WO2022164238A1 - 표시 장치 - Google Patents

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WO2022164238A1
WO2022164238A1 PCT/KR2022/001518 KR2022001518W WO2022164238A1 WO 2022164238 A1 WO2022164238 A1 WO 2022164238A1 KR 2022001518 W KR2022001518 W KR 2022001518W WO 2022164238 A1 WO2022164238 A1 WO 2022164238A1
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light emitting
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pixel
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PCT/KR2022/001518
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이태희
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삼성디스플레이 주식회사
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    • H01L2224/95143Passive alignment, i.e. self alignment, e.g. using surface energy, chemical reactions, thermal equilibrium
    • H01L2224/95145Electrostatic alignment, i.e. polarity alignment with Coulomb charges

Definitions

  • the present invention relates to a display device.
  • An object of the present invention is to provide a display device capable of improving alignment of light emitting devices.
  • a display device includes a substrate including a plurality of pixels, a circuit conductive layer disposed on the substrate, a barrier metal layer disposed on the circuit conductive layer, and the barrier metal layer, A first electrode and a second electrode spaced apart from each other, and a light emitting device disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the barrier metal layer is electrically separated from the circuit conductive layer.
  • the circuit conductive layer may be disposed between the first electrode and the second electrode.
  • the barrier metal layer may be disposed between the first electrode and the second electrode.
  • the circuit conductive layer may overlap the light emitting device.
  • the barrier metal layer may overlap the light emitting device.
  • the display device may further include a barrier insulating layer disposed between the circuit conductive layer and the barrier metal layer.
  • the barrier metal layer may cover the circuit conductive layer on the barrier insulating layer.
  • the first electrode or the second electrode may be electrically connected to the circuit conductive layer through a contact hole penetrating the barrier insulating layer.
  • the first electrode or the second electrode may be electrically connected to the circuit conductive layer through a contact hole penetrating the barrier metal layer.
  • Each of the plurality of pixels may include a light-emitting area and a non-emission area.
  • the display device may further include a barrier pattern disposed in the non-emission area.
  • the barrier pattern may include an organic insulating material.
  • the display device may further include a bank pattern disposed in the light emitting area and overlapping the first electrode and the second electrode.
  • the barrier pattern may include the same material as the bank pattern.
  • the display device may further include a bank around the light-emitting area and the non-emission area.
  • the barrier pattern may include the same material as the bank.
  • the emission region may include a first emission region and a second emission region, and the non-emission region may be disposed between the first emission region and the second emission region.
  • the display device may further include an insulating layer covering the first electrode and the second electrode, and the insulating layer may include at least one opening disposed in the non-emission area.
  • the opening may include a first opening disposed at one end of the first electrode and a second opening disposed at one end of the second electrode.
  • the barrier pattern may be disposed between the first opening and the second opening.
  • a barrier metal layer and/or a barrier pattern on the circuit conductive layer, it is possible to minimize signal interference by the circuit conductive layer when aligning the light emitting device, so that the alignment degree of the light emitting device can be improved.
  • FIG. 1 and 2 are perspective and cross-sectional views illustrating a light emitting device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a display device according to an exemplary embodiment.
  • 4 to 6 are circuit diagrams illustrating a pixel according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 and 8 are plan views illustrating a pixel according to an exemplary embodiment.
  • 9 and 10 are cross-sectional views taken along line I-I' of FIG. 7 .
  • 11 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 7 .
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of FIG. 7 .
  • 15 is a cross-sectional view illustrating a pixel according to another exemplary embodiment.
  • 16 is a cross-sectional view illustrating a non-emission area of a pixel according to another exemplary embodiment.
  • connection may mean a physical and/or electrical connection or connection inclusively. It may also refer generically to a direct or indirect connection or connection and an integral or non-integral connection or connection.
  • FIGS. 1 and 2 are perspective and cross-sectional views illustrating a light emitting device according to an exemplary embodiment.
  • the columnar light emitting device LD is illustrated in FIGS. 1 and 2 , the type and/or shape of the light emitting device LD is not limited thereto.
  • the light emitting device LD is interposed between the first semiconductor layer 11 and the second semiconductor layer 13 , and the first and second semiconductor layers 11 and 13 .
  • An active layer 12 may be included.
  • the light emitting device LD may include a first semiconductor layer 11 , an active layer 12 , and sequentially stacked along the length (L) direction. and a second semiconductor layer 13 .
  • the light emitting device LD may be provided in a columnar shape extending in one direction.
  • the light emitting device LD may have a first end EP1 and a second end EP2 .
  • One of the first and second semiconductor layers 11 and 13 may be disposed on the first end EP1 of the light emitting device LD.
  • the other one of the first and second semiconductor layers 11 and 13 may be disposed at the second end EP2 of the light emitting device LD.
  • the light emitting device LD may be a light emitting device manufactured in a pillar shape through an etching method or the like.
  • the columnar shape refers to a rod-like shape that is long (ie, an aspect ratio greater than 1) in the length L direction, such as a circular column or a polygonal column, or a bar-like shape. encompasses, and the shape of the cross-section is not particularly limited.
  • a length L of the light emitting device LD may be greater than a diameter D (or a width of a cross-section) thereof.
  • the light emitting device LD may have a size as small as a nanometer scale to a micrometer scale.
  • each of the light emitting devices LD may have a diameter D (or width) and/or a length L in a nanometer scale to a micrometer scale range.
  • the size of the light emitting device LD is not limited thereto, and the size of the light emitting device LD may vary depending on design conditions of various devices using a light emitting device using the light emitting device LD as a light source, for example, a display device. It can be variously changed.
  • the first semiconductor layer 11 may be a semiconductor layer of the first conductivity type.
  • the first semiconductor layer 11 may include an n-type semiconductor layer.
  • the first semiconductor layer 11 includes a semiconductor material of any one of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN, and is an n-type semiconductor doped with a first conductivity type dopant such as Si, Ge, Sn, etc. layers may be included.
  • the material constituting the first semiconductor layer 11 is not limited thereto, and in addition, the first semiconductor layer 11 may be formed of various materials.
  • the active layer 12 is disposed on the first semiconductor layer 11 and may be formed in a single-quantum well or multi-quantum well structure.
  • the position of the active layer 12 may be variously changed according to the type of the light emitting device LD.
  • a clad layer (not shown) doped with a conductive dopant may be formed on the upper and/or lower portions of the active layer 12 .
  • the cladding layer may be formed of AlGaN or InAlGaN.
  • a material such as AlGaN or InAlGaN may be used to form the active layer 12 , and various other materials may also constitute the active layer 12 .
  • the second semiconductor layer 13 is disposed on the active layer 12 , and may include a semiconductor layer of a different type from that of the first semiconductor layer 11 .
  • the second semiconductor layer 13 may include a p-type semiconductor layer.
  • the second semiconductor layer 13 includes at least one semiconductor material of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, and InN, and may include a p-type semiconductor layer doped with a second conductivity type dopant such as Mg. can
  • the material constituting the second semiconductor layer 13 is not limited thereto, and various other materials may be used to form the second semiconductor layer 13 .
  • the light emitting device LD When a voltage equal to or greater than the threshold voltage is applied to both ends of the light emitting device LD, the light emitting device LD emits light while electron-hole pairs are combined in the active layer 12 .
  • the light emitting device LD can be used as a light source of various light emitting devices including pixels of a display device.
  • the light emitting device LD may further include an insulating layer INF provided on a surface thereof.
  • the insulating layer INF may be formed on the surface of the light emitting device LD to surround at least the outer peripheral surface of the active layer 12 , and may further surround one region of the first and second semiconductor layers 11 and 13 . have.
  • the insulating layer INF may expose both ends of the light emitting device LD having different polarities.
  • the insulating layer INF may expose one end of each of the first and second semiconductor layers 11 and 13 positioned at the first and second ends EP1 and EP2 of the light emitting device LD.
  • the insulating layer INF may be formed on sides of the first and second semiconductor layers 11 and 13 adjacent to the first and second ends EP1 and EP2 of the light emitting device LD having different polarities. may be exposed.
  • the insulating layer INF includes at least one insulating material selected from silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), aluminum oxide (AlOx), and titanium oxide (TiOx). It may be composed of a single layer or multiple layers (eg, a double layer composed of aluminum oxide (AlOx) and silicon oxide (SiOx)), but is not necessarily limited thereto. In some embodiments, the insulating layer INF may be omitted.
  • the insulating layer INF is provided to cover the surface of the light emitting element LD, particularly the outer peripheral surface of the active layer 12 , it is possible to prevent the active layer 12 from being short-circuited with a first pixel electrode or a second pixel electrode, which will be described later. have. Accordingly, electrical stability of the light emitting device LD may be secured.
  • the insulating layer INF is provided on the surface of the light emitting device LD, surface defects of the light emitting device LD may be minimized to improve lifespan and efficiency.
  • the plurality of light emitting devices LD are disposed close to each other, it is possible to prevent an unwanted short circuit between the light emitting devices LD.
  • the light emitting device LD may further include additional components in addition to the first semiconductor layer 11 , the active layer 12 , the second semiconductor layer 13 , and/or the insulating film INF surrounding them. have.
  • the light emitting device LD may include one or more phosphor layers, active layers, semiconductor layers and/or one or more phosphor layers disposed on one end side of the first semiconductor layer 11 , the active layer 12 and/or the second semiconductor layer 13 .
  • An electrode layer may be additionally included.
  • a contact electrode layer may be disposed on each of the first and second ends EP1 and EP2 of the light emitting device LD.
  • the columnar light emitting device LD is exemplified in FIGS. 1 and 2 , the type, structure, and/or shape of the light emitting device LD may be variously changed.
  • the light emitting device LD may have a core-shell structure having a polygonal pyramid shape.
  • the light emitting device including the above-described light emitting device LD may be used in various types of devices requiring a light source, including a display device.
  • a plurality of light emitting devices LD may be disposed in each pixel of the display panel, and the light emitting devices LD may be used as light sources of each pixel.
  • the field of application of the light emitting device LD is not limited to the above-described example.
  • the light emitting device LD may be used in other types of devices requiring a light source, such as a lighting device.
  • FIG. 3 is a plan view illustrating a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 illustrates a display device, particularly a display panel PNL provided in the display device, as an example of an electronic device that can use the light emitting device LD described in the embodiments of FIGS. 1 and 2 as a light source. do.
  • Each pixel unit PXU of the display panel PNL and each pixel constituting the same may include at least one light emitting device LD.
  • the structure of the display panel PNL is briefly illustrated with the display area DA as the center.
  • at least one driving circuit unit eg, at least one of a scan driver and a data driver
  • wires, and/or pads may be further disposed on the display panel PNL.
  • the display panel PNL may include a substrate SUB and a pixel unit PXU disposed on the substrate SUB.
  • the pixel unit PXU may include first pixels PXL1 , second pixels PXL2 , and/or third pixels PXL3 .
  • first pixels PXL1 , second pixels PXL2 , and/or third pixels PXL3 are arbitrarily referred to or when two or more types of pixels are collectively referred to, “pixel PXL” )" or "pixels (PXL)".
  • the substrate SUB constitutes the base member of the display panel PNL, and may be a rigid or flexible substrate or film.
  • the substrate SUB may be a rigid substrate made of glass or tempered glass, a flexible substrate (or thin film) made of plastic or metal, or at least one insulating layer.
  • the material and/or physical properties of the substrate SUB are not particularly limited.
  • the substrate SUB may be substantially transparent.
  • substantially transparent may mean that light can be transmitted with a predetermined transmittance or more.
  • the substrate SUB may be translucent or opaque.
  • the substrate SUB may include a reflective material according to an embodiment.
  • the display panel PNL and the substrate SUB for forming the same may include a display area DA for displaying an image and a non-display area NDA excluding the display area DA.
  • Pixels PXL may be disposed in the display area DA.
  • Various wires, pads, and/or built-in circuits connected to the pixels PXL of the display area NDA may be disposed in the non-display area NDA.
  • the pixels PXL may be regularly arranged according to a stripe or PENTILE TM arrangement structure.
  • the arrangement structure of the pixels PXL is not limited thereto, and the pixels PXL may be arranged in the display area DA in various structures and/or methods.
  • two or more types of pixels PXL emitting light of different colors may be disposed in the display area DA.
  • first pixels PXL1 emitting light of a first color second pixels PXL2 emitting light of a second color, and light of a third color are provided in the display area DA.
  • Third pixels PXL3 may be arranged. At least one of the first to third pixels PXL1 , PXL2 , and PXL3 disposed adjacent to each other may constitute one pixel unit PXU capable of emitting light of various colors.
  • each of the first to third pixels PXL1 , PXL2 , and PXL3 may be a sub-pixel emitting light of a predetermined color.
  • the first pixel PXL1 may be a red pixel emitting red light
  • the second pixel PXL2 may be a green pixel emitting green light
  • the third pixel PXL3 may be It may be a blue pixel emitting blue light, but is not limited thereto.
  • the first pixel PXL1 , the second pixel PXL2 , and the third pixel PXL3 use the light emitting device of the first color, the light emitting device of the second color, and the light emitting device of the third color as light sources, respectively.
  • the first color, the second color, and the third color can be emitted, respectively.
  • the first pixel PXL1 , the second pixel PXL2 , and the third pixel PXL3 include light emitting devices emitting light of the same color, but different light emitting devices disposed on the respective light emitting devices
  • a color conversion layer and/or a color filter of a color By including a color conversion layer and/or a color filter of a color, light of a first color, a second color, and a third color may be emitted, respectively.
  • the color, type, and/or number of the pixels PXL constituting each pixel unit PXU is not particularly limited. That is, the color of the light emitted by each pixel PXL may be variously changed.
  • the pixel PXL may include at least one light source driven by a predetermined control signal (eg, a scan signal and a data signal) and/or a predetermined power supply (eg, a first power supply and a second power supply).
  • the light source is at least one light emitting device LD according to any one of the embodiments of FIGS. 1 and 2 , for example, a microminiature having a size as small as a nanometer scale to a micrometer scale.
  • Columnar light emitting devices LD may be included.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and various types of light emitting devices LD may be used as the light source of the pixel PXL.
  • each pixel PXL may be configured as an active pixel.
  • the types, structures, and/or driving methods of the pixels PXL applicable to the display device are not particularly limited.
  • each pixel PXL may be configured as a pixel of a passive or active type light emitting display device having various structures and/or driving methods.
  • FIGS. 4 to 6 are circuit diagrams illustrating a pixel according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 4 to 6 show an embodiment of a pixel PXL that can be applied to an active display device.
  • the types of the pixel PXL and the display device are not limited thereto.
  • the pixel PXL illustrated in FIGS. 4 to 6 is one of the first pixel PXL1 , the second pixel PXL2 , and the third pixel PXL3 provided in the display panel PNL of FIG. 3 . It can be any one.
  • the first pixel PXL1 , the second pixel PXL2 , and the third pixel PXL3 may have substantially the same or similar structure to each other.
  • the pixel PXL may include a light source unit LSU for generating light having a luminance corresponding to a data signal, and a pixel circuit PXC for driving the light source unit LSU.
  • the light source unit LSU may include at least one light emitting device LD electrically connected between the first power source VDD and the second power source VSS.
  • the light source unit LSU may include a first electrode ELT1 (“first pixel electrode”) electrically connected to the first power source VDD via the pixel circuit PXC and the first power line PL1 .
  • the second electrode ELT2 (“second pixel electrode” or “second alignment electrode”) electrically connected to the second power source VSS through the “first alignment electrode” or the second power source line PL2 "), and a plurality of light emitting devices LD electrically connected to each other in the same direction between the first and second electrodes ELT1 and ELT2.
  • the first electrode ELT1 may be an anode electrode
  • the second electrode ELT2 may be a cathode electrode.
  • Each of the light emitting elements LD has a first end (eg, a p-type end) and a second electrode electrically connected to the first power source VDD through the first electrode ELT1 and/or the pixel circuit PXC.
  • a second end (eg, an n-type end) electrically connected to the second power source VSS through ELT2 may be included. That is, the light emitting elements LD may be connected in parallel in a forward direction between the first and second electrodes ELT1 and ELT2 .
  • Each light emitting element LD connected in the forward direction between the first power source VDD and the second power source VSS constitutes each effective light source, and these effective light sources are collected to form a light source unit LSU of the pixel PXL. can be configured.
  • the first power source VDD and the second power source VSS may have different potentials so that the light emitting devices LD emit light.
  • the first power VDD may be set as a high potential power
  • the second power VSS may be set as a low potential power.
  • the potential difference between the first power source VDD and the second power source VSS may be set to be greater than or equal to the threshold voltage of the light emitting devices LD during at least the light emission period of the pixel PXL.
  • One end (eg, a p-type end) of the light emitting elements LD constituting each light source unit LSU is one electrode (eg, a first electrode (eg, each pixel PXL) of the light source unit LSU) ELT1)) may be commonly connected to the pixel circuit PXC, and may be electrically connected to the first power source VDD through the pixel circuit PXC and the first power line PL1.
  • the other end (eg, an n-type end) of the light emitting elements LD includes the other electrode of the light source unit LSU (eg, the second electrode ELT2 of each pixel PXL) and the second power line PL2 ) may be commonly connected to the second power source VSS.
  • the light emitting devices LD may emit light with a luminance corresponding to the driving current supplied through the corresponding pixel circuit PXC.
  • the pixel circuit PXC may supply a driving current corresponding to a grayscale value to be expressed in the corresponding frame to the light source unit LSU.
  • the driving current supplied to the light source unit LSU may flow through the light emitting devices LD connected in the forward direction. Accordingly, the light source unit LSU may emit light having a luminance corresponding to the driving current while each light emitting element LD emits light with a luminance corresponding to the current flowing therein.
  • the pixel circuit PXC may be electrically connected between the first power source VDD and the first electrode ELT1 .
  • the pixel circuit PXC may be electrically connected to the scan line Si and the data line Dj of the corresponding pixel PXL.
