KR20050031945A - 액티브 매트릭스형 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

액티브 매트릭스형 표시 장치에 있어서, 각 화소의 개구율의 향상을 도모하고, 또한, 축적 용량의 용량값을 확보한다. 구동 전원 라인(23)을 각 화소의 축적 용량 라인(22) 상에 오버랩시킴으로써, 구동 전원 라인(23)의 형성 면적을 작게 하고 있다. 또한, 축적 용량 라인(22)은, 행방향으로 배열된 복수의 화소 선택 TFT(11)를 따라서 지그재그로 굴곡하면서 연장되도록 배치함으로써 화소 면적의 유효 활용을 도모하고 있다. 또한, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)와 구동 TFT(12)의 게이트(12g)를 접속하는 컨택트의 길이 방향을 축적 용량 라인(22)에 평행하게 배치하고 있다.

Description

액티브 매트릭스형 표시 장치{ACTIVE MATRIX TYPE DISPLAY DEVICE}
본 발명은, 액티브 매트릭스형 표시 장치, 특히, 화소 레이아웃에 관한 것이다.
최근, 유기 일렉트로 루미네센스(Organic Electro Luminescence : 이하, 「유기 EL」이라고 약칭함) 소자를 이용한 유기 EL 표시 장치는, CRT나 LCD를 대체할 표시 장치로서 주목받고 있다. 특히, 유기 EL 소자를 구동시키는 스위칭 소자로서 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 이하, 「TFT」라고 약칭함)를 구비한 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치가 개발되어 있다.
현재, 플랫 패널 디스플레이로서 이용되는 액티브 매트릭스형의 유기 EL 표시 장치는, 컬러 표시가 이미 실용화되어 있고, 이러한 컬러 유기 EL 표시 장치에서는, 유리 기판 위에 매트릭스 형상으로 배치되는 복수의 화소는, 예를 들면 R(적), G(녹), B(청) 중 어느 하나의 색에 할당되어 있다.
이러한 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치를 실현하는 경우, 화소의 레이아웃으로서, 열방향으로 동색의 화소가 스트라이프 형상으로 배열된 스트라이프 배열과, 동색의 화소를 열방향에서 행마다 소정 피치 어긋나게 하여 배열하는 델타 배열이 알려져 있다. 이 델타 배열은, 영상을 보다 고해상도로 표시할 수 있기 때문에, 컬러 유기 EL 표시 장치의 화소 레이아웃으로서 적합하다.
델타 배열을 이용한 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치는, 이하의 특허 문헌1에 기재되어 있다.
<특허 문헌1>
일본 특개2003-108032호 공보
본 발명은, 델타 배열을 이용한 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치에 있어서, 각 화소의 개구율의 향상을 도모하고, 또한 축적 용량의 용량값을 확보한 화소 레이아웃을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 액티브 매트릭스형 표시 장치는, 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소를 갖고, 각 화소가, 화소 선택 신호가 공급된 화소 선택 라인과, 표시 데이터가 공급된 데이터 라인과, 상기 화소 선택 신호에 따라서 상기 표시 데이터를 화소에 입력하는 화소 선택 트랜지스터와, 상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 일체인 제1 전극과 이 제1 전극과 용량 절연막을 개재하여 대향한 상기 축적 용량 라인으로 구성되고, 상기 표시 데이터를 유지하는 축적 용량과, 표시 소자와, 상기 축적 용량에 유지된 표시 데이터에 따라서 구동 전원 라인으로부터 상기 표시 소자로 전류 또는 전압을 공급하는 구동 트랜지스터를 구비하며, 상기 구동 전원 라인이 상기 축적 용량 라인 상에 연장하도록 굴곡하면서 열방향으로 연장하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성 외에, 축적 용량 라인이, 행방향으로 배치된 복수의 화소에 걸쳐, 상기 화소 선택 트랜지스터를 따라서 지그재그로 굴곡하면서 연장하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구성 외에, 상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 상기 구동 트랜지스터의 게이트가 컨택트 구조로 접속되고, 이 컨택트 구조는, 상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 금속층을 접속하는 제1 컨택트와, 상기 금속층과 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 접속하는 제2 컨택트로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 컨택트가 상기 축적 용량 라인과 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
<실시예>
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최량의 형태(이하, 실시예라 함)에 대하여 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 따른 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치의 화소 레이아웃을 도시하는 도면이다. 도 1에서는, 2행 3열의 화소 배열만을 도시하고 있지만, 실제로는 이 화소 배열이 열방향 및 행방향으로 반복되어, n행 m열의 매트릭스 형상의 화소 영역이 구성되어 있다.
