KR102174961B1 - 유기전계 발광소자 - Google Patents
유기전계 발광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102174961B1 KR102174961B1 KR1020140053498A KR20140053498A KR102174961B1 KR 102174961 B1 KR102174961 B1 KR 102174961B1 KR 1020140053498 A KR1020140053498 A KR 1020140053498A KR 20140053498 A KR20140053498 A KR 20140053498A KR 102174961 B1 KR102174961 B1 KR 102174961B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- film transistor
- light
- oxide semiconductor
- semiconductor layer
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims abstract description 117
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 66
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 121
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 20
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 12
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 9
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 10
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 5
- 101100455541 Drosophila melanogaster Lsp2 gene Proteins 0.000 description 4
- 101000984710 Homo sapiens Lymphocyte-specific protein 1 Proteins 0.000 description 4
- 102100027105 Lymphocyte-specific protein 1 Human genes 0.000 description 4
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001182 Mo alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910016027 MoTi Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N oxotin;zinc Chemical compound [Zn].[Sn]=O KYKLWYKWCAYAJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
- H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
- H01L27/1222—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
- H01L27/1225—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer with semiconductor materials not belonging to the group IV of the periodic table, e.g. InGaZnO
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
본 발명은, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 구비되며 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층을 포함하여 구성된 스위칭 박막트랜지스터와 이와 연결된 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 센스 박막트랜지스터와; 상기 각 화소영역에 상기 각 구동 박막트랜지스터와 연결되며 형성된 유기전계 발광 다이오드와; 상기 제 1 기판의 비표시영역에 실장된 인쇄회로기판에 구비된 보상회로 및 터치 인식용 회로를 포함하며, 상기 표시영역의 특정 세기의 빛이 특정시간 조사된 영역은 광 터치 동작을 실시하는 것이 특징인 유기전계 발광소자를 제공한다.
Description
본 발명은 유기전계 발광소자(organic electro luminescent device)에 관한 것이며, 특히 광 감지를 통해 광 터치 동작 구현이 가능한 유기전계 발광소자에 관한 것이다.
평판 디스플레이(FPD; Flat Panel Display)중 하나인 유기전계 발광소자는 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 갖는다. 또한 스스로 빛을 내는 자체 발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하며, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적이고, 직류 5 내지 15V의 낮은 전압으로 구동하므로 구동회로의 제작 및 설계가 용이하다.
이러한 유기전계 발광소자는 TV, 휴대폰, PDA 등 다양한 응용제품에 이용되고 있으며, 근래 들어 유기전계 발광소자 등의 표시장치는 사용자의 요구에 의해 다양한 편의기능이 구비되고 있는 실정이다.
즉, 도 1(일반적인 터치스크린이 구비된 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도)을 참조하면, 유기전계 발광소자(5)에 있어서 화상을 표시하는 역할을 하며 제 1 전극(47)과 유기 발광층(55) 및 제 2 전극(53)으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드(E)를 구비한 유기전계 발광패널(12)의 표면에 터치 시 정전용량의 변화를 감지할 수 있는 구성요소인 다수의 터치전극(83, 86)이 구비된 터치스크린(80)이 부착됨으로써 화면을 직접 터치하여 동작할 수 있는 편의기능이 구비되고 있다.
한편, 유기전계 발광소자는 대면적화 됨으로써 화상 표시장치로서의 역할 뿐 아니라 사업체 등에서 회의 시 이용되는 빔 프로젝터 및 스크린을 이용한 대면적 화상 구현을 위한 장치를 대체하고, 나아가 화이트 보드 등의 역할 수행도 가능하도록 요구되고 있다.
따라서 직접적인 화면 터치 동작 없이 원거리에서 광 또는 레이저 포인트에 의한 광 터치 동작 구현이 가능한 편의기능을 구비한 유기전계 발광소자가 필요로 되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 직접적인 터치가 이루어지지 않고 광 또는 레이저 포인터를 통한 빛 또는 레이저 빔에 노출됨에 의해 광 터치 동작 수행이 가능한 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 제 1 목적으로 하며, 나아가 빛 또는 레이저 빔에 노출됨에 의한 광 터치 동작을 수행하는 편의기능이 추가되면서도 별도의 광 터치 스크린 등을 필요로 하지 않음으로써 투과율이 향상되며 더불어 제조 부품수 증가로 인한 생산비 증가가 요구되지 않아 제조비용을 저감시킬 수 있는 유기전계 발광소자를 제공하는 것을 제 2 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는, 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과; 상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 구비되며 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층을 포함하여 구성된 스위칭 박막트랜지스터와 이와 연결된 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 센스 박막트랜지스터와; 상기 각 화소영역에 상기 각 구동 박막트랜지스터와 연결되며 형성된 유기전계 발광 다이오드와; 상기 제 1 기판의 비표시영역에 실장된 인쇄회로기판에 구비된 보상회로 및 터치 인식용 회로를 포함하며, 상기 표시영역의 특정 세기의 빛이 특정시간 조사된 영역은 광 터치 동작을 실시하는 것이 특징이다.
상기 제 1 기판에는, 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 이격하는 전원배선, 제 1 및 제 2 보조배선이 더욱 구비되며, 상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며, 상기 구동 박막트랜지스터는 상기 전원배선과 연결되며, 상기 센스 박막트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 보조배선과 연결된 것이 특징이다. 이때, 상기 센스 박막트랜지스터는 이와 연결된 상기 제 1 및 제 2 보조배선을 매개로 하여 상기 보상회로 및 광 터치 인식용 회로 연결됨으로써 상기 유기전계 발광 다이오드의 보상구동 또는 광 터치 동작을 선택적으로 수행하도록 하는 매개체 역할을 하는 것이 특징이다.
그리고 상기 스위칭, 구동 및 센스 박막트랜지스터는 각각 산화물 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 상기 산화물 반도체층을 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비하는 층간절연막과, 서로 이격하며 상기 산화물 반도체층과 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구성을 갖는 것이 특징이다.
