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KR102778472B1 - 표시 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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KR102778472B1
KR102778472B1 KR1020190015195A KR20190015195A KR102778472B1 KR 102778472 B1 KR102778472 B1 KR 102778472B1 KR 1020190015195 A KR1020190015195 A KR 1020190015195A KR 20190015195 A KR20190015195 A KR 20190015195A KR 102778472 B1 KR102778472 B1 KR 102778472B1
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 메인 화소를 구비한 주표시영역 및 보조 화소와 투과부를 구비한 센서영역을 포함하는 기판과, 투과부를 통해 기판 너머로 소정 신호를 보내는 컴포넌트를 포함하며, 보조 화소의 보조 캐소드층이 제1오버랩부를 가지면서 투과부를 덮지 않도록 배치된 표시 장치를 개시한다.

Description

표시 장치 및 그 제조방법{Display apparatus and the manufacturing method thereof}
본 발명의 실시예들은 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.
근래에 표시 장치는 그 용도가 다양해지고 있다. 또한, 표시 장치의 두께가 얇아지고 무게가 가벼워 그 사용의 범위가 광범위해지고 있는 추세이다.
표시 장치가 다양하게 활용됨에 따라 표시 장치의 형태를 설계하는데 다양한 방법이 있을 수 있고, 또한 표시 장치에 접목 또는 연계할 수 있는 기능이 증가하고 있다.
본 발명의 실시예들은 표시영역에 센서와 같은 컴포넌트가 배치될 수 있는 센서영역을 구비한 표시 장치와 그 제조방법을 제공할 수 있다. 특히, 컴포넌트의 신호가 통과하는 투과부에서의 투과도를 향상시킨 표시 장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예는 메인 화소를 구비한 주표시영역 및 보조 화소와 투과부를 구비한 센서영역을 포함하는 기판과, 상기 투과부를 통해 상기 기판 너머로 소정 신호를 보내는 컴포넌트를 포함하며, 상기 보조 화소는 보조 캐소드층이 포함된 보조 발광소자를 구비하고, 상기 보조 캐소드층은 일측에 복수 층이 포개진 제1오버랩부를 가지면서 상기 투과부를 덮지 않도록 배치된 표시 장치를 제공한다.
상기 보조 캐소드층은 상기 센서영역 중 제1보조 화소 영역에 형성되는 제1보조 캐소드층과, 상기 제1보조 화소 영역과 이격된 제2보조 화소 영역에 형성되는 제2보조 캐소드층을 포함할 수 있으며, 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 상호 인접한 경계에서 상기 제1오버랩부를 형성하며 연결될 수 있다.
상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층 사이에 상기 투과부가 배치될 수 있다.
상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 사각형상이며, 상기 사각형상의 각 코너부가 상기 제1오버랩부가 될 수 있다.
상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 육각형상이며, 상기 육각형상 중 서로 대향된 한 쌍의 코너부가 상기 제1오버랩부가 될 수 있다.
상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 마름모 형상이며, 상기 마름모 형상의 서로 대향된 한 쌍의 변이 상기 제1오버랩부가 될 수 있다.
상기 메인 화소는 메인 캐소드층이 포함된 메인 발광소자를 구비하고, 상기 보조 캐소드층과 상기 메인 캐소드층은 상호 인접한 경계에서 겹쳐져 제2오버랩부를 형성하며 연결될 수 있다.
상기 메인 캐소드층은 상기 주표시영역 전체를 덮을 수 있다.
상기 보조 캐소드층을 캐소드전압공급배선과 연결하는 컨택부가 더 구비될 수 있다.
상기 컨택부는 상기 센서영역에 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 기판 상에 메인 화소를 구비한 주표시영역 및 보조 화소와 투과부를 구비한 센서영역을 형성하는 표시영역형성단계와, 상기 기판의 한 쪽편에 상기 투과부를 통해 상기 기판 너머로 소정 신호를 보내는 컴포넌트를 배치하는 컴포넌트배치단계를 포함하고, 상기 표시영역형성단계는 상기 보조 화소의 보조 발광소자에 포함된 보조 캐소드층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 보조 캐소드층을 형성하는 단계는, 제1패턴홀이 형성된 제1마스크를 이용하여 상기 센서영역에 상기 투과부를 덮지 않는 제1보조 캐소드층을 형성하는 단계; 및 제2패턴홀이 형성된 제2마스크를 이용하여 상기 센서영역에 상기 투과부를 덮지 않으면서 상기 제1보조 캐소드층과 일부가 포개져 제1오버랩부를 만드는 제2보조 캐소드층을 형성하는 단계;를 포함하는 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
상기 제1보조 캐소드층을 상기 센서영역 중 제1보조 화소 영역에 형성하고, 상기 제2보조 캐소드층은 상기 제1보조 화소 영역과 이격된 제2보조 화소 영역에 형성할 수 있으며, 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층이 상호 인접한 경계에서 상기 제1오버랩부를 형성하면서 서로 연결되게 할 수 있다.
