KR101978779B1 - Organic Light Emitting Diode Display And Method For Manufacturing The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는, 기판 위에 화소 영역을 정의하는 스캔 배선, 데이터 배선 및 구동 전류 배선; 상기 화소 영역에 형성되며, 금속 산화물 반도체 층 그리고 상기 금속 산화물 반도체 층 위에 형성된 에치 스토퍼, 상기 금속 산화물 반도체 층의 일측부에 접촉하며 이중 금속층을 갖는 소스 전극 및 상기 금속 산화물 반도체 층의 타측부에 접촉하며 상기 이중 금속층을 갖는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 그리고 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 화소 영역 내에 형성된 유기발광 다이오드를 포함한다.The present invention relates to an organic light emitting diode display and a method of manufacturing the same. An organic light emitting diode display device according to the present invention includes a scan line, a data line, and a drive current line for defining a pixel region on a substrate; An etch stopper formed on the metal oxide semiconductor layer, a source electrode having a double metal layer in contact with one side of the metal oxide semiconductor layer, and a source electrode formed on the other side of the metal oxide semiconductor layer, A thin film transistor including the drain electrode having the double metal layer; And an organic light emitting diode connected to the thin film transistor and formed in the pixel region.
Description
본 발명의 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 금속 산화물 반도체 물질을 채택함에 있어서, 마스크 공정수를 줄이고, 열 처리 과정에서 발생할 수 있는 손상을 방지하는 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다The present invention relates to an organic light emitting diode display and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to an organic light emitting diode display device having a structure for reducing the number of mask processes and preventing damages that may occur during a heat treatment process, and a method of manufacturing the same, in adopting a metal oxide semiconductor material
최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판 표시장치들이 개발되고 있다. 이러한 평판 표시장치에는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP) 및 전계발광장치 (Electroluminescence Device, EL) 등이 있다.2. Description of the Related Art Recently, various flat panel display devices capable of reducing weight and volume, which are disadvantages of cathode ray tubes (CRTs), have been developed. Such flat panel display devices include a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescence device (EL) have.
전계발광장치는 발광층의 재료에 따라 무기 전계발광장치와 유기발광 다이오드장치로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다.The electroluminescent device is divided into an inorganic electroluminescent device and an organic light emitting diode device depending on the material of the light emitting layer, and is self-luminous device that emits itself, has a high response speed, and has a large luminous efficiency, brightness and viewing angle.
도 1은 유기발광 다이오드의 구조를 나타내는 도면이다. 유기발광 다이오드는 도 1과 같이 전계발광하는 유기 전계발광 화합물층과, 유기 전계발광 화합물층을 사이에 두고 대향하는 캐소드 전극(Cathode) 및 애노드 전극(Anode)을 포함한다. 유기 전계발광 화합물층은 정공주입층(Hole injection layer, HIL), 정공수송층(Hole transport layer, HTL), 발광층(Emission layer, EML), 전자수송층(Electron transport layer, ETL) 및 전자주입층(Electron injection layer, EIL)을 포함한다. 1 is a view showing a structure of an organic light emitting diode. The organic light emitting diode includes an organic electroluminescent compound layer that electroluminesces as shown in FIG. 1 and a cathode electrode and an anode that face each other with the organic electroluminescent compound layer interposed therebetween. The organic electroluminescent compound layer includes a hole injection layer (HIL), a hole transport layer (HTL), an emission layer (EML), an electron transport layer (ETL), and an electron injection layer layer, EIL).
유기발광 다이오드는 애노드 전극(Anode)과 캐소드 전극(Cathode)에 주입된 정공과 전자가 발광층(EML)에서 재결합할 때의 여기 과정에서 여기자(excition)가 형성되고 여기자로부터의 에너지로 인하여 발광한다. 유기발광다이오드 표시장치는 도 1과 같은 유기발광다이오드의 발광층(EML)에서 발생하는 빛의 양을 전기적으로 제어하여 영상을 표시한다.In the organic light emitting diode, an excitation is formed in the excitation process when the holes and electrons injected into the anode electrode and the cathode electrode recombine in the light emitting layer (EML), and the organic light emitting diode emits light due to energy from the exciton. The organic light emitting diode display device displays an image by electrically controlling the amount of light generated in the emission layer (EML) of the organic light emitting diode as shown in FIG.
전계발광소자인 유기발광 다이오드의 특징을 이용한 유기발광 다이오드 표시장치(Organic Light Emitting Diode display: OLEDD)에는 패시브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Passive Matrix type Organic Light Emitting Diode display, PMOLED)와 액티브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(Active Matrix type Organic Light Emitting Diode display, AMOLED)로 대별된다.2. Description of the Related Art An organic light emitting diode display (OLEDD) using an organic light emitting diode as an electroluminescent device includes a passive matrix type organic light emitting diode display (PMOLED) Type organic light emitting diode display device (Active Matrix type Organic Light Emitting Diode Display (AMOLED)).
액티브 매트릭스 타입의 유기발광 다이오드 표시장치(AMOLED)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: 혹은 "TFT")를 이용하여 유기발광 다이오드에 흐르는 전류를 제어하여 화상을 표시한다.An active matrix type organic light emitting diode display device (AMOLED) displays an image by controlling a current flowing in an organic light emitting diode using a thin film transistor (or "TFT").
도 2는 AMOLED에서 한 화소의 구조를 나타내는 등가 회로도의 한 예이다. 도 3은 AMOLED에서 한 화소의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 3에서 절취선 I-I'로 자른 AMOLED의 구조를 나타내는 단면도이다.2 is an example of an equivalent circuit diagram showing the structure of one pixel in AMOLED. 3 is a plan view showing the structure of one pixel in AMOLED. 4 is a cross-sectional view showing the structure of an AMOLED cut in a cutting line I-I 'in FIG.
도 2 내지 3을 참조하면, 액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치는 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT(DT), 구동 TFT(DT)에 접속된 유기발광 다이오드(OLED)를 포함한다.2 to 3, the active matrix organic light emitting diode display device includes a switching thin film transistor ST, a driving TFT DT connected to the switching TFT, and an organic light emitting diode OLED connected to the driving TFT DT .
스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부위에 형성되어 있다. 스위칭 TFT(ST)는 화소를 선택하는 기능을 한다. 스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)에서 분기하는 게이트 전극(SG)과, 반도체 층(SA)과, 소스 전극(SS)과, 드레인 전극(SD)을 포함한다. 그리고 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)에 의해 선택된 화소의 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 역할을 한다. 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG)과, 반도체 층(DA), 구동 전류 배선(VDD)에 연결된 소스 전극(DS)과, 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)과 연결되어 있다. 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 사이에는 유기발광 층(OLE)이 개재되어 있다. 캐소드 전극(CAT)은 기저 전압(VSS)에 연결된다.The switching TFT ST is formed at a portion where the scan line SL and the data line DL intersect each other. The switching TFT ST functions to select a pixel. The switching TFT ST includes a gate electrode SG, a semiconductor layer SA, a source electrode SS, and a drain electrode SD which branch off from the scan line SL. The driving TFT DT serves to drive the organic light emitting diode OLED of the pixel selected by the switching TFT ST. The driving TFT DT includes a gate electrode DG connected to the drain electrode SD of the switching TFT ST and a source electrode DS connected to the semiconductor layer DA and the driving current wiring VDD, DD). The drain electrode DD of the driving TFT DT is connected to the anode electrode ANO of the organic light emitting diode OLED. An organic light emitting layer (OLE) is interposed between the anode electrode ANO and the cathode electrode CAT. The cathode electrode CAT is connected to the base voltage VSS.
