説明

有機発光表示装置

【課題】有機発光表示装置を提供する。
【解決手段】赤、緑、青色のサブ画素のうち、緑色サブ画素の薄膜トランジスタのサイズが赤色及び青色のサブ画素の薄膜トランジスタのサイズより大きい構造を有する有機発光表示装置である。これにより、相対的に発光効率の高い緑色サブ画素のスイングレンジが広く確保できる。これを採用する場合、さらに正確な階調表現が可能であり、信頼性の高い製品が具現できる。また、これにより、有機発光表示装置の輝度のばらつきを軽減できるので、画質不良製品も発生しにくくなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機発光表示装置に係り、さらに詳細には、単位画素を構成する3色のサブ画素の構造が改善された有機発光表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、有機発光表示装置の単位画素には、赤色画素、緑色画素及び青色画素のサブ画素(回路)が備えられ、これらの3色のサブ画素の色相の組合せによって所望のカラーが表現される。
【0003】
そして、サブ画素ごとに薄膜トランジスタ、キャパシタ及びこれらに連結された発光部を備えており、発光部は、前記薄膜トランジスタ及びキャパシタから適切な駆動信号が印加されて発光し、所望の画像を具現する。
【0004】
ところで、一般的には、赤、緑、青色のサブ画素のうち、緑色サブ画素の発光効率が最も高い。したがって、従来の構造のように、3色サブ画素をいずれも同じ大きさに形成する場合には、緑色サブ画素に、相対的に少ない電流を流せばよい。こうすれば、3色のサブ画素の輝度を揃えることができる。しかし、この場合には、緑色サブ画素において、全階調を表現するための電圧制御範囲(以下では、「スイングレンジ」とよぶ)が狭くなり、非常に精密な制御が要求される。例えば、256段階の階調を表現するためには、緑色サブ画素は、相対的に少ない電流量で256段階を表現しなければならないので、全階調を表現するための電圧制御範囲が他色のサブ画素に比べて狭くなる。そのため、1階調間の電圧差が小さくなり、所望の階調を表現しようとすると、その制御が非常に難しくなるという問題が生じる。したがって、このようにスイングレンジが狭くなる場合、わずかなずれでも正確な階調表現が行われず、輝度のばらつきが増加するおそれがある。そのため、このような問題を解消する適切な改善が要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】韓国公開特許2006−0114477号
【特許文献2】韓国公開特許2007−0051224号
【特許文献3】韓国公開特許2007−0037763号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、発光効率が異なるサブ画素間での輝度を揃えるために、発光効率が比較的高いサブ画素のスイングレンジが狭くなる問題を解決できるように改善された有機発光表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記課題を達成するために、本発明の実施形態による有機発光表示装置は、色相ごとに発光効率が異なる複数のサブ画素を備える有機発光表示装置であって、前記各サブ画素は、少なくとも薄膜トランジスタを備え、前記各サブ画素の発光効率に応じて、前記薄膜トランジスタのサイズを異ならせる。
【0008】
相対的に発光効率の高いサブ画素における薄膜トランジスタのサイズを、他色のサブ画素における薄膜トランジスタのサイズより大きくしてもよい。
【0009】
前記各薄膜トランジスタは、活性層及びゲート電極を含んでもよく、相対的に発光効率の高いサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の幅は、他色のサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の幅よりも狭くてもよい。
【0010】
相対的に発光効率の高いサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の長さは、他色のサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の長さよりも長くてもよい。
【0011】
相対的に発光効率の高いサブ画素における前記重畳領域の幅Wと、前記重畳領域の長さLと、の比を、少なくとも「W:L=3〜4(3から4の範囲の値):30」とし、他色のサブ画素における前記重畳領域の幅Wと、前記重畳領域の長さLと、の比を、少なくとも「W:L=4〜5(4から5の範囲の値):20」としてもよい。
【0012】
前記重畳面積を形成する前記ゲート電極は、矩形であり、前記活性層は、T字形でありうる。
【0013】
前記キャパシタは、ストレージキャパシタとブーストキャパシタとを備えうる。
【0014】
