발광 영역(EMA)에 인접한(또는 상기 발광 영역의 주변을 둘러싸는) 주변 영역을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 주변 영역이라 함은 광이 방출되지 않는 비발광 영역을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 각각의 화소(PXL)와 구동부를 연결하는 배선부가 위치할 수 있다. 배선부는 복수의 팬-아웃 라인들을 포함할 수 있다. 상기 팬-아웃 라인들은 각각의 화소(PXL)에 연결된 신호 라인들과 연결될 수 있다. 상술한 신호 라인들은, 데이터 신호가 인가되는 데이터 라인(Dj), 스캔 신호가 인가되는 스캔 라인(Si), 제어 신호가 인가되는 제어 라인(CLi), 초기화 전원(Vint)의 전압이 인가되는 초기화 전원 라인(IPL), 제1 구동 전원(VDD)의 전압이 인가되는 제1 전원 라인(PL1), 및 제2 구동 전원(VSS)의 전압이 인가되는 제2 전원 라인(PL2) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 초기화 전원 라인(IPL)은 도 6c를 참고하여 설명한 j번째 센싱 라인(SENj)일 수 있다.
기판(SUB) 상에는 순차적으로 적층된 제1 내지 제4 도전층들(CL1 ~ CL4)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 제1 내지 제4 도전층들(CL1 ~ CL4) 사이에 적어도 하나 이상의 절연층이 위치할 수 있다. 상기 절연층은 기판(SUB) 상에 제공된 버퍼층(BFL), 버퍼층(BFL) 상에 제공된 게이트 절연층(GI), 게이트 절연층(GI) 상에 제공된 제1 층간 절연층(ILD1), 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공된 제2 층간 절연층(ILD2), 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 제공된 보호층(PSV), 보호층(PSV) 상에 제공된 제1 절연층(INS1) 등을 포함할 수 있다.
제1 도전층(CL1)은 기판(SUB) 상에 제공 및/또는 형성되는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전층(CL2)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제3 도전층(CL3)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 도전성 물질을 포함할 수 있다. 제4 도전층(CL4)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 도전성 물질을 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 화소(PXL)는 첫 번째 화소 행 및 j번째 화소 열의 교차 영역에 배치된 화소일 수 있다. 화소들(PXL) 각각은 실질적으로 유사하거나 동일한 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 편의를 위하여 복수의 화소들(PXL)에 대한 설명은 도 7을 참고하여 첫 번째 화소 행 및 j번째 화소 열의 교차 영역에 배치된 하나의 화소(PXL)에 대한 설명으로 대신하기로 한다.
상기 하나의 화소(PXL, 이하 '화소'라 함)는 적색 화소, 녹색 화소, 및 청색 화소일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 화소(PXL)는 비표시 영역(NDA)에 가장 인접하게 배치된 화소(PXL)일 수 있으며, 제2 방향(DR2)을 따라 비표시 영역(NDA)에 배치된 배선부와 연결되는 첫 번째 화소(PXL)일 수 있다.
기판(SUB)의 표시 영역(DA)에서, 상기 화소(PXL)가 배치되는 영역은 화소 영역(PXA)일 수 있다.
화소(PXL)는 상기 화소 영역(PXA)에 위치한 스캔 라인(Si), 제어 라인(CLi), 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 제1 전원 라인(PL1)은 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한 제1 전원 라인(PL1)일 수 있고, 제2 전원 라인(PL2)은 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한 제2 전원 라인(PL2)일 수 있다.
스캔 라인(Si)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 스캔 라인(Si)은 상술한 도전층들 중 하나의 도전층일 수 있다. 일 예로, 스캔 라인(Si)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다.
제2 도전층(CL2)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄네오디뮴(AlNd), 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 단일막을 형성하거나 배선 저항을 줄이기 위해 저저항 물질인 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)의 이중막 또는 다중막 구조로 형성할 수 있다. 일 예로, 제2 도전층(CL2)은 타이타늄(Ti)/구리(Cu)의 순으로 적층된 이중막으로 구성될 수 있다.
게이트 절연층(GI)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막일 수 있다. 무기 절연막은, 예를 들어, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx)과 같은 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 게이트 절연층(GI)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막으로 이루어질 수도 있다. 게이트 절연층(GI)은 단일막으로 제공될 수 있으나, 적어도 이중막 이상의 다중막으로 제공될 수도 있다.
제어 라인(CLi)은 스캔 라인(Si)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 제어 라인(CLi)에는 소정의 센싱 기간 동안 게이트 온-전압(일 예로, 하이(high) 레벨)의 제어 신호가 인가될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어 라인(CLi)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다.
초기화 전원 라인(IPL)은 스캔 라인(Si) 및 제어 라인(CLi)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 초기화 전원 라인(IPL)은 해당 화소(PXL)와 전기적으로 연결되며, 초기화 전원(Vint)의 전압이 인가될 수 있다. 초기화 전원 라인(IPL)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 초기화 전원 라인(IPL)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 배치된 제3 도전층(CL3)일 수도 있다.
데이터 라인(Dj)은 제1 방향(DR1)과 다른, 일 예로, 교차하는 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 데이터 라인(Dj)에는 대응하는 데이터 신호가 인가될 수 있다. 데이터 라인(Dj)은 기판(SUB) 상에 제공된 도전층들 중 하나의 도전층일 수 있다. 일 예로, 데이터 라인(Dj)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다.
제3 도전층(CL3)은 제2 도전층(CL2)과 유사하게 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 알루미늄네오디뮴(AlNd), 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 은(Ag) 및 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 이들의 혼합물로 단일막을 형성하거나 배선 저항을 줄이기 위해 저저항 물질인 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)의 이중막 또는 다중막 구조로 형성할 수 있다. 일 예로, 제3 도전층(CL3)은 타이타늄(Ti)/구리(Cu)의 순으로 적층된 이중막으로 구성될 수 있다.
제1 층간 절연층(ILD1)은 게이트 절연층(GI)과 동일한 물질을 포함하거나 게이트 절연층(GI)의 구성 물질로 예시된 물질들에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
데이터 라인(Dj)은 배선부에 포함된 제2 팬아웃 라인(FOL2)과 연결될 수 있다. 제2 팬아웃 라인(FOL2)은 비표시 영역(NDA)의 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제2 팬아웃 라인(FOL2)은 데이터 라인(Dj)과 일체로 제공될 수 있다. 제2 팬아웃 라인(FOL2)의 일 단은 데이터 라인(Dj)과 접촉하며 그의 타 단은 제2-1 패드 전극(PD2_1)과 접촉할 수 있다. 제2-1 패드 전극(PD2_1)은 제2 팬아웃 라인(FOL2)과 일체로 제공되며, 칩 온 필름 또는 집적 회로 등을 통해 구현된 구동부와 해당 화소(PXL)를 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 제2-1 패드 전극(PD2_1)은 제2 팬아웃 라인(FOL2)을 통해 구동부와 데이터 라인(Dj)을 연결하여 상기 데이터 라인(Dj)으로 데이터 신호를 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제2-1 패드 전극(PD2_1)은 제2 팬아웃 라인(FOL2)과 비일체로 제공되어 브릿지 전극과 같은 별도의 연결 수단을 통해 상기 제2 팬아웃 라인(FOL2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)은 데이터 라인(Dj)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)은 데이터 라인(Dj)과 동일한 층에 제공되는 구성일 수 있다. 일 예로, 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제1 전원 라인(PL1)에는 제1 구동 전원(VDD)의 전압이 인가될 수 있고, 제2 전원 라인(PL2)에는 제2 구동 전원(VSS)의 전압이 인가될 수 있다.
제1 전원 라인(PL1)은 배선부에 포함된 제3 팬아웃 라인(FOL3)과 연결될 수 있다. 제3 팬아웃 라인(FOL3)은 비표시 영역(NDA)의 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제3 팬아웃 라인(FOL3)은 제1 전원 라인(PL1)과 일체로 제공될 수 있다. 제3 팬아웃 라인(FOL3)의 일 단은 제1 전원 라인(PL1)과 접촉하며 그의 타 단은 제3-1 패드 전극(PD3_1)과 접촉할 수 있다. 제3-1 패드 전극(PD3_1)은 제3 팬아웃 라인(FOL3)과 일체로 제공되며, 구동부와 해당 화소(PXL)를 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제3-1 패드 전극(PD3_1)은 제3 팬아웃 라인(FOL3)을 통해 구동부와 제1 전원 라인(PL1)을 연결하여 상기 제1 전원 라인(PL1)으로 제1 구동 전원(VDD)의 전압을 전달할 수 있다. 실시예에 따라, 제3-1 패드 전극(PD3_1)은 제3 팬아웃 라인(FOL3)과 비일체로 제공되어 브릿지 전극과 같은 별도의 연결 수단을 통해 상기 제3 팬아웃 라인(FOL3)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전원 라인(PL2)은 배선부에 포함된 제4 팬아웃 라인(FOL4)과 연결될 수 있다. 제4 팬아웃 라인(FOL4)은 비표시 영역(NDA)의 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제4 팬아웃 라인(FOL4)은 제2 전원 라인(PL2)과 일체로 제공될 수 있다. 제4 팬아웃 라인(FOL4)의 일 단은 제2 전원 라인(PL2)과 접촉하며 그의 타 단은 제4-1 패드 전극(PD4_1)과 접촉할 수 있다. 제4-1 패드 전극(PD4_1)은 제4 팬아웃 라인(FOL4)과 일체로 제공되며, 구동부와 해당 화소(PXL)를 전기적으로 연결할 수 있다. 즉, 제4-1 패드 전극(PD4_1)은 제4 팬아웃 라인(FOL4)을 통해 구동부와 제2 전원 라인(PL2)을 연결하여 상기 제2 전원 라인(PL2)으로 제2 구동 전원(VDD)의 전압을 전달할 수 있다. 또한, 제4-1 패드 전극(PD4_1)은 발광 소자들(LD)이 정렬되기 전 상기 제2 전원 라인(PL2)으로 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 전달할 수도 있다. 실시예에 따라, 제4-1 패드 전극(PD4_1)은 제4 팬아웃 라인(FOL4)과 비일체로 제공되어 브릿지 전극과 같은 별도의 연결 수단을 통해 상기 제4 팬아웃 라인(FOL4)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA)에는 발광 소자들(LD)이 위치할 수 있고, 상기 화소 영역(PXA)의 주변 영역에는 상기 발광 소자들(LD)을 구동하기 위한 회로 소자들이 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 화소 영역(PXA)은 일 방향을 따라 구획된 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)을 포함할 수 있다. 제1 영역(A1)에는 화소 회로부(PCL)가 위치할 수 있고, 제2 영역(A2)에는 표시 소자부(DPL)가 위치할 수 있다. 제2 영역(A2)은 상기 발광 영역(EMA)을 포함할 수 있다.
