KR102460541B1 - 유기발광 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 유기발광 표시장치를 개시한다. 상기 유기발광 표시장치는, 화소(pixel)들의 어레이가 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싼 비표시 영역을 포함하는 베이스 층; 상기 베이스 층의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 화소의 구동에 사용되는 전원을 전달하는 전원 배선을 포함하고, 상기 전원 배선은, 상기 표시 영역을 두르며 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 상기 베이스 층의 최외곽 테두리를 향해 연장하는 제2 부분을 포함할 수 있다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}

본 명세서는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.

다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광 표시장치 등이 각광받고 있다.

유기발광 소자는 전극 사이의 얇은 발광층을 이용한 자발광 소자로 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 일반적인 유기발광 표시장치는 기판에 화소구동 회로와 유기발광 소자가 형성된 구조를 갖고, 유기발광 소자에서 방출된 빛이 기판 또는 배리어층을 통과하면서 화상을 표시하게 된다.

최근 유기발광 표시장치의 소형화와 고해상도화가 진행되면서, 필요한 배선은 많아졌으나 배선을 배치할 공간을 부족해졌다. 이러한 상황에서 전기 배선을 비롯한 여러 요소들을 배치할 공간을 확보하는 중요한 과제가 되고 있다. 더 나아가 여러 부품, 요소들의 배치를 효율화하는 방안도 연구되고 있다. 주로 새로운 디자인과 UI/UX를 위해 이러한 연구가 수행되고 있으며, 표시장치 외곽부 면적을 줄이기 위해 이러한 연구가 수행되기도 한다.

본 명세서는 유기발광 표시장치의 외곽부 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 일 실시예에 따라 유기발광 표시장치가 제공된다. 상기 유기발광 표시장치는, 화소(pixel)들의 어레이가 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싼 비표시 영역을 포함하는 베이스 층; 상기 베이스 층의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 화소의 구동에 사용되는 전원을 전달하는 전원 배선을 포함하고, 상기 전원 배선은, 상기 표시 영역을 두르며 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 상기 베이스 층의 최외곽 테두리를 향해 연장하는 제2 부분을 포함할 수 있다.

타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 명세서의 실시예들은, 아크 방전의 위험없이도 외곽부 배선의 면적을 늘리는 구조 및 설계를 제공할 수 있다. 더불어, 본 명세서의 실시예들은, 베젤의 폭을 더 줄인 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 본 명세서의 실시예들은, 신뢰성과 심미감이 향상된 표시장치를 제공할 수 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 표시장치를 도시한다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3a 및 3b는 유기발광 표시장치의 외곽부 형성 과정 중 일부를 도시한 도면이다.
도 4a 내지 4d는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 외곽부를 도시한 도면이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 전자장치에 포함될 수 있는 예시적인 표시장치를 도시한다.

도 1을 참조하면, 상기 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(active area)을 포함하고, 상기 표시 영역에는 화소(pixel)들의 어레이(array)가 형성된다. 하나 이상의 비표시 영역(inactive area)이 상기 표시 영역의 주위에 배치될 수 있다. 즉, 상기 비표시 영역은, 표시 영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다. 도 1에서, 상기 비표시 영역은 사각형 형태의 표시 영역을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시 영역의 형태 및 표시 영역에 인접한 비표시 영역의 형태/배치는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다. 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역은, 상기 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 상기 표시 영역의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등이다.

