KR20210132789A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20210132789A
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film transistor
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driving
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김두나
김상섭
이도경
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Abstract

본 발명은 기판 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 구동 게이트전극, 및 상기 기판과 상기 반도체층 사이에 배치되는, 제1 전극을 포함하는 제1 박막트랜지스터; 제1 스캔선을 통해 전달받은 제1 스캔신호에 따라 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터로 전달하는 제2 박막트랜지스터; 및 제2 스캔선을 통해 전달받은 제2 스캔신호에 따라 제1 전압을 상기 제1 전극에 전달하는 제3 박막트랜지스터;를 구비하는, 표시 장치가 제공된다.

Description

표시 장치{Display apparatus}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 명결함이 개선된 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 데이터를 시각적으로 표시하는 장치이다. 표시 장치는 휴대폰 등과 같은 소형 제품의 표시부로 사용되기도 하고, 텔레비전 등과 같은 대형 제품의 표시부로 사용되기도 한다.
표시 장치는 외부로 이미지를 표시 하기 위해 전기적 신호를 받아 발광하는 복수의 화소들을 포함한다. 각 화소는 발광소자를 포함하며, 예컨대 유기발광 표시 장치의 경우 유기발광다이오드(OLED)를 발광소자로 포함한다. 일반적으로 유기발광 표시 장치는 기판 상에 박막트랜지스터, 및 유기발광다이오드를 형성하고, 유기발광다이오드가 빛을 발광하여 작동한다.
최근 표시 장치는 그 용도가 다양해지면서 표시 장치의 품질을 향상시키는 설계가 다양하게 시도되고 있다.
그러나 종래의 표시 장치에서 저계조 구현 시, 킹크 효과(Kink effect)에 의해 명결함이 발생하는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 구동 박막트랜지스터가 바텀 게이트로 이용되는 제1 전극을 포함함으로써, 저계조 구현 시 킹크 효과가 발생하는 것을 방지하여 명결함을 발생하는 것을 개선할 수 있고, 동시에 패널 특성을 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 기판 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 구동 게이트전극, 및 상기 기판과 상기 반도체층 사이에 배치되는, 제1 전극을 포함하는 제1 박막트랜지스터; 제1 스캔선을 통해 전달받은 제1 스캔신호에 따라 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터로 전달하는 제2 박막트랜지스터; 및 제2 스캔선을 통해 전달받은 제2 스캔신호에 따라 제1 전압을 상기 제1 전극에 전달하는 제3 박막트랜지스터;를 구비하는 표시 장치가 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 전압은 상기 데이터신호와 상기 제1 박막트랜지스터의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 구동 게이트전극, 및 상기 제1 전극은 상기 반도체층을 사이에 두고 서로 중첩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 제3 박막트랜지스터와 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 박막트랜지스터는 구동 소스전극, 및 구동 드레인전극을 더 포함하고, 상기 제2 박막트랜지스터는 스위칭 게이트전극, 스위칭 소스전극, 및 스위칭 드레인전극을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 스위칭 게이트전극은 상기 제1 스캔선에 연결되고, 상기 스위칭 소스전극은 데이터선에 연결되며, 상기 스위칭 드레인전극은 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 소스전극에 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 박막트랜지스터는 상기 제1 스캔신호에 따라 턴 온되어 상기 데이터선으로 전달되는 상기 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 소스전극으로 전달할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 스캔신호에 따라 턴 온되어 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 게이트전극과 상기 구동 드레인전극을 다이오드 연결시키는 제4 박막트랜지스터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제4 박막트랜지스터는 상기 제3 박막트랜지스터와 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 구동 게이트전극; 및 상기 구동 게이트전극과 절연층을 사이에 두고 중첩되는 상부전극;을 포함하는 제1 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 상에 배치되는 하부전극; 및 상기 구동 게이트전극과 절연층을 사이에 두고 중첩되는 상부전극;을 포함하는 제1 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 하부전극과 상기 구동 게이트전극은 이격되어 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판 상에 배치되는 배리어층; 및 상기 배리어층 상에 배치되는 버퍼층;을 더 포함하고, 상기 제1 전극은 상기 배리어층 상에 직접 배치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 버퍼층은, 상기 배리어층 상에 배치되는 제1 버퍼층; 및 상기 제1 버퍼층 상에 배치되는 제2 버퍼층;을 포함하고, 상기 제1 버퍼층 상에 배치되는 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 적어도 일부 중첩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 포함하는 제2 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 스토리지 커패시터와 상기 제1 박막트랜지스터는 중첩될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 버퍼층과 상기 제2 버퍼층은 상이한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 기판 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 구동 게이트전극, 및 상기 기판과 상기 반도체층 사이에 배치되는, 제1 전극을 포함하는 제1 박막트랜지스터; 제1 스캔선을 통해 전달받은 제1 스캔신호에 따라 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터로 전달하는 제2 박막트랜지스터; 제2 스캔선을 통해 전달받은 제2 스캔신호에 따라 상기 데이터신호와 상기 제1 박막트랜지스터의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압을 상기 제1 전극에 전달하는 제3 박막트랜지스터; 및 상기 제1 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되되, 화소전극, 중간층, 및 대향전극을 포함하는 유기발광다이오드;를 구비하는, 표시 장치가 제공된다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 명결함이 개선된 표시 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 발광제어신호와 제2 스캔신호가 제공되는 순서를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 저계조에서 명결함이 발생하는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전류-전압 곡선들을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소의 등가회로도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 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.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 배선이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 지그재그 또는 곡선으로 연장되는 것도 포함한다.
