KR102412455B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유기발광 표시장치는, 기판 상에 배치되며 오목부들 및 볼록부들을 갖는 오버 코트층과, 오버 코트층 상에 배치되는 유기발광 다이오드 및 보조 유기발광 다이오드를 포함한다. 유기발광 다이오드의 제1 전극은 오목부 내에 배치된다. 보조 유기발광 다이오드의 보조 전극은 볼록부 상에 배치된다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 발명은 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 표시장치(display device)들이 개발되고 있다. 이러한 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display device; OLED) 등으로 구현될 수 있다.
이들 표시장치 중에서 유기발광 표시장치는 유기 화합물을 여기시켜 발광하게 하는 자발광형 표시장치로, LCD에서 사용되는 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능할 뿐만 아니라 공정을 단순화시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 유기발광 표시장치는 저온 제작이 가능하고, 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가질 뿐 아니라 낮은 소비 전력, 넓은 시야각 및 높은 콘트라스트(Contrast) 등의 특성을 갖는다는 점에서 널리 사용되고 있다.
유기발광 표시장치는 전기 에너지를 빛 에너지로 전환하는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 갖는 픽셀들을 포함한다. 유기발광 다이오드는 애노드, 캐소드, 및 이들 사이에 배치되는 유기 발광층을 포함한다. 유기발광 표시장치는, 애노드 및 캐소드로부터 각각 주입된 정공 및 전자가 발광층 내부에서 결합하여 여기자인 액시톤(exciton)을 형성하고, 형성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광하여 화상을 표시하게 된다.
이웃하는 픽셀들은 뱅크(또는, 화소 정의막)에 의해 구획될 수 있다. 뱅크는 픽셀에 대응하여 할당되는 개구부들을 포함한다. 유기발광 다이오드로부터 발생된 광은 개구부를 지나 외부로 출사되어 사용자에게 인지될 수 있다. 개구부에 대응되는 영역은 발광 영역으로 정의되고, 그 외 영역은 비발광 영역으로 정의될 수 있다.
발광 영역의 면적은 개구율을 결정하기 때문에, 뱅크의 개구부는 공정상 가능한 최대 면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 공정 한계 상 비발광 영역을 현 수준 대비 더 줄이는 데에는 한계가 있다. 따라서, 소정의 면적을 갖는 비발광 영역을 다른 용도로 활용할 수 있는 방안이 제안될 필요가 있다. 또한, 높은 PPI(Pixel Per Inch)를 갖는 고 해상도의 유기발광 표시장치를 구현하기 위해서는 한정된 공간 내에 많은 소자들이 집적될 필요가 있기 때문에, 공간 활용도를 높일 수 있는 방안이 요구된다.
본 발명은 종래의 뱅크 구조를 삭제한 유기발광 표시장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 종래 비발광 영역으로 할당되던 영역을 효과적으로 활용한 유기발광 표시장치를 제공한다.
본 발명에 의한 유기발광 표시장치는, 기판 상에 배치되며 오목부들 및 볼록부들을 갖는 오버 코트층과, 오버 코트층 상에 배치되는 유기발광 다이오드 및 보조 유기발광 다이오드를 포함한다. 유기발광 다이오드의 제1 전극은 오목부 내에 배치된다. 보조 유기발광 다이오드의 보조 전극은 볼록부 상에 배치된다.
본 발명에 의한 유기발광 표시장치는, 오버 코트층에 형성된 단차에 의해 구획되는 픽셀 및 보조 픽셀을 포함한다. 보조 픽셀은 보조 박막 트랜지스터에 연결된 보조 전극을 포함한다. 보조 전극은, 보조 박막 트랜지스터가 턴-온 될 때 보조 유기발광 다이오드의 일 전극으로써 기능하고, 보조 박막 트랜지스터가 턴-오프 될 때 일 방향에 위치하는 객체의 이미지를 반사시키는 반사 전극으로 기능한다.
본 발명은 종래 뱅크 구조를 삭제함으로써, 뱅크를 형성하기 위한 추가 공정 및 뱅크 정렬 공정을 생략할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 본 발명은 종래 비 발광 영역으로 할당되던 영역을 발광/조명/미러 기능을 갖는 가변 영역으로 활용함으로써, 공간 활용도를 현저히 개선한 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 3은 도 2의 구체적인 예시를 나타내는 구성도들이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 액티브 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 6은 가변 영역의 보조 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로 구성도이다.
도 7은 보조 픽셀의 구동 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9a 내지 도 9c는 컬러 필터의 배치 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 의한 제조 방법을 시계열적으로 나타낸 도면들이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 여러 실시예들을 설명함에 있어서, 동일한 구성요소에 대하여는 서두에서 대표적으로 설명하고 다른 실시예에서는 생략될 수 있다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 유기발광 표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2는 도 1에 도시된 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로 구성도이다. 도 3은 도 2의 구체적인 예시를 나타내는 구성도들이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 유기발광 표시장치(10)는 디스플레이 구동 회로, 표시 패널(DIS)을 포함한다.
디스플레이 구동 회로는 데이터 구동회로(12), 게이트 구동회로(14) 및 타이밍 콘트롤러(16)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터전압을 표시 패널(DIS)의 픽셀(PXL)들에 기입한다. 데이터 구동회로(12)는 타이밍 콘트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마보상전압으로 변환하여 데이터전압을 발생한다. 데이터 구동회로(12)로부터 출력된 데이터전압은 데이터 배선들(D1~Dm)에 공급된다. 게이트 구동회로(14)는 데이터전압에 동기되는 게이트 신호를 게이트 배선들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시 패널(DIS)의 픽셀(PXL)들을 선택한다.
타이밍 콘트롤러(16)는 호스트 시스템(19)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(Data Enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍신호를 입력받아 데이터 구동회로(12)와 게이트 구동회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킨다. 데이터 구동회로(12)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호는 소스 샘플링 클럭(Source Sampling Clock, SSC), 소스 출력 인에이블신호(Source Output Enable, SOE) 등을 포함한다. 게이트 구동회로(14)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호는 게이트 스타트 펄스(Gate Start Pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(Gate Shift Clock, GSC), 게이트 출력 인에이블신호(Gate Output Enable, GOE) 등을 포함한다.
호스트 시스템(19)은 텔레비젼 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(Phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(19)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(System on chip)을 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시 패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환한다. 호스트 시스템(19)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 콘트롤러(16)로 전송한다.
