KR20050065947A - 유기전계발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 유기전계발광 소자는, 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와; 상기 제 2기판 하부에 위치하는 공통전극으로서의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 하부에 위치하는 유기전계발광층 및 서브픽셀별로 패턴화된 제 2 전극이 포함되는 유기전계발광 소자에 있어서,
상기 제 1기판의 어레이 영역 상에 다수 구비된 상기 어레이 소자에 전원을 공급하는 전원라인이 상기 어레이 영역 상에서 그물망(mesh) 형태로 구성됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 어레이 영역의 각 어레이 소자에 전압을 인가하는 전원 라인의 전압 강하 현상을 극복함으로써, 패널 전체 화질의 균일도를 향상시킬 수 있다.

Description

유기전계발광 소자{Organic Electro luminescence Device}
본 발명은 유기전계발광 소자에 관한 것으로, 특히 듀얼 패널 타입 유기전계발광 소자에 관한 것이다.
새로운 평판 디스플레이(FPD : Flat Panel Display) 중 하나인 유기전계발광 소자는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치에 비해 시야각, 콘트라스트 등이 우수하며 백라이트가 필요 없어 경량 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
또한, 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
특히, 상기 유기전계발광 소자의 제조공정에는, 액정표시장치나 PDP(Plasma Display Panel)와 달리 증착(deposition) 및 인캡슐레이션(encapsulation) 장비가 전부라고 할 수 있기 때문에, 공정이 매우 단순하다.
종래에는 이러한 유기전계발광 소자의 구동방식으로 별도의 스위칭 소자를 구비하지 않는 패시브 매트릭스형(passive matrix)이 주로 이용됐었다.
그러나, 상기 패시브 매트릭스 방식에서는 게이트 라인(scan line)과 데이터 라인(signal line)이 교차하면서 매트릭스 형태로 소자를 구성하므로, 각각의 픽셀을 구동하기 위하여 게이트 라인을 시간에 따라 순차적으로 구동하므로, 요구되는 평균 휘도를 나타내기 위해서는 평균 휘도에 라인수를 곱한 것 만큼의 순간 휘도를 내야만 한다.
그러나, 액티브 매트릭스 방식에서는, 픽셀(pixel)을 온/오프(on/off)하는 스위칭 소자인 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)가 서브픽셀(sub pixel)별로 위치하고, 이 박막트랜지스터와 연결된 제 1 전극은 서브픽셀 단위로 온/오프되고, 이 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극은 공통전극이 된다.
그리고, 상기 액티브 매트릭스 방식에서는 픽셀에 인가된 전압이 스토리지 캐패시터(CST)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전원을 인가해 주도록 함으로써, 게이트 라인 수에 관계없이 한 화면동안 계속해서 구동한다.
따라서, 액티브 매트릭스 방식에 의하면 낮은 전류를 인가하더라도 동일한 휘도를 나타내므로 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 장점을 가진다.
이하, 이러한 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조를 나타낸 회로도이다.
도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 라인(GL)(2)이 형성되어 있고, 이 제 1 방향과 교차되는 제 2 방향으로 형성되며, 서로 일정간격 이격된 데이터 라인(DL)(3) 및 전원 라인(VDD)(4)이 형성되어 있어, 하나의 서브픽셀 영역을 정의한다.
상기 게이트 라인(2)과 데이터 라인(3)의 교차지점에는 어드레싱 엘리먼트(addressing element)인 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT)(5)가 형성되어 있고, 이 스위칭 박막트랜지스터(5) 및 전원 라인(4)과 연결되어 스토리지 캐패시터(CST)(6)가 형성되어 있으며, 이 스토리지 캐패시터(CST)(6) 및 전원 라인(4)과 연결되어, 전류원 엘리먼트(current source element)인 구동 박막트랜지스터(7)가 형성되어 있고, 이 구동 박막트랜지스터(7)와 연결되어 유기전계발광 다이오드(Electro luminescent Diode)(8)가 구성되어 있다.