상기 표시 영역 내의 각 화소는 화소 회로와 연관될 수 있다. 상기 화소 회로는, 백플레인(backplane) 상의 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 화소 회로는, 상기 비표시 영역에 위치한 게이트 드라이버 및 데이터 드라이버와 같은 하나 이상의 구동 회로와 통신하기 위해, 게이트 라인 및 데이터 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 구동 회로는, 도 1에 도시된 것처럼, 상기 비표시 영역에 TFT(thin film transistor)로 구현될 수 있다. 이러한 구동 회로는 GIP(gate-in-panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC와 같은 몇몇 부품들은, 분리된 인쇄 회로 기판에 탑재되고, FPCB(flexible printed circuit board), COF(chip-on-film), TCP(tape-carrier-package) 등과 같은 회로 필름을 이용하여 상기 비표시 영역에 배치된 연결 인터페이스(패드/범프, 핀 등)와 결합될 수 있다. 상기 비표시 영역은 상기 연결 인터페이스와 함께 구부러져서, 상기 인쇄 회로(COF, PCB 등)는 상기 표시장치(100)의 뒤편에 위치될 수 있다.

상기 표시장치(100)는, 픽셀 회로, 데이터 드라이버, 게이트 드라이버 등으로 각종 전압 또는 전류를 공급하거나 또는 그 공급을 제어하는 전원 컨트롤러를 더 포함할 수 있다. 이러한 전원 컨트롤러는 전원관리 집적회로(PMIC: Power Management IC)라고 불리기도 한다. 또한 상기 표시장치(100)는, 도시된 예와 같이, 픽셀 회로의 구동과 관련된 고준위 전압(VDD), 저준위 전압(VSS), 기준 전압(VRFE)을 공급하는 전압 라인도 구비할 수 있다.

한편, 상기 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 화소를 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들을 더 포함할 수 있다. 상기 화소를 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전 회로(electro static discharge) 등일 수 있다. 상기 표시장치(100)는 화소 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 표시장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(tactile feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다. 상기 언급된 부가 요소들은 상기 비표시 영역 및/또는 상기 연결 인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.

도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도시된 표시 영역(A/A) 및 비표시 영역(I/A)은, 도 1에서 서술된 표시 영역(A/A) 및 비표시 영역(I/A)의 적어도 일부에 적용될 수 있다. 이하에서는 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display)를 일 예로 하여 상기 표시장치를 설명한다.

유기발광 표시장치의 경우, 상기 표시 영역(A/A)에는 베이스 층(101) 상에 박막트랜지스터(102, 104, 108), 유기발광 소자(112, 114, 116) 및 각종 기능 층(layer)들이 위치한다. 한편, 상기 비표시 영역에(I/A)는 베이스 층(101) 상에 각종 구동 회로(예: GIP), 전극, 배선, 기능성 구조물 등이 위치할 수 있다.

베이스 층(101)은 유기발광 표시장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 베이스 층(101)은 투명한 절연 물질, 예를 들어 유리, 플라스틱 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 기판(어레이 기판)은, 상기 베이스 층(101) 위에 형성된 소자 및 기능 층, 예를 들어 스위칭 TFT, 구동 TFT, 유기발광소자, 보호막 등을 포함하는 개념으로 지칭되기도 한다.

버퍼 층(130)이 베이스 층(101) 상에 위치할 수 있다. 상기 버퍼 층(buffer layer)은 베이스 층(101) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)를 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼 층(130)은 멀티 버퍼(multi buffer) 및/또는 액티브 버퍼(active buffer)를 포함할 수 있다.

상기 베이스 층(101) 또는 버퍼 층 위에 박막트랜지스터가 놓인다. 박막트랜지스터는 반도체 층(active layer), 게이트 절연층(gate insulator), 게이트 전극, 층간 절연층((interlayer dielectric layer, ILD), 소스(source) 및 드레인(drain) 전극이 순차적으로 적층된 형태일 수 있다. 이와는 달리, 상기 박막트랜지스터는 도 2처럼 게이트 전극(104), 게이트 절연층(105), 반도체 층(102), 소스 및 드레인 전극(108)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다.

반도체 층(102)은 폴리 실리콘(p-Si)으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 소정의 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 또한, 반도체 층(102)은 아몰포스 실리콘(a-Si)으로 만들어질 수도 있고, 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 만들어질 수도 있다. 나아가 반도체 층(102)은 산화물(oxide)로 만들어질 수도 있다.

게이트 전극(104)은 다양한 도전성 물질, 예컨대, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.

