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KR102124043B1 - 화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치 - Google Patents

화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치 Download PDF

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KR102124043B1
KR102124043B1 KR1020130088177A KR20130088177A KR102124043B1 KR 102124043 B1 KR102124043 B1 KR 102124043B1 KR 1020130088177 A KR1020130088177 A KR 1020130088177A KR 20130088177 A KR20130088177 A KR 20130088177A KR 102124043 B1 KR102124043 B1 KR 102124043B1
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Abstract

화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치를 개시한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조는 동일한 제1 열을 따라 배치된 제1 화소 및 제2 화소;상기 제1 열에 인접한 제2 열을 따라 배치된 제2 화소 및 제3 화소; 및 상기 제2 열에 인접한 제3 열을 따라 배치된 제3 화소 및 제2 화소;로 이루어진 제1 화소 그룹을 포함하며, 상기 제1 화소 그룹에 포함된 상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.

Description

화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치{Pixel array structure and display device employing the same}
본 발명의 실시예들은 화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 해상도를 높이는 동시에 제품 수명 및 수율을 높일 수 있는 화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술에 힘입어, 평판 표시 장치의 화면 크기는 증가하고 그 무게는 경량화되는 등 표시장치의 성능이 개선됨에 따라 평판 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 평판 표시 장치에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display: LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Device: PDP), 전계방출 표시장치(Field Emission Display Device: FED), 전기발광 표시장치(Electroluminescence Display Device: ELD), 전기영동 표시장치(Electrophoresis Display Device: EPD), 및 유기발광표시장치 (Organic Luminesence Emitting Display Device: OLED) 등이 있다.
이러한 표시 장치는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 이용하여 복수의 단위 화소를 구성하며, 이를 통해 다양한 컬러 영상을 표시한다. 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소는 다양한 형태로 배열될 수 있는데, 일반적으로 스트라이프형으로 배열된다. 스트라이프형은 동일한 색의 복수의 화소를 열 단위로 배열하는 형태이다.
그러나, 고해상도로 갈수록 스트라이프형의 화소 배열 구조를 가지는 표시 장치는 화소 사이에 형성된 차단층이 많아지므로 화소의 개구율이 저하된다. 또한, 공정상 화소의 개구부를 만드는 최소 간격이 정해져 있어 고해상도의 스트라이프형 화소 배열 구조를 가지는 유기 발광 표시 장치를 제조하기도 어렵다.
이를 해결하기 위해 적색 화소 및 청색 화소가 동일 열에 교번적으로 형성되며, 인접 열에 녹색 화소가 형성되는 다양한 형태의 펜타일 매트릭스 구조가 제안되었다. 이와 같은 펜타일 매트릭스 구조는 스트라이프형에 비하여 적색 화소 및 청색 화소의 수가 각각 1/2로 줄어들고, 이에 따라 전체 화소의 수가 스트라이프형에 비해 2/3로 줄어들기 때문에 고개구율을 확보하면서 동시에 렌더링 구동을 통해 스트라이프형과 동일한 인지 해상도를 구현할 수 있다.
그러나, 펜타일 매트릭스 구조 또한 440ppi(pixel per inch) 이상의 고해상도를 구현하기 어려우며, 화소의 수가 줄어들게 됨에 따라 실제 이미지 구현시 화질에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 화질에 문제가 없는 고해상도를 구현하는 것과 동시에 고개구율 확보하여 수명 및 수율이 향상될 수 있는 화소 배열 구조 및 이를 채용한 표시 장치를 제공하고자 한다.
일 실시예에 따르는 화소 배열 구조는,
동일한 제1 열을 따라 배치된 제1 화소 및 제2 화소;
상기 제1 열에 인접한 제2 열을 따라 배치된 제2 화소 및 제3 화소; 및
상기 제2 열에 인접한 제3 열을 따라 배치된 제3 화소 및 제2 화소;로 이루어진 제1 화소 그룹을 포함하며,
상기 제1 화소 그룹에 포함된 상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.
