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KR100636503B1 - 발광 표시장치와 그의 제조방법 - Google Patents

발광 표시장치와 그의 제조방법 Download PDF

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KR100636503B1
KR100636503B1 KR1020040048316A KR20040048316A KR100636503B1 KR 100636503 B1 KR100636503 B1 KR 100636503B1 KR 1020040048316 A KR1020040048316 A KR 1020040048316A KR 20040048316 A KR20040048316 A KR 20040048316A KR 100636503 B1 KR100636503 B1 KR 100636503B1
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light emitting
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최웅식
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삼성에스디아이 주식회사
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Abstract

본 발명은 구동 트랜지스터의 특성 차이로 발생되는 줄무늬를 방지하여 화질을 균일하게 할 수 있는 발광 표시장치와 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 발광 표시장치는 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 복수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 공급하기 위한 복수의 구동 트랜지스터를 포함하는 화소회로를 가지며, 상기 복수의 구동 트랜지스터는 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향에서 서로 다른 위치에 형성된다.
이러한 구성에 의하여 본 발명은 엑시머 레이져로부터 조사되는 라인 빔에 따라 엑시머 레이져의 조사방향에 수직한 방향으로 발생되는 줄무늬를 방지할 수 있다.

Description

발광 표시장치와 그의 제조방법{LIGHT EMITTING DISPLAY AND FABRICATION METHOD THEREOF}
도 1은 일반적인 발광 표시장치를 나타내는 회로도.
도 2는 도 1에 도시된 발광 표시장치를 나타내는 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 트랜지스터의 반도체층을 결정화하기 위한 방법을 나타내는 도면.
도 4는 일반적인 발광 표시장치에서 발생되는 줄무늬를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치를 나타내는 회로도.
도 6은 도 5에 도시된 발광 표시장치를 나타내는 평면도.
도 7은 도 6에 도시된 Ⅶ - Ⅶ'선을 따라 절단하여 나타내는 단면도.
도 8은 도 6에 도시된 Ⅷ - Ⅷ'선을 따라 절단하여 나타내는 단면도.
도 9는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치를 나타내는 회로도.
도 10은 도 9에 도시된 발광 표시장치를 나타내는 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 100 : 기판 11, 111 : 화소
30, 130 : 화소회로 40 : 엑시머 레이져 라인빔
42 : 줄무늬 102 : 버퍼층
104 : 반도체층 106 : 게이트 절연막
108 : 게이트전극 110 : 층간 절연막
112S : 소스전극 112D : 드레인전극
114 : 패시베이션층 118 : 하부 전극층
120 : 화소 정의막 122 : 유기층
124 : 상부 전극층
본 발명은 발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 구동 트랜지스터의 특성 차이로 발생되는 줄무늬를 방지하여 화질을 균일하게 할 수 있는 발광 표시장치와 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계방출 표시소자(Field Emission Display), 플라즈마 표시패널(Plasma Display Panel) 및 발광 표시장치(Light Emitting Display) 등이 있다.
평판표시장치 중 발광 표시장치는 전자와 정공의 재결합으로 형광물질을 발 광시키는 자발광소자이다. 이러한, 발광 표시장치는 빠른 응답속도를 가짐과 동시에 낮은 소비전력으로 구동되는 장점이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적인 발광 표시장치는 다수의 주사선(S)과 다수의 데이터선(D) 및 제 1 전원선(VDD)에 둘러싸여 배치되는 다수의 화소(11)를 구비한다.
화소(11)는 유기발광소자(OLED)와, 유기발광소자(OLED)를 발광시키기 위한 화소회로(30)를 포함한다. 주사선(S)은 행방향으로 형성되고, 데이터선(D) 및 제 1 전원선(VDD)은 열방향으로 형성된다. 이러한, 각 화소(11)는 주사선(S)에 선택신호가 인가될 때 데이터선(D)으로부터 데이터신호를 공급받고, 공급받은 데이터신호에 대응하는 빛을 발생한다.
