KR20240065564A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20240065564A
KR20240065564A KR1020220144472A KR20220144472A KR20240065564A KR 20240065564 A KR20240065564 A KR 20240065564A KR 1020220144472 A KR1020220144472 A KR 1020220144472A KR 20220144472 A KR20220144472 A KR 20220144472A KR 20240065564 A KR20240065564 A KR 20240065564A
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light absorption
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absorption layer
layer
transparent pattern
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KR1020220144472A
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이주현
신현억
우준혁
강태욱
정용빈
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 기판, 기판 상에 배치되는 제1 투명 패턴, 및 제1 투명 패턴을 관통하는 제1 개구부를 정의하는 제1 투명 패턴의 측면과 중첩하고, 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 제1 금속 원소 및 15족의 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함하며, 두께가 500Å 내지 10000Å인 제1 흡광층을 포함한다. 이에 따라, 흡광층이 단층 구조를 가지는 경우에도, 흡광층은 저반사 및/또는 저투과 등의 특성을 가지고, 동시에 개선된 내화학성을 가질 수 있다. 이에 따라, 흡광층의 상부 및/또는 하부에 상기 흡광층을 보호하기 위한 층을 별도로 형성하는 것이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 흡광층의 구조가 단순화될 수 있고, 이에 따라, 표시 장치의 구조가 단순화될 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 영상을 표시하는 장치로, 영상을 표시하는 표시 영역을 포함한다. 최근에는, 표시 영역에서 표시되는 영상의 시야각이 제한되는 표시 장치의 필요성이 커지고 있다.
예를 들어, 표시 장치는 공공 장소에서 빈번하게 사용되며, 이 경우, 표시 장치 사용자 외 타인이 표시 영역에서 표시하는 영상을 시인하지 못하도록 표시 영역에서 표시되는 영상의 시야각이 제한될 필요가 있다.
다른 예를 들면, 야간 주행 시, 차량용 디스플레이(예컨대, 네비게이션 등)의 표시 영역에서 표시되는 영상이 차량의 전면 유리에 의해 반사되어 운전자의 시야를 제한하는 것을 방지하기 위해, 차량용 디스플레이의 표시 영역에서 표시되는 영상의 시야각이 제한될 필요가 있다.
이에 따라, 표시 영역에서 표시되는 영상의 시야각을 제한할 수 있는 표시 장치가 연구되고 있다.
본 발명의 목적은 표시되는 영상의 시야각을 제한하고, 단순화된 구조를 가지는 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적이 이와 같은 목적에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 제1 투명 패턴, 및 상기 제1 투명 패턴을 관통하는 제1 개구부를 정의하는 상기 제1 투명 패턴의 측면과 중첩하고, 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 제1 금속 원소 및 15족의 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함하며, 두께가 500Å 내지 10000Å인 제1 흡광층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 원소는 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
ABOx
(상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, 1.9≤x≤2.9이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층은 단층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 투명 패턴의 상기 측면의 테이퍼 각은 대략 80도 내지 대략 90도일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 투명 패턴을 커버하는 제1 캡핑층을 더 포함하고, 상기 제1 흡광층은 상기 제1 캡핑층 상에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 14족의 제3 금속 원소를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 금속 원소는 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
ABCOx
(상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소이고, 1.9≤x≤2.9이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제1 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소, 제3 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 oo 50at%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제1 투명 패턴의 상기 제1 개구부에 배치되고, 상기 제1 투명 패턴보다 큰 높이를 가지는 제2 투명 패턴, 및 상기 제2 투명 패턴을 관통하는 제2 개구부를 정의하는 상기 제2 투명 패턴의 측면과 중첩하는 제2 흡광층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함하며, 두께가 대략 500Å 내지 대략 10000Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
ABOx
(상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, 1.9≤x≤2.9이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층은 단층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 14족의 제3 금속 원소를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
ABCOx
(상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소이고, 1.9≤x≤2.9이다.)
일 실시예에 있어서, 상기 제2 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소, 제3 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 표시 장치는 상기 제2 투명 패턴을 커버하는 제2 캡핑층을 더 포함하고, 상기 제2 흡광층은 상기 제2 캡핑층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시 장치는 발광 소자에서 방출되는 광의 시야각을 제한하는 흡광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 흡광층은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 제1 금속 원소 및 15족의 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층의 두께는 대략 500Å 내지 대략 10000Å일 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층이 단층 구조를 가지는 경우에도, 상기 흡광층은 저반사 및/또는 저투과 등의 특성을 가지고, 동시에 개선된 내화학성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층의 상부 및/또는 하부에 상기 흡광층을 보호하기 위한 층을 별도로 형성하는 것이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 흡광층의 구조가 단순화될 수 있고, 이에 따라, 표시 장치의 구조가 단순화될 수 있다. 따라서, 표시 장치 제조 공정의 효율성이 향상되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상기 효과들로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 화소 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 3은 도 2의 I-I` 선을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 도 3의 ‘A’ 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 5는 도 3의 흡광층의 두께에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 6 내지 도 11은 도 3의 투명 패턴 및 흡광층의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13 내지 도 19는 도 12의 제1 투명 패턴, 제2 투명 패턴, 제1 흡광층 및 제2 흡광층의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 표시 영역(DA) 및 주변 영역(PA)으로 구획될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상을 표시할 수 있고, 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 주변에 위치할 수 있다. 예를 들어, 주변 영역(PA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다.
