KR101578269B1 - Ａｍｏｌｅｄ 구동을 개선하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
AMOLED(active matrix organic light emitting diode) 디스플레이(32)에서 개구비를 증가시키고, 픽셀들(62)에 대한 더 정밀한 그레이 레벨 제어를 제공하기 위한 장치들 및 방법들이 제공된다. 예를 들어, 일 실시예는 구동 박막 트랜지스터(72)의 게이트(80)와 회로 박막 트랜지스터(74)의 게이트(86) 사이에 게이트 절연체(136)를 배치하는 단계를 포함한다. 디스플레이(32)의 개량된 구조는 픽셀들(62)의 그레이 레벨을 제어하기 위한 더 높은 전압 범위를 제공하며, 픽셀들(62)의 개구비를 증가시킬 수 있다.
Description
본 출원은 2012년 11월 2일자로 출원된, "Device and Method for Improving AMOLED Driving"이라는 제목의 미국 특허 출원 제13/667,942호의 일부 계속 출원이며, 그 미국 특허 출원은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 전자 디스플레이들에 관한 것으로서, 구체적으로는 AMOLED(active matrix organic light emitting diode) 전자 디스플레이들에서 더 정밀한 그레이 레벨 제어 및 증가된 개구비(aperture ratio)를 달성하기 위한 장치들 및 방법들에 관한 것이다.
이 섹션은 아래에 설명 및/또는 청구되는 본 발명의 다양한 양태들과 관련될 수 있는 다양한 기술 양태들을 독자에게 소개하는 것을 의도한다. 이러한 설명은 본 발명의 다양한 양태들의 보다 나은 이해를 촉진하기 위한 배경 정보를 독자에게 제공하는 데 도움이 될 것으로 생각된다. 따라서, 이러한 설명들은 이를 고려하여 읽어야 하며, 종래 기술의 인정은 아니라는 것을 이해해야 한다.
AMOLED 디스플레이와 같은 평면 패널 디스플레이들은 텔레비전, 컴퓨터 및 핸드헬드 장치(예로서, 셀룰러 전화, 오디오 및 비디오 플레이어, 게이밍 시스템 등)와 같은 소비자 전자 장치들을 포함하는 다양한 전자 장치들에서 일반적으로 사용된다. 그러한 디스플레이 패널들은 통상적으로 다양한 전자 제품들에서 사용하기에 적합한 비교적 얇은 패키지 내에 평면 디스플레이를 제공한다. 게다가, 그러한 장치들은 동등한 디스플레이 기술들보다 적은 전력을 사용할 수 있으며, 따라서 배터리 급전형 장치들에서 또는 전력 사용의 최소화가 바람직한 다른 상황들에서 사용하기에 적합하다.
AMOLED 디스플레이들은 통상적으로 사용자가 볼 수 있는 이미지를 표시하기 위해 행렬로 배열된 픽처 요소들(예로서, 픽셀들)을 포함한다. AMOLED 디스플레이의 개별 픽셀들은 각각의 픽셀에 전압이 인가될 때 광을 생성할 수 있다. AMOLED 디스플레이의 픽셀에 인가되는 전압은 2개의 박막 트랜지스터(TFT)에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 회로 스위칭 TFT를 이용하여, 저장 커패시터 내로 흐르는 전류를 조절할 수 있고, 구동 TFT를 이용하여, 개별 픽셀의 OLED에 제공되는 전압을 조절할 수 있다. AMOLED 디스플레이 내의 TFT들 간의 접속들은 다르게는 이미지 데이터를 표시하는 데 사용될 수도 있는 픽셀의 영역을 통해 확장될 수 있다. 소정 구성들에서, 픽셀 개구비는 이미지 데이터를 표시하는 데 사용될 수 있는 픽셀의 투명 영역과 픽셀의 전체 영역 간의 비율이다. 따라서, TFT들 간의 접속들은 이미지 데이터를 표시하는 데 사용될 수 있는 픽셀의 영역을 줄일 수 있으며, 따라서 AMOLED 디스플레이의 픽셀들의 개구비를 낮출 수 있다.
전자 디스플레이들에서, 각각의 픽셀의 그레이 레벨은 픽셀의 출력의 강도를 결정할 수 있다. 소정 디스플레이들에서, 각각의 픽셀의 출력의 강도는 최저 강도의 흑색으로부터 최고 강도의 백색까지 변할 수 있다. 전술한 바와 같이, AMOLED 디스플레이의 TFT들 중 하나는 개별 픽셀의 OLED에 제공되는 전압을 조절할 수 있다. 구동 TFT의 게이트 전극에 인가되는 전압들의 범위는 OLED로 흐르는 전류의 양을, 따라서 픽셀의 그레이 스케일 레벨을 결정할 수 있다. 구동 TFT의 게이트에 인가될 수 있는 전압들의 범위의 증가는 AMOLED 디스플레이에서 그레이 레벨에 대한 더 정밀한 제어를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 개시되는 소정 실시예들의 요약이 아래에 설명된다. 이러한 양태들은 이러한 소정 실시예들의 간단한 요약을 독자에게 제공하기 위해 제공될 뿐이며, 이러한 양태들은 본 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다. 사실상, 본 발명은 아래에 설명되지 않을 수도 있는 다양한 양태들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 AMOLED 디스플레이의 픽셀들의 개구비 및 그레이 레벨 제어를 향상시키기 위한 장치들 및 방법들과 관련된다. 예를 들어, 전자 장치를 위한 디스플레이는 제1 소스, 제1 드레인, 제1 채널 및 제1 게이트 전극을 갖는 구동 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있다. 게다가, 회로 스위칭 TFT는 제2 소스, 제2 드레인, 제2 채널 및 제2 게이트 전극을 포함할 수 있다. 구동 TFT의 제1 게이트 전극 위에 게이트 절연체 층이 배치될 수 있다. 회로 스위칭 TFT의 제2 게이트 전극은 게이트 절연체 층 위에 배치될 수 있다. 제1 소스, 제1 드레인, 제1 채널, 제2 소스, 제2 드레인 및 제2 채널 위에 층간 유전체(ILD)가 배치될 수 있다. 제1 게이트 전극은 회로 스위칭 TFT의 제2 드레인에 전기적으로 접속될 수 있다. 이러한 직접 접속은 전술한 접속 회로에 의해 점유되는 영역을 줄일 수 있다. 더욱이, 직접 접속의 영역이 감소하므로, 디스플레이의 픽셀들의 픽셀 개구비가 증가할 수 있다.
전술한 특징들의 다양한 개량들이 본 발명의 다양한 양태들과 관련하여 이루어질 수 있다. 추가적인 특징들도 이러한 다양한 양태들에 포함될 수 있다. 이러한 개량들 및 추가적인 특징들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예들 중 하나 이상과 관련하여 아래에 설명되는 다양한 특징들은 본 발명의 전술한 양태들 중 임의의 양태 내에 단독으로 또는 임의의 조합으로 포함될 수 있다. 위에 제공되는 간단한 요약은 청구 발명을 한정하지 않고 본 발명의 소정 실시예들의 다양한 양태들 및 상황들을 독자에게 알리는 것을 의도할 뿐이다.
