KR101949675B1 - 유기발광 표시장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광 표시장치를 공개한다. 보다 상세하게는, 본 발명은 고해상도 구현 표시패널을 설계하기 위한 박막 트랜지스터 구조를 갖는 유기발광 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치는, 기판과, 기판상에 제1 방향으로 형성되는 스캔배선과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성되는 데이터배선 및 상기 데이터 배선과 나란한 방향으로 형성되어 화소영역을 정의하는 전원전압 공급배선과, 화소영역상에 형성되는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터를 포함하고, 특히 전원전압 공급배선이 구동 트랜지스터의 일 전극이 서로 중첩되는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 유기발광 표시장치는 각 화소내에서 구동트랜지스터가 차지하는 영역을 최소화됨으로서, 고해상도를 구현할 수 있다.

Description

유기발광 표시장치 및 이의 제조방법{ORGANIC LIGHT-EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}

본 발명은 유기발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 고해상도 구현 표시패널을 설계하기 위한 박막 트랜지스터 구조를 갖는 유기발광 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

기존의 음극선관(Cathode Ray Tube) 표시장치를 대체하기 위해 제안된 평판표시장치(Flat Panel Display Device)로는, 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시장치(Field Emission Display), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel) 및 유기발광 표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display, OLED Display) 등이 있다.

이중, 유기발광 표시장치는, 표시패널에 구비되는 유기전계 발광다이오드가 높은 휘도와 낮은 동작 전압 특성을 가지며, 또한 스스로 빛을 내는 자체발광형이기 때문에 명암대비(contrast ratio)가 크고, 초박형 디스플레이의 구현이 가능하다는 장점이 있다. 또한, 응답시간이 수 마이크로초(㎲) 정도로 동화상 구현이 쉽고, 시야각의 제한이 없으며 저온에서도 안정적인 특성이 있다.

도 1은 종래의 유기발광 표시장치의 일 화소에 대한 등가 회로도를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 유기발광 표시장치는 스캔배선(SL) 및 데이터배선(DL)이 교차 형성되고, 이와 소정간격 이격되어 형성되는 전원전압 공급배선(VDDL)를 포함하여 하나의 화소(PX)을 정의한다.

또한, 스캔신호(Scan)에 대응하여 데이터 신호(Vdata)를 제1 노드(N1)에 인가하는 스위칭 트랜지스터(SWT)와, 소스전극에 구동전압(VDD)을 인가받으며 제1 노드(N1)에 인가된 전압에 따라 게이트-소스간 전압에 따라 드레인 전류를 유기전계 발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode)(EL)에 인가하는 구동트랜지스터(DT)와, 구동트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 인가되는 전압을 1 프레임동안 유지시키는 캐패시터(C1)를 포함한다.

그리고, 유기전계 발광다이오드(EL)는 구동 트랜지스터(DT)의 드레인전극에 애노드전극이 접속되며, 캐소드전극이 접지(VSS)되며, 캐소드전극과 애노드전극사이에 형성되는 유기발광층을 포함한다. 전술한 유기발광층은 정공수송층, 발광층 및 전자수송층으로 구성될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 종래의 유기발광 표시장치에서 일 화소의 구동 트랜지스터의 구조를 평면도 및 단면도로 나타낸 도면이다.

도면을 참조하면, 일반적인 구동 트랜지스터(DT)는 기판(20)상에 버퍼층(21)이 형성되어 있고, 버퍼층(21)의 상부로는 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 중앙부는 채널을 이루는 제1 영역 및 양측단으로는 고농도의 불순물이 도핑되는 제2 영역을 포함하는 액티브층(22)이 형성되어 있다.

액티브층(22)을 포함한 버퍼층(21)상에는 게이트 절연막(24)이 형성되어 있으며, 그 상부로는 액티브층(22)의 중앙부에 대응하여 게이트 전극(26)이 형성되어 있다.

또한, 도시되어 있지는 않지만 게이트 절연막(24) 위로는 게이트 전극(26)과 연결되어 일 방향으로 연장된 스캔 배선(미도시)가 형성되어 있다.

