KR100553744B1 - Flat panel display with TFT - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TFT의 활성층의 크기를 변경하지 않고, 동일 구동전압을 가한 상태에서도 구동 TFT의 온 커런트를 낮추며, 스위칭 TFT의 높은 특성은 그대로 유지함과 동시에, 구동 TFT에 의한 휘도 균일도를 만족시키며, 발광 소자의 수명을 단축시키지 않도록 하기 위한 것으로, 발광 소자와, 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 발광 소자에 데이터 신호를 전달하기 위한 스위칭 박막 트랜지스터와, 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 데이터신호에 따라서 상기 발광 소자에 소정의 전류가 흐르도록 상기 발광 소자를 구동하는 구동 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터의 각 채널 영역의 두께는 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께가 보다 얇게 구비된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치에 관한 것이다.The present invention does not change the size of the active layer of the TFT, lowers the on current of the driving TFT even when the same driving voltage is applied, maintains the high characteristics of the switching TFT, and satisfies the luminance uniformity by the driving TFT. In order not to shorten the lifetime of the device, the light emitting device includes a light emitting device, a semiconductor active layer having at least a channel region, a switching thin film transistor for transmitting a data signal to the light emitting device, and a semiconductor active layer having at least a channel region. And a driving thin film transistor for driving the light emitting element so that a predetermined current flows in the light emitting element according to the data signal, wherein a thickness of each channel region of the switching thin film transistor and the driving thin film transistor is determined by the switching thin film transistor. Larger than the driving thin film transistors A flat panel display device characterized in that a thickness of at least a channel region of a thin film transistor requiring a flow mobility is thinner.

Description

박막 트랜지스터를 구비한 평판표시장치{Flat panel display with TFT}Flat panel display with TFT

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 표시장치의 박막 트랜지스터 활성층 구조를 설명하기 위한 평면도,1 is a plan view for explaining the structure of a thin film transistor active layer of an active matrix organic electroluminescent display device according to an exemplary embodiment of the present invention;

도 2는 스위칭 TFT의 제1활성층과 구동 TFT의 제2활성층의 결정구조를 나타내는 평면도,2 is a plan view showing a crystal structure of a first active layer of a switching TFT and a second active layer of a driving TFT;

도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 대한 단면도로, 스위칭 TFT의 제1활성층과 구동 TFT의 제2활성층의 서로 다른 두께를 나타내는 단면도,3 is a cross sectional view taken along the line I-I of FIG. 2, showing a different thickness between the first active layer of the switching TFT and the second active layer of the driving TFT;

도 4는 결정립의 크기와 전류 이동도의 관계를 나타내는 그래프,4 is a graph showing a relationship between grain size and current mobility;

도 5는 ELA결정화법에 있어, 에너지 밀도와 결정립의 크기와의 관계를 나타내는 그래프,5 is a graph showing the relationship between energy density and grain size in the ELA crystallization method;

도 6은 도 1에서 어느 하나의 부화소를 나타내는 부분 확대 평면도,6 is a partially enlarged plan view illustrating one subpixel in FIG. 1;

도 7은 도 6의 단위화소에 대한 등가회로도,7 is an equivalent circuit diagram of a unit pixel of FIG. 6;

도 8은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ에 대한 단면도,8 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 6;

도 9는 도 6의 Ⅲ-Ⅲ에 대한 단면도.9 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 6;

본 발명은 박막 트랜지스터를 구비한 액티브 매트릭스형 평판표시장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다결정질 실리콘을 활성층으로 구비하고, 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터의 활성층 채널영역의 두께 및 결정립 크기를 달리한 박막 트랜지스터를 구비한 평판 표시장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix flat panel display having thin film transistors. More particularly, the present invention relates to an active matrix flat panel display device including polycrystalline silicon as an active layer. A flat panel display having a thin film transistor is provided.

액정 디스플레이 소자나 유기 전계 발광 디스플레이 소자 또는 무기 전계 발광 디스플레이 소자 등 평판 표시장치에 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT)는 각 화소의 동작을 제어하는 스위칭 소자 및 픽셀을 구동시키는 구동 소자로 사용된다. Thin Film Transistors (TFTs) used in flat panel displays, such as liquid crystal display devices, organic electroluminescent display devices, or inorganic electroluminescent display devices, are used as driving devices for driving pixels and switching devices for controlling the operation of each pixel. do.

이러한 박막 트랜지스터는 기판 상에 고농도의 불순물로 도핑된 드레인 영역과 소스 영역 및 상기 드래인 영역과 소스 영역의 사이에 형성된 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 가지며, 이 반도체 활성층 상에 형성된 게이트 절연막 및 활성층의 채널영역 상부의 게이트 절연막 상에 형성된 게이트 전극으로 구성되는 데, 상기 반도체 활성층은 실리콘의 결정 상태에 따라 비정질 실리콘과 다결정질 실리콘으로 구분된다. The thin film transistor has a semiconductor active layer having a drain region and a source region doped with a high concentration of impurities on a substrate, and a channel region formed between the drain region and the source region, and the gate insulating film and the active layer formed on the semiconductor active layer. The semiconductor active layer is divided into amorphous silicon and polycrystalline silicon according to the crystal state of silicon.

비정질 실리콘을 이용한 박막 트랜지스터는 저온 증착이 가능하다는 장점이 있으나, 전기적 특성과 신뢰성이 저하되고, 표시장치의 대면적화가 어려워 최근에는 다결정질 실리콘을 많이 사용하고 있다. 다결정질 실리콘은 수십 내지 수백 ㎠/V.s의 높은 이동도를 갖고, 고주파 동작 특성 및 누설 전류치가 낮아 고정세 및 대면적의 평판표시장치에 사용하기에 매우 적합하다.Thin film transistors using amorphous silicon have the advantage of being capable of low temperature deposition. However, recently, polycrystalline silicon has been used a lot since electrical properties and reliability are deteriorated, and the large area of the display device is difficult. Polycrystalline silicon has high mobility of tens to hundreds of cm 2 /V.s, and has high frequency operation characteristics and low leakage current value, which is very suitable for use in high-definition and large-area flat panel display devices.

한편, 상기와 같은 박막 트랜지스터는 전술한 바와 같이, 평판 표시장치에 있어 스위칭 소자나 화소의 구동소자로 사용되는 데, 능동 구동방식의 액티브 매트릭스(Active Matrix: AM)형 유기 전계 발광 표시장치는 각 부화소당 적어도 2개의 박막 트랜지스터(이하, "TFT"라 함)를 구비한다.On the other hand, as described above, the thin film transistor is used as a switching element or a driving element of a pixel in a flat panel display device, and an active matrix active matrix (AM) type organic electroluminescent display device is a At least two thin film transistors (hereinafter referred to as "TFTs") are provided per subpixel.

상기 유기 전계 발광 소자는 애노우드 전극과 캐소오드 전극의 사이에 유기물로 이루어진 발광층을 갖는다. 이 유기 전계 발광 소자는 이들 전극들에 양극 및 음극 전압이 각각 인가됨에 따라 애노우드 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 정공 수송층을 경유하여 발광층으로 이동되고, 전자는 캐소오드 전극으로부터 전자 수송층을 경유하여 발광층으로 주입되어, 이 발광층에서 전자와 홀이 재결합하여 여기자(exiton)를 생성하고, 이 여기자가 여기상태에서 기저상태로 변화됨에 따라, 발광층의 형광성 분자가 발광함으로써 화상을 형성한다. 풀컬러 유기 전계 발광 표시장치의 경우에는 상기 유기 전계 발광 소자로서 적(R), 녹(G), 청(B)의 삼색을 발광하는 화소를 구비토록 함으로써 풀컬러를 구현한다.The organic electroluminescent device has a light emitting layer made of an organic material between an anode electrode and a cathode electrode. In this organic electroluminescent device, as the anode and cathode voltages are applied to these electrodes, holes injected from the anode electrode are moved to the light emitting layer via the hole transport layer, and electrons are transferred from the cathode electrode through the electron transport layer. Is injected into the light emitting layer, and electrons and holes recombine in the light emitting layer to generate excitons, and as the excitons change from the excited state to the ground state, the fluorescent molecules in the light emitting layer emit light to form an image. In the case of a full color organic light emitting display device, full color is realized by including pixels emitting three colors of red (R), green (G), and blue (B) as the organic light emitting diode.

