KR20160129185A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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KR20160129185A
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강철규
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Abstract

본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수개의 화소가 위치하는 표시 영역, 상기 표시 영역의 외곽에 해당하는 주변 영역을 포함하는 표시 기판, 상기 표시 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선, 상기 복수개의 스캔선과 교차하고 있으며 데이터 신호 및 구동 전압을 각각 전달하는 복수개의 데이터선 및 구동 전압선, 상기 복수개의 스캔선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자, 상기 복수개의 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 유기 발광층, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 공통 전극, 상기 데이터선과 평행하게 배치되어 있으며 공통 전압을 상기 공통 전극으로 전달하는 공통 전압선을 포함하고, 상기 공통 전압선은 상기 주변 영역에 위치하는 외부 공통 전압 입력부와 연결되어 있는 공통 전압 입력선, 상기 공통 전극과 연결되어 있는 공통 전압 출력선을 포함할 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며, 하나의 전극인 캐소드(cathode)로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극인 애노드(anode)로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
유기 발광 표시 장치는 캐소드, 애노드 및 유기 발광층으로 이루어진 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수개의 화소를 포함하며, 각 화소에는 유기 발광 다이오드를 구동하기 위한 복수개의 트랜지스터 및 커패시터(Capacitor)가 형성되어 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 전류를 변화시켜 계조를 표현하는 아날로그 구동(analog driving) 방식과, 구동 트랜지스터의 스위칭 동작으로 발광 시간을 조절하여 계조를 표현하는 디지털 구동(digital driving) 방식을 사용하고 있다. 특히, 디지털 구동 방식의 유기 발광 표시 장치는 하나의 프레임(frame) 내에 화소 내의 구동 트랜지스터가 몇 번의 서브 프레임(sub frame)을 안정적으로 구현할 수 있느냐가 관건이 된다. 따라서, 데이터선의 부하(load)를 최소화시키기 위해 데이터선의 저항을 낮추어 IR 강하(drop)를 최소화시켜야 한다.
이러한 디지털 구동 방식의 경우 구동 전압이 직접적으로 유기 발광 다이오드에 인가되어 휘도를 결정하므로 IR 강하의 영향이 강해, 전류 편차에 따른 휘도 편차가 매우 커지게 되어 유기 발광 표시 패널의 휘도 균일도(Long range uniformity, LRU)를 감소시킨다.
즉, 외부 구동 전압 공급부에 가까운 화소는 IR 강하량이 작아서 외부 구동 전압 공급부에서 먼 화소에 비해 유기 발광 다이오드에 걸리는 구동 전압이 높다. 따라서, 외부 구동 전압 공급부에 가까운 화소에 상대적으로 구동 전류의 양이 증가되고 이로 인한 발열이 외부 구동 전압 공급부에서 먼 화소에 비해 증가한다. 이와 같은 구동 전압의 증가와 더불어 외부 구동 전압 공급부에 가까운 화소의 온도의 상승으로 외부 구동 전압 공급부에서 가까운 화소와 먼 화소 사이에 구동 전류 편차가 발생하고, 이로 인해 휘도 편차가 발생하게 된다.
또한, 외부 구동 전압 공급부에서 가까운 화소의 휘도가 너무 밝아서 외부 구동 전압 공급부에서 가까운 화소의 수명이 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공통 전압선의 IR 강하를 최소화하는 동시에 휘도 균일도를 향상시킬 수 있는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수개의 화소가 위치하는 표시 영역, 상기 표시 영역의 외곽에 해당하는 주변 영역을 포함하는 표시 기판, 상기 표시 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선, 상기 복수개의 스캔선과 교차하고 있으며 데이터 신호 및 구동 전압을 각각 전달하는 복수개의 데이터선 및 구동 전압선, 상기 복수개의 스캔선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자, 상기 복수개의 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극, 상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 유기 발광층, 상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 공통 전극, 상기 데이터선과 평행하게 배치되어 있으며 공통 전압을 상기 공통 전극으로 전달하는 공통 전압선을 포함하고, 상기 공통 전압선은 상기 주변 영역에 위치하는 외부 공통 전압 입력부와 연결되어 있는 공통 전압 입력선, 상기 공통 전극과 연결되어 있는 공통 전압 출력선을 포함할 수 있다.
상기 공통 전압선은 상기 공통 전압 입력선과 상기 공통 전압 출력선을 서로 연결하고 있는 공통 전압 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 영역은 상기 표시 영역의 상반부에 해당하는 상부 영역, 상기 표시 영역의 하반부에 해당하는 하부 영역, 그리고, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역의 사이에 해당하는 중앙선 영역을 포함하고, 상기 공통 전압 연결부는 상기 중앙선 영역에 위치하고 있을 수 있다.
상기 공통 전압 출력선과 연결되어 있는 더미 화소 전극, 상기 공통 전극과 상기 공통 전압 출력선을 직접 연결하고 있는 레이저 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 공통 전압선은 상기 데이터선 및 상기 구동 전압선과 동일한 층에 위치하고 있을 수 있다.
상기 스캔선을 덮고 있는 층간 절연막을 더 포함하고, 상기 공통 전압선은 상기 층간 절연막 위에 형성되어 있을 수 있다.
상기 층간 절연막 및 공통 전압선을 덮고 있는 보호막, 상기 더미 화소 전극은 상기 보호막 위에 형성되어 있을 수 있다.
상기 레이저 연결부는 상기 보호막 및 상기 더미 화소 전극을 관통하고 있을수 있다.
상기 공통 전압 입력선은 상기 상부 영역에 위치하는 상부 공통 전압 입력선, 상기 하부 영역에 위치하는 하부 공통 전압 입력선을 포함하고, 상기 공통 전압 출력선은 상기 상부 영역에 위치하는 상부 공통 전압 출력선, 상기 하부 영역에 위치하는 하부 공통 전압 출력선을 포함하며, 상기 상부 공통 전압 입력선과 상기 상부 공통 전압 출력선은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있고, 상기 하부 공통 전압 입력선과 상기 하부 공통 전압 출력선은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있을 수 있다.
