KR20120003536A - 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전원 배선의 전압 강하 현상을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 화상을 표시하는 활성 영역과 상기 활성 영역 외의 비활성 영역으로 정의되는 다수의 서브 화소들과, 상기 서브 화소의 상기 비활성 영역에 형성되어 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자와, 상기 서브 화소에 전원을 공급하는 전원 배선을 포함하고, 상기 전원 배선은 상기 서브 화소의 장변 일측에 세로 방향으로 나열되는 제 1 전원 배선과, 상기 제 1 전원 배선 상에 배치되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 더미 전원 배선 및 상기 서브 화소의 단변 일측에 가로 방향으로 나열되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 제 2 전원 배선을 포함한다.
Description
본 발명은 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전원 배선의 전압 강하 현상을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래 정보화 사회의 발전과 더불어, 표시 장치에 대한 다양한 형태의 요구가 증대되면서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 전계 방출 장치(Field Emission Display Device; FED), 전기 영동 표시 장치(Electrophoretic Display Device: EPD), 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Electroluminescence emitting device: OLED) 등 표시 장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display)는 캐소드(cathode)에서 공급되는 전자(eletron)와 애노드(anode)에서 공급되는 정공(hole)의 재결합에 의하여 빛을 발생하는 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Device)를 이용한 것이다.
이러한 유기 전계 발광 표시 장치는 응답속도가 빠르고 휘도가 우수하며 박막화로 인한 저전압 구동을 실현시킬 수 있을 뿐만 아니라, 가시영역의 모든 색상을 구현할 수 있어 현대인의 다양한 기호에 맞출 수 있는 장점이 있어 근래에 주로 사용되고 있다.
유기 전계 발광 표시 장치는 수직 교차하는 게이트 배선과 데이터 배선으로 정의되는 다수의 서브 화소들에 전원을 공급하는 전원 배선을 구비한다. 전원 배선은 데이터 배선을 통해 넘어온 신호를 저장하는 스토리지 커패시터의 역할과 구동 트랜지스터를 거쳐 흘러들어온 전류가 안정적으로 밖으로 빠져나갈 수 있는 통로 역할을 하게 된다.
대화면의 경우에 전원 배선 저항에 의한 전압 강하가 생겨 각 화소에 균일하게 전압을 인가할 수 없어 표시 장치 내에서 휘도 변동이 발생한다. 전원 배선에 걸리는 전압 강하(IR DROP) 현상이 적어야 표시 패널 상의 화질이 균일하게 되므로, 전압 강하에 따른 화질의 균일도를 개선하기 위한 방법으로 전원 배선의 선폭을 최대 크게 가져가는 등의 방법으로 전원 배선의 저항을 최대한 작게 가져가야 한다.
그러나, 어레이부의 레이아웃 구성에서 전원 배선의 선폭을 넓힐수록 전원 배선과 게이트 배선, 데이터 배선 또는 다른 배선 등 금속 물질로 구성되는 여러 배선들 간에 단락이 발생하는 가능성이 커지므로 전원 배선의 선폭을 넓히는 것은 한계가 있다.
본 발명의 목적은 전원 배선의 전압 강하 현상을 방지하여 수율을 향상시킬 수 있는 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 화상을 표시하는 활성 영역과 상기 활성 영역 외의 비활성 영역으로 정의되는 다수의 서브 화소들과, 상기 서브 화소의 상기 비활성 영역에 형성되어 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자와, 상기 서브 화소에 전원을 공급하는 전원 배선을 포함하고, 상기 전원 배선은 상기 서브 화소의 장변 일측에 세로 방향으로 나열되는 제 1 전원 배선과, 상기 제 1 전원 배선 상에 배치되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 더미 전원 배선 및 상기 서브 화소의 단변 일측에 가로 방향으로 나열되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 제 2 전원 배선을 포함한다.
상기 더미 전원 배선은 상기 제 1 전원 배선 상의 보호막에 형성된 다수의 콘택홀을 통해 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되고, 상기 보호막을 사이에 두고 상기 제 1 전원 배선과 중첩되도록 형성된다.
상기 더미 전원 배선을 감싸도록 상기 더미 전원 배선 상에 배치되는 보호 전극을 더 포함한다. 여기서, 상기 보호 전극은 투명 도전 물질로 형성된다.
