JP2012049126A - 有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基板上に形成された薄膜トランジスタの活性層と、活性層及び第１絶縁層上に形成され、第１透明導電層及び第１金属層を備えるゲート電極と、ゲート電極及び第２絶縁層上に形成され、第２絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて前記活性層に連結された第２金属層、第２金属層上に形成された第３金属層、及び第３金属層上に形成された第２透明導電層を備えるソース及びドレイン電極と、第１絶縁層上に形成され、第１透明導電層、第３金属層、及び第２透明導電層を備える画素電極と、画素電極上に配置され、有機発光層を備える中間層と、中間層を挟んで画素電極に対向して配置される対向電極と、を備える有機発光ディスプレイ装置である。
【選択図】図１８

Description

本発明は、有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関し、特に製造工程が単純であり、表示品質が優れた有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。
有機発光ディスプレイ装置は、正極、負極、及び前記二つの電極間に位置する有機発光層を備えており、正極と負極との間に電圧を印加することで、電子と正孔とが有機発光層内で再結合して光を発光する自発光型のディスプレイ装置である。
有機発光ディスプレイ装置は、軽量薄型が可能であるだけでなく、広い視野角、速い応答速度及び少ない消費電力などの長所により、次世代のディスプレイ装置として注目されている。
一方、フルカラーを具現する有機発光ディスプレイ装置の場合、色が異なる各画素（例えば、赤色、緑色、青色画素）の有機発光層から出射される各波長の光路長（optical length）を変化させる光共振構造が採用されている。
本発明の目的は、製造工程が単純であり、表示品質が優れた有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供するところにある。
本発明の一側面によれば、基板上に形成された薄膜トランジスタの活性層と、前記活性層及び第１絶縁層上に形成され、第１透明導電層及び第１金属層を備えるゲート電極と、前記ゲート電極及び第２絶縁層上に形成され、前記第２絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて前記活性層に連結された第２金属層、前記第２金属層上に形成された第３金属層、及び前記第３金属層上に形成された第２透明導電層を備えるソース及びドレイン電極と、前記第１絶縁層上に形成され、前記第１透明導電層、前記第３金属層、及び前記第２透明導電層を備える画素電極と、前記画素電極上に配置され、有機発光層を備える中間層と、前記中間層を挟んで前記画素電極に対向して配置される対向電極と、を備える有機発光ディスプレイ装置を提供する。
本発明の他の特徴によれば、前記第３金属層は、反射物質を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記反射物質は、銀を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１透明導電層及び第２透明導電層は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）からなるグループから選択された少なくとも一つ以上を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１金属層及び第２金属層は、多層の金属層を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１金属層及び第２金属層は、同じ物質である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１金属層及び第２金属層は、アルミニウムを含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記画素電極の第１透明導電層の端部と、前記第３金属層及び第２透明導電層の端部とは、エッチング面が互いに異なる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記画素電極の第１透明導電層の上部、前記第３金属層の側面、及び前記第２絶縁層の下部に、前記第１金属層が配置される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１金属層及び前記第２絶縁層を貫通して形成されたビアホールを通じて、前記ソース及びドレイン電極のうち一つと連結される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記活性層と同じ物質を含み、前記活性層と同じ層に形成された第１電極、及び前記第１透明導電層を備え、前記第１絶縁層上に形成された第２電極を備えたキャパシタをさらに備える。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記キャパシタの第２電極は、前記第１透明導電層上に、前記第３金属層及び前記第２透明導電層をさらに備える。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記画素電極は、前記有機発光層から出射された光を一部透過及び一部反射する半透過ミラーでありうる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記対向電極は、前記有機発光層から出射された光を反射する反射ミラーでありうる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記画素電極のエッジを取り囲み、前記ソース及びドレイン電極を覆う画素定義膜をさらに備える。
