KR20170005961A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제1 전극, 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하고, 상기 제1 전극의 반사율은 상기 제2 전극의 반사율보다 높은 유기 발광 소자; 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극과 접속하는 박막 트랜지스터; 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극이 접속하는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 광반사층; 및 상기 기판 외곽에 위치하고, 상기 제1 광반사층에서 반사된 광을 센싱하는 광센서;를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.

Description

유기 발광 표시 장치{Organic light-emitting apparatus}
본 발명의 실시예들은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light-emitting display apparatus)는 정공 주입 전극과 전자 주입 전극, 그리고 정공 주입 전극과 전자 주입 전극 사이에 형성되어 있는 유기 발광층을 포함하고, 정공 주입 전극에서 주입되는 정공과 전자 주입 전극에서 주입되는 전자가 유기 발광층에서 재결합하고 소멸하면서 빛을 내는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타내므로 차세대 표시 장치로 주목받고 있다.
본 발명의 실시예들은 개구율 및 수율이 높고, 광센서의 효율이 높은 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제1 전극, 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하고, 상기 제1 전극의 반사율은 상기 제2 전극의 반사율보다 높은 유기 발광 소자; 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극과 접속하는 박막 트랜지스터; 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극이 접속하는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 광반사층; 및 상기 기판 외곽에 위치하고, 상기 제1 광반사층에서 반사된 광을 센싱하는 광센서;를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
또한, 상기 제1 광반사층은 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 제1 전극과 중첩될 수 있다.
또한, 상기 제1 광반사층의 면적은 제1 전극의 면적의 약 50% 이상 100% 이하일 수 있다.
또한, 상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일층에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고, 상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉할 수 있다.
또한, 상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이, 상기 제1 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고, 상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉할 수 있다.
또한, 상기 제1 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 위치하는 제2 광반사층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일층에 위치하고, 상기 제2 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 위치할 수 있다.
또한, 상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일한 재료를 포함하고, 상기 제2 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일한 재료를 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이, 및 상기 제2 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고, 상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉할 수 있다.
또한, 상기 제2 광반사층은 상기 제1 전극 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 플로팅 될 수 있다.
또한, 상기 제2 광반사층은 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 제1 전극과 중첩될 수 있다.
또한, 상기 제2 광반사층의 면적은 상기 제1 광반사층의 면적보다 작을 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 기판 상에 위치한 표시 영역을 구비한 유기 발광 표시 장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 표시 영역에 위치하고, 제1 전극, 상기 제1 전극보다 반사율이 낮은 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하는 복수의 화소를 포함하고, 상기 복수의 각 화소는, 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극과 접속하는 구동 박막 트랜지스터; 및 상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극이 접속하는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 광반사층;을 포함하고, 상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 표시 영역 외곽에 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 복수의 제1 광반사층에서 반사된 광을 센싱하는 광센서;를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
또한, 상기 복수의 각 화소는 서로 다른 색의 빛을 방출하고, 상기 광센서는 상기 서로 다른 색의 빛을 센싱하는 복수의 광소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 각 화소에서 방출된 서로 다른 색의 빛을 혼합하면 백색광일 수 있다.
또한, 상기 광센서는 기판의 측면에 위치할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 전면 발광형 표시 장치이기 때문에, 배면 발광형 표시 장치에 비하여 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 TFT 어레이 검사를 실시하는 단계에서 박막 트랜지스터의 리페어도 함께 실시할 수 있기 때문에 유기 발광 표시 장치의 불량을 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 영역 외곽에 광센서가 위치하고, 화소 전극과 기판 사이에 광반사층이 형성되어 있기 때문에 전면 발광 표시 장치임에도 불구하고 광센서에 도달하는 광량이 증대되어 광센서의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3A 내지 도 3G는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 개략적인 단면도이다.
도 5A 및 도 5B는 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 TFT 어레이 검사 및 리페어 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 TFT 어레이 검사 및 리페어 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(3)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(4)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(5)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 복수의 화소(P)를 포함하는 표시 영역(DA)이 구비된다. 표시 영역(DA) 외곽에는 각 화소(P)에서 방출되는 빛의 일부를 센싱하는 복수의 광센서(PS1~PS6)가 구비된다.
복수의 광센서(PS1~PS6)는 각 화소(P)에서 방출되는 빛의 일부를 센싱한다. 유기 발광 표시 장치(1)는 장시간 구동 시, 화소(P)의 발광층이 열화되어 표시 영역(DA)에 얼룩이 생길 수 있다. 광센서(PS1~PS6)를 구비한 유기 발광 표시 장치(1)는 광센서(PS1~PS6)가 센싱한 광량 데이터를 기준으로 화소(P)의 열화 수준을 파악하고, 적절한 보정 시스템을 사용하여 화소(P)의 불균일한 휘도를 보정하여 얼룩 발생을 줄일 수 있다.