상기 보호 전극은 상기 구동 스위칭 소자의 구동 신호로 구동되는 유기 발광 다이오드의 애노드와 동일한 물질로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 게이트 전극, 게이트 절연막, 상기 게이트 전극과 중첩되는 반도체층을 순차로 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극의 양 측면과 중첩되도록 서로 이격되어 상기 반도체층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하여 구동 스위칭 소자를 형성함과 동시에 데이터 라인 및 제 1 전원 배선을 형성하는 단계와, 상기 드레인 전극을 노출시키는 제 1 콘택홀 및 상기 제 1 전원 배선을 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀이 형성된 보호막을 상기 기판 전면에 형성하는 단계와, 상기 제 1 콘택홀을 통해 노출된 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속되는 연결 전극과 더미 전극 및 상기 다수의 제 2 콘택홀을 통해 노출된 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 더미 전원 배선을 형성하는 단계 및 상기 더미 전극 상에 애노드를 형성하고, 상기 더미 전원 배선 상에 보호 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 더미 전원 배선은 불투명한 도전 물질로 형성된다. 상기 더미 전원 배선은 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성된다. 상기 더미 전원 배선은 상기 더미 전극과 동일한 층에 형성된다. 상기 더미 전원 배선은 상기 더미 전극과 동일한 물질로 형성된다. 상기 더미 전원 배선은 상기 더미 전극 동일 공정으로 형성된다.
상기 더미 전원 배선은 상기 제 1 전원 배선과 중첩되도록 형성되며, 상기 더미 전원 배선의 폭은 상기 제 1 전원 배선의 폭보다 작게 형성된다.
상기 보호 전극은 투명 도전 물질로 상기 애노드와 동시에 형성된다.
본 발명은 전원 배선 상에 더미 전원 배선을 형성하여 전원 배선의 저항을 줄임으로써, 전압 강하 현상을 해결하여 유기 전계 발광 표시 장치의 화질을 균일화하고 안정적으로 구동할 수 있다.
더욱이, 본 발명은 전원 배선을 적층 구조로 구성함으로써, 전원 배선의 선폭을 줄여 상대적으로 다른 배선들의 레이아웃 마진을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명은 더미 전원 배선을 형성함에 있어서, 소스 드레인 전극 공정 시에 사용되는 더미 전극과 동일한 물질 및 동일한 공정으로 형성함으로써, 별도의 추가 공정 없이 전압 강하 현상을 개선할 수 있다.
본 발명은 더미 전원 배선 상에 애노드와 동일한 물질로 이루어지는 보호 전극을 구비함으로써, 추가 공정 없이 더미 전원 배선의 손상을 방지하여 유기 전계 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 간략하게 나타내는 레이아웃 배치도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 Ⅰ-Ⅰ'로 자른 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 간략하게 나타내는 레이아웃 배치도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 Ⅰ-Ⅰ'로 자른 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 간략하게 나타내는 레이아웃 배치도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 상세히 설명하도록 한다.
여기서 i) 첨부된 도면들에 도시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 개략적인 것으로 다소 변경될 수 있다. ii) 도면은 관찰자의 시선으로 도시되기 때문에 도면을 설명하는 방향이나 위치는 관찰자의 위치에 따라 다양하게 변경될 수 있다. iii) 도면 번호가 다르더라도 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호가 사용될 수 있다.
iv) '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. v) 단수로 설명되는 경우 다수로도 해석될 수 있다. vi) 형상, 크기의 비교, 위치 관계 등이 '약', '실질적' 등으로 설명되지 않아도 통상의 오차 범위가 포함되도록 해석된다.
vii) '~후', '~전', '이어서', '그리고', '여기서', '후속하여', '이 때' 등의 용어가 사용되더라도 시간적 위치를 한정하는 의미로 사용되지는 않는다. viii) '제 1', '제 2', '제 3' 등의 용어는 단순히 구분의 편의를 위해 선택적, 교환적 또는 반복적으로 사용되며 한정적 의미로 해석되지 않는다.
ix) '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우 '바로'가 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다. x)부분들이 '~또는'으로 전기적으로 접속되는 경우 부분들 단독뿐만 아니라 조합도 포함되게 해석되나 '~또는 ~중 하나'로 전기적으로 접속되는 경우 부분들 단독으로만 해석된다.
