KR20140058788A - 박막 트랜지스터 표시판 및 그를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

박막 트랜지스터 표시판 및 그를 포함하는 유기 발광 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에 위치하는 회절층을 포함하고, 회절층은 상기 박막 트랜지스터의 반도체의 경계선 내에 위치한다.

Description

박막 트랜지스터 표시판 및 그를 포함하는 유기 발광 표시 장치{THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL AND ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 박막 트랜지스터 표시판 및 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 액정 표시 장치(liquid crystal display)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 상대적으로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로 휴대용 전자 기기의 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 구동 방식에 따라 수동 구동형(passive matrix type)과 능동 구동형(active matrix type)으로 구분된다. 능동 구동형 유기 발광 표시 장치는 각 화소마다 형성된 유기 발광 소자, 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT) 및 축전기(capacitor)를 가지고 화소를 독립적으로 제어한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 광효율이 CRT, PDP, PED 등 다른 표시 장치에 비해서 낮은 특성이 있다.
이는 유기 발광 표시 장치에서 발광된 빛이 전극과 기판의 계면, 기판과 대기와의 계면에서의 전반사로 인해서 광취출율이 떨어지고, 전극, 유기층 및 기판 사이에 갇혀서 외부로 발산되지 못하고 소멸되는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광 효율을 증가시킨 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에 위치하는 회절층을 포함하고, 회절층은 박막 트랜지스터의 반도체의 경계선 내에 위치한다.
상기 기판 위에 형성되어 있으며 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 있는 게이트선, 게이트선과 교차하며 박막 트랜지스터의 소스 전극과 연결되어 있는 데이터선을 더 포함하고, 회절층은 게이트선 및 데이터선 중 적어도 하나와 중첩할 수 있다.
상기 회절층은 반사 물질로 이루어지는 복수의 선형 패턴을 포함하고, 선형 패턴은 일정한 간격으로 배열되어 있을 수 있다.
상기 선형 패턴 사이의 간격은 50nm 내지 5㎛일 수 있다.
상기 반사 물질은 반사도 50% 이상인 물질로 이루어지고, 반사 물질은 Al, Ag, Cu, Pd, Au, Ti, Mo 및 이들의 산화물줄 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기한 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판, 기판 위에 위치하는 복수의 화소를 포함하고, 각 화소는 기판 위에 위치하는 회절층, 회절층 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층, 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 회절층은 박막 트랜지스터의 반도체 경계선 내에 위치한다.
상기 박막 트랜지스터는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터를 포함하고, 제1 전극은 제1 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 있을 수 있다.
상기 기판 위에 위치하는 게이트선, 게이트선과 교차하며 서로 분리되어 있는 데이터선 및 구동 전압선을 더 포함하고, 제2 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 게이트선, 데이터선 및 제1 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 각각 연결되어 있고, 제1 박막 트랜지스터의 소스 전극은 구동 전압선과 연결되어 있을 수 있다.
상기 회절층은 복수의 선형 패턴이 일정한 간격으로 배열되어 있을 수 있다.
상기 화소는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소는 선형 패턴 사이의 간격이 서로 다를 수 있다.
상기 선형 패턴 사이의 간격은 청색 화소<녹색 화소<적색 화소 순으로 형성될 수 있다.
상기 반사 물질은 반사도 50% 이상인 물질로 이루어지고, 반사 물질은 Al, Ag, Cu, Pd, Au, Ti, Mo 및 이들의 산화물줄 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에서와 같은 반사 패턴을 형성하면 유기 발광 표시 장치의 광효율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치가 갖는 화소 회로를 나타낸 회로도이다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이다.
도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회절층의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 광효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치가 갖는 화소 회로를 나타낸 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 70)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수개의 화소(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 복수의 게이트선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(171) 및 구동 전압(Vdd)을 전달하는 복수의 구동 전압선(172)을 포함한다. 게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(171)과 구동 전압선(172)의 수직 방향 부분은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(Qs), 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(Qd), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)(LD)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
또한, 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 축전기(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 한 화소에 대한 배치도이고, 도 3은 도 2의 III-III선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 회절층의 평면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면도이다
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(100) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다.
기판(100)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판 일 수 있으며, 기판(100)은 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판일 수 있다.
기판(100) 위에는 회절층(300)이 형성되어 있다.
도 4를 참조하면, 회절층(300)은 반사 물질로 이루어지는 복수의 선형 패턴을 포함한다. 선형 패턴은 일정한 간격(D)으로 나란하게 배열되어 있으며, 간격(D)은 50nm 내지 5㎛일 수 있다.
반사 물질은 반사도 50% 이상인 금속 물질로, 예를 들어 Al, Ag, Cu, Pd, Au, Ti, Mo 및 이들의 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 단층 또는 이들을 적층한 복수층일 수 있다.
