KR102062841B1 - 캐패시터 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
기판 상에 위치하는 기판 절연층 상에 위치하는 캐패시터는 상기 기판 절연층 상에 위치하는 제1 캐패시터 전극, 상기 제1 캐패시터 전극 상에 위치하는 제2 캐패시터 전극, 및 상기 제1 캐패시터 전극과 상기 제2 캐패시터 전극 사이에서 상기 제1 캐패시터 전극 및 상기 제2 캐패시터 전극 각각과 접촉하며, 상기 기판 절연층 대비 더 높은 유전율을 가지는 캐패시터 절연층을 포함한다.
Description
본 발명은 캐패시터 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기판 상에 형성되는 캐패시터 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 이미지를 표시하는 장치로서, 최근 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)가 주목 받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 자체 발광 특성을 가지며, 액정 표시 장치(liquid crystal display device)와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 두께와 무게를 줄일 수 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치는 낮은 소비 전력, 높은 휘도 및 높은 반응 속도 등의 고품위 특성을 나타낸다.
종래의 유기 발광 표시 장치는 유기 발광 소자, 유기 발광 소자와 연결된 박막 트랜지스터, 및 박막 트랜지스터의 게이트 전극과 연결된 캐패시터를 포함한다. 여기서, 캐패시터는 상호 대향하는 제1 캐패시터 전극 및 제2 캐패시터 전극과 제1 캐패시터 전극과 제2 캐패시터 전극 사이에 위치하는 캐패시터 절연층을 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 정전 용량이 최대화된 캐패시터 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공하고자 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 측면은 기판 상에 위치하는 기판 절연층 상에 위치하는 캐패시터에 있어서, 상기 기판 절연층 상에 위치하는 제1 캐패시터 전극, 상기 제1 캐패시터 전극 상에 위치하는 제2 캐패시터 전극, 및 상기 제1 캐패시터 전극과 상기 제2 캐패시터 전극 사이에서 상기 제1 캐패시터 전극 및 상기 제2 캐패시터 전극 각각과 접촉하며, 상기 기판 절연층 대비 더 높은 유전율을 가지는 캐패시터 절연층을 포함하는 캐패시터를 제공한다.
상기 캐패시터 절연층은 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 제2 캐패시터 전극은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함할 수 있다.
상기 제1 캐패시터 전극은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함할 수 있다.
상기 제1 캐패시터 전극과 접하는 제1 보조 전극, 및 상기 제2 캐패시터 전극과 접하는 제2 보조 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 보조 전극 상에서 상기 제2 보조 전극과 접하며 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 제3 보조 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 캐패시터 전극은 폴리 실리콘 반도체 재료 또는 금속 산화물 반도체 재료를 포함할 수 있다.
상기 제2 캐패시터 전극과 접하는 제4 보조 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제4 보조 전극 상에서 상기 제4 보조 전극과 접하며 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 제5 보조 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면은 상기 캐패시터, 상기 캐패시터와 연결된 구동 게이트 전극을 포함하는 구동 박막 트랜지스터, 및 상기 구동 박막 트랜지스터의 구동 드레인 전극과 연결된 유기 발광 소자를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
제1 방향으로 연장된 스캔 라인, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인, 상기 스캔 라인과 연결된 스위칭 게이트 전극, 상기 데이터 라인과 연결된 스위칭 소스 전극, 상기 캐패시터 및 상기 구동 게이트 전극과 연결된 스위칭 드레인 전극을 포함하는 스위칭 박막 트랜지스터, 및 상기 구동 박막 트랜지스터의 구동 소스 전극 및 상기 캐패시터와 연결되며, 상기 제2 방향으로 연장된 구동 전원 라인을 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 과제 해결 수단의 일부 실시예 중 하나에 의하면, 정전 용량이 최대화된 캐패시터 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 부분을 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 부분을 나타낸 회로도이다.
