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KR20070082685A - 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20070082685A
KR20070082685A KR1020060015611A KR20060015611A KR20070082685A KR 20070082685 A KR20070082685 A KR 20070082685A KR 1020060015611 A KR1020060015611 A KR 1020060015611A KR 20060015611 A KR20060015611 A KR 20060015611A KR 20070082685 A KR20070082685 A KR 20070082685A
Authority
KR
South Korea
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electrode
driving voltage
light emitting
voltage line
forming
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020060015611A
Other languages
English (en)
Inventor
성운철
이주현
이상필
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to EP07102383.2A priority patent/EP1821343B1/en
Priority to JP2007032954A priority patent/JP2007219518A/ja
Priority to US11/675,832 priority patent/US7564060B2/en
Priority to CN2007100799315A priority patent/CN101026183B/zh
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 위에 절연되게 형성되어 있는 복수의 제1 및 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 복수의 구동 전압선, 상기 제2 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부, 상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 전기적으로 연결하는 연결 다리, 상기 제1 신호선, 상기 제2 신호선 및 상기 구동 전압선 중 적어도 하나와 연결되어 있는 복수의 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 중 적어도 하나와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 발광 부재, 그리고 상기 연결 다리 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 보조 부재를 포함하는 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것입니다.
구동 전압선, 연결 다리, 공통 전극, 단락, 발광 부재

Description

표시 장치 및 그 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이고,
도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치에서 A부분을 확대하여 도시한 확대도이고,
도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치에서 III-III 선을 잘라 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이고,
도 5는 도 4의 유기 발광 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6, 도 8, 도 10, 도 12 및 도 14는 도 4 및 도 5의 유기 발광 표시 장치를 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도이고,
도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치를 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 9는 도 8의 유기 발광 표시 장치를 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 11은 도 10의 유기 발광 표시 장치를 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면 도이고,
도 13은 도 12의 유기 발광 표시 장치를 XIII-XIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 15는 도 14의 유기 발광 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 절연 기판 121: 게이트선
124a: 제1 제어 전극 124b: 제2 제어 전극
126: 구동 전압선 연결부 127: 유지 전극
129: 게이트선의 끝 부분
140: 게이트 절연막 154a: 제1 반도체
154b: 제2 반도체 163a,163b,165a,165b: 저항성 접촉 부재
171: 데이터선 172: 구동 전압선
173a: 제1 입력 전극 173b: 제2 입력 전극
175a: 제1 출력 전극 175b: 제2 출력 전극
179: 데이터선의 끝 부분 81, 82: 접촉 보조 부재
181, 182, 184, 185a, 185b, 187, 145: 접촉 구멍
191: 화소 전극 270: 공통 전극
361: 격벽 370: 유기 발광 부재
375: 보조 부재
Qs: 스위칭 트랜지스터 Qd: 구동 트랜지스터
LD: 유기 발광 다이어드 Vss: 공통 전압
Cst: 유지 축전기
본 발명은 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 모니터 또는 텔레비전 등의 경량화 및 박형화가 요구되고 있으며, 이러한 요구에 따라 음극선관(cathode ray tube, CRT)이 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD)로 대체되고 있다.
그러나, 액정 표시 장치는 수발광 소자로서 별도의 백라이트(backlight)가 필요할 뿐만 아니라, 응답 속도 및 시야각 등에서 한계가 있다.
이러한 한계를 극복할 수 있는 표시 장치로서, 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display)가 주목받고 있다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 발광층을 포함하는 발광 다이오드를 포함하며, 발광 다이오드는 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
유기 발광 표시 장치는 구동 방식에 따라 단순 매트릭스 방식의 유기 발광 표시 장치(passive matrix OLED display)와 능동 매트릭스 방식의 유기 발광 표시 장치(active matrix OLED display)로 나눌 수 있다.
능동 매트릭스 방식의 유기 발광 표시 장치는 서로 교차되어 있는 신호선에 연결되어 있는 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor), 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 전압선에 연결되어 있는 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor) 및 상기 구동 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 발광 영역을 포함한다.
이 중, 구동 전압선은 신호선 중 어느 하나와 평행하게 형성되어 있으며, 다른 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부 및 구동 전압선 패드부에 의해 구동 전압을 인가받는다.