편의를 위하여, 화소 회로부(PCL)를 우선적으로 설명한 후, 표시 소자부(DPL)에 대해 설명한다.
화소 회로부(PCL)는 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치하는 바텀 금속층(BML), 버퍼층(BFL), 및 화소 회로(도 6c의 'PXC' 참고)를 포함할 수 있다.
바텀 금속층(BML)은 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 바텀 금속층(BML)은 기판(SUB)의 배면을 통해 유입된 광이 화소(PXL)의 제1 트랜지스터(T1)로 진행되는 것을 차단하는 광 차단막일 수 있다. 특히, 바텀 금속층(BML)은 기판(SUB)의 배면을 통해 유입된 광이 제1 트랜지스터(T1)의 반도체층, 일 예로, 제1 액티브 패턴(ACT1)으로 진행하는 것을 차단하여 상기 제1 트랜지스터(T1)의 오동작을 방지할 수 있다. 이를 위해, 바텀 금속층(BML)은 제1 트랜지스터(T1)와 중첩되도록 기판(SUB) 상에 위치할 수 있다. 일 예로, 바텀 금속층(BML)은 제1 트랜지스터(T1)의 제1 게이트 전극(GE1)과 중첩되도록 기판(SUB) 상에 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 바텀 금속층(BML)은 기판(SUB) 상에 제공 및/또는 형성되는 제1 도전층(CL1)일 수 있다.
제1 도전층(CL1)은 일정한 반사율을 갖는 도전성 물질(또는 재료)로 이루어질 수 있다. 제1 도전층(CL1)은 제2 및 제3 도전층들(CL2, CL3)과 동일 물질을 포함하거나 제2 및 제3 도전층들(CL2, CL3)의 구성 물질로 예시된 물질들에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 도전층(CL1)은 알루미늄네오디뮴(AlNd)을 포함한 단일막으로 구성될 수 있다.
바텀 금속층(BML)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제5 연결 배선(CNL5)에 연결될 수 있다.
제5 연결 배선(CNL5)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있으며, 평면 및 단면 상에서 볼 때 바텀 금속층(BML)과 중첩할 수 있다. 제5 연결 배선(CNL5)은 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
제5 연결 배선(CNL5)의 일 단은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 바텀 금속층(BML)과 연결될 수 있다. 또한, 제5 연결 배선(CNL5)의 타 단은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 트랜지스터(T1)의 제1 소스 영역(SE1)에 연결될 수 있다. 결국, 바텀 금속층(BML)은 제5 연결 배선(CNL5)을 통해 제1 트랜지스터(T1)의 제1 소스 영역(SE1)과 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 바텀 금속층(BML)이 제1 트랜지스터(T1)의 제1 소스 영역(SE1)에 연결되면, 제2 구동 전원(VDD)의 스윙 폭 마진을 확보할 수 있다. 이 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 게이트 전극(GE1)으로 인가되는 게이트 전압의 구동 범위(driving range)를 넓힐 수 있다.
버퍼층(BFL)은 바텀 금속층(BML) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 화소 회로(PXC)에 포함된 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1 ~ T3)에 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막을 포함할 수 있다. 무기 절연막은, 예를 들어, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx)과 같은 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(BFL)은 단일막으로 제공될 수 있으나, 적어도 이중막 이상의 다중막으로 제공될 수도 있다. 버퍼층(BFL)이 다중막으로 제공되는 경우, 각 레이어는 서로 동일한 재료로 형성되거나 서로 다른 재료로 형성될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 기판(SUB)의 재료 및 공정 조건 등에 따라 생략될 수도 있다.
화소 회로(PXC)는 버퍼층(BFL) 상에 제공된 제1 내지 제3 트랜지스터들(T1 ~ T3) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)는 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한 제1 트랜지스터(T1)일 수 있고, 제2 트랜지스터(T2)는 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한 제2 트랜지스터(T2)일 수 있으며, 제3 트랜지스터(T3)는 도 6a 내지 도 6c를 참고하여 설명한 제3 트랜지스터(T3)일 수 있다.
제1 트랜지스터(T1; 구동 트랜지스터)는 제1 게이트 전극(GE1), 제1 액티브 패턴(ACT1), 제1 소스 영역(SE1), 및 제1 드레인 영역(DE1)을 포함할 수 있다.
제1 게이트 전극(GE1)은 제2 연결 배선(CNL2)을 통해 제2 트랜지스터(T2)의 제2 소스 영역(SE2)에 연결될 수 있다. 제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 절연층(GI) 상에 형성 및/또는 제공될 수 있다. 제1 게이트 전극(GE1)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공된 제2 도전층(CL2)일 수 있다. 제1 게이트 전극(GE1)은 스캔 라인(Si)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
제2 연결 배선(CNL2)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제2 연결 배선(CNL2)은 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다. 제2 연결 배선(CNL2)의 일 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 게이트 전극(GE1)과 연결될 수 있다. 제2 연결 배선(CNL2)의 타 단은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀을 통해 제2 소스 영역(SE2)과 연결될 수 있다.
제1 액티브 패턴(ACT1), 제1 소스 영역(SE1), 및 제1 드레인 영역(DE1)은 폴리 실리콘(poly Silicon), 아몰퍼스 실리콘(amorphous Silicon), 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 제1 액티브 패턴(ACT1), 제1 소스 영역(SE1), 및 제1 드레인 영역(DE1)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 형성되거나 불순물이 도핑된 반도체층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 소스 영역(SE1) 및 제1 드레인 영역(DE1)은 불순물이 도핑된 반도체층으로 이루어지며, 제1 액티브 패턴(ACT1)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 이루어질 수 있다. 불순물로는, 일 예로, n형 불순물이 사용될 수 있다.
제1 액티브 패턴(ACT1), 제1 소스 영역(SE1), 및 제1 드레인 영역(DE1)은 버퍼층(BFL) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제1 액티브 패턴(ACT1)은 제1 게이트 전극(GE1)과 중첩되는 영역으로, 제1 트랜지스터(T1)의 채널 영역일 수 있다. 제1 액티브 패턴(ACT1)이 길게 형성될 경우, 제1 트랜지스터(T1)의 채널 영역이 길게 형성될 수 있다. 이 경우, 제1 트랜지스터(T1)에 인가되는 게이트 전압(또는 스캔 신호)의 구동 범위가 넓어지게 될 수 있다. 이로 인하여, 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광(또는 빛)의 계조를 세밀하게 제어할 수 있다.
제1 소스 영역(SE1)은 제1 액티브 패턴(ACT1)의 일 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제1 소스 영역(SE1)은 상부 전극(UE)을 통해 제3 트랜지스터(T3)의 제3 소스 영역(SE3)과 연결될 수 있다.
상부 전극(UE)은 스토리지 커패시터(Cst)를 구성하는 하나의 전극일 수 있다. 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)으로 이루어질 수 있다. 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 소스 영역(SE1)에 연결될 수 있다. 또한, 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3 트랜지스터(T3)의 제3 소스 영역(SE3)에 연결될 수 있다. 추가적으로, 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 표시 소자부(DPL)의 일부 구성과 연결될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 표시 소자부(DPL)를 참고하여 후술한다.
상술한 실시예에서는, 상부 전극(UE)이 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상부 전극(UE)은 게이트 절연층(GI)과 제1 층간 절연층(ILD1) 사이에 추가 절연층이 배치될 경우, 상기 추가 절연층 상에 제공 및/또는 형성되는 도전층으로 구성될 수도 있다.
제1 드레인 영역(DE1)은 제1 액티브 패턴(ACT1)의 타 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제1 드레인 영역(DE1)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 전원 라인(PL1)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 드레인 영역(DE1)으로 제1 구동 전원(VDD)의 전압이 인가될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2; 스위칭 트랜지스터)는 제2 게이트 전극(GE2), 제2 액티브 패턴(ACT2), 제2 소스 영역(SE2), 및 제2 드레인 영역(DE2)을 포함할 수 있다.
제2 게이트 전극(GE2)은 제1 연결 배선(CNL1)을 통해 스캔 라인(Si)에 연결될 수 있다. 제2 게이트 전극(GE2)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다. 제2 게이트 전극(GE2)은 제1 게이트 전극(GE1)과 마찬가지로 스캔 라인(Si)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정을 통해 형성될 수 있다.
제1 연결 배선(CNL1)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제1 연결 배선(CNL1)의 일 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 스캔 라인(Si)과 연결될 수 있다. 또한, 제1 연결 배선(CNL1)의 타 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제2 게이트 전극(GE2)에 연결될 수 있다.
상술한 실시예에서, 제2 게이트 전극(GE2)이 스캔 라인(Si)과 비일체로 제공되어 별도의 연결 수단, 일 예로, 제1 연결 배선(CNL1)을 통해 상기 스캔 라인(Si)과 연결되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제2 게이트 전극(GE2)은 스캔 라인(Si)과 일체로 제공될 수 있다. 이 경우, 제2 게이트 전극(GE2)은 스캔 라인(Si)의 일부로 제공되거나 상기 스캔 라인(Si)으로부터 돌출된 형상으로 제공될 수 있다.
제2 액티브 패턴(ACT2), 제2 소스 영역(SE2), 및 제2 드레인 영역(DE2)은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 제2 액티브 패턴(ACT2), 제2 소스 영역(SE2), 및 제2 드레인 영역(DE2)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 형성되거나 불순물이 도핑된 반도체층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제2 소스 영역(SE2) 및 제2 드레인 영역(DE2)은 불순물이 도핑된 반도체층으로 이루어지며, 제2 액티브 패턴(ACT2)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 이루어질 수 있다. 불순물로는, 일 예로, n형 불순물이 사용될 수 있다.
제2 액티브 패턴(ACT2), 제2 소스 영역(SE2), 및 제2 드레인 영역(DE2)은 버퍼층(BFL) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제2 액티브 패턴(ACT2)은 제2 게이트 전극(GE2)과 중첩되는 영역으로 제2 트랜지스터(T2)의 채널 영역일 수 있다.
