JP2021015270A - 表示装置 - Google Patents

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ギョンミン ペク
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Abstract

【課題】信頼度が高い表示装置を提供する。【解決手段】上面に凹部を含む基板と、凹部に配置された下部導電層と、基板上に配置され、下部導電層に対応し、コンタクトホールを含む絶縁層と、絶縁層上に配置され、コンタクトホールを介して、下部導電層と接続された上部導電層と、基板上に配置され、半導体層、及び半導体層上に配置されたゲート電極を含む薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続される表示要素と、を含む表示装置である。【選択図】図3A

Description

本発明は、表示装置に関する。
情報化社会の発展により、画像表示のための表示装置への要求が多様な形態で増大している。該表示装置の分野は、体積が大きい陰極線管(CRT:cathode ray tube)を代替する、薄くて軽く、大面積が可能な平板表示装置(FPD:flat panel display device)に急速に変化してきた。該平板表示装置には、液晶表示装置(LCD:liquid crystal display device)、プラズマディスプレイパネル(PDP:plasma display panel)、有機発光表示装置(OLED:organic light emitting display device)そして電気泳動表示装置(ED:electrophoretic display device)などがある。
一方、前記表示装置は、薄膜トランジスタ(TFT:thin film transistor)を含む。前記薄膜トランジスタは、低温ポリシリコン(LTPS:low temperature poly silicon)の製造工程によって形成される。
本発明が解決しようとする課題は、信頼度が高い表示装置を提供することである。しかし、そのような課題は、例示的なものであり、それにより、本発明の範囲が限定されるものではなく、言及されていない他の課題は、本発明の記載から、当該分野において当業者に明確に理解されるであろう。
本発明の一実施形態は、上面に凹部を含む基板と、前記凹部に配置された下部導電層と、前記基板上に配置され、前記下部導電層に対応してコンタクトホールを含む絶縁層と、前記絶縁層上に配置され、前記コンタクトホールを介して、前記下部導電層と接続された上部導電層と、前記基板上に配置され、半導体層、及び前記半導体層上に配置されたゲート電極を含む薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続される表示要素と、を含む表示装置を開示する。
一実施形態において、前記絶縁層は、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層を含み、前記上部導電層は、前記層間絶縁層上に配置されてもよい。
一実施形態において、前記上部導電層と前記下部導電層との間に、中間導電層をさらに含み、前記下部導電層及び前記中間導電層が接続され、前記中間導電層及び前記上部導電層が接続されてもよい。
一実施形態において、前記絶縁層は、第1コンタクトホールを含むゲート絶縁層を含み、前記ゲート絶縁層上に、第2コンタクトホールを含む前記層間絶縁層が配置され、前記下部導電層及び前記中間導電層は、前記第1コンタクトホールを介して接続され、前記上部導電層及び前記中間導電層は、前記第2コンタクトホールを介して接続されてもよい。
一実施形態において、前記上部導電層は、前記ゲート電極と一体に具備されてもよい。
一実施形態において、前記下部導電層は、前記薄膜トランジスタと重畳されてもよい。
一実施形態において、前記上部導電層は、前記下部導電層と直接に接続されてもよい。
一実施形態において、前記基板は、高分子樹脂を含む複数のベース層、及び無機物を含む複数のバリア層が相互に積層されてもよい。
一実施形態において、前記複数のベース層は、第1ベース層及び第2ベース層を含み、前記複数のバリア層は、第1バリア層及び第2バリア層を含み、前記第1ベース層、前記第1バリア層、前記第2ベース層及び前記第2バリア層が順に積層され、前記第2バリア層の上面に、前記凹部を含んでもよい。
一実施形態において、前記複数のベース層は、第1ベース層及び第2ベース層を含み、前記複数のバリア層は、第1バリア層及び第2バリア層を含み、前記第1ベース層、前記第1バリア層、前記第2ベース層及び前記第2バリア層が順に積層され、前記第2バリア層に開口部が配置され、前記開口部は、前記第2ベース層に配置された前記凹部と接続されてもよい。
一実施形態において、前記基板の上面と、前記下部導電層の上面は、同一平面に含まれてもよい。
一実施形態において、前記基板は、ガラスであってもよい。
本発明の他の実施形態は、上面に凹部を含む基板と、前記凹部に配置された下部導電層と、前記基板上に配置され、前記下部導電層に対応してコンタクトホールを含む絶縁層と、前記基板上に配置され、前記下部導電層と接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続される表示要素と、を含み、前記薄膜トランジスタは、半導体層、及び前記半導体層上に配置されたゲート電極を含む表示装置を開示する。
一実施形態において、前記絶縁層は、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層を含み、前記層間絶縁層上に配置される上部導電層をさらに含み、前記上部導電層は、前記コンタクトホールを介して、前記下部導電層と接続され、前記上部導電層は、前記薄膜トランジスタと接続されてもよい。
一実施形態において、前記上部導電層と前記下部導電層との間に、中間導電層をさらに含み、前記下部導電層は、前記中間導電層と接続され、前記中間導電層は、前記上部導電層とも接続されてもよい。
一実施形態において、前記下部導電層は、前記コンタクトホールを介して、前記ゲート電極とも接続されてもよい。
一実施形態において、前記下部導電層は、前記薄膜トランジスタとも重畳されてもよい。
一実施形態において、前記基板は、第1ベース層、第1バリア層、第2ベース層及び第2バリア層が順に積層され、前記第2バリア層に、前記凹部が配置されてもよい。
一実施形態において、前記基板は、第1ベース層、第1バリア層、第2ベース層及び第2バリア層が順に積層され、前記第2ベース層に凹部を含み、前記第2バリア層に開口部を含み、前記開口部と前記凹部は、接続されてもよい。
