KR102343656B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선, 상기 기판 및 복수개의 제1 신호선을 덮고 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하고 있는 복수개의 제2 신호선, 상기 복수개의 제1 신호선 및 복수개의 제2 신호선에 연결되어 있는 복수개의 화소를 포함하고, 상기 제1 절연막에는 인접하는 상기 화소를 서로 분리하는 복수개의 분리 홈이 형성되어 있고, 상기 분리 홈은 보충 부재로 채워져 있을 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며, 하나의 전극인 캐소드(cathode)로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극인 애노드(anode)로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
유기 발광 표시 장치는 캐소드, 애노드 및 유기 발광층으로 이루어진 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수개의 화소를 포함하며, 각 화소에는 유기 발광 다이오드를 구동하기 위한 복수개의 트랜지스터 및 커패시터(Capacitor)가 형성되어 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치를 다양한 상황에 적용하기 위해 휠 수 있는 커브드 표시 장치(Curved Display), 접을 수 있는 폴더블 표시 장치(Foldable Display), 감을 수 있는 롤러블 표시 장치(Rollable Display), 신축할 수 있는 스트레쳐블 표시 장치(Stretchable Display) 등의 플렉서블 표시 장치(Flexible Display)가 연구되고 있다.
이러한 플렉서블 표시 장치를 휘거나, 접거나, 감는 경우 스트레스(stress)가 발생하게 되며, 이 경우 배리어막, 버퍼막, 게이트 절연막, 층간 절연막 등의 무기막에 의해 응력이 발생한다. 이러한 응력을 분산시키기 위해 화소와 화소 사이에 형성된 무기막의 일부를 식각하여 분리홈을 형성함으로써 인접하는 화소를 서로 분리시켜 섬형(island type) 구조를 만든다.
그러나, 무기막의 과식각에 의해 게이트 전극과 데이터선 또는 구동 전압선사이에 형성된 무기막의 두께가 얇아져 전류 누설 경로(current leakage pass)로 작용할 수 있다.
또한, 무기막을 식각하여 분리홈을 형성하는 경우 분리홈에 형성되는 데이터 금속층의 테이퍼각이 증가하게 되므로 분리홈에 위치한 데이터 금속층의 두께가 일부 증가하게 된다. 따라서, 사진 식각 공정으로 데이터 금속층을 식각하여 데이터선 또는 구동 전압선을 형성하는 경우 분리홈에서는 거의 수직 방향으로 식각이 이루어져야 하므로 식각되지 않은 데이터 금속층이 발생하게 된다. 이러한 잔류 데이터 금속층은 데이터선과 구동 전압선을 서로 단락시켜 전류 누설 경로로 작용하게 된다.
또한, 무기막을 식각하여 분리홈을 형성하는 경우 분리홈을 지나가는 데이터선 또는 구동 전압선의 전체 경로가 증가하므로 데이터선 또는 구동 전압선의 저항이 증가하게 되어 화소에 안정적으로 전류를 공급하기 어렵게 된다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전류 누설을 최소화하고 데이터선 또는 구동 전압선의 저항 증가를 최소화한 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선, 상기 기판 및 복수개의 제1 신호선을 덮고 있는 제1 절연막, 상기 제1 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하고 있는 복수개의 제2 신호선, 상기 복수개의 제1 신호선 및 복수개의 제2 신호선에 연결되어 있는 복수개의 화소를 포함하고, 상기 제1 절연막에는 인접하는 상기 화소를 서로 분리하는 복수개의 분리 홈이 형성되어 있고, 상기 분리 홈은 보충 부재로 채워져 있을 수 있다.
상기 분리 홈은 상기 제1 신호선과 동일한 방향으로 뻗어 있을 수 있다.
상기 제2 신호선은 상기 보충 부재 위를 가로질러 지나가고 있을 수 있다.
상기 제1 신호선은 스캔 신호를 전달하는 스캔선을 포함하고, 상기 제2 신호선은 데이터 신호 및 구동 전압을 각각 전달하는 데이터선 및 구동 전압선을 포함하며, 상기 데이터선 및 상기 구동 전압선은 각각 상기 보충 부재 위를 지나가고 있을 수 있다.
