본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 다양한 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 다양한 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 명세서의 다양한 예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 명세서의 기술적 사상의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 예는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 다양한 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서의 도면에 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"제1 수평 축 방향", "제2 수평 축 방향" 및 "수직 축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 명세서의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 명세서의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 명세서에 따른 플렉서블 디스플레이 장치 및 이를 포함하는 전자 기기의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 그리고, 첨부된 도면에 도시된 구성요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.
도 1은 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 화소를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치(100)는 디스플레이 구동 회로, 표시 패널(DIS)을 포함할 수 있다.
디스플레이 구동 회로는 데이터 구동 회로(12), 게이트 구동 회로(14) 및 타이밍 컨트롤러(16)를 포함하여 입력 영상의 비디오 데이터 전압을 표시 패널(DIS)의 화소(PXL)들에 기입할 수 있다. 데이터 구동 회로(12)는 타이밍 컨트롤러(16)로부터 입력되는 디지털 비디오 데이터(RGB)를 아날로그 감마 보상 전압으로 변환하여 데이터 전압을 발생할 수 있다. 데이터 구동 회로(12)로부터 출력된 데이터 전압은 데이터 배선들(D1~Dm)에 공급될 수 있다. 게이트 구동 회로(14)는 데이터 전압에 동기되는 게이트 신호를 게이트 배선들(G1~Gn)에 순차적으로 공급하여 데이터 전압이 기입되는 표시 패널(DIS)의 화소(PXL)들을 선택할 수 있다.
타이밍 컨트롤러(16)는 호스트 시스템(19)으로부터 입력되는 수직 동기신호(Vsync), 수평 동기신호(Hsync), 데이터 인에이블 신호(data enable, DE), 메인 클럭(MCLK) 등의 타이밍 신호를 입력받아 데이터 구동 회로(12)와 게이트 구동 회로(14)의 동작 타이밍을 동기시킬 수 있다. 데이터 구동 회로(12)를 제어하기 위한 데이터 타이밍 제어 신호는 소스 샘플링 클럭(source sampling clock, SSC), 소스 출력 인에이블 신호(source output enable, SOE) 등을 포함할 수 있다. 게이트 구동 회로(14)를 제어하기 위한 게이트 타이밍 제어 신호는 게이트 스타트 펄스(gate start pulse, GSP), 게이트 쉬프트 클럭(gate shift clock, GSC), 게이트 출력 인에이블 신호(gate output enable, GOE) 등을 포함할 수 있다.
호스트 시스템(19)은 텔레비전 시스템, 셋톱박스, 네비게이션 시스템, DVD 플레이어, 블루레이 플레이어, 개인용 컴퓨터(PC), 홈 시어터 시스템, 폰 시스템(phone system) 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(19)은 스케일러(scaler)를 내장한 SoC(system on chip)를 포함하여 입력 영상의 디지털 비디오 데이터(RGB)를 표시 패널(DIS)에 표시하기에 적합한 포맷으로 변환할 수 있다. 호스트 시스템(19)은 디지털 비디오 데이터와 함께 타이밍 신호들(Vsync, Hsync, DE, MCLK)을 타이밍 컨트롤러(16)로 전송할 수 있다.
표시 패널(DIS)은 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 표시 패널(DIS)은 장방형, 정방형의 형상을 가질 수 있음은 물론, 원형, 타원형, 다각형 등 다양한 이형(free form)의 평면 형상을 가질 수 있다.
