KR20210070091A - 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하부기판; 및 상기 하부기판 상에서 빛을 투과하도록 정의된 하나의 투명영역과, 상기 하나의 투명영역의 주변에 배치되고 적어도 3가지 이상 다른 색을 각각 발광하도록 정의된 다수의 발광영역을 갖는 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀을 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

표시장치{Display Device}
본 발명은 표시장치에 관한 것이다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
유기전계발광표시장치 등에는 매트릭스 형태로 배치된 복수의 서브 픽셀을 포함하는 표시패널, 표시패널을 구동하는 구동 신호를 출력하는 구동부 및 표시패널 또는 구동부에 공급할 전원을 생성하는 전원 공급부 등이 포함된다. 구동부에는 표시패널에 스캔신호(또는 게이트신호)를 공급하는 스캔 구동부 및 표시패널에 데이터신호를 공급하는 데이터 구동부 등이 포함된다. 위와 같은 표시장치는 표시패널에 형성된 서브 픽셀들에 구동 신호 예컨대, 스캔신호 및 데이터신호 등이 공급되면, 선택된 서브 픽셀이 빛을 투과시키거나 빛을 직접 발광을 하게 됨으로써 영상을 표시할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 표시장치 중 일부 예컨대, 유기전계발광표시장치 등은 응답 속도, 시야각 및 명암 대비비(contrast ratio)도 우수하고, 박형화가 용이하다. 또한, 유기전계발광표시장치 등은 발광영역과 더불어 별도의 투명영역을 갖도록 표시패널을 구현할 수 있기 때문에 차세대 표시장치로서 다양한 분야에서 연구되고 있다.
본 발명은 뱅크층의 폭을 최소화하고 발광영역 대비 비교적 넓은 투명영역을 포함하도록 서브 픽셀을 구현하여 투명도를 향상함과 더불어 헤이즈(haze) 특성을 개선할 수 있는 표시장치를 제공하는 것이다.
상술한 과제 해결 수단으로 본 발명은 하부기판; 및 상기 하부기판 상에서 빛을 투과하도록 정의된 하나의 투명영역과, 상기 하나의 투명영역의 주변에 배치되고 적어도 3가지 이상 다른 색을 각각 발광하도록 정의된 다수의 발광영역을 갖는 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀을 포함하는 표시장치를 제공한다.
상기 다수의 발광영역은 상기 하나의 투명영역 주변을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 픽셀은 적색 발광영역을 갖는 적색 서브 픽셀, 백색 발광영역을 갖는 백색 서브 픽셀, 청색 발광영역을 갖는 청색 서브 픽셀 및 녹색 발광영역을 갖는 녹색 서브 픽셀을 포함하고, 상기 적색 서브 픽셀, 상기 백색 서브 픽셀, 상기 청색 서브 픽셀 및 상기 녹색 서브 픽셀은 상기 하나의 투명영역의 제1면과 제2면을 둘러싸는 기역자(ㄱ) 또는 니은자(ㄴ) 형상을 가질 수 있다.
상기 하나의 투명영역은 적어도 두 개의 픽셀에 포함된 발광영역들이 사면을 둘러싸는 사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 다수의 발광영역 중 하나의 발광영역은 상기 하나의 투명영역의 가로 또는 세로 방향의 1/2 에 해당하는 폭을 가질 수 있다.
상기 다수의 발광영역 중 하나의 발광영역은 상기 하나의 투명영역의 가로 또는 세로 방향에 해당하는 폭을 가질 수 있다.
상기 하나의 발광영역은 가로 또는 세로 방향으로 발광영역이 분할될 수 있다.
다른 측면에서 본 발명은 하부기판; 및 상기 하부기판 상에서 빛을 투과하도록 정의된 하나의 투명영역과, 빛을 발광하도록 정의된 하나의 발광영역을 갖는 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀을 포함하고, 상기 하나의 발광영역은 니은자(ㄴ) 또는 엘자(L) 형상을 갖는 표시장치를 지공한다.
상기 하부기판은 상하 또는 좌우로 인접하며 동일한 색을 발광하는 두 개의 픽셀에 의해 십자 형상의 발광영역이 구현될 수 있다.
상기 두 개의 픽셀에서 두 개의 발광영역이 인접하는 부분은 대각선 형상을 가질 수 있다.