상기 외부 공통 전압 입력부는 상기 상부 영역에 인접한 제1 외부 공통 전압 입력부, 상기 하부 영역에 인접한 제2 외부 공통 전압 입력부를 포함하고, 상기 제1 외부 공통 전압 입력부는 상기 상부 공통 전압 입력선과 연결되어 있고, 상기 제2 외부 공통 전압 입력부는 상기 하부 공통 전압 입력선과 연결되어 있을 수 있다.
상기 공통 전압 출력선의 폭의 크기는 상기 공통 전압 입력선의 폭의 크기 이상일 수 있다.
상기 복수개의 화소는 적색을 발광하는 적색 화소, 녹색을 발광하는 녹색 화소 및 청색을 발광하는 청색 화소를 포함하며, 상기 복수개의 구동 전압선은 상기 적색 화소에 인가되는 적색 구동 전압선, 상기 녹색 화소에 인가되는 녹색 구동 전압선 및 상기 청색 화소에 인가되는 청색 구동 전압선을 포함하고, 상기 적색 구동 전압선의 폭, 상기 녹색 구동 전압선의 폭 및 상기 청색 구동 전압선의 폭의 크기의 합은 상기 공통 전압 출력선의 폭의 크기 이상일 수 있다.
상기 스위칭 소자는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하고, 상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 구동 트랜지스터의 스위칭 동작으로 발광 시간을 조절하여 계조를 표현하는 디지털 구동 방식을 사용하도록 형성된 디지털 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 대형 디지털 구동 방식의 유기 발광 표시 장치에서 공통 전압 입력선과 공통 전압 출력선으로 이루어진 공통 전압선을 형성함으로써, 공통 전압선의 전압 강하를 최소화하는 동시에 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 디지털 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시 패널의 세로 위치에 따른 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 크기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 영역의 하부 영역과 이에 인접한 주변 영역의 개략적인 배치도이다.
도 6은 도 5의 VI-VI선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 영역의 하부 영역의 구체적인 배치도로서, 도 3의 A 부분의 확대 배치도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 영역의 중앙 영역의 구체적인 배치도로서, 도 3의 B 부분의 확대 배치도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 10은 도 8의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 발명이 없는 한 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분의 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, "~ 상에" 또는 "~ 위에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것을 의미하며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
또한, 첨부 도면에서 도시된 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)와 커패시터(capacitor)의 갯수에 한정되지 않으며, 유기 발광 표시 장치는 하나의 화소에 복수개의 트랜지스터와 하나 이상의 커패시터를 구비할 수 있으며, 별도의 배선이 더 형성되거나 기존의 배선이 생략되어 다양한 구조를 갖도록 형성할 수도 있다. 여기서, 화소는 화상을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기 발광 표시 장치는 복수의 화소들을 통해 화상을 표시한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 표시 패널(10), 스캔 구동부(20), 데이터 구동부(30), 타이밍 컨트롤러(40)를 포함한다.
유기 발광 표시 패널(10)은 서로 교차하여 복수개의 화소(PX)를 정의하는 복수개의 스캔선(SL1 내지 SLm), 복수개의 데이터선(DL1 내지 DLn), 복수개의 구동 전압선(PL1 내지 PLn)을 포함한다. 복수개의 스캔선(SL1 내지 SLm)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 복수개의 데이터선(DL1 내지 DLn) 및 복수개의 구동 전압선(PL1 내지 PLn)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 복수개의 스캔선(SL1 내지 SLm)과 복수개의 데이터선(DL1 내지 DLn) 각각에 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(T1), 복수개의 스위칭 트랜지스터(T1)와 복수개의 구동 전압선(PL1 내지 PLn) 각각의 사이에 연결되어 있는 스토리지 커패시터(storage capacitor)(Cst) 및 구동 트랜지스터(driving transistor)(T2)와, 구동 트랜지스터(T2)에 연결되어 있는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLD)를 포함한다.
스캔 구동부(20)는 복수개의 스캔선(SL1 내지 SLm)에 스캔 신호를 인가하고, 데이터 구동부(30)는 복수개의 데이터선(DL1 내지 DLn)에 데이터 신호를 인가한다.
스위칭 트랜지스터(T1)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스캔선(SL1 내지 SLm)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(DL1 내지 DLn)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 트랜지스터(T2)에 연결되어 있다. 스위칭 트랜지스터(T1)는 스캔선(SL1 내지 SLm)에 인가되는 스캔 신호에 응답하여 데이터선(DL1 내지 DLn)에 인가되는 데이터 신호를 구동 트랜지스터(T2)에 전달한다.
구동 트랜지스터(T2) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 트랜지스터(T1)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압(ELVDD)을 전달하는 구동 전압선(PL1 내지 PLn)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(OLD)에 연결되어 있다.
유기 발광 다이오드(OLD)는 구동 트랜지스터(T2)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(ELVSS)을 전달하는 공통 전압선(741)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다.
스캔 신호에 따라 스위칭 트랜지스터(T1)가 턴 온(turn on)되면, 데이터 신호가 스토리지 커패시터(Cst) 및 구동 트랜지스터(T2)의 제어 단자에 충전되고, 그에 따라 구동 트랜지스터(T2)가 턴 온(turn on)되어 구동 전압선(PL1 내지 PLn)의 구동 전압(ELVDD)이 유기 발광 다이오드(OLD)에 인가되고, 유기 발광 다이오드(OLD)가 빛을 방출한다.
타이밍 컨트롤러(40)는 외부 시스템(도시하지 않음)으로부터 영상 신호 및 각종 제어 신호를 공급받아 RGB 신호, 데이터 제어 신호 및 스캔 제어 신호를 생성하여 스캔 구동부(20) 및 데이터 구동부(30)에 전달한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 디지털 구동 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 디지털 구동 방식에서는 복수개의 서브 필드(sub field)가 모여 이루어진 프레임(frame) 별로 영상의 계조(gray level)를 표시할 수 있다.
여기서, 서브 필드는 각 화소에 데이터 신호를 입력하기 위한 기입 구간(writing period)과 유기 발광 다이오드(OLD)가 실제로 빛을 방출하는 발광 구간(emitting period)을 포함할 수 있고, 또한 유기 발광 다이오드(OLD)의 빛 방출을 중지하는 소거 구간(erasing period)을 더 포함하는 것도 가능하다.