제2 소스 영역(SE2)은 제2 액티브 패턴(ACT2)의 일 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제2 소스 영역(SE2)은 제2 연결 배선(CNL2)을 통해 제1 게이트 전극(GE1)에 연결될 수 있다.
제2 드레인 영역(DE2)은 제2 액티브 패턴(ACT2)의 타 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제2 드레인 영역(DE2)은 게이트 절연층(GI) 및 제1 층간 절연층(ILD1)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 데이터 라인(Dj)에 연결될 수 있다. 이에 따라, 데이터 라인(Dj)으로 인가된 데이터 신호가 제2 드레인 영역(DE2)으로 전달될 수 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제3 게이트 전극(GE3), 제3 액티브 패턴(ACT3), 제3 소스 영역(SE3), 및 제3 드레인 영역(DE3)을 포함할 수 있다.
제3 게이트 전극(GE3)은 제3 연결 배선(CNL3)을 통해 제어 라인(CLi)에 연결될 수 있다. 제3 게이트 전극(GE3)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다. 제3 게이트 전극(GE3)은 스캔 라인(Si), 제어 라인(CLi), 제1 및 제2 게이트 전극들(GE1, GE2)과 동일한 층에 제공되며, 동일 재료를 포함하고, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
제3 연결 배선(CNL3)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제3 연결 배선(CNL3)의 일 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3 게이트 전극(GE3)에 연결될 수 있다. 또한, 제3 연결 배선(CNL3)의 타 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제어 라인(CLi)에 연결될 수 있다.
상술한 실시예에 있어서, 제3 게이트 전극(GE3)이 제어 라인(CLi)과 비일체로 제공되어 별도의 연결 수단, 일 예로, 제3 연결 배선(CNL3)을 통해 상기 제어 라인(CLi)에 연결되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제3 게이트 전극(GE3)은 제어 라인(CLi)의 일부로 제공되거나 상기 제어 라인(CLi)으로부터 돌출된 형상으로 제공될 수 있다.
제3 액티브 패턴(ACT3), 제3 소스 영역(SE3), 및 제3 드레인 영역(DE3)은 폴리 실리콘, 아몰퍼스 실리콘, 산화물 반도체 등으로 이루어진 반도체 패턴일 수 있다. 제3 액티브 패턴(ACT3), 제3 소스 영역(SE3), 및 제3 드레인 영역(DE3)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 형성되거나 불순물이 도핑된 반도체층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 제3 소스 영역(SE3) 및 제3 드레인 영역(DE3)은 불순물이 도핑된 반도체층으로 이루어지며, 제3 액티브 패턴(ACT3)은 불순물이 도핑되지 않은 반도체층으로 이루어질 수 있다. 불순물로는, 일 예로, n형 불순물이 사용될 수 있다.
제3 액티브 패턴(ACT3), 제3 소스 영역(SE3), 및 제3 드레인 영역(DE3)은 버퍼층(BFL) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제3 액티브 패턴(ACT3)은 제3 게이트 전극(GE3)과 중첩되는 영역으로 제3 트랜지스터(T3)의 채널 영역일 수 있다.
제3 소스 영역(SE3)은 제3 액티브 패턴(ACT3)의 일 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제3 소스 영역(SE3)은 상부 전극(UE) 및 대응하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 소스 영역(SE1)에 연결될 수 있다.
제3 드레인 영역(DE3)은 제3 액티브 패턴(ACT3)의 타 단에 연결(또는 접촉)될 수 있다. 또한, 제3 드레인 영역(DE3)은 제4 연결 배선(CNL4)을 통해 초기화 전원 라인(IPL)에 연결될 수 있다.
제4 연결 배선(CNL4)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제4 연결 배선(CNL4)의 일 단은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3 드레인 영역(DE3)에 연결될 수 있다. 또한, 제4 연결 배선(CNL4)의 타 단은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 초기화 전원 라인(IPL)과 연결될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 하부 전극(LE)과 상부 전극(UE)을 포함할 수 있다.
하부 전극(LE)은 게이트 절연층(GI) 상에 제공 및/또는 형성되는 제2 도전층(CL2)일 수 있다. 하부 전극(LE)은 제1 게이트 전극(GE1)과 일체로 제공될 수 있다. 하부 전극(LE)이 제1 게이트 전극(GE1)과 일체로 제공되는 경우, 하부 전극(LE)은 제1 게이트 전극(GE1)의 일 영역일 수 있다.
상부 전극(UE)은 하부 전극(LE)과 중첩하여 배치되며, 하부 전극(LE)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 평면 상에서 볼 때, 상부 전극(UE)의 일부는 제2 방향(DR2)으로 연장하고, 제1 및 제3 소스 영역들(SE1, SE3) 각각에 중첩할 수 있다. 상기 상부 전극(UE)은 대응하는 컨택 홀(CH)을 통해 상기 제1 및 제3 소스 영역들(SE1, SE3) 각각에 연결될 수 있다. 또한, 상부 전극(UE)은 대응하는 컨택 홀(CH)을 통해 바텀 금속층(BML)과 연결될 수 있다.
화소(PXL)의 화소 영역(PXA)에는 브릿지 라인(BRL)이 더 배치될 수 있다.
브릿지 라인(BRL)은 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 브릿지 라인(BRL)은 평면 상에서 볼 때, 데이터 라인(Dj)과 동일한 방향으로 연장되고, 제1 방향(DR1)으로 상기 데이터 라인(Dj)과 이격될 수 있다.
브릿지 라인(BRL)은 비표시 영역(NDA)의 배선부에 포함된 제1 팬아웃 라인(FOL1)과 연결될 수 있다. 제1 팬아웃 라인(FOL1)은 비표시 영역(NDA)의 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제3 도전층(CL3)일 수 있다. 제1 팬아웃 라인(FOL1)은 브릿지 라인(BRL)과 일체로 제공될 수 있다. 제1 팬아웃 라인(FOL1)의 일 단은 브릿지 라인(BRL)과 접촉하며 그의 타 단은 제1-1 패드 전극(PD1_1)과 접촉할 수 있다. 제1-1 패드 전극(PD1_1)은 제1 팬아웃 라인(FOL1)과 일체로 제공되며, 구동부와 해당 화소(PXL)를 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 제1-1 패드 전극(PD1_1)은 제1 팬아웃 라인(FOL1) 및 브릿지 라인(BRL)을 통해 구동부와 도전 패턴(CP)을 연결할 수 있다. 제1-1 패드 전극(PD1_1), 제1 팬아웃 라인(FOL1), 및 브릿지 라인(BRL)은 발광 소자들(LD)을 상기 화소 영역(PXA)에 정렬할 때 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 도전 패턴(CP)으로 공급하기 위한 정렬 신호 공급 수단으로 활용될 수 있다.
상술한 브릿지 라인(BRL)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 도전 패턴(CP)에 연결될 수 있다. 상기 도전 패턴(CP)은 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬할 때 제1 전극(EL1)과 연결된 상태를 유지하다가 상기 발광 소자들(LD)의 정렬 이후 공정에서 일부가 제거되어 상기 제1 전극(EL1)과 이격(또는 전기적으로 분리)될 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬할 때, 브릿지 라인(BRL)은 소정의 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 대응하는 컨택 홀(CH) 및 도전 패턴(CP)을 통해 제1 전극(EL1)으로 전달하여 제1 전극(EL1)이 제1 정렬 전극(또는 제1 정렬 배선)으로써의 역할을 하게 할 수 있다. 실시예에 따라, 발광 소자들(LD)의 정렬 이후에, 브릿지 라인(BRL)에는 화소(PXL)의 구동에 필요한 소정의 신호들이 인가될 수 있다.
제3 도전층(CL3) 상에는 제2 층간 절연층(ILD2)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 일 예로, 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2), 브릿지 라인(BRL), 상부 전극(UE), 제1 내지 제5 연결 배선들(CNL1 ~ CNL5), 제1 내지 제4 팬아웃 라인들(FOL1 ~ FOL4), 제1-1 내지 제4-1 패드 전극들(PD1_1 ~ PD4_1) 상에 제2 층간 절연층(ILD2)이 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제2 층간 절연층(ILD2)은 게이트 절연층(GI)과 동일한 물질을 포함하거나 상기 게이트 절연층(GI)의 구성 물질로 예시된 물질들에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제2 층간 절연층(ILD2)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연층(ILD2) 상에 보호층(PSV)이 제공 및/또는 형성될 수 있다.
보호층(PSV)은 유기 절연막, 무기 절연막, 또는 무기 절연막 상에 배치된 유기 절연막을 포함하는 형태로 제공될 수 있다. 무기 절연막은, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx)과 같은 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유기 절연막은, 예를 들어, 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시계 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌 에테르계 수지(poly-phenylen ethers resin), 폴리페닐렌 설파이드계 수지(poly-phenylene sulfides resin), 및 벤조사이클로부텐 수지(benzocyclobutene resin) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 실시예에서, 브릿지 라인(BRL), 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)은 화소 영역(PXA)의 제1 및 제2 영역들(A1, A2) 모두에 걸쳐 제공되는 구성일 수 있다.
보호층(PSV) 상에는 제1 절연층(INS1)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다.
제1 절연층(INS1) 상에 차광층(LBL)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 차광층(LBL)은 상기 화소(PXL)와 그에 인접한 화소들(PXL) 사이에서 광(또는 빛)이 새는 빛샘 불량을 방지하는 차광 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 차광층(LBL)은 블랙 매트릭스일 수 있다. 상기 차광층(LBL)은 인접한 화소들(PXL) 각각에서 방출되는 광의 혼색을 방지할 수 있다. 실시예에 따라, 차광층(LBL)은 적어도 하나의 차광 물질 및/또는 반사 물질을 포함하도록 구성되어 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치한 발광 소자들(LD)에서 방출된 광을 표시 장치의 화상 표시 방향으로 더욱 진행되게 하여 상기 발광 소자들(LD)의 출광 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 차광층(LBL)은 상기 화소 영역(PXA) 내의 발광 영역(EMA)과 비표시 영역(NDA)을 제외한 표시 영역(DA)의 일 영역에 제공될 수 있다.
차광층(LBL) 상에 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)이 순차적으로 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제2 절연층(INS2)은 차광층(LBL)을 보호하는 보호층일 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 제2 절연층(INS2) 상에 제공 및/또는 형성되며 상기 제2 절연층(INS2)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)에서, 제2 절연층(INS2)은 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2) 상에 제공될 수 있다.