게이트 절연층(105), 층간 절연층(ILD)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 게이트 절연층(105)과 층간 절연층의 선택적 제거로 소스 및 드레인 영역이 노출되는 컨택 홀(contact hole)이 형성될 수 있다.

소스 및 드레인 전극(108)은 게이트 절연층(105) 또는 층간 절연층(ILD) 상에 전극용 물질로 단일층 또는 다층의 형상으로 형성된다. 필요에 따라 무기 절연 물질로 구성된 보호 층(109)이 상기 소스 및 드레인 전극(108)을 덮을 수도 있다.

평탄화 층(107)이 박막트랜지스터 상에 위치할 수 있다. 평탄화 층(107)은 박막트랜지스터를 보호하고 그 상부를 평탄화한다. 평탄화 층(107)은 다양한 형태로 구성될 수 있는데, BCB(Benzocyclobutene) 또는 아크릴(Acryl) 등과 같은 유기 절연막, 또는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연막으로 형성될 수도 있고, 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중 층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.

유기발광소자는 제1 전극(112), 유기발광 층(114), 제2 전극(116)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 즉, 유기발광소자는 평탄화 층(107) 상에 형성된 제1 전극(112), 제1 전극(112) 상에 위치한 유기발광 층(114) 및 유기발광 층(114) 상에 위치한 제2 전극(116)으로 구성될 수 있다.

제1 전극(112)은 컨택 홀을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(108)과 전기적으로 연결된다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 이러한 제1 전극(112)은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(112)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(112)은 유기발광 다이오드의 애노드(anode)일 수 있다.

뱅크(110)는 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크(110)는 발광 영역과 대응되는 제1 전극(112)을 노출시키는 뱅크 홀을 가진다. 뱅크(110)는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 만들어질 수 있다.

유기발광 층(114)이 뱅크(110)에 의해 노출된 제1 전극(112) 상에 위치한다. 유기발광 층(114)은 발광층, 전자주입층, 전자수송층, 정공수송층, 정공주입층 등을 포함할 수 있다. 상기 유기발광 층은, 하나의 빛을 발광하는 단일 발광층 구조로 구성될 수도 있고, 복수 개의 발광층으로 구성되어 백색 광을 발광하는 구조로 구성될 수도 있다.

제2 전극(116)이 유기발광층(114) 상에 위치한다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 제2 전극(116)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Induim Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전 물질로 형성됨으로써 유기발광 층(114)에서 생성된 광을 제2 전극(116) 상부로 방출시킨다. 상기 제2 전극(116)은 유기발광 다이오드의 캐소드(cathode)일 수 있다.

봉지 층(120)이 제2 전극(116) 상에 위치한다. 상기 봉지 층(120)은, 발광 재료와 전극 재료의 산화를 방지하기 위하여, 외부로부터의 산소 및 수분 침투를 막는다. 유기발광소자가 수분이나 산소에 노출되면, 발광 영역이 축소되는 화소 수축(pixel shrinkage) 현상이 나타나거나, 발광 영역 내 흑점(dark spot)이 생길 수 있다. 상기 봉지 층(encapsulation layer)은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 또는 유기막(122)과 무기막(121-1, 121-2)이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 이때, 무기막(121-1, 121-2)은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막(122)은 무기막(121-1, 121-2)의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 봉지 층을 여러 겹의 박막 층으로 형성하면, 단일 층일 경우에 비해 수분이나 산소의 이동 경로가 길고 복잡하게 되어 유기발광소자까지 수분/산소가 침투하는 것이 어려워진다.

배리어 필름(140)이 봉지 층(120) 상에 위치하여 베이스 층(101) 전체를 봉지할 수 있다. 배리어 필름(140)은 위상차 필름 또는 광등방성 필름일 수 있다. 배리어 필름이 광등방성 성질을 가지면, 배리어 필름에 입사된 입사된 광을 위상지연 없이 그대로 투과시킨다. 또한, 배리어 필름 상부 또는 하부면에는 유기막 또는 무기막이 더 위치하여 외부의 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 할 수 있다.

