(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023156286
(43)【公開日】2023-10-24
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
G09F 9/30 20060101AFI20231017BHJP
H10K 50/81 20230101ALI20231017BHJP
H10K 50/82 20230101ALI20231017BHJP
H10K 59/124 20230101ALI20231017BHJP
H10K 59/123 20230101ALI20231017BHJP
H10K 77/10 20230101ALI20231017BHJP
H10K 59/121 20230101ALI20231017BHJP
【FI】
G09F9/30 338
G09F9/30 365
H10K50/81
H10K50/82
H10K59/124
H10K59/123
H10K77/10
H10K59/121
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023114542
(22)【出願日】2023-07-12
(62)【分割の表示】P 2022142914の分割
【原出願日】2018-12-12
(31)【優先権主張番号】10-2017-0175053
(32)【優先日】2017-12-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】501426046
【氏名又は名称】エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】林 京男
(72)【発明者】
【氏名】鄭 裕▲浩▼
(72)【発明者】
【氏名】金 東瑛
(57)【要約】 (修正有)
【課題】低消費電力を具現することができる表示装置を提供する。
【解決手段】本発明はアクティブ領域に多結晶半導体層を有する第1薄膜トランジスタと酸化物半導体層を有する第2薄膜トランジスタが配置されるので、低消費電力を具現することができ、ベンディング領域に配置される少なくとも一つの開口部とアクティブ領域に配置される多数のコンタクトホールのいずれか一つは深さが同一であるので、開口部とコンタクトホールを同一工程で形成して工程を簡素化することができ、高電位供給ラインと低電位供給ラインが無機絶縁素材の保護膜を挟んで重畳するので、高電位供給ラインと低電位供給ラインのショート不良を防止することができる。
【選択図】
図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクティブ領域を有する基板と;
前記アクティブ領域に配置され、第1半導体層、第1ゲート電極、第1ソース電極及び第1ドレイン電極を有する第1薄膜トランジスタと;
前記アクティブ領域に配置され、第2半導体層、第2ゲート電極、第2ソース電極及び第2ドレイン電極を有する第2薄膜トランジスタと;
前記第1及び第2薄膜トランジスタ上に配置される無機絶縁素材の保護膜と;
上部ストレージ電極及び下部ストレージ電極を有するストレージキャパシタとを含む、表示装置。
【請求項2】
前記下部ストレージ電極は前記第1薄膜トランジスタの第1ゲート電極と同一平面上に同一素材で形成される、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第1半導体層及び前記第2半導体層の間に配置される第1及び第2下部層間絶縁膜をさらに含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第2半導体層と重畳する遮光層をさらに含む、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記ストレージキャパシタの前記上部ストレージ電極は前記遮光層と同一層上に同一素材で形成される、請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第2下部層間絶縁膜及び上部バッファー層は前記遮光層と前記第2半導体層の間に配置される、請求項4に記載の表示装置。
【請求項7】
前記上部バッファー層は酸化シリコン(SiOx)から形成され、前記第2下部層間絶縁膜は窒化シリコン(SiNx)から形成される、請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第1ソース及び第1ドレイン電極は前記第2ソース及び第2ドレイン電極と同一平面上に、前記第2ソース及び第2ドレイン電極と同一素材で形成される、請求項3に記載の表示装置。
【請求項9】
前記第1半導体層は多結晶半導体層からなり、前記第2半導体層は酸化物半導体層からなる、請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
前記アクティブ領域に配置される多数のコンタクトホールをさらに含む、請求項9に記載の表示装置。
【請求項11】
前記第1薄膜トランジスタは、
前記多結晶半導体層と重畳する第1ゲート電極と、前記多数のコンタクトホールのうち第1ソースコンタクトホールを介して前記多結晶半導体層と接触する第1ソース電極と、前記多数のコンタクトホールのうち第1ドレインコンタクトホールを介して前記多結晶半導体層と接触する第1ドレイン電極とを含み、
前記第2薄膜トランジスタは、
前記酸化物半導体層と重畳する第2ゲート電極と、前記多数のコンタクトホールのうち第2ソースコンタクトホールを介して前記酸化物半導体層と接触する第2ソース電極と、前記多数のコンタクトホールのうち第2ドレインコンタクトホールを介して前記酸化物半導体層と接触する第2ドレイン電極とを含み、
前記第1及び第2ソース電極は前記第1及び第2ドレイン電極と同一平面上に、前記第1及び第2ドレイン電極と同一素材で形成される、請求項1に記載の表示装置。
【請求項12】
前記第2ソース及び第2ドレイン電極のそれぞれと前記酸化物半導体層の間に配置される上部層間絶縁膜と;
前記多結晶半導体層と前記酸化物半導体層の間に順次積層される下部ゲート絶縁膜、第1下部層間絶縁膜、第2下部層間絶縁膜及び上部バッファー層とをさらに含み、
前記第1ソース及び第1ドレインコンタクトホールは、前記下部ゲート絶縁膜、前記第1下部層間絶縁膜、前記第2下部層間絶縁膜、前記上部バッファー層及び前記上部層間絶縁膜を貫通して前記多結晶半導体層を露出させ、
前記第2ソース及び第2ドレインコンタクトホールは前記上部層間絶縁膜を貫通して前記酸化物半導体層を露出させる、請求項3に記載の表示装置。
【請求項13】
前記ストレージ下部電極は前記下部ゲート絶縁膜上に配置され、
前記ストレージ上部電極は前記第1下部層間絶縁膜を挟んで前記ストレージ下部電極と重畳する、請求項12に記載の表示装置。
【請求項14】
前記基板はベンディング領域をさらに含む、請求項13に記載の表示装置。
【請求項15】
前記ベンディング領域に配置され、前記多数のコンタクトホールの少なくとも一つと同一の深さを有する少なくとも一つの開口部をさらに含む、請求項14に記載の表示装置。
【請求項16】
前記少なくとも一つの開口部は、
前記第2ソース及び第2ドレインコンタクトホールと同一の深さを有する第1開口部と、
前記第1ソース及び第1ドレインコンタクトホールより深い深さを有する第2開口部とを含む、請求項15に記載の表示装置。
【請求項17】
前記基板上に配置されるマルチバッファー層と;
前記マルチバッファー層上に配置される下部バッファー層とをさらに含み、
前記第1開口部は、前記ベンディング領域に配置される前記上部層間絶縁膜を貫通し、
前記第2開口部は、前記ベンディング領域に配置される前記マルチバッファー層、前記下部バッファー層、前記下部ゲート絶縁膜、前記第1下部層間絶縁膜、前記第2下部層間絶縁膜及び前記上部バッファー層を貫通し、
前記ベンディング領域の基板は前記少なくとも一つの開口部によって露出される、請求項16に記載の表示装置。
【請求項18】
前記第1ソース電極及び第1ドレイン電極と前記第2ソース及び第2ドレイン電極は前記上部層間絶縁膜上に配置される、請求項12に記載の表示装置。
【請求項19】
前記第1及び第2薄膜トランジスタのいずれか一つと接続される高電位供給ラインと;
前記保護膜を挟んで前記高電位供給ラインと重畳する低電位供給ラインとをさらに含む、請求項15に記載の表示装置。
【請求項20】
前記第2薄膜トランジスタと接続されるアノード電極と前記低電位供給ラインと接続されるカソード電極とを含む有機発光素子をさらに含み、
前記低電位供給ライン及び前記高電位供給ラインの少なくとも一つはメッシュ状に配置される、請求項19に記載の表示装置。
【請求項21】
前記上部層間絶縁膜上に配置される第1平坦化層と;
前記第1平坦化層上に配置され、前記第2薄膜トランジスタと前記アノード電極を連結する画素連結電極と;
前記画素連結電極を覆うように配置される第2平坦化層とをさらに含む、請求項20に記載の表示装置。
【請求項22】
前記低電位供給ラインは、
