KR20090131404A - 유기전계 발광 표시장치의 화소 구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 화소 구조는, 각각의 색을 발광하는 다수의 서브화소 영역을 포함하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조에 있어서, 제 1기판의 일면에 공통층으로서 상기 단일 화소 영역 전체에 형성된 제 1발광층과; 상기 제 1발광층 상의 소정 영역에 형성된 제 2발광층과; 상기 제 2발광층이 형성된 영역과 중첩되는 영역에 형성된 제 3발광층이 포함됨을 특징으로 한다.

Description

유기전계 발광 표시장치의 화소 구조{pixel structure of Organic Light Emitting Display}
본 발명은 유기전계 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 유기전계 발광 표시장치의 고개구율 화소 구조에 관한 것이다.
최근에, 음극선관(CRT: Cathode Ray Tube)의 무게와 크기의 문제점을 해결하여 소형 경량화의 장점을 가지고 있는 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)가 주목받고 있다. 이러한 평판표시장치는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 유기전계 발광 표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode), 전계방출 표시장치(FED: Field Emitter Display) 및 플라즈마 표시장치(PDP: Plasma Display Panel) 등이 있다.
그리고, 이와 같은 평판표시장치 중에서도 유기전계 발광 표시장치는 다른 평판표시장치보다 사용온도 범위가 넓고, 충격이나 진동에 강하며, 시야각이 넓고, 응답속도가 빨라 깨끗한 동화상을 제공할 수 있다는 등의 장점을 가지고 있어서 향후 차세대 평판표시장치로 주목받고 있다.
상기 유기전계 발광 표시장치는 기판 상에 구비된 다수의 단일 화소를 구성 하는 각 서브화소 영역에 각각 적색(R), 녹색(G), 청색(B)을 발광하는 물질을 침착시켜서, 기판 상에 형성된 박막트랜지스터의 구동에 의해 상기 각 서브화소 영역에 형성된 발광체의 발광에 의해 화상을 표시한다.
이와 같이 상기 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브화소 영역 각각을 상이한 위치에 배치시키는 것은, 삼원색으로부터의 광이 단지 이들의 원색만으로 갖가지 색을 인식할 수 있도록 인간의 눈에 의해 통합되는 경우에 풀 칼라 디스플레이를 실현하기 위함이다.
도 1은 종래의 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 단일 화소(10)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브화소 영역(11, 12, 13)으로 구성되어 있으며, 각각의 서브화소 영역의 면적이 동일하게 스트라이프 형태로 형성된다. 단, 이 경우 도시된 바와 같이 상기 각각의 서브화소 영역은 일정한 간격을 가지고 이격되어 있는데, 이는 패터닝 기술의 한계에 의함이다.
즉, 이와 같이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 각각의 서브화소 영역을 형성할 때에는, 각 서브화소 영역을 섀도우 마스크(Shadow Mask) 또는 파인 메탈 마스크(FMM: Fine Metal Mask)를 이용하여 패터닝하게 되는데, 패터닝 기술의 한계에 의해 미스 얼라인을 고려하여 일반적으로 각각의 서브화소 영역 사이에 25um 정도의 마진(margin)이 필요하다.
그러나, 이와 같은 각 서브화소 영역 별 마진은 고 개구율 화면을 구현하는 데 큰 단점으로 작용하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 구현함에 있어서, 제 1기판 상에 적, 녹, 청색 중 하나의 색을 발광하는 발광층을 공통층으로 형성하고, 상기 공통층의 상면 소정 영역에 상기 3 색과 다른 색을 발광하는 발광층을 형성하며, 이에 대응되는 제 2기판의 일면에 상기 3 색 중 공통층으로 형성된 발광층과 다른 색을 발광하는 적어도 하나의 발광층을 형성함으로써, 종래의 마진에 해당하는 영역을 하나의 서브화소 영역으로 활용하여 고 개구율을 구현하는 유기전계 발광 표시장치의 화소 구조를 제공함에 그 목적이 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 화소 구조는, 각각의 색을 발광하는 다수의 서브화소 영역을 포함하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조에 있어서, 제 1기판의 일면에 공통층으로서 상기 단일 화소 영역 전체에 형성된 제 1발광층과; 상기 제 1발광층 상의 소정 영역에 형성된 제 2발광층과; 상기 제 2발광층이 형성된 영역과 중첩되는 영역에 형성된 제 3발광층이 포함됨을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제 3발광층은 상기 제 1기판과 대면하는 제 2기판의 일면 상에 형성되고, 상기 제 1발광층은 청색 발광층이고, 제 2발광층은 노란색 발광층이며, 제 3발광층은 적색 발광층임을 특징으로 한다.
