KR102297075B1 - 협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치 - Google Patents

협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는, 표시 영역과 비 표시 영역을 포함하는 기판, 구동부, 기저 배선, 애노드 전극, 유기발광 층 그리고 캐소드 전극을 포함한다. 구동부는 비 표시 영역에 배치된다. 기저 배선은 보호막을 매개로 상기 구동부의 상부에 중첩된다. 애노드 전극은 표시 영역 내에 배치된다. 유기발광 층은 애노드 전극 위에 적층되며, 표시 영역에 배치된다. 그리고 캐소드 전극은 유기발광 층 위에 적층되며, 기저 배선과 접촉한다.

Description

협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치{Narrow Bezel Large Area Organic Light Emitting Diode Display}
본 발명은 협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 캐소드 전극의 면 저항을 낮추기 위한 보조 캐소드 전극과 보조 캐소드 전극을 보호하기 위한 보호 전극을 구비하면서도, 협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치(Electro-Luminescence device, EL) 등이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 능동소자인 박막 트랜지스터를 이용한 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode Display: OLED)의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 2는 도 1에서 절취선 I-I'로 자른 단면으로 종래 기술에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 유기발광 다이오드 표시장치는 박막 트랜지스터(ST, DT) 및 박막 트랜지스터(ST, DT)와 연결되어 구동되는 유기발광 다이오드(OLED)가 형성된 박막 트랜지스터 기판, 박막 트랜지스터 기판과 대향하여 유기 접합층(FS)을 사이에 두고 접합하는 캡(TS)을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판은 스위칭 TFT(ST), 스위칭 TFT(ST)와 연결된 구동 TFT(DT), 구동 TFT(DT)에 접속된 유기발광 다이오드(OLED)를 포함한다.
유리 기판(SUB) 위에 스위칭 TFT(ST)는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부위에 형성되어 있다. 스위칭 TFT(ST)는 화소를 선택하는 기능을 한다. 스위칭 TFT(ST)는 게이트 배선(GL)에서 분기하는 게이트 전극(SG)과, 반도체 층(SA)과, 소스 전극(SS)과, 드레인 전극(SD)을 포함한다. 그리고, 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)에 의해 선택된 화소의 애노드 전극(ANO)을 구동하는 역할을 한다. 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG)과, 반도체 층(DA), 구동 전류 전송 배선(VDD)에 연결된 소스 전극(DS)과, 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드의 애노드 전극(ANO)과 연결되어 있다.
도 2에서는 일례로, 탑 게이트(Top Gate) 구조의 박막 트랜지스터를 도시하였다. 이 경우, 스위칭 TFT(ST)의 반도체 층(SA) 및 구동 TFT(DT)의 반도체 층(DA)들이 기판(SUB) 위에 먼저 형성되고, 그 위를 덮는 게이트 절연막(GI) 위에 게이트 전극들(SG, DG)이 반도체 층들(SA, DA)의 중심부에 중첩되어 형성된다. 그리고, 반도체 층들(SA, DA)의 양 측면에는 콘택홀을 통해 소스 전극들(SS, DS) 및 드레인 전극들(SD, DD)이 연결된다. 소스 전극(SS, DS) 및 드레인 전극(SD, DD)들은 게이트 전극들(SG, DG)을 덮는 절연막(IN) 위에 형성된다.
또한, 화소 영역이 배치되는 표시 영역의 외주부에는, 각 게이트 배선(GL)의 일측 단부에 형성된 게이트 패드(GP), 각 데이터 배선(DL)의 일측 단부에 형성된 데이터 패드(DP), 그리고 각 구동 전류 전송 배선(VDD)의 일측 단부에 형성된 구동 전류 패드(VDP)가 배치된다. 스위칭 TFT(ST)와 구동 TFT(DT)가 형성된 기판(SUB) 위에 보호막(PAS)이 전면 도포된다. 그리고, 게이트 패드(GP), 데이터 패드(DP), 구동 전류 패드(VDP), 그리고, 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)을 노출하는 콘택홀들이 형성된다. 그리고, 기판(SUB) 중에서 표시 영역 위에는 평탄화 막(PL)이 도포된다. 평탄화 막(PL)은 유기발광 다이오드를 구성하는 유기물질을 매끈한 평면 상태에서 도포하기 위해 기판 표면의 거칠기를 균일하게 하는 기능을 한다.
평탄화 막(PL) 위에는 콘택홀을 통해 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 접촉하는 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 또한, 평탄화 막(PL)이 형성되지 않은 표시 영역의 외주부에서도, 보호막(PAS)에 형성된 콘택홀들을 통해 노출된 게이트 패드(GP), 데이터 패드(DP) 그리고 구동 전류 패드(VDP) 위에 형성된 게이트 패드 단자(GPT), 데이터 패드 단자(DPT) 그리고 구동 전류 패드 단자(VDPT)가 각각 형성된다. 표시 영역 내에서 특히 화소 영역을 제외한 기판(SUB) 위에 뱅크(BA)가 형성된다.
뱅크(BA) 및 뱅크(BA)를 통해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광 층(OL)이 도포된다. 그리고, 유기발광 층(OL) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 도포된다. 이로써 애노드 전극(ANO), 유기발광 층(OL) 그리고 캐소드 전극(CAT)이 적층된 구조를 갖는 유기발광 다이오드(OLED)가 완성된다.
상기와 같은 구조를 갖는 박막 트랜지스터 기판 위에 일정 간격을 유지하는 캡(TS)이 합착된다. 이 경우, 박막 트랜지스터 기판과 캡(TS)은 그 사이에 유기 접합층(FS)을 개재하여, 일정한 간격을 유지하면서 완전 밀봉 합착하도록 하는 것이 바람직하다. 유기 접합층(FS)은 박막 트랜지스터 기판과 캡(TS)을 서로 면 접착하며 밀봉하여 외부에서 수분 및 가스가 침투하는 것을 방지한다. 게이트 패드(GP) 및 게이트 패드 단자(GPT) 그리고 데이터 패드(DP) 및 데이터 패드 단자(DPT)는 캡(TS) 외부에 노출되어 각종 연결 수단을 통해 외부에 설치되는 장치와 연결된다.
