KR20150076866A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

기판; 상기 기판 위에 배치되며, 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 제1화소; 상기 기판 위에 배치되며, 제4 부화소, 제5 부화소 및 제6 부화소를 포함하는 제2화소; 일방향으로 연장되어 상기 제1 부화소, 상기 제3 부화소, 상기 제5 부화소 및 상기 제6 부화소에 각각 연결된 제1 전원선 내지 제4 전원선; 및 상기 제1 전원선 내지 제4 전원선과 교차하여 상기 제4 부화소 및 상기 제2 부화소에 각각 연결된 제5 전원선 및 제6 전원선;을 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 2개의 전원선으로 적색부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소에 구동 전압을 공급하는 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치는 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
한 쌍을 이루는 전기장 생성 전극 중 하나는 통상 스위칭 소자에 연결되어 전기 신호를 인가 받고, 전기 광학 활성층은 이 전기 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상이 표시된다.
평판 표시 장치는 스위칭 소자로서 삼단자 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 사용하며, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(data line) 등의 신호선을 포함한다.
그러나, 최근 표시장치가 대면적화, 고집적화 되어 감에 따라 전압강하(IR-Drop)로 인한 표시장치의 휘도 불균일 현상이 크게 발생한다. 예를 들면, 디지털 구동의 경우, 아날로그 구동과 달리 픽셀 발광 시 구동전압이 바로 표시장치의 화소전극으로 인가된다. 따라서, 구동전압의 편차는 표시장치의 화소전극 전압의 편차를 야기하고, 이는 표시장치의 휘도 불균일로 이어지게 된다. 디지털 구동방식은 휘도를 균일하게 유지하기 위해 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소 별로 전압을 다르게 공급한다. 따라서, 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소 별로 전원선을 각각 배치함에 따라 표시장치의 개구율이 낮아진다.
본 발명의 일 실시예는 표시장치를 제공하고자 한다. 이를 위하여 본 발명의 일 실시예는 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소를 포함하는 하나의 화소 당 2개의 전원선을 배치한 표시장치를 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 위에 배치되며, 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 제1화소; 상기 기판 위에 배치되며, 제4 부화소, 제5 부화소 및 제6 부화소를 포함하는 제2화소; 일방향으로 연장되어 상기 제1 부화소, 상기 제3 부화소, 상기 제5 부화소 및 상기 제6 부화소에 각각 연결된 제1 전원선 내지 제4 전원선; 및 상기 제1 전원선 내지 제4 전원선과 교차하여 상기 제4 부화소 및 상기 제2 부화소에 각각 연결된 제5 전원선 및 제6 전원선;을 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결된 게이트선; 상기 게이트선과 교차하며, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결된 데이터선; 및 상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결된 스위칭 트랜지스터를 더 포함수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 게이트선은 상기 제1 부화소 내지 제6 부화소와 각각 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1부화소는 적색 부화소이고, 상기 제2부화소는 녹색부화소고, 상기 제3부화소는 청색부화소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제3 부화소는 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소보다 더 큰 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제4 부화소는 적색 부화소고, 상기 제5 부화소는 녹색 부화소고, 상기 제6 부화소는 청색 부화소일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제6 부화소는 제4 부화소 및 상기 제5 부화소보다 더 큰 면적을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 전원선, 상기 제2 전원선, 상기 제3 전원선 및 상기 제4 전원선은 상기 데이터선과 동일층에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제5 전원선 및 상기 제6 전원선은 상기 게이트선과 동일층에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전원선을 상기 제 5전원선에 연결하는 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패턴은 제 4 부화소의 유지전극의 일부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제6 전원선을 상기 제3 전원선에 연결하는 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 패턴은 제 2 부화소의 구동 트랜지스터의 소스 전극의 일부일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소를 포함하는 하나의 화소 당 2개의 전원선을 배치하여 개구율을 높일 수 있고, 전류량이 큰 청색 부화소용 전원 선을 더 배치하여 전압강하(IR-Drop)를 낮출 수 있고, 서로 교차하는 전원선들을 배치한 전원 메쉬(Mesh) 구조로 인하여 추가적으로 전압강하(IR-Drop)를 낮출 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제1화소 및 제2화소의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에서 복수의 화소의 배치를 보여주는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제 1화소 및 제2화소를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제 1화소를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제2화소를 나타내는 도면이다.
도 6은 도3에서 도시된 제5전원선 및 제6전원선의 구동전압 전달 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개구율을 기존 표시장치와 비교한 도면이다.
도 8은 도 4 및 도5의 표시장치를 A-A’선, B-B’, C-C’ 및 D-D’선을 따라 자른 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 유기발광 표시장치 또는 액정표시장치 일 수 있다. 이하에서 표시장치가 유기발광 표시장치인 경우를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제1화소 및 제2화소의 등가 회로도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에서 복수의 화소의 배치를 보여주는 개략도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제 1화소 및 제2화소를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제 1화소를 나타내는 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제2화소를 나타내는 도면이다. 도 6은 도3에서 도시된 제5전원선 및 제6전원선의 구동전압 전달 경로를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 개구율을 기존 표시장치와 비교한 도면이다. 도 8은 도 4 및 도5의 표시장치를 A-A’선, B-B’, C-C’ 및 D-D’선을 따라 자른 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(D1,D2,D3,D4,D5,D6,10,20,30,40,50,60,70)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수개의 화소(PX)를 포함한다.