이러한 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 표시장치(AMOLED)에 있어서, 점차 고해상도 패널이 요구되고 있는데, 이 때는 전술한 바와 같은 고성능의 다결정질 실리콘으로 형성한 박막 트랜지스터가 오히려 문제를 야기시키게 된다. In such an active matrix type organic light emitting display (AMOLED), a high resolution panel is increasingly required. In this case, a thin film transistor formed of high-performance polycrystalline silicon as described above causes problems.

즉, 종래의 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 표시장치 등 액티브 매트릭스형 평판표시장치에서는 동일한 다결정질 실리콘으로 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터가 제조되어 구동 박막 트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터가 동일한 전류 이동도를 가지므로, 스위칭 박막 트랜지스터의 스위칭 특성과 구동 박막 트랜지스터의 저전류 구동특성을 동시에 만족할 수 없었다. 즉, 고해상도 표시 소자의 구동 박막 트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터를 전류 이동도가 큰 다결정질 실리콘막을 이용하여 제조하는 경우에는 스위칭 박막 트랜지스터의 높은 스위칭 특성은 얻을 수는 있지만, 구동 박막 트랜지스터를 통해 EL소자로 흐르는 전류량이 증가하여 휘도가 지나지게 높아지게 되고, 결국 단위면적당 전류밀도가 높아져서 EL소자의 수명이 감소하게 되는 것이다.That is, in a conventional active matrix type flat panel display such as an active matrix type organic light emitting display device, since the switching thin film transistor and the driving thin film transistor are manufactured from the same polycrystalline silicon, the driving thin film transistor and the switching thin film transistor have the same current mobility. The switching characteristics of the switching thin film transistor and the low current driving characteristics of the driving thin film transistor could not be satisfied at the same time. That is, when the driving thin film transistor and the switching thin film transistor of the high resolution display device are manufactured using a polycrystalline silicon film having a large current mobility, the high switching characteristics of the switching thin film transistor can be obtained, but the driving thin film transistor is used as an EL element through the driving thin film transistor. As the amount of current flowing increases, the luminance becomes excessively high, and as a result, the current density per unit area becomes high, thereby reducing the lifetime of the EL element.

한편, 전류 이동도가 낮은 비정질 실리콘막 등을 이용하여 표시소자의 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터를 제조하는 경우에는, 구동 트랜지스터는 전류가 감소되는 방향으로, 스위칭 트랜지스터는 전류가 증가되는 방향으로 박막 트랜지스터를 제조해야 한다. On the other hand, when a switching transistor and a driving transistor of a display device are manufactured using an amorphous silicon film having a low current mobility, the driving transistor is a thin film transistor in a direction in which the current is decreased, and the switching transistor is in a direction in which the current is increased. It must be manufactured.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 구동 트랜지스터를 통해 흐르는 전류량을 제한하는 방법이 제안되었다. 그 방법으로는 구동 트랜지스터의 폭에 대한 길이의 비(W/L)를 감소시켜 채널영역의 저항을 증가시키는 방법, 또는 구동 트랜지스터의 소오스/드레인영역에 저도핑영역을 형성하여 저항을 증가시키는 방법 등이 있었다. In order to solve this problem, a method of limiting the amount of current flowing through the driving transistor has been proposed. As a method, the resistance of the channel region is increased by reducing the ratio of the width to the width of the driving transistor (W / L), or the resistance is increased by forming a low-doped region in the source / drain region of the driving transistor. There was a back.

그러나, 길이를 증가시켜 W/L을 감소시키는 방법은 채널영역의 길이가 길어져서 엑시머 레이저 어닐링(ELA: Excimer Laser Annealing)방법 등을 이용하여 결정화할 때 채널영역에 줄무늬가 형성되고, 개구면적이 감소하는 문제점이 있었다. 폭을 감소시켜 W/L을 감소시키는 방법은 포토리소그래피 공정의 디자인 룰에 제약을 받으며, 트랜지스터의 신뢰성을 확보하기 어려운 문제점이 있었다. However, the method of increasing the length to reduce the W / L has a length of the channel region, and when the crystallization is performed using the Excimer Laser Annealing (ELA) method, streaks are formed in the channel region, and the opening area is reduced. There was a declining issue. The method of reducing the width by reducing the width is limited by the design rules of the photolithography process, and it is difficult to secure the reliability of the transistor.

또한, 저도핑영역을 형성하여 저항을 증가시키는 방법은 추가의 도핑공정이 수행되어야 하는 문제점이 있었다.In addition, the method of increasing the resistance by forming a low doping region has a problem that an additional doping process should be performed.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, TFT의 활성층의 크기를 변경하지 않고, 동일 구동전압을 가한 상태에서도 구동 TFT의 온 커런트를 낮출 수 있는 평판표시장치를 제공하는 데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a flat panel display device which can lower the on current of a driving TFT even when the same driving voltage is applied without changing the size of the active layer of the TFT. have.

본 발명의 다른 목적은 스위칭 TFT의 높은 특성은 그대로 유지하고, 구동 TFT에 의한 휘도 균일도를 만족시키며, 발광 소자의 수명을 단축시키지 않는 평판표시장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a flat panel display device which maintains the high characteristics of the switching TFT as it is, satisfies the luminance uniformity by the driving TFT, and does not shorten the life of the light emitting element.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 발광 소자와, 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 발광 소자에 데이터 신호를 전달하기 위한 스위칭 박막 트랜지스터와, 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 데이터신호에 따라서 상기 발광 소자에 소정의 전류가 흐르도록 상기 발광 소자를 구동하는 구동 박막 트랜지스터를 포함하며, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터의 각 채널 영역의 두께는 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께가 보다 얇게 구비된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치를 제공한다.In order to achieve the object as described above, the present invention comprises a light emitting device, a semiconductor active layer having at least a channel region, a switching thin film transistor for transmitting a data signal to the light emitting element, and a semiconductor active layer having at least a channel region And a driving thin film transistor for driving the light emitting element so that a predetermined current flows in the light emitting element according to the data signal, wherein the thickness of each channel region of the switching thin film transistor and the driving thin film transistor is equal to the switching thin film. A flat panel display device is characterized in that a thickness of at least a channel region of a thin film transistor requiring a greater current mobility among the transistor and the driving thin film transistor is provided.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께가 상기 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께보다 얇게 구비될 수 있다.According to another feature of the present invention, the thickness of at least the channel region of the switching thin film transistor may be provided to be thinner than the thickness of the at least channel region of the driving thin film transistor.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께는 300 내지 800 Å이고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 작은 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께는 500 내지 1500Å가 될 수 있다.According to another feature of the present invention, the thickness of at least a channel region of the thin film transistor requiring a larger current mobility among the switching thin film transistor and the driving thin film transistor is 300 to 800 kHz, and the switching thin film transistor and the driving thin film are thin. The thickness of at least the channel region of the thin film transistor requiring less current mobility among the transistors may be 500 to 1500 kW.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 반도체 활성층은 다결정질 실리콘으로 구비되고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 결정립의 크기와 상기 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 결정립의 크기가 서로 다르게 구비될 수 있다.According to another feature of the invention, the semiconductor active layer is formed of polycrystalline silicon, the size of the crystal grains of at least the channel region of the switching thin film transistor and the size of the crystal grains of at least the channel region of the driving thin film transistor are different. Can be.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 채널 영역의 결정립의 크기가 상기 구동 박막 트랜지스터의 채널 영역의 결정립의 크기보다 크게 형성될 수 있다.According to another feature of the invention, the size of the crystal grains of the channel region of the switching thin film transistor may be formed larger than the size of the crystal grains of the channel region of the driving thin film transistor.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 다결정질 실리콘은 레이저에 의한 결정화방법에 의해 형성될 수 있는 데, 이 때, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역과 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역은 레이저 조사를 동시에 행함에 따라 형성되도록 할 수 있다.According to another feature of the present invention, the polycrystalline silicon may be formed by a crystallization method by a laser, wherein at least a channel region of the switching thin film transistor and at least a channel region of the driving thin film transistor simultaneously perform laser irradiation. It can be formed by doing.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 평판표시장치 중 그 바람직한 일 실시예에 따른 액티브 매트릭스형 유기 전계 발광 표시장치의 박막 트랜지스터 활성층 구조를 설명하 기 위한 평면도이다. 도 1에서 볼 때, 상기 유기 전계 발광 표시장치의 각 화소들은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 부화소(sub-pixel)들이 종방향(도 1에서 상하방향)으로 반복하여 배치되도록 구비되어 있다. 그러나, 이러한 화소들의 구성은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 각 색상의 부화소들이 모자이크, 격자상 등 다양한 패턴으로 배열되어 화소를 구성할 수 있으며, 도 1에서 볼 수 있는 풀 칼라 평판표시장치가 아닌 모노 칼라 평판표시장치여도 무방하다.1 is a plan view illustrating a thin film transistor active layer structure of an active matrix type organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the flat panel display device according to the present invention. As shown in FIG. 1, each pixel of the organic light emitting display device has a sub-pixel of red (R), green (G), and blue (B) repeating in the vertical direction (up and down direction in FIG. 1). It is provided to be arranged. However, the configuration of the pixels is not necessarily limited thereto, and the subpixels of each color may be arranged in various patterns such as mosaics or grids to form the pixels, and the pixels are not the full color flat panel display shown in FIG. It may be a mono color flat panel display.