이때, 상기 스위칭 및 센스 박막트랜지스터의 각 산화물 반도체층 하부에는 버퍼층을 사이에 두고 상기 산화물 반도체층보다 큰 면적을 가지며 상기 산화물 반도체층을 완전히 가리며 상기 산화물 반도체층으로의 빛의 입사를 억제시키는 제 1 두께를 갖는 제 1 차광패턴이 구비되며, 상기 구동 박막트랜지스터의 산화물 반도체층 하부에는 생략되거나 또는 상기 버퍼층을 사이에 두고 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 차광패턴이 구비된 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 두께는 상기 제 1 차광패턴이 금속물질로 이루어지는 경우 1000Å 내지 2000Å이며, 반도체 물질로 이루어지는 경우 2000Å 내지 4000Å이며, 블랙수지로 이루어지는 경우 10000Å 내지 15000Å 인 것이 바람직하며, 상기 제 2 두께는 제 1 두께의 1/10 내지 1/2이며, 상기 제 2 차광패턴은 특정 세기 이상의 빛에 대해서는 빛의 투과가 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 차광패턴은 이의 끝단 각각이 상기 각 제 1 차광패턴의 상부에 각각 위치하는 게이트 전극의 끝단 외측으로 최소 3㎛ 이격하여 형성된 것이 특징이며, 상기 제 2 차광패턴은 이의 끝단 각각이 상기 각 제 2 차광패턴의 상부에 위치하는 게이트 전극의 끝단과 일치하거나 이의 외측에 위치하도록 형성된 것이 특징이다.
한편, 상기 특정 세기의 빛은 500lux 이상의 세기를 갖는 광 또는 레이저 빔이며, 상기 특정 시간은 0.5초 이상이며, 상기 특정 세기의 빛은 광 포인터 또는 레인저 포인터에 의해 발생된 것이 특징이다.
그리고 상기 각 화소영역에는 상기 유기전계 발광 다이오드 하부로 컬러필터층이 더욱 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
이러한 구성 및 동작을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 별도의 터치스크린 등을 부착 구비하지 않고, 또한 별도의 광 인식 센서를 구비하지 않아도 광 터치 동작을 수행할 수 있으므로 터치 인식을 위한 부품 추가에 기인하는 비용 증가를 억제하며, 터치스크린 등의 부착에 의한 투과율 저하로 표시 화상의 휘도가 저감되는 현상을 억제하는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 TV로 이용하게 되는 경우 리모콘 등의 사용 대신에 레이저 포인터 등을 이용하여 원거리 터치 동작이 될 수 있으므로 사용자의 이용 편의성을 향상시키는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 광 터치 동작이 가능하므로 회의실의 빔 프로젝터와 스크린 또는 화이트 모드 등의 장치를 대체할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 터치스크린이 구비된 유기전계 발광소자의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 터치 동작이 가능한 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 스위칭 박막트랜지스터가 형성된 스위칭 영역에 대한 단면도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 구동 및 센스 박막트랜지스터가 형성된 구동 및 센스 영역에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 이용하여 레이저 포인터에 의해 원거리에서 광 터치 동작을 수행하는 것을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 터치 동작이 가능한 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 스위칭 박막트랜지스터가 형성된 스위칭 영역에 대한 단면도이며,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 구동 및 센스 박막트랜지스터가 형성된 구동 및 센스 영역에 대한 단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 이용하여 레이저 포인터에 의해 원거리에서 광 터치 동작을 수행하는 것을 나타낸 개략도.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 터치 동작이 가능한 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 회로도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(101)의 표시영역에는 서로 교차하며 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)이 형성되고 있다.
또한, 상기 게이트 배선(GL)과 나란하게 제 1 보조배선(LS)이 형성되고 있으며, 상기 데이터 배선(DL)과 나란하게 전원전압(VDD) 인가를 위한 전원배선(PL) 및 제 2 보조배선(Vref)이 형성되고 있다.
이때, 상기 각 화소영역(P) 내의 소자영역(DA)에는 상기 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)과 연결된 스위칭 박막트랜지스터(STr)와, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 전원배선(PL)과 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)와, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 제 1 보조배선(LS) 및 제 2 보조배선(Vref)과 연결된 센스 박막트랜지스터(SeTr)가 구비되고 있다.
상기 제 1 보조배선(LS)은 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 게이트 전극과 연결되고 있으며, 상기 제 2 보조배선(Vref)은 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 소스 전극(133c)과 전기적으로 연결되고 있다.
조금 더 구체적으로 각 화소영역(P)에 구비된 구성요소간의 연결 관계를 살펴보면, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 소스 전극은 상기 전원배선(PL)과 연결되고 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극은 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 드레인 전극 및 스토리지 커패시터(StgC)와 연결되고 있으며, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)의 드레인 전극은 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 게이트 전극과 연결되고 있다.
상기 제 1 보조배선(LS)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)의 게이트 전극에 스캔 전압(scan voltage)을 인가하는 게이트 배선(GL)과 동일한 역할을 하는 것으로 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 게이트 전극(115c)에 센스 전압(sense voltage)을 인가하는 센스 배선의 역할을 하는 것이다.
또한, 상기 제 2 보조배선(Vref)은 기준 전압인 공통전압을 인가하는 레퍼런스 배선의 역할을 하는 것이다.
그리고 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 연결되며 제 1 전극과 유기 발광층 및 제 2 전극으로 이루어진 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되고 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극과 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 제 1 전극이 서로 연결된 구성을 이루고 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 도면에 나타내지 않았지만 상기 게이트 및 데이터 배선(GL, DL)과 제 1 및 제 2 보조배선(LS, Vref) 등과 연결되며 구동회로(미도시)가 구비된 인쇄회로기판(미도시)이 실장되고 있으며, 상기 구동회로(미도시)에는 상기 유기전계 발광 다이오드의 화상 구동 보상을 위한 보상회로(미도시)가 구비되어 있다.
