(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記第1及び第2金属パターン層の少なくとも一つは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)の内の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1に記載の入力検知ユニット。
平面上に、複数の画素が定義された表示パネルと、前記表示パネル上に配置された反射防止層と、前記反射防止層上に配置された入力検知ユニットとを有する表示装置であって、
前記入力検知ユニットは、第1方向に延長された複数の第1導電ラインを含む第1金属パターン層と、
前記第1金属パターン層上に配置され、前記第1方向と交差する第2方向に延びた複数の第2導電ラインを含む第2金属パターン層と、
前記第1及び第2金属パターン層上に、前記第1及び第2金属パターン層と重なり合うように配置された反射防止パターン層とを含み、
前記反射防止パターン層は、組成式MoaXbOcで表される金属酸化物を含むことを特徴とする表示装置。
(但し、上記組成式において、a及びcは0より大きい有理数であり、bは0以上の有理数であり、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)、及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素である。)
前記入力検知ユニットは、平面上で、前記複数の第1導電ラインと前記複数の第2導電ラインによって囲まれた領域のうち、最小面積の領域である単位検知領域が複数個定義され、それぞれの単位検知領域は、1〜30個の画素と重なり合っていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。
前記第1及び第2金属パターン層の少なくとも一つは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)の内の少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項16に記載の入力検知ユニットの製造方法。
【発明を実施するための形態】
【0010】
次に、本発明に係る入力検知ユニット及びその製造方法並びに表示装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【0011】
本発明の利点及び特徴、これらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。
しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。
【0012】
ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに含むことを意味する。
素子(elements)又は層が他の素子又は層の「上(on)」と指称された場合、他の素子の真上に又は中間に他の層又は他の素子を介在する場合のすべてを含む。明細書全体において、同一の参照符号は同一の構成要素を指称する。
第1、第2などが多様な構成要素を叙述するために使用されるが、これら構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第1構成要素は本発明の技術的思想内で第2構成要素であり得ることは勿論である。
【0013】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る表示装置の積層構造を示す概略断面図である。
図1を参照すると、表示装置は、表示パネルDP、反射防止層RL、入力検知ユニットISU1、及びウィンドウ層WPを含む。
【0014】
表示パネルDP、反射防止層RL、入力検知ユニットISU1、及びウィンドウ層WPのうちの少なくとも一部の構成は、ベース面を提供するベース層、例えば、合成樹脂フィルム、複合材料フィルム、ガラス基板などを別個に含むことができる。
但し、これに限定されず、他の構成が提供するベース面上に連続工程によって直接配置することもできる。
表示パネルDP、反射防止層RL、入力検知ユニットISU1、及びウィンドウ層WPのうち、ベース層BLを別個に含む構成等は、接着部材OCAを介して互いに付着するか、或いは他の構成に付着することができる。
接着部材OCAは、通常の接着剤又は粘着剤を含むことができる。
図1には接着部材OCAとして光学透明接着部材を例示的に示す。
【0015】
表示パネルDPは、イメージを生成する装置であって、光を図面における上部方向に透過又は放出する複数の画素を平面上に定義できる。
表示パネルDPは、別途のバックライトユニットから提供された光を透過させるか、或いはこれを励起光源として用いる受光型表示パネルDP、又は有機発光素子などを介して直接光を放出する自発光型表示パネルDPであり得るが、特に限定されない。
表示パネルDPは、薄膜トランジスタ基板上に有機発光素子及びこれを密封する封止膜に配置されたものであり得る。
薄膜トランジスタは、低温多結晶シリコン(Low Temperature Poly Silicon)を含むアクティブ層の上部にゲート電極が配置さされた構造を持つものであり得る。但し、これに限定されない。
【0016】
反射防止層RLは、表示パネルDP上に配置される。
反射防止層RLがベース層BLを含む別途のパネル形態で製造される場合、反射防止層RLは接着部材OCAを介して表示パネルDP上に付着することができる。
反射防止層RLは、表示パネルDPに含まれている金属材質の素子による外光反射率を減少させる。
