KR20210004356A - Display device having an oxide semiconductor pattern - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터의 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역이 산화물 반도체로 이루어진 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device in which a source region, a drain region, and a channel region of a thin film transistor are made of an oxide semiconductor.
일반적으로 모니터, TV, 노트북, 디지털 카메라와 같은 전자 기기는 영상을 구현하는 디스플레이 장치를 포함한다. 예를 들어, 상기 디스플레이 장치는 액정을 포함하는 액정 표시 장치 및 유기 발광층을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 포함할 수 있다.In general, electronic devices such as monitors, TVs, notebook computers, and digital cameras include display devices that implement images. For example, the display device may include a liquid crystal display device including a liquid crystal and an organic light emitting display device including an organic emission layer.
상기 디스플레이 장치는 다수의 화소를 포함할 수 있다. 각 화소는 특정한 색을 나타낼 수 있다. 각 화소에는 게이트 신호 및 데이터 신호에 따른 구동 전류를 생성하는 구동 회로가 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 회로는 적어도 하나의 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. The display device may include a plurality of pixels. Each pixel can represent a specific color. A driving circuit for generating a driving current according to a gate signal and a data signal may be positioned in each pixel. For example, the driving circuit may include at least one thin film transistor.
상기 박막 트랜지스터는 반도체 패턴, 게이트 절연막, 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 반도체 패턴은 소스 영역과 드레인 영역 사이에 위치하는 채널 영역을 포함할 수 있다. 상기 반도체 패턴은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터의 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역 및 상기 채널 영역은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다.The thin film transistor may include a semiconductor pattern, a gate insulating layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. The semiconductor pattern may include a channel region positioned between a source region and a drain region. The semiconductor pattern may include an oxide semiconductor. For example, the source region, the drain region, and the channel region of the thin film transistor may be formed of an oxide semiconductor.
상기 박막 트랜지스터의 형성 공정은 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역의 저항을 낮추기 위하여, 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역을 도체화하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 상기 게이트 전극을 이용하여 상기 반도체 패턴 상에 형성된 상기 게이트 절연막을 패터닝하는 공정에 의해 도체화될 수 있다. 그러나, 상기 디스플레이 장치는 상기 게이트 절연막의 패터닝 공정에서 발생하는 이온 이동(ion migration)에 의해 박막 트랜지스터의 특성이 저하될 수 있다.The process of forming the thin film transistor may include a process of making the source region and the drain region conductive in order to lower the resistance of the source region and the drain region. For example, the source region and the drain region may be conductive by a process of patterning the gate insulating layer formed on the semiconductor pattern using the gate electrode. However, in the display device, characteristics of the thin film transistor may be degraded due to ion migration occurring in the patterning process of the gate insulating layer.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 게이트 절연막의 패터닝 공정에 의한 박막 트랜지스터의 특성 저하를 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.An object to be solved by the present invention is to provide a display device capable of preventing a decrease in characteristics of a thin film transistor due to a patterning process of a gate insulating layer, and a manufacturing method thereof.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 소스 영역 및 드레인 영역의 도체화 공정에 의한 채널 영역의 특성 변화를 최소화할 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a display device capable of minimizing a change in characteristics of a channel region due to a conductive process of a source region and a drain region, and a method of manufacturing the same.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 앞서 언급한 과제들로 한정되지 않는다. 여기서 언급되지 않은 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the aforementioned problems. Tasks not mentioned herein will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 소자 기판 상에 위치하는 산화물 반도체 패턴을 포함한다. 산화물 반도체 패턴은 소스 영역과 드레인 영역 사이에 위치하는 채널 영역을 포함한다. 산화물 반도체 패턴의 채널 영역 상에는 게이트 전극이 위치한다. 게이트 전극은 수소 배리어 물질을 포함한다. 산화물 반도체 패턴과 게이트 전극 사이에는 게이트 절연막이 위치한다. 게이트 절연막은 산화물 반도체 패턴의 소스 영역 및 드레인 영역 상으로 연장한다. 소스 영역의 저항 및 드레인 영역의 저항은 채널 영역의 저항보다 낮다. 소스 영역의 수소 함량 및 드레인 영역의 수소 함량은 채널 영역의 수소 함량보다 높다.The display device according to the technical idea of the present invention for achieving the problem to be solved includes an oxide semiconductor pattern positioned on an element substrate. The oxide semiconductor pattern includes a channel region positioned between a source region and a drain region. A gate electrode is positioned on the channel region of the oxide semiconductor pattern. The gate electrode includes a hydrogen barrier material. A gate insulating layer is positioned between the oxide semiconductor pattern and the gate electrode. The gate insulating film extends over the source region and the drain region of the oxide semiconductor pattern. The resistance of the source region and the resistance of the drain region are lower than that of the channel region. The hydrogen content of the source region and the hydrogen content of the drain region are higher than that of the channel region.
소스 영역 및 드레인 영역은 채널 영역과 동일한 산화물 반도체로 이루어질 수 있다.The source region and the drain region may be formed of the same oxide semiconductor as the channel region.
게이트 전극은 채널 영역과 중첩하는 제 1 영역 및 제 1 영역으로부터 산화물 반도체 패턴의 표면을 따라 연장하는 제 2 영역을 포함할 수 있다. 제 2 영역의 두께는 제 1 영역의 두께보다 작을 수 있다.The gate electrode may include a first region overlapping the channel region and a second region extending along a surface of the oxide semiconductor pattern from the first region. The thickness of the second region may be smaller than the thickness of the first region.
게이트 전극의 제 1 영역 및 제 2 영역은 게이트 절연막과 접촉할 수 있다.The first region and the second region of the gate electrode may contact the gate insulating layer.
