KR20200020327A - 표시 장치용 기판과 그를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고해상도에 적용될 수 있는 스토리지 커패시터를 가지는 표시 장치용 기판과 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 표시 장치용 기판은 적어도 하나의 트랜지스터와 수직 중첩되는 스토리지 커패시터를 구비하며, 스토리지 커패시터의 스토리지 전극들이 개구부 내에서 서로 마주보도록 배치됨으로써, 트랜지스터의 길이 및 스토리지 커패시터의 크기(길이)를 줄이더라도 스토리지 커패시터의 용량값을 고해상도 표시 장치에서 요구되는 수준으로 확보할 수 있다.
Description
본 발명은 표시 장치용 기판과 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것으로, 특히 고해상도 표시 장치에 적용될 수 있는 스토리지 커패시터를 가지는 표시 장치용 기판과 그를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
다양한 정보를 화면으로 구현해 주는 영상 표시 장치는 정보 통신 시대의 핵심 기술로 더 얇고 더 가볍고 휴대가 가능하면서도 고성능의 방향으로 발전하고 있다. 이에 음극선관(CRT)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 평판 표시 장치가 각광받고 있다.
평판표시장치로는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display Device: LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel: PDP), 유기발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device: OLED), 그리고 전기영동 표시장치(Electrophoretic Display Device:ED) 등이 있다.
이 평판 표시 장치는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 서브 화소들을 통해 영상을 구현한다. 이러한 다수의 서브 화소들 각각은 적어도 하나의 트랜지스터 및 스토리지 커패시터로 이루어진 화소 구동 회로를 구비한다.
최근, 표시 장치의 해상도가 높아짐에 따라, 각 서브 화소의 크기가 작아져야 한다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 각 서브 화소의 불투명 영역에 배치되는 트랜지스터의 크기(길이) 및 스토리지 커패시터의 크기도 작아져야 한다. 그러나, 스토리지 커패시터는 각 서브 화소에 공급되는 전압 신호를 일정하게 유지하기 위해 일정 이상의 정전 용량을 가져야 한다. 따라서, 스토리지 커패시터의 크기를 줄이게 되면, 스토리지 커패시터의 용량값이 감소하게 되어 고해상도 표시 장치를 구현할 수 없다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 고해상도 표시 장치에 적용될 수 있는 스토리지 커패시터를 가지는 표시 장치용 기판과 그를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치용 기판은 기판 상에 배치되는 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터와 중첩되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하며, 상기 스토리지 커패시터는 적어도 하나의 개구부를 가지는 제1 스토리지 절연막 상에 배치되는 제1 스토리지 전극과; 상기 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 절연막을 사이에 두고 중첩되는 제2 스토리지 전극을 구비한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 표시 장치는 기판 상에 배치되는 스토리지 커패시터와; 상기 스토리지 커패시터와 중첩되는 적어도 하나의 트랜지스터와; 상기 트랜지스터와 접속되는 발광 소자를 구비하며, 상기 스토리지 커패시터는 적어도 하나의 개구부를 가지는 제1 스토리지 절연막 상에 배치되는 제1 스토리지 전극과; 상기 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 절연막을 사이에 두고 중첩되는 제2 스토리지 전극을 구비한다.
본 발명에서는 스토리지 커패시터의 스토리지 전극들이 개구부 내에서 서로 마주보도록 배치된다. 이에 따라, 본 발명에서는 트랜지스터 및 스토리지 커패시터의 크기(길이)를 줄이더라도 스토리지 커패시터의 용량값을 고해상도 표시 장치에서 요구되는 수준으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 스토리지 커패시터를 트랜지스터와 중첩되게 트랜지스터 하부에 수직 배치함으로써 공정 제약을 최소화할 수 있어 고해상도 구현 및 수율이 향상된다.
도 1은 종래 표시 장치의 해상도에 따른 트랜지스터의 길이 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표시 장치용 기판을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4l은 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치용 기판을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 화소 구동 회로의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 개구부의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 표시 장치용 기판을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4a 내지 도 4l은 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 표시 장치용 기판을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시된 화소 구동 회로의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1에 도시된 개구부의 다른 실시 예를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 2에 도시된 표시 장치용 기판은 박막트랜지스터(100)와, 스토리지 커패시터(140)를 구비한다.
