KR101074803B1 - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
제조 공정을 단순화하고 전기적 특성을 용이하게 향상할 수 있도록, 본 발명은 화소 영역과 비화소 영역이 정의되는 기판, 상기 화소 영역에 배치되는 박막 트랜지스터, 상기 비화소 영역에 배치되는 배선부, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 중간층 상에 형성되는 대향 전극을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 활성층, 상기 활성층과 절연되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 절연되고 상기 활성층과 전기적으로 연결되며 제1 도전층, 제2 도전층, 제3 도전층이 차례로 적층되어 형성된 소스/드레인 전극을 구비하고, 상기 배선부는 상기 제1 도전층과 동일한 재료로 형성되고, 상기 소스/드레인 전극 중 어는 하나는 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장되고, 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극과 상기 중간층이 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 제조 공정을 단순화하고 전기적 특성을 용이하게 향상할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
근래에 디스플레이 장치는 휴대가 가능한 박형의 평판 표시 장치로 대체되는 추세이다. 평판 디스플레이 장치 중에서도 유기 또는 무기 발광 표시장치는 자발광형 디스플레이 장치로서 시야각이 넓고 콘트라스트가 우수할 뿐 만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점이 있어서 차세대 디스플레이 장치로 주목 받고 있다. 또한 발광층의 형성 물질이 유기물로 구성되는 유기 발광 표시 장치는 무기 발광 표시 장치에 비해 휘도, 구동 전압 및 응답속도 특성이 우수하고 다양한 색상을 구현할 수 있는 장점을 갖고 있다.
유기 발광 표시 장치는 유기 발광층을 중심으로 캐소드 전극, 애노드 전극이 배치되고, 이러한 양 전극들에 전압을 가하면 양 전극들에 연결된 유기 발광층에서 가시광선을 발생하게 된다.
유기 발광 표시 장치는 다수의 박막을 포함하고, 각 박막에 원하는 형태의 미세한 패턴을 형성된다. 이러한 미세한 패턴을 형성하기 위하여 많은 공정이 수행된다. 이 때 패턴을 형성하는 방법으로는 다양한 방법이 사용될 수 있는데 마스크를 이용한 포토 리소그래피법을 주로 이용하고 있다.
포토 리소그래피법은 정밀한 제어가 필요한 공정이다. 또한 마스크를 이용하여 패턴을 형성하는 데에는 포토 레지스트 형성, 노광, 현상, 식각 등 다수의 작업을 요한다. 그러므로 이러한 마스크를 이용한 포토 리소그래피법의 공정이 많아짐에 따라 유기 발광 표시 장치의 공정이 복잡해지고 공정 시간이 늘어나며 공정 관리가 용이하지 않아 많은 불량이 발생하였다.
또한 박막을 중첩함에 따라 유기 발광 표시 장치의 두께가 전체적으로 두꺼워져 사용자가 원하는 박막의 장치를 구현하는데 한계가 있었다.
또한 유기 발광 표시 장치에는 다양한 전극 및 배선들이 포함되고, 이러한 전극과 배선들은 도전성 박막으로 형성된다. 유기 발광 표시 장치의 발광 특성 및 전기적 특성은 이러한 전극 및 배선들의 구성 및 재료에 따라 크게 변하는 경향이 있다.
