KR100599727B1 - A method for manufacturing capacitor in an organic electro-luminescence light emitting cell - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고해상도 및 대형화되는 유기 EL 발광표시 장치에 적용할 수 있는 유기 EL 발광셀의 커패시터 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a capacitor of an organic EL light emitting cell that can be applied to an organic EL light emitting display device of high resolution and size.
본 발명에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터는, 절연 기판; 상기 절연 기판 상에 형성되며, 제1 커패시터 영역 및 제2 커패시터 영역으로 분리된 다결정 규소층; 상기 제1 커패시터 영역 및 제2 커패시터 영역의 다결정 규소층 상에 형성되어 있는 절연막; 및 상기 게이트 절연막 상에 형성되어 있는 금속 배선을 포함하되, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 형성된 다결정 규소층은 불순물이 주입되는 것을 특징으로 한다.The capacitor of the organic EL light emitting cell according to the present invention, the insulating substrate; A polysilicon layer formed on the insulating substrate and separated into a first capacitor region and a second capacitor region; An insulating film formed on the polycrystalline silicon layer of the first capacitor region and the second capacitor region; And a metal wire formed on the gate insulating layer, wherein the polycrystalline silicon layer formed on the first and second capacitor regions is implanted with impurities.
본 발명에 따르면, 종래의 금속전극의 커패시터에 비해 두께를 1/6 이하로 줄일 수 있는 다결정 규소층 전극을 갖는 커패시터를 형성함으로써, 발광표시 장치의 대형화에 따른 두께 감소 및 고해상도 디스플레이를 실현할 수 있고, 또한, 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터가 형성되는 경우, 이에 따른 화소회로의 레이아웃 및 제조 공정이 용이해진다.According to the present invention, by forming a capacitor having a polysilicon layer electrode that can reduce the thickness to 1/6 or less than the capacitor of the conventional metal electrode, it is possible to realize a thickness reduction and high resolution display according to the enlargement of the light emitting display device In addition, in the case where two capacitors are formed in one organic EL pixel circuit, the layout and manufacturing process of the pixel circuit according to this become easy.
유기 EL, 발광표시, 커패시터, 화소회로Organic EL, light emitting display, capacitor, pixel circuit
Description
도 1a 및 도 1b는 각각 유기 EL의 발광 원리 및 유기 EL 발광셀을 나타내는 도면이다.1A and 1B are diagrams showing the light emission principle and organic EL light emitting cells of organic EL, respectively.
도 2는 유기 EL 표시 장치의 개략적인 블록 구성도이다.2 is a schematic block diagram of an organic EL display device.
도 3은 TFT를 이용한 능동 구동방식을 사용하는 일반적인 유기 EL 표시 패널을 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing a general organic EL display panel using an active driving method using a TFT.
도 4는 도 3의 표시 패널의 N×M 개의 화소회로 중 하나를 대표적으로 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram representatively showing one of N × M pixel circuits of the display panel of FIG. 3.
도 5는 2개의 커패시터를 갖는 유기 EL 발광셀의 화소회로를 나타내는 도면이다.5 is a diagram illustrating a pixel circuit of an organic EL light emitting cell having two capacitors.
도 6은 2개의 커패시터를 갖는 유기 EL 발광셀의 화소회로의 레이아웃을 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing the layout of a pixel circuit of an organic EL light emitting cell having two capacitors.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀 내에 형성되는 커패시터의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a capacitor formed in the organic EL light emitting cell according to the embodiment of the present invention.
도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀 내에 형성되는 커패시터를 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.8A to 8F are diagrams each showing a process of manufacturing a capacitor formed in an organic EL light emitting cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 유기 EL 발광셀의 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 구체적으로, 고해상도 및 대형화되는 유기 EL 발광표시 장치에 적용할 수 있는 유기 EL 발광셀의 커패시터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a capacitor of an organic EL light emitting cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a capacitor of an organic EL light emitting cell and a method of manufacturing the same which can be applied to an organic EL light emitting display device of high resolution and size.
