KR20230094648A - 전계 발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

이 출원은 화소들 사이에서 수평 누설 전류를 방지하는 구조를 갖는 전계 발광 표시장치에 관한 것이다. 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판, 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 제4 화소, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치 및 돌출 기둥을 포함한다. 제1 화소는, 기판 위에서 1행-1열에 배치된다. 제2 화소는, 1행-2열에 배치된다. 제3 화소는, 2행-1열에 배치된다. 제4 화소 및 2행-2열에 배치된다. 제1 수직 트렌치는, 제1 화소와 제2 화소 사이에 배치된다. 제2 수직 트렌치는, 제3 화소와 제4 화소 사이에 배치된다. 제1 수평 트렌치는, 제1 화소와 제3 화소 사이에 배치된다. 제2 수평 트렌치는, 제2 화소와 제4 화소 사이에 배치된다. 돌출 기둥은, 제1 수직 트렌치와 제2 수직 트렌치가 대향하고, 제1 수평 트렌치와 제2 수평 트렌치가 대향하는 교차부에 배치된다.

Description

전계 발광 표시장치{Electroluminescence Display}
이 출원은 전계 발광 표시장치에 관한 것이다. 특히, 이 출원은 초고 해상도 구조에서 이웃하는 화소들 사이에서 발생하는 수평 누설 전류를 방지하는 구조를 갖는 전계 발광 표시장치에 관한 것이다.
근래 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 전계 발광소자(Luminescent Display) 등 다양한 형태의 표시장치가 개발되어 발전하고 있다. 이 같이 다양한 형태의 표시장치는 각각의 고유 특성에 맞춰 컴퓨터, 휴대폰, 은행의 입출금장치(ATM) 및 차량의 네비게이션 시스템 등과 같은 다양한 제품의 영상 데이터 표시를 위해 사용되고 있다.
자발광 표시장치인 전계 발광 표시장치는, 발광 다이오드를 구비한 화소 영역들이 다수 개가 배치된 구조를 갖는다. 화소의 밀도가 높아질 수록 화소와 화소 사이의 거리가 가까워지고, 수평 방향으로 이웃하는 화소들 사이에 누설 전류로 인한 화소 정보의 왜곡이 발생할 수 있다. 우수한 표시 품질을 보장하기 위해서는, 화소들 사이에서 수평 누설 전류(Lateral Leakage Current)를 억제할 수 있는 구조를 갖는 전계 발광 표시장치의 구조 개발이 필요하다.
이 출원의 목적은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 높은 화소 밀도를 갖는 표시장치에서 화소 간의 거리가 좁아 짐에 따라 수평 방향으로 누설되는 전류로 인한 표시 품질을 방지할 수 있는 전계 발광 표시장치를 제공하는 데 있다. 특히, 평면도 상에서 화소의 네 변을 모두 둘러싸는 트렌치(Trench)를 형성하여, 화소의 가로 방향 및 세로 방향으로 누설되는 전류를 차단하여 화질 왜곡을 방지하는 것을 목적으로 한다. 이 출원의 다른 목적은, 수평 방향으로 연장된 수평 트렌치와 수직 방향으로 연장된 수직 트렌치가 교차하는 부분에서, 트렌치의 폭이 넓어짐에 따라 발생하는 누설 전류를 방지하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판, 제1 화소, 제2 화소, 제3 화소, 제4 화소, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치 및 돌출 기둥을 포함한다. 제1 화소는, 기판 위에서 1행-1열에 배치된다. 제2 화소는, 1행-2열에 배치된다. 제3 화소는, 2행-1열에 배치된다. 제4 화소 및 2행-2열에 배치된다. 제1 수직 트렌치는, 제1 화소와 제2 화소 사이에 배치된다. 제2 수직 트렌치는, 제3 화소와 제4 화소 사이에 배치된다. 제1 수평 트렌치는, 제1 화소와 제3 화소 사이에 배치된다. 제2 수평 트렌치는, 제2 화소와 제4 화소 사이에 배치된다. 돌출 기둥은, 제1 수직 트렌치와 제2 수직 트렌치가 대향하고, 제1 수평 트렌치와 제2 수평 트렌치가 대향하는 교차부에 배치된다.
일례로, 제1 발광층, 전하 생성층 및 제2 발광층을 더 포함한다. 제1 발광층은, 제1 화소 내지 제4 화소에 배치되며, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치 및 제2 수평 트렌치에 의해 연결성이 단절되며, 돌출 기둥을 따라 연결된다. 전하 생성층은, 제1 발광층 위에 배치되며, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치 및 제2 수평 트렌치에 의해 연결성이 단절되며, 돌출 기둥을 따라 연결된다. 제2 발광층은, 전하 생성층 위에 배치되며, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치, 제2 수평 트렌치 및 돌출 기둥을 따라 연결된다.
일례로, 제1 전극들과 제2 전극을 더 포함한다. 제1 전극들은, 제1 화소 내지 제4 화소 각각에 분리 배치된다. 제2 전극은, 제2 발광층 위에 배치되며, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치, 제2 수평 트렌치 및 돌출 기둥을 따라 연결된다.
일례로, 돌출 기둥은, 제1 수직 트렌치, 제2 수직 트렌치, 제1 수평 트렌치 및 제2 수평 트렌치의 폭에 대응하는 네 개의 변을 갖는 사각 기둥체이다.
일례로, 돌출 기둥은, 사각 기둥체에서 제1 수직 트렌치 방향, 제2 수직 트렌치 방향, 제1 수평 트렌치 방향 및 제2 수평 트렌치 방향으로 각각 일정 거리 돌출된 '+'자형 기둥체이다.
일례로, 사각 기둥체에서 제1 수직 트렌치 방향으로 돌출된 길이와 제1 수직 트렌치 길이의 비율은, 1:8 내지 0:10 사이에서 선택된 어느 한 값을 갖는다. 사각 기둥체에서 제1 수평 트렌치 방향으로 돌출된 길이와 제1 수평 트렌치 길이의 비율은, 1:8 내지 0:10 사이에서 선택된 어느 한 값을 갖는다.
또한, 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판, 평탄화 막, 제1 전극, 트렌치, 돌출 기둥, 제1 발광층, 전하 생성층, 제2 발광층 및 제2 전극을 포함한다. 평탄화 막은, 기판 전체 표면 위에 배치된다. 제1 전극은, 평탄화 막 위에 배치되며, 제1변, 제1변과 수직하는 제2변 및 제1변과 제2변이 교차하는 교차부를 구비한다. 트렌치는, 제1변 및 제2변 외측에 배치된 일정 폭을 갖는다. 돌출 기둥은, 교차부에 형성된다. 제1 발광층은, 제1 전극 상부에 적층되며, 트렌치의 측벽 일부에 적층되어 연결성이 단절되고, 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된다. 전하 생성층은, 제1 발광층 위에 적층되며, 트렌치에서 연결성이 단절되고, 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된다. 제2 발광층은, 전하 생성층 위에 적층되며, 트렌치를 지나 연결성이 연속되고, 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된다. 제2 전극은, 제2 발광층 위에 적층되며, 트렌치 및 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된다.
일례로, 전하 생성층은, 트렌치에서 제2 발광층에 의해 덮여, 캐소드 전극과 전기적으로 연결성이 단절된다.
일례로, 제1 전극은, 제1변과 평행한 제3변, 그리고 제2변과 평행한 제4변을 구비한다. 트렌치는, 제1변 및 제3변의 외측에 배치된 제1 트렌치, 그리고 제2변 및 제4변의 외측에 배치된 제2 트렌치를 구비한다.
일례로, 제1 전극의 제1변, 제2변, 제3변 및 제4변을 덮고, 중앙 영역을 개방하는 뱅크를 더 포함한다. 트렌치는, 뱅크 및 평탄화 막을 일정 깊이 패턴하여 함몰된다.
일례로, 돌출 기둥은, 모서리 부에 배치된 뱅크의 상부 표면 위에 형성된다.
일례로, 뱅크는, 제1 뱅크 및 제1 뱅크 위에 적층된 제2 뱅크를 포함한다.
일례로, 트렌치는, 제1변의 외측에서 제1변의 길이에 대응하는 제1 트렌치; 제2변의 외측에서 제2변의 길이에 대응하는 제2 트렌치; 제3변의 외측에서 제3변의 길이에 대응하는 제3 트렌치; 그리고 제4변의 외측에서 제4변의 길이에 대응하는 제4 트렌치를 포함한다. 돌출 기둥은, 교차부에서 트렌치의 일정 폭에 대응하는 4변으로 이루어진 사각 기둥체 형상을 갖는다.
일례로, 돌출 기둥은, 모서리 부에서 제1변 방향 및 제2변 방향으로 돌출된 '+'자 기둥체 형상을 갖는다.
