KR20210072465A - 전계발광 표시장치 - Google Patents

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백흠일
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Abstract

본 발명의 전계발광 표시장치는, 영상을 표시하는 표시영역과 상기 표시영역의 외측에 위치하는 비표시영역이 정의된 기판과; 상기 기판 상의 상기 표시영역에 제1 및 제2 방향을 따라 위치하는 다수의 부화소와; 상기 다수의 부화소 각각에 위치하며, 제1 전극과 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광다이오드와; 상기 제2 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되고, 상기 제1 전극의 가장자리와 중첩하는 제1 뱅크와; 상기 제2 방향을 따라 배열된 부화소 열에 대응하여 개구부를 가지며, 상기 제1 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되는 제2 뱅크를 포함하며, 상기 개구부는 상기 표시영역에 대응하는 제1 부분과 상기 비표시영역에 대응하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분에 형성되는 발광층 하면은 요철을 가지며, 상기 비표시영역에서 상기 발광층 하부에는 요철 패턴이 구비된다.
이에 따라, 용액 공정으로 발광층 형성 시, 노즐 간 편차를 최소화하고, 용액과 하부막과의 접촉 면적을 증가시켜 개구부 내에 적하된 용액이 표시영역의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.

Description

전계발광 표시장치{Electroluminescent Device}
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히, 대면적 및 고해상도를 갖는 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
평판표시장치 중 하나인 전계발광 표시장치(Electroluminescent Display Device)는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 비해 시야각 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 및 박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
또한, 전계발광 표시장치는 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며, 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용 온도 범위도 넓으며, 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
전계발광 표시장치는 적, 녹, 청색 부화소로 구성된 다수의 화소를 포함하며, 적, 녹, 청색 부화소를 선택적으로 발광시켜 다양한 컬러 영상을 표시한다.
적, 녹, 청색 부화소는 각각 적, 녹, 청색 발광층을 포함하며, 일반적으로 각 발광층은 미세 금속 마스크(fine metal mask)를 이용하여 발광물질을 선택적으로 증착하는 진공 열 증착(vacuum thermal evaporation) 공정을 통해 형성된다.
그러나, 이러한 증착 공정은 마스크 구비 등에 의해 제조 비용을 증가시키며, 마스크의 제작 편차와, 처짐, 쉐도우 효과(shadow effect) 등에 의해 대면적 및 고해상도 표시장치에 적용하기 어려운 문제가 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 대면적 및 고해상도를 갖는 전계발광 표시장치를 제공하고자 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 전계발광 표시장치는, 영상을 표시하는 표시영역과 상기 표시영역의 외측에 위치하는 비표시영역이 정의된 기판과; 상기 기판 상의 상기 표시영역에 제1 및 제2 방향을 따라 위치하는 다수의 부화소와; 상기 다수의 부화소 각각에 위치하며, 제1 전극과 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광다이오드와; 상기 제2 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되고, 상기 제1 전극의 가장자리와 중첩하는 제1 뱅크와; 상기 제2 방향을 따라 배열된 부화소 열에 대응하여 개구부를 가지며, 상기 제1 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되는 제2 뱅크를 포함하며, 상기 개구부는 상기 표시영역에 대응하는 제1 부분과 상기 비표시영역에 대응하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분에 형성되는 발광층 하면은 요철을 가지며, 상기 비표시영역에서 상기 발광층 하부에는 요철 패턴이 구비된다.
상기 요철 패턴은 상기 제1 뱅크 상면에 구비되는 오목부 또는 상기 제1 뱅크 내에 구비되는 홀이다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 비표시영역에서 상기 발광층은 상기 오버코트층과 접촉한다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 오버코트층 상면에 구비되는 오목부이다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 제1 뱅크와 상기 오버코트층 사이에 형성된다.
상기 요철 패턴은 상기 제1 방향을 따라 연장되고 상기 제2 방향을 따라 이격하는 다수의 패턴을 포함한다.
상기 요철 패턴은 적어도 하나의 꺾임부를 가진다.
상기 개구부는 제1, 제2, 제3 부화소 열에 대응하여 각각 제1, 제2, 제3 개구부를 포함하며, 상기 제1 방향을 따라 상기 제2 부화소 열의 폭은 상기 제1 부화소 열의 폭보다 크고, 상기 제3 부화소 열의 폭보다 작으며, 상기 제1, 제2, 제3 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수는 서로 다르다.
상기 제2 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수는 상기 제1 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수보다 많고 상기 제3 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수보다 적다.
상기 제1 뱅크는 친수성 특성을 가지며, 상기 제2 뱅크는 소수성 특성을 가진다.
상기 제1 뱅크와 상기 제2 뱅크는 일체로 이루어진다.
상기 발광층은 상기 제2 방향을 따라 배열된 부화소의 상기 제1 전극 상부 및 상기 제2 방향을 따라 인접한 부화소 사이의 상기 제1 뱅크 상부에 형성되고 일체로 이루어진다.
상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 적어도 하나의 박막트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 적어도 하나의 박막트랜지스터와 연결된다.
본 발명에서는, 각 부화소의 발광층을 용액 공정에 의해 형성함으로써, 미세 금속 마스크를 생략하여 제조 비용을 줄일 수 있으며, 대면적 및 고해상도를 갖는 표시장치를 구현할 수 있다.
또한, 동일 색의 부화소 간의 발광층이 서로 연결되어 일체로 형성되도록 함으로써, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화할 수 있으며, 각 부화소에 형성되는 발광층의 두께를 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 얼룩(mura)을 방지하여 표시장치의 화질 저하를 막을 수 있다.
게다가, 비표시영역에 요철 패턴을 구비하여 비표시영역의 발광층 하면이 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역에서 발광층과 하부막과의 접촉 면적을 증가시켜 개구부 내에 적하된 용액이 표시영역의 중앙으로 몰리는 현상을 방지하고, 이에 따라, 표시영역의 가장자리에 발광층이 형성되지 않는 불량을 방지할 수 있다.
또한, 비표시영역의 요철 패턴을 제1 뱅크이나 오버코트층의 오목부 또는 홀로 구성함으로써, 제조공정 및 비용의 증가 없이 구현할 수 있다.
또한, 적, 녹, 청색 부화소의 면적을 다르게 하여 적, 녹, 청색 부화소의 수명을 균일하게 하면서, 적, 녹, 청색 부화소에 대응하는 요철 패턴의 개수를 다르게 하여 다른 면적에 기인한 용액의 말림 현상의 차이를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 하나의 화소영역을 나타내는 회로도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'선에 대응하는 단면도이다.
도 5는 도 3의 II-II'선에 대응하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 예의 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 다수의 화소(pixel)를 포함하고, 각 화소는 적, 녹, 청색 부화소(sub pixels)를 포함하며, 각 부화소에 해당하는 화소영역은 도 1과 같은 구성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 하나의 화소영역을 나타내는 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 전계발광 표시장치는 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL)을 포함하고, 각 화소영역(P)에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 발광다이오드(De)가 형성된다.
보다 상세하게, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트 전극은 게이트 배선(GL)에 연결되고 소스 전극은 데이터 배선(DL)에 연결된다. 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극은 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 드레인 전극에 연결되고, 소스 전극은 고전위 전압(VDD)에 연결된다. 발광다이오드(De)의 애노드(anode)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 드레인 전극에 연결되고, 캐소드(cathode)는 저전위 전압(VSS)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 드레인 전극에 연결된다.
이러한 전계발광 표시장치의 영상표시 동작을 살펴보면, 게이트 배선(GL)을 통해 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되고, 이때, 데이터 배선(DL)으로 인가된 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 데이터 신호에 따라 턴-온 되어 발광다이오드(De)를 흐르는 전류를 제어하여 영상을 표시한다. 발광다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 전달되는 고전위 전압(VDD)의 전류에 의하여 발광한다.
즉, 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양은 데이터 신호의 크기에 비례하고, 발광다이오드(De)가 방출하는 빛의 세기는 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양에 비례하므로, 화소영역(P)은 데이터 신호의 크기에 따라 상이한 계조를 표시하고, 그 결과 전계발광 표시장치는 영상을 표시한다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터 신호에 대응되는 전하를 일 프레임(frame) 동안 유지하여 발광다이오드(De)를 흐르는 전류의 양을 일정하게 하고 발광다이오드(De)가 표시하는 계조를 일정하게 유지시키는 역할을 한다.
한편, 화소영역(P)에는 스위칭 및 구동 박막트랜지스터(Ts, Td)와 스토리지 커패시터(Cst) 외에 다른 박막트랜지스터와 커패시터가 더 추가될 수도 있다.