본 발명의 다양한 양태들은 아래의 상세한 설명을 읽고 도면들을 참조할 때 더 잘 이해될 것이다. 도면들에서:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구동 박막 트랜지스터(TFT)를 포함할 수 있는 전자 장치의 예시적인 컴포넌트들의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드헬드 전자 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노트북 컴퓨터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 디스플레이 장치의 단위 픽셀들의 행렬의 일부를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, AMOLED 디스플레이의 TFT에 대한 게이트 전압과 드레인 전류 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구동 TFT를 갖는 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이에 사용하기 위한 AMOLED 단위 픽셀을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7의 구동 TFT를 갖는 AMOLED 디스플레이의 일부의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부유 게이트를 갖는 구동 TFT를 구비한 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 10은 AMOLED 디스플레이를 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 게이트 위에 배치된 채널을 갖는 구동 TFT를 구비한 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이에 사용하기 위한 AMOLED 단위 픽셀을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
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도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노트북 컴퓨터의 사시도이다.
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도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, AMOLED 디스플레이의 TFT에 대한 게이트 전압과 드레인 전류 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 구동 TFT를 갖는 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이에 사용하기 위한 AMOLED 단위 픽셀을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 7의 구동 TFT를 갖는 AMOLED 디스플레이의 일부의 평면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부유 게이트를 갖는 구동 TFT를 구비한 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 10은 AMOLED 디스플레이를 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 게이트 위에 배치된 채널을 갖는 구동 TFT를 구비한 AMOLED 디스플레이의 일부의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 디스플레이에 사용하기 위한 AMOLED 단위 픽셀을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도이다.
이하, 하나 이상의 특정 실시예가 설명된다. 이러한 실시예들의 간결한 설명을 제공하기 위해, 본 명세서에서는 실제 구현의 모든 특징들이 설명되지는 않는다. 임의의 그러한 실제 구현의 개발에 있어서는, 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이, 구현마다 다를 수 있는 시스템 관련 및 비즈니스 관련 제약들의 준수와 같은 개발자들의 특정 목표들을 달성하기 위해 다수의 구현-고유 결정이 이루어져야 한다는 것을 알아야 한다. 더욱이, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 본 발명의 이익을 갖는 통상의 기술자들에게는 설계, 제조 및 제작의 일상적인 업무일 것이라는 것을 알아야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들의 요소들을 소개할 때, 관사 "a", "an"(하나) 및 "the"(그)는 하나 이상의 요소가 존재한다는 것을 의미하는 것을 의도한다. 용어 "포함하는"(comprising, including) 및 "갖는"(having)은 총괄적인 것을 의도하며, 열거된 요소들 외에 추가적인 요소들이 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것을 의도한다. 게다가, 본 발명의 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 참조들은 상술된 특징들을 또한 포함하는 추가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되는 것을 의도하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
전술한 바와 같이, 본 실시예들은 전자 디스플레이들, 특히 AMOLED 디스플레이들과 관련된다. 구체적으로, 본 실시예들은 AMOLED 디스플레이의 픽셀들의 개구비 및 픽셀들의 그레이 레벨 제어를 향상시키기 위한 장치들을 포함한다. 게다가, 본 실시예들은 증가된 픽셀 개구비들을 갖는 AMOLED 디스플레이들을 제조하기 위한 방법들을 포함한다. 픽셀 개구비들은 디스플레이의 픽셀들 내의 접속 회로의 영역을 줄임으로써 증가될 수 있다. 더욱이, 본 실시예들은 픽셀들의 향상된 그레이 레벨 제어를 갖는 AMOLED 디스플레이들을 제조하기 위한 방법들을 포함한다. 픽셀들의 그레이 레벨 제어는 구동 TFT의 게이트 전극과 채널 간의 거리를 증가시킴으로써 증가될 수 있다.
위의 내용을 기억하면서, 향상된 그레이 레벨 제어 및 더 큰 픽셀 개구비를 갖는 픽셀들을 구비한 전자 디스플레이들을 이용할 수 있는 적절한 전자 장치들의 일반적인 설명이 아래에 설명된다. 구체적으로, 도 1은 그러한 디스플레이와 함께 사용하기에 적합한 전자 장치 내에 존재할 수 있는 다양한 컴포넌트들을 나타내는 블록도이다. 도 2 및 3은 각각 도시된 바와 같이 노트북 컴퓨터 또는 핸드헬드 전자 장치일 수 있는 적절한 전자 장치의 사시도 및 정면도를 나타낸다.
도 1은 그러한 전자 장치(8) 내에 존재할 수 있고, 장치(8)로 하여금 본 명세서에서 설명되는 기술들에 따라 기능하게 할 수 있는 컴포넌트들을 나타내는 블록도이다. 이 분야의 기술자들은 도 1에 도시된 다양한 기능 블록들이 (회로를 포함하는) 하드웨어 요소들, (컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 컴퓨터 코드를 포함하는) 소프트웨어 요소들 또는 하드웨어 및 소프트웨어 요소들 양자의 조합을 포함할 수 있다는 것을 알 것이다. 도 1은 특정 구현의 일례일 뿐이며, 장치(8) 내에 존재할 수 있는 컴포넌트들의 타입들을 도시하는 것을 의도할 뿐이라는 점에 더 유의해야 한다. 예를 들어, 현재 도시된 실시예에서, 이러한 컴포넌트들은 디스플레이(10), I/O 포트들(12), 입력 구조들(14), 하나 이상의 프로세서(16), 메모리 장치(18), 비휘발성 저장 장치(20), 확장 카드(들)(22), 네트워킹 장치(24) 및 전원(26)을 포함할 수 있다. 인식하듯이, 디스플레이(10) 상에 표시되는 이미지 데이터의 전체 품질은 디스플레이(10)의 픽셀들의 그레이 레벨들 및 개구비들의 제어 가능성에 의해 영향을 받을 수 있다.
이러한 컴포넌트들 각각과 관련하여, 디스플레이(10)는 장치(8)에 의해 생성되는 다양한 이미지들을 표시하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 소정 실시예들에서, 디스플레이(10)는 AMOLED 디스플레이일 수 있다. 게다가, 전자 장치(8)의 소정 실시예들에서, 디스플레이(10)는 장치(8)에 대한 제어 인터페이스의 일부로서 사용될 수 있는 터치스크린과 같은 터치 감지 요소와 연계하여 제공될 수 있다.
I/O 포트들(12)은 전원, 헤드셋 또는 헤드폰들, 또는 다른 전자 장치들(예를 들어, 핸드헬드 장치들 및/또는 컴퓨터들, 프린터들, 프로젝터들, 외부 디스플레이들, 모뎀들, 도킹 스테이션들 등)과 같은 다양한 외부 장치들에 접속하도록 구성된 포트들을 포함할 수 있다. I/O 포트들(12)은 유니버설 직렬 버스(USB) 포트, 비디오 포트, 직렬 접속 포트, IEEE-1394 포트, 이더넷 또는 모뎀 포트 및/또는 AC/DC 전력 접속 포트와 같은 임의의 적절한 인터페이스 타입을 지원할 수 있다.
입력 구조들(14)은 사용자 입력 또는 피드백을 프로세서(16)에 제공하는 다양한 장치들, 회로 및 경로들을 포함할 수 있다. 그러한 입력 구조들(14)은 장치(8)의 기능, 장치(8) 상에서 실행되는 애플리케이션들, 및/또는 전자 장치(8)에 접속되거나 그에 의해 사용되는 임의의 인터페이스들 또는 장치들을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 입력 구조들(14)은 사용자로 하여금 표시된 사용자 인터페이스 또는 애플리케이션 인터페이스를 내비게이션하게 할 수 있다. 입력 구조들(14)의 예는 버튼, 슬라이더, 스위치, 제어 패드, 키, 노브, 스크롤 휠, 키보드, 마우스, 터치 패드 등을 포함할 수 있다.