화소(PX)는 제1화소(1) 및 제2화소(2)를 포함한다. 제1화소(1)는 제1부화소(11), 제2부화소(12) 및 제3부화소(13)을 포함한다. 제2화소(2)는 제4부화소(21), 제5부화소(22) 및 제6부화소(23)을 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 게이트선(70), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(D1 내지 D6) 및 구동 전압을 전달하는 복수의 전원선(10,20,30,40,50,60)을 포함한다. 게이트선(70), 제5전원선(50) 및 제6전원선(60)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다. 데이터선(D1 내지 D6), 제1전압배선(10), 제2전압배선(20), 제3전압배선 및 제4전압배선의 수직 방향 부분은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23), 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23), 유지 축전소자(storage capacitor)(C11, C12, C13, C21, C22, C23) 및 유기발광소자(organic light emitting diode, 80)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 구비하며, 제어 단자는 게이트선(70)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(D1 내지 D6)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)는 게이트선(70)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 데이터선(D1 내지 D6)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)에 전달한다.
또한, 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23) 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 구비하며, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)에 연결되어 있고, 입력 단자는 전원선(10,20,30,40,50,60)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기발광소자(80)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(미도시)를 흘린다.
축전소자(C11, C12, C13, C21, C22, C23)는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전소자(C11, C12, C13, C21, C22, C23)는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)가 턴오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기발광소자(80)는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기발광소자(80)는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)의 출력 전류에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23) 및 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)는 n-채널 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor, FET)이다. 그러나 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)와 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23) 중 적어도 하나는 p-채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23, Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23), 축전소자(C11, C12, C13, C21, C22, C23) 및 유기발광소자(80)의 연결 관계가 바뀔 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 첫 번째 열에는 제1부화소(11), 제2부화소(12) 및 제3부화소(13)가 교대로 배치되어 있다. 상기 첫 번째 열과 인접한 두 번째 열은 제4부화소(21), 제5부화소(22) 및 제6부화소(23)가 교대로 배치되어 있다. 제1부화소(11) 및 제4부화소(21)는 적색을 표시하는 적색 부화소(R)이고, 제2부화소(12) 및 제5부화소(22)는 녹색을 표시하는 녹색 부화소(G)이며, 제3부화소(13) 및 제6부화소(23)는 청색을 표시하는 청색 부화소(B)일 수 있다. 두 개의 적색 부화소(R), 두 개의 녹색 부화소(G) 및 두 개의 청색 부화소(B)를 포함한 여섯 개의 화소는 하나의 군(group)을 이루어 행을 따라 반복되어 있다.
그리고, 동일한 행에는 동일한 색의 화소가 배치되어 있다. 제1 행에는 적색부화소(R)가 배치되어 있으며, 제2행에는 녹색부화소(G)가 배치되어 있으며, 제3 행에는 청색부화소(B)가 배치되어 있다.
본 발명의 화소(PX)의 전체적인 연결 구조는 상기와 같다. 상기와 같은 연결구조를 제1부화소(11) 내지 제6부화소(23)에 따라 각각 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1전원선(10)은 적색부화소 구동전압을 공급하고, 제3전원선(30)은 녹색부화소에 구동전압을 공급하고, 제2전원선(20) 및 제4전원선(40)은 청색부화소에 구동전압을 공급한다. 제5전원선(50)은 제1전원선(10)과 연결되어 적색부화소에 구동전압을 공급하거나, 독립적으로 적색부화소에 구동전압를 공급한다. 제6전원선(60)은 제3전원선(30)과 연결되어 녹색부화소 구동전압을 공급하거나, 독립적으로 녹색부화소 구동전압을 공급한다. 각 전원선별 공급 전압을 상기와 같이 전제하고 하기에서 각 부화소 별로 설명한다.
또한, 제1부화소(11), 제2부화소(12), 제4부화소(21) 및 제5부화소(22)는 서로 동일한 면적을 갖고, 제3부화소(13) 및 제6부화소(23)는 서로 동일한 면적를 갖는다. 제3부화소(13) 및 제6부화소(23)는 제1부화소(11), 제2부화소(12), 제4부화소(21) 및 제5부화소(22)보다 더 큰 면적을 갖는다. 즉, 적색부화소와 녹색부화소는 서로 동일한 면적을 갖고, 청색부화소는 적색부화소 및 녹색부화소보다 더 큰 면적을 갖는다. 각 화소별 크기를 상기와 같이 전제하고 하기에서 각 부화소 별로 설명한다.
도 1, 도 3, 도4 및 도5를 참고하면, 제1부화소(11)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11), 구동 박막 트랜지스터(Tb11), 축전소자(C11) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제1부화소(11)는 적색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta11)은 스위칭 반도체층(220), 스위칭 게이트전극(221), 스위칭 소스전극(222) 및 스위칭 드레인 전극(223)을 포함한다. 스위칭 소스전극(222)은 제4접촉구멍(273)을 통하여 스위칭 반도체층(220)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(223)은 제5접촉구멍(274)을 통하여 스위칭 반도체층(220)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(221)은 게이트선(70)에서 돌출된 형태일 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(Tb11)은 구동 반도체층(210), 구동 게이트전극(211), 구동 소스전극(212) 및 구동 드레인 전극(213)을 포함한다. 구동 소스전극(212)은 제1접촉구멍(270)을 통하여 구동 반도체층(210)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(213)은 제2접촉구멍(271)을 통하여 구동 반도체층(210)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 구동 소스전극(212)은 제1전원선(10)에서 돌출된 형태이거나 제1전원선(10)의 일부분일 수 있다.
제1부화소(11)는 게이트선(70), 제1데이터선(D1) 및 제1전원선(10)과 연결된다. 제1전원선(10)은 제1부화소(11)에 적색부화소 구동전압을 공급한다.
