KR102447694B1

KR102447694B1 - 표시장치용 어레이기판

Info

Publication number: KR102447694B1
Application number: KR1020150189793A
Authority: KR
Inventors: 이경언
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2015-12-30
Filing date: 2015-12-30
Publication date: 2022-09-26
Also published as: KR20170079344A

Abstract

본 발명은, 다수의 부화소를 포함하는 기판과, 상기 기판 상부에 배치되고 서로 교차하여 상기 다수의 부화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과, 상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 게이트배선에 대하여 대각선방향으로 배치되는 채널영역을 포함하는 박막트랜지스터를 포함하는 표시장치용 어레이기판을 제공하는데, 평행사변형 형상의 부화소에 채널영역의 길이방향을 대각선방향으로 배치함으로써, 채널길이가 최대화 되어 박막트랜지스터의 특성 저하가 방지되고 영상의 표시품질 저하가 방지된다.

Description

표시장치용 어레이기판 {Array Substrate For Display Device}

본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 한정된 영역 내에서 채널 길이가 최대화 되는 박막트랜지스터를 포함하는 표시장치용 어레이기판에 관한 것이다.

정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(flat panel display device: FPD)로서 액정표시장치(liquid crystal display device: LCD), 플라즈마표시장치(plasma display panel device: PDP), 유기발광다이오드 표시장치(organic light emitting diode display device: OLED), 전계방출표시장치(field emission display device: FED) 등이 소개되어 기존의 브라운관(cathode ray tube: CRT)을 빠르게 대체하고 있다.

이러한 표시장치는 다수의 부화소(sub-pixel)를 포함하고, 다수의 부화소는 각각 직사각형 형상을 갖고 상하좌우로 배치되는데, 이러한 표시장치의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 표시장치용 어레이기판(10)은, 다수의 부화소(SP)를 포함하는데, 다수의 부화소(SP) 각각은 가로변(a) 및 세로변(b)을 갖는 직사각형 형상을 갖는다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 표시장치용 어레이기판(10)의 부화소(SP)는, 서로 교차하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과, 게이트배선(GL)에 평행한 센싱배선(SL)과, 데이터배선(DL)에 평행한 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)과, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)를 포함한다.

스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts) 및 파워배선(PL)에 연결되고, 기준 박막트랜지스터(Tr)는 구동박막트랜지스터(Td), 센싱배선(SL) 및 기준배선(RL)에 연결된다.

여기서, 게이트배선(GL) 및 센싱배선(SL)은 각 부화소(SP)의 직사각형 형상의 가로변(a)을 따라 가로방향으로 배치되고, 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)은 각 부화소(SP)의 직사각형 형상의 세로변(b)을 따라 세로방향으로 배치되며, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)의 채널영역(CH)은 가로방향 또는 세로방향으로 배치된다.

예를 들어, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)은 직각으로 절곡된 직사각형 형상을 갖는데, 채널영역(CH)은 세로방향의 제1길이(L1)와 가로방향의 제2길이(L2)의 합을 채널길이(L=L1+L2)로 갖는다.

이러한 종래의 어레이기판(10)은 300PPI(pixel per inch) 이하의 화소밀도를 갖는 표시장치에 적용되고 있다.

그러나, 요구되는 해상도가 증가하면서 각 부화소(SP)에 할당되는 면적이 감소하므로, 각 부화소(SP)의 박막트랜지스터에 할당되는 면적도 감소하는데, 특히 초고해상도의 스마트폰이나 500PPI 이상의 패널에서는 필연적으로 구동 박막트랜지스터(Td)의 면적이 감소하며, 그 결과 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널길이(L)도 감소한다.