제1-2 패드 전극(PD1_2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제4 도전층(CL4)일 수 있다. 제1-2 패드 전극(PD1_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1-1 패드 전극(PD1_1)과 연결될 수 있다. 제1-2 패드 전극(PD1_2)은 칩 온 필름 또는 집적 회로 등으로 구현되는 구동부의 일 단자와 직접 접촉하는 구성일 수 있다. 이를 위해, 제1-2 패드 전극(PD1_2)은 상기 제1-2 패드 전극(PD1_2) 상에 위치한 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 상기 구동부의 일 단자와 직접 접촉할 수 있다.
제4 도전층(CL4)은 다양한 투명 도전 물질(또는 재료)로 구성될 수 있다. 일 예로, 제4 도전층(CL4)은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 산화물(zinc oxide, ZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(indium gallium zinc oxide, IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide, ITZO) 등을 비롯한 다양한 투명 도전성 물질 중 적어도 하나를 포함하며, 소정의 투광도(또는 투과도)를 만족하도록 실질적으로 투명 또는 반투명하게 구성될 수 있다. 다만, 제4 도전층(CL4)의 재료는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제4 도전층(CL4)은 다양한 불투명 도전성 물질로 구성될 수도 있다. 불투명 도전성 물질로는, 예를 들어, 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 은(Ag) 등을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제4 도전층(CL4)은 단일막 또는 다중막으로 형성될 수도 있다.
제2-2 패드 전극(PD2_2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제4 도전층(CL4)일 수 있다. 제2-2 패드 전극(PD2_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제2-1 패드 전극(PD2_1)과 연결될 수 있다. 제2-2 패드 전극(PD2_2)은 구동부의 일 단자와 직접 접촉하는 구성일 수 있다. 이를 위해, 제2-2 패드 전극(PD2_2)은 상기 제2-2 패드 전극(PD2_2) 상에 위치한 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 상기 구동부의 일 단자와 직접 접촉할 수 있다.
제3-2 패드 전극(PD3_2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제4 도전층(CL4)일 수 있다. 제3-2 패드 전극(PD3_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3-1 패드 전극(PD3_1)과 연결될 수 있다. 제3-2 패드 전극(PD3_2)은 구동부의 일 단자와 직접 접촉하는 구성일 수 있다. 이를 위해, 제3-2 패드 전극(PD3_2)은 상기 제3-2 패드 전극(PD3_2) 상에 위치한 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 상기 구동부의 일 단자와 직접 접촉할 수 있다.
제4-2 패드 전극(PD4_2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제4 도전층(CL4)일 수 있다. 제4-2 패드 전극(PD4_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제4-1 패드 전극(PD4_1)과 연결될 수 있다. 제4-2 패드 전극(PD4_2)은 구동부의 일 단자와 직접 접촉하는 구성일 수 있다. 이를 위해, 제4-2 패드 전극(PD4_2)은 상기 제4-2 패드 전극(PD4_2) 상에 위치한 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 상기 구동부의 일 단자와 직접 접촉할 수 있다.
상술한 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2)은 서로 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
제3 절연층(INS3) 상에는 제4 절연층(INS4)이 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제4 절연층(INS4)은 그 하부에 배치된 구성 요소들에 의해 발생된 단차를 완화시키는 평탄화층일 수 있다. 또한, 제4 절연층(INS4)은 상기 화소 영역(PXA)에 배치된 모든 구성들을 보호하기 위한 보호층일 수 있다. 제4 절연층(INS4)은 상기 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2) 각각과 구동부를 연결하기 위하여 비표시 영역(NDA)에는 제공되지 않을 수 있다.
다음으로, 상기 화소(PXL)의 표시 소자부(DPL)에 대해 설명한다.
표시 소자부(DPL)는 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치하는 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6), 발광 소자들(LD), 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)을 포함할 수 있다.
도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6)은 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6)은 기판(SUB) 상에 제공 및/또는 형성되는 제1 도전층(CL1)일 수 있다. 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 제공된 바텀 금속층(BML)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6)은 발광 소자들(LD) 각각에서 방출된 광을 표시 장치의 화상 표시 방향으로 진행되게 하기 위해 일정한 반사율을 갖는 재료로 이루어질 수 있다. 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각은 일정한 반사율을 갖는 도전성 재료(또는 물질)를 포함할 수 있다. 도전성 재료(또는 물질)로는, 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 표시 장치의 화상 표시 방향으로 반사시키는 데에 유리한 불투명 금속을 포함할 수 있다. 불투명 금속으로는, 일 예로, 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 타이타늄(Ti), 이들의 합금과 같은 금속을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각은 투명 도전성 재료(또는 물질)를 포함할 수 있다. 투명 도전성 재료로는, 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 산화물(zinc oxide, ZnO), 인듐 갈륨 아연 산화물(indium gallium zinc oxide, IGZO), 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide, ITZO)과 같은 도전성 산화물, PEDOT(poly(3,4-ethylenedioxythiophene))와 같은 도전성 고분자 등이 포함될 수 있다. 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각이 투명 도전성 재료를 포함하는 경우, 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 표시 장치의 화상 표시 방향으로 반사시키기 위한 불투명 금속으로 이루어진 별도의 도전층이 추가로 포함될 수 있다. 다만, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각의 재료는 상술한 재료들에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각은 단일막으로 제공 및/또는 형성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각은 금속들, 합금들, 도전성 산화물, 도전성 고분자들 중 적어도 둘 이상의 물질이 적층된 다중막으로 제공 및/또는 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6) 각각은 발광 소자들(LD) 각각의 양 단부로 신호(또는 전압)를 전달할 때 신호 지연에 의한 왜곡을 최소화하기 위해 적어도 이중막 이상의 다중막으로 형성될 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 도전 패턴(CP), 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 제6 연결 배선(CNL6)은 알루미늄네오디뮴(AlNd)을 포함한 단일막으로 구성될 수 있다.
도전 패턴(CP)은 대응하는 컨택 홀(CH)을 통해 브릿지 라인(BRL)과 연결될 수 있다. 평면 상에서 볼 때, 도전 패턴(CP)은 제1 전극(EL1)과 이격될 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)이 정렬되기 전에 도전 패턴(CP)은 제1 전극(EL1)에 연결된 형태로 제공될 수 있다. 즉, 발광 소자들(LD)의 정렬 전, 도전 패턴(CP)과 제1 전극(EL1)은 서로 연결될 수 있다. 발광 소자들(LD)의 정렬 이후, 도전 패턴(CP)과 제1 전극(EL1)은 서로 이격되어 전기적 및/또는 물리적으로 분리된 상태가 될 수 있다.
제6 연결 배선(CNL6)은 층간 절연층(ILD), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제2 전원 라인(PL2)과 연결될 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬할 때, 제6 연결 배선(CNL6)은 제2 전원 라인(PL2)으로부터 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 전달받아 제2 전극(EL2)으로 인가할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(EL2)은 발광 소자들(LD)의 정렬 전 제2 정렬 전극(또는 제2 정렬 배선)으로 활용될 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬한 이후, 제2 전원 라인(PL2)으로부터 제2 구동 전원(VSS)의 전압이 제6 연결 배선(CNL6)을 통해 제2 전극(EL2)으로 전달될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(EL2)은 발광 소자들(LD)을 구동하는 구동 전극으로 기능할 수 있다.
제6 연결 배선(CNL6)은 제1 방향(DR1)으로 연장될 수 있다. 제6 연결 배선(CNL6)은 상기 화소(PXL) 및 그에 인접한 화소들(PXL)에 공통으로 제공될 수 있다. 이에 따라, 제1 방향(DR1)으로 동일한 화소 행, 일 예로, 첫 번째 화소 행에 배치된 복수의 화소들(PXL)은 제6 연결 배선(CNL6)에 공통으로 연결될 수 있다.
제1 전극(EL1)은 제2 방향(DR2)으로 연장될 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬하기 전, 제1 전극(EL1)은 브릿지 라인(BRL) 및 도전 패턴(CP)으로부터 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 전달받아 제1 정렬 전극(또는 제1 정렬 배선)으로 기능할 수 있다. 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬한 이후, 제1 전극(EL1)은 도전 패턴(CP)과 전기적으로 분리되며, 컨택 홀(CH)을 통해 상부 전극(UE)과 연결되어 발광 소자들(LD)을 구동하는 구동 전극으로 기능할 수 있다.
제2 전극(EL2)은 제6 연결 배선(CNL6)으로부터 제2 방향(DR2)으로 분기될 수 있다. 제2 전극(EL2)은 제6 연결 배선(CNL6)과 일체로 제공될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(EL2)과 제6 연결 배선(CNL6)은 전기적 및/또는 물리적으로 서로 연결될 수 있다. 이 경우, 제6 연결 배선(CNL6)이 제2 전극(EL2)의 일 영역이거나 상기 제2 전극(EL2)이 상기 제6 연결 배선(CNL6)의 일 영역일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라, 제2 전극(EL2)과 제6 연결 배선(CNL6)은 서로 개별적으로 형성되어 별도의 연결 수단 등을 통해 전기적으로 서로 연결될 수도 있다.
제1 전극(EL1)으로 인가된 정렬 신호(또는 정렬 전압)와 제2 전극(EL2)으로 인가된 정렬 신호(또는 정렬 전압)는 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)의 사이에 발광 소자들(LD)이 정렬될 수 있는 정도의 전압 차이 및/또는 위상 차이를 갖는 신호들일 수 있다. 제1 전극(EL1)으로 인가된 정렬 신호(또는 정렬 전압)와 제2 전극(EL2)으로 인가된 정렬 신호(또는 정렬 전압) 중 적어도 하나의 정렬 신호(또는 정렬 전압)는 교류 신호일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 전극(EL1)은 애노드 전극일 수 있으며, 제2 전극(EL2)이 캐소드 전극일 수 있다.
제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2)은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)의 발광 영역(EMA) 내에 위치할 수 있다. 상기 발광 영역(EMA)은 상기 화소 영역(PXA) 내에서 광이 최종적으로 방출되는 영역일 수 있다.
제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 상에는 제2 층간 절연층(ILD2)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 상기 제2 층간 절연층(ILD2)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 제2 층간 절연층(ILD2)과 동일한 구성일 수 있다. 제2 층간 절연층(ILD2)은 제1 전극(EL1)의 일부 및 제2 전극(EL2)의 일부를 외부로 노출할 수 있다.