도6에 도시된 바와 같이, 제1전원선(10)은 제1전원선 접촉구멍(276)을 통하여 제5전원선(50)과 연결된다. 따라서, 제1전원선(10)은 제5전원선(50)과 연결되어 제4부화소(21)인 적색부화소에 구동전압을 공급할 수 있다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11)에서 스위칭 소스 전극(222)은 제1데이터선(D1)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(221)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제1데이터선(D1)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb11)에서 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 드레인 전극(213)이 제3접촉구멍(272)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(260)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 소스 전극(212)은 제1전원선(10)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 게이트 전극(211)은 제5접촉구멍(274), 제6접촉구멍(275) 및 연결 부재(250)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11)의 드레인 전극(223)에 연결되어, 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 소스 전극(212)과 드레인 전극(213)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 드레인 전극(213)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb11)의 게이트 전극(211)과 소스 전극(212) 사이의 전압 차이에 의한 전류량에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C11)은 게이트 전극(211)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(230)이 제1전원선(10)에서 돌출된 제2유지전극(240)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
제2부화소(12)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta12), 구동 박막 트랜지스터(Tb12), 축전소자(C12) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제2부화소(12)는 녹색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta12)은 스위칭 반도체층(320), 스위칭 게이트전극(321), 스위칭 소스전극(322) 및 스위칭 드레인 전극(323)을 포함한다. 스위칭 소스전극(322)은 제4접촉구멍(373)을 통하여 스위칭 반도체층(320)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(323)은 제5접촉구멍(374)을 통하여 스위칭 반도체층(320)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(321)은 게이트선(70)에서 돌출된 형태일 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(Tb12)은 구동 반도체층(310), 구동 게이트전극(311), 구동 소스전극(312) 및 구동 드레인 전극(313)을 포함한다. 구동 소스전극(312)은 제1접촉구멍(370)을 통하여 구동 반도체층(310)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(313)은 제2접촉구멍(371)을 통하여 구동 반도체층(310)의 드레인영역(미도시)과 연결된다.
제2부화소(12)는 게이트선(70), 제2데이터선(D2) 및 제6전원선(60)과 연결된다. 제6전원선(60)은 제2부화소(12)에 녹색부화소 구동전압을 공급한다.
제 2부화소(12)는 제6전원선(60)을 제3전원선(30)에 연결하는 패턴을 더 포함한다. 상세하게는, 제6전원선(60)은 제1돌출부(380) 및 제2돌출부(680)을 포함한다. 제1돌출부(380)는 제6전원선 접촉구멍(376)을 통하여 구동 소스전극(312)과 연결된다. 제2돌출부(680)는 제3전원선 접촉구멍(676)을 통하여 제3전원선(30)과 연결된다. 따라서, 상기 패턴은 제2부화소(12)의 구동 트랜지스터의 구동 소스전극(312)의 일부 및 제1돌출부(380)일 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 제6전원선(60)은 제3전원선(30)과 연결되어 제2부화소(12)인 녹색부화소에 구동전압을 공급할 수 있다. 물론, 제6전원선(60)은 제3전원선(30)과 연결되지 아니하고, 독립적으로 녹색부화소에 구동전압을 공급할 수 있다. 이러한 경우에는 제6전원선(60)의 일단이 녹색부화소에 구동전압을 공급하는 전원 공급부(미도시)에 연결되어야한다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta12)에서 스위칭 소스 전극(322)은 제2데이터선(D2)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(321)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta12)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제2데이터선(D2)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb12)에서는 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 드레인 전극(313)이 제3접촉구멍(372)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(360)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 소스 전극(312)은 제6전원선(60)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 게이트 전극(311)은 제5접촉구멍(374), 제6접촉구멍(375) 및 연결 부재(350)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta12)의 드레인 전극(323)에 연결되어 있으므로 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 소스 전극(312)과 드레인 전극(313)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 드레인 전극(313)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb12)의 게이트 전극(311)과 소스 전극(312) 사이의 전압 차이에 의한 전류의 양에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C12)은 게이트 전극(311)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(330)이 제1전원선(10)에서 돌출된 제2유지전극(340)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
제3부화소(13)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta13), 구동 박막 트랜지스터(Tb13), 축전소자(C13) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제3부화소(13)는 청색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta13)은 스위칭 반도체층(420), 스위칭 게이트전극(421), 스위칭 소스전극(422) 및 스위칭 드레인 전극(423)을 포함한다. 스위칭 소스전극(422)은 제4접촉구멍(473)을 통하여 스위칭 반도체층(420)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(423)은 제5접촉구멍(474)을 통하여 스위칭 반도체층(420)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(421)은 게이트전극 접촉구멍(476), 게이트선 접촉구멍(377) 및 게이트선 연결부재(480)을 통하여 게이트선(70)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(Tb13)은 구동 반도체층(410), 구동 게이트전극(411), 구동 소스전극(412) 및 구동 드레인 전극(413)을 포함한다. 구동 소스전극(412)은 제1접촉구멍(470)을 통하여 구동 반도체층(410)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(413)은 제2접촉구멍(471)을 통하여 구동 반도체층(410)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 구동 소스전극(412)은 제1전원선(10)에서 돌출된 형태이거나 제1전원선(10)의 일부분일 수 있다.
한편, 제1접촉구멍(470), 제2접촉구멍(471) 및 제3접촉구멍(472)은 청색부화소인 제3부화소(13)의 크기를 고려하여 복수개 형성될 수 있다.
