KR20220162927A - 표시 장치 - Google Patents

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양신혁
김지훈
김규민
허종무
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치는 표시 영역에 배치되는 구동 소자, 표시 영역에 배치되며 구동 소자에 전기적으로 연결되는 발광 소자 및 표시 영역에 인접하는 패드 영역에 배치되며 구동 소자에 전기적으로 연결되는 연결 패드를 포함할 수 있다. 연결 패드는 금속을 포함하는 제1 패드 도전층 및 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 제2 패드 도전층을 포함할 수 있다. 제2 패드 도전층의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐 20 at% 내지 35 at%, 아연 2 at% 내지 20 at% 및 주석 4 at% 내지 6 at%를 포함할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 패드 영역을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 데이터를 시각적으로 표시하는 장치다. 이러한 상기 표시 장치는 표시 영역과 비표시 영역으로 구분되는 기판을 포함할 수 있다. 상기 표시 영역에는 스캔 라인, 데이터 라인들이 배치되고, 복수의 화소들이 배치될 수 있다. 또한, 상기 화소들 각각은 구동 소자 및 상기 구동 소자와 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함할 수 있다. 상기 주변 영역에는 전기적 신호를 전달하는 다양한 배선들, 스캔 구동부, 데이터 구동부, 제어부, 패드부 등이 배치될 수 있다.
본 발명의 목적은 불량이 개선된 표시 장치를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 목적은 상술한 목적으로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역에 배치되는 구동 소자, 상기 표시 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 발광 소자, 및 상기 표시 영역에 인접하는 패드 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 연결 패드를 포함하고, 상기 연결 패드는 금속을 포함하는 제1 패드 도전층 및 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 제2 패드 도전층을 포함하고, 상기 제2 패드 도전층의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐 20 at% 내지 35 at%, 아연 2 at% 내지 20 at%, 주석 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 구동 소자 상에 배치되는 하부 전극, 상기 하부 전극 상에 배치되는 발광층, 및 상기 발광층 상에 배치되는 상부 전극을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 전극은 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부층, 상기 하부층 상에 배치되고, 은을 포함하는 중간층, 및 상기 중간층 상에 배치되고, 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 상부층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부층 및 상기 상부층 각각에 포함된 인듐 주석 아연 산화물은 상기 제2 패드 도전층의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비를 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부층의 두께는 30 Å 내지 300 Å이고, 상기 상부층의 두께는 30 Å 내지 500 Å이며, 상기 제2 패드 도전층의 두께는 30 Å 내지 2,000 Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부층, 상기 하부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 패드 도전층은 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 패드 도전층은 티타늄을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층 상에 배치되는 게이트 전극 및 상기 게이트 전극 상에 배치되고, 상기 액티브층에 각각 접속되는 소스 패턴 및 드레인 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 드레인 패턴은 상기 제1 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 드레인층 및 상기 드레인층 상에 배치되고, 상기 제2 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 도전층을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 소자 및 상기 연결 패드 상에 배치되고, 상기 구동 소자를 덮는 무기 절연층 및 상기 무기 절연층 상에 배치되는 유기 절연층을 더 포함하고, 상기 제2 패드 도전층은 상기 유기 절연층의 일부를 제거하여 형성된 개구를 통해 일부가 노출된 부분을 가질 수 있다.
전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 영역에 배치되는 구동 소자, 상기 구동 소자 상에 배치되는 하부 전극 및 상기 표시 영역에 배치되는 패드 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 연결 패드를 포함하고, 상기 하부 전극은 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부층 및 상부층과 은을 포함하는 중간층을 포함하고, 상기 연결 패드는 금속을 포함하는 제1 패드 도전층 및 인듐 주석 아연 산화물을 상기 하부 전극의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함하는 제2 패드 도전층을 포함하는 연결 패드를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부층, 상기 상부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐 20 at% 내지 35 at%, 아연 2 at% 내지 20 at%, 주석 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 상부층, 상기 하부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 패드 도전층은 티타늄 및 구리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 패드 도전층은 티타늄을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부 전극 상에 배치되는 발광층 및 상기 발광층 상에 배치되는 상부 전극을 더 포함하고, 상기 하부 전극, 상기 발광층 및 상기 상부 전극은 발광 소자로 정의될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 하부층의 두께는 30 Å 내지 300 Å이고, 상기 상부층의 두께는 30 Å 내지 500 Å이며, 상기 제2 패드 도전층의 두께는 30 Å 내지 2000 Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 구동 소자는 액티브층, 상기 액티브층 상에 배치되는 게이트 전극 및 상기 게이트 전극 상에 배치되고, 상기 액티브층에 각각 접속되는 소스 패턴 및 드레인 패턴을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 드레인 패턴은 상기 제1 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 드레인층 및 상기 드레인층 상에 배치되고, 상기 제2 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 도전층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부 전극 및 인듐 주석 아연 산화물을 상기 하부 전극의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함하는 연결 패드를 포함할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치의 불량이 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 효과가 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 표시 영역 및 패드 영역을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역 및 패드 영역을 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 11은 도 2의 하부 전극의 투과율을 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 도 2의 하부 전극의 일함수를 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들에 있어서, 동일하거나 유사한 구성 요소들에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호들을 사용한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 적어도 일부를 둘러쌀 수 있다. 표시 영역(DA)은 광을 생성하거나, 외부의 광원으로부터 제공된 광의 투과율을 조절하여 이미지를 표시할 수 있는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 이미지를 표시하지 않는 영역으로 정의될 수 있다.