이때, 이러한 보상회로(미도시)는 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결된 제 1 또는(및) 제 2 보조배선(LS, Vref)과 연결되고 있으며, 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 온(on)/오프(off) 동작 조절을 통해 주기적으로 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결된 구동 박막트랜지스터(DTr)의 흐르는 전류값를 읽어드릴 수 있으며, 이때 인가된 데이터 전압 대비 실제 반영되어야 할 전류값과의 비교를 통해 보상 여부를 판단하고 전류치 보상이 필요한 경우 보상된 데이터 전압이 데이터 배선을 통해 인가되도록 하는 역할을 하고 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 각 화소영역(P) 내에 구비된 구동 박막트랜지스터(DTr)의 문턱전압(Vth) 변동이나 또는 이동도 변동을 상기 보상회로(미도시)를 통해 검출하고, 그 변동에 따른 화상 변화를 보상할 수 있는 보정된 데이터 전압을 인가함으로서 구동 박막트랜지스터(DTr)의 열화 등에 기인하는 화상 표시 품질 저하를 방지하고 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)에 있어서 또 다른 특징으로서 상기 인쇄회로기판(미도시)에는 상기 유기전계 발광 다이오드(E)의 구동을 위한 구동회로(미도시) 및 화상 보상을 위한 보상회로(미도시)와 더불어 일반적인 터치스크린이 구비되는 경우 터치가 발생된 곳의 위치 정보를 알 수 있도록 하는 터치 인식 회로부(미도시)를 포함하고 있는 것이 특징이다.
단, 본 발명에 따른 유기전계 발광소자(100)는 터치스크린은 구비되지 않는 것이 특징이다. 이는 사용자의 터치 동작에 의해 터치 인식을 하는 매커니즘이 아니라 포인트 형태의 광에 노출됨에 의해 터치 동작을 구현하는 매커니즘을 갖기 때문이다.
한편, 이러한 터치 인식 회로부는 표시영역 내의 각 화소영역(P)에 구비된 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결된 제 1 및 제 2 보조배선(LS, Vref)과 연결되고 있으며, 이러한 제 1 및 제 2 보조배선(LS, Vref)은 각 화소영역(P) 별로 구비된 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결되고 있음으로써 이러한 구성을 통해 표시영역에서 매트릭스 형태로 배치된 센스 박막트랜지스터(SeTr) 배치 위치 정보가 기본적으로 입력되고 있다.
따라서 상기 터치 인식 회로부(미도시)는 표시영역 내의 특정 위치에 위치하는 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 상태 변동 일례로 센스 박막트랜지스터(SeTr)에 흐르는 전류값의 변동이 발생되면, 표시영역 내에서 상태 변동이 발생된 센스 박막트랜지스터(SeTr)의 위치를 알 수 있으며, 이 경우 상태 변동이 발생된 부분에 관련된 터치 동작을 수행하도록 구동회로부로 신호 인가를 할 수 있는 동작 구현을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)의 또 다른 특징으로서 각 화소영역(P)에 구비되는 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 센스 및 구동 박막트랜지스터(SeTr, DTr)는 이를 이루는 일 구성요소인 반도체층(미도시)이 모두 빛에 민감성을 갖는 산화물 반도체 물질로 이루어지고 있으며, 또한 상기 각 박막트랜지스터(STr, DTr, SeTr)는 반도체층(미도시)이 최하부에 위치하는 코플라나 타입(coplanar type)의 적층 구성을 이루고 있다.
나아가 산화물 반도체층(미도시)을 포함하는 상기 각 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 센스 및 구동 박막트랜지스터(SeTr, DTr)를 구비한 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자는 하부발광 방식(Bottom emission Type)이 되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 하부발광 방식으로 화상이 표시되며, 표시영역의 각 화소영역 내에 구비되는 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 센스 및 구동 박막트랜지스터(SeTr, DTr)는 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층(미도시)을 포함하여 구성됨으로서 상기 각 산화물 반도체층(미도시) 또는 선택적인 산화물 반도체층(미도시)에 대해 차광패턴(LSP1, LSP2)이 중첩되는 구성을 이루는 것이 또 다른 특징이 되고 있다.
즉, 상기 차광패턴(LSP1, LSP2) 중 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)에 대응하여 형성된 차광팬턴(LSP2)은 생략되거나 또는 상기 스위칭 또는 센스 박막트랜지스터에 대응하여 형성된 차광패턴(LSP1) 대비 상대적으로 얇은 두께를 가지며 형성되는 것이 특징이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 단면 구성에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 스위칭 박막트랜지스터(STr)가 형성된 스위칭 영역(SA)에 대한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자의 하나의 화소영역 내에 구비되는 센스 및 구동 박막트랜지스터(SeTr, DTr)가 형성된 센스 및 구동 영역(SeA, DA)에 대한 단면도이며, 이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)가 형성된 구동 영역에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된 유기전계 발광 다이오드가 형성되는 발광영역(EA) 일부로 함께 도시하였다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 다수의 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)와 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비된 제 1 기판(101)과, 이와 대향하여 상기 유기전계 발광 다이오드(E)를 보호하고 외부로부터의 습기 또는 산소 유입을 방지하는 인캡슐레이션을 위한 제 2 기판(181)을 포함하여 구성되고 있다.
이때, 도면에 나타내지 않았지만 상기 제 1 기판에 있어 표시영역 외측의 비표시영역에는 구동을 위한 구동회로(미도시)와 보상회로(미도시) 및 터치 인식 회로(미도시)가 구비된 인쇄회로기판(미도시)이 더 실장되고 있다.
한편, 상기 제 2 기판은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)에 있어서 상기 제 1 기판(101)과 마주하여 이격하는 형태로 구비된 것을 나타내고 있지만, 상기 제 2 기판(181)은 점착층을 포함하는 필름 형태로 상기 제 1 기판(101)의 최상층에 구비된 상기 제 2 전극(160)과 접촉하도록 구성될 수도 있으며, 또는 상기 제 2 전극(160) 상부로 유기절연막(미도시) 또는 무기절연막(미도시)이 더욱 구비되어 그 자체로 인캡슐레이션 막(미도시)으로 이용됨으로서 생략할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 제 1 기판(101)에 구성적 특징이 있으므로 이후 제 1 기판(101)의 구성을 위주로 하여 설명한다.
상기 제 1 기판(101)에는 각 화소영역(P) 내에 스위칭 박막트랜지스터(STr)와, 센스 및 구동 박막트랜지스터(SeTr, DTr)로 이루어진 3개의 박막트랜지스터가 구비되고 있으며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결되며 유기전계 발광 다이오드(E)가 구비되고 있다.
