KR20200115944A - 유기발광표시장치 - Google Patents

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조영진
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 나열되는 복수의 화소들을 구비한 유기발광표시장치에 있어서, 기판 상에 배치된 유기발광다이오드들; 상기 유기발광다이오드들 각각의 화소전극의 가장자리를 덮으며, 상기 화소전극의 일부를 노출하는 개구를 가져 발광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 기판과 상기 화소전극 사이에 배치된 제1비아층 및 제2비아층; 상기 기판과 상기 제1비아층 사이에 배치되며, 상기 제2방향을 따라 연장된 제1배선들; 및 상기 제1비아층과 상기 제2비아층 사이에 배치되며, 상기 발광영역을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선;을 포함하며, 상기 제2배선은 상기 제1배선들과 복수의 비아홀을 통해서 컨택되며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2방향을 따라 배치된 2개의 화소마다 하나씩 배치된, 유기발광표시장치를 개시한다.

Description

유기발광표시장치 {ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 유기발광표시장치에 관한 것이다.
유기발광표시장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기발광층을 포함하며, 하나의 전극인 캐소드(cathode)로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극인 애노드(anode)로부터 주입된 정공(hole)이 유기발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
유기발광표시장치는 캐소드, 애노드 및 유기발광층으로 이루어진 유기발광다이오드(organic light emitting device, OLED)를 포함하는 복수개의 화소를 포함하며, 각 화소에는 유기발광다이오드를 구동하기 위한 복수의 트랜지스터 및 커패시터(Capacitor)가 형성되어 있다. 복수의 트랜지스터는 기본적으로 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함한다. 이러한 유기발광표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
고해상도로 갈수록, 유기발광다이오드, 유기발광다이오드를 구동하는 복수의 트랜지스터, 커패시터 및 이들에 신호를 전달하는 배선들을 중첩 배치하게 되며, 이에 따라 다양한 이슈가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 화소 간의 특성 차이를 최소화하면서 비대칭 칼라 시프트 현상을 줄이고 우수한 시인성을 확보할 수 있는 유기발광표시장치를 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예는, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 나열되는 복수의 화소들을 구비한 유기발광표시장치에 있어서, 기판 상에 배치된 유기발광다이오드들; 상기 유기발광다이오드들 각각의 화소전극의 가장자리를 덮으며, 상기 화소전극의 일부를 노출하는 개구를 가져 발광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 기판과 상기 화소전극 사이에 배치된 제1비아층 및 제2비아층; 상기 기판과 상기 제1비아층 사이에 배치되며, 상기 제2방향을 따라 연장된 제1배선들; 및 상기 제1비아층과 상기 제2비아층 사이에 배치되며, 상기 발광영역을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선;을 포함하며, 상기 제2배선은 상기 제1배선들과 복수의 비아홀을 통해서 컨택되며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2방향을 따라 배치된 2개의 화소마다 하나씩 배치된, 유기발광표시장치를 개시한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2배선은 상기 복수의 화소의 발광영역에 대응하는 개구를 포함하는 메쉬 구조(mesh structure)일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1배선들 및 상기 제2배선은 상기 복수의 화소에 구동전압을 전달하는 배선일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 서로 다른 색을 발광하는 제1 화소들, 제2 화소들, 및 제3 화소들을 포함하며, 상기 제3 화소들의 발광영역의 면적은 상기 제1 화소들의 발광영역의 면적 및 상기 제2 화소들의 발광영역의 면적보다 작고, 상기 복수의 비아홀은 상기 제3화소의 발광영역보다 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 발광영역에 인접하도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 상기 제1방향으로 교번적으로 배치된 제1녹색 화소들 및 제2녹색 화소들을 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2녹색 화소들 보다 상기 제1녹색 화소들에 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 비아홀은 상기 복수의 화소들의 발광영역과 비중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 펜타일 구조로 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1배선들은 상기 복수의 화소들의 발광영역과 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2배선은 상기 화소전극과 적어도 일부 중첩할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들 각각은 박막트랜지스터를 포함하며, 상기 제2배선과 동일층에 배치되며, 상기 화소전극과 상기 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극;을 더 포함하며, 상기 복수의 화소들 중 제1화소의 발광영역의 일단은 상기 연결전극과 중첩되며, 상기 제1화소의 발광영역의 타단은 상기 제2배선으로부터 연장된 확장부와 중첩될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 연결전극과 상기 제1화소의 발광영역이 중첩된 면적은 상기 확장부와 상기 제1화소의 발광영역이 중첩된 면적과 동일할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1배선과 동일층에 배치된 노드전극; 및 상기 제2배선에서 연장된 차폐부;를 더 포함하며, 상기 차폐부는 상기 노드전극 전체와 중첩될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 노드전극은 상기 복수의 화소들 중 일부의 발광영역에 중첩되며, 상기 차폐부는 상기 일부의 발광영역의 중심부에 대응되도록 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 나열되는 복수의 화소들을 구비한 유기발광표시장치에 있어서, 기판 상에 배치된 유기발광다이오드들; 상기 유기발광다이오드들 각각의 화소전극의 가장자리를 덮으며, 상기 화소전극의 일부를 노출하는 개구를 가져 발광영역을 정의하는 화소정의막; 상기 기판과 상기 화소전극 사이에 배치된 제1비아층 및 제2비아층; 상기 기판과 상기 제1비아층 사이에 배치되며, 상기 제2방향을 따라 연장된 제1배선들; 및 상기 제1비아층과 상기 제2비아층 사이에 배치되며, 상기 발광영역을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선;을 포함하며, 상기 제2배선은 상기 제1배선들과 복수의 비아홀을 통해서 컨택되며, 상기 복수의 화소들은 서로 다른 색을 내는 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소를 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제3 화소보다 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 발광영역에 인접하게 구비될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제3 화소의 발광영역은 상기 제1 화소의 발광영역 및 상기 제2 화소의 발광영역에 비해 클 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 화소들은 펜타일 매트릭스 구조로 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 화소는 녹색 화소이며, 상기 녹색 화소는 서로 교번적으로 배치된 제1녹색 화소 및 제2녹색 화소를 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2녹색 화소보다 상기 제1녹색 화소에 인접하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1배선은 상기 발광영역과 중첩될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2배선과 동일층에 배치되며, 상기 화소전극과 컨택홀을 통해서 연결된 연결전극;을 더 포함하며, 상기 복수의 화소들 중 제1 화소의 발광영역의 일단은 상기 연결전극과 중첩되며, 상기 제1 화소의 발광영역의 타단은 상기 제2배선으로부터 연장된 확장부와 중첩될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1배선과 동일층에 배치된 노드전극; 및 상기 제2배선에서 연장된 차폐부;를 더 포함하며, 상기 차폐부는 상기 노드전극 전체와 중첩될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 화소 간의 균일한 특성을 유지하면서, 유기발광표시장치의 비대칭 칼라 시프트 현상이 최소화되며, 우측 WAD 및 좌측 WAD의 균일성을 확보할 수 있다.