표시 패널(DIS)은 복수의 화소(PXL)들을 갖는 표시 영역(active area)을 포함할 수 있다. 화소(PXL)들 각각은 데이터 배선들(D1~Dm, m은 양의 정수)과 게이트 배선들(G1~Gn, n은 양의 정수)의 교차 구조에 의해 정의될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 화소(PXL)들 각각은 자발광 소자인 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 포함할 수 있다. 표시 패널(DIS)은 적색(red), 녹색(green) 및 청색(blue)을 발광하는 적색, 녹색 및 청색 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 도 1에서 복수의 화소(PXL)들의 배치 구조는 인접한 화소를 공유하여 색상을 표현하는 랜더링(rendering) 구동을 적용함으로써, 작은 수의 화소로 고해상도를 구현할 수 있는 펜타일 매트릭스(pentile matrix)인 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2를 더 참조하면, 표시 패널(DIS)에는 다수의 데이터 배선들(D)과, 다수의 게이트 배선들(G)이 교차되고, 이 교차영역마다 화소(PXL)들이 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 화소(PXL) 각각은 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 발광 다이오드(OLED)에 흐르는 전류량을 제어하는 구동 박막 트랜지스터(thin film transistor)(DT), 구동 박막 트랜지스터(DT)의 게이트-소스간 전압을 세팅하기 위한 프로그래밍부(SC)를 포함할 수 있다.
프로그래밍부(SC)는 적어도 하나 이상의 스위치 박막 트랜지스터와, 적어도 하나 이상의 스토리지 커패시터를 포함할 수 있다. 스위치 박막 트랜지스터는 게이트 배선(G)으로부터의 게이트 신호에 응답하여 턴 온됨으로써, 데이터 배선(D)으로부터의 데이터 전압을 스토리지 커패시터의 일측 전극에 인가할 수 있다. 구동 박막 트랜지스터(DT)는 스토리지 커패시터에 충전된 전압의 크기에 따라 유기 발광 다이오드(OLED)로 공급되는 전류량을 제어하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광량을 조절할 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)의 발광량은 구동 박막 트랜지스터(DT)로부터 공급되는 전류량에 비례할 수 있다. 이러한 화소(PXL)는 고전위 전압원(Evdd)과 저전위 전압원(Evss)에 연결되어, 도시하지 않은 전원 발생부로부터 각각 고전위 전원 전압과 저전위 전원 전압을 공급 받는다. 화소(PXL)를 구성하는 박막 트랜지스터들은 p타입으로 구현되거나 또는, n 타입으로 구현될 수 있다. 또한, 화소(PXL)를 구성하는 박막 트랜지스터들의 반도체층은, 아몰포스 실리콘 또는, 폴리 실리콘 또는, 산화물을 포함할 수 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 애노드 전극(ANO), 캐소드 전극(CAT), 및 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 사이에 개재된 유기 발광층(OL)을 포함할 수 있다. 애노드 전극(ANO)은 구동 박막 트랜지스터(DT)와 접속될 수 있다. 유기 발광층(OL)은 발광층(emission layer, EML)을 포함하고, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transport layer, HTL), 전자 수송층(electron transport layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 도 3에서는, 도 1의 Ⅰ-Ⅰ' 부분의 단면으로, 화소들 아래에 박막 트랜지스터가 중첩되지 않는 영역에서의 유기 발광 표시 장치의 단면 구조를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판(110), 평탄화층(130), 도전층(145), 절연막(135), 제1 전극(140), 유기 발광층(150), 제2 전극(160) 및 뱅크(170)를 포함할 수 있다.
유기 발광 표시 장치는 복수의 서브 화소 영역(sub pixel)(SP1, SP2, SP3)들을 포함할 수 있다. 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)들은 실제 빛이 발광되는 최소 단위의 화소 영역을 말한다. 또한, 복수의 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)들이 모여 백색의 광을 표현할 수 있는 최소의 군으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 세 개의 서브 화소 영역이 하나의 군으로서, 적색 서브 화소 영역, 녹색 서브 화소 영역 및 청색 서브 화소 영역이 하나의 군을 이룰 수 있다. 그러나, 이에 한정된 것은 아니며, 다양한 서브 화소 영역 설계가 가능할 수 있다.
기판(110)은 유기 발광 표시 장치의 다양한 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), 폴리이미드(polyimde) 계열의 플라스틱 기판 등으로 이루어질 수 있다. 유기 발광 표시 장치가 플렉서블(flexible) 유기 발광 표시 장치인 경우에는 유연한 재질의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 기판(110) 상에는 기판(110) 및 외부로부터의 불순 원소의 침투를 차단하고 유기 발광 표시 장치의 다양한 구성 요소들을 보호하기 위한 보호층이 형성될 수 있고, 보호층 상에 박막 트랜지스터가 형성될 수 있다. 또한, 기판(110) 상에는 박막 트랜지스터를 보호하며, 기판(110)의 상부를 평탄화하는 평탄화층(130)이 형성될 수 있다.
