KR20210053395A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210053395A
KR20210053395A KR1020190138769A KR20190138769A KR20210053395A KR 20210053395 A KR20210053395 A KR 20210053395A KR 1020190138769 A KR1020190138769 A KR 1020190138769A KR 20190138769 A KR20190138769 A KR 20190138769A KR 20210053395 A KR20210053395 A KR 20210053395A
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이민수
김덕회
노성인
이수민
이창용
임상현
홍순명
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는 화소정의막과 대향전극 사이에 대향전극과 접촉하는 금속층이 구비된 표시 장치를 개시한다.

Description

표시 장치 {Display apparatus}
본 발명의 실시예들은 표시장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 대향전극의 전원 공급 구조가 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
예컨대 유기 발광 표시 장치와 같은 표시장치는 애노드와 캐소드에서 주입되는 정공과 전자가 발광층에서 재결합하여 발광하는 원리로 색상을 구현할 수 있는 것으로서, 애노드인 화소전극과 캐소드인 대향전극 사이에 발광층이 개재된 구조를 가지고 있다.
이러한 표시 장치의 단위 화소(pixel)에는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 서브 화소(sub pixel)가 구비되며, 이들 3색 서브 화소의 색상 조합에 의해 원하는 컬러가 표현된다. 즉, 각 서브 화소마다 두 전극 사이에 적색과 녹색 및 청색 중 어느 한 색상의 빛을 발하는 발광층이 개재된 구조를 가지며, 이 3색광의 적절한 조합에 의해 단위 화소의 색상이 표현되는 것이다.
여기서, 상기 대향전극은 일반적으로 모든 서브 화소들을 전체적으로 덮어주는 얇은 금속막으로 형성되는데, 금속의 경우 막두께와 저항이 반비례 관계에 있기 때문에, 대향전극의 높은 저항으로 인한 고온 발열 및 전압 강하 등의 문제가 많이 발생한다.
이렇게 되면 균일하고 선명한 화상 구현이 어려워지고 제품의 신뢰성이 떨어지는 등의 문제가 발생하므로 이에 대한 개선책이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 대향전극의 높은 저항에 의한 문제점들을 효율적으로 해소할 수 있도록 개선된 표시 장치를 제공한다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예는 기판 상에서 서로 대면하는 화소전극 및 대향전극과, 상기 화소전극과 대향전극 사이에 개재된 발광층과, 상기 발광층을 둘러싸는 화소정의막을 포함하는 서브화소들을 다수 개 구비하며, 상기 화소정의막과 상기 대향전극 사이에는 상기 대향전극과 접촉하는 금속층이 구비된 표시 장치를 제공한다.
상기 금속층과 상기 화소정의막 사이에 무기보호막이 개재될 수 있다.
상기 무기보호막의 소재는 IZO, ITO, SiO2, SiON, SiNx 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속층은 Ti 소재층과 Al 소재층이 적어도 한 층 이상씩 적층될 수 있다.
상기 금속층은 상기 화소정의막 위에서 상기 대향전극과 직접 접촉하는 패드부와, 인접한 상기 패드부들을 이어주는 연결부를 포함할 수 있다.
상기 연결부는 횡방향과 종방향으로 교차하는 메쉬 형태로 배치되며, 상기 패드부는 상기 메쉬 형태의 교차점에 배치될 수 있다.
상기 패드부는 모든 교차점 마다 배치될 수 있다.
상기 패드부는 교차점 중 일부 지점에 간헐적으로 배치될 수 있다.
상기 패드부들 모두가 상기 대향전극과 접촉될 수 있다.
상기 패드부들 중 일부가 간헐적으로 상기 대향전극과 접촉될 수 있다.
상기 화소정의막 상에 상기 대향전극 측으로 돌출된 스페이서가 다수개 구비될 수 있다.
상기 스페이서는 상기 각 서브화소 마다 배치될 수 있다.
상기 스페이서는 상기 서브화소들 중 일부에 간헐적으로 배치될 수 있다.
상기 모든 스페이서들 위에 상기 패드부가 배치될 수 있다.
상기 스페이서들 중 일부 위에 간헐적으로 상기 패드부가 배치될 수 있다.
상기 서브화소들이 배치된 표시영역의 외곽에, 상기 대향전극과 상기 금속층에 동일 전압을 인가하기 위한 캐소드전원공급부가 배치될 수 있다.