유기발광소자(OLED)의 애노드전극은 화소회로(30)에 접속되고, 캐소드전극은 제 2 전원선(VSS)에 접속된다. 이와 같은, 유기발광소자(OLED)는 애노드전극과 캐소드전극 사이에 형성된 발광층(Emitting Layer : EML), 전자 수송층(Electron Transport Layer : ETL) 및 정공 수송층(Hole Transport Layer : HTL)을 구비한다. 여기서, 유기발광소자(OLED)는 전자 주입층(Electron Injection Layer : EIL)과 정공 주입층(Hole Injection Layer : HIL)을 추가적으로 포함할 수 있다. 이러한, 유기발광소자(OLED)의 애노드전극과 캐소드전극 사이에 전압이 인가되면 캐소드전극으로부터 발생된 전자가 전자 주입층(EIL) 및 전자 수송층(ETL)을 경유하여 발광층(EML)으로 이동하고, 애노드전극으로부터 발생된 전자가 정공 주입층(HIL) 및 정공 수송층(HTL)을 경유하여 발광층으로 이동한다. 그러면, 발광층에서 전자 수송 층(ETL)으로부터 공급되어진 전자와 정공 수송층(HTL)으로부터 공급되어진 정공이 재결합함에 의해 빛이 발생한다.
화소회로(30)는 제 1 전원선(VDD)과 유기발광소자(OLED) 사이에 접속된 구동박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)(MD)와, 구동 TFT(MD), 데이터선(D) 및 주사선(S)의 사이에 접속된 스위칭 TFT(MS)와, 구동 TFT(MD)의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 여기서, 각각의 TFT(MD, MS)는 P 타입 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET : Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다.
스위칭 TFT(MS)의 게이트전극은 주사선(S)에 접속되고, 소스전극은 데이터선(D)에 접속된다. 그리고, 스위칭 TFT(MS)의 드레인전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1 전극에 접속된다. 이와 같은 스위칭 TFT(MS)는 주사선(S)으로부터 선택신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(D)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 대응되는 전압이 충전된다.
구동 TFT(MD)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1 전극에 접속되고, 소스전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제 2 단자 및 제 1 전원선(VDD)에 접속된다. 그리고, 구동 TFT(MD)의 드레인전극은 유기발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 구동 TFT(MD)는 스위칭 TFT(MS)를 통해 공급되는 데이터 신호에 대응하여 제 1 전원선(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다. 이때, 각 화소(11)의 구동 TFT(MD)는 동일한 열방향 및 행방향 선상에 형성된다.
이와 같은, 발광 표시장치의 각 화소에서 스위치 TFT(MS)는 주사선(S)에 선택신호가 공급되면 턴-온되어 데이터선(D)에 공급된 데이터 신호를 구동 TFT(MD)의 게이트전극에 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 제 1 전원선(VDD)을 통해 공급된 구동전압과 구동 TFT(MS)의 게이트전극에 공급된 데이터 신호의 차전압을 저장한다. 또한, 구동 TFT(MD)는 게이트전극에 공급된 데이터 신호에 응답하여 제 1 전원선(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어함으로써 유기발광소자(OLED)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고 스위칭 TFT(MS)가 턴-오프된 경우 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 의해 구동 TFT(MD)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 유기발광소자(OLED)에 공급하여 유기발광소자(OLED)의 발광을 유지시키게 된다.
이와 같이, 일반적인 발광 표시장치의 각 화소(11)에서 화소회로(30)의 구동 TFT(MD)는 자신의 게이트전극에 공급되는 전압에 따라 유기발광소자(OLED)에 공급되는 전류량을 조절하여 유기발광소자(OLED)의 발광량을 조절하는 중요한 역할을 한다. 다시 말하여, 구동 TFT(MD)를 통해 유기발광소자(OLED)에 공급되는 전류(Ids)는 아래의 수학식 1에 의해 결정된다.
Figure 112004027818363-pat00001
여기서, W 및 L은 구동 TFT(MD)의 채널 폭 및 길이, Vgs는 구동 TFT(MD)의 게이트 및 소스 단자에 걸리는 전압(Vgs), Vth는 구동 TFT(MD)의 문턱전압, μ는 이동도 및 Cox는 구동 TFT(MD)의 단위면적 당 게이트 용량을 나타낸다. 상기 수학식 1을 참조하면, 구동 TFT(MD)를 통해 공급되는 전류(Ids)는 구동 TFT(MD)의 게이트전극으로 공급된 데이터 전압 뿐만 아니라 그의 특성을 결정하는 문턱 전압(Vth) 및 이동도(μ)에 의해서도 결정됨을 알 수 있다. 그런데, 구동 TFT(MD)는 아모퍼스-실리콘(Amorphous-Si)을 폴리-실리콘(Poly-Si)으로 결정화하는 레이져 결정화 공정의 영향으로 위치에 따라 불균일한 특성(즉, 문턱 전압, 이동도 등)을 갖는 문제점이 있다.
