KR20210134171A - 화소 및 이를 구비하는 유기발광 디스플레이 장치 - Google Patents

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KR20210134171A
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electrode
gate
gate electrode
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윤영수
곽원규
가지현
나지수
오경환
인윤경
인해정
차현지
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Abstract

본 발명은 고품질 이미지 디스플레이가 가능한 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있는 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치를 위하여, 유기발광 다이오드와, 제1노드에 인가된 전압에 대응하여 전원전압선과 접속된 제2노드로부터 상기 유기발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제1트랜지스터와, 상기 제1노드와 제1초기화전압선 사이에 접속되는 제4트랜지스터와, 상기 제2노드와 상기 발광제어선 사이에 접속되는 바이어스 커패시터를 구비하고, 상기 바이어스 커패시터의 제1커패시터전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층과 동일한 층에 위치하고, 상기 바이어스 커패시터의 제2커패시터전극은 상기 제4트랜지스터의 제4게이트전극이 포함하는 제2부분과 동일한 층에 위치하는, 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치를 제공한다.

Description

화소 및 이를 구비하는 유기발광 디스플레이 장치{Pixel and organic light-emitting display device comprising the same}
본 발명의 실시예들은 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고품질 이미지 디스플레이가 가능한 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있는 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이 장치는 복수개의 화소들을 포함하며, 복수개의 화소들 각각은 디스플레이 소자 및 이 디스플레이 소자를 제어하기 위한 화소회로를 포함한다. 화소회로는 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor), 스토리지 커패시터 및 배선들을 포함한다.
디스플레이 소자의 발광여부 및 발광 정도를 정확하게 제어하기 위해, 하나의 디스플레이 소자에 전기적으로 연결되는 트랜지스터들의 개수가 증가하였다.
그러나 이러한 종래의 디스플레이 장치에는, 고품질의 이미지를 디스플레이하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 고품질 이미지 디스플레이가 가능한 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있는 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 유기발광 다이오드와, 제1노드에 인가된 전압에 대응하여 전원전압선과 접속된 제2노드로부터 상기 유기발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제1트랜지스터와, 상기 제1노드와 제1초기화전압선 사이에 접속되는 제4트랜지스터와, 상기 제2노드와 상기 발광제어선 사이에 접속되는 바이어스 커패시터를 구비하고, 상기 바이어스 커패시터의 제1커패시터전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층과 동일한 층에 위치하고, 상기 바이어스 커패시터의 제2커패시터전극은 상기 제4트랜지스터의 제4게이트전극이 포함하는 제2부분과 동일한 층에 위치하는, 화소가 제공된다.
상기 제2노드와 데이터선 사이에 접속되며 스캔신호가 공급될 때 턴-온되는 제2트랜지스터를 더 구비하고, 상기 제2커패시터전극은 상기 제2트랜지스터의 제2게이트전극을 덮는 층 상부에 위치할 수 있다.
상기 제4게이트전극은 상기 제2부분 하부에 위치하며 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 동일한 층에 위치하는 제1부분을 포함할 수 있다.
상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하고, 상기 제1부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치할 수 있다.
상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하고, 상기 제1부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치하며, 상기 제4트랜지스터의 제4반도체층은 상기 제1부분 상부에 위치하고, 상기 제2커패시터전극은 상기 제4반도체층을 덮는 층 상에 위치할 수 있다.
상기 제1반도체층은 실리콘 반도체를 포함하고, 상기 제4반도체층은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
상기 제1트랜지스터와 상기 유기발광 다이오드 사이에 접속되며 발광제어선으로 발광제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제6트랜지스터를 더 구비할 수 있다.
상기 제6트랜지스터와 제2초기화전원 사이에 접속되는 제7트랜지스터를 더 구비하고, 상기 제2커패시터전극은 상기 제7트랜지스터의 제7게이트전극이 포함하는 제4부분과 일체(一體)일 수 있다.
상기 제7게이트전극은 상기 제4부분 하부에 위치하며 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 동일한 층에 위치하는 제3부분을 포함하고, 상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하며, 상기 제3부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치하고, 상기 제7트랜지스터의 제7반도체층은 상기 제3부분 상부에 위치하며, 상기 제2커패시터전극은 상기 제7반도체층을 덮는 층 상에 위치할 수 있다.
상기 제1노드와 상기 전원전압선 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하고, 상기 스토리지 커패시터의 제3커패시터전극은 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 일체이며, 상기 스토리지 커패시터의 제4커패시터전극은 상기 제3커패시터전극 상부에 위치하고, 상기 제2커패시터전극은 상기 제4커패시터전극을 덮는 층 상부에 위치하되 상기 제2커패시터전극의 일부는 상기 제4커패시터전극의 일부와 중첩할 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, (i) 기판과, (ii) 상기 기판 상에 위치하며, 제1소스영역과, 상기 제1소스영역에 인접하여 위치하는 제1액티브영역과, 상기 제1액티브영역에 인접하여 위치하는 제1드레인영역과, 상기 제1소스영역에 전기적으로 연결된 제1커패시터전극을 포함하는, 제1액티브층과, (iii) 상기 제1액티브영역 상부에 위치하는 제1게이트전극을 포함하는, 제1게이트층과, (iv) 상기 제1커패시터전극 상부에 위치하는 제2커패시터전극을 포함하는, 제3게이트층과, (v) 상기 제1게이트전극에 인가된 전압에 대응하여 상기 제1액티브영역에서 상기 제1드레인영역으로 흐르는 전류에 의해 휘도가 제어되는 유기발광 다이오드를 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 제1액티브층은 상기 제1액티브영역과 인접하여 위치하는 제1소스영역과, 상기 제1소스영역에 전기적으로 연결된 제2드레인영역과, 상기 제2드레인영역에 인접하여 위치하는 제2액티브영역을 더 포함하고, 상기 제1게이트층은 상기 제2액티브영역 상부에 위치하며 스캔선의 일부인 제2게이트전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1게이트층을 덮는 층 상에 위치하며 하부초기화선의 일부인 제4-1게이트전극을 포함하는 제2게이트층과, 상기 제2게이트층을 덮는 층 상에 위치하며 상기 제4-1게이트전극 상부에 위치하는 제4액티브영역을 포함하는 제2액티브층을 더 구비하고, 상기 제3게이트층은, 상기 제2액티브층을 덮는 층 상에 위치하고, 상기 제4액티브영역 상부에 위치하며 상부초기화선의 일부인 제4-2게이트전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1액티브층은 실리콘 반도체를 포함하고, 상기 제2액티브층은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
상기 제1액티브층은 상기 제1드레인영역에 전기적으로 연결된 제6소스영역과, 상기 제6소스영역에 인접하여 위치하는 제6액티브영역과, 상기 제6액티브영역에 인접하여 위치하는 제6드레인영역을 더 포함하고, 상기 제1게이트층은 상기 제6액티브영역 상부에 위치하며 하부발광제어선의 일부인 제6게이트전극을 더 포함하며, 상기 유기발광 다이오드의 화소전극은 상기 제6드레인영역에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2액티브층은 제7액티브영역을 더 포함하고, 상기 제1게이트층은 상기 제7액티브영역과 중첩하며 상기 하부발광제어선의 일부인 제7-1게이트전극을 더 포함하며, 상기 제3게이트층은 상기 제2커패시터전극과 일체(一體)이고 상기 제7액티브영역과 중첩하며 상부발광제어선의 일부인 제7-2게이트전극을 더 포함하라 수 있다.
상기 제1게이트전극과 일체(一體)인 제3커패시터전극을 더 구비하고, 상기 제2게이트층은 상기 제3커패시터전극 상부에 위치하며 전원전압에 전기적으로 연결된 제4커패시터전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제2커패시터전극의 일부는 상기 제4커패시터전극의 일부와 중첩할 수 있다.
상기 제1소스영역과 상기 제1커패시터전극은 일체(一體)일 수 있다.
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, 고품질 이미지 디스플레이가 가능한 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있는 화소 및 이를 구비한 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치가 포함하는 화소의 등가회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 등가회로도의 구동방법을 나타내는 파형도이다.
도 4는 도 2의 화소에 있어서의 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다.
도 5 내지 도 11은 도 4의 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다.
도 12는 도 4의 일부 층들만 발췌하여 도시한 배치도이다.
도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 포함하는 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 구성요소들의 층들 중 일부 층들만 발췌하여 도시한 배치도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
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 "제1방향 또는 제2방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1방향 또는 제2방향을 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, 제1구성요소가 제2구성요소에 "중첩"한다는 것은 제1구성요소가 제2구성요소의 위 또는 아래에 위치함을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 개념도이다.