그리고 도면에 나타내지 않았지만, 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)와 연결되며 각 화소영역(P)을 정의하며 서로 교차하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(미도시)이 구비되고 있으며, 상기 게이트 배선(미도시) 또는 데이터 배선(미도시)과 나란하게 이격하며 전원배선(도 2의 PL)과 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)이 더욱 구비되고 있다.
이때, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)는 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr) 및 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결되는 동시에 상기 전원배선(도 2의 PL) 및 유기전계 발광 다이오드(E)와 연결되고 있으며, 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)와 더불어 상기 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)과 연결되고 있다.
한편, 상기 제 1 기판(101)에 있어 각 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)가 위치하는 스위칭, 센스 및 구동영역(SA, SeA, DA)에 대응해서는 최 하부에 빛을 흡수 또는 반사시키는 물질 예를 들면 금속물질, 반도체 물질, 블랙 수지 중 어느 하나로 이루어진 차광패턴(103a, 103b)이 구비되고 있다.
이때, 상기 차광패턴(103a, 103b)은 상기 스위칭 및 센스 박막트랜지스터(STr, SeTr)에 대응해서는 제 1 두께(t1)를 가지며, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)에 대응해서는 상기 제 1 두께(t1)보다 얇은 제 2 두께(t2)를 갖거나, 생략된 구성을 이루는 것이 특징이다.
즉, 상기 차광패턴(103b)은 도면에 있어서는 구동 박막트랜지스터(DTr)에 대응하여 제 2 두께(t2)를 가지며 형성된 것을 보이고 있지만, 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)에 대해서는 생략될 수도 있다.
이때, 상기 차광패턴(103a, 103b)에 있어 설명의 편의를 위해 스위칭 및 센스 박막트랜지스터(STr, SeTr)에 제 1 두께(t1)를 가지며 구비된 것을 제 1 차광패턴(103a), 그리고 구동 박막트랜지스터(DTr)에 대응하여 제 2 두께(t2)를 가지며 구비된 것을 제 2 차광패턴(103b)이라 정의한다.
한편, 상기 제 1 차광패턴의 제 1 두께(t1)는 상기 차광패턴(103a, 103b)을 이루는 물질에 따라 달라질 수 있다.
상기 제 1 두께(t1)는, 상기 차광패턴(103a, 103b)을 이루는 물질이 금속물질 예를들면 크롬(Cr) 또는 산화크롬(CrOx)로 이루어지는 경우 1000Å 내지 2000Å 정도가 되며, 상기 차광패턴(103a, 103b)을 이루는 물질이 반도체 물질 예를들면 실리콘(Si) 또는 게르마늄(Ge)인 경우 2000Å 내지 4000Å 정도가 되며, 상기 차광패턴(103a, 103b)을 이루는 물질이 블랙수지인 경우 10000Å 내지 15000Å 정도가 됨으로써 조사되는 빛의 세기에 거의 영향을 받지 않고 매우 작은 빛 투과율을 갖거나 빛의 투과를 거의 차단할 수 있는 상태를 이루는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 2 차광패턴(103b)의 제 2 두께(t2)는 상기 제 1 두께(t1)의 1/10 내지 1/2 정도가 되며, 일반적인 빛 예를 들면 태양광, LED 등, 형광등 하에서는 이들 광 소스로부터 나오는 빛의 투과가 차단되며, 특정 세기 일례로 레이저 포인터로부터 나오는 레이저 빔의 평균적인 세기인 500Lux 정도보다 큰 세기를 갖는 빛 즉, 특정 한계치(500Lux) 이상의 세기를 갖는 빛에 대해서는 상대적으로 큰 량의 빛의 투과가 진행될 수 있는 상태를 이루는 것이 특징이다.
또한, 상기 제 1 차광패턴(103a)은 그 양 끝단이 각각 이의 상부에 위치하는 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층(110, 111) 상부에 각각 위치하는 게이트 전극(120a, 120b)의 양 끝단 각각과의 이격거리(d1)가 최소 3㎛이 되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제 1 차광패턴(103a)의 각 끝단은 이와 중첩하는 상기 산화물 반도체층(110, 111) 내부에 이의 상부에 위치하는 게이트 전극(120a, 120b)과 중첩하는 부분에 형성되는 채널의 일 끝단으로부터 최소 3㎛정도의 거리(d1)를 이루도록 형성되는 것이 특징이다.
나아가 상기 제 2 차광패턴(103b)의 경우 상기 제 2 차광패턴(103b)의 일 끝단으로부터 이와 중첩하는 산화물 반도체층(112) 내에 형성되는 채널의 일 끝단까지의 거리(d2)는 상기 제 1 차광패턴(103a)의 산화물 반도체층(110, 111)과 동일한 조건 즉, 3㎛ 이상의 크기를 갖도록 형성되거나, 또는 이보다 작게 형성될 수 있다.
다시 말해, 상기 제 2 차광패턴(103b)은 그 끝단이 이의 상부에 위치하는 구동 박막트랜지스터(DTr)의 산화물 반도체층(112)의 양 끝단과 각각 일치하거나 이의 외측에 위치하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 차광패턴(103b)의 일끝단과 채널의 일끝단까지의 거리는 3㎛보다는 작은 크기를 갖는다.
한편, 상기 제 1 차광패턴(103a)을 그 양끝단이 이와 중첩하는 산화물 반도체층(110, 111)의 양 끝단보다 더 외측에 위치하며 채널의 끝단으로부터 최소 3㎛ 이상의 간격을 갖도록 형성하는 동시에 상기 제 2 차광패턴(103b)을 그 양끝단이 이와 중첩하는 산화물 반도체층(112)의 양끝단과 일치시키거나 이보다 더 외측에 위치하도록 형성하는 것은 빛 또는 외부광이 상기 산화물 반도체층(110, 111, 112)의 측면으로 입사하는 것을 최소화하여 빛 조사에 의한 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)의 이동도 특성 억제 및 전압 대비 전류 곡선의 특성 그래프의 쉬프트 현상을 최소화하기 위함이다.
한편, 이러한 배치 형태를 갖는 제 1 및 제 2 차광패턴(103a, 103b) 위로 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(105)이 형성되고 있다.