유기 EL(organic electro-luminescence) 표시 장치는 전류가 흐를 경우에 빛을 내는 유기 물질을 화소별로 분리하여 매트릭스 모양으로 배치해 놓고, 이들 유기 물질에 흘리는 전류량을 조절함으로써 화상을 표시하는 장치이다. 이러한 유기 EL 표시 장치는 저전압 구동, 경량 박형, 광시야각 그리고 고속 응답 등의 장점으로 인하여 차세대 표시 장치로 기대되고 있다.An organic electroluminescence (EL) display device is a device for displaying an image by controlling an amount of current flowing through these organic materials by dividing an organic material emitting light when the current flows into pixels in a matrix form. Such an organic EL display device is expected to be a next generation display device due to advantages such as low voltage driving, light weight, wide viewing angle, and high speed response.
도 1a 및 도 1b는 각각 유기 EL의 발광 원리 및 유기 EL 발광셀을 나타내는 도면이다.1A and 1B are diagrams showing the light emission principle and organic EL light emitting cells of organic EL, respectively.
일반적으로, 유기 EL 표시장치는 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 표시장치로서, N×M 개의 유기 발광셀들을 전압구동 혹은 전류 구동하여 영상을 표현할 수 있도록 되어 있다. 이러한 유기 발광셀 구조는 도 1a에 도시된 바와 같이, ITO(Indium Tin Oxide) 화소전극, 유기박막 및 금속 레이어의 구조를 가지고 있으며, 상기 유기박막은 전자와 정공의 균형을 좋게 하여 발광 효율을 향상시키기 위해 발광층(Emitting Layer: EML), 전자수송층(Electron Transport Layer: ETL) 및, 정공수송층(Hole Transport Layer: HTL)을 포함한 다층 구조로 이 루어지고, 또한 별도의 전자주입층(Electron Injecting Layer: EIL)과 정공주입층(Hole Injecting Layer: HIL)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 전면(Top) 발광형의 유기 EL 발광셀의 경우, 실리콘웨이퍼 상에 금속 애노드, 유기박막 방출층 및 투명 캐소드가 형성되는 구조를 가질 수 있다.In general, an organic EL display device is a display device for electrically exciting a fluorescent organic compound to emit light, and is capable of displaying an image by driving voltage or current by driving N × M organic light emitting cells. As shown in FIG. 1A, the organic light emitting cell structure has a structure of an indium tin oxide (ITO) pixel electrode, an organic thin film, and a metal layer, and the organic thin film has a good balance between electrons and holes to improve light emission efficiency. In order to achieve this, a multi-layer structure including an emitting layer (EML), an electron transport layer (ETL), and a hole transport layer (HTL) is formed, and a separate electron injection layer (Electron Injecting Layer: EIL) and a hole injecting layer (HIL). In addition, as shown in FIG. 1B, in the case of a top emission type organic EL light emitting cell, a metal anode, an organic thin film emission layer, and a transparent cathode may be formed on a silicon wafer.
이와 같이 이루어지는 유기 발광셀을 구동하는 방식에는 단순 매트릭스(passive matrix) 방식과 TFT를 이용한 능동 구동(active matrix) 방식이 있다. 상기 단순 매트릭스 방식은 양극과 음극을 직교하도록 형성하고 라인을 선택하여 구동하는데 비해, 능동 구동방식은 TFT와 커패시터를 각각의 화소 전극에 접속하여 커패시터 용량에 의해 전압을 유지하도록 하는 구동 방식이다.As such a method of driving the organic light emitting cell, there are a simple matrix method and an active matrix method using a TFT. In the simple matrix method, the anode and the cathode are orthogonal and the line is selected and driven, whereas the active driving method is a driving method in which a TFT and a capacitor are connected to respective pixel electrodes to maintain a voltage by capacitor capacitance.
도 2는 유기 EL 표시 장치의 개략적인 블록 구성도이다.2 is a schematic block diagram of an organic EL display device.
