KR101577832B1 - 유기전계발광표시장치와 섀도마스크 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 상호 교차하는 스캔배선들과 데이터배선들에 의해 정의되는 서브 픽셀의 영역들이 매트릭스 형태로 형성된 패널을 포함하며, 서브 픽셀의 영역들에 형성되는 유기 발광층들은, 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에서 일측과 타측으로 구분되어 배치되며, 그 서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층이 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
유기전계발광표시장치, 서브 픽셀, 유기 발광층

Description

유기전계발광표시장치와 섀도마스크{Organic Light Emitting Display Device and Shadowmask}
본 발명은 유기전계발광표시장치와 섀도마스크를 제공하는 것이다.
유기전계발광표시장치는 두 개의 전극 사이에 발광층이 형성된 유기전계발광소자를 이용한 표시장치이다. 유기전계발광소자는 자발광소자로서, 행렬 형태로 배열된 N×M개의 유기발광다이오드(OLED)들을 구동하여 영상을 표현할 수 있다. 유기전계발광표시장치는 수동 매트릭스(passive matrix) 방식과 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 이용한 능동 매트릭스(active matrix) 방식이 있다.
유기전계발광소자는 배선 및 전극 형성 공정, 절연막 공정, 유기물 증착 공정 등을 하고, 보호막(passivation)을 포함하는 봉지(encapsulation) 공정 등을 거쳐 제작된다. 여기서, 전극이나 유기물 증착 공정 등은 대부분 진공 챔버 내에서 이루어지는데, 이때 타겟기판의 특정 부위에만 재료를 증착하기 위해 섀도마스크와 같은 기구물을 이용하는 것이 일반적이다. 섀도마스크는 타겟기판의 특정 부위에만 재료가 증착되도록 형성된 오픈부와 오픈부를 제외한 영역을 차단하는 차단부를 갖는 마스크를 포함한다.
그런데, 종래 섀도마스크 구조의 경우 오픈부와 오픈부 간의 사이가 되는 비 발광영역(dead zone)이 넓기 때문에 고해상도의 섀도마스크를 설계하는데 많은 어려움이 있다. 이뿐 아니라, 종래 유기전계발광표시장치는 유기 발광층이 형성되는 서브 픽셀의 구조가 수직 방향으로 긴 형태를 가지므로 고해상도의 패널을 설계하는데 어려움을 더하고 있어 이의 개선이 요구된다.
상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 고해상도에 적합한 패널을 설계할 수 있도록 서브 픽셀들의 구조를 변경함과 동시에 개구율을 향상시켜 수명을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 고해상도 설계시 비 발광영역 증가에 따른 어려움을 해소할 수 있는 섀도마스크를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은, 상호 교차하는 스캔배선들과 데이터배선들에 의해 정의되는 서브 픽셀의 영역들이 매트릭스 형태로 형성된 패널을 포함하며, 서브 픽셀의 영역들에 형성되는 유기 발광층들은, 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에서 일측과 타측으로 구분되어 배치되며, 그 서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층이 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층은 모두 서로 다른 색을 발광하도록 교번하여 위치할 수 있다.
서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층은 패널의 적어도 어느 하나의 영역에서 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 제외 한 두 가지의 색이 차지하도록 위치할 수 있다.
m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들은, 이들이 동일한 색을 발광하는 형태를 갖도록 배치될 수 있다.
m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들은, 이들이 구분되는 중심을 기준으로 반전 대칭하는 형태를 갖도록 배치될 수 있다.
유기 발광층들 중 적어도 하나는, 스캔 방향으로 인접하는 네 개의 서브 픽셀의 영역들이 동일한 색을 발광하도록 형성될 수 있다.
유기 발광층들의 면적은, 적어도 하나가 다를 수 있다.
데이터배선들은, 스캔 방향으로 인접하는 두 개의 서브 픽셀의 영역들을 기준으로 반전 대칭하도록 배선될 수 있다.
유기 발광층들의 하부에 위치하는 제1전극들은, 서로 다른 색을 발광하도록 형성된 유기 발광층들과 대응하여 위치하되, 동일한 평면 상에서 일측을 차지하는 제1일측전극들과 타측을 차지하는 제1타측전극들을 포함하며, 제1일측전극들과 제1타측전극들의 형상이 다를 수 있다.
