KR20230095457A - 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 - Google Patents

저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 Download PDF

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KR20230095457A
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Abstract

본 발명은, 다수의 부화소를 갖는 기판과; 상기 기판 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 구동트랜지스터와; 상기 구동트랜지스터 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 발광다이오드와; 상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터 및 상기 발광다이오드 사이에 배치되는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.

Description

저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치 {Organic Light Emitting Diode Display Device Including Low Level Line}
본 발명은 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것으로, 특히 저전위배선을 각 부화소의 게이트전극과 양극 사이에 배치함으로써, 게이트전극과 양극 사이의 커플링이 최소화 되는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치에 관한 것이다.
최근 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조되고 있고, 또한 휴대가 가능한 정보매체를 이용하려는 요구가 높아지면서, 이에 부응하는 여러 가지 다양한 경량 및 박형의 평판표시장치가 개발되어 각광받고 있다.
이러한 평판표시장치 중에서 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device)는, 백라이트와 같은 별도의 광원을 필요로 하지 않는 자발광소자로서, 시야각, 대조비, 소비전력 등에서 장점을 갖고 있어서, 다양한 분야에 널리 적용되고 있다.
유기발광다이오드 표시장치에서는, 적, 녹, 청 발광다이오드가 각각 적, 녹, 청색의 빛을 방출하여 영상을 표시하는데, 빛의 파장이 짧아질수록 에너지가 높아지기 때문에, 적, 녹, 청 부화소를 동일한 면적으로 형성할 경우, 청 부화소의 청 발광층의 수명이 적, 녹 부화소의 적, 녹 발광층의 수명보다 짧아지게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 청 부화소의 청 발광층의 면적을 적, 녹 부화소의 적, 녹 발광층의 면적보다 크게 형성하는 기술이 제안되었는데, 이 경우 각 부화소의 발광층과 하부의 화소회로부의 형성위치가 일치하지 않게 되어 커플링(coupling)에 기인한 크로스토크와 같은 불량이 발생하는 문제가 있다.
특히, 가장 큰 면적을 갖는 청 부화소의 청 발광층은 녹 부화소의 화소회로부와 중첩되도록 배치될 수 있는데, 이 경우 청 부화소의 양극과 녹 부화소의 구동트랜지스터의 게이트전극이 중첩되어 커플링이 생성되고, 그 결과 녹 부화소의 구동트랜지스터의 게이트전극의 전압이 청 부화소의 양극의 전압에 의하여 변동되어 청 부화소에 의하여 녹 부화소가 원하는 휘도를 표시하지 못하게 되는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 저전위배선을 부화소의 게이트전극과 양극에 사이에 배치함으로써, 인접 부화소의 게이트전극과 양극 사이의 커플링이 최소화 되고 비표시영역의 저전위배선의 선폭이 감소되어 고속구동 및 네로우베젤을 구현할 수 있는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 하부의 게이트전극을 노출하지 않도록 스토리지전극을 형성함으로써, 인접 부화소의 게이트전극과 양극 사이의 커플링이 최소화 되어 크로스토크와 같은 불량이 방지되고 고속구동을 구현할 수 있는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 다수의 부화소를 갖는 기판과; 상기 기판 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 구동트랜지스터와; 상기 구동트랜지스터 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 발광다이오드와; 상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터 및 상기 발광다이오드 사이에 배치되는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 다수의 부화소는 적, 녹, 청 부화소를 포함하고, 상기 저전위배선은, 상기 녹 부화소의 상기 구동트랜지스터의 게이트전극과 상기 청 부화소의 상기 발광다이오드의 양극 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 적 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 적 부화소에 배치되고, 상기 녹 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 적, 녹 부화소에 배치되고, 상기 청 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 녹, 청 부화소에 배치될 수 있다.