이러한 발광 표시장치의 제조 공정에서 각 화소(11)의 TFT(MD, MS)의 반도체층을 형성하는 공정은 아모퍼스-실리콘 박막을 폴리-실리콘 박막으로 결정화시키는 레이져 결정화 공정을 포함한다. 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이 기판(10) 상에 패터닝된 아모퍼스-실리콘 박막은 엑시머 레이져(Excimer Laser)를 사용한 라인 빔(Line beam)(40)을 행방향으로 스캔하는 레이져 결정화 공정으로 결정화되어 폴리-실리콘 박막이 된다. 이때, 아모퍼스-실리콘 박막은 매우 짧고 높은 에너지로 조사되는 레이져 빔에 의해 용해(Melting) 및 응고(Solidification)를 반복하면서 재결정화(Recrystalization) 됨으로써 폴리-실리콘 박막이 된다.
이러한 레이져 결정화 공정은 넓은 기판 상에 폴리-실리콘 박막을 형성할 수 있는 장점이 있으나, 레이져 조사 시점마다 발생하는 에너지 편차에 따라 폴리-실리콘 박막의 결정립의 크기 및 이동도 등과 같은 특성이 가변하는 단점이 있다. 이에 따라, 폴리-실리콘 박막의 특성이 레이져의 스캔 방향, 즉 행방향에 수직한 열방향을 따라 불균일해지게 된다. 이러한 폴리-실리콘 박막을 구동 TFT(MD)의 반도체층으로 사용하는 경우 그 구동 TFT(MD)가 열방향 단위로 문턱 전압 및 이동도 등이 불균일한 특성을 갖게 되므로 동일 휘도에 대하여 열방향 단위로 휘도 편차가 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 일반적인 발광 표시장치에서는 구동 TFT(MD)의 불균일한 특성으로 인하여 도 4에 도시된 바와 같이 레이져의 스캔방향에 수직한 열방향 단위로 줄무늬(42)가 발생하게 된다. 이러한 열방향의 줄무늬(42)는 시인성이 높아 화질을 직접적으로 떨어뜨리고 발광 표시장치의 수율을 감소시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 구동 트랜지스터의 특성 차이로 발생되는 줄무늬를 방지하여 화질을 균일하게 할 수 있는 발광 표시장치와 그의 제조방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치는 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 복수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 공급하기 위한 복수의 구동 트랜지스터를 포함하는 화소회로를 가지며, 상기 복수의 구동 트랜지스터는 열방향 및 행방향 중 적어도 어느 한 방향에서 서로 다른 위치에 형성 된다.
상기 발광 표시장치에서 홀수번째 데이터선에 접속되는 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 행방향의 제 1 선상에 위치되고, 짝수번째 데이터선에 접속되는 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 행방향의 제 1 선상과 상기 주사선 사이의 제 2 선상에 위치된다.
상기 발광 표시장치에서 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치된다.
상기 발광 표시장치에서 홀수번째 주사선에 접속되는 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 열방향의 제 1 선상에 위치되고, 짝수번째 주사선에 접속되는 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 열방향의 제 1 선상과 상기 데이터선 사이의 제 2 선상에 위치된다.
상기 발광 표시장치에서 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치된다.
상기 발광 표시장치에서 상기 화소회로는 상기 주사선에 공급되는 선택신호에 따라 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하는 스위칭 트랜지스터와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극 및 제 1 전원선에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 더 포함한다.
상기 발광 표시장치에서 상기 복수의 구동 트랜지스터는 폴리실리콘으로 형성된 반도체층을 포함한다.
상기 발광 표시장치에서 상기 복수의 구동 트랜지스터는 레이져에 의해 재결정되는 반도체층을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치의 제조방법은 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 다수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 각 발광소자에 공급하기 위한 구동 트랜지스터를 포함하는 화소회로를 가지는 발광 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 화소회로를 형성하는 단계와, 상기 화소회로에 전기적으로 접속되도록 상기 발광소자를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는 기판 상에 상기 각 트랜지스터의 반도체층을 상기 행방향에서 서로 다른 위치에 형성하는 단계와; 상기 반도체층을 결정화하는 단계와; 상기 반도체층을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 상에 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는 상기 게이트전극을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층 상에 상기 반도체층의 소스 및 드레인 영역에 전기적으로 접속되는 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 홀수번째 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 상기 행방향의 제 1 선상에 위치되고, 짝수번째 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 상기 행방향의 제 1 선상과 상기 주사선 사이의 제 2 선상에 위치된다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치된다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 화소회로를 형성하는 단계는 상기 주사선과 상기 데이터선에 접속되며 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1 전원선간에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 반도체층은 폴리실리콘으로 형성된다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치의 제조방법은 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 다수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 각 발광소자에 공급하기 위한 구동 트랜지스터를 포함하는 화소회로를 가지는 발광 표시장치의 제조방법에 있어서, 상기 화소회로를 형성하는 단계와, 상기 화소회로에 전기적으로 접속되도록 상기 발광소자를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는 기판 상에 상기 각 트랜지스터의 반도체층을 상기 열방향에서 서로 다른 위치에 형성하는 단계와; 상기 반도체층을 결정화하는 단계와; 상기 반도체층을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제 1 절연층 상에 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계 는 상기 게이트전극을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 단계와; 상기 제 2 절연층 상에 상기 반도체층의 소스 및 드레인 영역에 전기적으로 접속되는 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 홀수번째 주사선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 상기 열방향의 제 1 선상에 위치되고, 짝수번째 주사선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 상기 열방향의 제 1 선상과 상기 데이터선 사이의 제 2 선상에 위치된다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치된다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 화소회로를 형성하는 단계는 상기 주사선과 상기 데이터선에 접속되며 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터를 형성하는 단계와, 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1 전원선간에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 형성하는 단계를 더 포함한다.