또한 다른 측면에서 본 발명은, 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 일측에 대응되며, 동일한 색을 발광하는 유기 발광층이 쌍을 이루며 형성되도록 배치된 오픈부들; 및 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 타측에 대응되며, 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함하는 마스크를 포함하는 유기전계발광표시장치 제조용 섀도마스크를 제공한다.
오픈부들과 차단부들은, m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들이 동일한 색을 발광하는 형태로 형성되도록 배치될 수 있다.
오픈부들과 차단부들은, m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들이 구분되는 중심을 기준으로 반전 대칭하는 형태로 형성되도록 배치될 수 있다.
본 발명은 고해상도에 적합한 패널을 설계할 수 있도록 서브 픽셀들의 구조를 변경함과 동시에 개구율을 향상시켜 수명을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광층이 쌍으로 형성되도록 섀도마스크의 구조를 변경하여 고해상도 설계시 비 발광영역 증가에 따른 어려움을 해소할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 회로구성 예시도 이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 서브 픽셀들(SP)을 포함하는 패널(PNL), 서브 픽셀들(SP)의 스캔배선들(SL1..SLm)에 스캔신호를 공급하는 스캔구동부(SDRV) 및 서브 픽셀들(SP)의 데이터배선들(DL1..DLn)에 데이터신호를 공급하는 데이터구동부(DDRV)를 포함한다.
서브 픽셀들(SP)은 수동매트릭스형(Passive Matrix) 또는 능동매트릭스형(Active Matrix)으로 형성된다. 서브 픽셀들(SP)이 능동매트릭스형으로 형성된 경우, 이는 각각 스위칭 트랜지스터(S1), 구동 트랜지스터(T1), 커패시터(Cst) 및 유기 발광다이오드(D)를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되거나 트랜지스터 및 커패시터가 더 추가된 구조로 구성될 수도 있다.
2T1C 구조의 경우, 하나의 서브 픽셀(SP)에 포함된 소자들은 다음과 같이 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(S1)는 스캔신호가 공급되는 스캔배선(SL1)에 게이트가 연결되고 데이터신호가 공급되는 데이터배선(DL1)에 일단이 연결되며 제1노드(A)에 타단이 연결된다. 구동 트랜지스터(T1)는 제1노드(A)에 게이트가 연결되고 제2노드(B)에 일단이 연결되며 제3노드(C)에 타단이 연결된다. 커패시터(Cst)는 제1노드(A)에 일단이 연결되고 고 전위의 전원이 공급되는 제1전원 배선(VDD)에 연결된 제2노드(B)에 타단이 연결된다. 유기 발광다이오드(D)는 제3노드(C)에 애노드가 연결되고 저 전위의 전원이 공급되는 제2전원 배선(VSS)에 캐소드가 연결된다.
위의 설명에서는 서브 픽셀들(SP)에 포함된 트랜지스터들(S1, T1)이 N-Type으로 구성된 것을 일례로 설명하였으나 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 그리고 제1전원 배선(VDD)을 통해 공급되는 고 전위의 전원은 제2전원 배선(VSS)을 통해 공급되는 저 전위의 전원보다 높을 수 있으며, 제1전원 배선(VDD) 및 제2전원 배선(VSS)을 통해 공급되는 전원의 레벨은 구동방법에 따라 스위칭이 가능하다.
앞서 설명한 서브 픽셀(SP)은 다음과 같이 동작할 수 있다. 스캔배선(SL1)을 통해 스캔신호가 공급되면 스위칭 트랜지스터(S1)가 턴온된다. 다음, 데이터배선(DL1)을 통해 공급된 데이터신호가 턴온된 스위칭 트랜지스터(S1)를 거쳐 제1노드(A)에 공급되면 데이터신호는 커패시터(Cst)에 데이터전압으로 저장된다. 다음, 스캔신호가 차단되고 스위칭 트랜지스터(S1)가 턴오프되면 구동 트랜지스터(T1)는 커패시터(Cst)에 저장된 데이터전압에 대응하여 구동된다. 다음, 제1전원 배선(VDD)을 통해 공급된 고 전위의 전원이 제2전원 배선(VSS)을 통해 흐르게 되면 유기 발광다이오드(D)는 빛을 발광하게 된다. 그러나 이는 구동방법의 일례에 따른 것일 뿐, 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
이하, 앞서 설명한 유기전계발광표시장치의 구조에 대해 설명한다.
