KR100659124B1 - Organic thin film transistor and organic light emitting display apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a conventional top gate type organic thin film transistor.
도 2는 종래의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터와 커패시터가 어레이 형태로 구비된 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which a conventional top gate type organic thin film transistor and a capacitor are provided in an array form.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a top gate organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.4 is a cross-sectional view schematically illustrating a top gate organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5는 도 4의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터와 커패시터가 어레이 형태로 구비된 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which the top gate organic thin film transistor and the capacitor of FIG. 4 are provided in an array form.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically illustrating a top gate type organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터와 커패시터가 어레이 형태로 구비된 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.FIG. 7 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which the top gate organic thin film transistor and the capacitor of FIG. 6 are provided in an array form.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 기판 210: 소스 전극 및 드레인 전극 100
230: 유기 반도체층 250: 게이트 전극 230: organic semiconductor layer 250: gate electrode
270: 게이트 절연막 290: 절연막270: gate insulating film 290: insulating film
본 발명은 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 게이트 전극의 박리가 방지되고 커패시터와 어레이로 구현될 시 커패시터의 높은 커패시턴스를 유지하면서도 기생 커패시턴스가 획기적으로 감소된 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic thin film transistor and an organic light emitting display device having the same. More particularly, the parasitic capacitance is greatly reduced while preventing the peeling of the gate electrode and maintaining the high capacitance of the capacitor when implemented with the capacitor and the array. An organic thin film transistor and an organic light emitting display device having the same.
반도체 특성을 나타내는 공액성 유기 고분자인 폴리아세틸렌이 개발된 이후, 유기물의 특징, 즉 합성 방법이 다양하고 섬유나 필름 형태로 용이하게 성형할 수 있다는 특징과, 유연성, 전도성 및 저렴한 생산비 등의 장점 때문에, 유기물을 이용한 트랜지스터에 대한 연구가 기능성 전자소자 및 광소자 등의 광범위한 분야에서 활발히 이루어지고 있다.After the development of polyacetylene, a conjugated organic polymer exhibiting semiconductor characteristics, the characteristics of organic matters, that is, various synthetic methods and easy molding into fibers or films, and advantages such as flexibility, conductivity, and low production cost Research into transistors using organic materials has been actively conducted in a wide range of fields such as functional electronic devices and optical devices.
종래의 실리콘 박막 트랜지스터는 고농도의 불순물로 도핑된 소스 영역 및 드레인 영역과 상기 두 영역의 사이에 형성된 채널 영역을 갖는 반도체층을 구비하며, 상기 반도체층과 절연되어 상기 채널 영역에 대응되는 영역에 위치하는 게이트 전극과, 상기 소스 영역 및 드레인 영역에 각각 접하는 소스 전극 및 드레인 전극을 갖는다.The conventional silicon thin film transistor has a semiconductor layer having a source region and a drain region doped with a high concentration of impurities and a channel region formed between the two regions, and is located in a region corresponding to the channel region insulated from the semiconductor layer. A gate electrode and a source electrode and a drain electrode in contact with the source region and the drain region, respectively.
그러나 상기와 같은 구조의 기존의 실리콘 박막 트랜지스터에는 제조 비용이 많이 들고, 외부의 충격에 의해 쉽게 깨지며, 300℃ 이상의 고온 공정에 의해 생산되기 때문에 플라스틱 기판 등을 사용할 수 없다는 등의 문제점이 있었다.However, the conventional silicon thin film transistor having the above structure has a problem such as high manufacturing cost, easily broken by an external impact, and cannot be used as a plastic substrate because it is produced by a high temperature process of 300 ° C. or higher.
