KR20150019989A - 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 스위치 영역과 드라이빙 영역, 개구 영역이 정의된 다수의 화소가 배열된 기판에 있어서, 제 1 반도체 물질과, 제 1 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질과 투명 전도성 물질로 형성되는 제 1 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 스위칭 영역에 형성되는 제 1 박막 트랜지스터와; 제 2 반도체 물질과, 제 2 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질과 투명 전도성 물질로 형성되는 제 2 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 드라이빙 영역에 형성되는 제 2 박막 트랜지스터와; 상기 제 1 드레인 전극을 구성하는 투명 전도성 물질로부터 연장되어 형성되는 제 1 투명 커패시터 전극과; 상기 제 2 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 형성된 제 1 층간 절연막과; 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인 전극과 연결되며, 상기 제 1 층간 절연막 상부에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극과; 상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀이 형성된 제 2 층간 절연막과; 상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀을 통해 상기 제 2 투명 커패시터 전극과 전기적으로 연결되는 어노드 전극을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판을 제공한다.
Description
본 발명은 투명 스토리지 커패시터가 형성된 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
종래에 주로 브라운관을 사용하던 디스플레이 장치는 기술의 발전에 따라 액정 디스플레이 장치(Liquid Crystal Display Panel)을 활용한 장치에서 현재는 유기 발광 디스플레이(Organic Light Emitting Diode Display) 장치로 발전했다.
유기 발광 디스플레이 장치는 배면광을 필요로 하는 액정 디스플레이 장치과 달리 자가 발광이 가능하여 별도의 광원장치를 요구하지 않는 것으로, 초기에는 주로 소형 디스플레이 장치에 적용되었으나 점차 대형 디스플레이 장치에도 적용되어 여러 분야에 걸쳐 사용되고 있다.
유기 발광 디스플레이 장치는 유기발광층에서 발생한 빛이 어레이 회로가 형성되는 기판을 통과하는 것으로, 이는 도 1을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1은 종래의 해상도를 갖는 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 해상도를 갖는 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판은 서로 교차하여 다수의 화소 영역을 정의하는 게이트 배선(미도시) 및 데이터 배선(32)이 형성되어 있으며, 이때, 데이터 배선(32)과 나란하게 각 화소 영역별로 공통 전압선(미도시)이 형성되어 있다.
그리고, 게이트 배선(미도시)과 데이터 배선(32)이 교차하는 영역에는 제 1 및 제 2 게이트 전극(11, 21)과, 보호막(14)에 의해 상기 제 1 및 제 2 게이트 전극(11, 21)과 이격된 제 1 및 제 2 반도체 물질(17, 27), 게이트 절연막(31)에 형성된 콘택홀을 통해 상기 제 1 및 제 2 반도체 물질(17, 27) 각각과 연결되는 제 1 및 제 2 소스 전극(12, 22), 그리고 제 1 및 제 2 드레인 전극(13, 23)으로 구성된 스위칭 소자인 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2)가 형성되어 있다.
이때, 제 1 소스 전극(12)과 제 2 소스 전극(22)은 각각 데이터 배선(32)과 공통 전압선(미도시)에서 연장되어 형성된 것이다.
스위칭 박막 트랜지스터인 제 1 박막 트랜지스터(TR1)의 제 1 드레인 전극(13)은 제 2 커패시터 전극(16)과 연결되도록 형성되고, 드라이빙 박막 트랜지스터인 제 2 박막 트랜지스터(TR2)의 제 2 드레인 전극(23)은 제 1 커패시터 전극(15)과 연결되도록 형성됨으로써, 제 1 커패시터 전극(15)과 중첩하는 부분에 제 2 커패시터 전극(16)이 위치하게 되어 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
이러한 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판의 어노드 전극(19) 상에 유기발광층(EL)과 캐소드 전극(129)을 더욱 형성하여 자가 발광이 가능한 유기 발광 디스플레이 장치를 형성할 수 있게 된다.
즉, 유기 발광 디스플레이 장치는 어노드 전극(19)에서 전달하는 전자와 캐소드 전극(129)에서 형성된 정공이 유기발광층(EL) 내에서 재결합되어 빛을 발생시키는 것으로, 캐소드 전극(129)이 불투명한 금속으로 형성되는 경우, 유기발광층(EL) 내에서 발생한 빛이 어레이 기판으로 반사되어 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2)가 형성된 어레이 기판을 통해 방출된다.
이 과정에서, 스토리지 커패시터(Cst)는 공급된 전압을 신호에 따라 다음번 전압이 공급되기 전까지 유지시키기 위해서 사용되는데, 구동 안정성을 위해 스토리지 커패시터(Cst)영역을 확장하면 불투명 금속으로 형성되는 제 1 및 제 2 커패시터 전극(15, 16)에 의해 개구율이 감소하는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 스토리지 커패시터(Cst)를 화소 구동에 요구되는 최소 영역에 맞춰 형성하였으나, 근래에 들어 해상도가 점차 증가함에 따라 1 인치 내 화소 수(PPI)가 증가하고, 이에 따른 화소 영역이 점차 좁아지고 있어 스토리지 커패시터 영역을 형성하는데 어려움이 커지고 있으며, 이를 해결하기 위한 다층 구조의 스토리지 커패시터 구조도 제안되었으나, 이를 형성하기 위한 공정의 복잡도가 높아지게 되어 유기 발광 디스플레이 장치 제조의 수율이 감소하는 문제점과 불량률이 증가하는 문제점을 나타내고 있다.