표시 패널(DIS)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 표시 패널(DIS)은 장방형, 정방형의 형상을 가질 수 있음은 물론, 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 이형(free form)의 평면 형상을 가질 수 있다.
표시 패널(DIS)은 복수의 픽셀(PXL)들을 갖는 액티브 영역을 포함한다. 픽셀(PXL)들 각각은 데이터 배선들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트 배선들(G1~Gn, n은 양의 정수)의 교차 구조에 의해 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 픽셀(PXL)들 각각은 자발광 소자인 유기발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode)를 포함한다. 표시 패널(DIS)은 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G)을 발광하는 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G) 픽셀(PXL)을 포함한다.
도 2를 더 참조하면, 표시 패널(DIS)에는 다수의 데이터 배선들(D)과, 다수의 게이트 배선들(G)이 교차되고, 이 교차영역마다 픽셀(PXL)들이 매트릭스 형태로 배치된다. 픽셀(PXL) 각각은 유기발광 다이오드(OLED), 유기발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)(DT), 구동 박막 트랜지스터(DT)의 게이트-소스간 전압을 셋팅하기 위한 프로그래밍부(SC)를 포함한다.
프로그래밍부(SC)는 적어도 하나 이상의 스위치 박막 트랜지스터와, 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다. 스위치 박막 트랜지스터는 게이트 배선(G)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 턴 온 됨으로써, 데이터 배선(D)으로부터의 데이터전압을 스토리지 커패시터의 일측 전극에 인가한다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 유기발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하여 유기발광 다이오드(OLED)의 발광량을 조절한다. 유기발광 다이오드(OLED)의 발광량은 구동 박막 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 전류량에 비례한다. 이러한 픽셀(PXL)은 고전위 전압원(Evdd)과 저전위 전압원(Evss)에 연결되어, 도시하지 않은 전원 발생부로부터 각각 고전위 전원 전압과 저전위 전원 전압을 공급받는다. 픽셀(PXL)을 구성하는 박막 트랜지스터들은 p 타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 픽셀(PXL)을 구성하는 박막 트랜지스터들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다. 이하에서는 반도체층이 산화물을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다. 유기발광 다이오드(OLED)는 애노드(ANO), 캐소드(CAT), 및 애노드(ANO)와 캐소드(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층을 포함한다. 애노드(ANO)는 구동 박막 트랜지스터 (DT)와 접속된다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀은 앞서 설명한 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DR), 커패시터(Cst) 및 유기 발광다이오드(OLED) 뿐만 아니라 내부보상회로(CC)를 포함할 수 있다. 내부보상회로(CC)는 보상신호라인(INIT)에 연결된 하나 이상의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 내부보상회로(CC)는 구동 트랜지스터(DR)의 게이트-소스전압을 문턱전압이 반영된 전압으로 세팅하여, 유기발광 다이오드(OLED)가 발광할 때에 구동 트랜지스터(DR)의 문턱전압에 의한 휘도 변화를 배제시킨다. 이 경우, 스캔라인(GL1)은 스위칭 트랜지스터(SW)와 내부보상회로(CC)의 트랜지스터들을 제어하기 위해 적어도 2개의 스캔라인(GL1a, GL1b)을 포함하게 된다.
도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터(SW1), 구동 트랜지스터(DR), 센싱 트랜지스터(SW2), 커패시터(Cst) 및 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다. 센싱 트랜지스터(SW2)는 내부보상회로(CC)에 포함될 수 있는 트랜지스터로서, 서브 픽셀의 보상 구동을 위해 센싱 동작을 수행한다.
스위칭 트랜지스터(SW1)는 제1스캔라인(GL1a)을 통해 공급된 스캔신호에 응답하여, 데이터라인(DL1)을 통해 공급되는 데이터전압을 제1노드(N1)에 공급하는 역할을 한다. 그리고 센싱 트랜지스터(SW2)는 제2스캔라인(GL1b)을 통해 공급된 센싱신호에 응답하여, 구동 트랜지스터(DR)와 유기 발광다이오드(OLED) 사이에 위치하는 제2노드(N2)를 초기화하거나 센싱하는 역할을 한다.
본 발명의 픽셀의 구조는 이에 한정되지 않고, 2T(Transistor)1C(Capacitor), 3T1C, 4T2C, 5T2C, 6T2C, 7T2C 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
<제1 실시예>
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 의한 유기발광 표시장치는 박막 트랜지스터 기판(SUB)을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판(SUB) 상에는, 픽셀들 각각에 할당된 박막 트랜지스터(T), 및 박막 트랜지스터(T)와 연결된 유기발광 다이오드(OLE)가 배치된다. 후술하겠으나, 이웃하는 픽셀들은 오버 코트층(OC)의 볼록부(BS)에 의해 구획될 수 있다.
박막 트랜지스터(T)는 바텀 게이트(bottom gate), 탑 게이트(top gate), 더블 게이트(double gate) 구조 등 다양한 방식의 구조로 구현될 수 있다. 즉, 박막 트랜지스터(T)는 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극을 포함할 수 있고, 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극은 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치될 수 있다.
박막 트랜지스터(T)와 유기발광 다이오드(OLE) 사이에는 적어도 하나 이상의 절연막이 개재될 수 있다. 절연막은 포토아크릴(photo acryl), 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene resin), 아크릴레이트계 수지(acrylate)와 같은 유기 물질로 이루어진 오버 코트층(OC)을 포함할 수 있다. 오버 코트층(OC)은 박막 트랜지스터(T)와 여러 신호 배선들이 형성된 기판(SUB)의 표면을 평탄화시킬 수 있다. 도시하지는 않았으나, 절연막은, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진 보호층을 더 포함할 수 있고, 보호층은 오버 코트층(OC)과 박막 트랜지스터(T) 사이에 개재될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 절연막이 오버 코트층(OC)만을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.