회절층(300) 위에는 버퍼층이 형성되어 있다.
버퍼층은 산화규소 또는 질화 규소(SiNx)의 단층 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 복수층 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 회절층(300) 사이의 간격을 메워 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 버퍼층(120)은 선형 패턴의 두께보다 두껍게 형성할 수 있으며, 100nm 이상 5㎛ 이하의 두께로 형성할 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 하부층(120), 회절층 위에 위치하는 중간층(122) 및 중간층 위에 위치하는 상부층(124)으로 형성하였으나, 필요에 따라서 중간층(122)만 형성할 수도 있다.
버퍼층 위에는 다결정 규소로 이루어진 제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)와 제1 축전기 전극(138)이 형성되어 있다.
제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)는 채널 영역(1355a, 1355b)과 채널 영역(1355a, 1355b)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356a, 1356b) 및 드레인 영역(1357a, 1357b)으로 구분된다. 제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)의 채널 영역(1355a, 1355b)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 규소, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이다. 제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)의 소스 영역(1356a, 1356b) 및 드레인 영역(1357a, 1357b)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 규소, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다.
소스 영역(1356a, 1356b) 및 드레인 영역(1357a, 1357b)과 제1 축전기 전극(138)에 도핑되는 불순물은 p형 불순물 및 n형 불순물 중 어느 하나 일 수 있다.
회절층(300)은 제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)의 경계선 내에 위치하여 회절층(300)으로 인해서 개구율이 감소되지 않도록 한다.
제1 반도체(135a) 및 제2 반도체(135b)와 제1 축전기 전극(138) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 게이트선(121), 제2 게이트 전극(155b) 및 제2 축전기 전극(158)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 가로 방향으로 길게 뻗어 게이트 신호를 전달하며, 게이트선(121)로부터 제1 반도체(135a)로 돌출한 제1 게이트 전극(155a)을 포함한다.
제1 게이트 전극(155a) 및 제2 게이트 전극(155b)은 각각 채널 영역(1355a, 1355b)과 중첩하고, 제2 축전기 전극(158)은 제1 축전기 전극(138)과 중첩한다.
제2 축전기 전극(158), 제1 게이트 전극(155a) 및 제2 게이트 전극(155b)은 몰리브덴, 텅스텐, 구리, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 단층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다.
제1 축전기 전극(138)과 제2 축전기 전극(158)은 게이트 절연막(140)을 유전체로 하여 축전기(80)를 이룬다.
제1 게이트 전극(155a), 제2 게이트 전극(155b) 및 제2 축전기 전극(158) 위에는 제1 층간 절연막(160)이 형성된다. 제1 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356a, 1356b)과 드레인 영역(1357a, 1357b)을 각각 노출하는 소스 접촉 구멍(166)과 드레인 접촉 구멍(167)을 갖는다.
제1 층간 절연막(160) 위에는 제1 소스 전극(176a)을 가지는 데이터선(171), 제2 소스 전극(176b)을 가지는 구동 전압선(172), 제1 드레인 전극(177a), 및 제2 드레인 전극(177b)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 게이트선(121)과 교차하는 방향으로 뻗어 있다.
구동 전압선(172)은 일정 전압을 전달하며 데이터선(171)과 분리되어 데이터선(171)과 같은 방향으로 뻗어 있다.
제1 소스 전극(176a)은 데이터선(171)으로부터 제1 반도체(135a)을 향해서 돌출되어 있으며, 제2 소스 전극(176b)은 구동 전압선(172)으로부터 제2 반도체(135b)을 향해서 돌출되어 있다. 제1 소스 전극(176a)과 제2 소스 전극(176b)은 각각 소스 접촉 구멍(166)을 통해서 소스 영역(1356a, 1356b)과 연결되어 있다.
제1 드레인 전극(177a)은 제1 소스 전극(176a)과 마주하며 접촉 구멍(167)을 통해서 드레인 영역(1357a)과 연결된다.
제1 드레인 전극(177a)은 게이트선을 따라 연장되어 있으며, 접촉 구멍(81)을 통해서 제2 게이트 전극(158b)과 전기적으로 연결된다.
제2 드레인 전극(177b)은 접촉 구멍을 통해서 드레인 영역(1357b)과 연결된다.
데이터선(171), 구동 전압선(172), 제1 드레인 전극(177a)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, Ti/Cu/Ti, Ti/Ag/Ti의 삼중층일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 제1 축전기 전극과 제2 축전기 전극을 중첩하여 축전기를 형성하였으나, 데이터선과 같은 층 또는 제1 전극과 같은 층에 전극을 형성하여 금속/유전체/금속 구조의 축전기를 형성할 수 있다.
