JP-2026076955-A - 表示装置

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Abstract

【課題】信頼性向上および消費電力の低減を実現可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、基板と、基板上の表示領域に位置する複数のサブピクセルのそれぞれに配置され、チャネル領域とチャネル領域の両側に第１、第２ソース・ドレイン領域を有するアクティブ層及びアクティブ層と重なるゲート電極とを含むトランジスタと、アクティブ層と基板との間に位置し、アクティブ層と重なる外部金属層と、アクティブ層と外部金属層との間に位置し、アクティブ層及び外部金属層と重なる内部金属層とを備え、複数のサブピクセルは、互いに異なる色を発光する第１サブピクセルと第２サブピクセルとを含み、第１サブピクセルにおいて、外部金属層が前記アクティブ層と重なる領域のうち、内部金属層と非重畳する非重畳領域の幅は、第２サブピクセルにおいて、外部金属層が前記アクティブ層と重なる領域のうち、内部金属層と非重畳する非重畳領域の幅とは異なる。【選択図】図１

Inventors

文誠浩
李成秦
金 ▲テ▼ 桓
文泰亨
盧相淳

Assignees

エルジーディスプレイカンパニーリミテッド

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20250904
Priority Date: 20241024

Claims (20)

基板と、前記基板上の表示領域に位置する複数のサブピクセルのそれぞれに配置され、チャネル領域と、前記チャネル領域の側に第１ソース・ドレイン領域及び第２ソース・ドレイン領域を有するアクティブ層と、前記アクティブ層と重なるゲート電極とを含むトランジスタと、前記アクティブ層と前記基板との間に位置し、前記アクティブ層と重なる外部金属層と、前記アクティブ層と前記外部金属層との間に位置し、前記アクティブ層及び前記外部金属層と重なる内部金属層とを備え、前記複数のサブピクセルは、互いに異なる色を発光する第１サブピクセルと第２サブピクセルとを含み、前記第１サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する非重畳領域の幅は、前記第２サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する前記非重畳領域の幅とは異なる表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記チャネル領域全体は前記外部金属層と重なり、前記内部金属層の幅は前記外部金属層の幅よりも小さく、前記外部金属層の前記非重畳領域とは反対側に位置する前記内部金属層の一端は、前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかの領域と重なる部分に位置する請求項１記載の表示装置。
前記トランジスタは、前記複数のサブピクセルの対応するサブピクセルの発光素子に駆動電流を供給する駆動トランジスタである請求項１記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記外部金属層は、いずれかの前記ゲート電極と、前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかに電気的に接続され、前記内部金属層は、他の前記ゲート電極と、前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかに電気的に接続される請求項１記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記外部金属層は前記ゲート電極に電気的に接続され、前記内部金属層は前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかに電気的に接続される請求項４記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記外部金属層は、前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかに電気的に接続され、前記内部金属層は前記ゲート電極に電気的に接続される請求項４記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記内部金属層は前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかと電気的に接続され、前記外部金属層は前記ゲート電極と電気的に接続され、前記第１サブピクセルは緑色光を発光するように構成され、前記第２サブピクセルは青色光を発光するように構成され、前記第１サブピクセルにおける前記外部金属層の前記非重畳領域の第１幅は、前記第２サブピクセルにおける前記外部金属層の前記非重畳領域の第２幅よりも小さい請求項１記載の表示装置。
前記第１サブピクセルの前記内部金属層の一端は前記第１ソース・ドレイン領域に重なり、前記外部金属層の前記非重畳領域に隣接する前記内部金属層の他端は前記第２ソース・ドレイン領域と重なり、前記第２サブピクセルの前記内部金属層の一端は前記第１ソース・ドレイン領域に重なり、前記外部金属層の前記非重畳領域に隣接する前記内部金属層の他端は前記チャネル領域に重なる請求項７記載の表示装置。