산화물 반도체 패턴은 소스 영역과 채널 영역 사이에 위치하는 소스 버퍼 영역 및 채널 영역과 드레인 영역 사이에 위치하는 드레인 버퍼 영역을 더 포함할 수 있다. 게이트 전극의 제 2 영역은 산화물 반도체 패턴의 소스 버퍼 영역 및 드레인 버퍼 영역과 중첩할 수 있다. The oxide semiconductor pattern may further include a source buffer region positioned between the source region and the channel region, and a drain buffer region positioned between the channel region and the drain region. The second region of the gate electrode may overlap the source buffer region and the drain buffer region of the oxide semiconductor pattern.
소스 버퍼 영역의 수소 함량은 채널 영역의 수소 함량보다 높고, 소스 영역의 수소 함량보다 낮을 수 있다. 드레인 버퍼 영역의 수소 함량은 채널 영역의 수소 함량보다 높고, 드레인 버퍼 영역의 수소 함량보다 낮을 수 있다.The hydrogen content of the source buffer region may be higher than the hydrogen content of the channel region and lower than the hydrogen content of the source region. The hydrogen content of the drain buffer region may be higher than the hydrogen content of the channel region and lower than the hydrogen content of the drain buffer region.
소스 버퍼 영역과 소스 영역의 수소 함량비 및 드레인 버퍼 영역과 드레인 영역의 수소 함량비는 제 2 영역의 두께와 반비례할 수 있다.The hydrogen content ratio of the source buffer region and the source region and the hydrogen content ratio of the drain buffer region and the drain region may be in inverse proportion to the thickness of the second region.
수소 배리어 물질은 티타늄(Ti)을 포함할 수 있다.The hydrogen barrier material may include titanium (Ti).
게이트 전극은 게이트 절연막 상에 순서대로 적층된 제 1 게이트층 및 제 2 게이트층을 포함할 수 있다. 제 2 게이트층의 수평 폭은 제 1 게이트층의 수평 폭보다 작을 수 있다.The gate electrode may include a first gate layer and a second gate layer sequentially stacked on the gate insulating layer. The horizontal width of the second gate layer may be smaller than the horizontal width of the first gate layer.
제 1 게이트층의 수평 폭은 채널 영역의 수평 폭보다 클 수 있다.The horizontal width of the first gate layer may be greater than the horizontal width of the channel region.
제 2 게이트층은 제 1 게이트층과 다른 물질을 포함할 수 있다.The second gate layer may include a different material from the first gate layer.
제 1 게이트층은 수소 배리어 물질을 포함할 수 있다. 제 2 게이트층의 전기 전도율은 제 1 게이트층의 전기 전도율보다 높을 수 있다. The first gate layer may include a hydrogen barrier material. The electrical conductivity of the second gate layer may be higher than that of the first gate layer.
본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 박막 트랜지스터가 산화물 반도체로 이루어진 소스 영역, 드레인 영역, 및 채널 영역을 포함하되, 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역이 수소의 도핑에 의해 도체화될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 게이트 절연막의 패터닝 공정 없이 산화물 반도체 패턴의 일부 영역이 도체화될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치에서는 박막 트랜지스터의 신뢰성이 향상될 수 있다. A display device according to the inventive concept includes a source region, a drain region, and a channel region in which a thin film transistor is made of an oxide semiconductor, and the source region and the drain region may be conductive by hydrogen doping. Accordingly, in the display device according to the technical idea of the present invention, a partial region of the oxide semiconductor pattern may be conductive without the patterning process of the gate insulating layer. Accordingly, in the display device according to the technical idea of the present invention, the reliability of the thin film transistor may be improved.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 P 영역을 확대한 도면이다.
도 3 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.
도 8 및 9는 각각 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 일부 영역을 나타낸 도면이다. 1 is a schematic diagram of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of area P of FIG. 1.
3 to 7 are views sequentially illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
8 and 9 are diagrams each illustrating a partial area of a display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 이에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 실시 예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해될 것이다. 여기서, 본 발명의 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 제공되는 것이므로, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않도록 다른 형태로 구체화될 수 있다.Details of the object, technical configuration, and operational effects of the present invention will be more clearly understood by the following detailed description with reference to the drawings showing an embodiment of the present invention. Here, since the embodiments of the present invention are provided to sufficiently convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art, the present invention may be embodied in other forms so as not to be limited to the embodiments described below.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호로 표시된 부분들은 동일한 구성 요소들을 의미하며, 도면들에 있어서 층 또는 영역의 길이와 두께는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 덧붙여, 제 1 구성 요소가 제 2 구성 요소 "상"에 있다고 기재되는 경우, 상기 제 1 구성 요소가 상기 제 2 구성 요소와 직접 접촉하는 상측에 위치하는 것뿐만 아니라, 상기 제 1 구성 요소와 상기 제 2 구성 요소 사이에 제 3 구성 요소가 위치하는 경우도 포함한다.In addition, throughout the specification, portions denoted by the same reference numerals denote the same components, and in the drawings, the length and thickness of a layer or region may be exaggerated for convenience. In addition, when it is described that the first component is "on" the second component, not only the first component is located on the upper side in direct contact with the second component, but also the first component and the It includes a case where a third component is positioned between the second component.
여기서, 상기 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소를 설명하기 위한 것으로, 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 다만, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서는 제 1 구성 요소와 제 2 구성 요소는 당업자의 편의에 따라 임의로 명명될 수 있다.Here, the terms “first” and “second” are used to describe various constituent elements, and are used to distinguish one constituent element from other constituent elements. However, within the scope not departing from the technical idea of the present invention, the first component and the second component may be arbitrarily named for convenience of those skilled in the art.
본 발명의 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다"등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the specification of the present invention are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. For example, a component expressed in the singular includes a plurality of components unless the context clearly means only the singular. In addition, in the specification of the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, one or It is to be understood that no further features or possibilities of the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof are precluded.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the specification of the present invention. It is not interpreted.
