KR-20260061099-A - DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF

Abstract

본 발명은 박형화 및 경량화가 가능한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 발광 소자를 덮도록 배치된 봉지부 상에 배치되는 다수의 터치 전극들을 구비하며, 그 터치 전극들은 저온에서 증착한 후 레이저 어닐링 공정을 통해 결정화함으로써 터치 전극들 형성시 유기 발광층이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 봉지부 상에 터치 전극들이 배치됨으로써 별도의 접착 공정이 불필요해져 공정이 단순화되며 비용을 저감할 수 있다.

Inventors

• 송태준
• 이규황

Assignees

• 엘지디스플레이 주식회사

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20260401

Claims (20)

1. 기판 상에 배치되는 다수의 발광 소자와; 상기 다수의 발광 소자 사이에 배치되는 뱅크와; 상기 다수의 발광 소자 상에 배치되는 봉지부와; 상기 봉지부 상에 배치되는 다수의 터치 전극들과; 상기 다수의 터치 전극들 사이를 전기적으로 연결하는 브릿지들과; 상기 뱅크와 상기 브릿지가 중첩하는 표시 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판과 상기 봉지부 사이에 배치되는 적어도 한 층의 절연막과, 상기 다수의 터치 전극들과 전기적으로 접속되며 상기 절연막 상에 배치되는 다수의 터치 패드들을 추가로 구비하는 표시 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 다수의 터치 패드들과 상기 다수의 터치 전극들을 전기적으로 접속시키며 상기 봉지부의 측면을 따라서 배치되는 다수의 라우팅 라인들을 추가로 구비하는 표시 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 다수의 라우팅 라인들은 금속층을 포함하고 다층 구조로 이루어지는 표시 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지부와 상기 다수의 터치 전극들 사이에 배치되는 터치 버퍼막(166)을 추가로 구비하는 표시 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 터치 버퍼막은 다층 구조로 이루어진 표시 장치.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 봉지부는 상기 발광 소자 상에 배치되는 제1 무기 봉지층과, 상기 제1 무기 봉지층 상에 배치되는 적어도 1층의 유기 봉지층과 상기 적어도 1층의 유기 봉지층 상에 배치되는 제1 무기 봉지층을 포함하며 제1 무기 봉지층과 제2 무기 봉지층이 접촉하는 영역에서 상기 터치 버퍼막이 중첩하는 표시 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 다수의 터치 전극들과 상기 브릿지들 사이에 배치되는 터치 절연막을 추가로 구비하는 표시 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 다수의 터치 전극들은 상기 봉지부 상에 제1 방향을 따라 배열되는 제1 터치 전극들과; 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향을 따라 배열되는 제2 터치 전극들을 구비하는 표시 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 터치 전극들은 투명 도전층으로 이루어지는 표시 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 터치 전극들은 결정질 도전층으로 이루어지는 표시 장치.
12. 제 9 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 터치 전극들은 메쉬 형태로 이루어지는 표시 장치.
13. 제 9 항에 있어서, 상기 브릿지들은 상기 제1 터치 전극들을 서로 연결하는 제1 브릿지와; 상기 제2 터치 전극들을 서로 연결하는 제2 브릿지를 구비하는 표시 장치.
14. 제 7 항에 있어서, 상기 다수의 터치 전극들과 상기 브릿지 상에 배치되는 터치 보호막을 추가로 구비하는 표시 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 터치 절연막 및 상기 터치 보호막 중 적어도 어느 하나는 유기 절연 재질의 유기막으로 이루어진 표시 장치.
16. 제 7 항에 있어서, 상기 터치 절연막은 다층 구조로 이루어진 표시 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 터치 절연막에서 적어도 한 층이 나머지 층과 다른 재질로 이루어지는 표시 장치.
18. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지부 상에 배치되는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터 사이에 배치되는 블랙 매트릭스를 추가로 구비하는 표시 장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 상기 뱅크와 상기 브릿지가 중첩하는 영역에 중첩하여 배치되는 표시 장치.
20. 제 1 항에 있어서, 상기 봉지부 상에 배치되는 컬러 필터를 추가로 구비하고, 상기 컬러 필터는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터 및 청색 컬러 필터를 포함하며, 상기 브릿지와 중첩되는 영역에서 적어도 두 가지 색의 컬러 필터가 적층되어 배치되는 표시 장치.