제3부화소(13)는 게이트선(70), 제3데이터선(D3) 및 제2전원선(20)과 연결된다. 제2전원선(20)은 제3부화소(13)에 청색부화소 구동전압을 공급한다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta13)에서 스위칭 소스 전극(422)은 제3데이터선(D3)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(421)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta13)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제3데이터선(D3)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb13)에서는 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 드레인 전극(413)이 제3접촉구멍(472)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(460)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 소스 전극(412)은 제2전원선(20)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 게이트 전극(411)은 제5접촉구멍(474), 제6접촉구멍(475) 및 연결 부재(450)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta13)의 드레인 전극(423)에 연결되어 있으므로 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 소스 전극(412)과 드레인 전극(413)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 드레인 전극(413)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb13)의 게이트 전극(411)과 소스 전극(412) 사이의 전압 차이에 의한 전류의 양에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C13)은 게이트 전극(411)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(430)이 제1전원선(10)에서 돌출된 제2유지전극(440)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
제4부화소(21)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta21), 구동 박막 트랜지스터(Tb21), 축전소자(C21) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제4부화소(21)는 적색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta21)은 스위칭 반도체층(520), 스위칭 게이트전극(521), 스위칭 소스전극(522) 및 스위칭 드레인 전극(523)을 포함한다. 스위칭 소스전극(522)은 제4접촉구멍(573)을 통하여 스위칭 반도체층(520)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(523)은 제5접촉구멍(574)을 통하여 스위칭 반도체층(520)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(521)은 게이트선(70)에서 돌출된 형태일 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(Tb21)은 구동 반도체층(510), 구동 게이트전극(511), 구동 소스전극(512) 및 구동 드레인 전극(513)을 포함한다. 구동 소스전극(512)은 제1접촉구멍(570)을 통하여 구동 반도체층(510)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(513)은 제2접촉구멍(571)을 통하여 구동 반도체층(510)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 구동 소스전극(512)은 제2유지전극(540)에서 돌출된 형태이거나 제2유지전극(540)의 일부분일 수 있다.
제4부화소(21)는 게이트선(70), 제4데이터선(D4) 및 제5전원선(50)과 연결된다. 제5전원선(50)은 제4부화소(21)에 적색부화소 구동전압을 공급한다.
제4부화소(21)는 제1전원선(10)을 제5전원선(50)에 연결하는 패턴을 더 포함한다. 상세하게는, 제5전원선(50)은 제1전원선 접촉구멍(276)을 통하여 제1전원선(10)과 연결된다. 상기 패턴은 제4부화소(21)의 제2유지전극(540)의 돌출부(541)일 수 있다.
즉, 도6에 도시된 바와 같이, 제5전원선(50)은 제5전원선 접촉구멍(576)을 통하여 제2유지전극 돌출부(541)과 연결되고, 제2유지전극 돌출부(541)와 연결된 구동 소스전극(512)에 적색부화소 구동전압을 공급한다. 물론, 제5전원선(50)은 제1전원선(10)과 연결되지 아니하고, 독립적으로 적색부화소 구동전압을 공급할 수 있다. 이러한 경우에는 제5전원선(50)의 일단이 적색부화소 구동전압을 공급하는 전원 공급부(미도시)에 연결되어야 한다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta21)에서 스위칭 소스 전극(522)은 제4데이터선(D4)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(521)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta21)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제4데이터선(D4)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb21)에서는 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 드레인 전극(513)이 제3접촉구멍(572)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(560)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 소스 전극(512)은 제5전원선(50)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 게이트 전극(511)은 제5접촉구멍(574), 제6접촉구멍(575) 및 연결 부재(550)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta21)의 드레인 전극(523)에 연결되어 있으므로 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 소스 전극(512)과 드레인 전극(513)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 드레인 전극(513)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb21)의 게이트 전극(511)과 소스 전극(512) 사이의 전압 차이에 의한 전류의 양에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C21)은 게이트 전극(511)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(530)이 제3전원선(30)에서 돌출된 제2유지전극(540)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
제5부화소(22)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta22), 구동 박막 트랜지스터(Tb22), 축전소자(C22) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제5부화소(22)는 녹색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta22)은 스위칭 반도체층(620), 스위칭 게이트전극(621), 스위칭 소스전극(622) 및 스위칭 드레인 전극(623)을 포함한다. 스위칭 소스전극(622)은 제4접촉구멍(673)을 통하여 스위칭 반도체층(620)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(623)은 제5접촉구멍(674)을 통하여 스위칭 반도체층(620)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(621)은 게이트선(70)에서 돌출된 형태일 수 있다.
구동 박막 트랜지스터(Tb22)은 구동 반도체층(610), 구동 게이트전극(611), 구동 소스전극(612) 및 구동 드레인 전극(613)을 포함한다. 구동 소스전극(612)은 제1접촉구멍(670)을 통하여 구동 반도체층(610)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(613)은 제2접촉구멍(671)을 통하여 구동 반도체층(610)의 드레인영역(미도시)과 연결된다.
제5부화소(22)는 게이트선(70), 제5데이터선(D5) 및 제3전원선(30)과 연결된다. 제3전원선(30)은 제5부화소(22)에 녹색부화소 구동전압을 공급한다.