상기 제1 열에 배치된 제1 화소는 상기 제2 열에 배치된 제2 화소 및 상기 제3 열에 배치된 제3 화소와 동일한 행에 배치될 수 있다.
상기 제1 열에 배치된 제2 화소는 상기 제2 열에 배치된 제3 화소 및 상기 제3 열에 배치된 제2 화소와 동일한 행에 배치될 수 있다.
상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 서로 다른 색을 표시할 수 있다.
상기 제1 화소는 청색 화소일 수 있다.
상기 제2 화소는 녹색 화소, 상기 제3 화소는 적색 화소인 화소 배열 구조.
상기 제1 화소 그룹을 이루는 복수의 제2 화소 중 적어도 하나는 면적이 다를 수 있다.
상기 제2 화소의 면적은 상기 제1 화소 또는 상기 제3 화소의 면적에 비해 작을 수 있다.
상기 제1 화소 그룹이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배치될 수 있다.
상기 제1 화소 그룹이 180도로 회전된 제2 화소 그룹이 상기 제1 화소 그룹과 동일한 행을 따라 교대로 배치될 수 있다.
상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 렌더링 구동될 수 있다.
상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 모서리가 둥근 직사각형의 형태를 가질 수 있다.
상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소 중 적어도 하나는 원형, 타원형 또는 다각형의 형태를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르는 표시 장치는,
기판; 및
상기 기판 상에 복수의 화소를 형성하는 복수의 표시 소자;를 포함하며,
상기 복수의 화소는,
동일한 제1 열을 따라 순서대로 배치된 제1 화소 및 제2 화소; 상기 제1 열에 인접한 제2 열을 따라 순서대로 배치된 제2 화소 및 제3 화소; 상기 제2 열에 인접한 제3 열을 따라 순서대로 배치되는 제3 화소 및 제2 화소;로 이루어진 제1 화소 그룹을 포함하며, 상기 화소 그룹에 포함된 상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소의 개수는 1:3:2의 비율을 갖는 화소 배열 구조를 가진다.
상기 제1 화소는 청색 화소일 수 있다.
상기 화소 배열 구조는 제1 화소 그룹이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배치될 수 있다.
상기 화소 배열 구조는 제1 화소 그룹이 180도로 회전된 제2 화소 그룹이 상기 제1 화소 그룹과 동일한 행을 따라 교대로 배치될 수 있다.
상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소 중 적어도 하나는 원형, 타원형 또는 다각형의 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 표시 소자를 밀봉하는 봉지막을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 그 사이에 유기발광층을 포함하는 유기발광소자일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조 및 이를 채용하는 표시 장치는 전체 화소 수를 적게하면서도 화질의 저하가 없는 500ppi 이상의 초고해상도를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조를 채용하는 표시 장치는 고개구율을 확보함에 따라 제품의 수율 및 수명이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 2는 스트라이프형 화소 배열 구조와 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조를 비교한 평면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조의 논리 화소 구현 방법의 일 예를 나타낸다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 5은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 배열 구조를 도시한 평면도이다.
도 7a은 본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조를 채용하는 표시 장치를 간략하게 나타낸 단면도이다.
도 7b은 도 7a의 F 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 실시예들을 상세히 설명한다.도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다. 또한, 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다.
한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 한 층이 기판이나 다른 층의 "위", "상부" 또는 "상"에 구비된다고 설명될 때, 그 층은 기판이나 다른 층에 직접 접하면서 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 또 다른 층이 존재할 수도 있다.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조(100)를 도시한 평면도이다.
도 1을 참조하면, 화소 배열 구조(100)는 동일한 제1 열(c1)을 따라 배치된 제1 화소(10) 및 제2 화소(20), 제1 열(c1)에 인접한 제2 열(c2)을 따라 배치된 제2 화소(20) 및 제3 화소(30) 및 제2 열(c2)에 인접한 제3 열(c3)을 따라 배치된 제3 화소(30) 및 제2 화소(20)로 이루어진 제1 화소 그룹(110)을 포함한다.