물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예예 따른 디스플레이 장치의 어느 하나의 화소의 등가회로도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 복수의 화소들의 발광영역을 나타낸 개략적인 배치도이다.
도 4는 복수의 화소의 발광영역과 배선들과의 관계를 나타낸 배치도이다.
도 5는 도 4의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예와 비교하기 위한 비교예에 따른 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 배치도이다.
도 7b는 도 7a에 화소전극을 배치한 배치도이다.
도 7c는 도 7a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 배치도이다.
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.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 유기발광표시장치는 화상이 구현되는 표시영역(DA) 및 그 주변의 비표시영역인 주변영역(PA)을 포함한다. 표시영역(DA)에는 복수의 화소(PX)들이 배치되어, 소정의 이미지를 제공한다.
각 화소(PX)는 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출하며, 유기발광다이오드(OLED, organic light emitting diode)를 포함한다. 또한, 각 화소(PX)는 박막트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT), 커패시터(Capacitor) 등의 소자가 더 포함될 수 있다.
본 명세서에서의 화소(PX)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색 또는 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 부화소를 나타낸다.
주변영역(PA)은 이미지를 제공하지 않는 영역으로서, 표시영역(DA)의 화소(PX)들에 인가할 전기적 신호를 제공하는 스캔 구동부 및 데이터 구동부 등, 및 구동전압 및 공통전압과 같은 전원을 제공하는 전원선들을 포함할 수 있다. 또한, 주변영역(PA)에는 인쇄회로기판 등이 접속할 수 있는 단자부를 구비할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치에 포함될 수 있는 하나의 화소(PX)의 등가회로도들이다.
도 2a를 참조하면, 각 화소(PX)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결된 화소회로(PC), 및 상기 화소회로(PC)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다.
화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 스캔선(SL)을 통해 입력되는 스캔 신호(Sn)에 따라 데이터선(DL)을 통해 입력된 데이터 신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)로 전달한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(T2) 및 구동전압선(PL)에 연결되며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)로부터 전달받은 전압과 구동전압선(PL)에 공급되는 제1전원전압(ELVDD, 또는 구동전압)의 차이에 해당하는 전압을 저장한다.
구동 박막트랜지스터(T1)는 구동전압선(PL)과 스토리지 커패시터(Cst)에 연결되며, 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압 값에 대응하여 구동전압선(PL)으로부터 유기발광다이오드(OLED)에 흐르는 구동 전류를 제어할 수 있다. 유기발광다이오드(OLED)는 구동 전류에 의해 소정의 휘도를 갖는 빛을 방출할 수 있다.
도 2a에서는 화소회로(PC)가 2개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함하는 경우를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 화소회로(PC)는 3개 이상의 박막트랜지스터 및/또는 2개 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 일 예로, 화소회로(PC)는 도 2b에 도시된 바와 같이, 화소회로(PC)는 7개의 박막트랜지스터 및 1개의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다.
도 2b를 참조하면, 각 화소(PX)는 화소회로(PC), 및 상기 화소회로(PC)에 연결된 유기발광다이오드(OLED)를 포함한다. 화소회로(PC)는 복수의 박막트랜지스터들 및 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 포함할 수 있다. 박막트랜지스터들 및 스토리지 커패시터는 신호선(SL, SL-1, EL, DL), 초기화전압선(VL), 및 구동전압선(PL)에 연결될 수 있다.
도 2b에서는 각 화소(PX)가 신호선(SL, SL-1, EL, DL), 초기화전압선(VL), 및 구동전압선(PL)에 연결된 것을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 신호선(SL, SL-1, EL, DL) 중 적어도 어느 하나, 초기화전압선(VL)과 구동전압선(PL) 등은 이웃하는 화소들에서 공유될 수 있다.
복수의 박막트랜지스터는 구동 박막트랜지스터(driving TFT, T1), 스위칭 박막트랜지스터(switching TFT, T2), 보상 박막트랜지스터(T3), 제1초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6) 및 제2초기화 박막트랜지스터(T7)를 포함할 수 있다.
