KR102317720B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 스캔선, 상기 스캔선과 교차하며 데이터 전압을 전달하는 데이터선, 상기 스캔선과 교차하며 구동 전압을 전달하는 구동 전압선, 상기 스캔선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 구동 게이트 전극에 연결되어 있는 구동 연결 부재, 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 전극을 포함하는 스토리지 커패시터, 상기 구동 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극, 그리고 상기 제1 스토리지 전극과 상기 구동 연결 부재를 연결하는 접촉 구멍을 포함하고, 상기 제2 스토리지 전극은 상기 접촉 구멍을 둘러싸는 굴곡부를 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 굴곡부과 중첩하지 않는다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.
근래에 표시 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다. 평판 표시 장치 중에서도 유기 발광 표시 장치는 자발광형 표시 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가져서 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 중간층, 제1 전극 및 제2 전극을 구비한다. 중간층은 유기 발광층을 구비하고, 제1 전극 및 제2 전극에 전압을 가하면 유기 발광층에서 가시광선을 발생하게 된다.
또한 유기 발광 표시 장치는 하나 이상의 박막 트랜지스터를 구비하는 박막 트랜지스터 기판을 이용하여 제조할 수 있다. 이러한 박막 트랜지스터 기판은 박막 트랜지스터 외에 다양한 전기적 특성 구현을 위하여 하나 이상의 캐패시터를 구비한다.
그러나 이러한 캐패시터에 파티클 기타 이물이 유입되거나, 에칭 불균형으로 인한 전극의 두께가 불균일해지는 경우 캐패시터에 쇼트 불량이 발생하고, 이로 인하여 박막 트랜지스터 기판의 전기적 특성이 저하된다. 결과적으로 유기 발광 표시 장치의 전기적 특성을 향상하는데 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전기적 특성을 향상하는 유기 발광 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 스캔선, 상기 스캔선과 교차하며 데이터 전압을 전달하는 데이터선, 상기 스캔선과 교차하며 구동 전압을 전달하는 구동 전압선, 상기 스캔선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터, 상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터, 상기 구동 트랜지스터의 구동 게이트 전극에 연결되어 있는 구동 연결 부재, 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 전극을 포함하는 스토리지 커패시터, 상기 구동 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극 그리고 상기 제1 스토리지 전극과 상기 구동 연결 부재를 연결하는 접촉 구멍;을 포함하고, 상기 제2 스토리지 전극은 상기 접촉 구멍을 둘러싸는 굴곡부를 포함하며, 상기 화소 전극은 상기 굴곡부과 중첩하지 않는다.
상기 제1 스토리지 전극은 상기 구동 게이트 전극이고, 상기 제2 스토리지 전극은 상기 구동 전압선에서 확장되어 형성될 수 있다.
상기 굴곡부는, 상기 제2 스토리지 전극의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 평행한 부분과 상기 스캔선과 평행한 부분을 포함할 수 있다.
상기 기판 위에 형성되어 있으며 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어선, 그리고 상기 구동 트랜지스터에 연결되어 있는 발광 제어 트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 제어 트랜지스터는 발광 제어 채널, 발광 제어 게이트 전극, 발광 제어 소스 전극, 그리고 발광 제어 드레인 전극을 포함할 수 있다.
상기 발광 제어 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 발광 제어 연결 부재를 포함하고, 상기 화소 전극은 상기 발광 제어 연결 부재와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 발광 제어 연결 부재와 전기적으로 연결되는 접촉 구멍과 중첩하고, 전체적인 형태는 다각형일 수 있다.
상기 화소 전극 위에 형성되는 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 위에 형성되는 공통 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극과 동일한 층에 형성되어 있으며 상기 구동 트랜지스터를 초기화 시키는 초기화 전압을 전달하는 초기화 전압선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치 및 그의 제조 방법에 따르면, 유기 발광 표시 장치의 전기적 특성이 향상되어, 표시 품질이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 구체적인 배치도이다.
도 5는 도 4의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 유기 발광 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 도 4의 유기 발광 표시 장치를 VII-VII선을 따라 자른 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
또한, 첨부 도면에서 도시된 개수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 커패시터(capacitor)에 한정되지 않으며, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소에 복수개의 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되거나 기존의 배선이 생략되어 다양한 구조를 갖도록 형성할 수도 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수개의 신호선(151, 152, 153, 158, 171, 172, 192), 복수개의 신호선에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수개의 화소(PX)를 포함한다.
하나의 화소(PX)는 복수개의 신호선(151, 152, 153, 158, 171, 172, 192)에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 스토리지 커패시터(storage capacitor, Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLD)를 포함한다.
트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)는 구동 트랜지스터(driving transistor)(T1), 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(T2), 보상 트랜지스터(compensation transistor)(T3), 초기화 트랜지스터(initialization transistor)(T4), 동작 제어 트랜지스터(operation control transistor)(T5), 발광 제어 트랜지스터(light emission control transistor)(T6) 및 바이패스 트랜지스터(bypass transistor)(T7)를 포함한다.
