KR20230003684A - 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 기판; 상기 기판 위에 위치하는 화소 회로부; 상기 화소 회로부와 전기적으로 연결된 발광 다이오드; 상기 화소 회로부 및 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지층; 상기 봉지층 위에 위치하며, 제1 오프닝, 제2 오프닝, 및 제3 오프닝을 가지는 차광 부재; 상기 제1 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 메인부와 인접하는 상기 메인부를 연결하며, 상기 차광 부재와 평면상 중첩하는 중첩부를 포함하는 제1 컬러 필터; 상기 제2 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제2 컬러 필터; 및 상기 제3 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제3 컬러 필터를 포함하는 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.

Description

발광 표시 장치 및 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 개시는 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 발광 표시 장치의 상부에 위치하는 컬러 필터의 구조 및 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 화면을 표시하는 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있다. 이러한 표시 장치는 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이 다양한 전자 기기들에 사용되고 있다.
유기 발광 표시 장치와 같은 표시 장치는 플렉서블 기판을 사용하여 표시 장치가 휘거나 접힐 수 있는 구조를 가질 수 있다.
유기 발광 표시 장치는 화소의 구조가 액정 표시 장치보다 복잡하고 상부에 형성하는 층의 수도 많아 사용하는 마스크의 수가 많으며 제조 공정도 복잡한 단점이 있다.
실시예들은 마스크 수를 감소시켜 컬러 필터를 형성할 수 있는 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 발광 표시 장치는 기판; 상기 기판 위에 위치하는 화소 회로부; 상기 화소 회로부와 전기적으로 연결된 발광 다이오드; 상기 화소 회로부 및 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지층; 상기 봉지층 위에 위치하며, 제1 오프닝, 제2 오프닝, 및 제3 오프닝을 가지는 차광 부재; 상기 제1 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 메인부와 인접하는 상기 메인부를 연결하며, 상기 차광 부재와 평면상 중첩하는 중첩부를 포함하는 제1 컬러 필터; 상기 제2 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제2 컬러 필터; 및 상기 제3 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제3 컬러 필터를 포함한다.
상기 중첩부는 상기 차광 부재와 전 영역에서 중첩할 수 있다.
상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝에 대응하는 컬러 필터 오프닝을 가질 수 있다.
상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝은 상기 차광 부재의 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하며, 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝은 상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝보다 평면상 내측에 위치할 수 있다.
상기 발광 다이오드는 애노드, 발광층, 및 캐소드를 포함하며, 상기 애노드의 가장자리를 덮으며, 상기 애노드와 중첩하는 오프닝을 가지는 블랙 화소 정의막을 더 포함하며, 상기 블랙 화소 정의막은 광차단 물질을 포함할 수 있다.
상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 각각 상기 차광 부재의 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝, 및 상기 제3 오프닝에 평면상 중첩하며, 상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝, 및 상기 제3 오프닝보다 평면상 내측에 위치할 수 있다.
상기 제2 컬러 필터, 상기 제3 컬러 필터, 상기 차광 부재의 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝, 상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝, 및 상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 동일한 평면 모양을 가지거나, 동일한 평면 모양에 모따기된 모양을 가질 수 있다.
상기 차광 부재와 중첩하는 감지 전극을 더 포함하며, 상기 감지 전극은 평면상 상기 중첩부와도 중첩할 수 있다.
상기 발광 표시 장치는 빛이 투과할 수 있는 광센서 영역을 더 포함하며, 상기 광센서 영역에는 상기 제1 컬러 필터, 상기 차광 부재, 및 상기 블랙 화소 정의막에는 각각 추가 오프닝이 형성될 수 있다.
상기 광센서 영역에 위치하는 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝은 인접하는 상기 컬러 필터 오프닝과 일체로 형성될 수 있다.
상기 광센서 영역에 인접하여 위치하는 상기 컬러 필터 오프닝 3개와 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝 2개가 일체로 형성될 수 있다.
상기 차광 부재의 상기 추가 오프닝은 평면상 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝의 내측에 형성되며, 상기 블랙 화소 정의막의 상기 추가 오프닝은 평면상 상기 차광 부재의 상기 추가 오프닝의 내측에 형성될 수 있다.
상기 차광 부재와 중첩하는 감지 전극을 더 포함하며, 상기 감지 전극은 평면상 상기 중첩부와도 중첩할 수 있다.
상기 발광 표시 장치는 상기 광센서 영역의 주변에 위치하며, 빛이 투과할 수 있는 광 투과 영역을 가지는 컴포넌트 영역이 위치할 수 있다.
상기 광센서 영역은 복수개 형성될 수 있다.
상기 블랙 화소 정의막의 위에 위치하며, 단차를 가지는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 컬러 필터 및 상기 제3 컬러 필터는 잉크젯 방식으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 제조 방법은 봉지층 위에 제1 오프닝, 제2 오프닝, 제3 오프닝을 포함하는 차광 부재를 형성하는 단계; 제1 컬러 필터용 유기 물질을 전 영역에 적층한 후 마스크를 사용하여 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 각각 컬러 필터 오프닝을 가지는 제1 컬러 필터를 형성하는 단계; 제2 컬러 필터용 유기 물질을 상기 제2 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제2 컬러 필터를 완성하는 단계; 제3 컬러 필터용 유기 물질을 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제3 컬러 필터를 완성하는 단계를 포함한다.
상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행한 후 상기 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 및 상기 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행 전에 상기 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 및 상기 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행할 수 있다.
실시예들에 따르면, 하나의 색의 컬러 필터만 마스크를 사용하여 형성하고, 컬러 필터 또는 차광 부재에 형성된 오프닝에 나머지 두 컬러 필터는 잉크젯 방식으로 형성하여 사용하는 마스크의 개수를 감소시킬 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용 상태를 도시하는 개략 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 4는 또 다른 일 실시예에 따른 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 개략 단면도이다.
도 6는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 상부 패널층 중 일부의 평면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 컬러 필터의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 8는 도 7의 실시예에 따른 발광 표시 장치의 일부분의 개략 단면도이다.
도 9는 도 8의 실시예에 대한 컬러 필터의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 10은 도 8의 실시예의 변형 구조를 도시한 개략 단면도이다.
도 11 및 도 12은 도 7의 실시예의 변형 구조를 도시한 평면도이다.
도 13 내지 도 15은 일 실시예에 따른 컬러 필터, 차광 부재 및 화소 정의막의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 16는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 상부 패널층 중 일 부의 평면도이다.
도 18는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치에 포함된 하나의 화소의 회로도이다.
도 19는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
이하에서는 도 1 내지 도 3을 통하여 개략적인 발광 표시 장치의 구조에 대하여 살펴본다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 사용 상태를 도시하는 개략 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
일 실시예에 따른 발광 표시 장치(1000)는 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), 내비게이션, UMPC(Ultra Mobile PC) 등과 같은 휴대용 전자 기기 뿐만 아니라, 텔레비전, 노트북, 모니터, 광고판, 사물 인터넷(internet of things, IOT) 등의 다양한 제품의 표시 화면으로 사용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(1000)는 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 발광 표시 장치(1000)는 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 1은 설명의 편의를 위하여 발광 표시 장치(1000)가 스마트 폰으로 사용되는 것을 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 표시 장치(1000)는 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2) 각각에 평행한 표시면에 제3 방향(DR3)을 향해 영상을 표시할 수 있다. 영상이 표시되는 표시면은 발광 표시 장치(1000)의 전면(front surface)과 대응될 수 있으며, 커버 윈도우(WU)의 전면과 대응될 수 있다. 영상은 동적인 영상은 물론 정지 영상을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 영상이 표시되는 방향을 기준으로 각 부재들의 전면(또는 상면)과 배면(또는 하면)이 정의된다. 전면과 배면은 제3 방향(DR3)에서 서로 대향(opposing)되고, 전면과 배면 각각의 법선 방향은 제3 방향(DR3)과 평행할 수 있다. 전면과 배면 사이의 제3 방향(DR3)에서의 이격 거리는 발광 표시 패널(DP)의 제3 방향(DR3)에서의 두께와 대응될 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 표시 장치(1000)는 외부에서 인가되는 사용자의 입력(도 1의 손 참고)을 감지할 수 있다. 사용자의 입력은 사용자 신체의 일부, 광, 열, 또는 압력 등 다양한 형태의 외부 입력들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 사용자의 입력은 전면에 인가되는 사용자의 손으로 도시 되었다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 사용자의 입력은 다양한 형태로 제공될 수 있고, 또한, 발광 표시 장치(1000)는 발광 표시 장치(1000)의 구조에 따라 발광 표시 장치(1000)의 측면이나 배면에 인가되는 사용자의 입력을 감지할 수도 있다.
한편, 표시 영역(DA)은 크게 제1 표시 영역(DA1)과 제2 표시 영역(DA2; 이하 컴포넌트 영역이라고도 함)으로 구분될 수 있으며, 일 실시예에서, 제2 표시 영역(DA2)은 광 투과 영역을 포함할 수 있으며, 추가적으로 화상을 표시하는 화소도 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 카메라나 광 센서와 같은 광학 소자(ES)와 적어도 일부 중첩되는 영역일 수 있다. 도 1에는 제2 표시 영역(DA2)이 발광 표시 장치(1000)의 우측 상단에 원 형상으로 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제2 표시 영역(DA2)은 광학 소자(ES)의 개수 및 형상에 따라 다양한 개수 및 형상으로 구비될 수 있다.
발광 표시 장치(1000)는 제2 표시 영역(DA2)을 통해 광학 소자(ES)에 필요한 외부 신호를 수신하거나, 광학 소자(ES)로부터 출력되는 신호를 외부에 제공할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 표시 영역(DA2)이 광 투과 영역과 중첩하게 구비됨으로써, 광 투과 영역을 형성하기 위한 차단 영역(BA)의 면적이 감소될 수 있다. 여기서, 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮은 영역으로 베젤 영역을 포함할 수 있다.
발광 표시 장치(1000)는 커버 윈도우(WU), 하우징(HM), 발광 표시 패널(DP), 및 광학 소자(ES)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 커버 윈도우(WU)와 하우징(HM)은 결합되어 발광 표시 장치(1000)의 외관을 구성할 수 있다.
커버 윈도우(WU)는 절연 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(WU)는 유리, 플라스틱, 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
커버 윈도우(WU)의 전면은 발광 표시 장치(1000)의 전면을 정의할 수 있다. 투과 영역(TA)은 광학적으로 투명한 영역일 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 약 90% 이상의 가시광선 투과율을 가진 영역일 수 있다.
차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)의 형상을 정의할 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)에 인접하며 투과 영역(TA)을 둘러쌀 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)에 비해 상대적으로 광 투과율이 낮은 영역일 수 있다. 차단 영역(BA)은 광을 차광하는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 차단 영역(BA)은 소정의 컬러를 가질 수 있다. 차단 영역(BA)은 투과 영역(TA)을 정의하는 투명 기판과 별도로 제공되는 베젤층에 의해 정의되거나, 투명 기판에 삽입 또는 착색되어 형성된 잉크층에 의해 정의될 수 있다.
발광 표시 패널(DP)은 영상을 표시하는 표시 패널(DP), 외부 입력을 감지하는 터치 센서(TS), 및 구동부(50)를 포함할 수 있다. 발광 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)을 포함하는 전면을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 전기적 신호에 따라 화소가 동작하여 빛을 방출하는 영역일 수 있다.
일 실시예에서, 표시 영역(DA)은 화소를 포함하여 영상이 표시되는 영역이며, 동시에 화소의 제3 방향(DR3)으로 상측에 터치 센서(TS)가 위치하여 외부 입력이 감지되는 영역일 수 있다.
커버 윈도우(WU)의 투과 영역(TA)은 발광 표시 패널(DP)의 표시 영역(DA)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 예를 들어, 투과 영역(TA)은 표시 영역(DA)의 전면과 중첩되거나, 표시 영역(DA)의 적어도 일부와 중첩될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 투과 영역(TA)을 통해 영상을 시인하거나, 영상에 기초하여 외부 입력을 제공할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 표시 영역(DA) 내에서 영상이 표시되는 영역과 외부 입력이 감지되는 영역이 서로 분리될 수도 있다.
발광 표시 패널(DP)의 비표시 영역(PA)은 커버 윈도우(WU)의 차단 영역(BA)과 적어도 일부 중첩될 수 있다. 비표시 영역(PA)은 차단 영역(BA)에 의해 커버되는 영역일 수 있다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)에 인접하며, 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 비표시 영역(PA)은 영상이 표시되지 않으며, 표시 영역(DA)을 구동하기 위한 구동 회로나 구동 배선 등이 배치될 수 있다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)이 외측에 위치하는 제1 주변 영역(PA1)과 구동부(50), 연결 배선 및 벤딩 영역을 포함하는 제2 주변 영역(PA2)을 포함할 수 있다. 도 2의 실시예에서는 제1 주변 영역(PA1)은 표시 영역(DA)의 3측에 위치하며, 제2 주변 영역(PA2)은 표시 영역(DA)의 나머지 일측에 위치한다.