본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법은 불투명 금속 재질의 커패시터 전극과 이를 포함하는 스토리지 커패시터로 인해 개구율이 감소하여 저해상도 유기 발광 디스플레이 장치과 동일한 휘도를 나타내기 위해 소모하는 전력량이 증가하는 문제와, 종래의 저해상도 유기 발광 디스플레이 장치에 비해 유기발광층으로 전달되는 전력량이 증가함에 따라 유기발광층에 누적되는 스트레스가 증가하여 장치의 수명이 단축되는 문제를 해결하고자 한다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 스위치 영역과 드라이빙 영역, 개구 영역이 정의된 다수의 화소가 배열된 기판에 있어서, 제 1 반도체 물질과, 제 1 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질 및 투명 전도성 물질로 형성되는 제 1 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 스위칭 영역에 형성되는 제 1 박막 트랜지스터와; 제 2 반도체 물질과, 제 2 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질과 투명 전도성 물질로 형성되는 제 2 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 드라이빙 영역에 형성되는 제 2 박막 트랜지스터와; 상기 제 1 드레인 전극을 구성하는 투명 전도성 물질로부터 연장되어 형성되는 제 1 투명 커패시터 전극과; 상기 제 2 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 형성된 제 1 층간 절연막과; 상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인 전극과 연결되며, 상기 제 1 층간 절연막 상부에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극과; 상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀이 형성된 제 2 층간 절연막과; 상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀을 통해 상기 제 2 투명 커패시터 전극과 전기적으로 연결되는 어노드 전극을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판을 제공한다.
그리고, 상기 개구 영역은 상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극과, 상기 제 2 층간 절연막에 의해 형성되는 스토리지 커패시터 영역을 포함한다.
그리고, 상기 다수의 화소가 배열되지 않은 기판의 외부에 제 1 내지 제 3 패드 전극으로 형성되는 패드부를 더욱 포함한다.
그리고, 상기 제 2 투명 커피시터 전극 및 제 1 층간 절연막과 상기 제 2 층간 절연막 사이에 형성되는 컬러필터를 더욱 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극은 500Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
그리고, 상기 어노드 전극은 1200Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 SiO2로 형성된 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
한편, 본 발명은, 스위치 영역과 드라이빙 영역, 개구 영역이 정의된 어레이 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 어레이 기판상에 제 1 및 제 2 반도체 물질을 형성하는 단계와; 상기 제 1 및 제 2 반도체 물질상에 절연막 패턴 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;
상기 어레이 기판상에 게이트 절연막을 적층하는 단계와; 투명 전극 물질층을 적층하는 단계와; 상기 투명 전극 물질층 상에 불투명 금속층을 적층하는 단계와; 상기 불투명 금속층 및 상기 투명 전극 물질층을 식각하여 불투명 금속과 투명 전극 물질로 이루어진 다층 구조의 제 1 및 제 2 소스 전극 및 제 1 및 제 2 드레인 전극과, 상기 제 1 드레인 전극을 이루는 투명 전극 물질이 연장되어 이루어지는 제 1 투명 커패시터 전극을 동시에 형성하는 단계와; 상기 제 2 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀이 형성된 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 1 층간 절연막의 드레인 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인 전극과 연결되며, 상기 제 1 층간 절연막의 상부에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극을 형성하는 단계와; 상기 제 2 투명 커패시터 전극의 상부에 컬러필터와 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와; 상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되도록 상기 컬러 필터와 제 2 층간 절연막에 콘택홀을 형성하는 단계와; 상기 제 2 투명 커패시터 전극과 연결되도록 어노드 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 소스 전극과 상기 제 1 및 제 2 드레인 전극과 상기 제 1 투명 커패시터 전극은 포토 레지스트 및 하프톤 마스크를 사용하여 형성된 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 투명 커패시터 전극은 상기 스위칭 영역 및 드라이빙 영역을 제외한 상기 개구 영역에 형성되고, 상기 제 2 투명 커패시터 전극은 상기 스위칭 영역 및 드라이빙 영역을 제외한 상기 개구 영역에 형성되는 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극은 500Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
그리고, 상기 어노드 전극은 1200Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 SiO2로 형성된 것을 포함한다.
그리고, 상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 포함한다.
본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법은 커패시터 전극을 투명 전극으로 형성하여, 개구 영역 상에도 스토리지 커패시터를 형성하는 구조 및 이의 제조 방법을 제공한다.
이에 따라 화소 영역 내에서 박막 트랜지스터가 형성된 영역을 제외한 모든 영역에 스토리지 커패시터를 형성할 수 있어 높은 해상도로 설계된 유기 발광 다이오드 디스플레이 장치에서도 안정적인 구동을 수행할 수 있다.
또한, 투명 전극으로 형성되는 커패시터 전극과 소스 전극 및 드레인 전극을 하나의 제조 공정을 통해 형성함으로써 공정 난이도를 감소시켜 제조시 수율을 높이고, 불량률을 감소시키는 효과를 나타낸다.
도 1은 종래의 해상도를 갖는 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3g 는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판의 일부 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구조를 비교하기 위한 개구 영역의 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 커패시터 면적 변화 별 발광 휘도를 나타낸 그래프이며, 도 6a 내지 도 6c 각각은 개구 영역의 75%, 63%, 50%를 차지하는 투명 커패시터를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 3a 내지 도 3g 는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판의 일부 제조 공정을 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구조를 비교하기 위한 개구 영역의 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 커패시터 면적 변화 별 발광 휘도를 나타낸 그래프이며, 도 6a 내지 도 6c 각각은 개구 영역의 75%, 63%, 50%를 차지하는 투명 커패시터를 나타낸 평면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판 및 이의 제조 방법을 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 나타낸 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)은 표시 영역(A)과 비표시 영역(NA)으로 구분되는데, 표시 영역(A)을 이루는 다수의 화소 각각은 제 1 박막 트랜지스터(TR1)가 형성되는 스위칭 영역(SW)과, 제 2 박막 트랜지스터(TR2)가 형성되는 드라이빙 영역(DR)과, 스토리지 커패시터(Cst)가 형성되는 개구 영역(OP)으로 나뉘며, 비표시 영역(NA)에는 게이트 신호, 또는 데이터 신호를 인가받는 패드부(PAD)가 형성될 수 있다.
