KR20170064088A - 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 표시장치를 개시한다. 개시된 본 실시예들에 따른 표시장치는 복수의 서브화소로 구분되는 기판, 기판 상에 액티브층, 액티브층 상에 제 1 절연층, 제 1 절연층 상에 게이트 전극, 게이트 전극 상에 배치되고 비전도성 물질로 이루어지는 제 2 절연층, 제 2 절연층 상에 배치되고, 액티브층과 접촉하는 소스전극과 드레인전극 및 상기 소스전극과 드레인전극 상에 배치되는 전극층을 포함한다. 이를 통해, 구조 및 공정을 간단하게 할 수 있는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

표시장치{DISPLAY DEVICE}

본 실시예들은 표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 구조 및 공정을 간단하게 할 수 있는 표시장치에 관한 것이다.

정보화 사회로 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시 장치(LCD : liquid crystal display device), 플라즈마표시 장치(PDP : plasma display panel device), 유기발광 표시장치(OLED : organic light emitting diode display device)와 같은 여러 가지 표시장치(display device)가 활용되고 있다.

이러한 표시장치는 복수의 박막 트랜지스터가 배치되는 하부 기판을 포함한다. 하부 기판 상에는 복수의 박막 트랜지스터(Tr), 층간절연막(ILD : inter layer dielectric), 패시베이션막(PAS : Passivation layer) 및 오버코트층(OC : Overcoat) 등이 포함된다.

여기서, 층간절연막과 패시베이션막은 박막 트랜지스터를 외부 환경으로부터 보호하는 목적으로 형성되고, 오버코트층의 경우 박막 트랜지스터로 인해 단차가 발생한 기판을 평탄화 역할을 하기 위해 형성된다.

한편, 층간절연막 및 오버코트층으로 인해 하부 기판의 두께가 증가하는 문제가 있으며, 하부 기판 상에 배치되는 복수의 전극층 형성을 위해 복수의 마스크 공정을 거쳐야 하는 문제가 있다. 따라서, 이러한 문제를 해결할 수 있는 표시장치가 요구되고 있는 실정이다.

본 실시예들은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조를 간단하게 하고, 표시장치의 제조 공정을 간단하게 할 수 있는 표시장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 실시예들의 표시장치는 복수의 서브화소로 구분되는 기판, 상기 기판 상에 배치되는 액티브층, 상기 액티브층 상에 배치되는 제 1 절연층, 상기 제 1 절연층 상에 배치되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상에 배치되는 제 2 절연층, 상기 제 2 절연층 상에 배치되고, 액티브층과 접촉하는 소스전극과 드레인전극,상기 소스전극과 드레인전극 상에 배치되는 전극층 및 상기 전극층 및 제 2 절연층의 상면의 일부에 배치되는 뱅크패턴을 포함한다.

여기서, 상기 제 2 절연층은 비전도성물질로 이루어질 수 있다. 상기 비전도성물질은 불소계 고분자 또는 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)을 구성하는 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 전극층은 반사물질 또는 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다.

상기 전극층이 투명 도전 물질로 이루어질 때, 상기 드레인전극과 전극층 사이에 반사층이 더 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수의 서브화소는 비 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되고, 발광영역에서 제 2 절연층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어지는 서브화소를 적어도 1 개 포함할 수 있다,

또한, 상기 복수의 서브화소는 비 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되고, 발광영역에서 제 2 절연층, 파장변환층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어지는 서브화소를 적어도 1 개 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 서브화소는 비 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되고, 발광영역에서 제 2 절연층, 제 1 전극층, 파장변환층 및 제 2 전극층이 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어지는 서브화소를 적어도 1 개 포함할 수 있다.

여기서, 상기 파장변환층은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 복수의 서브화소는 비 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되고, 발광영역에서 제 2 절연층, 컬러층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 구성으로 이루어지는 서브화소를 적어도 1 개 포함할 수 있다.

여기서, 상기 컬러층은 특정 색상을 발광하는 파장 영역의 광만을 투과시킬 수 있다.