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA), 및 표시영역(DA)의 주변에 배치되는 비표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지를 제공할 수 있으며, 비표시영역(NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 일 실시예로서, 본 발명의 표시 장치(1)는 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기 EL Display)이거나, 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시 장치일 수 있다. 예컨대, 표시 장치(1)에 구비된 표시요소의 발광층은 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함할 수 있다.
도 1에서는 플랫한 표시면을 구비한 표시 장치(1)를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예로, 표시 장치(1)는 입체형 표시면 또는 커브드 표시면을 포함할 수도 있다.
표시 장치(1)가 입체형 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다. 일 실시예로, 표시 장치(1)가 커브드 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 플렉서블, 폴더블, 롤러블 표시 장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1에서는 핸드폰 단말기에 적용될 수 있는 표시 장치(1)를 도시하였다. 도시하지는 않았으나, 메인보드에 실장된 전자모듈들, 카메라 모듈, 전원모듈 등이 표시 장치(1)와 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 핸드폰 단말기를 구성할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 표시 장치(1)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 1에서는 표시 장치(1)의 표시영역(DA)이 사각형인 경우를 도시하였으나, 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원 또는 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형일 수 있다.
표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함한다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함한다. 복수의 화소(P)들 각각은 각각 유기발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)와 같은 표시요소를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다.
각 화소(P)는 비표시영역(NDA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 제1 스캔 구동회로(110), 제1 발광 구동회로(115), 제2 스캔 구동회로(120), 단자(140), 데이터 구동회로(150), 제1 전원공급배선(160), 및 제2 전원공급배선(170)이 배치될 수 있다.
제1 스캔 구동회로(110)는 스캔선(SL)을 통해 각 화소(P)에 스캔신호를 제공할 수 있다. 제1 발광 구동회로(115)는 발광제어선(EL)을 통해 각 화소(P)에 발광제어신호를 제공할 수 있다. 제2 스캔 구동회로(120)는 표시영역(DA)을 사이에 두고 제1 스캔 구동회로(110)와 나란하게 배치될 수 있다. 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들 중 일부는 제1 스캔 구동회로(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2 스캔 구동회로(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예로, 제2 스캔 구동회로(120)는 생략될 수도 있다.
제1 발광 구동회로(115)는 제1 스캔 구동회로(110)와 x방향으로 이격되어 비표시영역(NDA) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 발광 구동회로(115)는 제1 스캔 구동회로(110)와 y방향으로 교번하여 배치될 수도 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 장치(1)의 단자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)은 제어부(미도시)의 신호 또는 전원을 표시 장치(1)로 전달한다. 제어부에서 생성된 제어신호는 인쇄회로기판(PCB)을 통해 제1 스캔 구동회로(110), 제1 발광 구동회로(115), 및 제2 스캔 구동회로(120)에 각각 전달될 수 있다. 제어부는 제1 연결배선(161) 및 제2 연결배선(171)을 통해 제1 전원공급배선(160) 및 제2 전원공급배선(170)에 각각 제1 전원전압(ELVDD), 및 제2 전원전압(ELVSS)을 제공할 수 있다. 제1 전원전압(ELVDD)은 제1 전원공급배선(160)과 연결된 구동전압선(PL)을 통해 화소(P)에 제공되고, 제2 전원전압(ELVSS)은 제2 전원공급배선(170)과 연결된 화소(P)의 대향전극에 제공될 수 있다.
데이터 구동회로(150)는 데이터선(DL)에 전기적으로 연결된다. 데이터 구동회로(150)의 데이터신호는 단자(140)에 연결된 연결배선(151) 및 연결배선(151)과 연결된 데이터선(DL)을 통해 각 화소(P)에 제공될 수 있다.
