KR102354970B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 왜곡이 줄어들어 정확한 이미지 디스플레이가 가능한 디스플레이 장치를 위하여, 일 방향으로 연장된 데이터선과, 상기 일 방향으로 연장되어 상기 데이터선과 평행하게 배치된 메인스캔선과, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 연장되어 상기 메인스캔선과 교차하도록 배치되고 상기 메인스캔선과 전기적으로 연결된 서브스캔선과, 상기 데이터선과 상기 메인스캔선 사이에 위치하도록 상기 일 방향으로 연장되어 배치된 구동전압선과, 상기 구동전압선과 층을 달리하여 위치하되 상기 구동전압선과 전기적으로 연결되며 상기 데이터선 및 상기 메인스캔선 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 배치되는 실드층을 구비하는, 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

디스플레이 장치{Display apparatus}
본 발명의 실시예들은 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 왜곡이 줄어들어 정확한 이미지 디스플레이가 가능한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광 디스플레이 장치 등은 각 (부)화소의 휘도 등을 제어하기 위해 박막트랜지스터들이 각 (부)화소에 배치된다. 이러한 박막트랜지스터들은 전달된 데이터신호 등에 따라 대응하는 (부)화소의 휘도 등을 제어한다.
그러나 종래의 디스플레이 장치에는 (부)화소에 전달되는 데이터신호가 전달되는 과정에서 변동되어, (부)화소에서 구현되는 휘도가 최초 의도된 휘도가 아닌 상이한 휘도 등일 수도 있다는 문제점이 있었다. 이 경우 디스플레이 장치에서 디스플레이되는 이미지는 당초 디스플레이될 이미지와는 상이한 이미지, 즉 품질이 저하된 이미지가 될 수밖에 없다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 왜곡이 줄어들어 정확한 이미지 디스플레이가 가능한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 일 방향으로 연장된 데이터선과, 상기 일 방향으로 연장되어 상기 데이터선과 평행하게 배치된 메인스캔선과, 상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 연장되어 상기 메인스캔선과 교차하도록 배치되고 상기 메인스캔선과 전기적으로 연결된 서브스캔선과, 상기 데이터선과 상기 메인스캔선 사이에 위치하도록 상기 일 방향으로 연장되어 배치된 구동전압선과, 상기 구동전압선과 층을 달리하여 위치하되 상기 구동전압선과 전기적으로 연결되며 상기 데이터선 및 상기 메인스캔선 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 배치되는 실드층을 구비하는, 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 데이터선, 상기 메인스캔선 및 상기 구동전압선은 동일층에 위치할 수 있다.
이때, 상기 실드층은 상기 서브스캔선과 동일층에 위치할 수 있다. 나아가, 상기 서브스캔선은 상기 데이터선, 상기 메인스캔선 및 상기 구동전압선보다 하부에 위치할 수 있다.
또는 제1스토리지 축전판과, 상기 제1스토리지 축전판과 중첩되며 상기 제1스토리지 축전판 상부에 위치한 제2스토리지 축전판을 포함하는 스토리지 캐패시터를 더 구비하고, 상기 실드층은 상기 제2스토리지 축전판의 일부분일 수 있다. 또한, 상기 제2스토리지 축전판은 상기 데이터선, 상기 메인스캔선 및 상기 구동전압선보다 하부에 위치할 수 있다.
한편, 상기 실드층은 상기 데이터선 및 상기 메인스캔선 각각과 중첩될 수 있다.
상기 일 방향과 평행한 축을 사이에 두고 상호 인접한 두 부화소들에 있어서, 상기 축을 중심으로 상기 두 부화소들의 메인스캔선을 제외한 구성요소들이 대칭이 되도록 배치될 수 있다. 이때 상기 실드층은 상기 인접한 두 부화소들에 있어서 일체(一體)일 수 있다.
뾰족한 부분을 갖지 않는 디스플레이영역을 가지며, 상기 데이터선, 상기 메인스캔선, 상기 서브스캔선 및 상기 구동전압선은 상기 디스플레이영역을 가로지르도록 배치될 수 있다.
원 또는 타원 형상의 디스플레이영역을 가지며, 상기 데이터선, 상기 메인스캔선, 상기 서브스캔선 및 상기 구동전압선은 상기 디스플레이영역을 가로지르도록 배치될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 특허청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 왜곡이 줄어들어 정확한 이미지 디스플레이가 가능한 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 하나의 (부)화소의 등가 회로도이다.
도 5는 도 4의 (부)화소에 있어서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다.
도 6 내지 도 9는 도 5의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 두 개의 (부)화소들에 있어서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 (부)화소에서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이고, 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도이다. 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 기판(Sub) 상에 배치된 복수개의 제1데이터선들(DL1), 복수개의 제2데이터선들(DL2), 복수개의 메인스캔선들(MSL), 복수개의 서브스캔선들(SSL), 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1), 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2), 복수개의 스캔선 패드들(SLP) 및 복수개의 구동전압선들(미도시)을 구비한다.
기판(Sub)은 글라스재, 금속재 또는 플라스틱재 등과 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다. 이러한 기판(Sub)은 디스플레이영역(DA)과, 이 디스플레이영역(DA)을 감싸는 제1주변영역(PA1)을 갖는다. 도 1 등에서는 디스플레이영역(DA)이 원형 형상을 갖고, 제1주변영역(PA1)은 이 원형 형상의 디스플레이영역(DA)을 감싸는 링 형상을 갖는 것으로 도시하고 있다. 물론 도 1 등에 도시된 것과 같이, 기판(Sub)은 제1주변영역(PA1) 외에 제1주변영역(PA1)의 일부분에서 제1주변영역(PA1)으로부터 돌출된 제2주변영역(PA2)도 가질 수 있다. 한편, 디스플레이영역(DA)은 제1디스플레이영역과 제2디스플레이영역을 가질 수 있는데, 예컨대 도 1 등의 경우 제1디스플레이영역과 제2디스플레이영역은 각각 반원 형상을 갖고, 제1디스플레이영역과 제2디스플레이영역이 서로 맞닿는 부분은 원형 형상의 디스플레이영역(DA)의 중심을 지나며 y축 방향으로 연장된 부분인 것으로 이해될 수 있다.
복수개의 제1데이터선들(DL1)은 일 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 이와 같은 제1디스플레이영역을 가로지르며 상호 평행하게 배치될 수 있다. 도 1에서는 편의상 8개의 제1데이터선들(D1 내지 D8)이 제1디스플레이영역을 가로질러 배치되는 것으로 도시하고 있다. 물론 디스플레이영역(DA)이 원형 형상을 가질 경우, 도 1 등에 도시된 것과 같이 제1데이터선들(D1 내지 D8) 각각의 길이는 상이할 수 있다. 복수개의 제2데이터선들(DL2)도 역시 동일한 일 방향인 y축 방향으로 연장되어 제2디스플레이영역을 가로지르며 상호 평행하게 배치될 수 있다. 도 1에서는 제1데이터선들(D1 내지 D8)과 마찬가지로 8개의 제2데이터선들(D9 내지 D16)이 제2디스플레이영역에 배치된 것으로 도시하고 있다. 물론 디스플레이영역(DA)이 원형 형상을 가질 경우, 도 1 등에 도시된 것과 같이 제2데이터선들(D9 내지 D16) 각각의 길이는 상이할 수 있다. 제2데이터선들(D9 내지 D16)은 제1데이터선들(D1 내지 D8)과 평행하게 배치된다.
