JP5378584B2 - 有機発光表示装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有機発光表示装置の製造方法に関し、より詳しくは、単純化された有機発光表示装置の製造方法に関するものである。
有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ）は、光を放出する有機発光素子を含んで画像を表示する自発光型表示装置である。有機発光表示装置は、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙａｙ）とは異なり別途の光源が不要であるため、厚さ及び重量を削減することができる。また、有機発光表示装置は、低い消費電力、高い輝度、及び高い反応速度などの優れた特性を有するため、携帯用電子機器の次世代表示装置として注目されている。
一方で、有機発光表示装置が大型化されるのに伴い、大面積の薄膜工程に適した簡単な構造及び単純な製造方法が要求されている。
本発明は、より簡易な構造を有する有機発光表示装置を提供すること、及び、単純化された前記有機発光表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る有機発光表示装置は、基板本体と、前記基板本体上に多結晶シリコンで形成された半導体層と、前記半導体層を覆うゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に順次に積層された透明導電層部及びゲート金属層部で形成されたゲート電極及び画素電極と、を含み、前記画素電極は、前記透明導電層部で形成された発光領域と、前記透明導電層部及び前記ゲート金属層部で形成された非発光領域と、に区分される。
前記ゲート電極は、前記半導体層上に形成され、前記半導体層は、前記ゲート電極と重なったチャンネル領域と、前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域と、に区分されることができる。
前記画素電極の発光領域を露出する開口部を有し、前記ゲート電極及び前記画素電極上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成されたソース電極及びドレイン電極と、をさらに含むことができる。
前記層間絶縁膜は、前記半導体層の前記ソース領域及び前記ドレイン領域、そして前記画素電極の前記非発光領域の一部をそれぞれ露出する複数の接触孔をさらに含むことができる。
前記ソース電極は、前記接触孔を通して前記半導体層のソース領域と接続され、前記ドレイン電極は、前記半導体層のドレイン領域及び前記画素電極の前記非発光領域とそれぞれ接続されることができる。
前記ゲート電極のゲート金属層部、前記ソース電極、及び、前記ドレイン電極は、互いに同一の素材で形成されることができる。
前記ゲート電極のゲート金属層部、前記ソース電極、及び、前記ドレイン電極は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成されることができる。
前記画素電極の発光領域を露出する開口部を有し、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成された画素定義膜と、前記画素定義膜の開口部を通して露出された前記画素電極の発光領域上に形成された有機発光層と、前記有機発光層上に形成された共通電極と、
をさらに含むことができる。
前記半導体層と同一層に多結晶シリコンで形成された第１キャパシター電極と、前記ゲート電極と同一層に同一構造で形成された第２キャパシター電極と、をさらに含むことができる。
また、本発明に係る有機発光表示装置の製造方法は、基板本体上にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記ゲート絶縁膜上に透明導電層及びゲート金属層を順次に形成する段階と、前記透明導電層及び前記ゲート金属層を共にパターニングして透明導電層部及びゲート金属層部を含む複層構造を有する画素電極中間体、及び、ゲート電極を形成する段階と、前記画素電極中間体及び前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する段階と、前記層間絶縁膜に前記画素電極中間体の一部を露出する開口部を形成する段階と、前記層間絶縁膜上にデータ金属層を形成する段階と、前記データ金属層をパターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成し、前記層間絶縁膜の開口部を通して露出された前記画素電極中間体のゲート金属層部を除去して画素電極を形成する段階と、を含む。
前記層間絶縁膜の開口部内に位置する前記データ金属層及び前記ゲート金属層部は、同一のエッチング工程によって連続的にエッチングされて除去されることができる。
前記画素電極は、前記透明導電層部で形成された発光領域と、前記透明導電層部及び前記ゲート金属層部で形成された非発光領域と、に区分されることができる。