또한, 게이트 전극(26) 및 스캔 배선의 상부의 표시영역 전면에는 층간절연막(30)이 형성되어 있고, 층간절연막(30)과 그 하부의 게이트 절연막(24)에는 액티브층(22)의 상기 제2 영역을 노출시키는 콘택홀이 형성되어 있다. 그리고, 층간절연막(30) 위로 상기 콘택홀을 통해 노출된 액티브층(22)의 제2영역과 접속하는 소스전극(32) 및 드레인전극(34)이 형성되어 있다. 또한, 소스전극(32) 및 드레인전극(34)의 상부로는 평탄화막(40)이 형성되어 있다.

여기서, 평탄화막(40)의 일부영역은 패터닝되어 그 상부로 형성되는 유기전계 발광다이오드(EL)의 애노드 전극(42)과 연결되어, 소스전극(32)은 수직방향으로 연장되어 전원전압 공급배선(VDDL)과 연결되게 된다. 전원전압공급배선(VDDL)은 데이터배선(미도시)과 더불어 하나의 화소를 정의하게 된다. 즉, 전원전압공급배선(VDD)는 구동트랜지스터(DT)의 게이트 전극(26)과 소정거리 이격되어 형성되며, 일 화소의 면적을 결정하게 된다.

본 발명은 종래의 유기발광 표시장치에서 고해상도를 구현하기 위해, 구동 트랜지스터 및 전원전압 공급배선이 화소내에서 차지하는 면적을 최소화한 유기발광 표시장치의 구조 및 유기발광 표시장치의 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 유기발광 표시장치는, 기판; 상기 기판상에 제1 방향으로 형성되는 스캔배선과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성되는 데이터배선 및 상기 데이터 배선과 나란한 방향으로 형성되어 화소영역을 정의하는 전원전압 공급배선; 상기 화소영역상에 형성되는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터; 상기 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터 사이에 형성되는 캐패시터; 및 상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기전계 발광다이오드를 포함하고, 상기 전원전압 공급배선은 상기 구동 트랜지스터의 일 전극이 서로 중첩된다.

상기 구동 트랜지스터는, 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 액티브층; 상기 액티브층 상부로 형성되는 게이트 절연막; 상기 게이트 절연막 상부로 상기 제1 영역에 대응되도록 형성되는 게이트 전극; 상기 게이트 전극의 상부로 형성되는 층간절연막; 상기 층간절연막 상부로 형성되며, 콘택홀을 통해 상기 액티브층과 접속되는 소스 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 일 전극은 상기 게이트 전극인 것을 특징으로 한다.