일 실시예에 있어서, 표시 장치(10)는 평면 상에서, 사각형 형상을 가질 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 평면 상에서, 표시 장치(10)는 다양한 형상을 가질 수도 있다. 이때, 상기 평면은 제1 방향(D1) 및 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로부터 정의될 수 있다. 제3 방향(D3)은 상기 평면과 수직일 수 있다. 제3 방향(D3)은 표시 장치(10)의 정면 방향으로 지칭될 수 있다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DA)에 배치되는 복수의 화소 영역들(PXA)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 화소 영역들(PXA)은 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)을 따라 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 화소 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 화소 영역(PXA)은 서로 다른 색의 광을 방출하는 복수의 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3) 및 복수의 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)을 둘러싸는 비발광 영역(NEA)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 서브 화소 영역(SPXA1)은 적색 광을 방출하고, 제2 서브 화소 영역(SPXA2)은 녹색 광을 방출하며, 제3 서브 화소 영역(SPXA3)은 청색 광을 방출할 수 있다. 다만 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)은 화소 영역들(PXA) 각각이 황색(yellow), 청록색(cyan) 및 심홍색(magenta) 광들을 방출하도록 조합될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)의 배치 구조는 S-스트라이프(S-stripe) 구조일 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소 영역(SPXA1)과 제2 서브 화소 영역(SPXA2)이 제1 열에 배치되고, 상기 제1 열과 인접한 제2 열에는 제3 서브 화소 영역(SPXA3)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 서브 화소 영역(SPXA1) 및 제2 서브 화소 영역(SPXA2) 각각의 일변은 제3 서브 화소 영역(SPXA3)의 장변과 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로써, 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)의 평면 상 배치가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 표시 장치(10)는 복수의 흡광층들(AL)을 포함할 수 있다. 흡광층들(AL)은 평면 상에서 서로 나란히 배열될 수 있다. 예를 들어, 흡광층들(AL)은 평면 상에서 제1 방향(D1)으로 연장될 수 있다. 또한, 흡광층들(AL)은 제2 방향(D2)으로 서로 이격될 수 있다. 다시 말하면, 흡광층들(AL)은 서로 평행할 수 있다. 다만, 흡광층들(AL)의 배열 형태가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
흡광층들(AL)은 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3) 각각에서 방출되는 광의 시야각을 제한할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 흡광층들(AL)은 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)과 중첩하도록 배치될 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 흡광층들(AL)은 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3)과 이격되고, 비발광 영역(NEA)과 중첩하도록 배치될 수도 있다. 다시 말하면, 흡광층들(AL)은 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3) 사이에 배치될 수도 있다. 또한, 흡광층들(AL)은 제1 내지 제3 서브 화소 영역들(SPXA1, SPXA2, SPXA3) 중 일부와는 중첩하고, 나머지 일부와는 이격될 수도 있다.
도 3은 도 2의 I-I` 선을 따라 자른 단면도이다. 한편, 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 제2 서브 화소 영역(SPXA2)의 단면 구조만을 도시하였다. 제1 서브 화소 영역(SPXA1) 및 제3 서브 화소 영역(SPXA3) 각각의 단면 구조는 제2 서브 화소 영역(SPXA2)의 상기 단면 구조와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시 장치(10)는 기판(SUB), 버퍼층(BFR), 구동 소자(TR), 복수의 절연층들(IL1, IL2, IL3), 화소 정의막(PDL), 발광 소자(LED), 봉지층(TFE), 투명 패턴(TP), 캡핑층(CL) 및 흡광층(AL)을 포함할 수 있다. 구동 소자(TR)는 액티브 패턴(ACT), 게이트 전극(GAT), 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)을 포함할 수 있다. 발광 소자(LED)는 화소 전극(ADE), 발광층(EL), 및 공통 전극(CTE)을 포함할 수 있다.
기판(SUB)은 투명한 또는 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 기판(SUB)으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 유리, 석영, 플라스틱 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
버퍼층(BFR)은 기판(SUB) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층(BFR)은 기판(SUB)을 통해 산소, 수분 등과 같은 불순물이 기판(SUB) 상부로 확산되는 것을 방지할 수 있다. 버퍼층(BFR)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 무기 절연 물질의 예시로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 상기 버퍼층(BFR)은 단층 구조를 가지거나, 복수의 절연층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
도시하지는 않았으나, 일 실시예에 있어서, 기판(SUB)과 버퍼층(BFR) 사이에는 배리어층이 추가로 배치될 수도 있다. 상기 배리어층은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
액티브 패턴(ACT)은 버퍼층(BFR) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 액티브 패턴(ACT)은 실리콘 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질을 포함할 수 있다. 액티브 패턴(ACT)으로 사용될 수 있는 상기 실리콘 반도체 물질의 예로는 비정질 실리콘, 다결정 실리콘 등이 있을 수 있다. 액티브 패턴(ACT)으로 사용될 수 있는 상기 산화물 반도체 물질의 예로는 IGZO(InGaZnO), ITZO(InSnZnO) 등일 수 있다. 또한, 상기 산화물 반도체 물질은 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크로뮴(Cr), 티타늄(Ti), 아연(Zn)을 더 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 절연층(IL1)은 버퍼층(BFR) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 액티브 패턴(ACT)을 커버할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제1 절연층(IL1)은 액티브 패턴(ACT)의 일부를 노출시키도록, 액티브 패턴(ACT) 상에 패턴 형태로 배치될 수도 있다. 예를 들어, 제1 절연층(IL1)은 게이트 전극(GAT)과 중첩하도록, 액티브 패턴(ACT) 상에 패턴 형태로 배치될 수도 있다. 제1 절연층(IL1)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제1 절연층(IL1)으로 사용될 수 있는 무기 절연 물질의 예로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 제1 절연층(IL1)은 게이트 절연층으로 지칭될 수도 있다.
