KR20080086214A - 평판 표시 장치 - Google Patents

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KR20080086214A
KR20080086214A KR1020070028094A KR20070028094A KR20080086214A KR 20080086214 A KR20080086214 A KR 20080086214A KR 1020070028094 A KR1020070028094 A KR 1020070028094A KR 20070028094 A KR20070028094 A KR 20070028094A KR 20080086214 A KR20080086214 A KR 20080086214A
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이병곤
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 저항을 동일하게 유지하는 것에 의하여 라인간의 휘도차이를 감소시킬 수 있는 평판 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 평판 표시 장치는, 복수의 전극들 및 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들을 포함하고, 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고, 각 리드선들의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
Figure 112007022735011-PAT00001
(여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 전극과 패드 사이의 직선거리인 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어진다.
평판표시장치, 전극, 패드, 리드선, 길이, 선폭, 평행사변형, 저항, 휘도

Description

평판 표시 장치{Flat Panel Display}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치의 부분 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 평판 표시 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치의 부분 평면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치가 발광된 상태를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 평판 표시 장치가 발광된 상태를 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 표시 장치의 부분 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절개한 단면도이다
본 발명은 평판 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 평판 표시 장치가 갖는 전극의 패턴에 관한 것이다.
일반적으로 평판 표시 장치(Flat Panel Display; FPD)는 전면기판 및 배면기판의 양 기판을 접합시켜 소정의 내부공간을 갖는 밀폐 용기를 제조하고, 이 용기의 내부에 각 화소로부터 소정의 색상으로 발광할 수 있는 구조를 마련하여 임의의 화상을 구현하는 표시소자이다.
이러한 평판 표시 장치로는 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 패널, 형광표시관, 전자 방출 표시 장치(Electron Emission Display) 및 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display) 등이 널리 알려져 있다.
이 평판 표시 장치는, 저마다 구동에 필요한 전극을 포함하고 있는 바, 이 전극은 상기한 전면기판 또는 배면기판 상에 임의의 패턴을 가지고 형성되며, 그 선단부는 연성 인쇄 회로보드(FPCB)를 비롯한 회로보드 어셈블리(Printed circuit Board Assembly)가 연결되는 패드와 연결되어 외부로부터 구동에 필요한 전압이 상기한 전극에 인가되도록 한다.
상기한 평판 표시 장치에서 전자 방출 표시 장치의 하나인 전계 방출 어레이(Field Emitter Array; FEA)형 전자 방출 표시 장치를 예로 하면, 이 전자 방출 표시 장치는 2개의 기판들 중 제1 기판(예를 들면 배면기판)에 캐소드 전극과 게이트 전극 등이 형성되고, 상기 제1 기판과 대향하여 위치하는 제2 기판(예를 들면 전면기판)에 애노드 전극 등이 형성된다.
또한, 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 가장자리 부분에는 상기 캐소드 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 애노드 전극이 접속되는 각각의 패드가 형성되는 바, 이 때, 이 패드는 회로 보드 어셈블리의 패턴에 대응하여 임의의 패턴을 가지 고 형성될 수 있다.
일반적으로 각 전극들과 해당 패드를 연결시켜 주는 각각의 전극 선단 부위를 리드선(lead line)이라 하며, 이 리드선은 상기 패드와 동일한 선폭을 가지고 상기 패드에 전기적으로 연결된다.
한편, 전술한 각 전극들은 통상 라인 패턴을 가지고 상기 기판 위에 이 기판의 폭이나 길이에 대응하는 피치를 가지고 형성되는 반면, 상기 패드는 상기한 회로보드 어셈블리 등의 구조를 고려하여, 상기 전극과는 다른 피치를 가지고 상기 기판 위에 형성된다.
이에 따라 실질적으로 상기 기판 상에 상기한 전극과 패드가 형성되고 난 이후에 이 전극의 폭과 패드의 폭은 그 크기가 상이해지며, 뿐만 아니라 이들이 기판 상에 복수개로 형성된 상태에서 하나의 그룹을 이루는 전극들의 전체 폭과 패드들의 전체 폭 또한 그 크기를 다르게 한다.