일 실시예에서, 발광 표시 패널(DP)은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)이 커버 윈도우(WU)를 향하는 평탄한 상태로 조립될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 발광 표시 패널(DP)의 비표시 영역(PA)의 일부는 휘어질 수 있다. 이때, 비표시 영역(PA) 중 일부는 발광 표시 장치(1000)의 배면을 향하게 되어, 발광 표시 장치(1000) 전면에 보여지는 차단 영역(BA)이 감소될 수 있으며, 도 2에서는 제2 주변 영역(PA2)이 벤딩되어 표시 영역(DA)의 배면에 위치시킨 후 조립할 수 있다.
표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)을 포함할 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 광 투과 영역을 포함하여 제1 표시 영역(DA1)에 비해 상대적으로 높은 광 투과율을 가질 수 있다. 또한, 제2 표시 영역(DA2)은 제1 표시 영역(DA1)에 비해 상대적으로 작은 면적을 가질 수 있다. 제2 표시 영역(DA2)은 발광 표시 패널(DP) 중 광학 소자(ES)가 하우징(HM) 내부에 배치되는 영역과 중첩되는 영역으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 표시 영역(DA2)은 원 형상으로 도시 되었으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다 제2 표시 영역(DA2)은 다각형, 타원, 적어도 하나의 곡선을 가진 도형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)은 제2 표시 영역(DA2)에 인접할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 표시 영역(DA1)은 제2 표시 영역(DA2)의 전체를 둘러쌀 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 표시 영역(DA1)은 제2 표시 영역(DA2)을 부분적으로 둘러쌀 수도 있다.
도 3을 참조하면, 발광 표시 패널(DP)은 표시 화소가 포함되는 표시 영역(DA)과 터치 센서(TS)를 포함할 수 있다. 발광 표시 패널(DP)은 영상을 생성하는 구성인 화소를 포함하여 투과 영역(TA)을 통해 외부에서 사용자에게 시인될 수 있다. 또한, 터치 센서(TS)는 화소의 상부에 위치할 수 있으며, 외부에서 인가되는 외부 입력을 감지할 수 있다. 터치 센서(TS)는 커버 윈도우(WU)에 제공되는 외부 입력을 감지할 수 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 제2 주변 영역(PA2)은 벤딩부를 포함할 수 있다. 표시 영역(DA) 및 제1 주변 영역(PA1)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)이 정의하는 평면과 실질적으로 평행한 상태로 평편한 상태를 가질 수 있으며, 제2 주변 영역(PA2)의 일측은 평편한 상태에서부터 연장되어 벤딩부를 거친 후 다시 평편한 상태를 가질 수도 있다. 그 결과, 제2 주변 영역(PA2)의 적어도 일부는 벤딩되어 표시 영역(DA)의 배면 측에 위치하도록 조립될 수 있다. 제2 주변 영역(PA2)의 적어도 일부는 조립될 때, 표시 영역(DA)과 평면상에서 중첩되므로, 발광 표시 장치(1000)의 차단 영역(BA)이 감소될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제2 주변 영역(PA2)은 벤딩되지 않을 수도 있다.
구동부(50)는 제2 주변 영역(PA2)상에 실장될 수 있으며, 벤딩부 상에 실장되거나 벤딩부의 양측중 한 곳에 위치할 수 있다. 구동부(50)는 칩 형태로 구비될 수 있다.
구동부(50)는 표시 영역(DA)과 전기적으로 연결되어 표시 영역(DA)에 전기적 신호를 전달할 수 있다. 예를 들어, 구동부(50)는 표시 영역(DA)에 배치된 화소들(PX)에 데이터 신호들을 제공할 수 있다. 또는, 구동부(50)는 터치 구동 회로를 포함할 수 있고, 표시 영역(DA)에 배치된 터치 센서(TS)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 한편, 구동부(50)는 상술한 회로들 외에도 다양한 회로를 포함하거나 다양한 전기적 신호들을 표시 영역(DA)에 제공하도록 설계될 수 있다.
한편, 발광 표시 장치(1000)는 제2 주변 영역(PA2)의 끝단에는 패드부가 위치할 수 있으며, 패드부에 의하여 구동칩을 포함하는 가요성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed circuit board, FPCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 가요성 인쇄 회로 기판에 위치하는 구동칩은 발광 표시 장치(1000)를 구동하기 위한 각종 구동 회로나 전원 공급을 위한 커넥터 등을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서 가요성 인쇄 회로 기판 대신, 리지드한 인쇄 회로 기판(Printed circuit board, PCB)이 사용될 수 있다.
광학 소자(ES)는 발광 표시 패널(DP)의 하부에 배치될 수 있다. 광학 소자(ES)는 제2 표시 영역(DA2)을 통해 전달되는 외부 입력을 수신하거나 제2 표시 영역(DA2)을 통해 신호를 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 상대적으로 투과율이 높은 제2 표시 영역(DA2)이 표시 영역(DA) 내부에 구비됨으로써, 광학 소자(ES)가 표시 영역(DA)과 중첩되도록 배치시킬 수 있고, 이에 따라, 차단 영역(BA)의 면적(또는, 크기)을 감소시킬 수 있다.
도 3을 참조하면, 발광 표시 장치(1000)는 발광 표시 패널(DP), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)을 포함할 수 있다. 발광 표시 패널(DP), 전원 공급 모듈(PM), 제1 전자 모듈(EM1), 및 제2 전자 모듈(EM2)은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3에는 발광 표시 패널(DP)의 구성 중 표시 영역(DA)에 위치하는 표시 화소와 터치 센서(TS)가 예시적으로 도시되었다.
전원공급 모듈(PM)은 발광 표시 장치(1000)의 전반적인 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원공급 모듈(PM)은 통상적인 배터리 모듈을 포함할 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1) 및 제2 전자 모듈(EM2)은 발광 표시 장치(1000)를 동작시키기 위한 다양한 기능성 모듈을 포함할 수 있다. 제1 전자 모듈(EM1)은 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결된 마더보드에 직접 실장 되거나 별도의 기판에 실장 되어 커넥터(미도시) 등을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전자 모듈(EM1)은 제어 모듈(CM), 무선통신 모듈(TM), 영상입력 모듈(IIM), 음향입력 모듈(AIM), 메모리(MM), 및 외부 인터페이스(IF)를 포함할 수 있다. 모듈들 중 일부는 마더보드에 실장되지 않고, 이와 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로 기판을 통해 마더보드에 전기적으로 연결될 수도 있다.
제어 모듈(CM)은 발광 표시 장치(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(CM)은 마이크로프로세서일 수 있다. 예를 들어, 제어 모듈(CM)은 표시 패널(DP)을 활성화 시키거나, 비활성화 시킨다. 제어 모듈(CM)은 표시 패널(DP)로부터 수신된 터치 신호에 근거하여 영상입력 모듈(IIM)이나 음향입력 모듈(AIM) 등의 다른 모듈들을 제어할 수 있다.
무선통신 모듈(TM)은 블루투스 또는 와이파이 회선을 이용하여 다른 단말기와 무선 신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 일반 통신회선을 이용하여 음성신호를 송/수신할 수 있다. 무선통신 모듈(TM)은 송신할 신호를 변조하여 송신하는 송신부(TM1)와, 수신되는 신호를 복조하는 수신부(TM2)를 포함한다.
영상입력 모듈(IIM)은 영상 신호를 처리하여 발광 표시 패널(DP)에 표시 가능한 영상 데이터로 변환할 수 있다. 음향입력 모듈(AIM)은 녹음 모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력 받아 전기적인 음성 데이터로 변환할 수 있다.
외부 인터페이스(IF)는 외부 충전기, 유/무선 데이터 포트, 카드 소켓(예를 들어, 메모리 카드(Memory card), SIM/UIM card) 등에 연결되는 인터페이스 역할을 할 수 있다.
제2 전자 모듈(EM2)은 음향출력 모듈(AOM), 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있으며, 이 중 적어도 일부는 광학 소자(ES)로 도 1 및 도 2와 같이 표시 영역(DA)의 배면에 위치할 수 있다. 광학 소자(ES)로는 발광 모듈(LM), 수광 모듈(LRM), 및 카메라 모듈(CMM) 등을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전자 모듈(EM2)은 마더보드에 직접 실장되거나, 별도의 기판에 실장되어 커넥터(미도시) 등을 통해 발광 표시 패널(DP)과 전기적으로 연결되거나, 제1 전자 모듈(EM1)과 전기적으로 연결될 수 있다.
음향출력 모듈(AOM)은 무선통신 모듈(TM)로부터 수신된 음향 데이터 또는 메모리(MM)에 저장된 음향 데이터를 변환하여 외부로 출력할 수 있다.
발광 모듈(LM)은 광을 생성하여 출력할 수 있다. 발광 모듈(LM)은 적외선을 출력할 수 있다. 예를 들어, 발광 모듈(LM)은 LED 소자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수광 모듈(LRM)은 적외선을 감지할 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 소정 레벨 이상의 적외선이 감지된 때 활성화될 수 있다. 수광 모듈(LRM)은 CMOS 센서를 포함할 수 있다. 발광 모듈(LM)에서 생성된 적외광이 출력된 후, 외부 피사체(예컨대 사용자 손가락 또는 얼굴)에 의해 반사되고, 반사된 적외광이 수광 모듈(LRM)에 입사될 수 있다. 카메라 모듈(CMM)은 외부의 이미지를 촬영할 수 있다.
일 실시예에서, 광학 소자(ES)는 추가적으로, 광 감지 센서나 열 감지 센서를 포함할 수 있다. 광학 소자(ES)는 전면을 통해 수신되는 외부 피사체를 감지하거나 전면을 통해 음성 등의 소리 신호를 외부에 제공할 수 있다. 또한, 광학 소자(ES)는 복수의 구성들을 포함할 수도 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
다시, 도 2를 참조하면, 하우징(HM)은 커버 윈도우(WU)와 결합될 수 있다. 커버 윈도우(WU)는 하우징(HM)의 전면에 배치될 수 있다. 하우징(HM)은 커버 윈도우(WU)와 결합되어 소정의 수용공간을 제공할 수 있다. 발광 표시 패널(DP) 및 광학 소자(ES)는 하우징(HM)과 커버 윈도우(WU) 사이에 제공된 소정의 수용공간에 수용될 수 있다.
하우징(HM)은 상대적으로 높은 강성을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(HM)은 유리, 플라스틱, 또는 금속을 포함하거나, 이들의 조합으로 구성된 복수 개의 프레임 및/또는 플레이트를 포함할 수 있다. 하우징(HM)은 내부 공간에 수용된 발광 표시 장치(1000)의 구성들을 외부 충격으로부터 안정적으로 보호할 수 있다.
이하에서는 도 4를 통하여 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치(1000)의 구조를 살펴본다.
도 4는 또 다른 일 실시예에 따른 발광 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 4의 실시예에서는 발광 표시 장치(1000)가 폴딩 라인(FAX)을 통하여 접히는 구조의 폴더블 발광 표시 장치를 도시하고 있다.
폴더블 발광 표시 장치에서는 제2 표시 영역(DA2; 이하 컴포넌트 영역이라고도 함)이 도 4에서와 같이 일측의 가장자리에 위치할 수 있다.
도 4의 제2 표시 영역(DA2)의 배면에는 카메라나 광학 센서와 같은 광학 소자가 위치하며, 제2 표시 영역(DA2)에는 광 투과 영역이 위치한다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에서, 발광 표시 장치(1000)는 폴더블 발광 표시 장치일 수 있다. 발광 표시 장치(1000)는 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측 또는 내측으로 접힐 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 접히는 경우, 발광 표시 장치(1000)의 표시면은 제3 방향(DR3)으로 외측에 각각 위치하여 양 방향으로 화상이 표시될 수 있다. 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 접히는 경우에는 표시면이 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
발광 표시 장치(1000)는 하우징, 발광 표시 패널 및 커버 윈도우를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 발광 표시 패널은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이며, 동시에 외부 입력이 감지되는 영역일 수 있다. 표시 영역(DA)은 후술하는 복수의 화소들이 배치되는 영역일 수 있다.
표시 영역(DA)은 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 표시 영역(DA1)은 제1-1 표시 영역(DA1-1), 제1-2 표시 영역(DA1-2), 및 폴딩영역(FA)으로 구분될 수 있다. 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 폴딩축(FAX)을 기준으로(또는, 중심으로) 각각 좌측과 우측에 위치할 수 있고, 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)의 사이에 폴딩영역(FA)이 위치할 수 있다. 이 때, 폴딩축(FAX)을 기준으로 외측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 제3 방향(DR3)으로 양 측에 위치하게 되며 양 방향으로 화상을 표시할 수 있다. 또한, 폴딩축(FAX)을 기준으로 내측으로 폴딩되면 제1-1 표시 영역(DA1-1)과 제1-2 표시 영역(DA1-2)은 외부에서 시인되지 않을 수 있다.