도 3은 유기전계발광표시장치의 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 I-II 영역의 단면도이며, 도 5는 서브 픽셀의 단면도이고, 도 6은 유기 발광층의 구조도 이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 능동매트릭스형태로 형성된 서브 픽셀들에 의해 표시영역(AA)이 정의된 기판(110)과 기판(110) 상에 형성된 서브 픽셀들을 수분이나 산소로부터 보호하기 위한 밀봉기판(140)을 포함한다.
기판(110)과 밀봉기판(140)은 표시영역(AA)의 외곽에 위치하는 비표시영역(NA)에 형성된 접착부재(180)에 의해 합착 밀봉된다. 도시된 유기전계발광표시장치는 외부로부터 각종 신호나 전원을 공급받도록 기판(110)의 외곽에 패드부(170)가 마련되고, 하나의 칩으로 구성된 구동장치(160)에 의해 기판(110)과 밀봉기판(140)에 형성된 소자들이 구동되는 것을 일례로 한 것이다. 여기서, 구동장치(160)는 도 1에 설명된 데이터구동부와 스캔구동부 등을 포함한다. 이상 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 상부발광(Top-Emission) 방식, 하부발광(Bottom-Emission) 방식 및 양면발광(Dual-Emission) 중 어느 하나로 구현될 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 서브 픽셀의 구조에 대해 설명하면 다음과 같을 수 있다.
기판(110) 상에는 버퍼층(111)이 위치한다. 버퍼층(111)은 기판(110)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성할 수 있다. 버퍼층(111)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용할 수 있다.
버퍼층(111) 상에는 게이트(112)가 위치한다. 게이트(112)는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 게이트(112)는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 다중층일 수 있다. 또한, 게이트(112)는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴 또는 몰리브덴/알루미늄의 2중층일 수 있다.
게이트(112) 상에는 제1절연막(113)이 위치한다. 제1절연막(113)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1절연막(113) 상에는 액티브층(114)이 위치한다. 액티브층(114)은 비정질 실리콘 또는 이를 결정화한 다결정 실리콘을 포함할 수 있다. 여기서 도시하지는 않았지만, 액티브층(114)은 채널 영역, 소오스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있으며, 소오스 영역 및 드레인 영역에는 P형 또는 N형 불순물이 도핑될 수 있다. 또한, 액티브층(114)은 접촉 저항을 낮추기 위한 오믹 콘택층을 포함할 수도 있다.
액티브층(114) 상에는 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 위치한다. 소오스(115a) 및 드레인(115b)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있으며, 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 단일층일 경우에는 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu)로 이루어진 군 에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 소오스(115a) 및 드레인(115b)이 다중층일 경우에는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴의 2중층, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴 또는 몰리브덴/알루미늄-네오디뮴/몰리브덴의 3중층으로 이루어질 수 있다.
소오스(115a) 및 드레인(115b) 상에는 제2절연막(116)이 위치한다. 제2절연막(116)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제2절연막(116)은 패시베이션막일 수 있다.
제2절연막(116) 상에는 제3절연막(117)이 위치한다. 제3절연막(117)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제3절연막(117)은 평탄화막일 수 있다.
이상은 기판(110) 상에 위치하는 바탐 게이트형 구동 트랜지스터에 대한 설명이다. 이하에서는 구동 트랜지스터 상에 위치하는 유기 발광다이오드에 대해 설명한다.
제3절연막(117) 상에는 제1전극(119)이 위치한다. 제1전극(119)은 애노드 또는 캐소드로 선택될 수 있다. 애노드로 선택된 제1전극(119)은 투명한 재료 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1전극(119) 상에는 제1전극(119)의 일부를 노출하는 개구부를 갖는 뱅크층(120)이 위치한다. 뱅크층(120)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene,BCB)계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지 등의 유기물을 포함할 수 있으나 이에 한 정되지 않는다.