이러한 구조에 의해 상기 하나의 그룹을 이루는 전극들 중, 어느 전극은 그와 대응하는 패드에 상기한 리드선을 곧은(straight) 상태로 하여 연결되는 반면, 다른 전극은 그와 대응하는 패드에 상기한 리드선을 경사진 상태로 하여 연결된다. 물론, 이 때 각 리드선의 폭은 전술한 바와 같이, 그와 상응하는 패드와 동일한 폭을 유지한다.
이로부터 상기한 하나의 그룹에 포함되는 전극들의 리드선들은 서로 동일한 길이를 가지지 못하고 그 위치별로 차이를 가지게 되는데, 이러한 경우 이 리드선 들이 갖는 저항 값이 틀려져 이를 통해 각 전극으로 제공되는 전압 값이 일정하지 못하고 차등 제공될 수 있다.
이러한 결과는 각 전극에 대응하는 전자 방출부로 기 설정된 전압을 제공하지 못해 상기 각 전자 방출부로부터 방출되는 전자량을 달리하며 그에 따라 표시 장치의 휘도는 화소별로 불균일해질 수 있다.
본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리드선을 통해 각각의 전극들로 제공되는 전압이 일정한 값으로 제공될 수 있도록 한 평판 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 평판 표시 장치는, 복수의 전극들 및 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들을 포함하고, 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고, 각 리드선들의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
Figure 112007022735011-PAT00002
(여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 전극과 패드 사이의 직선거리인 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어진다.
임의 리드선의 선폭(Wn)은
Figure 112007022735011-PAT00003
(여기에서 W0는 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 임의 리드선이 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다)의 식을 만족할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 평판 표시 장치는, 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판과, 제1 기판의 일면에 배치되며 복수의 전극들을 포함하는 전자 방출 유닛과, 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들 및 제2 기판의 일면에 배치되는 발광 유닛을 포함하고, 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고, 각 리드선의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
Figure 112007022735011-PAT00004
(여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 전극과 패드 사이의 직선거리인 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어진다.
임의 리드선의 선폭(Wn)은
Figure 112007022735011-PAT00005
(여기에서 W0는 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 임의 리드선이 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다)의 식을 만족할 수 있다.
전자 방출 유닛은 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형, 금속-절연층-반도체(MIS)형 중 어느 하나의 전자 방출 소자로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 평판 표시 장치는, 화소 영역 및 비화소 영역이 정의된 기판과, 기판 위에 형성되며 복수의 전극들 및 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자 및 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들을 포함하며, 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고, 각 리드선의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
Figure 112007022735011-PAT00006
(여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 전극과 패드 사이의 직선거리인 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어진다.
임의 리드선의 선폭(Wn)은
Figure 112007022735011-PAT00007
(여기에서 W0는 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 임의 리드선이 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다)의 식을 만족할 수 있다.
평판 표시 장치는 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 포함하고, 박막 트랜지스터는 게이트 절연막을 사이에 두고 순차적으로 배치되는 액티브층 및 게이트 전극 및 게이트 전극 위로 층간 절연막을 사이에 두고 배치되는 소오스 및 드레인 전극을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대항 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설 명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치의 부분 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시한 평판 표시 장치의 단면도이다. 본 제1 실시예에서 평판 표시 장치는 전계 방출 어레이형 전자 방출 표시 장치로서 구성된 경우이다.
이러한 평판 표시 장치는, 자발광 표시 장치로서 자체적인 디스플레이로 기능하거나, 비자발광 표시 장치의 광원(백 라이트)으로도 기능할 수 있다.
도 1과 도 2를 참고하면, 본 제1 실시예의 평판 표시 장치는 소정의 간격을 두고 평행하게 대향 배치되는 제1 기판(10)과 제2 기판(12)을 포함한다. 제1 기판(10)과 제2 기판(12)은 그 가장자리에 배치되는 밀봉 부재(미도시)에 의해 접합되어 내부 공간이 대략 10-6 Torr 의 진공도를 유지하는 내부 공간을 형성한 진공 용기를 구성한다.