일례로, 제1 트렌치의 일측 단부에 배치된 돌출 기둥에서 제1 트렌치를 향해 돌출된 제1 돌출 길이, 제1변 외측에 배치된 제1 트렌치의 길이 및 제1 트렌치의 타측 단부에 배치된 돌출 기둥에서 제1 트렌치를 향해 돌출된 제2 돌출 길이 비율은 1:8:1 내지 0:10:0 중 어느 한 비율을 갖는다.
이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는, 평면도 상에서 각 화소들을 둘러싸는 트렌치 구조체를 갖는다. 특히, 세로 방향으로 진행하는 수직 트렌치와 가로 방향으로 진행하는 수평 트렌치를 구비한다. 따라서, 기판 전체 표면에 적층되는 유기 발광층의 전하 생성층이 평면도 상에서 가로(혹은 수평) 방향 및 세로(혹은, 수직) 방향으로 전기적 연결성이 단선되는 구조를 가질 수 있다. 그 결과, 이웃하는 화소들 사이에서 누설 전류로 인한 화상 왜곡을 방지할 수 있다. 이와 같이 그물 구조를 갖는 트렌치에서 교차부에서는 트렌치의 폭이 넓게 형성될 수 있다. 이 경우, 트렌치 폭이 넓은 교차부에서 유기 발광층의 전하 생성층이 캐소드 전극과 연결되어 화소 불량이 발생할 수 있다. 하지만, 출원발명에서는 트렌치의 교차부에는 격벽 구조체를 형성함으로써, 유기 발광층의 전하 생성층이 이웃하는 화소들 사이에서 전기적인 고 저항 구조를 가질 수 있다. 따라서, 초고 해상도 구조를 갖는 전계 발광 표시장치에서 모든 방향에서의 수평 누설 전류를 차단하여 우수한 화상 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다.
도 2는 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치를 구성하는 한 화소의 회로 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절취한, 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에서 점선 사각형으로 표시한 'A' 부분의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.
도 6은, 이 출원의 제1 실시 예의 다른 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7은 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 배치된 2X2 화소들 사이에 배치된 트렌치의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 II-II'를 따라 절취한, 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9는 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 10은 도 9의 III-III'을 따라 절취한, 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은 이 출원의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 12는 이 출원의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
이 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 이 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 이 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 이 출원의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 이 출원의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 일례에 의한 것이므로, 여기에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 이 출원의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이 출원 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.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성 요소는 이 출원의 기술적 사상 내에서 제 2 구성 요소일 수도 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.
이 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 이 출원에 따른 유기 발광 표시장치에 대한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 이 출원에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 이 출원에 의한 전계발광 표시장치의 개략적인 구조를 나타내는 평면도이다. 도 1에서 X축은 스캔 배선과 나란한 방향을 나타내고, Y축은 데이터 배선과 나란한 방향을 나타내며, Z축은 표시 장치의 높이 방향을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 이 출원에 의한 전계 발광 표시장치는 기판(110), 게이트(혹은 스캔) 구동부(200), 데이터 패드부(300), 소스 구동 집적회로(410), 연성 배선 필름(430), 회로 보드(450), 및 타이밍 제어부(500)를 포함한다.
기판(110)은 절연 물질, 또는 유연성(flexibility)을 가지는 재료를 포함할 수 있다. 기판(110)은 유리, 금속, 또는 플라스틱 등으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전계발광 표시장치가 플렉서블(flexible) 표시장치인 경우, 기판(110)은 플라스틱 등과 같은 유연한 재질로 이루어질 수도 있다. 예를 들어 투명 폴리이미드(polyimide) 재질을 포함할 수 있다.
기판(110)은 표시 영역(DA), 및 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역으로서, 기판(110)의 중앙부를 포함한 대부분 영역에 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 표시 영역(DA)에는 스캔 배선들(혹은 게이트 배선들), 데이터 배선들 및 화소들(P1, P2, P3, P4)이 형성된다. 화소들은 복수의 서브 화소들을 포함할 수 있으며, 복수의 서브 화소들은 각각 스캔 배선들과 데이터 배선들을 포함할 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로서, 표시 영역(DA)의 전체 또는 일부를 둘러싸도록 기판(110)의 가장자리 부분에 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 게이트 구동부(200)와 데이터 패드부(300)가 형성될 수 있다.
게이트 구동부(200)는 타이밍 제어부(500)로부터 입력되는 게이트 제어신호에 따라 스캔 배선들에 스캔(혹은 게이트) 신호들을 공급한다. 게이트 구동부(200)는 베이스 기판(110)의 표시 영역(DA)의 일측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에 GIP(gate driver in panel) 방식으로 형성될 수 있다. GIP 방식은 게이트 구동부(200)가 기판(110) 상에 직접 형성되어 있는 구조를 일컫는다.
데이터 패드부(300)는 타이밍 제어부(500)로부터 입력되는 데이터 제어신호에 따라 데이터 배선들에 데이터 신호들을 공급한다. 데이터 패드부(300)는 구동 칩으로 제작되어 연성 배선 필름(430)에 실장되고 TAB(tape automated bonding) 방식으로 기판(110)의 표시 영역(DA)의 일측 바깥 쪽의 비표시 영역(NDA)에 부착될 수 있다.
소스 구동 집적 회로(410)는 타이밍 제어부(500)로부터 디지털 비디오 데이터와 소스 제어신호를 입력받는다. 소스 구동 집적 회로(410)는 소스 제어 신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 데이터 배선들에 공급한다. 소스 구동 집적 회로(410)가 칩으로 제작되는 경우, COF(chip on film) 또는 COP(chip on plastic) 방식으로 연성 배선 필름(430)에 실장될 수 있다.
연성 배선 필름(430)에는 데이터 패드부(300)와 소스 구동 집적 회로(410)를 연결하는 배선들, 데이터 패드부(300)와 회로 보드(450)를 연결하는 배선들이 형성될 수 있다. 연성 배선 필름(430)은 이방성 도전 필름(anisotropic conducting film)을 이용하여 데이터 패드부(300) 상에 부착되며, 이로 인해 데이터 패드부(300)와 연성 필름(430)의 배선들이 연결될 수 있다.
회로 보드(450)는 연성 배선 필름(430)들에 부착될 수 있다. 회로 보드(450)는 구동 칩들로 구현된 다수의 회로들이 실장될 수 있다. 예를 들어, 회로 보드(450)에는 타이밍 제어부(500)가 실장될 수 있다. 회로 보드(450)는 인쇄회로보드(printed circuit board) 또는 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board)일 수 있다.
타이밍 제어부(500)는 회로 보드(450)의 케이블을 통해 외부의 시스템 보드로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호를 입력 받는다. 타이밍 제어부(500)는 타이밍 신호에 기초하여 게이트 구동부(200)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 게이트 제어신호와 소스 구동 집적 회로(410)들을 제어하기 위한 소스 제어신호를 발생한다. 타이밍 제어부(500)는 게이트 제어신호를 게이트 구동부(200)에 공급하고, 소스 제어신호를 소스 구동 집적 회로(410)들에 공급한다. 제품에 따라 타이밍 제어부(500)는 소스 구동 집적 회로(410)와 한 개의 구동 칩으로 형성되어 기판(110) 상에 실장될 수도 있다.
<제1 실시 예>
이하, 도 2 내지 4를 참조하여, 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에 대해 설명한다. 도 2는 이 출원에 의한 전계발광 표시장치를 구성하는 한 화소의 회로 구성을 나타낸 도면이다. 도 3은 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I'를 따라 절취한, 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다. 도 2 내지 도 4에서는 전계 발광 표시장치의 한 종류인 유기발광 표시장치를 예로서 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 유기발광 표시장치의 한 화소는 스캔 배선(SL), 데이터 배선(DL) 및 구동 전류 배선(VDD)에 의해 정의된다. 유기발광 표시장치의 한 화소 내부에는 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 구동 박막 트랜지스터(DT), 유기발광 다이오드(OLE) 그리고 보조 용량(Cst)을 포함한다. 구동 전류 배선(VDD)은 유기발광 다이오드(OLE)를 구동하기 위한 고 전위 전압이 인가된다.
예를 들어, 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 스캔 배선(SL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부분에 배치될 수 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 스위칭 게이트 전극(SG), 스위칭 소스 전극(SS) 및 스위칭 드레인 전극(SD)을 포함한다. 스위칭 게이트 전극(SG)은 스캔 배선(SL)에 연결된다. 스위칭 소스 전극(SS)은 데이터 배선(DL)에 연결되며, 스위칭 드레인 전극(SD)은 구동 박막 트랜지스터(DT)에 연결된다. 스위칭 박막 트랜지스터(ST)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 데이터 신호를 인가함으로써 구동 시킬 화소를 선택하는 기능을 한다.