좀 더 상세히 살펴보기 위해 도 4를 참조하면, 액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치의 기판(SUB) 상에 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(SG, DG)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 전극(SG, DG) 위에는 게이트 절연막(GI)이 덮고 있다. 게이트 전극(SG, DG)과 중첩되는 게이트 절연막(GI)의 일부에 반도체 층(SA, DA)이 형성되어 있다. 반도체 층(SA, DA) 위에는 일정 간격을 두고 소스 전극(SS, DS)과 드레인 전극(SD, DD)이 마주보고 형성된다. 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)은 게이트 절연막(GI)에 형성된 드레인 콘택 홀(DH)을 통해 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)과 접촉한다. 이와 같은 구조를 갖는 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)를 덮는 보호막(PAS)이 전면에 도포된다. 4, gate electrodes SG and DG of a switching TFT ST and a driving TFT DT are formed on a substrate SUB of an active matrix organic light emitting diode display device. A gate insulating film GI covers the gate electrodes SG and DG. The semiconductor layers SA and DA are formed in a part of the gate insulating film GI which overlaps with the gate electrodes SG and DG. The source electrodes SS and DS and the drain electrodes SD and DD are formed facing each other on the semiconductor layers SA and DA at regular intervals. The drain electrode SD of the switching TFT ST contacts the gate electrode DG of the driving TFT DT through the drain contact hole DH formed in the gate insulating film GI. A protective film PAS covering the switching TFT ST and the driving TFT DT having such a structure is applied to the entire surface.
나중에 형성될 애노드 전극(ANO)의 영역에 해당하는 부분에 칼라 필터(CF)가 형성된다. 칼라 필터(CF)는 가급적 넓은 면적을 차지하도록 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 데이터 배선(DL), 구동 전류 배선(VDD) 및 전단의 스캔 배선(SL)의 많은 영역과 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 칼라 필터(CF)가 형성된 기판은 여러 구성요소들이 형성되어 표면이 평탄하지 못하고, 단차가 많이 형성되어 있다. 따라서, 기판의 표면을 평탄하게 할 목적으로 오버코트 층(OC)을 기판 전면에 도포한다.A color filter CF is formed at a portion corresponding to the region of the anode electrode ANO to be formed later. It is preferable that the color filter CF is formed so as to occupy a wide area as much as possible. For example, it is preferable to overlap with many regions of the data line DL, the drive current line VDD and the scan line SL at the previous stage. As described above, the substrate on which the color filter CF is formed is formed with various components, the surface is not flat, and many steps are formed. Therefore, the overcoat layer OC is applied over the entire surface of the substrate in order to flatten the surface of the substrate.
그리고 오버코트 층(OC) 위에 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 여기서, 애노드 전극(ANO)은 오버코트 층(OC) 및 보호막(PAS)에 형성된 화소 콘택 홀(PH)을 통해 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결된다.An anode electrode ANO of the organic light emitting diode OLED is formed on the overcoat layer OC. The anode electrode ANO is connected to the drain electrode DD of the driving TFT DT through the pixel contact hole PH formed in the overcoat layer OC and the protective film PAS.
애노드 전극(ANO)이 형성된 기판 위에, 화소 영역을 정의하기 위해 스위칭 TFT(ST), 구동 TFT(DT) 그리고 각종 배선들(DL, SL, VDD)이 형성된 영역 위에 뱅크패턴(BANK)을 형성한다.A bank pattern BANK is formed on a region where a switching TFT ST, a driving TFT DT and various wirings DL, SL and VDD are formed on a substrate on which an anode electrode ANO is formed to define a pixel region .
뱅크 패턴(BANK)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO)이 발광 영역이 된다. 뱅크 패턴(BANK)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광 층(OLE)과 캐소드 전극층(CAT)이 순차적으로 적층된다. 유기발광 층(OLE)은 백색광을 발하는 유기물질로 이루어진 경우, 아래에 위치한 칼라 필터(CF)에 의해 각 화소에 배정된 색상을 나타낸다. 도 4와 같은 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치는 아래 방향으로 발광하는 하부 발광(Bottom Emission) 표시 장치가 된다.And the anode electrode ANO exposed by the bank pattern BANK becomes a light emitting region. The organic light emitting layer OLE and the cathode electrode layer CAT are sequentially stacked on the anode electrode ANO exposed by the bank pattern BANK. When the organic light emitting layer (OLE) is made of an organic material emitting white light, the organic coloring layer (OLE) exhibits a color assigned to each pixel by a color filter (CF) located below. The organic light emitting diode display device having the structure as shown in FIG. 4 is a bottom emission display device emitting light in a downward direction.
유기발광 다이오드 표시장치는, 전압 구동을 하는 액정 표시장치와 달리 유기발광 다이오드를 전류 구동하기 때문에 흐르는 전류가 높을수록 제품의 특성이 향상된다. 흐르는 전류를 더 많이 공급하기 위해서는 박막 트랜지스터, 특히 구동 박막 트랜지스터의 크기가 커져야 한다. 하지만, 박막 트랜지스터의 크기가 커지면, 동일한 화소 영역 내에서 비 발광 영역이 차지하는 비율이 커진다. 그 결과, 발광 영역이 줄어들고, 고 해상도 및 고 휘도 표시장치를 개발하는 데 문제가 있다. 따라서, 특히 대면적 표시장치를 구현함에 있어서, 채널 층의 크기를 키우지 않고도 고 전류를 제어할 수 있는 박막 트랜지스터를 구비한 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법이 절실히 요구되고 있다.Unlike a liquid crystal display device that performs voltage driving, an organic light emitting diode display device drives a current of an organic light emitting diode. Therefore, the higher the current flowing, the better the characteristics of the product. In order to supply more current, the size of the thin film transistor, especially the driving thin film transistor, must be increased. However, when the size of the thin film transistor is increased, the ratio of the non-emission region in the same pixel region increases. As a result, the light emitting region is reduced, and there is a problem in developing a high resolution and high luminance display device. Accordingly, there is an urgent need for an organic light emitting diode display device having a thin film transistor capable of controlling a high current without increasing the size of a channel layer and a method of manufacturing the same, particularly in realizing a large area display device.
또한, 유기발광 다이오드 표시장치는 단일 기판(SUB) 위에 박막 트랜지스터(ST, DT), 유기발광 다이오드(OLED) 등을 포함한 모든 구성 요소를 적층한 구조로 완성된다. 즉, 액정 표시 장치와 같은 다른 평판형 표시장치와 달리 하나의 기판 위에 필수 구성 요소들이 모두 적층되어 완성된다. 따라서, 생산 수율 및 생산 비용을 절감하기 위해서는 구성 요소들을 형성하기 위한 공정을 단순화하여 마스크 공정 수를 줄이기 위한 노력이 필요하다.In addition, the organic light emitting diode display device is completed by stacking all the components including a thin film transistor (ST, DT), an organic light emitting diode (OLED), and the like on a single substrate (SUB). That is, unlike other flat panel display devices such as a liquid crystal display device, all essential components are stacked on one substrate. Therefore, in order to reduce the production yield and the production cost, it is necessary to simplify the process for forming the components, thereby reducing the number of mask processes.
특히, 이와 같이 하나의 기판 위에서 여러 구성 요소들을 적층 형성하는 구조에서는 마스크 공정 하나를 줄이는 것만으로도 상당한 생산성 향상을 얻을 수 있기 때문에, 마스크 공정 수를 줄이기 위한 제조 기술 개발에 힘쓰고 있다.Particularly, in the structure in which a plurality of components are stacked on one substrate, a significant productivity improvement can be obtained by reducing only one mask process. Therefore, efforts are being made to develop a manufacturing technique for reducing the number of mask processes.