상기 제1 절연막은 상기 스캔선을 덮고 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막을 덮고 있는 층간 절연막을 포함하고, 상기 분리 홈은 상기 게이트 절연막 및 층간 절연막에 형성되어 있을 수 있다.
상기 제1 절연막은 무기 물질을 포함하고, 상기 보충 부재는 탄성 물질을 포함할 수 있다.
상기 보충 부재의 영률(Young's modulus)은 상기 제1 절연막의 영률보다 작을 수 있다.
상기 탄성 물질은 유기물 또는 점탄성 물질을 포함할 수 있다.
상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 차례로 형성되어 있는 배리어막 및 버퍼막을 더 포함하고, 상기 분리 홈은 상기 배리어막 및 버퍼막까지 형성되어 있을 수 있다.
상기 배리어막 및 버퍼막은 무기 물질을 포함하고, 상기 보충 부재의 영률(Young's modulus)은 상기 배리어막 및 버퍼막의 영률보다 작을 수 있다.
상기 제1 절연막의 상부면과 상기 보충 부재의 상부면은 서로 동일한 높이에 위치할 수 있다.
상기 화소는 상기 스캔선, 상기 데이터선 및 상기 구동 전압선에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 기판은 접히는 부분인 폴딩부를 가지며, 상기 복수개의 화소 중 일부,분리 홈 및 보충 부재는 상기 폴딩부에 형성되어 있을 수 있다.
본 발명에 따르면, 두 개의 화소를 서로 분리하는 분리 홈을 형성하고 분리 홈에 보충 부재를 채움으로써, 분리 홈 내벽을 데이터선 및 구동 전압선이 타고 넘어가는 경우에 비해 보충 부재 위를 직선으로 지나가는 데이터선 및 구동 전압선의 전체 경로가 단축되므로, 데이터선 및 구동 전압선의 저항을 낮출 수 있다.
또한, 데이터 금속층은 보충 부재 위에 굴곡없이 형성되므로, 데이터 금속층을 사진 식각 공정을 진행하여 데이터선 및 구동 전압선으로 패터닝하는 경우 데이터선과 구동 전압선 사이의 데이터 금속층을 모두 제거할 수 있다. 따라서, 데이터선과 구동 전압선 사이에 미식각된 잔류 데이터 금속층이 없으므로 데이터선과 구동 전압선이 단락되어 전류 누설 경로로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보충 부재로 분리 홈을 채움으로써, 분리 홈과 인접하고 있는 게이트 배선인 발광 제어선 및 전단 스캔선과 데이터선 또는 구동 전압선 사이의 거리가 멀어지므로 발광 제어선 및 전단 스캔선과 데이터선 또는 구동 전압선 사이의 단락을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 구체적인 배치도이다.
도 4는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이다.
도 5는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 3의 유기 발광 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, "~ 상에" 또는 "~ 위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
또한, 첨부 도면에서 도시된 갯수의 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.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
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 등가 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수개의 신호선(151, 152, 153, 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, 171, 172, 192)에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6), 커패시터(Cst, Cb) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLD)를 포함한다.
복수개의 신호선(151, 152, 153, 171, 172, 192)은 스캔 신호(Sn), 전단 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(EM) 및 초기화 전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 초기화 전압선(192)을 포함하고, 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 초기화 전압선(192) 모두와 교차하고 있으며 화소(PX)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 포함한다.
복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6)는 구동 트랜지스터(driving thin film transistor)(T1), 스위칭 트랜지스터(switching thin film 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)를 포함하며, 커패시터(Cst, Cb)는 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst) 및 부스팅 커패시터(boosting capacitor)(Cb)를 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(Ts)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), 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1), 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1)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)와 연결되어 있으며, 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)은 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)을 거쳐 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1), 스토리지 커패시터의 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 전달되고, 유기 발광 다이오드(OLD)에 구동 전류(Id)가 흐르게 되어 발광함으로써 화상을 표시한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)과 연결된 스캔선(151)은 부스팅 커패시터(Cb)의 타단(Cb2)과 연결되어 있고, 부스팅 커패시터(Cb)의 일단(Cb1)은 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 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 6 트랜지스터 2 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 한 화소의 구체적인 동작 과정을 상세히 설명한다.