신호선은 스캔신호(Sn)를 전달하는 스캔선(SL), 제1초기화 박막트랜지스터(T4)와 제2초기화 박막트랜지스터(T7)에 이전 스캔신호(Sn-1)를 전달하는 이전 스캔선(SL-1), 동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)에 발광제어신호(En)를 전달하는 발광 제어선(EL), 스캔선(SL)과 교차하며 데이터신호(Dm)를 전달하는 데이터선(DL)을 포함한다. 구동전압선(PL)은 구동 박막트랜지스터(T1)에 구동전압(ELVDD)을 전달하며, 초기화전압선(VL)은 구동 박막트랜지스터(T1) 및 화소전극을 초기화하는 초기화전압(Vint)을 전달한다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(Cst1)에 연결되어 있고, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)은 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 하부 구동전압선(PL)에 연결되어 있으며, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1)은 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극과 전기적으로 연결되어 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호(Dm)를 전달받아 메인 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급한다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트전극(GE2)은 스캔선(SL)에 연결되어 있고, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 소스전극(S2)은 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극(D2)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)에 연결되어 있으면서 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(PL)에 연결되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 스캔선(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 데이터선(DL)으로 전달된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 게이트전극(G3)은 스캔선(SL)에 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 소스전극(S3)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1)에 연결되어 있으면서 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 하나의 전극과 연결되어 있고, 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 드레인전극(D3)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(Cst1), 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 드레인전극(D4) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)에 연결되어 있다. 보상 박막트랜지스터(T3)는 스캔선(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(Sn)에 따라 턴-온되어 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)과 구동 드레인전극(D1)을 전기적으로 연결하여 구동 박막트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 게이트전극(G4)은 이전 스캔선(SL-1)에 연결되어 있고, 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 소스전극(S4)은 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 드레인전극(D7)과 초기화전압선(VL)에 연결되어 있으며, 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 드레인전극(D4)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1 전극(Cst1), 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 드레인전극(D3) 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)에 연결되어 있다. 제1초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔선(SL-1)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴-온되어 초기화전압(Vint)을 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)에 전달하여 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극(GE1)의 전압을 초기화시키는 초기화동작을 수행한다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 게이트전극(G5)은 발광 제어선(EL)에 연결되어 있으며, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 소스전극(S5)은 하부 구동전압선(PL)과 연결되어 있고, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 드레인전극(D5)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극(S1) 및 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극(D2)과 연결되어 있다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 게이트전극(G6)은 발광 제어선(EL)에 연결되어 있고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 소스전극(S6)은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극(D1) 및 보상 박막트랜지스터(T3)의 보상 소스전극(S3)에 연결되어 있으며, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(D6)은 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 소스전극(S7) 및 유기발광다이오드(OLED)의 하나의 전극에 전기적으로 연결되어 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5) 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광 제어선(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(En)에 따라 동시에 턴-온되어, 구동전압(ELVDD)이 유기발광다이오드(OLED)에 전달되어 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)가 흐르도록 한다.
제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 게이트전극(G7)은 이전 스캔선(SL-1)에 연결되어 있고, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 소스전극(S7)은 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(D6) 및 유기발광다이오드(OLED)의 하나의 전극에 연결되어 있으며, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2초기화 드레인전극(D7)은 제1초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1초기화 소스전극(S4) 및 초기화전압선(VL)에 연결되어 있다. 제2초기화 박막트랜지스터(T7)는 이전 스캔선(SL-1)을 통해 전달받은 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 턴-온되어 유기발광다이오드(OLED)를 초기화시킨다.
도 2b에서는 제1초기화 박막트랜지스터(T4)와 제2초기화 박막트랜지스터(T7)가 이전 스캔선(SL-1)에 연결된 경우를 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또 다른 실시예로서, 제1초기화 박막트랜지스터(T4)는 이전 스캔선(SL-1)에 연결되어 이전 스캔신호(Sn-1)에 따라 구동하고, 제2초기화 박막트랜지스터(T7)는 별도의 신호선(예컨대, 이후 스캔선)에 연결되어 상기 신호선에 전달되는 신호에 따라 구동될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 제2 전극(Cst2)은 구동전압선(PL)에 연결되어 있으며, 유기발광다이오드(OLED)의 대향전극(캐소드)은 공통전압(ELVSS)에 연결되어 있다. 이에 따라, 유기발광다이오드(OLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)로부터 구동전류(IOLED)를 전달받아 발광함으로써 화상을 표시할 수 있다.
도 2b에서는 보상 박막트랜지스터(T3)와 제1초기화 박막트랜지스터(T4)가 듀얼 게이트전극을 갖는 것으로 도시하고 있으나, 보상 박막트랜지스터(T3)와 제1초기화 박막트랜지스터(T4)는 한 개의 게이트전극을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광표시장치의 복수의 화소(R, G, B)들의 발광영역을 나타낸 개략적인 배치도이다. 본 실시예에서, 적색 화소(R), 녹색 화소(G), 청색 화소(B)라 함은 각 화소의 발광영역을 나타내며, 상기 발광영역은 화소정의막의 개구에 의해서 정의될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
도 3을 참조하면, 제1 행(1N)에는 적색 화소(R) 및 청색 화소(B)가 제1 방향으로 교번하여 배치되고, 제1 행(1N)에 인접한 제2 행(2N)에는 녹색 화소(G)들이 제1 방향으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제3 행(3N)에는 적색 화소(R) 및 청색 화소(B)가 교번하여 배치되고, 제3 행(3N)에 인접한 제4 행(4N)에는 녹색 화소(G)들이 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이와 같은 화소 배치가 기 설정된 소정의 행까지 반복될 수 있다.
제2 행(2N)에 배치되는 녹색 화소(G)들은 제1 행(1N)의 적색 화소들(R) 및 청색 화소들(B)과 서로 엇갈려서 배치될 수 있다. 따라서, 제1 열(1M)에는 적색 화소(R) 및 청색 화소(B)가 제2 방향으로 교번하여 배치되고, 제2 열(2M)에는 녹색 화소(G)가 제2 방향으로 소정의 간격으로 이격하여 배치될 수 있다. 이와 같은 화소 배치가 기 설정된 소정의 행까지 반복될 수 있다. 이 때, 청색 화소(B) 및 적색 화소(R)의 면적은 녹색 화소(G)보다 크게 형성되어 있다. 또는, 청색 화소(B)의 면적이 적색 화소(R) 및 녹색 화소(G)보다 크게 형성될 수 있다.
이와 같은 화소 배치 구조를 다르게 표현하면, 녹색 화소(G)의 중심점을 사각형의 중심점으로 하는 가상의 사각형(VS)의 꼭지점 중에 서로 마주보는 제1, 제3 꼭지점에는 적색 화소(R)가 배치되며, 나머지 꼭지점인 제2, 제4 꼭지점에 청색 화소(B)가 배치되어 있다고 표현할 수 있다. 이 때, 가상의 사각형(VS)는 직사각형, 마름모, 정사각형 등 다양하게 변형될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화소 배치 구조는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 3에서 가상의 사각형(VS)의 중심점에 녹색 화소(G) 대신 청색 화소(B)가 배치되며, 가상의 사각형(VS)의 꼭지점 중에 서로 마주보는 제1, 제3 꼭지점에는 적색 화소(R)이 배치되며, 나머지 꼭지점인 제2, 제4 꼭지점에 녹색 화소(G)가 배치될 수 있다.