이 유기전계발광 다이오드(8)는 유기발광물질에 순방향으로 전류를 공급하면, 정공 제공층인 양극(anode electrode)과 전자 제공층인 음극(cathode electrode)간의 P(positive)-N(negative) 접합(Junction)부분을 통해 전자와 정공이 이동하면서 서로 재결합하여, 상기 전자와 정공이 떨어져 있을 때보다 작은 에너지를 가지게 되므로, 이때 발생하는 에너지 차로 인해 빛을 방출하는 원리를 이용하는 것이다.
상기 유기전계발광 소자는 유기전계발광 다이오드에서 발광된 빛의 진행방향에 따라 상부 발광방식(top emission type)과 하부 발광방식(bottom emission type)으로 나뉜다.
도 2는 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도이다.
도시한 바와 같이, 유기전계발광 소자는 투명한 제 1 기판(12)의 상부에 박막트랜지스터(T) 어레이부(14)와, 상기 박막트랜지스터 어레이부(14)의 상부에 제 1 전극(16)과 유기 발광층(18)과 제 2 전극(20)이 구성된다.
이 때, 상기 발광층(18)은 적(R),녹(G),청(B)의 컬러를 표현하게 되는데, 일반적인 방법으로는 상기 각 화소(P)마다 적, 녹, 청색을 발광하는 별도의 유기물질을 패턴하여 사용한다.
상기 제 1 기판(12)이 흡습제(22)가 부착된 제 2 기판(28)과 실런트(26)를 통해 합착되므로서 캡슐화된 유기전계 발광소자가 완성된다.
여기서, 상기 흡습제(22)는 캡슐내부에 침투할 수 있는 수분과 산소를 제거하기 위한 것이며, 기판(28)의 일부를 식각하고 식각된 부분에 흡습제(22)를 채우고 테이프(25)로 고정한다.
도 3은 도 2에 도시된 유기전계발광 소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다. 단, 도 3에 도시된 박막트랜지스터는 탑 게이트 구조이나, 이는 하나의 실시예로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일반적으로, 능동 매트릭스형 유기전계 발광소자의 박막트랜지스터 어레이부는 기판(12)에 정의된 다수의 화소(P)마다 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)와 스토리지 캐패시터(storage capacitor : CST)가 구성되며, 동작의 특성에 따라 상기 스위칭 소자(TS) 또는 구동 소자(TD)는 각각 하나 이상의 박막트랜지스터의 조합으로 구성될 수 있다.
이 때, 상기 기판(12)은 투명한 절연 기판을 사용하며, 그 재질로는 유리나 플라스틱을 예로 들 수 있다.
도시한 바와 같이, 기판(12) 상에 서로 소정 간격 이격 하여 일 방향으로 구성된 게이트 라인(32)과, 상기 게이트 라인(32)과 절연막을 사이에 두고 서로 교차하는 데이터 라인(34)이 구성된다.
동시에, 상기 데이터 라인(34)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 전원 라인(35)이 구성된다.
상기 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)로 각각 게이트 전극(36,38)과 액티브층(40,42)과 소스 전극(46,48) 및 드레인 전극(50,52)을 포함하는 박막트랜지스터가 사용된다.
전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 전극(36)은 상기 게이트 라인(32)과 연결되고, 상기 소스 전극(46)은 상기 데이터 라인(34)과 연결된다.
상기 스위칭 소자(TS)의 드레인 전극(50)은 상기 구동 소자(TD)의 게이트 전극(38)과 콘택홀(54)을 통해 연결된다.
상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(48)은 상기 전원 라인(35)과 콘택홀(56)을 통해 연결된다.
또한, 상기 구동 소자(TD)의 드레인 전극(52)은 화소부(P)에 구성된 제 1 전극(16)과 접촉하도록 구성된다.
이때, 상기 전원 라인(35)과 그 하부의 다결정 실리콘패턴(15)은 절연막을 사이에 두고 겹쳐져 스토리지 캐패시터(CST)를 형성한다.
상기와 같은 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자는, 어레이 소자 및 유기전계발광 다이오드가 형성된 제 1기판(12)과 별도의 인캡슐레이션용 제 2기판(28)의 합착을 통해 소자를 제작하였다.