구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)에 의해 선택된 화소의 유기발광 다이오드(OLE)를 구동하는 기능을 한다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 구동 게이트 전극(DG), 구동 소스 전극(DS) 및 구동 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 게이트 전극(DG)은 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 스위칭 드레인 전극(SD)에 연결된다. 일례로, 구동 게이트 전극(DG)을 덮는 게이트 절연막(GI)을 관통하는 드레인 콘택홀(DH)을 통해 스위칭 드레인 전극(SD)이 연결되어 있다. 구동 소스 전극(DS)은 구동 전류 배선(VDD)에 연결되며, 구동 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO)에 연결된다. 구동 박막 트랜지스터(DT)의 구동 게이트 전극(DG)과 유기발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO) 사이에는 보조 용량(Cst)이 배치된다.
구동 박막 트랜지스터(DT)는 구동 전류 배선(VDD)과 유기발광 다이오드(OLE) 사이에 배치된다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스위칭 박막 트랜지스터(ST)의 드레인 전극(SD)에 연결된 구동 게이트 전극(DG)의 전압의 크기에 따라 구동 전류 배선(VDD)으로부터 유기발광 다이오드(OLE)로 흐르는 전류량를 조정한다.
유기발광 다이오드(OLE)는 애노드 전극(ANO), 유기 발광층(EL) 및 캐소드 전극(CAT)을 포함한다. 유기발광 다이오드(OLE)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절되는 전류에 따라 발광한다. 다시 설명하면, 유기발광 다이오드(OLE)는 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절되는 전류에 따라 발광량이 조절되므로, 전계발광 표시장치의 휘도를 조절할 수 있다. 유기발광 다이오드(OLE)의 애노드 전극(ANO)은 구동 박막 트랜지스터(DT)의 구동 드레인 전극(DD)에 접속되고, 캐소드 전극(CAT)은 저 전위 전압이 공급되는 저전원 배선(VSS)에 접속된다. 즉, 유기발광 다이오드(OLE)는 저 전위 전압과 구동 박막 트랜지스터(DT)에 의해 조절된 고 전위 전압에 의해 구동된다.
박막 트랜지스터들(ST, DT)이 형성된 기판(110)의 표면 위에 보호막(PAS)이 적층되어 있다. 보호막(PAS)은 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘과 같은 무기막으로 형성하는 것이 바람직하다. 보호막(PAS) 위에는 칼라 필터(CF)가 적층될 수 있다. 칼라 필터(CF)는 이후에 형성될 애노드 전극(ANO)과 완전히 중첩되도록 배치하는 것이 바람직하다.
보호막(PAS)과 칼라 필터(CF) 위에는 평탄화 막(PL)이 적층되어 있다. 평탄화 막(PL)은 박막 트랜지스터들(ST, DT)이 형성된 기판(110)의 표면이 균일하지 않게 되는데, 이를 평탄하게 하기 위한 박막이다. 높이 차이를 균일하게 하기 위해, 평탄화 막(PL)은 유기 물질로 형성할 수 있다. 보호막(PAS)과 평탄화 막(PL)에는 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD) 일부를 노출하는 화소 콘택홀(PH)이 형성되어 있다.
평탄화 막(PL) 상부 표면에는 애노드 전극(ANO)이 형성되어 있다. 애노드 전극(ANO)은 화소 콘택홀(PH)을 통해 구동 박막 트랜지스터(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결되어 있다. 애노드 전극(ANO)은 유기발광 다이오드(OLE)의 발광 구조에 따라 구성 요소가 달라질 수 있다. 일례로, 기판(110) 방향으로 빛을 제공하는 하부 발광형의 경우에는 투명 도전 물질로 형성할 수 있다. 다른 예로, 기판(110)과 대향하는 상부 방향으로 발광하는 경우에는 광 반사율이 우수한 금속 물질로 형성할 수 있다. 도 4는 하부 발광형의 구조를 도시하고 있으나, 이 출원은 상부 발광형에도 적용할 수 있다.
애노드 전극(ANO) 위에는 뱅크(BA)가 형성되어 있다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)의 가장자리를 덮고, 중앙 영역 대부분을 노출한다. 뱅크(BA)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO)의 중앙 영역은 발광 영역으로 정의할 수 있다.
화소와 화소 사이에는 뱅크(BA)와 평탄화 막(PL)을 제거한 트렌치(TR)가 형성되어 있다. 트렌치(TR)는 수평 트렌치(TRH)와 수직 트렌치(TRV)를 포함한다. 수평 트렌치(TRH)는 기판(110)의 평면도 상에서 X축 방향 혹은 가로 방향으로 연장된다. 수직 트렌치(TRV)는 기판(110)의 평면도 상에서 Y축 방향 혹은 세로 방향으로 연장된다. 화소의 좌측변과 우측변에 수직 트렌치(TRV)가 하나씩 배치되고, 상변과 하변에 수평 트렌치(TRH)가 하나씩 배치된다.
뱅크(BA)와 애노드 전극(AN0) 위에는, 유기 발광층(EL)이 적층되어 있다. 유기 발광층(EL)은 애노드 전극(ANO)과 뱅크(BA)를 덮도록 기판(110)의 표시 영역(DA) 전체에 형성될 수 있다. 일 예에 따른 유기 발광층(EL)은 백색 광을 방출하기 위해 수직 적층된 2 이상의 발광층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기 발광층(EL)은 제 1 광과 제 2 광의 혼합에 의해 백색 광을 방출하기 위한 제 1 발광층(E1)과 제 2 발광층(E2)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 발광층(E1)과 제2 발광층(E2) 사이에는 전하 생성층(CG)이 개재되어 있다. 제1 발광층(E1)은 애노드 전극(ANO)과 전하 생성층(CG) 사이에 개재되어 제1 광을 방출하고, 제2 발광층(E2)은 전하 생성층(CG)과 캐소드 전극(CAT) 사이에 개재되어 제2 광을 방출한다.
유기 발광층(EL) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 적층되어 있다. 캐소드 전극(CAT)은 유기 발광층(EL)의 제2 발광층(E2)과 면 접촉을 이루도록 적층된다. 캐소드 전극(CAT)은 모든 화소들에 형성된 유기 발광층(EL)과 공통적으로 연결되도록 기판(110) 전체에 걸쳐 형성된다. 하부 발광형의 경우, 캐소드 전극(CAT)은 광 반사 효율이 우수한 금속 물질을 포함한다. 예를 들어, 캐소드 전극(CAT)은, 은(Ag), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 금(Au), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 또는 바륨(Ba) 중에서 선택된 어느 하나의 물질 또는 2 이상의 합금 물질로 이루어질 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 트렌치에 의해 화소와 화소 사이에서 전기적 연결성을 단선하는 구조에 대해 설명한다. 도 5는 도 4에서 점선 사각형으로 표시한 'A' 부분의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.
기판(110) 위에 게이트 절연막(GI)이 적층되어 있다. 게이트 절연막(GI) 위에는 구동 전류 배선(VDD) 및 데이터 배선(DL)이 형성되어 있다. 구동 전류 배선(VDD) 및 데이터 배선(DL) 위에는 보호막(PAS)이 적층되어 있다. 보호막(PAS) 위에는 칼라 필터(CF)가 형성되어 있다. 일례로 좌측에는 적색 칼라 필터가 형성되고, 우측에는 녹색 칼라 필터가 형성될 수 있다.
칼라 필터(CF) 위에는 평탄화 막(PL)이 적층되어 있다. 평탄화 막(PL) 위에는 애노드 전극(ANO)이 형성되어 있다. 애노드 전극(ANO)의 테두리 영역에는 뱅크(BA)가 형성되어 있다. 이웃하는 두 애노드 전극(ANO) 사이에 배치된 뱅크(BA)와 평탄화 막(PL)을 일정 깊이 식각하여 형성한 트렌치(TR)가 배치되어 있다. 도 5는 편의상 구동 전류 배선(VDD) 및 데이터 배선(DL) 사이에 배치된 수직 트렌치(TRV)의 구조만을 도시하였지만, 수평 트렌치(TRH)도 동일한 구조를 갖는다.
트렌치(TR)는 바닥면(10)과 측면(20)을 포함하는 우물 형상을 갖는다. 트렌치(TR)가 형성된 상태에서, 애노드 전극(ANO)과 뱅크(BA) 위에 제1 발광층(E1)을 증착한다. 그 결과, 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1)이 적층되지만, 측면(20)에서는 완전히 적층되지 않고, 상부에만 일부 적층되는 형상을 갖는다. 즉, 제1 발광층(E1)은 기판(110) 전체 표면 위에 증착 되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)를 증착한다. 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)이 적층된다. 측면(20)에서는 상부에만 일부 적층된다. 예를 들어, 제1 발광층(E1)의 일부만 덮는 형상을 가질 수 있다. 경우에 따라서는 전하 생성층(CG)이 제1 발광층(E1)을 완전히 덮을 수도 있다. 전하 생성층(CG)도 기판(110) 전체 표면 위에 증착 되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 제2 발광층(E2)의 증착 공정을 진행함에 따라, 트렌치(TR)의 상부에서는 좌측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)과 우측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)이 서로 접촉하여, 트렌치(TR)의 상부 공간을 메우는 형상이 만들어진다. 그 결과, 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 가질 수 있다. 한편, 트렌치(TR) 깊이 및 높이 등에 따라 제2 발광층(E2)의 일부는 트렌치(TR) 내에서 단절될 수도 있다.