제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 발광 소자들(LD)이 배치될 수 있다.
발광 소자들(LD) 각각은, 무기 결정 구조의 재료를 이용한 초소형의 일 예로, 나노 스케일 내지 마이크로 스케일 정도로 작은 크기의, 발광 다이오드일 수 있다. 예를 들어, 발광 소자들(LD) 각각은 식각 방식으로 제조된 초소형의 발광 다이오드이거나 성장 방식으로 제조된 초소형의 발광 다이오드일 수 있다.
상기 화소 영역(PXA)에는 적어도 2개 내지 수십개의 발광 소자들(LD)이 정렬 및/또는 제공될 수 있으나, 상기 발광 소자들(LD)의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 상기 화소 영역(PXA)에 정렬 및/또는 제공되는 발광 소자들(LD)의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 발광 소자들(LD)은 상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA)에 위치할 수 있다.
발광 소자들(LD) 각각은 컬러 광 및/또는 백색 광 중 어느 하나의 광을 출사할 수 있다. 발광 소자들(LD) 각각은 연장 방향(또는 길이(L) 방향)이 제1 방향(DR1)에 평행하도록 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이의 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 정렬될 수 있다. 발광 소자들(LD)은 용액 내에서 분사된 형태로 마련되어 상기 화소 영역(PXA)에 투입될 수 있다.
발광 소자들(LD)은 잉크젯 프린팅 방식, 슬릿 코팅 방식, 또는 이외에 다양한 방식을 통해 각각의 화소(PXL)의 화소 영역(PXA)에 투입될 수 있다. 일 예로, 발광 소자들(LD)은 휘발성 용매에 혼합되어 잉크젯 프린팅 방식이나 슬릿 코팅 방식을 통해 상기 화소 영역(PXA)에 공급될 수 있다. 이때, 상기 화소 영역(PXA)에 제공된 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 각각에 대응하는 정렬 신호가 인가되면, 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 사이에 전계가 형성될 수 있다. 이로 인하여, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 발광 소자들(LD)이 정렬될 수 있다.
발광 소자들(LD)이 정렬된 이후에는 용매를 휘발시키거나 이외의 다른 방식으로 제거하여 각각의 화소(PXL)의 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)이 최종적으로 정렬 및/또는 제공될 수 있다.
제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 보호층(PSV)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 상기 보호층(PSV)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 보호층(PSV)과 동일한 구성일 수 있다.
상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에서 보호층(PSV)은 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)을 정렬할 때 상기 발광 소자들(LD)의 정렬 위치를 유도하는 뱅크일 수 있다. 보호층(PSV)이 뱅크일 경우, 상기 보호층(PSV)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다. 실시예에 따라, 보호층(PSV)은 단일막의 유기 절연막 및/또는 단일막의 무기 절연막을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 보호층(PSV)은 적어도 하나 이상의 유기 절연막과 적어도 하나 이상의 무기 절연막이 적층된 다중막의 형태로 제공될 수도 있다. 다만, 보호층(PSV)의 재료가 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
상술한 보호층(PSV)은 상기 화소 영역(PXA)에서 상기 발광 영역(EMA)을 제외한 영역에 제공될 수 있다.
발광 소자들(LD) 상에는 각각 제1 절연층(INS1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 절연층(INS1)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 제1 절연층(INS1)과 동일한 구성일 수 있다.
발광 영역(EMA) 내에서, 제1 절연층(INS1)은 발광 소자들(LD) 상에 제공 및/또는 형성되어 상기 발광 소자들(LD) 각각의 외주면(또는 표면)을 부분적으로 커버하며 상기 발광 소자들(LD)의 양 단부를 외부로 노출할 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 단일막 또는 다중막으로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 적어도 하나의 유기 재료를 포함한 유기 절연막을 포함할 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 발광 소자들(LD) 각각을 더욱 고정시킬 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 외부의 산소 및 수분 등으로부터 발광 소자들(LD) 각각의 활성층(12) 보호에 유리한 무기 절연막을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 발광 소자들(LD)이 적용되는 표시 장치의 설계 조건 등에 따라 제1 절연층(INS1)은 유기 재료를 포함한 유기 절연막으로 구성될 수도 있다.
상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)의 정렬이 완료된 이후 상기 발광 소자들(LD) 상에 제1 절연층(INS1)을 형성함으로써, 상기 발광 소자들(LD)이 정렬된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 제1 절연층(INS1)의 형성 이전에 제2 층간 절연층(ILD2)과 발광 소자들(LD) 사이에 빈 틈(또는 공간)이 존재할 경우, 상기 빈 틈은 상기 제1 절연층(INS1)을 형성하는 과정에서 상기 제1 절연층(INS1)으로 채워질 수 있다. 이에 따라, 제1 절연층(INS1)은 제2 층간 절연층(ILD2)과 발광 소자들(LD) 사이의 빈 틈을 채우는 데에 유리한 유기 절연막으로 구성될 수 있다.
또한, 제1 절연층(INS1)은 상기 발광 영역(EMA)을 둘러싸는 주변 영역에도 제공될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 절연층(INS1)은 보호층(PSV) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 절연층(INS1)은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치한 보호층(PSV) 상에 각각 제공 및/또는 형성될 수 있다.
제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)은 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 각각과 발광 소자들(LD)을 전기적으로 더욱 안정되게 연결하는 구성일 수 있다. 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공 및/또는 형성되는 제4 도전층(CL4)일 수 있다. 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 제공된 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2)과 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공되며 외부로 노출된 제1 전극(EL1)과 연결될 수 있다. 또한, 제1 컨택 전극(CNE1)은 발광 소자들(LD) 각각의 일 단부 상에 제공 및/또는 형성되어 상기 발광 소자들(LD) 각각의 일 단부와 연결될 수 있다. 제1 전극(EL1)으로 인가된 소정의 신호가 제1 컨택 전극(CNE1)을 통해 발광 소자들(LD) 각각의 일 단부로 전달될 수 있다.
제2 컨택 전극(CNE2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공되며 외부로 노출된 제2 전극(EL2)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 컨택 전극(CNE2)은 발광 소자들(LD) 각각의 타 단부 상에 제공 및/또는 형성되어 상기 발광 소자들(LD) 각각의 타 단부와 연결될 수 있다. 제2 전극(EL2)으로 인가된 소정의 신호가 제2 컨택 전극(CNE2)을 통해 발광 소자들(LD) 각각의 타 단부로 전달될 수 있다.
평면 상에서 볼 때, 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2) 각각은 제2 방향(DR2)으로 연장된 바(bar) 형상을 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2) 각각의 형상은 발광 소자들(LD) 각각과 전기적으로 안정되게 연결되는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2) 각각의 형상은 그 하부에 배치된 전극들과의 연결 관계를 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.
제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)은 상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA) 내에 위치할 수 있다.
제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2) 상에 제2 절연층(INS2)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(INS2)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 제2 절연층(INS2)과 동일한 구성일 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다. 일 예로, 제2 절연층(INS2)은 적어도 하나의 무기 절연막 또는 적어도 하나의 유기 절연막이 교번하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 표시 소자부(DPL)를 전체적으로 커버하여 외부로부터 수분 또는 습기 등이 발광 소자들(LD)을 포함한 표시 소자부(DPL)로 유입되는 것을 차단하는 봉지층일 수 있다.
제2 절연층(INS2) 상에는 광 변환 패턴층(LCP)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 광 변환 패턴층(LCP)은 상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA) 내에 위치할 수 있다. 광 변환 패턴층(LCP)은 컬러 변환층(CCL) 및 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은 특정 색상에 대응하는 색 변환 입자들(QD)을 포함할 수 있다. 컬러 필터(CF)는 상기 특정 색상의 광을 선택적으로 투과시킬 수 있다.
컬러 변환층(CCL)은, 상기 화소(PXL)에 배치된 상기 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 특정 색의 광으로 변환하는 색 변환 입자들(QD)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 화소(PXL)가 적색 화소인 경우, 컬러 변환층(CCL)은 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 적색의 광으로 변환하는 적색 퀀텀 닷의 색 변환 입자들(QD)을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 화소(PXL)가 녹색 화소인 경우, 컬러 변환층(CCL)은 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 녹색의 광으로 변환하는 녹색 퀀텀 닷의 색 변환 입자들(QD)을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 화소(PXL)가 청색 화소인 경우, 컬러 변환층(CCL)은 발광 소자들(LD)에서 방출되는 광을 청색의 광으로 변환하는 청색 퀀텀 닷의 색 변환 입자들(QD)을 포함할 수 있다.
컬러 변환층(CCL) 상에 제3 절연층(INS3)이 제공 및/또는 형성될 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치하는 제3 절연층(INS3)과 동일한 구성일 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 제2 절연층(INS2)과 동일한 물질을 포함하거나 상기 제2 절연층(INS2)의 구성 물질로 예시된 물질들에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 제3 절연층(INS3)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막을 포함할 수 있다.
컬러 필터(CF)는 제3 절연층(INS3) 상에 제공 및/또는 형성될 수 있다. 컬러 필터(CF)는 컬러 변환층(CCL)과 함께 광 변환 패턴층(LCP)을 구성하며, 컬러 변환층(CCL)에서 변환된 특정 색의 광을 선택적으로 투과시키는 컬러 필터 물질을 포함할 수 있다. 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터를 포함할 수 있다. 상술한 컬러 필터(CF)는 컬러 변환층(CCL)과 대응되도록 상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA) 내에 제공될 수 있다.
상기 컬러 필터(CF) 상에는 제4 절연층(INS4)이 제공될 수 있다. 상기 제4 절연층(INS4)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 제4 절연층(INS4)과 동일한 구성일 수 있다. 제4 절연층(INS4)은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에서 그 하부에 배치된 구성 요소들에 의해 발생된 단차를 완화시키는 평탄화층일 수 있다.
상기 화소(PXL)의 화소 회로(PXC)에 포함된 제1 트랜지스터(T1)에 의해 제1 전원 라인(PL1)으로부터 상기 화소 회로(PXC)를 경유하여 제2 전원 라인(PL2)으로 구동 전류가 흐르는 경우, 상기 구동 전류는 제6 트랜지스터(T6) 및 상부 전극(UE)을 통해 상기 화소(PXL)의 발광 유닛(도 6a 내지 도 6c의 'EMU' 참고)으로 유입될 수 있다. 일 예로, 상부 전극(UE) 및 대응하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 전극(EL1)으로 구동 전류가 공급되고, 상기 구동 전류는 발광 소자들(LD)을 경유하여 제2 전극(EL2)으로 흐르게 된다. 이에 따라, 발광 소자들(LD) 각각은 분배된 전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다.