反射防止層RLは、偏光素子(polarizer)及び/又は位相遅延素子(retarder)を含むことができる。
【0017】
偏光素子は、フィルムタイプ又は液晶コーティングタイプであり得る。
位相遅延素子も、フィルムタイプ又は液晶コーティングタイプであり、λ/2位相遅延子及び/又はλ/4位相遅延子を含むことができる。
フィルムタイプは延伸型合成樹脂フィルムを含み、液晶コーティングタイプは所定の方向に配列された液晶を含むことができる。
【0018】
偏光素子と位相遅延素子は、保護フィルムをさらに含むことができる。
保護フィルムは、反射防止層RLのベース層として定義できるが、これに限定されるものではなく、偏光素子や位相遅延素子自体が反射防止層RLのベース層としても定義できる。
反射防止層RLは、カラーフィルタを含むこともできる。
カラーフィルタは、所定の配列を持つことができ、特に、表示パネルDPに含まれている画素の発光色に対応する配列を持つことができる。
【0019】
反射防止層RLは、相殺干渉構造物を含むこともできる。
例えば、相殺干渉構造物は、互いに異なる層上に配置された第1反射層と第2反射層を含むことができる。
第1反射層及び第2反射層でそれぞれ反射された第1反射光と第2反射光は相殺干渉され、それにより外部光反射率が減少できる。
【0020】
入力検知ユニットISU1は、反射防止層RL上に配置される。
入力検知ユニットISU1がベース層を含む別途のパネル形態で製造される場合、入力検知ユニットISU1は、接着部材OCAを介して反射防止層RL上に付着することができる。
入力検知ユニットISU1は、外部入力の座標情報を取得する素子であって、具体的には、ユーザーのタッチを検知するタッチ検知ユニットであるか、或いはユーザーの手指の指紋情報を検知する指紋検知ユニットであり得る。
【0021】
本発明の一実施形態に係る入力検知ユニットISU1は、指紋情報を検知する指紋検知ユニットであり得る。
指紋検知ユニットは、タッチ検知ユニットが数mm〜数十mmの幅を有する検知電極を含むものとは対照的に、数μm〜数百μmの幅を有する検知電極を含み得る。
また、指紋検知ユニットは、精度の高い座標情報を取得するために、アクティブ層、ゲート電極、及びデータ電極などを含む別途の薄膜トランジスタをさらに含み得る。
これにより、指紋検知ユニットは、一般的なタッチ情報に加えて、遥かに微細なレベルの座標情報からなる指紋情報も検知することができる。
これについての具体的な説明は後述する。
【0022】
ウィンドウ層WPは、入力検知ユニットISU1上に配置される。
ウィンドウ層WPがベース層を含む別途のパネル形態で製造される場合、ウィンドウ層WPは、接着部材OCAを介して入力検知ユニットISU1上に付着することができる。
ウィンドウ層WPは、ガラス基板及び/又は合成樹脂フィルムなどを含むことができる。
ウィンドウ層WPは単層に限定されない。ウィンドウ層WPは、接着部材で結合された2以上のフィルムを含むことができる。
ウィンドウ層WPは、上部に配置された機能性コーティング層をさらに含むことができる。
機能性コーティング層は、指紋防止層、反射防止層及びハードコート層などを含むことができる。
【0023】
本発明の一実施形態によって入力検知ユニットISU1が指紋検知ユニットとして構成される場合、ウィンドウ層WPは、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1との間に接着部材OCAのみを介在して入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1上に直接配置され得る。
すなわち、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1とウィンドウ層WPとの間には、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1に含まれている金属素子の外光反射率を減少させるための別途の反射防止部材が配置されないこともある。
【0024】
偏光素子のような反射防止部材は、その厚さが数十μmレベルに厚いこともあるが、指紋情報の検知は、一般なタッチ情報の検知よりもはるかに微細で精密な座標情報の取得が必要であるため、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1の上部に反射防止部材が積層される場合、指紋情報の検知が正確に行われないおそれがある。
したがって、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1の上部に別途の反射防止部材を配置しないことにより、指紋情報取得の精度を高めることができ、入力検知ユニット(指紋検知ユニット)ISU1に含まれている金属材質の素子による外光反射は後述される反射防止パターン層によって遮断することができる。
【0025】
表示装置においてイメージが視認される面は平面であり得るが、これに限定されず、イメージが視認される面は曲面又は立体面であってもよい。
また、表示装置はリジッド(rigid)表示装置であり得るが、これに限定されるものではない。表示装置はフレキシブル(flexible)表示装置であってもよい。
【0026】
図2は、本発明の一実施形態に係る表示装置の入力検知ユニットISU1の概略平面図である。
図2を参照すると、入力検知ユニットISU1は、複数のゲートラインGL及びデータラインDLを含む検知領域IAと、検知領域IAの外側に検知領域IAを取り囲むように配置された非検知領域NIAとを含む。
【0027】
各ゲートラインGLは、第1方向DR1に延長され、複数のゲートラインGLは互いに平行に配列される。