제2 기판(12)을 대향하는 제1 기판(10)의 일면에는 전자 방출 소자들로 이루어진 전자 방출 유닛(100)이 제공되고, 제1 기판(10)을 향한 제2 기판(12)의 일면에는 전자들을 제공받아 가시광을 방출하는 발광 유닛(110)이 제공된다. 이러한 전자 방출 유닛(100)과 발광 유닛(110)은 상기한 진공 용기와 더불어 평판 표시 장치를 구성한다.
전자 방출 유닛(100)은 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형, 금속-절연층-반도체(MIS)형 중 어느 하나의 전자 방출 소자들로 이루어질 수 있으며, 발광 유닛(110)을 향해 전자들을 방출시킨다. 도 1과 도 2에서는 일례로 전계 방출 어레이형 전자 방출 유닛을 도시하였다.
이 평판 표시 장치의 각 구성을 살펴보면, 먼저, 제1 기판(10) 위에는 제1 전극인 캐소드 전극들(14)이 제1 기판(10)의 일 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성되고, 캐소드 전극들(14)을 덮으면서 제1 기판(10)의 전면에는 제1 절연층(16)이 형성된다. 제1 절연층(16) 위에는 제2 전극인 게이트 전극들(18)이 캐소드 전극(14)과 직교하는 방향을 따라 스트라이프 패턴으로 형성된다.
본 실시예에서 캐소드 전극(14)과 게이트 전극(18)의 교차 영역을 화소 영역으로 정의하면, 캐소드 전극들(14) 위로 각 화소 영역마다 하나 또는 그 이상의 전자 방출부(20)가 형성되고, 제1 절연층(16)과 게이트 전극(18)에는 각 전자 방출부(20)에 대응하는 개구부(161)(181)가 형성되어 제1 기판(10) 상에 전자 방출부(20)가 노출되도록 한다.
전자 방출부(20)는 진공 중에서 전계가 가해지면 전자를 방출하는 물질들, 가령 탄소계 물질 또는 나노미터(nm) 사이즈 물질로 이루어질 수 있다. 전자 방출부(20)는 일례로 탄소 나노튜브(CNT), 흑연, 흑연 나노파이버, 다이아몬드, 다이아몬드상 카본(DLC), 플러렌(C60), 실리콘 나노와이어 또는 이들의 조합 물질을 포함할 수 있으며, 이는 스크린 인쇄, 직접 성장, 스퍼터링 또는 화학기상증착(CVD) 등의 방법을 통해 제조될 수 있다.
게이트 전극들(18)과 위로 제3 전극인 집속 전극(22)이 형성될 수 있다. 집 속 전극(22) 하부에는 제2 절연층(24)이 위치하여 게이트 전극들(18)과 집속 전극(22)을 절연시키며, 집속 전극(22)과 제2 절연층(24)에도 전자빔 통과를 위한 개구부(221)(241)가 마련된다.
집속 전극은 전자 방출부(20)마다 이에 대응하는 하나의 개구부를 형성하여 각 전자 방출부(20)에서 방출되는 전자들을 개별적으로 집속하거나, 화소 영역마다 하나의 개구부를 형성하여 하나의 화소 영역에서 방출되는 전자들을 포괄적으로 집속할 수 있다. 도 1에서는 전자의 경우를 도시하였다.
다음으로 발광 유닛(110)에 대해 설명하면, 제1 기판(10)에 대향하는 제2 기판(12)의 일면에는 형광층(26), 일례로 적색과 녹색 및 청색의 형광체로 이루어진 형광층(26)이 서로간 임의의 간격을 두고 형성되고, 각 형광층(26) 사이에는 화면의 콘트라스트 향상을 위한 흑색층(28)이 형성된다. 그리고 형광층(26)과 흑색층(28) 위로 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 애노드 전극(30)이 형성된다.