소정 실시예들에서, 입력 구조(14) 및 디스플레이(10)는 터치 감지 메커니즘이 디스플레이(10)와 연계하여 제공되는 터치스크린의 경우와 같이 함께 제공될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 사용자는 터치 감지 메커니즘을 통해 표시된 인터페이스 요소들을 선택하거나 이들과 상호작용할 수 있다. 이러한 방식으로, 표시된 인터페이스는 상호작용 기능을 제공하여, 사용자로 하여금 디스플레이(10)를 터치함으로써 표시된 인터페이스를 내비게이션하게 할 수 있다.
예를 들어 디스플레이(10) 상에 표시된 사용자 또는 애플리케이션 인터페이스와 상호작용하기 위한 입력 구조들(14)과의 사용자 상호작용은 사용자 입력을 지시하는 전기 신호들을 생성할 수 있다. 이러한 입력 신호들은 추가적인 처리를 위해 입력 허브 또는 버스와 같은 적절한 경로들을 통해 프로세서(들)(16)로 라우팅될 수 있다.
프로세서(들)(16)는 전자 장치(8)의 운영 체제, 프로그램들, 사용자 및 애플리케이션 인터페이스들 및 임의의 다른 기능들을 실행하기 위한 처리 능력을 제공할 수 있다. 프로세서(들)(16)는 하나 이상의 "범용" 마이크로프로세서, 하나 이상의 특수 목적 마이크로프로세서 및/또는 ASIC과 같은 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 그러한 처리 컴포넌트들의 소정 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(16)는 하나 이상의 축소 명령어 세트(RISC) 프로세서는 물론, 그래픽 프로세서, 비디오 프로세서, 오디오 프로세서 및/또는 관련 칩셋을 포함할 수 있다.
프로세서(들)(16)에 의해 처리될 명령어들 또는 데이터는 메모리(18)와 같은 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 그러한 메모리(18)는 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 휘발성 메모리로서 그리고/또는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은 비휘발성 메모리로서 제공될 수 있다. 메모리(18)는 다양한 정보를 저장할 수 있으며, 다양한 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 메모리(18)는 전자 장치(8)를 위한 펌웨어(예를 들어, 기본 입/출력 명령어 또는 운영 체제 명령어들), 전자 장치(8) 상에서 실행되는 다양한 프로그램들, 애플리케이션들 또는 루틴들, 사용자 인터페이스 기능들, 프로세서 기능들 등을 저장할 수 있다. 게다가, 메모리(18)는 전자 장치(8)의 동작 동안 버퍼링 또는 캐싱을 위해 사용될 수 있다.
컴포넌트들은 데이터 및/또는 명령어들의 영구 저장을 위하여 비휘발성 저장 장치(20)와 같은 다른 형태의 컴퓨터 판독 가능 매체들을 더 포함할 수 있다. 비휘발성 저장 장치(20)는 플래시 메모리, 하드 드라이브 또는 임의의 다른 광, 자기 및/또는 고체 상태 저장 매체들을 포함할 수 있다. 비휘발성 저장 장치(20)는 펌웨어, 데이터 파일들, 소프트웨어, 무선 접속 정보 및 임의의 다른 적절한 데이터를 저장하는 데 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예는 하나 이상의 카드 또는 확장 슬롯들도 포함할 수 있다. 카드 슬롯들은 추가 메모리, I/O 기능 또는 네트워킹 능력과 같은 기능을 전자 장치(8)에 추가하는 데 사용될 수 있는 확장 카드(22)를 수납하도록 구성될 수 있다. 그러한 확장 카드(22)는 임의 타입의 적절한 커넥터를 통해 장치에 접속될 수 있으며, 전자 장치(8)의 하우징의 안에서 또는 밖에서 액세스될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 확장 카드(22)는 플래시 메모리 카드, 예를 들어 보안 디지털(SD) 카드, 미니 또는 마이크로 SD, 컴팩트 플래시 카드, 멀티미디어 카드(MMC) 등일 수 있다.
도 1에 도시된 컴포넌트들은 네트워크 제어기 또는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)와 같은 네트워크 장치(24)도 포함한다. 일 실시예에서, 네트워크 장치(24)는 임의의 802.11 표준 또는 임의의 다른 적절한 무선 네트워킹 표준을 통해 무선 접속을 제공하는 무선 NIC일 수 있다. 네트워크 장치(24)는 전자 장치(8)로 하여금 근거리 네트워크(LAN), 광역 네트워크(WAN) 또는 인터넷과 같은 네트워크를 통해 통신하게 할 수 있다. 또한, 전자 장치(8)는 네트워크 상의 임의의 장치, 예를 들어 휴대용 전자 장치, 개인용 컴퓨터, 프린터 등에 접속하고, 이들과 데이터를 송수신할 수 있다. 대안으로서, 일부 실시예들에서, 전자 장치(8)는 네트워크 장치(24)를 포함하지 않을 수 있다. 그러한 실시예에서는, NIC가 확장 카드(22)로서 추가되어, 전술한 것과 유사한 네트워킹 능력을 제공할 수 있다.
또한, 컴포넌트들은 전원(26)도 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전원(26)은 리튬-이온 폴리머 배터리 또는 다른 타입의 적절한 배터리와 같은 하나 이상의 배터리일 수 있다. 배터리는 사용자 이동식이거나 전자 장치(8)의 하우징 내에 고정될 수 있으며, 재충전 가능할 수 있다. 게다가, 전원(26)은 전기 콘센트에 의해 제공되는 전력과 같은 AC 전력을 포함할 수 있으며, 전자 장치(8)는 전력 어댑터를 통해 전원(26)에 접속될 수 있다. 이러한 전력 어댑터는 존재할 경우에 하나 이상의 배터리를 재충전하는 데에도 사용될 수 있다.
위의 사항을 기억하면서, 도 2는 핸드헬드 장치(30), 여기서는 셀룰러 전화 형태의 전자 장치(8)를 도시한다. 도시된 핸드헬드 장치(30)는 셀룰러 전화와 관련하여 제공되지만, 다른 타입의 핸드헬드 장치들(예를 들어, 음악 및/또는 비디오를 재생하기 위한 미디어 플레이어, 개인용 데이터 오거나이저, 핸드헬드 게임 플랫폼 및/또는 이러한 장치들의 조합 등)도 전자 장치(8)로서 적절히 제공될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 적절한 핸드헬드 장치(30)는 미디어 플레이어, 셀룰러 전화, 게이밍 플랫폼, 개인용 데이터 오거나이저 등과 같은 하나 이상의 타입의 장치들의 기능을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도시된 실시예에서, 핸드헬드 장치(30)는 (사진을 촬영하고, 오디오 및/또는 비디오를 기록하고, 음악을 듣고, 게임을 하는 능력 등과 같은) 다양한 추가적인 기능들을 제공할 수 있는 셀룰러 전화의 형태를 갖는다. 도 1의 범용 전자 장치와 관련하여 설명된 바와 같이, 핸드헬드 장치(30)는 사용자가 인터넷에 접속하고 인터넷을 통해 통신하거나 LAN 또는 WAN과 같은 다른 네트워크들에 접속하고 이들을 통해 통신하게 할 수 있다. 핸드헬드 전자 장치(30)는 블루투스 및 근거리장 통신(near field communication)과 같은 단거리 접속들을 이용하여 다른 장치들과 통신할 수도 있다. 예를 들어, 핸드헬드 장치(30)는 캘리포니아 쿠퍼티노의 애플사로부터 입수할 수 있는 iPod®, iPhone® 또는 iPad®의 일 모델일 수 있다.
도시된 실시예에서, 핸드헬드 장치(30)는 내부 컴포넌트들을 물리적 손상으로부터 보호하고 전자기 간섭으로부터 차폐하는 인클로저 또는 보디(31)를 포함한다. 인클로저(31)는 플라스틱, 금속 또는 복합 재료와 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있으며, 소정 주파수의 전자기 복사선이 핸드헬드 장치(30) 내의 무선 통신 회로로 통과하는 것을 가능하게 하여 무선 통신을 용이하게 할 수 있다.
