KR20220131439A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20220131439A
KR20220131439A KR1020210035488A KR20210035488A KR20220131439A KR 20220131439 A KR20220131439 A KR 20220131439A KR 1020210035488 A KR1020210035488 A KR 1020210035488A KR 20210035488 A KR20210035488 A KR 20210035488A KR 20220131439 A KR20220131439 A KR 20220131439A
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신호식
오진우
최은정
신재민
이지원
윤장열
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삼성디스플레이 주식회사
부산대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 센서영역 및 표시영역을 포함하며, 상면 및 상기 상면과 반대되는 하면을 가진 표시 패널; 및 상기 센서영역에 중첩하고, 상기 표시 패널의 상면 및 상기 표시 패널의 하면 중 하나에 배치되며, 대상 물질에 노출되면 변색되는 변색센서층;을 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 제1관통부를 구비하며, 상기 변색센서층은 상기 제1관통부와 중첩하는, 표시 장치를 개시한다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로, 상세하게는 대상 물질을 센싱할 수 있는 표시 장치에 관한 것이다.
이동성을 기반으로 하는 전자 기기가 폭 넓게 사용되고 있다. 이동용 전자 기기로는 모바일 폰과 같은 소형 전자 기기 이외에도 최근 들어 태블릿 PC가 널리 사용되고 있다. 이와 같은 전자 기기는 다양한 기능, 예를 들어, 이미지 또는 영상과 같은 시각 정보를 사용자에게 제공하기 위하여 표시 장치를 포함할 수 있다.
최근에는 구부러지거나, 접거나, 롤(Roll) 형상으로 말 수 있는 유연한 표시 장치들이 연구 및 개발되고 있다. 더 나아가 다양한 형태로의 변화가 가능한 스트레처블(stretchable) 표시 장치에 대한 연구개발이 활발히 진행되고 있다.
한편, 이와 함께 다양한 질병들을 진단할 수 있는 센서가 개발되고 있다. 센서는, 예를 들어, 대상 물질에 노출되었을 때 변색되는 변색 센서일 수 있는데, 상기 변색을 확인하여 상기 대상 물질이 존재하는지 확인할 수 있다. 또는 센서는 대상 물질에 노출되었을 때 저항이 가변하는 센서회로일 수 있다.
본 발명의 실시예들은 각종 질병을 진단하기 위해 대상 물질을 검출하고, 검출 결과를 표시하는 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 센서영역 및 표시영역을 포함하며, 상면 및 상기 상면과 반대되는 하면을 가진 표시 패널; 및 상기 센서영역에 중첩하고, 상기 표시 패널의 상면 및 상기 표시 패널의 하면 중 하나에 배치되며, 대상 물질에 노출되면 변색되는 변색센서층;을 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 제1관통부를 구비하며, 상기 변색센서층은 상기 제1관통부와 중첩하는, 표시 장치를 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 변색센서층은 M13 박테리오파지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서영역과 중첩하며, 포토다이오드 및 상기 포토다이오드 상에 배치된 컬러 필터를 포함하는 광검출층;을 더 포함하고, 상기 변색센서층은 상기 광검출층 및 상기 표시 패널 사이에 배치되며, 상기 컬러 필터는 상기 표시 패널 및 상기 포토다이오드 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널의 상기 하면에 대향하며, 상기 제1관통부와 중첩하는 하부홀을 구비한 하부커버;를 더 포함하고, 상기 하부홀은 상기 변색센서층을 노출시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부커버는 엘라스토머를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 변색센서층은 상기 표시 패널의 상기 상면과 대향할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 변색센서층은 상기 표시 패널 및 상기 하부커버 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치된 표시층, 및 상기 표시층 상에 배치된 광반사층을 포함하고, 상기 광반사층은 상기 센서영역과 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은, 기판 및 상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1표시요소와 상기 표시영역과 중첩하는 제2표시요소를 포함하는 표시층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하고, 상기 표시영역과 중첩하는 제2관통부를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 센서영역 및 표시영역을 포함하며, 상면 및 상기 상면과 반대되는 하면을 가진 표시 패널; 및 상기 센서영역에 중첩하는 M13 박테리오파지;를 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1관통부를 구비한, 표시 장치를 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서영역에 중첩하고, 상기 표시 패널의 상면 및 상기 표시 패널의 하면 중 하나에 배치되며, 대상 물질에 노출되면 변색되는 변색센서층;을 더 포함하고, 상기 M13 박테리오파지는 상기 변색센서층에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 센서영역과 중첩하며, 포토다이오드 및 상기 포토다이오드 상에 배치된 컬러 필터를 포함하는 광검출층;을 더 포함하고, 상기 변색센서층은 상기 광검출층 및 상기 표시 패널 사이에 배치되며, 상기 컬러 필터는 상기 표시 패널 및 상기 포토다이오드 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널의 상기 하면에 대향하며, 상기 제1관통부와 중첩하는 하부홀을 구비한 하부커버;를 더 포함하고, 상기 하부홀은 상기 변색센서층을 노출시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부커버는 엘라스토머를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 변색센서층은 상기 표시 패널의 상기 상면에 대향할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 변색센서층은 상기 표시 패널 및 상기 하부커버 사이에 배치되고, 상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치된 표시층, 및 상기 표시층 상에 배치된 광반사층을 포함하고, 상기 광반사층은 상기 센서영역과 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은, 기판 및 상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1표시요소과 상기 표시영역과 중첩하는 제2표시요소를 포함하는 표시층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은, 기판 및 상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하고, 대상 물질에 노출되면 저항이 가변하는 센서 박막트랜지스터를 포함하는 센서회로층을 포함하고, 상기 센서 박막트랜지스터는 상기 M13 박테리오파지가 배치된 반도체층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하고, 상기 표시영역과 중첩하는 제2관통부를 구비할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 표시 장치는 대상 물질을 검출할 수 있으며, 각종 질병을 진단할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 표시 장치는 검출 결과를 표시할 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 표시 패널에 적용될 수 있는 화소회로를 개략적으로 나타낸 등가회로도이다.
도 5a는 도 3의 표시 패널의 B 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 확대도이다.
도 5b는 도 5a의 표시 패널을 제1방향 및 제2방향으로 연신된 것을 나타낸 평면도이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색센서층의 M13 박테리오파지를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광검출층을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치전극층을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치전극층을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14는 도 13의 표시 장치의 C 부분을 확대한 확대도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
표시 장치는 동영상이나 정지영상을 표시하는 장치로서, 모바일 폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 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. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 스마트 워치(smart watch), 워치 폰(watch phone), 안경형 디스플레이, 및 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display, HMD)와 같이 웨어러블 장치(wearable device)에 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치는 자동차의 계기판, 및 자동차의 센터페시아(center fascia) 또는 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display), 자동차의 사이드 미러를 대신하는 룸 미러 디스플레이(room mirror display), 자동차의 뒷좌석용 엔터테인먼트로, 앞좌석의 배면에 배치되는 디스플레이로 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이다.
표시 장치(1)는 화상을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 각종 질병에 대한 진단 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 사용자에게서 방출된 기체 또는 액체 상태인 대상 물질을 센싱할 수 있으며, 상기 대상 물질로부터 사용자가 앓고 있는 질병에 대한 진단 결과를 표시할 수 있다. 상기 대상 물질은 호흡, 기화된 땀 등의 기체에 포함된 물질이거나, 땀, 침, 눈물 등 액체에 포함된 물질일 수 있다. 다른 실시예에서, 표시 장치(1)는 사용자의 신체 상태에 대한 진단 결과를 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 사용자에게서 방출된 기체 또는 액체 상태인 대상 물질을 센싱할 수 있으며, 상기 대상 물질로부터 사용자의 신체 상태에 대한 진단 결과를 표시할 수 있다.
표시 장치(1)는 표시 패널(10)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 복수의 화소(미도시)들을 포함할 수 있으며, 화상을 표시할 수 있다. 표시 패널(10)은 표시영역(DA), 센서영역(SA), 및 주변영역(PRA)을 포함할 수 있다.
표시영역(DA)에는 복수의 화소들이 배치될 수 있다. 따라서, 표시 패널(10)은 복수의 화소들에게서 방출된 빛으로 표시영역(DA)에서 화상을 표시할 수 있다.
센서영역(SA)은 기체 또는 액체 상태인 대상 물질을 검출하는 영역일 수 있다. 일 실시예에서, 센서영역(SA)에는 대상 물질에 노출되었을 때 변색되는 변색센서층이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 변색센서층에 빛을 조사하고 반사되는 빛을 확인하여 상기 대상 물질이 존재하는지 알 수 있다. 다른 실시예에서, 센서영역(SA)에는 대상 물질에 노출되었을 때 저항이 가변하는 센서 박막트랜지스터를 포함하는 센서회로층이 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 센서회로층에 흐르는 전류 또는 저항값을 측정하여 상기 대상 물질이 존재하는지 확인할 수 있다.
일 실시예에서, 센서영역(SA)은 다각형 형상일 수 있다. 다른 실시예에서, 센서영역(SA)은 원형 또는 타원형 형상일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 센서영역(SA)은 곡선의 가장자리를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 표시영역(DA)은 센서영역(SA)을 적어도 일부 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 표시영역(DA)은 센서영역(SA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 다른 실시예에서, 표시영역(DA)은 센서영역(SA)을 일부만 둘러쌀 수 있다.
주변영역(PRA)은 화상을 제공하지 않는 영역일 수 있다. 주변영역(PRA)은 표시영역(DA) 및 센서영역(SA)을 적어도 일부 둘러쌀 수 있다. 일 실시예에서, 주변영역(PRA)은 표시영역(DA) 및 센서영역(SA)을 전체적으로 둘러쌀 수 있다. 주변영역(PRA)에는 상기 화소에 전기적 신호나 전원을 제공하기 위한 드라이버 등이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대상 물질이 존재하는지를 판단하는 컨트롤러(미도시)가 주변영역(PRA)에 배치될 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 대상 물질의 존재 여부에 대한 정보를 표시하도록 표시 패널(10)을 제어할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)는 상기 대상 물질의 존재 여부에 대한 정보를 표시할 수 있다.
도 1a를 참조하면, 표시 장치(1)는 사용자에게 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 접착층을 포함할 수 있으며, 사용자에게 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(1)는 사용자의 피부 표면 형상을 따라 변형될 수 있다.
도 1b를 참조하면, 표시 장치(1)는 스마트 워치와 같은 웨어러블 장치에 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(1)는 시계줄(ST)에 결합될 수 있다.
도 1c를 참조하면, 표시 장치(1)는 모바일 폰과 같은 휴대용 전자 기기의 화면으로 사용될 수 있다. 이하에서는 도 1a와 같이 표시 장치(1)가 사용자에게 부착되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2는 도 1a의 표시 장치(1)를 A-A'선에 따라 나타낸 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 변색센서층(20), 광검출층(30), 하부 커버(40), 상부 커버(50), 및 접착층(60)을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 상면(10US) 및 하면(10LS)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 하면(10LS)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 반대되는 면일 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 상부 커버(50)는 표시 패널(10)의 상면(10US)에 배치될 수 있다.