본 실시예에 따른 유기발광 디스플레이 장치는 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션 장치, 게임기, TV, 차량용 헤드 유닛, 노트북 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿(Tablet) 컴퓨터, PMP(Personal Media Player), PDA(Personal Digital Assistants) 등의 전자장치로 구현될 수도 있다. 또한, 전자장치는 플렉서블 장치일 수 있다.
본 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 화소(PX)들을 포함하는 디스플레이영역(DA)과, 스캔드라이버(SD)와, 데이터드라이버(DD)와, 스캔드라이버(SD)와 데이터드라이버(DD)를 제어하기 위한 타이밍컨트롤러(TC)를 구비한다.
스캔드라이버(SD)는 타이밍컨트롤러(TC)의 제어에 따라 스캔신호들(GW[1] 내지 GW[n]), 초기화신호들(GI[1] 내지 GI[n]), 보상제어신호들(GC[1] 내지 GC[n]) 및 발광제어신호들(EM[1] 내지 EM[n])을 제1방향(D1)으로 연장된 스캔선들에 공급한다. 예컨대, 스캔드라이버(SD)는 스캔선들, 초기화선들, 보상제어선들 및 발광제어선들 각각으로 스캔신호들(GW[1] 내지 GW[n]), 초기화신호들(GI[1] 내지 GI[n]), 보상제어신호들(GC[1] 내지 GC[n]) 및 발광제어신호들(EM[1] 내지 EM[n])을 순차적으로 공급한다.
스캔신호들(GW[1] 내지 GW[n]), 초기화신호들(GI[1] 내지 GI[n]), 보상제어신호들(GC[1] 내지 GC[n]) 및 발광제어신호들(EM[1] 내지 EM[n]) 각각은 하이전압 또는 로우전압일 수 있다. 트랜지스터들 각각은 그 특성에 따라 하이전압이 인가될 시 턴-온되고 로우전압이 인가될 시 턴-오프될 수도 있고, 하이전압이 인가될 시 턴-오프되고 로우전압이 인가될 시 턴-온될 수도 있다.
데이터드라이버(DD)는 타이밍컨트롤러(TC)의 제어에 따라 데이터신호들(D[1] 내지 D[m])을 제2방향(D2)으로 연장된 데이터선들에 공급한다. 데이터드라이버(DD)는 스캔신호들(GW[1] 내지 GW[n])과 동기되도록 데이터신호들(D[1] 내지 D[m])을 공급하고, 이에 따라 스캔신호들(GW[1] 내지 GW[n])에 의하여 선택된 화소(PX)들로 데이터신호들(D[1] 내지 D[m])가 공급된다.
타이밍컨트롤러(TC)는 외부로부터 공급되는 동기신호들에 대응하여 스캔드라이버(SD) 및 데이터드라이버(DD)를 제어한다.
디스플레이영역(DA) 내의 화소(PX)들에는 전원전압(ELVDD) 및 전극전압(ELVSS)이 공급된다. 전원전압(ELVDD) 및 전극전압(ELVSS)을 공급받은 화소(PX)들은 데이터신호들(D[1] 내지 D[m])에 대응하여 전원전압선으로부터 유기 발광 다이오드를 경유하여 전극전원선으로 흐르는 전류량을 제어하여, 데이터신호들(D[1] 내지 D[m])에 대응하는 휘도의 빛을 생성한다. 전원전압선에는 전원전압(ELVDD)이 인가되고, 전극전원선에는 전극전압(ELVSS)이 인가된다.
도 1에서는 디스플레이영역(DA) 내에 화소(PX)들이 제1방향(D1)과 제2방향(D2)을 따라서 순차로 배열된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 화소(PX)들은 스트라이프 배열 외에, 펜타일 배열, 모자익 배열 등 다양한 형태로 배치될 수 있다. 또한 디스플레이영역(DA)은 도 1에 도시된 것과 같이 평면도 상에서 직사각형 형상으로 나타날 수도 있고, 이와 달리 삼각형, 오각형 또는 육각형 등의 다각형 형상이나 원형, 타원형 또는 비정형 형상 등으로 나타날 수도 있다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치가 포함하는 화소의 등가회로도이다.
도 2를 참조하면, 화소(PX)는 제1트랜지스터(T1) 내지 제7트랜지스터(T7), 바이어스 커패시터(Cbia), 스토리지 커패시터(Cst), 유기발광 다이오드(OLED), 제1초기화전압선(VIL1), 제2초기화전압선(VIL2), 전원전압선(PL) 및 신호선들을 포함한다. 신호선들은 데이터선(DL), 스캔선(SL), 초기화선(IL), 보상제어선(CL) 및 발광제어선(EL)을 포함할 수 있다. 신호선들 중 적어도 어느 하나, 제1초기화전압선(VIL1), 제2초기화전압선(VIL2) 및/또는 전원전압선(PL)은 이웃하는 화소들에서 공유될 수 있다.
전원전압선(PL)은 제1트랜지스터(T1)에 전원전압(ELVDD)을 전달할 수 있다. 제1초기화전압선(VIL1)은 제1트랜지스터(T1)를 초기화하는 제1초기화전압(Vint1)을 화소(PX)로 전달할 수 있다. 제2초기화전압선(VIL2)은 유기발광 다이오드(OLED)를 초기화하는 제2초기화전압(Vint2)을 화소(PX)로 전달할 수 있다. 예컨대 제1초기화전압(Vint1)은 -5V일 수 있고 제2초기화전압(Vint2)은 -7V 내지 -6V일 수 있다. 이에 따라 제1초기화전압은 제2초기화전압보다 높을 수 있다.
스캔선(SL), 초기화선(IL), 보상제어선(CL), 발광제어선(EL), 제1초기화전압선(VIL1) 및 제2초기화전압선(VIL2)은 제1방향(D1)으로 연장되며, 각 행에 상호 이격 배치될 수 있다. 데이터선(DL) 및 전원전압선(PL)은 제2방향(D2)으로 연장되며 각 열에 상호 이격 배치될 수 있다.
도 2에서 제1트랜지스터(T1) 내지 제7트랜지스터들(T7) 중 제3트랜지스터(T3), 제4트랜지스터(T4) 및 제7트랜지스터(T7)는 NMOS(n-channel MOSFET)로 구현되며, 나머지는 PMOS(p-channel MOSFET)로 구현되는 것으로 도시하고 있다.
제1트랜지스터(T1)는 제5트랜지스터(T5)를 경유하여 전원전압선(PL)과 연결되고, 제6트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광 다이오드(OLED)와 전기적으로 연결된다. 제1트랜지스터(T1)는 구동 트랜지스터이며, 제1노드(N1)에 인가된 전압에 따라 데이터신호(D[j])를 전달받아, 전원전압선(PL)과 접속된 제2노드(N2)로부터 유기발광 다이오드(OLED)를 경유하여 전극전원선으로 흐르는 구동전류(IOLED)의 양을 제어한다.
제2트랜지스터(T2)는 스캔선(SL) 및 데이터선(DL)에 연결되며, 제5트랜지스터(T5)를 경유하여 전원전압선(PL)과 연결된다. 총 n개의 행들 중 i번째 행의 제2트랜지스터(T2)는 스캔선(SL)을 통해 전달받은 스캔신호(GW[i])에 따라 턴-온되어, 총 m개의 열들 중 j번째 열의 데이터선(DL)으로 전달된 데이터신호(D[j])를 제2노드(N2)로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다. 즉, 제2트랜지스터(T2)는 스위칭 트랜지스터이다. 여기서 i는 1 이상 n 이하의 자연수이고, j는 1 이상 m 이하의 자연수이다. 예컨대 제2트랜지스터(T2)는 로우전압의 스캔신호(GW[i])에 따라 턴-온될 수 있다.
보상 트랜지스터인 제3트랜지스터(T3)는 보상제어선(CL)에 연결되며, 제6트랜지스터(T6)를 경유하여 유기발광 다이오드(OLED)와 연결된다. 제3트랜지스터(T3)는 보상제어선(CL)을 통해 전달받은 보상제어신호(GC[i])에 따라 턴-온되어 제1트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다. 예컨대 제3트랜지스터(T3)는 하이전압의 보상제어신호(GC[i])에 따라 턴-온될 수 있다.
제1초기화 트랜지스터인 제4트랜지스터(T4)는 초기화선(IL) 및 제1초기화전압선(VIL1)에 연결되며, 초기화선(IL)을 통해 전달받은 초기화신호(GI(i))에 따라 턴-온되어 제1초기화전압선(VIL1)으로부터의 제1초기화전압(Vint1)을 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극에 전달하여 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극의 전압을 초기화시킨다. 예컨대 제4트랜지스터(T4)는 하이전압의 초기화신호(GI(i))에 따라 턴-온될 수 있다.