상기 액티브 층은, 상기 제2 방향으로 상기 전원전압 공통배선과 나란하게 하부에서 중첩되도록 형성되되, 상기 드레인전극과 대응하는 영역이 상기 제1 방향으로 절곡된 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 소스전극은, 상기 제2 방향으로 연장되어 상기 전원전압 공통배선을 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 게이트 전극은 상기 복수의 신호배선과 10% 내지 100% 내에서 중첩되는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법은, 다수의 화소영역이 정의된 기판을 제공하는 단계; 상기 화소영역상에 복수의 신호배선 및 이와 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 캐패시터를 형성하되, 상기 복수의 신호배선 중 전원전압 공급배선과 상기 구동 트랜지스터의 일 전극이 중첩되도록 형성하는 단계; 상기 구동트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기전계 발광다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는, 상기 기판상에 버퍼층을 형성하는 단계; 상기 버퍼층 상에 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 액티브층을 형성하는 단계; 상기 액티브층 상부로 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 상부로 상기 제1 영역에 대응되며, 상기 전원전압 공통배선과 중첩되도록 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극의 상부로 층간절연막을 형성하는 단계; 및 상기 층간절연막 상부로, 콘택홀을 통해 상기 액티브층과 접속되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 액티브 층의 형성단계는, 상기 전원전압 공통배선과 나란하게 하부에서 중첩되되, 상기 드레인전극과 대응하는 영역이 상기 전원전압 공통배선과 수직하도록 절곡된 형태로 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 소스전극을 형성하는 단계는, 일 방향으로 연장하여 상기 전원전압 공통배선을 이루도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 게이트 전극을 형성하는 단계는, 상기 복수의 신호배선과 10% 내지 100% 내에서 중첩되도록 형성하는 단계인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유기발광 표시장치의 각 화소에 구비되는 구동트랜지스터의 액티브층을 전원전압 공급배선과 나란한 방향으로 형성하고, 게이트 전극과 전원전압공급배선이 중첩되도록 구성함으로서, 각 화소내에서 구동트랜지스터가 차지하는 영역을 최소화하여 고해상도를 구현한 유기발광 표시장치 및 그 제조방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유기발광 표시장치의 일 화소에 대한 등가 회로도를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 종래의 유기발광 표시장치에서 일 화소의 구동 트랜지스터의 구조를 평면도 및 단면도로 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 등가 회로도로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 구조를 평면도로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 절단선 IV-IV`에 대응되는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구동 트랜지스터에 대한 제조방법을 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기발광 표시장치 및 이의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치를 등가 회로도로 나타낸 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명의 유기발광 표시장치(100)는 서로 교차하도록 형성되어 그 교차지점에 복수의 화소(PX)를 정의하는 복수의 스캔배선(SL1 내지 SLn) 및 데이터배선(DL1 내지 Dlm)과, 스캔배선(SL1 내지 SLn)과 나란히 형성되는 복수의 전원전압 공급배선(VDDL1 내지 VDDLi)가 구비된다.

여기서, 화소(PX)들은 각각 적, 녹, 청(R,G,B)의 삼원색에 대응하며, 각 화소(PX)는 적어도 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DT), 캐패시터(C1) 및 유기전계 발광다이오드(EL)를 포함한다.

스위칭 트랜지스터(SWT)는 게이트전극 및 드레인전극에 각각 스캔배선(SL1 내지 SLn) 및 데이터배선(DL1 내지 DLm)이 연결되고, 소스전극에 캐패시터(C1)의 일 전극 및 구동 트랜지스터(DT)의 게이트전극이 연결된다.

구동 트랜지스터(DT)는 게이트전극이 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 캐패시터(C1) 사이에 연결되고, 드레인 전극이 유기전계 발광다이오드(EL)과 연결된다. 또한, 소스전극이 전원전압 공급배선(VDDL1 ~ VDDLi)와 연결되어 게이트-소스간 전압에 따라 드레인 전류를 유기전계 발광다이오드(EL)에 인가한다.

캐패시터(C1)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 및 소스전극 사이에 연결된다. 또한, 유기전계 발광다이오드(EL)는 애노드 전극이 구동 트랜지스터(DT)의 드레인전극에 연결되고, 캐소드 전극이 접지(VSS)된다.

여기서, 구동 트랜지스터(DT)의 소스 전극에 전원전압(VDD)을 공급하는 전원전압 공급배선(VDDL1 ~ VDDLi)는 각 화소(PX)의 구동 트랜지스터(DT)와 연결되며 데이터 배선(DL1 내지 DLm)과 나란히 형성되어 화소(PX)의 폭을 결정하게 되는데, 본 발명에서는 구동 트랜지스터(DT)의 일 전극과 전원전압 공급배선(VDDL1 ~ VDDLi)이 서로 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

즉, 전원전압 공급배선(VDDL1 ~ VDDLi)을 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 상하로 중첩되도록 형성하여 각 화소(PX)가 표시영역상에서 차지하는 영역을 줄임으로서, 표시패널내에 동일 면적으로도 보다 많은 화소를 형성할 수 있어 고해상도를 구현할 수 있다. 이러한 전원전압 공급배선(VDDL1 ~ VDDLi)과 구동 트랜지스터(DT)의 구조에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

한편, 이러한 구조의 유기발광다이오드 표시장치(100)의 화상 표시 구동방법을 설명하면, 다수의 스캔배선(SL1 내지 SLn)에 스캔신호를 인가하여 스위칭 트랜지스터(SWT)를 턴-온(turn-on)시키고, 이와 동기하여 다수의 데이터배선(DL1 내지 DLm)에 해당 화소들에 대한 계조값이 반영된 데이터 신호(VDATA)를 인가하면, 스위칭 트랜지스터(SWT)를 통해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 캐패시터(C1)의 일 전극에 인가된다.