이러한 유기 전계 발광 표시장치는 복수개의 게이트 라인(51)이 횡방향(도 1에서 좌우방향)으로 배설되고, 복수개의 데이터 라인(52)이 종방향으로 배설되어 있다. 그리고, 구동전압(Vdd)을 공급하기 위한 구동 라인(53)이 역시 종방향으로 배설되어 있다. 이들 게이트 라인(51), 데이터 라인(52) 및 구동 라인(53)은 하나의 부화소를 둘러싸도록 구비된다. In such an organic light emitting display device, a plurality of gate lines 51 are disposed in a horizontal direction (left and right directions in FIG. 1), and a plurality of data lines 52 are disposed in a vertical direction. The drive line 53 for supplying the drive voltage Vdd is also arranged in the longitudinal direction. These gate lines 51, data lines 52, and drive lines 53 are provided to surround one subpixel.

한편, 상기와 같은 구성에 있어서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 화소들의 부화소들은 각각 스위칭 박막 트랜지스터(이하, "스위칭 TFT"라 함)와, 구동 박막 트랜지스터(이하, "구동 TFT"라 함)의 적어도 두 개의 박막 트랜지스터를 구비하는 데, 상기 스위칭 TFT(10)는 게이트 라인(51)의 신호에 따라 발광 소자에 데이터 신호를 전달하여 그 동작을 제어하고, 상기 구동 TFT(20)는 상기 데어터 신호에 따라 상기 발광 소자에 소정의 전류가 흐르도록 상기 발광 소자를 구동한다. 물론 이러한 스위칭 TFT와 구동 TFT 등 박막 트랜지스터의 수와 배치는 디스플레이의 특성 및 구동 방법 등에 따라 다양한 수가 존재할 수 있으며, 그 배치 방법도 다양하게 존재할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, in the above configuration, the subpixels of the red (R), green (G), and blue (B) pixels are respectively switched thin film transistors (hereinafter referred to as "switching TFT") and driving thin film transistors (hereinafter, At least two thin film transistors of a " drive TFT ", wherein the switching TFT 10 transfers a data signal to a light emitting element according to a signal of a gate line 51 to control its operation, and to drive The TFT 20 drives the light emitting element so that a predetermined current flows in the light emitting element according to the data signal. Of course, the number and arrangement of thin film transistors, such as the switching TFT and the driving TFT, may vary depending on the characteristics of the display, the driving method, and the like.

이들 스위칭 TFT(10) 및 구동 TFT(20)는 각각 반도체 활성층인 제 1 활성층(11) 및 제 2 활성층(21)을 갖는 데, 이들 활성층들은 비록 도면에 나타내지는 않았지만 각각 후술하는 바와 같은 채널 영역을 갖는다. 상기 채널 영역은 길이방향으로 형성된 제 1 활성층(11) 및 제 2 활성층(21)의 대략 중앙부에 위치한 영역으로, 그 상부를 통해 게이트 전극이 절연되어 형성된 영역에 해당한다. These switching TFTs 10 and driving TFTs 20 each have a first active layer 11 and a second active layer 21, which are semiconductor active layers, although these active layers, although not shown in the drawing, are each channel regions as described below. Has The channel region is a region located substantially at the center of the first active layer 11 and the second active layer 21 formed in the longitudinal direction, and corresponds to a region formed by insulating the gate electrode through an upper portion thereof.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 적(R), 녹(G), 청(B)색의 화소를 이루는 부화소들에서, 상기 스위칭 TFT(10)를 이루는 제 1 활성층(11)들과 상기 구동 TFT(20)를 이루는 제 2 활성층(21)들은 그 두께에 있어 서로 차이가 나도록 형성될 수 있다. 이들 제 1 활성층(11)과 제 2 활성층(21)은 도 1에서 볼 수 있는 것처럼 적(R), 녹(G), 청(B)색의 화소에 상관없이 모두 공통되게 형성할 수도 있으나, 이와는 달리, 비록 도면으로 나타내지는 않았지만 구동 TFT(20)를 이루는 제 2 활성층(21)들의 결정구조를 다르게 함으로써 화이트 밸런스를 맞출 수 있음은 물론이다. As shown in FIG. 1, the first active layers 11 forming the switching TFT 10 and the sub-pixels of the red, green, and blue B pixels are formed. The second active layers 21 constituting the driving TFT 20 may be formed to be different from each other in thickness. As shown in FIG. 1, the first active layer 11 and the second active layer 21 may be formed in common regardless of pixels of red (R), green (G), and blue (B) colors. On the other hand, although not shown in the drawings, the white balance can be achieved by changing the crystal structure of the second active layers 21 constituting the driving TFT 20.

한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 활성층(11) 및 제 2 활성층(21)은 다결정질 실리콘 박막에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 이러한 다결정질 실리콘 박막으로 형성된 제 1 활성층(11)과 제 2 활성층(21)은 전술한 바와 같이, 적어도 그 채널영역에 있어 두께가 서로 다르게 되도록 할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 상기 제 1 활성층(11)과 상기 제 2 활성층(21) 중 더 큰 전류 이동도 값을 필요로 하는 TFT의 활성층의 적어도 채널영역의 두께가 더 얇게 형성되도록 할 수 있다. 이 때, 이 제 1 활성층(11) 및 제 2 활성층(21) 중 그 중앙부분인 채널 영역이 이렇게 서로 다른 두께를 갖도록 하면 충분하나, 구조 설계의 복잡성으로 인하여 제 1, 2 활성층 전체의 두께가 서로 다르게 되도록 하였다.Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present invention, the first active layer 11 and the second active layer 21 may be formed of a polycrystalline silicon thin film. As described above, the first active layer 11 and the second active layer 21 formed of the polycrystalline silicon thin film may have different thicknesses at least in the channel region thereof. In a preferred embodiment of the present invention, the thickness of at least the channel region of the active layer of the TFT requiring a larger current mobility value among the first active layer 11 and the second active layer 21 is made thinner. Can be. At this time, it is sufficient that the channel regions, which are the central portions of the first active layer 11 and the second active layer 21, have such different thicknesses, but due to the complexity of the structural design, the thickness of the entire first and second active layers is increased. They were made different.