그런데, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널길이(L)가 감소할 경우, 드레인-소스 전압(Vds)에 따른 드레인-소스 전류(Ids)가 일정하게 유지되지 않고 증가하는 킹크 효과(kink effect)가 나타나서 구동 박막트랜지스터(Td)의 특성이 저하되고, 이에 따라 구동 박막트랜지스터(Td)의 전류가 불균일하게 되어 발광다이오드가 방출하는 빛의 휘도 균일도가 저하되어 표시장치가 표시하는 영상의 품질이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제시된 것으로, 평행사변형 형상의 부화소에 채널영역의 길이방향을 대각선방향으로 배치함으로써, 채널길이가 최대화 되어 박막트랜지스터의 특성 저하가 방지되고 영상의 표시품질 저하가 방지되는 표시장치용 어레이기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은, 절곡된 평행사변형 형상의 부화소에 채널영역을 지그재그 형태로 배치함으로써, 채널길이가 최대화 되어 박막트랜지스터의 특성 저하가 방지되고 영상의 표시품질 저하가 방지되며 공간 활용도가 개선되는 표시장치용 어레이기판을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 다수의 부화소를 포함하는 기판과, 상기 기판 상부에 배치되고 서로 교차하여 상기 다수의 부화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과, 상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 게이트배선에 대하여 대각선방향으로 배치되는 채널영역을 포함하는 박막트랜지스터를 포함하는 표시장치용 어레이기판을 제공한다.

그리고, 상기 다수의 부화소 각각은 밑변, 높이 및 측변을 갖는 평행사변형 형상을 가지고, 상기 채널영역은 상기 측변에 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 채널영역은 상기 밑변에 대하여 경사각(d)으로 기울어지고, 상기 채널영역의 채널길이(L)는 상기 높이를 상기 경사각의 싸인값(sin(d))으로 나누어서 산출되는 값일 수 있다.

그리고, 상기 게이트배선은 상기 밑변에 평행하게 배치되고, 상기 데이터배선은 상기 측변에 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 다수의 부화소 각각은 밑변, 높이 및 제1 및 제2측변을 갖는 절곡된 평행사변형 형상을 가지고, 상기 채널영역은 상기 제1 및 제2측변에 평행하게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 게이트배선은 상기 밑변에 평행하게 배치되고, 상기 데이터배선은 상기 제1 및 제2측변에 평행하게 배치될 수 있다.

또한, 상기 부화소는, 상기 게이트배선에 평행하게 배치되는 센싱배선과, 상기 데이터배선에 평행하게 배치되는 파워배선 및 기준배선과, 상기 게이트배선 및 상기 데이터배선에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터와, 상기 센싱배선 및 상기 기준배선에 연결되는 기준 박막트랜지스터와, 상기 기준 박막트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터 및 발광다이오드를 더 포함할 수 있고, 상기 박막트랜지스터는 상기 스위칭 박막트랜지스터, 상기 파워배선, 상기 기준 박막트랜지스터 및 상기 발광다이오드에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 부화소는 상기 박막트랜지스터에 연결되는 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터를 더 포함할 수 있다.

본 발명은, 평행사변형 형상의 부화소에 채널영역의 길이방향을 대각선 방향으로 배치함으로써, 채널길이가 최대화 되어 박막트랜지스터의 특성 저하가 방지되고 영상의 표시품질 저하가 방지되는 효과를 갖는다.

그리고, 본 발명은, 절곡된 평행사변형 형상의 부화소에 채널영역을 지그재그 형태로 배치함으로써, 채널길이가 최대화 되어 박막트랜지스터의 특성 저하가 방지되고 영상의 표시품질 저하가 방지되며 공간 활용도가 개선되는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면.
도 2는 종래의 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소의 등가회로로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면.
도 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 박막트랜지스터의 전류-전압 특성 곡선.
도 6b는 종래의 표시장치용 어레이기판의 박막트랜지스터의 전류-전압 특성 곡선.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면.
도 8는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 표시장치용 어레이기판을 설명하는데, 유기발광다이오드 표시장치를 예로 들어 설명한다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소의 등가회로로 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(110)은, 다수의 부화소(SP)를 포함하는데, 다수의 부화소(SP)는 하나의 단위화소(unit pixel)를 구성하는 적, 녹, 청 부화소를 포함하거나, 하나의 단위화소를 구성하는 적, 녹, 청, 백 부화소를 포함할 수 있다.

그리고, 다수의 부화소(SP) 각각은 밑변(a), 높이(b) 및 측변(c)을 갖는 평행사변형 형상을 가지며, 평행사변형 형상의 측변(c)은 가로방향의 밑변(a)에 대하여 경사각(d)으로 기울어진다.

그리고, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(110)의 부화소(SP)는, 서로 교차하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과, 게이트배선(GL)에 평행한 센싱배선(SL)과, 데이터배선(DL)에 평행한 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)과, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 기준 박막트랜지스터(Tr), 스토리지 커패시터(Cs) 및 발광다이오드(De)를 포함한다.