(실시 예)(Example)
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 도 1의 P 영역을 확대한 도면이다.1 is a schematic diagram of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of area P of FIG. 1.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 소자 기판(100)을 포함할 수 있다. 상기 소자 기판(100)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)은 유리 또는 플라스틱을 포함할 수 있다.1 and 2, a display device according to an embodiment of the present invention may include an
상기 소자 기판(100) 상에는 버퍼 절연막(110)이 위치할 수 있다. 상기 버퍼 절연막(110)은 후속 공정에서 상기 소자 기판(100)에 의한 오염을 방지할 수 있다. 상기 버퍼 절연막(110)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 버퍼 절연막(110)은 실리콘 산화물계(SiOx) 물질 및/또는 실리콘 질화물계(SiNx) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실리콘 산화물계(SiOx) 물질로는 이산화 규소(SiO2)가 포함될 수 있다. 상기 버퍼 절연막(110)은 다중층 구조일 수 있다.A
상기 버퍼 절연막(110) 상에는 박막 트랜지스터(200)가 위치할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(200)는 게이트 신호 및 데이터 신호에 따른 구동 전류를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 박막 트랜지스터(200)는 산화물 반도체 패턴(210), 게이트 절연막(220), 게이트 전극(230), 층간 절연막(240), 소스 전극(250), 및 드레인 전극(260)을 포함할 수 있다.A
상기 산화물 반도체 패턴(210)은 상기 소자 기판(100)에 가까이 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210)은 상기 버퍼 절연막(110)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 산화물 반도체 패턴(210)은 산화물 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210)은 IGZO와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. The
상기 산화물 반도체 패턴(210)은 소스 영역(210S), 드레인 영역(210D) 및 채널 영역(210C)을 포함할 수 있다. 상기 소스 영역(210S)의 저항 및 상기 드레인 영역(210D)의 저항은 상기 채널 영역(210C)의 저항보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)은 도체화될 수 있다. 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)은 수소의 도핑에 의해 도체화될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)은 상기 채널 영역(210C)보다 높은 수소 함량을 가질 수 있다. The
상기 게이트 절연막(220)은 상기 산화물 반도체 패턴(210) 상에 위치할 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 외측으로 연장할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 측면은 상기 게이트 절연막(220)에 의해 덮일 수 있다. 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역(210S), 상기 드레인 영역(210D) 및 상기 채널 영역(210C)은 상기 게이트 절연막(220)에 의해 덮일 수 있다. The
상기 게이트 절연막(220)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220)은 실리콘 산화물계(SiOx) 물질 및/또는 게이트 질화물계(SiNx) 물질을 포함할 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 고유전율을 갖는 물질(High-K 물질)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 절연막(220)은 하프늄 산화물계(HfOx) 물질 또는 티타늄 산화물계(TiOx) 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하프늄 산화물계(HfOx) 물질로는 하프늄 다이옥사이드(HfO2)가 포함될 수 있다. 상기 게이트 절연막(220)은 다중층 구조일 수 있다. The
상기 게이트 전극(230)은 상기 게이트 절연막(220) 상에 위치할 수 있다. 상기 게이트 전극(230)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 채널 영역(210C)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)은 상기 게이트 절연막(220)에 의해 상기 산화물 반도체 패턴(210)과 절연될 수 있다. The
상기 게이트 전극(230)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(230)은 수소 배리어 물질을 포함할 수 있다. 상기 수소 배리어 물질은 수소 저장 물질 및 수소 차단 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)은 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다. The
상기 층간 절연막(240)은 상기 게이트 절연막(220) 및 상기 게이트 전극(230) 상 위치할 수 있다. 상기 층간 절연막(240)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(134)은 실리콘 산화물계 물질을 포함할 수 있다.The interlayer insulating
상기 소스 전극(250)은 상기 층간 절연막(240) 상에 위치할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역(210S)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(240)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역(210S)의 일부 영역을 노출하는 소스 컨택홀(241h)을 포함할 수 있다. 상기 소스 전극(250)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 소스 영역(210S)과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다.The
상기 소스 전극(250)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(250)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 구리(Cu)와 같은 금속을 포함할 수 있다.The
상기 드레인 전극(260)은 상기 층간 절연막(240) 상에 위치할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 소스 전극(250)과 이격될 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역(210D)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 층간 절연막(240)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역(210D)의 일부 영역을 노출하는 드레인 컨택홀(242h)을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 산화물 반도체 패턴(210)의 상기 드레인 영역(210D)과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다.The
상기 드레인 전극(260)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 전극(260)은 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 및 구리(Cu)와 같은 금속을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극(260)은 상기 소스 전극(250)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.The
상기 박막 트랜지스터(200) 상에는 하부 보호막(120)이 위치할 수 있다. 상기 하부 보호막(120)은 외부 충격 및 수분에 의한 상기 박막 트랜지스터(200)의 손상을 방지할 수 있다. 상기 하부 보호막(120)은 상기 소스 전극(250) 및 상기 드레인 전극(260)의 외측으로 연장할 수 있다. 상기 박막 트랜지스터(200)는 상기 하부 보호막(120)에 의해 완전히 덮일 수 있다. 상기 하부 보호막(120)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(120)은 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.A
상기 하부 보호막(120) 상에는 오버 코트층(130)이 위치할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(200)에 의해 발생된 단차를 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 소자 기판(100)과 대향하는 상기 오버 코트층(130)의 표면은 평평한 평면일 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 하부 보호막(120)을 따라 연장하여, 상기 박막 트랜지스터(200)를 완전히 덮을 수 있다.An
상기 오버 코트층(130)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상기 하부 보호막(120)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 상기 오버 코트층(130)은 상대적으로 유동성이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오버 코트층(130)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.The
상기 오버 코트층(130) 상에는 발광 소자(300)가 위치할 수 있다. 상기 발광 소자(300)는 특정한 색을 나타내는 빛을 방출할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(300)는 순서대로 적층된 제 1 전극(310), 발광층(320) 및 제 2 전극(330)을 포함할 수 있다.A light emitting device 300 may be positioned on the
상기 제 1 전극(310)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 상대적으로 반사율이 높은 금속을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(310)은 ITO 및 IZO와 같은 투명한 도전성 물질로 형성된 투명 전극들 사이에 알루미늄(Al) 및 은(Ag)과 같은 금속으로 형성된 반사 전극이 위치하는 구조일 수 있다. The
상기 제 1 전극(310)은 상기 박막 트랜지스터(200)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 하부 보호막(120) 및 상기 오버 코트층(130)은 상기 박막 트랜지스터(200)의 상기 드레인 전극(260)을 부분적으로 노출하는 화소 컨택홀(130h)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극(310)은 상기 드레인 전극(260)과 중첩하는 영역을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 박막 트랜지스터(200)에 의해 생성된 구동 전류가 상기 발광 소자(300)에 공급될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 발광 소자(300)가 상기 박막 트랜지스터(200)에 의해 제어될 수 있다. The
상기 발광층(320)은 상기 제 1 전극(310)과 상기 제 2 전극(330) 사이의 전압 차에 대응하는 휘도의 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(320)은 발광 물질을 포함하는 발광 물질층(EML)을 포함할 수 있다. 상기 발광 물질은 유기 물질, 무기 물질 또는 하이브리드 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 기술적 사상에 따른 디스플레이 장치는 유기 물질로 형성된 발광층(320)을 포함하는 유기 발광 표시 장치일 수 있다. The emission layer 320 may generate light having a luminance corresponding to a voltage difference between the
상기 발광층(320)은 발광 효율을 높이기 위하여 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(320)은 정공 주입층(HIL), 정공 수송층(HTL), 전자 수송층(ETL) 및 전자 주입층(EIL) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. The emission layer 320 may have a multilayer structure in order to increase luminous efficiency. For example, the emission layer 320 may further include at least one of a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer (EIL).