互いに交差する第1及び第2低電位供給ラインを含み、
前記高電位供給ラインは、
前記第1低電位供給ラインに平行な第1高電位供給ラインと、
前記保護膜及び前記第1平坦化層を挟んで前記前記第2低電位供給ラインと重畳する第2高電位供給ラインとを含む、請求項21に記載の表示装置。
【請求項23】
前記第2低電位供給ラインは前記画素連結電極と同一平面上に同一素材で形成され、
前記第2高電位供給ラインは前記第2ソース及び第2ドレイン電極と同一平面上に同一素材で形成され、請求項22に記載の表示装置。
【請求項24】
前記アクティブ領域に配置される信号ラインと接続され、前記開口部によって露出された前記ベンディング領域に配置される信号リンクをさらに含む、請求項23に記載の表示装置。
【請求項25】
前記開口部によって露出された前記ベンディング領域の前記基板上に、前記基板と接触するように配置され、前記第1及び第2ソース電極と同一素材で形成され信号リンクをさらに含み、
前記第1及び第2平坦化層は前記信号リンクを覆うように配置される、請求項24に記載の表示装置。
【請求項26】
前記信号リンクは前記開口部によって露出された前記ベンディング領域の前記第1平坦化層上に配置され、前記画素連結電極と同一素材で形成され、
前記第2平坦化層は前記信号リンクを覆うように配置される、請求項24に記載の表示装置。
【請求項27】
前記有機発光素子を駆動する画素駆動回路をさらに含み、
前記画素駆動回路は、
前記第2薄膜トランジスタからなる駆動トランジスタと;
前記駆動トランジスタと接続され、前記第1薄膜トランジスタからなるスイッチングトランジスタとを含む、請求項20に記載の表示装置。
【請求項28】
前記画素駆動回路は、
前記第2薄膜トランジスタからなり、前記スイッチングトランジスタと接続された第2スイッチングトランジスタと;
前記第1薄膜トランジスタからなり、前記駆動トランジスタと接続された第3スイッチングトランジスタとさらに含む、請求項27に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は表示装置に関するもので、より詳しくは低消費電力を具現することができる表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
多様な情報を画面に具現する映像表示装置は情報通信時代の核心技術であって、もっと薄くてもっと軽く、かつ携帯が可能でありながらも高性能の方向に発展している。それで、陰極線管(CRT)の欠点である重さ及び体積を減らすことができる平面表示装置が脚光を浴びている。
【0003】
このような平面表示装置としては、液晶表示装置(Liquid Crystal Display Device:LCD)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel:PDP)、有機発光表示装置(Organic Light Emitting Display Device:OLED)、電気泳動表示装置(Electrophoretic Display Device:ED)などがある。
【0004】
このような平面表示装置は、個人用電子機器の開発が活発になるにつれて、携帯性及び/又は着用性に優れた製品として開発されている。このように、携帯用又はウェアラブル装置に適用するためには、低消費電力を具現することができる表示装置が必要である。しかし、現在まで開発された表示装置に係わる技術では低消費電力を具現するのに困難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は前記問題点を解決するためのもので、本発明の目的は低消費電力を具現することができる表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明はアクティブ領域に多結晶半導体層を有する第1薄膜トランジスタと酸化物半導体層を有する第2薄膜トランジスタが配置されるので、低消費電力を具現することができ、ベンディング領域に配置される少なくとも一つの開口部とアクティブ領域に配置される多数のコンタクトホールのいずれか一つの深さは同一であるので、開口部とコンタクトホールを同一工程で形成して工程を簡素化することができ、高電位供給ラインと低電位供給ラインが無機絶縁素材の保護膜を挟んで重畳するので、高電位供給ラインと低電位供給ラインのショート不良を防止することができる。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、酸化物半導体層を有する第2薄膜トランジスタを各サブ画素の駆動トランジスタに適用し、多結晶半導体層を有する第1薄膜トランジスタを各サブ画素のスイッチング素子として適用することによって消費電力を減少させることができる。また、本発明では、ベンディング領域に配置される開口部がアクティブ領域に配置される多数のコンタクトホールと同一マスク工程で形成されるので、開口部とコンタクトホールが同一の深さで形成される。これにより、本発明は構造及び製造工程を簡素化することができるので、生産性を向上させることができる。また、本発明では、高電位供給ラインと低電位供給ラインの間には無機絶縁素材の保護膜と有機絶縁素材の第1平坦化層が配置される。これにより、本発明は、第1平坦化層にピンホールが発生しても保護膜によって高電位供給ラインと低電位供給ラインがショートすることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1】本発明による表示装置を示すブロック図である。
【
図2】
図1で線I-I’に沿って切り取った表示装置を示す断面図である。
【
図3a】
図1に示したアクティブ領域に配置されるサブ画素を示す平面図である。
【
図3b】
図1に示したアクティブ領域に配置されるサブ画素を示す平面図である。
【
図4a】
図1に示したベンディング領域に配置される信号リンクの実施例を示す平面図である。
【
図4b】
図1に示したベンディング領域に配置される信号リンクの実施例を示す平面図である。
【
図5a】
図1に示した表示装置の各サブ画素を説明するための回路図である。
【
図5b】
図1に示した表示装置の各サブ画素を説明するための回路図である。
【
図6】
図5bに示したサブ画素を示す平面図である。
【
図7】
図6で線II-II’、III-III’、IV-IV’、V-V’、VI-VI’に沿って切り取った有機発光表示装置を示す断面図である。
【
図8a】
図7に示した保護層を備えていない比較例を示す断面図である。
【
図8b】
図7に示した保護層を備える実施例を示す断面図である。
【
図9a】
図7に示したベンディング領域の他の実施例を示す断面図である。
【
図9b】
図7に示したベンディング領域の他の実施例を示す断面図である。
【
図10a】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10b】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10c】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10d】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10e】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10f】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10g】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10h】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10i】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10j】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10k】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10l】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10m】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【
図10n】
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面に基づいて本発明による実施例を詳細に説明する。
【0010】
図1は本発明による表示装置を示す平面図、
図2は本発明による表示装置を示す断面図である。
【0011】
図1及び
図2に示した表示装置は、表示パネル200、ゲート駆動部202及びデータ駆動部204を備える。
【0012】