도 3은 도 2에 도시된 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)는 기판(SUB), 게이트 구동부(GD), 게이트 배선들(GW), 데이터 구동부(DD), 데이터 배선들(DW) 및 화소(PE)를 포함한다. 여기서, 화소(PE)는 이미지(iamge)을 표시하는 최소 단위를 말하며, 유기 발광 표시 장치(1000)는 복수의 화소(PE)를 통해 이미지를 표시한다.
기판(SUB)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 투명한 절연성 기판으로 형성된다. 그러나 본 발명의 제1 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(SUB)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다. 또한, 기판(SUB)이 플라스틱 등으로 만들어질 경우 유기 발광 표시 장치(1000)는 플렉서블(flexible)한 특성, 스트렛처블(stretchable) 또는 롤러블(rollable)한 특성을 가질 수 있다.
게이트 구동부(GD)는 도시되지 않은 외부의 제어회로, 예컨대 타이밍 제어부 등으로부터 공급되는 제어신호에 대응하여 게이트 배선들(GW)에 스캔 신호를 순차적으로 공급한다. 그러면, 화소(PE)는 스캔 신호에 의해 선택되어 순차적으로 데이터 신호를 공급받는다.
게이트 배선들(GW)은 기판(SUB) 상에 위치하며, 제1 방향으로 연장되어 있다. 게이트 배선들(GW)은 스캔 라인(S1~SCn)을 포함하며, 이 스캔 라인(SCn)은 게이트 구동부(GD)와 연결되어 게이트 구동부(GD)로부터 스캔 신호를 공급받는다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)는 게이트 배선들(GW)이 스캔 라인(SCn)을 포함하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 게이트 배선들이 추가적인 스캔 라인, 초기화 전원 라인, 발광 제어 라인 등을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 장치는 6Tr-2Cap 구조의 능동 구동(active matrix, AM)형 유기 발광 표시 장치일 수 있다.
데이터 구동부(DD)는 타이밍 제어부 등의 외부로부터 공급되는 제어신호에 대응하여 데이터 배선들(DW) 중 데이터 라인(DAm)으로 데이터 신호를 공급한다. 데이터 라인(DAm)으로 공급된 데이터 신호는 스캔 라인(SCn)으로 스캔 신호가 공급될 때마다 스캔 신호에 의해 선택된 화소(PE)로 공급된다. 그러면, 화소(PE)는 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고 이에 대응하는 휘도로 발광한다.
데이터 배선들(DW)은 게이트 배선들(GW) 상에 위치하거나, 게이트 배선들(GW)과 기판(SUB) 사이에 위치할 수 있으며, 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 있다. 데이터 배선들(DW)은 데이터 라인(D1~DAm) 및 구동 전원 라인(ELVDDL)을 포함한다. 데이터 라인(DAm)은 데이터 구동부(DD)와 연결되어 있으며, 데이터 구동부(DD)로부터 데이터 신호를 공급받는다. 구동 전원 라인(ELVDDL)은 외부의 제1 전원(ELVDD)과 연결되어 있으며, 제1 전원(ELVDD)으로부터 구동 전원을 공급받는다.
화소(PE)는 게이트 배선들(GW) 및 데이터 배선들(DW)이 교차하는 영역에 위치하여 게이트 배선들(GW) 및 데이터 배선들(DW)과 연결되어 있다. 화소(PE)는 제1 전원(ELVDD), 게이트 배선들(GW) 및 데이터 배선들(DW)과 연결된 2개의 박막 트랜지스터와 캐패시터, 그리고 박막 트랜지스터를 사이에 두고 제2 전원(ELVSS)과 연결된 유기 발광 소자를 포함한다. 화소(PE)는 스캔 라인(SCn)을 통해 스캔 신호가 공급될 때 선택되어, 데이터 라인(DAm)을 통해 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고, 충전된 전압에 대응하여 소정 휘도의 빛을 발광한다. 화소(PE)의 자세한 배치에 대해서는 후술한다.