도 2를 참조하면, 유기 EL 표시 장치는 비디오 제어부(210), 패널 제어부(220), 전원 모듈(230), 주사 구동부(240), 데이터 구동부(250) 및 유기 EL 패널(260)로 이루어질 수 있는데, 아날로그 인터페이스 및 디지털 인터페이스를 거친 여러 신호들이 각각 주사 구동부(240) 및 데이터 구동부(250)에 의해 상기 유기 EL 패널(260)에 각각 행(Column)과 열(Row) 방향으로 제공된다.Referring to FIG. 2, an organic EL display device may include a
구체적으로, R, G, B 신호 및 동기신호 등의 여러 아날로그 신호들이 상기 비디오 제어부(210)에 입력된 후에 디지털 신호로 변환되고, 상기 패널 제어부(220)는 이들을 제어하여 순차적으로 주사 구동부(240) 및 데이터 구동부(250)에 제공하게 되며, 상기 유기 EL 패널(260)은 이들 주사 구동부(240) 및 데이터 구동부(250)에 의해 제공되는 신호들, 그리고 전원 모듈(230)에 의해 제 공되는 전원에 의해 N×M 개의 유기 발광셀을 전압구동 혹은 전류 구동하여 영상을 표현하게 된다. Specifically, various analog signals such as R, G, B signals, and synchronization signals are input to the
한편, 도 3은 TFT 박막 트랜지스터를 이용한 능동 구동방식을 사용하는 일반적인 유기 EL 표시 패널을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a general organic EL display panel using an active driving method using a TFT thin film transistor.
도 3을 참조하면, 유기 EL 표시장치는 유기 EL 표시패널(310), 데이터 구동부(320), 및 주사 구동부(330)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the organic EL display device includes an organic
상기 유기 EL 표시패널(310)은 열 방향으로 뻗어 있는 m개의 데이터선(D1, D2, …, Dm), 행 방향으로 뻗어 있는 n개의 주사선(S1, S2, …, Sn), 및 N×M 개의 화소회로를 포함한다. 상기 m개의 데이터선(D1, D2, …, Dm)은 화상 신호를 나타내는 데이터 신호를 화소회로로 전달하며, n개의 주사선(S1, S2, …, Sn)은 선택 신호를 각각 화소회로로 전달한다. 여기서, 화소회로는 이웃한 두 데이터선(D1, D2, …, Dm)과 이웃한 두 주사선(S1, S2, …, Sn)에 의해 정의되는 1개의 화소 영역(310-1)에 형성되며, 예를 들어, 트랜지스터(311, 312), 커패시터(313) 및 유기 EL 소자(314)로 이루어지게 된다. 여기서, 도면부호 315는 전원 전압인 Vdd를 나타낸다.The organic
상기 주사 구동부(330)는 n개의 주사선(S1, S2, …, Sn)에 각각 선택 신호를 순차적으로 인가하며, 데이터 구동부(320)는 m개의 데이터선(D1, D2, …, Dm)에 화상 신호에 대응되는 데이터 전압을 인가한다.The
또한, 상기 주사 구동부(330) 및/또는 데이터 구동부(320)는 유기 EL 표시패널(310)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 또는 상기 유기 EL 표시패널(310)에 접착 되어 전기적으로 연결되어 있는 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package: TCP)에 칩 등의 형태로 장착될 수 있다. 또는 표시 패널(310)에 접착되어 전기적으로 연결되어 있는 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit: FPC) 또는 필름(film) 등에 칩 등의 형태로 장착될 수도 있다.In addition, the
한편, 상기 주사 구동부(330) 및/또는 데이터 구동부(320)는 상기 유기 EL 표시패널(310)의 유리 기판 위에 직접 장착될 수도 있으며, 또는 유리 기판 위에 주사선, 데이터선 및 박막 트랜지스터와 동일한 층들로 형성되어 있는 구동 회로와 대체될 수도 있고, 직접 장착될 수도 있다.The
도 4는 도 3의 표시 패널의 N×M 개의 화소회로 중 하나를 대표적으로 나타내는 도면이다.FIG. 4 is a diagram representatively showing one of N × M pixel circuits of the display panel of FIG. 3.