상기 제 2 전극(330)은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 전극(330)은 상기 제 1 전극(310)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(330)은 ITO 및 IZO와 같은 투명한 도전성 물질로 형성된 투명 전극일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 발광층(320)에 의해 생성된 빛이 상기 제 2 전극(330)을 통해 외부로 방출될 수 있다.The
상기 오버 코트층(130) 상에는 뱅크 절연막(140)이 위치할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 제 1 전극(310)의 가장 자리를 덮을 수 있다. 상기 발광층(320) 및 상기 제 2 전극(330)은 상기 뱅크 절연막(140)에 의해 노출된 상기 제 1 전극(310)의 일부 영역 상에 적층될 수 있다. 상기 발광층(320) 및 상기 제 2 전극(330)은 상기 뱅크 절연막(140) 상으로 연장할 수 있다.A
상기 뱅크 절연막(140)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 뱅크 절연막(140)은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 상기 뱅크 절연막(140)은 상기 오버 코트층(130)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 각 발광 소자(300)의 제 1 전극(310)이 상기 뱅크 절연막(140)에 의해 인접한 발광 소자(300)의 제 1 전극(310)과 절연될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 각 발광 소자(300)가 해당 박막 트랜지스터(200)에 의해 독립적으로 제어될 수 있다. The
상기 발광 소자(300) 상에는 봉지 부재(400)가 위치할 수 있다. 상기 봉지 부재(400)는 외부의 충격 및 수분에 의한 상기 발광 소자(300)의 손상을 방지할 수 있다. 상기 봉지 부재(400)는 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 봉지 부재(400)는 상기 발광 소자(300) 상에 순서대로 적층된 제 1 봉지층(410), 제 2 봉지층(420) 및 제 3 봉지층(430)을 포함할 수 있다.An
상기 제 1 봉지층(410), 상기 제 2 봉지층(420) 및 상기 제 3 봉지층(430)은 절연성 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 봉지층(420)은 상기 제 1 봉지층(410) 및 상기 제 3 봉지층(430)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 봉지층(410) 및 상기 제 3 봉지층(430)은 무기 절연 물질로 형성된 무기 절연막이고, 상기 제 2 봉지층(420)은 유기 절연 물질로 형성된 유기 절연막일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 제 2 봉지층(420)에 의해 상기 발광 소자(300)에 의한 단차가 제거될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 소자 기판(100)과 대향하는 상기 봉지 부재(400)의 표면이 평평한 평면일 수 있다.The
도 3 내지 7은 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 순차적으로 나타낸 도면들이다.3 to 7 are views sequentially illustrating a method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1 내지 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명한다. 먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 소자 기판(100) 상에 버퍼 절연막(110)을 형성하는 공정 및 상기 버퍼 절연막(110) 상에 산화물 패턴(211)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.A method of manufacturing a display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7. First, as shown in FIG. 3, a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention includes a process of forming a
상기 버퍼 절연막(110)을 형성하는 공정은 상기 소자 기판(100) 상에 절연성 물질을 도포하는 증착하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 산화물 패턴(211)은 상기 버퍼 절연막(110) 상에 산화물 반도체층을 형성하는 공정 및 상기 산화물 반도체층을 패터닝하는 공정을 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체층을 형성하는 공정은 상기 버퍼 절연막(110) 상에 IGZO와 같은 금속 산화물층을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은 상기 산화물 패턴(211)이 상기 소자 기판(100)에 의해 오염되는 것을 방지할 수 있다.The process of forming the
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 산화물 패턴(211)을 덮는 게이트 절연막(220)을 형성하는 공정 및 상기 게이트 절연막(220) 상에 게이트 전극(230)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 4, in the display device according to an exemplary embodiment of the present invention, a process of forming a
상기 게이트 전극(230)은 수소 배리어 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)을 형성하는 공정은 상기 게이트 절연막(220) 상에 수소 배리어 물질층 형성하는 공정 및 상기 수소 배리어 물질층을 패터닝하는 공정을 포함할 수 있다.The
상기 게이트 전극(230)은 상기 산화물 패턴(211)의 일부 영역과 중첩할 수 있다. 상기 산화물 패턴(211)의 양측 단부는 상기 게이트 전극(230)과 중첩하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)과 중첩하는 상기 산화물 패턴(211)의 일부 영역은 상기 게이트 전극(230)과 중첩하는 않는 상기 산화물 패턴(211)의 영역들 사이에 위치할 수 있다. The
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 게이트 전극(230)을 이용하여 산화물 반도체 패턴(210)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 5, the display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a process of forming an
상기 산화물 반도체 패턴(210)은 소스 영역(210S)과 드레인 영역(210D) 사이에 위치하는 채널 영역(210C)을 포함할 수 있다. 상기 채널 영역(210C)은 상기 게이트 전극(230)과 중첩할 수 있다. 상기 소스 영역(210S)의 저항 및 상기 드레인 영역(210D)의 저항은 상기 채널 영역(210C)의 저항보다 낮을 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210)을 형성하는 공정은 상기 게이트 전극(230)과 중첩하지 않는 상기 산화물 패턴(211)의 영역들을 도체화하는 공정을 포함할 수 있다. The