그리고, 상기 저전위배선에는 상기 발광다이오드의 음극에 공급되는 저전위전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 유기발광다이오드 표시장치는, 상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고, 상기 스토리지 커패시터는, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극을 덮어서 가리는 스토리지전극을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 다수의 부화소는, 각각 데이터배선에 연결되고, 게이트1전압에 따라 스위칭 되는 제1트랜지스터와; 상기 제1트랜지스터에 연결되고, 제1 및 제2전극을 포함하는 스토리지 커패시터와; 고전위배선에 연결되고, 상기 스토리지 커패시터의 상기 제2전극의 전압에 따라 스위칭 되고, 상기 구동트랜지스터인 제2트랜지스터와; 상기 스토리지 커패시터와 상기 제2트랜지스터에 연결되고, 게이트2전압에 따라 스위칭 되는 제3트랜지스터와; 상기 스토리지 커패시터와 기준배선에 연결되고, 발광전압에 따라 스위칭 되는 제4트랜지스터와; 상기 제2트랜지스터와 상기 발광다이오드에 연결되고, 상기 발광전압에 따라 스위칭 되는 제5트랜지스터와; 상기 발광다이오드와 상기 기준배선에 연결되고, 상기 게이트2전압에 따라 스위칭 되는 제6트랜지스터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제5트랜지스터는 연결전극을 통하여 상기 발광다이오드에 연결되고, 상기 연결전극은 상기 저전위배선과 동일층, 동일물질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 제2트랜지스터의 게이트전극 상부에는 제1층간절연층이 배치되고, 상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 대응되는 제1층간절연층 상부에는 스토리지전극이 배치되고, 상기 스토리지전극 상부에는 제2층간절연층이 배치되고, 상기 제2층간절연층 상부에는 상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 연결되는 상기 제3트랜지스터의 드레인전극이 배치되고, 상기 제3트랜지스터의 드레인전극 상부에는 제1평탄화층이 배치되고, 상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 대응되는 상기 제1평탄화층 상부에는 상기 저전위배선이 배치되고, 상기 저전위배선 상부에는 제2평탄화층이 배치되고, 상기 저전위배선에 대응되는 상기 평탄화층 상부에는 상기 발광다이오드의 양극이 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은, 제1 및 제2부화소를 갖는 기판과; 상기 기판 상부의 상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되는 구동트랜지스터와; 상기 구동트랜지스터 상부의 상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되는 발광다이오드와; 상기 제1부화소의 상기 구동트랜지스터의 게이트전극과 상기 제2부화소의 상기 발광다이오드의 양극 사이에 배치되는 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 제공한다.
그리고, 상기 유기발광다이오드 표시장치는, 상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고, 상기 스토리지 커패시터는, 상기 구동트랜지스터의 상기 게이트전극을 덮어서 가리는 스토리지전극을 포함할 수 있다.
본 발명은, 저전위배선을 부화소의 게이트전극과 양극에 사이에 배치함으로써, 인접 부화소의 게이트전극과 양극 사이의 커플링이 최소화 되고 비표시영역의 저전위배선의 선폭이 감소되어 고속구동 및 네로우베젤을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 하부의 게이트전극을 노출하지 않도록 스토리지전극을 형성함으로써, 인접 부화소의 게이트전극과 양극 사이의 커플링이 최소화 되어 크로스토크와 같은 불량이 방지되고 고속구동을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 도시한 평면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소를 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 인접한 3개의 부화소를 도시한 평면도.
도 5a는 도 4의 Va-Va'에 따른 단면도.
도 5b는 도 4의 Vb-Vb'에 따른 단면도.
도 5c는 도 4의 Vc-Vc'에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 각 부화소의 기생용량을 설명하는 표.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 저전위배선을 포함하는 표시장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전위배선을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치를 도시한 평면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)는, 다수의 부화소가 배치되는 표시영역(DA)과 다수의 링크배선이 배치되는 비표시영역(NDA)을 포함한다.
예를 들어, 표시영역(DA)은 유기발광다이오드 표시장치(110)의 중앙부에 배치되고, 비표시영역(NDA)은 유기발광다이오드 표시장치(110)의 2개의 장변에 인접한 가장자리부에 배치될 수 있다.
그리고, 다수의 부화소는 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)를 포함할 수 있고, 다수의 링크배선은 다수의 부화소로 고전위전압(도 2의 VDD)을 전달하는 고전위링크배선(미도시), 다수의 부화소로 저전위전압(도 2의 VSS)을 전달하는 저전위링크배선(180), 다수의 부화소로 데이터전압(도 2의 Vdata)을 전달하는 데이터링크배선(미도시), 다수의 부화소로 게이트1전압 및 게이트2전압(도 2의 Scan1, Scan2)을 전달하는 게이트링크배선, 다수의 부화소로 발광전압(도 2의 EM)을 전달하는 발광링크배선을 포함할 수 있다.
유기발광다이오드 표시장치(110)가 다수의 부화소와 동일한 공정을 통하여 표시패널에 형성되는 게이트구동부를 포함하는 게이트-인-패널(gate-in-panel: GIP) 타입인 경우, 비표시영역(NDA)의 게이트링크배선, 발광링크배선은 생략될 수 있다.
