KR20180070367A - 전계발광 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 제 1 방향으로 배열된 제 1 화소 및 제 2 화소와, 상기 제 1 및 제 2 화소의 일측에 위치하며, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 1 부분과 인접한 제 1 및 제 2 화소 사이 공간에 대응하는 제 2 부분을 포함하는 제 1 홈과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 발광다이오드를 포함하는 전계발광 표시장치를 제공한다.

Description

전계발광 표시장치{Electroluminescent display device}
본 발명은 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 균일한 두께를 갖는 발광층을 포함하는 전계발광 표시장치에 관한 것이다.
새로운 평판디스플레이 중 하나인 전계발광 표시장치(Electroluminescent display device)는 자체 발광형이기 때문에 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량박형이 가능하고, 소비전력 측면에서도 유리하다.
그리고 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 전부 고체이기 때문에 외부충격에 강하고 사용온도범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
액티브 매트릭스 방식(active matrix type) 전계발광 표시장치에서는 화소에 인가되는 전류를 제어하는 전압이 스토리지 캐패시터(storage capacitor)에 충전되어 있어, 그 다음 프레임(frame) 신호가 인가될 때까지 전압을 유지해 줌으로써, 게이트 배선 수에 관계없이 한 화면이 표시되는 동안 발광상태를 유지하도록 구동된다.
도 1은 종래 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 전계발광 표시장치(1)는 기판(10)과, 상기 기판(10) 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)를 포함한다.
유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 상기 기판(10) 상에는 반도체층(20)이 형성된다. 상기 반도체층(20)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(20) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(26)이 기판(10) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(26)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(26) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(30)이 반도체층(20)의 중앙에 대응하여 형성된다.
게이트전극(30) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(36)이 기판(10) 전면에 형성된다. 층간 절연막(36)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(36)은 반도체층(20)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(37, 38)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(37, 38)은 게이트 전극(30)의 양측에 게이트 전극(30)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(36) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 소스 전극(40)과 드레인 전극(42)이 형성된다.
상기 반도체층(20)과, 상기 게이트 전극(30)과, 상기 소스 전극(40)과, 상기 드레인 전극(42)은 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 기판(10) 상에는, 제 1 및 제 2 방향을 따라 각각 연장되는 게이트 배선 및 데이터 배선, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터, 상기 게이트 배선 및 상기 데이터 배선 중 어느 하나와 평행하게 이격하는 파워 배선이 형성될 수 있다.
상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선은 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다. 또한, 상기 화소영역에는 스토리지 캐패시터가 구비된다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(42)을 노출하는 드레인 콘택홀(52)을 갖는 보호층(50)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(50) 상에는 상기 드레인 콘택홀(52)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(42)에 연결되는 제 1 전극(60)이 형성된다. 또한, 상기 보호층(50) 상에는 상기 제 1 전극(60)의 가장자리를 덮는 뱅크층(70)이 형성된다. 상기 뱅크층(70)은 상기 제 1 전극(60)의 중앙을 노출하는 개구를 갖는다.
상기 제 1 전극(60) 상에는 발광층(62)과 제 2 전극(64)이 순차 적층된다.
상기 제 1 전극(60), 상기 제 1 전극(60)과 마주하는 상기 제 2 전극(64), 상기 제 1 및 제 2 전극(60, 64) 사이에 위치하는 상기 발광층(62)은 상기 발광 다이오드(D)를 이룬다.
한편, 일반적으로 상기 발광층(62)은 열증착 공정에 의해 형성된다. 그러나, 표시장치가 대형화됨에 따라 증착 공정에 의해 발광층(62)을 형성하는데 한계가 있으며, 최근에는 용액 공정에 의해 상기 발광층(62)을 형성하는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 용액 공정에 의해 형성된 발광층(62)의 경우 화소영역 별로 두께 불균일이 발생되며 이에 따라 전계발광 표시장치(1)의 표시 품질이 저하되고 수명이 단축되는 문제가 야기되고 있다.
본 발명은, 용액 공정에 의해 전계발광 표시장치의 발광층을 형성하는 경우 발생되는 발광층의 두께 불균일과 그에 따른 전계발광 표시장치의 표시 품질 저하와 수명 단축의 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 제 1 방향으로 배열된 제 1 화소 및 제 2 화소와, 상기 제 1 및 제 2 화소의 일측에 위치하며, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 1 부분과 인접한 제 1 및 제 2 화소 사이 공간에 대응하는 제 2 부분을 포함하는 제 1 홈과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 발광다이오드를 포함하는 전계발광 표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 전계발광 표시장치에서는, 제 1 방향으로 배열된 화소에 대응하는 제 1 부분과 인접한 화소 사이에 대응하는 제 2 부분을 포함하는 홈을 형성하고 상기 홈에 발광층 형성 공정의 발광물질용액 또는 이의 용매를 코팅함으로써, 방향에 상관 없이 대기 중 용매 농도를 균일하게 한다.
이에 따라, 방향에 따른 용매 농도 편차에 의해 발생되는 발광층의 두께 불균일 문제가 방지된다.
따라서, 용액 공정에 의해 대면적 전계발광 표시장치를 제공하면서 표시장치의 표시 품질 저하 및 수명 단축 문제를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래 전계발광 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 발광층에서의 두께 불균일 문제를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전계발광 표시장치의 한 화소에 대한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 9는 도 7의 IX-IX 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 12는 도 10의 XII-XII 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 14는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 15a 및 도 15b는 전계발광 표시장치에서 발광층의 두께를 보여주는 그래프이다.
전술한 바와 같이, 액체 상태의 용액 공정에 의해 발광층을 형성하는 경우 발광층의 두께 편차가 발생하며, 이는 화소영역의 위치에 따라 대기 중의 용매 농도가 다르기 때문이다. 이에 대하여 보다 자세히 설명한다.
도 2는 발광층에서의 두께 불균일 문제를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 도 2를 참조하면, 전계발광 표시장치(1)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다.
이때, 인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격된다.
발광다이오드의 발광층을 용액 공정에 의해 형성하는 경우, 발광 물질용액을 코팅하고 용매를 증발시키는 공정이 진행된다. 예를 들어, 발광물질용액을 코팅한 후, 진공 챔버에서 용매의 증발 공정이 진행될 수 있다. 이때, 진공 챔버로 이송되기 전에, 코팅된 발광물질용액으로부터 자연 증발이 일어나게 된다.
자연 증발 과정에서, 제 1 방향을 따라 인접한 제 1 화소(P1) 사이 또는 제 1 방향을 따라 인접한 제 2 화소(P2) 사이에서의 용매 농도와 제 2 방향을 따라 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에서의 용매 농도는 불균일하게 된다.
즉, 제 1 방향으로 인접한 제 1 화소(P1) 각각의 끝 또는 제 1 방향으로 인접한 제 2 화소(P2) 각각의 끝과 비교할 때, 제 2 방향으로 인접한 제 1 화소(P1)와 제 2 화소(P2) 각각의 끝에서 용매가 빠르게 증발한다.
이에 따라, 각 화소(P1, P2)에서 방향에 따라 발광층(도 1의 62)의 두께 불균일이 발생된다.