상기 발광 표시장치의 제조방법에서 상기 반도체층은 폴리실리콘으로 형성된다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도 5 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치는 데이터선들(D)과 주사선들(S)의 교차 영역에 인접하도록 위치하는 다수의 화소(111)를 구비하고, 각 화소(111)는 유기발광소자(OLED)와, 데이터선(D)에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 각 유기발광소자(OLED)에 공급하기 위한 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)(MD)를 포함하는 화소회로(130)를 가지며, 구동 TFT(MD)는 행방향에서 서로 다른 위치에 형성되는 것을 특징으로 한다.
각 화소(111)는 유기발광소자(OLED)와, 유기발광소자(OLED)를 발광시키기 위한 화소회로(130)를 구비한다. 이때, 주사선(S)은 행방향으로 형성되고, 데이터선(D) 및 제 1 전원선(VDD)은 열방향으로 형성된다. 이러한, 각 화소(111)는 주사선(S)에 선택신호가 인가될 때 데이터선(D)으로부터 데이터신호를 공급받고, 공급받은 데이터신호에 대응하는 빛을 발생한다.
각 화소(111)는 제 1 전원선(VDD)과 유기발광소자(OLED) 사이에 접속된 구동 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)(MD)와, 구동 TFT(MD), 데이터선(D) 및 주사선(S)의 사이에 접속된 스위칭 TFT(MS)와, 구동 TFT(MD)의 게이트전극과 소스전극 사이에 접속된 스토리지 커패시터(Cst)를 구비한다. 여기서, 각각의 TFT(MD, MS)는 P 타입 금속 산화막 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET : Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)이다.
스위칭 TFT(MS)의 게이트전극은 주사선(S)에 접속되고, 소스전극은 제 1 콘택홀(150)를 통해 데이터선(D)에 접속된다. 그리고, 스위칭 TFT(MS)의 드레인전극 은 제 2 및 제 3 콘택홀(152, 154)를 통해 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1 전극에 접속된다. 이와 같은 스위칭 TFT(MS)는 주사선(S)으로부터 선택신호가 공급될 때 턴-온되어 데이터선(D)으로부터 공급되는 데이터신호를 스토리지 커패시터(Cst)로 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)에는 데이터신호에 대응되는 전압이 충전된다. 이러한, 각 화소회로(130)의 스위칭 TFT(MS)는 행방향으로 형성된 주사선(S)에 인접하도록 형성된다.
구동 TFT(MD)의 게이트전극은 스토리지 커패시터(Cst)의 제 1 전극에 접속되고, 소스전극은 제 4 콘택홀(158)을 통해 스토리지 커패시터(Cst)의 제 2 단자 및 제 1 전원선(VDD)에 접속된다. 그리고, 구동 TFT(MD)의 드레인전극은 제 5 및 제 6 콘택홀(157, 156)를 통해 유기발광소자(OLED)의 애노드전극에 접속된다. 이와 같은 구동 TFT(MD)는 스위칭 TFT(MS)를 통해 데이터선(D)으로부터 공급된 데이터 신호에 대응하여 제 1 전원선(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 흐르는 전류량을 제어한다.