  • the pixel PXL is disposed on the i (i is a natural number)-th horizontal line (row) and the j (j is a natural number)-th vertical line (column) of the display area DA
  • the The pixel circuit PXC may be electrically connected to the i-th scan line Si and the j-th data line Dj of the display area DA.
  • the pixel circuit PXC may include a plurality of transistors and at least one capacitor.
  • the pixel circuit PXC may include a first transistor T1 , a second transistor T2 , and a storage capacitor Cst.
  • the first transistor T1 is electrically connected between the first power source VDD and the light source unit LSU.
  • a first electrode (eg, a source electrode) of the first transistor T1 is electrically connected to the first power source VDD
  • a second electrode (eg, a drain electrode) of the first transistor T1 is electrically connected to the first power source VDD.
  • the gate electrode of the first transistor T1 is electrically connected to the first node N1 .
  • the first transistor T1 controls the driving current supplied to the light source unit LSU in response to the voltage of the first node N1 . That is, the first transistor T1 may be a driving transistor that controls the driving current of the pixel PXL.
  • the second transistor T2 is electrically connected between the data line Dj and the first node N1 .
  • a first electrode (eg, a source electrode) of the second transistor T2 is electrically connected to the data line Dj
  • a second electrode (eg, a drain electrode) of the second transistor T2 is electrically connected to the data line Dj. may be electrically connected to the first node N1 .
  • the gate electrode of the second transistor T2 is electrically connected to the scan line Si.
  • the second transistor T2 is turned on when the scan signal SSi of a gate-on voltage (eg, a low level voltage) is supplied from the scan line Si, and the data line Dj and the first node ( N1) is electrically connected.
  • a gate-on voltage eg, a low level voltage
  • the data signal DSj of the corresponding frame is supplied to the data line Dj, and the data signal DSj is turned on during the period in which the scan signal SSi of the gate-on voltage is supplied. It is transferred to the first node N1 through the transistor T2. That is, the second transistor T2 may be a switching transistor for transferring each data signal DSj to the inside of the pixel PXL.
  • One electrode of the storage capacitor Cst is electrically connected to the first power source VDD, and the other electrode of the storage capacitor Cst is electrically connected to the first node N1 .
  • the storage capacitor Cst charges a voltage corresponding to the data signal DSj supplied to the first node N1 during each frame period.
  • transistors included in the pixel circuit PXC for example, the first and second transistors T1 and T2 are all illustrated as p-type transistors, but the present invention is not limited thereto. At least one of the second transistors T1 and T2 may be changed to an n-type transistor.
  • the pixel circuit PXC may include pixel circuits having various structures and/or driving methods.
  • the pixel circuit PXC may be further connected to the sensing control line SCLi and the sensing line SLj.
  • the pixel circuit PXC of the pixel PXL disposed on the i-th horizontal line and the j-th vertical line of the display area DA includes the i-th sensing control line SCLi and the j-th sensing control line SCLi of the display area DA. It may be electrically connected to the line SLj.
  • the pixel circuit PXC may further include a third transistor T3 .
  • the sensing line SLj is omitted, and the characteristic of the pixel PXL is obtained by detecting the sensing signal SENj through the data line Dj of the corresponding pixel PXL (or an adjacent pixel). can also be detected.
  • the third transistor T3 is electrically connected between the first transistor T1 and the sensing line SLj.
  • one electrode of the third transistor T3 is connected to one electrode (eg, a source electrode) of the first transistor T1 electrically connected to the first electrode ELT1, and the third transistor T3
  • the other electrode of may be electrically connected to the sensing line SLj. Meanwhile, when the sensing line SLj is omitted, the other electrode of the third transistor T3 may be electrically connected to the data line Dj.
  • the gate electrode of the third transistor T3 is connected to the sensing control line SCLi.
  • the sensing control line SCLi When the sensing control line SCLi is omitted, the gate electrode of the third transistor T3 may be connected to the scan line Si.
  • the third transistor T3 is turned on by the sensing control signal SCSi of the gate-on voltage (eg, high-level voltage) supplied to the sensing control line SCLi for a predetermined sensing period, and the sensing line SLj and the first transistor T1 are electrically connected.
  • the sensing control signal SCSi of the gate-on voltage eg, high-level voltage
  • the sensing period may be a period in which characteristics (eg, the threshold voltage of the first transistor T1 ) of each of the pixels PXL disposed in the display area DA are extracted.
  • a predetermined reference voltage for turning on the first transistor T1 is supplied to the first node N1 through the data line Dj and the second transistor T2, or each pixel PXL ) may be connected to a current source or the like to turn on the first transistor T1 .
  • the sensing control signal SCSi of the gate-on voltage to the third transistor T3 to turn on the third transistor T3, the first transistor T1 is electrically connected to the sensing line SLj.
  • the sensing signal SENj may be acquired through the sensing line SLj, and characteristics of each pixel PXL including the threshold voltage of the first transistor T1 may be detected using the sensing signal SENj.
  • Information on the characteristics of each pixel PXL may be used to convert image data so that a characteristic deviation between the pixels PXL disposed in the display area DA may be compensated.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment in which all of the first, second, and third transistors T1 , T2 , and T3 are n-type transistors
  • the embodiment is not limited thereto.
  • the invention is not limited thereto.
  • at least one of the first, second, and third transistors T1 , T2 , and T3 may be changed to a p-type transistor.
  • each light source unit LSU that is, the light emitting elements LD
  • the light source unit LSU of each pixel PXL may be configured to include a series structure.
  • a detailed description of a configuration similar to or identical to that of the embodiments of FIGS. 4 and 5 eg, the pixel circuit PXC will be omitted.
  • the light source unit LSU may include light emitting devices LD that are divided into at least four series stages and connected in series/parallel to each other.
  • each series end may include a pair of electrodes (eg, two electrodes) and at least one light emitting device LD electrically connected between the pair of electrodes.
  • the number of light emitting devices LD constituting each series stage may be the same or different from each other, and the number of light emitting devices LD is not particularly limited.
  • the first series end may include a first electrode ELT1, a second electrode ELT2, and at least one first light emitting element electrically connected between the first and second electrodes ELT1 and ELT2.
  • the second series end is at least one second light emitting element electrically connected between the third electrode ELT3, the fourth electrode ELT4, and the third and fourth electrodes ELT3 and ELT4 (LD2).
  • the third series end includes the fifth electrode ELT5 , the sixth electrode ELT6 , and at least one third light emitting element LD3 electrically connected between the fifth and sixth electrodes ELT5 and ELT6 .
  • a fourth series end of at least one fourth light emitting element LD4 electrically connected between the seventh electrode ELT7, the eighth electrode ELT8, and the seventh and eighth electrodes ELT7 and ELT8 ) may be included.
  • the first electrode of the light source unit LSU for example, the first electrode ELT1 may be a first pixel electrode (or an anode electrode) of the light source unit LSU.
  • the last electrode of the light source unit LSU for example, the eighth electrode ELT8 may be a second pixel electrode (or a cathode electrode) of the light source unit LSU.
  • the remaining electrodes of the light source unit LSU may constitute respective intermediate electrodes.
  • the second electrode ELT2 and the third electrode ELT3 may be integrally or non-integrally connected to each other to form the first intermediate electrode IET1 .
  • the fourth electrode ELT4 and the fifth electrode ELT5 are integrally or non-integrally connected to each other to form the second intermediate electrode IET2
  • the sixth electrode ELT6 and the seventh electrode ELT7 are They may be integrally or non-integrally connected to each other to configure the third intermediate electrode IET3 .
  • the second and third electrodes ELT2 and ELT3 are integrated to be regarded as one first intermediate electrode IET1
  • the fourth and fifth electrodes ELT4 and ELT5 are integrated to form a single second electrode IET1
  • the light source unit LSU is configured by using the light emitting elements LD of the same condition (eg, the same size and/or number) as an effective light source
  • the light emitting elements LD are mixed in series or series/parallel
  • power efficiency can be improved.
  • higher luminance is achieved with the same current compared to the light source unit LSU in which the light emitting elements LD are connected only in parallel.
  • the light source unit LSU in which the light emitting elements LD are connected in series or in series/parallel can express the same luminance with a lower driving current compared to the light source unit LSU in which the light emitting elements LD are connected in parallel.
  • the pixel PXL in which the light emitting elements LD are connected in series or in a series/parallel mixed structure even if a short circuit occurs in some series stages, a certain amount of damage is achieved through the light emitting elements LD of the remaining series stages. Since luminance can be expressed, the possibility of defective dark spots in the pixel PXL can be reduced.
  • FIG. 7 and 8 are plan views illustrating a pixel according to an exemplary embodiment.
  • FIGS. 7 and 8 may be any one of the first to third pixels PXL1 , PXL2 and PXL3 constituting the pixel unit PXU of FIG. 3 , and the first to third pixels PXL1 , PXL2, PXL3) may have substantially the same or similar structures to each other.
  • 7 and 8 disclose an embodiment in which each pixel PXL includes light emitting devices LD disposed in four series stages as shown in FIG. 6 , but each pixel PXL The number of series stages of may be variously changed according to embodiments.
  • the pixel PXL may include an emission area SEA and a non-emission area NEA, respectively.
  • the emission area SEA may include a first emission area SEA1 and a second emission area SEA2 spaced apart from each other.
  • the first emission area SEA1 and the second emission area SEA2 may be disposed to be spaced apart from each other in the second direction (Y-axis direction) in the pixel area PXA.
  • the non-emission area NEA may be disposed between the first light emitting area SEA1 and the second light emitting area SEA2 .
  • the light emitting area SEA may include at least one light emitting device LD and electrodes electrically connected thereto.
  • the first and second light emitting regions may include a light emitting device LD disposed on at least one series end and electrodes electrically connected thereto.
  • the first light emitting area SEA1 includes the first light emitting elements LD1 disposed at the first serial end of the corresponding pixel PXL and a plurality of electrodes connected thereto, and the second light emitting area SEA2 .
  • the first light emitting device LD1 disposed in the first light emitting area SEA1 and the second light emitting device LD2 disposed in the second light emitting area SEA2 may be connected to each other in series.
  • the first light emitting device LD1 and the second light emitting device LD2 may be connected in series to each other by at least one contact electrode CNE.
  • each of the light emitting areas SEA includes the light emitting elements ( LD) and electrodes electrically connected thereto.
  • the first light emitting area SEA1 includes light emitting elements LD1 and LD4 and electrodes disposed in first and fourth series ends of the light source unit LSU
  • the second light emitting area SEA2 is It may include light emitting devices LD2 and LD3 and electrodes disposed on second and third serial stages.
  • the pixel PXL is electrically disposed between the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 disposed in the first emission area SEA1 , and between the first and second electrodes ELT1 and ELT2 .
  • At least one connected first light emitting element LD1 , a third electrode ELT3 , a fourth electrode ELT4 disposed in the second light emitting area SEA2 , and the third and fourth electrodes ELT3 and ELT4 It may include at least one second light emitting device LD2 electrically connected between the .
  • the pixel PXL is electrically connected between the fifth electrode ELT5 , the sixth electrode ELT6 disposed in the second emission area SEA2 , and the fifth and sixth electrodes ELT5 and ELT6 .
  • the fifth electrode ELT5 , the sixth electrode ELT6 , and the third light emitting device LD3 are disposed in the second light emitting area SEA2
  • the seventh electrode ELT7 and the third light emitting device LD3 are disposed in the second light emitting area SEA2 .
  • the present invention is not limited thereto.
  • the fifth electrode ELT5 , the sixth electrode ELT6 , and the third light emitting device LD3 are disposed in the first light emitting area SEA1
  • the seventh electrode ELT5 , the sixth electrode ELT6 , and the third light emitting device LD3 are disposed in the second light emitting area SEA2
  • An electrode ELT7 , an eighth electrode ELT8 , and a fourth light emitting device LD4 may be disposed.
  • the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 may extend in the second direction (Y-axis direction), respectively.
  • each of the first electrode ELT1 , the second electrode ELT2 , the seventh electrode ELT7 , and/or the eighth electrode ELT8 is disposed in the second direction (Y-axis) in the first light emitting area SEA1 . direction), and may be sequentially spaced apart from each other in the first direction (X-axis direction).
  • the third electrode ELT3 , the fourth electrode ELT4 , the fifth electrode ELT5 , and/or the sixth electrode ELT6 is disposed in the second direction (Y-axis direction) in the second light emitting area SEA2 , respectively.
  • first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 may have a uniform width or a non-uniform width, and may or may not include a bent portion. That is, the shape and/or the mutual arrangement structure of each of the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 may be variously changed according to embodiments.
  • the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 may constitute the pixel electrodes ELT of each pixel PXL.
  • the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 apply a first alignment signal (or a first alignment voltage) and a second alignment signal (or a second alignment voltage), respectively, in the alignment step of the light emitting devices LD. can be supplied. Accordingly, an electric field is formed between the adjacent first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 so that the light emitting devices LD supplied to the light emitting area SEA are connected to the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8. You can self-align between them.
  • the circuit conductive layers CP1 and CP2 of FIG. 11 are present under the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8, the circuit conductive layers CP1 and CP2 in the process of aligning the light emitting devices LD. ), the light emitting elements LD may be abnormally aligned due to signal interference. Accordingly, in the display device according to an exemplary embodiment, a barrier metal layer (BML of FIG. 11 ) is formed on the circuit conductive layers CP1 and CP2 to block signal interference caused by the circuit conductive layers CP1 and CP2, and the light emitting element LD ) can be improved. A detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 11 .
  • some of the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 are first formed as one alignment line, and then between and/or first and second of each pixel PXL. It may be separated from the non-emission area NEA between the light emitting areas SEA1 and SEA2 to be separated into the pixel electrode ELT of each series end.
  • one end of the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 may partially extend to the non-emission area NEA, but is not necessarily limited thereto. not.
  • the non-emission area NEA separates each alignment line into a plurality of pixel electrodes ELT after the light emitting elements LD are aligned, or between the pixel electrodes ELT through at least one contact electrode CNE. It can provide space for connection.
  • the non-emission area NEA may include an opening OPA for separating the alignment line into the plurality of pixel electrodes ELT.
  • the opening OPA may include first to third openings OPA1 to OPA3 spaced apart from each other.
  • the first to third openings OPA1 to OPA3 may be disposed along the first direction (X-axis direction) in the non-emission area NEA.
  • the first opening OPA1 may be disposed between the first electrode ELT1 and the third electrode ELT3 . That is, the first electrode ELT1 and the third electrode ELT3 may be spaced apart from each other with the first opening OPA1 therebetween.
  • the width of the first opening OPA1 in the first direction (X-axis direction) may be greater than the width of each of the first electrode ELT1 and/or the third electrode ELT3 in the first direction (X-axis direction). It is not necessarily limited thereto.
  • the second opening OPA2 may be disposed between the second electrode ELT2 and the eighth electrode ELT8 and the fourth electrode ELT4 and the sixth electrode ELT6 . That is, the second electrode ELT2 and the fourth electrode ELT4 may be spaced apart from each other with the second opening OPA2 therebetween. Also, the sixth electrode ELT6 and the eighth electrode ELT8 may be spaced apart from each other with the second opening OPA2 therebetween.
  • a width of the second opening OPA2 in the first direction (X-axis direction) may be greater than a width in the first direction (X-axis direction) from one side of the second electrode ELT2 to the other side of the eighth electrode ELT8 . have.
  • the width of the second opening OPA2 in the first direction (X-axis direction) is the width in the first direction (X-axis direction) from one side of the fourth electrode ELT4 to the other side of the sixth electrode ELT6 . It may be larger, but is not necessarily limited thereto.
  • the third opening OPA3 may be disposed between the fifth electrode ELT5 and the seventh electrode ELT7 .
  • the fifth electrode ELT5 and the seventh electrode ELT7 may be spaced apart from each other with the third opening OPA3 therebetween.
  • the width of the third opening OPA3 in the first direction (X-axis direction) may be greater than the width of each of the fifth electrode ELT5 and/or the seventh electrode ELT7 in the first direction (X-axis direction), It is not necessarily limited thereto.
  • the first to third openings OPA1 to OPA3 may have different sizes.
  • the first opening OPA1 may overlap one alignment line
  • the second opening OPA2 may overlap a plurality of alignment lines
  • the third opening OPA3 may be formed to overlap one alignment line.
  • the width of the second opening OPA2 in the first direction (X-axis direction) may be greater than the width of the first opening OPA1 and/or the third opening OPA3 in the first direction (X-axis direction).
  • the opening OPA may be configured as one and may extend in the first direction (X-axis direction) in the non-emission area NEA. That is, the opening OPA may extend from one side of the first electrode ELT1 to one side of the seventh electrode ELT7 . Also, the opening OPA may extend from one side of the third electrode ELT3 to one side of the fifth electrode EL5 .
  • the first electrode ELT1 may be electrically connected to the pixel circuit PXC and/or the first power line PL1 through the first contact unit CNT1.
  • Another one of the pixel electrodes ELT, for example, the eighth electrode ELT8 may be electrically connected to the second power line PL2 through the second contact portion CNT2 .
  • a bank pattern BNP may be disposed under one region of each of the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8.
  • the light emitting devices are formed. It becomes possible to form a reflective barrier rib around the LD. Accordingly, the optical efficiency of the pixel PXL may be improved.
  • Each bank pattern BNP may be formed to overlap one pixel electrode ELT or may be formed to overlap a plurality of pixel electrodes ELT.
  • the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 are directly connected to and connected to the light emitting devices LD of each series stage, or the light emitting devices LD through a separate contact electrode CNE, etc. ) can be electrically connected to.
  • the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 are insulated from the first end EP1 or the second end EP2 of the light emitting devices LD by the first insulating layer INS1 ,
  • Each of the contact electrodes CNE may be electrically connected to the first or second ends EP1 and EP2 of the adjacent light emitting devices LD.