신호선(151, 152, 153, 158, 171, 172, 192)은 스캔 신호(Sn)를 전달하는 스캔선(151), 초기화 트랜지스터(T4)에 전단 스캔 신호(Sn-1)를 전달하는 전단 스캔선(152), 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)에 발광 제어 신호(EM)를 전달하는 발광 제어선(153), 바이패스 트랜지스터(T7)에 바이패스 신호(BP)를 전달하는 바이패스 제어선(158), 스캔선(151)과 교차하며 데이터 신호(Dm)를 전달하는 데이터선(171), 구동 전압(ELVDD)을 전달하며 데이터선(171)과 거의 평행하게 형성되어 있는 구동 전압선(172), 구동 트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화 전압(Vint)을 전달하는 초기화 전압선(192)을 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1)과 연결되어 있고, 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)은 동작 제어 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)은 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(Dm)를 전달받아 유기 발광 다이오드(OLD)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)은 스캔선(151)과 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T2)의 소스 전극(S2)은 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(D2)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)과 연결되어 있으면서 동작 제어 트랜지스터(T5)을 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 이러한 스위칭 트랜지스터(T2)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 데이터선(171)으로 전달된 데이터 신호(Dm)을 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 트랜지스터(T3)의 게이트 전극(G3)은 스캔선(151)에 연결되어 있고, 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)과 연결되어 있으면서 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 연결되어 있으며, 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)은 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4), 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 보상 트랜지스터(T3)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 드레인 전극(D1)을 서로 연결하여 구동 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
초기화 트랜지스터(T4)의 게이트 전극(G4)은 전단 스캔선(152)과 연결되어 있고, 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극(S4)은 초기화 전압선(192)과 연결되어 있으며, 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)은 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)을 거쳐 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 초기화 트랜지스터(T4)는 전단 스캔선(152)을 통해 전달받은 전단 스캔 신호(Sn-1)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(Vint)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 전달하여 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압(Vg)을 초기화시키는 초기화 동작을 수행한다.
동작 제어 트랜지스터(T5)의 게이트 전극(G5)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 소스 전극(S5)은 구동 전압선(172)와 연결되어 있고, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 드레인 전극(D5)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1) 및 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(S2)에 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)의 게이트 전극(G6)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 소스 전극(S6)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1) 및 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)과 연결되어 있고, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6)은 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어선(153)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(EM)에 따라 동시에 턴 온되고 이를 통해 구동 전압(ELVDD)이 다이오드 연결된 구동 트랜지스터(T1)를 통해 보상되어 유기 발광 다이오드(OLD)에 전달된다.
바이패스 트랜지스터(T7)의 게이트 전극(G7)은 바이패스 제어선(158)과 연결되어 있고, 바이패스 트랜지스터(T7)의 소스 전극(S7)은 발광 제어 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6) 및 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드에 함께 연결되어 있고, 바이패스 트랜지스터(T7)의 드레인 전극(D7)은 초기화 전압선(192) 및 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극(S4)에 함께 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 타단(Cst2)은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 유기 발광 다이오드(OLD)의 캐소드(cathode)는 공통 전압(ELVSS)을 전달하는 공통 전압선(741)과 연결되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 바이패스 트랜지스터(T7)를 포함하는 7 트랜지스터 1 커패시터 구조를 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 트랜지스터의 수와 커패시터의 수는 다양하게 변형 가능하다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 구체적인 동작 과정을 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 우선, 초기화 기간 동안 전단 스캔선(152)을 통해 로우 레벨(low level)의 전단 스캔 신호(Sn-1)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 전단 스캔 신호(Sn-1)에 대응하여 초기화 트랜지스터(T4)가 턴 온(Turn on)되며, 초기화 전압선(192)으로부터 초기화 트랜지스터(T4)를 통해 초기화 전압(Vint)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 연결되고, 초기화 전압(Vint)에 의해 구동 트랜지스터(T1)가 초기화된다.
이 후, 데이터 프로그래밍 기간 중 스캔선(151)을 통해 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)에 대응하여 스위칭 트랜지스터(T2) 및 보상 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 이 때, 구동 트랜지스터(T1)는 턴 온된 보상 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스 된다.
그러면, 데이터선(171)으로부터 공급된 데이터 신호(Dm)에서 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Threshold voltage, Vth)만큼 감소한 보상 전압(Dm+Vth, Vth는 (-)의 값)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가된다. 즉, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가된 게이트 전압(Vg)은 보상 전압(Dm+Vth)이 된다.
스토리지 커패시터(Cst)의 양단에는 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압(Dm+Vth)이 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)에는 양단 전압 차에 대응하는 전하가 저장된다.
이 후, 발광 기간 동안 발광 제어선(153)으로부터 공급되는 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다. 그러면, 발광 기간 동안 로우 레벨의 발광 제어 신호(EM)에 의해 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴 온된다.