그리고, 스토리지 커패시터(Cs)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트전극 및 소스전극 사이에 연결되고, 발광다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 소스전극 및 저전위전압(EVSS)에 연결된다.

스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL)의 게이트신호(Vg)에 따라 데이터배선(DL)의 데이터신호(Vd)를 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트전극에 공급하고, 구동 박막트랜지스터(Td)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통하여 게이트전극에 인가되는 데이터신호(Vd)에 따라 파워배선(PL)의 고전위전압(EVDD)을 발광 다이오드(De)에 공급한다.

기준 박막트랜지스터(Tr)는 센싱배선(SL)의 센싱신호(Vs)에 따라 기준배선(RL)의 기준신호(Vr)를 구동 박막트랜지스터(Td) 및 발광다이오드(De) 사이의 노드(node)에 공급하거나, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 발광다이오드(De) 사이의 노드의 전압을 구동부(미도시)로 전달하는데, 구동부는 구동 박막트랜지스터(Td) 및 발광다이오드(De) 사이의 노드의 전압을 이용하여 구동 박막트랜지스터(Td) 또는 발광다이오드(De)의 열화를 보상한다.

여기서, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)는, 각각 액티브층, 액티브층 상부의 게이트절연층, 게이트절연층 상부의 게이트전극, 게이트전극 상부의 층간절연층, 층간절연층 상부의 소스전극 및 드레인전극을 포함할 수 있으며, 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon)과 같은 반도체물질이나 인듐 갈륨 징크 옥사이드(indium gallium zinc oxide: IGZO), 징크 틴 옥사이드(zinc tin oxide: ZTO), 징크 인듐 옥사이드(zinc indium oxide: ZIO)와 같은 산화물 반도체물질을 액티브층으로 사용할 수 있다.

또한, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)는 각각 이격된 2개의 채널영역(CH)이 직렬로 배열되는 듀얼 게이트(dual gate) 타입일 수 있다.

발광다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)의 소스전극과 저전위전압(EVSS)의 전압차에 따른 상이한 전류를 이용하여 다양한 휘도의 빛을 방출한다.

스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)는 각각 게이트전극, 소스전극 및 드레인전극을 포함하는데, 구동 박막트랜지스터(Td)의 소스전극에 발광다이오드(De)의 제1전극이 연결되고, 제1전극 상부에 발광층 및 제2전극이 순차적으로 형성될 수 있다.

여기서, 발광다이오드(De)를 구동하기 위하여 발광다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되어야 하므로, 발광다이오드(De)의 발광층은 각 부화소(SP)에 1:1로 대응되어야 하지만, 발광다이오드(De)의 발광층의 형상이 반드시 부화소(SP)의 형상에 대응되어야 하는 것은 아니다.

즉, 발광층은, 부화소(SP)와 동일하게 평행사변형 형상을 가질 수도 있고, 부화소(SP)와 상이하게 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 특히, 발광층은 발광효율을 고려하여 색상 별로 상이한 면적을 가질 수도 있다.

이와 같이, 발광층의 형태 및 배치를 부화소(SP)의 형태 및 배치와 독립적으로 결정할 수 있으므로, 부화소(SP)의 형태 및 배치에 대한 설계 자유도는 상대적으로 높으며, 발광층의 형태 및 배치와 무관하게 부화소(SP)가 평행사변형 형상을 가질 수 있고, 액티브층과 게이트전극의 중첩영역으로 정의되는 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)의 길이방향을 게이트배선(GL)에 대한 대각선방향, 가로방향 또는 세로방향으로 배치할 수 있다.

구체적으로, 게이트배선(GL) 및 센싱배선(SL)은 각 부화소(SP)의 평행사변형 형상의 밑변(a)에 평행하게 가로방향으로 배치되고, 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)은 각 부화소(SP)의 평행사변형 형상의 측변(c)에 평행하게 대각선방향으로 배치되며, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)의 채널영역(CH)의 길이방향은 평행사변형 형상의 측변(c), 밑변(a) 또는 높이에 평행하게 대각선방향, 가로방향 또는 세로방향으로 배치될 수 있다.

예를 들어, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)은 둔각으로 절곡된 직사각형 형상을 갖는데, 채널영역(CH)은 대각선방향의 제3길이(L3)와 가로방향의 제2길이(L2)의 합을 채널길이(L = L3+L2)로 갖는다.