데이터선(171), 구동 전압선(172), 제1 드레인 전극(177a), 더미 패턴(175) 및 제1 전극(710)위에는 제2 층간 절연막(180)이 형성되어 있다.
그리고 제2 층간 절연막(180) 위에는 제1 전극(710)이 형성되어 있다. 제1 전극(710)은 도 1의 유기 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다. 제1 전극(710)은 접촉 구멍(82)을 통해서 제2 드레인 전극(177b)과 연결되어 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 제2 층간 절연막(180)을 사이에 두고 제2 드레인 전극(177b)과 제1 전극(710)이 접촉 구멍을 통해서 연결되어 있으나, 제2 드레인 전극(177b)과 제1 전극(710)은 일체형으로 형성될 수도 있다.
제1 전극(710) 위에는 화소 정의막(190)이 형성되어 있다.
화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 노출하는 개구부(195)를 가진다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates) 또는 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지와 실리카 계열의 무기물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(195)에는 유기 발광층(720)이 형성되어 있다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 또한, 유기 발광층(720)은 발광층과 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 제1 전극(710) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층(720)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(720)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하여 백색을 구현하거나, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 한 화소에 다수의 발광층이 형성되거나 백색 유기 발광층을 형성하면, 각 화소별로 각각 적색 색필터(220R), 녹색 색필터(220G) 및 청색 색필터(220B)를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 이때, 각 색필터(220R, 220G, 220B)를 통해서 나오는 색들이 혼색되거나 간섭하는 것을 방지하기 위해서 색필터와 색필터 사이에 블랙 매트릭스(240)이 형성될 수 있다.
도 5에서와 같이 적색, 녹색 및 청색 발광층을 적층하거나 백색 유기 발광층을 형성하고, 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
이처럼 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다.
적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층 이외에도 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 위에는 제2 전극(730)이 형성된다.
제2 전극(730)은 유기 발광 소자의 캐소드 전극이 된다. 따라서 제2 전극(710), 유기 발광층(720) 및 공통 전극(730)은 유기 발광 소자(70)를 이룬다.
유기 발광 소자(70)가 빛을 방출하는 방향에 따라서 유기 발광 표시 장치는 전면 표시형, 배면 표시형 및 양면 표시형 중 어느 한 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 배면 표시형으로 제1 전극은 투명막 또는 반투과막으로 형성하고 제2 전극(730)은 반사막으로 형성한다. 반사막 및 반투과막은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr) 및 알루미늄(Al) 중 하나 이상의 금속 또는 이들의 합금을 사용하여 만들어진다. 반사막과 반투과막은 두께로 결정되며, 반투과막은 200nm 이하의 두께로 형성될 수 있다. 두께가 얇아질수록 빛의 투과율이 높아지나, 너무 얇으면 저항이 증가한다.
투명막은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(indium oxide) 등의 물질로 이루어진다.
이처럼 회절층을 형성하면 광효율을 증가시킬 수 있다.
이에 대해서는 도 6 및 도 7을 참고하여 구체적으로 설명한다.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 광효율을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 기판과 공기 사이에서 반사되는 광, 기판과 전극 사이에 반사되는 광은 기판(100)을 따라서 이동하다가 회절층(300)에 도달하고, 회절층(300)의 선형 패턴(3)에 반사되어 굴절되어 외부로 방출된다. 즉, 종래에는 기판(100)을 따라서 이동하는 광은 모든 화소색이 혼합된 것으로, 기판을 따라서 이동할 경우 정해진 색 나타내는 각 화소색과 혼색될 수 있었다.
그러나 본 발명의 한 실시예에서와 같이 회절층(300)을 형성하면 기판(100)을 따라서 이동하는 광은 반사 물질로 이루어진 선형 패턴(3)에 반사되어 굴절율이 변화하므로, 더 이상 기판을 따라서 이동하지 않고 외부로 방출될 수 있다.
그리고 각 화소색에 따라서 회절층(300)의 선형 패턴(3) 사이의 간격을 달리하면 회절층(300)에 의해서 회절되는 광이 화소색과 같은 색만을 외부로 방출할 수 있도록 한다.
도 7을 참조하면, 광이 회절층으로 입사하면 입사된 광은 선형 패턴에 의해서 회절되고, θ의 각도로 방출된다. 이때, 선형 패턴 사이의 간격을 d라고 하면 회절되어 방출되는 광의 파장은 아래의 수학식으로부터 구할 수 있다.
[수학식]
dsinθ=λ/2(2m)
따라서 도 5에서와 같이 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 각각에 위치하는 회절층(300)의 선형 패턴 사이의 간격을 화소색에 따라서 다르게 형성한다.