접착 층(145)이 배리어 필름(140)과 봉지 층(120) 사이에 위치할 수 있다. 접착 층(145)은 봉지 층(120)과 배리어 필름(140)을 접착시킨다. 접착 층(145)은 열 경화형 또는 자연 경화형의 접착제일 수 있다. 예를 들어, 접착 층(145)은 B-PSA(Barrier pressure sensitive adhesive)와 같은 물질로 구성될 수 있다.

배리어 필름(140) 상에는 터치 패널(필름), 편광 필름, 상면 커버 등이 더 위치할 수 있다.

비표시 영역(I/A)에는 화소 회로가 배치되지 않지만 베이스 층(101)과 유기/무기 기능 층들(130, 105, 107 120 등)은 존재할 수 있다. 또한 상기 비표시 영역(I/A)에는 표시 영역(A/A)의 구성에 사용된 물질들이 다른 용도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역 TFT의 게이트 전극으로 사용된 금속(104'), 또는 소스/드레인 전극으로 사용된 금속(108')이 배선, 전극용으로 비표시 영역(I/A)에 배치될 수 있다. 더 나아가, 유기발광 다이오드의 일 전극(예: 애노드)로 사용되었던 금속(112')이 배선, 전극용으로 비표시 영역(I/A)에 배치될 수도 있다.

비표시 영역(I/A)의 베이스 층(101), 버퍼층(130), 게이트 절연층(105), 평탄화 층(107) 등은 표시 영역(A/A)에서 설명된 것과 같다. 댐(190)은 유기막(122)이 비표시 영역(I/A)에 너무 멀리 퍼지는 것을 제어하는 구조물이다. 비표시 영역(I/A)에 배치된 각종 회로와 전극/전선은 게이트 금속(104') 및/또는 소스/드레인 금속(108')으로 만들어질 수 있다. 이때, 게이트 금속(104')은 TFT의 게이트 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성되며, 소스/드레인 금속(108')은 TFT의 소스/드레인 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성된다.

예를 들어, 소스/드레인 금속은 전원(예: 기저 전원(Vss)) 배선(108')으로 사용될 수 있다. 이때, 전원 배선(108')은 금속 층(112')과 연결되고, 유기발광 다이오드의 캐소드(116)는 상기 소스/드레인 금속(108') 및 금속 층(112')과의 연결을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 상기 금속 층(112')은 전원 배선(108')과 접촉하고, 최외곽 평탄화 층(107)의 측벽을 타고 연장되어 평탄화 층(107) 상부에서 캐소드(116)와 접촉할 수 있다. 상기 금속 층(112')은 유기발광 다이오드의 애노드(112)와 동일한 물질로 동일한 공정에서 형성된 금속일 수 있다.

유기발광 표시장치는 외부 충격에 의해 외곽 영역(E)의 무기 층에 크랙(crack) 등의 손상을 입을 수 있다. 상기 손상이 큰 경우에는 구동 불량이나 화면 이상으로 곧바로 드러날 수 있다. 하지만, 미세한 손상이 발생하면, 유기발광 표시장치가 초기에는 정상적으로 구동하더라도 시간이 흐르면서 무기 층을 통해 손상이 확산되어서 결국 투습 불량 및/또는 구동 불량이 나타난다.

이와 같이 유기발광 표시장치 외곽부의 손상은, 결국 제품의 신뢰성과 수명에 영향을 미치는 중요한 요인임에도 불구하고, 크랙 등의 손상을 미리 검출할 수 있는 방법이 없어서, 유기발광 표시장치의 품질 관리에 어려움이 있었다. 이에 본 발명자들은 유기발광 표시장치의 외곽부 손상을 미리 검출할 수 있는 방법과 구조를 고안하였다.

도 3a 및 3b는 유기발광 표시장치의 외곽부 형성 과정 중 일부를 도시한 도면이다.