이 경우, 어레이 소자의 수율과 유기전계발광 다이오드의 수율의 곱이 유기전계발광 소자의 수율을 결정하기 때문에, 기존의 유기전계발광 소자 구조에서는 후반 공정에 해당되는 유기전계발광 다이오드 공정에 의해 전체 공정 수율이 크게 제한되는 문제점이 있었다.
예를 들어, 어레이 소자가 양호하게 형성되었다 하더라도, 1000 ?? 정도의 박막을 사용하는 유기전계발광층의 형성시 이물이나 기타 다른 요소에 의해 불량이 발생하게 되면, 유기전계발광 소자는 불량 등급으로 판정된다.
이로 인하여, 양품의 어레이 소자를 제조하는데 소요되었던 제반 경비 및 재료비 손실이 초래되고, 생산수율이 저하되는 문제점이 있었다.
그리고, 하부발광방식은 인캡슐레이션에 의한 안정성 및 공정이 자유도가 높은 반면 개구율의 제한이 있어 고해상도 제품에 적용하기 어려운 문제점이 있다.
또한, 상기 유기전계발광 소자의 경우 어레이부의 각 화소에 전원을 공급하는 전원 라인(4, 35)에서의 전압 강하가 적어야 패널 상의 화질을 균일하게 유지할 수 있다.
그러나, 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 경우 패널 구성 상의 문제로 인해 상기 전원배선 선폭을 넓게 하거나, 두껍게 하는데 한계가 있어, 실제로 첫번째 단의 전원라인에 접속되는 화소들과, 마지막 단의 전원라인에 접속되는 화소들에 인가되는 전원에 차이가 발생(전압 강하 현상)되어 균일한 화질을 얻지 못하게 되는 단점이 있다.
본 발명은 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자에 있어서, 어레이 영역의 각 어레이 소자에 전압을 인가하는 전원 라인을 어레이 영역 상에서 메쉬(mesh) 형상 즉, 그물망 형태로 형성하여, 상기 전원 라인의 전압 강하 현상을 극복하는 유기전계발광 소자를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 유기전계발광 소자는, 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와; 상기 제 2기판 하부에 위치하는 공통전극으로서의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 하부에 위치하는 유기전계발광층 및 서브픽셀별로 패턴화된 제 2 전극이 포함되는 유기전계발광 소자에 있어서,
상기 제 1기판의 어레이 영역 상에 다수 구비된 상기 어레이 소자에 전원을 공급하는 전원라인이 상기 어레이 영역 상에서 그물망(mesh) 형태로 구성됨을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전원 라인은,
데이터 라인과 소정간격 이격되어 상기 데이터 라인과 평행하게 나열된 제 1 전원라인과; 게이트 라인과 소정간격 이격되어 상기 게이트 라인과 평행하게 나열된 제 2 전원라인이 서로 교차되어 그물망(mesh) 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 전원라인과 제 2 전원라인은 서로 교차되는 지점에서 콘택홀을 통해 전기적으로 연결됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 전원라인은 상기 데이터 라인과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성되고, 상기 제 2 전원라인은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성됨을 특징으로 한다.
또는, 제 1 전원라인 또는 제 2 전원라인은 저저항 금속으로 형성될 수 있으며, 상기 저저항 금속은 구리(Cu)임을 특징으로 한다.
또한, 상기 각 서브픽셀 별로 구비된 상기 어레이 소자와 상기 제 2전극을 전기적으로 연결시키는 전기적 연결패턴이 포함됨을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 어레이 영역의 각 어레이 소자에 전압을 인가하는 전원 라인의 전압 강하 현상을 극복함으로써, 패널 전체 화질의 균일도를 향상시킬 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명에 의한 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도로, 단, 도 4의 경우 설명의 편의상 하나의 픽셀 영역을 중심으로 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1, 2 기판(110, 130)이 서로 대향 되게 배치되어 있고, 제 1, 2 기판(110, 130)의 가장자리부는 씰패턴(140)에 의해 봉지되어 있다.
상기 제 1 기판(110)의 투명 기판(100) 상부에는 어레이 소자(120)가 형성되어 있고, 제 2 기판(130)의 투명 기판(101) 하부에는 유기전계발광 다이오드(E)가 형성되어 있다.