게이트 전극(GAT)은 제1 절연층(IL1) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 게이트 전극(GAT)은 금속, 합금, 도전 금속 산화물, 투명 도전 물질 등을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GAT)으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlN), 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WN), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크로뮴(Cr), 크롬 질화물(CrN), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 백금(Pt), 스칸듐(Sc), 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
제2 절연층(IL2)은 제1 절연층(IL1) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 절연층(IL2)은 게이트 전극(GAT)을 커버할 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(IL2)으로 사용될 수 있는 무기 절연 물질의 예로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 제2 절연층(IL2)은 층간 절연층으로 지칭될 수도 있다.
제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)은 제2 절연층(IL2) 상에 배치될 수 있다. 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)은 제2 절연층(IL2)에 형성되는 컨택홀을 통해 액티브 패턴(ACT)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2) 각각은 금속, 합금, 도전 금속 산화물, 투명 도전 물질 등을 포함할 수 있다. 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)으로 사용될 수 있는 물질의 예로는 은(Ag), 은을 함유하는 합금, 몰리브데늄(Mo), 몰리브데늄을 함유하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlN), 텅스텐(W), 텅스텐 질화물(WN), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 크롬 질화물(CrN), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta), 백금(Pt), 스칸듐(Sc), 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
제3 절연층(IL3)은 제2 절연층(IL2) 상에 배치될 수 있다. 제3 절연층(IL3)은 제1 연결 전극(CE1) 및 제2 연결 전극(CE2)을 커버할 수 있다. 제3 절연층(IL3)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 제3 절연층(IL3)으로 사용될 수 있는 유기 절연 물질의 예로는, 포토레지스트(photoresist), 폴리아크릴계 수지(polyacryl-based resin), 폴리이미드계 수지(polyimide-based resin), 폴리아미드계 수지(polyamide-based resin), 실록산계 수지(siloxane-based resin), 아크릴계 수지(acryl-based resin), 에폭시계 수지(epoxy-based resin) 등이 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 제3 절연층(IL3)은 단층 구조를 가지거나, 복수의 절연층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
한편, 도 3을 참조하여 설명한 구동 소자(TR)의 및 복수의 절연층들(IL1, IL2, IL3) 각각의 구성, 배치 구조 및 연결 구조 등은 예시적인 것으로써, 다양하게 변경될 수 있다.
화소 전극(ADE)은 제3 절연층(IL3) 상에 배치될 수 있다. 화소 전극(ADE)은 제3 절연층(IL3)에 형성된 컨택홀을 통해 구동 소자(TR)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 화소 전극(ADE)은 금속, 합금, 도전 금속 산화물, 투명 도전 물질 등을 포함할 수 있다.
화소 정의막(PDL)은 제3 절연층(IL3) 상에 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 화소 전극(ADE)의 일부를 노출시키는 화소 개구를 정의할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 화소 정의막(PDL)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 화소 정의막(PDL)으로 사용될 수 있는 유기 절연 물질의 예로는, 포토레지스트, 폴리아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 아크릴계 수지 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
발광층(EL)은 상기 화소 개구 내에서 화소 전극(ADE) 상에 배치될 수 있다. 발광층(EL)은 빛을 방출하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(EL)은 유기 발광 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 발광층(EL)의 상부 및/또는 하부에는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등의 기능층들이 추가로 배치될 수도 있다.
발광층(EL) 상에는 공통 전극(CTE)이 배치될 수 있다. 공통 전극(CTE)은 금속, 합금, 도전성 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등의 도전성 물질을 포함할 수 있다. 공통 전극(CTE)은 단층 구조를 가지거나, 복수의 도전층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 공통 전극(CTE)은 복수의 화소들에 걸쳐, 연속적으로 연장될 수 있다.
화소 전극(ADE), 상기 화소 개구 내에 배치되는 발광층(EL) 및 공통 전극(CTE)은 발광 소자(LED)를 정의할 수 있다. 발광 소자(LED)가 정의되는 영역은 도 1을 참조하여 설명하였던 제2 서브 화소 영역(SPXA2)일 수 있다. 이 경우, 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 서브 화소 영역(SPXA2)은 상기 화소 개구에 대응하는 영역일 수 있다.
봉지층(TFE)은 발광 소자(LED) 상에 배치될 수 있다. 봉지층(TFE)은 외부의 수분, 열, 충격 등으로부터 발광 소자(LED)를 보호할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 봉지층(TFE)은 제1 무기 봉지층, 상기 제1 무기 봉지층 상에 배치되는 유기 봉지층, 및 상기 유기 봉지층 상에 배치되는 제2 무기 봉지층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 투명 패턴(TP)은 봉지층(TFE) 상에 배치될 수 있다. 투명 패턴(TP)은 봉지층(TFE)의 상면을 노출시키는 개구부(OP)를 정의할 수 있다. 개구부(OP)는 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)으로부터 정의될 수 있다. 다시 말하면, 개구부(OP)는 투명 패턴(TP)을 관통할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 투명 패턴(TP)은 평면 상에서 그리드 형상을 가질 수 있다.