이에 따라, 제1 화소 그룹(110)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.
제1 열(c1)에 배치된 제1 화소(10)는 제2 열(c2)에 배치된 제2 화소(20) 및 제3 열(c3)에 배치된 제3 화소(30)와 동일한 행에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 행(r1)에 배치될 수 있다.
한편, 제1 열(c1)에 배치된 제2 화소(20)는 제2 열(c2)에 배치된 제3 화소(30) 및 상기 제3 열(c3)에 배치된 제2 화소(20)와 동일한 행에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 행(r2)에 배치될 수 있다.
화소 배열 구조(100)는 복수의 제1 화소 그룹(110)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 화소 배열 구조(100)는 제1 화소 그룹(110)이 하나의 열을 따라 복수로 배치될 수 있다. 또한, 화소 배열 구조(100)는 제1 화소 그룹(110)이 하나의 행을 따라 복수로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 화소 배열 구조(100)는 복수의 제1 화소 그룹(110)이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배치될 수 있다.
화소 배열 구조(100)는 제2 화소 그룹(120)을 포함할 수 있다. 제2 화소 그룹(120)은 제1 화소 그룹(110)이 180도로 회전된 배열 구조를 가진다. 즉, 제2 화소 그룹(120)은 제1 행(r1)에 제2 화소(20), 제3 화소(30), 및 제2 화소(20)가 차례로 배열되어 있으며, 제2 행(r2)에 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)가 차례로 배열되어 있다. 이에 따라, 제2 화소 그룹(120)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.
일부 실시예에서, 화소 배열 구조(100)는 제1 화소 그룹(110) 및 제2 화소 그룹(120)이 행을 따라 교대로 배치된 구조를 가질 수 있다.
제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)는 서로 다른 면적 및/또는 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1 화소 그룹(110) 또는 제2 화소 그룹(120)을 이루는 복수의 제2 화소(20) 중 적어도 하나는 면적 및/또는 형상이 다를 수 있다. 마찬가지로, 제1 화소 그룹(110) 또는 제2 화소 그룹(120)을 이루는 복수의 제3 화소(30) 중 적어도 하나는 면적 및/또는 형상이 다를 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 화소(20)의 면적은 제1 화소(10) 또는 제3 화소(30)의 면적에 비해 작을 수 있다.
제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 면적은 공정상 임계치를 고려하여 설계될 수 있으며, 도면에 의해 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 면적은 도면에 도시된 것보다 더 클 수 있다.
제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30) 중 적어도 하나는 원형, 타원형 또는 다각형의 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 화소(10), 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)는 모서리가 둥근 직사각형의 형태를 가질 수 있다.
제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)는 서로 다른 색을 표시하는 화소일 수 있다. 제1 화소 그룹(110)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 인지 해상도(cognitive resolution)를 고려하여 설정된 것일 수 있다.
일반적으로, 인지 해상도는 사람의 눈이 인식하게 되는 해상도로 색의 차이에 따라 다르게 나타난다. 즉, 서로 다른 색으로 동일한 해상도를 구현하더라도, 관찰자가 인지하는 해상도는 각각 다른 해상도로 받아들여지게 된다.
제1 화소(10)는 제2 화소(20) 및 제3 화소(30)에 비해서 인지도가 낮은 색을 표시하는 화소일 수 있어, 인지 해상도에 영향을 적게 줄 수 있다. 한편, 제2 화소(20)는 제1 화소(10) 및 제3 화소(30)에 비해서 인지도가 높은 색을 표시하는 화소일 수 있다. 이에 따라, 제1 화소 그룹(110)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 차이가 있더라도 화질에는 문제가 없게 된다. 일부 실시예에서, 제1 화소(10)는 청색 화소일 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 화소(20)는 녹색 화소, 제3 화소(30)는 적색 화소일 수 있다.