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND FABRICATING METHOD THEREOF} 본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 공정 단순화 및 비용을 절감할 수 있는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 터치 스크린은 표시장치 등의 화면에 나타난 지시 내용을 사람의 손 또는 물체로 선택하여 사용자의 명령을 입력할 수 있도록 한 입력장치이다. 즉, 터치 스크린은 사람의 손 또는 물체에 직접 접촉된 접촉위치를 전기적 신호로 변환하며, 접촉위치에서 선택된 지시 내용이 입력신호로 받아들여진다. 이와 같은 터치 스크린은 키보드 및 마우스와 같이 표시장치에 연결되어 동작하는 별도의 입력장치를 대체할 수 있기 때문에 그 이용범위가 점차 확장되고 있는 추세이다. 이와 같은 터치 스크린은 일반적으로 액정 표시 패널 또는 유기 전계 발광 표시 패널과 같은 표시 패널의 전면에 접착제를 통해 부착되는 경우가 많다. 이 경우, 터치 스크린이 별도로 제작되어 표시 패널의 전면에 부착되므로, 부착 공정의 추가로 공정이 복잡해지며 비용이 상승하는 문제점이 있다. 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 1에서 선 "Ⅰ-Ⅰ'"와, "Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3에 도시된 브릿지의 다른 실시예를 나타내는 평면도 및 단면도이다. 도 5는 도 3에 도시된 터치 절연막의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 6a 내지 도 6d는 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 7은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7에 도시된 터치 전극을 상세히 나타내는 평면도이다. 도 9a 내지 도 9e는 도 7에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 10은 컬러 필터를 가지는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다. 도 11은 자기(Self) 정전 용량 형태의 터치 센서(Cs)를 가지는 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 터치 기간동안 도 2에 도시된 터치 전극들(152e,154e)을 통해 사용자의 터치에 의한 상호 정전 용량(mutual capacitance)(Cm; 터치 센서)의 변화량 감지하여 터치 유무 및 터치 위치를 센싱한다. 그리고, 도 1에 도시된 터치 센서를 가지는 유기 발광 표시 장치는 발광 소자(120)를 포함하는 단위 화소를 통해 영상을 표시한다. 단위 화소는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 서브 화소(PXL)로 구성되거나, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 백색(W) 서브 화소(PXL)로 구성된다. 이를 위해, 도 1에 도시된 유기 발광 표시 장치는 기판(111) 상에 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들(PXL)과, 다수의 서브 화소들(PXL) 상에 배치된 봉지부(140)와, 봉지부(140) 상에 배치된 상호 정전 용량(Cm)을 구비한다. 다수의 서브 화소들(PXL) 각각은 화소 구동 회로와, 화소 구동 회로와 접속되는 발광 소자(130)를 구비한다. 화소 구동 회로는 스위칭 트랜지터(T1), 구동 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL)에 스캔 펄스가 공급되면 턴-온되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 스토리지 캐패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극으로 공급한다. 구동 트랜지스터(T2)는 그 구동 트랜지스터(T2)의 게이트 전극에 공급되는 데이터 신호에 응답하여 고전압(VDD) 공급 라인으로부터 발광 소자(120)로 공급되는 전류(I)을 제어함으로써 발광 소자(120)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴-오프되더라도 스토리지 캐패시터(Cst)에 충전된 전압에 의해 구동 트랜지스터(T2)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류(I)를 공급하여 발광 소자(120)가 발광을 유지하게 한다. 이러한 구동 박막트랜지스터(T2,130)는 도 3에 도시된 바와 같이 게이트 전극(132)과, 제1 절연막인 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 게이트 전극(132)과 중첩되는 반도체층(134)과, 제2 절연막인 층간 절연막(114) 상에 형성되어 반도체층(134)과 접촉하는 소스 및 드레인 전극(136,138)을 구비한다. 