애노드 전극(30)은 외부로부터 전자빔 가속에 필요한 고전압을 인가받아 형광층(26)을 고전위 상태로 유지시키며, 형광층(26)에서 방사된 가시광 중 제1 기판(10)을 향해 방사된 가시광을 제2 기판(12) 측으로 반사시켜 화면의 휘도를 높이는 역할도 한다.
한편, 애노드 전극은 금속이 아닌 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 도전막으로도 이루어질 수 있다. 이 경우 애노드 전극은 제2 기판(12)을 향한 형광층(26)과 흑색층(28)의 일면에 위치한다. 또한 애노드 전극으로서 전술한 투명 도전막과 금속막을 동시에 사용하는 구조도 가능하다.
상기 제1 기판(10)과 제2 기판(12) 사이에는 진공 용기에 가해지는 압축력을 지지하고 두 기판의 간격을 일정하게 유지시키는 다수의 스페이서들(32, 도 2 참고)이 배치된다. 스페이서들(32)은 형광층(26)을 침범하지 않도록 흑색층(28)에 대응하여 위치한다.
전술한 구성의 평판 표시 장치는 외부로부터 캐소드 전극들(14), 게이트 전극들(18), 집속 전극(22) 및 애노드 전극(30)을 구동시키기 위한 전압을 인가받는다.
그리고 제1 기판(10) 및 제2 기판(12)의 가장자리에는 외부의 전원으로부터 각 전극들에 전압을 인가하기 위한 전극 패드들이 위치한다. 이하, 이 전극 패드에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판 표시 장치의 부분 평면도이다. 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 절개한 단면도이다. 도 3에서는 편의상 도 1,2에 도시한 전극들 중, 캐소드 전극에 대한 리드선 및 전극 패드(이하, 패드라 함)만을 도시하였다.
캐소드 전극(14)과 패드(34)의 사이에는 리드선(36)이 형성되어 이들을 전기적으로 연결시킨다. 리드선(36)은 비저항(ρ)과 막두께(t)가 동일한 평행사변형으로 형성될 수 있다.
상기에서 리드선(36) 하나의 전체 저항(R)은 다음의 수학식 1과 같이 나타내어진다.
Figure 112007022735011-PAT00008
상기 수학식 1에서 ρ는 해당 리드선(36)의 비저항을 나타내고, L은 해당 리드선(36)의 길이를 나타내고, W는 해당 리드선(36)의 선폭을 나타내고, t는 해당 리드선(36)의 막두께를 나타낸다.
상기 수학식 1에서 해당 리드선(36)의 비저항(ρ)과 막두께(t)를 일정하게 유지하는 경우에는, 전체 저항(R)은 길이(L)에 비례하고 선폭(W)에 반비례하게 된다.
따라서 각 리드선(36)의 길이(L)와 선폭(W)을 적절하게 설정하게 되면, 모든 리드선(36)의 저항(R)을 일정하게 유지하는 것이 가능하다.
상기에서 비저항(ρ)은 리드선(36)을 형성하는 물질에 의하여 결정되는 것으로, 동일한 물질을 사용하면 동일하게 유지하는 것이 가능하다.
상기 리드선(36)의 막두께(t)는 정밀도가 높은 증착법이나 인쇄법 등을 이용하여 일정한 오차범위 내에서 균일하게 유지하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 평판 표시 장치의 제1 실시예는 리드선(36)의 길이(L)와 선폭(W)을 효과적으로 제어하면서 경사방향으로 캐소드 전극(14)과 패드(34)를 효과적으로 연결하기 위하여 평면에서 보아서 평행사변형으로 형성한다.
상기에서 리드선(36)의 길이(L)는 각 캐소드 전극(14)과 패드(34) 사이의 직선거리를 나타내며, 리드선(36)을 평행사변형으로 형성하는 경우 장변쪽 길이에 해 당한다.