본 발명은 제조 공정을 단순화하고 전기적 특성을 용이하게 향상할 수 있는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 화소 영역과 비화소 영역이 정의되는 기판, 상기 화소 영역에 배치되는 박막 트랜지스터, 상기 비화소 영역에 배치되는 배선부, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고 유기 발광층을 구비하는 중간층 및 상기 중간층 상에 형성되는 대향 전극을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터는 활성층, 상기 활성층과 절연되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 절연되고 상기 활성층과 전기적으로 연결되며 제1 도전층, 제2 도전층, 제3 도전층이 차례로 적층되어 형성된 소스/드레인 전극을 구비하고, 상기 배선부는 상기 제1 도전층과 동일한 재료로 형성되고, 상기 소스/드레인 전극 중 어는 하나는 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장되고, 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극과 상기 중간층이 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치를 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 소스/드레인 전극 상에 형성되고 개구부를 구비하는 화소 정의막을 더 포함하고, 상기 개구부상에 상기 중간층이 형성되고, 상기 중간층은 상기 개구부를 통하여 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장된 전극과 접촉할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 도전층은 Ti를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제2 도전층은 Ag를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제3 도전층은 ITO, IZO, ZnO 및 In2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 게이트 전극 상에는 상기 게이트 전극과 상기 소스/ 드레인 전극을 절연하는 평탄화막이 형성되고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 평탄화막 상에 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 활성층과 동일한 층에 상기 활성층과 동일한 물질로 형성된 캐패시터 제1 전극 및 상기 캐패시터 제1 전극과 절연되고 상기 캐패시터 제1 전극에 대응하도록 상기 캐패시터 제1 전극의 상부에 상기 게이트 전극과 동일한 층에 상기 게이트 전극과 동일한 물질로 형성되는 캐패시터 제2 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 캐패시터 제1 전극 및 캐패시터 제2 전극은 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극의 하부에 대응되도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 화소 영역과 비화소 영역이 정의되는 기판을 준비하는 단계, 상기 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 비화소 영역에 배선부를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 형성하는 단계 및 상기 중간층 상에 대향 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 활성층을 형성하는 단계, 상기 활성층과 절연되는 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극과 절연되고 상기 활성층과 전기적으로 연결되며 제1 도전층, 제2 도전층, 제3 도전층이 차례로 적층되는 소스/드레인 전극을 형성하는 단계를 구비하고, 상기 배선부는 상기 제1 도전층과 동일한 재료로 형성되고, 상기 소스/드레인 전극 중 어는 하나는 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장되고, 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극과 상기 중간층이 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법을 개시한다.
본 발명에 있어서 상기 소스/드레인 전극과 상기 배선부는 동시에 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 소스/드레인 전극 상에 개구부를 구비하는 화소 정의막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 개구부상에 상기 중간층이 배치되고, 상기 중간층은 상기 개구부를 통하여 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장된 전극과 접촉하도록 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제1 도전층은 Ti를 포함하도록 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제2 도전층은 Ag를 포함하도록 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 제3 도전층은 ITO, IZO, ZnO 및 In2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하도록 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 게이트 전극 상에 상기 게이트 전극과 상기 소스/드레인 전극을 절연하는 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 평탄화막 상에 배치되도록 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 활성층과 동일한 층에 상기 활성층과 동일한 물질로 캐패시터 제1 전극을 형성하는 단계 및 상기 캐패시터 제1 전극과 절연되고 상기 캐패시터 제1 전극에 대응하도록 상기 캐패시터 제1 전극의 상부에 상기 게이트 전극과 동일한 층에 상기 게이트 전극과 동일한 물질로 캐패시터 제2 전극을 형성하 는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서 상기 캐패시터 제1 전극 및 캐패시터 제2 전극은 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극의 하부에 대응되도록 형성할 수 있다.
본 발명에 관한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법은 제조 공정을 단순화하고 전기적 특성을 용이하게 향상할 수 있다.
이하 첨부된 도면들에 도시된 본 발명에 관한 실시예를 참조하여 본 발명의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 도 1의 ⅡA-ⅡA, ⅡB-ⅡB의 확대도이다.
본 실시예의 유기 발광 표시 장치(100)는 기판(101)상에 정의된 화소 영역(A1) 및 비화소 영역(A2)을 포함한다. 화소 영역(A1)에는 가시 광선을 구현하는 복수의 화소들이 배치되는데 각 화소에는 박막 트랜지스터(Thin film transistor:TFT) 및 유기 발광층을 구비하는 중간층(116)이 배치된다. 도 1의 ⅡA-ⅡA선 및 도 2의 ⅡA-ⅡA부분은 설명의 편의를 위하여 일 화소를 도시하고 있다.
