KR20120045470A - 유기전계발광표시장치 - Google Patents

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KR20120045470A
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 공통전원 라인과, 상기 박막 트랜지스터와 이격된 스캔 라인 및 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터, 상기 스캔 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인 상에 위치하는 패시베이션막, 상기 패시베이션막 상에 위치하는 컬러필터, 상기 패시베이션막 상에 위치하며, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스, 상기 컬러필터 상에 위치하는 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극의 일부를 노출시키는 뱅크층, 상기 화소 전극 상에 위치하는 유기막층 및 상기 유기막층 상에 위치하는 대향 전극을 포함할 수 있다.

Description

유기전계발광표시장치{Organic Light Emitting Display Device}
본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 빛샘 현상을 방지할 수 있는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
최근, 평판표시장치(FPD: Flat Panel Display)는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 전계방출표시장치(Field Emission Display: FED), 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 여러 가지의 평면형 디스플레이가 실용화되고 있다.
특히, 유기전계발광표시장치는 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 소비 전력이 낮고 자체 발광이다. 또한, 시야각에 문제가 없어서 장치의 크기에 상관없이 동화상 표시 매체로서 장점이 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 기존의 반도체 공정 기술을 바탕으로 제조 공정이 간단하므로 향후 차세대 평판 표시 장치로 주목받고 있다.
유기전계발광표시장치는 화소 전극과 대향 전극 사이에 발광층을 포함하고 있어 화소 전극으로부터 공급받는 정공과 대향 전극으로부터 받은 전자가 발광층 내에서 결합하여 정공-전자쌍인 여기자(exciton)를 형성하고 다시 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 발광하게 된다.
이와 같은 유기전계발광표시장치는 다양한 구조로 개발되고 있는데, 그 중 화이트 유기전계발광표시장치는 화이트를 구현하는 발광층에 컬러필터를 부가하여 R, G, B를 구현하게 된다.
그러나, 종래 유기전계발광표시장치는 발광층의 광이 대향 전극에서 반사되어 하부로 방출되면서, 화소영역의 외곽에 배치된 배선들에서 반사되어 빛샘이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 빛샘을 방지할 수 있는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 유기전계발광표시장치는 기판, 상기 기판 상에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 공통전원 라인과, 상기 박막 트랜지스터와 이격된 스캔 라인 및 데이터 라인, 상기 박막 트랜지스터, 상기 스캔 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인 상에 위치하는 패시베이션막, 상기 패시베이션막 상에 위치하는 컬러필터, 상기 패시베이션막 상에 위치하며, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스, 상기 컬러필터 상에 위치하는 오버코트층, 상기 오버코트층 상에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극의 일부를 노출시키는 뱅크층, 상기 화소 전극 상에 위치하는 유기막층 및 상기 유기막층 상에 위치하는 대향 전극을 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터와 동일층 상에 위치할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 오버코트층과 동일층 상에 위치할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 데이터 라인부터 상기 공통전원 라인까지의 거리보다 크거나 같을 수 있다.
상기 블랙 매트릭스는 상기 뱅크층의 하부에 위치할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 뱅크층의 폭보다 크거나 같을 수 있다.
상기 유기막층은 적어도 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 화이트 광을 구현할 수 있다.
상기 화소 전극은 투명 전극이며, 상기 대향 전극은 반사 전극일 수 있다.
상기 컬러필터는 상기 화소 전극 하부에 위치할 수 있다.
본 발명의 실시 예들에 따른 유기전계발광표시장치는 뱅크층의 하부 및 배선들의 상부에 블랙 매트릭스를 형성함으로써, 배선들에 의해 반사된 광 또는 인접한 화소영역에서 방출된 광이 빛샘으로 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 유기전계발광표시장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 화소영역을 나타낸 평면도.
도 3은 도 2의 I-I'에 따른 본 발명의 제 1 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면.
도 4는 도 2의 II-II'에 따른 본 발명의 제 1 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면.
도 5는 도 2의 I-I'에 따른 본 발명의 제 2 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면.
도 6은 도 2의 II-II'에 따른 본 발명의 제 2 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시 예들을 자세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 유기전계발광표시장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 화소영역을 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 유기전계발광표시장치(100)는 R 화소영역(110R), G 화소영역(110G) 및 B 화소영역(110B)을 포함하는 복수의 단위화소로 이루어질 수 있다. 각각의 단위화소는 화이트 발광층에 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 구비하여 풀 컬러를 구현하게 된다.