구동 전압선과 구동 전압선 연결부는 접촉 구멍을 통하여 연결된 도전체로 연결되어 있다. 그러나 상기 도전체는 상부에서 발광 다이오드의 전극과 단락(short)을 일으킬 수 있다.
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 단락을 방지하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 절연되게 형성되어 있는 복수의 제1 및 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 복수의 구동 전압선, 상기 제2 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부, 상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 전기적으로 연결하 는 연결 다리, 상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터 및 상기 구동 전압선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 발광 부재, 그리고 상기 연결 다리 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 보조 부재를 포함한다.
또한, 상기 보조 부재는 절연 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 부재와 상기 발광 부재는 동일한 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 부재와 상기 발광 부재는 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 연결 다리와 상기 보조 부재 사이에 감광성 절연막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결 다리는 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성될 수 있다.
또한, 상기 보조 부재의 두께는 500 내지 3000Å일 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 기판, 상기 기판 위에 절연되게 형성되어 있는 복수의 제1 및 제2 신호선, 상기 제1 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 복수의 구동 전압선, 상기 제2 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부, 상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 전기적으로 연결하는 연결 다리, 상기 제1 및 제2 신호선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터, 상기 제1 박막 트랜지스터 및 상기 구동 전압선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터, 상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 전극 및 상기 연결 다리 위에 형성되어 있는 발광 부재, 그리고 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 포함한다.
또한, 상기 발광 부재는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 제1 발광 부재, 그리고 상기 제1 발광 부재를 제외한 제2 발광 부재를 포함하며, 상기 제2 발광 부재의 하부에 형성되어 있는 감광성 절연막을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 제외한 주변 영역을 포함하며, 상기 화소는 제1 전극 및 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이 및 상기 주변 영역에 형성되어 있는 발광 부재를 포함한다.
또한, 상기 표시 영역으로부터 뻗어 있는 구동 전압선, 상기 주변 영역에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부, 그리고 상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 연결하는 연결 다리를 더 포함하고, 상기 발광 부재는 상기 연결 다리를 덮고 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 제1 제어 전극을 포함하는 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 분리되어 있는 제2 제어 전극 및 구동 전압선 연결부를 형성하는 단계, 상기 제1 신호선, 상기 제2 제어 전극 및 상기 구동 전압선 연결부 위에 게이트 절연막 및 반도체층을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 및 상기 반도체층 위에 제1 입력 전극을 포함하는 데이터선, 상기 제1 입력 전극과 마주하는 제1 출력 전극, 제2 입력 전극을 포함하는 구동 전압 선 및 상기 제2 입력 전극과 마주하는 제2 출력 전극을 형성하는 단계, 상기 데이터선, 상기 제1 출력 전극, 상기 구동 전압선 및 상기 제2 출력 전극 위에 보호막을 형성하는 단계, 상기 제2 출력 전극과 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 출력 전극과 상기 제2 제어 전극을 연결하는 제1 연결 다리, 상기 구동 전압선 연결부와 상기 구동 전압선을 연결하는 제2 연결 다리를 형성하는 단계, 상기 제1 전극 및 상기 제2 연결 다리 위에 발광 부재를 형성하는 단계, 그리고 상기 발광 부재 위에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 발광 부재를 형성하는 단계는 잉크젯 프린팅 또는 증착으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 발광 부재를 형성하는 단계 전에 감광성 절연막을 형성하는 단계, 그리고 상기 감광성 절연막에 상기 제1 전극을 드러내는 개구부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 위에 제1 제어 전극을 포함하는 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 분리되어 있는 제2 제어 전극 및 구동 전압선 연결부를 형성하는 단계, 상기 제1 신호선, 상기 제2 제어 전극 및 상기 구동 전압선 연결부 위에 게이트 절연막 및 반도체층을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 및 상기 반도체층 위에 제1 입력 전극을 포함하는 데이터선, 상기 제1 입력 전극과 마주하는 제1 출력 전극, 제2 입력 전극을 포함하는 구동 전압선 및 상기 제2 입력 전극과 마주하는 제2 출력 전극을 형성하는 단계, 상기 데이터선, 상기 제1 출력 전극, 상기 구동 전압선 및 상기 제2 출력 전극 위에 보호막 을 형성하는 단계, 상기 제2 출력 전극과 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 출력 전극과 상기 제2 제어 전극을 연결하는 제1 연결 다리, 상기 구동 전압선 연결부와 상기 구동 전압선을 연결하는 제2 연결 다리를 형성하는 단계, 상기 제1 전극 위에 발광 부재를 형성하는 단계, 상기 제2 연결 다리 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고 상기 발광 부재 위에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 절연막을 형성하는 단계는 새도우 마스크(shadow mask)를 사용할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 개략도이고, 도 2는 도 1의 유기 발광 표시 장치에서 A 부분을 확대하여 도시한 확대도이고, 도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치를 III-III 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 1과 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 게이트선(121), 복수의 데이터선(171) 및 복수의 구동 전압선(172), 그리고 게이트선(121) 및 데이터선(171)에 의해 정의되는 복수의 화소를 포함한다.