상기 표시영역의 경계선은 서로 마주보는 제1변과 제2변, 상기 제1변과 제2변의 일단부를 연결하는 제3변 및, 상기 제1변과 제2변의 타단부를 연결하는 제4변을 포함하며, 상기 캐소드전원공급부는, 상기 표시영역 외곽에 상기 제1. 2, 3변 전체 및 상기 제4변의 일부를 둘러싸며 배치된 전원공급배선과, 상기 전원공급배선에 연결되는 상기 금속층의 접속단 및, 상기 금속층의 접속단에 직결되는 상기 대향전극의 접속단을 포함할 수 있다.
상기 전원공급배선과 상기 금속층의 접속단 사이에 상기 화소전극과 동일층에 동일 소재로 배치되는 중간접속단이 더 구비되며, 상기 전원공급배선에서 상기 대향전극의 접속단까지 각 층들 사이마다 단차가 진 계단식으로 배치될 수 있다.
상기 전원공급배선과 상기 금속층 및 상기 대향전극이 연결되는 부위는, 상기 전원공급배선이 상기 제1, 2, 3변을 둘러싸는 부위를 포함할 수 있다.
상기 전원공급배선과 상기 금속층 및 상기 대향전극이 연결되는 부위는, 상기 전원공급배선이 상기 제4변의 일부를 둘러싸는 부위도 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 화소정의막 상에 형성된 금속층과 대향전극을 연결하여 전압 강하나 고온 발열 또는 노이즈 등의 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 따라서 균일하고 선명한 화질을 보장할 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
그러나, 전술한 효과는 예시적인 것으로, 실시예들에 따른 효과는 후술하는 내용을 통해 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시영역 안에 배치된 서브화소들의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 금속층의 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 금속층의 단면도이다.
도 5a 내지 도 6b는 도 2에 도시된 금속층의 평면 배치 구조를 예시한 평면도이다.
도 7a 및 도 7b는 도 2에 도시된 금속층과 대향전극 간 접촉 위치의 변형 가능한 구조를 예시한 평면도이다.
도 8a는 도 2에 도시된 금속층과 대향전극으로 캐소드 전원을 공급하기 위한 배선 접속 구조를 보인 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 평면도이다.
도 9는 도 2의 변형 가능한 예를 보인 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, 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.
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 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도 이다.
도 1을 참조하면, 표시 패널은 표시영역(DA)에 배치된 복수의 서브 화소(Px)들을 포함한다. 서브화소(Px)들은 각각 유기발광다이오드와 같은 표시요소를 포함할 수 있다. 각 서브화소(Px)는 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 서브화소(Px)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다. 표시영역(DA)은 후술한 도 2의 봉지부(400)로 커버되어 외기 또는 수분 등으로부터 보호될 수 있다.
각 서브화소(Px)는 비표시영역(NDA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결된다. 비표시영역(NDA)에는 제1스캔 구동회로(110), 제2스캔 구동회로(120), 단자(140), 데이터 구동회로(150), 제1전원공급배선(160), 및 제2전원공급배선(170)이 배치될 수 있다.
제1스캔 구동회로(110)는 스캔라인(SL)을 통해 각 서브화소(Px)에 스캔 신호를 제공할 수 있다. 제1스캔 구동회로(110)는 발광제어라인(EL)을 통해 각 서브화소(Px)에 발광 제어 신호를 제공할 수 있다. 제2스캔 구동회로(120)는 표시영역(DA)을 사이에 두고 제1스캔 구동회로(110)와 나란하게 배치될 수 있다. 표시영역(DA)에 배치된 서브화소(Px)를 중 일부는 제1스캔 구동회로(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2스캔 구동회로(120)에 연결될 수 있다.