뱅크층(120)의 개구부 내에는 유기 발광층(121)이 위치한다. 도 6을 참조하면, 유기 발광층(121)은 정공주입층(121a), 정공수송층(121b) 발광층(121c), 전자수송층(121d) 및 전자주입층(121e)을 포함할 수 있다.
정공주입층(121a)은 정공의 주입을 원활하게 하는 역할을 할 수 있으며, CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
정공수송층(121b)은 정공의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광층(121c)은 적색, 녹색, 청색 및 백색을 발광하는 물질을 포함할 수 있으며, 인광 또는 형광물질을 이용하여 형성할 수 있다. 발광층(121c)이 적색을 발광하는 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 및 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)로 이루어진 군 에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리 PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광층(121c)이 녹색을 발광하는 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, 이와는 달리, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 발광층(121c)이 청색을 발광하는 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있다. 이와는 달리, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 형광물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전자수송층(121d)은 전자의 수송을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 및 SAlq로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전자주입층(121e)은 전자의 주입을 원활하게 하는 역할을 하며, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq를 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 실시예는 도 6에 한정되는 것은 아니며, 정공주입층(121a), 정공수송층(121b) 발광층(121c), 전자수송층(121d) 및 전자주입층(121e) 중 적어도 어느 하나가 생략될 수도 있다.
유기 발광층(121) 상에는 제2전극(122)이 위치한다. 제2전극(122)은 캐소드 또는 애노드로 선택될 수 있다. 캐소드로 선택된 제2전극(122)은 알루미늄(Al) 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치에 대해 더욱 자세히 설명한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 패널에 형성된 서브 픽셀들의 일부를 간략히 나타낸 평면도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따라 패널에 형성된 서브 픽셀들의 일부를 간략히 나타낸 평면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 서브 픽셀들의 일부를 더욱 상세히 나타낸 도면이며, 도 10은 도 9에 도시된 서브 픽셀들에 연결된 스캔배선들과 데이터배선들을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 패널에는 상호 교차하는 스캔배선들(SLm-1, SLm)과 데이터배선들(DL1..DL12)이 위치한다. 패널에 상호 교차하는 스캔배선들(SLm-1, SLm)과 데이터배선들(DL1..DL12)에 의해 서브 픽셀의 영역들이 정의된다. 예컨대, 하나의 서브 픽셀의 영역은 하나의 스캔배선(SLm-1)과 하나의 데이터배선(DL1)에 의해 정의되고 이와 같은 형태로 정의된 서브 픽셀의 영역들은 패널 상에서 매트릭스 형태를 갖는다.
서브 픽셀의 영역들에 형성되는 유기 발광층들은 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에서 일측(A1)과 타측(A2)으로 구분되어 배치되 며, 그 서브 픽셀의 영역들의 일측(A1)을 차지하는 유기 발광층과 타측(A2)을 차지하는 유기 발광층이 서로 다른 색을 발광하도록 형성된다.
서브 픽셀의 영역들의 일측(A1)을 차지하는 유기 발광층과 타측(A2)을 차지하는 유기 발광층은 모두 서로 다른 색을 발광하도록 교번하여 위치할 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 모두가 교번으로 일측(A1)과 타측(A2)에 위치할 수 있다. 이와 달리, 서브 픽셀의 영역들의 일측(A1)을 차지하는 유기 발광층과 타측(A2)을 차지하는 유기 발광층은 패널의 적어도 어느 하나의 영역에서 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 제외한 두 가지의 색이 차지하도록 위치할 수 있다. 예컨대, 적색을 제외한 녹색 및 청색만 교번으로 일측(A1)과 타측(A2)으로 위치하거나, 녹색을 제외한 적색 및 청색만 교번으로 일측(A1)과 타측(A2)으로 위치하거나, 청색을 제외한 적색 및 녹색만 교번으로 일측(A1)과 타측(A2)으로 위치할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제1실시예의 경우 m-1번째의 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 형성된 유기 발광층들(R11, G14)과 m번째의 스캔배선(SLm) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 형성된 유기 발광층들(R21, G24)은 이들이 동일한 색을 발광하는 형태를 갖도록 배치될 수 있다.
이와 달리, 도 8을 참조하면, 본 발명의 제2실시예의 경우 m-1번째의 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 형성된 유기 발광층들(R11, G14)과 m번째의 스캔배선(SLm) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 형성된 유기 발광층들(G24, R21)은 이 들이 구분되는 중심을 기준으로 반전 대칭하는 형태를 갖도록 배치될 수 있다.
