KR102021028B1 - 유기 발광 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
본 발명의 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 배치된 제1전극; 상기 제1전극 상부에 차례로 배치되고, 상기 제1전극 상부 면의 일부를 노출시키는 컨택홀이 형성된 복수의 절연막; 및 상기 복수의 절연막 상부에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주하고 상기 컨택홀을 통해 상기 제1전극과 접촉하는 제2전극 및 상기 화소 전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함할 수 있다.

Description

유기 발광 표시 장치{Organic light emitting display device}
본 발명은 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 빛을 방출하는 유기 발광 소자를 가지고 화상을 표시하는 자발광형 표시 장치이다. 유기 발광층의 내부에서 전자와 정공이 결합하여 생성된 여기자(exciton)가 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 빛이 발생되며, 이를 이용하여 유기 발광 표시 장치는 화상을 표시한다.
유기 발광 표시 장치는 발광 방식에 따라 배면 발광 방식과 전면 발광 방식으로 구분될 수 있다. 유기 발광 표시 장치는 공통 전극으로서 캐소드 전극을 화소 영역 전체에 형성된다. 배면 발광 방식에서, 캐소드 전극은 반사막 역할을 한다. 따라서 캐소드 전극은 저저항 물질로 두께를 두껍게 형성하여 캐소드 전극에서 공통 전압(ELVSS) 강하(IR Drop)를 최소화할 수 있다. 반면, 전면 발광 방식에서, 캐소드 전극은 투과막 역할을 하며, 빛의 투과도를 높이기 위하여 비저항이 높고 얇은 두께의 투명한 물질로 형성된다. 따라서 높은 저항으로 인하여 캐소드 전극에서 전압 강하가 커진다. 특히, 표시 장치의 크기가 증가할수록 캐소드 전극에서의 전압강하가 심화되어 화질 및 특성의 불균일을 초래할 수 있다.
따라서 전면 발광 방식의 장점을 살리면서 캐소드 전극에서 전압강하를 최소화하는 방법이 필요하다.
본 발명의 일 실시예는 캐소드 전극에서 전압 강하를 최소화하여 휘도의 균일도를 개선하고, 유기 발광 소자의 구동전압 마진을 좁혀서 소비전력을 줄이는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 배치된 제1전극; 상기 제1전극 상부에 차례로 배치되고, 상기 제1전극 상부 면의 일부를 노출시키는 컨택홀이 형성된 복수의 절연막; 및 상기 복수의 절연막 상부에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주하고 상기 컨택홀을 통해 상기 제1전극과 접촉하는 제2전극 및 상기 화소 전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 스캔 라인과 동일층에 동일 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1전극은 상기 화소 전극의 일부와 중첩하고, 상기 화소 전극의 주변에 형성된 상기 컨택홀을 통해 상기 제2전극과 접촉할 수 있다.
상기 제1전극은 상기 제2전극의 보조 배선으로서 기능할 수 있다.
상기 제1전극은 상기 제1전극 상부에 형성된 구동 회로부와 중첩하지 않고, 상기 유기 발광 소자와 일부 중첩할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 스캔 라인의 상부에 배치된 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상부의 활성층, 상기 활성층의 소스 및 드레인 영역과 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;를 더 포함할 수 있다.
상기 활성층은 산화물 반도체로 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극의 두께는 상기 스캔 라인의 두께보다 얇게 형성될 수 있다.
상기 게이트 전극은 상기 스캔 라인 상부의 절연막에 형성된 컨택홀을 통해 상기 스캔 라인과 접촉할 수 있다.
상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1 커패시터 전극, 상기 게이트 전극과 동일층에 배치된 제2 커패시터 전극, 및 상기 소스 및 드레인 전극과 동일층에 배치된 제3 커패시터 전극을 포함하는 커패시터;를 더 포함할 수 있다.
상기 커패시터는, 상기 제3 커패시터 전극 상부에 상기 화소 전극으로부터 연장된 제4 커패시터 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는, 기판 상에 일 방향으로 배치된 스캔 라인; 상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1전극; 상기 제1전극 상부에 차례로 배치되고, 상기 제1전극 상부 면의 일부를 노출시키는 컨택홀이 형성된 복수의 절연막; 및 상기 복수의 절연막 중 최상층의 절연막 상부에 배치되고, 상기 컨택홀을 통해 상기 제1전극과 접촉하는 제2전극;을 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 스캔 라인과 동일층에 동일 물질로 형성될 수 있다.