도 1에 있어서, 1 화소는, 2점 쇄선으로 둘러싼 영역이 해당하고, 1 행째에는 R, G, B에 대응한 화소가 배열되고, 2행째에는 R, G, B의 화소가 소정 피치만큼(도 1에서는 약 1.5 화소) 어긋나 배열되어, 델타 배열을 구성하고 있다. 또한, R, G, B에 대응한 각 화소의 피치는 상호 다르다.
각 화소는, 유기 EL 소자(10), 화소 선택 TFT(11)(TFT는 박막 트랜지스터의 약칭), 유기 EL 소자(10)를 구동하기 위한 구동 TFT(12), 및 축적 용량(13)을 갖고 있다.
화소 선택 TFT(11)은, 예를 들면 N 채널형으로 형성되고, 더블 게이트로 형성된 게이트에는 화소 선택 라인인 게이트 라인(20)이 접속되고, 소스(11s)에는 축적 용량(13)이 접속되어 있다. 또한, 화소 선택 TFT(11)의 드레인(11d)에는, R에 대응하는 화소에 대해서는, R의 표시 데이터를 공급하는 데이터 라인(21R)이 접속되고, G에 대응하는 화소에 대해서는, G의 표시 데이터를 공급하는 데이터 라인(21G)이 접속되고, B에 대응하는 화소에 대해서는, B의 표시 데이터를 공급하는 데이터 라인(21B)이 접속되어 있다.
축적 용량(13)은, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)와 일체인 제1 전극과 이 제1 전극과 용량 절연막을 개재하여 그 상방에 대향한 축적 용량 라인(22)으로 구성되어 있다.
또한, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)는, 예를 들면 P 채널형으로 형성된 구동 TFT(12)의 게이트에 접속되어 있다. 구동 TFT(12)의 소스(12s)에는, 양의 구동 전압 VPP가 공급된 구동 전원 라인(23)이 접속되고, 드레인(12d)에는 유기 EL 소자(10)의 애노드(양극)가 접속되어 있다. 유기 EL 소자(10)의 캐소드(음극)에는 부전압 CV가 공급되어 있다. 애노드와 캐소드의 사이에는 유기 EL 발광층이 형성되어 있다.
액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치에 있어서, 각 화소의 발광 영역은, 주로, 화소마다 형성되는 애노드(양극)의 형성 영역에 의해서 규정된다. 남은 화소 선택 TFT(11), 구동 TFT(12), 축적 용량(13)은 발광에는 기여하지 않는다. 그래서, 화소 면적에 차지하는 발광 면적의 비율, 즉 개구율을 높이기 위해서는, 발광 영역의 면적을 가능한 한 크게 확보하고, 남은 화소 선택 TFT(11) 등의 형성 면적을 가능한 한 작게 억제하는 것이 필요하다.
그래서, 본 실시예에서는, 특히, 다음의 화소 레이아웃을 채용하였다. (1) 구동 전원 라인(23)을 각 화소의 축적 용량 라인(22) 상에 오버랩시킴으로써, 구동 전원 라인(23)의 형성 면적을 작게 하고 있다. (2) 축적 용량 라인(22)은, 행방향으로 배열된 복수의 화소 선택 TFT(11)를 따라서 지그재그로 굴곡하면서 연장되도록 배치함으로써 화소 면적의 유효 활용을 도모하고 있다. (3) 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)와 구동 TFT(12)의 게이트(12g)를 접속하는 컨택트의 길이 방향을 축적 용량 라인(22)에 평행하게 배치하고 있다.
구체적으로는, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면서 설명한다. 도 2는, 도 1의 파선으로 둘러싸인 영역에 대응한 평면 패턴도로서, 도면을 알기 쉽게 하기 위해서, 도 2의 (a)에서는, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s), 드레인(11d)이 형성된 능동층 영역을 사선으로 도시하고, 도 2의 (b)에서는, 축적 용량 라인(22)을 사선으로 도시하고, 도 3에서는, 구동 전원 라인(23)을 사선으로 도시하고 있다.
