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JP4549827B2 - 有機電界発光表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、有機電界発光表示装置に関し、より詳しくは、一つの画素部に対向する二つの画素を同時に形成して高開口率を確保し、製造工程が容易なアクティブマトリックス有機電界発光表示装置に関する。
一般的に使われている表示装置の中、一つの陰極線管ＣＲＴは、ＴＶをはじめとして計測機器、情報端末機器等のモニターに主に利用されているが、ＣＲＴ自体の重さと大きさによって電子製品の小型化、軽量化の要求に積極的に対応出来ない。
このようなＣＲＴに代えるために、小型、軽量化の長所を持っている平板表示装置が注目されている。前記平板表示装置としては、ＬＣＤ(liquid crystal display)、ＯＥＬＤ(organic electro luminescence display)等がある。
このような平板表示装置の中、有機電界発光表示装置は、電子(electron)注入電極(cathode)と正孔(hole)注入電極(anode)から各々電子(electron)と正孔(hole)を発光層内部に注入させ、注入された電子(electron)と正孔(hole)が結合したエキシトン(exciton)が励起状態から基底状態に落ちる際、発光する発光表示装置である。
このような原理によって従来の薄膜液晶表示素子とは違い、別途の光源を必要としないので、素子の体積と重さを減らすことができる長所がある。
前記有機電界発光表示装置を駆動する方式は、パッシブマトリックス型(passive matrix type)とアクティブマトリックス型(active matrix type)とに分けられる。
前記パッシブマトリックス型有機電界発光表示装置は、その構成が単純で、且つ製造方法もまた単純であるが、高い消費電力と表示素子の大面積化に難しさがあって、配線の数が増加すればするほど開口率が低下される短所がある。
したがって、小型の表示素子に適用する場合には、前記パッシブマトリックス型有機電界発光表示装置を使用する反面、大面積の表示素子に適用する場合には、前記アクティブマトリックス型有機電界発光表示装置を使用する。
以下、添付の図面を参照して、従来技術について説明する。
図１は、有機電界発光表示装置の平面構造図であり、図２は、従来の有機電界発光表示装置の断面構造を示すものであって、図１においてキャパシターと駆動トランジスター及び前記駆動トランジスターに連結する有機電界発光素子に限定して示すものである。
図１を参照すれば、従来の有機電界発光表示装置は、互いに絶縁されて一方向で配列された多数のゲートライン１１０と、互いに絶縁されて前記ゲートライン１１０と交差する方向で配列された多数のデータライン１２０と、互いに絶縁されて前記ゲートライン１１０と交差して前記データライン１２０に平行するように配列された共通電源ライン１３０と、前記ゲートライン１１０及びデータライン１２０と共通電源ライン１３０により形成される複数個の画素領域１４０と、各々画素領域１４０ごとに配列される複数個の画素電極１５０と、を備える。
各画素領域１４０には、Ｒ、Ｇ、Ｂ単位画素が配列され、各単位画素は、二つの薄膜トランジスター１６０、１８０と、一つのキャパシター１７０及び前記画素電極１５０を備えた有機電界発光素子を備える。この際、図面符号１８９は、前記駆動トランジスター１８０のドレーン電極１８５と画素電極１５０を連結するためのビアホールを示す。
二つの薄膜トランジスター１６０、１８０の中、スイッチングトランジスター１６０は、ソース/ドレーン領域を備えた活性層１６１と、前記ゲートライン１１０に連結するゲート電極１６３及び前記活性層１６１のソース/ドレーン領域にコンタクトホールを介して連結するソース/ドレーン電極１６５、１６７と、を備える。また、駆動トランジスター１８０は、ソース/ドレーン領域を備えた活性層１８１と、ゲート電極１８３及び前記活性層１８１のソース/ドレーン領域にコンタクトホールを介して連結するソース/ドレーン電極１８５、１８７と、を備える。