一実施形態において、前記基板の上面と、前記下部導電層の上面は、同一平面に含まれてもよい。
本発明によれば、凹部を含む基板、及び前記凹部に導電層を配置し、高品質の表示装置を提供することができる。
また、該基板上部に、前記導電層による段差が形成されず、ELA(excimer laser annealing)工程を利用し、低温ポリシリコン(LTPS)を容易に作製することができる。
本発明の一実施形態による表示装置を概略的に図示した平面図である。 本発明の一実施形態による表示装置に含まれたいずれか1つの画素の等価回路図である。 本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。 図3AのA部分を拡大した拡大図である。 本発明の他の実施形態による表示装置の断面拡大図である。 本発明のさらに他の実施形態による表示装置の断面拡大図である。 本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。
本発明は、多様な変更を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができる。以下において、複数の実施形態を図面に例示し、詳細に説明する。本発明の効果、特徴、及びそれらを達成する装置又は方法は、以下において図面と共に詳細に説明されている実施形態を参照することで、明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多様な形態で具現可能である。
以下において、添付された図面を参照し、本発明の実施形態について詳細に説明するが、図面を参照して説明するとき、同一または対応する構成要素は、同一の番号を付し、それに係わる重複する説明は、省略する。
以下の実施形態において、第1、第2のような用語は、限定的な意味ではなく、1つの構成要素を他の構成要素と区別する目的に使用される。
以下の実施形態において、単数の表現は、文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。
以下の実施形態において、「含む」または「有する」というような用語は、明細書上に記載された特徴または構成要素が存在するということを意味するものであり、1以上の他の特徴または構成要素が付加される可能性をあらかじめ排除するものではない。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素というような部分が、他の部分の上または上部にあるとするとき、他の部分の真上にある場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在されている場合も含む。
図面においては、説明の便宜上、構成要素の大きさが誇張または縮小される場合がある。例えば、図面に示された各構成の大きさ及び厚みは、説明の便宜上、任意に示されているので、本発明は、必ずしも図示されたところに限定されるものではない。
ある実施形態が異なって具現可能である場合、特定の工程順序は、説明される順序と異なって行われてもよい。例えば、連続して説明される2つの工程が実質的に同時に行われてもよく、説明される順序と反対の順序に進められてもよい。
以下の実施形態において、膜、領域、構成要素などが接続されているとするとき、膜、領域、構成要素が直接接続されている場合だけではなく、膜、領域、構成要素の間に他の膜、領域、構成要素が介在し、間接的に接続されている場合も含む。例えば、本明細書において、膜、領域、構成要素などが電気的に接続されているとするとき、膜、領域、構成要素などが直接電気的に接続されている場合だけではなく、間に、他の膜、領域、構成要素などが介在され、間接的に電気的接続されている場合も含む。
図1は、本発明の一実施形態による表示装置を概略的に図示した平面図である。
図1を参照すれば、表示装置1は、イメージを表示する表示領域DAと、イメージを表示しない非表示領域NDAと、を含む。表示装置1は、表示領域DAに配置された複数の画素Pから放出される光を利用し、イメージを提供することができる。各画素Pは、それぞれ赤色、緑色、青色または白色の光を放出することができる。
表示装置1は、画像を表示する装置であり、ゲーム機、マルチメディア機器、超小型PC(personal computer)のような携帯が可能なモバイル機器でもある。また、表示装置1は、液晶表示装置(liquid crystal display)、電気泳動表示装置(electrophoretic display)、有機発光表示装置(organic light emitting display)、無機EL表示装置(inorganic electroluminescent display)、電界放出表示装置(field emission display)、表面伝導電子放出表示装置(surface−conduction electron−emitter display)、量子点表示装置(quantum dot display)、プラズマ表示装置(plasma display)、陰極線管表示装置(cathode ray display)などを含んでもよい。以下では、本発明の一実施形態による表示装置1として、有機発光表示装置を例に挙げて説明するが、本発明の一実施形態では、前述のような多様な方式の表示装置が使用されてもよい。
各画素Pは、非表示領域NDAに配置された外部回路と電気的に接続されてもよい。非表示領域NDAには、第1スキャン駆動回路141、第2スキャン駆動回路142、パッド部PDA、データ駆動回路150、第1電源供給配線160及び第2電源供給配線170が配置されてもよい。
第1スキャン駆動回路141は、スキャン線SLを介して、各画素Pにスキャン信号を提供することができる。第2スキャン駆動回路142は、表示領域DAを挟み、第1スキャン駆動回路141と平行にも配置される。表示領域DAに配置された画素Pのうち一部は、第1スキャン駆動回路141と電気的に接続されてもよく、残りは、第2スキャン駆動回路142に接続されてもよい。他の実施形態において、第2スキャン駆動回路142は、省略されてもよい。
パッド部PDAは、基板101の一側にも配置される。パッド部PDAの各パッドPADは、絶縁層によって覆われずに露出され、印刷回路基板PCBと電気的に接続されてもよい。