상기 도체화 공정은 해당 영역에 수소(H)를 도핑하는 공정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210)을 형성하는 공정을 상기 게이트 전극(230)이 형성된 상기 소자 기판(100)을 수소 플라즈마에 노출하는 공정을 포함할 수 있다. 수소 배리어 물질을 포함하는 상기 게이트 전극(230)과 중첩하는 상기 산화물 패턴(211)의 일부 영역에는 수소가 도핑되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 채널 영역(210C)은 상기 게이트 전극(230)과 동일한 수평 폭(W1)을 가질 수 있다. 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)은 상기 게이트 전극(230)과 중첩하지 않을 수 있다. 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)은 상기 채널 영역(210C)보다 높은 수소 함량을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 게이트 절연막(220)의 패터닝 공정 없이, 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)이 형성될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 게이트 전극(230)을 마스크로 사용하여 도체화 공정을 수행함으로써, 마스크의 추가에 의한 공정 효율의 저하가 방지될 수 있다. 예를 들어, 수소 플라즈마 처리를 통하여 산화물 패턴(211)을 도체화 하는 공정에 있어서, 게이트 전극(230)과 중첩하는 산화물 패턴(211)의 영역은 수소 배리어 물질로 형성된 게이트 전극(230)에 의해 수소(H)가 산화물 패턴(211)으로 침투되는 것을 차단될 수 있다. 그리고, 게이트 전극(230)과 중첩하지 않는 산화물 패턴(211)의 영역은 수소 플라즈마 처리를 통하여 도체화 되어 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)으로 형성될 수 있다. 또한, 게이트 전극(230)과 중첩하는 산화물 패턴(211)의 영역은 채널영역(210C)으로 형성될 수 있다. 게이트 전극(230)은 수소 플라즈마 처리 공정에 의해 채널 영역(210C)으로 수소(H)가 침투하는 것을 차단할 수 있는 수소 배리어 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 수소 배리어 물질로는 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다. 수소 배리어 물질이라 함은, 수소와 안정적인 결합을 이루어 수소를 저장 또는 포집할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 이와 같은 특성으로 인하여, 수소 배리어 물질로 이루어진 층은 수소가 다른 영역으로 확산 및 침투하는 것을 방지 하는 역할을 할 수 있다. The conducting process may include a process of doping hydrogen (H) in the corresponding region. For example, the process of forming the
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 산화물 반도체 패턴(210) 및 상기 게이트 전극(230)이 형성된 상기 소자 기판(100) 상에 층간 절연막(240)을 형성하는 공정 및 상기 층간 절연막(240)이 형성된 상기 소자 기판(100)에 상기 소스 영역(210S)의 일부 영역을 노출하는 소스 컨택홀(241h) 및 상기 드레인 영역(210D)의 일부 영역을 노출하는 드레인 컨택홀(242h)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다.6, the display device according to the embodiment of the present invention is to form an
상기 드레인 컨택홀(242h)은 상기 소스 컨택홀(241h)과 동시에 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 컨택홀(241h) 및 상기 드레인 컨택홀(242h)을 형성하는 공정은 상기 층간 절연막(240) 상에 상기 소스 영역(210S)의 일부 영역 및 상기 드레인 영역(210D)의 일부 영역을 노출하는 마스크 패턴을 형성하는 공정 및 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 층간 절연막(240) 및 상기 게이트 절연막(220)을 순서대로 식각하는 공정을 포함할 수 있다. The
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 소스 컨택홀(241h) 및 상기 드레인 컨택홀(242h)이 형성된 상기 소자 기판(100) 상에 소스 전극(250) 및 드레인 전극(260)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 7, the display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
상기 드레인 전극(260)은 상기 소스 전극(250)과 동일한 마스크 공정에 의해 함께 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극(250) 및 상기 드레인 전극(250)을 형성하는 공정은 상기 층간 절연막(240) 상에 장치는 상기 소스 컨택홀(241h) 및 상기 드레인 컨택홀(242h)을 통해 상기 산화물 반도체 패턴(210)과 접촉하는 도전층을 형성하는 공정 및 상기 도전층을 패터닝하는 공정을 포함할 수 있다.The
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 상기 산화물 반도체 패턴(210), 상기 게이트 절연막(220), 상기 게이트 전극(230), 상기 층간 절연막(240), 상기 소스 전극(250) 및 상기 드레인 전극(260)을 포함하는 박막 트랜지스터(200)가 형성된 상기 소자 기판(100) 상에 하부 보호막(120)을 형성하는 공정, 상기 하부 보호막(120) 상에 오버 코트층(130)을 형성하는 공정, 상기 오버 코트층(130) 상에 상기 박막 트랜지스터(200)와 전기적으로 연결되는 발광 소자(300)를 형성하는 공정 및 상기 발광 소자(300) 상에 봉지층(400)을 형성하는 공정을 포함할 수 있다. 1 and 2, the display device according to the exemplary embodiment of the present invention includes the
상기 발광 소자(300)를 형성하는 공정은 상기 오버 코트층(130)이 형성된 상기 소자 기판(100)에 상기 드레인 전극(260)의 일부 영역을 노출하는 화소 컨택홀(130h)을 형성하는 공정, 상기 화소 컨택홀(130h)을 통해 상기 박막 트랜지스터(200)와 연결되는 제 1 전극(310)을 형성하는 공정, 상기 제 1 전극(310)의 가장 자리를 덮는 뱅크 절연막(140)을 형성하는 공정, 상기 뱅크 절연막(140)에 의해 노출된 상기 제 1 전극(310)의 일부 영역 상에 발광층(320) 및 제 2 전극(320)을 순서대로 적층하는 공정을 포함할 수 있다.The forming of the light emitting device 300 includes forming a
상기 봉지층(400)을 형성하는 공정은 상기 발광 소자(300)가 형성된 상기 소자 기판(100) 상에 제 1 봉지층(410), 제 2 봉지층(420) 및 제 3 봉지층(430)을 순서대로 형성하는 공정을 포함할 수 있다.The process of forming the