예를 들어, 32계조로 영상을 표시하고자 하는 경우에, 하나의 프레임은, 도 2에서와 같이 제1 서브 필드 내지 제5 서브 필드(SF1 내지 SF5)로 나누어질 수 있고, 제1 서브 필드 내지 제5 서브 필드(SF1 내지 SF5) 각각은 기입 구간, 발광 구간으로 다시 나누어질 수 있다. 그리고 발광 구간의 길이를 조절하여 해당 서브 필드의 가중치(binary weight)를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 필드(SF1)의 가중치를 20으로 설정하고, 제2 서브 필드(SF2)의 가중치를 21으로 설정하는 식으로, 가중치가 2n(n = 0, 1, 2, 3, 4)의 비율로 증가되도록 각 서브 필드의 가중치를 결정할 수 있다. 이러한 구조의 프레임은 영상을 총 32(= 25)가지의 계조로 구현할 수 있다. 예를 들어, 제32 계조의 영상을 구현하는 경우에는 제1 서브 필드(SF1)부터 제5 서브 필드(SF5)를 모두 온(on) 시키면 된다. 즉, 제1 서브 필드(SF1)부터 제5 서브 필드(SF5) 각각의 기입 구간 동안 데이터선으로 유기 발광 다이오드를 온 시키는 데이터 신호를 공급하고, 기입 구간 이후의 발광 구간 동안 유기 발광 다이오드를 발광시킴으로써 제32 계조를 표시할 수 있다. 이와 달리, 제10 계조를 구현하는 경우에는 2(21)의 가중치를 갖는 제2 서브 필드(SF2)와 8(23)의 가중치를 갖는 제4 서브 필드(SF4)를 온 시키면 된다. 즉, 제2 서브 필드(SF2) 및 제4 서브 필드(SF4) 각각의 기입 구간 동안에는 데이터선으로 유기 발광 다이오드를 온 시키는 데이터 신호를 공급하고, 제1 서브 필드(SF1), 제3 서브 필드(SF3) 및 제5 서브 필드(SF5) 각각의 기입 구간 동안에는 데이터선으로 유기 발광 다이오드를 오프(off) 시키는 데이터 신호를 공급함으로써, 제2 서브 필드(SF2) 및 제4 서브 필드(SF4) 각각의 발광 구간 동안에는 유기 발광 다이오드를 발광시키고, 제1 서브 필드(SF1), 제3 서브 필드(SF3) 및 제5 서브 필드(SF5) 각각의 발광 구간 동안에는 유기 발광 다이오드가 발광하지 않도록 하여, 제10 계조를 표시할 수 있다.
이와 같이, 각 화소에 인가되는 데이터 신호는 유기 발광 다이오드를 온 또는 오프 시키는 두 가지 전압값을 가지므로, 이러한 시분할 구동방식을 디지털 구동 방식이라고도 한다. 이러한 디지털 구동 방식을 사용하도록 형성된 디지털 구동부(1)는 타이밍 컨트롤러(40)에 형성될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디지털 구동부(1)는 스캔 구동부(20) 또는 데이터 구동부(30)에 형성될 수도 있다.
그리고, 도 2에서는 하나의 프레임이 5개의 서브 필드로 이루어진 5비트(bit) 구동의 경우를 예로 들었으나, 하나의 프레임을 이루는 서브 필드의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 도 2에서는 하나의 프레임에서 가중치의 크기가 증가하는 순서에 따라 서브 필드들이 배열되는 것을 예로 들었지만, 하나의 프레임에서 가중치가 감소하는 순서에 따라 배열될 수도 있고, 또는 가중치에 무관하게 서브 필드들이 배열될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 패널(10)의 상측 및 하측에 각각 상부 데이터 구동부(31) 및 하부 데이터 구동부(32)가 부착되어 있다. 상부 데이터 구동부(31) 및 하부 데이터 구동부(32)는 각각 상부 타이밍 컨트롤러(41) 및 하부 타이밍 컨트롤러(42)에 연결되어 있다.
유기 발광 표시 패널(10)은 표시 기판(110), 표시 기판(110) 위에 형성되어 있는 복수개의 화소(PX)를 포함한다. 표시 기판(110)은 복수개의 화소(PX)가 위치하는 표시 영역(DA), 표시 영역(DA)의 외곽에 해당하는 주변 영역(PA)을 포함한다. 표시 영역(DA)은 표시 영역(DA)의 상반부에 해당하는 상부 영역(UP), 표시 영역(DA)의 하반부에 해당하는 하부 영역(DP), 그리고, 상부 영역(UP)과 하부 영역(DP)의 사이에 해당하는 중앙선 영역(CP)을 포함한다.
상부 영역(UP)에는 복수개의 상부 화소(PXu)가 형성되어 있고, 하부 영역(DP)에는 복수개의 하부 화소(PXd)가 형성되어 있으며, 중앙선 영역(CP)에는 중앙 화소(PXc)가 형성되어 있다. 그리고, 데이터선(171)은 상부 화소(PXu) 및 중앙 화소(PXc)에 데이터 신호를 전달하는 상부 데이터선(171u), 하부 화소(PXd)에 데이터 신호를 전달하는 하부 데이터선(171d)으로 분리되어 있다. 본 실시예에서는 상부 데이터선(171u)이 중앙 화소(PXc)에 연결되어 있으나, 하부 데이터선(171d)이 중앙 화소(PXc)에 연결될 수도 있다.
따라서, 상부 데이터 구동부(31)는 상부 데이터선(171u)을 통해 상부 화소(PXu) 및 중앙 화소(PXc)에 데이터 신호를 전달하고, 하부 데이터 구동부(32)는 하부 데이터선(171d)을 통해 하부 화소(PXd)에 데이터 신호를 전달한다. 이와 같이, 복수개의 화소는 상부 화소(PXu) 및 중앙 화소(PXc)와 하부 화소(PXd)로 분할되어 구동되므로, 데이터선(171)의 저항을 낮춰 데이터선(171)의 부하(load)를 절반으로 감쇄시킬 수 있다.
공통 전압선(741)은 공통 전압 입력선(741a), 공통 전압 출력선(741b), 그리고 공통 전압 입력선(741a)과 공통 전압 출력선(741b)을 서로 연결하는 공통 전압 연결부(741c)를 포함한다.