이러한 화소 배치 구조를 펜타일 매트릭스(PenTile Matrix) 구조라고 하며, 인접한 화소를 공유하여 색상을 표현하는 렌더링(Rendering) 구동을 적용함으로써, 작은 수의 화소로 고해상도를 구현할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 화소 배치 구조는 상기 펜타일 매트릭스 구조에 한정되지 않는다. 예컨대, 본 발명은 스트라이프(Stripe) 배열, 모자익(Mosaic) 배열, 델타(Delta) 배열을 갖는 화소 배치 구조에 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 백색광을 내는 백색 화소를 더 포함하는 화소 배치 구조에도 적용될 수 있다.
본 실시예에서, 화소들은 제1 내지 제3 화소들로 구분될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 제1 내지 제3 화소들은 각각 적색 화소(R), 녹색 화소(G) 및 청색 화소(B)에 대응할 수 있다.
도 4는 복수의 화소의 발광영역과 배선들과의 관계를 나타낸 배치도이며, 도 5는 도 4의 I-I'선에 따른 단면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예와 비교하기 위한 비교예에 따른 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광표시장치는 복수의 화소들을 포함하며, 상기 복수의 화소들은 다양한 배선들과 연결될 수 있다.
복수의 화소는 복수의 적색 화소(R), 복수의 녹색 화소(G), 및 복수의 청색 화소(B)를 포함할 수 있다. 전술한 것과 같이, 복수의 화소들은 펜타일 구조로 배열될 수 있다.
도 4에 있어서는 다양한 배선들 중, 복수의 화소들의 발광영역(OP1, OP2, OP3)과 중첩하는 복수의 제1배선(PL1)들 및 상기 발광영역들을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선(PL2)들과의 관계를 도시하고 있다. 본 실시예에서, 발광영역(OP1, OP2, OP3)은 후술할 화소정의막의 개구로 정의될 수 있다.
제1배선(PL1)들 각각은 제2방향으로 연장되어 배치되며, 동일 열에 배치된 복수의 화소들과 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 열(1M)을 따라 연장된 제1배선(PL1)은 교번적으로 배치된 청색 화소(B)와 적색 화소(R)와 연결될 수 있다. 제2 열(2M)을 따라 연장된 제1배선(PL1)은 녹색 화소(G1, G2)들과 연결될 수 있다. 제1배선(PL1)들은 평면상 화소들의 발광영역과 중첩되어 배치될 수 있다. 제1배선(PL1)들은 복수의 화소들에 구동전압(ELVDD, 도 2a, 2b 참조)을 전달하는 배선일 수 있다. 제1배선(PL1)들은 제1방향을 따라 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
제2배선(PL2)은 제1배선(PL1)과 다른 층에 배치되며, 복수의 화소들의 발광영역(OP1, OP2, OP3)을 적어도 일부 우회하도록 배치될 수 있다. 제2배선(PL2)는 메쉬 구조(mesh structure)를 구비할 수 있다. 제2배선(PL2)는 발광영역(OP1, OP2, OP3)의 적어도 일부를 노출하는 개구들을 구비할 수 있다. 또는, 제2배선(PL2)은 상기 발광영역(OP1, OP2, OP3)의 가장자리에 대응되는 테두리 패턴들 및 상기 패턴들을 연결하는 연결패턴들로 구비되는 것으로 이해될 수 있다. 이 때, 제2배선(PL2)의 테두리 패턴들 및 연결패턴들은 일체로 구비될 수 있다. 제2배선(PL2)은 발광영역(OP1, OP2, OP3)과 대부분 중첩되고 있지 않으나, 제2배선(PL2)은 상기 발광영역(OP1, OP2, OP3)과 일부 중첩될 수 있다. 예컨대, 발광영역이 가장 넓은 청색 화소(B)의 경우, 발광영역의 끝단이 제2배선(PL2)와 일부 중첩할 수 있다.
제2배선(PL2)은 복수의 비아홀(VH)에 의해서 제1배선(PL1)과 컨택될 수 있다. 제2배선(PL2)이 제1배선(PL1)과 컨택됨에 따라, 제2배선(PL2)는 제1배선(PL1)과 동일한 전압을 제공할 수 있다. 예컨대, 제1배선(PL1) 및 제2배선(PL2)는 구동전압(ELVDD)을 전달하는 배선일 수 있다. 제2배선(PL2)가 메쉬 구조로 구비됨에 따라, 구동전압(ELVDD)은 표시영역(DA, 도 1 참조) 전반에 걸쳐 균일하게 제공될 수 있다.
복수의 비아홀(VH)은 제1배선(PL1)과 중첩되도록 배치되는 바, 제1배선(PL)을 따라 제2방향으로 배치될 수 있다.
본 실시예에서, 제2방향을 따라 배치된 복수의 비아홀(VH)은 상기 제2방향을 따라 배치된 2개의 화소마다 하나씩 배치되고 있다. 예컨대, 제1 열(1M)을 따라 배치된 비아홀(VH)들은 청색 화소(B) 및 적색 화소(R)마다, 즉 두 개의 화소마다 배치되고 있다. 제2 열(2M)을 따라 배치된 비아홀(VH)들은 두 개의 녹색 화소(G1, G2)마다 배치되고 있다.
다른 관점에서 보면, 녹색 화소(G)들은 제1녹색화소(G1)과 제2녹색화소(G2)가 제1방향을 따라 교번적으로 배치되며, 상기 제1녹색화소(G1)와 인접하게 2 개의 비아홀(VH)이 배치되고, 상기 제2녹색화소(G2) 근처에는 비아홀이 배치되지 않고 있다. 즉, 비아홀(VH)은 서로 인접한 제1녹색화소(G1)와 제2녹색화소(G2) 중 제1녹색화소(G1)에 더 인접하게 배치되도록 구비될 수 있다. 일부 실시예에서, 제1녹색화소(G1)에 인접하게 2개의 비아홀이 배치될 수 있다.
제1녹색화소(G1) 및 제2녹색화소(G2)는 제2방향을 따라서도 교번적으로 배치될 수 있으며, 제2방향을 따라서도 제1녹색화소(G1)에 인접하게 비아홀(VH)이 형성된다.