이와 같은 문제의 해결을 위해, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 제 1 방향으로 배열된 제 1 화소 및 제 2 화소와, 상기 제 1 및 제 2 화소의 일측에 위치하며, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 1 부분과 인접한 제 1 및 제 2 화소 사이 공간에 대응하는 제 2 부분을 포함하는 제 1 홈과, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 발광다이오드를 포함하는 전계발광 표시장치를 제공한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일하다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 2 부분은 상기 제 1 부분으로부터 돌출된다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 2 부분은 상기 제 1 부분으로부터 이격된다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제 1 방향으로 배열된 제 3 및 제 4 화소와, 상기 제 3 및 제 4 화소의 일측과 상기 제 1 홈 사이에 위치하고, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 3 부분과 인접한 제 3 및 제 4 화소 사이 공간에 대응하는 제 4 부분을 포함하는 제 2 홈을 더 포함한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 4 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일하다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리, 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 4 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리는 동일하다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 4 부분은 상기 제 3 부분으로부터 돌출된다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 4 부분은 상기 제 3 부분으로부터 이격된다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제 1 방향으로 배열된 제 3 및 제 4 화소를 더 포함하고, 상기 제 1 홈은 상기 제 3 및 제 4 화소의 일측과 상기 제 1 홈 사이에 위치하고 인접한 제 3 및 제 4 화소 사이 공간에 대응하는 제 3 부분을 더 포함한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일하다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리, 상기 제 1 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리는 동일하다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 3 부분은 상기 제 1 부분으로부터 돌출된다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 제 3 부분은 상기 제 1 부분으로부터 이격된다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 기판 상에, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와, 상기 박막트랜지스터를 덮는 절연층과, 상기 절연층 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각을 둘러싸는 뱅크층을 더 포함하고, 상기 발광다이오드는, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층과, 상기 발광층을 덮는 제 2 전극을 포함하며, 상기 제 1 홈은 상기 뱅크층에 형성된다.
본 발명의 전계발광 표시장치는, 상기 제 1 홈에 위치하는 보조물질패턴을 더 포함하고, 상기 보조물질패턴은 상기 절연층 및 상기 제 2 전극과 접촉한다.
본 발명의 전계발광 표시장치에 있어서, 상기 제 1 홈에서 상기 제 2 전극은 상기 절연층과 접촉한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3은 종래 전계발광 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 개략적인 회로도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 전계발광 표시장치에는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트배선(GL), 데이터배선(DL) 및 파워배선(PL)이 형성되고, 화소영역(P)에는, 스위칭 박막트랜지스터(Ts), 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 캐패시터(Cst), 발광다이오드(D)가 형성된다.
스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트배선(GL) 및 데이터배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 캐패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워배선(PL) 사이에 연결되고, 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결된다.
이러한 전계발광 표시장치에서, 게이트배선(GL)에 인가된 게이트신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되면, 데이터배선(DL)에 인가된 데이터신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트전극과 스토리지 캐패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.
구동 박막트랜지스터(Td)는 게이트전극에 인가된 데이터신호에 따라 턴-온 되며, 그 결과 데이터신호에 비례하는 전류가 파워배선(PL)으로부터 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 발광다이오드(D)로 흐르게 되고, 발광다이오드(D)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.
이때, 스토리지 캐패시터(Cst)에는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.
따라서, 전계발광 표시장치는 게이트신호 및 데이터신호에 의하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.
-제 1 실시예-
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다. 또한, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에는 홈(groove, 180)이 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 발광다이오드가 위치한다. 상기 발광다이오드는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 박막트랜지스터가 위치한다.
인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되며, 상기 홈(180)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각과 상기 제 1 거리(d1)와 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)만큼 이격한다.
즉, 상기 홈(180)은 다수의 제 1 화소(P1)가 배열된 제 1 수평화소열과 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된 제 2 수평화소열 사이에 위치한다. 상기 홈(180)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각으로부터 제 3 거리(d3)를 갖는다. 상기 홈(180)은 수평 화소열과 평행한 바 형상을 가질 수 있으나 그 형상은 제한되지 않는다.
상기 발광다이오드의 발광층을 액체 상태의 용액을 이용한 코팅 공정에 의해 형성할 경우, 상기 홈(180)에 용매를 포함하는 발광 물질 또는 용매를 코팅함으로써 용액 공정에서의 용매 증발 편차에 의한 화소(P1, P2) 내 발광층의 두께 불균일 문제를 해소할 수 있다.
즉, 각 수직 화소열에서 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 간 제 2 거리(d2)가 각 수평 화소열에서 인접한 제 1 화소(P1) 간 제 1 거리(d1)보다 크기 때문에, 각 화소(P1, P2)에서 수평 방향의 끝과 수직 방향의 끝에서 발광층의 두께 편차가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는, 수직 화소열에서 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 용매가 코팅될 수 있는 홈(180)을 형성하고 상기 홈(180)이 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각과 상기 제 1 거리(d1)과 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)를 갖기 때문에, 각 화소(P1, P2)에서 수평 방향 및 수직 방향의 끝에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다.
따라서, 화소(P1, P2) 내 발광층 두께 불균일에 의한 전계발광 표시장치(100)의 표시 품질 저하 문제를 해결할 수 있다.
도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 6은 도 4의 VI-VI 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)는 제 1 방향으로 인접한 다수의 제 1 화소(P1)와 상기 제 1 화소(P1)와 제 2 방향을 따라 인접한 다수의 제 2 화소(P2)가 정의된 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)와, 제 1 방향으로 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 홈(180)을 포함한다.
상기 기판(110) 상에는, 제 1 및 제 2 방향을 따라 각각 연장되는 게이트 배선(도 3의 GL) 및 데이터 배선(DL), 상기 게이트 배선(GL) 및 상기 데이터 배선(DL)에 연결되는 스위칭 박막트랜지스터(도 3의 Ts), 상기 데이터 배선(DL)과 평행하게 이격하는 파워 배선(PL)이 형성될 수 있다. 이와 달리, 상기 파워 배선(PL)은 상기 게이트 배선(GL)과 평행하게 이격하며 형성될 수도 있다.
상기 게이트 배선(GL)과 상기 데이터 배선(DL)은 교차하여 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)을 정의하며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에는 스토리지 캐패시터(도 3의 Cst)가 구비될 수 있다.
유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 상기 기판(110) 상에는 반도체층(120)이 형성된다. 상기 반도체층(120)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(120)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우 반도체층(120) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(120)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(120)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(120)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(120)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(120) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(122)이 기판(110) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(122)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(122) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(130)이 반도체층(120)의 중앙에 대응하여 형성된다. 또한, 게이트 절연막(122) 상부에는 상기 게이트 배선(GL)과 상기 스토리지 캐패시터(Cst)의 제 1 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 게이트 배선(GL)은 제1방향을 따라 연장되고, 제 1 캐패시터 전극은 상기 게이트 전극(130)에 연결될 수 있다.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에서는 게이트 절연막(122)이 기판(110) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(122)은 게이트전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
게이트전극(130) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(136)이 기판(110) 전면에 형성된다. 층간 절연막(136)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(136)은 반도체층(120)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(137, 138)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(137, 138)은 게이트 전극(130)의 양측에 게이트 전극(130)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(137, 138)은 게이트 절연막(122) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(122)이 게이트 전극(130)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(137, 138)은 층간 절연막(136) 내에만 형성될 수도 있다.