다음으로, 구동 트랜지스터(DT)는 게이트 전극에 인가된 데이터 신호(VDATA)에 따라 턴 온 되며, 그 결과 데이터 신호(Vdata)에 비례하는 전류가 다수의 전원전압 공급배선(VDDL1 내지 VDDLi)으로부터 구동 트랜지스터(DT)를 통하여 유기전계 발광다이오드(EL)로 흐르게 되고, 유기전계 발광다이오드(EL)는 구동 트랜지스터(DT)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 계조로 발광하게 된다.

이때, 캐패시터(C1)에는 데이터 신호(VDATA)에 비례하는 전하가 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.

따라서, 유기발광 표시장치(100)는 스캔신호 및 데이터신호에 의하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 일 화소 구조를 평면도로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 절단선 IV-IV`에 대응되는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 유기발광 표시장치의 일 화소는 기판(120)과, 기판(120) 상부에 형성되는 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DT), 캐패시터(C1) 및 유기전계 발광다이오드(EL)를 포함한다.

기판(120)은 유리 또는 플라스틱과 같은 투명한 재질로 이루어질 수 있으며, 하나가 삼원색 각각에 대응하는 화소(PX)가 정의된다.

기판(120) 상부로는 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 구동 트랜지스터(DT)의 액티브층(114, 122)이 형성되고, 액티브층(114, 122) 상부에는 게이트 절연막(124)이 형성된다. 특히, 구동 트랜지스터(DT)의 액티브층(122)은 길이방향이 후술하는 전원전압 공급배선(135)과 나란히 중첩되도록 배치되며, 일 끝단이 제1 전극(142)으로 절곡된 형태를 가짐으로서 구동 트랜지스터(DT)가 전원전압 공급배선(135) 및 유기전계 발광다이오드(EL)사이에 연결되도록 형성된다.

또한, 액티브층(114, 122)에 대응되는 게이트 절연막(124) 상부에는 스위칭 트랜지스터(SWT) 및 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(113, 126)이 형성된다. 여기서, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(126)은 일부가 돌출되어 캐패시터(C1)의 제1 전극을 형성한다.

화소(PX)의 상하방향으로는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 게이트 전극(113)과 접속되며 제1 방향으로 연장된 스캔 배선(111)이 형성된다. 그리고, 스캔 배선(111) 및 게이트 전극(113, 126) 및 상부에는 층간절연막(130)이 형성되고, 그 상부로는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스전극에 연결되고 스캔배선(111)과 교차하는 데이터배선(115)과, 커패시터(C1) 제1 전극 및 구동 트랜지스터(DT)의 중첩되어 캐패시터 제2 전극이 형성된다.

층간절연막(130) 상부에는 액티브층(122)에 연결되는 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스전극(116) 및 드레인전극(117)과, 구동 트랜지스터(DT)의 소스전극(134) 및 드레인전극(132)이 형성된다. 여기서, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스전극(116)은 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 연장된 데이터 배선(115)과 접속된다. 또한, 스위칭 트랜지스터(SWT)의 소스전극(117)은 콘택홀을 통해 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(126)과 접속된다.

이에 따라, 게이트 전극(113), 액티브층(114), 소스전극(116) 및 드레인 전극(117)은 스위층 트랜지스터(SWT)를 구성하고, 게이트전극(126), 액티브층(122), 드레인 전극(132) 및 소스전극(134)은 구동 트랜지스터(DT)를 구성하게 된다. 여기서, 도시되어 있지는 않지만, 스위칭 트랜지스터(SWT)는 구동 트랜지스터(DT)와 동일한 단면구성으로 형성될 수 있다.