그러면, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압과 구동 전압(ELVDD) 간의 전압차에 따르는 구동 전류(Id)가 발생하고, 발광 제어 트랜지스터(T6)를 통해 구동 전류(Id)가 유기 발광 다이오드(OLD)에 공급된다. 발광 기간동안 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 구동 게이트-소스 전압(Vgs)은 '(Dm+Vth)-ELVDD'으로 유지되고, 구동 트랜지스터(T1)의 전류-전압 관계에 따르면, 구동 전류(Id)는 구동 게이트-소스 전압에서 문턱 전압을 차감한 값의 제곱 '(Dm-ELVDD)2'에 비례한다. 따라서 구동 전류(Id)는 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 관계 없이 결정된다.
이 때, 바이패스 트랜지스터(T7)는 바이패스 제어선(158)으로부터 바이패스 신호(BP)를 전달받는다. 따라서, 구동 전류(Id)의 일부는 바이패스 전류(Ibp)로 바이패스 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나가게 한다.
블랙 영상을 표시하는 구동 트랜지스터(T1)의 최소 전류가 구동 전류로 흐를 경우에도 유기 발광 다이오드(OLD)가 발광하게 된다면 제대로 블랙 영상이 표시되지 않는다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴더블 표시 장치의 바이패스 트랜지스터(T7)는 구동 트랜지스터(T1)의 최소 전류의 일부를 바이패스 전류(Ibp)로서 유기 발광 다이오드 쪽의 전류 경로 외의 다른 전류 경로로 분산시킬 수 있다. 여기서 구동 트랜지스터(T1)의 최소 전류란 구동 트랜지스터(T1)의 구동 게이트-소스 전압(Vgs)이 문턱 전압(Vth)보다 작아서 구동 트랜지스터(T1)가 오프되는 조건에서의 전류를 의미한다. 이렇게 구동 트랜지스터(T1)를 오프시키는 조건에서의 최소 구동 전류(예를 들어 10pA 이하의 전류)가 유기 발광 다이오드(OLD)에 전달되어 블랙 휘도의 영상으로 표현된다. 블랙 영상을 표시하는 최소 구동 전류가 흐르는 경우 바이패스 전류(Ibp)의 우회 전달의 영향이 큰 반면, 일반 영상 또는 화이트 영상과 같은 영상을 표시하는 큰 구동 전류가 흐를 경우에는 바이패스 전류(Ibp)의 영향이 거의 없다고 할 수 있다. 따라서, 블랙 영상을 표시하는 구동 전류가 흐를 경우에 구동 전류(Id)로부터 바이패스 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나온 바이패스 전류(Ibp)의 전류량만큼 감소된 유기 발광 다이오드(OLD)의 발광 전류(Ioled)는 블랙 영상을 확실하게 표현할 수 있는 수준으로 최소의 전류량을 가지게 된다. 따라서, 바이패스 트랜지스터(T7)를 이용하여 정확한 블랙 휘도 영상을 구현하여 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다. 도 2에서는 바이패스 신호(BP)는 전단 스캔 신호(Sn-1)와 동일하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서, 도 1 및 도 2에 도시한 유기 발광 표시 장치의 상세 구조에 대하여 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 구체적인 배치도이며, 도 5는 도 4의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이고, 도 6은 도 4의 유기 발광 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이고, 도 7은 도 4의 유기 발광 표시 장치를 VII-VII선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서 도 3 및 도 4를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구체적인 평면상 구조에 대해 우선 상세히 설명하고, 도 5, 도 6 및 도 7을 참고하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 스캔 신호(Sn), 전단 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(EM) 및 바이패스 신호(BP)를 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 바이패스 제어선(158)을 포함한다. 그리고, 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 바이패스 제어선(158)과 교차하고 있으며 화소(PX)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 포함한다. 구동 전압선(172)은 데이터선(171)에 평행한 제1 구동 전압선(172a)과 스캔선(151)에 평행한 제2 구동 전압선(172b)으로 이루어져 있다. 제1 구동 전압선(172a)과 제2 구동 전압선(172b)은 접촉 구멍(68)을 통해 서로 연결되어 있다.
초기화 전압(Vint)은 초기화 전압선(192)에서 초기화 트랜지스터(T4)를 경유하여 보상 트랜지스터(T3)로 전달된다. 초기화 전압선(192)은 직선부와 사선부를 교대로 가지며 형성되어 있다.
