JP2006286600A - 発光表示装置及び発光表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】別途のマスクを利用しないでパッド部上に形成された保護層を容易くとり除くことができる発光表示装置及び発光表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に画像表示部と、前記画像表示部と電気的に連結される少なくとも一つの端子が形成されたパッド部を含む発光表示装置の製造方法において、前記画像表示部上に薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターと電気的に連結されて第１電極層、発光層及び第２電極層を含む少なくとも一つの発光素子を形成する段階と、前記発光素子の第２電極層上部と前記パッド部上部に保護層を形成する段階と、前記保護層上部に前記画像表示部を封止する段階、及び少なくとも前記パッド部上に形成された前記保護層をとり除いて前記端子を露出させる段階とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光表示装置及び発光表示装置の製造方法に関し、より詳細には、別途のマスクを利用しないでパッド部上に形成された保護層を容易くとり除くことができる発光表示装置及び発光表示装置の製造方法に関する。

通常、液晶ディスプレイ素子、有機または無機発光表示素子などを含む発光表示装置は、駆動方式に従ってパッシブマトリックス型（Passive matrix:ＰＭ）とアクティブマトリックス型（active matrix:ＡＭ）に区分される。

発光表示装置は、有機発光素子を含む画像表示部と、画像表示部と接続されている端子部を含む。発光表示装置の一構成要素である有機発光素子は一対の電極、アノード電極とカソード電極の間に有機物からなる有機発光層を含む構造で、各電極に印加された電源によって生成された電子と正孔が有機発光層で再結合して励起磁を生成することで発光する。

前記有機発光素子を含む一般的な発光表示装置を製造する方法は、次のようである。

まず、発光表示装置を製造するためには基板を準備し、準備した基板上にバッファー層を形成し、バッファー層上に非晶質シリコーン層を形成して結晶化する工程を通じて半導体層を形成する。

半導体層が形成されれば、半導体層上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に金属層を積層してゲート電極を形成し、ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する。

層間絶縁膜が形成された後、層間絶縁膜上にはソース及びドレイン電極が形成され、ソース及びドレイン電極上には有機発光素子がソース及びドレイン電極と電気的に連結されるように形成される。

一般に、有機発光素子はアノード電極、有機発光層及びカソード電極を含むが、有機発光素子のアノード電極がソース及びドレイン電極と電気的に連結されるようにソース及びドレイン電極上に形成される。

その次、アノード電極上には有機発光層が、有機発光層上にはカソード電極が形成される。カソード電極上には発光層封止（Ｅｌ封止）のためにパシベーション層を使用する。

発光層封止のためにパシベーション層を使用する場合、発光表示装置のモジュールインタフェースのために発光表示装置の画像表示部に隣接するように形成されている端子部が露出しなければならないが、端子部を露出させるためには別途のマスク設備またはパターニング工程が必要である。

しかし、端子部を露出させるためにマスクを使用したりパターン工程を用いる場合、電極露出用マスク配置のために構成要素が増大及び装備の複雑化などをもたらす。また、電極露出用マスクを使用するため、マスク設置による追加工程、例えば、洗浄、エッチング、ストリップ工程などを追加しなければならないので工数を増加させて生産性を落とすという問題点がある。

一方、従来の発光表示装置及び発光表示装置の製造方法に関する技術を記載した文献としては、下記特許文献１および２がある。
米国特許出願公開第６，３２９，２９３号明細書 韓国特許出願公開第１０−０４４７２５３号明細書

本発明は、前記問題点を解決するためのもので、その目的は、工数を減らすだけでなく既存の工程に比べて簡単な工程を通じて生産性を高めることができる発光表示装置及びその製造方法を提供することである。

前記目的を果たすための本発明の一形態によれば、基板上に画像表示部と、前記画像表示部と電気的に連結される少なくとも一つの端子が形成されたパッド部を含む発光表示装置の製造方法において、前記画像表示部上に薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターと電気的に連結されて第１電極層、発光層及び第２電極層を含む少なくとも一つの発光素子を形成する段階と、前記発光素子の第２電極層上部と前記パッド部上部に保護層を形成する段階と、前記保護層上部に前記画像表示部を封止する段階、及び少なくとも前記パッド部上に形成された前記保護層をとり除いて前記端子を露出させる段階を含む。

望ましくは、前記保護層除去段階では前記パッド部上に形成された保護層除去とともに前記封止領域以外の領域に形成された前記保護層をとり除く。

前記保護層は無機膜または有機膜の中で少なくとも一つを用いる。前記保護層の厚さは６０〜１３０ｎｍ範囲で選択され、前記端子を露出させる段階ではエッチング工程を用いて前記選択された保護層の厚さ以上とり除く。