도 4에 나타낸 바와 같이, 화소 회로는 유기 EL 소자(OLED), 2개의 트랜지스터(SM, DM) 및 커패시터(Cst)를 포함한다. 예를 들어, 상기 2개의 트랜지스터들(SM, DM)은 PMOS형 트랜지스터로 형성될 수 있다.As shown in Fig. 4, the pixel circuit includes an organic EL element OLED, two transistors SM and DM and a capacitor Cst. For example, the two transistors SM and DM may be formed as PMOS transistors.
상기 구동 트랜지스터(DM)는 전원 전압(Vdd)에 소스가 연결되고, 게이트와 소스 사이에 커패시터(Cst)가 연결되어 있다. 상기 커패시터(Cst)는 상기 구동 트랜지스터(DM)의 게이트-소스 전압을 일정 기간 유지하며, 스위칭 트랜지스터(SM)는 현재 주사선(Sn)으로부터의 선택 신호에 응답하여 데이터선(Dm)으로부터의 데이터 전압을 트랜지스터(DM)로 전달한다.The driving transistor DM has a source connected to the power supply voltage Vdd, and a capacitor Cst connected between the gate and the source. The capacitor Cst maintains the gate-source voltage of the driving transistor DM for a period of time, and the switching transistor SM has a data voltage from the data line Dm in response to a selection signal from the current scan line Sn. Is transferred to the transistor DM.
상기 유기 EL 소자(OLED)는 캐소드가 기준 전압(Vss)에 연결되며, 구동 트랜지스터(DM)를 통하여 인가되는 전류에 대응하는 빛을 발광한다. 여기서, 유기 EL 소자(OLED)의 캐소드에 연결되는 전원(Vss)은 전원(Vdd)보다 낮은 레벨의 전압으로서, 그라운드 전압 등이 사용될 수 있다.The organic EL element OLED has a cathode connected to a reference voltage Vss and emits light corresponding to a current applied through the driving transistor DM. Here, the power source Vss connected to the cathode of the organic EL element OLED is a voltage having a lower level than the power source Vdd, and a ground voltage or the like may be used.
그런데, 최근 유기 EL 발광표시 장치의 대형화 및 고해상도 추세에 따라 유기 EL 발광셀의 두께를 보다 박막으로 제조할 필요성이 대두되고 있는데, 종래의 커패시터는 상당한 두께를 갖는 금속전극을 갖도록 형성된다는 문제점이 있다. 또한, 최근 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터가 형성되는 경우가 있는데, 이에 따라 화소회로 레이아웃 설계가 어려워짐으로써, 유기 EL 발광표시 장치의 대형화에 장애가 되고 있다는 문제점이 있다.However, in recent years, as the size of organic EL light emitting devices increases and the trend of high resolution increases, there is a need for manufacturing a thinner organic EL light emitting cell, but there is a problem that a conventional capacitor is formed to have a metal electrode having a considerable thickness. . In addition, recently, two capacitors are formed in one organic EL pixel circuit, which makes it difficult to design a pixel circuit layout, which causes a problem in that an enlargement of the organic EL light emitting display device is hindered.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 유기 EL 발광표시 장치의 대형화에 대처할 수 있도록 커패시터 전극의 두께를 줄일 수 있는 유기 EL 발광셀의 커패시터 및 그 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a capacitor of an organic EL light emitting cell and a method of manufacturing the same that can reduce the thickness of the capacitor electrode to cope with the enlargement of the organic EL light emitting display device.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터는,As a means for achieving the above object, the capacitor of the organic EL light emitting cell according to the present invention,
절연 기판;Insulating substrate;
상기 절연 기판 상에 형성되며, 제1 커패시터 영역 및 제2 커패시터 영역으로 분리된 다결정 규소층;A polysilicon layer formed on the insulating substrate and separated into a first capacitor region and a second capacitor region;
상기 제1 커패시터 영역 및 제2 커패시터 영역의 다결정 규소층 상에 형성되어 있는 절연막; 및An insulating film formed on the polycrystalline silicon layer of the first capacitor region and the second capacitor region; And
상기 게이트 절연막 상에 형성되어 있는 금속 배선Metal wiring formed on the gate insulating film
을 포함하되,Including,
상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 형성된 다결정 규소층은 불순물이 주입되는 것을 특징으로 한다.The polycrystalline silicon layer formed on the first and second capacitor regions is characterized in that the impurity is implanted.
