KR20170024232A - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시 영역에 위치하면서 제1 발광 화소와 제2 발광 화소를 포함하는 복수개의 발광 화소; 더미 영역에 위치하면서 제1 더미 화소 및 제2 더미 화소를 포함하는 복수개의 더미 화소; 상기 제1 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제1 리페이선과 상기 제2 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제2 리페이선을 포함하는 복수개의 리페어선; 및 상기 제1 리페어선과 상기 제2 리페어선을 연결하는 연결선을 포함하고, 상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 서로 대칭 형태로 이루어진다.

Description

유기 발광 표시 장치{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
여러 표시장치 중 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 자체 발광형으로 별도의 광원이 필요 없으므로 소비 전력 측면에서 유리할 뿐만 아니라, 응답 속도, 시야각 및 대비비(contrast ratio)도 우수하다.
유기 발광 표시 장치는 적색 화소, 청색 화소, 녹색 화소 및 백색 화소 등의 복수의 화소(pixel)를 포함하며, 이들 화소를 조합하여 풀 컬러(full color)를 표현할 수 있다. 각 화소는 유기 발광 소자(organic light emitting element)와 이를 구동하기 위한 복수의 박막 트랜지스터를 포함한다.
유기 발광 소자는 화소 전극, 공통 전극, 그리고 두 사이에 위치하는 발광층을 포함한다. 화소 전극 및 공통 전극 중 한 전극은 애노드 전극이 되고 다른 전극은 캐소드 전극이 된다. 캐소드 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 애노드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다. 공통 전극은 복수의 화소에 걸쳐 형성되어 있으며 일정한 공통 전압을 전달할 수 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 화소 회로가 복잡하고 제작 공정이 까다롭기 때문에 제작 과정에서 불량 화소가 발생할 수 있다. 따라서 수율을 높이기 위해서 제작 과정에서 발생한 불량 화소를 정상적인 화소로 활용할 수 있는 리페어(repair) 공정이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 불량 화소를 정상적인 화소로 리페어할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 유기 발광 표시 장치는 표시 영역에 위치하면서 제1 발광 화소와 제2 발광 화소를 포함하는 복수개의 발광 화소; 더미 영역에 위치하면서 제1 더미 화소 및 제2 더미 화소를 포함하는 복수개의 더미 화소; 상기 제1 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제1 리페이선과 상기 제2 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제2 리페이선을 포함하는 복수개의 리페어선; 및 상기 제1 리페어선과 상기 제2 리페어선을 연결하는 연결선을 포함하고, 상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 서로 대칭 형태로 이루어진다.
상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 서로 대칭 구조로 이루어질 수 있다.
상기 발광 화소는 유기 발광 다이오드 및 상기 유기 발광 다이오드와 연결된 발광 화소 회로를 구비하고, 상기 더미 화소는 더미 화소 회로를 구비할 수 있다.
상기 제1 더미 화소는 상기 제1 발광 화소의 발광 화소 회로 및 상기 제2 발광 화소의 발광 화소 회로 중 어느 하나와 동일한 형태로 이루어질 수 있다.
상기 발광 화소 회로는, 스캔 신호를 전달하는 스캔선 및 상기 스캔선과 교차하며 데이터 전압을 전달하는 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터; 및 상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 더미 화소 회로는 상기 스캔선과 더미 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터; 및 상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 더미 화소는 유기 발광 다이오드가 형성되어 있지 않을 수 있다.
상기 유기 발광 다이오드는, 상기 구동 트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극; 상기 화소 전극 위에 위치하는 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층 위에 위치하는 공통 전극을 포함할 수 있다.
상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 각 행마다 번갈아 가며 형성될 수 있다.
상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 각 열마다 서로 번갈아 가며 형성될 수 있다.
상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 상측 및 하측 중 적어도 하나의 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 각 열마다 번갈아 가며 형성될 수 있다.
상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 각 열마다 서로 번갈아 가며 형성될 수 있다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 불량 화소를 정상적인 화소로 리페어할 수 있다.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 도 1의 하나의 화소를 예시하는 등가 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시판을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 표시판에서 리페어선을 이용하여 불량 화소를 리페어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 인접하는 두 화소의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 도 7의 인접하는 두 화소의 구체적인 배치도이다.
도 9는 도 8의 유기 발광 표시 장치를 IⅩ- IⅩ선을 따라 자른 단면도이다.
도 10은 도 8의 유기 발광 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 자른 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
그러면 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 8을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 개략적인 블록도이고, 도 2는 도 1의 하나의 화소를 예시하는 등가 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 표시판(300), 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500), 더미 데이터 구동부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.
표시판(300)에는 표시 영역(PA)과 표시 영역(PA) 주변의 더미 영역(DA)이 형성될 수 있다.
표시 영역(PA)는 스캔선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 발광 화소(P)를 포함한다. 더미 영역(DA)은 스캔선(Sn) 및 더미 데이터선(DDL)에 연결된 복수의 더미 화소(DP)를 포함한다. 표시판(300)은 스캔선(SL)과 평행하게 뻗는 리페어선(RL)을 구비할 수 있다. 리페어선(RL)은 각 행마다 구비되어 있을 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
주사 구동부(400)는 복수의 스캔선(Sn)을 통해서 발광 화소(P)에 주사 신호를 생성하여 순차적으로 공급할 수 있다.
데이터 구동부(500)는 복수의 데이터선(Dm)을 통하여 발광 화소(P)에 데이터 신호를 순차적으로 공급할 수 있다. 데이터 구동부(500)는 제어부(700)로부터 입력되는 계조를 가지는 입력 영상 데이터(DATA)를 전압 또는 전류 형태의 데이터 신호로 변환한다.
더미 데이터 구동부(600)은 더미 데이터선(DDL)을 통해서 더미 화소(DP)에 데이터 신호를 생성하여 공급할 수 있다. 동일 행의 리페어선(RL)에 발광 화소(P)와 더미 화소(DP)가 연결된 경우, 발광 화소(P)와 더미 화소(DP)가 동일 주사 신호를 인가받으면, 더미 데이터 구동부(600)는 발광 화소(P)로 인가되는 데이터 신호와 동일한 데이터 신호를 더미 화소(DP)에 인가한다.
더미 데이터 구동부(600)는 외부 연성회로기판(PCB) 상에 구현되어, 더미 데이터선(DDL)들에 연결된 COF(Chip on film)용 OLB 패드를 이용하여 데이터 신호를 인가할 수 있다. 더미 데이터 구동부(600)는 데이터 구동부(500)로부터 더미 화소(DP)에 인가할 데이터 신호를 공급받을 수 있다.