또한, 화소(PX)에는 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6), 바이패스 트랜지스터(T7), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6) 및 바이패스 트랜지스터(T7)의 각각의 채널(channel)은 연결되어 있는 하나의 반도체(130)의 내부에 형성되어 있으며, 반도체(130)는 다양한 형상으로 굴곡되어 형성될 수 있다. 이러한 반도체(130)는 다결정 규소 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 인듐­갈륨­아연 산화물(InGaZnO4), 인듐­아연 산화물(Zn­In­O), 아연­주석 산화물(Zn­Sn­O) 인듐­갈륨 산화물 (In­Ga­O), 인듐­주석 산화물(In­Sn­O), 인듐­지르코늄 산화물(In­Zr­O), 인듐­지르코늄­아연 산화물(In­Zr­Zn­O), 인듐­지르코늄­주석 산화물(In­Zr­Sn­O), 인듐­지르코늄­갈륨 산화물(In­Zr­Ga­O), 인듐­알루미늄 산화물(In­Al­O), 인듐­아연­알루미늄 산화물(In­Zn­Al­O), 인듐­주석­알루미늄 산화물(In­Sn­Al­O), 인듐­알루미늄­갈륨 산화물(In­Al­Ga­O), 인듐­탄탈륨 산화물(In­Ta­O), 인듐­탄탈륨­아연 산화물(In­Ta­Zn­O), 인듐­탄탈륨­주석 산화물(In­Ta­Sn­O), 인듐­탄탈륨­갈륨 산화물(In­Ta­Ga­O), 인듐­게르마늄 산화물(In­Ge­O), 인듐­게르마늄­아연 산화물(In­Ge­Zn­O), 인듐­게르마늄­주석 산화물(In­Ge­Sn­O), 인듐­게르마늄­갈륨 산화물(In­Ge­Ga­O), 티타늄­인듐­아연 산화물(Ti­In­Zn­O), 하프늄­인듐­아연 산화물(Hf­In­Zn­O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체(130)가 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체 물질를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
반도체(130)는 N형 불순물 또는 P형 불순물로 채널 도핑이 되어 있는 채널 (channel)과, 채널의 양 옆에 형성되어 있으며 채널에 도핑된 도핑 불순물보다 도핑 농도가 높은 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역을 포함한다. 본 실시예에서 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역은 각각 소스 전극 및 드레인 전극에 해당한다. 반도체(130)에 형성되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극은 해당 영역만 도핑하여 형성할 수 있다. 또한, 반도체(130)에서 서로 다른 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극의 사이 영역도 도핑되어 소스 전극과 드레인 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 채널(131)은 구동 트랜지스터(T1)에 형성되는 구동 채널(131a), 스위칭 트랜지스터(T2)에 형성되는 스위칭 채널(131b), 보상 트랜지스터(T3)에 형성되는 보상 채널(131c), 초기화 트랜지스터(T4)에 형성되는 초기화 채널(131d), 동작 제어 트랜지스터(T5)에 형성되는 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 트랜지스터(T6)에 형성되는 발광 제어 채널(131f) 및 바이패스 트랜지스터(T7)에 형성되는 바이패스 채널(131g)을 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)는 구동 채널(131a), 구동 게이트 전극(155a), 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)을 포함한다. 구동 채널(131a)은 굴곡되어 있으며, 사행 형상 또는 지그재그 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 굴곡된 형상의 구동 채널(131a)을 형성함으로써, 좁은 공간 내에 길게 구동 채널(131a)을 형성할 수 있다. 따라서, 길게 형성된 구동 채널(131a)에 의해 구동 게이트 전극(155a)과 구동 소스 전극(136a) 간의 구동 게이트-소스 전압(Vgs)의 구동 범위(driving range)는 넓어지게 된다. 구동 게이트-소스 전압(Vgs)의 구동 범위가 넓으므로 구동 게이트-소스 전압(Vgs)의 크기를 변화시켜 유기 발광 다이오드(OLD)에서 방출되는 빛의 계조를 보다 세밀하게 제어할 수 있으며, 그 결과 유기 발광 표시 장치의 해상도를 높이고 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 구동 채널(131a)의 형상을 다양하게 변형하여 '역S', 'S', 'M', 'W' 등의 다양한 실시예가 가능하다.
구동 게이트 전극(155a)은 구동 채널(131a)과 중첩하고 있으며, 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)은 구동 채널(131a)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 구동 게이트 전극(155a)은 접촉 구멍(61)을 통해 구동 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
스위칭 트랜지스터(T2)는 스위칭 채널(131b), 스위칭 게이트 전극(155b), 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)을 포함한다. 스캔선(151)에서 아래쪽으로 확장된 일부인 스위칭 게이트 전극(155b)은 스위칭 채널(131b)과 중첩하고 있으며, 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)은 스위칭 채널(131b)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 스위칭 소스 전극(136b)은 접촉 구멍(62)을 통해 데이터선(171)과 연결되어 있다.
보상 트랜지스터(T3)는 보상 채널(131c), 보상 게이트 전극(155c), 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)을 포함한다. 스캔선(151)의 일부인 보상 게이트 전극(155c)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며 보상 채널(131c)과 중첩하고 있다. 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)은 보상 채널(131c)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 보상 드레인 전극(137c)은 접촉 구멍(63)을 통해 구동 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
초기화 트랜지스터(T4)는 초기화 채널(131d), 초기화 게이트 전극(155d), 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)을 포함한다. 전단 스캔선(152)의 일부인 초기화 게이트 전극(155d)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며 초기화 채널(131d)과 중첩하고 있다. 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)은 초기화 채널(131d)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 초기화 소스 전극(136d)은 접촉 구멍(64)을 통해 초기화 연결 부재(175)와 연결되어 있다.