  • any one electrode eg, one of the first, second, seventh, and eighth electrodes ELT1 , ELT2 , ELT7 and ELT8 ) disposed in the first light emitting area SEA1 and the second light emission
  • Any one electrode eg, one of the third to sixth electrodes ELT3 to ELT6 ) disposed in the area SEA2 may be electrically connected to each other by at least one contact electrode CNE.
  • each pixel PXL includes first to fifth contact electrodes CNE1 to CNE5 for electrically connecting predetermined electrodes positioned in the first and second light emitting areas SEA1 and SEA2 to each other. may include
  • the first contact electrode CNE1 is disposed on the first light emitting devices LD1 (particularly, the first ends EP1 ) and the first electrode ELT1 of the first series end, The first ends EP1 of the light emitting elements LD1 may be electrically connected to the first electrode ELT1 .
  • the second contact electrode CNE2 is disposed on the first light emitting devices LD1 (particularly, the second ends EP2 ) and the second electrode ELT2 of the first series stage, so that the first light emitting devices ( The second ends EP2 of the LD1 may be electrically connected to the second electrode ELT2 .
  • the second contact electrode CNE2 is disposed on the second light emitting elements LD2 (particularly, the first ends EP1 ) and the third electrode ELT3 of the second series stage, so that the second light emitting element The first ends EP1 of the electrodes LD2 may be electrically connected to the third electrode ELT3 .
  • the second contact electrode CNE2 may extend from the first light emitting area SEA1 to the second light emitting area SEA2 via the non-emission area NEA.
  • the second contact electrode CNE2 may include a plurality of separate electrodes, and the split electrodes may be electrically connected to each other through a bridge pattern or the like.
  • the third contact electrode CNE3 is disposed on the second light emitting devices LD2 (particularly, the second ends EP2 ) and the fourth electrode ELT4 of the second series stage, so that the second light emitting devices ( The second ends EP2 of the LD2 may be electrically connected to the fourth electrode ELT4 .
  • the third contact electrode CNE3 is disposed on the third light emitting elements LD3 (particularly, the first ends EP1 ) and the fifth electrode ELT5 of the third series stage, so that the third light emitting element The first ends EP1 of the electrodes LD3 may be electrically connected to the fifth electrode ELT5 .
  • the third contact electrode CNE3 may include a plurality of separate electrodes, and the separate electrodes may be electrically connected to each other through a bridge pattern or the like.
  • the fourth contact electrode CNE4 is disposed on the third light emitting elements LD3 (particularly, the second ends EP2 ) and the sixth electrode ELT6 of the third series stage, so that the third light emitting elements ( The second ends EP2 of the LD3 may be electrically connected to the sixth electrode ELT6 .
  • the fourth contact electrode CNE4 is disposed on the fourth light emitting elements LD4 (particularly, the first ends EP1 ) and the seventh electrode ELT7 of the fourth series stage, so that the fourth light emitting element The first ends EP1 of the electrodes LD4 may be electrically connected to the seventh electrode ELT7 .
  • the fourth contact electrode CNE4 may extend from the second light emitting area SEA2 to the first light emitting area SEA1 via the non-emission area NEA.
  • the fourth contact electrode CNE4 may include a plurality of separate electrodes, and the separate electrodes may be electrically connected to each other through a bridge pattern or the like.
  • the fifth contact electrode CNE5 is disposed on the fourth light emitting elements LD4 (particularly, the second ends EP2 ) and the eighth electrode ELT8 of the fourth series stage, so that the fourth light emitting elements ( The second ends EP2 of the LD4 may be electrically connected to the eighth electrode ELT8 .
  • At least one insulating layer is interposed between each contact electrode CNE and the pixel electrode ELT, and each contact electrode CNE and the corresponding contact electrode CNE through a contact hole formed in the insulating layer.
  • the pixel electrodes ELT may be electrically connected to each other.
  • the electrical connection structure between the contact electrode CNE and the pixel electrode ELT may be variously changed according to embodiments.
  • the pixel electrodes ELT may be electrically connected in a desired shape using the contact electrodes CNE.
  • the first light emitting devices LD1 disposed at one side of the first light emitting area SEA1 the second light emitting devices LD2 disposed at one side of the second light emitting area SEA2 , and the second light emitting area, respectively
  • the third light emitting devices LD3 disposed on the other side of SEA2 and the fourth light emitting devices LD4 disposed on the other side of the first light emitting area SEA1 may be sequentially connected in series.
  • Each of the pixels PXL may further include a bank BNK disposed at an edge of the pixel area PXA.
  • the bank BNK is a structure defining the light exit area of each pixel PXL, and may be disposed at a boundary between adjacent pixel areas PXA.
  • the bank BNK may be, for example, a pixel defining layer.
  • the bank BNK may include at least one light blocking and/or reflective material to prevent light leakage between adjacent pixel areas PXA.
  • the bank BNK may include at least one black matrix material (eg, at least one currently known light blocking material) among various types of black matrix materials, and/or a color filter material of a specific color. can
  • the bank BNK may be formed in a black opaque pattern capable of blocking light transmission.
  • the bank BNK may be disposed to surround the light emitting area SEA and the non-emission area NEA.
  • the bank BNK may include a first bank opening OPNb1 that covers and exposes the light emitting area SEA and the non-emission area NEA. That is, the light-emitting area SEA and the non-emission area NEA are directly adjacent to each other, and the bank BNK may be disposed to surround the entire edge including the light-emitting area SEA and the non-emission area NEA.
  • the bank BNK includes a top area of each pixel area PXA in addition to the first bank opening OPNb1 exposing the light emitting area SEA and the non-emission area NEA of each pixel PXL, and /or a second bank opening OPNb2 corresponding to the lower region may be further included.
  • the bank BNK is disposed to surround the entire light emitting area SEA and the non-emission area NEA and is omitted from the non-emission area NEA in the pixel area PXA. area can be maximized.
  • the light emitting elements LD may be supplied to the non-emission area NEA in addition to the light emitting area SEA to which the light emitting elements LD are to be supplied, and the circuit conductive layer ( When CP1 and CP2 of FIG. 12 are present, the light emitting elements LD may be abnormally aligned even in the non-emission area NEA due to signal interference of the circuit conductive layers CP1 and CP2. Accordingly, in the display device according to an exemplary embodiment, by forming the barrier pattern BP in the non-emission area NEA, abnormal alignment of the light emitting elements LD in the non-emission area NEA may be prevented.
  • the barrier pattern BP may be disposed to be adjacent to at least one of the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 in the non-emission area NEA.
  • the first to eighth electrodes ELT1 are formed by the barrier pattern BP in the alignment step of the light emitting device LD.
  • ⁇ ELT8 (or alignment wiring)
  • the signal interference of the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 can be blocked, it is possible to prevent the light emitting elements LD from being abnormally aligned in the non-emission area NEA. can be prevented
  • the barrier pattern BP may be integrally formed with the above-described bank pattern BNP.
  • the barrier pattern BP may extend from the bank pattern BNP and be disposed in the non-emission area NEA.
  • One end of the barrier pattern BP may be connected to the bank pattern BNP of the first light emitting area SEA1
  • the other end of the barrier pattern BP may be connected to the bank pattern BNP of the second light emitting area SEA2 .
  • the barrier pattern BP may include the same material as the bank pattern BNP.
  • the barrier pattern BP may be simultaneously formed by the same process as the bank pattern BNP. Accordingly, by reducing the number of masks, it is possible to reduce costs and simplify the manufacturing process.
  • the barrier pattern BP may be formed separately from the bank pattern BNP.
  • the barrier pattern BP may be separated from the bank pattern BNP to be spaced apart from each other in the second direction (Y-axis direction).
  • the barrier pattern BP and the bank pattern BNP may be separated based on the edge of the non-emission area NEA.
  • the barrier pattern BP may include the same material as the bank pattern BNP, but is not limited thereto. A detailed description of the barrier pattern BP will be described later with reference to FIGS. 12 to 14 .
  • 9 and 10 are cross-sectional views taken along line I-I' of FIG. 7 .
  • the first transistor T for example, the first contact portion CNT1 and the bridge pattern BRP
  • a second power line PL2 electrically connected to the eighth electrode ELT8 through a transistor electrically connected to the electrode ELT1 and the second contact portion CNT2 will be illustrated.
  • a pixel PXL and a display device having the same may include a circuit layer PCL and a display layer DPL disposed on one surface of a substrate SUB. have.
  • circuit conductive layers CP1 and CP2 including transistors T constituting the pixel circuit PXC and various wirings electrically connected thereto may be disposed.
  • the pixel electrodes ELT, the light emitting elements LD, and/or the contact electrodes CNE constituting the light source unit LSU of the corresponding pixel PXL are provided. can be placed.
  • a buffer layer BFL may be disposed on one surface of the substrate SUB.
  • the buffer layer BFL may prevent impurities from diffusing into each circuit element.
  • a semiconductor layer may be disposed on the buffer layer BFL.
  • the semiconductor layer may include a semiconductor pattern SCP of each transistor T.
  • the semiconductor pattern SCP may include a channel region overlapping the gate electrode GE and first and second conductive regions (eg, source and drain regions) disposed on both sides of the channel region.
  • a gate insulating layer GI may be disposed on the semiconductor layer.
  • the gate insulating layer (GI) may be composed of a single layer or multiple layers, and may include various types of organic/inorganic insulating materials including silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), or silicon oxynitride (SiOxNy).
  • SiNx silicon nitride
  • SiOx silicon oxide
  • SiOxNy silicon oxynitride
  • a gate conductive layer may be disposed on the gate insulating layer GI.
  • the gate conductive layer may include a gate electrode GE of each transistor T.
  • the gate electrode GE may be disposed to overlap the semiconductor pattern SCP with the gate insulating layer GI interposed therebetween.
  • a first interlayer insulating layer ILD1 may be disposed on the gate conductive layer.
  • the first interlayer insulating layer ILD1 may be configured as a single layer or multiple layers, and may include at least one inorganic insulating material and/or an organic insulating material.
  • the first interlayer insulating layer ILD1 may include various types of organic/inorganic insulating materials including silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), or silicon oxynitride (SiOxNy).
  • the constituent material of the interlayer insulating layer ILD1 is not particularly limited.
  • a first circuit conductive layer CP1 may be disposed on the first interlayer insulating layer ILD1 .
  • the first circuit conductive layer CP1 may include first and second transistor electrodes TE1 and TE2 of each transistor T.
  • the first and second transistor electrodes TE1 and TE2 may be source electrodes or drain electrodes, respectively.
  • a second interlayer insulating layer ILD2 may be disposed on the first circuit conductive layer CP1 .
  • the second interlayer insulating layer ILD2 may be configured as a single layer or multiple layers, and may include at least one inorganic insulating material and/or an organic insulating material.
  • the second interlayer insulating layer ILD2 may include various types of organic/inorganic insulating materials including silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), or silicon oxynitride (SiOxNy).
  • SiNx silicon nitride
  • SiOx silicon oxide
  • SiOxNy silicon oxynitride
  • the present invention is not limited thereto.
  • a second circuit conductive layer CP2 may be disposed on the second interlayer insulating layer ILD2 .
  • the second circuit conductive layer CP2 includes a bridge pattern BRP electrically connecting the circuit layer PCL and the display layer DPL and/or a predetermined wiring (eg, the first power line PL1 and/or a second power line PL2).
  • the bridge pattern BRP is electrically connected to the first pixel electrode (eg, the first electrode ELT1 ) of each light source unit LSU through the first contact hole CH1 formed in the first contact part CNT1 , etc. can be connected to
  • the second power line PL2 is connected to the last pixel electrode (eg, the eighth electrode ELT8) of each light source unit LSU through the second contact hole CH2, etc. formed in the second contact unit CNT2. can be electrically connected.
  • a barrier insulating layer BINS may be disposed on the second circuit conductive layer CP2 .
  • the barrier insulating layer BINS may be configured as a single layer or multiple layers, and may include at least one inorganic insulating material and/or an organic insulating material.
  • the barrier insulating layer (BINS) may include various types of organic/inorganic insulating materials including silicon nitride (SiNx), silicon oxide (SiOx), or silicon oxynitride (SiOxNy), but is not limited thereto. it's not going to be
  • the The light emitting elements LD may be abnormally aligned due to signal interference between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 .
  • a barrier metal layer (BML of FIG. 11 ) is formed on the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 to form the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2. It is possible to improve the alignment of the light emitting element LD by blocking signal interference caused by the LD. For a detailed description thereof, reference is made to FIG. 11 .
  • 11 is a cross-sectional view taken along line II-II' of FIG. 7 .
  • the barrier metal layer BML may be disposed on the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 .
  • the barrier metal layer BML may serve to block signal interference between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the alignment step of the light emitting device LD.
  • the barrier metal layer BML may be electrically separated from the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2.
  • the barrier metal layer BML may be in a floating state, but is not limited thereto.
  • the barrier metal layer BML may be electrically connected to the first electrode ELT1 or the second electrode ELT2 after the light emitting device LD is aligned according to an embodiment.
  • the first circuit conductive layer CP1 and/or the second circuit conductive layer CP2 may be disposed between the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 .
  • the first circuit conductive layer CP1 and/or the second circuit conductive layer CP2 may overlap the light emitting device LD in the third direction (Z-axis direction).
  • the barrier metal layer BML is formed between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the third direction (Z-axis direction). may be arranged to overlap.
  • the barrier metal layer BML may be disposed on the barrier insulating layer BINS to cover the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 . That is, the barrier metal layer BML may be disposed to completely overlap the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the third direction (Z-axis direction), but is not limited thereto. In some embodiments, the barrier metal layer BML may be disposed between the first electrode ELT1 and the second electrode ELT2 . In this case, the barrier metal layer BML may overlap the light emitting device LD in the third direction (Z-axis direction), but is not limited thereto.
  • a passivation layer PSV may be disposed on the barrier metal layer BML.
  • the passivation layer PSV may include at least an organic insulating layer and may substantially planarize a surface of the circuit layer PCL.
  • a display layer DPL may be disposed on the passivation layer PSV.
  • the display layer DPL includes a plurality of pixel electrodes ELT (eg, first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 ) and pixel electrodes disposed in the emission areas SEA of each pixel PXL.
  • ELT eg, first to eighth electrodes ELT1 to ELT8
  • pixel electrodes disposed in the emission areas SEA of each pixel PXL e.g, first to eighth electrodes ELT1 to ELT8
  • a plurality of light emitting elements LD connected in series, parallel, or series/parallel between the ELT, and a plurality of contact electrodes CNE electrically connecting the pixel electrodes ELT and the light emitting elements LD may include
  • the pixel PXL includes first and last pixel electrodes (eg, first and eighth electrodes).
  • a plurality of light emitting devices LD connected in a forward direction between (ELT1 and ELT8) may be included. Accordingly, hereinafter, each embodiment will be described on the assumption that the pixel PXL includes a plurality of light emitting devices LD.
  • the display layer DPL includes a separate or integrated bank pattern BNP for protruding one region of each of the pixel electrodes ELT in the upper direction, that is, in the third direction (Z-axis direction), and/or the pixel region. It may include a bank (BNK) surrounding (PXA).
  • BNK bank surrounding
  • the bank pattern BNP may be disposed on the circuit layer PCL.
  • the bank pattern BNP may be formed as a separate or integrated pattern.
  • the bank pattern BNP may protrude in an upper direction (eg, a third direction (Z-axis direction)) on one surface of the substrate SUB. Accordingly, one region of the pixel electrode ELT disposed on each bank pattern BNP may protrude upward.
  • a reflective barrier rib may be formed around the light emitting devices LD by the bank pattern BNP and the pixel electrodes ELT disposed thereon.
  • the pixel electrodes ELT include at least a reflective electrode layer, light emitted from both ends of the light emitting devices LD is reflected by the reflective electrode layer in an upper direction (eg, , the light may be emitted in a third direction (Z-axis direction).
  • the bank pattern BNP may have various shapes.
  • the bank pattern BNP may be formed to have an inclined surface inclined at an angle of a predetermined range with respect to the substrate SUB as shown in FIGS. 9 to 11 .
  • the bank pattern BNP may have sidewalls such as a curved surface or a stepped shape.
  • the bank pattern BNP may have a cross-section such as a semi-circle or semi-ellipse shape.
  • each pixel electrode ELT may include an inclined surface or a curved surface having a shape corresponding to the shape of the bank pattern BNP in the vicinity of the light emitting elements LD.
  • the bank pattern BNP may be omitted in some embodiments.
  • the bank pattern (BNP) is made of polyacrylates resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides resin, polyester resin ( polyesters resin), polyphenyleneethers resin, polyphenylenesulfides resin, or an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB).
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the bank pattern BNP may include silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), hafnium oxide (HfOx), aluminum oxide (AlOx), and titanium oxide (TiOx).
  • the bank pattern BNP may include an inorganic insulating material such as an organic-inorganic composite layer.
  • the pixel electrodes ELT of each pixel PXL may be disposed on the bank pattern BNP. Any one of the pixel electrodes ELT, for example, the first electrode ELT1 may have a first contact portion CNT1 (or a first contact hole CH1) penetrating the barrier insulating layer BINS and the passivation layer PSV. )) through the bridge pattern (BRP) may be electrically connected. Another one of the pixel electrodes ELT, for example, the eighth electrode ELT8, has a second contact portion CNT2 (or a second contact hole CH2) penetrating the barrier insulating layer BINS and the passivation layer PSV. )) may be electrically connected to the second power line PL2.
  • Each of the pixel electrodes ELT may include at least one conductive material.
  • each of the pixel electrodes ELT may include silver (Ag), magnesium (Mg), aluminum (Al), platinum (Pt), palladium (Pd), gold (Au), nickel (Ni), neodymium (Nd), At least one of various metal materials including iridium (Ir), chromium (Cr), titanium (Ti), molybdenum (Mo), copper (Cu), or an alloy including the same, ITO (Indium Tin Oxide), IZO ( Indium Zinc Oxide (ITZO), Indium Tin Zinc Oxide (ITZO), Zinc Oxide (ZnO), Aluminum Zinc Oxide (AZO), Gallium Zinc Oxide (GZO), Zinc Tin Oxide (ZTO), Gallium Tin Oxide (GTO), or Fluorine (FTO) It may include at least one conductive material among a conductive oxide such as tin oxide), and a conductive polymer such as PEDOT, but is
  • a first insulating layer INS1 may be disposed on the pixel electrodes ELT.