본 실시예들에 따른 표시장치는 게이트 전극 상에 배치되는 절연막이 비전도성물질로 이루어짐으로써, 게이트 전극을 보호하는 동시에 액티브층, 게이트 절연막, 게이트 전극으로 인해 발생한 단차를 완화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시장치는 게이트 전극 상에 배치되는 절연막이 비전도성물질로 이루어짐으로써, 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 층간절연막 및 기판을 평탄하게 하는데 필요한 오버코트층의 구성을 삭제할 수 있으므로, 공정을 간단하게 하고, 패널 두께를 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 실시예들에 따른 표시장치는 게이트 전극 상에 배치되는 절연막이 기판을 평탄하게 함으로써, 드레인 전극 상에 화소전극 또는 유기발광소자의 제 1 전극을 배치할 수 있다. 이를 통해, 드레인 전극과 화소전극 또는 제 1 전극을 동일 공정에서 형성이 가능하므로 기존 구조대비 마스크 저감 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다.
도 2 는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 비교예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 5는 비교예에 따른 표시장치를 C-D를 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 7은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 단면도이다.
도 10은 제 3 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다.
도 11은 제 3 실시예에 따른 표시장치의 H-G를 따라 절단한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형상으로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형상으로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.

소자(element) 또는 층이 다른 소자 또는 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below, beneath)", "하부 (lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해 되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함 할 수 있다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예들에 따른 표시장치의 개략적인 시스템 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예들에 따른 표시장치(1000)는 다수의 데이터 라인(DL~DLm) 및 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)이 배치되고, 다수의 서브화소(Sub Pixel)이 배치된 표시패널(1100), 다수의 데이터 라인(DL~DLm)을 구동하는 데이터 구동부(1200), 다수의 게이트 라인(GL1~GLn)을 구동하는 게이트 구동부(1300), 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)를 제어하는 타이밍 컨트롤러(1400) 등을 포함한다.

상기 데이터 구동부(1200)는 다수의 데이터 라인으로 데이터 전압을 공급함으로써 다수의 데이터 라인을 구동한다. 그리고, 상기 게이트 구동부(1300)는 다수의 게이트 라인으로 스캔 신호를 순차적으로 공급함으로써, 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다.

또한, 상기 타이밍 컨트롤러(1400)는 상기 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)로 제어신호를 공급함으로써 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300)를 제어한다. 이러한 타이밍 컨트롤러(1400)는 각 프레임에서 구현하는 타이밍에 따라 스캔을 시작하고, 외부에서 입력되는 입력 영상 데이터를 데이터 구동부(1200)에서 사용하는 데이터 신호 형식에 맞게 전환하여 전환된 영상 데이터를 출력하고, 스캔에 맞춰 적당한 시간에 데이터 구동을 통제한다.

상기 게이트 구동부(1300)는 상기 타이밍 컨트롤러(1400)의 제어에 따라 온(On) 전압 또는 오프(OFF) 전압의 스캔 신호를 다수의 게이트 라인으로 순차적으로 공급하여 다수의 게이트 라인을 순차적으로 구동한다. 또한, 상기 게이트 구동부(1300)는 구동 방식이나 표시패널 설계 방식 등에 따라서, 도 1에서와 같이, 표시패널(1100)의 일 측에만 위치할 수도 있고, 경우에 따라서는 양측에 위치할 수도 있다.

또한, 상기 게이트 구동부(1300)는 하나 이상의 게이트 구동부 집적회로(Gate Driver Integrated Circuit)를 포함할 수 있다. 각 게이트 구동부 집적회로는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(1100)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, GIP(Gate In Panel) 타입으로 구현되어 표시패널(1100)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서 표시패널(1100)에 집적화되어 배치될 수도 있다.

또한, 각 게이트 구동부 집적회로는, 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 게이트 구동부 집적회로에 해당하는 게이트 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단이 표시패널(1100)에 본딩될 수 있다.

상기 데이터 구동부(1200)는 특정 게이트 라인이 열리면 상기 타이밍 컨트롤러(1400)로부터 수신한 영상 데이터를 아날로그 형태의 데이터 전압으로 변환하여 다수의 데이터 라인으로 공급함으로써, 다수의 데이터 라인을 구동한다. 그리고, 상기 데이터 구동부(1200)는 적어도 하나의 소스 드라이버 집적회로(Source Driver Integrated Circuit)를 포함하여 다수의 데이터 라인을 구동할 수 있다.

각 소스 드라이버 집적회로는 테이프 오토메티드 본딩(TAB: Tape Automated Bonding) 방식 또는 칩 온 글래스(COG) 방식으로 표시패널(1100)의 본딩 패드(Bonding Pad)에 연결되거나, 표시패널(1100)에 직접 배치될 수도 있으며, 경우에 따라서, 표시패널(1100)에 집적화되어 배치될 수도 있다.

또한, 각 소스 드라이버 집적회로는 칩 온 필름(COF: Chip On Film) 방식으로 구현될 수 있다. 이 경우, 각 소스 드라이버 집적회로에 해당하는 소스 구동 칩은 연성 필름에 실장되고, 연성 필름의 일 단은 적어도 하나의 소스 인쇄회로기판(Source Printed Circuit Board)에 본딩되고, 타 단은 표시패널(1100)에 본딩된다.