동작 제어 트랜지스터(T5)는 동작 제어 채널(131e), 동작 제어 게이트 전극(155e), 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)을 포함한다. 발광 제어선(153)의 일부인 동작 제어 게이트 전극(155e)은 동작 제어 채널(131e)과 중첩하고 있으며, 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)은 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 동작 제어 소스 전극(136e)은 접촉 구멍(65)을 통해 구동 전압선(172)과 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어 채널(131f), 발광 제어 게이트 전극(155f), 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)을 포함한다. 발광 제어선(153)의 일부인 발광 제어 게이트 전극(155f)은 발광 제어 채널(131f)과 중첩하고 있으며, 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)은 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 발광 제어 드레인 전극(137f)은 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 연결 부재(179)와 연결되어 있다.
바이패스 트랜지스터(T7)는 바이패스 채널(131g), 바이패스 게이트 전극(155g), 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)을 포함한다. 바이패스 제어선(158)의 일부인 바이패스 게이트 전극(155g)은 바이패스 채널(131g)과 중첩하고 있으며, 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)은 바이패스 채널(131g)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다.
바이패스 소스 전극(136g)은 발광 제어 드레인 전극(137f)과 직접 연결되어 있고, 바이패스 드레인 전극(137g)은 초기화 소스 전극(136d)과 직접 연결되어 있다.
구동 트랜지스터(T1)의 구동 채널(131a)의 일단은 스위칭 드레인 전극(137b) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)과 연결되어 있으며, 구동 채널(131a)의 타단은 보상 소스 전극(136c) 및 발광 제어 소스 전극(136f)과 연결되어 있다.
바이패스 트랜지스터(T7)는 바이패스 채널(131g), 바이패스 게이트 전극(155g), 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)을 포함한다. 바이패스 제어선(158)의 일부인 바이패스 게이트 전극(155g)은 바이패스 채널(131g)과 중첩하고 있으며, 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)은 바이패스 채널(131g)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다.
바이패스 소스 전극(136g)은 발광 제어 드레인 전극(137f)과 직접 연결되어 있고, 바이패스 드레인 전극(137g)은 초기화 소스 전극(136d)과 직접 연결되어 있다.
구동 트랜지스터(T1)의 구동 채널(131a)의 일단은 스위칭 드레인 전극(137b) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)과 연결되어 있으며, 구동 채널(131a)의 타단은 보상 소스 전극(136c) 및 발광 제어 소스 전극(136f)과 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 층간 절연막(160)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 전극(155a)과 제2 스토리지 전극(178)을 포함한다. 제1 스토리지 전극(155a)은 구동 게이트 전극(155a)에 해당하고, 제2 스토리지 전극(178)은 제1 구동 전압선(172a)의 확장 영역이며 하나의 화소 마다 하나씩 형성되어 있다. 여기서, 층간 절연막(160)은 유전체가 되며, 스토리지 커패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 축전판(155a, 156) 사이의 전압에 의해 스토리지 커패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다. 이와 같이, 구동 게이트 전극(155a)을 제1 스토리지 전극(155a)으로 사용함으로써, 화소 내에서 큰 면적을 차지하는 구동 채널(131a)에 의해 좁아진 공간에서 스토리지 커패시터를 형성할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
구동 게이트 전극(155a)인 제1 스토리지 전극(155a)은 접촉 구멍(61)을 통하여 구동 연결 부재(174)의 일단과 연결되어 있다. 구동 연결 부재(174)는 데이터선(171)과 거의 평행하게 동일한 층에 형성되어 있으며 구동 연결 부재(174)의 타단은 접촉 구멍(63)을 통해 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c) 및 초기화 트랜지스터(T4)의 초기화 드레인 전극(137d)과 연결되어 있다. 따라서, 구동 연결 부재(174)는 구동 게이트 전극(155a)과 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c) 및 초기화 트랜지스터(T4)의 초기화 드레인 전극(137d)을 서로 연결하고 있다. 이러한 구동 연결 부재(174)는 도 1의 등가 회로도 상에 도시한 구동 게이트 노드(GN)에 해당한다.
제2 스토리지 전극(178)은 제1 구동 전압선(172a)에서 확장된 확장부이다. 따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 전압선(172)을 통해 제2 스토리지 전극(178)에 전달된 구동 전압(ELVDD)과 구동 게이트 전극(155a)의 구동 게이트 전압(Vg)간의 차에 대응하는 스토리지 커패시턴스를 저장한다. 제2 스토리지 전극(178)은 접촉 구멍(61)을 둘러싸는 굴곡부(51)를 포함한다. 굴곡부(51)는 제2 스토리지 전극(178)의 가장자리에 위치할 수 있고, 데이터선(171)과 평행한 부분과 스캔선(151)과 평행한 부분을 포함하여 전체적으로 ‘ㄷ’형상으로 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한하는 것은 아니며, 제2 스토리지 전극(178)의 중심부에 위치할 수도 있고, 그 형태 또한 다양하게 변형될 수 있다.
데이터선(171)은 스캔선(151)과 교차하며 열 방향으로 뻗어 있으며, 구동 전압선(172)은 데이터선(171)과 이격되어 열 방향으로 뻗어 있다.
유기 발광 다이오드(OLD)는 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)으로 이루어진다.