투명 패턴(TP)은 상대적으로 광 투과율이 높은 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 투명 패턴(TP)은 실록산계 물질 및/또는 실리카계 물질을 포함할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 봉지층(TFE)과 투명 패턴(TP) 사이에 절연층이 추가로 배치될 수도 있다. 이 경우, 투명 패턴(TP)은 상기 절연층의 상면을 노출시키는 개구부를 정의할 수도 있다.
캡핑층(CL)은 투명 패턴(TP)을 커버할 수 있다. 구체적으로, 캡핑층(CL)은 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S), 투명 패턴(TP)의 상면 및 봉지층(TFE)을 커버할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 캡핑층(CL)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 캡핑층(CL)으로 사용될 수 있는 무기 물질의 예로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
흡광층(AL)은 캡핑층(CL) 상에 배치될 수 있다. 흡광층(AL)은 투명 패턴(TP)에 정의된 개구부(OP) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 흡광층(AL)은 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)과 중첩할 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)은 캡핑층(CL)의 측면과 중첩할 수 있다. 이에 따라, 투명 패턴(TP)은 복수의 흡광층들(AL) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 흡광층(AL)은 제1 금속 원소 및 상기 제1 금속 원소와 상이한 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡광층(AL)은 하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
ABOx
상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소일 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소를 포함하는 3성분계 금속 산화물일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 금속 원소의 예로는, 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 등이 있을 수 있다.
발광 소자(LED)가 방출하는 광은 흡광층(AL)에 입사되거나, 흡광층(AL) 사이를 통과할 수 있다. 흡광층(AL)에 입사된 광 중 일부는 흡광층(AL)을 투과할 수 있다. 흡광층(AL)에 입사된 광 중 다른 일부는 흡광층(AL)에 의해 반사될 수 있다. 흡광층(AL)에 입사된 광 중 또 다른 일부는 흡광층(AL)에 흡수될 수 있다.
흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물이 상기 제1 금속 원소를 포함함에 따라, 흡광층(AL)의 반사율 및 투과율이 낮아질 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 입사된 광 중 흡광층(AL)을 투과하거나, 흡광층(AL)에 의해 반사되는 광의 양이 감소할 수 있다.
예를 들어, 발광 소자(LED)가 방출하는 광에 대한 흡광층(AL)의 반사율은 대략 30% 이하일 수 있다. 구체적으로, 흡광층(AL)의 상기 반사율은 대략 1 내지 대략 20%일 수 있다. 발광 소자(LED)가 방출하는 광에 대한 흡광층(AL)의 투과율은 대략 40% 이하일 수 있다. 구체적으로, 흡광층(AL)의 상기 투과율은 대략 0.5% 내지 대략 25%, 바람직하게는 대략 0.001% 내지 대략 10%일 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 입사된 광의 대부분은 흡광층(AL)에 흡수될 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)은 발광 소자(LED)로부터 방출되는 광의 시야각을 제한할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 금속 원소는 15족 금속 원소일 수 있다. 상기 제2 금속 원소의 예로는, 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V) 등이 있을 수 있다.
흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물이 상기 제2 금속 원소를 포함함에 따라, 흡광층(AL)의 내화학성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(10)의 제조 과정에서, 화학 물질에 의한 흡광층(AL)의 손상이 최소화되거나 방지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 흡광층(AL) 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 원소의 함량은 대략 5at% 내지 대략 20at%일 수 있다. 상기 제2 금속 원소의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과의 특성이 저하되지 않을 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)의 내화학성이 개선되고, 동시에 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 더욱 개선될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1에서, x는 1.9 내지 2.9의 양수일 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 1.9 내지 1: 2.9일 수 있다. 구체적으로, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 2.2 내지 1: 2.4일 수 있다. 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율이 상기 범위를 만족하는 경우, 흡광층(AL)의 내화학성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 더욱 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 흡광층(AL)은 단층 구조를 가질 수 있다. 상술한 바와 같이, 흡광층(AL)이 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함함에 따라, 흡광층(AL)은 저반사 및/또는 저투과 등의 특성을 가지고, 동시에 개선된 내화학성을 가질 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)의 상부 및/또는 하부에 흡광층(AL)을 보호하기 위한 층을 별도로 형성하는 것이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 흡광층(AL)의 구조가 단순화될 수 있고, 이에 따라, 표시 장치(10)의 구조가 단순화될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소와 상이한 제3 금속 원소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡광층(AL)은 하기 화학식 2로 표시되는 금속 산화물을 포함할 수도 있다.
[화학식 2]
ABCOx
상기 화학식 2에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소일 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소를 포함하는 4성분계 금속 산화물일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 금속 원소는 14족 금속 원소일 수 있다. 상기 제3 금속 원소의 예로는, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)등이 있을 수 있다.
흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물이 상기 제3 금속 원소를 더 포함함에 따라, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 유지되고, 동시에 내화학성이 더욱 개선될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 흡광층(AL)이 상기 제3 금속 원소를 더 포함하는 경우, 상기 흡광층(AL) 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 대략 5at% 내지 대략 20at%일 수 있다. 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과의 특성이 저하되지 않을 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)의 내화학성이 개선되고, 동시에 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 더욱 개선될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 2에서도, x는 1.9 내지 2.9의 양수일 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 1.9 내지 1: 2.9일 수 있다. 구체적으로, 흡광층(AL)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 2.2 내지 1: 2.4일 수 있다. 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율이 상기 범위를 만족하는 경우, 흡광층(AL)의 내화학성이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 더욱 향상될 수 있다.