前記保護層をとり除く段階ではエッチング工程を用い、前記エッチング工程は湿式エッチングである。前記湿式エッチングの時バッファーオキサイドエッチャントを用いる。

本発明の発光表示装置の製造方法は、前記保護層をとり除いた後洗浄段階をさらに含む。前記洗浄段階では、脱イオン水、アルコール系洗浄液及び中性洗剤の中で少なくとも一つを含む洗浄液を使用する。

本発明の第２形態によれば、本発明は基板上に画像表示部と、前記画像表示部と電気的に連結される少なくとも一つの端子が形成されたパッド部を含む発光表示装置において、前記画像表示部上に形成された薄膜トランジスターと、前記薄膜トランジスターと電気的に連結されて第１電極層、発光層及び第２電極層を含む少なくとも一つの発光素子と、前記端子が露出するように前記発光素子の上部と前記パッド部上部に形成される保護層と、前記画像表示部上に前記発光素子を取り囲むように形成された密封パネルを含む。

以上説明したように、本発明によれば、画像表示部及びパッド部上に保護層を形成することで、発光素子の第２電極層をより容易く保護することができる。

また、保護層が形成された画像表示部上に密封のためのパネルを形成した後、パッド部上に形成された保護層をとり除くことで、別途のマスクなどが必要でないので工数を著しく減らすことができ、マスク数が減るので、各マスク段階で使用される詳細な工程、例えば、洗浄、エッチング、ストリップなどの工程も減らすことができ、原価を節減して生産性を大幅に高めることができる。

以下では図面を参照して本発明をより具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による発光表示装置の概略的な斜視図である。図１を参照すれば、発光表示装置１００は、基板１１０上に形成される少なくとも一つの発光素子を含む画像表示部１２０と、画像表示部１２０の外郭に少なくとも一側に形成されたパッド部１３０を含む。

画像表示部１２０は、トランジスター、発光素子、キャパシタ及び電源線を含む（図２参照）。

パッド部１３０は、画像表示部１２０を構成する画素でスキャン信号及び／またはデータ信号を伝達するスキャンドライバー／データドライバー（図示せず）と、画像表示部１２０領域に電気的信号を提供する一つ以上の端子１３１を含む。

画像表示部１２０上には、基板１１０のように画像表示部１２０領域を取り囲むパネル１５０が形成されるが、密封材１６０を用いてこれらの密封を強固にする。

図２は、図１の画像表示部の"II"部分に対する一画素を概略的に図示した図面である。

図２を参照すれば、図２には二つの薄膜トランジスター２１０、２３０と一つのキャパシタ２５０を具備する一画素が図示されている。

第１薄膜トランジスター２１０は、ゲート電極２１１、半導体層２１３、ソース電極２１５及びドレイン電極２１７を含み、データライン２７０を介して入力されるデータ信号がソース電極２１５から、半導体層２１３を介してドレイン電極２１７に伝達される。

第１薄膜トランジスター２１０のドレイン電極２１７の延長部はキャパシタ２５０の第１電極２５１に連結され、キャパシタ２５０の第１電極２５１の他の一端は第２薄膜トランジスター２３０ゲート電極２３１を形成する。キャパシタ２５０の第２電極２５３は電源を供給する電源ライン２７１に電気的に連結される。

図３は、図２のIII−III´線に沿って拡大された側断面図である。

図２を参照すれば、図３には第２薄膜トランジスター２３０が配置された部分、発光素子２９０が配置された部分及び電源を供給する電源ライン２７１の断面が具体的に図示されている。

まず、基板１１０上にはバッファー層３２０が形成され、バッファー層３２０上部には第２薄膜トランジスター２３０の半導体層２３３が形成される。半導体層２３３は非晶質シリコーン層または多結晶シリコーン層で構成することができ、半導体層２３３は一般的にｎ＋またはｐ＋型のドーパントでドーピングされるソース及びドレイン領域と、チャンネル領域で構成されるが、本実施形態では図示していない。

半導体層２３３上部には第２薄膜トランジスター２３０のゲート電極２３１が形成され、半導体層２３３とゲート電極２３１の間には、これらの絶縁のためにゲート絶縁層３３０が形成される。

ゲート絶縁層３３０とゲート電極２３１上には層間絶縁層３４０が形成され、層間絶縁層３４０上には第２薄膜トランジスター２３０のソース／ドレイン電極２１５、２１７が形成されるが、これは半導体層２３３と電気的に連結される。