비화소 영역(A2)은 화소 영역(A1)보다 작게 형성되는 것이 바람직하고, 비화소 영역(A2)은 화소 영역(A1)에 인접하도록 배치된다. 비화소 영역(A2)에는 화소 영역(A1)에 전기적 신호 또는 전원을 인가하는 배선부(120)가 배치된다. 배선 부(120)는 후속 공정에서 외부 회로들(미도시)과 전기적으로 연결된다.
화소 영역(A1)에 박막 트랜지스터(TFT)가 형성되는데 도 2에는 한 개의 박막 트랜지스터를 도시하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않고 필요한 경우 복수의 박막 트랜지스터가 포함될 수도 있다.
박막 트랜지스터(TFT)는 활성층(103), 게이트 전극(106) 및 소스/드레인 전극(110)을 포함한다.
구체적으로 도 2를 참조하면서 각 부재의 구성에 대하여 설명하기로 한다.
먼저 기판(101)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명한 유리 재질로 이루어질 수 있다. 기판(101)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재질로 형성할 수도 있다. 플라스틱 재질은 절연성 유기물인 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(PET, polyethyeleneterepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기물일 수 있다.
화상이 기판(101)방향으로 구현되는 배면 발광형인 경우에 기판(101)은 투명한 재질로 형성해야 한다. 그러나 화상이 기판(101)의 반대 방향으로 구현되는 전 면 발광형인 경우에 기판(101)은 반드시 투명한 재질로 형성할 필요는 없다. 이 경우 금속으로 기판(101)을 형성할 수 있다. 금속으로 기판(101)을 형성할 경우 기판(101)은 탄소, 철, 크롬, 망간, 니켈, 티타늄, 몰리브덴, 스테인레스 스틸(SUS), Invar 합금, Inconel 합금 및 Kovar 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(101)은 금속 포일로 형성할 수도 있다.
기판(101)의 상부에 평활한 면을 형성하고 기판(101)상부로 불순 원소가 침투하는 것을 차단하기 위하여 기판(101)의 상부에 버퍼층(102)을 형성할 수 있다. 버퍼층(102)은 SiO2 및/또는 SiNx 등으로 형성할 수 있다.
버퍼층(102)상에 소정 패턴의 활성층(103)이 형성된다. 활성층(103)은 아모퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기 반도체나 유기 반도체로 형성될 수 있고 소스 영역, 드레인 영역 및 채널 영역을 포함한다.
소스 및 드레인 영역은 아모퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘으로 형성한 활성층(103)에 불순물을 도핑하여 형성할 수 있다. 3족 원소인 붕소(B)등으로 도핑하면 p-type, 5족 원소인 질소(N)등으로 도핑하면 n-type 반도체를 형성할 수 있다.
이 때 버퍼층(102)상부에 활성층(103)과 이격되도록 캐패시터 제1 전극(104)이 형성될 수 있다. 캐패시터 제1 전극(104)은 아모퍼스 실리콘 또는 폴리 실리콘과 같은 무기 반도체나 유기 반도체로 형성될 수 있다.
활성층(103) 및 캐패시터 제1 전극(104)의 상부에는 게이트 절연막(105)이 형성되고, 게이트 절연막(105)상부의 소정 영역에는 게이트 전극(106)이 형성된다. 게이트 절연막(105)은 활성층(103)과 게이트 전극(106)을 절연하기 위한 것으로 유기물 또는 SiNx, SiO2같은 무기물로 형성할 수 있다.
게이트 전극(106)은 Au, Ag, Cu, Ni, Pt, Pd, Al, Mo, 또는 Al:Nd, Mo:W 합금 등과 같은 금속 또는 금속의 합금으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않고 인접층과의 밀착성, 적층되는 층의 평탄성, 전기 저항 및 가공성등을 고려하여 다양한 재료를 사용할 수 있다. 게이트 전극(106)은 TFT 온/오프 신호를 인가하는 게이트 라인(미도시)과 연결되어 있다.