소스 인쇄회로기판은 연성 플랫 케이블(FFC: Flexible Flat Cable) 또는 연성 인쇄 회로(FPC: Flexible Printed Circuit) 등의 연결 매체를 통해 컨트롤 인쇄회로기판(Control Printed Circuit Board)과 연결된다. 컨트롤 인쇄회로기판에는 타이밍 컨트롤러(1400)가 배치된다.

또한, 컨트롤 인쇄회로기판에는 표시패널(1100), 데이터 구동부(1200) 및 게이트 구동부(1300) 등으로 전압 또는 전류를 공급해주거나 공급할 전압 또는 전류를 제어하는 전원 컨트롤러(미 도시)가 더 배치될 수 있다. 위에서 언급한 소스 인쇄회로기판과 컨트롤 인쇄회로기판은 하나의 인쇄회로기판으로 되어 있을 수도 있다.

한편, 후술하는 실시예들에서 화소(pixel)는 하나 이상의 서브화소(subpixel)를 포함한다. 예를 들면, 1 개의 화소는 2 개 내지 4 개의 서브화소를 포함할 수 있다. 상기 서브화소에서 정의하는 색상으로 적색(R), 녹색(G), 청색(B)과 선택적으로 백색(W)를 포함할 수 있으나, 본 실시예들이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 실시예들은 액정표시장치, 유기발광 표시장치, 전기영동 표시장치 등 다양한 표시장치에 적용 가능하다. 다만, 설명의 편의를 위해 후술하는 실시예들의 설명은 유기발광 표시장치에 적용되는 구성을 중심으로 설명한다.

또한, 본 실시예들의 유기발광소자는 제 1 전극, 유기발광층 및 제 2 전극을 포함하며, 유기발광층은 각각의 서브화소 마다 배치되거나, 하부 기판 전면에 배치되는 구성을 모두 포함할 수 있다.

이 때, 표시패널의 각 서브화소의 발광을 제어하는 박막 트랜지스터에 연결된 전극을 제 1 전극이라 하며, 표시패널 전면에 배치되거나, 또는 둘 이상의 화소를 포함하도록 배치된 전극을 제 2 전극이라 한다. 상기 제 1 전극이 애노드 전극인 경우 제 2 전극이 캐소드 전극이 되며, 그 역의 경우도 가능하다. 이하, 제 1 전극의 일 실시예로 애노드 전극을, 제 2 전극의 일 실시예로 캐소드 전극을 중심으로 설명하지만 본 실시예들이 이에 국한되는 것은 아니다.

이어서, 도 2 및 도 3을 참조하여 제 1 실시예에 따른 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 2 는 제 1 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다.

도 2를 참조하면, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 복수의 서브화소(SP1, SP2)를 포함한다. 여기서, 1 개의 서브화소는 게이트 라인(110)과 데이터 라인(130)이 교차하여 정의된다. 이러한 서브화소(SP1, SP2)는 각각 구동 트랜지스터(미도시), 제 1 트랜지스터(미도시), 제 2 트랜지스터(미도시), 1 개의 스토리지 커패시터(미도시) 및 1 개의 유기발광소자(미도시)를 구비할 수 있다.

한편, 구동 트랜지스터(미도시)는 게이트 전극, 액티브층, 소스전극 및 드레인 전극을 포함한다. 자세하게는, 구동 트랜지스터(미도시)는 게이트 라인(110)으로부터 분기되거나, 게이트 라인(110)과 동일층에 배치되고 동일물질로 이루어지는 게이트 전극(미도시), 데이터 라인(130)으로부터 분기된 소스전극 및 데이터 라인(130)과 동일층에 배치되고 동일물질로 이루어지는 드레인전극을 포함한다.

또한, 표시장치의 기판(100) 상에는 게이트 라인(110)과 교차하고, 데이터 라인(130)과 평행한 전원 라인(120)이 배치될 수 있다. 그리고, 소스전극 및 드레인전극 상에 전극층(140, 150)이 배치된다. 이 때, 전극층(140, 150)은 전원 라인(120), 데이터 라인(130), 소스전극 및 드레인전극의 상면에 접하도록 배치될 수 있다. 여기서, 전극층(140)은 유기발광소자(미도시)의 제 1 전극(140)일 수 있다.

도 2 에서는 전극층(140, 150)이 전원 라인(120), 데이터 라인(130), 소스전극 및 드레인전극 상에 배치되는 구성을 개시하고 있으나, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 전극층(140)이 적어도 드레인전극 상에 배치되는 구성이면 충분하다.

