KR100590236B1 - 발광 영역의 개구율을 높인 액티브 매트릭스 평판 표시 장치 - Google Patents

발광 영역의 개구율을 높인 액티브 매트릭스 평판 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터를 적층 구조로 형성하여 발광 영역의 개구율을 높인 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 표시 장치에 관한 것으로, TFT 기판 상에 형성된 제 1 TFT와; 상기 제 1 TFT를 구비하는 TFT 기판 전면에 형성된 평탄화막과; 상기 평탄화막 상에 상기 제 1 TFT와 중첩되도록 형성된 제 2 TFT를 포함하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
평판 표시 장치, 개구율, 박막 트랜지스터

Description

발광 영역의 개구율을 높인 액티브 매트릭스 평판 표시 장치{Active Matrix Flat Panel Display raising Opening Ratio of Luminescence Portion}
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 평면 구조를 나타내는 도면.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'라인에 따른 단면도.
도 2a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 평면 구조를 나타내는 도면.
도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'라인에 따른 단면도.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
100, 200; TFT 기판 110, 130, 210, 230; TFT
120, 220; 평탄화막 140, 240; 캐패시터
150, 250; 발광소자 A; 제 1 TFT부
B; 제 2 TFT부
본 발명은 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 사용되는 박막 트랜지스터를 적층 구조로 형성하여 발광 영역의 개구율을 높인 액티브 매트릭스 유기 전계 발광 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시 장치 중 하나인 음극선관(CRT)은 TV를 비롯하여 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT 자체의 무게와 크기로 인하여 전자제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없다.
이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화의 장점을 가지고 있는 평판 표시 장치가 주목받고 있다. 상기 평판 표시 장치에는 LCD(liquid crystal display), OELD(organic electro luminescence display) 등이 있다.
상기 평판 표시 장치는 구동 방식에 따라 패시브 매트릭스(Passive Matrix) 방식 및 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 구분된다.
상기 액티브 매트릭스 방식의 평판 표시 장치(이하 "액티브 매트릭스 평판 표시 장치"라 칭함)는 TFT가 형성되는 TFT 기판과, 적색, 녹색, 청색의 발광 소자로 구성된다.
또한, 일반적으로 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 스위칭용 TFT 및 구동용 TFT, 하나의 캐패시터와 발광 소자로 이루어진다. 즉, 2개의 TFT와 하나의 캐패시터로 이루어진 구조를 갖는다.
그러나, 배면 발광 및 전면 발광 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 경우에는 상기 TFT 기판에 형성된 TFT 및 캐패시터가 차지하는 면적이 넓어, 발광 소자에서 발광된 빛이 외부로 빠져 나올 수 있는 개구율이 낮은 문제점이 있다.
또한, TFT 활성층의 전하 이동도(mobility)를 증가시키기 위하여 TFT의 크기가 켜져 평판 표시 장치에서 차지하는 면적이 더욱 커지고 있다.
또한, 상기 2개의 TFT와 하나의 캐패시터로 이루어진 평판 표시 장치는 Vth 편차에 따른 휘도가 불균일한 문제점을 해결하기 위하여 추가적인 TFT를 통하여 보상하여 준다. 그러나, 이러한 TFT의 크기의 증가 및 추가적인 TFT의 도입은 배면 발광 및 전면 발광 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 있어서, TFT가 차지하는 면적이 증가하는 결과로 인하여 발광 소자에서 발광되는 광이 외부로 취출되는 개구부의 크기 즉, 개구율은 더욱 감소하게 된다.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 다수의 TFT를 적층된 구조로 형성하여 평판 표시 장치의 개구율이 증가한 액티브 매트릭스 평판 표시 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 TFT 기판 상에 형성된 제 1 TFT와; 상기 제 1 TFT를 구비하는 TFT 기판 전면에 형성된 평탄화막과; 상기 평탄화막 상에 상기 제 1 TFT와 중첩되도록 형성된 제 2 TFT를 포함하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 TFT와 제 2 TFT는 서로 일부분이 중첩되도록 형성되거나, 서로 완전히 중첩되도록 형성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 TFT는 스위칭용 TFT이며, 제 2 TFT는 구동용 TFT이다.
또는 상기 제 1 TFT는 구동용 TFT이며, 제 2 TFT는 스위칭용 TFT이다.
상기 제 1 TFT 또는 제 2 TFT는 비정질 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비한다.
또한, 본 발명은 TFT 기판 상에 형성된 적어도 하나의 TFT를 구비하는 제 1 TFT부와; 상기 제 1 TFT부를 구비하는 TFT 기판 상에 형성된 평탄화막과; 상기 평탄화막 상에 상기 제 1 TFT부에 형성된 TFT와 각각 중첩되도록 적어도 하나의 TFT가 형성된 제 2 TFT부를 포함하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제 1 TFT부는 3개의 TFT를 구비하며, 제 2 TFT부는 2개의 TFT를 구비한다. 또는 상기 제 1 TFT부는 2개의 TFT를 구비하며, 제 2 TFT부는 3개의 TFT를 구비한다. 또한, 상기 제 1 TFT부 또는 제 2 TFT부에 구비되는 각각의 TFT는 비정질 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치로써, 2개의 TFT로 작동되는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 하나의 단위화소를 간략히 나타내는 평면도이다. 도 1b는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'라인에 따른 단면도이다.
