KR20220053075A - 지문 센서, 지문 센서의 제조 방법, 및 지문 센서를 포함한 표시 장치 - Google Patents

지문 센서, 지문 센서의 제조 방법, 및 지문 센서를 포함한 표시 장치 Download PDF

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Abstract

지문 센서, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시 장치가 제공된다. 지문 센서는 광 감지 소자를 포함하는 광 감지층, 및 서로 분리 이격된 복수의 투광 영역, 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 광학층으로서, 상기 투광 영역에 배치되는 투광 부재, 상기 차광 영역에 배치되는 차광 부재, 및 상기 차광 부재 상에 배치되는 평탄화 부재를 포함하는 광학층을 포함하되, 상기 투광 부재는 제1 유기 물질을 포함하고, 상기 차광 부재는 제2 유기 물질을 포함하며, 상기 평탄화 부재는 제3 유기 물질 및 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함한다.

Description

지문 센서, 지문 센서의 제조 방법, 및 지문 센서를 포함한 표시 장치{FINGERPRINT SENSOR, METHOD FOR MANUFACTURING THE FINGERPRINT SENSOR AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE FINGERPRINT SENSOR}
본 발명은 지문 센서, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet), 노트북 컴퓨터(notebook computer), 모니터(monitor), TV 등 다양한 전자 장치에 적용되고 있다. 최근에는 이동통신 기술의 발달로 인해 스마트폰, 태블릿, 노트북 컴퓨터과 같은 휴대용 전자 장치의 사용이 크게 늘어났다.
휴대용 전자 장치에는 연락처, 통화 내역, 메시지, 사진, 메모, 사용자의 웹 서핑 정보, 위치 정보, 금융 정보와 같은 개인 정보(privacy information)가 저장되어 있다. 휴대용 전자 장치의 개인 정보를 보호하기 위해 사용자의 생체 정보인 지문을 인증하는 지문 인증이 사용되고 있다. 이 경우, 표시 장치는 지문 인증을 위한 지문 센서를 포함할 수 있다. 지문 센서는 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식 등으로 구현될 수 있다. 광학 방식의 지문 센서는 광을 감지하는 광 감지부와 광 감지부에 광을 제공하는 개구부와 광을 차광하는 차광부를 갖는 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다.
한편, 지문 센서가 표시 장치의 베젤 영역 또는 비표시 영역에 배치되는 경우, 표시 장치의 표시 영역을 넓히는데 한계가 있다. 그러므로, 최근에는 지문 센서가 표시 장치의 표시 영역에 배치되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 지문 센서의 투광부에서 발생할 수 있는 불량을 억제 또는 방지함으로써, 신뢰성이 향상된 지문 센서, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제 해결을 위한 일 실시예에 따른 지문 센서는 광 감지 소자를 포함하는 광 감지층, 및 서로 분리 이격된 복수의 투광 영역, 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 광학층으로서, 상기 투광 영역에 배치되는 투광 부재, 상기 차광 영역에 배치되는 차광 부재, 및 상기 차광 부재 상에 배치되는 평탄화 부재를 포함하는 광학층을 포함하되, 상기 투광 부재는 제1 유기 물질을 포함하고, 상기 차광 부재는 제2 유기 물질을 포함하며, 상기 평탄화 부재는 제3 유기 물질 및 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함한다.
상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재와 두께 방향으로 중첩하고, 상기 차광 부재를 노출할 수 있다.
상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재는 평면상 상기 투광 부재와 상기 평탄화 부재 사이에 배치될 수 있다.
평면상 상기 차광 부재는 상기 투광 부재를 둘러쌀 수 있다.
상기 차광 부재는 리세스를 더 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치될 수 있다.
상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재를 노출하고, 상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 평탄화 부재의 일면과 상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재의 일면은 동일한 제1 높이에 위치할 수 있다.
상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 투광 부재의 일면은 상기 제1 높이보다 높은 위치에 위치하는 제2 높이에 위치할 수 있다.
상기 투광 부재의 광 투과율은 상기 평탄화 부재의 광 투과율보다 크고, 상기 평탄화 부재의 광 투과율은 상기 차광 부재의 광 투과율보다 클 수 있다.
상기 투광 부재의 광 투과율은 90% 초과 내지 100% 미만의 범위 내에 있고, 상기 평탄화 부재의 광 투과율은 50% 초과 내지 70% 미만의 범위 내에 있으며, 상기 차광 부재의 광 투과율은 0% 초과 내지 10% 미만의 범위 내에 있을 수 있다.
상기 차광 부재는 흑색 안료 또는 염료를 더 포함할 수 있다.
상기 과제 해결을 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 상에 배치되는 지문 센서를 포함하되, 상기 지문 센서는, 광 감지 소자를 포함하는 광 감지층, 및 서로 분리 이격된 복수의 투광 영역, 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 광학층으로서, 상기 투광 영역에 배치되는 투광 부재, 상기 차광 영역에 배치되는 차광 부재, 및 상기 차광 부재 상에 배치되는 평탄화 부재를 포함하는 광학층을 포함하고, 상기 투광 부재의 광 투과율은 상기 평탄화 부재의 광 투과율보다 크며, 상기 평탄화 부재의 상기 광 투과율은 상기 차광 부재의 광 투과율보다 크고, 상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재와 두께 방향으로 중첩하고, 상기 차광 부재를 노출한다.
상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재는 평면상 상기 투광 부재와 상기 평탄화 부재 사이에 배치되며, 상기 투광 부재를 둘러쌀 수 있다.
상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 평탄화 부재의 일면과 상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재의 일면은 동일한 높이에 위치할 수 있다.
상기 투광 부재는 제1 유기 물질을 포함하고, 상기 차광 부재는 제2 유기 물질을 포함하며, 상기 평탄화 부재는 제3 유기 물질 및 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 리세스를 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치될 수 있다.
상기 과제 해결을 위한 지문 센서의 제조 방법은 광 감지층 상에 제1 유기물층을 형성하는 단계, 식각 마스크를 이용하여, 상기 제1 유기물층을 패터닝하여 투광 부재를 형성하는 단계, 상기 투광 부재를 커버하는 제2 유기물층, 및 상기 제2 유기물층 상에 배치되며 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함하는 제3 유기물층을 형성하는 단계, 상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하여, 차광 부재 및 평탄화 부재를 형성하는 단계를 포함하되, 상기 투광 부재는 서로 분리 이격된 복수의 투광 영역 각각에 배치되고, 상기 차광 부재는 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역에 배치되며, 상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재 상에 배치된다.
상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하는 단계는 건식 식각(dry etch)에 의해 진행될 수 있다.
상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하는 단계 이후, 상기 식각 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하되, 상기 식각 마스크를 제거하는 단계는 습식 식각(wet etch)에 의해 진행될 수 있다.
상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 형성하는 단계 이후, 상기 제3 유기물층의 전 영역을 노광 및 현상하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 차광 부재는 리세스를 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
지문 센서의 투광부에서 발생할 수 있는 불량 등을 억제 또는 방지함으로써, 신뢰도가 향상된 지문 센서, 그의 제조 방법, 및 그를 포함한 표시 장치를 제공할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 지문 센서의 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 지문 센서의 평면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 A 영역을 확대한 확대도이다.
도 6은 도 5의 B 영역을 확대한 확대도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 8 내지 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(10)는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 및 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 이동 통신 단말기, 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), 네비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 패널(100), 표시 구동 회로(200), 회로 보드(300), 및 지문 센서(400)를 포함한다.