층간 절연막(136) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(140)과 드레인 전극(142)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(136) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(DL)과 전원 배선(PL) 및 제 2 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다.
소스 전극(140)과 드레인 전극(142)은 게이트 전극(130)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(137, 138)을 통해 반도체층(120)의 양측과 접촉한다. 상기 데이터 배선(DL)은 제 2 방향을 따라 연장되어 게이트 배선(GL)과 교차함으로써 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)을 정의하며, 파워 배선(PL)은 데이터 배선(DL)과 이격되어 위치한다.
이와 달리, 상기 파워 배선(PL)은 상기 게이트 배선(GL)과 동일 층에 상기 게이트 배선(GL)과 평행하게 이격하여 위치함으로써, 상기 데이터 배선(DL)과 교차하도록 형성될 수도 있다.
상기 제 2 캐패시터 전극은 소스 전극(140)과 연결되고 제 1 캐패시터 전극과 중첩함으로써, 제 1 및 제 2 캐패시터 전극 사이의 층간 절연막(136)을 유전체층으로 하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 이룬다.
상기 반도체층(120)과, 상기 게이트전극(130), 상기 소스 전극(140), 상기 드레인전극(142)은 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 이루며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 반도체층(120)의 상부에 상기 게이트 전극(130), 상기 소스 전극(140) 및 상기 드레인 전극(142)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 구동 박막트랜지스터(Td)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 기판(110) 상에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 더 형성되는데, 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 상기 구동 박막트랜지스터(Td)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 게이트 전극(130)은 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 드레인 전극(미도시)에 연결되고 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 소스 전극(140)은 파워 배선(PL)에 연결된다. 또한, 상기 스위칭 박막트랜지스터(Ts)의 게이트 전극(미도시)과 소스 전극(미도시)은 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 각각 연결된다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(142)을 노출하는 드레인 콘택홀(152)을 갖는 보호층(150)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(150) 상에는 상기 드레인 콘택홀(152)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(142)에 연결되는 제 1 전극(160)이 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(160)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(160)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전계발광 표시장치가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(160) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(150) 상에는 상기 제 1 전극(160)의 가장자리를 덮는 뱅크층(170)이 형성된다. 상기 뱅크층(170)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에 대응하여 개구(opening, OP)를 갖고 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 대응하여 홈(180)을 갖는다.
상기 뱅크층(170)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각을 둘러싸며, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 면적은 상기 뱅크층(170)의 개구(OP)면적 또는 개구(OP)에 형성되는 발광층(162)의 면적에 대응된다.
상기 개구(OP)에 의해 상기 제 1 전극(160)의 중앙이 노출되며, 상기 홈(180)에 의해 상기 보호층(150)이 노출된다.
또한, 상기 홈(180)은 상기 뱅크층(180)의 두께와 실질적으로 동일한 깊이를 갖는다. 이와 달리, 상기 뱅크층(180)의 일부만이 제거되어 상기 홈(180)이 형성됨으로써, 상기 홈(180)의 깊이는 상기 뱅크층(180)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 뱅크층(180) 전체와 상기 보호층(150)의 전체 또는 일부가 제거되어 상기 홈(180)이 형성됨으로써, 상기 홈(180)의 깊이는 상기 뱅크층(180)보다 클 수 있다.
상기 제 1 전극(160) 상에는 발광층(162)이 형성된다. 상기 발광층(162)은 액체 상태의 발광 물질을 이용한 용액 공정(solution process)에 의해 형성된다. 즉, 용매에 녹아있는 발광물질 용액을 코팅한 후 용매를 건조하여 형성된다. 예를 들어, 상기 용액 공정은 잉크젯 코팅(inkjet coating) 공정, 슬릿 코팅(slit coating) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 프린팅 (printing) 공정, 드랍 코팅(drop coating) 공정 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층(162)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(162)은 상기 제 1 전극(160)과 상기 발광물질층 사이에 순차적으로 위치하는 정공주입층(hole injection layer) 및 정공수송층(hole transporting layer)과, 상기 발광물질층과 제 2 전극(164) 사이에 순차적으로 위치하는 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광물질층은 양자점(quantum dot)과 같은 무기발광물질 또는 유기발광물질을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 전계발광 표시장치(100)는 유기발광 표시장치(OLED) 또는 양자점발광 표시장치(QLED)일 수 있다.
상기 홈(180)에는 발광물질 용액의 용매가 코팅된 후 건조되어 증발된다. 따라서, 상기 발광층(162)의 형성 공정 후에, 상기 홈(180)에는 아무런 구성 요소 없이 상기 보호층(150)이 노출될 수 있다.
이와 달리, 상기 홈(180)에 발광물질 용액이 코팅되는 경우, 상기 홈(180)에는 보조물질패턴이 형성될 수도 있다.
이러한 경우, 수평 화소열에서 인접한 제 1 화소(P1) 사이 또는 인접한 제 2 화소(P1) 사이의 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되어 인접하는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에서 상기 홈(180) 내의 용매가 증발되기 때문에, 각 화소(P1, P2)의 주변은 방향에 관계 없이 대기 중 용매의 농도가 균일하게 된다.
따라서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 간 거리 차이에 의해 발광층(162)의 두께가 불균일하게 되는 문제가 방지되거나 최소화될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 발광층(162)과 상기 홈(180)의 보호층(150) 상에 제 2 전극(164)이 형성된다.
상기 제 2 전극(164)은 기판(110)의 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(164)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(100)가 상부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(164)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 전계발광 표시장치(100)가 하부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(164)은 반사전극으로 이용될 수 있다.
상기 제 2 전극(164)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 상기 발광층(162)와 접촉하고, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이의 상기 홈(180)에서 상기 제 2 전극(164)은 상기 보호층(150)과 접촉한다.
또한, 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 2 전극(164)의 전면은 상기 뱅크층(170)과 접촉한다.
다시 말해, 상기 기판(110)으로부터, 상기 제 2 전극(164)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 제 1 높이를 갖고 상기 홈(180)에서 상기 제 1 높이보다 작은 높이를 갖는다. 또한, 상기 기판(110)으로부터 상기 제 2 전극(164)은 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는다.
한편, 상기 홈(180)에 보조물질패턴이 형성되는 경우, 상기 제 2 전극(180)은 상기 홈(180)에서 상기 보조물질패턴과 접촉한다. 이때, 상기 보조물질패턴은 사상기 제 1 전극(160)과 접촉하지 않기 때문에, 상기 홈(180)에 형성된 상기 보조물질패턴에서는 발광이 일어나지 않는다.
상기 제 1 전극(160)과, 상기 제 1 전극(160)과 마주하는 상기 제 2 전극(164)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(160, 164) 사이에 위치하는 상기 발광층(162)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 발광다이오드(D) 상부에는 인캡슐레이션 기판 또는 인캡슐레이션 필름이 더 형성될 수 있다.