유기
전계
발광 표시 장치
이하에서는 하나의 화소를 구성하는 R, G, B 서브 화소 중 일 서브 화소를 중심으로 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 설명할 것이나, 본 발명의 유기 전계 발광 표시 장치에 형성된 다른 서브 화소에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 다수의 게이트 라인(GL)들과 다수의 데이터 라인(DL)들의 수직 교차 영역의 다수의 서브 화소(P)들 및 다수의 서브 화소(P)에 전원을 공급하는 전원 배선들(VDD1, VDD2)을 포함한다.
서브 화소(P)는 화상을 표시하는 활성 영역(A)과 활성 영역(A) 외에 여러 배선 및 스위칭 소자가 형성되는 비활성 영역(N)으로 정의될 수 있다. 서브 화소(P)는 비활성 영역(N)에 형성되어 유기 발광 다이오드(미도시)에 구동 전류를 공급하기 위한 구동 스위칭 소자(TFT) 및 활성 영역(A)에 형성되어 구동 스위칭 소자(TFT)의 신호에 응답하여 구동되는 유기 발광 다이오드(미도시)를 포함한다.
구동 스위칭 소자(TFT)는 기판(110)의 비활성 영역(N)에 형성되며, 게이트 전극(121)과, 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 게이트 전극(121)과 중첩되어 채널로 이용되는 반도체층(123, 124)을 포함한다. 그리고, 구동 스위칭 소자(TFT)는 반도체층(123, 124) 상에 형성되는 소스/드레인 전극(125/126) 및 소스/드레인 전극(125/126) 사이에서 게이트 전극(121)과 중첩되도록 형성된 에치 스토퍼(114)를 더 포함한다.
게이트 전극(121)과 소스/드레인 전극(125/126)은 불투명한 도전 물질로 형성된다. 게이트 전극(121)과 소스/드레인 전극(125/126)을 이루는 불투명한 도전 물질로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 네오디움(Nd) 또는 크롬(Cr) 등의 단일층 또는 이들 합금의 단일층이 이용될 수 있다. 또한, 게이트 전극(121)과 소스/드레인 전극(125/126)은 상술한 불투명한 도전 물질의 다층 구조 또는 이들 합금의 다층 구조로 형성될 수 있다.
게이트 전극(121)은 게이트 라인(GL)으로부터 돌출되어 형성되므로, 게이트 라인(GL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 게이트 전극(121)은 게이트 라인(GL)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 소스/드레인 전극(125/126)은 데이터 라인(DL)으로부터 돌출되어 형성되므로, 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 소스/드레인 전극(125/126)은 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 형성될 수 있다.
구동 스위칭 소자(TFT)의 소스/드레인 전극(125/126)은 보호막(116)에 형성된 제 1 콘택홀(152)을 관통하는 연결 전극(127) 및 더미 전극(128) 통해 유기 발광 다이오드의 애노드(132)와 전기적으로 연결된다. 이때, 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)은 소스/드레인 전극(125/126)과 동일한 불투명 도전 물질로 형성될 수 있다. 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)은 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성됨이 바람직하다.
구동 스위칭 소자(TFT)는 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)을 통해 유기 발광 다이오드의 애노드(132)와 전기적으로 접속되어 유기 발광 다이오드에 흐르는 전류량을 제어한다.
유기 발광 다이오드(미도시)는 구동 스위칭 소자(TFT)의 전류의 흐름에 따라 적, 녹, 청색의 빛을 발광하여 소정의 화상 정보를 표시하는 것으로, 애노드(132)와, 대향 전극인 캐소드(cathod; 미도시) 및 이들 사이에 배치되어 발광하는 유기 발광층(미도시)을 포함한다.
애노드(132)는 비활성 영역(N)의 보호막(116) 및 연결 전극(127)과 활성 영역(A)의 보호막(116) 상에 형성된다. 애노드(132)는 유기 발광층(미도시)으로부터의 발광된 빛이 표시 장치 밖으로 나올 수 있도록 투명 도전 물질로 형성된다. 투명 도전 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 주석산화물(Tin Oxide: TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide: ITZO) 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
애노드(132)는 소스/드레인 전극(125/126)과 동일한 불투명 도전 물질로 이루어지는 더미 전극(128) 상에 형성되어 전기적으로 접속되므로 투명한 도전 물질로 이루어지는 애노드(132)의 저항 성분을 보상받을 수 있다. 즉, 불투명 도전 물질로 형성되는 더미 전극(128)은 투명 도전 물질로 형성되는 애노드(132)와 불투명 도전 물질로 형성되는 소스/드레인 전극(125/126)의 저항차를 낮춘다.