이와 같은, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치의 각 화소(111)에서 스위치 TFT(MS)는 주사선(S)에 선택신호가 공급되면 턴-온되어 데이터선(D)에 공급된 데이터 신호를 구동 TFT(MD)의 게이트전극에 공급한다. 이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 제 1 전원선(VDD)을 통해 공급된 구동전압과 구동 TFT(MS)의 게이트전극에 공급된 데이터 신호의 차전압을 저장한다. 또한, 구동 TFT(MD)는 게이트전극에 공급된 데이터 신호에 응답하여 제 1 전원선(VDD)으로부터 유기발광소자(OLED)로 공급되는 전류량을 제어함으로써 유기발광소자(OLED)의 발광 량을 조절하게 된다. 그리고 스위칭 TFT(MS)가 턴-오프된 경우 스토리지 커패시터(Cst)에 저장된 전압에 의해 구동 TFT(MD)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 일정한 전류를 유기발광소자(OLED)에 공급하여 유기발광소자(OLED)의 발광을 유지시키게 된다.
한편, 각 화소(111) 마다 형성되는 구동 TFT(MD)는 행방향에 대하여 서로 다른 위치에 형성된다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 홀수번째 데이터선(D1, D3, ... , Dm-1)에 접속되는 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)는 제 1 선상(132)에 형성되고, 짝수번째 데이터선(D2, D4, ..., Dm)에 접속되는 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)는 행방향의 제 1 선상(132)과 주사선(S) 사이인 제 2 선상(134)에 형성된다. 결과적으로, 인접한 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)가 제 1 및 제 2 선상(114, 116)에 형성됨으로써 구동 TFT(MD)는 행방향에 대하여 지그재그 형태로 형성된다. 여기서 제 1 선상(132) 및 제 2 선상(134)은 주사선(S)과 평행하고, 서로 인접한 주사선(S)사이에 위치한 가상의 선을 의미한다. 즉, 구동 TFT(MD)는 가상의 제 1 선상(132) 및 제 2 선상(134)에 위치하여 지그재그형태로 형성된다.
구체적으로, 행방향의 제 1 선상(132)에 형성되는 구동 TFT(MD)의 제조방법을 도 7과 결부하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기판(100) 상에 버퍼층(102)이 형성된다. 행방향의 제 1 선상(132)에 대응되는 버퍼층(102) 상에 소정 패턴의 반도체층(104)이 형성된다.
행방향의 제 1 선상(132)에 형성된 반도체층(104)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 열처리하여 얻어진 폴리실리콘(polycrystalline silicon)등으로 형성된다. 이때, 아모퍼스-실리콘은 엑시머 레이져(Excimer Laser)를 사용한 라인 빔(Line beam)을 행방향으로 스캔하는 레이져 결정화 공정으 로 결정화되어 폴리-실리콘이 된다.
반도체층(104)이 형성된 후 버퍼층(102) 및 반도체층(104)의 상부에 게이트 절연막(106)이 형성된다. 게이트 절연막(106)은 절연물질, 예를 들면 SiO2 등의 물질로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(106)이 형성된 후 게이트 절연막(106) 상에 반도체층(104)과 중첩되도록 게이트전극(108)이 형성된다. 게이트전극(108)은 전도체, 예를 들면 Al, MoW, Al/Cu 등으로 형성된다. 게이트전극(108)과 동시에 주사선(S)이 게이트전극(108)과 동일한 물질로 형성된다.
그런 다음, 기판(100) 상에 이온(Ion)을 도핑하여 반도체층(104)의 소스영역(104S)과 드레인영역(104D)에 이온을 도핑하게 된다. 이에 따라, 반도체층(104)에는 소스영역(104S)과 드레인영역(104D) 사이에 채널(104C)이 형성된다.
게이트전극(108)이 형성된 후 게이트전극(108) 상에 층간 절연물(110)이 형성된다. 이후, 반도체층(104)이 노출되도록 층간 절연물(110) 및 게이트 절연막(106)에 제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)이 형성된다.
제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)이 형성된 후 층간 절연물(110) 상에 소정 패턴으로 금속물질의 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D)이 형성된다. 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D) 각각은 제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)을 통해 반도체층(104)의 소스영역(104S)과 드레인영역(104D) 각각에 전기적으로 접속된다. 그리고, 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D)의 금속물질은 그 형성위치에 따라서 데이터선(D) 및 제 1 전원선(VDD)으로 이용된다.
층간 절연물(110)에 상에 금속물질(112)이 형성된 후 금속물질(112) 상에 패시베이션층(114)이 형성된다. 이후, 드레인전극(112D)이 노출되도록 패시베이션층(114)에 제 6 콘택홀(156)이 형성된다. 제 6 콘택홀(156)이 형성된 후 패시베이션층(114)의 상부에 유기발광소자(OLED)의 애노드전극으로 사용되는 하부 전극층(118)이 형성된다. 여기서, 하부 전극층(118)은 제 6 콘택홀(156)을 통해 드레인전극(112D)과 전기적으로 접속된다. 이후, 하부 전극층(118) 및 패시베이션층(114) 상에 화소 정의막(120)이 형성된다.