表示パネル200は、基板101上に設けられるアクティブ領域AAと、アクティブ領域AAの周辺に配置される非アクティブ領域NAに区分される。基板はベンディングができるように可撓性(flexibility)を有するプラスチック素材で形成される。例えば、基板101は、PI(Polyimide)、PET(polyethylene terephthalate)、PEN(polyethylene naphthalate)、PC(polycarbonate)、PES(polyethersulfone)、PAR(polyarylate)、PSF(polysulfone)、COC(ciclic-olefin copolymer)などの素材で形成される。
【0013】
アクティブ領域AAはマトリックス状に配列された単位画素を介して映像を表示する。単位画素は赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のサブ画素で構成されるとか、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)及び白色(W)のサブ画素で構成される。例えば、
図3aに示したように、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のサブ画素が仮想の同一水平ラインに一列に配列されるとか、
図3bに示したように、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のサブ画素が互いに離隔するように配置されて仮想の三角形構造に配列される。
【0014】
各サブ画素は、酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ及び多結晶半導体層を有する薄膜トランジスタの少なくとも一つを含む。このような酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ及び多結晶半導体層を有する薄膜トランジスタは非晶質半導体層を有する薄膜トランジスタより電子移動度が高くて高解像度及び低電力の具現が可能となる。
【0015】
非アクティブ領域NAにはデータ駆動部204及びゲート駆動部202の少なくとも一つが配置されることもできる。
【0016】
ゲート駆動部202は表示パネル200のスキャンラインを駆動する。このゲート駆動部202は酸化物半導体層を有する薄膜トランジスタ及び多結晶半導体層を有する薄膜トランジスタの少なくとも一つから構成される。ここで、ゲート駆動部202の薄膜トランジスタはアクティブ領域AAの各サブ画素に配置された少なくとも一つの薄膜トランジスタと同一工程で同時に形成される。
【0017】
データ駆動部204は表示パネル200のデータラインを駆動する。このデータ駆動部204はチップの形態に基板101上に実装されるとか、信号伝送フィルム206上にチップの形態に実装されて表示パネル200の非アクティブ領域NAに付着される。この信号伝送フィルム206と電気的に接続されるために、非アクティブ領域NAには、
図4a及び
図4bに示したように、多数の信号パッドPADが配置される。この信号パッドPADを介して、データ駆動部204、ゲート駆動部202、電源部(図示せず)及びタイミング制御部(図示せず)で生成された駆動信号がアクティブ領域AAに配置される信号ラインに供給される。
【0018】
このような非アクティブ領域NAは、表示パネル200を曲げるとか折り畳むことができるようにするベンディング領域BAを含む。ベンディング領域BAは信号パッドPAD、ゲート駆動部202及びデータ駆動部204のように表示の機能をしない領域をアクティブ領域AAの背面に位置させるために曲げられる領域に相当する。このベンディング領域BAは、
図1に示したように、アクティブ領域AAとデータ駆動部204の間に相当する非アクティブ領域NAの上側内に配置される。その他にも、ベンディング領域BAは非アクティブ領域NAの上下左右側の少なくとも一側内に配置されることもできる。これにより、表示装置の全画面でアクティブ領域AAが占める面積が最大化し、非アクティブ領域NAに相当する面積が最小化する。
【0019】
このようなベンディング領域BAに配置される信号リンクLKは信号パッドPADとアクティブ領域AAに配置される信号ラインを接続させる。このような信号リンクLKがベンディング方向BDに沿って直線状に形成される場合、最大曲げ応力を受けて、信号リンクLKにクラック又は断線が発生することがある。よって、本発明の信号リンクLKはベンディング方向BDに交差する方向に面積を広げて曲げ応力を最小化するようにする。このために、信号リンクLKは、
図4aに示したように、ジグザグ形又は正弦波形に形成されるとか、
図4bに示したように、中央領域が空いた多数の菱形が一列に互いに連結された形態に形成される。
【0020】
また、ベンディング領域BAには、
図2に示したように、ベンディング領域BAが易しく曲げられるように少なくとも一つの開口部212が配置される。この開口部212はベンディング領域BAに配置される、クラックを引き起こす多数の無機絶縁層210を除去することによって形成される。具体的に、基板101が曲げられれば、ベンディング領域BAに配置される無機絶縁層210には持続的な曲げ応力が加わることになる。この無機絶縁層210は有機絶縁素材に比べて弾性力が低いので、無機絶縁層210にはクラックが発生し易い。無機絶縁層210で発生したクラックは無機絶縁層210に沿ってアクティブ領域AAに伝播されてライン欠陥及び素子駆動不良が発生する。よって、ベンディング領域BAには、無機絶縁層210より弾性力の高い有機絶縁素材でなる少なくとも一層の平坦化層208が配置される。この平坦化層208は基板101が曲げられるにつれて発生する曲げ応力を緩和させるので、クラックの発生を防止することができる。このようなベンディング領域BAの開口部212はアクティブ領域AAに配置される多数のコンタクトホールの少なくとも一つのコンタクトホールと同一マスク工程で形成されるので、構造及び工程を簡素化することができる。
【0021】
このように構造及び工程を簡素化することができる表示装置は液晶表示装置又は有機発光表示装置などの薄膜トランジスタが必要な表示装置に適用可能である。以下では、構造及び工程を簡素化することができる表示装置を有機発光表示装置に適用した本発明の実施例を説明する。
【0022】
有機発光表示装置の各サブ画素SPのそれぞれは、
図5a及び
図5bに示したように、画素駆動回路と、画素駆動回路と接続される発光素子130を備える。
【0023】
画素駆動回路は、
図5aに示したように、二つの薄膜トランジスタST、DTと、一つのストレージキャパシタCstを有する2T1C構造になるが、
図5b及び
図6に示したように、四つの薄膜トランジスタST1、ST2、ST3、DTと、一つのストレージキャパシタCstを有する4T1C構造になる。ここで、画素駆動回路は
図5a及び
図5bの構造に限定されず、多様な構成の画素駆動回路が用いられることができる。
【0024】
図5aに示した画素駆動回路のストレージキャパシタCstはゲートノードNgとソースノードNsの間に接続されることで、発光期間の間にゲートノードNgとソースノードNs間の電圧を一定に維持させる。駆動トランジスタDTは、ゲートノードNgに接続されたゲート電極と、ドレインノードNdに接続されたドレイン電極と、発光素子130に接続されたソース電極を備える。この駆動トランジスタDTはゲートノードNgとソースノードNs間の電圧によって駆動電流の大きさを制御する。スイッチングトランジスタSTは、スキャンラインSLに接続されたゲート電極と、データラインDLに接続されたドレイン電極と、ゲートノードNgに接続されたソース電極を備える。このスイッチングトランジスタST1はスキャンラインSL1からのスキャン制御信号SCに応じてターンオンされることで、データラインDLからのデータ電圧VdataをゲートノードNgに供給する。発光素子130は駆動トランジスタDTのソース電極に連結されたソースノードNsと低電位供給ライン162の間に接続され、駆動電流によって発光する。
【0025】
図5bに示した画素駆動回路は、
図5aに示した画素駆動回路に比べ、データラインDLと接続された第1スイッチングトランジスタST1のソース電極がソースノードNsに連結され、第2及び第3スイッチングトランジスタST2、ST3をさらに備えることを除き、実質的に同一の構成を備える。したがって、同一構成についての詳細な説明は省略する。
【0026】
図5b及び
図6に示した第1スイッチングトランジスタST1は、第1スキャンラインSL1に接続されたゲート電極152と、データラインDLに接続されたドレイン電極158と、ソースノードNsに接続されたソース電極156と、ソース及びドレイン電極156、158の間にチャネルを形成する半導体層154を備える。この第1スイッチングトランジスタST1は第1スキャンラインSL1からのスキャン制御信号SC1に応じてターンオンされることで、データラインDLからのデータ電圧VdataをソースノードNsに供給する。
【0027】