제 1 박막 트랜지스터(TR1)는 어레이 기판(100)상에 형성된 제 1 반도체 물질(141)과, 제 1 반도체 물질(141)의 상부에 위치하며, 제 1 절연막 패턴(105a)에 의해 이격된 제 1 게이트 전극(111)과, 상기 제 1 게이트 전극(111) 및 제 1 절연막 패턴(105a)과 제 1 반도체 물질(141)을 덮도록 형성되는 게이트 절연막(191a)과, 상기 게이트 절연막(191a)의 상부에 형성되며, 제 1 반도체 물질(141)과 전기적으로 연결되는 제 1 소스 전극(112) 및 제 1 드레인 전극(113)으로 형성된다.
그리고, 제 2 박막 트랜지스터(TR2)는 어레이 기판(100)상에 형성된 제 2 반도체 물질(142)과, 제 2 반도체 물질(142)의 상부에 위치하며, 제 2 절연막 패턴(105b)에 의해 이격된 제 2 게이트 전극(121)과, 상기 제 2 게이트 전극(121) 및 제 2 절연막 패턴(105b)과 제 2 반도체 물질(142)을 덮도록 형성되는 게이트 절연막(191a) 및 이의 상부에 형성되며, 제 2 반도체 물질(142)과 전기적으로 연결되는 제 2 소스 전극(122) 및 제 2 드레인 전극(123)으로 형성된다.
그리고, 스토리지 커패시터(Cst)는 게이트 절연막(191a) 상부에 형성되는 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과, 상기 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과 중첩되도록 제 1 층간 절연막(190a) 상에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극(171b)으로 이루어진다.
또한, 패드부(PAD)는 어레이 기판(100) 상부에 형성되는 제 3 절연막 패턴(105c) 및 제 1 패드전극(114a)과, 제 1 패드 전극(114a)의 상부에 형성되는 제 2 패드 전극 및 제 3 패드 전극(114b, 114c)을 포함하여 형성된다.
유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)은 상기한 스위칭 영역(SW)과, 드라이빙 영역(DR)과, 개구 영역(OP)상에 컬러필터(CF)를 적층하고, 컬러필터(CF) 상부에 제 2 층간 절연막(190b)을 형성하고, 드라이빙 영역(DR)의 제 2 투명 커패시터 전극(171b)과 연결되는 어노드 전극(119)을 형성한다.
이러한 구조를 갖는 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)상에는 유기발광층(EL)과 캐소드 전극(129)이 형성되어 유기 발광 디스플레이 장치를 이루게 된다.
이때, 유기발광층(EL)의 산화를 방지하기 위하여 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)을 캡슐화할 수 있다.
유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)을 구성하는 제 1 박막 트랜지스터(TR1)는 화소의 온/오프 동작을 수행하는 스위칭 박막 트랜지스터의 역할을 하는 것으로, 제 1 게이트 전극(111)과 제 1 소스 전극(112)에 전압이 인가된 경우, 제 1 반도체 물질(141)을 통해 전압을 제 1 드레인 전극(113)으로 인가한다.
제 1 소스 전극(112)과 제 1 드레인 전극(113)은 투명 전극과 불투명 금속층으로 이뤄지는 다층 구조로 형성되는데, 제 1 드레인 전극(113)의 불투명 금속층 하부의 투명 전극은 일 화소 영역 내에서 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2) 영역을 제외한 표시 영역 전체로 확장되어 제 1 투명 커패시터 전극(171a)의 역할을 수행하게 된다.
그리고, 드라이빙 트랜지스터의 역할을 하는 제 2 박막 트랜지스터(TR2)의 제 2 게이트 전극(121)은 제 1 드레인 전극(113)과 전기적으로 연결된 것으로, 제 2 게이트 전극(121)에 전압이 인가될 때, 공통 전압 배선(153)과 연결되어 전압을 인가받는 제 2 소스 전극(122)과 더불어 제 2 반도체 물질(142)을 통해 제 2 드레인 전극(123)으로 전압을 인가한다.
제 2 드레인 전극(123)과 제 2 투명 커패시터 전극(171b)이 제 1 층간 절연막(190a)에 형성된 콘택홀을 통해 서로 전기적으로 연결되어 전압을 인가받게 된다.
이때, 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2)를 구성하는 제 1 및 제 2 반도체 물질(141, 142)은 LTPS(Low Temperture Poly Silicon), 또는 산화물 반도체(Oxide Semiconductor) 등으로 형성될 수 있다.
제 2 투명 커패시터 전극(171b)은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2) 영역을 제외한 일 화소 영역 전체로 확장될 수 있는데, 이는 제 1 층간 절연막(190a)에 의해 이격된 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과 더불어 투명 스토리지 커패시터(Cst)를 형성한다.
이때, 형성된 투명 스토리지 커패시터(Cst)는 일 화소 영역 내에서 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2)의 영역을 제외한 화소 영역 전체에 형성될 수 있으며, 투명 전극으로 형성되어 빛의 투과율이 높아 화소 영역을 차지하는 비율에 무관하게 높은 개구율을 나타낼 수 있다.