제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)는 발광제어선(EL)에 연결되며, 발광제어선(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(EM[i])에 따라 동시에 턴-온되어 전원전압선(PL)으로부터 유기발광 다이오드(OLED)의 방향으로 구동전류(IOLED)가 흐를 수 있도록 전류 경로를 형성한다. 예컨대 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)는 로우전압의 발광제어신호(EM[i])에 따라 턴-온될 수 있다. 제5트랜지스터(T5)는 동작제어 트랜지스터이고, 제6트랜지스터(T6)는 발광제어 트랜지스터이다.
제2초기화 트랜지스터인 제7트랜지스터(T7)는 발광제어선(EL) 및 제2초기화전압선(VIL2)에 연결되며, 발광제어선(EL)을 통해 전달받은 발광제어신호(EM[n])에 따라 턴-온되어 제2초기화전압선(VIL2)으로부터의 제2초기화전압(Vint2)을 유기발광 다이오드(OLED)로 전달하여 유기발광 다이오드(OLED)를 초기화시킨다. 예컨대 제7트랜지스터(T7)는 하이전압의 발광제어신호(EM[n])에 따라 턴-온될 수 있다. 제7트랜지스터(T7)는 생략될 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제3커패시터전극(CE3) 및 제4커패시터전극(CE4)을 포함한다. 제3커패시터전극(CE3)은 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극에 연결되고, 제4커패시터전극(CE4)은 전원전압선(PL)에 연결된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 전원전압선(PL) 및 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극의 양단 전압의 차에 대응하는 전압을 저장 및 유지함으로써 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극에 인가되는 전압을 유지할 수 있다.
제2노드(N2)와 발광제어선(EL) 사이에 접속되는 바이어스 커패시터(Cbia)는 제1커패시터전극(CE1) 및 제2커패시터전극(CE2)을 포함한다. 제1커패시터전극(CE1)은 제5트랜지스터(T5)를 통해 전원전압선(PL)에 연결되고, 제2커패시터전극(CE2)은 발광제어선(EL)에 연결된다. 발광제어선(EL)에 의해 하이전압의 발광제어신호가 인가되면 발광제어선(EL)에 게이트전극들이 연결된 제5트랜지스터(T5)와 제6트랜지스터(T6)는 턴-오프되고, 초기화선(IL)에 의해 로우전압의 초기화신호가 인가되면 초기화선(IL)에 게이트전극이 연결된 제4트랜지스터(T4)는 턴-오프되어, 제1트랜지스터(T1)는 온 바이어스(on bias) 상태가 되어 초기화된다.
제1초기화전압선(VIL1)의 전압은 -5V일 수 있고 제2초기화전압(Vint2)은 -7V 내지 -6V일 수 있다. 이처럼 제1초기화전압은 제2초기화전압보다 높을 수 있다. 이에 따라 제1트랜지스터(T1)가 온 바이어스 상태가 되면, 이후 입력되는 현재 프레임의 데이터 전압은 온 바이어스 전압보다 항상 낮게 되어 이전 프레임의 전압의 크기와 무관하게 된다. 따라서 히스테리시스 이슈(hysteresis issue) 및 스텝 에피션시 이슈(step efficiency issue)가 발생하지 않거나 그 발생률이 최소화된다. 참고로, 히스테리시스 이슈는 현재 프레임의 데이터 전압이 이전 프레임의 데이터 전압보다 높을 때의 제1트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압 대비(versus) 소스-드레인 전류 곡선이, 현재 프레임의 데이터 전압이 이전 프레임의 데이터 전압보다 낮을 때의 제1트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압 대비 소스-드레인 전류 곡선과 상이하게 되는 이슈를 의미한다. 스텝 에피션시 이슈는 프레임 단위로 계조를 급변시키는 경우, 예컨대 이전 프레임에서의 계조는 블랙인데 현재 프레임에서의 계조는 화이트인 경우, 상술한 전압 대비 전류 곡선의 변화로 인해 목표하는 계조가 아닌 중간 계조에 해당하는 휘도가 화소에서 나타나는 이슈를 의미한다.
유기발광 다이오드(OLED)는 화소전극, 대향전극, 그리고 이들 사이에 개재되며 발광층을 포함하는 중간층을 갖는다. 복수개의 화소들에 있어서 일체로 형성되는 대향전극에는 전극전압(ELVSS)이 인가된다. 유기발광 다이오드(OLED)는 제1트랜지스터(T1)로부터 구동전류(IOLED)를 전달받아 발광함으로써, 디스플레이 장치가 이미지를 표시할 수 있도록 한다. 참고로 대향전극은 디스플레이영역 외측으로 연장되어 전극전원선에 연결되며, 전극전원선에는 전극전압(ELVSS)이 인가된다.
일 실시예에 따른 각 화소(PX)의 구체적 동작을 도 2에 도시된 등가회로도의 구동방법을 나타내는 파형도인 도 3을 참조하여 설명한다.
먼저 t12 기간 동안, 발광제어선(EL)에 의해 하이전압의 발광제어신호(EM[i])가, 보상제어선(CL)에 의해 로우전압의 보상제어신호(GC[i])가, 스킨선(SL)에 의해 하이전압의 스캔신호(GW[i])가, 그리고 초기화선(IL)에 의해 로우전압의 초기화신호(GI[i])가 i행의 화소들에 인가된다. 이에 따라 제2트랜지스터(T2) 내지 제6트랜지스터(T6)가 턴-오프되어, 제1트랜지스터(T1)는 바이어스 커패시터(Cbia)에 의해 온 바이어스(on bias) 상태가 되어 초기화된다. 이때 제7트랜지스터(T7)는 턴-온되어, 전류가 유기발광 다이오드(OLED)로 흐르지 않고 제2초기화전압선(VIL2)을 따라 흘러나가도록 함으로써, 유기발광 다이오드(OLED)가 초기화된다.
이어 t23 기간 동안에는 보상제어신호(GC[i])와 초기화신호(GI[i])가 하이전압으로 바뀐다. 이에 따라 제3트랜지스터(T3)와 제4트랜지스터(T4)가 턴-온되며, 제1초기화전압선(VIL1)으로부터 공급되는 제1초기화전압(Vint1)에 의해 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극의 전압이 초기화된다.
그리고 t34 기간 동안에는 초기화신호(GI[i])가 로우전압으로 바뀌어 제4트랜지스터(T4)가 턴-오프된다. 이어 t45 기간에는 스캔신호(GW[i])가 로우전압으로 바뀌어 제2트랜지스터(T2)가 턴-온된다. 이에 따라 t45 기간에 데이터선(DL)으로부터 공급된 데이터신호(D[j])에 대응하는 전압이 제2노드(N2)에 인가된다. 이후 t56 기간에는 스캔신호(GW[i])가 하이전압으로 바뀌어 제2트랜지스터(T2)가 턴-오프된다. 제3트랜지스터(T3)는 턴-온 상태로 유지되고 있기에, 제1트랜지스터(T1)는 제3트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스 된다. 그 결과, 데이터선(DL)으로부터 공급된 데이터신호(D[j])에서 제1트랜지스터(T1)의 문턱전압(Threshold voltage, Vth)이 보상된 전압이 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극에, 즉 제1노드(N1)에 인가된다. 이에 따라 스토리지 커패시터(Cst)의 양단에는 전원전압(ELVDD)과 보상전압이 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)에는 양단 전압 차에 대응하는 전하가 저장된다.
이후, t67 구간에서는 보상제어신호(GC[i])가 로우전압으로 바뀌어 제3트랜지스터(T3)가 턴-오프 상태가 되고, t78 구간에서는 발광제어신호(EM[i])가 로우전압으로 바뀌어 제7트랜지스터(T7)가 턴-오프 상태가 되고 제5트랜지스터(T5)와 제6트랜지스터(T6)가 턴-온 상태가 되어, 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극의 전압과 전원전압(ELVDD) 간의 전압차에 따르는 구동전류(IOLED)가 발생하고, 제6트랜지스터(T6)를 통해 구동전류(IOLED)가 유기발광 다이오드(OLED)에 공급되어 유기발광 다이오드(OLED)가 발광하게 된다.
본 실시예에서는 제1트랜지스터(T1) 내지 제7트랜지스터(T7) 중 적어도 하나는 산화물을 포함하는 반도체층을 포함하며, 나머지는 실리콘을 포함하는 반도체층을 포함한다. 구체적으로, 디스플레이장치의 밝기에 직접적으로 영향을 미치는 제1트랜지스터(T1)의 경우 높은 신뢰성을 갖는 다결정 실리콘을 포함하는 반도체층을 구비하며, 이를 통해 고해상도의 표시 장치를 구현할 수 있다.
