KR102068596B1 - 유기전계발광표시장치 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계발광표시장치 제조방법을 개시한다. 개시된 본 발명의 유기전계발광표시장치 제조방법은, 기판 상에 제1 금속막과 제2 금속막을 연속으로 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 영역에 게이트 전극, 스토리지 커패시터 영역에 제1 스토리지 전극 및 패드 영역에 패드부를 형성하는 단계; 상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하고, 계속해서 채널층을 형성하는 단계; 상기 채널층이 형성된 기판 상에 절연층을 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 상기 채널층 상에 에치스톱퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 전극, 제1 스토리지 전극 및 패드부를 노출하는 제1 내지 제3 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 에치스톱퍼가 형성된 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 스토리지 영역의 제1 스토리지 전극과 중첩되도록 게이트 절연막 상에 제2 스토리지 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 스토리지 전극과 보호막을 사이에 두고 중첩되도록 제3 스토리지 전극을 형성하는 단계; 상기 기판의 다수의 화소 영역들에 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터들을 형성하는 단계; 및 상기 컬러필터 상에 형성되고, 상기 제3 스토리지 전극과 전기적으로 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 형성된 제2 전극을 구비한 유기발광다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 유기전계발광표시장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마스크 공정 수를 줄이면서 소자 신뢰성을 개선한 유기전계발광표시장치 제조방법에 관한 것이다.
최근 들어 부피와 무게가 큰 음극선관(Cathode Ray Tube)을 대신하여 액정표시장치(Liquid Crystal Display Device)나 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 평판디스플레이장치의 개발이 활발히 진행되고 있다.
이 중 유기전계발광표시장치는 액정표시장치와 달리 별도의 광원이 필요없는 자발광소자이기 때문에 액정표시장치에 비해 두께가 더 얇아지고 무게가 더 가벼우며 색재현율이 액정표시장치에 비해 우수하여 차세대 디스플레이로 각광을 받고 있다.
이와 같은 유기전계발광표시장치는 일반적으로 수동형(Passive type)과 능동형(Active type)으로 나눌 수 있다.
이 중에서 각 화소마다 별도의 박막 트랜지스터(thin film transistor)를 구비하여 소비전력이 낮고 해상도면에서 유리한 이점이 있는 능동형 유기전계발광표시장치가 고해상도 대면적 화상표시소자를 구현하는데 많이 사용되고 있는 추세이다.
일반적인 유기전계발광표시장치의 표시패널은 매트릭스형태로 배치된 서브 픽셀들을 포함한다. 서브 픽셀들은 적색, 녹색 및 청색 서브 픽셀로 구성되거나 백색 서브 픽셀과 백색 서브 픽셀의 백색 광을 적색, 녹색 및 청색으로 변환하는 색변환층으로 구성될 수 있다. 서브 픽셀들은 패시브형 또는 액티브형으로 구성된다. 예컨대 액티브형 서브 픽셀에는 스캔신호에 응답하여 데이터신호를 공급하는 스위칭 트랜지스터, 데이터신호를 데이터전압으로 저장하는 커패시터, 데이터전압에 대응하여 구동전류를 생성하는 구동 트랜지스터 및 구동전류에 대응하여 광을 출사하는 유기발광 다이오드가 포함된다. 액티브형 서브 픽셀들은 스위칭 트랜지스터, 구동 트랜지스터, 커패시터 및 유기발광 다이오드를 포함하는 2T(Transistor)1C(Capacitor) 구조로 구성되거나 3T1C, 4T2C, 5T2C 등과 같이 트랜지스터나 커패시터가 더 추가된 구조로 구성될 수도 있다. 또한, 서브 픽셀들은 구조에 따라 전면발광(Top-Emission) 방식, 배면발광(Bottom-Emission) 방식 또는 양면발광(Dual-Emission) 방식으로 형성될 수 있다.
도 1a는 종래 유기전계발광표시장치 제조공정에서 에치스톱퍼와 게이트 콘택홀을 동일 마스크 공정으로 형성한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 유기전계발광표시장치의 스위칭 트랜지스터 또는 구동 트랜지스터는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 구조로 형성되는데, 도면에는 도시하지 않았지만, 박막 트랜지스터가 형성되면서, 스토리지 커패시터 영역, 화소 영역 및 패드 영역에는 스토리지 전극들, 화소 전극 및 패드부들이 형성된다.
상기 박막 트랜지스터에 형성되는 에치스톱퍼(15)의 형성 공정은 다음과 같다.
투명성 절연물질로 된 기판(10) 상에 금속막이 형성되고, 마스크 공정에 따라 박막 트랜지스터의 게이트 전극(11)이 형성되면, 상기 게이트 전극(11)이 형성된 기판(10) 상에 게이트 절연막(12)을 형성한다.