평탄화층(PLN)은 투명 패턴(TP), 흡광층(AL) 및 캡핑층(CL)을 커버할 수 있다. 평탄화층(PLN)은 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 평탄화층(PLN)은 흡광층들(AL) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 평탄화층(PLN)은 투명 패턴(TP)의 개구부(OP)의 빈 공간을 채우며 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 평탄화층(PLN)은 투명 패턴(TP)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(PLN)은 상대적으로 광 투과율이 높은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 'A' 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)의 테이퍼 각(θ)은 대략 80도 내지 대략 90도일 수 있다. 다시 말하면, 봉지층(TFE)의 상면과 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)이 이루는 각도는 대략 80도 내지 대략 90도일 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)의 테이퍼 각(θ)은 대략 90도일 수 있다.
상술한 바와 같이, 흡광층(AL)이 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함함에 따라, 흡광층(AL)은 단층 구조를 가질 수 있다. 또한, 발광 소자(LED)로부터 방출되는 광의 시야각을 제한하고, 내화학성이 향상되는 흡광층(AL)의 두께의 상한이 증가할 수 있다. 다시 말하면, 실시예들에 의하면, 흡광층(AL)의 두께를 두껍게 가져가는 경우에도, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성, 및 내화학성이 유지될 수 있다.
예를 들어, 실시예들에 의하면, 흡광층(AL)의 두께(T)는 대략 500Å 내지 대략 10000Å, 구체적으로는 대략 2000Å 내지 대략 4000Å일 수 있다. 이때, 흡광층(AL)의 두께(T)는 캡핑층(CL)의 측면과 접하는 흡광층(AL)의 일면으로부터, 캡핑층(CL)의 측면으로부터 가장 멀리 떨어진 흡광층(AL)의 일면까지의 거리를 의미할 수 있다.
도 5는 도 3의 흡광층의 두께에 따른 반사율 및 투과율을 나타내는 그래프이다. 예를 들어, 도 5(a)는 흡광층(AL)의 두께(T)에 따른 반사율을 나타내는 그래프이고, 도 5(b)는 흡광층(AL)의 두께(T)에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 5를 참조하면, 흡광층(AL)의 두께(T)가 대략 500Å 내지 대략 10000Å 경우, 대략 380nm 내지 대략 780nm 파장대의 광에 대한 흡광층(AL)의 반사율은 대략 30% 이하이고, 투과율은 대략 40% 이하임을 알 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)의 두께(T)가 상술한 범위를 만족하는 경우, 흡광층(AL)에 입사된 광의 대부분은 흡광층(AL)에 흡수될 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)은 발광 소자(LED)로부터 방출되는 광의 시야각을 제한할 수 있다.
반면, 흡광층(AL)의 두께(T)가 500Å 미만인 경우에는 대략 380nm 내지 대략 780nm 파장대의 광에 대한 흡광층(AL)의 투과율이 대략 40%를 초과함을 알 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LED)로부터 방출되는 광의 시야각을 제한하는 것이 어려울 수 있다.
또한, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 흡광층(AL)의 두께(T)를 두껍게 가져가는 경우에도, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성이 우수함을 알 수 있다. 예를 들어, 흡광층(AL)의 두께(T)가 대략 1000Å 이상인 경우에도, 대략 380nm 내지 대략 780nm 파장대의 광에 대한 흡광층(AL)의 반사율은 대략 25% 이하이고, 투과율은 대략 20% 이하임을 알 수 있다. 이에 따라, 실시예들에 의하면, 흡광층(AL)의 두께를 두껍게 가져가는 경우에도, 흡광층(AL)의 저반사 및/또는 저투과 등의 특성, 및 내화학성이 유지될 수 있다.
도 6 내지 도 11은 도 3의 투명 패턴(TP) 및 흡광층(AL)의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 6을 참조하면, 예비 투명 패턴층(TP-A)이 봉지층(TFE) 상에 형성될 수 있다. 예비 투명 패턴층(TP-A)은 상대적으로 광 투과율이 높은 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 7을 더 참조하면, 예비 투명 패턴층(TP-A)을 노광 및 현상 공정을 통해 패터닝함으로써, 투명 패턴(TP)이 형성될 수 있다. 투명 패턴(TP)은 봉지층(TFE)을 노출시키는 개구부(OP)를 정의할 수 있다. 개구부(OP)는 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)으로부터 정의될 수 있다.
도 8를 참조하면, 캡핑층(CL)이 투명 패턴(TP) 및 봉지층(TFE) 상에 형성될 수 있다. 캡핑층(CL)은 투명 패턴(TP) 및 봉지층(TFE) 을 커버할 수 있다. 캡핑층(CL)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 9를 참조하면, 예비 흡광층(AL-A)이 캡핑층(CL) 상에 형성될 수 있다. 예비 흡광층(AL-A)은 캡핑층(CL)을 커버할 수 있다. 예비 흡광층(AL-A)은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 예비 흡광층(AL-A) 중 캡핑층(CL)의 상면과 중첩하는 부분의 두께는 예비 흡광층(AL-A)중 캡핑층(CL)의 측면과 중첩하는 부분의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일 실시예에 있어서, 예비 흡광층(AL-A) 중 캡핑층(CL)의 상면과 중첩하는 부분의 두께와 예비 흡광층(AL-A)중 캡핑층(CL)의 측면과 중첩하는 부분의 두께의 합은 대략 3000Å 내지 대략 10000Å일 수 있다.