상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층 사이에 상기 투과부가 배치되게 할 수 있다.
상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 사각형상이며, 상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 사각형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 상기 사각형상의 각 코너부에서 상기 제1오버랩부를 형성하게 될 수 있다.
상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 육각형상이며, 상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 육각형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 대향된 한 쌍의 코너부에서 상기 제1오버랩부를 형성하게 될 수 있다.
상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 마름모 형상이며, 상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 마름모 형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 대향된 한 쌍의 변이 상기 제1오버랩부를 형성하게 될 수 있다.
상기 제1마스크에는 상기 메인 화소의 메인 발광소자에 포함된 메인 캐소드층을 형성하기 위한 제3패턴홀이 더 구비될 수 있고, 상기 메인 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 상호 인접한 경계에서 겹쳐져 제2오버랩부를 형성하며 연결될 수 있다.
상기 메인 캐소드층이 상기 주표시영역 전체를 덮게 할 수 있다.
상기 보조 캐소드층을 캐소드전압공급배선과 연결하는 컨택부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 컨택부는 상기 센서영역에 레이저 드릴홀을 뚫어서 형성할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 센서 등과 같은 컴포넌트와 대응되는 센서영역에 화소부 및 투과부를 배치하여 주표시영역 뿐만 아니라 센서영역에서도 이미지 구현을 수행할 수 있게 된다. 또한, 발광소자의 캐소드층이 투과부를 가리지 않도록 구성함으로써 투과도를 향상시키고 그 투과부를 통한 컴포넌트의 신호 처리가 더욱 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
이에 따라, 다양한 기능을 가지는 동시에 품질이 향상될 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다. 그러나, 전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선 및 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 표시 장치에 포함된 캐소드층을 제조하기 위한 제1,2마스크를 도시한 사시도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 제1,2마스크와 캐소드층의 배치 관계를 보인 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 C-C'선을 절단한 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 D-D'선을 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 4a에 도시된 제1,2마스크와 캐소드층의 배치 관계의 변형 가능한 예를 보인 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 표시 장치(1)의 표시영역(DA)에는 주표시영역(MDA)과 센서영역(SA)이 구비되어 있다. 주표시영역(MDA)에서는 복수의 메인 화소(Pm)들에서 방출되는 빛을 이용하여 메인 이미지를 제공한다. 그리고, 센서영역(SA)은 그 하부에 광신호나 음향신호를 이용하는 센서와 같은 컴포넌트(300; 도 2 참조)가 배치되는 영역으로, 컴포넌트(300)로부터 기판(100) 너머 외부로 출력되거나 외부로부터 컴포넌트(300)를 향해 진행하는 광신호 또는/및 음향 신호가 투과할 수 있는 투과부(TA)가 구비되어 있다. 또한 센서영역(SA)에는 복수의 보조 화소(Pa)들이 배치되어 있어서, 이 보조 화소(Pa)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지도 제공한다. 즉, 주표시영역(MDA) 뿐 아니라 센서영역(SA)에서도 보조 화소(Pa)로 이미지를 구현하는 것이다. 다만, 센서영역(SA)에는 투과부(TA)를 배치하기 때문에 주표시영역(MDA)에서 제공하는 이미지에 비해서 해상도가 낮을 수 있다. 그러니까, 투과부(TA)로 인해 단위 면적 당 배치될 수 있는 보조 화소(Pa)들의 수가 메인 화소(Pm)들의 수에 비해 적을 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 다른 실시예로서, 무기 EL 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display), 퀀텀닷 발광 표시 장치 (Quantum dot Light Emitting Display) 등과 같이 다양한 방식의 표시 장치가 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 A-A'선과 B-B'선을 따라 절단한 단면도이다. 즉, 센서영역(SA)의 보조 화소(Pa) 및 투과부(TA)와, 주표시영역(MDA)의 메인 화소(Pm) 단면 구조를 개략적으로 보인 것이다. 메인 화소(Pm)와 보조 화소(Pa)는 기본적으로 같은 구조의 유기발광소자(OLED)와 박막트랜지스터(TFT)를 가지며, 상기한 바와 같이 단위 면적 당 배치 수에만 차이가 있다고 보면 된다. 편의 상 메인 화소(Pm)의 유기발광소자(OLED)를 메인 발광소자로, 보조 화소(Pa)의 유기발광소자(OLED)를 보조 발광소자로 병칭하기로 한다.