또 상기 리드선(36)의 선폭(W)은 평행사변형에서 단변방향의 수직거리에 해당된다.
그리고 본 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치는 모든 리드선(36)의 저항(R)이 일정하게 유지되도록, 각각의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이 동일하게 유지되도록 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 형성한다.
즉 임의의 n개의 캐소드 전극(14)의 각 리드선(36)이 다음의 수학식 2의 저항(R)값을 만족하도록 각 리드선(36)의 길이(L)와 선폭(W)의 비가 다음의 수학식 3을 만족하도록 설정한다.
Figure 112007022735011-PAT00009
상기 수학식 2에서 R1, R2, R3, ...... , Rn은 각 리드선(36)의 저항값을 나타낸다.
Figure 112007022735011-PAT00010
상기 수학식 3에서, L1, L2, L3, ...... , Ln은 각 캐소드 전극(14)과 전극 패드(34) 사이의 직선거리인 리드선(36)의 길이(L)로 평행사변형으로 형성되는 각 리드선(36)의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 리드선(36)의 선폭(W)으로 평행사변형으로 형성되는 각 리드선(36)의 단변방향 수직거리를 나타낸다.
그리고 각 리드선(36)의 경사각(θn)에 따른 선폭(Wn)은 다음의 수학식 4와 같이 결정된다. 여기에서 리드선(36)의 경사각(θn)은 그 리드선(36)과 연결되는 해당 캐소드 전극(14)의 연장선과 리드선(36)이 이루는 각도를 나타낸다.
Figure 112007022735011-PAT00011
상기 수학식 4에서 W0는 리드선(36)의 경사각(θ)이 0 인 때 해당 캐소드 전극(14)의 연장선과 이루는 경사각(θ)이 0 인 리드선(36)의 설계 기준 최소 선폭을 나타낸다.
상기 각 리드선(36)에 있어서, 길이(L)는 전극 패드(34)의 위치가 설정됨에 따라 일정하게 고정되므로, 동일한 저항(R)을 갖도록 하기 위해서는 각 리드선(36)의 선폭(W)을 변화시키는 것이 바람직하다.
즉 전극 패드(34)의 설치 위치와 캐소드 전극(14)의 끝단 위치가 설정되면, 전극 패드(34)와 캐소드 전극(14) 사이의 거리인 리드선(36)의 길이(L)는 일정한 값으로 결정된다.
따라서 각 리드선(36)이 동일한 저항을 갖기 위해서는 리드선(36)의 길이에 따라 이에 대응하여 리드선(36)의 선폭(W)을 설정하는 것이 바람직하다.
그런데 리드선(36)의 경사각(θ)이 0 인 때의 길이를 설계 기준 최소 길 이(L0)로 하고 이 때의 선폭을 설계 기준 최소 선폭(W0)로 하면, 이 리드선(36)으로부터 임의의 n번째에 위치하는 리드선(36)의 길이(Ln)와 선폭(Wn)을 상기 수학식 3으로부터 다음의 수학식 5와 같이 나타내어진다.
Figure 112007022735011-PAT00012
그리고 n번째에 위치하는 리드선(36)의 경사각(θ)을 θn이라고 하면, n번째에 위치하는 리드선(36)의 길이(Ln)는 경사각(θ)이 0 인 때의 길이(L0)를 이용하여 다음의 수학식 6과 같이 나타내어진다.
Figure 112007022735011-PAT00013
따라서 상기 수학식 6을 수학식 5에 대입하여 정리하면, 상기 수학식 4가 얻어진다.
결국 본 실시예의 평판 표시 장치에 의하면, 캐소드 전극(14)의 선단 위치와 전극 패드(34)의 위치가 설정되면, 이에 따라 각 리드선(36)의 경사각(θ)이 정해지고, 경사각(θ)이 0 인 리드선(36)의 선폭(W0)이 결정됨에 따라 각 리드선(36)의 선폭(W)이 결정된다.