여기서, 상기 불순물은 P+ 고농도 불순물인 것이 바람직하다.Herein, the impurities are preferably P + high concentration impurities.
여기서, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 형성된 다결정 규소층의 두께는 1000Å 이하인 것이 바람직하다.Here, the thickness of the polycrystalline silicon layer formed on the first and second capacitor regions is preferably 1000 kPa or less.
여기서, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역에 형성되는 커패시터의 커패시턴스는 서로 다른 것을 특징으로 한다.Herein, the capacitances of the capacitors formed in the first and second capacitor regions are different from each other.
여기서, 상기 다결정 규소층 또는 금속 배선이 커패시터의 제1 또는 제2 전극이 되며, 상기 절연막은 유전체인 것을 특징으로 한다.Here, the polycrystalline silicon layer or the metal wiring may be the first or second electrode of the capacitor, and the insulating film may be a dielectric.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터 제조 방법은,On the other hand, as another means for achieving the above object, the capacitor manufacturing method of the organic EL light emitting cell according to the present invention,
a) 절연층 상에 비정질 규소층을 증착하고, 이를 열처리에 의해 다결정 규소층으로 변환하는 단계;a) depositing an amorphous silicon layer on the insulating layer and converting it to a polycrystalline silicon layer by heat treatment;
b) 상기 다결정 규소층을 제1 및 제2 커패시터 영역으로 분리하는 단계;b) separating the polycrystalline silicon layer into first and second capacitor regions;
c) 상기 다결정 규소층 전면에 절연막을 증착하는 단계;c) depositing an insulating film over the polysilicon layer;
d) 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상의 다결정 규소층에 불순물을 주입하는 단계; 및d) implanting impurities into the polycrystalline silicon layer on the first and second capacitor regions; And
e) 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 금속 배선을 형성하는 단계e) forming metal wiring on the first and second capacitor regions
를 포함하여 이루어지는 특징이 있다.There is a feature consisting of.
여기서, 상기 d) 단계는 P+ 고농도 불순물을 증착하는 것이 바람직하다.Here, in step d), it is preferable to deposit P + high concentration impurities.
여기서, 상기 제1 커패시터 영역은 상기 제2 커패시터 영역과 서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.The first capacitor region may have a different size from the second capacitor region.
여기서, 상기 b) 단계는 사진 및 식각 공정으로 상기 다결정 규소층을 제1 및 제2 커패시터 영역으로 분리하고, 분리된 영역은 절연시키는 것을 특징으로 한다.Here, step b) is characterized in that the polysilicon layer is separated into first and second capacitor regions by a photo and etching process, the separated region is insulated.
본 발명에 따르면, 종래의 금속전극을 사용하는 커패시터에 비해 두께를 1/6 이하로 줄일 수 있는 다결정 규소층 전극을 갖는 커패시터를 형성함으로써, 발광표시 장치의 대형화에 따른 두께 감소 및 고해상도 디스플레이를 실현할 수 있고, 또한, 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터가 형성되는 경우, 이에 따른 화소회로의 레이아웃 및 제조 공정이 용이해진다.According to the present invention, by forming a capacitor having a polysilicon layer electrode that can reduce the thickness to 1/6 or less compared to a capacitor using a conventional metal electrode, it is possible to realize a thickness reduction and high resolution display according to the enlargement of the light emitting display device In addition, in the case where two capacitors are formed in one organic EL pixel circuit, the layout and manufacturing process of the pixel circuit according to it becomes easy.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터 및 그 제조 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a capacitor and a manufacturing method thereof of an organic EL light emitting cell according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 2개의 커패시터를 갖는 유기 EL 발광셀의 화소회로를 나타내는 도면으로서, 전술한 도 4의 화소회로가 2개의 트랜지스터 및 1개의 커패시터를 갖는데 비해, 5개의 트랜지스터(M1∼M5) 및 2개의 커패시터(Cst, Cvth)로 이루어진다.FIG. 5 is a diagram illustrating a pixel circuit of an organic EL light emitting cell having two capacitors. The pixel circuit of FIG. 4 described above has two transistors and one capacitor, but five transistors M1 to M5 and two capacitors. It consists of capacitors Cst and Cvth.