공통 전압 입력선(741a)은 상부 영역(UP)에 위치하는 상부 공통 전압 입력선(741au), 하부 영역(DP)에 위치하는 하부 공통 전압 입력선(741ad)을 포함한다. 그리고, 공통 전압 출력선(741b)은 상부 영역(UP)에 위치하는 상부 공통 전압 출력선(741bu), 하부 영역(DP)에 위치하는 하부 공통 전압 출력선(741bd)을 포함한다. 상부 공통 전압 입력선(741au)과 상부 공통 전압 출력선(741bu)은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있고, 하부 공통 전압 입력선(741ad)과 하부 공통 전압 출력선(741bd)은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있다.
외부 공통 전압 입력부(126)는 상부 영역(UP)에 인접한 제1 외부 공통 전압 입력부(126u), 하부 영역(DP)에 인접한 제2 외부 공통 전압 입력부(126d)를 포함한다. 제1 외부 공통 전압 입력부(126u)는 상부 공통 전압 입력선(741au)과 연결되어 있고, 제2 외부 공통 전압 입력부(126d)는 하부 공통 전압 입력선(741ad)과 연결되어 있다. 제1 외부 공통 전압 입력부(126u)와 제2 외부 공통 전압 입력부(126d)는 주변 영역(PA)에 형성될 수 있다.
공통 전압 연결부(741c)는 중앙선 영역(CP)에 형성되어 있으며, 상부 공통 전압 입력선(741au)과 상부 공통 전압 출력선(741bu)을 서로 연결하는 상부 공통 전압 연결부(741cu), 하부 공통 전압 입력선(741ad)과 하부 공통 전압 출력선(741bd)을 서로 연결하는 하부 공통 전압 연결부(741cd)를 포함한다.
공통 전압(ELVSS)은 상부 타이밍 컨트롤러(41) 및 하부 타이밍 컨트롤러(42)로부터 공통 전압 입력선(741a), 즉 상부 공통 전압 입력선(741au) 및 하부 공통 전압 입력선(741ad)을 통해 중앙선 영역(CP)까지 직접 전달된다. 공통 전압 입력선(741a)은 표시 영역(DA)을 전면적으로 덮고 있는 공통 전극(730)과 직접 연결되어 있지 않다. 그리고, 중앙선 영역(CP)에서 공통 전압 입력선(741a)은 공통 전압 연결부(741c)를 통해 공통 전압 출력선(741b)과 연결되어 있다. 따라서, 중앙선 영역(CP)에서 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)으로 공통 전압(ELVSS)이 전달된다. 이 때, 공통 전압 출력선(741b)은 공통 전극(730)과 직접 연결되어 있다.
주변 영역(PA)에서 중앙선 영역(CP)까지 공통 전압 입력선(741a)을 통해 공통 전압이 전달된다. 이 때, 공통 전압 입력선(741a)은 공통 전극(730)과 직접 연결되어 있지 않으므로 공통 전압의 IR 강하가 작다. 그리고, 중앙선 영역(CP)에서 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)까지 공통 전압 출력선(741b)을 통해 공통 전극(730)으로 공통 전압(ELVSS)이 전달된다. 이 때, 공통 전압 출력선(741b)은 공통 전극(730)과 직접 연결되어 있으므로 공통 전압(ELVSS)의 IR 강하가 어느 정도 발생하게 된다.
따라서, 중앙선 영역(CP)에서 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)으로 갈수록 공통 전압이 높아지게 된다. 즉, 공통 전압(ELVSS)은 (-)전압이므로 IR 강하에 의해 공통 전압이 높아지게 된다. 이는 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)에서 중앙선 영역(CP)으로 갈수록 공통 전압(ELVSS)이 낮아지게 됨을 의미한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 유기 발광 표시 패널의 세로 위치에 따른 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 크기 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)에서 중앙선 영역(CP)까지 갈수록 구동 전압(ELVDD)이 저하되며, 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)에서 중앙선 영역(CP)까지 갈수록 공통 전압(ELVSS)은 높아지게 된다. 따라서, 하부 영역(DP)에서의 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 차이값(Va), 중앙선 영역(CP)에서의 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 차이값(Vb), 상부 영역(UP)에서의 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 차이값(Vc)은 서로 유사해진다. 이와 같이, 따라서, 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 차이는 중앙선 영역(CP), 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)에서 서로 유사하므로, 구동 전압(ELVDD)과 공통 전압(ELVSS)간의 차이에 대응하는 휘도도 중앙선 영역(CP), 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)에서 서로 유사해진다.
이와 같이, 서로 분리된 공통 전압 입력선(741a)과 공통 전압 출력선(741b)을 형성하고, 중앙선 영역(CP)에 위치하는 공통 전압 연결부(741c)를 이용하여 이들을 연결함으로써, 공통 전압(ELVSS)의 IR 강하를 최소화하는 동시에 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
그러면 도 1 및 도 3에 도시한 유기 발광 표시 장치의 표시 영역과 이에 인접한 주변 영역에 위치하는 공통 전압 입력선 및 외부 공통 전압 입력부에 대해 이하에서 도 5 및 도 6을 참고로 상세하게 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하부 공통 전압 입력선을 공통 전압 입력선으로 간단히 명명하여 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 표시 기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다. 버퍼층(120)은 질화규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(120) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
주변 영역(PA)에 위치한 게이트 절연막(140) 위에는 표시 영역(DA)에 공통 전압을 인가하기 위한 외부 공통 전압 입력부(126)가 형성되어 있다.
외부 공통 전압 입력부(126) 위에는 이를 덮는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 질화 규소 또는 산화 규소 등으로 형성될 수 있다. 층간 절연막(160)에는 외부 공통 전압 입력부(126)의 일부를 노출하는 제1 외부 접촉 구멍(65)이 형성되어 있다. 제1 외부 접촉 구멍(65)에는 보조 부재(179)가 형성되어 있으며, 표시 영역(DA)에 위치한 층간 절연막(160) 위에는 공통 전압 입력선(741a)이 형성되어 있다. 보조 부재(179) 및 공통 전압 입력선(741a) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 유기물과 무기물의 적층막 등으로 만들어질 수 있다.