도 5에는 상기와 같은 조건에 맞추어 리드선(36)을 형성한 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 표시 장치의 제1 실시예의 발광상태를 보여주고 있다. 즉, 본 발명의 비교예(상기한 리드선의 폭을 일정하게 구성한 것)에 따른 평판 표시 장치에서는 도 6에서 나타나고 있는 바와 같이, 등간격의 휘도차에 의한 검은색의 경사선이 나타나는데 비해, 본 발명의 제1 실시예에서는 이러한 경사선이 나타나지 않아 전체적으로 균일한 휘도를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
본 제1 실시예에서는 캐소드 전극의 리드선을 예로 들어 설명하였으나, 전술한 리드선의 형상은 캐소드 전극에 국한되지 않고 게이트 전극의 리드선에도 적용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판 표시 장치에서 하나의 화소를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ선을 따라 절개하여 나타낸 단면도이다. 본 제2 실시예에서 평판 표시 장치는 유기 발광 표시 장치로서 구성된 경우이다.
본 제2 실시예의 평판 표시 장치는 기판(40)에 실제 화상 표시가 이루어지는 화소 영역(도시하지 않음)과 화소 영역의 외곽에 형성된 비화소 영역(도시하지 않음)을 포함한다. 화소 영역에는 화상 표현의 기본 단위인 화소(200)가 매트릭스 형태로 배열된다.
도 7을 참조하면, 화소(200)는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 제2 박막 트랜지스터(T2) 및 유기 발광 소자(L1)로 이루어질 수 있다.
제1 박막 트랜지스터(T1)는 스캔 라인(SL1) 및 데이터 라인(SL1)에 각각 연결되며, 스캔 라인(SL1)에 입력되는 스위칭 전압에 따라 데이터 라인(DL1)에서 입력되는 데이터 전압을 제2 박막 트랜지스터(T2)로 전송한다. 저장 커패시터(Cst) 는 제1 박막 트랜지스터(T1)와 전원 라인에 각각 연결되어 제1 박막 트랜지스터(T1)로부터 전송되는 전압과 전원 라인(VDD)에 공급되는 전압의 차이에 해당하는 전압(Vgs)을 저장한다.
제2 박막 트랜지스터(T2)는 전원 라인(VDD) 및 저장 커패시터(Cst)에 각각 연결되어 저장 커패시터(Cst)에 저장된 전압(Vgs)과 문턱 전압(Vth)의 차이의 자승에 비례하는 출력 전류(Id)를 유기 발광 소자(L1)로 공급하고, 유기 발광 소자(L1)가 출력 전류(Id)에 의해 발광한다. 이때, 출력 전류(Id)는 아래의 [수학식 7]로 나타낼 수 있으며 [수학식 7]에서 β는 비례 상수를 나타낸다.
Figure 112007022735011-PAT00014
도 8을 참고하여 제2 박막 트랜지스터와 저장 커패시터 및 유기 발광 소자의 구성을 좀더 상세히 살펴본다.
이하에서는 제2 박막 트랜지스터(T2)를 중심으로 박막 트랜지스터의 구조에 대해 설명한다. 제1 박막 트랜지스터(T1)는 그 구조가 제2 박막 트랜지스터(T2)와 동일하므로 그 자세한 설명은 생략한다.
기판(40) 상에 버퍼층(42)이 형성되고, 버퍼층(42) 상에 소오스 및 드레인 영역(441)(442)과 이들 사이의 채널 영역(443)으로 이루어지는 액티브층(44)이 형성된다. 액티브층(44)을 덮도록 버퍼층(42) 위에 게이트 절연막(46)이 형성되고, 반도체층(44) 위로 게이트 절연막(46) 상에 게이트 전극(48)이 형성된다. 게이트 전극(48)을 덮도록 게이트 절연막(46) 위로 층간 절연막(50)이 형성되고, 층간 절연막(50) 상에 게이트 절연막(46) 및 층간 절연막(50)에 구비된 제1 콘택홀(461)(501) 및 제2 콘택홀(462)(502)을 통하여 소오스 및 드레인 영역(441)(442)과 전기적으로 연결되는 소오스 및 드레인 전극(521)(522)이 각각 형성된다.