그런 다음, 상기 게이트 전극(11)과 대응되는 게이트 절연막(12) 상에는 반도체층으로 형성된 채널층(14)이 형성되고, 상기 채널층(14) 상에는 상기 채널층(14) 보호를 위해 에치스톱퍼(15)를 형성한다. 종래에는 에치스톱퍼(15)와 게이트 전극(11)의 일부를 노출하는 콘택홀(Ck) 공정이 별개의 마스크 공정으로 이루어졌으나, 마스크 공정 수를 줄이기 위해 상기 에치스톱퍼(15)를 형성하면서 게이트 콘택홀(Ck)을 동시에 형성한다.
상기 에치스톱퍼(15) 형성 공정에는 열처리 공정이 진행되는데, 에치스톱퍼(15)를 형성하기 위한 절연층을 형성하고, 열처리 공정을 진행한 후, 에치스톱퍼(15)를 형성하거나, 마스크 공정에 의해 에치스톱퍼(15)를 완성하고, 열처리 공정을 진행할 수 있다.
하지만, 도 4a 및 도 4b의 소자 특성을 보면, 에치스톱퍼(15)를 완성한 후, 열처리 공정을 진행하는 것이 소자 신뢰성이 우수하다.
도 1b는 종래 유기전계발광표시장치 제조공정에서 에치스톱퍼 형성 후, 열처리 공정을 도시한 도면으로서, 열처리 공정으로 상기 게이트 콘택홀(Ck)에 의해 노출된 게이트 전극(11) 일부가 손상되는 문제가 발생된다.
즉, 상기 에치스톱퍼(15)는 식각 공정과 열처리 공정으로 완성되는데, 공정이 진행되는 동안, 게이트 콘택홀(Ck)과 대응되는 게이트 전극(11) 일부는 외부로 노출되어 있어, 게이트 전극(11)이 공정중 손상을 받는다.
도면에서는 게이트 전극(11)을 중심으로 설명하였지만, 상기 게이트 전극(11)과 동일층에 스토리지 전극, 게이트 및 데이터 패드들도 기판(10) 상에 형성되고, 각각 콘택홀들에 의해 일부가 노출되어 있어, 에치스톱퍼(15) 형성 공정에 의해 스토리지 전극, 게이트 및 데이터 패드들도 손상이 발생된다.
이러한, 손상은 결과적으로 소자 신뢰성을 떨어트리고 화면 품위를 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은, 기판 상에 형성되는 게이트 금속막 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 공정 중 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 손상을 방지한 유기전계발광표시장치 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 마스크 공정 수를 줄이고, 소자 신뢰성을 개선한 유기전계발광표시장치 제조방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 종래 기술의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 유기전계발광표시장치 제조방법은, 기판 상에 제1 금속막과 제2 금속막을 연속으로 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 영역에 게이트 전극, 스토리지 커패시터 영역에 제1 스토리지 전극 및 패드 영역에 패드부를 형성하는 단계; 상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하고, 계속해서 채널층을 형성하는 단계; 상기 채널층이 형성된 기판 상에 절연층을 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 상기 채널층 상에 에치스톱퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 전극, 제1 스토리지 전극 및 패드부를 노출하는 제1 내지 제3 콘택홀을 형성하는 단계; 상기 에치스톱퍼가 형성된 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 스토리지 영역의 제1 스토리지 전극과 중첩되도록 게이트 절연막 상에 제2 스토리지 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 스토리지 전극과 보호막을 사이에 두고 중첩되도록 제3 스토리지 전극을 형성하는 단계; 상기 기판의 다수의 화소 영역들에 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터들을 형성하는 단계; 및 상기 컬러필터 상에 형성되고, 상기 제3 스토리지 전극과 전기적으로 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 형성된 제2 전극을 구비한 유기발광다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법은, 기판 상에 형성되는 게이트 금속막 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 공정 중 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 손상을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 제조방법은, 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 마스크 공정 수를 줄이고, 소자 신뢰성을 개선한 효과가 있다.
도 1a는 종래 유기전계발광표시장치 제조공정에서 에치스톱퍼와 게이트 콘택홀을 동일 마스크 공정으로 형성한 도면이다.
도 1b는 종래 유기전계발광표시장치 제조공정에서 에치스톱퍼 형성 후, 열처리 공정을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 유기전계발광표시장치에서 형성되는 에치스톱퍼에 대한 열처리 시기에 따른 소자 특성을 비교한 도면이다.
도 1b는 종래 유기전계발광표시장치 제조공정에서 에치스톱퍼 형성 후, 열처리 공정을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 유기전계발광표시장치에서 형성되는 에치스톱퍼에 대한 열처리 시기에 따른 소자 특성을 비교한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2a 내지 도 2k는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 제조공정을 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2k를 참조하면, 본 발명의 유기전계발광표시장치는, 투명성 절연물질로 형성된 기판(100) 상에 게이트 금속막을 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 화소 영역의 박막 트랜지스터 영역에 게이트 전극(101)을 형성한다. 이때, 스토리지 캐패시터 영역에는 제1 스토리지 전극(131)이 형성되고, 패드 영역에는 패드부(170)가 형성된다. 상기 패드부(170)는 게이트 배선, 데이터 배선 또는 전원 배선의 패드부 일 수 있다.
