KR101176540B1 - 다결정 실리콘 ｔｆｔ 및 이를 적용한 유기발광디스플레이 - Google Patents

다결정 실리콘 ｔｆｔ 및 이를 적용한 유기발광디스플레이 Download PDF

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Abstract

비선형적 전자이동경로의 채널을 가지는 TFT 및 이를 적용하는 유기발광디스플레이에 대해 기술한다. 개시된 TFT는 전자의 이동 경로를 비선형화하는 영역(이하, 비선형화 영역)을 가지는 Si-계 채널, 상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인, 상기 채널의 상방에 위치하는 것으로 상기 비선형화 영역을 커버하는 게이트, 상기 채널과 게이트 사이에 개재되는 절연층, 그리고 상기 채널 및 그 양측의 소스와 드레인을 지지하는 기판을 구비한다. 비선형적 채널에 의하면 유효 채널의 길이가 증대되고 전자 흐름에 대한 베리어 생성으로 이동도가 감소하고 따라서 누설전류가 감소한다.
이동도, 다결정, 비선형 채널, 반도체, TFT

Description

다결정 실리콘 ＴＦＴ 및 이를 적용한 유기발광디스플레이{Poly-Si Thin Film Transistor and organic light emitting display adopting the same}
도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따른 채널들의 레이아웃이다.
도 2a는 종래 트랜지스터의 채널을 보이는 레이아웃이다.
도 2b 및 2c는 본 발명에 따른 채널의 실질적 길이의 확장을 보이는 레이아웃이다.
도 3은 본 발명에 따른 트랜지스터가 적용되는 유기발광디스플레이의 등가회로도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유기발광디스플레이의 단위 화소의 발췌 도면이다.
도 5는 도 4의 A-A' 선 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B' 선 단면도이다.
본 발명은 다결정 실리콘 TFT 및 이를 적용한 유기발광디스플레이(poly-Si thin film transistor and Organic Light Emitting Display adopting the same)에 관한 것이다.
다결정 실리콘(polycrystalline Si, 이하 p-Si)은 비정질 실리콘에 비해 이동도(mobility)가 높고 양호한 광 안정성을 가진다. 이러한 다결정 실리콘은 폭 넓은 응용분야에서 이용되고 있으며, 특히 TFT 나 메모리 소자에 많이 이용된다. poly-Si TFT는 예를 들어 디스플레이의 스위칭 소자로 이용된다. TFT와 같은 능동소자를 이용하는 디스플레이 소자(display device)에는 TFT-LCD, TFT-OLED 등이 있다.
TFT-LCD 나 TFT-OLED는 X-Y 매트릭스 상으로 배열된 각 화소마다 TFT 가 배치되어 있는 구조를 가진다. 이와 같이 다수의 TFT 가 배열되어 있는 LCD, OLED 등의 성능은 TFT 자체의 전기적 특성에 크게 의존된다. TFT의 중요한 특성 중의 하나는 Si 활성층의 이동도이다. Si 활성층의 이동도를 높이기 위해서 결정화가 필수적이다. 결정 실리콘에 대한 연구는 단결정에 근접하는 poly-Si 의 개발이다. 미국특허 6,322,625 는 양질의 실리콘 결정을 제조하는 방법에 관련된다. 이와 같이 실리콘의 결정화에 대한 연구가 많이 진전되어 심지어 단결정에 근접하는 정도의 결정 구조를 얻을 수 있게 되었다.
p-Si TFT의 단점 중의 하나가 오프 커런트 시 높은 누설전류이다. p-Si TFT에서, 전류의 누설이 드레인의 공핍 영역(depletion region)에서 결정경계트랩 (grain boundary traps)에 의해 발생하는 것을 알려져 있다.(참조:Ferry G. Fossum, et al., IEEE Trans. Electron Devices, vol. ED-32, pp. 1878-1884, 1985)
전류 누설의 보다 효과적인 감소를 위해 오프셋 구조(Offset structure)가 제안되었다(참조: M. Rodder et al., IEEE Electron Device Letters, Vol. EDL-6, No. 11, November 1985). 오프셋 영역은 LDD(Lightly Doped Drain)로서 채널과 게이트/드레인의 사이에 각각 위치한다. 이러한 LDD는 드레인의 전계(Electric field)를 약화시켜 게이트 전압과 드레인 전압에 의한 전계방출(Field Emission)을 감소시킨다. 그러나, 이러한 오프셋 구조를 형성하기 위하여 추가적인 마스크를 이용한 국부적 차등 도핑 공정이 요구된다. 마스크를 이용하여 오프셋 영역에 성공적으로 차등 도핑을 위해서는 마스크를 기판에 대해 정밀하게 정렬시켜야 한다. 그러나, 이 방법은 별도의 마스크를 이용하기 때문에 도핑 공정이 까다로울 뿐 아니라 수율도 낮고 생산성이 떨어진다.