한편, 화소 배열 구조(100)는 종래의 스트라이프형 화소 배열 구조보다 전체 화소의 수를 줄이고 렌더링 구동 방법을 이용하여, 화질의 저하 없이 고해상도를 구현할 수 있다. 이에 대해, 도 2 내지 도 3d를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')와 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조(100)을 비교한 평면도이다.
도 2의 A는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')를 나타낸다. 도면에서와 같이, 스트라이프형 화소 배열 구조(100')는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 서브 화소가 행을 따라서 순차적으로 배열된 구조를 말한다. 스트라이프형 화소 배열 구조(100')에서는 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 서브 화소가 하나씩 모여 하나의 화소(P)를 이루게 된다.
도 2의 B는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조(100)을 나타낸다. 화소 배열 구조(100)의 제1 화소 그룹(110)은 스트라이프형 화소 배열 구조(100')에 있어서 4개의 화소(P)에 대응될 수 있다.
이에 따라, 제1 화소(10)의 수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 1/4만큼 줄어들게 된다. 또한, 제2 화소(20)의 수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 1/2만큼 줄어들고 제3 화소(30)의 수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 3/4만큼 줄어들게 된다. 이와 같이, 화소 배열 구조(100)의 전체 화소의 수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 줄어들게 되므로 개구율이 향상될 수 있다.
한편, 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)는 복수의 신호선과 연결될 수 있다. 신호선은 게이트 신호를 전달하는 스캔 라인(s1,...sn), 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인(d1,...,dn), 구동 전압을 전달하는 구동 전압 라인(미도시) 등을 포함할 수 있다. 스캔 라인은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터 라인은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
본 실시예의 화소 배열 구조(100)의 스캔 라인의 개수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')와 동일하고, 데이터 라인의 개수는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')에 비해 1/2이 된다. 이와 같이, 데이터 라인의 개수가 줄어들게 되므로 저비용, 저소비 전력으로 화상이 구현될 수 있다.
이와 같이, 제1 화소 그룹(110)이 스트라이프형 화소 배열 구조(100')의 4개의 화소(P)에 대응될 수 있는 것은 랜더링 구동에 의해서 논리 화소를 구현할 수 있기 때문이다.
랜더링 구동 방법이란 특정 형상으로 이루어진 화상을 표시하기 위하여 특정 화소가 구동되는 경우, 특정 화소만을 구동시키지 않고 구동하고자 하는 특정 화소 주변의 주변 화소를 구동시켜 특정 화소가 구동되는 효과를 나타내고, 해당하는 특정 화상이 자연스럽게 표시되도록 하는 것을 말한다. 이하, 도3a 내지 도3d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조(100)의 랜더링 구동에 대해서 살펴보기로 한다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 배열 구조(100)의 논리 화소 구현 방법의 일 예를 나타낸다.
도 3a는 화소 배열 구조(100)에 있어서 스트라이프형 화소 배열 구조(100')의 a-화소(Pa)에 대응하는 화소를 구현하는 방법의 일 예를 나타낸다. 제1 화소(11)가 휘도 100%인 청색 화소라 하면, 제1 화소(11)의 좌측에 인접한 제2 화소(21)의 휘도를 80%, 제1 화소(11)의 위, 아래에 인접한 제2 화소(23, 24)의 휘도를 각각 10%가 되도록 구동하여 녹색 화소를 표현할 수 있다. 또한, 제2 화소(21, 23, 24)의 좌측에 인접한 제3 화소(31, 33, 35)의 휘도를 40%, 30%, 30%로 조절하여 적색 화소를 표현할 수 있다.