특히 액정 디스플레이 장치나 유기발광 디스플레이 장치 등의 평판 디스플레이 장치에는 각 화소의 동작을 제어하는 스위칭 소자 및 각 화소의 구동 소자로 박막 트랜지스터가 사용되는 바, 이러한 평판 디스플레이 장치에 있어서 최근 요구되고 있는 대형화 및 박형화와 더불어 플렉서블(flexible) 특성을 만족시키기 위해, 기존의 글라스재가 아닌 플라스틱재 등으로 구비되는 기판을 사용하려는 시도가 계속되고 있다. 그러나 플라스틱 기판을 사용할 경우에는 전술한 바와 같이 고온 공정이 아닌 저온 공정을 사용해야 한다. 따라서, 종래의 실리콘 박막 트랜지스터를 사용하기가 어려운 문제가 있었다.In particular, a thin film transistor is used as a switching element for controlling the operation of each pixel and a driving element for each pixel in a flat panel display device such as a liquid crystal display device or an organic light emitting display device. In order to satisfy the flexible characteristics along with the thinning, attempts to use substrates made of plastic materials, etc., rather than conventional glass materials, continue. However, when using a plastic substrate, it is necessary to use a low temperature process rather than a high temperature process as described above. Therefore, there is a problem that it is difficult to use a conventional silicon thin film transistor.
반면, 박막 트랜지스터의 반도체층으로 유기막을 사용할 경우에는 이러한 문제점들을 해결할 수 있기 때문에, 최근 유기막을 반도체층으로 사용하는 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.On the other hand, when the organic film is used as the semiconductor layer of the thin film transistor, these problems can be solved. Recently, researches on organic thin film transistors using the organic film as the semiconductor layer have been actively conducted.
도 1은 종래의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단 면도이다.1 is a schematic diagram showing a conventional top gate type organic thin film transistor.
종래의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터는 기판(10) 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극(21)과, 이 소스 전극 및 드레인 전극(21)에 각각 접하는 유기 반도체층(23)과, 소스 전극 및 드레인 전극(21)과 유기 반도체층(23)을 덮도록 배치된 게이트 절연막(27)과, 게이트 절연막(27) 상에 배치된 게이트 전극(25)을 구비한다. 이러한 유기 박막 트랜지스터가 커패시터와 어레이 형태로 구비될 경우, 통상적으로 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 갖게 된다. 즉, 커패시터(30)의 제 1 전극(31)이 소스 전극 및 드레인 전극(21)과 동일 평면 상에 배치되고, 커패시터(30)의 제 2 전극(32)이 게이트 전극(25)과 동일 평면 상에 배치되며, 커패시터(30)의 제 1 전극(31)과 제 2 전극(32) 사이에 게이트 절연막(27)이 개재된 구조를 갖게 된다.The conventional top gate type organic thin film transistor includes a source electrode and a
상기와 같은 구조에 있어서, 유기 박막 트랜지스터의 경우에는 게이트 전극(25)에 소정의 전기적 신호가 인가되었을 시 유기 반도체층(23) 내에 형성되는 채널이 소스 전극 및 드레인 전극(21) 각각에 컨택되는 것을 확실히 하기 위하여, 게이트 전극(25)의 가장자리와 소스 전극 및 드레인 전극(21)의 가장자리는 중첩되도록 구비된다.In the above structure, in the case of the organic thin film transistor, when a predetermined electrical signal is applied to the
이 경우, 커패시터(30)의 양 전극 사이에 개재된 물질의 유전율이 높을수록 커패시터(30)의 커패시턴스가 증가하게 되어 효율적인 커패시터(30)가 된다. 그러나 커패시터(30)의 양 전극 사이에 개재된 물질은 바로 게이트 절연막(27)이므로, 고유전율값을 갖는 게이트 절연막(27)의 사용은 결국 게이트 전극(25)과 소스 전극 및 드레인 전극(21)이 중첩되는 부분에서 발생하게 되는 기생 커패시턴스 역시 증가시키게 된다는 문제점이 있었다.In this case, as the dielectric constant of the material interposed between both electrodes of the
또한 이 외에도, 게이트 전극(25)이 게이트 절연막(27) 상에 구비되는 바, 게이트 절연막(27)과의 컨택이 좋지 않을 경우 게이트 전극(25)과 게이트 절연막(27) 사이에서 박리 현상이 발생한다는 문제점이 있었다.In addition, since the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 게이트 전극의 박리가 방지되고 커패시터와 어레이로 구현될 시 커패시터의 높은 커패시턴스를 유지하면서도 기생 커패시턴스가 획기적으로 감소된 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the various problems including the above problems, the organic thin film transistor is a parasitic capacitance is significantly reduced while maintaining the high capacitance of the capacitor is prevented when the gate electrode is peeled off when implemented as a capacitor and array and An object of the present invention is to provide an organic light emitting display device having the same.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 여러 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판과, 상기 기판 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 상호 대향된 부분을 노출시키는 개구부를 갖는 절연막과, 상기 절연막의 개구부 내에 배치되어 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극에 각각 접하는 유기 반도체층과, 상기 절연막의 개구부 내에 배치되어 상기 유기 반도체층을 덮는 게이트 절연막과, 상기 절연막의 개구부 내에 배치되며 상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.In order to achieve the above object and various other objects, the present invention provides an opening for exposing a substrate, a source electrode and a drain electrode disposed on the substrate, and opposite portions of the source electrode and the drain electrode. An insulating film having an insulating film, an organic semiconductor layer disposed in the opening of the insulating film and in contact with the source electrode and the drain electrode, a gate insulating film disposed in the opening of the insulating film and covering the organic semiconductor layer, and an opening of the insulating film. And a gate electrode disposed on the gate insulating film.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극의 단부면은 상기 절연막의 개구부 측면에 접하는 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, the end surface of the gate electrode may be in contact with the side surface of the opening of the insulating film.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 절연막은 포토리지스트로 구비되는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the insulating film may be provided with a photoresist.