즉, 전계발광 표시장치에서는, 데이터 신호가 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극에 인가되어, 발광다이오드(De)가 발광하여 계조를 표시하는 상대적으로 긴 시간 동안 구동 박막트랜지스터(Td)가 턴-온 된 상태를 유지하는데, 이러한 데이터 신호의 장시간 인가에 의하여 구동 박막트랜지스터(Td)는 열화(deterioration)될 수 있다. 이에 따라, 구동 박막트랜지스터(Td)의 이동도(mobility) 및/또는 문턱전압(threshold voltage: Vth)이 변하게 되며, 전계발광 표시장치의 화소영역(P)은 동일한 데이터 신호에 대하여 상이한 계조를 표시하게 되고, 휘도 불균일이 나타나 전계발광 표시장치의 화질이 저하된다.
따라서, 이러한 구동 박막트랜지스터(Td)의 이동도 및/또는 문턱전압의 변화를 보상하기 위해, 각 화소영역(P)에는 전압 변화를 감지하기 위한 적어도 하나의 센싱 박막트랜지스터 및/또는 커패시터가 더 추가될 수 있으며, 센싱 박막트랜지스터 및/또는 커패시터는 기준 전압을 인가하고 센싱전압을 출력하기 위한 기준 배선과 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도로, 하나의 화소영역을 도시한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기판(110) 상부에 버퍼층(120)이 형성된다. 버퍼층(120)은 실질적으로 기판(110) 전면에 위치한다. 기판(110)은 유리기판이나 플라스틱기판일 수 있다. 일례로, 플라스틱 기판으로 폴리이미드가 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 버퍼층(120)은 산화실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기물질로 형성될 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
버퍼층(120) 상부에는 패터닝된 반도체층(122)이 형성된다. 반도체층(122)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있는데, 이 경우 반도체층(122) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음)이 더 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(122)으로 입사되는 빛을 차단하여 반도체층(122)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(122)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(122)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(122) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(130)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이때, 반도체층(122)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 반도체층(122)이 다결정 실리콘으로 이루어질 경우, 게이트 절연막(130)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(130) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(132)이 반도체층(122)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(130) 상부에는 게이트 배선(도시하지 않음)과 제1 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 게이트 배선은 제1 방향을 따라 연장되고, 제1 커패시터 전극은 게이트 전극(132)에 연결된다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 게이트 절연막(130)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(130)은 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 수도 있다.
게이트 전극(132) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(140)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(140)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성되거나, 포토 아크릴(photo acryl)이나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(140)은 반도체층(122)의 양측 상면을 노출하는 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 가진다. 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 전극(132)의 양측에 게이트 전극(132)과 이격되어 위치한다. 여기서, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 게이트 절연막(130) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(130)이 게이트 전극(132)과 동일한 모양으로 패턴될 경우, 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)은 층간 절연막(140) 내에만 형성된다.
층간 절연막(140) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(140) 상부에는 제2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(도시하지 않음)과 전원 배선(도시하지 않음) 및 제2 커패시터 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
소스 및 드레인 전극(142, 144)은 게이트 전극(132)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제1 및 제2 컨택홀(140a, 140b)을 통해 반도체층(122)의 양측과 접촉한다. 도시하지 않았지만, 데이터 배선은 제2 방향을 따라 연장되고 게이트 배선과 교차하여 각 화소영역을 정의하며, 고전위 전압을 공급하는 전원 배선은 데이터 배선과 이격되어 위치한다. 제2 커패시터 전극은 드레인 전극(144)과 연결되고, 제1 커패시터 전극과 중첩하여 둘 사이의 층간 절연막(140)을 유전체로 스토리지 커패시터를 이룬다. 이와 달리, 제1 커패시터 전극이 드레인 전극(144)과 연결되고, 제2 커패시터 전극이 게이트 전극(132)과 연결될 수도 있다.
한편, 반도체층(122)과, 게이트 전극(132), 그리고 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 박막트랜지스터(Tr)를 이룬다. 여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층(122)의 일측, 즉, 반도체층(122)의 상부에 게이트 전극(132)과 소스 및 드레인 전극(142, 144)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 및 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 산화물 반도체 물질 또는 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 구동 박막트랜지스터(도 1의 Td)에 해당하며, 구동 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 구조의 스위칭 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 각 화소영역의 기판(110) 상에 더 형성된다. 구동 박막트랜지스터(Tr)의 게이트 전극(132)은 스위칭 박막트랜지스터의 드레인 전극(도시하지 않음)에 연결되고 구동 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(142)은 전원 배선(도시하지 않음)에 연결된다. 또한, 스위칭 박막트랜지스터의 게이트 전극(도시하지 않음)과 소스 전극(도시하지 않음)은 게이트 배선 및 데이터 배선과 각각 연결된다.
또한, 구동 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 구조의 센싱 박막트랜지스터가 각 화소영역의 기판(110) 상에 더 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
소스 및 드레인 전극(142, 144) 상부에는 절연물질로 패시베이션층(150)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 패시베이션층(150)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다.
패시베이션층(150) 상부에는 절연물질로 오버코트층(155)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 오버코트층(155)은 포토 아크릴이나 벤조사이클로부텐과 같은 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이러한 오버코트층(155)의 상면은 평탄할 수 있다.
오버코트층(155)은 패시베이션층(150)과 함께 드레인 전극(144)을 노출하는 드레인 컨택홀(155a)을 가진다. 여기서, 드레인 컨택홀(155a)은 제2 컨택홀(140b)과 이격되어 형성될 수 있다. 이와 달리, 드레인 컨택홀(155a)은 제2 컨택홀(140b) 바로 위에 형성될 수도 있다.
오버코트층(155) 상부에는 비교적 일함수가 높은 도전성 물질로 제1 전극(162)이 형성된다. 제1 전극(162)은 각 화소영역마다 형성되고, 드레인 컨택홀(155a)을 통해 드레인 전극(144)과 접촉한다. 일례로, 제1 전극(162)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 발광다이오드의 빛이 기판(110)과 반대 방향으로 출력되는 상부 발광 방식(top emission type)일 수 있으며, 이에 따라, 제1 전극(162)은 투명 도전성 물질 하부에 반사율이 높은 금속 물질로 형성되는 반사전극 또는 반사층을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사전극 또는 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-palladium-copper: APC) 합금이나 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)으로 이루어질 수 있다. 이때, 제1 전극(162)은 ITO/APC/ITO나 ITO/Ag/ITO 또는 ITO/Al/ITO의 3중층 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(162) 상부에는 절연물질로 뱅크(172, 174)가 형성된다. 뱅크(172, 174)는 친수성의 제1 뱅크(172)와 소수성의 제2 뱅크(174)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게, 제1 뱅크(172)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하고, 제1 전극(162)의 가장자리를 덮으며, 제1 전극(162)의 중앙부를 노출한다. 이러한 제1 뱅크(172)는 친수성 특성을 갖는 물질, 일례로, 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 폴리이미드로 형성될 수도 있다.
제1 뱅크(172) 상부에는 제2 뱅크(174)가 형성된다. 이때, 제2 뱅크(174)의 적어도 상면은 소수성이며, 제2 뱅크(174)의 측면은 소수성 또는 친수성일 수 있다.
제2 뱅크(174)는 제1 뱅크(172)보다 좁은 폭을 가지고 제1 뱅크(172) 상부에 위치하며, 제1 뱅크(172)의 가장자리를 노출한다. 제2 뱅크(174)의 두께는 제1 뱅크(172)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 제2 뱅크(174)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩할 수 있다. 이와 달리, 제2 뱅크(174)는 제1 전극(162)과 중첩하지 않고 이격될 수도 있다.
이러한 제2 뱅크(174)는 소수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 뱅크(174)는 친수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성되고 소수성 처리될 수도 있다.
여기서, 도시하지 않은 제1 전극(162)의 다른 가장자리 상부에는 제1 뱅크(172)만이 위치할 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 제1 전극(162)의 가장자리 상부에 제1 뱅크(172)와 제2 뱅크(174)가 형성되어 있으나, 제1 뱅크(172)가 생략되고 제2 뱅크(174)만이 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하며 제1 전극(162)의 가장자리를 덮을 수 있다.
도 2에서는 제1 뱅크(172)와 제2 뱅크(174)가 다른 물질로 분리되어 형성되어 있으나, 친수성의 제1 뱅크(172)와 소수성의 제2 뱅크(174)는 동일 물질로 이루어지고, 일체로 형성될 수도 있다. 일례로, 상면이 소수성인 유기물층을 기판(110) 전면에 형성한 다음, 투과부와 차단부 및 반투과부를 포함하는 하프톤 마스크를 이용하여 이를 패터닝함으로써, 서로 다른 폭과 두께를 갖는 제1 뱅크(172)와 제2 뱅크(174)를 형성할 수도 있다.