또한, 캡(TS)의 내측 표면에는 비 발광 영역에 형성된 블랙 매트릭스(BM)과 발광 영역에 형성된 칼라 필터(CF)를 더 포함할 수 있다. 특히, 유기발광 층(OL)이 백색광을 발현하는 경우, 칼라 필터(CF)를 이용하여 적(R)- 녹(G)-청(B)의 색상을 구현할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치에서, 기본적인 전압을 갖는 캐소드 전극이 표시 패널의 기판 전체 표면에 걸쳐 도포되는 구조를 갖는다. 캐소드 전극을 비 저항 값이 낮은 금속 물질로 형성할 경우에는 큰 문제가 없지만, 투과도를 확보하기 위해 투명 도전물질로 형성하는 경우, 면 저항이 커져서 화질에 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 캐소드 전극에 투명한 도전물질이나 금속보다 비 저항이 큰 물질인 인듐-주석 산화물 혹은 인듐-아연 산화물을 포함할 경우, 면 저항이 커진다. 그러면, 캐소드 전극이 표시 패널 전체 면적에 걸쳐 일정한 전압 값을 갖지 못하는 문제가 발생한다. 특히, 대면적 유기발광 다이오드 표시장치로 개발할 경우, 전체 화면에 걸쳐서 표시장치의 휘도가 불균일 해지는 현상이 더욱 중요한 문제로 대두될 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로서, 캐소드 전극의 면 저항을 낮추기 위한 보조 캐소드 전극을 구비한 대면적 유기발광 다이오드 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 비 표시 영역에 배치되는 외곽 배선을 구동 소자의 상부에 중첩 배치하여 협 베젤 구조를 갖는 대면적 유기발광 다이오드 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 외곽 배선을 보조 캐소드 전극 및 캐소드 전극과 직접 접촉 방식으로 연결함된, 협 베젤 및 대면적 유기발광 다이오드 표시장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는, 표시 영역과 비 표시 영역을 포함하는 기판, 구동부, 기저 배선, 애노드 전극, 유기발광 층 그리고 캐소드 전극을 포함한다. 구동부는 비 표시 영역에 배치된다. 기저 배선은 보호막을 매개로 상기 구동부의 상부에 중첩된다. 애노드 전극은 표시 영역 내에 배치된다. 유기발광 층은 애노드 전극 위에 적층되며, 표시 영역에 배치된다. 그리고 캐소드 전극은 유기발광 층 위에 적층되며, 기저 배선과 접촉한다.
일례로, 유기발광 다이오드 표시장치는 박막 트랜지스터와 보조 캐소드 전극을 더 포함한다. 박막 트랜지스터는 표시 영역에 배치되며, 애노드 전극과 연결된다. 그리고 보조 캐소드 전극은 애노드 전극과 동일한 물질을 포함하되 애노드 전극과 분리되며 기저 배선과 접촉한다.
일례로, 유기발광 다이오드 표시장치는 기저 배선 및 박막 트랜지스터 위에 도포되며 각각의 일부를 노출하는 평탄화 막을 더 포함한다. 애노드 전극 및 보조 캐소드 전극은, 평탄화 막 위에 배치된다. 보조 캐소드 전극은, 평탄화 막을 통해 노출된 기저 배선과 접촉한다. 캐소드 전극은, 보조 캐소드 전극 및 기저 배선과 접촉한다.
일례로, 유기발광 다이오드 표시장치는, 박막 트랜지스터, 제1 보호막, 제1 보조 용량 전극, 제2 보호막 및 제2 보조 용량 전극을 더 포함하며, 기저 배선은 제1 보조 용량 전극 및 제2 보조 용량 전극 중 어느 하나와 동일한 층에 배치된다. 박막 트랜지스터는 표시 영역 내에 배치되며, 애노드 전극과 연결된다. 제1 보조 용량 전극은 제1 보호막을 사이에 두고 박막 트랜지스터 상부에 배치된다. 제2 보조 용량 전극은 제2 보호막을 사이에 두고 제1 보조 용량 전극과 중첩한다.
본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는 애노드 전극을 형성할 때, 캐소드 전극과 연결될 보조 캐소드 전극을 더 형성한다. 이로써, 캐소드 전극의 면 저항을 더 낮출 수 있어, 표시 패널 전체에 걸쳐 밝기 분포에 차이가 없이 균일한 휘도를 갖는 유기전계발광 표시장치를 얻을 수 있다. 또한, 중간 금속층을 이용하여 비 표시 영역에 배치되는 구동 소자와 중첩하는 위치에 외곽 배선을 형성하여, 협 베젤 구조를 얻을 수 있다. 외곽 배선은 보조 캐소드 전극 및 캐소드 전극과 직접 접촉하여 기저 전압을 제공함으로써, 대면적에서 기저 전압의 값을 편차 없이 균일하게 확보할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 능동소자인 박막 트랜지스터를 이용한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 2는 도 1에서 절취선 I-I'로 자른 단면으로 종래 기술에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면 확대도.
도 4는 도 3에서 절취선 II-II'으로 자른 도면으로 본 발명의 제1 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면 확대도.
도 6은 도 5에서 절취선 III-III'으로 자른 도면으로 본 발명의 제2 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 7a 및 7b는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 단면도들.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것일 수 있는 것으로서, 실제 제품의 부품 명칭과는 상이할 수 있다.
<제1 실시 예>
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면 확대도이다. 도 4는 도 3에서 절취선 II-II'으로 자른 도면으로 본 발명의 제1 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 3 및 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 예에 대하여 설명한다. 본 발명의 핵심은 캐소드 전극의 저항을 낮추기 위한 보조 전극의 구조에 있다. 따라서, 종래 기술에 의한 특징과 큰 차이가 없는 박막 트랜지스터 및 유기발광 다이오드에 대한 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 3을 참조하여, 평면상에서의 구조에 대하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는 영상 정보를 표시하는 표시 영역(AA)과, 표시 영역(AA)을 구동하기 위한 여러 소자들이 배치되는 비 표시 영역(NA)으로 구분된 기판(SUB)을 포함한다. 표시 영역(AA)에는 매트릭스 방식으로 배열된 복수 개의 화소 영역(PA)들이 정의된다. 도 3에서는 점선으로 화소 영역(PA)들을 표시하였다.
예를 들어, NxM 방식의 장방형으로 화소 영역(PA)들이 정의될 수 있다. 하지만, 반드시 이러한 방식에만 국한되는 것이 아니고, 다양한 방식으로 배열될 수도 있다. 각 화소 영역들이 동일한 크기를 가질 수도 있고, 서로 다른 크기를 가질 수도 있다. 또한, RGB(적녹청) 색상을 나타내는 세 개의 서브 화소를 하나의 단위로 하여, 규칙적으로 배열될 수도 있다. 가장 단순한 구조로 설명하면, 화소 영역(PA)들은 가로 방향으로 진행하는 복수 개의 게이트 배선(GL)들과 세로 방향으로 진행하는 복수 개의 데이터 배선(DL)들 및 구동 전류 배선(VDD)들의 교차 구조로 정의할 수 있다.
화소 영역(PA)의 외주부에 정의된, 비 표시 영역(NA)에는 데이터 배선(DL)들에 화상 정보에 해당하는 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부(혹은, Data Driving Integrated Circuit)(DIC)과, 게이트 배선(GL)들에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 구동부(혹은, Gate Driving Integrated Circuit)(GIP)이 배치될 수 있다. 데이터 배선(DL)들 및 구동 전류 배선(VDD)들의 개수가 많아지는, VGA급보다 더 높은 고 해상도의 경우에는, 데이터 구동부(DIC)는 기판(SUB)의 외부에 실장하고, 데이터 구동부(DIC) 대신에 데이터 접속 패드들이 배치될 수도 있다.