한편, 게이트 절연막(105)상부에는 캐패시터 제1 전극(104)과 대응하도록 캐패시터 제2 전극(107)을 형성할 수 있다. 캐패시터 제2 전극(107)은 게이트 전극(106)과 동일한 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서 일 캐패시터를 형성하도록 게이트 절연막(105)을 사이에 두고 형성된 캐패시터 제1 전극(104) 및 캐패시터 제2 전극(107)은 각각 활성층(103) 및 게이트 전극(107)과 동일한 층에 형성되므로 유기 발광 표시 장치(100)의 두께를 효과적으로 감소한다.
게이트 전극(106) 및 캐패시터 제2 전극(107)의 상부로는 컨택홀을 구비하는 평탄화막(108)이 형성된다. 평탄화막(108)은 다양한 절연 물질로 형성할 수 있다. 예를 들어 산화물, 질화물과 같은 무기물로도 형성이 가능하고 유기물로도 형성이 가능하다.
평탄화막(108)을 형성하는 무기 절연막으로는 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등이 포함될 수 있고, 유기 절연막으로는 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등이 포함될 수 있다. 평탄화막(108)은 무기 절연막과 유기 절연막의 복합 적층체로도 형성될 수 있다.
컨택홀을 통해 소스/드레인 전극(110)이 활성층(103)의 소스 및 드레인 영역에 접하도록 형성한다. 또한 이때 소스/드레인 전극(110) 중 어느 하나의 전극은 화소 전극의 역할을 하도록 길게 연장된다.
소스/드레인 전극(110)은 제1 도전층(111), 제2 도전층(112) 및 제3 도전층(113)을 포함한다. 제1 도전층(111)은 전기적 특성 및 내구성이 우수하고, 하부막과의 접촉 특성이 우수한 Ti를 함유하는 것이 바람직하다. 제2 도전층(112)은 제1 도전층(111)상에 형성되고 반사형 금속막을 이루도록 Ag를 함유하는 것이 바람직하다. Ag는 반사율 특성이 우수하여 제2 도전층(112)상에서 반사한 빛으로 인하여 중간층(116)내부에서의 재결합(Recombination)효율을 향상할 수 있다. 또한 Ag는 전기적 저항이 낮고 용융점이 높아 소스/드레인 전극(110)의 전체적인 전기적 특성 및 내구성을 향상한다.
제3 도전층(113)은 제2 도전층(112)상에 형성되고 투과형 도전막으로 형성할 수 있는데, 일함수가 높은 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3와 같은 투명 물질 가운데 선 택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
소스/드레인 전극(110)이 3중막 구조로 형성되고 최상부인 제3 도전층(113)이 일함수가 높은 물질을 포함하므로 소스/드레인 전극(110) 중 어느 하나의 전극이 애노드 전극 기능을 하는 화소 전극이 될 수 있다.
본 실시예의 소스/드레인 전극(110) 중 어느 하나의 전극은 길게 형성되어 화소 전극의 역할을 할 수 있으므로 별도의 화소 전극을 필요로 하지 않는다. 이로 인하여 유기 발광 표시 장치(100)의 전체적인 두께를 얇게 할 수 있다. 또한 유기 발광 표시 장치(100)의 구조가 더욱 간결해져 불량 발생을 최소화하고 공정 단순화를 이룰 수 있다.
또한 게이트 전극(106)과 소스/드레인 전극(110)을 절연하는 층간 절연막, 소스/드레인 전극(110)을 덮는 패시베이션막을 모두 필요로 하지 않고 평탄화막(108)만이 필요하다. 이를 통하여 유기 발광 표시 장치(100)의 전체적인 두께가 감소 효과 및 간결한 구조로 인한 효과를 증대한다.