여기서, 기판(40)은 절연 재질 또는 금속 재질로 이루어질 수 있고, 절연 재질로 유리 또는 플라스틱이 사용될 수 있으며, 금속 재질로 스테인레스 스틸(stainless steel; SUS)이 사용될 수 있다.
버퍼층(42)은 액티브층(44)의 형성시 기판(40)의 불순물들이 확산하는 것을 방지하며, 일례로 실리콘 질화물(SiN)층과 실리콘 산화물(SiC2)층의 적층 구조로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(48)은 금속층, 일례로 MoW막, Al막, Cr막 및 Al/Cr막 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
소오스 및 드레인 전극(521)(522)은 금속층, 일례로 Ti/Al막 또는 Ti/Al/Ti막으로 이루어질 수 있다.
제2 박막 트랜지스터(T2)를 덮으면서 층간 절연막(50) 위에 평탄화막(54)이 형성된다. 도시되지는 않았지만 평탄화막(54)과 층간 절연막(50) 사이에 제2 박막 트랜지스터(T2)를 보호하도록 보호막이 더 형성될 수 있다. 평탄화막(54)에 구비된 비아홀(541)을 통하여 제2 박막 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(522)과 전기적으로 연결되어 제1 화소 전극(56)이 형성되고, 제1 화소 전극(56) 상에 유기 발광 층(58)과 제2 화소 전극(60)이 순차적으로 적층되어 유기 발광 소자(L1)를 구성하게 된다. 그리고 제1 화소 전극(56)은 화소 정의막(62)에 의해 인접 화소의 제1 화소 전극(미도시)과 전기적으로 분리되며, 화소 정의막(62)에 구비된 개구부(621)를 통하여 유기 발광층(58)과 접촉한다.
여기서, 제1 화소 전극(56)은 정공을 주입하는 기능을 수행하고, 제2 화소 전극(60)은 전자를 주입하는 기능을 수행한다.
제1 화소 전극(56)은 인듐 틴 옥사이드(indium Tin Oxide) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc oxide)로 이루어지는 제1 투명 전극(도시하지 않음)으로 이루어질 수 있고, 유기 발광 소자(L1)의 발광 방향에 따라 제1 투명 전극 위에 도전성 반사막(도시하지 않음)과 제2 투명 전극(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
반사막은 유기 발광층에서 발생되는 빛을 반사하여 발광 효율을 높이면서 전기 전도도를 개선하는 기능을 수행하며, 일례로 알루미늄, 알루미늄 합금, 은, 은 합금, 금 또는 금 합금으로 이루어질 수 있다.
제2 투명 전극은 반사막의 산화를 억제하면서 유기 발광층과 반사막 사이의 일함수 관계를 개선하는 기능을 수행하며, 제1 투명 전극과 마찬가지로 인듐 틴 옥사이드 또는 인듐 징크 옥사이드로 이루어질 수 있다.
유기 발광층(58)은 실제 발광이 이루어지는 발광층(도시하지 않음)과 발광층의 상하부에 위치하여 정공이나 전자 등의 캐리어를 발광층까지 효율적으로 전달시켜 주기 위한 다층의 유기층들(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 일례로, 제1 화소 전극과 발광층 사이에 정공 주입층과 정공 전달층을 더 포함할 수 있고, 발광 층과 제2 화소 전극 사이에 전자 전달층과 전자 주입층을 더 포함할 수 있다.
본 제2 실시예에 따른 평판 표시 장치의 가장자리에는 외부의 전원(도시하지 않음)으로부터 스캔 라인(SL1), 데이터 라인(DL1) 및 제2 화소 전극(60)에 전압을 인가하기 위한 전극 패드들(도시하지 않음)이 위치한다. 그리고 스캔, 데이터 라인(SL1)(DL1) 및 제2 화소 전극(60)과 전극 패드의 사이에는 리드선(도시하지 않음)이 형성되어 이들을 전기적으로 연결시킨다.