LDD 적용에 의한 역 누설전류의 감소를 위한 다양한 방법이 알려져 있다. 예를 들어 큰 게이트(Large Gate)는 누설전류를 감소시킬 수 있으나 제한된 면적(limited area)의 픽셀 내에서 발광영역의 크기가 감소가 불가피하며 따라서 발광 효율이 감소하게 된다. 한편 듀얼 게이트 TFT는 제조공정이 복잡하여 제조 비용이 높다. 한편으로는 OLED의 픽셀의 각 스위칭 TFT에 부가적 회로(additional circuit)를 적용하여 누설전류의 감소를 도모하고 있으나 부가적 회로는 별도의 TFT 등의 소자가 포함되기 때문에 제조비용이 매우 높아지는 결점이 있다.
본 발명은 구조적으로 적절히 조절된 이동도를 가짐으로써 누설전류가 효과적으로 감소될 수 있는 p-Si TFT 및 이를 적용한 유기발광디스플레이를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 p-Si TFT는:
Si-계 채널;
상기 채널의 상방에 위치하는 게이트;
상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인;
상기 채널과 게이트의 사이에 개재되는 절연층;
상기 채널 및 그 양측의 소스와 드레인을 지지하는 기판을 구비하며,
상기 채널은 상기 소스와 드레인 사이에서 비선형적으로 전자 이동 경로를 가지는 구조를 가진다.
본 발명에 따른 유기발광디스플레이는: 기판과; 상기 기판 상에 X-Y 메트릭스 상으로 배치되는 주사신호 라인과 구동 신호 라인; 상기 라인들에 의해 정의되는 화소 영역에 마련되는 것으로 상기 주사신호라인과 구동신호라인에 연결되는 스위칭 트랜지스터와 스위칭 트랜지스터에 의해 구동되는 구동트랜지스터와; 구동트랜지스터에 의해 작동하는 유기발광다이오드(OLED) 구비하며,
상기 스위칭 트랜지스터는:
비선형적인 전자 이동 경로를 가지는 실리콘 채널;
상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인;
상기 채널의 상방에 위치하는 게이트; 그리고
상기 채널과 게이트의 사이에 개재되는 절연층;을 구비하는 구조를 가진다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 p-Si TFT와 이를 적용하는 유기발광디스플레이의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1a 내지 1c 는 본 발명에 따른 p-Si TFT에서 본 발명의 특징지우는 비대칭적 채널을 갖는 트랜지스터의 평면적 레이아웃을 보인다.
도 1a는 게이트(gate)를 중심으로 채널(channel, 10)이 비대칭적으로 형성된 트랜지스터를 보인다. 채널(10)은 크랭크(crank)의 형태로 두 개의 굴절부(10a, 10b)를 갖는다. 굴절부(10a, 10b)가 포함된 채널(10)의 중간 부분을 게이트(gate, 20)가 통과한다. 그리고 두 개의 굴절부(또는 굴곡부, 계단부, 10a, 10b)에 의해 비선형적 전자 이동 경로(화살표)를 가지는 채널(10)의 양단에는 소스(10c)와 드레인(10d)이 마련된다. 도 1a에서 굴절부(10a, 10b)에 형성된 모서리의 내각(θ)이 직각인 것으로 표현되어 있으나 일정하게 기울어진 각도를 유지할 수도 있다. 도 1a를 보면 게이트(20)의 하부에서는 전자의 흐름이 게이트(20)의 연장방향에 나란하며 그 양측에서는 게이트의 연장방향에 수직방향이다. 이러한 굴절(굴곡)된 전자 진행 경로에 따르면 종래의 고전적인 채널 즉 전자의 경로가 직선적인 채널에 비해 본 발명에 따른 채널에서의 전자 이동도가 감소하게 된다. 즉, 본 발명의 채널은 p-Si로서 상기와 같은 비대칭적 또는 비선형적 전자 이동경로를 통해서 전자의 이동도를 떨어뜨리고 이를 통해서 오프 커런트시의 역 누설전류를 감소시킨다.
