KR20210072360A - 유기발광 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 명세서는 유기발광 표시장치를 개시한다. 상기 유기발광 표시장치는, 화소에 포함된 박막 트랜지스터의 상부를 평탄화하는 제1 평탄화 층; 상기 제1 평탄화 층 상에 위치하고, 제1 방향으로 연장된 제1 도선; 상기 제1 도선의 상부를 평탄화하는 제2 평탄화 층; 상기 제2 평탄화 층 상에 있는 유기발광소자를 포함하고, 상기 제1 도선은, 상기 화소의 개구 영역과 동일한 평면 형상을 갖는 제1 부분 및 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함할 수 있다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}

본 명세서는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.

다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기 발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광 표시장치 등이 각광받고 있다.

유기발광 소자는 전극 사이의 얇은 발광 층을 이용한 자발광 소자로 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 일반적인 유기발광 표시장치는 기판에 화소 구동 회로와 유기발광소자가 형성된 구조를 갖고, 유기발광소자에서 방출된 빛이 기판 또는 배리어 층을 통과하면서 화상을 표시하게 된다.

유기발광 표시장치는 별도의 광원장치 없이 구현되기 때문에, 플렉서블(flexible) 표시장치로 구현되기에 용이하다. 이때, 플라스틱, 박막 금속(metal foil) 등의 플렉서블 재료가 유기발광 표시장치의 기판으로 사용될 수 있다.

최근 유기발광 표시장치의 사양이 고급화되면서 색감, 시야 각에 따른 인지 균일성 등의 요소도 중요하게 다뤄지고 있다. 따라서, 사용자의 요구와 화질 기준이 상향되고 있으며, 그에 맞추어 표시 성능을 높이려는 개발이 지속되고 있다.

본 명세서는 유기발광 표시장치 및 상기의 유기발광 표시장치에 적용되는 화소 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서의 일 실시예에 따라 유기발광 표시장치가 제공된다. 상기 유기발광 표시장치는, 화소에 포함된 박막 트랜지스터의 상부를 평탄화하는 제1 평탄화 층; 상기 제1 평탄화 층 상에 위치하고, 제1 방향으로 연장된 제1 도선; 상기 제1 도선의 상부를 평탄화하는 제2 평탄화 층; 상기 제2 평탄화 층 상에 있는 유기발광소자를 포함하고, 상기 제1 도선은, 상기 화소의 개구 영역과 동일한 평면 형상을 갖는 제1 부분 및 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함할 수 있다. 상기 제1 평탄화 층과 상기 제2 평탄화 층은 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 개구 영역은, 상기 제1 부분과 수직 방향으로 완전히 중첩할 수 있다. 이때 상기 제1 부분의 평면 면적은, 상기 개구 영역의 면적보다 크거나 같을 수 있다.

상기 유기발광 표시장치는 상기 제2 평탄화 층 상의 뱅크를 더 포함하고, 상기 개구 영역은 상기 뱅크가 없을 수 있다.

상기 유기발광소자는 상기 제2 평탄화 층 상의 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상의 유기발광 층 및 상기 유기발광 층 상의 캐소드 전극을 포함하고, 상기 애노드 전극은 상기 개구 영역에서 상기 뱅크로 덮이지 않을 수 있다. 이때 상기 애노드 전극의 평면 면적은, 상기 개구 영역의 평면 면적보다 크거나 같을 수 있다. 상기 제1 부분의 평면 형상은, 상기 제1 부분과 중첩된 애노드 전극의 평면 형상과 동일할 수 있고, 상기 제1 부분의 평면 면적은, 상기 제1 부분과 중첩된 애노드 전극의 평면 면적보다 작거나 같을 수 있다.

상기 애노드 전극과 상기 화소에 포함된 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 개구 영역과 수직 방향으로 중첩하지 않을 수 있다. 이때, 상기 애노드 전극과 상기 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 뱅크와 수직 방향으로 중첩할 수 있다.

상기 제1 부분으로 인해 상기 애노드 및 상기 애노드 상부의 유기발광 층이 평탄해질 수 있다. 또한, 상기 제1 부분으로 인해 상기 개구 영역 중 일 부분의 솟아오름이 억제될 수 있고, 상기 제1 부분으로 인해 시야 각에 따른 색 인지도가 균일해질 수 있다.