이후, 제2 발광층(E2) 위에 캐소드 전극(CAT)을 증착한다. 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 가지므로, 캐소드 전극(CAT)도 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다. 도면으로 도시하지 않았으나, 캐소드 전극(CAT) 위에는 봉지층이 더 적층될 수 있다.
도 5에 도시한 구조에서는, 애노드 전극(ANO) 바로 위에 적층되는 제1 발광층(E1)에는 전하 수송층을 포함할 수 있다. 제1 발광층(E1)이 트렌치(TR)에 의해 화소 단위로 분리되므로, 전하 수송층에 의해 이웃하는 화소들 사이에서 전하들이 이동하는 문제를 방지할 수 있다. 또한, 제1 발광층(E1) 위에 적층되는 전하 생성층(CG)도 트렌치(TR)에 의해 화소 단위로 분리되므로, 전하 생성층(CG)에 의해 이웃하는 화소들 사이에서 전하들이 이동하는 문제를 방지할 수 있다.
반면에, 제2 발광층(E2)는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 전자 수송층은 캐소드 전극(CAT)과 마찬가지로 전체 화소들에 걸쳐 연결된 공통층으로 사용하는 것이 바람직하다. 전자 수송층을 따라 전자들이 이웃하는 화소들 사이에 이동하더라도, 전하들은 트렌치(TR)에 의해 화소 단위로 분리되므로, 수평 누설 전류에 의한 화질 문제는 발생하지 않는다.
도 4 및 도 5에서는 제1 실시 예에 의한 트렌치를 구비하여 수평 누설 전류를 억제한 구조를 갖는 하부 발광형 전계 발광 표시장치를 설명하였다. 이 출원은, 도 6에 도시한 바와 같이, 하부 발광형뿐만 아니라 상부 발광형에도 적용할 수 있다. 도 6은, 이 출원의 제1 실시 예의 다른 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제1 실시 예의 다른 예에 의한 전계 발광 표시장치는, 기판(도시하지 않음), 회로 소자층(도시하지 않음), 평탄화 막(PL), 제 1 전극(ANO), 발광층(420), 제 2 전극(CAT), 뱅크(BA), 봉지층(500) 및 제 1 내지 제 3 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)를 포함하여 이루어진다. 도면에 도시하지 않은, 기판 및 회로 소자층은 앞에서 설명한 기판 및 박막 트랜지스터(ST, DT)와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
도 6에 도시한 표시장치는 발광된 광이 상부 쪽으로 방출되는 소위 상부 발광(Top emission) 방식으로 이루어질 수 있다. 따라서, 기판의 재료로는 투명한 재료뿐만 아니라 불투명한 재료가 이용될 수 있다.
평탄화 막(PL)은 회로 소자층 상에 형성된다. 평탄화 막(PL)은 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. 또는, 평탄화 막(PL)은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물 등의 무기막으로 형성될 수도 있다.
제 1 서브 화소(P1)와 제 2 서브 화소(P2) 사이의 경계 영역 및 제 2 서브 화소(P2)와 제 3 서브 화소(P3) 사이의 경계 영역에서, 평탄화 막(PL)에는 트렌치(TR)가 구비된다. 트렌치(TR)는 제 1 서브 화소(P1)의 제 1 전극(ANO)의 끝단을 덮는 뱅크(BA)와 제 2 서브 화소(P2)의 제 1 전극(ANO)의 끝단을 덮는 뱅크(BA) 사이의 영역 및 제 2 서브 화소(P2)의 제 1 전극(ANO)의 끝단을 덮는 뱅크(BA)와 제 3 서브 화소(P3)의 제 1 전극(ANO)의 끝단을 덮는 뱅크(BA) 사이 영역에 구비되며, 평탄화 막(PL)을 관통하지 않고 평탄화 막(PL) 내부의 소정 영역까지 연장될 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 트렌치(TR)는 평탄화 막(PL)을 관통하고 그 아래의 회로 소자층 내부의 소정 영역까지 연장될 수도 있다.
뱅크(BA)는 인접한 서브 화소(P1-P3) 사이의 경계 영역에서 매트릭스 구조로 형성된다. 또한, 뱅크(BA)의 일단은 트렌치(TR)의 입구와 접하도록 구비되거나, 트렌치(TR)의 입구와 일정한 거리만큼 이격될 수도 있다. 뱅크(BA)는 제 1 내지 제 3 서브 화소(P1-P3)에 구비된 제 1 전극(ANO)의 양 끝단을 덮도록 형성될 수 있다. 그에 따라, 뱅크(BA)에 의해 가려지지 않고 노출된 제 1 전극(BA)의 노출 영역이 발광 영역이 된다.
발광층(420)은 절연층(300), 뱅크(BA), 및 제 1 전극(ANO) 상에 형성된다. 즉, 발광층(420)은 제 1 내지 제 3 서브 화소(P1-P3)와 인접한 서브 화소(P1-P3) 사이의 경계 영역에 모두 형성된다. 발광층(420)은 백색(W) 광을 발광하도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 발광층(420)은 서로 상이한 색상의 광을 발광하는 복수의 스택(stack)을 포함하여 이루어질 수 있다. 구체적으로, 발광층(420)은 제 1 스택(421), 제 2 스택(423), 및 제 1 스택(421)과 제 2 스택(423) 사이에 구비된 전하 생성층(Charge generation layer; CGL)(422)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제 1 스택(421)은 차례로 적층된 정공 주입층, 제 1 정공 수송층, 제 1 유기발광층, 및 제 1 전자 수송층을 포함하여 이루어지고, 제 2 스택(423)은 차례로 적층된 제 2 정공 수송층, 제 2 유기발광층, 제 2 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함하여 이루어지고, 전하 생성층(422)은 제 1 스택(421)에 전자를 공급하는 N형 전하 생성층 및 제 2 스택(423)에 정공을 공급하는 P형 전하 생성층을 포함하여 이루어질 수 있다.
발광층(420)은 트렌치(TR)의 내부 및 상부에 형성된다. 발광층(420)이 트렌치(TR) 내부에 형성될 때, 발광층(420)의 적어도 일부가 단절됨으로써, 인접하는 서브 화소(P1-P3) 사이에서 누설전류 발생이 방지될 수 있다.
구체적으로, 제 1 스택(421)은 트렌치(TR) 내부의 측면 및 하면에 형성될 수 있다. 이 때, 제 1 스택(421)은 트렌치(TR) 내에서 연속되지 않고 단절될 수 있다. 이에 따라, 트렌치(TR)를 사이에 두고 인접하게 배치된 제 1 서브 화소(P1)와 제 2 서브 화소(P2) 사이 및 제 2 서브 화소(P3)와 제 3 서브 화소(P3) 사이에서는 제 1 스택(421)을 통해 전하가 이동할 수 없다.
전하 생성층(422)은 제 1 스택(421) 상에 구비된다. 이 때, 전하 생성층(422)은 트렌치(TR)의 내부 또는 트렌치(TR)와 중첩되는 영역에서 단절될 수 있다. 이에 따라, 트렌치(TR)를 사이에 두고 인접하게 배치된 제 1 서브 화소(P1)와 제 2 서브 화소(P2) 사이 및 제 2 서브 화소(P3)와 제 3 서브 화소(P3) 사이에서는 전하 생성층(422)을 통해 전하가 이동할 수 없다.
제 2 스택(423)은 전하 생성층(422) 상에서 트렌치(TR)를 사이에 두고 인접하게 배치된 제 1 서브 화소(P1)와 제 2 서브 화소(P2) 사이 및 제 2 서브 화소(P3)와 제 3 서브 화소(P3) 사이에서 연속될 수 있다. 또는 제 2 스택(423)은 트렌치(TR)에 의해 적어도 일부분은 단절되고, 적어도 일부분은 연속될 수 있다. 이에 따라, 트렌치(TR)를 사이에 두고 인접하게 배치된 제 1 서브 화소(P1)와 제 2 서브 화소(P2) 사이 및 제 2 서브 화소(P3)와 제 3 서브 화소(P3) 사이에서는 제 2 스택(423)을 통해 전하가 이동할 수 있다.