한편, 산화물 반도체는 높은 캐리어 이동도(high carrier mobility) 및 낮은 누설전류를 가지므로, 구동 시간이 길더라도 전압 강하가 크지 않다. 즉, 산화물 반도체를 포함하는 박막트랜지스터의 경우, 저주파 구동 시에도 전압 강하에 따른 화상의 색상 변화가 크지 않다. 이처럼 산화물 반도체의 경우 누설전류가 적은 이점을 갖기에, 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극에 연결되는 제3트랜지스터(T3) 및 제4트랜지스터(T4) 중 적어도 하나가 산화물 반도체를 포함하도록 하여, 제1트랜지스터(T1)의 제1게이트전극으로 흘러갈 수 있는 누설전류를 방지하는 동시에 소비전력을 줄일 수 있다. 또한, 발광제어신호(EM[i])에 의해 유기발광 다이오드(OLED)에서 발광이 시작되기 전에 유기발광 다이오드(OLED)로 전류가 흐르지 않도록 하는 제7트랜지스터(T7)의 경우에도 산화물 반도체를 포함하도록 하여, 유기발광 다이오드(OLED)로 흘러갈 수 있는 누설전류를 방지하는 동시에 소비전력을 줄일 수 있다.
도 4는 도 2의 화소에 있어서의 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다. 도 4에서는 인접한 열의 동일 행에 배치된 한 쌍의 화소(PX)들을 도시한다. 도 4에 도시된 좌측 화소영역에 배치된 화소의 화소회로와 우측 화소영역에 배치된 화소의 화소회로는 좌우 대칭 구조이다. 참고로 도 4에서는 편의상 유기발광 다이오드(OLED)는 도시하지 않았다. 즉, 도 4는 화소들이 포함하는 화소회로의 위치를 개략적으로 도시하는 배치도이다.
도 5 내지 도 11은 도 4의 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 구성요소들을 층별로 개략적으로 도시하는 배치도들이다. 도 5 내지 도 11에 순차로 도시된 것처럼, 기판에 가까운 곳으로부터 기판으로부터 멀어지는 방향으로, 도 5의 제1액티브층(AL1), 도 6의 제1게이트층(GL1), 도 7의 제2게이트층(GL2), 도 8의 제2액티브층(AL2), 도 9의 제3게이트층(GL3), 도 10의 제1소스드레인층(SDL1) 및 도 11의 제2소스드레인층(SDL2)이 배치된다.
그리고 이 층들 사이에는 절연막들이 개재된다. 구체적으로, 도 5의 제1액티브층(AL1)과 도 6의 제1게이트층(GL1) 사이에는 제1게이트절연막이 개재되고, 도 6의 제1게이트층(GL1)과 도 7의 제2게이트층(GL2) 사이에는 제2게이트절연막이 개재되며, 도 7의 제2게이트층(GL2)과 도 8의 제2액티브층(AL2) 사이에는 제3게이트절연막이 개재되고, 도 8의 제2액티브층(AL2)과 도 9의 제3게이트층(GL3) 사이에는 제4게이트절연막이 개재되며, 도 9의 제3게이트층(GL3)과 도 10의 제1소스드레인층(SDL1) 사이에는 제1층간절연막이 개재되고, 도 10의 제1소스드레인층(SDL1)과 도 11의 제2소스드레인층(SDL2) 사이에는 제2층간절연막이 개재될 수 있다. 이러한 절연막들은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 하프늄옥사이드 및/또는 징크옥사이드를 포함할 수 있다. 절연막들 각각은 필요에 따라 단층구조 또는 다층구조를 가질 수 있다. 물론 이러한 절연막들에 형성된 컨택홀들을 통해 서로 다른 층의 구성요소들은 상호 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5에 도시된 것과 같은 제1액티브층(AL1)은 다결정 실리콘을 포함하는 반도체층일 수 있다. 제1액티브층(AL1)의 소스영역들 및 드레인영역들은 불순물로 도핑될 수 있으며, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 소스영역 및 드레인영역은 각각 소스전극 및 드레인전극에 해당할 수 있다. 소스영역 및 드레인영역은 트랜지스터의 성질에 따라 서로 변경될 수 있다. 이하에서는, 소스전극이나 드레인전극 대신 소스영역 및 드레인영역이라는 용어를 사용한다. 도 2의 등가회로도에서는 제1액티브층(AL1)의 특정 부분들이 P형 불순물로 도핑되어 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)가 PMOS(p-channel MOSFET)로 구현되는 것으로 도시하고 있다. 물론 제1액티브층(AL1)의 다른 부분들도 불순물로 도핑되어, 트랜지스터들 및/또는 커패시터들 등을 상호 전기적으로 연결하는 배선 역할을 하거나, 커패시터전극 등의 역할을 할 수도 있다.
도 5의 제1액티브층(AL1)은 기판 상에 위치한다. 기판은 글라스, 금속 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 만일 기판이 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는다면, 기판은 예컨대 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르 이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 물론 기판은 각각 이와 같은 고분자 수지를 포함하는 두 개의 층들과 그 층들 사이에 개재된 (실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드 등의) 무기물을 포함하는 배리어층을 포함하는 다층구조를 가질 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다.
기판과 제1액티브층(AL1) 사이에는 다른 층들이 개재될 수 있다. 예컨대 기판과 제1액티브층(AL1) 사이에는 실리콘나이트라이드층, 실리콘옥시나이트라이드층, 실리콘옥사이드층, 티타늄옥사이드층 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상을 포함하는 버퍼층이 개재될 수 있다. 이러한 버퍼층은 기판의 상면의 평활성을 높이거나 기판 등으로부터의 불순물이 제1액티브층(AL1) 등으로 침투하는 것을 방지하거나 최소화하는 역할을 할 수 있다. 버퍼층은 필요에 따라 단층구조 또는 다층구조를 가질 수 있다. 다층구조의 경우, 일부 층은 배리어층이라고 불릴 수도 있다.
도 6의 제1게이트층(GL1), 도 7의 제2게이트층(GL2) 및 도 9의 제3게이트층(GL3) 각각은, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 등을 포함할 수 있다. 물론 이 층들 각각은 단층구조 또는 다층구조를 가질 수 있으며, 다층구조를 가질 경우 여러 물질들을 포함할 수 있다. 예컨대 도 6의 제1게이트층(GL1), 도 7의 제2게이트층(GL2) 및 도 9의 제3게이트층(GL3) 각각은, 몰리브덴층/알루미늄층의 2층구조를 갖거나, 몰리브덴층/알루미늄층/몰리브덴층의 3층구조를 가질 수 있다.
도 8의 제2액티브층(AL2)은 산화물을 포함하는 반도체층일 수 있다. 예컨대 제2액티브층(AL2)은 Zn 산화물계 물질을 포함할 수 있는데, 예컨대 Zn 산화물, In-Zn 산화물 또는 Ga-In-Zn 산화물 등을 포함할 수 있다. 물론 다양한 변형이 가능하기에, 제2액티브층(AL2)은 ZnO에 인듐(In)과 갈륨(Ga), 주석(Sn)과 같은 금속이 함유된 IGZO(In-Ga-Zn-O), ITZO(In-Sn-Zn-O) 또는 IGTZO(In-Ga-Sn-Zn-O)과 같은 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
도 10의 제1소스드레인층(SDL1) 및 도 11의 제2소스드레인층(SDL2) 각각은, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 등을 포함할 수 있다. 물론 이 층들 각각은 단층구조 또는 다층구조를 가질 수 있으며, 다층구조를 가질 경우 여러 물질들을 포함할 수 있다. 예컨대 제1소스드레인층(SDL1) 및 도 11의 제2소스드레인층(SDL2) 각각은, 티타늄층/알루미늄층의 2층구조를 갖거나, 티타늄층/알루미늄층/티타늄층의 3층구조를 가질 수 있다.