상기 유기발광 표시장치는 상기 제1 평탄화 층 상에 위치하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 도선을 더 포함할 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 명세서의 실시예들은, 색 천이 특성 저하 문제가 개선된 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 본 명세서의 실시예들은, 시야 각마다 표시 시감이 크게 달라지는 문제가 해소된 유기발광 표시장치 제공할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 표시 품질을 향상할 수 있다.

본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 2a 및 2b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 영역 및 비표시 영역 중 일부를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 영역의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 4a 및 4b 는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 적용된 화소 구조를 나타낸 단면도이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.

도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 유기발광 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(active area, A/A)을 포함하고, 상기 표시 영역에는 화소(pixel)들의 어레이(array)가 배치된다. 하나 이상의 비표시 영역(inactive area, I/A)이 상기 표시 영역의 주위에 배치될 수 있다. 즉, 상기 비표시 영역은, 표시 영역의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다. 도 1에서, 상기 비표시 영역은 사각형 형태의 표시 영역을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시 영역의 형태 및 표시 영역에 인접한 비표시 영역의 형태/배치는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다. 상기 표시 영역 및 상기 비표시 영역은, 상기 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 상기 표시 영역의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등이다.

상기 표시 영역(A/A) 내의 각 화소는 화소 회로와 연관될 수 있다. 상기 화소 회로는, 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 화소 회로는, 상기 비표시 영역에 위치한 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 등과 통신하기 위해 신호 라인(게이트 라인, 데이터 라인 등)과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 게이트 드라이버, 데이터 드라이버는 상기 비표시 영역(I/A)에 TFT(thin film transistor)로 구현될 수 있다. 이러한 드라이버는 GIP(gate-in-panel)로 지칭될 수 있다. 또한, 데이터 드라이버 IC와 같은 몇몇 부품들은, 분리된 인쇄 회로 기판에 탑재되고, FPCB(flexible printed circuit board), COF(chip-on-film), TCP(tape-carrier-package) 등과 같은 회로 필름을 통하여 상기 비표시 영역에 배치된 연결 인터페이스(패드, 범프, 핀 등)와 결합될 수 있다. 상기 인쇄 회로(COF, PCB 등)는 상기 표시장치(100)의 뒤편에 위치될 수 있다.

상기 유기발광 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 화소를 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들 포함할 수 있다. 상기 화소를 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전(electro static discharge: ESD) 회로 등을 포함할 수 있다. 상기 유기발광 표시장치(100)는 화소 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기발광 표시장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(tactile feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다. 상기 언급된 부가 요소들은 상기 비표시 영역 및/또는 상기 연결 인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.

본 명세서에 따른 유기발광 표시장치는, 박막 트랜지스터 및 유기발광소자가 배열된 기판(101), 봉지 층(120), 편광층 (145) 등을 포함할 수 있다.

기판(101)은 유기발광 표시장치(100)의 다양한 구성요소들을 지지한다. 기판(101)은 투명한 절연 물질, 예를 들어 유리, 플라스틱 등과 같은 절연 물질로 형성될 수 있다. 기판(어레이 기판)은, 그 위에 형성된 소자 및 기능 층, 예를 들어 스위칭 TFT, 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT, 구동 TFT와 연결된 유기발광소자, 보호막 등을 포함하는 개념으로 지칭되기도 한다.

유기발광소자는 기판(101) 상에 배치된다. 유기발광소자는 애노드(anode), 유기발광 층 및 캐소드(cathode)를 포함한다. 상기 유기발광소자는 하나의 빛을 발광하는 단일 발광 층 구조로 구성될 수도 있고, 복수 개의 발광 층으로 구성되어 백색 광을 발광하는 구조로 구성될 수도 있다. 유기발광소자가 백색 광을 발광하는 경우, 컬러 필터가 더 구비될 수도 있다. 유기발광소자는 표시 영역에 대응하도록 기판(101)의 중앙 부분에 형성될 수 있다.

봉지 층(120)이 유기발광소자를 덮을 수 있다. 상기 봉지 층(encapsulation layer)은 유기발광소자를 외부의 수분 또는 산소로부터 보호한다.

상기 유기발광 표시장치(100)은 복수의 화소로 구성되며, 한 개의 화소는 복수의 서브 화소를 포함할 수 있다. 이때, 서브 화소는 한가지 색을 표현하기 위한 최소 단위이다.