화소 정의막(120)에는 화소영역을 구획하기 위한 개구부가 형성되고, 이 개구부에 유기층(122)이 형성된다. 그리고, 유기층(122) 및 화소 정의막(120) 상에 유기발광소자(OLED)의 캐소드전극으로 사용되는 상부 전극층(124)이 형성된다.
또한, 행방향의 제 2 선상(134)에 형성되는 구동 TFT(MD)의 제조방법을 도 8과 결부하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 기판(100) 상에 버퍼층(102)이 형성된다. 행방향의 제 2 선상(134)에 대응되는 버퍼층(102) 상에 소정 패턴의 반도체층(104)이 형성된다.
행방향의 제 2 선상(134)에 형성된 반도체층(104)은 비정질 실리콘(amorphous silicon)을 열처리하여 얻어진 폴리실리콘(polycrystalline silicon)등으로 형성된다. 이때, 아모퍼스-실리콘은 엑시머 레이져(Excimer Laser)를 사용한 라인 빔(Line beam)을 행방향으로 스캔하는 레이져 결정화 공정으로 결정화되어 폴리-실리콘이 된다.
반도체층(104)이 형성된 후 버퍼층(102) 및 반도체층(104)의 상부에 게이트 절연막(106)이 형성된다. 게이트 절연막(106)은 절연물질, 예를 들면 SiO2 등의 물질로 형성될 수 있다. 게이트 절연막(106)이 형성된 후 게이트 절연막(106) 상에 반도체층(104)과 중첩되도록 게이트전극(108)이 형성된다. 게이트전극(108)은 전도체, 예를 들면 Al, MoW, Al/Cu 등으로 형성된다. 게이트전극(108)과 동시에 주사선(S)이 게이트전극(108)과 동일한 물질로 형성된다.
그런 다음, 기판(100) 상에 이온(Ion)을 도핑하여 반도체층(104)의 소스영역(104S)과 드레인영역(104D)에 이온을 도핑하게 된다. 이에 따라, 반도체층(104)에는 소스영역(104S)과 드레인영역(104D) 사이에 채널(104C)이 형성된다.
게이트전극(108)이 형성된 후 게이트전극(108) 상에 층간 절연물(110)이 형성된다. 이후, 반도체층(104)이 노출되도록 층간 절연물(110) 및 게이트 절연막(106)에 제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)이 형성된다.
제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)이 형성된 후 층간 절연물(110) 상에 소정 패턴으로 금속물질의 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D)이 형성된다. 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D) 각각은 제 4 및 제 5 콘택홀(158, 157)을 통해 반도체층(104)의 소스영역(104S)과 드레인영역(104D) 각각에 전기적으로 접속된다. 그리고, 소스전극(112S) 및 드레인전극(112D)의 금속물질은 그 형성위치에 따라서 데이터선(D) 및 제 1 전원선(VDD)으로 이용된다.
층간 절연물(110)에 상에 금속물질(112)이 형성된 후 금속물질(112) 상에 패시베이션층(114)이 형성된다. 이후, 드레인전극(112D)이 노출되도록 패시베이션층(114)에 제 6 콘택홀(156)이 형성된다. 제 6 콘택홀(156)이 형성된 후 패시베이션층(114)의 상부에 유기발광소자(OLED)의 애노드전극으로 사용되는 하부 전극층(118)이 형성된다. 여기서, 하부 전극층(118)은 제 6 콘택홀(156)을 통해 드레인전극(112D)과 전기적으로 접속된다. 이후, 하부 전극층(118) 및 패시베이션층(114) 상에 화소 정의막(120)이 형성된다.
화소 정의막(120)에는 화소영역을 구획하기 위한 개구부가 형성되고, 이 개구부에 유기층(122)이 형성된다. 그리고, 유기층(122) 및 화소 정의막(120) 상에 유기발광소자(OLED)의 캐소드전극으로 사용되는 상부 전극층(124)이 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치에서 각 화소회로(130)에 위치되는 구동 TFT(MD)의 위치를 행방향에 대하여 지그재그 형태로 위치시킴으로써 아모퍼스-실리콘(Amorphous-Si)을 폴리-실리콘(Poly-Si)으로 결정화하는 레이져 결정화 공정의 영향으로 위치에 따라 구동 TFT(MD)의 불균일한 특성(즉, 문턱 전압, 이동도 등)으로 인한 화질저하를 방지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치에서 행방향으로 인접한 구동 TFT(MD)의 반도체층(104) 마다 조사되는 엑시머 레이져의 조사시점이 달라지게 되고, 열방향으로 인접한 2개의 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 조사되는 엑시머 레이져의 조사시점이 달라지게 된다. 즉, 행방향으로 조사되는 엑시머 레이져의 라인 빔은 제 2 선상(134)에 위치되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 먼저 조사된 후, 제 1 선상(132)에 위치되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 조사된다.