이러한 구성을 도 3을 참조하여 자세히 검토하면 다음과 같다. 도 3은 제 1 실시예에 따른 표시장치의 A-B를 따라 절단한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 유기발광 표시장치는 기판(100) 상에 배치되는 박막 트랜지스터(Tr)를 포함한다. 자세하게는, 기판(100) 상에 버퍼층(101)이 배치된다. 버퍼층(101) 상에는 액티브층(103)이 배치된다. 액티브층(103) 상에는 제 1 절연층(104)이 배치된다.

여기서, 제 1 절연층(104)은 게이트 절연막일 수 있다. 한편, 도 3에서는 제 1 절연층(104)이 액티브층(103)의 채널영역과 중첩하도록 배치되는 구성을 개시하고 있으나, 제 1 실시예는 이에 국한되지 않으며, 기판(100) 전면에 배치될 수도 있다.

제 1 절연층(104) 상에는 게이트 전극(105)이 배치된다. 게이트 전극(105) 상에는 제 2 절연층(106)이 배치된다. 여기서, 제 2 절연층(106)은 비전도성물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 비전도성물질은 불소계 고분자 또는 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)을 구성하는 물질 중 어느 하나일 수 있다.

예를 들면, 비전도성물질은 비정질(amorphous)의 플루오로폴리머(fluoropolymer) 또는 구아닌(guanine) 등을 포함할 수 있다. 여기서, 비정질의 플루오로폴리머는 하기 화학식 1로 표기되는 물질일 수 있으나, 이에 국한되는 것은 아니다.

상기 화학식 1에서 n은 1 이상의 정수이다.

한편, 제 2 절연층(106)이 상기와 같은 비전도성물질로 이루어짐으로써, 게이트 전극(105)을 보호하는 동시에 액티브층(103), 게이트 절연막(104), 게이트 전극(105)으로 인해 발생한 단차를 완화할 수 있다.

즉, 제 2 절연층(106)을 통해 기판(100)을 평탄하게 할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 기판(100) 상에 평탄화층 또는 오버코트층을 별도로 배치하지 않더라도 제 2 절연층(106)만으로 기판(100)을 평탄하게 할 수 있는 효과가 있다.

제 2 절연층(106) 상에는 박막 트랜지스터(Tr)의 소스전극(131) 및 드레인전극(132)이 배치된다. 소스전극(131) 및 드레인전극(132)은 제 2 절연층(106)에 형성된 컨택홀을 통해 액티브층(103)과 연결될 수 있다.

소스전극(131) 및 드레인전극(132)은 구리(Cu), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 티타늄(Ti) 또는 이들의 조합으로부터 구성되는 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 3에서는 소스전극(131) 및 드레인전극(132)이 단일층으로 이루어지는 구성을 개시하고 있으나, 다중층으로 이루어질 수도 있다.

소스전극(131) 및 드레인전극(132) 상에는 전극층(140, 150)이 배치될 수 있다. 이 때, 전극층(140, 150)은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 실시예가 적용되는 표시장치가 유기발광 표시장치일 경우, 전극층(140, 150)의 상면의 일부에 뱅크 패턴(160)이 배치될 수 있다. 뱅크 패턴(160)은 전극층(140, 150) 및 제 2 절연층(106)의 상면의 일부와 접하도록 배치될 수 있다.

이 때, 드레인전극(132) 상에 배치되는 전극층(140)은 유기발광소자의 제 1 전극일 수 있다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 전극층(150) 상에는 유기발광소자의 유기발광층 및 제 2 전극이 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 실시예에 따른 표시장치에서 유기발광소자의 제 1 전극(150)은 드레인전극(132)을 둘러싸도록 배치될 수 있다.

또한, 제 1 실시예에 적용되는 표시장치가 액정표시장치일 경우, 박막 트랜지스터(Tr)의 드레인전극(132)과 화소전극(150)이 접하도록 배치되는 구성일 수 있다.

이와 같이, 제 2 절연층(106) 상에 적어도 2 중층의 전극이 배치될 수 있다. 다시 설명하면, 제 2 절연층(106) 상에 1 층 이상의 드레인전극(132)과 1 층 이상의 전극층(150)이 배치될 수 있다. 또한, 1 층 이상의 소스전극(131)과 1 층 이상의 전극(104)이 배치될 수 있으나, 드레인전극(132) 및 전극층(150)을 기준으로 적어도 2 중층의 전극이 배치되는 구성이면 충분하다.