표시 영역(DA)에는 발광 소자 및 구동 소자를 포함하는 화소들(PX)이 배치될 수 있다. 화소들(PX)은 구동 신호에 따라 광을 생성할 수 있다. 표시 영역(DA)에는 화소들(PX)에 구동 신호를 제공하는 신호 배선 및 전원을 제공하는 전원 배선이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(DA)에는 화소들(PX)에 게이트 신호를 제공하는 게이트 라인(GL), 화소들(PX)에 데이터 신호를 제공하는 데이터 라인(DL) 및 화소들(PX)에 전원을 제공하는 전원 라인(PL)이 배치될 수 있다. 게이트 라인(GL)은 제1 방향(D1)으로 연장되고, 데이터 라인(DL)은 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 연장되며, 전원 라인(PL)은 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 구동 신호를 생성하기 위한 회로부 및 구동 신호 또는 전원을 표시 영역(DA)에 전달하거나 제어 신호를 상기 회로부에 전달하기 위한 전달 배선이 배치될 수 있다. 예를 들어, 비표시 영역(NDA)에는 상기 게이트 신호를 생성하는 구동부(DR), 구동부(DR)에 제어 신호를 전달하는 제어 신호 배선(DSL), 데이터 라인(DL)에 상기 데이터 신호를 전달하는 팬아웃 배선(FL), 전원 라인(PL)에 전원을 전달하는 전원 전달 배선(PBL) 등이 배치될 수 있다.
비표시 영역(NDA)은 연결 패드(PD)가 배치되는 패드 영역(PA)을 포함할 수 있다. 패드 영역(PA)에 배치되는 연결 패드(PD)는 복수 개일 수 있다. 예를 들어, 패드 영역(PA)은 표시 장치(100)의 일 측을 따라 연장되는 형상을 가질 수 있다. 다시 말하면, 패드 영역(PA)은 제1 방향(D1)을 따라 연장되는 형상을 가질 수 있다.
상기 전달 배선은 패드 영역(PA)으로 연장될 수 있으며, 연결 패드(PD)는 상기 전달 배선과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결 패드(PD)는 제어 신호 배선(DSL), 팬아웃 배선(FL) 및 전원 전달 배선(PBL) 중 적어도 하나와 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 패드(PD)에는 구동 장치가 본딩될 수 있다. 이로 인해, 상기 전달 배선은 상기 구동 장치와 전기적으로 연결되어, 상기 구동 장치로부터 구동 신호, 제어 신호, 전원 등을 전달받을 수 있다. 예를 들어, 상기 구동 장치는 구동칩이 실장된 연성 인쇄 회로 기판 또는 인쇄 회로 기판일 수 있다. 상기 구동 장치는 패드 영역(PA)에 직접 본딩될 수 있다. 선택적으로, 상기 구동 장치는 연성 회로 필름 등과 같은 연결 부재를 통해 패드 영역(PA)의 연결 패드(PD)에 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 2는 도 1의 표시 장치의 표시 영역 및 패드 영역을 나타내는 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(100)는 기판(110), 버퍼층(120), 금속층(BM), 구동 소자(300), 게이트 절연층(130), 층간 절연층(140), 보호층(170), 평탄화층(180), 발광 소자(400), 연결 패드(PD), 화소 정의막(PDL) 등을 포함할 수 있다. 구동 소자(300)는 액티브층(AP), 게이트 전극(GE), 소스 패턴(SE) 및 드레인 패턴(DE)을 포함할 수 있다. 발광 소자(400)는 하부 전극(190), 발광층(210) 및 상부 전극(220)을 포함할 수 있다.
투명한 또는 불투명한 물질을 포함하는 기판(110)이 제공될 수 있다. 기판(110)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)으로 구분될 수 있다. 기판(110)은 투명 수지 기판으로 이루어질 수도 있다. 기판(110)으로 이용될 수 있는 상기 투명 수지 기판의 예로는 폴리이미드 기판을 들 수 있다. 이러한 경우, 상기 폴리이미드 기판은 제1 폴리이미드층, 베리어 필름층, 제2 폴리이미드층 등을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 기판(110)은 석영(quartz) 기판, 합성 석영(synthetic quartz) 기판, 불화칼슘(calcium fluoride) 기판, 불소가 도핑된 석영(F-doped quartz) 기판, 소다라임 유리(sodalime) 기판, 무알칼리(non-alkali) 유리 기판 등을 포함할 수도 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
기판(110) 상의 표시 영역(DA)에 금속층(BM)이 배치될 수 있다. 금속층(BM)은 액티브층(AP)이 광 노출에 의해 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 금속층(BM)은 다른 배선과 연결되어 정전압 등을 인가받을 수 있다. 금속층(BM)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 금속층(BM)에 사용될 수 있는 물질의 예로는, 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리(Cu), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 팔라듐(Pd), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 몰리브데늄(Mo), 스칸듐(Sc), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 알루미늄을 함유하는 합금, 알루미늄 질화물(AlN), 은을 함유하는 합금, 텅스텐 질화물(WN), 구리를 함유하는 합금, 몰리브데늄을 함유하는 합금, 티타늄 질화물(TiN), 크롬 질화물(CrN), 탄탈륨 질화물(TaN), 스트론튬 루테늄 산화물(SrRuO), 아연 산화물(ZnO), 인듐 주석 산화물(ITO), 주석 산화물(SnO), 인듐 산화물(InO), 갈륨 산화물(GaO), 인듐 아연 산화물(IZO) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 금속층(BM)은 복수의 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 금속층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
기판(110) 상에 버퍼층(120)이 배치될 수 있다. 버퍼층(120)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 버퍼층(120)은 차광층(BM)을 커버할 수 있다. 버퍼층(120)은 기판(110)으로부터 금속 원자들이나 불순물들이 반도체 소자로 확산되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 버퍼층(120)은 기판(110)의 표면이 균일하지 않을 경우, 기판(110)의 표면의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(120)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(120) 상의 표시 영역(DA)에 액티브층(AP)이 배치될 수 있다. 액티브층(AP)은 금속층(BM)과 중첩할 수 있다. 액티브층(AP)은 금속 산화물 반도체, 무기물 반도체(예를 들어, 아몰퍼스 실리콘(amorphous silicon), 폴리 실리콘(poly silicon)), 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다. 액티브층(AP)은 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 가질 수 있다. 상기 채널 영역은 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 위치할 수 있다.