本発明の他の側面によれば、基板上に半導体層を形成し、前記半導体層をパターニングして、薄膜トランジスタの活性層を形成する第１マスク工程と、前記活性層上に第１絶縁層、第１透明導電層及び第１金属層を形成し、前記第１透明導電層及び第１金属層をパターニングして、画素電極の基底層、及び前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する第２マスク工程と、前記基底層及びゲート電極上に第２絶縁層を形成し、前記第２絶縁層をパターニングして、前記基底層の第１透明導電層を露出させる第１開口、前記薄膜トランジスタのソース及びドレイン領域を露出させるコンタクトホールを形成する第３マスク工程と、前記第１開口及び前記コンタクトホール上に第２金属層を形成し、前記第２金属層をパターニングして、前記ソース及びドレイン領域に連結されるソース及びドレイン電極を形成する第４マスク工程と、前記ソース及びドレイン電極上に第３金属層及び第２透明導電層を形成し、前記第３金属層及び第２透明導電層をパターニングして、前記画素電極の上部層、前記ソース及びドレイン電極のキャッピング層を形成する第５マスク工程と、を含む有機発光ディスプレイ装置の製造方法を提供する。
本発明の他の特徴によれば、前記第２マスク工程後、前記ゲート電極をマスクとして、前記ソース及びドレイン領域にイオン不純物をドーピングする。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３マスク工程は、前記第２絶縁層に前記第１開口及びコンタクトホールを形成する第１エッチング工程、及び前記第１開口に露出された前記画素電極の基底層の第１金属層を除去する第２エッチング工程を含む。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３マスク工程は、前記基底層の第１金属層及び前記第２絶縁層を貫通するビアホールを形成する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４マスク工程において、前記ソース及びドレイン電極は、前記コンタクトホール及び前記ビアホール上に同時に形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第５マスク工程後、前記画素電極の上部層を露出させ、前記ソース及びドレイン電極のキャッピング層を覆う第４絶縁膜を形成する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第４絶縁膜は、印刷法で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記画素電極の上部層に有機発光層を備える中間層、及び前記中間層上に対向電極をさらに形成する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３金属層は、反射物質を含み、前記画素電極の上部層は、光を一部透過及び一部反射する半透過ミラーで形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１マスク工程において、前記活性層と同じ物質で同じ層にキャパシタの第１電極を形成し、前記第２マスク工程において、前記第１透明導電層でキャパシタの第２電極を形成する。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記第３マスク工程後、前記キャパシタの第１電極にイオン不純物をドーピングする。
前記のような本発明に係る有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法は、次のような効果を提供する。
第１に、半透過ミラーを構成する第３金属層及び第２透明導電層がソース及びドレイン電極の形成工程後に形成されるため、ソース及びドレイン電極のエッチング液による半透過ミラーの損傷を防止できる。
第２に、半透過ミラーを構成する第３金属層及び第２透明導電層がソース及びドレイン電極の形成工程後に形成されるため、材料選択の自由度が高くなる。
第３に、ソース及びドレイン電極上にキャッピング層を形成することで、ソース及びドレイン電極の厚さを縮めることができ、配線の腐食を防止して製品寿命を延長させることができる。
第４に、５回のマスク工程で半透過ミラーを備えた有機発光ディスプレイ装置を製造できる。
本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図である。 前記製造方法により形成された有機発光ディスプレイ装置を概略的に示した断面図である。
以下、添付された図面に示した本発明の望ましい実施形態を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
まず、図１ないし図１８を参照して、本発明の一実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を説明する。