복수개의 메인스캔선들(MSL)은 도 2에 도시된 것과 같이 배치된다. 구체적으로, 복수개의 메인스캔선들(MSL)도 디스플레이영역(DA)을 가로지르며 상호 평행하게 배치되는데, 복수개의 메인스캔선들(MSL)은 복수개의 제1데이터선들(DL1) 및 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 평행하게 배치된다. 도 2에서는 총 16개의 메인스캔선들(MS1 내지 MS16)이 상기 일 방향인 y축 방향으로 연장된 형상을 갖는 것으로 도시하고 있다. 물론 메인스캔선들(MS1 내지 MS16)의 길이는 서로 상이할 수도 있고 일부 것들은 동일한 길이를 가질 수도 있다. 참고로 복수개의 메인스캔선들(MSL)이 디스플레이영역(DA)을 가로지르도록 배치된다는 것은 디스플레이영역(DA)의 적어도 일부분을 가로지르도록 배치되면 족하며, 복수개의 메인스캔선들(MSL) 각각이 디스플레이영역(DA) 전체를 가로지를 필요는 없다.
한편, 복수개의 메인스캔선들(MSL)은 복수개의 제1메인스캔선들(MSL1)과 복수개의 제2메인스캔선들(MSL2)을 포함하는 것으로 이해될 수도 있다. 이 경우 복수개의 제1메인스캔선들(MSL1)은 복수개의 제1데이터선들(DL1)과 유사하게 제1디스플레이영역을 가로지르며 상호 평행하게 배치된 것으로 이해될 수 있고, 복수개의 제2메인스캔선들(MSL2)은 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 유사하게 제2디스플레이영역을 가로지르며 상호 평행하게 배치된 것으로 이해될 수 있다. 도 2의 경우 좌측의 8개의 메인스캔선들(MS1 내지 MS8)이 복수개의 제1메인스캔선들(MSL1)에 속하고, 우측의 8개의 메인스캔선들(MS9 내지 MS16)이 복수개의 제2메인스캔선들(MSL2)에 속하는 것으로 도시하고 있다.
복수개의 메인스캔선들(MSL)은 복수개의 제1데이터선들(DL1)이나 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 직접 컨택하지 않는다. 이를 위해 메인스캔선들(MSL)이 만약 복수개의 제1데이터선들(DL1) 및 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 동일 평면에 위치한다면, 이들은 서로 엇갈려 위치함으로써 서로 직접 컨택하지 않도록 할 수 있다. 또는 필요하다면 메인스캔선들(MSL)을 복수개의 제1데이터선들(DL1) 및 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 상이한 층에 위치시킬 수도 있다.
복수개의 서브스캔선들(SSL)은 디스플레이영역(DA)을 가로지르며 상호 평행하게 배치된다. 이때 복수개의 서브스캔선들(SSL)은 복수개의 메인스캔선들(MSL)과 교차하도록 배치된다. 도 2에서는 복수개의 서브스캔선들(SSL)이 상기 일 방향과 교차하는 타 방향인 x축 방향으로 연장되어, y축 방향으로 연장된 복수개의 메인스캔선들(MSL)과 교차하는 것으로 도시하고 있다. 이러한 복수개의 서브스캔선들(SSL)은 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 1 대 1 대응될 수 있다. 도 2에서는 16개의 서브스캔선들(SS1 내지 SS16)이 16개의 메인스캔선들(MS1 내지 MS16)에 대응하는 것으로 도시하고 있다.
이러한 복수개의 서브스캔선들(SSL)은 복수개의 메인스캔선들(MSL)과 상이한 층에 위치할 수 있다. 즉, 복수개의 서브스캔선들(SSL)과 복수개의 메인스캔선들(MSL) 사이에는 절연층이 개재될 수 있다. 그리고 그러한 절연층에 형성된 컨택홀을 통해, 복수개의 서브스캔선들(SSL)은 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 도 2에서는 검은 점으로 표시한 지점들이 컨택홀을 통해 복수개의 서브스캔선들(SSL)이 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 전기적으로 연결되는 것으로 도시하고 있다. 즉, 메인스캔선(MS1)은 서브스캔선(SS1)에 전기적으로 연결되고, 메인스캔선(MS2)은 서브스캔선(SS2)에 전기적으로 연결되며, 마찬가지 방식으로 메인스캔선(MS16)은 서브스캔선(SS16)에 전기적으로 연결된다.
복수개의 제1데이터선들(DL1) 및 복수개의 제2데이터선들(DL2)과 서브스캔선들(SSL)이 교차하는 부분은 각각 (부)화소를 정의하는 곳으로 이해될 수 있다. 이하에서는 부화소 또는 화소를 통칭하여 부화소라고 표현한다. 도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 일부분을 개략적으로 도시하는 개념도로서 그와 같은 부화소의 영역들을 개략적으로 도시하고 있다. 도 3에 도시된 것과 같이, 서브스캔선(SS3)과 데이터선(D6)이 교차하는 부분에 부화소(P(3,6))가 위치하게 되고, 서브스캔선(SS3)과 데이터선(D7)이 교차하는 부분에 부화소(P(3,7))가 위치하게 되며, 서브스캔선(SS3)과 데이터선(D8)이 교차하는 부분에 부화소(P(3,8))가 위치하게 된다. 마찬가지로 서브스캔선(SS4)과 데이터선(D6)이 교차하는 부분에 부화소(P(4,6))가 위치하게 되고, 서브스캔선(SS4)과 데이터선(D7)이 교차하는 부분에 부화소(P(4,7))가 위치하게 되며, 서브스캔선(SS4)과 데이터선(D8)이 교차하는 부분에 부화소(P(4,8))가 위치하게 된다.