도 1에는 표시 영역(DA) 외곽에 6개의 광센서(PS1~PS6)가 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 예시이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 광센서(PS1~PS6)는 도 1에 도시된 개수보다 많이 배치될 수 있으며, 광센서(PS1~PS6)의 위치도 표시 영역(DA) 외곽에 자유로운 배치가 가능하다.
도 2를 참조하면, 화소(P)에서 기판(10) 상에, 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(314), 유기 발광 소자(OLED)가 구비되고, 기판(10)의 외곽에 광센서(PS2)가 위치한다.
기판(10)은 유리 기판뿐만 아니라, PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱 기판 등으로 구비될 수 있다.
기판(10)의 상부에 평활한 면을 형성하고 불순 원소가 침투하는 것을 차단하기 위한 버퍼층(11)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층(11)은 실리콘 질화막 및/또는 실리콘 산화막 등이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
버퍼층(11) 상에 활성층(212)이 구비된다. 활성층(212)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하는 반도체로 형성될 수 있다. 활성층(212)은 채널영역(212c)과, 채널영역(212c) 외측에 이온 불순물이 도핑된 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)을 포함할 수 있다. 활성층(212)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘에만 한정되지는 않으며, 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
활성층(212) 상에 게이트 절연막(13)이 구비된다. 게이트 절연막(13)은 실리콘 질화막 및/또는 실리콘 산화막 등이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(13) 상에 게이트 전극(214)이 구비된다. 게이트 전극(214)은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않지만, 게이트 전극(214)과 동일층에 게이트 전극(214)과 동일한 재료로 형성된 스캔 라인과 같은 배선이 형성될 수 있다.
게이트 전극(214) 상에 층간 절연막(15)이 위치한다. 층간 절연막(15)은 실리콘 질화막 및/또는 실리콘 산화막 등이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다
층간 절연막(15) 위에 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 구비된다. 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)은, 예를 들어, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 이들의 합금 가운데 선택된 금속층이 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b) 상에는, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)을 덮는 제1 유기 절연막(17)이 위치한다. 제1 유기 절연막(17)은 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다.
제1 유기 절연막(17)은 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)을 덮는 절연막의 상부 표면을 평탄하게 할 수 있다. 후술할 제1 전극(120)이 평탄한 제1 유기 절연막(17) 상부 표면에 형성되면, 제1 전극(120)의 표면 불균일에 의한 표시 장치의 휘도 불균형을 방지 할 수 있다.
제1 유기 절연막(17)에는 비아홀(C4)이 형성되고, 유기 발광 소자(OLED)의 제1 전극(120)은 비아홀(C4)을 통하여 박막 트랜지스터(TFT)의 소스 전극(216a)과 드레인 전극(216b) 중 하나에 접속한다. 도 2는 제1 전극(120)이 드레인 전극(216b)에 접속한 구조를 도시하고 있으나, 제1 전극(120)은 소스 전극(216a)에도 접속할 수 있다.
도 2에는 도시되어 있지 않으나, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일한 층에 소스 전극(21a) 및 드레인 전극(216b)과 동일한 재료로 데이터 배선 또는 VDD 배선이 등이 더 형성될 수 있다.
제1 전극(120)의 반사율은 제2 전극(122)의 반사율보다 높을 수 있다.
제1 전극(120)은 제2 전극(122)보다 반사율이 높은 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(120)은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다. 제1 전극(120)이 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 때, 제1 전극(120)과 제1 유기 절연막(17) 사이에는, 제1 유기 절연막(17)과 제1 전극(120) 사이의 접착력을 강화하는 제1 투명 도전성 산화물층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 제1 전극(120)과 유기 발광층(121) 사이에는 제1 전극(120)을 보호하는 제2 투명 도전성 산화물층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 제1 및 제2 투명 도전성 산화물층(미도시)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(indium zinc oxide), 징크옥사이드(zinc oxide), 인듐옥사이드(indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(indium gallium oxide), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 유기 절연막(19)에는 제1 전극(120)의 상부를 노출하도록 개구(C5)가 형성되고, 제2 유기 절연막(19)은 제1 전극(120)의 단부를 덮는다. 제2 유기 절연막(19)은 화소의 발광 영역을 정의하는 화소 정의막 역할을 할 수 있다.
제2 유기 절연막(19)은 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다.
제2 유기 절연막(19)에 형성된 개구(C5)에 유기 발광층(121)이 형성된다. 유기 발광층(121)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다.
유기 발광층(121)이 저분자 유기물일 경우, 제1 전극(120)과 제2 전극(122) 사이에 홀 수송층(hole transport layer: HTL), 홀 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 더 포함될 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 더 포함될 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N'-디(나프탈렌-1-일)-N(N'-Di(naphthalene-1-yl)-N), N'-디페닐-벤지딘(N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
유기 발광층(121)이 고분자 유기물일 경우, 제1 전극(120)과 제2 전극(122) 사이에 홀 수송층이 더 포함될 수 있다. 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용할 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있다.
또한, 제1 전극(120)과 제2 전극(122) 사이에 무기 재료가 더 포함될 수 있다.