相対的に発光効率の高いサブ画素における前記ストレージキャパシタ及び前記ブーストキャパシタの面積は、他色のサブ画素におけるサブ画素の前記ストレージキャパシタ及び前記ブーストキャパシタの面積よりそれぞれさらに大きくてもよい。
【0015】
前記ストレージキャパシタは、前記活性層と同一層の第1ストレージ電極と、前記ゲート電極と同一層の第2ストレージ電極とを含んでもよく、相対的に発光効率の高いサブ画素における前記第1、2ストレージ電極の重畳面積は、他色のサブ画素における前記第1、2ストレージ電極の重畳面積より大きくてもよい。
【0016】
前記第1、第2ストレージ電極のうち、前記薄膜トランジスタの活性層に対応する層に設けられたストレージ電極に少なくとも1つのホールが形成されうる。
【0017】
前記ブーストキャパシタは、前記活性層と同一層の第1ブースト電極と、前記ゲート電極と同一層の第2ブースト電極とを含んでもよく、相対的に発光効率の高いサブ画素における前記第1、2ブースト電極の重畳面積は、他色のサブ画素における前記第1、2ブースト電極の重畳面積より大きくてもよい。
【0018】
前記薄膜トランジスタは、駆動トランジスタでありうる。
【0019】
前記相対的に発光効率の高いサブ画素は、緑色のサブ画素を含み、前記他色のサブ画素は、少なくとも赤色のサブ画素および青色のサブ画素のいずれかを含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、相対的に発光効率の高いサブ画素の薄膜トランジスタ及びキャパシタのサイズが、他色のサブ画素に比べて相対的に大きく、スイングレンジが狭くならないので、階調表現のための制御が容易になる。これにより、有機発光表示装置において輝度のばらつきを減らせるので、画質不良製品の発生可能性も減らせる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明の一実施形態による有機発光表示装置の単位画素のうち、赤色及び緑色のサブ画素の構造を示す平面図である。
【図2A】図1に示された赤色及び緑色のサブ画素の構造のうち、活性層及びゲート電極が形成された層をそれぞれ分離して示す平面図である。
【図2B】図1に示された赤色及び緑色のサブ画素の構造のうち、活性層及びゲート電極が形成された層をそれぞれ分離して示す平面図である。
【図3A】図1に示された赤色及び緑色のサブ画素の構造のうち、薄膜トランジスタ領域を拡大した平面図である。
【図3B】図1に示された赤色及び緑色のサブ画素の構造のうち、ブーストキャパシタ領域を拡大した平面図である。
【図3C】図1に示された赤色及び緑色のサブ画素の構造のうち、ストレージキャパシタ領域を拡大した平面図である。
【図4】図1のA−A線に沿って切断した断面図である。
【図5】本発明の他の実施形態による有機発光表示装置の単位画素のうち、赤色及び緑色のサブ画素の構造を示す平面図である。
【図6】図3Aに示された薄膜トランジスタ領域の変形可能な構造を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。
【0023】
図面上の同じ符号は、同じ要素を表す。下記の本発明の説明において、関連した公知機能または構成についての具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。
【0024】
添付された図面において、構造物(例えば、層や領域)の寸法は本発明を明確に説明するために実際より拡大して示している場合もあるまた、層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上に”あるとする場合、これは、他の部分の“真上に”ある場合だけではなく、その間に他の部分がある場合も含む。
【0025】
図1は、本発明の一実施形態による有機発光表示装置に備えられた単位画素の構造を概略的に示した平面図であり、図2A及び図2Bは、活性層及びゲート電極層をそれぞれ分離して示した平面図である。本来、単位画素は、赤色サブ画素R、緑色サブ画素G及び青色サブ画素(図示せず)の3色サブ画素を備えているが、本実施形態で青色サブ画素(図示せず)と赤色サブ画素Rとは、同様の構造であるので、ここでは、便宜上、一方を省略して図示している。したがって、緑色サブ画素Gと容易に比較できるように、赤、青色サブ画素のうち赤色サブ画素Rのみを示した。そして、有機発光表示装置には、この3色サブ画素を含む単位画素が行及び列の方向に沿って反復的に配されていると見なせばよい。
【0026】
まず、図1を参照すれば、本発明の有機発光表示装置は、前記のように、赤色サブ画素R、緑色サブ画素G及び青色サブ画素(図示せず)の3色サブ画素を単位画素の構成要素として備えている。前述したように、青色サブ画素(図示せず)は、赤色サブ画素Rと同様の構造であり、以下に説明される赤色サブ画素Rの構造を青色サブ画素(図示せず)も備える。
【0027】