다음, 상기 버퍼층(105) 위로 산화물 반도체 물질 예를들면 IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide) 중 어느 하나로 이루어진 아일랜드 형태의 산화물 반도체층(110, 111, 112)이 상기 제 1 및 제 2 차광패턴(103)과 각각 중첩하며 각 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)가 형성되어야 할 부분 즉, 스위칭, 센스 및 구동 영역(SA, SeA, DA)에 대응하여 형성되고 있다.
이때, 산화물 반도체 물질로 이루어진 상기 각 산화물 반도체층(110, 111, 112)은 이의 하부에 구비된 상기 제 1 또는 제 2 차광패턴(103a, 103b)보다 작은 면적을 가져 상기 제 1 또는 제 2 차광패턴(103a, 103b)에 대해 완전 중첩하는 형태를 이루는 것이 특징이며, 특히 상기 제 1 차광패턴(103a)에 대응하는 스위칭 및 센스 박막트랜지스터(STr, SeTr)의 산화물 반도체층(110, 112)은 그 끝단이 각각 상기 제 1 차광패턴(103a)의 끝단 내측에 위치하도록 형성되는 것이 특징이다.
한편, 아일랜드 형태의 상기 각 산화물 반도체층(110, 111, 112)은 크게 두 개의 영역으로 이루어지고 있다. 즉, 상기 각 산화물 반도체층(110, 111, 112)은 채널이 형성되는 액티브영역(110a, 111a, 112a)과 상기 액티브영역(110a, 111a, 112a)의 양측으로 도전 특성이 향상된 도체화영역(110b, 111b, 112b)으로 구성되는 것이 특징이다.
상기 도체화영역(110b, 111b, 112b)은 금속물질로 이루어진 소스 및 드레인 전극(133, 136)과의 접촉 저항 특성이 향상되도록 하기 위해 그 내부에서 산소 분자가 외부로 빠져나오도록 산소 결핍화 처리함으로써 도전 특성이 향상되도록 한 것이다.
이러한 구성을 갖는 상기 각 산화물 반도체층(110, 111, 112) 위로 더욱 정확히는 상기 각 액티브영역(110a, 111a, 112a) 위로 순차적으로 적층되어 동일한 평면 형태를 가지며 무기절연물질로 이루어진 게이트 절연막(115)과 저저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 단일층 또는 다중층 구조의 게이트 전극(120a, 120b, 120c)이 형성되고 있다.
도면에 나타나지 않았지만, 상기 산화물 반도체층(110, 111, 112) 외측으로 노출된 상기 버퍼층(105) 상부에는 순차적으로 적층되어 동일한 평면 형태를 가지며 상기 무기절연물질로 이루어진 게이트 절연막(115)과 저저항 특성을 갖는 금속물질로 이루어진 단일층 또는 다중층 구조의 게이트 배선(도 2의 GL)이 상기 스위칭 박막트랜지스터(STr)의 게이트 전극(120a)과 연결된 상태를 이루며 형성되고 있다.
상기 게이트 절연막(115)은 게이트 전극(120a, 120b, 120c) 및 게이트 배선(도 2의 GL)이 형성된 부분에 대해서는 상기 게이트 전극(120a, 120b, 120c) 및 게이트 배선(도 2의 GL) 하부로 형성되는 구성을 이룬다.
나아가 도면에 나타내지 않았지만 상기 버퍼층(105) 위로 상기 게이트 절연막(115)을 개재하여 상기 게이트 배선(도 2의 GL)과 나란하게 전원배선(도 2의 PL), 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)이 선택적으로 형성될 수도 있다. 이러한 전원배선(도 2의 PL)과 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)은 데이터 배선(도 2의 DL)과 나란하게 형성될 수도 있으므로 반드시 상기 버퍼층(105) 상에 게이트 절연막(115)을 개재하여 형성될 필요는 없다.
이때, 상기 무기절연물질은 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)이 될 수 있으며, 상기 저저항 특성을 갖는 금속물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo) 및 몰리브덴 합금(MoTi) 중 어느 하나가 될 수 있다.
상기 게이트 배선(도 2의 GL)과 게이트 전극(120a, 120b, 120c)이 단일층 구조를 이룰 경우, 전술한 저저항 특성을 갖는 금속물질 중 어느 하나의 물질로 이루어지며, 다중층 구조를 이룰 경우 전술한 저저항 특성을 갖는 금속물질 중 서로 다른 물질이 순차 적층됨으로서 이중층 이상 다중층 구조를 이루게 된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)의 제 1 기판(101)에 있어서 상기 게이트 절연막(115)은 게이트 전극(120a, 120b, 120c) 및 게이트 배선(도 2의 GL)에 대응해서 형성된 것을 일례로 나타내었지만, 상기 게이트 절연막(115)은 상기 버퍼층(105)과 같이 상기 제 1 기판(102) 전면에 형성될 수도 있다.
다음, 상기 각 게이트 전극(120a, 120b, 120c)과 게이트 배선(도 2의 GL) 위로 상기 제 1 기판(101) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)로 이루어진 층간절연막(125)이 구비되고 있다.
이때, 상기 층간절연막(125)에는 상기 각 산화물 반도체층(110, 111, 112)의 각 액티브영역(110a, 111a, 112a) 양측에 각각 위치하는 도체화영역(110b, 111b, 112b) 각각을 노출시키는 반도체층 콘택홀(sch)이 구비되고 있다.
그리고 상기 반도체층 콘택홀(sch)을 구비한 상기 층간절연막(125) 위로는 저저한 특성을 갖는 금속물질로서 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 상기 게이트 배선(도 2의 GL)과 교차하여 상기 화소영역(P)을 정의하는 데이터 배선(도 2의 DL)이 형성되고 있다.
한편, 도면에 나타내지 않았지만, 상기 층간절연막(125) 위로 상기 버퍼층(105) 상에 게이트 절연막(115)을 개재하여 상기 게이트 배선(도 2의 GL)과 나란하게 형성되지 않았다면 상기 데이터 배선(도 2의 DL)과 이격하며 전원배선(도 2의 PL), 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)이 선택적으로 형성될 수도 있다.