표시 패널(100)은 유기 발광 다이오드를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 표시 패널, 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro light emitting diode(LED))를 이용하는 초소형 발광 표시 패널과 같은 발광 표시 패널일 수 있다. 이하에서는, 표시 패널(100)이 유기 발광 표시 패널인 것을 중심으로 설명하였으나, 그에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다른 몇몇 실시예에서, 표시 패널(100)은 액정 표시 패널, 퀀텀닷 액정 표시 패널, 퀀텀 나노 발광 표시 패널(nano NED), 마이크로 엘이디(Micro LED) 등 다른 종류의 표시 패널이 적용될 수도 있다.
표시 패널(100)은 화면을 표시하는 표시 영역(DA) 및 표시가 이루어지지 않는 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 베젤을 구성할 수 있다.
표시 영역(DA)은 평면상 모서리가 수직인 직사각형 또는 모서리가 둥근 직사각형 형상일 수 있다. 다만, 표시 영역(DA)의 평면 형상은 도면으로 예시된 직사각형 형상에 제한되는 것은 아니고, 원형, 타원형이나 기타 다양한 형상을 가질 수 있다.
도면에서는 표시 영역(DA)의 상기 직사각형의 단변이 제1 방향(DR1)을 따라 연장하고 장변이 제1 방향(DR1)에 수직한 제2 방향(DR2)을 따라 연장하는 경우가 예시되어 있다. 제3 방향(DR3)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)에 수직하는 방향이며, 표시 장치(10)의 두께 방향과 실질적으로 동일할 수 있다.
표시 영역(DA)은 복수의 화소를 포함할 수 있다. 각 화소는 매트릭스 형상으로 배열될 수 있다. 각 화소는 발광층과 발광층의 발광량을 제어하는 회로층을 포함할 수 있다. 회로층은 배선, 전극 및 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 발광층은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다. 발광층은 봉지막에 의해 밀봉될 수 있다.
표시 장치(10)는 지문 감지 영역(FSA)을 더 포함할 수 있다. 지문 감지 영역(FSA)은 표시 영역(DA) 내에 배치될 수 있다. 지문 감지 영역(FSA)에서 사용자의 지문이 감지(sensing)될 수 있다. 지문 감지 영역(FSA)에는 사용자의 지문을 감지하는 지문 센서(400)가 배치될 수 있다. 지문 감지 영역(FSA)은 표시 영역(DA)의 일부 영역에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 지문 감지 영역(FSA)은 표시 영역(DA)과 실질적으로 동일하고, 표시 영역(DA)의 전체 영역과 중첩할 수도 있다.
비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 모든 변을 둘러싸고, 표시 영역(DA)의 테두리를 구성할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.
표시 패널(100)은 구부러지거나, 휘어지거나, 벤딩되거나, 접히거나, 말릴 수 있도록 유연하게 형성될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
표시 패널(100)은 메인 영역(MA)과 서브 영역(SBA)을 포함할 수 있다.
메인 영역(MA)에는 표시 영역(DA), 비표시 영역(NDA) 및 지문 감지 영역(FSA)이 위치할 수 있다. 메인 영역(MA)은 표시 장치(1)의 평면상 외형과 유사한 형상을 가질 수 있다. 메인 영역(MA)은 일 평면에 위치한 평탄 영역일 수 있다. 그러나, 이에 제한되는 것은 아니며, 메인 영역(MA)에서 벤딩 영역(BA)과 연결된 에지(변)를 제외한 나머지 에지들 중 적어도 하나의 에지가 휘어져 곡면을 이루거나 수직 방향으로 절곡될 수도 있다.
서브 영역(SBA)은 메인 영역(MA)의 일 측으로부터 제2 방향(DR2)으로 돌출될 수 있다. 서브 영역(SBA)의 제1 방향(DR1)의 길이는 메인 영역(MA)의 제1 방향(DR1)의 길이보다 작으며, 서브 영역(SBA)의 제2 방향(DR2)의 길이는 메인 영역(MA)의 제2 방향(DR2)의 길이보다 작을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
도면상 서브 영역(SBA)이 펼쳐진 것을 예시하였으나, 서브 영역(SBA)은 구부러질 수 있다. 즉, 서브 영역(SBA)은 표시면의 반대 방향으로 곡률을 가지고 벤딩될 수 있다. 이 경우, 서브 영역(SBA)의 면이 반전되며, 서브 영역(SBA)의 적어도 일부는 표시 패널(100)의 하면 상에 배치될 수 있다. 서브 영역(SBA)이 구부러지는 경우, 서브 영역(SBA)은 두께 방향으로 메인 영역(MA)과 중첩할 수 있다. 서브 영역(SBA)에는 표시 구동 회로(200)가 배치될 수 있다.
표시 구동 회로(200)는 표시 패널(100)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성할 수 있다. 표시 구동 회로(200)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식 등으로 표시 패널(100) 상에 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 회로(200)는 COF(chip on film) 방식으로 회로 보드(300) 상에 부착될 수 있다.
회로 보드(300)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하거나 초음파 접합에 의해 직접 표시 패널(100)의 서브 영역(SBA)의 일 단에 부착될 수 있다. 이를 통해, 회로 보드(300)는 표시 패널(100) 및 표시 구동 회로(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 표시 패널(100)과 표시 구동 회로(200)는 회로 보드(300)를 통해 디지털 비디오 데이터와, 타이밍 신호들, 및 구동 전압들을 입력받을 수 있다. 회로 보드(300)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
지문 센서(400)는 표시 패널(100)의 하면 상에 배치될 수 있다. 지문 센서(400)는 표시 영역(DA) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서(400)는 표시 영역(DA) 내에 배치되는 지문 감지 영역(FSA) 내에 배치될 수 있다. 지문 센서(400)는 접착 부재(STM, 도 4 참조)를 이용하여 표시 패널(100)의 하면에 부착될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 지문 센서의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 지문 센서(400)는 지문 센서 기판(FSUB), 광 감지층(410), 광학층(420), 연성 필름(430), 센서 회로 보드(440), 및 센서 구동 회로(450)를 포함할 수 있다.
지문 센서 기판(FSUB)은 상부에 배치되는 구성들을 지지할 수 있다. 지문 센서 기판(FSUB)은 유리 또는 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지문 센서 기판(FSUB)은 폴리이미드(polyimide)를 포함할 수 있다. 지문 센서 기판(FSUB) 각각은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
지문 센서 기판(FSUB) 상에는 광 감지층(410)이 배치될 수 있다. 광 감지층(410)은 제1 방향(DR1)과 제2 방향(DR2)으로 배열되는 복수의 센서 화소(SP, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 센서 화소(SP, 도 3 참조) 각각은 입사되는 광에 따라 감지 전류가 흐르는 광 감지 소자와 광 감지 소자에 연결되는 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 광 감지 소자는 포토 다이오드(photo diode)나 포토 트랜지스터(photo transistor) 등을 포함할 수 있다.
광학층(420)은 광 감지층(410) 상에 배치될 수 있다. 도시하진 않았으나, 광학층(420) 상에는 적외선(Infrared) 필터층이 더 배치되거나, 광학층(420)과 광 감지층(410) 사이에는 적외선(Infrared) 필터층이 더 배치될 수도 있다.
광학층(420)은 서로 다른 투광율을 갖는 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역의 투광율은 제2 영역의 투광율보다 클 수 있다. 일 실시예에서, 제1 영역(이하, 투광 영역(OA))은 빛을 대체로 투과시키는 투광 영역(OA)이고, 제2 영역(이하, 차광 영역(LSA))은 빛을 대체로 차단하는 차광 영역(LSA)일 수 있다. 이하에서는 서로 다른 투광율을 갖는 제1 영역과 제2 영역에 각각 투광 영역(OA)과 차광 영역(LSA)이 적용된 경우를 예시하지만, 실시예가 그에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 영역과 제2 영역이 모두 입사광을 50% 이상 투과시키는 투광 영역이되, 제2 영역의 투과율이 제1 영역의 투과율보다 10% 이하인 경우 등과 같이 적용될 수도 있다.