화소들(P(3,6) 내지 P(4,8)) 각각은 박막트랜지스터나 커패시터, 그리고 디스플레이소자를 포함할 수 있다. 디스플레이소자로는 예컨대 유기발광소자를 들 수 있다. 이러한 부화소들(P(3,6) 내지 P(4,8))의 발광을 제어하는 방법으로는 다양한 방법들이 있을 수 있다. 예컨대 메인스캔선(MS3)에 주사신호를 인가하여 이 메인스캔선(MS3)에 전기적으로 연결된 서브스캔선(SS3)에 주사신호가 전달됨에 따라, 이 서브스캔선(SS3)에 연결된 부화소들(P(3,6), P(3, 7), P(3,8))이 선택되도록 할 수 있다. 그 상태에서 부화소들(P(3,6), P(3, 7), P(3,8))에서 구현될 휘도와 관련된 데이터신호를 데이터선들(D6 내지 D8)에 인가하게 되면, 부화소들(P(3,6), P(3, 7), P(3,8))은 인가된 데이터신호에 따라 결정된 휘도로 발광하게 된다. 이후 메인스캔선(MS4)에 주사신호를 인가하여 이 메인스캔선(MS4)에 전기적으로 연결된 서브스캔선(SS4)에 주사신호가 전달됨에 따라, 이 서브스캔선(SS4)에 연결된 부화소들(P(4,6), P(4, 7), P(4,8))이 선택되도록 할 수 있다. 그 상태에서 부화소들(P(4,6), P(4, 7), P(4,8))에서 구현될 휘도와 관련된 데이터신호를 데이터선들(D6 내지 D8)에 인가하게 되면, 부화소들(P(4,6), P(4, 7), P(4,8))은 인가된 데이터신호에 따라 결정된 휘도로 발광하게 된다.
도 3에서는 메인스캔선들(MS2 내지 MS4), 서브스캔선들(SS3, SS4) 및 데이터선들(D6 내지 D8) 외에 구동전압선들(P6 내지 P8)도 도시하고 있다. 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 이와 같이 상기 일 방향, 즉 y축 방향으로 연장되어 제1디스플레이영역과 제2디스플레이영역을 가로지르며 상호 평행하게 배치된 구동전압선들을 구비한다. 이러한 구동전압선들(D6 내지 D8)은 부화소들(P(3,6), P(3, 7), P(3,8), P(4,6), P(4, 7), P(4,8))이 발광하는데 필요한 전기적 신호를 부화소들(P(3,6), P(3, 7), P(3,8), P(4,6), P(4, 7), P(4,8))에 전달한다.
한편, 복수개의 제1데이터선들(DL1)에 데이터신호를 인가할 수 있도록 하기 위해, 도 1에 도시된 것과 같이 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)이, 기판(Sub)의 디스플레이영역(DA)이 아닌 제2주변영역(PA2)에 위치하도록 할 수 있다. 이 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)은 복수개의 제1데이터선들(DL1)에 대응하도록 복수개의 제1데이터선들(DL1)의 (-y 방향) 일측에 위치할 수 있다. 물론 마찬가지로 복수개의 제2데이터선들(DL2)에 데이터신호를 인가할 수 있도록 하기 위해, 도 1에 도시된 것과 같이 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2)이, 기판(Sub)의 디스플레이영역(DA)이 아닌 제2주변영역(PA2)에 위치하도록 할 수 있다. 이 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2)은 복수개의 제2데이터선들(DL2)에 대응하도록 복수개의 제2데이터선들(DL2)의 (-y 방향) 일측에 위치할 수 있다.
참고로 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)은, 도 1에 도시된 것과 같이 제2주변영역(PA2)에 위치하며 y축과 평행하게 연장된 것만을 의미하는 것으로 해석될 수도 있다. 이 경우 이러한 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)과 복수개의 제1데이터선들(DL1)은 도 1에서 x축에도 평행하지 않고 y축에도 평행하지 않은 것으로 도시된 연결배선들로 연결될 수도 있다. 그러한 연결배선들은, 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1) 및 복수개의 제1데이터선들(DL1)과 동일층에 위치하는 것일 수도 있고, 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1) 및 복수개의 제1데이터선들(DL1)과 상이한 층에 위치하되 컨택홀 등을 통해 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1) 및 복수개의 제1데이터선들(DL1)에 전기적으로 연결된 것일 수도 있다. 이러한 구조는 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2)이나, 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2)과 복수개의 제2데이터선들(DL2)을 연결하는 연결배선들에 있어서도 마찬가지일 수 있다.
유사하게, 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 스캔신호를 인가할 수 있도록 하기 위해, 도 2에 도시된 것과 같이 복수개의 스캔선 패드들(SLP)이, 기판(Sub)의 디스플레이영역(DA)이 아닌 제2주변영역(PA2)에 위치하도록 할 수 있다. 이 복수개의 스캔선 패드들(SLP)은 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 대응하도록 복수개의 메인스캔선들(MSL)의 (-y 방향) 일측에 위치할 수 있다. 이때 이 복수개의 스캔선 패드들(SLP)은 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)과 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2) 사이에 위치할 수 있다.
한편, 복수개의 메인스캔선들(MSL)과 복수개의 스캔선 패드들(SLP) 사이에는 스캔구동회로부(SDU)가 배치될 수 있다. 이에 따라 복수개의 메인스캔선들(MSL)과 복수개의 스캔선 패드들(SLP)은 이 스캔구동회로부(SDU)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 스캔구동회로부(SDU)는 예컨대 시프트 레지스터를 포함하는 것으로, 디스플레이영역(DA) 내의 부화소들에 포함되는 박막트랜지스터를 형성할 시 함께 형성되는 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.
스캔구동회로부(SDU)는 디스플레이 장치 구동 방식에 따라 다양한 방식으로 작동할 수 있는데, 예컨대 메인스캔선(MS1)부터 메인스캔선(MS16)까지 순차적으로 스캔신호를 인가하여, 서브스캔선(SS1)부터 서브스캔선(SS16)까지 순차적으로 스캔신호가 인가되도록 할 수 있다. 이에 따라 서브스캔선(SS1)에 전기적으로 연결된 부화소들이 선택되고, 이후 서브스캔선(SS2)에 전기적으로 연결된 부화소들이 선택되며, 이후 순차적으로 서브스캔선(SS16)에 전기적으로 연결된 부화소들까지 선택되도록 할 수 있다. 이 경우 복수개의 스캔선 패드들(SLP)은 스캔구동회로부(SDU)가 포함하는 박막트랜지스터들이 필요로 하는 하이신호, 로우신호 및/또는 클락신호 등이 인가되는 부분으로 이해될 수 있다.
이러한 스캔구동회로부(SDU)는 다양한 구성을 취할 수 있다. 예컨대 도 2에 도시된 것과 같이 복수개의 제1메인스캔선들(MSL1)에 전기적으로 연결되는 제1스캔구동회로부(SDU1)와, 복수개의 제2메인스캔선들(MSL2)에 전기적으로 연결되는 제2스캔구동회로부(SDU2)를 포함할 수 있다. 이 경우 복수개의 제1스캔선 패드들(SLP1)은 제1스캔구동회로부(SDU1)에 전기적으로 연결되고, 복수개의 제2스캔선 패드들(SLP2)은 제2스캔구동회로부(SDU2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)과 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2), 그리고 복수개의 스캔선 패드들(SLP)에는 집적회로나 집적회로가 부착된 인쇄회로기판 등이 부착될 수 있다. 이에 따라 집적회로 등을 거친 전기적 신호가 복수개의 제1데이터선 패드들(DLP1)과 복수개의 제2데이터선 패드들(DLP2), 그리고 복수개의 스캔선 패드들(SLP)에 입력되어, 디스플레이영역(DA)에서의 이미지가 구현되도록 할 수 있다.