참고로 도 10에 도시된 컨택홀들(33, 35, 37, 39)은 제1게이트절연막 내지 제4게이트절연막 및 제1층간절연막에 형성되어, 도 10에 도시된 층들을 그 하부에 위치한 도 5의 제1액티브층(AL1)에 전기적으로 연결한다. 도 10에 도시된 컨택홀(31)은 제2게이트절연막 내지 제4게이트절연막 및 제1층간절연막에 형성되어, 도 10에 도시된 노드연결선(171)을 그 하부에 위치한 도 6의 제1게이트(G1)에 전기적으로 연결한다. 도 10에 도시된 컨택홀(36)은 제2게이트절연막 내지 제4게이트절연막 및 제1층간절연막에 형성되어, 도 10에 도시된 연결전극(177)을 그 하부에 위치한 도 6에 도시된 제1게이트층(GL1)의 제1초기화전압선(137)에 전기적으로 연결한다. 그리고 도 10에 도시된 컨택홀들(41, 43, 45, 47, 49)은 제4게이트절연막 및 제1층간절연막에 형성되어, 도 10에 도시된 층들을 그 하부에 위치한 도 8의 제2액티브층(AL2)에 전기적으로 연결한다.
도 11에 도시된 컨택홀들(61, 62, 63)은 제2층간절연막에 형성되어 도 11에 도시된 층들을 그 하부에 위치한 도 10의 제1소스드레인층(SDL1)에 전기적으로 연결한다. 참고로 컨택홀(64)은 편의상 도 11에 도시한 것이지만 연결전극(185)을 그 하부에 위치한 층에 연결하는 컨택홀이 아니다. 컨택홀(64)은 도 11에 도시된 제2소스드레인층(SDL2)을 덮는 평탄화막에 형성되어, 평탄화막 상에 위치하는 유기발광 다이오드(OLED)의 화소전극을 연결전극(185)에 전기적으로 연결한다. 평탄화막은 아크릴, BCB(Benzocyclobutene), 폴리이미드(polyimide) 또는 HMDSO(Hexamethyldisiloxane) 등의 유기물을 포함할 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 평탄화막은 필요에 따라 무기물을 포함할 수도 있고, 단층구조를 갖거나 다층구조를 가질 수도 있다.
화소회로는 제1방향(D1)으로 연장된 스캔선(SL), 초기화선(IL), 보상제어선(CL), 발광제어선(EL), 제1초기화전압선(VIL1) 및 제2초기화전압선(VIL2)을 포함하고, 제1방향(D1)과 교차하는 제2방향(D2)으로 연장된 데이터선(DL) 및 전원전압선(PL1, PL2)을 포함한다.
스캔선(SL, 134), 발광제어선(EL)이 포함하는 하부발광제어선(136) 및 제1초기화전압선(VIL1, 137)은 도 6에 도시된 것과 같이 제1게이트전극(G1)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층인 제1게이트층(GL1)에 위치할 수 있다. 제2초기화전압선(VIL2, 174)은 도 10에 도시된 것과 같이 연결전극들(173, 175, 177, 179), 노드연결선(171) 및 제1전원전압선(172)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다.
한편, 배선들 중 일부는 서로 다른 층들에 배치된 두 개의 도전층들을 포함할 수 있다. 예컨대 초기화선(IL)은 서로 다른 층들에 배치된 하부초기화선(143)과 상부초기화선(163)을 포함할 수 있다. 하부초기화선(143)은 도 7에 도시된 것과 같이, 스토리지 커패시터(Cst)의 제4커패시터전극(CE4)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다. 상부초기화선(163)은 도 9에 도시된 것과 같이, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다.
제2게이트층(GL2)에 위치한 하부초기화선(143)과 제3게이트층(GL3)에 위치한 상부초기화선(163)은 적어도 일부 상호 중첩된다. 또한 하부초기화선(143)과 상부초기화선(163)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대 하부초기화선(143)과 상부초기화선(163)은 디스플레이영역(DA) 외측에서 상호 컨택하거나, 연결전극 등에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 하부초기화선(143)의 일부(G4a)인 제1부분 및 상부초기화선(163)의 일부(G4b)인 제2부분은 제4트랜지스터(T4)의 제4게이트전극(G4)의 구성요소들이기에, 제4트랜지스터(T4)는 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다. 즉, 하부초기화선(143)의 일부(G4a)인 제1부분은 제4-1게이트전극이고 상부초기화선(163)의 일부(G4b)인 제2부분은 제4-2게이트전극이며, 제4트랜지스터(T4)의 제4게이트전극(G4)은 이러한 제4-1게이트전극과 제4-2게이트전극을 포함하는 이중 게이트 구조를 취할 수 있다.
보상제어선(CL)의 경우에도 서로 다른 층에 배치된 하부보상제어선(145)과 상부보상제어선(165)을 포함할 수 있다. 제2게이트층(GL2)에 위치한 하부보상제어선(145)은 도 7에 도시된 것과 같이, 스토리지 커패시터(Cst)의 제4커패시터전극(CE4)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다. 제3게이트층(GL3)에 위치한 상부보상제어선(165)은 도 9에 도시된 것과 같이, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다.
하부보상제어선(145)과 상부보상제어선(165)은 적어도 일부 상호 중첩된다. 또한 하부보상제어선(145)과 상부보상제어선(165)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대 하부보상제어선(145)과 상부보상제어선(165)은 디스플레이영역(DA) 외측에서 상호 컨택하거나, 연결전극 등에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 하부보상제어선(145)의 일부(G3a) 및 상부보상제어선(165)의 일부(G3b)는 제3트랜지스터(T3)의 제3게이트전극(G3)의 구성요소들이기에, 제3트랜지스터(T3)는 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다.
발광제어선(EL)의 경우에도 서로 다른 층들에 배치된 하부발광제어선(136)과 상부발광제어선(166)을 포함할 수 있다. 제1게이트층(GL1)에 위치한 하부발광제어선(136)은 도 6에 도시된 것과 같이, 제1게이트전극(G1)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다. 제3게이트층(GL3)에 위치한 상부발광제어선(166)은 도 9에 도시된 것과 같이, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다. 구체적으로, 상부발광제어선(166)과 제2커패시터전극(CE2)은 일체(一體)일 수 있다.
하부발광제어선(136)과 상부발광제어선(166)은 적어도 일부 상호 중첩된다. 또한 하부발광제어선(136)과 상부발광제어선(166)은 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대 하부발광제어선(136)과 상부발광제어선(166)은 디스플레이영역(DA) 외측에서 상호 컨택하거나, 연결전극 등에 의해 상호 전기적으로 연결될 수 있다. 하부발광제어선(136)의 일부(G7a)인 제3부분 및 상부발광제어선(166)의 일부(G7b)인 제4부분은 제2액티브층(AL2)과 중첩되는 부분들로서 제7트랜지스터(T7)의 제7게이트전극(G7)의 구성요소들이기에, 제7트랜지스터(T7)는 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다. 즉, 하부발광제어선(136)의 일부(G7a)인 제3부분은 제7-1게이트전극이고 상부발광제어선(166)의 일부(G7b)인 제4부분은 제7-2게이트전극이며, 제7트랜지스터(T7)의 제7게이트전극(G7)은 이러한 제7-1게이트전극과 제7-2게이트전극을 포함하는 이중 게이트 구조를 취할 수 있다.
화소회로는 제1트랜지스터(T1) 내지 제7트랜지스터(T7), 스토리지 커패시터(Cst) 및 바이어스 커패시터(Cbia)를 포함할 수 있다.
제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)는 실리콘 반도체를 포함하는 박막트랜지스터들일 수 있다. 제3트랜지스터(T3), 제4트랜지스터(T4) 및 제7트랜지스터(T7)는 산화물 반도체를 포함하는 박막트랜지스터들일 수 있다.
제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)의 반도체층은 도 5에 도시된 것과 같이 동일 층에 배치되며, 동일 물질을 포함한다. 예컨대, 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)의 반도체층은 다결정 실리콘으로 형성될 수 있다. 제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)의 반도체층은 도 5에 도시된 것과 같이 서로 연결되며 다양한 형상으로 굴곡질 수 있다.
제1트랜지스터(T1), 제2트랜지스터(T2), 제5트랜지스터(T5) 및 제6트랜지스터(T6)의 반도체층은 각각 채널역인 액티브영역, 액티브영역의 양 옆의 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 일 예로, 소스영역 및 드레인영역은 불순물로 도핑될 수 있으며, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 소스영역 및 드레인영역은 각각 소스전극 및 드레인전극에 해당할 수 있다. 소스영역 및 드레인영역은 트랜지스터의 성질에 따라 서로 변경될 수 있다. 이하에서는, 소스전극이나 드레인전극 대신 소스영역 및 드레인영역이라는 용어를 사용한다.