표시 패널(10)은 센서영역(SA) 및 표시영역(DA)을 포함할 수 있다. 센서영역(SA)은 대상 물질에 노출되는 영역일 수 있다. 표시 패널(10)은 표시영역(DA)에서 화상을 표시할 수 있다. 일 실시예에서, 센서영역(SA) 및 표시영역(DA)에는 표시요소(DPE)가 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 센서영역(SA) 및 표시영역(DA) 중 표시영역(DA)에 표시요소(DPE)가 배치될 수 있다.
표시 패널(10)은 관통부(TP)를 구비할 수 있다. 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)을 관통할 수 있다. 관통부(TP)에는 표시 패널(10)의 구성요소가 배치되지 않을 수 있다. 표시 패널(10)은 관통부(TP)를 구비하고 있으므로, 연신 및/또는 수축이 자유로울 수 있다. 관통부(TP)를 구비한 표시 패널(10)이 인장력 또는 수축력이 작용하였을 때, 표시 패널(10)에는 상대적으로 작은 응력(stress)이 작용할 수 있다. 따라서, 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 손상을 방지 또는 감소시킬 수 있다.
관통부(TP)는 제1관통부(TP1) 및 제2관통부(TP2)를 포함할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 센서영역(SA)과 중첩할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 변색센서층(20)과 중첩할 수 있다. 따라서, 변색센서층(20)의 적어도 일부는 노출될 수 있다. 일 실시예에서, 제1관통부(TP1)는 센서영역(SA)에서 복수개로 구비될 수 있다. 제2관통부(TP2)는 표시영역(DA)과 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 제2관통부(TP2)는 표시영역(DA)에서 복수개로 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2관통부(TP2)는 생략될 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 및 봉지층(300)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 글라스이거나 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 플렉서블, 롤러블, 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(100)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 베이스층 및 배리어층을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
표시층(200)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 표시층(200)은 표시요소(DPE)를 포함할 수 있다. 표시요소(DPE)는 유기 발광층을 포함하는 유기발광다이오드(organic light emitting diode)일 수 있다. 또는, 표시요소(DPE)는 발광 다이오드(LED)일 수 있다. 발광 다이오드(LED)의 크기는 마이크로(micro) 스케일 또는 나노(nano) 스케일일 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드는 마이크로(micro) 발광 다이오드일 수 있다. 또는, 발광 다이오드는 나노로드(nanorod) 발광 다이오드일 수 있다. 나노로드 발광 다이오드는 갈륨질소(GaN)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 나노로드 발광 다이오드 상에 색변환층을 배치할 수 있다. 상기 색변환층은 양자점을 포함할 수 있다. 또는, 표시요소(DPE)는 양자점 발광층을 포함하는 양자점 발광 다이오드(Quantum dot Light Emitting Diode)일 수 있다. 또는, 표시요소(DPE)는 무기 반도체를 포함하는 무기 발광 다이오드일 수 있다. 일 실시예에서, 표시층(200)은 화소회로층(210) 및 표시요소층(220)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 화소회로층(210)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 화소회로층(210)은 표시요소(DPE)를 제어하는 화소회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 화소회로는 적어도 하나의 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 화소회로층(210)은 무기물질 및/또는 유기물질을 포함하는 절연층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 표시요소층(220)은 화소회로층(210) 상에 배치될 수 있다. 표시요소층(220)은 표시요소(DPE)를 포함할 수 있다. 표시요소(DPE)는 상기 화소회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 표시요소(DPE)는 표시 패널(10)의 상면(10US)으로 빛을 방출할 수 있다. 다른 실시예에서, 표시요소(DPE)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)으로 빛을 방출할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 표시요소(DPE)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)으로 빛을 방출할 수 있다.
표시요소(DPE)는 복수개로 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 표시요소(DPE)들은 제1표시요소(DPE1) 및 제2표시요소(DPE2)를 포함할 수 있다. 제1표시요소(DPE1)는 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 제1표시요소(DPE1)는 센서영역(SA)에 복수개로 구비될 수 있다. 일 실시예에서, 제1표시요소(DPE1)는 변색센서층(20)으로 빛을 방출시킬 수 있다. 즉, 제1표시요소(DPE1)는 변색센서층(20)에 빛을 조사하는 광원일 수 있다. 제2표시요소(DPE2)는 표시영역(DA)에 배치될 수 있다. 제2표시요소(DPE2)는 표시영역(DA)에 복수개로 구비될 수 있다. 복수의 제2표시요소(DPE2)들은 빛을 방출할 수 있으며, 화상을 표시할 수 있다.
봉지층(300)은 표시층(200) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(300)은 표시요소(DPE)를 덮을 수 있다. 일 실시예에서, 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 무기봉지층은 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 징크산화물(ZnO), 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON) 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 유기봉지층은 폴리머(polymer) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 적어도 하나의 유기봉지층은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 봉지층(300)은 기판(100) 및 투명한 부재인 상부기판이 밀봉부재로 결합되어 기판(100)과 상부기판 사이의 내부공간이 밀봉되는 구조일 수 있다. 이 때 내부공간에는 흡습제나 충진재 등이 위치할 수 있다. 밀봉부재는 실런트 일 수 있으며, 다른 실시예에서, 밀봉부재는 레이저에 의해서 경화되는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 밀봉부재는 프릿(frit)일 수 있다. 구체적으로 밀봉부재는 유기 실런트인 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 또는 무기 실런트인 실리콘(silicone) 등을 포함할 수 있다. 우레탄계 수지로서는, 예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 아크릴계 수지로는, 예를 들어, 부틸아크릴레이트, 에틸헥실아크레이트 등을 사용할 수 있다. 한편, 밀봉부재는 열에 의해서 경화되는 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 봉지층(300)은 생략될 수 있다.
봉지층(300) 상에는 도시하지는 않았으나, 터치전극층이 배치될 수 있으며, 터치전극층 상에는 광학기능층이 배치될 수 있다. 터치전극층은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 광학기능층은 외부로부터 표시 장치를 향해 입사하는 빛(외부광)의 반사율을 감소시킬 수 있고, 및/또는 표시 장치에서 방출되는 빛의 색 순도를 향상시킬 수 있다. 일 실시예로, 광학기능층은 위상지연자(retarder) 및/또는 편광자(polarizer)를 포함할 수 있다. 위상지연자는 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있고, λ/2 위상지연자 및/또는 λ/4 위상지연자를 포함할 수 있다. 편광자 역시 필름타입 또는 액정 코팅타입일 수 있다. 필름타입은 연신형 합성수지 필름을 포함하고, 액정 코팅타입은 소정의 배열로 배열된 액정들을 포함할 수 있다. 위상지연자 및 편광자는 보호필름을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 광학기능층은 블랙매트릭스와 컬러필터들을 포함할 수 있다. 컬러필터들은 표시 패널의 화소들 각각에서 방출되는 빛의 색상을 고려하여 배열될 수 있다. 컬러필터들 각각은 적색, 녹색, 또는 청색의 안료나 염료를 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 각각은 전술한 안료나 염료 외에 양자점을 더 포함할 수 있다. 또는, 컬러필터들 중 일부는 전술한 안료나 염료를 포함하지 않을 수 있으며, 산화티타늄과 같은 산란입자들을 포함할 수 있다.
다른 실시예로, 광학기능층은 상쇄간섭 구조물을 포함할 수 있다. 상쇄간섭 구조물은 서로 다른 층 상에 배치된 제1반사층과 제2반사층을 포함할 있다. 제1반사층 및 제2반사층에서 각각 반사된 제1반사광과 제2반사광은 상쇄 간섭될 수 있고, 그에 따라 외부광 반사율이 감소될 수 있다.
상기 터치전극층 및 광학기능층 사이에는 접착 부재가 배치될 수 있다. 상기 접착 부재는 당 기술분야에 알려진 일반적인 것을 제한 없이 채용할 수 있다. 상기 접착 부재는 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다.
변색센서층(20)은 대상 물질에 노출되면 변색될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 대상 물질에 노출되면 제1색에서 제2색으로 변색될 수 있다. 예를 들어, 제1표시요소(DPE1)는 변색센서층(20)에 기준 파장대역을 갖는 빛을 조사할 수 있다. 변색센서층(20)은 제1파장대역을 갖는 빛을 반사할 수 있다. 즉, 변색센서층(20)은 상기 기준 파장대역을 갖는 빛으로부터 상기 제1파장대역을 갖는 빛을 반사하고, 상기 제1파장대역이 아닌 나머지 파장대역의 빛을 흡수할 수 있다. 변색센서층(20)이 대상 물질에 노출되는 경우, 변색센서층(20)은 제2파장대역을 갖는 빛을 반사할 수 있다. 즉, 변색센서층(20)은 상기 기준 파장대역을 갖는 빛으로부터 상기 제2파장대역을 갖는 빛을 반사하고, 상기 제2파장대역이 아닌 나머지 파장대역의 빛을 흡수할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1파장대역 및 상기 제2파장대역은 서로 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage)를 포함할 수 있다. 즉, M13 박테리오파지는 센서영역(SA)에 중첩할 수 있다. 대상 물질에 M13 박테리오파지가 노출된 경우, M13 박테리오파지의 다발의 배열이 변화될 수 있다.
변색센서층(20)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS) 중 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 상면(10US)에 배치될 수 있다.
변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)와 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 복수의 제1관통부(TP1)들과 중첩할 수 있다. 변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)에 의해 노출될 수 있다. 따라서, 대상 물질은 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)에 도달할 수 있다.
광검출층(30)은 광을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 변색센서층(20)의 변색을 감지할 수 있다. 변색센서층(20)에서 반사된 빛은 광검출층(30)으로 입사될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1파장대역을 갖는 빛은 광검출층(30)으로 입사될 수 있다. 이러한 경우, 광검출층(30)은 제1파장대역을 갖는 빛을 검출할 수 있다. 상기 제2파장대역을 갖는 빛은 광검출층(30)을 입사될 수 있다. 이러한 경우, 광검출층(30)은 제2파장대역을 갖는 빛을 검출할 수 있다. 따라서, 광검출층(30)은 변색센서층(20)의 변색을 감지할 수 있다.
광검출층(30)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 변색센서층(20) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 대향할 수 있다. 변색센서층(20)은 광검출층(30) 및 표시 패널(10) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 광검출층(30)은 포토다이오드 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 상기 컬러 필터는 상기 포토다이오드 및 변색센서층(20) 사이에 배치될 수 있다.
하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 대향할 수 있다. 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 하부 커버(40)는 제2관통부(TP2)와 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 제2관통부(TP2)를 차단할 수 있다.
하부 커버(40)는 제1관통부(TP1)와 중첩하는 하부홀(40H)을 구비할 수 있다. 하부홀(40H)은 하부 커버(40)의 상면 및 하부 커버(40)의 하면을 관통할 수 있다. 하부 커버(40)의 상면은 표시 패널(10)의 하면(10LS)과 대향하는 면일 수 있다. 하부 커버(40)의 하면은 하부 커버(40)의 상면과 반대되는 면일 수 있다. 하부홀(40H)은 센서영역(SA)과 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 하부홀(40H)은 복수개로 구비될 수 있다. 도 2에서 하나의 하부홀(40H)은 하나의 제1관통부(TP1)와 중첩하는 것을 도시하고 있으나, 다른 실시예에서, 하나의 하부홀(40H)은 복수의 제1관통부(TP1)들과 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 하부홀(40H)의 크기는 제1관통부(TP1)의 크기보다 크거나 같을 수 있다. 하부홀(40H)의 크기는 하부홀(40H)의 면적으로 정의될 수 있다. 제1관통부(TP1)의 크기는 제1관통부(TP1)의 면적으로 정의될 수 있다. 대상 물질은 하부홀(40H) 및 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)으로 도달할 수 있다.
