KR100638085B1 - 유기 전계 발광 표시장치 - Google Patents

Abstract

복수의 데이터선, 이 데이터선에 교차하는 복수의 스캔선, 복수의 데이선과 스캔선이 교차하면서 형성하는 영역 내에 배치되는 유기 전계 발광 소자 및 이 유기 전계 발광 소자를 구동시키기 위한 픽셀 구동 소자를 포함하고, 픽셀 구동 소자와 전기적으로 연결되는 데이터선은 스캔선과 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭과 상이하게 형성하여 이루어진다.

유기, OLED, 데이터선, 스캔선, 폭, 교차영역, 컨택 홀, 캐패시터

Description

유기 전계 발광 표시장치 {ORGANIC ELECTRO LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE}

도 1은 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시장치의 개략도이다.

도 2는 본 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치에 있어서 하나의 화소에 대응하는 구성을 설명하기 위해 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치에 있어서 데이터선과 스캔선의 교차 부위를 설명하기 위해 도시한 부분 평면도이다.

도 4는 일반적인 유기 전계 발광 표시장치 가운데 능동형(active matrix type) 유기 전계 발광 표시장치의 부분 단면도이다.

도 5는 일반적인 유기 전계 발광 표시장치에 있어서 하나의 화소에 대응하는 구성을 구성하기 위해 도시한 평면도이다.

도 6은 일반적인 유기 전계 발광 표시장치에 있어서 스캔선과 데이터선의 교차 부위를 설명하기 위해 도시한 부분 단면도이다.

본 발명은 유기 전계 발광 표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이터선과 스캔선의 교차 영역에서 데이터선의 형상을 개선한 유기 전계 발광 표시장 치에 관한 것이다.

통상적으로 유기 전계 발광(EL; Electro Luminescent, 이하 'EL'이라 한다) 표시장치는 형광성 또는/및 인광성 유기 화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자발광 디스플레이로서, 저전압 구동이 가능하고, 박형화가 용이하며, 광 시야각 및 빠른 응답속도 등의 특성을 구비하여 차세대 디스플레이, 특히 모바일(mobile)용 디스플레이로 주목을 받고 있다.

이러한 유기 EL 표시장치는 유리나 기타 투명한 절연기판 위에 소정의 패턴을 갖는 유기 발광층을 형성하고, 유기 발광층의 상, 하부에 유기 발광층으로 구동 전압을 인가하기 위한 양, 음극의 전극층들을 형성하여 구성된다. 이 때, 유기 발광층은 유기 화합물로 이루어진다.

이러한 기본 구성을 갖는 유기 EL 표시장치는 상기 전극들에 양극 및 음극 전압이 인가되면, 양극전압이 인가된 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공수송층을 경유하여 유기 발광층으로 이동하고, 전자는 음극전압이 인가된 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 유기 발광층으로 주입된다. 이에 따라 유기 발광층에서 전자와 정공이 재결합하여 여기자(exiton)를 생성하고, 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변화하면서 유기 발광층의 유기물이 발광하게 되는 바, 이것으로 소정의 표시가 이루어지게 된다.

도 4는 종래의 유기 EL 표시장치 가운데 능동형(active matrix type) 유기 EL 표시장치의 부분 단면도이다.

도면을 참고하면, 유기 EL 표시장치에는 절연기판(100) 위에 버퍼층(105)이 형성되고, 버퍼층(105) 위에 박막 트랜지스터와 캐패시터가 형성된다. 여기서, 박막 트랜지스터는 소스/드레인 영역(111),(115)을 구비한 반도체층(110)과, 게이트 절연막(120) 위에 형성된 게이트 전극(125)과, 층간 절연막(130)에 형성되어 상기 소스/드레인 영역(111),(115)과 컨택홀(131),(135)을 통해 연결된 소스/드레인 전극(141),(145)을 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 캐패시터는 게이트 전극(125)과 동일 물질로 이루어져 게이트 전극막(120) 위에 형성된 제1 전극(127)과, 층간 절연막(130) 위에 형성되어 소스/드레인 전극(141),(145) 중 하나, 예를 들어 소스 전극(141)에 연결되는 제2 전극(147)을 포함하여 이루어진다.