이러한 TFT 활성층의 적어도 채널영역의 두께 변화로 인하여 TFT 특성에 많은 차이가 있게 되는 데, 활성층의 적어도 채널영역의 두께가 얇으면 채널영역에서의 전류이동도가 높아지고, 이에 따라 더욱 우수한 TFT 특성을 얻을 수 있다. 따라서, 보다 높은 전류 이동도 값을 필요로 하는 TFT의 활성층의 적어도 채널영역의 두께를 얇게 형성하면 보다 우수한 TFT특성을 얻게 되는 것이다. 이에 따라 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 스위칭 TFT(10)의 제 1 활성층(11)의 두께를 구동 TFT(20)의 제 2 활성층(21)의 두께보다 더 얇게 형성한다. 이러한 효과는 다결정질 실리콘뿐만 아니라 비정질 실리콘에서도 마찬가지이다.Due to the change in the thickness of at least the channel region of the TFT active layer, there are many differences in the TFT characteristics. If the thickness of the at least channel region of the active layer is thin, the current mobility in the channel region is increased, thereby obtaining better TFT characteristics. Can be. Therefore, when the thickness of at least the channel region of the active layer of the TFT requiring a higher current mobility value is formed thinner, better TFT characteristics can be obtained. Accordingly, according to the preferred embodiment of the present invention, the thickness of the first active layer 11 of the switching TFT 10 is made thinner than the thickness of the second active layer 21 of the driving TFT 20. This effect is true not only for polycrystalline silicon but also for amorphous silicon.

한편, 이처럼 스위칭 TFT(10)의 제 1 활성층(11)과, 구동 TFT(20)의 제 2 활성층(21)의 채널 영역의 두께가 서로 다르게 되도록 함에 따라 비정질 실리콘에서 다결정질 실리콘으로 결정화 시, 그 결정 크기가 다르게 되도록 할 수 있고, 이에 따라 전류 이동도에 있어 차이가 나도록 할 수 있다. 뿐만 아니라, 이러한 결정 크기의 조정을 별도의 공정에 의해 진행할 필요없이, 예컨대, ELA법에 의해 결정화할 경우 두 영역에 걸쳐 동시에 레이저 조사를 하여도 서로 결정 크기가 다른 활성층을 얻을 수 있는 것이다. On the other hand, as the thickness of the channel region of the first active layer 11 of the switching TFT 10 and the second active layer 21 of the driving TFT 20 is different from each other, when crystallizing from amorphous silicon to polycrystalline silicon, The crystal size can be made different, and accordingly the current mobility can be made different. In addition, without adjusting the crystal size by a separate process, for example, when crystallized by the ELA method, it is possible to obtain active layers having different crystal sizes from each other by laser irradiation simultaneously.

따라서, 이러한 본 발명에 의하면, 활성층의 크기, 즉, 평면적인 면적을 동일하게 하면서도 구동 TFT로부터 발광 소자에 전달되는 전류량을 감소시켜 고해상 도를 실현할 수 있다. 이하에서는 이러한 원리를 보다 상세히 설명한다. Therefore, according to the present invention, high resolution can be realized by reducing the amount of current transmitted from the driving TFT to the light emitting element while keeping the size of the active layer, that is, the planar area. Hereinafter, this principle will be described in more detail.

전술한 바와 같이, 유기 전계 발광표시장치에 있어서, 고해상도, 특히, 소형 고해상도에 적합한 TFT를 형성하기 위해서는 스위칭 TFT의 온 커런트(on-current)는 높이고, 구동 TFT의 온 커런트는 낮추는 방향으로 TFT를 형성해야 한다. 본 발명에서는 이러한 TFT의 온 커런트 조절을 각 TFT의 활성층의 두께를 서로 다르게 함으로써 실현되도록 하였다. 즉, 스위칭 TFT의 활성층의 적어도 채널영역의 두께와 구동 TFT의 활성층의 적어도 채널영역의 두께를 조절함으로써 스위칭 TFT의 온 커런트는 높이고, 구동 TFT의 온 커런트는 낮추는 것이다.As described above, in the organic electroluminescent display, in order to form a TFT suitable for high resolution, in particular, a small high resolution, the TFT is moved in a direction in which the on-current of the switching TFT is increased and the on current of the driving TFT is lowered. Should be formed. In the present invention, the on current control of the TFT is realized by varying the thickness of the active layer of each TFT. That is, by controlling the thickness of at least the channel region of the active layer of the switching TFT and the thickness of at least the channel region of the active layer of the driving TFT, the on current of the switching TFT is increased and the on current of the driving TFT is lowered.

상기와 같은 스위칭 TFT의 활성층의 채널 영역의 두께와 구동 TFT의 활성층의 채널 영역의 두께는 각 활성층의 채널 영역의 전류 이동도에 따라 결정될 수 있다. 이는 활성층의 채널 영역에서의 전류 이동도가 크면 온 커런트 크게 되고, 채널 영역에서의 전류 이동도가 작으면 온 커런트가 작게 되기 때문이다. 결국, 전술한 바와 같이, 구동 TFT의 온 커런트를 낮춰 고해상도를 실현하도록 하기 위해서는 구동 TFT의 활성층의 채널 영역에서의 전류 이동도가 스위칭 TFT의 활성층의 채널 영역에서의 전류 이동도에 비해 낮게 되도록 구동 TFT의 활성층 및 스위칭 TFT의 활성층의 채널 영역의 두께를 조정해야 하는 것이다.The thickness of the channel region of the active layer of the switching TFT and the thickness of the channel region of the active layer of the driving TFT may be determined according to the current mobility of the channel region of each active layer. This is because, when the current mobility in the channel region of the active layer is large, the on current becomes large, and when the current mobility in the channel region is small, the on current is small. As a result, as described above, in order to lower the on current of the driving TFT to realize high resolution, the driving is performed such that the current mobility in the channel region of the active layer of the driving TFT is lower than the current mobility in the channel region of the active layer of the switching TFT. It is necessary to adjust the thickness of the channel region of the active layer of the TFT and the active layer of the switching TFT.

따라서, 도 3에서 볼 수 있듯이, 스위칭 TFT의 제 1 활성층(11)의 두께(d1)를 구동 TFT의 제 2 활성층(21)의 두께(d2)보다 얇게 하면 스위칭 TFT의 채널영역에서의 전류 이동도는 높이고, 구동 TFT의 채널영역에서의 전류 이동도는 상대적으로 낮출 수 있게 된다. 이는 전술한 바와 같이, 비정질 실리콘으로 활성층이 형성 될 경우에도 마찬가지이다. 또한, 도면에서는 제 1 및 제 2 활성층(11)(21) 전체의 두께로 설명하였으나, 이 중 채널영역의 두께만을 조정할 수도 있음은 물론이다. Therefore, as can be seen in FIG. 3, when the thickness d1 of the first active layer 11 of the switching TFT is made smaller than the thickness d2 of the second active layer 21 of the driving TFT, the current shifts in the channel region of the switching TFT. The figure can be increased, and the current mobility in the channel region of the driving TFT can be relatively low. This is true even when the active layer is formed of amorphous silicon as described above. In the drawings, the thicknesses of the entire first and second active layers 11 and 21 are described, but only the thickness of the channel region may be adjusted.

한편, 각 활성층의 채널 영역의 두께를 조정하는 것은 각 두께의 실리콘 박막을 결정화함에 따른 결정립의 크기에도 영향을 미치게 된다. 즉, 비정질 실리콘박막을 레이저에 의해 결정화할 때에 그 실리콘박막의 두께에 따라 비정질 실리콘이 받는 에너지 밀도가 달라지게 되고, 이에 따라 형성되는 다결정질 실리콘 박막의 결정립의 입자크기가 달라지게 되는 데, 이 결정립의 크기에 의해 채널 영역의 전류 이동도가 차이가 나게 된다. On the other hand, adjusting the thickness of the channel region of each active layer also affects the size of crystal grains by crystallizing the silicon thin film of each thickness. That is, when the amorphous silicon thin film is crystallized by a laser, the energy density of the amorphous silicon is changed according to the thickness of the silicon thin film, and thus the grain size of the polycrystalline silicon thin film formed is changed. The current mobility of the channel region varies depending on the grain size.