도 1b는 전술한 첫번째 실시예와 약간 다른 형태의 비대칭적 전자이동경로를 가지는 채널을 도시한다. 도 1b에 도시된 바와 같이 실질적인 채널(10)은 게이트(20)에 나란하고 채널(10)의 소스(10c)와 드레인(10d)이 게이트의 일측에서 인접하여 있다. 즉, 게이트(20)의 하부에 게이트와 나란한 채널(10)이 형성되어 있고 게 이트의 일측(도면에서 좌측) 상하에 상기 채널(10)에 연결되는 소스(10c)와 드레인(10d)이 배치되어 있다. 이 실시예의 경우도 두 개의 굴절부(10a, 10b)를 가지며 따라서 전자의 이동경로는 U 형이다.
도 1c는 전술한 실시예와는 또 다른 형태의 비대칭적 또는 비선형적 전자이동경로를 가지는 채널(10)을 보인다. 채널(10)은 한 방향으로 연장되어 있고 게이트(20)는 이를 가로지르는 방향으로 배치되어 있다. 이 실시예의 채널에는 전술한 실시예들에서 나타난 굴절부가 없고 전자의 이동경로를 비선형화하는 단차부(10a', 10b')가 있다. 본 실시예에서 전자 흐름의 비선형화하는 넓은 폭(Ws)을 가지는 소스(10s)측으로 부터의 전류 이동경로가 게이트(20)를 벗어난 부분의 좁은 폭(wd)의 드레인에 의해서 나타난다.
이하에서는 상기와 같이 전자경로의 비선형화 즉 진행경로가 꺽이거나 좁혀짐에 따른 이동도의 감소 및 이에 따른 전류누설에 대해 설명한다.
전류누설의 감소는 드레인-소스 전압(Vds)의 감소와 채널의 폭에 비례함이 잘 알려져 있다.(S. Bhattacharya et. al, IEEE TED vol. 3, p450, 1996). 그러므로 여하한 방법에 의해서 다결정 실리콘에서의 전자 이동도를 조절에 의해 누설전류의 제어가 가능하다. 예를 들어 높은 이동도의 다결정 실리콘에 적절한 이동도 감소 기능을 부여함으로써 이동도가 감소가 가능하다. 본 발명에서는 비선형적 전자이동 경로에 의해 이동도를 감소시키게 되는데, 전술한 실시예들에 나타난 비선형적 물리적 구조를 가지는 채널은 비선형적 전자 이동경로에 의해 실질적인 전자 이동경로의 연장에 구조적 특징에 의해 실질적인 채널의 폭이 연장되고 따라서 소 자의 고집적화에 기인한 소위 짧은 채널 효과(short channel effect)를 제거할 수 있다.
반도체에서의 자유 전하의 움직임으로 전류를 형성하며, 이는 외부 전계에 의한 표동 전류(drift current)와 열적 에너지 및 무작위적 거동(random motion)에 의한 확산 전류(diffusion current)로 분류된다. 전계는 전하가 속도(v)를 가지고 이동하게 한다. 그러나 전하는 전계선(electric field lines)들을 따라 움직이지 않고 산란 등에 의해 반도체에서 바운드(bound)하며 일정하게 그 방향과 속도가 변화된다. 전계가 없으면 전하는 무작위적 거동(random motion)을 나타내며 전하들은 반도체를 따라서 신속하게 움직이며, 주기적으로(frequently) 방향이 바뀐다. 전계가 인가되며, 무작위적 거동은 여전히 일어나며 이에 더하여 평균적으로 전계 방향으로의 거동이 나타난다.