  • the first insulating layer INS1 may be formed to primarily cover the first and second electrodes ELT1 and ELT2 entirely. As described above, since the pixel electrodes ELT are covered by the first insulating layer INS1 after they are formed, it is possible to prevent the pixel electrodes ELT from being damaged in a subsequent process. After the light emitting devices LD are supplied and aligned, the first insulating layer INS1 may be partially opened to expose one region of the pixel electrodes ELT.
  • a bank BNK may be disposed on the first insulating layer INS1 .
  • the position on the cross-section of the bank BNK is not limited thereto, and the bank BNK may be disposed on the same layer as the above-described bank pattern BNP.
  • the light emitting devices LD may be supplied and arranged in the light emitting areas SEA located in the bank BNK.
  • the light emitting elements LD are supplied to the light emitting areas SEA of each pixel PXL through an inkjet method, a slit coating method, or various other methods, and a predetermined alignment signal (or, By applying the alignment voltage), the light emitting elements LD may be aligned between the pixel electrodes ELT.
  • Bank is made of acrylic resins, epoxy resins, phenolic resins, polyamides resins, polyimides resins, polyesters resin), polyphenyleneethers resin, polyphenylenesulfides resin, or an organic insulating material such as benzocyclobutene (BCB).
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the bank BNK includes silicon oxide (SiOx), silicon nitride (SiNx), silicon oxynitride (SiOxNy), hafnium oxide (HfOx), aluminum oxide (AlOx), and titanium oxide (TiOx). It may include an inorganic insulating material such as, or be made of an organic-inorganic composite layer.
  • the light emitting devices LD have a pair of pixel electrodes ELT in which both ends (ie, the first and second ends EP1 and EP2 ) in the longitudinal direction are adjacent to each other. It may be disposed between the pair of pixel electrodes ELT so as not to overlap or overlap with each other. In addition, both ends (ie, the first and second ends EP1 and EP2 ) of the light emitting elements LD directly contact each pixel electrode ELT or each through the contact electrode CNE. may be electrically connected to the pixel electrode ELT of
  • a second insulating layer INS2 may be disposed on one region of the light emitting devices LD.
  • the second insulating layer INS2 may be locally disposed on one region of each of the light emitting devices LD to expose the first and second ends EP1 and EP2 of each of the light emitting devices LD. If the second insulating layer INS2 is formed on the light emitting devices LD after alignment of the light emitting devices LD is completed, the light emitting devices LD may be prevented from being separated from the aligned positions.
  • the light emitting devices LD may be supplied to the non-emission area NEA, and circuit conduction in the non-emission area NEA.
  • the light emitting elements LD may be abnormally aligned even in the non-emission area NEA due to signal interference of the circuit conductive layers CP1 and CP2 .
  • the barrier pattern BP in the non-emission area NEA, abnormal alignment of the light emitting elements LD in the non-emission area NEA may be prevented.
  • FIGS. 12 to 14 For a detailed description thereof, reference is made to FIGS. 12 to 14 .
  • 12 and 13 are cross-sectional views taken along line III-III' of FIG. 7 .
  • 14 is a cross-sectional view taken along line IV-IV' of FIG. 7 .
  • the barrier pattern BP may be disposed on the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the non-emission area NEA.
  • the barrier pattern BP may interfere with the signal interference of the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 with respect to the first to eighth electrodes ELT1 to ELT8 (or alignment wiring) in the alignment step of the light emitting device LD. may play a role in blocking
  • the barrier pattern BP is disposed to overlap the first circuit conductive layer CP1 and/or the second circuit conductive layer CP2 in the third direction (Z-axis direction) in the non-emission area NEA can be
  • the barrier pattern BP may be disposed to cover the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 . That is, the barrier pattern BP may be disposed to completely overlap the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the third direction (Z-axis direction), but is not limited thereto.
  • the barrier pattern BP may include the same material as the above-described bank pattern BNP, as shown in FIG. 12 .
  • the barrier pattern BP may be simultaneously formed by the same process as the bank pattern BNP. Accordingly, by reducing the number of masks, it is possible to reduce costs and simplify the manufacturing process.
  • the barrier pattern BP may include the same material as the above-described bank BNK.
  • the barrier pattern BP may be simultaneously formed by the same process as the bank BNK. Accordingly, by reducing the number of masks, it is possible to reduce costs and simplify the manufacturing process.
  • the barrier pattern BP may be disposed between the aforementioned openings OPA. That is, the barrier pattern BP may be disposed in a space in which the openings OPA are spaced apart from each other.
  • the barrier pattern BP may be disposed between the first opening OPA1 and the second opening OPA2 .
  • the barrier pattern BP may be disposed between the second opening OPA2 and the third opening OPA3 . Accordingly, a space for the alignment lines to be separated into the plurality of pixel electrodes ELT is secured in the non-emission area NEA, and the light emitting elements LD are prevented from being abnormally aligned in the non-emission area NEA. can do.
  • both ends of the light emitting devices LD not covered by the second insulating layer INS2 are respective contacts. It may be covered by the electrode CNE, and may be electrically connected to each pixel electrode ELT by the contact electrode CNE.
  • two contact electrodes CNE may be arranged on the same layer as each other.
  • the contact electrodes CNE may be simultaneously formed in the same process. In this case, the manufacturing process of the pixel PXL and the display device including the pixel PXL may be simplified.
  • two contact electrodes CNE eg, first and second contact electrodes CNE1 ) facing each other with each light emitting device LD interposed therebetween. CNE2)
  • the display layer DPL may further include a third insulating layer INS3 interposed between the contact electrodes CNE.
  • the third insulating layer INS3 may be disposed to cover any one of the pair of contact electrodes CNE (eg, the first contact electrode CNE1 ).
  • the contact electrodes CNE can be stably separated, so that the light emitting devices ( It is possible to prevent a short defect from occurring between the first and second ends EP1 and EP2 of the LD.
  • the contact electrodes CNE may be formed of various transparent conductive materials.
  • the contact electrodes CNE include at least one of various transparent conductive materials including ITO, IZO, ITZO, ZnO, AZO, GZO, ZTO, GTO, and FTO, and may be substantially transparent or substantially transparent to satisfy a predetermined light transmittance. It can be implemented as translucent. Accordingly, light emitted from the light emitting devices LD through each of the first and second ends EP1 and EP2 may pass through the contact electrodes CNE and be emitted to the outside of the pixel PXL. .
  • a fourth insulating layer INS4 may be disposed on the contact electrodes CNE and/or the third insulating layer INS3 .
  • the fourth insulating layer INS4 includes the bank pattern BNP, the pixel electrodes ELT, the plurality of insulating layers INS1 , INS2 , and INS3 , the light emitting devices LD, and the contact electrodes CNE. ) and/or the bank BNK may be formed entirely on the substrate SUB.
  • the fourth insulating layer INS4 may include at least one inorganic layer and/or an organic layer.
  • the fourth insulating layer INS4 may include a thin film encapsulation layer having a multilayer structure.
  • the fourth insulating layer INS4 is a multilayered thin film encapsulation layer including at least two inorganic insulating layers and at least one organic insulating layer interposed between the at least two inorganic insulating layers.
  • the material and/or structure of the fourth insulating layer INS4 is not limited thereto, and according to an embodiment, at least one overcoat layer, a filler layer and/or a layer on the fourth insulating layer INS4 Alternatively, an upper substrate or the like may be further disposed.
  • the circuit conductive layer CP1 is formed when the light emitting device LD is aligned by forming the barrier metal layer BML and/or the barrier pattern BP on the circuit conductive layers CP1 and CP2. , CP2) can be minimized, so that the alignment of the light emitting device LD can be improved.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a pixel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 15 may correspond to a cross section at substantially the same position as that of FIG. 7 .
  • the display device according to the present exemplary embodiment is different from the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 14 in that the barrier metal layer BML is disposed on the front surface of the substrate SUB.
  • the barrier metal layer BML may be disposed on the entire surface of the substrate SUB to cover the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 of the circuit layer PCL.
  • the barrier metal layer BML is disposed on the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 to minimize signal interference between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 during the alignment process of the light emitting device LD. This can be done as described above.
  • the barrier metal layer BML may include a contact hole through which the pixel electrodes ELT and the circuit conductive layers CP1 and CP2 are electrically connected. That is, the pixel electrodes ELT may be electrically connected to the circuit conductive layers CP1 and CP2 through contact holes penetrating the barrier metal layer BML, the barrier insulating layer BINS, and the passivation layer PSV, respectively.
  • the first electrode ELT1 may have a first contact portion CNT1 passing through the barrier metal layer BML, the barrier insulating layer BINS, and the passivation layer PSV. ) (or the first contact hole CH1 ) may be electrically connected to the bridge pattern BRP.
  • Another one of the pixel electrodes ELT for example, the eighth electrode ELT8, has a second contact portion CNT2 passing through the barrier metal layer BML, the barrier insulating layer BINS, and the passivation layer PSV (or, It may be electrically connected to the second power line PL2 through the second contact hole CH2).
  • the contact hole of the barrier metal layer BML is covered by the barrier insulating layer BINS, so that the barrier metal layer BML and the circuit conductive layers CP1 and CP2 may be electrically separated from each other.
  • the barrier metal layer BML may be in a floating state, but is not limited thereto.
  • the barrier metal layer BML may be electrically connected to the first electrode ELT1 or the second electrode ELT2 after the light emitting device LD is aligned according to an embodiment.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a non-emission area of a pixel according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 16 may correspond to a cross section at substantially the same position as that of FIG. 12 .
  • the display device according to the present exemplary embodiment is different from the exemplary embodiment of FIGS. 1 to 14 in that the barrier metal layer BML is also disposed in the non-emission area NEA.
  • the barrier metal layer BML may be disposed on the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the non-emission area NEA.
  • the barrier metal layer BML may serve to block signal interference between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the alignment step of the light emitting device LD.
  • the barrier metal layer BML is formed between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the third direction (Z-axis direction). may be arranged to overlap.
  • the barrier metal layer BML may be disposed on the barrier insulating layer BINS to cover the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 .
  • the barrier metal layer BML may be disposed to completely overlap the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 in the third direction (Z-axis direction), but is not limited thereto. Also, the barrier metal layer BML may be disposed to overlap the barrier pattern BP in the third direction (Z-axis direction) in the non-emission area NEA. As such, when the barrier metal layer BML is disposed in the non-emission area NEA, non-emission is prevented by blocking signal interference between the first and second circuit conductive layers CP1 and CP2 during the alignment process of the light emitting device LD. Abnormal alignment of the light emitting elements LD in the area NEA may be prevented.

Landscapes

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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치된 회로 도전층, 상기 회로 도전층 상에 배치된 배리어 금속층, 상기 배리어 금속층 상에 배치되며 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자를 포함하되, 상기 배리어 금속층은 상기 회로 도전층과 전기적으로 분리된다.

Description

표시 장치
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보 디스플레이에 관한 관심이 고조됨에 따라, 표시 장치에 대한 연구 개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 발광 소자의 정렬도를 향상시킬 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소들을 포함하는 기판, 상기 기판 상에 배치된 회로 도전층, 상기 회로 도전층 상에 배치된 배리어 금속층, 상기 배리어 금속층 상에 배치되며 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자를 포함하되, 상기 배리어 금속층은 상기 회로 도전층과 전기적으로 분리된다.
상기 회로 도전층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치될 수 있다.
상기 배리어 금속층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치될 수 있다.
상기 회로 도전층은 상기 발광 소자와 중첩할 수 있다.
상기 배리어 금속층은 상기 발광 소자와 중첩할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 회로 도전층과 상기 배리어 금속층 사이에 배치된 배리어 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 배리어 금속층은 상기 배리어 절연층 상에서 상기 회로 도전층을 커버할 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 배리어 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 회로 도전층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 배리어 금속층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 회로 도전층과 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 상기 화소들은 각각 발광 영역 및 비발광 영역을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 비발광 영역에 배치된 배리어 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 배리어 패턴은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 발광 영역에 배치되며 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 중첩하는 뱅크 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 배리어 패턴은 상기 뱅크 패턴과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 발광 영역 및 상기 비발광 영역 주변의 뱅크를 더 포함할 수 있다.
상기 배리어 패턴은 상기 뱅크와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 발광 영역은 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하고, 상기 비발광 영역은 상기 제1 발광 영역과 상기 제2 발광 영역 사이에 배치될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 커버하는 절연층을 더 포함하고, 상기 절연층은 상기 비발광 영역에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함할 수 있다.
상기 개구부는 상기 제1 전극의 일단에 배치된 제1 개구부 및 상기 제2 전극의 일단에 배치된 제2 개구부를 포함할 수 있다.
상기 배리어 패턴은 상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 사이에 배치될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 회로 도전층 상부에 배리어 금속층 및/또는 배리어 패턴을 형성함으로써, 발광 소자 정렬 시 회로 도전층에 의한 신호 간섭을 최소화할 수 있으므로 발광 소자의 정렬도를 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4 내지 도 6은 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도들이다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 평면도들이다.
도 9 및 도 10은 도 7의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 기준으로 자른 단면도들이다.
도 11은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 12 및 도 13은 도 7의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 기준으로 자른 단면도들이다.
도 14는 도 7의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 15는 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 단면도이다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 화소의 비발광 영역을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 이를 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 수 있다. 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 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자에 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, "연결" 또는 "접속"이라 함은 물리적 및/또는 전기적인 연결 또는 접속을 포괄적으로 의미할 수 있다. 또한, 이는 직접적 또는 간접적인 연결 또는 접속과 일체형 또는 비일체형 연결 또는 접속을 포괄적으로 의미할 수 있다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 발광 소자를 나타내는 사시도 및 단면도이다. 도 1 및 도 2에서는 기둥형 발광 소자(LD)를 도시하였으나, 발광 소자(LD)의 종류 및/또는 형상이 이에 한정되지는 않는다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11) 및 제2 반도체층(13), 및 제1 및 제2 반도체층들(11, 13)의 사이에 개재된 활성층(12)을 포함할 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)의 연장 방향을 길이(L) 방향이라고 하면, 발광 소자(LD)는 길이(L) 방향을 따라 순차적으로 적층된 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)는 일 방향을 따라 연장된 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 발광 소자(LD)는 제1 단부(EP1)와 제2 단부(EP2)를 가질 수 있다. 발광 소자(LD)의 제1 단부(EP1)에는 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 중 하나가 배치될 수 있다. 발광 소자(LD)의 제2 단부(EP2)에는 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 중 나머지 하나가 배치될 수 있다.
실시예에 따라, 발광 소자(LD)는 식각 방식 등을 통해 기둥 형상으로 제조된 발광 소자일 수 있다. 본 명세서에서, 기둥 형상이라 함은 원 기둥 또는 다각 기둥 등과 같이 길이(L) 방향으로 긴(즉, 종횡비가 1보다 큰) 로드 형상(rod-like shape), 또는 바 형상(bar-like shape)을 포괄하며, 그 단면의 형상이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)의 길이(L)는 그 직경(D)(또는, 횡단면의 폭)보다 클 수 있다.
발광 소자(LD)는 나노미터 스케일 내지 마이크로미터 스케일(nanometer scale to micrometer scale) 정도로 작은 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)는 각각 나노미터 스케일 내지 마이크로미터 스케일 범위의 직경(D)(또는, 폭) 및/또는 길이(L)를 가질 수 있다. 다만, 발광 소자(LD)의 크기가 이에 제한되는 것은 아니며, 발광 소자(LD)를 이용한 발광 장치를 광원으로 이용하는 각종 장치, 일 예로 표시 장치 등의 설계 조건에 따라 발광 소자(LD)의 크기는 다양하게 변경될 수 있다.
제1 반도체층(11)은 제1 도전형의 반도체층일 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(11)은 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 반도체층(11)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 어느 하나의 반도체 재료를 포함하며, Si, Ge, Sn 등과 같은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 제1 반도체층(11)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 물질로 제1 반도체층(11)을 구성할 수 있다.
활성층(12)은 제1 반도체층(11) 상에 배치되며, 단일 양자 우물(Single-Quantum Well) 또는 다중 양자 우물(Multi-Quantum Well) 구조로 형성될 수 있다. 활성층(12)의 위치는 발광 소자(LD)의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
활성층(12)의 상부 및/또는 하부에는 도전성 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 일 예로, 클래드층은 AlGaN 또는 InAlGaN으로 형성될 수 있다. 실시예에 따라, AlGaN, InAlGaN 등의 물질이 활성층(12)을 형성하는 데에 이용될 수 있으며, 이외에도 다양한 물질이 활성층(12)을 구성할 수 있다.
제2 반도체층(13)은 활성층(12) 상에 배치되며, 제1 반도체층(11)과 상이한 타입의 반도체층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(13)은 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 제2 반도체층(13)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하며, Mg 등과 같은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 다만, 제2 반도체층(13)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 물질이 제2 반도체층(13)을 구성할 수 있다.
발광 소자(LD)의 양단에 문턱 전압 이상의 전압을 인가하게 되면, 활성층(12)에서 전자-정공 쌍이 결합하면서 발광 소자(LD)가 발광하게 된다. 이러한 원리를 이용하여 발광 소자(LD)의 발광을 제어함으로써, 발광 소자(LD)를 표시 장치의 화소를 비롯한 다양한 발광 장치의 광원으로 이용할 수 있다.
발광 소자(LD)는 표면에 제공된 절연막(INF)을 더 포함할 수 있다. 절연막(INF)은 적어도 활성층(12)의 외주면을 둘러싸도록 발광 소자(LD)의 표면에 형성될 수 있으며, 이외에도 제1 및 제2 반도체층들(11, 13)의 일 영역을 더 둘러쌀 수 있다.