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법은 게이트 절연막(220)을 패터닝 하지 않고서, 수소 배리어 물질을 포함하는 게이트 전극(230)을 마스크로 이용하여 수소를 도핑하는 공정을 통해 산화물 반도체 패턴(210)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)을 형성할 수 있다. 따라서, 게이트 절연막(220)의 패터닝 공정에 의한 박막 트랜지스터(200)의 특성 저하를 방지할 수 있다. 게이트 전극(230)이 수소 배리어 물질을 포함하지 않는 경우, 예로서 게이트 전극(230)이 몰리브덴(Mo)과 같은 금속을 포함하는 경우, 별도의 마스크 없이 수소 플라즈마 처리 공정을 진행할 수 없다. 따라서, 게이트 절연막(220)을 패터닝 하는 드라이 에칭 (dry etching) 공정을 통하여, 산화물 패턴(211)의 일부 영역을 도체화 할 수 있다. 그리고, 산화물 반도체 패턴(210)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)을 형성할 수 있다. 이와 같이, 게이트 절연막(220)을 패터닝 하는 드라이 에칭 (dry etching) 공정에서, 산화물 반도체 패턴(210)과 게이트 절연막(220)사이의 계면에서 인듐(Indium)이 이동하는 현상으로 인해 박막 트랜지스터(200)의 특성이 저하될 수 있다. As a result, the display device and the method of manufacturing the same according to the exemplary embodiment of the present invention use the
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에서는 게이트 전극(230)이 수소 배리어 물질로 형성됨으로써, 수소 도핑을 위한 수소 플라즈마 처리 공정에서 마스크로 이용될 수 있다. 따라서, 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)의 형성 공정이 별도의 마스크 없이 진행될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 공정 효율의 저하 없이, 박막 트랜지스터(200)의 신뢰성이 향상될 수 있다.In addition, in the display device and its manufacturing method according to an exemplary embodiment of the present invention, since the
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 발광 소자를 포함하는 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 액정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시 예에 다른 디스플레이 장치는 하부 보호막 상에 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 화소 전극이 위치하고, 상기 화소 전극 상에 액정층이 위치하는 액정 표시 장치일 수 있다.A display device according to an exemplary embodiment of the present invention is described as including a light emitting element. However, the display device according to another embodiment of the present invention may include a liquid crystal. For example, the display device according to another embodiment of the present invention may be a liquid crystal display device in which a pixel electrode electrically connected to a thin film transistor is positioned on a lower passivation layer, and a liquid crystal layer is positioned on the pixel electrode.
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 게이트 전극(230)이 일정한 두께를 갖는 것으로 설명된다. 그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 게이트 전극(230)이 제 1 영역(231) 및 상기 제 1 영역(231)보다 얇은 두께를 갖는 제 2 영역(232)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 영역(232)은 상기 제 1 영역(231)으로부터 상기 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)의 표면을 따라 연장하는 형상일 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)의 상기 제 1 영역(231) 및 상기 제 2 영역(232)은 게이트 절연막(220)과 직접 접촉할 수 있다. 상기 제 2 영역(232)의 수평 폭(W2)은 상기 제 1 영역(231)의 수평 폭(W1)보다 작을 수 있다. 게이트 전극(230)은 단차부를 가질 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(230)의 제 1 영역(231)은 제1 두께를 가지는 영역일 수 있다. 그리고, 게이트 전극(230)의 제 2 영역(232)은 제1 두께보다 작은 제2 두께를 가지는 영역일 수 있다. 그리고, 게이트 전극(230)의 제 2 영역(232)은 제 1 영역(231)의 양측으로부터 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)의 표면을 따라 연장된 형상일 수 있다. 상기 게이트 전극(230)의 상기 제 1 영역(231)은 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)의 채널 영역(210C)과 동일한 수평 폭(W1)을 가질 수 있다. 상기 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)은 상기 게이트 전극(230)과 중첩하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)은 상기 채널 영역(210C)과 상기 드레인 영역(210D) 사이에 위치하는 드레인 버퍼 영역(211) 및 상기 소스 영역(210S)과 상기 채널 영역(210C) 사이에 위치하는 소스 버퍼 영역(212)을 포함할 수 있다. 상기 게이트 전극(230)의 상기 제 2 영역(232)은 상기 드레인 버퍼 영역(211) 및 상기 소스 버퍼 영역(212)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 버퍼 영역(211) 및 상기 소스 버퍼 영역(212)은 각각 상기 게이트 전극(230)의 상기 제 2 영역(232)과 동일한 수평 폭(W2)을 가질 수 있다. In the display device according to the exemplary embodiment of the present invention, it is described that the
상기 게이트 전극(230)의 상기 제 2 영역(232)은 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)의 형성 공정에서 도핑되는 수소의 일부를 차단할 수 있다. 예를 들어, 상기 드레인 버퍼 영역(211)의 수소 함량은 상기 채널 영역(210C)의 수소 함량보다 높고, 상기 드레인 영역(210D)의 수소 함량보다 낮을 수 있다. 상기 소스 버퍼 영역(212)의 수소 함량은 상기 채널 영역(210C)의 수소 함량보다 높고, 상기 소스 영역(210S)의 수소 함량보다 낮을 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)의 형성을 위하여 도핑된 수소의 확산에 의하여 상기 채널 영역(210C)이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 상기 소스 버퍼 영역(212) 및 상기 드레인 버퍼 영역(211)은 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)에 도핑된 수소가 확산하여 상기 채널 영역(210C)으로 침투하는 것을 억제할 수 있다. The