상기 제1전극은 상기 최상층의 절연막 하부에 배치되고 상기 최상층의 절연막에 형성된 개구에 의해 일부가 노출되는 화소 전극의 일부와 중첩하고, 상기 화소 전극의 주변에 형성된 상기 컨택홀을 통해 상기 제2전극과 접촉할 수 있다.
상기 제1전극은 상기 제2전극의 보조 배선으로서 기능할 수 있다.
상기 제1전극 상부에 형성된 구동 회로부; 및
상기 유기 발광 표시 장치는, 상기 구동 회로부 상부에 차례로 형성된 화소 전극, 유기 발광층 및 상기 제2전극을 포함하는 유기 발광 소자;를 더 포함할 수 있다.
상기 제1전극은 상기 구동 회로부와 중첩하지 않고, 상기 유기 발광 소자와 일부 중첩할 수 있다.
상기 구동 회로부는, 상기 스캔 라인의 상부에 배치된 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상부의 활성층, 상기 활성층의 소스 및 드레인 영역과 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;를 포함할 수 있다.
상기 구동 회로부는, 상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1 커패시터 전극, 상기 게이트 전극과 동일층에 배치된 제2 커패시터 전극, 및 상기 소스 및 드레인 전극과 동일층에 배치된 제3 커패시터 전극을 포함하는 커패시터;를 포함할 수 있다.
상기 커패시터는, 상기 제3 커패시터 전극 상부에 상기 화소 전극으로부터 연장된 제4 커패시터 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 캐소드의 보조 전극을 스캔 라인과 동일층에 형성함으로써 보조 전극의 설계 자유도를 향상시킬 수 있다. 또한 보조 전극에 의해 캐소드의 전압 강하를 최소화하여 균일한 휘도를 갖는 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단일 화소를 나타낸 평면도이다.
도 2 내지 도 11은 도 1의 A-A' 선, B-B'선, C-C'선을 따라 자른, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 실시예를 설명하는 도면에 있어서, 어떤 층이나 영역들은 명세서의 명확성을 위해 두께를 확대하여 나타내었다. 또한 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 단일 화소를 나타낸 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판(101) 상에 다수의 스캔 라인(SL) 및 다수의 데이터 라인(DL)을 포함하고, 상기 스캔 라인(SL)과 데이터 라인(DL)이 교차하는 영역에 위치하는 다수의 화소(PX)를 구비한다. 도 1을 참조하면, 각 화소(PX)는 데이터 신호에 대응되는 색을 구현하기 위한 유기발광소자 및 구동 회로부를 포함한다. 구동 회로부는 데이터 신호에 따른 구동 전류를 유기발광소자에 공급하기 위한 구동 트랜지스터(TRd), 스캔 신호에 따라 데이터 신호를 전달하여 구동 트랜지스터(TRd)를 온/오프 시키는 스위칭 트랜지스터(TRs) 및 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하기 위한 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 여기서, 화소(PX)는 각각 구동 트랜지스터(TRd)의 문턱 전압을 보상하기 위한 다수의 박막 트랜지스터 및 커패시터를 더 포함할 수도 있다.
스캔 라인(SL)은 기판 상에 일 방향으로 배치되고, 데이터 라인(DL)과 구동전압 공급라인(ELVDD)은 서로 마주보며 스캔 라인(SL)과 직교하는 타 방향으로 평행하게 배치된다.
스위칭 트랜지스터(TRs)는 스캔 라인(SL)의 상부에 배치된 게이트 전극(121), 게이트 전극(121) 상에 배치된 활성층(122), 및 활성층(122)의 양측 종단부에 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극(123/124)을 포함한다. 게이트 전극(121)과 스캔 라인(SL) 사이에는 절연막이 배치되고, 게이트 전극(121)은 스캔 라인(SL)과 컨택홀을 통해 접촉하여 전기적으로 연결된다. 소스/드레인 전극(123/124) 중 하나는 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되고, 나머지 하나는 커패시터(Cst)의 제2 커패시터 전극(143)과 컨택홀을 통해 전기적으로 연결된다. 데이터 라인(DL)과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극(123/124) 중 하나는 데이터 라인(DL)으로부터 연장되어 일체로 형성될 수 있다.