이하에서는 부화소들 각각의 구성에 대해 설명한다.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 하나의 부화소의 등가 회로도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 하나의 부화소는 복수개의 신호선들(121, 122, 123, 124, 171, 172), 복수개의 신호선들에 연결되어 있는 복수개의 박막트랜지스터들(T1, T2, T3, T4,T5, T6), 스토리지 캐패시터(storage capacitor, Cst) 및 유기발광소자(organic light-emitting device, OLED)를 포함한다. 물론 복수개의 신호선들(121, 122, 123, 124, 171, 172)은 복수개의 부화소들에 있어서 공유될 수 있다.
박막트랜지스터는 구동 박막트랜지스터(driving TFT, T1), 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT, T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 포함한다.
신호선은 스캔신호(Sn)를 전달하는 스캔선(121), 초기화 박막트랜지스터(T4)에 이전 스캔신호(Sn-1)를 전달하는 이전 스캔선(122), 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)에 발광제어신호(En)를 전달하는 발광제어선(123), 스캔선(121)과 교차하며 데이터신호(Dm)를 전달하는 데이터선(171), 구동전압(ELVDD)을 전달하며 데이터선(171)과 거의 평행하게 형성되어 있는 구동전압선(172), 구동 박막트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화전압(Vint)을 전달하는 초기화전압선(124)을 포함한다. 여기서 스캔선(121)이나 이전 스캔선(122)은 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 서브스캔선들(SS1 내지 SS16) 중 일부이거나 그것들에 연결된 것일 수 있다. 데이터선(171)은 이것에 연결된 부화소의 위치에 따라 제1데이터선들 중 하나이거나 제2데이터선들 중 하나일 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)은 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1)에 연결되어 있고, 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극(SE1)은 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(172)에 연결되어 있으며, 구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극(DE1)은 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광소자(OLED)의 화소전극과 전기적으로 연결되어 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호(Dm)를 전달받아 유기발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급한다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)의 게이트전극(GE2)은 스캔선(121)에 연결되어 있고, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 소스전극(SE2)은 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극(DE2)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극(SE1)에 연결되어 있으면서 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(172)에 연결되어 있다. 이러한 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(121)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 데이터선(171)으로 전달된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 박막트랜지스터(T3)의 게이트전극(GE3)은 스캔선(121)에 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 소스전극(SE3)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극(DE1)에 연결되어 있으면서 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광소자(OLED)의 화소전극과 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극(DE3)은 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1), 초기화 박막트랜지스터(T4)의 드레인전극(DE4) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)에 연결되어 있다. 이러한 보상 박막트랜지스터(T3)는 스캔선(121)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)과 드레인전극(DE1)을 전기적으로 연결하여 구동 박막트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
초기화 박막트랜지스터(T4)의 게이트전극(GE4)은 이전 스캔선(122)에 연결되어 있고, 초기화 박막트랜지스터(T4)의 소스전극(SE4)은 초기화전압선(124)에 연결되어 있으며, 초기화 박막트랜지스터(T4)의 드레인전극(DE4)은 스토리지 캐패시터(Cst)의 제1스토리지 축전판(Cst1), 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극(DE3) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)에 연결되어 있다. 이러한 초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔선(122)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴-온되어 초기화전압(Vint)을 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)에 전달하여 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)의 전압을 초기화시키는 초기화동작을 수행한다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)의 게이트전극(GE5)은 발광제어선(123)에 연결되어 있으며, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 소스전극(SE5)은 구동전압선(172)과 연결되어 있고, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 드레인전극(DE5)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 소스전극(SE1) 및 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 드레인전극(DE2)과 연결되어 있다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)의 게이트전극(GE6)은 발광제어선(123)에 연결되어 있고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 소스전극(SE6)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 드레인전극(DE1) 및 보상 박막트랜지스터(T3)의 소스전극(SE3)에 연결되어 있으며, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 드레인전극(DE6)은 유기발광소자(OLED)의 화소전극에 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광제어선(123)을 통해 전달받은 발광제어신호(En)에 따라 동시에 턴-온되어, 구동전압(ELVDD)이 유기발광소자(OLED)에 전달되어 유기발광소자(OLED)에 구동전류(IOLED)가 흐르도록 한다.
스토리지 캐패시터(Cst)의 제2스토리지 축전판(Cst2)은 구동전압선(172)에 연결되어 있으며, 유기발광소자(OLED)의 대향전극은 공통전압(ELVSS)에 연결되어 있다. 이에 따라, 유기발광소자(OLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)로부터 구동전류(IOLED)를 전달받아 발광함으로써 화상을 표시할 수 있다.
이하에서 이러한 유기발광 디스플레이 장치의 한 부화소의 구체적인 동작을 개략적으로 설명한다.
먼저, 초기화 기간 동안 이전 스캔선(122)을 통해 로우레벨(low level)의 이전 스캔신호(Sn-1)가 공급된다. 그러면, 로우레벨의 이전 스캔신호(Sn-1)에 대응하여 초기화 박막트랜지스터(T4)가 턴-온(Turn on)되어, 초기화 박막트랜지스터(T4)를 통해 초기화전압선(124)으로부터의 초기화전압(Vint)이 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극에 전달되고, 이에 따라 초기화전압(Vint)에 의해 구동 박막트랜지스터(T1)가 초기화된다.
이 후, 데이터 프로그래밍 기간 중 스캔선(121)을 통해 로우레벨의 스캔신호(Sn)가 공급된다. 그러면, 로우레벨의 스캔신호(Sn)에 대응하여 스위칭 박막트랜지스터(T2) 및 보상 박막트랜지스터(T3)가 턴-온된다. 이에 따라 구동 박막트랜지스터(T1)는 턴-온된 보상 박막트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스 된다. 그러면, 데이터선(171)으로부터 공급된 데이터신호(Dm)에서 구동 박막트랜지스터(T1)의 문턱전압(Threshold voltage, Vth)만큼 감소한 보상전압(Dm+Vth, Vth는 (-)의 값)이 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극(GE1)에 인가된다. 그리고 스토리지 커패시터(Cst)의 양단에는 구동전압(ELVDD)과 보상전압(Dm+Vth)이 인가되어, 스토리지 커패시터(Cst)에는 양단 전압차에 대응하는 전하가 저장된다.