印刷回路基板PCBの端子PCB−Pは、表示パネル100のパッドPADと電気的に接続されてもよい。印刷回路基板PCBは、制御部(図示は省略)の信号または電源を表示パネル100に伝達する。制御部で生成された制御信号は、印刷回路基板PCBを介して、第1スキャン駆動回路141及び第2スキャン駆動回路142にそれぞれ伝達することができる。制御部は、第1接続配線161及び第2接続配線171を介して、第1電源供給配線160及び第2電源供給配線170に、それぞれ第1電源電圧ELVDD及び第2電源電圧ELVSSを提供することができる。第1電源電圧ELVDDは、第1電源供給配線160と接続された駆動電圧線PLを介して、各画素Pに提供され、第2電源電圧ELVSSは、第2電源供給配線170と接続された各画素Pにも提供される。
データ駆動回路150は、データ線DLに電気的に接続される。データ駆動回路150のデータ信号は、パッド部PDAに接続された接続配線151、及び接続配線151と接続されたデータ線DLを介して、各画素Pにも提供される。図1は、データ駆動回路150が印刷回路基板PCBに配置されたところを図示するが、他の実施形態において、データ駆動回路150は、基板101上に配置される。例えば、データ駆動回路150は、パッド部PDAと第1電源供給配線160との間に配置される。
第1電源供給配線(first power supply line)160は、表示領域DAを挟み、x方向に沿って平行に延長された第1サブ配線162及び第2サブ配線163を含んでもよい。第2電源供給配線(second power supply line)170は、一側が開放されたループ形状で、表示領域DAを部分的に取り囲むことができる。
図2は、本発明の一実施形態による表示装置に含まれたいずれか1つの画素の等価回路図である。
図2を参照すれば、画素Pは、画素回路PC、及び画素回路PCに接続された表示要素として、有機発光ダイオードOLEDを含んでもよい。
画素回路PCは、第1薄膜トランジスタT1、第2薄膜トランジスタT2及びストレージキャパシタCstを含んでもよい。各画素Pは、有機発光ダイオードOLEDを介して、例えば、赤色、緑色または青色の光を放出するか、あるいは赤色、緑色、青色または白色の光を放出することができる。
第2薄膜トランジスタT2は、スイッチング薄膜トランジスタであり、スキャン線SL及びデータ線DLに接続され、スキャン線SLから入力されるスイッチング電圧に基づいてデータ線DLから入力されたデータ電圧を、第1薄膜トランジスタT1に伝達することができる。ストレージキャパシタCstは、第2薄膜トランジスタT2と駆動電圧線PLとに接続され、第2薄膜トランジスタT2から伝達された電圧と、駆動電圧線PLに供給される第1電源電圧ELVDDとの差に該当する電圧を保存することができる。
第1薄膜トランジスタT1は、駆動薄膜トランジスタであり、駆動電圧線PLとストレージキャパシタCstとに接続され、ストレージキャパシタCstに保存された電圧値に対応し、駆動電圧線PLから有機発光ダイオードOLEDを流れる駆動電流を制御することができる。有機発光ダイオードOLEDは、駆動電流により、所定の輝度を有する光を放出することができる。有機発光ダイオードOLEDの共通電極(例:カソード)は、第2電源電圧ELVSSを供給されることができる。
図2は、画素回路PCが、2個の薄膜トランジスタと、1個のストレージキャパシタとを含むものであると説明しているが、本発明は、それに限定されるものではない。薄膜トランジスタの個数、及びストレージキャパシタの個数は、画素回路PCの設計により、多様に変更可能である。例えば、画素回路PCは、前述の2個の薄膜トランジスタ以外に、1個またはそれ以上の薄膜トランジスタをさらに含んでもよい。
図3Aは、本発明の一実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。図3Bは、図3AのA部分を拡大した拡大図である。
基板101上には、画素回路と絶縁層とを含む画素回路層PCL、前記画素回路層PCL上には、複数の表示要素を含む表示要素層DELが配置されてもよい。表示要素層DELは、表示要素、例えば、前述の有機発光ダイオードOLEDを含んでもよい。画素回路層PCLは、有機発光ダイオードOLEDそれぞれに接続された画素回路と、絶縁層とを含んでもよい。画素回路層PCLは、複数のトランジスタ及びストレージキャパシタ、並びにそれら間に介在された絶縁層を含んでもよい。
図3A及び図3Bを参照すれば、基板101は、凹部101CCを含み、前記凹部101CCには、下部導電層DMが配置されてもよい。
一実施形態において、基板101は、ガラスである。他の実施形態において、基板101は、高分子樹脂を含んでもよい。
基板101は、凹部101CCを含んでもよい。具体的には、基板101の上面に凹部101CCが配置されてもよい。図3A及び図3Bは、凹部101CCの断面形状が台形である場合を図示したが、他の実施形態において、凹部101CCは、多様な形状が可能である。例えば、凹部101CCの断面形状は、長方形、正方形などの多角形、及び半円が可能である。
凹部101CCの幅は、多様である。例えば、凹部101CCは、基板101の長手方向に延長され、薄膜トランジスタTFTと重畳される。他の例として、凹部101CCは、基板101の長手方向に延長され、薄膜トランジスタTFTと隣接するように配置される。さらに他の例として、凹部101CCは、薄膜トランジスタと重畳されないように配置される。
凹部101CCの深さは、基板101の厚みより浅く形成される。そして、凹部101CCの深さは、多様である。図3Aに図示されるところと異なるように、凹部101CCは、さらに深く形成、または、さらに浅く形成される。すなわち、凹部101CCは、基板の厚みより薄く形成されれば、十分である。
凹部101CCの位置は、多様に配置される。例えば、凹部101CCは、薄膜トランジスタTFTと隣接するように配置される。他の例として、凹部101CCは、薄膜トランジスタTFTと隣接しないように配置される。
下部導電層DMは、凹部101CCにも配置される。具体的には、下部導電層DMは、凹部101CCに配置され、凹部101CCを充填することができる。一実施形態において、下部導電層DMの上面は、基板101の上面と同一平面にも含まれる。具体的には、凹部101CCが配置されていない基板101の上面と、下部導電層DMの上面は、同一平面にも含まれる。
下部導電層DMは、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、タングステン(W)、タリウム(Ta)、ニオビオム(Nb)などを含んでもよい。
前述のような基板101上面に、凹部101CC及び下部導電層DMは、次のような製造方法によっても形成される。