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, 스캔 신호(Sn)의 공급이 중단되면서 스캔 신호(Sn)의 전압 레벨이 하이 레벨(high level)로 변경되면, 부스팅 캐패시터(Cb)의 커플링 작용에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가되는 게이트 전압(Vg)이 스캔 신호(Sn)의 전압 변동폭에 대응하여 변경된다. 이때, 스토리지 캐패시터(Cst)와 부스팅 캐패시터(Cb) 간의 차지 쉐어링(charge sharing)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가되는 게이트 전압(Vg)이 변경되므로, 게이트 전극(G1)에 인가되는 전압 변화량은 스캔 신호(Sn)의 전압 변동폭과 더불어, 스토리지 캐패시터(Cst) 및 부스팅 캐패시터(Cb) 간의 차지 쉐어링(charge sharing) 값에 비례하여 변동된다.
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 전압(Vg)과 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 소스-게이트 전압(Vgs)에서 문턱 전압(Vth)을 차감한 값의 제곱 '(Dm-ELVDD)2'에 비례한다. 따라서 구동 전류(Id)는 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 관계 없이 결정된다.
그러면 도 1에 도시한 유기 발광 표시 장치의 화소의 상세 구조에 대하여 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6을 도 1과 함께 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소에형성된 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 구체적인 배치도이며, 도 4는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 IV-IV선을 따라 자른 단면도이고, 도 5는 도 3의 유기 발광 표시 장치를 V-V선을 따라 자른 단면도이며, 도 6은 도 3의 유기 발광 표시 장치를 VI-VI선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구체적인 평면상 구조에 대해 우선 상세히 설명하고, 도 4, 도 5 및 도 6을 참고하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 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 초기화 전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 복수개의 스캔선(151), 복수개의 전단 스캔선(152), 복수개의 발광 제어선(153) 및 복수개의 초기화 전압선(192)을 포함하고, 복수개의 스캔선(151), 복수개의 전단 스캔선(152), 복수개의 발광 제어선(153) 및 복수개의 초기화 전압선(192) 모두와 교차하고 있으며 복수개의 화소(PX)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 복수개의 데이터선(171) 및 복수개의 구동 전압선(172)을 포함한다. 도 2에는 설명의 편의를 위해 2개의 스캔선(151), 2개의 전단 스캔선(152), 2개의 발광 제어선(153), 2개의 초기화 전압선(192), 2개의 데이터선(171), 그리고 2개의 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 4개의 화소(PX)를 도시하고 있다.
하나의 화소(PX)에는 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6), 스토리지 커패시터(Cst), 부스팅 커패시터(Cb), 그리고 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성되어 있다. 유기 발광 다이오드(OLD)는 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)으로 이루어진다. 이 때, 보상 트랜지스터(T3)와 초기화 트랜지스터(T4)는 누설 전류를 차단하기 위해 듀얼 게이트(dual gate) 구조의 트랜지스터로 구성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)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 인듐―갈륨―아연 산화물(InGaZnO4), 인듐―아연 산화물(Zn―In―O), 아연―주석 산화물(Zn―Sn―O) 인듐―갈륨 산화물 (In―Ga―O), 인듐―주석 산화물(In―Sn―O), 인듐―지르코늄 산화물(In―Zr―O), 인듐―지르코늄―아연 산화물(In―Zr―Zn―O), 인듐―지르코늄―주석 산화물(In―Zr―Sn―O), 인듐―지르코늄―갈륨 산화물(In―Zr―Ga―O), 인듐―알루미늄 산화물(In―Al―O), 인듐―아연―알루미늄 산화물(In―Zn―Al―O), 인듐―주석―알루미늄 산화물(In―Sn―Al―O), 인듐―알루미늄―갈륨 산화물(In―Al―Ga―O), 인듐―탄탈륨 산화물(In―Ta―O), 인듐―탄탈륨―아연 산화물(In―Ta―Zn―O), 인듐―탄탈륨―주석 산화물(In―Ta―Sn―O), 인듐―탄탈륨―갈륨 산화물(In―Ta―Ga―O), 인듐―게르마늄 산화물(In―Ge―O), 인듐―게르마늄―아연 산화물(In―Ge―Zn―O), 인듐―게르마늄―주석 산화물(In―Ge―Sn―O), 인듐―게르마늄―갈륨 산화물(In―Ge―Ga―O), 티타늄―인듐―아연 산화물(Ti―In―Zn―O), 하프늄―인듐―아연 산화물(Hf―In―Zn―O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체(130)가 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 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 2에 도시한 바와 같이, 반도체(130)에 형성되는 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), 그리고 발광 제어 트랜지스터(T6)에 형성되는 발광 제어 채널(131f)을 포함한다. 