단자(140)는 기판(100)의 일 측에 배치될 수 있다. 단자(140)는 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)의 단자(PCB-P)는 표시 패널(10)의 단자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)은 제어부(미도시)의 신호 또는 전원을 표시 장치로 전달한다. 제어부에서 생성된 제어 신호는 인쇄회로기판(PCB)을 통해 제1 및 제2 스캔 구동회로(110, 120)에 각각 전달될 수 있다. 제어부는 제1 및 제2연결배선(161, 171)을 통해 제1 및 제2전원공급배선(160, 170)에 각각 제1 및 제2 전원(ELVDD, ELVSS)을 제공할 수 있다. 제1전원(ELVDD)은 제1전원공급배선(160)과 연결된 구동전압라인(PL)을 통해 각 화소(Px)에 제공되고, 제2전원(ELVSS)은 제2전원공급배선(170)과 연결된 화소(Px)의 대향전극(330: 도 2 참조)에 제공될 수 있다. 상기 제2전원공급배선(170)은 상기 대향전극(330)과 함께 금속층(360: 도 2 참조)에도 제2전원(ELVSS)을 공급하는 캐소드전원공급부를 형성하게 되는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.
데이터 구동회로(150)는 데이터라인(DL)에 전기적으로 연결된다. 데이터 구동회로(150)의 데이터 신호는 단자(140)에 연결된 연결배선(151) 및 연결배선(151)과 연결된 데이터라인(DL)을 통해 각 화소(Px)에 제공될 수 있다. 도 1은 데이터 구동회로(150)가 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 것을 도시하지만, 다른 실시예로, 데이터 구동회로(150)는 기판(100) 상에 배치될 수도 있다. 예컨대, 데이터 구동회로(150)는 단자(140)와 제1전원공급배선(160) 사이에 배치될 수 있다.
제1전원공급배선(160)은 표시영역(DA)을 사이에 두고 x방향을 따라 나란하게 연장된 제1서브배선(162) 및 제2서브배선(163)을 포함할 수 있다. 제2전원공급배선(170)은 일측이 개방된 루프 형상으로 표시영역(DA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 즉, 표시영역(DA)의 경계선을 제1변(S1), 제2변(S2), 제3변(S3) 및 제4변(S4)이 연결된 사각형상이라고 보면, 제2전원공급배선(170)이 제1,2,3변(S1,S2,S3)은 전체를 둘러싸고, 개방된 측인 제4변(S4)은 일부만 감싸는 모양으로 이루어져 있다. 여기서 상기한 캐소드전원공급부는 상기 제1,2,3변(S1,S2,S3)을 둘러싸는 부위에 형성될 수 있고, 또는 상기 제4변(S4)의 일부를 감싸는 부위까지 연장되어 형성될 수도 있다. 즉, 제2연결배선(171)와 제2전원공급배선(170)이 만나는 두 지점을 P1, P4라 하고, 제2전원공급배선(170)의 제4변(S4)측 부위가 제1,2변(S1,S2)측 부위와 만나는 지점을 각각 P2, P3라고 한다면, P2부터 P3까지 제1,2,3변(S1,S2,S3)을 둘러싸는 부위에 캐소드전원공급부를 형성할 수도 있고, P1부터 P4까지 제2전원공급배선(170)이 제1,2,3변(S1,S2,S3) 전체와 제4변(S4) 일부를 둘러싸는 부위에 걸쳐서 캐소드전원공급부를 형성할 수도 있다. 후자의 경우처럼 대향전극(330)에 전원을 공급하는 접촉 면적이 커질수록 전하의 이동이 더 빨라질 수 있으므로 낮추는 데에는 조금 더 효과적일 수 있다. 이에 대한 자세한 설명도 뒤에서 다시 언급하기로 한다.
이제 도 2를 참조하여 화소(Px)의 단면 적층 구조를 살펴보기로 한다.
도 2를 참조하면, 기판(100)은 글래스재 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다.
상기 기판(100) 상에는 박막트랜지스터(TFT) 및 커패시터(Cst)를 포함한 회로부(200)가 구비된다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(210), 제1게이트전극(220), 제1소스드레인전극(240) 및 제2소스드레인전극(250) 등을 포함할 수 있으며, 커패시터(Cst)는 반도체층(210) 상의 제1게이트전극(220)과 제2게이트전극(230) 및 제1소스드레인전극(240) 등을 포함할 수 있다.
반도체층(210)은 폴리실리콘을 포함할 수 있다. 또는, 반도체층(210)은 비정질(amorphous) 실리콘을 포함하거나, 산화물 반도체를 포함하거나, 유기 반도체 등을 포함할 수 있다. 제1,2게이트전극(220)(230)은 저저항 금속 물질을 포함할 수 있다. 제1,2게이트전극(220)(230)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다.