도시된 실시예에서, 인클로저(31)는 사용자 입력 구조들(14)을 포함하며, 사용자는 이들을 통해 장치와 인터페이스할 수 있다. 각각의 사용자 입력 구조(14)는 작동시에 장치 기능의 제어를 돕도록 구성될 수 있다. 예컨대, 셀룰러 전화 구현에서, 입력 구조들(14) 중 하나 이상은 표시될 "홈" 스크린 또는 메뉴를 호출하고, 슬립(sleep) 및 웨이크(wake) 모드 사이에서 토글링하고, 셀폰 애플리케이션을 위해 링어(ringer)를 침묵시키고, 볼륨 출력을 증감시키는 것 등을 행하도록 구성될 수 있다.
도시된 실시예에서, 핸드헬드 장치(30)는 AMOLED 디스플레이(32) 형태의 디스플레이(10)를 포함한다. AMOLED 디스플레이(32)는 사용자로 하여금 핸드헬드 장치(30)와 상호작용할 수 있게 해주는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(34)를 표시하는 데 사용될 수 있다. GUI(34)는 디스플레이(10)의 전부 또는 일부에 표시될 수 있는 다양한 계층들, 윈도들, 스크린들, 템플릿들 또는 다른 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 일반적으로, GUI(34)는 핸드헬드 장치(30)의 애플리케이션들 및 기능들을 표현하는 그래픽 요소들을 포함할 수 있다. 그래픽 요소들은 아이콘들(36) 및 버튼들, 슬라이더들, 메뉴 바들 등을 표현하는 다른 이미지들을 포함할 수 있다. 아이콘들(36)은 각각의 아이콘(36)의 선택시에 열릴 수 있는 핸드헬드 장치(30)의 다양한 애플리케이션에 대응할 수 있다. 더구나, 아이콘(36)의 선택은 계층적 내비게이션 프로세스를 유도할 수 있으며, 따라서 아이콘(36)의 선택은 하나 이상의 추가적인 아이콘 또는 다른 GUI 요소를 포함하는 스크린을 제공한다. 아이콘들(36)은 디스플레이(10)에 포함된 터치스크린을 통해 선택될 수 있거나, 휠 또는 버튼과 같은 사용자 입력 구조(14)에 의해 선택될 수 있다.
핸드헬드 전자 장치(30)는 외부 장치들에 대한 핸드헬드 장치(30)의 접속을 가능하게 하는 다양한 입/출력(I/O) 포트(12)도 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 I/O 포트(12)는 핸드헬드 전자 장치(30)와 다른 전자 장치, 예를 들어 컴퓨터 사이의 데이터 또는 명령들의 송수신을 가능하게 하는 포트일 수 있다. 그러한 I/O 포트(12)는 애플사로부터의 독점 포트일 수 있거나, 공개된 표준 I/O 포트일 수 있다.
도 2에 도시된 셀룰러 전화와 같은 핸드헬드 장치들(30)에 더하여, 전자 장치(8)는 컴퓨터 또는 다른 타입의 전자 장치의 형태를 취할 수도 있다. 그러한 컴퓨터들은 일반적으로 휴대할 수 있는 컴퓨터들(랩탑, 노트북 및 태블릿 컴퓨터 등)은 물론, 일반적으로 한 곳에서 사용되는 컴퓨터들(전통적인 데스크탑 컴퓨터, 워크스테이션 및/또는 서버 등)도 포함할 수 있다. 소정 실시예들에서, 컴퓨터 형태의 전자 장치(8)는 애플사로부터 입수할 수 있는 MacBook®, MacBook® Pro, MacBook Air®, iMac®, Mac®mini, Mac Pro® 또는 iPad®의 일 모델일 수 있다. 예를 들어, 랩탑 컴퓨터(50) 형태의 전자 장치(8)가 일 실시예에 따라 도 3에 도시되어 있다. 도시된 컴퓨터(50)는 하우징(52), 디스플레이(10)(예를 들어, AMOLED 디스플레이(32)), 입력 구조들(14) 및 입/출력 포트들(12)을 포함한다.
일 실시예에서, 입력 구조들(14)(키보드 및/또는 터치 패드 등)은 컴퓨터(50)와 상호작용하기 위해, 예를 들어 컴퓨터(50) 상에서 실행되는 GUI 또는 애플리케이션들을 시작, 제어 또는 조작하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 키보드 및/또는 터치 패드는 사용자가 디스플레이(10) 상에 표시된 사용자 인터페이스 또는 애플리케이션 인터페이스를 내비게이션하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도시된 바와 같이, 컴퓨터(50) 형태의 전자 장치(8)는 추가적인 장치들의 접속을 허가하기 위한 다양한 입출력 포트들(12)도 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(50)는 다른 전자 장치, 프로젝터, 보조 디스플레이 등에 접속하는 데 적합한 USB 포트 또는 다른 포트와 같은 I/O 포트(12)를 포함할 수 있다. 게다가, 컴퓨터(50)는 도 1과 관련하여 설명된 바와 같이 네트워크 접속, 메모리 및 저장 능력들을 포함할 수 있다. 결과적으로, 컴퓨터(50)는 GUI 및 다른 애플리케이션들을 저장하고 실행할 수 있다.
현재 개시되는 디스플레이(10)를 갖는 전자 장치(8)는 예로서 설명된 것들과 다른 장치들을 포함할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 전자 장치는 텔레비전, 독립 디스플레이 장치 등과 같은 디스플레이(10)를 갖는 임의의 장치도 포함할 수 있다.
설명된 바와 같이, 전자 장치의 디스플레이(10)는 AMOLED 디스플레이(32)일 수 있다. AMOLED 디스플레이(32)는 발광 회로를 포함하는 픽셀들의 행렬을 포함한다. 따라서, 도 4는 디스플레이(10)의 픽셀들의 행렬의 일부를 포함하는 회로를 도시한다. 도시된 바와 같이, 디스플레이(10)는 디스플레이 패널(60)을 포함할 수 있다. 더욱이, 디스플레이 패널(60)은 이미지를 표시할 수 있는 디스플레이(10)의 관찰 가능 영역을 함께 형성하는 단위 픽셀들(62)의 다수의 행 및 열을 정의하는 어레이 또는 행렬로서 배열된 다수의 단위 픽셀(62)을 포함할 수 있다. 그러한 어레이에서, 각각의 단위 픽셀(62)은 여기서는 도시된 게이트 라인들(64)("스캐닝 라인들"이라고도 함) 및 소스 라인들(66)("데이터 라인들"이라고도 함)에 의해 각각 표현되는 행들 및 열들의 교점에 의해 정의될 수 있다. 게다가, 전력 공급 라인들(68)이 단위 픽셀(62) 각각에 전력을 공급할 수 있다.