이하, 우선 도 2를 참조하여 화소(PE)의 배치에 대하여 자세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 화소 부분을 나타낸 회로도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 화소(PE)는 유기 발광 소자(organic light emitting diode)(OLED), 두 개의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)들(T1, T2), 그리고 하나의 캐패시터(C)가 배치된 2Tr-1Cap 구조를 갖는다. 하지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 하나의 화소가 셋 이상의 박막 트랜지스터와 둘 이상의 캐패시터가 배치된 구조를 가질 수 있다.
유기 발광 소자(OLED)는 정공 주입 전극으로서 기능하는 애노드(anode) 전극인 제1 전극과, 전자 주입 전극으로서 기능하는 캐소드(cathode) 전극인 제2 전극, 그리고 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치된 유기 발광층을 포함한다.
구체적으로, 본 발명의 제1 실시예에서, 표시 장치는 하나의 화소(PE)마다 각각 형성된 스위칭 박막 트랜지스터(T2), 구동 박막 트랜지스터(T1) 및 캐패시터(C)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 스위칭 게이트 전극(G2), 스위칭 액티브층(A2), 스위칭 소스 전극(S2) 및 스위칭 드레인 전극(D2)을 포함한다.
스위칭 게이트 전극(G2)은 스캔 라인(SCn)과 연결되어 있다. 스위칭 액티브층(A2)은 스위칭 게이트 전극(G2)과 대응하여 위치하며 각 단부에는 스위칭 소스 전극(S2) 및 스위칭 드레인 전극(D2) 각각이 연결되어 있다. 스위칭 소스 전극(S2)은 데이터 라인(DAm)과 연결되어 있다. 스위칭 드레인 전극(D2)은 스위칭 게이트 전극(G2)을 사이에 두고 스위칭 소스 전극(S2)과 이격되어 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 게이트 전극(G1)을 사이에 두고 캐패시터(C)의 제2 캐패시터 전극(CE2)과 연결되어 있다.
구동 박막 트랜지스터(T1)는 구동 게이트 전극(G1), 구동 액티브층(A1), 구동 소스 전극(S1) 및 구동 드레인 전극(D1)을 포함한다.
구동 게이트 전극(G1)은 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인 전극(D2) 및 캐패시터(C)의 제2 캐패시터 전극(CE2)과 연결되어 있다. 구동 액티브층(A1)은 캐패시터(C)의 제1 캐패시터 전극(CE1)과 연결되어 있다. 구동 소스 전극(S1) 및 구동 드레인 전극(D1) 각각은 구동 게이트 전극(G1)을 사이에 두고 상호 이격되어 구동 액티브층(A1)의 양 단부 각각에 연결되어 있다. 구동 소스 전극(S1)은 구동 전원 라인(ELVDDL)과 연결되어 있으며, 구동 드레인 전극(D1)은 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극인 제1 전극과 연결되어 있다.
즉, 데이터 라인(DAm)에는 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 소스 전극(S2)이 연결되고, 스캔 라인(SCn)에는 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트 전극(G2)이 연결된다. 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인 전극(D2)과 캐패시터(C) 사이에 노드가 형성되어 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인 전극(D2)은 캐패시터(C)의 제2 캐패시터 전극(CE2)과 연결된다. 또한, 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인 전극(D2)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 게이트 전극(G1)과 연결된다. 그리고 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 소스 전극(S1)에는 구동 전원 라인(ELVDDL)이 연결되며, 구동 드레인 전극(D1)에는 유기 발광 소자(OLED)의 애노드 전극인 제1 전극이 연결된다.
도 3은 도 2에 도시된 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 캐패시터(C)는 기판(SUB) 상에 위치하는 기판 절연층(SIL) 상에 위치하며, 상호 대향하는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2) 및 캐패시터 절연층(CIL)을 포함한다. 기판 절연층(SIL)은 실리콘 산화물(SiOx) 및 실리콘 질화물(SiNx) 등을 포함하는 무기 절연층 또는 감광성 물질을 포함하는 유기 절연층일 수 있다.