여기에서 본 발명에 따른 트랜지스터의 비선형적 채널에서 전자이동경로가 꺽이는 단차부 또는 계단부 근처에서 전계의 벡터 방향은 바뀌고 그 절대값은 감소한다. 감소된 전기적 힘(electrical force)는 전하의 낮은 평균 속도를 유발한다. 이에 더하여 원래의 운동방향을 가진 일부 전하는 채널의 단차부 또는 계단부의 표면에서의 추가적인 바운스(additional bounce) 또는 산란(scattering)에 의해 영향을 받는다. 따라서 전하의 이동도는 비선형적인 채널의 추가적인 베리어에 의해 감퇴된다. 이동도의 감퇴는 트랜지스터의 총 전류(total current)의 감소를 유도한다. 이에 더불어 스레스홀드 전압은 증가하고 따라서 전류누설은 감소한다.
도 2a는 전형적인 종래 트랜지스터의 채널 및 게이트의 레이아웃을 보인다. 도시된 바와 같이 종래 트랜지스터는 채널이 직선적이며 그리고 실질적인 채널의 길이는 게이트의 폭(Lg)과 일치한다. 따라서 이 구조에서는 잘 알려진 바와 같은 누설전류 억제수단이 필요하다.
도 2b를 살펴보면 본 발명에 따른 트랜지스터의 채널은 비선형적이며 게이트 하부에서 전류의 경로는 게이트에 수직인 방향과 나란한 방향을 포함하다. 따라서 전류경로의 길이는 게이트 폭에 비해 크다. 이러한 구조의 채널에서의 전류누설 감소는 두 개의 현상으로부터 얻어진다.
첫째는 비선형적으로 꺽여 있는 전류 방향으로 인한 캐리어 이동에 대한 추가적인 장벽의 생성 및 이에 따른 스레스홀드 전압의 증가이며, 둘째는 비선형적으로 꺽여 있는 전류 경로에 따른 실질적 채널길이의 확장에 기인하다. 채널 길이의 확장을 수식으로 표현하면 실질적 채널의 길이(L')는 근사적으로 게이트(L) + 게이트 하부에서 발생된 꺽인 경로(Lb)의 합(L'=L + L")이다.
여기에서 게이트 하부에서 확장된 전자이동 경로의 길이(L")는 n*R*θ이다. 여기에서 n은 전자가 굴곡한 회수이며 R은 꺽인 전자경로에서의 반경 그리고 θ는 꺽인 각도이다. 이와 같이 전자이동경로가 확장되면 즉 실질적 채널의 길이가 길어지면 드레인-소스 전압(Vds)가 감소하고 따라서 누설전류가 감소하다. 이러한 누설전류의 감소는 도 1b에 도시된 형태의 채널에서도 유사하게 나타난다.
도 2c에 도시된 형태의 채널은 전자의 진행방향으로 그 폭이 감소하는 구조를 가지며 이러한 채널에 의한 누설전류의 감소는 세가지의 현상에 의해 발생된다.
여기에서 첫번째 두 번째 현상은 도 2b의 구조에서 설명된 것과 동일하며, 추가적인 세번째 현상은 드레인폭의 감소에 따른 누설전류의 억제이다. 즉, 도시된 바와 같이 소스의 폭(Ws)에 비해 드레인의 폭(Wd)이 좁다.
상기와 같은 본 발명에 따른 채널은 poly-Si으로 형성되며, 상기와 같은 이동도의 감소에 불구하고 현재까지 개발되고 있는 어떤한 소자에도 적용될 수 있기 충분히 높은 이동도를 가지며, 이것이 일정 수준이하로 감소되더라도 소자에 적용되기에 충분한 여유의 이동도를 가진다. 예를 들어 5 ~ 30 cm2/Vs 정도의 이동도를 요구하는 OLED의 경우 이동도가 30 cm2/Vs 정도 까지 낮추어져도 제품 품질상 전혀 문제가 없다. 이러한 점을 고려하여 본 발명은 이동도를 소자 성능한 문제가 되지 않는 정도로 낮추며, 이렇게 낮추어진 이동도에의해 이동도의 편차를 감소시킴으로써 동시에 제작되는 여러 반도체 소자의 이동도의 균일도를 증대시키는 것이다.