반도체층(210)과 제1게이트전극(220) 사이의 게이트절연층(201)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 및 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 게이트절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
제1,2소스드레인전극(240)(250)은 전도성이 좋은 재료를 포함할 수 있다. 제1,2소스드레인전극(240)(250)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 제1,2소스드레인전극(240)(250) 은 Ti/Al/Ti의 다층으로 형성될 수 있다.
제1층간절연층(202) 및 제2층간절연층(203)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1층간절연층(202) 및 제2층간절연층(203)은 전술한 물질을 포함하는 단층 또는 다층일 수 있다.
참조부호 205와 206은 제1유기절연층과 제2유기절연층을 각각 나타낸다.
박막트랜지스터(TFT)의 제1,2소스드레인전극(240)(250)은 화소전극(310)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제1소스드레인전극(240)과 제2소스드레인전극(250)은 제1유기절연층(205)에 형성된 콘택홀을 통해 서로 연결되며, 제2소스드레인전극(250)과 화소전극(310)은 제2유기절연층(206)에 형성된 콘택홀을 통해 서로 연결된다.
제1유기절연층(205) 및 제2유기절연층(206)은 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 블렌드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 일 실시예로, 제1유기절연층(205) 및 제2유기절연층(206)은 폴리이미드를 포함할 수 있다.
이와 같은 회로부(200) 위에는 발광부(300)가 구비된다.
우선, 상기 발광부(300)의 화소전극(310)은 제2유기절연층(206) 상에 형성되어 박막트랜지스터(TFT)와 연결될 수 있다. 상기 화소전극(310)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(310)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. 다른 실시예로, 화소전극(310)은 전술한 반사막의 위/아래에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 형성된 막을 더 포함할 수 있다.
화소전극(310) 상에는 서브화소(Px)의 발광 영역을 구획하는 화소정의막(301)이 형성된다. 이 화소정의막(301)은 화소전극(310)의 상면을 노출하는 개구를 포함하되, 화소전극(310)의 가장자리를 커버할 수 있다. 화소정의막(301)은 각 서브화소(Px)의 발광층(320)을 둘러싸서 발광 영역을 구획한다. 상기 화소정의막(301)은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(301)은 실리콘나이트라이드(SiNx)나 실리콘옥시나이트라이드(SiON), 또는 실리콘옥사이드(SiOx)와 같은 무기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 화소정의막(301)은 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다.
상기 화소전극(310) 상에는 제1기능층(315)과 발광층(320) 및 제2기능층(325)이 적층된다. 상기 발광층(320)은 소정의 색상의 빛을 방출하는 고분자 또는 저분자 유기물을 포함할 수 있다.
제1기능층(315)은 단층 또는 다층일 수 있다. 예컨대 제1기능층(315)이 고분자 물질로 형성되는 경우, 제1기능층(315)은 단층구조인 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer)으로서, 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly-(3,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나 폴리아닐린(PANI: polyaniline)으로 형성할 수 있다. 제1기능층(315)이 저분자 물질로 형성되는 경우, 제1기능층(315)은 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer)과 홀 수송층(HTL)을 포함할 수 있다.
제2기능층(325) 역시 단층 또는 다층일 수 있다. 제2기능층(315)은 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 포함할 수 있다.
상기 발광층(320)은 상기 화소정의막(301)으로 구획된 각 서브화소(Px)의 발광 영역 안에 배치되고, 제1기능층(315) 및 제2기능층(325)은 표시영역(DA)의 전체 서브화소(Px)들에 걸쳐서 형성될 수 있다.
대향전극(330)은 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예컨대, 대향전극(330)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(330)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다. 대향전극(330)도 표시영역(DA)의 전체 서브화소(Px)들에 걸쳐서 형성될 수 있다.
캐핑층(340)은 대향전극(330) 상에 위치할 수 있다. 예컨대, 캐핑층(340)은 LiF를 포함할 수 있으며, 일부 실시예에서 캐핑층(340)은 생략될 수도 있다.
화소정의막(301) 상에는 스페이서(302)가 형성될 수 있다. 스페이서(302)는 폴리이미드와 같은 유기 절연물을 포함할 수 있다. 또는, 스페이서(302)는 무기 절연물을 포함하거나, 유기절연물 및 무기절연물을 포함할 수 있다.