상기 투명 스토리지 커패시터(Cst)를 형성하는 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과 제 2 투명 커패시터 전극(171b)은 ITO(Indium Tin Oxide, 이하 ITO)로 형성되는 것이 일반적이나, ITO는 빛의 투과율이 70% 이상이고, 전기 전도성이 있는 물질을 대표하여 작성한 것으로, 이는 동일한 조건, 또는 그 이상을 나타내는 물질이면 얼마든지 대체하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)은 제 1 및 제 2 박막 트랜지스터(TR1, TR2)는 코플러너(Coplanar) 구조의 박막 트랜지스터로 형성되나, 이는 하나의 실시예로 구조 설계시 변경할 수 있는 사항이다.
상기와 같은 구조의 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)은 일정 커패시터 용량을 유지하기 위하여 커패시터 전극을 불투명 금속으로 형성하여 개구율이 감소하는 종래의 유기 발광 디스플레이 장치과 달리, 투명 전극으로 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)을 형성하여 투명 금속의 투과율과 스위칭 및 드라이빙 영역(SW, DR)을 제외한 개구 영역(OP) 전체에서 빛을 투과할 수 있어 개구율이 종래에 비해 크게 증가하여 높은 해상도에서도 휘도 향상이 용이하다.
이와 같은 구조의 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판 중, 본 발명의 특징인 투명 커패시터 제조 공정은 아래 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명하도록 한다.
도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판 제조 공정의 일부를 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100)을 제조하기 위하여, 도 3a에 도시된 바와 같이 표시 영역(A) 중 스위칭 영역(SW)에는 제 1 반도체 물질(141), 제 1 절연막 패턴(105a), 제 1 게이트 전극(111)과 게이트 절연막(191a) 및 제 1 반도체 물질(141)의 양 측면을 노출시키는 제 1 및 제 2 콘택트홀(CT1, CT2)이 형성되어 있고, 드라이빙 영역(DR)에는 제 2 반도체 물질(142), 제 2 절연막 패턴(105b), 제 2 게이트 전극(121)과 게이트 절연막(191a) 및 제 2 반도체 물질(142)의 양 측면을 노출시키는 제 3 및 제 4 콘택트홀(CT3, CT4)가 형성되어 있으며, 비표시 영역(NA)에는 제 3 절연막 패턴(105c)과, 제 3 게이트 전극(114a)과, 게이트 절연막(191a)과 상기 제 3 게이트 전극(114a)을 노출시키는 제 5 콘택트홀(CT5)이 형성된 어레이 기판(100)을 준비한다.
도면에 도시된 제 1 박막 트랜지스터(TR1)와 제 2 박막 트랜지스터(TR2)는 코플러너 구조(Coplanar Type)의 박막 트랜지스터가 어레이 기판(100)상에 형성되는 것을 나타내기 위한 것으로, 박막 트랜지스터의 구조를 변경할 시 스위칭 영역(SW)과 드라이빙 영역(DR)에 형성된 물질은 변경될 수 있다.
이후, 도 3b에 도시된 바와 같이, 어레이 기판(100)에 제 1 투명 전극 물질층(115a)을 적층한다.
제 1 투명 전극 물질층(115a)은 개구 영역(OP)에 제 1 커패시터 전극(171a)을 형성하기 위한 것으로, 제 1 박막 트랜지스터(TR1)에 형성되는 제 1 및 제 2 콘택트홀(CT1, CT2)와 제 2 박막 트랜지스터(TR2)에 형성되는 제 3 및 제 4 콘택트홀(CT3, CT4)에 의해 노출되는 제 1 반도체 물질(141)과 제 2 반도체 물질(142)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제 1 투명 전극 물질층(115a)은 ITO(Indium Tin Oxide, 이하 ITO)를 나타내는 것으로, ITO와 동등한 수준의 전기 전도율 및 투과도를 가진 물질이 적용될 수 있다.
이후, 도 3c에 도시된 바와 같이, 제 1 투명 전극 물질층(115a)이 적층된 어레이 기판(100)에 불투명 금속층(116)을 적층한다.
이때, 불투명 금속층(116)은 제 1 투명 전극 물질층(115a)과 동일하게 어레이 기판(100)의 전면에 적층된다.
이후, 도 3d에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따라 불투명 금속층(도 3c의 6)과 제 1 투명 전극 물질층(도 3c의 115)을 패터닝한다.
이에 따라, 스위칭 영역(SW)에 형성된 불투명 금속층(도 3c의 116)과 제 1 투명 전극 물질층(도 3c의 115)은 제 1 소스 전극(112)과 제 1 드레인 전극(113)으로 패터닝된다.
제 1 소스 전극(112)은 투명 전극 물질과 불투명 금속으로 이루어진 다층 구조로, 제 1 반도체 물질(141) 상부의 일면을 노출하는 제 1 콘택홀(CT1)을 통하여 연결된다.
그리고, 제 1 드레인 전극(113) 또한 투명 전극 물질과 금속 물질로 이루어진 다층 구조로 형성되며, 제 1 반도체 물질(141)의 타측을 노출하는 제 2 콘택홀(CT2)을 통하여 연결된다.
그리고, 불투명 금속층(도 3c의 116)과 제 1 투명 전극 물질층(도 3c의 115)이 식각되면 드라이빙 영역(DR)에는 제 2 소스 전극(122)과 제 2 드레인 전극(123)이 형성된다.
제 2 소스 전극(122)은 투명 전극 물질과 불투명 금속 물질로 이루어진 다층 구조로, 하부의 제 2 반도체 물질(142) 상부에 형성된 제 3 콘택홀(CT3)을 통하여 연결된다.
그리고, 제 2 드레인 전극(123) 또한 투명 전극 물질과 금속 물질로 이루어진 다층 구조로 형성되며, 하부의 제 2 반도체 물질(142)의 상부에 형성된 제 4 콘택홀(CT4)을 통하여 연결된다.