구동 트랜지스터(TRd)는 스캔 라인(SL)의 상부에 배치된 게이트 전극(131), 게이트 전극(131) 상에 배치된 활성층(132), 및 활성층(132)의 양측 종단부에 컨택홀을 통해 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극(133/134)을 포함한다. 게이트 전극(131)은 커패시터(Cst)의 제3 커패시터 전극(145)과 컨택홀을 통해 전기적으로 연결된다. 소스/드레인 전극(133/134) 중 하나는 구동전압 공급라인(ELVDD)과 전기적으로 연결되고, 나머지 하나는 컨택홀을 통해 유기발광소자(EL)의 화소 전극과 전기적으로 연결된다. 구동전압 공급라인(ELVDD)과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극(133/134) 중 하나는 구동전압 공급라인(ELVDD)으로부터 연장되어 일체로 형성될 수 있다.
커패시터(Cst)는 스캔 라인(SL)과 동일층에 배치된 제1 커패시터 전극(141), 제1 커패시터 전극(141) 상부에 배치되고 게이트 전극(121, 131)과 동일층에 형성된 제2 커패시터 전극(143), 제2 커패시터 전극(143) 상부에 배치되고 소스/드레인 전극(123/124, 133/134)과 동일층에 형성된 제3 커패시터 전극(145), 및 제3 커패시터 전극(145) 상부에 배치되고 유기발광소자(EL)의 화소 전극(151)과 동일층에 형성된 제4 커패시터 전극(147)을 포함한다. 제1 커패시터 전극(141)과 제3 커패시터 전극(145)은 컨택홀을 통해 전기적으로 연결된다. 제4 커패시터 전극(147)은 화소 전극(151)으로부터 연장되어 일체로 형성될 수 있다.
보조 전극(160)은 스캔 라인(SL)과 동일층에 동일물질로 형성된다. 보조 전극(160)은 화소(PX)의 스캔 라인(SL), 박막 트랜지스터(TRs, TRd), 커패시터(Cst), 데이터 라인(DL), 구동전압 공급라인(ELVDD)의 배치에 따라 최적 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 보조 전극(160)은 구동 회로부 및 유기발광소자의 하부에 배치됨으로써 설계 자유도가 높다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 보조 전극(160)은 구동 회로부와 중첩하지 않고, 유기발광소자와 일부 중첩하도록 형성될 수 있다. 또한 보조 전극(160)은 데이터 라인(DL) 및 구동전압 공급라인(ELVDD)과 중첩하지 않도록 배치하여 데이터 라인(DL) 및 구동전압 공급라인(ELVDD)과의 기생 용량이 발생하는 것을 방지한다. 보조 전극(160)은 화소 전극(151)과 대략 비슷한 형상 및 사이즈를 가진다. 도 1에서는 화소 전극(151)과 보조 전극(160)이 사각 형상으로 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 화소(PX)의 형상에 따라 모서리가 둥근 형상 또는 원통형 등 다양한 형상을 가질 수 있음은 물론이다. 보조 전극(160)은 화소 전극(151)의 주변에 형성된 컨택홀(161)을 통해 대향 전극 또는 캐소드 전극(155)과 접촉한다. 이에 따라 보조 전극(160)이 캐소드 전극(155)과 전기적으로 연결됨으로써 캐소드 전극(155)의 보조 전극으로서 기능하여 캐소드 전극(155)의 전압강하를 최소화할 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시예는 표시 장치의 휘도 불균일을 줄일 수 있다.
도 2 내지 도 11은 도 1의 A-A' 선, B-B'선, C-C'선을 따라 자른 단면도들로서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 공정을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기판(101) 상부에 스캔 라인(SL), 커패시터(Cst)의 제1 커패시터 전극(141), 및 보조 전극(160)을 형성한다.
기판(101)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 기판(101)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재 또는 금속 재 등, 다양한 재질의 기판을 이용할 수 있다.