第2スイッチングトランジスタST2は、第2スキャンラインSL2に接続されたゲート電極GEと、レファレンスラインRLに接続されたドレイン電極DEと、ゲートノードNgに接続されたソース電極SEと、ソース及びドレイン電極SE、DEの間にチャネルを形成する半導体層ACTを備える。この第2スイッチングトランジスタST2は第2スキャンラインSL2からのスキャン制御信号SC2に応じてターンオンされることで、レファレンスラインRLからのレファレンス電圧VrefをゲートノードNgに供給する。
【0028】
第3スイッチングトランジスタST3は、発光制御ラインELに接続されたゲート電極GEと、高電位供給ライン172に接続されたドレイン電極DEと、ドレインノードNdに接続されたソース電極SE、ソース及びドレイン電極SE、DEの間にチャネルを形成する半導体層ACTを備える。この第3スイッチングトランジスタST3は発光制御ラインELからの発光制御信号ENに応じてターンオンされることで、高電位供給ライン172からの高電位電圧VDDをドレインノードNdに供給する。
【0029】
このような画素駆動回路に含まれる高電位供給ライン172及び低電位供給ライン162のそれぞれは少なくとも二つのサブ画素が共有するようにメッシュ状に形成される。このために、高電位供給ライン172は互いに交差する第1及び第2高電位供給ライン172a、172bを備え、低電位供給ライン162は互いに交差する第1及び第2低電位供給ライン162a、162bを備える。
【0030】
第2高電位供給ライン172b及び第2低電位供給ライン162bのそれぞれはデータラインDLに平行に配置され、少なくとも二つのサブ画素当たり一つずつ形成される。この第2高電位供給ライン172b及び第2低電位供給ライン162bは、
図5a及び
図5bに示したように、左右に平行に配置されるとか、
図6に示したように、互いに重畳するように上下に平行に配置される。
【0031】
第1高電位供給ライン172aは第2高電位供給ライン172bと電気的に接続され、スキャンラインSLに平行に配置される。この第1高電位供給ライン172aは第2高電位供給ライン172bから分岐されて形成される。これにより、第1高電位供給ライン172aは第2高電位供給ライン172bの抵抗を補償することによって高電位供給ライン172の電圧降下(IR drop)を最小化することができる。
【0032】
第1低電位供給ライン162aは第2低電位供給ライン162bと電気的に接続され、スキャンラインSLに平行に配置される。この第1低電位供給ライン162aは第2低電位供給ライン162bから分岐されて形成される。これにより、第1低電位供給ライン162aは第2低電位供給ライン162bの抵抗を補償することによって低電位供給ライン162の電圧降下(IR drop)を最小化することができる。
【0033】
このように高電位供給ライン172及び低電位供給ライン162はメッシュ状に形成されるので、垂直方向に配置される第2高電位供給ライン172b及び第2低電位供給ライン162bの個数を低減することができ、個数が低減する分だけもっと多いサブ画素を配置することができるので、開口率及び解像度が高くなる。
【0034】
このような画素駆動回路に含まれた多数のトランジスタのいずれか一つのトランジスタは多結晶半導体層を含み、残りのトランジスタは酸化物半導体層を含む。
図5aに示した画素駆動回路のスイッチングトランジスタSTは、
図7に示したように、多結晶半導体層154を有する第1薄膜トランジスタ150で形成され、駆動トランジスタDTは酸化物半導体層104を有する第2薄膜トランジスタ100で形成される。そして、
図5b及び
図6に示した画素駆動回路の第1及び第3スイッチングトランジスタST1、ST3は多結晶半導体層154を有する第1薄膜トランジスタ150で形成され、第2スイッチングトランジスタST2及び駆動トランジスタDTは酸化物半導体層104を有する第2薄膜トランジスタ100で形成される。このように、本発明では、酸化物半導体層104を有する第2薄膜トランジスタ100を各サブ画素の駆動トランジスタDTに適用し、多結晶半導体層154を有する第1薄膜トランジスタ150を各サブ画素のスイッチング素子STとして適用することによって消費電力を減少させることができる。
【0035】
図6及び
図7に示した第1薄膜トランジスタ150は、多結晶半導体層154と、第1ゲート電極152と、第1ソース電極156と、第1ドレイン電極158とを備える。
【0036】
多結晶半導体層154は下部バッファー層112上に形成される。このような多結晶半導体層154はチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域を備える。チャネル領域は下部ゲート絶縁膜114を挟んで第1ゲート電極152と重畳して第1ソース及び第1ドレイン電極156、158間のチャネル領域を形成する。ソース領域は第1ソース電極156と第1ソースコンタクトホール160Sを介して電気的に接続される。ドレイン領域は第1ドレイン電極158と第1ドレインコンタクトホール160Dを介して電気的に接続される。多結晶半導体層154は非晶質半導体層及び酸化物半導体層104より移動度が高くてエネルギー消費電力が低く信頼性が優秀であるので、各サブ画素のスイッチングトランジスタST、スキャンラインSLを駆動するゲート駆動部202に適用するのに相応しい。このような多結晶半導体層154と基板101の間にはマルチバッファー層140と下部バッファー層112が配置される。マルチバッファー層140は、基板101に浸透した水分及び/又は酸素が拡散することを遅延させる。このマルチバッファー層140は窒化シリコン(SiNx)及び酸化シリコン(SiOx)が少なくとも1回交互に積層されることによってなる。下部バッファー層112は多結晶半導体層154を保護し、基板101から流入する多様な種類の欠陷を遮断する機能をする。この下部バッファー層112はa-Si、窒化シリコン(SiNx)又は酸化シリコン(SiOx)などで形成されることができる。
【0037】
第1ゲート電極152は下部ゲート絶縁膜114上に形成される。この第1ゲート電極152は下部ゲート絶縁膜114を挟んで多結晶半導体層154のチャネル領域と重畳する。第1ゲート電極152はストレージ下部電極182と同一素材、例えばモリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)及び銅(Cu)のいずれか1種又はこれらの合金でなる単層又は多層であってもよいが、これに限定されない。
【0038】
多結晶半導体層154上に位置する第1及び第2下部層間絶縁膜116、118は上部層間絶縁膜124に比べて水素粒子含有量が高い無機膜で形成される。例えば、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118はNH3ガスを用いた蒸着工程で形成される窒化シリコン(SiNx)でなり、上部層間絶縁膜124は酸化シリコン(SiOx)で形成される。第1及び第2下部層間絶縁膜116、118に含まれた水素粒子は水素化工程時に多結晶半導体層154に拡散して多結晶半導体層154内の空隙を水素で満たす。これにより、多結晶半導体層154は安定化して第1薄膜トランジスタ150の特性低下を防止することができる。
【0039】
第1ソース電極156は下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122及び上部層間絶縁膜124を貫通する第1ソースコンタクトホール160Sを介して多結晶半導体層154のソース領域と接続される。第1ドレイン電極158は第1ソース電極156と向き合い、下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122及び上部層間絶縁膜124を貫通する第1ドレインコンタクトホール160Dを介して多結晶半導体層154のドレイン領域と接続される。このような第1ソース及び第1ドレイン電極156、158はストレージ供給ライン186と同一平面上に同じ素材で形成されるので、第1ソース及び第1ドレイン電極156、158はストレージ供給ライン186と同一マスク工程で同時に形成可能である。
【0040】
このような第1薄膜トランジスタ150の多結晶半導体層154の活性化及び水素化工程後に第2薄膜トランジスタ100の酸化物半導体層104が形成される。すなわち、酸化物半導体層104は多結晶半導体層154の上部に位置する。これにより、酸化物半導体層104は多結晶半導体層154の活性化及び水素化工程の高温雰囲気に露出されないので、酸化物半導体層104の損傷を防止することができ、信頼性が向上する。
【0041】
第2薄膜トランジスタ100は第1薄膜トランジスタ150から離隔するように上部バッファー層122上に配置される。このような第2薄膜トランジスタ100は、第2ゲート電極102と、酸化物半導体層104と、第2ソース電極106と、第2ドレイン電極108を備える。
【0042】
第2ゲート電極102は上部ゲート絶縁パターン146を挟んで酸化物半導体層104と重畳する。このような第2ゲート電極102は第1高電位供給ライン172aと同一平面である上部ゲート絶縁パターン146上で第1高電位供給ライン172aと同一素材で形成される。これにより、第2ゲート電極102及び第1高電位供給ライン172aは同じマスク工程で形成可能なので、マスク工程を減らすことができる。
【0043】
酸化物半導体層104は上部バッファー層122上に第2ゲート電極102と重畳するように形成されて、第2ソース及び第2ドレイン電極106、108の間にチャネルを形成する。この酸化物半導体層104はZn、Cd、Ga、In、Sn、Hf、Zrの中で選択された少なくとも1種以上の金属を含む酸化物で形成される。このような酸化物半導体層104を含む第2薄膜トランジスタ100は多結晶半導体層154を含む第1薄膜トランジスタ150より高い電荷移動度及び低い漏洩電流特性の利点を有するので、オン(On)時間が短くかつオフ(Off)時間を長く維持するスイッチング及び駆動薄膜トランジスタST、DTに適用することが好ましい。
【0044】
このような酸化物半導体層104の上部及び下部に隣り合う上部層間絶縁膜124及び上部バッファー層122は下部層間絶縁膜116、118に比べて水素粒子含有量の低い無機膜で形成される。例えば、上部層間絶縁膜124及び上部バッファー層122は酸化シリコン(SiOx)で形成され、下部層間絶縁膜116、118は窒化シリコン(SiNx)で形成される。これにより、酸化物半導体層104の熱処理工程時に下部層間絶縁膜116、118内の水素及び多結晶半導体層154の水素が酸化物半導体層104に拡散することを防止することができる。
【0045】
第2ソース及び第2ドレイン電極106、108は上部層間絶縁膜124上にモリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ネオジム(Nd)及び銅(Cu)のいずれか1種又はこれらの合金でなる単層又は多層であってもできるが、これに限定されない。
【0046】
第2ソース電極106は上部層間絶縁膜124を貫通する第2ソースコンタクトホール110Sを介して酸化物半導体層104のソース領域と接続され、第2ドレイン電極108は上部層間絶縁膜124を貫通する第2ドレインコンタクトホール110Dを介して酸化物半導体層104のドレイン領域と接続される。そして、第2ソース及び第2ドレイン電極106、108は酸化物半導体層104のチャネル領域を挟んで互いに向き合うように形成される。
【0047】
ストレージキャパシタ(Cst)180は、
図7に示したように、第1下部層間絶縁膜116を挟んでストレージ下部電極182とストレージ上部電極184が重畳することによって形成される。
【0048】
ストレージ下部電極182は駆動トランジスタDTの第2ゲート電極102及び駆動トランジスタDTの第2ソース電極106のいずれか一方に接続される。このストレージ下部電極182は下部ゲート絶縁膜114上に位置し、第1ゲート電極152と同一層に同一素材で形成される。
【0049】
ストレージ上部電極184はストレージ供給ライン186を介して駆動トランジスタDTの第2ゲート電極102及び駆動トランジスタDTの第2ソース電極106の他方に接続される。このストレージ上部電極184は第1下部層間絶縁膜116上に位置する。ストレージ上部電極184は遮光層178及び第1低電位供給ライン162aと同一層に同一素材で形成される。このようなストレージ上部電極184は第2下部層間絶縁膜118、上部バッファー層122及び上部層間絶縁膜124を貫通するストレージコンタクトホール188を介して露出されてストレージ供給ライン186と接続される。一方、ストレージ上部電極184は、
図7に示したように、遮光層178から離隔しているが、互いに連結された一体型に形成されることもできる。
【0050】
このようなストレージ下部電極182及びストレージ上部電極184の間に配置される第1下部層間絶縁膜116はSiOx又はSiNxのような無機絶縁物質で形成される。第1下部層間絶縁膜116はSiOxより誘電率の高いSiNxで形成されることが好ましい。これにより、ストレージ下部電極182及びストレージ上部電極184は誘電率の高いSiNxで形成される第1下部層間絶縁膜116を挟んで重畳することによって誘電率に比例するストレージキャパシタCstの容量値が増加することになる。
【0051】
発光素子130は、第2薄膜トランジスタ150の第2ソース電極106と接続されたアノード電極132と、アノード電極132上に形成される少なくとも一つの発光スタック134と、発光スタック134上に形成されたカソード電極136を備える。
【0052】
アノード電極132は第2坦化層128を貫通する第2画素コンタクトホール144を通じて露出された画素連結電極142と接続される。ここで、画素連結電極142は保護膜166及び第1平坦化層126を貫通する第1画素コンタクトホール120を通じて露出された第2ソース電極106と接続される。
【0053】
アノード電極132は透明導電膜及び反射効率の高い不透明導電膜を含む多層構造に形成される。透明導電膜はインジウムスズ酸化物(ITO)又はインジウム亜鉛酸化物(IZO)のように仕事関数値が比較的大きい素材でなり、不透明導電膜はAl、Ag、Cu、Pb、Mo、Ti又はこれらの合金を含む断層又は多層構造に形成される。例えば、アノード電極132は透明導電膜、不透明導電膜及び透明導電膜が順次積層された構造に形成されるとか、透明導電膜及び不透明導電膜が順次積層された構造に形成される。このようなアノード電極132はバンク138によって設けられた発光領域だけではなく第1及び第2トランジスタ100、150とストレージキャパシタ(Cst)180が配置された回路領域と重畳するように第2平坦化層128上に配置されることによって発光面積が増加する。
【0054】
発光スタック134はアノード電極132上に正孔関連層、有機発光層、電子関連層の順に又は逆順に積層されて形成される。その他にも、発光スタック134は電荷生成層を挟んで対向する第1及び第2発光スタックを備えることもできる。この場合、第1及び第2発光スタックのいずれか一有機発光層は青色光を生成し、第1及び第2発光スタックの他の有機発光層は黄色-緑光を生成することにより、第1及び第2発光スタックを介して白色光が生成される。この発光スタック134で生成された白色光は発光スタック134の上部に位置するカラーフィルター(図示せず)に入射するので、カラー映像を具現することができる。その他にも、別途のカラーフィルターなしに各発光スタック134で各サブ画素に対応するカラー光を生成してカラー映像を具現することもできる。すなわち、赤色(R)サブ画素の発光スタック134は赤色光を、緑色(G)サブ画素の発光スタック134は緑光を、青色(B)サブ画素の発光スタック134は青色光を生成することもできる。
【0055】
バンク138はアノード電極132を露出させるように形成される。このようなバンク138は隣接したサブ画素間の光干渉を防止するように不透明素材(例えば、ブラック)で形成されることもできる。この場合、バンク138はカラー顔料、有機ブラック及びカーボンの少なくとも一つでなる遮光素材を含む。
【0056】
カソード電極136は発光スタック134を挟んでアノード電極132と対向するように発光スタック134の上面及び側面上に形成される。このカソード電極136は前面発光型有機発光表示装置に適用される場合、インジウムスズ酸化物(ITO)又はインジウム亜鉛酸化物(IZO)のような透明導電膜でなる。
【0057】
このようなカソード電極136は低電位供給ライン162と電気的に接続される。低電位供給ライン162は、
図5b及び
図6に示したように、互いに交差する第1及び第2低電位供給ライン162a、162bを備える。第1低電位供給ライン162aは、
図7に示したように、ストレージ上部電極184と同一層である第1下部層間絶縁膜116上に、ストレージ上部電極184と同一素材で形成される。第2低電位供給ライン162bは画素連結電極142と同一層である第1平坦化層126上に、画素連結電極142と同一素材で形成される。この第2低電位供給ライン162bは第2下部層間絶縁膜118、上部バッファー層122、上部層間絶縁膜124、保護膜166及び第1平坦化層126を貫通するように形成された第1ラインコンタクトホール164を通じて露出された第1低電位供給ライン162aと電気的に接続される。
【0058】
このような低電位供給ライン162を介して供給される低電位電圧(VSS)より高い高電位電圧VDDを供給する高電位供給ライン172は、
図5b及び
図6に示したように、互いに交差する第1及び第2高電位供給ライン172a、172bを備える。第1高電位供給ライン172aは、
図7に示したように、第2ゲート電極101と同一層である上部ゲート絶縁パターン146上に第2ゲート電極102と同一素材で形成される。第2高電位供給ライン172bは第2ソース及びドレイン電極106、108と同一層である上部層間絶縁膜124上に、第2ソース及びドレイン電極106、108と同一素材で形成される。この第2高電位供給ライン172bは上部層間絶縁膜118を貫通するように形成された第2ラインコンタクトホール174を通じて露出された第1高電位供給ライン172aと電気的に接続される。
【0059】
このように高電位供給ライン172及び低電位供給ライン162はメッシュ状に形成されるので、垂直方向に配置される第2高電位供給ライン172b及び第2低電位供給ライン162bは保護膜166及び第1平坦化層126を挟んで重畳する。この場合、保護膜166は、第1平坦化層126に形成されたピンホール(pin hole)を介して第2高電位供給ライン172b及び第2低電位供給ライン162bがショートすることを防止するために、第1平坦化層126の下部及び上部のいずれか一つに、第1平坦化層126と接触するように配置される。これについて、
図8a及び
図8bを参照して説明する。
【0060】
図8aに示したように、第2高電位供給ライン172b上に第1平坦化層126を塗布するときに発生する微細気泡によって第1平坦化層126内にピンホール168が発生する。このようなピンホール168を有する第1平坦化層126上に第2低電位供給ライン162bを形成すれば、第2低電位供給ライン162bがピンホール168を満たしながら第2低電位供給ライン162bと第2高電位供給ライン172bがショート(Short)して製品火事の発生など、信頼性が低下する。
【0061】
一方、
図8bに示したように、第2高電位供給ライン172b上に無機絶縁素材の保護膜166が形成される。この保護膜166上に第1平坦化層126を塗布すれば、塗布時に発生する微細気泡によって第1平坦化層126内にピンホール168が発生する。このようなピンホール168を有する第1平坦化層126上に第2低電位供給ライン162bを形成すれば、第2低電圧供給ライン162bがピンホール168を満たすことになる。ここで、第2低電圧供給ライン162bがピンホール168を満たしても、保護膜166によって第2低電圧供給ライン162b及び第2高電圧供給ライン172bは絶縁される。これにより、本発明は第2低電位供給ライン162bと第2高電位供給ライン172bの間に配置される保護膜166によって第2低電位供給ライン162bと第2高電位供給ライン172bがショート(Short)することを防止することができる。
【0062】
このような低電位供給ライン162、高電位供給ライン172、データラインDL、スキャンラインSL及び発光制御ラインELの少なくとも一つと接続された信号リンク176は、
図7に示したように、第1及び第2開口部192、194が形成されたベンディング領域BAを横切るように配置される。第1開口部192は上部層間絶縁膜124の側面と上部バッファー層122の上面を露出させる。この第1開口部192は第2ソースコンタクトホール110S及び第2ドレインコンタクトホール110Dの少なくとも一つと同一の深さd1を有するように形成される。第2開口部194はマルチバッファー層140、下部バッファー層112、下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122のそれぞれの側面を露出させるように形成される。この第2開口部194は第1ソースコンタクトホール160S及び第1ドレインコンタクトホール160Dの少なくとも一つより大きな深さd2を有するように形成されるとか、同一の深さd2を有するように形成される。これにより、ベンディング領域BAには、第1及び第2開口部192、194によって、マルチバッファー層140、下部バッファー層112、下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122及び上部層間絶縁膜124が除去される。すなわち、ベンディング領域BAではクラックを引き起こす多数の無機絶縁層140、112、114、116、118、122、124が除去されることによってクラックの発生なしに基板101を易しく曲げることができる。
【0063】
ベンディング領域BAに配置される信号リンク176は、
図7に示したように、画素連結電極142と同一マスク工程で画素連結電極142と一緒に形成されることができる。この場合、信号リンク176は画素連結電極142と同一素材で同一平面、つまり第1平坦化層126及び基板101上に形成される。このような第1平坦化層126及び基板101上に形成された信号リンク176を覆うように信号リンク176上に第2平坦化層128が配置されるとか、第2平坦化層128なしに封止フィルム、又は無機及び有機封止層の組合せでなる封止スタックの無機封止層が配置される。
【0064】
その他にも、信号リンク176は、
図9a及び
図9bに示したように、ソース及びドレイン電極106、156、108、158と同一マスク工程でソース及びドレイン電極106、156、108、158と一緒に形成されることができる。この場合、信号リンク176はソース及びドレイン電極106、156、108、158と同一素材で同一平面、つまり上部層間絶縁膜124上に形成されるとともに基板101と接触するように基板101上に形成される。ここで、信号リンク176は第1開口部192によって露出された上部層間絶縁膜124の側面と上部バッファー層122の上面に形成されるとともに第2開口部194によって露出されたマルチバッファー層140、下部バッファー層112、下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122の側面上に形成されるので階段状に形成される。階段状に形成された信号リンク176を覆うように、信号リンク176上に第1及び第2平坦化層126、128の少なくとも一つが配置されるとか、第1及び第2平坦化層126、128なしに封止フィルム又は無機及び有機封止層の組合せでなる封止スタックの無機封止層が配置される。
【0065】
その他にも、信号リンク176は、
図9a及び
図9bに示したように、マルチバッファー層140上に配置されることもできる。ここで、信号リンク176の間に配置されるマルチバッファー層140はクラックの発生なしに容易に曲げられるように除去されることにより、信号リンク176の間には基板101を露出させるトレンチ196が形成される。
【0066】
図9aに示したトレンチ196は信号リンク176間のマルチバッファー層140及び基板101の一部を貫通するように形成される。このような信号リンク176上には第1平坦化層128が配置される。
図9bに示したトレンチ196は信号リンク176間の保護膜166、マルチバッファー層140及び基板101の一部を貫通するように形成される。このような信号リンク176上には、保護膜166、第1及び第2平坦化層126、128が配置される。一方、ベンディング領域BAには第1及び第2平坦化層126、128を貫通する少なくとも一つの水分遮断ホール(図示せず)が配置されることもできる。この水分遮断ホールは信号リンク176の間、及び信号リンク176の上部の少なくとも一つに形成される。この水分遮断ホールは外部からの水分が信号リンク176上に配置される第1及び第2平坦化層126、128の少なくとも一つを通じてアクティブ領域AAの内部に浸透することを防止する。また、検査工程時に用いられる検査ライン(図示せず)はベンディング領域BAで
図7、
図9a及び
図9bに示した信号リンク176のいずれか一つと同一構造に形成される
【0067】
このように、ベンディング領域BAでは、第1及び第2開口部192、194によってマルチバッファー層140、下部バッファー層112、下部ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118、上部バッファー層122及び上部層間絶縁膜124が除去される。すなわち、ベンディング領域BAではクラックを引き起こす多数の無機絶縁層140、112、114、116、118、122、124が除去されることにより、ベンディング領域BAはクラックの発生なしに基板101を易しく曲げることができる。
【0068】
図10a~
図10nは
図7に示した有機発光表示装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0069】
図10aを参照すると、基板101上にマルチバッファー層140、下部バッファー層112及び多結晶半導体層154が順次形成される。
【0070】
具体的に、基板101上にSiOx及びSiNxが少なくとも1回交互に積層されることによってマルチバッファー層140が形成される。その後、マルチバッファー層140上にSiOx又はSiNxが全面蒸着されることによって下部バッファー層112が形成される。その後、下部バッファー層112が形成された基板101上にLPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition)、PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)などの方法で非晶質シリコン薄膜が形成される。その後、非晶質シリコン薄膜が結晶化することによって多結晶シリコン薄膜に形成される。そして、多結晶シリコン薄膜を第1マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程でパターニングされることによって多結晶半導体層154が形成される。
【0071】
図10bを参照すると、多結晶半導体層154が形成された基板101上にゲート絶縁膜114が形成され、その下部ゲート絶縁膜114上に第1ゲート電極152及びストレージ下部電極182が形成される。
【0072】
具体的に、多結晶半導体層154が形成された基板101上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによってゲート絶縁膜114が形成される。その後、ゲート絶縁膜114上に第1導電層が全面蒸着された後、第2マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程で第1導電層がパターニングされることによって第1ゲート電極152及びストレージ下部電極182が形成される。その後、第1ゲート電極152をマスクとして用いるドーピング工程で多結晶半導体層154に不純物がドープされることにより、第1ゲート電極152と重畳しないソース及びドレイン領域と、第1ゲート電極152と重畳するチャネル領域が形成される。
【0073】
図10cを参照すると、第1ゲート電極152及びストレージ下部電極182が形成された基板101上に少なくとも一層の第1下部層間絶縁膜116が形成され、その第1下部層間絶縁膜116上にストレージ上部電極184、遮光層178及び第1低電位供給ライン162aが形成される。
【0074】
具体的に、第1ゲート電極152及びストレージ下部電極182が形成された基板101上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによって第1下部層間絶縁膜116が形成される。その後、第1下部層間絶縁膜116上に第2導電層が全面蒸着された後、第3マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程で第2導電層がパターニングされることによってストレージ上部電極184、遮光層178及び第1低電位供給ライン162aが形成される。
【0075】
図10dを参照すると、ストレージ上部電極184、遮光層178及び第1低電位供給ライン162aが形成された基板101上に少なくとも一層の第2下部層間絶縁膜118及び上部バッファー層122が順次形成され、その上部バッファー層122上に酸化物半導体層104が形成される。
【0076】
具体的に、ストレージ上部電極184、遮光層178及び第1低電位供給ライン162aが形成された基板101上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによって第2下部層間絶縁膜118が形成される。その後、第1下部層間絶縁膜118上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによって上部バッファー層122が形成される。その後、上部バッファー層122上に酸化物半導体層104が全面蒸着された後、第4マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程でパターニングされることにより、遮光層178と重畳する酸化物半導体層104が形成される。
【0077】
図10eを参照すると、酸化物半導体層104が形成された基板101上に上部ゲート絶縁パターン146、第2ゲート電極102及び第1高電位供給ライン172aが形成される。
【0078】
具体的に、酸化物半導体層104が形成された基板101上に上部ゲート絶縁膜が形成され、その上にスパッタリングなどの蒸着方法で第3導電層が形成される。上部ゲート絶縁膜としてはSiOx又はSiNxなどの無機絶縁物質が用いられる。第3導電層は、Mo、Ti、Cu、AlNd、Al又はCr又はこれらの合金のような金属物質で単層構造に形成されるとか多層構造に形成される。その後、第5マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程で第3導電層及び上部ゲート絶縁膜を同時にパターニングすることにより、第2ゲート電極102及び第1高電位供給ライン172aのそれぞれと、それぞれの下部の上部ゲート絶縁パターン146が同一パターンで形成される。ここで、上部ゲート絶縁膜の乾式食刻時、第2ゲート電極102と重畳しない酸化物半導体層104はプラズマによって露出され、プラズマによって露出された酸化物半導体層104内の酸素はプラズマガスと反応して除去される。これにより、第2ゲート電極102と重畳しない酸化物半導体層104は導体化してソース及びドレイン領域として形成される。
【0079】
図10fを参照すると、上部ゲート絶縁パターン146、第2ゲート電極102及び第1高電位供給ライン172aが形成された基板101上に第1開口部192及び第1及び第2ソースコンタクトホール160S、110S、第1及び第2ドレインコンタクトホール160D、110D、第1ストレージコンタクトホール188及び第1及び第2ラインコンタクトホール164、174を有する上部層間絶縁膜124が形成される。
【0080】
具体的に、上部ゲート絶縁パターン146、第2ゲート電極102及び第1高電位供給ライン172が形成された基板101上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによって上部層間絶縁膜124が形成される。その後、上部層間絶縁膜124が第6マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程でパターニングされることによって第1及び第2ソースコンタクトホール160S、110S、第1及び第2ドレインコンタクトホール160D、110D、第1ストレージコンタクトホール188及び第1及び第2ラインコンタクトホール164、174が形成されるとともにベンディング領域BAの上部層間絶縁膜124が除去されることによって第1開口部192が形成される。ここで、第1及び第2ソースコンタクトホール160S、110S、第1及び第2ドレインコンタクトホール160D、110D、第1ストレージコンタクトホール188、第1及び第2ラインコンタクトホール164、174及び第1開口部192は上部層間絶縁膜124を貫通するように形成される。
【0081】
図10gを参照すると、上部層間絶縁膜124が形成された基板101上でベンディング領域BAに第2開口部194が形成されるとともに第1ソースコンタクトホール160S、第1ドレインコンタクトホール160D、第1ストレージコンタクトホール188、第2ラインコンタクトホール174内のゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118及び上部バッファー層122が除去される。
【0082】
具体的に、上部層間絶縁膜124が形成された基板101上に第7マスクを用いるフォトリソグラフィー工程で形成されたフォトレジストパターンをマスクとして用いる食刻工程で第1ソースコンタクトホール160S、第1ドレインコンタクトホール160D、第1ストレージコンタクトホール188、第2ラインコンタクトホール174内のゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118及び上部バッファー層122が除去される。これと同時に、ベンディング領域BAのマルチバッファー層140、下部バッファー層112、ゲート絶縁膜114、第1及び第2下部層間絶縁膜116、118及び上部バッファー層122が除去されることによって第2開口部194が形成される。一方、第2開口部194の形成時に基板101の一部も除去されることができる。
【0083】
図10hを参照すると、第2開口部194が形成された基板101上に第1及び第2ソース電極156、106、第1及び第2ドレイン電極158、108、ストレージ供給ライン186及び第2高電位供給ライン172bが形成される。
【0084】
具体的に、第2開口部194が形成された基板101上にMo、Ti、Cu、AlNd、Al又はCr又はこれらの合金のような第4導電層が全面蒸着される。その後、第7マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程で第4導電層がパターニングされることによって第1及び第2ソース電極156、106、第1及び第2ドレイン電極158、108、ストレージ供給ライン186及び第2高電位供給ライン172bが形成される。
【0085】
図10iを参照すると、第1及び第2ソース電極156、106、第1及び第2ドレイン電極158、108、ストレージ供給ライン186及び第2高電位供給ライン172bが形成された基板101上に第1画素コンタクトホール120を有する保護膜166が形成される。
【0086】
具体的に、第1及び第2ソース電極156、106、第1及び第2ドレイン電極158、108、ストレージ供給ライン186及び第2高電位供給ライン172bが形成された基板101上にSiNx又はSiOxのような無機絶縁物質が全面蒸着されることによって保護膜166が形成される。その後、第9マスクを用いるフォトリソグラフィー工程で保護膜166がパターニングされることによって、保護膜166を貫通する第1画素コンタクトホール120が形成されるとともに第1ラインコンタクトホール164が第1平坦化層126を貫通するように形成される。
【0087】
図10jを参照すると、保護膜166が形成された基板101上に第1平坦化層126が形成される。
【0088】
具体的に、保護膜166が形成された基板101上にアクリル系樹脂のような有機絶縁物質が全面塗布されることによって第1平坦化層126が形成される。その後、第10マスクを用いるフォトリソグラフィー工程で第1平坦化層126がパターニングされることにより、第1画素コンタクトホール120及び第1ラインコンタクトホール164が第1平坦化層126を貫通するように形成される。
【0089】
図10kを参照すると、第1画素コンタクトホール120を有する第1平坦化層126が形成された基板101上に画素連結電極142、第2低電位供給ライン162b及び信号リンク176が形成される。
【0090】
具体的に、第1画素コンタクトホール120を有する第1平坦化層126が形成された基板101上にMo、Ti、Cu、AlNd、Al又はCr又はこれらの合金のような第5導電層が全面蒸着される。その後、第11マスクを用いるフォトリソグラフィー工程及び食刻工程で第5導電層がパターニングされることによって画素連結電極142、第2低電位供給ライン162b及び信号リンク176が形成される。
【0091】
図10lを参照すると、信号リンク176、画素連結電極142及び第2低電位供給ライン162bが形成された基板101上に第2画素コンタクトホール144を有する第2平坦化層128が形成される。
【0092】
具体的に、信号リンク176、画素連結電極142及び第2低電位供給ライン162bが形成された基板101上にアクリル系樹脂のような有機絶縁物質が全面蒸着されることによって第2平坦化層128が形成される。その後、第12マスクを用いるフォトリソグラフィー工程で第2平坦化層128がパターニングされることによって第2画素コンタクトホール144が形成される。
【0093】
図10mを参照すると、第2画素コンタクトホール144を有する第2平坦化層128が形成された基板101上にアノード電極132が形成される。
【0094】
具体的に、第2画素コンタクトホール144を有する第2平坦化層128が形成された基板101上に第5導電層が全面蒸着される。第5導電層としては透明導電膜及び不透明導電膜が用いられる。その後、第13マスクを用いるフォトリソグラフィー工程と食刻工程で第6導電層がパターニングされることによってアノード電極132が形成される。
【0095】
図10nを参照すると、アノード電極132が形成された基板101上にバンク138、有機発光スタック134及びカソード電極136が順次形成される。
【0096】
具体的に、アノード電極132が形成された基板101上にバンク用感光膜を全面塗布した後、そのバンク用感光膜を第14マスクを用いるフォトリソグラフィー工程でパターニングすることによってバンク138が形成される。その後、シャドーマスクを用いる蒸着工程で非表示領域NAを除いた表示領域AAに発光スタック134及びカソード電極136が順次形成される。
【0097】
このように、本発明では、ベンディング領域の第1開口部192と第2ソース及びドレインコンタクトホール110S、110Dが一つの同じマスク工程で形成され、ベンディング領域の第2開口部194と第1ソース及びドレインコンタクトホール160S、160Dが一つの同じマスク工程で形成され、第1ソース及び第1ドレイン電極156、158と第2ソース及び第2ドレイン電極106、108が一つの同じマスク工程で形成され、ストレージコンタクトホール188と第1ソース及びドレインコンタクトホール160S、160Dが一つの同じマスク工程で形成されるので、従来に比べて最小で4マスク工程を減らすことができる。したがって、本発明による有機発光表示装置は従来より少なくとも4回のマスク工程数を低減することができ、構造及び製造工程を簡素化することができるので、生産性を向上させることができる。
【0098】
以上の説明は本発明を例示的に説明したものに過ぎなく、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術的思想から逸脱しない範疇内で多様な変形が可能であろう。したがって、本発明の明細書に開示した実施例は本発明を限定するものではない。本発明の範囲は下記の特許請求範囲によって解釈されなければならなく、それと均等な範囲内にある全ての技術も本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならないであろう。
【符号の説明】
【0099】
102、152 ゲート電極
104 酸化物半導体層
106、156 ソース電極
108、158 ドレイン電極
130 発光素子
154 多結晶半導体層
162 低電位供給ライン
172 高電位供給ライン
176、LK 信号リンク
180 ストレージキャパシタ
192、194 開口部
【手続補正書】
【提出日】2023-08-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
表示装置であって、
表示領域と当該表示領域を囲む非表示領域とを備えるフレキシブル基板と、
前記表示領域に配置された複数のピクセルであって、当該複数のピクセルのそれぞれが第1トランジスタと第2トランジスタとを含み、前記第1トランジスタは第1半導体層、第1ゲート電極、第1ソース電極及び第1ドレイン電極を有し、且つ、前記第2トランジスタは第2半導体層、第2ゲート電極、第2ソース電極及び第2ドレイン電極を有する、複数のピクセルと、
前記第1ゲート電極と前記第2半導体層の間の少なくとも一つの層間絶縁層と、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタ上の第1平坦化層及び第2平坦化層と
を備え、前記非表示領域が、前記表示領域の第1側面上に位置決めされたゲート駆動部と、前記表示領域の第2側面上に位置決めされたベンディング部とを含み、
前記第1平坦化層及び前記第2平坦化層が、前記ベンディング部へと延びるように配置され、
前記ベンディング部において、前記第1平坦化層の下部表面と前記フレキシブル基板の上部表面が互いに接触し、且つ前記第1平坦化層の上部表面と前記第2平坦化層の下部表面が互いに接触する、表示装置。
【請求項2】
前記第1ゲート電極と前記第2半導体層の間にバッファ層をさらに備え、
前記少なくとも一つの層間絶縁層が、第1層間絶縁層と、当該第1層間絶縁層上の第2層間絶縁層とを含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記第1層間絶縁層及び前記第2層間絶縁層と前記バッファ層が、酸化シリコン(SiOx)又は窒化シリコン(SiNx)から形成される、請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第1層間絶縁層と前記第2半導体層の間に遮光層をさらに備える、請求項2に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1半導体層と前記第1ゲート電極の間に第1ゲート絶縁膜をさらに備える、請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第1ゲート絶縁膜上にストレージ下部電極と、
前記第1層間絶縁層上にストレージ上部電極と
をさらに備え、前記ストレージ上部電極が、前記第1層間絶縁層を間に挟んで前記ストレージ下部電極と重畳する、請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記ストレージ上部電極が前記遮光層と同一平面に配置され、且つ前記遮光層と同じ素材で形成される、請求項6に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第1半導体層が多結晶半導体層を含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項9】
前記第2半導体層が酸化物半導体層を含む、請求項1に記載の表示装置。
【請求項10】
前記第1平坦化層上に画素連結電極をさらに備え、当該画素連結電極が、前記第1平坦化層内のコンタクトホールを介して前記第2ソース電極と連結し、且つ前記表示領域の前記第2平坦化層内のコンタクトホールを介して発光素子のアノード電極と連結する、請求項1に記載の表示装置。
【請求項11】
前記ベンディング部が、前記表示領域に配置された信号ラインと前記非表示領域に配置された信号パッドとを接続する信号リンクを含む、請求項10に記載の表示装置。
【請求項12】
前記信号リンクが前記画素連結電極と同一平面に配置され、且つ前記画素連結電極と同じ素材で形成される、請求項11に記載の表示装置。
【請求項13】
前記ゲート駆動部が第3トランジスタを含み、当該第3トランジスタが多結晶半導体層を有する、請求項1に記載の表示装置。