우선, 표시장치(1)는 주표시영역(MDA)과 센서영역(SA)을 포함하는 기판(100) 및, 센서영역(SA)에 대응하여 기판(100) 하방에 배치되는 컴포넌트(300)를 구비하고 있다.
상기 컴포넌트(300)는 빛이나 음향을 이용하는 전자요소일 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(300)는 적외선 센서와 같이 광을 수광하여 이용하는 센서, 빛이나 음향을 출력하고 감지하여 거리를 측정하거나 지문 등을 인식하는 센서, 빛을 출력하는 소형 램프이거나, 소리를 출력하는 스피커 등일 수 있다. 빛을 이용하는 전자요소의 경우, 가시광, 적외선광, 자외선광 등 다양한 파장 대역의 빛을 이용할 수 있음은 물론이다. 센서영역(SA)에 배치된 컴포넌트(300)의 수는 복수로 구비될 수 있다. 예컨대, 컴포넌트(300)로써 발광소자 및 수광소자가 하나의 센서영역(SA)에 함께 구비될 수 있다. 또는, 하나의 컴포넌트(300)에 발광부 및 수광부가 동시에 구비될 수 있다.
이어서, 기판(100)에서부터 차례로 하나씩 설명하자면, 상기 기판(100)의 재질은 글래스 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelene n napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 등을 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(100)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(100)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
기판(100) 상의 버퍼층(111)은 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(111)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(100)과 버퍼층(111) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다. 버퍼층(111)은 도면과 같이 제1버퍼층(111a)과 제2버퍼층(111b)이 적층된 구조로 이루어질 수 있다.
버퍼층(111) 위에 반도체층(1130)이 배치되고, 이 반도체층(1130) 상에는 제1게이트절연층(112)을 사이에 두고 게이트전극(G)이 배치된다. 게이트전극(G)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 게이트전극(G)은 Mo의 단층일 수 있다.
제1게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등을 포함할 수 있다.
게이트전극(G)을 덮도록 제2게이트절연층(113)이 구비될 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다.
층간절연층(115) 상에는 소스전극(S)과 드레인전극(D)이 배치될 수 있다. 소스전극(S)과 드레인전극(D)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
상기 드레인전극(D)은 유기발광소자(OLED)의 애노드층(210)과 연결된다.
소스전극(S)과 드레인전극(D) 상에는 평탄화층(117)이 위치하며, 평탄화층(117) 상에 유기발광소자(OLED)가 위치할 수 있다.
평탄화층(117)은 애노드층(210)이 평탄하게 형성될 수 있도록 평탄한 상면을 가질 수 있다. 평탄화층(117)은 유기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 이러한, 평탄화층(117)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 평탄화층(117)은 무기 물질을 포함할 수 있다. 이러한, 평탄화층(117)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 평탄화층(117)이 무기 물질로 구비되는 경우, 경우에 따라서 화학적 평탄화 폴리싱을 진행할 수 있다. 한편, 평탄화층(117)은 유기물질 및 무기물질을 모두 포함할 수도 있다.
애노드층(210)은 (반)투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 애노드층(210)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 일부 실시예에서, 애노드층(210)은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조로 구비될 수 있다.
평탄화층(117) 상에는 화소정의막(119)이 배치될 수 있으며, 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 스핀 코팅 등하여 형성할 수 있다.