한 개의 서브 화소 회로는 복수의 트랜지스터와 커패시터 및 복수의 배선을 포함할 수 있다. 서브 화소 회로는 두 개의 트랜지스터와 한 개의 커패시터(2T1C)로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않고 4T1C, 7T1C, 6T2C 등을 적용한 서브 화소 회로로 구현될 수도 있다. 또한, 서브 화소는 상부발광(top-emission) 방식의 유기발광 표시장치(100)에 적합하도록 구현될 수 있다.

도 2a 및 2b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 영역과 비표시 영역 중 일부를 나타낸 단면도이다.

도 2의 유기발광 표시장치는, 평탄화 층(planarization layer)이 2개로 구성된 예시적 구조를 갖는다. 상기 유기발광 표시장치(100)에서, 기판(또는 어레이 기판) 상에 박막트랜지스터(102, 104, 106, 108), 유기발광소자(112, 114, 116) 및 각종 기능 층(layer)이 위치하고 있다.

기판(101)은 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 플라스틱 기판인 경우, 폴리이미드 계열 또는 폴리 카보네이트 계열 물질이 사용되어 가요성(flexibility)를 가질 수 있다. 특히, 폴리이미드는 고온의 공정에 적용될 수 있고, 코팅이 가능한 재료이기에 플라스틱 기판으로 많이 사용된다.

버퍼 층(130)은 기판(101) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 전극/전선을 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층(buffer layer)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼 층(130)은 멀티 버퍼(multi buffer, 131) 및/또는 액티브 버퍼(active buffer, 132)를 포함할 수 있다. 상기 멀티 버퍼(131)는 질화실리콘(SiNx) 및 산화실리콘(SiOx)이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 기판(101)에 침투한 수분 및/또는 산소가 확산되는 것을 지연시킬 수 있다. 상기 액티브 버퍼(132)는 트랜지스터의 반도체 층(102)을 보호하며, 기판(101)으로부터 유입되는 다양한 종류의 결함을 차단하는 기능을 수행한다. 상기 액티브 버퍼(132)는 비정질 실리콘(a-Si) 등으로 형성될 수 있다.

박막트랜지스터는 반도체 층(102), 게이트 절연막(103), 게이트 전극(104), 층간 절연막(105), 소스 및 드레인 전극(106, 108)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 반도체 층(102)은 상기 버퍼 층(130) 상에 위치한다. 반도체 층(102)은 폴리 실리콘(p-Si)으로 만들어질 수 있으며, 이 경우 소정의 영역이 불순물로 도핑될 수도 있다. 또한, 반도체 층(102)은 아몰포스 실리콘(a-Si)으로 만들어질 수도 있고, 펜타센 등과 같은 다양한 유기 반도체 물질로 만들어질 수도 있다. 나아가 반도체 층(102)은 산화물(oxide)로 만들어질 수도 있다. 게이트 절연막(103)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 무기물로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 게이트 전극(104)은 다양한 도전성 물질, 예컨대, 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 금(Au) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.

층간 절연막(105)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 층간 절연막(105)과 게이트 절연막(103)의 선택적 제거로 소스 및 드레인 영역이 노출되는 컨택 홀(contact hole)이 형성될 수 있다.

소스 및 드레인 전극(106, 108)은 층간 절연막(105) 상에 전극용 물질로 단일층 또는 다층의 형상으로 형성된다. 필요에 따라 무기 절연 물질로 구성된 보호 층(passivation layer)이 상기 소스 및 드레인 전극(106, 108)을 덮을 수도 있다.

제1 평탄화 층(107-1)이 박막트랜지스터 상에 위치할 수 있다. 제1 평탄화 층(107-1)은 박막트랜지스터 등을 보호하고 그 상부를 평탄화한다. 제1 평탄화 층(107-1)은 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 아크릴계 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 불포화 폴리에스테르계 수지, 폴리페닐렌계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지 중 하나 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 평탄화 층(107-1) 상부에는 전선/전극 역할을 하는 다양한 금속 층(108-2)이 배치될 수 있다.

제2 평탄화 층(107-2)이 제1 평탄화 층(107-1)의 상부에 위치한다. 본 실시예에서 평탄화 층이 2개인 것은, 표시장치가 고해상도로 진화함에 따라 각종 신호 배선이 증가하게 된 것에 기인한다. 이에 모든 배선을 최소 간격을 확보하면서 한 층에 배치하기 어려워, 추가 층(layer)을 만든 것이다. 이러한 추가 층(제2 평탄화 층)으로 인해 배선 배치에 여유가 생겨서, 전선/전극 배치 설계가 더 용이해진다. 또한 평탄화 층(107-1, 107-2)으로 유전물질(Dielectric Material)이 사용되면, 평탄화 층(107-1, 107-2)은 금속 층 사이에서 정전 용량(capacitance)를 형성하는 용도로 활용할 수도 있다.