도 3b는 화소 배열 구조(100)에 있어서 스트라이프형 화소 배열 구조(100')의 b-화소(Pb)에 대응하는 화소를 구현하는 방법의 일 예를 나타낸다. 제1 화소(11)가 휘도 100%인 청색 화소라 하면, 제1 화소(11)의 우측에 인접한 제2 화소(22)의 휘도를 80%, 제1 화소(11)의 위, 아래에 인접한 제2 화소(23, 24)의 휘도를 각각 10%가 되도록 구동하여 녹색 화소를 표현할 수 있다. 또한, 제2 화소(22, 23, 24)의 우측에 인접한 제3 화소(32, 34, 36)의 휘도를 40%, 30%, 30%로 조절하여 적색 화소를 표현할 수 있다.
도 3c는 화소 배열 구조(100)에 있어서 스트라이프형 화소 배열 구조(100')의 c-화소(Pc)에 대응하는 화소를 구현하는 방법의 일 예를 나타낸다. 제1 화소(11, 12)가 각각 휘도 50%인 청색 화소라 하면, 제1 화소(11)의 아래에 인접한 제2 화소(24)의 휘도를 80%, 제1 화소(11, 12)의 좌측에 인접한 제2 화소(21, 25)의 휘도를 각각 10%가 되도록 구동하여 녹색 화소를 표현할 수 있다. 또한, 제2 화소(24)의 좌측에 인접한 제3 화소(35)의 휘도를 100%로 조절하여 적색 화소를 표현할 수 있다.
도 3d는 화소 배열 구조(100)에 있어서 스트라이프형 화소 배열 구조(100')의 d-화소(Pd)에 대응하는 화소를 구현하는 방법의 일 예를 나타낸다. 제1 화소(11, 12)가 각각 휘도 50%인 청색 화소라 하면, 제1 화소(11)의 아래에 인접한 제2 화소(24)의 휘도를 80%, 제1 화소(11, 12)의 우측에 인접한 제2 화소(22, 26)의 휘도를 각각 10%가 되도록 구동하여 녹색 화소를 표현할 수 있다. 또한, 제2 화소(24)의 우측에 인접한 제3 화소(36)의 휘도를 100%로 조절하여 적색 화소를 표현할 수 있다.
상기와 같은 렌더링 구동 방법은 하나의 예시에 불과하며 다양한 변형이 있을 수 있다. 또한, 상기 렌더링 구동 방법에 다양한 화소마다 휘도를 나누는 방법 또는 영상 처리 방법이 적용될 수 있다.
이와 같은 렌더링 구동 방법에 의해서 화소 배열 구조(100)는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 전체 화소 수가 적으면서도 화질의 저하없이 500ppi이상의 고해상도를 구현할 수 있다.
또한, 화소 배열 구조(100)의 전체 화소 수가 줄어듦에 따라, 이를 채용하는 표시 장치의 수율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 이는 화소의 수가 줄어들어 화소간의 간격을 확보할 수 있어 공정상의 어려움을 극복할 수 있기 때문이며, 동일 휘도에서 화소의 발광 면적이 늘어날수록 즉, 개구율이 증가할수록 화소를 흐르는 전류 밀도가 낮아지게 되어 소자의 열화를 줄일 수 있기 때문이다.
도 4은 본 발명의 다른 실시예에 따른 화소 배열 구조(200)를 도시한 평면도이다. 도 4에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 4의 화소 배열 구조(200)는 도 1의 화소 배열 구조(100)와 비교할 때, 제1 화소 그룹(110)이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배열되어 있다는 점에서 도 1의 화소 배열 구조(100)와 차이점이 있다.
즉, 화소 배열 구조(100)는 동일한 제1 열(c1)을 따라 배치된 제1 화소(10) 및 제2 화소(20), 제1 열(c1)에 인접한 제2 열(c2)을 따라 배치된 제2 화소(20) 및 제3 화소(30) 및 제2 열(c2)에 인접한 제3 열(c3)을 따라 배치된 제3 화소(30) 및 제2 화소(20)로 이루어진 제1 화소 그룹(110)을 포함하며, 제1 화소 그룹(110)은 열 및 행을 따라 반복적으로 배치되고 있다.