도6에 도시된 바와 같이, 제3전원선(30)은 제3전원선 접촉구멍(676)을 통하여 제6전원선(60)의 제2돌출부(680)와 연결된다. 따라서, 제3전원선(30)은 제6전원선(60)과 연결되어 제2부화소(12)인 녹색부화소에 녹색부화소 구동전압을 공급할 수 있다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta22)에서 스위칭 소스 전극(622)은 제5데이터선(D5)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(621)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta22)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제5데이터선(D5)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb22)에서는 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 드레인 전극(613)이 제3접촉구멍(672)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(660)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 소스 전극(612)은 제3전원선(30)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 게이트 전극(611)은 제5접촉구멍(674), 제6접촉구멍(675) 및 연결 부재(650)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta22)의 드레인 전극(623)에 연결되어 있으므로 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 소스 전극(612)과 드레인 전극(613)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 드레인 전극(613)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb22)의 게이트 전극(611)과 소스 전극(612) 사이의 전압 차이에 의한 전류의 양에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C22)은 게이트 전극(611)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(630)이 제3전원선(30)에서 돌출된 제2유지전극(640)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
제6부화소(23)는 스위칭 박막 트랜지스터(Ta23), 구동 박막 트랜지스터(Tb23), 축전소자(C23) 및 유기발광소자(80)를 포함한다. 제6부화소(23)는 청색부화소일 수 있다.
스위칭 박막 트랜지스터(Ta23)은 스위칭 반도체층(720), 스위칭 게이트전극(721), 스위칭 소스전극(722) 및 스위칭 드레인 전극(723)을 포함한다. 스위칭 소스전극(722)은 제4접촉구멍(773)을 통하여 스위칭 반도체층(720)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 스위칭 드레인전극(723)은 제5접촉구멍(774)을 통하여 스위칭 반도체층(720)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 스위칭 게이트전극(721)은 게이트전극 접촉구멍(776), 게이트선 접촉구멍(777) 및 게이트선 연결부재(780)을 통하여 게이트선(70)과 연결된다.
구동 박막 트랜지스터(Tb23)은 구동 반도체층(260), 구동 게이트전극(711), 구동 소스전극(712) 및 구동 드레인 전극(713)을 포함한다. 구동 소스전극(712)은 제1접촉구멍(770)을 통하여 구동 반도체층(260)의 소스영역(미도시)과 연결된다. 구동 드레인전극(713)은 제2접촉구멍(771)을 통하여 구동 반도체층(260)의 드레인영역(미도시)과 연결된다. 한편, 구동 소스전극(712)은 제4전원선(40)에서 돌출된 형태이거나 제4전원선(40)의 일부분일 수 있다.
한편, 제1접촉구멍(770), 제2접촉구멍(771) 및 제3접촉구멍(772)은 청색부화소인 제6부화소(23)의 크기를 고려하여 복수개 형성될 수 있다.
제6부화소(23)는 게이트선(70), 제6데이터선(D6) 및 제4전원선(40)과 연결된다. 제4전원선(40)은 제6부화소(23)에 청색부화소 구동전압을 공급한다.
보다 상세하게는, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta23)에서 스위칭 소스 전극(722)은 제6데이터선(D6)에 연결되어 있고, 스위칭 게이트 전극(721)은 게이트선(70)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막 트랜지스터(Ta23)는 게이트선(70)을 통해 전달되는 게이트 신호에 응답하여 제6데이터선(D6)을 통해 전달되는 데이터 신호를 단속한다.
구동 박막 트랜지스터(Tb23)에서는 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 드레인 전극(713)이 제3접촉구멍(772)을 통해 유기발광소자의 일 전극, 다시 말해, 화소 전극(760)에 연결되고, 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 소스 전극(712)은 제4전원선(40)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 게이트 전극(711)은 제5접촉구멍(774), 제6접촉구멍(775) 및 연결 부재(750)를 통해 스위칭 박막 트랜지스터(Ta23)의 드레인 전극(723)에 연결되어 있으므로 입력되는 데이터 신호의 전압 변화에 응답하여 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 소스 전극(712)과 드레인 전극(713)의 전류 흐름을 제어하여 유기발광소자(80)의 발광량을 제어한다.
즉, 유기발광소자는 일단이 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 드레인 전극(713)에 연결되어 있어서, 구동 박막 트랜지스터(Tb23)의 게이트 전극(711)과 소스 전극(712) 사이의 전압 차이에 의한 전류의 양에 대응하는 광을 발광한다.
축전소자(C23)은 게이트 전극(711)과 함께 패터닝되어 형성되는 제1유지전극(730)이 제3전원선(30)에서 돌출된 제2유지전극(740)과 축전기를 형성하여 구동 전압을 축적한다.
상기와 같이 픽셀(PX)의 제1화소(1) 및 제2화소(2)를 구성할 경우, 개구율을 향상시키고 구동전압의 전압강하를 방지할 수 있다.
상세하게는, 제1화소(1)는 적색부화소 구동전압을 공급하는 제1전원선(10) 및 청색부화소 구동전압을 공급하는 제2전원선(20)이 배치된다. 따라서, 기존에 비해 녹색부화소 구동전압을 공급하는 전원선 하나가 배재된다. 제2화소(2)는 녹색부화소 구동전압을 공급하는 제3전원선(30) 및 청색부화소 구동전압을 공급하는 제4전원선(40)이 배치된다. 따라서, 기존에 비해 적색부화소 구동전압을 공급하는 전원선 하나가 배제된다. 종합하면, 기존에는 한 픽셀(PX)당 6개의 전원선이 필요했으나, 본 발명은 4개의 전원선만 배치하면 되므로 개구율이 향상된다.
한편, 제5전원선(50) 및 제6전원선(60)은 기존의 게이트선이 전원선으로 활용되는 경우이다. 그리고, 하나의 게이트선(70)으로 6개의 부화소에 게이트 신호를 인가하므로, 제5전원선(50) 및 제6전원선(60) 추가에 따른 개구율 저하는 발생하지 않는다.