실시예에 따라, 절연막(INF)은 서로 다른 극성을 가지는 발광 소자(LD)의 양 단부를 노출할 수 있다. 예를 들어, 절연막(INF)은 발광 소자(LD)의 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)에 위치한 제1 및 제2 반도체층들(11, 13) 각각의 일단을 노출할 수 있다. 다른 실시예에서, 절연막(INF)은 서로 다른 극성을 가지는 발광 소자(LD)의 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)와 인접한 제1 및 제2 반도체층들(11, 13)의 측부를 노출할 수도 있다.
실시예에 따라, 절연막(INF)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 알루미늄 산화물(AlOx), 및 티타늄 산화물(TiOx) 중 적어도 하나의 절연 물질을 포함하여 단일층 또는 다중층(예를 들어, 알루미늄 산화물(AlOx)과 실리콘 산화물(SiOx)로 구성된 이중층)으로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 절연막(INF)은 생략될 수도 있다.
발광 소자(LD)의 표면, 특히 활성층(12)의 외주면을 커버하도록 절연막(INF)이 제공되는 경우, 활성층(12)이 후술할 제1 화소 전극 또는 제2 화소 전극 등과 단락되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(LD)의 전기적 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 발광 소자(LD)의 표면에 절연막(INF)이 제공되면, 발광 소자(LD)의 표면 결함을 최소화하여 수명 및 효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 다수의 발광 소자들(LD)이 서로 밀접하여 배치되어 있는 경우에도 발광 소자들(LD)의 사이에서 원치 않는 단락이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 반도체층(13), 및/또는 이들을 감싸는 절연막(INF) 외에도 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 발광 소자(LD)는 제1 반도체층(11), 활성층(12) 및/또는 제2 반도체층(13)의 일단 측에 배치된 하나 이상의 형광체층, 활성층, 반도체층 및/또는 전극층을 추가적으로 포함할 수 있다. 일 예로, 발광 소자(LD)의 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2)에는 각각 컨택 전극층이 배치될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2에서는 기둥형 발광 소자(LD)를 예시하였으나, 발광 소자(LD)의 종류, 구조 및/또는 형상 등은 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 다각 뿔 형상을 가지는 코어-쉘 구조로 형성될 수도 있다.
상술한 발광 소자(LD)를 포함한 발광 장치는 표시 장치를 비롯하여 광원을 필요로 하는 다양한 종류의 장치에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널의 각 화소 내에 복수의 발광 소자들(LD)을 배치하고, 발광 소자들(LD)을 각 화소의 광원으로 이용할 수 있다. 다만, 발광 소자(LD)의 적용 분야가 상술한 예에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 발광 소자(LD)는 조명 장치 등과 같이 광원을 필요로 하는 다른 종류의 장치에도 이용될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3에서는 도 1 및 도 2의 실시예들에서 설명한 발광 소자(LD)를 광원으로서 이용할 수 있는 전자 장치의 일 예로서, 표시 장치, 특히 표시 장치에 구비되는 표시 패널(PNL)을 도시하기로 한다.
표시 패널(PNL)의 각 화소 유닛(PXU) 및 이를 구성하는 각각의 화소는 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 편의상, 도 3에서는 표시 영역(DA)을 중심으로 표시 패널(PNL)의 구조를 간략하게 도시하기로 한다. 다만, 실시예에 따라서는 도시되지 않은 적어도 하나의 구동 회로부(일 예로, 주사 구동부 및 데이터 구동부 중 적어도 하나), 배선들 및/또는 패드들이 표시 패널(PNL)에 더 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 표시 패널(PNL)은 기판(SUB) 및 기판(SUB) 상에 배치된 화소 유닛(PXU)을 포함할 수 있다. 화소 유닛(PXU)은 제1 화소들(PXL1), 제2 화소들(PXL2) 및/또는 제3 화소들(PXL3)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 화소들(PXL1), 제2 화소들(PXL2) 및 제3 화소들(PXL3) 중 적어도 하나의 화소를 임의로 지칭하거나 두 종류 이상의 화소들을 포괄적으로 지칭할 때, "화소(PXL)" 또는 "화소들(PXL)"이라 하기로 한다.
기판(SUB)은 표시 패널(PNL)의 베이스 부재를 구성하는 것으로서, 경성 또는 연성의 기판이나 필름일 수 있다. 일 예로, 기판(SUB)은 유리 또는 강화 유리로 이루어진 경성 기판, 플라스틱 또는 금속 재질의 연성 기판(또는, 박막 필름), 또는 적어도 한 층의 절연층일 수 있다. 기판(SUB)의 재료 및/또는 물성이 특별히 한정되지는 않는다.
일 실시예에서, 기판(SUB)은 실질적으로 투명할 수 있다. 여기서, 실질적으로 투명이라 함은 소정의 투과도 이상으로 광을 투과시킬 수 있음을 의미할 수 있다. 다른 실시예에서, 기판(SUB)은 반투명 또는 불투명할 수 있다. 또한, 기판(SUB)은 실시예에 따라서 반사성의 물질을 포함할 수도 있다.
표시 패널(PNL) 및 이를 형성하기 위한 기판(SUB)은 영상을 표시하기 위한 표시 영역(DA) 및 표시 영역(DA)을 제외한 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다.
표시 영역(DA)에는 화소들(PXL)이 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 화소들(PXL)에 연결되는 각종 배선들, 패드들 및/또는 내장 회로부가 배치될 수 있다. 화소들(PXL)은 스트라이프(stripe) 또는 펜타일(PENTILETM) 배열 구조 등에 따라 규칙적으로 배열될 수 있다. 다만, 화소들(PXL)의 배열 구조가 이에 한정되지는 않으며, 화소들(PXL)은 다양한 구조 및/또는 방식으로 표시 영역(DA)에 배열될 수 있다.
실시예에 따라, 표시 영역(DA)에는 서로 다른 색의 빛을 방출하는 두 종류 이상의 화소들(PXL)이 배치될 수 있다. 일 예로, 표시 영역(DA)에는 제1 색의 빛을 방출하는 제1 화소들(PXL1), 제2 색의 빛을 방출하는 제2 화소들(PXL2), 및 제3 색의 빛을 방출하는 제3 화소들(PXL3)이 배열될 수 있다. 서로 인접하도록 배치된 적어도 하나의 제1 내지 제3 화소들(PXL1, PXL2, PXL3)은 다양한 색의 빛을 방출할 수 있는 하나의 화소 유닛(PXU)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 화소들(PXL1, PXL2, PXL3)은 각각 소정 색의 빛을 방출하는 서브 화소일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 화소(PXL1)는 적색의 빛을 방출하는 적색 화소일 수 있고, 제2 화소(PXL2)는 녹색의 빛을 방출하는 녹색 화소일 수 있으며, 제3 화소(PXL3)는 청색의 빛을 방출하는 청색 화소일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
일 실시예에서, 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3)는 각각 제1 색의 발광 소자, 제2 색의 발광 소자 및 제3 색의 발광 소자를 광원으로 구비함으로써, 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 빛을 방출할 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3)는 서로 동일한 색의 빛을 방출하는 발광 소자들을 구비하되, 각각의 발광 소자 상에 배치된 서로 다른 색상의 컬러 변환층 및/또는 컬러 필터를 포함함으로써, 각각 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 빛을 방출할 수도 있다. 다만, 각각의 화소 유닛(PXU)을 구성하는 화소들(PXL)의 색상, 종류 및/또는 개수 등이 특별히 한정되지는 않는다. 즉, 각각의 화소(PXL)가 방출하는 빛의 색은 다양하게 변경될 수 있다.
화소(PXL)는 소정의 제어 신호(일 예로, 주사 신호 및 데이터 신호) 및/또는 소정의 전원(일 예로, 제1 전원 및 제2 전원)에 의해 구동되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 광원은 도 1 및 도 2의 실시예들 중 어느 하나의 실시예에 의한 적어도 하나의 발광 소자(LD), 일 예로, 나노미터 스케일 내지 마이크로미터 스케일 정도로 작은 크기를 가지는 초소형 기둥형 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 이외에도 다양한 종류의 발광 소자(LD)가 화소(PXL)의 광원으로 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 화소(PXL)는 능동형 화소로 구성될 수 있다. 다만, 표시 장치에 적용될 수 있는 화소들(PXL)의 종류, 구조 및/또는 구동 방식이 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 각각의 화소(PXL)는 다양한 구조 및/또는 구동 방식이 수동형 또는 능동형 발광 표시 장치의 화소로 구성될 수 있다.
도 4 내지 도 6은 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 회로도들이다. 예를 들어, 도 4 내지 도 6은 능동형 표시 장치에 적용될 수 있는 화소(PXL)의 실시예를 나타낸다. 다만, 화소(PXL) 및 표시 장치의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따라, 도 4 내지 도 6에 도시된 화소(PXL)는 도 3의 표시 패널(PNL)에 구비된 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3) 중 어느 하나일 수 있다. 제1 화소(PXL1), 제2 화소(PXL2) 및 제3 화소(PXL3)는 실질적으로 서로 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다.
도 4를 참조하면, 화소(PXL)는 데이터 신호에 대응하는 휘도의 광을 생성하기 위한 광원 유닛(LSU), 및 광원 유닛(LSU)을 구동하기 위한 화소 회로(PXC)를 포함할 수 있다.
광원 유닛(LSU)은 제1 전원(VDD)과 제2 전원(VSS)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원 유닛(LSU)은 화소 회로(PXC) 및 제1 전원선(PL1)을 경유하여 제1 전원(VDD)에 전기적으로 연결되는 제1 전극(ELT1)("제1 화소 전극" 또는 "제1 정렬 전극"이라고도 함), 제2 전원선(PL2)을 통해 제2 전원(VSS)에 전기적으로 연결되는 제2 전극(ELT2)("제2 화소 전극" 또는 "제2 정렬 전극"이라고도 함), 및 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 사이에 서로 동일한 방향으로 전기적으로 연결되는 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(ELT1)은 애노드 전극이고, 제2 전극(ELT2)은 캐소드 전극일 수 있다.
발광 소자들(LD) 각각은 제1 전극(ELT1) 및/또는 화소 회로(PXC)를 통해 제1 전원(VDD)에 전기적으로 연결되는 제1 단부(일 예로, p형 단부) 및 제2 전극(ELT2)을 통해 제2 전원(VSS)에 전기적으로 연결되는 제2 단부(일 예로, n형 단부)를 포함할 수 있다. 즉, 발광 소자들(LD)은 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 사이에 순방향으로 병렬 연결될 수 있다. 제1 전원(VDD)과 제2 전원(VSS)의 사이에 순방향으로 연결된 각각의 발광 소자(LD)는 각각의 유효 광원을 구성하고, 이러한 유효 광원들이 모여 화소(PXL)의 광원 유닛(LSU)을 구성할 수 있다.
제1 전원(VDD)과 제2 전원(VSS)은 발광 소자들(LD)이 발광할 수 있도록 서로 다른 전위를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 전원(VDD)은 고전위 전원으로 설정되고, 제2 전원(VSS)은 저전위 전원으로 설정될 수 있다. 이때, 제1 전원(VDD)과 제2 전원(VSS)의 전위 차는 적어도 화소(PXL)의 발광 기간 동안 발광 소자들(LD)의 문턱 전압 이상으로 설정될 수 있다.
각각의 광원 유닛(LSU)을 구성하는 발광 소자들(LD)의 일 단부(일 예로, p형 단부)는 광원 유닛(LSU)의 일 전극(일 예로, 각 화소(PXL)의 제1 전극(ELT1))을 통해 화소 회로(PXC)에 공통으로 연결되며, 화소 회로(PXC) 및 제1 전원선(PL1)을 통해 제1 전원(VDD)에 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자들(LD)의 타 단부(일 예로, n형 단부)는 광원 유닛(LSU)의 다른 전극(일 예로, 각 화소(PXL)의 제2 전극(ELT2)) 및 제2 전원선(PL2)을 통해 제2 전원(VSS)에 공통으로 연결될 수 있다.
발광 소자들(LD)은 해당 화소 회로(PXC)를 통해 공급되는 구동 전류에 대응하는 휘도로 발광할 수 있다. 예를 들어, 각각의 프레임 기간 동안 화소 회로(PXC)는 해당 프레임에서 표현할 계조 값에 대응하는 구동 전류를 광원 유닛(LSU)으로 공급할 수 있다. 광원 유닛(LSU)으로 공급된 구동 전류는 순방향으로 연결된 발광 소자들(LD)에 나뉘어 흐를 수 있다. 이에 따라, 각각의 발광 소자(LD)가 그에 흐르는 전류에 상응하는 휘도로 발광하면서, 광원 유닛(LSU)이 구동 전류에 대응하는 휘도의 광을 방출할 수 있다.
화소 회로(PXC)는 제1 전원(VDD)과 제1 전극(ELT1)의 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 회로(PXC)는 해당 화소(PXL)의 주사선(Si) 및 데이터선(Dj)에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 예로, 화소(PXL)가 표시 영역(DA)의 i(i는 자연수)번째 수평 라인(행) 및 j(j는 자연수)번째 수직 라인(열)에 배치되었다고 할 때, 화소(PXL)의 화소 회로(PXC)는 표시 영역(DA)의 i번째 주사선(Si) 및 j번째 데이터선(Dj)에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에 따라, 화소 회로(PXC)는 복수의 트랜지스터들과 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 화소 회로(PXC)는 제1 트랜지스터(T1), 제2 트랜지스터(T2) 및 스토리지 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
제1 트랜지스터(T1)는 제1 전원(VDD)과 광원 유닛(LSU)의 사이에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(T1)의 제1 전극(일 예로, 소스 전극)은 제1 전원(VDD)에 전기적으로 연결되고, 제1 트랜지스터(T1)의 제2 전극(일 예로, 드레인 전극)은 제1 전극(ELT1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 트랜지스터(T1)의 게이트 전극은 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제1 트랜지스터(T1)는 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 광원 유닛(LSU)으로 공급되는 구동 전류를 제어한다. 즉, 제1 트랜지스터(T1)는 화소(PXL)의 구동 전류를 제어하는 구동 트랜지스터일 수 있다.
제2 트랜지스터(T2)는 데이터선(Dj)과 제1 노드(N1)의 사이에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극(일 예로, 소스 전극)은 데이터선(Dj)에 전기적으로 연결되고, 제2 트랜지스터(T2)의 제2 전극(일 예로, 드레인 전극)은 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 트랜지스터(T2)의 게이트 전극은 주사선(Si)에 전기적으로 연결된다. 이러한 제2 트랜지스터(T2)는 주사선(Si)으로부터 게이트-온 전압(일 예로, 로우 레벨 전압)의 주사 신호(SSi)가 공급될 때 턴-온되어, 데이터선(Dj)과 제1 노드(N1)를 전기적으로 연결한다.
각각의 프레임 기간마다 데이터선(Dj)으로는 해당 프레임의 데이터 신호(DSj)가 공급되고, 데이터 신호(DSj)는 게이트-온 전압의 주사 신호(SSi)가 공급되는 기간 동안 턴-온된 제2 트랜지스터(T2)를 통해 제1 노드(N1)로 전달된다. 즉, 제2 트랜지스터(T2)는 각각의 데이터 신호(DSj)를 화소(PXL)의 내부로 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터일 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극은 제1 전원(VDD)에 전기적으로 연결되고, 다른 전극은 제1 노드(N1)에 전기적으로 연결된다. 이러한 스토리지 커패시터(Cst)는 각각의 프레임 기간 동안 제1 노드(N1)로 공급되는 데이터 신호(DSj)에 대응하는 전압을 충전한다.
한편, 도 4에서는 화소 회로(PXC)에 포함되는 트랜지스터들, 일 예로 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2)을 모두 p형 트랜지스터들로 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 및 제2 트랜지스터들(T1, T2) 중 적어도 하나는 n형 트랜지스터로 변경될 수도 있다. 이외에도, 화소 회로(PXC)는 다양한 구조 및/또는 구동 방식의 화소 회로로 구성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 화소 회로(PXC)는 센싱 제어선(SCLi) 및 센싱선(SLj)에 더 연결될 수 있다. 일 예로, 표시 영역(DA)의 i번째 수평 라인 및 j번째 수직 라인에 배치된 화소(PXL)의 화소 회로(PXC)는 표시 영역(DA)의 i번째 센싱 제어선(SCLi) 및 j번째 센싱선(SLj)에 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 회로(PXC)는 제3 트랜지스터(T3)를 더 포함할 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 센싱선(SLj)이 생략되고, 해당 화소(PXL)(또는, 인접 화소)의 데이터선(Dj)을 통해 센싱 신호(SENj)를 검출함에 의해 화소(PXL)의 특성을 검출할 수도 있다.
제3 트랜지스터(T3)는 제1 트랜지스터(T1)와 센싱선(SLj)의 사이에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제3 트랜지스터(T3)의 일 전극은 제1 전극(ELT1)에 전기적으로 연결된 제1 트랜지스터(T1)의 일 전극(일 예로, 소스 전극)에 연결되고, 제3 트랜지스터(T3)의 다른 전극은 센싱선(SLj)에 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 센싱선(SLj)이 생략되는 경우 제3 트랜지스터(T3)의 다른 전극은 데이터선(Dj)에 전기적으로 연결될 수도 있다.
제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 센싱 제어선(SCLi)에 연결된다. 센싱 제어선(SCLi)이 생략되는 경우, 제3 트랜지스터(T3)의 게이트 전극은 주사선(Si)에 연결될 수도 있다. 이와 같은 제3 트랜지스터(T3)는 소정의 센싱 기간 동안 센싱 제어선(SCLi)으로 공급되는 게이트-온 전압(일 예로, 하이 레벨 전압)의 센싱 제어 신호(SCSi)에 의해 턴-온되어 센싱선(SLj)과 제1 트랜지스터(T1)를 전기적으로 연결한다.