평탄화층(130) 상에는 도전층(145)이 형성될 수 있다. 도전층(145)은 평탄화층(130) 상의 전면에 걸친 평판 형태로 형성될 수 있다. 도전층(145)은 유기 발광 표시 장치가 탑 에미션 방식(top emission)으로 구동되는 경우, 유기 발광층(150)으로부터 발광된 광이 상부 방향으로 방출될 수 있도록, 반사 효율이 우수한 반사 도전물, 예들 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(Ag/Pd/Cu)으로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 도전층(145) 상에는 절연막(135)을 사이에 두고 제1 전극(140)이 형성될 수 있다. 즉, 도전층(145)과 제1 전극(140)은 종래의 투명 도전층과 반사층이 차례로 적층된 다층 구조의 제1 전극에서 투명 도전물로 이루어진 제1 전극(140)과 반사 도전물로 이루어진 도전층(145)이 절연막(135)을 사이에 두고 분리하여 배치된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(140)은 투명 도전물로 형성되고, 예를 들면, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide; IZO) 등과 같은 물질로 형성될 수 있다. 또한, 절연막(135)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어진 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 도전층(145)은 반사 도전물로 형성되고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(Ag/Pd/Cu)으로 이루어질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정된 것은 아니고, 유기 발광 표시 장치가 바텀 에미션 방식(bottom emission)으로 구동되는 경우, 도전층(145)은 제1 전극(140)과 동일하게 투명 도전물로 형성될 수도 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 도전층(145)은 제1 전극(140) 및 뱅크(170)의 아래에 위치하며, 각 서브 화소 영역에 대응되는 면적으로 분할되지 않고, 복수의 서브 화소 영역들을 아우를 수 있는 면적을 갖는 하나의 공통층의 형태로 형성될 수 있다. 도전층(145)은 뱅크(170)와 절연막(135)을 관통하는 관통부(171)를 통해서 유기 발광층(150)과 직접 접촉하여 연결될 수 있다. 즉, 도전층(145)과 유기 발광층(150)은 전기적으로 연결되도록 구성될 수 있다. 유기 발광층(150)은 공통층 구조를 갖는 복수의 유기물층(151, 153)과 발광층(152)을 포함할 수 있다. 제1 전극(140)과 발광층(152) 사이의 유기물층(151)은 정공 주입층 또는 정공 수송층을 포함할 수 있고, 제2 전극(160)과 발광층(152) 사이의 유기물층(153)은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 또한, 발광층(152)은 적색(red) 발광층, 녹색(green) 발광층 및 청색(blue) 발광층을 포함할 수 있고, 각각이 적색 발광물질, 녹색 발광물질 및 청색 발광물질에 의하여 형성될 수 있으며, 발광물질은 인광 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
또한, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 도전층(145)은 제2 전극(160)의 전압 또는 유기 발광층(150)의 턴온 전압보다 낮은 전압이 인가되도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 도전층(145)은 표시 영역의 아래에 배치된 다양한 전원 공급 라인들 중에서 제2 전극(160)의 전압이 인가되는 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 유기 발광층(150)을 발광하게 하는 턴온 전압보다 낮은 전압이 인가되는 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 도전층(145)은 표시 영역 외곽에 배치된 외부 전원 공급 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 표시 영역 내의 전원 공급 라인은 초기화 전압(Vint)을 공급하기 위한 라인이거나, 접지(ground) 단자와 연결되는 라인일 수 있다. 또한, 표시 영역 외곽의 외부 전원 공급 라인은 제2 전극(160)에 전압을 공급하기 위한 라인이거나, 별도의 DC 전원 단자와 연결되는 라인일 수 있다.