前記複数のサブピクセルは、前記第１、第２サブピクセルとは異なる色を発光する第３サブピクセルを含み、前記第３サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する前記非重畳領域の第３幅は、前記第１幅及び前記第２幅と異なる請求項７記載の表示装置。
前記第３サブピクセルは赤色を発光し、前記第３サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の前記第３幅は、前記第１幅より大きく前記第２幅より小さい請求項９記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記内部金属層は前記ゲート電極に電気的に接続され、前記外部金属層は前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかに電気的に接続され、前記第１サブピクセルは緑色を発光し、前記第２サブピクセルは青色を発光し、前記第１サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第４幅は、前記第２サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第５幅よりも大きい請求項１記載の表示装置。
前記第１サブピクセルにおいて前記内部金属層の一端は、前記第１ソース・ドレイン領域に重なり、前記外部金属層の前記非重畳領域に隣接する前記内部金属層の他端は、前記チャネル領域に重なり、前記第２サブピクセルにおいて前記内部金属層の一端は、前記第１ソース・ドレイン領域と重なり、前記外部金属層の前記非重畳領域に隣接する前記内部金属層の他端は、前記第２ソース・ドレイン領域と重なる請求項１１記載の表示装置。
前記複数のサブピクセルは、前記第１、第２サブピクセルとは異なる色を発光する第３サブピクセルを含み、前記第３サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第６幅は、前記第４幅及び前記第５幅と異なる請求項１１記載の表示装置。
前記第３サブピクセルは赤色を発光し、前記第３サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第６幅は、前記第５幅より大きく前記第４幅より小さい請求項１３に記載の表示装置。
前記アクティブ層は、酸化物半導体材料を含む請求項１に記載の表示装置。
基板と、前記基板上の表示領域に位置する複数のサブピクセルのそれぞれに配置され、チャネル領域と、前記チャネル領域の側に第１ソース・ドレイン領域及び第２ソース・ドレイン領域を備える第１アクティブ層と、前記第１アクティブ層と重なる第１ゲート電極とを含む駆動トランジスタと、前記第１アクティブ層と前記基板との間に位置し、前記第１アクティブ層と重なる外部金属層と、前記第１アクティブ層と前記外部金属層との間に位置し、前記第１アクティブ層及び前記外部金属層と重なる内部金属層とを備え、前記複数のサブピクセルは、互いに異なる色を発光する第１サブピクセルと第２サブピクセルとを含み、前記第１サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記第１アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する非重畳領域の幅は、前記第２サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記第１アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する前記非重畳領域の幅と異なり、前記基板上の表示領域に位置する複数のサブピクセルのそれぞれに配置され、第２アクティブ層と前記第２アクティブ層と重なる第２ゲート電極と、前記内部金属層及び前記外部金属層のいずれかと同じ層に位置する下部金属層とを含むスイッチングトランジスタをさらに含む表示装置。
前記下部金属層は、ゲート接続電極を介して前記第２ゲート電極に接続される請求項１６記載の表示装置。
前記下部金属層の厚さは、前記内部金属層および前記外部金属層のいずれかの厚さと同じである請求項１６記載の表示装置。
前記第１、第２サブピクセルのそれぞれにおいて、前記内部金属層は前記第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかの領域に電気的に接続され、前記外部金属層は前記ゲート電極に電気的に接続され、前記第１サブピクセルは緑色を発光し前記第２サブピクセルは青色を発光し、前記第１サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第１幅は、前記第２サブピクセルにおいて前記外部金属層の前記非重畳領域の第２幅よりも小さい請求項１６記載の表示装置。
前記複数のサブピクセルは、前記第１、第２サブピクセルとは異なる色を発光する第３サブピクセルを含み、前記第３サブピクセルにおいて、前記外部金属層が前記第１アクティブ層と重なる領域のうち、前記内部金属層と非重畳する前記非重畳領域の第３幅は、前記第１幅及び前記第２幅と異なる請求項１９記載の表示装置。