이하에서는 도 5를 통하여 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(DP)의 구조에 대하여 살펴본다.
도 5는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 개략 단면도이다.
일 실시예에 따른 발광 표시 장치(DP)는 기판(110) 위에 발광 다이오드를 형성하여 화상을 표시할 수 있으며, 복수의 감지 전극(540, 541)을 포함하여 터치를 감지할 수 있고, 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)를 포함하여 발광 다이오드에서 방출되는 빛에 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 가지는 색상 특성도 가지게 된다.
차광 부재(220)는 각 컬러 필터(230R, 230G, 230B)에 대응하여 오프닝(OPBM)을 가진다. 각 컬러 필터(230R, 230G, 230B)는 해당 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)과 평면상 중첩하며, 해당 오프닝(OPBM)을 채운다. 또한, 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 중 하나(도 5의 실시예에서는 적색 컬러 필터(230R))는 다른 두 컬러 필터(230G, 230B)에 대응하는 부분에 컬러 필터 오프닝(도 6의 OPCrg, OPCrb 참고)을 가지며, 컬러 필터 오프닝을 제외하고는 전체적으로 형성되어 있다. 그 결과 차광 부재(220)의 상부에는 모두 적색 컬러 필터(정확하게는 중첩부(230R-1))가 위치한다. 즉, 차광 부재(220)와 적색 컬러 필터(230R)는 평면상 중첩하는 구조를 가지며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 중 적색 컬러 필터(230R)용 오프닝(OPBM)에 추가적으로 적색 컬러 필터(230R-m; 이하 메인부라고도 함)가 형성되어 있다. 적색 컬러 필터(230R)는 차광 부재(220)의 적색 컬러 필터(230R)용 오프닝(OPBM)에 위치하는 메인부(230R-m)와 인접하는 메인부(230R-m)를 연결하고 차광 부재(220)와 평면상 중첩하는 중첩부(230R-1)를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 여기서, 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 중 하나(도 5의 실시예에서는 적색 컬러 필터(230R))는 전 영역에 적층 후 마스크를 사용하여 오프닝을 형성할 수 있으며, 나머지 컬러 필터(230G, 230B)는 컬러 필터나 차광 부재(220)의 오프닝 내에 잉크젯 방식으로 형성할 수 있다. 나머지 컬러 필터(230G, 230B)는 차광 부재(220)의 나머지 오프닝(OPBM)과 중첩하는 부분에만 위치하는 구조를 가질 수 있으며, 오프닝(OPBM)의 내를 채우며, 일부 오프닝(OPBM)의 외부에도 위치할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 발광 표시 장치(DP)의 전면에는 편광판을 형성하지 않으며, 대신 블랙 화소 정의막(380)을 사용하면서, 상부에 차광 부재(220)와 컬러 필터(230)를 형성하여 외부광이 내부로 입사되더라도 블랙 화소 정의막(380)에 차단되고 외부로 반사되어 사용자에게로 전달되지 않도록 할 수 있다. 이 때, 블랙 화소 정의막(380)은 광차단 물질을 포함하는 검은색 유기 물질로 형성될 수 있다.
도 5의 발광 표시 장치(DP)는 블랙 화소 정의막(380)의 위에는 단차를 가지는 구조의 스페이서(385)를 가질 수 있다. 스페이서(385)는 높이가 높은 제1 부분(385-1)과 제1 부분(385-1)보다 높이가 낮으며, 제1 부분(385-1)의 주변에 위치하는 제2 부분(385-2)이 형성되어 있다. 스페이서(385)는 발광 표시 장치(DP)에 스크레치 강도를 높여 누름 압력에 따른 불량 발생률을 낮출 수 있으며, 또한, 스페이서(385)의 상부에 위치하는 기능층(FL)과의 접착력을 높여 외부로부터 습기 및 공기가 주입되지 않도록 할 수 있다. 또한, 높은 접착력은 발광 표시 장치(DP)가 플렉서블 특성을 가지는 경우 접었다 폈다 하는 경우 층간의 접착력이 떨어지는 문제점을 제거할 수도 있다.
도 5의 실시예에 따른 발광 표시 장치(DP)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
기판(110)은 유리 등의 리지드(rigid)한 특성을 가져 휘지 않는 물질을 포함하거나 플라스틱이나 폴리 이미드(Polyimid)와 같이 휠 수 있는 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다.
기판(110)의 위에는 복수의 박막 트랜지스터가 형성되지만, 도 5에서는 생략하였으며, 박막 트랜지스터를 덮는 유기막(180)만이 도시되어 있다.
하나의 화소는 발광 다이오드 및 발광 다이오드에 발광 전류를 전달하는 복수의 트랜지스터 및 커패시터가 형성되어 있는 화소 회로부가 형성되어 있다. 도 5에서는 화소 회로부는 도시하지 않았으며, 화소 회로부의 구조는 실시예에 따라 다양할 수 있으나 일 실시예를 도 18 및 도 19에서 후술한다. 도 5에서는 화소 회로부를 덮는 유기막(180)부터 도시하였다.
유기막(180)의 위에는 애노드(Anode), 발광층(EL) 및 캐소드(Cathode)를 포함하는 발광 다이오드가 위치한다.
애노드(Anode)는 투명 전도성 산화막 및 금속 물질을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 구성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), 폴리(poly)-ITO, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있고, 금속 물질은 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
발광층(EL)은 유기 발광 물질로 형성될 수 있으며, 인접하는 발광층(EL)이 서로 다른 색을 표시할 수 있다. 한편 실시예에 따라서는 상부에 위치하는 컬러 필터(230R, 230G, 230B)로 인하여 각 발광층(EL)이 동일한 색의 빛을 표시할 수도 있다.
유기막(180) 및 애노드(Anode)의 위에는 블랙 화소 정의막(380)이 위치하며, 블랙 화소 정의막(380)은 오프닝(OP)이 형성되며, 오프닝은 애노드(Anode)의 일부와 중첩하고, 오프닝(OP)에 의하여 노출되는 애노드(Anode)의 위에 발광층(EL)이 위치하고 있다. 발광층(EL)은 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝 내에만 위치할 수 있으며, 블랙 화소 정의막(380)에 의하여 인접하는 발광층(EL)과 구분되어 있다. 블랙 화소 정의막(380)은 네거티브(negative) 타입의 검은색을 띄는 유기 물질로 형성될 수 있다. 검은색을 띄는 유기 물질은 광차단 물질을 포함할 수 있으며, 광차단 물질로는 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예를 들면, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴, 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들면, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 블랙 화소 정의막(380)은 광차단 물질을 포함하여 검은색을 가지며, 빛이 반사되지 않고 흡수/차단되는 특성을 가질 수 있다. 네거티브 타입을 유기 물질을 사용하므로 마스크로 가려진 부분이 제거되는 특성을 가질 수 있다.
블랙 화소 정의막(380)의 위에는 스페이서(385)가 형성되어 있다. 스페이서(385)는 높이가 높고 좁은 영역에 위치하는 제1 부분(385-1) 및 높이가 낮고 넓은 영역에 위치하는 제2 부분(385-2)을 포함한다. 도 5에서는 스페이서(385)내에 점선을 통하여 제1 부분(385-1)과 제2 부분(385-2)이 분리 도시되어 있다. 여기서, 제1 부분(385-1)은 스크레치 강도를 강화하여 누름 압력에 대한 강성을 확보하는 역할을 제공할 수 있다. 제2 부분(385-2)은 블랙 화소 정의막(380)과 상부의 기능층(FL)간의 접촉 보조의 역할을 할 수 있다. 제1 부분(385-1) 및 제2 부분(385-2)은 동일한 물질로 형성되며, 포지티브(positive) 타입의 감광성 유기 물질로 형성될 수 있으며, 일 예로 감광성 폴리 이미드(PSPI)가 사용될 수 있다. 포지티브 특성을 가지므로 마스크로 가려지지 않은 부분이 제거될 수 있다. 스페이서(385)는 투명성을 가져 빛이 투과 및/또는 반사될 수 있다.
블랙 화소 정의막(380)의 상부면의 90% 이상은 스페이서(385)에 의하여 덮여 있으며, 제2 부분(385-2)의 에지는 블랙 화소 정의막(380)의 에지로부터 이격되어 있는 구조를 가져 블랙 화소 정의막(380)의 일부는 스페이서(385)에 의하여 덮히지 않는 구조를 가질 수 있다.
발광층(EL), 스페이서(385) 및 노출된 블랙 화소 정의막(380)의 위에는 기능층(FL)이 위치하고 있으며, 기능층(FL)은 발광 표시 장치(DP)의 전면에 형성될 수 있다. 기능층(FL)은 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 전달층, 및 정공 주입층을 포함할 수 있으며, 기능층(FL)은 발광층(EML)의 상하에 위치할 수 있다. 즉, 애노드(Anode) 위에 정공 주입층, 정공 전달층, 발광층(EML), 전자 전달층, 전자 주입층, 및 캐소스(Cathode)가 순차적으로 위치하여 기능층(FL) 중 정공 주입층 및 정공 전달층은 발광층(EML)의 하부에 위치하고, 전자 전달층 및 전자 주입층은 발광층(EML)의 상부에 위치할 수 있다.
캐소드(Cathode)는 투광성 전극 또는 반사 전극으로 형성될 일 수 있다. 실시예에 따라서, 캐소드는 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오린화 리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오린화 리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg) 및 이들의 화합물을 포함하는 일 함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 인듐(In2O3) 등의 투명 산화 도전막(TCO; transparent conductive oxide)이 더 배치될 수 있다. 캐소드는 발광 표시 장치(DP) 전면에 걸쳐 일체(一體)로 형성될 수 있다.
캐소드(Cathode) 위에는 봉지층(400)이 위치한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함하며, 도 5에서는 제1 무기 봉지층(401), 유기 봉지층(402) 및 제2 무기 봉지층(403)을 포함하는 삼중층 구조를 가진다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 유기 물질로 형성되는 발광층(EL)을 보호하기 위한 것일 수 있다. 실시예에 따라 봉지층(400)은 무기층과 유기층이 순차적으로 더 적층된 구조를 포함할 수 있다.
봉지층(400) 위에는 터치 감지를 위하여 감지 절연층(501, 510, 511) 및 복수의 감지 전극(540, 541)이 위치한다. 도 5의 실시예에서는 두 개의 감지 전극(540, 541)을 이용하여 정전용량 방식(capacitive type)으로 터치를 감지하지만, 실시예에 따라서는 하나의 감지 전극만을 사용하여 셀프 캡 방식으로도 터치를 감지할 수도 있다. 복수의 감지 전극(540, 541)은 감지 절연층(501, 510, 511)을 사이에 두고 절연될 수 있으며, 일부는 감지 절연층(501, 510, 511)에 위치하는 오프닝을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 감지 전극(540, 541)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 하부 감지 전극(541)의 하부에는 하부 감지 절연층(501)이 위치하고, 하부 감지 전극(541)과 상부 감지 전극(540)의 사이에는 중간 감지 절연층(501, 510, 511)이 위치하며, 상부 감지 전극(540)과 차광 부재(220)의 사이에는 상부 감지 절연층(511)이 위치한다. 상부 감지 절연층(511)은 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 아래에도 위치할 수 있다.
상부의 감지 전극(540)의 위에는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 위치한다.
차광 부재(220)는 감지 전극(540, 541)과 평면상 중첩하도록 위치할 수 있다. 차광 부재(220)는 오프닝(OPBM; 이하 차광 부재 오프닝이라고도 함)을 가지며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)은 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP; 이하 화소 정의막 오프닝이라고도 함)과 평면상 중첩한다. 또한, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)은 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)보다 넓게 형성될 수 있어 평면상 차광 부재(220)는 오프닝(OPBM)의 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치할 수 있다. 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)과 중첩(즉, 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)에 의하여 노출)되어 있는 애노드(Anode)도 차광 부재(220)에 의하여 평면상 가려지지 않는 구조를 가질 수 있다.
감지 절연층(501, 510, 511) 및 차광 부재(220) 위에는 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 위치한다. 컬러 필터(230R, 230G, 230B)는 적색광(Red light)을 투과시키는 적색 컬러 필터(230R), 녹색광(Green light)을 투과시키는 녹색 컬러 필터(230G) 및 청색광(Blue light)을 투과시키는 청색 컬러 필터(230B)를 포함한다. 도 5의 실시예에서 적색 컬러 필터(230R)는 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)에 위치하는 메인부 외에 차광 부재(220)와 중첩하는 중첩부(230R-1)를 더 포함한다. 적색 컬러 필터(230R)의 중첩부(230R-1)는 모든 차광 부재(220)의 상부에 위치할 수 있다. 중첩부(230R-1)는 인접하는 메인부를 서로 연결하는 구조를 가질 수 있다. 실시예에 따라서는 중첩부가 녹색 컬러 필터(230G)나 청색 컬러 필터(230B)로 형성될 수도 있다.