애노드(132)를 덮도록 기판(110) 전면에 형성된 평탄화막(118)은 활성 영역(A)을 개구시킨다. 개구된 활성 영역(A)에 유기 발광층 (미도시)이 형성되어 서브 화소(P) 단위로 분리되며, 서브 화소(P) 단위로 적, 녹, 청색 광을 방출하여 영상을 표현할 수 있다. 유기 발광층(미도시)은 애노드(132)와 캐소드(미도시)에서 각기 주입된 정공과 전자가 결합하여 형성된 액시톤이 기저상태로 떨어지면서 빛이 발광되는 층이다.
캐소드(미도시)는 전원 배선(VDD1, VDD2)에 전기적으로 접속되며, 기판(110) 전면에 형성된다. 캐소드(미도시)는 유기 발광층의 발광 방향에 따라 불투명 도전 물질 또는 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
유기 발광 다이오드의 캐소드와 전기적으로 접속되는 전원 배선은 제 1 전원 배선(VDD1)과, 제 2 전원 배선(VDD2) 및 더미 전원 배선(129)을 포함한다.
제 1 전원 배선(VDD1)은 다수의 서브 화소(P)의 장변 일측에 세로 방향으로 연장되어 배치된다. 제 1 전원 배선(VDD1)은 가로로 인접한 서브 화소(P)들 사이에서 데이터 라인(DL) 또는 인접한 서브 화소(P)의 제 1 전원 배선(VDD1)과 이격되어 평행하게 나열된다.
제 1 전원 배선(VDD1)은 불투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성됨이 공정상 바람직하다. 제 1 전원 배선(VDD1)은 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 배치될 수 있다.
더미 전원 배선(129)은 보호막(116)을 사이에 두고 제 1 전원 배선(VDD1)과 중첩되도록 배치되며, 보호막(116)을 관통하는 다수의 제 2 콘택홀(154)을 통해 제 1 전원 배선(VDD1)과 전기적으로 접속된다. 이때, 더미 전원 배선(129)은 불투명 도전 물질로 형성되어 전기적으로 접속된 제 1 전원 배선(VDD1)의 저항을 낮추므로 제 1 전원 배선(VDD1)의 전압 강하(IR DROP) 현상을 개선한다.
더미 전원 배선(129)은 구동 스위칭 소자(TFT)와 유기 발광 다이오드의 애노드(132)를 전기적으로 접속하는 더미 전극(128)과 동일한 불투명한 도전 물질로 동일한 층에 형성된다. 더미 전원 배선(129)은 MoW/AlNd/MoW의 적츨 구조로 형성됨이 바람직하다.
도면에서는 더미 전원 배선(129)이 제 1 전원 배선(VDD1) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 투명 도전 물질이 없고 레이아웃 마진이 확보된다면 제 2 전원 배선(VDD2) 상에도 형성될 수 있다.
더미 전원 배선(129)의 폭은 레이아웃 마진 상 제 1 전원 배선(VDD1)의 폭보다 작고, 더미 전원 배선(129)의 길이는 서브 화소(P)의 장변 길이보다 작게 형성됨이 바람직하다. 더미 전원 배선(129) 상에는 공정 수행시 더미 전원 배선(129)이 식각되는 것을 방지하기 위한 보호 전극(134)이 배치된다. 보호 전극(134)은 애노드(132)와 동일한 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제 1 전원 배선(VDD1) 및/또는 제 2 전원 배선(VDD2) 상에 더미 전원 배선(129)을 형성하여, 전압 강하 현상을 해결하므로 유기 전계 발광 표시 장치의 화질을 균일화하고 안정적으로 구동할 수 있다. 또한, 본 발명은 더미 전원 배선(129)을 제 1 전원 배선(VDD1) 및/또는 제 2 전원 배선(VDD2) 상에 적층 구조로 구성함으로써, 제 1 전원 배선(VDD1)의 선폭을 줄여 상대적으로 다른 배선들의 레이아웃 마진을 확보할 수 있다.
제 2 전원 배선(VDD2)은 다수의 서브 화소(P)의 단변 일측에 가로 방향으로 연장되어 배치된다. 제 2 전원 배선(VDD2)은 세로로 인접한 서브 화소(P)들 사이에 배치되며, 게이트 라인(GL)과 이격되어 평행하게 나열되어 제 3 콘택홀(156)을 통해 제 1 전원 배선(VDD1)과 전기적으로 접속된다..