도 2에서는 데이터 구동회로(150)가 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 것을 도시하지만, 일 실시예로, 데이터 구동회로(150)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 데이터 구동회로(150)는 단자(140)와 제1 전원공급배선(160) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전원공급배선(160)은 표시영역(DA)을 사이에 두고 x방향을 따라 나란하게 연장된 제1 서브배선(162), 및 제2 서브배선(163)을 포함할 수 있다. 제2 전원공급배선(170)은 일측이 개방된 루프 형상으로 표시영역(DA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소의 등가회로도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 발광제어신호와 제2 스캔신호가 제공되는 순서를 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3, 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소회로(PC)는 복수의 박막트랜지스터들(T1 내지 T7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1), 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2), 제1 초기화 박막트랜지스터(T4), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6), 제2 초기화 박막트랜지스터(T7), 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
도 3에서는, 각 화소회로(PC) 마다 신호선(SL1, SL2, SL3, SL4, EL, DL)들, 초기화전압선(VL), 및 구동전압선(PL)이 구비된 경우를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 신호선(SL1, SL2, SL3, SL4, EL, DL)들 중 적어도 어느 하나, 또는/및 초기화전압선(VL)은 이웃하는 화소회로들에서 공유될 수 있다.
제1 스캔선(SL1)은 스위칭 박막트랜지스터(T2), 및 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)에 제1 스캔신호(Sn1)를 전달할 수 있고, 제2 스캔선(SL2)은 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)에 제2 스캔신호(Sn2)를 전달할 수 있으며, 제3 스캔선(SL3)은 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)에 제3 스캔신호(Sn3)를 전달할 수 있으며, 제4 스캔선(SL4)은 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)에 제4 스캔신호(Sn4)를 전달할 수 있다. 또한, 발광제어선(EL)은 동작제어 박막트랜지스터(T5), 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)에 발광제어신호(Em)를 전달할 수 있고, 데이터선(DL)은 발광제어선(EL), 및 스캔선(SL)과 교차하며 데이터신호(Dm)를 전달할 수 있으며, 구동전압선(PL)은 구동 박막트랜지스터(T1)에 구동전압(ELVDD)을 전달할 수 있고, 초기화전압선(VL)은 제1 초기화 박막트랜지스터(T4), 및 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)에 초기화전압(Vint)을 전달할 수 있다.
구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극에 연결되어 있고, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극은 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(PL)에 연결되어 있으며, 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극은 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210)과 전기적으로 연결되어 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)는 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터신호(Dm)를 전달받아 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급할 수 있다.
스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트전극은 제1 스캔선(SL1)에 연결되어 있고, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 소스전극은 데이터선(DL)에 연결되어 있으며, 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극에 연결되어 있으면서 동작제어 박막트랜지스터(T5)를 경유하여 구동전압선(PL)에 연결되어 있다. 스위칭 박막트랜지스터(T2)는 제1 스캔선(SL1)을 통해 전달받은 제1 스캔신호(Sn1)에 따라 턴 온되어 데이터선(DL)으로 전달된 데이터신호(Dm)를 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극으로 전달하는 스위칭 동작을 수행할 수 있다.
제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 제1 보상 게이트전극은 제1 스캔선(SL1)에 연결되어 있고, 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 제1 보상 소스전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극, 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210), 및 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 소스전극과 연결되어 있다. 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 보상 드레인전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1 초기화 드레인전극, 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극에 연결되어 있다. 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)는 제1 스캔선(SL1)을 통해 전달받은 제1 스캔신호(Sn1)에 따라 턴-온되어 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극과 구동 드레인전극을 전기적으로 연결하여 구동 박막트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킬 수 있다.
제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 게이트전극은 제2 스캔선(SL2)에 연결되어 있고, 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 소스전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극, 발광제어 박막트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210), 및 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 제2 보상 소스전극과 연결되어 있다. 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 드레인전극은 후술할 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1 전극(139)과 연결되어 있다. 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)는 제2 스캔선(SL2)을 통해 전달받은 제2 스캔신호(Sn2)에 따라 턴-온되어 제1 전압을 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1 전극(139)에 전달할 수 있다. 이때, 제1 전압은 데이터신호(Dm)와 구동 박막트랜지스터(T1)의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압일 수 있다.
제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1 초기화 게이트전극은 제3 스캔선(SL3)에 연결되어 있고, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1 초기화 소스전극은 초기화전압선(VL)에 연결되어 있으며, 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)의 제1 초기화 드레인전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극, 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 보상 드레인전극, 및 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극에 연결되어 있다. 제1 초기화 박막트랜지스터(T4)는 제3 스캔선(SL3)을 통해 전달받은 제3 스캔신호(Sn3)에 따라 턴 온되어 초기화전압(Vint)을 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극에 전달하여 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극의 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행할 수 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 게이트전극은 발광제어선(EL)에 연결되어 있으며, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 소스전극은 구동전압선(PL)과 연결되어 있고, 동작제어 박막트랜지스터(T5)의 동작제어 드레인전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 소스전극, 및 스위칭 박막트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인전극과 연결되어 있다.
발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 게이트전극은 발광제어선(EL)에 연결되어 있고, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 소스전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 드레인전극, 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)의 제1 보상 소스전극, 및 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 소스전극에 연결되어 있으며, 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극은 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2 초기화 소스전극, 및 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210)에 전기적으로 연결되어 있다.
동작제어 박막트랜지스터(T5), 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)는 발광제어선(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(Em)에 따라 동시에 턴 온되어, 구동전압(ELVDD)이 유기발광다이오드(OLED)에 전달되어 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)가 흐르도록 한다.