도 10을 더 참조하면, 예비 흡광층(AL-A)의 일부는 이방성 건식 식각될 수 있다. 예비 흡광층(AL-A)의 일부가 이방성 건식 식각됨으로써, 흡광층(AL)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 흡광층(AL)은 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)과 중첩할 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)은 캡핑층(CL)의 측면과 중첩할 수 있다.
실시예들에 의하면, 예비 흡광층(AL-A) 및 흡광층(AL)이 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)은 단층 구조로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 예비 흡광층(AL-A)을 형성하는 공정을 단일의 공정으로 진행할 수 있고, 예비 흡광층(AL-A)을 식각하여 흡광층(AL)을 형성하는 공정도 단일의 공정으로 진행할 수 있다. 이에 따라, 흡광층(AL)을 형성하는 공정이 단순화될 수 있다. 따라서, 표시 장치(10) 제조 공정의 효율성이 향상될 수 있다.
도 11을 참조하면, 평탄화층(PLN)은 흡광층들(AL) 사이에 형성될 수 있다. 평탄화층(PLN)은 캡핑층(CL) 및 흡광층(AL)을 커버할 수 있다. 다시 말하면, 평탄화층(PLN)은 투명 패턴(TP)의 개구부(OP)의 빈 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 평탄화층(PLN)의 높이는 투명 패턴(TP)의 높이보다 클 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 예를 들어, 도 12는 도 3의 단면도와 대응될 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(20)는 투명 패턴(TP) 및 흡광층(AL)이 다층 구조를 가지는 것을 제외하고는, 도 3을 참조하여 설명한 표시 장치(10)와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이하에서는, 도 3을 참조하여 설명한 표시 장치(10)와의 차이점을 중심으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(20)에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치(20)에 따르면, 투명 패턴(TP)은 제1 투명 패턴(TP1) 및 제2 투명 패턴(TP2)을 포함하고, 흡광층(AL)은 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2)을 포함하며, 캡핑층(CL)은 제1 캡핑층(CL1) 및 제2 캡핑층(CL2)을 포함할 수 있다.
제1 투명 패턴(TP1)은 봉지층(TFE)의 상면을 노출시키는 제1 개구부(OP1)를 정의할 수 있다. 제1 개구부(OP1)는 제1 투명 패턴(TP1)의 측면(TP1-S)으로부터 정의될 수 있다. 다시 말하면, 제1 개구부(OP1)는 제1 투명 패턴(TP1)을 관통할 수 있다. 제1 투명 패턴(TP1)은 광 투과율이 높은 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 투명 패턴(TP1)은 실록산계 물질 및/또는 실리카계 물질을 포함할 수 있다.
제1 캡핑층(CL1)은 제1 투명 패턴(TP1)을 커버할 수 있다. 구체적으로, 제1 캡핑층(CL1)은 제1 투명 패턴(TP1)의 측면(TP1-S), 제1 투명 패턴(TP1)의 상면 및 봉지층(TFE)을 커버할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 캡핑층(CL1)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제1 캡핑층(CL1)으로 사용될 수 있는 무기 물질의 예로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
제1 흡광층(AL1)은 제1 캡핑층(CL1) 상에 배치될 수 있다. 제1 흡광층(AL1)은 제1 투명 패턴(TP1)에 정의된 제1 개구부(OP1) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 흡광층(AL1)은 제1 투명 패턴(TP1)의 측면(TP1-S)과 중첩할 수 있다. 다시 말하면, 제1 흡광층(AL1)은 제1 캡핑층(CL1)의 측면과 중첩할 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 패턴(TP1)은 복수의 제1 흡광층들(AL1) 사이에 배치될 수 있다.
제2 투명 패턴(TP2)은 제1 투명 패턴(TP1)의 제1 개구부(OP1)에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제2 투명 패턴(TP2)은 제1 투명 패턴(TP1)의 제1 개구부(OP1)의 빈 공간을 채우며 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 투명 패턴(TP2)은 제1 투명 패턴(TP1)보다 큰 높이를 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP2-S) 중 일부는 제1 투명 패턴(TP1)의 측면(TP1-S)과 중첩하고, 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP-S) 중 일부는 제1 투명 패턴(TP1)의 측면(TP1-S)과 이격될 수 있다.
제2 투명 패턴(TP2)은 제1 캡핑층(CL1)의 상면의 일부 및 제1 흡광층(AL1)의 상면의 일부를 노출시키는 제2 개구부(OP2)를 정의할 수 있다. 제2 개구부(OP2)는 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP2-S)의 일부로부터 정의될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 투명 패턴(TP2)은 제1 투명 패턴(TP1)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 투명 패턴(TP2)은 광 투과율이 높은 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 캡핑층(CL2)은 제2 투명 패턴(TP2)을 커버할 수 있다. 구체적으로, 제2 캡핑층(CL2)은 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP2-S), 제2 투명 패턴(TP2)의 상면, 제1 흡광층(AL1) 및 제1 캡핑층(CL1)을 커버할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 캡핑층(CL2)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 제2 캡핑층(CL2)으로 사용될 수 있는 무기 물질의 예로는, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 등이 있을 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합하여 사용될 수 있다.
제2 흡광층(AL2)은 제2 캡핑층(CL2) 상에 배치될 수 있다. 제2 흡광층(AL2)은 제2 투명 패턴(TP2)에 정의된 제2 개구부(OP2) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 흡광층(AL2)은 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP2-S)과 중첩할 수 있다. 다시 말하면, 제2 흡광층(AL2)은 제2 캡핑층(CL2)의 측면과 중첩할 수 있다. 이에 따라, 제1 투명 패턴(TP2)은 복수의 제2 흡광층들(AL2) 사이에 배치될 수 있다.