제1 캐패시터 전극(CE1)은 기판 절연층(SIL) 상에 위치하며, 스캔 라인(SCn), 데이터 라인(DAm), 구동 전원 라인(ELVDDL), 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 게이트 전극(G1), 구동 소스 전극(S1), 구동 드레인 전극(D1), 구동 액티브층(A1), 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트 전극(G2), 스위칭 소스 전극(S2), 스위칭 드레인 전극(D2), 스위칭 액티브층(A2) 중 선택된 구성과 동일한 재료로 선택된 구성과 동일한 한 번의 공정에 의해 형성되거나, 또는 추가적인 구성과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 제1 캐패시터 전극(CE1)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 액티브층(A1) 및 구동 소스 전극(S1)을 통해 구동 전원 라인(ELVDDL)과 연결된다. 제1 캐패시터 전극(CE1)은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함한다. 제1 캐패시터 전극(CE1)은 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함함으로써, 열역학적으로 안정한 상태를 가진다.
제2 캐패시터 전극(CE2)은 캐패시터 절연층(CIL)을 사이에 두고 제1 캐패시터 전극(CE1) 상에 위치하고 있다. 제2 캐패시터 전극(CE2)은 기판 절연층(SIL) 상에 위치하며, 스캔 라인(SCn), 데이터 라인(DAm), 구동 전원 라인(ELVDDL), 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 게이트 전극(G1), 구동 소스 전극(S1), 구동 드레인 전극(D1), 구동 액티브층(A1), 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 게이트 전극(G2), 스위칭 소스 전극(S2), 스위칭 드레인 전극(D2), 스위칭 액티브층(A2) 중 선택된 구성과 동일한 재료로 선택된 구성과 동일한 한 번의 공정에 의해 형성되거나, 또는 추가적인 구성과 동일한 재료로 형성될 수 있다. 제2 캐패시터 전극(CE2)은 구동 박막 트랜지스터(T1)의 구동 게이트 전극(G1)을 통해 스위칭 박막 트랜지스터(T2)의 스위칭 드레인 전극(D2)과 연결된다. 제2 캐패시터 전극(CE2)은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함한다. 제2 캐패시터 전극(CE2)은 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함함으로써, 열역학적으로 안정한 상태를 가진다.
캐패시터 절연층(CIL)은 제1 캐패시터 전극(CE1)과 제2 캐패시터 전극(CE2) 사이에서 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각과 접촉하며, 기판 절연층(SIL) 대비 더 높은 유전율을 가지고 있다. 캐패시터 절연층(CIL)은 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함하며, 10 이상의 유전율을 가지고 있을 수 있다.
상술한 스위칭 박막 트랜지스터(T2)는 발광시키고자 하는 화소(PE)을 선택하는 스위칭 소자로 사용된다. 스위칭 박막 트랜지스터(T2)가 순간적으로 턴온되면, 캐패시터(C)의 제1 캐패시터 전극(CE1)에 구동 전원 라인(ELVDDL)으로부터 전원이 공급되는 동시에 제2 캐패시터 전극(CE2)에 스위칭 박막 트랜지스터(T2)를 통해 데이터 라인(DAm)으로부터 전원이 공급됨으로써 캐패시터(C)는 정전 용량만큼 축전된다. 이때 축전되는 전하량은 데이터 라인(DAm)으로부터 인가되는 전압에 비례한다. 그리고 스위칭 박막 트랜지스터(T2)가 턴 오프된 상태에서 구동 박막 트랜지스터(T1)의 게이트 전위는 캐패시터(C)에 축전된 전위를 따라서 상승한다. 그리고 구동 박막 트랜지스터(T1)는 게이트 전위가 문턱 전압을 넘으면 턴온된다. 그러면 구동 전원 라인(ELVDDL)에 인가되던 전압이 구동 박막 트랜지스터(T1)를 통하여 유기 발광 소자(OLED)로 인가되고, 이로 인해 유기발광 소자(OLED)는 발광된다.
이와 같은 화소(PE)의 구성은 전술한 바에 한정되지 않고 해당 기술 분야의 종사자가 용이하게 변형 실시할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변형 가능하다.