본 발명의 목적은 상기 종래 기술의 문제점들을 해결하고자 안출 된 발명으로써, 구동 전류를 향상한 산화물 반도체 물질을 구비한 박막 트랜지스터를 포함하는 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 마스크 공정 수를 절감하여, 제품의 신뢰도를 향상하고 생산성을 개선할 수 있는 유기발광 다이오드 표시장치의 제조 방법 및 그 방법에 의한 유기발광 다이오드 표시장치를 제공하는 데 있다. 본 발명의 또 다른 목적은, 마스크 공정 수를 줄이는 과정에서 발생할 수 있는 불량을 방지할 수 있는 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an organic light emitting diode display device including a thin film transistor having an oxide semiconductor material having improved driving current and a method of manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide an organic light emitting diode display device manufacturing method capable of reducing the number of mask processes, improving the reliability of a product, and improving productivity, and an organic light emitting diode display device by the method. It is another object of the present invention to provide an organic light emitting diode display device having a structure capable of preventing defects that may occur in the process of reducing the number of mask processes and a method of manufacturing the same.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는, 기판 위에 화소 영역을 정의하는 스캔 배선, 데이터 배선 및 구동 전류 배선; 상기 화소 영역에 형성되며, 금속 산화물 반도체 층 그리고 상기 금속 산화물 반도체 층 위에 형성된 에치 스토퍼, 상기 금속 산화물 반도체 층의 일측부에 접촉하며 이중 금속층을 갖는 소스 전극 및 상기 금속 산화물 반도체 층의 타측부에 접촉하며 상기 이중 금속층을 갖는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 그리고 상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 화소 영역 내에 형성된 유기발광 다이오드를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting diode display device including a scan line, a data line, and a drive current line defining a pixel region on a substrate; An etch stopper formed on the metal oxide semiconductor layer, a source electrode having a double metal layer in contact with one side of the metal oxide semiconductor layer, and a source electrode formed on the other side of the metal oxide semiconductor layer, A thin film transistor including the drain electrode having the double metal layer; And an organic light emitting diode connected to the thin film transistor and formed in the pixel region.
상기 금속 산화물 반도체 층은, 인듐-갈륨-아연 산화물(Indiun-Galium-Zinc-Oxide)를 포함하고, 상기 이중 금속층은 하층에 배치된 인듐-갈륨-아연(Indiun-Galium-Zinc) 합금을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the metal oxide semiconductor layer comprises indium-gallium-zinc-oxide and the double metal layer comprises an indium-gallium-zinc alloy disposed on a lower layer .
상기 스캔 배선의 일측단부에 형성된 스캔 패드; 상기 스캔 패드 위에서 형성되며 상기 이중 금속층을 포함하는 스캔 패드 중간 단자; 그리고 상기 스캔 패드 중간 단자 위에 형성되는 스캔 패드 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.A scan pad formed on one end of the scan line; A scan pad intermediate terminal formed on the scan pad and including the double metal layer; And a scan pad terminal formed on the intermediate pad of the scan pad.
상기 박막 트랜지스터는, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막 트랜지스터; 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 구동 전류 배선사이에 연결된 구동 박막 트랜지스터를 더 포함하고, 상기 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극은 상기 유기발광 다이오드에 연결된 것을 특징으로 한다.The thin film transistor includes: a switching thin film transistor connected to the gate wiring and the data wiring; And a driving thin film transistor connected between the drain electrode of the switching thin film transistor and the driving current wiring, wherein a drain electrode of the driving thin film transistor is connected to the organic light emitting diode.
상기 유기발광 다이오드는, 상기 구동 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결된 상기 제1 전극; 상기 제1 전극 위에 도포된 유기발광층; 그리고 상기 유기발광층 위에 형성된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.Wherein the organic light emitting diode comprises: a first electrode connected to the drain electrode of the driving thin film transistor; An organic light emitting layer coated on the first electrode; And a second electrode formed on the organic light emitting layer.
또한, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법은, 기판 위에 게이트 요소를 형성하는 단계; 상기 게이트 요소 위에 게이트 절연막을 도포하고, 상기 게이트 절연막 위에 금속 산화물 반도체 층을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막에는 상기 게이트 요소의 일부를 노출하는 제1 콘택홀을, 상기 금속 산화물 반도체 층 위에는 에치 스토퍼를 형성하는 단계; 상기 콘택홀과 상기 에치 스토퍼가 형성된 표면 전체에 보호 금속층을 도포하고, 열 처리하는 단계; 상기 보호 금속층 위에 데이터 금속 물질을 도포하고 패턴하여 데이터 요소를 형성하여 박막 트랜지스터를 완성하는 단계; 그리고 상기 박막 트랜지스터와 연결된 유기발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting diode display, including: forming a gate element on a substrate; Applying a gate insulating film on the gate element, and forming a metal oxide semiconductor layer on the gate insulating film; Forming a first contact hole exposing a part of the gate element in the gate insulating film and an etch stopper on the metal oxide semiconductor layer; Applying a protective metal layer to the entire surface of the contact hole and the etch stopper, and performing heat treatment; Applying a data metal material over the protective metal layer and patterning to form data elements to complete the thin film transistor; And forming an organic light emitting diode connected to the thin film transistor.
상기 금속 산화물 반도체 층은 인듐-갈륨-아연 산화물(Indiun-Galium-Zinc-Oxide)를 포함하고, 상기 보호 금속층은 인듐-갈륨-아연(Indiun-Galium-Zinc) 합금을 포함하는 것을 특징으로 한다.The metal oxide semiconductor layer includes indium-gallium-zinc oxide and the protective metal layer includes indium-gallium-zinc alloy.
상기 유기발광 다이오드를 형성하는 단계는, 상기 박막 트랜지스터가 형성된 기판 위에서 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 평탄화 막을 형성하는 단계; 상기 평탄화 막 위에서 노출된 상기 드레인 전극에 연결된 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 위에 발광 영역을 정의하는 뱅크를 형성하는 단계; 상기 뱅크 위에 상기 제1 전극과 접촉하는 유기발광 층을 도포하는 단계; 그리고 상기 유기발광 층과 접촉하는 제2 전극을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The forming of the organic light emitting diode may include forming a planarization layer on the substrate on which the thin film transistor is formed, the planarization layer including a second contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor; Forming a first electrode connected to the drain electrode exposed on the planarization layer; Forming a bank defining a light emitting region on the first electrode; Applying an organic light emitting layer in contact with the first electrode on the bank; And applying a second electrode in contact with the organic light emitting layer.
상기 게이트 요소를 형성하는 단계는, 상기 기판의 일 방향으로 진행하는 스캔 배선, 상기 스캔 배선의 일측 단부에 배치되는 스캔 패드, 그리고 상기 스캔 배선에서 분기하는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 더 형성하고; 상기 제1 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 스캔 패드를 노출하는 스캔 패드 콘택홀을 더 형성하고; 상기 데이터 요소를 형성하는 단계는, 상기 스캔 패드 콘택홀을 통해 상기 스캔 패드와 접촉하며 상기 보호 금속층과 상기 데이터 금속 물질을 포함하는 스캔 패드 중간 단자를 더 형성하는 것을 특징으로 한다.The forming of the gate element may further include forming a scan line extending in one direction of the substrate, a scan pad arranged at one end of the scan line, and a gate electrode of the thin film transistor branching the scan line; The forming of the first contact hole may further include forming a scan pad contact hole exposing the scan pad; The forming of the data element may further include forming a scan pad intermediate terminal contacting the scan pad through the scan pad contact hole and including the protective metal layer and the data metal material.
본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는 인듐-갈륨-아연 산화물과 같은 금속 산화물 반도체 물질을 채널 층에 채택한 박막 트랜지스터를 구비한 유기발광 다이오드 표시장치를 제공한다. 따라서, 박막 트랜지스터의 크기를 키우지 않고도 높은 구동 전류를 제어할 수 있어 우수한 화면 품질을 제공할 수 있다. 또한, 금속 산화물 반도체 층을 보호하기 위한 에치 스토퍼와 게이트 금속의 일부를 노출하는 콘택홀을 동시에 형성하여 마스크 공정 수를 줄인 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법을 제공한다. 그리고 에치 스토퍼 형성 후, 금속 산화물 반도체 층의 특성을 향상하기 위한 열 처리 공정을 수행할 때, 노출된 게이트 금속을 보호하는 금속층을 구비하여, 불량을 방지하는 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치 및 그 제조 방법을 제공한다.The organic light emitting diode display device according to the present invention provides an organic light emitting diode display device including a thin film transistor employing a metal oxide semiconductor material such as indium-gallium-zinc oxide as a channel layer. Therefore, it is possible to control a high driving current without increasing the size of the thin film transistor, and it is possible to provide excellent picture quality. The present invention also provides an organic light emitting diode display manufacturing method in which an etch stopper for protecting a metal oxide semiconductor layer and a contact hole for exposing a part of a gate metal are simultaneously formed to reduce the number of mask processes. An organic light emitting diode display device having a structure for preventing defects by providing a metal layer for protecting the exposed gate metal when a heat treatment process for improving the characteristics of the metal oxide semiconductor layer is performed after the formation of the etch stopper, And a manufacturing method thereof.