한편, 드레인 컨택홀(155a)은 제1 및 제2 뱅크(172, 174)와 이격되어 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 달리, 드레인 컨택홀(155a)은 제1 및 제2 뱅크(172, 174) 하부에 위치할 수도 있다.
다음, 제1 및 제2 뱅크(172, 174)를 통해 노출된 제1 전극(162) 상부에는 발광층(180)이 형성된다.
도시하지 않았지만, 발광층(180)은 제1 전극(162) 상부로부터 순차적으로 위치하는 제1 전하보조층과, 발광물질층(light-emitting material layer), 그리고 제2 전하보조층을 포함할 수 있다. 발광물질층은 적, 녹, 청색 발광물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이러한 발광물질은 인광화합물 또는 형광화합물과 같은 유기발광물질이거나 양자 점(quantum dot)과 같은 무기발광물질일 수 있다.
제1 전하보조층은 정공보조층(hole auxiliary layer)일 수 있으며, 정공보조층은 정공주입층(hole injection layer: HIL)과 정공수송층(hole transport layer: HTL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 전하보조층은 전자보조층(electron auxiliary layer)일 수 있으며, 전자보조층은 전자주입층(electron injection layer: EIL)과 전자수송층(electron transport layer: ETL) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 발광층(180)은 용액 공정(solution process)을 통해 형성된다. 이에 따라, 공정을 단순화하고 대면적 및 고해상도의 표시장치를 제공할 수 있다. 용액 공정으로는 스핀 코팅법이나 잉크젯 프린팅법 또는 스크린 프린팅법이 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
여기서, 용액이 건조될 때, 제2 뱅크(174)에 인접한 부분과 다른 부분에서는 용매의 증발 속도에 차이가 있다. 즉, 제2 뱅크(174) 근처에서 용매의 증발 속도가 다른 부분에서보다 빠르며, 이에 따라, 제2 뱅크(174) 근처에서 발광층(180)은 제2 뱅크(174)에 가까워질수록 그 높이가 높아진다.
한편, 발광층(180) 중에서, 전자보조층은 증착 공정을 통해 형성될 수도 있다. 이때, 전자보조층은 실질적으로 기판(110) 전면에 형성될 수 있다.
발광층(180) 상부에는 비교적 일함수가 낮은 도전성 물질로 이루어진 제2 전극(190)이 실질적으로 기판(110) 전면에 형성된다. 여기서, 제2 전극(190)은 알루미늄(aluminum)이나 마그네슘(magnesium), 은(silver) 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 전극(190)은 발광층(180)으로부터의 빛이 투과될 수 있도록 상대적으로 얇은 두께를 가진다. 이와 달리, 제2 전극(190)은 인듐-갈륨-옥사이드(indium-gallium-oxide: IGO)와 같은 투명 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
제1 전극(162)과 발광층(180) 및 제2 전극(190)은 발광다이오드(De)를 이룬다. 여기서, 제1 전극(162)은 애노드(anode)의 역할을 하고, 제2 전극(190)은 캐소드(cathode)의 역할을 할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치는 발광다이오드(De)의 발광층(180)으로부터의 빛이 기판(110)과 반대 방향, 즉, 제2 전극(190)을 통해 외부로 출력되는 상부 발광 방식일 수 있으며, 이러한 상부 발광 방식은 동일 면적의 하부 발광 방식 대비 보다 넓은 발광영역을 가질 수 있으므로, 휘도를 향상시키고 소비 전력을 낮출 수 있다.
이때, 각 화소영역의 발광다이오드(De)는 방출하는 빛의 파장에 따라 마이크로 캐비티 효과에 해당하는 소자 두께를 가질 수 있으며, 이에 따라, 광 효율을 높일 수 있다. 여기서, 소자 두께는 제1 전극(162)과 제2 전극(190) 사이의 거리로 정의될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 전극(190) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 보호층 및/또는 봉지층(도시하지 않음)이 형성되어, 외부에서 유입되는 수분이나 산소를 차단함으로써 발광다이오드(De)를 보호할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서는 발광층(180)을 용액 공정에 의해 형성함으로써, 미세 금속 마스크를 생략하여 제조 비용을 줄일 수 있으며, 대면적 및 고해상도를 갖는 표시장치를 구현할 수 있다.
그런데, 용액 공정을 이용하여 발광층(180)을 형성하는 경우, 한 번에 다수의 부화소 각각에 용액이 적하(drop)되며, 이를 위해 각 부화소에는 서로 다른 노즐이 사용된다. 이때, 노즐 간의 적하량 편차에 따라 각 부화소에 형성되는 박막 두께의 편차가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 동일 색의 부화소 간의 발광층(180)이 서로 연결되어 일체로 형성되도록 함으로써, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화하며, 각 부화소에 형성되는 박막 두께를 균일하게 한다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 구성에 대해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도로, 뱅크 구성을 중심으로 도시한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)는 영상을 표시하는 표시영역(DA)과 표시영역(DA)의 외측에 위치하는 비표시영역(NDA)을 포함한다. 여기서, 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 상하에만 위치하는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 달리, 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)의 좌우에도 위치할 수 있다.
표시영역(DA)에는 다수의 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)가 위치한다. 이때, 제1 방향을 따라 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)가 순차적으로 위치하며, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 동일 색의 부화소(R, G, B)가 위치한다. 여기서, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)는 사각형 형태를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않으며, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)는 모서리가 곡선형태의 사각형이나 타원형 등 다양한 모양을 가질 수 있다.
표시영역(DA)에서 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이 및 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에는 친수성의 제1 뱅크(172)가 위치한다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 생략되어 있을 수 있다. 즉, 제1 뱅크(172)는 제2 방향을 따라 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에 위치하며 제1 방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에도 위치하며, 모든 부화소(R, G, B)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이어, 제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 위치한다. 표시영역(DA)에서 제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에 위치한다. 이에 따라, 개구부(176)는 제2 방향을 따라 연장되며, 개구부(176)의 제2 방향의 길이는 제1 방향의 길이, 즉, 폭보다 길다. 다시 말하면, 개구부(176)는 제1 방향에 평행한 단변을 가지며, 제2 방향에 평행한 장변을 가진다. 이때, 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 제2 뱅크(174)는 제1 뱅크(172)보다 좁은 폭을 가질 수 있다.
또한, 제2 뱅크(174)는 비표시영역(NDA)에도 위치하며, 제2 뱅크(174)의 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장된다. 여기서, 비표시영역(NDA)에 위치하는 개구부(176)에 대응하여 적어도 하나의 요철 패턴(도시하지 않음)이 구비될 수 있으며, 이에 대해 추후 상세히 설명한다.
한편, 도시하지 않았지만, 비표시영역(NDA)에는 다수의 더미 부화소가 구비될 수 있으며, 제2 뱅크(174)의 개구부(176)는 더미 부화소에 대응하여 형성될 수 있다. 이때, 더미 부화소는 표시영역(DA)의 각 부화소 열의 상하 각각에 하나 이상 배치될 수 있다. 이러한 더미 부화소는 연결 구조를 제외하고 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)와 실질적으로 동일한 구성을 가질 수 있다. 이와 달리, 더미 부화소는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)와 다른 구성을 가질 수도 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)의 단면 구조에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 3의 I-I'선에 대응하는 단면도이고, 도 5는 도 3의 II-II'선에 대응하는 단면도이다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)에서는, 기판(110) 상에 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의되고, 표시영역(DA)에는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)에 각각 대응하는 다수의 화소영역(P)이 정의된다. 이러한 기판(110) 상의 실질적으로 전면에 버퍼층(120)이 형성되며, 버퍼층(120)은 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)에 모두 위치한다.
이어, 버퍼층(120) 상부의 각 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막트랜지스터(Tr) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 패시베이션층(150)과 오버코트층(155)이 순차적으로 형성되고, 패시베이션층(150)과 오버코트층(155)은 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)에 모두 위치한다. 다음, 오버코트층(155) 상부의 각 화소영역(P)에는 제1 전극(162)이 형성된다.
여기서, 박막트랜지스터(Tr)는 도 2에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 도시하지 않았지만, 버퍼층(120)과 패시베이션층(150) 사이에는 게이트 절연막과 층간 절연막이 더 형성될 수 있다.
오버코트층(155)은 패시베이션층(150)과 함께 박막트랜지스터(Tr)의 일부, 즉, 드레인 전극을 노출하는 드레인 컨택홀(155a)을 가지며, 제1 전극(162)은 드레인 컨택홀(155a)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 접촉한다.