まず、基板を準備する。そして、凹部101CCが形成される部分を除き、基板上部に、フォトレジストパターンを形成する。
次に、基板上部に、エッチング工程を利用し、凹部101CCを形成することができる。前記エッチング工程は、湿式エッチング(wet etching)、乾式エッチング(dry etching)、またはそれらの組み合わせによっても遂行される。
次に、フォトレジストパターンを除去する。フォトレジストパターンを除去する方法としては、公知の方法が利用される。
次に、基板101の上部に金属物質を蒸着する。
次に、前記金属物質が蒸着された基板101上部を、化学的機械的研磨(CMP:chemical mechanical polishing)過程を経て、下部導電層DMを形成する。
下部導電層DMは、化学的機械的研磨(CMP)過程を経るために、前記凹部101CCにだけ形成される。また、前記下部導電層DMの上面と、前記基板101の上面は、同一平面に含まれる。
画素回路層PCLは、バッファ層111、薄膜トランジスタTFT、無機絶縁層IL及び平坦化絶縁層117を含んでもよい。無機絶縁層ILは、第1ゲート絶縁層113a、第2ゲート絶縁層113b及び層間絶縁層115を含んでもよい。
バッファ層111は、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物及びシリコン酸化物のような無機絶縁物を含んでもよく、前述の無機絶縁物を含む単層または多層でもよい。
薄膜トランジスタTFTは、半導体層112を含み、半導体層112は、ポリシリコンを含んでもよい。また、半導体層112は、非晶質(amorphous)シリコンを含んでもよく、酸化物半導体を含んでもよく、あるいは有機半導体などを含んでもよい。半導体層112は、チャネル領域112c、及びチャネル領域112cの両側にそれぞれ配置されたドレイン領域112a及びソース領域112bを含んでもよい。ゲート電極114は、チャネル領域112cと重畳することができる。
前記半導体層112の非晶質シリコンは、ELA(eximer laser annealing)工程を利用し、ポリシリコンを含んでもよい。
ゲート電極114は、低抵抗金属物質を含んでもよい。ゲート電極114は、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)などを含む導電物質を含んでもよく、前述の材料を含む多層または単層に形成されてもよい。
半導体層112とゲート電極114との間の第1ゲート絶縁層113aは、シリコン酸化物(SiO)、シリコン窒化物(SiN)、シリコン酸窒化物(SiON)、アルミニウム酸化物(Al)、チタン酸化物(TiO)、タンタル酸化物(Ta)、ハフニウム酸化物(HfO)または亜鉛酸化物(ZnO)のような無機絶縁物を含んでもよい。
第2ゲート絶縁層113bは、前記ゲート電極114を覆うようにも具備される。第2ゲート絶縁層113bは、前記第1ゲート絶縁層113aと類似して、シリコン酸化物(SiO)、シリコン窒化物(SiN)、シリコン酸窒化物(SiON)、アルミニウム酸化物(Al)、チタン酸化物(TiO)、タンタル酸化物(Ta)、ハフニウム酸化物(HfO)または亜鉛酸化物(ZnO)のような無機絶縁物を含んでもよい。
第2ゲート絶縁層113b上部には、ストレージキャパシタCstの上部電極Cst2が配置されてもよい。上部電極Cst2は、その下のゲート電極114と重畳することができる。このとき、第2ゲート絶縁層113bを挟んで重畳されるゲート電極114及び上部電極Cst2は、ストレージキャパシタCstを形成することができる。すなわち、ゲート電極114は、ストレージキャパシタCstの下部電極Cst1にして機能することができる。
それは、ストレージキャパシタCstと薄膜トランジスタTFTとが重畳されて形成されるということを意味する。他の実施形態において、ストレージキャパシタCstの下部電極Cst1は、ゲート電極114と離隔されて具備され、ストレージキャパシタCstは、薄膜トランジスタTFTと重畳されないように形成される。
上部電極Cst2は、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、金(Au)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、イリジウム(Ir)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、カルシウム(Ca、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、タングステン(W)及び/または銅(Cu)を含んでもよく、前述の物質の単一層または多層でもよい。
層間絶縁層115は、前記上部電極Cst2を覆うことができる。層間絶縁層115は、シリコン酸化物(SiO)、シリコン窒化物(SiN)、シリコン酸窒化物(SiON)、アルミニウム酸化物(Al)、チタン酸化物(TiO)、タンタル酸化物(Ta)、ハフニウム酸化物(HfO)または亜鉛酸化物(ZnO)などを含んでもよい。層間絶縁層115は、前述の無機絶縁物を含む単一層または多層でもある。
ドレイン電極116a及びソース電極116bは、それぞれ層間絶縁層115上に位置することができる。ドレイン電極116a及びソース電極116bは、伝導性にすぐれる材料を含んでもよい。ドレイン電極116a及びソース電極116bは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)などを含む導電物質を含んでもよく、前述の材料を含む多層または単層で形成される。一実施形態において、ドレイン電極116a及びソース電極116bは、Ti/Al/Tiの多層構造を有することができる。
前記バッファ層111、第1ゲート絶縁層113a、第2ゲート絶縁層113b及び層間絶縁層115は、それぞれコンタクトホールを含んでもよい。具体的には、前記バッファ層111は、バッファ層コンタクトホール111Hを含んでもよい。前記第1ゲート絶縁層113aは、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aHを含み、前記第2ゲート絶縁層113bは、第2ゲート絶縁層コンタクトホール113bHを含んでもよい。そして、層間絶縁層115は、第2コンタクトホールH2を含んでもよい。
前記バッファ層コンタクトホール111H、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aH及び第2ゲート絶縁層コンタクトホール113bHは、接続されてもよい。そして、前記コンタクトホールは、第1コンタクトホールH1にも含まれる。