화소색은 유기 발광층이 단색을 발광할 경우 유기 발광층의 발광색에 따라서 정해지나, 유기 발광층이 여러 색을 포함하여 백색 광을 형성할 때는 색필터의 색에 따라서 달라진다.
예를 들어, 유기 발광 표시 장치가 적색 화소(PR), 녹색 화소(PG) 및 청색 화소(PB)를 포함할 때, 적색 화소(PR), 녹색 화소(PG) 및 청색 화소(PB)의 선형 패턴 사이의 간격을 각각 d1, d2, d3이라고 하면, 선형 패턴 사이의 간격은 d1> d2> d3의 관계를 가질 수 있다.
d1은 0.32±0.05㎛, 0.40±0.05㎛, 0.60±0.05㎛, 0.69±0.05㎛, 2.00±0.05㎛ 일 수 있고, d2는 0.27±0.05㎛, 0.35±0.05㎛, 0.50±0.05㎛, 0.60±0.05㎛, 1.71±0.05㎛ 일 수 있고, d3은 0.24±0.05㎛, 0.30±0.05㎛, 0.43±0.05㎛, 0.50±0.05㎛, 1.47±0.05㎛ 일 수 있다.
기판(100)을 따라 이동하는 광이 적색 화소에 입사되면 적색광이 방출되며 녹색광 및 청색광은 소멸하고, 녹색 화소에 입사되면 녹색광이 방출되며 청색광 및 적색광은 소멸하고, 청색 화소에 입사되면 청색광이 방출되며 적색광 및 녹색광은 소멸한다.
이처럼 기판을 따라 이동하는 광을 회절층을 이용하여 외부로 방출시킴으로써 광효율을 증가시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이다.
도 8의 실시예는 도 2 및 도 3의 실시예와 비교하여 회절층의 형태를 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 유기 발광 표시 장치의 회절층(300)은 데이터 배선 및 게이트 배선과 중첩한다.
구체적으로, 회절층(300)은 게이트선(121), 데이터선(171), 제1 드레인 전극(177a), 제2 드레인 전극(177b) 및 구동 전압선(172)과 중첩한다.
이때, 게이트선 및 데이터선, 구동 전압선은 이웃하는 화소 사이에 위치하므로 이들 신호선과 연결되는 화소와 동일한 색을 방출할 수 있도록 회절층의 선형 패턴 사이의 간격을 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에 위치하는 회절층,
    을 포함하고,
    상기 회절층은 상기 박막 트랜지스터의 반도체의 경계선 내에 위치하는 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 기판 위에 형성되어 있으며 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 연결되어 있는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하며 상기 박막 트랜지스터의 소스 전극과 연결되어 있는 데이터선을 더 포함하고,
    상기 회절층은 상기 게이트선 및 데이터선 중 적어도 하나와 중첩하는 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서,
    상기 회절층은 반사 물질로 이루어지는 복수의 선형 패턴
    을 포함하고,
    상기 선형 패턴은 일정한 간격으로 배열되어 있는 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제1항에서,
    상기 선형 패턴 사이의 간격은 50nm 내지 5㎛인 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에서,
    상기 반사 물질은 반사도 50% 이상인 물질로 이루어지는 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제5항에서,
    상기 반사 물질은 Al, Ag, Cu, Pd, Au, Ti, Mo 및 이들의 산화물줄 적어도 하나를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 기판,
    상기 기판 위에 위치하는 복수의 화소
    를 포함하고,
    상기 각 화소는 기판 위에 위치하는 회절층,
    상기 회절층 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
    상기 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극 위에 위치하는 유기 발광층,
    상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 회절층은 상기 박막 트랜지스터의 반도체 경계선 내에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 박막 트랜지스터는 제1 박막 트랜지스터 및 제2 박막 트랜지스터를 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 기판 위에 위치하는 게이트선,
    상기 게이트선과 교차하며 서로 분리되어 있는 데이터선 및 구동 전압선
    을 더 포함하고,
    상기 제2 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 게이트선, 데이터선 및 제1 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 각각 연결되어 있고,
    상기 제1 박막 트랜지스터의 소스 전극은 상기 구동 전압선과 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제7항에서,
    상기 회절층은 복수의 선형 패턴이 일정한 간격으로 배열되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 화소는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함하고,
    상기 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소는 상기 선형 패턴 사이의 간격이 서로 다른 유기 발광 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 선형 패턴 사이의 간격은 상기 청색 화소<녹색 화소<적색 화소 순으로 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제7항에서,
    상기 반사 물질은 반사도 50% 이상인 물질로 이루어지는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 반사 물질은 Al, Ag, Cu, Pd, Au, Ti, Mo 및 이들의 산화물줄 적어도 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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