본 발명은 또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기판과, 상기 기판 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극의 상호 대향된 부분을 노출시키는 개구부를 갖는 절연막과, 상기 절연막의 개구부 내에 배치되어 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극에 각각 접하는 유기 반도체층과, 상기 절연막의 개구부 내에 배치되어 상기 유기 반도체층을 덮는 게이트 절연막과, 상기 게이트 절연막 상에 배치된 게이트 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 박막 트랜지스터를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention also provides an insulating film having a substrate, a source electrode and a drain electrode disposed on the substrate, and an opening exposing opposite portions of the source electrode and the drain electrode; An organic semiconductor layer disposed in the opening of the insulating film and in contact with the source electrode and the drain electrode, a gate insulating film disposed in the opening of the insulating film to cover the organic semiconductor layer, and a gate electrode disposed on the gate insulating film An organic thin film transistor is provided.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 게이트 전극의 하면 중 적어도 일부는 상기 절연막의 상면에 접하는 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, at least part of the lower surface of the gate electrode may be in contact with the upper surface of the insulating film.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 절연막은 포토리지스트로 구비되는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the invention, the insulating film may be provided with a photoresist.
본 발명은 또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상기와 같은 유기 박막 트랜지스터와, 상기 유기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결된 유기 발광 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 발광 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention also provides an organic light emitting display device comprising the above organic thin film transistor and an organic light emitting element electrically connected to the organic thin film transistor in order to achieve the above object.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 유기 박막 트랜지스터에 전기적으로 연결된 커패시터를 더 구비하는 것으로 할 수 있다.According to another aspect of the present invention, it may be further provided with a capacitor electrically connected to the organic thin film transistor.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 커패시터의 일 전극은 상기 유기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극과 동일 평면 상에 배치되고, 상기 커패시터의 타 전극은 상기 유기 박막 트랜지스터의 절연막 상에 배치되는 것으로 할 수 있다.According to another feature of the present invention, one electrode of the capacitor is disposed on the same plane as the source electrode and the drain electrode of the organic thin film transistor, the other electrode of the capacitor is disposed on the insulating film of the organic thin film transistor can do.