투광 영역(OA)은 차광 영역(LSA)에 의해 복수의 단위 투광 영역(OAn)으로 분리되어 있을 수 있다. 각 단위 투광 영역(OAn)은 서로 분리되어 이격될 수 있다. 각 단위 투광 영역(OAn)은 평면상 육각형의 형상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 각 단위 투광 영역(OAn)은 직사각형, 정사각형, 오각형의 형상을 포함하거나, 원형 또는 타원형 등의 형상을 포함할 수도 있다. 각 단위 투과 영역(OAn)의 크기 및 간격은 균일할 수 있다.
각 단위 투광 영역(OAn)은 차광 영역(LSA)을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 차광 영역(LSA)은 평면상 각 단위 투광 영역(OAn)을 둘러쌀 수 있다. 차광 영역(LSA)은 복수의 단위 투광 영역(OAn)들 사이를 따라 일체로 연결될 수 있다. 투광 영역(OA)과 차광 영역(LSA)에 대한 자세한 설명은 후술한다.
연성 필름(430)의 일 측은 광 감지층(410)에 의해 덮이지 않은 지문 센서 기판(FSUB) 상에 배치될 수 있다. 연성 필름(430)은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하거나 초음파 접합에 의해 직접 지문 센서 기판(FSUB)의 일 단에 부착될 수 있다. 연성 필름(430)은 지문 센서 기판(FSUB)의 지문 패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 연성 필름(430)은 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다.
연성 필름(430)의 타 측은 센서 회로 보드(440) 상에 배치될 수 있다. 연성 필름(430)의 타 측은 이방성 도전 필름과 같은 도전성 접착 부재를 통해 센서 회로 보드(440)에 부착될 수 있다. 이로 인해, 연성 필름(430)은 센서 회로 보드(440)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 연성 필름(430)은 칩온 필름(chip on film)의 형태로 센서 회로 보드(440)에 연결될 수 있다. 센서 회로 보드(440)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board) 또는 인쇄 회로 보드(printed circuit board)일 수 있다.
센서 구동 회로(450)는 센서 회로 보드(440) 상에 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 예를 들어, 센서 구동 회로(450)는 연성 필름(430) 상에 배치될 수도 있다. 센서 구동 회로(450)는 연성 필름(430)과 센서 회로 보드(440)를 통해 광 감지층(410)의 센서 화소(SP, 도 3 참조)의 감지 전압들을 입력받을 수 있다. 이에 따라, 센서 구동 회로(450)는 센서 화소(SP) 각각의 감지 전압들에 따라 손가락의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 지문 센서의 평면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다. 도 5는 도 4의 A 영역을 확대한 확대도이다. 도 6은 도 5의 B 영역을 확대한 확대도이다. 도 3은 지문 센서(400)의 광학층(420)의 평면 일부를 확대하여 도시한다. 도 4는 표시 패널(100) 및 지문 센서(400)의 단면 일부를 도시한다. 도 4에는 사용자가 지문 인식을 위해 표시 장치(10) 상에 손가락(F)을 접촉한 것을 예시하였다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 표시 장치(10)는 표시 패널(100)의 상면 상에 배치되는 커버 윈도우(CW), 및 표시 패널(100)과 지문 센서(400)를 접착시키는 접착 부재(STM)를 더 포함할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(100)의 상면을 커버하도록 표시 패널(100)의 상부에 배치될 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 표시 패널(100) 및 하부 부재들을 보호하는 역할을 할 수 있다. 커버 윈도우(CW)는 투명 접착 부재를 이용하여 표시 패널(100)의 상면에 부착될 수 있다.
커버 윈도우(CW)는 투명한 물질로 이루어지며, 유리나 플라스틱일 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(CW)가 유리인 경우, 두께가 0.1㎜ 이하의 초박막 유리(Ultra Thin Glass; UTG)일 수 있다. 커버 윈도우(CW)가 플라스틱인 경우, 투명한 폴리이미드(polyimide) 필름을 포함할 수 있다.
접착 부재(STM)는 지문 센서(400)와 표시 패널(100) 사이에 개재되며, 지문 센서(400)와 표시 패널(100)을 상호 접착할 수 있다. 접착 부재(STM)는 광학적으로 투명할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 접착 부재(STM)는 예를 들어, OCA(optically clear adhesive) 필름과 같은 투명 접착 필름 또는 OCR(optically clear resin)과 같은 투명 접착 레진일 수 있다.
접착 부재(STM)는 광학층(420)의 투광 영역(OA)과 차광 영역(LSA) 간의 단차를 보상할 수 있다. 다시 말해서, 후술하겠으나, 투광 영역(OA)에 배치된 투광 부재(421)의 일면(421a)과 차광 영역(LSA)에 배치된 차광 부재(422)의 일면(422a) 및 서브 차광 부재(423)의 일면(423a) 사이에는 단차(GP)가 존재할 수 있다. 상기 단차(GP)가 존재하더라도, 접착 부재(STM)는 지문 센서(400)와 표시 패널(100) 사이에 개재되어 이를 보상할 수 있다. 이에 따라, 지문 센서(400)와 표시 패널(100)은 상호 원활히 접착할 수 있다.
광 감지층(410)은 광학층(420)을 통해 입사된 빛을 인식함으로써, 지문을 인식할 수 있다. 도시하진 않았으나, 광 감지층(410)은 광 감지 소자와 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 광 감지층(410)의 센서 화소(SP) 각각은 광 감지 소자와 적어도 하나의 트랜지스터를 포함할 수 있다. 광 감지 소자는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하며, 빛의 세기에 따라 흐르는 전류가 변화하는 광기전력을 가질 수 있다. 광 감지층(410)의 트랜지스터는 구동 신호가 공급되는 경우, 턴-온(Turn-on)되어 광 감지 소자를 흐르는 전류를 전달할 수 있다. 광 감지 소자에 의해 변환되고, 광 감지층(410)의 트랜지스터에 의해 전달된 전류에 기초하여, 지문이 감지될 수 있다.
구체적으로 설명하면, 광 감지층(410)의 센서 화소(SP) 각각은 적어도 하나의 단위 투광 영역(OAn)과 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 중첩할 수 있다. 도면에서, 하나의 센서 화소(SP)는 두개의 단위 투광 영역(OAn)과 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 중첩하는 것으로 도시하였으나, 센서 화소(SP)와 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 중첩하는 단위 투광 영역(OAn)의 개수는 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 센서 화소(SP)와 중첩하는 투광 영역(OA)의 개수는 100개 내지 1000개의 범위 내에 있거나, 10개 내지 10000개의 범위 내에 있을 수 있다. 또는, 센서 화소(SP)는 하나의 단위 투광 영역(OAn)과 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 중첩할 수도 있다.
손가락(Finger, F)의 지문은 상대적으로 돌출된 마루(ridge, RID)와 그로부터 함몰된 골(valley, VAL)에 의해 형상화될 수 있다. 손가락(F)을 커버 윈도우(CW)에 대면, 지문의 마루(RID)는 커버 윈도우(CW)와 직접 접촉하고, 골(VAL)은 커버 윈도우(CW)와 일정 거리 이격될 수 있다. 손가락(F)을 향해 진행하던 빛은 손가락(F)의 마루(RID)와 골(VAL) 각각에서 반사되어 광 감지층(410)을 향할 수 있다. 손가락(F)을 향해 진행하던 빛은 표시 패널(100)에서 방출된 빛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이 경우, 손가락(F)의 마루(RID)와 골(VAL)에서 반사된 빛은 서로 다른 광 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 마루(RID)에 반사된 빛과 골(VAL)에서 반사된 빛은 서로 다른 주파수, 파장, 세기 등을 가질 수 있다. 이에 따라, 광 감지층(410)의 각 센서 화소(SP)는 마루(RID)와 골(VAL) 각각에서 반사된 빛의 광 특성에 대응하여 상이한 전기적 특성을 갖는 감지 신호를 출력할 수 있다. 각 센서 화소(SP)에 의해 출력된 감지 신호는 이미지 데이터로 변환될 수 있고, 이를 통하여 사용자의 지문을 식별할 수 있다.