유기발광소자는 제1 전극(112), 유기발광 층(114), 제2 전극(116)이 순차적으로 배치된 형태일 수 있다. 즉, 유기발광소자는 제2 평탄화 층(107-2) 상에 형성된 제1 전극(112), 제1 전극(112) 상에 위치한 유기발광 층(114) 및 유기발광 층(114) 상에 위치한 제2 전극(116)으로 구성될 수 있다.

제1 전극(112)은 연결 전극(108-2)을 통해 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(108D)과 전기적으로 연결될 수 있다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 이러한 제1 전극(112)은 반사율이 높은 불투명한 도전 물질로 만들어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(112)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 크롬(Cr) 또는 이들의 합금 등으로 형성될 수 있다.

뱅크(110)는 발광 영역을 제외한 나머지 영역에 형성된다. 이에 따라, 뱅크(110)는 발광 영역과 대응되는 제1 전극(112)을 노출시키는 개구 영역을 가진다. 뱅크(110)는 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx)와 같은 무기 절연 물질 또는 BCB, 아크릴계 수지 또는 이미드계 수지와 같은 유기 절연물질로 만들어질 수 있다.

유기발광 층(114)이 뱅크(110)에 의해 노출된 제1 전극(112) 상에 위치한다. 유기발광 층(114)은 발광 층, 전자주입 층, 전자수송 층, 정공수송 층, 정공주입 층 등을 포함할 수 있다.

제2 전극(116)이 유기발광 층(114) 상에 위치한다. 유기발광 표시장치(100)가 상부 발광(top emission) 방식인 경우, 제2 전극(116)은 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 등과 같은 투명한 도전 물질로 형성됨으로써 유기발광 층(114)에서 생성된 광을 제2 전극(116) 상부로 방출시킨다.

봉지 층(120)이 제2 전극(116) 상에 위치한다. 상기 봉지 층(120)은, 발광 재료와 전극 재료의 산화를 방지하기 위하여, 외부로부터의 산소 및 수분 침투를 막는다. 유기발광소자가 수분이나 산소에 노출되면, 발광 영역이 축소되는 화소 수축(pixel shrinkage) 현상이 나타나거나, 발광 영역 내 흑점(dark spot)이 생길 수 있다.

봉지 층(120) 상에는 터치 패널(필름), 편광 필름(145), 커버 글라스(140) 등이 더 위치할 수도 있다.

비표시 영역(I/A)은, 도 2b에 도시된 바와 같이 표시 영역(A/A)의 외곽에 위치할 수 있으며, 그 위에 구동 회로(예: GIP), 전원 배선 등이 배치될 수 있다. 또한 상기 비표시 영역에는 잔류 기체를 방출하기 위한 구조물이 놓일 수 있다.

비표시 영역에 배치된 구동 회로와 연결되는 전극/전선은 게이트 금속(104'), 소스/드레인 금속(108-1, 108-2)으로 만들어 질 수 있다. 게이트 금속(104')은 TFT의 게이트 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성되며, 소스/드레인 금속(108-1, 108-2)은 TFT의 소스/드레인 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성된다. 한편, 소스/드레인 금속(108-1, 108-2) 및 애노드 금속(112')과의 연결을 통해 캐소드(116)로 전원이 공급될 수 있다. 이러한 연결 구조는 도 2b의 좌측에 예시되어 있다.

예시된 실시예에서, 평탄화 층(planarization layer)은 두 층(107-1 및 107-2)으로 마련된다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 고해상도 화면에 맞추어 늘어나는 배선 구조를 수용하기 위함이다.

제1 평탄화 층(107-1)은 기판 상의 각종 회로 소자(박막 트랜지스터, 커패시터, 도선 등) 상부를 평탄화한다. 상기 제1 평탄화 층(107-1)과 상기 회로 소자 사이에는 무기물로 만들어진 보호 층(109)이 위치할 수 있다. 제1 평탄화 층(107-1)의 위에는 다양한 기능의 금속 층들이 배치될 수 있다. 제2 평탄화 층(107-2)의 상부에는 유기발광 소자(112, 114. 116)가 배치될 수 있다. 이때, 제2 평탄화 층(107-2)의 상부에는 유기발광 소자에 연결된 금속 층(112')이 놓일 수도 있다.