또한, 상기 층간절연막(125) 위로 각 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)가 형성될 부분에 대응해서 상기 각 반도체층 콘택홀(sch)을 통해 상기 산화물 반도체층(110, 111, 112)의 일 도체화영역(110b, 111b, 112b)과 접촉하며, 각각 소스 전극(133)이 형성되어 있으며, 상기 각 소스 전극(133)과 이격하며 또 다른 반도체층 콘택홀(sch)을 통해 상기 산화물 반도체층(110, 111, 112)의 또 다른 도체화영역(110b, 111b, 112b)과 접촉하며 드레인 전극(136)이 형성되고 있다.
이러한 상기 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 상기 데이터 배선(도 2의 DL)을 이루는 동일한 물질로 동일한 단일층 또는 다중층 구조를 가지며 형성된다.
한편, 상기 제 1 기판(101) 상의 상기 스위칭, 센스 및 구동영역(SA, SeA, DA)에 각각 순차 적층된 상기 산화물 반도체층(110, 111, 112)과 게이트 절연막(115)과 게이트 전극(120a, 120b, 120c)과 층간절연막(125)과 서로 이격하는 소스 및 드레인 전극(133, 136)은 각각 스위칭, 구동 및 센스 박막트랜지스터(STr, DTr, SeTr)를 이룬다.
다음, 상기 스위칭, 구동 및 센스 박막트랜지스터(STr, DTr, SeTr)와 데이터 배선(도 2의 DL) 위로 상기 제 1 기판(101) 전면에 무기절연물질 예를들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)으로 이루어지거나, 또는 유기절연물질 예를들면 벤조사이클로부텐(BCB) 또는 포토아크릴(photo acryl)로 이루어지거나 또는 무기 및 유기절연물질이 적층되어 다중층 구조를 갖는 보호층(140)이 구비되고 있다.
도면에 있어서는 상기 보호층(140)이 유기절연물질로 이루어짐으로써 그 표면이 평탄한 상태를 이루는 것을 일례로 나타내었다.
한편, 상기 보호층(140)에는 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)을 노출시키는 드레인 콘택홀(dch)이 더욱 구비되고 있다.
그리고 상기 보호층(140) 위로 각 화소영역(P) 내의 발광영역(EA)에는 상기 드레인 콘택홀(dch)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(136)과 전기적으로 연결되는 제 1 전극(150)이 형성되고 있다.
이때, 상기 제 1 전극(150)은 애노드 전극의 역할을 하도록 일함수 값이 상대적으로 높은 투명 도전성 물질인 인듐틴옥사이드(ITO)로 이루어지고 있다.
다음, 상기 제 1 전극(150) 위로 각 화소영역(P) 더욱 정확히는 각 발광영역(EA)의 경계에는 뱅크(152)가 형성되어 있다. 상기 뱅크(152)는 각 발광영역(EA)을 둘러싸는 형태로 상기 제 1 전극(150)의 테두리와 중첩하며 상기 제 1 전극(150)의 중앙부를 노출시키며 형성되고 있는 것이 특징이다.
이때, 상기 뱅크(152)는 유기절연물질 예를들면 폴리이미드(poly imide)로 이루어지거나, 또는 블랙을 나타내는 물질 예를들면 블랙수지로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 각 화소영역(P)의 상기 뱅크(152)로 둘러싸인 발광영역(EA)의 상기 제 1 전극(150) 상부에는 유기 발광층(155)이 형성되어 있으며, 상기 유기 발광층(155)과 상기 뱅크(152) 상부에는 표시영역 전체에 하나의 판 형태를 가지며 제 2 전극(160)이 형성되고 있다.
상기 제 2 전극(160)은 캐소드 전극을 역할을 하도록, 일함수 값이 비교적 작은 금속물질 예를들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 알루미늄마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 섞인 물질로 이루지고 있다.
한편, 상기 제 1, 2 전극(150, 160)과 그 사이에 형성된 상기 유기 발광층(155)은 유기전계 발광 다이오드(E)를 이루게 된다.
한편, 도면에 나타나지 않았지만, 상기 제 1 전극(150)과 유기 발광층(155) 사이 및 상기 유기 발광층(155)과 제 2 전극(160) 사이에는 각각 상기 유기 발광층(155)의 발광 효율 향상을 위해 다층 구조의 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)이 더욱 형성될 수도 있다.
이때, 다층의 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 상기 제 1 전극(150)이 애노드 전극의 역할을 하는 경우 이의 상부로 순차 적층되며 정공주입층(hole injection layer)과 정공수송층(hole transporting layer)으로 이루어질 수 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 상기 유기 발광층(170)으로부터 순차 적층되며 전자수송층(electron transporting layer)과 전자주입층(electron injection layer)으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 제 1 발광보상층(미도시)과 제 2 발광보상층(미도시)은 이중층 구조를 이루는 것을 일례로 나타내었지만, 반드시 이중층 구조를 이룰 필요는 없다. 즉, 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 정공주입층 또는 정공수송층이 되어 단일층 구조를 이룰 수도 있고, 상기 제 2 발광보상층(미도시) 또한 전자주입층 또는 전자수송층이 되어 단일층 구조를 이룰 수도 있다.
더불어 상기 제 1 발광보상층(미도시)은 전자블록킹층이 더욱 포함될 수도 있으며, 상기 제 2 발광보상층(미도시)은 정공블록킹층이 더욱 포함될 수도 있다.
이러한 구성을 갖는 유기전계 발광소자(100)는 상기 유기 발광층(155)이 순차 반복적으로 적, 녹, 청색을 발광하는 형태가 됨으로써 풀 컬러를 구현하는 형태가 되지만, 변형예로서 상기 유기 발광층(155)은 모두 화이트를 발광하도록 구성되고 상기 유기전계 발광 다이오드(E)와 제 1 기판(101)의 사이 영역 일례로 보호층(140)과 층간절연막(125) 사이에 각 화소영역(P)별로 적, 녹, 청색 또는 적, 녹, 청 및 백색이 순차 반복하는 형태의 컬러필터층(미도시)을 더 구비함으로써 상기 유기전계 발광 다이오드(E)로부터 발광된 화이트 광이 상기 컬러필터층(미도시)을 통과함으로써 풀컬러를 구현하도록 형성할 수도 있다.
이때, 상기 컬러필터층(미도시)이 구성되는 경우 상기 컬러필터층(미도시) 상부에는 평탄한 표면을 갖는 오버코트층(미도시)이 더욱 구비될 수 있다.