본 실시예에서, 청색 화소(B)의 발광영역(OP3)은 적색 화소(R)의 발광영역(OP1) 및 녹색 화소(G)의 발광영역(OP2)에 비해서 크게 구비되고 있다. 이에 따른 관점에서 보면, 비아홀(VH)은 청색 화소(B) 보다 발광영역이 작은 녹색 화소(G) 또는 적색 화소(B)에 더 인접하게 배치되고 있다. 예컨대, 청색 화소(B)와 녹색 화소(G) 사이에 배치하고 있는 비아홀(VH)은 청색 화소(B) 보다 발광면적이 작은 녹색 화소(G)에 근접하게 배치하고 있다. (d2 < d1) 또한, 청색 화소(B)와 적색 화소(R) 사이에 배치된 제2비아홀(VH)는 적색 화소(R)에 근접하게 배치하고 있다. (d4 < d3)
본 실시예에서, 이러한 비아홀(VH)의 배치는 측면 시야각에 따른 비대칭 칼라 시프트를 최소화하기 위해서 도입된 것일 수 있다. 즉, 발광영역과 비아홀(VH)이 중첩되지 않도록 설계함으로써, 비아홀(VH)에 의한 영향을 최소화할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하며, 본 실시예에 따른 유기발광표시장치의 적층구조를 살펴보면서, 비아홀(VH)의 영향에 대해서 설명하기로 한다.
기판(110)은 글래스 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지는 폴리에테르술폰(polyethersulfone, PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate, PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide, PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelene n napthalate, PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide, PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate, CAP) 등을 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 기판(110)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 기판(110)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
버퍼층(111)은 기판(110) 상에 위치하여, 기판(110)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(110) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(111)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 기판(110)과 버퍼층(111) 사이에는 외기의 침투를 차단하는 배리어층(미도시)이 더 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 버퍼층(111)은 실리콘산화물(SiO2) 또는 실리콘질화물(SiNX)으로 구비될 수 있다.
상기 버퍼층(111) 상부에는 각 화소(R, G, B) 당 적어도 하나의 박막트랜지스터(TFT)가 배치될 수 있다. 도 5에 도시된 박막트랜지스터(TFT)는 도 2a 또는 도 2b의 화소회로(PC)에 포함된 박막트랜지스터(TFT) 중 어느 하나 일 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(Act), 게이트전극(GE), 소스전극(SE), 및 드레인전극(DE)을 포함할 수 있다. 경우에 따라서, 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)는 생략될 수 있다. 또한, 소스전극(SE) 또는 드레인전극(DE)는 데이터 신호를 전달하는 데이터선과 연결될 수 있다. 게이트전극(GE)는 스캔 신호를 전달하는 스캔선과 연결될 수 있다.
반도체층(Act)은 상기 버퍼층(111) 상에 배치되며, 폴리 실리콘을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 반도체층(Act)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 반도체층(Act)은 인듐(In), 갈륨(Ga), 스태늄(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 반도체층(A1)은 채널영역과 상기 채널영역 양옆에 캐리어가 농도가 높은 소스 영역 및 드레인 영역을 포함할 수 있다. 상기 소스 영역 및 드레인 영역은 불순물이 도핑되어 형성될 수 있다.
반도체층(Act)을 덮도록 제1게이트절연층(112)이 구비될 수 있다. 제1게이트절연층(112)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2) 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1게이트절연층(112)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1게이트절연층(112) 상부에는 상기 반도체층(Act)과 중첩되도록 게이트전극(GE)이 배치된다. 게이트전극(GE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하며 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 게이트전극(GE)은 Mo의 단층일 수 있다.
제2게이트절연층(113)은 상기 게이트전극(GE)을 덮도록 구비될 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제2게이트절연층(113)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제2게이트절연층(113) 상부에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부 전극(Cst2)이 배치될 수 있다. 상부 전극(Cst2)은 그 아래의 게이트전극(GE)과 중첩할 수 있다. 이 때, 제2게이트절연층(113)을 사이에 두고 중첩하는 게이트전극(GE) 및 상부 전극(Cst2)은 스토리지 커패시터(Cst)를 형성할 수 있다. 즉, 게이트전극(GE)은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부 전극(Cst1)으로 기능할 수 있다.
이는 스토리지 커패시터(Cst)와 박막트랜지스터(TFT)가 중첩되어 형성될 수 있음을 의미한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 스토리지 커패시터(Cst)는 박막트랜지스터(TFT)와 중첩되지 않도록 형성될 수도 있음은 물론이다.
상부 전극(Cst2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
층간절연층(115)은 상기 상부 전극(Cst2)을 덮도록 형성될 수 있다. 층간절연층(115)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 층간절연층(115)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 층간절연층(115) 상에 배치될 수 있다. 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 예로, 소스전극(SE)과 드레인전극(DE)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
층간절연층(115) 상에는 제1배선(PL1)이 더 배치될 수 있다. 즉, 제1배선(PL1)은 상기 소스전극(SE) 및 드레인전극(DE)과 동일층에 배치되어 동일한 물질로 구비될 수 있다. 제1배선(PL1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 제1배선(PL1)은 구동전압(ELVDD)을 전달하는 배선으로, 각 화소(B, G)마다 배치될 수 있다. 제1배선(PL1)은 화소의 발광영역인 화소정의막(119)의 개구(OP2, OP3)와 중첩되어 형성될 수 있다. 제1배선(PL1)과 화소전극(221G, 221B) 사이에는 제1비아층(117) 및 제2비아층(118)이 배치되는 바, 제1배선(PL1)이 화소의 발광영역과 중첩된다고 하더라도 발광영역에 미치는 영향은 없다고 할 수 있다.
소스전극(SE), 드레인전극(DE) 및 제1배선(PL1)을 덮도록 제1비아층(117)이 배치될 수 있다. 제1비아층(117)은 그 상부에 배치되는 제2배선(PL2)이 평탄하게 형성될 수 있도록 평탄한 상면을 가질 수 있다.
제1비아층(117)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 이러한, 제1비아층(117)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 한편, 제1비아층(117)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등의 무기절연물질을 포함할 수 있다.