예를 들어, 무기절연층, 유기절연층 및 무기절연층이 순차 적층되어 외부로부터의 수분 침투를 방지하고 상기 발광다이오드를 보호하는 인캡슐레이션 필름이 상기 발광다이오드(D)를 덮으며 형성될 수 있다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광 반사를 최소화하기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(100)에 있어서, 상기 발광층(162)은 용액 공정에 의해 형성되기 때문에, 제조 공정이 단순해지고 대면적 표시장치의 제조에도 적합하다.
또한, 비교적 큰 거리로 이격하며 배치된 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 홈(180)을 형성하고 용매 또는 발광물질 용액을 상기 홈(180)에 코팅함으로써, 용액 공정에 의해 제조되는 발광층(162)의 두께 불균일 문제를 방지하거나 최소화할 수 있다. 따라서, 발광층(162)의 두께 불균일에 의한 전계발광 표시장치(100)의 표시 품질 저하 문제를 해소할 수 있다.
그런데, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전계발광 표시장치(100)의 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리에서 발광층(162)의 두께 불균일 문제가 여전히 발생할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 전계발광 표시장치를 제안한다.
-제 2 실시예-
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(200)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다. 또한, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에는 제 1 및 제 2 홈(280, 290)이 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 발광다이오드가 위치한다. 상기 발광다이오드는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 박막트랜지스터가 위치한다.
상기 제 1 홈(280)은 다수의 제 1 화소(P1)가 배열된 제 1 수평화소열과 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된 제 2 수평화소열 사이에 위치하며, 상기 제 2 홈(290)은 상기 제 1 홈(280)과 상기 제 2 수평화소열 사이에 위치한다.
상기 제 1 홈(280)은 상기 제 1 수평화소열에 대응되는 제 1 부분(282)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(284)을 포함하고, 상기 제 2 홈(290)은 상기 제 2 수평화소열에 대응되는 제 3 부분(292)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 4 부분(294)을 포함한다.
즉, 상기 제 1 및 제 3 부분(282, 292)은 직선 형태로 상기 제 1 및 제 2 수평화소열 방향을 따라 연장된다. 상기 제 2 부분(284)은 상기 제 1 부분(282)으로부터 상기 제 1 화소(P1)를 향해 돌출되고, 상기 제 4 부분(294)은 상기 제 3 부분(292)으로부터 상기 제 2 화소(P2)를 향해 돌출된다.
상기 제 1 및 제 3 부분(282, 292)이 바 형상을 갖고 상기 제 2 및 제 4 부분(284, 294)이 반원 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 그 형상에 제한은 없다.
다시 말해, 상기 제 1 부분(282)은 상기 제 1 화소(P1) 각각에 대응되고, 상기 제 2 부분(284)은 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 대응된다. 또한, 상기 제 3 부분(292)은 상기 제 2 화소(P2) 각각에 대응되고, 상기 제 4 부분(294)은 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응된다.
인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격된다. 또한, 상기 제 1 홈(280) 및 제 2 홈(290) 각각은 상기 제 1 화소(P1) 및 상기 제 2 화소(P2)와 상기 제 1 거리(d1)와 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)만큼 이격한다.
즉, 상기 제 1 및 제 3 부분(282, 292)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 4 부분(284, 294)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(200)에서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각은 수직 방향의 끝이 라운드(round) 형상을 갖는다.
이때, 제 1 홈(280)이 제 2 부분(284) 없이 제 1 부분(282)만을 포함하는 경우, 제 1 홈(280)으로부터 제 1 화소(P1)의 끝과 제 1 화소(P1)의 모서리는 서로 다른 거리를 갖는다. 따라서, 제 1 화소(P1)의 끝과 모서리 주변의 대기 중 용매 농도가 다르게 되어, 제 1 화소(P1)의 끝과 모서리에서 발광층의 두께 편차가 발생하게 된다.
또한, 제 2 홈(290)이 제 4 부분(294) 없이 제 3 부분(292)만을 포함하는 경우, 제 2 홈(290)으로부터 제 2 화소(P2)의 끝과 제 2 화소(P2)의 모서리는 서로 다른 거리를 갖기 때문에, 제 2 화소(P2)의 끝과 모서리에서도 발광층의 두께 편차가 발생하게 된다.
그러나, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(200)에서와 같이, 제 1 및 제 2 홈(280) 각각이 인접한 제 1 화소(P1) 사이 및 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응되는 제 2 및 제 4 부분(284, 294)를 포함하는 경우 이와 같은 문제를 방지할 수 있다.
즉, 제 1 화소(P1)의 끝과 제 1 홈(280)의 제 1 부분(282) 및 제 1 화소(P1)의 모서리와 제 1 홈(280)의 제 2 부분(284)은 동일하게 제 3 거리(d3)만큼 이격되기 때문에, 제 1 화소(P1)의 끝과 모서리에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다. 또한, 제 2 화소(P2)의 끝과 제 2 홈(290)의 제 3 부분(292) 및 제 2 화소(P2)의 모서리와 제 2 홈(290)의 제 4 부분(294) 역시 동일하게 제 3 거리(d3)만큼 이격되기 때문에, 제 2 화소(P2)의 끝과 모서리에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다.
더욱이, 인접한 제 1 화소(P1) 사이와 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)가 상기 제 3 거리(d3)와 실질적으로 동일하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에서 발광층은 방향에 관계 없이 균일한 두께를 가질 수 있다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 9는 도 7의 IX-IX 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(200)는 제 1 방향으로 인접한 다수의 제 1 화소(P1)와 상기 제 1 화소(P1)와 제 2 방향을 따라 인접한 다수의 제 2 화소(P2)가 정의된 기판(210)과, 상기 기판(210) 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)와, 제 1 방향으로 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 제 1 및 제 2 홈(280, 290)을 포함한다.
유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 상기 기판(210) 상에는 반도체층(220)이 형성된다. 상기 반도체층(220)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(220) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(222)이 기판(210) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(222)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(222) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(230)이 반도체층(220)의 중앙에 대응하여 형성된다. 게이트 배선(GL)은 제 1 방향을 따라 연장되고, 제 1 캐패시터 전극은 상기 게이트 전극(230)에 연결될 수 있다.
게이트전극(230) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(236)이 기판(210) 전면에 형성된다. 층간 절연막(236)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(236)은 반도체층(220)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(237, 238)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(237, 238)은 게이트 전극(230)의 양측에 게이트 전극(230)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(236) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(240)과 드레인 전극(242)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(236) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(DL)과 전원 배선(PL) 및 제 2 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다.
소스 전극(240)과 드레인 전극(242)은 게이트 전극(230)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(237, 238)을 통해 반도체층(220)의 양측과 접촉한다. 상기 데이터 배선(DL)은 제 2 방향을 따라 연장되어 게이트 배선(GL)과 교차함으로써 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)을 정의하며, 파워 배선(PL)은 데이터 배선(DL)과 이격되어 위치한다.