특히, 구동 트랜지스터(DT)의 소스전극(134)은 제2 방향으로 연장되어 전원전압 공급배선(135, 도 3의 VDDL1 ~ VDDLi)을 이루게 되며, 전원전압 공급배선(135)은 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극(126)의 상부까지 중첩되도록 형성된다.

여기서, 게이트 전극(126) 및 전원전압 공급배선(135)의 중첩비율은 10% 에서 100% 내에서 결정될 수 있다.

그리고, 소스전극(116, 134) 및 드레인전극(117, 132)의 상부로는 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DT) 및 캐패시터(C1)를 덮는 보호층(140)이 형성되고, 보호층(140) 상부에는 구동 트랜지스터(DT)의 드레인전극(132)에 연결되는 제1 전극(142)이 형성된다. 또한, 제1 전극(142) 상부로는 제1 전극(142)의 가장자리를 덮으며 제1전극(142)을 노출하는 뱅크층(144)이 형성되고, 노출된 제1 전극(142) 및 뱅크층(144) 상부에는 발광층(146)이 형성되며, 발광층(146) 상부에는 제2 전극(148)이 형성된다. 여기서, 제1 전극(142), 발광층(146) 및 제2 전극(148)은 유기전계 발광다이오드(EL)를 구성하는데, 각 유기전계 발광 다이오드(Del)는 해당하는 적, 녹, 청색광을 출사하게 된다.

그리고, 제2 전극(148)의 상부로는 접합층(170)이 형성되어 도시되지 않은 인캡슐레이션(encapsulation) 기판(미도시)과 합착될 수 있다. 인캡슐레이션 기판은 스위칭 트랜지스터(SWT), 구동 트랜지스터(DT), 캐패시터(C1) 및 유기전계 발광다이오드(EL)를 보호하는 역할을 한다. 여기서, 접합층(170)은 아크릴 또는 에폭시와 같은 경화성 수지로 이루어질 수 있다.

전술한 구조에 따라, 본 발명의 유기발광 표시장치는 구동 트랜지스터(DT)의 액티브층(122)을 소스전극(134)과 접속되는 전원전압 공급배선(135)과 나란히 형성하고, 전원전압 공급배선(135)을 게이트 전극(126)과 중첩되도록 형성하여 기존의 구동 트랜지스터(DT)와 전원전압 공급배선(135)사이의 이격공간을 줄임으로서 각 화소(PX)가 차지하는 면적이 최소화 된다.

여기서, 게이트전극(126)과 전원전압 공급배선(135)간의 구조는 구동 트랜지스터(DT)의 소스전극에는 직류전압(DC)이 인가되는 것으로 게이트 전극(122)과의 커플링에 따른 오작동 문제는 발생하지 않는 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법을 설명한다.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예에 따른 유기발광 표시장치의 구동 트랜지스터에 대한 제조방법을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 6a를 참조하면, 다수의 화소가 형성되는 화소영역 정의된 기판(120)을 준비한다. 여기서, 기판(120)으로는 통상의 표시장치를 구현하기 위한 투명의 유리기판 또는 유기발광 표시장치가 종이처럼 휘어져도 표시 성능을 그대로 유지할 수 있도록 유연한 특성을 갖는 투명의 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

다음으로, 상기 기판(101) 상에 절연물질 예를 들면 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 버퍼층(121)을 형성한다. 여기서, 버퍼층(121)은 후속 공정에서 형성되는 반도체층(122)의 결정화시에 기판(120)의 내부로부터 나오는 알칼리 이온의 방출에 의한 특성 저하를 방지하는 역할을 하며, 생략될 수 있다.

이어서, 도 6b를 참조하면, 버퍼층(121) 상부의 화소영역내에 구동트랜지스터 영역(미도시)에 대응하여 각각 순수 폴리실리콘으로 이루어지며 그 중앙부는 채널을 이루는 제1 영역 및 제1 영역의 양 측면으로 고농도의 불순물이 도핑된 제2 영역으로 구성된 반도체층(122)을 형성한다. 다음으로, 반도체층(122)을 포함한 버퍼층(121)의 상부로 게이트 절연막(124)을 형성하고, 게이트 절연막(124) 상에 반도체층(122)의 제1 영역에 대응하여 게이트 전극(126)을 형성한다.