한편, 표시영역(DA)에는 다수의 부화소에 각각 대응되는 저전위배선(164)이 배치되는데, 저전위배선(152)은 비표시영역(NDA)의 저전위링크배선(180)에 연결되어 다수의 부화소로 저전위전압(VSS)을 전달하고 유기발광다이오드 표시장치(110)의 단변에 평행하게 배치될 수 있다.
저전위배선(164)과 저전위링크배선(180)은 동일층, 동일물질로 이루어질 수 있다.
이러한 유기발광다이오드 표시장치(110)의 부화소 및 그 동작을 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소를 도시한 회로도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 부화소에 사용되는 다수의 신호를 도시한 파형도로서, 도 1을 함께 참조하여 설명한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)의 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb: SP) 각각은 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6), 스토리지 커패시터(Cst), 발광다이오드(D)를 포함한다.
예를 들어, 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6)는 P타입 일 수 있다.
스위칭트랜지스터인 제1트랜지스터(T1)는 게이트1전압(Scan1)에 따라 스위칭 되는데, 제1트랜지스터(T1)의 게이트전극은 게이트1전압(Scan1)에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 소스전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극에 연결되고, 제1트랜지스터(T1)의 드레인전극은 데이터전압(Vdata)에 연결된다.
구동트랜지스터인 제2트랜지스터(T2)는 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극의 전압에 따라 스위칭 되는데, 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 소스전극은 고전위전압(VDD)에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극은 제3트랜지스터(T3)의 소스전극, 제5트랜지스터(T5)의 소스전극에 연결된다.
제3트랜지스터(T3)는 게이트2전압(Scan2)에 따라 스위칭 되는데, 제3트랜지스터(T3)의 게이트전극은 게이트2전압(Scan2)에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극은 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극, 제5트랜지스터(T5)의 소스전극에 연결되고, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극은 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극에 연결된다.
도 2의 실시예에서는 제3트랜지스터(T3)가 듀얼 게이트 타입인 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서느 제3트랜지스터(T3)가 싱클 게이트 타입일 수 있다.
제4트랜지스터(T4)는 발광전압(EM)에 따라 스위칭 되는데, 제4트랜지스터(T4)의 게이트전극은 발광전압(EM1)에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극은 제1트랜지스터(T1)의 소스전극, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극에 연결되고, 제4트랜지스터(T4)의 드레인전극은 제6트랜지스터(T6)의 드레인전극, 기준전압(Vref)에 연결된다.
발광트랜지스터인 제5트랜지스터(T5)는 발광전압(EM)에 따라 스위칭 되는데, 제5트랜지스터(T5)의 게이트전극은 발광전압(EM)에 연결되고, 제5트랜지스터(T5)의 소스전극은 제2트랜지스터(T2)의 드레인전극, 제3트랜지스터(T3)의 소스전극에 연결되고, 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극은 제6트랜지스터(T6)의 소스전극, 발광다이오드(D)의 양극에 연결된다.
스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호(Vdata), 문턱전압(Vth)을 저장하는데, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극은 제1트랜지스터(T1)의 소스전극, 제4트랜지스터(T4)의 소스전극에 연결되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극은 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극에 연결된다.
발광다이오드(D)는, 제5 및 제6트랜지스터(T5, T6)와 저전위전압(VSS) 사이에 연결되고, 제2트랜지스터(T2)의 전류에 비례하는 휘도의 빛을 방출하는데, 발광다이오드(D)의 양극은 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극, 제6트랜지스터(T6)의 소스전극에 연결되고, 발광다이오드(D)의 음극은 저전위전압(VSS)에 연결된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서, 초기화 구간인 제1시간구간(TP1) 동안, 게이트1전압(Scan1), 발광전압(EM)은 로우레벨 전압(Vl)이 되고 게이트2전압(Scan2)은 하이레벨 전압(Vh)이 되어 제1, 제4, 제5트랜지스터(T1, T4, T5)가 턴-온(turn-on) 되고 제3, 제6트랜지스터(T3, T6)가 턴-오프(turn-off) 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극이 기준전압(Vref)이 되어 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극이 초기화 된다.