박막트랜지스터(100)는 스토리지 커패시터(140) 상부에 배치된다. 이 박막트랜지스터(100)는 게이트 전극(106)과, 액티브층(104)과, 소스 전극(108)과, 드레인 전극(110)을 구비한다.
게이트 전극(106)은 제2 게이트 절연막(114) 상에 형성되며, 제2 게이트 절연막(114)을 사이에 두고 액티브층(104)과 중첩될 수도 있다.
액티브층(104)은 제1 게이트 절연막(112) 상에 배치된다. 이 액티브층(104)은 제2 게이트 절연막(114)을 사이에 두고 게이트 전극(106)과 중첩되게 형성되어 소스 및 드레인 전극(108,110) 사이에 채널을 형성한다. 액티브층(104)은 Zn, Cd, Ga, In, Sn, Hf, Zr 중 선택된 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 산화물로 형성되거나, 비정질 또는 다결정 반도체층으로 형성된다. 이러한 액티브층(104)은 개구부(146a) 내에 배치되는 스토리지 커패시터(140)의 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)과 중첩되도록 형성된다. 이러한 제1 및 제2 스토리지전극(142,144)에 의해, 액티브층(104)으로 외부광이 입사되는 것을 차단함으로써 별도의 차광층이 불필요하다.
소스 및 드레인 전극(108,110)은 층간 절연막(116) 상에 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 소스 및 드레인 전극(108,110)은 액티브층(104)의 채널을 사이에 두고 서로 마주보도록 형성된다. 소스 전극(108)은 제2 게이트 절연막(114) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 소스 컨택홀(124S)을 통해 노출된 액티브층(104)과 접속한다. 드레인 전극(110)은 제2 스토리지 절연막(148), 제1 게이트 절연막(112), 제2 게이트 절연막(114) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 드레인 컨택홀(124D)을 통해 노출된 액티브층(104)의 측면 및 제1 스토리지 전극(142)의 상부면과 접속한다.
스토리지 커패시터(140)는 박막트랜지스터(100) 하부에 배치되어 박막트랜지스터(100)와 수직 중첩된다. 이 스토리지 커패시터(140)는 제2 스토리지 절연막(148)을 사이에 두고 중첩되는 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)을 구비한다.
제1 스토리지 전극(142)은 제1 개구부(146a)를 가지는 제1 스토리지 절연막(146) 상에 형성된다. 이 때, 제1 개구부(146a)는 깊이보다 폭이 작게 형성된다. 이에 따라, 제1 스토리지 절연막(146)의 제1 개구부(146a)와 대응되는 제2 스토리지 절연막(148)의 오목 영역에 형성되는 제2 스토리지 전극(144)의 매립이 용이해짐으로써 제2 스토리지 전극(144)의 상부면의 평탄화도 용이해진다.
이러한 제1 스토리지 전극(142)은 제1 스토리지 절연막(146)의 상부면 뿐만 아니라, 개구부(146a)에 의해 노출된 제1 스토리지 절연막(146)의 측면 및 버퍼층(102)의 상부면에도 형성된다. 이에 따라, 제1 스토리지 전극(142)은 오목부(142a)를 가지도록 형성되므로 제1 스토리지 전극(142)의 표면적을 넓힐 수 있다.
제2 스토리지 전극(144)은 제1 스토리지 전극(142)을 덮도록 배치되는 제2 스토리지 절연막(148) 상에 형성된다. 이 제2 스토리지 전극(144)은 제1 스토리지 전극(142)의 오목부(142a)와 결합되는 볼록부(144a)를 가지도록, 개구부(146a) 내에 배치되는 제2 스토리지 절연막(148)의 측면 및 상부면 상에 배치된다. 이러한 제2 스토리지 전극(144)은 개구부(146a)와 대응되는 제2 스토리지 절연막(148)의 오목부를 완전히 매립함으로써 평탄한 상부면을 가진다. 이에 따라, 제2 스토리지 전극(144)의 상부에 배치되는 다수의 박막층의 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 액티브층(104) 및 게이트 전극(106)이 단차 없이 제2 스토리지 전극(144)의 상부에 배치되므로, 액티브층(104) 및 게이트 전극(106)의 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있다.
이 때, 제2 스토리지 절연막(148)은 SiOx 또는 SiNx와 같은 무기 절연 물질로 형성된다. 예를 들어, 제2 스토리지 절연막(148)은 SiOx보다 유전율이 높은 SiNx로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2 스토리지 전극(144)은 유전율이 높은 SiNx로 형성되는 제2 스토리지 절연막(148)을 사이에 두고 제1 스토리지 전극(142)과 중첩됨으로써 유전율에 비례하는 스토리지 커패시터(140)의 용량값은 증가하게 된다.