광학층(420)의 투광 영역(OA)은 손가락(F)의 지문의 마루(RID)와 골(VAL)에서 반사된 광이 입사되는 통로일 수 있다. 구체적으로, 사용자의 손가락(F)이 커버 윈도우(CW) 상에 접촉되는 경우, 손가락(F)에서 반사된 광은 표시 패널(100)과 광학층(420)의 투광 영역(OA)을 통해 광 감지층(410)의 센서 화소(SP)에 입사될 수 있다.
광학층(420)의 차광 영역(LSA)은 광 감지층(410)으로 입사하는 빛의 일부를 차단할 수 있다. 차광 영역(LSA)은 투광 영역(OA)을 통해 센서 화소(SP)에 입사되는 광의 범위(LR)를 조절할 수 있다. 다시 말해서, 차광 영역(LSA)은 광 감지층(410)의 각 센서 화소(PS)가 특정 범위(LR)에서 반사되는 광을 광 감지층(410)에 도달하도록 하며, 상기 범위 이외의 영역에서 반사되어 입사하는 빛을 차단할 수 있다.
광학층(420)의 투광 영역(OA)을 통해 센서 화소(SP)에 입사되는 광의 범위(LR)는 손가락(F)의 지문의 마루(RID)와 골(VAL) 사이의 거리(FP)보다 짧을 수 있다. 손가락(F)의 지문의 마루(RID)와 골(VAL) 사이의 거리(FP)는 대략 500㎛일 수 있다. 이에 따라, 각 센서 화소(SP)는 손가락(F) 지문의 마루(RID) 또는 골(VAL)에서 반사된 광을 구별할 수 있다.
광학층(420)은 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)를 더 포함할 수 있다. 투광 부재(421)는 투광 영역(OA)에 배치되며, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)는 차광 영역(LSA)에 배치될 수 있다.
투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)는 광 감지층(410) 상에 배치될 수 있다. 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)는 광 감지층(410) 상에 직접 배치될 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 광학층(420)은 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)와 광 감지층(410) 사이에 배치되는 베이스 기판(미도시)을 더 포함할 수 있고, 이 경우, 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)는 상기 베이스 기판(미도시) 상에 배치될 수 있다.
투광 부재(421)는 복수로 제공될 수 있으며, 복수의 투광 부재(421) 각각은 서로 분리 이격될 수 있다. 다시 말해서, 각 투광 부재(421)는 평면도상 섬(island) 형상을 포함할 수 있다. 차광 부재(422)는 복수의 투광 부재(421) 사이에 배치되며, 서로 인접하는 투광 부재(421) 사이의 사이 공간을 충진할 수 있다. 평탄화 부재(423)는 차광 부재(422) 상에 배치될 수 있다. 평탄화 부재(423)는 차광 부재(422)와 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 중첩하며, 차광 부재(422)의 적어도 일부를 커버할 수 있다. 평탄화 부재(423)는 차광 부재(422)의 상부에 배치될 수 있다.
투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423) 각각은 일면(421a, 422a, 423a)을 포함할 수 있다. 상기 일면(421a, 422a, 423a) 각각은 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423) 각각의 상면을 지칭할 수 있다. 지문 센서(400)가 표시 패널(100)의 하부에 위치하는 경우, 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)의 각 일면(421a, 422a, 423a)은 표시 패널(100)과 대향할 수 있다.
차광 부재(422)는 일체로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 차광 부재(422)는 투광 부재(421) 사이의 이격 공간을 채울 수 있다. 다시 말해서, 투광 부재(421)는 차광 부재(422)에 의해 분리될 수 있다. 차광 부재(422)는 리세스(recess)(422b)를 더 포함할 수 있다. 차광 부재(422)는 리세스(422b)를 정의할 수 있다. 리세스(422b)는 차광 부재(422)의 일면(422a)과 연결될 수 있다. 리세스(422b)는 광학층(420)의 하부를 향해 오목한 형상을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 차광 부재(422)의 일면(422a)을 기준으로 리세스(422b)의 깊이는 투광 부재(421)를 향할수록 낮아지며, 서로 인접하는 투광 부재(421) 사이의 중심 부근으로 향할수록 깊어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
평탄화 부재(423)는 차광 부재(422) 상에 배치되고, 차광 부재(422)의 일부 영역을 노출할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 평탄화 부재(423)는 차광 부재(422)의 리세스(422b) 상에 위치할 수 있고, 이 경우, 차광 부재(422)의 일면(422a)을 노출할 수 있다. 평탄화 부재(423)는 일체로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 평탄화 부재(423)의 두께는 투광 부재(421)를 향할수록 작아지며, 인접하는 투광 부재(421) 사이의 중심 부근으로 향할수록 커질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 차광 부재(422)의 일면(422a)은 평탄화 부재(423)에 의해 노출될 수 있다. 평탄화 부재(423)에 의해 노출된 차광 부재(422)의 일면(422a)과, 평탄화 부재(423)의 일면(423a)은 실질적으로 동일한 높이(예를 들어, 제2 높이(h2))에 위치할 수 있다. 다시 말해서, 차광 부재(422)의 일면(422a)과 평탄화 부재(423)의 일면(423a)은 실질적으로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니다.
투광 부재(421)의 일면(421a)과 차광 부재(422)의 일면(422a) 및 평탄화 부재(423)의 일면(423a)은 광 감지층(410)의 일면 또는 타면을 기준으로 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 투광 부재(421)의 일면(421a)은 제1 높이(h1)에 위치하고, 차광 부재(422)의 일면(422a) 및 평탄화 부재(423)의 일면(423a)은 제2 높이(h2)에 위치할 수 있다. 광 감지층(410)의 일면 또는 타면을 기준으로 제1 높이(h1)는 제2 높이(h2)보다 높은 위치에 위치할 수 있다. 다시 말해서, 투광 부재(421)의 일면(421a)과 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)의 일면(422a, 423a) 사이에는 단차(GP)가 있을 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 단차(GP)의 크기는 50nm 내지 60nm의 범위 내에 있거나, 30nm 내지 80nm의 범위 내에 있거나, 10nm 내지 100nm의 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 투광 영역(OA)과 차광 영역(LSA)은 서로 다른 두께를 가질 수 있따. 다시 말해서, 투광 영역(OA)은 제1 두께(d1)를 포함할 수 있으며, 차광 영역(LSA)은 제2 두께(d2)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 두께(d1)는 제2 두께(d2)보다 클 수 있으며, 제1 두께(d1)와 제2 두께(d2)의 차이는 단차(GP)의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
평면도상, 평탄화 부재(423)는 투광 부재(421)를 둘러쌀 수 있으며, 평탄화 부재(423)와 투광 부재(421) 사이에는 차광 부재(422)가 위치할 수 있다. 이 경우, 차광 부재(422)는 투광 부재(421)를 둘러쌀 수 있으며, 평탄화 부재(423)는 투광 부재(421)를 둘러쌀 뿐만 아니라, 차광 부재(422)를 둘러쌀 수 있다. 투광 부재(421)와 평탄화 부재(423)는 서로 이격되고, 상호 직접 접촉하지 않을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)는 서로 다른 광 투과율을 가질 수 있다. 투광 부재(421)의 광 투과율은 차광 부재(422)의 광 투과율보다 클 수 있다. 평탄화 부재(423)의 광 투과율은 투광 부재(421)의 광 투과율보다 작으며, 차광 부재(422)의 광 투과율보다 클 수 있다. 여기서 광 투과율은 외부의 빛이 투광 부재(421), 차광 부재(422) 또는 평탄화 부재(423)를 두께 방향(제3 방향(DR3))으로 투과하는 정도를 의미할 수 있다. 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)의 광 투과율은 동일한 두께에서 측정된 것일 수 있다.