표시장치의 구조를 단순하게 하기 위해, 게이트 구동부(GIP)는, 기판(SUB)의 일측 부에 직접 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 기판(SUB)의 최 외곽부에는 기저 전압을 공급하는 기저 배선(Vss)이 배치된다. 기저 배선(Vss)은 기판(SUB)의 외부에서 공급되는 기저 전압(Ground Voltage)을 인가받아, 데이터 구동부(DIC) 및 게이트 구동부(GIP)에 모두 기저 전압을 공급하도록 배치하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기전 배선(Vss)은 기판(SUB)의 상부 측변에 배치된 데이터 구동부(DIC)에 연결되고, 기판(SUB)의 좌측 및/또는 우측 변에 배치된 게이트 구동부(GIP)의 외측에서 기판을 감싸듯이 배치될 수 있다.
각 화소 영역(PA)에는 유기발광 다이오드 표시장치의 핵심 구성 요소들인 유기발광 다이오드와 유기발광 다이오드를 구동하기 위한 박막 트랜지스터들이 배치된다. 박막 트랜지스터들은 화소 영역(PA)의 일측 부에 정의된 박막 트랜지스터 영역(TA)에 형성될 수 있다. 유기발광 다이오드는 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 그리고, 두 전극들 사이에 개재된 유기발광 층을 포함한다. 실제로 발광하는 영역은 애노드 전극(ANO)과 중첩하는 유기발광 층의 면적에 의해 결정된다.
애노드 전극(ANO)은 화소 영역(PA) 중에서 일부 영역을 차지하도록 형성되며, 박막 트랜지스터 영역(TA)에 형성된 박막 트랜지스터와 연결된다. 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광 층(OL)을 도포하는데, 애노드 전극(ANO)과 유기발광 층(OL)이 중첩된 영역이 실제 발광 영역으로 결정된다. 캐소드 전극(CAT)은 유기발광 층(OL) 위에서 적어도 화소 영역(PA)들이 배치된 표시 영역(NA)의 면적을 모두 덮도록 하나의 몸체로 형성한다.
캐소드 전극(CAT)은 게이트 구동부(GIP)를 넘어 기판(SUB)의 외측부에 배치된 기저 배선(Vss)와 접촉한다. 즉, 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가한다. 캐소드 전극(CAT)은 기저 전압을 인가받고, 애노드 전극(ANO)은 화상 전압을 인가받아, 그 사이의 전압차이에 의해 유기발광 층(OL)에서 빛이 발광하여 화상 정보를 표시한다.
캐소드 전극(CAT)은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성한다. 이와 같은 투명 도전물질은 금속 물질보다는 비 저항 값이 높은 편이다. 상면 발광형(Top Emission Type)의 경우, 애노드 전극(ANO)은 저항이 낮고 빛 반사율이 높은 금속 물질로 형성하기 때문에 저항 문제가 발생하지 않는다. 반면에 캐소드 전극(CAT)은, 빛이 이를 투과하여야 하므로, 투명 도전 물질로 형성한다.
특히, 대면적 상면 발광형의 경우에는 저항을 낮추기 위해, 캐소드 전극(CAT)에 은(Ag)과 같은 저 저항 금속 물질을 사용하기도 하는데, 빛 투과성을 고려하여 얇게 형성하여야 한다. 아무리 저 저항 금속 물질을 사용하더라도, 얇은 두께로 대면적 유기발광 표시장치의 경우, 면 저항 값은 더욱 커진다. 이로 인해, 기저 전압이 기판(SUB) 전체 면에 걸쳐 일정하지 못할 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)으로 인가되는 기저 전압이 들어오는 쪽인 인입 측변에서의 기저 전압 값과 인입 측변에서 가장 멀리 떨어진 대향 측변에서의 기저 전압 값의 편차가 커져, 화면의 밝기가 일정하지 않을 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는, 비 저항이 낮은 금속 물질로 형성한 보조 캐소드 전극(AC)을 더 구비한다. 본 발명의 제1 실시 예에서는, 게이트 배선(GL)과 동일한 층에 보조 캐소드 전극(AC)을 형성한 경우를 설명한다. 이 경우, 보조 캐소드 전극(AC)은 게이트 배선(GL)과 평행하게 배치되는 다수 개의 배선 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 보조 캐소드 전극(AC)은 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해 캐소드 전극(CAT)과 접촉한다.
면 저항을 효과적으로 낮추기 위해서는, 캐소드 콘택홀(CHC)의 개수가 가급적 많을수록 좋다. 하지만, 너무 많으면, 오히려 접촉 저항이 증가하여 불리할 수도 있으므로, 적절한 개수로 조절하는 것이 바람직하다. 제1 실시 예를 나타내는 도 3에서는, 표시 영역(AA)의 외측 일부에 캐소드 콘택홀(CHC)들이 배치된 경우를 도시한다. 필요하다면, 각 화소 영역(PA) 내에서도 캐소드 전극(CAT)과 보조 캐소드 전극(AC)을 서로 연결하기 위한 화소 영역 캐소드 콘택홀들을 더 형성할 수도 있다.
상부 발광형의 경우, 유기발광 층(OL)에서 발생한 빛이 캐소드 전극(CAT) 쪽으로 출광하므로, 보조 캐소드 전극(AC)은 애노드 전극(ANO) 하부에서 애노드 전극(ANO)과 중첩하도록 넓은 띠 모양으로 형성할 수도 있다. 하부 발광형의 경우, 게이트 배선(GL)과 평행하면서, 발광 영역과 중첩하지 않도록 빈 공간에 배치하는 것이 바람직하다.
보조 캐소드 전극(AC)이 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해 노출된 상태에서, 뱅크(BN) 및 유기 물질들을 형성한다. 이러한 공정 과정 중에 노출된 보조 캐소드 전극(AC)의 표면이 손상을 받을 수 있다. 특히, 저 저항을 확보하기 위해 보조 캐소드 전극(AC)이 구리(Cu)와 같은 금속을 포함할 경우, 표면 접합성이 저하될 수 있다. 그 결과, 보조 캐소드 전극(AC)이 들뜨거나, 캐소드 전극(CAT)을 연결할 때, 접촉이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명의 제1 실시 예에서는, 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해 노출된 보조 캐소드 전극(AC)을 덮는 보호 전극(AD)을 더 포함한다. 보호 전극(AC)은, 제조 공정을 고려할 때, 애노드 전극(ANO)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성하는 것이 바람직하다.
도 4를 더 참조하여, 제1 실시 예에 의한 유기발광 표시장치의 단면 구조를 더 상세히 설명한다. 여기서는, 편의상 박막 트랜지스터가 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조를 갖는 것으로 설명하였다. 하지만, 종래 기술에서 설명한, 탑 게이트(Top Gate) 구조를 본 발명의 제1 실시 예에 적용할 수 있다.