一方、キャパシター１７０は、前記駆動トランジスター１８０のゲート１８３及びコンタクトホールを介して駆動トランジスター１８０のドレーン電極１６７に連結する下部電極１７１と、駆動トランジスター１８０のソース１８５がコンタクトホールを介して連結する共通電源ライン１３０に連結する上部電極１７３と、を備える。前記画素電極１５０は、ビアホール１８７を介して前記駆動トランジスター１８０のドレーン電極１８７に連結する。
図２を参照すれば、絶縁基板２００上にバッファー層２１０が形成され、バッファー層２１０上にソース/ドレーン領域２２１、２２５を備えた活性層２２０が形成され、ゲート絶縁膜２３０上にゲート電極２４１とキャパシターＣの下部電極２４５及びゲートライン２４７が形成される。層間絶縁膜２５０上には、コンタクトホール２５１、２５５を介して前記ソース/ドレーン領域２２１、２２５と連結するソース/ドレーン電極２６１、２６５と、前記ソース/ドレーン電極２６１、２６５の中のいずれか、例えば、ソース電極２６１に連結するキャパシターＣの上部電極２８５と、データライン２６７と、が形成される。
前記絶縁基板２００全面に保護膜２７０が形成され、前記保護膜２７０上にビアホール２７５を介して前記ソース/ドレーン電極２６３、２６５の中のいずれか、例えばドレーン電極２６５に連結する発光素子Ｅの画素電極である下部電極２８１が形成される。前記下部電極２８１の一部分を露出させる開口部２９５が形成された画素正義膜ＰＤＬ、２９０が形成され、前記開口部２９５内の下部電極２８１上に有機発光層２８３が形成され、前記絶縁基板２００の全面に上部電極２８５が形成されて有機電界発光素子Ｅが形成される。
一方、図３は、従来の有機電界発光表示装置のＲ、Ｇ、Ｂ画素配列を説明するための平面構造図であって、各画素がドット(Dot)方式で開口されている構造を示す。
図３を参照すれば、有機電界発光表示装置３００は、複数の画素３１０がマトリッ
クス形状で配置されて構成される。各画素３１０は、薄膜トランジスター等のスイッチング素子及び駆動素子を備え、各画素３１０のスイッチング素子を行に対応するゲートライン及び列に対応するデータラインで駆動して有機電界発光素子を発光させる。Ｒ画素、Ｇ画素及びＢ画素の配列は、任意なものであるが、例えば、図３に示されたように、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素を直線上(列上)で配置(ストライプ配列)できる。
しかしながら、前記のような有機電界発光表示装置は、図３に示された各画素に対応する開口部の段差部に有機発光層の厚さの不均一が発生して均一な発光特性を得ることができない問題点がある。
前記問題点を解決するために、韓国内公開特許２００２-００７７２４１のように、ストライプ方式で開口部を形成する方法が導入された。また、デルタ方式で開口部を形成する方法も導入された。
しかしながら、前記ストライプ方式又はデルタ方式で開口率を高める場合には、隣接画素の光による干渉で有機電界発光表示装置の視認性が低くなる問題点がある。
また、有機電界発光表示装置において、前記ドット(Dot)方式、ストライプ方式及びデルタ方式で開口部を形成する構造は、Ｒ、Ｇ、Ｂをなす画素が同じ形態で均等な位置に配置、すなわち、均等配置され、高品位で多くの情報量を処理するためには、精密なパターンと高開口率は互いに反比例してストライプ方式又はデルタ方式で画素の開口率を高める方式は、 高品位情報処理に難しい問題点がある。
本発明の目的は、前述の従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明は、一つの画素部に対向する二つの画素を同時に形成して高開口率を確保し、製造工程が容易なアクティブマトリックス有機電界発光表示装置を提供することにその目的がある。