이와 같이 형성되는 제 1 및 제 2 소스 전극(112, 122)과 제 1 및 제 2 드레인 전극(113, 123)은 투명 전극의 상부에 형성되는 금속 물질에 의해 저항값이 감소하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 제 1 드레인 전극(113) 하부에 위치하는 투명 전극 물질은 드라이빙 영역(DR)에 형성된 제 2 박막 트랜지스터(TR2)와 전기적으로 연결되지 않도록 개구 영역(OP)으로 연장되어 제 1 투명 커패시터 전극(171a)로 형성된다.
이때, 일정한 높이의 포토 레지스트층과 빛의 강도를 조절할 수 있는 하프톤 마스크를 사용하여 불투명 금속층(도 3c의 116)만을 식각할 수 있다.
이후, 도 3e에 도시된 바와 같이 제 2 층간 절연막(190a)을 적층한다.
제 2 층간 절연막(190a)은 제 1 및 제 2 소스 전극(112, 122)과 제 1 및 제 2 드레인 전극(113, 123), 제 1 투명 커패시터 전극(171a)의 상부에 형성된다.
상기 제 2 층간 절연막(190a) 적층 후, 도 3f에 도시된 바와 같이 제 2 층간 절연막(190a)이 적층된 패드부(PAD)에 제 5 콘택홀(CT5)을 형성하고, 제 2 드레인 전극(123)을 노출시키는 드레인 콘택홀(CTD)을 형성한다.
이후, 도 3g에 도시된 바와 같이 제 2 투명 전극 물질층(115b)을 적층하여 드레인 콘택홀(CTD)과 제 2 투명 전극 물질층(115b)이 연결되도록 한다.
이후, 도 3h에 도시된 바와 같이, 형성한 제 2 투명 전극 물질층(115b)을 식각하여 제 2 투명 커패시터 전극(171b)과 제 3 패드 전극(114c)으로 패터닝한다.
이때, 제 2 투명 커패시터 전극(171b)은 스위칭 영역(SW)과 드라이빙 영역(DR)을 제외한 개구 영역(OP) 전체에 형성될 수 있는 것으로, 제 2 층간 절연막(190a) 및 제 1 투명 커패시터 전극(171a)에 의해 스토리지 커패시터(Cst)가 형성된다.
전술한 내용은 본 발명의 실시예에 따른 제조 공정의 일부로, 제 1 및 제 2 소스 전극(112, 122)과 제 1 및 제 2 드레인 전극(113, 123), 그리고 제 1 투명 커패시터 전극(171a)을 형성하는데 필요한 마스크 레이어 공정 횟수가 1회 적용되어 커패시터 전극을 불투명 금속으로 형성하던 종래의 공정과 동일한 횟수로 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 제조할 수 있으며, 종래에 개구율이 감소하는 원인이였던 커패시터 영역을 따로 정할 필요 없이 개구 영역(OP) 전체와 공유가 가능하여 개구율이 종래에 비해 약 24% 이상 증가하는 효과가 나타난다.
특히, 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과 제 2 투명 커패시터 전극(171b)으로 형성되는 스토리지 커패시터(Cst)의 면적을 종래에 비하여 더욱 넓게 형성할 수 있어 스토리지 커패시터(Cst)의 용량이 증가함에 따라 장치의 성능이 향상되는 효과가 있다.
한편, 도 3a 내지 도 3h를 참조하여 전술한 내용은 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판을 형성하기 위한 제조 공정의 일부를 도시한 것으로, 컬러 필터층(도 2의 CF)을 형성하고, 층간 절연막(도 2의 190b)과 어노드 전극(도 2의 119) 및 유기물층(도 2의 EL)과 캐소드 전극(도 2의 129)을 형성하는 공정은 종래와 동일하게 진행할 수 있다.
이와 같이 형성된 유기 발광 디스플레이 장치는 종래의 유기 발광 디스플레이 장치에 비해 넓은 개구 영역과 큰 용량의 커패시터를 구비할 수 있으며, 종래의 유기 발광 디스플레이 장치과 비교할 경우에도 유사한 수준의 색 좌표를 나타내는데, 이는 아래 도 4a, 도 4b 및 도 5를 들어 설명하도록 한다.
도 4a 및 도 4b는 종래 및 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구조를 비교하기 위한 개구 영역의 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 커패시터 면적 변화 별 발광 휘도를 나타낸 그래프이며, 도 6a 내지 도 6c 각각은 개구 영역의 75%, 63%, 50%를 차지하는 투명 커패시터를 나타낸 평면도이다.
유기 발광 디스플레이 장치의 개구 영역을 나타낸 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(10a)은 커패시터의 영역을 좁혀 개구 영역을 넓힌 구조로, 어노드 전극을 제외한 다른 층에 투명 전극 물질이 형성되지 않은 것이고, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100a)에서 발광된 빛은 제 1 투명 커패시터 전극(171a) 및 제 2 투명 커패시터 전극(171b)으로 형성된 스토리지 커패시터(Cst)와 어노드 전극(119)을 통과하는 것이다.
종래의 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 개구 영역은 좁은 편이나, 개구 영역에 SiO2로 형성되는 3000Å 두께의 버퍼층(10b)과, SiO2로 형성되는 4000Å 두께의 게이트 절연막(8)과, SiO2로 형성되는 3500Å 두께의 보호막(91a)과, 2.2㎛ 두께의 오버 코트층(O.C) 및 ITO로 형성되는 1200Å 두께의 어노드 전극(19)이 위치하는 것이다.