이와 같이, 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)이 개구부(146a) 내에 배치됨으로써, 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144) 각각의 상부면 및 측면이 서로 마주본다. 개구부(146a)에 의해 노출된 제1 스토리지 절연막(146)의 측면 상에 배치되는 제1 스토리지 전극(142)은 측면은 개구부(146a)와 대응되는 제2 스토리지 절연막(148)의 측면 상에 배치되는 제2 스토리지 전극(144)의 측면과 마주본다. 이에 따라, 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)의 중첩면적이 넓어지므로, 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)의 중첩면적에 비례하는 스토리지 커패시터(140)의 용량값을 종래보다 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 스토리지 커패시터의 크기(길이)를 종래보다 줄이더라도 스토리지 커패시터(140)의 용량값은 고해상도 표시 장치에서 요구되는 수준으로 유지할 수 있다. 이와 같은 본 발명에 따른 표시 장치용 기판은 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치 또는 액정 표시 장치 등 박막트랜지스터가 필요한 표시 장치에 적용될 수 있다.
도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치는 박막트랜지스터(100)와 접속된 발광소자(130)와, 스토리지 커패시터(140)를 구비한다. 박막트랜지스터(100)는 각 발광소자(130)에 접속된 구동 트랜지스터로 이용된다. 스토리지 커패시터(140)는 박막트랜지스터(100) 하부에 배치되어 박막트랜지스터(100)와 수직 중첩된다. 이 스토리지 커패시터(140)는 제2 스토리지 절연막(148)을 사이에 두고 개구부(146a) 내에서 중첩되는 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)을 구비한다. 이 때, 제1 스토리지 전극(142)은 발광 소자(130)와 접속되는 구동 트랜지스터(100)와 접속된다.
발광 소자(130)는 박막 트랜지스터(100)의 드레인 전극(110)과 접속된 애노드 전극(132)과, 애노드 전극(132) 상에 형성되는 적어도 하나의 발광 스택(134)과, 발광 스택(134) 위에 형성된 캐소드 전극(136)을 구비한다.
애노드 전극(132)은 평탄화층(128)을 관통하는 제2 화소 컨택홀(120)을 통해 노출된 화소 연결 전극(126)과 접속된다. 여기서, 화소 연결 전극(126)은 보호막(118)을 관통하는 제1 화소 컨택홀(122)을 통해 노출된 드레인 전극(110)과 접속된다. 이 애노드 전극(132)은 투명 도전막 및 반사효율이 높은 불투명 도전막을 포함하는 다층 구조로 형성된다. 투명 도전막으로는 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 일함수 값이 비교적 큰 재질로 이루어지고, 불투명 도전막으로는 Al, Ag, Cu, Pb, Mo, Ti 또는 이들의 합금을 포함하는 단층 또는 다층 구조로 이루어진다. 예를 들어, 애노드 전극(132)은 투명 도전막, 불투명 도전막 및 투명 도전막이 순차적으로 적층된 구조로 형성되거나, 투명 도전막 및 불투명 도전막이 순차적으로 적층된 구조로 형성된다. 이러한 애노드 전극(132)은 뱅크(138)에 의해 마련된 발광 영역에 배치된다.
발광 스택(134)은 애노드 전극(132) 상에 정공 관련층, 유기 발광층, 전자 관련층 순으로 또는 역순으로 적층되어 형성된다. 이외에도 발광 스택(134)은 전하 생성층을 사이에 두고 대향하는 제1 및 제2 발광 스택들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 및 제2 발광 스택 중 어느 하나의 유기 발광층은 청색광을 생성하고, 제1 및 제2 발광 스택 중 나머지 하나의 유기 발광층은 노란색-녹색광을 생성함으로써 제1 및 제2 발광 스택을 통해 백색광이 생성된다. 이 발광스택(134)에서 생성된 백색광은 발광 스택(134) 상부에 위치하는 컬러 필터(도시하지 않음)에 입사되므로 컬러 영상을 구현할 수 있다. 이외에도 별도의 컬러 필터 없이 각 발광 스택(134)에서 각 서브 화소에 해당하는 컬러광을 생성하여 컬러 영상을 구현할 수도 있다. 즉, 적색(R) 서브 화소의 발광 스택(134)은 적색광을, 녹색(G) 서브 화소의 발광 스택(134)은 녹색광을, 청색(B) 서브 화소의 발광 스택(134)은 청색광을 생성할 수도 있다.
