KR101119046B1 - 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 발광부 및 비발광부를 포함하는 기판; 상기 기판 상에 위치하는 반도체층; 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 게이트 절연막; 상기 반도체층에 대응되게 위치하는 게이트 전극; 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 절연막; 상기 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극 및 상기 기판의 발광부에 위치하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극의 일부를 개구시키는 화소정의막; 상기 화소정의막 상에 위치하며, 상기 기판의 비발광부에 위치하는 스페이서; 상기 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층; 및 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 화소정의막은 무기막이며, 상기 스페이서는 유기막인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

Description

유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법{Organic light emitting display deviece and the fabricating method of the same}
본 발명은 5mask공정으로 형성할 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공함으로써, 마스크를 저감하여 비용을 절감하고, 공정을 단순화하여 생산수율을 높일 수 있는 것에 기술을 제공한다.
평판표시소자(Flat Panel Display Device) 중에서 유기 전계 발광 소자 (Organic Electroluminescence Device)는 자발광이며, 시야각이 넓고, 응답속도가 1ms이하로 빠르고, 얇은 두께와 낮은 제작비용 및 높은 콘트라스트(Contrast) 등의 특성을 나타낸다.
유기 전계 발광 소자는 애노드 전극과 캐소드 전극 사이에 유기발광층을 포함하고 있어 애노드 전극으로부터 공급받는 정공과 캐소드 전극으로부터 받은 전자가 유기발광층 내에서 결합하여 정공-전자 쌍인 여기자를 형성하고 다시 상기 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생되는 에너지에 의해 발광하게 된다.
일반적으로 상기 유기 전계 발광 소자는 각 화소마다 박막트랜지스터(Thin Film Transistor)를 장착하여 유기전계발광소자의 화소수와 상관없이 일정한 전류를 공급함에 따라 안정적인 휘도를 나타낼 수 있으며 또한 전력소모가 적어, 고해상도및 대형 디스플레이의 적용에 유리하다는 장점을 갖고 있다.
그러나, 이러한 유기전계발광표시와 장치는 공정이 복잡하여 제조공정에서 상당수의 마스크를 필요로하며, 이는 비용이 많이 요구되는 단점이 있다. 따라서, 가격 경쟁력을 가지기 위해서는 마스크를 절감하고, 공정을 단축할 수 있는 연구가 절실히 필요하다.
본 발명은 종래의 상당수의 마스크를 사용함으로써 생산비용이 큰 유기전계발광표시장치에 있어서, 마스크를 저감하여 비용을 절감하고, 생산수율을 높일 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 발광부 및 비발광부를 포함하는 기판; 상기 기판 상에 위치하는 반도체층; 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 게이트 절연막; 상기 반도체층에 대응되게 위치하는 게이트 전극; 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 절연막; 상기 절연막 상에 위치하며, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극 및 상기 기판의 발광부에 위치하는 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 위치하며, 상기 제 1 전극의 일부를 개구시키는 화소정의막; 상기 화소정의막 상에 위치하며, 상기 기판의 비발광부에 위치하는 스페이서; 상기 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층; 및 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 제 2 전극을 포함하며, 상기 화소정의막은 무기막이며, 상기 스페이서는 유기막인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 유기전계발광표시장치에 있어서, 화소정의막을 최적화된 무기막으로 형성하여 적용하고, 스페이서와 화소정의막을 동시에 형성함으로써, 마스크 공정 및 생산 시간을 단축하여 비용을 줄일 수 있고, 생산 수율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1a 내지 도 1h는 본 발명의 실시예 1에 따른 유기전계발광표시장치에 관한 도면이고,
도 1i 내지 1l는 실리콘 질화막이 형성된 화소전극의 사진이고,
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시예 2에 따른 유기전계발광표시장치에 관한 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
(실시예 1)
도 1a 내지 도 1h는 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
먼저 도 1a를 참조하면, 발광부(a)와 비발광부(b)를 포함하는 기판(100)을 제공하고, 상기 기판(100)은 유리 또는 플라스틱과 같은 물질로 형성한다. 그 후에, 상기 기판(100)상에 버퍼층(110)을 형성한다. 상기 버퍼층(110)은 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)법 또는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition)법을 이용하여 실리콘 산화막, 실리콘 질화막과 같은 절연막을 이용하여 단층 또는 이들의 복층으로 형성한다.