게이트선(121)은 주로 가로 방향으로 뻗어 있으며 게이트 신호를 전달한다.
게이트선(121)의 일측 단부에는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)와 연결하기 위한 게이트 패드부(129)가 형성되어 있고, 게이트선(121)과 게이트 패드부(129)가 연결되는 부분에는 각 게이트선(121)의 간격이 점점 좁아지는 게이트 팬아웃부가 형성되어 있다.
데이터선(171)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며, 데이터 신호를 전달한다.
데이터선(171)의 일측 단부에는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)와 연결하기 위한 데이터 패드부(179)가 형성되어 있고, 데이터선(171)과 데이터 패드부(179)가 연결되는 부분에는 각 데이터선(171)의 간격이 점점 좁아지는 데이터 팬아웃부가 형성되어 있다.
구동 전압선(172)은 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차하며, 구동 전압을 전달한다.
도 2 및 도 3을 도 1과 함께 참고하면, 구동 전압선(172)의 일측 단부는 구동 전압선 연결부(126)와 연결되어 있고, 구동 전압선 연결부(126)는 구동 전압을 공급하는 구동 전압 패드부(128)와 연결되어 있다.
구동 전압선 연결부(126)는 기판(110) 위에서 게이트선(121)과 동일한 층에 형성되어 있고, 구동 전압선(172)은 게이트 절연막(140) 위에서 데이터선(171)과 동일한 층에 형성되어 있다.
구동 전압선 연결부(126) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)에는 구동 전압선(172)을 드러내는 접촉 구멍(187)이 형성되어 있고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에는 구동 전압선 연결부(126)를 드러내는 접촉 구멍(145)이 형성되어 있다.
연결 다리(86)는 접촉 구멍(187, 145)을 통하여 구동 전압선(172)과 구동 전압선 연결부(126)를 연결한다.
연결 다리(86) 위에는 감광성 물질로 만들어진 격벽(361)이 형성되어 있고 그 위에는 발광 부재(370)가 형성되어 있다. 발광 부재(370)는 표시 영역(D)으로부터 연장되어 연결 다리(86)를 덮고 있다. 발광 부재(370) 위에는 공통 전극(270)이 형성되어 있다.
표시 영역(D)이 아닌 주변 영역에 형성되어 있는 발광 부재(370)는 절연막의 역할을 하며, 이것에 의해 별도의 공정 추가 없이 연결 다리(86)와 공통 전극(270) 사이에 단락(short)을 방지할 수 있다.
그러면, 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 배치도이고, 도 5는 도 4의 유기 발광 표시 장치를 V-V 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
투명한 유리 또는 플라스틱 따위로 만들어진 절연 기판(110) 위에 제1 제어 전극(control electrode)(124a)을 포함하는 복수의 게이트선(121), 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126)가 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 있다. 각 게이트선(121)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(129)을 포함하며, 제1 제어 전극(124a)은 게이트선(121)으로부터 위로 뻗어 있다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 게이트 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
제2 제어 전극(124b)은 게이트선(121)과 분리되어 있으며, 아래 방향으로 뻗다가 오른쪽으로 잠시 방향을 바꾸었다가 위로 길게 뻗은 유지 전극(storage electrode)(127)을 포함한다.
구동 전압선 연결부(126)는 게이트선(121)과 평행하게 형성되어 있으며, 표시 영역과 패드 영역 사이에 위치한다.
게이트선(121), 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126)는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함 하는 다중막 구조를 가질 수도 있다.
게이트선(121), 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126)의 측면은 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30° 내지 약 80° 인 것이 바람직하다.
게이트선(121), 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126) 위에는 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiOx) 따위로 만들어진 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 수소화 비정질 규소(hydrogenated amorphous silicon) 또는 다결정 규소(polysilicon) 등으로 만들어진 복수의 제1 반도체(154a)와 복수의 제2 반도체(154b)가 형성되어 있다. 제1 반도체(154a)는 제1 제어 전극(124a) 위에 위치하며, 제2 반도체(154b)는 제2 제어 전극(124b) 위에 위치한다.
제1 및 제2 반도체(154a, 154b) 위에는 각각 복수 쌍의 제1 저항성 접촉 부재(ohmic contact)(163a, 165a)와 복수 쌍의 제2 저항성 접촉 부재(163b, 165b)가 형성되어 있다. 저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b)는 섬 모양이며, 인(P) 따위의 n형 불순물이 고농도로 도핑되어 있는 n+ 수소화 비정질 규소 따위의 물질로 만들어지거나 실리사이드(silicide)로 만들어질 수 있다.
저항성 접촉 부재(163a, 163b, 165a, 165b) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172) 및 복수의 제1 및 제2 출력 전극 (output electrode)(175a, 175b)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 데이터선(171)은 제1 제어 전극(124a)을 향하여 뻗은 복수의 제1 입력 전극(input electrode)(173a)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위하여 면적이 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 데이터 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
구동 전압선(172)은 구동 전압을 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다. 각 구동 전압선(172)은 제2 제어 전극(124b)을 향하여 뻗은 복수의 제2 입력 전극(173b)을 포함한다. 구동 전압선(172)은 유지 전극(127)과 중첩한다.
제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b)은 서로 분리되어 있고 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)과도 분리되어 있다. 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a)은 제1 제어 전극(124a)을 중심으로 서로 마주보고, 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b)은 제2 제어 전극(124b)을 중심으로 서로 마주한다.
데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172) 및 복수의 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b) 또한 게이트선(121)과 마찬가지로 저저항 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172) 및 복수의 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b) 또한 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30° 내지 80° 정도의 경사 각으로 기울어진 것이 바람직하다.
데이터선(171), 복수의 구동 전압선(172) 및 복수의 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b), 노출된 반도체(154a, 154b) 부분 및 게이트 절연막(140) 위에는 보호막(passivation layer)(180)이 형성되어 있다.
보호막(180)은 무기 절연물 또는 유기 절연물 따위로 만들어지며 표면이 평탄하다. 무기 절연물의 예로는 질화규소(SiNx)와 산화규소(SiO2)를 들 수 있으며, 유기 절연물의 예로는 폴리아크릴(poly acryl)계 화합물을 들 수 있다. 보호막(180)은 무기막과 유기막의 이중막 구조를 가질 수 있다.
보호막(180)에는 데이터선(171)의 끝 부분(179), 제1 및 제2 출력 전극(175a, 175b) 및 구동 전압선(172)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(contact hole)(182, 185a, 185b, 187)이 형성되어 있으며, 보호막(180)과 게이트 절연막(140)에는 게이트선(121)의 끝 부분(129), 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126)를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(181, 184, 145)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 복수의 화소 전극(191), 복수의 제1 및 제2 연결 부재(85, 86) 및 복수의 접촉 보조 부재(81, 82)가 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 제2 출력 전극(175b)과 전기적으로 연결되어 있다.
제1 연결 부재(85)는 각각 접촉 구멍(185a, 184)을 통하여 제1 출력 전극(175a)과 제2 제어 전극(124b)을 연결한다.
제2 연결 부재(86)는 각각 접촉 구멍(187, 145)을 통하여 구동 전압선(172) 과 구동 전압선 연결부(126)를 연결한다.
접촉 보조 부재(81, 82)는 각각 접촉 구멍(181, 182)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129) 및 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결된다. 접촉 보조 부재(81, 82)는 게이트선(121) 및 데이터선(171)의 끝 부분(129, 179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
화소 전극(191), 제1 및 제2 연결 부재(85, 86) 및 접촉 보조 부재(81, 82)는 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체로 만들어질 수 있으며, 전면 발광(top emission)인 경우에는 알루미늄 또는 알루미늄 합금, 높은 일 함수(work function)를 가지는 금(Au), 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu), 텅스텐(W) 또는 이들의 합금 따위의 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.
화소 전극(191), 제1 및 제2 연결 부재(85, 86) 및 접촉 보조 부재(81, 82) 위에는 격벽(partition)(361)이 형성되어 있다. 격벽(361)은 화소 전극(191) 가장자리 주변을 둑(bank)처럼 둘러싸서 개구부(opening)(365)를 정의한다. 격벽(361)은 아크릴 수지(acrylic resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 따위의 내열성 및 내용매성을 가지는 유기 절연물 또는 산화규소(SiO2), 산화티탄(TiO2) 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있으며, 2층 이상일 수 있다. 격벽(361)은 또한 검정색 안료를 포함하는 감광재로 만들어질 수 있는데, 이 경우 격벽(361)은 차광 부재의 역할을 하며 그 형성 공정이 간단하다.
격벽(361)이 정의하는 화소 전극(191) 위의 개구부(365)에는 유기 발광 부 재(organic light emitting member)(370)가 형성되어 있다.
유기 발광 부재(370)는 빛을 내는 발광층(emitting layer)(도시하지 않음) 외에 발광층의 발광 효율을 향상하기 위한 부대층(auxiliary layer)(도시하지 않음)을 포함하는 다층 구조를 가질 수 있다.
발광층은 적색, 녹색, 청색의 삼원색 등 기본색(primary color) 중 어느 하나의 빛을 고유하게 내는 고분자 물질 또는 저분자 물질 또는 이들의 혼합물로 만들어질 수 있다. 고분자 물질에는 예컨대 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌((poly)paraphenylenevinylene) 유도체, 폴리페닐렌(polyphenylene) 유도체, 폴리플루오렌(polyfluorene) 유도체, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole), 폴리티오펜(polythiophene) 유도체 등이 포함될 수 있다. 또한, 저분자 물질에는 9,10-디페닐안트라센(9,10-diphenylanthracene)과 같은 안트라센(anthracene), 테트라페닐부타디엔(tetraphenylbutadiene)과 같은 부타디엔(butadiene), 테트라센(tetracene), 디스티릴아릴렌(distyrylarylene) 유도체, 벤자졸(benzazole) 유도체 및 카바졸(carbazole) 유도체 등이 포함될 수 있다. 또는 상술한 고분자 물질 또는 저분자 물질을 호스트(host) 재료로 하고, 여기에 예컨대 크산텐(xanthene), 페릴렌(perylene), 쿠마린(cumarine), 로더민(rhodamine), 루브렌(rubrene), 디시아노메틸렌피란(dicyanomethylenepyran) 화합물, 티오피란(thiopyran) 화합물, (티아)피릴리움((thia)pyrilium) 화합물, 페리플란텐(periflanthene) 유도체, 인데노페릴렌(indenoperylene) 유도체, 카보스티릴(carbostyryl) 화합물, 나일 레드(Nile red), 퀴나크리돈(quinacridone) 따위의 도 펀트(dopant)를 도핑하여 발광 효율을 높일 수도 있다. 유기 발광 표시 장치는 발광층에서 내는 기본색 색광의 공간적인 합으로 원하는 영상을 표시한다.
부대층에는 전자와 정공의 균형을 맞추기 위한 전자 수송층(electron transport layer)(도시하지 않음) 및 정공 수송층(hole transport layer)(도시하지 않음)과 전자와 정공의 주입을 강화하기 위한 전자 주입층(electron injecting layer)(도시하지 않음) 및 정공 주입층(hole injecting layer)(도시하지 않음) 등이 있으며, 이 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 정공 수송층 및 정공 주입층은 화소 전극(191)과 발광층의 중간 정도의 일 함수를 가지는 재료로 만들어지고, 전자 수송층과 전자 주입층은 공통 전극(270)과 발광층의 중간 정도의 일 함수를 가지는 재료로 만들어진다. 예컨대 정공 수송층 또는 정공 주입층으로는 다이아민류, MTDATA ([4,4',4"-tris(3-methylphenyl)phenylamino]triphenylamine), TPD (N,N'-diphenyl-N, N'-di(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine), 1,1-비스(4-디-p-톨릴아미노페닐)시클로헥산(1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexane), N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4-디아미노-p-터페닐(N,N,N',N'-tetra(2-naphthyl)-4,4-diamino-p-terphenyl), 4,4',4-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트리페닐아민(4,4',4-tris[(3-methylphenyl)phenylamino]triphenylamine), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리에틸렌디옥시티오펜과 폴리스티렌술폰산의 혼합물(poly-(3,4-ethylenedioxythiophene: polystyrenesulfonate, PEDOT:PSS) 따위를 사용할 수 있다.
유기 발광 부재(370)는 각 화소별로 적색, 녹색 및 청색 따위의 색을 발광하는 발광층을 각각 배열하여 화소별로 원하는 색을 구현할 수도 있고, 하나의 화소에 적색, 녹색 및 청색의 발광층을 수직 또는 수평 형성하여 백색(white) 발광층을 형성하고 백색 발광층의 하부 또는 상부에 적색, 녹색 및 청색의 색을 구현하는 색 필터를 형성하여 원하는 색을 구현할 수도 있다. 이 때, 색 필터는 하부 발광 구조(bottom emission)인 경우에는 발광층의 하부에 위치할 수 있고, 상부 발광 구조(top emission)인 경우에는 발광층의 상부에 위치할 수 있다.
또한 적색, 녹색 및 청색 화소를 포함한 3색 구조 외에, 적색, 녹색, 청색 및 백색 화소를 포함한 4색 구조를 스트라이프(stripe) 또는 바둑판 형태로 배치하여 휘도를 개선할 수 있다.
또한, 격벽(361) 위의 제2 연결 부재(86) 상부에는 보조 부재(375)가 형성되어 있다.
보조 부재(375)는 상술한 유기 발광 부재(370)와 동일한 물질로 만들어질 수 있으며, 발광층 및 부대층 중 어느 하나의 층만을 포함할 수도 있다.
보조 부재(375)는 500 내지 3000Å의 두께로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 유기 발광 부재(370)와 보조 부재(375)를 분리하여 설명하였지만, 유기 발광 부재(370)를 제2 연결 부재(86) 위까지 연장하여 유기 발광 부재(370)와 보조 부재(375)를 일체형으로 형성할 수도 있다.
유기 발광 부재(370) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 형성되어 있다. 공통 전극(270)은 기판의 전면(全面)에 형성되어 있으며, 화소 전극(191)과 쌍을 이루어 유기 발광 부재(370)에 전류를 흘려 보낸다.
보조 부재(375)는 제2 연결 부재(86)와 공통 전극(270) 사이에 형성되어 제2 연결 부재(86)와 공통 전극(270)의 단락(short)을 방지한다.
이러한 유기 발광 표시 장치에서, 게이트선(121)에 연결되어 있는 제1 제어 전극(124a), 데이터선(171)에 연결되어 있는 제1 입력 전극(173a) 및 제1 출력 전극(175a)은 제1 하부 반도체(154a)와 함께 스위칭 박막 트랜지스터(switching TFT)(Qs)를 이루며, 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)의 채널(channel)은 제1 입력 전극(173a)과 제1 출력 전극(175a) 사이의 제1 반도체(154a)에 형성된다. 제1 출력 전극(175a)에 연결되어 있는 제2 제어 전극(124b), 구동 전압선(172)에 연결되어 있는 제2 입력 전극(173b) 및 화소 전극(191)에 연결되어 있는 제2 출력 전극(175b)은 제2 반도체(154b)와 함께 구동 박막 트랜지스터(driving TFT)(Qd)를 이루며, 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 채널은 제2 입력 전극(173b)과 제2 출력 전극(175b) 사이의 제2 반도체(154b)에 형성된다.
본 실시예에서는 스위칭 박막 트랜지스터 1개와 구동 박막 트랜지스터 1개만을 도시하였지만 이들 외에 적어도 하나의 박막 트랜지스터 및 이를 구동하기 위한 복수의 배선을 더 포함함으로써, 장시간 구동하여도 유기 발광 다이오드(LD) 및 구동 트랜지스터(Qd)가 열화되는 것을 방지하거나 보상하여 유기 발광 표시 장치의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
화소 전극(191), 유기 발광 부재(370) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 다이오드(LD)를 이루며, 화소 전극(191)이 애노드(anode), 공통 전극(270)이 캐소드 (cathode)가 되거나 반대로 화소 전극(191)이 캐소드, 공통 전극(270)이 애노드가 된다. 또한 서로 중첩하는 유지 전극(127)과 구동 전압선(172)은 유지 축전기(storage capacitor)(Cst)를 이룬다.
그러면 도 4 및 도 5에 도시한 유기 발광 표시 장치를 제조하는 방법에 대하여 도 6 내지 도 15를 참조하여 상세하게 설명한다.
도 6, 도 8, 도 10, 도 12 및 도 14는 도 4 및 도 5의 유기 발광 표시 장치를 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도이고, 도 7은 도 6의 유기 발광 표시 장치를 VII-VII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 9는 도 8의 유기 발광 표시 장치를 IX-IX 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 11은 도 10의 유기 발광 표시 장치를 XI-XI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 13은 도 12의 유기 발광 표시 장치를 XIII-XIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 15는 도 14의 유기 발광 표시 장치를 XV-XV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 기판(110) 위에 제1 제어 전극(124a) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121), 유지 전극(127)을 포함하는 제2 제어 전극(124b) 및 구동 전압선 연결부(126)를 형성한다.
다음, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(140), 진성 비정질 규소층 및 불순물 비정질 규소층을 연속하여 적층한 후 사진 식각하여 제1 및 제2 반도체(154a, 154b)와 제1 및 제2 저항성 접촉층(164a, 164b)을 형성한다.
다음, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 입력 전극(173a) 및 끝 부 분(179)을 포함하는 데이터선(171), 제1 출력 전극(175a), 제2 입력 전극(173b)을 포함하는 구동 전압선(172) 및 제2 출력 전극(175b)을 형성한다.
이어서, 데이터선(171), 제1 출력 전극(175b), 구동 전압선(172) 및 제2 출력 전극(175b)을 마스크로 하여 제1 및 제2 저항성 접촉층(164a, 164b)을 식각하여 제1 및 제2 저항성 접촉 부재(163a, 165a, 163b, 165b)를 형성한다.
다음, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 기판 전면에 보호막(180)을 적층하고, 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)을 사진 식각하여 복수의 접촉 구멍(181, 182, 184, 185a, 185b, 187)을 형성한다.
다음, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 화소 전극(191), 제1 및 제2 연결 부재(85, 86) 및 접촉 보조 부재(81, 82)를 형성한다.
다음, 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 감광성 유기 물질로 만들어진 격벽(361)을 형성하고 격벽(361) 위에 유기 발광 물질을 형성하고 패터닝하여 유기 발광 부재(370) 및 보조 부재(375)를 형성한다. 발광 부재(370)와 보조 부재(375)는 일체로 형성할 수도 있고 각각 분리된 패턴으로 형성할 수도 있다. 발광 부재(370)와 보조 부재(375)는 증착 또는 잉크젯 따위의 용액 공정으로 형성할 수 있다.
또는, 격벽(361)을 형성하고 격벽(361)의 개구부(365)에 유기 발광 부재(370)를 형성한 후, 별도의 절연 물질을 증착 또는 잉크젯 인쇄하여 제2 연결 부재(86)를 덮는 보조 부재(375)를 형성할 수도 있다.
이 때 보조 부재(375)는 새도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 형성할 수 있다. 발광 부재(370)와 보조 부재(375)를 일체로 형성하는 경우에는 오픈 새도우 마스크(open shadow mask)를 사용할 수 있고, 발광 부재(370)와 보조 부재(375)를 분리된 패턴으로 형성하는 경우 또는 별도의 단계로 형성하는 경우에는 미세 새도우 마스크(fine shadow mask)를 사용하여 형성할 수 있다.
마지막으로, 유기 발광 부재(370), 보조 부재(375) 및 격벽(361) 위에 공통 전극(270)을 형성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
구동 전압선과 발광 다이오드의 단락을 방지할 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 절연되게 형성되어 있는 복수의 제1 및 제2 신호선,
    상기 제1 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 복수의 구동 전압선,
    상기 제2 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부,
    상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 전기적으로 연결하는 연결 다리,
    상기 제1 신호선 및 상기 제2 신호선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제1 박막 트랜지스터와 상기 구동 전압선에 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 발광 부재, 그리고
    상기 연결 다리 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 보조 부재
    를 포함하는 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 보조 부재는 절연 물질을 포함하는 표시 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 보조 부재와 상기 발광 부재는 동일한 물질을 포함하는 표시 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 보조 부재와 상기 발광 부재는 일체로 형성되어 있는 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 연결 다리와 상기 보조 부재 사이에 감광성 절연막을 더 포함하는 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 연결 다리는 상기 제1 전극과 동일한 층에 형성되어 있는 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 보조 부재의 두께는 500 내지 3000Å인 표시 장치.