상기와 같이 도전층(145)이 유기 발광층(150)과 직접 접촉하도록 형성되고, 도전층(145)에 제2 전극(160)의 전압 또는 유기 발광층(150)의 턴온 전압보다 낮은 전압을 인가함으로써, 특정 화소 영역(SP2)의 유기 발광층(150)에서 발생된 수평 누설 전류가 인접한 서브 화소 영역(SP1, SP3)으로 유입되지 않고, 도전층(145)으로 흐르도록 하여 인접한 서브 화소 영역으로의 수평 누설 전류의 발생을 최소화할 수 있다.
제1 전극(140)은 절연막(135) 상에 형성될 수 있다. 제1 전극(140)은 애노드(anode) 전극일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 형성되어 유기 발광층(150)으로 정공을 공급하는 역할을 할 수 있다.
제1 전극(140) 상에 뱅크(170)가 형성될 수 있다. 뱅크(170)는 화소 영역의 개구부를 정의할 수 있다. 뱅크(170)의 개구부는 제1 전극(140)의 에지를 덮으며 제1 전극(140)의 상면의 일부를 노출시킨다. 또한, 뱅크(170)는 복수의 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3)으로 구분된 화소 영역을 구분할 수 있다. 뱅크(170)에는 인접하는 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3) 사이의 비발광 영역(NEA)에서 제1 전극(140) 아래에 절연막(135)을 사이에 두고 배치된 도전층(145)의 상면의 일부를 노출시키는 관통부(171)가 형성될 수 있다. 관통부(171)는 뱅크(170)과 절연막(135)이 식각되어 형성될 수 있다. 또한, 뱅크(170)는 유기 발광층(150)과 접촉하며, 보다 구체적으로, 유기 발광층(150)의 유기물층(151)에 직접 접촉할 수 있다. 뱅크(170)는 유기 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 뱅크(170)는 폴리이미드(polyimde), 아크릴(acryl) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene; BCB) 계 수지로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 전극(160)은 유기 발광층(150) 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(160)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있으며, 유기 발광층(150)으로 전자를 공급하여야 하므로 일함수가 낮은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(160)은 마그네슘(Mg), 은-마그네슘(Ag:Mg) 등과 같은 금속 물질일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치가 탑 에미션 방식(top emission)으로 구동되는 경우, 제2 전극(160)은 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide; IZO), 인듐 주석 아연 산화물(Indium Tin Zinc Oxide; ITZO), 아연 산화물(Zinc Oxide; ZnO) 또는 주석 산화물(Tin Oxide; TiO) 계열의 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1 전극(140)과 제2 전극(160) 사이에 유기 발광부(150)가 형성될 수 있다. 유기 발광부(150)는 필요에 따라 다양한 유기물층(151, 153)을 포함할 수 있으며, 또한, 발광층(152)을 포함하여 구성될 수 있다. 제1 전극(140)과 발광층(152) 사이의 유기물층(151)은 정공 주입층 또는 정공 수송층을 포함할 수 있고, 제2 전극(160)과 발광층(152) 사이의 유기물층(153)은 전자 주입층 또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 복수의 유기물층(151, 153)은 복수의 서브 화소 영역(SP1, SP2, SP3) 모두에 대응되도록 공통층 구조를 가질 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 8을 더 참조하여, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구조를 구체적으로 설명한다. 도 4는 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 평면 구조를 나타내는 평면도이다. 도 5는 도 4에서 도시된 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6 내지 도 8은 도 4에서 도시된 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 소자 배치 구조를 도시한 평면도들이다. 도 4에서는, 제1 전극과 뱅크 상에 유기 발광층과 제2 전극이 배치되기 이전의 유기 발광 표시 장치의 평면 구조를 도시하였고, 도 5에서는, 도 4의 Ⅱ-Ⅱ' 부분의 단면으로, 화소들 아래에 박막 트랜지스터가 중첩되는 영역에서의 유기 발광 표시 장치의 단면 구조를 도시하였다. 본 명세서에서 설명된 구성 요소들은 도 4 내지 도 8에 도시된 구성 요소들의 배치에 제한되지 않으며 다양하게 형성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 제1 전극(140) 형성 영역 및 뱅크(170) 형성 영역을 포함하여 이루어진 복수의 화소 영역들을 포함할 수 있다. 도면에서는, 화소 영역이 대략 다각형 형상을 갖으며, 펜타일 매트릭스(pentile matrix)로 배치된 경우를 예로 들어 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 화소 영역은 다양한 형상과 다양한 배치 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 화소 영역은 장방형, 원형, 타원형, 다각형과 같이 다양한 평면 형상을 가질 수 있다. 또한, 화소 영역들 중 어느 하나는 다른 하나와 상이한 크기를 가질 수 있고, 상이한 평면 형상을 가질 수 있다. 화소 영역의 평면 형상은, 뱅크의 평면 형상에 의해 결정될 수 있다.