도 2에는 유기 발광층(121)이 개구(C5) 안쪽에 위치하는 것으로 도시되어 있으나 이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 유기 발광층(121)은 개구(C5)의 안쪽뿐 아니라 개구(C5)의 식각면을 따라 제2 유기 절연막(19)의 상면까지 연장되어 형성될 수 있다.
유기 발광층(121) 상에는 제2 전극(122)이 구비된다. 제2 전극(122)의 반사율은 제1 전극(120)의 반사율보다 낮을 수 있다. 제2 전극(122)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pt), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 및 이들의 화합물을 포함할 수 있다.
제1 전극(120)의 반사율이 제2 전국(122)의 반사율보다 더 높기 때문에, 유기 발광층(121)에서 방출된 광량 중 다수의 광(L1)이 기판(10)의 반대 면을 향하여 방출되고, 유기 발광층(121)에서 방출된 광량 중 소수의 광(L2)이 기판(10) 측으로 방출된다.
이와 같이 유기 발광층(121)에서 방출된 광이 기판(10)보다 기판(10)의 반대 면으로 더 많이 방출되는 방식을 전면 발광형이라 한다. 한편, 유기 발광층(121)에서 방출된 광이 기판(10) 측으로 더 많이 방출되는 방식을 배면 발광형이라 한다. 배면 발광형 표시 장치는 빛이 방출되는 경로인 기판(10)과 유기 발광 소자(OLED) 사이에 박막 트랜지스터, 커패시터, 배선 등과 같이 빛의 진행을 차단하는 구조물을 배치할 수 없기 때문에 발광 면적의 확보가 구조적으로 어렵다. 그러나, 본 실시예와 같은 전면 발광형 유기 발광 표시 장치(1)는 기판(10)과 유기 발광 소자(OLED) 사이에 다양한 구조물을 배치할 수 있기 때문에, 배면 발광형 유기 발광 표시 장치에 비하여 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다.
본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 경우, 제1 전극(120)은 애노드로 사용되고, 제2 전극(122)은 캐소드로 사용되었다. 물론 전극의 극성은 반대로 적용될 수 있음은 물론이다.
표시 영역의 외곽에 복수의 광센서(PS1~PS6, 도 1 참조)가 위치하는데, 도 2에서는 그 중 하나의 광센서(PS2)를 일 예로 도시하고 있다. 광센서(PS2)는 화소(P)에서 방출되는 빛의 일부를 센싱한다.
유기 발광층(121)에서 방출된 광은 전후좌우 사방으로 전파되고, 그 중 일부의 빛은 제1 전극(120)과 기판(10) 사이에 위치하는 절연층들의 계면에서 굴절 및/또는 반사되어 광경로가 변환된다. 1 전극(120)과 기판(10) 사이에 위치하는 절연층들에서 전반사 조건을 만족하는 절연층은 도파관을 형성하고 그 도파관을 따라 해당 빛은 가이드된다.
배면 발광형 표시 장치는 기판(10) 측으로 방출되는 광량이 많기 때문에 기판(10)을 따라 도파되는 광량도 많아서 광센서(PS2)는 광량 데이터를 충분히 수집할 수 있다. 그러나, 전면 발광형 표시 장치는 기판(10) 측으로 방출되는 량이 적기 때문에 충분한 광량을 수집하기 어렵다.
본 실시예에 따르면, 기판(10)과 제1 전극(120) 사이에 제1 광반사층(314)이 위치하고 있다.
제1 광반사층(314)은 기판(10)에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 전극(120)과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된다. 제1 광반사층(314) 면적은 제1 전극(120)의 면적의 약 50% 이상 100% 이하로 형성할 수 있다. 제1 광방사층(314)의 면적이 너무 작으면, 후술할 TFT 어레이(array) 검사에서 LCD 모듈레이터(40, 도 6A참조)에 신호가 검출되지 않을 수 있고, 제1 광반사층(314)의 면적이 너무 크면, 박막 트랜지스터, 커패시터 등과 같이 화소 회로의 구성에 필요한 요소들을 배치할 공간이 부족할 수 있다.
제1 광반사층(314)은 유기 발광층(121)에서 방출되어 기판(10)으로 향하는 빛의 일부는 제1 광반사층(314)에서 반사되고, 그 중 일부는 제1 전극(120) 측으로 진행한다. 제1 전극(120)으로 진행한 빛은 제1 전극(120)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(L3)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 물론, 기판(10)뿐만 아니라, 기판(10)과 제1 전극(120) 사이에 위치하는 절연층들, 예를 들어, 버퍼층(11), 게이트 절연막(13), 층간 절연막(15), 제1 유기 절연막(17)도 도파관 역할을 할 수 있고, 이들 절연층들을 따라 도파된 광은 광센서(PS2)에 도달할 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)는 제1 광반사층(314)을 포함하고 있기 때문에 전면 발광 표시 장치임에도 불구하고 광센서(PS2)에 도달하는 광량이 증가된다. 광센서(PS2)는 수집한 광량 데이터를 기준으로 화소(P)의 열화 수준을 파악하고, 적절한 보정 시스템을 사용하여 화소(P)의 불균일한 휘도를 보정하여 얼룩 발생을 줄일 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치(1)의 표시 품질을 향상시킬 수 있다.