액티브층(AP) 상의 표시 영역(DA)에 게이트 절연층(130)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(130)은 액티브층(AP)의 상기 채널 영역과 중첩할 수 있다. 게이트 절연층(130)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 게이트 절연층(130)에 사용될 수 있는 상기 실리콘 화합물의 예로는, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 탄화물(SiCx), 실리콘 산탄화물(SiOxCy), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 실리콘 탄질화물(SiCxNy) 등을 들 수 있다. 또한, 게이트 절연층(130)에 사용될 수 있는 상기 금속 산화물의 예로는, 알루미늄 산화물(AlO), 알루미늄 질화물(AlN), 탄탈륨 산화물(TaO), 하프늄 산화물(HfO), 지르코늄 산화물(ZrO), 티타늄 산화물(TiO) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 게이트 절연층(130)은 복수의 절연층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 절연층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
게이트 절연층(130) 상의 표시 영역(DA)에 게이트 전극(GE)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(130)과 중첩할 수 있다. 또한, 게이트 전극(GE)은 액티브층(AP)의 상기 채널 영역과 중첩할 수 있다. 게이트 전극(GE)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 게이트 전극(GE)은 복수의 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어, 상기 금속층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(120) 및 게이트 전극(GE) 상에 층간 절연층(140)이 배치될 수 있다. 층간 절연층(140)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 층간 절연층(140)은 버퍼층(120) 상에서 액티브층(AP) 및 게이트 전극(GE)을 충분히 덮을 수 있다. 층간 절연층(140)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 층간 절연층(140)은 복수의 절연층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
층간 절연층(140) 상의 표시 영역(DA)에 소스 패턴(SE) 및 드레인 패턴(DE)이 배치될 수 있다. 소스 패턴(SE)은 층간 절연층(140)의 제1 부분을 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 액티브층(AP)의 상기 소스 영역에 접속될 수 있고, 드레인 패턴(DE)은 층간 절연층(140)의 제2 부분을 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 액티브층(AP)의 상기 드레인 영역에 접속될 수 있다. 또한, 드레인 패턴(DE)은 층간 절연층(140) 및 버퍼층(120)의 제3 부분을 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 금속층(BM)에 접속될 수 있다. 소스 패턴(SE) 및 드레인 패턴(DE) 각각은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
소스 패턴(SE)은 소스층(160a) 및 상기 소스층(160a) 상에 배치되는 제1 도전층(161a)을 포함하고, 드레인 패턴(DE)은 드레인층(160b) 및 드레인층(160b) 상에 배치되는 제2 도전층(161b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 소스층(160a) 및 드레인층(160b) 각각은 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 텅스텐(W), 구리(Cu), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti) 등과 같은 금속을 포함하고, 제1 및 제2 도전층들(161a, 161b) 각각은 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 주석 산화물(zinc tin oxide, ZTO), 인듐 산화물(indium oxide, InO), 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide, ITZO), 아연 산화물(zinc oxide, ZnO), 주석 산화물(tin oxide, SnO) 등과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 소스층(160a) 및 드레인층(160b) 각각은 티타늄 및 구리를 포함할 수 있고, 제1 및 제2 도전층들(161a, 161b) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 제1 및 제2 도전층들(161a, 161b) 각각은 티타늄 및 인듐 주석 아연 산화믈을 포함할 수도 있다. 제1 도전층(161a)은 소스층(160a)의 손상을 방지하는 역할을 수행하고, 제2 도전층(161b)은 드레인층(160b)의 손상을 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
층간 절연층(140) 상의 패드 영역(PA)에 도 1에 도시된 연결 패드(PD)가 배치될 수 있다. 연결 패드(PD)는 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 연결 패드(PD)는 구동 소자(300)에 전기적으로 연결될 수 있다.