전술한 게이트 전극(126)는 저저항 특성을 갖는 제1 금속물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi) 중 어느 하나로 이루어져 단일층 구조를 가질 수도 있으며, 또는 둘 이상의 상기 제1 금속물질로 이루어짐으로써 이중층 또는 삼중층 구조를 가질 수도 있다. 도면에서는 게이트 전극(126)이 단일층 구조를 갖는 일례를 나타내고 있다.

다음으로, 게이트 전극(126)의 상부로 기판전면에 절연물질, 일예로서 무기절연물질인 산화실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)으로 이루어진 층간절연막(140)을 형성한다.

이어서, 층간절연막(140)과 그 하부의 게이트 절연막(124)을 선택적으로 패터닝하여 각 반도체층(122)의 제1 영역 양 측면에 위치한 제2 영역의 일부를 각각 노출시키는 반도체층 콘택홀(131)을 형성한다.

다음으로, 도 6c에 도시된 바와 같이, 반도체층 콘택홀(131)을 포함하는 층간절연막(130) 상부에 제2 금속물질층(미도시)을 형성한다. 여기서, 제2 금속물질층은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질의 조합으로 이루어질 수 있다.

이어서, 제2 금속물질층을 선택적으로 패터닝하여, 구동 트랜지스터의 소스전극(134)과 접속되는 전원전압 공급배선(135)을 형성한다. 이때, 전원전압 공급배선(135)은 게이트 전극(126)이 형성된 층의 상부, 즉 층간절연막(130)상에 게이트 전극(126)과 나란히 중첩되도록 형성한다. 그리고, 소스전극(134)과 동시에 드레인 전극(132)이 형성되어 구동 트랜지스터를 이루게 된다. 도시하지는 않았지만 스위칭 트랜지스터 영역에는 스캔 배선과 교차하며, 전원전압 공급배선(135)과 나란히 형성되어 화소영역을 정의하는 데이터 배선(미도시)이 동시에 형성된다.

여기서, 도면상에는 드레인전극(132) 및 소스전극(134)이 모두 단일 층 구조를 갖는 것을 일례로 나타내고 있지만, 이들 구성 요소는 이중 층 또는 삼중 층 구조를 이룰 수도 있다.

또한, 구동 트랜지스터와 동일한 적층 구조를 갖는 스위칭 트랜지스터(미도시)가 스위칭 영역에 형성되어 있으며, 스위칭 트랜지스터는 상기 구동 트랜지스터와 상기 스캔배선 및 데이터배선과 전기적으로 연결되도록 형성됨에 따라, 스캔배선 및 데이터배선은 각각 스위칭 트랜지스터의 게이트 전극 및 소스전극과 연결되어 있으며, 스위칭 트랜지스터의 드레인 전극은 구동 트랜지스터의 게이트 전극(126)과 전기적으로 연결되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치는 구동 트랜지스터가 폴리실리콘의 반도체층(122)을 가지며, 탑 게이트 타입(Top gate type)으로 구성된 것을 일례로 나타내고 있지만, 구동트랜지스터는 비정질 실리콘의 반도체층을 갖는 바텀 게이트 타입 (Bottom gate type)으로 대체될 수도 있다.

전술한 구동 트랜지스터가 바텀 게이트 타입으로 구성되는 경우, 그 적층 구조는 게이트 전극/ 게이트절연막/ 순수 비정질 실리콘의 액티브층과 서로 이격하며 불순물 비정질 실리콘의 오믹 콘택층으로 이루어진 반도체층과 서로 이격하는 소스전극 및 드레인전극으로 이루어지게 된다.

다음으로, 도 6d에 도시된 바와 같이, 구동 트랜지스터의 상부로 보호층(140)을 형성한다. 이때, 보호층(140)으로는 절연물질, 예를 들어 무기절연물질인 산화 실리콘(SiO2) 또는 질화 실리콘(SiNx)가 사용될 수 있다.