그리고, 반도체(130)에는 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)이 형성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1)는 구동 채널(131a), 구동 게이트 전극(155a), 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)을 포함한다. 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)의 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. 보상 게이트 전극(155c)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며, 2개의 보상 게이트 전극(155c)은 스캔선(151)에서 아래쪽으로 연장된 돌출부일 수 있다. 보상 게이트 전극(155c)은 보상 채널(131c)과 중첩하고 있으며, 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. 초기화 게이트 전극(155d)은 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며, 2개의 초기화 게이트 전극(155d)은 전단 스캔선(152)에서 아래쪽으로 연장된 돌출부일 수 있다. 초기화 게이트 전극(155d)은 초기화 채널(131d)과 중첩하고 있으며, 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 있으며, 초기화 드레인 전극(137d)은 접촉 구멍(63)을 통해 구동 연결 부재(174)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)에서 위쪽으로 연장된 돌출부인 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)의 일부와 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)에서 위쪽으로 연장된 돌출부인 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.
구동 소스 전극(136a)은 스위칭 드레인 전극(137b) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)과 연결되어 있으며, 구동 드레인 전극(137a)은 보상 소스 전극(136c) 및 발광 제어 소스 전극(136f)과 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 게이트 절연막(140)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 전극(132)과 제2 스토리지 전극(156)을 포함한다. 여기서, 게이트 절연막(140)은 유전체가 되며, 스토리지 커패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 전극(132, 156) 사이의 전압에 의해 스토리지 커패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다.
제1 스토리지 전극(132)은 채널(131)과 동일한 층에 형성되어 있으며, 제2 스토리지 전극(156)은 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153)과 동일한 층에 형성되어 있다. 제1 스토리지 전극(132)은 도핑 불순물을 포함하고 있다.
제1 스토리지 전극(132)은 보상 드레인 전극(177c)과 초기화 드레인 전극(177d) 사이에 형성되어 있으며, 제1 부스팅 전극(133) 및 구동 연결 부재(174)을 통해 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있다. 제2 스토리지 전극(156)은 접촉 구멍(69)을 통해 구동 전압선(172)과 연결되어 있다.
따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 전압선(172)을 통해 제2 스토리지 전극(156)에 전달된 구동 전압(ELVDD)과 구동 게이트 전극(155a)의 게이트 전압(Vg)간의 차에 대응하는 스토리지 커패시턴스를 저장한다.
부스팅 커패시터(Cb)의 제1 부스팅 전극(133)은 제1 스토리지 전극(132)에서 연장된 연장부이고, 제2 부스팅 전극(157)은 스캔선(151)에서 위쪽으로 연장된 돌출부이다. 이러한 부스팅 캐패시터(Cb)는 스캔선(151)의 스캔 신호(Sn)의 변화에 따라 구동 게이트 전극(155a)의 게이트 전압(Vg)를 증가시키는 부스팅 동작을 수행하여 구동 범위(driving range)를 향상시킬 수 있으며 이를 통해 보다 정확한 계조를 구현할 수 있다.
구동 연결 부재(174)는 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 있으며 구동 연결 부재(174)의 일단은 접촉 구멍(61)을 통해 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있다. 그리고, 구동 연결 부재(174)의 타단은 접촉 구멍(63)을 통해 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c)과 연결되어 있다. 따라서, 구동 연결 부재(174)는 구동 게이트 전극(155a)과 보상 트랜지스터(T3)의 보상 드레인 전극(137c)을 서로 연결하고 있다.
