KR20220094812A - 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이물질이 발생될 경우에 이물질로 인한 광 효율 저하를 최소화할 수 있는 표시장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 서브 화소가 구비된 기판, 복수의 서브 화소 각각에 구비된 제 1 전극, 제 1 전극 상에 위치하는 유기발광층, 유기발광층 상에 구비된 제 2 전극, 및 제 2 전극의 제 1 부분에 구비된 전도성 억제부를 포함하고, 제 2 전극은 코어물질을 포함하는 금속 산화물이고, 전도성 억제부는 전도성 억제물질을 포함한다.
Description
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 이에 따라, 최근에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel)와 같은 비자발광 표시 장치 및 유기발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Display), 퀀텀닷발광표시장치(QLED: Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 전계발광표시장치(Electroluminescence Display) 등 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
표시장치들 중에서 유기발광표시장치 및 퀀텀닷발광표시장치는 자체발광형으로서, 액정표시장치(LCD)에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며, 별도의 백라이트가 필요하지 않아 경량 박형이 가능하며, 소비전력이 유리한 장점이 있다. 최근에는 사용자가 표시장치를 투과해 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투명표시장치에 대한 연구도 활발히 진행되고 있다.
한편, 이러한 유기발광표시장치는 화소전극, 유기발광층, 및 공통전극을 갖는 발광소자를 포함하며, 화소전극, 유기발광층, 및 공통전극이 순차적으로 형성될 수 있다. 그런데, 발광소자를 형성하는 공정에서 파티클(particle)과 같은 이물질이 발생할 가능성이 높은데, 이러한 이물질로 인해 공통전극과 화소전극이 접촉되어 쇼트가 발생될 수 있다. 공통전극과 화소전극 간에 쇼트가 발생될 경우, 유기발광층에 전류가 흐르지 않기 때문에 화소 전체의 발광이 불가능하여 광 효율이 저하될 수 있다.
본 발명은 이물질이 발생될 경우에 이물질로 인한 광 효율 저하를 최소화할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 서브 화소가 구비된 기판, 복수의 서브 화소 각각에 구비된 제 1 전극, 제 1 전극 상에 위치하는 유기발광층, 유기발광층 상에 구비된 제 2 전극, 및 제 2 전극의 제 1 부분에 구비된 전도성 억제부를 포함하고, 제 2 전극은 코어물질을 포함하는 금속산화물이고, 전도성 억제부는 전도성 억제물질을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치는 투과 영역과 복수의 서브 화소가 구비된 기판, 복수의 서브 화소 각각은 기판 상에 구비된 제 1 전극, 제 1 전극 상에 위치하는 유기발광층, 유기발광층 상에 구비된 제 2 전극, 및 제 2 전극의 제 1 부분을 덮는 전도성 억제부를 포함하고, 전도성 억제부에 덮힌 제 2 전극의 제 1 부분은 비전도성을 갖는다.
본 발명은 파티클과 같은 이물질이 발생될 경우, 이물질로 인해 제 1 전극과 접촉된 제 2 전극이 전도성 억제부에 의해 절연화되도록 구비됨으로써, 이물질이 발생한 영역만 암점화되고 화소의 나머지 영역은 정상 구동시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 이물질이 발생한 영역만 암점화되고, 화소의 나머지 영역은 정상 구동시킬 수 있어서 이물질이 발생하더라도 광 효율 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명은 전도성 억제부를 이용하여 이물질로 인해 제 1 전극과 접촉된 제 2 전극을 절연화시킴으로써, 제 2 전극을 산화시키는 경우에 비해 유기발광층이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 제 1 기판, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 3은 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5는 제 2 전극의 제 1 부분에 혼합되는 Hf와 Ga의 농도에 따른 저항의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 전도성 억제부에 의해 절연화되기 전의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이다.
도 6b는 전도성 억제부에 의해 절연화된 후의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제 2 전극이 절연화된 후 발광되는 단위 화소를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 선 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 2는 도 1의 제 1 기판, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
도 3은 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5는 제 2 전극의 제 1 부분에 혼합되는 Hf와 Ga의 농도에 따른 저항의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a는 전도성 억제부에 의해 절연화되기 전의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이다.
도 6b는 전도성 억제부에 의해 절연화된 후의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제 2 전극이 절연화된 후 발광되는 단위 화소를 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 선 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 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 발명의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 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 명세서에서 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
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.
"X축 방향", "Y축 방향" 및 "Z축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 발명의 여러 실시 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이며, 도 2는 도 1의 제 1 기판, 소스 드라이브 IC, 연성필름, 회로보드, 및 타이밍 제어부를 보여주는 평면도이다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치가 유기발광표시장치(Organic Light Emitting Display)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 유기발광표시장치뿐만 아니라, 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 퀀텀닷발광표시장치 (Quantum dot Lighting Emitting Diode) 및 전기영동 표시장치(Electrophoresis display) 중 어느 하나로 구현될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 표시 패널의 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 투과 영역(TA)을 더 포함하는 유기발광표시장치뿐만 아니라, 투과 영역(TA)을 포함하는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 투과 영역(TA)을 포함하는 전계 방출 표시장치(Field Emission Display), 투과 영역(TA)을 포함하는 퀀텀닷발광표시장치 (Quantum dot Lighting Emitting Diode) 및 투과 영역(TA)을 포함하는 전기영동 표시장치(Electrophoresis display) 중 어느 하나로 구현될 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치는 투명표시장치로 구현될 수도 있다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 표시패널(DP), 게이트 구동부(GD), 소스 드라이브 집적회로(integrated circuit, 이하 "IC"라 칭함)(130), 연성필름(140), 회로보드(150), 및 타이밍 제어부(160)를 포함한다.
표시패널(DP)은 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)을 포함한다. 제 2 기판(120)은 봉지 기판일 수 있다. 제 1 기판(110)은 플라스틱 필름(plastic film) 또는 유리 기판(glass substrate)일 수 있다. 제 2 기판(120)은 플라스틱 필름, 유리 기판, 또는 봉지 필름일 수 있다.
본 발명에 따른 표시장치가 투명표시장치로 구현될 경우, 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)은 투명한 재료로 이루어질 수 있다. 제 1 기판(110)과 제 2 기판(120)이 서로 합착되어 투명 표시 패널(DP)이 제조될 수 있다.