도 2에 도시된 것처럼, 유기발광 표시장치의 표시 영역(전부) 및 비표시 영역(전부 또는 일부)은 봉지 층(120)으로 덮인다. 이때 유기발광 표시장치의 최외곽 테두리까지 무기 층(121-1, 121-2)이 형성되지는 않는다. 그 이유는 비표시 영역의 일부 구역은 패드(pad) 등의 인터페이스의 배치를 위해 노출되어야 하며, 모 기판에서 여러 개의 표시장치가 제조된 후에 각 표시장치로 절단(예: 스크라이빙)될 때 무기 층에 충격/손상이 가해질 수 있기에 테두리로부터 소정 거리(마진)만큼 떨어진 영역에는 무기 층을 덮지 않는다.

이와 같이 특정 영역에 무기 층을 두지 않기 위하여, 무기 층을 증착하는 공정에서 마스크(mask)가 사용된다. 상기 마스크는 증착 물질을 통과시키는 개구 영역과 증착 물질을 차단하는 폐쇄 영역이 있는데, 유기발광 표시장치의 일 면 중에 무기 층을 두지 않도록 설계된 영역 위에 상기 폐쇄 영역이 위치한다.

도 1의 X 영역을 확대한 도 3a와 그 단면도인 도 3b를 참조하며 보면, 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)은 비표시 영역의 바깥 부분을 가리고 있다. 이에 비표시 영역 중에서 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)에 대응되는 영역에는 무기 층이 증착되지 않는다. (실제 공정에서는 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)의 수직 방향 아래에 있는 영역에 무기 물질이 완전히 차단되지 않을 수도 있다.) 폐쇄 영역(MSK_RIB)은 일정 구간(M1)만큼 금속 층(전원 배선(VSS))과 떨어져 있는데, 이는 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)과 그 아래에 있는 금속 층 사이에서 아크 방전(ARC)이 일어날 수 있기 때문이다. 상기 아크 방전은 마스크의 표면막에 누적된 전하가 표시장치 상의 금속으로 누설되면서 발생하는 것으로 알려져 있다. 상기 아크 방전(ARC)은 심각한 제품 손상을 야기한다. 따라서, 많은 공정에서, 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)에 수직 대응되는 표시장치의 영역에는 금속 층이 놓이지 않도록 강제하는 설계 규칙이 적용되고 있다.

또한, 유기발광 표시장치의 비표시 영역에는 무기 층뿐만 아니라 충격에 의한 손상이 우려되는 모든 기능 층을 배치할 수 없는 구간(M2)도 있다. 상기 구간(M2)은 유기발광 표시장치의 최외곽 테두리(EL)에서 일정 거리만큼 이격된 구간이며, 스크라이빙 마진(scribing margin)이라 불리기도 한다.

따라서, M1, M2를 포함한 A 구간은 전원 배선을 형성할 수 없는 구간이다. 연구/개발자들은, 비표시 영역에 소요되는 구간(M1, M2) 및/또는 전원 배선 배치가 불가능한 구간(A) 때문에 유기발광 표시장치의 베젤(bezel)을 줄이는 데에 많은 어려움을 겪었다, 또한, 외곽부 전원 배선의 폭을 더 넓혀 저항을 줄이려는 연구/개발자들의 시도도 마찬가지로 난관에 부딪혀왔다. 이에 본 발명자들은 유기발광 표시장치의 외곽부를 더 효과적으로 설계/구현하는 방안을 모색하여 새로운 구조를 도출하였다.

도 4a 내지 4d는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 외곽부를 도시한 도면이다.

도 4a 내지 4c는 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조 공정 중에서, 무기 층(예: 도 2의 121-1, 121-2)을 덮는 과정을 나타낸다. 도 4는 상기 유기발광 표시장치의 단면도이다. 도 4a 내지 4c에는 설명의 편의를 위해, 유기발광 표시장치의 비표시 영역(I/A) 및 전원 배선(408)의 일부 만이 도시되었다.