ソース／ドレイン電極２１５、２１７上部には保護及び／または平坦化させるためにパシベーション層３５０が形成され、その上部には発光素子２９０の第１電極層２９１（アノード電極）が形成される。

第１電極層２９１は、パシベーション層３５０に形成されたビアホール３５１を通じてソース／ドレイン電極２１５、２１７と電気的に連結される。第１電極層２９１は前面及び背面発光によって、透明電極、反射電極と透明電極など多様に形成することができる。

パシベーション層３５０は、無機物または有機物、単層または多層で構成することができる。パシベーション層３５０及び発光素子２９０の第１電極層２９１上部には第１電極層２９１を少なくとも部分的に露出させるための開口部３６１が形成された画素定義層３６０が形成される。

開口部３６１を通じて露出した第１電極層２９１上には発光層２９３が形成されるが、発光層２９３は低分子または高分子有機膜で構成することができる。発光層２９３を低分子有機膜で形成する場合、正孔注入層ＨＩＬ、正孔輸送層ＨＴＬ、有機発光層ＥＭＬ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬなどで形成することができる。

発光層２９３を高分子有機膜で形成する場合、一般に、正孔輸送層及び有機発光層で構成することができる。発光層２９３上には第２電極層２９５（カソード電極；）が形成される。

一般に、第２電極層２９５は全面蒸着されるが、これに限定されるのではなく、発光の種類によってＡｌ／Ｃａ、ＩＴＯ、ＭｇＡｇなどのような異なる材料で形成することができる。

一方、第２電極層２９５の上部には画像表示部１２０を保護するために保護層３７０が形成されるが、保護層３７０はＳｉＯ_２、ＳｉＮｘなどの無機物以外にも有機物で形成することもでき、単層に形成されるかまたは下部にＳｉＮｘ層を具備し、上部にベンゾサイクロブテン（benzocyclobutene）またはアクリル（acryl）などのような有機物層を具備する二重層で構成することもできる。保護層３７０の厚さは６０〜１３０ｎｍの範囲で選択することができる。

本実施形態では保護層３７０が一つの層（例えば、ＳｉＯ_２）として図示されたが、これに限らないで複数の層に形成することができるだけでなく、多様な構成を取ることができる。

図４ａないし図４ｄは、本実施形態による発光表示装置の画像表示部上部に形成された保護層をとり除く過程を概略的に図示した発光表示装置の平面図である。

図４ａ及び図４ｂを参照すれば、発光表示装置１００は、基板１１０上に形成された画像表示部１２０と複数の端子１３１を含むパッド部１３０を含む。

基板１１０上に形成される発光素子（２９０、図３参照）を含む画像表示部１２０上部には保護層３７０が形成されるが、この時、保護層３７０は発光表示装置１００のパッド部１３０上にも形成される。すなわち、保護層３７０は基板１１０上部の全面に形成される。

図４ｃを参照すれば、画像表示部１２０とパッド部１３０上に保護層３７０が形成された後、画像表示部１２０上には画像表示部１２０を取り囲むように形成された密封パネル１５０が準備されて画像表示部１２０を密封する。

図４ｄを参照すれば、密封パネル１５０が画像表示部１２０上に準備された後、密封パネル１５０をマスクで用いてパッド部１３０上に形成された保護層３７０をとり除く。この時、パッド部１３０及び密封パネル１５０の外側、すなわち、封止領域の外側に形成された保護層３７０が同時に除去される。封止領域の外側に形成された保護層３７０は選択された保護層３７０の厚さ以上除去される。

以下では図面を参照して保護層が形成されたパッド部領域と保護層が除去されたパッド部領域の側断面構造をより具体的に説明する。まず、保護層が形成されたパッド部領域を説明する。

図５ａは、図４ｂのV−V´線によるパッド部領域の一実施形態による部分拡大側断面図であり、図５ｂは、図４ｂのV−V´線に沿ったパッド部領域の他の実施形態による部分拡大側断面図である。

図５ａを参照すれば、パッド部１３０領域は基板１１０上に形成されたバッファー層３２０、ゲート絶縁層３３０、層間絶縁層３４０、端子部１３１、パシベーション層３５０、画素定義層３６０及び保護層３７０を含む。

より具体的には、バッファー層３２０上にはゲート絶縁層３３０が形成され、ゲート絶縁層３４０上には層間絶縁層３４０が形成される。一般に、端子部１３１はソース及びドレイン電極２３５、２３７を形成する時、ソース及びドレイン電極２３５、２３７とともに形成されるから層間絶縁層３４０上に形成される。