하부 커버(40)는 엘라스토머(elastomer)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엘라스토머는 고무 탄성을 나타내는 고분자 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 합성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀(polyolefine), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 엘라스토머성 실리콘(Elastomeric silicone), 엘라스토머성 폴리우레탄(Elastomeric polyurethane), 엘라스토머성 폴리이소프렌(Elastomeric polyisoprene) 등일 수 있다. 따라서, 하부 커버(40)는 연신 및/또는 수축이 가능할 수 있다. 이러한 경우, 하부 커버(40)가 제2관통부(TP2)와 중첩하더라도, 표시 패널(10)은 연신 및/또는 수축에 의해 손상되지 않을 수 있다.
상부 커버(50)는 표시 패널(10)의 상면(10US)과 대향할 수 있다. 상부 커버(50)는 표시 패널(10), 변색센서층(20), 및 광검출층(30)을 덮을 수 있다. 상부 커버(50)는 엘라스토머(elastomer)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 커버(50)는 합성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀(polyolefine), 폴리염화비닐(Polyvinyl chloride), 엘라스토머성 실리콘(Elastomeric silicone), 엘라스토머성 폴리우레탄(Elastomeric polyurethane), 엘라스토머성 폴리이소프렌(Elastomeric polyisoprene) 등일 수 있다.
접착층(60)은 표시 장치(1)를 사용자에게 부착시킬 수 있다. 접착층(60)은 하부 커버(40)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 접착층(60)은 하부 커버(40)의 하면에 대향할 수 있다. 예를 들어, 접착층(60)의 상면은 하부 커버(40)의 하면과 대향할 수 있다. 접착층(60)의 하면은 접착층(60)의 상면과 반대되는 면일 수 있다. 접착층(60)의 하면은 사용자에게 부착되는 면일 수 있다.
일 실시예에서, 접착층(60)은 센서영역(SA)과 중첩하는 접착층홀(60H)을 구비할 수 있다. 접착층홀(60H)은 접착층(60)의 상면 및 접착층(60)의 하면을 관통할 수 있다. 따라서, 대상 물질은 접착층홀(60H), 하부홀(40H), 및 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)으로 도달할 수 있다. 도 2에서 하나의 접착층홀(60H)이 센서영역(SA)과 중첩하는 것을 도시하고 있으나, 다른 실시예에서, 접착층(60)은 복수의 접착층홀(60H)들을 구비할 수 있으며, 복수의 접착층홀(60H)은 센서영역(SA)과 중첩할 수 있다. 접착층(60)은 당 기술분야에 알려진 일반적인 접착 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 접착층(60)은 생략될 수 있다.
일 실시예에서, 표시 장치(1)는 컨트롤러(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러는 광검출층(30)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 상기 컨트롤러는 광검출층(30)을 통해 획득한 정보를 고려하여 대상 물질이 존재하는지를 판단할 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 표시 패널(10)이 관통부(TP)를 구비하고 있어, 상대적으로 자유롭게 표시 장치(1)의 형상이 변형될 수 있다. 따라서, 사용자의 피부 형상에 따라 변형되어 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)에서 대상 물질은 표시 패널(10)의 제1관통부(TP1)를 통과하여 변색센서층(20)에 도달할 수 있다. 대상 물질이 변색센서층(20)에 도달되면, 변색센서층(20)은 변색될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대상 물질은 기체 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 물질은 사용자의 땀에서 기화된 물질일 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 센서영역(SA)에는 제1표시요소(DPE1)가 배치되어 있어, 변색센서층(20)에 빛을 조사할 수 있고, 광검출층(30)이 변색센서층(20)의 색 변화를 감지할 수 있다. 광검출층(30)은 색 변화에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 상기 컨트롤러는 상기 정보를 바탕으로 대상 물질이 존재하는지 판단할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 표시 패널(10)을 제어하여 표시영역(DA)에서 진단 결과를 표시할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 표시 장치(1)는 대상 물질을 검출하는 시스템을 간소화시킬 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)의 표시 패널(10)은 제1표시요소(DPE1) 및 제2표시요소(DPE2)를 포함할 수 있다. 센서영역(SA)에 배치된 제1표시요소(DPE1)는 변색센서층(20)에 대한 광원일 수 있으며, 표시영역(DA)에 배치된 제2표시요소(DP2)는 화상을 표시하는 빛을 방출할 수 있다. 따라서, 하나의 표시 패널(10)을 이용해 대상 물질을 센싱하고, 표시할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널(10)을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(10)은 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치된 다층막을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)은 관통부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 관통부에는 기판(100) 및 상기 다층막이 배치되지 않을 수 있다. 즉, 상기 관통부는 표시 패널(10)의 빈 영역일 수 있다. 상기 관통부는 표시 패널(10)에 복수개로 구비될 수 있다. 표시 패널(10)은 복수의 관통부를 구비하고 있어, 유연성이 향상될 수 있다.
도 4는 표시 패널에 적용될 수 있는 화소회로(PC)를 개략적으로 나타낸 등가회로도이다.
도 4를 참조하면, 화소회로(PC)는 표시요소(DPE)와 연결될 수 있다. 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 그리고, 표시요소(DPE)는 적색, 녹색, 또는 청색의 빛을 방출하거나, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)으로부터 입력되는 스캔 신호 또는 스위칭 전압에 기초하여 데이터선(DL)으로부터 입력된 데이터 신호 또는 데이터 전압을 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달할 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)와 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD)의 차이에 해당하는 전압을 저장할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 표시요소(DPE)에 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 표시요소(DPE)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다. 표시요소(DPE)의 대향전극은 제2전원전압(ELVSS)을 공급받을 수 있다.
도 4는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터와 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 것을 도시하고 있으나, 화소회로(PC)는 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.
도 5a는 도 3의 표시 패널(10)의 B 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 확대도이다. 도 5b는 도 5a의 표시 패널을 제1방향 및 제2방향으로 연신된 것을 나타낸 평면도이다.
도 5a를 참조하면, 표시 패널(10)은 화소영역(PA) 및 연결영역(CA)을 포함할 수 있다. 화소영역(PA)은 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)은 복수의 제1화소영역(PA1)들 및 복수의 제2화소영역(PA2)들을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 복수의 연결영역(CA)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결영역(CA)은 제1연결영역(CA1), 제2연결영역(CA2), 제3연결영역(CA3), 및 제4연결영역(CA4)을 포함할 수 있다.
복수의 화소영역(PA)들은 제1방향 및/또는 제2방향으로 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 제1방향 및 제2방향은 서로 직교할 수 있다. 예를 들어, 제1방향은 도 5a 및 도 5b의 x 방향 또는 -x 방향이고, 제2방향은 도 5a 및 도 5b의 y 방향 또는 -y 방향일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1방향 및 제2방향은 서로 예각을 이루거나 서로 둔각을 이룰 수 있다. 이하에서는, 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향) 및 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)이 서로 직교하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)은 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향) 및/또는 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 인접한 복수의 화소영역(PA)들은 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)으로 제1간격(d1)만큼 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 인접한 복수의 화소영역(PA)들은 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로 제2간격(d2)만큼 이격될 수 있다.
제1화소영역(PA1)은 적어도 하나의 연결영역(CA)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1화소영역(PA1)은 하나의 연결영역(CA)과 연결될 수 있다. 다른 예로, 제1화소영역(PA1)은 복수의 연결영역(CA)들과 연결될 수 있다.
제2화소영역(PA2)은 적어도 하나의 연결영역(CA)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2화소영역(PA2)은 하나의 연결영역(CA)과 연결될 수 있다. 다른 예로, 제2화소영역(PA2)은 복수의 연결영역(CA)들과 연결될 수 있다. 제2화소영역(PA2)은 제1화소영역(PA1)과 유사할 수 있다.
연결영역(CA)은 이웃하는 화소영역(PA)들 사이에서 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 화소영역(PA)은 4개의 연결영역(CA)들과 연결될 수 있다. 하나의 화소영역(PA)에 연결된 4개의 연결영역(CA)들은 서로 다른 방향으로 연장되며, 각각의 연결영역(CA)은 전술한 하나의 화소영역(PA)과 인접하게 배치된 다른 화소영역(PA)과 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 연결영역(CA)은 제1화소영역(PA1)으로부터 제2화소영역(PA2)으로 연장될 수 있다. 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)은 연결영역(CA)에 의해 서로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1연결영역(CA1)은 제1화소영역(PA1)으로부터 제2화소영역(PA2)으로 연장될 수 있다. 따라서, 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)은 제1연결영역(CA1)에 의해 연결될 수 있으며, 제1화소영역(PA1), 제2화소영역(PA2), 및 제1연결영역(CA1)은 일체로 구비될 수 있다.
복수의 연결영역(CA)들 중 어느 하나는 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)으로 연장될 수 있다. 복수의 연결영역(CA)들 중 다른 하나는 제1방향과 교차하는 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1연결영역(CA1) 및 제3연결영역(CA3)은 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)으로 연장될 수 있다. 제2연결영역(CA2) 및 제4연결영역(CA4)은 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로 연장될 수 있다.
표시 패널(10)에는 관통부(TP)가 정의될 수 있다. 관통부(TP)는 표시 패널(10)을 관통할 수 있다. 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 상면 및 표시 패널(10)의 하면을 관통할 수 있다. 따라서, 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 구성요소가 배치되지 않을 수 있다. 표시 패널(10)이 관통부(TP)를 구비함으로써 유연성이 향상될 수 있다.
일 실시예에서, 관통부(TP)의 적어도 일부는 제1화소영역(PA1)의 가장자리(PAE1), 제2화소영역(PA2)의 가장자리(PAE2), 제1연결영역(CA1)의 가장자리(CAE1)로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 관통부(TP)의 적어도 일부는 제1화소영역(PA1)의 가장자리(PAE1), 제2화소영역(PA2)의 가장자리(PAE2), 제1연결영역(CA1)의 가장자리(CAE1), 및 제2연결영역(CA2)의 가장자리(CAE2)로 정의될 수 있다.
하나의 화소영역(PA) 및 이로부터 연장된 연결영역(CA)들의 일부를 하나의 기본 유닛(basic unit, U)으로 정의할 수 있다. 기본 유닛(U)은 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향) 및 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)을 따라 반복적으로 배치될 수 있으며, 표시 패널(10)은 반복 배치된 기본 유닛(U)들이 서로 연결되어 구비된 것으로 이해할 수 있다. 서로 인접한 두 개의 기본 유닛(U)들은 서로 대칭일 수 있다. 예를 들어, 도 5a에서 좌우방향으로 인접한 두 개의 기본 유닛(U)들은 이들 사이에 위치하며 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)과 나란한 대칭축을 기준으로 좌우 대칭일 수 있다. 유사하게, 도 5a에서 상하방향으로 인접한 두 개의 기본 유닛(U)들은 이들 사이에 위치하며 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)과 나란한 대칭축을 기준으로 상하 대칭일 수 있다.