제1 전극(140)의 일측 상에 중첩되어 제1 전극(140)을 둘러싸도록 뱅크(170)가 형성되며, 뱅크(170)는 유기 발광 표시 장치의 화소 영역을 정의한다. 즉, 뱅크(170)에 의해 노출된 제1 전극(140) 상에 유기 발광층이 형성되고, 해당 영역에서 발광이 이루어질 수 있게 된다.
제1 전극(140) 아래에는 절연막(135)을 사이에 두고 분리되어 배치된 도전층(145)이 형성될 수 있고, 화소 영역들 사이의 뱅크(170)에는 제1 전극(140) 아래에 배치된 도전층(145)의 상면의 일부를 노출시키는 관통부(171)가 형성될 수 있다.
제1 전극(140)은 박막 트랜지스터와의 사이에 위치된 평탄화층(130) 및 절연막(135)을 관통하는 컨택홀(141)이 형성되고, 제1 전극(140)은 컨택홀(141)을 통해 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
도전층(145)은 평탄화층(130)을 관통하는 컨택홀(146)이 형성되고, 도전층(145)은 컨택홀(146)을 통해 표시 영역 내에서 박막 트랜지스터와 동일층 또는 다른층에 배치된 전원 공급 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판(110), 버퍼층(111), 박막 트랜지스터(120), 게이트 절연막(112), 층간 절연막(113), 평탄화층(130), 도전층(145), 절연막(135), 제1 전극(140) 및 뱅크(170)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 유기 발광 표시 장치의 여러 구성요소들을 지지 및 보호하는 역할을 한다. 기판(110)은, 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), 폴리이미드(polyimde) 계열의 플라스틱 기판 등으로 이루어질 수 있다. 유기 발광 표시 장치가 플렉서블(flexible) 유기 발광 표시 장치인 경우에는 유연한 재질의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.
기판(110) 상에는 기판(110) 및 외부로부터의 불순 원소의 침투를 차단하고 유기 발광 표시 장치의 다양한 구성 요소들을 보호하기 위한 버퍼층(111)이 형성될 수 있다. 버퍼층(111)은 예를 들어, 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)의 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(111)은 유기 발광 표시 장치의 구조나 특성에 따라 생략될 수 있다.
버퍼층(111) 상에는 박막 트랜지스터(120)가 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터(120)는 유기 발광층으로 신호를 공급할 수 있다. 박막 트랜지스터(120)는 액티브층(121), 게이트 전극(122), 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 버퍼층(111) 상에 액티브층(121)이 형성되고, 액티브층(121) 상에 액티브층(121)과 게이트 전극(122)을 절연시키기 위한 게이트 절연막(112)이 형성될 수 있다. 또한, 게이트 절연막(112) 상에 액티브층(121)과 중첩되도록 게이트 전극(122)이 형성되고, 게이트 전극(122) 및 게이트 절연막(112) 상에 층간 절연막(113)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(113) 상에 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 형성될 수 있다. 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)은 액티브층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
액티브층(121)은 비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon; poly-Si), 산화물(oxide) 반도체 또는 유기물(organic) 반도체 등으로 형성될 수 있다. 액티브층(121)이 산화물 반도체로 이루어지는 경우, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide) 또는 ITZO(Indium Tin Zinc Oxide) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트 절연막(112)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어진 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다.