まず、比較して見る前記赤色サブ画素Rと緑色サブ画素Gとは、それぞれ発光部400R、400G及び薄膜トランジスタ100R、100Gと、ストレージキャパシタ300R、300G及びブーストキャパシタ200R、200Gとを備えている。したがって、薄膜トランジスタ100R、100Gと、ストレージキャパシタ300R、300G及びブーストキャパシタ200R、200Gに電流が流れれば、それらと連結された各発光部400R、400Gで発光が起き、画像が形成される。ここで、薄膜トランジスタ100R、100Gは、発光部400R、400Gを発光駆動させる駆動トランジスタである。
【0028】
しかし、前述したように、緑色サブ画素Gは、発光効率が相対的に高いため、赤色R及び青色サブ画素(図示せず)と同様の構造に作れば、発光に必要な電流量が少なくなる。そのため、緑色サブ画素Gのスイングレンジが狭くなり、階調の精密な表現が非常に難しい。
【0029】
したがって、これを補償するために、本実施形態では、発光部400R、400Gと連結された構成要素、すなわち、薄膜トランジスタ100R、100Gとストレージキャパシタ300R、300G及びブーストキャパシタ200R、200Gのサイズをそれぞれ異ならせて形成する。
【0030】
これを詳細に説明するために、まず、図4を参照して、赤色サブ画素Rの断面構造を説明する。前記青色サブ画素(図示せず)は、前述したように、赤色サブ画素Rと同様の構造であり、緑色サブ画素Gも、サイズは異なるが、概略的な断面構造は、同様である。図示したように、当該サブ画素Rの断面を見れば、発光層400Rの下部にそれと連結された構成要素である薄膜トランジスタ100Rと、ストレージキャパシタ300R及びブーストキャパシタ200Rがそれぞれ形成されている。そして、この構成要素は、絶縁層を介して、活性層101Rとゲート電極102R、第1ストレージ電極301Rと第2ストレージ電極302R、第1ブースト電極201Rと第2ブースト電極202Rがそれぞれ相互対面する構造である。
【0031】
ここで、活性層101Rと第1ストレージ電極301R及び第1ブースト電極201Rが同じ材質で一層に形成され、ゲート電極102Rと第2ストレージ電極302R及び第2ブースト電極202Rが同じ材質で一層に形成される。
【0032】
このような構造は、図2A及び図2Bで確認できる。
【0033】
すなわち、各サブ画素R、Gの活性層101R、101Gと第1ストレージ電極301R、301G及び第1ブースト電極201R、201Gは、図2Aに示したように、同じ材質で一層に形成され、ゲート電極102R、102Gと第2ストレージ電極302R、302G及び第2ブースト電極202R、202Gは、図2Bに示したように、同じ材質で一層に形成される。
【0034】
そして、図2A及び図2Bに示された構造が、絶縁層を介して積層されて相互に重畳する領域を形成し、この重畳された領域に、前記薄膜トランジスタ100R、100Gとストレージキャパシタ300R、300G及びブーストキャパシタ200R、200Gがそれぞれ形成される。
【0035】
以下、前記赤色サブ画素R及び緑色サブ画素Gの構成要素を比較して説明する。
【0036】
まず、図3Aは、図1で赤色サブ画素R及び緑色サブ画素Gの薄膜トランジスタ100R、100Gの領域を拡大した平面図である。図面に示したように、薄膜トランジスタ100R、100Gは、活性層101R、101Gとゲート電極102R、102Gとが重畳される領域で形成される。この重畳される領域を比較すれば、緑色サブ画素Gが赤色サブ画素Rに比べて、重畳領域の幅(ゲート幅)は狭く(WG<WR)、長さ(ゲート長)は長い(LG>LR)ことが分かる。そして、重畳面積は、緑色サブ画素Gの方が赤色サブ画素Rに比べて大きい。具体的には、赤色サブ画素Rの場合、重畳される領域の「幅(WR):長さ(LR)」が「(4μm〜5μm):20μm」とすれば、緑色サブ画素Gの場合は、「幅(WG):長さ(LG)」を「(3μm〜4μm):30μm」にすることが望ましい。
【0037】
そして、図6は、図3Aに示された構造の変形例を示す平面図である。図示するように、緑色サブ画素Gの矩形(例えば、長方形)のゲート電極102Gが活性層101GのT字形状部分と重畳されるように形成することもできる。この場合も、活性層101R、101Gとゲート電極102R、102Gの重畳領域の長さは、緑色サブ画素Gの方が赤色サブ画素Rよりも長くなる。
【0038】
このように、本実施形態では、緑色サブ画素Gにおける活性層101Gとゲート電極102Gの重畳領域を、他色のサブ画素よりも大きくしている。これにより、発光部400Gを所望の輝度(例えば、赤色サブ画素Rの発光部400Rと同じ輝度)で発光させる場合に必要な電流量は、従来(各色のサブ画素のサイズを統一する場合)よりも大きくなる。
【0039】