유기발광소자(OLED)의 중간층(220)은 유기발광층을 포함할 수 있다. 유기발광층은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있으며, 유기발광층의 아래 및 위에는, 홀 수송층(HTL; hole transport layer), 홀 주입층(HIL; hole injection layer), 전자 수송층(ETL; electron transport layer) 및 전자 주입층(EIL; electron injection layer) 등과 같은 기능층이 선택적으로 더 배치될 수 있다. 중간층(220)은 복수의 애노드층(210) 각각에 대응하여 배치될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 중간층(220)은 복수의 애노드층(210)에 걸쳐서 일체인 층을 포함할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
캐소드층(230)은 투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 일부 실시예에서, 캐소드층(230)은 투명 또는 반투명 전극일 수 있으며, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag, Mg 및 이들의 화합물을 포함하는 일함수가 작은 금속 박막으로 형성될 수 있다. 캐소드층(230)은 주표시영역(MDA) 및 센서 영역(SA)에 걸쳐 배치되며, 중간층(220)과 화소정의막(119)의 상부에 배치될 수 있다.
단, 투과부(TA)에는 캐소드층(230)이 형성되지 않는다. 즉, 투과부(TA)는 전술한 바대로, 컴포넌트(300)로부터 출사된 광신호 또는/및 음향 신호가 통과하는 영역이므로, 캐소드층(230)이 가리고 있으면 아무래도 투과율이 떨어져서 정밀한 신호 전달을 방해하는 요인이 될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위해 투과부(TA) 영역에는 캐소드층(230)을 형성하지 않는다. 실험에 의하면 투과부(TA)에 캐소드층(230)을 형성하지 않는 경우가 형성한 경우에 비해 1.5배 이상 향상된 투과도를 보이는 것으로 나타난다. 이러한 특징적 구조의 캐소드층(230)을 만드는 제조 과정에 대해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
그리고, 보조 화소(Pa)의 기판(100)과 반도체층(1130) 사이에는 차단층(BSM)이 배치되는데, 이것은 인접한 컴포넌트(300)의 광신호나 음향신호에 의해 박막 트랜지스터(TFT)가 영향을 받지 않도록 막아주는 기능을 한다.
참조부호 LDH는 레이저 드릴링에 의해 센서영역에 형성된 레이저 드릴홀을 나타내며, 이 레이저 드릴홀(LDH)을 통해 센서 영역(SA)의 캐소드층(230)과 캐소드전압공급배선(ELVSS)을 잇는 연결부(CT)을 형성한다. 물론, 주표시영역(MDA)의 캐소드층(230) 역시 이와 유사한 구조로 캐소드전압공급배선(ELVSS)에 연결되는데, 여기서는 센서 영역(SA)에서도 주표시영역(MDA)과 마찬가지로 캐소드층(230)과 캐소드전압공급배선(ELVSS)의 연결부(CT)를 만들어 놓을 수 있음을 보인 것이다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나 캐소드층(230) 위에 적어도 하나의 무기봉지층과 적어도 하나의 유기봉지층이 적층된 박막봉지층이 형성될 수 있다. 무기봉지층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 타탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 아연옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있으며, 유기봉지층은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리에틸렌설포네이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리아릴레이트, 헥사메틸디실록산, 아크릴계 수지(예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴산 등) 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
이제 앞에서 언급한 대로 본 실시예의 캐소드층(230)을 형성하기 위한 제조과정과 그 결과물에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 상기 주표시영역(MDA)과 센서영역(SA)의 캐소드층(230)을 형성하기 위한 제1,2,3패턴홀(11)(21)(12)이 마련된 제1마스크(10)와 제2마스크(20)를 도시한 것이다.
상기 제1마스크(10)에는 상기 주표시영역(MDA)의 전체에 걸쳐 형성되는 메인 캐소드층(230c:도 4a 참조)을 형성하기 위한 패턴홀(12:이하 제3패턴홀이라 함)과, 센서 영역(SA)의 보조 캐소드층 중 일부인 제1보조 캐소드층(230a:도 4a 참조)을 형성하기 위한 패턴홀(11:이하 제1패턴홀이라 함)이 형성되어 있다.
그리고, 제2마스크(20)에는 센서 영역(SA)의 보조 캐소드층 중 일부인 제2보조 캐소드층(230b:도 4a 참조)을 형성하기 위한 패턴홀(21:이하 제2패턴홀이라 함)이 형성되어 있다.
상기 제1보조 캐소드층(230a)과 제2보조 캐소드층(230b) 및 메인 캐소드층(230c)은 결국 전체적으로 하나로 연결된 캐소드층(230)이 되는데, 제조 시에는 제1,2마스크(10)(20)에 의해 분리되어 형성되므로 설명을 구별 지어서 하기 위해 명칭과 부호를 다르게 매긴 것이다.