스페이서(302)는 화소정의막(301)과 다른 물질을 포함하거나, 화소정의막(301)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예로서, 화소정의막(301) 및 스페이서(302)는 폴리이미드를 포함할 수 있다. 화소정의막(301)과 스페이서(302)는 하프톤 마스크를 이용한 마스크 공정에서 함께 형성될 수 있다. 이때, 스페이서(302)는 모든 서브화소(Px) 마다 형성될 수도 있고, 몇 개의 서브화소(Px)마다 하나씩 간헐적으로 형성될 수도 있다. 예컨대, 서브화소(Px)의 평면 배치 상 2*2개 마다 하나씩, 또는 4*4개 마다 하나씩 배치할 수도 있다. 그러니까 스페이서(302)를 모든 서브화소(Px)에 다 형성해서 조밀하게 배치할 수도 있고, 서브화소(Px) N*N개 마다 하나씩 배치해서 간격을 여유있게 두고 배치할 수도 있다.
다음으로 발광부(300)는 봉지층(400)으로 커버된다. 봉지층(400)은 적어도 하나의 유기봉지층 및 적어도 하나의 무기봉지층을 포함할 수 있다.
무기봉지층은 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드, 징크옥사이드, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 중 하나 이상의 무기물을 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. 일 실시예로, 유기봉지층은 아크릴레이트(acrylate)를 포함할 수 있다.
참조부호 500은 터치전극(501)이 구비된 터치스크린을 나타낸다.
한편, 상기 대향전극(330)은 일반적으로 얇은 금속막으로 형성되기 때문에 저항이 높아서 고온의 발열이나 전압 강하와 같은 문제가 많이 발생할 수 있다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 본 실시예에서는 상기 화소정의막(301) 상에 금속층(360)을 형성하여 복수 위치에서 상기 대향전극(330)과 접속시키고 있다. 이렇게 되면, 금속층(360)을 통한 복수 접속 위치를 통해서 대향전극(330)에 전압을 인가할 수 있기 때문에 대향전극(330)의 전기저항이 감소하여 전압 강하와 같은 문제가 대폭 완화될 수 있고 발열도 줄어들게 된다. 참조부호 360a는 무기보호막을 나타낸다.
이제부터는, 상기와 같이 대향전극(330)의 저항을 줄여주는 금속층(360)의 구조에 대해 자세히 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 상기 금속층(360)은 화소정의막(301)과 스페이서(302) 상에 배치된 원반 모양의 패드부(361)와, 패드부(361)들을 메쉬 형태로 연결해주는 연결부(362)를 구비한다.
상기 패드부(361)는 도 2와 같이 대향전극(330)이 직접 접촉하게 되는 부위임과 동시에, 이렇게 대향전극(330)이 접촉할 수 있도록 금속층(360)과 대향전극(330) 사이의 층들을 레이저 드릴링으로 뚫을 때 레이저빔을 바로 맞게 되는 부위도 된다. 상기 패드부(361)는 연결부(362) 보다 큰 폭으로 형성되는데, 레이저 드릴링 시 인접한 연결부(362)까지 레이저빔에 의해 손상되지 않도록 하기 위해 레이저빔 스팟을 수용하기에 충분한 크기로 형성한 것이다.
연결부(362)는 횡방향과 종방향을 교차하는 메쉬 형태로 화소정의막(301)과 스페이서(302) 위에 배치되어 전체 패드부(301)들을 하나로 연결해준다. 또한, 이 금속층(360)의 비표시영역(NDA)으로 이어진 단부에는 접속단(363)이 마련되어 있으며, 이 접속단(363)이 전술한 캐소드전원공급부의 한 층을 형성하게 된다.
그리고, 도 3에는 편의 상 도시하지 않았으나, 금속층(360)과 화소정의막(301) 및 스페이서(302) 사이에는 무기보호막(360a)이 금속층(360)과 같은 패턴으로 형성되어 있다.
이와 같은 금속층(360)과 무기보호막(360a)은 도 4a 및 도 4b와 같은 단면 구조를 가질 수 있다.