한편, 본 발명은 청색부화소 구동전압을 공급하는 전원선을 게이트선(70)과 평행하게 더 배치할 수 있다. 상기 청색부화소 구동전압을 공급하는 전원선은 표시장치의 개구율 및 청색부화소 구동전압의 전압강하를 적절히 고려하여 더 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 청색부화소 구동전압을 공급하는 전원선을 게이트선(70)과 평행하게 더 배치하고, 청색부화소 구동전압을 공급하는 제2전원선(20) 또는 제4전원선(40) 중 하나를 미배치 할 수 있다. 다시 말하면, 제2전원선(20) 또는 제4전원선(40)을 게이트선(70)과 평행하게 배치하고, 나머지 하나는 그대로 둘 수 있다. 예를 들면, 제 2전원선(20)은 게이트선(70)과 평행하게 배치하고, 제4전원선과 연결될 수 있다. 따라서, 제2전원선(20)은 제4전원선(40)의 청색화소 구동전압을 제3부화소(13)에 공급한다. 즉, 제2전원선(20)은 제5전원선(50) 또는 제 6전원선(60)과 동일한 기능을 한다.
도 7을 참조하면, (a)는 적색부화소, 녹색부화소 및 청색부화소를 포함하는 하나의 화소당 세 개의 전원선으로 구동전압을 공급하는 경우이다. (b)는 적색부화소, 녹색부화소 및 청색부화소를 포함하는 하나의 화소당 하나의 전원선으로 구동전압을 공급하는 경우이다. (c)는 본 발명의 일예이다.
(a)의 경우 적색부화소, 녹색부화소 및 청색부화소마다 개별적으로 수직 방향의 전원선을 배치하므로 개구율이 18% 이하이다. (b)의 경우 적색부화소, 녹색부화소 및 청색부화소 당 하나의 수직 방향의 전원선이 배치되지만, 색상별로 독립적으로 전원을 인가해야 하므로 본 발명의 제5전원선(50) 또는 제6전원선(60)에 해당하는 수평 방향의 전원선이 3개 필요하므로 개구율 면에서 (a)와 동일한 18% 이다. 기존과 달리, 본 발명은 적색부화소, 녹색부화소 및 청색부화소 당 두 개의 수직 방향의 전원선이 배치되고, 기존의 게이트선을 이용하여 수평 방향의 전원선이 2개 추가되므로 (a)나 (b)보다 높아진 21.3%의 개구율 수치를 나타낸다.
또한, 청색부화소 구동전압을 공급하는 전원선(20,40)을 두 개 배치함에 따라, 전류량이 큰 청색부화소에 보다 많은 전류가 흐르게 되므로 전체적으로 구동전압의 IR-Drop이 감소된다. 물론, 제5전원선(50) 및 제6전원선(60)을 추가로 배치함에 따른 전압 강하(Ir-Drop) 감소량도 발생한다.
이하에서는 도 3, 도 4 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1부화소(11) 및 제1전원선(10) 내지 제6전원선(60)을 예로 들어 더욱 설명한다. 제1부화소(11)의 스위칭 박막 트랜지스터(Ta11, Ta12, Ta13, Ta21, Ta22, Ta23)는 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)와 적층 구조가 동일하므로 생략한다. 또한, 다른 부화소(12,13,21,22,23)들의 박막 트랜지스터 구조는 제1부화소(11)의 구동 박막 트랜지스터(Tb11, Tb12, Tb13, Tb21, Tb22, Tb23)와 적층 구조가 동일하므로 설명은 생략한다.
도 3, 도 4 및 도 8을 참조하면, 기판(110)는 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 기판(110)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다.
기판(110) 위에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 불순 원소의 침투를 방지하며 표면을 평탄화하는 역할을 하는 것으로, 이러한 역할을 수행할 수 있는 다양한 물질로 형성될 수 있다. 일예로, 버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)막, 산화 규소(SiO2)막, 산질화 규소(SiOxNy)막 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 그러나, 버퍼층(120)은 기판(110)상에 반드시 배치될 필요는 없으며, 기판(110)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 위에 구동 반도체층(210)이 형성된다. 구동 반도체층(210)은 다결정 규소막, 비정질 규소막, 및 IGZO(Indium-Galuim-Zinc Oxide)과 IZTO(Indium-Zinc-Tin Oxide)와 같은 산화물 반도체 중 어느 하나로 형성된다. 예를 들어, 구동 반도체층(210)이 다결정 규소막인 경우, 구동 반도체층(210)은 불순물이 도핑되지 않은 채널 영역(135)과, 채널 영역(135)의 양 옆으로 p+ 도핑되어 형성된 소스 영역(137) 및 드레인 영역(136)을 포함한다. 이 때, 도핑되는 이온 물질은 붕소(B)와 같은 P형 불순물이며, 주로 B2H6이 사용된다. 여기서, 이러한 불순물은 박막 트랜지스터의 종류에 따라 달라진다.
본 발명은 박막 트랜지스터로 P형 불순물을 사용한 PMOS 구조의 박막 트랜지스터가 사용되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 박막 트랜지스터로 NMOS 구조 또는 CMOS 구조의 박막 트랜지스터도 모두 사용될 수 있다. 또한, 박막 트랜지스터는 다결정 박막 트랜지스터일수도 있고 비정질 규소막을 포함한 비정질 박막 트랜지스터 또는 산화물 반도체 박막 트랜지스터일수도 있다.