참조 번호 62a-62f에 의해 각각 개별적으로 참조되는 6개의 단위 픽셀만이 도시되지만, 실제 구현에서는 각각의 소스 라인(66) 및 게이트 라인(64)이 수백 개 또는 심지어 수천 개의 그러한 단위 픽셀(62)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 1024x768의 디스플레이 해상도를 갖는 컬러 디스플레이 패널(60)에서, 픽셀 어레이의 열을 정의할 수 있는 각각의 소스 라인(66)은 768개의 단위 픽셀을 포함할 수 있고, 픽셀 어레이의 행을 정의할 수 있는 각각의 게이트 라인(64)은 단위 픽셀들의 1024개 그룹을 포함할 수 있으며, 각각의 그룹은 적색, 청색 및 녹색 픽셀을 포함하고, 따라서 각각의 게이트 라인(64)은 총 3072개의 단위 픽셀을 가질 수 있다. 추가적인 예로서, 패널(60)은 480x320 또는 960x640의 해상도를 가질 수 있다. 현재 설명되는 예에서, 단위 픽셀들(62a-62c)은 적색 픽셀(62a), 청색 픽셀(62b) 및 녹색 픽셀(62c)을 갖는 픽셀들의 그룹을 나타낼 수 있다. 단위 픽셀들(62d-62f)의 그룹은 유사한 방식으로 배열될 수 있다. 게다가, 업계에서는, 용어 "픽셀"이 인접하는 상이한 컬러의 픽셀들(예로서, 적색 픽셀, 청색 픽셀 및 녹색 픽셀)의 그룹을 지칭하는 것일 수 있고, 그룹에서 개별 컬러의 픽셀들 각각이 "서브픽셀"로서 지칭될 수 있는 것이 또한 일반적이다.
도 4에 도시된 각각의 단위 픽셀(62a-62f)은 2개의 박막 트랜지스터(TFT)(70), 즉 구동 TFT(72) 및 회로 스위칭 TFT(74)를 포함한다. 구동 TFT(72)는 소스(76), 드레인(78) 및 게이트(80)를 포함할 수 있다. 또한, 회로 스위칭 TFT(74)는 소스(82), 드레인(84) 및 게이트(86)를 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 각각의 구동 TFT(72)의 소스(76)는 전력 공급 라인(68)에 전기적으로 결합될 수 있다. 유사하게, 각각의 구동 TFT(72)의 드레인(78)은 유기 발광 다이오드(OLED)(88)에 전기적으로 접속될 수 있다. 더구나, 각각의 회로 스위칭 TFT(74)의 소스(82)는 소스 라인(66)에 전기적으로 접속될 수 있고, 각각의 회로 스위칭 TFT(74)의 드레인(84)은 각각의 구동 TFT(72)의 게이트(80)에 전기적으로 접속될 수 있다. 각각의 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트(86)는 게이트 라인(64)에 전기적으로 접속될 수 있다. 각각의 TFT(70)는 스위칭 요소로서 사용되며, TFT들(70)의 게이트들에서의 게이트 활성화 신호(스캐닝 신호라고도 함)의 각각의 존재 여부에 기초하여 소정 기간 동안 활성화 및 비활성화(예를 들어, 스위치 온 및 오프)될 수 있다. 더구나, 저장 커패시터(89)가 각각의 회로 스위칭 TFT(74)의 드레인(84) 및 상이한 단위 픽셀(62)의 게이트 라인(64)에 전기적으로 접속될 수 있다.
디스플레이(10)는 디스플레이(10) 및 패널(60)의 다양한 양태를 제어하도록 구성되는 프로세서 또는 ASIC와 같은 칩을 포함할 수 있는 소스 드라이버 집적 회로(IC)(90)도 포함한다. 예를 들어, 소스 드라이버 IC(90)는 프로세서(들)(16)로부터 이미지 데이터(92)를 수신하고, 대응하는 이미지 신호들을 패널(60)의 단위 픽셀들(62)로 전송할 수 있다. 소스 드라이버 IC(90)는 게이트 라인들(64)을 통해 단위 픽셀들(62)의 행들을 활성화/비활성화하기 위한 게이트 활성화 신호들을 제공/제거하도록 구성될 수 있는 게이트 드라이버 IC(94)에도 결합될 수 있다. 소스 드라이버 IC(90)는 단위 픽셀들(62)의 개별 행들의 활성화 및 비활성화를 용이하게 하기 위하여 타이밍 정보(96)를 결정하여 게이트 드라이버 IC(94)로 전송하는 타이밍 제어기를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 타이밍 정보는 소정의 다른 방식으로(예를 들어, 소스 드라이버 IC(90)로부터 분리된 타이밍 제어기를 이용하여) 게이트 드라이버 IC(94)에 제공될 수 있다. 또한, 도 4는 단일 소스 드라이버 IC(90)만을 도시하지만, 다른 실시예들은 다수의 소스 드라이버 IC(90)를 이용하여 이미지 신호들(96)을 단위 픽셀들(62)에 제공할 수 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 추가적인 실시예들은 패널(60)의 하나 이상의 에지를 따라 배치된 다수의 소스 드라이버 IC(90)를 포함할 수 있으며, 각각의 소스 드라이버 IC(90)는 소스 라인들(66) 및/또는 게이트 라인들(64)의 서브세트를 제어하도록 구성될 수 있다.
동작에 있어서, 소스 드라이버 IC(90)는 프로세서(16) 또는 개별 디스플레이 제어기로부터 이미지 데이터(92)를 수신하고, 수신된 데이터에 기초하여, 단위 픽셀들(62)을 제어하기 위한 신호들을 출력한다. 예를 들어, 이미지 데이터(92)를 표시하기 위하여, 소스 드라이버 IC(90) 및 게이트 드라이버 IC(94)는 각각 회로 스위칭 TFT(74)의 소스(82) 및 게이트(86)에 전압을 공급하여, 각각의 저장 커패시터(89)를 충전할 수 있다. 저장 커패시터(89)는 구동 TFT(72)의 게이트(80)를 구동하여, 전력 공급 장치(98)로부터 각각의 단위 픽셀(62)의 OLED(88)로 전류를 공급할 수 있다. 알 수 있듯이, 특정 단위 픽셀의 컬러는 대응하는 OLED(88)의 컬러에 의존한다. 전술한 프로세스는 패널(60) 내의 픽셀들(62)의 각각의 행에 대해 반복되어, 이미지 데이터(92)를 디스플레이(10) 상에 관찰 가능 이미지로서 재생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 디스플레이(10)의 픽셀들은 디스플레이 회로에 공급되는 전류를 구동 및 제어하기 위한 TFT들을 포함한다. 도 5는 디스플레이(10) 내의 TFT를 구동하기 위한 곡선(112)을 나타내는 그래프(110)이다. 그래프(110)의 x축은 구동 TFT(72)의 게이트 전압(114)을 나타낸다. 그래프(110)의 y축은 구동 TFT(72)의 드레인 전류(116)를 나타낸다. 그래프(110) 상의 박스(118)는 TFT 게이트 전압 동작 범위를 나타낸다. 더 큰 게이트 전압 동작 범위는 디스플레이(10) 내의 각각의 픽셀의 그레이 레벨의 향상된 제어를 촉진할 수 있다. 게다가, 주어진 전류 범위에 대한 더 큰 게이트 전압 동작 범위는 곡선(112)의 기울기를 줄일 수 있다. 곡선(112)의 기울기가 감소할 때, 동일한 게이트 전압 변화(120)는 더 작은 드레인 전류 차이(122)를 유발하여, 디스플레이(10) 내의 각각의 픽셀의 그레이 레벨의 향상된 제어를 촉진할 수 있다.