즉, 도 4a와 같이 금속층(360)은 Ti 소재층/Al 소재층 /Ti 소재층의 3층 구조로 이루어질 수도 있고, 도 4b와 같이 Ti 소재층/Al 소재층의 2층 구조로 이루어질 수도 있다. 상기 무기보호막(360a)은 IZO, ITO, SiO2, SiON, SiNx 중 하나 이상의 소재를 포함하여 이루어질 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 이렇게 금속층(360)이 형성된 후에, 화소전극(310) 상에 제1기능층(315), 발광층(320), 제2기능층(325)을 차례로 형성한다. 상기 발광층(320)은 화소정의막(301)에 의해 둘러싸인 서브화소(Px) 영역 안에 형성되고, 제1,2기능층(315)(325)는 표시영역(DA) 전체의 서브화소(Px)들에 걸쳐서 공통층으로 형성된다.
그리고는, 전술한 대로 금속층(360)의 패드부(361) 위치에 레이저빔을 조사하여 대향전극(330)이 접촉될 수 있도록 콘택홀을 형성한다. 즉, 금속층(360)의 패드부(361) 상에 있는 제1,2기능층(315)(325)에 레이저빔으로 구멍을 뚫는 것이다.
그리고 나서 대향전극(330)을 형성하면, 도 2와 같이 금속층(360)과 대향전극(330)이 여러 곳에서 접촉하는 구조가 만들어진다.
이후, 캐핑층(340)과 봉지층(400) 및 터치스크린(500)을 차례로 형성한다.
이렇게 만들어진 구조에서는 금속층(360)을 통해서도 대향전극(330)에 제2전원(ELVSS)을 인가할 수 있기 때문에 대향전극(330)의 전압 강하 문제를 해결할 수 있다. 그리고 대향전극(330)의 저항이 낮아지기 때문에, 작동 중 높을 발열에 의한 문제도 대폭 완화될 수 있다.
뿐만 아니라, 각종 노이즈에 의한 문제도 해소될 수 있는데, 예컨대 인접 화소(Px)간의 신호 교란이나, 대향전극(330)과 터치전극(501) 간의 기생커패시터에 의한 신호 교란 등이 해소될 수 있다.
즉, 상기 제1,2기능층(315)(325)은 여러 서브화소(Px)들에 걸쳐서 공통층으로 형성되기 때문에 각 서브화소(Px)의 전하가 이 제1,2기능층(315)(325)을 타고 인접 서브화소(Px)로 흘러 들어가서 오작동을 일으킬 수가 있다. 그런데, 상기와 같이 화소정의막(301) 위에 금속층(360)이 있으면, 누설된 전하가 이 금속층(360)을 타고 외부로 빠져나가게 되므로 인접한 서브화소(Px)로는 흘러 들어가지 못하게 된다.
또한, 금속층(360)에 의해 대향전극(330)의 저항이 낮아지면 대향전극(330)을 통한 전하의 이동속도가 매우 빨라진다. 통상 전하의 이동속도가 느려야 기생 커패시터가 발생할 수 있는데, 이렇게 전하의 이동속도가 빨라지면 터치전극(501)과 대향전극(330) 간의 기생 커패시터가 잘 발생하지 않게 된다.
따라서, 상기 금속층(360)을 배치함으로써, 대향전극(330)의 전압 강하, 고온 발열, 노이즈 등의 문제를 모두 효과적으로 해소할 수 있게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는 모든 서브화소(Px) 마다 화소정의막(301)과 스페이서(302) 위에 금속층(360)의 패드부(361)를 형성하는 구조를 예시하였는데, 경우에 따라서는 일부를 생략하고 간헐적으로 배치할 수도 있다. 그 변형 가능한 예를 소개하기로 한다.
일단, 도 5a에 도시된 바와 같이 금속층(360)은 패드부(361)와 연결부(362)를 구비한 평면 상 메쉬 형태의 구조로 배치되며, 연결부(362)의 종방향과 횡방향이 교차되는 교차점 마다 스페이서(302)의 유무와 상관없이 다 패드부(361)를 배치할 수 있다. 도 3의 구조가 이에 해당된다.
그런데, 도 5b에 도시된 바와 같이, 스페이서(302)가 있는 부위에는 패드부(361)를 형성하지 않고 스페이서(302)가 없는 교차점에만 패드부(361)를 형성할 수도 있다. 스페이서(302)는 전술한 바대로 모든 서브화소(Px) 마다 배치될 수도 있고, 서브화소(Px) N*N개 마다 하나씩 배치될 수도 있다. 따라서, 스페이서(302)의 다양한 분포 가능성처럼, 스페이서(302) 위에 패드부(361)를 배치하는 것도 다양하게 변형시킬 수 있다. 즉, 모든 스페이서(302) 위에 패드부(361)를 배치하거나 배치하지 않을 수도 있고, 일부 스페이서(302) 위에만 패드부(361)를 설치하고 일부는 생략할 수도 있다.