이상과 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)는 캐패시터(C)의 캐패시터 절연층(CIL)이 일반적인 절연층인 기판 절연층(SIL) 대비 더 높은 유전율을 가지는 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함함으로써, 캐패시터(C)의 정전 용량이 최대화된다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)는 캐패시터(C)의 캐패시터 절연층(CIL)이 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함하더라도, 캐패시터 절연층(CIL)과 접하고 있는 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각이 열역학적으로 안정된 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함함으로써, 유기 발광 표시 장치(1000)의 제조 공정 중 기판(SUB)에 열이 가해져도 캐패시터 절연층(CIL)과 제1 캐패시터 전극(CE1) 사이의 계면 및 캐패시터 절연층(CIL)과 제2 캐패시터 전극(CE2) 사이의 계면 각각에 의도치 않은 산화물층이 형성되지 않는다. 이로 인해, 의도치 않은 산화물층에 의한 정전 용량의 저하가 억제된다.
상세하게, 일례로 제1 캐패시터 전극 및 제2 캐패시터 전극 각각이 티타늄 또는 몰리브덴 등의 금속으로 형성되고, 캐패시터의 정전 용량의 최대화를 위해, 캐패시터 절연층이 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함할 경우, 유기 발광 표시 장치의 제조 공정 중 발생되는 열에 의해 제1 캐패시터 전극과 캐패시터 절연층 사이의 계면 및 제2 캐패시터 전극과 캐패시터 절연층 사이의 계면 각각에 의도치 않은 산화물층이 형성된다. 이 경우, 제1 캐패시터 전극과 캐패시터 절연층 사이의 계면 및 제2 캐패시터 전극과 캐패시터 절연층 사이의 계면 각각에 의도치 않은 산화물층이 형성됨으로써, 캐패시터 절연층에 포함된 산소가 제1 캐패시터 전극 및 제2 캐패시터 전극 각각에 포함된 금속과 결합되기 때문에, 캐패시터 절연층에 산소 결핍 현상이 발생되어 캐패시터 절연층이 금속으로 환원되어 전체적인 캐패시터의 정전 용량이 저하될 수 있다.
그러나, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)의 캐패시터(C)는 캐패시터(C)의 정전 용량의 최대화를 위해, 캐패시터 절연층(CIL)이 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함하더라도, 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각이 열역학적으로 안정된 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함함으로써, 유기 발광 표시 장치(1000)의 제조 공정 중 기판(SUB)에 열이 가해져도 캐패시터 절연층(CIL)과 제1 캐패시터 전극(CE1) 사이의 계면 및 캐패시터 절연층(CIL)과 제2 캐패시터 전극(CE2) 사이의 계면 각각에 의도치 않은 산화물층이 형성되지 않는다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C) 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치(1000)가 제공된다.
한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 표시 장치(1000)는 캐패시터(C)를 포함하는 유기 발광 표시 장치를 일례로서 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 서 캐패시터(C)는 액정 표시 장치 등의 다른 표시 장치에 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1000)의 캐패시터(C)의 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각은 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함하나, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캐패시터의 제1 캐패시터 전극 및 제2 캐패시터 전극 중 하나 이상은 인듐틴옥사이드(ITO, Indium Tin Oxide), 인듐징크옥사이드(IZO, Indium Zinc Oxide), 징크옥사이드(ZnO), 또는 인듐옥사이드(Indium Oxide) 등의 투명 도전 물질을 포함할 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터를 설명한다.
이하, 제1 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제1 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제2 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터(C2)는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 캐패시터 절연층(CIL), 제1 보조 전극(SE1) 및 제2 보조 전극(SE2)을 포함한다.
