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KR102536252B1 - 표시장치 및 표시장치 제조방법 - Google Patents

표시장치 및 표시장치 제조방법 Download PDF

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KR102536252B1
KR102536252B1 KR1020160036130A KR20160036130A KR102536252B1 KR 102536252 B1 KR102536252 B1 KR 102536252B1 KR 1020160036130 A KR1020160036130 A KR 1020160036130A KR 20160036130 A KR20160036130 A KR 20160036130A KR 102536252 B1 KR102536252 B1 KR 102536252B1
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light
electrode
light emitting
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substrate
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안태영
이상욱
조은정
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들은 표시장치 및 표시장치 제조방법을 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 기판; 상기 기판 상에, 기판 방향과 반대 방향으로 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광소자를 포함하는 제1 픽셀; 상기 기판 상에, 상기 기판 방향으로 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광소자를 포함하고, 단면상 적어도 상기 제2 발광소자의 제2 발광층이 상기 제1 발광소자의 제1 발광층 하부에 배치된 제2 픽셀; 상기 기판 상에, 상기 제2 픽셀로부터 방출된 광이 객체에 의해 반사된 제2 파장 대역의 광을 감지하는 광감지 소자; 및 상기 기판 상에, 상기 광감지 소자로 입사되는 광의 경로에 배치된 차광 부재;를 포함한다.

Description

표시장치 및 표시장치 제조방법{Display apparatus and Method of manufacturing the same}
본 발명의 실시예들은 표시장치 및 표시장치 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 감광성 소자를 포함하는 표시장치 및 표시장치 제조방법에 관한 것이다.
최근 생체 정보를 측정 또는 감지하는 기술들이 요구되고 있다. 이러한 생체 정보를 측정하기 위해서는 신체에 광을 조사하기 위한 발광 수단과 신체로부터 반사되거나 투과된 광을 수집하기 위한 수광 수단이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 표시기능 및 생체정보 감지기능을 갖는 표시장치를 제공한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는, 기판; 상기 기판 상에, 기판 방향과 반대 방향으로 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광소자를 포함하는 제1 픽셀; 상기 기판 상에, 상기 기판 방향으로 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광소자를 포함하고, 단면상 적어도 상기 제2 발광소자의 제2 발광층이 상기 제1 발광소자의 제1 발광층 하부에 배치된 제2 픽셀; 상기 기판 상에, 상기 제2 픽셀로부터 방출된 광이 객체에 의해 반사된 제2 파장 대역의 광을 감지하는 광감지 소자; 및 상기 기판 상에, 상기 광감지 소자로 입사되는 광의 경로에 배치된 차광 부재;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 광감지 소자는 제3 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 반도체층은 비정질 실리콘 게르마늄을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차광 부재와 상기 제3 반도체층 사이의 절연층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 절연층은 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차광 부재는, 비정질 게르마늄을 포함하는 제1 차광층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 제2 차광층의 적층 구조를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 발광소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 제1 파장 대역의 광을 방출하는 상기 제1 발광층을 포함하고, 상기 제2 발광소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 제2 파장 대역의 광을 방출하는 상기 제2 발광층을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 발광소자의 제1 전극은 반사 전극이고, 제2 전극은 투명 전극이고, 상기 제2 발광소자의 제1 전극은 투명 전극이고, 제2 전극은 반사 전극일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 발광소자의 제2 전극은 상기 제1 발광소자의 제1 전극과 동일층에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 발광소자의 제2 전극과 상기 제1 발광소자의 제1 전극 사이의 절연층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 픽셀은 상기 제1 발광소자와 전기적으로 연결되고, 제1 반도체층을 포함하는 제1 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제2 픽셀은 상기 제2 발광소자와 전기적으로 연결되고, 제2 반도체층을 포함하는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 다결정 실리콘을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제2 픽셀의 해상도는 상기 제1 픽셀의 해상도보다 낮을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 파장 대역은 가시광 영역이고, 상기 제2 파장 대역은 적외광 영역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치 제조 방법은, 기판을 준비하는 단계; 상기 기판 상부에 객체에 의해 반사된 제2 파장 대역의 광을 감지하는 광감지 소자를 형성하는 단계; 상기 광감지 소자 상부에 기판 방향과 반대 방향으로 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광소자를 형성하는 단계; 상기 제2 발광소자 상부에 상기 기판 방향으로 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광소자를 형성하는 단계; 및 상기 광감지 소자로 입사되는 광의 경로에 차광 부재를 형성하는 단계;를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 차광 부재를 형성하는 단계는, 상기 광감지 소자를 형성하는 단계 이전에, 상기 기판 상부에 제1 차광층 및 제2 차광층을 적층한 후 패터닝하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 광감지 소자를 형성하는 단계에 포함되고, 상기 광감지 소자를 형성하는 단계는, 상기 기판 상부에 제1 차광층, 제2 차광층, 절연층, 반도체층을 적층한 후 패터닝하는 단계;를 포함하고, 상기 제1 차광층 및 제2 차광층이 상기 차광 부재를 구성하고, 상기 반도체층이 상기 광감지 소자의 반도체층을 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자 형성 단계 이전에, 상기 제1 발광소자에 전기적으로 연결된 제1 박막 트랜지스터 및 상기 제2 발광소자에 전기적으로 연결된 제2 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 발광소자 형성 단계 이전에, 상기 제2 발광소자 상부에 절연층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 파장 대역은 가시광 영역이고, 상기 제2 파장 대역은 적외광 영역일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 광원 및 광감지 소자를 일체로 포함하면서 얇고 대면적으로 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시되는 표시장치를 이용하여 생체 정보를 감지하는 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 센서부를 구비한 표시패널의 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 5a 내지 도 5c는 제3 반도체층의 성분비에 따른 감지 박막 트랜지스터(TFTps)의 게이트-소스 전압(Vgs)과 광 전류(Ids)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광 부재의 파장에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 7a 내지 도 7j는 도 4에 도시된 표시장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 10a 내지 도 10i는 도 9에 도시된 표시장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
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.
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 명세서상에 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 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개략적 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시되는 표시장치를 이용하여 생체 정보를 감지하는 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(1)는 표시패널(100), 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 감지 신호 처리부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
표시패널(100)은 기판(101), 기판(101) 상부의 표시부(A), 광원부(B) 및 센싱부(C), 및 기판(101)을 밀봉하는 밀봉 부재(110)를 포함할 수 있다. 밀봉 부재(110)는 밀봉재에 의해 기판(101)과 결합하는 밀봉기판 또는 기판(101) 상에 무기물과 유기물이 교대로 성막된 구조의 봉지박막일 수 있다.
표시부(A), 광원부(B) 및 센싱부(C)는 기판(101)의 표시 영역에 형성될 수 있다. 표시부(A)는 복수의 제1 픽셀(PX1)들을 포함할 수 있다. 센싱부(C)는 복수의 센서부(SU)들을 포함할 수 있다. 광원부(B)는 복수의 제2 픽셀(PX2)들을 포함하고, 단면상 표시부(A)와 센싱부(C)의 사이에 배치될 수 있다.
표시장치(1)는 표시 모드에서 표시부(A)의 제1 픽셀(PX1)들이 기판 반대 방향(D2)으로 방출하는 광(L1)에 의해 영상을 표시할 수 있다. 표시장치(1)는 감지 모드에서 광원부(B)의 제2 픽셀(PX2)들과 센싱부(C)의 복수의 센서부(SU)들에 의해 생체 정보를 감지할 수 있다. 표시장치(1)는 표시 모드와 동시에 또는 단독으로 감지 모드로 동작할 수 있다. 표시장치(1)는 파워 온, 객체 터치 등의 특정 이벤트가 감지되면, 감지 모드로 동작할 수 있다.