또한, 전술한 도 3의 실시예에서는 연결부(362)의 종방향과 횡방향이 교차되는 교차점 마다 다 패드부(361)가 배치된 구조를 예시하였는데, 이 패드부(361)도 간헐적인 배치로 변형시킬 수 있다.
예를 들면, 도 6a와 같이 연결부(362)의 평면 상 교차점을 기준으로 2*2 마다 패드부(361)를 하나씩 배치할 수도 있고, 도 6b와 같이 4*4 마다 패드부(361)를 하나씩 배치할 수도 있다.
또는, 패드부(361)를 모든 교차점 마다 형성하는 대신, 대향전극(330)이 접촉될 콘택홀을 간헐적인 배치로 형성할 수도 있다.
예컨대, 도 7a와 같이 연결부(362)의 평면 상 교차점을 기준으로 2*2 마다 레이저 드릴링으로 콘택홀(CNT)를 하나 씩 형성할 수도 있고, 도 7b와 같이 4*4 마다 콘택홀(CNT)을 하나 씩 배치할 수도 있다.
그리고, 패드부(361)가 반드시 원반 모양일 필요는 없으며, 다각형 모양일 수도 있고, 또는 아예 연결부(362)를 패드부(361)와 같은 폭으로 넓게 만들어서 종방향과 횡방향으로 교차하는 메쉬 모양으로만 구성할 수도 있다.
이와 같이 금속층(360)과 대향전극(330)이 접촉하도록 하기 위한 패드부(361)의 배치와 모양은 다양한 변형이 가능하다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하여 상기한 캐소드전압공급부의 구조를 설명하기로 한다.
상기 캐소드전압공급부는 대향전극(330)에 제2전원(ELVSS)를 공급하기 위한 배선 연결부로서, 도 1에 도시된 제2전원공급배선(170)을 대향전극(330)의 접속단(330a)과 연결한다.
도 8a를 참조하면, 상기 제2전원공급배선(170)은 제1소스드레인전극(240) 및 제2소스드레인전극(250)과 각각 동일층에 동일 소재로 형성된 제1도전층(240a)과 제2도전층(250a)을 구비한다.
그리고, 이 제2전원공급배선(170) 위에 화소전극(310)과 동일층에 동일 소재로 형성된 중간접속단(310a)이 배치되고, 그 위에 상기한 금속층(360)의 접속단(363)이 배치되며, 그 위에 대향전극(330)의 접속단(330a)이 배치된다.
각 층 사이마다 단차가 있는 계단식으로 배치되어 있어서, 평면 상에서 보면 도 8b와 같이 제2전원공급배선(170)이 최외곽이고, 중간접속단(310a)과 금속층(360)의 접속단(363) 및 대향전극(330)의 접속단(330a)으로 올라갈수록 표시영역(DA)을 향해 안쪽으로 들어가는 구조로 이루어져 있다.
이와 같은 구조에 의해 제2전원공급배선(170)으로 공급되는 제2전원(ELVSS)이 중간접속단(310a)과 금속층(360)의 접속단(363)을 경유하여 대향전극(330)의 접속단(330a)으로 공급되며, 표시영역(DA) 내에서는 상기한 금속층(360)의 패드부(361)와 대향전극(330)의 직접 접촉으로 통해서도 공급된다.
따라서, 이러한 캐소드전압공급부를 통해 대향전극(330)에 원활하게 제2전원(ELVSS)을 공급할 수 있게 된다.
그리고, 상기와 같이 계단식으로 이루어진 캐소드전압공급부는 도 2에서 설명한 대로, P2부터 P3까지 제1,2,3변(S1,S2,S3)을 둘러싸는 부위에 형성될 수도 있고, P1부터 P4까지 제2전원공급배선(170)이 제1,2,3변(S1,S2,S3) 전체와 제4변(S4) 일부를 둘러싸는 부위에 걸쳐서 형성될 수도 있다.