제1 보조 전극(SE1)은 기판 절연층(SIL)과 제1 캐패시터 전극(CE1) 사이에 위치하고 있으며, 제1 캐패시터 전극(CE1)과 접하고 있다. 제2 보조 전극(SE2)은 제2 캐패시터 전극(CE2) 상에서 제2 캐패시터 전극(CE2)과 접하고 있다. 제1 보조 전극(SE1) 및 제2 보조 전극(SE2) 각각은 몰리브덴 또는 티타늄 등의 금속을 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 캐패시터(C2)는 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각에 제1 보조 전극(SE1) 및 제2 보조 전극(SE2) 각각이 접하고 있음으로써, 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각의 전기적 저항이 저하되기 때문에, 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2)을 거치는 전류의 전압 강하가 억제된다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C2)가 제공된다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터를 설명한다.
이하, 제2 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제2 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제3 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제2 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터(C3)는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 캐패시터 절연층(CIL), 제1 보조 전극(SE1), 제2 보조 전극(SE2) 및 제3 보조 전극(SE3)을 포함한다.
제3 보조 전극(SE3)은 제2 보조 전극(SE2) 상에서 제2 보조 전극(SE2)과 접하며, 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함한다.
이상과 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 캐패시터(C3)는 금속으로 형성된 제2 보조 전극(SE2) 상에서 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함하는 제3 보조 전극(SE3)이 제2 보조 전극(SE2)과 접하고 있음으로써, 기판(SUB)에 열이 가해져도 열에 의해 제2 보조 전극(SE2)이 산화되는 것이 억제된다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C3)가 제공된다.
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터를 설명한다.
이하, 제1 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제1 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제4 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제1 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터(C4)는 상호 대향하는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 및 캐패시터 절연층(CIL)을 포함한다.
제1 캐패시터 전극(CE1)은 기판 절연층(SIL) 상에 위치하며, 폴리 실리콘 반도체 재료 또는 금속 산화물 반도체 재료를 포함한다. 제1 캐패시터 전극(CE1)은 폴리 실리콘 반도체 재료 또는 금속 산화물 반도체 재료를 포함함으로써, 열역학적으로 안정한 상태를 가진다. 제1 캐패시터 전극(CE1)에는 불순물이 도핑(doping)되어 있을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 캐패시터(C4)는 캐패시터 절연층(CIL)이 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함하더라도, 캐패시터 절연층(CIL)과 접하고 있는 제1 캐패시터 전극(CE1) 및 제2 캐패시터 전극(CE2) 각각이 열역학적으로 안정된 실리콘 반도체 재료 또는 금속 산화물 반도체 재료 및 열역학적으로 안정된 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금 각각을 포함함으로써, 기판(SUB)에 열이 가해져도 캐패시터 절연층(CIL)과 제1 캐패시터 전극(CE1) 사이의 계면 및 캐패시터 절연층(CIL)과 제2 캐패시터 전극(CE2) 사이의 계면 각각에 의도치 않은 산화물층이 형성되지 않는다. 이로 인해, 의도치 않은 산화물층에 의한 정전 용량의 저하가 억제된다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C4)가 제공된다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터를 설명한다.
이하, 제4 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제4 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제5 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제4 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터(C5)는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 캐패시터 절연층(CIL), 및 제4 보조 전극(SE4)을 포함한다.
제4 보조 전극(SE4)은 제2 캐패시터 전극(CE2) 상에서 제2 캐패시터 전극(CE2)과 접하고 있다. 제4 보조 전극(SE4)은 몰리브덴 또는 티타늄 등의 금속을 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 캐패시터(C5)는 제2 캐패시터 전극(CE2)에 제4 보조 전극(SE4)이 접하고 있음으로써, 제2 캐패시터 전극(CE2)의 전기적 저항이 저하되기 때문에, 제2 캐패시터 전극(CE2)을 거치는 전류의 전압 강하가 억제된다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C5)가 제공된다.
이하, 도 8를 참조하여 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터를 설명한다.
이하, 제5 실시예와 구별되는 특징적인 부분만 발췌하여 설명하며, 설명이 생략된 부분은 제5 실시예에 따른다. 그리고, 본 발명의 제6 실시예에서는 설명의 편의를 위하여 동일한 구성요소에 대하여는 본 발명의 제5 실시예와 동일한 참조번호를 사용하여 설명한다.