이러한 박막 트랜지스터와 캐패시터 위로 상기 절연기판(100) 위에는 절연층(150)이 형성되고, 절연층(150) 위의 화소 영역 상으로 드레인 전극(145)과 전기적으로 연결되는 애노드 전극(160)이 형성된다. 애노드 전극(160)은 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 드레인 전극(145)과의 연결은, 드레인 전극(145)의 일부분을 노출시키도록 절연층(150)에 형성된 비아홀(155)을 통해 애노드 전극(160)이 드레인 전극(145)에 연결됨으로써 이루어진다.

상기 애노드 전극(160) 위에는 유기 발광층(180)이 형성되며, 유기 발광층(180)에는 알루미늄(Al)과 같은 금속 재질로 구성된 캐소드 전극(190)이 전기적으로 연결되는바, 이 때 캐소드 전극(190)과 애노드 전극(160), 절연층(150) 사이에는 평탄화막(170)이 형성된다.

이와 같이 구성되는 유기 EL 표시장치는, 일반적으로 상기한 박막 트랜지스터를 통상 스위칭용과 구동용으로 2개를 구비하게 되는데, 이 가운데 스위칭 트랜지스터는 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 교차 배치되는 데이터선(D1,D2...)과 스캔선(S1,S2...)에 근접 배치되어 이 중 데이터선(D1)에 전기적으로 연결되는 구성을 갖는다. 즉, 상기 스위칭 트랜지스터(20)는, 그 소스 전극(20a)을 데이터선(D1)에 연결시키게 되며, 이 때 소스 전극(20a)과 데이터선(D1)과의 실질적인 접촉은 소스 전극(20a)과 데이터선(D1)과의 중첩 부위에 형성된 컨택 홀(contact hole)(22)을 통해 이루어지게 된다.

이와 같은 구성의 유기 EL 표시장치에 있어서, 한 화소에 대응하는 유기 EL 소자(24)는 데이터선(D1)과 스캔선(S1)이 교차하면서 형성하는 공간 영역 내에 배치되며, 이 유기 EL 소자(24)의 영역, 즉 상기 유기 발광층의 영역에 따라 그 개구율이 결정되어 진다.

한편, 전술한 구성의 유기 EL 표시장치에서 상기 데이터선(D1)은 스캔선(S1)과의 교차 영역 뿐만 아니라 비교차 영역 모두에서 동일한 폭으로 형성된다. 그런데 데이터선(D1)과 스캔선(S1)의 교차 영역에서 데이터선(D1)의 폭이 너무 작으면, 도 6에 도시한 바와 같이 스캔선(S1) 두께에 의해 데이터선(D1)이 급격하게 꺽이는 부분(점선 화살표 참조)에서 단선이 발생할 우려가 있다. 참고로, 도면에서 부호 201은 스캔선(S1)과 데이터선(D1)을 절연시키는 절연층을 나타낸다.

또한, 절연층(201)을 사이에 두고 스캔선(S1)과 데이터선(D1)이 마주하는 영역은 기생 캐패시턴스로 작용한다. 이로서 구동 트랜지스터(25)의 게이트 전극에 스캔 시간 동안 목표로 하는 전압을 올려야 하지만, 스캔선(S1)과 데이터선(D1)의 대향 면적이 크면, 데이터선(D1)의 내부 저항과 상기한 기생 캐패시턴스에 의해 목표로 하는 전압에 도달하기까지 지연이 발생하게 되므로, 표시가 원활하게 이루어지지 않을 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스캔선과 데이터선의 교차 영역에서 데이터선의 형상을 개선하여 제조 과정에서 발생할 수 있는 단선의 위험을 줄이거나, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 대한 전압 지연을 최소화하여 원활한 표시를 이룰 수 있는 유기 EL 표시장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

복수의 데이터선, 이 데이터선에 교차하는 복수의 스캔선, 복수의 데이선과 스캔선이 교차하면서 형성하는 영역 내에 배치되는 유기 전계 발광 소자 및 이 유기 전계 발광 소자를 구동시키기 위한 픽셀 구동 소자를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서, 픽셀 구동 소자와 전기적으로 연결되는 데이터선은 스캔선과 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭과 상이하게 형성함을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치를 제공한다.