또한, 상기 다수의 서브화소 영역은 제 1 내지 제 3서브화소 영역으로 구성 되며, 상기 제 1서브화소 영역은 상기 제 1발광층만이 형성된 영역에 대응되고, 상기 제 2서브화소 영역은 상기 제 1발광층 및 제 2발광층이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층이 상기 제 3발광층과 중첩되지 아니한 영역에 대응되며, 상기 제 3서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1서브화소 영역은 청색을 발광하고, 제 2서브화소 영역은 녹색을 발광하며, 제 3서브화소 영역은 적색을 발광하며, 상기 제 3발광층은 상기 제 2발광층 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성되며, 상기 제 2발광층에 전면 중첩됨을 특징으로 한다.
또는 다른 실시예로서, 상기 제 3발광층과 동일면에 인접하여 형성되고, 상기 제 2발광층이 형성된 영역과 중첩되는 영역에 형성된 제 4발광층이 포함됨을 특징으로 하며, 이 때, 상기 제 1발광층은 청색 발광층이고, 제 3발광층은 적색 발광층이며, 제 4발광층은 녹색 발광층임을 특징으로 한다.
이 경우, 상기 다수의 서브화소 영역은 제 1 내지 제 4서브화소 영역으로 구성되며, 상기 제 1서브화소 영역은 상기 제 1발광층만이 형성된 영역에 대응되고, 상기 제 2서브화소 영역은 상기 제 1발광층 및 제 2발광층이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층이 상기 제 3 및 제 4발광층과 중첩되지 아니한 영역에 대응되며, 상기 제 3서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응되고, 상기 제 4서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응됨을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1서브화소 영역은 청색을 발광하고, 제 2서브화소 영역은 흰색을 발광하고, 제 3서브화소 영역은 적색을 발광하며, 제 4서브화소 영역은 녹색 을 발광함을 특징으로 하며, 상기 제 3 및 제 4발광층은 상기 제 2발광층 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성되며, 상기 제 2발광층에 전면 중첩된다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의하면, 종래의 마진에 해당하는 영역을 하나의 서브화소 영역으로 활용함으로써, 기존 마진 영역 내에서 패터닝의 위치가 틀어지더라도 상기 마진 영역의 면적은 일정하게 되므로 마진에 의한 개구율 저하 문제를 극복할 수 있게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 3은 도 2의 특정 부분(I-I')에 대한 단면도이다.
단, 본 발명의 제 1실시예는 상기 단일 화소를 구성하는 3개의 서브화소 영역 구조에 관한 것으로서, 각 서브화소 영역에 구비되는 발광층의 형성 위치를 그 특징으로 하는 바, 상기 발광층의 상, 하면에 형성되는 전극 및 상기 전극에 연결되는 트랜지스터는 기존의 일반적인 구조와 동일하므로 이에 대해서는 그 설명을 생략토록 한다.
본 발명의 제 1실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소는, 제 1기판 상에 적, 녹, 청색 중 하나의 색을 발광하는 발광층을 공통층으로 형성하고, 상기 공통층의 상면 소정 영역에 상기 3 색과 다른 색을 발광하는 발광층을 형성하 며, 이에 대응되는 제 2기판의 일면에 상기 3 색 중 공통층으로 형성된 발광층과 다른 색을 발광하는 적어도 하나의 발광층을 형성하는 구조로 이루어지며, 이를 통해 앞서 도 1에 도시된 종래 구조의 문제점 즉, 마스크 패터넝의 미스얼라인을 고려한 마진에 해당하는 영역을 하나의 서브화소 영역으로 활용함으로써, 단일 화소의 개구율이 획기적으로 향상됨을 특징으로 한다.