도 5에 도시된 바와 같이, 유기 EL 소자(OLED)에 전류구동형 트랜지스터(M1)가 연결되어 발광을 위한 전류를 공급한다. 전류구동형 트랜지스터(M1)의 전류량은 스위칭 트랜지스터(M2)를 통해 인가되는 데이터 전압에 의해 제어되도록 되어 있다. 이때, 인가된 전압을 일정기간 유지하기 위한 커패시터(Cst)가 트랜지스터(M1)의 소스와 게이트 사이에 연결되어 있다. 상기 스위칭 트랜지스터(M2)의 게이트에는 선택신호선(Sn)이 연결되어 있으며, 소스 측에는 데이터선(Dm)이 연결되어 있다. As shown in Fig. 5, the current-driven transistor M1 is connected to the organic EL element OLED to supply current for emitting light. The amount of current in the current-driven transistor M1 is controlled by the data voltage applied through the switching transistor M2. At this time, a capacitor Cst for maintaining the applied voltage for a predetermined period is connected between the source and the gate of the transistor M1. The selection signal line Sn is connected to the gate of the switching transistor M2, and the data line Dm is connected to the source side.
이와 같은 구조의 화소회로의 동작을 살펴보면, 스위칭 트랜지스터(M2)의 게이트에 인가되는 선택신호(Sn)에 의해 트랜지스터(M2)가 온 되면, 데이터선을 통해 데이터 전압(Dm)이 구동용 트랜지스터(M1)의 게이트에 인가된다. 그리고, 게이트에 인가되는 데이터 전압(Dm)에 대응하여 구동용 트랜지스터(M1)를 통해 유기 EL 소자(OLED)에 전류가 흘러 발광이 이루어진다. 여기서, M3는 문턱전압 보상용 트랜지스터이며, Cst는 인가된 전압을 일정기간 유지하기 위한 커패시터이며, Cvth는 문턱전압 보상용 커패시터이다. 또한, M5는 IR 드롭을 방지하기 위한 트랜지스터를 나타낸다.Referring to the operation of the pixel circuit having the above structure, when the transistor M2 is turned on by the selection signal Sn applied to the gate of the switching transistor M2, the data voltage Dm is driven through the data line. Is applied to the gate of M1). In response to the data voltage Dm applied to the gate, current flows through the driving transistor M1 to the organic EL element OLED to emit light. Here, M3 is a threshold voltage compensation transistor, Cst is a capacitor for maintaining the applied voltage for a certain period, and Cvth is a threshold voltage compensation capacitor. In addition, M5 represents a transistor for preventing IR drop.
전술한 바와 같이, 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터(Cst, Cvth)가 형성되는 경우, 이에 따른 화소회로 레이아웃 설계를 고려해야만 한다.As described above, when two capacitors Cst and Cvth are formed in one organic EL pixel circuit, it is necessary to consider the pixel circuit layout design accordingly.