이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 투광 부재(421)의 광 투과율은 90% 초과 내지 100% 미만의 범위에 있거나, 80% 초과 내지 100% 미만의 범위 내에 있을 수 있다. 차광 부재(422)의 광 투과율은 0% 초과 내지 1% 미만의 범위 내에 있거나, 0% 초과 내지 10% 미만의 범위 내에 있을 수 있다. 평탄화 부재(423)의 광 투과율은 50% 초과 내지 70% 미만의 범위에 있거나, 40% 초과 내지 80% 미만의 범위 내에 있을 수 있다.
투광 부재(421)는 제1 유기물을 포함할 수 있다. 상기 제1 유기물은 광 투과율이 높을 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 제1 유기물은 예를 들어, 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
차광 부재(422)는 제2 유기물 및 빛을 흡수하는 흡광 물질을 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 제2 유기물은 예를 들어, 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 유기물은 투광 부재(421)의 제1 유기물과 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이에 제한되는 것은 아니지만, 상기 흡광 물질은 예를 들어, 카본 블랙(carbon black) 등의 무기 흑색 안료나 유기 흑색 안료(organic black pigment)를 포함하거나, 흑색 염료 등을 포함하거나, 흑색이 아닌 다른 색을 띄는 안료 또는 염료 등을 포함할 수 있다. 또한, 차광 부재(422)는 네거티브(negative) 타입의 감광성 물질(또는, 감광제(sensitizer))을 더 포함할 수 있다.
평탄화 부재(423)는 제3 유기물 및 포지티브(positive) 타입의 감광성 물질(또는, 감광제(sensitizer))을 포함할 수 있다. 상기 제3 유기물은 예를 들어, 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 유기물은 투광 부재(421)의 제1 유기물과 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
후술하겠으나, 평탄화 부재(423)가 차광 부재(422) 상에 배치됨에 따라, 차광 부재(422)를 식각하는 과정에서 차광 영역(LSA)에 배치된 차광 부재(422)가 식각되는 것을 최소화할 수 있어 지문 센서(400)의 신뢰성이 향상될 수 있으며, 식각 공정이 진행되는 챔버(Chamber) 내부의 오염을 최소화할 수 있다. 또한, 평탄화 부재(423)를 통해 투광 부재(421) 상에 위치하는 차광 부재(422, 또는 차광 부재용 물질층(422m, 도 10 참조)을 보다 원활히 식각할 수 있어, 투광 부재(421)의 패터닝을 위한 마스크 패턴(MS, 도 8 참조)의 제거(또는, 리프트 오프(lift off))가 보다 용이하고, 투광 부재(421)의 오버-에치(over-etch)를 억제 또는 방지할 수 있어, 지문 센서(400)의 신뢰성이 보다 향상될 수 있다.
이하에서, 도 7을 참조하여, 일 실시예에 따른 표시 패널(100)의 적층 구조에 대해 설명한다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다. 도 7은 표시 패널(100)의 일 화소의 단면 구조를 도시한다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 패널(100)은 복수의 화소를 포함하며, 각 화소는 적어도 하나의 박막 트랜지스터(제2 트랜지스터(ST2))를 포함할 수 있다. 표시 패널(100)은 표시 베이스 기판(SUB), 배리어층(110), 버퍼층(120), 반도체층(130), 제1 절연층(IL1), 제1 게이트 도전층(140), 제2 절연층(IL2), 제2 게이트 도전층(150), 제3 절연층(IL3), 데이터 도전층(160), 제4 절연층(IL4), 애노드 전극(ANO), 애노드 전극(ANO)을 노출하는 개구부를 포함하는 화소 정의막(PDL), 화소 정의막(PDL)의 개구부 내에 배치된 발광층(EML), 발광층(EML)과 화소 정의막(PDL) 상에 배치된 캐소드 전극(CAT), 캐소드 전극(CAT) 상에 배치된 박막 봉지층(EN)을 포함할 수 있다. 상술한 각 층들은 단일막으로 이루어질 수 있지만, 복수의 막을 포함하는 적층막으로 이루어질 수도 있다. 각 층들 사이에는 다른 층이 더 배치될 수도 있다.
표시 베이스 기판(SUB)은 그 위에 배치되는 각 층들을 지지한다. 표시 베이스 기판(SUB)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어지거나, 유리, 석영 등과 같은 무기 물질로 이루어질 수도 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 표시 베이스 기판(SUB)은 투명한 플레이트 또는 투명한 필름일 수 있다.
표시 베이스 기판(SUB)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니고, 표시 베이스 기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판일 수 있다.
표시 베이스 기판(SUB) 상에는 배리어층(110)이 배치된다. 배리어층(110)은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면 평탄화 기능을 수행할 수 있다. 배리어층(110)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 배리어층(110)은 표시 베이스 기판(SUB)의 종류나 공정 조건 등에 따라 생략될 수도 있다.
배리어층(110) 상에는 버퍼층(120)이 배치된다. 버퍼층(120)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 등을 포함할 수 있다.
버퍼층(120) 상에는 반도체층(130)이 배치된다. 반도체층(130)은 화소(도 3의 'PX')의 제2 트랜지스터(ST2)의 채널을 이룬다. 반도체층(130)은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 반도체층(130)은 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 산화물 반도체 중 적어도 어느 하나를 포함할 수도 있다.
반도체층(130) 상에는 제1 절연층(IL1)이 배치된다. 제1 절연층(IL1)은 게이트 절연 기능을 갖는 제1 게이트 절연막일 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 실리콘 화합물 및 금속 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1 절연층(IL1) 상에는 제1 게이트 도전층(140)이 배치된다. 제1 게이트 도전층(140)은 화소의 제2 트랜지스터(ST2)의 게이트 전극(GAT)과 그에 연결된 스캔 라인, 및 유지 커패시터 제1 전극(CE1)을 포함할 수 있다.
제1 게이트 도전층(140)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
제1 게이트 도전층(140) 상에는 제2 절연층(IL2)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 층간 절연막 또는 제2 게이트 절연막일 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IL2) 상에는 제2 게이트 도전층(150)이 배치된다. 제2 게이트 도전층(150)은 유지 커패시터 제2 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(150)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(150)은 제1 게이트 도전층(140)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 게이트 도전층(150) 상에는 제3 절연층(IL3)이 배치된다. 제3 절연층(IL3)은 층간 절연막일 수 있다. 제3 절연층(IL3)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 하프늄 산화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 탄탈륨 산화물, 아연 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(IL3) 상에는 데이터 도전층(160)이 배치된다. 데이터 도전층(160)은 표시 패널의 일 화소의 제2 트랜지스터(ST2)의 제1 전극(SD1)과 제2 전극(SD2), 및 제1 전원 라인(ELVDDE)을 포함할 수 있다. 제2 트랜지스터(ST2)의 제1 전극(SD1)과 제2 전극(SD2)은 제3 절연층(IL3), 제2 절연층(IL2) 및 제1 절연층(IL1)을 관통하는 컨택홀을 통해 반도체층(130)의 소스 영역 및 드레인 영역과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전원 전압 전극(ELVDDE)은 제3 절연층(IL3)을 관통하는 컨택홀을 통해 유지 커패시터 제2 전극(CE2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
데이터 도전층(160)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘 (Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다. 데이터 도전층(160)은 단일막 또는 다층막일 수 있다. 예를 들어, 데이터 도전층(160)은 Ti/Al/Ti, Mo/Al/Mo, Mo/AlGe/Mo, Ti/Cu 등의 적층 구조로 형성될 수 있다.