이와 같은, 화소 배열 구조(200)는 스트라이프형 화소 배열 구조(100')보다 전체 화소 수가 적으면서도 화질의 저하없이 500ppi이상의 고해상도를 구현할 수 있다.
또한, 화소 배열 구조(200)의 전체 화소 수가 줄어듦에 따라, 이를 채용하는 표시 장치의 수율 및 수명을 향상시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화소 배열 구조(300, 400)를 도시한 평면도이다. 도 5 및 도 6에 있어서, 도 1에서와 동일한 참조 부호는 동일 부재를 나타내며, 여기서는 설명의 간략화를 위하여 이들의 중복 설명은 생략한다.
도 5 및 도 6의 화소 배열 구조(300, 400)은 도 1의 화소 배열 구조(100)와 비교할 때, 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 형상에서 차이가 있다.
즉, 도 5의 화소 배열 구조(300)는 서로 다른 색을 표시하는 원형 또는 타원형 형상의 제1 화소(10), 제2 화소(20),및 제3 화소(30)을 포함한다. 화소 배열 구조(300)는 동일한 제1 열(c1)을 따라 배치된 제1 화소(10) 및 제2 화소(20), 제1 열(c1)에 인접한 제2 열(c2)을 따라 배치된 제2 화소(20) 및 제3 화소(30) 및 제2 열(c2)에 인접한 제3 열(c3)을 따라 배치된 제3 화소(30) 및 제2 화소(20)로 이루어진 제1 화소 그룹(110)을 포함한다.
이에 따라, 제1 화소 그룹(110)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.
도 6의 화소 배열 구조(400)는 서로 다른 색을 표시하는 육각형 형상의 제1 화소(10), 제2 화소(20),및 제3 화소(30)을 포함한다. 화소 배열 구조(300)는 동일한 제1 열(c1)을 따라 배치된 제1 화소(10) 및 제2 화소(20), 제1 열(c1)에 인접한 제2 열(c2)을 따라 배치된 제2 화소(20) 및 제3 화소(30) 및 제2 열(c2)에 인접한 제3 열(c3)을 따라 배치된 제3 화소(30) 및 제2 화소(20)로 이루어진 제1 화소 그룹(110)을 포함한다.
이에 따라, 제1 화소 그룹(110)에 포함된 제1 화소(10), 제2 화소(20), 및 제3 화소(30)의 개수는 1:3:2의 비율을 가진다.
도 7a은 본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조를 채용하는 표시 장치(1000)를 간략하게 나타낸 단면도이며, 도 7b은 도 7a의 F 부분 확대도이다.
도 7a을 참조하면, 표시 장치(1000)는 기판(210), 기판(210) 상에 복수의 화소를 형성하는 복수의 표시 소자를 포함하며, 상기 복수의 화소는 본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조(100, 200, 300, 400)를 가진다.
표시 소자는 액정표시소자, 유기발광표시소자, 플라즈마표시소자, 또는 전기영동표시소자 등 일 수 있다. 또한, 표시소자는 박막트랜지스터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 표시 소자는 게이트 신호를 전달하는 스캔 라인과 데이터 신호를 전달하는 데이터 라인 등의 신호선, 스캔 라인 및 데이터 라인에 연결된 스위칭소자, 스위칭소자에 연결되어 데이터 신호를 인가받는 화소 전극 등을 포함할 수 있다. 또한, 각각의 표시 소자는 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 7a에 있어서는, 표시 소자로 유기발광소자(OLED: organic light emitting device)가 적용된 것을 예로 들어 설명하도록 한다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(210) 상에는 버퍼층(211)이 형성될 수 있다. 버퍼층(211)은 기판(21) 상부에 평탄면을 제공하고, 기판(21)방향으로 수분 및 이물이 침투하는 것을 방지하도록 절연물을 함유할 수 있다.