상기 유기전계발광 다이오드(E)는, 공통전극으로 이용되는 제 1 전극(132)과, 제 1 전극(132) 하부에 위치하는 유기전계발광층(134)과, 유기전계발광층(134) 하부에 위치하며, 서브픽셀별로 패턴화된 제 2 전극(136)으로 이루어진다.
상기 유기전계발광층(134)은 서브픽셀별로 적, 녹, 청 컬러를 띠는 발광물질이 배열된 발광층(134b)과, 발광층(134b)의 상부 및 하부에 각각 위치하는 제 1 유기물질층(134a) 및 제 2 유기물질층(134c)으로 구성된다.
상기 제 1 유기물질층(134a) 및 제 2 유기물질층(134c)을 이루는 유기전계발광 물질은 양극 및 음극의 배치구조에 따라 정해지는 것으로, 한 예로, 제 1 전극(132)을 음극, 제 2 전극(136)을 양극으로 구성하는 경우에는 제 1 유기물질층(134a)은 전자주입층, 전자수송층을 포함하며, 제 2 유기물질층(134c)은 정공주입층, 정공수송층을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 어레이 소자(120)는 박막트랜지스터(T) 및 박막트랜지스터(T)와 연결되는 제 2 전극 연결패턴(112)으로 구성되는데, 제 2 전극 연결패턴(112)은 박막트랜지스터(T)를 이루는 전극패턴의 연장패턴으로 이루어지거나 또는 별도의 금속물질을 패턴화하여 이루어질 수 있으며, 상기 박막트랜지스터(T)는 유기전계발광 다이오드(E)와 연결되는 구동용 박막트랜지스터에 해당된다.
그리고, 상기 제 2 전극(136)과 제 2 전극 연결패턴(112) 사이 구간에는 전술한 씰패턴(140)과 평행한 방향으로 제 2 전극(136)과 박막트랜지스터(T)를 연결시키는 전기적 연결패턴(114)이 형성되어 있다.
상기 전기적 연결패턴(114)은 전도성 물질에서 선택되며, 바람직하기로는 연성을 띠고, 비저항값이 낮은 금속물질에서 선택되는 것이 바람직하며, 이러한 전기적 연결패턴(114)은 제 1 기판(110)의 어레이 소자(120) 공정에서 형성할 수 있다.
그리고, 상기 유기전계발광층(134)에서 발광된 빛을 제 2 기판(130) 쪽으로 발광시키는 상부발광방식인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 상기 제 1 전극(132)은 투광성 또는 반투광성을 가지는 도전성 물질에서 선택되며, 한 예로 상기 제 1 전극(132)을 음극으로 구성하는 경우 일함수값이 낮은 금속물질에서 선택되는 것이 바람직하다.
이를 위하여, 상기 유기전계발광층(134)과 접하는 음극용 제 1 전극(132)의 물질층은 일함수값이 낮은 반투명 금속물질을 박막으로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 반투명 금속물질로는 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg)과 알루미늄의 합금(이하, 마그네슘:알루미늄으로 표시함), 알루미늄:리튬(Li), 알루미늄:벤조네이트(benzonate) 중 어느 하나에서 선택되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 2 전극(136)은 하부로 발광되는 빛의 반사에 의해 보상간섭이 발생되는 것을 방지하기 위해, 불투명 금속물질에서 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1, 2 기판(110, 130)간의 이격공간(I)은 질소(N2) 분위기를 이루는 것이 바람직하다.
도면으로 제시하지 않았지만, 상기 어레이 소자(120)는 상기 제 1기판(110)의 어레이 영역 상에서 매트릭스 형태로 구비되어 있으며, 이는 게이트 라인과, 상기 게이트 라인에 교차하고, 서로 일정간격 이격되는 데이터 라인 및 전원 라인과, 상기 게이트 라인 및 데이터 라인이 교차하는 지점에 위치하는 스위칭 박막트랜지스터 그리고, 스토리지 캐패시터를 포함한다.