Description

本開示は、表示装置に関する。テレビ、モニター、スマートフォン、タブレットＰＣ、およびノートパソコンなどで映像を表示する表示装置において、多様な方式及び構成が用いられている。表示装置は、映像を表示するための複数の発光素子または液晶、およびそれぞれの発光素子または液晶の動作を制御するためのトランジスタを持つ表示パネルを含み、複数の発光素子または液晶を通じて表示しようとするイメージどおりに表示する。表示装置は発光素子を含む複数のピクセルを含み、各ピクセルに備えられた発光素子を駆動及び制御するために複数の駆動及びスイッチング素子が備えられる。駆動およびスイッチング素子はトランジスタで構成され得る。最近では、トランジスタの性能向上および信頼性向上のための多様な研究開発が行われている。本開示の表示装置に適用可能な例を説明する図である。本開示の表示装置に適用可能なサブピクセルの回路図の例を説明する図である。本開示の表示装置で第１サブピクセルに備えられるトランジスタの一例を説明する図である。本開示の表示装置で第２サブピクセルに備えられるトランジスタの一例を説明する図である。本開示の表示装置で第３サブピクセルに備えられるトランジスタの一例を説明する図である。図３、図４に図示された第１サブピクセルのトランジスタが表示装置に適用された一例を説明する図である。本開示の表示装置において、第１サブピクセルに備えられるトランジスタの他の一例を説明する図である。本開示の表示装置において、第２サブピクセルに備えられるトランジスタの他の一例を説明するための図である。本開示の表示装置において、第３サブピクセルに備えられるトランジスタの他の一例を説明する図である。本開示の表示装置において、第３のサブピクセルに備えられるトランジスタの別の実施例を説明する図である。以下、図面を参照して実施例を説明する。同一の図面符号は同一の構成要素を指す。また、構成要素の厚さ、比率、および寸法などに対する効果的な説明のために図面の一部が誇張されて表現され得る。図面に図示された構成要素のスケールは、説明の便宜のために実際と異なるスケールを持つので、図面に図示されたスケールに限定されない。本明細書で、ある構成要素（または領域、層、部分など）が他の構成要素「上にある」、「連結される」、または「結合される」と言及される場合に、それは他の構成要素上に直接連結／結合されることがあり、またはそれらの間に第３の構成要素が配置されることもありうることを意味する。「および／または」は、関連する構成が定義できる１つ以上の組み合わせをすべて含む。第１、第２などの用語は多様な構成要素を説明するのに使用できるが、前記の構成要素は前記の用語によって限定されない。前記の用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ使用される。例えば、本実施例の権利範囲を逸脱せずに第１構成要素は第２構成要素と命名され、同様に第２構成要素も第１構成要素と命名されうる。単数の表現は文脈上明らかに異なる意味を持たない限り、複数の表現を含む。「下に」、「下側に」、「上に」、「上側に」などの用語は図面に図示された構成の関連性を説明するために使われる。前記の用語は相対的な概念で、図面に表示された方向を基準に説明される。例えば、「すぐに」または「直接」が使われていない以上、２つの部分の間に１つ以上の異なる部分が位置することもできる。空間的に相対的な用語である「下（ｂｅｌｏｗ、ｂｅｎｅａｔｈ）」、「下部（ｌｏｗｅｒ）」、「上（ａｂｏｖｅ）」、「上部（ｕｐｐｅｒ）」などは、図面に示されているように、一つの素子または構成要素と他の素子または構成要素との相関関係を容易に記述するために使用できる。したがって、例えば、第１構成要素を基準に「下」、「下部」は第１構成要素を基準とする「上」、「上」と反対の方向でありうる。空間的に相対的な用語は図面に図示されている方向に加えて、使用時または動作時に素子の互いに異なる方向を含む用語として理解されなければならない。