도 2를 참조하여 유기전계발광표시장치의 화소영역의 구조를 살펴보면, 매트릭스 형태로 배치된 스캔 라인(SL)과 데이터 라인(DL) 및 공통전원 라인(VL)에 의해 화소영역이 정의된다.
화소영역은 스위칭 박막 트랜지스터(T1), 구동 박막 트랜지스터(T2), 커패시터(Cst), 제 1 전극(FE), 발광층(미도시) 및 제 2 전극(미도시)을 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성된 화소영역은 스캔 라인(SL)과 데이터 라인(DL)으로부터 신호가 인가되면 스위칭 박막 트랜지스터(T1)로부터 캐패시터(Cst)를 통해 구동 박막 트랜지스터(T2)로 구동 신호를 전달한다. 구동 박막 트랜지스터(T2)에서는 스위칭 박막 트랜지스터(T1)로부터 인가된 신호와 공통전원 라인(VL)으로부터 인가된 신호를 통해 제 1 전극(FE)에 전류를 전달한다. 그리고, 제 1 전극(FE)과 제 2 전극(미도시)으로부터 인가된 전류에 의해 유기막층(미도시)에서 발광하게 된다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 따른 유기전계발광표시장치를 설명하면 다음과 같다.
도 3은 도 2의 I-I'에 따른 본 발명의 제 1 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 II-II'에 따른 본 발명의 제 1 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판(210) 상에 반도체층(215)이 위치한다. 기판(210)은 유리, 플라스틱 또는 도전성 물질로 이루어지며, 기판(210)은 기판(210)으로부터 발생하는 불순물로부터 상부의 소자를 보호하기 위한 버퍼층을 더 포함할 수 있다. 반도체층(215)은 비정질 실리콘층을 적층하거나 비정질 실리콘층을 적층하고 이를 결정화한 다결정 실리콘층으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(215)을 포함하는 기판(210) 상에 반도체층(215)을 절연시키는 게이트 절연막(220)이 위치한다. 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(220) 상에 게이트 전극(225)이 위치한다. 게이트 전극(225)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy), 텅스텐(W), 텅스텐 실리사이드(WSi2)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 이들의 다중층으로 이루어질 수 있다.
게이트 전극(225)이 형성된 기판(210) 상에 게이트 전극(225)을 절연시키는 층간 절연막(230)이 위치한다. 층간 절연막(230)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다.
층간 절연막(230) 상에 상기 반도체층(215)과 연결되는 소오스 전극(240a) 및 드레인 전극(240b)이 위치하고, 소오스 전극(240a)에 연결된 공통전원 라인(240c)이 위치한다. 그리고, 공통전원 라인(240c)과 이격된 데이터 라인(240d)이 위치한다.
상기 소오스 전극(240a), 드레인 전극(240b), 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)은 배선 저항을 낮추기 위해 저저항 물질로 형성되어 있으며, 몰리 텅스텐(MoW), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(Al alloy)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어진 단일층 또는 이들의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 소오스 전극(240a), 드레인 전극(240b), 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)이 다중층일 경우에는 몰리 텅스텐/알루미늄/몰리 텅스텐(MoW/Al/MoW)의 적층구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 기판(210) 상에 반도체층(215), 게이트 전극(225), 소오스 전극(240a) 및 드레인 전극(240b)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT), 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)을 포함하는 기판(210) 상에 패시베이션막(250)이 위치한다. 패시베이션막(250)은 하부의 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하는 역할을 하는 것으로, 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 이중층으로 이루어질 수 있다.
상기 패시베이션막(250) 상에 컬러필터(260)가 위치한다. 컬러필터(260)는 각 화소영역 별로 R, G, B 중 각각 서로 다른 색의 컬러필터(260)가 위치할 수 있다.
상기 컬러필터(260) 상에 블랙 매트릭스(black matrix)(265)가 위치한다. 블랙 매트릭스(265)는 각 화소영역 별로 광이 혼색되는 것을 방지하는 역할을 한다. 블랙 매트릭스(265)는 각 화소영역 별로 위치하는 컬러필터(260)의 경계부에 위치할 수 있다.
보다 자세하게는, 블랙 매트릭스(265)는 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)에 대응되도록 위치할 수 있다. 여기서 블랙 매트릭스(265)는 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)을 모두 덮도록 형성된다.