실시예의 이해를 돕기 위해, m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향에 위치하며 제1데이터라인(DL1)에 위치하는 적색 유기 발광층(R11)과 제1데이터라인(DL1)과 인접하는 제2데이터라인(DL2)에 위치하는 청색 유기 발광층(G14)을 일례로 설명한다.
적색 유기 발광층(R11)과 청색 유기 발광층(G14)은 하나의 스캔 방향 즉, m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하며 이들은 두 개의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 위치한다. 여기서, 두 개의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에 형성된 트랜지스터들의 경우 종래 대로 제1서브 픽셀의 영역(DL1)과 제2서브 픽셀의 영역(DL2)으로 구분된다. 하지만, 적색 유기 발광층(R11)의 경우 두 개의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에서 상부 방향인 일측(A1)에 구분되어 배치되고, 청색 유기 발광층(G14)의 경우 두 개의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2) 내에서 하부 방향인 타측(A2)에 구분되어 배치된다.
유기 발광층들이 위와 같은 형태로 배치되기 위해 유기 발광층들의 하부에 위치하는 제1전극들은 도 9와 같은 형태로 형성될 수 있다. 도 9를 참조하면, m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향에 위치하는 제1전극들(119R1, 119G1, 119B1, 119R2)은 유기 발광층들(R1, G1, B1, R2)이 서로 다른 색을 발광하도록 유기 발광층들(R1, G1, B1, R2)과 대응하여 형성된다. 제1전극들(119R1, 119G1, 119B1, 119R2)은 동일한 평면 상에서 일측(A1)을 차지하는 제1일측전극들(119R1, 119R2)과 타측(A2)을 차지하는 제1타측전극들(119G1, 119B1)이 포함된다. 다만, 서브 픽셀의 영역들이 한정되어 있으므로, 제1일측전극들(119R1, 119R2)과 제1타측전극들(119G1, 119B1) 의 형상은 도 9 또는 이와 다른 형태로 형성될 수 있다. 제1전극들(119R1, 119G1, 119B1, 119R2)의 형상이 위와 같음에 따라 이들을 노출하는 개구부들(119R1O, 119G1O, 119B1O, 119R2O)은 상부 방향인 일측(A1)과 하부 방향인 타측(A2)으로 구분되어 형성된다.
유기 발광층들이 위와 같은 형태로 배치되기 위해 유기 발광층들의 하부에 위치하는 데이터배선들은 도 10과 같은 형태로 형성될 수 있다. 도 10을 참조하면, 데이터배선들(DL1..DL4)은 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개의 서브 픽셀의 영역들(DL1, DL2)을 기준으로 반전 대칭하도록 배선될 수 있다. 도 10에 도시된 제1전극들(119R1, 119G1, 119B1, 119R2)의 구조에 따르면, 제1적색 유기 발광층(R1)의 경우, 제1데이터배선(DL1)에 연결된 제1일측전극들(119R1)을 통해 데이터신호를 공급받게 된다. 그리고 제1녹색 유기 발광층(G1)의 경우, 제2데이터배선(DL2)에 연결된 제1타측전극들(119G1)을 통해 데이터신호를 공급받게 된다. 그리고 제1청색 유기 발광층(B1)의 경우, 제3데이터배선(DL3)에 연결된 제1타측전극들(119B1)을 통해 데이터신호를 공급받게 된다. 그리고 제2적색 유기 발광층(R2)의 경우, 제4데이터배선(DL4)에 연결된 제1일측전극들(119R2)을 통해 데이터신호를 공급받게 된다.
이하, 종래 구조와 실시예의 구조를 비교 설명한다.
도 11은 종래 구조와 실시예의 구조를 비교 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 종래 구조와 실시예의 수명을 비교하기 위한 그래프이다.