그리고 나서, 도 1b를 참조하면, 상기 기판(100) 제 1 마스크를 사용하여 상에 반도체층(120)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 기판(100) 전면에 걸쳐 게이트 절연막(130)을 형성한다. 이때, 상기 게이트 절연막(130)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 이중층일 수 있다.
그 후에, 도 1c를 참조하면, 상기 게이트 절연막(130) 상에 위치하며, 상기 반도체층(120)에 대응되는 게이트 전극(140)을 형성한다. 상기 게이트 전극(140)은 제 2마스크를 사용하여 형성하며, 상기 게이트 전극(140)은 알루미늄(Al) 또는 알루미늄-네오디뮴(Al-Nd)과 같은 알루미늄 합금의 단일층이나, 크롬(Cr) 또는 몰리브덴(Mo) 합금 위에 알루미늄 합금이 적층된 다중층을 게이트 전극용 금속층(도시안됨)을 형성하고, 사진 식각공정으로 상기 게이트 전극용 금속층을 식각하여 형성한다.
그리고 나서, 도 1d를 참조하면, 상기 기판(100) 상에 상기 반도체층(120)의 일부를 개구시키는 콘택홀(A)을 갖는 절연막(150)을 형성한다. 상기 절연막(150)은 제 3마스크를 사용하여 형성하며, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 또는 이들의 다중층 등의 무기막과 평탄화막으로 통상적으로 사용되는 유기계 물질로서 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아마이드(poly amaide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질을 혼합막을 사용하여 형성한다.
그 후에, 상기 도 1e를 참조하면, 상기 절연막(150) 상에 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극(160a,160b) 및 제 1 전극(170)을 형성한다.
이때, 상기 소스/드레인 전극(160a,160b) 및 제 1 전극(170)은 소스/드레인 전극용 금속막(미도시)과 제 1 전극용 금속막(미도시)이 순차적으로 적층되어 진 막을 제 4마스크를 사용하여 동시에 형성하였다.
상기 소스/드레인 전극용 금속막(미도시)은 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 몰리브덴텅스텐(MoW), 텅스텐 실리사이드(WSi2), 몰리브데늄 실리사이드(MoSi2) 및 알루미늄(Al)중에서 선택되는 어느 하나로 형성될 수 있고, 상기 제 1 전극용 금속막은 ITO 또는 IZO 및 반사막을 포함하는 다중충 중 어느 하나로 형성할 수 있다. 상기 반사만은 Ag, Al 및 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
그리고 나서, 상기 기판 전면에 걸쳐, 화소정의막(173) 물질막과 스페이서(175) 물질막을 형성한다. 이때, 상기 화소정의막(173) 물질막은 무기막으로써, 바람직하게 실리콘 질화막(SiNx)을 사용하여 형성하며, 상기 스페이서(175) 물질막은 통상적으로 유기계 물질로서 벤조사이클로부텐(Benzo Cyclo Butene;BCB), 폴리이미드(polyimide;PI), 폴리아마이드(poly amaide;PA), 아크릴 수지 및 페놀수지로 이루어진 군에서 선택되는 1종으로 형성한다.
그리고 나서, 도 1f를 참조하며, 상기 스페이서(175)를 하프톤 마스크인 제 5마스크를 사용하여, 유기막을 애싱하여 상기 발광부 상에 위치하는 유기막을 일부를 제거하고, 비발광부상의 일부에는 유기막 패턴을 남게 한다.
그 후에, 상기 무기막으로 이루어진 화소정의막(173)물질을 건식식각으로 애칭하여 제 1 전극(170)의 일부를 노출시킨다. 따라서, 무기막인 화소정의막(173) 물질막의 일부를 에칭하여 제거하여, 발광부에 위치하는 제 1 전극의 일부를 노출시켜 화소를 정의하는 화소정의막(173)을 형성하고, 유기막은 에칭하여 비발광부 상에 위치하는 유기막 패턴인 스페이서(175)를 형성하는 것이다.
이때, 상기 화소정의막(173)을 무기막으로 형성함으로써, 기존에 화소정의막을 유기막으로 형성하였을 때 소스/드레인 전극과 제 1 전극이 나란히 형성되어 있을 경우, 소스/드레인 전극이 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 하나의 마스크 공정으로 화소정의막(173) 및 스페이서(175)를 형성함으로써, 신뢰성 있는 소자의 생산 및 비용의 절감이 가능하다.