그리고, 제1,2마스크(10)(20)를 도면처럼 겹쳐놓고 한 번에 패터닝을 하는 것이 아니라, 제1마스크(10)의 제1,3패턴홀(11)(12)로 먼저 제1보조 캐소드층(230a)과 메인 캐소드층(230c)을 형성한 후, 이어서 제2마스크(20)의 제2패턴홀(21)로 제2보조 캐소드층(230b)을 형성한다. 그러면, 서로 이격 되어 있던 제1보조 캐소드층(230a)과 메인 캐소드층(230c)이 제2보조 캐소드층(230b)에 의해 부분적으로 포개지면서 전체가 하나로 연결되는 것이다.
이 구조는 도 4a의 평면도를 보면 이해하기 쉽다. 여기서는 제1보조 캐소드층(230a)과 제2보조 캐소드층(230b) 및 메인 캐소드층(230c)의 연결 구조를 보이기 위해 제1,2마스크(10)(20)가 겹쳐진 상태로 도시하였는데, 제조 시에는 전술한 대로 제1,2마스크(10)(20)를 순차적으로 사용한다.
도 4a를 보면, 제1마스크(10)의 제1패턴홀(11)에 의해 센서 영역(SA)의 제1보조 화소 영역(SA1)에 복수의 제1보조 캐소드층(230a)이 형성되고, 제3패턴홀(12)에 의해 주표시영역(MDA)의 메인 화소(Pm)들 전체를 덮는 메인 캐소드층(230c)이 형성된다. 이때의 각각의 제1보조 캐소드층(230a)들과 메인 캐소드층(230c)은 아직 서로 분리된 상태가 된다.
이 상태에서 제2마스크(20)의 제2패턴홀(21)에 의해 센서 영역(SA)의 제2보조 화소 영역(SA2)에 복수의 제2보조 캐소드층(230b)이 형성된다. 그러면, 이 제2보조 캐소드층(230b)들이 제1보조 캐소드층(230a)들과 메인 캐소드층(230c)을 하나로 연결해주는 역할을 한다. 즉, 도면과 같이 제1보조 캐소드층(230a)과 제2보조 캐소드층(230b)은 평면 상 사각형상으로 되어 있는데, 4개의 코너부끼리 서로 포개지면서 제1오버랩부(OL1)를 만들며 연결된다. 도 4b는 이 제1오버랩부(OL1)의 단면 구조를 보인 것으로, 도면과 같이 제1보조 캐소드층(230a) 위에 제2보조 캐소드층(230b)에 포개지면서 복수 층으로 배치되며, 이 제1오버랩부(OL1)을 통해 제1보조 캐소드층(230a)과 제2보조 캐소드층(230b)은 하나로 연결된다.
또한, 제2보조 캐소드층(230b)과 메인 캐소드층(230c)도 제2오버랩부(OL2)를 형성하며 연결된다. 도 4c는 이 제2오버랩부(OL2)의 단면 구조를 보인 것으로, 도면과 같이 메인 캐소드층(230c) 위에 제2보조 캐소드층(230b)에 포개지면서 복수 층으로 배치되며, 이 제2오버랩부(OL2)을 통해 메인 캐소드층(230c)과 제2보조 캐소드층(230b)은 하나로 연결된다.
결국, 제1보조 캐소드층(230a)과 메인 캐소드층(230c)이 제2보조 캐소드층(230b)에 의해 부분적으로 포개지면서 전체가 하나로 연결된 것이다. 그런데, 이렇게 하나로 연결될 캐소드층(230)을 한 마스크로 한번에 패터닝하지 않고 제1,2마스크(10)(20)로 나눠서 패터닝하는 이유는, 상기 투과부(TA)에 캐소드층(230)을 형성하지 않기 위해서이다. 전술한 바대로 투과부(TA)에 캐소드층(230)이 있으면 컴포넌트(300)의 신호 전달을 방해할 수 있기 때문에, 본 실시예에서는 투과도를 높이기 위해 투과부(TA)를 피해서 캐소드층(230)을 형성한다. 그런데, 투과부(TA)는 도 4a에서 알 수 있듯이 제1보조 캐소드층(230a)과 제2보조 캐소드층(230b) 사이에 고립된 형태로 형성되기 때문에, 이를 마스크 하나로 감당하려면 투과부(TA) 위치를 가려줄 차폐부가 섬처럼 중간에 떠있는 형태가 되어야 한다. 즉, 실현 불가능한 상황이 된다. 따라서, 이를 해결하기 위해 제1마스크(10)로 제1보조 캐소드층(230a)과 메인 캐소드층(230c)을 먼저 형성하고, 이어서 제2마스크(20)로 제2보조 캐소드층(230b)을 형성하여 투과부(TA)를 피하면서 서로 하나로 이어진 캐소드층(230)을 만들어내는 것이다.