제 2 전원 배선(VDD2)은 불투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제 2 전원 배선(VDD2)은 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 배치될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 다수의 게이트 라인(GL)들과 다수의 데이터 라인(DL)들의 수직 교차 영역의 다수의 서브 화소(P)들 및 다수의 서브 화소(P)에 전원을 공급하며 제 1 전원 배선(VDD1) 및 제 2 전원 배선(VDD2)로 구성되는 전원 배선들을 포함한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치는 게이트 라인(GL), 제 2 전원 배선(VDD2), 더미 전원 배선(229) 및 게이트 라인(GL)과 게이트 전극(221)의 연결 구조를 제외하고는 제 1 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치와 그 구성 요소 및 이에 대한 설명이 동일하다. 따라서, 동일한 구성 요소에 대하여는 동일한 도면 부호로 표시하였으며, 동일한 도면 부호에 대하여는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치의 게이트 라인(GL) 및 제 2 전원 배선(VDD2)은 구동 스위칭 소자(TFT)와 애노드(132)를 전기적으로 접속시키는 연결 전극, 더미 전극 또는 더미 전원 배선(129)과 동일한 물질로 동일한 층에 형성된다. 이에, 게이트 라인(GL)과 게이트 전극(221)은 콘택홀(258)을 통해 전기적으로 접속된다.
제 1 전원 배선(VDD1)은 다수의 서브 화소(P)의 장변 일측에 세로 방향으로 연장되어 배치된다. 제 1 전원 배선(VDD1)은 가로로 인접한 서브 화소(P)들 사이에서 데이터 라인(DL) 또는 인접한 서브 화소(P)의 제 1 전원 배선(VDD1)과 이격되어 평행하게 나열된다.
제 1 전원 배선(VDD1)은 불투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 물질로 형성됨이 공정상 바람직하다. 제 1 전원 배선(VDD1)은 소스/드레인 전극(125/126) 또는 데이터 라인(DL)과 동일한 층에 배치될 수 있다.
더미 전원 배선(229)은 제 1 전원 배선(VDD1)과 중첩되도록 배치되며, 보호막(미도시)을 관통하는 다수의 제 2 콘택홀(154)을 통해 제 1 전원 배선(VDD1)과 전기적으로 접속된다. 이때, 더미 전원 배선(229)은 불투명 도전 물질로 형성되어 전기적으로 접속된 제 1 전원 배선(VDD1)의 저항을 낮추므로 제 1 전원 배선(VDD1)의 전압 강하(IR DROP) 현상을 개선한다.
더미 전원 배선(229)은 구동 스위칭 소자(TFT)와 유기 발광 다이오드의 애노드(132)를 전기적으로 접속하는 더미 전극과 동일한 불투명한 도전 물질로 동일한 층에 형성된다. 더미 전원 배선(229)은 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성됨이 바람직하다.
더미 전원 배선(229)은 투명 도전 물질이 형성되지 않고 레이아웃 마진이 확보된 곳에 배치되는데, 제 2 전원 배선(VDD2) 상에는 보호 전극(134)이 형성되어 있으므로 더미 전원 배선(229)은 제 1 전원 배선(VDD1) 상에만 형성된다.
더미 전원 배선(229)의 폭은 레이아웃 마진 상 제 1 전원 배선(VDD1)의 폭보다 작고, 더미 전원 배선(229)의 길이는 서브 화소(P)의 장변 길이보다 작게 형성됨이 바람직하다. 더미 전원 배선(229) 상에는 공정 수행시 더미 전원 배선(229)이 식각되는 것을 방지하기 위한 보호 전극(134)이 배치된다. 보호 전극(134)은 애노드(132)와 동일한 투명 도전 물질로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 제 1 전원 배선(VDD1) 상에 더미 전원 배선(229)을 형성하여, 전압 강하 현상을 해결하므로 유기 전계 발광 표시 장치의 화질을 균일화하고 안정적으로 구동할 수 있다. 또한, 본 발명은 더미 전원 배선(229)을 제 1 전원 배선(VDD1) 상에 적층 구조로 구성함으로써, 제 1 전원 배선(VDD1)의 선폭을 줄여 상대적으로 다른 배선들의 레이아웃 마진을 확보할 수 있다.
유기
전계
발광 표시 장치의 제조 방법
이하, 도 3a 내지 도 3h을 참조하여 도 1a에 도시된 유기발광 표시장치의 제조 방법을 설명하기로 한다.