또한, 비표시영역(NDA)의 오버코트층(155) 상부에는 적어도 하나의 요철 패턴(200)이 형성된다. 요철 패턴(200)은 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 요철 패턴(200)은 금속 물질로 이루어질 수도 있다.
요철 패턴(200)의 두께는 30 nm 이상인 것이 바람직하다. 또한, 이러한 요철 패턴(200)의 두께는 500 nm이하일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
한편, 비표시영역(NDA)에 더미 부화소가 구비될 경우, 각 더미 부화소의 버퍼층(120)과 패시베이션층(150) 사이에는 화소영역(P)의 박막트랜지스터(Tr)와 동일한 구성을 가지는 더미 박막트랜지스터(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 각 더미 부화소의 오버코트층(155) 상부에는 더미 전극(도시하지 않음)이 형성될 수 있다. 이때, 요철 패턴(200)은 더미 전극 상부에 형성될 수 있다. 여기서, 오버코트층(155)과 패시베이션층(150)은 더미 박막트랜지스터를 노출하는 드레인 컨택홀을 가지지 않으며, 이에 따라, 더미 전극은 더미 박막트랜지스터에 연결되지 않는다.
그러나, 더미 부화소의 구성은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 더미 박막트랜지스터와 더미 전극 중 적어도 하나는 생략될 수도 있다.
다음, 제1 전극(162) 상부에는 친수성의 제1 뱅크(172)가 형성된다. 제1 뱅크(172)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하며, 제1 전극(162)의 가장자리를 덮는다. 제1 뱅크(172)는 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이 및 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에 형성된다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 생략되고, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에만 형성될 수도 있다.
또한, 제1 뱅크(172)는 실질적으로 비표시영역(NDA)의 전면에 형성될 수 있으며, 요철 패턴(200)을 덮을 수 있다. 이때, 비표시영역(NDA)의 제1 뱅크(172) 상은 요철 패턴(200)에 의해 요철을 가진다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에서 제거되어 있을 수 있으며, 요철 패턴(200)은 노출될 수 있다.
한편, 비표시영역(NDA)에 더미 부화소가 구비될 경우, 제1 뱅크(172)는 더미 전극을 가장자리와 중첩하고 더미 전극의 중앙을 노출할 수도 있다.
이러한 제1 뱅크(172)는 친수성 특성을 갖는 물질, 일례로, 산화 실리콘(SiO2)이나 질화 실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 폴리이미드로 형성될 수도 있다.
또한, 제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 형성된다. 제2 뱅크(174)는 제1 뱅크(172)보다 두꺼운 두께를 가지며, 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에만 형성되고, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에는 형성되지 않는다. 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 제2 뱅크(174)의 폭은 제1 뱅크(172)의 폭보다 좁다.
제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 개구부(176)를 통해 동일 색의 부화소(R, G, B) 열의 제1 전극(162)과 제1 전극(162) 사이의 제1 뱅크(172)를 노출한다. 이러한 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장되며, 요철 패턴(200) 상부의 제1 뱅크(172)를 노출한다.
앞서 언급한 바와 같이, 제1 뱅크(172)는 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 생략될 수 있으며, 이러한 경우 제2 뱅크(174)는 도 4의 제1 전극(162)의 가장자리와 접촉 및 중첩하며 제1 전극(162)의 가장자리를 덮는다.
제2 뱅크(174)는 소수성 특성을 갖는 유기절연물질로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제2 뱅크(174)는 친수성 특성을 갖는 유기물질로 형성된 후 소수성 처리될 수 있다.
한편, 친수성의 제1 뱅크(172)와 소수성의 제2 뱅크(174)는 동일 물질로 이루어지고, 일체로 형성될 수도 있다.
각 화소영역(P)의 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 전극(162) 상부에는 발광층(180)이 형성된다. 여기서, 적색 부화소(R)에는 적색 발광층이 형성되고, 녹색 부화소(G)에는 녹색 발광층이 형성되며, 청색 부화소(B)에는 청색 발광층이 형성된다.
또한, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 발광층(180)이 형성된다. 즉, 도 5의 인접한 적색 부화소(G) 사이에서 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 발광층(180)이 형성된다. 이때, 제1 뱅크(172) 상부의 발광층(180)은 인접한 화소영역(P)의 제1 전극(162) 상부의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 제2 뱅크(174)의 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장되며, 이에 따라, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)에도 형성된다. 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 표시영역(DA)의 화소영역(P)의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다. 이때, 제2 뱅크(174)의 개구부(176)는 비표시영역(NDA)의 요철 패턴(200) 상부의 제1 뱅크(172)를 노출하며, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)의 제1 뱅크(172) 상부에 형성된다.
여기서, 제1 뱅크(172)의 상면은 요철 패턴(200)에 의해 요철을 가지므로, 발광층(180)의 하면 또한 요철을 가지게 된다. 이때, 발광층(180) 하면의 요부는 제1 뱅크(172) 상면의 철부에 대응하고, 발광층(180) 하면의 철부는 제1 뱅크(172) 상면의 요부에 대응한다.
이와 달리, 비표시영역(NDA)의 제1 뱅크(172)는 제거될 수도 있다. 이러한 경우, 제2 뱅크(174)의 개구부(176)는 비표시영역(NDA)의 요철 패턴(200) 및 오버코트층(155)을 노출하며, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)의 요철 패턴(200) 및 오버코트층(155)과 접촉할 수 있다.
이때, 발광층(180)의 하면은 요철 패턴(200)에 의해 요철을 가지며, 발광층(180) 하면의 요부는 요철 패턴(200)에 대응하고, 발광층(180) 하면의 철부는 요철 패턴(200) 사이에 대응한다.
이러한 발광층(180)은 용액 공정을 통해 형성된다. 여기서, 동일 색의 부화소 열, 일례로, 녹색 부화소(G) 열에 대응하는 각 화소영역(P)에 서로 다른 노즐을 통해 적하된 용액은 서로 연결되며, 이러한 용액을 건조하여 발광층(180)을 형성한다. 이에 따라, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화하며, 각 화소영역(P)에 형성되는 박막 두께를 균일하게 할 수 있다.
이때, 비표시영역(NDA)에 대응하는 발광층(180) 하부의 구성, 즉, 제1 뱅크(172) 상면이 요철 패턴(200)에 의해 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역(NDA)에서 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접촉 면적을 증가시켜, 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
다음, 발광층(180)과 제2 뱅크(174) 상부에는 제2 전극(190)이 형성된다. 여기서, 제2 전극(190)은 제2 뱅크(174)의 상면 및 측면에도 형성되어, 제2 뱅크(174)의 상면 및 측면과 접촉한다.
제1 전극(162)과 발광층(180) 및 제2 전극(190)은 발광다이오드(De)를 구성한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)에서는, 동일 색의 부화소(R, G, B) 간의 발광층(180)이 서로 연결되어 일체로 형성되도록 함으로써, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화할 수 있으며, 각 부화소(R, G, B)에 형성되는 발광층(180)의 두께를 균일하게 할 수 있다. 이에 따라, 얼룩(mura)을 방지하여 표시장치의 화질 저하를 막을 수 있다.
또한, 비표시영역(NDA)에 대응하는 발광층(180) 하부의 제1 뱅크(172) 상면이 요철 패턴(200)에 의해 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역(NDA)에서 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 동일 색의 부화소(R, G, B) 열의 양끝에 위치하는 화소영역(P)에 발광층(180)이 형성되지 않는 불량을 방지할 수 있다.
이러한 본 발명의 제1 실시예에 따른 요철 패턴에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도로, 도 3의 A1 영역을 도시한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의되고, 표시영역(DA)의 각 부화소(B)를 둘러싸도록 친수성의 제1 뱅크(172)가 형성된다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 각 부화소(B)의 상하에만 위치할 수도 있다.
또한, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)의 전면에도 형성된다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에서 제거될 수도 있다.
제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 위치한다. 제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가진다.
개구부(176)는 표시영역(DA)에 위치하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 위치하는 제2 부분(176b)을 포함한다. 이러한 개구부(176)는 제1 방향을 따라 폭을 가지며, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라 길이를 가진다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)의 길이는 제2 방향을 따라 배열된 동일 색의 부화소(B) 열의 길이에 대응하고, 제2 부분(176b)의 길이는 각 부화소(B)의 길이보다 길다. 이러한 제2 부분(176b)의 길이는 부화소(B) 길이의 10배 이하일 수 있으며, 바람직하게, 제2 부분(176b)의 길이는 부화소(B) 길이의 5배 이상 10배 이하일 수 있다. 일례로, 제2 부분(176b)의 길이는 1 mm 이상일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 개구부(176)의 제1 부분(176a)과 제2 부분(176b)은 동일한 폭을 가질 수 있다.