제 2 기판(120)과 마주보는 제 1 기판(110)의 일면 상에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 서브 화소(SP)들이 형성된다. 서브 화소(SP)들은 게이트 라인들과 데이터 라인들의 교차 구조에 의해 정의되는 영역에 마련된다. 서브 화소(SP)는 제 1 기판(110) 상에 복수개 구비될 수 있다.
한편, 복수의 서브 화소(SP)는 적색 광을 방출하는 적색 화소, 녹색 광을 방출하는 녹색 화소, 청색 광을 방출하는 청색 화소, 및 백색 광을 방출하는 백색 화소를 포함할 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 복수의 서브 화소(SP)는 다른 색의 광을 방출하는 서브 화소를 더 포함할 수도 있고, 적색 화소, 녹색 화소, 청색 화소, 및 백색 화소 중 어느 하나의 화소가 생략될 수도 있다. 또한, 서브 화소(SP)들의 배열 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
서브 화소(SP)들 각각은 박막 트랜지스터와 제 1 전극, 발광층, 및 제 2 전극을 구비하는 발광소자를 포함할 수 있다. 서브 화소(SP)들 각각은 박막 트랜지스터를 이용하여 게이트 라인으로부터 게이트 신호가 입력되는 경우 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 유기발광소자에 소정의 전류를 공급한다. 이로 인해, 서브 화소들 각각의 발광소자는 소정의 전류에 따라 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 서브 화소(SP)들 각각의 구조에 대한 설명은 도 4를 결부하여 후술한다.
표시패널(DP)은 서브 화소(SP)들이 형성되어 화상을 표시하는 표시 영역(DA)과 화상을 표시하지 않는 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)에는 게이트 라인들, 데이터 라인들, 및 서브 화소(SP)들이 형성될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 게이트 구동부(GD), 및 패드 영역(PA)에 구비된 패드들이 형성될 수 있다.
게이트 구동부(GD)는 타이밍 제어부(160)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 게이트 라인들에 게이트 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(GD)는 표시패널(DP)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. 또는, 게이트 구동부(GD)는 구동 칩으로 제작되어 연성필름에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 표시패널(DP)의 표시영역(DA)의 일측 또는 양측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 부착될 수도 있다.
소스 드라이브 IC(130)는 타이밍 제어부(160)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력 받는다. 소스 드라이브 IC(130)는 소스 제어신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터전압들로 변환하여 데이터 라인들에 공급한다. 소스 드라이브 IC(130)가 구동 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성필름(140)에 실장될 수 있다.
표시패널(DP)의 비표시 영역(NDA)에는 데이터 패드들과 같은 패드들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)에는 패드들과 소스 드라이브 IC(130)를 연결하는 배선들, 패드들과 회로보드(150)의 배선들을 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성필름(140)은 이방성 도전 필름(antisotropic conducting film)을 이용하여 패드들 상에 부착되며, 이로 인해 패드들과 연성필름(140)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로보드(150)는 연성필름(140)들에 부착될 수 있다. 회로보드(150)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로보드(150)에는 타이밍 제어부(160)가 실장될 수 있다. 회로보드(150)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(160)는 회로보드(150)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력 받는다. 타이밍 제어부(160)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(GD)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 드라이브 IC(130)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(160)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(GD)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 드라이브 IC(130)들에 공급한다.
도 3은 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이며, 도 4는 도 3에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 제 1 기판(110)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)으로 구분된다.
표시 영역(DA)에는 데이터 라인들, 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들이 형성된다. 또한, 표시 영역(DA)에는 데이터 라인들과 게이트 라인들의 교차 영역에 매트릭스 형태로 화상을 표시하는 복수의 서브 화소(SP)들이 형성된다. 서브 화소(SP)들 각각은 게이트 라인의 게이트 신호가 입력되면 데이터 라인의 데이터 전압에 따라 발광소자에 소정의 전류를 공급한다. 이로 인해, 서브 화소(SP)들 각각의 발광소자는 소정의 전류에 따라 소정의 밝기로 발광할 수 있다. 이러한 발광소자는 표시 영역(DA)에 구비될 수 있다. 또한, 전원 라인에는 전원 전압이 공급된다. 전원 라인은 서브 화소(SP)들 각각에 전원 전압을 공급한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 제 1 기판(110) 상에 구비되며 박막 트랜지스터에 대한 수분 침투를 방지하기 위해 버퍼층(미도시)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 서브 화소(SP)들 각각은 제 1 기판(110) 상에 구비되는 회로 소자층(CL), 제 1 기판(110)과 회로 소자층(CL) 사이에 구비된 박막 트랜지스터(TFT), 회로 소자층(CL) 상에 구비된 제 1 전극(111), 뱅크(BK), 유기발광층(112), 및 제 2 전극(113)을 포함할 수 있다. 상기 뱅크(BK) 상에는 스페이서(미도시)가 구비될 수 있으나, 생략될 수도 있다. 상기 제 1 전극(111), 유기발광층(112), 및 제 2 전극(113)은 발광 소자에 포함될 수 있다.
제 1 전극(111), 유기발광층(112), 또는 제 2 전극(113) 형성 공정 시, 의도하지 않은 이물질이 발생할 가능성이 있다. 예를 들어, 도 4와 같이, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)의 두께보다 큰 이물질(P)이 발생될 경우, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)이 서로 연결되어 쇼트(short)가 발생할 가능성이 있다. 이 경우, 이물이 위치하는 화소 전체가 발광이 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제물질을 포함하는 전도성 억제부(200)를 이용하여 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 일부(또는 제 2 전극(113)의 제 1 부분)를 절연화시킴으로써, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)이 접촉되더라도 쇼트가 발생하지 않도록 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)이 발생된 영역과 이물질(P) 부근에 위치되어 절연된 제 2 전극(113)의 제 1 부분만 암점화될 수 있으므로, 서브 화소 전체가 암점화되는 경우에 비해 광 효율이 향상되도록 구비될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
이하에서는, 이물질(P)이 발생할 경우 이물질에 의해 노출된 제 2 전극(113)의 일부 또는 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 일부 또는 제 2 전극(113)의 제 1 부분의 도면 부호를 113a라 하고, 상기 제 2 전극(113)의 제 1 부분을 제외한 제 2 부분의 도면 부호를 113b라 정의한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(113)은 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)과 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b)으로 이루어질 수 있고, 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 전도성 억제부(200)에 의해 절연화된 부분이고, 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b)은 전도성을 갖는 부분일 수 있다.