한편, 전극층(140, 150)이 투명 도전 물질로 이루어질 경우, 유기발광소자의 제 2 전극(미도시)은 반사물질로 이루어질 수 있으며, 상기와 같은 구성이 적용되는 유기발광 표시장치는 하부발광(bottom emission) 방식의 유기발광 표시장치일 수 있다. 즉, 유기발광소자로부터 발광된 광이 기판(100) 방향으로 출광될 수 있다.

또한, 본 실시예는 이에 국한되지 않으며, 전극층(140, 150)이 반사물질로 이루어지거나, 반사물질을 포함하는 다중층 구조로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 전극층(140, 150) 하부에 반사층이 더 배치될 수도 있다. 이 경우, 본 실시예를 적용하는 유기발광 표시장치는 상부발광(top emission) 방식의 유기발광 표시장치일 수 있다. 즉, 유기발광소자로부터 발광된 광이 기판(100)과 반대 방향으로 출광될 수 있다.

또한, 도 3에서는 전극층(140, 150)이 소스전극(131) 및 드레인전극(132)을 둘러싸도록 배치되는 구성을 개시하고 있으나, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 이에 국한되지 않으며, 전극층(140, 150)의 양 끝 단과 소스전극(131) 및 드레인 전극(132)의 양 끝 단이 일치하도록 배치될 수도 있다. 이 경우, 소스전극(131), 드레인전극(132) 및 전극층(140, 150)을 일괄 식각할 수 있으므로 공정이 간단해질 수 있는 효과가 있다.

이와 같이 제 1 실시예에 따른 표시장치는 제 2 절연층(106)이 비전도성물질로 이루어지고, 드레인전극(132) 상에 전극층(150) 및 뱅크 패턴(160)이 배치됨으로써, 표시장치 제조 시 공정을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

제 1 실시예에 따른 표시장치의 구성 및 효과를 비교예에 따른 표시장치와 비교하여 검토하면 다음과 같다. 도 4는 비교예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 5는 비교예에 따른 표시장치를 C-D를 따라 절단한 단면도이다.

한편, 비교예에 따른 표시장치는 제 1 실시예에 따른 표시장치와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 제 1 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 기판(100) 상에 복수의 게이트 라인(110)과 데이터 라인(135)이 교차하고, 데이터 라인(135)과 평행하게 전원 라인(121)이 배치될 수 있다. 그리고, 기판(100) 상에는 액티브층(103), 게이트 전극(105), 소스전극(131) 및 드레인전극(132)을 포함하는 박막 트랜지스터가 배치될 수 있다.

자세하게는, 게이트 라인(110)으로부터 분기되거나 게이트 라인과(110) 동일층에서 동일물질로 이루어지는 게이트 전극(105), 게이트 전극(105) 하부에 배치되는 액티브층(103), 데이터 라인(135)으로부터 분기된 소스전극(131)과 소스전극(131)과 동일층에 배치되고 동일물질로 이루어지는 드레인전극(132)을 포함한다.

그리고, 소스전극(131) 및 드레인전극(132)과 중첩하도록 배치되는 전극층(133)을 포함한다. 여기서, 전극층(133)은 1 층 이상의 절연층(108, 109)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인전극(132)과 연결될 수 있다.

자세하게는, 게이트 절연막(103) 상에 배치된 게이트 전극(105) 상에 층간절연막(107)이 배치된다. 여기서, 층간절연막(107)은 액티브층(103), 게이트 절연막(104) 및 게이트 전극(105) 등으로 인해 발생한 단차를 따라 형성될 수 있다.

층간절연막(107) 상에는 소스전극(131) 및 드레인 전극(132)이 배치된다. 소스전극(131) 및 드레인 전극(132) 상에는 보호층(108)이 배치된다. 여기서, 보호층(108) 역시 소스전극(131) 및 드레인 전극(132)으로 인해 발생한 단차를 따라 형성될 수 있다.

한편, 전극층(133)이 비 평탄면에 배치될 경우, 단차가 형성된 영역과 대응되는 영역이 시청자에게 얼룩으로 시인될 수 있다. 따라서, 기판(100) 상에 배치된 구성요소들에 의해 발생한 단차를 완화하기 위해 보호층(108) 상에 오버코트층(109)을 배치한다. 그리고, 오버코트층(109) 상에 전극층(133)이 배치된다. 이 때, 전극층(133)은 유기발광소자의 제 1 전극일 수 있다. 전극층(133)은 보호층(108)과 오버코트층(109)에 형성된 컨택홀을 통해 드레인전극(132)과 연결될 수 있다.