또한, 상기 화소정의막(173)이 되는 무기막인 실리콘 질화막(SiNx)을 형성할 때는, 실란가스와 암모늄가스의 유량을 조절하여 상기 실리콘 질화막이 실리콘을 18w% 이하로 포함하도록 형성한다. 왜냐하면, ITO전극 상에 실리콘 질화막으로 화소정의막을 형성할 때, 실리콘 질화막의 실리콘 함량이 많을수록 ITO의 인듐(In)이 실리콘 질화막으로 올라오게 되어, 화소층에 영향을 주어 소자특성에 영향을 주기 때문이다.
도 1i 내지 1l은 실리콘 질화막이 도포된 화소영역의 사진으로써, 1i는 실리콘 질화막의 실리콘 함량이 47w%, 1j는 실리콘 함량이 40w%, ik는 실리콘 함량이 31w%, il은 실리콘 함량이 18w%으로써, 1i의 사진을 참조하면, 실리콘 질화막으로 흡수된 인듐이 가장 많고, 실리콘함량의 줄어들수록 인듐의 양이 줄어들고, 실리콘 함량이 18w%인 경우 흡수된 인듐을 관찰할 수 없는 것을 알 수 있다.
그리고 나서, 도 1g를 참조하면, 상기 노출된 제 1 전극(170) 상에 유기발광층을 포함하는 유기막층(170)을 형성하고, 상기 기판 전면에 걸쳐 제 2 전극을 형성하여 본 발명의 실시예 1에 따른 유기전계발광표시장치를 완성한다.
(실시예 2)
도 2a 내지 도 2h는 본 발명의 실시예 2에 따른 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
도 2a 를 참조하면, 실시예 1과 동일하게 발광부(a)와 비발광부(b)를 포함하는 기판(200)을 제공하고, 상기 기판(100)은 유리 또는 플라스틱과 같은 물질로 형성한다. 그 후에, 상기 기판(100)상에 버퍼층(210)을 형성한다. 상기 버퍼층(210)은 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition)법 또는 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition)법을 이용하여 실리콘 산화막, 실리콘 질화막과 같은 절연막을 이용하여 단층 또는 이들의 복층으로 형성한다.
그 후에, 도 2b를 참조하면, 상기 기판(200) 상에 제 1 마스크를 사용하여 게이트 전극(120)을 형성한 후, 기판(200) 전면에 걸쳐 게이트 절연막(230)을 형성한다. 상기 게이트 전극(120) 및 게이트 절연막(230)을 형성하는 것은 실시예 1과 동일하게 적용하여 형성한다.
그리고 나서, 도 2c를 참조하면, 상기 게이트 절연막(230) 상에 상기 게이트 전극(220)에 대응하는 반도체층(240)을 형성한다. 이때, 상기 반도체층(240)은 제 2 마스크를 사용하여 형성한다.
그 후에, 도 2d를 참조하면, 상기 반도체층(240) 상에 제 3 마스크를 사용하여, 상기 반도체층(240)의 손상을 방지하는 식각저지층(250)을 형성한다. 그리고 나서, 제 4 마스크를 사용하여, 상기 반도체층(240)과 전기적으로 소스/드레인 전극(260a, 260b) 및 제 1 전극을 형성한다.
이때, 상기 소스/드레인 전극(260a,260b)와 제 1 전극(270)은 동일한 물질은 소스/드레인 전극용 금속막(미도시) 및 제 1 전극용 금속막이 적층되어 형성되어 있으며, 동일한 마스크를 이용하여, 동시에 패터닝되어 형성된다. 또한, 상기 소스/드레인 전극(260a,260b) 및 제 1 전극(270)의 하부에는 콘택층(255)이 위치하며, 상기 반도체층(240)과 상기 소스/드레인 전극(260a, 260b) 사이에는 상기 콘택층(255)이 위치한다.
그리고 나서, 도 2e를 참조하면, 상기 기판(200) 전면에 걸쳐 화소정의막(273)용 물질막 및 스페이서(235)용 물질막을 형성한다.