평탄화층(PLN)은 제2 투명 패턴(TP2), 제2 흡광층(AL2) 및 제2 캡핑층(CL2)을 커버할 수 있다. 평탄화층(PLN)은 실질적으로 평탄한 상면을 가질 수 있다. 평탄화층(PLN)은 제2 흡광층들(AL2) 사이에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 평탄화층(PLN)은 제2 투명 패턴(TP2)의 제2 개구부(OP2)의 빈 공간을 채우며 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나에 포함된 금속 산화물은 도 3을 참조하여 설명한 흡광층(AL)에 포함된 금속 산화물과 실질적으로 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 하기 화학식 1로 표시되는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
ABOx
상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소일 수 있다. 다시 말하면, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소를 포함하는 3성분계 금속 산화물일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2) 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 원소의 함량은 대략 5at% 내지 대략 20at%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 1에서, x는 1.9 내지 2.9의 양수일 수 있다. 다시 말하면, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 1.9 내지 1: 2.9일 수 있다. 구체적으로, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 2.2 내지 1: 2.4일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함함으로써, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 단층 구조를 가질 수 있다. 또한, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나의 두께는 대략 500Å 내지 대략 10000Å일 수 있다. 구체적으로는, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나의 두께는 대략 2000Å 내지 대략 4000Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소 외에, 14족의 상기 제3 금속 원소를 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표시되는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
ABCOx
상기 화학식 2에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소일 수 있다. 다시 말하면, 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2) 중 적어도 하나에 포함되는 금속 산화물은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소를 포함하는 4성분계 금속 산화물일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2) 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소, 상기 제3 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 대략 5at% 내지 대략 50at%일 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 대략 5at% 내지 대략 20at%일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 화학식 2에서도, x는 1.9 내지 2.9의 양수일 수 있다. 다시 말하면, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 1.9 내지 1: 2.9일 수 있다. 구체적으로, 제1 흡광층(AL1) 및/또는 제2 흡광층(AL2)에 포함되는 금속 산화물에서, 상기 제1 금속 원소와 산소(O)의 비율은 1: 2.2 내지 1: 2.4일 수 있다
도 13 내지 도 19는 도 12의 제1 투명 패턴(TP1), 제2 투명 패턴(TP2), 제1 흡광층(AL1) 및 제2 흡광층(AL2)의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 13을 참조하면, 봉지층(TFE) 상에 제1 투명 패턴(TP1), 제1 캡핑층(CL1) 및 제1 흡광층(AL1)이 형성될 수 있다. 봉지층(TFE) 상에 제1 투명 패턴(TP1), 제1 캡핑층(CL1) 및 제1 흡광층(AL1)이 형성하는 과정은, 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 투명 패턴(TP), 캡핑층(CL) 및 흡광층(AL)형성하는 과정과 실질적으로 동일할 수 있다.
예를 들어, 제1 예비 투명 패턴층을 패터닝하여 제1 개구부(OP1)를 정의하는 제1 투명 패턴(TP1)을 형성하고, 제1 투명 패턴(TP1)을 커버하는 제1 캡핑층(CL1)을 형성하며, 제1 캡핑층(CL1)을 커버하는 예비 제1 흡광층을 이방성 건식 식각하여 제1 흡광층(AL1)을 형성할 수 있다.
도 14를 참조하면, 제2 예비 투명 패턴층(TP2-A)이 제1 캡핑층(CL1) 및 제1 흡광층(AL1) 상에 형성될 수 있다. 제2 예비 투명 패턴층(TP2-A)은 제1 캡핑층(CL1) 및 제1 흡광층(AL1)을 커버할 수 있다. 예를 들어, 제2 예비 투명 패턴층(TP2-A)은 제1 개구부(OP1)의 빈 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 제2 예비 투명 패턴층(TP2-A)은 상대적으로 광 투과율이 높은 유기 절연 물질 및/또는 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
도 15를 더 참조하면, 제2 예비 투명 패턴층(TP2-A)을 노광 및 현상 공정을 통해 패터닝함으로써, 제2 투명 패턴(TP2)이 형성될 수 있다. 제2 투명 패턴(TP2)은 제1 캡핑층(CL1)의 상면의 일부 및 제1 흡광층(AL1)의 상면의 일부를 노출시키는 제2 개구부(OP2)를 정의할 수 있다. 제2 개구부(OP2)는 제2 투명 패턴(TP2)의 측면(TP2-S)으로부터 정의될 수 있다.
도 16을 참조하면, 제2 캡핑층(CL2)이 제2 투명 패턴(TP2) 상에 형성될 수 있다. 제2 캡핑층(CL2)은 제2 투명 패턴(TP2), 제1 흡광층(AL1) 및 제1 캡핑층(CL1)을 커버할 수 있다. 제2 캡핑층(CL2)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 및 실리콘 산질화물 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제2 예비 흡광층(AL2-A)이 제2 캡핑층(CL2) 상에 형성될 수 있다. 제2 예비 흡광층(AL2-A)은 제2 캡핑층(CL2)을 커버할 수 있다. 제2 예비 흡광층(AL2-A)은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제2 예비 흡광층(AL2-A) 중 제2 캡핑층(CL2)의 상면과 중첩하는 부분의 두께는 제2 예비 흡광층(AL2-A)중 제2 캡핑층(CL2)의 측면과 중첩하는 부분의 두께보다 두꺼울 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 예비 흡광층(AL2-A) 중 제2 캡핑층(CL2)의 상면과 중첩하는 부분의 두께와 제2 예비 흡광층(AL2-A)중 제2 캡핑층(CL2)의 측면과 중첩하는 부분의 두께의 합은 대략 3000Å 내지 대략 10000Å일 수 있다.