도 6은 2개의 커패시터를 갖는 유기 EL 발광셀의 화소회로의 레이아웃을 나타내는 도면으로서, 도 5에 도시된 화소회로의 레이아웃을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a diagram showing the layout of a pixel circuit of an organic EL light emitting cell having two capacitors, and showing the layout of the pixel circuit shown in FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 유기 EL 화소회로 레이아웃 우측에 제1 커패시터(Cst) 및 제2 커패시터(Cvth)가 형성되며, 레이아웃 효율을 증가시키도록 장방향으로 길게 형성되며, 서로 분리된 것을 알 수 있다. 이때, 상기 제1 커패시터(Cst) 및 제2 커패시터(Cvth)의 제1 전극은 다결정 규소층으로 형성되게 되며, 이하 도 7 및 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 상세히 설명한다.As shown in FIG. 6, it is seen that the first capacitor Cst and the second capacitor Cvth are formed on the right side of the organic EL pixel circuit layout, are formed long in the longitudinal direction to increase the layout efficiency, and are separated from each other. Can be. In this case, the first electrodes of the first capacitor Cst and the second capacitor Cvth are formed of a polycrystalline silicon layer, which will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8A to 8F.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 EL 발광셀 내에 형성되는 커패시터의 단면이다.7 is a cross-sectional view of a capacitor formed in an organic EL light emitting cell according to another embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터는, 절연 기판(511), 다결정 규소층(513a', 513b'), 게이트 절연막(514), 및 게이트 금속 배선(515a, 515b)을 포함하여 구성되며, 이때, 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 형성된 다결정 규소층(513a', 513b')은 P+ 고농도 불순물이 주입되며, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 형성된 다결정 규소층의 두께(513a', 513b')는 1000Å 이하가 된다.Referring to FIG. 7, the capacitor of the organic EL light emitting cell according to the embodiment of the present invention includes an insulating
구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀의 커패시터는, 다결정 규소층(513a', 513b')은 절연 기판(511) 상에 형성되며, 제1 및 제2 커패시터 영역으로 분리된다.Specifically, in the capacitor of the organic EL light emitting cell according to the embodiment of the present invention, the
상기 게이트 절연막(514)은 상기 트랜지스터 영역 및 커패시터 영역의 다결정 규소층(513a', 513b') 상에 형성되어 있고, 상기 게이트 금속 배선(515a, 515b)은 상기 게이트 절연막(514) 상에 형성되어 있다.The
여기서, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역의 다결정 규소층(513a', 513b')은 상기 절연 기판(511) 상에 a-Si:H를 형성하고, 이를 레이저 열처리에 의해 다결정 규소층으로 변환한 것이며, 사진 및 식각 공정으로 상기 다결정 규소층(513a', 513b')을 제1 및 제2 커패시터 영역으로 분리하게 되며, 서로 절연되어 있다.Here, the
또한, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역에 형성되는 커패시터(Cvth, Cst)의 커 패시턴스는 서로 다른 값을 갖고, 상기 다결정 규소층(513a', 513b') 또는 금속 배선(515a, 515b)이 각각 제1 및 제2 커패시터의 제1 또는 제2 전극이 되며, 상기 절연막(514)은 소정의 유전율을 갖는 유전체로 형성된다.In addition, the capacitances of the capacitors Cvth and Cst formed in the first and second capacitor regions have different values, and the
한편, 도 8a 내지 도 8f는 각각 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀 내에 형성되는 커패시터를 제조하는 공정을 나타내는 도면이다.8A to 8F are diagrams illustrating a process of manufacturing a capacitor formed in the organic EL light emitting cell according to the embodiment of the present invention, respectively.
도 8a 내지 도 8f를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유기 EL 발광셀 내에 형성되는 커패시터를 제조하는 공정은, 먼저, 실리콘 기판 또는 유리 기판(Glass)인 절연 기판(511) 상에 a-Si:H(Hydrogenated amorphous Silicon: 512)을 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD)을 이용하여 500Å 정도 증착한다(도 8a 참조).Referring to FIGS. 8A to 8F, a process of manufacturing a capacitor formed in an organic EL light emitting cell according to an embodiment of the present invention is first performed on an insulating
이후, PECVD 방법을 사용하여 탈수소 과정을 거치고, ELA(excimer laser annealing)을 통해 500Å 결정화하게 된다(도 8b 참조).Then, the dehydrogenation process is performed by using a PECVD method, and crystallization is performed at 500 Pa by excimer laser annealing (ELA) (see FIG. 8B).