端子部１３１と層間絶縁層３４０上にはパシベーション層３５０、画素定義層３６０及び保護層３７０が順次積層される。

図５ｂを参照すれば、本実施形態によるパッド部１３０領域は、基板１１０上に形成されたバッファー層３２０、ゲート絶縁層３３０、層間絶縁層３４０、端子部１３１ａ、１３１ｂ、パシベーション層３５０、画素定義層３６０及び保護層３７０を含む。

より具体的には、バッファー層３２０上にはゲート絶縁層３３０が形成され、ゲート絶縁層３４０上には層間絶縁層３４０が形成される。

本実施形態で端子部１３１は、ソース及びドレイン電極２３５、２３７を形成する時、 ソース及びドレイン電極２３５、２３７とともに形成される第１端子部１３１ａと、アノード電極とともに形成される第２端子部１３１ｂを含む。

層間絶縁層３４１上には、第１端子部１３１ａが形成され、第１端子部１３１ａと層間絶縁層３４１上にはパシベーション層３５０と画素定義層３６０が形成され、画素定義層３６０上には第２端子部１３１ｂが第１端子部１３１ａと電気的に連結されるように形成される。このような構成を持つ時、保護層３７０は第２端子部１３１ｂ上に形成される。

図６ａは、図４ｄのVI−VI´線によるパッド部領域の一実施形態の部分拡大側断面図であり、図６ｂは、図４ｄのVI−VI´線によるパッド部領域の他の実施形態の部分拡大側断面図である。

図６ａ及び図６ｂを参照すれば、端子部１３０上に形成された保護層３７０が除去されることで、端子部１３１が露出される。

本実施形態では、保護層３７０をとり除くためにエッチング工程、特に、ＳｉＯ_２、ＳｉＮｘなどに形成された保護層３７０と反応する反応物質を用いて保護層３７０をとり除く湿式エッチング（wet etching）を用いる。より具体的に、ＳｉＯ_２に形成された保護層３７０を湿式エッチングする場合には、一定濃度に希釈されたＨＦ（フッ化水素酸）類の溶媒を用いる。

一般に、ＨＦがどの程度に希釈されたかによってエッチング速度が変わるようになって、エッチング速度が過度に速くなる場合、工程調節が難しくなるから、これを防止するために大量に希釈させたＢＯＥ（buffered oxide echant）、例えば、緩衝ＨＦ（buffered ＨＦ）を用いる。

その次、パッド部１３０上に残存するエッチング溶媒をとり除くために洗浄工程を遂行する。洗浄工程では脱イオン水、アルコール系洗浄液及び中性洗剤の中で少なくとも一つを含む洗浄液を使用する。

図６ａ及び図６ｂには湿式エッチング工程を用いて保護層３７０が除去されてパッド部１３０に形成された端子１３１が露出することが開示されている。

一方、パッド部１３０上に形成された保護層３７０をエッチングする時、６０〜１３０ｎｍの範囲で選択された保護層３７０の蒸着厚さよりさらに深くエッチングすることで、端子１３１に形成された保護層３７０が残存することを防止することもできる。

一方、図６ａでは保護層３７０とともにパシベーション層３５０及び画素定義層３６０が除去されるようにエッチング工程を遂行する。

前記実施形態ではソース及びドレイン電極と端子部を一緒に形成すること、ソース及びドレイン電極と第１端子部及びアノード電極と第２端子部を一緒に形成する多重層端子部が開示されているが、ゲート電極を用いて端子部を形成することもできる。ゲート電極を用いて端子部を形成する場合にも断層で形成できるのみならず多層で形成することができる。

前記実施形態は本発明を説明するための一例であり、本発明はこれに限定されない。前記実施形態はＡＭ駆動型有機電界発光ディスプレイ装置について記述されたが、無機電界発光ディスプレイ装置及びＰＭ駆動型にも適用することができるなど、多様な変形例を導出することができる。

前記実施形態では、ＳｉＯ_２に形成された保護層を湿式エッチングする場合を具体的に説明したが、それ以外の無機物及び有機物にしたがってそれぞれ相異なエッチング液を使用することができる。

また、前記実施形態では第１電極層がアノード電極で作用する場合を開示したが、本発明はこれに限定されず、第１電極層がカソード電極層で構成することもできる。

本発明は添付された図面に図示された一実施形態を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野において通常の知識を有する者ならこの発明から多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるということが理解できるであろう。