복수의 기본 유닛(U)들 중 서로 인접한 기본 유닛(U)들, 예를 들어, 도 5a에 도시된 네 개의 기본 유닛(U)들은 그들 사이에 폐곡선(CL)을 형성하는데, 폐곡선(CL)은 빈 공간인 이격영역(V)을 정의할 수 있다. 이격영역(V)은 복수의 화소영역(PA)의 가장자리들 및 복수의 연결영역(CA)들의 가장자리들로 이루어진 폐곡선(CL)으로 정의될 수 있다. 이격영역(V)은 표시 패널의 관통부(TP)와 중첩할 수 있다.
일 실시예에서, 연결영역(CA)의 가장자리(CAE1)와 제2화소영역(PA2)의 가장자리(PAE2) 사이의 각도(θ)는 예각일 수 있다. 표시 패널(10)을 잡아당기는 외력이 작용하는 경우, 도 5b에 도시된 바와 같이 제1연결영역(CA1)의 가장자리(CAE1)와 제2화소영역(PA2)의 가장자리(PAE2) 사이의 각도(θ', θ'> θ)는 증가할 수 있고 이격영역(V')의 면적 또는 형상이 변경될 수 있으며, 화소영역(PA)의 위치도 변경될 수 있다.
전술한 외력이 작용하는 경우, 전술한 각도(θ')의 변경, 이격영역(V')의 면적 증가 및/또는 형상 변형에 의해, 각각의 화소영역(PA)은 소정의 각도로 회전할 수 있다. 화소영역(PA) 각각의 회전에 의해 화소영역(PA) 간의 간격, 예를 들어 제1간격(d1') 및 제2간격(d2')은 위치별로 상이할 수 있다.
표시 패널(10)을 잡아당기는 외력이 작용하는 경우, 응력(stress)은 제1연결영역(CA1)의 가장자리(CAE1)와 제2화소영역(PA2)의 가장자리(PAE2)에 집중될 수 있다. 이러한 경우, 표시 패널(10)의 손상을 방지하기 위해 이격영역(V)을 정의하는 폐곡선(CL)은 곡선을 포함할 수 있다.
제1화소(PX1) 및 제2화소(PX2)는 각각 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)에 배치될 수 있다. 제1화소(PX1) 및 제2화소(PX2)는 각각 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 및 청색 부화소(Pb)를 포함할 수 있다. 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 및 청색 부화소(Pb)는 각각 적색광, 녹색광, 및 청색광을 방출할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1화소(PX1) 및 제2화소(PX2)는 각각 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 청색 부화소(Pb), 및 백색 부화소를 포함할 수 있다. 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 청색 부화소(Pb), 및 백색 부화소는 각각 적색광, 녹색광, 청색광, 및 백색광을 방출할 수 있다. 이하에서는, 제1화소(PX1) 및 제2화소(PX2)가 각각 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 및 청색 부화소(Pb)를 포함하는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
제1화소(PX1)의 부화소 배치구조 및 제2화소(PX2)의 부화소 배치구조는 스트라이프(stripe) 구조로 구비될 수 있다. 예를 들어, 적색 부화소(Pr), 녹색 부화소(Pg), 및 청색 부화소(Pb)는 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향) 또는 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)으로 나란히 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 제1화소(PX1)의 부화소 배치구조 및 제2화소(PX2)의 부화소 배치구조는 S-스트라이프(stripe) 구조일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1화소(PX1)의 부화소 배치구조 및 제2화소(PX2)의 부화소 배치구조는 펜타일(pentile) 구조로 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 상기와 같은 표시 패널(10)은 도 2의 센서영역(SA)에 적용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기와 같은 표시 패널(10)은 도 2의 센서영역(SA) 및 표시영역(DA)에 적용될 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시예에 따른 변색센서층(20)의 M13 박테리오파지(VNP)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6a는 변색센서층(20)의 M13 박테리오파지들이 스메틱 나선형 나노 섬유 구조를 구비한 것을 나타낸 도면이다. 도 6b는 도 6a의 M13 박테리오파지(VNP)를 1㎛ 크기로 나타낸 확대도이다. 도 6c는 변색센서층(20)의 일부로서 스메틱 나선형 나노섬유 다발 중 어느 하나를 나타낸 도면이다. 도 6d는 변색센서층(20)의 영역별로 서로 다른 M13 박테리오파지 배열을 10㎛ 크기로 나타낸 도면이다. 도 6e는 변색센서층(20)을 1mm 크기로 나타낸 것으로 도 6d에 따른 M13 박테리오파지 배열에 따라 반사되는 빛을 표현한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 변색센서층(20)은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage, VNP)를 포함할 수 있다. M13 박테리오파지(VNP)는 약 880mm의 길이에 약 6.6nm의 직경을 갖는 튜브형의 나노입자일 수 있다. M13 박테리오파지(VNP)는 일정한 유전자를 통해 발현되는 단백질 입자이기 때문에 크기 형태와 분포가 일정할 수 있다. 즉, 거의 모든 M13 박테리오파지(VNP)는 실질적으로 동일한 크기와 형태를 가질 수 있다. M13 박테리오파지(VNP)는 1개당 약 2700 쌍의 단백질(protein VIII, 이하 pVIII)과 양 말단에 각각 4 내지 5 쌍의 단백질(pIII, pVI, pVII, pIX)을 포함할 수 있다.
한편, 본 명세서에서의 M13 박테리오파지(VNP)는 M13 박테리오파지의 주표면 단백질인 pVIII에, 아미노산 서열을 포함하는 단백질을 구비한 경우를 포함할 수 있다.
변색센서층(20)에는 복수의 M13 박테리오파지(VNP)들이 스메틱 나선형 나노섬유 구조로 구비될 수 있다. 예를 들어, 복수의 M13 박테리오파지(VNP)들이 스메틱(smetic) 구조로 배열되되, M13 박테리오파지(VNP)들로 이루어진 다발들이 나선형으로 풀링(pulling)되면서 스메틱 나선형 나노섬유 구조를 구비할 수 있다.
도 6d 및 도 6e를 참조하면, 변색센서층(20)은 영역별로 서로 다른 컬러를 나타낼 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 영역들에서 스메틱 나선형 나노섬유 다발의 굵기가 서로 다름에 따라, 변색센서층(20)은 서로 다른 컬러를 나타내는 영역들을 포함할 수 있다. 스메틱 나선형 나노섬유 다발의 굵기는 변색센서층(20)을 제조하는 공정 중에서, 풀링 속도, 제조 용액의 농도 등을 조절함으로써 결정될 수 있다.
변색센서층(20)이 대상 물질에 노출되면, 변색센서층(20)에 포함된 M13 박테리오파지(VNP)의 다발(bundle)의 배열이 변화할 수 있다. 따라서, 변색센서층(20)으로 입사하는 광을 반사하는 파장의 길이를 변화시킬 수 있다. 이에 따라 시인되는 컬러가 변화함으로써 변색될 수 있다. 따라서, 변색센서층(20)의 컬러 변화를 통해 대상 물질의 존재 여부를 감지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광검출층(30)을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 광검출층(30)은 변색센서층에서 반사된 빛을 검출할 수 있다. 광검출층(30)은 검출층기판(510), 검출층 박막트랜지스터(30TFT), 포토다이오드(30D), 검출층 커패시터(30Cst), 검출층 패드(30PAD), 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 또한, 광검출층(30)은 검출버퍼층(511), 제1절연층(513), 제2절연층(515), 제3절연층(517), 제4절연층(519), 및 평탄화층(521)을 포함할 수 있다.
검출층기판(510)은 글라스재, 금속재 또는 고분자 수지 등과 같은 절연성 재료를 포함하는 절연기판 또는 절연필름일 수 있다. 일 실시예에서, 검출층기판(510)은 글라스이거나 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등과 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다.
검출버퍼층(511)은 검출층기판(510) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 검출버퍼층(511)은 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 및 실리콘산화물(SiO2)과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다. 다른 실시예에서, 검출버퍼층(511)은 유기 절연물을 포함하거나, 무기 절연물 및 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 검출버퍼층(511)은 생략될 수 있다.
검출층 박막트랜지스터(30TFT), 포토다이오드(30D), 검출층 커패시터(30Cst), 및 검출층 패드(30PAD)는 검출버퍼층(511) 상에 배치될 수 있다. 검출층 박막트랜지스터(30TFT)는 검출반도체층(512), 검출게이트전극(514GE), 검출소스전극(518E1), 및 검출드레인전극(518E2)을 포함할 수 있다.
검출반도체층(512)은 검출버퍼층(511) 상에 배치될 수 있다. 검출반도체층(512)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는 검출반도체층(512)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 검출반도체층(512)은 채널영역 및 채널영역의 양측에 각각 배치된 드레인영역 및 소스영역을 포함할 수 있다.
제1절연층(513)은 검출반도체층(512)을 덮을 수 있다. 제1절연층(513)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 징크산화물(ZnO)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
검출게이트전극(514GE)은 제1절연층(513) 상에 배치될 수 있으며, 상기 채널영역과 중첩할 수 있다. 검출게이트전극(514GE)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 검출게이트전극(514GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
제2절연층(515)은 검출게이트전극(514GE)을 덮을 수 있다. 제2절연층(515)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 징크산화물(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 제2절연층(515)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제3절연층(517)은 제2절연층(515) 상에 배치될 수 있다. 제3절연층(517)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 징크산화물(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 제3절연층(517)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
검출소스전극(518E1) 및 검출드레인전극(518E2)은 제3절연층(517) 상에 배치될 수 있다. 검출소스전극(518E1) 및 검출드레인전극(518E2)은 각각 제1절연층(513), 제2절연층(515), 및 제3절연층(517)의 컨택홀을 통해 검출반도체층(512)과 전기적으로 연결될 수 있다. 검출소스전극(518E1) 및 검출드레인전극(518E2)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 검출소스전극(518E1) 및 검출드레인전극(518E2) 중 적어도 하나는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 검출소스전극(518E1) 및 검출드레인전극(518E2) 중 적어도 하나는 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
포토다이오드(30D)는 변색센서층에서 반사된 빛을 수광할 수 있다. 일 실시예에서, 포토다이오드(30D)는 컬러 필터(CF)를 통과한 빛을 수광할 수 있다. 일 실시예에서, 포토다이오드(30D)는 PIN 포토다이오드일 수 있다. 포토다이오드(30D)는 제1전극(30E1), 포토 반도체층(30AL), 및 제2전극(30E2)을 포함할 수 있다.
제1전극(30E1)은 검출소스전극(518E1) 또는 검출드레인전극(518E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1전극(30E1)은 제3절연층(517)에 구비된 컨택홀을 통해 검출소스전극(518E1) 또는 검출드레인전극(518E2)과 연결될 수 있다. 제1전극(30E1)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1전극(30E1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1전극(30E1)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
포토 반도체층(30AL)은 제1전극(30E1) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 포토 반도체층(30AL)은 진성(intrinsic) 반도체를 포함할 수 있다. 포토 반도체층(30AL)으로 입사된 빛으로 인해 발생한 전류는 제1전극(30E1) 및 제2전극(30E2) 사이로 흐를 수 있다.