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 유기 박막 트랜지스터의 절연막의 유전율값은 상기 유기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막의 유전율값보다 큰 것으로 할 수 있다.According to still another feature of the present invention, the dielectric constant of the insulating film of the organic thin film transistor may be larger than that of the gate insulating film of the organic thin film transistor.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view schematically illustrating a top gate organic thin film transistor according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 기판(100) 상에 소스 전극 및 드레인 전극(210)이 구비되어 있고, 이 소스 전극 및 드레인 전극(210)에 접하도록 유기 반도체층(230)이 구비되어 있다. 그리고 이 유기 반도체층(230)의 상부에 게이트 전극(250)이 구비되어 있는데, 유기 반도체층(230)과 게이트 전극(250) 사이에는 게이트 절연막(270)이 구비되어 소스 전극 및 드레인 전극(210)과 유기 반도체층(230)으로부터 게이트 전극(250)을 절연시킨다. 이때, 기판(100) 상에는 소스 전극과 드레인 전극(210)의 상호 대향된 부분을 노출시키는 개구부(290a)를 갖는 절연막(290)이 구비되어, 이 절연막(290)의 개구부(290a) 내에 유기 반도체층(230), 게이트 절연막(270) 및 게이트 전극(250)이 구비된다. 이와 같은 구조의 유기 박막 트랜지스터의 제조 공정 을 간략히 설명하자면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, a source electrode and a
기판(100)으로는 글라스재 기판뿐만 아니라 아크릴과 같은 다양한 플라스틱재 기판을 사용할 수도 있으며, 더 나아가 금속판을 사용할 수도 있다.As the
기판(100) 상에 구비된 소스 전극 및 드레인 전극(210)은 Al 또는 MoW 등과 같은 다양한 도전성 물질을 이용할 수 있는데, 특히 유기 반도체층(230)과의 오믹 컨택(ohmic contact)을 고려하여 금 등과 같은 귀금속으로 구비되도록 할 수도 있다. 이와 같은 소스 전극 및 드레인 전극(210)은 마스크를 이용한 증착, 스퍼터링 등의 다양한 방법으로 형성할 수 있다. The source electrode and the
기판(100) 상에 소스 전극 및 드레인 전극(210)을 형성한 후, 이 소스 전극 및 드레인 전극(210)을 덮도록 절연막(290)을 형성한다. 그리고 이 절연막(290)에 개구부(290a)를 형성하는데, 이 개구부(290a)는 소스 전극과 드레인 전극(290a)의 상호 대향된 부분을 노출시키도록 형성한다. After the source electrode and the
이러한 개구부(290a)를 갖는 절연막(290)의 형성은 다양한 방법이 이용될 수 있는데, 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 하프늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드 등의 물질을 전면 도포한 후 소정 영역에 레이저빔을 조사하여 절연막(290)의 조사된 부분만을 제거하는 레이저 식각법(LAT: laser ablation technique)을 이용할 수 있다. 또한, 절연막(290)을 포토리지스트로 형성한 후 노광 및 현상 공정을 거쳐 개구부(290a)가 형성되도록 할 수도 있다. 물론 이 외의 다양한 방법을 이용할 수도 있음은 물론이다. 그리고 후술하는 바와 같이 이 절연막(290)은 필요에 따라 고유전율을 갖는 물질로 형성할 수 도 있다.Various methods may be used to form the insulating
이와 같이 소스 전극과 드레인 전극(210)의 상호 대향된 부분이 노출되도록 하는 개구부(290a)를 갖는 절연막(290)을 형성한 후, 이 절연막(290)의 개구부(290a) 내에 배치되어 소스 전극 및 드레인 전극(210)에 각각 접하는 유기 반도체층(230)을 형성한다. 그 형성 방법으로는 잉크젯 프린팅 등과 같은 다양한 방법을 이용할 수 있다.Thus, after forming the insulating