図１ないし図１７は、本実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の製造過程を概略的に示した断面図であり、図１８は、前記製造方法により形成された有機発光ディスプレイ装置を概略的に示した断面図である。
図１を参照すれば、基板１０上にバッファ層１１及び半導体層１２が順次に形成されている。
基板１０は、ＳｉＯ２を主成分とする透明材質のガラス材で形成される。基板１０上には、基板１０の平滑性及び不純元素の浸透の遮断のために、ＳｉＯ２及び／またはＳｉＮｘなどを含むバッファ層１１がさらに備えられる。
バッファ層１１及び半導体層１２は、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＰＣＶＤ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣＶＤ）法、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ＣＶＤ）法など多様な堆積方法により堆積される。
バッファ層１１上には、半導体層１２が堆積される。半導体層１２は、非晶質シリコンまたは結晶質シリコンからなることができる。この時、結晶質シリコンは、非晶質シリコンを結晶化して形成されてもよい。非晶質シリコンを結晶化する方法は、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＳＰＣ（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｚａｔｉｏｎ）法、ＥＬＡ（Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）法、ＭＩＣ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｚａｔｉｏｎ）法、ＭＩＬＣ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｚａｔｉｏｎ）法、ＳＬＳ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ）法など多様な方法により結晶化される。
図２を参照すれば、半導体層１２上に第１フォトレジストＰ１を塗布し、光遮断部Ｍ１１及び光透過部Ｍ１２を備えた第１フォトマスクＭ１を利用して第１マスク工程を実施する。
図２には詳細に示していないが、露光装置（図示せず）で第１フォトマスクＭ１に露光した後、現像、エッチング及びストリッピングまたはアッシングのような一連の工程を経る。
図３を参照すれば、第１フォトマスク工程の結果によって、前記半導体層１２はパターニングされて、薄膜トランジスタの活性層２１２、及びキャパシタの第１電極３１２になる。
図４を参照すれば、図３の構造物上に第１絶縁層１３、第１透明導電層１４及び第１金属層１５が順次に積層される。
第１絶縁層１３は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘからなる単層または複層を備え、薄膜トランジスタのゲート絶縁膜及びキャパシタの誘電層の役割を行う。
第１透明導電層１４は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）からなるグループから選択された少なくとも一つ以上を含む。
第１金属層１５は、Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｌｉ，Ｃａ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｗ，Ｃｕのうち選択された一つ以上の金属を含む。本実施形態において、第１金属層１５は、アルミニウムを含む。
一方、前記第１金属層１５は、多層の金属層１５ａ，１５ｂ，１５ｃを備えるが、本実施形態では、Ａｌ層１５ｂを中心として上下側のそれぞれにＭｏ層１５ａ，１５ｃが形成された３層構造（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ）が採用された。しかし、本発明は、これに限定されず、多様な材料及び多様な層で前記第１金属層１５を形成できる。
図５を参照すれば、前記第１金属層１５上に第２フォトレジストＰ２を塗布し、光遮断部Ｍ２１及び光透過部Ｍ２２を備えた第２フォトマスクＭ２を利用して第２マスク工程を実施する。
図６を参照すれば、第２マスク工程の結果によって、前記第１透明導電層１４及び第１金属層１５は、それぞれ画素電極の基底層１１４，１１５、薄膜トランジスタのゲート電極２１４，２１５、及び前記キャパシタの第２電極３１４，３１５にパターニングされる。
図７を参照すれば、前記第２マスク工程の結果により形成されたゲート電極２１４，２１５をセルフアラインマスクとして使用して、活性層２１２にイオン不純物をドーピングする。その結果、活性層２１２は、イオン不純物がドーピングされたソース及びドレイン領域２１２ａ，２１２ｂ、その間のチャネル領域２１２ｃを備えることになる。すなわち、ゲート電極２１４，２１５をセルフアラインマスクとして使用することで、別途のフォトマスクを設けることなく、ソース及びドレイン領域２１２ａ，２１２ｂを形成できる。
図８を参照すれば、前記第２マスク工程の結果の構造物上に第２絶縁層１６及び第３フォトレジストＰ３を塗布し、光遮断部Ｍ３１及び光透過部Ｍ３２を備えた第３フォトマスクＭ３を利用して第３マスク工程を実施する。