제2전극(30E2)은 포토 반도체층(30AL) 상에 배치될 수 있다. 제2전극(30E2)은 투명 전극일 수 있다. 일 실시예에서, 제2전극(30E2)은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐징크산화물(IZO; indium zinc oxide), 징크산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
바이어스 전극(518E3)은 제3절연층(517) 상에 배치될 수 있다. 바이어스 전극(518E3)은 제3절연층(517)의 컨택홀을 통해 제2전극(30E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 바이어스 전극(518E3)은 검출소스전극(518E1) 또는 검출드레인전극(518E2) 중 적어도 하나와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
검출층 커패시터(30Cst)는 제1커패시터전극(514CE) 및 제2커패시터전극(516CE)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1커패시터전극(514CE)은 제1절연층(513) 및 제2절연층(515) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1커패시터전극(514CE)은 검출게이트전극(514GE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2커패시터전극(516CE)은 제2절연층(515) 및 제3절연층(517) 사이에 배치될 수 있으며, 제1커패시터전극(514CE)과 중첩할 수 있다. 제2커패시터전극(516CE)은 제1전극(30E1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
검출층 패드(30PAD)는 제1패드(514PAD) 및 제2패드(518PAD)를 포함할 수 있다. 제1패드(514PAD)는 제1절연층(513) 및 제2절연층(515) 사이에 배치될 수 있다. 제1패드(514PAD)는 제2절연층(515)의 홀(515H)에 의해 노출될 수 있다. 제1패드(514PAD)는 검출게이트전극(514GE)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2패드(518PAD)는 제1패드(514PAD) 상에 배치될 수 있으며, 제1패드(514PAD)와 중첩할 수 있다. 제2패드(518PAD)는 제2절연층(515)의 홀(515H) 및 제3절연층(517)의 홀(517H)과 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 제2패드(518PAD)는 바이어스 전극(518E3)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제4절연층(519)은 검출소스전극(518E1), 검출드레인전극(518E2), 바이어스 전극(518E3)을 덮을 수 있다. 제4절연층(519)은 제2패드(518PAD)를 노출시키는 제4절연층(519)의 홀(519H)을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 제4절연층(519)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 징크산화물(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 제4절연층(519)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
컬러 필터(CF)는 특정 파장대역의 빛을 통과시킬 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 필터(CF)는 적색 파장대역의 빛, 녹색 파장대역의 빛, 또는 청색 파장대역의 빛을 통과시킬 수 있다. 컬러 필터(CF)는 포토다이오드(30D) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 필터(CF)는 제4절연층(519) 상에 배치될 수 있다.
평탄화층(521)은 컬러 필터(CF) 상에 배치될 수 있다. 평탄화층(521)의 상면은 대략 평탄할 수 있다. 일 실시예에서, 평탄화층(521)은 검출층 패드(30PAD)를 노출시키는 평탄화층(521)의 홀(521H)을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 평탄화층(521)은 아크릴, BCB(Benzocyclobutene) 또는 HMDSO(hexamethyldisiloxane) 등과 같은 유기물을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 8에 있어서, 도 2와 동일한 참조부호는 동일부재를 의미하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 변색센서층(20), 및 광검출층(30)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 상면(10US) 및 하면(10LS)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 하면(10LS)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 반대되는 면일 수 있다.
표시 패널(10)은 대상 물질에 노출되는 센서영역(SA)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 센서영역(SA)에서 제1관통부(TP1)를 구비할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)을 관통할 수 있다. 제1관통부(TP1)에는 표시 패널(10)의 구성요소가 배치되지 않을 수 있다. 제1관통부(TP1)는 변색센서층(20)과 중첩할 수 있다. 따라서, 변색센서층(20)의 적어도 일부는 노출될 수 있다.
일 실시예에서, 센서영역(SA)은 서로 이격된 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)을 포함할 수 있으며, 제1화소영역(PA1)의 가장자리 및 제2화소영역(PA2)의 가장자리는 표시 패널(10)의 제1관통부(TP1)를 적어도 일부 정의할 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 및 봉지층(300)을 포함할 수 있다. 표시층(200)은 화소회로층(210) 및 표시요소층(220)을 포함할 수 있다.
화소회로층(210)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 화소회로층(210)은 무기절연층(IIL), 제1무기층(PVX1), 유기절연층(OIL), 및 화소회로(PC)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 제1반도체층(Act1), 제1게이트전극(GE1), 제1소스전극(SE1), 및 제1드레인전극(DE1)을 포함할 수 있다.
무기절연층(IIL)은 센서영역(SA)에서 제1관통부(TP1)를 사이에 두고 분리될 수 있다. 즉, 무기절연층(IIL)의 일부는 센서영역(SA)에서 무기절연층(IIL)의 다른 일부와 제1관통부(TP1)를 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 무기절연층(IIL)은 버퍼층(111), 제1게이트절연층(112), 제2게이트절연층(113), 및 층간절연층(114)을 포함할 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 및 실리콘산화물(SiO2)과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
제1반도체층(Act1)은 버퍼층(111) 상에 배치될 수 있다. 제1반도체층(Act1)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 제1반도체층(Act1)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 제1반도체층(Act1)은 채널영역 및 채널영역의 양측에 각각 배치된 드레인영역 및 소스영역을 포함할 수 있다.
제1게이트전극(GE1)은 채널영역과 중첩할 수 있다. 제1게이트전극(GE1)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1게이트전극(GE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
제1반도체층(Act1)과 제1게이트전극(GE1) 사이의 제1게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 징크산화물(ZnO)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2게이트절연층(113)은 제1게이트전극(GE1)을 덮을 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 제1게이트절연층(112)과 유사하게 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 징크산화물(ZnO) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다.
제2게이트절연층(113) 상부에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(CE2)이 배치될 수 있다. 상부 전극(CE2)은 그 아래의 제1게이트전극(GE1)과 중첩할 수 있다. 이 때, 제2게이트절연층(113)을 사이에 두고 중첩하는 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1게이트전극(GE1) 및 상부 전극(CE2)은 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1게이트전극(GE1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(CE1)으로 기능할 수 있다.
이와 같이, 스토리지 커패시터(Cst)와 구동 박막트랜지스터(T1)가 중첩되어 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막트랜지스터(T1)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있다.
상부 전극(CE2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
층간절연층(114)은 상부 전극(CE2)을 덮을 수 있다. 층간절연층(114)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 징크산화물(ZnO) 등을 포함할 수 있다. 층간절연층(114)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)은 각각 층간절연층(114) 상에 배치될 수 있다. 제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)은 각각 제1게이트절연층(112), 제2게이트절연층(113), 및 층간절연층(114)에 구비된 컨택홀을 통해 제1반도체층(Act1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)는 제2반도체층(Act2), 제2게이트전극(GE2), 제2드레인전극(DE2), 및 제2소스전극(SE2)을 포함할 수 있다. 제2반도체층(Act2), 제2게이트전극(GE2), 제2드레인전극(DE2), 및 제2소스전극(SE2)은 각각 제1반도체층(Act1), 제1게이트전극(GE1), 제1드레인전극(DE1), 및 제1소스전극(SE1)과 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
유기절연층(OIL)은 무기절연층(IIL) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 유기절연층(OIL)은 제1유기절연층(115) 및 제2유기절연층(116)을 포함할 수 있다. 제1유기절연층(115)은 제1드레인전극(DE1) 및 제1소스전극(SE1)을 덮으며 배치될 수 있다. 제1유기절연층(115)은 유기물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1유기절연층(115)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
연결전극(CML)은 제1유기절연층(115) 상에 배치될 수 있다. 이 때, 연결전극(CML)은 제1유기절연층(115)의 컨택홀을 통해 각각 제1드레인전극(DE1) 또는 제1소스전극(SE1)과 전기적으로 연결될 수 있다. 연결전극(CML)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 연결전극(CML)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 연결전극(CML)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
제2유기절연층(116)은 연결전극(CML)을 덮으며 배치될 수 있다. 제2유기절연층(116)은 유기물질을 포함할 수 있다. 제2유기절연층(116)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 및 이들의 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다.
유기절연층(OIL)은 센서영역(SA)에서 홀(HL)을 구비할 수 있다. 홀(HL)은 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED) 및 제1관통부(TP1) 사이에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 홀(HL)은 유기절연층(OIL)을 관통할 수 있다. 홀(HL)은 제1유기절연층(115)의 홀 및 제2유기절연층(116)의 홀이 중첩되어 구비될 수 있다. 다른 실시예에서, 홀(HL)은 제2유기절연층(116)에 구비될 수 있다. 이러한 경우, 제1유기절연층(115)의 상면은 제2유기절연층(116)의 홀(HL)에 의해 노출될 수 있다. 이하에서는, 홀(HL)이 제1유기절연층(115) 및 제2유기절연층(116)에 구비되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
일부 실시예에서, 유기절연층(OIL)은 홀(HL)을 대신하여 유기절연층(OIL)의 두께 방향으로 파여진 리세스를 구비할 수 있다.
일 실시예에서, 제1무기층(PVX1)은 층간절연층(114) 및 제1유기절연층(115) 사이에 배치될 수 있다. 제1무기층(PVX1)은 제1소스전극(SE1), 제1드레인전극(DE1), 제2소스전극(SE2), 및 제2드레인전극(DE2)을 덮을 수 있다. 일 실시예에서, 제1무기층(PVX1)은 제1소스전극(SE1) 또는 제1드레인전극(DE1)이 연결전극(CML)과 전기적으로 연결되도록 컨택홀을 구비할 수 있다.
다른 실시예에서, 제1무기층(PVX1)은 제1유기절연층(115) 및 제2유기절연층(116) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제1무기층(PVX1)은 연결전극(CML)을 덮을 수 있다.
제1무기층(PVX1)의 적어도 일부는 홀(HL)에 의해 노출될 수 있다. 제1무기층(PVX1)은 실리콘질화물(SiNX) 및/또는 실리콘산화물(SiO2) 등의 무기물질을 포함하는 단일막 또는 다층막일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1무기층(PVX1)은 생략될 수 있다.
표시요소층(220)은 화소회로층(210) 상에 배치될 수 있다. 표시요소층(220)은 표시요소로서 유기발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 유기발광다이오드(OLED)는 센서영역(SA)에 복수개로 구비될 수 있다. 복수의 유기발광다이오드(OLED)들은 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)에 배치될 수 있다. 복수의 유기발광다이오드(OLED)들은 제1관통부(TP1)를 사이에 두고 서로 이격될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 화소전극(211), 중간층(212), 및 대향전극(213)을 포함할 수 있다.
화소전극(211)은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐징크산화물(IZO; indium zinc oxide), 징크산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크산화물(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(211)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 화소전극(211)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(211) 상에는 화소전극(211)의 중앙부를 노출하는 개구(225OP)를 갖는 화소정의막(225)이 배치될 수 있다. 화소정의막(225)은 유기절연물 및/또는 무기절연물을 포함할 수 있다. 개구(225OP)는 유기발광다이오드(OLED)에서 방출되는 빛의 발광영역을 정의할 수 있다. 예컨대, 개구(225OP)의 폭이 발광영역의 폭에 해당할 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 화소정의막(225) 상에 스페이서가 배치될 수 있다.
