KR20160024091A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는 기판과, 기판 상에 형성되며, 제1 금속층과 제1 유전층을 포함하는 반사제어막과, 반사제어막 상에 형성되며, 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터와, 반사제어막 상에 형성되며, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스토리지 커패시터와, 소스 전극 및 드레인 전극 중 어느 하나와 연결된 화소 전극과, 화소 전극 상에 형성되고 유기 발광층을 포함하는 중간층, 및 중간층 상에 형성된 대향 전극을 포함하며, 제1 금속층의 일부 영역은 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극인, 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
Description
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치, 보다 구체적으로 배면 발광형 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 기판; 상기 기판 상에 형성되며, 제1 금속층과 제1 유전층을 포함하는 반사제어막; 상기 반사제어막 상에 형성되며, 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 상기 반사제어막 상에 형성되며, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스토리지 커패시터; 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 어느 하나와 연결된 화소 전극; 상기 화소 전극 상에 형성되고 유기 발광층을 포함하는 중간층; 및 상기 중간층 상에 형성된 대향 전극;을 포함하며, 상기 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극은 상기 반사제어막의 상기 제1 금속층의 일부 영역인, 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 금속층은, 섬형의 제1 영역; 및 상기 제1 영역으로부터 이격되어 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역;을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은 격자로 패터닝될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 영역은 복수의 홀을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스토리지 커패시터는 상기 제2 전극을 가운데 두고 상기 제1 전극과 평행한 제3 전극을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 활성층과 동일층에 동일물질로 형성되고, 상기 제3 전극은 상기 게이트 전극, 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 게이트 전극과 동일층에 동일물질로 형성되고, 상기 제3 전극은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제3 전극은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 개재된 절연층들을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제1 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 중간층에서 발생되는 빛은 상기 반사제어막을 통과하여 외부로 방출될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 버퍼층이 개재될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은 가요성을 가질 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 관한 유기 발광 표시 장치는 스토리지 커패시터의 용량을 증가시키고 개구율을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ 부분을 확대한 도면이다.
도 4a 는 본 발명의 일 실시에로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ 부분을 확대한 도면이다.
도 4a 는 본 발명의 일 실시에로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이고, 도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 측단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲ 부분을 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 유기 발광 표시 장치는 기판(10), 기판(10) 상에 형성된 반사제어막(20), 박막 트랜지스터(TFT), 스토리지 커패시터(Cst), 배선(600), 및 유기발광소자(OLED, Organic Light emitting device)를 포함할 수 있다.
기판(10)은 광투광성을 가지며, 유리재, 또는 플라스틱재로 형성될 수 있다. 플라스틱재는 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 와 같은 다양한 재료로 형성될 수 있다. 예컨대, 기판(10)이 플라스틱재로 형성되는 경우 가요성을 가질 수 있다.
반사제어막(20)은 금속층과 유전체층을 포함하여, 외부에서 입사되는 빛을 반사시킨다. 반사 제어층은 금속층과 유전체층이 서로 교번적으로 적층되어 형성될 수 있다. 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 반사제어막(20)은 제1 금속층(210)과 제1 유전체층(220), 제2 금속층(230)과 제2 유전체층(240)이 교번적으로 적층된 구조일 수 있으나, 금속층과 유전체층의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다.
반사제어막(20)은 외부에서 입사되는 빛을 각 금속층에서 반사시켜, 반사되는 빛의 위상차가 180도가 되게 함으로써 소멸시킨다. 반사제어막(20)은 유전체의 두께를 조절함으로써 빛의 위상을 변경시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 배면 발광형(bottom emission type)으로, 유기 발광 소자에서 방출되는 빛이 반사제어막(20)과 기판을 통과하여 외부로 방출될 수 있다.
반사제어막(20)은 금속층과 유전체층의 두께를 얇게 형성하여 광투광성을 가질 수 있다. 예컨대, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 은(Ag)과 같은 금속을 약 100nm 이하로 형성하여 제1,2 금속층(210, 230)을 형성하고, SiOx와 같은 무기물을 사용하여 제1,2 유전체층(220, 240)을 형성할 수 있다. 일 실시예로, 전체 반사제어막(20)의 두께는 약 1㎛ 이하가 되도록 얇게 형성되므로 광투광성을 가질 수 있다. 이와 같은 얇은 두께의 반사제어막(20)은 리지드(rigid)한 유기 발광 표시 장치뿐만 아니라 플렉서블 유기 발광 표시 장치에도 사용될 수 있다.
금속층의 일부는 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(211)이 될 수 있다. 예컨대, 반사제어막(20)의 가장 상부에 위치한 제1 금속층(210)은 소정의 면적을 가지는 제1 영역(211)과, 제1 영역(211)으로부터 이격된 제2 영역(212)을 포함할 수 있다. 제2 영역(212)은 반사제어막(20) 상에 형성된 배선(600)과 기생 커패시턴스를 형성하기 않도록 패터닝될 수 있다. 제1 금속층(210)의 구조에 대해서는 도 4a 및 도 4b를 참조하여 해당 부분에서 후술한다.