게이트 전극(122)은 게이트 신호를 박막 트랜지스터(120)에 전달하는 기능을 수행하고, 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 구리(Cu) 중 적어도 하나 이상의 금속 또는 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 금속 또는 물질의 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 외부에서 전달되는 전기적인 신호가 박막 트랜지스터(120)에서 유기 발광층으로 전달되도록 하는 역할을 할 수 있다. 소스 전극(123)과 드레인 전극(124)은 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 티탄늄(Ti), 구리(Cu) 중 적어도 하나 이상의 금속 또는 합금으로 이루어질 수 있고, 상기 금속 또는 물질의 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 유기 발광 표시 장치에 포함될 수 있는 다양한 박막 트랜지스터(120) 중 제1 전극(140)과 연결된 구동 박막 트랜지스터(120)만을 도시하였다. 각각의 화소 영역은 스위칭 박막 트랜지스터나 커패시터 등이 더 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 박막 트랜지스터(120)가 코플래너(coplanar) 구조인 것으로 설명하나 인버티드 스태거드(inverted staggered) 구조의 박막 트랜지스터(120)도 사용될 수 있다. 또한, 도면에서는 제1 전극(140)이 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 연결된 구조가 도시되었으나, 설계에 따라 제1 전극(140)은 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 연결될 수도 있다.
버퍼층(111) 상에는 박막 트랜지스터(120)와는 전기적으로 분리되어 배치된 다양한 전원 공급 라인(125)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 라인(125)은 유기 발광 소자에 초기화 전압(Vint)을 공급하기 위한 라인이거나, 접지(ground) 단자와 연결되는 라인일 수 있다. 또는, 전원 공급 라인(125)은 표시 영역 외곽에 배치되어 제2 전극에 전압을 공급하는 전원 공급 패드부와 전기적으로 연결되는 라인일 수 있다. 예컨대, 전원 공급 라인(125)는 제2 전극의 전압 또는 유기 발광층의 턴온 전압보다 낮은 전압이 인가될 수 있다. 또 다른 예로, 별도의 DC 전원 단자와 연결되는 라인일 수도 있다.
박막 트랜지스터(120) 상에는 평탄화층(130)이 형성될 수 있다. 평탄화층(130)은 기판(110)의 상부를 평탄화하는 층으로서, 평탄화막으로 기능할 수 있다. 평탄화층(130)은 제1 전극(140)과 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)을 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀(141)과, 도전층(145)과 전원 공급 라인(125)를 전기적으로 연결하기 위한 컨택홀(146)을 포함할 수 있다.
평탄화층(130) 상에는 도전층(145)이 형성될 수 있다. 도전층(145)은 도 6에 도시된 바와 같이, 평탄화층(130) 상의 전면에 걸친 평판 형태로 형성될 수 있다. 또한, 도전층(145)은 복수의 개구 패턴(147)을 포함할 수 있다. 도전층(145)의 복수의 개구 패턴(147)은 제1 전극(140)과 박막 트랜지스터(120)가 상호 중첩된 영역에 위치할 수 있다. 즉, 제1 전극(140)은 도전층(145)의 복수의 개구 패턴(147)에 대응하는 위치에 형성된 컨택홀(141)을 통해 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도전층(145) 상에는 절연막(135)이 형성되고, 절연막(135)을 사이에 두고 제1 전극(140)이 형성될 수 있다. 제1 전극(140)은 도 7에 도시된 바와 같이, 절연막(135) 상에 화소 영역에 대응하는 아일랜드(island) 패턴으로 형성될 수 있다. 제1 전극(140)은 각각이 서로 분리되어 배치되므로, 패턴 전극(patterned electode) 또는 패턴 구조(patterened structure)를 갖는 전극으로 지칭될 수 있다.