유기발광 소자의 상부를 봉지 층(120)이 덮는다. 봉지 층은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 또는 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 무기막(121-1, 121-2)은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막(122)은 무기막(121-1, 121-2)의 표면을 평탄화하는 역할을 한다. 봉지 층을 여러 겹의 박막 층으로 형성하는 이유는, 단일 층에 비해 수분이나 산소의 이동 경로를 길고 복잡하게 하여, 유기발광 소자까지 수분/산소의 침투를 어렵게 만들려는 것이다.

유기막(122)은 일정 정도의 흐름성이 있어, 도포 중에 비표시 영역의 외곽으로 흐를 수 있다. 이에 차단 구조물(190)이 유기막(122)이 비표시 영역(I/A)에 퍼지는 것을 제어하도록 배치된다. 도 2b에는 차단 구조물(댐)이 2개 배치된 것으로 도시되었으나, 댐(190)은 하나 또는 둘 이상 배치될 수 있다. 또한, 댐(190)은 표시 영역(A/A)을 둘러싸도록 배치되거나 표시 영역(A/A)내에 배치될 수도 있다. 댐(190)은 적어도 하나 이상의 물질을 사용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 댐(190)은 뱅크(110)과 스페이서(spacer)를 형성하는데 사용되는 물질을 사용하여 만들어질 수 있다.

도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 표시 영역의 일부를 나타낸 단면도이다.

도 3의 각 구성요소 중에서, 도 2a와 동일한 구성요소는 같은 도면 부호가 부여되었으며, 그에 대한 중복 설명은 생략한다.

발명자들은 도 3에 도시된 것과 같은 유기발광 표시장치의 화소 구조에서 나타나는 취약점을 발견하였다. 그 중 하나는, 사용자가 표시 화면을 바라보는 시야 각에 따른 색감의 차이이다. 즉, 발명자들은, 동일한 화면/색상을 표시하는 화면이라고 하여도 사용자가 그 화면을 보는 방향에 따라서 달리 인지되는 현상이 종종 나타남을 인지하게 되었다. 상기 시감 또는 색 인지도 차이는 각 시야 각에서의 색 좌표 차이로 측정될 수 있다. 상기 색 좌표는 눈으로 느끼는 색(색감 또는 색자극)의 성질을 수량적으로 나타낸 수치이다. 국제 조명위원회(CIE: Commission international de I'Eclairage)에서는 자연계에 존재하는 많은 색을 편리하게 표현하기 위해 CIE 색도도를 만들었다. 상기 색도도상에서 특정 색을 표현하는 방법으로 x축과 y축의 값을 읽는 방법이 채택되었고, 이 x, y 값이 색 좌표라 칭해진다. 이후 CIE에서는 색 좌표를 개정했고, 여기에서는 기존의 x축과 y축 대신 u'축과 v'축을 이용하여 u', v' 값으로 좌표 값을 표현하기도 한다.

화면을 정면으로 보았을 때를 시야 각 0°라고 하고, 0°에서 일정 각도 x로 상하좌우로 기울어져 화면을 보았을 때를 시야 각 x°라 하면, 상기의 색 인지도 차이(혹은 색 천이(color shift))는, 시야 각 0°에서의 색 좌표 대비 상/하/좌/우 시야 각 x°에서의 색 좌표로 측정될 수 있다. 또 다르게 상기 색 천이는, 상측(또는 좌측) 시야 각 x°에서의 색 좌표 대비 하측 시야 각 x°에서의 색 좌표 간의 편차로 측정될 수 있다.

최근에는 표시장치에 요구되는 색 천이의 수준이 높아져서, 시야 각에 따른 시감 차이가 최소화되도록 설계되고 있다. 그런데, 도 3a와 같이 개구 영역(뱅크(110)가 오픈된 영역) 아래로 특정 층(108-2)이 지나가게 되면, 그 상부에 평탄화 층(107-2)이 있음에도 불구하고, 어느 정도 애노드 전극(112) 및 유기발광 층(114)의 평탄도에 영향을 주는 것으로 파악되었다. 즉, 특정 층(108-2)의 높이에 영향을 받아 애노드 전극(112) 및 유기발광 층(114)의 일 부분이 솟아오르게 되는 것이다. 도 3a에서는 애노드 전극(112) 및 유기발광 층(114)의 가운데 부분이 하부의 금속 층(108-2)에 의해 볼록해진 것을 표현하였다.