各データラインDLは、第1方向DR1と交差する第2方向DR2に延長され、複数のデータラインDLは互いに平行に配列される。
第1方向DR1と第2方向DR2とは互いに垂直な方向であり得る。
【0028】
平面上、複数のゲートラインGLと複数のデータラインDLとは、互いに交差してマトリックス状に配置される。
複数のゲートラインGLと複数のデータラインDLによって囲まれた領域のうち、最小面積の領域は単位検知領域UIAとして定義され得る。
すなわち、単位検知領域UIAは、隣接する二つのゲートラインGLと隣接する二つのデータラインDLによって囲まれた領域であり得る。
また、検知領域IAには複数の単位検知領域UIAが定義され得る。
【0029】
入力検知ユニットISU1は、複数の検知電極SEを含み、各検知電極SEは、各単位検知領域UIAに1:1で対応するように配置される。
また、各単位検知領域UIAは、下部に配置された表示パネルDPの画素1〜30個と重なり合う面積を持つことができる。
すなわち、平面上、各単位検知領域UIA内には1〜30個の画素が含まれ得る。
これについてのより具体的な説明は後述する。
【0030】
複数のゲートラインGLと複数のデータラインDLは、非検知領域NIAまで延長され、非検知領域NIAに配置された信号パッド(図示せず)に接続される。
信号パッドは、ゲートラインGL及びデータラインDLに駆動信号、制御信号などを印加する素子であり得る。
検知領域IAは、下部に配置された表示パネルDPにおいてメージが生成される領域と少なくとも一部が重なり合う領域であっても、完全に重なり合う領域であってもよいが、これらに限定されるものではない。
【0031】
本発明の入力検知ユニットISU1は、指紋情報を認識する指紋検知ユニットであり、検知領域IAは、指紋情報を検知して指紋パターンに対する座標を取得する領域であり得る。
以下、本発明の一実施形態に係る入力検知ユニットISU1について単位検知領域UIAを中心にさらに詳細に説明する。
【0032】
図3は、
図2に示した入力検知ユニットISU1のA部分に対する拡大図であり、
図4は、
図3に示した入力検知ユニットISU1のIV−IV’線に沿った断面図である。
図3及び
図4を参照すると、入力検知ユニットISU1は、ベース層BL、アクティブパターン層APL、アクティブ絶縁層AIL、第1金属パターン層MPL1、第1絶縁層IL1、第2金属パターン層MPL2、第2絶縁層IL2、及び複数の検知電極SEを含む。
【0033】
第1金属パターン層MPL1と第2金属パターン層MPL2は、それぞれ、複数のゲートラインGL及びデータラインDLを含む。
複数のゲートラインGL及びデータラインDLによって定義される各単位検知領域UIAは、複数の画素PXと重なり合うことができる。
図3は、一つの単位検知領域UIA内に18個の画素PXが含まれている場合を示しているが、これに限定されず、1〜30個の画素PXが含まれることも可能である。
【0034】
ベース層BLは、アクティブパターン層APL及びアクティブ絶縁層AILが配置される空間を提供して、これらを含む入力検知ユニットISU1の構成を支持する。
ベース層BLは、ガラス基板又はポリイミド(Polyimide)などの合成樹脂フィルムであり、接着部材OCAを介して下部の反射防止層RLに付着することができる。
ベース層BLは省略されてもよく、入力検知ユニットISU1の素子は連続工程によって反射防止層RL上に直接形成できる。
この場合、アクティブパターン層APL及びアクティブ絶縁層AILなどを支持するベース面は反射防止層RLの上面になされる。
【0035】
アクティブパターン層APLは、ベース層BL上に配置される。
アクティブパターン層APLは、半導体を含み、具体的には、多結晶シリコン(poly crystalline silicon)、アモルファスシリコン(amorphous silicon)、金属酸化物などを含むことができる。
特に、アクティブパターン層APLは、低温多結晶シリコン(Low Temperature Poly Silicon)を含むことができるが、これらに限定されるものではない。
アクティブパターン層APLは、チャネル領域CRと、チャネル領域CRの両側に位置するソース領域SR及びドレイン領域DRを含むことができる。
チャネル領域CRは、不純物がドーピングされていない真性半導体(intrinsic semiconductor)であり、ソース領域SR及びドレイン領域DRは、導電性不純物がドーピングされた不純物半導体(impurity semiconductor)であり得る。
【0036】
アクティブ絶縁層AILは、ベース層BL上にアクティブパターン層APLを覆うように配置される。
アクティブ絶縁層AILは、アクティブパターン層APLとゲート電極GEとを互いに絶縁させるために配置される。
アクティブ絶縁層AILは、酸化ケイ素(SiO
x)、窒化ケイ素(SiN
x、)、酸窒化ケイ素(SiO
xN
y)、酸化チタン(TiO
2)、及び酸化アルミニウム(Al
2O
3)よりなる群から選択される一つ以上を含むことが好ましい。
アクティブ絶縁層AILは、上記素材を含むことにより、絶縁特性を有するだけではなく、金属層や透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割を果たすこともできる。
【0037】
第1金属パターン層MPL1は、アクティブ絶縁層AIL上に配置される。
第1金属パターン層MPL1は、平面上、第1方向DR1に延長された複数のゲートラインGLと、ゲートラインGLから単位検知領域UIAの内側に分岐したゲート電極GEとを含む。
第1金属パターン層MPL1は、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)のうちの一つ以上を含むことが好ましい。