도 11을 참조하면, 종래의 서브 픽셀들의 구조는 하나의 서브 픽셀 영역 내 에 하나의 유기 발광층이 형성된다. 이때, 서브 픽셀을 정의하는 서브 픽셀 영역이 직사각형 형태로 정의되는 것이 일반적이다. 이에 따라, 종래의 섀도마스크의 구조는 증착하고자 하는 색의 유기 발광층이 투과되는 오픈부들과 나머지 영역이 차단되는 차단부들을 포함하되, 수직 방향으로 길게 연속된 오픈부들을 갖는 형태로 형성된다. 이때, 섀도마스크는 적색 섀도마스크, 녹색 섀도마스크, 청색 섀도마스크를 구분되는 것이 일반적이나 도면에는 이를 색으로 구분하여 도시하였다.
반면, 실시예의 서브 픽셀들의 구조는 두 개의 인접하는 서브 픽셀 영역 내에 상부 방향인 일측과 하부 방향인 타측으로 구역을 정의하고 구역된 영역 내에 각기 다른 색을 발광하는 유기 발광층이 형성된다. 실시예에서는, 서브 픽셀을 정의하는 서브 픽셀 영역이 거의 정사각형 형태로 정의된 것을 일례로 하였지만 이에 한정되지 않는다. 이에 따라, 실시예의 섀도마스크의 구조는 증착하고자 하는 색의 유기 발광층이 투과되는 오픈부들과 나머지 영역이 차단되는 차단부들을 포함하되, 수평 방향으로 짧게 구분된 오픈부들을 갖는 형태로 형성된다. 이때, 섀도마스크는 적색 섀도마스크, 녹색 섀도마스크, 청색 섀도마스크로 구분되는 것이 일반적이나 도면에는 이를 색으로 구분하여 도시하였다.
실시예의 구조는 동일한 색을 발광하는 유기 발광층을 쌍으로 형성할 수 있기 때문에 종래 구조 대비 비 발광영역(dead zone)이 차지하는 영역을 좁힐 수 있게 되므로 고해상도 패널 설계시 용이하다.
도 12는 종래 구조와 실시예의 구조를 3.5" WVGA급 패널 디자인에 적용했을 때의 수명 그래프를 나타낸다. 종래 구조와 실시예의 구조를 3.5" WVGA급 패널로 디잔인 했을 때, 종래 구조의 개구율은 18.2%로 나타났고, 실시예의 구조의 개구율은 30%까지 개구율이 증가하였으며, 수명 또한 대략 1.7배 이상 향상된 것으로 나타났다. 도 12에서 "Luminance"는 휘도, "Time"은 시간을 나타낸다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따라 유기전계발광표시장치 제조용 섀도마스크에 대해 설명한다.
도 12 내지 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조용 섀도마스크를 나타낸 도면이다.
섀도마스크는 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 일측에 대응되며, 동일한 색을 발광하는 유기 발광층이 쌍을 이루며 형성되도록 배치된 오픈부들과 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 타측에 대응되며, 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함하는 마스크를 포함한다.
도 12 내지 도 14에 도시된 섀도마스크는 앞서 설명한 도 7과 같은 형태로 유기 발광층들을 형성하기 위한 적색 섀도마스크(도 12), 녹색 섀도마스크(도 13) 및 청색 섀도마스크(도 14)를 도시한다.
도 12를 참조하면, 적색 섀도마스크는 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL1, DL2)의 일측(A1)에 대응되며, 동일한 적색을 발광하는 유기 발광층(R11, R12)이 쌍을 이루며 형성되도록 배치된 오픈부들(OPN) 및 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL1, DL2)의 타측(A2)에 대응되며, 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함한다. 도 12에서 오픈부들(OPN)을 제외한 모든 영역은 차단부들을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 녹색 섀도마스크는 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL5, DL6)의 일측(A1)에 대응되며, 동일한 녹색을 발광하는 유기 발광층(G11, G12)이 쌍을 이루며 형성되도록 배치된 오픈부들(OPN) 및 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL5, DL6)의 타측(A2)에 대응되며, 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함한다. 도 13에서 오픈부들(OPN)을 제외한 모든 영역은 차단부들을 나타낸다.
도 14를 참조하면, 청색 섀도마스크는 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL9, DL10)의 일측(A1)에 대응되며, 동일한 녹색을 발광하는 유기 발광층(B11, B12)이 쌍을 이루며 형성되도록 배치된 오픈부들(OPN) 및 m-1번째 스캔배선(SLm-1) 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역(DL9, DL10)의 타측(A2)에 대응되며, 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함한다. 도 14에서 오픈부들(OPN)을 제외한 모든 영역은 차단부들을 나타낸다.