下部導電層DMは、前記第1コンタクトホールH1に対応しても配置される。または、基板101の凹部101CCは、第1コンタクトホールH1に対応して配置される。
中間導電層MMは、前記第1コンタクトホールH1に対応し、第2ゲート絶縁層113b上にも配置される。それにより、中間導電層MMは、第1コンタクトホールH1を介して、下部導電層DMと接続される。一実施形態において、中間導電層MMは、ストレージキャパシタCstの上部電極Cst2と同一層に配置される。
中間導電層MMは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)などを含む導電物質を含んでもよく、前述の材料を含む多層または単層にも形成される。
上部導電層UMは、前記第2コンタクトホールH2に対応し、層間絶縁層115上にも配置される。一実施形態において、上部導電層UMは、ドレイン電極116aまたはソース電極116bと同一層に配置される。一実施形態において、上部導電層UMは、駆動電圧線PL(図2)として機能することができる。従って、上部導電層UMは、図示されていないが、前記薄膜トランジスタTFTとも接続される。
下部導電層DMは、中間導電層MMとも接続され、中間導電層MMは、上部導電層UMとも接続される。それにより、下部導電層DMは、上部導電層UMとも接続される。
上部導電層UMは、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)などを含む導電物質を含んでもよく、前述の材料を含む多層または単層で形成される。
平坦化絶縁層117は、有機絶縁層を含んでもよい。平坦化絶縁層117は、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリスチレン(PS)のような一般汎用高分子、フェノール系基を有する高分子誘導体、アクリル系高分子、イミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、フッ素系高分子、p−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子、及びそれらのブレンドのような有機絶縁物を含んでもよい。
前述構造の画素回路層PCL上には、表示要素層DELが配置される。表示要素層DELは、有機発光ダイオードOLEDを含むが、有機発光ダイオードOLEDの画素電極121は、平坦化絶縁層117のコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタTFTと電気的に接続されてもよい。
画素電極121は、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、亜鉛酸化物(ZnO)、インジウム酸化物(In)、インジウムガリウム酸化物(IGO)またはアルミニウム亜鉛酸化物(AZO)のような導電性酸化物を含んでもよい。他の実施形態において、画素電極121は、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、イリジウム(Ir)、クロム(Cr)、またはそれらの化合物を含む反射膜を含んでもよい。他の実施形態において、画素電極121は、前述の反射膜の上下に、ITO、IZO、ZnOまたはInによって形成された膜をさらに含んでもよい。
画素電極121上には、画素電極121の中央部を露出させる開口119OPを有する画素定義膜119が配置される。画素定義膜119は、有機絶縁物及び/または無機絶縁物を含んでもよい。開口119OPは、有機発光ダイオードOLEDから放出される光の発光領域(以下、発光領域EAとする)を定義することができる。例えば、開口119OPの幅が発光領域EAの幅に該当する。
画素定義膜119の開口119OPには、発光層122が配置されてもよい。発光層122は、所定色相の光を放出する高分子有機物または低分子有機物を含んでもよい。図示されていないが、発光層122の下上には、それぞれ第1機能層及び第2機能層が配置されてもよい。第1機能層は、例えば、ホール輸送層(HTL:hole transport layer)を含むか、あるいはホール輸送層及びホール注入層(HIL:hole injection layer)を含んでもよい。第2機能層は、発光層122上に配置される構成要素であり、選択的(optional)である。第2機能層は、電子輸送層(ETL:electron transport layer)及び/または電子注入層(EIL:electron injection layer)を含んでもよい。第1機能層及び/または第2機能層は、後述する共通電極123と同様に、基板101を全体的にカバーするように形成される共通層である。
共通電極123は、仕事関数が低い導電性物質からなる。例えば、共通電極123は、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、白金(Pt)、パラジウム(Pd)、金(Au)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)、イリジウム(Ir)、クロム(Cr)、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)、またはそれらの合金などを含む(半)透明層を含んでもよい。または、共通電極123は、前述の物質を含む(半)透明層上に、ITO、IZO、ZnOまたはInのような層をさらに含んでもよい。
薄膜封止層TFEは、少なくとも1層の無機封止層、及び少なくとも1層の有機封止層を含み、一実施形態として、図3Aは、薄膜封止層TFEが順次に積層された第1無機封止層131、有機封止層132及び第2無機封止層133)を含むところを図示する。
第1無機封止層131及び第2無機封止層133は、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物、ハフニウム酸化物、亜鉛酸化物、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物のうち1以上の無機物を含んでもよい。有機封止層132は、ポリマー系の物質を含んでもよい。ポリマー系の素材としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリイミド及びポリエチレンなどを含んでもよい。一実施形態において、有機封止層132は、アクリレートを含んでもよい。