전술한 제 1 스택(421), 전하 생성층(422) 및 제 2 스택(423)의 구조에 의해, 발광층(420)의 내부에는 공극(G)이 구비된다. 구체적으로, 공극(G)은 트렌치(TR) 내부에 구비되어, 트렌치(TR)의 위쪽까지 연장될 수 있다. 이 때, 공극(G)의 끝단은 전하 생성층(422)보다 높은 위치에 형성됨으로써, 공극(G)에 의해 전하 생성층(422)이 트렌치(TR) 상에서 단절될 수 있다. 또한, 공극(G)의 하부에서 상부로 갈수록 공극(G)의 폭은 감소되도록 형성될 수 있다.
제 2 전극(430)은 제 2 스택(423) 상에 구비된다. 제 2 전극(430)은 표시 장치의 음극(Cathode)으로 기능할 수 있다. 제 2 전극(430)은 발광층(420)과 마찬가지로 제 1 내지 제 3 서브 화소(P1-P3)와 인접하게 배치된 서브 화소(P1-P3) 사이의 경계 영역에 모두 형성된다. 제 2 스택(423)의 상면은 단절되지 않으므로, 제 2 전극(430)은 발광층(420) 상에 안정적으로 증착될 수 있으며, 트렌치(TR) 영역과 중첩되는 부분은 오목한 형상을 가질 수 있다.
도 6에 도시한, 표시 장치는 상부 발광 방식으로 이루어지기 때문에, 제 2 전극(430)은 발광층(420)에서 발광된 광을 상부 쪽으로 투과시키기 위해서, 인듐주석산화물(ITO) 또는 인듐아연산화물(IZO)과 같은 투명한 금속물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 2 전극(430)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
봉지층(500)은 제 2 전극(430) 상에 구비된다. 봉지층(500)은 무기물, 유기물 또는 무기물과 유기물의 혼합물로 이루어져, 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있다. 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)는 봉지층(500) 상에 구비된다. 컬러 필터(CFR, CFG, CFB)는 제 1 서브 화소(P1)에 구비된 적색(R)의 제 1 컬러 필터(CFR), 제 2 서브 화소(P2)에 구비된 녹색(G)의 제2 컬러 필터(CFG), 및 제3 서브 화소(P3)에 구비된 청색(B)의 제3 컬러 필터(CFB)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 제 1 서브 화소(P1)에서는 발광층(420)에서 발광된 백색(W) 광이 적색(R)의 제 1 컬러 필터(CFR)를 통과하면서 적색(R)의 광만이 투과하게 되고, 제 2 서브 화소(P3)에서는 발광층(CFG)에서 발광된 백색(W) 광이 녹색(G)의 제 2 컬러 필터(620)를 통과하면서 녹색(G)의 광만이 투과하게 된다. 그리고, 제 3 서브 화소(P3)에서는 발광층(CFG)에서 발광된 백색(W) 광이 청색(B)의 제 3 컬러 필터(CFB)를 통과하면서 청색(B)의 광만이 투과하게 된다.
결론적으로, 제1 실시 예는 발광층(420) 내에 구비되는 트렌치(TR)를 통하여 인접한 서브 화소(P1-P3) 사이의 경계 영역에서 전하 생성층(422)을 단절시킴으로써, 인접한 서브 화소(P1-P3) 사이의 경계 영역에서 흐르는 측면 누설 전류의 발생을 방지할 수 있다. 구체적으로, 전하 생성층(422)는 제 1 스택(421) 및 제 2 스택(423)에 비하여 도전성이 크다. 특히, 전하 생성층(422)을 구성하는 N형 전하 생성층은 금속 물질을 포함하여 이루어질 수 있기 때문에, 제 1 스택(421) 및 제 2 스택(423)에 비하여 도전성이 크다. 즉, 서로 인접하게 배치된 서브 화소(P1-P3) 사이에서의 전하의 이동은 주로 전하 생성층(422)을 통해 이루어지고, 제 2 스택(423)을 통해서 이루어지는 전하의 이동량은 미미하다. 따라서, 전하 생성층(422)을 트렌치(TR) 내부에서 단절되도록 형성함으로써, 서로 인접하게 배치된 서브 화소(P1-P3) 사이에서의 전하의 이동을 줄여서 누설전류 발생을 방지할 수 있다.
<제2 실시 예>
이상 제1 실시 예에서는 각 화소들을 둘러싸는 트렌치(TR)를 형성함으로써, 수평 누설 전류를 방지하는 구조를 갖는 전계 발광 표시장치를 설명하였다. 화소의 밀도가 점점 높아질 수록, 화소의 크기도 작아지고, 화소들 사이의 이격 거리도 좁아진다. 화소 밀도가 높지 않을 경우, 예를 들어 1K PPI(Pixel Per Inch) 이하인 경우, 스캔 신호에 따라 동시에 켜지는 X축 방향으로 이웃하는 화소들 사이에서 수평 누설 전류가 화질 저하를 야기하는 주된 원인이 될 수 있다. 따라서, Y축 방향으로 연장되는 수직 트렌치(TRV)만으로도 충분히 수평 누설 전류에 의한 화질 저하를 방지할 수 있다. 하지만, 화소 밀도가 높아지면, 예를 들어 1K 내지 2K PPI의 경우, Y축 방향으로 이웃하는 화소들 사이에서도 수평 누설 전류가 화질 저하를 야기하는 원인이 될 수 있다. 그 결과, 제1 실시 예와 같이 X축 방향으로 연장되는 수평 트렌치(TRH)를 더 추가한 구조를 가져야 수평 누설 전류에 의한 화질 저하를 완전히 방지할 수 있다.
하지만, 화소 밀도가 더 높아지면, 예를 들어 4K PPI 이상인 초고도 해상도인 경우, 화소 사이의 간격이 매우 좁아지며, 트렌치의 폭을 좁게 형성하여야 한다. 이러한 상태에서는, 수평 트렌치(TRH)와 수직 트렌치(TRV)가 교차하는 부분에서는 트렌치의 폭이 넓어지는 문제가 발생한다.
트렌치(TR)의 폭은 애노드 전극(ANO) 위에 적층되는 제1 발광층(E1), 전하 생성층(CG) 및 제2 발광층(E2)의 두께를 고려하여, 제1 발광층(E1)과 전하 생성층(CG)만 트렌치(TR)에 의해 분리되도록 수평 트렌치(TRH)와 수직 트렌치(TRV)가 교차하는 부분에서 트렌치의 폭이 넓어질 경우, 이 교차부에서 전하 생성층(CG)과 캐소드 전극(CAT)이 접촉하여 발광 다이오드에 불량이 발생할 수 있다.
이에 대해 도 7 및 8을 참조하여 상세히 설명한다. 도 7은 이 출원의 제1 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 배치된 2X2 화소들 사이에 배치된 트렌치의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 8은 도 7의 II-II'를 따라 절취한, 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 2X2 행렬 구조를 기준으로 설명한다. 제1 화소(P1)은 1행 1열에 배치되고, 제2 화소(P2)는 1행 2열에 배치되며, 제3 화소(P3)는 2행 1열에 배치되고, 제4 화소(P4)는 2행 2열에 배치되어 있다. 제1 화소(P1)와 제2 화소(P2) 사이 그리고 제3 화소(P3)와 제4 화소(P4) 사이에는 수직 트렌치(TRV)가 배치되어 있다. 제1 화소(P1)와 제3 화소(P3) 사이 그리고 제2 화소(P2)와 제4 화소 사이(P4)에는 수평 트렌치(TRH)가 배치되어 있다.
수직 트렌치(TRV) 및 수평 트렌치(TRH)는 일정한 폭을 갖고 형성된다. 이 경우, 수직 트렌치(TRV)와 수평 트렌치(TRH)가 만나는 교차부(CRO)에서는 식각액이 집중될 수 있어, 모서리 부분이 과-식각(over-etched)되어 그 폭이 더 넓은 교차 트렌치(TRO)가 형성될 수 있다.