유기 반도체층(230)은, 펜타센, 퓨즈된 방향족 유도체, 올리고티오펜(oligothiophene)과 그 유도체, 올리고페닐렌(oligophenylene)과 그 유도체, 티오페닐렌 비닐렌(thiophenylene vinylene)과 그 유도체, 테트라카르복실릭 안하이드라이드(tetracarboxylic anhydride) 및 그 유도체, 프탈로시아닌(phthalocyanine) 유도체 및 퀴노다이메탄(quinodymethane) 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것으로 할 수 있다. 물론 이 외에도 다양한 다른 유기 반도체 물질로 형성될 수도 있음은 물론이다. 이러한 유기 반도체 물질을 잉크젯 프린팅법 등으로 형성할 시, 절연막(290)에 의해 한정된 영역에만 유기 반도체층(230)이 형성되도록 할 수 있다.The
그 후, 절연막(290)의 개구부(290a) 내에 배치되어 유기 반도체층(230)을 덮는 게이트 절연막(270)을 형성한다. 그리고 절연막(290)의 개구부(290a) 내에 배치되며 게이트 절연막(270) 상에 배치되도록 게이트 전극(250)을 형성한다. 이와 같은 게이트 절연막(270) 및 게이트 전극(250) 역시 잉크젯 프린팅법 등으로 형성할 수 있다. 잉크젯 프린팅법으로 게이트 절연막(270)을 형성할 경우, 파릴렌, 아크릴 기반의 폴리머(PMMA) 또는 에폭시 등의 물질을 이용할 수 있다. 물론 게이트 절연막(270) 형성용 물질이 이러한 유기물에 한정되는 것은 아니다. 한편, 게이트 전극(250)은 Al 또는 MoW 등과 같은 다양한 도전성 물질을 이용하여 형성할 수 있다.Thereafter, the
이때, 게이트 전극(250)에 소정의 전기적 신호가 인가되었을 시 유기 반도체층(230) 내에 형성되는 채널이 소스 전극 및 드레인 전극(210) 각각에 컨택되는 것을 확실히 하기 위하여, 게이트 전극(250)의 가장자리와 소스 전극 및 드레인 전극(210)의 가장자리는 중첩되도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 고유전율값을 갖는 게이트 절연막(270)을 사용하게 되면 결국 게이트 전극(250)과 소스 전극 및 드레인 전극(210)이 중첩되는 부분에서 발생하게 되는 기생 커패시턴스 역시 증가하게 된다. 따라서 게이트 절연막(270)은 저유전율값을 갖는 물질로 형성하는 것이 바람직하다.In this case, when a predetermined electrical signal is applied to the
이와 같이 도 3에 도시된 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터의 경우에는 개구부(290a)가 구비된 절연막(290)을 이용함으로써 용이하게 유기 반도체층(230)이 한정된 영역에 구비되도록 할 수 있으며, 또한 게이트 절연막(270)은 저유전율값의 물질로 형성하면서도 절연막(290)은 고유전율값의 물질로 형성할 수 있다. 이러한 절연막(290)으로 사용될 수 있는 고유전율값의 물질로는 전술한 바와 같은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 하프늄 옥사이드 또는 지르코늄 옥사이드 등이 있다. 또한, 게이트 절연막(270)으로 사용될 수 있는 저유전율값의 물질로는 전술한 바와 같은 파릴렌, 아크릴 기반의 폴리머(PMMA) 또는 에폭시 등을 들 수 있다. 이러한 상이한 유 전율값을 갖는 물질로 게이트 절연막(270)과 절연막(290)을 형성함으로써 얻을 수 있는 장점, 즉 절연막(290)을 고유전율값의 물질로 형성함으로써 얻을 수 있는 장점은 후술하는 실시예에서 설명하도록 한다.As described above, in the case of the organic thin film transistor according to the exemplary embodiment of FIG. 3, the
한편, 상기와 같은 구조에 있어서 게이트 전극(250)과 게이트 절연막(270) 사이의 접합력이 낮을 경우, 게이트 전극(250)이 게이트 절연막(270)으로부터 박리되는 등의 문제점이 발생할 수 있다. 특히 게이트 절연막(270)을 유기물 등으로 형성할 경우 게이트 전극(250)과 게이트 절연막(270) 사이의 접합력이 좋지 않을 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 것과 같은 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터와 같이, 게이트 전극(250)의 단부면이 절연막(290)의 개구부 측면(290b)에 접하도록 할 수 있다. 이를 통해, 게이트 전극(250)과 게이트 절연막(270) 사이의 접합력이 낮더라도 게이트 전극(250)과 절연막(290) 사이의 접합력을 통해 게이트 전극(250)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, in the above structure, when the bonding force between the
도 5는 도 4의 탑 게이트형 유기 박막 트랜지스터와 커패시터가 어레이 형태로 구비된 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure in which the top gate organic thin film transistor and the capacitor of FIG. 4 are provided in an array form.