薄膜封止層TFE上には、タッチ電極を含むタッチ電極層(図示せず)が配置され、該タッチ電極層上には、光学的機能層(図示せず)が配置されてもよい。該タッチ電極層は、外部の入力、例えば、タッチイベントによる座標情報を取得することができる。該光学的機能層は、外部から表示装置1に向けて入射する光(外部光)の反射率を低下させることができ、かつ/または表示装置1から放出される光の色純度を向上させることができる。一実施形態において、光学的機能層は、位相遅延子(retarder)及び偏光子(polarizer)を含んでもよい。該位相遅延子は、フィルムタイプまたは液晶コーティングタイプでもあり、λ/2位相遅延子及び/またはλ/4位相遅延子を含んでもよい。偏光子は、フィルムタイプまたは液晶コーティングタイプである。該フィルムタイプは、延伸型合成樹脂フィルムを含み、該液晶コーティングタイプは、所定配列に配列された液晶を含んでもよい。当該の位相遅延子及び偏光子は、保護フィルムをさらに含んでもよい。
他の実施形態において、光学的機能層は、ブラックマットリックスとカラーフィルタとを含んでもよい。該カラーフィルタは、画素それぞれから放出される光の色相を考慮しても配列される。該カラーフィルタは、それぞれ赤色、緑色、または青色の顔料や染料を含んでもよい。または、該カラーフィルタそれぞれは、前述の顔料や染料以外に、量子ドットをさらに含んでもよい。または、該カラーフィルタのうち一部は、前述の顔料や染料を含まず、酸化チタンのような散乱粒子を含んでもよい。
他の実施形態において、光学的機能層は、相殺干渉構造物を含んでもよい。相殺干渉構造物は、互いに異なる層上に配置された第1反射層と第2反射層とを含んでもよい。第1反射層及び第2反射層からそれぞれ反射した第1反射光と第2反射光は、相殺干渉され、それにより、外部光反射率が低下してしまう。
前述のような下部導電層DMの配置は、配線の抵抗を低減させるためでもある。一実施形態において、駆動電圧線の抵抗を減らすためでもある。具体的には、駆動電圧線の役割が行うことができる上部導電層UMが下部導電層DMと接続され、抵抗が小さくなる。従って、抵抗が大きくなることによって発生しうる残像問題を解決することができる。
また、下部導電層DMの上面と、基板101の上面とが同一平面上に配置される。従って、下部導電層DMが配置されても、基板101上に、画素回路層PCLが段差を有さずに形成される。特に、半導体層112が段差を有さずに形成される。
もし下部導電層DMと基板101との間に段差が形成される場合、ELA工程において、レーザの照射距離によるエネルギー差のために、半導体層112のポリシリコンが均一にも形成されない。本実施形態のように、下部導電層DMの上面と、基板101の上面とが同一平面に配置される場合、均一なポリシリコンが形成され、高品質の多様な表示装置が作製される。
図4Aは、本発明の他の実施形態による表示装置の断面拡大図である。
図4Aにおいて、図3Bと同一参照符号は、同一部材を意味するが、重複説明は、省略する。
図4Aを参照すれば、基板101’は、凹部SUB4CCを含んでもよく、前記凹部SUB4CCには、下部導電層DMが配置されてもよい。図4Aの凹部SUB4CCは、図3A及び図3Bの凹部101CCと類似しており、詳細な説明は、省略する。
基板101’は、可撓性を有することができる。基板101’は、高分子樹脂を含んでもよく、多層構造を有することができる。例えば、図4Aに図示されているように、順次に積層された第1ベース層SUB1、第1バリア層SUB2、第2ベース層SUB3、第2バリア層SUB4を含んでもよい。
第1ベース層SUB1及び第2ベース層SUB3は、それぞれ高分子樹脂を含んでもよい。例えば、第1ベース層SUB1及び第2ベース層SUB3は、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネートのような高分子樹脂を含んでもよい。
第1バリア層SUB2及び第2バリア層SUB4は、外部異物の浸透を防止するバリア層であり、シリコン窒化物(SiN、x>0)、シリコン酸化物(SiO、x>0)のような無機物を含む単一層または多層である。
凹部SUB4CCは、第2バリア層SUB4にも含まれる。具体的には、凹部SUB4CCは、第2バリア層SUB4の上面に配置される。
下部導電層DMの上面は、第2バリア層SUB4の上面と同一平面を含むことができる。具体的には、凹部SUB4CCが配置されていない第2バリア層SUB4の上面と、下部導電層DMの上面は、同一平面に含まれる。
図4Aにおいて、凹部SUB4CCの下面は、第2バリア層SUB4の下面と同一平面上に配置されるように図示されているが、他の例において、凹部SUB4CCの下面は、第2バリア層SUB4内部に配置される。
図4Bは、本発明のさらに他の実施形態による表示装置の断面拡大図である。
図4Bにおいて、図4Aと同一の参照符号は、同一の部材を意味し、重複する説明は、省略する。
図4Bを参照すれば、第2バリア層SUB4は、下部開口部SUB4OPを含んでもよい。第2ベース層SUB3は、凹部SUB3CCを含んでもよい。図4Bの凹部SUB3CCは、図4Aの凹部SUB4CCと類似しており、詳細な説明は、省略する。
第2バリア層SUB4は、下部開口部SUB4OPを含んでもよく、前記下部開口部SUB4OPは、前記凹部SUB3CCと対応しても配置される。それにより、下部開口部SUB4OPは、凹部SUB3CCとも接続される。
下部導電層DMは、前記下部開口部SUB4OP及び前記凹部SUB3CCにも配置される。言い換えると、下部導電層DMの深さは、基板101’の厚みより小さく形成されればよく、多様な深さを有する実施形態が可能である。
図5は、本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。
図5において、図3Aと同一の参照符号は、同一の部材を意味するが、重複する説明は、省略する。
図5を参照すれば、基板101は、凹部101CC’を含んでもよく、前記凹部101CC’には、下部導電層DM’が配置されてもよい。
凹部101CC’は、前記薄膜トランジスタTFTとも重畳される。具体的には、前記凹部101CC’は、前記薄膜トランジスタTFT下部において、薄膜トランジスタTFTに対応するように配置される。
凹部101CC’の一方向への幅は、前記薄膜トランジスタTFTの一方向への幅よりも広くなり。具体的には、薄膜トランジスタTFTと前記凹部101CC’は、全体的に重畳される。
前記下部導電層DM’は、前記薄膜トランジスタTFTとも重畳される。具体的には、下部導電層DM’は、薄膜トランジスタTFT下部に対応し、前記凹部101CC’に配置される。従って、下部導電層DM’は、基板101の下部から入射される光により、薄膜トランジスタTFTの特性が劣化されることを防止することができる。