제1트랜지스터(T1)는 제1반도체층 및 제1게이트전극(G1)을 포함한다. 제1반도체층은 제1액티브영역(A1)과, 제1액티브영역(A1) 양측의 제1소스영역(S1) 및 제1드레인영역(D1)을 포함한다. 제1반도체층은 굴곡된 형상을 가져, 제1액티브영역(A1)은 다른 액티브영역(A2 내지 A7)보다 길게 형성될 수 있다. 예컨대, 제1반도체층이 'ㄷ', 'ㄹ', 'S', 'M', 'W' 등과 같이 복수 회 절곡된 형상을 가짐으로써, 좁은 공간 내에 긴 채널길이를 형성할 수 있다. 제1액티브영역(A1)이 길게 형성되므로, 제1게이트전극(G1)에 인가되는 게이트 전압의 구동 범위(driving range)가 넓어진다. 이에 따라 유기발광 다이오드(OLED)에서 방출되는 빛의 계조를 보다 정교하게 제어할 수 있으며, 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 물론 필요하다면 제1반도체층은 절곡된 형상이 아닌 직선 형상을 가질 수도 있다. 제1게이트전극(G1)은 도 6에 도시된 것과 같이 아일랜드 형상(isolated shape)으로, 제1액티브영역(A1)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 물론 전술한 것과 같이 제1액티브영역(A1)과 제1게이트전극(G1) 사이에는 제1게이트절연막이 개재된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제1트랜지스터(T1)와 중첩하도록 배치될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 제3커패시터전극(CE3) 및 제4커패시터전극(CE4)을 포함한다. 제1게이트전극(G1)은 제1트랜지스터(T1)의 제어전극으로서의 기능뿐만 아니라, 스토리지 커패시터(Cst)의 제3커패시터전극(CE3)으로서의 기능도 수행할 수 있다. 즉, 제1게이트전극(G1)과 제3커패시터전극(CE3)은 일체(一體)로 형성될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 제4커패시터전극(CE4)은 제3커패시터전극(CE3)과 중첩하도록 배치된다. 물론 전술한 것과 같이 제3커패시터전극(CE3)과 제4커패시터전극(CE4) 사이에는 제2게이트절연막이 개재되는바, 이 제2게이트절연막은 스토리지 커패시터(Cst)의 유전체층의 역할을 할 수 있다.
제4커패시터전극(CE4)은 개구(SOP)를 가질 수 있다. 개구(SOP)는 제4커패시터전극(CE4)의 일부가 제거되어 형성된 것으로, 닫힌 형상(closed shape)을 가질 수 있다. 제2게이트절연막 내지 제4게이트절연막 및 제1층간절연막에 형성되어 도 10에 도시된 노드연결선(171)을 그 하부에 위치한 도 6의 제1게이트(G1)에 전기적으로 연결하는 컨택홀(31)은, 이러한 개구(SOP) 내에 위치할 수 있다.
인접한 화소들의 제4커패시터전극(CE4)들은 브릿지(141)에 의해 서로 연결될 수 있다. 브릿지(141)는 제4커패시터전극(CE4)으로부터 제1방향(D1)으로 돌출된 부분으로서, 제4커패시터전극(CE4)과 일체로 형성될 수 있다.
제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 노드연결선(171)은 컨택홀(31)을 통해 제3커패시터전극(CE3)에 전기적으로 연결되고, 또한 컨택홀(41)을 통해 제3트랜지스터(T3)의 제3반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4커패시터전극(CE4)은 컨택홀(37)을 통해 상부의 제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 제1전원전압선(172)과 전기적으로 연결되고, 제1전원전압선(172)은 컨택홀(62)을 통해 제2소스드레인층(SDL2)의 제2전원전압선(183)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전원전압선(172) 및 제2전원전압선(183)은 제2방향(D2)으로 연장될 수 있다. 제4커패시터전극(CE4)은 제1방향(D1)으로 연장되어, 제1방향(D1)으로 제1전원전압(ELVDD)을 전달하는 역할을 할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이영역(DA)에서 복수개의 제1전원전압선(172)들, 복수개의 제2전원전압선(183)들 및 복수개의 제4커패시터전극(CE4)들은 평면도 상에서 그물(mesh) 구조를 갖는 것으로 나타날 수 있다.
제2트랜지스터(T2)는 제2반도체층 및 제2게이트전극(G2)을 포함한다. 제2반도체층은 제2액티브영역(A2)과, 제2액티브영역(A2) 양측의 제2소스영역(S2) 및 제2드레인영역(D2)을 포함한다. 제2소스영역(S2)은 컨택홀(35)을 통해 상부의 제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 연결전극(175)에 전기적으로 연결되고, 연결전극(175)은 컨택홀(61)을 통해 제2소스드레인층(SDL2)에 위치한 데이터선(181)과 전기적으로 연결되어, 결국 제2소스영역(S2)이 데이터선(181)과 전기적으로 연결되도록 할 수 있다. 제2드레인영역(D2)은 제1트랜지스터(T1)의 제1소스영역(S1)과 전기적으로 연결된다. 즉, 후술하는 것과 같은 바이어스 커패시터(Cbia)의 제1커패시터전극(CE1)은 도 5에 도시된 것과 같이 제1반도체층이나 제2반도체층과 동일한 층에 위치한 반도체층으로 형성되는바, 제2드레인영역(D2)은 제1커패시터전극(CE1)을 통해 제1트랜지스터(T1)의 제1소스영역(S1)과 전기적으로 연결된다. 제2게이트전극(G2)은 제2반도체층과 중첩하는 스캔선(134)의 부분이다.
제5트랜지스터(T5)는 제5반도체층 및 제5게이트전극(G5)을 포함한다. 제5반도체층은 제5액티브영역(A5)과, 제5액티브영역(A5) 양측의 제5소스영역(S5) 및 제5드레인영역(D5)을 포함한다. 제5소스영역(S5)은 컨택홀(39)을 통해 제1전원전압선(172)과 전기적으로 연결되며, 제5드레인영역(D5)은 제1소스영역(S1)과 연결될 수 있다. 제5게이트전극(G5)은 제1액티브층(AL1)과 중첩하는 발광제어선(136)의 일부일 수 있다.
제6트랜지스터(T6)는 제6반도체층 및 제6게이트전극(G6)을 포함한다. 제6반도체층은 제6액티브영역(A6)과, 제6액티브영역(A6) 양측의 제6소스영역(S6) 및 제6드레인영역(D6)을 포함한다. 제6소스영역(S6)은 제1드레인영역(D1)과 연결된다. 제6드레인영역(D6)은 컨택홀(37)을 통해 상부의 제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 연결전극(179)에 전기적으로 연결되고, 연결전극(179)은 컨택홀(63)에 의해 상부의 제2소스드레인층(SDL2)에 위치한 연결전극(185)에 전기적으로 연결되며, 이 연결전극(185)은 컨택홀(64)에 의해 상부에 위치한 유기발광 다이오드(OLED)의 화소전극에 전기적으로 연결되어, 결과적으로 제6드레인영역(D6)이 화소전극에 전기적으로 연결될 수 있다. 제6게이트전극(G6)은 제1액티브층(AL1)과 중첩하는 발광제어선(136)의 일부일 수 있다.
전술한 것과 같이 제2액티브층(AL2)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 그리고 제3트랜지스터(T3), 제4트랜지스터(T4) 및 제7트랜지스터(T7)는 도 8에 도시된 것과 같이 제2액티브층(AL2)의 부분들을 구성요소들로 가질 수 있다.
산화물 반도체를 포함하는 제2액티브층(AL2)은 액티브영역과, 액티브영역의 양 옆의 소스영역 및 드레인영역을 포함할 수 있다. 예컨대 소스영역 및 드레인영역은 산화물 반도체에 수소(H) 계열 가스, 불소(F) 계열의 가스 또는 이들의 조합을 이용한 플라즈마 처리를 통해서 캐리어 농도가 높아진 영역일 수 있다. 소스영역 및 드레인영역은 각각 소스전극 및 드레인전극에 해당할 수 있다. 이하에서는, 소스전극이나 드레인전극 대신 소스영역 및 드레인영역이라는 용어를 사용한다.
제3트랜지스터(T3)는 산화물 반도체를 포함하는 제3반도체층 및 제3게이트전극(G3)을 포함한다. 제3반도체층은 제3액티브영역(A3)과, 제3액티브영역(A3) 양측의 제3소스영역(S3) 및 제3드레인영역(D3)을 포함한다. 제3소스영역(S3)은 컨택홀(41)을 통해 노드연결선(171)에 연결되며, 이 노드연결선(171)은 컨택홀(31)을 통해 제1게이트(G1)에 연결되기에, 결국 제3소스영역(S3)은 제1게이트(G1)에 연결될 수 있다. 또한, 제3소스영역(S3)은 같은 층에 배치된 제4드레인영역(D4)과 연결될 수 있다. 제3드레인영역(D3)은 컨택홀(45)에 의해 연결전극(173)에 전기적으로 연결되고, 연결전극(173)은 컨택홀(33)을 통해 제1트랜지스터(T1)의 제1반도체층 및 제6트랜지스터(T6)의 제6반도체층과 전기적으로 연결되기에, 제3드레인영역(D3)은 제1트랜지스터(T1)의 제1반도체층 및 제6트랜지스터(T6)의 제6반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3게이트전극(G3)은 제2액티브층(AL2)과 교차하는 보상제어선(165)의 일부분(G3b)과, 제2액티브층(AL2)과 교차하는 하부스캔선(145)의 일부분(G3a)을 포함할 수 있다. 즉, 제3게이트전극(G3)은 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다.