상기와 같은 본 발명에 따른 채널을 가지는 트랜지스터는 이동도 조절을 위해 사용되었던 LDD 형성과정이 필요없고 단지 채널 형성을 위한 마스크의 변경에 의해 제조될 수 있다. 그만큼 저누설 전류의 구조를 가지도록 설계되고 제작된 종래의 어떠한 TFT에 비해 제조단가가 저렴할 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 TFT가 적용된 디스플레이 장치의 개략적 구조를 보이는 등가 회로도이며, 도 4는 각 화소의 레이아웃을 보인다.
기판(11) 상에는 다수 나란한 X 라인(Xs)과 역시 다수 나란한 Y 라인(Ys)이 상호 직교하는 방향으로 배치되어 X-Y 매트릭스 구조를 형성되어 있다. Z 라인(Zd)은 상기 Y 라인(Ys)에 소정간격을 두고 이와 나란하게 배치된다. 상기 X 라인(Xs) 과 Y 라인(Yd) 및 Z 라인(Zd) 들에 의해 에워 쌓인 영역에 화소가 마련된다.
상기 X 라인(Xs)은 수직주사신호가 인가되는 라인이며, Y 라인(Ys)은 영상신호인 수평구동신호가 인가되는 라인이다. 상기 X 라인(Xs)은 수직주사회로에 연결되며, Y 라인(Ys)은 수평구동회로에 연결된다. 상기 Z 라인(Zd)은 OLED 작동을 위한 전원 회로(Power Circuit)에 연결된다.
각 화소는 2 개의 트랜지스터(Q1, Q2)와 하나의 캐패시터(Cm)를 구비한다. 각 화소에서 X 라인(Xs)와 Y 라인(Ys)에 스위칭 트랜지스터(Q1)의 소스와 게이트가 연결되고 드레인은 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 게이트에 접속된다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 작동에 의해 인가되는 전하를 축적하여 각 화소별 이미지 정보를 메모리하는 메모리 캐패시터(Cm)는 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 게이트와 소스에 병렬 접속된다. 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 드레인은 OLED의 애노드가 연결된다. 그리고 OLED의 캐소드(K)는 전체 화소가 공유하는 공통 전극에 해당한다. 여기에서 상기 스위칭 트랜지스터는 n형 TFT이며, 드라이빙 트랜지스터(Qd)는 p형 TFT이다. 상기 트랜지스터는 모두 다결정실리콘으로 형성된다.
위의 구조에서, 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)가 전술한 비선형채널(10)을 가지는 반도체 소자로서, 도 1a 에 도시된 형태의 채널(10)을 구비한다. 구체적으로, 도 4를 참조하면, 도 4의 좌우에 Y 라인과 Z 라인이 나란하게 배치되고 이에 직교하는 방향으로 X 라인이 배치된다. X 라인(Xs)과 Y 라인(Yd) 교차부분에 스위칭 트랜지스터(Q1)가 위치하고, X 라인과 Z 라인의 교차부 가까이에는 드라이빙 트랜지스터(Q2) 배치된다. 스위칭 트랜지스터(Q1)와 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 사이에는 메모리 캐패시터(Cm)가 배치된다. 상기 메모리 캐패시터(Cm)의 일측 전극(Cma)은 상기 Z 라인(Zd)으로 부터 연장되는 부분이며, 타측 전극(Cmb)은 스위칭 트랜지스터(Q1)의 드레인(Q1d)과 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 게이트(Q2g)와 일체적으로 형성된다. 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트(Q1g)는 S 라인(Xs)으로 부터 연장되는 부분이다. 한편 스위칭 트랜지스터(Q1)는 크랭크형(또는 Z 형)인 비선형적 채널(10)을 가지며 그 양단에 소스(10c)와 드레인(10d)이 마련되어 있다. 상기 비선형적 채널(10)은 도 1a~1c에 도시된 어느 하나의 채널이며, 채널의 형태에 따라 적절한 레이아웃변경 특히 드레인의 위치 차에 따른 다른 요소의 배치가 수반될 수 있다. 이러한 레이아웃의 변경은 용이하며 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.