뱅크(138)는 애노드 전극(132)을 노출시키도록 형성된다. 이러한 뱅크(138)는 인접한 서브 화소 간 광 간섭을 방지하도록 불투명 재질(예를 들어, 블랙)로 형성될 수도 있다. 이 경우, 뱅크(138)는 칼라 안료, 유기 블랙 및 카본 중 적어도 어느 하나로 이루어진 차광재질을 포함한다.
캐소드 전극(136)은 발광 스택(134)을 사이에 두고 애노드 전극(132)과 대향하도록 발광 스택(134)의 상부면 및 측면 상에 형성된다. 이러한 캐소드 전극(136)은 전면 발광형 유기 발광 표시 장치에 적용되는 경우, 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)과 같은 투명 도전막으로 이루어진다.
도 4a 내지 도 4l은 도 3에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a를 참조하면, 기판(101) 상에 버퍼층(102)이 형성되고, 그 버퍼층(102) 상에 개구부(146a)를 가지는 제1 스토리지 절연막(146)이 형성된다.
구체적으로, 기판(101) 상에 상에 SiOx 또는 SiNx 등과 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 단층 또는 다층 구조의 버퍼층(102)이 형성된다. 그런 다음, 버퍼층(102)이 형성된 기판(101) 상에 무기 또는 유기 절연 재질의 제1 스토리지 절연막이 형성된다. 그런 다음, 제1 스토리지 절연막(146)이 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 패터닝됨으로써 개구부(146a)가 형성된다.
도 4b를 참조하면, 개구부(146a)를 가지는 제1 스토리지 절연막(146)이 형성된 기판(101) 상에 제1 스토리지 전극(142)이 형성된다.
구체적으로, 개구부(146a)를 가지는 제1 스토리지 절연막(146)이 형성된 기판(101) 상에 제1 도전층이 전면 증착된 후 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 제1 도전층이 패터닝됨으로써 제1 스토리지 전극(142)이 형성된다. 이 때, 제1 스토리지 전극(142)은 추후 제2 스토리지 전극(144) 형성시 이용되는 열처리 온도를 견딜 수 있도록 내열성 및 전도성이 좋은 Ta 또는 Ti 등이 이용된다.
도 4c를 참조하면, 제1 스토리지 전극(142)이 형성된 기판(101) 상에 제2 스토리지 절연막(148)이 형성되고, 제2 스토리지 절연막(148) 상에 제2 스토리지 전극(144)이 형성된다.
구체적으로, 제1 스토리지 전극(142)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 제2 스토리지 절연막(148)이 형성된다. 그런 다음, 제2 스토리지 절연막(148) 상에 제2 도전층이 전면 증착된 후, 제2 도전층이 열처리 공정을 통해 리플로우(Reflow)된다. 이에 따라, 제2 도전층은 제1 개구부(146a)와 대응되는 제2 스토리지 절연막(148)의 오목 영역으로 확산됨으로써 제2 스토리지 절연막(148)의 오목 영역을 완전히 매립한다. 그런 다음, 제2 도전층이 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 제2 스토리지 전극(144)이 형성된다. 이외에도, 제2 도전층이 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝된 다음, 패터닝된 제2 도전층이 열처리 공정을 통해 리플로우(Reflow)될 수도 있다.
이 때, 제2 스토리지 전극(144)은 리플로우(Reflow) 공정이 용이하도록 제1 스토리지 전극(142)보다 용융점이 낮은 금속, 예를 들어 Al 등으로 형성된다.
도 4d를 참조하면, 제2 스토리지 전극(144)이 형성된 기판(101) 상에 제1 게이트 절연막(112)이 형성되고, 제1 게이트 절연막(112) 상에 액티브층(104)이 형성된다.
구체적으로, 제 제2 스토리지 전극(144)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 제1 게이트 절연막(112)이 형성된다. 그런 다음, 제1 게이트 절연막(112) 상에 액티브층이 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정에 의해 패터닝된다.