이와 같이, 수직 트렌치(TRV) 및 수평 트렌치(TRH)보다 넓은 폭을 갖는 교차 트렌치(TRO)가 형성된 상태에서, 애노드 전극(ANO)과 뱅크(BA) 위에 제1 발광층(E1)이 증착된다. 그 결과, 교차 트렌치(TRO)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1)이 적층되지만, 측면(20)에서는 완전히 적층되지 않고, 상부에만 일부 적층되는 형상을 갖는다. 즉, 제1 발광층(E1)은 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 교차 트렌치(TRO)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)를 증착한다. 교차 트렌치(TRO)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)이 적층된다. 측면(20)에서는 제1 발광층(E1)을 완전히 덮으며, 추가로 측면(20)의 하부까지 연장될 수도 있다. 이는 교차 트렌치(TRO)의 폭이 다른 트렌치들(TRV, TRH)보다 넓기 때문에 발생할 수 있는 현상이다. 전하 생성층(CG)도 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 교차 트렌치(TRO)의 바닥면(10)에는 전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)이 적층된다. 한편, 제2 발광층(E2)의 증착 공정을 진행함에 따라, 트렌치(TR)의 상부에서는 좌측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)과 우측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)이 전하 생성층(CG)를 덮지만, 교차 트렌치(TRO)의 상부를 메우지 못하고, 개방된 구조로 형성될 수 있다. 그 결과, 제2 발광층(E2)도 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 교차 트렌치(TRO)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
이후, 제2 발광층(E2) 위에 캐소드 전극(CAT)을 증착한다. 교차 트렌치(TRO)가 제2 발광층(E2)에 의해 막힌 구조가 아니므로, 캐소드 전극(CAT)은 교차 트렌치(TRO)의 개방된 형상을 따라, 측면(20)과 바닥면(10)을 모두 연결하면서 증착된다. 즉, 캐소드 전극(CAT)은 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다.
이러한 구조에서는 교차 트렌치(TRO)의 측벽(20)에서 캐소드 전극(CAT)이 노출된 전하 생성층(CG)과 직접 접촉하는 현상이 발생할 수 있다. 이와 같이 캐소드 전극(CAT)과 전하 생성층(CG)이 연결되면, 애노드 전극(ANO), 유기 발광층(EL) 및 캐소드 전극(CAT)의 적층 구조에 의한 발광 다이오드(EL)의 구조가 형성되지 못하여 발광 다이오드(EL) 불량이 발생한다.
이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 이러한 문제를 방지하기 위해 제시하는 이 출원의 제2 실시 예에 대해 설명한다. 도 9는 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 10은 도 9의 III-III'을 따라 절취한, 이 출원의 제2 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 2X2 행렬 구조로 배치된 화소들로 설명한다. 제1 화소(P1)은 1행 1열에 배치되고, 제2 화소(P2)는 1행 2열에 배치되며, 제3 화소(P3)는 2행 1열에 배치되고, 제4 화소(P4)는 2행 2열에 배치되어 있다. 각 화소들은 제1 변(11), 제1 변(11)과 직교하는 제2 변(12), 제1 변(11)과 평행한 제3 변(13) 및 제2 변(12)과 평행한 제4 변(14)으로 이루어진 직사각형 형상을 가질 수 있다.
각 화소의 네 변(11, 12, 13, 14)의 외측에는 트렌치(TR)들이 배치되어 있다. 트렌치(TR)는 X축 방향으로 이웃하는 화소들 사이에 배치된 수직 트렌치(TRV)와 Y축 방향으로 이웃하는 화소들 사이에 배치된 수평 트렌치(TRH)를 포함한다. 수직 트렌치(TRV) 및 수평 트렌치(TRH)는 하나로 연결되지 않고, 각 화소별로 분리된 선분 형상을 가질 수 있다.
일례로, 제1 화소(P1)와 제2 화소(P2) 사이에는 제1 수직 트렌치(TRV1)가 배치되어 있고, 제3 화소(P3)와 제4 화소(P4) 사이에는 제2 수직 트렌치(TRV2)가 배치되어 있다. 제1 화소(P1)와 제3 화소(P3) 사이에는 제1 수평 트렌치(TRH1)가 배치되어 있고, 제2 화소(P2)와 제4 화소 사이(P4)에는 제2 수평 트렌치(TRH1)가 배치되어 있다.
제1 수직 트렌치(TRV1) 및 제2 수직 트렌치(TRV2)는 정해진 일정 폭을 갖되, 화소의 수직변에 대응하며 같거나 조금 더 긴 길이를 갖고 형성된다. 제1 수평 트렌치(TRH1) 및 제2 수평 트렌치(TRH2)는 일정한 폭을 갖되, 화소의 수평변에 대응하며 같거나 조금 더 긴 길이를 갖고 형성된다.
제1 수직 트렌치(TRV1)와 제2 수직 트렌치(TRV2)가 대향하는 이와 동시에 제1 수평 트렌치(TRH1)와 제2 수평 트렌치(TRH2)가 대향하는, 교차부에는 돌출 기둥(PRL)이 형성되어 있다. 돌출 기둥(PRL)은, 그 단면이 트렌치(TR)의 폭에 대응하는 네 개의 변을 갖는 사각 모양인, 사각 기둥 형상을 가질 수 있다. 돌출 기둥(PRL)은 유기 또는 무기 절연물질로 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 트렌치(TR)에서는 유기 발광층(EL)은 제1 실시 예에서 설명한 바와 같은 적층 구조를 갖는다. 일례로, 트렌치(TR)가 형성된 상태에서, 애노드 전극(ANO)과 뱅크(BA) 위에 제1 발광층(E1)을 증착한다. 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1)이 적층되지만, 측면(20)에서는 완전히 적층되지 않고, 상부에만 일부 적층되는 형상을 갖는다. 제1 발광층(E1)은 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)를 증착한다. 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)이 적층된다. 측면(20)에서는 상부에만 일부 적층된다. 전하 생성층(CG)도 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 트렌치(TR)의 상부에서는 좌측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)과 우측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)이 서로 접촉하여, 트렌치(TR)의 상부 공간을 메우는 형상이 만들어진다. 그 결과, 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다.
제2 발광층(E2) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 증착되어 있다. 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 가지므로, 캐소드 전극(CAT)도 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다.
한편, 수직 트렌치(TRV)와 수평 트렌치(TRH)가 교차하는 교차부(CRO)에는 트렌치(TR)이 형성되지 않고, 뱅크(BA) 위에 적층된 돌출 기둥(PRL)이 형성되어 있다.
교차부(CRO)에서는 제1 발광층(E1)이 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가면서 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서 연결된 구조를 갖는다. 하지만, 돌출 기둥(PRL)의 높이로 인해, 제1 발광층(E1)은 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 얇은 두께로 증착된다.
제1 발광층(E1) 위에는 전하 생성층(CG)이 증착된다. 전하 생성층(CG)도 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가면서 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서 연결된 구조를 갖는다. 마찬가지로, 돌출 기둥(PRL)의 높이로 인해, 전하 생성층(CG)은 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 얇은 두께로 증착될 수 있다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 제2 발광층(E2)도 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가면서 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서 연결된 구조를 갖는다. 돌출 기둥(PRL)의 높이로 인해, 제2 발광층(E2)도 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 얇은 두께로 증착될 수 있다.
제2 발광층(E2) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 증착되어 있다. 캐소드 전극(CAT)도 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가면서 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서 연결된 구조를 갖는다. 캐소드 전극(CAT)은 무기 물질로서, 유기 물질인 제1 발광층(E1), 전하 생성층(CG) 및 제2 발광층(E2)와 달리 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서도 동일한 두께로 증착될 수 있다.
이와 같이, 돌출 기둥(PRL)에서는 유기 발광층(EL)과 캐소드 전극(CAT) 모두 단선되지 않고 연결된 구조를 가질 수 있다. 하지만 전하 생성층(CG)의 경우, 돌출 기둥(PRL)의 높이로 인해, 제1 화소(P1)와 제4 화소(P4) 사이에 연결되는 부분에서 저항이 매우 높은 값을 가질 수 있다. 특히, 전하 생성층(CG)은 제1 발광층(E1) 및 제2 발광층(E2)보다 상대적으로 두께가 현저히 얇고, 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 더 얇게 적층되기 때문에, 더구나, 돌출 기둥(PRL)이 차지하는 면적이 화소 면적에 비해 매우 작기 때문에, 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가는 전하 생성층(CG)의 부분은 매우 높은 저항을 갖는다. 그 결과, 물리적으로는 전하 생성층(CG)이 제1 화소(P1)와 제4 화소(P4) 사이에 연결되어 있으나, 전기적으로는 그 연결성이 단선된 것과 동일한 상태가 될 수 있다.
특히, 교차부(CRO)에 트렌치(TR)를 형성하는 경우와 달리, 전하 생성층(CG)이 캐소드 전극(CAT)과 단락(short)되는 문제가 발생하지 않기 때문에, 발광 다이오드(EL)가 언제나 정상적으로 형성될 수 있다.
도면으로 도시하지 않았으나, 뱅크(BA)는 이중층으로 구성될 수 있다. 뱅크(BA)는 애노드 전극(ANO)에서 발광 영역을 정의한다. 또한, 이 출원에서는 트렌치(TR)를 형성하기 위한 구조물로 사용할 수도 있다. 따라서, 제조 공정에 따라서, 뱅크(BA)를 이중층으로 형성할 수도 있다. 이 경우, 뱅크(BA)는 제1 뱅크(BA1)과 제2 뱅크(BA2)가 순차 적층된 구조를 가질 수 있다. 제1 뱅크(BA1)와 제2 뱅크(BA2)는 서로 다른 특징을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
<제 3 실시 예>
이하, 도 11을 참조하여, 이 출원의 제3 실시 예에 대해 설명한다. 도 11은 이 출원의 제3 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치에서 2X2 화소들의 구조를 나타내는 평면도이다.