도 5를 참조하면, 유기 박막 트랜지스터(200)와 커패시터(300)가 어레이 형태로 배치되어 있다. 도 5에서는 유기 박막 트랜지스터(200)와 커패시터(300)가 절연되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 커패시터(300)의 제 1 전극(310) 또는 제 2 전극(320)은 유기 박막 트랜지스터(200)의 소스 전극 및 드레인 전극(210) 중 어느 하나, 또는 게이트 전극(250)에 전기적으로 연결될 수 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다.Referring to FIG. 5, the organic
이때, 커패시터(300)의 제 1 전극(310)은 유기 박막 트랜지스터(200)의 소스 전극 및 드레인 전극(210)과 동일 평면 상에 배치되어 있고, 커패시터(300)의 제 2 전극(320)은 유기 박막 트랜지스터(200)의 절연막(290) 상에 배치되어 있다. 이때, 커패시터(300)의 커패시턴스를 높이기 위하여 커패시터(300)의 양 전극들(310, 320) 사이에 개재되는 절연막(290)의 유전율값은 큰 것이 바람직하다.In this case, the
한편, 전술한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터에서 설명한 바와 같이 유기 박막 트랜지스터에서의 기생 커패시턴스를 줄이려면 소스 전극 및 드레인 전극과 게이트 전극 사이에 개재되는 절연막의 유전율값이 작아야 한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 커패시터(30)의 양 전극들(31, 32) 사이에 개재된 절연막(27)이 유기 박막 트랜지스터(20)의 게이트 절연막(27)인 종래의 어레이 형태에서는 커패시터(30)의 커패시턴스를 높이면서도 유기 박막 트랜지스터(20)에서의 기생 커패시턴스를 낮추는 것은 불가능하였다.On the other hand, as described in the organic thin film transistor according to the above-described embodiment, in order to reduce the parasitic capacitance in the organic thin film transistor, the dielectric constant of the insulating film interposed between the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode must be small. Therefore, as shown in FIG. 2, in the conventional array form in which the insulating
그러나 도 5에 도시된 것과 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 어레이에서는, 커패시터(300)의 양 전극들(310, 320) 사이에 개재되는 절연막(290)은 고유전율값을 갖는 물질로 형성하면서도, 유기 박막 트랜지스터(200)의 소스 전극 및 드레인 전극(210)과 게이트 전극(250) 사이에 개재되는 게이트 절연막(270)은 저유전율값을 갖는 물질로 형성할 수 있다. 따라서, 커패시터(300)의 커패시턴스를 높이면서도 유기 박막 트랜지스터(200)에서의 기생 커패시턴스는 획기적으로 감소시킬 수 있다.However, in the array according to the preferred embodiment of the present invention as shown in FIG. 5, the insulating
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 탑 게이트형 유기 박 막 트랜지스터를 개략적으로 도시하는 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of a top gate type organic thin film transistor according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터가 전술한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터와 상이한 점은, 게이트 전극(250)이 절연막(290)의 개구부 내에 배치된 것이 아니라는 점이다. 특히, 게이트 전극(250)과 게이트 절연막(270) 사이의 접합력이 좋지 않아 박리현상이 발생하는 것을 방지하기 위해, 게이트 전극(250)의 하면 중 적어도 일부가 절연막(290)의 상면(290c)에 접하도록 구비되어 있다. 이와 같이 게이트 전극(250)의 하면 중 적어도 일부가 절연막(290)의 상면(290c)에 접하도록 함으로써, 게이트 전극(250)과 게이트 절연막(270) 사이의 접합력이 좋지 않을 경우에도 게이트 전극(250)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.The organic thin film transistor according to the present embodiment differs from the organic thin film transistor according to the above-described embodiment in that the
물론 이러한 경우에도 도 7에 도시된 것과 같이 커패시터(300)와 함께 어레이 형태로 구비될 수 있다. 이 경우에도 커패시터(300)의 양 전극들(310, 320) 사이에 개재되는 절연막(290)은 고유전율값을 갖는 물질로 형성하면서 유기 박막 트랜지스터(200)의 게이트 절연막(270)은 저유전율값을 갖는 물질로 형성하여, 커패시터(300)의 커패시턴스는 높이면서 유기 박막 트랜지스터(200)의 기생 커패시턴스는 획기적으로 낮출 수 있다.Of course, even in this case, as shown in Figure 7 may be provided in an array form with the
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치를 개략적으로 도시하는 단면도이다.8 is a schematic cross-sectional view of an organic light emitting display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
상기와 같은 유기 박막 트랜지스터들은 플렉서블 특성이 좋은 바, 따라서 박막 트랜지스터를 구비하는 다양한 플렉서블 평판 디스플레이 장치에 이용될 수 있다. 이러한 평판 디스플레이 장치로서 액정 디스플레이 장치 및 유기 발광 디스플 레이 장치 등 다양한 디스플레이 장치들이 있는 바, 이하에서는 유기 발광 디스플레이 장치에 상술한 바와 같은 유기 박막 트랜지스터가 구비된 경우에 대해 도8을 참조하여 간략히 설명한다.Since the organic thin film transistors have good flexible characteristics, the organic thin film transistors may be used in various flexible flat panel display apparatuses having thin film transistors. As such a flat panel display device, there are various display devices such as a liquid crystal display device and an organic light emitting display device. Hereinafter, a case in which the organic light emitting display device includes the organic thin film transistor as described above will be briefly described with reference to FIG. 8. do.