도 4e를 참조하면, 액티브층(104)이 형성된 기판(101) 상에 제2 게이트 절연막(114)이 형성되고, 제2 게이트 절연막(114) 상에 게이트 전극(106)이 형성된다.
구체적으로, 제1 스토리지 전극(142)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 제2 게이트 절연막(114)이 형성된다. 그런 다음, 제2 게이트 절연막(114) 상에 제3 도전층이 전면 증착된 후 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 제2 도전층이 패터닝됨으로써 게이트 전극(106)이 형성된다.
도 4f를 참조하면, 게이트 전극(106)이 형성된 기판(101) 상에 소스 및 드레인 컨택홀(124S,124D)을 가지는 층간 절연막(116)이 형성된다.
구체적으로, 게이트 전극(106)이 형성된 기판(101) 상에 SiNx 또는 SiOx와 같은 무기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 층간 절연막(116)이 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝됨으로써 소스 및 드레인 컨택홀(124S,124D)이 형성된다.
도 4g를 참조하면, 소스 및 드레인 컨택홀(124S,124D)이 형성된 기판(101) 상에 소스 전극(108) 및 드레인 전극이 형성된다.
구체적으로, 소스 및 드레인 컨택홀(124S,124D)이 형성된 기판(101) 상에 제4 도전층이 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 제4 도전층이 패터닝됨으로써 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 형성된다.
도 4h를 참조하면, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 형성된 기판(101) 상에 제1 화소 컨택홀(122)을 가지는 보호막(118)이 형성된다.
구체적으로, 소스 전극(108) 및 드레인 전극(110)이 형성된 기판(101) 상에 증착 공정을 통해 보호막(118)이 형성된다. 여기서, 보호막(118)은 SiOx 또는 SiNx 등과 같은 무기 절연 물질이 이용된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 보호막(118)이 패터닝됨으로써 제1 화소 컨택홀(122)이 형성된다.
도 4i를 참조하면, 제1 화소 컨택홀(122)을 가지는 보호막(118)이 형성된 기판(101) 상에 화소 연결 전극(126)이 형성된다.
구체적으로, 제1 화소 컨택홀(122)을 가지는 보호막(118)이 형성된 기판(101) 상에 제5 도전층이 전면 증착된 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 제5 도전층이 패터닝됨으로써 화소 연결 전극(126)이 형성된다.
도 4j를 참조하면, 화소 연결 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 제2 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(128)이 형성된다.
구체적으로, 화소 연결 전극(126)이 형성된 기판(101) 상에 아크릴계 수지와 같은 유기 절연 물질이 전면 증착됨으로써 평탄화층(128)이 형성된다. 그런 다음, 토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 평탄화층(128)이 패터닝됨으로써 제2 화소 컨택홀(120)이 형성된다.
도 4k를 참조하면, 제2 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(128)이 형성된 기판(101) 상에 애노드 전극(132)이 형성된다.
구체적으로, 제2 화소 컨택홀(120)을 가지는 평탄화층(128)이 형성된 기판(101) 상에 제6 도전층이 전면 증착된다. 제6 도전층으로는 투명 도전막 및 불투명 도전막이 이용된다. 그런 다음, 포토리소그래피 공정과 식각 공정을 통해 제6 도전층이 패터닝됨으로써 애노드 전극(132)이 형성된다.
도 4l을 참조하면, 애노드 전극(132)이 형성된 기판(101) 상에 뱅크(138), 유기 발광 스택(134) 및 캐소드 전극(136)이 순차적으로 형성된다.
구체적으로, 애노드 전극(132)이 형성된 기판(101) 상에 뱅크용 감광막을 전면 도포한 다음, 그 뱅크용 감광막을 포토리소그래피 공정을 통해 패터닝함으로써 뱅크(138)가 형성된다. 그런 다음, 새도우마스크를 이용한 증착 공정을 통해 발광 스택(134) 및 캐소드 전극(136)이 순차적으로 형성된다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 표시 장치용 기판을 나타내는 단면도이다.
도 5에 도시된 표시 장치용 기판은 도 2에 도시된 표시 장치용 기판과 대비하여, 제1 게이트 절연막(112)의 상부면 전체가 평탄화되게 형성되는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 제1 게이트 절연막(112)은 아크릴계 수지와 같은 유기 절연 물질로 형성된다. 이러한 제1 게이트 절연막(112)은 무기 절연 물질로 형성되는 제2 스토리지 절연막(148)보다 두껍게 형성되므로, 스토리지 커패시터(140)에 의해 발생된 단차를 제거하고 평탄한 상부면을 가지도록 형성된다. 이에 따라, 제1 게이트 절연막(112) 상에 배치되는 다수의 박막층의 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 액티브층(104) 및 게이트 전극(106)이 단차 없이 제1 게이트 절연막(112) 상에 배치되므로, 액티브층(104) 및 게이트 전극(106)의 스텝 커버리지를 향상시킬 수 있다.