이 후, 발광기간 동안 발광제어선(123)으로부터 공급되는 발광제어신호(En)가 하이레벨에서 로우레벨로 변경된다. 그러면, 발광기간 동안 로우레벨의 발광제어신호(En)에 의해 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)가 턴-온된다. 그러면, 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트전극의 전압과 구동전압(ELVDD) 간의 전압차에 따라 결정되는 구동전류(IOLED)가 발생하고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 통해 구동전류(IOLED)가 유기발광소자(OLED)에 공급된다. 발광기간동안 스토리지 캐패시터(Cst)에 의해 구동 박막트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(VGS)은 '(Dm+Vth)-ELVDD'으로 유지되며, 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 관계에 따르면 구동전류(IOLED)는 게이트-소스 전압(VGS)에서 문턱전압(Vth)을 차감한 값의 제곱인 '(Dm-ELVDD)2'에 비례하기에, 구동전류(IOLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)의 문턱전압(Vth)에 관계없이 결정된다.
이하에서는 도 4에 도시된 유기발광 디스플레이 장치의 일 부화소의 상세 구조에 대해 도 5 내지 도 9를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 4의 부화소에 있어서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다. 도 6 내지 도 9는 도 5의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다. 즉, 도 6 내지 도 9 각각은 동일층에 위치하는 배선이나 반도체층 등의 배치를 도시한 것으로서, 도 6 내지 도 9에 도시된 층상 구조들 사이에는 절연층 등이 개재될 수 있다. 예컨대 도 6에 도시된 층과 도 7에 도시된 층 사이에는 제1절연층이 개재되고, 도 7에 도시된 층과 도 8에 도시된 층 사이에는 제2절연층이 개재되며, 도 8에 도시된 층과 도 9에 도시된 층 사이에는 층간절연층이 개재될 수 있다. 물론 그러한 절연층들에는 컨택홀 등이 형성되어, 도 6 내지 도 9에 도시된 층상 구조들이 상하로 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.
본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 부화소는 스캔신호(Sn), 이전 스캔신호(Sn-1), 발광제어신호(En) 및 초기화전압(Vint)을 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(121), 이전 스캔선(122), 발광제어선(123) 및 초기화전압선(124)을 포함한다. 그리고 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 부화소는 스캔선(121), 이전 스캔선(122), 발광제어선(123) 및 초기화전압선(124)과 교차하며 부화소에 데이터신호(Dm) 및 구동전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171)과 구동전압선(172)을 포함할 수 있다.
또한, 부화소는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 유기발광소자(미도시)를 포함할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 도 6에 도시된 것과 같은 반도체층을 따라 형성되어 있는데, 반도체층은 다양한 형상으로 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 반도체층은 구동 박막트랜지스터(T1)에 대응하는 구동 반도체층(131a), 스위칭 박막트랜지스터(T2)에 대응하는 스위칭 반도체층(131b), 보상 박막트랜지스터(T3)에 대응하는 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3), 초기화 박막트랜지스터(T4)에 대응하는 초기화 반도체층(131d1, 131d2, 131d3), 동작제어 박막트랜지스터(T5)에 대응하는 동작제어 반도체층(131e) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)에 대응하는 발광제어 반도체층(131f)을 포함할 수 있다. 즉, 구동 반도체층(131a), 스위칭 반도체층(131b), 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3), 초기화 반도체층(131d1, 131d2, 131d3), 동작제어 반도체층(131e) 및 발광제어 반도체층(131f)은 도 6에 도시된 것과 같은 반도체층의 일부 영역들인 것으로 이해될 수 있다.
이러한 반도체층은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 그리고 반도체층은 예컨대 불순물이 도핑되지 않은 채널영역과, 채널영역의 양옆의 불순물이 도핑되어 형성된 소스영역과 드레인영역을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 박막트랜지스터의 종류에 따라 달라지며, N형 불순물 또는 P형 불순물을 사용될 수 있다. 그리고 도핑되어 형성된 소스영역이나 드레인영역은 박막트랜지스터의 소스전극이나 드레인전극으로 해석될 수 있다. 즉, 예컨대 구동 소스전극(176a)은 도 6에 도시된 반도체층에 있어서 구동 반도체층(131a) 근방에서 불순물이 도핑된 구동 소스영역(176a)에 해당하고, 구동 드레인전극(177a)은 도 6에 도시된 반도체층에 있어서 구동 반도체층(131a) 근방에서 불순물이 도핑된 구동 드레인영역(177a)에 해당할 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 반도체층에 있어서 박막트랜지스터들 사이에 대응하는 반도체층의 부분들도 불순물로 도핑되어, 박막트랜지스터들을 전기적으로 연결하는 역할을 하는 배선으로 해석될 수 있다.
한편, 스토리지 캐패시터(Cst)가 배치될 수 있다. 스토리지 캐패시터(Cst)는 제2절연층을 사이에 두고 배치되는 제1스토리지 축전판(125a)과 제2스토리지 축전판(127)을 포함할 수 있다. 이때, 제1스토리지 축전판(125a)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극의 역할도 동시에 할 수 있다. 즉, 구동 게이트전극과 제1스토리지 축전판(125a)은 일체(一體)인 것으로 이해될 수 있다. 이하에서는 구동 게이트전극을 언급할 시에 편의상 제1스토리지 축전판(125a)과 동일한 참조번호를 사용한다.
제1스토리지 축전판(125a)은 도 7에 도시된 것과 같이 인접한 부화소와 분리된 사각형 형상을 가질 수 있다. 이러한 제1스토리지 축전판(125a)은 도 7에 도시된 것과 같이 스캔선(121), 이전 스캔선(122) 및 발광제어선(123)과 동일층에 동일 물질로 형성될 수 있다.
참고로 스위칭 게이트전극(125b)과 보상 게이트전극(125c1, 125c2)은 반도체층과 교차하는 스캔선(121)의 부분들이거나 스캔선(121)으로부터 돌출된 부분들이고, 초기화 게이트전극(125d1, 125d2)은 반도체층과 교차하는 이전 스캔선(122)의 부분들이거나 이전 스캔선(122)으로부터 돌출된 부분들이며, 동작제어 게이트전극(125e)과 발광제어 게이트전극(125f)은 반도체층과 교차하는 발광제어선(123)의 부분들이거나 발광제어선(123)으로부터 돌출된 부분들인 것으로 이해될 수 있다.