각각의 컬러 필터(230R, 230G, 230B)는 발광 다이오드의 애노드(Anode)와 평면상 중첩하도록 위치할 수 있다. 발광층(EL)에서 방출된 빛은 컬러 필터를 지나면서 해당 색으로 변경되면서 방출될 수 있으므로, 발광층(EL)에서 방출되는 빛이 모두 동일한 색을 가질 수도 있다. 하지만, 발광층(EL)에서는 서로 다른 색의 빛을 나타내며, 이와 동일한 색의 컬러 필터를 지나도록 하여 표시되는 색감을 강화시킬 수도 있다.
차광 부재(220)는 각각의 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 사이에 위치할 수 있다. 실시예에 따라서 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 색변환층으로 대체되거나, 색변환층을 더 포함할 수 있다. 색변환층은 퀀텀 닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다.
컬러 필터(230R, 230G, 230B) 위에는 컬러 필터(230R, 230G, 230B)를 덮는 평탄화층(550)이 위치한다. 평탄화층(550)은 발광 표시 장치의 상면을 평탄화하기 위한 것으로, 폴리 이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 투명한 유기 절연막일 수 있다.
실시예에 따라서 평탄화층(550)의 위에는 표시 장치의 정면 시인성 및 출광 효율을 향상시키기 위하여 저 굴절층 및 추가 평탄화층이 더 위치할 수 있다. 저 굴절층과 고굴절 특성을 가지는 추가 평탄화층에 의하여 전면으로 빛이 굴절되면서 방출되도록 할 수 있다.
본 실시예에서는 평탄화층(550)의 상부에 편광판은 포함되지 않는다. 즉, 편광판은 외부광이 입사되어 애노드(Anode) 등에서 반사되면서 사용자가 시인하면서 표시 품질이 저하되는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 블랙 화소 정의막(380)을 사용하여 애노드(Anode)의 측면을 덮어 애노드(Anode)에서 반사되는 정도를 줄이며, 차광 부재(220)도 형성되어 빛이 입사되는 정도도 줄여 반사에 따른 표시 품질의 저하를 막는 구조를 이미 포함하고 있다. 그러므로 편광판은 별도로 발광 표시 장치(DP)의 전면에 형성할 필요는 없다.
실시예에 따른 발광 표시 장치(DP)는 크게 하부 패널층과 상부 패널층로 구분할 수 있다. 하부 패널층은 화소를 구성하는 발광 다이오드 및 화소 회로부가 위치하는 부분이며, 이를 덮는 봉지층(400)까지 포함할 수 있다. 즉, 하부 패널층은 기판(110)에서부터 봉지층(400)까지로 애노드(Anode), 블랙 화소 정의막(380), 발광층(EL), 스페이서(385), 기능층(FL), 캐소드(Cathode)도 포함하며, 기판(110)과 애노드(Anode) 사이의 절연막, 반도체층, 및 도전층을 포함한다.
한편, 상부 패널층은 봉지층(400)의 상부에 위치하는 부분으로, 터치를 감지할 수 있는 감지 절연층(501, 510, 511) 및 복수의 감지 전극(540, 541)을 포함하고, 차광 부재(220), 컬러 필터(230R, 230G, 230B), 및 평탄화층(550)을 포함할 수 있다.
이하에서는 도 6를 통하여 상부 패널층을 중심으로 평면 구조를 살펴본다.
도 6는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 상부 패널층 중 일부의 평면도이다.
도 6에서는 상부 패널층에 포함되는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 평면 구조에 더하여 하부 패널층에 위치하는 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)까지도 도시하였다. 도 6에 의하면, 차광 부재(220)는 오프닝(OPBM)을 포함하며, 오프닝(OPBM)은 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)과 평면상 중첩하면서 더 넓게 형성되어 있다. 그 결과 평면상 차광 부재(220)는 오프닝(OPBM)의 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치할 수 있다.
차광 부재(220)의 위에는 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 위치한다. 컬러 필터(230R, 230G, 230B) 중 하나(도 6의 실시예에서는 적색 컬러 필터(230R))는 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)을 가지며 전체적으로 배치되고, 나머지 두 색(도 6의 실시예에서는 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B))은 각각 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb) 및/또는 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)을 채우는 구조를 가진다. 도 6에서는 각 색의 컬러 필터별로 서로 다른 빗금으로 도시하여 용이하게 구분되도록 도시되어 있다.
적색 컬러 필터(230R)는 차광 부재(220)와 중첩하며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 중 적색 화소용 오프닝(OPBM)을 채우는 메인부와 추가적으로 차광 부재(220)와 평면상 중첩하며 인접하는 메인부를 연결시키는 중첩부(230R-1)를 더 포함한다. 차광 부재(220)와 중첩하는 중첩부(230R-1)는 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다. 또한, 중첩부(230R-1)는 차광 부재(220)의 하부에 위치하는 감지 전극(540)과도 평면상 중첩할 수 있다.
도 6에서 적색 컬러 필터(230R)의 메인부 주변에는 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM)과 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하며, 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM) 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하고 있다.
한편, 적색 컬러 필터(230R)는 녹색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 각각 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치하고 있다. 적색 컬러 필터(230R)의 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)은 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)보다 넓게 형성되어 평면상 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)의 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치할 수 있다.
녹색 컬러 필터(230G) 및 청색 컬러 필터(230B)가 위치하는 부분에는 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb), 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 및 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하며, 평면상 가장 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하고, 그 다음 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치하며, 가장 외측에 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치한다. 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)는 이들 오프닝을 모두 덮는 구조를 가져 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)의 가장자리가 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)의 경계보다도 외측에 위치한다. 그러므로, 평면상 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)의 내측에 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치하고, 그 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치하며, 그 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치할 수 있다.
녹색 컬러 필터(230G)는 차광 부재(220)의 녹색 화소용 오프닝(OPBM)과 적색 컬러 필터(230R)의 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 중첩하는 위치에만 형성된다. 녹색 컬러 필터(230G)는 녹색 화소용 오프닝(OPBM) 및 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 평면상 중첩하며 보다 넓게 형성될 수 있다.
청색 컬러 필터(230B)는 차광 부재(220)의 청색 화소용 오프닝(OPBM)과 적색 컬러 필터(230R)의 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)과 중첩하는 위치에만 형성된다. 청색 컬러 필터(230B)는 청색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)과 평면상 중첩하며 보다 넓게 형성될 수 있다.
도 6를 참고하면, 스페이서(385) 중 제1 부분(385-1)의 위치도 도시되어 있으며, 차광 부재(220) 및 적색 컬러 필터(230R)의 중첩부(230R-1)와 평면상 중첩하는 위치에 형성될 수 있다. 다만, 스페이서(385)의 제1 부분(385-1)은 블랙 화소 정의막(380)이 제3 방향(DR3) 기준으로 위에 형성되지만, 차광 부재(220)나 적색 컬러 필터(230R)의 중첩부(230R-1)보다는 제3 방향(DR3) 기준으로 하부에 위치한다.
녹색 컬러 필터(230G), 청색 컬러 필터(230B), 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb), 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 및 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)은 서로 동일한 평면 모양을 가지거나, 동일한 평면 모양에 모따기된 모양을 가질 수 있다. 즉, 원형, 삼각형, 사각형 및 다각형에 추가적으로 다각형의 모서리가 모따기된 모양을 가질 수 있다. 이러한 모양이 변화된 실시예 중 일 예는 이하의 도 7, 도 11 내지 도 15, 및 도 17을 통하여 살펴본다.
이하에서는 도 7 내지 도 9를 통하여 일 실시예에 따른 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 평면 및 단면 구조와 그 제조 방법을 살펴본다.
먼저, 도 7 및 도 8를 통하여 평면 및 단면 구조를 살펴본다.
도 7은 일 실시예에 따른 컬러 필터의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 8는 도 7의 실시예에 따른 발광 표시 장치의 일부분의 개략 단면도이다.
도 7의 평면 구조는 컬러 필터(230R, 230G, 230B)만을 도시하였고 다른 부분은 도시하지 않았다. 또한, 도 7의 평면 구조에서는 도 6와 달리 마름모 모양을 가지는 컬러 필터의 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb) 및 컬러 필터를 도시하고 있다. 이 때, 차광 부재(220)에 위치하는 오프닝(OPBM)과 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)도 컬러 필터의 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)에 대응하는 모양을 가질 수 있다. 오프닝의 모양 및 컬러 필터의 모양은 원, 사각형, 및 다각형 등 다양한 평면 모양을 가질 수 있으며, 모서리가 모따기된 모양을 가질 수도 있다.
도 7을 참고하면, 적색 컬러 필터(230R)는 녹색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 각각 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)을 가지며, 그 외의 부분에 전체적으로 형성되어 있다. 이 중 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM)과 평면상 중첩하면서 채우는 메인부 이외의 부분은 차광 부재(220)와 중첩하므로 중첩부(230R-1)라 한다. 중첩부(230R-1)는 인접하는 메인부들을 서로 연결시킨다. 중첩부(230R-1)는 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다.
녹색 컬러 필터(230G)는 적색 컬러 필터(230R)의 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 중첩하는 위치에만 형성되며, 차광 부재(220)의 녹색 화소용 오프닝(OPBM)과도 중첩한다. 녹색 컬러 필터(230G)는 녹색 화소용 오프닝(OPBM) 및 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 평면상 중첩하며 보다 넓게 형성되어 녹색 컬러 필터(230G) 가장자리의 내측에 컬러 필터 오프닝(OPCrg)이 위치할 수 있다.
청색 컬러 필터(230B)는 적색 컬러 필터(230R)의 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)과 중첩하는 위치에만 형성되며, 차광 부재(220)의 청색 화소용 오프닝(OPBM)과도 중첩한다. 청색 컬러 필터(230B)는 청색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)과 평면상 중첩하며 보다 넓게 형성되어 청색 컬러 필터(230B) 가장자리의 내측에 컬러 필터 오프닝(OPCrb)이 위치할 수 있다.
이러한 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 단면 구조를 도 8를 통하여 살펴본다.
도 8에서 도시하고 있는 바와 같이, 봉지층(400)의 위에 터치 감지를 위하여 감지 전극(540)이 위치한다. 도 8에서 봉지층(400)은 간략하게 하나의 층으로 도시하였지만, 실시예에 따라서는 무기막과 유기막을 포함하는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 또한, 감지 전극(540)도 6 이상의 절연된 전극을 포함할 수도 있다.
감지 전극(540)은 차광 부재(220)에 의하여 덮여 있다. 차광 부재(220)가 형성되지 않은 부분에는 오프닝(OPBM)이 위치한다. 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)에는 각 색의 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 위치한다. 또한, 차광 부재(220)의 위에는 각 색의 컬러 필터(230R, 230G, 230B)가 일부 위치할 수 있지만, 전체적으로 형성되는 적색 컬러 필터(230R)는 중첩부(230R-1)가 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다.
이하에서는 도 9를 통하여 일 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법을 살펴본다.
도 9는 도 8의 실시예에 대한 컬러 필터의 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면이다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법 중 컬러 필터를 포함하는 일 부분의 제조 방법은 봉지층 위에 제1 오프닝, 제2 오프닝, 제3 오프닝을 포함하는 차광 부재를 형성하는 단계, 제1 컬러 필터용 유기 물질을 전 영역에 적층한 후 마스크를 사용하여 제2 오프닝 및 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 각각 컬러 필터 오프닝을 가지는 제1 컬러 필터를 형성하는 단계, 제2 컬러 필터용 유기 물질을 제2 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제2 컬러 필터를 완성하는 단계, 및 제3 컬러 필터용 유기 물질을 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제3 컬러 필터를 완성하는 단계를 포함할 수 있다.
각 단계에 대하여 도 9를 중심으로 도 8 및 도 10을 참고하여 살펴본다.
도 9(A)에서는 봉지층(400)위에 감지 전극(540) 및 차광 부재(220)를 형성한 후, 그 위에 적색 컬러 필터(230R)용 유기 물질을 전체적으로 적층한 단계가 도시되어 있다. 여기서 차광 부재(220)에는 오프닝(OPBM)이 형성되어 있으며, 오프닝(OPBM)은 각 색의 컬러 필터마다 형성된다.
그 후, 도 9(B)와 같이, 적층된 적색 컬러 필터(230R)용 유기 물질을 마스크를 사용하여 노광하고 현상하여 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)을 형성한 구조가 도시되어 있다. 이 때, 적색 컬러 필터(230R)의 구조가 완성되어 적색 컬러 필터(230R)는 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM)과 평면상 중첩하면서 채우는 메인부와 이들을 연결시키며, 차광 부재(220)와 중첩하며, 인접하는 메인부를 연결하는 중첩부(230R-1)를 가진다.
그 후, 도 9(C)와 같이, 적색 컬러 필터(230R)의 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)에 녹색 컬러 필터(230G)용 유기 물질을 잉크젯 방식으로 형성하여 녹색 컬러 필터(230G)를 완성한다.
그 후, 도 8와 같이, 적색 컬러 필터(230R)의 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)에 청색 컬러 필터(230B)용 유기 물질을 잉크젯 방식으로 형성하여 청색 컬러 필터(230B )를 완성하고, 최종 컬러 필터의 전체 구조도 완성한다.