상술한 바와 같이, 화소(PXL)의 화소 회로부(PCL)와 표시 소자부(DPL) 각각은 기판(SUB)의 일면 상에 제공 및/또는 형성되는 적어도 하나 이상의 도전층과 적어도 하나 이상의 절연층을 포함한 다중층으로 제공될 수 있다. 화소 회로부(PCL)의 적어도 한 층과 표시 소자부(DPL)의 적어도 한 층은 동일한 층에 제공될 수 있고, 서로 동일 재료를 포함할 수 있으며, 서로 동일 공정으로 형성될 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 따르면, 화소 회로부(PCL)에 포함된 구성들과 표시 소자부(DPL)에 포함된 구성들을 동일 공정으로 형성함으로써, 상기 화소 회로부(PCL)와 상기 표시 소자부(DPL)를 각각 별도의 공정으로 형성하는 기존의 표시 장치에 비하여 마스크 수가 줄어들어 제조 공정이 단순해진 표시 장치가 제공될 수 있다. 표시 장치의 제조 공정이 단순해질 경우, 상기 표시 장치의 제조 비용이 줄어들 수 있다.
추가적으로, 상술한 실시예에 따르면, 발광 소자들(LD)을 원하는 영역(또는 목적하는 영역), 일 예로, 상기 화소(PXL)의 화소 영역(PXA)에서 표시 소자부(DPL)가 위치하는 제2 영역(A2)에 집중적으로 정렬시킴으로써, 상기 화소(PXL)에서의 발광 소자들(LD)의 정렬 분포와 인접한 화소들(PXL)에서의 발광 소자들(LD)의 정렬 분포가 균일해질 수 있다. 이 경우, 표시 장치는 전(全) 영역에 걸쳐 균일한 출광 분포를 가질 수 있다.
이에 더하여, 상술한 실시예에 따르면, 발광 소자들(LD)을 목적하는 영역에 집중적으로 정렬시킬 경우, 미정렬되는 발광 소자들(LD)의 수를 감소시킬 수 있다. 이를 통해, 발광 소자들(LD)의 손실을 최소화할 수 있으며, 발광 소자들(LD)이 원하지 않는 영역에 정렬되는 비정상적인 정렬 불량이 방지될 수 있다.
도 10a 내지 도 10m은 도 8에 도시된 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
이하에서는, 도 10a 내지 도 10m을 참고하여 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 제조 방법에 따라 순차적으로 설명한다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 및 도 10a를 참조하면, 기판(SUB)을 제공한다.
기판(SUB) 상의 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)에 각각 반사율이 높은 도전성 물질(또는 재료)로 이루어진 제1 도전층(CL1)을 형성한다.
상기 제1 영역(A1)의 제1 도전층(CL1)은 화소 회로부(PCL)에 포함된 도전층들 중 기판(SUB) 상에 위치한 첫 번째 도전층일 수 있으며, 상기 제2 영역(A2)의 제1 도전층(CL1)은 표시 소자부(DPL)에 포함된 도전층들 중 기판(SUB) 상에 위치한 첫 번째 도전층일 수 있다.
화소 회로부(PCL)의 제1 도전층(CL1)과 표시 소자부(DPL)의 제1 도전층(CL1)은 동일한 층에 제공되고, 동일 재료를 포함하며, 동일 공정으로 형성될 수 있다.
화소 회로부(PCL)의 제1 도전층(CL1)은 바텀 금속층(BML)을 포함할 수 있다. 표시 소자부(DPL)의 제1 도전층(CL1)은 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2), 도전 패턴(CP), 및 제6 연결 배선(CNL6)을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a, 및 도 10b를 참조하면, 제1 도전층(CL1)을 포함한 기판(SUB) 상에 버퍼층(BFL)을 형성한다. 그리고, 버퍼층(BFL) 상에 반도체층(SCL)을 형성한다.
반도체층(SCL)은 실리콘(Si), 즉, 아몰퍼스 실리콘으로 구성될 수 있으며, 또는 폴리 실리콘으로 구성될 수도 있다. 반도체층(SCL)이 아몰퍼스 실리콘으로 구성되는 경우, 레이저 등으로 결정화 과정을 더 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 반도체층(SCL)은 인듐(In), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 마그네슘(Mg) 등을 함유하는 이성분계 화합물(ABx), 삼성분계 화합물(ABxCy), 사성분계 화합물(ABxCyDz) 등을 포함하는 반도체 산화물로 구성될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
반도체층(SCL)은 화소(PXL)의 화소 영역(PXA)에 포함된 제1 영역(A1)에만 제공될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 반도체층(SCL)은 상기 화소 영역(PXA)에 포함된 제2 영역(A2)에도 제공될 수도 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 반도체층(SCL)을 포함한 버퍼층(BFL) 상에 게이트 절연층(GI)을 형성한다.
이어, 게이트 절연층(GI) 상에 제2 도전층(CL2)을 형성한다.
제2 도전층(CL2)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(LE), 제1 내지 제3 게이트 전극들(GE1 ~ GE3), 초기화 전원 라인(IPL), 제어 라인(CLi), 및 스캔 라인(Si)을 포함할 수 있다.
제1 게이트 전극(GE1)과 중첩된 반도체층(SCL)의 일 영역은 제1 액티브 패턴(ACT1)이 될 수 있다. 제1 게이트 전극(GE1)과 중첩되지 않는 제1 액티브 패턴(ACT1)의 양 측부는 제1 소스 영역(SE1)과 제1 드레인 영역(DE1)이 될 수 있다. 제1 액티브 패턴(ACT1), 제1 게이트 전극(GE1), 제1 소스 영역(SE1), 및 제1 드레인 영역(DE1)은 제1 트랜지스터(T1)를 구성할 수 있다.
제2 게이트 전극(GE2)과 중첩되는 반도체층(SCL)의 일 영역은 제2 액티브 패턴(ACT2)이 될 수 있다. 제2 게이트 전극(GE2)과 중첩되지 않는 제2 액티브 패턴(ACT2)의 양 측부는 제2 소스 영역(SE2)과 제2 드레인 영역(DE2)이 될 수 있다. 제2 액티브 패턴(ACT2), 제2 게이트 전극(GE2), 제2 소스 영역(SE2), 및 제2 드레인 영역(DE2)은 제2 트랜지스터(T2)를 구성할 수 있다.
제3 게이트 전극(GE3)과 중첩되는 반도체층(SCL)의 일 영역은 제3 액티브 패턴(ACT3)이 될 수 있다. 제3 게이트 전극(GE3)과 중첩되지 않는 제3 액티브 패턴(ACT3)의 양 측부는 제3 소스 영역(SE3)과 제3 드레인 영역(DE3)이 될 수 있다. 제3 액티브 패턴(ACT3), 제3 게이트 전극(GE3), 제3 소스 영역(SE3), 및 제3 드레인 영역(DE3)은 제3 트랜지스터(T3)를 구성할 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 제2 도전층(CL2) 상에 절연 물질층을 도포한 후, 마스크를 이용한 공정을 진행하여 복수의 컨택 홀들(CH) 및 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)의 일부를 노출하는 개구부(OPN)를 포함한 제1 층간 절연층(ILD1)을 형성한다. 상기 개구부(OPN)는 상기 화소 영역(PXA)에 발광 소자들(LD)이 정렬된 이후 상기 발광 소자들(LD)로부터 광이 방출되는 발광 영역(EMA)일 수 있다.
상술한 공정에 의해, 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하여 바텀 금속층(BML)의 일부, 제1 전극(EL1)의 일부, 도전 패턴(CP)의 일부, 및 제6 연결 배선(CNL6)의 일부를 각각 노출하는 컨택 홀들(CH), 게이트 절연층(GI) 및 제1 층간 절연층(ILD1)을 순차적으로 관통하여 제1 내지 제3 소스 영역들(SE1 ~ SE3) 각각의 일부를 노출하는 컨택 홀들(CH), 제1 내지 제3 드레인 영역들(DE1 ~ DE3) 각각의 일부를 노출하는 컨택 홀들(CH)이 형성될 수 있다. 또한, 상술한 공정에 의해, 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하여 스캔 라인(Si)의 일부, 제어 라인(CLi)의 일부, 및 초기화 전원 라인(IPL)의 일부를 각각 노출하는 컨택 홀들(CH)이 형성될 수 있다. 추가적으로, 상술한 공정에 의해, 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하여 제1 내지 제3 게이트 전극들(GE1 ~ GE3) 각각의 일부를 노출하는 컨택 홀들(CH)이 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10e를 참조하면, 복수의 컨택 홀들(CH)을 포함한 제1 층간 절연층(ILD1) 상에 제3 도전층(CL3)을 형성한다.
제3 도전층(CL3)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)에 위치한 제1 내지 제5 연결 배선들(CNL1 ~ CNL5) 및 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(UE)을 포함할 수 있다. 또한, 제3 도전층(CL3)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 및 제2 영역들(A1, A2)에 걸쳐 위치한 브릿지 라인(BRL), 데이터 라인(Dj), 제1 및 제2 전원 라인들(PL1, PL2)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 제3 도전층(CL3)은 비표시 영역(NDA)에 위치한 제1 내지 제4 팬아웃 라인들(FOL1 ~ FOL4)과 제1-1 내지 제4-1 패드 전극들(PD1_1 ~ PD4_1)을 포함할 수 있다.
브릿지 라인(BRL)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 도전 패턴(CP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 브릿지 라인(BRL)은 비표시 영역(NDA)의 제1 팬아웃 라인(FOL1) 및 제1-1 패드 전극(PD1_1)과 일체로 제공될 수 있다.
데이터 라인(Dj)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제2 드레인 영역(DE2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 데이터 라인(Dj)은 비표시 영역(NDA)의 제2 팬아웃 라인(FOL2) 및 제2-1 패드 전극(PD2_1)과 일체로 제공될 수 있다.
제1 전원 라인(PL1)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 드레인 영역(DE1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전원 라인(PL1)은 비표시 영역(NDA)의 제3 팬아웃 라인(FOL3) 및 제3-1 패드 전극(PD3_1)과 일체로 제공될 수 있다.