화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(191)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다.
화소 전극(191)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZITO (Zinc Indium Tin Oxide), GITO(Gallium Indium Tin Oxide), In2O3(Indium Oxide), ZnO(Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide), 및 AZO(Aluminum-Doped Zinc Oxide) 등과 같은 투명 도전층들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 화소 전극(191)은 제2 스토리지 전극(178)의 굴곡부(51)와 중첩하지 않도록 형성된다. 본 발명에 따르면 화소 전극(191)은 굴곡부(51)와 이격 되도록 배치되는 사선부, 직선부, 또는 절곡부(191a)를 포함하여 굴곡부(51)와 중첩하지 않도록 형성될 수 있다.
제2 스토리지 전극(178)은 제1 구동 전압선(172a)에서 확장된다. 그리고 제2 스토리지 전극(178)은 제1 스토리지 전극(155a)인 구동 게이트 전극(155a)과 구동 연결 부재(174)를 연결하기 위한 접촉 구멍(61)을 둘러싸는 굴곡부(51)를 포함한다. 이 때, 굴곡부(51)와 인접한 제2 스토리지 전극(178)은 에칭이 불균형하게 일어나 잔막이 발생할 수 있다. 이러한 잔막은 제2 스토리지 전극(178)의 위에 형성되는 화소 전극(191)과 단선을 발생할 수 있다. 이로 인하여 유기 발광 표시 장치의 전기적 특성이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 화소 전극(191)이 굴곡부(51)과 중첩하지 않도록 형성된다. 따라서, 굴곡부(51) 주변의 제2 스토리지 전극(178)에 불균형한 에칭으로 인하여 잔막이 발생하더라도, 화소 전극(191)은 굴곡부(51)과 중첩하지 않도록 형성되어 단선을 방지할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면상 구조에 대해 적층 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
이 때, 동작 제어 트랜지스터(T5)는 발광 제어 트랜지스터(T6)의 적층 구조와 대부분 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 다결정 규소를 형성하기 위한 결정화 공정 시 기판(110)으로부터 불순물을 차단하여 다결정 규소의 특성을 향상시키고, 기판(110)을 평탄화시켜 버퍼층(120) 위에 형성되는 반도체(130)의 스트레스를 완화시키는 역할을 한다. 이러한 버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
버퍼층(120) 위에는 구동 채널(131a), 스위칭 채널(131b), 보상 채널(131c), 초기화 채널(131d), 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 채널(131f) 및 바이패스 채널(131g)을 포함하는 채널(131)을 포함하는 반도체(130)가 형성되어 있다. 반도체(130) 중 구동 채널(131a)의 양 옆에는 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)이 형성되어 있고, 스위칭 채널(131b)의 양 옆에는 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)이 형성되어 있다. 그리고, 보상 채널(131c)의 양 옆에는 보상 소스 전극(136c) 및 보상 드레인 전극(137c)이 형성되어 있고, 초기화 채널(131d)의 양 옆에는 초기화 소스 전극(136d) 및 초기화 드레인 전극(137d)이 형성되어 있다. 그리고, 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에는 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)이 형성되어 있고, 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에는 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)이 형성되어 있다. 그리고, 바이패스 채널(131g)의 양 옆에는 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)이 형성되어 있다.
반도체(130) 위에는 이를 덮는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140) 위에는 스위칭 게이트 전극(155b), 보상 게이트 전극(155c)을 포함하는 스캔선(151), 초기화 게이트 전극(155d)을 포함하는 전단 스캔선(152), 동작 제어 게이트 전극(155e) 및 발광 제어 게이트 전극(155f)을 포함하는 발광 제어선(153), 바이패스 게이트 전극(155g)을 포함하는 바이패스 제어선(158), 구동 게이트 전극(제1 스토리지 전극)(155a), 차폐 부재(55, 56)을 포함하는 게이트 배선(151, 152, 153, 158, 155a, 55, 56)이 형성되어 있다. 게이트 배선(151, 152, 153, 158, 155a, 55, 56)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 및 몰리브덴 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속막이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 배선(151, 152, 153, 158, 155a, 55, 56) 및 게이트 절연막(140) 위에는 이를 덮는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
층간 절연막(160)에는 접촉 구멍(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67a, 67b, 68)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 제2 스토리지 전극(178)을 포함하는 구동 전압선(172), 구동 연결 부재(174), 초기화 연결 부재(175), 그리고 발광 제어 연결 부재(179)를 포함하는 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179)이 형성되어 있다. 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브덴(Mo), 및 몰리브덴 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속막이 적층된 다중막으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 티타늄/알루미늄/티타늄(Ti/Al/Ti)의 3중막, 몰리브덴/알루미늄/몰리브덴(Mo/Al/Mo) 또는 몰리브덴/구리/몰리브덴(Mo/Cu/Mo)의 3중막 등으로 형성될 수 있다.