화소정의막(225) 상에는 중간층(212)이 배치될 수 있다. 중간층(212)은 화소정의막(225)의 개구(225OP)에 배치된 발광층(212b)을 포함할 수 있다. 발광층(212b)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다.
발광층(212b)의 아래와 위에는 각각 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)이 배치될 수 있다. 제1기능층(212a)은 예컨대, 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)을 포함하거나, 홀 수송층 및 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제2기능층(212c)은 발광층(212b) 위에 배치되는 구성요소로서, 선택적(optional)일 수 있다. 제2기능층(212c)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다. 제1기능층(212a) 및/또는 제2기능층(212c)은 후술할 대향전극(213)과 마찬가지로 기판(100)을 전체적으로 커버하도록 형성되는 공통층일 수 있다.
대향전극(213)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(213)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(213)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 대향전극(213) 상에는 캡핑층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 캡핑층은 LiF, 무기물, 또는/및 유기물을 포함할 수 있다.
유기발광다이오드(OLED) 및 제2유기절연층(116) 사이에는 제2무기층(PVX2)이 배치될 수 있다. 즉, 유기발광다이오드(OLED)는 제2무기층(PVX2) 상에 배치될 수 있다. 제2무기층(PVX2)은 제2유기절연층(116) 상에서 서로 이격된 복수개의 무기패턴들을 포함할 수 있다. 제2무기층(PVX2)은 홀(HL)의 중심 방향으로 돌출된 돌출팁(PT)을 가질 수 있다. 따라서, 돌출팁(PT)의 하부면은 홀(HL)에서 노출될 수 있다. 즉, 홀(HL)은 언더컷(undercut) 구조를 가질 수 있다. 제2무기층(PVX2)은 실리콘질화물(SiNX) 및/또는 실리콘산화물(SiO2) 등의 무기물질을 포함하는 단일막 또는 다층막일 수 있다.
일 실시예에서, 제1무기층(PVX1), 홀(HL), 및 제2무기층(PVX2)은 센서영역(SA)에서 그루브(Gv)를 정의할 수 있다. 다른 실시예에서, 유기절연층(OIL)이 리세스를 구비하는 경우, 상기 리세스 및 제2무기층(PVX2)은 센서영역(SA)에서 그루브(Gv)를 정의할 수 있다.
홀(HL) 및 제2무기층(PVX2)의 돌출팁(PT)은 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)을 단절시키기 위한 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 제1기능층(212a), 제2기능층(212c), 및 대향전극(213)은 기판(100) 전면에 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)은 유기 물질을 포함할 수 있고, 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c) 중 적어도 하나를 통해 외부의 산소 또는 수분 등이 제1관통부(TP1)로부터 유기발광다이오드(OLED)로 유입될 수 있다. 이러한 산소 또는 수분은 유기발광다이오드(OLED)를 손상시킬 수 있다. 홀(HL) 및 제2무기층(PVX2)의 돌출팁(PT)은 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)을 단절시킬 수 있으며, 분리된 제1기능층패턴 및 제2기능층패턴이 홀(HL) 내부에 배치될 수 있다. 따라서, 제1관통부(TP1)로부터 유기발광다이오드(OLED)로의 수분 또는 산소 유입을 방지할 수 있으며, 유기발광다이오드(OLED)의 손상을 방지 또는 감소시킬 수 있다. 그러나, 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)을 단절시키는 구조는 이에 한정되지 않으며, 제1기능층(212a) 및 제2기능층(212c)을 단절시키는 다양한 구조가 표시 패널(10)에 적용될 수 있다.
댐부(DAM)는 제2무기층(PVX2) 상에 배치될 수 있다. 댐부(DAM)는 제2무기층(PVX2)으로부터 기판(100)의 두께 방향으로 돌출될 수 있다. 댐부(DAM)는 제1관통부(TP1)와 인접하게 배치될 수 있다. 댐부(DAM)는 홀(HL)보다 제1관통부(TP1)에 가깝게 배치될 수 있다. 댐부(DAM)는 패턴층(225D) 및 상부패턴층(227D)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 패턴층(225D)은 화소정의막(225)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상부패턴층(227D)은 유기절연물 및/또는 무기절연물을 포함할 수 있다.
봉지층(300)은 유기발광다이오드(OLED)를 덮을 수 있다. 봉지층(300)은 대향전극(213) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(300)은 제1관통부(TP1)를 사이에 두고 분리될 수 있다. 봉지층(300)은 대향전극(213) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 봉지층(300)은 적어도 하나의 무기봉지층 및 적어도 하나의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 도 8은 봉지층(300)이 순차적으로 적층된 제1무기봉지층(310), 유기봉지층(320) 및 제2무기봉지층(330)을 포함하는 것을 도시한다.
제1무기봉지층(310)은 유기발광다이오드(OLED)를 덮을 수 있다. 제1무기봉지층(310)은 기판(100)을 전체적으로 그리고 연속적으로 덮을 수 있다. 제1무기봉지층(310)은 복수의 유기발광다이오드(OLED2)들, 홀(HL), 및 댐부(DAM)를 덮을 수 있다. 제1무기봉지층(310)은 제2무기층(PVX2)의 돌출팁(PT)과 컨택될 수 있다. 제1무기봉지층(310)은 제1무기층(PVX1)과 컨택될 수 있다. 따라서, 수분 또는 산소가 제1관통부(TP1)로부터 유기물질을 포함하는 층을 통해 유기발광다이오드(OLED)로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1무기봉지층(310)은 제1관통부(TP1)를 기준으로 분리될 수 있다.
유기봉지층(320)은 제1무기봉지층(310) 상에 배치될 수 있다. 유기봉지층(320)은 유기발광다이오드(OLED)와 중첩할 수 있으며, 유기봉지층(320)은 홀(HL)을 채울 수 있다. 일 실시예에서, 유기봉지층(320)은 제1관통부(TP1)를 기준으로 분리될 수 있다. 댐부(DAM)는 제2무기층(PVX2)의 상면으로부터 기판(100)의 두께 방향으로 돌출되므로, 유기봉지층(320)의 흐름을 제어할 수 있다.
제2무기봉지층(330)은 유기봉지층(320)을 덮을 수 있다. 제2무기봉지층(330)은 기판(100)을 전체적으로 그리고 연속적으로 덮을 수 있다. 제2무기봉지층(330)은 댐부(DAM) 상에서 제1무기봉지층(310)과 컨택될 수 있다. 따라서, 유기봉지층(320)은 댐부(DAM)에 의해 분리될 수 있다. 또한, 제2무기봉지층(330)은 제1관통부(TP1)를 기준으로 분리될 수 있다.
제1무기봉지층(310) 및 제2무기봉지층(330)은 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 징크산화물(ZnO), 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 중 하나 이상의 무기물을 포함할 수 있다. 유기봉지층(320)은 폴리머(polymer) 계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 유기봉지층(320)은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
변색센서층(20)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 상면(10US)에 배치될 수 있다. 따라서, 유기발광다이오드(OLED)에서 방출된 빛은 변색센서층(20)으로 입사될 수 있다.
변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)와 중첩할 수 있다. 변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)에 의해 노출될 수 있다. 따라서, 대상 물질은 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)에 도달할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대상 물질은 기체 상태일 수 있다.
변색센서층(20)은 대상 물질에 노출되면 변색될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage)를 포함할 수 있다. 즉, M13 박테리오파지는 센서영역(SA)에 중첩할 수 있다. 대상 물질에 M13 박테리오파지가 노출된 경우, M13 박테리오파지의 다발의 배열이 변화될 수 있다.
광검출층(30)은 변색센서층(20) 상에 배치될 수 있다. 광검출층(30)은 표시 패널(10)의 상면(10US)을 대향할 수 있다. 광검출층(30)은 검출층기판(510), 검출층 박막트랜지스터(30TFT), 포토다이오드(30D), 검출층 커패시터(30Cst), 및 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 필터(CF)는 포토다이오드(30D) 및 표시 패널(10) 사이에 배치될 수 있다.
광검출층(30)은 광을 검출할 수 있다. 포토다이오드(30D)는 변색센서층(20)에서 반사된 빛을 수광할 수 있다. 일 실시예에서, 포토다이오드(30D)는 컬러 필터(CF)를 통과한 빛을 수광할 수 있다. 따라서, 포토다이오드(30D)는 변색센서층(20)의 변색을 감지할 수 있다. 예를 들어, 유기발광다이오드(OLED)에서 기준 파장대역을 갖는 빛이 변색센서층(20)으로 입사될 수 있다. 변색센서층(20)이 대상 물질에 노출되기 전에 변색센서층(20)은 상기 기준 파장대역을 갖는 빛으로부터 상기 제1파장대역을 갖는 빛을 반사할 수 있다. 변색센서층(20)이 대상 물질에 노출되는 경우, 변색센서층(20)은 제2파장대역을 갖는 빛을 반사할 수 있다. 이러한 경우, 포토다이오드(30D) 및 변색센서층(20) 사이에 컬러 필터(CF)가 배치되므로, 각각의 포토다이오드(30D)들은 색 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 광검출층(30)은 대상 물질의 존재 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 9는 도 1a의 표시 장치(1)를 A-A'선에 따라 나타낸 단면도이다. 도 9에 있어서, 도 2와 동일한 참조부호는 동일부재를 의미하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 변색센서층(20), 광검출층(30), 하부 커버(40), 상부 커버(50), 및 접착층(60)을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 상면(10US) 및 하면(10LS)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 하면(10LS)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 반대되는 면일 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 상부 커버(50)는 표시 패널(10)의 상면(10US)에 배치될 수 있다.
표시 패널(10)은 센서영역(SA) 및 표시영역(DA)을 포함할 수 있다. 센서영역(SA)은 대상 물질에 노출되는 영역일 수 있다. 표시 패널(10)은 표시영역(DA)에서 화상을 표시할 수 있다.
표시 패널(10)은 관통부(TP)를 구비할 수 잇다. 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)을 관통할 수 있다. 관통부(TP)는 제1관통부(TP1) 및 제2관통부(TP2)를 포함할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 센서영역(SA)과 중첩할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 변색센서층(20)과 중첩할 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 봉지층(300), 및 터치전극층(400)을 포함할 수 있다. 터치전극층(400)은 봉지층(300) 상에 배치될 수 있다. 터치전극층(400)은 외부의 입력, 예컨대 터치 이벤트에 따른 좌표정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서, 터치전극층(400)은 뮤추얼 커패시턴스 방식으로 터치를 센싱하거나, 다른 실시예에서, 터치전극층(400)은 샐프 커패시턴스 방식으로 터치를 센싱할 수 있다.
일 실시예에서, 터치전극층(400)은 광반사층(420)을 포함할 수 있다. 광반사층(420)은 표시요소(DPE)에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)은 센서영역(SA)과 중첩할 수 있으며, 표시요소층(220) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(520)은 제1관통부(TP1)과 중첩하여 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 광반사층(520)은 제1관통부(TP1)를 기준으로 분리될 수 있다.