図９を参照すれば、第３マスク工程の結果によって、第２絶縁層１６には、前記画素電極の基底層１１４，１１５を開口させる第１開口１１６ａ、前記薄膜トランジスタのソース及びドレイン領域２１２ａ，２１２ｂを露出させるコンタクトホール２１６ａ，２１６ｂ、及び前記キャパシタの第２電極３１４，３１５を開口させる第２開口３１６が形成される。
図９は、前記第２絶縁層１６に対するエッチング工程後、第１開口１１６ａに露出された画素電極の基底層１１５、及び第２開口３１６に露出されたキャパシタの第２電極３１５をエッチングして除去した状態を示している。
一方、前記第１開口１１６ａとコンタクトホール２１６ａ，２１６ｂとの間に、第２絶縁層１６が除去されていない画素電極の第１透明導電層１１４上には、第１金属層１１５ａが残存する。この第１金属層１１５ａと第２絶縁層１６とを貫通するビアホール１１６ｂも、前記第３マスク工程で形成される。
図１０を参照すれば、図９の構造物上に第２金属層１７を形成する。
第２金属層１７は、前記第１金属層１５と同様に、Ａｌ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｍｇ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｎｄ，Ｉｒ，Ｃｒ，Ｌｉ，Ｃａ，Ｍｏ，Ｔｉ，Ｗ，Ｃｕのうち選択された一つ以上の金属を含む。本実施形態において、第２金属層１７は、前記第１金属層１５と同様にアルミニウムを含む。
また、前記第２金属層１７は、多層の金属層１７ａ，１７ｂ，１７ｃを含むが、本実施形態では、第１金属層１５と同様に、Ａｌ層１７ｂを中心として上下側のそれぞれにＭｏ層１７ａ，１７ｃが形成された３層構造（Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏ）が採用された。しかし、本発明は、これに限定されず、多様な材料及び多様な層で前記第２金属層１７を形成できる。
図１１を参照すれば、前記第２金属層１７上に第４フォトレジストＰ４を塗布し、光遮断部Ｍ４１及び光透過部Ｍ４２を備えた第４フォトマスクＭ４を利用した第４マスク工程を実施する。
図１２を参照すれば、画素電極の第１開口１１６ａ及びキャパシタの第２開口３１６上の第２金属層１７は除去され、ビアホ―ル１１６ｂ及びコンタクトホール２１６ａ，２１６ｂに形成された第２金属層１７は、それぞれ画素電極の第１透明導電層１１４、及びソース及びドレイン領域２１２ａ，２１２ｂと電気的に接続されて、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂを形成する。
図１３を参照すれば、ゲート電極２１５が除去されたキャパシタの第１透明導電層３１４にイオン不純物をドーピングして、半導体層１２で形成されたキャパシタの第１電極３１２の導電性を高めることによって、キャパシタの容量を増加させることができる。
図１４を参照すれば、図１３の構造物上に第３金属層１８及び第２透明導電層１９を順次に形成する。
第３金属層１８は、反射物質を含む。本実施形態では、反射物質としてＡｇを使用したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、反射性質を有する多様な物質が前記第３金属層１８に使用可能である。
第２透明導電層１９は、前述した第１透明導電層１４と同様に、ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯ，Ｉｎ２Ｏ３，ＩＧＯ及びＡＺＯを含むグループから選択された少なくとも一つ以上を含む。
図１５を参照すれば、前記第３金属層１８及び第２透明導電層１９上に第５フォトレジストＰ５を塗布し、光遮断部Ｍ５１及び光透過部Ｍ５２を備えた第５フォトマスクＭ５を利用した第５マスク工程を実施する。
図１６を参照すれば、前記第５マスク工程の実施結果、前記第３金属層１８及び第２透明導電層１９は、画素電極の上部層１１８，１１９、ソース電極２１７ａを覆うキャッピング層２１８ａ，２１９ａ及びドレイン電極２１７ｂを覆うキャッピング層２１８ｂ，２１９ｂとなる。
画素電極の上部層１１８，１１９は、反射物質を含む第３金属層１８と第２透明導電層１９とで構成されるため、反射物質を含む第３金属層１１８の厚さを適当に調節することで、光を一部透過または一部反射させる。すなわち、一部透過及び一部反射が可能な画素電極の上部層１１８，１１９は、光共振構造を採用する有機発光ディスプレイ装置の半透過ミラーとして使われる。
本実施形態において、半透過ミラーとして機能する画素電極の上部層１１８，１１９は、前述したゲート電極２１４，２１５及び画素電極の基底層１１４，１１５を形成する第２マスク工程、画素電極の基底層１１４，１１５の一部をエッチングする第３マスク工程、及びソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂを形成する第４マスク工程以後に形成される。すなわち、半透過ミラーとして機能する画素電極の上部層１１８，１１９は、第５マスク工程でソース及びドレイン電極のキャッピング層２１８ａ，２１９ａ，２１８ｂ，２１９ｂの形成時、前記画素電極の基底層１１４，１１５を形成する第１透明導電層の上部に形成される。
半透過ミラーの機能を行う第３金属層１８と第２透明導電層１９とを備える画素電極の上部層１１８，１１９を、ゲート電極２１４，２１５を形成する第２マスク工程で形成したならば、すなわち、ゲート電極の下部層２１４が第３金属層１８と第２透明導電層１９とをさらに備えるように形成した場合、ゲート電極の全体の積層厚が厚くなるので、ゲート電極及びゲート電極に連結された配線（図示せず）の形成が不利になる。