한편, 서브 화소(SP)들 각각은 광을 방출하는 발광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 1 서브 화소는 백색 광을 방출하는 발광 영역(EA)을 포함하고, 제 2 서브 화소는 적색 광을 방출하는 발광 영역(EA)을 포함하고, 제 3 서브 화소는 녹색 광을 방출하는 발광 영역(EA)을 포함하고, 제 4 서브 화소는 청색 광을 방출하는 발광 영역(EA)을 포함하도록 구비될 수 있다. 그러나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 내지 제 4 서브 화소는 하나의 단위 화소(UP)를 이룰 수 있다. 단위 화소(UP)는 백색, 적색, 녹색, 청색의 광으로 발광하는 서브 화소 중 어느 하나가 생략되어 구비될 수도 있다. 상기 단위 화소(UP)가 갖는 복수의 서브 화소(SP)들의 배열 순서는 다양하게 변경될 수 있다.
상기 서브 화소(SP)들은 평면 상에서 기판(110)의 장변 및 단변 각각에 평행한 사각형으로 형성될 수도 있으나, 이에 반드시 이에 한정되지 않으며 제 1 기판(110)의 장변 및 단변 각각에 대해 경사진 마름모형(또는 다이아몬드형)으로 형성될 수도 있고, 원형으로 형성될 수도 있으며, 또 다른 형태로 형성될 수도 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 단위 화소(UP) 사이의 비발광 영역(NA)에 컨택 영역(CP)이 구비될 수 있다. 상기 컨택 영역(CP)은 제 2 전극(113)의 전압 강하를 방지하기 위해 보조 전극(300)과 제 2 전극(113)(또는 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b))이 컨택되는 영역이다.
보조 전극(300)은 제 1 기판(110)(또는 회로소자층(CL)) 상에 위치하며, 제 2 전극(113)이 인가 받는 전압과 동일한 전압을 인가 받을 수 있다.
이러한 컨택 영역(CP)에는 보조 전극(300)의 일부를 유기발광층(112)으로부터 노출시키기 위한 역테이퍼 구조물(310)이 구비될 수 있다.
역테이퍼 구조물(310)은 보조 전극(300) 상에 구비될 수 있으며, 뱅크(BK)와 같은 절연물질로 이루어 질 수 있다. 하부 보다 상부가 더 큰 역테이퍼 구조물(310)이 보조 전극(300) 상에 구비되므로, 유기발광층(112)이 전면에 증착되더라도 역테이퍼 구조물(310)로 인해 보조 전극(300)의 상면 전체가 유기발광층(112)에 의해 덮이지 않을 수 있다. 즉, 역테이퍼 구조물(310)로 인해 보조 전극(300)의 일부 영역이 유기발광층(112)에 덮이지 않고 노출될 수 있다. 따라서, 도 4와 같이, 컨택 영역(CP)에 위치된 보조 전극(310)의 상면은 뱅크(BK)(또는 유기발광층(112))와 역테이퍼 구조물(310) 사이에 위치한 보조 컨택 영역(SC)에서 노출되어 후속 공정에서 형성되는 제 2 전극(113)(또는 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b))에 접촉될 수 있다.
한편, 제 2 전극(113)은 공통층으로 구비되므로 컨택 영역(CP)까지 연장되어 보조 컨택 영역(SC)에서 노출된 보조 전극(300)에 접촉되면서 역테이퍼 구조물(310)을 덮도록 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 서브 화소(SP)(또는 단위 화소(UP)) 사이에 컨택 영역(CP)이 구비되므로, 대면적으로 구현되더라도 제 2 전극(113)에 인가되는 제 2 전압(또는 캐소드 전압)의 전압 강하가 방지될 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 영역(DA)의 서브 화소(SP)들 각각의 구조를 상세히 살펴본다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 제 2 기판(120)과 마주보는 제 1 기판(110)의 일면 상에는 박막 트랜지스터(TFT)가 형성된다.
투습에 취약한 제 1 기판(110)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(TFT)를 보호하기 위해 제 1 기판(110) 상에는 버퍼층이 형성될 수 있으나, 생략될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 각각은 액티브층, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함한다. 박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극이 액티브층의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트 전극이 액티브층의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(TFT) 상에는 회로 소자층(CL)이 형성될 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(TFT)는 회로 소자층(CL) 내부에 형성될 수도 있다. 회로 소자층(CL)은 절연막으로서 역할을 할 수 있다. 회로 소자층(CL)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
회로 소자층(CL)은 박막 트랜지스터(TFT)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(미도시)을 포함할 수 있다. 평탄화막은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
회로 소자층(CL) 상에는 발광 소자, 뱅크(BK), 및 보조 전극(300)이 형성된다. 발광 소자는 제 1 전극(111), 유기발광층(112), 및 제 2 전극(113)을 포함한다. 제 1 전극(111), 유기발광층(112) 및 제 2 전극(113)이 서로 접촉된 영역은 발광 영역(또는 발광부)(EA)으로 정의될 수 있다. 다만, 제 2 전극(113) 중 전도성 억제부(200)에 의해 덮혀서 절연화된 부분은 비전도성을 가지므로, 절연화된 제 2 전극(113)과 접촉된 영역은 발광되지 않을 수 있다. 따라서, 도 4와 같이, 절연화된 제 2 전극(113)이 위치한 제 1 영역(F1)과 이물질(P)이 위치된 제 2 영역(F2)은 비발광 영역(NA)에 포함될 수 있다. 상기 제 1 영역(F1)과 제 2 영역(F2)을 합한 영역이 암점 영역(F)일 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이기 때문에 하나의 서브 화소(SP)의 발광 영역(EA)이 나누어져 보이지만, 도 3과 같이 평면상에서는 발광 영역(EA) 내의 일부 영역에만 암점 형태로 나타날 수 있다. 즉, 발광 영역(EA) 내에서 전도성 억제부(200)가 형성된 부분만 발광하지 않는 암점 형태로 나타날 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 있어서, 이물질(P)이 발생될 경우, 전도성 억제부(200)는 용액 형태의 전도성 억제물질이 이물질(P) 상에서 잉크젯에 의해 분사되어 베이킹(baking)됨으로써 형성될 수 있다. 이 경우, 용액 형태의 전도성 억제물질은 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)에 혼합(또는 침투)됨으로써 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 절연화시킬 수 있다.