도 9에서 광반사층(420)은 터치전극층(400)에 포함된 것을 도시하고 있으나, 다른 실시예에서, 광반사층(420)은 터치전극층(400)과 독립된 층일 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)은 금속을 포함할 수 있다.
변색센서층(20)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS) 중 하나에 배치될 수 있다. 예를 들어, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)와 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 복수의 제1관통부(TP1)들과 중첩할 수 있다.
일 실시예에서, 변색센서층(20)은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage)를 포함할 수 있다. 즉, M13 박테리오파지는 센서영역(SA)에 중첩할 수 있다. 대상 물질에 M13 박테리오파지가 노출된 경우, M13 박테리오파지의 다발의 배열이 변화될 수 있다.
광검출층(30)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 변색센서층(20) 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 표시 패널(10)의 하면(10LS)과 대향할 수 있다. 변색센서층(20)은 광검출층(30) 및 표시 패널(10) 사이에 배치될 수 있다.
하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 대향할 수 있다. 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 변색센서층(20) 및 광검출층(30)을 덮을 수 있다. 즉, 변색센서층(20) 및 광검출층(30)은 표시 패널(10) 및 하부 커버(40) 사이에 배치될 수 있다.
하부 커버(40)는 하부홀(40H)을 구비할 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 변색센서층(20)과 중첩할 수 있다. 하부 커버(40)는 변색센서층(20)을 노출시킬 수 있다. 따라서, 대상 물질은 하부홀(40H)을 통해 변색센서층(20)으로 도달할 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 대상 물질이 하부 커버(40)의 하부홀(40H)을 통과하여 변색센서층(20)에 도달할 수 있다. 대상 물질이 변색센서층(20)에 도달되면, 변색센서층(20)은 변색될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대상 물질은 기체 상태 또는 액체 상태일 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 물질은 사용자의 땀 또는 땀에 포함된 물질일 수 있다. 표시 패널(10)의 센서영역(SA)에는 제1표시요소(DPE1)가 배치될 수 있다. 제1표시요소(DPE1)는 광반사층(420)을 향해 빛을 조사할 수 있고, 광반사층(420)은 상기 빛을 반사시켜 변색센서층(20)으로 입사시킬 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)에 반사된 빛은 투과율이 상대적으로 높은 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)으로 입사할 수 있다. 따라서, 제1표시요소(DPE1)에서 방출된 빛은 상대적으로 적게 손실된 상태로 변색센서층(20)에 입사될 수 있다.
광검출층(30)이 변색센서층(20)의 색 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 광검출층(30)은 색 변화에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 상기 컨트롤러는 상기 정보를 바탕으로 대상 물질이 존재하는지 판단할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 표시 패널(10)을 제어하여 표시영역(DA)에서 진단 결과를 표시할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 대상 물질이 액체 상태라도 검출할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치전극층(400)을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 터치전극층(400)을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10을 참조하면, 터치전극층(400)은 제1방향(예를 들어, x 방향 또는 -x 방향)을 따라 배열된 복수의 제1센싱전극(SP1)들 및 제2방향(예를 들어, y 방향 또는 -y 방향)을 따라 배열된 복수의 제2센싱전극(SP2)들을 포함할 수 있다.
이웃하는 복수의 제1센싱전극(SP1)들은 제1연결전극(CP1)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이웃하는 복수의 제2센싱전극(SP2)들은 제2연결전극(CP2)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 11을 참조하면, 터치전극층(400)은 제1터치절연층(410), 제1터치도전층(TCL1), 제2터치절연층(430), 제2터치도전층(TCL2), 및 제3터치절연층(450)을 포함할 수 있다. 제1터치절연층(410), 제1터치도전층(TCL1), 제2터치절연층(430), 제2터치도전층(TCL2), 및 제3터치절연층(450)은 차례로 적층될 수 있다. 일 실시예에서, 터치전극층(400)은 센서영역에 배치된 광반사층(420, 도 9 참조)을 더 포함할 수 있다. 광반사층(420)은 제1터치도전층(TCL1)과 일체로 구비될 수 있다. 다른 실시예에서, 터치전극층(400)은 센서영역에 배치되며 제2터치도전층(TCL2)과 일체로 구비된 상부광반사층을 더 포함할 수 있다.
제1터치도전층(TCL1) 또는 제2터치도전층(TCL2)은 금속층 또는 투명 도전층을 포함할 수 있다. 금속층은 몰리브덴(Mo), 멘델레븀(Md), 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 투명 도전층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 등과 같은 투명한 전도성 산화물을 포함할 수 있다. 그 밖에 투명 도전층은 PEDOT과 같은 전도성 고분자, 금속 나노 와이어, 그래핀(graphene) 등을 포함할 수 있다.
제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2) 중 적어도 하나는 단층 또는 다층일 수 있다. 단층의 제1터치도전층(TCL1) 및 단층의 제2터치도전층(TCL2) 중 적어도 하나는 상기 금속층 및 상기 투명 도전층 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2) 중 적어도 하나는 단일의 금속층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2) 중 적어도 하나는 다층의 금속층을 포함할 수 있다. 다층의 금속층은 예컨대, 티타늄층, 알루미늄층, 및 티타늄층이 순차적으로 적층(Ti/Al/Ti)된 구조를 가지거나, 몰리브덴층 및 멘델레븀층이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 또는, 다층의 금속층은 금속층 및 투명 도전층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2)은 서로 다른 적층 구조를 가지거나 동일한 적층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1터치도전층(TCL1)은 금속층을 포함하고 제2터치도전층(TCL2)은 투명 도전층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2)은 동일한 금속층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제1터치절연층(410), 제2터치절연층(430), 및 제3터치절연층(450) 중 적어도 하나는 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산화물(SiO2), 및/또는 실리콘산질화물(SiON)과 같은 무기물을 포함하는 단일 층 또는 다층일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1터치절연층(410), 제2터치절연층(430), 및 제3터치절연층(450) 중 적어도 하나는 유기물질을 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 제1터치도전층(TCL1)은 제1연결전극(CP1)을 포함할 수 있다. 제2터치도전층(TCL2)은 제1센싱전극(SP1), 제2센싱전극(SP2), 및 제2연결전극(CP2)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1)은 제1센싱전극(SP1), 제2센싱전극(SP2), 및 제1연결전극(CP1)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1)은 제1센싱전극(SP1) 및 제1연결전극(CP1)을 포함할 수 있고, 제2터치도전층(TCL2)은 제2센싱전극(SP2) 및 제2연결전극(CP2)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1센싱전극(SP1) 및 제1연결전극(CP1)은 일체로 구비될 수 있으며, 제2센싱전극(SP2) 및 제2연결전극(CP2)은 일체로 구비될 수 있다.
제1터치도전층(TCL1)의 물질, 제2터치도전층(TCL2)의 물질, 및 제1터치도전층(TCL1) 및 제2터치도전층(TCL2)에 구비되는 제1센싱전극(SP1) 및 제2센싱전극(SP2)의 배치는 센싱 감도를 고려하여 결정될 수 있다. RC 딜레이가 센싱 감도에 영향을 미칠 수 있는데, 금속층에 포함되는 제1센싱전극(SP1) 및 제2센싱전극(SP2)은 투명 도전층 대비 저항이 작기 때문에 RC 값이 감소될 수 있다. 따라서, 제1센싱전극(SP1) 및 제2센싱전극(SP2) 사이에 정의된 커패시턴스의 충전시간이 감소될 수 있다. 투명 도전층에 포함된 제1센싱전극(SP1) 및 제2센싱전극(SP2)은 금속층 대비 사용자에게 시인되지 않고, 입력 면적이 증가하여 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(1)의 일부를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 12에 있어서, 도 8과 동일한 참조부호는 동일부재를 의미하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 12를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 변색센서층(20), 및 광검출층(30)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 상면(10US) 및 하면(10LS)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 하면(10LS)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 반대되는 면일 수 있다.
표시 패널(10)은 대상 물질에 노출되는 센서영역(SA)을 포함할 수 있다. 표시 패널(10)은 센서영역(SA)에서 제1관통부(TP1)를 구비할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)을 관통할 수 있다. 제1관통부(TP1)에는 표시 패널(10)의 구성요소가 배치되지 않을 수 있다. 제1관통부(TP1)는 변색센서층(20)과 중첩할 수 있다.
일 실시예에서, 센서영역(SA)은 서로 이격된 제1화소영역(PA1) 및 제2화소영역(PA2)을 포함할 수 있으며, 제1화소영역(PA1)의 가장자리 및 제2화소영역(PA2)의 가장자리는 표시 패널(10)의 제1관통부(TP1)를 적어도 일부 정의할 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 봉지층(300), 및 터치전극층(400)을 포함할 수 있다 터치전극층(400)은 봉지층(300) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 센서영역(SA)에서 터치전극층(400)은 제1터치절연층(410), 광반사층(420), 및 제2터치절연층(430)을 포함할 수 있다.
제1터치절연층(410)은 제2무기봉지층(330) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1터치절연층(410)은 제2무기봉지층(330)의 형상을 따라 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1터치절연층(410)은 생략될 수 있다.
광반사층(420)은 제1터치절연층(410) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)은 제1관통부(TP1)를 기준으로 분리될 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)은 도전성 물질 예를 들어, 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있으며, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 광반사층(420)은 각각 티타늄층, 알루미늄층, 및 티타늄층이 순차적으로 적층(Ti/Al/Ti)된 구조를 가질 수 있다.
도시하지는 않았으나, 표시영역에서 제1터치절연층(410) 상에 제1터치도전층(TCL1, 도 11 참조)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1터치도전층(TCL1)은 광반사층(420)과 일체로 구비될 수 있다. 제1터치도전층(TCL1)은 광반사층(420)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
제2터치절연층(430)은 광반사층(420) 상에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 터치전극층(400)은 제2터치절연층(430) 상에 제2터치도전층(TCL2, 도 11 참조)과 동일한 물질을 포함하는 상부광반사층을 더 포함할 수 있다. 상기 상부광반사층은 센서영역(SA) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제2터치도전층(TCL2)은 상기 상부광반사층과 일체로 구비될 수 있다.
변색센서층(20)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 변색센서층(20)은 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 변색센서층(20)은 제1관통부(TP1)와 중첩할 수 있다.
일 실시예에서, 변색센서층(20)은 M13 박테리오파지(M13 bacteriophage)를 포함할 수 있다. 즉, M13 박테리오파지는 센서영역(SA)에 중첩할 수 있다. 대상 물질에 M13 박테리오파지가 노출된 경우, M13 박테리오파지의 다발의 배열이 변화될 수 있다.
광검출층(30)은 센서영역(SA)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 변색센서층(20) 하부에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 광검출층(30)은 표시 패널(10)의 하면(10LS)과 대향할 수 있다. 변색센서층(20)은 광검출층(30) 및 표시 패널(10) 사이에 배치될 수 있다.
광검출층(30)은 광을 검출할 수 있다. 일 실시예에서, 포토다이오드(30D)는 변색센서층(20)에서 반사된 빛을 수광할 수 있다. 일 실시예에서, 컬러 필터(CF)는 표시 패널(10) 및 포토다이오드(30D) 사이에 배치될 수 있으며, 포토다이오드(30D)는 컬러 필터(CF)를 통과한 빛을 수광할 수 있다. 따라서, 포토다이오드(30D)는 변색센서층(20)의 변색을 감지할 수 있다.