제1비아층(117) 상에는 제2배선(PL2)이 배치된다. 제2배선(PL2)은 제1비아층(117)을 관통하는 비아홀(VH)을 통해서 제1배선(PL1)과 컨택될 수 있다. 청색 화소(B)와 녹색 화소(G) 사이에 배치된 비아홀(VH)은 녹색 화소(G)와 더 인접하게 배치될 수 있다. (d1 > d2)
제2배선(PL2)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
제2배선(PL2)을 덮도록 제2비아층(118)이 배치될 수 있다. 제2비아층(118)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 이러한, 제2비아층(118)은 BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide), HMDSO(Hexamethyldisiloxane), Polymethylmethacrylate(PMMA)나, Polystylene(PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 한편, 제2비아층(118)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2), 또는 아연산화물(ZnO2)등의 무기절연물질을 포함할 수 있다.
상기 제2비아층(118) 상부에는 화소전극(221B, 221G)이 배치된다. 화소전극(221B, 221G)은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3: indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide) 또는 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)와 같은 도전성 산화물을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 화소전극(221B, 221G)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr) 또는 이들의 화합물을 포함하는 반사막을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예로, 화소전극(221B, 221G)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소전극(221B, 221G)은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조로 구비될 수 있다.
화소정의막(119)은 화소전극(221B, 221G) 각각의 가장자리를 커버할 수 있다. 화소정의막(119)은 각 화소들에 대응하는 개구(OP2, OP3), 즉 적어도 화소전극(221B, 221G)의 일부가 노출되도록 하는 개구(OP2, OP3)를 가짐으로써 화소의 발광영역을 정의하는 역할을 한다. 즉, 상기 개구(OP2, OP3)는 각 화소의 발광영역(OP2, OP3)으로 지칭될 수 있다.
화소정의막(119)은 각 화소전극(221B, 221G)의 가장자리와 화소전극(221B, 221G) 상부의 대향전극(223)의 사이의 거리를 증가시킴으로써 화소전극(221B, 221G)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 화소정의막(119)은 폴리이미드, 폴리아마이드(Polyamide), 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
화소정의막(119)의 개구(OP2, OP3)에 의해서 노출된 화소전극(221B, 221G) 상에는 유기발광층을 포함하는 중간층(222G, 222B)이 배치된다. 중간층(222G, 222B)은 저분자 또는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 저분자 물질을 포함할 경우 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 유기발광층(EML: Emission Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 유기물질을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
중간층(222G, 222B)이 고분자 물질을 포함할 경우에는 대개 홀 수송층(HTL) 및 유기발광층(EML)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 홀 수송층은 PEDOT을 포함하고, 발광층은 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 물질을 포함할 수 있다. 이러한 중간층(222G, 222B)은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 레이저열전사방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있다.
물론 중간층(222G, 222B)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 다양한 구조를 가질 수도 있음은 물론이다. 그리고 중간층(222G, 222B)은 복수개의 화소전극(221G, 221B)들에 걸쳐서 일체인 층을 포함할 수도 있고, 복수개의 화소전극(221G, 221B)들 각각에 대응하도록 패터닝된 층을 포함할 수도 있다.
중간층(222G, 222B) 상부에는 대향전극(223)이 배치된다. 대향전극(223)은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 대향전극(223)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(223)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다.
대향전극(223)은 복수개의 유기발광다이오드(OLED(G), OLED(B))들에 있어서 일체(一體)로 형성되어 복수개의 화소전극(221G, 221B)들에 대응할 수 있다.
도면에 도시하고 있지 않으나, 대향전극(223) 상부에는 대향전극(223)을 보호하면서 광 추출효율을 향상시키는 캡핑층이 형성될 수 있다. 캡핑층은 LiF를 포함할 수 있다. 또는, 캡핑층은 실리콘나이트라이드와 같은 무기 절연물을 포함하거나, 및/또는 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 캡핑층은 생략될 수 있다.
또한, 본원에 따른 유기발광표시장치는 복수의 유기발광다이오드(OLED)들을 외기로 부터 보호하기 위한 밀봉부재가 더 구비될 수 있다.
밀봉부재는 적어도 하나의 무기봉지층과 적어도 하나의 유기봉지층을 포함하는 박막봉지층으로 구비될 수 있다. 이 때, 무기봉지층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 타탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 아연옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 유기봉지층은 폴리머(polymer)계열의 물질을 포함할 수 있다. 폴리머 계열의 소재로는 아크릴계 수지, 에폭시계 수지, 폴리이미드 및 폴리에틸렌 등을 포함할 수 있다. 박막봉지층은 제1무기봉지층, 유기봉지층, 제2무기봉지층이 적층된 구조로 구비될 수 있다.
또는, 밀봉부재로 실런트 또는 프릿에 의해서 기판(110)과 합착되는 밀봉기판을 이용할 수도 있다.
한편, 상기 밀봉부재 상부에는 터치입력을 감지하는 입력감지부재, 편광자(polarizer)와 지연자(retarder) 또는 컬러필터와 블랙매트릭스를 포함하는 반사 방지부재, 및 투명한 윈도우와 같은 구성요소가 더 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 비아홀(VH)은 화소정의막(119)의 개구(OP2, OP3)와 중첩되지 않도록 배치되고 있다. 비아홀(VH)이 구비됨으로써 상기 비아홀(VH) 및 그 내부에 배치된 제2배선(PL2)의 형상에 따라, 제2비아층(118)의 상면에 수직으로 굴곡이 형성될 수 있다. (R1 영역) 그러나, 본 실시예에 따른 비아홀(VH)들은 발광영역과 중첩되지 않은 바, 발광영역에 영향을 미치지 않는다.
만일, 도 6과 같이, 청색 화소(B)를 지나는 제1배선(PL1)과 제2배선(PL2)을 추가 비아홀(VH')을 통해서 컨택되도록 한다면, 청색 화소(B)의 발광영역이 녹색 화소(G)보다 크게 구비되기에, 상기 추가 비아홀(VH')은 청색 화소(B)의 발광영역인 제3개구(OP3)와 중첩되게 배치될 수 있다. 이에 따라, 그 상부의 제2비아층(118)의 상면에 굴곡이 형성될 수 있으며(R2 영역), 이러한 굴곡은 청색 화소(B)의 화소전극(221B) 및/또는 중간층(222B), 대향전극(223)까지 영향을 미칠 수 있다.