상기 제 2 캐패시터 전극은 소스 전극(240)과 연결되고 제 1 캐패시터 전극과 중첩함으로써, 제 1 및 제 2 캐패시터 전극 사이의 층간 절연막(236)을 유전체층으로 하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 이룬다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(242)을 노출하는 드레인 콘택홀(252)을 갖는 보호층(250)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(250) 상에는 상기 드레인 콘택홀(252)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(242)에 연결되는 제 1 전극(260)이 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(260)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(260)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전계발광 표시장치가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(260) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(250) 상에는 상기 제 1 전극(260)의 가장자리를 덮는 뱅크층(270)이 형성된다. 상기 뱅크층(270)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에 대응하여 개구(opening, OP)를 갖고 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 대응하여 제 1 및 제 2 홈(280, 290)을 갖는다.
상기 뱅크층(270)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각을 둘러싸며, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 면적은 상기 뱅크층(270)의 개구(OP)면적 또는 개구(OP)에 형성되는 발광층(262)의 면적에 대응된다.
상기 개구(OP)에 의해 상기 제 1 전극(260)의 중앙이 노출되며, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에 의해 상기 보호층(250)이 노출된다.
상기 제 1 홈(280)은 상기 제 1 수평화소열에 대응되는 제 1 부분(282)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(284)을 포함하고, 상기 제 2 홈(290)은 상기 제 2 수평화소열에 대응되는 제 3 부분(292)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 4 부분(294)을 포함한다.
상기 제 1 및 제 3 부분(282, 292)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 4 부분(284, 294)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)은 상기 뱅크층(280)의 두께와 실질적으로 동일한 깊이를 갖는다. 이와 달리, 상기 뱅크층(280)의 일부만이 제거되어 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)이 형성됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)의 깊이는 상기 뱅크층(280)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 뱅크층(280) 전체와 상기 보호층(250)의 전체 또는 일부가 제거되어 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)이 형성됨으로써, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)의 깊이는 상기 뱅크층(280)보다 클 수 있다.
상기 제 1 전극(260) 상에는 발광층(262)이 형성된다. 상기 발광층(262)은 액체 상태의 발광물질을 이용한 용액 공정(solution process)에 의해 형성된다. 즉, 용매에 녹아있는 발광물질 용액을 코팅한 후 용매를 건조하여 형성된다. 예를 들어, 상기 용액 공정은 잉크젯 코팅(inkjet coating) 공정, 슬릿 코팅(slit coating) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 프린팅 (printing) 공정, 드랍 코팅(drop coating) 공정 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층(262)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(262)은 상기 제 1 전극(260)과 상기 발광물질층 사이에 순차적으로 위치하는 정공주입층(hole injection layer) 및 정공수송층(hole transporting layer)과, 상기 발광물질층과 제 2 전극(264) 사이에 순차적으로 위치하는 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광물질층은 양자점(quantum dot)과 같은 무기발광물질 또는 유기발광물질을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 전계발광 표시장치(200)는 유기발광 표시장치(OLED) 또는 양자점발광 표시장치(QLED)일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에는 발광물질 용액이 코팅되며, 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 268)이 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290) 각각에 형성된다.
이와 달리, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에 발광물질 용액의 용매가 코팅되는 경우, 상기 발광층(262)의 형성 공정 후에 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에는 아무런 구성 요소 없이 상기 보호층(250)이 노출될 수 있다.
이러한 경우, 수평 화소열에서 인접한 제 1 화소(P1) 사이 또는 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되어 인접하는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에서 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290) 내의 용매가 증발되기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 주변은 방향에 관계 없이 대기 중 용매의 농도가 균일하게 된다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)이 인접한 제 1 화소(P1) 사이 및 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응되는 제 2 및 제 4 부분(284, 294)을 포함하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 끝과 모서리에서 발광층(262)의 두께 편차가 방지된다.
따라서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 간 거리 차이 및 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 라운드 형상에 의해 발광층(262)의 두께가 불균일하게 되는 문제가 방지되거나 최소화될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 발광층(262)과 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)의 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 268) 상에 제 2 전극(264)이 형성된다.
상기 제 2 전극(264)은 기판(210)의 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(264)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(200)가 상부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(264)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 전계발광 표시장치(200)가 하부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(264)은 반사전극으로 이용될 수 있다.
상기 제 2 전극(264)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 상기 발광층(262)와 접촉하고, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이의 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에서 상기 제 2 전극(264)은 상기 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 268)과 접촉한다.
또한, 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 2 전극(264)의 전면은 상기 뱅크층(270)과 접촉한다.
다시 말해, 상기 기판(210)으로부터, 상기 제 2 전극(264)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 제 1 높이를 갖고 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에서 상기 제 1 높이와 실질적으로 동일한 높이를 갖는다. 또한, 상기 기판(210)으로부터 상기 제 2 전극(264)은 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에서 상기 제 2 전극(280)은 상기 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 269)과 접촉한다. 그러나, 상기 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 269)은 사상기 제 1 전극(260)과 접촉하지 않기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에 형성된 상기 제 1 및 제 2 보조물질패턴(266, 269)에서는 발광이 일어나지 않는다.
상기 제 1 전극(260)과, 상기 제 1 전극(260)과 마주하는 상기 제 2 전극(264)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(260, 264) 사이에 위치하는 상기 발광층(262)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 발광다이오드(D) 상부에는 인캡슐레이션 기판 또는 인캡슐레이션 필름이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광 반사를 최소화하기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(200)에 있어서, 상기 발광층(262)은 용액 공정에 의해 형성되기 때문에, 제조 공정이 단순해지고 대면적 표시장치의 제조에도 적합하다.
또한, 비교적 큰 거리로 이격하며 배치된 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하고 각각이 바 형상의 제 1 및 제 3 부분(282, 292)과 이로부터 돌출되는 제 2 및 제 4 부분(284, 294)를 포함하는 제 1 및 제 2 홈(280, 290)을 형성하고 용매 또는 발광물질 용액을 상기 제 1 및 제 2 홈(280, 290)에 코팅함으로써, 용액 공정에 의해 제조되는 발광층(262)의 두께 불균일 문제를 방지하거나 최소화할 수 있다. 따라서, 발광층(262)의 두께 불균일에 의한 전계발광 표시장치(200)의 표시 품질 저하 및 수명 단축 문제를 해소할 수 있다.
-제 3 실시예-
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광 표시장치(300)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다. 또한, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에는 홈(380)이 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 발광다이오드가 위치한다. 상기 발광다이오드는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 박막트랜지스터가 위치한다.
상기 제 (380)은 다수의 제 1 화소(P1)가 배열된 제 1 수평화소열과 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된 제 2 수평화소열 사이에 위치한다.
상기 홈(380)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 제 1 부분(382)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(384)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 3 부분(386)을 포함한다.
즉, 상기 제 1 부분(382)은 직선 형태로 상기 제 1 및 제 2 수평화소열 방향을 따라 연장된다. 상기 제 2 부분(384)은 상기 제 1 부분(382)으로부터 상기 제 1 화소(P1)를 향해 돌출되고, 상기 제 3 부분(386)은 상기 제 1 부분(382)으로부터 상기 제 2 화소(P2)를 향해 돌출된다.