下部導電層DM’は、上部導電層UMからコンタクトホールを介しても接続される。下部導電層DM’は、上部導電層UMから、定電圧または信号を提供される。例えば、下部導電層DM’は、駆動電圧またはスキャン信号を提供される。下部導電層DM’は、定電圧または信号を提供されることにより、静電気放電が生じる確率を顕著に低下させることができる。
本発明の他の実施形態において、前記下部導電層DM’は、表示領域DAの内側に光透過部を具備した表示装置にも適用される。
具体的には、該表示装置は、表示領域DA、及び表示領域DA内部に有機発光ダイオードOLEDが配置されていない光透過部を具備することができる。該光透過部は、コンポーネントから放出される光/信号や、コンポーネントに入射される光/信号が透過される領域と理解することができる。
該コンポーネントは、光透過部に位置することができる。該コンポーネントは、光や音響を利用する電子要素でもある。例えば、該コンポーネントは、赤外線センサのように、光を受光して利用するセンサ、光や音響を出力して感知し、距離を測定したり、指紋などを認識したりするセンサ、光を出力する小型ランプ、音を出力するスピーカなどでもある。光を利用する電子要素の場合、可視光、赤外線光、紫外線光のような多様な波長帯域の光を利用することができるということは言うまでもない。
本実施形態において、前記下部導電層DM’は、コンポーネントから出射される光が画素Pに逹することを防止することができる。
図6は、本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。図6において、図3Aと同一参照符号は、同一部材を意味するが、重複説明は、省略する。
図6を参照すれば、基板101は、凹部101CCを含んでもよく、前記凹部101CCには、下部導電層DMが配置されてもよい。
下部導電層DMは、上部導電層UMと直接にも接続される。具体的には、第1コンタクトホールH1及び第2コンタクトホールH2は、接続されてもよく、前記第1コンタクトホールH1及び第2コンタクトホールH2を介して、上部導電層UMは、下部導電層DMと接続される。
駆動電圧線の役割が行うことができる上部導電層UMが下部導電層DMと接続され、抵抗が低減する。従って、抵抗が大きくなることによって発生しうる残像問題を解決することができる。
図7は、本発明のさらに他の実施形態による表示装置において、いずれか1つの画素を概略的に示した断面図である。図7において、図3Aと同一の参照符号は、同一部の材を意味するが、重複する説明は、省略する。
図7を参照すれば、基板101は、凹部101CCを含んでもよく、前記凹部101CCには、下部導電層DMが配置されてもよい。
本実施形態において、上部導電層UM’は、第1ゲート絶縁層113a上に配置され、上部導電層UM’は、前記ゲート電極114と一体にも具備される。具体的には、上部導電層UM’は、ゲート電極114が長手方向に延長されて配置されたものでもある。
上部導電層UM’は、下部導電層DMとも接続される。上部導電層UM’は、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aH及びバッファ層コンタクトホール111Hを介して、下部導電層DMとも接続される。このとき、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aHは、半導体層と重畳しない。例えば、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aHは、ドレイン領域112aまたはチャネル領域112cと重畳しない。
それについて、他の観点から見れば、下部導電層DMは、コンタクトホールを介して、前記ゲート電極114と接続される。
ゲート電極114は、長手方向に延長され、半導体層112上に配置される第1部分、及び半導体層112上に配置されていない第2部分を含んでもよい。また、ゲート電極114は、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aH及びバッファ層コンタクトホール111Hを介して、下部導電層DMとも接続される。具体的には、前記第2部分と下部導電層DMは、第1ゲート絶縁層コンタクトホール113aH及びバッファ層コンタクトホール111Hを介しても接続される
図7において、下部導電層DMが、ゲート電極114に接続された様子を示すために、いずれか1つの画素を他の側面から示した断面図である。従って、半導体層112のソース領域が省略され、ソース電極116bが、半導体層112のソース領域に、コンタクトホールを介して接続されるということも省略された。しかし、当該技術分野の通常の技術者であるならば、十分に理解することができるであろう。
前述のように、下部導電層DMが、前記ゲート電極114と接続される配置は、ゲート電極114の抵抗を低減させるためでもある。
ゲート電極114の抵抗を低減させるためには、ゲート電極114の厚みを増大させる必要がある。ただし、画素回路層PCLに配置されたゲート電極114の厚みを増大させることには、限界がある。例えば、画素回路層PCLに配置されたゲート電極114の厚みが厚くなれば、前記層間絶縁層115は、すっかりゲート電極114を覆っての配置が困難になる。
従って、ゲート電極114の抵抗を低減させるために、下部導電層DMを、前記基板101の凹部101CCに配置することができる。それにより、ゲート電極114の抵抗が大きくなることによって発生しうる残像問題を解決することができる。
以上のような本発明は、図面に図示された一実施形態を参照して説明したが、それらは、例示的なものに過ぎず、当該分野において当業者であるならば、それらから多様な変更、及び実施形態の変更が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められるものである。
101,101’ 基板
101CC,101CC’,SUB3CC,SUB4CC 凹部
111 バッファ層
112 半導体層
113a 第1ゲート絶縁層
113b 第2ゲート絶縁層
114 ゲート電極
115 層間絶縁層
116a ドレイン電極
116b ソース電極
117 平坦化絶縁層
119 画素定義膜
121 画素電極
122 発光層
123 共通電極
131 第1無機封止層
132 有機封止層
133 第2無機封止層
141 第1スキャン駆動回路
142 第2スキャン駆動回路
150 データ駆動回路
151 接続配線