보호막(180)에는 보조 부재(179)를 노출하는 제2 외부 접촉 구멍(83)과, 공통 전압 입력선(741a)을 노출하는 제3 외부 접촉 구멍(84)이 형성되어 있다. 보호막(180) 위에는 외부 연결 부재(711)가 형성되어 있다. 외부 연결 부재(711)는 제2 외부 접촉 구멍(83)을 통해 보조 부재(179)와 접촉하고 있으며, 제3 외부 접촉 구멍(84)을 통해 공통 전압 입력선(741a)과 접촉하고 있다. 따라서, 외부 공통 전압 입력부(126)를 통해 입력된 공통 전압(ELVSS in)은 보조 부재(179), 외부 연결 부재(711)를 통해 공통 전압 입력선(741a)까지 전달된다.
보호막(180) 및 외부 연결 부재(711) 위에는 이를 덮는 화소 정의막(350)이 형성되어 있다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin) 등의 유기물 또는 실리카 계열의 무기물로 만들어 질 수 있다.
화소 정의막(350) 위에는 공통 전극(730)이 형성되어 있다. 공통 전극(730)에는 공통 전압 출력선(741b)을 통해 출력되는 공통 전압(ELVSS out)이 전달된다. 공통 전극(730) 위에는 밀봉 기판(210)이 대향하고 있다. 주변 영역(PA)에 위치한 화소 정의막(350) 위에는 게터(getter)(3)가 형성되어 있으며, 게터(3)는 표시 영역(DA)을 둘러싸고 있다. 게터(3)는 흡습제를 포함할 수 있다.
그러면 도 1 및 도 3에 도시한 유기 발광 표시 장치의 구체적인 구조에 대하여 도 7, 도 8, 도 9 및 도 10을 도 1 및 도 3과 함께 참고하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 영역의 하부 영역의 구체적인 배치도로서, 도 3의 A 부분의 확대 배치도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 영역의 중앙 영역의 구체적인 배치도로서, 도 3의 B 부분의 확대 배치도이며, 도 9는 도 8의 IX-IX선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 8의 X-X선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
이하에서 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구체적인 평면상 구조에 대해 우선 상세히 설명하고, 도 9 및 도 10을 참조하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
우선, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 복수개의 화소(PX)는 열 방향으로 배치되어 있는 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)를 포함한다.
각 화소(PX)는 스캔 신호(Sn)를 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(121)을 포함하고, 스캔선(121)과 교차하고 있으며 화소(PX)에 데이터 신호(Dm)를 인가하는 데이터선(171)을 포함한다.
데이터 신호(Dm)는 적색 데이터 신호(Dm_R), 녹색 데이터 신호(Dm_G) 및 청색 데이터 신호(Dm_B)를 포함하며, 데이터선(171)은 적색 데이터 신호(Dm_R)를 전달하는 적색 데이터선(171R), 녹색 데이터 신호(Dm_G)를 전달하는 녹색 데이터선(171G), 청색 데이터 신호(Dm_B)를 전달하는 청색 데이터선(171B)을 포함한다.
구동 전압(ELVDD)을 전달하는 구동 전압선(172)은 데이터선(171)과 평행하게 배치되어 있는 수직 구동 전압선(172a), 스캔선(121)과 평행하게 배치되어 있는 수평 구동 전압선(172b)을 포함한다. 수직 구동 전압선(172a)은 적색 구동 전압(ELVDD_R)을 전달하는 적색 수직 구동 전압선(172aR), 녹색 구동 전압(ELVDD_G)을 전달하는 녹색 수직 구동 전압선(172aG), 청색 구동 전압(ELVDD_B)을 전달하는 청색 수직 구동 전압선(172aB)을 포함하며, 수평 구동 전압선(172b)은 적색 수직 구동 전압선(172aR)에 연결되어 있는 적색 수평 구동 전압선(도시하지 않음), 녹색 수직 구동 전압선(172aG)에 연결되어 있는 녹색 수평 구동 전압선(도시하지 않음), 청색 수직 구동 전압선(172aB)에 연결되어 있는 청색 수평 구동 전압선을 포함한다.
이와 같이, 구동 전압선(172)은 수직 구동 전압선(172a)과 수평 구동 전압선(172b)으로 이루어진 메쉬(mesh) 구조로 형성되어 구동 전압(ELVDD)의 전압 강하를 최소화할 수 있다.
또한, 각 화소(PX)에는 스위칭 트랜지스터(T1), 구동 트랜지스터(T2), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 유기 발광 다이오드(OLD)가 형성되어 있다.
그리고, 도 3 및 도 7에 도시한 바와 같이, 하부 영역(DP)에 형성되어 있는 공통 전압 입력선(741a)은 공통 전압 출력선(741b)과 서로 이격되어 있으며 서로 연결되어 있지 않다. 이 때, 공통 전압 입력선(741a)은 제1 저저항 접촉 구멍(41a)을 통해 제1 저저항 부재(25a)와 연결되어 있으며, 공통 전압 출력선(741b)은 제2 저저항 접촉 구멍(41b)을 통해 제2 저저항 부재(25b)와 연결되어 있다. 따라서, 공통 전압 입력선(741a)과 공통 전압 출력선(741b)의 저항을 최소화하여 IR 강하를 최소화할 수 있다.
그리고, 도 3 및 도 8에 도시한 바와 같이, 중앙선 영역(CP)에 형성되어 있는 공통 전압 입력선(741a)과 공통 전압 출력선(741b)은 공통 전압 연결부(741c)를 통해 서로 연결되어 있다.
공통 전압 출력선(741b)은 더미 접촉 구멍(82)을 통해 더미 화소 전극(712)과 접촉하고 있으며, 더미 화소 전극(712) 위에는 공통 전극(730)이 직접 적층되어 있다. 이러한 더미 접촉 구멍(82) 위치에 레이저를 조사하여 공통 전극(730)과 공통 전압 출력선(741b)을 단락시켜 레이저 연결부(LD)를 형성한다. 따라서, 공통 전극(730)은 공통 전압 출력선(741b)에 직접 연결된다.
이와 같이, 중앙선 영역(CP)에 위치하는 공통 전압 연결부(741c)를 이용하여 서로 분리된 공통 전압 입력선(741a)과 공통 전압 출력선(741b)을 연결하고, 공통 전압 출력선(741b)을 레이저 연결부(LD)를 통해 공통 전극(730)에 직접 연결함으로써, 공통 전압(ELVSS)의 IR 강하를 최소화하는 동시에 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
한편, IR 강하량과 휘도 균일도는 트레이드 오프(trade off) 관계이므로 최적화가 필요하다.