도 1은 유기발광다이오드소자를 나타내는 도면.
도 2는 AMOLED에서 한 화소의 구조를 나타내는 등가 회로도.
도 3은 AMOLED에서 한 화소의 구조를 나타내는 평면도.
도 4는 도 3에서 절취선 I-I'로 자른 AMOLED의 구조를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 평면도.
도 6은 도 5에서 절취선 II-II'로 자른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도.
도 7a 내지 7k는 도 6의 절취선 II-II'로 자른 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들.1 shows an organic light emitting diode device.
2 is an equivalent circuit diagram showing the structure of one pixel in AMOLED;
3 is a plan view showing the structure of one pixel in AMOLED;
4 is a cross-sectional view showing the structure of an AMOLED cut in a cutting line I-I 'in FIG. 3;
5 is a plan view showing a structure of an organic light emitting diode display device according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing the structure of an organic light emitting diode display device cut into a perforated line II-II 'in FIG. 5;
FIGS. 7A to 7K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting diode display according to an embodiment of the present invention, cut along a perforated line II-II 'in FIG.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals throughout the specification denote substantially identical components. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description, a detailed description of known technologies or configurations related to the present invention will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured.
도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치에 대하여 설명한다. 도 5는 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 평면도이다. 도 6은 도 5에서 절취선 II-II'로 자른 유기발광 다이오드 표시장치의 구조를 나타내는 단면도이다.The organic light emitting diode display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a plan view showing a structure of an organic light emitting diode display device according to the present invention. 6 is a cross-sectional view showing the structure of an organic light emitting diode display device cut into a perforated line II-II 'in FIG.
본 발명에 의한, 액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치는 스위칭 박막 트랜지스터(ST), 스위칭 TFT와 연결된 구동 TFT(DT), 구동 TFT(DT)에 접속된 유기발광 다이오드(OLED)를 포함한다. 기판(SUB) 위에서 스캔 배선(SL), 데이터 배선(DL) 및 구동 전류 배선(VDD)에 의해 둘러싸인 화소 영역이 정의된다. 화소 영역 내에는 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)와 같은 박막 트랜지스터 소자들과, 발광 영역을 결정하는 유기발광 다이오드(OLED)가 형성된다.An active matrix organic light emitting diode display device according to the present invention includes a switching thin film transistor ST, a driving TFT DT connected to the switching TFT, and an organic light emitting diode OLED connected to the driving TFT DT. A pixel region surrounded by the scan line SL, the data line DL, and the drive current line VDD is defined on the substrate SUB. In the pixel region, thin film transistor elements such as a switching TFT (ST) and a driving TFT (DT) and an organic light emitting diode (OLED) for determining a light emitting region are formed.
스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)과 데이터 배선(DL)이 교차하는 부위에 형성되어 있다. 스위칭 TFT(ST)는 화소를 선택하는 기능을 한다. 스위칭 TFT(ST)는 스캔 배선(SL)에서 분기하는 게이트 전극(SG)과, 반도체 층(SA)과, 소스 전극(SS)과, 드레인 전극(SD)을 포함한다. 그리고 구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)에 의해 선택된 화소의 유기발광 다이오드(OLED)를 구동하는 역할을 한다.The switching TFT ST is formed at a portion where the scan line SL and the data line DL intersect each other. The switching TFT ST functions to select a pixel. The switching TFT ST includes a gate electrode SG, a semiconductor layer SA, a source electrode SS, and a drain electrode SD which branch off from the scan line SL. The driving TFT DT serves to drive the organic light emitting diode OLED of the pixel selected by the switching TFT ST.
구동 TFT(DT)는 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)과 연결된 게이트 전극(DG)과, 반도체 층(DA), 구동 전류 배선(VDD)에 연결된 소스 전극(DS)과, 드레인 전극(DD)을 포함한다. 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)은 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)과 연결되어 있다. 애노드 전극(ANO)과 캐소드 전극(CAT) 사이에는 유기발광 층(OLE)이 개재되어 있다. 캐소드 전극(CAT)은 기저 전압(VSS)에 연결된다. 박막 트랜지스터들(ST, DT)의 게이트 전극(SG, DG)에서 연장된 금속과, 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)과 중첩하여 보조 용량(STG)을 더 구비할 수도 있다.The driving TFT DT includes a gate electrode DG connected to the drain electrode SD of the switching TFT ST and a source electrode DS connected to the semiconductor layer DA and the driving current wiring VDD, DD). The drain electrode DD of the driving TFT DT is connected to the anode electrode ANO of the organic light emitting diode OLED. An organic light emitting layer (OLE) is interposed between the anode electrode ANO and the cathode electrode CAT. The cathode electrode CAT is connected to the base voltage VSS. A metal extending from the gate electrodes SG and DG of the thin film transistors ST and DT and an anode electrode ANO of the organic light emitting diode OLED may be further provided.
좀 더 상세히 살펴보기 위해 도 6을 더 참조하면, 액티브 매트릭스 유기발광 다이오드 표시장치의 기판(SUB) 상에 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(SG, DG)이 형성되어 있다. 그리고 게이트 전극(SG, DG) 위에는 게이트 절연막(GI)이 덮고 있다. 게이트 전극(SG, DG)과 중첩되는 게이트 절연막(GI)의 일부에 반도체 층(SA, DA)이 형성되어 있다. 반도체 층(SA, DA) 위에는 일정 간격을 두고 소스 전극(SS, DS)과 드레인 전극(SD, DD)이 마주보고 형성된다. 스위칭 TFT(ST)의 드레인 전극(SD)은 게이트 절연막(GI)에 형성된 드레인 콘택 홀(DH)을 통해 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)과 접촉한다. 이와 같은 구조를 갖는 스위칭 TFT(ST) 및 구동 TFT(DT)를 덮는 보호막(PAS)이 전면에 도포된다.6, gate electrodes SG and DG of a switching TFT ST and a driving TFT DT are formed on a substrate SUB of an active matrix organic light emitting diode display device . A gate insulating film GI covers the gate electrodes SG and DG. The semiconductor layers SA and DA are formed in a part of the gate insulating film GI which overlaps with the gate electrodes SG and DG. The source electrodes SS and DS and the drain electrodes SD and DD are formed facing each other on the semiconductor layers SA and DA at regular intervals. The drain electrode SD of the switching TFT ST contacts the gate electrode DG of the driving TFT DT through the drain contact hole DH formed in the gate insulating film GI. A protective film PAS covering the switching TFT ST and the driving TFT DT having such a structure is applied to the entire surface.
본 발명에 의한 박막 트랜지스터들(ST, DT)은 작은 크기에도 고 전류 특성을 유지할 수 있도록 금속 산화물 반도체 물질을 포함하는 반도체 층(SA, DA)을 구비한다. 금속 산화물 반도체 층들(SA, DA)은 특성은 우수하지만, 식각액과 같은 외부 환경에 취약할 수 있다. 따라서, 반도체 층(SA, DA) 중에서 채널 층이 형성되는 영역의 상부에는 에치 스토퍼들(SES, DES)을 구비하는 것이 바람직하다.The thin film transistors ST and DT according to the present invention include a semiconductor layer SA and DA including a metal oxide semiconductor material so as to maintain high current characteristics even in a small size. The metal oxide semiconductor layers (SA, DA) have excellent characteristics, but may be vulnerable to an external environment such as an etchant. Therefore, it is preferable that etch stoppers (SES, DES) are provided on the upper part of the region where the channel layer is formed in the semiconductor layers (SA, DA).