이때, 대각선방향의 제3길이(L3)는 종래의 구동 박막트랜지스터의 채널영역(CH)의 세로방향의 제1길이(L1)와 경사각(d)에 대하여 'L3 = L1/sin(d)'의 관계에 있으므로, 제3길이(L3)는 제1길이(L1)보다 크고, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널길이(L)는 종래에 비하여 증가한다.

따라서, 킹크 효과와 같은 구동 박막트랜지스터(Td)의 특성 저하를 방지할 수 있으며, 영상의 휘도 균일도가 개선되어 표시장치의 영상의 표시품질 저하를 방지할 수 있다.

이 경우 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)의 길이가 증가하여 저항이 증가할 수 있는데, 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)의 두께를 증가시켜 데이터신호(Vd), 고전위전압(EVDD) 및 기준신호(Vr)의 전압강하 또는 지연을 방지할 수 있다.

채널길이에 따른 박막트랜지스터의 특성 변화를 도면을 참조하여 설명한다.

도 6a는 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 박막트랜지스터의 전류-전압 특성 곡선이고, 도 6b는 종래의 표시장치용 어레이기판의 박막트랜지스터의 전류-전압 특성 곡선이다.

도 6a 및 도 6b에 도시한 바와 같이, 채널폭/채널길이가 4/20(μm)인 채널영역을 갖는 박막트랜지스터는 드레인-소스 전압(Vds)이 약 10V 이상으로 증가할 경우에도 드레인-소스 전류(Ids)가 약 10μA 이내에서 일정한 값을 유지하는 반면, 채널폭/채널길이가 4/12(μm)인 채널영역을 갖는 박막트랜지스터는 드레인-소스 전압(Vds)이 약 10V 이상으로 증가할 경우 드레인-소스 전류(Ids)가 약 20μA까지 증가한다.

즉, 채널폭이 4μm로 동일한 경우, 채널길이가 상대적으로 짧은 12μm인 박막트랜지스터에서는 킹크 효과에 의하여 특성 저하가 발생하지만, 채널길이가 상대적으로 긴 20μm인 박막트랜지스터에서는 특성 저하가 발생하지 않는다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(110)에서는, 부화소를 평행사변형 형상으로 구성하고, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)의 길이방향을 대각선방향으로 배치함으로써, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)의 채널길이(L)를 최대화 할 수 있으며, 그 결과 구동 박막트랜지스터(Td)의 특성 저하를 방지하여 휘도 균일도를 개선하고 영상의 표시품질을 개선할 수 있다.

제1실시예에서는 채널영역(CH)이 대각선방향의 제3길이(L3)와 가로방향의 제2길이(L2)를 갖는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 가로방향의 제2길이(L2)가 생략되거나 또 다른 가로방향의 길이가 추가될 수 있다.

그리고, 제1실시예에서는 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)이 각각 평행사변형 형상의 측변(c)을 따라 지그재그 형상을 갖는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)은 세로방향의 직선 형상을 갖고 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)만 대각선 방향으로 배치할 수도 있다.

또한, 제1실시예에서는 유기발광다이오드 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 다른 실시예에서는 액정표시장치에 어레이기판(110)을 적용할 수도 있는데, 이 경우 부화소(SP)에서 센싱배선(SL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)과, 구동 박막트랜지스터(Td), 기준 박막트랜지스터(Tr), 발광다이오드(De)는 생략되고, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 드레인에는 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(Cs)가 병렬로 연결될 수 있다.

그런데, 제1실시예에서는 어레이기판(110)의 양측에 활용되지 않는 제1면적(S1)이 존재할 수 있다.

이러한 비활용 면적을 최소화 하기 위하여 다른 실시예에서는 부화소(SP)가 절곡된 평행사변형 형상을 가질 수 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판을 도시한 도면이고, 도 8는 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판의 일 부화소를 도시한 도면으로, 부화소의 등가회로는 제1실시예와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(210)은, 다수의 부화소(SP)를 포함하는데, 다수의 부화소(SP)는 하나의 단위화소(unit pixel)를 구성하는 적, 녹, 청 부화소를 포함하거나, 하나의 단위화소를 구성하는 적, 녹, 청, 백 부화소를 포함할 수 있다.