구체적으로, 절연 기판(511) 상에 poly-Si TFT를 제작할 때, 플라즈마 화학 기상 증착(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD) 방법을 이용해 400℃ 이하의 저온에서 비정질 규소층(a-Si) 박막을 증착시킨다. PECVD로 a-Si 박막을 증착하는 경우, 박막 내에 다량의 수소(H)가 포함(10% 내외)되기 때문에, a-Si:H(Hydrogenated amorphous Silicon) 박막의 재결정화(recrystallization) 이전에 탈수소(Dehydrogenation) 과정을 거쳐야 한다. 이어서 탈수소 과정을 거친 a-Si 박막(513)을 다결정 규소층으로 재결정화하기 위해 엑시머 레이저빔을 조사(irradiation)하게 된다.Specifically, when fabricating a poly-Si TFT on the insulating
이후, 상기 재결정화된 다결정 규소층 박막(513) 상에 제1 마스크를 이용하여 패턴을 형성하고 건식 식각을 통해 다결정 규소층인 액티브 층(513a, 513b)을 형성하게 된다(도 8c 참조). 즉, 사진 및 식각 공정으로 상기 다결정 규소층 박막(513)을 제1 및 제2 커패시터 영역으로 분리하게 된다. 이때, 상기 제1 커패시터 영역은 상기 제2 커패시터 영역과 서로 다른 크기를 갖게 되고, 분리된 영역은 절연되게 된다.Subsequently, a pattern is formed on the recrystallized polysilicon layer
다음으로, 상기 다결정 규소층인 액티브 층(513a, 513b) 및 상기 실리콘 기판(511)의 전면에 PECVD 방법을 이용하여 SiO2를 1000Å 정도 증착하여 게이트 절연층(514)을 형성하게 된다(도 8d 참조).Next, the
다음으로, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상의 절연층(514)에 P+ 고농도 불순물을 주입한다(도 8e 참조). 즉, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상의 절연층(514) 상에 P+ 불순물을 코팅한다. 실질적으로, 상기 고농도 불순물로는 P+ 이온뿐만 아니라 N+ 이온도 가능하다.Next, a P + high concentration impurity is implanted into the insulating
다음으로, 상기 제1 및 제2 커패시터 영역 상에 게이트 금속 배선층(515a, 515b)을 형성하게 된다(도 8f 참조). 즉, 마스크를 사용하여, 사진 공정 및 습식 식각을 통해 AlNd 금속을 3000Å 및 몰리브덴(Mo) 금속을 600Å 정도 증착하여 게이트 금속 배선층(515a, 515b)을 형성하게 된다.Next, gate
따라서, 상기 다결정 규소층 액티브층(513a', 513b'), 게이트 절연층(514) 및 게이트 금속층(515a, 515b)이 각각 제1 및 제2 커패시터를 형성하게 되며, 이 때, 상기 다결정 규소층 액티브층(513a', 513b')이 기존의 금속이 아닌 다결정 규소층 박막이며, 종래에는 상기 금속이 6000Å 정도 형성되었지만, 상기 다결정 규소층 박막은 1000Å 정도만 형성되면 되므로, 실질적으로 상기 커패시터의 두께가 약 1/6 정도로 줄어들게 된다.Accordingly, the polycrystalline silicon layer
결국, 전술한 바와 같이, 상기 다결정 규소층인 액티브층(513a', 513b')이 기존의 금속이 아닌 다결정 규소층 박막으로서, 실질적으로 상기 커패시터의 두께가 약 1/6 정도가 되고 유기 EL 발광셀의 두께가 줄어들게 됨으로써, 유기 EL 발광 표시 장치의 대형화에 대처할 수 있게 된다. 또한, 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터(Cst, Cvth)가 형성되는 경우, 이에 따른 화소회로의 레이아웃 및 제조 공정이 용이해진다.As a result, as described above, the
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it will be appreciated that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the claims. Anyone who owns it can easily find out.
본 발명에 따르면, 종래의 금속전극의 커패시터에 비해 두께를 1/6 이하로 줄일 수 있는 다결정 규소층 전극을 갖는 커패시터를 형성함으로써, 발광표시 장치의 대형화에 따른 두께 감소 및 고해상도 디스플레이를 실현할 수 있다.According to the present invention, by forming a capacitor having a polysilicon layer electrode that can reduce the thickness to 1/6 or less than the capacitor of the conventional metal electrode, it is possible to realize a thickness reduction and high resolution display according to the enlargement of the light emitting display device .
또한, 본 발명에 따르면, 하나의 유기 EL 화소회로에 2개의 커패시터가 형성되는 경우, 이에 따른 화소회로의 레이아웃 및 제조 공정이 용이해진다.Further, according to the present invention, when two capacitors are formed in one organic EL pixel circuit, the layout and the manufacturing process of the pixel circuit according to this become easy.
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