また、緑色サブ画素Gに対して、活性層101Gとゲート電極102Gの重畳領域の幅を狭め、長さを延ばすようにしている。これにより、発光部400Gを所望の輝度(例えば、赤色サブ画素Rの発光部400Rと同じ輝度)で発光させる場合に必要な電流量は、重畳領域の幅、長さを変更する前と比べて大きくなる。
【0040】
以上より、本実施形態の緑色サブ画素Gでは、全階調を表現するためのスイングレンジが大きくなり、一階調に当たる電圧範囲も広くなるので、精密な階調表現が具現し易くなる。
【0041】
実験によれば、活性層101Gとゲート電極102Gの重畳領域の、幅:長さの比が5:20である場合に、スイングレンジが1.5Vであるとすると、幅:長さを4:30にした場合には、スイングレンジが1.7Vと、約0.2V増加することが分かった。これにより、256段階の階調を表現する場合、一諧調間の電圧差が5.86mVから6.64mVに拡大されて、制御がさらに容易になる効果が得られる。
【0042】
また、本実施形態では、発光部400R、400Gの階調表現に影響を与えるストレージキャパシタ300R、300G及びブーストキャパシタ200R、200Gについても、緑色サブ画素Gの方が他色のサブ画素より大きく形成される。
【0043】
すなわち、図3Bに示したように、ブーストキャパシタ200R、200Gは、第1ブースト電極201R、201Gと第2ブースト電極202R、202Gとが重畳される領域で形成され、緑色サブ画素Gの重畳面積が、赤色サブ画素Rに比べてさらに大きい。これにより、発光部400Gを所望の輝度(例えば、赤色サブ画素Rの発光部400Rと同じ輝度)で発光させる場合に必要な電流量も、従来より大きくなる。そして、全階調を表現するためのスイングレンジが大きくなり、精密な階調表現の具現が容易になる。
【0044】
同様に、図3Cに示したように、ストレージキャパシタ300R、300Gは、第1ストレージ電極301R、301Gと第2ストレージ電極302R、302Gとが重畳される領域で形成され、緑色サブ画素Gの重畳面積が、赤色サブ画素Rに比べてさらに大きい。これにより、発光部400Gを所望の輝度(例えば、赤色サブ画素Rの発光部400Rと同じ輝度)で発光させる場合に必要な電流量も、従来より大きくなる。そして、全階調を表現するためのスイングレンジが大きくなり、精密な階調表現の具現が容易になる。
【0045】
以上で説明したような単位画素を備えた有機発光表示装置は、相対的に発光効率の高い緑色サブ画素Gの薄膜トランジスタ100Gやストレージキャパシタ300Gまたはブーストキャパシタ200Gを、赤色Rや青色(図示せず)のサブ画素より大きくさせている。これにより、緑色サブ画素Gのスイングレンジを広く確保するため、階調表現のための精密な制御が容易になる。これを採用すれば、従来より正確な階調表現が可能な信頼性の高い製品を具現できる。そして、これにより、有機発光表示装置の輝度のばらつきが減らせるので、画質不良製品が発生しにくくなる。
【0046】
一方、前述した実施形態から変形可能な構造であって、図5に示したように、緑色サブ画素Gのストレージキャパシタ300G−1に少なくとも1つのホールHを形成する構造を採用することもある。すなわち、緑色サブ画素Gのストレージキャパシタ300G−1を形成する活性層に少なくとも1つのホールHを形成すれば、ストレージキャパシタ300G−1とブーストキャパシタ200Gとの面積差が減る。その結果、ストレージキャパシタ300G−1とブーストキャパシタ200Gとをそれぞれパターニングする場合に、精密なパターニングを難しくする歪み、別名スキュー(Skew)偏差が発生しても、その偏差により、二つのキャパシタ300G−1、200Gの間の面積差が大きくなる度合いは軽減される。このように、本発明の技術範囲内で多様、付随的な効果のための追加、変形も可能であることが分かる。
【0047】
本発明は、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが分かるであろう。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明は、表示装置関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【0049】
100R、100G 薄膜トランジスタ、
200R、200G ブーストキャパシタ、
300R、300G ストレージキャパシタ、
400R、400G 発光部、
R 赤色サブ画素、
G 緑色サブ画素。



【特許請求の範囲】
【請求項1】
色相ごとに発光効率が異なる複数のサブ画素を備える有機発光表示装置であって、
前記各サブ画素は、少なくとも薄膜トランジスタを備え、
前記各サブ画素の発光効率に応じて、前記薄膜トランジスタのサイズを異ならせる、ことを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項2】
相対的に発光効率の高いサブ画素における薄膜トランジスタのサイズは、他色のサブ画素における薄膜トランジスタのサイズより大きい、ことを特徴とする請求項1に記載の有機発光表示装置。