대상 물질이 변색센서층(20)에 도달되면, 변색센서층(20)은 변색될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 대상 물질은 기체 상태 또는 액체 상태일 수 있다. 표시 패널(10)의 센서영역(SA)에는 유기발광다이오드(OLED)가 배치될 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 광반사층(420)을 향해 빛을 조사할 수 있고, 광반사층(420)은 상기 빛을 반사시켜 변색센서층(20)으로 입사시킬 수 있다. 일 실시예에서, 광반사층(420)에 반사된 빛은 투과율이 상대적으로 높은 제1관통부(TP1)를 통해 변색센서층(20)으로 입사할 수 있다. 따라서, 유기발광다이오드(OLED)에서 방출된 빛은 상대적으로 적게 손실된 상태로 변색센서층(20)에 입사될 수 있다.
광검출층(30)이 변색센서층(20)의 색 변화를 감지할 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)는 대상 물질을 검출할 수 있다. 본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 대상 물질이 액체 상태라도, 대상 물질의 존재 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시 장치(1)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 14는 도 13의 표시 장치(1)의 C 부분을 확대한 확대도이다. 도 13은 도 1a의 A-A'선에 따라 나타낸 단면도이다. 도 13 및 도 14에 있어서, 도 2와 동일한 참조부호는 동일부재를 의미하므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시 패널(10), 하부 커버(40), 상부 커버(50), 및 접착층(60)을 포함할 수 있다.
표시 패널(10)은 상면(10US) 및 하면(10LS)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 표시 패널(10)의 하면(10LS)은 표시 패널(10)의 상면(10US)과 반대되는 면일 수 있다. 일 실시예에서, 하부 커버(40)는 표시 패널(10)의 하면(10LS)에 배치될 수 있다. 상부 커버(50)는 표시 패널(10)의 상면(10US)에 배치될 수 있다.
표시 패널(10)은 센서영역(SA) 및 표시영역(DA)을 포함할 수 있다. 센서영역(SA)은 대상 물질에 노출되는 영역일 수 있다. 표시 패널(10)은 표시영역(DA)에서 화상을 표시할 수 있다.
표시 패널(10)은 관통부(TP)를 구비할 수 잇다. 관통부(TP)는 표시 패널(10)의 상면(10US) 및 표시 패널(10)의 하면(10LS)을 관통할 수 있다. 관통부(TP)는 제1관통부(TP1) 및 제2관통부(TP2)를 포함할 수 있다. 제1관통부(TP1)는 센서영역(SA)과 중첩할 수 있다.
표시 패널(10)은 기판(100), 표시층(200), 봉지층(300), 및 센서회로층(SCL)을 포함할 수 있다. 표시층(200)은 화소회로층(210) 및 표시요소층(220)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 센서영역(SA)과 중첩하는 제1표시요소(DPE1)는 생략될 수 있다.
센서회로층(SCL)은 센서영역(SA)에 중첩할 수 있다. 센서회로층(SCL)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 센서회로층(SCL)은 제1관통부(TP1)를 통해 대상 물질에 노출될 수 있다.
센서회로층(SCL)은 대상 물질을 센싱할 수 있다. 일 실시예에서, 센서회로층(SCL)은 대상 물질에 노출되면 저항이 가변하는 센서 박막트랜지스터(STFT)를 포함할 수 있다. 센서 박막트랜지스터(STFT)는 컨트롤러(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 센서 박막트랜지스터(STFT)는 센서 반도체층(SAct), 센서 게이트전극(SGE), 센서 소스전극(SSE), 및 센서 드레인전극(SDE)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 센서 게이트전극(SGE)은 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 센서 게이트전극(SGE)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 게이트전극(SGE)은 전술한 물질의 단일층 또는 다층으로 구비될 수 있다.
버퍼층(111-1)은 센서 게이트전극(SGE)을 덮을 수 있다. 버퍼층(111-1)은 실리콘질화물(SiNX), 실리콘산질화물(SiON) 및 실리콘산화물(SiO2)과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 전술한 무기 절연물을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다. 다른 실시예에서, 버퍼층(111-1)은 유기 절연물을 포함하거나, 무기 절연물 및 유기 절연물을 포함할 수 있다.
센서 반도체층(SAct)은 버퍼층(111-1) 상에 배치될 수 있다. 센서 반도체층(SAct)은 센서 게이트전극(SGE)과 중첩할 수 있다. 일 실시예에서, 센서 반도체층(SAct)은 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 또는 센서 반도체층(SAct)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 센서 반도체층(SAct)은 채널영역 및 채널영역의 양측에 각각 배치된 드레인영역 및 소스영역을 포함할 수 있다.
M13 박테리오파지(VNP)는 센서 반도체층(SAct)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, M13 박테리오파지(VNP)는 센서 반도체층(SAct)에 패터닝되어 배치될 수 있다.
센서 소스전극(SSE) 및 센서 드레인전극(SDE)은 센서 반도체층(SAct)의 양단에 각각 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 센서 소스전극(SSE)은 센서 반도체층(SAct)의 상기 소스영역과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 센서 드레인전극(SDE)은 센서 반도체층(SAct)의 상기 드레인영역과 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 센서 소스전극(SSE) 및 센서 드레인전극(SDE)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 센서 소스전극(SSE) 및 센서 드레인전극(SDE) 중 적어도 하나는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 센서 소스전극(SSE) 및 센서 드레인전극(SDE) 중 적어도 하나는 Ti/Al/Ti의 다층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 표시 패널(10)이 관통부(TP)를 구비하고 있어, 상대적으로 자유롭게 표시 장치(1)의 형상이 변형될 수 있다. 따라서, 표시 장치(1)는 사용자의 피부 형상에 따라 변형되어 부착될 수 있다.
본 발명의 실시예인 표시 장치(1)는 대상 물질이 표시 패널(10)의 제1관통부(TP1)를 통과하여 센서회로층(SCL)에 도달할 수 있다. 대상 물질이 센서회로층(SCL)에 도달하면, 센서회로층(SCL)에 포함된 센서 박막트랜지스터(STFT)의 저항이 가변할 수 있다. 또한, 센서 박막트랜지스터(STFT)에 흐르는 전류가 가변할 수 있다. 이러한 경우, 센서회로층(SCL)은 저항 변화 및/또는 전류 변화에 대한 정보를 획득할 수 있으며, 컨트롤러(미도시)는 상기 저항 변화 및/또는 상기 전류 변화를 감지하여 대상 물질이 존재하는지 판단할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 표시 패널(10)을 제어하여 표시영역(DA)에서 진단 결과를 표시할 수 있다. 이와 같이 본 발명의 표시 장치(1)는 대상 물질을 검출하는 시스템을 간소화시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
10: 표시 패널
20: 변색센서층
30: 광검출층
30D: 포토다이오드
40: 하부 커버
40H: 하부홀
100: 기판
200: 표시층
420: 광반사층
DPE, DPE1, DPE2: 표시요소, 제1표시요소, 제2표시요소
TP, TP1, TP2: 관통부, 제1관통부, 제2관통부
CF: 컬러 필터
DA, SA: 표시영역, 센서영역
SAct: 센서 반도체층
SCL: 센서회로층
STFT: 센서 박막트랜지스터
VNP: M13 박테리오파지

Claims (20)

  1. 센서영역 및 표시영역을 포함하며, 상면 및 상기 상면과 반대되는 하면을 가진 표시 패널; 및
    상기 센서영역에 중첩하고, 상기 표시 패널의 상면 및 상기 표시 패널의 하면 중 하나에 배치되며, 대상 물질에 노출되면 변색되는 변색센서층;을 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하는 제1관통부를 구비하며,
    상기 변색센서층은 상기 제1관통부와 중첩하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변색센서층은 M13 박테리오파지를 포함하는, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 센서영역과 중첩하며, 포토다이오드 및 상기 포토다이오드 상에 배치된 컬러 필터를 포함하는 광검출층;을 더 포함하고,
    상기 변색센서층은 상기 광검출층 및 상기 표시 패널 사이에 배치되며,
    상기 컬러 필터는 상기 표시 패널 및 상기 포토다이오드 사이에 배치된, 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널의 상기 하면에 대향하며, 상기 제1관통부와 중첩하는 하부홀을 구비한 하부커버;를 더 포함하고,
    상기 하부홀은 상기 변색센서층을 노출시키는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하부커버는 엘라스토머를 포함하는, 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 변색센서층은 상기 표시 패널의 상기 상면과 대향하는, 표시 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 변색센서층은 상기 표시 패널 및 상기 하부커버 사이에 배치된, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치된 표시층, 및 상기 표시층 상에 배치된 광반사층을 포함하고,
    상기 광반사층은 상기 센서영역과 중첩하는, 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    기판 및
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1표시요소와 상기 표시영역과 중첩하는 제2표시요소를 포함하는 표시층을 포함하는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하고, 상기 표시영역과 중첩하는 제2관통부를 구비한, 표시 장치.
  11. 센서영역 및 표시영역을 포함하며, 상면 및 상기 상면과 반대되는 하면을 가진 표시 패널; 및
    상기 센서영역에 중첩하는 M13 박테리오파지;를 포함하고,
    상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1관통부를 구비한, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 센서영역에 중첩하고, 상기 표시 패널의 상면 및 상기 표시 패널의 하면 중 하나에 배치되며, 대상 물질에 노출되면 변색되는 변색센서층;을 더 포함하고,
    상기 M13 박테리오파지는 상기 변색센서층에 배치된, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 센서영역과 중첩하며, 포토다이오드 및 상기 포토다이오드 상에 배치된 컬러 필터를 포함하는 광검출층;을 더 포함하고,
    상기 변색센서층은 상기 광검출층 및 상기 표시 패널 사이에 배치되며,
    상기 컬러 필터는 상기 표시 패널 및 상기 포토다이오드 사이에 배치된, 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널의 상기 하면에 대향하며, 상기 제1관통부와 중첩하는 하부홀을 구비한 하부커버;를 더 포함하고,
    상기 하부홀은 상기 변색센서층을 노출시키는, 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하부커버는 엘라스토머를 포함하는, 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 변색센서층은 상기 표시 패널의 상기 상면에 대향하는, 표시 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 변색센서층은 상기 표시 패널 및 상기 하부커버 사이에 배치되고,
    상기 표시 패널은 기판, 상기 기판 상에 배치된 표시층, 및 상기 표시층 상에 배치된 광반사층을 포함하고,
    상기 광반사층은 상기 센서영역과 중첩하는, 표시 장치.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    기판 및
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하는 제1표시요소과 상기 표시영역과 중첩하는 제2표시요소를 포함하는 표시층을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 표시 패널은,
    기판 및
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 센서영역과 중첩하고, 대상 물질에 노출되면 저항이 가변하는 센서 박막트랜지스터를 포함하는 센서회로층을 포함하고,
    상기 센서 박막트랜지스터는 상기 M13 박테리오파지가 배치된 반도체층을 포함하는, 표시 장치.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 표시 패널은 상기 상면 및 상기 하면을 관통하고, 상기 표시영역과 중첩하는 제2관통부를 구비한, 표시 장치.
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