제어부(700)는 주사 제어 신호와 데이터 제어 신호를 생성하여 주사 구동부(400)와 데이터 구동부(500)로 각각 전달한다. 이에 따라 주사 구동부(400)는 스캔선(Sn)에 대하여 차례로 주사 신호를 인가하고, 데이터 구동부(500)는 각 화소(P)에 데이터 신호를 인가한다. 또한 제어부(700)는 더미 데이터 신호를 인가하는 시점을 제어하는 더미 데이터 제어 신호를 생성하여 더미 데이터 구동부(600)로 전달한다. 이에 따라 더미 데이터 구동부(600)는 리페어에 이용된 더미 화소(DP)에 연결된 더미 데이터선(DDL)으로 리페어된 발광 화소(P)에 인가되는 데이터 신호와 동일한 데이터 신호를 공급할 수 있다. 또한, 제1 전원전압(ELVDD), 제2 전원전압(ELVSS), 발광 제어 신호(EM), 초기화 전압(Vint) 등이 제어부(700)의 제어하에 각 화소(P)에 인가될 수 있다.
주사 구동부(400), 데이터 구동부(500), 더미 주사 구동부(600) 및 제어부(700)는 각각 적어도 하나의 집적 회로 칩의 형태로 표시판(300) 위에 직접 장착되거나, 가요성 인쇄 회로막(flexible printed circuit film)(도시하지 않음) 위에 장착되어 TCP(tape carrier package)의 형태로 표시판(300)에 부착되거나, 별도의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(도시하지 않음) 위에 장착될 수도 있다.
또한, 주사 구동부(400), 데이터 구동부(500), 더미 주사 구동부(600) 및 제어부(700)는 각각 단일 칩으로 집적될 수 있으며, 이 경우 이들 중 적어도 하나 또는 이들을 이루는 적어도 하나의 회로 소자가 단일 칩 바깥에 있을 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 발광 화소(P)는 복수개의 신호선(151, 152, 153, 158, 171, 172, 192), 복수개의 신호선에 연결되어 있는 복수개의 트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7), 스토리지 커패시터(storage capacitor, Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)를 포함한다.
트랜지스터(T1, T2, T3, T4, T5, T6, T7)는 구동 트랜지스터(driving transistor)(T1), 스위칭 트랜지스터(switching transistor)(T2), 보상 트랜지스터(compensation transistor)(T3), 초기화 트랜지스터(initialization transistor)(T4), 동작 제어 트랜지스터(operation control transistor)(T5), 발광 제어 트랜지스터(light emission control transistor)(T6) 및 바이패스 트랜지스터(bypass transistor)(T7)를 포함한다.
신호선(151, 152, 153, 158, 171, 172, 192)은 스캔 신호(Sn)를 전달하는 스캔선(151), 초기화 트랜지스터(T4)에 전단 스캔 신호(Sn-1)를 전달하는 전단 스캔선(152), 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)에 발광 제어 신호(EM)를 전달하는 발광 제어선(153), 바이패스 트랜지스터(T7)에 바이패스 신호(BP)를 전달하는 바이패스 제어선(158), 스캔선(151)과 교차하며 데이터 신호(Dm)를 전달하는 데이터선(171), 구동 전압(ELVDD)을 전달하며 데이터선(171)과 거의 평행하게 형성되어 있는 구동 전압선(172), 구동 트랜지스터(T1)를 초기화하는 초기화 전압(Vint)을 전달하는 초기화 전압선(192)을 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)은 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1)과 연결되어 있고, 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)은 동작 제어 트랜지스터(T5)를 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)은 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 구동 트랜지스터(T1)는 스위칭 트랜지스터(T2)의 스위칭 동작에 따라 데이터 신호(Dm)를 전달받아 유기 발광 다이오드(OLED)에 구동 전류(Id)를 공급한다.
스위칭 트랜지스터(T2)의 게이트 전극(G2)은 스캔선(151)과 연결되어 있고, 스위칭 트랜지스터(T2)의 소스 전극(S2)은 데이터선(171)과 연결되어 있으며, 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(D2)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)과 연결되어 있으면서 동작 제어 트랜지스터(T5)을 경유하여 구동 전압선(172)과 연결되어 있다. 이러한 스위칭 트랜지스터(T2)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 데이터선(171)으로 전달된 데이터 신호(Dm)을 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1)으로 전달하는 스위칭 동작을 수행한다.
보상 트랜지스터(T3)의 게이트 전극(G3)은 스캔선(151)에 연결되어 있고, 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1)과 연결되어 있으면서 발광 제어 트랜지스터(T6)를 경유하여 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(anode)와 연결되어 있으며, 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)은 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4), 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 보상 트랜지스터(T3)는 스캔선(151)을 통해 전달받은 스캔 신호(Sn)에 따라 턴 온되어 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)과 드레인 전극(D1)을 서로 연결하여 구동 트랜지스터(T1)를 다이오드 연결시킨다.
초기화 트랜지스터(T4)의 게이트 전극(G4)은 전단 스캔선(152)과 연결되어 있고, 초기화 트랜지스터(T4)의 소스 전극(S4)은 초기화 전압선(192)과 연결되어 있으며, 초기화 트랜지스터(T4)의 드레인 전극(D4)은 보상 트랜지스터(T3)의 드레인 전극(D3)을 거쳐 스토리지 커패시터(Cst)의 일단(Cst1) 및 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 함께 연결되어 있다. 이러한 초기화 트랜지스터(T4)는 전단 스캔선(152)을 통해 전달받은 전단 스캔 신호(Sn-1)에 따라 턴 온되어 초기화 전압(Vint)을 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 전달하여 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압을 초기화시키는 초기화 동작을 수행한다.
동작 제어 트랜지스터(T5)의 게이트 전극(G5)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 소스 전극(S5)은 구동 전압선(172)와 연결되어 있고, 동작 제어 트랜지스터(T5)의 드레인 전극(D5)은 구동 트랜지스터(T1)의 소스 전극(S1) 및 스위칭 트랜지스터(T2)의 드레인 전극(S2)에 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)의 게이트 전극(G6)은 발광 제어선(153)과 연결되어 있으며, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 소스 전극(S6)은 구동 트랜지스터(T1)의 드레인 전극(D1) 및 보상 트랜지스터(T3)의 소스 전극(S3)과 연결되어 있고, 발광 제어 트랜지스터(T6)의 드레인 전극(D6)은 유기 발광 다이오드(OLED)의 애노드(anode)와 전기적으로 연결되어 있다. 이러한 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어선(153)을 통해 전달받은 발광 제어 신호(EM)에 따라 동시에 턴 온되고 이를 통해 구동 전압(ELVDD)이 다이오드 연결된 구동 트랜지스터(T1)를 통해 보상되어 유기 발광 다이오드(OLED)에 전달된다.
스토리지 커패시터(Cst)의 타단(Cst2)은 구동 전압선(172)과 연결되어 있으며, 유기 발광 다이오드(OLED)의 캐소드(cathode)는 공통 전압(ELVSS)을 전달하는 공통 전압선(741)과 연결되어 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서는 바이패스 트랜지스터(T7)를 포함하는 7 트랜지스터 1 커패시터 구조를 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 트랜지스터의 수와 커패시터의 수는 다양하게 변형 가능하다.