실시예에 따라, 센싱 기간은 표시 영역(DA)에 배치된 화소들(PXL) 각각의 특성(일 예로, 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압 등)을 추출하는 기간일 수 있다. 상기 센싱 기간 동안 데이터선(Dj) 및 제2 트랜지스터(T2)를 통해 제1 노드(N1)에 제1 트랜지스터(T1)가 턴-온될 수 있는 소정의 기준 전압을 공급하거나, 각각의 화소(PXL)를 전류원 등에 연결함에 의해 제1 트랜지스터(T1)를 턴-온시킬 수 있다. 또한, 제3 트랜지스터(T3)로 게이트-온 전압의 센싱 제어 신호(SCSi)를 공급하여 제3 트랜지스터(T3)를 턴-온시킴에 의해 제1 트랜지스터(T1)를 센싱선(SLj)에 전기적으로 연결할 수 있다. 이후, 센싱선(SLj)을 통해 센싱 신호(SENj)를 획득하고, 센싱 신호(SENj)를 이용해 제1 트랜지스터(T1)의 문턱 전압 등을 비롯한 각 화소(PXL)의 특성을 검출할 수 있다. 각 화소(PXL)의 특성에 대한 정보는 표시 영역(DA)에 배치된 화소들(PXL) 사이의 특성 편차가 보상될 수 있도록 영상 데이터를 변환하는 데에 이용될 수 있다.
한편, 도 5에서는 제1, 제2 및 제3 트랜지스터들(T1, T2, T3)이 모두 n형 트랜지스터들인 실시예를 개시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1, 제2 및 제3 트랜지스터들(T1, T2, T3) 중 적어도 하나는 p형 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서는 각각의 광원 유닛(LSU)을 구성하는 유효 광원들, 즉 발광 소자들(LD)이 모두 병렬로 연결된 실시예를 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 각 화소(PXL)의 광원 유닛(LSU)이 직렬 구조를 포함하도록 구성될 수도 있다. 도 6의 실시예들을 설명함에 있어, 도 4 및 도 5의 실시예들과 유사 또는 동일한 구성(일 예로, 화소 회로(PXC))에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6을 참조하면, 광원 유닛(LSU)은 적어도 4개의 직렬 단에 나뉘서 서로 직/병렬 연결된 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 이 경우, 각각의 직렬 단은 한 쌍의 전극들(일 예로, 두 개의 전극들) 및 상기 한 쌍의 전극들의 사이에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 발광 소자(LD)를 포함할 수 있다. 여기서, 각각의 직렬 단을 구성하는 발광 소자들(LD)의 개수는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 발광 소자들(LD)의 개수가 특별히 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 직렬 단은 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 및 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제1 발광 소자(LD1)를 포함하고, 제2 직렬 단은 제3 전극(ELT3), 제4 전극(ELT4) 및 제3 및 제4 전극들(ELT3, ELT4)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제2 발광 소자(LD2)를 포함할 수 있다. 유사하게, 제3 직렬 단은 제5 전극(ELT5), 제6 전극(ELT6) 및 제5 및 제6 전극들(ELT5, ELT6)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제3 발광 소자(LD3)를 포함하고, 제4 직렬 단은 제7 전극(ELT7), 제8 전극(ELT8) 및 제7 및 제8 전극들(ELT7, ELT8)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제4 발광 소자(LD4)를 포함할 수 있다.
광원 유닛(LSU)의 첫 번째 전극, 일 예로 제1 전극(ELT1)은 광원 유닛(LSU)의 제1 화소 전극(또는, 애노드 전극)일 수 있다. 그리고, 광원 유닛(LSU)의 마지막 전극, 일 예로 제8 전극(ELT8)은 광원 유닛(LSU)의 제2 화소 전극(또는, 캐소드 전극)일 수 있다.
광원 유닛(LSU)의 나머지 전극들, 일 예로, 제2 내지 제7 전극들(ELT2~ELT7)은 각각의 중간 전극을 구성할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(ELT2) 및 제3 전극(ELT3)은 서로 일체 또는 비일체로 연결되어 제1 중간 전극(IET1)을 구성할 수 있다. 유사하게, 제4 전극(ELT4) 및 제5 전극(ELT5)은 서로 일체 또는 비일체로 연결되어 제2 중간 전극(IET2)을 구성하고, 제6 전극(ELT6) 및 제7 전극(ELT7)은 서로 일체 또는 비일체로 연결되어 제3 중간 전극(IET3)을 구성할 수 있다. 이 경우, 제2 및 제3 전극들(ELT2, ELT3)을 통합하여 하나의 제1 중간 전극(IET1)으로 간주하고, 제4 및 제5 전극들(ELT4, ELT5)을 통합하여 하나의 제2 중간 전극(IET2)으로 간주하며, 제6 및 제7 전극들(ELT6, ELT7)을 통합하여 하나의 제3 중간 전극(IET3)으로 간주할 수도 있다.
동일 조건(일 예로, 동일한 크기 및/또는 개수)의 발광 소자들(LD)을 유효 광원으로 활용하여 광원 유닛(LSU)을 구성한다고 할 때, 발광 소자들(LD)을 직렬 또는 직/병렬 혼합 구조로 연결할 경우, 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 발광 소자들(LD)을 직렬 또는 직/병렬로 연결한 광원 유닛(LSU)에서는 발광 소자들(LD)을 병렬로만 연결한 광원 유닛(LSU)에 비해 동일 전류로 보다 높은 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 발광 소자들(LD)을 직렬 또는 직/병렬로 연결한 광원 유닛(LSU)에서는 발광 소자들(LD)을 병렬로 연결한 광원 유닛(LSU)에 비해 보다 낮은 구동 전류로 동일한 휘도를 표현할 수 있다. 또한, 발광 소자들(LD)을 직렬 또는 직/병렬 혼합 구조로 연결한 화소(PXL)에서는 일부의 직렬 단에서 쇼트 불량 등이 발생하더라도 나머지 직렬 단의 발광 소자들(LD)을 통해 어느 정도의 휘도를 표현할 수 있으므로, 화소(PXL)의 암점 불량 가능성을 낮출 수 있다.
도 7 및 도 8은 일 실시예에 따른 화소를 나타내는 평면도들이다.
일 예로, 도 7 및 도 8은 도 3의 화소 유닛(PXU)을 구성하는 제1 내지 제3 화소들(PXL1, PXL2, PXL3) 중 어느 하나일 수 있으며, 제1 내지 제3 화소들(PXL1, PXL2, PXL3)은 실질적으로 서로 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있다. 또한, 도 7 및 도 8에서는 각각의 화소(PXL)가 도 6에 도시된 바와 같이, 4개의 직렬 단에 배치된 발광 소자들(LD)을 포함하는 실시예를 개시하나, 각 화소(PXL)의 직렬 단의 개수는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수도 있다.
이하에서, 제1 내지 제4 발광 소자들(LD1~LD4) 중 하나 이상의 발광 소자를 임의로 지칭하거나, 두 종류 이상의 발광 소자들을 포괄적으로 지칭할 때, "발광 소자(LD)" 또는 "발광 소자들(LD)"이라 하기로 한다. 또한, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)을 비롯한 화소 전극들 중 적어도 하나의 화소 전극을 임의로 지칭할 때, "화소 전극(ELT)" 또는 "화소 전극들(ELT)"이라 하고, 제1 내지 제5 컨택 전극들(CNE1~CNE5)을 비롯한 컨택 전극들 중 적어도 하나의 컨택 전극을 임의로 지칭할 때, "컨택 전극(CNE)" 또는 "컨택 전극들(CNE)"이라 하기로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 화소(PXL)는 각각 발광 영역(SEA) 및 비발광 영역(NEA)을 포함할 수 있다. 발광 영역(SEA)은 서로 이격된 제1 발광 영역(SEA1)과 제2 발광 영역(SEA2)을 포함할 수 있다. 제1 발광 영역(SEA1)과 제2 발광 영역(SEA2)은 화소 영역(PXA) 내에서 제2 방향(Y축 방향)을 따라 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 비발광 영역(NEA)은 제1 발광 영역(SEA1)과 제2 발광 영역(SEA2) 사이에 배치될 수 있다.
발광 영역(SEA)은 적어도 하나의 발광 소자(LD)들과 이에 전기적으로 연결된 전극들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 화소(PXL)가 도 6에 도시된 실시예와 같이, 복수의 직렬 단들에 나뉘어 배치된 복수의 발광 소자들(LD)을 포함하는 경우, 제1 및 제2 발광 영역들(SEA1, SEA2)은 각각 적어도 하나의 직렬 단에 배치된 발광 소자(LD) 및 이에 전기적으로 연결된 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(SEA1)은 해당 화소(PXL)의 제1 직렬 단에 배치된 제1 발광 소자들(LD1) 및 이에 연결된 복수의 전극들을 포함하고, 제2 발광 영역(SEA2)은 제2 직렬 단에 배치된 제2 발광 소자들(LD2) 및 이에 연결된 복수의 전극들을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 발광 영역(SEA1)에 배치된 제1 발광 소자(LD1)와 제2 발광 영역(SEA2)에 배치된 제2 발광 소자(LD2)는 서로 직렬로 연결될 수 있다. 일 예로, 제1 발광 소자(LD1)와 제2 발광 소자(LD2)는 적어도 하나의 컨택 전극(CNE)에 의해 서로 직렬로 연결될 수 있다.
또한, 각각의 화소(PXL)가 발광 영역들(SEA)의 개수보다 많은 개수의 직렬 단들을 포함한다고 할 때, 각각의 발광 영역들(SEA)은 2개 이상의 직렬 단들에 배치된 발광 소자들(LD) 및 이에 전기적으로 연결된 전극들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광 영역(SEA1)은 광원 유닛(LSU)의 제1 및 제4 직렬 단들에 배치된 발광 소자들(LD1, LD4) 및 전극들을 포함하고, 제2 발광 영역(SEA2)은 제2 및 제3 직렬 단들에 배치된 발광 소자들(LD2, LD3) 및 전극들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 화소(PXL)는 제1 발광 영역(SEA1)에 배치된 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 및 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제1 발광 소자(LD1)와, 제2 발광 영역(SEA2)에 배치된 제3 전극(ELT3), 제4 전극(ELT4), 및 제3 및 제4 전극들(ELT3, ELT4)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제2 발광 소자(LD2)를 포함할 수 있다. 또한, 화소(PXL)는 제2 발광 영역(SEA2)에 배치된 제5 전극(ELT5), 제6 전극(ELT6), 및 제5 및 제6 전극들(ELT5, ELT6)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제3 발광 소자(LD3)와, 제1 발광 영역(SEA1)에 배치된 제7 전극(ELT7), 제8 전극(ELT8), 및 제7 및 제8 전극들(ELT7, ELT8)의 사이에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 제4 발광 소자(LD4)를 더 포함할 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에서는 제5 전극(ELT5), 제6 전극(ELT6), 및 제3 발광 소자(LD3)가 제2 발광 영역(SEA2)에 배치되고, 제7 전극(ELT7), 제8 전극(ELT8), 및 제4 발광 소자(LD4)가 제1 발광 영역(SEA1)에 배치되는 경우를 도시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 다른 실시예에서 제1 발광 영역(SEA1)에 제5 전극(ELT5), 제6 전극(ELT6), 및 제3 발광 소자(LD3)가 배치되고, 제2 발광 영역(SEA2)에 제7 전극(ELT7), 제8 전극(ELT8), 및 제4 발광 소자(LD4)가 배치될 수도 있다.
각각의 발광 영역(SEA)에서 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 각각 제2 방향(Y축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(ELT1), 제2 전극(ELT2), 제7 전극(ELT7), 및/또는 제8 전극(ELT8)은 제1 발광 영역(SEA1)에서 각각 제2 방향(Y축 방향)을 따라 연장되고, 제1 방향(X축 방향)을 따라 순차적으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제3 전극(ELT3), 제4 전극(ELT4), 제5 전극(ELT5), 및/또는 제6 전극(ELT6)은 제2 발광 영역(SEA2)에서 각각 제2 방향(Y축 방향)을 따라 연장되고, 제1 방향(X축 방향)을 따라 순차적으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 서로 균일한 폭을 가지거나 불균일한 폭을 가질 수 있으며, 굴곡부를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 즉, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 각각의 형상 및/또는 상호 배치 구조는 실시예에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 각 화소(PXL)의 화소 전극들(ELT)을 구성할 수 있다. 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 발광 소자들(LD)의 정렬 단계에서 각각 제1 정렬 신호(또는, 제1 정렬 전압) 및 제2 정렬 신호(또는, 제2 정렬 전압)를 공급받을 수 있다. 이에 따라, 인접한 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 사이에 전계가 형성되어 발광 영역(SEA)에 공급된 발광 소자들(LD)이 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)의 사이에 자가 정렬할 수 있다.
한편, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 하부에 회로 도전층(도 11의 CP1, CP2)이 존재하는 경우, 발광 소자들(LD)을 정렬하는 과정에서 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭으로 인해 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬될 수 있다. 이에, 일 실시에에 따른 표시 장치는 회로 도전층(CP1, CP2) 상부에 배리어 금속층(도 11의 BML)을 형성함으로써 회로 도전층(CP1, CP2)에 의한 신호 간섭을 차단하여 발광 소자(LD)의 정렬도를 향상시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
일 실시예에서, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 중 일부는 먼저 하나의 정렬 배선으로 형성된 이후, 인접한 화소(PXL)와의 사이 및/또는 각 화소(PXL)의 제1 및 제2 발광 영역들(SEA1, SEA2) 사이의 비발광 영역(NEA)에서 분리되어 각 직렬 단의 화소 전극(ELT)으로 분리될 수 있다.
각각의 정렬 배선이 비발광 영역(NEA)에서 분리되는 경우, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)의 일단은 부분적으로 비발광 영역(NEA)으로 연장될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
비발광 영역(NEA)은 발광 소자들(LD)의 정렬 이후 각각의 정렬 배선을 복수의 화소 전극들(ELT)로 분리하거나, 적어도 하나의 컨택 전극(CNE)을 통한 화소 전극들(ELT) 간의 연결을 위한 공간을 제공할 수 있다.
구체적으로, 비발광 영역(NEA)은 정렬 배선을 복수의 화소 전극(ELT)으로 분리하기 위한 개구부(OPA)를 포함할 수 있다. 개구부(OPA)는 서로 이격된 제1 내지 제3 개구부들(OPA1~OPA3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 개구부들(OPA1~OPA3)은 비발광 영역(NEA) 내에서 제1 방향(X축 방향)을 따라 배치될 수 있다.
제1 개구부(OPA1)는 제1 전극(ELT1)과 제3 전극(ELT3) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(ELT1)과 제3 전극(ELT3)은 제1 개구부(OPA1)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 제1 개구부(OPA1)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제1 전극(ELT1) 및/또는 제3 전극(ELT3) 각각의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 클 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 개구부(OPA2)는 제2 전극(ELT2) 및 제8 전극(ELT8)과 제4 전극(ELT4) 및 제6 전극(ELT6) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(ELT2)과 제4 전극(ELT4)은 제2 개구부(OPA2)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 또한, 제6 전극(ELT6)과 제8 전극(ELT8)은 제2 개구부(OPA2)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 제2 개구부(OPA2)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제2 전극(ELT2)의 일측부터 제8 전극(ELT8)의 타측까지의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 클 수 있다. 유사하게, 제2 개구부(OPA2)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제4 전극(ELT4)의 일측부터 제6 전극(ELT6)의 타측까지의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 클 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제3 개구부(OPA3)는 제5 전극(ELT5)과 제7 전극(ELT7) 사이에 배치될 수 있다. 제5 전극(ELT5)과 제7 전극(ELT7)은 제3 개구부(OPA3)를 사이에 두고 이격될 수 있다. 제3 개구부(OPA3)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제5 전극(ELT5) 및/또는 제7 전극(ELT7) 각각의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 클 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 내지 제3 개구부들(OPA1~OPA3)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 개구부(OPA1)는 하나의 정렬 배선과 중첩하고, 제2 개구부(OPA2)는 복수의 정렬 배선과 중첩하고, 제3 개구부(OPA3)는 하나의 정렬 배선과 중첩하도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 개구부(OPA2)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제1 개구부(OPA1) 및/또는 제3 개구부(OPA3)의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 클 수 있다.
한편, 도 7 및 도 8에서는 개구부(OPA)가 서로 이격된 제1 내지 제3 개구부들(OPA1~OPA3)로 구성되는 경우를 예시하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 개구부(OPA)는 하나로 구성되어 비발광 영역(NEA) 내에서 제1 방향(X축 방향)으로 연장할 수 있다. 즉, 개구부(OPA)는 제1 전극(ELT1)의 일측으로부터 제7 전극(ELT7)의 일측까지 연장할 수 있다. 또한, 개구부(OPA)는 제3 전극(ELT3)의 일측으로부터 제5 전극(EL5)의 일측까지 연장할 수 있다.
상술한 화소 전극들(ELT) 중 어느 하나, 일 예로 제1 전극(ELT1)은 제1 컨택부(CNT1)를 통해 화소 회로(PXC) 및/또는 제1 전원선(PL1)에 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 전극들(ELT) 중 다른 하나, 일 예로 제8 전극(ELT8)은 제2 컨택부(CNT2)를 통해 제2 전원선(PL2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 각각의 일 영역 하부에는 뱅크 패턴(BNP)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 각각의 일 영역이 뱅크 패턴(BNP)에 의해 상부 방향(예를 들어, 제3 방향(Z축 방향))으로 돌출되면서, 발광 소자들(LD)의 주변에 반사 격벽을 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 화소(PXL)의 광 효율을 향상시킬 수 있다. 각각의 뱅크 패턴(BNP)은 하나의 화소 전극(ELT)과 중첩되도록 형성되거나, 복수의 화소 전극들(ELT)과 중첩되도록 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 각 직렬 단의 발광 소자들(LD)에 직접 접촉되어 연결되거나, 별도의 컨택 전극(CNE) 등을 통해 발광 소자들(LD)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)은 제1 절연층(INS1)에 의해 발광 소자들(LD)의 제1 단부(EP1) 또는 제2 단부(EP2)와 절연되고, 각각의 컨택 전극(CNE)을 통해 인접한 발광 소자들(LD)의 제1 또는 제2 단부들(EP1, EP2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제1 발광 영역(SEA1)에 배치된 어느 하나의 전극(일 예로, 제1, 제2, 제7 및 제8 전극들(ELT1, ELT2, ELT7, ELT8) 중 하나)과, 제2 발광 영역(SEA2)에 배치된 어느 하나의 전극(일 예로, 제3 내지 제6 전극들(ELT3~ELT6) 중 하나)은 적어도 하나의 컨택 전극(CNE)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 각각의 화소(PXL)는 제1 및 제2 발광 영역들(SEA1, SEA2)에 위치된 소정의 전극들을 서로 전기적으로 연결하기 위한 제1 내지 제5 컨택 전극들(CNE1~CNE5)을 포함할 수 있다.