한편, 도 4에서는 전도성 억제부(200)가 이물질(P)을 전부 덮는 것으로 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 전도성 억제부(200)는 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 일부를 절연화시킬 수 있으면, 이물질(P)의 일부에만 형성될 수도 있다. 즉, 전도성 억제부(200)는 제 1 전극(111) 상에 배치된 이물질(P)의 상면을 덮지 않고 이물질(P)의 둘레를 감싸면서 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 일부를 덮도록 구비될 수 있다. 이 경우, 전도성 억제부(200)가 형성된 부분과 이물질(P)이 위치된 부분이 암점 형태로 나타나 암점 영역(F)이 될 수 있다.
이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)가 이물질(P)을 전부 덮지 않고, 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 덮으면서 이물질(P)의 일부에만 형성될 경우, 전도성 억제부(200)가 이물질(P)을 전부 덮는 경우에 비해 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)의 쇼트 방지를 위한 리페어 공정 비용이 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 베이킹 시간이 감소되어 리페어 공정 시간도 감소되므로 리페어 공정이 완료된 표시장치의 수율이 향상될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제 1 전극(111)은 회로 소자층(CL) 상에 형성될 수 있다. 제 1 전극(111)은 회로 소자층(CL)에 패턴된 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인 전극 또는 소스 전극에 접속된다.
제 1 전극(111)은 투명한 금속물질, 반투과 금속물질 및 반사율이 높은 금속물질 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 상부 발광 방식으로 이루어지므로, 제 1 전극(111)은 반사율이 높은 금속물질 또는 반사율이 높은 금속물질과 투명한 금속물질의 적층 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 제 1 전극(111)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), Ag 합금, 및 Ag 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/Ag 합금/ITO)과 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. Ag 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu) 등의 합금일 수 있다. 또한, 제 1 전극(111)을 이루는 재료에는 MoTi가 포함될 수 있다. 이러한 제 1 전극(111)은 애노드 전극일 수 있다.
뱅크(BK)는 광이 발광되지 않는 비발광 영역(NA)으로, 복수의 서브 화소(SP)들 각각이 갖는 발광 영역(또는 발광부)(EA)들 각각을 둘러싸도록 구비될 수 있다. 즉, 뱅크(BK)는 발광 영역(또는 발광부)(EA)들 각각을 구획(또는 정의)할 수 있다.
상기 뱅크(BK)는 회로소자층(CL) 상에서 제 1 전극(111)의 가장자리를 덮도록 형성됨으로써, 복수의 서브 화소(SP)들 각각이 갖는 발광 영역(또는 발광부)(EA)들을 구획(또는 정의)할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 뱅크(BK)는 보조 전극(300)의 가장자리를 덮도록 형성될 수도 있다.
뱅크(BK)는 서브 화소(SP)들 각각이 갖는 제 1 전극(111) 각각의 가장자리를 덮고 제 1 전극(111) 각각의 일부가 노출되도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 뱅크(BK)는 제 1 전극(111) 각각의 끝단에 전류가 집중되어 발광효율이 저하되는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 상기 뱅크(BK)에 의해 가려지지 않고 이물질(P) 및 전도성 억제부(200)에 의해 덮이지 않은 제 1 전극(111)의 노출 부분이 발광 영역(또는 발광부)(EA)일 수 있다.
뱅크(BK)는 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제 1 전극(111) 및 뱅크(BK) 상에는 유기발광층(112)이 형성된다. 유기발광층(112)은 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)에 전압이 인가되면 정공과 전자가 각각 유기발광층(112)으로 이동하게 되며, 유기발광층(112)에서 서로 결합하여 발광하게 된다.
유기발광층(112)은 복수의 서브 화소(SP), 및 뱅크(BK) 상에 구비되는 공통층으로 형성될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이 컨택 영역(CP)에서는 역테이퍼 구조물(310)로 인해 보조 전극(300)의 상면 일부를 덮을 수 없다. 따라서, 도 4와 같이, 컨택 영역(CP)에서 유기발광층(112)은 역테이퍼 구조물(310)의 상면에만 일부 형성될 수 있다.
유기발광층(112)은 복수의 발광층 예컨대, 황녹색 발광층과 청색 발광층이 적층되는 텐덤 구조로 구비될 수 있으며, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113) 사이에 전계가 형성되면 백색의 광을 방출할 수 있다.
한편, 도 4에서 유기발광층(112)은 서브 화소(SP)에서 보조 전극(300)의 상면까지 연장되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며 유기발광층(112)은 서브 화소(SP)에서 뱅크(BK)의 상면까지만 연장될 수도 있다. 도 4와 같이, 유기발광층(112)이 보조 전극(300)의 상면까지 연장되더라도 보조 전극(300)과 제 2 전극(113)은 동일한 전압을 인가받으므로, 보조 전극(300)과 제 2 전극(113) 간에 전계가 형성되지 않으므로 보조 전극(300)과 제 2 전극(113) 사이에 배치된 유기발광층(112)은 발광되지 않을 수 있다.
제 2 기판(120) 상에는 해당하는 서브 화소(SP)의 색에 부합되는 컬러 필터(미도시)가 형성될 수 있다. 예컨대, 적색 서브 화소에는 적색 컬러필터가 구비되고, 녹색 서브 화소에는 녹색 컬러 필터가 구비되며, 청색 서브 화소에는 청색 컬러 필터가 구비될 수 있다. 백색 서브 화소에는 유기발광층(112)이 백색 광을 발광하므로 컬러 필터가 구비되지 않을 수 있다.
한편, 유기발광층(112)의 형성 전에 이물질(P)이 발생하여 제 1 전극(111) 상에 위치되면 유기발광층(112)은 도 4와 같이 단절될 수 있다. 도 4는 도 3에 도시된 선 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이므로, 도 4의 유기발광층(112)이 단절된 것으로 보이지만 평면 상에서는 도 3과 같이 이물질(P)이 위치된 부분(또는 암점 영역(F))을 제외하고 단절되지 않을 수 있다. 즉, 유기발광층(112)은 이물질(P)의 주변(또는 둘레)으로만 부분적으로 단절될 수 있다.