발광영역 내부에 형성된 굴곡 또는 단차는 중간층(222B)에서 발생되는 빛의 난반사 또는 좌우 비대칭 반사를 유발할 수 있으며, 이에 따라 좌측 또는 우측에 따른 컬러 시인성이 다르게 나타날 수 있다. 즉, 좌우에 따른 컬러 시프트가 비대칭으로 나타날 수 있다.
이러한 현상을 최소화하기 위해서, 본 실시예에 있어서는 제1배선(PL1)과 제2배선(PL2)를 연결하는 비아홀(VH)이 화소의 발광영역과 중첩되지 않도록 배치하고 있다. 즉, 제2방향을 따라 배열된 비아홀(VH)은 2개의 화소 마다 하나씩 배치하고 있다. 또는, 상기 비아홀(VH)은 발광영역이 큰 화소보다는 발광영역이 작은 화소 근처에 배치하고 있다. 또는, 상기 비아홀(VH)은 한 방향을 따라 교번적으로 배치된 제1녹색 화소(G1) 및 제2녹색 화소(G2) 중 제1녹색 화소(G1)와 더 인접하도록 배치하고 있다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 배치도이다. 도 7b는 도 7a에 화소전극을 배치한 배치도이다. 도 7c는 도 7a의 II-II'선에 따른 단면도이다. 도 7a 내지 도 7c에 있어서, 도 4 및 도 5와 동일한 참조부호는 동일 부재를 의미하는 바, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광표시장치는 제1비아층(117) 상에 배치된 연결전극(CM)을 더 포함할 수 있다.
연결전극(CM)은 유기발광다이오드(OLED)를 박막트랜지스터(TFT)와 연결하기 위한 전극일 수 있다. 구체적으로, 연결전극(CM)은 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(221B, 221G)과 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 또는 드레인전극과 연결하기 위한 전극일 수 있다. 도 7C를 참조하면, 연결전극(CM)은 제1비아층(117)을 관통하는 제1컨택홀(CNT1)을 통해서 박막트랜지스터(TFT)의 소스전극 또는 드레인전극과 연결될 수 있으며, 화소전극(221G)은 제2비아층(118)을 관통하는 제2컨택홀(CNT2)을 통해서 연결전극(CM)과 연결될 수 있다.
연결전극(CM)은 제2배선(PL2)와 동일층에 배치되며, 동일물질로 구비될 수 있다. 예컨대, 연결전극(CM)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
이러한, 연결전극(CM)은 평면상 화소정의막의 개구(OP2, OP3), 즉 발광영역과 일부 중첩되어 배치될 수 있다. 본 실시예에 있어서는, 개구(OP2, OP3)의 중심점(CP)를 기준으로, 상기 연결전극(CM)과 반대측에 제2배선(PL2)로 부터 연장된 확장부(EP)를 배치하고 있다. 중심점(CP)에서 확장부(EP)까지의 거리는 중심점(CP)에서 연결전극(CM)까지의 거리와 실질적으로 동일하게 구비될 수 있다. 또한, 확장부(EP)가 개구(OP2, OP3)와 중첩되는 면적은 연결전극(CM)이 개구(OP2, OP3)와 중첩되는 면적과 동일하게 구비될 수 있다.
만일, 확장부(EP)를 구비하지 않는다면, 제1비아층(117) 상부에 배치되는 연결전극(CM)에 의해서 개구(OP2, OP3)의 바닥면에 비대칭적인 굴곡, 또는 단차가 형성될 수 있다. 이에 따라, 측면 시인성에 대해서 비대칭 컬러 시프트가 발생될 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 중심점(CP)을 기준으로, 연결전극(CM)과 대칭인 위치에 확장부(EP)를 구비하는 바, 측면 시인성에 있어서 비대칭 컬러 시프트 현상을 최소화할 수 있다.
한편, 도 7b에 도시된 바와 같이, 본 실시예들에 따른 화소전극(221R, 221G, 221B)의 가장자리의 일부는 제2배선(PL2)와 중첩되도록 구비될 수 있다. 그러나, 상기 중첩된 화소전극(221R, 221G, 221B)의 가장자리는 발광영역이 아닌 바, 화소전극((221R, 221G, 221B)이 일부 제2배선(PL2)와 중첩된다고 하더라도, 발광영역의 광 특성에는 영향을 미치지 않는다.
도 8는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유기발광표시장치의 개략적인 배치도이다. 도 8에 있어서, 도 4와 동일한 참조부호는 동일 부재를 의미하는 바, 이들에 대한 중복 설명은 생략한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 유기발광표시장치는 노드(node)전극(BM)과, 상기 노드전극(BM)과 중첩되는 차폐부(SP)를 더 포함할 수 있다.
노드전극(BM)은 제1배선(PL1)과 동일층에서 상기 제1배선(PL1)과 이격되어 배치될 수 있다. 노드전극(BM)은 제1배선(PL1)과 동일물질로 구비될 수 있다. 예컨대, 노드전극(BM)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브데늄(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
노드전극(BM)은 화소회로(PC, 도 2a, 2b 참조)의 박막트랜지스터들을 연결하기 위한 브릿지전극일 수 있다. 노드전극(BM)은 제2개구(OP2)의 중심점과 중첩되어 형성될 수 있다. 노드전극(BM)은 신호를 전달하는 역할을 할 수 있으며, 이러한 신호들에 의해 인접한 박막트랜지스터, 또는 인접한 화소회로간에 크로스 토크(cross talk)가 발생될 수 있다.
본 실시예에 있어서는, 상기 노드전극(BM)과 중첩되도록 제2배선(PL2)로 부터 연장된 차폐부(SP)를 구비하여, 상기 신호들에 의한 현상을 크로스 토크 현상을 최소화할 수 있다.
차폐부(SP)는 복수로 구비될 수 있다. 차폐부(SP) 중 일부는 개구(OP3)와 중첩되며, 일부는 개구(OP2, OP3)와 중첩되지 않도록 구비될 수 있다.
개구(OP3)와 중첩되는 차폐부(SP)는 상기 노드전극(BM)과 중첩되도록 구비하되, 개구(OP3)의 중심점에 대응되도록 구비할 수 있다. 이는 상기 크로스 토크 현상뿐만 아니라, 비대칭 컬러 시프트 현상까지 고려한 것일 수 있다. 본 실시예에서, 제2배선(PL2)으로부터 연장된 차폐부(SP)는 개구(OP3)의 중심에 배치되는 바, 좌측 및 우측에 따른 컬러 시프트 현상이 동일하게 나타날 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.