한편, 비표시영역(NDA)에는 다수의 요철 패턴(200)이 형성된다. 이러한 요철 패턴(200)은 제1 뱅크(172) 하부에 위치할 수 있다. 이와 달리, 비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)가 제거되어 요철 패턴(200)은 노출될 수도 있다.
이러한 요철 패턴(200)은 제1 방향을 따라 연장되고, 제2 방향을 따라 이격되어 위치한다. 이에 따라, 각 요철 패턴(200)은 제1 방향을 따라 길이를 가지며, 제2 방향을 따라 폭을 가진다.
각 요철 패턴(200)의 길이는 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200)의 길이는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
이러한 요철 패턴(200)의 길이는 0보다 크고 화소 피치(p1)와 같거나 작을 수 있다. 여기서, 화소 피치(p1)는 각 부화소(B) 열의 피치(pitch)로, 제1 방향을 따라 인접한 두 부화소의 중심 간 거리에 해당할 수 있다. 요철 패턴(200)의 길이가 화소 피치(p1)와 같을 경우, 제1 방향을 따라 인접한 요철 패턴(200)은 서로 연결될 수 있다.
또한, 각 요철 패턴(200)의 폭은 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200)의 폭은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다. 일례로, 요철 패턴(200)의 폭은 10㎛ 이상일 수 있다. 또한, 요철 패턴(200)의 폭은 40㎛ 이하일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 제2 방향을 따라 인접한 요철 패턴(200) 사이의 간격은 동일할 수 있다. 이와 달리, 인접한 요철 패턴(200) 사이의 간격은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다. 일례로, 인접한 요철 패턴(200) 사이의 간격은 10㎛ 이상일 수 있다. 또한, 인접한 요철 패턴(200) 사이의 간격은 40㎛ 이하일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 요철 패턴(200)의 길이를 줄이거나, 요철 패턴(200)의 폭을 줄이거나, 요철 패턴(200)의 간격을 줄임으로써, 개구부(176)의 양끝에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막과의 접촉 면적을 더욱 증가시켜 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(1000)에서는, 비표시영역(NDA)의 개구부(176)에 대응하여 요철 패턴(200)을 구비함으로써, 비표시영역(NDA)에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
이러한 요철 패턴을 포함하는 다른 예의 전계발광 표시장치에 대해 도 7a 내지 도 7f를 참조하여 상세히 설명한다. 도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 다른 예의 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도로, 도 6과 동일 부분에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 7a에 도시한 바와 같이, 요철 패턴(200a)은 제1 및 제2 방향과 교차하는 제3 방향을 따라 연장될 수 있다. 즉, 요철 패턴(200a)은 제1 또는 제2 방향에 대해 일정한 각도를 가지도록 형성될 수 있다.
도 7a의 요철 패턴(200a)은, 도 6의 요철 패턴(200)에 비해, 비표시영역(NDA)에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막 간의 접촉 면적을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
이러한 각 요철 패턴(200a)의 길이는 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200a)의 길이는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 각 요철 패턴(200a)의 폭은 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200a)의 폭은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 인접한 요철 패턴(200a) 사이의 간격은 동일할 수 있다. 이와 달리, 인접한 요철 패턴(200a) 사이의 간격은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 요철 패턴(200a)의 길이를 줄이거나, 요철 패턴(200a)의 폭을 줄이거나, 요철 패턴(200a)의 간격을 줄임으로써, 개구부(176)의 양끝에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막과의 접촉 면적을 더욱 증가시켜 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
한편, 요철 패턴(200a)은 제1 방향을 따라 인접한 부화소 열에 대응하는 요철 패턴과 연결될 수 있다.
다음, 도 7b와 도 7c에 도시한 바와 같이, 요철 패턴(200b, 200c)의 각각은 적어도 하나의 꺾임부를 가질 수 있다. 이러한 요철 패턴(200b, 200c)은 실질적으로 제1 방향을 따라 연장되고, 제2 방향을 따라 이격되어 위치한다.
도 7b에서와 같이, 요철 패턴(200b)의 꺾임부는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 중앙을 향하도록 구비될 수 있다. 이와 달리, 도 7c에서와 같이, 요철 패턴(200c)의 꺾임부는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 가장자리를 향하도록 구비될 수 있다.
도 7b와 도 7c의 요철 패턴(200b, 200c)은, 도 6의 요철 패턴(200)에 비해, 비표시영역(NDA)에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막 간의 접촉 면적을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
이러한 각 요철 패턴(200b, 200c)의 길이는 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200b, 200c)의 길이는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 각 요철 패턴(200b, 200c)의 폭은 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200b, 200c)의 폭은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 인접한 요철 패턴(200b, 200c) 사이의 간격은 동일할 수 있다. 이와 달리, 인접한 요철 패턴(200b, 200c) 사이의 간격은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 요철 패턴(200b, 200c)의 길이를 줄이거나, 요철 패턴(200b, 200c)의 폭을 줄이거나, 요철 패턴(200b, 200c)의 간격을 줄임으로써, 개구부(176)의 양끝에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막과의 접촉 면적을 더욱 증가시켜 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
한편, 요철 패턴(200b, 200c)은 제1 방향을 따라 인접한 부화소 열에 대응하는 요철 패턴과 연결될 수 있다.
또는, 도 7d에 도시한 바와 같이, 요철 패턴(200d)의 각각은 두 개의 꺾임부를 가질 수 있다. 이러한 요철 패턴(200d)은 실질적으로 제1 방향을 따라 연장되고, 제2 방향을 따라 이격되어 위치한다. 이에 따라, 꺾임부 중 하나는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 중앙을 향하고, 꺾임부 중 나머지는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 가장자리를 향한다.
도 7d의 요철 패턴(200d)은, 도 6의 요철 패턴(200)에 비해, 비표시영역(NDA)에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막 간의 접촉 면적을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
이러한 각 요철 패턴(200d)의 길이는 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200d)의 길이는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 각 요철 패턴(200d)의 폭은 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200d)의 폭은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 인접한 요철 패턴(200d) 사이의 간격은 동일할 수 있다. 이와 달리, 인접한 요철 패턴(200d) 사이의 간격은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 요철 패턴(200d)의 길이를 줄이거나, 요철 패턴(200d)의 폭을 줄이거나, 요철 패턴(200d)의 간격을 줄임으로써, 개구부(176)의 양끝에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막과의 접촉 면적을 더욱 증가시켜 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
한편, 요철 패턴(200d)은 제1 방향을 따라 인접한 부화소 열에 대응하는 요철 패턴과 연결될 수 있다.
또는, 도 7e에 도시한 바와 같이, 요철 패턴(200e)은 실질적으로 마름모꼴 모양을 가지며, 제2 방향을 따라 이격될 수 있다. 이때, 각 요철 패턴(200e)의 대각선은 개구부(176)의 폭보다 작을 수 있다.
도 7e에서는 개구부(176)의 제2 부분(176b)에 제1 방향을 따라 하나의 요철 패턴(200e)이 구비된 구성을 도시하였으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 달리, 개구부(176)의 제2 부분(176b)에 제1 방향을 따라 둘 이상의 요철 패턴(200e)이 구비될 수도 있다.
이러한 각 요철 패턴(200e)의 크기는 동일할 수 있다. 이와 달리, 요철 패턴(200e)의 크기는 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
또한, 인접한 요철 패턴(200e) 사이의 간격은 동일할 수 있다. 이와 달리, 인접한 요철 패턴(200e) 사이의 간격은 제2 방향을 따라 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 증가하거나 감소할 수 있다.
이때, 개구부(176)의 제1 부분(176a)에서 멀어질수록 요철 패턴(200e)의 크기를 줄이거나, 요철 패턴(200e)의 간격을 줄임으로써, 개구부(176)의 양끝에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막과의 접촉 면적을 더욱 증가시켜 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
또는, 도 7f에 도시한 바와 같이, 요철 패턴(200)은 제1 방향을 따라 연장되고 제2 방향을 따라 이격되며, 개구부(176)는 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)에서 다른 폭을 가질 수 있다.
즉, 개구부(176)는 표시영역(DA)에 위치하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 위치하는 제2 부분(176c)을 포함하며, 제2 부분(176c)의 폭은 제1 부분(176a)의 폭보다 작을 수 있다.