본 발명은 발광영역과 투명영역을 갖는 픽셀 구현 시 가장 큰 비중을 차지하는 뱅크층의 폭을 최소화하고 발광영역 대비 비교적 넓은 투명영역을 포함하도록 서브 픽셀을 구현하여 투명도를 향상함과 더불어 헤이즈(haze) 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 서브 픽셀의 상세 회로 구성을 나타낸 예시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 표시패널의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 픽셀들의 평면 배치도이고, 도 6은 도 5에 도시된 하나의 픽셀의 일부를 보여주는 평면 배치도이고, 도 7은 도 6에 도시된 하나의 픽셀을 나타낸 배치도이고, 도 8은 도 7의 A1-A2 영역의 단면 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제1평면 배치도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제2평면 배치도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제3평면 배치도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제4평면 배치도이고, 도 13은 도 10에 도시된 두 개의 서브 픽셀을 나타낸 배치도이고, 도 14는 도 10에 도시된 두 개의 서브 픽셀과 인접하는 다른 서브 픽셀 부분을 추가 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
정보화 기술이 발달함에 따라 사용자와 정보간의 연결 매체인 표시장치의 시장이 커지고 있다. 이에 따라, 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display: OLED), 양자점표시장치(Quantum Dot Display; QDD), 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD) 등과 같은 표시장치의 사용이 증가하고 있다.
이하에서 설명되는 본 발명은 유기 발광다이오드를 포함하는 유기전계발광표시장치를 일례로 설명하지만 무기 발광다이오드를 포함하는 무기전계발광표시장치 등의 다른 표시장치에도 적용 가능하다.
도 1은 유기전계발광표시장치를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1에 도시된 서브 픽셀을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 서브 픽셀의 상세 회로 구성을 나타낸 예시도이고, 도 4는 도 1에 도시된 표시패널의 기능을 설명하기 위한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 유기전계발광표시장치에는 영상 공급부(110), 타이밍 제어부(120), 스캔 구동부(130), 데이터 구동부(140), 표시패널(150) 및 전원 공급부(180) 등이 포함된다.
영상 공급부(110)는 외부로부터 공급된 영상 데이터신호 또는 내부 메모리에 저장된 영상 데이터신호와 더불어 각종 구동신호를 출력한다. 영상 공급부(110)는 데이터신호와 각종 구동신호를 타이밍 제어부(120)에 공급한다.
타이밍 제어부(120)는 스캔 구동부(130)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어신호(GDC), 데이터 구동부(140)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 및 각종 동기신호(수직 동기신호인 Vsync, 수평 동기신호인 Hsync) 등을 출력한다. 타이밍 제어부(120)는 데이터 타이밍 제어신호(DDC)와 함께 영상처리부(110)로부터 공급된 데이터신호(DATA)를 데이터 구동부(140)에 공급한다.
스캔 구동부(130)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 게이트 타이밍 제어신호(GDC) 등에 응답하여 스캔신호(또는 게이트신호)를 출력한다. 스캔 구동부(130)는 게이트라인들(GL1~GLm)을 통해 액정패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 스캔신호를 공급한다. 스캔 구동부(130)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되거나 게이트인패널(Gate In Panel) 방식으로 액정패널(150) 상에 직접 형성된다.
데이터 구동부(140)는 타이밍 제어부(120)로부터 공급된 데이터 타이밍 제어신호(DDC) 등에 응답하여 데이터신호(DATA)를 샘플링 및 래치하고 감마 기준전압에 대응되는 아날로그 신호 형태의 데이터전압으로 변환하여 출력한다. 데이터 구동부(140)는 데이터라인들(DL1~DLn)을 통해 액정패널(150)에 포함된 서브 픽셀들에 데이터전압을 공급한다. 데이터 구동부(140)는 IC(Integrated Circuit) 형태로 형성되어 표시패널(150) 상에 실장되거나 인쇄회로기판 상에 실장될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전원 공급부(180)는 외부로부터 공급되는 외부 입력전압을 기반으로 고전위의 제1구동전압(EVDD)과 저전위의 제2구동전압(EVSS)을 생성 및 출력한다. 전원 공급부(180)는 제1구동 및 제2구동전압(EVDD, EVSS)뿐만아니라 스캔 구동부(130)의 구동에 필요한 전압(예: 스캔하이전압, 스캔로우전압)이나 데이터 구동부(140)의 구동에 필요한 전압(드레인전압, 하프드레인전압) 등을 생성 및 출력할 수 있다.
표시패널(150)은 스캔 구동부(130)와 데이터 구동부(140)를 포함하는 구동부로부터 출력된 스캔신호와 데이터전압을 포함하는 구동신호 그리고 전원 공급부(180)로부터 출력된 제1구동 및 제2구동전압(EVDD, EVSS)에 대응하여 영상을 표시한다. 표시패널(150)의 서브 픽셀들은 직접 빛을 발광한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 제1데이터라인(DL1), 제1스캔라인(GL1), 제1구동전압라인(EVDD) 및 제2구동전압라인(EVSS)에 의해 정의될 수 있다. 그리고 하나의 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터, 스토리지 커패시터, 유기 발광다이오드 등을 포함하는 픽셀회로(PC)를 포함할 수 있다.