特に、第1金属パターン層MPL1はモリブデンを含むことが好ましい。
第1金属パターン層MPL1は、上記金属のうちの一つ以上を含む単一層又は多重層に形成できる。
但し、これに限定されず、上記金属以外の物質から構成されるか、或いは上記金属以外の物質をさらに含むこともできる。
第1金属パターン層MPL1は、複数の画素PXと重なり合わないように配置できる。
第1金属パターン層MPL1のうち、複数のゲートラインGLは、
図3に示すように、複数の画素PXを回避するためにジグザグ状に配置され得る。
但し、これに限定されるものではなく、複数のゲートラインGLの幅が十分に小さい場合、直線状に配置することも可能である。或いは、複数の画素の配置形態に応じても直線状に配置することも可能である。
【0038】
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1上に配置される。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1上に直接配置され、第1金属パターン層MPL1の表面を覆う。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1と同じパターンで配置されることにより、第1金属パターン層MPL1と重なり合う。
図では、第1反射防止パターン層RP1が第1金属パターン層MPL1上に配置された構造を示すが、これに限定されるものではない。
第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1の側面の少なくとも一部を覆うように配置することもでき、第1金属パターン層MPL1の下部に配置されるか、或いは下面の少なくとも一部を覆うように配置することもできる。
【0039】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、上述したように、入力検知ユニットISU1の上部に別途の反射防止部材が配置しなくてもよいので、入力検知ユニットISU1に含まれている第1金属パターン層MPL1と同じ金属材質の素子による外光反射を遮断することが可能な構成が必要である。
よって、第1反射防止パターン層RP1のように外光反射を防止することができる物質で構成された層を、第1金属パターン層MPL1の表面を覆うように配置することにより、外光反射を効果的に低減することができる。
【0040】
第1反射防止パターン層RP1は、組成式Mo
aX
bO
cを有する金属酸化物を含む。
前記組成式において、Xはタンタル(Ta)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウム(Zr)、タングステン(W)、ハフニウム(Hf)、チタン(Ti)、及びレニウム(Re)よりなる群から選択される一つ以上の元素であることが好ましい。
前記組成式は、金属酸化物の相対的な原子組成を表現したものであって、a、b、cはモリブデン原子、X原子、及び酸素原子のパーセント比率を示すものである。
従って、a、b、及びcは、0以上の有理数であり、a、b、及びcの和は、1である。
特に、金属酸化物は、モリブデン酸化物をベースとした物質であることが好ましい。
この場合、a及びcは、0よりも大きい有理数であり得る。
但し、これに限定されるものではなく、a、b、及びcは、モリブデン原子、X原子、及び酸素原子の相対的な比率を示すものであってもよい。
例示的な実施形態において、a:c=1:0.1〜10であり、a+b+c:b=1:0.01〜0.07であり得るが、これらに限定されるものではない。
【0041】
前記組成式を有する金属酸化物は、モリブデン酸化物とX元素の酸化物とが混合された状態、モリブデン酸化物にX元素がドーピングされた状態、モリブデン、X元素及び酸素が互いに結合した状態、又はこれらの状態が混在した状態であり得る。
前記組成式を有する金属酸化物は、吸光係数αが3000cm
−1以上であるため、第1金属パターン層MPL1による外光反射を効果的に遮断することができる。
また、水に対する溶解度が低いため、第1反射防止パターン層RP1自体のエッチング(etching)の際に、又は水を使用するエッチング、洗浄などの後続工程の際に浸食が発生しないため、製造工程の効率性を高めることができる。
【0042】
また、第1金属パターン層MPL1に含まれ得るモリブデン、アルミニウム、チタンなどとの電位差が小さいため、第1金属パターン層MPL1と直接接しても、酸化/還元による腐食が発生する可能性が低い。
また、500Åの厚さを基準に、約3000Ω/□の抵抗値を有する導電性物質であるため、後述する検知電極SEと第2金属パターン層MPL2とを電気的に接続することができる。
【0043】
前記組成式を有する金属酸化物内におけるXの原子数の比率は1〜7%であることが好ましい。
X原子数の比率が1%以上であれば、金属酸化物の水に対する溶解度が効果的に減少する可能性があり、X原子数の比率が7%以下であれば、金属酸化物の低反射特性が維持すると同時にエッチング特性も容易なレベルに維持され得る。
この場合には、「a+b+c」とb値の比率は、1:0.01〜0.07であり得る。但し、これに限定されるものではない。
金属酸化物を含む第1反射防止パターン層RP1の厚さは、300〜700Åであることが好ましい。
厚さが300〜700Åの範囲内である場合、入力検知ユニットISU1を含む表示装置の平均反射率は10%未満であり、波長550nmに対する反射率は5%未満であり得る。
【0044】
金属酸化物を含む第1反射防止パターン層RP1は、nd=λ/4の式を満足する屈折率及び/又は厚さを有することができる。