구동 반도체층(210) 위에는 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성된 게이트 절연막(140)이 형성된다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx), 및 산화 규소(SiO2) 중 하나 이상을 포함하여 형성된다. 일례로, 게이트 절연막(140)은 40nm의 두께를 갖는 질화 규소막과 80nm의 두께를 갖는 테트라에톡시실란막이 차례로 적층된 이중막으로 형성될 수 있다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에서, 게이트 절연막(140)이 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다.
게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트전극(211)을 포함하는 제1유지전극(230) 및 게이트선(70)이 형성된다. 게이트선(70)은 스위칭 게이트전극(221,321) 및 그 밖에 선을 더 포함한다. 그리고 구동 게이트전극(211)은 구동 반도체층(210)의 적어도 일부, 특히 채널 영역(135)과 중첩되도록 형성된다. 구동 게이트전극(211)은 구동 반도체층(210)을 형성하는 과정에서 구동 반도체층(210)의 소스 영역(137)과 드레인 영역(136)에 불순물을 도핑할 때 채널 영역(135)에는 불순물이 도핑되는 것을 차단하는 역할을 한다.
구동 게이트전극(211)과 제1유지 전극(230)은 서로 동일한 층에 위치하며, 실질적으로 동일한 금속 물질로 형성된다. 이때, 금속 물질은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 및 텅스텐(W) 중 하나 이상을 포함한다. 일례로, 구동 게이트전극(211) 및 제1유지전극(230)은 몰리브덴(Mo) 또는 몰리브덴(Mo)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(140) 상에는 구동 게이트전극(211)을 덮는 층간 절연막(160)이 형성된다. 게이트 절연막(140)과 층간 절연막(160)은 구동 반도체층(210)의 소스 영역(137)을 드러내는 제1 접촉 구멍(270) 및 드레인 영역(136)을 드러내는 제2 접촉 구멍(271)을 함께 갖는다. 층간 절연막(160)은, 게이트 절연막(140)과 마찬가지로, 테트라에톡시실란(TetraEthylOrthoSilicate, TEOS), 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiOx) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
층간 절연막(160) 위에는 구동 소스전극(212) 및 제2유지전극(240,340,440)을 포함하는 제1전원선(10), 제2전원선(20), 구동 소스전극(612) 및 제2유지전극(540,640,740)을 포함하는 제3전원선(30), 제4전원선(40), 제5전원선(50), 제6전원선(60), 데이터선(D1 내지 D6), 연결부재(250) 및 구동 드레인전극(213)이 형성된다. 그리고 구동 소스전극(212) 및 구동 드레인전극(213)은 각각 접촉 구멍(270,271)들을 통해 구동 반도체층(210)의 소스영역(137) 및 드레인영역(136)과 연결된다.
이와 같이, 구동 반도체층(210), 구동 게이트전극(211), 구동 소스전극(212) 및 구동 드레인전극(213)을 포함한 구동 박막 트랜지스터(Ta11)가 형성된다. 또한, 제1유지전극(230) 및 제2유지전극(240)을 포함한 축전 소자(C11)도 형성된다. 이때, 층간 절연막(160)은 축전 소자(C11)의 유전체가 된다.
박막 트랜지스터(Ta11,Tb11)의 구성은 전술한 예에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 전문가가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 구성으로 다양하게 변형 가능하다.
층간 절연막(160) 상에는 데이터선(D1 내지 D6) 및 전원선(10 내지 60)을 덮는 평탄화막(180)이 형성된다. 평탄화막(180)은 그 위에 형성될 유기 발광 소자(80)의 발광 효율을 높이기 위해 단차를 없애고 평탄화시키는 역할을 한다. 또한, 평탄화막(180)은 구동 드레인전극(213)의 일부를 노출시키는 제3 접촉 구멍(272)을 갖는다.
평탄화막(180)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolicresin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly(phenylenethers) resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(poly(phenylenesulfides) resin), 및 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 중 하나 이상의 물질로 만들어질 수 있다.
평탄화막(180) 상에 유기 발광 소자(80)의 화소 전극(260)이 형성된다. 여기서 화소 전극(260)은 애노드 전극을 말한다. 화소 전극(260)은 평탄화막(180)의 제3 접촉 구멍(272)을 통해 구동 드레인전극(213)과 연결된다.
또한, 평탄화막(180) 위에는 화소 전극(260)을 드러내는 개구부를 갖는 화소 정의막(190)이 형성된다. 즉, 화소 전극(260)은 화소 정의막(190)의 개구부에 대응하도록 배치된다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지로 만들어질수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부 영역 내에서 화소 전극(260) 상에 유기 발광층(720)이 형성되고, 화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 상에는 공통 전극(730)이 형성된다.
이와 같이, 화소 전극(260), 유기 발광층(720), 및 공통 전극(730)을 포함하는 유기 발광 소자(80)가 형성된다.
화소 전극(260)과 공통 전극(730) 중 어느 하나는 투명한 도전성 물질로 형성되고 다른 하나는 반투과형 또는 반사형 도전성 물질로 형성될 수 있다. 화소 전극(260) 및 공통 전극(730)을 형성하는 물질의 종류에 따라, 유기 발광 표시 장치는 전면 발광형, 배면 발광형 또는 양면 발광형이 될 수 있다.
투명한 도전성 물질로는 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 물질을 사용할 수 있다. 반사형 물질로는 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미뮴(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 물질을 사용할 수 있다.