이어서, 보호층(140)을 선택적으로 패터닝하여, 구동 박막트랜지스터의 드레인 전극(132)을 노출시키는 드레인 콘택홀(미도시)을 형성한다.

그 다음으로 드레인 콘택홀을 포함한 보호층(140) 전면에 제3 금속물질층(미도시)을 증착한 후, 그 제3 금속물질층을 선택적으로 패터닝하여 드레인 콘택홀을 통해 구동 트랜지스터의 드레인 전극(132)과 접촉되며, 각 화소영역별로 분할된 형태를 가지는 제1 전극(142)을 형성한다. 이때, 상기 제3 금속물질층(미도시)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 (AlNd), 구리(Cu), 구리 합금, 몰리브덴(Mo), 몰리티타늄(MoTi), 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질로서 이루어질 수 있다.

이어서, 도시되지는 않았지만 제1 전극(142)상에 각 화소영역의 경계 및 비표시영역에 벤소사이클로부텐(BCB), 폴리이미드(Poly-Imide) 또는 포토아크릴(photo acryl)등으로 이루어진 절연물질층(미도시)을 형성하고, 이를 선택적으로 패터닝하여 뱅크(144)를 형성한다. 이때, 뱅크(144)는 각 화소영역을 둘러싸는 형태로 제1 전극(142)의 테두리와 중첩되도록 형성될 수 있다. 이러한 뱅크(144)는 표시영역 전체적으로는 다수의 개구부를 갖는 격자 형태를 갖게 된다.

이어서, 상기 뱅크(144)로 둘러싸인 각 화소영역내의 상기 제1 전극(142) 위에 각각 적, 녹 및 청색을 발광하는 유기발광패턴으로 구성된 유기 발광층(146)을 형성한다. 이때, 유기 발광층(146)은 유기 발광물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수도 있으며, 또는 도면상에 나타나지 않았지만 발광 효율을 높이기 위해 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광 물질층(emitting material layer), 전자 수송층 (electron transporting layer) 및 전자 주입층(electron injection layer)의 다중층으로 구성될 수도 있다.

다음으로, 유기 발광층(146)과 뱅크(144)의 상부를 포함한 표시영역 전면에 제2 전극(151)을 형성한다. 이때, 제2 전극(151)은 광을 투과시키는 투명한 도전물질, 일예로서 ITO 및 IZO를 포함하는 도전 물질 중에서 적어도 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 이렇게 하여, 제1 전극(142)과 제2 전극(151)와 그 사이에 개재된 유기 발광층(146)은 유기전계 발광다이오드(EL)를 이룬다.

따라서, 유기전계 발광다이오드(EL)는 선택된 색 신호에 따라 제1 전극(142)과 제2 전극(148)으로 전압이 인가되면, 제1 전극(142)으로부터 주입된 정공과 제2 전극(148)으로부터 제공된 전자가 유기발광층(146)으로 수송되어 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기 상태에서 기저 상태로 천이 될 때 빛이 발생되어 가시광선 형태로 방출된다. 이때, 발광된 빛은 투명한 제2 전극 (148)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기발광 표시장치는 임의의 화상을 구현하게 된다.

이후, 도시하지는 않았지만, 제2 전극(148)을 포함한 기판(120) 전면에 접합층(미도시)을 형성하고 이를 통해 인슐레이션 기판(미도시)을 부착함으로서 유기발광 표시장치를 완성한다.

따라서, 본 발명에 따른 유기발광 표시장치의 제조방법에 따르면, 구동 트랜지스터 및 전원전압 공급배선의 형성시, 구동 트랜지스터의 액티브층을 전원전압 공급배선과 나란한 방향으로 형성하고 그 상부로 게이트 전극을 배치하며 게이트 전극과 전원전압 공급배선을 중첩되도록 형성함으로서 구동 트랜지스터와 전원전압 공급배선 사이의 공간을 최소화함으로서, 각 화소에서 구동트랜지스터가 차지하는 영역을 최소화하여 고해상도의 유기발광 표시장치를 구현할 수 있다.