오버 코트층(OC)은 오목부(GR) 및 볼록부(BS)를 포함한다. 오목부(GR)는 오버 코트층(OC)의 상부 표면으로부터 내측으로 일부 함몰되어 마련된 내부 공간이다. 후술하겠으나, 오목부(GR)는 유기발광 다이오드(OLE)의 제1 전극(ANO)을 수용할 수 있는 충분한 깊이를 갖도록 형성된다. 오목부(GR)가 형성된 영역은 발광 영역(EA)과 대응될 수 있다. 발광 영역(EA)은 유기발광 다이오드(OLE)로부터 발생된 광이 외부로 방출되는 영역으로, 발광에 기여하지 않는 영역인 비발광 영역(NEA)과 구분된다. 오목부(GR)의 형상은, 바닥면(BP)과 바닥면(BP)의 양단으로부터 각각 연장되는 두 측면(SP)에 의해 정의될 수 있다.
볼록부(BS)는 이웃하는 오목부(GR)들 사이에 마련된다. 볼록부(BS)는 오버 코트층(OC)에 오목부(GR)들이 소정 간격으로 이격되어 형성됨에 따라, 이웃하는 오목부(GR)들 사이에 잔류하는 오버 코트층(OC)의 일 부분이다. 볼록부(BS)는 이웃하는 픽셀을 구획하는 픽셀 정의막으로 기능할 수 있다. 볼록부(BS)가 형성된 영역은 비발광 영역(NEA)과 대응될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예는 이웃하는 픽셀들을 구획하기 위한 픽셀 정의막을 별도로 형성할 필요가 없기 때문에, 공정 추가에 따른 공정 시간, 공정 비용을 저감할 수 있고, 공정 불량을 저감할 수 있어 공정 수율을 현저히 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
또한, 본 발명의 제1 실시예는 픽셀 정의막을 별도로 형성하지 않기 때문에, 픽셀 정의막을 오버 코트층(OC) 상의 특정 위치에 정렬(align)하기 위한 추가 공정이 요구되지 않는다. 높은 PPI(Pixel Per Inch)를 갖는 고 해상도 표시장치일수록 픽셀 정의막(BN)의 폭이 상대적으로 줄어들기 때문에 정확한 정렬이 용이하지 않음에 비추어 볼 때, 본 발명은 공정 수율을 현저히 개선할 수 있고, 뱅크 오정렬에 따른 화질 특성 저하를 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
박막 트랜지스터(T)와 유기발광 다이오드(OLE)는, 오버 코트층(OC)을 관통하는 픽셀 콘택홀(PH)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 픽셀 콘택홀(PH)은 오목부(GR)의 하부에 형성되어, 박막 트랜지스터(T)의 적어도 일부를 노출한다. 따라서, 픽셀 콘택홀(PH)은 오목부(GR)와 수직 방향(또는, 상/하 방향)으로 중첩 되도록 배치된다.
유기발광 다이오드(OLE)는 서로 대향하는 제1 전극(ANO), 제2 전극(CAT), 및 제1 전극(ANO1, ANO2)과 제2 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층(OL)을 포함한다. 제1 전극은 애노드(anode)일 수 있고, 제2 전극은 캐소드(cathode)일 수 있다.
제1 전극(ANO)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 제1 전극(ANO)은 반사층을 포함하여 반사 전극으로 기능할 수 있다. 반사층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(은/팔라듐/구리 합금)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 전극(ANO)은 ITO(Indium Tin Oxide)/Ag alloy/ITO로 이루어진 삼중층으로 형성될 수 있다. 이 경우, 하부 ITO는, 오버 코트층(OC)과 Ag alloy과의 접착 특성을 개선하기 위한 목적으로 형성될 수 있다.
제1 전극(ANO)은 각 픽셀에 대응되도록 분할되어, 각 픽셀당 하나씩 할당될 수 있다. 제1 전극(ANO)들 각각은 대응하는 오목부(GR)의 내부 공간에 수용된다. 따라서, 제1 전극(ANO)들은 각각 기 설정된 위치에 정확히 정렬될 수 있다. 이웃하는 제1 전극(ANO)들 사이에는, 볼록부(BS)가 위치한다. 이웃하는 제1 전극(ANO)들은, 볼록부(BS)에 의해 수평 방향(또는 좌/우 방향)으로 기 설정된 간격만큼 이격되도록 정렬될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 제1 실시예는, 오버 코트층(OC)의 오목부(GR)와 볼록부(BS)를 이용하여 제1 전극(ANO)을 기 설정된 위치에 정확히 정렬할 수 있는 이점을 갖는다.
제2 전극(CAT)는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어지거나, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 불투명 도전 물질이 얇게 형성되어 투과 전극으로 기능할 수 있다. 제2 전극(CAT)는 픽셀들을 덮도록 박막 트랜지스터 기판(SUB) 상에 일체로 연장되어 배치될 수 있다.
유기 발광층(OL)은 픽셀들을 덮도록 박막 트랜지스터 기판(SUB) 상에 연장되어 배치된다. 본 발명에 다른 유기발광 표시장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현하기 위해, 백색(W)을 발광하는 유기 발광층(OL) 및 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G)의 컬러 필터(color filter)를 포함한다. 즉, 유기발광 표시장치는, 유기 발광층(OL)으로부터 방출된 백색(W)광이 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 픽셀(PXL)에 대응되는 영역에 각각 구비된 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 컬러 필터(color filter)를 통과함으로써, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 경우, 백색(W)을 발광하는 유기 발광층(OL)을 패널 전면(全面)의 대부분을 덮도록 넓게 형성하면 충분하기 때문에, 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G)의 유기 발광층(OL) 각각을 구분하여 대응하는 픽셀들 내에 할당하기 위해 FMM 마스크를 이용할 필요가 없다. 따라서, 본 발명은 전술한 FMM을 사용함에 따른 문제점 예를 들어, 고 해상도 구현 시 공정 수율의 저하, 유기 발광층(OL)이 제 위치 형성되지 못하는 오정렬 불량 등을 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
백색(W)을 발광하는 유기 발광층(OL)은 n(n은 1 이상의 정수)스택(stack)구조와 같은 다중 스택 구조를 가질 수 있다. 일 예로, 2 스택 구조는, 애노드(ANO)와 캐소드(CAT) 사이에 배치된 전하 생성층(Charge Generation Layer, CGL), 및 전하 생성층을 사이에 두고 전하 생성층 하부 및 상부에 각각 배치된 제1 스택 및 제2 스택을 포함할 수 있다. 제1 스택 및 제2 스택은 각각 발광층(Emission layer)을 포함하며, 정공주입층(Hole injection layer), 정공수송층(Hole transport layer), 전자수송층(Electron transport layer) 및 전자주입층(Electron injection layer)과 같은 공통층(common layer) 들 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 제1 스택의 발광층과 제2 스택의 발광층은 서로 다른 색의 발광 물질을 포함할 수 있다.