한편, 스토리지 커패시터(140)의 제2 스토리지 전극(144)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 스토리지 전극(142)의 제1 오목부(142a)와 대응되는 영역에서 제2 오목부(144b)를 가지도록 형성되거나, 도 2에 도시된 바와 같이 볼록부(144a)를 가지도록 형성될 수도 있다.
또한, 도 2에 도시된 무기 절연 재질의 제1 게이트 절연막(112)보다 두께가 두꺼운 유기 절연 재질의 제1 게이트 절연막(112)에 의해 스토리지 커패시터(140)와, 박막트랜지스터(100) 간의 이격거리는 멀어진다. 이러한 제1 게이트 절연막(112)의 두께에 반비례하여, 스토리지 커패시터(140)에 포함된 도전층과, 박막트랜지스터(100)에 포함된 도전층 사이에 형성된 기생 커패시터의 용량값이 감소된다. 이에 따라, 스토리지 커패시터(140)에 포함된 도전층과, 박막트랜지스터(100)에 포함된 도전층 간의 신호 간섭을 최소화할 수 있다.
이러한 스토리지 커패시터(100)는 도 6에 도시된 유기 발광 표시 장치에 적용될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 유기 발광 표시 장치의 각 서브 화소의 화소 구동 회로는 도 7에 도시된 바와 같이 구동 트랜지스터(100)와 접속되는 스위칭 트랜지스터(150)를 더 구비한다.
스위칭 트랜지스터(150)는 제2 게이트 전극(156), 제2 소스 전극(158), 제2 드레인 전극(160) 및 제2 액티브층(154)을 구비한다.
제2 게이트 전극(106)은 제1 게이트 전극(106)과 동일 평면인 제2 게이트 절연막(114) 상에 제1 게이트 전극(106)과 동일 재질로 형성되며, 제2 게이트 절연막(114)을 사이에 두고 제2 액티브층(154)과 중첩될 수도 있다.
제2 액티브층(154)은 제1 액티브층(104)과 동일 평면인 제1 게이트 절연막(112) 상에 제1 액티브층(104)과 동일 재질로 형성된다. 이 제2 액티브층(154)은 제2 게이트 절연막(114)을 사이에 두고 게이트 전극(106)과 중첩되게 형성되어 제2 소스 및 제2 드레인 전극(158,160) 사이에 채널을 형성한다.
제2 소스 및 제2 드레인 전극(158,160)은 제1 소스 및 제1 드레인 전극(108,110)과 동일 재질로 동일 평면인 층간 절연막(116) 상에 형성된다. 제2 소스 및 제2 드레인 전극(158,160)은 제2 액티브층(154)의 채널을 사이에 두고 서로 마주보도록 형성된다.
제2 소스 전극(158)은 제2 게이트 절연막(114) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 제2 소스 컨택홀(164S)을 통해 노출된 제2 액티브층(154)과 접속한다.
제2 드레인 전극(160)은 제2 스토리지 절연막(148), 제1 게이트 절연막(112), 제2 게이트 절연막(114) 및 층간 절연막(116)을 관통하는 제2 드레인 컨택홀(164D)을 통해 노출된 제2 액티브층(154)의 측면 및 제2 스토리지 전극(144)의 상부면과 접속한다.
이와 같이, 스위칭 트랜지스터(150) 및 구동 트랜지스터(100) 중 적어도 어느 하나는 스토리지 커패시터(140)와 수직 중첩됨으로써, 각 서브 화소에서 스토리지 커패시터가 차지하는 면적이 별도로 필요하지 않으므로 고해상도 구현이 용이해진다.