도면과 같이 유기발광 소자(애노드 전극과 유기발광 층)가 평탄하지 않으면, 시야 각에 따른 인식도가 차이 나는 것이 확인되었으며, 이에 본 발명의 발명자들은 이러한 시야 각에 따른 시감의 편차를 방지하는 구조를 고안하였다.

도 4a 및 4b는 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치에 적용된 화소 구조를 나타낸 도면이다.

도 4a 및 4b의 각 구성요소 중에서, 도 1 내지 도 3과 동일한 구성요소에 대한 중복 설명은 생략한다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 시감 편자가 억제된 화소 구조를 포함할 수 있다. 상기 시감 편차 억제 구조는, 제2 평탄화 층(407-2) 상부 층의 형상(모양)을 조절함으로써 마련될 수 있다. 일 예로 상기 시감 편차 억제 구조는, 개구 영역 아래를 지나는 제2 평탄화 층(407-2) 상의 도선(480) 형상을 조절함으로써 마련될 수 있다.

본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 화소에 포함된 박막 트랜지스터의 상부를 평탄화하는 제1 평탄화 층(407-1); 상기 제1 평탄화 층(407-1) 상에 위치하고, 제1 방향(예: 세로 방향)으로 연장된 제1 도선(480); 상기 제1 도선(480)의 상부를 평탄화하는 제2 평탄화 층(407-2); 상기 제2 평탄화 층(407-2) 상에 있는 유기발광 소자를 포함한다. 상기 제1 도선(480)은, 상기 화소의 개구 영역(OA)과 동일한 평면 형상을 갖는 제1 부분(480-1) 및 상기 제1 부분(480-1)을 제외한 제2 부분(480-2)을 포함한다. 상기 제1 부분(480-1)은 개구 영역(OA의 형상을 따라 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 기타 다각형일 수 있다. 그리고, 상기 제2 부분(480-2)은 직선, 곡선, 지그재그 등의 형태를 가진 선형일 수 있다. 상기 제1 평탄화 층(407-1)과 상기 제2 평탄화 층(407-2)은 동일한 물질로 형성될 수 있다.

상기 제1 부분(480-1)으로 인해 상기 개구 영역(OA) 중 일 부분의 솟아오름이 억제될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 부분(480-1)으로 인해 시야 각에 따른 색 인지도가 균일해질 수 있다. 도 3과 같은 화소 구조에서는 개구 영역(OA) 아래를 지나는 도선(108-2)이 개구 영역(OA) 중 오직 일부와 중첩하기 때문에, 그 부분의 애노드 전극 및 유기발광 층이 솟아오르는 현상이 있었다. 그러나. 본 실시예에서 상기 개구 영역(OA)은, 상기 제1 부분(480-1)과 수직 방향으로 완전히 중첩하기 때문에, 개구 영역 중 어느 일 부분만 솟아오르는 현상은 예방될 수 있다. 즉, 개구 영역(OA)의 높이가 일정하게 유지될 수 있다. 이를 위해 상기 제1 부분(480-1)의 평면 면적은, 상기 개구 영역(OA)의 면적보다 크거나 같을 수 있다.

상기 유기발광 표시장치는, 상기 제2 평탄화 층(407-2) 상의 뱅크(410)를 더 포함하고, 상기 개구 영역(OA)은 상기 뱅크(410)가 없는 영역으로 정의될 수 있다. 일 예로 상기 개구 영역(OA)은, 제2 평탄화 층(407-2)의 위를 전부 덮은 뱅크(410) 중 일부를 제거하는 과정을 통해 생성될 수 있다.

상기 유기발광소자는 상기 제2 평탄화 층(407-2) 상의 애노드 전극(412), 상기 애노드 전극(412) 상의 유기발광 층(414) 및 상기 유기발광 층(414) 상의 캐소드 전극(416)을 포함하고, 상기 애노드 전극(412)은 상기 개구 영역(OA)에서 상기 뱅크(410)로 덮이지 않을 수 있다. 상기 애노드 전극(412) 또한 개구 영역(OA)과 동일한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 개구 영역(OA), 애노드 전극(412) 및 제1 부분(480-1)이 모두 동일한 평면 형상을 가지고 중첩될 수 있다. 이에 상기 제1 부분(480-1)으로 인해 상기 애노드 전극(412) 및 상기 애노드 전극(412) 상부의 유기발광 층(414)이 평탄해질 수 있다.