상기와 같이 종래의 기술에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서 측정되는 전류별 휘도(cd/A)와 색 좌표를 기준으로 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 어레이 기판(100a)에 대하여 설명하도록 한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 개구 영역은 종래에 비해 넓은 편이나, 개구 영역에 SiO2로 형성되는 3000Å 두께의 버퍼층(100b)과, SiO2로 형성되는 4000Å 두께의 게이트 절연막(108)과, ITO로 형성되는 500Å 두께의 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과, SiO2로 형성되는 보호막(191a)과, ITO로 형성되는 500Å 두께의 제 2 투명 커패시터 전극(171b)과, 2.2㎛ 두께의 오버 코트층(O.C) 및 ITO로 형성되는 1200Å 두께의 어노드 전극(119)이 위치하는 것으로, 종래에 비해 빛을 굴절시키는 층이 더 많아지게 되어 빛의 특성이 변할 수 있다.
이때, 제 1 투명 커패시터 전극(171a)과 제 2 투명 커패시터 전극(171b) 및 이들의 사이에 위치한 보호막(191a)의 두께 변화에 따라 휘도 특성 또한 변화가 발생하는데, 이를 측정한 결과는 아래 표 1과 같다.
| 보호막 두께 | 종래 구조 | (A) 3000Å | (B) 3500Å | (C) 4000Å | (D) 4500Å |
| 광효율(cd/A) | 67.06 | 65.51 | 65.89 | 66.78 | 66.15 |
| 색좌표 (CIE, (x,y)) |
(0.3342, 0.3671) | (0.3354, 0.3666) | (0.3340, 0.3663) | (0.3370, 0.3722) | (0.3384, 0.3716) |
| △u'v'(60˚) | 0.014 | 0.015 | 0.020 | 0.012 | 0.015 |
상기 표 1의 '보호막 두께'에서, '종래 구조'는 SiO2로 형성되는 3500Å의 보호막(91a)을 포함하는 종래에 따른 유기 발광 디스플레이를 나타내고, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 구조를 나타낸 (A)~(D) 중 '(A) 3000Å'은 보호막(191a)이 3000Å의 SiO2로 형성된 경우를, '(B) 3500Å'은 보호막(191a)이 3500Å의 SiO2로 형성된 경우를, '(C) 4000Å'은 보호막(191a)이 4000Å의 SiO2로 형성된 경우를, (D) 4500Å'은 보호막(191a)이 4500Å의 SiO2로 형성된 경우를 각각 측정하여 그 결과를 나타낸 것이다.
광 효율 부문에서, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 개구 영역에 형성되는 투명 전극은 어노드 전극(19) 하나인 것으로, 투과율이 높기 때문에 어노드 전극(19)에 전압을 인가하여 빛을 발생시킬 경우, 1A 당 67.06cd의 광도를 나타낸다.
본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)과 어노드 전극(119)이 형성되어 종래에 비해 빛의 진행을 방해하는 물질이 많은 편이다.
본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서, 보호막(191a)을 3000Å의 두께로 형성한 '(A) 3000Å'의 경우, 1A 당 65.51cd의 광도를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 3500Å의 두께로 형성한 '(B) 3500Å'의 경우, 1A 당 65.89cd의 광도를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 4000Å의 두께로 형성한 '(C) 4000Å'의 경우, 1A 당 66.78cd의 광도를 나타내고 있으며, 보호막(191a)을 4500Å의 두께로 형성한 '(D) 4500Å'의 경우, 1A 당 66.15cd의 광도를 나타내고 있는 것을 볼 수 있다.
상기 결과에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에 구비되는 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)의 사이에 '(C) 4000Å'과 같이 보호막(191a)을 형성할 경우, 광 효율이 1A 당 0.32cd수준에 불과한 정도의 광도 차이를 나타내는 유기 발광 디스플레이 장치를 형성할 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 색 좌표 부문에서, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 CIE 색 좌표에 따른 (x, y) 좌표가 (0.3342, 0.3671)을 나타내고 있다.
이와 유사한 수준의 색 좌표를 나타내기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서, 보호막(191a)을 3000Å의 두께로 형성한 '(A) 3000Å'의 경우, CIE 색 좌표에 따른 (x, y) 좌표가 (0.3354, 0.3668)를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 3500Å의 두께로 형성한 '(B) 3500Å'의 경우, CIE 색 좌표에 따른 (x, y) 좌표가 (0.3340, 0.3663)를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 4000Å의 두께로 형성한 '(C) 4000Å'의 경우, CIE 색 좌표에 따른 (x, y) 좌표가 (0.3370, 0.3722)를 나타내고 있으며, 보호막(191a)을 4500Å의 두께로 형성한 '(D) 4500Å'의 경우, CIE 색 좌표에 따른 (x, y) 좌표가 (0.3384, 0.3716)를 나타내고 있는 것을 볼 수 있다.
상기 결과에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에 구비되는 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)의 사이에 '(B) 3500Å'과 같이 보호막(191a)을 형성할 경우, 색 좌표가 (0.0008, 0.0008)수준에 불과한 정도의 광도 차이를 나타내는 유기 발광 디스플레이 장치를 형성할 수 있음을 알 수 있다.
그리고, 시야각 부문에서, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 CIE UCS UV 색 좌표에 따라 기판의 정 중앙과 수직인 위치를 나타내는 0˚에서 측정한 색 좌표와, 기판의 정 중앙에서 60˚ 기울어진 위치에서 측정한 색 좌표의 차이(△u'v')가 0.014인 것을 나타내고 있다.
이때, △u'v'는 CIE UCS UV 색 좌표에 따른 값을 나타낸다.