연결 패드(PD)는 제1 패드 도전층(150) 및 제1 패드 도전층(150) 상에 배치되는 제2 패드 도전층(151)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 패드 도전층(150)은 금, 은, 알루미늄, 텅스텐, 구리, 백금, 니켈, 티타늄 등과 같은 금속을 포함하고, 제2 패드 도전층(151)은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 주석 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 아연 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 패드 도전층(150)은 티타늄 및 구리를 포함하고, 제2 패드 도전층(151)은 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 제2 패드 도전층(151)은 티타늄 및 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수도 있다. 즉, 제1 패드 도전층(150)은 소스층(160a) 및 드레인층(160b)과 동일한 층 상에 배치되고, 제2 패드 도전층(151)은 제1 및 제2 도전층들(161a, 161b)과 동일한 층 상에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 제1 패드 도전층(150)은 소스층(160a) 및 드레인층(160b)과 동일한 물질을 포함하고, 제2 패드 도전층(151)은 제1 및 제2 도전층들(161a, 161b)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 제2 패드 도전층(151)은 제1 패드 도전층(150)이 외부 단자와 전기적으로 연결되도록 하는 매개체 역할을 수행할 수 있다.
종래의 표시 장치는 연결 패드의 제2 패드 도전층이 인듐 주석 산화물을 포함함으로써, 하부 전극의 제조 공정 상에서 상기 제2 패드 도전층의 인듐 주석 산화물의 결정화가 발생하였다. 이에 따라, 상기 연결 패드에 핀홀(pin hole)이 형성되었고, 상기 핀홀로 인해 상기 연결 패드에서 구리가 침식되는 현상이 발생하였다.
일 실시예에 있어서, 제2 패드 도전층(151)이 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 경우, 제2 패드 도전층(151)의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질일 수 있다. 제2 패드 도전층(151)의 인듐 주석 아연 산화물이 비정질인 경우, 연결 패드(PD)에 핀홀이 형성되지 않을 수 있다. 이에 따라, 연결 패드(PD)에서 구리가 침식되지 않고, 표시 장치(100)의 불량이 개선될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 두께는 약 30 Å 내지 약 2000 Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각이 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 경우, 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐(In) 20 at% 내지 35 at%, 아연(Zn) 2 at% 내지 20 at%, 주석(Sn) 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐(In) 21 at% 내지 34 at%, 아연(Zn) 3 at% 내지 18 at%, 주석(Sn) 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함할 수 있다. 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 인듐 주석 아연 산화물이 주석(Sn) 6 at% 초과를 포함하는 경우, 연결 패드(PD)에 팁(tip)이 발생할 수 있다.
층간 절연층(140) 상에 보호층(170)이 배치될 수 있다. 보호층(170)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 보호층(170)은 소스 패턴(SE), 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)를 덮을 수 있다. 보호층(170)은 소스 패턴(SE), 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 보호층(170)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 보호층(170)은 무기 절연층으로 지칭될 수 있다.
보호층(170) 상에 평탄화층(180)이 배치될 수 있다. 평탄화층(180)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 배치될 수 있다. 평탄화층(180)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 평탄화층(180)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(180)에 사용될 수 있는 유기 물질의 예로는, 포토레지스트(photoresist), 폴리아크릴계 수지(polyacryl-based resin), 폴리이미드계 수지(polyimide-based resin), 폴리아미드계 수지(polyamide-based resin), 실록산계 수지(siloxane-based resin), 아크릴계 수지(acryl-based resin), 에폭시계 수지(epoxy-based resin) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 평탄화층(180)은 유기 절연층으로 지칭될 수 있다.
평탄화층(180) 상의 표시 영역(DA)에 하부 전극(190)이 배치될 수 있다. 하부 전극(190)은 평탄화층(180) 및 보호층(170)의 일부를 제거하여 형성된 콘택홀을 통해 드레인 패턴(DE)에 접속될 수 있다. 구체적으로, 하부 전극(190)은 상기 콘택홀을 통해 드레인 패턴(DE)의 제2 도전층(161b)에 접속될 수 있다. 하부 전극(190)은 애노드 전극일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하부 전극(190)은 평탄화층(180) 상에 배치되는 하부층(190a), 하부층(190a) 상에 배치되는 중간층(190b) 및 중간층(190b) 상에 배치되는 상부층(190c)을 포함할 수 있다. 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 주석 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 아연 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물 등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수 있다. 또한, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각이 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 경우, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질일 수 있다.
중간층(190b)은 금, 은, 알루미늄, 구리, 니켈, 백금, 마그네슘, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄 등과 같은 금속을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 중간층(190b)은 은을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하부층(190a)의 두께는 약 30 Å 내지 약 500 Å이고, 상부층(190c)의 두께는 약 30 Å 내지 약 300 Å일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하부 전극(190)은 인듐 주석 아연 산화물을 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함할 수 있다. 즉, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐 20 at% 내지 35 at%, 아연 2 at% 내지 20 at%, 주석 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함할 수 있다.
평탄화층(180) 및 하부 전극(190) 상의 표시 영역(DA)에 화소 정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 하부 전극(190)의 양측부를 덮으며 하부 전극(190)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 화소 정의막(PDL)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
하부 전극(190) 및 화소 정의막(PDL) 상에 발광층(210)이 배치될 수 있다. 발광층(210)은 적색, 녹색 또는 청색광을 발광할 수 있다. 이와는 달리, 발광층(210)이 백색을 발광하는 경우, 발광층(210)은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하는 다층 구조를 포함하거나, 적색, 녹색 및 청색 발광 물질의 혼합층을 포함할 수도 있다. 발광층(210)은 정공 주입층(hole injection layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 유기 발광층(organic emission layer, EML), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer, EIL)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(210)은 저분자 유기 화합물 또는 고분자 유기 화합물을 포함할 수 있다.