도 4를 참조하면, 발광제어신호(Em)는 유기발광다이오드(OLED)의 발광구간에서 동작제어 박막트랜지스터(T5), 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)로 전달될 수 있고, 제2 스캔신호(Sn2)는 발광구간 이외의 구간에서 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)로 전달될 수 있다.
발광구간에서 발광제어신호(Em)에 따라 동작제어 박막트랜지스터(T5), 및 발광제어 박막트랜지스터(T6)가 턴 온되어 구동전압(ELVDD)이 유기발광다이오드(OLED)에 전달되어 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)가 흐를 수 있다.
발광구간 이외의 구간에서 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)로 전달된 제2 스캔신호(Sn2)에 의해 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)가 턴 온되고, 전술한 제1 전압이 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1 전극(139)으로 전달될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2 초기화 게이트전극은 제4 스캔선(SL4)에 연결되어 있고, 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2 초기화 소스전극은 발광제어 박막트랜지스터(T6)의 발광제어 드레인전극(D6), 및 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210)에 연결되어 있으며, 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)의 제2 초기화 드레인전극은 초기화전압선(VL)에 연결되어 있다. 제2 초기화 박막트랜지스터(T7)는 제4 스캔선(SL4)을 통해 전달받은 제4 스캔신호(Sn4)에 따라 턴 온되어 유기발광다이오드(OLED)의 화소전극(210)을 초기화시키는 동작을 수행할 수 있다.
한편, 제1 스캔선(SL1)과 제4 스캔선(SL4)은 서로 전기적으로 연결됨으로써, 제1 스캔선(SL1)과 제4 스캔선(SL4)에는 동일한 스캔신호(Sn)가 인가될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극은 구동전압선(PL)에 연결되어 있으며, 유기발광다이오드(OLED)의 대향전극은 공통전압(ELVSS)에 연결되어 있다. 이에 따라, 유기발광다이오드(OLED)는 구동 박막트랜지스터(T1)로부터 구동전류(IOLED)를 전달받아 발광함으로써 화상을 표시할 수 있다.
이하, 도 5를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 적층 구조를 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 기판(100)은 제1 기판(100a), 및 제2 기판(100b)을 포함할 수 있다. 제1 기판(100a), 및 제2 기판(100b)은 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyether imide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 등의 고분자 수지를 포함할 수 있다. 고분자 수지를 포함하는 제1 기판(100a), 및 제2 기판(100b)은 플렉서블, 롤러블 또는 벤더블 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 제1 기판(100a), 및 제2 기판(100b)은 폴리이미드(polyimide)로 구비될 수 있다. 제1 기판(100a) 상에는 제1 배리어층(101)이 배치될 수 있고, 제2 기판(100b) 상에는 제2 배리어층(103)이 배치될 수 있다. 제1 배리어층(101), 및 제2 배리어층(103)은 공정 중에 제1 기판(100a) 또는 제2 기판(100b)에서 방출되는 가스가 상부로 전달되는 것을 방지할 수 있다. 다른 실시예로, 기판(100)은 글라스를 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 제1 박막트랜지스터가 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 박막트랜지스터는 도 3에서 전술한 구동 박막트랜지스터(T1)일 수 있다. 제1 박막트랜지스터는 제1 전극(139), 반도체층(134), 구동 게이트전극(136), 구동 소스전극(137), 및 구동 드레인전극(138)을 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 버퍼층이 배치될 수 있다. 버퍼층은 제2 배리어층(103) 상에 배치될 수 있다. 버퍼층은 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107)을 포함할 수 있다. 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107)은 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있다. 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다. 일 실시예로, 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107)은 상이한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 버퍼층(105)은 실리콘질화물(SiNx)을 포함할 수 있고, 제2 버퍼층(107)은 실리콘산화물(SiOx)을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107)은 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107) 모두 실리콘질화물(SiNx)을 포함할 수 있고, 제1 버퍼층(105), 및 제2 버퍼층(107) 모두 실리콘산화물(SiOx)을 포함할 수 있다.
제2 배리어층(103)과 제1 버퍼층(105) 사이에는 제1 전극(139)이 배치될 수 있다. 제1 전극(139)은 제1 박막트랜지스터의 바텀 게이트전극으로 이용될 수 있다.
제2 버퍼층(107) 상에는 반도체층(134)이 배치될 수 있다. 반도체층(134)은 구동 게이트전극(136)과 중첩되는 채널영역(131), 및 채널영역(131)의 양측에 배치되되, 채널영역(131)보다 고농도의 불순물을 포함하는 소스영역(132), 및 드레인영역(133)을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 소스영역(132)과 드레인영역(133)은 각각 구동 소스전극(137)과 구동 드레인전극(138)과 전기적으로 연결될 수 있다.