前記基板本体及び前記ゲート絶縁膜の間に半導体層を形成する段階をさらに含むことができる。
前記半導体層は、多結晶シリコンで形成され、前記ゲート電極と重なるチャンネル領域と、前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域と、に区分されることができる。
前記層間絶縁膜に開口部を形成するときに、前記半導体層の前記ソース領域、前記ドレイン領域、及び、前記画素電極中間体の前記非発光領域の一部、をそれぞれ露出する複数の接触孔を形成することができる。
前記ソース電極は、前記接触孔を通して前記半導体層のソース領域と接続され、前記ドレイン電極は、前記半導体層のドレイン領域及び前記画素電極の前記非発光領域とそれぞれ接続されることができる。
前記ゲート金属層及び前記データ金属層は、互いに同一の素材で形成されることができる。
前記ゲート電極のゲート金属層部、前記ソース電極、及び、前記ドレイン電極は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成されることができる。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に前記画素電極の発光領域を露出する開口部を有する画素定義膜を形成する段階と、前記画素定義膜の開口部を通して露出された前記画素電極の発光領域上に有機発光層を形成する段階と、前記有機発光層上に共通電極を形成する段階と、をさらに含むことができる。
前記半導体層と同一の層に多結晶シリコンで形成された第１キャパシター電極を形成する段階と、前記ゲート電極と同一の層に同一な素材で第２キャパシター電極を形成する段階と、をさらに含むことができる。
より簡易な構造を有する有機発光表示装置を実現することができる。
また、有機発光表示装置の製造方法を単純化することができる。
本発明の一実施形態による有機発光表示装置の構造を示した平面図である。 図１の有機発光表示装置が有する画素回路を示した回路図である。 図１の有機発光表示装置を部分拡大して示した断面図である。 図３の有機発光表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図３の有機発光表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図３の有機発光表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図３の有機発光表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。 図３の有機発光表示装置の製造過程を順次に示した断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が容易に実施できる程度に詳細に説明する。本発明は、多様な実施形態にて具現され、以下説明する実施形態に限られない。
図面においては、説明をより明確なものとするために、説明に不要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似した構成要素については、同一の参照符号を付した。
また、図面に示された各構成要素の大きさ及び厚さは、説明の便宜のために任意に示したものであるため、本発明が必ずしも示された通りであるとは限らない。
図面においては、多数の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。また、図面においては、説明の便宜のために、一部の層及び領域の厚さを誇張して示した。層、膜、領域、板などの部分がある部分の「上」にまたは「上部」にあるとする時、これはある部分の「直上」にある場合だけでなく、他の要素を介してある部分の上にある場合も含む。
以下、図１〜図３を参照して、本発明の一実施形態に係る有機発光表示装置１０１を説明する。
図１に示すように、有機発光表示装置１０１は、表示領域ＤＡ及び非表示領域ＮＡに区分された基板本体１１１を含む。基板本体１１１の表示領域ＤＡには多数の画素ＰＥが形成されて画像を示し、非表示領域ＮＡには一つ以上の駆動回路８１０、８２０が形成される。しかし、本発明の一実施形態において、必ずしも非表示領域ＮＡに全ての駆動回路８１０、８２０が形成されなければならないのではなく、一部または全く形成されなくてもよい。
図２に示すように、本発明の一実施形態では、一つの画素ＰＥが有機発光素子（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）７０、二つの薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）１０、２０、及び一つのキャパシター（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）８０を備えた２Ｔｒ-１Ｃａｐ構造を有する。しかし、本発明の一実施形態がこれに限定されるものではない。従って、有機発光表示装置１０１は、一つの画素ＰＥに三つ以上の薄膜トランジスター及び二つ以上のキャパシターを備えて、別途の配線がさらに形成されて、多様な構造を有するように形成されてもよい。このように、追加的に形成される薄膜トランジスター及びキャパシターは、補償回路を構成する。