이물질(P)로 인해 유기발광층(112)이 부분적으로 단절되므로, 후속 공정에서 형성되는 제 2 전극(113)은 부분적으로 단절된 유기발광층(112)과 이물질(P) 사이에 노출된 제 1 전극(111)에 접촉될 수 있다. 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)이 접촉되면 쇼트가 발생되어 서브 화소(SP) 전체가 발광되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 절연화시킴으로써, 이물질(P)로 인해 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 접촉되더라도 쇼트 발생이 방지될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 제 2 전극(113)은 유기발광층(112) 상에 형성된다. 제 2 전극(113)은 서브 화소(SP)들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 이러한 제 2 전극(113)은 투명한 금속물질, 반투과 금속물질 또는 반사율이 높은 금속물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 상부 발광 방식으로 이루어지므로, 제 2 전극(113)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material)(또는 투명 금속 산화물질)로 형성될 수 있다. 이러한 제 2 전극(113)은 캐소드 전극일 수 있다. 제 2 전극(113) 상에는 캡핑층(capping layer)이 형성될 수 있으나, 생략될 수도 있다.
한편, 광을 투과시킬 수 있는 투명 금속 산화물질인 제 2 전극(113)은 코어물질을 포함하는데, 이러한 코어물질은 전도성을 나타내는 물질일 수 있다. 코어물질은 인듐(In), 아연(Zn), 주석(Sn) 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(113)을 구성하는 인듐(In)은 5s 오비탈을 형성하여 전도띠 중첩(conduction band overlap)을 통해 캐리어 농도(carrier concentration)와 홀 이동도(hall mobility)를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 또한, 제 2 전극(113)을 구성하는 아연(Zn)은 IZO에서 주요 몸체(main body)를 구성하는 인듐(In)과 산소(O)의 결합력을 강화시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 있어서, 전도성 억제물질을 포함하는 전도성 억제부(200)는 투명 금속 산화물질인 제 2 전극(113)을 절연화시킬 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 있어서, 제 2 전극(113)은 투명 금속 산화물질인 IZO로 형성될 수 있고, 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)는 이물질(P)에 의해 노출된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 덮도록 구비되어 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합(또는 침투)됨으로써, 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 절연화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 발광 영역(EA)에 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)이 위치된 영역 및 이물질(P)에 의해 노출된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)만 발광하지 않도록 암점화시킴으로써, 서브 화소(SP)의 발광 영역(EA) 전체가 점등되지 않거나 암점화되는 경우에 비해 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 전도성 억제물질은 하프늄(Hf), 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 지르코늄(Zr), 갈륨(Ga), 란타넘(La), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 및 타이타늄(Ti) 중 어느 하나일 수 있다. 전도성 억제부(200)는 상기 전도성 억제물질 중 적어도 하나를 포함하도록 구비될 수 있다.
한편, 전도성 억제부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)과 이물질(P) 사이에 배치된 제 1 전극(111)의 상면, 및 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 덮도록 구비될 수 있다. 따라서, 전도성 억제부(200)는 제 1 영역(F1)과 제 2 영역(F2)을 포함하는 암점 영역(F)을 커버할 수 있다.
전도성 억제부(200)가 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 덮도록 구비됨으로써, 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)은 절연화될 수 있고, 도 4와 같이 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)은 제 1 전극(111)과 접촉될 수 있다. 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 제 1 전극(111)에 접촉되므로, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113) 간의 쇼트 발생이 방지될 수 있다.
그리고, 전도성 억제부(200)가 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 덮도록 구비되고, 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 유기발광층(112)의 측면(112a)의 적어도 일부를 덮도록 구비됨으로써, 수분이 이물질(P)과 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a) 사이를 통해 유기발광층(112)에 침투되는 것이 방지될 수 있다.
이하에서는 도 5 내지 도 7을 참조하여, 제 2 전극(113)을 절연화시키는 전도성 억제부(200)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5는 제 2 전극의 제 1 부분에 혼합되는 Hf와 Ga의 농도에 따른 저항의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6a는 전도성 억제부에 의해 절연화되기 전의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이고, 도 6b는 전도성 억제부에 의해 절연화된 후의 제 2 전극의 밴드 갭을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제 2 전극이 절연화된 후 발광되는 단위 화소를 나타낸 평면도이다.
먼저, 도 5를 참조하면, 가로 축은 투명 금속 산화물질로 이루어진 제 2 전극(113)에 하프늄(Hf)과 갈륨(Ga)이 혼합되는 농도를 나타낸 것이고, 세로 축은 제 2 전극(113)의 저항을 나타낸 것이다. 여기서, 제 2 전극(113)은 제 2 전극(113)을 이루는 아연(Zn)일 수 있고, 농도는 몰 농도일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(113)에 혼합되는 하프늄(Hf)과 갈륨(Ga)의 농도가 증가할수록 제 2 전극(113)의 저항이 증가되는 것을 알 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(113)을 이루는 아연(Zn)에 혼합(또는 침투)되는 하프늄(Hf)과 갈륨(Ga)의 농도가 0에서 5 %로 증가될수록, 아연(Zn)과 하프늄(Hf)과 갈륨(Ga)이 혼합된 제 2 전극(113)의 저항이 대략 1016.4 Ω㎝ 부터 1018 Ω㎝로 급격하게 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 선(L)은 우상향하는 것을 알 수 있고, 이는 제 2 전극(113)의 저항이 증가되어 절연화되는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)가 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)의 저항을 증가시키도록 구비됨으로써, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)의 쇼트 발생이 방지될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)에 있어서, 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)에 의해 덮힌 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)만이 절연화되고, 전도성 억제부(200)에 의해 덮히지 않은 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b)은 절연화되지 않으므로 전도성을 가질 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)이 위치된 영역과 이물질(P) 주변에 위치되어 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)만이 암점화되고 그 외의 영역은 정상적으로 발광되도록 구비될 수 있어서, 이물질로 인해 서브 화소(SP) 전체가 발광되지 않는 경우에 비해 광 효율이 향상되도록 구비될 수 있다.
한편, 전도성 억제부(200)가 포함하는 전도성 억제물질은 산소(O)와의 강한 화학 결합에너지를 가지므로, 산소 공공(oxygen vacancy)을 통해 이루어지는 캐리어(carrier) 생성을 억제함으로써 박막 트랜지스터(TFT) 소자 구동 시 누설 전류(off current)를 줄여주고 구조적으로 안정적인 박막을 형성하는데 기여한다. 즉, 전도성 억제물질은 코어물질보다 산소에 대한 화학 결합 에너지가 더 크므로, 코어물질의 이동도(mobility)를 저하시킬 수 있다.
이는, 아래와 같은 [표 1]을 통해서도 확인할 수 있다.
[표 1]
[표 1]에 나타난 바와 같이, 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 하프늄(Hf)의 농도가 0.02에서 0.12로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 2.71에서 0.9로 저하되는 것을 알 수 있다. 즉, 제 2 전극(113)을 이루는 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 하프늄(Hf)의 농도가 증가할수록 제 2 전극(113)을 이루는 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 알 수 있다.