다른 예로, 백색(W)을 발광하는 유기 발광층(OL)은 단일 스택 구조를 가질 수 있다. 단일 스택은 각각 발광층(Emission layer, EML)을 포함하며, 상기 공통층(common layer) 들 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
<제2 실시예>
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 액티브 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 6은 가변 영역의 보조 픽셀을 개략적으로 나타낸 회로 구성도이다. 도 7은 보조 픽셀의 구동 예를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 제1 실시예와 실질적으로 동일한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 복수의 픽셀(PXL)들을 갖는 액티브 영역(AA)을 포함한다. 도면에서는, 픽셀(PXL)이 대략 장방형 형상을 갖는 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 픽셀(PXL)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 픽셀(PXL)은 원형, 타원형, 다각형 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 픽셀(PXL)들 중 어느 하나는 다른 하나와 상이한 크기를 가질 수 있고, 상이한 평면 형상을 가질 수 있다. 픽셀(PXL)의 평면 형상은, 오목부(GR)의 평면 형상에 의해 결정될 수 있다.
액티브 영역(AA)의 적어도 일 영역에는, 가변 영역(VRA)이 정의된다. 가변 영역(VRA)은 제1 실시예에서 비발광 영역(NEA, 도 4)으로 정의된 영역에 대응하여 정의될 수 있다. 즉, 가변 영역(VRA)은 제1 실시예에서 비발광 영역(NEA, 도 4)으로 정의된 영역 중 선택된 어느 일 영역에 정의될 수 있다.
가변 영역(VRA)은 보조 픽셀(APXL)을 포함한다. 일 예로, 도시된 바와 같이, 보조 픽셀(APXL)은 이웃하는 제1 픽셀(PXL1) 및 제2 픽셀(PXL2) 사이에 배치될 수 있다. 보조 픽셀(APXL)은 보조 박막 트랜지스터(AT) 및 보조 박막 트랜지스터(AT)에 연결된 보조 유기발광 다이오드(OLE2)를 포함한다. 가변 영역(VRA)의 보조 픽셀(APXL)은 보조 박막 트랜지스터(AT)에 의해, 기존 픽셀(PXL1, PXL2)과 달리 제어된다. 보조 박막 트랜지스터(AT)는 기존 픽셀(PXL1, PXL2)에 할당되는 박막 트랜지스터와 동일한 구조를 가질 수 있다.
도 6을 참조하면, 일 예로, 보조 픽셀(APXL)은 보조 유기발광 다이오드(OLE2)와, 보조 유기발광 다이오드(OLE2)를 스위칭하는 보조 박막 트랜지스터(AT)를 포함한다. 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 보조 전극(ANO2), 제2 전극(CAT), 및 보조 전극(ANO2)과 제2 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층을 포함한다. 보조 전극(ANO2)은 보조 박막 트랜지스터(AT)를 통해 고전위 전압원(Evdd)에 연결되어 전원 발생부로부터 고전위 전원 전압을 공급받는다. 제2 전극(CAT)은 저전위 전압원(Evss)에 연결되어 전원 발생부로부터 저전위 전원 전압을 공급받는다. 보조 박막 트랜지스터(AT)는 보조 제어 신호(MW)에 응답하여 보조 전극(ANO2)과 고전원 전압원(Evdd) 사이의 전류 패스를 스위칭한다. 보조 박막 트랜지스터(AT)는 보조 전극(ANO2)에 고전위 전압원(Evdd)를 연결하거나, 플로팅(floating) 시킬 수 있다.
다른 예로, 보조 픽셀(APXL) 구조는 도 3에 도시된 바와 같이, 2T1C, 3T1C, 4T2C, 5T2C, 6T2C, 7T2C과 같은 다양한 구조 중 어느 하나로 선택될 수 있다. 또한, 보조 픽셀(APXL)은 기존 픽셀과 동일한 회로 구조를 가질 수 있다.
도 7을 참조하면, 보조 박막 트랜지스터(AT)가 턴-온(ON)된 경우, 보조 전극(ANO2)은 전원 경로를 통해 고전위 전원 전압을 공급받는다. 이때, 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 온 상태를 유지한다. 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 온 상태를 유지하는 경우, 백색의 광을 방출하는 백색 픽셀로 기능하여, 기존 픽셀에서 방출된 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 함께 풀컬러를 구현할 수 있다. 보조 전극(ANO2)은 백색 광을 전면 방향으로 지향시킬 수 있다. 이에 따라, 출사되는 광의 휘도를 높일 수 있고, 소비 전력을 저감할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 보조 픽셀(APXL)은, 필요에 따라 선택적으로 구동될 수 있기 때문에, 기존 픽셀과는 별도로 구동되어 백색 조명부로 기능할 수 있다.
보조 박막 트랜지스터(AT)가 턴-오프(OFF)된 경우, 보조 전극(ANO2)은 플로팅되어 고전위 전원 전압(EVDD)을 공급받지 못한다. 이때, 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 오프 상태를 유지한다. 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 오프 상태를 유지하는 경우, 보조 전극(ANO2)은 미러(mirror)로써 기능하여, 유기발광 표시장치의 전면(前面)에 위치하는 객체의 이미지를 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 미러 표시장치로써 기능할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예는, 미러 표시장치를 구현하기 위해, 종래와 달리, 반사 부재를 추가 형성할 필요가 없다. 따라서, 종래 대비, 반사 부재를 형성하기 위한 공정을 줄일 수 있는 바, 공정에 따른 제조 시간, 제조 비용을 줄일 수 있고, 공정 추가에 따른 불량률을 줄임으로써 수율을 개선할 수 있는 이점을 갖는다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 의한 유기발광 표시장치는 박막 트랜지스터 기판(SUB)을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판(SUB) 상에는, 픽셀(PXL1, PXL2)들 각각에 할당된 박막 트랜지스터(T) 및 박막 트랜지스터(T)와 연결된 유기발광 다이오드(OLE1)가 배치되고, 보조 픽셀(APXL)들 각각에 할당된 보조 박막 트랜지스터(AT) 및 보조 박막 트랜지스터(AT)와 연결된 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 배치된다.