補償回路は、画素ＰＥ毎に形成された有機発光素子７０の均一性を向上させて、画質に偏差が発生するのを抑制する。一般に、補償回路は、２つ〜８つの薄膜トランジスターを含む。
また、基板本体１１１の非表示領域ＮＡ上に形成された駆動回路８１０、８２０（図１参照）も、追加の薄膜トランジスターを含むことができる。
有機発光素子７０は、正孔注入電極であるアノード（ａｎｏｄｅ）電極、電子注入電極であるカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）電極、及び、アノード電極及びカソード電極の間に配置された有機発光層を含む。
本発明の一実施形態において、一つの画素ＰＥは、第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０を含む。
第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０は、それぞれゲート電極、半導体層、ソース電極、及びドレイン電極を含む。また、第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０のうちの一つ以上の薄膜トランジスターは、多結晶シリコンで形成された半導体層を含む。つまり、第１薄膜トランジスター１０及び第２薄膜トランジスター２０のうちの一つ以上の薄膜トランジスターは、多結晶シリコン薄膜トランジスターである。
図２にはゲートライン１５１、データライン１７１、共通電源ライン１７２、と共にキャパシターライン１５２が示されているが、本実施形態が図２に示された構造に限定されるのではない。従って、キャパシターライン１５２は、省略されてもよい。
データライン１７１には第１薄膜トランジスター１０のドレイン電極が接続され、ゲートライン１５１には第１薄膜トランジスター１０のゲート電極が接続される。また、第１薄膜トランジスター１０のソース電極は、キャパシター８０を通してキャパシターライン１５２と接続される。さらに、第１薄膜トランジスター１０のソース電極及びキャパシター８０の間にノードが形成されて、第２薄膜トランジスター２０のゲート電極が接続される。また、第２薄膜トランジスター２０のソース電極には共通電源ライン１７２が接続され、ドレイン電極には有機発光素子７０のアノード電極が接続される。
第１薄膜トランジスター１０は、発光しようとする画素ＰＥを選択するスイッチング素子として機能する。第１薄膜トランジスター１０が導通されるとキャパシター８０は蓄電され、この時に蓄電される電荷量はデータライン１７１から印加される電圧の電位に比例する。また、第１薄膜トランジスター１０が遮断された状態で、キャパシターライン１５２に１フレーム周期で電圧が増加する信号が入力されると、第２薄膜トランジスター２０のゲート電位は、キャパシター８０に蓄電された電位を基準にして印加される電圧のレベルがキャパシターライン１５２から印加される電圧に追従して上昇する。また、第２薄膜トランジスター２０は、ゲート電位がしきい電圧を越えると導通される。共通電源ライン１７２に印加された電圧が第２薄膜トランジスター２０を通して有機発光素子７０に印加されて、有機発光素子７０は発光する。
このような画素ＰＥの構成は、前述したものに限定されず、当業者が容易に変形実施できる範囲内で多様に変形され得る。
以下、図３を参照して、本発明の一実施形態に係る有機発光表示装置１０１を有機発光素子７０、第２薄膜トランジスター２０、及びキャパシター８０の構造を中心に積層順序に従って詳しく説明する。以下、第２薄膜トランジスター２０は薄膜トランジスターと称する。
基板本体１１１は、ガラス、石英、セラミック、又は、プラスチックなどから構成された絶縁性基板で形成される。しかし、本実施形態がこれに限定されるのではなく、基板本体１１１がステンレス鋼などから構成された金属性基板で形成されてもよい。
基板本体１１１上にはバッファー層１２０が形成される。例えば、バッファー層１２０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）の単一膜または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）が積層された二重膜の構造に形成される。バッファー層１２０は、不純物元素または水分などの不要な成分の浸透を防止すると同時に表面を平坦化する役割を果たす。しかし、バッファー層１２０は必須な構成ではなく、基板本体１１１の種類及び工程条件に応じて省略することもできる。