감지 모드에서, 신체 일부가 기판(101)에 접촉 또는 인접하면, 광원부(B)의 제2 픽셀부(PX2)로부터 기판 방향(D1)으로 방출된 광(L2)이 객체(600)에 의해 반사(L3)되어 센서부(SU)들에 의해 감지될 수 있다. 객체(600)는 손, 손가락 등 신체 일부일 수 있다. 표시장치(1)는 센서부(SU)들로부터의 감지 신호로부터 생체 정보를 획득할 수 있다. 표시장치(1)는 생체 정보를 제1 픽셀(PX1)들을 이용하여 영상으로 표시할 수 있다.
기판(101)의 표시 영역에는 제1 방향으로 연장된 복수의 주사선(SL)들, 제2 방향으로 연장된 복수의 데이터선(DL)들 및 복수의 리드아웃선(RL)들이 이격 배치될 수 있다. 또한, 표시 영역에는 제1 픽셀(PX1)들 및 제2 픽셀(PX2)들로 전원전압을 인가하는 복수의 전원선들을 포함할 수 있다.
제1 픽셀(PX1)은 주사선(SL)과 데이터선(DL)에 연결되고, 기판 방향과 반대 방향(D2)으로 제1 파장 대역(band)의 광(L1)을 방출할 수 있다. 제1 파장 대역은 대략 380~750nm의 가시광 영역(range)일 수 있다. 제1 픽셀(PX1)은 제1 색상의 가시광을 방출하는 제1색 픽셀, 제2 색상의 가시광을 방출하는 제2색 픽셀, 제3 색상의 가시광을 방출하는 제3색 픽셀을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 색상은 적색, 제2 색상은 녹색, 제3 색상은 청색일 수 있다. 그러나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 제1 픽셀(PX1)은 다른 색상의 가시광을 방출하는 픽셀일 수 있다.
제2 픽셀(PX2)은 주사선(SL)과 데이터선(DL)에 연결되고, 기판 방향(D1)으로 제2 파장 대역의 광(L2)을 방출할 수 있다. 제2 파장 대역은 대략 750~1000nm의 적외광 영역으로, 근적외광 영역을 포함한다. 제2 픽셀(PX2)은 적외광을 방출하는 IR 픽셀 또는 NIR 픽셀을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단면 뷰에서 제2 픽셀(PX2)은 제1 픽셀(PX1)의 하부 층에 배치될 수 있다.
센서부(SU)는 주사선(SL)과 리드 아웃선(RL)에 연결되고, 제2 픽셀(PX2)로부터 방출되는 광(L2)이 기판(101)에 접촉 또는 근접한 객체(600)로부터 반사된 반사 광(L3)을 수신할 수 있다. 반사 광(L3)은 제2 파장 대역의 광일 수 있다.
제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2) 및 센서부(SU)는 감지 해상도에 따라 소정 비율로 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 픽셀(PX2) 및 센서부(SU)의 해상도는 제1 픽셀(PX1)의 해상도보다 낮을 수 있다.
센서부(SU)와 기판(101) 사이에는 차광 부재(170)가 배치될 수 있다. 차광 부재(170)는 외부로부터 센서부(SU)로 입사되는 제1 파장 대역의 광을 차단할 수 있다.
주사 구동부(200)는 복수의 주사선들(SL)로 주사 신호를 출력할 수 있다. 주사 구동부(200)는 주사선들(SL)을 순차적으로 구동할 수 있다.
데이터 구동부(300)는 복수의 데이터선들(DL)로 데이터 신호를 출력할 수 있다.
감지 신호 처리부(400)는 복수의 리드아웃선(RL)으로부터 감지 신호를 입력받아 신호 처리할 수 있다. 감지 신호 처리부(400)는 리드아웃선(RL)에 연결된 적분기(도 3의 420)를 포함할 수 있다.
제어부(500)는 주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 감지 신호 처리부(400)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다. 제어부(500)는 감지 신호 처리부(400)로부터 출력되는 신호로부터 생체 정보를 생성하고, 생체 정보에 대응하는 영상 데이터를 생성하여 데이터 구동부(300)로 출력할 수 있다.
주사 구동부(200), 데이터 구동부(300), 감지 신호 처리부(400) 및 제어부(500)는 기판(101)의 표시 영역 주변의 비표시 영역에, 각각 별개의 집적 회로 칩 또는 하나의 집적 회로 칩의 형태로 형성되어 직접 장착되거나, 연성인쇄회로필름(flexible printed circuit film) 위에 장착되거나 TCP(tape carrier package)의 형태로 기판(101)에 부착되거나, 기판(101)에 직접 형성될 수도 있다.
전술한 실시예에서는 표시부(A)에 가시광을 방출하는 제1 픽셀(PX1)만을 도시하였으나, 본 발명의 실시예들은 이에 한정되지 않고, 표시부(A)에 제1 픽셀(PX1)과 동일 층에 배치되고 백색 광을 방출하는 제3 픽셀(PX3)이 더 구비될 수 있다. 이때 제1 픽셀(PX1) 및 제3 픽셀(PX3)이 방출하는 광의 경로에 각각 대응하는 색필터가 더 구비될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 센서부를 구비한 표시패널의 회로도이다.
도 3을 참조하면, 표시패널(100)에는 복수의 제1 픽셀(PX1)들, 복수의 제2 픽셀(PX2)들 및 복수의 센서부(SU)들이 배치될 수 있다.
제1 픽셀(PX1)은 제1 트랜지스터(TR11), 제2 트랜지스터(TR21) 및 제1 커패시터(C1)를 포함하는 제1 픽셀 회로 및 제1 픽셀 회로에 연결된 제1 발광소자(OLED1)를 포함한다.
제1 트랜지스터(TR11)는 복수의 주사선들 중 대응하는 주사선(SL)에 연결된 게이트 전극, 복수의 데이터선들 중 대응하는 데이터선(DL)에 연결된 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나이고, 제2 전극은 나머지 하나일 수 있다.
제2 트랜지스터(TR21)는 제1 트랜지스터(TR11)의 제2 전극에 연결된 게이트 전극, 제1 전원전압(VDD)을 인가하는 전원선에 연결된 소스 전극 및 제1 발광소자(OLED1)에 연결된 드레인 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나이고, 제2 전극은 나머지 하나일 수 있다.
제1 커패시터(C1)는 제1 트랜지스터(TR11)의 제2 전극과 제2 트랜지스터(TR21)의 게이트 전극에 연결된 제1 전극 및 제1 전원전압(VDD)을 인가하는 전원선에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)는 제2 트랜지스터(TR21)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이의 제1 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 제1 발광층은 380~750nm 의 가시광 영역의 광을 방출할 수 있다.
제1 픽셀(PX1)의 제1 트랜지스터(TR11)는 대응하는 주사선으로부터 공급되는 주사 신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 데이터선으로부터 공급된 데이터 신호를 제1 커패시터(C1)로 전달하고, 제1 커패시터(C1)는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 제1 커패시터(C1)에 충전된 전압에 대응하는 구동전류가 제2 트랜지스터(TR21)를 통해 제1 발광소자(OLED1)로 전달되어, 제1 발광소자(OLED1)가 발광한다.
제2 픽셀(PX2)은 제3 트랜지스터(TR12), 제4 트랜지스터(TR22) 및 제2 커패시터(C2)를 포함하는 제2 픽셀 회로 및 제2 픽셀 회로에 연결된 제2 발광소자(OLED2)를 포함한다.