본 실시예에서 제1 광반사층(314)은 게이트 전극(214)과 동일한 층에, 게이트 전극(214)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 추가적인 마스크 공정 없이 제1 광반사층(314)을 형성할 수 있다.
본 실시예에서 제1 광반사층(314)은 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극(216b)와 전기적으로 접속되어 있다. 제1 광반사층(314)은 전술한 광 가이드로서의 기능뿐만 아니라, 표시 장치의 TFT 어레이 검사 및 리페어를 용이하게 하는 기능을 한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
한편, 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)는 구동 트랜지스터 외에도, 스위칭 트랜지스터, 보상 트랜지스터 등을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)는 하나 이상의 커패시터(미도시)를 더 포함할 수 있다. 커패시터의 일전극은 게이트 전극(214)과 동일한 층에 게이트 전극(214)과 동일한 재료로 형성될 수 있고, 커패시터의 다른 일전극은 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일층에, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)는 표시 영역(DA)을 봉지하는 봉지 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 봉지 부재는 글라스재를 포함하는 기판, 금속 필름, 또는 유기 절연막 및 무기 절연막이 교번하여 배치된 봉지 박막 등으로 형성될 수 있다.
이하, 도 3A 내지 도 3G를 참조하여, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법을 설명한다.
도 3A 내지 도 3G는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 3A는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3A를 참조하면, 기판(10) 상에 버퍼층(11)을 형성하고, 버퍼층(11) 상에 반도체층(미도시)을 형성한 후, 반도체층(미도시)을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 활성층(212)을 형성한다.
상기 도면에는 도시되어 있지 않지만, 반도체층(미도시) 상에 포토레지스터(미도시)를 도포한 후, 제1 포토마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정으로 반도체층(미도시)을 패터닝하여, 전술한 활성층(212)을 형성한다. 포토리소그라피에 의한 제1 공정은 노광, 현상(developing), 식각(etching), 및 스트립핑(stripping) 또는 에싱(ashing) 등과 같은 일련의 공정을 거쳐 진행된다.
반도체층(미도시)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 결정질 실리콘(poly silicon)으로 구비될 수 있다. 이때, 결정질 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수도 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallization)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallization)법, MILC(metal induced lateral crystallization)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법에 의해 결정화될 수 있다. 한편, 반도체층(미도시)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘에만 한정되지는 않으며, 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
도 3B는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3B를 참조하면, 도 3A의 제1 공정의 결과물 상에 게이트 절연막(13)을 형성하고, 게이트 절연막(13) 상에 제1 금속층(미도시)을 형성한 후 이를 패터닝한다. 제1 금속층(미도시)을 적층한 후 이를 패터닝한다. 제1 금속층(미도시)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
패터닝 결과, 게이트 절연막(13) 상에 게이트 전극(214)과 제1 광반사층(314)이 형성된다. 따라서, 추가적인 마스크 공정 없이 제1 광반사층(314)을 형성할 수 있다.
상기와 같은 구조물 위에 이온 불순물이 도핑 된다. 이온 불순물은 B 또는 P 이온을 도핑할 수 있는데, 1×1015 atoms/㎠ 이상의 농도로 박막 트랜지스터의 활성층(212)을 타겟으로 하여 도핑한다.
게이트 전극(214)을 셀프-얼라인(self-align) 마스크로 사용하여 활성층(212)에 이온불순물을 도핑함으로써 활성층(212)은 이온불순물이 도핑된 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)과, 그 사이에 채널 영역(212c)을 구비하게 된다.
도 3C는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3C를 참조하면, 도 3B의 제2 공정의 결과물 상에, 층간 절연막(15)을 형성하고, 층간 절연막을 패터닝하여 활성층(212)의 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)을 노출시키는 개구(C2, C3)를 형성한다. 또한, 제1 광반사층(314)의 일부를 노출시키는 개구(C1)를 형성한다.
층간 절연막(15)은 실리콘질화물 및/또는 실리콘산화물 등으로 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
도 3D는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제4 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3D를 참조하면, 도 3C의 제3 공정의 결과물 상에 제2 금속층(미도시)을 형성한 후 이를 패터닝한다. 제2 금속층(미도시)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속이 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
패터닝 결과, 절연막(13) 상에 소스 영역(212a)에 접속되는 소스 전극(216a)과 드레인 영역(212b)에 접속되는 드레인 전극(216b)이 형성된다.
드레인 전극(216b)은 층간 절연막(15)에 형성된 개구(C1)을 통하여 제1 광반사층(314)에 직접 연결된다. 제1 광반사층(134)은 제1 전극(120)과 직접 연결되는 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되기 때문에, 애노드로 기능하는 제1 전극(120, 도 2 참조)이 형성되기 전이지만, 제1 전극(120, 도 2 참조)을 대신하여 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 접속하여 완전한 화소 회로를 형성한다.