디스플레이(10)는 픽셀들의 그레이 레벨들의 더 훌륭한 제어를 촉진하고 픽셀들의 개구비를 증가시키도록 제조될 수 있다. 따라서, 도 6은 그러한 디스플레이(10)의 단위 픽셀(62)의 단면도를 도시한다. 도 6의 단면도는 도 7과 관련하여 설명될 것이다. 도 7은 도 6의 단위 픽셀(62)을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도(160)를 도시한다. 단위 픽셀(62)은 여러 층으로부터 형성될 수 있다. 구체적으로, 단위 픽셀(62)은 기판(130), 및 도 7의 블록 162에 의해 표현된 바와 같이 기판(130) 상에 배치된 하나 이상의 TFT 층을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 단위 픽셀(62)은 구동 TFT(72) 및 회로 스위칭 TFT(74)를 포함한다. 구동 TFT(72)는 소스(76), 채널(132), 드레인(78) 및 게이트(80)를 포함한다. 더욱이, 회로 스위칭 TFT(74)는 소스(82), 채널(134), 드레인(84) 및 게이트(86)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 단위 픽셀(62)은 둘 이상의 구동 TFT(72) 및/또는 둘 이상의 회로 스위칭 TFT(74)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 게이트 절연체 층(136)이 구동 TFT(72)의 소스(76), 채널(132) 및 드레인(78) 위에 배치된다. 또한, 게이트 절연체 층(136)은 도 7의 블록 164에 의해 표현되는 바와 같이 회로 스위칭 TFT(74)의 소스(82), 채널(134) 및 드레인(84) 위에 배치된다. 게이트 절연체 층(136)은 회로 스위칭 TFT(74)의 채널(134)을 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트(86)로부터 절연할 수 있다.
도 6에 도시되고, 도 7의 블록 166에 의해 표현된 바와 같이, 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트(86)는 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트 절연체 층(136) 위에 배치되어, 회로 스위칭 TFT(74)의 채널(134)을 통하는 전류 흐름을 제어한다. 층간 유전체(ILD)(138)가 도 7의 블록 168에 의해 표현되는 바와 같이 게이트(86) 및 게이트 절연체 층(136) 위에 배치된다. 픽셀 전극(140)이 도 7의 블록 170에 의해 표현되는 바와 같이 ILD(138)의 일부를 따라 배치될 수 있다. 픽셀 전극(140)은 콘택(142)에 의해 그리고 비아(144)를 통해 구동 TFT(72)의 드레인(78)에 전기적으로 결합될 수 있다. 하나 이상의 콘택(142)이 ILD(138) 위에 배치되고, ILD(138) 및 게이트 절연체 층(136)을 통해 연장되는 각각의 비아들(144)에 의해 소스(76), 소스(82), 드레인(78) 및 드레인(84)에 전기적으로 결합된다. 구동 TFT(72)의 게이트(80)는 구동 TFT(72)의 채널(132) 바로 위쪽에서 ILD(138) 위에 배치되어, 구동 TFT(72)의 채널(132)을 통하는 전류 흐름을 제어한다. 비아들(144), 콘택들(142), 및 구동 TFT(72)의 게이트(80)는 도 7의 블록 172에 의해 표현되는 바와 같이 단일 제조 단계에서 배치될 수 있다.
구동 TFT(72)의 게이트(80)는 ILD(138) 위에 그리고 구동 TFT(72)의 채널(132)의 바로 위쪽에 배치되어, 구동 TFT(72)의 보다 양호한 전압 제어를 제공한다. 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 구동 TFT(72)의 채널(132) 간의 더 큰 거리는 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 채널(132) 간에 형성되는 용량을 줄일 수 있다. 이러한 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 채널(132) 간의 감소된 용량은 게이트(80)에 인가되는 더 큰 범위의 전압들을 이용하여, 대응하는 범위의 전류가 구동 TFT(72)의 채널(132)을 통해 흐르게 할 수 있다. 가능한 입력 전압들의 큰 범위는 더 정밀한 전압 및 전류 제어를 제공할 수 있다. 더욱이, 보다 양호한 전압 및 전류 제어는 더 정확한 그레이 레벨 제어를 제공할 수 있다.
도 7의 블록 174에 의해 표현되는 바와 같이, 유기 평탄화 층과 같은 절연층(146)이 ILD(138), 콘택들(142), 구동 TFT(72)의 제1 게이트 전극(80), 및 픽셀 전극(140)의 일부 위에 배치될 수 있다. OLED(88)(예를 들어, OLED 층)는 도 7의 블록 176에 의해 표현되는 바와 같이 픽셀 전극(140)의 바로 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 디스플레이(10)는 저부 발광 디스플레이일 수 있다. 예를 들어, 도 7의 블록 178에 의해 표현되는 바와 같이, 상부 전극(148)이 OLED(88) 및 절연층(146) 위에 배치될 수 있다. 구체적으로, OLED(88)는 (예를 들어, OLED(88)를 통해) 픽셀 전극(140)과 상부 전극(148) 사이에 전류가 흐를 때 광을 방출할 수 있다. 알 수 있듯이, 픽셀 전극(140)은 OLED(88)로부터 방출되는 광을 투과시키는 투명 재료를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 6 및 7에 설명된 바와 같이 단위 픽셀(62)을 형성함으로써, 회로 스위칭 TFT(74)와 구동 TFT(72)를 접속하는 회로가 단위 픽셀(62)의 상이한 층들에 배치되는 다른 설계들에 비해, 픽셀 개구비가 증가될 수 있다. 도 8은 도 6에 도시된 단위 픽셀(62)의 평면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 회로 스위칭 TFT(74)의 드레인(84)은 구동 TFT(72)의 게이트(80)에 전기적으로 결합된다. 전술한 바와 같이, 게이트(80)는 ILD(138) 위에 배치된다. 이와 달리, 게이트(86)는 ILD(138) 아래에 배치된다. ILD(138) 위의 게이트(80)의 형성은 콘택(142)을 이용하는 그리고 비아(144)를 통한 드레인(84)에 대한 게이트(80)의 접속(160)을 용이하게 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 접속(160)은 게이트(80), 콘택들(142) 및 비아들(144)과 동일한 제조 단계에서 형성되어, 제조 단계들을 줄일 수 있다. 접속(160)은 게이트(80)와 동일한 층에 접속(160)을 형성함으로써 감소될 수 있는 폭(162)을 가지며, 따라서 추가적인 접속 회로를 제거한다. 주어진 단위 픽셀(62)에 대해, 폭(162)을 줄이는 것은 디스플레이(10)의 픽셀 전극(140) 및 OLED(88)를 위한 더 많은 영역을 제공할 수 있으며, 이는 결국 디스플레이(10)의 개구비를 증가시킬 수 있다.