バッファー層１２０上には半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８が形成される。つまり、半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８は同一層に形成される。また、半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８は、多結晶ケイ素膜で形成される。
具体的には、半導体層１３５は、チャンネル領域１３５５と、チャンネル領域１３５５の両側にそれぞれ形成されたソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６とに区分される。半導体層１３５のチャンネル領域１３５５は、不純物がドーピングされない多結晶シリコン膜、つまり真性半導体（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。半導体層１３５のソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６は、不純物がドーピングされた多結晶シリコン膜、つまり不純物半導体（ｉｍｐｕｒｉｔｙ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。
半導体層１３５のソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６にドーピングされる不純物は、Ｐ型不純物及びＮ型不純物のうちのいずれか一つである。不純物の種類は、薄膜トランジスター２０の種類によって異なってもよい。
半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８上にはゲート絶縁膜１４０が形成される。ゲート絶縁膜１４０は、テトラエトキシシラン（ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ、ＴＥＯＳ）、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）、及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のうちの一つ以上を含んで形成される。例えば、ゲート絶縁膜１４０は、厚さが４０ｎｍの窒化ケイ素膜及び厚さが８０ｎｍのテトラエトキシシラン膜が順次に積層された二重膜に形成される。しかし、本実施形態においては、ゲート絶縁膜１４０が前述した構成に限定されるものではない。
ゲート絶縁膜１４０上にはゲート電極１５５、画素電極７１０、及び、第２キャパシター電極１５８が形成される。つまり、ゲート電極１５５、画素電極７１０、及び、第２キャパシター電極１５８は互いに同一層に位置する。第２キャパシター電極１５８は、キャパシターライン１５２（図２に図示）から分岐され、又は、キャパシターライン１５２の一部が第２キャパシター電極１５８として使用される。
ゲート電極１５５は、半導体層１３５のチャンネル領域１３５５と重なるように半導体層１３５上に形成される。ゲート電極１５５は、半導体層１３５を形成する工程において、半導体層１３５のソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６に不純物をドーピングする時に、チャンネル領域１３５５に不純物がドーピングされるのを遮断する役割を果たす。
第２キャパシター電極１５８は、第１キャパシター電極１３８上に形成される。このように、第２キャパシター電極１５８がゲート絶縁膜１４０を間において第１キャパシター電極１３８上に形成されることにより、キャパシター８０が完成される。
また、ゲート電極１５５、画素電極７１０、及び第２キャパシター電極１５８は、それぞれ、ゲート絶縁膜１４０上に順次に積層された透明導電層部１５５１、７１１、１５８１及びゲート金属層部１５５２、７１２、１５８２を含む多層構造に形成される。
透明導電層部１５５１、７１１、１５８１は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、またはＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）などの透明な導電物質で形成される。
ゲート金属層部１５５２、７１２、１５８２は、低抵抗特性において優れている金属で形成される。具体的には、ゲート金属層部１５５２、７１２、１５８２は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成され得る。
一方、画素電極７１０は、透明導電層部７１１だけで形成された発光領域と、透明導電層部７１１及びゲート金属層部７１２が積層形成された非発光領域とに区分される。すなわち、画素電極７１０の発光領域は光を透過させることができる。
画素電極７１０、ゲート電極１５５、及び第２キャパシター電極１５８上には層間絶縁膜１６０が形成される。層間絶縁膜１６０は有機膜で形成される。つまり、層間絶縁膜１６０は、当業者にとって公知である多様な有機物質で形成される。しかし、本実施形態はこれに限定されるのではない。すなわち、層間絶縁膜１６０は、ゲート絶縁膜１４０などの無機膜で形成されてもよい。