본 제2 실시예에서 리드선은 전술한 제1 실시예의 리드선과 동일한 조건으로 형성된다. 따라서 리드선에 관한 설명 및 도면은 생략한다.
상기에서는 본 발명에 따른 평판 표시 장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 평판 표시 장치에 의하면, 리드선의 길이와 선폭을 적절하게 설정하는 것이 가능하므로, 리드선의 저항값을 일정하게 유지하는 것이 가능하고, 각 리드선의 저항 차이에 의한 각 라인간의 휘도차이를 제거하는 것이 가능하다.

Claims (8)

  1. 복수의 전극들; 및
    상기 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들;
    을 포함하고,
    상기 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고,
    상기 각 리드선들의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
    Figure 112007022735011-PAT00015
    (여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 상기 전극과 상기 패드 사이의 직선거리인 상기 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 상기 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 상기 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어지는 평판 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 임의 리드선의 선폭(Wn)은
    Figure 112007022735011-PAT00016
    (여기에서 W0는 상기 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 상기 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 상기 임의 리드선이 상기 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다) 의 식을 만족하도록 설정하는 평판 표시 장치.
  3. 서로 대향 배치되는 제1 기판 및 제2 기판;
    상기 제1 기판의 일면에 배치되며 복수의 전극들을 포함하는 전자 방출 유닛;
    상기 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들; 및
    상기 제2 기판의 일면에 배치되는 발광 유닛
    을 포함하고,
    상기 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고,
    상기 각 리드선의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
    Figure 112007022735011-PAT00017
    (여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 상기 전극과 상기 패드 사이의 직선거리인 상기 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 상기 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 상기 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어지는 평판 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임의 리드선의 선폭(Wn)은
    Figure 112007022735011-PAT00018
    (여기에서 W0는 상기 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 상기 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 상기 임의 리드선이 상기 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다)의 식을 만족하도록 설정하는 평판 표시 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 전자 방출 유닛은 전계 방출 어레이(FEA)형, 표면 전도 에미션(SCE)형, 금속-절연층-금속(MIM)형, 금속-절연층-반도체(MIS)형 중 어느 하나의 전자 방출 소자로 이루어진 평판 표시 장치.
  6. 화소 영역 및 비화소 영역이 정의된 기판;
    상기 기판 위에 형성되며 복수의 전극들 및 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자; 및
    상기 복수의 전극들에 대응하는 복수의 패드들을 연결하는 복수의 리드선들;
    을 포함하며,
    상기 리드선들은 비저항과 막두께가 동일한 평행사변형으로 형성되고,
    상기 각 리드선의 길이(L)를 선폭(W)으로 나눈 값이
    Figure 112007022735011-PAT00019
    (여기에서 L1, L2, L3, ...... , Ln은 상기 전극과 상기 패드 사이의 직선거리인 상기 리드선의 길이로 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 장변쪽 길이를 나타내고, W1, W2, W3, ...... , Wn은 상기 리드선의 선폭으로서 평행사변형으로 형성되는 상기 리드선의 단변방향 수직거리를 나타낸다)의 식을 만족하도록 상기 리드선의 길이(L)와 선폭(W)을 설정하여 이루어지는 평판 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 임의 리드선의 선폭(Wn)은
    Figure 112007022735011-PAT00020
    (여기에서 W0는 상기 전극의 연장선과 이루는 경사각이 0 인 상기 리드선의 설계 기준 최소 선폭을 나타내고, θn은 상기 임의 리드선이 상기 해당 전극의 연장선과 이루는 경사각을 나타낸다)의 식을 만족하도록 설정하는 평판 표시 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 화소 영역에 형성되는 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 박막 트랜지스터는,
    게이트 절연막을 사이에 두고 순차적으로 배치되는 액티브층 및 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극 위로 층간 절연막을 사이에 두고 배치되는 소오스 및 드레인 전극
    을 포함하는 평판 표시 장치.
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