이와 같은 제조 방법에 의하면, 녹색 컬러 필터(230G)와 청색 컬러 필터(230B)를 형성할 때, 추가적인 마스크를 사용하지 않아 노광 및 현상 공정을 수행할 필요가 없으며, 단순히 잉크젯 방식으로 분사하여 형성할 수 있으므로, 제조 공정 시간의 단축 및 비용이 감소되는 장점이 있다.
특히, 도 19와 같은 층상 구조를 가지는 발광 표시 장치는 층 구조가 많아서 사용되는 마스크의 수가 많은데, 컬러 필터를 형성하기 위하여 3개의 마스크를 사용하는 것 대신 하나의 마스크만을 사용하도록 하여 제조 공정 시간 및 비용을 줄일 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는 전체적으로 형성하여 중첩부를 가지는 컬러 필터를 다른 두 색의 컬러 필터보다 나중에 형성할 수도 있는데, 이러한 구조를 도 10을 통하여 살펴본다.
도 10은 도 8의 실시예의 변형 구조를 도시한 개략 단면도이다.
도 10에서는 중첩부(230R-1)를 가지는 적색 컬러 필터(230R)가 다른 두 색의 컬러 필터(230G, 230B)보다 나중에 형성되는 실시예를 도시하였다.
도 10의 구조는 도 8와 달리 차광 부재(220)의 상부에서 다른 두 색의 컬러 필터(230G, 230B)가 적색 컬러 필터(230R)보다 하부에 위치하며, 더 넓게 형성되는 구조적인 차이를 보여준다.
도 10의 구조를 제조 하는 방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
봉지층(400)위에 감지 전극(540) 및 차광 부재(220)를 형성한 후, 차광 부재(220)의 녹색 화소용 오프닝(OPBM)에 녹색 컬러 필터(230G)용 유기 물질을 잉크젯 방식으로 형성하고, 청색 화소용 오프닝(OPBM)에 청색 컬러 필터(230B)용 유기 물질을 잉크젯 방식으로 형성한다.
그 위에 전체적으로 적색 컬러 필터(230R)용 유기 물질을 적층한 후, 마스크를 사용하여 노광하고 현상하여 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)을 형성한다.
이와 같은 공정에 의하면 도 10의 단면 구조가 완성될 수 있다.
이하에서는 도 11 및 도 12을 통하여 다른 색의 컬러 필터가 중첩부를 가지는 실시예를 살펴본다.
도 11 및 도 12은 도 7의 실시예의 변형 구조를 도시한 평면도이다.
먼저, 도 11을 통하여 녹색 컬러 필터(230G)가 중첩부(230G-1)를 가지는 실시예를 살펴본다.
도 11을 참고하면, 녹색 컬러 필터(230G)는 적색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 각각 컬러 필터 오프닝(OPCgr, OPCgb)을 가지며, 그 외의 부분에 전체적으로 형성되어 있다. 이 중 차광 부재(220)의 녹색 화소용 오프닝(OPBM)과 평면상 중첩하면서 채우는 메인부와 차광 부재(220)와 중첩하는 중첩부(230G-1)를 가진다. 중첩부(230G-1)는 인접하는 녹색 화소용 오프닝(OPBM)내에 위치하는 녹색 컬러 필터(230G) 부분들을 서로 연결시킨다. 중첩부(230G-1)는 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다.
이 때, 적색 컬러 필터(230R)는 녹색 컬러 필터(230G)의 적색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCgr)과 중첩하는 위치에만 형성되며, 청색 컬러 필터(230B)는 녹색 컬러 필터(230G)의 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCgb)과 중첩하는 위치에만 형성된다.
한편, 도 12을 통하여 청색 컬러 필터(230B)가 중첩부(230B-1)를 가지는 실시예를 살펴본다.
도 12을 참고하면, 청색 컬러 필터(230B)는 적색 화소용 오프닝(OPBM) 및 녹색 화소용 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 각각 컬러 필터 오프닝(OPCbr, OPCbg)을 가지며, 그 외의 부분에 전체적으로 형성되어 있다. 이 중 차광 부재(220)의 청색 화소용 오프닝(OPBM)과 평면상 중첩하면서 채우는 메인부와 차광 부재(220)와 중첩하는 중첩부(230B-1)를 가진다. 중첩부(230B-1)는 인접하는 청색 화소용 오프닝(OPBM)내에 위치하는 청색 컬러 필터(230B) 부분들을 서로 연결시킨다. 중첩부(230B-1)는 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다.
이 때, 적색 컬러 필터(230R)는 청색 컬러 필터(230B)의 적색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCbr)과 중첩하는 위치에만 형성되며, 녹색 컬러 필터(230G)는 청색 컬러 필터(230B)의 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCbg)과 중첩하는 위치에만 형성된다.
이하에서는 도 13 내지 도 15을 통하여 변형된 실시예에 대하여 살펴보며, 도 13 내지 도 15의 실시예에서는 모서리가 모따기된 실시예가 도시되어 있다.
도 13 내지 도 15은 일 실시예에 따른 컬러 필터, 차광 부재 및 화소 정의막의 구조를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 13 내지 도 15은 각각 도 7, 도 11, 도 12의 변형 구조를 도시하고 있다. 도 13 내지 도 15에서는 마름모 구조의 모서리 부분이 모따기된 구조를 가지며, 추가적으로 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)도 도시되어 있다.
먼저, 도 13를 살펴본다.
도 13에서는 적색 컬러 필터(230R)가 중첩부(230R-1)를 가지는 실시예가 도시되어 있다.
도 13에서 컬러 필터(230R)의 오프닝은 도시하고 있지 않지만, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 도 13에서는 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)도 도시되어 있으며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)에 비하여 상대적으로 좁은 면적을 가지며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)의 내측에 형성되는 것을 확인할 수 있다.
적색 컬러 필터(230R)가 중첩부(230R-1)는 차광 부재(220)와 중첩하며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)을 채우면서 형성된 적색 컬러 필터(230R)의 메인부를 연결하는 구조를 가진다. 중첩부(230R-1)는 차광 부재(220) 전부의 상부에 위치할 수 있다.
한편, 도 14 및 도 15에서는 도 13와 달리 각각 녹색 컬러 필터(230G)가 중첩부(230G-1)를 가지는 실시예와 청색 컬러 필터(230B)가 중첩부(230B-1)를 가지는 실시예가 도시되어 있다.
이상에서는 발광 표시 장치(DP)의 일반적인 표시 영역에 형성되는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 구조를 살펴보았다.
이하에서는 표시 영역 중 일부 영역에 위치하며, 빛이 투과할 수 있는 영역(광 투과 영역 또는 광센서 영역(OPS))을 가지는 경우의 구조를 살펴본다.
이하에서는 도 16를 통하여 발광 표시 장치(DP)가 광 투과 영역을 가지는 제2 표시 영역(DA2)과 그 주변에 위치하는 광센서 영역(OPS)을 가지는 실시예에서의 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 구조를 살펴본다.
도 16는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 일부 영역을 확대하여 도시한 평면도이다.
도 16에는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 발광 표시 장치(DP)의 일부분이 도시되어 있으며, 휴대폰용 표시 패널을 이용하여 도시하였다.
발광 표시 장치(DP)는 전면에 표시 영역(DA)이 위치하며, 표시 영역(DA)은 크게 제1 표시 영역(DA1; 이하 메인 표시 영역이라고도 함)과 제2 표시 영역(DA2; 이하 컴포넌트 영역이라고도 함)으로 구분된다. 제1 표시 영역(DA1)은 발광 다이오드를 포함하는 화소가 위치하며, 제2 표시 영역(DA2)에는 발광 다이오드를 포함하는 화소외에 광 투과 영역이 위치할 수 있다. 도 16의 실시예에서 제2 표시 영역(DA2)에 인접하는 위치의 제1 표시 영역(DA1)에는 복수개의 광센서 영역(OPS)이 위치하고 있다. 도 16의 실시예에서 광센서 영역(OPS)은 제2 표시 영역(DA2)의 좌측에 위치하고 있다. 광센서 영역(OPS)의 위치 및 개수는 실시예 별로 다양할 수 있다.
제1 표시 영역(DA1)은 복수의 발광 다이오드, 및 복수의 발광 다이오드 각각에 발광 전류를 생성하고 전달하는 복수의 화소 회로부가 형성되어 있다. 여기서, 하나의 발광 다이오드와 하나의 화소 회로부를 화소(PX)라고 한다. 제1 표시 영역(DA1)에는 하나의 화소 회로부와 하나의 발광 다이오드가 일대일로 형성되어 있다.
도 16에서는 절단선 아래의 발광 표시 장치(DP)의 구조는 도시하고 있지 않지만, 절단선 아래에는 제1 표시 영역(DA1)이 위치할 수 있다. 제1 표시 영역(DA1)에서 광센서 영역(OPS)이 위치하는 영역을 제외하고는 상부 패널층의 구조가 이상에서 설명한 하나의 실시예와 같을 수 있다.
광센서 영역(OPS)은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 층만으로 구성되며, 도전층이나 반도체층이 위치하지 않으며, 블랙 화소 정의막(380), 차광 부재(220), 및 컬러 필터(230)에는 광센서 영역(OPS)에 대응하는 위치에 오프닝(이하 추가 오프닝이라고도 함)이 형성되어 빛을 막지 않는 구조를 가질 수 있다. 한편, 제1 표시 영역(DA1) 중 광센서 영역(OPS)에서의 상부 패널층의 구조는 도 17에서 살펴본다.
한편, 제2 표시 영역(DA2)은 카메라와 같은 광학 소자의 전면에 위치하는 표시 영역이며, 복수의 화소가 형성되면서도 추가적으로 인접하는 화소의 사이에 광 투과 영역이 형성되어 있는 구조를 가진다.
도 16에서 도시하고 있지 않지만, 표시 영역(DA)의 외측에는 주변 영역이 더 위치할 수 있다. 또한, 도 16에서는 휴대폰용 표시 패널을 도시하고 있으나, 표시 패널의 배면에 광학 소자가 위치할 수 있는 표시 패널이면 본 실시예가 적용될 수 있고, 플렉서블 표시 장치일 수도 있다. 플렉서블 표시 장치 중 폴더블 표시 장치인 경우에는 제2 표시 영역(DA2) 및 광센서 영역(OPS)의 위치가 도 16와 다른 위치에 형성될 수 있다.
한편, 실시예에 따라서는 도 4와 같은 폴더블 발광 표시 장치일 수 있다. 이 경우 광센서 영역(OPS)의 위치는 도 4의 제2 표시 영역(DA2)에 근접한 위치에 위치할 수 있다.
이하에서는 도 17을 통하여 제1 표시 영역(DA1) 중 광센서 영역(OPS)에서의 상부 패널층의 구조를 살펴본다.
도 17은 또 다른 실시예에 따른 발광 표시 장치 중 상부 패널층 중 일 부의 평면도이다.
도 17을 도 6와 비교하면, 추가적으로 광센서 영역(OPS)에 대응하여 차광 부재(220)에 추가 오프닝(OPBM-1)이 형성되고, 적색 컬러 필터(230R)에도 추가 오프닝(OPC-1; 이하 추가 컬러 필터 오프닝이라고도 함)이 형성되어 있다. 또한, 하부 패널층의 블랙 화소 정의막(380)도 추가 오프닝(OP-1)을 가지며, 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1)과 동일한 모양을 가질 수 있다.
적색 컬러 필터(230R)에 형성되는 추가 오프닝(OPC-1)은 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb)으로부터 연장되어 일체로 형성되어 있다. 즉, 적색 컬러 필터(230R)에서 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg), 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb), 및 추가 오프닝(OPC-1)은 하나의 오프닝으로 형성되어 있다.
도 17에 의하면, 3개의 컬러 필터 오프닝(2개의 녹색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrg)과 1개의 청색 화소용 컬러 필터 오프닝(OPCrb))과 2개의 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPC-1)이 서로 연결되어 일체로 형성되어 있는 실시예로 도시되어 있다. 하지만, 적색 컬러 필터(230R)에서 연결되는 오프닝의 개수는 다양할 수 있다. 또한,실시예에 따라서는 적색 컬러 필터(230R)의 각 오프닝이 별개로 구분 형성될 수 있다.
이상과 같이 광센서 영역(OPS)에서는 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1), 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPC-1), 및 블랙 화소 정의막(380)도 추가 오프닝(OP-1)에 의하여 광센서 영역(OPS)에 빛을 차단하는 구조가 존재하지 않는다. 또한, 하부 패널층에서도 광센서 영역(OPS)에는 도전층이나 반도체층이 위치하지 않도록 형성한다. 그 결과 발광 표시 장치(DP)의 배면에 광센서를 위치시키더라도 발광 표시 장치(DP)의 전면을 광으로 센싱할 수 있게 된다.