層間絶縁膜１６０は、画素電極７１０の一部を露出する開口部１６０５を有する。具体的には、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５は、画素電極７１０の発光領域を露出する。すなわち、画素電極７１０の透明導電層部７１１が層間絶縁膜１６０の開口部１６０５を通して露出される。また、画素電極７１０のゲート金属層部７１２は、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５周辺でアンダーカット（ｕｎｄｅｒｃｕｔ）された形態に形成される。しかし、本実施形態がこれに限定されるものではない。
また、層間絶縁膜１６０は、半導体層１３５のソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６、そして、画素電極７１０の非発光領域、すなわち、ゲート金属層部７１２の一部をそれぞれ露出する複数の接触孔１６０７、１６０６、１６０１をさらに含む。層間絶縁膜１６０上にはソース電極１７７及びドレイン電極１７６が形成される。ソース電極１７７は、層間絶縁膜１６０の複数の接触孔１６０７、１６０６、１６０１を通して半導体層１３５のソース領域１３５７と接続され、ドレイン電極１７６は、半導体層１３５のドレイン領域１３５６及び画素電極７１０の非発光領域とそれぞれ接続される。すなわち、ドレイン電極１７６は、画素電極７１０のゲート金属層部７１２と接触する。
また、ソース電極１７７及びドレイン電極１７６は、ゲート電極１５５のゲート金属膜１５５２と同一な素材で形成される。つまり、ソース電極１７７及びドレイン電極１７６は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成される。
ソース電極１７７及びドレイン電極１７６上には画素定義膜１９０が形成される。画素定義膜１９０は、画素電極７１０の発光領域を露出する開口部１９０５を有する。ここで、画素定義膜１９０の開口部１９０５は、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５と同一、又は、小さい大きさに形成される。
画素定義膜１９０は有機膜で形成される。つまり、画素定義膜１９０は、当業者にとって公知である多様な有機物質で形成される。
画素定義膜１９０の開口部において、画素電極７１０の発光領域、つまり透明導電層部７１１上には有機発光層７２０が形成される。
有機発光層７２０は、発光層、正孔注入層（ｈｏｌｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）、正孔輸送層（ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｏｎｇ ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）、及び、電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）のうちの少なくとも一つ以上を含む多重膜に形成される。前述した複数の層のうち、発光層を除いた他の層は必要に応じて省略することができる。有機発光層７２０が前述した全ての層を含み、画素電極７１０がアノード電極である場合、正孔注入層が画素電極７１０上に配置され、その上に正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が順次に積層される。また、有機発光層７２０は、必要に応じて他の層をさらに含むこともできる。また、発光層を除いた他の層は、画素電極７１０だけでなく画素定義膜１９０上にも形成されてもよい。
有機発光層７２０上には共通電極７３０が形成される。共通電極７３０は、光を効果的に反射し、低抵抗特性において優れている金属で形成される。例えば、共通電極７３０は、マグネシウム（Ｍｇ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、リチウム（Ｌｉ）、クロム（Ｃｒ）、及び、アルミニウム（Ａｌ）のうちの一つ以上の金属、またはこれらの合金により形成される。
従って、有機発光層７２０で発生した光は、画素電極７１０の透明導電層部７１１を通過して外部に放出されて、画像を表示するようになる。すなわち、本実施形態に係る有機発光表示装置１０１は、背面発光型構造を有する。
共通電極７３０上には封止部材２１０が配置される。封止部材２１０は、基板本体１１１と合着密封されて、有機発光素子７０及び薄膜トランジスター２０を保護する。具体的には、封止部材２１０は、封止部材２１０の周縁に沿って配置されたシラント（図示せず）によって基板本体１１１と互いに合着密封される。封止部材２１０は、ガラス、石英、セラミック、及び、プラスチックなどから構成された透明な絶縁性基板で形成される。しかし、本実施形態がこれに限定されるものではない。すなわち、封止部材２１０としてメタルキャップ（ｍｅｔａｌ ｃａｐ）が使用されたり、封止薄膜層が使用されてもよい。