또한, 에치 스토퍼들(SES, DES)을 패턴하기 위해서는 추가 마스크 공정이 필요할 수 있다. 하지만, 본 발명에서는 추가 마스크 공정 없이 에치 스토퍼들(SES, DES)을 제조하는 공정을 제안한다. 특히, 본 발명에서는 드레인 콘택 홀(DH)을 형성하는 단계에서 하프-톤 마스크를 사용하여 에치 스토퍼들(SES, DES)을 형성한다. 그럼으로써, 마스크 공정 수를 추가하지 않고, 에치 스토퍼들(SES, DES)을 형성할 수 있어서, 생산성을 향상할 수 있다.Further, an additional mask process may be required to pattern the etch stoppers (SES, DES). However, the present invention proposes a process for manufacturing etch stoppers (SES, DES) without additional mask process. Particularly, in the present invention, the half-tone mask is used to form the etch stoppers (SES, DES) in the step of forming the drain contact holes DH. Thereby, the etch stoppers (SES, DES) can be formed without adding the mask process number, and the productivity can be improved.
그리고 드레인 콘택 홀(DH)과 에치 스토퍼들(SES, DES)을 형성한 후에, 반도체 채널 층(SA, DA)에 포함된 금속 산화물 반도체 물질의 특성 안정화를 위해 열 처리를 수행한다. 이때, 드레인 콘택 홀(DH)에 의해 노출된 게이트 물질이 열 처리 과정에서 손상을 받을 수 있다. 이를 방지하기 위해, 금속 산화물 반도체 물질과 동일 계열인 인듐-갈륨-아연 합금을 기판(SUB) 표면 전체에 도포한 후에 열 처리를 수행한다. 따라서, 열 처리에 따른 게이트 금속물의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 금속 물질이 전체 표면에 도포된 상태에서 열 처리를 수행하기 때문에 열 처리 공정의 안정성도 더욱 개선되는 결과를 얻을 수 있다. 자세한 제조 공정에 대해서는 이후에 다시 설명한다. After forming the drain contact hole DH and the etch stoppers SES and DES, a heat treatment is performed to stabilize the characteristics of the metal oxide semiconductor material included in the semiconductor channel layers SA and DA. At this time, the gate material exposed by the drain contact hole DH may be damaged in the heat treatment process. In order to prevent this, an indium-gallium-zinc alloy, which is the same type as the metal oxide semiconductor material, is applied to the entire surface of the substrate (SUB) and then heat treatment is performed. Therefore, it is possible to prevent damage to the gate metal material due to heat treatment. In addition, since the heat treatment is performed in a state where the metal material is applied to the entire surface, the stability of the heat treatment process is further improved. The detailed manufacturing process will be described later.
나중에 형성될 애노드 전극(ANO)의 영역에 해당하는 부분에 칼라 필터(CF)가 형성된다. 칼라 필터(CF)는 가급적 넓은 면적을 차지하도록 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 데이터 배선(DL), 구동 전류 배선(VDD) 및 전단의 스캔 배선(SL)의 많은 영역과 중첩하도록 형성하는 것이 바람직하다. 이와 같이 칼라 필터(CF)가 형성된 기판은 여러 구성요소들이 형성되어 표면이 평탄하지 못하고, 단차가 많이 형성되어 있다. 따라서, 기판의 표면을 평탄하게 할 목적으로 오버코트 층(OC)을 기판 전면에 도포한다.A color filter CF is formed at a portion corresponding to the region of the anode electrode ANO to be formed later. It is preferable that the color filter CF is formed so as to occupy a wide area as much as possible. For example, it is preferable to overlap with many regions of the data line DL, the drive current line VDD and the scan line SL at the previous stage. As described above, the substrate on which the color filter CF is formed is formed with various components, the surface is not flat, and many steps are formed. Therefore, the overcoat layer OC is applied over the entire surface of the substrate in order to flatten the surface of the substrate.
그리고 오버코트 층(OC) 위에 유기발광 다이오드(OLED)의 애노드 전극(ANO)이 형성된다. 여기서, 애노드 전극(ANO)은 오버코트 층(OC) 및 보호막(PAS)에 형성된 화소 콘택 홀(PH)을 통해 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 연결된다.An anode electrode ANO of the organic light emitting diode OLED is formed on the overcoat layer OC. The anode electrode ANO is connected to the drain electrode DD of the driving TFT DT through the pixel contact hole PH formed in the overcoat layer OC and the protective film PAS.
애노드 전극(ANO)이 형성된 기판 위에, 화소 영역을 정의하기 위해 스위칭 TFT(ST), 구동 TFT(DT) 그리고 각종 배선들(DL, SL, VDD)이 형성된 영역 위에 뱅크패턴(BANK)을 형성한다.A bank pattern BANK is formed on a region where a switching TFT ST, a driving TFT DT and various wirings DL, SL and VDD are formed on a substrate on which an anode electrode ANO is formed to define a pixel region .
뱅크 패턴(BANK)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO)이 발광 영역이 된다. 뱅크 패턴(BANK)에 의해 노출된 애노드 전극(ANO) 위에 유기발광 층(OLE)과 캐소드 전극층(CAT)이 순차적으로 적층된다. 유기발광 층(OLE)은 백색광을 발하는 유기물질로 이루어진 경우, 아래에 위치한 칼라 필터(CF)에 의해 각 화소에 배정된 색상을 나타낸다. 도 4와 같은 구조를 갖는 유기발광 다이오드 표시장치는 아래 방향으로 발광하는 하부 발광(Bottom Emission) 표시 장치가 된다.
And the anode electrode ANO exposed by the bank pattern BANK becomes a light emitting region. The organic light emitting layer OLE and the cathode electrode layer CAT are sequentially stacked on the anode electrode ANO exposed by the bank pattern BANK. When the organic light emitting layer (OLE) is made of an organic material emitting white light, the organic coloring layer (OLE) exhibits a color assigned to each pixel by a color filter (CF) located below. The organic light emitting diode display device having the structure as shown in FIG. 4 is a bottom emission display device emitting light in a downward direction.
이하, 도 7a 내지 7k를 참조하여 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 제조 방법에 대해서 좀 더 상세히 설명한다. 도 7a 내지 7k는 도 6의 절취선 II-II'로 자른 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치의 제조 방법을 나타내는 단면도들이다.Hereinafter, a method of manufacturing the organic light emitting diode display according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7K. 7A to 7K are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting diode display device according to the present invention, which is cut along a perforated line II-II 'in FIG.