이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 구체적인 동작 과정을 도 3을 참고하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소에 인가되는 신호의 타이밍도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 우선, 초기화 기간 동안 전단 스캔선(152)을 통해 로우 레벨(low level)의 전단 스캔 신호(Sn-1)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 전단 스캔 신호(Sn-1)에 대응하여 초기화 트랜지스터(T4)가 턴 온(Turn on)되며, 초기화 전압선(192)으로부터 초기화 트랜지스터(T4)를 통해 초기화 전압(Vint)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 연결되고, 초기화 전압(Vint)에 의해 구동 트랜지스터(T1)가 초기화된다.
이 후, 데이터 프로그래밍 기간 중 스캔선(151)을 통해 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)가 공급된다. 그러면, 로우 레벨의 스캔 신호(Sn)에 대응하여 스위칭 트랜지스터(T2) 및 보상 트랜지스터(T3)가 턴 온된다. 이 때, 구동 트랜지스터(T1)는 턴 온된 보상 트랜지스터(T3)에 의해 다이오드 연결되고, 순방향으로 바이어스 된다.
그러면, 데이터선(171)으로부터 공급된 데이터 신호(Dm)에서 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Threshold voltage, Vth)만큼 감소한 보상 전압(Dm+Vth, Vth는 (-)의 값)이 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)에 인가된다. 스토리지 커패시터(Cst)의 양단에는 구동 전압(ELVDD)과 보상 전압(Dm+Vth)이 인가되고, 스토리지 커패시터(Cst)에는 양단 전압 차에 대응하는 전하가 저장된다.
이 후, 발광 기간 동안 발광 제어선(153)으로부터 공급되는 발광 제어 신호(EM)가 하이 레벨에서 로우 레벨로 변경된다. 그러면, 발광 기간 동안 로우 레벨의 발광 제어 신호(EM)에 의해 동작 제어 트랜지스터(T5) 및 발광 제어 트랜지스터(T6)가 턴 온된다.
그러면, 구동 트랜지스터(T1)의 게이트 전극(G1)의 게이트 전압과 구동 전압(ELVDD) 간의 전압차에 따르는 구동 전류(Id)가 발생하고, 발광 제어 트랜지스터(T6)를 통해 구동 전류(Id)가 유기 발광 다이오드(OLED)에 공급된다. 발광 기간 동안 스토리지 커패시터(Cst)에 의해 구동 트랜지스터(T1)의 게이트-소스 전압(Vgs)은 '(Dm+Vth)-ELVDD'으로 유지되고, 구동 트랜지스터(T1)의 전류-전압 관계에 따르면, 구동 전류(Id)는 소스-게이트 전압에서 문턱 전압을 차감한 값의 제곱 '(Dm-ELVDD)2'에 비례한다. 따라서 구동 전류(Id)는 구동 트랜지스터(T1)의 문턱 전압(Vth)에 관계 없이 결정된다.
이 때, 바이패스 트랜지스터(T7)는 바이패스 제어선(158)으로부터 바이패스 신호(BP)를 전달받는다. 바이패스 신호(BP)는 바이패스 트랜지스터(T7)를 항상 오프시킬 수 있는 소정 레벨의 전압으로서, 바이패스 트랜지스터(T7)는 트랜지스터 오프 레벨의 전압을 게이트 전극(G7)에 전달받게 됨으로써, 바이패스 트랜지스터(T7)가 항상 오프되고, 오프된 상태에서 구동 전류(Id)의 일부는 바이패스 전류(Ibp)로 바이패스 트랜지스터(T7)를 통해 빠져나가게 한다.
이하에서는, 이러한 구조가 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 불량 화소 리페어를 도 4 내지 도 6을 참고하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시판을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 5 및 도 6은 도 4에 도시된 표시판에서 리페어선을 이용하여 불량 화소를 리페어하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 4를 참고하면, 표시판(300)은 발광에 의해 영상을 표시하는 표시 영역(PA) 및 표시 영역(PA) 주변의 더미 영역(DA)을 포함한다.
표시 영역(PA)에는 복수의 스캔선(Sn) 및 복수의 데이터선(Dm)이 배열되어 있고, 스캔선(Sn) 및 데이터선(Dm)에 연결되어 있는 복수의 발광 화소(P)가 형성된다. 복수의 발광 화소(P)는 대략 행렬 형태로 배열되어 있을 수 있다.
발광 화소(P)는 발광 화소 회로(C) 및 발광 화소 회로(C)로부터 구동 전류를 공급받아 발광하는 유기 발광 다이오드(E)를 구비한다. 발광 화소 회로(C)는 하나 이상의 박막 트랜지스터 및 커패시터를 포함할 수 있다. 발광 화소(P)는 하나의 색을 방출하며, 예를 들어, 적색, 청색, 녹색, 백색 중 하나의 색을 방출할 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 적색, 청색, 녹색, 백색 외의 다른 색을 방출할 수도 있다.
복수의 발광 화소(P)는 제1 발광 화소(P1)와 제2 발광 화소(P2)를 포함한다.
제1 발광 화소(P1)와 제2 발광 화소(P2)는 하나의 데이터선(Dm)에 연결되어 서로 좌우 대칭 형태로 이루어질 수 있다. "→"와 "←"는 제1 발광 화소(P1)와 제2 발광 화소(P2)가 서로 좌우 대칭 형태라는 것을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제1 발광 화소(P1)와 제2 발광 화소(P2)의 형태에 대해서는 후에 도 7 내지 10을 참고하여 자세히 설명한다.
각 행에는 스캔선(Sn)과 평행하며 이격 형성된 복수의 리페어선(RL)이 배열된다. 복수의 발광 화소(P)의 유기 발광 다이오드(E)는 리페어선(RL)과 절연되고, 추후 리페어 시, 리페이선(RL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드(E)는 제1 연결선(11)과 전기적으로 연결되고, 제1 연결선(11)은 절연막을 사이에 두고 리페어선(RL)과 일부 중첩되도록 형성될 수 있다. 제1 연결선(11)은 도전성 물질로 형성된 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다. 추후 리페어 시, 제1 연결선(11)과 리페어선(RL)의 중첩 영역으로 레이저가 조사되면, 절연막이 파괴되면서 제1 연결선(11)과 리페이선(RL)이 쇼트되어 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 발광 화소(P)의 유기 발광 다이오드(E)는 리페어선(RL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
더미 영역(DA)은 표시 영역(PA)의 좌측 및 우측 중 적어도 일 측에 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 더미 영역(DA)이 표시 영역(PA)의 상측 및 하측 중 적어도 일 측에 형성될 수 있다. 도 4에서는 표시 영역(PA)의 좌측에 더미 영역(DA)이 형성되고, 각 화소 행에 하나의 더미 화소(DP)가 형성된 예를 도시하고 있다.