유기전계발광표시장치에서 사용되는 서브 픽셀(SP)은 빛을 직접 발광하는바 액정표시장치 대비 회로의 구성이 복잡하다. 또한, 빛을 발광하는 유기 발광다이오드는 물론이고 유기 발광다이오드에 구동전류를 공급하는 구동 트랜지스터 등의 열화를 보상하는 보상회로 등이 복잡하고 다양하다. 따라서, 서브 픽셀(SP)에 포함된 픽셀회로(PC)를 블록형태로 도시하였음을 참조한다. 그러나 본원 발명은 적어도 다음의 도 3과 같은 구성을 기반으로 서브 픽셀(SP)이 구현될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 픽셀(SP)은 스위칭 트랜지스터(SW), 구동 트랜지스터(DT), 센싱 트랜지스터(SE), 스토리지 커패시터(CST), 유기 발광다이오드(OLED)를 포함할 수 있다.
스위칭 트랜지스터(SW)는 제1스캔라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 제1데이터라인(DL1)에 제1전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극과 스토리지 커패시터(CST)의 일단에 제2전극이 연결될 수 있다. 스위칭 트랜지스터(SW)는 제1데이터라인(DL1)을 통해 전달되는 데이터전압을 스토리지 커패시터(CST)의 일단에 인가하는 역할을 할 수 있다.
구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(SW)의 제2전극과 스토리지 커패시터(CST)의 일단에 게이트전극이 연결되고 제1구동전압라인(EVDD)에 제1전극이 연결되고 스토리지 커패시터(CST)의 타단과 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제2전극이 연결될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터(CST)에 저장된 데이터전압을 기반으로 구동전류를 생성하는 역할을 할 수 있다.
센싱 트랜지스터(SE)는 제1스캔라인(GL1)에 게이트전극이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극과 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 제1전극이 연결되고 레퍼런스라인(REF)에 제2전극이 연결될 수 있다. 센싱 트랜지스터(SE)는 구동 트랜지스터(DT)의 특성(문턱전압, 전류 이동도 등)이나 유기 발광다이오드(OLED)의 특성(문턱전압 등)을 센싱한 후 외부 회로에 전달하는 역할을 할 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 스위칭 트랜지스터(SW)의 제2전극과 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 일단이 연결되고 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극, 센싱 트랜지스터(SE)의 제1전극 및 유기 발광다이오드(OLED)의 애노드전극에 타단이 연결될 수 있다. 스토리지 커패시터(CST)는 데이터전압을 저장하고 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극에 전달하는 역할을 할 수 있다.
유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)의 제2전극, 센싱 트랜지스터(SE)의 제1전극 및 스토리지 커패시터(CST)의 타단에 애노드전극이 연결되고 제2구동전압라인(EVSS)에 캐소드전극이 연결될 수 있다. 유기 발광다이오드(OLED)는 구동 트랜지스터(DT)로부터 발생된 구동전류에 대응하여 빛을 발광하는 역할을 할 수 있다. 이하, 본 발명은 도 3에 도시된 서브 픽셀을 기반으로 표시패널이 구현된 것을 일례로 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본원의 제1실시예에 따른 표시패널(150)은 하부기판(150a)과 상부기판(150b) 사이에 위치하는 표시부(140)를 포함한다. 표시부(140)는 도 3에서 설명한 서브 픽셀을 기반으로 구현될 수 있다.
하부기판(150a)과 상부기판(150b)은 동일한 재료 또는 다른 재료로 선택될 수 있다. 예컨대, 하부기판(150a)은 연성을 갖는 수지 또는 강성을 갖는 유리 등의 단일 재료로 선택될 수 있고, 상부기판(150b)은 유기/무기 등의 복합 재료로 선택될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
표시부(140)는 빛을 직접 발광하는 발광영역(EMA)과 더불어 빛을 발광하지 않지만 외부 광을 투과시킬 수 있는 투명영역(TRA)을 가질 수 있다. 표시패널(150)을 이와 같이 구현하기 위해, 하나의 서브 픽셀 내에 발광영역(EMA)과 투명영역(TRA)이 포함된 것을 일례로 설명하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
앞서 설명한 유기전계발광표시장치는 응답 속도, 시야각 및 명암 대비비(contrast ratio)도 우수하고, 박형화가 용이하다. 또한, 유기전계발광표시장치는 발광영역과 더불어 별도의 투명영역을 갖도록 표시패널을 구현할 수 있기 때문에 차세대 표시장치로서 다양한 분야에서 연구되고 있다. 본 발명은 발광영역과 투명영역을 갖는 유기전계발광표시장치의 투명도 향상 및 헤이즈(haze) 개선을 위해 다음과 같은 구조를 제안한다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 픽셀들의 평면 배치도이고, 도 6은 도 5에 도시된 하나의 픽셀의 일부를 보여주는 평면 배치도이고, 도 7은 도 6에 도시된 하나의 픽셀을 나타낸 배치도이고, 도 8은 도 7의 A1-A2 영역의 단면 예시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 픽셀들은 발광영역(예: R, W, B 또는 G)과 투명영역(TRA)을 각각 포함하는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 하나의 픽셀은 적색, 백색, 청색 및 녹색을 발광하는 서브 픽셀들(R, W, B, G)로 정의된 것을 일례로 하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 투명영역(TRA)과 발광영역(예: R, W, B 또는 G) 사이는 블랙매트릭스(BM)에 의해 구획될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광영역(예: R, W, B 또는 G)은 각각 니은자(ㄴ) 또는 엘자(L) 형상을 가질 수 있고, 투명영역(TRA)은 발광영역(예: R, W, B 또는 G)과 달리 직사각형 형상을 가질 수 있다. 발광영역(예: R, W, B 또는 G)에서 세로 방향은 긴 직사각형 형상을 갖고 가로 방향은 세로 방향보다 짧은 다각형 형상을 가질 수 있다.