110: 기판
111: 버퍼층
112: 제1게이트절연층
113: 제2게이트절연층
115: 층간절연층
117: 제1비아층
118: 제2비아층
119: 화소정의막
221G: 소스전극 또는 드레인전극과 연결될 수 있으며, 화소전극
221B: 화소전극
222B: 중간층
223: 대향전극
221R, 221G, 221B: 화소전극

Claims (20)

  1. 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 나열되는 복수의 화소들을 구비한 유기발광표시장치에 있어서,
    기판 상에 배치된 유기발광다이오드들;
    상기 유기발광다이오드들 각각의 화소전극의 가장자리를 덮으며, 상기 화소전극의 일부를 노출하는 개구를 가져 발광영역을 정의하는 화소정의막;
    상기 기판과 상기 화소전극 사이에 배치된 제1비아층 및 제2비아층;
    상기 기판과 상기 제1비아층 사이에 배치되며, 상기 제2방향을 따라 연장된 제1배선들; 및
    상기 제1비아층과 상기 제2비아층 사이에 배치되며, 상기 발광영역을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선;을 포함하며,
    상기 제2배선은 상기 제1배선들과 복수의 비아홀을 통해서 컨택되며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2방향을 따라 배치된 2개의 화소마다 하나씩 배치된, 유기발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2배선은 상기 복수의 화소의 발광영역에 대응하는 개구를 포함하는 메쉬 구조(mesh structure)인, 유기발광표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1배선들 및 상기 제2배선은 상기 복수의 화소에 구동전압을 전달하는 배선인, 유기발광표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 서로 다른 색을 발광하는 제1 화소들, 제2 화소들, 및 제3 화소들을 포함하며,
    상기 제3 화소들의 발광영역의 면적은 상기 제1 화소들의 발광영역의 면적 및 상기 제2 화소들의 발광영역의 면적보다 작고, 상기 복수의 비아홀은 상기 제3화소의 발광영역보다 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 발광영역에 인접하도록 배치된, 유기발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 상기 제1방향으로 교번적으로 배치된 제1녹색 화소들 및 제2녹색 화소들을 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2녹색 화소들 보다 상기 제1녹색 화소들에 인접하게 배치된, 유기발광표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 비아홀은 상기 복수의 화소들의 발광영역과 비중첩하는, 유기발광표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 펜타일 구조로 배치된, 유기발광표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1배선들은 상기 복수의 화소들의 발광영역과 중첩하는, 유기발광표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2배선은 상기 화소전극과 적어도 일부 중첩하는, 유기발광표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 화소들 각각은 박막트랜지스터를 포함하며,
    상기 제2배선과 동일층에 배치되며, 상기 화소전극과 상기 박막트랜지스터를 연결하는 연결전극;을 더 포함하며,
    상기 복수의 화소들 중 제1화소의 발광영역의 일단은 상기 연결전극과 중첩되며,
    상기 제1화소의 발광영역의 타단은 상기 제2배선으로부터 연장된 확장부와 중첩된, 유기발광표시장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결전극과 상기 제1화소의 발광영역이 중첩된 면적은 상기 확장부와 상기 제1화소의 발광영역이 중첩된 면적과 동일한, 유기발광표시장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1배선과 동일층에 배치된 노드전극; 및
    상기 제2배선에서 연장된 차폐부;를 더 포함하며,
    상기 차폐부는 상기 노드전극 전체와 중첩된, 유기발광표시장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노드전극은 상기 복수의 화소들 중 일부의 발광영역에 중첩되며,
    상기 차폐부는 상기 일부의 발광영역의 중심부에 대응되도록 구비된, 유기발광표시장치.
  14. 제1방향 및 상기 제1방향과 교차하는 제2방향을 따라 나열되는 복수의 화소들을 구비한 유기발광표시장치에 있어서,
    기판 상에 배치된 유기발광다이오드들;
    상기 유기발광다이오드들 각각의 화소전극의 가장자리를 덮으며, 상기 화소전극의 일부를 노출하는 개구를 가져 발광영역을 정의하는 화소정의막;
    상기 기판과 상기 화소전극 사이에 배치된 제1비아층 및 제2비아층;
    상기 기판과 상기 제1비아층 사이에 배치되며, 상기 제2방향을 따라 연장된 제1배선들; 및
    상기 제1비아층과 상기 제2비아층 사이에 배치되며, 상기 발광영역을 적어도 일부 우회하도록 배치된 제2배선;을 포함하며,
    상기 제2배선은 상기 제1배선들과 복수의 비아홀을 통해서 컨택되며,
    상기 복수의 화소들은 서로 다른 색을 내는 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소를 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제3 화소보다 상기 제1 화소 및 상기 제2 화소의 발광영역에 인접하게 구비된, 유기발광표시장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제3 화소의 발광영역은 상기 제1 화소의 발광영역 및 상기 제2 화소의 발광영역에 비해 큰, 유기발광표시장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 화소들은 펜타일 매트릭스 구조로 배치된, 유기발광표시장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 화소는 녹색 화소이며, 상기 녹색 화소는 서로 교번적으로 배치된 제1녹색 화소 및 제2녹색 화소를 포함하며, 상기 복수의 비아홀은 상기 제2녹색 화소보다 상기 제1녹색 화소에 인접하게 배치된, 유기발광표시장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1배선은 상기 발광영역과 중첩된, 유기발광표시장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제2배선과 동일층에 배치되며, 상기 화소전극과 컨택홀을 통해서 연결된 연결전극;을 더 포함하며,
    상기 복수의 화소들 중 제1 화소의 발광영역의 일단은 상기 연결전극과 중첩되며,
    상기 제1 화소의 발광영역의 타단은 상기 제2배선으로부터 연장된 확장부와 중첩된, 유기발광표시장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 제1배선과 동일층에 배치된 노드전극; 및
    상기 제2배선에서 연장된 차폐부;를 더 포함하며,
    상기 차폐부는 상기 노드전극 전체와 중첩된, 유기발광표시장치.




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