기판(101) 상부에는 버퍼층(미도시)을 더 형성할 수 있다. 버퍼층은 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 베리어층, 및/또는 블록킹층으로 역할한다. 버퍼층은 SiO2 및/또는 SiNx 등을 사용하여, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
스캔 라인(SL), 제1 커패시터 전극(141), 및 보조 전극(160)은 기판(101) 상부에 제1 도전층을 적층하고, 제1 도전층을 패터닝함으로써 동시에 형성될 수 있다. 제1 도전층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속 물질을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 제1 도전층은 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등과 같은 저저항의 금속 물질을 포함하는 것이 바람직하나, 단층 또는 다층으로 두껍게 형성할 수 있는 다른 금속 물질을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(101) 상부에 제1절연막(103)을 형성한다. 그리고 스캔 라인(SL)과 보조 전극(160) 상의 제1절연막(103)에 개구(H1, H2)를 형성한다. 제1개구(H1)는 스캔 라인(SL)의 일부를 노출하며, 추후 스캔 라인(SL)과 스위칭 트랜지스터(TRs)의 게이트 전극(121)을 연결하기 위한 컨택홀이다. 제2개구(H2)는 보조 전극(160)의 일부를 노출하며, 추후 보조 전극(160)과 캐소드 전극(155)을 연결하기 위한 컨택홀이다. 제2개구(H2)는 화소 전극(151)의 주변부에 위치한다.
제1절연막(103)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질, 또는 SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등에서 선택된 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1절연막(103)은 유기 절연 물질과 무기 절연 물질이 교번하는 다층 구조로 형성될 수도 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1절연막(103) 상부에 구동 트랜지스터(TRd)의 게이트 전극(131), 스위칭 트랜지스터(TRs)의 게이트 전극(121) 및 커패시터(Cst)의 제2 커패시터 전극(143)을 형성한다. 스위칭 트랜지스터(TRs)의 게이트 전극(121)은 스캔 라인(SL)과 일부 중첩하며 제1개구(H1)를 덮으면서, 스캔 라인(SL)과 연결된다. 제2 커패시터 전극(143)은 제1 커패시터 전극(141)과 일부 중첩한다.
게이트 전극(121, 131) 및 제2 커패시터 전극(143)은 제1절연막(103) 상부에 제2 도전층을 증착하고, 제2 도전층을 패터닝함으로서 동시에 형성될 수 있다.
제2 도전층은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속 물질을 포함하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전층은 인듐틴옥사이드(ITO; indium tin oxide), 인듐징크옥사이드(IZO; indium zinc oxide), 징크옥사이드(ZnO; zinc oxide), 인듐옥사이드(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨옥사이드(IGO; indium gallium oxide), 및 알루미늄징크옥사이드(AZO; aluminum zinc oxide)를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전층의 두께(d2)는 제1 도전층의 두께(d1)보다 얇다. 따라서, 게이트 전극(121, 131)의 두께(d2)는 스캔 라인(SL)의 두께(d1)보다 얇다.
도 5를 참조하면, 게이트 전극(121, 131) 상부에 제2절연막(104)을 적층하고, 제2절연막(104) 상에 구동 트랜지스터(TRd)의 활성층(132)을 형성한다. 도시되지 않았으나, 스위칭 트랜지스터(TRs)의 활성층(122)도 동시에 형성된다.
게이트 전극(121, 131) 및 제1 커패시터 전극(141)이 형성된 기판(101) 상부에 제2절연막(104)과 산화물 반도체를 증착하고, 산화물 반도체를 패터닝하여 활성층(122, 132)을 형성한다.
제2절연막(104)은 게이트 절연막으로서 역할을 하며, SiNx 또는 SiOx 등과 같은 절연성 무기물로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다. 본 발명의 실시예는, 제1 도전층에 의해 형성되는 스캔 라인(SL)과 제2 도전층에 의해 형성되는 게이트 전극(131)을 분리하여 형성함으로써, 게이트 전극(131)이 저저항 배선인 스캔 라인(SL)과 분리되어 스캔 라인(SL)보다 얇게 형성될 수 있어, 제2절연막(104)의 두께도 얇게 형성될 수 있다. 이에 따라, 박막 트랜지스터(TFT)의 사이즈를 줄일 수 있다.