제3 트랜지스터(TR12)는 복수의 주사선들 중 대응하는 주사선(SL)에 연결된 게이트 전극, 복수의 데이터선들 중 대응하는 데이터선(DL)에 연결된 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나이고, 제2 전극은 나머지 하나일 수 있다.
제4 트랜지스터(TR22)는 제3 트랜지스터(TR12)의 제2 전극에 연결된 게이트 전극, 제1 전원전압(VDD)을 인가하는 전원선에 연결된 제1 전극 및 제2 발광소자(OLED2)에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극은 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나이고, 제2 전극은 나머지 하나일 수 있다.
제2 커패시터(C2)는 제3 트랜지스터(TR12)의 제2 전극과 제4 트랜지스터(TR22)의 게이트 전극에 연결된 제1 전극 및 제1 전원전압(VDD)을 인가하는 전원선에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
제2 발광소자(OLED2)는 제4 트랜지스터(TR22)의 제2 전극과 연결된 제1 전극, 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이의 제2 발광층을 포함하는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 제2 발광층은 750~1000nm의 적외광 영역의 광을 방출할 수 있다.
제2 픽셀(PX2)의 제3 트랜지스터(TR12)는 대응하는 주사선으로부터 공급되는 주사 신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 데이터선으로부터 공급된 데이터 신호를 제2 커패시터(C2)로 전달하고, 제2 커패시터(C2)는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전한다. 제2 커패시터(C2)에 충전된 전압에 대응하는 구동전류가 제4 트랜지스터(TR22)를 통해 제2 발광소자(OLED2)로 전달되어, 제2 발광소자(OLED2)가 발광한다.
센서부(SU)는 스위칭 트랜지스터(TRsw), 감지 트랜지스터(TRps), 제3 커패시터(C3)를 포함한다.
스위칭 트랜지스터(TRsw)는 복수의 주사선들 중 대응하는 주사선(SL)에 연결된 게이트 전극, 복수의 리드아웃선들 중 대응하는 리드아웃선(RL)에 연결된 제1 전극, 및 제2 전극을 포함할 수 있다.
감지 트랜지스터(TRps)는 광감지 소자로서 적외광을 감지한다. 감지 트랜지스터(TRps)는 제1 바이어스 전압(Vb1)을 인가하는 제1 바이어스선에 연결된 게이트 전극, 스위칭 트랜지스터(TRsw)의 제2 전극에 연결된 제1 전극, 제2 바이어스 전압(Vb2)을 인가하는 제2 바이어스선에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 바이어스 전압(Vb1)은 감지 트랜지스터(TRps)에 적외광이 조사되지 않을 때 감지 트랜지스터(TRps)가 턴-오프 상태를 유지할 수 있도록 충분히 낮은 전압 또는 높은 전압일 수 있다.
제3 커패시터(C3)는 감지 트랜지스터(TRps)의 제1 전극과 스위칭 트랜지스터(TRsw)의 제2 전극에 연결된 제1 전극, 제2 바이어스선에 연결된 제2 전극을 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(TRsw)는 대응하는 주사선(SL)으로부터 공급되는 주사신호에 응답하여 턴-온되고, 대응하는 리드아웃선(RL)으로부터 공급된 전압과 제2 바이어스선으로부터 인가된 제2 바이어스 전압(Vb2)의 차이만큼 제3 커패시터(C3)가 충전된다. 스위칭 트랜지스터(TRsw)가 턴-오프되고, 감지 트랜지스터(TRps)에 외부로부터 적외광이 입사되면 감지 트랜지스터(TRps)는 광량에 대응하는 광(누설) 전류를 생성한다. 광 전류에 의해 제3 커패시터(C3)의 충전 전압이 변한다. 다시 주사선(SL)으로부터 주사신호가 공급되어 스위칭 트랜지스터(TRsw)가 턴-온되면, 제3 커패시터(C3)의 변화된 충전 전압에 대응하는 감지 신호가 스위칭 트랜지스터(TRsw)를 통해 리드아웃선(RL)으로 출력된다. 리드아웃선(RL)으로 출력된 감지 신호는 적분기(420)로 입력된다.
적분기(420)는 반전 단자(-), 비반전 단자(+), 및 출력 단자를 갖는 증폭기(AP) 및 커패시터(Cf)를 포함할 수 있다. 증폭기(AP)의 반전 단자(-)는 리드아웃선(RL)에 연결되어 있고, 반전 단자(-)와 출력 단자 사이에는 커패시터(Cf)가 연결되어 있다. 증폭기(AP)의 비반전 단자(+)는 기준 전압(Vf)의 공급원에 연결되어 있다. 증폭기(AP)와 커패시터(Cf)는 리드아웃선(RL)으로부터의 감지 신호를 소정 시간 적분하여 출력 신호(Vout)를 생성할 수 있다.
전술한 실시예에서 제1 픽셀(PX1) 및 제2 픽셀(PX2)이 2개의 트랜지스터와 1개의 커패시터를 구비하는 구조를 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하나의 픽셀에 2개 이상의 복수의 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터를 구비할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 4를 참조하면, 기판(101) 상의 표시 영역에 제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2), 센서부(SU)가 각각 배치될 수 있다.
제1 픽셀(PX1)은 제1 픽셀 회로 및 제1 픽셀 회로에 연결된 제1 발광소자(OLED1)를 포함한다. 도 4에서는 제1 픽셀 회로의 제2 트랜지스터(TR21)에 대응하는 박막 트랜지스터를 도시하였으며, 이러한 구조는 제1 트랜지스터(TR11)에도 동일하게 적용된다. 따라서 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 박막 트랜지스터(TFT1)로 통칭하여 설명한다.
제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 제1 반도체층(121), 제1 소스전극(122), 제1 드레인전극(123), 제1 게이트 전극(125)을 포함한다. 제1 반도체층(121)은 다결정 실리콘(poly-Si)을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(121)과 제1 게이트 전극(125) 사이에 게이트 절연층으로서 제1 절연층(103)이 배치될 수 있다. 제1 소스전극(122) 및 제1 드레인전극(123)과 제1 게이트 전극(125) 사이에 층간 절연층으로서 제2 절연층(104)이 배치될 수 있다. 제1 소스전극(122)과 제1 드레인전극(123)은 각각 제1 절연층(103) 및 제2 절연층(104)에 형성된 컨택홀을 통해 제1 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 박막 트랜지스터(TFT1)를 포함하는 제1 픽셀 회로는 제1 발광소자(OLED1)와 적어도 일부 수직으로 중첩하게 배치될 수도 있고, 제1 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않게 배치될 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)는 제1 전극(131), 제2 전극(135) 및 제1 전극(131)과 제2 전극(135) 사이의 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층(133)을 포함한다. 제1 발광층은 가시광 파장 대역의 광을 기판 반대 방향으로 방출할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)는 제3 절연층(105) 및 제4 절연층(106)에 형성된 제1 비아홀(VIA1)을 통해 제1 박막 트랜지스터(TFT1)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(131)은 반사 전극이고 제2 전극(135)은 투명 전극일 수 있다.
제2 픽셀(PX2)은 제2 픽셀 회로 및 제2 픽셀 회로에 연결된 제2 발광소자(OLED2)를 포함한다. 도 4에서는 제2 픽셀 회로의 제4 트랜지스터(TR22)에 대응하는 박막 트랜지스터를 도시하였으며, 이러한 구조는 제3 트랜지스터(TR12)에도 동일하게 적용된다. 따라서 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2 박막 트랜지스터(TFT2)로 통칭하여 설명한다.