한편, 전술한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예(또는 변형예)에 따른 유기전계 발광소자(100)는 각 화소영역(P)에 3개의 서로 다른 역할을 하는 스위칭, 센스 및 구동 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr)가 구비되고, 이들 박막트랜지스터(STr, SeTr, DTr) 중 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 연결된 상기 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)을 매개로하여 보상회로(미도시) 및 터치 인식 회로(미도시)가 연결된 구성을 이룬다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 특정 세기 이상의 빛이 특정 영역에 조사되지 않아 급격한 이동도 특성의 변화가 없는 경우, 상기 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 이와 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)을 통해 연결된 보상회로(미도시)에 의해 보상 구동이 실시되며, 특정 세기 이상의 빛이 특정 위치에 특정 시간 이상 조사되는 경우 상기 보상회로(미도시)에 의한 보상구동은 정지되고 광 터치 동작을 수행하게 된다.
이때, 광 터치 동작을 하는 매커니즘을 살펴보면, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 도 2, 도 3, 도 4 및 도 5(본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자를 이용하여 레이저 포인터에 의해 원거리에서 광 터치 동작을 수행하는 것을 나타낸 개략도)에 도시한 바와같이, 별도의 터치스크린 등을 부가적으로 부착하지 않아도 레이저 포인터(200) 등을 통해 특정 위치에 특정 세기(500Lux) 이상의 세기를 갖는 빛(LT) 또는 레이저 빔이 소정시간 예를들면 0.5초 이상 조사되는 경우, 상기 특정 세기를 갖는 빛(LT)이 조사되는 위치에 형성된 구동 박막트랜지스터(DTr)는 스위칭 및 센스 박막트랜지스터(STr, SeTr)에 대응하여 형성된 제 1 차광패턴(도 3및 도 4의 103a)보다 얇은 두께를 갖는 제 2 차광패턴(도 4의 103b )이 존재하거나 또는 생략된 구성을 가짐으로 이를 투과하여 상기 구동 박막트랜지스터(DTr)의 산화물 반도체층(도 4의 112)으로 특정 세기의 빛이 입사되며 이에 의해 구동 박막트랜지스터(DTr)의 이동도 특성이 급격히 변하게 된다.
이때, 이러한 구동 박막트랜지스터(DTr)의 이동도 특성이 급격히 변화되는 것을 이와 연결된 센스 박막트랜지스터(SeTr)와 제 1 및 제 2 보조배선(도 2의 LS, Vref)와 연결된 보상회로(미도시)가 감지하게 되며, 이 시점에서 터치 인식 회로(미도시)가 동작하고 특정 세기의 빛이 조사되는 부분의 위치를 파악함으로써 그 위치에서의 필요로 되는 광 터치 동작을 실시하게 될 수 있다.
한편, 전술한 바와같은 광 터치 동작이 수행되지 않는 경우에는 센스 박막트랜지스터(SeTr)는 이와 연결된 보상회로(미도시)에 의해 보상 구동이 주기적으로 진행되어 화상 표시품질을 향상시키게 된다.
이러한 구성 및 동작을 수행하는 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 별도의 터치스크린 등을 부착 구비하지 않고, 또한 별도의 광 인식 센서를 구비하지 않아도 광 터치 동작을 수행할 수 있으므로 터치 인식을 위한 부품 추가에 기인하는 비용 증가를 억제하며, 터치스크린 등의 부착에 의한 투과율 저하로 표시 화상의 휘도가 저감되는 현상을 억제하는 효과를 갖는다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 TV로 이용하게 되는 경우 리모콘 등의 사용 대신에 레이저 포인터 등을 이용하여 원거리 터치 동작이 될 수 있으므로 사용자의 이용 편의성을 향상시키는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기전계 발광소자(100)는 광 터치 동작이 가능하므로 회의실의 빔 프로젝터와 스크린 또는 화이트 모드 등의 장치를 대체할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 상기 실시예 및 변형예들로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100: 유기전계 발광 다이오드
DL: 데이터 배선
DTr: 구동 박막트랜지스터
E: 유기전계 발광 다이오드
GL: 게이트 배선
LS: 제 1 보조배선
LSP1, LSP2: 제 1 및 제 2 차광패턴
P: 화소영역
PL: 전원배선
SeTr: 센스 박막트랜지스터
StgC: 스토리지 커패시터
STr: 스위칭 박막트랜지스터
Vref: 제 2 보조배선
DL: 데이터 배선
DTr: 구동 박막트랜지스터
E: 유기전계 발광 다이오드
GL: 게이트 배선
LS: 제 1 보조배선
LSP1, LSP2: 제 1 및 제 2 차광패턴
P: 화소영역
PL: 전원배선
SeTr: 센스 박막트랜지스터
StgC: 스토리지 커패시터
STr: 스위칭 박막트랜지스터
Vref: 제 2 보조배선
Claims (11)
- 다수의 화소영역을 포함하는 표시영역과 이의 외측으로 비표시영역이 정의된 제 1 기판과;
상기 제 1 기판 상의 상기 각 화소영역에 구비되며 산화물 반도체 물질로 이루어진 산화물 반도체층을 포함하여 구성된 스위칭 박막트랜지스터와 이와 연결된 구동 박막트랜지스터 및 상기 구동 박막트랜지스터와 연결된 센스 박막트랜지스터와;
상기 각 화소영역에 상기 각 구동 박막트랜지스터와 연결되며 형성된 유기전계 발광 다이오드와;
상기 제 1 기판의 비표시영역에 실장된 인쇄회로기판에 구비된 보상회로 및 터치 인식용 회로
를 포함하며, 상기 표시영역의 특정 세기의 빛이 특정시간 조사된 영역은 광 터치 동작을 실시하고,
상기 센스 박막트랜지스터는 이와 연결된 제 1 및 제 2 보조배선을 매개로 하여 상기 보상회로 및 광 터치 인식용 회로에 연결됨으로써 상기 유기전계 발광 다이오드의 보상구동 또는 광 터치 동작을 선택적으로 수행하도록 하는 매개체 역할을 하는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 기판에는, 서로 교차하여 상기 화소영역을 정의하는 게이트 및 데이터 배선과, 상기 게이트 배선 또는 데이터 배선과 나란하게 이격하는 전원배선, 상기 제 1 및 제 2 보조배선이 더욱 구비되며,
상기 스위칭 박막트랜지스터는 상기 게이트 및 데이터 배선과 연결되며,
상기 구동 박막트랜지스터는 상기 전원배선과 연결되며,
상기 센스 박막트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 보조배선과 연결된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 스위칭, 구동 및 센스 박막트랜지스터는 각각 산화물 반도체층과, 게이트 절연막과, 게이트 전극과, 상기 산화물 반도체층을 노출시키는 반도체층 콘택홀을 구비하는 층간절연막과, 서로 이격하며 상기 산화물 반도체층과 상기 반도체층 콘택홀을 통해 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극의 적층 구성을 갖는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 4 항에 있어서,
상기 스위칭 및 센스 박막트랜지스터의 각 산화물 반도체층 하부에는 버퍼층을 사이에 두고 상기 산화물 반도체층보다 큰 면적을 가지며 상기 산화물 반도체층을 완전히 가리며 상기 산화물 반도체층으로의 빛의 입사를 억제시키는 제 1 두께를 갖는 제 1 차광패턴이 구비되며,