반도체층(134)은 산화물반도체 및/또는 실리콘반도체를 포함할 수 있다. 반도체층(134)이 산화물반도체로 형성되는 경우, 예컨대 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크로뮴(Cr), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의　산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(134)은 ITZO(InSnZnO), IGZO(InGaZnO) 등일 수 있다. 반도체층(134)이 실리콘반도체로 형성되는 경우, 예컨대 비정질 실리콘(a-Si) 또는 비정질 실리콘(a-Si)을 결정화한 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 포함할 수 있다.
반도체층(134) 상에는 제1 절연층(109)이 배치될 수 있다. 제1 절연층(109)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1 절연층(109)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1 절연층(109) 상에는 구동 게이트전극(136)이 배치될 수 있다. 구동 게이트전극(136)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 구동 게이트전극(136)은 제1 박막트랜지스터의 탑 게이트전극으로 이용될 수 있다.
구동 게이트전극(136), 및 제1 전극(139)은 반도체층(134)을 사이에 두고 중첩될 수 있다.
구동 게이트전극(136) 상에는 제2 절연층(111)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(111)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제2 절연층(111)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1 절연층(109) 상에는 스토리지 커패시터(Cst)가 배치될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 하부전극(144), 및 하부전극(144)과 중첩되는 상부전극(146)을 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)과 상부전극(146)은 제2 절연층(111)을 사이에 두고 중첩될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)은 제1 박막트랜지스터의 구동 게이트전극(136)과 중첩되며, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)이 제1 박막트랜지스터의 구동 게이트전극(136)과 일체(一體)로서 구비될 수 있다. 일 실시예로, 스토리지 커패시터(Cst)는 제1 박막트랜지스터와 중첩되지 않을 수 있으며, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)은 제1 박막트랜지스터의 구동 게이트전극(136)과 별개의 독립된 구성요소일 수 있다.
일 실시예로, 제1 절연층(109) 상에는 스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극(146)과 이격되어 구동 소스전극(137), 및 구동 드레인전극(138)이 배치될 수 있다. 구동 소스전극(137), 및 구동 드레인전극(138)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 소스전극(137), 및 드레인전극(138)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
다른 실시예로, 스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극(146) 상에 절연층이 배치되고, 상기 절연층 상에 구동 소스전극(137), 및 구동 드레인전극(138)이 배치될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극(146) 상에는 평탄화층(113)이 배치될 수 있다. 평탄화층(113)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 평탄화층(113)은 벤조시클로부텐(Benzocyclobutene, BCB), 폴리이미드(polyimide, PI), 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO), 폴리메틸 메타크릴레이트(Poly(methyl methacrylate), PMMA)나, 폴리스타이렌(Polystyrene, PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 한편, 제1 평탄화층(117)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 평탄화층(113)을 형성한 후, 평탄한 상면을 제공하기 위해서 화학적 기계적 폴리싱이 수행될 수 있다.
평탄화층(113) 상에는 화소전극(210), 중간층(220), 및 대향전극(230)을 포함하는 유기발광다이오드(OLED)가 배치될 수 있다. 화소전극(210)은 (반)투광성 전극 또는 반사 전극일 수 있다. 화소전극(210)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전극층을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극층은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide) 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 구비할 수 있다. 화소전극(210)은 ITO/Ag/ITO로 적층된 구조로 구비될 수 있다.
평탄화층(113) 상에는 화소정의막(180)이 배치될 수 있으며, 화소정의막(180)은 화소전극(210)의 적어도 일부를 노출시키는 개구를 가질 수 있다. 화소정의막(180)의 개구에 의해 노출된 영역을 발광영역으로 정의할 수 있다. 발광영역들의 주변은 비발광영역으로서, 비발광영역은 발광영역들을 둘러쌀 수 있다. 즉, 표시영역(DA)은 복수의 발광영역들, 및 이들을 둘러싸는 비발광영역을 포함할 수 있다. 화소정의막(180)은 화소전극(210) 상부의 대향전극(230) 사이의 거리를 증가시킴으로써, 화소전극(210)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(180)은 예컨대, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
화소정의막(180)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에는 중간층(220)이 배치될 수 있다. 중간층(220)은 발광층(220b)을 포함할 수 있으며, 발광층(220b)의 아래 및 위에는, 제1 기능층(220a), 및 제2 기능층(220c)이 선택적으로 배치될 수 있다.
일 실시예로, 중간층(220)은 화소정의막(180)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 중간층(220)의 발광층(220b)은 화소정의막(180)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에 배치될 수 있다.
발광층(220b)의 아래에는 제1 기능층(220a)이 배치될 수 있고, 발광층(220b)의 위에는 제2 기능층(220c)이 배치될 수 있다. 발광층(220b)의 아래 및 위에 배치된, 제1 기능층(220a) 및 제2 기능층(220c)을 통틀어 유기 기능층들이라 할 수 있다.
제1 기능층(220a)은 정공 주입층(HIL: hole injection layer) 및/또는 정공 수송층(HTL: hole transport layer)을 포함할 수 있으며, 제2 기능층(220c)은 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: electron injection layer)을 포함할 수 있다.