제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 반도체층(141), 제2 소스전극(142), 제2 드레인전극(143), 제2 게이트 전극(145)을 포함한다. 제2 반도체층(141)은 다결정 실리콘(poly-Si)을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(141)과 제2 게이트 전극(145) 사이에 게이트 절연층으로서 제1 절연층(103)이 배치될 수 있다. 제2 소스전극(142) 및 제2 드레인전극(143)과 제2 게이트 전극(145) 사이에 층간 절연층으로서 제2 절연층(104)이 배치될 수 있다. 제2 소스전극(122)과 제2 드레인전극(123)은 각각 제1 절연층(103) 및 제2 절연층(104)에 형성된 컨택홀을 통해 제2 반도체층(141)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(TFT2)를 포함하는 제2 픽셀 회로는 제2 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않게 배치될 수 있다.
제2 발광소자(OLED2)는 제1 전극(151), 제2 전극(155) 및 제1 전극(151)과 제2 전극(155) 사이의 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층(153)을 포함한다. 제2 발광층은 적외광 파장 대역의 광을 기판 방향으로 방출할 수 있다. 제2 발광소자(OLED2)는 제3 절연층(105)에 형성된 제2 비아홀(VIA2)을 통해 제2 박막 트랜지스터(TFT2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(151)은 투명 전극이고 제2 전극(155)은 반사 전극일 수 있다.
제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)의 하부(또는 하부 층)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 제2 발광소자(OLED2)의 제2 발광층(153)이 제1 발광소자(OLED1)의 제1 발광층(133)의 하부에 위치할 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)의 하부에 배치된 제2 발광소자(OLED2)는 단면상 제1 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않게 수평으로 소정 거리 이격될 수 있다. 이로써 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 간의 신호 간섭 및/또는 색 간섭을 최소화할 수 있다.
센서부(SU)는 스위칭 트랜지스터(TRsw) 및 감지 트랜지스터(TRps)를 포함할 수 있다. 도 4에서는 감지 트랜지스터(TRps)에 대응하는 박막 트랜지스터를 도시하였으며, 이하 감지 박막 트랜지스터(TFTps)라 한다. 스위칭 트랜지스터(TRsw)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 또는 제2 픽셀(PX2)의 제2 박막 트랜지스터(TFT2)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
감지 박막 트랜지스터(TFTps)는 제3 반도체층(161), 제3 소스전극(162), 제3 드레인전극(163), 제3 게이트 전극(165)을 포함한다.
제3 반도체층(161)은 수광층으로서 적외광에 민감한 반도체 물질을 포함하며, 예를 들어, 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다. 제3 반도체층(161)을 형성하는 SiH4와 GeH4의 성분비에 따라 적외광 감도가 조절될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c는 제3 반도체층의 성분비에 따른 감지 박막 트랜지스터(TFTps)의 게이트-소스 전압(Vgs)과 광 전류(Ids)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c에서, I_IR은 제3 반도체층(161)이 적외광에 노출된 상태에서 게이트-소스 전압(Vgs)에 따른 광 전류이고, I_dark는 제3 반도체층(161)이 외광으로부터 차단된 상태에서 게이트-소스 전압(Vgs)에 따른 광 전류이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)의 제3 반도체층(161)을 형성하기 위한 SiH4와 GeH4의 성분비에 따라 턴-오프 영역에서 감지 박막 트랜지스터(TFTps)의 광 전류(Ids)의 크기 및 IR 감도가 달라질 수 있다. IR 감도는 I_IR 그래프와 I_dark 그래프의 비율로 산출될 수 있다. 도 5c에 도시된 SiH4와 GeH4의 성분비(SiH4:GeH4)가 1:2일 때 상대적으로 IR 감도가 우수함을 알 수 있다.
제3 반도체층(161)은 전술된 예에 한정되지 않고, 적외광에 민감한 물질이라면 어느 것이라도 가능하다. 제3 반도체층(161)과 제3 게이트 전극(165) 사이에 게이트 절연층으로서 제1 절연층(103)이 배치될 수 있다. 제3 소스전극(162) 및 제3 드레인전극(163)과 제3 게이트 전극(165) 사이에 층간 절연층으로서 제2 절연층(104)이 배치될 수 있다. 제3 소스전극(162)과 제3 드레인전극(163)은 각각 제1 절연층(103) 및 제2 절연층(104)에 형성된 컨택홀을 통해 제3 반도체층(161)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제3 반도체층(161) 하부에는 차광 부재(170)가 배치될 수 있다. 제3 반도체층(161)과 차광 부재(170) 사이에 절연층이 배치되고, 절연층은 버퍼층(102)의 일부일 수 있다.
차광 부재(170)는 제3 반도체층(161)에 가시광이 입사하는 것을 방지하기 위한 층이다. 차광 부재(170)는 흑색 안료를 포함하는 유기 물질, 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 게르마늄 및 비정질 게르마늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도 4의 실시예에서는 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하는 제1 차광층(172) 및 그 상부의 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 제2 차광층(174)의 적층 구조의 예를 도시한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차광 부재의 파장에 따른 투과율을 나타내는 그래프이다.
도 6을 참조하면, 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하는 제1 차광층(172)과 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 제2 차광층(174)은 400~750nm 파장 대역의 가시광 영역의 투과율이 낮고, 750~1000nm 파장 대역의 적외광 영역의 투과율이 높음을 알 수 있다. 따라서, 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하는 제1 차광층(172)과 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 제2 차광층(174)의 2층 구조에 의해 가시광 투과율을 낮추고 적외광 투과율을 높일 수 있다.
차광 부재(170)는 전술된 예에 한정되지 않고, 적외광 영역은 잘 통과시키고 가시광 영역은 잘 통과시키지 않는 물질이라면 어느 것이라도 가능하다. 차광 부재(170)는 제3 반도체층(161)을 모두 커버할 수 있도록 제3 반도체층(161)보다 큰 사이즈를 가질 수 있다.
도 7a 내지 도 7j는 도 4에 도시된 표시장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 7a를 참조하면, 기판(101) 상부에 차광 부재(170)를 형성할 수 있다.
기판(101)은 유리, 금속 또는 플라스틱 등 다양한 소재로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(101)은 플렉서블 소재의 기판을 포함할 수 있다. 기판(101)은 제1 픽셀(PX1)이 형성되는 제1 영역(111), 제2 픽셀(PX2)이 형성되는 제2 영역(113) 및 센서부(SU)가 형성되는 제3 영역(115)을 포함할 수 있다.
기판(101)의 제3 영역(115)에 제1 차광 물질층과 제2 차광 물질층을 적층한 후 포토 마스크 공정에 의해 패터닝하여, 제1 차광층(172)과 제2 차광층(174)을 포함하는 차광 부재(170)를 형성할 수 있다. 제1 차광층(172)은 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하고, 제2 차광층(174)은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다.
도 7b를 참조하면, 차광 부재(170)가 형성된 기판(101) 상부에 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)을 형성할 수 있다.