발광층(210) 상에 상부 전극(220)이 배치될 수 있다. 상부 전극(220)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 상부 전극(220)은 복수의 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어 상기 금속층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 상부 전극(220)은 캐소드 전극일 수 있다.
종래의 표시 장치는 하부 전극 및 연결 패드 각각이 인듐 주석 산화물을 포함하였다. 이때, 상기 하부 전극의 제조 공정 상에서 상기 연결 패드 부분에 핀홀이 형성되었다. 상기 핀홀로 인해 상기 연결 패드 부분에서 구리가 침식되고, 상기 하부 전극 부분에서 은이 용출되었다. 즉, 상기 핀홀로 인해 상기 표시 장치의 불량이 발생하였다.
본 발명의 표시 장치(100)는 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부 전극(190) 및 인듐 주석 아연 산화물을 하부 전극(190)의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함하는 연결 패드(PD)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 표시 장치(100)의 불량이 개선될 수 있다.
다만, 본 발명의 표시 장치(100)가 유기 발광 표시 장치를 한정하여 설명하고 있지만, 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것을 아니다. 다른 예시적인 실시예들에 있어서, 표시 장치(100)는 액정 표시 장치(liquid crystal display device LCD), 전계 방출 표시 장치(field emission display device FED), 플라즈마 표시 장치(plasma display device PDP) 또는 전기 영동 표시 장치(electrophoretic image display device EPD)를 포함할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역 및 패드 영역을 나타내는 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 표시 장치는 기판(110), 버퍼층(120), 금속층(BM), 구동 소자(300), 게이트 절연층(130), 층간 절연층(140), 보호층(170), 평탄화층(180), 발광 소자(400), 연결 패드(PD), 화소 정의막(PDL) 등을 포함할 수 있다. 구동 소자(300)는 액티브층(AP), 게이트 전극(GE), 소스 패턴(SE) 및 드레인 패턴(DE)을 포함할 수 있다. 발광 소자(400)는 하부 전극(190), 발광층(210) 및 상부 전극(220)을 포함할 수 있다. 다만, 도 3의 상기 표시 장치는 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)를 제외하고는 도 2를 참조하여 설명한 표시 장치(100)와 실질적으로 동일하거나 유사할 수 있다. 이하에서, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2에서 설명한 바와 같이, 드레인 패턴(DE)은 드레인층(160b) 및 드레인층(160b) 상에 배치되는 제2 도전층(162)을 포함하고, 연결 패드(PD)는 제1 패드 도전층(150) 및 제1 패드 도전층(150) 상에 배치되는 제2 패드 도전층(152)을 포함할 수 있다. 다만, 도 3의 소스 패턴(SE)은 도 2의 소스 패턴(SE)과 같이 제1 도전층(161a)을 포함하지 않을 수 있다.
제2 도전층(162)은 표시 영역(DA)에서 보호층(170)의 일부를 제거하여 형성된 제1 콘택홀을 통해 드레인 패턴(DE)에 접속될 수 있다. 제2 패드 도전층(152)은 패드 영역(PA)에서 보호층(170)의 일부를 제거하여 형성된 제2 콘택홀을 통해 제1 패드 도전층(150)에 접속될 수 있다. 즉, 제2 도전층(162)은 드레인층(160b)과 다른 식각 공정에 의해 형성될 수 있고, 제2 패드 도전층(152)은 제1 패드 도전층(151)과 다른 식각 공정에 의해 형성될 수 있다.
제2 도전층(162) 및 제2 패드 도전층(152)은 동일한 층 상에 배치될 수 있고, 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전층(162) 및 제2 패드 도전층(152) 각각은 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 아연 주석 산화물, 인듐 산화물, 인듐 주석 아연 산화물, 아연 산화물, 주석 산화물 등과 같은 투명 도전성 물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 도전층(162) 및 제2 패드 도전층(152) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.
도 4를 참조하면, 투명한 또는 불투명한 물질을 포함하는 기판(110)이 제공될 수 있다. 기판(100)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)으로 구분될 수 있다. 기판(110) 상의 표시 영역(DA)에 금속층(BM)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속층(BM)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 기판(110) 상에 버퍼층(120)이 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 또한, 버퍼층(120)은 표시 영역(DA)에서 금속층(BM)을 덮을 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(120)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다.
버퍼층(120) 상의 표시 영역(DA)에 액티브층(AP)이 형성될 수 있다. 액티브층(AP)은 금속층(BM)과 중첩할 수 있다. 액티브층(AP)은 금속 산화물 반도체, 무기물 반도체(예를 들어, 아몰퍼스 실리콘, 폴리 실리콘), 또는 유기물 반도체 등을 포함할 수 있다. 액티브층(AP)은 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 가질 수 있다. 상기 채널 영역은 상기 소스 영역 및 상기 드레인 영역 사이에 위치할 수 있다.
액티브층(AP) 상에 절연층이 형성될 수 있다. 싱기 절연층은 액티브층(AP)을 덮으며 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층 상의 표시 영역(DA)에 게이트 전극(GE)이 형성될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 액티브층(AP)의 상기 채널 영역과 중첩할 수 있다. 예를 들어, 게이트 전극(GE)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 그 다음, 상기 게이트 전극(GE)을 마스크로 이용하여 상기 절연층을 식각하여 액티브층(AP)을 부분적으로 노출시킬 수 있다. 이에 따라, 게이트 전극(GE)과 액티브층(AP) 사이에 게이트 절연층(130)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연층(130)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
버퍼층(120) 상에 층간 절연층(140)이 형성될 수 있다. 층간 절연층(140)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 층간 절연층(140)은 액티브층(AP) 및 게이트 전극(GE)을 덮을 수 있다. 예를 들어, 층간 절연층(140)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 버퍼층(120) 및 층간 절연층(140)의 일부를 제거하여 금속층(BM)의 일부를 노출시키는 제1 콘택홀(CNT1)이 형성될 수 있다. 또한, 층간 절연층(140)의 제1 부분을 제거하여 액티브층(AP)의 상기 드레인 영역을 노출시키는 제2 콘택홀(CNT2)이 형성될 수 있고, 층간 절연층(140)의 제2 부분을 제거하여 액티브층(AP)의 상기 소스 영역을 노출시키는 제3 콘택홀(CNT3)이 형성될 수 있다. 즉, 제1 내지 제3 콘택홀들(CNT1, CNT2, CNT3)은 동시에 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 층간 절연층(140) 상에 제1 금속층(10)이 형성될 수 있다. 제1 금속층(10)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 금속층(10)은 제1 내지 제3 콘택홀들(CNT1, CNT2, CNT3)을 채우며 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 그 다음, 제1 금속층(10) 상에 제2 금속층(11)이 형성될 수 있다. 제2 금속층(11)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 표시 영역(DA)에서 제1 및 제2 금속층들(10, 11)을 부분적으로 식각하여 소스 패턴(SE) 및 드레인 패턴(DE)이 형성될 수 있다. 또한, 패드 영역(PA)에서 제1 및 제2 금속층들(10, 11)을 부분적으로 식각하여 연결 패드(PD)가 형성될 수 있다. 여기서, 소스 패턴(SE), 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)는 동일한 식각 공정에 의해 동시에 형성될 수 있다. 즉, 소스 패턴(SE), 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)는 동일한 물질을 사용하여 동시에 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 소스 패턴(SE)은 소스층(160a) 및 제1 도전층(161a)을 포함하고, 드레인 패턴(DE)은 드레인층(160b) 및 제2 도전층(161b)을 포함하며, 연결 패드(PD)는 제1 패드 도전층(150) 및 제2 패드 도전층(151)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 소스층(160a), 드레인층(160b) 및 제1 패드 도전층(150) 각각은 티타늄 및 구리를 포함하고, 제1 도전층(161a), 제2 도전층(161b) 및 제2 패드 도전층(151) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 층간 절연층(140) 상에 보호층(170)이 형성될 수 있다. 보호층(170)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 보호층(170)은 소스 패턴(SE), 드레인 패턴(DE) 및 연결 패드(PD)를 덮을 수 있다. 예를 들어, 보호층(170)은 실리콘 화합물, 금속 산화물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
보호층(170) 상에 평탄화층(180)이 형성될 수 있다. 평탄화층(180)은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 평탄화층(180)은 유기 물질을 포함할 수 있다. 평탄화층(180)에 사용될 수 있는 유기 물질의 예로는, 포토레지스트, 폴리아크릴계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드계 수지, 실록산계 수지, 아크릴계 수지, 에폭시계 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다.
보호층(170) 및 평탄화층(180)의 일부를 제거하여 제2 도전층(161b)의 일부를 노출시키는 제1 개구(OP1)가 형성될 수 있고, 평탄화층(180)의 일부를 제거하여 제2 패드 도전층(151)의 일부를 노출시키는 제2 개구(OP2)가 형성될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 개구들(OP1, OP2)은 동시에 형성될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 평탄화층(180) 상에 전극층이 형성될 수 있다. 상기 전극층은 제1 전극층(191), 제1 전극층(191) 상에 형성되는 제2 전극층(192) 및 제2 전극층(192) 상에 형성되는 제3 전극층(193)을 포함할 수 있다. 상기 전극층은 표시 영역(DA) 및 패드 영역(PA)에 전체적으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 전극층은 제1 개구(OP1)를 통해 제2 도전층(161b)에 접속될 수 있고, 제2 개구(OP2)를 통해 제2 패드 도전층(151)에 접속될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 표시 영역(DA)에서 상기 전극층의 일부를 식각하여 하부 전극(190)이 형성될 수 있다. 하부 전극(190)은 하부층(190a), 하부층(190a) 상에 배치되는 중간층(190b) 및 중간층(190b) 상에 배치되는 상부층(190c)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 하부층(190a) 및 상부층(190c) 각각은 인듐 주석 아연 산화물을 포함하고, 중간층(190b)은 은을 포함할 수 있다. 패드 영역(PA)에서는 상기 전극층을 식각하여 제2 패드 도전층(151)의 일부를 노출시킬 수 있다. 즉, 패드 영역(PA)에서는 상기 전극층을 전부 식각하여 제2 패드 도전층(151)의 일부를 노출시킬 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 평탄화층(180) 및 하부 전극(190) 상에 화소 정의막(PDL)이 형성될 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 하부 전극(190)의 양측부를 덮으며 하부 전극(190)의 상면의 일부를 노출시킬 수 있다. 화소 정의막(PDL)은 유기 물질 또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 화소 정의막(PDL)은 유기 물질을 포함할 수 있다.
하부 전극(190) 및 화소 정의막(PDL) 상에 발광층(210)이 형성될 수 있다. 발광층(210)은 적색, 녹색 또는 청색광을 발광할 수 있다. 이와는 달리, 발광층(210)이 백색을 발광하는 경우, 발광층(210)은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 포함하는 다층 구조를 포함하거나, 적색, 녹색 및 청색 발광 물질의 혼합층을 포함할 수도 있다. 발광층(210)은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광층(210)은 저분자 유기 화합물 또는 고분자 유기 화합물을 포함할 수 있다.
발광층(210) 상에 상부 전극(220)이 형성될 수 있다. 상부 전극(220)은 금속, 합금, 금속 질화물, 도전성 금속 산화물, 투명 도전성 물질 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 또는 서로 조합되어 사용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에 있어서, 상부 전극(220)은 복수의 금속층들을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있다. 예를 들어 상기 금속층들은 두께가 서로 다르거나 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
이에 따라, 도 2에 도시된 표시 장치(100)가 제조될 수 있다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)의 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)에 대해 자세히 설명하기로 한다.
실시예 1 내지 실시예 5
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에 있어서, 다음과 같이 하여 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)를 제작하고, 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)의 결정화 여부, 하부 전극(190)의 투과율, 연결 패드(PD)의 팁(tip) 발생 유무, 및 하부 전극(190)의 일함수를 측정하였다. 여기서, 하부 전극(190)과 연결 패드(PD) 각각은 ITZO 박막으로서, 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD) 각각의 In, Zn, Sn 및 O의 조성비가 동일하도록 제조되었다. 하기 표 1은 실시예 1 내지 실시예 5에 따른 In, Zn, Sn 및 O의 원자 백분율을 나타내는 데이터이다.
In(at%) Zn(at%) Sn(at%) O(at%)
실시예 1 22 18.6 4.7 54.6
실시예 2 28.7 9.5 4.8 57.0
실시예 3 33.5 3 4.9 58.6
실시예 4 22.6 18.5 4.4 54.5
실시예 5 21.9 18 5.3 54.8
실험 1 - 하부 전극 및 연결 패드의 결정화 여부
하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)는 상기 실시예 1의 조건을 만족하였다. 그 다음, 상기 조건을 만족하는 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)의 결정화 여부를 확인하였다. 결정화 여부는 X선 회전(X-ray diffraction, XRD) 분석을 통해 진행하였다. 이때, 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)에 열처리 공정을 수행할 때와 열처리 공정을 수행하지 않을 때를 각각 진행하였다. 열처리 공정은 250 ℃에서 1시간동안 진행되었다.
그 결과, 열처리 공정을 수행할 때와 열처리 공정을 수행하지 않을 때 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)에서 결정화 피크가 관찰되지 않았다. 즉, 상기 실시예 1의 조건에서 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)의 비정질 상태가 유지되는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 실시예 1의 조건을 만족하는 하부 전극(190) 및 연결 패드(PD)를 표시 장치에 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
실험 2 - 하부 전극의 투과율 측정
하부 전극(190)의 두께는 150 Å였고, 하부 전극(190)은 상기 실시예 1의 조건을 만족하였다. 그 다음, 상기 조건을 만족하는 하부 전극(190)의 투과율을 측정하였다. 구체적으로, 하부 전극(190)의 투과율을 각 파장대 별로 측정하였고, 하부 전극(190)이 ITO를 포함하는 경우 하부 전극(190)의 투과율과 비교하였다.
그 결과, 도 11을 참조하면, 하부 전극(190)이 ITZO를 포함하는 경우, 파장대가 450mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 95.04%, 파장대가 550mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 97.16%, 파장대가 650mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 98.06%이다. 반면, 하부 전극(190)이 ITO를 포함하는 경우, 파장대가 450mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 94.04%, 파장대가 550mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 96.62%, 파장대가 650mm일 때 하부 전극(190)의 투과율이 97.90%이다. 즉, 상기 조건을 만족하는 경우, 하부 전극(190)이 ITO를 포함하는 경우와 유사한 투과율을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 실시예 1의 조건을 만족하는 하부 전극(190)을 표시 장치에 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
실험 3 - 연결 패드의 팁 발생 유무
수계 식각액을 사용하여 연결 패드(PD)를 제조하였다. 이때, 연결 패드(PD)의 제2 패드 도전층(151)의 두께는 550 Å였고, 연결 패드(PD)는 상기 실시예 1의 조건을 만족하였다. 그 다음, 상기 조건을 만족하는 연결 패드(PD)의 팁 발생 유무를 관찰하였다. 그 결과, 연결 패드(PD)가 상기 실시예 1의 조건을 만족하는 경우, 연결 패드(PD)에서 팁이 발생하지 않음을 확인할 수 있다.
실험 4 - 하부 전극의 일함수 측정
하부 전극(190)의 두께는 150 Å였다. 그 다음, 상기 조건을 만족하는 하부 전극(190)의 일함수를 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 5의 조건에 따라 측정하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 5의 조건에서 하부 전극(190)의 일함수를 측정하고, 하부 전극(190)이 ITO를 포함하는 경우와 비교하였다.
그 결과, 도 12 및 도 13을 참조하면, 하부 전극(190)이 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 5의 조건을 만족하는 경우, 하부 전극(190)의 일함수는 5eV 내지 5.3eV의 범위를 만족함을 확인할 수 있다. 반면, 하부 전극(190)이 ITO를 포함하는 경우 하부 전극(190)의 일함수는 5.20eV이다. 즉, 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 5의 조건을 만족하는 ITZO를 포함하는 하부 전극(190)의 일함수는 ITO를 포함하는 하부 전극(190)의 일함수에 근접함을 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 실시예 1 내지 상기 실시예 5의 조건을 만족하는 하부 전극(190)을 표시 장치에 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.
상술한 바에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명은 표시 장치를 구비할 수 있는 다양한 디스플레이 기기에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 고해상도 스마트폰, 휴대폰, 스마트패드, 스마트 워치, 태블릿 PC, 차량용 네비게이션 시스템, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 노트북 등에 적용될 수 있다.
100: 표시 장치 DA: 표시 영역
PA: 패드 영역 NDA: 비표시 영역
110: 기판 120: 버퍼층
130: 게이트 절연층 140: 층간 절연층
170: 보호층 180: 평탄화층
190: 하부 전극 210: 발광층
220: 상부 전극 PD: 연결 패드
PDL: 화소 정의막 BM: 금속층
AP: 액티브층 GE: 게이트 전극
SE: 소스 패턴 DE: 드레인 패턴

Claims (20)

  1. 표시 영역에 배치되는 구동 소자;
    상기 표시 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 표시 영역에 인접하는 패드 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 연결 패드를 포함하고,
    상기 연결 패드는 금속을 포함하는 제1 패드 도전층 및 인듐 주석 아연 산화물(indium tin zinc oxide, ITZO)을 포함하는 제2 패드 도전층을 포함하고, 상기 제2 패드 도전층의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐(In) 20 at% 내지 35 at%, 아연(Zn) 2 at% 내지 20 at%, 주석(Sn) 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 발광 소자는,
    상기 구동 소자 상에 배치되는 하부 전극;
    상기 하부 전극 상에 배치되는 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치되는 상부 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 하부 전극은,
    인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부층;
    상기 하부층 상에 배치되고, 은(Ag)을 포함하는 중간층; 및
    상기 중간층 상에 배치되고, 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 상부층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 하부층 및 상기 상부층 각각에 포함된 인듐 주석 아연 산화물은 상기 제2 패드 도전층의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비를 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 하부층의 두께는 30 Å 내지 300 Å이고, 상기 상부층의 두께는 30 Å 내지 500 Å이며, 상기 제2 패드 도전층의 두께는 30 Å 내지 2,000 Å인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제3 항에 있어서, 상기 상부층, 상기 하부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 패드 도전층은 티타늄(Ti) 및 구리(Cu)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제2 패드 도전층은 티타늄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 구동 소자는,
    액티브층;
    상기 액티브층 상에 배치되는 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극 상에 배치되고, 상기 액티브층에 각각 접속되는 소스 패턴 및 드레인 패턴을 포함하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 드레인 패턴은,
    상기 제1 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 드레인층; 및
    상기 드레인층 상에 배치되고, 상기 제2 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 도전층을 포함하는 표시 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 구동 소자 및 상기 연결 패드 상에 배치되고, 상기 구동 소자를 덮는 무기 절연층; 및
    상기 무기 절연층 상에 배치되는 유기 절연층을 더 포함하고,
    상기 제2 패드 도전층은 상기 유기 절연층의 일부를 제거하여 형성된 개구를 통해 일부가 노출된 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 표시 영역에 배치되는 구동 소자;
    상기 구동 소자 상에 배치되는 하부 전극; 및
    상기 표시 영역에 배치되는 패드 영역에 배치되며 상기 구동 소자에 전기적으로 연결되는 연결 패드를 포함하고,
    상기 하부 전극은 인듐 주석 아연 산화물을 포함하는 하부층 및 상부층과 은을 포함하는 중간층을 포함하고,
    상기 연결 패드는 금속을 포함하는 제1 패드 도전층 및 인듐 주석 아연 산화물을 상기 하부 전극의 인듐 주석 아연 산화물과 동일한 조성비로 포함하는 제2 패드 도전층을 포함하는 연결 패드를 포함하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 하부층, 상기 상부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 인듐 20 at% 내지 35 at%, 아연 2 at% 내지 20 at%, 주석 4 at% 내지 6 at% 및 나머지 산소(O)를 포함하는 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 상부층, 상기 하부층 및 상기 제2 패드 도전층 각각의 인듐 주석 아연 산화물은 비정질인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 제1 패드 도전층은 티타늄 및 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제12 항에 있어서, 상기 제2 패드 도전층은 티타늄을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 제12 항에 있어서,
    상기 하부 전극 상에 배치되는 발광층; 및
    상기 발광층 상에 배치되는 상부 전극을 더 포함하고,
    상기 하부 전극, 상기 발광층 및 상기 상부 전극은 발광 소자로 정의되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제12 항에 있어서, 상기 하부층의 두께는 30 Å 내지 300 Å이고, 상기 상부층의 두께는 30 Å 내지 500 Å이며, 상기 제2 패드 도전층의 두께는 30 Å 내지 2000 Å인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제12 항에 있어서, 상기 구동 소자는,
    액티브층;
    상기 액티브층 상에 배치되는 게이트 전극; 및
    상기 게이트 전극 상에 배치되고, 상기 액티브층에 각각 접속되는 소스 패턴 및 드레인 패턴을 포함하는 표시 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 드레인 패턴은,
    상기 제1 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 드레인층; 및
    상기 드레인층 상에 배치되고, 상기 제2 패드 도전층과 동일한 물질을 포함하는 도전층을 포함하는 표시 장치.
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