더미 영역(DA)에는 복수의 스캔선(SL)과 연결된 더미 화소(DP)가 형성된다. 더미 영역(DA)에는 복수의 더미 데이터선(DDL)이 형성된다. 더미 데이터선(DDL)은 데이터선(Dm)과 평행하게 열 방향으로 배열된다. 더미 화소(DP)는 유기 발광 다이오드를 구비하지 않고, 더미 화소 회로를 구비한다.
더미 화소(DP)는 각 행마다 번갈아 가며 형성된 제1 더미 화소(DP1)와 제2 더미 화소(DP2)를 포함한다.
제1 더미 화소(DP1)와 제2 더미 화소(DP2)는 서로 좌우 대칭 형태로 이루어진다. 즉, 제1 더미 화소(DP1)가 제1 발광 화소(P1)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태이면, 제2 더미 화소(DP2)는 제2 발광 화소(P2)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태이고, 제1 더미 화소(DP1)가 제2 발광 화소(P2)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태이면, 제2 더미 화소(DP2)는 제1 발광 화소(P1)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태로 이루어진다.
더미 화소(DP)는 복수의 더미 데이터선(DDL)과 절연되고, 추후 리페어 시, 하나의 데이터선(DDL)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 더미 화소(DP)는 제2 연결선(12)과 전기적으로 연결되고, 제2 연결선(12)은 절연막을 사이에 두고 적어도 하나의 더미 데이터선(DDL)과 일부 중첩되도록 형성될 수 있다. 제2 연결선(12)은 제1 연결선(11)과 유사하게, 도전성 물질로 형성된 하나 이상의 도전층을 포함할 수 있다. 추후 리페어 시, 제2 연결선(12)과 더미 데이터선(DDL)의 중첩 영역으로 레이저가 조사되면, 절연막이 파괴되면서 제2 연결선(12)과 더미 데이터선(DDL)이 쇼트되어 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 하나의 더미 화소(DP)는 하나의 더미 데이터선(DDL)과 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 제1 리페이선(RL1)과 제2 리페어선(RL2)은 제2 연결선(21)을 통해서 연결되어 있다.
이하에서는, 도 5 및 도 6을 참조하여 표시 영역(PA)에 위치하는 발광 화소(P)들 중 어느 하나의 발광 화소가 불량인 경우 발광 화소를 리페어하는 방법을 설명한다.
먼저 도 5를 참조하여, 제1 발광 화소(P1)가 불량인 경우 제1 발광 화소(P1)를 레페어하는 방법을 설명한다.
불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)를 발광 화소 회로(C)와 분리한다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드(E)와 발광 화소 회로(C)의 연결 영역에 레이저를 조사하여 절단(cut)함으로써 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)를 발광 화소 회로(C)와 분리할 수 있다.
다음으로, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)와 제2 더미 화소(DP2)를 각각 전기적으로 연결한다. 이때, 제2 더미 화소(DP2)는 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태를 가진다. 즉, 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)가 "→"형태이면, 불량 발광 화소(FP)와 연결되는 더미 화소(DP)는 "→"형태를 가지는 제2 더미 화소(DP2)이다. 예를 들어, 발광 화소 회로(C)의 반도체가 "ㄹ" 형태이면, 제2 더미 화소(DP2)의 반도체도 "ㄹ"형태이다.
이때, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)에 연결된 제1 연결선(11)과 동일 행의 제1 리페어선(RL1)의 중첩 영역에 레이저를 조사하여 제1 연결선(11)과 유기 발광 다이오드(E)를 제1 리페어선(RL1)에 전기적으로 연결한다. 그리고, 제2 더미 화소(DP2)에 연결된 제2 연결선(12)과 하나의 더미 데이터선(DDL)의 중첩 영역에 레이저를 조사하여 제2 연결선(12)과 더미 데이터선(DDL)을 전기적으로 연결한다.
다음으로 도 6을 참조하여, 제2 발광 화소(P2)가 불량인 경우 제2 발광 화소(P2)를 레페어하는 방법을 설명한다.
불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)를 발광 화소 회로(C)와 분리한다. 예를 들어, 유기 발광 다이오드(E)와 발광 화소 회로(C)의 연결 영역에 레이저를 조사하여 절단(cut)함으로써 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)를 발광 화소 회로(C)와 분리할 수 있다.
다음으로, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)와 제1 더미 화소(DP1)를 각각 전기적으로 연결한다. 이때, 제1 더미 화소(DP1)는 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태를 가진다. 즉, 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)가 "←"형태이면, 불량 발광 화소(FP)와 연결되는 더미 화소(DP)는 "←"형태를 가지는 제1 더미 화소(DP1)이다. 예를 들어, 발광 화소 회로(C)의 반도체가 "역ㄹ" 형태이면, 제1 더미 화소(DP1)의 반도체도 "역ㄹ"형태이다.
이때, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)에 연결된 제1 연결선(11)과 동일 행의 제2 리페어선(RL2)의 중첩 영역에 레이저를 조사하여 제1 연결선(11)과 유기 발광 다이오드(E)를 제2 리페어선(RL2)에 전기적으로 연결한다. 그리고, 제2 더미 화소(DP2)에 연결된 제2 연결선(12)과 하나의 더미 데이터선(DDL)의 중첩 영역에 레이저를 조사하여 제2 연결선(12)과 더미 데이터선(DDL)을 전기적으로 연결한다.
즉, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)와 발광 화소 회로(C)를 단선하고, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)와 더미 화소(DP)를 연결한다. 그리고, 더미 데이터선(DDL)으로 데이터선(Dm)에서 공급되는 데이터 신호를 전달한다. 그러면 더미 화소(DP)에서 공급되는 전류에 의해 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)가 정상적으로 발광할 수 있다.
이때, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)는 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태로 이루어진 더미 화소(DP)와 연결된다.
불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)가 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)와 반대 방향의 형태를 가지는 더미 화소(DP)와 연결되는 경우에는 불량 화소를 정상적인 화소로 리페어 할 수 없다.
구체적으로, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)가 동일한 열에 위치하는 다른 발광 화소 회로(C)와 반대 방향의 형태를 가지게 되는 더미 화소(DP)와 연결되는 경우에는, 표시 패널 제조 공정 중 발생하는 오버레이(overlay) 틀어짐에 의해 동일한 열에 위치하는 다른 발광 화소(P)와의 기생 커패시터 불일치가 발생하게 된다. 이로 인해, 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)에는 동일한 열에 위치하는 다른 발광 화소(P)와 다른 전류가 발생하여 불량 화소를 정상적인 화소로 리폐어 할 수 없다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 불량 발광 화소(FP)의 유기 발광 다이오드(E)가 불량 발광 화소(FP)의 발광 화소 회로(C)와 동일한 형태로 이루어진 더미 화소(DP)와 연결됨으로써, 불량 화소를 정상적인 화소로 리페어할 수 있다.