도 2 및 3에서 도시하고 있는 제 1 실시예에 따른 표시장치는 게이트 전극 상에 제 2 절연층(106)이 배치되나, 도 4 및 도 5에서 도시하고 있는 비교예에 따른 표시장치는 3 중층의 절연층(107, 108, 109)이 배치된다. 따라서, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 제 2 절연층(106)이 보호층 및 오버코트층의 역할을 동시에 함으로써, 비교예에 따른 표시장치보다 두께가 얇게 이루어질 수 있다.

또한, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 드레인전극(132) 상에 전극층(140)이 배치됨으로써, 드레인전극(132)과 전극층(140)을 단일 마스크로 형성할 수 있다. 그러나, 비교예에 따른 표시장치는 드레인전극(132)을 형성하는 마스크와 전극층(133)을 형성하는 마스크가 각각 요구됨으로써, 제 1 실시예에 따른 표시장치보다 더 많은 마스크 공정이 필요하다. 즉, 제 1 실시예에 따른 표시장치는 드레인전극(132) 상에 전극층(140)이 배치됨으로써, 공정을 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.

이어서, 도 6 및 도 7을 참조하여 제 2 실시예에 따른 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 6은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 7은 제 2 실시예에 따른 표시장치의 E-F를 따라 절단한 단면도이다.

제 2 실시예에 따른 표시장치는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.

도 6을 참조하면, 제 2 실시예에 따른 표시장치의 기판(100) 상에 게이트 라인(110)과 데이터 라인(230)이 교차하여 배치되고, 데이터 라인(230)과 평행한 전원 라인(220)이 배치될 수 있다. 그리고, 소스전극(131) 및 드레인전극 상에 전극층(240)이 배치된다.

도 7에서, 전극층(240)은 소스전극(231) 및 드레인전극(232) 상에 배치된다. 이 때, 전극층(240)은 소스전극(231) 및 드레인전극(232)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 단면상으로 전극층(240)은 드레인전극(232)과 중첩하는 영역으로부터 연장되어 배치될 수 있다.

즉, 뱅크 패턴(160)에 의해 정의된 비 발광영역(NEA)에서 드레인전극(232) 상에 전극층(240)이 배치된다. 그리고, 발광영역(EA)에서는 제 2 절연층(106) 상에 전극층(240)이 배치된다. 또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 전극층(240) 상에는 유기발광소자의 유기발광층 및 제 2 전극이 배치될 수 있다.

여기서, 유기발광 표시장치가 하부 발광 방식의 유기발광층일 경우, 즉, 전극층(240)이 반사층을 포함하지 않을 경우, 유기발광층으로부터 발광된 광이 전극층(240), 제 2 절연층(106) 및 기판(100)을 통과하여 외부로 출광될 수 있다.

한편, 발광영역(EA)에서 드레인전극(232) 상에 전극층(240)이 배치될 경우, 유기발광층으로부터 발광된 광이 전극층(240), 드레인전극(232), 제 2 절연층(106) 및 기판(100)을 통과하여 외부로 출광된다. 이 때, 유기발광층으로부터 발광된 광은 금속물질로 이루어지는 드레인전극(232)에서 흡수되는 양이 많으므로 최종적으로 표시장치 외부로 출광되는 광량이 줄어들 수 있다.

즉, 비 발광영역(NEA)에서만 드레인전극(232) 상에 배치되고 전극층(240)이 배치됨으로써, 유기발광소자로부터 발광되는 광이 드레인전극(232)에 의해 흡수되지 않고 기판(100) 외부로 출광될 수 있다.

또한, 제 2 실시예에 따른 표시장치는 이에 국한되지 않으며, 도 8과 같이 이루어질 수도 있다. 도 8은 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 단면도이다.

도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 표시장치는 도 7에서 개시하는 제 2 실시예에 따른 표시장치의 발광영역(EA)에서 제 2 절연층(106) 상에 파장변환층(400)이 배치되고, 파장변환층(400) 상에 전극층(240)이 배치되는 구성에 차이가 있다.

여기서, 전극층(240)은 투명 도전 물질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 하부 발광 방식의 유기발광 표시장치를 구현할 수 있다. 또한, 파장변환층(400)은 두께가 얇은 무기절연물질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 파장변환층(400)은 SiO2, SiNx, TiOx, Y2O3 등으로 이루어질 수 있다.

파장변환층(400)의 두께는 서로 다른 색상의 광을 발광하는 서브화소마다 상이하게 이루어질 수 있다. 이 때, 파장변환층(400)은 700 A 내지 1300 A 범위에서 상이하게 이루어질 수 있다.