그리고, 다수의 부화소(SP) 각각은 밑변(a), 높이(b) 및 제1 및 제2측변(c1, c2)을 갖는 절곡된 평행사변형 형상을 가지며, 절곡된 평행사변형 형상의 제1 및 제2측변(c1, c2)은 각각 가로방향의 밑변(a)에 대하여 반시계방향 및 시계방향의 경사각(d)으로 기울어진다.

그리고, 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(210)의 부화소(SP)는, 서로 교차하는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)과, 게이트배선(GL)에 평행한 센싱배선(SL)과, 데이터배선(DL)에 평행한 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)과, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 기준 박막트랜지스터(Tr), 스토리지 커패시터(Cs) 및 발광다이오드(De)를 포함한다.

구체적으로, 게이트배선(GL) 및 센싱배선(SL)은 각 부화소(SP)의 절곡된 평행사변형 형상의 밑변(a)에 평행하게 가로방향으로 배치되고, 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)은 각 부화소(SP)의 평행사변형 형상의 제1 및 제2측변(c1, c2)에 평행하게 절곡되어 2개의 대각선방향으로 배치되며, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td) 및 기준 박막트랜지스터(Tr)의 채널영역(CH)의 길이방향은 평행사변형 형상의 제1 및 제2측변(c1, c2), 밑변(a) 또는 높이(b)에 평행하게 2개의 대각선방향, 가로방향 또는 세로방향으로 배치될 수 있다.

예를 들어, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)은 둔각으로 2회 절곡된 직사각형 형상을 갖는데, 채널영역(CH)은 절곡된 2개의 대각선방향의 제3 및 제4길이(L3, L4)와 가로방향의 제2길이(L2)의 합을 채널길이(L = L4+L3+L2)로 갖는다.

이때, 대각선방향의 제3 및 제4길이(L3, L4)는 각각 종래의 구동 박막트랜지스터의 채널영역(CH)의 세로방향의 제1길이(L1)와 경사각(d)에 대하여 'L3 = L1/2sin(d)' 및 'L4 = L1/2sin(d)'의 관계에 있으므로, 제3 및 제4길이(L3, L4)의 합((L3+L4) = L1/2sin(d)+L1/2sin(d) = L1/sin(d))은 제1길이(L1)보다 크고, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널길이(L)는 종래에 비하여 증가한다.

여기서, 제3 및 제4길이(L3, L4)의 연결점인 절곡점은 제1길이(L1)의 중간지점에 대응된다.

또한, 어레이기판(210)의 양측에 활용되지 않는 제2면적(S2)이 존재하지만, 제2면적(S2)은 제1실시예의 어레이기판(110)의 양측에 활용되지 않는 제1면적(S1)의 1/2이므로, 비활용 면적이 최소화되어 어레이기판(210)의 공간 활용도가 개선된다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 표시장치용 어레이기판(210)에서는, 부화소를 절곡된 평행사변형 형상으로 구성하고, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널을 2개의 대각선방향으로 배치함으로써, 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)의 채널길이(L)를 최대화 할 수 있으며, 그 결과 구동 박막트랜지스터(Td)의 특성 저하를 방지하여 휘도 균일도를 개선하고 영상의 표시품질을 개선할 수 있다.

또한, 어레이기판(210) 양측의 비활용 면적을 최소화 하여 공간 활용도를 개선할 수 있다.

제2실시예에서는 채널영역(CH)이 대각선방향의 제3 및 제4길이(L3, L4)와 가로방향의 제2길이(L2)를 갖는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 가로방향의 제2길이(L2)가 생략되거나 또 다른 가로방향의 길이가 추가될 수 있다.

또한, 제2실시예에서는 채널영역(CH)이 부화소(SP) 내에서 하나의 절곡점을 갖는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 채널영역(CH)이 부화소(SP) 내에서 둘 이상의 절곡점을 갖는 지그재그 형상을 가질 수 있다.

그리고, 제2실시예에서는 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)이 각각 평행사변형 형상의 제1 및 제2측변(c1, c2)을 따라 지그재그 형상을 갖는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 데이터배선(DL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)은 세로방향의 직선 형상을 갖고 구동 박막트랜지스터(Td)의 채널영역(CH)만 대각선 방향으로 배치할 수도 있다.