센싱구간인 제2시간구간(TP2) 동안, 게이트1전압(Scan1), 게이트2전압(Scan2)은 로우레벨 전압(Vl)이 되고 발광전압(EM)은 하이레벨 전압(Vh)이 되어 제1, 제3, 제6트랜지스터(T1, T3, T6)가 턴-온 되고 제4, 제5트랜지스터(T4, T5)가 턴-오프 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극이 데이터전압(Vdata)이 되고 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극이 데이터전압(Vdata)과 기준전압(Vref)의 차이와 문턱전압(Vth)의 합(Vdata-Vref+Vth)이 되어 스토리지 커패시터(Cst)에 문턱전압(Vth)이 저장된다.
유지구간인 제3시간구간(TP3) 동안, 게이트1전압(Scan1), 게이트2전압(Scan2), 발광전압(EM)은 하이레벨 전압(Vh)이 되어 제1, 제3, 제4, 제5, 제6트랜지스터(T1, T3, T4, T5, T6)가 턴-오프 되고, 스토리지 커패시터(Cst)의 제1전극이 데이터신호(Vdata)로 유지되고 스토리지 커패시터(Cst)의 제2전극이 데이터신호(Vdata)와 기준신호(Vref)의 차이와 문턱전압(Vth)의 합(Vdata-Vref+Vth)으로 유지된다.
발광구간인 제4시간구간(TP4) 동안, 게이트1전압(Scan1), 게이트2전압(Scan2)은 하이레벨 전압(Vh)이 되고 발광전압(EM)은 로우레벨 전압(Vl)이 되어 제1, 제3, 제6트랜지스터(T1, T3, T6)가 턴-오프 되고 제4, 제5트랜지스터(T5)가 턴-온 되고, 제2트랜지스터(T2)에는 게이트-소스전압(Vgs)에서 문턱전압(Vth)을 뺀 값((Vdata-Vref+Vth-VDD)-Vth = Vdata-Vref-VDD)의 제곱에 비례하는 전류가 흐르고, 발광다이오드(D)가 제2트랜지스터(T2)에 흐르는 전류에 대응되는 휘도의 빛을 방출한다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6)와 스토리지 커패시터(Cst)의 동작에 따라 발광다이오드(D)가 빛을 방출하여 영상을 표시하는데, 이러한 부화소(SP)를 이용하여 사용시간에 따른 문턱전압 변동 또는 발광다이오드(D)의 열화를 보상할 수 있고, 발광다이오드(D)를 발광시간에 대응되는 듀티비(duty ratio)에 따라 구동하여 휘도를 조절할 수 있다.
한편, 이러한 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는 다수의 부화소의 발광층의 수명을 고려하여 다수의 부화소의 발광층의 면적을 서로 상이하게 형성할 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 인접한 3개의 부화소를 도시한 평면도이고, 도 5a는 도 4의 Va-Va'에 따른 단면도이고, 도 5b는 도 4의 Vb-Vb'에 따른 단면도이고, 도 5c는 도 4의 Vc-Vc'에 따른 단면도로서, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)는, 게이트1전압(Scan1)을 전달하는 다수의 게이트1배선(136), 게이트2전압(Scan2)을 전달하는 다수의 게이트2배선(138), 발광전압(EM)을 전달하는 다수의 발광배선(140), 기준전압(Vref)을 전달하는 다수의 기준배선(154), 저전위전압(VSS)을 전달하는 다수의 저전위배선(164), 고전위전압(VDD)을 전달하는 다수의 고전위배선(156), 데이터전압(Vdata)을 전달하는 다수의 데이터배선(158)을 포함한다.
다수의 게이트1배선(136), 다수의 게이트2배선(138), 다수의 발광배선(EM)은 유기발광다이오드 표시장치(110)의 장변인 가로방향에 평행하게 배치되고, 다수의 기준배선(154), 다수의 저전위배선(164), 다수의 고전위배선(156), 다수의 데이터배선(158)은 유기발광다이오드 표시장치(110)의 단변인 세로방향에 평행하게 배치되는데, 게이트2배선(138) 및 발광배선(140)과 기준배선(154) 및 데이터배선(158)은 서로 교차하여 각 부화소를 정의한다.
예를 들어, 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각에서는, 세로방향을 따라 게이트2배선(138), 발광배선(140), 게이트2배선(138), 게이트1배선(136), 발광배선(140)이 순차적으로 배치되고, 가로방향을 따라 기준배선(154), 저전위배선(164), 고전위배선(156), 데이터배선(158)이 순차적으로 배치될 수 있다.
적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb) 각각은 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6), 스토리지 커패시터(Cst), 발광다이오드(D)를 포함한다.