前記目的を達成するための本発明は、絶縁基板上に形成されたゲートライン、データライン及び電源供給ラインと、前記ゲートライン、データライン及び電源供給ラインによって限定される画素領域と、前記画素領域は、互いに対向する二つの画素を備え、前記対向する二つの画素を備える画素領域がマトリックス形状で配置される有機電界発光表示装置を提供することを特徴とする。
前記対向する二つの画素は、同じ色相の光を発光することが好ましく、前記対向する二つの画素は、発光層を共通層で使用することが好ましい。
また、本発明は、絶縁基板上に形成されたゲートライン及びデータラインと、前記ゲートライン及びデータラインによって限定され、隣接する二つの発光領域を備える多数の画素領域を含み、同じ色相の発光をする互いに異なる画素領域内での発光領域の偏りが同一なように前記発光領域を配置する有機電界発光表示装置を提供することを特徴とする。
前記画素領域内の発光領域は、発光層を共通層で使用し、前記隣接する二つの発光領域は同じ色相の光に発光することが好ましい。
また、本発明は、絶縁基板上に形成されたゲートライン及びデータラインと、前記ゲートライン及びデータラインによって区画される画素部と、前記有機発光部に供給される電流の量を調節して発光される光の量を調節する駆動トランジスター、前記ゲートラインから印可された信号によりターンオンされてデータラインの信号を前記駆動トランジスターに印可するスイッチングトランジスター及び有機発光部とからなる二つの隣接した画素を備え、前記二つの隣接した画素のスイッチングトランジスターから有機発光部に印可される電流の方向が互いに対向する方向である有機電界発光表示装置を提供することを特徴とする。
前記有機発光部は、画素電極、有機発光層及び上部電極からなり、前記隣接する二つの画素は、前記有機発光層を共通層で使用することが好ましい。
本発明によれば、一つの画素部に対向するの二つの画素を同時に形成して高開口率を確保し、製造工程が容易なアクティブマトリックス有機電界発光表示装置を提供できる。
下記では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者であれば、上記特許請求範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない 範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることが分かる 。
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
図４は、本発明の実施例に係る有機電界発光表示装置のＲ、Ｇ、Ｂ画素配列を説明するための平面構造図であって、隣接した二つの画素が非均等配置されている構造を示す。
図４を参照すれば、本発明の有機電界発光表示装置４００は、Ｒ、Ｇ、Ｂ別二つの隣接画素４１０が互いに隣接して対向する形態で形成される。前記各画素４１０は、スイッチング用薄膜トランジスター、キャパシター、駆動用薄膜トランジスター及び前記駆動用薄膜トランジスターに連結する有機発光素子からなり、前記各画素４１０の行に該当するゲートライン４２０、列に該当するデータライン４３０及び電源ライン４４０で前記スイッチング用薄膜トランジスター及び駆動用薄膜トランジスターを駆動して前記有機発光素子を発光させる。前記Ｒ、Ｇ、Ｂ画素の配列は、任意なものであるが、図４に示されたように、直線上(列)で配置することもできる。
前記Ｒ、Ｇ、Ｂ別各画素４１０は、従来の有機電界発光表示装置の各画素が均等配置されることとは違い、互いに非均等配置されている。すなわち、それぞれの画素が同じ位置に同じ形状で形成されることとは違い、隣接する二つの画素がミラーイメージ(mirror image)で互いに対向する形態で形成され、前記ミラーイメィジで形成された二つの画素が反復される構造を持つ。
図５は、本発明の第１実施例に係る有機電界発光表示装置を説明するための平面構造図であって、図４の隣接する二つの対向する画素をスイッチングトランジスター、キャパシター、駆動トランジスター及び前記駆動トランジスターに連結する有機発光素子に限定して示すものである。