이와 유사한 수준의 △u'v'를 나타내기 위한 본 발명에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서, 보호막(191a)을 3000Å의 두께로 형성한 '(A) 3000Å'의 경우, CIE UCS UV 색 좌표에 따른 △u'v'가 0.015를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 3500Å의 두께로 형성한 '(B) 3500Å'의 경우, CIE UCS UV 색 좌표에 따른 △u'v'가 0.020를 나타내고 있고, 보호막(191a)을 4000Å의 두께로 형성한 '(C) 4000Å'의 경우, CIE UCS UV 색 좌표에 따른 △u'v'가 0.012를 나타내고 있으며, 보호막(191a)을 4500Å의 두께로 형성한 '(D) 4500Å'의 경우, CIE UCS UV 색 좌표에 따른 △u'v'가 0.015를 나타내고 있는 것을 볼 수 있다.
상기 결과에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에 구비되는 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)의 사이에 '(B) 4000Å'과 같이 보호막(191a)을 형성할 경우, 종래와 본 발명의 △u'v' 차이값이 0.012 수준에 불과한 정도의 광도 차이를 나타내는 유기 발광 디스플레이 장치를 형성할 수 있음을 알 수 있다.
이상의 결과를 종합하면, 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)의 사이에 위치하는 보호막(191a)의 두께가 3500~4000Å으로 형성될 경우에 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치와 가장 유사한 효과를 나타낸다는 것을 알 수 있고, 보호막(191a)의 두께가 3500~4000Å으로 형성되지 않을 경우에도 동등한 수준의 효과를 나타낼 수 있어, 본 발명과 같이 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극(171a, 171b)으로 커패시터를 형성한다 할지라도 종래와 유사한 수준의 색 좌표 이동 및 광 효율을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 개구 영역에 투명한 커패시터 영역이 형성되는 것으로, 화소 각각에 센싱 배선, 또는 설계 변경등으로 인한 제조 방법의 변경 및 구조 변경에 의해 커패시터 영역에 대한 설계가 변경될 수 있다.
투명 커패시터가 형성되는 면적에 따라 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도가 크게 달라지는 경우, 투명 전극 물질을 사용하여 커패시터 전극을 형성함에 있어 제약이 발생할 수 있다.
이에 대하여, 투명 커패시터 면적에 따른 휘도 변화를 나타낸 것이 도 5의 그래프로, 종측 방향으로는 유기물층에서 발생한 빛 대비 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하였을 때의 휘도를 백분율로 나타낸 것이고, 횡측 방향으로는 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치 및 도 4의 (A)~(D) 구성으로 이뤄진 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 커패시터 영역을 순차적으로 나열한 것이다.
종측 방향의 휘도는 유기 발광 디스플레이 장치를 통과한 빛을 나타내는 것으로, 붉은색 원은 가시광 영역별 휘도를 측정한 것을 나타낸 것이고, 회색 박스는 가시광 영역별 측정된 휘도의 주요 분포 범위를 나타낸 것이며, 검은색 꺾쇠 그래프는 가시광 영역 전체의 평균 분포에 따른 값으로 결정한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치의 커패시터 영역은 도 6a 내지 도 6c와 같이 형성되며, 좌측에서부터 우측으로 개구 영역 대비 75%, 63%, 50%으로 형성된 것이다.
이때, 도6a 내지 도 6c에 도시된 박막 트랜지스터는 유기 발광 디스플레이 장치를 구동하기 위한 최소한의 구성을 나타낸 것으로, 이의 구조는 제조 방법 및 구성에 의해 변경될 수 있다.
종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 개구 영역 외에 커패시터 영역이 형성되는 구조로, 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 굴절 및 휘도 감소가 크지 않아 이를 통과한 빛의 가시광 영역별 휘도는 발생한 빛 대비 약 67.2% 수준을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는, 보호막이 3000Å으로 형성된 '(A) 3000Å'의 구조에서, 커패시터 영역이 도 6a에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 75%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.6%이고, 커패시터 영역이 도 6b에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 63%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.4%이고, 커패시터 영역이 도 6c에 도시된 바와 같이 개구 영역의 50%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.5%이다.
그리고, 보호막이 3500Å으로 형성된 '(B) 3500Å' 의 구조에서, 커패시터 영역이 도 6a에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 75%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.7%이고, 커패시터 영역이 도 6b에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 63%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.7%이고, 커패시터 영역이 도 6c에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 50%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 65.6%이다.
그리고, 보호막이 4000Å으로 형성된 '(C) 4000Å' 의 구조에서, 커패시터 영역이 도 6a에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 75%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66.8%이고, 커패시터 영역이 도 6b에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 63%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66.7%이고, 커패시터 영역이 도 6c에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 50%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66.7%이다.
그리고, 보호막이 3500Å으로 형성된 '(D) 4500Å' 의 구조에서, 커패시터 영역이 도 6a에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 75%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66.1%이고, 커패시터 영역이 도 6b에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 63%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66%이고, 커패시터 영역이 도 6c에 도시된 바와 같이 개구 영역의 약 50%를 차지하는 경우 유기 발광 디스플레이 장치를 통과하는 빛의 휘도는 약 66.4%이다.
이상의 결과를 종합하면, 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극의 면적 변화에 의한 휘도 변화 수준은 최대 0.5%인 것으로, 커패시터 영역의 면적 변화에 따른 휘도 변화 수준은 매우 낮은 편이기 때문에 투명 커패시터의 제조 방법 및 구조 변경시에도 휘도의 큰 변화 없이 형성할 수 있는 것을 알 수 있으며, 커패시터 영역의 면적 변화에 따른 휘도 변화보다는 보호막의 두께에 따른 휘도 변화가 더 큰 것을 알 수 있다.