상기 (1)의 점에 대하여 설명한다. 도 1에 있어서, 열방향으로 인접하여 배열된 화소 RB, 화소 LG에 주목하여 설명하면, 구동 전원 라인(23)은, 화소 LG의 좌변을 따라서 연장되어 있고, 그 도중에서 구동 TFT(12)의 소스(12s)에 접속되고, 또한 굴곡하여 화소 LG를 가로질러, 또한 화소 RB의 우변을 따라서 연장되어 있다. 여기서, 구동 전원 라인(23)이 화소 LG를 가로지르는 개소에서는, 구동 전원 라인(23)은, 축적 용량 라인(22) 상에 오버랩하여 연장되어 있다.
다음으로, 상기 (2)의 점에 대하여 설명한다. 축적 용량 라인(22)은, 도 2에 있어서 3개의 화소 선택 TFT(11)를 따라서 지그재그로 굴곡하면서 연장되어 있다. 즉, 축적 용량 라인(22)은, 인접하는 화소 선택 TFT(11, 11)의 더블 게이트의 사이에는 게이트 라인(20)에 근접하도록 굴곡되고, 그리고, 더블 게이트의 선단을 지나가도록 굴곡되고, 또한 다음의 더블 게이트의 사이에 게이트 라인(20)에 근접하도록 굴곡되어 있다. 축적 용량 라인(22)의 하층에는 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)가 대향하고 있고, 이 부분에서 축적 용량(13)이 형성되어 있고, 좁은 면적을 유효 활용하여, 적정한 용량값이 확보되어 있다.
축적 용량(13)의 용량값은, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)가 게이트 라인(20)과 오버랩한 부분의 면적에 의해서 규정된다. 본 실시예에서는, 해당 오버랩 부분의 형상은, R, G, B에 대응한 화소마다 서로 다르지만, 그 면적은 동일하게 되도록 설계되어 있다.
다음으로, 상기 (3)의 점에 대하여 설명한다. 축적 용량 라인(22)을 지그재그로 굴곡하여 배치하면, 축적 용량 라인(22)에는 평면적으로 보아 요철부가 형성된다. 그래서, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s)와 구동 TFT(12)의 게이트(12g)를 접속하는 컨택트(40)는, 그 길이 방향이 축적 용량 라인(22)과 평행하게 배치되고, 또한, 컨택트(40)의 일부가 축적 용량 라인의 오목부(41)에 들어가도록 배치되어 있다. 이에 의해, 각 화소의 상하 방향의 면적이 절약되어, 그 만큼 발광 영역을 크게 확보할 수 있기 때문에, 개구율을 향상할 수 있다.
다음으로, 구동 전원 라인(23)이 축적 용량 라인(22) 상에 오버랩하여 연장되어 있는 양태, 컨택트(40)의 구조에 대하여, 도 4를 참조하면서 더욱 자세하게 설명한다. 도 4는, 도 2의 X-X 선을 따른 단면도(도 4의 (a)) 및 Y-Y 선을 따른 단면도(도 4의 (b))이다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 유리 기판 등의 절연성 기판(30) 상에 능동층(42)이 형성되어 있다. 능동층(42)은, 레이저 어닐링 처리에 의해서 a-Si(비정질 실리콘)을 다결정화하여 얻은 폴리실리콘이 이용되어 있다. 능동층(42)에는, 화소 선택 TFT(11)의 소스(11s), 드레인(11d), 소스(11s)와 일체인 축적 용량(13)의 제1 전극(43)이 형성되어 있다. 능동층(42) 상에는 게이트 절연막(31), 게이트 절연막(31)과 일체이고 이것과 동시에 형성된 용량 절연막(44)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(31) 상에는, 화소 선택 TFT(11)의 게이트인 게이트 라인(20)이 형성되고, 용량 절연막(44) 상에는, 제2 전극인 축적 용량 라인(22)이 형성되어 있다. 게이트 라인(20)은 예를 들면 크롬층으로 형성되어 있다. 또, 게이트 라인(20), 축적 용량 라인(22) 상에는, 층간 절연막(32)이 형성되어 있다. 그리고, 축적 용량 라인(22) 상에는, 층간 절연막(32)을 개재하여 구동 전원 라인(23)이 연장되어 있다. 구동 전원 라인(23) 상에는 평탄화 절연막(33)이 형성되어 있다.