발광층(220b)은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 발광층(220b)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다.
발광층(220b)이 저분자 유기물을 포함할 경우, 중간층(220)은 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 저분자 유기물로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(napthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄((tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3)) 등을 비롯해 다양한 유기물질을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
발광층(220b)이 고분자 유기물을 포함할 경우에는 중간층(220)은 대개 홀 수송층, 및 발광층을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 홀 수송층은 PEDOT를 포함하고, 발광층은 PPV(Poly-Phenylene vinylene)계, 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 물질을 포함할 수 있다. 이러한 발광층은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 레이저열전사방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있다.
중간층(220) 상에는 대향전극(230)이 배치될 수 있다. 대향전극(230)은 중간층(220) 상에 배치되되, 중간층(220)의 전부를 덮는 형태로 배치될 수 있다. 대향전극(230)은 표시영역(DA) 상부에 배치되되, 표시영역(DA)의 전부를 덮는 형태로 배치될 수 있다. 즉, 대향전극(230)은 오픈 마스크를 이용하여 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 커버하도록 표시영역 전체에 일체(一體)로 형성될 수 있다. 다른 실시예로, 대향전극(230)은 파인 메탈 마스크를 이용하여 패터닝될 수도 있다.
대향전극(230)은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 대향전극(230)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(230)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다.
일 실시예로, 유기발광다이오드(OLED)는 박막봉지층으로 커버될 수 있다. 박막봉지층은 적어도 하나 이상의 무기봉지층, 및 적어도 하나 이상의 유기봉지층을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 유기발광다이오드(OLED)는 봉지기판으로 커버될 수 있다.
도 3, 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제2 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 제2 박막트랜지스터는 제1 스캔선(SL1)을 통해 전달받은 제1 스캔신호(Sn1)에 따라 데이터신호(Dm)를 제1 박막트랜지스터로 전달할 수 있다. 예컨대, 제2 박막트랜지스터는 도 3에서 전술한 스위칭 박막트랜지스터(T2)일 수 있다.
제2 박막트랜지스터는 스위칭 게이트전극, 스위칭 소스전극, 및 스위칭 드레인전극을 포함할 수 있다. 제2 박막트랜지스터의 스위칭 게이트전극은 제1 스캔선(SL1)에 연결되고, 제2 박막트랜지스터의 스위칭 소스전극은 데이터선(DL)에 연결되며, 제2 박막트랜지스터의 스위칭 드레인전극은 제1 박막트랜지스터의 구동 소스전극에 연결될 수 있다.
제2 박막트랜지스터는 제1 스캔신호(Sn1)에 따라 턴 온되어 데이터선(DL)으로 전달되는 데이터신호(Dm)를 제1 박막트랜지스터의 구동 소스전극으로 전달 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제3 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 제3 박막트랜지스터는 제1 박막트랜지스터에 포함된 제1 전극(139)과 연결될 수 있다. 제3 박막트랜지스터는 제2 스캔선(SL2)을 통해 전달받은 제2 스캔신호(Sn2)에 따라 제1 전압을 제1 전극(139)에 전달할 수 있다. 예컨대, 제3 박막트랜지스터는 도 3에서 전술한 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)일 수 있다.
제2 스캔선(SL2)을 통해 전달받은 제2 스캔신호(Sn2)에 따라 제1 전극(139)에 전달되는 제1 전압은 데이터신호(Dm)와 제1 박막트랜지스터의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압일 수 있다.
도 6은 저계조에서 명결함이 발생하는 것을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 6에 있어서, a 곡선은 고계조, 및 중간계조에서 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 곡선이고, b 곡선은 저계조에서 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 곡선이며, c 곡선은 유기발광다이오드(OLED)의 전류-전압 곡선을 의미한다. 또한, 도 6의 A 영역은 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 영역을 의미하며, 본 명세서에서 킹크 효과(kink effect)란 전하가 급격하게 증가되어 드레인 전류가 급격히 커지는 것을 의미한다.
광원의 단위 면적당 밝기 정도를 향상시켜 고휘도 제품을 구현하는 경우, 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 곡선과 유기발광다이오드(OLED)의 전류-전압 곡선이 만나는 점을 구동점이라 한다면, 도 6에 도시된 바와 같이, 고계조, 및 중간계조일 때는 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 영역인 A 영역 이외의 영역에서 제1 구동점(P1)이 형성되고, 저계조일 때는 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 A 영역에서 제2 구동점(P2)이 형성될 수 있다. 저계조일 때 A 영역에서 제2 구동점(P2)이 형성됨으로, 킹크 효과(kink effect)에 의해 정상적인 이미지보다 밝게 빛나는 경우가 존재하였다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 전류-전압 곡선들을 도시한 도면이다. 도 7에 있어서, a 곡선은 고계조, 및 중간계조에서 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 곡선이고, b 곡선은 저계조에서 구동 박막트랜지스터(T1)의 전류-전압 곡선이며, c 곡선은 고계조, 및 중간계조에서 유기발광다이오드(OLED)의 전류-전압 곡선이고, d 곡선은 저계조에서 유기발광다이오드(OLED)의 전류-전압 곡선을 의미한다. 또한, 도 7의 A 영역은 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 영역을 의미하며, 본 명세서에서 킹크 효과(kink effect)란 전하가 급격하게 증가되어 드레인 전류가 급격히 커지는 것을 의미한다.