버퍼층(30)은 반사제어막(20) 상에 형성될 수 있다. 버퍼층(30)은 기판(10) 상부에 평활한 면을 형성하고 불순원소가 침투하는 것을 차단한다.
본 발명의 일 실시에로서 도 1을 참조하면, 박막 트랜지스터(TFT)는 탑 게이트 타입(top gate type)으로, 활성층(110), 게이트 전극(120), 소스 전극(130S) 및 드레인 전극(130D)을 포함할 수 있다. 게이트 전극(120)과 활성층(110) 사이에는 이들 간의 절연을 위한 게이트 절연막으로서 제1 절연층(40)이 개재되고, 게이트 전극(120)과 소스 및 드레인 전극(130S, 130D) 사이에는 층간 절연막인 제2 절연층(50)이 개재될 수 있다. 소스 전극(130S)과 드레인 전극(130D) 상에는 제3 절연층(60) 및 제4 절연층(70)이 형성되며, 제4 절연층(70) 상에는 화소 정의막(90) 및 유기발광소자(OLED)가 배치될 수 있다. 도 1에서는 박막 트랜지스터(TFT) 상에 제3,4 절연층(60, 70)이 형성된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 화소 정의막(90)과 유기 발광 소자 하부에는 제3,4 절연층(60, 70) 중 어느 하나의 절연층만 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예로서 도 2를 참조하면, 박막 트랜지스터(TFT)는 바텀 게이트 타입(bottom gate type)으로, 게이트 전극(120'), 활성층(110'), 소스 전극(130S') 및 드레인 전극(130D')을 포함할 수 있다. 게이트 전극(120')과 활성층(110') 사이에는 게이트 절연막으로서 제1 절연층(40)이 개재되고, 활성층(110') 상에는 에치스탑층으로서 제2 절연층(50')이 개재되며, 제2 절연층(50')을 관통하여 소스 전극(130S')과 드레인 전극(130D')이 활성층(110')과 접속될 수 있다. 소스 전극(130S')과 드레인 전극(130D') 상에는 제3 절연층(60')이 형성되며, 제3 절연층(60') 상에는 화소 정의막(90) 및 유기발광소자(OLED)가 배치될 수 있다.
유기발광소자(OLED)는 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(130S, 130S') 및 드레인 전극(130D, 130D') 중 어느 하나와 연결된 화소 전극(510), 유기발광층을 포함하는 중간층(520), 및 대향 전극(530)을 포함한다.
화소 전극(510)은 유기발광층에서 방출된 빛이 배면을 향하도록 광투광성을 갖는 전극이다. 화소 전극(510)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 징크옥사이드(zinc oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zinc oxide: AZO)와 같은 투명 물질 가운데 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
유기발광층은 저분자 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다. 유기발광층이 저분자 유기물을 포함하는 경우, 중간층(520)은 정공 수송층 및 정공 주입층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 더 포함할 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 더 포함될 수 있음은 물론이다. 한편, 유기발광층이 고분자 유기물을 포함하는 경우, 중간층(520)은 전공 수송층을 더 포함할 수 있다.
대향 전극(530)은 반사전극으로 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Ag 및 Mg 중 하나 이상의 물질을 포함하는 층을 형성될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1 전극(211), 제1 전극(211)과 평행한 제2 전극(310) 및 제3 전극(410)을 포함할 수 있다. 제1 전극(211)은 반사제어막(20)의 금속층의 일부 영역에 해당한다. 제2 전극(310)은 도 1에 도시된 바와 같이 활성층(110)과 동일층에 동일물질로 형성되고, 제3 전극(410)은 게이트 전극(120)과 동일층에 동일물질로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로, 제2 전극(310)은 활성층(110)과 동일층에 동일물질로 형성되고, 제3 전극(410)은 소스 및 드레인 전극(130S, 130D)과 동일층에 동일물질로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예로, 제2 전극(310)은 도 2에 도시된 바와 같이 게이트 전극(120')과 동일층에 동일물질로 형성되고, 제3 전극(410)은 소스 및 드레인 전극(130S', 130D')과 동일층에 동일물질로 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제3 전극(410)은 제1 전극(211)과의 사이에 개재된 절연층들(30, 40)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 전극(211)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 스토리지 커패시터(Cst)는 반사제어막(20)의 금속층을 일부인 제1 영역(211)을 제1 전극(211)으로 사용하며, 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(110), 게이트 전극(120), 및 소스 및 드레인 전극(130S, 130D) 중 어느 두 개의 층을 제2,3 전극(310, 410)으로 사용함으로써, 별도로 전극층을 추가로 형성하지 않으면서 C1과 C2의 합에 해당하는 용량을 얻을 수 있다. 또한, 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 크게 형성하면서 스토리지 커패시터(Cst)가 차지하는 면적을 감소할 수 있으므로 유기 발광 표시 장치의 개구율을 증가시킬 수 있다.