제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 직렬 단의 제1 발광 소자들(LD1)(특히, 제1 단부들(EP1)) 및 제1 전극(ELT1) 상에 배치되어, 상기 제1 직렬 단의 발광 소자들(LD1)의 제1 단부들(EP1)을 제1 전극(ELT1)에 전기적으로 연결할 수 있다.
제2 컨택 전극(CNE2)은 제1 직렬 단의 제1 발광 소자들(LD1)(특히, 제2 단부들(EP2)) 및 제2 전극(ELT2) 상에 배치되어, 제1 발광 소자들(LD1)의 제2 단부들(EP2)을 제2 전극(ELT2)에 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제2 컨택 전극(CNE2)은 제2 직렬 단의 제2 발광 소자들(LD2)(특히, 제1 단부들(EP1)) 및 제3 전극(ELT3) 상에 배치되어, 제2 발광 소자들(LD2)의 제1 단부들(EP1)을 제3 전극(ELT3)에 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제2 컨택 전극(CNE2)은 제1 발광 영역(SEA1)으로부터 비발광 영역(NEA)을 경유하여 제2 발광 영역(SEA2)으로 연장될 수 있다. 다만, 다른 실시예에서 제2 컨택 전극(CNE2)이 복수의 분리형 전극들로 구성되고, 상기 분리형 전극들이 브릿지 패턴 등을 통해 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.
제3 컨택 전극(CNE3)은 제2 직렬 단의 제2 발광 소자들(LD2)(특히, 제2 단부들(EP2)) 및 제4 전극(ELT4) 상에 배치되어, 제2 발광 소자들(LD2)의 제2 단부들(EP2)을 제4 전극(ELT4)에 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제3 컨택 전극(CNE3)은 제3 직렬 단의 제3 발광 소자들(LD3)(특히, 제1 단부들(EP1)) 및 제5 전극(ELT5) 상에 배치되어, 제3 발광 소자들(LD3)의 제1 단부들(EP1)을 제5 전극(ELT5)에 전기적으로 연결할 수 있다. 다만, 다른 실시예에서 제3 컨택 전극(CNE3)이 복수의 분리형 전극들로 구성되고, 상기 분리형 전극들이 브릿지 패턴 등을 통해 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.
제4 컨택 전극(CNE4)은 제3 직렬 단의 제3 발광 소자들(LD3)(특히, 제2 단부들(EP2)) 및 제6 전극(ELT6) 상에 배치되어, 제3 발광 소자들(LD3)의 제2 단부들(EP2)을 제6 전극(ELT6)에 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 제4 컨택 전극(CNE4)은 제4 직렬 단의 제4 발광 소자들(LD4)(특히, 제1 단부들(EP1)) 및 제7 전극(ELT7) 상에 배치되어, 제4 발광 소자들(LD4)의 제1 단부들(EP1)을 제7 전극(ELT7)에 전기적으로 연결할 수 있다. 이를 위해, 제4 컨택 전극(CNE4)은 제2 발광 영역(SEA2)으로부터 비발광 영역(NEA)을 경유하여 제1 발광 영역(SEA1)으로 연장될 수 있다. 다만, 다른 실시예에서는 제4 컨택 전극(CNE4)이 복수의 분리형 전극들로 구성되고, 상기 분리형 전극들이 브릿지 패턴 등을 통해 서로 전기적으로 연결될 수도 있다.
제5 컨택 전극(CNE5)은 제4 직렬 단의 제4 발광 소자들(LD4)(특히, 제2 단부들(EP2)) 및 제8 전극(ELT8) 상에 배치되어, 제4 발광 소자들(LD4)의 제2 단부들(EP2)을 제8 전극(ELT8)에 전기적으로 연결할 수 있다.
일 실시예에서, 각각의 컨택 전극(CNE)과 화소 전극(ELT)의 사이에는 적어도 한 층의 절연층이 개재되고, 상기 절연층에 형성된 컨택홀을 통해 각각의 컨택 전극(CNE)과 이에 대응하는 화소 전극(ELT)이 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 컨택 전극(CNE)과 화소 전극(ELT) 사이의 전기적 연결 구조는 실시예에 따라 다양하게 달라질 수 있다.
상술한 실시예에 의하면, 컨택 전극들(CNE)을 이용하여 화소 전극들(ELT)을 원하는 형태로 전기적으로 연결할 수 있다. 일 예로, 각각 제1 발광 영역(SEA1)의 일측에 배치된 제1 발광 소자들(LD1), 제2 발광 영역(SEA2)의 일측에 배치된 제2 발광 소자들(LD2), 제2 발광 영역(SEA2)의 타측에 배치된 제3 발광 소자들(LD3), 및 제1 발광 영역(SEA1)의 타측에 배치된 제4 발광 소자들(LD4)을 순차적으로 직렬 연결할 수 있다.
화소(PXL)는 각각 화소 영역(PXA)의 가장자리에 배치된 뱅크(BNK)를 더 포함할 수 있다. 뱅크(BNK)는 각 화소(PXL)의 출광 영역을 규정하는 구조물로서, 인접한 화소 영역(PXA) 사이의 경계에 배치될 수 있다. 뱅크(BNK)는 일 예로 화소 정의막일 수 있다. 뱅크(BNK)는 적어도 하나의 차광성 및/또는 반사성 물질을 포함하도록 구성되어 인접한 화소 영역(PXA)의 사이에서 빛샘을 방지할 수 있다. 예를 들어, 뱅크(BNK)는 다양한 종류의 블랙 매트릭스 물질 중 적어도 하나의 블랙 매트릭스 물질(일 예로, 현재 공지된 적어도 하나의 차광성 재료), 및/또는 특정 색상의 컬러 필터 물질 등을 포함할 수 있다. 일 예로, 뱅크(BNK)는 광의 투과를 차단할 수 있는 흑색의 불투명 패턴으로 형성될 수 있다.
뱅크(BNK)는 발광 영역(SEA) 및 비발광 영역(NEA)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 뱅크(BNK)는 발광 영역(SEA) 및 비발광 영역(NEA)을 포괄하여 노출하는 제1 뱅크 개구부(OPNb1)를 포함할 수 있다. 즉, 발광 영역(SEA)과 비발광 영역(NEA)은 직접 인접하고, 뱅크(BNK)는 발광 영역(SEA)과 비발광 영역(NEA)을 포괄한 전체의 가장자리를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 뱅크(BNK)는 각 화소(PXL)의 발광 영역(SEA) 및 비발광 영역(NEA)을 노출하는 제1 뱅크 개구부(OPNb1) 외에도, 각 화소 영역(PXA)의 상단 영역 및/또는 하단 영역에 대응하는 제2 뱅크 개구부(OPNb2)를 더 포함할 수 있다.
한편, 뱅크(BNK)가 발광 영역(SEA) 및 비발광 영역(NEA) 전체를 둘러싸도록 배치되어, 화소 영역(PXA) 내의 비발광 영역(NEA)에서 생략됨에 따라 화소(PXL)의 출광 영역의 면적을 최대화할 수 있다. 다만, 이 경우 발광 소자들(LD)이 공급되어야 할 발광 영역(SEA) 외에 비발광 영역(NEA)에도 발광 소자들(LD)이 공급될 수 있으며, 비발광 영역(NEA)에 회로 도전층(도 12의 CP1, CP2)이 존재하는 경우, 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭으로 인해 비발광 영역(NEA)에도 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬될 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 표시 장치는 비발광 영역(NEA)에 배리어 패턴(BP)을 형성함으로써 비발광 영역(NEA)에 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬되는 것을 방지할 수 있다.
배리어 패턴(BP)은 비발광 영역(NEA)에서 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8) 중 적어도 하나와 인접하도록 배치될 수 있다. 이 경우, 비발광 영역(NEA)에 회로 도전층(도 12의 CP1, CP2)이 존재하더라도, 발광 소자(LD)의 정렬 단계에서 배리어 패턴(BP)에 의해 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)(또는 정렬 배선)에 대한 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭이 차단될 수 있으므로, 비발광 영역(NEA)에 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서, 배리어 패턴(BP)은 상술한 뱅크 패턴(BNP)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)으로부터 연장하여 비발광 영역(NEA)에 배치될 수 있다. 배리어 패턴(BP)의 일단은 제1 발광 영역(SEA1)의 뱅크 패턴(BNP)과 연결되고, 배리어 패턴(BP)의 타단은 제2 발광 영역(SEA2)의 뱅크 패턴(BNP)과 연결될 수 있다. 이 경우, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크 수를 저감하여 비용을 절감하고 제조 공정을 단순화할 수 있다.
다른 실시예에서, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 분리되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 분리되어 제2 방향(Y축 방향)으로 이격될 수 있다. 배리어 패턴(BP)과 뱅크 패턴(BNP)은 비발광 영역(NEA)의 가장자리를 기준으로 분리될 수 있다. 이 경우에도, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 배리어 패턴(BP)에 대한 상세한 설명은 도 12 내지 도 14를 참조하여 후술하기로 한다.
도 9 및 도 10은 도 7의 Ⅰ-Ⅰ' 선을 기준으로 자른 단면도들이다.
도 9 및 도 10에서는 회로층(PCL)에 배치될 수 있는 회로 소자들의 일 예로서, 임의의 트랜지스터(T)(일 예로, 제1 컨택부(CNT1) 및 브릿지 패턴(BRP)을 통해 제1 전극(ELT1)에 전기적으로 연결되는 트랜지스터)와 제2 컨택부(CNT2)를 통해 제8 전극(ELT8)에 전기적으로 연결되는 제2 전원선(PL2)을 도시하기로 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 화소(PXL) 및 이를 구비한 표시 장치는 기판(SUB)의 일면 상에 배치된 회로층(PCL) 및 표시층(DPL)을 포함할 수 있다.
회로층(PCL)은 화소 회로(PXC)를 구성하는 트랜지스터들(T)과 이에 전기적으로 연결되는 각종 배선들을 포함하는 회로 도전층(CP1, CP2)이 배치될 수 있다. 표시층(DPL)의 각 화소 영역(PXA)에는 해당 화소(PXL)의 광원 유닛(LSU)을 구성하는 화소 전극들(ELT), 발광 소자들(LD) 및/또는 컨택 전극들(CNE)이 배치될 수 있다.
구체적으로, 기판(SUB)의 일면 상에는 버퍼층(BFL)이 배치될 수 있다. 버퍼층(BFL)은 각각의 회로 소자에 불순물이 확산되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼층(BFL) 상에는 반도체층이 배치될 수 있다. 상기 반도체층은 각 트랜지스터(T)의 반도체 패턴(SCP) 등을 포함할 수 있다. 반도체 패턴(SCP)은 게이트 전극(GE)과 중첩되는 채널 영역 및 상기 채널 영역의 양측에 배치된 제1 및 제2 도전 영역(일 예로, 소스 및 드레인 영역)을 포함할 수 있다.
반도체층 상에는 게이트 절연층(GI)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(GI)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있으며, 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 등을 비롯한 다양한 종류의 유/무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연층(GI) 상에는 게이트 도전층이 배치될 수 있다. 상기 게이트 도전층은 각 트랜지스터(T)의 게이트 전극(GE)을 포함할 수 있다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(GI)을 사이에 개재하고 반도체 패턴(SCP)과 중첩되도록 배치될 수 있다.
게이트 도전층 상에는 제1 층간 절연층(ILD1)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연층(ILD1)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 층간 절연층(ILD1)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 등을 비롯한 다양한 종류의 유/무기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 제1 층간 절연층(ILD1)의 구성 물질이 특별히 한정되지는 않는다.
제1 층간 절연층(ILD1) 상에는 제1 회로 도전층(CP1)이 배치될 수 있다. 제1 회로 도전층(CP1)은 각 트랜지스터(T)의 제1 및 제2 트랜지스터 전극들(TE1, TE2)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 트랜지스터 전극들(TE1, TE2)은 각각 소스 전극 또는 드레인 전극들일 수 있다.
제1 회로 도전층(CP1) 상에는 제2 층간 절연층(ILD2)이 배치될 수 있다. 제2 층간 절연층(ILD2)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 층간 절연층(ILD2)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 등을 비롯한 다양한 종류의 유/무기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 제2 회로 도전층(CP2)이 배치될 수 있다. 제2 회로 도전층(CP2)은 회로층(PCL)과 표시층(DPL)을 전기적으로 연결하는 브릿지 패턴(BRP) 및/또는 소정의 배선(일 예로, 제1 전원선(PL1) 및/또는 제2 전원선(PL2))을 포함할 수 있다. 브릿지 패턴(BRP)은 제1 컨택부(CNT1)에 형성된 제1 컨택홀(CH1) 등을 통해, 각 광원 유닛(LSU)의 첫 번째 화소 전극(일 예로, 제1 전극(ELT1))에 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전원선(PL2)은 제2 컨택부(CNT2)에 형성된 제2 컨택홀(CH2) 등을 통해, 각 광원 유닛(LSU)의 마지막 화소 전극(일 예로, 제8 전극(ELT8))에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 회로 도전층(CP2) 상에는 배리어 절연층(BINS)이 배치될 수 있다. 배리어 절연층(BINS)은 단일층 또는 다중층으로 구성될 수 있으며, 적어도 하나의 무기 절연 물질 및/또는 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어 절연층(BINS)은 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산화물(SiOx), 또는 실리콘 산질화물(SiOxNy) 등을 비롯한 다양한 종류의 유/무기 절연 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)이 표시층(DPL)의 제1 및 제2 전극(ELT1, ELT2) 등과 인접하는 경우, 발광 소자들(LD)을 정렬하는 과정에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭으로 인해 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬될 수 있다. 이에, 일 실시에에 따른 표시 장치는 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2) 상부에 배리어 금속층(도 11의 BML)을 형성함으로써 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)에 의한 신호 간섭을 차단하여 발광 소자(LD)의 정렬도를 향상시킬 수 있다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 11이 참조된다.
도 11은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 11을 참조하면, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2) 상에 배치될 수 있다. 배리어 금속층(BML)은 발광 소자(LD)의 정렬 단계에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 차단하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 전기적으로 분리될 수 있다. 배리어 금속층(BML)은 플로팅 상태일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 배리어 금속층(BML)은 실시예에 따라 발광 소자(LD) 정렬 이후, 제1 전극(ELT1) 또는 제2 전극(ELT2)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
일 실시예에서, 제1 회로 도전층(CP1) 및/또는 제2 회로 도전층(CP2)은 제1 전극(ELT1)과 제2 전극(ELT2) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 회로 도전층(CP1) 및/또는 제2 회로 도전층(CP2)은 발광 소자(LD)와 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있다. 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 효과적으로 차단하기 위해, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 배리어 금속층(BML)은 배리어 절연층(BINS) 상에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)을 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 완전히 중첩하도록 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예에 따라, 배리어 금속층(BML)은 제1 전극(ELT1)과 제2 전극(ELT2) 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 배리어 금속층(BML)은 발광 소자(LD)와 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
배리어 금속층(BML) 상에는 패시베이션층(PSV)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 패시베이션층(PSV)은 적어도 유기 절연층을 포함하며 회로층(PCL)의 표면을 실질적으로 평탄화할 수 있다. 패시베이션층(PSV)의 상부에는 표시층(DPL)이 배치될 수 있다.
표시층(DPL)은 각 화소(PXL)의 발광 영역들(SEA)에 배치된 복수의 화소 전극들(ELT)(일 예로, 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)), 화소 전극들(ELT)의 사이에 직렬, 병렬 또는 직/병렬 연결된 복수의 발광 소자들(LD), 및 화소 전극들(ELT)과 발광 소자들(LD)을 전기적으로 연결하는 복수의 컨택 전극들(CNE)을 포함할 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 11에서는 각각 하나의 발광 소자(LD)를 도시하였지만, 도 6에 도시된 바와 같이 화소(PXL)는 첫 번째 및 마지막 화소 전극들(일 예로, 제1 및 제8 전극들(ELT1, ELT8))의 사이에 순방향으로 연결된 복수의 발광 소자들(LD)을 포함할 수 있다. 따라서, 이하에서는 화소(PXL)가 복수의 발광 소자들(LD)을 포함하는 것으로 가정하여 각각의 실시예를 설명하기로 한다.
또한, 표시층(DPL)은 화소 전극들(ELT) 각각의 일 영역을 상부 방향 즉, 제3 방향(Z축 방향)으로 돌출시키기 위한 분리 또는 일체형의 뱅크 패턴(BNP), 및/또는 화소 영역(PXA)을 둘러싸는 뱅크(BNK)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 뱅크 패턴(BNP)은 회로층(PCL) 상에 배치될 수 있다. 뱅크 패턴(BNP)은 분리형 또는 일체형의 패턴으로 형성될 수 있다. 뱅크 패턴(BNP)은 기판(SUB)의 일면 상에서 상부 방향(예를 들어, 제3 방향(Z축 방향))으로 돌출될 수 있다. 이에 따라, 각각의 뱅크 패턴(BNP) 상에 배치된 화소 전극(ELT)의 일 영역이 상부 방향으로 돌출될 수 있다.