기판(SUB) 위에 게이트 구동부(GIP)와 기저 배선(Vss)이 배치되는 비 표시 영역(NA), 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 구동 박막 트랜지스터(DT) 및 유기발광 다이오드(OLED)가 형성되는 표시 영역(AA)이 정의된다.
게이트 구동부(GIP)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST) 및 구동 박막 트랜지스터(DT)를 형성하는 과정에서 함께 형성한 박막 트랜지스터를 구비할 수 있다. 화소 영역(PA)에 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 게이트 전극(SG), 게이트 절연막(GI), 채널층(SA), 소스 전극(SS) 및 드레인 전극(SD)을 포함한다. 또한, 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG), 게이트 절연막(GI), 채널 층(DA), 소스 전극(DS) 및 드레인 전극(DD)을 포함한다.
박막 트랜지스터들(ST, DT) 위에는 보호막(PAS)과 평탄화 막(PL)이 연속으로 도포된다. 평탄화 막(PL) 위에는 화소 영역(PA) 내의 일정 부분만을 차지하는 고립된 장방형의 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 애노드 전극(ANO)은 보호막(PAS) 및 평탄화막(PL)을 관통하는 콘택홀을 통해 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)과 접촉한다.
애노드 전극(ANO)이 형성된 기판 위에는 발광 영역을 정의하는 뱅크(BA)가 도포된다. 뱅크(BA)를 패턴하여, 애노드 전극(ANO)의 대부분을 노출한다. 캐소드 콘택홀(CHC)은 비 표시 영역(NA)에 형성하는 것이 바람직하다. 뱅크(BA) 패턴에 의해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에는 유기발광 층(OL)을 도포한다. 뱅크(BA) 위에는 투명 도전 물질을 도포하여, 캐소드 전극(CAT)을 형성한다. 이로써, 애노드 전극(ANO), 유기발광층(OL) 및 캐소드 전극(CAT)을 포함하는 유기발광 다이오드(OLED)가 형성된다.
한편, 보조 캐소드 전극(AC)은 게이트 배선(GL) 및 박막 트랜지스터들(ST, DT)의 게이트 전극(G)과 동일한 금속물질로 형성하여 동일한 층에 배치된다. 특히, 제1 실시 예에서 보조 캐소드 전극(AC)은 게이트 배선(GL)과 평행한 배선 형태로 형성한다. 보조 캐소드 전극(AC)은 캐소드 전극(CAT)의 면 저항을 낮추어 주기 위한 것으로 캐소드 전극(CAT)과 접촉할 수 있어야 한다. 따라서, 보조 캐소드 전극(AC)을 노출할 수 있도록 게이트 절연막(GI), 보호막(PAS) 및 평탄화 막(PL)을 관통하는 캐소드 콘택홀(CHC)을 형성한다.
상부 발광식의 경우, 빛이 기판(SUB) 방향으로는 방출되지 않으므로, 애노드 전극(ANO)과 중첩되도록 그 하부 영역에서 게이트 배선(GL)과 평행하게 배치할 수 있다. 하부 발광식이나, 양면 발광식의 경우에는 빛이 기판(SUB) 방향으로 방출되어야 하므로, 게이트 배선(GL)과 평행하되 애노드 전극(ANO)과 중첩하지 않으면서 게이트 배선(GL)과 접촉하지 않도록 배치하는 것이 바람직하다.
캐소드 콘택홀(CHC)이 형성된 부분에는 애노드 전극(ANO)을 형성하는 과정에서 동일한 물질로, 보호 전극(AD)을 형성한다. 보호 전극(AD)은 애노드 전극(ANO)과 연결되지 않도록 고립된 형태로 형성하는 것이 바람직하다. 보호 전극(AD)은 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해 노출된 보조 캐소드 전극(AC)의 표면을 보호하기 위한 것으로, 캐소드 콘택홀(CHC)보다 약간 더 큰 형태를 갖는 것이 바람직하다.
뱅크(BA)가 형성된 기판(SUB) 위에는 유기발광 층(OL)이 도포된다. 유기발광 층(OL)이 백색광을 발현하고, 별도로 형성한 칼라 필터(CF)로 색상을 표현하도록 할 수 있다. 이 경우, 유기발광 층(OL)은 적어도 표시 영역(AA)을 모두 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 제1 실시 예에서는, 보조 캐소드 전극(AC)과 캐소드 전극(CAT)을 연결하는 캐소드 콘택홀(CHC) 그리고 캐소드 콘택홀(CHC)을 덮는 보호 전극(AD)이 비 표시 영역(NA)에 형성하였다. 따라서, 보호 전극(AD) 위에는 유기발광 층(OL)이 도포되지 않는다.
유기발광 층(OL)이 도포된 기판(SUB) 위에 캐소드 전극(CAT)을 도포한다. 캐소드 전극(CAT)은 게이트 구동부(GIP)를 넘어 기판(SUB)의 외측부에 배치된 기저 배선(Vss)와 접촉하도록 표시 영역(AA) 및 비 표시 영역(NA)에 걸쳐 형성한다. 이로써, 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가할 수 있다.
한편, 기저 배선(Vss)은 게이트 전극(G)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성할 수 있다. 이 경우, 기저 배선(Vss)을 덮는 보호막(PAS) 및 게이트 절연막(GI)을 관통하는 콘택홀을 통해 캐소드 전극(AC)과 접촉할 수 있다. 다른 방법으로, 기저 배선(Vss)은 소스-드레인(SS-SD, DS-DD) 전극과 동일한 물질로 동일한 층에 형성할 수도 있다. 이 경우, 기저 배선(Vss)은 보호막(PAS)을 관통하는 콘택홀을 통해 캐소드 전극(AC)과 접촉할 수 있다.
이와 같이 제1 실시 예에서, 캐소드 전극(CAT)은 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해, 보조 캐소드 전극(AC)과 접촉한다. 더 상세히는, 보조 캐소드 전극(AC)은 캐소드 콘택홀(CHC)을 통해 보호 전극(AD)과 접촉하고, 캐소드 전극(CAT)은 보호 전극(AD)과 직접 접촉하는 구조를 갖는다. 대면적 유기발광 표시장치를 구현하는 경우, 캐소드 전극(CAT)의 면적이 커지더라도, 저 저항 금속물질로 형성한 보조 캐소드 전극(AC)에 의해 면 저항이 낮아지므로, 전체 면적에 걸쳐서 기저 전압 값이 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 보호 전극(AD)으로 인해, 보조 캐소드 전극(AC)에 구리가 포함된 경우, 캐소드 콘택홀(CHC)에 노출되더라도 계면의 안정성을 확보할 수 있다.
이상 설명한 제1 실시 예에서는, 캐소드 전극에 투명 전극을 사용하여 면 저항이 다른 유형보다 상대적으로 높은 상부형 유기발광 다이오드 표시장치에서 캐소드 전극의 저항을 낮추어 주는 보조 캐소드 전극을 더 제공한다. 특히, 상부 발광형의 경우, 발광 영역인 애노드 전극과 중첩하여 보조 캐소드 전극을 형성할 수 있어, 보조 캐소드 전극을 가급적 큰 면적을 갖도록 형성할 수 있다.