활성층(122, 132)은 각각 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 제공하며, 채널 영역이 게이트 전극(121, 131)과 중첩되도록 배치된다.
산화물 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터는 소자 특성이 우수하고 저온공정이 가능하여 평판 표시용 백플레인(backplane)에 최적인 소자로 평가되고 있다. 뿐만 아니라 산화물 반도체를 포함하는 박막 트랜지스터는 가사광선 영역에서 투명한 특성을 가질 뿐 아니라 유연하기 때문에 투명 표시 장치나 플렉서블 표시 장치에도 적용될 수 있다. 산화물 반도체는 갈륨(Ga), 인듐(In), 스태늄(Sn), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf) 및 바나듐(V) 중 선택되는 적어도 하나 이상의 원소를 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체로, ZnO, SnO2, In2O3, Zn2SnO4, Ga2O3 및 HfO2를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한 상기 활성층(132)은 투명한 산화물 반도체로 형성될 수 있다. 투명한 산화물 반도체는, 예를 들어, Zinc Oxide, Tin Oxide, Ga-In-Zn Oxide, In-Zn Oxide, In-Sn Oxide 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
도 6을 참조하면, 활성층(122, 132) 상부에 제3절연막(105)을 적층하고, 활성층(122, 132)의 소스 영역 및 드레인 영역의 일부를 노출하는 제3개구(H3)와 보조 전극(160) 상의 제1절연막(103)에 형성된 제2개구(H2)와 대응하는 제4개구(H4)를 형성한다. 제4개구(H4)는 제3절연막(105)을 에칭하여 제3개구(H3)를 형성할 때, 제2절연막(104)과 제3절연막(105)을 동시 에칭하여 형성된다. 제4개구(H4)에 의해 보조 전극(160)의 일부가 노출된다.
제3절연막(105)은 층간 절연막으로서 역할을 하며, SiNx 또는 SiOx 등과 같은 절연성 무기물로 형성될 수 있으며, 물론 이 외에도 절연성 유기물 등으로 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 7을 참조하면, 스위칭 트랜지스터(TRs)의 소스 전극(133)과 드레인 전극(134), 및 커패시터(Cst)의 제3 커패시터 전극(145)을 형성한다. 도시되지 않았으나, 구동 트랜지스터(TRd)의 소스 전극(123)과 드레인 전극(124) 또한 동시에 형성된다.
소스 전극(123, 133)과 드레인 전극(124, 134)은 제3절연막(105)의 개구들(H3)을 매립하며 단일층 또는 복수층의 형상으로 형성될 수 있다. 소스 전극(123, 133)과 드레인 전극(124, 134)은 개구들(H3)을 통해 활성층(122, 132)의 소스 영역과 드레인 영역에 각각 접촉한다. 소스 전극(123, 133)과 드레인 전극(124, 134)은 전도성 물질을 사용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어 Cr, Pt, Ru, Au, Ag, Mo, Al, W, Cu 또는 AlNd와 같은 금속 또는 ITO, GIZO, GZO, AZO, IZO(InZnO) 또는 AZO(AlZnO)와 같은 금속 또는 전도성 산화물을 포함하는 제3 도전층을 패터닝하여 형성할 수 있다.
그리고, 소스 전극(123, 133) 및 드레인 전극(124, 134)의 패터닝과 동시에, 제3 도전층을 패터닝하여, 커패시터(Cst)의 제3 커패시터 전극(145)을 형성한다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 소스 전극(123, 133) 및 드레인 전극(124, 134)과 제3 커패시터 전극(145)을 형성할 때, 데이터 라인(DL)과 구동전압 공급라인(ELVDD)이 함께 형성될 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면, 소스 전극(123, 133) 및 드레인 전극(124, 134)과 제3 커패시터 전극(145)이 형성된 기판(101) 상에 제4절연막(106)과 제5절연막(107)을 적층한다. 그리고, 제4절연막(106)과 제5절연막(107)을 에칭하여 구동 트랜지스터(TRs)의 드레인 전극(134)의 일부를 노출하는 제5개구(H5) 및 보조 전극(160)의 일부를 노출하는 제6개구(H6)를 형성한다. 제6개구(H6)는 제2개구(H2) 및 제4개구(H4)에 대응하는 영역에 형성한다.