도 7f의 개구부(176)는, 도 6의 개구부(176)에 비해, 비표시영역(NDA)에 대응하는 제2 부분(176c)의 폭을 표시영역(DA)에 대응하는 제1 부분(176a)의 폭보다 좁게 함으로써, 모세관 현상에 의해 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 더욱 방지할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에서는 요철 패턴(200)이 오버코트층 상부에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, 요철 패턴(200)의 위치는 달라질 수 있다.
즉, 발광층의 하부막이 요철을 가지도록 구성되는 한, 요철 패턴은 오버코트층 하부에 형성될 수 있다. 이때, 요철 패턴은 비교적 높은 단차를 가지는 하나 이상의 패턴으로 이루어질 수 있으며, 서로 중첩하도록 구비될 수 있다. 이러한 패턴은 별도의 절연물질로 형성되거나, 배선 또는 전극과 동일한 금속 물질로 동일 층에 형성될 수 있다.
한편, 적, 녹, 청색 부화소에 각각 구비되는 적, 녹, 청색 발광다이오드는 서로 다른 특성을 가지는 발광물질로 형성된다. 이에 따라 적, 녹, 청색 발광다이오드는 서로 다른 수명 및 효율을 가지며, 이러한 발광다이오드 간 수명 차이로 인해 전계발광 표시장치의 수명이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 적, 녹, 청색 부화소의 면적을 서로 다르게 하여, 각 부화소에 구비되는 발광다이오드의 수명 및 효율을 최적화하며, 전계발광 표시장치의 수명 저하 문제를 해결하여, 전계발광 표시장치의 수명을 향상시킬 수 있다. 이러한 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치에 대해 도 8을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 확대 평면도로, 부화소와 개구부의 크기 및 요철 패턴을 제외하면 앞선 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 부분에 대해 동일 부호를 부여하고 이에 대한 설명은 간략히 하거나 생략한다.
도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(2000)에서는, 표시영역(DA)에 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)가 제1 방향을 따라 순차적으로 배치된다. 또한, 도시하지 않았지만, 제1 방향에 수직한 제2 방향을 따라, 동일 색의 부화소(R, G, B)가 배치된다.
여기서, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)는 서로 다른 면적을 가진다. 이러한 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)의 면적은 각 부화소에 구비되는 발광다이오드의 수명을 고려하여 결정되며, 일례로, 녹색 부화소(G)의 면적은 적색 부화소(R)의 면적보다 크고, 청색 부화소(B)의 면적보다 작을 수 있다. 이때, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)는 제2 방향을 따라 동일한 길이를 가지며, 제1 방향을 따라 서로 다른 폭을 가질 수 있다. 여기서, 녹색 부화소(G)의 폭은 적색 부화소(R)의 폭보다 크고, 청색 부화소(B)의 폭보다 작을 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이러한 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)는 제1 및 제2 뱅크(172, 174)에 의해 정의될 수 있다.
보다 상세하게, 제1 뱅크(172)는 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이 및 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에 위치한다. 이러한 제1 뱅크(172)는 부화소(R, G, B)의 각각을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이와 달리, 제1 뱅크(172)는 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 생략되어 있을 수 있다. 즉, 제1 뱅크(172)는 제1 방향으로 연장되어 형성되고, 제2 방향을 따라 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에만 위치할 수 있다.
또한, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에도 형성된다. 이와 달리, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에서 제거될 수도 있다.
다음, 제1 뱅크(172) 상부에 제2 뱅크(174)가 형성된다. 제2 뱅크(174)는 제2 방향을 따라 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 제1 방향을 따라 인접한 서로 다른 색의 부화소(R, G, B) 사이에 위치한다.
여기서, 개구부(176)는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B) 열에 각각 대응하는 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)를 포함한다. 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)는 서로 다른 폭을 가진다. 일례로, 제2 개구부(1762)의 폭은 제1 개구부(1761)의 폭보다 크고 제3 개구부(1763)의 폭보다 작을 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)는 비표시영역(NDA)까지 연장된다. 이에 따라, 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)의 각각은 표시영역(DA)에 대응하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 대응하는 제2 부분(176b)을 포함한다.
제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)의 제2 부분(176b)은 제1 부분(176a)과 동일한 폭을 가질 수 있다. 이와 달리, 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)의 제2 부분(176b)은 제1 부분(176a)보다 좁은 폭을 가질 수도 있다.
한편, 비표시영역(NDA)에는 다수의 요철 패턴(200)이 형성된다. 이러한 요철 패턴(200)은 제1 뱅크(172) 하부에 위치할 수 있다. 이와 달리, 비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)가 제거되어 요철 패턴(200)은 노출될 수도 있다.
여기서, 요철 패턴(200)은 제1, 제2, 제3 개구부(1761, 1762, 1763)에 각각 대응하는 제1, 제2, 제3 패턴(210, 220, 230)을 포함한다. 이때, 제1, 제2, 제3 패턴(210, 220, 230)의 개수는 서로 다르다. 일례로, 제2 패턴(220)의 수는 제1 패턴(210)의 수보다 많고, 제3 패턴(230)의 수보다 적을 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 요철 패턴(200)의 개수는 개구부(176)의 폭에 비례할 수 있다. 즉, 개구부(176)의 폭이 증가할수록 요철 패턴(200)의 개수는 증가할 수 있다. 여기서, 개구부(176)의 폭이 증가할수록 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상이 많이 발생하므로, 요철 패턴(200)의 개수를 증가시켜 비표시영역(NDA)에서 개구부(176) 내에 적하된 용액과 하부막 간의 접촉 면적을 증가시킨다.
또한, 제1, 제2, 제3 패턴(210, 220, 230) 각각의 적어도 하나는 서로 연결될 수 있다. 일례로, 제2 방향을 따라 양끝에 위치하는 제1, 제2, 제3 패턴(210, 220, 230)은 서로 연결될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(2000)에서는, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)의 면적을 서로 다르게 하여, 각 부화소에 구비되는 발광다이오드의 수명 및 효율을 최적화할 수 있다.
또한, 비표시영역(NDA)의 개구부(176)에 대응하여 요철 패턴(200)을 구비하며, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B) 열에 각각 대응하여 요철 패턴(200)의 개수를 다르게 함으로써, 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B) 열에 각각 대응하는 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
한편, 앞선 실시예들에서는 요철 패턴이 별도의 패턴으로 구비된 경우에 대해 설명하였으나, 요철 패턴은 다양하게 구성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도로, 요철 패턴의 구성을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 표시장치(3000)에서 요철 패턴은 제1 뱅크(172)의 상면에 구비되는 오목부(300)일 수 있다.
보다 상세하게, 기판(110) 상에 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의되고, 표시영역(DA)에는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)에 각각 대응하는 다수의 화소영역(P)이 정의된다. 이러한 기판(110) 상의 실질적으로 전면에 버퍼층(120)이 형성되고, 버퍼층(120) 상부의 각 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막트랜지스터(Tr) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 패시베이션층(150)과 오버코트층(155)이 순차적으로 형성되고, 오버코트층(155) 상부의 각 화소영역(P)에는 제1 전극(162)이 형성된다. 제1 전극(162)은 오버코트층(155)과 패시베이션층(150)에 형성된 드레인 컨택홀(155a)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 접촉한다.
다음, 제1 전극(162) 상부에는 친수성의 제1 뱅크(172)가 형성된다. 제1 뱅크(172)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하며, 제1 전극(162)의 가장자리를 덮는다. 또한, 제1 뱅크(172)는 실질적으로 비표시영역(NDA)의 전면에 형성된다.
비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)는 상면에 적어도 하나의 오목부(300)를 가진다. 이에 따라, 비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)의 상면은 요철을 가진다.
여기서, 오목부(300)의 깊이는 제1 뱅크(172)의 두께보다 작다. 이러한 오목부(300)는 도 6과 도 7a 내지 도 7e의 평면 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 오목부(300)는 제1 뱅크(172)의 형성 공정에서 형성될 수 있으며, 오목부(300) 형성을 위한 추가 공정이 필요하지 않다. 즉, 투과부와 차단부 및 반투과부를 포함하는 하프톤 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 오목부(300)를 가지는 제1 뱅크(172)를 형성할 수 있으며, 이때, 하프톤 마스크의 반투과부가 오목부에 대응한다.
제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 형성된다. 제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장된다.
이러한 개구부(176)는 표시영역(DA)에 위치하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 위치하는 제2 부분(176b)을 포함한다. 개구부(176)의 제1 부분(176a)은 동일 색의 부화소(R, G, B) 열의 제1 전극(162)과 제1 전극(162) 사이의 제1 뱅크(172)를 노출하고, 제2 부분(176b)은 오목부(300)를 가지는 제1 뱅크(172)를 노출한다.