도 4의 A - A' 선 단면을 보이는 도 5를 참조하면, 기판(11)에 SiON 등의 절연물질로된 버퍼층(12)이 형성되고, 이 위에 본 발명을 특징지우는 스위칭 트랜지스터(Q1)가 형성된다. 스위칭 트랜지스터(Qs)는 버퍼층(12)위에 형성되는 비선형 채널(11, Qc) 및 그 양단의 소스(10c, Qs) 및 드레인(10d, Qd)을 갖는 다결정 실리콘(p-Si)층과 그 위의 SiO2 등에 의한 제1절연층(13, Insulator) 및 게이트(Q1g)를 구비한다. 스위칭 트랜지스터(Q1) 위에는 SiO2 IMD(intermetal dielectric, 14)가 형성되고 이 위에 금속에 의한 소스 전극(Q1se), 드레인 전극(Q1de)이 형성된다. 이들 전극(Q1se, Q1de)은 그 하부는 IMD(17)에 형성되는 관통공을 통해 하부의 소스(Q1s)와 드레인(Q1d)에 전기적으로 접속된다. 이들 전극 및 메모리 캐패시터의 상부전극(Cmb), 상기 Z 라인(Zd)는 Mo/Al/Mo 또는 Ti/Al-Cu 합금/Ti 의 적층구조를 가질 수 있다. 상기 스위칭 트랜지스터(Q1)의 게이트(Q1g)는 전술한 X 라인(Xs)으로 부터 연장되는 것으로 텅스텐 등에 의해 형성된다.
메모리 캐패시터(Cm)의 유전층은 상기 IMD(14)의 일부이며 하부 전극(Cma)는 전술한 바와 같이 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 게이트와 일체적으로 텅스텐으로 형성된다.
상기 Z라인(Zd) 이와 일체적으로 형성되는 상부 전극(Cmb), 소스 및 드레인 전극(15, 16)의 위에는 제2, 3절연층(17, 18)이 형성되고, 이 위에는 HTL(정공수송층(HTL), OLED의 캐소드로서의 공통전극(K) 그리고 제4절연층(19)이 마련된다. 상기 제4절연층(19)의은 OLED를 보호하는 패시베이션층이다.
도 4의 B-B 선 단면도를 보이는 도 6은 드라이빙 트랜지스터(Q2)와 OLED의 전체 적층구조를 보인다.
기판(11) 상에 버퍼층(12)이 형성되고, 이 위에 스위칭 트랜지스터(Q1)와 동시에 형성되는 드라이빙 트랜지스터(Q2)가 형성된다. 드라이빙 트랜지스터(Q2)의 실리콘층은 스위칭 트랜지스터(Qs) 제작시 이용된 다결정 실리콘층과 동일 물질층으로부터 얻어진다. 다결정 실리콘은 소스(Q2s), 채널(Q2c) 및 드레인(Q2d)을 포함하며, 그 위의 SiO2 등에 의한 제1절연층(13, Insulator) 및 게이트(Q2g)를 구비한다. 게이트(Q2g)는 전술한 바와 같이 메모리 캐패시터(Cm)의 상부 전극(Cmb)과 텅스텐 등으로 일체적으로 형성된다.
드라이빙 트랜지스터(Q2) 위에는 스위칭 트랜지스터(Q1)를 덮는 SiO2 IMD(intermetal dielectric, 14)가 형성되고 이 위에 금속에 의한 소스 전극(Q2se), 드레인 전극(Q2de)이 형성된다. 이들 전극(Q2se, Q2de)은 그 하부는 IMD(17)에 형성되는 관통공을 통해 하부의 소스(Q2s)와 드레인(Q2d)에 전기적으로 접속되며, 그 위에는 제2, 3절연층(17, 18)이 형성된다.
상기 제3절연층(18)위에 정공수송층(HTL)이 마련되고 이위의 소정영역에 발광층(EM), 전자수송층(ETL)이 형성되고 이 위에 캐소드인 공통전극(K)이 형성된다. 상기 공통전극(K) 위에는 전술한 제4절연층(19)이 형성된다. 한편, 제2, 3전극의 사이에는 상기 드레인 전극(Q2de)에 연결되며 상기 OLED의 하부에 위치하는 애노드(An)가 마련된다. 애노드(An)는 제3절연층(18)에 형성된 윈도우(18a)에 의해 상기 정공수송층(HTL)에 물리적으로 접촉되어 전기적으로 연결된다.
전술한 구조의 전계발광디스플레이의 레이아웃은 실현가능한 본 발명의 구체적인 한 예로서 이러한 레이아웃 및 이의 수정은 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다.