유기 발광층(720)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물로 이루어진다. 이러한 유기 발광층(720)은 정공 주입층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 발광층, 전자 수송층(electrontransportiong layer, ETL), 그리고 전자 주입층(electron-injection layer, EIL)을 포함하는 다중막으로 형성된다. 즉, 정공 주입층은 양극인 화소 전극(260) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광 소자(80) 위로 봉지기판(200)이 배치된다. 봉지기판(200)은 기판(110)와 대향 배치되어 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자(80)를 커버한다. 봉지기판(200)도, 기판(110)과 마찬가지로, 유리, 석영 및 세라믹 등으로 만들어진 투명한 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 또한, 봉지기판(200)은 밀봉부재일 수 있고, 유기막과 무기막이 교대로 적층된 박막구조 일 수 있다.
한편, 본 발명이 액정표시장치인 경우에는, 화소 전극(260)은 제3접촉 구멍(272)을 통하여 구동 드레인전극(213)과 물리적?전기적으로 연결되어 있으며, 구동 드레인전극(213)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다. 데이터 전압이 인가된 화소 전극(260)은 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(260)과 공통 전극은 축전소자[이하 “액정 축전소자(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프(turn-off)된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
이상에서 설명된 표시장치의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 보호범위는 본 발명 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등예를 포함할 수 있다.
Ta11,Ta12,Ta13,Ta21,Ta22,Ta23:스위칭 박막 트랜지스터
Tb11,Tb12,Tb13,Tb21,Tb22,Tb23:구동 박막 트랜지스터
C11,C12,C13,C21,C22,C23:축전 소자
D1:제1데이터선 D2:제2데이터선
D3:제3데이터선 D4:제4데이터선
D5:제5데이터선 D6:제6데이터선
PX:화소 1:제1화소
2:제2화소 11:제1부화소
12:제2부화소 13:제3부화소
21:제4부화소 22:제5부화소
23:제6부화소
10:제1전원선 20:제2전원선
30:제3전원선 40:제4전원선
50:제5전원선 60:제6전원선
70:게이트선 80:유기발광소자
110:기판 120:버퍼층
135:채널영역 136:드레인영역
137:소스영역 140:게이트절연막
160:층간절연막 180:평탄화막
190:화소정의막 195:화소정의막 개구부
200:봉지기판
210,310,410,510,610,710: 구동 반도체층
211,311,411,511,611,711: 구동 게이트전극
212,312,412,512,612,712: 구동 소스전극
213,413,414,514,614,714: 구동 드레인전극
220,320,420,520,620,720: 스위칭 반도체층
221,321,421,521,621,721:스위칭 게이트전극
222,322,422,522,622,722: 스위칭 소스전극
223,323,423,523,623,723:스위칭 드레인전극
230,330,430,530,630,730:제1유지전극
240,340,440,540,640,740:제2유지전극
250,350,450,550,650,750:연결부재
260,360,460,560,660,760:화소전극
270,370,470,570,670,770:제1 접촉구멍
271,371,471,571,671,771:제2 접촉구멍
272,372,472,572,672,772:제3 접촉구멍
273,373,473,573,673,773:제4 접촉구멍
274,374,474,574,674,774:제5 접촉구멍
275,375,475,575,675,775:제6 접촉구멍
276:제1전원선 접촉구멍 376:제6전원선 접촉구멍
377,777:게이트선 접촉구멍 380:제1돌출부
476,776:게이트전극 접촉구멍 480,780:게이트선 연결부재
541:제2유지전극 돌출부 576:제5전원선 접촉구멍
676:제3전원선 접촉구멍 680:제2돌출부
720:유기발광층 730:공통전극

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 배치되며, 제1 부화소, 제2 부화소 및 제3 부화소를 포함하는 제1화소;
    상기 기판 위에 배치되며, 제4 부화소, 제5 부화소 및 제6 부화소를 포함하는 제2화소;
    일방향으로 연장되어 상기 제1 부화소, 상기 제3 부화소, 상기 제5 부화소 및 상기 제6 부화소에 각각 연결된 제1 전원선 내지 제4 전원선; 및
    상기 제1 전원선 내지 제4 전원선과 교차하여 상기 제4 부화소 및 상기 제2 부화소에 각각 연결된 제5 전원선 및 제6 전원선;을 포함하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결된 게이트선;
    상기 게이트선과 교차하며, 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소에 연결된 데이터선; 및
    상기 게이트선 및 상기 데이터선과 연결된 스위칭 트랜지스터를 더 포함하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 게이트선은 상기 제1 부화소 내지 제6 부화소와 각각 연결된 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 부화소는 적색 부화소이고, 상기 제2 부화소는 녹색 부화소고, 상기 제3부화소는 청색 부화소인 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 부화소는 상기 제1 부화소 및 상기 제2 부화소보다 더 큰 면적을 갖는 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제4 부화소는 적색 부화소고, 상기 제5 부화소는 녹색 부화소고, 상기 제6 부화소는 청색 부화소인 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제6 부화소는 제4 부화소 및 상기 제5 부화소보다 더 큰 면적을 갖는 표시장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 전원선, 상기 제2 전원선, 상기 제3 전원선 및 상기 제4 전원선은 상기 데이터선과 동일층에 형성된 표시장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 제5 전원선 및 상기 제6 전원선은 상기 게이트선과 동일층에 형성된 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전원선을 상기 제 5전원선에 연결하는 패턴을 더 포함하는 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 패턴은 제 4 부화소의 유지전극의 일부인 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제6 전원선을 상기 제3 전원선에 연결하는 패턴을 더 포함하는 표시장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 패턴은 제 2 부화소의 구동 트랜지스터의 소스 전극의 일부인 표시장치.
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