또한, 제2실시예에서는 부화소(SP)의 평행사변형 형상의 절곡점이 평행사변형 형상의 높이의 1/2인 지점인 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 부화소(SP)의 평행사변형 형상의 절곡점이 평행사변형 형상의 높이의 1/2 이외의 지점일 수도 있으며, 이 경우에도 채널영역(SP)의 채널길이(L)는 증가하며 구동 박막트랜지스터(Td)의 특성 저하를 방지하여 휘도 균일도를 개선하고 영상의 표시품질을 개선할 수 있다. 또한, 어레이기판(210) 양측의 비활용 면적은 감소하여 공간 활용도를 개선할 수 있다.

그리고, 제2실시예에서는 유기발광다이오드 표시장치를 예로 들어 설명하였으나, 다른 실시예에서는 액정표시장치에 어레이기판(210)을 적용할 수도 있는데, 이 경우 부화소(SP)에서 센싱배선(SL), 파워배선(PL) 및 기준배선(RL)과, 구동 박막트랜지스터(Td), 기준 박막트랜지스터(Tr), 발광다이오드(De)는 생략되고, 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 드레인에는 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터(Cs)가 병렬로 연결될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110: 어레이기판 SP: 부화소
GL: 게이트배선 DL: 데이터배선
Td: 구동 박막트랜지스터 CH: 채널영역

Claims

다수의 부화소를 포함하는 기판과;
상기 기판 상부에 배치되고 서로 교차하여 상기 다수의 부화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과;
상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 게이트배선에 대하여 대각선방향으로 배치되는 채널영역을 포함하는 박막트랜지스터
를 포함하고,
상기 다수의 부화소 각각은 밑변, 높이 및 측변을 갖는 평행사변형 형상을 가지고,
상기 채널영역은 상기 측변에 평행하게 배치되는 표시장치용 어레이기판.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 채널영역은 상기 밑변에 대하여 경사각(d)으로 기울어지고,
상기 채널영역의 채널길이(L)는 상기 높이를 상기 경사각의 싸인값(sin(d))으로 나누어서 산출되는 값인 표시장치용 어레이기판.
제 1 항에 있어서,
상기 게이트배선은 상기 밑변에 평행하게 배치되고,
상기 데이터배선은 상기 측변에 평행하게 배치되는 표시장치용 어레이기판.
다수의 부화소를 포함하는 기판과;
상기 기판 상부에 배치되고 서로 교차하여 상기 다수의 부화소를 정의하는 게이트배선 및 데이터배선과;
상기 다수의 부화소 각각에 배치되고, 상기 게이트배선에 대하여 대각선방향으로 배치되는 채널영역을 포함하는 박막트랜지스터
를 포함하고,
상기 다수의 부화소 각각은 밑변, 높이 및 제1 및 제2측변을 갖는 절곡된 평행사변형 형상을 가지고,
상기 채널영역은 상기 제1 및 제2측변에 평행하게 배치되는 표시장치용 어레이기판.
제 5 항에 있어서,
상기 게이트배선은 상기 밑변에 평행하게 배치되고,
상기 데이터배선은 상기 제1 및 제2측변에 평행하게 배치되는 표시장치용 어레이기판.
제 1 항에 있어서,
상기 부화소는,
상기 게이트배선에 평행하게 배치되는 센싱배선과;
상기 데이터배선에 평행하게 배치되는 파워배선 및 기준배선과;
상기 게이트배선 및 상기 데이터배선에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터와;
상기 센싱배선 및 상기 기준배선에 연결되는 기준 박막트랜지스터와;
상기 기준 박막트랜지스터에 연결되는 스토리지 커패시터 및 발광다이오드
를 더 포함하고,
상기 박막트랜지스터는 상기 스위칭 박막트랜지스터, 상기 파워배선, 상기 기준 박막트랜지스터 및 상기 발광다이오드에 연결되는 표시장치용 어레이기판.
제 1 항에 있어서,
상기 부화소는 상기 박막트랜지스터에 연결되는 액정 커패시터 및 스토리지 커패시터를 더 포함하는 표시장치용 어레이기판.
제 1 항에 있어서,
상기 채널영역은 둔각으로 절곡된 직사각형 형상을 갖는 표시장치용 어레이기판.
제 5 항에 있어서,
상기 채널영역은 적어도 하나의 절곡점을 갖는 지그재그 형상을 갖는 표시장치용 어레이기판.