제4절연막(106) 및 제5절연막(107)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질, 또는 SiNx와 같은 무기 절연 물질로 형성될 수 있으며, 유기 절연 물질과 무기절연 물질을 교번하여 형성할 수도 있다. 제4절연막(106)과 제5절연막(107)은 단층으로 형성되거나 이중 혹은 다중층으로 구성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. 제5절연막(107)은 평탄화층으로서 기능한다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제5절연막(107) 상부에 유기 발광 소자의 화소 전극(151) 및 커패시터(Cst)의 제4 커패시터 전극(147)을 형성한다.
제5절연막(107) 상부에 투명한 도전층을 적층하고, 투명 도전층을 패터닝하여 화소 전극(151)을 형성한다. 투명 도전층은 ITO, IZO, ZnO, In2O3, IGO, 및 AZO를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
화소 전극(151)은 제5절연막(106)의 제5개구(H5)를 통해, 구동 트랜지스터(TRd)의 소스 전극(133) 또는 드레인 전극(134) 중 하나와 접촉한다. 도 9의 실시예에서는 화소 전극(151)이 드레인 전극(134)과 접촉하고 있다.
커패시터(Cst)의 제4 커패시터 전극(147)은 화소 전극(151)으로부터 연장되어 형성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 화소 전극(151)과 제4 커패시터 전극(147) 상부에 제6절연막(108)이 적층되고, 화소 전극(151)의 일부를 노출하는 제7개구(H7)와 보조 전극(160)의 일부를 노출하는 제8개구(H8)를 형성한다. 제8개구(H8)는 제2개구(H2), 제4개구(H4) 및 제6개구(H6)에 대응하는 영역에 형성한다.
제6절연막(108)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질, 또는 SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등에서 선택된 무기 절연 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 제6절연막(108)은 유기 절연 물질과 무기 절연 물질이 교번하는 다층 구조로 형성될 수도 있다. 제6절연막(108)은 화소를 정의하는 화소정의막으로서 역할을 한다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 화소 전극(151)의 상부에 발광층을 포함하는 중간층(153)을 형성하고, 상기 중간층(153)을 덮으며 기판(101) 전면에 대향 전극(155)을 형성한다.
중간층(153)은 유기 발광층(emissive layer: EML)과, 그 외에 정공 수송층(hole transport layer: HTL), 정공 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등의 기능층 중 어느 하나 이상의 층이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 중간층(153)은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 중간층(153)이 적색, 녹색, 청색의 각각의 빛을 방출하는 경우, 상기 발광층은 적색 부화소, 녹색 부화소 및 청색 부화소에 따라 각각 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층으로 패터닝될 수 있다. 한편, 중간층(153)이 백색광을 방출하는 경우, 상기 발광층은 백색광을 방출할 수 있도록 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 다층 구조를 갖거나, 적색 발광 물질, 녹색 발광 물질 및 청색 발광 물질을 포함한 단일층 구조를 가질 수 있다.
대향 전극(155)은 기판(101) 전면에 증착되어 공통 전극으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 경우, 화소 전극(151)은 애노드 전극으로 사용되고, 대향 전극(155)은 캐소드 전극으로 사용된다.
대향 전극(155)은 제8개구(H8)를 통해 보조 전극(160)과 접촉하여 전기적으로 연결된다. 이에 따라 보조 전극(160)은 대향 전극(155)으로부터 전압을 인가받아 캐소드 전극의 전압 강하를 방지한다.