도 17의 실시예에서 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPC-1), 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1), 및 블랙 화소 정의막(380)의 추가 오프닝(OP-1)은 평면상 서로 중첩하며, 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPC-1)이 가장 크고, 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1)이 그 다음으로 크며, 블랙 화소 정의막(380)의 추가 오프닝(OP-1)이 가장 작다. 그 결과, 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPC-1)의 내측에 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1)이 위치하고, 차광 부재(220)의 추가 오프닝(OPBM-1)의 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 추가 오프닝(OP-1)이 위치할 수 있다.
또한, 도 17의 실시예에서는 광센서 영역(OPS)을 제외하고는 도 6의 구조와 동일한 구조를 가질 수 있다.
즉, 적색 컬러 필터(230R)는 차광 부재(220)와 중첩하며, 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 중 적색 화소용 오프닝(OPBM)을 채우는 메인부와 추가적으로 차광 부재(220)와 평면상 중첩하며 인접하는 메인부를 연결시키는 중첩부(230R-1)를 더 포함한다. 차광 부재(220)와 중첩하는 중첩부(230R-1)는 모든 차광 부재(220)의 위에 위치할 수 있다. 또한, 중첩부(230R-1)는 차광 부재(220)의 하부에 위치하는 감지 전극(540)과도 평면상 중첩할 수 있다.
적색 컬러 필터(230R)의 메인부 주변에는 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM)과 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하며, 차광 부재(220)의 적색 화소용 오프닝(OPBM) 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하고 있다.
한편, 적색 컬러 필터(230R)는 녹색 화소용 오프닝(OPBM) 및 청색 화소용 오프닝(OPBM)에 대응하는 위치에 각각 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치하고 있다. 적색 컬러 필터(230R)의 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)은 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)보다 넓게 형성되어 평면상 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)의 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치할 수 있다.
녹색 컬러 필터(230G) 및 청색 컬러 필터(230B)가 위치하는 부분에는 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb), 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM) 및 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하며, 평면상 가장 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치하고, 그 다음 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치하며, 가장 외측에 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치한다. 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)는 이들 오프닝을 모두 덮는 구조를 가져 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)의 가장자리가 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)의 경계보다도 외측에 위치한다. 그러므로, 평면상 녹색 및 청색 컬러 필터(230G, 230B)의 내측에 컬러 필터 오프닝(OPCrg, OPCrb)이 위치하고, 그 내측에 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)이 위치하며, 그 내측에 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)이 위치할 수 있다.
도 17을 참고하면, 스페이서(385) 중 제1 부분(385-1)의 위치도 도시되어 있으며, 차광 부재(220) 및 적색 컬러 필터(230R)의 중첩부(230R-1)와 평면상 중첩하는 위치에 형성되며, 광센서 영역(OPS)과는 중첩하지 않을 수 있다. 다만, 스페이서(385)의 제1 부분(385-1)은 블랙 화소 정의막(380)이 제3 방향(DR3) 기준으로 위에 형성되지만, 차광 부재(220)나 적색 컬러 필터(230R)의 중첩부(230R-1)보다는 제3 방향(DR3) 기준으로 하부에 위치한다.
이하에서는 발광 표시 장치(DP)의 하부 패널층에 위치하는 화소의 구조를 도 18 및 도 19를 통하여 구체적으로 살펴본다. 이하의 화소의 구조는 광센서 영역(OPS)을 포함하는 제1 표시 영역(DA1) 및/또는 제2 표시 영역(DA2)의 화소 구조일 수 있다.
도 18를 통하여 화소의 회로 구조를 살펴본다.
도 18는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치에 포함된 하나의 화소의 회로도이다.
도 18에서 도시된 회로 구조는 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)에 형성되는 화소 회로부 및 발광 다이오드의 회로 구조이다.
일 실시예에 따른 하나의 화소는 여러 배선(127, 128, 151, 152, 153, 155, 171, 172, 741)들에 연결되어 있는 복수의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 유지 커패시터(Cst), 부스트 커패시터(Cboost) 그리고 발광 다이오드(LED)를 포함한다. 여기서, 발광 다이오드(LED)를 제외한 트랜지스터 및 커패시터는 화소 회로부를 구성한다. 실시예에 따라서는 부스트 커패시터(Cboost)가 생략될 수 있다.
하나의 화소(PX)에는 복수의 배선(127, 128, 151, 152, 153, 155, 171, 172, 741)이 연결되어 있다. 복수의 배선은 제1 초기화 전압선(127), 제2 초기화 전압선(128), 제1 스캔선(151), 제2 스캔선(152), 초기화 제어선(153), 발광 제어선(155), 데이터선(171), 구동 전압선(172) 및 공통 전압선(741)을 포함한다. 도 62의 실시예에서는 제7 트랜지스터(T7)와 연결되는 제1 스캔선(151)은 제2 트랜지스터(T2)에도 연결되어 있지만, 실시예에 따라서는 제7 트랜지스터(T7)가 제2 트랜지스터(T2)와 달리 별도의 바이패스 제어선으로 연결되어 있을 수도 있다.
제1 스캔선(151)은 스캔 구동부(도시되지 않음)에 연결되어 제1 스캔 신호(GW)를 제2 트랜지스터(T2) 및 제7 트랜지스터(T7)에 전달한다. 제2 스캔선(152)은 제1 스캔선(151)의 신호와 동일한 타이밍에 제1 스캔선(151)에 인가되는 전압과 반대 극성의 전압이 인가될 수 있다. 예를 들면, 제1 스캔선(151)에 부극성의 전압이 인가될 때, 제2 스캔선(152)에 정극성의 전압이 인가될 수 있다. 제2 스캔선(152)은 제2 스캔 신호(GC)를 제3 트랜지스터(T3)에 전달한다. 초기화 제어선(153)은 초기화 제어 신호(GI)를 제4 트랜지스터(T4)에 전달한다. 발광 제어선(155)은 발광 제어 신호(EM)를 제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)에 전달한다.
데이터선(171)은 데이터 구동부(도시되지 않음)에서 생성되는 데이터 전압(DATA)을 전달하는 배선으로 이에 따라 발광 다이오드(LED)에 전달되는 발광 전류의 크기가 변하여 발광 다이오드(LED)가 발광하는 휘도도 변한다. 구동 전압선(172)은 구동 전압(ELVDD)을 인가한다. 제1 초기화 전압선(127)은 제1 초기화 전압(Vinit)을 전달하고, 제2 초기화 전압선(128)은 제2 초기화 전압(AVinit)을 전달한다. 공통 전압선(741)은 공통 전압(ELVSS)을 발광 다이오드(LED)의 캐소드로 인가한다. 본 실시예에서 구동 전압선(172), 제1 및 제2 초기화 전압선(127, 128) 및 공통 전압선(741)에 인가되는 전압은 각각 일정한 전압일 수 있다.
구동 트랜지스터(T1; 또는 제1 트랜지스터라고도 함)는 p형 트랜지스터로, 반도체층으로는 실리콘 반도체를 가진다. 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압(즉, 유지 커패시터(Cst)에 저장된 전압)의 크기에 따라서 발광 다이오드(LED)의 애노드로 출력되는 발광 전류의 크기를 조절하는 트랜지스터이다. 발광 다이오드(LED)의 애노드 전극으로 출력되는 발광 전류의 크기에 따라서 발광 다이오드(LED)의 밝기가 조절되므로 화소에 인가되는 데이터 전압(DATA)에 따라서 발광 다이오드(LED)의 발광 휘도를 조절할 수 있다. 이를 위하여 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 구동 전압(ELVDD)을 인가 받을 수 있도록 배치되어, 제5 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극은 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극과도 연결되어 데이터 전압(DATA)도 인가 받는다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 발광 다이오드(LED)로 발광 전류를 출력하여 제6 트랜지스터(T6; 이하 출력 제어 트랜지스터라고도 함)를 경유하여 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다. 또한, 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(T3)와도 연결되어, 제1 전극으로 인가되는 데이터 전압(DATA)을 제3 트랜지스터(T3)로 전달한다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 유지 커패시터(Cst)의 일 전극(이하 '제2 유지 전극'이라고 함)과 연결되어 있다. 이에 유지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 따라서 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압이 변하고 그에 따라 구동 트랜지스터(T1)가 출력하는 발광 전류가 변경된다. 유지 커패시터(Cst)는 한 프레임 동안 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압을 일정하게 유지시키는 역할을 한다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제3 트랜지스터(T3)와도 연결되어 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 인가되는 데이터 전압(DATA)이 제3 트랜지스터(T3)를 지나 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 전달되도록 할 수 있다. 한편, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제4 트랜지스터(T4)와도 연결되어 제1 초기화 전압(Vinit)을 전달받아 초기화 될 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 p형 트랜지스터로, 반도체층으로는 실리콘 반도체를 가진다. 제2 트랜지스터(T2)는 데이터 전압(DATA)을 화소내로 받아들이는 트랜지스터이다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 제1 스캔선(151) 및 부스트 커패시터(Cboost)의 일 전극(이하 '하부 부스트 전극'이라 함)과 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극은 데이터선(171)과 연결되어 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되어 있다. 제1 스캔선(151)을 통해 전달되는 제1 스캔 신호(GW) 중 부극성의 전압에 의하여 제2 트랜지스터(T2)가 턴 온 되면, 데이터선(171)을 통해 전달되는 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극으로 전달되며, 최종적으로 데이터 전압(DATA)은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극으로 전달되고 유지 커패시터(Cst)에 저장된다.
제3 트랜지스터(T3)는 n형 트랜지스터로, 반도체층으로는 산화물 반도체를 가진다. 제3 트랜지스터(T3)는 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극을 전기적으로 연결한다. 그 결과 데이터 전압(DATA)이 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압만큼 보상된 후 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극에 저장되도록 하는 트랜지스터이다. 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극이 제2 스캔선(152)과 연결되어 있고, 제3 트랜지스터(T3)의 제1 전극이 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극은 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 부스트 커패시터(Cboost)의 타 전극(이하 '상부 부스트 전극'이라 함)과 연결되어 있다. 제3 트랜지스터(T3)는 제2 스캔선(152)을 통해 전달받은 제2 스캔 신호(GC) 중 정극성의 전압에 의하여 턴 온 되어, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극과 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극을 연결시키고, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극에 인가된 전압을 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극으로 전달하여 유지 커패시터(Cst)에 저장시킨다. 이 때, 유지 커패시터(Cst)에 저장되는 전압은 구동 트랜지스터(T1)가 턴 오프될 때의 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극의 전압이 저장되어 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)값이 보상된 상태로 저장된다.
제4 트랜지스터(T4)는 n형 트랜지스터로, 반도체층으로는 산화물 반도체를 가진다. 제4 트랜지스터(T4)는 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극 및 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극을 초기화시키는 역할을 한다. 제4 트랜지스터(T4)의 게이트 전극은 초기화 제어선(153)과 연결되어 있고, 제4 트랜지스터(T4)의 제1 전극은 제1 초기화 전압선(127)과 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)의 제2 전극은 제3 트랜지스터(T3)의 제2 전극, 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극, 및 부스트 커패시터(Cboost)의 상부 부스트 전극에 연결되어 있다. 제4 트랜지스터(T4)는 초기화 제어선(153)을 통해 전달받은 초기화 제어 신호(GI) 중 정극성의 전압에 의하여 턴 온 되며, 이 때, 제1 초기화 전압(Vinit)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극, 유지 커패시터(Cst)의 제2 유지 전극, 및 부스트 커패시터(Cboost)의 상부 부스트 전극에 전달하여 초기화한다.
제5 트랜지스터(T5) 및 제6 트랜지스터(T6)는 p형 트랜지스터로, 반도체층으로는 실리콘 반도체를 가진다.
제5 트랜지스터(T5)는 구동 전압(ELVDD)을 구동 트랜지스터(T1)에 전달하는 역할을 한다. 제5 트랜지스터(T5)의 게이트 전극은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제5 트랜지스터(T5)의 제1 전극은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 제5 트랜지스터(T5)의 제2 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제1 전극과 연결되어 있다.
제6 트랜지스터(T6)는 구동 트랜지스터(T1)에서 출력되는 발광 전류를 발광 다이오드(LED)로 전달하는 역할을 한다. 제6 트랜지스터(T6)의 게이트 전극은 발광 제어선(155)과 연결되어 있고, 제6 트랜지스터(T6)의 제1 전극은 구동 트랜지스터(T1)의 제2 전극과 연결되어 있으며, 제6 트랜지스터(T6)의 제2 전극은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있다.