상기 데이터선은 스캔선과 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭보다 넓게 형성하거나, 스캔선과의 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭보다 좁게 형성한다. 상기 픽셀 구동 소자는 적어도 2개의 트랜지스터와, 이들 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 캐패시터를 포함하여 형성된다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 유기 EL 표시장치의 개략도이다. 도면을 참고하면, 본 발명의 유기 EL 표시장치는 유기 EL 표시 패널(100)과, 데이터 구동부(200) 및 스캔 구동부(300)를 포함한다.

상기에서 유기 EL 표시 패널(100)은 열 방향으로 뻗어 있는 복수의 데이터선(D1..Dm)과, 이 데이터선(D1..Dm)에 교차 배치되어 행 방향으로 뻗어 있는 복수의 스캔선(S1..Sn) 및 상기 데이터선(D1..Dm)과 스캔선(S1..Sn)이 교차하면서 형성하는 화소 영역 내에 배치되는 유기 EL 소자(40) 및 이 유기 EL 소자(40)를 구동시키기 위한 픽셀 구동 소자(50)를 포함한다.

상기에서 유기 EL 소자(40)는, 유기 EL층 및 이 유기 EL층을 사이에 두고 배치되는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하여 이루어지며, 상기 픽셀 구동 소자(50)는 적어도 2개의 트랜지스터(52, 54)와, 이 트랜지스터에 전기적으로 연결되는 캐패시터(56)를 포함하는 바, 본 실시예에서 상기 트랜지스터(52, 54)는 게이트에 인가되는 전압에 따라 상기 유기 EL 소자(40)로 흐르는 전류를 제어하는 구동 트랜지스터(54)와, 선택 신호에 응답하여 상기 데이터선에 인가된 화상 신호를 상기 구동 트랜지스터(54)로 전달하는 스위칭 트랜지스터(52) 2개로 나누어 이루어진다.

도 2는 본 실시예에 따른 유기 EL 표시장치에 있어서, 하나의 화소에 대응하는 구성을 설명하기 위한 개략도이다.

도면을 참고하면, 상기 스위칭 트랜지스터(52)는 데이터선(D1..Dm) 및 스캔선(S1..Sn)에 근접 배치되면서 그 소스 영역을 컨택 홀(60)을 통해 상기 데이터선(D1)에 전기적으로 연결시키고 있으며, 그 드레인 영역은 이 스위칭 트랜지스터(52)와 위치 차이를 두고 배치되는 상기 구동 트랜지스터(54)의 게이트 전극과 콘택 홀(62)을 통해 전기적으로 연결시키고 있다.

이에 반해, 상기 구동 트랜지스터(54)는, 그 드레인 영역을 상기 데이터선(D1)과 나란한 방향으로 배치되는 전원 인가선(Vdd)에 역시 컨택 홀(64)을 통해 전기적으로 연결하고 있으며, 그 소스 영역은 상기 유기 EL 소자(40)의 애노드 전극에 역시 콘택 홀(66)을 통해 전기적으로 연결하고 있다.

아울러, 상기 캐패시터(56)는 상기 전원 인가선(Vdd)과 상기 구동 트랜지스터(54)의 게이트 전극에 의하여 형성될 수 있다.

이 때, 본 발명에 있어서 상기 데이터선(D1)은 길이 방향을 따라 선택적으로 그 폭이 상이하게 이루어지며, 구체적으로는 스캔선(S1..Sn)과 교차하는 부위의 폭이 다른 부위의 폭과 상이하게 이루어진다. 즉, 본 실시예에서 데이터선(D1)은 스캔선(S1..Sn)과 교차하는 부위의 폭(W1)을 다른 부위의 폭(W2)보다 넓게하여 형성된다.