본 발명자들은 종래에 아크 방전의 발생 가능성 때문에 구현하지 못했던 외곽부 배선 설계 구조를 도출하였다. 구체적으로 발명자들은, 마스크의 폐쇄 영역(MSK_RIB)에 대응되는 영역에 전원 배선을 배치할 수 있는 구조를 찾아냈다.

상기 배선 구조는, 도 4a 또는 4c와 같이 표시 영역을 두르며 연장하는 전원 배선의 제1 부분(408a)에 여러 가닥으로 마스크 폐쇄 영역(MSK_RIB)에의 경계부를 가로지르는 제2 부분(408b)을 더하는 것이다. 상기 제2 부분(408b)이 여러 개의 분리된 가닥(가지, 돌기)으로 구성된 것은, 마스크(특히 폐쇄 영역) 아래에 있는 금속 층의 총 면적이 동일할 지라도, 그 금속 층이 하나의 닫힌 도형 모양일 때보다는 작게 여러 개로 분리된 모양일 때 총 캐패시턴스(capacitance) 값이 작기 때문인 것에 기인한다. 예를 들어, 마스크 아래에 위치한 면적의 총합이 A(=A1+A2+A3)인 금속이라도, 면적 A인 하나의 도형으로 이루어진 것(case 1) 보다는, 면적이 각각 A1, A2, A3인 세 개의 도형으로 이루어진 것(case 2)이 마스크와의 사이에서 충전되는 전하량이 적다. 따라서 case 2가 아크 방전 가능성이 더 줄어든다.

이에 상기 구조가 적용된 유기 발광 표시장치는, 화소(pixel)들의 어레이가 배열된 표시 영역(A/A) 및 상기 표시 영역(A/A)을 둘러싼 비표시 영역(I/A)을 포함하는 베이스 층(101); 상기 베이스 층((A/A))의 상기 비표시 영역(I/A)에 배치되고, 상기 화소의 구동에 사용되는 전원(Vdd, Vref, Vss 등)을 전달하는 전원 배선(408)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 전원 배선(408)은, 상기 표시 영역(A/A)을 두르며 연장하는 제1 부분(408a) 및 상기 제1 부분(408a)으로부터 상기 베이스 층(101)의 최외곽 테두리(EL)를 향해 연장하는 제2 부분(408b)을 포함할 수 있다. 상기 제2 부분(408b)은 상기 제1 부분(408a)에서 표시장치의 외곽(EL) 방향을 향해 뻗어 나가는 가지(돌기) 형상일 수 있다. 여기서, 상기 전원 배선(408)은 다수 개의 전원 배선들(VDD, VREF, VSS 등) 중에서 가장 바깥 쪽(EL에 가까운 쪽)에 위치한 전원 배선이다. 예를 들어 상기 전원 배선(408)은 상기 화소에 포함된 유기발광 다이오드(OLED)의 캐소드(116)에 기저 전원(Vss)을 전달하는 배선일 수 있다. 이때, 상기 전원 배선(408)은, 상기 비표시 영역에 배치된 패드(PAD)와 연결되는 배드 배선을 더 포함할 수 있다.

도 4a는 도1의 X 부분, 즉 유기발광 표시장치(100)의 우측 일 부분인데, 이 경우 상기 제1 부분(408a)은 세로 방향으로 연장되는 전원 배선이고, 상기 제2 부분(408b)은 오른쪽 가로 방향으로 뻗어나가는 가지 형상이다. 만약 제 1부분(408a)이, (도 1 기준으로) 유기발광 표시장치(100)의 하단 부분에 있는 전원 배선이라면, 상기 제1 부분(408a)은 가로 방향으로 연장되고 상기 제2 부분(408b)은 아래 세로 방향으로 뻗어나가는 가지 형상일 것이다. 이와 같이 상기 제1 부분(408a)과 상기 제2 부분(408b)은 서로 연장하는 방향이 다를 수 있다.