도 3E는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제5 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3E를 참조하면, 도 3D의 제4 공정의 결과물 상에 제1 유기 절연막(17)을 형성하고, 제1 유기 절연막(17)을 패터닝하여, 제1 광반사층(314)과 박막 트랜지스터(TFT)를 전기적으로 연결하는 드레인 전극(216b)의 상부를 노출시키는 비아홀(C4)을 형성한다.
도 3F는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제6 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3F를 참조하면, 도 3E의 제5 공정의 결과물 상에 제3 금속층(미도시)을 형성한 후 이를 패터닝하여 제1 전극(120)을 형성한다. 제1 전극(120)은 제1 유기 절연막(17)에 형성된 비아홀(C4, 도 2참조)을 통하여 드레인 전극(216b)과 접속한다.
애노드로 기능하는 제1 전극(120)은 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되기 때문에, 일반적으로 제1 전극(120)이 형성되면 화소 회로의 불량 여부를 검사하는 TFT 어레이 검사를 실시할 수 있다.
도 3G는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제7 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3G를 참조하면, 도 3F의 제6 공정의 결과물 상에 제2 유기 절연막(19)을 형성하고, 이를 패터닝하여, 제1 전극(120)의 상부를 노출시키는 개구(C5)를 형성한다. 그리고, 제2 유기 절연막(19)이 제1 전극(120)의 단부를 덮도록 하여. 제2 유기 절연막(19)이 화소의 발광 영역을 정의하는 화소 정의막 역할을 하도록 한다.
제2 유기 절연막(19)은 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, phenol 그룹을 갖는 고분자 유도체 및 이들의 블렌드 등을 포함한 재료로 형성할 수 있다.
도 3G의 제 7 공정의 결과물 상에 유기 발광층(121, 도 2 참조)을 형성하고, 유기 발광층(121, 도 2 참조) 상에 제2 전극(122)을 형성한다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 개략적인 단면도이고, 도 5A 및 도 5B는 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 TFT 어레이 검사 및 리페어 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)는 제1 광반사층(134, 도 2 참조)이 구비되어 있지 않는 점을 제외하고, 다른 구성은 전술한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)와 동일하다. 즉, 기판(10) 상에 박막 트랜지스터(TFT)가 구비되고, 제1 유기 절연막(17) 위에 형성된 제1 전극(120)은 비아홀(C4)을 통하여 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되어 있다.
도 5A를 참조하면, 제1 전극(120)이 형성된 단계에서 LCD 모듈레이터(40)를 이용하여 TFT 어레이 검사를 실시한다.
LCD 모듈레이터(40)는 액정을 포함하는 액정층(41)과 컴온(common) 전극(41)을 구비하고 있다.
박막 트랜지스터(TFT)를 통하여 제1 전극(120)에 전류 또는 전압을 인가한 상태에서, LCD 모듈레이터(40)를 소정 간격 이격한 채로 제1 전극(120)에 접근시키면, 제1 전극(120)과 컴온 전극(41) 사이에 소정의 전계가 형성된다. 전계가 형성되면 전계 값에 따라 액정층(41)에 포함된 액정의 텍스쳐(texture)가 변화된다. LCD 모듈레이터(40)는 변화된 텍스쳐에 따른 제1 전극(120)과 컴온 전극(41) 사이의 전류 또는 전압을 측정한다. 만약, LCD 모듈레이터(40)에 사전에 알려진 정상 범위를 벗어난 전류값 또는 전압값이 검출되면 해당 박막 트랜지스터(TFT)가 불량 소자임을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 제1 전극(120)이 형성된 단계에서, LCD 모듈레이터(40)를 이용한 TFT 어레이 검사를 실시하면, 후속 공정을 더 진행하기 전에 불량 여부를 알 수 있다. 그러나, 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)는 박막 트랜지스터(TFT)가 불량 소자임을 알았다고 하더라도, 박막 트랜지스터(TFT)의 불량을 리페어하기 어렵다.
도 5B는 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 리페어 공정을 도시하고 있다.
도 5B를 참조하면, TFT 어레이 검사를 실시하여 박막 트랜지스터(TFT)의 불량이 확인이 되었다고 하더라도, 박막 트랜지스터(TFT)의 상부에 유기 절연물을 포함하는 제1 유기 절연막(17)이 형성되어 있기 때문에, 레이저를 이용한 리페어 공정을 실시하기 어렵다.
도 6A 및 도 6B는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 TFT 어레이 검사 및 리페어 공정을 개략적으로 도시한 단면도들이다.
도 6A를 참조하면, 본 실시예에서는 제 4공정(도 3D 참조)인 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서 LCD 모듈레이터(40)를 이용하여 TFT 어레이 검사를 실시할 수 있다.