사각 형상의 초기화 연결 부재(175)는 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있고, 사각 형상의 발광 제어 연결 부재(179)는 접촉 구멍(81)을 통해 유기 발광 다이오드(OLD)의 화소 전극(191)과 연결되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 본 일 실시예에서는 초기화 전압선은 스캔선과 평행한 직선 형상이고, 화소 전극은 화소를 대부분 덮는 대략 사각형 형상이나, 본 발명은 이러한 화소 전극과 초기화 전압선의 형상에 반드시 한정되는 것은 아니며, 초기화 연결 부재 및 발광 제어 연결 부재와 연결되는 형상이라면 다양하게 변형가능하다.
한편, 데이터선(171)의 연장 방향으로 인접한 두 개의 화소(PX1, PX2) 사이에는 두 개의 화소(PX1, PX2)를 서로 분리하는 분리 홈(10)이 형성되어 있다. 구체적으로 분리 홈(10)은 제1 화소(PX1)의 발광 제어선(153)과 제2 화소(PX2)의 전단 스캔선(152) 사이에 형성되어 있다. 이러한 분리 홈(10)에는 보충 부재(1)가 채워져 있다. 분리 홈(10)은 스캔선(151)의 연장 방향과 동일한 방향으로 뻗어 있으며, 보충 부재(1)도 분리 홈(10)의 연장 방향을 따라 채워져 있다.
데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 분리 홈(10) 및 보충 부재(1)를 가로질러 지나가고 있다. 이와 같이, 인접한 두 개의 화소(PX1, PX2) 사이에 분리 홈(10)을 형성함으로써, 유기 발광 표시 장치의 화소(PX1, PX2)들을 각각 섬형(island type) 구조로 만들 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치를 휘거나, 접거나, 감는 경우 유기 발광 표시 장치의 화소(PX1, PX2)에 발생하는 응력을 분산시켜 화소(PX1, PX2)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 분리 홈(10)에 탄성 물질로 이루어진 보충 부재(1)를 채움으로써, 분리 홈(10) 내벽을 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)이 타고 넘어가는 경우에 비해 보충 부재(1) 위를 직선으로 지나가는 데이터선 및 구동 전압선의 전체 경로가 단축되므로, 데이터선 및 구동 전압선의 저항을 낮출 수 있다.
이하, 도 4, 도 5 및 도 6을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 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 배리어막(barrier film)(111)이 형성되어 있고, 배리어막 위에는 버퍼층(buffer layer)(120)이 형성되어 있다.
기판(110)은 유연하고 절연성을 가지는 재질로 형성할 수 있으며, 얇은 유리(thin glass), 폴리에테르술폰(polyethersulphone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물을 포함할 수 있다.
배리어막(111)은 반도체(130)를 이루는 다결정 규소를 형성하기 위한 결정화 공정 시 기판으로부터 침투하는 불순물을 차단하여 다결정 규소의 특성을 향상시키기 위해 형성하며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성되어 있다. 버퍼층(120)은 배리어막(111)을 평탄화시켜 버퍼층(120) 위에 형성되는 반도체(130)가 받는 스트레스를 완화시키는 역할을 하며, 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성되어 있다. 이러한 배리어막(111)과 버퍼층(120)은 둘 다 형성할 수도 있고, 둘 중에 어느 하나만 형성할 수도 있다.
버퍼층(120) 위에는 구동 채널(131a), 스위칭 채널(131b), 보상 채널(131c), 초기화 채널(131d), 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 채널(131f), 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)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, 제1 스토리지 전극(132) 및 제1 부스팅 전극(133)은 보상 드레인 전극(137c)과 초기화 드레인 전극(137d) 사이에 형성되어 있다.
반도체(130) 위에는 이를 덮는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 스위칭 게이트 전극(155b) 및 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), 구동 게이트 전극(155a), 제2 스토리지 전극(156) 및 제2 부스팅 전극(157)을 포함하는 게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157)이 형성되어 있다.