여기서, 상대적으로 짧은 청 발광다이오드(D)의 수명을 보상하기 위하여, 청 발광다이오드(D)의 면적을 적, 녹 발광다이오드(D)의 면적보다 크게 형성하고, 그 결과 적 발광다이오드(D)의 양극(166)은 적 부화소(SPr)에 배치되고, 녹 발광다이오드(D)의 양극(166)은 적, 녹 부화소(SPr, SPg)에 배치되고, 청 발광다이오드(D)의 양극(166)은 녹, 청 부화소(SPg, SPb)에 배치된다.
이에 따라, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)이 녹 부화소(SPg)의 구동트랜지스터인 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)과 중첩하게 되므로, 청 부화소(SPb)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 게이트전극(134) 사이에 커플링이 발생하여 녹 부화소(SPr)가 비정상적인 휘도를 표시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 저전위전압(VSS)이 인가되는 저전위배선(164)을 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 배치함으로써, 청 부화소(SPb)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 게이트전극(134) 사이의 커플링이 최소화 된다.
그리고, 스토리지전극(144)이 하부의 게이트전극(134)을 완전히 덮어서 하부의 게이트전극(134)이 스토리지전극(144) 외측으로 노출되지 않도록 형성함으로써, 청 부화소(SPb)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 게이트전극(134) 사이의 커플링이 더 최소화 된다.
도 5a 내지 도 5c에 도시한 바와 같이, 기판(120) 상부의 전면에는 제1버퍼층(122)이 배치되고, 제1버퍼층(122) 상부의 제2트랜지스터(T2) 영역에는 차광층(124)이 배치된다.
기판(120)은 유리 또는 폴리이미드(polyimid)로 이루어질 수 있고, 제1버퍼층(122)은 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiO2)와 같은 무기절연물질의 이중층으로 이루어질 수 있고, 차광층(124)은 몰리브덴(Mo)과 같은 불투명 금속으로 이루어질 수 있다.
제1버퍼층(122)은 하부로부터 침투하는 습기를 차단하는 역할을 하고, 차광층(124)은 하부로부터 입사되는 광을 차단하고 하부에 누적되는 전하를 포집하는 역할을 할 수 있다.
차광층(124)은 게이트전극(134)에 연결되어 게이트전압을 인가 받을 수 있다.
차광층(124) 상부의 전면에는 제2버퍼층(126)이 배치되고, 제2버퍼층(126) 상부의 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6) 영역에는 반도체층(130)이 배치된다.
제2버퍼층(126)은 실리콘 옥사이드(SiO2)와 같은 무기절연물질로 이루어지고, 반도체층(130)은 실리콘과 같은 반도체물질 또는 옥사이드 반도체물질로 이루어질 수 있다. 반도체층(130)이 다결정 실리콘으로 이루어진 경우, 반도체층(130)은 중앙의 액티브영역과 양단의 소스-드레인영역을 포함할 수 있다.
반도체층(130) 상부의 전면에는 게이트절연층(132)이 배치되고, 게이트절연층(132) 상부에는 게이트전극(134)이 배치된다.
게이트절연층(132)은 실리콘 옥사이드(SiO2)와 같은 무기절연물질로 이루어지고, 게이트전극(134)은 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어질 수 있다.
게이트전극(134)은 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6)와 스토리지 커패시터(Cst)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
그리고, 게이트절연층(132) 상부에는 게이트1배선(136), 게이트2배선(138), 발광배선(140)이 배치되는데, 게이트1배선(136), 게이트2배선(138), 발광배선(140)은 게이트전극(134)과 동일층, 동일물질로 이루어질 수 있다.
게이트전극(134) 상부의 전면에는 제1층간절연층(142)이 배치되고, 제1층간절연층(142) 상부의 스토리지 커패시터(Cst) 영역에는 스토리지전극(144)이 배치되는데, 스토리지 커패시터(Cst) 영역의 게이트전극(134)은 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 또는 그 연장부 일 수 있다.
제1층간절연층(142)은 실리콘 나이트라이드(SiNx)와 같은 무기절연물질로 이루어지고, 스토리지전극(144)은 몰리브덴(Mo)과 같은 금속물질로 이루어질 수 있다.
제1커패시터전극 역할을 하는 게이트전극(134), 제1층간절연층(142), 제2커패시터전극 역할을 하는 스토리지전극(144)은 스토리지 커패시터(Cst)를 구성하는데, 스토리지전극(144)은 하부의 게이트전극(134)을 완전히 덮고 가려서 하부의 게이트전극(134)이 외측으로 노출되지 않도록 하부의 게이트전극(134)보다 큰 면적으로 형성될 수 있다.