본 실시에서는 제4 공전 전에 이미 제1 광반사층(134)이 제1 전극(120, 도 2 참조)을 대신하여 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되기 때문에 완전한 화소 회로를 형성한다. 따라서, 본 실시예에서는 전술한 비교예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)와 달리 제1 전극(120)을 형성하는 공정을 진행 하기 전에, LCD 모듈레이터(40)를 이용하여 TFT 어레이 검사를 실시할 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT)를 통하여 제1 광반사층(134)에 전류 또는 전압을 인가한 상태에서, LCD 모듈레이터(40)를 소정 간격 이격한 채로 제1 광반사층(134)에 접근시키면, 제1 광반사층(134)과 컴온 전극(41) 사이에 소정의 전계가 형성된다. 전계가 형성되면 전계 값에 따라 액정층(41)에 포함된 액정의 텍스쳐(texture)가 변화된다. LCD 모듈레이터(40)는 변화된 텍스쳐에 따른 제1 광반사층(134)과 컴온 전극(41) 사이의 전류 또는 전압을 측정한다. 만약, LCD 모듈레이터(40)에 사전에 알려진 정상 범위를 벗어난 전류값 또는 전압값이 검출되면 해당 박막 트랜지스터(TFT)가 불량 소자임을 알 수 있다.
도 6B를 참조하면, TFT 어레이 검사를 실시한 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서, 박막 트랜지스터(TFT)의 리페어도 함께 실시할 수 있다.
제4 공정에서는 아직 제1 유기 절연막(17)이 형성되기 전 단계이므로, 불량 소자의 리페어를 용이하게 실시할 수 있다. 특히, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)의 리페어를 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)의 온-오프 불량도 함께 검사할 수 있고, 해당 검사단계에서 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)의 리페어를 용이하게 실시할 수 있다. 따라서, 유기 발광 표시 장치(1)의 불량을 크게 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(3)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 전술한 본 발명의 제1 실시에에 따른 유기 발광 표시 장치(1)와 차이점을 중심으로 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(3)의 특징을 설명한다.
본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(3)는, 기판(10) 상에, 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(316), 유기 발광 소자(OLED)가 구비되고, 기판(10)의 외곽에 광센서(PS2)가 위치한다.
제1 실시예와 달리, 제1 광반사층(316)은 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일층에 위치하고, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일한 재료로 형성된다. 따라서, 추가적인 마스크 공정 없이 제1 광반사층(316)을 형성할 수 있다.
제1 광반사층(316)은 기판(10)에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 전극(120)과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된다. 제1 광반사층(316) 면적은 제1 전극(120)의 면적의 약 50% 이상 100% 이하로 형성할 수 있다.
드레인 전극(216b)과 동일층에 직접 연결된 제1 광반사층(316)이 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되기 때문에 완전한 화소 회로를 형성한다. 따라서, 본 실시예에서도 전술한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)과 마찬가지로 제1 전극(120)을 형성하는 공정을 진행 하기 전에, 즉 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서 TFT 어레이 검사를 실시할 수 있다. 또한, TFT 어레이 검사를 실시한 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서, 박막 트랜지스터(TFT)의 리페어도 함께 실시할 수 있다. 따라서, 따라서, 유기 발광 표시 장치(3)의 불량을 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(3)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 제1 전극(120)의 반사율이 제2 전극(122)의 반사율보다 높은 전면 발광형이기 때문에, 기판(10)과 유기 발광 소자(OLED) 사이에 다양한 구조물을 배치할 수 있다. 따라서, 배면 발광형 유기 발광 표시 장치에 비하여 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다.
또한, 유기 발광층(121)에서 방출되어 기판(10)으로 향하는 빛(L3)의 일부는 제1 광반사층(316)에서 반사되고, 그 중 일부는 제1 전극(120) 측으로 진행한다. 제1 전극(120)으로 진행한 빛은 제1 전극(120)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(L3)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 물론, 기판(10)뿐만 아니라, 기판(10)과 제1 전극(120) 사이에 위치하는 절연층들, 예를 들어, 버퍼층(11), 게이트 절연막(13), 층간 절연막(15), 제1 유기 절연막(17)도 도파관 역할을 할 수 있고, 이들 절연층들을 따라 도파된 광은 광센서(PS2)에 도달할 수 있다.
본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(3)는 제1 광반사층(316)을 포함하고 있기 때문에 전면 발광 표시 장치임에도 불구하고 광센서(PS2)에 도달하는 광량이 증가된다. 따라서, 화소(P)의 불균일한 휘도를 보정하여 얼룩 발생을 줄일 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(4)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 전술한 본 발명의 제1 실시에에 따른 유기 발광 표시 장치(1)와 차이점을 중심으로 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(4)의 특징을 설명한다.
본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(4)는, 기판(10) 상에, 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(314), 제2 광반사층(416), 유기 발광 소자(OLED)가 구비되고, 기판(10)의 외곽에 광센서(PS2)가 위치한다.
제1 실시예와 마찬가지로, 제1 광반사층(314)은 게이트 전극(214)과 동일층에 위치하고, 게이트 전극(2140과 동일한 재료로 형성된다. 따라서, 추가적인 마스크 공정 없이 제1 광반사층(314)을 형성할 수 있다.