제7 트랜지스터(T7)는 p형 또는 n형 트랜지스터로, 반도체층으로는 실리콘 반도체 또는 산화물 반도체를 가진다. 제7 트랜지스터(T7)는 발광 다이오드(LED)의 애노드를 초기화시키는 역할을 한다. 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 제1 스캔선(151)과 연결되어 있고, 제7 트랜지스터(T7)의 제1 전극은 발광 다이오드(LED)의 애노드와 연결되어 있으며, 제7 트랜지스터(T7)의 제2 전극은 제2 초기화 전압선(128)과 연결되어 있다. 제1 스캔선(151) 중 부극성의 전압에 의해 제7 트랜지스터(T7)가 턴 온 되면 제2 초기화 전압(AVinit)이 발광 다이오드(LED)의 애노드로 인가되어 초기화된다. 한편, 제7 트랜지스터(T7)의 게이트 전극은 별도의 바이패스 제어선과 연결되어 제1 스캔선(151)과 별도의 배선으로 제어할 수도 있다. 또한, 실시예에 따라서는 제2 초기화 전압(AVinit)이 인가되는 제2 초기화 전압선(128)은 제1 초기화 전압(Vinit)이 인가되는 제1 초기화 전압선(127)이 서로 동일할 수 있다.
하나의 화소(PX)가 7개의 트랜지스터(T1 내지 T7), 2개의 커패시터(유지 커패시터(Cst), 부스트 커패시터(Cboost))를 포함하는 것으로 설명하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 부스트 커패시터(Cboost)가 제외될 수도 있다. 또한, 제3 트랜지스터 및 제4 트랜지스터가 n형 트랜지스터로 형성된 실시예이지만, 이 들 중 하나만 n형 트랜지스터로 형성되거나 다른 트랜지스터가 n형 트랜지스터로 형성될 수도 있다.
이상에서는 도 18를 통하여 표시 영역(DA)에 형성되는 화소의 회로 구조를 살펴보았다.
이하에서는 도 19를 통하여 표시 영역(DA)에 형성되는 화소의 상세 평면 구조 및 광센서 영역(OPS)의 적층 구조를 살펴본다.
도 19는 일 실시예에 따른 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 19에서는 표시 영역(DA)의 화소의 적층 구조 외에 추가적으로 제2 표시 영역(DA2)의 광센서 영역(OPS)의 적층 구조도 도시하고 있다.
먼저, 도 19를 통하여 제1 표시 영역(DA1) 및 제2 표시 영역(DA2)에 형성되는 화소의 상세 적층 구조를 살펴본다.
기판(110)은 유리 등의 리지드(rigid)한 특성을 가져 휘지 않는 물질을 포함하거나 플라스틱이나 폴리 이미드(Polyimid)와 같이 휠 수 있는 플렉서블한 물질을 포함할 수 있다. 도 19에서는 플렉서블한 기판을 도시하고 있으며, 폴리 이미드(Polyimid)와 그 위에 위치하며, 무기 절연 물질로 형성되는 베리어층이 이중으로 형성된 구조가 도시되어 있다.
기판(110) 위에는 하부 실딩층(BML)이 위치하며, 하부 실딩층(BML)은 제1 반도체층(ACT1; 이하 다결정 반도체층이라고도 함)의 채널과 중첩하는 영역에 위치한다. 하부 실딩층(BML)은 하부 실딩층이라고도 하며, 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 하부 실딩층(BML)의 위에는 이를 덮는 버퍼층(111)이 위치할 수 있으며, 버퍼층(111)은 제1 반도체층에 불순 원소의 침투를 차단하는 역할을 하며, 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
버퍼층(111)의 위에는 제1 반도체층(ACT1)이 위치한다. 제1 반도체층(ACT1)은 다결정 반도체(P-Si)로 형성될 수 있으며, 채널 영역과 채널 영역의 양측에 위치하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다.
제1 게이트 절연막(141)은 제1 반도체층(ACT1)을 덮거나 제1 반도체층(ACT1)의 채널 영역과만 중첩하도록 위치할 수 있다. 제1 게이트 절연막(141)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
제1 게이트 절연막(141) 위에는 제1 게이트 도전층(GAT1)이 위치하며, 제1 게이트 도전층(GAT1)은 다결정 반도체를 포함하는 트랜지스터(LTPS TFT)의 게이트 전극을 포함한다. 제1 게이트 도전층(GAT1)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 제1 반도체층(ACT1) 중 평면상 게이트 전극과 중첩하는 영역이 채널 영역일 수 있다. 또한, 본 실시예에서 제1 게이트 도전층(GAT1)에 위치하는 게이트 전극은 유지 커패시터의 일 전극 역할을 수행한다.
제1 게이트 도전층(GAT1)은 제2 게이트 절연막(142)으로 덮여 있으며, 제2 게이트 절연막(142)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막일 수 있다.
제2 게이트 절연막(142)의 위에는 제2 게이트 도전층(GAT2)이 위치하며, 제2 게이트 도전층(GAT2)은 게이트 전극과 중첩하여 유지 커패시터(Cst)를 구성하는 제1 유지 전극 및 산화물 반도체층(ACT2)의 하부에 위치하는 산화물 반도체 트랜지스터용 하부 실딩층(BML)을 포함할 수 있다. 제2 게이트 도전층(GAT2)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제2 게이트 도전층(GAT2)은 제1 층간 절연막(161)에 의하여 덮여 있으며, 제1 층간 절연막(161)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제1 층간 절연막(161)의 위에는 산화물 반도체층(ACT2)이 위치하며, 산화물 반도체층(ACT2)은 IGZO와 같은 물질을 포함할 수 있으며, 채널 영역과 채널 영역의 양측에 위치하는 제1 영역 및 제2 영역을 포함한다.
산화물 반도체층(ACT2)은 제3 게이트 절연막(143)에 의하여 덮여 있으며, 제3 게이트 절연막(143)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막을 포함할 수 있다.
제3 게이트 절연막(143) 및 제1 층간 절연막(161)은 제2 게이트 도전층(GAT2) 중 산화물 반도체 트랜지스터(Oxide TFT)용 하부 실딩층의 일부와 중첩하는 오프닝을 가질 수 있다.
제3 게이트 절연막(143)의 위에는 제3 게이트 도전층(GAT3)이 위치하며, 제3 게이트 도전층(GAT3)은 산화물 반도체 트랜지스터(Oxide TFT)의 게이트 전극 및 산화물 반도체 트랜지스터용 하부 실딩층과 연결되는 연결 부재를 포함한다. 제3 게이트 도전층(GAT3)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제3 게이트 도전층(GAT3)은 제2 층간 절연막(162)에 의하여 덮여 있으며, 제2 층간 절연막(162)은 산화 규소(SiOx) 또는 질화규소(SiNx), 산질화규소(SiONx) 등을 포함하는 무기 절연막을 포함할 수 있으며, 실시예에 따라서는 유기 물질을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(162) 및 그 하부에 위치하는 절연막은 제1 반도체층(ACT1) 및 산화물 반도체층(ACT2)과 중첩하는 오프닝을 포함할 수 있다.
제2 층간 절연막(162)의 위에는 제1 데이터 도전층(SD1)이 위치하며, 제1 데이터 도전층(SD1)은 연결 부재를 포함하여 제1 반도체층(ACT1) 및 산화물 반도체층(ACT2)에 전압 또는 전류를 제공하거나 전압 또는 전류를 다른 소자로 전달하는 역할을 할 수 있다. 제1 데이터 도전층(SD1)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제1 데이터 도전층(SD1)은 제1 유기막(181)에 의하여 덮여 있다. 제1 유기막(181)은 유기 물질을 포함하는 유기 절연막일 수 있으며, 유기 물질로는 폴리 이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
제1 유기막(181)은 제1 데이터 도전층(SD1)과 중첩하는 오프닝을 포함할 수 있으며, 제1 유기막(181)의 위에는 제2 데이터 도전층(SD2)이 위치한다. 제2 데이터 도전층(SD2)은 오프닝을 통하여 제1 데이터 도전층(SD1)과 연결될 수 있다. 제2 데이터 도전층(SD2)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다.
제2 데이터 도전층(SD2)은 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)에 의하여 덮여 있다. 제2 유기막(182) 및 제3 유기막(183)은 유기 절연막일 수 있으며, 폴리 이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 실시예에 따라서는 제3 유기막(183)이 생략될 수도 있다. 다만, 제3 유기막(183)으로 인하여 애노드(Anode)가 보다 평탄한 특성을 가질 수 있다.
제3 유기막(183)의 위에는 애노드(Anode)가 위치할 수 있으며, 제3 유기막(183)에 위치하는 오프닝을 통하여 제2 데이터 도전층(SD2)과 연결되는 구조를 가진다. 애노드(Anode)는 투명 전도성 산화막 및 금속 물질을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 구성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), 폴리(poly)-ITO, IZO(Indium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 및 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있고, 금속 물질은 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 금(Au) 및 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
애노드(Anode)의 위에는 애노드(Anode)의 적어도 일부와 중첩하는 오프닝(OP)을 가지며, 애노드(Anode)의 다른 일부를 덮는 블랙 화소 정의막(380)이 위치한다. 블랙 화소 정의막(380)은 유기 절연 물질에 더하여 광차단 물질을 더 포함할 수 있다. 광차단 물질은 카본 블랙, 탄소나노튜브, 블랙 염료를 포함하는 수지 또는 페이스트, 금속 입자, 예를 들면, 니켈, 알루미늄, 몰리브덴, 및 그의 합금, 금속 산화물 입자(예를 들면, 크롬 질화물) 등을 포함할 수 있다. 블랙 화소 정의막(380)은 네거티브(negative) 타입의 검은색을 띄는 유기 물질로 형성될 수 있다. 네거티브 타입을 유기 물질을 사용하므로 마스크로 가려진 부분이 제거되는 특성을 가질 수 있다.
블랙 화소 정의막(380)은 오프닝(OP)이 형성되어 있으며, 오프닝(OP) 내에는 발광층(EL)이 위치한다. 발광층(EL)은 유기 발광 물질로 형성될 수 있으며, 인접하는 발광층(EL)이 서로 다른 색을 표시할 수 있다. 한편 실시예에 따라서는 상부에 위치하는 컬러 필터(230)로 인하여 각 발광층(EL)이 동일한 색의 빛을 표시할 수도 있다.
블랙 화소 정의막(380)의 위에는 스페이서(385)가 형성되어 있다. 스페이서(385)는 단차를 가지는 구조로 형성될 수 있으며, 스페이서(385)는 높이가 높고 좁은 영역에 위치하는 제1 부분(385-1) 및 높이가 낮고 넓은 영역에 위치하는 제2 부분(385-2)을 포함한다. 스페이서(385)는 감광성 폴리 이미드(PSPI)로 형성될 수 있다.
발광층(EL), 스페이서(385) 및 노출된 블랙 화소 정의막(380)의 위에는 기능층(FL)이 위치하고 있으며, 기능층(FL)은 발광 표시 장치(DP)의 전면에 형성될 수 있다. 기능층(FL)은 전자 주입층, 전자 전달층, 정공 전달층, 및 정공 주입층을 포함할 수 있으며, 기능층(FL)은 발광층(EML)의 상하에 위치할 수 있다. 즉, 애노드(Anode) 위에 정공 주입층, 정공 전달층, 발광층(EML), 전자 전달층, 전자 주입층, 및 캐소스(Cathode)가 순차적으로 위치하여 기능층(FL) 중 정공 주입층 및 정공 전달층은 발광층(EML)의 하부에 위치하고, 전자 전달층 및 전자 주입층은 발광층(EML)의 상부에 위치할 수 있다. 실시예에 따라서 기능층(FL)은 광 투과 영역에도 위치할 수 있다.
캐소드(Cathode)는 투광성 전극 또는 반사 전극으로 형성될 일 수 있다. 실시예에 따라서, 캐소드는 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오린화 리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오린화 리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg) 및 이들의 화합물을 포함하는 일 함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 또한, 금속 박막 위에 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 인듐(In2O3) 등의 투명 산화 도전막(TCO; transparent conductive oxide)이 더 배치될 수 있다. 캐소드는 발광 표시 장치(DP)에서 광 투과 영역을 제외하고 전면에 걸쳐 일체로 형성될 수 있다.
캐소드(Cathode) 위에는 봉지층(400)이 위치한다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 무기막과 적어도 하나의 유기막을 포함하며, 제1 무기 봉지층, 유기 봉지층 및 제2 무기 봉지층을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 봉지층(400)은 외부로부터 유입될 수 있는 수분이나 산소 등으로부터 유기 물질로 형성되는 발광층(EL)을 보호하기 위한 것일 수 있다. 실시예에 따라 봉지층(400)은 무기층과 유기층이 순차적으로 더 적층된 구조를 포함할 수 있다.
봉지층(400) 위에는 터치 감지를 위하여 감지 절연층(501, 510, 511) 및 두 개의 감지 전극(540, 541)이 위치한다. 여기서 감지 전극(540, 541)은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 금속이나 금속 합금을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 본 실시예에서 하부 감지 전극(541)의 하부에는 하부 감지 절연층(501)이 위치하고, 하부 감지 전극(541)과 상부 감지 전극(540)의 사이에는 중간 감지 절연층(501, 510, 511)이 위치하며, 상부 감지 전극(540)과 차광 부재(220)의 사이에는 상부 감지 절연층(511)이 위치한다. 상부 감지 절연층(511)은 컬러 필터(230R, 230G, 230B)의 아래에도 위치할 수 있다.