また、かかる半透過ミラーが画素電極を構成する第１金属層１５の下部に形成されれば、画素電極に形成された第１金属層１５を除去する第３マスク工程で、半透過ミラーは、前記第１金属層１５を除去するためのエッチング液による損傷を受ける。特に、本実施形態のように半透過ミラーがＡｇを含み、第１金属層１５がＡｌを含む場合、前記半透過ミラーのアルミニウムエッチング液による損傷は深刻となる。
また、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂを形成する第４マスク工程でも、半透過ミラーは、前記半透過ミラー上に形成される第２金属層１７を除去するためのエッチング工程で損傷を受ける。特に、本実施形態のように半透過ミラーがＡｇを含み、第２金属層１７がＡｌを含む場合、前記半透過ミラーのアルミニウムエッチング液による損傷は深刻となる。
しかし、本発明は、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂの形成工程後に半透過ミラーを形成することで、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂを構成する第２金属層１７のエッチング液による半透過ミラーの損傷を防止できる。したがって、半透過ミラーを構成する材料を選択するにおいて自由度が高くなる。
また、本発明は、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂ上にキャッピング層２１８ａ，２１８ｂ，２１９ａ，２１９ｂを形成することで、キャッピング層２１８ａ，２１８ｂ，２１９ａ，２１９ｂの厚さ程度、ソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂ及びソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂに連結された配線（図示せず）を薄く形成できる。したがって、配線のパターン形成が容易である。また、前記配線は、キャッピング層２１８ａ，２１８ｂ，２１９ａ，２１９ｂで保護されるため、配線の腐食を抑制して製品の寿命を延長させることができる。
また、本発明は、画素電極が半透過ミラーの機能を行えるため、対向電極を反射ミラーで構成して、光共振構造の有機発光ディスプレイ装置を容易に形成できる。本発明に係る光共振構造は、全体的に５回のマスク工程で形成できるため、少ないマスク工程で有機発光ディスプレイ装置を製造できる。
一方、図１６にはキャパシタの第２電極３１４が前述した第１透明導電層１４のみを備えるものとして示されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、前記第１透明導電層１４を備える第１電極３１４上に、第３金属層１８及び第２透明導電層１９がさらに形成され得ることはいうまでもない。
図１７を参照すれば、画素電極の上部層１１８，１１９のエッジ及びソース及びドレイン電極２１７ａ，２１７ｂ上に、画素定義膜（Ｐｉｘｅｌ Ｄｅｆｉｎｅ Ｌａｙｅｒ：ＰＤＬ）を形成する第４絶縁層２０が形成される。画素定義膜は、発光領域を定義する役割以外に、画素電極の上部層１１８，１１９のエッジと、後述する対向電極２２との間隔を広げて、画素電極の上部層１１８，１１９のエッジ部分で電界が集中する現象を防止することで、画素電極１１４，１１８，１１９と対向電極２２との短絡を防止する役割を行う。
前記第４絶縁層２０は、有機絶縁膜または無機絶縁膜で形成される。また、第４絶縁層２０は、フォトマスクを利用してパターニングするが、本実施形態では、マスク工程の回数を減らすために、インクジェットプリンティングまたはスクリーンプリンティングなどで形成した。
図１８を参照すれば、画素電極の上部層１１８，１１９に、有機発光層２１ａを備える中間層２１及び対向電極２２を形成する。
有機発光層２１ａは、低分子または高分子有機物が使われる。
有機発光層２１ａが低分子有機物で形成される場合、中間層２１は、有機発光層２１ａを中心として、画素電極１１４，１１８，１１９の方向にホール輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）及びホール注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）などが積層され、対向電極２２の方向に電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）及び電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）などが積層される。その他にも、必要に応じて多様な層が積層される。この時、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などをはじめとして多様に適用可能である。
一方、有機発光層２１ａが高分子有機物で形成される場合には、中間層２１は、有機発光層２１ａを中心として、画素電極１１４，１１８，１１９の方向にホール輸送層のみが備えられる。ホール輸送層は、ポリ−（２，４）−エチレン−ジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）やポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティング法により第１電極層５０ａ，５０ｂ，５０ｃの上部に形成できる。この時、使用可能な有機材料として、ポリフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系及びポリフルオレン系などの高分子有機物を使用でき、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザーを利用した熱転写方式などの通常の方法でカラーパターンを形成できる。