본 발명의 경우 상기 전원 라인이, 상기 어레이 소자가 메트릭스 형태로 구비된 어레이 영역 상에서 메쉬(mesh) 형상 즉, 그물망 형태로 형성되어 있음을 그 특징으로 하며, 상기와 같은 구조에 의해 상기 전원 라인의 전압 강하 현상을 극복함으로써, 패널 전체 화질의 균일도를 향상시킬 수 있게 된다.
이는 이하 도 5 및 도 6을 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
또한, 이와 같은 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자는, 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드 소자를 서로 다른 기판 상에 구성하기 때문에, 기존의 어레이 소자와 유기전계발광 다이오드 소자를 동일 기판 상에 형성하는 경우와 비교할 때, 어레이 소자의 수율에 유기전계발광 다이오드 소자가 영향을 받지 않아 각 소자의 생산관리 측면에서도 양호한 특성을 나타낼 수 있다.
또한, 전술한 조건 하에서 상부발광방식으로 화면을 구현하게 되면, 개구율을 염두하지 않고 박막트랜지스터를 설계할 수 있어 어레이 공정효율을 높일 수 있고, 고개구율/고해상도 제품을 제공할 수 있으며, 듀얼 패널(dual panel) 타입으로 유기전계발광 다이오드 소자를 형성하기 때문에, 기존의 상부발광방식보다 외기를 효과적으로 차단할 수 있어 제품의 안정성을 높일 수 있다.
또한, 종래의 하부발광방식 제품에서 발생되었던 박막트랜지스터 설계에 대해서도 유기전계발광 다이오드 소자와 별도의 기판에 구성함에 따라, 박막트랜지스터 배치에 대한 자유도를 충분히 얻을 수 있고, 유기전계발광 다이오드 소자의 제 1 전극을 투명 기판 상에 형성하기 때문에, 기존의 어레이 소자 상부에 제 1 전극을 형성하는 구조와 비교해볼 때, 제 1 전극에 대한 자유도를 높일 수 있는 장점을 가지게 된다.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조를 나타낸 회로도이다.
도 5를 참조하면, 이는 도 1에 도시된 종래의 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조와 비교할 때, 전원 라인(VDD)(520, 522)이 데이터 라인(500) 방향으로만 나열되지 않고, 게이트 방향(510)으로도 나열되어 있어, 결과적으로 어레이 영역 상에서 메쉬 형상, 즉, 그물망 형상으로 구비되어 있음을 알 수 있다.
다시 말하면, 본 발명에 의한 상기 전원 라인(520, 522)은 데이터 라인(500) 방향으로 나열된 제 1 전원라인(520)과, 게이트 방향(510)으로 나열된 제 2 전원라인(522)이 서로 교차되어 메쉬 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 전원라인(520)과 제 2 전원라인(522)은 서로의 교차지점 즉, 서로 오버랩 되는 지점에서 콘택홀(524)을 통해 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 제 2 전원라인(522)은 게이트 라인(510)과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성될 수 있고, 제 1 전원라인(520)은 데이터 라인(500)과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성될 수 있다.
또한, 제 1 전원라인(520)또는 제 2 전원라인(522)으로는 전원라인의 전압 강하 현상을 효율적으로 극복하기 위해 구리(Cu) 배선이 사용될 수 있다.
이와 같이 상기 전원라인을 메쉬 형상으로 구성함으로써, 전원라인의 전체 저항을 낮출 수 있게 되어, 결과적으로 전원라인을 통한 전압 강하 현상을 극복할 수 있는 것이다.
본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조를 설명하면, 도시한 바와 같이, 제 1 방향으로 게이트 라인(GL)(510) 및 제 2 전원라인(522)이 형성되어 있고, 상기 제 1 방향과 교차되는 방향으로 서로 일정간격 이격된 데이터 라인(DL)(500) 및 제 1 전원라인(520)이 형성되어 있어, 하나의 서브픽셀 영역을 정의한다. 이 때, 상기 게이트 라인(510)과 제 2 전원라인(522)은 일정간격 이격되어 있다.
또한, 상기 제 1 전원라인(520)과 제 2전원라인(522)은 그 교차점에서 콘택홀(524)을 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다.