이때 상기 애노드 전극(412)의 평면 면적은, 상기 개구 영역(OA)의 평면 면적보다 크거나 같을 수 있다. 그리고, 상기 제1 부분(480-1)의 평면 면적은, 상기 애노드 전극(412)의 평면 면적보다 작거나 같을 수 있다. 이에 개구 영역(OA)<제1 부분(480-1)<애노드 전극(412) 순으로 평면 크기가 정해질 수 있다.

개구 영역(OA)의 평평함을 유지하기 위해 상기 애노드 전극(412)과 상기 화소에 포함된 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 개구 영역(OA)과 수직 방향으로 중첩하지 않을 수 있다. 이 경우 상기 애노드 전극(412)과 상기 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 뱅크(410)와 수직 방향으로 중첩할 수 있다.

제1 도선(480)은 화소 회로에 고준위 전원(V_DD)을 전달하는 전원 라인일 수 있다. 그리고, 본 실시예의 표시장치는 상기 제1 평탄화 층(407-1) 상에 위치하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향(예: 가로 방향)으로 연장된 제2 도선(490)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 도선(490)은 화소 회로에 기준 전원(V_REF)을 전달하는 전원 라인일 수 있다.

이상과 같이 색 시야 각 변동 억제 구조가 구비되면, 발광 층의 평탄도가 균일하게 유지되어 시야 각에 따른 색 좌표 변동이 현저히 감소된다. 따라서 표시 품질의 편차 문제가 해소될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 화소에 포함된 박막 트랜지스터의 상부를 평탄화하는 제1 평탄화 층;
   상기 제1 평탄화 층 상에 위치하고, 제1 방향으로 연장된 제1 도선;
   상기 제1 도선의 상부를 평탄화하는 제2 평탄화 층;
   상기 제2 평탄화 층 상에 있는 유기발광소자를 포함하고,
   상기 제1 도선은, 상기 화소의 개구 영역과 동일한 평면 형상을 갖는 제1 부분 및 상기 제1 부분을 제외한 제2 부분을 포함하는 유기발광 표시장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 개구 영역은, 상기 제1 부분과 수직 방향으로 완전히 중첩한 유기발광 표시장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 부분의 평면 면적은, 상기 개구 영역의 면적보다 크거나 같은 유기발광 표시장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 제2 평탄화 층 상의 뱅크를 더 포함하고,
   상기 개구 영역은 상기 뱅크가 없는 유기발광 표시장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 유기발광소자는 상기 제2 평탄화 층 상의 애노드 전극, 상기 애노드 전극 상의 유기발광 층 및 상기 유기발광 층 상의 캐소드 전극을 포함하고,
   상기 애노드 전극은 상기 개구 영역에서 상기 뱅크로 덮이지 않은 유기발광 표시장치.
6. 제5 항에 있어서,
   상기 애노드 전극의 평면 면적은, 상기 개구 영역의 평면 면적보다 크거나 같은 유기발광 표시장치.
7. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 부분의 평면 형상은, 상기 제1 부분과 중첩된 애노드 전극의 평면 형상과 동일한 유기발광 표시장치.
8. 제5 항에 있어서,
   상기 제1 부분의 평면 면적은, 상기 제1 부분과 중첩된 애노드 전극의 평면 면적보다 작거나 같은 유기발광 표시장치.
9. 제5 항에 있어서,
   상기 애노드 전극과 상기 화소에 포함된 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 개구 영역과 수직 방향으로 중첩하지 않는 유기발광 표시장치.
10. 제9 항에 있어서, 상기 애노드 전극과 상기 박막 트랜지스터가 연결된 부분은, 상기 뱅크와 수직 방향으로 중첩한 유기발광 표시장치.
11. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 부분으로 인해 상기 애노드 및 상기 애노드 상부의 유기발광 층이 평탄해진 유기발광 표시장치.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 부분으로 인해 상기 개구 영역 중 일 부분의 솟아오름이 억제된 유기발광 표시장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 부분으로 인해 시야 각에 따른 색 인지도가 균일해진 유기발광 표시장치.
14. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 평탄화 층 상에 위치하고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 제2 도선을 더 포함하는 유기발광 표시장치.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 평탄화 층과 상기 제2 평탄화 층은 동일한 물질로 형성된 유기발광 표시장치.

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