이 때, 설명의 편의를 위해 하기된 도 2 및 도 3에서는 상기 공통층으로는 청색 발광층이 형성되고, 상기 청색 발광층의 상면에 형성되는 발광층은 노란색 공통층임을 그 예로 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 단일 화소(20)를 구성하는 제 1기판(30)의 일면에 청색을 발광하는 제 1발광층(31)을 단일 화소 영역 전체에 형성한다. 즉, 상기 제 1발광층(31)은 상기 단일 화소(20) 내 전체 영역에서 발광하는 공통층으로 구현된다.
또한, 상기 공통층(31) 상의 소정 영역에 노란색을 발광하는 제 2발광층(32)이 형성된다.
이에 따라, 상기 제 2발광층(32)이 형성된 영역에 대해서는, 상기 공통층(31)에서 발광되는 청색광과 상기 제 2발광층(32)에서 발광되는 노란색광과 합쳐져 녹색이 발광되는 영역이 된다.
또한, 상기 제 1기판(30)과 대면하는 제 2기판(40)의 일면 중 상기 제 2발광층(32)이 형성된 영역과 중첩되는 영역에는 적색을 발광하는 제 3발광층(41)이 형성된다.
이 때, 상기 제 3발광층(41)은 상기 제 2발광층(32) 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성됨을 특징으로 하며, 이 경우 상기 제 3발광층(41)이 형성되는 위치는 상기 제 2발광층(32) 형성 영역과 단지 중첩만 되도록 형성되면 되므로, 마스크 패터넝의 미스얼라인을 고려할 때, 상기 제 3발광층(41)은 상당히 여유있는 마진을 가지고 형성할 수 있게 되는 것이다. 즉, 상기 제 2발광층(32)은 상기 제 3발광층(41)의 마진 영역에 형성되는 것으로 볼 수 있다.
또한, 상기 제 3발광층(41)의 하면 즉, 제 2발광층(32)과 대면하는 제 3발광층(41)의 면에는 상기 공통층(31) 및 제 2발광층(32)에서 발광되는 빛이 투과되지 못하도록 차단막(미도시)이 형성됨이 바람직하다.
도 3에 도시된 실시예의 경우, 상기 제 3발광층(41)이 제 2기판(40) 상에 형성됨을 그 예로 설명하고 있으나, 상기 제 3발광층(41)은 제 1기판(30) 상 즉, 제 2발광층(32) 상면에 형성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 단일 화소(20) 구조에 의하면, 제 2발광층(32) 및 제 3발광층(41)이 형성되지 않은 공통층(31) 형성 영역이 제 1서브화소 영역(21)이 되어 청색을 발광하게 되고,
상기 공통층(31) 및 제 2발광층(32)이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층(32)이 상기 제 3발광층(41)과 중첩되지 아니한 영역이 제 2서브화소 영역(22)이 되어 녹색을 발광하게 되며,
상기 제 3발광층(41)이 형성되는 영역이 제 3서브화소 영역(23)이 되어 적색을 발광하게 된다.
단, 이 때, 상기 제 2서브화소 영역(22)에 형성되는 제 2발광층(32)는 도 2에 도시된 제 2서브화소 영역(22) 내에 포함되도록 형성되는 것으로, 상기 제 2발광층(32)이 마진 즉, 제 2서브화소 영역(22) 안에서 미스 얼라인되어 다소 틀어지더라도 상기 제 2서브화소 영역(22) 내의 공통층(31) 및 제 2발광층(32)이 차지하는 면적의 비율은 항상 일정하므로 상기 영역은 하나의 서브화소 영역으로 활용할 수 있게 되는 것이다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 의한 단일 화소(20) 구조는, 제 3발광층(41)이 형성되는 제 3서브화소 영역(23)에 대해서, 상기 제 3발광층(41) 형성시 마스크 패터닝 미스 얼라인 정도를 고려한 마진 영역에 해당하는 영역을 제 2서브화소 영역(22)으로 활용함으로써, 기존 마진 영역 내에서 패터닝의 위치가 틀어지더라도 상기 마진 영역의 면적은 일정하게 되므로 마진 확보에 의한 개구율 저하 문제를 극복할 수 있게 되는 것이다.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면이고, 도 5는 도 2의 특정 부분(II-II')에 대한 단면도이다.