기판(101) 전면에 차광 부재(170)를 커버하는 버퍼층(102)을 형성할 수 있다. 버퍼층(102)은 실리콘질화물(SiNx) 및/또는 실리콘산화물(SiOx)과 같은 무기물로 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
버퍼층(102) 상부에 반도체 물질로 반도체층을 형성하고, 포토 마스크 공정에 의해 반도체층을 패터닝하여 제1 영역(111)의 제1 반도체층(121) 및 제2 영역(113)의 제2 반도체층(141)을 형성할 수 있다. 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)은 동일한 물질로 형성될 수 있고, 비정질 실리콘(a-Si) 또는 다결정 실리콘(poly-Si)과 같은 무기 반도체 물질을 포함할 수 있다. 다결정 실리콘(poly-Si)은 비정질 실리콘(a-Si)을 결정화하여 형성될 수도 있다. 결정화하는 방법은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallzation)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallzation)법, MILC(metal induced lateral crystallzation)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법이 이용될 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)의 패터닝을 위한 건식 식각 공정 후에 스트립 공정은 생략할 수 있다. 이에 따라, 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)의 패턴 상부에 감광층(121', 141')이 잔존할 수 있다. 감광층(121', 141')은 추후 제3 반도체층(161)의 형성을 위한 건식 식각 공정으로부터 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)을 보호할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 버퍼층(102) 상부에 반도체 물질로 반도체층을 형성하고, 포토 마스크 공정에 의해 반도체층을 패터닝하여 제3 영역(115)의 제3 반도체층(161)을 형성할 수 있다. 제3 반도체층(161)은 비정질 실리콘 게르마늄을 포함할 수 있다. 제3 반도체층(161)은 차광 부재(170)와 단면상 수직으로 중첩할 수 있다.
제3 반도체층(161)의 패터닝을 위한 건식 식각 공정 후 스트립 공정에 의해 제1 및 제2 반도체층(121, 141) 상의 감광층(121', 141') 및 제3 반도체층(161) 상의 감광층을 제거할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)이 형성된 기판(101) 상부에 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)을 형성할 수 있다.
기판(101) 전면에 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)을 커버하는 제1 절연층(103)을 형성할 수 있다. 제1 절연층(103)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산화질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 및/또는 아연산화물(ZrO2) 등의 무기물로 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
제1 절연층(103) 상부에 도전층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 영역(111)의 제1 게이트 전극(125), 제2 영역(113)의 제2 게이트 전극(145), 제3 영역(115)의 제3 게이트 전극(165)을 형성할 수 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)은 주사선(미도시)과 연결될 수 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 물질로 구성된 단일층 또는 다층일 수 있다. 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)은 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)의 적어도 일부와 단면상 수직으로 중첩될 수 있다.
도 7e를 참조하면, 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)이 형성된 기판(101) 상에 제1 내지 제3 소스전극(122, 142, 162) 및 제1 내지 제3 드레인전극(123, 143, 163)을 형성할 수 있다.
기판(101) 전면에 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)을 커버하는 제2 절연층(104)을 형성할 수 있다. 제2 절연층(104)은 폴리이미드, 폴리에스테르, 아크릴 등의 유기물로 단일층 또는 다층으로 형성될 수도 있고, 제1 절연층(103)과 유사하게 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성될 수도 있다. 또는 제2 절연층(104)은 유기물과 무기물을 교번하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 제1 절연층(103)과 제2 절연층(104)에 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)의 일부를 노출하는 컨택홀을 형성할 수 있다.
그리고, 제2 절연층(104) 상부에 도전층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 영역(111)의 제1 소스전극(122) 및 제1 드레인전극(123), 제2 영역(113)의 제2 소스전극(142) 및 제2 드레인전극(143), 제3 영역(115)의 제3 소스전극(162) 및 제3 드레인전극(163)을 형성할 수 있다. 제1 내지 제3 소스전극(122, 142, 162) 및 제1 내지 제3 드레인전극(123, 143, 163)은 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)과 유사한 물질로 형성될 수 있다. 제1 내지 제3 소스전극(122, 142, 162) 및 제1 내지 제3 드레인전극(123, 143, 163)은 하부의 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)과 컨택홀을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7f를 참조하면, 박막 트랜지스터가 형성된 기판(101) 상에 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)을 형성할 수 있다.
기판(101) 전면에 박막 트랜지스터들을 커버하는 제3 절연층(105)을 형성할 수 있다. 제3 절연층(105)은 제2 절연층(104)과 유사하게 유기물 또는 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성되거나, 또는 유기물과 무기물이 교번하여 형성될 수도 있다.
다음으로, 제3 절연층(105)에 제2 영역(113)의 제2 소스전극(142) 또는 제2 드레인전극(143)(도 7f에서는 제2 드레인전극)의 일부를 노출하는 제1 비아홀(VIA1)을 형성할 수 있다.
그리고, 제2 영역(113)의 제3 절연층(105) 상부에 도전층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제2 영역(113)에 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)을 형성할 수 있다. 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)은 제2 드레인전극(143)과 제1 비아홀(VIA1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 투명 도전 물질은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 등에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 7g를 참조하면, 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)이 형성된 기판(101) 상부에 제4 절연층(106)을 형성할 수 있다. 제4 절연층(106)은 제2 절연층(104)과 유사하게 유기물 또는 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성되거나, 또는 유기물과 무기물이 교번하여 형성될 수도 있다.
다음으로, 제4 절연층(106)에 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)의 일부를 노출하는 제1 개구(OP1) 및 제1 영역(111)의 제1 소스전극(122) 또는 제1 드레인전극(123)(도 7g에서는 제1 드레인전극)의 일부를 노출하는 제2 비아홀(VIA2)을 형성할 수 있다. 제4 절연층(106)은 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)의 가장자리를 덮는다.
그리고, 제2 영역(113)의 제1 개구(OP1) 내 제1 전극(151) 상부에 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층(153)을 형성할 수 있다. 제2 발광층은 적외광 영역의 광을 방출할 수 있다.
도 7h를 참조하면, 제4 절연층(106) 및 제2 중간층(153)이 형성된 기판(101) 상부에 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)을 형성할 수 있다.
기판(101) 전면에 도전층을 형성하고, 이를 패터닝하여 제1 영역(111)에 제1 전극(131) 및 제2 영역에 제2 전극(155)을 형성할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)은 제1 드레인전극(123)과 제2 비아홀(VIA2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)은 동일한 반사 도전 물질을 포함할 수 있다. 반사 도전 물질은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 합금 등에서 선택된 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있다.
도 7h의 실시예에서는 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)이 동일한 물질로 형성된 예로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)을 상이한 물질로 별개 공정으로 제조할 수도 있다.
도 7i를 참조하면, 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)가 형성된 기판(101) 상부에 제5 절연층(107)을 형성할 수 있다. 제5 절연층(107)은 제2 절연층(104)과 유사하게 유기물 또는 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성되거나, 또는 유기물과 무기물이 교번하여 형성될 수도 있다.
다음으로, 제5 절연층(107)에 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)의 일부를 노출하는 제2 개구(OP2)를 형성할 수 있다. 제5 절연층(107)은 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)의 가장자리를 덮는다.
도 7j를 참조하면, 제1 영역(111)의 제2 개구(OP2) 내 제1 전극(131) 상부에 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층(133) 및 제2 전극(135)을 형성할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제2 전극(135)은 기판(101) 전면에 형성될 수 있다. 제1 발광층은 가시광 영역의 광을 방출할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 8에 도시된 실시예는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2) 사이에 제6 절연층(108)이 추가된 점에서, 도 4에 도시된 실시예와 상이하고, 그 외 구성은 동일하다. 이하에서는, 동일 구성에 대해 도 4 내지 도 7i를 참조하여 설명한 내용과 중복하는 상세한 설명은 생략한다.
제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)의 하부(또는 하부 층)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 제2 발광소자(OLED2)의 제2 발광층(153)이 제1 발광소자(OLED1)의 제1 발광층(133)의 하부에 위치할 수 있다.