제4트랜지스터(T4)는 산화물 반도체를 포함하는 제4반도체층 및 제4게이트전극(G4)을 포함한다. 제4반도체층은 제4액티브영역(A4)과, 제4액티브영역(A4) 양측의 제4소스영역(S4) 및 제4드레인영역(D4)을 포함한다. 제4소스영역(S4)은 컨택홀(47)을 통해 상부의 제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 연결전극(177)에 전기적으로 연결되고, 연결전극(177)은 컨택홀(36)을 통해 제1초기화전압선(137)과 전기적으로 연결되기에, 제4소스영역(S4)은 제1초기화전압선(137)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제4드레인영역(D4)은 컨택홀(41)에 의해 노드연결선(171)에 전기적으로 연결되고, 노드연결선(171)은 컨택홀(31)에 의해 제1게이트전극(G1)에 전기적으로 연결되기에, 제4드레인영역(D4) 제1게이트전극(G1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제4게이트전극(G4)은 제2액티브층(AL2)과 교차하는 상부초기화선(163)의 일부분(G4b)과, 제2액티브층(AL2)과 교차하는 하부초기화선(143)의 일부분(G4a)을 포함할 수 있다. 즉, 제4게이트전극(G4)은 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다.
제7트랜지스터(T7)는 제7반도체층 및 제7게이트전극(G7)을 포함한다. 제7반도체층은 제7액티브영역(A7)과, 제7액티브영역(A7) 양측의 제7소스영역(S7) 및 제7드레인영역(D7)을 포함한다. 제7소스영역(S7)은 컨택홀(43)을 통해 상부의 제1소스드레인층(SDL1)에 위치한 제2초기화전압선(174)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제7드레인영역(D7)은 컨택홀(49)을 통해 연결전극(179)에 전기적으로 연결되고, 연결전극(179)은 컨택홀(37)을 통해 제6드레인영역(D6)에 전기적으로 연결되어, 제7드레인영역(D7)을 제6드레인영역(D6)에 전기적으로 연결시킬 수 있다. 제7게이트전극(G7)은 제2액티브층(AL2)과 중첩하는 상부발광제어선(166)의 일부분(G7b)과, 제2액티브층(AL2)과 중첩하는 하부발광제어선(136)의 일부분(G7a)을 포함할 수 있다. 즉, 제7게이트전극(G7)은 반도체층의 상부 및 하부에 각각 제어전극을 구비한 이중 게이트 구조를 가질 수 있다.
바이어스 커패시터(Cbia)는 제1커패시터전극(CE1) 및 제2커패시터전극(CE2)을 포함한다. 제1커패시터전극(CE1)은 도 5에 도시된 것과 같이 제1액티브층(AL1)에 형성될 수 있다. 구체적으로, 제1커패시터전극(CE1)은 다결정 실리콘층에 전술한 것과 같은 불순물을 도핑하여 형성될 수 있다. 이러한 제1커패시터전극(CE1)은 제1트랜지스터(T1)의 제1소스영역(S1) 및 제5트랜지스터(T5)의 제5드레인영역(D5)과 일체일 수 있다. 제2커패시터전극(CE2)은 제1커패시터전극(CE1)과 중첩하도록 배치된다. 제2커패시터전극(CE2)은 도 9에 도시된 것과 같이, 발광제어선(EL)이 포함하는 상부발광제어선(166)의 일부일 수 있다. 즉, 상부발광제어선(166)과 제2커패시터전극(CE2)은 일체(一體)로 형성될 수 있다. 제1커패시터전극(CE1)과 제2커패시터전극(CE2) 사이에는 제1게이트절연막 내지 제4게이트절연막이 개재되는바, 이 게이트절연막들은 바이어스 커패시터(Cbia)의 유전체층의 역할을 할 수 있다. 도 9에 도시된 것과 같이 i행의 이웃한 두 화소들은 제2커패시터전극(CE2)을 공유할 수 있다.
이와 같은 본 실시예에 따른 디스플레이 장치의 경우, 바이어스 커패시터(Cbia)를 구비하기에 제1트랜지스터(T1)를 온 바이어스 상태로 만들 수 있으며, 이에 따라 히스테리시스 이슈(hysteresis issue) 및 스텝 에피션시 이슈(step efficiency issue)가 발생하지 않거나 그 발생률이 최소화되도록 할 수 있다. 따라서 고품질의 이미지를 디스플레이하는 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 아울러 바이어스 커패시터(Cbia)의 제1커패시터전극(CE1)은 도 5에 도시된 것과 같이 제1트랜지스터(T1)의 제1반도체층이나 제2트랜지스터(T2)의 제2반도체층과 동일한 층에 위치한 제2액티브층(AL2)으로 형성된다. 따라서 별도의 층에 제1커패시터전극(CE1)을 형성하고 이를 컨택홀 등을 통해 제1트랜지스터(T1)의 제1반도체층이나 제2트랜지스터(T2)의 제2반도체층에 전기적으로 연결하는 경우에 비해, 화소의 구조가 간략화되도록 할 수 있다. 그리고 화소의 구조가 간략화되기에, 고해상도의 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
나아가 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)은 도 9에 도시된 것과 같이, 상부초기화선(163), 상부보상제어선(165) 및 상부발광제어선(166)과 동일한 물질로 형성되어 동일한 층에 위치할 수 있다. 특히 제2커패시터전극(CE2)은 상부발광제어선(166)과 일체(一體)일 수 있다. 따라서 별도의 층에 제2커패시터전극(CE2)을 형성하고 이를 컨택홀 등을 통해 상부발광제어선(166)이나 하부발광제어선(136)에 전기적으로 연결하는 경우에 비해, 화소의 구조가 간략화되도록 할 수 있다. 그리고 화소의 구조가 간략화되기에, 고해상도의 유기발광 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
도 12는 도 4의 일부 층들만 발췌하여 도시한 배치도이다. 도 12에 도시된 것과 같이, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)은 하부에 위치하는 스토리지 커패시터(Cst)의 제4커패시터전극(CE4) 및 이에 연결된 브릿지(141)와 중첩하지 않을 수 있다. 하지만 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 포함하는 트랜지스터들 및 커패시터들 등의 구성요소들의 층들 중 일부 층들만 발췌하여 도시한 배치도인 도 13에 도시된 것과 같이, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)은 스토리지 커패시터(Cst)의 제4커패시터전극(CE4)을 덮는 층 상부에 위치하되, 제2커패시터전극(CE2)의 일부가 제4커패시터전극(CE4)의 일부와 중첩하도록 할 수도 있다. 구체적으로, 제2커패시터전극(CE2)의 가장자리들 중 적어도 일부가 제4커패시터전극(CE4) 및 이에 연결된 브릿지(141)와 중첩할 수 있다.
전술한 것과 같이 바이어스 커패시터(Cbia)는 제1트랜지스터(T1)를 온 바이어스 상태로 만드는 역할을 하는바, 이를 위해서는 바이어스 커패시터(Cbia)의 제1커패시터전극(CE1)과 제2커패시터전극(CE2)이 중첩하는 면적을 최대한 늘려, 바이어스 커패시터(Cbia)가 충분한 정전용량을 갖도록 하는 것이 필요하다. 제2커패시터전극(CE2)의 일부가 제4커패시터전극(CE4)의 일부와 중첩하도록, 구체적으로 제2커패시터전극(CE2)의 가장자리들 중 적어도 일부가 제4커패시터전극(CE4) 및 이에 연결된 브릿지(141)와 중첩하도록 함으로써, 제조과정 중의 공차 등의 영향을 최소화하면서도 바이어스 커패시터(Cbia)의 정전용량을 최대화할 수 있다.