上述した構成によって、本形態に係る有機発光表示装置１０１は、より簡単な構造を有することができる。具体的には、画素電極７１０が薄膜トランジスター２０のゲート電極１５５と同一層に同一な素材で形成される。すなわち、画素電極７１０が別途の層に別途の素材で形成されないため、有機発光表示装置１０１の全体的な構造が簡素化され、製造過程を単純化することができる。
また、画素電極７１０をゲート電極１５５と同一層に形成しても、有機発光表示装置１０１は効果的に背面発光型構造を実現することができる。
以下、図４〜図８を参照して、本発明の一実施形態による有機発光表示装置１０１の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、基板本体１１１上にバッファー層１２０を形成する。例えば、バッファー層１２０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機絶縁物質がＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｔｉｏｎ）などの公知の蒸着方法で基板本体１１１上に全面蒸着されて形成される。
次に、バッファー層１２０上に多結晶シリコン膜を形成する。多結晶シリコン膜は、まず非晶質シリコン膜を形成し、これを結晶化させる方法で形成される。非晶質シリコン膜は、ＰＥＣＶＤなどの公知の方法で形成される。また、非晶質シリコン膜を結晶化させる方法としては、当業者にとって公知である多様な方法を使用することができる。例えば、非晶質シリコン膜は、熱、レーザー、ジュール熱、電場、または、触媒金属などを使用して結晶化することができる。また、結晶化工程以前に、非晶質シリコン膜内に存在する水素原子を除去するための脱水素化（ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）工程をさらに行ってもよい。
次に、多結晶シリコン膜を写真エッチング工程によってパターニング（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）して半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８を形成する。
次に、半導体層１３５及び第１キャパシター電極１３８上にゲート絶縁膜１４０を形成する。本実施形態において、ゲート絶縁膜１４０は、厚さが４０ｎｍの窒化ケイ素膜、及び、その上の厚さが８０ｎｍのテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）膜を含む。また、前述した無機膜は、ＰＥＣＶＤなどの公知の方法で形成される。
次に、ゲート絶縁膜１４０上に透明導電層及びゲート金属層を順次に形成する。透明導電層は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、またはＩｎ２Ｏ３（Ｉｎｄｉｕｍ Ｏｘｉｄｅ）などで形成される。ゲート金属層は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成される。例えば、ゲート金属層は、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層膜またはＭｏ／Ｃｕ／Ｍｏの三層膜に形成される。
次に、透明導電層及びゲート金属層を写真エッチング工程によってパターニングしてゲート電極１５５、第２キャパシター電極１５８、及び画素電極中間体７１００を形成する。ゲート電極１５５、第２キャパシター電極１５５、及び画素電極中間体７１００は、順次積層された透明導電層部１５５１、１５８１、７１１及びゲート金属層部１５５２、１５８２、７１２を含む複層構造に形成される。
次に、半導体層１３５に不純物をドーピングして、半導体層１３５をチャンネル領域１３５５と、チャンネル領域１３５５の両側に形成されたソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６とに区分する。ここで、チャンネル領域１３５５は不純物がドーピングされない真性半導体であり、ソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６は不純物がドーピングされた不純物半導体である。ゲート電極１５５は、ソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６に不純物をドーピングする時に、チャンネル領域１３５５に不純物がドーピングされるのを遮断する役割を果たす。
次に、図５に示したように、画素電極中間体７１００、ゲート電極１５５、及び、第２キャパシター電極１５８上に層間絶縁膜１６０を形成する。層間絶縁膜１６０としては、有機膜を使用することができるが、本実施形態がこれに限定されるものではない。すなわち、無機膜を層間絶縁膜１６０として使用してもよい。
次に、写真エッチング工程によって層間絶縁膜１６０に開口部１６０５及び複数の接触孔１６０１、１６０６、１６０７を形成する。層間絶縁膜１６０の開口部１６０５は、画素電極中間体７１００の一部を露出する。また、層間絶縁膜１６０の複数の接触孔は、画素電極中間体７１００の他の一部を露出する画素接触孔１６０１、半導体層１３５のソース領域１３５７、ドレイン領域１３５６をそれぞれ露出するソース接触孔１６０７、ドレイン接触孔１６０６を含む。ここで、ソース接触孔１６０７及びドレイン接触孔１６０６は、ゲート絶縁膜１４０及び層間絶縁膜１６０と共に除去されて形成される。
次に、図６に示すように、層間絶縁膜１６０上にデータ金属層１７００を形成する。データ金属層１７００は、ゲート金属層部１５５２、１５８２、７１２と同様に、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成される。ここで、データ金属層１７００は、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５及び画素接触孔１６０１を通して画素電極中間体７１００のゲート金属層部７１２と接触する。また、データ金属層１７００は、ソース接触孔１６０７及びドレイン接触孔１６０６を通して半導体層１３５のソース領域１３５７及びドレイン領域１３５６と接触する。
次に、図７に示したように、写真エッチング工程によってデータ金属層１７００をパターニングしてソース電極１７７及びドレイン電極１７６を形成し、その後、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５を通して露出された画素電極中間体７１００のゲート金属層部７１２を除去して画素電極７１０を形成する。このように、画素電極７１０は、透明導電層部７１１だけで形成された発光領域と、透明導電層部７１１及びゲート金属層部７１２で形成された非発光領域とを含む。
データ金属層１７００及びゲート金属層部７１２は、同一な素材で形成される。従って、層間絶縁膜１６０の開口部１６０５内で互いに接触するように連続形成されたデータ金属層１７００及びゲート金属層部７１２は、同一なエッチング液を使用した一つのエッチング工程によって同時に除去される。この工程において、ゲート金属層部７１２下に位置する透明導電層部７１１は、金属層とエッチング選択比が異なるため、除去されずに残される。
このように、一つのエッチング工程でソース電極１７７及びドレイン電極１７６を形成し、次に層間絶縁膜１６０の開口部１６０５内でゲート金属層部７１２を除去して画素電極７１０を完成することができる。従って、有機発光表示装置１０１の全体的な製造過程が単純化される。
また、非発光領域に残されたゲート金属層部７１２は、層間絶縁膜１６０の開口部周辺１６０５でアンダーカットされる。しかし、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、エッチング方式によってはゲート金属層部７１２がアンダーカットされなくてもよい。
次に、図８に示したように、ソース電極１７７及びドレイン電極１７６上に画素定義膜１９０を形成する。画素定義膜１９０は、画素電極７１０の発光領域、つまり透明導電層部７１１を露出する開口部１９０５を有する。画素定義膜１９０の開口部１９０５は、層間絶縁膜の開口部と同一、または小さい大きさに形成される。画素定義膜１９０は、当業者にとって公知である多様な有機膜で形成される。
次に、既に図３に示したように、画素定義膜１９０の開口部１９０５を通して露出された画素電極７１０上に有機発光層７２０を形成する。さらに、有機発光層７２０上に共通電極７３０を形成して有機発光素子７０を完成する。
このような製造方法によって、本実施形態に係る有機発光表示装置１０１の製造過程をより効果的に単純化することができる。
具体的には、画素電極７１０、ゲート電極１５５、及び第２キャパシター電極１５８を含むゲート配線を一つのマスクを利用して形成することができる。また、一つのマスクを利用した工程で画素電極７１０及びゲート電極１５５を形成して、背面発光型構造を有する有機発光表示装置１０１を効果的に製造することができる。
以上、本発明を実施形態により説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではない。すなわち、特許請求の範囲の概念及び範囲を逸脱しない限り、多様な修正及び変形が可能であることを当業者は容易に理解することができるであろう。
１０１ 有機発光表示装置、
１１１ 基板本体、
１０、２０ 薄膜トランジスター、
７０ 有機発光素子、
８０ キャパシター、
１２０ バッファー層、
１３５ 半導体層、
１３８ キャパシター電極、
１４０ ゲート絶縁膜、
１５１ ゲートライン、
１５２ キャパシターライン、
１５５ ゲート電極、