式中、nは第1反射防止パターン層RP1の屈折率であり、dは第1反射防止パターン層RP1の厚さであり、λは反射防止の対象となる波長である。
上記の式を満足する場合、第1反射防止パターン層RP1は、光学的な相殺干渉の厚さを持つので、光の反射を効果的に低減することができる。
λは人間の目に最も敏感な波長である550nmに設定できるが、これらに限定されるものではない。
【0045】
第1絶縁層IL1は、アクティブ絶縁層AIL上に第1金属パターン層MPL1を覆うように配置される。
第1絶縁層IL1は、第1金属パターン層MPL1と第2金属パターン層MPL2とを互いに絶縁させるために配置される。
第1絶縁層IL1も、酸化ケイ素(SiO
x)、窒化ケイ素(SiN
x)、酸窒化ケイ素(SiO
xN
y)、酸化チタン(TiO
2)、及び酸化アルミニウム(Al
2O
3)よりなる群から選択される1つ以上を含むことが好ましい。
これにより、第1絶縁層IL1も絶縁特性を持つだけでなく、金属層又は透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割も果たすことができる。
第1絶縁層IL1上には平坦化膜PLが配置され得る。
但し、平坦化膜PLは省略されてもよい。
【0046】
第2金属パターン層MPL2は、第1絶縁層IL1上に配置される。
平坦化膜PLが配置された場合、第2金属層ML2は平坦化膜PL上に配置される。
第2金属パターン層MPL2は、平面上、第1方向DR1と交差する第2方向DR2に延長された複数のデータラインDL、データラインDLから単位検知領域UIAの内側に分岐したソース電極DE1、及びこれと離隔して配置されたドレイン電極DE2を含むことができる。
【0047】
ソース/ドレイン電極DEは、アクティブ絶縁層AILと第1絶縁層IL1に形成されたコンタクトホールH1、H2を介してアクティブパターン層APLと電気的に接続する。
具体的には、ソース電極DE1は、アクティブパターン層APLのソース領域SRに接続され、ドレイン電極DE2はアクティブパターン層APLのドレイン領域DRに接続される。
平坦化膜PLが配置された場合、コンタクトホールH1、H2は平坦化膜PLにも形成される。
【0048】
第2金属パターン層MPL2も、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、及びチタン(Ti)のうちの一つ以上を含むことが好ましい。
特に、第2金属パターン層MPL2は、アルミニウムとチタンを含むことが好ましい。
第2金属パターン層MPL2は、上記の金属のうちの一つ以上を含む単一層又は多重層に形成できる。
但し、これに限定されず、上記金属以外の物質から構成されるか、或いは上記金属以外の物質をさらに含むこともできる。
第2金属パターン層MPL2も、複数の画素PXと重なり合わないように配置される。
第2金属パターン層MPL2のうち、複数のデータラインDLも、
図3に示すように、複数の画素PXを回避するためにジグザグ状に配置され得る。
但し、これに限定されるものではなく、複数のデータラインDLの幅が十分に小さい場合、直線状に配置することも可能である。
【0049】
第2反射防止パターン層RP2は、第2金属パターン層MPL2上に配置される。
第2反射防止パターン層RP2は、第2金属パターン層MPL2上に直接配置され、第2金属パターン層MPL2の表面を覆う。
第2反射防止パターン層RP2は、第2金属パターン層MPL2と同じパターンで配置されることにより、第2金属パターン層MPL2と重なり合う。
第2反射防止パターン層RP2も、第2金属パターン層MPL2の側面の少なくとも一部を覆うように配置することもでき、第2金属パターン層MPL2の下部に配置するか、或いは下面の少なくとも一部を覆うように配置することもできるのは、上述したとおりである。
第2反射防止パターン層RP2も、第2金属パターン層MPL2の外光反射を遮断するためのものであって、組成式Mo
aX
bO
cを有する金属酸化物を含むことができる。
第2反射防止パターン層RP2についての説明は、前述した第1反射防止パターン層RP1と同様なので、詳細な説明は省略する。
第1反射防止パターン層RP1と第2反射防止パターン層RP2は、互いに同一の物質からなり得るが、これらに限定されるものではない。
【0050】
第2絶縁層IL2は、第1絶縁層IL1上に第2金属パターン層MPL2を覆うように配置される。
平坦化膜PLが配置された場合、第2絶縁層IL2は平坦化膜PL上に配置される。
第2絶縁層IL2は、第2金属パターン層MPL2と複数の検知電極SEとを互いに絶縁させるために配置される。
第2絶縁層IL2も、酸化ケイ素(SiO
x)、窒化ケイ素(SiN
x)、酸窒化ケイ素(SiO
xN
y)、酸化チタン(TiO
2)、及び酸化アルミニウム(Al
2O
3)よりなる群から選択される1つ以上を含むことが好ましい。
これにより、第2絶縁層IL2も絶縁特性を持つだけでなく、金属層や透明導電層による外光反射を低減する屈折率マッチング層の役割を果たすこともできる。
【0051】
複数の検知電極SEは、第2絶縁層IL2上に配置される。
各検知電極SEは、一つの単位検知領域UIAに対応する位置に配置される。
検知電極SEは、透明導電性物質を含むことができる。
具体的には、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、ZnO(zinc oxide)、ITZO(indium tin zinc oxide)などの透明導電性酸化物(Transparent Conductive Oxide、TCO)を含むことができる。
検知電極SEは、前記物質の少なくとも一つを含む単一層又は多重層に構成され得る。