공통 전압 입력선(741a)은 공통 전압(ELVSS)의 전압 강하량을 결정짓는 주된 요소이고, 공통 전압 출력선(741b)은 휘도 균일도를 결정짓는 주된 요소이다.
아래 표 1에는 공통 전압선(741)과 구동 전압선(172)의 폭에 따른 휘도 균일도의 시뮬레이션 결과가 나타나 있다.
　 폭(um) 중앙휘도(nit) LRU(%) 단색 LRU(%)
　 공통전압입력선 공통전압출력선 ELVDD_R ELVDD_G ELVDD_B ELVDD_R+G+B R G B
실험예1 25 50 12 17 19 48 135 88.5 90 80 92
실험예2 12 55 14 21 21 56 115 92.8 90 88 90
실험예3 23 48 11 17 22 50 151 86.7 88 86 87
실험예4 40 31 11 17 22 50 169 87.6 91 86 83
실시예 34 37 10 18 22 50 151 88 89 88 85
표 1에 나타난 바와 같이, 실험예 1 및 실험예 2를 보면, 공통 전압 출력선(741b)의 폭이 유사하고, 공통 전압 입력선(741a)의 폭이 좁을수록, 휘도 균일도(LRU)는 약간 높아지고 중앙 휘도는 낮아지는 것을 확인할 수 있다.
또한, 실험예 3 및 실험예 4를 보면, 공통 전압 출력선(741b)의 폭이 넓을수록 화이트 밸런스(white balance)를 위한 단색 휘도 균일도(LRU) 편차가 적어지는 것을 확인할 수 있다. 그리고 공통 전압 입력선(741a)의 폭이 매우 작아지면 전압 강하량이 증가하므로 원하는 중앙 영역의 휘도를 얻기 위해서는 더 높은 전압이 필요하게 되어 소비 전력이 증가하는 부작용을 초래한다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 공통 전압 출력선(741b)의 폭의 크기(d2)는 공통 전압 입력선(741a)의 폭의 크기(d1) 이상일 수 있다. 이와 같이, 공통 전압 출력선(741b)의 폭의 크기(d2)와 공통 전압 입력선(741a)의 폭의 크기(d1)를 조절하여 중앙선 영역(CP)과 상부 영역(UP) 및 하부 영역(DP)간의 휘도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 적색 구동 전압선(172aR)의 폭의 크기(d3), 녹색 구동 전압선(172aG)의 폭의 크기(d4) 및 청색 구동 전압선(172aB)의 폭의 크기(d5)의 합은 공통 전압 출력선(741b)의 폭의 크기(d1) 이상일 수 있다.
이와 같이 공통 전압 출력선(741b), 공통 전압 입력선(741a), 구동 전압선(172)의 폭의 크기를 조절함으로써, 전압 강하량을 최소화하면서 최선의 휘도 균일도를 확보할 수 있도록 최적화할 수 있다.
한편, 하나의 화소의 구체적인 구조에 대해 청색 화소(B)를 기준으로 이하에서 상세히 설명한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 청색 화소(B)의 스위칭 트랜지스터(T1)는 스위칭 반도체층(135a), 스위칭 게이트 전극(125a), 스위칭 소스 전극(176a) 및 스위칭 드레인 전극(177a)을 포함한다. 스위칭 게이트 전극(125a)은 스캔선(121)에 연결되어 있으며, 스위칭 소스 전극(176a)는 청색 데이터선(171B)의 일부이다.
구동 트랜지스터(T2)는 구동 반도체층(135b), 구동 게이트 전극(125b), 구동 소스 전극(176b) 및 구동 드레인 전극(177b)을 포함한다. 구동 게이트 전극(125b)은 스위칭 드레인 전극(177a)과 연결 접촉 구멍(64)을 통해 연결되어 있다. 구동 소스 전극(176b)은 수직 구동 전압선(172a)의 일부이고 구동 드레인 전극(177b)은 화소 전극(710)과 제1 화소 접촉 구멍(81)을 통해 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 서로 중첩하고 있는 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)을 포함한다. 제1 스토리지 축전판(128)은 구동 게이트 전극(125b)에서 연장된 일부이고, 제2 스토리지 축전판(178)은 수직 구동 전압선(172a)의 일부이다. 스토리지 커패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 축전판(128, 178) 사이의 전압에 의해 스토리지 커패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다.
따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 전압선(172)을 통해 제2 스토리지 축전판(178)에 전달된 구동 전압(ELVDD)과 구동 게이트 전극(125b)의 게이트 전압간의 차에 대응하는 스토리지 커패시턴스를 저장한다.
다음으로, 도 9 및 도 10을 참조하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시 기판(110)은 유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등으로 이루어진 절연성의 표시 기판일 수 있다.
표시 기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다. 버퍼층(120) 위에는 서로 이격된 위치에 스위칭 반도체층(135a) 및 구동 반도체층(135b)이 형성되어 있다.
이러한 반도체층(135a, 135b)은 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체로 이루어질 수 있으며, 산화물 반도체는 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 인듐―갈륨―아연 산화물(InGaZnO4), 인듐―아연 산화물(Zn―In―O), 아연―주석 산화물(Zn―Sn―O) 인듐―갈륨 산화물 (In―Ga―O), 인듐―주석 산화물(In―Sn―O), 인듐―지르코늄 산화물(In―Zr―O), 인듐―지르코늄―아연 산화물(In―Zr―Zn―O), 인듐―지르코늄―주석 산화물(In―Zr―Sn―O), 인듐―지르코늄―갈륨 산화물(In―Zr―Ga―O), 인듐―알루미늄 산화물(In―Al―O), 인듐―아연―알루미늄 산화물(In―Zn―Al―O), 인듐―주석―알루미늄 산화물(In―Sn―Al―O), 인듐―알루미늄―갈륨 산화물(In―Al―Ga―O), 인듐―탄탈륨 산화물(In―Ta―O), 인듐―탄탈륨―아연 산화물(In―Ta―Zn―O), 인듐―탄탈륨―주석 산화물(In―Ta―Sn―O), 인듐―탄탈륨―갈륨 산화물(In―Ta―Ga―O), 인듐―게르마늄 산화물(In―Ge―O), 인듐―게르마늄―아연 산화물(In―Ge―Zn―O), 인듐―게르마늄―주석 산화물(In―Ge―Sn―O), 인듐―게르마늄―갈륨 산화물(In―Ge―Ga―O), 티타늄―인듐―아연 산화물(Ti―In―Zn―O), 하프늄―인듐―아연 산화물(Hf―In―Zn―O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체층(135a, 135b)이 산화물 반도체로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
스위칭 반도체층(135a)은 채널 영역(1355a)과 채널 영역(1355a)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356a) 및 드레인 영역(1357a)으로 구분된다. 스위칭 반도체층(135a)의 채널 영역(1355a)은 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)를 포함할 수 있으며, 스위칭 반도체층(135a)의 소스 영역(1356a) 및 드레인 영역(1357a)은 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)을 포함할 수 있다. 동일하게 구동 반도체층(135b)은 채널 영역(1355b)과 채널 영역(1355b)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356b) 및 드레인 영역(1357b)으로 구분된다.