１５８ キャパシター電極、
１６０ 層間絶縁膜、
１７１ データライン、
１７２ 共通電源ライン、
１９０ 画素定義膜、
２１０ 封止部材、
７１０ 画素電極、
７２０ 有機発光層、
７３０ 共通電極、
８１０、８２０ 駆動回路、
１３５５ チャンネル領域、
１３５６ ドレイン領域、
１３５７ ソース領域、
１５５１、７１１、１５８１ 透明導電層部、
１５５２、７１２、１５８２ 金属層部、
１６０５ 開口部、
１６０７、１６０６、１６０１ 接触孔、
１７００ データ金属層、
１９０５ 開口部、
７１００ 画素電極中間体。

Claims (11)

  1. 基板本体上にゲート絶縁膜を形成する段階と、
    前記ゲート絶縁膜上に透明導電層及びゲート金属層を順次に形成する段階と、
    前記透明導電層及び前記ゲート金属層を共にパターニングして透明導電層部及びゲート金属層部を含む複層構造を有する画素電極中間体、及び、ゲート電極を形成する段階と、
    前記画素電極中間体及び前記ゲート電極上に層間絶縁膜を形成する段階と、
    前記層間絶縁膜に前記画素電極中間体の一部を露出する開口部を形成する段階と、
    前記層間絶縁膜上にデータ金属層を形成する段階と、
    前記データ金属層をパターニングしてソース電極及びドレイン電極を形成し、前記層間絶縁膜の開口部を通して露出された前記画素電極中間体のゲート金属層部を除去して画素電極を形成する段階と、
    を含むことを特徴とする有機発光表示装置の製造方法。
  2. 前記層間絶縁膜の開口部内に位置する前記データ金属層及び前記ゲート金属層部は、同一のエッチング工程によって連続的にエッチングされて除去されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  3. 前記画素電極は、前記透明導電層部で形成された発光領域と、前記透明導電層部及び前記ゲート金属層部で形成された非発光領域と、に区分されることを特徴とする請求項２に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  4. 前記基板本体及び前記ゲート絶縁膜の間に半導体層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  5. 前記半導体層は、多結晶シリコンで形成され、前記ゲート電極と重なるチャンネル領域と、前記チャンネル領域の両側に形成されたソース領域及びドレイン領域と、に区分されることを特徴とする請求項４に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  6. 前記層間絶縁膜に開口部を形成するときに、前記半導体層の前記ソース領域、前記ドレイン領域、及び、前記画素電極中間体の前記非発光領域の一部、をそれぞれ露出する複数の接触孔を形成することを特徴とする請求項５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  7. 前記ソース電極は、前記接触孔を通して前記半導体層のソース領域と接続され、前記ドレイン電極は、前記半導体層のドレイン領域及び前記画素電極の前記非発光領域とそれぞれ接続されることを特徴とする請求項６に記載の有機発光表示装置の製造方法。
  8. 前記ゲート金属層及び前記データ金属層は、互いに同一の素材で形成されることを特徴とする請求項２〜７のいずれか一つに記載の有機発光表示装置の製造方法。
  9. 前記ゲート電極のゲート金属層部、前記ソース電極、及び、前記ドレイン電極は、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれか一つで形成された金属膜とモリブデン（Ｍｏ）で形成された金属膜とを含む多層膜に形成されることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一つに記載の有機発光表示装置の製造方法。
  10. 前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に前記画素電極の発光領域を露出する開口部を有する画素定義膜を形成する段階と、
    前記画素定義膜の開口部を通して露出された前記画素電極の発光領域上に有機発光層を形成する段階と、
    前記有機発光層上に共通電極を形成する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の有機発光表示装置の製造方法。
  11. 前記半導体層と同一の層に多結晶シリコンで形成された第１キャパシター電極を形成する段階と、
    前記ゲート電極と同一の層に同一な素材で第２キャパシター電極を形成する段階と、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の有機発光表示装置の製造方法。
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