데이터 도전층(160) 상에는 제4 절연층(IL4)이 배치된다. 제4 절연층(IL4)은 데이터 도전층(160)을 덮는다. 제4 절연층(IL4)은 비아층일 수 있다. 제4 절연층(IL4)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제4 절연층(IL4)이 유기 물질을 포함하는 경우, 하부의 단차에도 불구하고 상면은 대체로 평탄할 수 있다.
제4 절연층(IL4) 상에는 애노드 전극(ANO)이 배치된다. 애노드 전극(ANO)은 화소마다 마련된 화소 전극일 수 있다. 애노드 전극(ANO)은 제4 절연층(IL4)을 관통하는 컨택홀을 통해 제2 트랜지스터(ST2)의 제2 전극(SD2)과 연결될 수 있다. 애노드 전극(ANO)은 화소의 발광 영역(EMA)과 적어도 부분적으로 중첩될 수 있다.
애노드 전극(ANO)은 이에 제한되는 것은 아니지만 인듐-주석-산화물(Indium-Tin-Oxide: ITO), 인듐-아연-산화물(Indium-Zinc-Oxide: IZO), 산화아연(Zinc Oxide: ZnO), 산화인듐(Induim Oxide: In2O3)의 일함수가 높은 물질층과 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pb), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 혼합물 등과 같은 반사성 물질층이 적층된 적층막 구조를 가질 수 있다. 일함수가 높은 층이 반사성 물질층보다 위층에 배치되어 발광층(EML)에 가깝게 배치될 수 있다. 애노드 전극(ANO)은 ITO/Mg, ITO/MgF, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO의 복수층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
애노드 전극(ANO) 상에는 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 애노드 전극(ANO) 상에 배치되며, 애노드 전극(ANO)을 노출하는 개구부를 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL) 및 그 개구부에 의해 발광 영역(EMA)과 비발광 영역(NEM)이 구분될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니고, 화소 정의막(PDL)은 무기 물질을 포함할 수도 있다.
화소 정의막(PDL) 상에는 스페이서(SC)가 배치될 수 있다. 스페이서(SC)는 상부에 배치되는 구조물과의 간격을 유지시키는 역할을 할 수 있다. 스페이서(SC)는 화소 정의막(PDL)과 마찬가지로 유기 절연 물질을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(PDL)이 노출하는 애노드 전극(ANO) 상에는 발광층(EML)이 배치된다. 발광층(EML)은 유기 물질층을 포함할 수 있다. 발광층의 유기 물질층은 유기 발광층을 포함하며, 정공 주입/수송층 및/또는, 전자 주입/수송층을 더 포함할 수 있다.
발광층(EML) 상에는 캐소드 전극(CAT)이 배치될 수 있다. 캐소드 전극(CAT)은 화소의 구별없이 전면적으로 배치된 공통 전극일 수 있다. 애노드 전극(ANO), 발광층(EML) 및 캐소드 전극(CAT)은 각각 유기 발광 소자를 구성할 수 있다.
캐소드 전극(CAT)은 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg, Ag, Pt, Pd, Ni, Au Nd, Ir, Cr, BaF, Ba 또는 이들의 화합물이나 혼합물(예를 들어, Ag와 Mg의 혼합물 등)과 같은 일함수가 작은 물질층을 포함할 수 있다. 캐소드 전극(CAT)은 상기 일함수가 작은 물질층 상에 배치된 투명 금속 산화물층을 더 포함할 수 있다.
캐소드 전극(CAT) 상부에는 제1 무기막(EN1), 제1 유기막(EN2) 및 제2 무기막(EN3)을 포함하는 박막 봉지층(EN)이 배치된다. 박막 봉지층(EN)의 단부에서 제1 무기막(EN1)과 제2 무기막(EN3)은 서로 접할 수 있다. 제1 유기막(EN2)은 제1 무기막(EN1)과 제2 무기막(EN3)에 의해 밀봉될 수 있다.
제1 무기막(EN1) 및 제2 무기막(EN3)은 각각 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 또는 실리콘 산질화물 등을 포함할 수 있다. 제1 유기막(EN2)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
이하에서, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 8 내지 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 8 내지 도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치(10)의 지문 센서(400)의 광학층(420)의 제조 공정별 단면도를 도시한다.
우선 도 8을 참조하면, 광 감지층(410)의 전 영역 상에 투광 부재용 물질층을 형성하고, 상부의 마스크 패턴(MS)을 이용하여 투광 부재용 물질층을 식각함으로써, 투광 부재(421)를 형성한다.
구체적으로 설명하면, 광 감지층(410)의 전 영역에 걸쳐 투광 부재용 물질층을 형성한다. 투광 부재용 물질층은 상술한 투광 부재(421)와 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이후, 투광 부재용 물질층 상에 마스크 패턴(MS)을 패터닝한다. 마스크 패턴(MS)은 투광 부재(421)와 실질적으로 동일한 평면상 패턴을 포함할 수 있으며, 복수로 제공될 수 있다. 마스크 패턴(MS)은 투명한 도전성 산화물(TCO) 및 무기막 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들어, 상기 도전성 산화물(TCO)은 ITO(Induim Tin Oxide) 및 IZO(Induim Zinc Oxide) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 무기막은 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
패터닝된 마스크 패턴(MS)을 식각 마스크로 하여 투광 부재용 물질층을 식각함으로써, 투광 부재용 물질층을 패터닝하여 투광 부재(421)를 형성할 수 있다. 투광 부재용 물질층을 식각하는 공정은 건식 식각(dry etch)에 의해 진행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 습식 식각(wet etch) 등에 의해 진행될 수도 있다. 마스크 패턴(MS)에 의해 커버되지 않은 부분의 투광 부재용 물질층은 제거되며, 마스크 패턴(MS)에 의해 가려진 부분만이 잔존할 수 있다.
이어, 도 9를 참조하면, 투광 부재(421)가 형성된 광 감지층(410) 상에 차광 부재용 물질층(422m)을 형성하고, 차광 부재용 물질층(422m) 상에 평탄화 부재용 물질층(423m)을 형성한다.
구체적으로 설명하면, 투광 부재(421)가 형성된 광 감지층(410) 상에 차광 부재용 물질층(422m)을 형성한다. 차광 부재용 물질층(422m)은 상술한 차광 부재(422)와 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 차광 부재용 물질층(422m)은 투광 부재(421) 및 마스크 패턴(MS)을 커버하며, 광 감지층(410)의 전 영역에 걸쳐 형성될 수 있다. 차광 부재용 물질층(422m)은 투광 부재(421)의 측면 전 영역을 커버할 수 있다. 차광 부재용 물질층(422m)은 마스크 패턴(MS)의 측면 및 상면을 커버할 수 있다.
각 마스크 패턴(MS)의 상면 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 두께는 상이할 수 있다. 예를 들어, 일 마스크 패턴(MS)의 상면에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 제1 두께(TH1)는 상기 일 마스크 패턴(MS)에 인접한 다른 마스크 패턴(MS)의 상면에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 제2 두께(TH2)보다 클 수 있다.