발광영역(예: R, W, B 또는 G)에서 동일한 색을 발광하는 2개의 발광영역(예: R, B)은 상부와 하부에 인접 배치될 수 있다. 이때, 동일한 색을 발광하는 2개의 발광영역(예: R)에서 하부에 위치하는 발광영역은 상부에 위치하는 발광영역을 180˚ 회전시켜 놓은 형태가 될 수 있다. 그 결과, 상하 또는 좌우로 인접하는 2개의 발광영역(예: R)은 십자 형상을 구성하게 될 수 있다. 또한, 2개의 발광영역(예: R, B)이 인접하는 부분은 대각선 형상을 이룰 수 있다.
한편, 발광영역(예: R, W, B 또는 G)에서 가로 방향과 연결되지 않는 세로 방향의 끝단의 경우, 직선을 이루지 않고 양쪽 모서리가 제거된 형상을 가질 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 픽셀(PIXEL)은 적색 발광영역(EMA_R)과 투명영역(TRA)을 갖는 적색 서브 픽셀, 백색 발광영역(EMA_W)과 투명영역(TRA)을 갖는 백색 서브 픽셀, 청색 발광영역(EMA_B)과 투명영역(TRA)을 갖는 청색 서브 픽셀 및 녹색 발광영역(EMA_G)과 투명영역(TRA)을 발광하는 녹색 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 그리고 이들은 수평선상에서 보았을 때 적색, 백색, 청색 및 녹색 서브 픽셀의 순으로 배치된 것을 일례로 도시 하였으나 이에 한정되지 않는다.
도 7에 도시된 바와 같이, 적색 서브 픽셀의 적색 발광영역(EMA_R)은 좌측에 배치된 적색 데이터라인(DL_R), 우측에 배치된 제1레퍼런스라인(REF1) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 적색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 제1레퍼런스라인(REF1), 우측에 인접 배치된 백색 데이터라인(DL_W) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 적색 서브 픽셀의 적색 데이터라인(DL_R)의 좌측에는 제2구동전압라인(EVSS)이 더 배치될 수 있다. 제2구동전압라인(EVSS)의 경우 제2구동전압의 전압 강하를 방지하기 위해 추가로 배선된 더미 전압라인에 해당하므로 이는 표시패널의 구조에 따라 생략될 수도 있다.
백색 서브 픽셀의 백색 발광영역(EMA_W)은 좌측에 배치된 백색 데이터라인(DL_W), 우측에 배치된 제2레퍼런스라인(REF2) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 백색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 제2레퍼런스라인(REF2), 우측에 인접 배치된 청색 데이터라인(DL_B) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다.
청색 서브 픽셀의 청색 발광영역(EMA_B)은 좌측에 배치된 청색 데이터라인(DL_B), 우측에 배치된 제3레퍼런스라인(REF3) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 청색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 제3레퍼런스라인(REF3), 우측에 인접 배치된 녹색 데이터라인(DL_G) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다.
녹색 서브 픽셀의 녹색 발광영역(EMA_G)은 좌측에 배치된 녹색 데이터라인(DL_G), 우측에 배치된 제4레퍼런스라인(REF4) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 제4레퍼런스라인(REF4)의 우측에는 제1구동전압라인(EVDD)이 더 배치될 수 있다. 제1구동전압라인(EVDD)의 경우 제1구동전압의 전압 강하를 방지하기 위해 추가로 배선된 더미 전압라인에 해당하므로 이는 표시패널의 구조에 따라 생략될 수도 있다. 따라서, 녹색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 좌측에 배치된 제1구동전압라인(EVDD) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있으나 제4레퍼런스라인(REF4) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수도 있다.