픽셀(PXL1, PXL2)과 보조 픽셀(APXL)은 오버 코트층(OC)의 단차에 의해 구획될 수 있다. 즉, 픽셀(PXL1, PXL2)과 보조 픽셀(APXL)은 오목부(GR)와 볼록부(BS) 사이의 단차에 의해 구획될 수 있다. 이웃하는 픽셀(PXL1, PXL2)들은 오버 코트층(OC)의 볼록부(BS)에 의해 구획될 수 있다.
박막 트랜지스터(T) 및 보조 박막 트랜지스터(AT)는 바텀 게이트(bottom gate), 탑 게이트(top gate), 더블 게이트(double gate) 구조 등 다양한 방식의 구조로 구현될 수 있다. 즉, 박막 트랜지스터(T, AT)는 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극을 포함할 수 있고, 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극은 적어도 하나의 절연층을 사이에 두고 서로 다른 층에 배치될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(T)와 보조 박막 트랜지스터(AT)는 서로 다른 구조로 구현될 수 있다.
박막 트랜지스터(T)와 유기발광 다이오드(OLE1) 사이, 및 보조 박막 트랜지스터(AT)와 보조 유기발광 다이오드(OLE2) 사이에는 적어도 하나 이상의 절연막이 개재될 수 있다. 절연막은 포토아크릴(photo acryl), 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene resin), 아크릴레이트계 수지(acrylate)와 같은 유기 물질로 이루어진 오버 코트층(OC)을 포함할 수 있다. 오버 코트층(OC)은 박막 트랜지스터(T, AT)와 여러 신호 배선들이 형성된 기판(SUB)의 표면을 평탄화시킬 수 있다. 도시하지는 않았으나, 절연막은, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어진 보호층을 더 포함할 수 있고, 보호층은 오버 코트층(OC)과 박막 트랜지스터(T, AT) 사이에 개재될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 절연막이 오버 코트층(OC)만을 포함하는 경우를 예로 들어 설명한다.
오버 코트층(OC)은 오목부(GR) 및 볼록부(BS)를 포함한다. 오목부(GR)는 오버 코트층(OC)의 상부 표면으로부터 내측으로 일부 함몰되어 마련된 내부 공간이다. 후술하겠으나, 오목부(GR)는 유기발광 다이오드(OLE1)의 제1 전극(ANO1)을 수용할 수 있는 충분한 깊이를 갖도록 형성된다.
볼록부(BS)는 이웃하는 오목부(GR)들 사이에 마련된다. 볼록부(BS)가 위치하는 영역은, 가변 영역(VRA)과 일 수 있다. 볼록부(BS)는 오버 코트층(OC)에 오목부(GR)들이 소정 간격으로 이격되어 형성됨에 따라, 이웃하는 오목부(GR)들 사이에 잔류하는 오버 코트층(OC)의 일 부분이다.
박막 트랜지스터(T)와 유기발광 다이오드(OLE1)는, 오버 코트층(OC)을 관통하는 제1 픽셀 콘택홀(PH1)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 픽셀 콘택홀(PH1)은 오목부(GR)의 하부에 형성되어, 박막 트랜지스터(T)의 적어도 일부를 노출한다. 따라서, 제1 픽셀 콘택홀(PH1)은 오목부(GR)와 수직 방향(또는, 상/하 방향)으로 중첩 되도록 배치될 수 있다.
보조 박막 트랜지스터(AT)와 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는, 오버 코트층(OC)을 관통하는 제2 픽셀 콘택홀(PH2)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 픽셀 콘택홀(PH2)은 볼록부(BS)의 하부에 형성되어, 보조 박막 트랜지스터(AT)의 적어도 일부를 노출한다. 따라서, 제2 픽셀 콘택홀(PH2)은 볼록부(BS)와 수직 방향(또는, 상/하 방향)으로 중첩 되도록 배치될 수 있다.
유기발광 다이오드(OLE1)는 서로 대향하는 제1 전극(ANO1), 제2 전극(CAT), 및 제1 전극(ANO1)과 제2 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층(OL)을 포함한다. 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 서로 대향하는 보조 전극(ANO2), 제2 전극(CAT), 및 보조 전극(ANO2)과 제2 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층(OL)을 포함한다. 유기발광 다이오드(OLE1)와 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 유기 발광층(OL)을 공유하고, 제2 전극(CAT)을 공유할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 유기발광 다이오드(OLE1)의 제1 전극(ANO1)은 오목부(GR) 내에 배치된다. 제1 전극(ANO1)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 제1 전극(ANO1)은 반사층을 포함하여 반사 전극으로 기능할 수 있다. 제1 전극(ANO1)을 구성하는 반사층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(은/팔라듐/구리 합금)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 제1 전극(ANO)은 ITO(Indium Tin Oxide)/Ag alloy/ITO로 이루어진 삼중층으로 형성될 수 있다.
보조 유기발광 다이오드(OLE2)의 보조 전극(ANO2)은 볼록부(BS) 상에 배치된다. 즉, 제2 실시예에서는, 제1 실시예와 달리 볼록부(BS)가 형성된 영역 상에 보조 유기발광 다이오드(OLE2)를 구성하는 보조 전극(ANO2)이 형성된다. 보조 전극(ANO2)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 보조 전극(ANO2)은 반사층을 포함하여 반사 전극 및 미러로 기능할 수 있다. 보조 전극(ANO2)을 구성하는 반사층은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(은/팔라듐/구리 합금)으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 보조 전극(ANO2)은 ITO(Indium Tin Oxide)/Ag alloy/ITO로 이루어진 삼중층으로 형성될 수 있다.
보조 전극(ANO2)은 제1 전극(ANO1)과 동일 공정을 통해 동일 물질로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 전극(ANO1)과 보조 전극(ANO2)은 필요에 따라 서로 다른 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 일 예로, 제1 전극(ANO1)은 ITO/Ag alloy/ITO 적층 구조로 형성되고, 보조 전극(ANO2)은 Ag alloy 단층 구조로 형성될 수 있다.
보조 전극(ANO2)은 제1 전극(ANO1)과 소정 간격 이격된다. 즉, 제1 전극(ANO1)과 보조 전극(ANO2)은 서로 접속되지 않고 분리되어, 서로 다른 신호를 인가 받을 수 있다. 따라서, 보조 전극(ANO2)을 포함하는 보조 유기발광 다이오드(OLE2)와, 제1 전극(ANO1)을 포함하는 유기발광 다이오드(OLE1)는 별개로 구동될 수 있다.