도 2는 스위칭 TFT의 제1활성층(11)과 구동 TFT의 제2활성층(21)이 각각 다른 다결정질 실리콘 박막의 결정 구조를 채용한 상태를 나타낸 것으로, 이러한 다결정질 실리콘 박막은 비정질 실리콘 박막을 공지의 엑시머 레이저 어닐링(Excimer Laser Annealing: ELA, 이하, "ELA"라 함)법에 따라 결정화한 것이다. 한편, 전술한 도 3은 도 2의 Ⅰ-Ⅰ에 따른 단면도가 된다.FIG. 2 shows a state in which a crystal structure of a polycrystalline silicon thin film having a different first active layer 11 of a switching TFT and a second active layer 21 of a driving TFT is adopted. It crystallizes according to a known excimer laser annealing (ELA, hereinafter referred to as "ELA") method. 3 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG. 2.

먼저, 형성되는 결정립의 크기와, 이에 따른 전류 이동도의 차이를 살펴보면, 도 4에서 볼 수 있듯이, 결정립의 크기가 커질수록 전류 이동도가 커져 거의 직선식에 가까운 관계가 됨을 알 수 있다. First, looking at the difference between the size of the crystal grains formed and the current mobility according to this, as can be seen in Figure 4, it can be seen that as the size of the crystal grains increases, the current mobility increases, which is almost a linear relationship.

따라서, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 TFT, 즉, 스위칭 TFT의 활성층의 채널영역의 결정립의 크기가 이보다 작은 전류 이동도를 필요로 하는 TFT, 즉, 구동 TFT의 활성층의 채널영역의 결정립의 크기보다 크게 함으로써 결과적으로 구동 TFT의 온 커런트 값을 떨어뜨릴 수 있게 된다. Therefore, in a preferred embodiment of the present invention as shown in FIG. 2, the size of grains in the channel region of the active layer of the TFT, that is, the switching TFT, which requires a larger current mobility, requires a smaller current mobility. By making it larger than the size of crystal grains in the channel region of the active layer of the TFT, that is, the driving TFT, the on current value of the driving TFT can be reduced as a result.

즉, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 스위칭 TFT의 제1활성층(11)을 결정립의 크기가 큰 제1결정구조(61)에 형성하고, 구동 TFT의 제2활성층(21)을 결정립의 크기가 작은 제2결정구조(62)에 형성하는 것이다. 물론 전술한 바와 같이, 각 활성층의 채널 영역(C1)(C2)의 결정구조만을 다르게 할 수도 있음은 물론이다. That is, as can be seen in FIG. 2, the first active layer 11 of the switching TFT is formed in the first crystal structure 61 having a large grain size, and the second active layer 21 of the driving TFT is formed in the size of the crystal grain. Is formed in the small second crystal structure 62. Of course, as described above, only the crystal structure of the channel regions C1 and C2 of each active layer may be changed.

이러한 결정립의 차이는 도 3에서 볼 수 있듯이, 각 활성층의 두께를 다르게 함으로써 얻어질 수 있다. This difference in grain can be obtained by varying the thickness of each active layer, as can be seen in FIG.

즉, 전술한 바와 같이, 스위칭 TFT의 제1활성층(11)이 형성된 제1결정구조(61)를 갖는 실리콘 박막의 두께(d1)를 구동 TFT의 제2활성층(21)이 형성된 제2결정구조(62)를 갖는 실리콘 박막의 두께(d2)보다 작게 하는 것이다. That is, as described above, the thickness d1 of the silicon thin film having the first crystal structure 61 in which the first active layer 11 of the switching TFT is formed is the second crystal structure in which the second active layer 21 of the driving TFT is formed. It is made smaller than the thickness d2 of the silicon thin film which has 62.

이는 실리콘 박막의 두께가 더 얇게 되면 그에 따라 비정질 실리콘이 받는 레이저의 에너지 밀도가 더 높게 되고, 도 5에서 볼 수 있는 관계에 따라 더 큰 결정립을 얻을 수 있게 되는 것이다. 도 5는 500Å의 비정질 실리콘 박막을 ELA법에 의해 결정화함에 있어서, 조사되는 레이저의 에너지 밀도에 따른 결정립 크기의 차이를 나타낸 것이다. 다만, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 비정질 실리콘 박막이 지나치게 높은 에너지 밀도의 레이저를 받게 되면 완전히 용융되어 그 결정립의 크기가 오히려 작아질 수 있다. 따라서, 보다 큰 결정립이 요구되는 스위칭 TFT의 제 1활성층(11)이 형성될 제1결정구조(61)의 실리콘 박막을 지나치게 얇게 하지 않도록 하는 것이 바람직하다.This means that the thinner the silicon thin film, the higher the energy density of the laser that amorphous silicon receives, and thus, larger grains can be obtained according to the relationship shown in FIG. 5. FIG. 5 shows the difference in grain size according to the energy density of the irradiated laser when crystallizing an amorphous silicon thin film of 500 kV by the ELA method. However, as can be seen in FIG. 5, when the amorphous silicon thin film receives a laser of too high energy density, the amorphous silicon thin film may be completely melted, and the grain size thereof may be rather reduced. Therefore, it is desirable not to make the silicon thin film of the first crystal structure 61 in which the first active layer 11 of the switching TFT, which requires larger crystal grains, to be formed, become too thin.

따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 상기 스위칭 TFT의 제1활 성층(11)이 형성될 실리콘 박막의 두께(d1)는 300 내지 800Å으로 하는 것이 바람직하고, 상기 구동 TFT의 제2활성층(21)이 형성될 실리콘 박막의 두께(d2)는 500 내지 1500Å으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 실리콘 박막의 두께에 차이가 나도록 하는 방법은 공지의 포토 리소그래피법에 의해 가능한 데, 스위칭 TFT의 제1활성층이 형성될 영역과 구동 TFT의 제2활성층이 형성될 영역에 대한 광마스크의 광투과율을 조절함으로써 패터닝되는 비정질 실리콘박막의 두께를 조절하는 것이다.Therefore, according to a preferred embodiment of the present invention, the thickness d1 of the silicon thin film on which the first active layer 11 of the switching TFT is to be formed is preferably 300 to 800 kPa, and the second active layer of the driving TFT is It is preferable that the thickness d2 of the silicon thin film 21 to be formed is 500 to 1500 kPa. The method of causing the thickness of the silicon thin film to be different is possible by a known photolithography method. The light transmittance of the optical mask with respect to the region where the first active layer of the switching TFT is to be formed and the region where the second active layer of the driving TFT is to be formed is By controlling the thickness of the amorphous silicon thin film to be patterned.

이처럼 스위칭 TFT의 제1활성층(11)이 형성될 실리콘 박막의 두께(d1)를 구동 TFT의 제2활성층(21)이 형성될 실리콘 박막의 두께(d2)보다 얇게 형성하고, 이에 따라 그 결정립이 더 크게 되도록 함으로써 스위칭 TFT의 제1활성층(11)의 채널영역의 전류 이동도가 구동 TFT의 제2활성층(21)의 채널 영역의 전류 이동도보다 더 크게 되도록 할 수 있고, 결과적으로 구동 TFT의 온 커런트를 낮춰 고해상도를 이룰 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 본 발명에서는 이러한 두께 차이를 이용하여 한번의 레이저 조사로 결정립의 크기가 서로 다르게 할 수 있어, 제조공정을 매우 간략하게 할 수 있다.As such, the thickness d1 of the silicon thin film on which the first active layer 11 of the switching TFT is to be formed is formed to be thinner than the thickness d2 of the silicon thin film on which the second active layer 21 of the driving TFT is to be formed. By making it larger, the current mobility of the channel region of the first active layer 11 of the switching TFT can be made larger than the current mobility of the channel region of the second active layer 21 of the driving TFT. You can achieve high resolution by lowering on current. In addition, in the present invention, by using such a thickness difference, the size of the crystal grains can be different from one laser irradiation, so that the manufacturing process can be very simplified.