한편 평탄화막(108)상부에 비화소 영역에는 배선부(120)가 형성된다. 즉 배선부(120)는 소스/드레인 전극(110)중 제1 도전층(111)과 동일한 재료로 형성한다. 즉 배선부(120)는 Ti를 함유한다. 배선부(120)는 소스/드레인 전극(110)과 동일한 층에 형성되는데 전기적 특성이 우수하고 내구성이 우수한 Ti를 함유하여 후속 공정에서 손상을 방지하고 회로 구동의 전기적 특성을 향상한다. 또한 배선부(120)를 복수의 도전층으로 형성할 경우 각 층의 계면으로 수분이 침투하여 배선부(120)가 손상되고, 또한 각 층간의 전위차로 인하여 갈바닉 효과로 인한 부식이 발생할 수 있다. 그러나 본 실시예에서 배선부(120)를 단일막으로 형성하여 수분 침투 및 갈바닉 효과로 인한 부식 및 손상을 방지할 수 있다.
소스/드레인 전극(110) 및 배선부(120)의 상부에 화소 정의막(115)(pixel define layer)이 형성된다. 화소 정의막(115)은 소스/드레인 전극(110) 중 길게 형성되어 화소 전극의 기능을 하는 전극의 상면을 노출하도록 형성된다. 구체적으로 제3 도전층(113)의 상면의 영역이 노출되도록 한다. 이를 위하여 화소 정의막(115)은 개구부(115a)를 구비한다. 화소 정의막(115)은 유기물 또는 무기물로 형성할 수 있다.
화소 정의막(115)에 형성된 개구부(115a)를 통하여 노출된 소스/드레인 전극(110)상에 유기 발광층을 구비하는 중간층(116)을 형성한다. 그리고, 중간층(116)상에 대향 전극(117)을 형성한다. 대향 전극(117)은 전체 화소들을 모두 덮도록 형성할 수 있고 캐소드 전극이 될 수 있다.
중간층(116)은 가시 광선을 발생하는 유기 발광층을 구비한다. 중간층(116)은 화소 전극의 역할을 하는 소스/드레인 전극(110)과 대향 전극(117)의 전기적 구동에 의해 발광한다.
중간층(116)은 유기물로 형성할 수 있다. 중간층(116)의 유기 발광층이 저분자 유기물로 형성되는 경우 유기 발광층을 중심으로 소스/드레인 전극(110)의 방향으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL) 및 홀 주입층(hole injection layer: HIL) 등이 적층되고, 대향 전극(117) 방향으로 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 적층된다. 이외 에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층될 수 있다. 중간층(116)에 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘 (N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯해 다양한 적용 예가 포함될 수 있다.
한편, 중간층(116)의 유기 발광층이 고분자 유기물로 형성되는 경우에는 유기 발광층을 중심으로 소스/드레인 전극(110)의 방향으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL)만이 포함될 수 있다. 상기 고분자 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용하여 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅의 방법에 의해 소스/드레인 전극(110) 상부에 형성되며, 고분자 유기 발광층은 PPV, Soluble PPV's, Cyano-PPV, 폴리플루오렌(Polyfluorene) 등을 사용할 수 있으며 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사방식 등의 통상의 방법으로 컬러 패턴을 형성할 수 있다.
대향 전극(117)은 일함수가 작은 금속 즉, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca 및 이들의 화합물을 증착한 후, 그 위에 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 등의 투명 도전물질을 증착하여 형성할 수 있다.
기판(101)의 일 면에 대향하도록 밀봉 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 밀봉 부재(미도시)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(112) 등을 보호하기 위해 형성하는 것으로 밀봉 부재(미도시)는 투명한 재질로 형성된다. 이를 위해 글라스, 플라스틱 또는 유기물과 무기물의 복수의 중첩된 구조일 수도 있다.
도 3a 내지 도 3g는 본 발명이 도 1의 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개략적인 단면도이다.
먼저 도 3a를 참조하면 기판(101)상에 버퍼층(102)이 형성되고, 버퍼층(102)상에 활성층(103) 및 캐패시터 제1 전극(104)을 형성한다. 활성층(103) 및 캐패시터 제1 전극(104)은 서로 이격되도록 소정의 패턴을 갖는데, 1개의 박막을 형성한 후에 1개의 마스크를 이용한 포토 리소그래피법을 이용하여 활성층(103) 및 캐패시터 제1 전극(104)을 동시에 형성할 수 있다.