160 第1電源供給配線
170 第2電源供給配線
H1 第1コンタクトホール
H2 第2コンタクトホール、

Claims (20)

  1. 上面に凹部を含む基板と、
    前記凹部に配置された下部導電層と、
    前記基板上に配置され、前記下部導電層に対応し、コンタクトホールを含む絶縁層と、
    前記絶縁層上に配置され、前記コンタクトホールを介して、前記下部導電層と接続された上部導電層と、
    前記基板上に配置され、半導体層、及び前記半導体層上に配置されたゲート電極を含む薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタと接続される表示要素と、を含む表示装置。
  2. 前記絶縁層は、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層を含み、
    前記上部導電層は、前記層間絶縁層上に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記上部導電層と前記下部導電層との間に、中間導電層をさらに含み、
    前記下部導電層及び前記中間導電層が接続され、
    前記中間導電層及び前記上部導電層が接続されることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記絶縁層は、第1コンタクトホールを含むゲート絶縁層を含み、
    前記ゲート絶縁層上に、第2コンタクトホールを含む前記層間絶縁層が配置され、
    前記下部導電層及び前記中間導電層は、前記第1コンタクトホールを介して接続され、
    前記上部導電層及び前記中間導電層は、前記第2コンタクトホールを介して接続されることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記上部導電層は、前記ゲート電極と一体に具備されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記下部導電層は、前記薄膜トランジスタと重畳されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  7. 前記上部導電層は、前記下部導電層と直接接続されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  8. 前記基板は、高分子樹脂を含む複数のベース層、及び無機物を含む複数のバリア層が相互に積層されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  9. 前記複数のベース層は、第1ベース層及び第2ベース層を含み、
    前記複数のバリア層は、第1バリア層及び第2バリア層を含み、
    前記第1ベース層、前記第1バリア層、前記第2ベース層及び前記第2バリア層が順に積層され、
    前記第2バリア層の上面に、前記凹部を含むことを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記複数のベース層は、第1ベース層及び第2ベース層を含み、
    前記複数のバリア層は、第1バリア層及び第2バリア層を含み、
    前記第1ベース層、前記第1バリア層、前記第2ベース層及び前記第2バリア層が順に積層され、
    前記第2バリア層に開口部が配置され、
    前記開口部は、前記第2ベース層に配置された前記凹部と接続されることを特徴とする請求項8に記載の表示装置。
  11. 前記基板の上面と、前記下部導電層の上面は、同一平面に含まれることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  12. 前記基板は、ガラスであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  13. 上面に凹部を含む基板と、
    前記凹部に配置された下部導電層と、
    前記基板上に配置され、前記下部導電層に対応し、コンタクトホールを含む絶縁層と、
    前記基板上に配置され、前記下部導電層と接続される薄膜トランジスタと、
    前記薄膜トランジスタと接続される表示要素と、を含み、
    前記薄膜トランジスタは、半導体層、及び前記半導体層上に配置されたゲート電極を含む表示装置。
  14. 前記絶縁層は、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層を含み、
    前記層間絶縁層上に配置される上部導電層をさらに含み、
    前記上部導電層は、前記コンタクトホールを介して、前記下部導電層と接続され、
    前記上部導電層は、前記薄膜トランジスタと接続されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記上部導電層と前記下部導電層との間に、中間導電層をさらに含み、
    前記下部導電層は、前記中間導電層と接続され、
    前記中間導電層は、前記上部導電層と接続されることを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
  16. 前記下部導電層は、前記コンタクトホールを介して、前記ゲート電極と接続されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  17. 前記下部導電層は、前記薄膜トランジスタと重畳されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  18. 前記基板は、第1ベース層、第1バリア層、第2ベース層及び第2バリア層が順に積層され、
    前記第2バリア層に、前記凹部が配置されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  19. 前記基板は、第1ベース層、第1バリア層、第2ベース層及び第2バリア層が順に積層され、
    前記第2ベース層に凹部を含み、
    前記第2バリア層に開口部を含み、
    前記開口部と前記凹部は、接続されることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
  20. 前記基板の上面と、前記下部導電層の上面は、同一平面に含まれることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
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