<제2 실시 예>
이하, 제2 실시 예에서는, 협 베젤 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치에 대해서 설명한다. 본 발명에서는 상부 발광형 유기발광 다이오드 표시장치에서 추가적으로 협 베젤 구조를 더 제공하는 경우로 설명한다. 하지만, 협 베젤 구조를 갖도록 하는 특징은 상부 발광형 외에 하부 발광형 및 양면 발광형 혹은 투명 방식의 유기발광 다이오드 표시장치에도 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면 확대도이다. 도 6은 도 5에서 절취선 III-III'으로 자른 도면으로 본 발명의 제2 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는 영상 정보를 표시하는 표시 영역(AA)과, 표시 영역(AA)을 구동하기 위한 여러 소자들이 배치되는 비 표시 영역(NA)으로 구분된 기판(SUB)을 포함한다. 표시 영역(AA)에는 매트릭스 방식으로 배열된 복수 개의 화소 영역(PA)들이 정의된다. 도 5에서는 점선으로 화소 영역(PA)들을 표시하였다. 화소 영역(PA)들은 가로 방향으로 진행하는 복수 개의 게이트 배선(GL)들과 세로 방향으로 진행하는 복수 개의 데이터 배선(DL)들 및 구동 전류 배선(VDD)들의 교차 구조로 정의할 수 있다.
화소 영역(PA)의 외주부에 정의된, 비 표시 영역(NA)에는 데이터 배선(DL)들에 화상 정보에 해당하는 신호를 공급하기 위한 데이터 구동부(혹은, Data Driving Integrated Circuit)(DIC)과, 게이트 배선(GL)들에 스캔 신호를 공급하기 위한 게이트 구동부(혹은, Gate Driving Integrated Circuit)(GIP)이 배치될 수 있다. 더욱이, 게이트 구동부(GIP)는, 기판(SUB)의 일측 부에 직접 형성할 수 있다. 그리고, 기판(SUB)의 최 외곽부에는 기저 전압을 공급하는 기저 배선(Vss)이 배치된다. 기저 배선(Vss)은 기판(SUB)의 외부에서 공급되는 기저 전압(Ground Voltage)을 인가받아, 데이터 구동부(DIC) 및 게이트 구동부(GIP)에 모두 기저 전압을 공급하도록 배치한다.
특히, 제2 실시 예에서는, 협 베젤 구조를 위해 베젤 영역을 최소한의 폭을 설계한다. 베젤 영역은 바로 비 표시 영역(NA)에 해당한다. 따라서, 협 베젤 구조를 위해서는 비 표시 영역(NA)의 폭을 최대한 좁게 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 기전 배선(Vss)은 기판(SUB)의 상부 측변에 배치된 데이터 구동부(DIC)에 연결되고, 기판(SUB)의 좌측 및/또는 우측 변에 배치된 게이트 구동부(GIP)와 중첩되도록 배치될 수 있다.
각 화소 영역(PA)에는 유기발광 다이오드 표시장치의 핵심 구성 요소들인 유기발광 다이오드와 유기발광 다이오드를 구동하기 위한 박막 트랜지스터들이 배치된다. 박막 트랜지스터들은 화소 영역(PA)의 일측 부에 정의된 박막 트랜지스터 영역(TA)에 형성될 수 있다. 유기발광 다이오드(OLE)는 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 그리고, 두 전극들 사이에 개재된 유기발광 층(OL)을 포함한다. 실제로 발광하는 영역은 애노드 전극(ANO)과 중첩하는 유기발광 층(OL)의 면적에 의해 결정된다.
애노드 전극(ANO)은 화소 영역(PA) 중에서 일부 영역을 차지하도록 형성되며, 박막 트랜지스터 영역(TA)에 형성된 박막 트랜지스터와 연결된다. 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광 층(OL)을 도포하는데, 애노드 전극(ANO)과 유기발광 층(OL)이 중첩된 영역이 실제 발광 영역으로 결정된다. 캐소드 전극(CAT)은 유기발광 층(OL) 위에서 적어도 화소 영역(PA)들이 배치된 표시 영역(NA)의 면적을 모두 덮도록 하나의 몸체로 형성한다.
캐소드 전극(CAT)은 게이트 구동부(GIP)의 상부에 배치된 기저 배선(Vss)와 접촉한다. 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가한다. 캐소드 전극(CAT)은 기저 전압을 인가받고, 애노드 전극(ANO)은 화상 전압을 인가받아, 그 사이의 전압차이에 의해 유기발광 층(OL)에서 빛이 발광하여 화상 정보를 표시한다.
캐소드 전극(CAT)은 인듐-주석 산화물(Indium Tin Oxide) 혹은 인듐-아연 산화물(Indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전 물질로 형성한다. 이와 같은 투명 도전물질은 금속 물질보다는 비 저항 값이 높은 편이다. 상면 발광형(Top Emission Type)의 경우, 애노드 전극(ANO)은 저항이 낮고 빛 반사율이 높은 금속 물질로 형성하기 때문에 저항 문제가 발생하지 않는다. 반면에 캐소드 전극(CAT)은, 빛이 이를 투과하여야 하므로, 투명 도전 물질로 형성한다.
특히, 대면적 상면 발광형의 경우에는 대면적 유기발광 표시장치를 제조할 경우, 면 저항 값이 커진다. 이로 인해, 기저 전압이 기판(SUB) 전체 면에 걸쳐 일정하게 전달되지 못할 수 있다. 예를 들어, 기판(SUB)으로 인가되는 기저 전압이 들어오는 쪽인 인입 측변에서의 기저 전압 값과 인입 측변에서 가장 멀리 떨어진 대향 측변에서의 기저 전압 값의 편차가 커져, 화면의 밝기가 일정하지 않을 수 있다.
이를 방지하기 위해, 본 발명에서는, 비 저항이 낮은 금속 물질로 형성한 보조 캐소드 전극(AC)을 더 구비한다. 본 발명의 제2 실시 예에서는, 애노드 전극(ANO) 전극과 동일한 층에 보조 캐소드 전극(AC)을 형성한 경우를 설명한다. 이 경우, 보조 캐소드 전극(AC)은 애노드 전극(ANO)과 동일한 물질로 형성하되, 애노드 전극(ANO)과 일정 거리 이격하여 전기적 및 물리적으로 연결되지 않는 것이 바람직하다.