결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속산화물질에 혼합되는 전도성 억제물질의 농도가 증가될수록 코어물질의 이동도가 감소되고, 이는 제 2 전극(113)의 저항이 커지는 것을 의미하므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
이하에서는, 제 2 전극(113)에 혼합되는 다른 전도성 억제물질의 농도에 따른 이동도를 더 설명한다.
아래 [표 2]는 제 2 전극(113)을 이루는 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 마그네슘(Mg)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 나타낸 것이다.
[표 2]
[표 2]에서 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 마그네슘(Mg)의 농도가 0.1에서 0.2로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 0.7에서 2.7로 증가하지만, 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 마그네슘(Mg)의 농도가 0.2에서 0.4로 증가할 경우, 마그네슘(Mg)의 이동도는 2.7에서 0.4로 크게 저하되는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 마그네슘(Mg)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
다음, 아래 [표 3]은 제 2 전극(113)을 이루는 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 란타넘(La)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 나타낸 것이다.
[표 3]
[표 3]에서 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 란타넘(La)의 농도가 0.01에서 0.2로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 3.86에서 0.13으로 저하되는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 인듐(In)과 아연(Zn)에 혼합되는 란타넘(La)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
다음, 아래 [표 4]는 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합되는 바륨(Ba)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 나타낸 것이다.
[표 4]
[표 4]에서 투명 금속 산화물질에 혼합되는 바륨(Ba)의 농도가 5%에서 20%로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 2.39에서 0.33으로 저하되는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합되는 바륨(Ba)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
다음, 아래 [표 5]는 제 2 전극(113)이 아연(Zn)과 주석(Sn)을 포함하도록 이루어지고, 이에 혼합되는 지르코늄(Zr)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 나타낸 것이다.
[표 5]
[표 5]에서 아연(Zn)과 주석(Sn)에 혼합되는 지르코늄(Zr)의 농도가 0에서 0.09로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 8.41에서 0.21로 크게 저하되는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 아연(Zn)과 주석(Sn)에 혼합되는 지르코늄(Zr)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
다음, 아래 [표 6]은 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합되는 이트륨(Y)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되는 것을 나타낸 것이다.
[표 6]
[표 6]에서 투명 금속 산화물질에 혼합되는 이트륨(Y)의 농도가 10%에서 20%로 증가할 경우, 제 2 전극(113)의 이동도는 1.92에서 0.08로 저하되는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합되는 이트륨(Y)의 농도가 증가할수록 코어물질의 이동도(mobility)가 감소되므로, 제 2 전극(113)이 절연화될 수 있다.
위에서 살펴본 바와 같이, 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 전도성 억제물질인 하프늄(Hf), 마그네슘(Mg), 바륨(Ba), 지르코늄(Zr), 갈륨(Ga), 란타넘(La), 스칸듐(Sc), 이트륨(Y), 및 타이타늄(Ti) 중 적어도 하나의 혼합 농도를 증가시키면 제 2 전극(113)의 저항이 증가되어 제 2 전극(113)은 비전도성 즉, 절연화될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)로 인해 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 일부(또는 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a))를 절연화시킴으로써, 제 2 전극(113)과 제 1 전극(111) 간에 쇼트가 발생되는 것을 방지할 수 있으므로, 서브 화소(SP)에서 이물질(P)이 위치된 영역(또는 이물질(P)과 전도성 억제부(200)가 위치된 영역)만 암점화되고 나머지 발광 영역(EA)은 정상적으로 발광되도록 구비될 수 있다.
다음, 도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 전도성 억제부(200)에 접촉된 제 2 전극(113)이 절연화되는 것은 제 2 전극(113)의 밴드 갭(band gap)을 통해서도 알 수 있다.
도 6a는 제 2 전극(113)이 전도성 억제부(200)에 의해 절연화되기 전의 제 2 전극(113)의 밴드 갭을 나타낸 것으로, 예를 들어, 제 2 전극(113)이 IZO로 구비될 경우의 밴드 갭을 나타낸 것이다.
여기서, Ev는 밸런드 밴드 또는 가전자대를 나타내는 것으로, 원자 주위에 대부분의 전자가 위치된 상태(또는 바닥 상태)를 나타내는 것이다. Ec는 컨덕션 밴드 또는 전도대를 나타내는 것으로, 전자의 흐름(또는 들뜬 상태)을 나타내는 것이다. Ef는 페르미 레벨을 나타내는 것으로, 원자로부터 전자를 들뜨게 하기 위해 전압, 빛 등과 같은 에너지의 최소 공급량을 나타내는 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제 2 전극(113)을 이루는 IZO 즉, 절연화되지 않은 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b)은 전자의 들뜬 상태와 바닥 상태의 차이인 제 1 밴드 갭(Eg0)을 가질 수 있다.
반면, 도 6b와 같이, 제 2 전극(113)을 이루는 IZO에 전도성 억제물질이 혼합되어 제 2 전극(113)이 절연화된 부분 즉. 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)의 제 2 밴드 갭(Egx)은 제 1 밴드 갭(Eg0)보다 큰 것을 알 수 있다. 이는, 전도성 억제물질이 IZO를 이루는 인듐(In), 아연(Zn), 산소(O)의 결합을 끊고, 산소(O)에 결합되어 전자의 이동을 방해함으로써 바닥 상태에서 들뜬 상태로의 전환을 어렵게 하기 때문이다. 따라서, 도 6b와 같이, 바닥 상태에서 들뜬 상태로 전환시키는데 더 많은 양의 에너지가 필요하게 되고, 이는 제 2 전극(113)의 저항이 증가되어 절연화된다는 것을 의미할 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 제 2 전극(113)을 이루는 투명 금속 산화물질에 혼합되는 전도성 억제물질의 농도에 따라 코어물질의 이동성을 저하시켜서 제 2 전극(113)이 절연화되도록 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)에 의해 제 2 전극(113)이 제 1 전극(111)에 접촉되더라도 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 전도성 억제부(200)를 이용하여 절연화시킴으로써, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113) 간의 쇼트 발생이 방지되어 서브 화소(SP) 전체가 암점화되는 것이 방지될 수 있고, 이물질(P)이 위치한 제 2 영역(F2)과 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 위치한 제 1 영역(F1)만 암점화되도록 구비될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질로 인한 제 1 전극과 제 2 전극의 쇼트로 인해 서브 화소 전체가 암점화되는 경우에 비해 광 효율이 향상되도록 구비될 수 있다.