투명한 유리 기판(SUB) 위에 게이트 금속 물질을 도포하고 제1 마스크 공정으로 패턴하여, 게이트 요소들을 형성한다. 게이트 요소에는 기판(SUB)의 가로 방향으로 진행하는 스캔 배선(SL), 스캔 배선(SL)의 일측 단부에 배치되는 스캔 패드(SP), 스캔 배선(SL)에서 화소 영역으로 분기하는 스위칭 TFT(ST)의 게이트 전극(SG) 및 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG)을 형성한다. (도 7a)A gate metal material is applied on a transparent glass substrate (SUB) and patterned in a first mask process to form gate elements. The gate element includes a scan wiring SL extending in the lateral direction of the substrate SUB, a scan pad SP arranged at one end of the scan wiring SL, a switching TFT ST) and the gate electrode (DG) of the driving TFT (DT). (Fig. 7A)
게이트 요소들이 형성된 기판(SUB) 위에 게이트 절연막(GI)을 도포한다. 연속으로 금속 산화물 반도체 물질을 도포한다. 금속 산화물 반도체 물질은 인듐-갈륨-아연 산화물(Indium-Galium-Zinc-Oxide: IGZO)을 포함하는 것이 바람직하다. 제2 마스크 공정으로 금속 산화물 반도체 물질을 패턴하여, 스위칭 TFT(ST)의 반도체 층(SA)과 구동 TFT(DT)의 반도체 층(DA)을 형성한다. (도 7b)The gate insulating film GI is coated on the substrate SUB on which the gate elements are formed. The metal oxide semiconductor material is applied continuously. The metal oxide semiconductor material preferably includes indium-gallium-zinc-oxide (IGZO). The metal oxide semiconductor material is patterned by the second mask process to form the semiconductor layer DA of the driving TFT DT and the semiconductor layer SA of the switching TFT ST. (Fig. 7B)
반도체 층들(SA, DA)이 형성된 기판(SUB) 위에 산화 실리콘 혹은 질화 실리콘을 포함하는 절연물질을 도포한다. 제3 마스크 공정으로 절연물질과 게이트 절연막(GI)을 패턴하여, 스위칭 TFT(ST)의 에치 스토퍼(SES)와 구동 TFT(DT)의 에치 스토퍼(DES)를 형성한다. 스위칭 TFT(ST)의 에치 스토퍼(SES)는 스위칭 TFT(ST)의 반도체 층(SA)의 채널 영역 상층부에 형성되고, 구동 TFT(DT)의 에치 스토퍼(DES)는 구동 TFT(DT)의 반도체 층(DA)의 채널 영역 상층부에 형성된다. 이와 동시에, 구동 TFT(DT)의 게이트 전극(DG) 일부를 노출하는 드레인 콘택홀(DH)을 형성한다. 또한, 스캔 패드(SP)를 노출하는 스캔 패드 콘택홀(SPH)을 형성한다. 이때, 위치에 따라 식각되는 층이 서로 다르므로 하프-톤 마스크를 사용하는 것이 바람직하다. (도 7c)An insulating material containing silicon oxide or silicon nitride is applied on the substrate SUB on which the semiconductor layers SA and DA are formed. An insulating material and a gate insulating film GI are patterned by a third mask process to form an etch stopper SES of the switching TFT ST and an etch stopper DES of the driving TFT DT. The etch stopper SES of the switching TFT ST is formed on the channel region of the semiconductor layer SA of the switching TFT ST and the etch stopper DES of the driving TFT DT is formed on the semiconductor Is formed in the upper portion of the channel region of the layer (DA). At the same time, a drain contact hole DH exposing a part of the gate electrode DG of the driving TFT DT is formed. In addition, a scan pad contact hole (SPH) exposing the scan pad (SP) is formed. At this time, it is preferable to use a half-tone mask because the etched layers are different from each other depending on the position. (Fig. 7C)
에치 스토퍼들(SES, DES)과 콘택홀들(DH, SPH)이 형성된 기판(SUB) 표면 위 전체에 인듐--갈륨-아연(Indium-Galium-Zinc: IGZ) 합금을 포함하는 보호 금속층(IG)을 도포한다. 보호 금속층(IG)은 반도체 층들(SA, DA)과 동일 계열의 물질이다. 반도체 층들(SA, DA)은 산화물인 반면에 보호 금속층(IG)은 비 산화물이다. 따라서, 보호 금속층(IG)은, 반도체 층들(SA, DA)을 형성하는 방법과 동일한 방법을 사용하되, 산소 분압을 0%로 설정함으로써 형성할 수 있다. 보호 금속층(IG)이 도포된 상태에서 열 처리(Annealing)를 수행한다. 콘택홀들(DH, SPH)에 의해 노출되었던 게이트 요소들이 보호 금속층(IG)으로 덮여 있으므로, 열 처리 과정에서 게이트 요소들이 손상되지 않는다. (도 7d)A protective metal layer IG (IGZ) including an indium-gallium-zinc (IGZ) alloy is formed on the entire surface of the substrate SUB on which the etch stoppers SES and DES and the contact holes DH and SPH are formed. ). The protective metal layer IG is the same material as the semiconductor layers SA and DA. The semiconductor layers (SA, DA) are oxides while the protective metal layer (IG) is non-oxide. Therefore, the protective metal layer IG can be formed by using the same method as the method of forming the semiconductor layers SA and DA, but setting the oxygen partial pressure to 0%. Annealing is performed in a state where the protective metal layer (IG) is applied. Since the gate elements exposed by the contact holes DH and SPH are covered with the protective metal layer IG, the gate elements are not damaged in the heat treatment process. (Figure 7d)
열 처리를 통해, 금속 산화물 반도체 층(SA, DA)들의 특성을 안정화 시킨 후에, 데이터 금속 물질을 전체 표면에 도포한다. 데이터 금속 물질은 몰리브덴-티타늄(MoTi)과 같은 합금을 포함한다. 제4 마스크 공정으로 데이터 금속 물질과 보호 금속층(IG)을 함께 패턴하여, 데이터 요소들을 형성한다. 데이터 요소들에는 스위칭 TFT(ST)의 소스 전극(SS) 및 드레인 전극(SD), 구동 TFT(DT)의 소스 전극(DS) 및 드레인 전극(DD), 구동 데이터 배선(VDD), 그리고 스캔 패드 중간 단자(SPI)를 포함한다. 스캔 패드 중간 단자(SPI)는 스캔 패드(SP)의 상층부에 형성된다. (도 7e)After stabilizing the characteristics of the metal oxide semiconductor layers (SA, DA) through heat treatment, the data metal material is applied to the entire surface. The data metal material includes alloys such as molybdenum-titanium (MoTi). The data metal material and protective metal layer (IG) are patterned together in a fourth mask process to form data elements. The data elements include a source electrode SS and a drain electrode SD of the switching TFT ST, a source electrode DS and a drain electrode DD of the driving TFT DT, a driving data line VDD, And an intermediate terminal (SPI). The scan pad intermediate terminal SPI is formed on the upper portion of the scan pad SP. (Fig. 7E)
데이터 요소들이 형성된 기판(SUB) 표면에 보호막(PAS)을 도포한다. 제5 마스크 공정으로 보호막(PAS)을 패턴하여 스캔 패드 콘택홀(SPH) 및 화소 콘택홀(PH)을 형성한다. 스캔 패드 콘택홀(SPH)은 스캔 패드(SP)를 노출했던 콘택홀과 동일하므로 같은 도면 이름 및 부호를 사용하였다. 스캔 패드 콘택홀(SPH)은 스캔 패드 중간 단자(SPI)를 노출한다. 화소 콘택홀(PH)은 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)을 노출한다. (도 7f)A protective film PAS is applied to the surface of the substrate SUB on which the data elements are formed. A passivation layer PAS is patterned by a fifth mask process to form a scan pad contact hole SPH and a pixel contact hole PH. The scan pad contact holes (SPH) are the same as the contact holes that exposed the scan pads (SP), so that the same drawing names and symbols are used. The scan pad contact hole (SPH) exposes the scan pad intermediate terminal (SPI). The pixel contact hole PH exposes the drain electrode DD of the driving TFT DT. (Figure 7f)
보호막(PAS) 위에 염료물질을 도포하고, 제6 마스크 공정으로 패턴하여 칼라 필터(CF)를 형성한다. 칼라 필터(CF)는 나중에 형성될 애노드 전극(ANO)과 상응하는 크기를 갖는 것이 바람직하다. 특히, 발광 영역보다 약간 큰 크기를 갖는 것이 바람직하다. 화소 배열 방식에 따라 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 칼라 필터(CF)들을 순차적으로 형성한다. 사용하는 색상의 종류가 RGB 삼색일 경우에는 제6 마스크 공정은 실제로 3개의 서브 마스크 공정으로 구성된다. 만일 WRGB(백색-적색-녹색-청색)과 같이 4색을 사용하는 경우에는 4개의 서브 마스크 공정으로 구성될 수 있다. (도 7g)A dye material is applied on the protective film PAS and patterned by a sixth mask process to form a color filter CF. It is preferable that the color filter CF has a size corresponding to the anode electrode ANO to be formed later. Particularly, it is preferable to have a size slightly larger than the luminescent region. (R), green (G), and blue (B) color filters CF are sequentially formed according to the pixel arrangement method. When the type of the used color is RGB three colors, the sixth mask process actually consists of three sub-mask processes. If four colors are used, such as WRGB (white-red-green-blue), four sub-mask processes may be used. (Fig. 7G)