그리고 나서 도 3b를 참조하면 활성층(103) 및 캐패시터 제1 전극(104)상에 게이트 절연막(105)을 형성하고, 게이트 절연막(105)상에 게이트 전극(106) 및 캐패시터 제2 전극(107)을 형성한다. 게이트 전극(106) 및 캐패시터 제2 전극(107)은 서로 이격되도록 소정의 패턴을 갖는데, 1개의 박막을 형성한 후에 1개의 마스크를 이용한 포토 리소그래피법을 이용하여 게이트 전극(106) 및 캐패시터 제2 전극(107)을 동시에 형성할 수 있다.
그리고 나서 도 3c를 참조하면 게이트 전극(106) 및 캐패시터 제2 전극(107)을 덮도록 절연 물질로 평탄화막(108)을 형성하고 평탄화막(108)에 콘택홀을 형성한다. 이 때 평탄화막(108)에 콘택홀을 형성하여 활성층(103)의 소스 영역 및 드레인 영역이 노출되도록 한다. 이러한 콘택홀 형성을 위하여 포토 리소그래피법이 이용될 수 있다.
그리고 나서 도 3d를 참조하면 제1 도전층(111), 제2 도전층(112) 및 제3 도 전층(113)을 차례로 적층한다. 제1 도전층(111)은 내구성 및 전기적 특성이 우수하고, 평탄화막(108)과의 접합성이 우수한 Ti를 함유하는 것이 바람직하고, 제2 도전층(112)은 반사형 도전막이 되도록 Ag를 함유하는 것이 바람직하고, 제3 도전층(113)은 투과형 도전막이 되도록 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고 나서 도 3e를 참조하면 제1 도전층(111), 제2 도전층(112) 및 제3 도전층(113)을 소정의 패턴을 갖도록 패터닝 공정을 진행하여 소스/드레인 전극(110) 및 배선부(120)를 형성한다. 구체적으로 소스/드레인 전극(110)은 제1 도전층(111), 제2 도전층(112) 및 제3 도전층(113)을 포함하고, 배선부(120)는 제1 도전층(111)과 동일한 재료로 형성된다.
소스/드레인 전극(110)과 배선부(120)의 패터닝 공정은 1개의 마스크를 이용한 포토 리소그래피법을 이용할 수 있다. 구체적으로 하프톤(halftone)를 이용하는 것이 바람직하다. 패터닝 공정 중 습식 식각 방법이 사용될 수 있는데, 특히 배선부(120)를 형성하기 위하여 Ti에 비하여 ITO, IZO, ZnO, 또는 In2O3 및 Ag에 대한 식각 특성이 우수한 식각 용액을 이용하여 식각 공정을 진행할 수 있다.
그리고 나서 도 3f를 참조하면 소스/드레인 전극(110)상에 화소 정의막(115)을 형성한다. 화소 정의막(115)은 개구부(115a)를 구비하는데, 개구부(115a)를 통하여 소스/드레인 전극(110)중 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장된 전극의 상면이 노출된다. 구체적으로 제3 도전층(113)이 노출된다.
그리고 나서 도 3g를 참조하면 화소 정의막(115)의 개구부(115a)로 노출된 소스/드레인 전극(110)의 제3 도전층(113)상에 중간층(116)을 형성한다. 중간층(116)은 유기 발광층을 포함한다. 중간층(116)상에 대향 전극(117)을 형성하여 최종적으로 유기 발광 표시 장치(100)가 제조된다. 중간층(116) 및 대향 전극(117)을 형성하는 재료는 전술한 실시예와 동일하므로 설명을 생략한다.
도시하지 않았으나 기판(101)의 일 면에 대향하도록 밀봉 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 밀봉 부재(미도시)는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 중간층(112)등을 보호하기 위해 형성하는 것으로 밀봉 부재(미도시)는 투명한 재질로 형성된다. 이를 위해 글라스, 플라스틱 또는 유기물과 무기물의 복수의 중첩된 구조일 수도 있다.