그러나, 반도체층(135a, 135b)의 도핑 정도는 이에 반드시 한정되는 것은 아니며, 반도체층(135a, 135b)은 n형 불순물 또는 p형 불순물로 채널 도핑이 되어 있는 채널 영역(channel area)과, 채널 영역의 양 옆에 형성되어 있으며 채널 영역에 도핑된 도핑 불순물보다 도핑 농도가 높은 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수도 있다.
스위칭 반도체층(135a) 및 구동 반도체층(135b) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 스캔선(121), 스위칭 게이트 전극(125a), 구동 게이트 전극(125b), 제1 스토리지 축전판(128), 제1 저저항 부재(25a), 및 제2 저저항 부재(25b)가 형성되어 있다.
스캔선(121)은 가로 방향으로 길게 뻗어 스캔 신호를 전달하며, 스위칭 게이트 전극(125a)은 스캔선(121)에 연결되어 있으며 스위칭 반도체층(135a)과 중첩하고 있다. 구동 게이트 전극(125b)은 제1 스토리지 축전판(128)으로부터 구동 반도체층(135b)으로 돌출되어 있다. 스위칭 게이트 전극(125a) 및 구동 게이트 전극(125b)은 각각 채널 영역(1355a, 1355b)과 중첩한다.
스캔선(121), 스위칭 게이트 전극(125a), 구동 게이트 전극(125b), 제1 스토리지 축전판(128), 제1 저저항 부재(25a), 및 제2 저저항 부재(25b) 위에는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다.
층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356a, 1356b)과 드레인 영역(1357a, 1357b)을 각각 노출하는 소스 접촉 구멍(61a, 61b)과 드레인 접촉 구멍(62a, 62b)이 형성되어 있다. 그리고, 층간 절연막(160)에는 구동 게이트 전극(125b)을 노출하는 연결 접촉 구멍(64)과, 제1 저저항 부재(25a) 및 제2 저저항 부재(25b)를 각각 노출하는 제1 저저항 접촉 구멍(41a) 및 제2 저저항 접촉 구멍(41b)이 형성되어 있다.
층간 절연막(160) 위에는 스위칭 소스 전극(176a)을 가지는 데이터선(171), 구동 소스 전극(176b) 및 제2 스토리지 축전판(178)을 가지는 수직 구동 전압선(172a), 제1 스토리지 축전판(128)과 연결되는 스위칭 드레인 전극(177a) 및 구동 드레인 전극(177b)이 형성되어 있다. 또한, 층간 절연막(160) 위에는 공통 전압 입력선(741a), 공통 전압 연결부(741c) 및 공통 전압 출력선(741b)이 형성되어 있다.
스위칭 소스 전극(176a)과 구동 소스 전극(176b)은 각각 소스 접촉 구멍(61a, 61b)을 통해서 소스 영역(1356a, 1356b)과 연결되어 있다. 스위칭 드레인 전극(177a)은 스위칭 소스 전극(176a)과 마주하고 구동 드레인 전극(177b)은 구동 소스 전극(176b)과 마주하며, 스위칭 드레인 전극(177a) 및 구동 드레인 전극(177b)은 각각 드레인 접촉 구멍(62a, 62b)을 통해서 드레인 영역(1357a, 1357b)과 연결되어 있다.
스위칭 드레인 전극(177a)은 연장되어 층간 절연막(160)에 형성된 연결 접촉 구멍(64)을 통해서 제1 스토리지 축전판(128) 및 구동 게이트 전극(125b)과 전기적으로 연결된다.
제2 스토리지 축전판(178)은 구동 전압선(172)에서 돌출하여 제1 스토리지 축전판(128)과 중첩하고 있다. 따라서, 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)은 층간 절연막(160)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
공통 전압 연결부(741c)는 공통 전압 입력선(741a) 및 공통 전압 출력선(741b)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성되어 있으며, 실질적으로 공통 전압 입력선(741a) 및 공통 전압 출력선(741b)에서 연장된 부분이다.
데이터선(171), 수직 구동 전압선(172a), 스위칭 드레인 전극(177a) 및 구동 드레인 전극(177b), 공통 전압 입력선(741a), 공통 전압 연결부(741c) 및 공통 전압 출력선(741b) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)에는 구동 드레인 전극(177b)을 노출하는 제1 화소 접촉 구멍(81), 공통 전압 출력선(741b)을 노출하는 제2 화소 접촉 구멍(82)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(710) 및 더미 화소 전극(712)이 형성되어 있다. 화소 전극(710) 및 더미 화소 전극(712)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 화소 전극(710)은 보호막(180)에 형성된 제1 화소 접촉 구멍(81)을 통해서 구동 트랜지스터(T2)의 구동 드레인 전극(177b)과 전기적으로 연결되어 유기 발광 다이오드(OLD)의 애노드 전극이 된다. 더미 화소 전극(712)은 보호막(180)에 형성된 제2 화소 접촉 구멍(82)을 통해 공통 전압 출력선(741b)과 연결되어 있어 공통 전압(ELVSS)의 연결 통로가 된다.
보호막(180) 및 화소 전극(710)의 가장자리부, 및 더미 화소 전극(712)의 가장자리부 위에는 화소 정의막(350)이 형성되어 있다. 화소 정의막(350)은 화소 전극(710)을 노출하는 화소 개구부(351)와 더미 화소 전극(712)을 노출하는 더미 개구부(352)를 가진다.