図５を参照すれば、本発明の有機電界発光表示装置は、二つの画素がデータライン５２０、電源ライン５３０及び二つのゲートライン５１０間の領域に互いに対向する形態で形成された構造、すなわち画素がそれぞれ異なる位置に形成される非均等配置構造を持つ。すなわち、画素電極５５０上に有機発光層を形成する際、有機発光層は、一つの画素電極上だけでなく、対向する画素上にも形成される、すなわちデータライン５２０、電源ライン５３０及び二つのゲートライン５１０間の領域に一体型で形成される構造を持つ。
一つの画素には、スイッチング用薄膜トランジスター５６０、駆動用薄膜トランジスター５８０と、キャパシター５７０及び前記駆動用薄膜トランジスター５８０と連結する有機発光素子が形成されて発光する発光領域を備える。
前記スイッチング用薄膜トランジスター５６０のドレーン電極５６７は、前記データラインと連結し、ソース電極５６５は、前記キャパシター５７０の下部電極５７１と連結し、ゲート電極５６３は、前記ゲートライン５１０に連結する。
また、前記駆動用薄膜トランジスター５８０のソース電極５８５は、前記電源ライン５３０に連結し、ドレーン電極５８７は、画素電極５５０と連結し、ゲート電極５８３は、前記キャパシター５７０の上部電極５７３と連結する。
前記のように形成された有機電界発光表示装置の各画素は、データライン５２０は、画像信号を伝達し、ゲートライン５１０は、選択信号を伝達し、スイッチング薄膜トランジスターは、前記ゲートライン５１０の選択信号によってデータを前記キャパシター５７０に伝達し、前記キャパシター５７０は、印可されたデータを保存して維持する。そして駆動用薄膜トランジスター５８０は、画素電極５５０に電流を流れて有機発光素子を駆動させる。
この際、前記互いに隣接する二つの画素は、各電流方向もまた互いに対向する構造である。すなわち、画素部の両側に形成されたゲートライン５１０により信号が伝えられ始めて有機発光素子まで伝えられる過程が鏡を向き合っていることと同じ方向で伝えられる。
また、互いに異なる画素部での各画素、換言すれば、スイッチング及び駆動薄膜トランジスター、キャパシターと有機発光層で発光される光が外部に取り出される発光領域の偏りが同じ構造を持つものである。
本発明の有機電界発光表示装置の一つの画素は、バッファー層を備える絶縁基板上に形成されてソース/ドレーン領域を備える活性層、ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極、層間絶縁膜のコンタクトホールを介して前記ソース/ドレーン領域と電気的に連結するソース/ドレーン電極を備える駆動用薄膜トランジスターを備え、前記薄膜トランジスターと電気的に連結する下部電極、有機発光層、上部電極からなる有機発光素子を備える。
この際、前記隣接する二つの第１画素及び第２画素は、有機発光層を共通化して開口され、互いに対向する形態で形成される。すなわち、互いに対向しており、それぞれの構成要素が反対方向で配置された構造を持つ。
図６は、本発明の第２実施例に係る有機電界発光表示装置を説明するための平面構造図である。
図６を参照すれば、本実施例における有機電界発光表示装置の画素構造は、前記第１実施例における画素構造の構成要素は、同一であるが、その配置において相異する。前記第１実施例では、二つの画素５４０が二つのゲートライン５１０間に一体型で配置されていて、二つの画素５４０が隣接するように互いに対向するように形成されているが、本実施例では、二つのゲートライン５１０が隣接するように形成され、それぞれの画素５４０がゲートライン５１０を中心に対称的に形成されている。
図７は、本発明の第３実施例に係る有機電界発光表示装置を説明するための平面構造図である。
図７を参照すれば、本実施例における有機電界発光表示装置の画素構造は、前記第１実施例における画素構造の構成要素とは同一であるが、その配置において相異する。前記第１実施例では二つの画素５４０が二つのゲートライン５１０間に一体型で配置されていて、二つの画素５４０が隣接するように互いに対向するように形成されているが、本実施例では、ゲートライン５１０は、二つの画素５４０が共通で共有するが、共通電源線５９０を中心に二つの画素５４０構造が互いに対向するように形成される。また、第２実施例では、二つのゲートライン５１０が隣接するように形成され、ゲートライン５１０を中心に二つの画素５４０構造が互いに対向するように形成されるが、前述した通り、本実施例では、一つのゲートライン５１０を二つの画素５４０が共有し、共通電源線５９０を中心に互いに二つの画素構造が互いに対向するように形成される。