【0052】
検知電極SEは、第2絶縁層IL2に形成されたコンタクトホールH3を介して第2金属パターン層MPL2と電気的に接続される。
具体的には、それぞれの検知電極SEは、第2金属パターン層MPL2のうち、ドレイン電極DE2上に配置された第2反射防止パターン層RP2と接することができる。
前述したように、第2反射防止パターン層RP2は導電性物質であるため、検知電極SEは第2反射防止パターン層RP2を介して第2金属パターン層MPL2と電気的に接続される。
但し、これに限定されず、第2絶縁層IL2にコンタクトホールH3を形成するとき、第2反射防止パターン層RP2も一部エッチングして第2金属パターン層MPL2の表面を露出させることにより、検知電極SEと第2金属パターン層MPL2とが直接接するようにすることもできる。
【0053】
各検知電極SEは、平面上、各単位検知領域UIAを実質的にカバーする面積で配置され得る。
すなわち、1つの検知電極SEは、表示パネルDPに定義された画素PX1〜30個と重なり合うことができる。
但し、これに限定されるものではなく、各検知電極SEは各単位検知領域UIAの一部分にのみ配置することも可能である。
【0054】
第2絶縁層IL2上には、検知電極SEを覆う封止層TFEが配置される。
封止層TFEは有機物又は絶縁物などを含むことにより、入力検知ユニットISU1の素子を外気、湿気、衝撃などから保護することができる。
封止層TFEは、封止膜又は封止基板であり得る。
【0055】
図に示していないが、入力検知ユニットISU1は、検知電極SEの下部に配置される基準電極をさらに含むこともできる。
基準電極は、検知電極SEと少なくとも一つの絶縁層を挟んで離隔され、基準電極の少なくとも一部と重なり合うように配置され得る。
基準電極は、第1金属パターン層MPL1の一部であり得る。
すなわち、第1金属パターン層MPL1は、複数のゲートラインGL及びゲート電極GEと離隔するように配置された基準電極を含むことができる。
但し、これに限定されるものではない。
【0056】
前述したアクティブパターン層APL、複数のゲートラインGLとゲート電極GEとを含む第1金属パターン層MPL1、及び複数のデータラインDLとソース/ドレイン電極DEとを含む第2金属パターン層MPL2は、薄膜トランジスタを構成することができる。
図では、各単位検知領域UIAあたり1つのトランジスタのみが示しているが、これに限定されるものではなく、複数のスイッチングトランジスタ、検知トランジスタなどが一つの単位検知領域UIAに対応するように配置することもできる。
【0057】
図3及び
図4には、アクティブパターン層APL、ゲートラインGLを含む第1金属パターン層MPL1、及びデータラインDLを含む第2金属パターン層MPL2が順次積層された構造を例示しているが、これに限定されるものではなく、ゲートラインGLの上部にアクティブパターン層APLが配置されるか、或いはゲートラインGLとデータラインDLの積層順序が変わることができるなど、その積層順序は限定されない。
【0058】
図5は、本発明の他の実施形態に係る表示装置の入力検知ユニットの概略断面図である。
図5は、
図4に示した反射防止パターン層RP3が第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2と離隔して配置されるという点を除いては、
図2〜
図4の説明で上述したものと同様である。以下、重複する内容は省略する。
【0059】
図5を参照すると、反射防止パターン層RP3が第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2の上部に第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2と離隔して配置される。
反射防止パターン層RP3は、下部に配置された第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2と重なり合うパターンで配置される。
図5には、反射防止パターン層RP3が封止層TFE上に配置されるものと例示しているが、これに限定されず、第1金属パターン層MPL1及び第2金属パターン層MPL2の上部に離隔した層であれば制限なく配置できる。
図5のように、反射防止パターン層RP3が第1金属パターン層MPL1と第2金属パターン層MPL2の表面に別々に形成されず、一つの同じ層に形成されることにより、工程効率が向上できる。
【0060】
図6〜
図14は、本発明の一実施形態に係る入力検知ユニットの製造方法を説明するための工程段階別断面図である。
図6を参照すると、まず、アクティブパターン層APLが形成されたベース層BL上に、アクティブパターン層APLを覆うようにアクティブ絶縁層AILを形成する。
これについての具体的な製造方法は公知になっている通りなので、詳細な説明は省略する。
【0061】
図7を参照すると、次いで、アクティブ絶縁層AIL上に第1金属層ML1を形成する。
第1金属層ML1は、前述した第1金属パターン層MPL1と実質的に同一の物質を含むことが好ましい。
図8を参照すると、次いで、第1金属層ML1上に、第1金属層ML1を覆うように反射防止物質層RMLを形成する。
反射防止物質層RMLは、組成式Mo
aX
bO
cを有する金属酸化物を含むことが好ましい。
これについての具体的な説明は、反射防止パターン層RP1、RP2についての説明で前述したとおりなので、省略する。
【0062】
図9を参照すると、次いで、第1金属層ML1と反射防止物質層RMLを同時にエッチングして第1金属パターン層MPL1及び第1反射防止パターン層RP1を形成する。