한편, 상기한 바와 같은 스위칭 TFT 및 구동 TFT를 갖는 유기 전계 발광 표시장치의 각 부화소(sub-pixel)는 도 6 내지 도 9에서 볼 수 있는 바와 같은 구조를 갖는다.Meanwhile, each sub-pixel of the organic light emitting display device having the switching TFT and the driving TFT as described above has a structure as shown in FIGS. 6 to 9.

먼저, 도 6은 도 1의 부화소들 중 어느 한 화소의 부화소에 대한 부분확대 평면도이고, 도 7은 도 6에서 볼 수 있는 부화소에 대한 등가회로도를 도시한 것이다. First, FIG. 6 is a partially enlarged plan view of a subpixel of one of the subpixels of FIG. 1, and FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the subpixel of FIG. 6.

도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 액티브 매트릭스 유기전계 발광표시장치의 각 부화소는 스위칭용인 스위칭 TFT(10)와, 구동용인 구동 TFT(20)의 2개의 박막 트랜지스터와, 캐패시터(30) 및 하나의 유기 전계 발광 소자(이하, "EL소자"라 함, 40)로 이루어진다. 상기와 같은 박막 트랜지스터 및 캐패시터의 개수는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원하는 소자의 설계에 따라 이보다 더 많은 수의 박막 트랜지스터 및 캐패시터를 구비할 수 있음은 물론이다.Referring to FIG. 7, each subpixel of an active matrix organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include two thin film transistors of a switching TFT 10 for switching, a driving TFT 20 for driving, A capacitor 30 and one organic electroluminescent element (hereinafter referred to as "EL element", 40). The number of thin film transistors and capacitors as described above is not necessarily limited thereto, and of course, a larger number of thin film transistors and capacitors may be provided according to a desired device design.

상기 스위칭 TFT(10)는 게이트 라인(51)에 인가되는 스캔(Scan) 신호에 구동되어 데이터 라인(52)에 인가되는 데이터(data) 신호를 전달하는 역할을 한다. 상기 구동 TFT(20)는 상기 스위칭 TFT(10)를 통해 전달되는 데이터 신호에 따라서, 즉, 게이트와 소오스 간의 전압차(Vgs)에 의해서 EL소자(40)로 유입되는 전류량을 결정한다. 상기 캐패시터(30)는 상기 스위칭 TFT(10)를 통해 전달되는 데이터 신호를 한 프레임동안 저장하는 역할을 한다.The switching TFT 10 is driven by a scan signal applied to the gate line 51 to transfer a data signal applied to the data line 52. The driving TFT 20 determines the amount of current flowing into the EL element 40 according to the data signal transmitted through the switching TFT 10, that is, by the voltage difference Vgs between the gate and the source. The capacitor 30 stores a data signal transmitted through the switching TFT 10 for one frame.

이러한 회로를 구현하기 위하여, 도 6, 도 8 및 도 9와 같은 구조를 갖는 유기 전계 발광 표시장치를 형성하는 데, 이를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.In order to implement such a circuit, an organic light emitting display device having a structure as shown in FIGS. 6, 8, and 9 is formed, which will be described in more detail as follows.

도 6, 도 8 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 글래스(glass)재의 절연기판(1)에 버퍼층(2)이 형성되어 있고, 이 버퍼층(2) 상부로 스위칭 TFT(10), 구동 TFT(20), 캐패시터(30) 및 EL 소자(40)가 구비된다. 6, 8 and 9, a buffer layer 2 is formed on an insulating substrate 1 of glass material, and the switching TFT 10 and the driving TFT 20 are formed on the buffer layer 2. ), A capacitor 30 and an EL element 40 are provided.

도 6 및 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 스위칭 TFT(10)는 게이트 라인(51)에 접속되어 TFT 온/오프 신호를 인가하는 게이트 전극(13)과, 게이트 전극(13)의 상부에 형성되고 데이터 라인(52)과 접속되어 제 1 활성층(11)에 데이터 신호를 공급하는 소스 전극(14)과, 스위칭 TFT(10)와 캐패시터(30)를 연결시켜 캐패시터(30)에 전원을 공급하는 드레인 전극(15)으로 구성된다. 제 1 활성층(11)과 게이트 전극(13)의 사이에는 게이트 절연막(3)이 구비되어 있다. As can be seen in FIGS. 6 and 8, the switching TFT 10 is formed on the gate electrode 13 connected to the gate line 51 to apply the TFT on / off signal and on the gate electrode 13. And a source electrode 14 connected to the data line 52 to supply a data signal to the first active layer 11, and a switching TFT 10 and a capacitor 30 to supply power to the capacitor 30. It consists of a drain electrode 15. A gate insulating film 3 is provided between the first active layer 11 and the gate electrode 13.

충전용 캐패시터(30)는 스위칭 TFT(10)와 구동 TFT(20) 사이에 위치되어 한 프레임 동안 구동 TFT(20)를 구동시키는 데 필요한 구동전압을 저장하는 것으로, 도 6 및 도 8에서 볼 수 있듯이, 스위칭 TFT(10)의 드레인 전극(15)과 접속되는 제 1 전극(31), 제 1 전극(31)의 상부에 제 1 전극(31)과 오버랩되도록 형성되고, 전원 인가선인 구동라인(53)과 전기적으로 연결되는 제 2 전극(32) 및 제 1 전극(31)과 제 2 전극(32)의 사이에 형성되어 유전체로서 사용되는 층간 절연막(4)으로 구비될 수 있다. 물론 이러한 충전용 캐패시터(30)의 구조는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, TFT의 실리콘 박막과 게이트 전극의 도전층이 제 1 및 제 2 전극으로 사용되고, 게이트 절연층이 유전층으로 사용될 수도 있으며, 이 외에도 다양한 방법에 의해 형성 가능하다.The charging capacitor 30 is positioned between the switching TFT 10 and the driving TFT 20 to store a driving voltage required to drive the driving TFT 20 for one frame, as shown in FIGS. 6 and 8. As described above, the first electrode 31 connected to the drain electrode 15 of the switching TFT 10 and the driving line formed on the first electrode 31 so as to overlap the first electrode 31 and serving as a power supply line ( And an interlayer insulating film 4 formed between the second electrode 32 and the first electrode 31 and the second electrode 32 electrically connected to the second electrode 53 and used as a dielectric. Of course, the structure of the charging capacitor 30 is not necessarily limited thereto, and the silicon thin film of the TFT and the conductive layer of the gate electrode may be used as the first and second electrodes, and the gate insulating layer may be used as the dielectric layer. It can be formed by various methods.

구동 TFT(20)는 도 6 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 캐패시터(30)의 제 1 전극(31)과 연결되어 TFT 온/오프 신호를 공급하는 게이트 전극(23)과, 게이트 전극(23)의 상부에 형성되고 구동 라인(53)과 접속되어 제 2 활성층(21)에 구동을 위한 레퍼런스 공통전압을 공급하는 소스 전극(24)과, 구동 TFT(20)와 EL 소자(40)를 연결시켜 EL 소자(40)에 구동 전원을 인가하는 드레인 전극(25)으로 구성된다. 제 2 활성층(21)과 게이트 전극(23)의 사이에는 게이트 절연막(3)이 구비되어 있다. 여기서, 이 구동 TFT(20)의 제 2 활성층(21)의 채널 영역은 상기 스위칭 TFT(10)의 제 1 활성층(11)의 채널 영역의 결정구조와 다른 형상, 즉, 서로 다른 결정 모양 또는 결정 크기를 갖게 된다.As shown in FIGS. 6 and 9, the driving TFT 20 is connected to the first electrode 31 of the capacitor 30 to supply the TFT on / off signal and the gate electrode 23 and the gate electrode 23. A source electrode 24 formed at an upper portion of the upper portion and connected to the driving line 53 to supply a reference common voltage for driving the second active layer 21, and the driving TFT 20 and the EL element 40 to be connected to each other. It consists of a drain electrode 25 which applies driving power to the EL element 40. The gate insulating film 3 is provided between the second active layer 21 and the gate electrode 23. Here, the channel region of the second active layer 21 of the driving TFT 20 has a shape different from that of the channel region of the first active layer 11 of the switching TFT 10, that is, a different crystal shape or crystal. It will have a size.