전술한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.

111 : 스캔배선 113, 126 : 게이트 전극
114, 122 : 액티브층 116, 134 : 소스전극
117, 132 : 드레인전극 142 : 제1 전극
SWT : 스위칭 트랜지스터 DT : 구동 트랜지스터
C1 : 캐패시터 EL : 유기전계 발광다이오드

Claims (10)

1. 기판;
   상기 기판상에 제1 방향으로 형성되는 스캔배선과, 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 형성되는 데이터배선 및 상기 데이터 배선과 나란한 방향으로 형성되어 화소영역을 정의하는 전원전압 공급배선;
   상기 화소영역상에 형성되는 스위칭 트랜지스터 및 구동 트랜지스터;
   상기 스위칭 트랜지스터와 구동 트랜지스터 사이에 형성되는 캐패시터; 및
   상기 구동 트랜지스터와 연결되는 유기전계 발광다이오드를 포함하고,
   상기 전원전압 공급배선은 상기 구동 트랜지스터의 일 전극이 서로 중첩되고,
   상기 구동 트랜지스터의 액티브 층은, 상기 제2방향으로 상기 전원전압 공급배선과 나란하게 하부에서 중첩되도록 형성되되, 드레인전극과 대응하는 영역이 상기 제1 방향으로 절곡된 형태인 유기발광 표시장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구동 트랜지스터는,
   제1 영역 및 제2 영역을 갖는 액티브층;
   상기 액티브층 상부로 형성되는 게이트 절연막;
   상기 게이트 절연막 상부로 상기 제1 영역에 대응되도록 형성되는 게이트 전극;
   상기 게이트 전극의 상부로 형성되는 층간절연막;
   상기 층간절연막 상부로 형성되며, 콘택홀을 통해 상기 액티브층과 접속되는 소스 및 드레인 전극을 포함하고,
   상기 일 전극은 상기 게이트 전극인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
3. 삭제
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 소스전극은,
   상기 일 방향으로 연장되어 상기 전원전압 공급배선을 이루는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 게이트 전극은 상기 복수의 신호배선과 10% 내지 100% 내에서 중첩되는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치.
6. 다수의 화소영역이 정의된 기판을 제공하는 단계;
   상기 화소영역상에 복수의 신호배선 및 이와 전기적으로 연결되는 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터 및 캐패시터를 형성하되, 상기 복수의 신호배선 중 전원전압 공급배선과 상기 구동 트랜지스터의 일 전극이 중첩되도록 형성하는 단계;
   상기 구동트랜지스터와 전기적으로 연결되는 유기전계 발광다이오드를 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계에서, 상기 구동 트랜지스터의 액티브 층은, 상기 전원전압 공급배선과 나란하게 하부에서 중첩되되, 드레인전극과 대응하는 영역이 상기 전원전압 공급배선과 수직하도록 절곡된 형태로 형성하는 단계를 포함하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는,
   상기 기판상에 버퍼층을 형성하는 단계;
   상기 버퍼층 상에 제1 영역 및 제2 영역을 갖는 액티브층을 형성하는 단계;
   상기 액티브층 상부로 게이트 절연막을 형성하는 단계;
   상기 게이트 절연막 상부로 상기 제1 영역에 대응되며, 상기 전원전압 공급배선과 중첩되도록 게이트 전극을 형성하는 단계;
   상기 게이트 전극의 상부로 층간절연막을 형성하는 단계; 및
   상기 층간절연막 상부로, 콘택홀을 통해 상기 액티브층과 접속되는 소스 및 드레인 전극을 형성하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
8. 삭제
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 소스전극을 형성하는 단계는,
   일 방향으로 연장하여 상기 전원전압 공급배선을 이루도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 전극을 형성하는 단계는,
    상기 복수의 신호배선과 10% 내지 100% 내에서 중첩되도록 형성하는 단계인 것을 특징으로 하는 유기발광 표시장치의 제조방법.
    

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