여기서, 반도체층(134)은 비정질 반도체 물질, 다결정 반도체 물질 및 산화물 반도체 물질 중 적어도 어느 하나로 형성된다. 발광 소자(120)는 애노드 전극(122)과, 애노드 전극(122) 상에 형성되는 발광 스택(124)과, 발광 스택(124) 위에 형성된 캐소드 전극(126)을 구비한다. 애노드 전극(122)은 제3 절연막인 보호막(116)을 관통하는 화소 컨택홀을 통해 노출된 구동 박막트랜지스터(130)의 드레인 전극(138)과 전기적으로 접속된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 뱅크(128)에 의해 마련된 발광 영역의 애노드 전극(122) 상에 형성된다. 적어도 하나의 발광 스택(124)은 애노드 전극(122) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(124)은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광스택(124)에서 생성된 백색광은 발광 스택(124) 상부 또는 하부에 위치하는 컬러 필터(도시하지 않음)에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(124)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 발광 스택(124)은 적색광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광 스택(124)은 녹색광을, 청색(B) 서브 화소의 발광 스택(124)은 청색광을 생성할 수도 있다. 캐소드 전극(126)은 발광 스택(124)을 사이에 두고 애노드 전극(122)과 대향하도록 형성되며 저전압(VSS) 공급 라인과 접속된다. 봉지부(140)는 외부의 수분이나 산소에 취약한 발광 소자(120)로 외부의 수분이나 산소가 침투되는 것을 차단한다. 이를 위해, 봉지부(140)는 다수의 무기 봉지층들(142,146)과, 다수의 무기 봉지층들(142,146) 사이에 배치되는 유기 봉지층(144)을 구비하며, 무기 봉지층(146)이 최상층에 배치되도록 한다. 이 때, 봉지부(140)는 적어도 2층의 무기 봉지층(142,146)과 적어도 1층의 유기 봉지층(144)을 구비한다. 본 발명에서는 제1 및 제2 무기 봉지층들(142,146) 사이에 유기 봉지층(144)이 배치되는 봉지부(140)의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다. 제1 무기 봉지층(142)는 발광 소자(120)와 가장 인접하도록 캐소드 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 형성된다. 이러한 제1 무기 봉지층(142)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 저온 증착이 가능한 무기 절연 재질로 형성된다. 이에 따라, 제1 무기 봉지층(142)이 저온 분위기에서 증착되므로, 제1 무기 봉지층(142)의 증착 공정시 고온 분위기에 취약한 발광 스택(124)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 유기 봉지층(144)은 유기 발광 표시 장치의 휘어짐에 따른 각 층들 간의 응력을 완화시키는 완충역할을 하며, 평탄화 성능을 강화한다. 이 유기 봉지층(144)은 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드, 폴리에틸렌 또는 실리콘옥시카본(SiOC)과 같은 유기 절연 재질로 형성된다. 제 2 무기 봉지층(146)는 유기 봉지층(144)이 형성된 기판(111) 상에 유기 봉지층(144) 및 제1 무기 봉지층(142) 각각의 상부면 및 측면을 덮도록 형성된다. 이에 따라, 제2 무기 봉지층(146)은 외부의 수분이나 산소가 제1 무기 봉지층(142) 및 유기 봉지층(144)으로 침투하는 것을 최소화하거나 차단한다. 이러한 제2 무기 봉지층(146)은 질화실리콘(SiNx), 산화 실리콘(SiOx), 산화질화실리콘(SiON) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)과 같은 무기 절연 재질로 형성된다. 이러한 봉지부(140) 상에는 터치 버퍼막(166)이 배치된다. 이 터치 버퍼막(166)은 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 발광 소자(120)에 사이에 500Å~5㎛형성되어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이의 이격 거리가 최소 5㎛를 유지하도록 한다. 이에 따라, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이에 형성되는 기생커패시터의 용량값을 최소화할 수 있어 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향을 방지할 수 있다. 한편, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 사이의 이격 거리가 5㎛미만인 경우, 터치 센싱 라인(154) 및 터치 구동 라인(152) 각각과, 캐소드 전극(126) 간의 커플링(coupling)에 의한 상호 영향으로 터치 성능이 저하된다. 또한, 터치 버퍼막(166)은 터치 센싱 라인