도 5c는 녹 부화소(SPg)의 스토리지 커패시터(Cst)의 게이트전극(134), 제1층간절연층(142), 스토리지전극(144)을 도시한다.
스토리전극(144) 상부의 전면에는 제2층간절연층(146)이 배치되고, 제2층간절연층(146) 상부의 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6) 영역에는 소스전극(150) 및 드레인전극(152)이 배치된다.
제2층간절연층(146)은 실리콘 나이트라이드(SiNx) 또는 실리콘 옥사이드(SiO2)와 같은 무기절연물질의 이중층으로 이루어지고, 소스전극(150) 및 드레인전극(152)은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al)과 같은 금속물질의 삼중층으로 이루어질 수 있다.
소스전극(150) 및 드레인전극(152)은 게이트절연층(132), 제1층간절연층(142), 제2층간절연층(146)의 콘택홀을 통하여 반도체층(130)의 양단에 각각 연결되는데, 반도체층(130), 게이트전극(134), 소스전극(150), 드레인전극(152)은 제1 내지 제6트랜지스터(T1 내지 T6)를 구성한다.
그리고, 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극(152)은 제1층간절연층(142), 제2층간절연층(146)의 콘택홀을 통하여 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)에 연결된다.
도 5a는 청 부화소(SPb)의 제5트랜지스터(T5)의 반도체층(130), 게이트전극(134), 소스전극(150), 드레인전극(152)을 도시하고, 도 5b는 녹 부화소(SPg)의 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극(152)과 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)을 도시한다.
그리고, 제2층간절연층(146) 상부에는 기준배선(154), 고전위배선(156), 데이터배선(158)이 배치되는데, 기준배선(154), 고전위배선(156), 데이터배선(158)은 소스전극(150) 및 드레인전극(152)과 동일층, 동일물질로 이루어질 수 있다.
소스전극(150) 및 드레인전극(152) 상부의 전면에는 제1평탄화층(160)이 배치되고, 제1평탄화층(160) 상부의 발광다이오드(D) 영역에는 연결전극(162), 저전위배선(164)이 배치된다.
제1평탄화층(160)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어지고, 연결전극(162), 저전위배선(164)은 티타늄(Ti), 알루미늄(Al)과 같은 금속물질의 삼중층으로 이루어질 수 있다.
연결전극(162)은 제1평탄화층(160)의 콘택홀을 통하여 제5트랜지스터(T5)의 드레인전극(152)에 연결되고, 저전위배선(164)은 하부의 녹 부화소(SPg)의 제3트랜지스터(T3)의 드레인전극(152)과 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)을 완전히 덮어서 드레인전극(152)과 게이트전극(134)이 외측으로 노출되지 않도록 배치될 수 있다.
연결전극(162) 및 저전위배선(164)은 동일층, 동일물질로 이루어질 수 있다.
연결전극(162), 저전위배선(164) 상부의 전면에는 제2평탄화층(166)이 배치되고, 제2평탄화층(166) 상부의 발광다이오드(D) 영역에는 양극(170)이 배치된다.
제2평탄화층(166)은 포토아크릴과 같은 유기절연물질로 이루어지고, 양극(170)은 인듐 틴 옥사이드(ITO)와 같은 투명도전물질, 은 알루미늄 팔라듐 합금(APC)과 같은 금속물질의 삼중층으로 이루어질 수 있다.
양극(170)은 제2평탄화층(166)의 콘택홀을 통하여 연결전극(162)에 연결된다.
양극(170)의 가장자리 상부에는 뱅크층(172)이 배치되고, 뱅크층(172)의 개구부를 통하여 노출되는 양극(170) 상부에는 발광층(176)이 배치된다.
뱅크층(172)은 폴리이미드(PI)와 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있고, 발광층(176)은 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)에서 각각 적, 녹, 청색 빛을 방출할 수 있다.
뱅크층(172) 상부에는 스페이서(172)가 배치되고, 스페이서(174) 상부의 전면에는 음극(178)이 배치된다.
스페이서(174)는 폴리이미드(PI)와 같은 유기절연물질로 이루어질 수 있다.
음극(178)은 비표시영역(NDA)에서 저전위배선(164)에 연결되어 저전위전압(VSS)을 인가 받을 수 있다.
양극(170), 발광층(176), 음극(178)은 발광다이오드(D)를 구성한다.