차광 부재용 물질층(422m) 상에는 평탄화 부재용 물질층(423m)이 배치될 수 있다. 평탄화 부재용 물질층(423m)은 차광 부재용 물질층(422m)의 전 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 차광 부재용 물질층(422m)은 단위 투광 영역(OAn)에 배치된 부분의 상면과 차광 영역(LSA)에 배치된 부분의 상면 사이, 및 각 단위 투광 영역(OAn)에 배치된 부분의 상면 사이에는 단차가 있을 수 있다. 이 경우, 평탄화 부재용 물질층(423m)을 배치함으로써, 상기 단차를 보상할 수 있으며, 평탄화 부재용 물질층(423m)의 상면은 대체로 평탄할 수 있다.
평탄화 부재용 물질층(423m)은 상술한 평탄화 부재(423)와 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 평탄화 부재용 물질층(423m)의 두께는 예를 들어, 5㎛ 내지 15㎛의 범위 내에 있거나, 1㎛ 내지 20㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 여기서 평탄화 부재용 물질층(423m)의 두께는 평탄화 부재용 물질층(423m)의 전 영역의 평균 두께를 의미할 수 있다.
차광 부재용 물질층(422m) 및 평탄화 부재용 물질층(423m)을 형성한 뒤, 평탄화 부재용 물질층(423m)의 전 영역을 노광(exposure)한다.
이어, 도 10을 참조하면, 노광된 평탄화 부재용 물질층(423m)을 현상(develop)함으로써, 평탄화 부재용 물질층(423m)의 두께를 줄일 수 있다.
구체적으로 설명하면, 평탄화 부재용 물질층(423m)은 포지티브 타입의 감광성 물질을 포함할 수 있고, 이 경우, 노광된 부분은 경화된 상태를 유지하지 못하고, 현상액에 잘 녹는 성질을 가지게 된다. 따라서, 노광된 부분을 현상액을 통해 현상함으로써, 평탄화 부재용 물질층(423m)의 두께를 줄일 수 있다. 현상 후, 남아 있는 부분을 경화(cure)할 수 있다.
이어, 도 11을 참조하면, 차광 부재용 물질층(422m)과 현상 후 남아있는 평탄화 부재용 물질층(423m)을 식각함으로써, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)를 형성한다.
구체적으로 설명하면, 차광 부재용 물질층(422m)과 현상 후 남아있는 평탄화 부재용 물질층(423m)을 식각하여, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)를 패터닝한다. 차광 부재용 물질층(422m)과 현상 후 남아있는 평탄화 부재용 물질층(423m)을 식각하여, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)를 패터닝하는 공정은 건식 식각(dry-etch)에 의해 진행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 식각 공정에 의해, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)의 일면의 높이는 실질적으로 동일하며, 차광 부재(422) 상면(422a, 도 6 참조)이 노출될 수 있다. 또한, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)의 일면의 높이는 투광 부재(421)의 일면의 높이보다 낮은 높이에 위치할 수 있다.
차광 부재용 물질층(422m) 상에 평탄화 부재용 물질층(423m)을 배치함으로써, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 두께가 다르더라도, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)을 일괄적으로 제거할 수 있다. 다시 말해서, 평탄화 부재용 물질층(423m)이 차광 부재용 물질층(422m) 상에 배치됨에 따라, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 유기층의 두께를 실질적으로 동일할 수 있다.
차광 부재용 물질층(422m)과 평탄화 부재용 물질층(423m)이 모두 유기 물질을 포함할 수 있고, 이 경우, 양 물질층이 식각되는 정도는 실질적으로 동일할 수 있다. 차광 부재용 물질층(422m)과 현상 후 남아있는 평탄화 부재용 물질층(423m)을 동시에 식각 가능하고, 이에 따라, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 두께가 다르더라도, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)을 일괄적으로 제거할 수 있다. 따라서, 차광 부재용 물질층(422m)이 마스크 패턴(MS) 상에 잔존하는 것을 억제 또는 방지할 수 있으며, 이후, 마스크 패턴(MS)의 제거가 보다 원활할 수 있다.
또한, 서로 다른 두께를 갖는 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)을 모두 제거하기 위한 오버-에치가 불필요할 수 있으며, 이에 따라, 차광 부재용 물질층(422m)의 오버-에치에 의한 투광 부재(421)의 손상을 억제 또는 방지할 수 있고, 나아가, 지문 센서(400)의 신뢰성이 저하되는 것을 억제 또는 방지할 수 있다.
아울러, 차광 부재용 물질층(422m)을 평탄화 부재용 물질층(423m)이 커버함에 따라, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)의 상면은 대체로 평탄할 수 있으며, 차광 영역(LSA)에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 식각을 최소화할 수 있다. 따라서, 평탄화를 위한 별도의 구성이 불필요할 수 있어, 공정이 간소화되고 공정 비용을 줄일 수 있으며, 상기 식각 공정이 진행되는 챔버(chamber) 내부의 오염을 최소화할 수 있다.
이어, 도 12를 참조하면, 차광 부재(422)와 평탄화 부재(423)를 형성한 후, 마스크 패턴(MS)을 제거한다. 마스크 패턴(MS)은 습식 식각(wet etch)을 통해 제거될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)의 두께가 상이하더라도, 평탄화 부재용 물질층(423m)을 더 배치함에 따라, 각 마스크 패턴(MS) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m)을 일괄적으로 제거할 수 있다. 따라서, 각 마스크 패턴(MS)은 차광 부재용 물질층(422m)에 의해 커버되지 않고 노출될 수 있으며, 상기 습식 식각에 의해 원활히 제거될 수 있다. 마스크 패턴(MS)이 원활히 제거됨에 따라, 지문 센서(400)의 신뢰도가 향상될 수 있다.
이하, 표시 장치의 다른 실시예들에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 이미 설명한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하거나 간략화하고, 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
도 13은 다른 실시예에 따른 표시 장치의 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치(10_1)는 오버코트층(OC_1)을 더 포함한다는 점에서 도 4의 실시예와 차이가 있다. 본 실시예에 따른 오버코트층(OC_1)은 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)를 커버하며, 광 감지층(410)의 전 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 접착 부재(STM)는 오버코트층(OC_1) 상에 배치될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 오버코트층(OC_1)은 유기 물질을 포함할 수 있으나, 무기 물질을 포함할 수도 있다.
이 경우에도, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m, 도 10 참조)의 식각이 원활히 이루어지고, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조)의 제거가 원활하며, 투광 부재(421)의 손상을 방지하고, 차광 영역(LSA)의 차광 부재(422)의 식각을 최소화할 수 있다. 아울러, 오버코트층(OC_1)이 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)를 커버함에 따라, 투광 부재(421), 차광 부재(422) 및 평탄화 부재(423)의 상부가 보다 평탄해질 수 있고, 표시 패널(100)과 보다 원활히 접착될 수 있다.
도 14는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예에 따른 지문 센서(400_2)의 투광 부재(421_2)의 일면의 높이(h1)는 지문 센서(400_2)의 차광 부재(422_2) 및 평탄화 부재(423_2)의 일면의 높이(h2)가 실질적으로 동일하다는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 다시 말해서, 지문 센서(400_2)의 투광 부재(421_2), 차광 부재(422_2) 및 평탄화 부재(423_2)의 일면의 높이(h1, h2)는 광 감지층(410, 도 4 참조)의 일면 또는 타면을 기준으로 동일한 높이에 위치하며, 실질적으로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
이 경우에도, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m, 도 10 참조)의 식각이 원활히 이루어지고, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조)의 제거가 원활하며, 투광 부재(421)의 손상을 방지하고, 차광 영역(LSA)의 차광 부재(422)의 식각을 최소화할 수 있다. 또한, 지문 센서(400_2)의 투광 부재(421_2), 차광 부재(422_2) 및 평탄화 부재(423_2)의 일면의 높이(h1, h2)는 동일한 높이에 위치함에 따라, 지문 센서(400_2)의 상부가 대체로 평탄할 수 있고, 표시 패널(100)과 보다 원활하게 부착될 수 있다.