도 3, 도 5, 및 도 7을 참조하면, 고계조, 및 중간계조일 때 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 영역인 A 영역 이외의 영역에서 제1 구동점(P1)이 형성되고, 저계조일 때에도 킹크 효과(kink effect)가 발생하는 영역인 A 영역 이외의 영역에서 제3 구동점(P3)이 형성되게 함으로써, 명결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 반도체층 하부에 배치된 제1 전극(139)을 구동 박막트랜지스터(T1)의 바텀 게이트전극으로 이용하고, 상기 제1 전극(139)에 데이터신호(Dm)와 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압을 인가함으로써, 구동 박막트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 마이너스 시프트(- Shift)시켜 Vd(sat)을 감소시킴으로써, 고휘도 제품을 구현하는 경우에도 킹크 효과(kink effect)에 의해 명결함이 발생하는 것을 개선할 수 있고 동시에 패널 특성을 향상시킬 수 있다.
다시 도 3, 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제4 박막트랜지스터를 포함할 수 있다. 제4 박막트랜지스터는 제1 스캔신호(Sn1)에 따라 턴 온되어 제1 박막트랜지스터의 구동 게이트전극(136)과 구동 드레인전극(138)을 다이오드 연결시킬 수 있다. 예컨대, 제4 박막트랜지스터는 도 3에서 전술한 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1)일 수 있다.
제4 박막트랜지스터의 제1 보상 게이트전극은 제1 스캔선(SL1)에 연결되어 있고, 제4 박막트랜지스터의 제1 보상 소스전극은 제1 박막트랜지스터의 구동 드레인전극), 및 제3 박막트랜지스터의 제2 보상 소스전극과 연결될 수 있다. 즉, 제4 박막트랜지스터와 제3 박막트랜지스터는 전기적으로 연결될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 어느 하나의 화소의 등가회로도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8, 및 도 9의 실시예는 도 3, 및 도 5의 변형예로서, 제2 전극, 및 신호선이 추가된다는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다. 이하에서는, 차이점을 중심으로 설명한다. 그 밖의 구성은 전술한 실시예와 동일 또는 유사하다.
도 8, 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 화소회로(PC)는 복수의 박막트랜지스터들(T1 내지 T7), 및 복수의 스토리지 커패시터(Cst1, Cst2)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 화소회로(PC)는 구동 박막트랜지스터(T1), 스위칭 박막트랜지스터(T2), 제1 보상 박막트랜지스터(T3_1), 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2), 제1 초기화 박막트랜지스터(T4_1), 제2 초기화 박막트랜지스터(T4_2), 동작제어 박막트랜지스터(T5), 발광제어 박막트랜지스터(T6), 제3 초기화 박막트랜지스터(T7), 제1 스토리지 커패시터(Cst1), 및 제2 스토리지 커패시터(Cst2)를 포함할 수 있다.
제4 스캔선(SL4)은 제2 초기화 박막트랜지스터(T4_2)에 제4 스캔신호(Sn4)를 전달할 수 있고, 제5 스캔선(SL5)은 제3 초기화 박막트랜지스터(T7)에 제5 스캔신호(Sn5)를 전달할 수 있다.
제1 스토리지 커패시터의 제1 상부전극, 및 제2 스토리지 커패시터의 제2 상부전극은 구동전압선(PL)에 연결될 수 있다. 구동 박막트랜지스터(T1)의 구동 게이트전극은 제1 스토리지 커패시터(Cst1)의 제1 하부전극에 연결될 수 있고, 제2 스토리지 커패시터(Cst2)의 제2 하부전극은 구동 박막트랜지스터(T1)의 제1 전극(139), 및 제2 보상 박막트랜지스터(T3_2)의 제2 보상 드레인전극과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제2 전극(141)을 더 포함할 수 있다. 제2 전극(141)은 제1 전극(139)과 적어도 일부 중첩되며 배치될 수 있다. 제1 전극(139)과 제2 전극(141) 사이에는 제1 버퍼층(105)이 배치될 수 있다.
일 실시예로, 구동 게이트전극(136)과 하부전극(144)이 일체로 구비되어 구동 게이트전극(136)과 상부전극(146)이 제1 스토리지 커패시터(Cst1)를 형성하고, 제1 전극(139)과 제2 전극(141)이 제2 스토리지 커패시터(Cst2)를 형성할 수 있다. 다른 실시예로, 구동 게이트전극(136)과 하부전극(144)은 독립된 구성요소일 수 있다.