게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157)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 절연막(140) 및 게이트 배선(151, 152, 153, 155a, 156, 157) 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), 게이트 절연막(140), 버퍼층(120) 및 배리어막(111)에는 두 개의 화소(PX1, PX2)를 서로 분리하는 분리 홈(10)이 함께 형성되어 있다. 그리고, 분리 홈(10)에는 보충 부재(1)가 채워져 있다. 이 때, 기판(110)의 상부면으로부터 층간 절연막(160)의 상부면까지의 높이(h1)와 기판(110)의 상부면으로부터 보충 부재(1)의 상부면까지의 높이(h2)는 서로 동일할 수 있다.
보충 부재(1)는 탄성 물질을 포함할 수 있고, 탄성 물질은 유기물 또는 점탄성 물질을 포함할 수 있다. 점탄성 물질(viscoelastic material)은 스트레스에 따라 변형이 쉽게 일어날 수 있는 물질인 감압 점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)를 그 예로 들 수 있다.
이러한 보충 부재(1) 의 영률(Young's modulus)은 층간 절연막(160), 게이트 절연막(140), 버퍼층(120) 및 배리어막(111)의 영률보다 작을 수 있다. 따라서, 보충 부재(1)가 위치하는 부분에서는 기판(110)이 휘거나, 접히거나, 감기는 경우에도 스트레스가 최소화된다. 따라서, 평면상으로 보충 부재(1)의 상하에 위치한 화소(PX1, PX2)에 응력이 발생하는 것을 최소화하여 화소(PX1, PX2)의 손상을 방지할 수 있다.
층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 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, 179)이 형성되어 있다. 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 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 동일한 경계선을 가지며 형성된 접촉 구멍(62)을 통해 스위칭 소스 전극(136b)와 연결되어 있으며, 구동 연결 부재(174)의 일단은 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(61)을 통하여 구동 게이트 전극(155a)과 연결되어 있고, 구동 연결 부재(174)의 타단은 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 동일한 경계선을 가지며 형성된 접촉 구멍(63)을 통해 보상 드레인 전극(137c)과 연결되어 있다.
초기화 연결 부재(175)는 게이트 절연막(140) 및 층간 절연막(160)에 함께 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 함께 형성된 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 드레인 전극(137f)과 연결되어 있다.
이 때, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 각각 보충 부재(1)를 지나가고 있다. 기판(110)의 상부면으로부터 층간 절연막(160)의 상부면까지의 높이(h1)와 기판(110)의 상부면으로부터 보충 부재(1)의 상부면까지의 높이(h2)는 서로 동일하므로, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 굴곡없이 직선으로 보충 부재(1)를 지나가게 된다. 따라서, 보충 부재(1) 위를 직선으로 지나가는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)의 전체 경로가 단축되므로, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)의 저항을 낮출 수 있다.
또한, 데이터 금속층은 보충 부재(1) 위에 굴곡없이 형성되므로, 데이터 금속층을 사진 식각 공정을 진행하여 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)으로 패터닝하는 경우 데이터선(171)과 구동 전압선(172) 사이의 데이터 금속층을 모두 제거할 수 있다. 따라서, 데이터선(171)과 구동 전압선(172) 사이에 미식각된 잔류 데이터 금속층이 없으므로 데이터선과 구동 전압선이 단락되어 전류 누설 경로로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 보충 부재(1)로 분리 홈(10)을 채움으로써, 분리 홈(10)과 인접하고 있는 게이트 배선인 발광 제어선(153) 및 전단 스캔선(152)과 데이터선(171) 또는 구동 전압선(172) 사이의 거리가 멀어지므로 발광 제어선(153) 및 전단 스캔선(152)과 데이터선(171) 또는 구동 전압선(172) 사이의 단락을 방지할 수 있다.
데이터 배선(171, 172, 174, 179) 및 층간 절연막(160) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 데이터 배선(171, 172, 174, 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.
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, 유기 발광 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.
한편, 상기 일 실시예에서는 기판의 모든 영역에 형성된 화소 사이에 분리 홈 및 보충 부재를 형성하였으나, 기판에서 접히는 폴딩부에 형성된 화소 사이에만 분리 홈 및 보충 부재를 형성하는 다른 실시예도 가능하다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 사시도이다.
도 7에 도시된 다른 실시예는 도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5 및 도 6에 도시된 일 실시예와 비교하여 기판에서 접히는 폴딩부에 형성된 화소에만 분리 홈 및 보충 부재를 형성하는 것만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 기판(110)은 접히는 부분인 폴딩부(FP)를 가지고 있다.