유기 발광층(OL)은 제1 전극(ANO1)과 보조 전극(ANO2) 상에서, 픽셀들을 덮도록 연장되어 배치된다. 제2 전극(CAT)은 유기 발광층(OL) 상에서, 픽셀들을 덮도록 연장되어 배치된다. 제2 전극(CAT)는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 등의 투명 도전 물질로 이루어지거나, 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 불투명 도전 물질이 얇게 형성되어 투과 전극으로 기능할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예는, 볼록부(BS)가 형성된 영역이 비발광 영역(NEA)으로 정의되는 제1 실시예와는 달리, 볼록부(BS)가 형성된 영역을 발광 영역(또는, 조명부) 및 미러 영역으로 선택적으로 활용할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 실시예는 공간 활용도를 현저히 개선한 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 컬러 필터의 배치 예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 를 참조하면, 컬러 필터(CF)는 기판(SUB)과 대향하는 대향 기판(CSUB)에 형성될 수 있다. 즉, 대향 기판(CSUB)은 유기발광 다이오드(OLE)로부터 방출되는 빛이 투과할 수 있도록 투명 재질로 이루어질 수 있다. 컬러 필터(CF)는 픽셀 마다 하나씩 할당될 수 있다. 컬러 필터(CF)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 투과 시키는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(CF) 각각은, 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 픽셀에 할당된다. 도시하지는 않았으나, 이웃하는 컬러 필터(CF)는 대향 기판(CSUB) 상에 형성된 블랙 매트릭스에 의해 구획될 수 있다. 도시된 바와 같이, 볼록부(BS)와 대응되는 영역에는, 컬러 필터(CF)가 할당되지 않을 수 있다. 이 경우, 볼록부(BS) 상의 보조 유기발광 다이오드(OLE2)로부터 방출된 백색 광은, 컬러 필터(CF)를 통과함이 없이 사용자에게 인지될 수 있다.
도 9b를 참조하면, 컬러 필터(CF)는 기판(SUB)에 구비된 유기발광 다이오드(OLE) 상에 형성될 수 있다. 이 경우, 컬러 필터(CF)는 오목부(GR) 내에 수용된다. 컬러 필터(CF)는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 투과 시키는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있다. 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러 필터(CF) 각각은, 대응되는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 픽셀에 할당된다.
유기발광 다이오드(OLE1)로부터 제공된 광은, 오목부(GR) 내에 수용된 컬러 필터(CF)를 통과하여 외부로 방출된다. 컬러 필터(CF)는 오목부(GR) 내에 수용되어 있기 때문에, 볼록부(BS) 상에 배치된 보조 유기발광 다이오드(OLE2)로부터 제공된 광은, 컬러 필터(CF)를 통과함이 없이 그대로 방출된다.
컬러 필터(CF)들 각각은 대응하는 오목부(GR)의 내부 공간에 수용되기 때문에, 오목부(GR) 내에서 기 설정된 위치에 정확히 얼라인될 수 있다. 이웃하는 컬러 필터(CF)들 사이에는, 볼록부(BS)가 위치한다. 이웃하는 컬러 필터(CF)들은, 볼록부(BS)에 의해 수평 방향(또는 좌/우 방향)으로 기 설정된 간격만큼 이격되도록 얼라인될 수 있다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예는, 오버 코트층(OC)의 오목부(GR)와 볼록부(BS)를 이용하여, 컬러 필터(CF)를 기 설정된 위치에 정확히 얼라인 할 수 있는 이점을 갖는다.
도 9c를 참조하면, 유기발광 표시장치는 유기발광 다이오드(OLE1)와 컬러 필터(CF) 사이에 개재되며, 보조 유기발광 다이오드(OLE2)를 덮는 보호막(PAS)을 더 포함할 수 있다. 보호막(PAS)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx)과 같은 무기 물질로 이루어질 수 있다.
유기발광 다이오드(OLE1)의 제1 전극(CAT)상에 보호막(PAS)을 더 형성함으로써, 컬러 필터(CF) 형성 공정 시 제공되는 환경에, 유기발광 다이오드(OLE1)와 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 노출되어, 열화되는 문제를 최소화할 수 있다. 또한, 보호막(PAS)을 더 포함함으로써, 유기발광 다이오드(OLE1) 및 보조 유기발광 다이오드(OLE2)로 유입될 수 있는 이물을 효과적으로 차단할 수 있기 때문에, 유기발광 다이오드(OLE1) 및 보조 유기발광 다이오드(OLE2)의 수명 저하 및 휘도 저하를 방지할 수 있는 이점을 갖는다. 또한, 보호막(PAS)을 더 포함함으로써, 제공된 스트레스를 효과적으로 완충(또는, 완화)할 수 있다. 이에 따라, 브리틀(brittle)한 성질을 갖는 제2 전극(CAT) 등에 크랙이 발생하는 문제를 방지할 수 있고, 크랙을 통해 산소 및 수분이 유입되는 것을 차단할 수 있는 이점을 갖는다.
이하, 도 10a 내지 도 10c를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 의한 유기발광 표시장치 제조 방법을 설명한다. 도 10a 내지 도 10c는 본 발명의 제2 실시예에 의한 제조 방법을 시계열적으로 나타낸 도면들이다. 본 발명에 따른 제조 방법을 설명함에 있어서, 단계를 구분하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 각 단계들이 더 세분화될 수 있음에 주의하여야 한다. 또한, 이하에서는, 본 발명의 주된 특징인 오버 코트층(OC)와, 오버 코트층(OC) 상의 유기발광 다이오드를(OLE1), 및 보조 유기발광 다이오드(OLE2)를 형성하는 공정만을 설명하기로 한다.