이와 같은 캐소드층(230)의 제조 과정을 다시 간략하게 정리하면 다음과 같다.
우선 기판(100)의 센서 영역(SA)과 주표시영역(MDA)에 유기발광소자(OLED)의 중간층(220)과 화소정의막(119)까지 형성이 완료되면, 상기 제1마스크(10)를 기판(100) 위에 올려놓고 제1보조 캐소드층(230a)과 메인 캐소드층(230c)을 형성한다.
이어서, 제1마스크(10)는 치우고 제2마스크(20)를 이용하여 제2보조 캐소드층(230b)을 형성함으로써 투과부(TA)를 피하면서 서로 하나로 이어진 캐소드층(230)을 완성한다.
따라서, 이와 같은 구성과 제조방법에 따르면, 캐소드층이 투과부를 가리지 않게 되므로 투과도가 향상되어 컴포넌트의 신호 처리가 더욱 원활하고 정밀하게 수행될 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b)이 평면 상 사각형상인 경우를 예시하였는데, 도 5와 같은 평면 상 육각형상으로 구현할 수도 있다. 즉, 제1마스크(10)의 제1패턴홀(11a)과 제2마스크(20)의 제2패턴홀(21a)을 육각형상으로 만들어서 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b)을 패터닝하는 것이다.
이 경우에는 육각형상의 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b) 중 서로 대향된 한 쌍의 코너부가 포개지면서 제1오버랩부(OL1)를 만들며 연결된다. 그리고, 제2보조 캐소드층(230b)의 일측 변이 메인 캐소드층(230c)과 포개지면서 제2오버랩부(OL2)를 만들며 연결된다. 즉, 캐소드층(230)의 평면 상 형태가 바뀌어도 유사한 방식을 통해 투과부(TA)를 피하면서 서로 하나로 이어진 캐소드층(230)을 완성할 수 있다.
또한, 도 6은 마름모 형상의 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b)을 예시한 것이다. 즉, 제1마스크(10)의 제1패턴홀(11b)과 제2마스크(20)의 제2패턴홀(21b)을 마름모 형상으로 만들어서 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b)을 패터닝하는 것이다.
이때에는 마름모 형상의 제1,2보조 캐소드층(230a)(230b) 중 서로 인접한 변끼리 포개지면서 제1오버랩부(OL1)를 만들며 연결된다. 그리고, 제2보조 캐소드층(230b)의 일측 코너부가 메인 캐소드층(230c)과 포개지면서 제2오버랩부(OL2)를 만들며 연결된다. 이처럼 캐소드층(230)의 평면 상 형태가 다양하게 바뀌어도 유사한 방식을 통해 투과부(TA)를 피하면서 서로 하나로 이어진 캐소드층(230)을 완성할 수 있다.