이 때, 도 8 및 도 9에서 볼 수 있는 바와 같이, 스위칭 TFT의 제1활성층(11)의 두께(d1)가 구동 TFT의 제2활성층(21)의 두께(d2)보다 얇게 되도록 함으로써 ELA법에 따라 한번의 레이저 조사에 의해 제1활성층(11)의 결정립의 크기가 제2활성층(21)의 결정립의 크기보다 크게 되도록 한다. At this time, as can be seen in Figs. 8 and 9, the ELA method by making the thickness d1 of the first active layer 11 of the switching TFT smaller than the thickness d2 of the second active layer 21 of the driving TFT. As a result, the size of the crystal grains of the first active layer 11 is larger than that of the second active layer 21 by one laser irradiation.

한편, EL 소자(40)는 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 도 6 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 구동 TFT(20)의 드레인 전극(25)에 연결되어 이로부터 플러스 전원을 공급받는 애노우드 전극(41)과, 전체 화소를 덮도록 구비되어 마이너스 전원을 공급하는 캐소오드 전극(43)과, 이들 애노우드 전극(41) 및 캐소오드 전극(43)의 사이에 배치되어 발광하는 유기 발광막(42)으로 구성된다. 도면에서 미설명부호 5는 SiO2 등으로 이루어진 절연성 패시베이션막이고, 6은 아크릴 등으로 이루어진 절연성 평탄화막이다.On the other hand, the EL element 40 emits red, green, and blue light in accordance with the flow of current to display predetermined image information. As shown in FIGS. 6 and 9, the drain electrode of the driving TFT 20 is shown. An anode electrode (43) connected to (25) and receiving positive power therefrom; a cathode electrode (43) provided to cover the entire pixel and supplying negative power; these anode electrodes (41) and cathode It consists of the organic light emitting film 42 arrange | positioned between the anode electrodes 43, and light-emits. In the drawing, reference numeral 5 denotes an insulating passivation film made of SiO 2 , and the like, and 6 denotes an insulating planarization film made of acryl or the like.

이상 설명한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치의 층상 구조는 반드시 상술한 바에 한정되는 것은 아니고, 이와 다른 어떠한 구조도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.As described above, the layer structure of the organic light emitting display device according to the preferred embodiment of the present invention is not necessarily limited to the above description, and any other structure may be applied to the present invention.

상술한 바와 같은 구조를 가진 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시장치는 다음과 같이 제조될 수 있다.An organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention having the structure as described above may be manufactured as follows.

먼저, 도 8 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 글라스(Glass)재의 절연 기판(1) 상 에 버퍼층(2)을 형성한다. 상기 버퍼층(2)은 SiO2로 형성할 수 있으며, PECVD법, APCVD법, LPCVD법, ECR법 등에 의해 증착될 수 있다. 그리고, 이 버퍼층(2)은 대략 3000Å 정도로 증착 가능하다.First, as shown in FIGS. 8 and 9, the buffer layer 2 is formed on the insulating substrate 1 of glass material. The buffer layer 2 may be formed of SiO 2 , and may be deposited by PECVD, APCVD, LPCVD, ECR, or the like. The buffer layer 2 can be deposited to about 3000 mW.

상기 버퍼층(2)의 상부에 비정질 실리콘 박막을 증착하고, 이를 포토 리소그래피법에 의해 스위칭 TFT(10)의 제1활성층(11)이 형성될 영역의 두께(d1)는 300 내지 800Å이 되도록 하고, 구동 TFT(20)의 제2활성층(21)이 형성될 영역의 두께(d2)는 500 내지 1500Å이 되도록 한다. 이러한 두께의 차이는 광마스크의 광투과율에 차이가 나도록 함으로써 한번의 노광에 의해 형성할 수 있는 데, 구동 TFT(20)의 제2활성층(21)이 형성될 영역에 포토 레지스터를 도포한 후 서로 다른 광투과율을 갖는 마스크에 의해 노광 현상하여 식각함으로써 보다 얇은 두께의 스위칭 TFT의 제1활성층이 형성될 영역을 얻을 수 있게 된다. An amorphous silicon thin film is deposited on the buffer layer 2, and the thickness d1 of the region where the first active layer 11 of the switching TFT 10 is to be formed by photolithography is 300 to 800 μm, The thickness d2 of the region where the second active layer 21 of the driving TFT 20 is to be formed is 500 to 1500 kPa. Such a difference in thickness can be formed by one exposure by making a difference in the light transmittance of the photomask. After the photoresist is applied to a region where the second active layer 21 of the driving TFT 20 is to be formed, the mutual difference is achieved. By exposing and etching with a mask having a different light transmittance, it is possible to obtain a region in which the first active layer of the switching TFT having a thinner thickness is to be formed.

이렇게 형성된 비정질 실리콘 박막은 다양한 방법에 의해 다결정질 실리콘 박막으로 결정화시킬 수 있다. 이 때, 상기 구동 TFT(20)의 제2활성층(21)이 형성될 영역과 스위칭 TFT(10)의 제1활성층(11)이 형성될 영역이 받는 에너지 밀도는 서로 다르게 되어 스위칭 TFT의 제1활성층이 형성될 영역의 결정립의 크기가 더욱 크게 될 수 있다.The amorphous silicon thin film thus formed may be crystallized into a polycrystalline silicon thin film by various methods. At this time, the energy density of the region where the second active layer 21 of the driving TFT 20 is to be formed and the region where the first active layer 11 of the switching TFT 10 is to be formed are different from each other so that the first of the switching TFT is different. The grain size of the region where the active layer is to be formed can be made larger.

이렇게 서로 다른 결정구조를 갖도록 한 후에는 그 위로 도 1에서 볼 수 있듯이, 스위칭 TFT(10)의 제 1 활성층(11)과 구동 TFT(20)의 제 2 활성층(21)을 패터닝한다. 물론, 이러한 활성층의 패터닝은 전술한 비정질 실리콘박막에 두께 차이 를 형성할 때에 동시에 행할 수 있고, 후술하는 게이트 절연막, 게이트 전극을 증착한 후에 일괄 패터닝할 수도 있다.After having such different crystal structures, the first active layer 11 of the switching TFT 10 and the second active layer 21 of the driving TFT 20 are patterned, as shown in FIG. 1. Of course, the patterning of the active layer can be performed simultaneously when forming the thickness difference in the above-mentioned amorphous silicon thin film, and can be collectively patterned after depositing the gate insulating film and the gate electrode which will be described later.

이렇게 활성층의 패터닝을 행한 후에는 그 위로 SiO2 등에 의해 게이트 절연막을 PECVD법, APCVD법, LPCVD법, ECR법 등에 의해 증착하여 형성하고, MoW, Al/Cu 등으로 도전막을 성막한 후 패터닝하여 게이트 전극을 형성한다. 상기 활성층, 게이트 절연막, 게이트 전극은 다양한 순서 및 방법에 의해 패터닝이 가능하다. After the active layer is patterned, a gate insulating film is formed by SiO 2 or the like by PECVD, APCVD, LPCVD, ECR, etc., and a conductive film is formed by MoW, Al / Cu, etc., and then patterned to form a gate. Form an electrode. The active layer, the gate insulating film, and the gate electrode can be patterned by various procedures and methods.

활성층, 게이트 절연막, 게이트 전극의 패터닝이 끝난 후에는 그 소스 및 드레인 영역에 N형 또는 P형 불순물을 도핑한다.After patterning of the active layer, gate insulating film, and gate electrode, N-type or P-type impurities are doped into the source and drain regions.

이렇게 도핑 공정이 끝난 후에는 도 8 및 도 9에서 볼 수 있듯이, 층간 절연막(4) 및 패시베이션막(5)을 형성한 후 컨택 홀을 통해 소스 전극(14)(24) 및 드레인 전극(15)(25)을 활성층(11)(21)에 접속하고, 평탄화막(6)을 형성한다. 이러한 막 구조는 소자 설계에 따라 다양한 구조를 체용할 수 있음은 물론이다.After the doping process is completed, as shown in FIGS. 8 and 9, the interlayer insulating film 4 and the passivation film 5 are formed, and then the source electrodes 14, 24 and the drain electrode 15 are formed through contact holes. 25 is connected to the active layers 11 and 21 to form a planarization film 6. Of course, such a film structure can be a variety of structures depending on the device design.