このように、有機発光層２１ａを備える中間層２１は、各画素別に、有機発光層２１ａの厚さや、有機発光層２１ａを除いた中間層２１に備えられた他の有機層（図示せず）の厚さを異にして形成することによって、光共振構造を具現できる。
中間層２１上には、共通電極として対向電極２２が堆積される。本実施形態に係る有機発光ディスプレイ装置の場合、画素電極１１４，１１８，１１９は、アノード電極として使われ、対向電極２２は、カソード電極として使われる。電極の極性は、逆に適用され得ることはいうまでもない。
そして、対向電極２２は、光共振構造を具現するために、反射物質を含む反射電極で構成できる。この時、前記対向電極２２は、Ａｌ，Ｍｇ，Ｌｉ，Ｃａ，ＬｉＦ／Ｃａ及びＬｉＦ／Ａｌから選択された一つ以上の物質を含む。
一方、図１８には示していないが、対向電極２２上には、外部の水分や酸素などから有機発光層２１ａを保護するための密封部材（図示せず）及び吸湿剤（図示せず）などがさらに備えられる。
本発明は、図面に示した実施形態を参考にして説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これ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点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。
本発明は、有機発光ディスプレイ装置関連の技術分野に適用可能である。
１０ 基板
１１ バッファ層
１２ 半導体層
１３ 第１絶縁層
１４ 第１透明導電層
１５ 第１金属層
１６ 第２絶縁層
１７ 第２金属層
１８ 第３金属層
１９ 第２透明導電層
２０ 第４絶縁層
２１ 中間層
２１ａ 有機発光層
２２ 対向電極
１１４，１１８，１１９ 画素電極
２１２ 活性層
２１２ａ ソース領域
２１２ｂ ドレイン領域
２１２ｃ チャネル領域
２１４，２１５ ゲート電極
２１７ａ ソース電極
２１７ｂ ドレイン電極
２１８ａ，２１９ａ ソース電極のキャッピング層
２１８ｂ，２１９ｂ ドレイン電極のキャッピング層
３１２ キャパシタの第１電極
３１４ キャパシタの第２電極

Claims (26)

  1. 基板上に形成された薄膜トランジスタの活性層と、
    前記活性層及び第１絶縁層上に形成され、第１透明導電層及び第１金属層を備えるゲート電極と、
    前記ゲート電極及び第２絶縁層上に形成され、前記第２絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて前記活性層に連結された第２金属層、前記第２金属層上に形成された第３金属層、及び前記第３金属層上に形成された第２透明導電層を備えるソース及びドレイン電極と、
    前記第１絶縁層上に形成され、前記第１透明導電層、前記第３金属層、及び前記第２透明導電層を備える画素電極と、
    前記画素電極上に配置され、有機発光層を備える中間層と、
    前記中間層を挟んで前記画素電極に対向して配置される対向電極と、を備えることを特徴とする有機発光ディスプレイ装置。
  2. 前記第３金属層は、反射物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  3. 前記反射物質は、銀を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  4. 前記第１透明導電層及び第２透明導電層は、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、ＩＧＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）、及びＡＺＯ（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｚｉｎｋ Ｏｘｉｄｅ）からなるグループから選択された少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  5. 前記第１金属層及び第２金属層は、多層の金属層を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  6. 前記第１金属層及び第２金属層は、同じ物質からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  7. 前記第１金属層及び第２金属層は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  8. 前記画素電極の第１透明導電層の端部と、前記第３金属層及び第２透明導電層の端部とは、エッチング面が互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  9. 前記画素電極の第１透明導電層の上部、前記第３金属層の側面、及び前記第２絶縁層の下部に、前記第１金属層が配置されたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  10. 