보조 캐소드 전극(AC)은 애노드 전극(ANO)이 배치되지 않는 영역이라면, 기판(SUB) 상에서 어디든지 배치될 수 있다. 도면에서는 편의상, 게이트 구동부(GIP)와 표시 영역(AA) 사이의 공간에 배치된 경우로 설명하였지만, 박막 트랜지스터 영역(TA) 위에 형성될 수도 있다. 예를 들어, 상부 발광형의 경우, 유기발광 층(OL)에서 발생한 빛이 캐소드 전극(CAT) 쪽으로 출광하므로, 보조 캐소드 전극(AC)은 애노드 전극(ANO) 하부에서 애노드 전극(ANO)과 중첩하도록 넓은 띠 모양으로 형성할 수도 있다. 하부 발광형의 경우, 게이트 배선(GL)과 평행하면서, 발광 영역과 중첩하지 않도록, 박막 트랜지스터 영역(TA)과 같이 빈 공간에 배치하는 것이 바람직하다.
한편, 기저 배선(VSS)은 보호막(PAS) 위에서 게이트 구동부(GIP)와 중첩하도록 배치할 수 있다. 제1 실시 예와 같이 게이트 구동부(GIP) 외측에 기저 배선(VSS)이 배치된 경우에 비해서, 비 표시 영역(NA)이 차지하는 폭을 더 좁힐 수 있다. 도 5에서 점선으로 표시한 제거되는 부분(Cut Out)이 제1 실시 예에 비해서 더 좁아지는 베젤 영역을 나타낸다.
보조 캐소드 전극(AC)이 평탄화 막(PL) 위에 형성되므로, 평탄화 막(PL)을 형성하는 과정에서 기저 배선(VSS)을 노출하는 콘택홀을 더 형성할 수 있다. 또는, 기저 배선(VSS)을 노출하도록 평탄화 막(PL)을 패턴할 수도 있다. 도면에서는 편의상 기저 배선(VSS)을 노출하는 구조를 도시하였다.
애노드 전극(ANO) 및 보조 캐소드 전극(AC)이 형성된 상태에서, 뱅크(BA)를 형성한다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)에서 발광 영역을 노출하여 정의한다. 뱅크(BA)가 형성된 기판(SUB) 위에 유기발광 층(OL)과 캐소드 전극(CAT)을 도포하여 유기발광 다이오드(OLE)를 완성한다.
도 6을 더 참조하여, 제2 실시 예에 의한 유기발광 표시장치의 단면 구조를 더 상세히 설명한다. 여기서는, 편의상 박막 트랜지스터가 바텀 게이트(Bottom Gate) 구조를 갖는 것으로 설명하였다. 하지만, 종래 기술에서 설명한, 탑 게이트(Top Gate) 구조를 본 발명의 제1 실시 예에 적용할 수 있다.
기판(SUB) 위에 게이트 구동부(GIP)와 기저 배선(Vss)이 배치되는 비 표시 영역(NA), 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 구동 박막 트랜지스터(DT) 및 유기발광 다이오드(OLE)가 형성되는 표시 영역(AA)이 정의된다.
게이트 구동부(GIP)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST) 및 구동 박막 트랜지스터(DT)를 형성하는 과정에서 함께 형성한 박막 트랜지스터를 구비할 수 있다. 화소 영역(PA)에 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 게이트 전극(SG), 게이트 절연막(GI), 채널 층(SA), 소스 전극(SS) 및 드레인 전극(SD)을 포함한다. 또한, 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG), 게이트 절연막(GI), 채널 층(DA), 소스 전극(DS) 및 드레인 전극(DD)을 포함한다.
박막 트랜지스터들(ST, DT) 위에는 보호막(PAS)이 도포된다. 보호막(PAS) 위에는 게이트 구동부(GIP)와 중첩하도록 기저 배선(VSS)가 형성된다. 기저 배선(VSS)이 형성된 기판(SUB) 위에 평탄화 막(PL)이 도포된다. 평탄화 막(PL)에는 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)을 노출하는 화소 콘택홀(PH)이 형성된다. 또한, 기저 배선(VSS)을 노출하도록 형성한다. 경우에 따라서는, 기저 배선(VSS)을 노출하는 콘택홀을 형성할 수도 있다.
평탄화 막(PL) 위에는 화소 영역(PA) 내의 일정 부분만을 차지하는 고립된 장방형의 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 애노드 전극(ANO)은 보호막(PAS) 및 평탄화막(PL)을 관통하는 화소 콘택홀(PH)을 통해 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)과 접촉한다. 또한, 평탄화 막(PL) 위에는 애노드 전극(ANO)과 동일한 물질로 이루어지되, 일정 간격 이격되어 배치된 보조 캐소드 전극(AC)이 형성된다. 특히, 보조 캐소드 전극(AC)은 평탄화 막(PL)에서 노출된 기저 배선(VSS)와 직접 접촉되도록 형성한다.
애노드 전극(ANO)이 형성된 기판 위에는 발광 영역을 정의하는 뱅크(BA)가 도포된다. 뱅크(BA)를 패턴하여, 애노드 전극(ANO)의 대부분을 노출한다. 뱅크(BA) 패턴에 의해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에는 유기발광 층(OL)을 도포한다. 유기발광 층(OL)은 보조 캐소드 전극(AC) 및 기저 배선(VSS)을 덮지 않도록 표시 영역(AA)에만 도포하는 것이 바람직하다. 만일, 비 표시 영역(NA)의 일부까지 침범할 수밖에 없는 상황이더라도, 적어도 기저 배선(VSS)의 일부는 덮지 않고 노출시키는 것이 바람직하다.
유기발광 층(OL)이 도포된 기판(SUB) 위에 투명 도전 물질을 도포하여, 캐소드 전극(CAT)을 형성한다. 이로써, 애노드 전극(ANO), 유기발광층(OL) 및 캐소드 전극(CAT)을 포함하는 유기발광 다이오드(OLED)가 형성된다. 또한, 캐소드 전극(CAT)는 비 표시 영역(NA)까지 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 캐소드 전극(CAT)은 보조 캐소드 전극(AC) 및/또는 기저 배선(VSS)과 직접 접촉할 수 있다. 이로써, 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에서는, 보조 캐소드 전극(AC)을 더 구비하고, 기저 배선(VSS) 및/또는 캐소드 전극(CAT)과 연결하여, 캐소드 전극(CAT)의 면 저항을 낮출 수 있다. 더욱이, 기저 배선(VSS)을 게이트 구동부(GIP)와 중첩하도록 배치함으로써, 비 표시 영역(NA)의 폭을 극소화한 협 베젤 구조를 이룩할 수 있다.
또한, 기저 배선(VSS)이 게이트 구동부(GIP) 위에 적층되는데, 게이트 구동부(GIP)는 상대적으로 차지하는 면적이 넓은 편이다. 따라서, 기저 배선(VSS)을 게이트 구동부(GIP) 면적까지 넓게 형성할 수 있다. 제1 실시 예의 경우, 기저 배선(VSS)의 너비가 베젤 영역의 폭을 결정 짓는 또 하나의 요인이므로, 협 베젤 구조를 이룩하기 위해서는 기저 배선(VSS)의 너비를 결정하는 데 제한적일 수 밖에 없다. 게이트 구동부(GIP)의 폭은 기저 배선(VSS)의 너비보다 훨씬 더 큰 크기를 가지므로, 제2 실시 예와 같이 설계할 경우, 게이트 구동부(GIP) 위에 중첩된 기저 배선(VSS)의 너비를 설계하는 데 아무런 제약이 없다.