도 5a 내지 도 5c의 실시예에서는 양극(170)이 하부에 배치되고 음극(178)이 상부에 배치되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 양극이 상부에 배치되고 음극이 하부에 배치될 수도 있다.
도 5b에 도시한 바와 같이, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)은 녹 부화소(SPg)의 구동트랜지스터인 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)과 중첩하도록 배치된다.
이에 따라, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPg)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 기생용량(Cpara)에 의한 커플링(coupling)이 발생하고, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)에 인가되는 전압에 의하여 녹 부화소(SPg)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)의 전압이 변동되어 녹 부화소(SPg)가 비정상적인 휘도를 표시할 수 있다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 저전위전압(VSS)이 인가되는 저전위배선(164)이 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 배치되므로, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이의 기생용량(Cpara)이 최소화 되어 커플링이 최소화 되며, 그 결과 녹 부화소(SPg)의 비정상적인 휘도 표시가 방지된다.
그리고, 기생용량(Cpara)이 최소화 되므로, 기생용량(Cpara)의 영향을 차단하기 위한 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 게이트전압, 데이터전압과 같은 신호에 대한 부하가 최소화 되어 120Hz와 같은 고속구동을 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 저전위배선(164)을 적, 녹, 청 부화소(SPr, SPg, SPb)에 각각 배치하여 단변의 가장자리부의 저전위배선을 생략하거나 선폭을 감소시킴으로써, 비표시영역(NDA)이 최소화 되어 네로우베젤을 구현할 수 있다.
도 5c에 도시한 바와 같이, 녹 부화소(SPg)의 스토리지 커패시터(Cst)의 스토리지전극(144)은 하부의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)(또는 그 연장부)을 완전히 덮어서 하부의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)이 스토리지전극(144) 외측으로 노출되지 않도록 배치된다.
녹 부화소(SPg)의 스토리지 커패시터(Cst)의 스토리지전극(144)은 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(170)과 중첩하므로, 녹 부화소(SPg)의 스토리지 커패시터(Cst)의 스토리지전극(144)이 하부의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)을 노출할 경우, 노출된 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)과 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(170) 사이에 커플링이 발생하여 녹 부화소(SPg)가 비정상적인 휘도를 표시할 수 있다.
그런데, 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치(110)에서는, 제1 및 제4트랜지스터(T1, T4)와 연결되는 녹 부화소(SPg)의 스토리지 커패시터(Cst)의 스토리지전극(144)이 하부의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 을 완전히 덮어서 외측으로 노출되지 않도록 배치되므로, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이의 기생용량(Cpara)이 더 최소화 되어 커플링이 더 최소화 되며, 그 결과 녹 부화소(SPg)의 비정상적인 휘도 표시가 방지된다.
그리고, 기생용량(Cpara)이 더 최소화 되므로, 기생용량(Cpara)의 영향을 차단하기 위한 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 게이트전압, 데이터전압과 같은 신호에 대한 부하가 최소화 되어 120Hz와 같은 고속구동을 용이하게 구현할 수 있다.
이러한 기생용량의 최소화를 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유기발광다이오드 표시장치의 각 부화소의 기생용량을 설명하는 표이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 저전위배선(164)이 배치되지 않는 비교예에서는, 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)에 연결되는 게이트-소스 용량, 스토리지 커패시터(Cst)의 용량, 기생용량(Cpara)의 합인 총용량(Ctot)은 약 238fF이고, 기생용량(Cpara)은 약 3.46fF이고, 총용량(Ctot)에 대한 기생용량(Cpara)의 비는 약 1.46%이다.
반면에, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 저전위배선(164)이 배치되는 본 발명의 실시예에서는, 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134)에 연결되는 게이트-소스 용량, 스토리지 커패시터(Cst)의 용량, 기생용량(Cpara)의 합인 총용량(Ctot)은 약 242fF이고, 기생용량(Cpara)은 약 0.299fF이고, 총용량(Ctot)에 대한 기생용량(Cpara)의 비는 약 0.12%이다.
즉, 비교예에 비하여 본 발명의 실시예에서는, 청 부화소(SPb)의 발광다이오드(D)의 양극(166)과 녹 부화소(SPr)의 제2트랜지스터(T2)의 게이트전극(134) 사이에 배치되는 저전위배선(164)에 의하여, 기생용량(Cpara)이 감소되어 커플링이 감소되고 녹 부화소(SPg)의 비정상적인 휘도 표시가 방지된다.