버퍼층(211) 상에는 박막 트랜지스터(TR)와, 커패시터(미도시)와, 유기발광소자(organic light emitting device: OLED)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(TR)는 크게 활성층(212), 게이트 전극(214), 소스/드레인 전극(216, 217)을 포함할 수 있다. 유기발광소자(OLED)는 제1 전극(221), 제2 전극(222) 및 중간층(220)을 포함할 수 있다.
구체적으로 버퍼층(211)의 윗면에는 소정 패턴으로 형성된 활성층(212)이 배치될 수 있다. 활성층(212)은 실리콘과 같은 무기 반도체 물질, 유기 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질을 함유할 수 있고, p형 또는 n형의 도펀트를 주입하여 형성될 수 있다.
활성층(212) 상부에는 게이트 절연막(213)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(213)의 상부에는 활성층(212)과 대응되도록 게이트 전극(214)이 형성될 수 있다.
게이트 전극(214)을 덮도록 층간 절연막(215)이 형성되고, 층간 절연막(215) 상에 소스/드레인 전극(216, 217)이 형성되는데, 활성층(212)의 소정의 영역과 접촉되도록 형성될 수 있다.
소스/드레인 전극(216, 217)을 덮도록 평탄화막(218)이 형성되고, 평탄화막(218)의 상부에는 별도의 절연막이 더 형성될 수도 있다.
평탄화막(218) 상에 제1 전극(221)이 형성될 수 있다. 제1 전극(221)은 관통홀(208)을 통해서 소스/드레인 전극(216, 217)중 어느 하나와 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다.
그리고, 제1 전극(221)을 덮도록 화소 정의막(219)이 형성될 수 있다. 이 화소 정의막(219)에 소정의 개구부를 형성한 후, 이 개구부로 한정된 영역 내에 유기 발광층을 구비하는 중간층(220)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(219)은 화소 영역과 비화소 영역을 정의한다. 즉, 화소 정의막(219)의 개구부가 실질적인 화소 영역이 된다.
중간층(220)은 유기 발광층 이외에 홀 주입층(HIL: Hole Injection Layer), 홀 수송층(HTL: Hole Transport Layer), 전자 수송층(ETL: Electron Transport Layer), 전자 주입층(EIL: Electron Injection Layer)을 더 포함할 수 있다.
중간층(220) 상에 제2 전극(222)이 형성될 수 있다. 제1 전극(221)은 화소마다 패터닝될 수 있으며, 제2 전극(222)은 모든 화소에 걸쳐 공통된 전압이 인가되도록 형성될 수 있다.
도면에서는 하나의 유기발광소자(OLED)만을 도시하였으나, 표시 장치(1000)는 복수의 유기발광소자(OLED)를 포함할 수 있다. 각 유기발광소자(OLED) 마다 하나의 화소를 형성할 수 있으며, 각 화소별로 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 색을 구현할 수 있다.
그러나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 중간층(220)은 화소의 위치에 관계없이 평탄화막(218) 전체에 공통으로 형성될 수 있다. 이때, 유기 발광층은 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 발광 물질을 포함하는 층이 수직으로 적층되거나 혼합되어 형성될 수 있다. 물론, 백색광을 방출할 수 있다면 다른 색의 조합이 가능함은 물론이다. 또한, 상기 방출된 백색광을 소정의 컬러로 변환하는 색변환층이나, 컬러 필터를 더 구비할 수 있다.
보호층(223)은 유기발광소자(OLED) 및 화소 정의막(219) 상에 배치될 수 있으며, 유기발광소자(OLED)를 덮어 보호하는 역할을 할 수 있다. 보호층(223)은 무기 절연막 및/또는 유기 절연막을 사용할 수 있다.