상기 제2 부분(408b)은, 상기 전원 배선(408)의 상부에 무기 층을 덮는 공정에서 사용되는 마스크애서 발생하는 아크 방전을 억제하도록 구비된 부분이다. 위에서 설명한 것처럼, 상기 제2 부분(408b)은, 상기 마스크(개구 영역과 폐쇄 영역)에 대응하는 부분이 다수 개로 (즉, 작은 부분으로) 분리되어 충전 전하량을 감소시킨다.

상기 유기발광 표시장치는 도 4a 내지 도 4c와 같이 마스크를 통해 무기 층이 증착되므로, 상기 전원 배선(408)의 일부 영역은 무기 층으로 덮이고, 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역은 무기 층으로 덮이지 않는다 .즉, 상기 전원 배선(408) 중에서 마스크 폐쇄 영역(MSK_RIB)으로 가려진 부분은 무기 층으로 덮이지 않을 수 있다. 예컨대, 무기 층으로 덮이는 부분은, 상기 전원 배선의 제1 부분(408a)의 전체 영역 및 제2 부분(408b)의 일부 영역일 수 있다. 그리고, 무기 층으로 덮이지 않는 부분은, 상기 일부 영역을 제외한 제2 부분(408b)의 나머지 영역일 수 있다. 상기 제2 부분(408b)을 작게 (가늘게) 만들기 위해 상기 제2 부분(408b)의 선폭(W2)은, 상기 제1 부분(408a)의 선폭(W1)보다 작을 수 있다.

상기 제2 부분의(408b)의 상부에는, 상기 마스크의 개구 영역과 폐쇄 영역의 경계에 대응하는 완충 층(107')이 놓일 수 있다. 상기 완충 층(107')은 상기 마스크(MSK_RIB)와 상기 제2 부분(408b) 또는 유기발광 표시장치가 직접 닿는 것을 막을 수 있다. 이때 상기 완충 층(107')은 상기 표시 영역(A/A)의 평탄화 층(107)과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성될 수 있다.

상기 제2 부분(408b)은 상기 베이스 층(101)의 최외곽 테두리(EL)로부터 소정 거리(M2)만큼 이격된 지점까지만 연장될 수 있다. 이때 상기 소정 거리(M2)는 상기 최외곽 테두리(EL)를 절단하는 공정에서 요구되는 마진(margin)일 수 있다.

도 4d는 도 4a 또는 도 4c에 도시된 전원 배선 구조가 적용된 유기발광 표시장치의 단면도이다. 도 4d에 도시된 구성 요소들은 도 2에서 설명한 바와 같다. 다만 전원 배선(408)은 도 2의 구조에 비해 최외곽 테두리를 향해 더 많이 연장되어 있고, 그 상부에 완충 층(107')이 놓여 있다.

한편, 도 4a에서 변형된 실시예로서, 도 4c와 같이 상기 전원 배선(408)은 상기 제 2 부분(408b)이 상기 베이스 층(101)의 최외곽 테두리(EL)를 향해 연장하는 방향의 끝에 이어진 제3 부분(408c)을 더 포함할 수 있다. 상기 제3 부분(408c)은 상기 제2 부분(408b)을 이루는 가지(돌기)들이 바깥 쪽에서 모아진 형상으로 보일 수 있다. 이와 같은 제3 부분(408c)은 전원 배선의 면적을 더 넓힘으로써 그 저항을 더 감소시킬 수 있는 형상이다. 도시된 것처럼, 상기 제3 부분(408c)은 상기 제1 부분(408a)과 나란히(평행하게) 연장된 모양으로 보일 수 있다. 상기 제3 부분(408c)의 선폭(W3)은, 상기 제1 부분(408a)의 선폭(W1)과 같을 수도 있고 다를 수도 있다.