제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 단면상 수직으로 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 배치된 제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)와 적어도 일부 수직으로 중첩할 수 있다. 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)가 적어도 일부 중첩하는 경우, 제1 픽셀(PX1)과 제2 픽셀(PX2)의 개구율을 높일 수 있다. 제1 픽셀(PX1)의 크기는 제2 픽셀(PX2)의 크기보다 클 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 간의 신호 간섭 및/또는 색 간섭을 최소화하기 위해 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 사이에 제6 절연층(108)을 더 구비할 수 있다. 제6 절연층(108)은 제2 절연층(104)과 유사하게 유기물 또는 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성되거나, 또는 유기물과 무기물이 교번하여 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 전술된 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제6 절연층(108) 하부의 제2 발광소자(OLED2)가 제1 발광소자(OLED1)의 측면으로 이격되어, 단면상 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치하면서 제1 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않을 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 9에 도시된 실시예는 차광 부재(170)의 위치가 도 4에 도시된 실시예와 상이하고, 그 외 구성은 동일하다. 이하에서는, 동일 구성에 대해 도 4 내지 도 7j를 참조하여 설명한 내용과 중복하는 상세한 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 기판(101) 상의 표시 영역에 제1 픽셀(PX1), 제2 픽셀(PX2), 센서부(SU)가 각각 배치될 수 있다.
제1 픽셀(PX1)은 제1 픽셀 회로 및 제1 픽셀 회로에 연결된 제1 발광소자(OLED1)를 포함한다. 제1 픽셀 회로는 제1 박막 트랜지스터(TFT1)를 포함할 수 있다. 제1 박막 트랜지스터(TFT1)는 제1 반도체층(121), 제1 소스전극(122), 제1 드레인전극(123), 제1 게이트 전극(125)을 포함한다. 제1 발광소자(OLED1)는 제1 전극(131), 제2 전극(135) 및 제1 전극(131)과 제2 전극(135) 사이의 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층(133)을 포함한다. 제1 발광층은 가시광 파장 대역의 광을 기판 반대 방향으로 방출할 수 있다.
제2 픽셀(PX2)은 제2 픽셀 회로 및 제2 픽셀 회로에 연결된 제2 발광소자(OLED2)를 포함한다. 제2 픽셀 회로는 제2 박막 트랜지스터(TFT2)를 포함할 수 있다. 제2 박막 트랜지스터(TFT2)는 제2 반도체층(141), 제2 소스전극(142), 제2 드레인전극(143), 제2 게이트 전극(145)을 포함한다. 제2 발광소자(OLED2)는 제1 전극(151), 제2 전극(155) 및 제1 전극(151)과 제2 전극(155) 사이의 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층(153)을 포함한다. 제2 발광층은 적외광 파장 대역의 광을 기판 방향으로 방출할 수 있다.
제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)의 하부(또는 하부 층)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 제2 발광소자(OLED2)의 제2 발광층(153)이 제1 발광소자(OLED1)의 제1 발광층(133)의 하부에 위치할 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)의 하부에 배치된 제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않게 수평으로 소정 거리 이격될 수 있다. 이로써 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 간의 신호 간섭 및/또는 색 간섭을 최소화할 수 있다.
센서부(SU)는 감지 박막 트랜지스터(TFTps)를 포함할 수 있다. 센서부(SU)는 스위칭 트랜지스터(TRsw)를 포함할 수 있고, 스위칭 트랜지스터(TRsw)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 박막 트랜지스터(TFT1) 또는 제2 픽셀(PX2)의 제2 박막 트랜지스터(TFT2)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
감지 박막 트랜지스터(TFTps)는 제3 반도체층(161), 제3 소스전극(162), 제3 드레인전극(163), 제3 게이트 전극(165)을 포함한다. 제3 반도체층(161)은 수광층으로서 적외광에 민감한 반도체 물질을 포함하며, 예를 들어, 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다.
제3 반도체층(161) 하부에는 절연층(109) 및 차광 부재(170)가 수직으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 절연층(109)은 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiOx)과 같은 무기물을 포함할 수 있다. 절연층(109)은 제1 절연층(103)의 일부일 수 있다. 절연층(109) 및 차광 부재(170) 하부에는 버퍼층(102)이 배치될 수 있다. 즉, 제3 반도체층(161)과 차광 부재(170)는 모두 버퍼층(102) 상부에 배치될 수 있다.
차광 부재(170)는 흑색 안료를 포함하는 유기 물질, 비정질 실리콘, 비정질 실리콘 게르마늄 및 비정질 게르마늄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 차광 부재(170)는 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하는 제1 차광층(172) 및 그 상부의 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함하는 제2 차광층(174)의 적층 구조일 수 있다.
제3 반도체층(161), 절연층(109) 및 차광 부재(170)는 동시에 형성됨에 따라 측면 식각 면이 일치할 수 있다. 차광 부재(170)는 제3 반도체층(161)과 동일한 사이즈를 가질 수 있다.
도 9에 도시된 실시예의 경우, 제3 반도체층(161)과 차광 부재(170)가 1회의 마스크 공정으로 형성될 수 있어, 차광 부재(170)와 제3 반도체층(161)을 2회의 마스크 공정으로 형성하는 도 4에 도시된 실시예에 비해 공정 횟수 및 비용을 줄일 수 있다.
도 10a 내지 도 10i는 도 9에 도시된 표시장치의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10a를 참조하면, 기판(101) 상부에 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)을 형성할 수 있다.
기판(101)은 유리, 금속 또는 플라스틱 등 다양한 소재로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(101)은 플렉서블 소재의 기판을 포함할 수 있다. 기판(101)은 제1 픽셀(PX1)이 형성되는 제1 영역(111), 제2 픽셀(PX2)이 형성되는 제2 영역(113) 및 센서부(SU)가 형성되는 제3 영역(115)을 포함할 수 있다.
기판(101) 전면에 버퍼층(102)을 형성할 수 있다. 버퍼층(102)은 실리콘질화물(SiNx) 및/또는 실리콘산화물(SiOx)과 같은 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
버퍼층(102) 상부에 반도체 물질로 반도체층을 형성하고, 포토 마스크 공정에 의해 반도체층을 패터닝하여 제1 영역(111)의 제1 반도체층(121) 및 제2 영역(113)의 제2 반도체층(141)을 형성할 수 있다. 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)은 동일한 물질로 형성될 수 있고, 비정질 실리콘(a-Si) 또는 다결정 실리콘(poly-Si)과 같은 무기 반도체 물질을 포함할 수 있다. 다결정 실리콘(poly-Si)은 비정질 실리콘(a-Si)을 결정화하여 형성될 수도 있다.
여기서, 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)의 패터닝을 위한 건식 식각 공정 후에 스트립 공정은 생략할 수 있다. 이에 따라, 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141) 각각의 패턴 상부에 감광층(121', 141')이 잔존할 수 있다. 감광층(121', 141')은 추후 제3 반도체층(161)의 패터닝을 위한 건식 식각 공정으로부터 제1 반도체층(121) 및 제2 반도체층(141)을 보호할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 버퍼층(102) 상부에 제3 영역(115)의 제3 반도체층(161) 및 차광 부재(170)를 형성할 수 있다.
버퍼층(102) 상부에 제1 차광 물질층, 제2 차광 물질층, 절연 물질층, 반도체층을 적층한 후, 포토 마스크 공정에 의해 일괄 식각하여 패터닝한다. 이에 따라 제1 차광층(172), 제2 차광층(174), 절연층(109), 제3 반도체층(161)을 포함하는 패턴(SP)을 형성할 수 있다. 즉, 제1 차광층(172), 제2 차광층(174), 절연층(109), 제3 반도체층(161)의 식각 면이 일치할 수 있다.