상술한 실시예들에 따른 유기 박막 트랜지스터들을 구비하는 유기 발광 디스플레이 장치의 경우, 유기 박막 트랜지스터 및 발광 소자는 기판(100) 상에 구비된다.In the case of the organic light emitting display device including the organic thin film transistors according to the above-described embodiments, the organic thin film transistor and the light emitting device are provided on the
유기 발광 디스플레이 장치는 다양한 형태의 것이 적용될 수 있는 데, 본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 유기 박막 트랜지스터를 구비한 능동 구동형(AM: active matrix) 발광 디스플레이 장치이다.The organic light emitting display device may be applied in various forms. The organic light emitting display device according to the present embodiment is an active matrix (AM) light emitting display device having an organic thin film transistor.
각 부화소들은 도 8에서 볼 수 있는 바와 같은 적어도 하나의 유기 박막 트랜지스터(200)를 구비한다. 도 8을 참조하면, 기판(100) 상에 필요에 따라 SiO2 등으로 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있고, 그 상부로 전술한 바와 같은 유기 박막 트랜지스터가 구비된다. 물론 도 8에는 전술한 실시예 및 그 변형예 중 어느 하나의 경우의 유기 박막 트랜지스터가 도시된 것이며, 이에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Each subpixel includes at least one organic
본 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 경우에는 유기 박막 트랜지스터의 소스 전극 및 드레인 전극(210) 중 일 전극이 유기 발광 소자(400)의 화소 전극(410)과 일체로 동일 평면 상에 구비되어 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나 이는 일 예에 불과한 것이며, 유기 박막 트랜지스터(200)의 상부로 SiO2 등으로 이 루어진 패시베이션막이 형성되고, 패시베이션막의 상부에 아크릴, 폴리이미드 등에 의한 화소정의막이 형성되도록 한 후, 그 화소정의막에 구비된 개구부 내에 유기 발광 소자가 구비될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 이하에서는 편의상 도 8에 도시된 구조를 기본으로 하여 설명하도록 한다.In the organic light emitting diode display according to the present exemplary embodiment, one of the source electrode and the
유기 발광 소자(400)는 상호 대향된 화소 전극(410) 및 대향 전극(420)과, 이 전극들 사이에 개재된 적어도 발광층을 포함하는 중간층(430)을 구비한다. 대향 전극(420)은 복수개의 화소들에 있어서 공통으로 형성될 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다.The organic
한편, 도 8에는 중간층(430)이 부화소에만 대응되도록 패터닝된 것으로 도시되어 있으나 이는 부화소의 구성을 설명하기 위해 편의상 그와 같이 도시한 것이며, 중간층(430)은 인접한 부화소의 중간층과 일체로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한 중간층(430) 중 일부의 층은 각 부화소별로 형성되고, 다른 층은 인접한 부화소의 중간층과 일체로 형성될 수도 있는 등 그 다양한 변형이 가능하다.Meanwhile, in FIG. 8, the
화소 전극(410)은 애노드 전극의 기능을 하고, 대향 전극(420)은 캐소드 전극의 기능을 한다. 물론, 이 화소 전극(410)과 대향 전극(420)의 극성은 반대로 되어도 무방하다.The
화소 전극(410)은 전술한 바와 같이 유기 박막 트랜지스터(200)의 소스 전극 및 드레인 전극(210) 중 어느 한 전극과 일체로 형성될 수 있다. 이 경우, 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있다. 투명전극으로 사용될 때에는 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3로 구비될 수 있고, 반사형 전극으로 사용될 때에는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr 및 이들의 화합물 등으로 반사막을 형성한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3막이 형성된 구조를 취할 수 있다.As described above, the
대향 전극(420)도 투명 전극 또는 반사형 전극으로 구비될 수 있는데, 투명 전극으로 사용될 때는 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물이 중간층(430)을 향하도록 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3 등의 투명 전극 형성용 물질로 보조 전극이나 버스 전극 라인을 형성할 수 있다. 그리고 반사형 전극으로 사용될 때에는 위 Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, Al, Mg 및 이들의 화합물을 전면 증착하여 형성한다.The
화소 전극(410)과 대향 전극(420) 사이에 구비되는 중간층(430)은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 저분자 유기물을 사용할 경우 정공 주입층(HIL: hole injection layer), 정공 수송층(HTL: hole transport layer), 유기 발광층(EML: emissive layer), 전자 수송층(ETL: electron transport layer), 전자 주입층(EIL: electron injection layer) 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있으며, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양하게 적용 가능하다.The