상기 제 1 부분(382)이 바 형상을 갖고 상기 제 2 및 제 3 부분(384, 364)이 반원 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 그 형상에 제한은 없다.
다시 말해, 상기 제 1 부분(382)은 상기 제 1 화소(P1) 각각과 상기 제 2 화소(P2) 각각에 대응되고, 상기 제 2 부분(384)은 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 대응되며, 상기 제 3 부분(386)은 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응된다.
인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되며, 상기 홈(380)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각과 상기 제 1 거리(d1)와 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)만큼 이격한다.
즉, 상기 제 1 부분(382)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 3 부분(384, 386)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
따라서, 끝이 라운드 형상을 갖는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)를 포함하는 전계발광 표시장치(300)에서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 끝과 모서리에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다.
더욱이, 인접한 제 1 화소(P1) 사이와 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)가 상기 제 3 거리(d3)와 실질적으로 동일하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에서 발광층은 방향에 관계 없이 균일한 두께를 가질 수 있다.
도 11은 도 10의 XI-XI 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 12는 도 10의 XII-XII 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전계발광 표시장치(300)는 제 1 방향으로 인접한 다수의 제 1 화소(P1)와 상기 제 1 화소(P1)와 제 2 방향을 따라 인접한 다수의 제 2 화소(P2)가 정의된 기판(310)과, 상기 기판(310) 상에 위치하는 구동 박막트랜지스터(Td)와, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)에 연결되는 발광다이오드(D)와, 제 1 방향으로 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 홈(380)을 포함한다.
상기 게이트 배선(GL)과 상기 데이터 배선(DL)은 교차하여 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)을 정의하며, 상기 구동 박막트랜지스터(Td)는 상기 스위칭 박막트랜지스터에 연결된다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에는 스토리지 캐패시터(도 3의 Cst)가 구비될 수 있다.
유리 또는 플라스틱으로 이루어지는 상기 기판(310) 상에는 반도체층(320)이 형성된다. 상기 반도체층(320)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
반도체층(320) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(322)이 기판(310) 전면에 형성된다. 게이트 절연막(322)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
게이트 절연막(322) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(330)이 반도체층(320)의 중앙에 대응하여 형성된다. 게이트 배선(GL)은 제 1 방향을 따라 연장되고, 제 1 캐패시터 전극은 상기 게이트 전극(330)에 연결될 수 있다.
게이트전극(330) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(336)이 기판(310) 전면에 형성된다. 층간 절연막(336)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
층간 절연막(336)은 반도체층(320)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(337, 338)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(337, 338)은 게이트 전극(330)의 양측에 게이트 전극(330)과 이격되어 위치한다.
층간 절연막(336) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(340)과 드레인 전극(342)이 형성된다. 또한, 층간 절연막(336) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(DL)과 전원 배선(PL) 및 제 2 캐패시터 전극(미도시)이 형성될 수 있다.
소스 전극(340)과 드레인 전극(342)은 게이트 전극(330)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 제 1 및 제 2 콘택홀(337, 338)을 통해 반도체층(320)의 양측과 접촉한다. 상기 데이터 배선(DL)은 제 2 방향을 따라 연장되어 게이트 배선(GL)과 교차함으로써 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)을 정의하며, 파워 배선(PL)은 데이터 배선(DL)과 이격되어 위치한다.
상기 제 2 캐패시터 전극은 소스 전극(340)과 연결되고 제 1 캐패시터 전극과 중첩함으로써, 제 1 및 제 2 캐패시터 전극 사이의 층간 절연막(336)을 유전체층으로 하여 스토리지 캐패시터(Cst)를 이룬다.
상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(342)을 노출하는 드레인 콘택홀(352)을 갖는 보호층(350)이 상기 구동 박막트랜지스터(Td)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(350) 상에는 상기 드레인 콘택홀(352)을 통해 상기 구동 박막트랜지스터(Td)의 상기 드레인 전극(342)에 연결되는 제 1 전극(360)이 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(360)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(360)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 본 발명의 전계발광 표시장치가 상부 발광 방식(top-emission type)인 경우, 상기 제 1 전극(360) 하부에는 반사전극 또는 반사층이 더욱 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사전극 또는 상기 반사층은 알루미늄-팔라듐-구리(aluminum-paladium-copper: APC) 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(350) 상에는 상기 제 1 전극(360)의 가장자리를 덮는 뱅크층(370)이 형성된다. 상기 뱅크층(370)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에 대응하여 개구(opening, OP)를 갖고 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 대응하여 홈(380)을 갖는다.
상기 뱅크층(170)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각을 둘러싸며, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 면적은 상기 뱅크층(170)의 개구(OP)면적 또는 개구(OP)에 형성되는 발광층(162)의 면적에 대응된다.
상기 개구(OP)에 의해 상기 제 1 전극(360)의 중앙이 노출되며, 상기 제 홈(380)에 의해 상기 보호층(350)이 노출된다.
상기 홈(380)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 제 1 부분(382)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(384)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 3 부분(386)을 포함한다.
상기 제 1 부분(382)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 3 부분(384, 386)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
또한, 상기 홈(380)은 상기 뱅크층(380)의 두께와 실질적으로 동일한 깊이를 갖는다. 이와 달리, 상기 뱅크층(380)의 일부만이 제거되어 상기 홈(380)이 형성됨으로써, 상기 홈(380)의 깊이는 상기 뱅크층(380)보다 작을 수 있다. 또한, 상기 뱅크층(380) 전체와 상기 보호층(350)의 전체 또는 일부가 제거되어 상기 홈(380)이 형성됨으로써, 상기 홈(380)의 깊이는 상기 뱅크층(380)보다 클 수 있다.
상기 제 1 전극(360) 상에는 발광층(362)이 형성된다. 상기 발광층(362)은 액체 상태의 발광물질을 이용한 용액 공정(solution process)에 의해 형성된다. 즉, 용매에 녹아있는 발광물질 용액을 코팅한 후 용매를 건조하여 형성된다. 예를 들어, 상기 용액 공정은 잉크젯 코팅(inkjet coating) 공정, 슬릿 코팅(slit coating) 공정, 스핀 코팅(spin coating) 공정, 프린팅 (printing) 공정, 드랍 코팅(drop coating) 공정 중 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 발광층(362)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 발광층(362)은 상기 제 1 전극(360)과 상기 발광물질층 사이에 순차적으로 위치하는 정공주입층(hole injection layer) 및 정공수송층(hole transporting layer)과, 상기 발광물질층과 제 2 전극(364) 사이에 순차적으로 위치하는 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)를 더 포함할 수 있다.
상기 발광물질층은 양자점(quantum dot)과 같은 무기발광물질 또는 유기발광물질을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 전계발광 표시장치(300)는 유기발광 표시장치(OLED) 또는 양자점발광 표시장치(QLED)일 수 있다.
상기 홈(380)에는 발광물질 용액이 코팅되며, 보조물질패턴(366)이 상기 홈(380)에 형성된다.
이와 달리, 상기 홈(380)에 발광물질 용액의 용매가 코팅되는 경우, 상기 발광층(362)의 형성 공정 후에 상기 홈(380)에는 아무런 구성 요소 없이 상기 보호층(350)이 노출될 수 있다.