각 화소영역(P)의 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 전극(162) 상부에는 발광층(180)이 형성된다. 이때, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 개구부(176)의 제1 부분(176a)을 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 발광층(180)이 형성되고, 제1 뱅크(172) 상부의 발광층(180)은 인접한 화소영역(P)의 제1 전극(162) 상부의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
또한, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)에서 개구부(176)의 제2 부분(176b)을 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 형성되고, 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 표시영역(DA)의 화소영역(P)의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
여기서, 제1 뱅크(172)의 상면은 오목부(300)에 의해 요철을 가지므로, 발광층(180)의 하면 또한 요철을 가지게 된다. 이때, 발광층(180) 하면의 요부는 제1 뱅크(172) 상면의 철부에 대응하고, 발광층(180) 하면의 철부는 제1 뱅크(172) 상면의 요부에 대응한다.
이러한 발광층(180)은 용액 공정을 통해 형성된다. 여기서, 동일 색의 부화소 열에 대응하는 각 화소영역(P)에 서로 다른 노즐을 통해 적하된 용액은 서로 연결되며, 이러한 용액을 건조하여 발광층(180)을 형성한다. 이에 따라, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화하며, 각 화소영역(P)에 형성되는 박막 두께를 균일하게 할 수 있다.
이때, 비표시영역(NDA)에 대응하는 발광층(180) 하부의 구성, 즉, 제1 뱅크(172) 상면이 오목부(300)에 의해 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역(NDA)에서 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접촉 면적을 증가시켜, 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
다음, 발광층(180)과 제2 뱅크(174) 상부에는 제2 전극(190)이 형성된다. 제1 전극(162)과 발광층(180) 및 제2 전극(190)은 발광다이오드(De)를 구성한다.
이러한 본 발명의 제3 실시예에 따른 전계발광 표시장치(3000)는, 비표시영역(NDA)에서 오목부(300)에 의해 제1 뱅크(172) 상면 및 발광층(180) 하면이 요철을 가지며, 오목부(300)는 제1 뱅크(172) 형성 공정에서 형성되므로, 별도의 요철 패턴을 형성하는 제1 실시예에 비해 제조공정 및 비용을 줄일 수 있다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도로, 요철 패턴의 구성을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 전계발광 표시장치(4000)에서 요철 패턴은 제1 뱅크(172)에 구비되는 홀(400)일 수 있다.
보다 상세하게, 기판(110) 상에 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의되고, 표시영역(DA)에는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)에 각각 대응하는 다수의 화소영역(P)이 정의된다. 이러한 기판(110) 상의 실질적으로 전면에 버퍼층(120)이 형성되고, 버퍼층(120) 상부의 각 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막트랜지스터(Tr) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 패시베이션층(150)과 오버코트층(155)이 순차적으로 형성되고, 오버코트층(155) 상부의 각 화소영역(P)에는 제1 전극(162)이 형성된다. 제1 전극(162)은 오버코트층(155)과 패시베이션층(150)에 형성된 드레인 컨택홀(155a)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 접촉한다.
다음, 제1 전극(162) 상부에는 친수성의 제1 뱅크(172)가 형성된다. 제1 뱅크(172)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하며, 제1 전극(162)의 가장자리를 덮는다. 또한, 제1 뱅크(172)는 실질적으로 비표시영역(NDA)의 전면에 형성된다.
비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)는 적어도 하나의 홀(400)을 가진다. 이에 따라, 비표시영역(NDA)에서 제1 뱅크(172)는 요철을 가지며, 오버코트층(155)의 상면은 홀(400)을 통해 노출된다.
여기서, 홀(400)의 깊이는 제1 뱅크(172)의 두께와 같다. 이러한 홀(400)은 도 6과 도 7a 내지 도 7e의 평면 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 홀(400)은 제1 뱅크(172)의 형성 공정에서 형성될 수 있으며, 홀(400) 형성을 위한 추가 공정이 필요하지 않다.
제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 형성된다. 제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장된다.
이러한 개구부(176)는 표시영역(DA)에 위치하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 위치하는 제2 부분(176b)을 포함한다. 개구부(176)의 제1 부분(176a)은 동일 색의 부화소(R, G, B) 열의 제1 전극(162)과 제1 전극(162) 사이의 제1 뱅크(172)를 노출하고, 제2 부분(176b)은 홀(400)을 가지는 제1 뱅크(172)를 노출한다.
각 화소영역(P)의 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 전극(162) 상부에는 발광층(180)이 형성된다. 이때, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 개구부(176)의 제1 부분(176a)을 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 발광층(180)이 형성되고, 제1 뱅크(172) 상부의 발광층(180)은 인접한 화소영역(P)의 제1 전극(162) 상부의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
또한, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)에서 개구부(176)의 제2 부분(176b)을 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 형성되고, 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 표시영역(DA)의 화소영역(P)의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
여기서, 제1 뱅크(172)는 홀(400)에 의해 요철을 가지므로, 발광층(180)의 하면 또한 요철을 가지게 된다. 이때, 발광층(180) 하면의 요부는 제1 뱅크(172)의 철부에 대응하고, 발광층(180) 하면의 철부는 제1 뱅크(172)의 요부, 즉, 홀(400)에 대응하며, 발광층(180)은 홀(400)을 통해 오버코트층(155)의 상면과 접촉한다.
이러한 발광층(180)은 용액 공정을 통해 형성된다. 여기서, 동일 색의 부화소 열에 대응하는 각 화소영역(P)에 서로 다른 노즐을 통해 적하된 용액은 서로 연결되며, 이러한 용액을 건조하여 발광층(180)을 형성한다. 이에 따라, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화하며, 각 화소영역(P)에 형성되는 박막 두께를 균일하게 할 수 있다.
이때, 비표시영역(NDA)에 대응하는 발광층(180) 하부의 구성, 즉, 제1 뱅크(172)가 홀(400)에 의해 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역(NDA)에서 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접촉 면적을 증가시켜, 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
다음, 발광층(180)과 제2 뱅크(174) 상부에는 제2 전극(190)이 형성된다. 제1 전극(162)과 발광층(180) 및 제2 전극(190)은 발광다이오드(De)를 구성한다.
이러한 본 발명의 제4 실시예에 따른 전계발광 표시장치(4000)는, 비표시영역(NDA)에서 홀(400)에 의해 제1 뱅크(172) 및 발광층(180) 하면이 요철을 가지며, 홀(400)은 제1 뱅크(172) 형성 공정에서 형성되므로, 별도의 요철 패턴을 형성하는 제1 실시예에 비해 제조공정 및 비용을 줄일 수 있다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 제5 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도로, 요철 패턴의 구성을 제외하면 제1 실시예와 동일한 구성을 가지며, 동일 구성에 대해 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 설명은 생략하거나 간략히 한다.
도 11a와 도 11b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 전계발광 표시장치(5000)에서 요철 패턴은 오버코트층(172)에 구비되는 오목부(500)일 수 있다.
보다 상세하게, 기판(110) 상에 표시영역(DA)과 비표시영역(NDA)이 정의되고, 표시영역(DA)에는 적, 녹, 청색 부화소(R, G, B)에 각각 대응하는 다수의 화소영역(P)이 정의된다. 이러한 기판(110) 상의 실질적으로 전면에 버퍼층(120)이 형성되고, 버퍼층(120) 상부의 각 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 박막트랜지스터(Tr) 상부의 실질적으로 기판(110) 전면에는 패시베이션층(150)과 오버코트층(155)이 순차적으로 형성되고, 오버코트층(155) 상부의 각 화소영역(P)에는 제1 전극(162)이 형성된다. 제1 전극(162)은 오버코트층(155)과 패시베이션층(150)에 형성된 드레인 컨택홀(155a)을 통해 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극과 접촉한다.
이때, 비표시영역(NDA)에서 오버코트층(155)은 상면에 적어도 하나의 오목부(500)를 가진다. 이에 따라, 비표시영역(NDA)에서 오버코트층(155)의 상면은 요철을 가진다.
여기서, 오목부(500)의 깊이는 오버코트층(155)의 두께보다 작다. 이러한 오목부(500)는 도 6과 도 7a 내지 도 7e의 평면 구조를 가질 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
이러한 오목부(500)는 오버코트층(155)의 형성 공정에서 형성될 수 있으며, 오목부(500) 형성을 위한 추가 공정이 필요하지 않다. 즉, 투과부와 차단부 및 반투과부를 포함하는 하프톤 마스크를 이용한 사진식각공정을 통해 오목부(500)를 가지는 오보코트층(155)을 형성할 수 있으며, 이때, 하프톤 마스크의 반투과부가 오목부에 대응한다.