제1 전극(140)은 각각의 화소 영역마다 개구된 마스크, 예를 들어, FMM(fine metal mask)을 이용하여 형성 가능하며, 각각의 화소 영역 별로 각각 분리된 구조를 갖는다. 즉, 제1 전극(140)의 패턴 구조는 하나의 화소 영역에서 이웃하는 화소 영역까지 서로 연결되지 않고 끊어진 구조를 갖는다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 도전층(145)과 제1 전극(140)은 종래의 투명 도전층과 반사층이 차례로 적층된 다층 구조의 제1 전극에서 투명 도전물로 이루어진 제1 전극(140)과 반사 도전물로 이루어진 도전층(145)이 절연막(135)을 사이에 두고 분리하여 배치된 것일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(140)은 투명 도전물로 형성되고, 예를 들면, 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐 아연 산화물(Indium Zin Oxide; IZO) 등과 같은 물질로 형성될 수 있다. 또한, 절연막(135)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 등과 같은 무기 절연 물질로 이루어진 단일층 또는 복수층 구조로 형성될 수 있다. 또한, 도전층(145)은 반사 도전물로 형성되고, 예를 들면, 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 APC(Ag/Pd/Cu)으로 이루어질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정된 것은 아니고, 유기 발광 표시 장치가 바텀 에미션 방식(bottom emission)으로 구동되는 경우, 도전층(145)은 제1 전극(140)과 동일하게 투명 도전물로 형성될 수도 있다.
제1 전극(140) 상에는 뱅크(170)가 형성될 수 있다. 뱅크(170)는 화소 영역의 개구부를 정의할 수 있다. 뱅크(170)의 개구부는 제1 전극(140)의 에지를 덮으며 제1 전극(140)의 상면의 일부를 노출시킨다. 또한, 뱅크(170)는 화소 영역들을 구분할 수 있다. 뱅크(170)는 도 8에 도시된 바와 같이, 절연막(135)과 절연막(135) 상에 패턴화되어 형성된 제1 전극(140) 상에 형성되고, 식각 공정을 통해 제1 전극(140)의 상면 일부를 노출시키는 개구부와 제1 전극(140) 아래에 절연막(135)을 사이에 두고 배치된 도전층(145)의 상면의 일부를 노출시키는 관통부(171)가 형성될 수 있다. 즉, 뱅크(170)는 제1 전극(140)의 상면 일부를 노출시킨 개구부를 통해 화소 영역을 정의하고, 또한, 인접하는 화소 영역 사이에서 도전층(145)의 상면 일부를 노출시킨 관통부(171)를 통해 화소 영역 간의 경계를 정의할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치에 있어서, 도전층(145)은 제1 전극(140) 및 뱅크(170)의 아래에 위치하며, 각 서브 화소 영역에 대응되는 면적으로 분할되지 않고, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 서브 화소 영역들을 아우를 수 있는 면적을 갖는 하나의 공통층의 형태로 형성되고, 도전층(145) 위의 제1 전극(140)과 박막 트랜지스터(120)가 전기적으로 연결될 수 있는 통로로서 복수의 개구 패턴(147)이 형성될 수 있다. 도전층(145)의 상면 일부는 뱅크(170)와 절연막(135)을 관통하는 관통부(171)를 통해서 외부로 노출될 수 있다. 이는 제1 전극(140)과 뱅크(170) 상에 형성되는 유기 발광층과 직접 접촉하여 연결될 수 있다.
도전층(145)은 평탄화층(130)을 관통하는 컨택홀(146)을 포함할 수 있고, 박막 트랜지스터(120)와 전기적으로 분리되어 배치된 다양한 전원 공급 라인(125)과 컨택홀(146)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 라인(125)은 유기 발광 소자에 초기화 전압(Vint)을 공급하기 위한 라인이거나, 접지(ground) 단자와 연결되는 라인일 수 있다. 또는, 전원 공급 라인(125)은 표시 영역 외곽에 배치되어 제2 전극에 전압을 공급하는 전원 공급 패드부와 전기적으로 연결되는 라인일 수 있다. 예컨대, 전원 공급 라인(125)는 제2 전극의 전압 또는 유기 발광층의 턴온 전압보다 낮은 전압이 인가될 수 있다. 또 다른 예로, 별도의 DC 전원 단자와 연결되는 라인일 수도 있다.
제1 전극(140)은 절연막(135)와 평탄화층(130)을 관통하는 컨택홀(141)이 도전층(140)의 복수의 개구 패턴(147)에 대응하는 위치에 형성되고, 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 전기적으로 연결될 수 있다.