적색 서브 픽셀, 백색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 녹색 서브 픽셀은 도 3을 참고하여 설명한 바와 같이, 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 그리고 제1스캔라인(GL1)을 기준으로 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)의 배치 관계는 적색 서브 픽셀, 백색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 녹색 서브 픽셀에서 동일하게 나타나는바 이를 설명하면 다음과 같다.
스위칭 트랜지스터(SW)와 센싱 트랜지스터(SE)는 제1스캔라인(GL1)에 연결되므로 제1스캔라인(GL1)에 인접하는 하측(스토리지 커패시터의 하측)에 배치될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(SW) 및 센싱 트랜지스터(SE)로부터 멀리 이격된 상측(스토리지 커패시터의 상측)에 배치될 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT) 및 유기 발광다이오드(미도시)와 연결되고 정전용량을 형성하기 위해 넓은 공간이 필요하므로 스위칭 트랜지스터(SW)(또는 센싱 트랜지스터)와 구동 트랜지스터(DT) 사이에 배치될 수 있다. 그러나 서브 픽셀들이 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)를 각각 포함할 경우를 일례로 한 것이므로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
한편, 유기 발광다이오드(미도시)의 경우 그 하부에 위치하는 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT) 및 스토리지 커패시터(CST) 등의 배치 위치를 가릴 수 있으므로 도 7에서 생략하였다. 그러나 유기 발광다이오드(미도시)와 관련된 구조는 다음의 도 8의 설명을 통해 이해할 수 있을 것이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 적색 서브 픽셀의 발광영역(EMA_R)과 투명영역(TRA)은 서로 상이한 층간 구조를 갖는다. 그리고 백색 서브 픽셀, 청색 서브 픽셀 및 녹색 서브 픽셀 또한 도 8과 같은 층간 구조를 가지므로 이하, 적색 서브 픽셀을 기반으로 발광영역(EMA_R)과 투명영역(TRA)의 구조를 설명하면 다음과 같다.
적색 서브 픽셀의 발광영역(EMA_R)에는 하부기판(150a) 상의 구동 트랜지스터(DT)가 위치할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT) 상에는 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극 또는 드레인 전극에 연결된 하부전극(LE)이 위치할 수 있다. 하부전극(LE)은 유기 발광다이오드의 애노드전극이 될 수 있다. 하부전극(LE)은 반사층을 포함할 수 있다.
하부전극(LE) 상에는 하부전극(LE)의 일부를 노출하는 개구영역을 가지며 발광영역을 정의하는 뱅크층(BNK)이 위치할 수 있다. 뱅크층(BNK) 상에는 발광층(EL)이 위치할 수 있다. 발광층(EL) 상에는 상부전극(UE)이 위치할 수 있다. 상부전극(UE)은 유기 발광다이오드의 캐소드전극이 될 수 있다. 상부전극(UE)은 발광층(EL)의 빛을 투과시킬 수 있는 투명 산화물 재료 등으로 선택될 수 있다.
적색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)에는 다른 구조층 없이 하부기판(150a)만 존재하는 것을 일례로 도시하였다. 그러나 적색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)에는 빛의 투과와 무관하고 또한 하부기판(150a)의 전체에서 공통적으로 형성되는 절연층 등이 위치할 수도 있다.
이상 본 발명의 제1실시예는 발광영역과 투명영역을 인접하여 교번 배치하는 픽셀 구조를 제공하여 픽셀 구현 시 가장 큰 비중을 차지하는 뱅크층의 폭을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제1실시예는 서브 픽셀을 니은자(ㄴ) 또는 엘자(L) 형태로 형성하여 투명도를 향상하고 투명영역이 서브 픽셀별로 분할되어 헤이즈(haze) 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제1평면 배치도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제2평면 배치도이고, 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제3평면 배치도이고, 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 픽셀들의 제4평면 배치도이고, 도 13은 도 10에 도시된 두 개의 서브 픽셀을 나타낸 배치도이고, 도 14는 도 10에 도시된 두 개의 서브 픽셀과 인접하는 다른 서브 픽셀 부분을 추가 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 제1예시에 따른 픽셀들은 발광영역(예: R, W, B 또는 G)과 투명영역(TRA)을 각각 포함하는 서브 픽셀들을 포함할 수 있다. 하나의 픽셀은 적색, 백색, 청색 및 녹색을 발광하는 서브 픽셀들(R, W, B, G)로 정의된 것을 일례로 하나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 투명영역(TRA)과 발광영역(예: R, W, B 또는 G) 사이는 블랙매트릭스(BM)에 의해 구획될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
발광영역(예: R, W, B 또는 G)은 각각 사각형 형상을 가질 수 있고, 투명영역(TRA)은 다수의 발광영역(예: R, W, B 또는 G)이 사면을 둘러싸고 있는(또는 공유하는) 사각형 형상을 가질 수 있다. 즉, 하나의 투명영역(TRA)을 둘러싸고 있는 다수의 픽셀이 하나의 투명영역(TRA)을 공유하는 형상을 가질 수 있다. 동일한 색을 발광하는 2개의 발광영역(예: R)은 영역만 구분될 것일 뿐, 하나의 서브 픽셀로 정의될 수 있다.