도 3에서는 제3 전극(410)이 제1 전극(211)과의 사이에 개재된 절연층들(30, 40)을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 전극(211)과 전기적으로 연결된 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도 2에 도시된 바와 같이 제3 전극(410)이 소스 및 드레인 전극(130S', 130D')과 동일층에 동일물질로 형성된 경우, 제3 전극(410)은 제1 내지 제3 절연층(30, 40, 50')을 관통하는 컨택홀을 통해 제1 전극(211)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a 는 본 발명의 일 실시에로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이고, 도 4b는 본 발명의 또 다른 실시예로서 도 3의 A 부분에 해당하는 제1 금속층을 발췌하여 나타낸 평면도이다.
도 4a를 참조하면, 제1 금속층(210)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(211)에 해당하는 섬형의 제1 영역(211), 및 제1 영역(211)과 이격된 제2 영역(212)을 포함한다. 제2 영역(212)은 제1 영역(211)과 상호 이격된 채로 제1 영역(211)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제2 영역(212)은 반사제어막(20) 상에 형성된 배선(600)과의 사이에 기생 스토리지 커패시터가 형성되는 것을 방지하기 위하여 패터닝될 수 있다. 예컨대, 제2 영역(212)은 도 4a에 도시된 바와 같이 격자로 패터닝되거나, 도 4b에 도시된 바와 같이 홀(H)을 구비하도록 패터닝될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 배면 발광형 유기 발광 표시 장치에 형성되는 반사제어막(20)에 포함된 금속층의 일부 영역을 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(211)으로 형성함으로써, 전극층의 증가없이 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 증가시키고 개구율을 증가시켜 고화소의 표시 장치에 유리하다.
제1 영역(211)과 제2 영역(212)을 형성하기 위한 패터닝과 배선과 반사제어막(20)의 금속층 간의 기생 스토리지 커패시터 형성을 방지하기 위한 제 영역(212)의 패터닝을 동시헤 수행할 수 있으므로 별도의 공정 추가 및 비용 추가 없이, 스토리지 커패시터(Cst)를 제조할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 기판
20: 반사제어막
30: 버퍼층
40: 제1 절연층
50, 50': 제2 절연층,
60, 60': 제3 절연층
70: 제4 절연층
90: 화소 정의막
110, 110': 활성층
120, 120': 게이트 전극
130S, 130S': 소스 전극
130D, 130D': 드레인 전극
210: 제1 금속층
211: 제1 금속층의 제1 영역이고 스토리지 커패시터의 제1 전극
212: 제1 금속의 제2 영역
220: 제1 유전체층
230: 제2 금속층,
240: 제2 유전체층
510: 화소 전극
520: 중간층
530: 대향 전극
20: 반사제어막
30: 버퍼층
40: 제1 절연층
50, 50': 제2 절연층,
60, 60': 제3 절연층
70: 제4 절연층
90: 화소 정의막
110, 110': 활성층
120, 120': 게이트 전극
130S, 130S': 소스 전극
130D, 130D': 드레인 전극
210: 제1 금속층
211: 제1 금속층의 제1 영역이고 스토리지 커패시터의 제1 전극
212: 제1 금속의 제2 영역
220: 제1 유전체층
230: 제2 금속층,
240: 제2 유전체층
510: 화소 전극
520: 중간층
530: 대향 전극
Claims (11)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되며, 제1 금속층과 제1 유전층을 포함하는 반사제어막;
상기 반사제어막 상에 형성되며, 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
상기 반사제어막 상에 형성되며, 제1 전극 및 제2 전극을 포함하는 스토리지 커패시터;
상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 어느 하나와 연결된 화소 전극;
상기 화소 전극 상에 형성되고 유기 발광층을 포함하는 중간층; 및
상기 중간층 상에 형성된 대향 전극;을 포함하며,
상기 반사제어막의 상기 제1 금속층의 일부 영역은 상기 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극인, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1 금속층은,
섬형이고, 상기 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극인 제1 영역; 및
상기 제1 영역으로부터 이격되어 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역;을 포함하는, 유기 발광 표시 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 영역은 격자로 패터닝된, 유기 발광 표시 장치. - 제2항에 있어서,
상기 제2 영역은 복수의 홀을 포함하는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스토리지 커패시터는 상기 제2 전극을 가운데 두고 상기 제1 전극과 평행한 제3 전극을 더 포함하는, 유기 발광 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 활성층과 동일층에 동일물질로 형성되고, 상기 제3 전극은 상기 게이트 전극, 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 형성되는, 유기 발광 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제2 전극은 상기 게이트 전극과 동일층에 동일물질로 형성되고, 상기 제3 전극은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 동일물질로 형성되는, 유기 발광 표시 장치. - 제5항에 있어서,
상기 제3 전극은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이에 개재된 절연층들을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 중간층에서 발생되는 빛은 상기 반사제어막을 통과하여 외부로 방출되는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 스토리지 커패시터의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에는 버퍼층이 개재되는, 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 기판은 가요성을 갖는, 유기 발광 표시 장치.
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- 2015-01-28 US US14/607,806 patent/US9722008B2/en active Active
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