제1 차광층(172)은 비정질 게르마늄(a-Ge)을 포함하고, 제2 차광층(174)은 비정질 실리콘 게르마늄(a-SiGe)을 포함할 수 있다. 제3 반도체층(161)은 비정질 실리콘 게르마늄을 포함할 수 있다. 절연층(109)은 실리콘질화물(SiNx) 또는 실리콘산화물(SiOx)과 같은 무기물을 포함할 수 있다.
패턴(SP)을 형성하기 위한 건식 식각 공정 후 스트립 공정에 의해 제1 및 제2 반도체층(121, 141) 상의 감광층(121', 141') 및 제3 반도체층(161) 상의 감광층을 제거할 수 있다.
이하 공정은 도 7d 내지 도 7j와 동일하므로 일부 중복하는 내용의 상세한 설명은 생략한다.
도 10c를 참조하면, 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)이 형성된 기판(101) 상부에 제1 절연층(103)을 형성하고, 제1 절연층(103) 상부에 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)을 형성할 수 있다.
도 10d를 참조하면, 제1 내지 제3 게이트 전극(125, 145, 165)이 형성된 기판(101) 상에 제2 절연층(104)을 형성할 수 있다. 그리고, 제1 절연층(103)과 제2 절연층(104)에 제1 내지 제3 반도체층(121, 141, 161)의 일부를 노출하는 컨택홀을 형성할 수 있다. 다음으로, 제2 절연층(104) 상부에 제1 내지 제3 소스전극(122, 142, 162) 및 제1 내지 제3 드레인전극(123, 143, 163)을 형성할 수 있다.
도 10e를 참조하면, 박막 트랜지스터가 형성된 기판(101) 상에 제3 절연층(105)을 형성하고, 제3 절연층(105)에 제2 소스전극(142) 또는 제2 드레인전극(143)(도 10e에서는 드레인전극)의 일부를 노출하는 제1 비아홀(VIA1)을 형성할 수 있다. 그리고, 제3 절연층(105) 상부에 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)을 형성할 수 있다. 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)은 제2 드레인전극(143)과 제1 비아홀(VIA1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10f를 참조하면, 제2 발광소자(OLED2)의 제1 전극(151)이 형성된 기판(101) 상부에 제4 절연층(106)을 형성할 수 있다. 제4 절연층(106)에 제1 전극(151)의 일부를 노출하는 제1 개구(OP1) 및 제1 영역(111)의 제1 소스전극(122) 또는 제1 드레인전극(123)(도 10f에서는 드레인전극)의 일부를 노출하는 제2 비아홀(VIA2)을 형성할 수 있다.
그리고, 제2 발광소자(OLED2)의 제1 개구(OP1) 내 제1 전극(151) 상부에 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층(153)을 형성할 수 있다. 제2 발광층은 적외광 영역의 광을 방출할 수 있다.
도 10g를 참조하면, 제4 절연층(106) 및 제2 중간층(153)이 형성된 기판(101) 상부에 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)을 형성할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)은 제1 드레인전극(123)과 제2 비아홀(VIA2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10g의 실시예에서는 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)이 동일한 물질로 형성된 예로 설명하였으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)을 상이한 물질로 별개 공정으로 제조할 수도 있다.
도 10h를 참조하면, 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131) 및 제2 발광소자(OLED2)가 형성된 기판(101) 상부에 제5 절연층(107)을 형성할 수 있다. 제5 절연층(107)에는 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)의 일부를 노출하는 제2 개구(OP2)가 형성될 수 있다.
도 10i를 참조하면, 제1 발광소자(OLED1)의 제2 개구(OP2) 내 제1 전극(131) 상부에 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층(133) 및 제2 전극(135)을 형성할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제2 전극(135)은 기판(101) 전면에 형성될 수 있다. 제1 발광층은 가시광 영역의 광을 방출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 11에 도시된 실시예는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2) 사이에 제6 절연층(108)이 추가된 점에서, 도 9에 도시된 실시예와 상이하고, 그 외 구성은 동일하다. 이하에서는, 동일 구성에 대해 도 9 내지 도 10i를 참조하여 설명한 내용과 중복하는 상세한 설명은 생략한다.
제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)의 하부(또는 하부 층)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 적어도 제2 발광소자(OLED2)의 제2 발광층(153)이 제1 발광소자(OLED1)의 제1 발광층(133)의 하부에 위치할 수 있다.
제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 단면상 수직으로 적어도 일부가 중첩할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 배치된 제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)와 적어도 일부 수직으로 중첩할 수 있다. 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)가 적어도 일부 중첩하는 경우, 제1 픽셀(PX1)과 제2 픽셀(PX2)의 개구율을 높일 수 있다. 제1 픽셀(PX1)의 크기는 제2 픽셀(PX2)의 크기보다 클 수 있다.
제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 간의 신호 간섭 및/또는 색 간섭을 최소화하기 위해 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2) 사이에 제6 절연층(108)을 더 구비할 수 있다. 제6 절연층(108)은 제2 절연층(104)과 유사하게 유기물 또는 무기물로 단일층 또는 다층으로 형성되거나, 또는 유기물과 무기물이 교번하여 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 전술된 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제6 절연층(108) 하부의 제2 발광소자(OLED2)가 제1 발광소자(OLED1)의 측면으로 이격되어, 단면상 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치하면서 제1 발광소자(OLED1)와 중첩하지 않을 수 있다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시패널의 일부 단면도이다.
도 12에 도시된 실시예는, 제1 픽셀(PX1)의 제1 픽셀 회로와 제2 픽셀(PX2)의 제2 픽셀 회로가 구비되지 않고, 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)만이 구비된 점에서, 도 4에 도시된 실시예와 차이가 있고, 그 외 구성은 동일하다.
도 13에 도시된 실시예는, 제1 픽셀(PX1)의 제1 픽셀 회로와 제2 픽셀(PX2)의 제2 픽셀 회로가 구비되지 않고, 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)만이 구비된 점에서, 도 8에 도시된 실시예와 차이가 있고, 그 외 구성은 동일하다.
도 14에 도시된 실시예는, 제1 픽셀(PX1)의 제1 픽셀 회로와 제2 픽셀(PX2)의 제2 픽셀 회로가 구비되지 않고, 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)만이 구비된 점에서, 도 9에 도시된 실시예와 차이가 있고, 그 외 구성은 동일하다.
도 15에 도시된 실시예는, 제1 픽셀(PX1)의 제1 픽셀 회로와 제2 픽셀(PX2)의 제2 픽셀 회로가 구비되지 않고, 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)와 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)만이 구비된 점에서, 도 11에 도시된 실시예와 차이가 있고, 그 외 구성은 동일하다.
도 12 내지 도 15의 실시예에서, 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)는 제1 전극(131), 제2 전극(135) 및 제1 전극(131)과 제2 전극(135) 사이의 제1 발광층을 포함하는 제1 중간층(133)을 포함한다. 제1 발광층은 제1 전극(131)과 제2 전극(135)에 인가되는 전압에 의해 가시광 파장 대역의 광을 기판 반대 방향으로 방출할 수 있다.
제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 전극(151), 제2 전극(155) 및 제1 전극(151)과 제2 전극(155) 사이의 제2 발광층을 포함하는 제2 중간층(153)을 포함한다. 제2 발광층은 제1 전극(151)과 제2 전극(155)에 인가되는 전압에 의해 적외광 파장 대역의 광을 기판 방향으로 방출할 수 있다.
도 12 내지 도 15의 실시예에서, 단면상 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치한다. 예를 들어, 제1 발광소자(OLED1)의 제1 발광층(133)은 적어도 제2 발광소자(OLED2)의 제2 발광층(153)의 하부에 위치한다. 이에 따라 상이한 대역의 광을 방출하는 발광소자 간의 신호 및/또는 광 간섭을 줄일 수 있다.