도 10a를 참조하면, 박막 트랜지스터(T) 및 보조 박막 트랜지스터(AT)가 형성된 기판(SUB) 상에 유기 절연 물질(OM)을 도포한다. 유기 절연 물질(OM)은 포지티브 타입(positive type)의 감광성 물질일 수 있다. 마스크 공정으로, 유기 절연 물질을 패터닝 하기 위해, 하프톤 마스크(Half tone mask)(HM)가 마련된다. 하프톤 마스크(HM)는 조사된 모든 광을 차단하는 풀-톤 영역(FA), 조사된 광의 일부만 투과시키고 일부는 차단하는 하프-톤 영역(HA) 및 조사된 광을 전부 투과시키는 투과 영역(GA)을 포함한다. 이어서, 준비된 하프톤 마스크(HM)를 통해 선택적으로 광을 조사한다.
하프톤 마스크(HM)를 통해 노광된 유기 절연 물질(OM)을 현상하면, 투과 영역(GA)의 유기 절연 물질(OM)은 제거되고, 풀-톤 영역(FA)과 하프-톤 영역(HA)의 유기 절연 물질(OM)은 잔류한다. 이때, 풀-톤 영역(FA)의 유기 절연 물질(OM)이 하프-톤 영역(HA)의 유기 절연 물질(OM)보다 두껍게 형성된다.
투과 영역(GA)에 대응하는 영역에서, 유기 절연 물질(OM)이 제거됨에 따라 마련된 공간은, 제1 픽셀 콘택홀(PH1) 및 제2 픽셀 콘택홀(PH2)이 된다. 제1 픽셀 콘택홀(PH1)은 박막 트랜지스터(T)의 적어도 일부를 노출한다. 제2 픽셀 콘택홀(PH2)은 보조 박막 트랜지스터(AT)의 적어도 일부를 노출한다. 풀-톤 영역(FA)과 하프-톤 영역(HA)에 대응하여 잔류하는 유기 절연 물질(OM)은, 오버 코트층(OC)이 된다. 이때, 풀-톤 영역(FA)의 유기 절연 물질(OM)과 하프-톤 영역(HA)의 유기 절연 물질(OM)의 두께 차에 의해, 오목부(GR) 및 볼록부(BS)가 형성된다. 오목부(GR)는 오버 코트층(OC)의 상부 표면으로부터 내측으로 일부 함몰되어 마련된 내부 공간이다. 이웃하는 오목부(GR)들 사이에는 볼록부(BS)가 형성된다. 볼록부(BS)는 오버 코트층(OC)에 오목부(GR)들이 소정 간격으로 이격되어 형성됨에 따라, 이웃하는 오목부(GR)들 사이에 잔류하는 오버 코트층(OC)의 일 부분이다. 오목부(GR)는 하프-톤 영역(HA)과 대응되고, 볼록부(BS)는 풀-톤 영역(FA)에 대응될 수 있다. 오버 코트층(OC)의 볼록부(BS)는 이웃하는 픽셀을 구획하는 픽셀 정의막으로 기능할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시예는, 픽셀 정의막을 형성하기 위한 추가 공정이 요구되지 않기 때문에, 공정 추가에 따른 공정 시간, 공정 비용을 저감할 수 있고, 공정 불량을 저감할 수 있어 공정 수율을 현저히 향상시킬 수 있는 이점을 갖는다.
도 10b를 참조하면, 오버 코트층(OC)이 형성된 기판(SUB) 상에 도전 물질을 도포한다. 마스크 공정으로 도전 물질을 패터닝하여, 오목부(GR) 내에 제1 전극(ANO1)을 형성하고, 볼록부(BS) 상에 보조 전극(ANO2)을 형성한다. 제1 전극(ANO1)과 보조 전극(ANO2)은 소정 간격 이격되어, 분리 배치된다. 제1 전극(ANO1)은 오버 코트층(OC)을 관통하는 제1 픽셀 콘택홀(PH1)을 통해 박막 트랜지스터(T)와 연결된다. 보조 전극(ANO2)은 오버 코트층(OC)을 관통하는 제2 픽셀 콘택홀(PH2)을 통해 보조 박막 트랜지스터(AT)와 연결된다.
제1 픽셀 콘택홀(PH1)은, 박막 트랜지스터(T)와 오목부(GR) 내에 수용된 제1 전극(ANO1)을 연결시키기 위한 구성이기 때문에, 오목부(GR)와 수직 방향으로 중첩 배치된다. 제2 픽셀 콘택홀(PH2)은, 보조 박막 트랜지스터(AT)와 볼록부(BS) 상에 형성된 보조 전극(ANO2)을 연결시키기 위한 구성이기 때문에, 볼록부(BS)와 수직 방향으로 중첩 배치 된다.
도 10c를 참조하면, 제1 전극(ANO)이 형성된 기판(SUB) 상에 유기 발광층(OL) 및 제2 전극(CAT)을 차례로 형성한다. 이로써, 제1 전극(ANO1), 유기 발광층(OL) 및 제2 전극(CAT)을 포함하는 유기발광 다이오드(OLE1) 및 보조 전극(ANO2), 유기 발광층(OL) 및 제2 전극(CAT)을 포함하는 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 완성된다. 도시된 바와 같이, 유기발광 다이오드(OLE1)와 보조 유기발광 다이오드(OLE2)는 유기 발광층(OL)과 제2 전극(CAT)을 공유함으로써, 공정 수를 저감할 수 있는 이점을 갖는다.
<제3 실시예>
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 이웃하는 두 픽셀의 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 제2 실시예와 실질적으로 동일한 부분에 대한 설명은 생략될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 양면 발광 표시장치로 구현될 수 있다. 도 11을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 의한 유기발광 표시장치는 박막 트랜지스터 기판(SUB)을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판(SUB) 상에는, 픽셀(PXL)들 각각에 할당된 박막 트랜지스터(T) 및 박막 트랜지스터(T)와 연결된 유기발광 다이오드(OLE1)가 배치되고, 보조 픽셀(APXL)들 각각에 할당된 보조 박막 트랜지스터(AT) 및 보조 박막 트랜지스터(AT)와 연결된 보조 유기발광 다이오드(OLE2)가 배치된다.
유기발광 다이오드(OLE1)는 제1 전극(ANO1), 유기 발광층(OL) 및 제2 전극(CAT)을 포함한다. 제1 전극(ANO1)은 제2 실시예와 달리 투과 전극으로 기능한다. 이를 위하여, 제1 전극(ANO1)은 ITO와 같은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다.