제2스토리지 축전판(127)은 인접한 부화소들에 있어서 서로 연결되어 있을 수 있으며, 도 8에 도시된 것과 같이 초기화전압선(124)과 동일층에 동일 물질로 형성될 수 있다. 제2스토리지 축전판(127)에는 스토리지 개구부(27)가 형성될 수 있는데, 이를 통해 후술하는 것과 같은 연결부재(174)로 제1스토리지 축전판(125a)과 보상 박막트랜지스터(T3)의 드레인전극(177c)이 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 제2스토리지 축전판(127)은 층간절연층에 형성된 컨택홀(168)을 통해 구동전압선(172)에 연결될 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동 반도체층(131a), 구동 게이트전극(125a), 구동 소스전극(176a) 및 구동 드레인전극(177a)을 포함한다. 구동 게이트전극(125a)은 전술한 것과 같이 제1스토리지 축전판(125a)의 역할을 겸할 수 있다. 구동 소스전극(176a)은 구동 게이트전극(125a) 외측(도 3 등에서는 -x 방향) 부분이고, 구동 드레인전극(177a)은 구동 게이트전극(125a) 외측(도 3 등에서는 +x 방향) 부분으로서 구동 게이트전극(125a)을 중심으로 구동 소스전극(176a)의 반대쪽에 위치한다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스위칭 반도체층(131b), 스위칭 게이트전극(125b), 스위칭 소스전극(176b) 및 스위칭 드레인전극(177b)을 포함한다. 스위칭 소스전극(176b)은 제1절연층, 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(164)을 통해 데이터선(171)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 필요에 따라 데이터선(171)의 컨택홀(164) 근방의 부분을 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 소스전극으로 이해할 수도 있다. 스위칭 드레인전극(177b)은 스위칭 반도체층(131b) 근방에서 불순물이 도핑된 스위칭 드레인영역(177b)에 해당한다.
보상 박막트랜지스터(T3)는 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3), 보상 게이트전극(125c1, 125c2), 보상 소스전극(176c) 및 보상 드레인전극(177c)을 포함한다. 보상 소스전극(176c)은 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3) 근방에서 불순물이 도핑된 보상 소스영역(176c)에 해당하고, 보상 드레인전극(177c)은 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3) 근방에서 불순물이 도핑된 보상 드레인영역(177c)에 해당한다. 보상 게이트전극(125c1, 125c2)은 제1게이트전극(125c1)과 제2게이트전극(125c2)을 포함하는 듀얼 게이트전극으로서, 누설 전류(leakage current)의 발생을 방지하거나 줄이는 역할을 할 수 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 드레인전극(177c)은 연결부재(174)를 통해 제1스토리지 축전판(125a)에 연결될 수 있다. 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3)은 제1게이트전극(125c1)에 대응하는 부분(131c1), 제2게이트전극(125c2)에 대응하는 부분(131c3), 그리고 그 두 부분들(131c1, 131c3) 사이의 부분(131c2)을 포함할 수 있다.
연결부재(174)는 도 9에 도시된 것과 같이 데이터선(171) 등과 동일 물질로 동일층에 형성될 수 있다. 연결부재(174)의 일단은 제1절연층, 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(166)을 통해 보상 드레인전극(177c) 및 초기화 드레인전극(177d)에 연결되며, 연결부재(174)의 타단은 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(167)을 통해 제1스토리지 축전판(125a)에 연결된다. 이때, 연결부재(174)의 타단은 제2스토리지 축전판(127)에 형성된 스토리지 개구부(27)를 통해 제1스토리지 축전판(125a)에 연결된다.
초기화 박막트랜지스터(T4)는 초기화 반도체층(131d), 초기화 게이트전극(125d), 초기화 소스전극(176d) 및 초기화 드레인전극(177d)을 포함한다. 초기화 드레인전극(177d)은 초기화 반도체층(131d) 근방에서 불순물이 도핑된 초기화 드레인영역(177d)에 해당한다.
초기화 소스전극(176d)은 초기화연결선(78)을 통해 초기화전압선(124)과 연결되어 있다. 초기화연결선(78)의 일단은 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(161)을 통해 초기화전압선(124)과 연결되고, 초기화연결선(78)의 타단은 제1절연층, 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(162)을 통해 초기화 소스전극(176d)과 연결될 수 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)는 동작제어 반도체층(131e), 동작제어 게이트전극(125e), 동작제어 소스전극(176e) 및 동작제어 드레인전극(177e)을 포함한다. 동작제어 소스전극(176e)은 제1절연층, 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(165)을 통해 구동전압선(172)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 필요에 따라 구동전압선(172)의 컨택홀(165) 근방의 부분을 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 소스전극으로 이해할 수도 있다. 동작제어 드레인전극(177e)은 동작제어 반도체층(131e) 근방에서 불순물이 도핑된 동작제어 드레인영역(177e)에 해당한다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광제어 반도체층(131f), 발광제어 게이트전극(125f), 발광제어 소스전극(176f) 및 발광제어 드레인전극(177f)을 포함한다. 발광제어 소스전극(176f)은 발광제어 반도체층(131f) 근방에서 불순물이 도핑된 발광제어 소스영역(176f)에 해당한다. 발광제어 드레인전극(177f)은 도 9에 도시된 것과 같이 데이터선(171)이나 구동전압선(172) 등과 함께 층간절연층 상에 형성된 부분으로 이해될 수 있다. 이 발광제어 드레인전극(177f)은 제1절연층, 제2절연층 및 층간절연층에 형성된 컨택홀(163)을 통해 하부의 반도체층에 연결될 수 있다. 또는, 하부의 반도체층의 일부분이 발광제어 드레인전극이고, 참조번호 177f는 발광제어 드레인전극과 유기발광소자(OLED)의 화소전극을 연결하기 위한 중간연결층인 것으로 이해될 수도 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 반도체층(131a)의 일단은 스위칭 반도체층(131b) 및 보상 반도체층(131c1, 131c2, 131c3)에 연결되어 있으며, 구동 반도체층(131a)의 타단은 동작제어 반도체층(131e) 및 발광제어 반도체층(131f)에 연결되어 있다. 따라서, 구동 소스전극(176a)은 스위칭 드레인전극(177b) 및 동작제어 드레인전극(177e)에 연결되고, 구동 드레인전극(177a)은 보상 소스전극(176c) 및 발광제어 소스전극(176f)에 연결된다.
한편, 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 발광시키고자 하는 부화소를 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 게이트전극(125b)은 스캔선(121)에 연결되어 있고, 스위칭 소스전극(176b)은 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 스위칭 드레인전극(177b)은 구동 박막트랜지스터(T1) 및 동작제어 박막트랜지스터(T5)에 연결되어 있다.
그리고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(177f)은 도 9에 도시된 것과 같이 동일층에 형성된 데이터선(171)이나 구동전압선(172) 등을 덮는 보호막 또는 평탄화막(미도시)에 형성된 컨택홀(181)을 통해 유기발광소자(OLED)의 화소전극에 연결된다.
한편, 도 5 및 도 7에 도시된 것과 같이 실드층(129)이 데이터선(171) 및 메인스캔선(173) 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록, 구동전압선(172)과 층을 달리하여 위치할 수 있다. 이 실드층(129)은 제2절연층과 층간절연층에 형성된 컨택홀(168')을 통해 구동전압선(172)에 연결될 수 있다. 구동전압선(172)과 층을 달리하여 위치하는 실드층(129)은, 구동전압선(172)과 동일층에 위치하는 데이터선(171) 및 메인스캔선(173)과 컨택하지 않을 뿐만 아니라 전기적으로 연결되지도 않게 된다. 이러한 실드층(129)은 도 7에 도시된 것과 같이 스캔선(121)과 동일층에 위치할 수 있다. 즉, 실드층(129)은 스캔선(121)과 함께, 데이터선(171), 메인스캔선(173) 및 구동전압선(172)보다 하부에 위치할 수 있다.