이와 같이 데이터선(D1)이 스캔선(S1..Sn)과 교차하는 부위의 폭을 넓게 형성한 구조에서는, 스캔선(S1..Sn) 두께에 의해 데이터선(D1)에서 꺽여지는 부분 이 발생할 때에, 데이터선(D1)의 일부에 단선이 발생한다 하여도 데이터선(D1)의 다른 부위에서는 단선 없이 데이터선(D1)이 이어지게 되어 단선의 위험을 줄일 수 있다. 이 때, 스캔선(S1..Sn)과 교차하는 부위에서 데이터선(D1)의 폭(W1)은 다른 부위 폭(W2)의 3배를 넘지 않도록 형성되어 교차 부위 주변에 위치하는 다른 구성 요소들에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다.

따라서 상기한 데이터선(D1) 구조는 데이터선(D1)의 폭이 좁게 형성되어 스캔선(S1..Sn)과 교차하는 부위에서 단선의 위험이 있을 때 유효하며, 데이터선(D1)의 단선 위험을 줄여 유기 EL 표시장치의 구조적, 기능적 안정성을 높이는 장점을 갖는다. 한편, 상기 구조는 절연층(도시하지 않음)을 사이에 두고 스캔선(S1..Sn)과 데이터선(D1)이 마주하는 영역이 기생 캐패시턴스로 작용하지만, 이 기생 캐패시턴스의 영향이 극히 미비한 경우에 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예로서, 상기 데이터선(D1)은 도 3에 도시한 바와 같이 스캔선(S1)과 교차하는 부위의 폭(W3)을 다른 부위의 폭(W2)보다 좁게하여 형성된다.

상기 구조는 구동 트랜지스터(54)의 게이트 전극에 스캔 시간 동안 목표로 하는 전압을 올려야 하지만, 데이터선(D1)의 내부 저항과 기생 캐패시턴스(스캔선과 데이터선의 교차 영역에 비례함)에 의해 목표로 하는 전압에 도달하기까지 상당한 지연이 발생할 때에 유효하며, 기생 캐패시턴스를 줄여 전압 지연 발생을 억제할 수 있다.

이 때, 도 3에 도시한 실시예에서, 스캔선(S1)과 교차하는 부위에서의 데 이터선(D1) 폭(W3)은 데이터선(D1)의 단선 위험이 없을 정도의 것이어야 한다. 이와 같이 본 실시예에서는 구동 트랜지스터(54)의 게이터 전극에 대한 전압 지연 발생을 억제하여 표시를 원활하게 할 수 있다.

아울러, 본 실시예에서는 2개의 트랜지스터(52, 54)를 구비한 유기 EL 표시 장치에 적용된 것으로 설명되었으나, 본 발명은 2개 이상의 트랜지스터를 구비한 유기 EL 표시 장치에도 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유기 EL 표시장치는, 스캔선과 교차하는 데이터선 형상을 개선함으로써, 데이터선의 단선 위험을 줄여 표시장치의 구조적, 기능적 안정성을 향상시킬 수 있고, 구동 트랜지스터의 게이트 전극에 대한 전압 지연을 억제하여 표시를 원활하게 할 수 있다.

Claims (5)

1. 복수의 데이터선, 이 데이터선에 교차하는 복수의 스캔선, 상기 복수의 데이선과 스캔선이 교차하면서 형성하는 영역 내에 배치되는 유기 전계 발광 소자 및 이 유기 전계 발광 소자를 구동시키기 위한 픽셀 구동 소자를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서,

   상기 픽셀 구동 소자와 전기적으로 연결되는 상기 데이터선은 상기 스캔선과 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭보다 넓게 형성함을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 데이터선은 상기 스캔선과 교차하는 부위의 폭이 다른 부위의 폭을 3배 이상 초과하지 않도록 형성함을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.
4. 복수의 데이터선, 이 데이터선에 교차하는 복수의 스캔선, 상기 복수의 데이선과 스캔선이 교차하면서 형성하는 영역 내에 배치되는 유기 전계 발광 소자 및 이 유기 전계 발광 소자를 구동시키기 위한 픽셀 구동 소자를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서,

   상기 픽셀 구동 소자와 전기적으로 연결되는 상기 데이터선은 상기 스캔선과의 교차하는 부위의 폭을 다른 부위의 폭보다 좁게 형성함을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 픽셀 구동 소자는,

   적어도 2개의 트랜지스터와, 이들 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 캐패시터를 포함하여 형성됨을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시장치.

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