지금까지는 유기발광 디스플레이 장치에 대해 설명하였으나 본 발명이 이에 한정되지는 않으며, 상술한 것과 같은 구조를 갖는 화소라면 본 발명의 범위에 속한다. 예컨대 도 2를 참조하여 전술한 화소회로 또는 이와 유사한 화소회로를 갖는 화소로서, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제1커패시터전극(CE1)이 제1트랜지스터(T1)의 제1반도체층과 동일한 층에 위치하고, 바이어스 커패시터(Cbia)의 제2커패시터전극(CE2)이 제4트랜지스터(T4)의 제4게이트전극(G4)이 포함하는 제2부분(G4b)과 동일한 층에 위치하는 화소라면, 본 발명의 범위에 속한다. 물론 그러한 화소를 갖는 디스플레이 장치라면 본 발명의 범위에 속한다.
이와 같이 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 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
T1 내지 T7: 제1트랜지스터 내지 제7트랜지스터
Cst: 스토리지 커패시터 Cbia: 바이어스 커패시터
136: 하부발광제어선 137: 제1초기화전압선
145: 하부보상제어선 163: 상부초기화전압선
165: 상부보상제어선 166: 상부발광제어선
171: 제1전원전압선 174: 제2초기화전압선
181: 데이터선 183: 제2전원전압선
185: 연결전극

Claims (19)

  1. 유기발광 다이오드;
    제1노드에 인가된 전압에 대응하여 전원전압선과 접속된 제2노드로부터 상기 유기발광 다이오드로 흐르는 전류량을 제어하기 위한 제1트랜지스터;
    상기 제1노드와 제1초기화전압선 사이에 접속되는 제4트랜지스터; 및
    상기 제2노드와 상기 발광제어선 사이에 접속되는 바이어스 커패시터;
    를 구비하고,
    상기 바이어스 커패시터의 제1커패시터전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층과 동일한 층에 위치하고, 상기 바이어스 커패시터의 제2커패시터전극은 상기 제4트랜지스터의 제4게이트전극이 포함하는 제2부분과 동일한 층에 위치하는, 화소.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2노드와 데이터선 사이에 접속되며, 스캔신호가 공급될 때 턴-온되는 제2트랜지스터를 더 구비하고,
    상기 제2커패시터전극은 상기 제2트랜지스터의 제2게이트전극을 덮는 층 상부에 위치하는, 화소.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제4게이트전극은, 상기 제2부분 하부에 위치하며 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 동일한 층에 위치하는 제1부분을 포함하는, 화소.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하고,
    상기 제1부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치하는, 화소.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하고,
    상기 제1부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치하며, 상기 제4트랜지스터의 제4반도체층은 상기 제1부분 상부에 위치하고,
    상기 제2커패시터전극은 상기 제4반도체층을 덮는 층 상에 위치하는, 화소.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1반도체층은 실리콘 반도체를 포함하고, 상기 제4반도체층은 산화물 반도체를 포함하는, 화소.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1트랜지스터와 상기 유기발광 다이오드 사이에 접속되며, 발광제어선으로 발광제어신호가 공급될 때 턴-온되는 제6트랜지스터를 더 구비하는, 화소.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제6트랜지스터와 제2초기화전원 사이에 접속되는 제7트랜지스터를 더 구비하고,
    상기 제2커패시터전극은 상기 제7트랜지스터의 제7게이트전극이 포함하는 제4부분과 일체(一體)인, 화소.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제7게이트전극은, 상기 제4부분 하부에 위치하며 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 동일한 층에 위치하는 제3부분을 포함하고,
    상기 제1게이트전극은 상기 제1트랜지스터의 제1반도체층 상부에 위치하며,
    상기 제3부분은 상기 제1게이트전극을 덮는 층 상에 위치하고, 상기 제7트랜지스터의 제7반도체층은 상기 제3부분 상부에 위치하며,
    상기 제2커패시터전극은 상기 제7반도체층을 덮는 층 상에 위치하는, 화소.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1노드와 상기 전원전압선 사이에 접속되는 스토리지 커패시터를 더 구비하고,
    상기 스토리지 커패시터의 제3커패시터전극은 상기 제1트랜지스터의 제1게이트전극과 일체이며,
    상기 스토리지 커패시터의 제4커패시터전극은 상기 제3커패시터전극 상부에 위치하고,
    상기 제2커패시터전극은 상기 제4커패시터전극을 덮는 층 상부에 위치하되, 상기 제2커패시터전극의 일부는 상기 제4커패시터전극의 일부와 중첩하는, 화소.
  11. 기판;
    상기 기판 상에 위치하며, 제1소스영역과, 상기 제1소스영역에 인접하여 위치하는 제1액티브영역과, 상기 제1액티브영역에 인접하여 위치하는 제1드레인영역과, 상기 제1소스영역에 전기적으로 연결된 제1커패시터전극을 포함하는, 제1액티브층;
    상기 제1액티브영역 상부에 위치하는 제1게이트전극을 포함하는, 제1게이트층;
    상기 제1커패시터전극 상부에 위치하는 제2커패시터전극을 포함하는, 제3게이트층; 및
    상기 제1게이트전극에 인가된 전압에 대응하여 상기 제1액티브영역에서 상기 제1드레인영역으로 흐르는 전류에 의해 휘도가 제어되는 유기발광 다이오드;
    를 구비하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1액티브층은 상기 제1액티브영역과 인접하여 위치하는 제1소스영역과, 상기 제1소스영역에 전기적으로 연결된 제2드레인영역과, 상기 제2드레인영역에 인접하여 위치하는 제2액티브영역을 더 포함하고,
    상기 제1게이트층은 상기 제2액티브영역 상부에 위치하며 스캔선의 일부인 제2게이트전극을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1게이트층을 덮는 층 상에 위치하며 하부초기화선의 일부인 제4-1게이트전극을 포함하는 제2게이트층; 및
    상기 제2게이트층을 덮는 층 상에 위치하며, 상기 제4-1게이트전극 상부에 위치하는 제4액티브영역을 포함하는, 제2액티브층;
    을 더 구비하고,
    상기 제3게이트층은, 상기 제2액티브층을 덮는 층 상에 위치하고, 상기 제4액티브영역 상부에 위치하며 상부초기화선의 일부인 제4-2게이트전극을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1액티브층은 실리콘 반도체를 포함하고, 상기 제24액티브층은 산화물 반도체를 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1액티브층은 상기 제1드레인영역에 전기적으로 연결된 제6소스영역과, 상기 제6소스영역에 인접하여 위치하는 제6액티브영역과, 상기 제6액티브영역에 인접하여 위치하는 제6드레인영역을 더 포함하고,
    상기 제1게이트층은 상기 제6액티브영역 상부에 위치하며 하부발광제어선의 일부인 제6게이트전극을 더 포함하며,
    상기 유기발광 다이오드의 화소전극은 상기 제6드레인영역에 전기적으로 연결된, 유기발광 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2액티브층은 제7액티브영역을 더 포함하고,
    상기 제1게이트층은 상기 제7액티브영역과 중첩하며 상기 하부발광제어선의 일부인 제7-1게이트전극을 더 포함하며,
    상기 제3게이트층은 상기 제2커패시터전극과 일체(一體)이고 상기 제7액티브영역과 중첩하며 상부발광제어선의 일부인 제7-2게이트전극을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1게이트전극과 일체(一體)인 제3커패시터전극을 더 구비하고,
    상기 제2게이트층은 상기 제3커패시터전극 상부에 위치하며 전원전압에 전기적으로 연결된 제4커패시터전극을 더 포함하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제2커패시터전극의 일부는 상기 제4커패시터전극의 일부와 중첩하는, 유기발광 디스플레이 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 제1소스영역과 상기 제1커패시터전극은 일체(一體)인, 유기발광 디스플레이 장치.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230109211A (ko) * 2022-01-12 2023-07-20 삼성디스플레이 주식회사 표시패널
CN117836842A (zh) * 2022-06-30 2024-04-05 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及显示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624137B1 (ko) * 2005-08-22 2006-09-13 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 표시장치의 화소회로 및 그의 구동방법
JP2011191449A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Hitachi Displays Ltd 画像表示装置
KR101791664B1 (ko) * 2010-10-28 2017-11-21 삼성디스플레이 주식회사 유기전계발광 표시장치
TWI471844B (zh) * 2012-07-19 2015-02-01 Innocom Tech Shenzhen Co Ltd 顯示面板、畫素驅動電路、驅動畫素方法與電子裝置
KR102491117B1 (ko) 2015-07-07 2023-01-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR102559544B1 (ko) 2016-07-01 2023-07-26 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102470378B1 (ko) * 2017-11-30 2022-11-23 엘지디스플레이 주식회사 게이트 구동 회로 및 이를 포함하는 발광 표시 장치
KR102586225B1 (ko) 2017-12-28 2023-10-06 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시 장치 및 이의 제조방법

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