제2 전원 라인(PL2)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제6 연결 배선(CNL6)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전원 라인(PL2)은 비표시 영역(NDA)의 제4 팬아웃 라인(FOL4) 및 제4-1 패드 전극(PD4_1)과 일체로 제공될 수 있다.
상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 바텀 금속층(BML)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 소스 영역(SE1) 및 제3 소스 영역(SE3) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 추가적으로, 상부 전극(UE)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 전극(EL1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 연결 배선(CNL1)은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 스캔 라인(Si) 및 제2 게이트 전극(GE2) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 연결 배선(CNL2)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제2 소스 영역(SE)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 게이트 전극(GE1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 연결 배선(CNL3)은 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3 게이트 전극(GE3)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제어 라인(CLi)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제4 연결 배선(CNL4)은 제1 층간 절연층(ILD1) 및 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제3 드레인 영역(DE3)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 층간 절연층(ILD1)을 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 초기화 전원 라인(IPL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제5 연결 배선(CNL5)은 제1 층간 절연층(ILD1), 게이트 절연층(GI), 및 버퍼층(BFL)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 바텀 금속층(BML)과 전기적으로 연결되고, 상기 제1 층간 절연층(ILD1) 및 상기 게이트 절연층(GI)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 제1 소스 영역(SE1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상술한 공정에 의해 형성된 제3 도전층(CL3)이 타이타늄(Ti)/구리(Cu)의 순으로 적층된 이중막으로 구성되는 경우, 상기 제3 도전층(CL3)을 형성하는 식각 공정에서 사용되는 식각액에 의해 상기 제2 영역(A2)에서 외부로 노출된 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)이 영향을 받을 수 있다. 이에, 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)은 상기 식각액에 의해 영향을 받지 않는 도전성 재료(또는 물질)로 선택되어 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10f를 참조하면, 제3 도전층(CL3) 상에 제2 층간 절연층(ILD2) 및 보호층(PSV)을 순차적으로 형성한다.
상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에서, 제2 층간 절연층(ILD2)은 개구부(OPN)에 의해 외부로 노출된 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 상에 위치하여 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)을 커버할 수 있다.
보호층(PSV)은 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 제공될 수 있다.
보호층(PSV)은 비표시 영역(NDA)의 제2 층간 절연층(ILD2)의 일부를 노출하고, 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 상의 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 제공되지 않을 수 있다. 이때, 비표시 영역(NDA)에서 일부가 노출된 제2 층간 절연층(ILD2)의 일부는 제1-1 내지 제4-1 패드 전극들(PD1_1 ~ PD4_1) 각각의 위치에 대응할 수 있다.
제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 상의 제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 보호층(PSV)이 배치되지 않는다. 이러한 보호층(PSV)은 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)과 중첩되지 않고 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2)을 둘러싸며 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에서 발광 소자들(LD)의 정렬 위치를 유도하는 뱅크로 기능할 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10g를 참조하면, 제1-1 및 제4-1 패드 전극들(PD1_1, PD4_1)과 제1 및 제4 팬아웃 라인들(FOL1, FOL4)을 통해 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2)에 각각 대응하는 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 인가하여 상기 제1 전극(EL1)과 상기 제2 전극(EL2) 사이에 전계를 형성한다. 이때, 제1-1 패드 전극(PD1_1)과 제1 팬아웃 라인(FOL1)의 정렬 신호가 브릿지 라인(BRL) 및 도전 패턴(CP)을 통해 제1 전극(EL1)으로 전달되고, 제4-1 패드 전극(PD4_1)과 제4 팬아웃 라인(FOL4)의 정렬 신호가 제2 전원 라인(PL2) 및 제6 연결 배선(CNL6)을 통해 제2 전극(EL2)으로 전달될 수 있다.
제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 각각은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 발광 소자들(LD)을 정렬하기 위한 정렬 전극(또는 정렬 배선)일 수 있다.
제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 각각에 소정의 전압과 주기를 구비한 교류 전원 또는 직류 전원의 정렬 신호(또는 정렬 전압)를 인가하는 경우, 제1 전극(EL1) 및 제2 전극(EL2) 사이에 상기 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 각각의 전위 차에 따른 전계가 형성될 수 있다. 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 사이에 전계가 형성된 상태에서 잉크젯 프린팅 방식 등을 이용하여 발광 소자들(LD)을 포함한 혼합액을 상기 화소 영역(PXA)에 투입한다. 일 예로, 상기 제2 영역(A2)의 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 잉크젯 노즐을 배치하고, 잉크젯 노즐을 통해 다수의 발광 소자들(LD)이 혼합된 용매를 상기 화소 영역(PXA)에 투입할 수 있다. 여기서, 용매는, 아세톤, 물, 알코올, 및 톨루엔 중 어느 하나 이상일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 용매는 잉크 또는 페이스트의 형태일 수 있다. 발광 소자들(LD)을 상기 화소 영역(PXA)에 투입하는 방식이 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자들(LD)을 투입하는 방식은 다양하게 변경될 수 있다.
발광 소자들(LD)을 투입한 이후에 용매는 제거될 수 있다.
발광 소자들(LD)을 상기 화소 영역(PXA)에 투입할 경우, 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 사이에 형성된 전계로 인해 발광 소자들(LD)의 자가 정렬이 유도될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극(EL1)과 제2 전극(EL2) 사이에 발광 소자들(LD)이 정렬될 수 있다. 구체적으로, 발광 소자들(LD) 각각은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치한 제2 층간 절연층(ILD2) 상에 정렬될 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10h를 참조하면, 발광 소자들(LD)을 정렬한 이후, 보호층(PSV) 및 발광 소자들(LD) 상에 절연 물질층을 도포하고 마스크를 이용한 공정을 진행하여 제1 절연층(INS1)을 형성한다.
제1 절연층(INS1)은 비표시 영역(NDA)에서 제1-1 내지 제4-1 패드 전극들(PD1_1 ~ PD4_1) 각각의 일부를 노출하는 컨택 홀들(CH)을 포함하고, 상기 발광 소자들(LD) 각각의 상면의 적어도 일부를 커버하여 상기 발광 소자들(LD) 각각의 양 단부를 외부로 노출할 수 있다.
상술한 공정에 의해, 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치한 제2 층간 절연층(ILD2)의 일부가 제거되어 제1 및 제2 전극들(EL1, EL2) 각각의 일부가 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상술한 공정에 의해 상기 화소(PXL)가 그에 인접한 화소들(PXL)로부터 독립적으로(또는 개별적으로) 구동될 수 있도록 도전 패턴(CP)의 일부 또는 제1 전극(EL1)의 일부를 제거하여 상기 도전 패턴(CP)과 상기 제1 전극(EL1)을 전기적으로 분리한다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10i를 참조하면, 제1 절연층(INS1) 상에 제4 도전층(CL4)을 형성한다.
제4 도전층(CL4)은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에 위치한 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2)을 포함할 수 있다. 또한, 제4 도전층(CL4)은 비표시 영역(NDA)의 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2)을 포함할 수 있다.
제1-2 패드 전극(PD1_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 외부로 노출된 제1-1 패드 전극(PD1_1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2-2 패드 전극(PD2_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 외부로 노출된 제2-1 패드 전극(PD2_1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3-2 패드 전극(PD3_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 외부로 노출된 제3-1 패드 전극(PD3_1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제4-2 패드 전극(PD4_2)은 제1 절연층(INS1), 보호층(PSV), 및 제2 층간 절연층(ILD2)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀(CH)을 통해 외부로 노출된 제4-1 패드 전극(PD4_1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공되며, 제1 전극(EL1) 및 발광 소자들(LD) 각각의 양 단부 중 하나의 단부와 중첩할 수 있다. 제1 컨택 전극(CNE1)은 외부로 노출된 제1 전극(EL1)과 연결되고 발광 소자들(LD) 각각의 양단부 중 하나의 단부와 연결될 수 있다.
제2 컨택 전극(CNE2)은 제1 절연층(INS1) 상에 제공되며, 제2 전극(EL2) 및 발광 소자들(LD) 각각의 양 단부 중 나머지 단부와 중첩할 수 있다. 제2 컨택 전극(CNE2)은 외부로 노출된 제2 전극(EL2)과 연결되고 발광 소자들(LD) 각각의 양 단부 중 나머지 단부와 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10j를 참조하면, 상기 화소 영역(PXA)에 차광층(LBL)을 형성한다.
차광층(LBL)은 상기 화소 영역(PXA)의 제1 영역(A1)의 제1 절연층(INS1) 상에 제공될 수 있다. 또한, 차광층(LBL)은 상기 화소 영역(PXA)의 제2 영역(A2)에서 발광 소자들(LD)이 정렬되어 광을 방출하는 발광 영역(EMA)을 제외한 나머지 영역의 제1 절연층(INS1) 상에 제공될 수 있다.
차광층(LBL)은 상기 화소(PXL)와 그에 인접한 화소들(PXL) 사이에서 광(또는 빛)이 새는 빛샘 불량을 방지하는 차광 물질을 포함할 수 있으며, 일 예로, 블랙 매트릭스를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10k를 참조하면, 차광층(LBL) 및 제4 도전층(CL4) 상에 각각 제2 절연층(INS2)을 형성한다.
이어, 제4 도전층(CL4) 상의 제2 절연층(INS2) 상에 색 변환 입자들(QD)을 포함한 컬러 변환층(CCL)을 형성한다. 컬러 변환층(CCL)은 상기 화소 영역(PXA)의 발광 영역(EMA)과 대응되도록 상기 제2 영역(A2)의 제2 절연층(INS2) 상에 제공될 수 있다.
연속하여, 컬러 변환층(CCL)을 포함한 제2 절연층(INS2) 상에 제3 절연층(INS3)을 형성한다. 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)은 무기 재료를 포함한 무기 절연막 또는 유기 재료를 포함한 유기 절연막일 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10l을 참조하면, 컬러 변환층(CCL) 상의 제3 절연층(INS3) 상에 컬러 필터(CF)를 형성한다. 컬러 필터(CF)는 컬러 변환층(CCL)에 대응되도록 제3 절연층(INS3)의 일 영역 상에 제공될 수 있다. 컬러 필터(CF)와 컬러 변환층(CCL)은 발광 소자들(LD)에서 방출된 광을 특정 색으로 변환하고 이를 선택적으로 투과시키는 광 변환 패턴층(LCP)을 구성할 수 있다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 도 8, 도 10a 내지 도 10m을 참조하면, 마스크를 이용한 공정을 진행하여 제2 및 제3 절연층들(INS2, INS3)을 순차적으로 관통하는 컨택 홀들(CH)을 형성하여 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2) 각각을 외부로 노출한다.