도 1a에 도시된 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 스위칭용 TFT(110) 및 구동용 TFT(130), 하나의 캐패시터(140)와 발광 소자(150)로 이루어진 구조를 갖는다. 이때, 상기 스위칭용 TFT(110)과 구동용 TFT(130)은 적층되어 형성되며, 도면 상에는 도시하지 않았으나, 게이트 라인 및 데이터 라인에 연결된다.
즉, 제 1 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 도 1b에서와 같이, 상기 스위칭용 TFT(110)를 TFT 기판(100) 상에 형성하고, 상기 TFT 기판(100) 전면에 평탄화막(120)을 형성하여 평탄화시킨 후, 상기 스위칭용 TFT(110) 상에 일부분이 상기 스위칭용 TFT(110)과 중첩되도록 상기 구동용 TFT(130)를 형성한다.
또는, 구동용 TFT(130)를 TFT 기판(100) 상에 형성하고, 평탄화막(120)을 통하여 평탄화시킨 후, 상기 구동용 TFT(130) 상에 일부분이 상기 구동용 TFT(130)와 중첩되도록 상기 스위칭용 TFT(110)를 형성한다.
즉, 두 개의 TFT(110, 130)를 중첩되도록 적층하여 형성함으로써, TFT에 의하여 제한되던 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 개구율이 향상된다.
상기 제 1 실시예에서는 스위칭용 TFT(110) 및 구동용 TFT(130)가 일부분이 중첩되는 구조를 예를 들어 설명하였으나, 스위칭용 TFT(110) 및 구동용 TFT(130)가 서로 완전히 중첩되는 구조도 가능하다.
도 2a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치로써, 5개의 TFT로 작동되는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치의 하나의 단위화소를 간략히 나타내는 평면도이다. 도 2b는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'라인에 따른 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 스위칭용 TFT 및 구동용 TFT, 문턱 전압(Vth)을 보상하여 주는 TFT, 프리차지(precharge)를 위한 TFT, EL의 구동을 제어하여 주는 TFT의 5개의 TFT와, 하나의 캐패시터(240)와 발광 소자(250)로 이루어진 구조를 갖는다. 이때, 상기 5개의 TFT는 도 2b에서와 같이 제 1 TFT부에 3개의 TFT(210), 제 2 TFT부에 2개의 TFT(230)가 중첩되어 적층되는 구조를 이룬다.
즉, 제 2 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 도 2b에서와 같이, TFT 기판(200) 상의 제 1 TFT부에 3개의 TFT(210)를 형성하고, 제 1 실시예와 같이, 상기 TFT 기판(200) 전면에 평탄화막(220)을 형성하여 평탄화시킨 후, 상기 제 2 TFT부에 2개의 TFT(230)를 일부분이 상기 제 1 TFT부의 TFT(210)과 중첩되도록 형성한다.
또는 도면상에는 도시하지 않았으나, 제 1 TFT부에 2개의 TFT, 제 2 TFT부에 3개의 TFT가 중첩되어 적층된 구조를 이룰 수도 있다.
즉, 제 2 실시예에 따른 액티브 매트릭스 평판 표시 장치는 종래의 5개의 TFT를 사용하여 작동하는 배면 발광 및 전면 발광 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에서 비하여 2개의 TFT가 차지하던 평면적이 감소하여 그만큼 발광 소자에서 발광되는 광이 외부로 취출되는 개구부의 면적이 증가하게 된다.
상기한 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에서는 2개의 TFT 및 5개의 TFT를 사용하여 설명하였으나, 3개의 TFT 또는 그 이상의 다수의 TFT를 사용하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 상기 다수의 TFT를 중첩하도록 적층하여 개구부의 면적 즉, 개구율을 증가시키는 것이 가능하다.
또한, 상기한 바와 같이, TFT를 중첩하여 적층함으로써, 충분한 개구율이 확보가 가능하면, 폴리 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비하는 TFT를 사용하지 않고 비정질 실리콘(a-Si)으로 이루어지는 활성층을 구비하는 TFT를 사용할 수도 있다. 이는 폴리 실리콘으로 이루어진 활성층을 구비하는 TFT의 캐리어 모빌리티(carrier mobility)가 비정질 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비하는 TFT의 캐리어 모빌리티에 비하여 빠르지만, 비정질 실리콘으로 이루어지는 활성층의 크기를 크게 함으로써, 전류량 즉, 캐리어의 양을 증가시켜 폴리 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비하는 TFT와 동일한 전기적 특성을 획득할 수 있기 때문이다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 본 발명은 다수의 TFT가 중첩하도록 적층하여 발광 소자에서 발광되는 광이 외부로 취출되는 개구부의 면적을 증가시킨 액티브 매트릭스 평판 표시 장치를 제공할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 적어도 1이상의 단위화소를 포함하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치에 있어서,
    상기 단위화소는 TFT 기판 상에 형성된 적어도 하나의 TFT를 구비하는 제 1 TFT부와;
    상기 제 1 TFT부를 구비하는 TFT 기판 상에 형성된 평탄화막과;
    상기 평탄화막 상에 상기 제 1 TFT부에 형성된 TFT와 각각 중첩되도록 적어도 하나의 TFT가 형성된 제 2 TFT부를 포함하며, 상기 제 1 TFT부 및 제 2 TFT부는 스위칭 TFT, 구동 TFT, 문턱전압을 보상하여 주는 TFT, 프리차지를 위한 TFT 및 EL의 구동을 제어하여 주는 TFT로 구성된 5개의 TFT인 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 TFT부는 3개의 TFT를 구비하며, 제 2 TFT부는 2개의 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 TFT부는 2개의 TFT를 구비하며, 제 2 TFT부는 3개의 TFT를 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1 TFT부 또는 제 2 TFT부에 구비되는 각각의 TFT는 비정질 실리콘으로 이루어지는 활성층을 구비하는 것을 특징으로 하는 액티브 매트릭스 평판 표시 장치.
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