例えば、図面に図示されている素子をひっくり返す場合、他の素子の「下（ｂｅｌｏｗ）」または「下（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述された素子は他の素子の「上（ａｂｏｖｅ）」に置かれかねない。したがって、例示的な用語である「下」は下と上の方向の両方を含み得る。「含む」又は「持つ」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つ又はそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものの存在又は付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されなければならない。本明細書の複数の実施例のそれぞれの特徴が部分的または全体的に互いに結合または組み合わせ可能であり、技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立的に実施可能であることもあり、関連関係で共に実施することもある。以下、添付された図面および実施例を通じて本明細書の表示装置を調べれば次の通りである。図１は本発明に適用可能な表示装置の例を説明するための図であり、図２は本発明の表示装置に適用可能なサブピクセルＳＰの回路図の例を説明するための図である。図１及び図２を参照すると、本明細書の一例による表示装置は表示パネル１０を含み、表示パネル１０は表示領域ＡＡ及び非表示領域ＮＡを含み得る。表示領域ＡＡは、映像を表示する領域であり得る。表示パネル１０の表示領域ＡＡには複数のサブピクセルＳＰが配置され、複数のサブピクセルＳＰを用いて映像を表示し得る。複数のサブピクセルＳＰが配置される領域は表示領域ＡＡとなり、表示領域ＡＡ以外の領域は非表示領域ＮＡとし得る。非表示領域ＮＡは、映像を表示する表示領域ＡＡを囲むエッジ領域に配置し得る。非表示領域ＮＡには、複数のサブピクセルＳＰを駆動するための少なくとも１つの駆動部を配置し得る。駆動部は、ゲートインパネル（Ｇａｔｅ－Ｉｎ－Ｐａｎｅｌ；ＧＩＰ）であり得る。非表示領域ＮＡには、表示領域ＡＡ内のサブピクセルＳＰを駆動するための様々な追加要素をさらに配置し得る。複数のサブピクセルＳＰのうちの少なくとも１つのサブピクセルＳＰは、例えば、図２（ａ）または図２（ｂ）に示すように、第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２、キャパシタＣｓｔおよび発光素子ＯＬＥＤを含み得る。一例として、第１トランジスタＴＲ１はスイッチングトランジスタであり、第２トランジスタＴＲ２は駆動トランジスタであり得る。第１トランジスタＴＲ１の第１電極（例えば、ドレイン電極）はデータ線ＤＬと電気的に接続され、第２電極（例えばソース電極）は第１ノードＮ１と電気的に接続され、第１トランジスタＴＲ１のゲート電極はゲート線ＧＬと電気的に接続される。第１トランジスタＴＲ１は、ゲート線ＧＬを介して供給される走査信号に応答してデータ線ＤＬを介して供給されるデータ信号を第１ノードＮ１に伝達し得る。キャパシタＣｓｔは第１ノードＮ１と電気的に接続され、第１ノードＮ１に印加される電圧を充電し得る。第２トランジスタＴＲ２の第１電極（例えば、ドレイン電極）には高電位駆動電圧ＥＶＤＤが印加され、第２電極（例えばソース電極）は発光素子ＯＬＥＤの第１電極（例えばアノード電極）に電気的に接続される。第２トランジスタＴＲ２は、ゲート電極に印加される電圧に応じて発光素子ＯＬＥＤに流れる駆動電流の量を制御し得る。第１トランジスタＴＲ１または／および第２トランジスタＴＲ２のアクティブ層は、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ－Ｇａｌｌｉｕｍ－Ｚｉｎｃ－Ｏｘｉｄｅ）などの半導体酸化物を含み得るが、これに限定されない。発光素子ＯＬＥＤは駆動電流に対応する光を出力する。発光素子ＯＬＥＤは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（白）のいずれかの色に対応する光を出力し得る。