이러한 경우, 수평 화소열에서 인접한 제 1 화소(P1) 사이 또는 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되어 인접하는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에서 상기 홈(380) 내의 용매가 증발되기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 주변은 방향에 관계 없이 대기 중 용매의 농도가 균일하게 된다.
더욱이, 상기 홈(380)이 인접한 제 1 화소(P1) 사이 및 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응되는 제 2 및 제 3 부분(384, 386)을 포함하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 끝과 모서리에서 발광층(362)의 두께 편차가 방지된다.
따라서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 간 거리 차이 및 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 라운드 형상에 의해 발광층(362)의 두께가 불균일하게 되는 문제가 방지되거나 최소화될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)의 발광층(362)과 상기 홈(380)의 보조물질패턴(366) 상에 제 2 전극(364)이 형성된다.
상기 제 2 전극(364)은 기판(310)의 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(364)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(300)가 상부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(364)은 빛이 투과되도록 비교적 얇은 두께를 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 전계발광 표시장치(300)가 하부 발광 방식인 경우, 상기 제 2 전극(364)은 반사전극으로 이용될 수 있다.
상기 제 2 전극(364)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 상기 발광층(362)와 접촉하고, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이의 상기 홈(380)에서 상기 제 2 전극(364)은 상기 보조물질패턴(366)과 접촉한다.
또한, 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 2 전극(364)의 전면은 상기 뱅크층(370)과 접촉한다.
다시 말해, 상기 기판(310)으로부터, 상기 제 2 전극(364)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에서 제 1 높이를 갖고 상기 홈(380)에서 상기 제 1 높이와 실질적으로 동일한 높이를 갖는다. 또한, 상기 기판(310)으로부터 상기 제 2 전극(364)은 상기 제 1 화소(P1) 사이 및 상기 제 2 화소(P2) 사이에서 상기 제 1 높이보다 큰 제 2 높이를 갖는다.
한편, 상기 홈(380)에서 상기 제 2 전극(380)은 상기 보조물질패턴(366)과 접촉한다. 그러나, 상기 보조물질패턴(366)은 사상기 제 1 전극(360)과 접촉하지 않기 때문에, 상기 홈(380)에 형성된 상기 보조물질패턴(366)에서는 발광이 일어나지 않는다.
상기 제 1 전극(360)과, 상기 제 1 전극(360)과 마주하는 상기 제 2 전극(364)과, 상기 제 1 및 제 2 전극(360, 364) 사이에 위치하는 상기 발광층(362)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
도시하지 않았으나, 상기 발광다이오드(D) 상부에는 인캡슐레이션 기판 또는 인캡슐레이션 필름이 더 형성될 수 있다. 또한, 상기 인캡슐레이션 필름 상에는 외부광 반사를 최소화하기 위한 편광판이 부착될 수 있다. 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다.
본 발명의 전계발광 표시장치(300)에 있어서, 상기 발광층(362)은 용액 공정에 의해 형성되기 때문에, 제조 공정이 단순해지고 대면적 표시장치의 제조에도 적합하다.
또한, 비교적 큰 거리로 이격하며 배치된 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하고 바 형상의 제 1 부분(382)과 이로부터 돌출되는 제 2 및 제 3 부분(384, 386)를 포함하는 홈(380)을 형성하고 용매 또는 발광물질 용액을 상기 홈(380)에 코팅함으로써, 용액 공정에 의해 제조되는 발광층(362)의 두께 불균일 문제를 방지하거나 최소화할 수 있다. 따라서, 발광층(362)의 두께 불균일에 의한 전계발광 표시장치(300)의 표시 품질 저하 및 수명 단축 문제를 해소할 수 있다.
-제 4 실시예-
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전계발광 표시장치(400)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다. 또한, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에는 제 1 및 제 2 홈(480, 490)이 위치한다.
상기 제 1 홈(480)은 다수의 제 1 화소(P1)가 배열된 제 1 수평화소열과 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된 제 2 수평화소열 사이에 위치하며, 상기 제 2 홈(490)은 상기 제 1 홈(480)과 상기 제 2 수평화소열 사이에 위치한다.
상기 제 1 홈(480)은 상기 제 1 수평화소열에 대응되는 제 1 부분(482)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(484)을 포함하고, 상기 제 2 홈(490)은 상기 제 2 수평화소열에 대응되는 제 3 부분(492)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 4 부분(494)을 포함한다.
즉, 상기 제 1 및 제 3 부분(482, 492)은 직선 형태로 상기 제 1 및 제 2 수평화소열 방향을 따라 연장된다. 상기 제 2 부분(484)은 상기 제 1 부분(482)으로부터 상기 제 1 화소(P1)를 향해 이격되고, 상기 제 4 부분(494)은 상기 제 3 부분(492)으로부터 상기 제 2 화소(P2)를 향해 이격된다.
상기 제 1 및 제 3 부분(482, 492)이 바 형상을 갖고 상기 제 2 및 제 4 부분(484, 494)이 원 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 그 형상에 제한은 없다.
다시 말해, 상기 제 1 부분(482)은 상기 제 1 화소(P1) 각각에 대응되고, 상기 제 2 부분(484)은 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 대응된다. 또한, 상기 제 3 부분(492)은 상기 제 2 화소(P2) 각각에 대응되고, 상기 제 4 부분(494)은 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응된다.
인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격된다. 또한, 상기 제 1 홈(480) 및 제 2 홈(490) 각각은 상기 제 1 화소(P1) 및 상기 제 2 화소(P2)와 상기 제 1 거리(d1)와 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)만큼 이격한다.
즉, 상기 제 1 및 제 3 부분(482, 492)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 4 부분(484, 494)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
따라서, 끝이 라운드 형상을 갖는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)를 포함하는 전계발광 표시장치(400)에서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 끝과 모서리에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다.
더욱이, 인접한 제 1 화소(P1) 사이와 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)가 상기 제 3 거리(d3)와 실질적으로 동일하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에서 발광층은 방향에 관계 없이 균일한 두께를 가질 수 있다.
-제 5 실시예-
도 14은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전계발광 표시장치의 개략적인 평면도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 5 실시예에 따른 전계발광 표시장치(500)에는 제 1 방향의 제 1 열에 다수의 제 1 화소(P1)가 배열되고, 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향으로 상기 제 1 화소와 이격하며 제 2 열에 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된다. 또한, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에는 홈(580)이 위치한다.
도시하지 않았으나, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 발광다이오드가 위치한다. 상기 발광다이오드는 서로 마주하는 제 1 및 제 2 전극과 상기 제 1 및 제 2 전극 사이에 위치하는 발광층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각에는 상기 발광다이오드에 연결되는 구동 박막트랜지스터가 위치한다.
상기 제 (580)은 다수의 제 1 화소(P1)가 배열된 제 1 수평화소열과 다수의 제 2 화소(P2)가 배열된 제 2 수평화소열 사이에 위치한다.
상기 홈(580)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 사이에 위치하는 제 1 부분(582)과 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 위치하는 제 2 부분(584)과 인접한 제 2 화소(P1) 사이에 위치하는 제 3 부분(586)을 포함한다.