자세하게는, 적색(R) 광을 발광하는 서브화소에서의 파장변환층(400)의 두께는 녹색(G) 광을 발광하는 서브화소에서의 파장변환층(400)의 두께보다 두꺼울 수 있다. 그리고, 녹색(G) 광을 발광하는 서브화소에서의 파장변환층(400)의 두께는 청색(B) 광을 발광하는 서브화소에서의 파장변환층(400)의 두께보다 두꺼울 수 있다.

한편, 무기절연물질로 이루어지는 파장변환층(400)은 두께에 따라서 특정 파장 범위의 광을 흡수할 수 있다. 즉, 파장변환층(400)의 두께가 두꺼울수록 낮은 파장 범위의 광을 흡수하고, 파장변환층(400)의 두께가 얇을수록 높은 파장 범위의 광을 흡수할 수 있다. 즉, 각 발광영역(EA)에서 파장변환층(400)의 두께가 다르게 이루어짐으로써, 유기발광층으로부터 발광된 광의 파장을 변환하여 표시장치 외부로 출광시킬 수 있다.

여기서, 다른 실시예에 따른 표시장치가 백색(W) 광을 발광하는 서브화소를 포함할 경우, 백색(W) 광을 발광하는 서브화소는 파장변환층(400)을 포함하지 않을 수 있다. 즉, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광을 발광하는 서브화소의 발광영역(EA)에서는 제 2 절연층(106) 상에 파장변환층(400)이 배치되고, 파장변환층(400) 상에 전극층(240)이 배치된다. 그리고, 백색(W) 광을 발광하는 서브화소의 발광영역(EA)에서는 제 2 절연층(106) 상에 전극층(240)이 배치될 수 있다.

한편, 파장변환층(400)이 적용된 표시장치의 실시예는 이에 국한되지 않으며, 도 9와 같이 이루어질 수도 있다. 도 9는 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 단면도이다.

도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 표시장치는 도 8에서 개시하는 실시예에 따른 표시장치의 발광영역(EA)에서 제 2 절연층(106) 상에 제 1 전극층(341)이 배치되고, 제 1 전극층(341) 상에 파장변환층(400)이 배치되며, 파장변환층(400) 상에 제 2 전극층(340)이 배치되는 구성에 차이가 있다.

이 때, 제 1 전극층(341) 및 제 2 전극층(340)은 반사물질 또는 투명 도전 물질로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 하부 발광 방식 및 상수 발광 방식의 유기발광 표시장치에 모두 적용할 수 있다. 여기서, 제 1 전극층(341) 및 제 2 전극층(340)이 반사물질로 이루어질 경우, 제 1 전극층(341) 및 제 2 전극층(340)의 두께는 10 A 내지 500 A으로 이루어질 수 있다. 여기서, 제 1 전극층(341) 및 제 2 전극층(340)의 두께가 10 A 미만으로 이루어질 경우, 제조가 어려울 수 있으며, 제 1 전극층(341) 및 제 2 전극층(340)의 두께가 500 A을 초과할 경우, 제 2 전극층(340)에서 광의 반사가 일어나, 유기발광층으로부터 발광된 광이 파장벼환층(400)에 도달하지 못하고 반사될 수 있다.

이어서, 도 10 및 도 11을 참조하여 제 3 실시예에 따른 표시장치를 검토하면 다음과 같다. 도 10은 제 3 실시예에 따른 표시장치의 일부를 나타낸 평면도이다. 도 11은 제 3 실시예에 따른 표시장치의 H-G를 따라 절단한 단면도이다.

제 3 실시예에 따른 표시장치는 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략할 수 있다. 또한, 동일한 구성은 동일한 도면부호를 갖는다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 표시장치는 도 3에서 개시하고 있는 표시장치의 발광영역(EA)에서 드레인전극(132) 상에 컬러층(350)이 배치되고, 컬러층(350) 상에 전극층(140)이 배치되는 구성에 차이가 있다. 즉, 드레인전극(132)과 전극층(140) 사이에 컬러층(350)이 배치되는 구성에 차이가 있다.

여기서, 적색(R) 광을 발광하는 서브화소에 배치되는 컬러층(350)은 적색 파장 영역을 제외한 파장을 흡수하는 컬러층(350)일 수 있고, 녹색(G) 광을 발광하는 서브화소에 배치되는 컬러층(350)은 녹색 파장 영역을 제외한 파장을 흡수하는 컬러층(350)일 수 있으며, 청색(B) 광을 발광하는 서브화소에 배치되는 컬러층(350)은 청색 파장 영역을 제외한 파장을 흡수하는 컬러층(350)일 수 있다.

상기 컬러층(350)을 통해, 서로 다른 색상을 발광하는 발광영역(EA)에서 유기발광층으로부터 발광된 광의 파장을 변환하여 표시장치 외부로 출광시킬 수 있다.