또한, 상기 게이트 라인(510)과 데이터 라인(500)의 교차지점에는 어드레싱 엘리먼트(addressing element)인 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT)(530)가 형성되어 있고, 이 스위칭 박막트랜지스터(530) 및 제 1 전원라인(520)과 연결되어 스토리지 캐패시터(CST)(550)가 형성되어 있으며, 이 스토리지 캐패시터(CST)(550) 및 제 1 전원라인(520)과 연결되어, 전류원 엘리먼트(current source element)인 구동 박막트랜지스터(540)가 형성되어 있고, 이 구동 박막트랜지스터(540)와 연결되어 유기전계발광 다이오드(Electro luminescent Diode)(570)가 구성되어 있다.
본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이 듀얼 패널 타입이므로, 상기 유기전계발광 다이오드(570)는 제 2기판(도 4의 130) 즉, 상부기판 상에 형성되어 있음을 그 특징으로 한다.
도 6은 도 4에 도시된 유기전계발광 소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도이다. 단, 도 6에 도시된 박막트랜지스터는 탑 게이트 구조이나, 이는 하나의 실시예로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 6은 도 4에 도시된 제 1기판(110) 상의 하나의 어레이 소자 즉, 박막트랜지스터(T) 및 박막트랜지스터(T)와 연결되는 제 2 전극 연결패턴(112)으로 구성된 어레이 소자에 대한 평면도이다.
본 발명에 의한 듀얼 패널 타입 유기전계발광 소자의 어레이 소자는, 제 1기판(도 4의 110) 즉, 하부 기판 상에 정의된 다수의 화소(P)마다 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)와 스토리지 캐패시터(storage capacitor : CST)가 구성되며, 동작의 특성에 따라 상기 스위칭 소자(TS) 또는 구동 소자(TD)는 각각 하나 이상의 박막트랜지스터의 조합으로 구성될 수 있다.
이 때, 상기 하부 기판 상에 정의된 다수의 화소는 제 2 기판 즉, 상부기판에 형성된 제 1전극(도 4의 132), 유기전계발광층(도 4의 134), 제 2전극(도 4의 136)에 대응되는 것으로, 상기 제 1기판 상에는 상기 다수의 화소 영역에 상기 상부기판의 제 2전극과 연결되는 제 2전극 연결패턴(도 4의 112)이 형성되어 있음을 특징으로 한다,
또한, 이 때 상기 상부기판의 제 2전극(136)과, 하부기판의 제 2전극 연결패턴(112)은 그 사이에 형성된 전기적 연결패턴(도 4의 114)에 의해 전기적으로 연결된다.
여기서, 도 6은 상기 하부기판 상에 형성된 어레이 소자에 대한 평면도이며, 이는 도시한 바와 같이, 기판(612) 상에 서로 소정 간격 이격 하여 일 방향으로 구성된 게이트 라인(632)과, 상기 게이트 라인(632)과 절연막을 사이에 두고 서로 교차하는 데이터 라인(634)이 구성된다.
동시에, 상기 게이트 라인(632)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 형성된 제 2 전원라인(672)과, 상기 데이터 라인(634)과 평행하게 이격된 위치에 일 방향으로 형성된 제 1 전원라인(670)이 구비되어 있다.
또한, 상기 제 1 전원라인(670)과 제 2 전원라인(672)은 서로의 교차지점에서 콘택홀(674)을 통해 전기적으로 연결된다.
이와 같이 전원라인은 다수의 제 1 전원라인(670) 및 제 2 전원라인(672)이 서로 교차, 형성되어 메쉬(mesh) 형상을 이루며, 이를 통해 전체 전원라인의 면적을 넓히게 됨으로써, 전원라인의 저항을 낮추게 되어 전원라인에 의한 전압 강하 현상이 극복되는 것이다.
이 때 상기 제 1 전원라인(670) 또는 제 2 전원라인(672)은 저항값이 낮은 금속 재질로 구성됨이 바람직하며, 상기 저항값이 낮은 금속으로는 구리를 그 예로 들 수 있다.