한편, 본 발명에서는 각 서브 화소 당 하나의 개구부(146a)를 가지는 구조를 예로 들어 설명하였지만, 이외에도 도 8에 도시된 바와 같이 각 서브 화소 당 다수개의 개구부(146a)를 구비할 수도 있다. 이 경우, 제1 스토리지 전극(142)의 제1 오목부(142a) 및 제2 스토리지 전극(144)의 제2 오목부(144b)(또는 볼록부(144a))가 각 서브 화소 당 다수개 구비된다. 이에 따라, 다수개의 개구부(146a)의 개수에 비례하여 제1 및 제2 스토리지 전극(142,144)의 중첩면적이 넓어지므로, 스토리지 커패시터(140)의 용량값을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 스토리지 커패시터(140)의 크기를 줄이더라도 스토리지 커패시터(140)는 고해상도 표시 장치에서 요구되는 용량값을 유지할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 명세서에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하는 것이 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 특허청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석해야 할 것이다.
100,150 : 박막트랜지스터
104,154 : 반도체층
106,156 : 게이트 전극 108,158 : 소스 전극
110, 160 : 드레인 전극 130 : 발광 소자
140 : 스토리지 커패시터 142 : 제1 스토리지 전극
144 : 스토리지 중간 전극 146,148 : 스토리지 절연막
106,156 : 게이트 전극 108,158 : 소스 전극
110, 160 : 드레인 전극 130 : 발광 소자
140 : 스토리지 커패시터 142 : 제1 스토리지 전극
144 : 스토리지 중간 전극 146,148 : 스토리지 절연막
Claims (11)
- 기판 상에 배치되는 스토리지 커패시터와;
상기 스토리지 커패시터와 중첩되는 적어도 하나의 트랜지스터를 구비하며,
상기 스토리지 커패시터는
적어도 하나의 개구부를 가지는 제1 스토리지 절연막 상에 배치되는 제1 스토리지 전극과;
상기 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 절연막을 사이에 두고 중첩되는 제2 스토리지 전극을 구비하는 표시 장치용 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 스토리지 전극은
상기 개구부와 대응되는 제2 스토리지 절연막의 오목 영역을 매립하여 평탄한 상부면을 가지는 표시 장치용 기판. - 제 2 항에 있어서,
상기 제1 스토리지 전극은 상기 제2 스토리지 전극보다 용융점이 높은 금속으로 이루어지는 표시 장치용 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 스토리지 전극과 상기 트랜지스터 사이에 배치되며 평탄한 상부면을 가지는 유기 절연 재질의 제1 게이트 절연막을 더 구비하는 표시 장치용 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 개구부는 상기 트랜지스터와 중첩되는 표시 장치용 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 개구부에 의해 노출된 상기 제1 스토리지 절연막의 측면 상에 배치되는 제1 스토리지 전극은 측면은
상기 개구부와 대응되는 상기 제2 스토리지 절연막의 측면 상에 배치되는 상기 제2 스토리지 전극의 측면과 마주보는 표시 장치용 기판. - 기판 상에 배치되는 스토리지 커패시터와;
상기 스토리지 커패시터와 중첩되는 적어도 하나의 트랜지스터와;
상기 트랜지스터와 접속되는 발광 소자를 구비하며,
상기 스토리지 커패시터는
적어도 하나의 개구부를 가지는 제1 스토리지 절연막 상에 배치되는 제1 스토리지 전극과;
상기 제1 스토리지 전극과 제2 스토리지 절연막을 사이에 두고 중첩되는 제2 스토리지 전극을 구비하는 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제2 스토리지 전극은
상기 개구부와 대응되는 제2 스토리지 절연막의 오목 영역을 매립하여 평탄한 상부면을 가지는 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제2 스토리지 전극과 상기 트랜지스터 사이에 배치되며 평탄한 상부면을 가지는 제1 게이트 절연막을 더 구비하는 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 개구부에 의해 노출된 상기 제1 스토리지 절연막의 측면 상에 배치되는 제1 스토리지 전극은 측면은
상기 개구부와 대응되는 상기 제2 스토리지 절연막의 측면 상에 배치되는 상기 제2 스토리지 전극의 측면과 마주보는 표시 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 트랜지스터는
상기 발광 소자와 접속되는 구동 트랜지스터와;
상기 구동 트랜지스터와 접속되는 스위칭 트랜지스터를 구비하며,
상기 적어도 하나의 개구부는
상기 구동 트랜지스터 및 상기 스위칭 트랜지스터 중 적어도 어느 하나와 중첩되는 표시 장치.
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ID=69637905
Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2018
- 2018-08-17 KR KR1020180095894A patent/KR20200020327A/ko active IP Right Grant
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