뱅크 패턴(BNP) 및 그 상부에 배치되는 화소 전극들(ELT)에 의해, 발광 소자들(LD)의 주변에 반사 격벽이 형성될 수 있다. 일 예로, 화소 전극들(ELT)이 적어도 반사 전극층을 포함할 경우, 발광 소자들(LD)의 양 단부에서 방출되는 빛이 상기 반사 전극층에서 반사되어 각 화소(PXL)의 상부 방향(예를 들어, 제3 방향(Z축 방향))으로 출광될 수 있다.
뱅크 패턴(BNP)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 뱅크 패턴(BNP)은 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이 기판(SUB)에 대하여 소정 범위의 각도로 기울어진 경사면을 가지도록 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 뱅크 패턴(BNP)은 곡면 또는 계단 형상 등의 측벽들을 가질 수도 있다. 일 예로, 뱅크 패턴(BNP)은 반원 또는 반타원 형상 등의 단면을 가질 수도 있다.
뱅크 패턴(BNP)의 상부에 배치되는 전극들 및/또는 절연층들은 뱅크 패턴(BNP)에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 각각의 화소 전극(ELT)은 발광 소자들(LD)의 주변에서 뱅크 패턴(BNP)의 형상에 상응하는 형상을 가지는 경사면 또는 곡면을 포함할 수 있다. 뱅크 패턴(BNP)은 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
뱅크 패턴(BNP)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 폴리에스테르계 수지(polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 뱅크 패턴(BNP)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 티타늄 산화물(TiOx) 등의 무기 절연 물질을 포함하거나, 유무기 복합층으로 이루어질 수도 있다.
뱅크 패턴(BNP)의 상부에는 각 화소(PXL)의 화소 전극들(ELT)이 배치될 수 있다. 화소 전극들(ELT) 중 어느 하나, 일 예로 제1 전극(ELT1)은 배리어 절연층(BINS) 및 패시베이션층(PSV)을 관통하는 제1 컨택부(CNT1)(또는, 제1 컨택홀(CH1))를 통해 브릿지 패턴(BRP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 전극들(ELT) 중 다른 하나, 일 예로 제8 전극(ELT8)은 배리어 절연층(BINS) 및 패시베이션층(PSV)을 관통하는 제2 컨택부(CNT2)(또는, 제2 컨택홀(CH2))를 통해 제2 전원선(PL2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
화소 전극(ELT)은 각각 적어도 하나의 도전 물질을 포함할 수 있다. 일 예로, 화소 전극(ELT)은 각각 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등을 비롯한 다양한 금속 물질 중 적어도 하나의 금속 또는 이를 포함하는 합금, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), GTO(Gallium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine Tin Oxide) 등과 같은 도전성 산화물, 및 PEDOT와 같은 도전성 고분자 중 적어도 하나의 도전 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
화소 전극들(ELT)을 상에는 제1 절연층(INS1)이 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 절연층(INS1)은 일차적으로 제1 및 제2 전극들(ELT1, ELT2)을 전면적으로 커버하도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 화소 전극들(ELT)이 형성된 이후 제1 절연층(INS1) 등에 의해 커버됨에 따라, 후속 공정에서 화소 전극들(ELT)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 제1 절연층(INS1)은 발광 소자들(LD)이 공급 및 정렬된 이후, 화소 전극들(ELT)의 일 영역을 노출하도록 부분적으로 개구될 수 있다.
제1 절연층(INS1) 상에는 뱅크(BNK)가 배치될 수 있다. 다만, 뱅크(BNK)의 단면 상의 위치가 이에 제한되는 것은 아니며, 뱅크(BNK)는 상술한 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 층에 배치될 수도 있다. 뱅크(BNK) 내에 위치하는 발광 영역들(SEA)에는 발광 소자들(LD)이 공급 및 정렬될 수 있다. 발광 소자들(LD)은 잉크젯 방식, 슬릿 코팅 방식, 또는 이외의 다양한 방식을 통해 각 화소(PXL)의 발광 영역들(SEA)들에 공급되고, 정렬 배선들 각각에 소정의 정렬 신호(또는, 정렬 전압)을 인가함에 의해 발광 소자들(LD)을 화소 전극들(ELT)의 사이에 정렬할 수 있다.
뱅크(BNK)는 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides resin), 폴리에스테르계 수지(polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(polyphenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 다만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 뱅크(BNK)는 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 하프늄 산화물(HfOx), 알루미늄 산화물(AlOx), 티타늄 산화물(TiOx) 등의 무기 절연 물질을 포함하거나, 유무기 복합층으로 이루어질 수도 있다.
일 실시예에서, 발광 소자들(LD) 중 적어도 일부는 그 길이 방향의 양 단부들(즉, 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2))이 이웃한 한 쌍의 화소 전극들(ELT)과 중첩되거나 중첩되지 않도록 한 쌍의 화소 전극들(ELT)의 사이에 배치될 수 있다. 또한, 발광 소자들(LD)의 양 단부들(즉, 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2))은 각각의 화소 전극(ELT)에 직접적으로 접촉되거나, 컨택 전극(CNE)을 통해 각각의 화소 전극(ELT)에 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자들(LD)의 일 영역 상에는 제2 절연층(INS2)이 배치될 수 있다. 제2 절연층(INS2)은 발광 소자들(LD) 각각의 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2)을 노출하도록 발광 소자들(LD) 각각의 일 영역 상에 국부적으로 배치될 수 있다. 발광 소자들(LD)의 정렬이 완료된 이후 발광 소자들(LD) 상에 제2 절연층(INS2)을 형성하게 되면, 발광 소자들(LD)이 정렬된 위치에서 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 발광 영역(SEA) 내에 발광 소자들(LD)을 공급하는 과정에서 비발광 영역(NEA)에도 발광 소자(LD)들이 공급될 수 있으며, 비발광 영역(NEA)에 회로 도전층(도 12의 CP1, CP2)이 존재하는 경우, 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭으로 인해 비발광 영역(NEA)에도 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬될 수 있다. 이에, 일 실시예에 따른 표시 장치는 비발광 영역(NEA)에 배리어 패턴(BP)을 형성함으로써 비발광 영역(NEA)에 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬되는 것을 방지할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명을 위해 도 12 내지 도 14가 참조된다.
도 12 및 도 13은 도 7의 Ⅲ-Ⅲ' 선을 기준으로 자른 단면도들이다. 도 14는 도 7의 Ⅳ-Ⅳ' 선을 기준으로 자른 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 배리어 패턴(BP)은 비발광 영역(NEA)에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2) 상에 배치될 수 있다. 배리어 패턴(BP)은 발광 소자(LD)의 정렬 단계에서 제1 내지 제8 전극들(ELT1~ELT8)(또는 정렬 배선)에 대한 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 차단하는 역할을 할 수 있다.
일 실시예에서, 배리어 패턴(BP)은 비발광 영역(NEA)에서 제1 회로 도전층(CP1) 및/또는 제2 회로 도전층(CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 배리어 패턴(BP)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)을 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 배리어 패턴(BP)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 완전히 중첩하도록 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 배리어 패턴(BP)은 도 12에 도시된 바와 같이, 상술한 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어 패턴(BP)은 뱅크 패턴(BNP)과 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크 수를 저감하여 비용을 절감하고 제조 공정을 단순화할 수 있다. 다른 실시예에서, 배리어 패턴(BP)은 도 13에 도시된 바와 같이, 상술한 뱅크(BNK)와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배리어 패턴(BP)은 뱅크(BNK)와 동일한 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 이에 따라, 마스크 수를 저감하여 비용을 절감하고 제조 공정을 단순화할 수 있다.
도 14를 참조하면, 배리어 패턴(BP)은 상술한 개구부들(OPA) 사이에 배치될 수 있다. 즉, 배리어 패턴(BP)은 개구부들(OPA)이 이격된 공간에 배치될 수 있다. 예를 들어, 배리어 패턴(BP)은 제1 개구부(OPA1)와 제2 개구부(OPA2) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 배리어 패턴(BP)은 제2 개구부(OPA2)와 제3 개구부(OPA3) 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 비발광 영역(NEA)에서 정렬 배선들이 복수의 화소 전극(ELT)으로 분리될 수 있는 공간을 확보함과 동시에 비발광 영역(NEA)에 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 9 및 도 10을 참조하면, 제2 절연층(INS2)에 의해 커버되지 않은 발광 소자들(LD)의 양 단부들, 즉 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2)은 각각의 컨택 전극(CNE)에 의해 커버되고, 컨택 전극(CNE)에 의해 각각의 화소 전극(ELT)에 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 발광 소자(LD)를 사이에 두고 서로 마주하는 두 개의 컨택 전극들(CNE)(일 예로, 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2))은 서로 동일한 층에 배치될 수 있다. 컨택 전극들(CNE)이 동일한 층에 형성될 경우, 컨택 전극들(CNE)은 동일 공정에서 동시에 형성될 수 있다. 이 경우, 화소(PXL) 및 이를 구비한 표시 장치의 제조 공정을 간소화할 수 있다. 다른 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 발광 소자(LD)를 사이에 두고 서로 마주하는 두 개의 컨택 전극들(CNE)(일 예로, 제1 및 제2 컨택 전극들(CNE1, CNE2))은 서로 다른 층에 분리되어 배치될 수 있다. 이 경우, 표시층(DPL)은 컨택 전극들(CNE)의 사이에 개재된 제3 절연층(INS3)을 더 포함할 수 있다. 제3 절연층(INS3)은 한 쌍의 컨택 전극들(CNE) 중 어느 하나(일 예로, 제1 컨택 전극(CNE1))를 커버하도록 배치될 수 있다. 한 쌍의 컨택 전극들(CNE) 사이에 제2 절연층(INS2) 및/또는 제3 절연층(INS3)을 형성하는 경우, 컨택 전극들(CNE)이 안정적으로 분리될 수 있으므로 발광 소자들(LD)의 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2)의 사이에서 쇼트 결함이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
컨택 전극들(CNE)은 다양한 투명 도전 물질로 구성될 수 있다. 일 예로, 컨택 전극들(CNE)은 ITO, IZO, ITZO, ZnO, AZO, GZO, ZTO, GTO 및 FTO를 비롯한 다양한 투명 도전 물질 중 적어도 하나를 포함하며, 소정의 투광도를 만족하도록 실질적으로 투명 또는 반투명하게 구현될 수 있다. 이에 따라, 각각의 제1 및 제2 단부들(EP1, EP2)을 통해 발광 소자들(LD)로부터 방출되는 광이 컨택 전극들(CNE)을 투과하여 화소(PXL)의 외부로 방출될 수 있다.
컨택 전극들(CNE) 및/또는 제3 절연층(INS3) 상에는 제4 절연층(INS4)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 제4 절연층(INS4)은 뱅크 패턴(BNP), 화소 전극들(ELT), 복수의 절연층들(INS1, INS2, INS3), 발광 소자들(LD), 컨택 전극들(CNE) 및/또는 뱅크(BNK)를 커버하도록 기판(SUB) 상에 전면적으로 형성될 수 있다. 이러한 제4 절연층(INS4)은 적어도 한 층의 무기막 및/또는 유기막을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 제4 절연층(INS4)은 다층 구조의 박막 봉지층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제4 절연층(INS4)은 적어도 두 층의 무기 절연층들 및 상기 적어도 두 층의 무기 절연층들의 사이에 개재된 적어도 한 층의 유기 절연층을 포함한 다층 구조의 박막 봉지층으로 구성될 수 있다. 다만, 제4 절연층(INS4)의 구성 물질 및/또는 구조가 이에 제한되는 것은 아니며, 실시예에 따라서, 제4 절연층(INS4)의 상부에 적어도 한 층의 오버 코트층, 충진재층 및/또는 상부 기판 등이 더 배치될 수도 있다.
상술한 일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 회로 도전층(CP1, CP2) 상부에 배리어 금속층(BML) 및/또는 배리어 패턴(BP)을 형성함으로써 발광 소자(LD) 정렬 시 회로 도전층(CP1, CP2)에 의한 신호 간섭을 최소화할 수 있으므로, 발광 소자(LD)의 정렬도를 향상시킬 수 있다.
이하, 다른 실시예에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서 이미 설명한 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 번호로서 지칭하며, 중복 설명은 생략하거나 간략화하기로 한다.
도 15는 다른 실시예에 따른 화소를 나타내는 단면도이다. 도 15는 도 7과 실질적으로 동일한 위치의 단면에 대응될 수 있다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 배리어 금속층(BML)이 기판(SUB)의 전면 상에 배치된다는 점에서 도 1 내지 도 도 14의 실시예와 상이하다.
구체적으로, 배리어 금속층(BML)은 회로층(PCL)의 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)을 커버하도록 기판(SUB)의 전면 상에 배치될 수 있다. 배리어 금속층(BML)이 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2) 상에 배치되어 발광 소자(LD)의 정렬 과정에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 최소화할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
배리어 금속층(BML)은 화소 전극들(ELT)과 회로 도전층(CP1, CP2)이 전기적으로 연결되기 위한 컨택홀을 포함할 수 있다. 즉, 화소 전극들(ELT)은 각각 배리어 금속층(BML), 배리어 절연층(BINS) 및 패시베이션층(PSV)을 관통하는 컨택홀을 통해 회로 도전층(CP1, CP2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 화소 전극들(ELT) 중 어느 하나, 일 예로 제1 전극(ELT1)은 배리어 금속층(BML), 배리어 절연층(BINS) 및 패시베이션층(PSV)을 관통하는 제1 컨택부(CNT1)(또는, 제1 컨택홀(CH1))를 통해 브릿지 패턴(BRP)과 전기적으로 연결될 수 있다. 화소 전극들(ELT) 중 다른 하나, 일 예로 제8 전극(ELT8)은 배리어 금속층(BML), 배리어 절연층(BINS) 및 패시베이션층(PSV)을 관통하는 제2 컨택부(CNT2)(또는, 제2 컨택홀(CH2))를 통해 제2 전원선(PL2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 경우, 배리어 금속층(BML)의 컨택홀은 배리어 절연층(BINS)에 의해 커버되어 배리어 금속층(BML)과 회로 도전층(CP1, CP2)은 전기적으로 분리될 수 있다. 배리어 금속층(BML)은 플로팅 상태일 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 배리어 금속층(BML)은 실시예에 따라 발광 소자(LD) 정렬 이후, 제1 전극(ELT1) 또는 제2 전극(ELT2)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 16은 또 다른 실시예에 따른 화소의 비발광 영역을 나타내는 단면도이다. 도 16은 도 12와 실질적으로 동일한 위치의 단면에 대응될 수 있다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 표시 장치는 비발광 영역(NEA)에도 배리어 금속층(BML)이 배치된다는 점에서 도 1 내지 도 14의 실시예와 상이하다.
구체적으로, 배리어 금속층(BML)은 비발광 영역(NEA)에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2) 상에 배치될 수 있다. 배리어 금속층(BML)은 발광 소자(LD)의 정렬 단계에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 차단하는 역할을 할 수 있다. 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 효과적으로 차단하기 위해, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 배리어 금속층(BML)은 배리어 절연층(BINS) 상에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)을 커버하도록 배치될 수 있다. 즉, 배리어 금속층(BML)은 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)과 제3 방향(Z축 방향)으로 완전히 중첩하도록 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 배리어 금속층(BML)은 비발광 영역(NEA)에서 배리어 패턴(BP)과 제3 방향(Z축 방향)으로 중첩하도록 배치될 수 있다. 이와 같이, 배리어 금속층(BML)이 비발광 영역(NEA)에 배치되는 경우, 발광 소자(LD)의 정렬 과정에서 제1 및 제2 회로 도전층(CP1, CP2)의 신호 간섭을 차단하여 비발광 영역(NEA)에 발광 소자들(LD)이 비정상 정렬되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 복수의 화소들을 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 배치된 회로 도전층;
    상기 회로 도전층 상에 배치된 배리어 금속층;
    상기 배리어 금속층 상에 배치되며 서로 이격된 제1 전극 및 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치된 발광 소자를 포함하되,
    상기 배리어 금속층은 상기 회로 도전층과 전기적으로 분리된 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회로 도전층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 배리어 금속층은 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 표시 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 회로 도전층은 상기 발광 소자와 중첩하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 배리어 금속층은 상기 발광 소자와 중첩하는 표시 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 회로 도전층과 상기 배리어 금속층 사이에 배치된 배리어 절연층을 더 포함하는 표시 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 배리어 금속층은 상기 배리어 절연층 상에서 상기 회로 도전층을 커버하는 표시 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 배리어 절연층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 회로 도전층과 전기적으로 연결된 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극은 상기 배리어 금속층을 관통하는 컨택홀을 통해 상기 회로 도전층과 전기적으로 연결된 표시 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    복수의 상기 화소들은 각각 발광 영역 및 비발광 영역을 포함하는 표시 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 비발광 영역에 배치된 배리어 패턴을 더 포함하는 표시 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 배리어 패턴은 유기 절연 물질을 포함하는 표시 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 발광 영역에 배치되며 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 중첩하는 뱅크 패턴을 더 포함하는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 배리어 패턴은 상기 뱅크 패턴과 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 발광 영역 및 상기 비발광 영역 주변의 뱅크를 더 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 배리어 패턴은 상기 뱅크와 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 발광 영역은 제1 발광 영역 및 제2 발광 영역을 포함하고,
    상기 비발광 영역은 상기 제1 발광 영역과 상기 제2 발광 영역 사이에 배치되는 표시 장치.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 커버하는 절연층을 더 포함하고,
    상기 절연층은 상기 비발광 영역에 배치된 적어도 하나의 개구부를 포함하는 표시 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 개구부는 상기 제1 전극의 일단에 배치된 제1 개구부 및 상기 제2 전극의 일단에 배치된 제2 개구부를 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 배리어 패턴은 상기 제1 개구부와 상기 제2 개구부 사이에 배치되는 표시 장치.
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