칼라 필터(CF)가 완성된 기판(SUB) 표면에 평탄화 물질을 도포하고, 제7 마스크 공정으로 패턴하여 화소 콘택홀(PH)을 포함하는 평탄화 층(PL)을 형성한다. 화소 콘택홀(PH)은 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)을 노출한다. 화소 콘택홀(PH)도 보호막(PAS)을 패턴했던 콘택홀과 동일하므로 같은 도면 이름과 부호를 사용하였다. 이때, 평탄화 층(PL)은 패드부가 형성된 비 표시 영역에는 모두 제거하는 것이 바람직하다. 이로써, 스캔 패드 중간 단자(SPI) 및 데이터 패드(도시하지 않음)와 구동 전류 패드(도시하지 않음)는 노출된 상태가 된다. (도 7h)A planarizing material is applied to the surface of the substrate SUB on which the color filter CF is completed and the planarizing layer PL including the pixel contact holes PH is formed by patterning in the seventh masking process. The pixel contact hole PH exposes the drain electrode DD of the driving TFT DT. The pixel contact holes PH are the same as the contact holes in which the protective film PAS is patterned, so that the same drawing names and symbols are used. At this time, it is preferable that the planarizing layer PL is removed in all the non-display areas where the pad portions are formed. As a result, the scan pad intermediate terminal SPI, the data pad (not shown), and the drive current pad (not shown) are exposed. (Fig. 7H)
평탄화 막(PL) 위에 투명 도전 물질을 도포하고 제8 마스크 공정으로 패턴하여 애노드 전극(ANO) 및 스캔 패드 단자(SPT)를 형성한다. 애노드 전극(ANO)은 화소 콘택홀(PH)을 통해 노출된 구동 TFT(DT)의 드레인 전극(DD)과 접촉한다. 스캔 패드 단자(SPT)는 스캔 패드 콘택홀(SPH)을 통해 스캔 패드 중간 단자(SPI)와 접촉한다. 도면으로 도시하지 않았지만, 데이터 패드에도 데이터 패드 단자를 구동 전류 패드에도 구동 패드 단자를 더 형성할 수 있다. (도 7i)A transparent conductive material is applied on the planarization film PL and patterned by an eighth mask process to form an anode electrode ANO and a scan pad terminal SPT. The anode electrode ANO is in contact with the drain electrode DD of the driver TFT DT exposed through the pixel contact hole PH. The scan pad terminal (SPT) contacts the scan pad intermediate terminal (SPI) through the scan pad contact hole (SPH). Although not shown in the drawing, a data pad terminal may be formed on the data pad, and a driving pad terminal may be formed on the driving current pad. (Fig. 7i)
애노드 전극(ANO)이 형성된 기판(SUB) 표면 위에 뱅크 물질을 도포하고 제9 마스크 공정으로 패턴하여 애노드 전극(ANO)의 일부인 발광 영역을 노출하는 뱅크(BANK)를 형성한다. 뱅크(BANK)는 발광 영역을 정의한다. 또한, 비 표시 영역인 패드부가 형성된 부위에는 뱅크 물질을 모두 제거하는 것이 바람직하다. (도 7j)A bank material is applied on the surface of the substrate SUB on which the anode electrode ANO is formed and a bank BANK is formed by exposing the light emitting region which is a part of the anode electrode ANO by patterning in a ninth mask process. The bank (BANK) defines a light emitting region. Further, it is preferable to remove all of the bank material at the portion where the pad portion which is the non-display region is formed. (Fig. 7J)
이후에, 기판 전체면에 유기발광 층(OLE) 및 캐소드 전극(CAT)을 도포한다. 그 결과, 애노드 전극(ANO)이 노출된 발광 영역에는 유기발광 층(OLE)과 캐소드 전극(CAT)이 적층된 유기발광 다이오드(OLED)가 형성된다. (도 7k)Thereafter, the organic light emitting layer (OLE) and the cathode electrode (CAT) are coated on the entire surface of the substrate. As a result, an organic light emitting diode (OLED) in which an organic light emitting layer (OLE) and a cathode electrode (CAT) are stacked is formed in a light emitting region where the anode electrode ANO is exposed. (Figure 7k)
이와 같이, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치는, 에치 스토퍼를 게이트 요소를 노출하는 콘택홀과 같은 마스크 공정에서 형성하였다. 따라서, 금속 산화물 반도체 물질을 사용하면서도 마스크 공정 수가 증가하지 않는다. 이와 같이 콘택홀과 에치 스토퍼를 동시에 형성함으로써 추후에 수행하는 열 처리 공정에서 콘택홀에 의해 노출된 게이트 요소들이 손상되는 것을 방지하기 위해 보호 금속층으로 도포한 후에 열 처리를 수행한다. 그리고 보호 금속층은 데이터 요소를 형성할 때 같이 패턴하여 이중 데이터 금속층 구조를 갖는다. 그 결과, 본 발명에 의한 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법은 제조 방법이 간단하여 생산성이 높다. 그리고 높은 구동 전류를 제어하는 박막 트랜지스터를 구비하여 우수한 화질을 제공하는 유기발광 다이오드 표시장치를 제공할 수 있다.As described above, the organic light emitting diode display according to the present invention has the etch stopper formed in a mask process such as a contact hole exposing the gate element. Therefore, the number of mask processes does not increase while using a metal oxide semiconductor material. By forming the contact hole and the etch stopper at the same time, the heat treatment is performed after coating with the protective metal layer in order to prevent the gate elements exposed by the contact hole from being damaged in the heat treatment process performed later. And the protective metal layer has a dual data metal layer structure patterned together when forming the data elements. As a result, the manufacturing method of the organic light emitting diode display device according to the present invention is simple and high in productivity. And an organic light emitting diode display device having a thin film transistor for controlling a high driving current to provide an excellent image quality.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the present invention should not be limited to the details described in the detailed description, but should be defined by the claims.
DL: 데이터 배선 SL: 스캔 배선
SP: 스캔 패드 SPI: 스캔 패드 중간 단자
SPH: 스캔 패드 콘택홀 SPT: 스캔 패드 단자
VDD: 구동 전류 배선 ST: 스위칭 TFT
DT: 구동 TFT OLED: 유기발광 다이오드
SG, DG: 게이트 전극 SS, DS: 소스 전극
SD, DD: 드레인 전극 SES, DES: 에치 스토퍼
CAT: 캐소드 전극(층) ANO: 애노드 전극(층)
BANK: 뱅크 CF: 칼라 필터
OLE: (백색) 유기층 SUB: 기판
PAS: 보호막 OC: 오버코트 층
PL: 평탄화 막 PH: 화소 콘택홀
DH: 드레인 콘택홀 IG: 보호 금속층DL: Data line SL: Scan line
SP: Scan Pads SPI: Scan Pads Intermediate Terminals
SPH: Scan pad contact hole SPT: Scan pad terminal
VDD: drive current wiring ST: switching TFT
DT: Driving TFT OLED: Organic Light Emitting Diode
SG, DG: gate electrode SS, DS: source electrode
SD, DD: drain electrode SES, DES: etch stopper
CAT: cathode electrode (layer) ANO: anode electrode (layer)
BANK: Bank CF: Color filter
OLE: (white) organic layer SUB: substrate
PAS: Protective film OC: Overcoat layer
PL: planarization film PH: pixel contact hole
DH: drain contact hole IG: protective metal layer
Claims (11)
상기 화소 영역에 형성되며, 금속 산화물 반도체 층 그리고 상기 금속 산화물 반도체 층 위에 형성된 에치 스토퍼, 상기 금속 산화물 반도체 층의 일측부에 접촉하며 보호 금속층과 데이터 금속층의 이중 금속층을 갖는 소스 전극 및 상기 금속 산화물 반도체 층의 타측부에 접촉하며 상기 이중 금속층을 갖는 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터와 연결되며 상기 화소 영역 내에 형성된 유기발광 다이오드; 및
상기 스캔배선에 연결되는 스캔 패드부를 포함하며,
상기 스캔 패드부는,
상기 스캔배선으로부터 연장되는 스캔패드;
상기 스캔 패드 상에 상기 보호 금속층과 동일 물질로 형성되는 보호 금속패턴;
상기 보호 금속패턴 상에 형성되며, 상기 데이터 금속층과 동일 물질로 형성되는 스캔 패드 중간 단자; 및
상기 스캔 패드 중간 단자 상에 형성되는 스캔 패드 단자를 포함하며,
상기 스캔 패드 중간 단자 및 상기 보호 금속패턴은 상기 스캔 패드를 커버하는 게이트 절연막에 형성된 콘택홀을 통해 상기 스캔 패드에 접속되는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
A scan wiring, a data wiring, and a drive current wiring defining a pixel region on a substrate;
An etch stopper formed on the metal oxide semiconductor layer, a source electrode having a double metal layer in contact with one side of the metal oxide semiconductor layer and having a protective metal layer and a data metal layer, A thin film transistor which contacts the other side of the layer and includes a drain electrode having the double metal layer;
An organic light emitting diode (OLED) connected to the thin film transistor and formed in the pixel region; And
And a scan pad portion connected to the scan line,
The scan pad unit includes:
A scan pad extending from the scan line;
A protective metal pattern formed on the scan pad with the same material as the protective metal layer;
A scan pad intermediate terminal formed on the protective metal pattern and formed of the same material as the data metal layer; And
And a scan pad terminal formed on the scan pad intermediate terminal,
Wherein the scan pad intermediate terminal and the protective metal pattern are connected to the scan pad through a contact hole formed in a gate insulating film covering the scan pad.