상기 소스 버퍼 영역(212)과 상기 소스 영역(210S)의 수소 함량의 차이 및 상기 드레인 버퍼 영역(211)과 상기 드레인 영역(210D)의 수소 함량의 차이는 상기 제 2 영역(232)의 두께와 반비례할 수 있다. 예를 들어, 제 2 영역(232)의 두께가 클수록 상기 소스 버퍼 영역(212)과 상기 소스 영역(210S)의 수소 함량의 차이 및 상기 드레인 버퍼 영역(211)과 상기 드레인 영역(210D)의 수소 함량의 차이는 줄어들수 있다. 반대로, 제 2 영역(232)의 두께가 작을수록 상기 소스 버퍼 영역(212)과 상기 소스 영역(210S)의 수소 함량의 차이 및 상기 드레인 버퍼 영역(211)과 상기 드레인 영역(210D)의 수소 함량의 차이는 커질 수 있다. The difference between the hydrogen content of the
상기 게이트 전극(230)의 상기 제 1 영역(231) 및 상기 제 2 영역(232)은 동일한 마스크 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 게이트 전극(230)의 형성 공정은 상기 게이트 절연막(220) 상에 수소 배리어 물질층을 형성하는 공정 그리고 하프톤 마스크를 이용하여 상기 수소 배리어 물질층을 제 1 영역(231) 및 상기 제 2 영역(232)을 포함하도록 패터닝하는 공정을 포함할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에서는 마스크의 추가에 따른 공정 효율의 저하가 방지될 수 있다.The
본 발명의 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 게이트 전극(230)이 단일층인 것으로 설명된다. 그러나, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치는 게이트 전극(230)이 다중층 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 게이트 전극(230)이 게이트 절연막(220) 상에 순서대로 적층된 제 1 게이트층(233) 및 제 2 게이트층(234)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 게이트층(234)은 상기 제 1 게이트층(233)과 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 게이트층(234)은 상기 제 1 게이트층(233)보다 높은 전기 전도율을 가질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 수소의 도핑에 의한 채널 영역(210C)의 도체화가 방지되며, 상기 게이트 전극(230)의 저항이 충분히 낮아질 수 있다. In the display device according to the exemplary embodiment of the present invention, the
상기 제 1 게이트층(233)은 수소(H)가 침투하는 것을 차단할 수 있는 수소 배리어 물질을 포함할 수 있다. 수소 배리어 물질로는 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제 2 게이트층(234)은 상기 제 1 게이트층(233)보다 높은 전기 전도율을 가지는 물질일 수 있다. 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(Wo), 및 구리(Cu)와 같은 물질 중의 하나일 수 있다. 또는 몰리브덴-티타늄 합금(Mo-Ti)일 수 있다. The
상기 제 1 게이트층(233)의 두께와 상기 제 2 게이트층(234)의 두께가 다르게 형성될 수 있다. 상기 제 2 게이트층(234)의 두께가 상기 제 1 게이트층(233)의 두께보다 클 수 있다.A thickness of the
상기 제 1 게이트층(233)은 상기 제 2 게이트층(234)과 다른 수평 폭을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 게이트층(233)은 상기 제 2 게이트층(234)보다 큰 수평 폭을 가질 수 있다. 상기 제 2 게이트층(234)은 상기 채널 영역(210C)과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 게이트층(234)은 상기 채널 영역(210C)과 동일한 수평 폭(W1)을 가질 수 있다. 산화물 반도체 패턴(210C, 210S, 210D, 211, 212)은 상기 제 2 게이트층(234)의 외측에서 상기 제 1 게이트층(233)과 중첩하는 드레인 버퍼 영역(211) 및 소스 버퍼 영역(212)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 게이트층(233)의 수평 폭은 상기 채널 영역(210C)의 수평 폭보다 클 수 있다.The
이에 따라, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디스플레이 장치에서는 상기 게이트 전극(230)의 저항을 충분히 낮추며, 도체화 공정을 위해 도핑된 수소의 확산에 의하여 상기 채널 영역(210C)이 감소되는 것을 방지 할 수 있다. 상기 소스 버퍼 영역(212) 및 상기 드레인 버퍼 영역(211)은 상기 소스 영역(210S) 및 상기 드레인 영역(210D)에 도핑된 수소가 확산하여 상기 채널 영역(210C)으로 침투하는 하는 것을 억제할 수 있다. 그리고, 게이트 절연막(220)을 패터닝 하지 않고서, 수소 배리어 물질을 포함하는 게이트 전극(230)의 제 1 게이트층(233)을 마스크로 이용하여 수소를 도핑하는 공정을 통해 산화물 반도체 패턴(210)의 소스 영역(210S) 및 드레인 영역(210D)을 형성할 수 있다. 또한, 제 1 게이트층(233)보다 저항이 낮은 금속을 포함하는 제 2 게이트층(234)을 통하여 전기 전도율을 향상 시킴으로써, 박막 트랜지스터의 특성 저하를 방지할 수 있다.Accordingly, in the display device according to another embodiment of the present invention, the resistance of the
100: 소자 기판 200: 박막 트랜지스터
210: 산화물 반도체 패턴 210S: 소스 영역
210D: 드레인 영역 210C: 채널 영역
220: 게이트 절연막 230: 게이트 전극
300: 발광 소자100: device substrate 200: thin film transistor
210:
210D: drain
220: gate insulating film 230: gate electrode
300: light emitting element
Claims (14)
상기 산화물 반도체 패턴의 상기 채널 영역과 중첩하며, 수소 배리어 물질을 포함하는 게이트 전극; 및
상기 산화물 반도체 패턴과 상기 게이트 전극 사이에 위치하고, 상기 산화물 반도체 패턴의 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 상으로 연장하는 게이트 절연막을 포함하며,
상기 소스 영역의 저항 및 상기 드레인 영역의 저항은 상기 채널 영역의 저항보다 낮고,
상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 상기 채널 영역보다 높은 수소 함량을 갖는 디스플레이 장치.An oxide semiconductor pattern positioned on the device substrate and including a channel region positioned between a source region and a drain region;
A gate electrode overlapping the channel region of the oxide semiconductor pattern and including a hydrogen barrier material; And
A gate insulating layer positioned between the oxide semiconductor pattern and the gate electrode and extending onto the source region and the drain region of the oxide semiconductor pattern,
The resistance of the source region and the resistance of the drain region are lower than that of the channel region,
The source region and the drain region have a higher hydrogen content than the channel region.