発光素子ＯＬＥＤは、アノード電極、アノード電極上に配置された発光層、及び共通電圧を供給するカソード電極を含み得る。発光層は、白色光のように画素ごとに同じ色の光を発光するように具現することがあり、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、または青色（Ｂ）の光などのサブピクセル別ＳＰで異なる色を発光するように具現し得る。発光素子ＯＬＥＤは、前面発光型ダイオードであるか、背面発光型ダイオードであり得る。図２（ａ）では駆動トランジスタである第２トランジスタＴＲ２が発光素子ＯＬＥＤに直結された場合を一例として示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、図２（ｂ）に示すように、第２トランジスタＴＲ２はスイッチングトランジスタである第３トランジスタＴＲ３を介して発光素子ＯＬＥＤに接続され得る。具体的には、図２（ｂ）のように、第３トランジスタＴＲ３を第２トランジスタと発光素子ＯＬＥＤとの間に配置することがあり、第３トランジスタＴＲ３の第１電極を第２トランジスタＴＲ２の第２電極に接続し、第３トランジスタＴＲ３の第２電極を発光素子ＯＬＥＤの第１電極に電気的に接続し得る。第２トランジスタＴＲ２のゲート電極に印加される発光信号に応答して、第２トランジスタＴＲ２から発光素子ＯＬＥＤに印加される駆動電流のオン／オフを制御し得る。なお、図２（ａ）および（ｂ）には示されていないが、サブピクセルＳＰ内には駆動トランジスタである第２トランジスタＴＲ２のしきい値電圧等を補償するための補償回路をさらに備えてもよい。補償回路は、第２のトランジスタＴＲ２に接続された少なくとも１つまたは複数のトランジスタを含むことがあり、サブピクセルＳＰ内に備え得る。補償回路を構成方式に応じて、サブピクセルＳＰは、３つのトランジスタと１つのキャパシタＣｓｔを含む３Ｔ１Ｃまたは４つのトランジスタと２つのキャパシタＣｓｔとを含む４Ｔ２Ｃまたは５Ｔ２Ｃ、６Ｔ１Ｃ、６Ｔ２Ｃ、７Ｔ１Ｃ、７Ｔ２Ｃなど様々な構造を有し得る。図２（ａ）および（ｂ）において、各トランジスタは、半導体材料を含むアクティブ層と、アクティブ層に備えられるチャネルのオン／オフを制御するゲート電極とを含み得る。本明細書において、駆動トランジスタである第２トランジスタＴＲ２は、アクティブ層に対する外部光の影響を最小化し、各サブピクセルＳＰに備えられる駆動トランジスタのＳファクタやオン電流値を向上させるために、アクティブ層と重畳される複数の金属層を備え得る。そのような複数の金属層のそれぞれは、トランジスタの安定した動作環境のためにアクティブ層の第１、第２ソース・ドレイン領域のいずれかと電気的に接続されてもよく、またはトランジスタのターンオン特性を向上させるためにゲート電極と電気的に接続され得る。これについては、図３以下を参照して具体的に説明する。一方、図１及び図２で説明した本発明の表示装置において、表示領域ＡＡ内に備えられる複数のサブピクセルＳＰは、緑色Ｇを発光する第１サブピクセルＳＰ１、青色Ｂを発光する第２サブピクセルＳＰ２、赤色Ｒを発光する第３サブピクセルＳＰ３、サブピクセルＳＰ２、セルＳＰ３に加えてホワイト（白色）を発光するサブピクセルＳＰが追加され、１つの単位画素に形成される。例えば、複数のサブピクセルは赤、緑、および青のサブピクセルを含むことがあり、この場合、赤、緑、および青のサブピクセルは繰り返し配置し得る。あるいは、複数のサブピクセルは赤色、緑色、青色および白色サブピクセルを含むことがあり、この場合、赤色、緑色、青色および白色サブピクセルは繰り返し配置することがあり、または赤色、緑色、青色および白色サブピクセルはクワッドの形態で配置し得る。例えば、赤色サブピクセル、青色サブピクセルおよび緑色サブピクセルは行方向に沿って順次配置されてもよく、または赤色サブピクセル、青色サブピクセル、緑色サブピクセルおよび白色サブピクセルは行方向に沿って順次配置されてもよい