한편, 전술한 도 2의 실시예에서는 제1,2유기절연층(205)(206)과 제1,2소스드레인전극(240)(250)의 복층 구조를 예시하였는데, 도 9에 도시된 바와 같이 제1유기절연층(205)과 제1소스드레인전극(240)만 있는 단층 구조로 구성할 수도 있다. 이 경우에 도 8a에 도시한 제2전원공급배선(170) 역시 제1도전층(240a)만 있는 단층 배선으로 구성된다.
이상에서 설명한 바와 같은 표시장치에 의하면, 화소정의막 상에 형성된 금속층과 대향전극을 연결하여 저항을 낮춤으로써 전압 강하나 고온 발열 또는 노이즈 등의 문제를 효과적으로 해소할 수 있으며, 따라서 균일하고 선명한 화질을 보장할 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 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.
DA: 표시영역
NDA: 비표시영역
DL: 데이터라인
PL: 구동전압라인
SL: 스캔라인
EL: 발광제어라인
100: 기판
110,120: 제1,2스캔구동회로
160,170: 제1,2전원공급배선
330: 대향전극
360: 금속층
361: 패드부
362: 연결부
363: 접속단
360a: 무기보호막

Claims (20)

  1. 기판 상에서 서로 대면하는 화소전극 및 대향전극과, 상기 화소전극과 대향전극 사이에 개재된 발광층과, 상기 발광층을 둘러싸는 화소정의막을 포함하는 서브화소들을 다수 개 구비하며,
    상기 화소정의막과 상기 대향전극 사이에는 상기 대향전극과 접촉하는 금속층이 구비된 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층과 상기 화소정의막 사이에 무기보호막이 개재된 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 무기보호막의 소재는 IZO, ITO, SiO2, SiON, SiNx 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 Ti 소재층과 Al 소재층이 적어도 한 층 이상씩 적층된 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속층은 상기 화소정의막 위에서 상기 대향전극과 직접 접촉하는 패드부와, 인접한 상기 패드부들을 이어주는 연결부를 포함하는 표시 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 연결부는 횡방향과 종방향으로 교차하는 메쉬 형태로 배치되며, 상기 패드부는 상기 메쉬 형태의 교차점에 배치되는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 패드부는 모든 교차점 마다 배치되는 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 패드부는 교차점 중 일부 지점에 간헐적으로 배치되는 표시 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 패드부들 모두가 상기 대향전극과 접촉되는 표시 장치.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 패드부들 중 일부가 간헐적으로 상기 대향전극과 접촉되는 표시 장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 화소정의막 상에 상기 대향전극 측으로 돌출된 스페이서가 다수개 구비된 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 각 서브화소 마다 배치된 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 스페이서는 상기 서브화소들 중 일부에 간헐적으로 배치된 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 모든 스페이서들 위에 상기 패드부가 배치된 표시 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 스페이서들 중 일부 위에 간헐적으로 상기 패드부가 배치된 표시 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 서브화소들이 배치된 표시영역의 외곽에, 상기 대향전극과 상기 금속층에 동일 전압을 인가하기 위한 캐소드전원공급부가 배치된 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 표시영역의 경계선은 서로 마주보는 제1변과 제2변, 상기 제1변과 제2변의 일단부를 연결하는 제3변 및, 상기 제1변과 제2변의 타단부를 연결하는 제4변을 포함하며,
    상기 캐소드전원공급부는, 상기 표시영역 외곽에 상기 제1. 2, 3변 전체 및 상기 제4변의 일부를 둘러싸며 배치된 전원공급배선과,
    상기 전원공급배선에 연결되는 상기 금속층의 접속단 및,
    상기 금속층의 접속단에 직결되는 상기 대향전극의 접속단을 포함하는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 전원공급배선과 상기 금속층의 접속단 사이에 상기 화소전극과 동일층에 동일 소재로 배치되는 중간접속단이 더 구비되며,
    상기 전원공급배선에서 상기 대향전극의 접속단까지 각 층들 사이마다 단차가 진 계단식으로 배치된 표시 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 전원공급배선과 상기 금속층 및 상기 대향전극이 연결되는 부위는, 상기 전원공급배선이 상기 제1, 2, 3변을 둘러싸는 부위를 포함하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 전원공급배선과 상기 금속층 및 상기 대향전극이 연결되는 부위는, 상기 전원공급배선이 상기 제4변의 일부를 둘러싸는 부위도 포함하는 표시 장치.
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