도 3a을 참조하면, 먼저 기판(110) 상에 제 1 도전 물질을 증착한 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정으로 제 1 불투명 도전 물질을 패터닝함으로써 게이트 전극(121)을 형성한다.
제 1 불투명 도전 물질로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 네오디움(Nd), 크롬(Cr) 등의 단일층, 이들 합금의 단일층, 이들의 다층 구조 또는 이들 합금의 다층 구조가 이용될 수 있다. 한편, 제 1 불투명 도전 물질로 게이트 전극(121)을 형성하기 전에 기판(110) 상에 식각 데미지를 방지하기 위한 버퍼층(미도시)을 형성하는 공정을 진행할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 게이트 전극(121)이 형성된 기판(110) 전면에 게이트 절연막(112) 및 비정질 실리콘막을 순차적으로 증착한 후 비정질 실리콘막을 결정화시키고 패터닝함으로써 제 1 반도체층(123)을 형성한다.
게이트 절연막(112)은 게이트 전극(121)이 형성된 기판(110) 전면에 실리콘 질화막(SiNx), 실리콘 산화막(SiOx) 등의 무기 절연 물질의 단일층 또는 이들의 다중층으로 형성될 수 있다. 제 1 반도체층(123)은 결정화된 비정질 실리콘막으로 게이트 절연막(112)을 사이에 두고 게이트 전극(121)과 중첩되도록 형성된다.
도 3c를 참조하면, 제 1 반도체층(123)이 형성된 기판(110) 상에 절연 물질층을 증착 후 포토리소그래피 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 제 1 반도체층(123) 상에 게이트 전극(121)과 중첩되도록 에치 스토퍼(Etch Stopper; 114a)를 형성한다. 에치 스토퍼(114)는 채널 영역이 식각 공정에서 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.
도 3d를 참조하면, 에치 스토퍼(114)가 형성된 기판(110) 전면에 n+층 및 제 2 불투명 도전 물질을 증착 후 포토리소그래피 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 제 2 반도체층(124) 및 소스 전극(125) 및 드레인 전극(126)을 형성하여 구동 스위칭 소자(TFT)를 완성한다. 이때, 게이트 절연막(112) 상에 데이터 라인(DL) 및 제 1 전원 배선(VDD1)도 형성한다.
소스 전극(125) 및 드레인 전극(126)은 수평으로 서로 이격되어 에치 스토퍼(114)의 양 측면과 중첩되도록 형성되고, 수직으로는 게이트 절연막(112), 제 1 반도체층(123) 및 제 2 반도체층(124)을 사이에 두고 게이트 전극(121)의 양 측면과 중첩되도록 형성된다.
제 2 불투명 도전 물질로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 네오디움(Nd), 크롬(Cr) 등의 단일층, 이들 합금의 단일층, 이들의 다층 구조 또는 이들 합금의 다층 구조가 이용될 수 있다. 제 2 반도체층(124)은 n+ 도핑된 비정질 실리콘막으로 이루어진다.
도 3e를 참조하면, 구동 스위칭 소자(TFT), 데이터 라인(DL) 및 제 1 전원 배선(VDD1)이 형성된 기판(110) 전면에 보호막(116)을 증착한 후 포토리소그래피 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 제 1 콘택홀(152) 및 다수의 제 2 콘택홀(154)을 형성한다.
제 1 콘택홀(152)은 구동 스위칭 소자의 드레인 전극(126)을 노출시키고, 다수의 제 2 콘택홀(154)은 제 1 전원 배선(VDD1)을 노출시킨다. 보호막(116)은 PECVD 증착 방식으로 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx)의 단층이나 이들의 복수층으로 형성될 수 있다.
도 3f를 참조하면, 기판(110) 상에 제 3 불투명 도전 물질을 증착 후, 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 연결 전극(127), 더미 전극(128) 및 더미 전원 배선(129)을 동시에 형성한다.
제 3 불투명 도전 물질로는 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 네오디움(Nd), 크롬(Cr) 등의 단일층, 이들 합금의 단일층, 이들의 다층 구조 또는 이들 합금의 다층 구조가 이용될 수 있다.