그러나, 제1 실시예와 달리, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(4)는 제1 광반사층(314)과 제1 전극(120) 사이에 제2 광반사층(416)을 더 포함한다.
제2 광반사층(416)은 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일층에 위치하고, 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 추가적인 마스크 공정 없이 제2 광반사층(416)을 형성할 수 있다.
제1 광반사층(316)은 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되지만, 제2 광반사층(416)은 제1 전극(120) 및 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 플로팅 되어 있다.
제1 광반사층(316)은 기판(10)에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 전극(120)과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된다. 제1 광반사층(316) 면적은 제1 전극(120)의 면적의 약 50% 이상 100% 이하로 형성할 수 있다.
제2 광반사층(416)은 기판(10)에 수직인 방향에서 볼 때, 제1 전극(120)과 적어도 일부가 중첩되도록 형성된다. 그러나, 제2 광반사층(416)의 면적은 제1 광반사층(316)의 면적보다 작게 형성된다.
층간 절연막(15)에 형성된 비아홀(C4)을 통하여 드레인 전극(216b)과 직접 연결된 제1 광반사층(316)이 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되기 때문에 완전한 화소 회로를 형성한다. 따라서, 본 실시예에서도 전술한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)과 마찬가지로 제1 전극(120)을 형성하는 공정을 진행 하기 전에, 즉 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서 TFT 어레이 검사를 실시할 수 있다. 또한, TFT 어레이 검사를 실시한 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성된 단계에서, 박막 트랜지스터(TFT)의 리페어도 함께 실시할 수 있다. 따라서, 따라서, 유기 발광 표시 장치(3)의 불량을 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 실시예의 유기 발광 표시 장치(4)는 전술한 제1 실시예와 마찬가지로 제1 전극(120)의 반사율이 제2 전극(122)의 반사율보다 높은 전면 발광형이기 때문에, 기판(10)과 유기 발광 소자(OLED) 사이에 다양한 구조물을 배치할 수 있다. 따라서, 배면 발광형 유기 발광 표시 장치에 비하여 표시 장치의 개구율을 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 제2 광반사층(416)이 더 구비되어 있기 때문에 광센서(PS2)에 도달하는 광량을 더욱 증가시킬 수 있다.
유기 발광층(121)에서 방출되어 기판(10)으로 향하는 빛의 일부는 제1 광반사층(314)에서 반사되고, 그 중 일부는 제1 전극(120) 측으로 진행하고 그 중 일부의 빛(L3)은 제2 광반사층(416)으로 진행한다.
제2 광반사층(416)으로 진행한 빛은 제2 광반사층(416)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(L3)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 물론, 전술하였듯이 광반사층(314)에서 반사되어 제1 전극(120)측으로 진행한 빛은 제1 전극(120)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 따라서, 전술한 실시예보다 더 많은 광량이 광센서(PS2)에 도달할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(5)의 화소와 광센서의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 전술한 본 발명의 제3 실시에에 따른 유기 발광 표시 장치(4)와 차이점을 중심으로 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(5)의 특징을 설명한다.
본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(5)는, 기판(10) 상에, 복수의 제1 내지 제3 화소(P(R), P(G), P(B))가 구비되어 있다.
제1 내지 제3 화소(P(R), P(G), P(B))는 서로 다른 색을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 화소(P(R))는 적색을, 제2 화소(P(G))는 녹색을, 제3 화소(P(B))는 청색의 빛을 방출할 수 있다. 제1 내지 제3 화소(P(R), P(G), P(B))에서 방출된 빛을 혼합하면 백색광이 될 수 있다. 각 화소(P(R), P(G), P(B))는 단위 화소를 구성하는 부화소일 수 있다.
제1 내지 제3 화소(P(R), P(G), P(B))의 외곽에는 광센서(PS2)가 위치한다. 본 실시예에서 광센서(PS2)는 서로 다른 색의 광을 각각 센싱할 수 있는 복수의 센싱 소자(미도시)를 포함할 수 있다.
제1 화소(P(R))에는 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(314R), 제2 광반사층(416R), 유기 발광 소자(OLED)가 구비되고, 제2 화소(P(G))에는 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(314G), 제2 광반사층(416G), 유기 발광 소자(OLED)가 구비되고, 제3 화소(P(B))에는 박막 트랜지스터(TFT), 제1 광반사층(314B), 제2 광반사층(416B), 유기 발광 소자(OLED)가 구비된다.
각 화소의 제1 광반사층(314R, 314G, 314B)은 구동 트랜지스트인 박막 트랜지스터(TFT)와 직접 전기적으로 연결되지만, 제2 광반사층(416R, 416G, 416B)은 각 화소의 제1 전극(120) 및 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 플로팅 되어 있다.