또한, 도 4의 (b)는 컨택트(40)의 구조를 도시하고 있고, 절연성 기판(30) 상에 화소 선택 트랜지스터(11)의 소스(11s)의 연장 부분이 형성되고, 게이트 절연막(44) 및 층간 절연막(32)에 형성된 제1 컨택트홀 C1을 통하여, Al층(34)이 소스(11s)의 연장 부분에 접속되어 있다. 또한, 소스(11s)에 인접하여, 구동 TFT(12)의 게이트(12g)가 배치되고, Al층(34)은, 층간 절연막(32)에 형성된 제2 컨택트홀 C2를 통하여, 구동 TFT(12)의 게이트(12g)에 접속되어 있다.
이와 같이 하여, 본 실시예의 화소 레이아웃에 따르면, 유기 EL 소자(1O)의 발광 영역 이외의 부분의 면적을 작게 했기 때문에, R, G, B에 대응한 각 화소의 개구율이 향상한다. 또, 본 실시예에서는, R, G, B에 대응한 각 화소는, 동색일지라도 개구율이 서로 다른 것이다. 예를 들면, 도 1의 화소 RB와 화소 LB는 모두 청색의 화소이지만, 그 개구율은 다르다.
또, 본 실시예는, 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 화소 선택 TFT이나 축적 용량을 갖는 일반적인 액티브 매트릭스형 표시 장치, 예를 들면, 액티브 매트릭스형 LCD 표시 장치 등에도 널리 적용할 수 있는 것이다.
본 발명에 의하면, 각 화소의 개구율의 향상을 도모하고, 또한 축적 용량의 용량값을 확보하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액티브 매트릭스형의 컬러 유기 EL 표시 장치의 화소 레이아웃을 도시하는 도면.
도 2는 도 1의 파선으로 둘러싸인 영역에 대응한 평면 패턴도.
도 3은 도 1의 파선으로 둘러싸인 영역에 대응한 평면 패턴도.
도 4의 (a)는 도 2의 X-X 선을 따른 단면도, 도 4의 (b)는 Y-Y 선을 따른 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 유기 EL 소자
11 : 화소 선택 TFT
11s : 소스
11d : 드레인
12 : 구동 TFT
13 : 축적 용량
20 : 화소 선택 라인
21R, 21C, 21B : 데이터 라인
22 : 축적 용량 라인
23 : 구동 전원 라인
30 : 절연성 기판
31 : 게이트 절연막
32 : 층간 절연막
33 : 평탄화 절연막
40 : 컨택트
42 : 능동층
43 : 제1 전극
44 : 용량 절연막

Claims (7)

  1. 매트릭스 형상으로 배치된 복수의 화소를 구비하고,
    각 화소가, 화소 선택 신호가 공급된 화소 선택 라인과,
    표시 데이터가 공급된 데이터 라인과,
    상기 화소 선택 신호에 따라서 상기 표시 데이터를 화소에 입력하는 화소 선택 트랜지스터와,
    상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 일체인 제1 전극과 이 제1 전극과 용량 절연막을 개재하여 대향한 상기 축적 용량 라인으로 구성되고, 상기 표시 데이터를 유지하는 축적 용량과,
    표시 소자와,
    상기 축적 용량에 유지된 표시 데이터에 따라서 구동 전원 라인으로부터 상기 표시 소자로 전류 또는 전압을 공급하는 구동 트랜지스터를 포함하며,
    상기 구동 전원 라인이 상기 축적 용량 라인 상에 연장하도록 굴곡하면서 열방향으로 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 축적 용량 라인이, 행방향으로 배치된 복수의 화소에 걸쳐, 상기 화소 선택 트랜지스터를 따라서 지그재그로 굴곡하면서 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 상기 구동 트랜지스터의 게이트가 컨택트 구조로 접속되고, 이 컨택트 구조는, 상기 화소 선택 트랜지스터의 소스와 금속층을 접속하는 제1 컨택트와, 상기 금속층과 상기 구동 트랜지스터의 게이트를 접속하는 제2 컨택트로 이루어지고,
    상기 제1 및 제2 컨택트가 상기 축적 용량 라인과 평행하게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 각 화소는, R, G, B 중 어느 하나에 대응하고 있고, R, G, B에 대응한 각 화소의 축적 용량의 패턴 형상이 각각 다른 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 R, G, B에 대응한 축적 용량의 용량값이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 R, G, B의 각 화소의 피치가 서로 다른 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 R, G, B의 각 화소는, 동색일지라도 개구율이 서로 다른 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스형 표시 장치.
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