이는 앞서 설명한 본 발명의 제 1실시예와 그 원리가 동일하나, R, G, B, W 즉, 4개의 서브화소 영역으로 구현되는 단일화소를 그 예로 한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 단일 화소(50)를 구성하는 제 1기판(30)의 일면에 청색을 발광하는 제 1발광층(31)을 단일 화소 영역 전체에 형성한다. 즉, 상기 제 1발광층(31)은 상기 단일 화소(50) 내 전체 영역에서 발광하는 공통층으로 구현된 다.
또한, 상기 공통층(31) 상의 소정 영역에 특정 색을 발광하는 제 2발광층(34)이 형성된다.
이에 따라, 상기 제 2발광층(34)이 형성된 영역에 대해서는, 상기 공통층(31)에서 발광되는 청색광과 상기 제 2발광층(34)에서 발광되는 특정 색의 광과 합쳐져 흰색이 발광되는 영역이 된다.
또한, 상기 제 1기판(30)과 대면하는 제 2기판(40)의 일면 중 상기 제 2발광층(34)이 형성된 영역과 중첩되는 영역에는 적색 및 녹색을 각각 발광하는 제 3발광층(42) 및 제 4발광층(43)이 형성된다.
이 때, 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)은 상기 제 2발광층(34) 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성됨을 특징으로 하며, 이 경우 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)이 형성되는 위치는 상기 제 2발광층(34) 형성 영역과 단지 중첩만 되도록 형성되면 되므로, 마스크 패터넝의 미스얼라인을 고려할 때, 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)은 상당히 여유있는 마진을 가지고 형성할 수 있게 되는 것이다. 즉, 상기 제 2발광층(34)은 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)의 마진 영역에 형성되는 것으로 볼 수 있다.
단, 상기 제 3발광층(42) 및 제 4발광층(43) 사이에는 각각 발광되는 빛이 서로 간섭되지 않도록 차단층(44)이 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)의 하면 즉, 제 2발광층(34)과 대면하는 제 3 및 제 4발광층(42, 43)의 면에는 상기 공통층(31) 및 제 2발광층(34)에 서 발광되는 빛이 투과되지 못하도록 차단막(미도시)이 형성됨이 바람직하다.
도 5에 도시된 실시예의 경우, 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)이 제 2기판(40) 상에 형성됨을 그 예로 설명하고 있으나, 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)은 제 1기판(30) 상 즉, 제 2발광층(34) 상면에 형성될 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 의한 단일 화소(50) 구조에 의하면, 제 2발광층(34) 및 제 3, 4발광층(42, 43)이 형성되지 않은 공통층(31) 형성 영역이 제 1서브화소 영역(51)이 되어 청색을 발광하게 되고,
상기 공통층(31) 및 제 2발광층(34)이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층(34)이 상기 제 3 및 제 4발광층(42, 43)과 중첩되지 아니한 영역이 제 2서브화소 영역(52)이 되어 흰색을 발광하게 되며,
상기 제 3발광층(42)이 형성되는 영역이 제 3서브화소 영역(53)이 되어 적색을 발광하고,
상기 제 4발광층(43)이 형성되는 영역이 제 4서브화소 영역(54)이 되어 녹색을 발광한다.
단, 이 때, 상기 제 2서브화소 영역(52)에 형성되는 제 2발광층(34)는 도 4에 도시된 제 2서브화소 영역(52) 내에 포함되도록 형성되는 것으로, 상기 제 2발광층(34)이 마진 즉, 제 2서브화소 영역(52) 안에서 미스 얼라인되어 다소 틀어지더라도 상기 제 2서브화소 영역(52) 내의 공통층(31) 및 제 2발광층(34)이 차지하는 면적의 비율은 항상 일정하므로 상기 영역은 하나의 서브화소 영역으로 활용할 수 있게 되는 것이다.