이하에서, 이러한 구조가 적용된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 상세 구조에 대하여 도 7 내지 도 10을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 인접하는 두 화소의 복수개의 트랜지스터 및 커패시터를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 인접하는 두 화소의 구체적인 배치도이고, 도 9는 도 8의 유기 발광 표시 장치를 IⅩ- IⅩ선을 따라 자른 단면도이고, 도 10은 도 8의 유기 발광 표시 장치를 Ⅹ-Ⅹ선을 따라 자른 단면도이다.
이하에서는, 도 7 및 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구체적인 평면상 구조에 대해 우선 상세히 설명하고, 도 9 및 도 10을 참고하여 구체적인 단면상 구조에 대해 상세히 설명한다.
우선, 도 7 및 도 8을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소에 대해서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 스캔 신호(Sn), 전단 스캔 신호(Sn-1), 발광 제어 신호(EM) 및 바이패스 신호(BP)를 각각 인가하며 행 방향을 따라 형성되어 있는 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 바이패스 제어선(158)을 포함한다. 그리고, 스캔선(151), 전단 스캔선(152), 발광 제어선(153) 및 바이패스 제어선(158)과 교차하고 있으며 화소(1)에 데이터 신호(Dm) 및 구동 전압(ELVDD)을 각각 인가하는 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)을 포함한다. 초기화 전압(Vint)은 초기화 전압선(192)에서 초기화 트랜지스터(T4)를 경유하여 보상 트랜지스터(T3)로 전달된다.
또한, 화소(1)에는 구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6), 바이패스 트랜지스터(T7), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성되어 있다. 유기 발광 다이오드(OLED)는 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)으로 이루어진다. 이 때, 보상 트랜지스터(T3)와 초기화 트랜지스터(T4)는 누설 전류를 차단하기 위해 듀얼 게이트(dual gate) 구조의 트랜지스터로 구성되어 있다.
구동 트랜지스터(T1), 스위칭 트랜지스터(T2), 보상 트랜지스터(T3), 초기화 트랜지스터(T4), 동작 제어 트랜지스터(T5), 발광 제어 트랜지스터(T6) 및 바이패스 트랜지스터(T7)의 각각의 채널(channel)은 연결되어 있는 하나의 반도체(130)의 내부에 형성되어 있으며, 반도체(130)는 다양한 형상으로 굴곡되어 형성될 수 있다. 이러한 반도체(130)는 다결정 반도체 물질 또는 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 산화물 반도체 물질은 티타늄(Ti), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 알루미늄(Al), 탄탈륨(Ta), 게르마늄(Ge), 아연(Zn), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 또는 인듐(In)을 기본으로 하는 산화물, 이들의 복합 산화물인 인듐-갈륨-아연 산화물(InGaZnO4), 인듐-아연 산화물(Zn-In-O), 아연-주석 산화물(Zn-Sn-O) 인듐-갈륨 산화물 (In-Ga-O), 인듐-주석 산화물(In-Sn-O), 인듐-지르코늄 산화물(In-Zr-O), 인듐-지르코늄-아연 산화물(In-Zr-Zn-O), 인듐-지르코늄-주석 산화물(In-Zr-Sn-O), 인듐-지르코늄-갈륨 산화물(In-Zr-Ga-O), 인듐-알루미늄 산화물(In-Al-O), 인듐-아연-알루미늄 산화물(In-Zn-Al-O), 인듐-주석-알루미늄 산화물(In-Sn-Al-O), 인듐-알루미늄-갈륨 산화물(In-Al-Ga-O), 인듐-탄탈륨 산화물(In-Ta-O), 인듐-탄탈륨-아연 산화물(In-Ta-Zn-O), 인듐-탄탈륨-주석 산화물(In-Ta-Sn-O), 인듐­탄탈륨­갈륨 산화물(In-Ta-Ga-O), 인듐-게르마늄 산화물(In-Ge-O), 인듐-게르마늄-아연 산화물(In-Ge-Zn-O), 인듐-게르마늄-주석 산화물(In-Ge-Sn-O), 인듐-게르마늄-갈륨 산화물(In-Ge-Ga-O), 티타늄-인듐-아연 산화물(Ti-In-Zn-O), 하프늄-인듐-아연 산화물(Hf-In-Zn-O) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 반도체(130)가 산화물 반도체 물질로 이루어지는 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체 물질를 보호하기 위해 별도의 보호층이 추가될 수 있다.
반도체(130)는 N형 불순물 또는 P형 불순물로 채널 도핑이 되어 있는 채널 (channel)과, 채널의 양 옆에 형성되어 있으며 채널에 도핑된 도핑 불순물보다 도핑 농도가 높은 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역을 포함한다. 본 실시예에서 소스 도핑 영역 및 드레인 도핑 영역은 각각 소스 전극 및 드레인 전극에 해당한다. 반도체(130)에 형성되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극은 해당 영역만 도핑하여 형성할 수 있다. 또한, 반도체(130)에서 서로 다른 트랜지스터의 소스 전극과 드레인 전극의 사이 영역도 도핑되어 소스 전극과 드레인 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 채널(131)은 구동 트랜지스터(T1)에 형성되는 구동 채널(131a), 스위칭 트랜지스터(T2)에 형성되는 스위칭 채널(131b), 보상 트랜지스터(T3)에 형성되는 보상 채널(131c), 초기화 트랜지스터(T4)에 형성되는 초기화 채널(131d), 동작 제어 트랜지스터(T5)에 형성되는 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 트랜지스터(T6)에 형성되는 발광 제어 채널(131f) 및 바이패스 트랜지스터(T7)에 형성되는 바이패스 채널(131g)을 포함한다.
구동 트랜지스터(T1)는 구동 채널(131a), 구동 게이트 전극(155a), 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)을 포함한다. 구동 채널(131a)은 굴곡되어 있으며, 사행 형상 또는 지그재그 형상을 가질 수 있다. 이와 같이, 굴곡된 형상의 구동 채널(131a)을 형성함으로써, 좁은 공간 내에 길게 구동 채널(131a)을 형성할 수 있다. 따라서, 길게 형성된 구동 채널(131a)에 의해 구동 게이트 전극(155a)에 인가되는 게이트 전압(Vg)의 구동 범위(driving range)는 넓어지게 된다. 게이트 전압(Vg)의 구동 범위가 넓으므로 게이트 전압(Vg)의 크기를 변화시켜 유기 발광 다이오드(OLED)에서 방출되는 빛의 계조를 보다 세밀하게 제어할 수 있으며, 그 결과 유기 발광 표시 장치의 해상도를 높이고 표시 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 구동 채널(131a)의 형상을 다양하게 변형하여 '역S', 'S', 'M', 'W' 등의 다양한 실시예가 가능하다.