상기한 바와 같이 본 발명은 활성영역의 불필요하게 높은 이동도를 낮추면서 이를 통해 전류누설을 감소시킨다. 이동도의 감소는 제한된 영역에서의 실질적 채널크기의 연장, 그리고 경로변경에 따른 베리어 생성 나아가서는 드레인 폭의 감소등에 의해서 나타난다. 이러한 전류수설의 감소는 평판 디스플레이 소자, 특히 OLED 의 품질을 크게 향상시키며 그 제조 단가를 저감한다.
이러한 본 발명은 다결정 실리콘을 기반으로 하는 반도체 소자, 특히 전계에 의해 채널을 형성하는 비선형 활성층을 가지는 어떠한 소자에도 적용 가능하다. 가장 널리 사용될수 있는 분야는 TFT 이며, 따라서 대표적인 타겟 제품은 평판 디스플레이 소자이다.
이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 단지 넓은 발명을 예시하고 이를 제한하지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 그리고 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 배열에 국한되지 않는다는 점이 이해되어야 할 것이며, 이는 다양한 다른 수정이 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일어날 수 있기 때문이다.

Claims (10)

  1. 전자의 이동 경로를 비선형화하는 영역(이하, 비선형화 영역)을 가지는 Si-계 채널;
    상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인;
    상기 채널의 상방에 위치하는 것으로, 상기 비선형화 영역을 커버하는 게이트;
    상기 채널과 게이트 사이에 개재되는 절연층; 그리고
    상기 채널 및 그 양측의 소스와 드레인을 지지하는 기판;을 구비하는 것을 특징으로 하는 TFT.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널은 복수의 굴곡부를 가지는 크랭크형인 것을 특징으로 하는 TFT.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널은 복수의 굴곡부를 가지는 U 형인 것을 특징으로 하는 TFT.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 드레인측의 채널폭이 상기 소스측의 채널에 비해 좁은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 TFT.
  5. 기판과; 상기 기판 상에 X-Y 메트릭스 상으로 배치되는 주사신호 라인과 구동 신호 라인; 상기 라인들에 의해 정의되는 화소 영역에 마련되는 것으로 상기 주사신호라인과 구동신호라인에 연결되는 스위칭 트랜지스터와 스위칭 트랜지스터에 의해 구동되는 구동트랜지스터와; 구동트랜지스터에 의해 작동하는 유기발광다이오드(OLED) 구비하는 유기발광디스플레이에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는:
    전자의 이동 경로를 비선형화하는 영역(이하, 비선형화 영역)을 가지는 실리콘 계열의 채널;
    상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인; 그리고
    상기 채널의 상방에 위치하는 것으로, 상기 비선형화 영역을 커버하는 게이트;를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널은 복수의 굴곡부를 가지는 크랭크형인 것을 특징으로 하는 유기발광 디스플레이.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 채널은 복수의 굴곡부를 가지는 U형인 것을 특징으로 하는 유기발광 디스플레이.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 드레인측의 채널폭이 상기 소스측의 채널에 비해 좁은 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이.
  9. 비선형적인 전자 이동 경로를 갖는 Si-계 채널;
    상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인;
    상기 채널의 상방에 위치하는 것으로, 상기 소스와 드레인 사이에 구비되는 게이트; 및
    상기 채널과 게이트 사이에 개재되는 절연층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 TFT.
  10. 기판과; 상기 기판 상에 X-Y 메트릭스 상으로 배치되는 주사신호 라인과 구동 신호 라인; 상기 라인들에 의해 정의되는 화소 영역에 마련되는 것으로 상기 주사신호라인과 구동신호라인에 연결되는 스위칭 트랜지스터와 스위칭 트랜지스터에 의해 구동되는 구동트랜지스터와; 구동트랜지스터에 의해 작동하는 유기발광다이오드(OLED) 구비하는 유기발광디스플레이에 있어서,
    상기 스위칭 트랜지스터는:
    비선형적인 전자 이동 경로를 갖는 Si-계 채널;
    상기 채널 양측에 마련되는 소스와 드레인; 및
    상기 채널의 상방에 위치하는 것으로, 상기 소스와 드레인 사이에 구비되는 게이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광디스플레이.
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