또는, 상기 제 1 전원라인(670) 및 제 2 전원라인(672)은 각각 데이터 라인(634) 및 게이트 라인(632)과 동일한 재질의 금속으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 스위칭 소자(TS)와 구동 소자(TD)로 각각 게이트 전극(636, 638)과 액티브층(640, 642)과 소스 전극(646, 648) 및 드레인 전극(650, 652)을 포함하는 박막트랜지스터가 사용된다.
전술한 구성에서, 상기 스위칭 소자(TS)의 게이트 전극(636)은 상기 게이트 라인(632)과 연결되고, 상기 소스 전극(646)은 상기 데이터 라인(634)과 연결된다.
상기 스위칭 소자(TS)의 드레인 전극(650)은 상기 구동 소자(TD)의 게이트 전극(638)과 콘택홀(654)을 통해 연결된다.
상기 구동 소자(TD)의 소스 전극(648)은 상기 제 1 전원라인(670)과 콘택홀(656)을 통해 연결된다.
또한, 상기 구동 소자(TD)의 드레인 전극(652)은 화소부(P)에 구성된 제 2 전극 연결패턴(616)과 접촉하도록 구성된다.
여기서, 상기 제 2 전극 연결패턴(616)은 그 상부에 형성된 전기적 연결패턴(680)에 의해 제 2기판, 즉 상부기판에 형성된 제 2전극(미도시)과 전기적으로 연결된다.
본 발명에 의한 유기전계발광 소자에 의하면, 어레이 영역의 각 어레이 소자에 전압을 인가하는 전원 라인의 전압 강하 현상을 극복함으로써, 패널 전체 화질의 균일도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다. 이는 패널이 대면적화 됨에 있어 화질 개선에 크게 이바지한다.
도 1은 일반적인 액티브 매트릭스형 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조를 나타낸 회로도.
도 2는 종래의 하부발광방식 유기전계발광 소자에 대한 개략적인 단면도.
도 3은 도 2에 도시된 유기전계발광 소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 듀얼 패널 타입의 유기전계발광 소자의 개략적인 단면도.
도 5는 도 4에 도시된 본 발명에 의한 유기전계발광 소자의 기본 픽셀 구조를 나타낸 회로도.
도 6은 도 4에 도시된 유기전계발광 소자에 포함되는 박막트랜지스터 어레이부의 한 화소를 개략적으로 도시한 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
제 1 전원라인 : 520, 670 제 2 전원라인 : 522, 672
콘택홀 : 524, 674

Claims (6)

  1. 화면이 구현되는 최소 단위 영역인 서브픽셀이 정의되어 있으며, 서로 일정간격 이격되어 대향되게 배치된 제 1, 2 기판과; 상기 제 1기판 내부면에 서브픽셀 단위로 형성된 박막트랜지스터를 가지는 어레이 소자와; 상기 제 2기판 하부에 위치하는 공통전극으로서의 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 하부에 위치하는 유기전계발광층 및 서브픽셀별로 패턴화된 제 2 전극이 포함되는 유기전계발광 소자에 있어서,
    상기 제 1기판의 어레이 영역 상에 다수 구비된 상기 어레이 소자에 전원을 공급하는 전원라인이 상기 어레이 영역 상에서 그물망(mesh) 형태로 구성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원 라인은,
    데이터 라인과 소정간격 이격되어 상기 데이터 라인과 평행하게 나열된 제 1 전원라인과,
    게이트 라인과 소정간격 이격되어 상기 게이트 라인과 평행하게 나열된 제 2 전원라인이 서로 교차되어 그물망(mesh) 형상으로 이루어지며, 상기 제 1 전원라인과 제 2 전원라인은 서로 교차되는 지점에서 콘택홀을 통해 전기적으로 연결됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 전원라인은 상기 데이터 라인과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성되고, 상기 제 2 전원라인은 상기 게이트 라인과 동일한 층에 동일한 재질의 금속으로 형성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  4. 제 2항에 있어서,
    제 1 전원라인 또는 제 2 전원라인은 저저항 금속으로 형성됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 저저항 금속은 구리(Cu)임을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 각 서브픽셀 별로 구비된 상기 어레이 소자와 상기 제 2전극을 전기적으로 연결시키는 전기적 연결패턴이 포함됨을 특징으로 하는 유기전계발광 소자.
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