즉, 상기 제 1 부분(582)은 직선 형태로 상기 제 1 및 제 2 수평화소열 방향을 따라 연장된다. 상기 제 2 부분(584)은 상기 제 1 부분(582)으로부터 상기 제 1 화소(P1)를 향해 이격되고, 상기 제 3 부분(586)은 상기 제 1 부분(582)으로부터 상기 제 2 화소(P2)를 향해 이격된다.
상기 제 1 부분(582)이 바 형상을 갖고 상기 제 2 및 제 3 부분(584, 564)이 원 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 그 형상에 제한은 없다.
다시 말해, 상기 제 1 부분(582)은 상기 제 1 화소(P1) 각각과 상기 제 2 화소(P2) 각각에 대응되고, 상기 제 2 부분(584)은 인접한 제 1 화소(P1) 사이에 대응되며, 상기 제 3 부분(586)은 인접한 제 2 화소(P2) 사이에 대응된다.
인접한 제 1 화소(P1)와 인접한 제 2 화소(P2) 각각은 제 1 거리(d1)만큼 이격되고, 인접한 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)는 상기 제 1 거리(d1)보다 큰 제 2 거리(d2)만큼 이격되며, 상기 홈(580)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각과 상기 제 1 거리(d1)와 실질적으로 동일한 제 3 거리(d3)만큼 이격한다.
즉, 상기 제 1 부분(582)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P1) 각각의 끝과 제 3 거리(d3)를 갖고, 상기 제 2 및 제 3 부분(584, 586)은 상기 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 모서리와 제 3 거리(d3)를 갖는다.
따라서, 끝이 라운드 형상을 갖는 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)를 포함하는 전계발광 표시장치(500)에서, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2) 각각의 끝과 모서리에서 발광층은 균일한 두께를 갖는다.
더욱이, 인접한 제 1 화소(P1) 사이와 인접한 제 2 화소(P2) 사이의 제 1 거리(d1)가 상기 제 3 거리(d3)와 실질적으로 동일하기 때문에, 제 1 및 제 2 화소(P1, P2)에서 발광층은 방향에 관계 없이 균일한 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 전계발광 표시장치(도 7의 200)에서의 발광층 두께(Ex)와 홈이 형성되지 않은 종래 전계발광 표시장치에서의 발광층 두께(Ref)를 측정하여 아래 표1 및 표2에 기재하고 발광층의 단축 두께 프로파일과 장축 두께 프로파일을 도 15a 및 도 15b에 도시하였다. 표1에서 "Avg"는 발광층의 평균 두께이고, "dC"는 발광층 중앙에서의 두께이다. 또한, "d+5" 및 "d+10"은 발광층 가장자리(d)로부터 중앙으로 일정거리 이동된 지점에서의 발광층 두께와 "dC" 두께의 차이이다.
[표1]
Figure pat00001
[표2]
Figure pat00002
표1, 표2, 도 15a 및 도 15b에서 보여지는 바와 같이, 장축 방향으로 인접한 화소 사이에 제 1 및 제 2 홈이 형성된 본 발명의 전계발광 표시장치에서의 발광층(Ex)은 단축 및 장축 모두에서 두께 균일성이 향상된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 기술자는 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.
100, 200, 300, 400, 500: 전계발광 표시장치
110, 210, 310: 기판 120, 220, 320: 반도체층
122, 222, 322: 게이트 절연막 130, 230, 330: 게이트 전극
136, 236, 336: 층간 절연막 140, 240, 340: 소스 전극
142, 242, 342: 드레인 전극 150, 250, 350: 보호층
160, 260, 360: 제 1 전극 162, 262, 362: 발광층
164, 264, 364: 제 2 전극 170, 270, 370: 뱅크층
180, 280, 290, 380, 480, 490, 580: 홈
282, 284, 292, 294, 382, 384, 386, 482, 484, 492, 494, 582, 584, 586: (홈의) 부분
266, 268, 366: 보조물질패턴 Td: 구동 박막트랜지스터
Ts: 스위칭 박막트랜지스터 GL: 게이트 배선
DL: 데이터 배선 PL: 파워 배선
Cst: 스토리지 캐패시터 P1, P2: 화소영역
D: 발광 다이오드 OP: 개구

Claims (17)

  1. 기판과;
    상기 기판 상에 제 1 방향으로 배열된 제 1 화소 및 제 2 화소와;
    상기 제 1 및 제 2 화소의 일측에 위치하며, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 1 부분과 인접한 제 1 및 제 2 화소 사이 공간에 대응하는 제 2 부분을 포함하는 제 1 홈과;
    상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 발광다이오드
    를 포함하는 전계발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일한 전계발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제 2 부분은 상기 제 1 부분으로부터 돌출된 전계발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    제 2 부분은 상기 제 1 부분으로부터 이격된 전계발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로 배열된 제 3 및 제 4 화소와;
    상기 제 3 및 제 4 화소의 일측과 상기 제 1 홈 사이에 위치하고, 상기 제 1 방향으로 연장된 제 3 부분과 인접한 제 3 및 제 4 화소 사이 공간에 대응하는 제 4 부분을 포함하는 제 2 홈
    을 더 포함하는 전계발광 표시장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 4 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일한 전계발광 표시장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리, 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 4 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리는 동일한 전계발광 표시장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    제 4 부분은 상기 제 3 부분으로부터 돌출된 전계발광 표시장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    제 4 부분은 상기 제 3 부분으로부터 이격된 전계발광 표시장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향으로 배열된 제 3 및 제 4 화소를 더 포함하고,
    상기 제 1 홈은 상기 제 3 및 제 4 화소의 일측과 상기 제 1 홈 사이에 위치하고 인접한 제 3 및 제 4 화소 사이 공간에 대응하는 제 3 부분을 더 포함하는 전계발광 표시장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리는 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리와 동일한 전계발광 표시장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 2 부분과 상기 제 1 및 제 2 화소 각각의 모서리 사이 거리, 상기 제 1 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 끝 사이 거리, 상기 제 3 부분과 상기 제 3 및 제 4 화소 각각의 모서리 사이 거리는 동일한 전계발광 표시장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    제 3 부분은 상기 제 1 부분으로부터 돌출된 전계발광 표시장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    제 3 부분은 상기 제 1 부분으로부터 이격된 전계발광 표시장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 박막트랜지스터와;
    상기 박막트랜지스터를 덮는 절연층과;
    상기 절연층 상에 위치하며 상기 제 1 및 제 2 화소 각각을 둘러싸는 뱅크층을 더 포함하고,
    상기 발광다이오드는, 상기 제 1 및 제 2 화소 각각에 위치하는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극 상에 위치하는 발광층과, 상기 발광층을 덮는 제 2 전극을 포함하며,
    상기 제 1 홈은 상기 뱅크층에 형성되는 전계발광 표시장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 홈에 위치하는 보조물질패턴을 더 포함하고,
    상기 보조물질패턴은 상기 절연층 및 상기 제 2 전극과 접촉하는 전계발광 표시장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 홈에서 상기 제 2 전극은 상기 절연층과 접촉하는 전계발광 표시장치.
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