기존의 유기 발광 표시 장치의 경우, 해상도가 증가함에 따라 전극 또는 배선을 형성할 수 있는 영역이 부족하여 수평 누설 전류 개선에 어려움이 있었다. 그러나, 본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치의 경우, 종래의 투명 도전층과 반사층이 차례로 적층된 다층 구조의 제1 전극에서 투명 도전물로 이루어진 제1 전극(140)과 반사 도전물로 이루어진 도전층(145)이 절연막(135)을 사이에 두고 분리하여 배치하고, 제1 전극(140) 아래의 도전층(145)이 유기 발광층과 직접 접촉하도록 뱅크(170)를 형성함으로써, 수평 누설 전류가 인접하는 화소 영역으로 유입되지 않고, 도전층(145)으로 흐르도록 함으로써, 유기 발광 표시 장치의 해상도 증가에 따라 화소 영역 사이의 간격이 좁아지더라도 수평 누설 전류에 의한 원하지 않는 인접한 화소가 발광하는 현상을 최소화할 수 있다. 이를 통해, 인접하는 서브 화소 간의 혼색을 감소시킴으로써 유기 발광 표시 장치의 표시 품질을 향상시킬 수 있고, 저계조에서 유기 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 유기 발광 표시 장치의 도전층(145)이 반사층의 역할과 수평 누설 전류 억제를 동시에 수행하도록 함으로써, 반사층에 의한 발광 효율이 개선됨과 아울러, 서브 화소 사이의 공정 마진을 최소화할 수 있으므로, 고해상도의 유기 발광 표시 장치를 구현하는데 유리할 수 있다.
본 명세서의 예에 따른 유기 발광 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판, 상기 기판 상의 화소 영역, 상기 기판 상에 배치되고 상기 화소 영역의 개구부를 정의하는 뱅크, 상기 화소 영역의 개구부에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 유기 발광층, 상기 유기 발과층 상에 배치된 제2 전극, 및 상기 제1 전극 아래에 배치된 도전층을 포함하며, 상기 유기 발광층은 상기 뱅크를 통해 상기 도전층과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층은 절연막을 사이에 두고 상기 제1 전극과 분리되어 배치될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층과 상기 유기 발광층은 상기 뱅크와 상기 절연막을 관통하는 관통부를 통해 연결될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 제1 전극은 투명 도전물로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층은 반사 도전물로 이루어질 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층에 상기 제2 전극의 전압 또는 상기 유기 발광층의 턴온 전압보다 낮은 전압이 인가되도록 구현될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층은 상기 제1 전극 및 상기 뱅크와 중첩될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 도전층의 아래에는 평탄화층 및 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 도전층은 상기 평탄화층 상에 복수의 개구 패턴을 가진 평판 형태로 형성될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 복수의 개구 패턴은 상기 제1 전극과 상기 박막 트랜지스터가 상호 중첩된 영역에 위치할 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 제1 전극은 상기 복수의 개구 패턴에 대응되는 위치에 형성된 컨택홀을 통해 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 뱅크와 중첩되면서 상기 도전층 아래에 배치된 전원 공급 라인을 더 포함하고, 상기 도전층은 상기 전원 공급 라인에 대응되는 위치에 형성된 컨택홀을 통해 상기 전원 공급 라인과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 전원 공급 라인은 상기 제2 전극의 전압 또는 상기 유기 발광층의 턴온 전압보다 낮은 전압을 인가하도록 구현될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 제1 전극은 상기 화소 영역에 대응하는 아일랜드(island) 패턴으로 형성될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 유기 발광층과 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극 사이에 형성된 하나 이상의 유기물층을 더 포함하고, 상기 유기물층은 정공 주입층 또는 정공 수송층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 유기물층은 상기 뱅크를 통해 상기 도전층과 직접 연결될 수 있다.
본 명세서의 다양한 예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 상기 유기 발광층은, 적색(red) 발광층, 녹색(green) 발광층 및 청색(blue) 발광층을 포함하며, 상기 적색 발광층, 상기 녹색 발광층 및 상기 청색 발광층은 적어도 하나의 인광 재료를 포함할 수 있다.
상술한 본 명세서의 다양한 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서가 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.