연결 전극(127) 제 1 콘택홀(152)을 통해 노출된 드레인 전극(126)과 전기적으로 연결되도록 제 1 콘택홀(151) 내에 형성되고, 더미 전극(128)은 연결 전극(127)과 전기적으로 접속되도록 연결 전극(127) 및 보호막(116) 상에 형성된다. 이때, 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)은 동일한 물질로 일체로 형성된다. 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)은 소스/드레인 전극(125/126)과 동일한 물질로 형성되는 것이 추가 공정 비용을 방지하므로 바람직하다.
더미 전원 배선(129)은 다수의 제 2 콘택홀(154)을 통해 노출된 제 1 전원 배선(VDD1)과 전기적으로 접속되도록 보호막(116)을 사이에 두고 제 1 전원 배선(VDD1)과 중첩되도록 다수의 제 2 콘택홀(154) 내에 충진되면서 보호막(116) 상에 형성된다. 이때, 더미 전원 배선(129)은 제 3 불투명 도전 물질로 형성되어 전기적으로 접속된 제 1 전원 배선(VDD1)의 저항을 낮추므로 제 1 전원 배선(VDD1)의 전압 강하(IR DROP) 현상을 개선한다.
이와 같이, 본 발명은 제 1 전원 배선(VDD1) 및/또는 제 2 전원 배선(VDD2) 상에 더미 전원 배선(129)을 형성하여, 전압 강하 현상을 해결하므로 유기 전계 발광 표시 장치의 화질을 균일화하고 안정적으로 구동할 수 있다. 또한, 본 발명은 더미 전원 배선(129)을 제 1 전원 배선(VDD1) 및/또는 제 2 전원 배선(VDD2) 상에 적층 구조로 구성함으로써, 제 1 전원 배선(VDD1)의 선폭을 줄여 상대적으로 다른 배선들의 레이아웃 마진을 확보할 수 있다.
더미 전원 배선(129)은 연결 전극(127) 및 더미 전극(128)과 동시에 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성될 수 있다. 본 발명은 더미 전원 배선(129)을 더미 전극(128)과 동일한 물질 및 동일한 공정으로 형성함으로써, 별도의 추가 공정 없이 공정을 간소화시키면서 전압 강하 현상을 개선할 수 있다.
더미 전원 배선(129)의 폭은 레이아웃 마진 상 제 1 전원 배선(VDD1)의 폭보다 작게 형성됨이 바람직하다. 한편, 도면에서는 더미 전원 배선(129)이 제 1 전원 배선(VDD1) 상에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 투명 도전 물질이 없고 레이아웃 마진이 확보된다면 미도시된 제 2 전원 배선 상에도 형성될 수 있다.
도 3g를 참조하면, 투명 도전 물질을 증착한 후, 포토리소그래피 및 식각 공정을 통해 패터닝함으로써 애노드(132) 및 보호 전극(134)을 형성한다. 애노드(132)는 구동 스위칭 소자(TFT)의 드레인 전극(126)과 전기적으로 접속되도록 비활성 영역(N)의 더미 전극(128) 및 활성 영역(A)의 보호막(116) 상에 형성된다.
여기서, 하나의 서브 화소는 구동 스위칭 소자(TFT) 및 배선들이 형성되는 비활성 영역(N)과 유기 발광층에서 발광된 빛으로 화상을 표시하는 활성 영역(A)으로 정의될 수 있다.
보호 전극(134)은 더미 전원 배선(129)이 애노드(132)를 형성하기 위한 패터닝 공정 시에 손상되는 것을 방지하기 위하여 더미 전원 배선(129)을 감싸도록 더미 전원 배선(129) 상에 형성된다. 이와 같이 본 발명은 더미 전원 배선(129) 상에 애노드(132)와 동일한 물질로 이루어지는 보호 전극(134)을 구비함으로써, 추가 공정 없이 더미 전원 배선(129)의 손상을 방지하여 유기 전계 발광 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
애노드(132) 및 보호 전극(134)을 구성하는 투명 도전 물질로는 인듐주석산화물(Indium Tin Oxide: ITO), 주석산화물(Tin Oxide: TO), 인듐아연산화물(Indium Zinc Oxide: IZO), 인듐주석아연산화물(Indium Tin Zinc Oxide: ITZO) 또는 이들의 조합이 이용될 수 있다.
도 3h를 참조하면, 기판(110) 전면에 평탄화막(118)을 증착한 후 활성 영역(A)의 애노드(132)가 노출되도록 개구부를 형성한다. 평탄화막(118) PECVD 증착 방식으로 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(SiNx)의 단층이나 이들의 복수층으로 형성될 수 있다.