도 11은 제2 실시 예를 설명하는 도 9와 실질적으로 동일하다. 차이점은 돌출 기둥(PRL)의 형상에 있다. 따라서, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다. 제3 실시 예의 특징은, 돌출 기둥(PRL)은 제1 수직 트렌치(TRV1), 제2 수직 트렌치(TRV2), 제1 수평 트렌치(TRH1) 및 제2 수평 트렌치(TRH2)의 각 끝단에서, 각 트렌치(TRV1, TRV2, TRH1, TRH2) 방향들로(즉, 수평 방향으로) 돌출된 구조를 가짐으로써, 사각 기둥에서 '+'자형 기둥으로 변경된 특징이 있다.
예를 들어, 돌출 기둥(PRL)이 제1 수평 트렌치(TRH1)와 마주하는 부분에서 제1 수평 트렌치(TRH1)을 향해 돌출된 길이는 가급적 작은 것이 바람직하다. 마찬가지로, 돌출 기둥(PRL)이 제2 수평 트렌치(TRH2), 제1 수직 트렌치(TVH1) 및 제2 수직 트렌치(TVH2) 각각과 마주하는 부분에서 제2 수평 트렌치(TRH2), 제1 수직 트렌치(TVH1) 및 제2 수직 트렌치(TVH2) 각각을 향해 돌출된 길이는 가급적 작은 것이 바람직하다.
제2 실시 예에서 설명했듯이, 돌출 기둥(PRL)은 이웃하는 화소들 사이에서 유기 발광층(EL)의 연결성을 단절하지 않고, 연결성을 유지하는 구조체이다. 다만, 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘는 구조에서 저항을 높여 전기적으로 단선되는 것과 동일한 효과를 갖는다. 하지만, 이는 연결되는 면적이 넓어질 수록 저항이 낮아지는 문제가 있다. 돌출 기둥(PRL)의 면적이 넓어질 경우, 전기적 단선 효과를 얻을 수 없다.
따라서, 돌출 기둥(PRL)을 '+'자 기둥 형상으로 하는 경우, 수평 방향으로 돌출된 길이는 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘는 유기 발광층(EL)이 높은 저항을 유지할 수 있는 조건을 만족하는 길이를 갖는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 제2 실시 예와 같이 돌출 기둥(PRL)에서 수평 방향으로 돌출된 길이가 없는 사각 기둥 형상을 갖는 것일 수 있다.
제1 화소(P1)의 제4 변(14)에 배치된 제1 수평 트렌치(TRH1)를 기준으로 설명한다. 제4 변(14)은 화소의 수평 길이(L14)를 가질 수 있다. 제1 수평 트렌치(TRH1)의 길이를 트렌치 길이(LTR)로 정의할 수 있다. 또한, 돌출 기둥(PRL)에서 제1 수평 트렌치(TRH1)를 향해 돌출된 길이를 돌출 길이(LPR)로 정의할 수 있다. 트렌치 길이(LTR)은 화소의 수평 길이(L14)과 같거나 더 긴 길이를 가질 수 있다. 도 10에서는 트렌치 길이(LTR)이 화소의 수평 길이(L14)보다 더 긴 경우를 도시하였다.
돌출 길이(LPR)는 트렌치 길이(LTR)의 10% 이하인 것이 바람직하다. 이보다 더 큰 길이를 갖더라도, 최대 돌출 길이(LPR)은 트렌치와 화소 사이의 이격 거리를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이 값을 초과할 경우, 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘는 유기 발광층(EL) 특히, 전하 생성층(CG)의 저항이 낮아져, 수평 누설 전류가 발생하고, 화질에 왜곡을 야기할 수 있다.
다시 상세히 설명하면, 제1 수평 트렌치(TRH1)의 일측 단부에 배치된 돌출 기둥(PRL)에서 제1 수평 트렌치(TRH1)를 향해 돌출된 제1 돌출 길이(LPR1), 제1 수평 트렌치(TRH1)의 길이 및 제1 수평 트렌치(TRH1)의 타측 단부에 배치된 돌출 기둥(PRL)에서 제1 수평 트렌치(TRH1)를 향해 돌출된 제2 돌출 길이(LPR2) 비율은 1:8:1 내지 0:10:0 중 어느 한 비율을 갖는 것이 바람직하다.
<제 4 실시 예>
이하, 도 12를 참조하여 이 출원의 제4 실시 예에 대해 설명한다. 도 12는 이 출원의 제4 실시 예에 의한 전계 발광 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.
앞에서 설명한 제3 실시 예에서는 화소(P)의 모서리 부분에 배치되는 돌출 기둥(PRL)은 이웃하는 화소들 사이에서 유기 발광층(EL)의 연결성을 단절하지 않고, 연결성을 유지한다. 경우에 따라, 특히 해상도를 더욱 더 높일수록 화소의 크기는 작아지고, 모서리 부분은 화소와의 크기 비율이 커질 수 있다. 이 경우, 제3 실시 예와 같이 돌출 기둥(PRL)에서 유기 발광층(EL)의 연결성으로 인해, 누설 전류가 조금씩 증가할 수 있다.
이러한 경우에 누설 전류를 방지하기 위해서는, 돌출 기둥(PRL)의 측벽부에서 유기 발광층(EL)의 연결성을 단절하는 구조를 갖는 것이 바람직할 수 있다.
도 12를 참조하면, 트렌치(TR)가 형성된 상태에서, 애노드 전극(ANO)과 뱅크(BA) 위에 제1 발광층(E1)을 증착한다. 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1)이 적층되지만, 측면(20)에서는 완전히 적층되지 않고, 상부에만 일부 적층되는 형상을 갖는다. 제1 발광층(E1)은 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)를 증착한다. 트렌치(TR)의 바닥면(10)에는 제1 발광층(E1) 위에 전하 생성층(CG)이 적층된다. 측면(20)에서는 상부에만 일부 적층된다. 전하 생성층(CG)도 기판(110) 전체 표면 위에 증착되지만, 그 연결성은 트렌치(TR)에 의해 단절되어, 화소 단위로 분리될 수 있다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 트렌치(TR)의 상부에서는 좌측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)과 우측 화소에서 두꺼워지는 제2 발광층(E2)이 서로 접촉하여, 트렌치(TR)의 상부 공간을 메우는 형상이 만들어진다. 그 결과, 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다.
제2 발광층(E2) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 증착되어 있다. 제2 발광층(E2)은 기판(110) 전체 표면 위에서 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 가지므로, 캐소드 전극(CAT)도 전체 화소들 사이에서 연결된 구조를 갖는다.
한편, 수직 트렌치(TRV)와 수평 트렌치(TRH)가 교차하는 교차부(CRO)에는 트렌치(TR)이 형성되지 않고, 뱅크(BA) 위에 적층된 돌출 기둥(PRL)이 형성되어 있다.
교차부(CRO)에 형성되는 돌출 기둥(PRL)의 단면 형상을 정-테이퍼가 아닌 수직 테이퍼 구조 혹은 역-테이퍼 구조로 형성할 수 있다. 또한, 수직-테이퍼의 경우 돌출 기둥(PRL)의 길이를 좀 더 길게 형성할 수 있다.
이러한 구조에서는 제1 발광층(E1)이 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가지 않고, 측벽에서 단선된 구조를 가질 수 있다. 제1 발광층(E1) 위에는 위에 전하 생성층(CG)이 증착된다. 전하 생성층(CG)도 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 단선된 구조를 가질 수 있다. 즉, 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서도 연결되지 않고 단선된 구조를 갖는다.
전하 생성층(CG) 위에 제2 발광층(E2)을 증착한다. 제2 발광층(E2)도 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 단선된 구조를 가질 수 있다. 하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 제2 발광층(E2)의 경우에는 제1 발광층(E1) 및 전하 생성층(CG)와 달리 돌출 기둥(PRL)의 측벽에서 연결된 구조를 가질 수 있다.
제2 발광층(E2) 위에는 캐소드 전극(CAT)이 증착되어 있다. 캐소드 전극(CAT)은 유기 물질인 제1 발광층(E1), 전하 생성층(CG) 및 제2 발광층(E2)와 달리 무기 물질로 형성되므로, 돌출 기둥(PRL)을 타고 넘어가면서 대각선 방향으로 이웃하는 제1 화소(P1)과 제4 화소(P4) 사이에서 연결된 구조를 가질 수 있다. 경우에 따라서는, 캐소드 전극(CAT)도 돌출 기둥(PRL)에서 단선될 수 있다.