エッチング方法としてウェットエッチング(wet etching)、ドライエッチング(dry etching)などを使用することができる。
特に、ウェットエッチングを使用する場合、上記組成式を有する金属酸化物は、水に対する溶解度が低いため、不要な侵食が発生することを防止することができる。
第1金属パターン層MPL1は、複数のゲートラインGL及びゲート電極GEを含み、第1反射防止パターン層RP1は、第1金属パターン層MPL1と同じパターンを有する。
【0063】
図10を参照すると、次いで、アクティブ絶縁層AIL上に、第1金属パターン層MPL1及び第1反射防止パターン層RP1を覆う第1絶縁層IL1を形成する。
図10には、第1絶縁層IL1上に平坦化膜PLも形成した場合を例示しているが、平坦化膜PLは場合によって省略することもできる。
図11を参照すると、次いで、アクティブ絶縁層AIL及び第1絶縁層IL1に複数のコンタクトホールH1、H2を形成する。
複数のコンタクトホールH1、H2は、アクティブ絶縁層AILと第1絶縁層IL1を貫通するように形成し、アクティブパターン層APLのソース領域SRとドレイン領域DRをそれぞれ露出させる。
図11には、平坦化膜PLにもコンタクトホールH1、H2を形成した場合を例示している。
【0064】
図12を参照すると、次いで、第1絶縁層IL1上に第2金属層ML2を形成する。
第2金属層ML2は、前述した第2金属パターン層MPL2と実質的に同一の物質を含むことが好ましい。
第2金属層ML2の一部は、コンタクトホールH1、H2に充填されることにより、第2金属層ML2とアクティブパターン層APLとを電気的に接続する。
図13を参照すると、次いで、第2金属層ML2上に、第2金属層ML2を覆うように反射防止物質層RMLを形成する。
反射防止物質層RMLは、上述した第1金属層ML1上に形成した反射防止物質層RMLと同一の物質から構成され得る。
【0065】
図14を参照すると、次いで、第2金属層ML2と反射防止物質層RMLとを同時にエッチングして第2金属パターン層MPL2及び第2反射防止パターン層RP2を形成する。
第2金属パターン層MPL2は、複数のデータラインDL及びソース/ドレイン電極DEを含む。
エッチング方法としてウェットエッチング、ドライエッチングなどを使用することができ、第2反射防止パターン層RP2が第2金属パターン層MPL2と同じパターンを持つことができるのは、前述したとおりである。
続いて、第2絶縁層IL2、検知電極SE、封止層TFEなどを形成することにより、
図4に示すような入力検知ユニットISU1を製造することができる。
【0066】
図15は、本発明の第2の実施形態に係る表示装置の積層構造を示す概略断面図であり、
図16は、
図15の表示装置の入力検知ユニットISU2の概略平面図であり、
図17は、
図16に示す入力検知ユニットISU2のXVII−XVII’線に沿った断面図である。
図15〜
図17は、入力検知ユニットISU2がタッチ検知ユニット(ISU2−1)と指紋検知ユニット(ISU2−2)に区分されることを除いては、
図1〜
図4の説明で上述したのと同様である。
以下では、重複する内容は省略する。
【0067】
図15〜
図17を参照すると、入力検知ユニットISU2は、指紋検知ユニット(ISU2−2)とタッチ検知ユニット(ISU2−1)を含む。
指紋検知ユニット(ISU2−2)とタッチ検知ユニット(ISU2−1)は、同じ層に配置される。
平面上、指紋検知ユニット(ISU2−2)は、入力検知ユニットISU2の一部分に配置されて指紋検知領域FSAを定義することができ、タッチ検知ユニット(ISU2−1)は、残りの部分に配置されてタッチ検知領域TSAを定義することができる。
【0068】
図16には、指紋検知領域FSAが検知領域IAの中央下端に配置され、タッチ検知領域TSAが検知領域IAの残りの空間で指紋検知領域FSAを囲むように配置されたものと例示しているが、これらに限定されるものではない。
指紋検知ユニット(ISU2−2)は、複数のゲートラインGL及びデータラインDLによって区分される複数の単位検知領域UIAを含む。
指紋検知ユニット(ISU2−2)についての具体的な説明は、前述したのと同様なので省略する。
タッチ検知ユニット(ISU2−1)は、複数の第1検知電極IE1と複数の第2検知電極IE2を含む。
例えば、
図16では、複数の第1検知電極IE1は複数の菱形が横に一列に接続された形態をなし、複数の第2検知電極IE2は複数の菱形が縦に一列に接続された形態をなし得る。
各第1検知電極IE1は第1連結部CP1を含み、各第2検知電極IE2は第2連結部CP2を含み、
第1検知電極IE1の列と第2検知電極IE2の列とは第1連結部CP1及び第2連結部CP2で互いに交差することができる。
【0069】
図17に示すように、タッチ検知ユニット(ISU2−1)は、ベース層BL、第1連結部CP1、絶縁層IL、第1検知電極IE1、第2検知電極IE2、及び封止層TFEが順次積層された構造であり得る。
第1検知電極IE1と第2検知電極IE2は同じ層に配置される。
第1連結部CP1は、第1検知電極IE1と絶縁層ILを介して離隔した層に配置され、複数の第1検知電極IE1を互いに連結し、第2連結部CP2は、第2検知電極IE2と同じ層に配置され、複数の第2検知電極IE2を互いに連結する。
第1検知電極IE1と第2検知電極IE2は、前述した検知電極SEと同様に、透明導電性物質を含むことができ、単一層又は多重層から構成できる。
【0070】
複数の第1及び第2検知電極IE1、IE2におけるそれぞれの菱形形状に該当する部分は、指紋検知ユニット(ISU2−2)の各検知電極SE又は指紋検知領域FSAの単位検知領域UIAより広くてもよい。