도 15는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 지문 센서(400_3)의 투광 부재(421_3)의 일면의 높이(h1)는 광 감지층(410, 도 4 참조)의 일면 또는 타면을 기준으로, 지문 센서(400_3)의 차광 부재(422_3) 및 평탄화 부재(423_3)의 일면의 높이(h2)보다 낮은 높이에 위치한다는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다.
이 경우에도, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m, 도 10 참조)의 식각이 원활히 이루어지고, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조)의 제거가 원활하며, 투광 부재(421)의 손상을 방지하고, 차광 영역(LSA)의 차광 부재(422)의 식각을 최소화할 수 있다. 아울러, 투광 부재(421_3)의 일면의 높이(h1)보다 차광 부재(422_3) 및 평탄화 부재(423_3)의 일면의 높이(h2)가 높은 위치에 위치함에 따라, 차광 영역(LSA)은 투광 부재(421_3)로 진입하는 외광을 보다 원활히 차단할 수 있고, 지문 센싱의 신뢰도가 향상될 수 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 지문 센서의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 지문 센서(400_4)의 평탄화 부재(423_4)는 차광 부재(422_4)의 전 영역을 커버한다는 점에서 도 5의 실시예와 차이가 있다. 다시 말해서, 평면상 평탄화 부재(423_4)는 차광 부재(422_4)와 실질적으로 동일한 패턴으로 형성되고, 평탄화 부재(423_4)는 차광 부재(422_4)와 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 차광 부재(422_4)와 평탄화 부재(423_4)는 상호 완전히 두께 방향으로 중첩할 수 있다. 이에 따라, 차광 부재(422_4)는 전 영역이 평탄화 부재(423_4)에 의해 커버되며, 노출되지 않을 수 있다.
이 경우에도, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조) 상에 배치된 차광 부재용 물질층(422m, 도 10 참조)의 식각이 원활히 이루어지고, 마스크 패턴(MS, 도 11 참조)의 제거가 원활하며, 투광 부재(421)의 손상을 방지하고, 차광 영역(LSA)의 차광 부재(422)의 식각을 최소화할 수 있다. 아울러, 차광 부재(422_4)와 평탄화 부재(423_4)를 다양한 배치를 갖도록 구성할 수 있어, 필요에 따라 구성의 배치를 달리할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치 100: 표시 패널
200: 표시 구동부 300: 표시 회로 보드
400: 지문 센서 410: 광 감지층
420: 광학층 421: 투광 부재
422: 차광 부재 423: 평탄화 부재
OA: 투광 영역 OAn: 단위 투광 영역
LSA: 차광 영역 SP: 센서 화소
CW: 커버 윈도우

Claims (20)

  1. 광 감지 소자를 포함하는 광 감지층; 및
    서로 분리 이격된 복수의 투광 영역, 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 광학층으로서, 상기 투광 영역에 배치되는 투광 부재, 상기 차광 영역에 배치되는 차광 부재, 및 상기 차광 부재 상에 배치되는 평탄화 부재를 포함하는 광학층을 포함하되,
    상기 투광 부재는 제1 유기 물질을 포함하고, 상기 차광 부재는 제2 유기 물질을 포함하며, 상기 평탄화 부재는 제3 유기 물질 및 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함하는 지문 센서.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재와 두께 방향으로 중첩하고, 상기 차광 부재를 노출하는 지문 센서.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재는 평면상 상기 투광 부재와 상기 평탄화 부재 사이에 배치되는 지문 센서.
  4. 제3 항에 있어서,
    평면상 상기 차광 부재는 상기 투광 부재를 둘러싸는 지문 센서.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 리세스를 더 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치되는 지문 센서.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재를 노출하고,
    상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 평탄화 부재의 일면과 상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재의 일면은 동일한 제1 높이에 위치하는 지문 센서.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 투광 부재의 일면은 상기 제1 높이보다 높은 위치에 위치하는 제2 높이에 위치하는 지문 센서.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 투광 부재의 광 투과율은 상기 평탄화 부재의 광 투과율보다 크고, 상기 평탄화 부재의 광 투과율은 상기 차광 부재의 광 투과율보다 큰 지문 센서.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 투광 부재의 광 투과율은 90% 초과 내지 100% 미만의 범위 내에 있고, 상기 평탄화 부재의 광 투과율은 50% 초과 내지 70% 미만의 범위 내에 있으며, 상기 차광 부재의 광 투과율은 0% 초과 내지 10% 미만의 범위 내에 있는 지문 센서.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 흑색 안료 또는 염료를 더 포함하는 지문 센서.
  11. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 배치되는 지문 센서를 포함하되,
    상기 지문 센서는,
    광 감지 소자를 포함하는 광 감지층, 및
    서로 분리 이격된 복수의 투광 영역, 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역을 포함하는 광학층으로서, 상기 투광 영역에 배치되는 투광 부재, 상기 차광 영역에 배치되는 차광 부재, 및 상기 차광 부재 상에 배치되는 평탄화 부재를 포함하는 광학층을 포함하고,
    상기 투광 부재의 광 투과율은 상기 평탄화 부재의 광 투과율보다 크며, 상기 평탄화 부재의 상기 광 투과율은 상기 차광 부재의 광 투과율보다 크고,
    상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재와 두께 방향으로 중첩하고, 상기 차광 부재를 노출하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재는 평면상 상기 투광 부재와 상기 평탄화 부재 사이에 배치되며, 상기 투광 부재를 둘러싸는 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 광 감지층의 일면 또는 타면을 기준으로, 상기 평탄화 부재의 일면과 상기 평탄화 부재에 의해 노출된 상기 차광 부재의 일면은 동일한 높이에 위치하는 표시 장치.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 투광 부재는 제1 유기 물질을 포함하고, 상기 차광 부재는 제2 유기 물질을 포함하며, 상기 평탄화 부재는 제3 유기 물질 및 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함하는 표시 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 리세스를 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치되는 표시 장치.
  16. 광 감지층 상에 제1 유기물층을 형성하는 단계;
    식각 마스크를 이용하여, 상기 제1 유기물층을 패터닝하여 투광 부재를 형성하는 단계;
    상기 투광 부재를 커버하는 제2 유기물층, 및 상기 제2 유기물층 상에 배치되며 포지티브(positive) 타입의 감광 물질을 포함하는 제3 유기물층을 형성하는 단계;
    상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하여, 차광 부재 및 평탄화 부재를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 투광 부재는 서로 분리 이격된 복수의 투광 영역 각각에 배치되고, 상기 차광 부재는 상기 복수의 투광 영역을 둘러싸는 차광 영역에 배치되며, 상기 평탄화 부재는 상기 차광 부재 상에 배치되는 지문 센서의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하는 단계는 건식 식각(dry etch)에 의해 진행되는 지문 센서의 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 식각하는 단계 이후, 상기 식각 마스크를 제거하는 단계를 더 포함하되,
    상기 식각 마스크를 제거하는 단계는 습식 식각(wet etch)에 의해 진행되는 지문 센서의 제조 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 제2 유기물층 및 상기 제3 유기물층을 형성하는 단계 이후, 상기 제3 유기물층의 전 영역을 노광 및 현상하는 단계를 더 포함하는 지문 센서의 제조 방법.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 차광 부재는 리세스를 포함하며, 상기 평탄화 부재는 상기 리세스 상에 배치되는 지문 센서의 제조 방법.
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