화소 정의막(350)의 화소 개구부(351)에는 유기 발광층(720)이 형성되어 있다. 유기 발광층(720)은 발광층, 정공 수송층(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 복수층으로 형성된다. 유기 발광층(720)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 화소 전극(710) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
유기 발광층(720)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 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 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 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.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 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(350) 및 유기 발광층(720) 위에는 공통 전극(730)이 형성된다. 공통 전극(730)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(산화 아연) 또는 In2O3(Indium Oxide) 등의 투명한 도전 물질이나 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속으로 만들어질 수 있다. 공통 전극(730)은 유기 발광 다이오드(OLD)의 캐소드 전극이 된다. 화소 전극(710), 유기 발광층(720) 및 공통 전극(730)은 유기 발광 다이오드(OLD)를 이룬다.
더미 개구부(352) 위치에 더미 화소 전극(712)과 공통 전극(730)을 단락시킨 레이저 연결부(LD)가 형성되어 있다. 따라서, 공통 전극(730)은 공통 전압 출력선(741b)에 직접 연결되므로 IR 강하를 최소화할 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
121: 스캔선 171: 데이터선
172: 구동 전압선 172a: 수직 구동 전압선
172b: 수평 구동 전압선 741: 공통 전압선
741a: 공통 전압 입력선 741b: 공통 전압 출력선
741c: 공통 전압 연결부 LD: 레이저 연결부
710: 화소 전극 712: 더미 화소 전극

Claims (13)

  1. 복수개의 화소가 위치하는 표시 영역, 상기 표시 영역의 외곽에 해당하는 주변 영역을 포함하는 표시 기판,
    상기 표시 기판 위에 형성되어 있으며 스캔 신호를 전달하는 복수개의 스캔선,
    상기 복수개의 스캔선과 교차하고 있으며 데이터 신호 및 구동 전압을 각각전달하는 복수개의 데이터선 및 구동 전압선,
    상기 복수개의 스캔선 및 데이터선에 연결되어 있는 복수개의 스위칭 소자,
    상기 복수개의 스위칭 소자에 연결되어 있는 복수개의 화소 전극,
    상기 화소 전극 위에 형성되어 있는 유기 발광층,
    상기 유기 발광층 위에 형성되어 있는 공통 전극,
    상기 데이터선과 평행하게 배치되어 있으며 공통 전압을 상기 공통 전극으로전달하는 공통 전압선
    을 포함하고,
    상기 공통 전압선은 상기 주변 영역에 위치하는 외부 공통 전압 입력부와 연결되어 있는 공통 전압 입력선, 상기 공통 전극과 연결되어 있는 공통 전압 출력선을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 공통 전압선은 상기 공통 전압 입력선과 상기 공통 전압 출력선을 서로 연결하고 있는 공통 전압 연결부를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 표시 영역은 상기 표시 영역의 상반부에 해당하는 상부 영역, 상기 표시 영역의 하반부에 해당하는 하부 영역, 그리고, 상기 상부 영역과 상기 하부 영역의 사이에 해당하는 중앙선 영역을 포함하고,
    상기 공통 전압 연결부는 상기 중앙선 영역에 위치하고 있는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 공통 전압 출력선과 연결되어 있는 더미 화소 전극,
    상기 공통 전극과 상기 공통 전압 출력선을 직접 연결하고 있는 레이저 연결부를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제4항에서,
    상기 공통 전압선은 상기 데이터선 및 상기 구동 전압선과 동일한 층에 위치하고 있는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 스캔선을 덮고 있는 층간 절연막을 더 포함하고,
    상기 공통 전압선은 상기 층간 절연막 위에 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 층간 절연막 및 공통 전압선을 덮고 있는 보호막,
    상기 더미 화소 전극은 상기 보호막 위에 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 레이저 연결부는 상기 보호막 및 상기 더미 화소 전극을 관통하고 있는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제3항에서,
    상기 공통 전압 입력선은 상기 상부 영역에 위치하는 상부 공통 전압 입력선, 상기 하부 영역에 위치하는 하부 공통 전압 입력선을 포함하고,
    상기 공통 전압 출력선은 상기 상부 영역에 위치하는 상부 공통 전압 출력선, 상기 하부 영역에 위치하는 하부 공통 전압 출력선을 포함하며,
    상기 상부 공통 전압 입력선과 상기 상부 공통 전압 출력선은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있고, 상기 하부 공통 전압 입력선과 상기 하부 공통 전압 출력선은 서로 이격되어 평행하게 연장되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 외부 공통 전압 입력부는 상기 상부 영역에 인접한 제1 외부 공통 전압 입력부, 상기 하부 영역에 인접한 제2 외부 공통 전압 입력부를 포함하고,
    상기 제1 외부 공통 전압 입력부는 상기 상부 공통 전압 입력선과 연결되어 있고, 상기 제2 외부 공통 전압 입력부는 상기 하부 공통 전압 입력선과 연결되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제3항에서,
    상기 공통 전압 출력선의 폭의 크기는 상기 공통 전압 입력선의 폭의 크기 이상인 유기 발광 표시 장치.
  12. 제3항에서,
    상기 복수개의 화소는 적색을 발광하는 적색 화소, 녹색을 발광하는 녹색 화소 및 청색을 발광하는 청색 화소를 포함하며,
    상기 복수개의 구동 전압선은 상기 적색 화소에 인가되는 적색 구동 전압선, 상기 녹색 화소에 인가되는 녹색 구동 전압선 및 상기 청색 화소에 인가되는 청색 구동 전압선을 포함하고,
    상기 적색 구동 전압선의 폭, 상기 녹색 구동 전압선의 폭 및 상기 청색 구동 전압선의 폭의 크기의 합은 상기 공통 전압 출력선의 폭의 크기 이상인 유기 발광 표시 장치.
  13. 제3항에서,
    상기 스위칭 소자는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하고,
    상기 주변 영역에 형성되어 있으며 상기 구동 트랜지스터의 스위칭 동작으로 발광 시간을 조절하여 계조를 표현하는 디지털 구동 방식을 사용하도록 형성된 디지털 구동부를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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