図８は、本発明の第４実施例に係る有機電界発光表示装置を説明するための平面構造図である。
図８を参照すれば、本実施例における有機電界発光表示装置の画素構造は第３実施例と似ているが、単にその配置において相異する。第３実施例では、共通電源線５９０を中心に画素構造が互いに対向するように二つの画素５４０が配置されたが、本実施例では、二つのデータライン５２０が互いに隣接し、前記データライン５２０を中心に二つの画素５４０構造が互いに対向するように形成される。この際、ゲートライン５１０は、二つの画素が互いに共有するようになっている。
前記のような本発明の実施例等では、互いに対向する二つの同色隣接画素で有機発光層を共通化して同時に開口させるので、従来のドット(Dot)方式で画素の開口部を形成する方法に比べて高い開口率を得ることができる。
また、従来のストライプ方式又はデルタ方式で画素の開口部を形成する方法に比べて精密なパターンが可能なので、有機電界発光表示装置の視認性を確保することができる。
有機電界発光表示装置の平面構造図である。 従来の有機電界発光表示装置の断面構造図である。 従来の有機電界発光表示装置のＲ、Ｇ、Ｂ画素配列を説明するための平面構造図である。 本発明の実施例に係る有機電界発光表示装置のＲ、Ｇ、Ｂ画素配列を説明するための平面構造図である。 本発明の実施例に係る有機電界発光表示装置のＲ、Ｇ、Ｂ画素配列を説明するための平面構造図である。 本発明の他の実施例等に係る有機電界発光表示装置の単位画素構造を示す平面構造図である。 本発明の他の実施例等に係る有機電界発光表示装置の単位画素構造を示す平面構造図である。 本発明の他の実施例等に係る有機電界発光表示装置の単位画素構造を示す平面構造図である。
符号の説明
４００ 有機電界発光表示装置
４１０ 画素
４２０ ゲートライン
４３０ データライン
４４０ 電源ライン

Claims (2)

  1. 絶縁基板上に形成されたゲートライン、データライン及び電源供給ラインと、
    Ｒ、Ｇ、Ｂの画素領域はそれぞれ、互いに対向する二つの画素を備え、
    前記対向する二つの画素を備える画素領域がマトリックス形状に配置され、
    前記画素領域のそれぞれにおいて隣接する二つの画素のそれぞれを定義する二つのデータラインは互いにそれぞれ隣接していて、前記隣接する二つの画素は前記データラインに対して鏡映対称的に形成されていて、前記隣接する二つの画素はゲートラインを共有し、前記隣接する２つの画素は互いに独立的に電源供給ラインを備え、
    前記対向する二つの画素は、前記画素領域内に一体に形成されてなる発光層を共通に使用し、
    前記対向する二つの画素は、同じ色相（カラー）の光を発光することを特徴とする有機電界発光表示装置。
  2. 絶縁基板上に形成されたゲートライン、データライン及び電源供給ラインと、
    Ｒ、Ｇ、Ｂの画素領域はそれぞれ、互いに対向する二つの画素を備え、
    前記対向する二つの画素を備える画素領域がマトリックス形状に配置され、
    前記画素領域のそれぞれにおいて隣接する二つの画素のそれぞれを定義する二つの電源供給ラインは互いにそれぞれ隣接していて、前記隣接する二つの画素は前記電源供給ラインに対して鏡映対称的に形成されていて、前記隣接する二つの画素はゲートラインを共有し、前記隣接する２つの画素は互いに独立的にデータラインを備え、
    前記対向する二つの画素は、前記画素領域内に一体に形成されてなる発光層を共通に使用し、
    前記対向する二つの画素は、同じ色相（カラー）の光を発光することを特徴とする有機電界発光表示装置。
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