<제3 실시 예>
이상 제2 실시 예에서는 기저 배선(VSS)을 게이트 구동부(GIP)의 상부에서 중첩되어 배치된 개략적인 구조만 설명하였다. 이와 같은 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치를 제조하기 위해서는 기저 배선(VSS)을 별도로 더 형성하여야 하기 때문에 제조 공정이 복잡해질 수 있다. 하지만, 유기발광 다이오드 표시장치를 구성하는 전극층을 이용한다면, 제조 공정수를 늘이지 않고도 본 발명의 특징을 구현할 수 있다. 제3 실시 예에서는 300PPI 이상의 초고 해상도를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치에서, 개구 영역을 더 확보하기 위해, 보조 용량을 박막 트랜지스터 위에 별도로 형성하는, 상부 보조 용량(Top Capacitance) 구조에서 보조 용량 전극에 사용하는 금속층을 이용하여 기저 배선(VSS)을 형성한 경우를 설명한다. 도 7a 및 7b는 본 발명의 제3 실시 예에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타낸 단면도들이다. 여기서는, 기저 배선(VSS)의 구조에 관한 설명을 중심으로 하므로, 본 발명의 장점인 협 베젤 구현에 대한 설명은 제2 실시 예의 내용과 같으므로 생략한다.
먼저, 도 7a를 참조하여, 상부 보조 용량 전극의 제1 전극을 위한 금속층으로 기저 배선(VSS)을 형성한 경우를 설명한다. 기판(SUB) 위에서, 표시 영역(AA)에는 화상 구동을 위한 스위칭 박막 트랜지스터(ST) 및 구동 박막 트랜지스터(DT)가 형성되어 있다. 그리고, 비 표시 영역(NA)에는 게이트 구동부(GIP)를 위한 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
박막 트랜지스터들(ST, DT) 및 게이트 구동부(GIP)가 형성된 기판(SUB) 전체 표면 위에는 제1 보호막(PA1)이 도포되어 있다. 제1 보호막(PA1) 위에서 박막 트랜지스터들(ST, DT)과 중첩되는 위치에 제1 보조 용량 전극(ST1)이 형성되어 있다. 제1 보조 용량 전극(ST1)은 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결될 수 있다. 한편, 제1 보조 용량 전극(ST1)과 동일한 층에 동일한 물질을 포함하는 기저 배선(VSS)이 형성되어 있다. 특히. 기저 배선(VSS)은 게이트 구동부(GIP)와 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다.
기저 배선(VSS) 및 제1 보조 용량 전극(ST1)이 형성된 기판(SUB) 위에는 제2 보호막(PA2)이 도포되어 있다. 제2 보호막(PA2) 위에는 제1 보조 용량 전극(ST1)과 중첩하는 제2 보조 용량 전극(ST2)이 형성되어 있다. 제2 보조 용량 전극(ST2)은 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결될 수 있다. 제2 보호막(PA2)을 사이에 두고 중첩하는 제1 및 제2 보조 용량 전극(ST1, ST2)이 보조 용량(STG)을 형성한다.
제2 보호막(PA2)은 비 표시 영역(NA)을 덮지 않도록 패턴할 수 있다. 즉, 기저 배선(VSS)을 노출하도록 형성할 수 있다. 또는, 도면으로 도시하지 않았지만, 기판(SUB) 전체를 덮되, 기저 배선(VSS)을 노출하는 콘택홀을 더 형성할 수도 있다.
제2 보조 용량 전극(ST2)이 형성된 기판(SUB) 위에는 평탄화 막(PL)이 도포되어 있다. 여기서 평탄화 막(PL)이 게이트 구동부(GIP) 상부에 배치된 기저 배선(VSS)를 덮지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 혹은 평탄화 막(PL)을 패턴하여 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD) 혹은 이와 연결된 제2 보조 용량 전극(ST2)을 노출하는 화소 콘택홀(PH)을 형성할 때, 기저 배선(VSS)을 노출하는 콘택홀을 더 형성할 수도 있다.
평탄화 막(PL) 위에는 애노드 전극(ANO)이 형성되어 있다. 또한, 애노드 전극(ANO) 전극과 동일한 물질로 동일한 층에 형성되지만 애노드 전극(ANO)과는 물리적 및 전기적으로 분리된 보조 캐소드 전극(AC)이 더 형성되어 있다. 특히, 보조 캐소드 전극(AC)은, 기판(SUB) 위에서 가급적 넓은 면적을 가지면서, 기저 배선(VSS)과 접촉하도록 형성하는 것이 바람직하다.
애노드 전극(ANO) 및 보조 캐소드 전극(AC)이 형성된 기판(SUB) 위에는 뱅크(BA)가 형성되어 있다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)에서 발광 영역을 노출하는 개구부를 포함한다. 또한, 뱅크(BA)는 비 표시 영역(NA) 위를 덮지 않도록 하여, 보조 캐소드 전극(AC)의 일부 및 기저 배선(VSS) 일부를 노출하도록 하는 것이 바람직하다.
뱅크(BA) 위에는 유기발광 층(OL)이 도포되어 있다. 유기발광 층(OL)은 표시 영역(AA) 내에 한정되도록 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 보조 캐소드 전극(AC) 및 기저 배선(VSS)을 덮지 않도록 도포하는 것이 바람직하다. 유기발광 층(OL) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 도포되어 있다. 표시 영역(AA)에 배치된 뱅크(BA)의 개구부에는 애노드 전극(ANO), 유기발광 층(OL) 및 캐소드 전극(CAT)이 적층된 유기발광 다이오드(OLE)가 형성된다. 또한, 캐소드 전극(CAT)는 비 표시 영역(NA)까지 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 캐소드 전극(CAT)은 보조 캐소드 전극(AC) 및/또는 기저 배선(VSS)과 직접 접촉할 수 있다. 이로써, 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가할 수 있다.
다음으로, 도 7b를 참조하여, 상부 보조 용량 전극의 제2 전극을 위한 금속층으로 기저 배선(VSS)을 형성한 경우를 설명한다. 기판(SUB) 위에서, 표시 영역(AA)에는 화상 구동을 위한 스위칭 박막 트랜지스터(ST) 및 구동 박막 트랜지스터(DT)가 형성되어 있다. 그리고, 비 표시 영역(NA)에는 게이트 구동부(GIP)를 위한 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
박막 트랜지스터들(ST, DT) 및 게이트 구동부(GIP)가 형성된 기판(SUB) 전체 표면 위에는 제1 보호막(PA1)이 도포되어 있다. 제1 보호막(PA1) 위에서 박막 트랜지스터들(ST, DT)과 중첩되는 위치에 제1 보조 용량 전극(ST1)이 형성되어 있다. 제1 보조 용량 전극(ST1)은 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결될 수 있다.