실질적으로, 도 7과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 서브 화소(SP)에서 전도성 억제부(200)가 형성된 암점 영역(F)(또는 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)이 위치된 제 1 영역(F1)과 이물질(P)이 위치된 제 2 영역(F2)을 합한 영역)만이 암점으로 나타나고, 암점을 제외한 나머지 영역(E)은 정상적으로 발광되도록 구비될 수 있다.
한편, 이물질로 인해 제 1 전극과 제 2 전극이 접촉되는 경우, 제 1 전극에 접촉되는 제 2 전극을 산화시켜서 제 1 전극과 제 2 전극의 쇼트 발생을 방지하는 일반적인 방법이 있는데, 이는 제 2 전극과 제 1 전극 사이에 구비된 유기발광층을 산화시킬 수 있기 때문에, 유기발광층의 발광 수명이 단축된다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(100)는 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)로 인해 제 1 전극(111)에 접촉되는 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 산화시키는 것이 아니라, 전도성 억제부(200)를 이용하여 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)을 절연화시키도록 구비됨으로써, 유기발광층(112)의 산화가 방지될 수 있어서 전술한 일반적인 방법보다 유기발광층(112)의 수명이 더 향상되도록 구비될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 제 1 기판을 개략적으로 보여주는 평면도이며, 도 9는 도 8에 도시된 선 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(100)는 단위 화소(UP)에 투과 영역(TA)이 추가되고 복수의 서브 화소(SP)의 배치가 변경된 것을 제외하고, 전술한 도 4에 따른 표시 장치와 동일하다. 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면 부호를 부여하였고, 이하에서는 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다. 여기서, 투과 영역(TA)은 표시 패널(DP)의 반대편에 위치한 사물 또는 이미지를 볼 수 있는 영역일 수 있다.
전술한 도 4에 따른 표시장치의 경우, 단위 화소(UP)가 갖는 서브 화소(SP)의 발광 영역(EA) 내에 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P) 주변에서 제 1 전극(111)에 접촉된 제 2 전극(113)을 전도성 억제부(200)를 이용하여 절연화시키도록 구비된다. 따라서, 서브 화소(SP)에서 발광 영역(EA) 내에 위치된 이물질(P) 및 그 주변에 배치된 절연화된 제 2 전극(113)의 제 1 부분(113a)만 암점 영역(F)이 되고, 나머지 영역(E)은 정상적으로 발광되도록 구비된다. 이는, 도 8에 따른 표시장치에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 4에 따른 표시장치의 경우에는 단위 화소(UP)가 투과 영역(TA)을 포함하지 않고 복수의 서브 화소(SP)로만 이루어지므로, 하나의 단위 화소(UP)에서 1개의 서브 화소(SP)가 차지하는 비율이 크다. 예컨대, 1개의 단위 화소(UP)가 4개의 서브 화소(SP)를 포함하는 경우, 1개의 서브 화소(SP)는 1개의 단위 화소(UP)의 면적(또는 크기)의 약 1/4 정도를 차지할 수 있다.
그에 반하여, 도 8에 따른 표시장치의 경우에는, 단위 화소(UP)가 복수의 서브 화소(SP)뿐만 아니라 투과 영역(TA)을 더 포함한다. 따라서, 도 8에 따른 표시장치의 경우에는 하나의 단위 화소(UP)에서 1개의 서브 화소(SP)가 차지하는 비율이 도 4에 따른 표시장치에 비해 더 작다. 예컨대, 1개의 단위 화소(UP)가 4개의 서브 화소(SP) 및 투과 영역(TA)을 포함하는 경우, 1개의 서브 화소(SP)는 1개의 단위 화소(UP)의 면적(또는 크기)의 약 1/8 정도를 차지할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며 1개의 서브 화소(SP)는 1개의 단위 화소(UP) 면적의 1/8에서 1/4미만을 차지할 수도 있다.
따라서, 도 8에 따른 표시장치의 경우에는 도 4에 따른 표시장치에 비해 1개의 서브 화소(SP) 면적이 더 작기 때문에, 이물질(P)이 발생할 경우, 이물질(P)로 인해 서브 화소(SP) 전체가 발광이 되지 않으면 도 4에 따른 표시장치에 비해 상대적으로 광 효율이 더 감소될 수 있다. 그러므로, 도 8에 따른 표시장치의 경우, 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)를 이용하여 1개의 서브 화소(SP)에서 이물질(P)을 포함한 주변 영역(또는 제 1 영역(F1)과 제 2 영역(F2)을 합한 암점 영역(F))만 암점화가 되고, 서브 화소(SP)의 나머지 영역은 발광되도록 구비되는 것이 더욱 필요하다.
결과적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(100)는 투과 영역(TA)을 포함하는 투명표시장치로 구현될 수 있고, 이물질(P)이 발생할 경우, 전도성 억제부(200)를 이용하여 이물질(P)로 인한 제 1 전극(111)과 제 2 전극(113)의 쇼트 발생이 방지되도록 구비됨으로써, 이물질로 인해 서브 화소 전체가 발광되지 않는 경우에 비해 광 효율이 향상되도록 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(100)는 단위 화소(UP) 각각이 복수의 서브 화소(SP) 및 투과 영역(TA)을 포함하도록 구비된다. 예를 들어, 도 8과 같이 1개의 단위 화소(UP)는 4개의 서브 화소(SP) 중 2개 이상의 서브 화소(SP)가 서로 인접하도록 구비되고, 2개의 서브 화소(SP)에 인접하도록 투과 영역(TA)이 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(100)는 컨택 영역(CP)이 도 4에 따른 표시장치와 달리 투과 영역(TA)에 구비될 수 있다. 컨택 영역(CP)이 투과 영역(CP)에 구비된 이유는, 컨택 영역(CP)을 서브 화소(SP)로부터 멀리 이격시킴으로써, 컨택 영역(CP)에 구비된 유기발광층(220)에 수분이 침투될 경우, 침투된 수분이 화소(P)에 위치된 유기발광층(220)으로 이동하는 투습 경로를 차단하거나 투습 경로를 길게 함으로써 화소(P)에 배치된 유기발광층(220)이 투습에 의해 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
다시 도 9를 참조하면, 보조 전극(300)은 투과 영역(TA)에서 제 1 기판(110)의 상면에 구비될 수 있다. 도시되지 않았지만, 보조 전극(300)과 제 1 기판(110) 사이에는 절연층이 더 구비될 수 있다. 투과 영역(TA)은 표시 패널(DP)의 반대편에 있는 사물 또는 이미지를 볼 수 있도록 구비되어야 하기 때문에 투과율이 높아야 한다. 따라서, 투과 영역(TA)에는 제 1 기판(110) 이외에 최소한의 층만 구비될 수 있으므로, 보조 전극(300)이 제 1 기판(110)과 회로 소자층(CL) 사이에 구비될 수 있다.