이상, 본 발명은 고해상도에 적합한 패널을 설계할 수 있도록 서브 픽셀들의 구조를 변경함과 동시에 개구율을 향상시켜 수명을 향상시킬 수 있는 유기전계발광 표시장치를 제공하는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 유기 발광층이 쌍으로 형성되도록 섀도마스크의 구조를 변경하여 고해상도 설계시 비 발광영역 증가에 따른 어려움을 해소할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 개략적인 블록도.
도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀의 회로구성 예시도.
도 3은 유기전계발광표시장치의 평면도.
도 4는 도 3에 도시된 I-II 영역의 단면도.
도 5는 서브 픽셀의 단면도.
도 6은 유기 발광층의 구조도.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따라 패널에 형성된 서브 픽셀들의 일부를 간략히 나타낸 평면도.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따라 패널에 형성된 서브 픽셀들의 일부를 간략히 나타낸 평면도.
도 9는 도 7에 도시된 서브 픽셀들의 일부를 더욱 상세히 나타낸 도면.
도 10은 도 9에 도시된 서브 픽셀들에 연결된 스캔배선들과 데이터배선들을 나타낸 도면.
도 11은 종래 구조와 실시예의 구조를 비교 설명하기 위한 도면.
도 12는 종래 구조와 실시예의 수명을 비교하기 위한 그래프.
도 13 내지 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치 제조용 섀도마스크를 나타낸 도면.

Claims (12)

  1. 상호 교차하는 스캔배선들과 데이터배선들에 의해 정의되는 서브 픽셀의 영역들이 매트릭스 형태로 형성된 패널을 포함하며,
    상기 서브 픽셀의 영역들에 형성되는 유기 발광층들은,
    스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에서 일측과 타측으로 구분되어 배치되며,
    그 서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층이 서로 다른 색을 발광하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층은 모두 서로 다른 색을 발광하도록 교번하여 위치하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서브 픽셀의 영역들의 일측을 차지하는 유기 발광층과 타측을 차지하는 유기 발광층은 상기 패널의 적어도 어느 하나의 영역에서 적색, 녹색 및 청색 중 하나를 제외한 두 가지의 색이 차지하도록 위치하는 것을 특징으로 하는 유기전계 발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들은,
    이들이 동일한 색을 발광하는 형태를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들은,
    이들이 구분되는 중심을 기준으로 반전 대칭하는 형태를 갖도록 배치된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광층들 중 적어도 하나는,
    상기 스캔 방향으로 인접하는 네 개의 서브 픽셀의 영역들이 동일한 색을 발광하도록 형성된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광층들의 면적은,
    적어도 하나가 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터배선들은,
    상기 스캔 방향으로 인접하는 두 개의 서브 픽셀의 영역들을 기준으로 반전 대칭하도록 배선된 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유기 발광층들의 하부에 위치하는 제1전극들은,
    서로 다른 색을 발광하도록 형성된 유기 발광층들과 대응하여 위치하되,
    동일한 평면 상에서 일측을 차지하는 제1일측전극들과 타측을 차지하는 제1타측전극들을 포함하며, 상기 제1일측전극들과 상기 제1타측전극들의 형상이 다른 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치.
  10. 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 일측에 대응되며, 동일한 색을 발광하는 유기 발광층이 쌍을 이루어 형성되도록 배치된 오픈부들; 및
    상기 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역의 타측에 대응 되며, 상기 유기 발광층이 미 형성되도록 배치된 차단부들을 포함하는 마스크를 포함하는 섀도마스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오픈부들과 상기 차단부들은,
    m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들이 동일한 색을 발광하는 형태로 형성되도록 배치된 것을 특징으로 하는 섀도마스크.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 오픈부들과 상기 차단부들은,
    m-1번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들과 m번째의 스캔 방향으로 인접하는 두 개 이상의 서브 픽셀의 영역들 내에 형성된 유기 발광층들이 구분되는 중심을 기준으로 반전 대칭하는 형태로 형성되도록 배치된 것을 특징으로 하는 섀도마스크.
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