한편, 전극층(140)이 투명 도전 물질로 이루어질 경우, 제 3 실시예에 따른 표시장치는 하부 발광 방식의 유기발광 표시장치일 수 있다. 그리고, 도면에는 도시하지 않았으나, 드레인전극(132)과 컬러층 상에 반사층이 더 배치될 경우, 상부 발광 방식의 유기발광 표시장치를 구현할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시예들에 따른 표시장치는 게이트 전극 상에 배치되는 절연막이 비전도성물질로 이루어짐으로써, 게이트 전극을 보호하는 동시에 액티브층, 게이트 절연막, 게이트 전극으로 인해 발생한 단차를 완화할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 박막 트랜지스터를 보호하기 위한 층간절연막 및 기판을 평탄하게 하는데 필요한 오버코트층의 구성을 삭제할 수 있으므로, 공정을 간단하게 하고, 패널 두께를 저감시킬 수 있다.

또한, 게이트 전극 상에 배치되는 절연막이 기판을 평탄하게 함으로써, 드레인 전극 상에 화소전극 또는 유기발광소자의 제 1 전극을 배치할 수 있다. 따라서, 드레인 전극과 화소전극 또는 제 1 전극을 동일 공정에서 형성이 가능하므로 기존 구조대비 마스크 저감 효과를 기대할 수 있다.

상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

103: 제 1 절연층
105: 게이트 전극
106: 제 2 절연층
131: 소스전극
132: 드레인전극
140: 전극층

Claims (20)

1. 발광영역 및 비 발광영역을 포함하는 복수의 서브화소로 구분되는 기판;
   상기 기판 상에 배치되는 액티브층;
   상기 액티브층 상에 배치되는 제 1 절연층;
   상기 제 1 절연층 상에 배치되는 게이트 전극;
   상기 게이트 전극 상에 배치되는 비전도성물질로 이루어지는 제 2 절연층;
   상기 제 2 절연층 상에 배치되고, 액티브층과 연결되는 소스전극과 드레인전극;
   상기 소스전극과 드레인전극 상에 배치되는 전극층; 및
   상기 전극층 및 제 2 절연층의 상면의 일부에 접하도록 배치되는 뱅크 패턴;을 포함하는 표시장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 비전도성물질은 불소계 고분자 또는 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)을 구성하는 물질 중 어느 하나인 표시장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 전극층은 반사물질 또는 투명 도전 물질로 이루어지는 표시장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되는 표시장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광영역에서 제 2 절연층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 표시장치.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광영역에서 제 2 절연층, 파장변환층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 표시장치.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광영역에서 제 2 절연층, 제 1 전극층, 파장변환층 및 제 2 전극층이 순차적으로 배치되는 표시장치.
   
8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
   상기 파장변환층은 무기절연물질로 이루어지는 표시장치.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 파장변환층의 두께는 다른 색상을 발광하는 발광영역에서 각각 두께가 상이하게 이루어지는 표시장치.
   
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극, 컬러층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 표시장치.
    
11. 발광영역 및 비 발광영역을 포함하는 복수의 서브화소로 구분되는 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 액티브층, 제 1 절연층, 게이트 전극, 비전도성물질로 이루어지는 제 2 절연층, 소스전극 및 드레인전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
    상기 소스전극 및 드레인전극 상에 배치되는 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상면의 일부와 제 2 절연층 상에 접하도록 배치되는 뱅크 패턴;
    상기 제 1 전극 상에 배치되는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 배치되는 제 2 전극;을 포함하는 유기발광 표시장치.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 비전도성물질은 불소계 고분자 또는 디옥시리보핵산(Deoxyribonucleic acid, DNA)을 구성하는 물질 중 어느 하나인 유기발광 표시장치.
    
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극층은 반사물질 또는 투명 도전 물질로 이루어지는 유기발광 표시장치.
    
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극 및 전극층이 순차적으로 배치되는 유기발광 표시장치.
    
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 유기발광 표시장치.
    
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층, 파장변환층 및 전극층이 유기발광 표시장치.
    
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층, 제 1 전극층, 파장변환층 및 제 2 전극층이 유기발광 표시장치.
    
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 파장변환층은 무기절연물질로 이루어지는 유기발광 표시장치.
    
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 파장변환층의 두께는 다른 색상을 발광하는 발광영역에서 각각 두께가 상이하게 이루어지는 유기발광 표시장치.
    
20. 제 11 항에 있어서,
    상기 발광영역에서 제 2 절연층, 드레인전극, 컬러층 및 전극층이 순차적으로 배치되는 유기발광 표시장치.

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