다른 실시예들 및 전술한 실시예들의 변형들은 추가적인 특징들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9는 디스플레이(10)의 단위 픽셀(62)의 다른 실시예의 단면도를 도시한다. 이 실시예에서는, 더미 게이트 전극(164)이 게이트 절연체(136) 위에 그리고 구동 TFT(72)의 채널(132) 위에 배치된다. 더미 게이트 전극(164)은 도핑 마스크로서 작용하여, 구동 TFT(72)의 소스(76) 및 드레인(78)이 마스크를 형성하기 위한 포토레지스트 층을 사용하지 않고도 도핑되게 할 수 있다. 더미 게이트 전극(164)을 도핑 마스크로서 사용하는 것은 디스플레이(10)의 TFT들(70)을 제조하는 제조 단계들의 수를 줄일 수 있다. ILD(138)는 더미 게이트 전극(164) 위에서 ILD(138)의 두께를 증가시키기 위해 상승된 부분(166)을 또한 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 제조된 TFT들(70)을 포함하는 단위 픽셀들(62)의 행렬은 전자 장치(8)에서 사용될 디스플레이(10) 내에 제조될 수 있다. 도 10은 AMOLED 디스플레이를 제조하기 위한 프로세스의 흐름도(180)를 도시한다. 전술한 바와 같이 단위 픽셀들(62)의 행렬이 형성되어, 블록 182에 의해 표현되는 바와 같이 디스플레이 패널(60)을 제공할 수 있다. 디스플레이 패널(60)은 도 4에 도시된 바와 같이 행들 및 열들로 배열된 다수의 단위 픽셀(62)을 포함할 수 있다. 프로세서(16)(예로서, 처리 장치)는 블록 184에 의해 표현되는 바와 같이 디스플레이 패널(60)에 결합될 수 있다. 더구나, 디스플레이 패널(60) 및 프로세서(16)는 블록 186에 의해 표현되는 바와 같이 전자 장치(8)의 하우징 내에 배치될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 바와 같이, 디스플레이(10)는 픽셀들의 그레이 레벨들의 더 훌륭한 제어를 촉진하고 픽셀들의 개구비를 증가시키기 위한 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 따라서, 도 11은 그러한 디스플레이(10)의 단위 픽셀(62)의 다른 단면도를 도시한다. 도 11의 단면도는 도 12와 관련하여 설명될 것이다. 도 12는 도 11의 단위 픽셀(62)을 제조하기 위한 프로세스의 흐름도(184)를 도시한다. 단위 픽셀(62)은 여러 층으로부터 형성될 수 있다. 구체적으로, 단위 픽셀(62)은 기판(130), 및 도 12의 블록 186에 의해 표현된 바와 같이 기판(130) 위에 배치된 구동 TFT(72)의 게이트(80)를 포함할 수 있다. 구동 TFT(72)의 게이트(80)는 구동 TFT(72)의 채널(132)을 통한 전류 흐름을 제어하는 데 사용될 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 단위 픽셀(62)은 구동 TFT(72) 및 회로 스위칭 TFT(74)를 포함한다. 구동 TFT(72)는 소스(76), 채널(132), 드레인(78) 및 게이트(80)를 포함한다. 더욱이, 회로 스위칭 TFT(74)는 소스(82), 채널(134), 드레인(84) 및 게이트(86)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 단위 픽셀(62)은 둘 이상의 구동 TFT(72) 및/또는 둘 이상의 회로 스위칭 TFT(74)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 도 12의 블록 188에 의해 표현되는 바와 같이, 제1 게이트 절연체 층(180)이 구동 TFT(72)의 게이트(80) 위에 배치된다. 제1 게이트 절연체 층(180)은 구동 TFT(72)의 채널(132)을 구동 TFT(72)의 게이트(80)로부터 절연할 수 있다.
도 11에 도시되고, 도 12의 블록 190에 의해 표현된 바와 같이, 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트(86)는 제1 게이트 절연체 층(180) 위에 배치되어, 회로 스위칭 TFT(74)의 채널(134)을 통하는 전류 흐름을 제어하는 데 사용된다. 더욱이, 도 12의 블록 192에 의해 표현되는 바와 같이, 제2 게이트 절연체 층(182)이 회로 스위칭 TFT(74)의 게이트(86) 위에 그리고 제1 게이트 절연체 층(180) 위에 배치된다. 더구나, 구동 TFT(72)의 소스(76), 채널(132) 및 드레인(78), 및 회로 스위칭 TFT(74)의 소스(82), 채널(134) 및 드레인(84)은 도 12의 블록 194에 의해 표현되는 바와 같이 제2 게이트 절연체 층(182) 위에 배치된다.
도 12의 블록 196에 의해 표현되는 바와 같이, 층간 유전체(ILD)(138)가 구동 TFT(72)의 소스(76), 채널(132) 및 드레인(78), 및 회로 스위칭 TFT(74)의 소스(82), 채널(134) 및 드레인(84) 위에 배치된다. 도 12의 블록 198에 의해 표현되는 바와 같이, 픽셀 전극(140)이 ILD(138)의 일부를 따라 배치될 수 있다. 픽셀 전극(140)은 콘택(142)에 의해 그리고 비아(144)를 통해 구동 TFT(72)의 드레인(78)에 전기적으로 결합될 수 있다. 하나 이상의 콘택(142)이 ILD(138) 위에 배치되고, ILD(138)를 통해 연장되는 각각의 비아들(144)에 의해 소스(76), 소스(82), 드레인(78) 및 드레인(84)에 전기적으로 결합된다. 도 12의 블록 200에 의해 표현되는 바와 같이, 비아들(144) 및 콘택들(142)은 단일 제조 단계에서 배치될 수 있다.
구동 TFT(72)의 게이트(80)가 제1 게이트 절연체 층(180) 및 제2 게이트 절연체 층(182)에 의해 채널(132)로부터 분리됨에 따라, 구동 TFT(72)의 더 양호한 전압 제어가 가능할 수 있다. 예를 들어, 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 구동 TFT(72)의 채널(132) 간의 더 큰 거리는 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 채널(132) 간에 형성되는 용량을 줄일 수 있다. 이러한 구동 TFT(72)의 게이트(80)와 채널(132) 간의 감소된 용량은 게이트(80)에 인가되는 더 큰 범위의 전압들을 이용하여, 대응하는 범위의 전류가 구동 TFT(72)의 채널(132)을 통해 흐르게 할 수 있다. 가능한 입력 전압들의 큰 범위는 더 정밀한 전압 및 전류 제어를 제공할 수 있다. 더욱이, 보다 양호한 전압 및 전류 제어는 더 정확한 그레이 레벨 제어를 제공할 수 있다.
도 12의 블록 202에 의해 표현되는 바와 같이, 유기 평탄화 층과 같은 절연층(146)이 ILD(138), 콘택들(142), 및 픽셀 전극(140)의 일부 위에 배치될 수 있다. OLED(88)(예를 들어, OLED 층)는 도 12의 블록 204에 의해 표현되는 바와 같이 픽셀 전극(140)의 바로 위에 배치될 수 있다. 본 실시예에서, 디스플레이(10)는 저부 발광 디스플레이일 수 있다. 예를 들어, 도 12의 블록 206에 의해 표현되는 바와 같이, 상부 전극(148)이 OLED(88) 및 절연층(146) 위에 배치될 수 있다. 구체적으로, OLED(88)는 (예를 들어, OLED(88)를 통해) 픽셀 전극(140)과 상부 전극(148) 사이에 전류가 흐를 때 광을 방출할 수 있다. 알 수 있듯이, 픽셀 전극(140)은 OLED(88)로부터 방출되는 광을 투과시키는 투명 재료를 포함할 수 있다.
전술한 특정 실시예들은 예시적으로 설명되었으며, 이러한 실시예들에 대한 다양한 변경들 및 대안 형태들이 가능할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 청구항들은 개시되는 특정 형태들로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 모든 변경들, 균등물들 및 대안들을 포함하는 것을 의도한다는 것을 더 이해해야 한다.