상부의 감지 전극(540, 541)의 위에는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)가 위치한다. 도 17에서는 차광 부재(220) 및 컬러 필터(230)의 구조가 간략하게 도시되어 있지만, 도 5 내지 도 15, 및 도 17에서 설명한 바와 같은 구조 중 하나를 가질 수 있다.
즉, 차광 부재(220)는 블랙 화소 정의막(380)의 오프닝(OP)에 대응하는 오프닝(OPBM)을 가지며, 오프닝(OPBM)에는 각 컬러 필터(230)가 채워진다. 이중 하나의 컬러 필터는 차광 부재와 중첩하는 중첩부를 더 가지며, 다른 색의 컬러 필터에 대응하는 차광 부재(220)의 오프닝(OPBM)에 대응하는 오프닝(도 6의 OPCrg, OPCrb 참고)을 더 포함할 수 있다. 그 결과 차광 부재(220)의 상부에는 모두 하나의 색의 컬러 필터가 위치한다. 여기서, 컬러 필터(230) 중 하나는 전 영역에 적층 후 마스크를 사용하여 오프닝을 형성할 수 있으며, 나머지 컬러 필터는 컬러 필터나 차광 부재(220)의 오프닝 내에 잉크젯 방식으로 형성할 수 있다. 실시예에 따라서 컬러 필터(230)가 색변환층으로 대체되거나, 색변환층을 더 포함할 수 있다. 색변환층은 퀀텀 닷(Quantum Dot)을 포함할 수 있다.
컬러 필터(230) 위에는 컬러 필터(230)를 덮는 평탄화층(550)이 위치한다. 평탄화층(550)은 발광 표시 장치의 상면을 평탄화하기 위한 것으로, 폴리 이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 투명한 유기 절연막일 수 있다.
실시예에 따라서 평탄화층(550)의 위에는 표시 장치의 정면 시인성 및 출광 효율을 향상시키기 위하여 저 굴절층 및 추가 평탄화층이 더 위치할 수 있다. 저 굴절층과 고굴절 특성을 가지는 추가 평탄화층에 의하여 전면으로 빛이 굴절되면서 방출되도록 할 수 있다. 이 경우 실시예에 따라서는 평탄화층(550)이 생략되면서 컬러 필터(230)위에 바로 저 굴절층 및 추가 평탄화층이 위치할 수도 있다.
본 실시예에서는 평탄화층(550)의 상부에 편광판은 포함되지 않는다. 즉, 편광판은 외부광이 입사되어 애노드(Anode) 등에서 반사되면서 사용자가 시인하면서 표시 품질이 저하되는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 하지만, 본 실시예에서는 블랙 화소 정의막(380)으로 애노드(Anode)의 측면을 덮어 애노드(Anode)에서 반사되는 정도를 줄이며, 차광 부재(220)도 형성되어 빛이 입사되는 정도도 줄여 반사에 따른 표시 품질의 저하를 막는 구조를 이미 포함하고 있다. 그러므로 편광판은 별도로 발광 표시 장치(DP)의 전면에 형성할 필요는 없다.
이하에서는 도 19를 이용하여 광센서 영역(OPS)의 적층 구조를 살펴본다.
광센서 영역(OPS)은 빛이 투과할 수 있도록 투명한 층만으로 구성되며, 도전층이나 반도체층이 위치하지 않으며, 블랙 화소 정의막(380), 차광 부재(220), 및 컬러 필터(230)에는 광센서 영역(OPS)에 대응하는 위치에 오프닝(이하 추가 오프닝이라고도 함)이 형성되어 빛을 막지 않는 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 도 19를 기초로, 일 실시예에 따른 광센서 영역(OPS)의 적층 구조를 살펴보면 다음과 같다.
기판(110)의 위에는 무기 절연막인 버퍼층(111)이 위치하고, 그 위에는 무기 절연막인 제1 게이트 절연막(141) 및 제2 게이트 절연막(142)이 순차적으로 위치한다. 또한, 제2 게이트 절연막(142)의 위에는 무기 절연막인 제1 층간 절연막(161), 제3 게이트 절연막(143), 및 제2 층간 절연막(162)이 순차적으로 적층되어 있다.
제2 층간 절연막(162)의 위에는 유기 절연막인 제1 유기막(181), 제2 유기막(182), 및 제3 유기막(183)이 순차적으로 적층되어 있다.
제3 유기막(183)의 위에는 기능층(FL)이 위치할 수 있으며, 그 위에는 캐소드(Cathode)가 위치할 수 있다.
캐소드(Cathode)의 위에는 봉지층(400)이 위치하고, 그 위에는 감지 절연층(501, 510, 511)이 순차적으로 위치한다. 봉지층(400)은 도 5와 같이 제1 무기 봉지층(401), 유기 봉지층(402) 및 제2 무기 봉지층(403)을 포함하는 삼중층 구조를 가질 수 있다. 또한, 감지 절연층(501, 510, 511)은 모두 무기 절연막일 수 있다.
여기서, 도 17을 참고하면, 봉지층(400) 위이며, 감지 절연층(501, 510, 511)의 아래에는 차광 부재(220) 및 적색 컬러 필터(230R)의 추가 오프닝(OPBM-1, OPC-1)이 각각 위치한다. 또한, 제3 유기막(183)과 기능층(FL)의 사이에는 블랙 화소 정의막(380)의 추가 오프닝(OP-1)이 위치한다.
감지 절연층(501, 510, 511)의 위에는 평탄화층(550)이 위치할 수 있다.
이상과 같은 광센서 영역(OPS)에는 금속층(BML), 제1 반도체층(ACT1), 제1 게이트 도전층(GAT1), 제2 게이트 도전층(GAT2), 산화물 반도체층(ACT2), 제3 게이트 도전층(GAT3), 제1 데이터 도전층(SD1), 제2 데이터 도전층(SD2), 및 애노드(Anode)가 위치하지 않는다. 또한, 발광층(EML), 및 감지 전극(540, 541)도 형성되지 않는다.
추가적으로 광센서 영역(OPS)에는 블랙 화소 정의막(380), 차광 부재(220), 및 컬러 필터(230)에 추가 오프닝(도 17 참고)이 형성되어 블랙 화소 정의막(380), 차광 부재(220), 및 컬러 필터(230)가 형성되지 않는다.
이상에서는 유기막이 총 3개로 형성되며, 애노드 연결용 오프닝이 제2 유기막 및 제3 유기막에 형성되는 실시예를 살펴보았다. 하지만, 유기막은 적어도 2개로 형성될 수 있으며, 이 때, 애노드 연결용 오프닝은 기판으로부터 멀리 위치하는 상부 유기막에 위치할 수 있으며, 하부 유기막에는 하부 유기막 오프닝이 위치할 수 있다.
실시예에 따라서는 발광 표시 장치가 광 투과 영역을 포함하는 제2 표시 영역(DA2)을 포함하지 않을 수 있으며, 또한 광센서 영역(OPS)도 형성되지 않을 수 있다. 그러한 실시예의 발광 표시 장치에서는 도 19의 표시 영역(DA)에 대응하는 화소의 단층 구조를 그대로 가질 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
230, 230R, 230G, 230B: 컬러 필터 230R-1, 230B-1, 230G-1: 중첩부
OPCrg, OPCrb, OPCgr, OPCgb, OPCbr, OPCbg: 컬러 필터 오프닝
OPC-1: 컬러 필터의 추가 오프닝 220: 차광 부재 OPBM: 차광 부재의 오프닝 OPBM-1: 차광 부재의 추가 오프닝
380: 블랙 화소 정의막 OP: 블랙 화소 정의막의 오프닝
OP-1: 블랙 화소 정의막의 추가 오프닝
385, 385-1, 385-2: 스페이서 501, 510: 감지 절연층
540, 541: 감지 전극 DA, DA1, DA2: 표시 영역
DP: 발광 표시 장치 EL: 발광층
FL: 기능층 LED: 발광 다이오드
LTA: 광 투과 영역 OPS: 광센서 영역
110: 기판 111: 버퍼층
141, 142, 143: 게이트 절연막 161, 162: 층간 절연막
180, 181, 182, 183: 유기막 400, 401, 402, 403: 봉지층
550: 평탄화층 ACT1: 다결정 반도체층
ACT2: 산화물 반도체층 Anode: 애노드
Cathode: 캐소드 Cboost: 부스트 커패시터
Cst: 유지 커패시터 BML: 하부 실딩층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 위치하는 화소 회로부;
    상기 화소 회로부와 전기적으로 연결된 발광 다이오드;
    상기 화소 회로부 및 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지층;
    상기 봉지층 위에 위치하며, 제1 오프닝, 제2 오프닝, 및 제3 오프닝을 가지는 차광 부재;
    상기 제1 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 메인부와 인접하는 상기 메인부를 연결하며, 상기 차광 부재와 평면상 중첩하는 중첩부를 포함하는 제1 컬러 필터;
    상기 제2 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제2 컬러 필터; 및
    상기 제3 오프닝과 중첩하는 부분에 위치하는 제3 컬러 필터를 포함하는 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 중첩부는 상기 차광 부재와 전 영역에서 중첩하는 발광 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 컬러 필터는 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝에 대응하는 컬러 필터 오프닝을 가지는 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝은 상기 차광 부재의 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하며, 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝은 상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝보다 평면상 내측에 위치하는 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 발광 다이오드는 애노드, 발광층, 및 캐소드를 포함하며,
    상기 애노드의 가장자리를 덮으며, 상기 애노드와 중첩하는 오프닝을 가지는 블랙 화소 정의막을 더 포함하며,
    상기 블랙 화소 정의막은 광차단 물질을 포함하는 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 각각 상기 차광 부재의 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝, 및 상기 제3 오프닝에 평면상 중첩하며,
    상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝, 및 상기 제3 오프닝보다 평면상 내측에 위치하는 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제2 컬러 필터, 상기 제3 컬러 필터, 상기 차광 부재의 상기 제1 오프닝, 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝, 상기 제1 컬러 필터의 상기 컬러 필터 오프닝, 및 상기 블랙 화소 정의막의 상기 오프닝은 동일한 평면 모양을 가지거나, 동일한 평면 모양에 모따기된 모양을 가지는 발광 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 차광 부재와 중첩하는 감지 전극을 더 포함하며,
    상기 감지 전극은 평면상 상기 중첩부와도 중첩하는 발광 표시 장치.
  9. 제7항에서,
    상기 발광 표시 장치는 빛이 투과할 수 있는 광센서 영역을 더 포함하며,
    상기 광센서 영역에는 상기 제1 컬러 필터, 상기 차광 부재, 및 상기 블랙 화소 정의막에는 각각 추가 오프닝이 형성되어 있는 발광 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 광센서 영역에 위치하는 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝은 인접하는 상기 컬러 필터 오프닝과 일체로 형성되어 있는 발광 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 광센서 영역에 인접하여 위치하는 상기 컬러 필터 오프닝 3개와 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝 2개가 일체로 형성되어 있는 발광 표시 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 차광 부재의 상기 추가 오프닝은 평면상 상기 제1 컬러 필터의 상기 추가 오프닝의 내측에 형성되며,
    상기 블랙 화소 정의막의 상기 추가 오프닝은 평면상 상기 차광 부재의 상기 추가 오프닝의 내측에 형성되어 있는 발광 표시 장치.
  13. 제9항에서,
    상기 차광 부재와 중첩하는 감지 전극을 더 포함하며,
    상기 감지 전극은 평면상 상기 중첩부와도 중첩하는 발광 표시 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 발광 표시 장치는 상기 광센서 영역의 주변에 위치하며, 빛이 투과할 수 있는 광 투과 영역을 가지는 컴포넌트 영역이 위치하는 발광 표시 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 광센서 영역은 복수개 형성되어 있는 발광 표시 장치.
  16. 제5항에서,
    상기 블랙 화소 정의막의 위에 위치하며, 단차를 가지는 스페이서를 더 포함하는 발광 표시 장치.
  17. 제1항에서,
    상기 제2 컬러 필터 및 상기 제3 컬러 필터는 잉크젯 방식으로 형성되는 발광 표시 장치.
  18. 봉지층 위에 제1 오프닝, 제2 오프닝, 제3 오프닝을 포함하는 차광 부재를 형성하는 단계;
    제1 컬러 필터용 유기 물질을 전 영역에 적층한 후 마스크를 사용하여 상기 제2 오프닝 및 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 각각 컬러 필터 오프닝을 가지는 제1 컬러 필터를 형성하는 단계;
    제2 컬러 필터용 유기 물질을 상기 제2 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제2 컬러 필터를 완성하는 단계;
    제3 컬러 필터용 유기 물질을 상기 제3 오프닝과 평면상 중첩하는 부분에 잉크젯 방식으로 형성하여 제3 컬러 필터를 완성하는 단계를 포함하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행한 후 상기 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 및 상기 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제18항에서,
    상기 제1 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행 전에 상기 제2 컬러 필터를 형성하는 단계, 및 상기 제3 컬러 필터를 형성하는 단계를 수행하는 발광 표시 장치의 제조 방법.
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