발광영역(예: R, W, B 또는 G)에서 가로 방향으로 동일한 색을 발광하는 2개의 발광영역(예: R, W)은 좌우로 인접 배치될 수 있고, 세로 방향으로 동일한 색을 발광하는 2개의 발광영역(예: B, G)은 상하로 인접 배치될 수 있다. 그 결과, 하나의 픽셀(PIXEL)에 포함된 발광영역은 기역자(ㄱ) 형상을 가지고, 그 반대의 영역에서 또 다른 픽셀을 정의하는 발광영역은 니은자(ㄴ) 형상을 구성하게 될 수 있다. 즉, 적어도 두 개의 픽셀은 하나의 투명영역(TRA)을 사면에서 둘러싸며 하나의 투명영역(TRA)을 공유할 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 제2예시에 따른 픽셀들은 제1예시와 유사 같은 형태로 하나의 투명영역(TRA)을 둘러싸고 있는 다수의 픽셀이 하나의 투명영역(TRA)을 공유하는 형상을 가질 수 있다. 이를 위해, 하나의 픽셀(PIXEL)은 적색 발광영역(EMA_R)과 투명영역(TRA)을 갖는 적색 서브 픽셀, 백색 발광영역(EMA_W)과 투명영역(TRA)을 갖는 백색 서브 픽셀, 청색 발광영역(EMA_B)과 투명영역(TRA)을 갖는 청색 서브 픽셀 및 녹색 발광영역(EMA_G)과 투명영역(TRA)을 발광하는 녹색 서브 픽셀을 포함할 수 있다.
적색 발광영역(EMA_R)과 백색 발광영역(EMA_W)은 가로 방향에 배치되되 상하로 인접 배치될 수 있고, 청색 발광영역(EMA_B)과 녹색 발광영역(EMA_G)은 세로 방향에 배치되되 좌우로 인접 배치될 수 있다. 그 결과, 하나의 픽셀(PIXEL)은 투명영역(TRA)을 제외한 경우 기역자(ㄱ) 형상을 가질 수 있다.
픽셀들은 기역자(ㄱ) 형상을 구성하는 부분에서 보았을 때 적색 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀이 가로 방향으로 그리고 청색 서브 픽셀과 녹색 서브 픽셀이 세로 방향으로 배치된 것을 일례로 도시 하였으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 기역자(ㄱ) 형상을 구성하는 부분의 반대편에서 니은자(ㄴ) 형상을 구성하는 또 다른 하나의 픽셀의 경우, 기역자(ㄱ) 형상을 구성하는 하나의 픽셀을 180˚ 회전시켜 놓은 형태가 될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 하나의 픽셀(PIXEL)은 모서리 부분에 유기 발광다이오드를 구동하기 위한 회로들을 포함하는 회로영역(DRA)이 위치하는 것을 일례로 하였다. 그러나 본 발명의 서브 픽셀들은 하부기판의 반대 방향인 상부발광형으로 선택된다. 그러므로 회로영역(DRA)은 별도 정의되지 않고 각 서브 픽셀의 발광영역 내에 포함될 수 있다. 이 때문에, 이하에서는 별도의 회로영역(DRA)을 정의하지 않는다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 제3예시에 따른 픽셀들은 제1예시와 유사 같은 형태로 하나의 투명영역(TRA)을 둘러싸고 있는 다수의 픽셀이 하나의 투명영역(TRA)을 공유하는 형상을 가질 수 있다. 이때, 투명영역(TRA)을 제외한 경우 하나의 픽셀(PIXEL)은 적색 발광영역(EMA_R), 백색 발광영역(EMA_W), 청색 발광영역(EMA_B) 및 녹색 발광영역(EMA_G)을 포함한 십자 형상을 가질 수 있다.
이처럼, 하나의 픽셀(PIXEL)에 포함된 발광영역이 십자 형상을 보이는 것은 투명영역(TRA)을 둘러싸는 각 면에 2개씩 동일한 색을 발광하는 발광영역이 인접하여 위치하기 때문이다. 여기서, 하나의 발광영역은 투명영역(TRA)의 가로 또는 세로 방향의 1/2 에 해당하는 폭을 가질 수 있다.