상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역은 상기 채널 영역과 동일한 산화물 반도체로 이루어진 디스플레이 장치.The method of claim 1,
The source region and the drain region are formed of the same oxide semiconductor as the channel region.
상기 게이트 전극은 상기 채널 영역과 중첩하는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역으로부터 상기 산화물 반도체 패턴의 표면을 따라 연장하는 제 2 영역을 포함하되,
상기 제 2 영역의 두께는 상기 제 1 영역의 두께보다 작은 디스플레이 장치.The method of claim 1,
The gate electrode includes a first region overlapping the channel region and a second region extending from the first region along a surface of the oxide semiconductor pattern,
The thickness of the second area is smaller than the thickness of the first area.
상기 게이트 전극의 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 상기 게이트 절연막과 접촉하는 디스플레이 장치.The method of claim 3,
The first region and the second region of the gate electrode contact the gate insulating layer.
상기 산화물 반도체 패턴은 상기 소스 영역과 상기 채널 영역 사이에 위치하는 소스 버퍼 영역 및 상기 채널 영역과 상기 드레인 영역 사이에 위치하는 드레인 버퍼 영역을 더 포함하되,
상기 게이트 전극의 상기 제 2 영역은 상기 산화물 반도체 패턴의 상기 소스 버퍼 영역 및 상기 드레인 버퍼 영역과 중첩하는 디스플레이 장치.The method of claim 3,
The oxide semiconductor pattern further includes a source buffer region positioned between the source region and the channel region, and a drain buffer region positioned between the channel region and the drain region,
The second region of the gate electrode overlaps the source buffer region and the drain buffer region of the oxide semiconductor pattern.
상기 소스 버퍼 영역은 상기 채널 영역보다 높고, 상기 소스 영역보다 낮은 수소 함량을 가지며,
상기 드레인 버퍼 영역은 상기 채널 영역보다 높고, 상기 드레인 버퍼 영역보다 낮은 수소 함량을 갖는 디스플레이 장치. The method of claim 5,
The source buffer region has a higher hydrogen content than the channel region and lower than the source region,
The drain buffer region is higher than the channel region and has a lower hydrogen content than the drain buffer region.
상기 소스 버퍼 영역과 상기 소스 영역의 수소 함량의 차이, 및 상기 드레인 버퍼 영역과 상기 드레인 영역의 수소 함량의 차이는 상기 제 2 영역의 두께와 반비례하는 디스플레이 장치.The method of claim 5,
A display device wherein a difference between the hydrogen content of the source buffer region and the source region, and a difference between the hydrogen content of the drain buffer region and the drain region are in inverse proportion to the thickness of the second region.
상기 수소 배리어 물질은 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함하는 디스플레이 장치.The method of claim 1,
The hydrogen barrier material includes titanium (Ti) or tantalum (Ta).
상기 게이트 전극은 상기 게이트 절연막 상에 순서대로 적층된 제 1 게이트층 및 제 2 게이트층을 포함하며,
상기 제 2 게이트층의 수평 폭은 상기 제 1 게이트층의 수평 폭보다 작은 디스플레이 장치.The method of claim 1,
The gate electrode includes a first gate layer and a second gate layer sequentially stacked on the gate insulating layer,
A display device in which a horizontal width of the second gate layer is smaller than a horizontal width of the first gate layer.
상기 제 1 게이트층의 수평 폭은 상기 채널 영역의 수평 폭보다 큰 디스플레이 장치.The method of claim 9,
A display device in which a horizontal width of the first gate layer is greater than a horizontal width of the channel region.
상기 제 2 게이트층은 상기 제 1 게이트층과 다른 물질을 포함하는 디스플레이 장치.The method of claim 9,
The second gate layer includes a material different from that of the first gate layer.
상기 제 1 게이트층은 수소 배리어 물질을 포함하고, 상기 제 2 게이트층의 전기 전도율은 상기 제 1 게이트층의 전기 전도율보다 높은 디스플레이 장치.The method of claim 11,
The first gate layer includes a hydrogen barrier material, and an electrical conductivity of the second gate layer is higher than that of the first gate layer.
상기 제 2 게이트 층의 두께는 상기 제 1 게이트층의 두께보다 큰 디스플레이 장치. The method of claim 11,
The thickness of the second gate layer is greater than that of the first gate layer.
상기 제 1 게이트층은 티타늄(Ti) 또는 탄탈륨(Ta)을 포함하고,
상기 제 2 게이트층은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 텅스텐(Wo), 구리(Cu), 및 몰리브덴-티타늄 합금(Mo-Ti) 중 하나를 포함하는 디스플레이 장치.The method of claim 13,
The first gate layer includes titanium (Ti) or tantalum (Ta),
The second gate layer includes one of molybdenum (Mo), aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (Wo), copper (Cu), and molybdenum-titanium alloy (Mo-Ti).
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KR1020190080652A KR20210004356A (en) | 2019-07-04 | 2019-07-04 | Display device having an oxide semiconductor pattern |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023249249A1 (en) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | Display device and method for manufacturing same |
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