그러므로, 이상에서 설명한 바와 구조에 의하면, 컴포넌트(300)와 대응되는 센서영역(SA)에서도 이미지를 구현할 수 있으며, 발광소자의 캐소드층(230)이 투과부(TA)를 가리지 않기 때문에 투과부(TA)를 통한 컴포넌트(300)의 신호 처리가 더욱 원활하고 정밀하게 수행될 수 있다. 이에 따라, 다양한 기능을 가지는 동시에 품질의 신뢰도가 높은 표시 장치(1)를 제공할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시장치 10:표시패널
100:기판 1130: 반도체층
TFT:메인 박막트랜지스터 TFT':보조 박막트랜지스터
SA: 센서영역 DA:표시영역
MDA:비표시영역 Pa:보조 화소
Pm: 메인화소 BSM: 차단층

Claims (20)

  1. 메인 화소를 구비한 주표시영역 및 상기 주표시영역의 주변에 배치되며, 보조 화소와 투과부를 구비한 센서영역을 포함하는 기판; 및
    상기 센서영역에서 상기 기판의 하부에 배치되며, 상기 투과부를 통해 상기 기판 너머로 소정 신호를 송수신하는 컴포넌트;를 포함하되,
    상기 보조 화소는 상기 센서영역중 제1보조 화소 영역에 배치된 제1보조 캐소드층과, 상기 제1보조 화소 영역과 이격된 제2보조 화소 영역에 배치된 제2보조 캐소드층을 구비하는 보조 캐소드층이 포함된 보조 발광소자를 구비하고,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 부분적으로 중첩된 제1오버랩부를 가지며, 상기 투과부를 덮지 않도록 배치되며,
    상기 메인 화소는 메인 캐소드층이 포함된 메인 발광소자를 구비하고,
    상기 제2보조 캐소드층과 상기 메인 캐소드층은 서로 부분적으로 중첩된 제2오버랩부를 가지며, 상기 보조 캐소드층과 상기 메인 캐소드층은 전기적으로 연결된 표시 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층 사이에 상기 투과부가 배치되는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 사각형상이며,
    상기 사각형상의 각 코너부가 상기 제1오버랩부가 되는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 육각형상이며,
    상기 육각형상 중 서로 대향된 한 쌍의 코너부가 상기 제1오버랩부가 되는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 평면 상 마름모 형상이며,
    상기 마름모 형상의 서로 대향된 한 쌍의 변이 상기 제1오버랩부가 되는 표시 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 캐소드층은 상기 주표시영역 전체를 덮는 표시 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서영역에는 레이저 드릴홀을 통하여 상기 센서영역의 보조캐소드층과 캐소드전압공급배선을 서로 전기적으로 연결하는 연결부가 더 구비된 표시 장치.
  10. 삭제
  11. 기판 상에 메인 화소를 구비한 주표시영역 및 상기 주표시영역의 주변에 배치되며, 보조 화소와 투과부를 구비한 센서영역을 형성하는 표시영역형성단계;
    상기 센서영역에서 상기 기판의 하부에 배치되며, 상기 투과부를 통해 상기 기판 너머로 소정 신호를 송수신하는 컴포넌트를 배치하는 컴포넌트배치단계;를 포함하되,
    상기 표시영역형성단계는 상기 보조 화소의 보조 발광소자에 포함된 보조 캐소드층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 보조 캐소드층을 형성하는 단계는,
    제1패턴홀이 형성된 제1마스크를 이용하여 상기 센서영역중 제1보조 화소영역에 상기 투과부를 덮지 않는 제1보조 캐소드층을 형성하는 단계; 및
    제2패턴홀이 형성된 제2마스크를 이용하여 상기 센서영역중 상기 제1보조화소영역과 이격된 제2보조 화소 영역에 상기 투과부를 덮지 않으면서 상기 제1보조 캐소드층과 서로 부분적으로 중첩된 제1오버랩부를 형성하는 제2보조캐소드층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1마스크에는 상기 메인 화소의 메인 발광소자에 포함된 메인 캐소드층을 형성하기 위한 제3패턴홀이 더 구비되고,
    상기 메인 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 부분적으로 중첩된 제2오버랩부를 가지며, 상기 보조 캐소드층과 상기 메인 캐소드층은 전기적으로 연결되는 표시 장치의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층 사이에 상기 투과부가 배치되게 하는 표시 장치의 제조방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 사각형상이며,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 사각형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 상기 사각형상의 각 코너부에서 상기 제1오버랩부를 형성하게 되는 표시 장치의 제조방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 육각형상이며,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 육각형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 대향된 한 쌍의 코너부에서 상기 제1오버랩부를 형성하게 되는 표시 장치의 제조방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀은 마름모 형상이며,
    상기 제1패턴홀과 상기 제2패턴홀에 의해 마름모 형상으로 형성되는 상기 제1보조 캐소드층과 상기 제2보조 캐소드층은 서로 대향된 한 쌍의 변이 상기 제1오버랩부를 형성하게 되는 표시 장치의 제조방법.
  17. 삭제
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 메인 캐소드층이 상기 주표시영역 전체를 덮게 하는 표시 장치의 제조방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서영역에는 레이저 드릴홀을 통하여 상기 센서영역의 보조캐소드층과 캐소드전압공급배선을 서로 전기적으로 연결하는 연결부를 형성하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 제조방법.

  20. 삭제
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