도 12 및 도 14의 실시예에서, 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치하면서 측면으로 이격될 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)과 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)은 동일한 절연층(즉, 제4 절연층(106)) 상에 위치할 수 있다.
도 13 및 도 15의 실시예에서, 제2 픽셀(PX2)의 제2 발광소자(OLED2)는 제1 픽셀(PX1)의 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치하면서 적어도 일부 중첩할 수 있다. 제1 발광소자(OLED1)의 제1 전극(131)과 제2 발광소자(OLED2)의 제2 전극(155)은 절연층(즉, 제6 절연층(108))을 사이에 두고 위치할 수 있다.
도 13 및 도 15의 실시예에서 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2)가 중첩하고 있으나, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않고, 제1 발광소자(OLED1)와 제2 발광소자(OLED2)는 중첩하지 않게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 발광소자(OLED2)는 제1 발광소자(OLED1)의 하부에 위치하면서 중첩하지 않도록 소정 거리만큼 측면으로 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 기판 상부에 표시 수단, 발광 수단 및 감지 수단을 적절히 배치함으로써, 표시 수단과 별도로 발광 수단 및 생체 정보 감지 수단을 기판의 배면에 물리적으로 결합할 필요가 없다. 따라서 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 얇게 제조될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치는 영상 표시와 정맥 패턴 추출 등의 생체 정보 감지를 동시 또는 별개로 수행할 수 있다.
정맥은 개인마다 상이하게 배열된다. 따라서, 정맥이 배열되는 패턴은 정맥 패턴으로 지칭될 수 있으며, 이러한 정맥 패턴을 통해 사람을 식별하는 것이 가능하다. 정맥 패턴은 지문이나 홍채 등에 이어 새로운 인증 수단으로 주목받고 있다. 이러한 정맥 패턴은 개인 고유의 신체 정보로서 도난의 위험이 없을 뿐만 아니라, 지문과 같이 흔적을 남기지 않는다. 사람의 성장에 따라 정맥의 굵기나 크기는 달라질 수 있지만, 패턴은 변하지 않는다.
동맥에는 산소를 포함하는 산화 헤모글로빈이 흐르지만, 정맥에는 산소가 감소된 환원 헤모글로빈이 흐른다. 환원 헤모글로빈은 대략 760nm의 파장을 갖는 광, 즉, 근적외광을 흡수한다. 따라서, 센서부들(SU)은 정맥이 존재하는 위치에서는 다른 위치에 비해 적은 양의 근적외광을 감지하게 된다. 이러한 특성을 이용하여 본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(1)는 정맥 패턴을 추출할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 표시장치(1)는 휴대용 단말기, 플랙서블 특성을 갖는 웨어러블 장치 등으로 구현될 수 있다. 사용자가 표시장치(1)와 접촉하면, 표시장치(1)는 접촉된 사용자의 신체에 위치하는 정맥 패턴을 추출할 수 있다. 표시장치(1)는 인증된 사용자의 정맥 패턴을 미리 저장하고 있을 수 있으며, 표시장치(1)는 추출한 사용자의 정맥 패턴을 미리 저장된 정맥 패턴과 비교하여, 표시장치(1)를 접촉한 사용자가 인증된 사용자인지를 검사할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에, 기판 방향과 반대 방향으로 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광소자를 포함하는 제1 픽셀;
    상기 기판 상에, 상기 기판 방향으로 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광소자를 포함하는 제2 픽셀;
    상기 기판 상에, 상기 제2 픽셀로부터 방출된 광이 객체에 의해 반사된 광을 감지하는 광감지 소자; 및
    상기 기판 상에, 상기 광감지 소자로 입사되는 광의 경로에 배치된 차광 부재;를 포함하고,
    상기 제1 발광소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하고,
    상기 제2 발광소자는, 제3 전극, 상기 제3 전극에 대향하는 제4 전극, 및 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 상기 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하고,
    상기 제2 발광소자의 제4 전극과 상기 제1 발광소자의 제1 전극은 동일층에 배치된, 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광감지 소자는 제3 반도체층을 포함하는 박막 트랜지스터인, 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 반도체층은 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는, 표시장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 차광 부재와 상기 제3 반도체층 사이의 절연층;을 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절연층은 실리콘 질화물 및 실리콘 산화물 중 적어도 하나를 포함하는, 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차광 부재는, 비정질 게르마늄을 포함하는 제1 차광층 및 비정질 실리콘 게르마늄을 포함하는 제2 차광층의 적층 구조를 갖는, 표시장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광소자의 제1 전극은 반사 전극이고, 제2 전극은 투명 전극이고,
    상기 제2 발광소자의 제3 전극은 투명 전극이고, 제4 전극은 반사 전극인, 표시장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 픽셀은 상기 제1 발광소자와 전기적으로 연결되고, 제1 반도체층을 포함하는 제1 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
    상기 제2 픽셀은 상기 제2 발광소자와 전기적으로 연결되고, 제2 반도체층을 포함하는 제2 박막 트랜지스터를 더 포함하는, 표시장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 반도체층 및 상기 제2 반도체층은 다결정 실리콘을 포함하는, 표시장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 픽셀의 해상도는 상기 제1 픽셀의 해상도보다 낮은, 표시장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역은 가시광 영역이고,
    상기 제2 파장 대역은 적외광 영역인, 표시장치.
  15. 기판을 준비하는 단계;
    상기 기판 상부에 광감지 소자를 형성하는 단계;
    상기 광감지 소자 상부에 기판 방향과 반대 방향으로 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광소자를 형성하는 단계;
    상기 제2 발광소자 상부에 상기 기판 방향으로 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광소자를 형성하는 단계; 및
    상기 광감지 소자로 입사되는 광의 경로에 차광 부재를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 광감지 소자는 상기 제2 발광소자로부터 방출된 광이 객체에 의해 반사된 광을 감지하고,
    상기 제1 발광소자는, 제1 전극, 상기 제1 전극에 대향하는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 상기 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1 발광층을 포함하고,
    상기 제2 발광소자는, 제3 전극, 상기 제3 전극에 대향하는 제4 전극, 및 상기 제3 전극과 상기 제4 전극 사이의 상기 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 발광층을 포함하고,
    상기 제2 발광소자의 제4 전극과 상기 제1 발광소자의 제1 전극은 동일층에 배치된, 표시장치 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 차광 부재를 형성하는 단계는,
    상기 광감지 소자를 형성하는 단계 이전에, 상기 기판 상부에 제1 차광층 및 제2 차광층을 적층한 후 패터닝하는 단계;를 포함하는 표시장치 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 차광 부재를 형성하는 단계는 상기 광감지 소자를 형성하는 단계에 포함되고,
    상기 광감지 소자를 형성하는 단계는,
    상기 기판 상부에 제1 차광층, 제2 차광층, 절연층, 반도체층을 적층한 후 패터닝하는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 차광층 및 제2 차광층이 상기 차광 부재를 구성하고,
    상기 반도체층이 상기 광감지 소자의 반도체층을 구성하는, 표시장치 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제1 발광소자 및 상기 제2 발광소자 형성 단계 이전에,
    상기 제1 발광소자에 전기적으로 연결된 제1 박막 트랜지스터 및 상기 제2 발광소자에 전기적으로 연결된 제2 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;를 더 포함하는, 표시장치 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제1 발광소자 형성 단계 이전에,
    상기 제2 발광소자 상부에 절연층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 표시장치 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제1 파장 대역은 가시광 영역이고,
    상기 제2 파장 대역은 적외광 영역인, 표시장치 제조 방법.
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