이상에서 설명한 외곽부 설계는, 아크 방전의 위험없이도 외곽부 배선의 면적을 늘리는 구조 제공할 수 있다. 더불어, 상기 설계 및 구조는, 동일한 저항 요구에 있어서 제1 부분(408a)의 폭을 더 좁게 하여 대응할 수 있으므로, 베젤(bezel)의 폭을 더 좁게 구현할 수 있다. 이에 상기 전원 배선 구조를 통하여 제품 신뢰성과 심미감이 향상된 표시장치를 제공할 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 화소(pixel)들의 어레이가 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싼 비표시 영역을 포함하는 베이스 층;
   상기 베이스 층의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 화소의 구동에 사용되는 전원을 전달하는 전원 배선을 포함하고,
   상기 전원 배선은, 상기 표시 영역을 두르며 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분으로부터 상기 베이스 층의 최외곽 테두리를 향해 연장하는 제2 부분을 포함하되,
   상기 전원 배선의 일부 영역은 무기 층으로 덮이고, 상기 일부 영역을 제외한 나머지 영역은 무기 층으로 덮이지 않은 유기발광 표시장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 전원 배선은, 다수 개의 전원 배선들 중에서 가장 바깥 쪽에 위치한 전원 배선인 유기발광 표시장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 전원 배선은 상기 화소에 포함된 유기발광 다이오드의 캐소드에 기저 전원을 전달하는 배선인 유기발광 표시장치.
4. 삭제
5. 제1 항에 있어서,
   상기 전원 배선의 제1 부분의 전체 영역 및 제2 부분의 일부 영역은 무기 층으로 덮이고, 상기 제2 부분의 나머지 영역은 무기 층으로 덮이지 않은 유기발광 표시장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 부분은, 상기 전원 배선의 상부에 무기 층을 덮는 공정에서 사용되는 마스크애서 발생하는 아크 방전을 억제하도록 구비된 유기발광 표시장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제2 부분은, 상기 마스크의 개구 영역과 폐쇄 영역에 대응하는 부분이 다수 개로 분리된 유기발광 표시장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 제2 부분은, 상기 제1 부분보다 작은 선폭을 갖는 유기발광 표시장치.
9. 제7 항에 있어서,
   상기 마스크의 개구 영역과 폐쇄 영역의 경계에 대응하는 제2 부분의 상부에는 완충 층이 있으며,
   상기 완충 층은 상기 마스크와 상기 제2 부분이 직접 닿는 것을 막는 유기발광 표시장치.
10. 제9 항에 있어서,
    상기 완충 층은 상기 표시 영역의 평탄화 층과 동일한 물질인 유기발광 표시장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 부분은,
    상기 베이스 층의 최외곽 테두리로부터 소정 거리만큼 이격된 지점까지만 연장된 유기발광 표시장치.
12. 제11 항에 있어서,
    상기 소정 거리는 상기 최외곽 테두리를 절단하는 공정에서 요구되는 마진(margin)인 유기발광 표시장치.
13. 제1 항에 있어서,
    상기 전원 배선은, 상기 제 2 부분이 상기 베이스 층의 최외곽 테두리를 향해 연장하는 방향의 끝에 이어진 제3 부분을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 제3 부분은, 상기 제1 부분과 평행하게 연장된 유기발광 표시장치.
15. 화소(pixel)들의 어레이가 배열된 표시 영역 및 상기 표시 영역을 둘러싼 비표시 영역을 포함하는 베이스 층;
    상기 베이스 층의 상기 비표시 영역에 배치되고, 상기 화소의 구동에 사용되는 전원을 전달하는 전원 배선을 포함하고,
    상기 전원 배선은, 상기 표시 영역을 두르며 연장하는 제1 부분 및 상기 제1 부분의 전체에 상기 제1 부분의 테두리를 따라 다수 개가 상기 베이스 층의 최외곽 테두리를 향해 연장하는 제2 부분을 포함하되,
    상기 전원 배선은 상기 비표시 영역에 배치된 패드와 연결되는 패드 배선을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
    

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