前記画素電極の第１透明導電層は、前記第１金属層及び前記第２絶縁層を貫通して形成されたビアホールを通じて、前記ソース及びドレイン電極のうち一つと連結されることを特徴とする請求項９に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  11. 前記活性層と同じ物質を含み、前記活性層と同じ層に形成された第１電極、及び前記第１透明導電層を備え、前記第１絶縁層上に形成された第２電極を備えたキャパシタをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  12. 前記キャパシタの第２電極は、前記第１透明導電層上に、前記第３金属層及び前記第２透明導電層をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  13. 前記画素電極は、前記有機発光層から出射された光を一部透過及び一部反射する半透過ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  14. 前記対向電極は、前記有機発光層から出射された光を反射する反射ミラーであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  15. 前記画素電極のエッジを取り囲み、前記ソース及びドレイン電極を覆う画素定義膜をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
  16. 基板上に半導体層を形成し、前記半導体層をパターニングして薄膜トランジスタの活性層を形成する第１マスク工程と、
    前記活性層上に第１絶縁層、第１透明導電層及び第１金属層を形成し、前記第１透明導電層及び第１金属層をパターニングして、画素電極の基底層及び前記薄膜トランジスタのゲート電極を形成する第２マスク工程と、
    前記基底層及びゲート電極上に第２絶縁層を形成し、前記第２絶縁層をパターニングして、前記基底層の第１透明導電層を露出させる第１開口、前記薄膜トランジスタのソース及びドレイン領域を露出させるコンタクトホールを形成する第３マスク工程と、
    前記第１開口及び前記コンタクトホール上に第２金属層を形成し、前記第２金属層をパターニングして、前記ソース及びドレイン領域に連結されるソース及びドレイン電極を形成する第４マスク工程と、
    前記ソース及びドレイン電極上に第３金属層及び第２透明導電層を形成し、前記第３金属層及び第２透明導電層をパターニングして、前記画素電極の上部層、前記ソース及びドレイン電極のキャッピング層を形成する第５マスク工程と、を含むことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  17. 前記第２マスク工程後、前記ゲート電極をマスクとして、前記ソース及びドレイン領域にイオン不純物をドーピングすることを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  18. 前記第３マスク工程は、前記第２絶縁層に前記第１開口及びコンタクトホールを形成する第１エッチング工程、及び前記第１開口に露出された前記画素電極の基底層の第１金属層を除去する第２エッチング工程を含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  19. 前記第３マスク工程は、前記基底層の第１金属層及び前記第２絶縁層を貫通するビアホールを形成することをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  20. 前記第４マスク工程において、前記ソース及びドレイン電極は、前記コンタクトホール及び前記ビアホール上に同時に形成されることを特徴とする請求項１９に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  21. 前記第５マスク工程後、前記画素電極の上部層を露出させ、前記ソース及びドレイン電極のキャッピング層を覆う第４絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  22. 前記第４絶縁膜の形成は、マスク工程を使用しないことを特徴とする請求項２１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  23. 前記画素電極の上部層に有機発光層を備える中間層、及び前記中間層上に対向電極をさらに形成することを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  24. 前記第３金属層は、反射物質を含み、前記画素電極の上部層は、光を一部透過及び一部反射する半透過ミラーで形成されることを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  25. 前記第１マスク工程において、前記活性層と同じ物質で同じ層にキャパシタの第１電極を形成し、前記第２マスク工程において、前記第１透明導電層でキャパシタの第２電極を形成することを特徴とする請求項１６に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
  26. 前記第３マスク工程後、前記キャパシタの第１電極にイオン不純物をドーピングすることを特徴とする請求項２５に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
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