구동 게이트 전극(155a)은 구동 채널(131a)과 중첩하고 있으며, 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)은 구동 채널(131a)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 구동 게이트 전극(155a)은 접촉 구멍(61)을 통해 제1 데이터 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
구동 소스 전극(136a)은 데이터선(171)과 소정 간격(d) 이격되어 형성되어 있으므로, 서로 중첩하지 않는다. 따라서, 구동 소스 전극(136a)과 데이터선(171)간의 기생 커패시터를 최소화할 수 있다. 이 경우, 발광 제어 신호(EM)에 의해 턴 온되어 구동 소스 전극(136a)으로 전달되는 구동 전압(ELVDD)과, 데이터선을 통해 전달되는 데이터 신호(Dm)간의 간섭이 최소화된다.
한편, 스위칭 트랜지스터(T2)는 스위칭 채널(131b), 스위칭 게이트 전극(155b), 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)을 포함한다. 스캔선(151)에서 아래쪽으로 확장된 일부인 스위칭 게이트 전극(155b)은 스위칭 채널(131b)과 중첩하고 있으며, 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)은 스위칭 채널(131b)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 스위칭 소스 전극(136b)은 접촉 구멍(62)을 통해 데이터선(171)과 연결되어 있다.
보상 트랜지스터(T3)는 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며 서로 인접하고 있는 제1 보상 트랜지스터(T3-1) 및 제2 보상 트랜지스터(T3-2)를 포함한다. 제1 보상 트랜지스터(T3-1)는 스캔선(151)을 중심으로 위치하고 있으며, 제2 보상 트랜지스터(T3-2)는 스캔선(151)의 돌출부를 중심으로 위치하고 있다. 제1 보상 트랜지스터(T3-1)는 제1 보상 채널(131c1), 제1 보상 게이트 전극(155c1), 제1 보상 소스 전극(136c1) 및 제1 보상 드레인 전극(137c1)을 포함하고, 제2 보상 트랜지스터(T3-2)는 제2 보상 채널(131c2), 제2 보상 게이트 전극(155c2), 제2 보상 소스 전극(136c2) 및 제2 보상 드레인 전극(137c2)을 포함한다.
스캔선(151)의 일부인 제1 보상 게이트 전극(155c1)은 제1 보상 채널(131c1)과 중첩하고 있으며, 제1 보상 소스 전극(136c1) 및 제1 보상 드레인 전극(137c1)은 제1 보상 채널(131c1)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 제1 보상 소스 전극(136c1)은 발광 제어 소스 전극(136f) 및 구동 드레인 전극(137a)과 연결되어 있으며, 제1 보상 드레인 전극(137c1)은 제2 보상 소스 전극(136c2)과 연결되어 있다.
스캔선(151)에서 위쪽으로 돌출된 돌출부인 제2 보상 게이트 전극(155c2)은 제2 보상 채널(131c2)과 중첩하고 있으며, 제2 보상 소스 전극(136c2) 및 제2 보상 드레인 전극(137c2)은 제2 보상 채널(131c2)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 제2 보상 드레인 전극(137c2)은 접촉 구멍(63)을 통해 제1 데이터 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
초기화 트랜지스터(T4)는 누설 전류 방지를 위해 2개가 형성되어 있으며 서로 인접하고 있는 제1 초기화 트랜지스터(T4-1) 및 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)를 포함한다. 제1 초기화 트랜지스터(T4-1)는 전단 스캔선(152)을 중심으로 위치하고 있으며, 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)는 전단 스캔선(152)의 돌출부를 중심으로 위치하고 있다. 제1 초기화 트랜지스터(T4-1)는 제1 초기화 채널(131d1), 제1 초기화 게이트 전극(155d1), 제1 초기화 소스 전극(136d1) 및 제1 초기화 드레인 전극(137d1)을 포함하고, 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)는 제2 초기화 채널(131d2), 제2 초기화 게이트 전극(155d2), 제2 초기화 소스 전극(136d2) 및 제2 초기화 드레인 전극(137d2)을 포함한다.
전단 스캔선(152)의 일부인 제1 초기화 게이트 전극(155d1)은 제1 초기화 채널(131d1)과 중첩하고 있으며, 제1 초기화 채널(131d1)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 제1 초기화 소스 전극(136d1)은 접촉 구멍(64)을 통해 제2 데이터 연결 부재(175)와 연결되어 있으며, 제1 초기화 드레인 전극(137d1)은 제2 초기화 소스 전극(136d2)과 연결되어 있다.
전단 스캔선(152)에서 아래쪽으로 돌출된 돌출부인 제2 초기화 게이트 전극(155d2)은 제2 초기화 채널(131d2)과 중첩하고 있으며, 제2 초기화 소스 전극(136d2) 및 제2 초기화 드레인 전극(137d2)은 제2 초기화 채널(131c2)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 제2 초기화 드레인 전극(137d2)은 접촉 구멍(63)을 통해 제1 데이터 연결 부재(174)와 연결되어 있다.
이와 같이, 보상 트랜지스터(T3)는 제1 보상 트랜지스터(T3-1) 및 제2 보상 트랜지스터(T3-2)로 2개를 형성하고, 초기화 트랜지스터(T4)는 제1 초기화 트랜지스터(T4-1) 및 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)로 2개를 형성함으로써, 오프 상태에서 채널(131c1, 131c2, 131d1, 131d2)의 전자 이동 경로를 차단하여 누설 전류가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
동작 제어 트랜지스터(T5)는 동작 제어 채널(131e), 동작 제어 게이트 전극(155e), 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)을 포함한다. 발광 제어선(153)의 일부인 동작 제어 게이트 전극(155e)은 동작 제어 채널(131e)과 중첩하고 있으며, 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)은 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 동작 제어 소스 전극(136e)은 접촉 구멍(65)을 통해 구동 전압선(172)의 일부와 연결되어 있다.
발광 제어 트랜지스터(T6)는 발광 제어 채널(131f), 발광 제어 게이트 전극(155f), 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)을 포함한다. 발광 제어선(153)의 일부인 발광 제어 게이트 전극(155f)은 발광 제어 채널(131f)과 중첩하고 있으며, 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)은 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 발광 제어 드레인 전극(137f)은 접촉 구멍(66)을 통해 제3 데이터 연결 부재(179)와 연결되어 있다.
바이패스 박막 트랜지스터(T7)는 바이패스 채널(131g), 바이패스 게이트 전극(155g), 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)을 포함한다. 바이패스 제어선(158)의 일부인 바이패스 게이트 전극(155g)은 바이패스 채널(131g)과 중첩하고 있으며, 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)은 바이패스 채널(131g)의 양 옆에 인접하여 각각 형성되어 있다. 바이패스 소스 전극(136g)은 접촉 구멍(81)을 통해 제3 데이터 연결 부재(179)와 연결되어 있고, 바이패스 드레인 전극(137g)은 제1 초기화 소스 전극(136d1)와 직접 연결되어 있다.
구동 트랜지스터(T1)의 구동 채널(131a)의 일단은 스위칭 드레인 전극(137b) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)과 연결되어 있으며, 구동 채널(131a)의 타단은 보상 소스 전극(136c) 및 발광 제어 소스 전극(136f)과 연결되어 있다.