제3 실시예에 다른 유기발광 표시장치는 상부 컬러 필터(CFU) 및 하부 컬러 필터(CFL)를 더 포함한다. 상부 컬러 필터(CFU)는 유기발광 다이오드(OLE1)에서 제공된 광 중 일부가 통과한다. 하부 컬러 필터(CFL)는 유기발광 다이오드(OLE1)를 사이에 두고 상부 컬러 필터(CFU)와 대향 배치되며, 유기발광 다이오드(OLE1)에서 제공된 광 중 다른 일부가 통과한다.
좀 더 구체적으로, 유기 발광층(OL)으로부터 발생된 광 중 일부는, 제2 전극(CAT)을 투과하여 전면 방향으로 진행할 수 있고, 표시장치의 전면 방향에 위치한 사용자에게 인지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 전극(CAT)을 투과한 광은, 유기발광 다이오드(OLE1) 상부에 위치하는 상부 컬러 필터(CFU)를 통과함으로써, 대응되는 컬러를 구현한다. 유기 발광층(OL)으로부터 발생된 광 중 다른 일부는, 제1 전극(ANO1)을 투과하여 배면 방향으로 진행할 수 있고, 표시장치의 배면 방향에 위치한 사용자에게 인지될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 전극(ANO1)을 투과한 광은, 유기발광 다이오드(OLE1) 하부에 위치하는 하부 컬러 필터(CFL)를 통과함으로써, 대응되는 컬러를 구현한다.
보조 유기발광 다이오드(OLE1)는 보조 전극(ANO2), 유기 발광층(OL) 및 제2 전극(CAT)을 포함한다. 보조 전극(ANO2)은 반사 전극으로 기능한다. 이에 따라, 보조 유기발광 다이오드(OLE)가 할당된 영역은 발광/조명/미러 기능을 갖는 가변 영역(VRA)이 된다.
보조 유기발광 다이오드(OLE2)의 보조 전극(ANO2)과 유기발광 다이오드(OLE1)의 제1 전극(ANO1)은 하나의 공정을 통해 동시에 형성될 수 있다. 예를 들어, 보조 전극(ANO2)은 투명 도전 물질과 금속 물질을 포함하여 투명 도전층/반사층이 적층된 적층 구조를 가질 수 있고, 제1 전극(ANO1)은 보조 전극(ANO2)을 구성하는 투명 도전 물질을 포함하여 투명 도전층으로 이루어진 단층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 서로 다른 방향으로 영상 정보를 표시하는 양면형 표시장치로 구현될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 퍼블릭 디스플레이(public display), 프라이빗 디스플레이(private display), 디지털 사이니지(digital signage) 등 다양한 표시 기기에 용이하게 적용될 수 있는 이점을 갖는다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양하게 변경 및 수정할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
AA : 액티브 영역 EA : 발광 영역
NEA : 비발광 영역 VRA : 가변 영역
PXL : 픽셀 APXL : 보조 픽셀
OC : 오버 코트층 GR : 오목부
BS : 볼록부 T : 박막 트랜지스터
OLE1 : 유기발광 다이오드 ANO1 : 제1 전극
AT : 보조 박막 트랜지스터 OLE2 : 보조 유기발광 다이오드
ANO2 : 보조 전극 OL : 유기 발광층
CAT : 제2 전극 CF : 컬러 필터

Claims (13)

  1. 기판 상에 배치되며, 오목부들 및 이웃하는 상기 오목부들 사이에 위치하는 볼록부들을 갖는 오버 코트층; 및
    상기 오버 코트층 상에 배치되는 유기발광 다이오드 및 보조 유기발광 다이오드를 포함하고,
    상기 유기발광 다이오드의 제1 전극은,
    상기 오목부 내에 배치되고,
    상기 보조 유기발광 다이오드의 보조 전극은,
    상기 볼록부 상에 배치되며,
    상기 오목부는 상기 오버 코트층의 상부 표면이 내측으로 일부 함몰되어 형성되는, 유기발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 전극은,
    반사 전극인, 유기발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 보조 전극 상에 차례로 배치되는 유기 발광층 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 유기발광 다이오드 및 상기 보조 유기발광 다이오드는,
    상기 유기 발광층 및 상기 제2 전극을 공유하는, 유기발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 대향하는 대향 기판; 및
    상기 대향 기판 상에 배치되는 컬러 필터를 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 오목부 내에 수용되는 컬러 필터를 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유기발광 다이오드와 상기 컬러 필터 사이에 개재되며, 상기 보조 유기발광 다이오드를 덮는 보호막을 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오버 코트층 아래에 배치되며, 상기 오버 코트층을 관통하는 제1 픽셀 콘택홀을 통해 상기 제1 전극과 연결되는 박막 트랜지스터; 및
    상기 오버 코트층 아래에 배치되며, 상기 오버 코트층을 관통하는 제2 픽셀 콘택홀을 통해 상기 보조 전극과 연결되는 보조 박막 트랜지스터를 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 픽셀 콘택홀은, 상기 오목부와 중첩되고,
    상기 제2 픽셀 콘택홀은, 상기 볼록부와 중첩되는, 유기발광 표시장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은, 투과 전극이고,
    상기 보조 전극은, 반사 전극인, 유기발광 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 유기발광 다이오드에서 제공된 광 중 일부가 통과하는 상부 컬러 필터; 및
    상기 유기발광 다이오드를 사이에 두고 상기 상부 컬러 필터와 대향 배치되며, 상기 유기발광 다이오드에서 제공된 광 중 다른 일부가 통과하는 하부 컬러 필터를 더 포함하는, 유기발광 표시장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 보조 전극은,
    적층된 투명 도전 물질 및 금속 물질을 포함하고,
    상기 제1 전극은,
    상기 투명 도전 물질을 포함하는, 유기발광 표시장치.
  12. 오버 코트층에 형성된 단차에 의해 구획되는 픽셀 및 보조 픽셀을 포함하고,
    상기 보조 픽셀은,
    보조 박막 트랜지스터에 연결된 보조 전극을 포함하며,
    상기 보조 전극은,
    상기 보조 박막 트랜지스터가 턴-온 될 때 보조 유기발광 다이오드의 일 전극으로써 기능하고, 상기 보조 박막 트랜지스터가 턴-오프 될 때 일 방향에 위치하는 객체의 이미지를 반사시키는 반사 전극으로 기능하는, 유기발광 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 보조 픽셀은,
    상기 픽셀과 다른 신호에 의해 별도 구동되는, 유기발광 표시장치.
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