데이터선(171)은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(62)을 통해 스위칭 소스 전극(136b)와 연결되어 있고, 제1 구동 전압선(172a)은 일부 확장되어 제2 스토리지 전극(178)을 형성한다. 제2 스토리지 전극(178)은 제1 스토리지 전극(155a)과 구동 연결 부재(174)를 연결하기 위한 굴곡부(51)을 포함하여 형성한다.
구동 연결 부재(174)의 일단은 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(61)을 통하여 제1 스토리지 전극(155a)과 연결되어 있고, 구동 연결 부재(174)의 타단은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(63)을 통해 보상 드레인 전극(137c) 및 초기화 드레인 전극(137d)과 연결되어 있다.
초기화 연결 부재(175)는 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(64)을 통해 초기화 소스 전극(136d)과 연결되어 있다. 그리고, 발광 제어 연결 부재(179)는 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 드레인 전극(137f)과 연결되어 있다.
데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179) 및 층간 절연막(160) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179)을 덮어 평탄화시키므로 보호막(180) 위에 화소 전극(191)을 단차없이 형성할 수 있다. 이러한 보호막(180)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 유기물과 무기물의 적층막 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 초기화 전압선(192)이 형성되어 있다. 발광 제어 연결 부재(179)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(81)을 통해 화소 전극(191)과 연결되어 있고, 초기화 연결 부재(175)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있다. 화소 전극(191)은 굴곡부(51)과 중첩하지 않도록 형성한다.
결국 본 발명의 실시예에 따르면 화소 전극(191)이 굴곡부(51)과 중첩하지 않도록 형성됨에 따라 굴곡부(51) 주변의 제2 스토리지 전극(178)에 불균형한 에칭으로 인한 잔막이 발생하더라도, 제2 스토리지 전극(178)과 화소 전극(191) 사이의 단선을 방지할 수 있다.
보호막(180), 초기화 전압선(192) 및 화소 전극(191)의 가장자리 위에는 이를 덮는 화소 정의막(Pixel Defined Layer, PDL)(350)이 형성되어 있고, 화소 정의막(350)은 화소 전극(191)을 드러내는 화소 개구부(351)를 가진다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 실리카 계열의 무기물로 만들어 질 수 있다.
화소 개구부(351)에 의해 노출된 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(370)이 형성되고, 유기 발광층(370) 상에는 공통 전극(270)이 형성된다. 공통 전극(270)은 화소 정의막(350) 위에도 형성되어 복수의 화소(PX)에 걸쳐 형성된다. 이와 같이, 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성된다.
여기서, 화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 폴더블 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(191)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(370) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
유기 발광층(370)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(370)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 화소 전극(191) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층(370)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(370)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
공통 전극(270) 상에는 유기 발광 다이오드(OLD)를 보호하는 봉지 부재(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 봉지 부재는 실런트에 의해 기판(110)에 밀봉될 수 있으며, 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱, 및 금속 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 한편, 실런트를 사용하지 않고 공통 전극(270) 상에 무기막과 유기막을 증착하여 박막 봉지층을 형성할 수도 있다.
그러면 앞에서 설명한 도면들과 함께, 도 8 내지 도 11을 참고하여 본 발명의 여러 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대해 설명한다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 스토리지 커패시터(Cst)는 층간 절연막(160)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 전극(155a)과 제2 스토리지 전극(178)을 포함한다. 제1 스토리지 전극(155a)은 구동 게이트 전극(155a)에 해당하고, 제2 스토리지 전극(156)은 제1 구동 전압선(172a)에서 확장된 부분으로서, 구동 게이트 전극(155a)보다 넓은 면적을 차지하며 구동 게이트 전극(155a)을 전부 덮고 있다. 제2 스토리지 전극(178)은 제1 스토리지 전극(155a)인 구동 게이트 전극(155a)과 구동 연결 부재(174)를 연결하기 위한 접촉 구멍(61)을 둘러 싸는 굴곡부(51)을 포함한다.
제2 스토리지 전극(178) 및 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 178, 179)을 덮어 평탄화시키므로 보호막(180) 위에 화소 전극(191)을 단차 없이 형성할 수 있다. 이러한 보호막(180)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 유기물과 무기물의 적층막 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 초기화 전압선(192)이 형성되어 있다. 이때, 화소 전극(191)의 기본 형태는 도 8 내지 도 11에 도시된 바와 같이 마름모, 직사각형, 십자 형태의 십이각형, 방사형, 등의 다양한 형상일 수 있다. 화소 전극(191)은 발광 제어 신호를 전달받기 위하여 드레인 전극(137f)과 전기적으로 연결된 접촉 구멍(66)과 중첩된 부분을 포함한다. 결과적으로 화소 전극(191)의 전체 테두리의 형태는 다각형일 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 화소 전극(191)이 굴곡부(51)와 중첩하지 않도록 형성된다. 도 8 내지 도 9를 참고하면, 화소 전극(191)은 굴곡부(51)와 이격 되도록 배치되는 사선부 또는 직선부를 포함하여 굴곡부(51)와 중첩하지 않도록 형성될 수 있다. 또한 도 10 내지 도 11를 참고하면, 화소 전극(191)은 굴곡부(51)와 이격 되도록 배치되는 절곡부(191a)를 포함하여 굴곡부(51)와 중첩하지 않도록 형성될 수 있다.