【請求項3】
前記薄膜トランジスタは、活性層とゲート電極を備え、
相対的に発光効率の高いサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の幅Wは、他色のサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の幅Wよりも狭い、ことを特徴とする請求項1または2に記載の有機発光表示装置。
【請求項4】
前記薄膜トランジスタは、活性層とゲート電極を備え、
相対的に発光効率の高いサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の長さLは、他色のサブ画素における活性層とゲート電極との重畳領域の長さLよりも長い、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機発光表示装置。
【請求項5】
相対的に発光効率の高いサブ画素における前記重畳領域の幅Wと、前記重畳領域の長さLと、の比を、少なくとも「W:L=3〜4(3から4の範囲の値):30」とし、
他色のサブ画素における前記重畳領域の幅Wと、前記重畳領域の長さLと、の比を、少なくとも「W:L=4〜5(4から5の範囲の値):20」とする、ことを特徴とする請求項3または4に記載の有機発光表示装置。
【請求項6】
前記重畳領域を形成する前記ゲート電極は、矩形であり、前記活性層は、T字形である、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の有機発光表示装置。
【請求項7】
前記各サブ画素は、キャパシタを備え、
前記キャパシタは、ストレージキャパシタと、ブーストキャパシタと、を備える、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の有機発光表示装置。
【請求項8】
相対的に発光効率の高いサブ画素における前記ストレージキャパシタのサイズは、他色のサブ画素における前記ストレージキャパシタのサイズよりも大きい、ことを特徴とする請求項7に記載の有機発光表示装置。
【請求項9】
相対的に発光効率の高いサブ画素における前記ブーストキャパシタのサイズは、他色のサブ画素における前記ブーストキャパシタのサイズよりも大きい、ことを特徴とする請求項7または8に記載の有機発光表示装置。
【請求項10】
前記ストレージキャパシタは、第1ストレージ電極と、第2ストレージ電極と、を備え、
相対的に発光効率の高いサブ画素における第1、第2ストレージ電極の重畳面積は、他色のサブ画素における第1、第2ストレージ電極の重畳面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項8に記載の有機発光表示装置。
【請求項11】
前記第1、第2ストレージ電極のうち、前記薄膜トランジスタの活性層に対応する層に設けられたストレージ電極に、少なくとも1つのホールを形成する、ことを特徴とする請求項10に記載の有機発光表示装置。
【請求項12】
前記ブーストキャパシタは、第1ブースト電極と、第2ブースト電極と、を備え、
相対的に発光効率の高いサブ画素における第1、第2ブースト電極の重畳面積は、他色のサブ画素における第1、第2ブースト電極の重畳面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項9に記載の有機発光表示装置。
【請求項13】
前記薄膜トランジスタは、駆動トランジスタである、ことを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の有機発光表示装置。
【請求項14】
前記相対的に発光効率の高いサブ画素は、緑色のサブ画素を含み、
前記他色のサブ画素は、少なくとも赤色のサブ画素および青色のサブ画素のいずれかを含む、ことを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の有機発光表示装置。


【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−57921(P2013−57921A)
【公開日】平成25年3月28日(2013.3.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−24434(P2012−24434)
【出願日】平成24年2月7日(2012.2.7)
【出願人】(512187343)三星ディスプレイ株式會社 (73)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Display Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】95,Samsung 2 Ro,Giheung−Gu,Yongin−City,Gyeonggi−Do,Korea
【Fターム(参考)】