한편, 도 11에서는 가로 방향에 배치된 백색 발광영역(EMA_W)과 적색 발광영역(EMA_R)이 인접 배치되고 세로 방향에 배치된 청색 발광영역(EMA_B)과 녹색 발광영역(EMA_G)이 이격 배치된 것을 일례로 하였으나 이는 하나의 예시일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제2실시예의 제4예시에 따른 픽셀들은 제2예시와 유사 같은 형태로 하나의 투명영역(TRA)을 둘러싸고 있는 다수의 픽셀이 하나의 투명영역(TRA)을 공유하는 형상을 가질 수 있다. 이때, 투명영역(TRA)을 제외한 경우 하나의 픽셀(PIXEL)은 적색 발광영역(EMA_R), 백색 발광영역(EMA_W), 청색 발광영역(EMA_B) 및 녹색 발광영역(EMA_G)을 포함한 십자 형상을 가질 수 있다.
이처럼, 하나의 픽셀(PIXEL)에 포함된 발광영역이 십자 형상을 보이는 것은 투명영역(TRA)을 둘러싸는 각 면에 2개씩 동일한 색을 발광하는 발광영역이 인접하여 위치하기 때문이다. 여기서, 하나의 발광영역은 투명영역(TRA)의 가로 또는 세로 방향에 해당하는 폭을 가질 수 있다.
한편, 도 12에서는 가로 방향에 배치된 백색 발광영역(EMA_W)과 적색 발광영역(EMA_R)이 인접 배치되고 세로 방향에 배치된 청색 발광영역(EMA_B)과 녹색 발광영역(EMA_G)이 이격 배치된 것을 일례로 하였으나 이는 하나의 예시일 뿐 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 13에 도시된 바와 같이, 청색 서브 픽셀의 청색 발광영역(EMA_B)은 좌측에 배치된 청색 데이터라인(DL_B), 우측에 배치된 제1레퍼런스라인(REF1) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다. 그리고 녹색 서브 픽셀의 녹색 발광영역(EMA_G)은 좌측에 배치된 제1구동전압라인(EVDD), 우측에 배치된 녹색 데이터라인(DL_G) 및 하측에 배치된 제1스캔라인(GL1)에 의해 정의될 수 있다.
청색 데이터라인(DL_B)의 좌측에는 제2구동전압라인(EVSS), 적색 데이터라인(DL_R), 백색 데이터라인(DL_W)이 위치할 수 있다. 청색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 백색 데이터라인(DL_W)의 좌측에 위치할 수 있고, 녹색 서브 픽셀의 투명영역(TRA)은 녹색 데이터라인(DL_G)의 우측에 위치할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
서로 인접하는 청색 서브 픽셀과 녹색 서브 픽셀은 제1레퍼런스라인(REF1)과 제1구동전압라인(EVDD)을 공유하도록 제1레퍼런스라인(REF1)과 제1구동전압라인(EVDD)을 기준으로 좌우 대칭하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 두 개의 서브 픽셀에 각각 포함된 센싱 트랜지스터(SE)와 구동 트랜지스터(DT)는 이들 사이에 배치된 제1레퍼런스라인(REF1)과 제1구동전압라인(EVDD)을 공유할 수 있도록 대칭하여 배치될 수 있다.
청색 서브 픽셀 및 녹색 서브 픽셀은 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)를 각각 포함할 수 있다. 그리고 제1스캔라인(GL1)을 기준으로 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)의 배치 관계는 도 7을 참고하여 설명한 바와 같이, 청색 서브 픽셀 및 녹색 서브 픽셀에서 동일하게 나타나는바 이를 설명하면 다음과 같다.
스위칭 트랜지스터(SW)와 센싱 트랜지스터(SE)는 제1스캔라인(GL1)에 연결되므로 제1스캔라인(GL1)에 인접하는 하측(스토리지 커패시터의 하측)에 배치될 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스위칭 트랜지스터(SW) 및 센싱 트랜지스터(SE)로부터 멀리 이격된 상측(스토리지 커패시터의 상측)에 배치될 수 있다.
스토리지 커패시터(CST)는 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT) 및 유기 발광다이오드(미도시)와 연결되고 정전용량을 형성하기 위해 넓은 공간이 필요하므로 스위칭 트랜지스터(SW)(또는 센싱 트랜지스터)와 구동 트랜지스터(DT) 사이에 배치될 수 있다. 그러나 서브 픽셀들이 스위칭 트랜지스터(SW), 센싱 트랜지스터(SE), 구동 트랜지스터(DT), 스토리지 커패시터(CST) 및 유기 발광다이오드(미도시)를 각각 포함할 경우를 일례로 한 것이므로 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 14에 도시된 바와 같이, 하나의 픽셀은 투명영역(TRA)을 제외한 경우 십자 형상을 가질 수 있다. 그리고 하나의 픽셀이 십자 형상을 갖는 경우 하나의 픽셀에 포함된 모든 회로들(DT, SW, SE, CST)은 상하 또는 좌우 대칭 하는 형태로 배치될 수 있다.