제1 보조 용량 전극(ST1)이 형성된 기판(SUB) 위에는 제2 보호막(PA2)이 도포되어 있다. 제2 보호막(PA2) 위에는 제1 보조 용량 전극(ST1)과 중첩하는 제2 보조 용량 전극(ST2)이 형성되어 있다. 제2 보조 용량 전극(ST2)은 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결될 수 있다. 제2 보호막(PA2)을 사이에 두고 중첩하는 제1 및 제2 보조 용량 전극(ST1, ST2)이 보조 용량(STG)을 형성한다. 한편, 제2 보조 용량 전극(ST2)과 동일한 층에 동일한 물질을 포함하는 기저 배선(VSS)이 형성되어 있다. 특히. 기저 배선(VSS)은 게이트 구동부(GIP)와 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다.
기저 배선(VSS) 및 제2 보조 용량 전극(ST2)이 형성된 기판(SUB) 위에는 평탄화 막(PL)이 도포되어 있다. 여기서 평탄화 막(PL)이 게이트 구동부(GIP) 상부에 배치된 기저 배선(VSS)를 덮지 않도록 형성하는 것이 바람직하다. 혹은 평탄화 막(PL)을 패턴하여 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD) 혹은 이와 연결된 제2 보조 용량 전극(ST2)을 노출하는 화소 콘택홀(PH)을 형성할 때, 기저 배선(VSS)을 노출하는 콘택홀을 더 형성할 수도 있다.
평탄화 막(PL) 위에는 애노드 전극(ANO)이 형성되어 있다. 또한, 애노드 전극(ANO) 전극과 동일한 물질로 동일한 층에 형성되지만 애노드 전극(ANO)과는 물리적 및 전기적으로 분리된 보조 캐소드 전극(AC)이 더 형성되어 있다. 특히, 보조 캐소드 전극(AC)은, 기판(SUB) 위에서 가급적 넓은 면적을 가지면서, 기저 배선(VSS)과 접촉하도록 형성하는 것이 바람직하다.
애노드 전극(ANO) 및 보조 캐소드 전극(AC)이 형성된 기판(SUB) 위에는 뱅크(BA)가 형성되어 있다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)에서 발광 영역을 노출하는 개구부를 포함한다. 또한, 뱅크(BA)는 비 표시 영역(NA) 위를 덮지 않도록 하여, 보조 캐소드 전극(AC)의 일부 및 기저 배선(VSS) 일부를 노출하도록 하는 것이 바람직하다.
뱅크(BA) 위에는 유기발광 층(OL)이 도포되어 있다. 유기발광 층(OL)은 표시 영역(AA) 내에 한정되도록 도포하는 것이 바람직하다. 즉, 보조 캐소드 전극(AC) 및 기저 배선(VSS)을 덮지 않도록 도포하는 것이 바람직하다. 유기발광 층(OL) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 도포되어 있다. 표시 영역(AA)에 배치된 뱅크(BA)의 개구부에는 애노드 전극(ANO), 유기발광 층(OL) 및 캐소드 전극(CAT)이 적층된 유기발광 다이오드(OLE)가 형성된다. 또한, 캐소드 전극(CAT)는 비 표시 영역(NA)까지 덮도록 형성하는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 캐소드 전극(CAT)은 보조 캐소드 전극(AC) 및/또는 기저 배선(VSS)과 직접 접촉할 수 있다. 이로써, 기저 배선(Vss)을 통해 캐소드 전극(CAT)에 기저 전압을 인가할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
ST: 스위칭 TFT DT: 구동 TFT
SG: 스위칭 TFT 게이트 전극 DG: 구동 TFT 게이트 전극
SS: 스위칭 TFT 소스 전극 DS: 구동 TFT 소스 전극
SD: 스위칭 TFT 드레인 전극 DD: 구동 TFT 드레인 전극
SA: 스위칭 TFT 반도체 층 DA: 구동 TFT 반도체 층
GL: 게이트 배선 DL: 데이터 배선
VDD: 구동 전류 배선 GP: 게이트 패드
DP: 데이터 패드 GPT: 게이트 패드 단자
DPT: 데이터 패드 단자 VDP: 구동 전류 패드
VDPT: 구동 전류 패드 단자 GPH: 게이트 패드 콘택홀
GI: 게이트 절연막 IN: 절연막
PAS: 보호막 PL: 평탄화 막
OL: 유기발광층 OLE: 유기발광 다이오드
FS: 유기 합착막 TS: 캡
AC: 보조 캐소드 전극 CF: 칼라 필터

Claims (4)

  1. 표시 영역과 비 표시 영역을 포함하는 기판;
    상기 비 표시 영역에 배치된 데이터 드라이버 및 게이트 드라이버;
    상기 데이터 드라이버에 연결되며, 보호막을 매개로 상기 게이트 드라이버의 상부에 중첩된 기저 배선;
    상기 표시 영역 내에 배치된 애노드 전극;
    상기 애노드 전극과 동일한 층에, 상기 게이트 드라이버와 상기 표시 영역 사이에 배치되며, 상기 기저 배선과 접촉하는 보조 캐소드 전극;
    상기 애노드 전극 위에 적층되며, 상기 표시 영역에 배치된 유기발광 층; 그리고
    상기 유기발광 층 위에 적층되며, 상기 보조 캐소드 전극을 덮도록 배치되어 상기 기저 배선과 접촉하는 캐소드 전극을 포함하는 유기발광 다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 영역에 배치되며, 상기 애노드 전극과 연결된 박막 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 보조 캐소드 전극은 상기 애노드 전극과 동일한 물질을 포함하되 상기 애노드 전극과 분리되는 유기발광 다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 기저 배선 및 상기 박막 트랜지스터 위에 도포되며 각각의 일부를 노출하는 평탄화 막을 더 포함하고,
    상기 애노드 전극 및 상기 보조 캐소드 전극은, 상기 평탄화 막 위에 배치되고,
    상기 보조 캐소드 전극은, 상기 평탄화 막을 통해 노출된 상기 기저 배선과 접촉하며,
    상기 캐소드 전극은, 상기 보조 캐소드 전극 및 상기 기저 배선과 접촉하는 유기발광 다이오드 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 표시 영역 내에 배치되며, 상기 애노드 전극에 연결된 박막 트랜지스터;
    제1 보호막을 사이에 두고 상기 박막 트랜지스터 상부에 배치된 제1 보조 용량 전극; 그리고
    제2 보호막을 사이에 두고 상기 제1 보조 용량 전극과 중첩하는 제2 보조 용량 전극을 더 포함하고,
    상기 기저 배선은 상기 제1 보조 용량 전극 및 상기 제2 보조 용량 전극 중 적어도 어느 하나와 동일한 층에 배치되며, 동일한 물질을 포함하는 유기발광 다이오드 표시장치.
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