이에 따라, 제 1 및 제 2 선상(114, 116)에 형성되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)의 특성이 엑시머 레이져의 조사방향 및 조사방향에 수직한 방향을 따라 불균일해지게 된다. 이로 인하여, 엑시머 레이져의 조사방향에 수직한 방향으로 발생되는 줄무늬는 행방향 및 열방향으로 인접한 구동 TFT(MD)의 불균일한 특성으로 인하여 랜덤(Random)하게 발생된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치는 엑시머 레이져의 조사방향에 대하여 구동 TFT(MD)를 지그재그 형태로 위치시킴으로써 엑시머 레이져의 조사방향에 따라 발생되는 줄무늬를 방지하여 화질을 향상시킬 수 있으며, 수율을 증가시킬 수 있다.
한편, 도 9 및 도 10을 참조하면 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치는 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)가 열방향에 대하여 지그재그 형태로 위치되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치와 동일하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치에서는 각 회소회로(130)의 구동 TFT(MD)의 위치를 제외한 다른 구성에 대한 설명은 상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 발광 표시장치의 설명으로 대신하기로 한다.
구체적으로, 홀수번째 주사선(S1, S3, ... , Sn-1)에 접속되는 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)는 제 1 선상(232)에 형성되고, 짝수번째 주사선(S2, S4, ..., Sn)에 접속되는 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)는 행방향의 제 1 선상(232)과 데이터(D) 사이인 제 2 선상(234)에 형성된다. 결과적으로, 구동 TFT(MD)가 열방향의 제 1 및 제 2 선상(114, 116)에 형성됨으로써 구동 TFT(MD)는 열방향에 대하여 지그재그 형태로 형성된다. 여기서 제 1 선상(232) 및 제 2 선상(234)은 데이터선(D)과 평행하고, 서로 인접한 데이터선(D)사이에 위치한 가상의 선을 의미한다. 즉, 구동 TFT(MD)는 가상의 제 1 선상(232) 및 제 2 선상(234)에 위치하여 지그재그형태로 형성된다.
이와 같이, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치에서 각 화소회로(130)의 구동 TFT(MD)를 열방향에 대하여 지그재그 형태로 위치시킴으로써 아모퍼스-실리콘(Amorphous-Si)을 폴리-실리콘(Poly-Si)으로 결정화하는 레이져 결정화 공정의 영향으로 위치에 따라 구동 TFT(MD)의 불균일한 특성(즉, 문턱 전압, 이동도 등)으로 인한 화질저하를 방지할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치에서 열방향으로 인접한 구동 TFT(MD)의 반도체층(104) 마다 조사되는 엑시머 레이져의 조사시점이 달라지게 되고, 열방향으로 인접한 2개의 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 조사되는 엑시머 레이져의 조사시점이 달라지게 된다. 즉, 행방향으로 조사되는 엑시머 레이져의 라인 빔은 제 2 선상(234)에 위치되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 먼저 조사된 후, 제 1 선상(232)에 위치되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)에 조사된다.
이에 따라, 제 1 및 제 2 선상(232, 234)에 형성되는 구동 TFT(MD)의 반도체층(104)의 특성이 엑시머 레이져의 조사방향 및 조사방향에 수직한 방향을 따라 불균일해지게 된다. 이로 인하여, 엑시머 레이져의 조사방향에 수직한 방향으로 발생되는 줄무늬는 행방향 및 열방향으로 인접한 구동 TFT(MD)의 불균일한 특성으로 인하여 랜덤(Random)하게 발생된다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 발광 표시장치는 엑시머 레이져의 조사방향에 대하여 구동 TFT(MD)를 지그재그 형태로 위치시킴으로써 엑시머 레이져의 조사방향에 따라 발생되는 줄무늬를 방지하여 화 질을 향상시킬 수 있으며, 수율을 증가시킬 수 있다.