  8. 기판,
    상기 기판 위에 절연되게 형성되어 있는 복수의 제1 및 제2 신호선,
    상기 제1 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 복수의 구동 전압선,
    상기 제2 신호선과 동일한 층에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부,
    상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 전기적으로 연결하는 연결 다리,
    상기 제1 및 제2 신호선과 연결되어 있는 제1 박막 트랜지스터,
    상기 제1 박막 트랜지스터 및 상기 구동 전압선과 연결되어 있는 제2 박막 트랜지스터,
    상기 제2 박막 트랜지스터와 연결되어 있는 제1 전극,
    상기 제1 전극 및 상기 연결 다리 위에 형성되어 있는 발광 부재, 그리고
    상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극
    을 포함하는 표시 장치.
  9. 제8항에서,
    상기 발광 부재는
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 형성되어 있는 제1 발광 부재, 그리고
    상기 제1 발광 부재를 제외한 제2 발광 부재
    를 포함하며,
    상기 제2 발광 부재의 하부에는 감광성 절연막이 형성되어 있는 표시 장치.
  10. 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 상기 표시 영역을 제외한 주변 영역을 포함하며,
    상기 화소는 제1 전극 및 상기 제1 전극과 마주하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이 및 상기 주변 영역에 형성되어 있는 발광 부재를 포함하는 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 표시 영역으로부터 뻗어 있는 구동 전압선,
    상기 주변 영역에 형성되어 있는 구동 전압선 연결부, 그리고
    상기 구동 전압선 및 상기 구동 전압선 연결부를 연결하는 연결 다리
    를 더 포함하고,
    상기 발광 부재는 상기 연결 다리를 덮고 있는
    표시 장치.
  12. 기판 위에 제1 제어 전극을 포함하는 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 분리되어 있는 제2 제어 전극 및 구동 전압선 연결부를 형성하는 단계,
    상기 제1 신호선, 상기 제2 제어 전극 및 상기 구동 전압선 연결부 위에 게이트 절연막 및 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 및 상기 반도체층 위에 제1 입력 전극을 포함하는 데이터선, 상기 제1 입력 전극과 마주하는 제1 출력 전극, 제2 입력 전극을 포함하는 구동 전압선 및 상기 제2 입력 전극과 마주하는 제2 출력 전극을 형성하는 단계,
    상기 데이터선, 상기 제1 출력 전극, 상기 구동 전압선 및 상기 제2 출력 전 극 위에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 제2 출력 전극과 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 출력 전극과 상기 제2 제어 전극을 연결하는 제1 연결 다리, 상기 구동 전압선 연결부와 상기 구동 전압선을 연결하는 제2 연결 다리를 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 연결 다리 위에 발광 부재를 형성하는 단계, 그리고
    상기 발광 부재 위에 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 발광 부재를 형성하는 단계는 잉크젯 프린팅 또는 증착으로 수행하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 발광 부재를 형성하는 단계 전에
    감광성 절연막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 감광성 절연막에 상기 제1 전극을 드러내는 개구부를 형성하는 단계
    를 더 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 기판 위에 제1 제어 전극을 포함하는 제1 신호선, 상기 제1 신호선과 분리되 어 있는 제2 제어 전극 및 구동 전압선 연결부를 형성하는 단계,
    상기 제1 신호선, 상기 제2 제어 전극 및 상기 구동 전압선 연결부 위에 게이트 절연막 및 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 및 상기 반도체층 위에 제1 입력 전극을 포함하는 데이터선, 상기 제1 입력 전극과 마주하는 제1 출력 전극, 제2 입력 전극을 포함하는 구동 전압선 및 상기 제2 입력 전극과 마주하는 제2 출력 전극을 형성하는 단계,
    상기 데이터선, 상기 제1 출력 전극, 상기 구동 전압선 및 상기 제2 출력 전극 위에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 제2 출력 전극과 연결되어 있는 제1 전극, 상기 제1 출력 전극과 상기 제2 제어 전극을 연결하는 제1 연결 다리, 상기 구동 전압선 연결부와 상기 구동 전압선을 연결하는 제2 연결 다리를 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 위에 발광 부재를 형성하는 단계,
    상기 제2 연결 다리 위에 절연막을 형성하는 단계, 그리고
    상기 발광 부재 및 상기 절연막 위에 제2 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 절연막을 형성하는 단계는 새도우 마스크(shadow mask)를 사용하는 표시 장치의 제조 방법.
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