결과적으로, 본 발명의 실시예에 의한 단일 화소(50) 구조는, 제 3 및 제 4발광층(42, 43)이 형성되는 제 3, 4서브화소 영역(53, 54)에 대해서, 상기 제 3, 4발광층(42, 43) 형성시 마스크 패터닝 미스 얼라인 정도를 고려한 마진 영역에 해당하는 영역을 제 2서브화소 영역(52)으로 활용함으로써, 기존 마진 영역 내에서 패터닝의 위치가 틀어지더라도 상기 마진 영역의 면적은 일정하게 되므로 마진 확보에 의한 개구율 저하 문제를 극복할 수 있게 되는 것이다.
도 1은 종래의 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면.
도 3은 도 2의 특정 부분(I-I')에 대한 단면도.
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 의한 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소를 나타내는 개략적인 도면.
도 5는 도 4의 특정 부분(II-II')에 대한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20, 50 : 단일 화소 21, 51 : 제 1서브화소 영역
22, 52 : 제 2서브화소 영역 23, 53 : 제 3서브화소 영역
30 : 제 1기판 31 : 제 1발광층(공통층)
32, 34 : 제 2발광층 40 : 제 2기판
41, 42 : 제 3발광층 43 : 제 4발광층
54 : 제 4서브화소 영역

Claims (11)

  1. 각각의 색을 발광하는 다수의 서브화소 영역을 포함하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조에 있어서,
    제 1기판의 일면에 공통층으로서 상기 단일 화소 영역 전체에 형성된 제 1발광층과;
    상기 제 1발광층 상의 소정 영역에 형성된 제 2발광층과;
    상기 제 2발광층이 형성된 영역과 중첩되는 영역에 형성된 제 3발광층이 포함됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3발광층은 상기 제 1기판과 대면하는 제 2기판의 일면 상에 형성됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1발광층은 청색 발광층이고, 제 2발광층은 노란색 발광층이며, 제 3발광층은 적색 발광층임을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다수의 서브화소 영역은 제 1 내지 제 3서브화소 영역으로 구성되며,
    상기 제 1서브화소 영역은 상기 제 1발광층만이 형성된 영역에 대응되고,
    상기 제 2서브화소 영역은 상기 제 1발광층 및 제 2발광층이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층이 상기 제 3발광층과 중첩되지 아니한 영역에 대응되며,
    상기 제 3서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1서브화소 영역은 청색을 발광하고, 제 2서브화소 영역은 녹색을 발광하며, 제 3서브화소 영역은 적색을 발광함을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3발광층은 상기 제 2발광층 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성되며, 상기 제 2발광층에 전면 중첩됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3발광층과 동일면에 인접하여 형성되고, 상기 제 2발광층이 형성된 영역과 중첩되는 영역에 형성된 제 4발광층이 포함됨을 특징으로 하는 유기전계 발 광 표시장치의 단일 화소 구조.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1발광층은 청색 발광층이고, 제 3발광층은 적색 발광층이며, 제 4발광층은 녹색 발광층임을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 다수의 서브화소 영역은 제 1 내지 제 4서브화소 영역으로 구성되며,
    상기 제 1서브화소 영역은 상기 제 1발광층만이 형성된 영역에 대응되고,
    상기 제 2서브화소 영역은 상기 제 1발광층 및 제 2발광층이 중첩된 영역 중 상기 제 2발광층이 상기 제 3 및 제 4발광층과 중첩되지 아니한 영역에 대응되며,
    상기 제 3서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응되고,
    상기 제 4서브화소 영역은 상기 제 3발광층이 형성된 영역에 대응됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1서브화소 영역은 청색을 발광하고, 제 2서브화소 영역은 흰색을 발광하고, 제 3서브화소 영역은 적색을 발광하며, 제 4서브화소 영역은 녹색을 발광함을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 제 3 및 제 4발광층은 상기 제 2발광층 형성 영역보다 적은 면적을 갖도록 형성되며, 상기 제 2발광층에 전면 중첩됨을 특징으로 하는 유기전계 발광 표시장치의 단일 화소 구조.
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