이에 따라, 종래 발광층에서 발광된 광이 공통전원 라인 및 데이터 라인에 반사되어 빛샘이 발생하던 것을 블랙 매트릭스(265)로 인해 광을 흡수함으로써, 빛샘 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(265) 및 컬러필터(260) 상에 이들을 보호하는 오버코트층(270)이 위치한다. 그리고, 오버코트층(270) 상에 화소 전극(280)이 위치한다. 화소 전극(280)은 투명 전극으로 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ICO(Indium Cerium Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide)와 같은 일함수가 높은 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 화소 전극(280)은 드레인 전극(240b)과 전기적으로 연결된다.
또한, 화소 전극(280)의 하부에 상기 컬러필터(260)가 위치하여, 화소 전극(280)을 통해 방출되는 광이 컬러필터(260)에서 R, G, B 중 적어도 하나의 광으로 변환될 수 있다.
한편, 화소 전극(280)을 포함하는 오버코트층(270) 상에 뱅크층(285)이 위치한다. 뱅크층(285)은 화소 전극(280)의 일부를 노출시킴으로써 발광영역을 정의하는 역할을 하는 것으로, 폴리이미드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), 아크릴레이트(acrylate) 등의 유기물로 이루어질 수 있다.
뱅크층(285) 및 화소 전극(280) 상에 유기막층(290)이 위치한다. 유기막층(290)은 적어도 발광층을 포함하며, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 유기전계발광표시장치는 화이트를 구현하는 유기전계발광표시장치로 상기 발광층이 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 물질을 포함하여 화이트 광을 발광할 수 있다.
그리고, 유기막층(290)을 포함하는 기판(210) 상에 대향 전극(295)이 위치한다. 대향 전극(295)은 발광층의 광을 하부로 반사하는 반사 전극이며, 반사율이 높은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명은 전술한 바와 같이, 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d) 상에 블랙 매트릭스(265)가 형성된 유기전계발광표시장치(200)를 개시한다.
보다 자세하게, 도 4를 참조하면, 블랙 매트릭스(265)는 오버코트층(270)과 동일층 상에 위치하며, 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)에 대응되는 영역에 위치한다.
여기서, 블랙 매트릭스(265)의 폭(W1)은 데이터 라인(240d)부터 공통전원 라인(240c)까지의 거리(d1)보다 크거나 같을 수 있다. 이로써, 유기막층(280)으로부터 방출된 광은 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)에 의해 반사되어도 블랙 매트릭스(265)에서 흡수되게 된다.
따라서, 본 발명의 유기전계발광표시장치(200)는 공통전원 라인(240c) 및 데이터 라인(240d)에 의해 반사된 광이 빛샘으로 작용하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 블랙 매트릭스(265)는 뱅크층(285)의 하부에 위치한다. 여기서, 블랙 매트릭스(265)의 폭(W1)은 뱅크층(285)의 폭(W2)보다 크거나 같을 수 있다. 뱅크층(285)은 각 화소영역의 발광영역을 정의하는 역할을 하는데 만약 뱅크층(285)의 폭(W2)보다 블랙 매트릭스(265)의 폭(W1)이 작으면, 인접한 화소영역들에서 방출되는 광이 서로의 발광영역으로 출사되어 빛샘이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명에서는 뱅크층(285)의 폭(W2)보다 블랙 매트릭스(265)의 폭(W1)을 같거나 크게 형성함으로써, 빛샘이 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
한편, 전술한 제 1 실시 예와는 달리, 상기 블랙 매트릭스(265)는 컬러필터들(260) 사이에 위치할 수도 있다.
도 5는 도 2의 I-I'에 따른 본 발명의 제 2 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 2의 II-II'에 따른 본 발명의 제 2 실시 예의 유기전계발광표시장치를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 기판(310) 상에 반도체층(315)이 위치하고, 상기 반도체층(315)을 포함하는 기판(310) 상에 반도체층(315)을 절연시키는 게이트 절연막(320)이 위치한다. 게이트 절연막(320) 상에 게이트 전극(325)이 위치한다.
게이트 전극(325)이 형성된 기판(310) 상에 게이트 전극(325)을 절연시키는 층간 절연막(330)이 위치한다. 층간 절연막(330) 상에 상기 반도체층(315)과 연결되는 소오스 전극(340a) 및 드레인 전극(340b)이 위치하고, 소오스 전극(340a)에 연결된 공통전원 라인(340c)이 위치하며, 공통전원 라인(340c)과 이격된 데이터 라인(340d)이 위치한다.