전술한 것과 같이 메인스캔선(173)은 절연층에 형성된 컨택홀(169)을 통해 스캔선(121)에 전기적으로 연결되어, x축 방향으로 일렬로 배치된 복수개의 부화소들이 선택되도록 한다. x축 방향으로 연장된 스캔선(121)들은 y축 방향으로 상호 평행하게 배열되어, 이들에게는 순차적으로 전기적 신호가 인가되게 된다. 이는 도 2에 도시된 것과 같은 y축 방향으로 연장된 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 순차적으로 전기적 신호가 인가되는 것을 의미한다. 따라서 복수개의 메인스캔선들(MSL)에 전기적 신호가 인가됨에 따라 복수개의 메인스캔선들(MSL) 인근에 위치한 데이터선들(도 1의 D1 내지 D16)의 데이터신호가 영향을 받게 된다.
물론 도 5에 도시된 것과 같이 언제나 일정한 전기적 신호가 인가되는 구동전압선(172)이 메인스캔선(173)과 데이터선(171) 사이에 개재되도록 함으로써, 데이터선(171)의 데이터신호가 메인스캔선(173)에 인가되는 전기적 신호에 의해 받는 영향을 최소화하는 것을 고려할 수 있다. 하지만 그렇다 하더라도 도 2에 검은 점으로 표시한 지점들이나 그 근방에서 얼룩이 발생할 수 있다. 즉, 컨택홀(169)을 통해 메인스캔선(173)과 스캔선(121)이 연결되는 부분에서 가장자리 효과(fringe effect)로 인해, 메인스캔선(173)에 인가되는 전기적 신호에 의해 데이터선(171)의 데이터신호가 영향을 받을 수 있다. 그 결과 도 2에 검은 점으로 표시한 지점들이나 그 근방의 부화소들에서 유기발광소자(OLED)들의 휘도가 최초 의도한 것과 달라질 수 있으며, 이는 결국 유기발광 디스플레이 장치가 디스플레이하는 이미지의 품질 저하를 야기하게 된다.
그러나 본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치의 경우 실드층(129)이 존재하기에, 그러한 이미지 품질 저하를 방지하거나 최소화할 수 있다. 즉, 언제나 일정한 전기적 신호가 인가되는 구동전압선(172)에 전기적으로 연결된 실드층(129)이 데이터선(171)과 메인스캔선(173) 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 함으로써, 가장자리 효과에 의해 데이터선(171)의 데이터신호가 메인스캔선(173)의 전기적 신호에 의해 영향받는 것을, 방지하거나 최소화할 수 있다. 이를 통해 유기발광 디스플레이 장치가 정확한 휘도의 고품질의 이미지를 디스플레이하도록 할 수 있다. 특히 언제나 일정한 전기적 신호가 인가되는 구동전압선(172)에 전기적으로 연결된 실드층(129)이 데이터선(171) 및 메인스캔선(173) 각각과 중첩되도록 함으로써, 가장자리 효과에 의해 데이터선(171)의 데이터신호가 메인스캔선(173)의 전기적 신호에 의해 영향받는 것을, 더욱 효과적으로 최소화할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 도 1에 도시된 것과 같이 뾰족한 부분을 갖지 않는 디스플레이영역(DA)을 가질 수 있다. 구체적으로, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치는 예컨대 디스플레이영역(DA)이 원 또는 타원 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 디스플레이 장치의 전체적인 외형과 관련된 기판 역시 원 또는 타원 형상과 유사한 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 형태의 디스플레이 장치의 경우, 도 2에 도시된 것과 같이 스캔구동회로부(SDU)가 데이터구동회로부(미도시)와 함께 디스플레이 장치의 일측에 위치할 수밖에 없으며, 이에 따라 도 2에 도시된 것과 같이 메인스캔선(MSL)과 서브스캔선(SSL)이 교차하는 구성을 통해 복수개의 부화소들을 선택할 수밖에 없다. 메인스캔선(MSL)과 서브스캔선(SSL)이 교차하는 구성의 경우 전술한 것과 같이 메인스캔선(MSL)과 서브스캔선(SSL)이 컨택홀을 통해 만나는 지점에서 이미지의 불량이 발생할 수 있으나, 전술한 것과 같이 실드층(129)을 이용해 이미지 불량 발생을 방지하거나 최소화할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 두 개의 부화소들(P1, P2)에 있어서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다. 도 10에 도시된 것과 같이, 두 부화소들(P1, P2)은 데이터선(171), 구동전압선(172) 및 메인스캔선(173)이 연장된 방향인 일 방향과 평행한 축을 사이에 두고 상호 인접한다. 그리고 두 부화소들(P1, P2)의 메인스캔선(173)을 제외한 구성요소들이 상기 축을 중심으로 대칭이 되도록 배치된다. 참고로 도 10의 부화소(P1)의 구성은 도 5에 도시된 부화소의 중심을 지나면서 y축에 평행한 축을 중심으로 거울대칭인 구성을 갖는 것으로 이해될 수 있다.
이와 같이 두 부화소들(P1, P2)의 메인스캔선(173)을 제외한 구성요소들이 상기 축을 중심으로 대칭이 되도록 함으로써, 부화소(P1)의 데이터선(171)이 부화소(P2)를 지나는 메인스캔선(173) 등으로부터 가급적 먼 곳에 위치하도록 할 수 있고, 부화소(P2)의 데이터선(171) 역시 부화소(P1)를 지나는 메인스캔선(173) 등으로부터 가급적 먼 곳에 위치하도록 할 수 있다. 이를 통해 부화소들(P1, P2)의 데이터선(171)의 데이터신호가 메인스캔선(173)에 의해 영향받는 것을 최소화하거나 방지할 수 있다. 나아가, 도 10에 도시된 것과 같이 실드층(129)이 인접한 두 부화소들(P1, P2)에 있어서 일체(一體)가 되도록 하여, 구조를 단순화할 수 있다.
참고로 도 10에 있어서 부화소(P1)와 부화소(P2)는 모두 부화소(P1)를 지나나는 메인스캔선(173)에 연결된 스캔선(121)에 의해 동시에 선택될 수 있다. 그리고 부화소(P2)를 지나는 메인스캔선(173)은 부화소(P1)와 부화소(P2)의 +y 방향에 위치한 부화소들이 선택되도록 하는 전기적 신호를 전달하는 것으로서, 부화소(P1)와 부화소(P2)의 이전 스캔선(122)에 컨택홀(169')을 통해 연결되어 부화소(P1)와 부화소(P2)의 이전 스캔선(122)에 이전 스캔신호(Sn-1)를 전달할 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 일 부화소에서의 복수개의 박막트랜지스터들 및 캐패시터 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다. 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 부화소의 경우에도 도 4의 등가 회로도로 나타낼 수 있으며, 도 6에 도시된 것과 같은 반도체층 상에 도 11에 도시된 것과 같은 층이 제1절연층을 사이에 두고 위치하고, 또한 도 11에 도시된 것과 같은 층 상에 도 12에 도시된 것과 같은 층이 제2절연층을 사이에 두고 위치하며, 도 12에 도시된 것과 같은 층 상에 도 13에 도시된 것과 같은 층이 층간절연층을 사이에 두고 위치하는 구조를 가질 수 있다.