한편, 구동 TFT(20)에 접속하는 EL 소자(40)는 다양한 방법에 의해 형성될 수 있는 데, 먼저, ITO에 의해 구동 TFT(20)의 드레인 전극(25)에 접속하는 애노우드 전극(41)을 형성한 후 패터닝하고, 그 위로 유기막(42)을 형성한다. 이 때, 상기 유기막(42)은 저분자 또는 고분자 유기막이 사용될 수 있는 데, 저분자 유기막을 사용할 경우 홀 주입층, 홀 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디 페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다. 이들 저분자 유기막은 진공증착의 방법으로 형성된다.On the other hand, the EL element 40 connected to the driving TFT 20 can be formed by various methods, but first, the anode electrode 41 connected to the drain electrode 25 of the driving TFT 20 by ITO. ) Is patterned and then the organic film 42 is formed thereon. In this case, the organic film 42 may be a low molecular or high molecular organic film. When the low molecular organic film is used, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, etc. are stacked in a single or complex structure. And organic materials usable are copper phthalocyanine (CuPc), N, N-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (N, N'-Di ( Naphthalene-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine (NPB), tris-8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), and the like can be variously applied. These low molecular weight organic films are formed by the vacuum deposition method.

고분자 유기막의 경우에는 홀 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 홀 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용하며, 이를 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법으로 형성한다. The polymer organic film may have a structure including a hole transporting layer (HTL) and a light emitting layer (EML). In this case, PEDOT is used as the hole transporting layer, and polyvinyl vinylene (PPV) and polyfluorene (PPV) are used as the emitting layer. Polymer organic materials such as polyfluorene) are used, and they are formed by screen printing or inkjet printing.

이렇게 유기막을 형성한 후에는 Al/Ca 등으로 캐소오드 전극(43)을 전면 증착하거나, 패터닝하여 형성할 수 있다. 그리고, 캐소오드 전극(43)의 상부는 글라스 또는 메탈 캡에 의해 밀봉된다.After the organic film is formed in this manner, the cathode electrode 43 may be formed by depositing or patterning the cathode electrode 43 on Al / Ca or the like. The upper portion of the cathode electrode 43 is sealed by a glass or metal cap.

이상 설명한 것은 본 발명을 유기 전계 발광 표시장치에 적용한 경우이나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 액정 표시장치나, 무기 전계 발광 표시장치 등 TFT를 이용할 수 있는 어떠한 구조에든 적용될 수 있음은 물론이다.As described above, the present invention is applied to an organic electroluminescent display, but the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to any structure that can use a TFT such as a liquid crystal display or an inorganic electroluminescent display. .

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention as described above, the following effects can be obtained.

첫째, TFT의 활성층의 크기나, 구동전압을 변경하지 않고 동일 크기의 활성층을 갖고도 구동 TFT로부터 발광 소자로 전달되는 전류량을 감소시키고, 이에 따라 고해상도에 적합한 구조를 얻을 수 있다.First, even if the size of the active layer of the TFT or the active layer of the same size is changed without changing the driving voltage, the amount of current transferred from the driving TFT to the light emitting element can be reduced, thereby obtaining a structure suitable for high resolution.

둘째, 다결정질 실리콘의 특성을 활용하여 우수한 스위칭 특성을 갖는 스위 칭 TFT를 얻고, 동시에, 고해상도를 실현할 수 있는 구동 TFT를 얻을 수 있다.Second, switching TFTs having excellent switching characteristics can be obtained by utilizing the characteristics of polycrystalline silicon, and at the same time, driving TFTs capable of realizing high resolution can be obtained.

셋째, 활성층의 두께 조정만으로 우수한 응답 특성 및 고해상도를 실현할 수 있다.Third, excellent response characteristics and high resolution can be realized only by adjusting the thickness of the active layer.

넷째, 다결정질 실리콘 박막의 두께에 차이를 둠으로써 한번의 레이저 조사에 의해 서로 다른 크기의 결정립 구조를 얻을 수 있고, 이에 따라 스위칭 TFT와 구동 TFT의 활성층 채널영역의 전류 이동도값에 차이를 둘 수 있다.Fourth, by varying the thickness of the polycrystalline silicon thin film, it is possible to obtain grain structures having different sizes by one laser irradiation, and accordingly, the current mobility values of the active TFT channel region of the switching TFT and the driving TFT are different. Can be.

다섯째, TFT의 결정구조만으로, 휘도의 균일성을 얻을 수 있고, 수명 열화를 방지할 수 있다.Fifth, uniformity of luminance can be obtained only by the crystal structure of the TFT, and life deterioration can be prevented.

여섯째, 구동 TFT의 길이(L)를 증대시킬 필요가 없어 개구율 감소 문제가 없다.Sixth, there is no need to increase the length L of the driving TFT, and there is no problem of decreasing the aperture ratio.

일곱째, 구동 TFT의 폭(W)을 감소시킬 필요가 없어 신뢰성을 향상시킬 수가 있다.Seventh, it is not necessary to reduce the width W of the driving TFT, so that the reliability can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (7)

발광 소자;Light emitting element; 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 발광 소자에 데이터 신호를 전달하기 위한 스위칭 박막 트랜지스터; 및A switching thin film transistor having a semiconductor active layer having at least a channel region, and configured to transmit a data signal to the light emitting device; And 적어도 채널 영역을 갖는 반도체 활성층을 구비하고, 상기 데이터신호에 따라서 상기 발광 소자에 소정의 전류가 흐르도록 상기 발광 소자를 구동하는 구동 박막 트랜지스터;를 포함하며,A driving thin film transistor having a semiconductor active layer having at least a channel region, and driving the light emitting element so that a predetermined current flows in the light emitting element according to the data signal; 상기 반도체 활성층은 다결정질 실리콘으로 구비되고, The semiconductor active layer is made of polycrystalline silicon, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터의 각 채널 영역의 두께는 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께가 보다 얇게 구비되며,The thickness of each channel region of the switching thin film transistor and the driving thin film transistor has a thinner thickness of at least the channel region of the thin film transistor requiring a larger current mobility among the switching thin film transistor and the driving thin film transistor. 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 결정립의 크기와 상기 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 결정립의 크기가 서로 다르게 구비된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.And at least a grain size of at least a channel region of the switching thin film transistor and a grain size of at least a channel region of the driving thin film transistor are different from each other. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께가 상기 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께보다 얇게 구비된 것을 특징으로 하는 평판표시장치.And a thickness of at least a channel region of the switching thin film transistor is smaller than a thickness of at least the channel region of the driving thin film transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 큰 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께는 300 내지 800 Å이고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 상기 구동 박막 트랜지스터 중 보다 작은 전류 이동도를 필요로 하는 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역의 두께는 500 내지 1500Å인 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.The thickness of at least a channel region of the thin film transistor which requires greater current mobility among the switching thin film transistor and the driving thin film transistor is 300 to 800 kHz, and the smaller current mobility of the switching thin film transistor and the driving thin film transistor is achieved. A flat panel display device, characterized in that the thickness of at least the channel region of the thin film transistor is in the range of 500 to 1500 mW. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 채널 영역의 결정립의 크기가 상기 구동 박막 트랜지스터의 채널 영역의 결정립의 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.And a grain size of a channel region of the switching thin film transistor is larger than a grain size of a channel region of the driving thin film transistor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 다결정질 실리콘은 레이저에 의한 결정화방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.And the polycrystalline silicon is formed by a crystallization method by a laser. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역과 구동 박막 트랜지스터의 적어도 채널 영역은 레이저 조사를 동시에 행함에 따라 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 평판 표시장치.And at least a channel region of the switching thin film transistor and at least a channel region of the driving thin film transistor are formed by performing laser irradiation simultaneously.
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