고분자 유기물의 경우에는 대개 정공 수송층(HTL) 및 발광층(EML)으로 구비된 구조를 가질 수 있으며, 이 때, 상기 정공 수송층으로 PEDOT를 사용하고, 발광층으로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 유기물질을 사용한다.In the case of the polymer organic material, the structure may include a hole transport layer (HTL) and a light emitting layer (EML). In this case, PEDOT is used as the hole transport layer, and polyvinylvinylene (PPV) and polyfluorene are used as the light emitting layer. Polymer organic materials such as (Polyfluorene) are used.
기판(100) 상에 형성된 유기 발광 소자는, 대향 부재(미도시)에 의해 밀봉된다. 대향부재는 기판(100)과 동일하게 글라스 또는 플라스틱재로 구비될 수 있는 데, 이 외에도, 메탈 캡(metal cap) 등으로 형성될 수도 있다.The organic light emitting element formed on the
이와 같은 유기 발광 디스플레이 장치에 있어서 전술한 실시예 및 그 변형예에 따른 유기 박막 트랜지스터들이 구비되도록 함으로써, 입력된 영상신호에 따라 정확하게 이미지를 구현하는 발광 디스플레이 장치를 제조할 수 있게 된다.In the organic light emitting display device as described above, the organic thin film transistors according to the above-described embodiments and modified examples may be provided, thereby making it possible to manufacture a light emitting display device that accurately implements an image according to an input image signal.
또한, 상기 실시예에 있어서 유기 발광 디스플레이 장치의 구조를 기준으로 본 발명을 설명하였으나, 유기 박막 트랜지스터들이 구비되는 디스플레이 장치들이라면 어떠한 디스플레이 장치들에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.In addition, although the present invention has been described with reference to the structure of the organic light emitting display device in the above embodiment, the present invention may be applied to any display devices as long as the display devices are provided with the organic thin film transistors.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 유기 박막 트랜지스터 및 이를 구비한 유기 발광 디스플레이 장치에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the organic thin film transistor and the organic light emitting display device having the same according to the present invention made as described above, the following effects can be obtained.
첫째, 유기 박막 트랜지스터에서의 기생 커패시턴스를 획기적으로 감소시킬 수 있다.First, parasitic capacitance in organic thin film transistors can be significantly reduced.
둘째, 유기 박막 트랜지스터의 게이트 전극이 게이트 절연막으로부터 박리되는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.Second, peeling of the gate electrode of the organic thin film transistor from the gate insulating film can be effectively prevented.
셋째, 유기 박막 트랜지스터의 기생 커패시턴스를 획기적으로 감소시키면서도, 이와 어레이 형태로 구비되는 커패시터의 커패시턴스는 높게 유지할 수 있다.Third, while the parasitic capacitance of the organic thin film transistor is drastically reduced, the capacitance of the capacitor provided in the array form can be maintained high.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
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| KR1020050121251A KR100659124B1 (en) | 2005-12-10 | 2005-12-10 | Organic thin film transistor and organic light emitting display apparatus comprising the same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101036920B1 (en) * | 2009-03-10 | 2011-05-25 | 성균관대학교산학협력단 | Organic Thin Film Transistor and Method of Manufacturing The Same |
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2005
- 2005-12-10 KR KR1020050121251A patent/KR100659124B1/en not_active IP Right Cessation
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