상기 컨택 홀들(CH)에 의해 외부로 노출된 제1-2 내지 제4-2 패드 전극들(PD1_2 ~ PD4_2) 각각은 칩 온 필름 또는 집적 회로 등으로 구현되는 구동부와 직접 연결될 수 있다.
이어, 제3 절연층(INS3) 상에 제4 절연층(INS4)을 형성한다. 제4 절연층(INS4)은 상기 화소 영역(PXA)에만 제공될 수 있다.
상술한 제조 공정을 통해 형성된 표시 장치에서는, 화소 회로부(PCL)와 표시 소자부(DPL)를 동일 기판(SUB)의 일면 상에 배치하여 상기 화소 회로부(PCL) 상에 상기 표시 소자부(DPL)를 배치하는 기존의 표시 장치에 비하여 두께가 얇아질 수 있다.
또한, 상술한 제조 공정을 통해 형성된 표시 장치는 화소 회로부(PCL)에 포함된 구성들과 표시 소자부(DPL)에 포함된 구성들을 동일 공정으로 형성함으로써 상기 화소 회로부(PCL)와 상기 표시 소자부(DPL)를 각각 별도의 공정으로 형성하는 기존의 표시 장치에 비하여 마스크 수가 줄어들어 제조 공정이 단순해질 수 있으며 제조 비용이 줄어들 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
SUB: 기판 PXL: 화소
PXA: 화소 영역 LD: 발광 소자
PCL: 화소 회로부 DPL: 표시 소자부
EMU: 발광 유닛 CL1 ~ CL4: 제1 내지 제4 도전층
EL1, EL2: 제1 및 제2 전극 BML: 바텀 금속층
A1, A2: 제1 및 제2 영역 EMA: 발광 영역
INS1 ~ INS4: 제1 내지 제4 절연층 LCP: 광 변환 패턴층
CNE1, CNE2: 제1 및 제2 컨택 전극
PD1_1 ~ PD4_1: 제1-1 ~ 제4-1 패드 전극
PD1_2 ~ PD4_2: 제1-2 ~ 제4-2 패드 전극
FOL1 ~ FOL4: 제1 내지 제4 팬아웃 라인
LE: 하부 전극 UE: 상부 전극
CCL: 컬러 변환층 CF: 컬러 필터

Claims (20)

  1. 제1 및 제2 영역들을 각각 구비한 복수의 화소 영역들을 포함한 기판; 및
    상기 화소 영역들 각각에 제공된 화소를 포함하고,
    상기 화소는,
    상기 제1 영역에 제공되며, 상기 기판 상에 제공된 바텀 금속층 및 상기 바텀 금속층 상에 제공된 적어도 하나의 트랜지스터를 구비한 화소 회로부; 및
    상기 제2 영역에 제공되며, 서로 이격된 제1 및 제2 전극들과 상기 제1 및 제2 전극들 사이에 배치되어 광을 방출하는 복수의 발광 소자들을 포함한 표시 소자부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전극들과 상기 바텀 금속층은 동일한 층에 제공되는, 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 화소 회로부와 상기 표시 소자부 각각은 적어도 하나 이상의 도전층과 적어도 하나 이상의 절연층을 포함한 다중층으로 제공되고,
    상기 화소 회로부의 적어도 한 층과 상기 표시 소자부의 적어도 한 층은 동일한 층에 제공되는, 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 화소 회로부와 상기 표시 소자부 각각에 포함된 절연층은 상기 기판 상에 순차적으로 제공된 제1 내지 제4 절연층들을 포함하고,
    상기 화소 회로부에 포함된 도전층은, 상기 기판과 상기 제1 절연층 사이에 제공된 제1 도전층, 상기 제1 절연층 상에 제공된 제2 도전층, 상기 제2 절연층 상에 제공된 제3 도전층. 및 상기 제4 절연층 상에 제공된 제4 도전층을 포함하고,
    상기 표시 소자부에 포함된 도전층은, 상기 기판과 상기 제1 절연층 사이에 제공된 제1 도전층, 및 상기 제4 절연층 상에 제공된 제4 도전층을 포함하며,
    상기 제1 도전층은 상기 바텀 금속층, 상기 제1 전극, 및 상기 제2 전극을 포함하는, 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 광이 방출되는 발광 영역을 포함하고,
    상기 표시 소자부의 상기 제3 절연층은 상기 발광 영역에서 상기 제1 및 제2 전극들 상에 제공되어 상기 제1 및 제2 전극들 각각의 일부를 노출하고,
    상기 표시 소자부의 상기 제4 절연층은 상기 발광 영역에서 상기 발광 소자들 각각의 일면 상에만 제공되는, 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 발광 소자들 각각의 일면 상에 제공된 상기 제4 절연층은 상기 발광 소자들 각각의 양 단부를 노출하는, 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 표시 소자부는,
    상기 제4 절연층 상에 제공되어 상기 제1 전극과 상기 발광 소자들 각각을 연결하는 제1 컨택 전극; 및
    상기 제4 절연층 상에 제공되어 상기 제2 전극과 상기 발광 소자들 각각을 연결하는 제2 컨택 전극을 더 포함하고,
    상기 제4 도전층은 상기 제1 및 제2 컨택 전극들을 포함하는, 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 화소 영역들이 배치되는 표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 일측을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하고,
    상기 비표시 영역에는 상기 화소 회로부와 전기적으로 연결된 배선부 및 상기 배선부와 연결된 패드부가 제공되고,
    상기 패드부는,
    상기 제2 절연층 상에 제공된 제1 패드 전극; 및
    상기 제1 패드 전극 상에 제공되어 상기 제1 패드 전극과 접촉하는 제2 패드 전극을 포함하는, 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 패드 전극은 상기 제4 절연층 상에 제공되고,
    상기 제4 도전층은 상기 제2 패드 전극을 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컨택 전극들과 상기 제2 패드 전극은 동일한 층에 제공되는, 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제3 절연층과 상기 제4 절연층 사이에 제공된 보호층을 더 포함하고,
    상기 보호층은 상기 비표시 영역, 상기 제1 영역, 및 상기 발광 영역을 제외한 상기 제2 영역의 나머지 영역에 각각 제공되는, 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 보호층 상에 제공된 차광층을 더 포함하는, 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 차광층은 블랙 매트릭스를 포함하는, 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 발광 영역에 제공되며, 상기 제1 및 제2 컨택 전극들 상에 위치한 광 변환 패턴층을 더 포함하는, 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 광 변환 패턴층 상에 제공된 제5 절연층을 더 포함하는, 표시 장치.
  15. 제3 항에 있어서,
    상기 트랜지스터는,
    상기 바텀 금속층 상의 버퍼층 상에 제공된 액티브 패턴;
    상기 제1 절연층 상에 제공되며 상기 액티브 패턴과 중첩하는 게이트 전극;
    상기 액티브 패턴의 양 끝단에 접촉하는 제1 단자 및 제2 단자를 포함하고,
    상기 제2 도전층은 상기 게이트 전극을 포함하는, 표시 장치.
  16. 기판 상에 제1 및 제2 영역들을 갖는 적어도 하나의 화소 영역을 포함한 화소를 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 화소를 제공하는 단계는,
    상기 기판 상에 제1 도전층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전층 상에 버퍼층을 형성하고, 상기 제1 영역의 상기 버퍼층 상에 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 반도체층을 포함한 상기 버퍼층 상에 제1 절연층을 형성하고, 상기 제1 절연층 상에 제2 도전층을 형성하는 단계;
    상기 제2 도전층을 포함한 상기 제1 절연층 상에 상기 제2 영역의 상기 제1 도전층을 노출하는 개구부를 포함한 제2 절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2 절연층 상에 제3 도전층을 형성하는 단계;
    상기 제3 도전층을 포함한 상기 제2 절연층 및 상기 노출된 제1 도전층 상에 각각 절연 물질층을 도포하고, 상기 노출된 제1 도전층에 대응되는 상기 절연 물질층의 일 영역을 제외한 나머지 영역 상에 보호층을 형성하는 단계;
    상기 노출된 제1 도전층 상의 상기 절연 물질층 상에 발광 소자들을 정렬하는 단계;
    상기 보호층 및 상기 발광 소자들 상에 제4 절연층을 형성하고, 상기 절연 물질층을 식각하여 상기 제2 영역의 상기 제1 도전층의 일부를 노출하는 제3 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 제4 절연층 상에 제4 도전층을 형성하는 단계를 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 영역의 상기 제1 도전층은 상기 기판 상에 제공된 바텀 금속층을 포함하고, 상기 제2 영역의 상기 제1 도전층은 상기 기판 상에서 서로 이격된 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 바텀 금속층, 상기 제1 및 제2 전극들은 동일 공정으로 형성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 화소 영역이 제공된 표시 영역 및 상기 표시 영역의 적어도 일측을 둘러싸며 상기 버퍼층, 상기 제1 내지 제4 절연층들, 및 상기 보호층이 제공되는 비표시 영역을 포함하고,
    상기 비표시 영역은 상기 제2 절연층 상에 제공된 제1 패드 전극과 상기 제4 절연층 상에 제공되어 상기 제1 패드 전극과 접촉하는 제2 패드 전극을 포함하고,
    상기 제3 도전층은 상기 제1 패드 전극을 포함하고, 상기 제4 도전층은 상기 제2 패드 전극을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제2 영역의 상기 제4 도전층은 상기 제1 전극과 상기 발광 소자들을 전기적으로 연결하는 제1 컨택 전극 및 상기 제2 전극과 상기 발광 소자들을 전기적으로 연결하는 제2 컨택 전극을 포함하고,
    상기 제2 패드 전극, 상기 제1 및 제2 컨택 전극들은 동일 공정으로 형성되는, 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제4 도전층을 형성하는 단계 이후,
    상기 제4 도전층을 포함한 상기 제4 절연층 상에 차광층을 형성하는 단계;
    상기 차광층 상에 광 변환 패턴층을 형성하는 단계; 및
    상기 광 변환 패턴층 상에 제5 절연층을 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
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