역테이퍼 구조물(310)은 보조 전극(300)의 상면 일부를 유기발광층(112)으로부터 노출시키기 위해 보조 전극(300)의 상면에 구비될 수 있다. 하부 보다 상부가 더 큰 역테이퍼 구조물(310)로 인해 유기발광층(112)이 전면에 증착되더라도 보조 전극(300)의 상면 전체가 유기발광층(112)에 의해 덮이지 않고, 보조 전극(300)의 일부 영역이 노출될 수 있다. 따라서, 도 9와 같이, 컨택 영역(CP)에 위치된 보조 전극(310)의 상면은 회로 소자층(CL)(또는 유기발광층(112)의 끝단)과 역테이퍼 구조물(300) 사이에 위치한 보조 컨택 영역(SC)에서 노출되어 후속 공정에서 형성되는 제 2 전극(113)에 접촉될 수 있다. 여기서, 제 2 전극(113)은 절연화 되지 않은 제 2 전극(113)의 제 2 부분(113b)일 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치(100)는 컨택 영역(CP)이 투과 영역(TA)에 구비되므로, 컨택 영역이 투과 영역에 형성되지 않는 투명표시장치에 비해 유기발광층에 대한 투습을 더 방지할 수 있고, 투명표시장치가 대면적으로 구현되더라도 제 2 전극(113)에 인가되는 제 2 전압(또는 캐소드 전압)의 전압 강하가 방지될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치
110: 제 1 기판 111: 제 1 전극
112: 유기발광층 113: 제 2 전극
113a: 제 1 부분 113b: 제 2 부분
200: 전도성 억제부 300: 보조 전극
310: 역테이퍼 구조물 DP: 표시 패널
CL: 회로 소자층 TFT: 박막 트랜지스터
CP: 컨택 영역 TA: 투과 영역
110: 제 1 기판 111: 제 1 전극
112: 유기발광층 113: 제 2 전극
113a: 제 1 부분 113b: 제 2 부분
200: 전도성 억제부 300: 보조 전극
310: 역테이퍼 구조물 DP: 표시 패널
CL: 회로 소자층 TFT: 박막 트랜지스터
CP: 컨택 영역 TA: 투과 영역
Claims (13)
- 복수의 서브 화소가 구비된 기판;
상기 복수의 서브 화소 각각에 구비된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 위치하는 유기발광층;
상기 유기발광층 상에 구비된 제 2 전극; 및
상기 제 2 전극의 제 1 부분에구비된 전도성 억제부를 포함하고,
상기 제 2 전극은 코어물질을 포함하는 금속 산화물이고,
상기 전도성 억제부는 전도성 억제물질을 포함하는 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 억제물질은 Hf, Mg, Ba, Zr, Ga, La, Sc, Y, 및 Ti 중 적어도 하나를 포함하는 표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 코어물질은 In, Zn, 및 Sn 중 어느 하나인 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 억제부는 상기 제 2 전극의 제 1 부분과 상기 제 1 부분에 인접하는 이물질 사이에 배치된 상기 제 1 전극, 및 상기 제 2 전극의 제 1 부분을 덮도록 구비된 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 억제부는 상기 제 2 전극의 제 1 부분을 절연화시키며,
상기 절연화된 제 2 전극의 제 1 부분은 상기 제 1 전극과 접촉된 표시장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 절연화된 제 2 전극의 제 1 부분은 상기 유기발광층의 측면의 적어도 일부를 덮도록 구비된 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 억제부는 상기 제 2 전극의 제 1 부분의 저항을 증가시키도록 구비된 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 전도성 억제부는 상기 제 2 전극의 제 1 부분을 절연화시키며,
상기 절연화된 상기 제 2 전극의 제 1 부분은 절연화되지 않은 제 2 전극의 제 2 부분에 비해 밴드 갭이 더 큰 표시장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 전극의 제 1 부분에 혼합되는 상기 전도성 억제물질의 농도가 증가될수록 상기 코어물질의 이동성이 감소되는 표시장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 상기 복수의 서브 화소 사이에 구비된 컨택 영역을 더 포함하고,
상기 컨택 영역은,
상기 기판 상에 구비되는 보조 전극; 및
상기 보조 전극의 일부가 노출되도록 상기 보조 전극 상에 구비된 역테이퍼 구조물을 포함하고,
상기 제 2 전극의 제 1 부분을 제외한 제 2 부분은 상기 컨택 영역까지 연장되어 상기 역테이퍼 구조물을 덮으면서 상기 노출된 보조 전극의 일부와 접촉된 표시장치. - 투과 영역과 복수의 서브 화소가 구비된 기판;
상기 복수의 서브 화소 각각은,
상기 기판 상에 구비된 제 1 전극;
상기 제 1 전극 상에 위치하는 유기발광층;
상기 유기발광층 상에 구비된 제 2 전극; 및
상기 제 2 전극의 제 1 부분을 덮는 전도성 억제부를 포함하고,
상기 전도성 억제부에 덮힌 상기 제 2 전극의 제 1 부분은 비전도성을 갖는 표시장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 전도성 억제부는 상기 제 1 전극 상에 배치된 이물질의 둘레를 감싸면서 상기 제 1 전극에 접촉된 상기 제 2 전극의 제 1 부분을 덮도록 구비된 표시장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 기판은 상기 제 2 전극의 전압 강하를 방지하기 위한 컨택 영역을 더 포함하고,
상기 컨택 영역은 상기 투과 영역에 구비된 표시장치.
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| KR1020200186428A KR20220094812A (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 표시 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020200186428A KR20220094812A (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 표시 장치 |
Publications (1)
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| KR20220094812A true KR20220094812A (ko) | 2022-07-06 |
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Family Applications (1)
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| KR1020200186428A KR20220094812A (ko) | 2020-12-29 | 2020-12-29 | 표시 장치 |
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