스토리지 커패시터(Cst)는 제2 게이트 절연막(142)을 사이에 두고 배치되는 제1 스토리지 전극(155a)과 제2 스토리지 전극(156)을 포함한다. 제1 스토리지 전극(155a)은 구동 게이트 전극(155a)에 해당하고, 제2 스토리지 전극(156)은 스토리지선(126)에서 확장된 부분으로서, 구동 게이트 전극(155a)보다 넓은 면적을 차지하며 구동 게이트 전극(155a)을 전부 덮고 있다. 여기서, 제2 게이트 절연막(142)은 유전체가 되며, 스토리지 커패시터(Cst)에서 축전된 전하와 양 전극(155a, 156) 사이의 전압에 의해 스토리지 커패시턴스(Storage Capacitance)가 결정된다. 이와 같이, 구동 게이트 전극(155a)을 제1 스토리지 전극(155a)으로 사용함으로써, 화소 내에서 큰 면적을 차지하는 구동 채널(131a)에 의해 좁아진 공간에서 스토리지 커패시터를 형성할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
구동 게이트 전극(155a)인 제1 스토리지 전극(155a)은 접촉 구멍(61) 및 스토리지 개구부(68)를 통하여 제1 데이터 연결 부재(174)의 일단과 연결되어 있다. 스토리지 개구부(68)은 제2 스토리지 전극(156)에 형성된 개구부이다. 제1 데이터 연결 부재(174)는 데이터선(171)과 거의 평행하게 동일한 층에 형성되어 있으며 제1 데이터 연결 부재(174)의 타단은 접촉 구멍(63)을 통해 제2 보상 트랜지스터(T3-2)의 제2 보상 드레인 전극(137c2) 및 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)의 제2 초기화 드레인 전극(137d2)과 연결되어 있다. 따라서, 제1 데이터 연결 부재(174)는 구동 게이트 전극(155a)과 제2 보상 트랜지스터(T3-2)의 제2 보상 드레인 전극(137c2) 및 제2 초기화 트랜지스터(T4-2)의 제2 초기화 드레인 전극(137d2)을 서로 연결하고 있다.
제2 스토리지 전극(156)은 접촉 구멍(69)을 통해 구동 전압선(172)과 연결되어 있다.
따라서, 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 전압선(172)을 통해 제2 스토리지 전극(156)에 전달된 구동 전압(ELVDD)과 구동 게이트 전극(155a)의 게이트 전압(Vg)간의 차에 대응하는 스토리지 커패시턴스를 저장한다.
제3 데이터 연결 부재(179)는 접촉 구멍(81)을 통해 화소 전극(191)과 연결되어 있으며, 제2 데이터 연결 부재(175)는 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 인접하는 화소는 서로 좌우 대칭 형태로 이루어질 수 있다.
이하, 도 9 및 도 10을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단면상 구조에 대해 적층 순서에 따라 구체적으로 설명한다.
이 때, 동작 제어 트랜지스터(T5)는 발광 제어 트랜지스터(T6)의 적층 구조와 대부분 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
기판(110) 위에는 버퍼층(120)이 형성되어 있다. 기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성될 수 있고, 버퍼층(120)은 다결정 반도체를 형성하기 위한 결정화 공정 시 기판(110)으로부터 불순물을 차단하여 다결정 반도체의 특성을 향상시키고, 기판(110)이 받는 스트레스를 줄이는 역할을 할 수 있다.
버퍼층(120) 위에는 구동 채널(131a), 스위칭 채널(131b), 보상 채널(131c), 초기화 채널(131d), 동작 제어 채널(131e), 발광 제어 채널(131f) 및 바이패스 채널(131g)을 포함하는 반도체(130)가 형성되어 있다. 반도체(130) 중 구동 채널(131a)의 양 옆에는 구동 소스 전극(136a) 및 구동 드레인 전극(137a)이 형성되어 있고, 스위칭 채널(131b)의 양 옆에는 스위칭 소스 전극(136b) 및 스위칭 드레인 전극(137b)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 보상 채널(131c1)의 양 옆에는 제1 보상 소스 전극(136c1) 및 제1 보상 드레인 전극(137c1)이 형성되어 있고, 제2 보상 채널(131c2)의 양 옆에는 제2 보상 소스 전극(136c2) 및 제2 보상 드레인 전극(137c2)이 형성되어 있고, 제1 초기화 채널(131d1)의 양 옆에는 제1 초기화 소스 전극(136d1) 및 제1 초기화 드레인 전극(137d1)이 형성되어 있고, 제2 초기화 채널(131d2)의 양 옆에는 제2 초기화 소스 전극(136d2) 및 제2 초기화 드레인 전극(137d2)이 형성되어 있다. 그리고, 동작 제어 채널(131e)의 양 옆에는 동작 제어 소스 전극(136e) 및 동작 제어 드레인 전극(137e)이 형성되어 있고, 발광 제어 채널(131f)의 양 옆에는 발광 제어 소스 전극(136f) 및 발광 제어 드레인 전극(137f)이 형성되어 있다. 그리고, 바이패스 채널(131g)의 양 옆에는 바이패스 소스 전극(136g) 및 바이패스 드레인 전극(137g)이 형성되어 있다.
반도체(130) 위에는 이를 덮는 제1 게이트 절연막(141)이 형성되어 있다. 제1 게이트 절연막(141) 위에는 스위칭 게이트 전극(155b), 제1 보상 게이트 전극(155c1) 및 제2 보상 게이트 전극(155c2)을 포함하는 스캔선(151), 제1 초기화 게이트 전극(155d1) 및 제2 초기화 게이트 전극(155d2)을 포함하는 전단 스캔선(152), 동작 제어 게이트 전극(155e) 및 발광 제어 게이트 전극(155f)을 포함하는 발광 제어선(153), 바이패스 게이트 전극(155g)을 포함하는 바이패스 제어선(158), 그리고 구동 게이트 전극(제1 스토리지 전극)(155a)을 포함하는 제1 게이트 배선(151, 152, 153, 158, 155a, 155b, 155c1, 155c2, 155d1, 155d2, 155e, 155f)이 형성되어 있다.
제1 게이트 배선(151, 152, 153, 158, 155a, 155b, 155c1, 155c2, 155d1, 155d2, 155e, 155f) 및 제1 게이트 절연막(141) 위에는 이를 덮는 제2 게이트 절연막(142)이 형성되어 있다. 제1 게이트 절연막(141) 및 제2 게이트 절연막(142)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
제2 게이트 절연막(142) 및 제2 게이트 배선(126, 156) 위에는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 질화 규소(SiNx) 또는 산화 규소(SiO2) 따위로 형성될 수 있다.