또한, 보호막을 4000Å으로 형성할 경우, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에 비해 0.5% 이내의 휘도 감소가 발생하고 있으나, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에 비하여 개구 영역을 더욱 확보할 수 있고, 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치에서 출력되는 휘도와 동등한 수준의 휘도를 나타낼 수 있어 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치가 고 해상도 구조를 나타내기 어려운 문제를 해결함과 동시에 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치와 유사한 수준의 휘도 및 효율을 나타낼 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 디스플레이 장치는 투명 커패시터를 형성함으로써 높은 개구율과 충분한 커패시터 용량을 동시에 확보할 수 있고, 이에 따라 종래에 따른 유기 발광 디스플레이 장치로는 구현할 수 없는 고 해상도를 구현할 수 있으며, 커패시터 영역의 면적 변화에 따른 휘도 변화 수준이 낮아 고 해상도 형성 중 구조의 변경이 필요한 경우에도 유연하게 변경할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
TR1 : 제 1 박막 트랜지스터 111 : 제 1 게이트 전극
112 : 제 1 소스 전극 113 : 제 1 드레인 전극
TR2 : 제 2 박막 트랜지스터 121 : 제 2 게이트 전극
122 : 제 2 소스 전극 123 : 제 2 드레인 전극
171 : 커패시터 전극 119 : 어노드 전극
112 : 제 1 소스 전극 113 : 제 1 드레인 전극
TR2 : 제 2 박막 트랜지스터 121 : 제 2 게이트 전극
122 : 제 2 소스 전극 123 : 제 2 드레인 전극
171 : 커패시터 전극 119 : 어노드 전극
Claims (15)
- 스위치 영역과 드라이빙 영역, 개구 영역이 정의된 다수의 화소가 배열된 기판에 있어서,
제 1 반도체 물질과, 제 1 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질 및 투명 전도성 물질로 형성되는 제 1 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 스위칭 영역에 형성되는 제 1 박막 트랜지스터와;
제 2 반도체 물질과, 제 2 게이트 전극과, 불투명 전도성 물질과 투명 전도성 물질로 형성되는 제 2 소스 및 드레인 전극을 포함하며, 상기 기판상의 드라이빙 영역에 형성되는 제 2 박막 트랜지스터와;
상기 제 1 드레인 전극을 구성하는 투명 전도성 물질로부터 연장되어 형성되는 제 1 투명 커패시터 전극과;
상기 제 2 드레인 전극을 노출시키는 드레인 콘택홀이 형성된 제 1 층간 절연막과;
상기 드레인 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인 전극과 연결되며, 상기 제 1 층간 절연막 상부에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극과;
상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀이 형성된 제 2 층간 절연막과;
상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되는 콘택홀을 통해 상기 제 2 투명 커패시터 전극과 전기적으로 연결되는 어노드 전극
을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 개구 영역은 상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극과, 상기 제 2 층간 절연막에 의해 형성되는 스토리지 커패시터 영역을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 화소가 배열되지 않은 기판의 외부에 제 1 내지 제 3 패드 전극으로 형성되는 패드부를 더욱 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 투명 커피시터 전극 및 제 1 층간 절연막과 상기 제 2 층간 절연막 사이에 형성되는 컬러필터를 더욱 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극은 500Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
- 제 1 항에 있어서,
상기 어노드 전극은 1200Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 SiO2로 형성된 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
- 스위치 영역과 드라이빙 영역, 개구 영역이 정의된 어레이 기판의 제조 방법에 있어서,
상기 어레이 기판상에 제 1 및 제 2 반도체 물질을 형성하는 단계와;
상기 제 1 및 제 2 반도체 물질상에 절연막 패턴 및 게이트 전극을 형성하는 단계와;
상기 어레이 기판상에 게이트 절연막을 적층하는 단계와;
투명 전극 물질층을 적층하는 단계와;
상기 투명 전극 물질층 상에 불투명 금속층을 적층하는 단계와;
상기 불투명 금속층 및 상기 투명 전극 물질층을 식각하여 불투명 금속과 투명 전극 물질로 이루어진 다층 구조의 제 1 및 제 2 소스 전극 및 제 1 및 제 2 드레인 전극과, 상기 제 1 드레인 전극을 이루는 투명 전극 물질이 연장되어 이루어지는 제 1 투명 커패시터 전극을 동시에 형성하는 단계와;
상기 제 2 드레인 전극을 노출하는 드레인 콘택홀이 형성된 제 1 층간 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 1 층간 절연막의 드레인 콘택홀을 통해 상기 제 2 드레인 전극과 연결되며, 상기 제 1 층간 절연막의 상부에 형성되는 제 2 투명 커패시터 전극을 형성하는 단계와;
상기 제 2 투명 커패시터 전극의 상부에 컬러필터와 제 2 층간 절연막을 형성하는 단계와;
상기 제 2 투명 커패시터 전극이 노출되도록 상기 컬러 필터와 제 2 층간 절연막에 콘택홀을 형성하는 단계와;
상기 제 2 투명 커패시터 전극과 연결되도록 어노드 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 소스 전극과 상기 제 1 및 제 2 드레인 전극과 상기 제 1 투명 커패시터 전극은 포토 레지스트 및 하프톤 마스크를 사용하여 형성된 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 투명 커패시터 전극은 상기 스위칭 영역 및 드라이빙 영역을 제외한 상기 개구 영역에 형성되고, 상기 제 2 투명 커패시터 전극은 상기 스위칭 영역 및 드라이빙 영역을 제외한 상기 개구 영역에 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판의 제조 방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 투명 커패시터 전극은 500Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
- 제 9 항에 있어서,
상기 어노드 전극은 1200Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 SiO2로 형성된 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 층간 절연막은 4000Å의 두께로 형성되는 것을 포함하는 유기 발광 디스플레이 장치용 어레이 기판
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