제1 화소(P(R))에서 방출된 광의 일부는 제1 광반사층(314R)에서 반사되고, 그 중 일부의 빛(LR)은 제2 광반사층(416R)으로 진행한다. 제2 광반사층(416R)으로 진행한 빛은 제2 광반사층(416R)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(LR)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 광센서(PS2)에 포함된 제1 광소자(미도시)는 예들 들어, 제1 화소(P(R))에서 방출한 적색광을 센싱한다.
제2 화소(P(G))에서 방출된 광의 일부는 제1 광반사층(314G)에서 반사되고, 그 중 일부의 빛(LG)은 제2 광반사층(416G)으로 진행한다. 제2 광반사층(416G)으로 진행한 빛은 제2 광반사층(416G)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(LG)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 광센서(PS2)에 포함된 제2 광소자(미도시)는 예들 들어, 제2 화소(P(G))에서 방출한 녹색광을 센싱한다.
제3 화소(P(B))에서 방출된 광의 일부는 제1 광반사층(314B)에서 반사되고, 그 중 일부의 빛(LB)은 제2 광반사층(416B)으로 진행한다. 제2 광반사층(416B)으로 진행한 빛은 제2 광반사층(416B)에서 반사되어 다시 기판(10) 측으로 진행한다. 기판(10) 측으로 진행한 빛 중 전반사 조건을 만족하는 빛(LB)은 기판(10)을 따라 도파되어 광센서(PS2)에 도달할 수 있다. 광센서(PS2)에 포함된 제3 광소자(미도시)는 예들 들어, 제3 화소(P(B))에서 방출한 청색광을 센싱한다
따라서, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(5)는, 서로 다른 색의 광을 각각 센싱할 수 있는 복수의 센싱 소자(미도시)를 포함하고 있기 때문에, 풀컬러 유기 발광 표시 장치의 화소의 불균일한 휘도를 보정하여 얼룩 발생을 줄일 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 유기 발광 표시 장치
10: 기판 11: 버퍼층
13: 게이트 절연막 15: 층간 절연막
17: 제1 유기 절연막 19: 제2 유기 절연막
120: 제1 전극 121: 유기 발광층
122: 제2 전극 212: 활성층
212a: 소스 영역 212b: 드레인 영역
212c: 채널 영역 214: 게이트 전극
216a: 소스 전극 216b: 드레인 전극
314: 제1 광반사층 416: 제2 광반사층
PS1~PS6: 광센서 OLED: 유기 발광 소자
DA: 표시 영역 P: 화소

Claims (21)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하고, 제1 전극, 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하고, 상기 제1 전극의 반사율은 상기 제2 전극의 반사율보다 높은 유기 발광 소자;
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극과 접속하는 박막 트랜지스터;
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극이 접속하는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 광반사층; 및
    상기 기판 외곽에 위치하고, 상기 제1 광반사층에서 반사된 광을 센싱하는 광센서;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층은 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 제1 전극과 중첩된 유기 발광 표시 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층의 면적은 제1 전극의 면적의 약 50% 이상 100% 이하인 유기 발광 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일층에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일한 재료를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고,
    상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일한 재료를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이, 상기 제1 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고,
    상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉하는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 위치하는 제2 광반사층을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는 활성층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고,
    상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일층에 위치하고,
    상기 제2 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일층에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 광반사층은 상기 게이트 전극과 동일한 재료를 포함하고,
    상기 제2 광반사층은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 동일한 재료를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극과 상기 제1 전극 사이, 및 상기 제2 광반사층과 상기 제1 전극 사이에 유기 절연막이 위치하고,
    상기 제1 전극은 상기 유기 절연막에 형성된 비아홀을 통하여 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 중 하나와 직접 접촉하는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 광반사층은 상기 제1 전극 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 플로팅 된 유기 발광 표시 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 광반사층은 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때 상기 제1 전극과 중첩된 유기 발광 표시 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제2 광반사층의 면적은 상기 제1 광반사층의 면적보다 작은 유기 발광 표시 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  18. 기판 상에 위치한 표시 영역을 구비한 유기 발광 표시 장치에 있어서, 상기 유기 발광 표시 장치는,
    상기 표시 영역에 위치하고, 제1 전극, 상기 제1 전극보다 반사율이 낮은 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하는 복수의 화소를 포함하고,
    상기 복수의 각 화소는,
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극과 접속하는 구동 박막 트랜지스터; 및
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 위치하고, 상기 제1 전극이 접속하는 상기 박막 트랜지스터에 접속하는 제1 광반사층;을 포함하고,
    상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 표시 영역 외곽에 위치하고, 상기 복수의 화소에 포함된 복수의 제1 광반사층에서 반사된 광을 센싱하는 광센서;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 복수의 각 화소는 서로 다른 색의 빛을 방출하고,
    상기 광센서는 상기 서로 다른 색의 빛을 센싱하는 복수의 광소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 각 화소에서 방출된 서로 다른 색의 빛을 혼합하면 백색광인 유기 발광 표시 장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 광센서는 기판의 측면에 위치하는 유기 발광 표시 장치.
KR1020150096073A 2015-07-06 2015-07-06 유기 발광 표시 장치 KR102396299B1 (ko)

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