도 18을 더 참조하면, 제2 예비 흡광층(AL2-A)의 일부는 이방성 건식 식각될 수 있다. 제2 예비 흡광층(AL2-A)의 일부가 이방성 건식 식각됨으로써, 제2 흡광층(AL2)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 흡광층(AL2)은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 상기 제1 금속 원소 및 15족의 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 흡광층(AL)은 투명 패턴(TP)의 측면(TP-S)과 중첩할 수 있다. 다시 말하면, 흡광층(AL)은 캡핑층(CL)의 측면과 중첩할 수 있다.
도 19를 참조하면, 평탄화층(PLN)은 제2 흡광층들(AL2) 사이에 형성될 수 있다. 평탄화층(PLN)은 제2 캡핑층(CL2) 및 제2 흡광층(AL2)을 커버할 수 있다. 다시 말하면, 평탄화층(PLN)은 제2 투명 패턴(TP2)의 제2 개구부(OP2)의 빈 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 평탄화층(PLN)의 높이는 제2 투명 패턴(TP2)의 높이보다 클 수 있다. 다만, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예들에 의하면, 표시 장치는 발광 소자에서 방출되는 광의 시야각을 제한하는 흡광층을 포함할 수 있다. 상기 흡광층은 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr) 중에서 선택되는 제1 금속 원소 및 15족의 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층의 두께는 대략 500Å 내지 대략 10000Å일 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층이 단층 구조를 가지는 경우에도, 상기 흡광층은 저반사 및/또는 저투과 등의 특성을 가지고, 동시에 개선된 내화학성을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 흡광층의 상부 및/또는 하부에 상기 흡광층을 보호하기 위한 층을 별도로 형성하는 것이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 흡광층의 구조가 단순화될 수 있고, 이에 따라, 표시 장치의 구조가 단순화될 수 있다. 따라서, 표시 장치 제조 공정의 효율성이 향상되고, 제조 비용이 절감될 수 있다.
본 발명은 표시 장치 및 이를 포함하는 전자 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 고해상도 스마트폰, 휴대폰, 스마트패드, 스마트 워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10, 20: 표시 장치 SUB: 기판
TP: 투명 패턴 TP1: 제1 투명 패턴
TP2: 제2 투명 패턴 OP: 개구부
OP1: 제1 개구부 OP2: 제2 개구부
AL: 흡광층 AL1: 제1 흡광층
AL2: 제2 흡광층 CL: 캡핑층
CL1: 제1 캡핑층 CL2: 제2 캡핑층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 제1 투명 패턴; 및
    상기 제1 투명 패턴을 관통하는 제1 개구부를 정의하는 상기 제1 투명 패턴의 측면과 중첩하고, 몰리브데늄(Mo), 구리(Cu) 및 크로뮴(Cr)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 제1 금속 원소 및 15족의 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함하며, 두께가 500Å 내지 10000Å인 제1 흡광층을 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 금속 원소는 탄탈륨(Ta), 니오븀(Nb) 및 바나듐(V)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    [화학식 1]
    ABOx
    (상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, 1.9≤x≤2.9이다.)
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 5at% 내지 50at%인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 흡광층은 단층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 투명 패턴의 상기 측면의 테이퍼 각은 80도 내지 90도인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 투명 패턴을 커버하는 제1 캡핑층을 더 포함하고,
    상기 제1 흡광층은 상기 제1 캡핑층 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 14족의 제3 금속 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 제3 금속 원소는 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 및 하프늄(Hf)으로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 제1 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    [화학식 2]
    ABCOx
    (상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소이고, 1.9≤x≤2.9이다.)
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소, 제3 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 5at% 내지 50at%인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 투명 패턴의 상기 제1 개구부에 배치되고, 상기 제1 투명 패턴보다 큰 높이를 가지는 제2 투명 패턴; 및
    상기 제2 투명 패턴을 관통하는 제2 개구부를 정의하는 상기 제2 투명 패턴의 측면과 중첩하는 제2 흡광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 제2 흡광층은 상기 제1 금속 원소 및 상기 제2 금속 원소를 포함하는 금속 산화물을 포함하며, 두께가 500Å 내지 10000Å인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    [화학식 1]
    ABOx
    (상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, 1.9≤x≤2.9이다.)
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제2 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소의 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 5at% 내지 50at%인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 제2 흡광층은 단층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 14족의 제3 금속 원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서, 상기 제2 흡광층에 포함된 상기 금속 산화물은 하기 화학식 2로 표시되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
    [화학식 2]
    ABCOx
    (상기 화학식 1에서, A는 상기 제1 금속 원소이고, B는 상기 제2 금속 원소이며, C는 상기 제3 금속 원소이고, 1.9≤x≤2.9이다.)
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제2 흡광층 내에서, 상기 제2 금속 원소 및 상기 제3 금속 원소의 총 함량은 상기 제1 금속 원소, 상기 제2 금속 원소, 제3 금속 원소 및 산소(O)의 총 원자 수를 기준으로 5at% 내지 50at%인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제1 항에 있어서, 상기 제2 투명 패턴을 커버하는 제2 캡핑층을 더 포함하고,
    상기 제2 흡광층은 상기 제2 캡핑층 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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