도 8는 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터를 나타낸 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터(C6)는 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 제4 보조 전극(SE4), 및 제5 보조 전극(SE5)을 포함한다.
제5 보조 전극(SE5)은 제4 보조 전극(SE4) 상에서 제4 보조 전극(SE4)과 접하며, 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함한다.
이상과 같이, 본 발명의 제6 실시예에 따른 캐패시터(C6)는 금속으로 형성된 제4 보조 전극(SE4) 상에서 니켈을 포함하는 몰리브덴 합금을 포함하는 제5 보조 전극(SE5)이 제4 보조 전극(SE4)과 접하고 있음으로써, 기판(SUB)에 열이 가해져도 열에 의해 제4 보조 전극(SE4)이 산화되는 것이 억제된다.
즉, 정전 용량이 최대화된 캐패시터(C6)가 제공된다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
기판(SUB), 기판 절연층(SIL), 제1 캐패시터 전극(CE1), 제2 캐패시터 전극(CE2), 캐패시터 절연층(CIL)
Claims (11)
- 기판 상에 위치하는 기판 절연층 상에 위치하는 캐패시터에 있어서,
상기 기판 절연층 상에 위치하는 제1 캐패시터 전극;
상기 제1 캐패시터 전극 상에 위치하는 제2 캐패시터 전극; 및
상기 제1 캐패시터 전극과 상기 제2 캐패시터 전극 사이에서 상기 제1 캐패시터 전극 및 상기 제2 캐패시터 전극 각각과 접촉하며, 상기 기판 절연층 대비 더 높은 유전율을 가지는 캐패시터 절연층
을 포함하고,
상기 제1 캐패시터 전극과 접하는 제1 보조 전극;
상기 제2 캐패시터 전극과 접하는 제2 보조 전극; 및
상기 제2 보조 전극 상에서 상기 제2 보조 전극과 접하며 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 제3 보조 전극
을 더 포함하는 캐패시터. - 제1항에서,
상기 캐패시터 절연층은 지르코늄(Zr) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 탄탈륨(Ta) 산화물, 란탄(La) 산화물, 이트륨(Y) 산화물, 바륨(Ba) 산화물, 스트론튬(Sr) 산화물, 칼슘(Ca) 산화물, 마그네슘(Mg) 산화물 중 하나 이상을 포함하는 캐패시터. - 제2항에서,
상기 제2 캐패시터 전극은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 캐패시터. - 제3항에서,
상기 제1 캐패시터 전극은 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 캐패시터. - 삭제
- 삭제
- 제3항에서,
상기 제1 캐패시터 전극은 폴리 실리콘 반도체 재료 또는 금속 산화물 반도체 재료를 포함하는 캐패시터. - 제7항에서,
상기 제2 캐패시터 전극과 접하는 제4 보조 전극을 더 포함하는 캐패시터. - 제8항에서,
상기 제4 보조 전극 상에서 상기 제4 보조 전극과 접하며 니켈(Ni)을 포함하는 몰리브덴(Mo) 합금을 포함하는 제5 보조 전극을 더 포함하는 캐패시터. - 제1항 내지 제4항, 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 캐패시터;
상기 캐패시터와 연결된 구동 게이트 전극을 포함하는 구동 박막 트랜지스터; 및
상기 구동 박막 트랜지스터의 구동 드레인 전극과 연결된 유기 발광 소자
를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제10항에서,
제1 방향으로 연장된 스캔 라인;
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장된 데이터 라인;
상기 스캔 라인과 연결된 스위칭 게이트 전극, 상기 데이터 라인과 연결된 스위칭 소스 전극, 상기 캐패시터 및 상기 구동 게이트 전극과 연결된 스위칭 드레인 전극을 포함하는 스위칭 박막 트랜지스터; 및
상기 구동 박막 트랜지스터의 구동 소스 전극 및 상기 캐패시터와 연결되며, 상기 제2 방향으로 연장된 구동 전원 라인
을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
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