상기와 관련된 설명을 덧붙이면, 세로 방향에 배치된 청색 서브 픽셀과 녹색 서브 픽셀은 제1레퍼런스라인(REF1)과 제1구동전압랄인(EVDD)을 기준으로 좌우 대칭하는 구조를 가질 수 있다. 그리고 가로 방향에 배치된 백색 서브 픽셀과 적색 서브 픽셀은 제1스캔라인(GL1)을 기준으로 상하 대칭하는 구조를 가질 수 있다. 그러나 이는 하나의 예시일 뿐, 하나의 픽셀에 포함된 회로들(DT, SW, SE, CST) 중 적어도 하나는 상하 대칭 또는 좌우 대칭 하지 않을 수도 있다.
이상 본 발명의 제2실시예는 발광영역과 투명영역을 갖는 픽셀 구현 시 가장 큰 비중을 차지하는 뱅크층의 폭을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명의 제2실시예는 회로들을 가로영역과 세로영역이 만나는 교차부에 형성하고 하나의 투명영역을 인접하는 다수의 발광영역(서브 픽셀들)이 공유하는 픽셀 구조를 제공하여 투명도를 향상함과 더불어 헤이즈(haze) 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
이상, 본 발명의 제1 및 제2실시예에 따르면, 발광영역에 의해 정의되는 개구율을 종래와 유사/동일한 30% 수준으로 유지하면서도 투명영역에 의해 정의되는 투명도를 10% 이상 높일 수 있을 수 있었는데 이는 다음의 표 1을 참고하면 알 수 있다. 한편, 하기 표 1에서 종래 구조는 적색, 녹색, 청색 및 백색 서브 픽셀의 발광영역이 모두 인접하여 밀집 배치되고, 이와 인접하는 영역이 투명영역으로 할애되는 구조이다.
구분 종래 제1실시예 제2실시예
투명도 40% 50.7%
(+10.7%)		 52.4%
(+12.4%)
개구율 30% 30% 30%
이상 본 발명은 발광영역과 투명영역을 갖는 픽셀 구현 시 가장 큰 비중을 차지하는 뱅크층의 폭을 최소화하고 발광영역 대비 비교적 넓은 투명영역을 포함하도록 서브 픽셀을 구현하여 투명도를 향상함과 더불어 헤이즈(haze) 특성을 개선할 수 있는 효과가 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
120: 타이밍 제어부 130: 스캔 구동부
140: 데이터 구동부 180: 전원 공급부
150: 표시패널 EMA: 발광영역
TRA: 투명영역 GL1: 제1스캔라인
EVSS: 제2구동전압라인 EVDD: 제1구동전압라인

Claims (10)

  1. 하부기판; 및
    상기 하부기판 상에서 빛을 투과하도록 정의된 하나의 투명영역과, 상기 하나의 투명영역의 주변에 배치되고 적어도 3가지 이상 다른 색을 각각 발광하도록 정의된 다수의 발광영역을 갖는 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광영역은
    상기 하나의 투명영역 주변을 둘러싸도록 배치된 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 픽셀은
    적색 발광영역을 갖는 적색 서브 픽셀, 백색 발광영역을 갖는 백색 서브 픽셀, 청색 발광영역을 갖는 청색 서브 픽셀 및 녹색 발광영역을 갖는 녹색 서브 픽셀을 포함하고,
    상기 적색 서브 픽셀, 상기 백색 서브 픽셀, 상기 청색 서브 픽셀 및 상기 녹색 서브 픽셀은 상기 하나의 투명영역의 제1면과 제2면을 둘러싸는 기역자(ㄱ) 또는 니은자(ㄴ) 형상을 갖는 표시장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나의 투명영역은
    적어도 두 개의 픽셀에 포함된 발광영역들이 사면을 둘러싸는 사각형 형상을 갖는 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광영역 중 하나의 발광영역은
    상기 하나의 투명영역의 가로 또는 세로 방향의 1/2 에 해당하는 폭을 갖는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 발광영역 중 하나의 발광영역은
    상기 하나의 투명영역의 가로 또는 세로 방향에 해당하는 폭을 갖는 표시장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 하나의 발광영역은
    가로 또는 세로 방향으로 발광영역이 분할된 표시장치.
  8. 하부기판; 및
    상기 하부기판 상에서 빛을 투과하도록 정의된 하나의 투명영역과, 빛을 발광하도록 정의된 하나의 발광영역을 갖는 서브 픽셀들로 이루어진 픽셀을 포함하고,
    상기 하나의 발광영역은 니은자(ㄴ) 또는 엘자(L) 형상을 갖는 표시장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부기판은
    상하 또는 좌우로 인접하며 동일한 색을 발광하는 두 개의 픽셀에 의해 십자 형상의 발광영역이 구현되는 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 두 개의 픽셀에서 두 개의 발광영역이 인접하는 부분은 대각선 형상을 갖는 표시장치.
KR1020190160139A 2019-12-04 2019-12-04 표시장치 KR20210070091A (ko)

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