이때, 상기 상기 화소정의막(273)용 물질막은 무기막으로 형성하고, 상기 스페이서(235)용 물질막은 유기막으로 형성하는 것으로써, 실시예 1에 기재한 바와 동일하게 화소정의막(273)용 물질막 및 스페이서(275)용 물질막을 형성한다.
그 후에, 도 2f를 참조하면, 제 5 마스크를 사용하여, 상기 상기 스페이서(235)용 물질막을 애싱하여, 상기 기판(200)의 발광부(a) 일부를 노출시키도록 식각한다. 이때, 상기 제 5 마스크는 실시예1에 기재한 바와 동일한 것으로, 하프톤 마스크로써, 유기막의 식각 정도를 조절할 수 있다.
그리고 나서, 도2g를 참조하면, 무기막인 상기 화소정의막(273)용 물질막을 식각하여, 상기 제 1 전극(270)의 일부를 노출시키며 화소를 정의하는 화소정의막(273) 및 상기 기판(200)의 비발광부(b) 상에 위치하는 스페이서를 형성한다.
그 다음에, 도 2h를 참조하면, 상기 노출된 제 1 전극(270) 상에 위치하는 유기발광층을 포함하는 유기막층(280)을 형성하며, 상기 기판 전면에 걸쳐 위치하는 제 2 전극(290)을 형성하여, 본 발명의 실시예 2에 따른 유기전계발광표시장치를 완성한다.
상기 실시예 2는 실시예 1과 비교하였을 때, 게이트 전극과 반도체층의 위치만 상이할 뿐, 적용한 반도체층, 게이트 전극, 소스/드레인 전극, 제 1 전극 및 제 2 전극물질은 적용은 실시예 1과 동일하다.

Claims (30)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 발광부와 비발광부를 포함하는 기판을 제공하고,
    상기 기판 상에 반도체층 형성하고,
    상기 기판 전면에 걸쳐 게이트 절연막을 형성하고,
    상기 게이트 절연막 상에 상기 반도체층과 대응되는 게이트 전극을 형성하고,
    상기 기판 전면에 걸쳐 절연막을 형성하고,
    상기 절연막 상에 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소스/드레인 전극 및 제 1 전극을 형성하고,
    상기 제 1 전극의 일부를 노출시키는 화소정의막 및 스페이서를 형성하고,
    상기 노출된 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층을 형성하고,
    상기 기판 전면에 걸쳐 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며, 상기 화소정의막은 무기막으로 형성하고, 상기 스페이서는 유기막으로 형성하고, 상기 화소정의막과 상기 스페이서는 동일한 마스크로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 마스크는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 소스/드레인 전극과 상기 제 1 전극은 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 화소정의막은 건식식각을 애칭하는 것을 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 소스/드레인 전극은 소스/드레인 전극용 금속막과 제 1 전극용 금속막을 적층하여 복층으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 화소정의막은 실리콘의 함량이 18w% 이하인 실리콘 질화막으로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 발광부와 비발광부를 포함하는 기판을 제공하고,
    상기 기판 상에 비발광부에 위치하는 게이트 전극을 형성하고,
    상기 기판 전면에 걸쳐 게이트 전극을 형성하고,
    상기 게이트 전극에 대응되게 반도체층을 형성하고,
    상기 반도체층과 연결되는 비발광부 상의 소스/드레인 전극 및 발광부 상의 제 1 전극을 형성하고,
    상기 제 1 전극의 일부를 노출시키는 화소정의막 및 스페이서를 형성하고,
    상기 노출된 제 1 전극 상에 위치하는 유기막층을 형성하고,
    상기 기판 전면에 걸쳐 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하며, 상기 화소정의막은 무기막으로 형성하고, 상기 스페이서는 유기막으로 형성하고,
    상기 화소정의막 및 스페이서는 동일한 마스크로 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  25. 삭제
  26. 제 24항에 있어서,
    상기 마스크는 하프톤 마스크인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  27. 제 24항에 있어서,
    상기 소스/드레인 전극과 상기 제 1 전극은 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  28. 제 24항에 있어서,
    상기 화소정의막은 건식식각을 애칭하는 것을 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  29. 제 24항에 있어서,
    상기 소스/드레인 전극 및 제 1 전극 하부에 콘택층을 더 포함할 수 있도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  30. 제 24항에 있어서,
    상기 화소정의막은 실리콘의 함량이 18w% 이하인 실리콘 질화막이 되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
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