따라서, 굴곡부(51) 주변의 제2 스토리지 전극(178)에 불균형한 에칭으로 인하여 잔막이 발생하더라도, 화소 전극(191)은 굴곡부(51)과 중첩하지 않도록 형성되어 단선을 방지할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
51: 굴곡부 131a: 구동 채널
140: 게이트 절연막 141: 제1 게이트 절연막
142: 제2 게이트 절연막 151: 스캔선
152: 전단 스캔선 153: 발광 제어선
155a: 구동 게이트 전극, 제1 스토리지 전극
155b: 스위칭 게이트 전극 156: 제2 스토리지 전극
160: 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 174: 구동 연결 부재
175: 초기화 연결 부재 179: 발광 제어 연결 부재
180: 보호막 191: 화소 전극
192: 초기화 전압선 270: 공통 전극
350: 화소 정의막 370: 유기 발광층

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 스캔선;
    상기 스캔선과 교차하며 데이터 전압을 전달하는 데이터선;
    상기 스캔선과 교차하며 구동 전압을 전달하는 구동 전압선;
    상기 스캔선 및 상기 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터;
    상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터;
    상기 구동 트랜지스터의 구동 게이트 전극에 연결되어 있는 구동 연결 부재;
    제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 전극을 포함하는 스토리지 커패시터;
    상기 구동 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극; 그리고
    상기 제1 스토리지 전극과 상기 구동 연결 부재를 연결하는 접촉 구멍;을 포함하고,
    상기 제2 스토리지 전극은 평면상 상기 접촉 구멍의 적어도 일부를 둘러싸는 굴곡부를 포함하며,
    상기 화소 전극은 평면상 상기 굴곡부과 중첩하지 않으며,
    상기 제1 스토리지 전극은 상기 구동 게이트 전극인 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제2 스토리지 전극은 상기 구동 전압선에서 확장되어 형성된 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 굴곡부는, 상기 제2 스토리지 전극의 가장자리에 위치하고, 상기 데이터선과 평행한 부분과 상기 스캔선과 평행한 부분을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 발광 제어 신호를 전달하는 발광 제어선; 그리고,
    상기 구동 트랜지스터에 연결되어 있는 발광 제어 트랜지스터;를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 발광 제어 트랜지스터는 발광 제어 채널, 발광 제어 게이트 전극, 발광 제어 소스 전극, 그리고 발광 제어 드레인 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 발광 제어 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 발광 제어 연결 부재를 포함하고,
    상기 화소 전극은 상기 발광 제어 연결 부재와 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 화소 전극은 상기 발광 제어 연결 부재와 전기적으로 연결되는 접촉 구멍과 중첩하고, 전체적인 형태는 다각형인 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1항에서,
    상기 화소 전극 위에 형성되는 유기 발광층, 그리고
    상기 유기 발광층 위에 형성되는 공통 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 화소 전극과 동일한 층에 형성되어 있으며 상기 구동 트랜지스터를 초기화 시키는 초기화 전압을 전달하는 초기화 전압선을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제2항에서,
    상기 제2 스토리지 전극은 상기 구동 전압선을 형성하는 물질과 동일한 물질로 형성된 유기 발광 표시 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 굴곡부는 평면상 상기 접촉 구멍의 적어도 3면을 둘러싸는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 상기 굴곡부의 내측 경계로부터 떨어져 위치하며, 평면상 상기 화소 전극은 상기 접촉 구멍의 적어도 일부 둘러싸는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 굴곡부는 상기 데이터선과 평행하는 제1부분과 상기 스캔선과 평행하는 제2부분을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제1항에서,
    상기 구동 연결 부재 및 상기 굴곡부는 평면상 서로 떨어져 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  15. 제1항에서,
    상기 화소 전극은 상기 제2 스토리지 전극의 일부와 중첩하지만, 상기 굴곡부와는 평면상 중첩하지 않는 유기 발광 표시 장치.
  16. 제1항에서,
    상기 제1 스토리지 전극과 상기 구동 게이트 전극은 일체로 형성되며, 상기 제1 스토리지 전극은 상기 굴곡부와 평면상 중첩하는 유기 발광 표시 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 구동 전압선의 경계와 상기 굴곡부의 경계는 합하여 오목한 구조를 가지는 유기 발광 표시 장치.
  18. 제17항에서,
    발광층을 더 포함하며,
    상기 발광층은 상기 제2 스토리지 전극과 중첩하지만, 평면상 상기 오목한 구조와는 중첩하지 않는 유기 발광 표시 장치.
  19. 제1항에서,
    상기 스캔선 아래에 위치하는 제1 절연막; 및
    상기 스캔선과 상기 데이터선의 사이에 위치하는 제2 절연막을 더 포함하며,
    상기 제2 절연막은 상기 접촉 구멍을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제19항에서,
    상기 접촉 구멍은 상기 굴곡부에 의하여 덮이지 않은 상기 제2 절연막의 일부에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
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