층간 절연막(160)에는 접촉 구멍(61, 62, 63, 64, 65, 66, 69)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160) 위에는 데이터선(171), 구동 전압선(172), 제1 데이터 연결 부재(174), 제2 데이터 연결 부재(175), 그리고 제3 데이터 연결 부재(179)를 포함하는 데이터 배선(171, 172, 174, 175, 179)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 제1 게이트 절연막(141), 제2 게이트 절연막(142) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(62)을 통해 스위칭 소스 전극(136b)와 연결되어 있으며, 제1 데이터 연결 부재(174)의 일단은 제2 게이트 절연막(142) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(61)을 통하여 제1 스토리지 전극(155a)과 연결되어 있고, 제1 데이터 연결 부재(174)의 타단은 제1 게이트 절연막(141), 제2 게이트 절연막(142) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(63)을 통해 제2 보상 드레인 전극(137c2) 및 제2 초기화 드레인 전극(137d2)와 연결되어 있다.
사각 형상의 제2 데이터 연결 부재(175)는 제1 게이트 절연막(141), 제2 게이트 절연막(142) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(64)을 통해 제1 초기화 소스 전극(136d1)과 연결되어 있다. 그리고, 사각 형상의 제3 데이터 연결 부재(179)는 제1 게이트 절연막(141), 제2 게이트 절연막(142) 및 층간 절연막(160)에 형성된 접촉 구멍(66)을 통해 발광 제어 드레인 전극(137f)과 연결되어 있다.
데이터 배선(171, 172, 174, 175, 179) 및 층간 절연막(160) 위에는 이를 덮는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 유기막으로 형성될 수 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 초기화 전압선(192)이 형성되어 있다. 제3 데이터 연결 부재(179)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(81)을 통해 화소 전극(191)과 연결되어 있고, 제2 데이터 연결 부재(175)는 보호막(180)에 형성된 접촉 구멍(82)을 통해 초기화 전압선(192)과 연결되어 있다.
보호막(180), 초기화 전압선(192) 및 화소 전극(191)의 가장자리 위에는 이를 덮는 화소 정의막(Pixel Defined Layer, PDL)(350)이 형성되어 있고, 화소 정의막(350)은 화소 전극(191)을 드러내는 화소 개구부(351)를 가진다. 화소 정의막(350)은 폴리아크릴계 수지(polyacrylates resin) 및 폴리이미드계(polyimides) 등의 수지 또는 실리카 계열의 무기물 등으로 만들 수 있다.
화소 개구부(351)에 의해 노출된 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(370)이 형성되고, 유기 발광층(370) 상에는 공통 전극(270)이 형성된다. 공통 전극(270)은 화소 정의막(350) 위에도 형성되어 복수의 화소에 걸쳐 형성된다. 이와 같이, 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(OLED)가 형성된다.
여기서, 화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(191)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(370) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
유기 발광층(370)은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어진다. 또한, 유기 발광층(370)은 발광층과, 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 다중막으로 형성될 수 있다. 이들 모두를 포함할 경우, 정공 주입층이 양극인 화소 전극(191) 상에 배치되고, 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층된다.
유기 발광층(370)은 적색을 발광하는 적색 유기 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 유기 발광층 및 청색을 발광하는 청색 유기 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 유기 발광층(370)은 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 유기 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 유기 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 유기 발광층, 녹색 유기 발광층 및 청색 유기 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
다른 예에서 설명한 백색 유기 발광층은 하나의 유기 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 유기 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있도록 한 구성까지 포함한다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 유기 발광층과 적어도 하나의 청색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 유기 발광층과 적어도 하나의 적색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 유기 발광층과 적어도 하나의 녹색 유기 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
공통 전극(270) 상에는 유기 발광 다이오드(OLED)를 보호하는 봉지 부재(도시하지 않음)가 형성될 수 있으며, 봉지 부재는 실런트에 의해 기판(110)에 밀봉될 수 있으며, 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱, 및 금속 등 다양한 소재로 형성될 수 있다. 한편, 실런트를 사용하지 않고 공통 전극(270) 상에 무기막과 유기막을 증착하여 박막 봉지층을 형성할 수도 있다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
151: 스캔선 152: 전단 스캔선
153: 발광 제어선 158: 바이패스 제어선
155a: 구동 게이트 전극 155b: 스위칭 게이트 전극
131a: 구동 채널 132b: 스위칭 채널
141: 제1 게이트 절연막 142: 제2 게이트 절연막
160: 층간 절연막 171: 데이터선
172: 구동 전압선 P: 발광 화소
P1: 제1 발광 화소 P2: 제2 발광 화소
DP: 더미 화소 DP1: 제1 더미 화소
DP2: 제2 더미 화소 RL: 리페어선

Claims (14)

  1. 표시 영역에 위치하면서 제1 발광 화소와 제2 발광 화소를 포함하는 복수개의 발광 화소;
    더미 영역에 위치하면서 제1 더미 화소 및 제2 더미 화소를 포함하는 복수개의 더미 화소;
    상기 제1 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제1 리페이선과 상기 제2 더미 화소와 상기 제1 발광 화소 및 상기 제2 발광 화소를 연결하는 제2 리페이선을 포함하는 복수개의 리페어선; 및
    상기 제1 리페어선과 상기 제2 리페어선을 연결하는 연결선을 포함하고,
    상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 서로 대칭 형태로 이루어진 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 서로 대칭 구조로 이루어진 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 발광 화소는 유기 발광 다이오드 및 상기 유기 발광 다이오드와 연결된 발광 화소 회로를 구비하고, 상기 더미 화소는 더미 화소 회로를 구비하는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제1 더미 화소는 상기 제1 발광 화소의 발광 화소 회로 및 상기 제2 발광 화소의 발광 화소 회로 중 어느 하나와 동일한 형태로 이루어진 유기 발광 표시 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 발광 화소 회로는,
    스캔 신호를 전달하는 스캔선 및 상기 스캔선과 교차하며 데이터 전압을 전달하는 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 더미 화소 회로는 상기 스캔선과 더미 데이터선과 연결되어 있는 스위칭 트랜지스터; 및
    상기 스위칭 트랜지스터에 연결되어 있는 구동 트랜지스터를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 더미 화소는 유기 발광 다이오드가 형성되어 있지 않는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 유기 발광 다이오드는,
    상기 구동 트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극;
    상기 화소 전극 위에 위치하는 유기 발광층; 및
    상기 유기 발광층 위에 위치하는 공통 전극을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 좌측 및 우측 중 적어도 하나의 영역에 배치되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 각 행마다 번갈아 가며 형성된 유기 발광 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 각 열마다 서로 번갈아 가며 형성된 유기 발광 표시 장치.
  12. 제1항에서,
    상기 더미 영역은 상기 표시 영역의 상측 및 하측 중 적어도 하나의 영역에 배치되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제1 더미 화소와 상기 제2 더미 화소는 각 열마다 번갈아 가며 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 발광 화소와 상기 제2 발광 화소는 각 열마다 서로 번갈아 가며 형성되어 있는 유기 발광 표시 장치.
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