그리고, 비교예에 비하여 본 발명의 실시예에서는, 총용량(Ctot)에 대한 기생용량(Cpara)이 감소되어 총용량(Ctot)을 구성하는 스토리지 커패시터(Cst)의 용량을 감소시킬 수 있으며, 그 결과 게이트전압, 데이터전압과 같은 신호에 대한 각 부화소의 부하가 최소화 되어 120Hz와 같은 고속구동을 용이하게 구현할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 유기발광다이오드 표시장치 134: 게이트전극
150: 소스전극 152: 드레인전극
150: 표시패널

Claims (10)

  1. 다수의 부화소를 갖는 기판과;
    상기 기판 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 구동트랜지스터와;
    상기 구동트랜지스터 상부의 상기 다수의 부화소 각각에 배치되는 발광다이오드와;
    상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터 및 상기 발광다이오드 사이에 배치되는 저전위배선
    을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 부화소는 적, 녹, 청 부화소를 포함하고,
    상기 저전위배선은, 상기 녹 부화소의 상기 구동트랜지스터의 게이트전극과 상기 청 부화소의 상기 발광다이오드의 양극 사이에 배치되는 유기발광다이오드 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 적 부화소에 배치되고,
    상기 녹 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 적, 녹 부화소에 배치되고,
    상기 청 부화소의 상기 발광다이오드의 양극은 상기 녹, 청 부화소에 배치되는 유기발광다이오드 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전위배선에는 상기 발광다이오드의 음극에 공급되는 저전위전압이 인가되는 유기발광다이오드 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고,
    상기 스토리지 커패시터는, 상기 구동트랜지스터의 게이트전극을 덮어서 가리는 스토리지전극을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 부화소는, 각각
    데이터배선에 연결되고, 게이트1전압에 따라 스위칭 되는 제1트랜지스터와;
    상기 제1트랜지스터에 연결되고, 제1 및 제2전극을 포함하는 스토리지 커패시터와;
    고전위배선에 연결되고, 상기 스토리지 커패시터의 상기 제2전극의 전압에 따라 스위칭 되고, 상기 구동트랜지스터인 제2트랜지스터와;
    상기 스토리지 커패시터와 상기 제2트랜지스터에 연결되고, 게이트2전압에 따라 스위칭 되는 제3트랜지스터와;
    상기 스토리지 커패시터와 기준배선에 연결되고, 발광전압에 따라 스위칭 되는 제4트랜지스터와;
    상기 제2트랜지스터와 상기 발광다이오드에 연결되고, 상기 발광전압에 따라 스위칭 되는 제5트랜지스터와;
    상기 발광다이오드와 상기 기준배선에 연결되고, 상기 게이트2전압에 따라 스위칭 되는 제6트랜지스터
    를 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제5트랜지스터는 연결전극을 통하여 상기 발광다이오드에 연결되고,
    상기 연결전극은 상기 저전위배선과 동일층, 동일물질로 이루어지는 유기발광다이오드 표시장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2트랜지스터의 게이트전극 상부에는 제1층간절연층이 배치되고,
    상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 대응되는 제1층간절연층 상부에는 스토리지전극이 배치되고,
    상기 스토리지전극 상부에는 제2층간절연층이 배치되고,
    상기 제2층간절연층 상부에는 상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 연결되는 상기 제3트랜지스터의 드레인전극이 배치되고,
    상기 제3트랜지스터의 드레인전극 상부에는 제1평탄화층이 배치되고,
    상기 제2트랜지스터의 게이트전극에 대응되는 상기 제1평탄화층 상부에는 상기 저전위배선이 배치되고,
    상기 저전위배선 상부에는 제2평탄화층이 배치되고,
    상기 저전위배선에 대응되는 상기 평탄화층 상부에는 상기 발광다이오드의 양극이 배치되는 유기발광다이오드 표시장치.
  9. 제1 및 제2부화소를 갖는 기판과;
    상기 기판 상부의 상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되는 구동트랜지스터와;
    상기 구동트랜지스터 상부의 상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되는 발광다이오드와;
    상기 제1부화소의 상기 구동트랜지스터의 게이트전극과 상기 제2부화소의 상기 발광다이오드의 양극 사이에 배치되는 저전위배선
    을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2부화소 각각에 배치되고, 상기 구동트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터를 더 포함하고,
    상기 스토리지 커패시터는, 상기 구동트랜지스터의 상기 게이트전극을 덮어서 가리는 스토리지전극을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치.
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