상기 금속 산화물 반도체 층은, 인듐-갈륨-아연 산화물(Indiun-Galium-Zinc-Oxide)를 포함하고,
상기 보호 금속층은 상기 데이터 금속층의 하층에 배치되며, 인듐-갈륨-아연(Indiun-Galium-Zinc) 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
The method according to claim 1,
Wherein the metal oxide semiconductor layer includes indium-gallium-zinc oxide (Indium-Gallium-Zinc-Oxide)
Wherein the protective metal layer is disposed on a lower layer of the data metal layer and includes an indium-gallium-zinc (Indium-Gallium-Zinc) alloy.
상기 박막 트랜지스터는,
상기 스캔 배선과 상기 데이터 배선에 연결된 스위칭 박막 트랜지스터;
상기 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 상기 구동 전류 배선사이에 연결된 구동 박막 트랜지스터를 더 포함하고,
상기 구동 박막 트랜지스터의 드레인 전극은 상기 유기발광 다이오드에 연결된 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
The method according to claim 1,
The thin-
A switching thin film transistor connected to the scan line and the data line;
And a driving thin film transistor connected between the drain electrode of the switching thin film transistor and the driving current wiring,
And the drain electrode of the driving thin film transistor is connected to the organic light emitting diode.
상기 유기발광 다이오드는,
상기 구동 박막 트랜지스터의 상기 드레인 전극에 연결된 제1 전극;
상기 제1 전극 위에 도포된 유기발광층; 그리고
상기 유기발광층 위에 형성된 제2 전극을 포함하며,
상기 스캔 패드 단자는 상기 제1 전극과 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
5. The method of claim 4,
The organic light emitting diode includes:
A first electrode connected to the drain electrode of the driving thin film transistor;
An organic light emitting layer coated on the first electrode; And
And a second electrode formed on the organic light emitting layer,
And the scan pad terminal is formed of the same material as the first electrode.
상기 게이트 요소 위에 게이트 절연막을 도포하고, 상기 게이트 절연막 위에 금속 산화물 반도체 층을 형성하는 단계;
상기 게이트 절연막에는 상기 게이트 요소의 일부를 노출하는 제1 콘택홀을, 상기 금속 산화물 반도체 층 위에는 에치 스토퍼를 동일 공정으로 형성하는 단계;
상기 제1 콘택홀과 상기 에치 스토퍼가 형성된 표면 전체에 보호 금속층을 도포하고, 열 처리하는 단계;
상기 보호 금속층 위에 데이터 금속 물질을 도포하고 패턴하여 데이터 요소를 형성하여 박막 트랜지스터를 완성하는 단계; 그리고
상기 박막 트랜지스터와 연결된 유기발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법.
Forming a gate element on the substrate;
Applying a gate insulating film on the gate element, and forming a metal oxide semiconductor layer on the gate insulating film;
Forming a first contact hole exposing a part of the gate element in the gate insulating film and an etch stopper in the same step on the metal oxide semiconductor layer;
Applying a protective metal layer to the entire surface of the first contact hole and the etch stopper, and performing heat treatment;
Applying a data metal material over the protective metal layer and patterning to form data elements to complete the thin film transistor; And
And forming an organic light emitting diode connected to the thin film transistor.
상기 금속 산화물 반도체 층은 인듐-갈륨-아연 산화물(Indiun-Galium-Zinc-Oxide)를 포함하고,
상기 보호 금속층은 인듐-갈륨-아연(Indiun-Galium-Zinc) 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the metal oxide semiconductor layer includes indium-gallium-zinc-oxide (Indium-Gallium-Zinc-Oxide)
Wherein the protective metal layer comprises indium-gallium-zinc (Indium-Gallium-Zinc) alloy.
상기 유기발광 다이오드를 형성하는 단계는,
상기 박막 트랜지스터가 형성된 기판 위에서 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 노출하는 제2 콘택홀을 포함하는 평탄화 막을 형성하는 단계;
상기 평탄화 막 위에서 노출된 상기 드레인 전극에 연결된 제1 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 전극 위에 발광 영역을 정의하는 뱅크를 형성하는 단계;
상기 뱅크 위에 상기 제1 전극과 접촉하는 유기발광 층을 도포하는 단계; 그리고
상기 유기발광 층과 접촉하는 제2 전극을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법.
The method according to claim 6,
The forming of the organic light emitting diode may include:
Forming a planarization film including a second contact hole exposing a drain electrode of the thin film transistor on a substrate on which the thin film transistor is formed;
Forming a first electrode connected to the drain electrode exposed on the planarization layer;
Forming a bank defining a light emitting region on the first electrode;
Applying an organic light emitting layer in contact with the first electrode on the bank; And
And applying a second electrode in contact with the organic light emitting layer.
상기 게이트 요소를 형성하는 단계는, 상기 기판의 일 방향으로 진행하는 스캔 배선, 상기 스캔 배선의 일측 단부에 배치되는 스캔 패드, 그리고 상기 스캔 배선에서 분기하는 상기 박막 트랜지스터의 게이트 전극을 더 형성하고;
상기 제1 콘택홀을 형성하는 단계는, 상기 스캔 패드를 노출하는 스캔 패드 콘택홀을 더 형성하고;
상기 데이터 요소를 형성하는 단계는, 상기 스캔 패드 콘택홀을 통해 상기 스캔 패드와 접촉하며 상기 보호 금속층을 패터닝하여 형성된 보호 금속패턴과 상기 데이터 금속 물질을 패터닝하여 형성된 스캔 패드 중간 단자를 더 형성하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법.
The method according to claim 6,
The forming of the gate element may further include forming a scan line extending in one direction of the substrate, a scan pad arranged at one end of the scan line, and a gate electrode of the thin film transistor branching the scan line;
The forming of the first contact hole may further include forming a scan pad contact hole exposing the scan pad;
The forming of the data element may further include forming a protective metal pattern formed by patterning the protective metal layer in contact with the scan pad through the scan pad contact hole and a scan pad intermediate terminal formed by patterning the data metal material Wherein the organic light emitting diode display device is manufactured by a method comprising:
상기 구동 전류 배선은,
상기 보호 금속층과 동일 물질로 형성되는 제1 층; 및
상기 제1 층 상에 형성되며 상기 데이터 금속층과 동일 물질로 형성되는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치.
The method according to claim 1,
The driving current wiring includes:
A first layer formed of the same material as the protective metal layer; And
And a second layer formed on the first layer and formed of the same material as the data metal layer.
상기 데이터 요소는 구동 전류 배선을 포함하며,
상기 구동 전류 배선은,
상기 보호 금속층과 동일 물질로 형성되는 제1 층; 및
상기 제1 층 상에 형성되며 상기 데이터 금속물질과 동일 물질로 형성되는 제2 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기발광 다이오드 표시장치 제조 방법.The method according to claim 6,
The data element comprising drive current wiring,
The driving current wiring includes:
A first layer formed of the same material as the protective metal layer; And
And a second layer formed on the first layer and formed of the same material as the data metal material.
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