이러한 폴딩부(FP)에 위치하는 두 개의 화소(PX1, PX2) 사이에는 두 개의 화소(PX1, PX2)를 서로 분리하는 분리 홈(10)이 형성되어 있다. 그리고, 분리 홈(10)에는 보충 부재(1)가 채워져 있다.
이와 같이, 폴딩부에 형성된 화소에만 분리 홈 및 보충 부재를 형성함으로써,기판의 모든 영역에 형성된 화소에 분리 홈 및 보충 부재를 형성하는 것에 비해 고해상도 구조를 구현할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
1: 보충 부재 10: 분리 홈
140: 게이트 절연막 151: 스캔선
155a: 구동 게이트 전극 155b: 스위칭 게이트 전극
160: 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 174: 구동 연결 부재
175: 초기화 연결 부재 179: 발광 제어 연결 부재

Claims (16)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 제1 방향으로 뻗어 있는 복수개의 제1 신호선,
    상기 기판 및 복수개의 제1 신호선을 덮고 있는 제1 절연막,
    상기 제1 절연막 위에 형성되어 있으며 상기 제1 신호선과 교차하고 있는 복수개의 제2 신호선,
    상기 복수개의 제1 신호선 및 복수개의 제2 신호선에 연결되어 있는 복수개의 화소
    를 포함하고,
    상기 제1 절연막에는 인접하는 상기 화소를 서로 분리하는 복수개의 분리 홈이 형성되어 있고, 상기 분리 홈은 보충 부재로 채워져 있으며,
    상기 복수의 제2 신호선은 상기 보충 부재 위에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 분리 홈은 상기 제1 신호선과 동일한 방향으로 뻗어 있는 유기 발광 표시 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에서,
    상기 제1 신호선은 스캔 신호를 전달하는 스캔선을 포함하고,
    상기 제2 신호선은 데이터 신호 및 구동 전압을 각각 전달하는 데이터선 및 구동 전압선을 포함하며,
    상기 데이터선 및 상기 구동 전압선은 각각 상기 보충 부재 위를 지나가고 있는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제1 절연막은
    상기 스캔선을 덮고 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막을 덮고 있는 층간 절연막
    을 포함하고,
    상기 분리 홈은 상기 게이트 절연막 및 층간 절연막에 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 절연막은 무기 물질을 포함하고, 상기 보충 부재는 탄성 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 보충 부재의 영률(Young's modulus)은 상기 제1 절연막의 영률보다 작은 유기 발광 표시 장치.
  8. 제6항에서,
    상기 탄성 물질은 유기물 또는 점탄성 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제6항에서,
    상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 차례로 형성되어 있는 배리어막 및 버퍼막을 더 포함하고,
    상기 분리 홈은 상기 배리어막 및 버퍼막까지 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 배리어막 및 버퍼막은 무기 물질을 포함하고,
    상기 보충 부재의 영률(Young's modulus)은 상기 배리어막 및 버퍼막의 영률보다 작은 유기 발광 표시 장치.
  11. 제5항에서,
    상기 제1 절연막의 상부면과 상기 보충 부재의 상부면은 서로 동일한 높이에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제4항에서,
    상기 화소는 상기 스캔선, 상기 데이터선 및 상기 구동 전압선에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터,
    상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있는 복수개의 발광 다이오드를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 기판은 접히는 부분인 폴딩부를 가지며,
    상기 복수개의 화소 중 일부, 분리 홈 및 보충 부재는 상기 폴딩부에 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제9항에서,
    상기 보충 부재의 높이는
    상기 기판의 상부면으로부터 상기 제1 절연막의 상부면까지의 높이보다 작은 유기 발광 표시 장치.
  15. 제6항에서,
    상기 기판과 상기 제1 절연막 사이에 차례로 형성되어 있는 배리어막 및 버퍼막을 더 포함하고,
    상기 분리 홈은 상기 버퍼막의 일부까지 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 분리 홈은 상기 배리어막까지 연장되지 않는 유기 발광 표시 장치.
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