제1 전극(139)과 제2 전극(141)이 제2 스토리지 커패시터(Cst2)를 형성함으로써, 고계조, 및 중간계조에서는 구동 박막트랜지스터(T1)의 탑 게이트인 구동 게이트전극(136)을 이용하여 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급할 수 있고, 저계조에서는 구동 박막트랜지스터(T1)의 바텀 게이트인 제1 전극(139)을 이용하여 유기발광다이오드(OLED)에 구동전류(IOLED)를 공급할 수 있다. 이를 통해, 구동 박막트랜지스터(T1)의 문턱 전압을 마이너스 시프트( - Shift)시켜 고휘도 제품을 구현하는 경우에도 킹크 효과(kink effect)에 의해 명결함이 발생하는 것을 개선할 수 있고 동시에 패널 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 표시 장치
100: 기판
136: 구동 게이트전극
139: 제1 전극
141: 제2 전극
146: 상부전극

Claims (20)

  1. 기판 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 구동 게이트전극, 및 상기 기판과 상기 반도체층 사이에 배치되는, 제1 전극을 포함하는 제1 박막트랜지스터;
    제1 스캔선을 통해 전달받은 제1 스캔신호에 따라 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터로 전달하는 제2 박막트랜지스터; 및
    제2 스캔선을 통해 전달받은 제2 스캔신호에 따라 제1 전압을 상기 제1 전극에 전달하는 제3 박막트랜지스터;
    를 구비하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압은 상기 데이터신호와 상기 제1 박막트랜지스터의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압인, 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동 게이트전극, 및 상기 제1 전극은 상기 반도체층을 사이에 두고 서로 중첩되는, 표시 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제3 박막트랜지스터와 연결되는, 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 박막트랜지스터는 구동 소스전극, 및 구동 드레인전극을 더 포함하고, 상기 제2 박막트랜지스터는 스위칭 게이트전극, 스위칭 소스전극, 및 스위칭 드레인전극을 더 포함하는, 표시 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스위칭 게이트전극은 상기 제1 스캔선에 연결되고, 상기 스위칭 소스전극은 데이터선에 연결되며, 상기 스위칭 드레인전극은 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 소스전극에 연결되는, 표시 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 박막트랜지스터는 상기 제1 스캔신호에 따라 턴 온되어 상기 데이터선으로 전달되는 상기 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 소스전극으로 전달하는, 표시 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스캔신호에 따라 턴 온되어 상기 제1 박막트랜지스터의 상기 구동 게이트전극과 상기 구동 드레인전극을 다이오드 연결시키는 제4 박막트랜지스터를 더 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 박막트랜지스터는 상기 제3 박막트랜지스터와 연결되는, 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동 게이트전극; 및
    상기 구동 게이트전극과 절연층을 사이에 두고 중첩되는 상부전극;
    을 포함하는 제1 스토리지 커패시터를 더 포함하는, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되는 하부전극; 및
    상기 구동 게이트전극과 절연층을 사이에 두고 중첩되는 상부전극;
    을 포함하는 제1 스토리지 커패시터를 더 포함하는, 표시 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하부전극과 상기 구동 게이트전극은 이격되어 구비되는, 표시 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되는 배리어층; 및
    상기 배리어층 상에 배치되는 버퍼층;
    을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 배리어층 상에 직접 배치되는, 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 버퍼층은,
    상기 배리어층 상에 배치되는 제1 버퍼층; 및
    상기 제1 버퍼층 상에 배치되는 제2 버퍼층;
    을 포함하고,
    상기 제1 버퍼층 상에 배치되는 제2 전극을 더 포함하는, 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 적어도 일부 중첩되는, 표시 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 포함하는 제2 스토리지 커패시터를 더 포함하는, 표시 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 스토리지 커패시터와 상기 제1 박막트랜지스터는 중첩되는, 표시 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 버퍼층과 상기 제2 버퍼층은 상이한 물질을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 폴리이미드(PI)를 포함하는, 표시 장치.
  20. 기판 상에 배치되는 반도체층, 상기 반도체층 상에 배치되는 구동 게이트전극, 및 상기 기판과 상기 반도체층 사이에 배치되는, 제1 전극을 포함하는 제1 박막트랜지스터;
    제1 스캔선을 통해 전달받은 제1 스캔신호에 따라 데이터신호를 상기 제1 박막트랜지스터로 전달하는 제2 박막트랜지스터;
    제2 스캔선을 통해 전달받은 제2 스캔신호에 따라 상기 데이터신호와 상기 제1 박막트랜지스터의 문턱 전압의 전압 차이에 해당하는 전압을 상기 제1 전극에 전달하는 제3 박막트랜지스터; 및
    상기 제1 박막트랜지스터와 전기적으로 연결되되, 화소전극, 중간층, 및 대향전극을 포함하는 유기발광다이오드;
    를 구비하는, 표시 장치.
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