図15〜
図17に示すように、指紋検知が必要な領域にのみ指紋検知ユニット(ISU2−2)を配置し、残りの部分には一般なタッチ検知ユニット(ISU2−1)を配置することにより、薄膜トランジスタを製造するための材料を節減することができる。
【0071】
図18は、本発明の第3の実施形態に係る表示装置の積層構造を示す概略断面図である。
図18は、指紋検知ユニット(ISU3−2)がタッチ検知ユニット(ISU3−1)上に別途の層として配置されるという点を除いては、
図15〜
図17の説明で上述したのと同様である。以下では、重複する内容は省略する。
【0072】
図18を参照すると、表示装置は、タッチ検知ユニット(ISU3−1)、及びタッチ検知ユニット(ISU3−1)上に接着部材OCAを介して付着した指紋検知ユニット(ISU3−2)を含む。
指紋検知ユニット(ISU3−2)は、平面上、一部分にのみ検知領域IAが配置されたものであり得る。
図18のように、指紋検知ユニット(ISU3−2)をタッチ検知ユニット(ISU3−1)と別途の層に配置することにより、工程難易度を下げることができる。
タッチ検知ユニット(ISU3−1)は、別途のベース層を含むことができるが、別途のベース層を省略し、反射防止層RLの上面をタッチ検知ユニット(ISU3−1)のベース面として定義することもできる。
【0073】
図19は、本発明の第4の実施形態に係る表示装置の積層構造を示す概略断面図である。
図19は、タッチ検知ユニット(ISU4−1)が反射防止層RLの下部に配置されるという点を除いては、
図18の説明で上述したのと同様である。以下では、重複する内容は省略する。
【0074】
図19を参照すると、タッチ検知ユニット(ISU4−1)と指紋検知ユニット(ISU4−2)は別途の層に配置され、タッチ検知ユニット(ISU4−1)は反射防止層RLの下部に、指紋検知ユニット(ISU4−2)は反射防止層RLの上部にそれぞれ配置される。
タッチ検知ユニット(ISU4−1)は、指紋検知ユニット(ISU4−2)より相対的に精度が低い座標情報の取得を要求するため、上部に反射防止層RLが配置されても十分なタッチ情報の取得が可能である。
したがって、
図19に示すように、タッチ検知ユニット(ISU4−1)を反射防止層RLの下部に配置することにより、タッチ検知ユニット(ISU4−1)に含まれている金属材質の素子による外光反射を別途の部材なしで効果的に遮断することができる。
タッチ検知ユニット(ISU4−1)は、別途のベース層を含むことができるが、別途のベース層を省略し、表示パネルDPの上面をタッチ検知ユニット(ISU4−1)のベース面として定義することもできる。
【0075】
以下、本発明の反射防止物質が被覆された金属の反射率を測定した実験について説明する。
≪実験例1≫
モリブデンに、Mo
aTa
bO
cの組成式を有する金属酸化物を、400〜650Åの範囲で厚さを異にして被覆した構造に対して、平均反射率と光の波長550nmに対する反射率をソフトウェアツール(Software tool)を用いてシミュレーションした。
a、b及びcは、モリブデン、タンタル、及び酸素の原子間の組成比であって、量論的に適切な値を設定した。
特に、タンタル原子の比率は、1〜7%の範囲内の値となるように設定した。
【0076】
図20は、上記金属酸化物を被覆したモリブデンの被覆厚さと反射率とのシミュレーション結果を示すグラフである。
図20に示すように、金属酸化物の厚さが約300〜700Åの範囲内であるとき、最適の反射率低減効果を示すということを確認することができる。
上記の構造を表示装置に適用する場合、SiO
2のような屈折率マッチング層などによる反射率低減効果も付加されて、結果として約10%未満の反射率を期待することができる。
【0077】
≪実験例2≫
厚さ2500Åのモリブデン層に、実験例1の金属酸化物を、350〜750Åの範囲で厚さを異にして被覆し、平均反射率と光の波長550nmに対する反射率を測定した。
上記組成式を有する金属酸化物における各元素の組成は、EDS(Energy Dispersive X−ray Spectroscopy)、XPS(X−ray Photoelectron Spectroscopy)、SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy)、AES(Auger Electron Spectroscopy)などを用いて分析することができる。
【0078】
図21は、モリブデンの厚さ2500Å時の金属酸化物の被覆厚さと反射率との測定結果を示すグラフである。
図21に示すように、前記金属酸化物の厚さが約300〜700Åの範囲内であるとき、最適の反射率低減効果を示し、厚さに応じた反射率の変化様相がシミュレーション結果と近似していることを確認することができる。
【0079】
≪実験例3≫
モリブデン層、アルミニウム層、及びチタン/アルミニウム/チタンの多重層、それぞれに実験例1の金属酸化物を450Åの厚さで被覆し、波長による反射率を測定した。
図22は、上記各金属に金属酸化物を450Åの厚さで被覆したものの反射率の測定結果を示すグラフであり、
図23は、上記各金属に金属酸化物を被覆したものの波長による反射率に基づいて各被覆構造の色座標を示すグラフである。
【0080】
図22に示すように、金属酸化物を被覆する場合、人間の目に最も敏感な波長である550nmに近いほど反射率低減効果が大きく、モリブデンに金属酸化物を被覆した構造が色座標の中央に最も近接して最も色味を帯びないことを確認することができる。
【0081】
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。