따라서, 기판(310) 상에 반도체층(315), 게이트 전극(325), 소오스 전극(340a) 및 드레인 전극(340b)을 포함하는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT), 공통전원 라인(340c) 및 데이터 라인(340d)을 포함하는 기판(310) 상에 패시베이션막(350)이 위치한다. 상기 패시베이션막(350) 상에 컬러필터(360)가 위치한다. 컬러필터(360)는 각 화소영역 별로 R, G, B 중 각각 서로 다른 색의 컬러필터(360)가 위치할 수 있다.
그리고, 상기 컬러필터(360)들 사이에 블랙 매트릭스(365)가 위치한다. 즉, 블랙 매트릭스(265)는 전술한 제 1 실시 예와는 달리 컬러필터(360)와 동일층 상에 위치할 수 있다.
그리고, 전술한 제 1 실시 예와 동일하게, 블랙 매트릭스(365)는 공통전원 라인(340c) 및 데이터 라인(340d)에 대응되도록 위치하고, 공통전원 라인(340c) 및 데이터 라인(340d)을 모두 덮도록 형성된다. 이에 따라, 종래 발광층에서 발광된 광이 공통전원 라인 및 데이터 라인에 반사되어 빛샘이 발생하던 것을 블랙 매트릭스(365)로 인해 광을 흡수함으로써, 빛샘 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(365) 및 컬러필터(360) 상에 이들을 보호하는 오버코트층(370)이 위치한다. 그리고, 오버코트층(370) 상에 화소 전극(380)이 위치하고, 화소 전극(380)을 포함하는 오버코트층(370) 상에 뱅크층(385)이 위치한다.
뱅크층(385) 및 화소 전극(380) 상에 유기막층(390)이 위치한다. 유기막층(390)은 적어도 발광층을 포함하며, 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 적어도 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 그리고, 유기막층(390)을 포함하는 기판(310) 상에 대향 전극(395)이 위치한다.
한편, 도 6을 참조하면, 본 발명의 블랙 매트릭스(365)는 컬러필터(360)와 동일층 상에 위치하며, 공통전원 라인(340c) 및 데이터 라인(340d)에 대응되는 영역에 위치한다.
전술한 제 1 실시 예와 동일하게, 블랙 매트릭스(365)의 폭(W3)은 데이터 라인(340d)부터 공통전원 라인(340c)까지의 거리(d2)보다 크거나 같을 수 있다. 또한, 블랙 매트릭스(365)는 뱅크층(385)의 하부에 위치하며, 블랙 매트릭스(365)의 폭(W3)은 뱅크층(385)의 폭(W4)보다 크거나 같을 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 블랙 매트릭스를 구비하는 유기전계발광표시장치는 공통전원 라인 및 데이터 라인에 의해 반사된 광이 빛샘으로 발생하는 것을 방지할 수 있고, 인접한 화소영역에서 방출된 광이 빛샘으로 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터와 연결된 공통전원 라인과, 상기 박막 트랜지스터와 이격된 스캔 라인 및 데이터 라인;
    상기 박막 트랜지스터, 상기 스캔 라인, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인 상에 위치하는 패시베이션막;
    상기 패시베이션막 상에 위치하는 컬러필터;
    상기 패시베이션막 상에 위치하며, 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인과 대응되도록 형성된 블랙 매트릭스;
    상기 컬러필터 상에 위치하는 오버코트층;
    상기 오버코트층 상에 위치하며, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극;
    상기 화소 전극의 일부를 노출시키는 뱅크층;
    상기 화소 전극 상에 위치하는 유기막층; 및
    상기 유기막층 상에 위치하는 대향 전극을 포함하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터와 동일층 상에 위치하는 유기전계발광표시장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 오버코트층과 동일층 상에 위치하는 유기전계발광표시장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 데이터 라인 및 상기 공통전원 라인을 모두 덮도록 형성된 유기전계발광표시장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 데이터 라인부터 상기 공통전원 라인까지의 거리보다 크거나 같은 유기전계발광표시장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스는 상기 뱅크층의 하부에 위치하는 유기전계발광표시장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 블랙 매트릭스의 폭은 상기 뱅크층의 폭보다 크거나 같은 유기전계발광표시장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 유기막층은 적어도 발광층을 포함하며, 상기 발광층은 화이트 광을 구현하는 유기전계발광표시장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 화소 전극은 투명 전극이며, 상기 대향 전극은 반사 전극인 유기전계발광표시장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 컬러필터는 상기 화소 전극 하부에 위치하는 유기전계발광표시장치.
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