캐소드 전극(CAT)의 연결성이 돌출 기둥(PRL)에서 단선되더라도, 트랜치(TR) 영역에서 이웃하는 화소들 사이에서 연결되므로, 캐소드 전극(CAT)은 기판(110) 전체에 걸쳐 연결된 구조를 갖는다.
특히, 교차부(CRO)에 트렌치(TR)를 형성하는 경우와 달리, 전하 생성층(CG)이 캐소드 전극(CAT)과 단락(short)되는 문제가 발생하지 않기 때문에, 발광 다이오드(EL)는 언제나 정상적으로 형성될 수 있다.
상술한 이 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 이 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 이 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 이 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 이 출원은 앞에 설명한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 이 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이, 이 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 이 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 이 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
OLE: 유기 발광 다이오드 ANO: 애노드 전극
EL: 유기 발광층 CAT: 캐소드 전극
E1: 제1 발광층 E2: 제2 발광층
CG: 전하 생성층 TR: 트렌치
TRH: 수평 트렌치 TRV: 수직 트렌치
PRL: 돌출 기둥

Claims (19)

  1. 기판 위에서 1행-1열에 배치된 제1 화소, 1행-2열에 배치된 제2 화소, 2행-1열에 배치된 제3 화소 및 2행-2열에 배치된 제4 화소;
    상기 제1 화소와 상기 제2 화소 사이에 배치된 제1 수직 트렌치;
    상기 제3 화소와 상기 제4 화소 사이에 배치된 제2 수직 트렌치;
    상기 제1 화소와 상기 제3 화소 사이에 배치된 제1 수평 트렌치;
    상기 제2 화소와 상기 제4 화소 사이에 배치된 제2 수평 트렌치; 그리고
    상기 제1 수직 트렌치와 상기 제2 수직 트렌치가 대향하고, 상기 제1 수평 트렌치와 상기 제2 수평 트렌치가 대향하는 교차부에 배치된 돌출 기둥을 포함하는 전계 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 내지 상기 제4 화소에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치 및 상기 제2 수평 트렌치에 의해 연결성이 단절되며, 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치 및 상기 제2 수평 트렌치에 의해 연결성이 단절되며, 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 전하 생성층; 그리고
    상기 전하 생성층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 제2 발광층을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 화소 내지 상기 제4 화소 각각에 분리 배치된 제1 전극들; 그리고
    상기 제2 발광층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 제2 전극을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출 기둥은,
    상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치 및 상기 제2 수평 트렌치의 폭에 대응하는 네 개의 변을 갖는 사각 기둥체인 전계 발광 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌출 기둥은,
    상기 사각 기둥체에서 상기 제1 수직 트렌치 방향, 상기 제2 수직 트렌치 방향, 상기 제1 수평 트렌치 방향 및 상기 제2 수평 트렌치 방향으로 각각 일정 거리 돌출된 '+'자형 기둥체인 전계 발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 사각 기둥체에서 상기 제1 수직 트렌치 방향으로 돌출된 길이와 상기 제1 수직 트렌치 길이의 비율은, 1:8 내지 0:10 사이에서 선택된 어느 한 값을 갖고,
    상기 사각 기둥체에서 상기 제1 수평 트렌치 방향으로 돌출된 길이와 상기 제1 수평 트렌치 길이의 비율은, 1:8 내지 0:10 사이에서 선택된 어느 한 값을 갖는 전계 발광 표시장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 화소 내지 상기 제4 화소 각각에 분리 배치된 제1 전극들;
    상기 제1 화소 내지 상기 제4 화소에서 상기 제1 전극들에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥에 의해 연결성이 단절된 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥에 의해 연결성이 단절된 전하 생성층;
    상기 전하 생성층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 제2 발광층; 그리고
    상기 제2 발광층 위에 배치되며, 상기 제1 수직 트렌치, 상기 제2 수직 트렌치, 상기 제1 수평 트렌치, 상기 제2 수평 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 연결된 제2 전극을 더 포함하는 전계 발광 표시장치.
  8. 기판;
    상기 기판 전체 표면 위에 배치된 평탄화 막;
    상기 평탄화 막 위에 배치되며, 제1변, 상기 제1변과 수직하는 제2변 및 상기 제1변과 상기 제2변이 교차하는 교차부를 구비한 제1 전극;
    상기 제1변 및 상기 제2변 외측에 배치된 일정 폭을 갖는 트렌치;
    상기 교차부에 형성된 돌출 기둥;
    상기 제1 전극 상부에 적층되며, 상기 트렌치의 측벽 일부에 적층되어 연결성이 단절되고, 상기 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위에 적층되며, 상기 트렌치에서 연결성이 단절되고, 상기 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된 전하 생성층;
    상기 전하 생성층 위에 적층되며, 상기 트렌치를 지나 연결성이 연속되고, 상기 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된 제2 발광층;
    상기 제2 발광층 위에 적층되며, 상기 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된 제2 전극을 포함하는 전계 발광 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 전하 생성층은, 상기 캐소드 전극과 전기적으로 연결성이 단절된 전계 발광 표시장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 전극은,
    상기 제1변과 평행한 제3변; 및
    상기 제2변과 평행한 제4변을 구비하고,
    상기 트렌치는,
    상기 제1변 및 상기 제3변의 외측에 배치된 제1 트렌치; 및
    상기 제2변 및 상기 제4변의 외측에 배치된 제2 트렌치를 구비하는 전계 발광 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 전극의 상기 제1변, 상기 제2변, 상기 제3변 및 상기 제4변을 덮고, 중앙 영역을 개방하는 뱅크를 더 포함하며,
    상기 트렌치는, 상기 뱅크 및 상기 평탄화 막을 일정 깊이 패턴하여 함몰된 전계 발광 표시장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 돌출 기둥은,
    상기 모서리 부에 배치된 상기 뱅크의 상부 표면 위에 형성된 전계 발광 표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 뱅크는,
    제1 뱅크; 및
    상기 제1 뱅크 위에 적층된 제2 뱅크를 포함하는 전계 발광 표시장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 트렌치는,
    상기 제1변의 외측에서, 상기 제1변에 대응하는 제1 트렌치;
    상기 제2변의 외측에서, 상기 제2변에 대응하는 제2 트렌치;
    상기 제3변의 외측에서, 상기 제3변에 대응하는 제3 트렌치; 그리고
    상기 제4변의 외측에서, 상기 제4변에 대응하는 제4 트렌치를 포함하며,
    상기 돌출 기둥은,
    상기 모서리 부에서 상기 트렌치의 상기 일정 폭에 대응하는 4변으로 이루어진 사각 기둥체 형상을 갖는 전계 발광 표시장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 돌출 기둥은,
    상기 교차부에서 상기 제1변 방향 및 상기 제2변 방향으로 돌출된 '+'자 기둥체 형상을 갖는 전계 발광 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 트렌치의 일측 단부에 배치된 상기 돌출 기둥에서 상기 제1 트렌치를 향해 돌출된 제1 돌출 길이, 상기 제1변 외측에 배치된 상기 제1 트렌치의 길이 및 상기 제1 트렌치의 타측 단부에 배치된 상기 돌출 기둥에서 상기 제1 트렌치를 향해 돌출된 제2 돌출 길이 비율은 1:8:1 내지 0:10:0 중 어느 한 비율을 갖는 전계 발광 표시장치.
  17. 기판;
    상기 기판 전체 표면 위에 배치된 평탄화 막;
    상기 평탄화 막 위에 배치되며, 제1변, 상기 제1변과 수직하는 제2변 및 상기 제1변과 상기 제2변이 교차하는 교차부를 구비한 제1 전극;
    상기 제1변 및 상기 제2변 외측에 배치된 일정 폭을 갖는 트렌치;
    상기 교차부에 형성된 돌출 기둥;
    상기 제1 전극 상부에 적층되며, 상기 트렌치의 측벽 일부에 적층되어 연결성이 단절되고, 상기 돌출 기둥의 측벽에서 연결성이 단절된 제1 발광층;
    상기 제1 발광층 위에 적층되며, 상기 트렌치에서 연결성이 단절되고, 상기 돌출 기둥에서 연결성이 단절된 전하 생성층;
    상기 전하 생성층 위에 적층된 제2 발광층;
    상기 제2 발광층 위에 적층되며, 상기 트렌치 및 상기 돌출 기둥을 따라 적층되어 연결성이 연속된 제2 전극을 포함하는 전계 발광 표시장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 발광층은, 전하 생성층 위에서 상기 트렌치를 지나 연결성이 연속되고, 상기 돌출 기둥의 측벽에서 연결성이 단절된 전계 발광 표시장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 발광층은, 전하 생성층 위에서 상기 트렌치를 지나 연결성이 연속되고, 상기 돌출 기둥의 측벽에서 연결성이 연속된 전계 발광 표시장치.
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