이후, 활성 영역(A)에 유기 발광층(미도시)을 형성하고 전원 배선과 전기적으로 접속되는 캐소드(미도시)를 형성하여 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 완성한다.
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 실시예들을 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 기판 114: 에치 스토퍼
116: 보호막 118: 평탄화막
121: 게이트 전극 123, 124: 반도체층
125: 소스 전극 126: 드레인 전극
127: 연결 전극 128: 더미 전극
129, 229: 더미 전원 배선 132: 애노드
134: 보호 전극 152: 제 1 콘택홀
154: 제 2 콘택홀 DL: 데이터 라인
GL: 게이트 라인 TFT: 구동 스위칭 소자
VDD1: 제 1 전원 배선 VDD2: 제 2 전원 배선
116: 보호막 118: 평탄화막
121: 게이트 전극 123, 124: 반도체층
125: 소스 전극 126: 드레인 전극
127: 연결 전극 128: 더미 전극
129, 229: 더미 전원 배선 132: 애노드
134: 보호 전극 152: 제 1 콘택홀
154: 제 2 콘택홀 DL: 데이터 라인
GL: 게이트 라인 TFT: 구동 스위칭 소자
VDD1: 제 1 전원 배선 VDD2: 제 2 전원 배선
Claims (16)
- 화상을 표시하는 활성 영역과 상기 활성 영역 외의 비활성 영역으로 정의되는 다수의 서브 화소들;
상기 서브 화소의 상기 비활성 영역에 형성되어 구동 전류를 공급하는 구동 스위칭 소자;
상기 서브 화소에 전원을 공급하는 전원 배선을 포함하고,
상기 전원 배선은 상기 서브 화소의 장변 일측에 세로 방향으로 나열되는 제 1 전원 배선과,
상기 제 1 전원 배선 상에 배치되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 더미 전원 배선 및
상기 서브 화소의 단변 일측에 가로 방향으로 나열되어 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 제 2 전원 배선을 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 불투명한 도전 물질로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 상기 구동 스위칭 소자와 전기적으로 접속되는 더미 전극과 동일한 물질로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 상기 구동 스위칭 소자와 전기적으로 접속되는 더미 전극과 동일한 층에 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 상기 제 1 전원 배선 상의 보호막에 형성된 다수의 콘택홀을 통해 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되고,
상기 보호막을 사이에 두고 상기 제 1 전원 배선과 중첩되도록 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치. - 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선의 폭은 상기 제 1 전원 배선의 폭보다 작은 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선을 감싸도록 상기 더미 전원 배선 상에 배치되는 보호 전극을 더 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 보호 전극은 투명 도전 물질로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 제 8 항에 있어서, 상기 보호 전극은 상기 구동 스위칭 소자의 구동 신호로 구동되는 유기 발광 다이오드의 애노드와 동일한 물질로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치.
- 기판 상에 게이트 전극, 게이트 절연막, 상기 게이트 전극과 중첩되는 반도체층을 순차로 형성하는 단계;
상기 게이트 전극의 양 측면과 중첩되도록 서로 이격되어 상기 반도체층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하여 구동 스위칭 소자를 형성함과 동시에 데이터 라인 및 제 1 전원 배선을 형성하는 단계;
상기 드레인 전극을 노출시키는 제 1 콘택홀 및 상기 제 1 전원 배선을 노출시키는 다수의 제 2 콘택홀이 형성된 보호막을 상기 기판 전면에 형성하는 단계;
상기 제 1 콘택홀을 통해 노출된 상기 드레인 전극과 전기적으로 접속되는 연결 전극과 더미 전극 및 상기 다수의 제 2 콘택홀을 통해 노출된 상기 제 1 전원 배선과 전기적으로 접속되는 더미 전원 배선을 형성하는 단계; 및
상기 더미 전극 상에 애노드를 형성하고, 상기 더미 전원 배선 상에 보호 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 불투명한 도전 물질로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 MoW/AlNd/MoW의 적층 구조로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 상기 더미 전극과 동일한 층에 동일한 물질을 이용하여 동일 공정으로 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 더미 전원 배선은 상기 제 1 전원 배선과 중첩되도록 형성되며,
상기 더미 전원 배선의 폭은 상기 제 1 전원 배선의 폭보다 작게 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서, 상기 보호 전극은 투명 도전 물질로 상기 애노드와 동시에 형성되는 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 방법.
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