본 발명의 실시예는 저저항 배선으로 형성되는 스캔 라인(SL)과 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극을 분리하여 절연막을 사이에 두고 서로 다른 층에 형성한다. 이 경우, 스캔 라인(SL)과 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극을 모두 저저항 배선으로 형성하는 경우에 비해, 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극을 상대적으로 얇게 형성할 수 있고, 이에 따라 게이트 전극과 활성층 사이의 게이트 절연막의 두께도 얇게 형성할 수 있다. 따라서, 스캔 라인의 RC 로드(load)를 줄이고 박막 트랜지스터(TFT)의 사이즈를 줄일 수 있어 화소의 개구율을 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 커패시터(Cst)를 제1 내지 제4 커패시터 전극에 의한 삼중 커패시터로 형성함으로써 커패시터의 면적을 줄이면서 커패시턴스를 증가시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 저저항 배선으로 최하부에 형성되는 스캔 라인(SL)과 동일층에 동일 물질로 캐소드 보조 전극을 형성함으로써, 보조 전극의 배치 제한을 최소화할 수 있어, 다양한 사이즈로 캐소드 보조 전극을 형성할 수 있고, 캐소드 보조 전극에 의해 캐소드 전극의 전압강하를 최소화할 수 있다.
한편, 전술한 실시예들에서는 유기 발광 표시 장치를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 액정 표시 장치를 비롯한 다양한 표시 장치에서, 스캔 라인과 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 분리하고, 스캔 라인을 형성하는 배선을 커패시터의 일 전극 및 캐소드 보조 전극으로 구성하는 방법을 적용할 수 있음은 물론이다.
또한 본 발명의 실시예는 전술된 화소 구조에만 한정되지 않으며, 구동 회로부와 발광 소자 하부에 캐소드 보조 전극이 형성될 수 있는 다양한 화소 구조에 적용될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 기판 상의 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1전극;
    상기 스캔 라인 상부의 게이트 전극, 상기 게이트 전극 상부의 활성층, 상기 활성층의 소스 및 드레인 영역과 접촉하는 소스 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
    상기 제1전극 상부에 배치되고, 상기 제1전극 상부 면의 일부를 노출시키는 컨택홀을 구비한 복수의 절연막; 및
    상기 복수의 절연막 상부에 배치된 화소 전극, 상기 화소 전극과 마주하고 상기 컨택홀을 통해 상기 제1전극과 접촉하는 제2전극 및 상기 화소 전극과 상기 제2전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 스캔 라인과 동일 물질을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 화소 전극의 일부와 중첩하고,
    상기 컨택홀은 상기 화소 전극의 주변에 위치한, 유기 발광 표시 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 제2전극의 보조 배선인, 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 박막 트랜지스터와 중첩하지 않고, 상기 유기 발광 소자와 일부 중첩하는, 유기 발광 표시 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 활성층은 산화물 반도체를 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 전극의 두께는 상기 스캔 라인의 두께보다 얇은 유기 발광 표시 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 게이트 전극은 상기 스캔 라인과 전기적으로 연결된, 유기 발광 표시 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1 커패시터 전극, 상기 게이트 전극과 동일층에 배치된 제2 커패시터 전극, 및 상기 소스 및 드레인 전극과 동일층에 배치된 제3 커패시터 전극을 포함하는 커패시터;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 커패시터는,
    상기 제3 커패시터 전극 상부에 상기 화소 전극으로부터 연장된 제4 커패시터 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 기판 상에 일 방향으로 배치된 스캔 라인;
    상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1전극;
    상기 스캔 라인과 다른 층에 배치되고 상기 스캔 라인과 전기적으로 연결된 게이트 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 및
    상기 박막 트랜지스터 상부에 배치되고, 화소 전극 및 상기 제1전극과 접촉하는 제2전극을 포함하는 유기 발광 소자;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 스캔 라인과 동일 물질을 포함하는, 유기 발광 표시 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 화소 전극의 일부와 중첩하는, 유기 발광 표시 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 제2전극의 보조 배선인, 유기 발광 표시 장치.
  16. 삭제
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1전극은 상기 박막 트랜지스터와 중첩하지 않고, 상기 유기 발광 소자와 일부 중첩하는, 유기 발광 표시 장치.
  18. 삭제
  19. 제12항에 있어서,
    상기 스캔 라인과 동일층에 배치된 제1 커패시터 전극, 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 동일층에 배치된 제2 커패시터 전극, 및 상기 박막 트랜지스터의 소스 및 드레인 전극과 동일층에 배치된 제3 커패시터 전극을 포함하는 커패시터;를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 커패시터는,
    상기 제3 커패시터 전극 상부에 상기 화소 전극으로부터 연장된 제4 커패시터 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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