봉지막(230)은 무기막(231) 및 유기막(233)을 구비하고, 무기막(231)은 복수의 무기막(231a, 231b, 231c)을 구비하고, 유기막(233)은 복수의 유기막(233a, 233b, 233c)을 구비할 수 있다. 비록 도면에서는 무기막(231)과 유기막(233)가 교번적으로 적층된 구조를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예들에 따른 화소 배열 구조(100, 200, 300, 400) 및 표시 장치(1000)는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
100, 200, 300, 400: 화소 배열 구조
10, 11, 12, 13: 제1 화소,
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26: 제2 화소,
30, 31, 32, 33, 34, 35, 36: 제3 화소
1000: 표시 장치
210: 편광판
210: 기판, 230: 봉지막
231: 무기막, 233: 유기막
211:버퍼층, 212:활성층, 213:게이트 절연막
214:게이트 전극, 215:층간 절연막, 218:평탄화막
219:화소 정의막, 220:중간층,
221:제1 전극, 222:제2 전극, 223:보호층

Claims (20)

  1. 제1 열을 따라 배치된 제1 화소 및 제2 화소;
    상기 제1 열에 인접한 제2 열을 따라 배치된 제2 화소 및 제3 화소; 및
    상기 제2 열에 인접한 제3 열을 따라 배치된 제3 화소 및 제2 화소;로 이루어진 제1 화소 그룹을 포함하며,
    상기 제1 화소 그룹에 포함된 상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소의 개수는 1:3:2의 비율을 갖는 화소 배열 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열에 배치된 제1 화소는 상기 제2 열에 배치된 제2 화소 및 상기 제3 열에 배치된 제3 화소와 동일한 행에 배치된 화소 배열 구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열에 배치된 제2 화소는 상기 제2 열에 배치된 제3 화소 및 상기 제3 열에 배치된 제2 화소와 동일한 행에 배치된 화소 배열 구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 서로 다른 색을 표시하는 화소 배열 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소는 청색 화소인 화소 배열 구조.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화소는 녹색 화소, 상기 제3 화소는 적색 화소인 화소 배열 구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소 그룹을 이루는 복수의 제2 화소 중 적어도 하나는 면적이 다른 화소 배열 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화소의 면적은 상기 제1 화소 또는 상기 제3 화소의 면적에 비해 작은 화소 배열 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소 그룹이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배치된 화소 배열 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소 그룹이 180도로 회전된 제2 화소 그룹이 상기 제1 화소 그룹과 동일한 행을 따라 교대로 배치된 화소 배열 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 렌더링 구동되는 화소 배열 구조.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소는 모서리가 둥근 직사각형의 형태를 갖는 화소 배열 구조.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소 중 적어도 하나는 원형, 타원형 또는 다각형의 형태를 갖는 화소 배열 구조.
  14. 기판; 및
    상기 기판 상에 복수의 화소를 형성하는 복수의 표시 소자;를 포함하며,
    상기 복수의 화소는,
    제1 열을 따라 순서대로 배치된 제1 화소 및 제2 화소; 상기 제1 열에 인접한 제2 열을 따라 순서대로 배치된 제2 화소 및 제3 화소; 상기 제2 열에 인접한 제3 열을 따라 순서대로 배치되는 제3 화소 및 제2 화소;로 이루어진 제1 화소 그룹을 포함하며, 상기 화소 그룹에 포함된 상기 제1 화소, 제2 화소, 및 제3 화소의 개수는 1:3:2의 비율을 갖는 화소 배열 구조를 갖는 표시 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 화소는 청색 화소인 표시 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 화소 배열 구조는 제1 화소 그룹이 복수의 열 및 행을 따라 나란히 배치된 표시 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 화소 배열 구조는 제1 화소 그룹이 180도로 회전된 제2 화소 그룹이 상기 제1 화소 그룹과 동일한 행을 따라 교대로 배치된 표시 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제1 화소, 제2 화소 및 제3 화소 중 적어도 하나는 원형, 타원형 또는 다각형의 형태를 갖는 표시 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 표시 소자를 밀봉하는 봉지막을 더 포함하는 표시 장치.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 표시 소자는 제1 전극, 제2 전극, 및 그 사이에 유기발광층을 포함하는 유기발광소자인 표시 장치.
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