제1 전극(162) 상부에는 친수성의 제1 뱅크(172)가 형성된다. 제1 뱅크(172)는 제1 전극(162)의 가장자리와 중첩하며, 제1 전극(162)의 가장자리를 덮는다.
도 11a에서와 같이, 제1 뱅크(172)는 실질적으로 비표시영역(NDA)의 전면에 형성될 수 있다. 이때, 비표시영역(NDA)에서 오버코트층(155)의 상면은 요철을 가지므로, 오버코트층(155) 상부에 형성되는 제1 뱅크(172)의 상면도 요철을 가진다.
이와 달리, 도 11b에서와 같이, 제1 뱅크(172)는 비표시영역(NDA)에서 제거될 수 있다. 이에 따라, 비표시영역(NDA)에서 요철을 가지는 오버코트층(155)의 상면은 노출될 수 있다.
제1 뱅크(172) 상부에는 소수성의 제2 뱅크(174)가 형성된다. 제2 뱅크(174)는 동일 색의 부화소(R, G, B) 열에 대응하여 개구부(176)를 가지며, 개구부(176)는 비표시영역(NDA)까지 연장된다.
이러한 개구부(176)는 표시영역(DA)에 위치하는 제1 부분(176a)과 비표시영역(NDA)에 위치하는 제2 부분(176b)을 포함한다. 개구부(176)의 제1 부분(176a)은 동일 색의 부화소(R, G, B) 열의 제1 전극(162)과 제1 전극(162) 사이의 제1 뱅크(172)를 노출하고, 제2 부분(176b)은 도 11a의 요철을 가지는 제1 뱅크(172)의 상면 또는 도 11b의 요철을 가지는 오버코트층(155)의 상면을 노출한다.
각 화소영역(P)의 제2 뱅크(174)의 개구부(176)를 통해 노출된 제1 전극(162) 상부에는 발광층(180)이 형성된다. 이때, 인접한 동일 색의 부화소(R, G, B) 사이에서 개구부(176)의 제1 부분(176a)을 통해 노출된 제1 뱅크(172) 상부에도 발광층(180)이 형성되고, 제1 뱅크(172) 상부의 발광층(180)은 인접한 화소영역(P)의 제1 전극(162) 상부의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다.
또한, 발광층(180)은 비표시영역(NDA)에서 개구부(176)의 제2 부분(176b)을 통해 노출된 도 11a의 제1 뱅크(172) 상부 또는 도 11b의 오버코트층(155) 상부에도 형성되고, 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 표시영역(DA)의 화소영역(P)의 발광층(180)과 연결되어 일체로 형성된다. 도 11a에서 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 제1 뱅크(172)와 접촉하고, 도 11b에서 비표시영역(NDA)의 발광층(180)은 오버코트층(155) 및 제1 뱅크(172)와 접촉한다.
여기서, 도 11a의 제1 뱅크(172) 상면 또는 도 11b의 오버코트층(155) 상면은 요철을 가지므로, 이에 따라 발광층(180)의 하면 또한 요철을 가지게 된다. 이때, 발광층(180) 하면의 요부는 도 11a의 제1 뱅크(172)의 철부 또는 도 11b의 오버코트층(155)의 철부에 대응하고, 발광층(180) 하면의 철부는 도 11a의 제1 뱅크(172)의 요부 또는 도 11b의 오버코트층(155)의 요부에 대응한다.
이러한 발광층(180)은 용액 공정을 통해 형성된다. 여기서, 동일 색의 부화소 열에 대응하는 각 화소영역(P)에 서로 다른 노즐을 통해 적하된 용액은 서로 연결되며, 이러한 용액을 건조하여 발광층(180)을 형성한다. 이에 따라, 노즐 간의 적하량 편차를 최소화하며, 각 화소영역(P)에 형성되는 박막 두께를 균일하게 할 수 있다.
이때, 오버코트층(155)의 오목부(500)에 의해, 비표시영역(NDA)에 대응하는 발광층(180) 하부의 구성, 즉, 도 11a의 오버코트층(155)과 제1 뱅크(172)의 상면 또는 도 11b의 오버코트층(155) 상면이 요철을 가지도록 함으로써, 비표시영역(NDA)에서 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 또는 오버코트층(155) 간의 접촉 면적을 증가시켜, 발광층(180)과 제1 뱅크(172) 또는 오버코트층(155) 간의 접착력 및 마찰력을 증가시키므로, 개구부(176) 내에 적하된 용액이 표시영역(DA)의 중앙으로 몰리는 현상을 방지할 수 있다.
다음, 발광층(180)과 제2 뱅크(174) 상부에는 제2 전극(190)이 형성된다. 제1 전극(162)과 발광층(180) 및 제2 전극(190)은 발광다이오드(De)를 구성한다.
이러한 본 발명의 제5 실시예에 따른 전계발광 표시장치(5000)는, 비표시영역(NDA)에서 오버코트층(155)의 오목부(500)에 의해 제1 뱅크(172) 및/또는 오버코트층(155) 상면과 발광층(180) 하면이 요철을 가지며, 오목부(500)는 오버코트층(155) 형성 공정에서 형성되므로, 별도의 요철 패턴을 형성하는 제1 실시예에 비해 제조공정 및 비용을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전계발광 표시장치에서, 비표시영역(NDA)의 요철 패턴은 오버코트층(172)에 구비되는 홀일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
R, G, B: 적, 녹, 청색 부화소 110: 기판
120: 버퍼층 150: 패시베이션층
155: 오버코트층 155a: 드레인 컨택홀
162: 제1 전극 172: 제1 뱅크
174: 제2 뱅크 176: 개구부
180: 발광층 190: 제2 전극
De: 발광다이오드

Claims (14)

  1. 영상을 표시하는 표시영역과 상기 표시영역의 외측에 위치하는 비표시영역이 정의된 기판과;
    상기 기판 상의 상기 표시영역에 제1 및 제2 방향을 따라 위치하는 다수의 부화소와;
    상기 다수의 부화소 각각에 위치하며, 제1 전극과 발광층 및 제2 전극을 포함하는 발광다이오드와;
    상기 제2 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되고, 상기 제1 전극의 가장자리와 중첩하는 제1 뱅크와;
    상기 제2 방향을 따라 배열된 부화소 열에 대응하여 개구부를 가지며, 상기 제1 방향을 따라 인접한 부화소 사이에 형성되는 제2 뱅크
    를 포함하며,
    상기 개구부는 상기 표시영역에 대응하는 제1 부분과 상기 비표시영역에 대응하는 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분에 형성되는 발광층 하면은 요철을 가지며,
    상기 비표시영역에서 상기 발광층 하부에는 요철 패턴이 구비되는 전계발광 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 제1 뱅크 상면에 구비되는 오목부인 전계발광 표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 제1 뱅크 내에 구비되는 홀인 전계발광 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 비표시영역에서 상기 발광층은 상기 오버코트층과 접촉하는 전계발광 표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 오버코트층 상면에 구비되는 오목부인 전계발광 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 기판 사이에 오버코트층을 더 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 제1 뱅크와 상기 오버코트층 사이에 형성되는 전계발광 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 상기 제1 방향을 따라 연장되고 상기 제2 방향을 따라 이격하는 다수의 패턴을 포함하는 전계발광 표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 요철 패턴은 적어도 하나의 꺾임부를 가지는 전계발광 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 개구부는 제1, 제2, 제3 부화소 열에 대응하여 각각 제1, 제2, 제3 개구부를 포함하며,
    상기 제1 방향을 따라 상기 제2 부화소 열의 폭은 상기 제1 부화소 열의 폭보다 크고, 상기 제3 부화소 열의 폭보다 작으며,
    상기 제1, 제2, 제3 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수는 서로 다른 전계발광 표시장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수는 상기 제1 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수보다 많고 상기 제3 개구부에 대응하는 요철 패턴의 개수보다 적은 전계발광 표시장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 뱅크는 친수성 특성을 가지며, 상기 제2 뱅크는 소수성 특성을 가지는 전계발광 표시장치.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 뱅크와 상기 제2 뱅크는 일체로 이루어지는 전계발광 표시장치.
  13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광층은 상기 제2 방향을 따라 배열된 부화소의 상기 제1 전극 상부 및 상기 제2 방향을 따라 인접한 부화소 사이의 상기 제1 뱅크 상부에 형성되고 일체로 이루어지는 전계발광 표시장치.
  14. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제1 전극 사이에 적어도 하나의 박막트랜지스터를 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 적어도 하나의 박막트랜지스터와 연결되는 전계발광 표시장치.
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