본 발명은 소스/드레인 전극(110) 중 어느 하나의 전극이 화소 전극의 역할을 하게 되므로 화소 전극을 형성하기 위한 공정이 별도로 필요하지 않다. 특히 화소 전극의 패터닝을 위한 포토 리소그래피법이 필요하지 않으므로 공정 제어가 용이하고 공정 진행 시 불량률이 현저하게 감소한다. 또한 별도로 화소 전극을 형성하기 위한 도전층 또는 절연층과 같은 박막들을 필요로 하지 않으므로 유기 발광 표시 장치(100)의 전체적인 두께를 감소할 수 있다.
본 발명의 소스/드레인 전극(110)은 제1 도전층(111), 제2 도전층(112) 및 제3 도전층(113)을 포함하는데, 제1 도전층(111)은 Ti를 함유하여 소스/드레인 전극(110)의 전기적 특성, 내구성 및 평탄화막(108)과 접합성이 향상된다. 또한 제2 도전층(112)은 Ag를 함유하여 소스/드레인 전극(110)에서의 반사율을 높인다. 중간층(116)의 유기 발광층에서 발생한 가시 광선이 제2 도전층(112)에서 반사하여 중 간층(116)방향으로 향하게 되어 중간층(116)에서 재결합(recombination)효율이 향상된다. 결과적으로 유기 발광 표시 장치(100)의 발광 특성을 향상할 수 있다.
또한 본 발명은 배선부(120)를 제1 도전층(111)과 동일한 재료를 포함하도록 소스/드레인 전극(110)과 동시에 형성할 수 있다. 이 때 배선부(120)는 내구성 및 전기적 특성이 우수한 Ti를 함유하므로 내구성 및 전기적 특성이 향상된다. 또한 배선부(120)가 복수층으로 형성 시 발생할 수 있는 각층 계면으로의 수분 침투 및 각 층간 갈바닉 효과로 인하여 발생하는 부식을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 마스크를 필요로 하지 않고 캐패시터 제1 전극(104) 및 캐패시터 제2 전극(107)을 용이하게 형성할 수 있다. 또한 캐패시터 제1 전극(104)을 활성층(103)과 동일한 층에 형성하고 캐패시터 제2 전극(107)을 게이트 전극(106)과 동일한 층에 형성하여 캐패시터 제1, 2 전극(104, 107)을 위한 별도의 층을 형성할 필요가 없으므로 유기 발광 표시 장치(100)의 전체적인 두께가 증가하지 않는다.
또한 캐패시터 제1 전극(104) 및 캐패시터 제2 전극(107)은 소스/드레인 전극(110) 중 화소 전극의 기능을 하는 전극의 하부에 대응되도록 형성된다. 이를 통하여 기판(101)의 반대 방향으로 화상을 구현하는 전면 발광 구조에서 개구율 및 휘도의 감소를 방지한다.
도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기 발광 표시 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 2는 도 1의 ⅡA-ⅡA, ⅡB-ⅡB의 확대도이다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1의 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 개략적인 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100: 유기 발광 표시 장치 101: 기판
102: 버퍼층 103: 활성층
104: 캐패시터 제1 전극 105: 게이트 절연막
106: 게이트 전극 107: 캐패시터 제2 전극
108: 평탄화막 110: 소스/드레인 전극
115: 화소 정의막 116: 중간층
117: 대향 전극 120: 배선부
Claims (17)
- 화소 영역과 비화소 영역이 정의되는 기판;상기 화소 영역에 배치되는 박막 트랜지스터;상기 비화소 영역에 배치되는 배선부;상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고 유기 발광층을 구비하는 중간층; 및상기 중간층 상에 형성되는 대향 전극;을 포함하고,상기 박막 트랜지스터는 활성층, 상기 활성층과 절연되는 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 절연되고 상기 활성층과 전기적으로 연결되며 Ti를 함유하는 제1 도전층, 제2 도전층, 제3 도전층이 차례로 적층되어 형성된 소스/드레인 전극을 구비하고,상기 배선부는 상기 제1 도전층과 동일한 층에 Ti를 함유하도록 단일층 구조로 형성되고,상기 소스/드레인 전극 중 어느 하나는 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장되고, 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극과 상기 중간층이 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치.
- 제1 항에 있어서,상기 소스/드레인 전극 상에 형성되고 개구부를 구비하는 화소 정의막을 더 포함하고,상기 개구부상에 상기 중간층이 형성되고, 상기 중간층은 상기 개구부를 통 하여 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장된 전극과 접촉하는 유기 발광 표시 장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,상기 제2 도전층은 Ag를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1 항에 있어서,상기 제3 도전층은 ITO, IZO, ZnO 및 In2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치.
- 제1 항에 있어서,상기 게이트 전극 상에는 상기 게이트 전극과 상기 소스/드레인 전극을 절연하는 평탄화막이 형성되고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 평탄화막 상에 형성되는 유기 발광 표시 장치.
- 제1 항에 있어서,상기 활성층과 동일한 층에 상기 활성층과 동일한 물질로 형성된 캐패시터 제1 전극; 및상기 캐패시터 제1 전극과 절연되고 상기 캐패시터 제1 전극에 대응하도록 상기 캐패시터 제1 전극의 상부에 상기 게이트 전극과 동일한 층에 상기 게이트 전극과 동일한 물질로 형성되는 캐패시터 제2 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
- 제7 항에 있어서,상기 캐패시터 제1 전극 및 캐패시터 제2 전극은 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극의 하부에 대응되도록 배치되는 유기 발광 표시 장치.
- 화소 영역과 비화소 영역이 정의되는 기판을 준비하는 단계;상기 화소 영역에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;상기 비화소 영역에 배선부를 형성하는 단계;상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되고 유기 발광층을 구비하는 중간층을 형성하는 단계; 및상기 중간층 상에 대향 전극을 형성하는 단계를 포함하고,상기 박막 트랜지스터를 형성하는 단계는 활성층을 형성하는 단계, 상기 활성층과 절연되는 게이트 전극을 형성하는 단계, 상기 게이트 전극과 절연되고 상기 활성층과 전기적으로 연결되며 Ti를 함유하는 제1 도전층, 제2 도전층, 제3 도전층이 차례로 적층되는 소스/드레인 전극을 형성하는 단계를 구비하고,상기 배선부는 상기 제1 도전층과 동일한 층에 Ti를 함유하도록 단일층 구조로 형성되고,상기 소스/드레인 전극 중 어느 하나는 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장되고, 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극과 상기 중간층이 전기적으로 연결되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 소스/드레인 전극과 상기 배선부는 동시에 형성하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 소스/드레인 전극 상에 개구부를 구비하는 화소 정의막을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 개구부상에 상기 중간층이 배치되고, 상기 중간층은 상기 개구부를 통하여 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하도록 길게 연장된 전극과 접촉하도록 형성하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 삭제
- 제9 항에 있어서,상기 제2 도전층은 Ag를 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 제3 도전층은 ITO, IZO, ZnO 및 In2O3로 이루어지는 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 게이트 전극 상에 상기 게이트 전극과 상기 소스/드레인 전극을 절연하는 평탄화막을 형성하는 단계를 더 포함하고,상기 소스 전극 및 드레인 전극은 상기 평탄화막 상에 배치되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 활성층과 동일한 층에 상기 활성층과 동일한 물질로 캐패시터 제1 전극을 형성하는 단계; 및상기 캐패시터 제1 전극과 절연되고 상기 캐패시터 제1 전극에 대응하도록 상기 캐패시터 제1 전극의 상부에 상기 게이트 전극과 동일한 층에 상기 게이트 전 극과 동일한 물질로 캐패시터 제2 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
- 제16 항에 있어서,상기 캐패시터 제1 전극 및 캐패시터 제2 전극은 상기 소스/드레인 전극 중 화소 전극의 기능을 하는 전극의 하부에 대응되도록 형성하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
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