도 5 내지 도 9를 참조하여 전술한 실시예에 따른 디스플레이 장치의 경우, 실드층(129)이 도 7에 도시된 것과 같이 스캔선(121)과 동일층에 위치하였다. 그러나 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 경우, 도 12에 도시된 것과 같이 실드층(129)은 제1스토리지 축전판(125a) 상부의 제2스토리지 축전판(127)과 동일층에 위치하도록 할 수 있다. 이때 실드층(129)은 제2스토리지 축전판(127)의 일부일 수 있다. 물론 제2스토리지 축전판(127)은 데이터선(171), 메인스캔선(173) 및 구동전압선(172)보다 하부에 위치하게 된다.
제2스토리지 축전판(127)은 층간절연층에 형성된 컨택홀(168)을 통해, 언제나 일정한 전기적 신호가 인가되는 구동전압선(172)에 연결될 수 있다. 따라서 제2스토리지 축전판(127)의 일부분인 실드층(129) 역시 언제나 일정한 전기적 신호가 인가되며, 이에 따라 실드층(129)이 실드층(129)이 데이터선(171) 및 메인스캔선(173) 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 함으로써, 가장자리 효과에 의해 데이터선(171)의 데이터신호가 메인스캔선(173)의 전기적 신호에 의해 영향받는 것을, 방지하거나 최소화할 수 있다. 이를 통해 유기발광 디스플레이 장치가 정확한 휘도의 고품질의 이미지를 디스플레이하도록 할 수 있다. 이 경우 실드층(129)과 구동전압선(172)을 연결시키기 위한 별도의 컨택홀을 필요로 하지 않기에, 디스플레이 장치의 구성을 더욱 단순화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 경우, 도 7에 도시된 것과 같은 실드층(129)과 도 12에 도시된 것과 같은 실드층(129)을 모두 가질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 또는, 전술한 것과 달리 도 6에 도시된 것과 같은 반도체층의 구조에 있어서 도 6에 도시된 것과 같은 일체(一體)의 반도체층으로부터 이격된 아일랜드 형태의 반도체층을 더 갖고, 이 아일랜드 형태의 반도체층이 도핑되어 도전성을 갖도록 한 후, 이 아일랜드 형태의 반도체층이 컨택홀을 통해 구동전압선(172)에 연결되도록 할 수 있다. 이때 아일랜드 형태의 반도체층은 데이터선(171) 및 메인스캔선(173) 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 하여, 실드층 역할을 하도록 할 수도 있다.
지금까지는 실드층(129)이 데이터선(171)과 메인스캔선(173)의 하부에 위치하는 것으로 설명하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 실드층(129)은 데이터선(171)과 메인스캔선(173)의 상부에 위치할 수도 있고, 데이터선(171)과 메인스캔선(173)의 상부와 하부에 모두 위치할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.
물론 본 발명이 유기발광 디스플레이 장치에 국한되는 것은 아니다. 유기발광 디스플레이 장치가 아니더라도 부화소에 박막트랜지스터를 가지며 데이터선을 갖는 디스플레이 장치라면, 상술한 것과 동일/유사하게 실드층을 가짐으로써 고품질의 이미지를 디스플레이할 수 있도록 고려할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
D1 ~ D8: 제1데이터선들 DLP1: 제1데이터선 패드들
DLP2: 제2데이터선 패드들 MS1 ~ MS16: 메인스캔선들
MSL1: 제1메인스캔선들 MSL2: 제2메인스캔선들
PA1: 제1주변영역 PA2: 제2주변영역
SDU1: 제1스캔구동회로부 SDU2: 제2스캔구동회로부
SLP1: 제1스캔선 패드들 SLP2: 제2스캔선 패드들
SS1 ~ SS16: 서브스캔선들

Claims (11)

  1. 일 방향으로 연장된 데이터선;
    상기 데이터선과 동일층에 위치하고, 상기 일 방향으로 연장되어 상기 데이터선과 평행하게 배치된, 메인스캔선;
    상기 일 방향과 교차하는 타 방향으로 연장되어 상기 메인스캔선과 교차하도록 배치되고, 상기 메인스캔선과 전기적으로 연결된, 서브스캔선;
    상기 데이터선과 동일층에 위치하고, 상기 데이터선과 상기 메인스캔선 사이에 위치하도록 상기 일 방향으로 연장되어 배치된, 구동전압선; 및
    상기 구동전압선과 층을 달리하여 위치하되 상기 구동전압선과 전기적으로 연결되며, 상기 데이터선 및 상기 메인스캔선 중 적어도 어느 하나와 중첩되도록 배치되는, 실드층;
    을 구비하는, 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 실드층은 상기 서브스캔선과 동일층에 위치하는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서브스캔선은 상기 데이터선, 상기 메인스캔선 및 상기 구동전압선보다 하부에 위치하는, 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    제1스토리지 축전판과, 상기 제1스토리지 축전판과 중첩되며 상기 제1스토리지 축전판 상부에 위치한 제2스토리지 축전판을 포함하는 스토리지 캐패시터를 더 구비하고, 상기 실드층은 상기 제2스토리지 축전판의 일부분인, 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2스토리지 축전판은 상기 데이터선, 상기 메인스캔선 및 상기 구동전압선보다 하부에 위치하는, 디스플레이 장치.
  7. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 실드층은 상기 데이터선 및 상기 메인스캔선 각각과 중첩되는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일 방향과 평행한 축을 사이에 두고 상호 인접한 두 부화소들에 있어서, 상기 축을 중심으로 상기 두 부화소들의 메인스캔선을 제외한 구성요소들이 대칭이 되도록 배치된, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실드층은 상기 인접한 두 부화소들에 있어서 일체(一體)인, 디스플레이 장치.
  10. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    뾰족한 부분을 갖지 않는 디스플레이영역을 가지며, 상기 데이터선, 상기 메인스캔선, 상기 서브스캔선 및 상기 구동전압선은 상기 디스플레이영역을 가로지르도록 배치된, 디스플레이 장치.
  11. 제1항 및 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    원 또는 타원 형상의 디스플레이영역을 가지며, 상기 데이터선, 상기 메인스캔선, 상기 서브스캔선 및 상기 구동전압선은 상기 디스플레이영역을 가로지르도록 배치된, 디스플레이 장치.
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