상기 발명의 상세한 설명과 도면은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 따라서, 이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 표시장치 및 그의 제조방법은 화소회로의 구동 박막 트랜지스터를 행방향에 대하여 지그재그 형태로 위치시키거나, 열방향에 대하여 지그재그 형태로 위치시키게 된다. 이에 따라, 본 발명은 엑시머 레이져로부터 조사되는 라인 빔에 따라 엑시머 레이져의 조사방향에 수직한 방향으로 발생되는 줄무늬를 방지할 수 있다.

Claims (20)

  1. 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 복수의 발광소자와,
    상기 데이터선에 공급된 데이터신호에 대응되는 전류를 상기 발광소자에 공급하기 위한 복수의 구동 트랜지스터를 포함하는 화소회로를 가지며,
    상기 복수의 구동 트랜지스터중 홀수번째 상기 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 행방향 또는 열방향의 제 1 선상에 위치하고,
    상기 복수의 구동 트랜지스터중 짝수번째 상기 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터는 상기 행방향 또는 상기 열방향의 상기 제 1 선상과 상기 주사선 사이의 제 2 선상에 위치하는 발광 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치되는 발광 표시장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치되는 발광 표시장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 화소회로는,
    상기 주사선에 공급되는 선택신호에 따라 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하는 스위칭 트랜지스터와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극 및 제 1 전원선에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 더 포함하는 발광 표시장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 트랜지스터는 폴리실리콘으로 형성된 반도체층을 포함하는 발광 표시장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동 트랜지스터는 레이져에 의해 재결정되는 반도체층을 포함하는 발광 표시장치.
  7. 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 다수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 각 발광소자에 공급하기 위한 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 가지는 발광 표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 화소회로를 형성하는 단계와,
    상기 화소회로에 전기적으로 접속되도록 상기 발광소자를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는,
    홀수번째 상기 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터의 반도체층은 행방향의 제 1 선상에 형성하고, 짝수번째 상기 데이터선에 접속되는 상기 구동 트랜지스터의 반도체층은 상기 행방향의 제 2 선상에 형성하는 단계;
    상기 반도체층을 결정화하는 단계와;
    상기 반도체층을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 절연층 상에 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는,
    상기 게이트전극을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 절연층 상에 상기 반도체층의 소스 및 드레인 영역에 전기적으로 접속되는 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 표시장치의 제조방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치되는 발광 표시장치의 제조방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 화소회로를 형성하는 단계는,
    상기 주사선과 상기 데이터선에 접속되며 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터를 형성하는 단계와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1 전원선간에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 표시장치의 제조방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 반도체층은 폴리실리콘으로 형성되는 발광 표시장치의 제조방법.
  12. 데이터선들과 주사선들의 교차 영역에 인접하도록 형성되는 다수의 발광소자와, 상기 데이터선에 공급된 데이터 신호에 대응되는 전류를 상기 각 발광소자에 공급하기 위한 구동 트랜지스터를 포함하는 화소 회로를 가지는 발광 표시장치의 제조방법에 있어서,
    상기 화소회로를 형성하는 단계와,
    상기 화소회로에 전기적으로 접속되도록 상기 발광소자를 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는,
    상기 홀수번째 주사선에 접속되는 상기 구동트랜지스터의 반도체층은 열방향의 제 1 선상에 형성하고, 상기 짝수번째 주사선에 접속되는 상기 구동트랜지스터의 반도체층은 상기 열방향의 제 1 선상과 상기 데이터선 사이의 제 2 선상에 위치하도록 형성하는 단계;
    상기 반도체층을 결정화하는 단계와;
    상기 반도체층을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 절연층 상에 상기 구동 트랜지스터의 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하는 발광 표시장치의 제조방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 구동 트랜지스터를 형성하는 단계는,
    상기 게이트전극을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 단계와;
    상기 제 2 절연층 상에 상기 반도체층의 소스 및 드레인 영역에 전기적으로 접속되는 소스전극 및 드레인전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 표시장치의 제조방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 각 구동 트랜지스터는 상기 제 1 및 제 2 선상에 지그재그 형태로 위치되는 발광 표시장치의 제조방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 화소회로를 형성하는 단계는,
    상기 주사선과 상기 데이터선에 접속되며 상기 데이터선에 공급되는 데이터 신호를 상기 구동 트랜지스터의 게이트전극에 공급하기 위한 스위칭 트랜지스터를 형성하는 단계와,
    상기 구동 트랜지스터의 게이트전극과 제 1 전원선간에 접속되어 상기 데이터 신호에 대응되는 전압을 저장하는 커패시터를 형성하는 단계를 더 포함하는 발광 표시장치의 제조방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 반도체층은 폴리실리콘으로 형성되는 발광 표시장치의 제조방법.
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