상기 구동 박막트랜지스터의 산화물 반도체층 하부에는 생략되거나 또는 상기 버퍼층을 사이에 두고 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 갖는 제 2 차광패턴이 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 두께는 상기 제 1 차광패턴이 금속물질로 이루어지는 경우 1000Å 내지 2000Å이며, 반도체 물질로 이루어지는 경우 2000Å 내지 4000Å이며, 블랙수지로 이루어지는 경우 10000Å 내지 15000Å 인 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 두께는 제 1 두께의 1/10 내지 1/2이며, 상기 제 2 차광패턴은 특정 세기 이상의 빛에 대해서는 빛의 투과가 이루어지는 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 5 항에 있어서,
상기 제 1 차광패턴은 이의 끝단 각각이 상기 각 제 1 차광패턴의 상부에 각각 위치하는 게이트 전극의 끝단 외측으로 최소 3㎛ 이격하여 형성된 것이 특징이며,
상기 제 2 차광패턴은 이의 끝단 각각이 상기 각 제 2 차광패턴의 상부에 위치하는 게이트 전극의 끝단과 일치하거나 이의 외측에 위치하도록 형성된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 특정 세기의 빛은 500lux 이상의 세기를 갖는 광 또는 레이저 빔이며, 상기 특정 시간은 0.5초 이상이며, 상기 특정 세기의 빛은 광 포인터 또는 레이저 포인터에 의해 발생된 것이 특징인 유기전계 발광소자.
- 제 1 항에 있어서,
상기 각 화소영역에는 상기 유기전계 발광 다이오드 하부로 컬러필터층이 더욱 구비된 것이 특징인 유기전계 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 스위칭 및 센스 박막트랜지스터의 각 산화물 반도체층 하부에는 제 1 차광패턴이 구비되고,
상기 구동 박막트랜지스터의 산화물 반도체층 하부에는 제 2 차광패턴이 구비되며,
상기 제 2 차광패턴은 상기 제 1 차광패턴보다 얇은 두께를 가지는 유기전계 발광소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140053498A KR102174961B1 (ko) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 유기전계 발광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140053498A KR102174961B1 (ko) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 유기전계 발광소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150126503A KR20150126503A (ko) | 2015-11-12 |
| KR102174961B1 true KR102174961B1 (ko) | 2020-11-06 |
Family
ID=54609930
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140053498A KR102174961B1 (ko) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | 유기전계 발광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102174961B1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102571643B1 (ko) * | 2015-12-31 | 2023-08-28 | 엘지디스플레이 주식회사 | 박막트랜지스터 및 이를 갖는 박막트랜지스터 기판 |
| KR102636734B1 (ko) | 2016-09-07 | 2024-02-14 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기발광 표시장치 |
| KR102574096B1 (ko) * | 2017-12-29 | 2023-09-01 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기발광표시패널 및 그 제조 방법과 이를 이용한 유기발광표시장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101611418B1 (ko) * | 2010-05-06 | 2016-04-12 | 삼성전자주식회사 | 광터치 패널 및 그 제조 방법 |
| KR101697611B1 (ko) * | 2010-10-18 | 2017-01-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계 발광소자 |
| KR20120076215A (ko) * | 2010-12-29 | 2012-07-09 | 엘지디스플레이 주식회사 | 유기전계발광표시장치 |
-
2014
- 2014-05-02 KR KR1020140053498A patent/KR102174961B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150126503A (ko) | 2015-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102100247B1 (ko) | 유기 발광 다이오드 어레이 기판, 그 제조 방법, 및 디스플레이 장치 | |
| WO2017195560A1 (ja) | 表示装置および電子機器 | |
| KR102160417B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR20140135613A (ko) | 발광 소자 및 그 제조 방법, 및 표시 장치 | |
| JP2015053137A (ja) | 有機エレクトロルミネセンス表示装置 | |
| KR20190064004A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| US9559153B2 (en) | Display device | |
| KR20100088993A (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| US20170149018A1 (en) | Organic light-emitting display apparatus including reflection adjusting layer | |
| US9257678B2 (en) | Organic luminescent display device | |
| JP7111793B2 (ja) | 画素アレイ基板およびこれを備えるディスプレイ装置 | |
| KR20220053756A (ko) | 표시 장치 | |
| JP2014059531A (ja) | 表示装置 | |
| US11502147B2 (en) | Display device | |
| KR20210028799A (ko) | 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법 | |
| KR102174961B1 (ko) | 유기전계 발광소자 | |
| US20220069014A1 (en) | Display device | |
| KR102404720B1 (ko) | 표시 장치 | |
| JP2019133868A (ja) | 表示装置 | |
| WO2019097986A1 (ja) | 表示装置 | |
| KR102515631B1 (ko) | 유기 발광 표시 장치 | |
| CN108010939B (zh) | 电致发光显示装置 | |
| KR20170026900A (ko) | 유기발광 표시장치 | |
| US20220140027A1 (en) | Display device | |
| US11943965B2 (en) | Display device including a lower electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |