KR20220085418A - 유기발광 표시장치 - Google Patents

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하용민
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Abstract

본 명세서는 유기발광 표시장치를 개시한다. 상기 유기발광 표시장치는, 제1 서브 화소들이 배치된 제1 표시 영역; 상기 제1 표시 영역보다 작은 밀도로 제2 서브 화소들이 배치된 제2 표시 영역; 상기 제2 표시 영역과 적어도 일부가 중첩되게 배치된 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.

Description

유기발광 표시장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DISPLAY DEVICE}
본 명세서는 유기발광 표시장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상표시장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 유기 발광 소자의 발광량을 제어하여 영상을 표시하는 유기발광 표시장치 등이 각광받고 있다.
유기발광 소자는 전극 사이의 얇은 발광 층을 이용한 자발광 소자로 박막화가 가능하다는 장점이 있다. 일반적인 유기발광 표시장치는 기판에 화소 구동 회로와 유기발광 소자가 형성된 구조를 갖고, 유기발광 소자에서 방출된 빛이 기판 또는 배리어 층을 통과하면서 화상을 표시하게 된다.
유기발광 표시장치는 별도의 광원장치 없이 구현되기 때문에, 다양한 형태로 구현되기에 용이하다. 이때, 플라스틱, 박막 금속(metal foil) 등의 플렉서블 재료가 유기발광 표시장치의 기판으로 사용되어 구조의 다양성을 제공할 수 있다.
한편, 최근에는 모든 표시장치들이 표시 영역의 극대화를 추구하고 있다. 이에 따라, 표시장치의 한정된 평면에 더 많은 표시 영역을 마련하기 위한 연구도 다양하게 수행되고 있으며, 자연히 표시 영역 외곽의 비표시 영역이 차지하는 면적을 최소화하기 위한 방안이 탐색되고 있다.
유기발광 표시장치는 환경에 따라 최고의 사용자 경험을 제공하도록 발전하고 있다. 특히, 기능적 만족감은 물론이고, 표시화면을 최대화하여 사용자가 몰입감과 심미감을 더 크게 느낄 수 있도록 설계되는 추세이다. 이에 본 명세서는 유기발광 표시장치의 외곽부 크기를 저감하여 더 넓은 표시 영역을 제공하는 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다. 본 명세서의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 일 실시예에 따라 유기발광 표시장치가 제공된다. 상기 유기발광 표시장치는, 제1 서브 화소들이 배치된 제1 표시 영역; 상기 제1 표시 영역보다 작은 밀도로 제2 서브 화소들이 배치된 제2 표시 영역; 상기 제2 표시 영역과 적어도 일부가 중첩되게 배치된 게이트 드라이버를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 화소들 또는 상기 제2 서브 화소들 각각은, 산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT) 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)를 포함한 화소 회로를 구비할 수 있다. 상기 게이트 드라이버는, 상기 산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT)로 제어 신호를 보내는 제1 스캔 드라이버 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)로 제어 신호를 보내는 제2 스캔 드라이버를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 게이트 드라이버는, 에미션 드라이버를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 스캔 드라이버는 상기 제2 표시 영역과 중첩할 수 있다. 이때 상기 제2 스캔 드라이버는 상기 제2 서브 화소의 화소 회로와는 중첩하지 않을 수 있다. 상기 제2 스캔 드라이버에 포함된 버퍼 회로부의 일부가 상기 제2 표시 영역과 중첩할 수 있다.
상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 화소보다 더 높은 휘도로 발광하도록 구동될 수 있다.
상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 표시 영역의 일 측 또는 양 측에 위치할 수 있다. 상기 제2 표시 영역은 상기 제1 표시 영역의 양 측에 위치하고, 상기 게이트 드라이버는 상기 제2 표시 영역보다 더 외곽에 위치할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 명세서의 실시예들은, 외곽부의 크기 및 면적을 저감한 표시장치를 제공할 수 있다. 이에 본 명세서의 실시예들은, 심미감 및/또는 휴대성이 증진된 표시장치를 제공할 수 있다. 본 명세서의 실시예들은, 체감 화질 저하 문제가 개선된 유기발광 표시장치를 제공할 수 있다. 더 구체적으로, 본 명세서의 실시예들은, 유기발광 표시장치의 시야 각에 따라 인지 화질이 받는 영향을 저감할 수 있다 이에 따라 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 다양한 환경에서의 사용성이 향상될 수 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소 회로를 나타낸 회로도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 비표시 영역 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 게이트 드라이버를 나타낸 구성도이다.
도 5a 내지 5c는 도 4의 게이트 드라이버를 구성하는 회로의 일 예이다.
도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 서브 화소들 및 게이트 드라이버를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 일 부분을 확대한 도면이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다. 구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. 소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 명세서의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 유기발광 표시장치(100)는 적어도 하나의 표시 영역(active area, AA)을 포함하고, 상기 표시 영역에는 화소(pixel)들의 어레이(array)가 배치된다. 한 개의 화소는 복수 개의 서브 화소(sub pixel)를 포함할 수 있다. 이때, 서브 화소(R, G, B)는 한가지 색을 표현하기 위한 최소 단위이다. 한 개의 서브 화소를 구동하는 화소 회로는 유기발광 소자, 복수의 트랜지스터와 커패시터, 복수의 배선을 포함할 수 있다.
하나 이상의 비표시 영역(inactive area, IA)이 상기 표시 영역(AA)의 주위에 배치될 수 있다. 즉, 상기 비표시 영역(IA)은, 표시 영역(AA)의 하나 이상의 측면에 인접할 수 있다. 도 1에서, 상기 비표시 영역(IA)은 사각형 형태의 표시 영역을 둘러싸고 있다. 그러나, 표시 영역(AA)의 형태 및 표시 영역에 인접한 비표시 영역(IA)의 형태/배치는 도 1에 도시된 예에 한정되지 않는다. 상기 표시 영역(AA) 및 상기 비표시 영역(IA)은, 상기 표시장치(100)를 탑재한 전자장치의 디자인에 적합한 형태일 수 있다. 상기 표시 영역(AA)의 예시적 형태는 오각형, 육각형, 원형, 타원형 등이다.
상기 표시 영역(AA) 내의 각 서브 화소는 화소 회로와 연관될 수 있다. 상기 화소 회로는, 하나 이상의 스위칭 트랜지스터 및 하나 이상의 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다. 각 화소 회로는, 상기 비표시 영역에 위치한 게이트 드라이버, 데이터 드라이버 등과 통신하기 위해 신호 라인(게이트 라인, 데이터 라인 등)과 전기적으로 연결될 수 있다. 게이트 드라이버, 데이터 드라이버는 타이밍 콘트롤러(timing controller, TCON)의 제어 하에 표시 영역(AA)의 화소들에 입력 영상의 데이터를 기입한다.
상기 게이트 드라이버는 상기 비표시 영역(IA) 기판 위에 TFT(thin film transistor)로 구현될 수 있다. 이러한 게이트 드라이버는 GIP(gate-in-panel)로 지칭될 수 있다. 상기 게이트 드라이버(GIP)는 타이밍 콘트롤러의 제어 하에 게이트 신호들(SCAN, EM 등)를 출력하여 데이터 전압이 충전되는 화소들을 선택한다. 상기 게이트 드라이버(GIP)는 쉬프트 레지스터(shift register)를 이용하여 상기 게이트 신호들을 게이트 라인들에 순차적으로 공급할 수 있다. 상기 게이트 드라이버(GIP)는 유기발광 표시장치(100)의 일측 비표시 영역(IA)에 배치되거나, 또는 양측 비표시 영역(IA)에 배치될 수 있다.
데이터 드라이버 IC와 같은 몇몇 부품들은, 분리된 인쇄 회로 기판에 탑재되고, FPCB(flexible printed circuit board), COF(chip-on-film), TCP(tape-carrier-package) 등과 같은 회로 필름을 통하여 상기 비표시 영역에 배치된 연결 인터페이스(패드, 범프, 핀 등)와 결합될 수 있다. 상기 인쇄 회로(COF, PCB 등)는 상기 표시장치(100)의 뒤편에 위치될 수 있다.
상기 유기발광 표시장치(100)는, 다양한 신호를 생성하거나 표시 영역내의 화소를 구동하기 위한, 다양한 부가 요소들 포함할 수 있다. 상기 화소를 구동하기 위한 부가 요소는 인버터 회로, 멀티플렉서, 정전기 방전(electro static discharge: ESD) 회로 등을 포함할 수 있다. 상기 유기발광 표시장치(100)는 화소 구동 이외의 기능과 연관된 부가 요소도 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 유기발광 표시장치(100)는 터치 감지 기능, 사용자 인증 기능(예: 지문 인식), 멀티 레벨 압력 감지 기능, 촉각 피드백(tactile feedback) 기능 등을 제공하는 부가 요소들을 포함할 수 있다. 상기 언급된 부가 요소들은 상기 비표시 영역(IA) 및/또는 상기 연결 인터페이스와 연결된 외부 회로에 위치할 수 있다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 화소 회로를 나타낸 회로도이다.
서브 화소들 각각은 화소 회로를 포함한다. 상기 화소 회로는 유기발광 소자(EL), 다수의 박막 트랜지스터(DT, M1, M2, M3), 커패시터(Cst, Cvdd)를 포함할 수 있다. 상기 화소 회로는 데이터 라인(DL1)과 게이트 라인(GL1, GL2, GL3)에 연결될 수 있다. 화소 회로는 도 2에 도시된 회로로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 화소 회로는 도 2의 예와 같이, 산화물(Oxide) 트랜지스터 및 저온 다결정 실리콘(Low Temperature Poly Silicon, LTPS) 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 상기 산화물 박막 트랜지스터(Oxide TFF)는 n 타입 TFT(NMOS)로 구현될 수 있다. 상기 산화물 TFT는 오프 상태에서 누설 전류가 작은 장점이 있다. 상기 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)는 p 타입 TFT(PMOS)로 구현될 수 있다. 상기 LTPS TFT는 캐리어의 이동도가 높아 구동 효율과 소비 전력에 장점이 있다. 본 명세서의 실시예들에 따른 유기발광 표시장치는, 서로 특성이 다른 LPTS TFT와 산화물 TFT를 하나의 화소 회로에 배치함으로써, 최적의 기능을 제공할 수 있다.
도 2에 도시된 화소 회로의 경우, 서브 화소 각각에 제1 게이트 신호(SCAN1), 제2 게이트 신호(SCAN2), 제3 게이트 신호(EM) 등의 게이트 신호들이 인가된다. 상기 화소 회로는 화소 구동 전압(VDD)을 서브 화소에 공급하는 제1 전원 라인(PL1), 초기화 전압(VINI)을 서브 화소에 공급하는 제2 전원 라인(PL2), 저전위 전원 전압(VSS)을 서브 화소에 공급하는 VSS 전극 등을 더 포함할 수 있다. 상기 전원 라인들은 전원 회로에 연결된다.
유기발광 소자(EL)는 OLED로 구현될 수 있다. 유기발광 소자(EL)는 데이터 전압(Vdata)에 따라 구동 TFT(DT)에 의해 조절되는 전류량으로 발광한다. 유기발광 소자(EL)의 전류패스는 제2 TFT(M2)에 의해 스위칭된다. 유기발광 소자(EL)는 애노드와 캐소드 사이에 형성된 유기 화합물층을 포함한다. 상기 유기 화합물층은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 유기발광 소자(EL)의 애노드는 제3 노드(n3)에 연결되고, 캐소드는 저전위 전원 전압(VSS)이 인가되는 VSS 전극에 연결된다.
제1 커패시터(Cst)는 제1 노드(n1)와 제2 노드(n2) 사이에 연결된다. 제2 커패시터(Cvdd)는 화소 구동 전압(VDD)이 공급되는 제1 전원 라인(PL1)과 제2 노드(n1) 사이에 연결된다. 화소 구동 전압(VDD)은 제1 전원 라인(PL1)을 통해 서브 화소에 공급된다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 비표시 영역 중 일부를 나타낸 도면이다.
상기 유기발광 표시장치는 기판(101), 박막 트랜지스터, 유기발광 소자 및 각종 기능 층들을 포함할 수 있다.
상기 기판(101)은, 그 상부에 배치되는 유기발광 표시장치(100)의 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 한다. 상기 기판(101)은 플렉서블(Flexible) 특성을 가지는 연성의 물질로 이루어진 플렉서블 기판일 수 있다. 상기 기판(101)은 유리 또는 플라스틱 기판일 수 있다. 플라스틱 기판인 경우, 폴리이미드 계열 또는 폴리 카보네이트 계열 물질이 사용되어 가요성(flexibility)를 가질 수 있다. 특히, 폴리이미드는 고온의 공정에 적용될 수 있고, 코팅이 가능한 재료이기에 플라스틱 기판으로 많이 사용된다.
버퍼 층(103)은 기판(101) 또는 하부의 층들에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 전극/전선을 보호하기 위한 기능 층이다. 상기 버퍼 층(buffer layer)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 또는 이들의 다층으로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼 층(103)은 멀티 버퍼(multi buffer,) 및/또는 액티브 버퍼(active buffer)를 포함할 수 있다. 상기 멀티 버퍼는 질화실리콘(SiNx) 및 산화실리콘(SiOx)이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 기판(101)에 침투한 수분 및/또는 산소가 확산되는 것을 지연시킬 수 있다. 상기 액티브 버퍼는 트랜지스터의 반도체 층을 보호하며, 기판(101)으로부터 유입되는 다양한 종류의 결함을 차단하는 기능을 수행한다. 상기 액티브 버퍼는 비정질 실리콘(a-Si) 등으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터는 게이트 전극, 소스 및 드레인 전극, 반도체 층을 포함한다. 상기 반도체 층은 비정질 실리콘(Amorphous Silicon), 다결정 실리콘(Polycrystalline Silicon), 금속 산화물 등으로 구성될 수 있다. 상기 반도체 층은 p형 또는 n형의 불순물을 포함하는 소스 영역(Source Region), 드레인 영역(Drain Region) 및 소스 영역 및 드레인 영역 사이의 채널(Channel)을 포함할 수 있고, 채널과 인접한 소스 영역 및 드레인 영역 사이에는 저농도 도핑 영역을 포함할 수 있다.
게이트 절연 층(105)은 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일 층 또는 다중 층으로 구성된 절연막이며, 반도체 층에 흐르는 전류가 게이트 전극으로 흘러가지 않도록 마련된다.
실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 질화물(SiNx)의 단일 층이나 다중 층으로 구성된 층간 절연 층(106)이 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극을 서로 절연시키기 위해서 게이트 전극과 소스 및 드레인 전극 사이에 배치될 수 있다.
평탄화 층(109)이 박막 트랜지스터 상에 배치된다. 평탄화 층(109)은 박막 트랜지스터를 보호하고 박막 트랜지스터로 인해서 발생되는 단차를 완화시키며, 박막 트랜지스터와 게이트 라인 및 데이터 라인, 유기발광 소자 사이에 발생되는 기생 정전 용량(Parasitic-Capacitance)을 감소시킨다. 평탄화 층(109)은 아크릴계 수지 (Acrylic Resin), 에폭시 수지 (Epoxy Resin), 페놀 수지 (Phenolic Resin), 폴리아미드계 수지 (Polyamides Resin), 폴리이미드계 수지 (Polyimides Resin), 불포화 폴리에스테르계 수지 (Unsaturated Polyesters Resin), 폴리페닐렌계 수지 (Polyphenylene Resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지 (Polyphenylenesulfides Resin), 및 벤조사이클로부텐 (Benzocyclobutene) 중 하나 이상의 물질로 형성될 수 있다.
뱅크(110)는 애노드 및 평탄화 층(109) 상에 배치되고, 실제로 광을 발광하는 영역을 정의할 수 있다. 상기 뱅크(110)는 애노드 상에 포토 레지스트(Photoresist)를 형성한 후에 사진 식각 공정(Photolithography)에 의해 형성된다. 포토 레지스트는 광의 작용에 의해 현상액에 대한 용해성이 변화되는 감광성 수지를 말하며, 포토 레지스트를 노광 및 현상하여 특정 패턴이 얻어질 수 있다.
비표시 영역(IA)은, 도 1에 도시된 바와 같이 표시 영역(AA)의 외곽에 위치할 수 있으며, 그 위에 구동 회로(예: GIP), 전원 배선 등이 배치될 수 있다. 비표시 영역(IA)에는 화소 회로 및 발광 소자가 배치되지 않지만 기판(101)과 유기/무기 기능 층들(103, 105, 106, 109 등)은 존재할 수 있다. 또한 상기 비표시 영역(IA)에는 표시 영역(AA)의 구성에 사용된 물질들이 다른 용도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역 TFT의 게이트 전극과 동일한 금속(104'), 또는 소스/드레인 전극과 동일한 금속(108')이 배선 또는 전극용으로 비표시 영역(IA)에 배치될 수 있다. 더 나아가, 유기발광 다이오드의 일 전극(예: 애노드)과 동일한 금속(112')이 배선, 전극용으로 비표시 영역(IA)에 배치될 수도 있다.
유기발광 소자의 상부를 봉지 층(120)이 덮는다. 봉지 층은 유리, 금속, 산화 알루미늄(AlOx) 또는 실리콘(Si) 계열 물질로 이루어진 무기막으로 구성되거나, 또는 유기막과 무기막이 교대로 적층된 구조일 수도 있다. 무기막(121, 123)은 수분이나 산소의 침투를 차단하는 역할을 하고, 유기막(122)은 무기막(121)의 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
유기막(122)은 일정 정도의 흐름성이 있어, 도포 중에 비표시 영역의 외곽으로 흐를 수 있다. 이에 차단 구조물(190)이 유기막(122)이 비표시 영역(IA)에 퍼지는 것을 제어하도록 배치된다. 도 3에는 차단 구조물(댐)이 2개 배치된 것으로 도시되었으나, 댐은 다른 개수로도 배치될 수 있다. 또한, 댐(190)은 표시 영역(AA)을 둘러싸도록 배치되거나 표시 영역(AA)내에 배치될 수도 있다. 댐(190)은 적어도 하나 이상의 물질을 사용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 댐(190)은 평탄화 층(109), 뱅크(110) 등을 형성하는데 사용되는 물질을 사용하여 만들어질 수 있다.
비표시 영역(IA)에 배치된 각종 회로와 전극/전선은 게이트 금속(104') 및/또는 소스/드레인 금속(108')으로 만들어질 수 있다. 이때, 게이트 금속(104')은 TFT의 게이트 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성되며, 소스/드레인 금속(108')은 TFT의 소스/드레인 전극과 동일한 물질로 동일 공정에서 형성된다.
예를 들어, 소스/드레인 금속은 전원(예: 저준위 전원(VSS), 고준위 전원(VDD) 등) 배선(108')으로 사용될 수 있다. 이때, 전원 배선(108')은 금속 층(112')과 연결되고, 유기발광 다이오드의 캐소드(116)는 상기 소스/드레인 금속(108') 및 금속 층(112')과의 연결을 통해 전원을 공급받을 수 있다. 상기 금속 층(112')은 전원 배선(108')과 접촉하고, 평탄화 층(109)의 최외곽 측벽을 타고 연장되어 평탄화 층(109) 상부에서 캐소드(116)와 접촉할 수 있다. 상기 금속 층(112')은 유기발광 다이오드의 애노드와 동일한 물질로 동일한 공정에서 형성된 금속 층일 수 있다.
도 4는 본 명세서의 일 실시예에 따른 게이트 드라이버를 나타낸 구성도이고, 도 5a 내지 5c는 도 4의 게이트 드라이버를 구성하는 회로의 일 예이다.
상기 게이트 드라이버(GIP)는 다수의 스테이지들로 이루어진 쉬프트 레지스터로 구현될 수 있다. 각 스테이지는 Q 노드와 QB 노드의 전위에 따라 스캔 신호를 게이트 오프 전압 또는 게이트 온 전압으로 출력한다. 게이트 오프 전압의 스캔 신호는 스위창 TFT들을 턴 오프 시킬 수 있는 전압이고, 게이트 온 전압의 스캔 신호는 스위칭 TFT들을 턴 온 시킬 수 있는 전압이다. 각 스테이지에서 Q 노드가 활성화되는 동안 게이트 온 전압의 스캔 신호가 출력되고, QB 노드가 활성화 되는 동안 게이트 오프 전압의 스캔 신호가 출력 된다. 게이트 드라이버(GIP)는 스캔 신호(SCAN)를 생성하는 스캔 드라이버(SN[n], SP[n])와 발광 신호(EM)를 생성하는 에미션 드라이버(EM[n])를 포함할 수 있다.
상기 스캔 드라이버(SN[n], SP[n])는 스캔 신호(SCAN)를 지정된 게이트라인들에 라인 순차 방식으로 공급할 수 있다. 본 명세서의 일 실시예에 따른 스캔 드라이버는 산화물 TF에 스캔 신호를 제공하는 제1 스캔 드라이버(SN[n])와 LTPS TFT에 스캔 신호를 제공하는 제2 스캔 드라이버(SP[n])를 포함할 수 있다.
또 상기 에미션 드라이버(EM[n])는 에미션 신호(EM)를 지정된 게이트라인들에 라인 순차 방식으로 공급할 수 있다. 상기 에미션 드라이버(EM[n])는 다수의 스테이지들로 이루어진 게이트 쉬프트 레지스터로 구현될 수 있다. 한편, 에미션 드라이버(EM[n])는 상기 제1 스캔 드라이버(SN[n])와 제2 스캔 드라이버(SP[n]) 사이에 위치할 수 있다.
도 5a는 상기 제1 스캔 드라이버(SN[n])의 예시 회로이고, 5b는 에미션 드라이버(EM[n])의 예시 회로이고, 5c는 제2 스캔 드라이버(SP[n])의 예시 회로이다.
상기 제1 스캔 드라이버(SN[n])는 7개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, TA)와 3개의 커패시터(CQ, CQB, C_ON)로 구성될 수 있다. 상기 트랜지스터들과 커패시터들의 연결관계는 도 5a에 도시된 바와 같다. 또 상기 제2 스캔 드라이버(SP[n])는 8개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7, TA)와 2개의 커패시터(CQ, CQB, C_ON)로 구성될 수 있다. 상기 트랜지스터들과 커패시터들의 연결관계는 도 5c에 도시된 바와 같다.
한편, 상기 에미션 드라이버(EM[n])는 상기 제1 스캔 드라이버(SN[n])와 유사하게 7개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, TA)와 3개의 커패시터(CB, CQB, C_ON)로 구성될 수 있다. 상기 트랜지스터들과 커패시터들의 연결관계는 도 5b에 도시된 바와 같다.
그런데 상기의 게이트 드라이버는 시프트 레지스터 회로와 인버터 회로의 복잡도 및 레이아웃의 한계로 내로우 베젤(narrow bezel)로 구현하기에는 어려움이 있다. 이에 본 발명의 발명자들은 게이트 드라이버(GIP)를 더 적은 면적에 효과적으로 배치할 수 있는 구조를 고안하였다.
도 6은 본 명세서의 다른 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 서브 화소들 및 게이트 드라이버를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 일 부분을 확대한 도면이다.
도 6의 각 구성요소 중에서, 도 1 내지 도 4과 동일한 구성요소에 대한 중복 설명은 생략한다. 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(600)는, 외곽부(베젤)의 면적을 감소할 수 있는 게이트 드라이버(GIP)의 배치 구조를 갖는다. 일 구현 예로서, 상기 유기발광 표시장치(600)는 게이트 드라이버(GIP)를 표시 영역과 겹치도록 배치하여 베젤을 저감하면서, 중첩 부분에는 화소들을 다르게 배열할 수 있다. 이하 도 6 및 7을 참조하여 상기 유기발광 표시장치(600)를 설명한다.
상기 유기발광 표시장치(600)는, 표시 영역(AA1, AA2)과 그 주변의 비표시 영역(IA)을 갖는다. 상기 표시 영역은 제1 표시 영역(AA1)과 제2 표시 영역(AA2)으로 구분된다. 상기 제1 표시 영역(AA1)에는 제1 화소들이 배치되고, 상기 제1 표시 영역(AA1)에 인접한 제2 표시 영역(AA2)에는 제2 화소들이 배치된다.
상기 제2 표시 영역(AA2)은 상기 제1 표시 영역(AA1)의 일 측 또는 양 측에 위치할 수 있다. 도 6에는 상기 제2 표시 영역(AA2)이 상기 제1 표시 영역(AA1)의 일 측(좌측)에 위치하는 것으로 나타내었다.
상기 게이트 드라이버(GIP)는, 상기 제1 표시 영역(AA1)의 일 측 또는 양 측에 위치한다. 그리고, 상기 게이트 드라이버(GIP)는 상기 제2 표시 영역(AA2)보다 더 외곽에 위치한다. 도 6의 예에서 상기 게이트 드라이버(GIP)는 상기 제1 표시 영역(AA1)의 일 측(좌측)에 있으면서 상기 제2 표시 영역(AA2)보다 더 좌측 외곽에 위치한다.
상기 제1 화소들과 제2 화소들 각각은 하나 이상의 서브 화소로 구성될 수 있다. 상기 각각의 서브 화소(R, G, B)는 유기발광 소자, 화소 회로, 배선, 전극 등을 포함한다. 도 6에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 서브 화소들로 구성된 화소들이 도시되었지만, 본 명세서의 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 도 6에는 상기 제1 표시 영역(AA1)과 제2 표시 영역(AA2)에 배열된 서브 화소들의 크기/모양이 같게 도시되었지만, 양 영역의 서브 화소들은 크기/모양이 서로 다를 수도 있다.
상기 제2 표시 영역(AA2)에 배치된 제2 화소들의 밀도(또는 해상도)는 상기 제1 표시 영역(AA1)에 배치된 제1 화소들의 밀도보다 낮을 수 있다. 즉, 상기 제2 표시 영역(AA2)은 단위 면적당 (서브) 화소 개수가 상기 제1 표시 영역(AA1)보다 적을 수 있다.
상기 제1 및 상기 제2 서브 화소들은 발광을 제어하는 화소 회로를 구비할 수 있다. 이때 상기 제1 서브 화소들 및/또는 상기 제2 서브 화소들 각각은, 산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT) 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)를 포함한 화소 회로를 구비할 수 있다. 즉, 상기 제1 서브 화소들 및/또는 상기 제2 서브 화소들 각각은,, 도 2에 예시한 것과 같이, 산화물 TFT와 LTPS TFT가 복합된 화소 회로를 포함할 수 있다.
이처럼 표시 영역(AA1, AA2)에 마련된 서브 화소들이 여러 종류의 TFT로 구성됨에 따라, 게이트 드라이버(GIP)도 그에 맞게 구현될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 게이트 드라이버는, 상기 산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT)로 제어 신호를 보내는 제1 스캔 드라이버(SN); 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)로 제어 신호를 보내는 제2 스캔 드라이버(SP)를 포함할 수 있다. 상기 제1 스캔 드라이버(SN)와 제2 스캔 드라이버(SP)는 각각 제어 신호를 생성하는 기능부(로직(logic) 회로부)와, 생성된 제어 신호를 전달하는 기능부(버퍼(buffer) 회로부)를 포함할 수 있다.
상기 게이트 드라이버는, 화소 회로에 발광 제어 신호를 생성/송신하는 에미션 드라이버(EM)를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 에미션 드라이버(EM)는 상기 제1 스캔 드라이버(SN)와 제2 스캔 드라이버(SP) 사이에 있는 하나의 블럭으로 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이 도 4와 같은 구조의 게이트 드라이버(GIP)는 회로의 복잡도 때문에 많은 면적을 차지하고 있었다. 그러나, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(600)는 제1 표시 영역(AA1)의 외곽 부분, 즉 게이트 드라이버(GIP)와 인접하는 제2 표시영역(AA2)에 여분의 공간이 있다. 이러한 여분의 공간은 저해상도로 화소가 배열됨에 따라 마련된 것인데, 이 공간에 게이트 드라이버(GIP)의 일부분이 배치되면, 게이트 드라이버(GIP)가 표시 영역 쪽으로 더 가까이 이동할 수 있다. 이에 따라 게이트 드라이버(GIP)가 차지하던 비표시 영역(IA)이 작아지면서, 베젤 너비가 기존 구조보다 줄어들 수 있다.
상기 게이트 드라이버(GIP) 배치의 일 실시예로서, 도 7과 같이, 상기 제2 표시 영역(AA2)와 그에 인접한 게이트 드라이버(예: 제2 스캔 드라이버(SP)가 서로 중첩할 수 있다. 이렇게 두 부분이 겹칠 수 있는 것은, 상기 제2 표시 영역(AA2)은 해상도가 낮아서 서브 화소가 배치되지 않는 부분이 많기 때문이다. 즉, 서브 화소가 제1 표시 영역(AA1)에 비해 듬성듬성 배치되므로, 서브 화소 회로가 없는 빈 부분에 게이트 드라이버(GIP)가 놓일 수 있는 것이다.
도 7의 경우에는 제1 표시 영역(AA1) 옆에 제2 표시 영역(AA2)이 있고, 상기 제2 표시 영역(AA2)에 인접하여 게이트 드라이버(GIP)가 위치한다. 그리고 상기 게이트 드라이버(GIP)는 제2 표시 영역(AA2)에서 가까운 곳에서 먼 방향으로 제2 스캔 드라이버(SP), 에미션 드라이버(EM), 제1 스캔 드라이버(SN)가 차례로 배치된다. 이러한 배치 관계에서 상기 제2 스캔 드라이버(SP)의 적어도 일부분이 제2 표시 영역(AA2)과 겹치게 된다. 이때 상기 제2 스캔 드라이버(SP)는 상기 제2 표시 영역(AA2)의 빈 부분에만 위치하고, 상기 제2 서브 화소의 화소 회로와는 중첩하지 않을 수 있다. 이는 배치 설계의 편의성을 위함이다.
도 7의 예를 보면, 상기 제2 스캔 드라이버(SP)에 포함된 버퍼 회로부(SP[n] Buffer)의 일부가 상기 제2 표시 영역(AA2)과 중첩할 수 있다. 즉, 서브 화소와 다른 행에 있는 제2 스캔 드라이버(SP[n])는, 그 버퍼 회로부(SP[n] Buffer)가 서브 화소의 위(또는 아래)로 옮겨지고, 그렇게 마련된 여분의 공간에 아래(또는 위) 행의 로직 회로부 일부(예: SP[n+1] Logic)가 배치된다. 그 결과 상기 아래(또는 위) 행의 스캔 드라이버가 더 여유있게 배치될 수 있다. 특히 서브 화소와 같은 행에 배열된 스캔 드라이버(SP[n+1])의 배치 공간이 훨씬 넉넉해질 수 있다.
상기 제1 표시 영역(AA1)과 제2 표시 영역(AA2)은 서로 해상도가 다르기에 그 경계선이 유별나게 인지될 수 있다. 상기 경계선은 암선 또는 휘선으로 인지되어 표시 품질을 떨어뜨릴 수 있으므로, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(600)는 그에 대한 보완 방안을 적용했다.
이에 상기 제1 표시 영역(AA1)의 제1 서브 화소와 제2 표시 영역(AA2)의 제2 서브 화소는 서로 다른 방식으로 구동될 수 있다. 일 예로 상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 화소보다 더 높은 휘도로 발광하도록 구동될 수 있다. 제2 표시 영역(AA2)의 화소 개수가 적으므로 발생하는 밝기 차이를 보상하기 위함이다. 이러한 보상은 영역 별로 감마(gamma), 게인(gain) 등을 다르게 제어함으로써 수행될 수 있다.
한편, 경계부 시인을 완화하기 위해, 본 실시예에 따른 유기발광 표시장치(600)는 제2 표시 영역(AA2)과의 경계에 있는 제1 표시 영역(AA1)의 서브 화소들을 다르게 구동할 수도 있다. 예컨대, 경계부에 있는 서브 화소는, 제2 표시 영역(AA2)의 서브 화소와 제1 표시 영역(AA1)의 서브 화소의 중간 휘도로 구동될 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서의 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 명세서는 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 그 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 당업자에 의해 기술적으로 다양하게 연동 및 구동될 수 있으며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시되거나 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 제1 서브 화소들이 배치된 제1 표시 영역;
    상기 제1 표시 영역보다 작은 밀도로 제2 서브 화소들이 배치된 제2 표시 영역;
    상기 제2 표시 영역과 적어도 일부가 중첩되게 배치된 게이트 드라이버를 포함하는 유기발광 표시장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 서브 화소들 또는 상기 제2 서브 화소들 각각은,
    산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT) 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)를 포함한 화소 회로를 구비한, 유기발광 표시장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는,
    상기 산화물 박막 트랜지스터(oxide TFT)로 제어 신호를 보내는 제1 스캔 드라이버 및 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터(LTPS TFT)로 제어 신호를 보내는 제2 스캔 드라이버를 포함하는, 유기발광 표시장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는, 에미션 드라이버를 더 포함하는 유기발광 표시장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 스캔 드라이버는 상기 제2 표시 영역과 중첩하는 유기발광 표시장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 스캔 드라이버는 상기 제2 서브 화소의 화소 회로와는 중첩하지 않는 유기발광 표시장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 스캔 드라이버에 포함된 버퍼 회로부의 일부가 상기 제2 표시 영역과 중첩하는 유기발광 표시장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 서브 화소는 상기 제1 서브 화소보다 더 높은 휘도로 발광하도록 구동되는 유기발광 표시장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 게이트 드라이버는, 상기 제1 표시 영역의 일 측 또는 양 측에 위치한 유기발광 표시장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 표시 영역은 상기 제1 표시 영역의 양 측에 위치하고,
    상기 게이트 드라이버는 상기 제2 표시 영역보다 더 외곽에 위치한 유기발광 표시장치.
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