Claims (20)
- 전자 장치용 디스플레이로서,
기판 위에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 게이트;
상기 제1 게이트 위에 배치된 제1 절연체 층;
상기 제1 절연체 층 위에 배치된 제2 TFT의 제2 게이트 - 상기 제2 게이트가 그 위에 배치된 상기 제1 절연체 층은 상기 제1 게이트 위로 배치된 것과 동일한 제1 절연체 층임 - ;
제2 절연체 층 - 상기 제1 게이트가 상기 기판 및 상기 제1 절연체 층 사이에 배치되고 상기 제2 게이트가 상기 제1 절연체 층 및 상기 제2 절연체 층 사이에 배치되도록, 상기 제2 절연체 층은 상기 제1 절연체 층 및 상기 제2 게이트 위에 배치됨 -;
상기 제2 절연체 층 바로 위에 배치된 TFT 층 - 상기 TFT 층은 상기 제1 TFT 또는 상기 제2 TFT의 소스, 드레인, 및 상기 소스 및 상기 드레인에 인접 배치된 채널을 포함함 -;
상기 TFT 층 위에 배치된 제3 절연체 층;
상기 소스에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제1 비아;
상기 드레인에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제2 비아; 및
상기 제2 절연체 층 위에 배치된 픽셀 전극
을 포함하는 픽셀을 포함하는 디스플레이. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 드레인을 상기 픽셀 전극에 전기적으로 결합하도록 구성된 도전체를 포함하는 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 제2 절연체 층 위에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED) 층을 포함하는 디스플레이. - 제1항에 있어서,
상기 제2 절연체 층 위에 배치된 상부 전극 층을 포함하는 디스플레이. - 전자 디스플레이로서, 상기 전자 디스플레이는 픽셀들의 행렬을 포함하고, 상기 픽셀들 각각은,
제1 소스, 제1 드레인, 제1 채널 및 제1 게이트를 포함하는 구동 박막 트랜지스터(TFT);
제2 소스, 제2 드레인, 제2 채널 및 제2 게이트를 포함하는 회로 TFT - 상기 제2 드레인은 상기 제1 게이트에 전기적으로 결합됨 -;
상기 구동 TFT의 상기 제1 게이트 위에 배치된 제1 게이트 절연체 층 - 상기 회로 TFT의 상기 제2 게이트는 상기 제1 게이트 절연체 층 위에 배치되고, 상기 제2 게이트가 그 위에 배치된 상기 제1 게이트 절연체 층은 상기 구동 TFT의 상기 제1 게이트 위로 배치된 것과 동일한 제1 게이트 절연체 층임 -;
상기 회로 TFT의 상기 제2 게이트 위에 배치된 제2 게이트 절연체 층 - 상기 제1 게이트 절연체 층이 상기 구동 TFT의 상기 제1 게이트와 상기 회로 TFT의 상기 제2 게이트 사이에 배치되고 상기 제2 게이트가 상기 제1 게이트 절연체 층 및 상기 제2 게이트 절연체 층 사이에 배치되도록, 상기 구동 TFT의 상기 제1 소스, 상기 제1 드레인 및 상기 제1 채널은 상기 제2 게이트 절연체 층 바로 위에 배치되고, 상기 회로 TFT의 상기 제2 소스, 상기 제2 드레인 및 상기 제2 채널은 상기 제2 게이트 절연체 층 바로 위에 배치됨 -;
상기 구동 TFT의 상기 제1 소스, 상기 제1 드레인 및 상기 제1 채널, 및 상기 회로 TFT의 상기 제2 소스, 상기 제2 드레인 및 상기 제2 채널 위에 배치된 층간 유전체(ILD);
상기 제1 소스 또는 상기 제2 소스에 결합되고, 상기 ILD를 통해 연장되는 제1 비아;
상기 제1 드레인 또는 상기 제2 드레인에 결합되고, 상기 ILD를 통해 연장되는 제2 비아; 및
상기 ILD 위에 배치된 픽셀 전극
을 포함하는, 전자 디스플레이. - 제9항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 절연체 층을 포함하는 전자 디스플레이. - 제9항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 상기 픽셀 전극은 상기 제1 드레인에 전기적으로 결합되는 전자 디스플레이. - 제9항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED) 층을 포함하는 전자 디스플레이. - 제9항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 상부 전극 층을 포함하는 전자 디스플레이. - 제9항에 있어서,
상기 구동 TFT의 상기 제1 게이트는 상기 회로 TFT의 상기 제2 드레인에 전기적으로 결합되는 전자 디스플레이. - 디스플레이로서, 상기 디스플레이는 픽셀들의 어레이를 포함하고, 상기 픽셀들 각각은,
제1 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 게이트 위에 배치된 상기 제1 TFT의 제1 소스, 제1 드레인 및 제1 채널;
제2 TFT의 제2 게이트 위에 배치된 상기 제2 TFT의 제2 소스, 제2 드레인 및 제2 채널;
기판 위에 배치된 연속하는 게이트 절연체 층;
상기 연속하는 게이트 절연체 층 및 상기 제2 게이트 위에 배치된 제2 절연체 층;
상기 제2 절연체 층 바로 위에 배치된 상기 제1 TFT의 제1 채널 및 상기 제2 TFT의 제2 채널;
상기 제1 TFT의 상기 제1 소스, 상기 제1 드레인 및 상기 제1 채널과 상기 제2 TFT의 상기 제2 소스, 상기 제2 드레인 및 상기 제2 채널 위에 배치된 제3 절연체 층;
상기 제1 소스 또는 상기 제2 소스에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제1 비아;
상기 제1 드레인 또는 상기 제2 드레인에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제2 비아; 및
상기 제3 절연체 층 위에 배치된 픽셀 전극
을 포함하고,
상기 제1 TFT의 상기 제1 게이트는 상기 기판 위에 배치되고, 상기 연속하는 게이트 절연체 층은 상기 제1 게이트 위에 배치되며, 상기 제1 게이트가 상기 기판 및 상기 연속하는 게이트 절연체 층 사이에 배치되고 상기 제2 게이트가 상기 제1 게이트 위에 배치되는 것과 동일한 연속하는 게이트 절연체 층 위에 배치되도록 상기 제2 TFT의 상기 제2 게이트는 상기 연속하는 게이트 절연체 층 위에 배치되는, 디스플레이. - 제15항에 있어서,
상기 제3 절연체 층은 층간 유전체(ILD)를 포함하는 디스플레이. - 제16항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 절연체 층을 포함하는 디스플레이. - 제16항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 상기 픽셀 전극은 상기 제1 TFT의 상기 제1 드레인에 전기적으로 결합되는 디스플레이. - 제16항에 있어서,
상기 ILD 위에 배치된 유기 발광 다이오드(OLED) 층을 포함하는 디스플레이. - 디스플레이를 제조하는 방법으로서,
디스플레이 패널을 제공하는 단계;
상기 디스플레이 패널에 처리 장치를 결합하는 단계; 및
상기 디스플레이 패널 및 상기 처리 장치를 하우징 내에 배치하는 단계
를 포함하고,
상기 디스플레이 패널은, 복수의 단위 픽셀을 포함하고, 상기 픽셀들 각각은,
기판 위에 배치된 제1 박막 트랜지스터(TFT)의 제1 게이트;
상기 제1 게이트 위에 배치된 제1 절연체 층;
상기 제1 절연체 층 위에 배치된 제2 TFT의 제2 게이트 - 상기 제2 게이트가 그 위에 배치된 상기 제1 절연체 층은 상기 제1 게이트 위로 배치된 것과 동일한 제1 절연체 층임 - ;
제2 절연체 층 - 상기 제1 게이트가 상기 기판 및 상기 제1 절연체 층 사이에 배치되고 상기 제2 게이트가 상기 제1 절연체 층 및 상기 제2 절연체 층 사이에 배치되도록, 상기 제2 절연체 층은 상기 제1 절연체 층 및 상기 제2 게이트 위에 배치됨 - ;
상기 제2 절연체 층 바로 위에 배치된 제1 TFT 층 및 제2 TFT 층 - 상기 제1 TFT 층 및 상기 제2 TFT 층은 각각 소스, 드레인, 및 상기 소스 및 상기 드레인에 인접 배치된 채널을 포함함 -;
상기 제1 TFT 층 및 상기 제2 TFT 층 위에 배치된 제3 절연체 층;
상기 제1 TFT 층의 상기 소스에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제1 비아;
상기 제1 TFT 층의 상기 드레인에 결합되고, 상기 제3 절연체 층을 통해 연장되는 제2 비아; 및
상기 제3 절연체 층 위에 배치된 픽셀 전극
을 포함하며,
상기 제1 TFT의 상기 제1 게이트는 상기 제2 TFT의 제2 드레인에 전기적으로 결합되는, 디스플레이 제조 방법.
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