図１は、本発明の一実施形態による発光表示装置の概略的な斜視図である。 図２は、図１の画像表示部の"II"部分に対する一画素を概略的に図示した図である。 図３は、図２のIII−III´線に沿って拡大された側断面図である。 図４ａは、本実施形態による発光素子の上部に形成された保護層をとり除く過程を概略的に図示した発光表示装置の平面図である。 図４ｂは、本実施形態による発光素子の上部に形成された保護層をとり除く過程を概略的に図示した発光表示装置の平面図である。 図４ｃは、本実施形態による発光素子の上部に形成された保護層をとり除く過程を概略的に図示した発光表示装置の平面図である。 図４ｄは、本実施形態による発光素子の上部に形成された保護層をとり除く過程を概略的に図示した発光表示装置の平面図である。 図５ａは、図４ｂのV−V´線に沿ったパッド部領域の一実施形態の部分拡大側断面図である。 図５ｂは、図４ｂのV−V´線に沿ったパッド部領域の他の実施形態の部分拡大側断面図である。 図６ａは、図４ｄのVI−VI´線に沿ったパッド部領域の一実施形態の部分拡大側断面図である。 図６ｂは、図４ｄのVI−VI´線に沿ったパッド部領域の他の実施形態の部分拡大側断面図である。

符号の説明

１００；発光表示装置
１１０；基板
１２０；画像表示部
１３０；パッド部
１５０；パネル
１６０；密封材
２１０；第１薄膜トランジスタ
２３０；第２薄膜トランジスタ
２５０；キャパシタ
２７０；データライン
２７１；電源ライン
２９０；発光素子
２９１；第１電極層
２９３；発光層
２９５；第２電極層
３７０；保護層

Claims (12)

1. 基板上に画像表示部と；
   前記画像表示部と電気的に連結される少なくとも一つの端子が形成されたパッド部を含む発光表示装置の製造方法において、
   前記画像表示部上に薄膜トランジスターと；
   前記薄膜トランジスターと電気的に連結されて第１電極層、発光層及び第２電極層を含む少なくとも一つの発光素子を形成する段階と；
   前記発光素子の第２電極層上部と前記パッド部上部に保護層を形成する段階と；
   前記保護層上部で前記画像表示部を封止する段階と；
   少なくとも前記パッド部上に形成された前記保護層をとり除いて前記端子を露出させる段階と；
   を含むことを特徴とする発光表示装置の製造方法。
2. 前記保護層除去段階では前記パッド部上に形成された保護層を除去するとともに前記封止領域以外の領域に形成された前記保護層をとり除くことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置の製造方法。
3. 前記保護層は、
   無機膜または有機膜の中で少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置の製造方法。
4. 前記保護層の厚さは、
   ６０〜１３０ｎｍの範囲で選択されることを特徴とする請求項３に記載の発光表示装置の製造方法。
5. 前記端子を露出させる段階ではエッチング工程を用いて前記選択された保護層の厚さ以上エッチングすることを特徴とする請求項４に記載の発光表示装置の製造方法。
6. 前記エッチング工程は、
   湿式エッチングであることを特徴とする請求項５に記載の発光表示装置の製造方法。
7. 前記湿式エッチングの時にバッファーオキサイドエッチャント（buffer oxide etchent:ＢＯＥ）を用いることを特徴とする請求項６に記載の発光表示装置の製造方法。
8. 前記保護層をとり除いた後、洗浄段階をさらに含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の発光表示装置の製造方法。
9. 前記洗浄段階で、脱イオン水、アルコール系洗浄液及び中性洗剤の中で少なくとも一つを含む洗浄液を使用することを特徴とする請求項８に記載の発光表示装置の製造方法。
10. 基板上に画像表示部と；
    前記画像表示部と電気的に連結される少なくとも一つの端子が形成されたパッド部を含む発光表示装置において、
    前記画像表示部上に形成された薄膜トランジスターと；
    前記薄膜トランジスターと電気的に連結されて第１電極層、発光層及び第２電極層を含む少なくとも一つの発光素子と；
    前記端子が露出するように前記発光素子の上部と前記パッド部上部に形成される保護層と；
    前記画像表示部上に前記発光素子を取り囲むように形成された密封パネルと；
    を含むことを特徴とする発光表示装置。
11. 前記保護層は、
    無機膜または有機膜の中で少なくとも一つを用いることを特徴とする請求項１０に記載の発光表示装置。
12. 前記保護層は、
    ６０〜１３０ｎｍの範囲で選択されることを特徴とする請求項１１に記載の発光表示装置。

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