본 발명의 게이트 금속막은 적어도 2개 이상의 금속막으로 형성될 수 있다.
예를 들어, MoTi와 같이 몰리브덴(Mo)을 포함하는 제1 금속막에 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 니켈(nickel; Ni), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 티타늄(titanium; Ti), 백금(platinum; Pt), 탄탈(tantalum; Ta) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질중 어느 하나의 제2 금속막과, 상기 제2 금속막 상에 IGZO(Indume Galium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), TiO(Titanum Oxide)와 같이 도전성 산화물반도체로 구성된 제3 금속막의 3층 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 금속막은 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO) 일 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)는 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 니켈(nickel; Ni), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 티타늄(titanium; Ti), 백금(platinum; Pt), 탄탈(tantalum; Ta) 등과 같은 저저항 불투명 도전물질 또는 이들의 합금으로 형성된 제1 금속막과 IGZO(Indume Galium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), TiO(Titanum Oxide)와 같이 도전성 산화물반도체 또는 ITO, IZO, ITZO와 같은 산화물금속막으로 형성된 제2 금속막의 2중층 구조로 형성될 수 있다.
이와 관련해서는 도 3b를 참조하면, 게이트 전극(101)은 게이트 전극패턴(101a)과 게이트 베리어층(101b)으로 구성되고, 상기 제1 스토리지 전극(131)은 스토리지 전극패턴(131a)과 스토리지 베리어층(131b)으로 구성되며, 상기 패드부(170)는 패드부 패턴(170a)과 패드부 베리어층(170b)으로 구성된다.
즉, 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 상부에는 산화물반도체로 형성된 베리어층이 형성되어 있다.
상기와 같이, 기판(100) 상에 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)가 형성되면, 상기 기판(100)의 전면에 게이트 절연막(102)을 형성하고, 상기 게이트 전극(101)과 대응되는 게이트 절연막(102) 상에 채널층(104)을 형성한다.
상기 게이트 절연막(102)은 실리콘 산화물(SiOx) 단일층으로 형성하거나, 실리콘 질화물(SiNx) 및 실리콘 산화물(SiOx)을 연속으로 증착하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 채널층(104)은 결정질 실리콘막과 오믹 콘택층을 포함된 반도체층으로 형성하거나 산화물 반도체층으로 형성될 수 있다.
상기 산화물 반도체층은 인듐(In), 아연(Zn), 갈륨(Ga) 또는 하프늄(Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 예컨대 스퍼터링 (sputtering) 공정으로 Ga-In-Zn-O 산화물 반도체를 형성할 경우, In2O3, Ga2O3 및 ZnO 로 형성된 각각의 타겟을 이용하거나, Ga-In-Zn 산화물의 단일 타겟을 이용할 수 있다. 또한, 스퍼터링 (sputtering) 공정으로 hf-In-Zn-O 산화물 반도체를 형성할 경우, HfO2, In2O3 및 ZnO로 형성된 각각의 타겟을 이용하거나, Hf-In-Zn 산화물의 단일 타겟을 이용할 수 있다.
상기와 같이, 게이트 절연막(102) 상에 채널층(104)이 형성되면, 도 2c에 도시한 바와 같이, 기판(100)의 전면에 절연층을 형성한 다음, 마스크 공정을 진행하여 상기 채널층(104) 상에 에치스톱퍼(106)를 형성한다.
이때, 본 발명에서는 마스크 공정 수를 줄이기 위해 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 일부를 노출시키는 콘택홀들을 동시에 형성한다.
상기 에치스톱퍼(106)가 완성되면, 열처리 공정을 진행하여 에치스톱퍼(106)를 경화시키는데, 종래 기술에서는 콘택홀들을 통해 일부가 노출된 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170) 상면에는 베리어층이 존재하지 않아, 에치스톱퍼(106) 형성을 위한 식각 공정 또는 열처리로 인하여 전극들이 손상되었다.
하지만, 본 발명에서는 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 상면에 도전성질을 갖는 산화물반도체로 이루어진 베리어층들이 각각 형성되어, 에치스톱퍼(106) 형성 공정 시 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)가 손상되지 않는다.
상기와 같이, 기판(100) 상에 에치스톱퍼(106)가 형성되면, 기판(100)의 전면에 소스/드레인 금속막을 형성한 다음, 마스크 공정을 진행하여 상기 채널층(104) 양측에 소스 전극(107a)과 드레인 전극(107b)을 형성하여 박막 트랜지스터를 완성한다. 상기 드레인 전극(107b)의 일부는 상기 제1 스토리지 전극(131)과 콘택홀을 통해 전기적으로 연결되며, 상기 박막 트랜지스터는 유기발광표시장치의 화소 영역에 형성되는 스위칭 트랜지스터이다.
또한, 상기 게이트 전극(101)에 형성된 콘택홀 영역에는 제1 연결부(201)가 형성되고, 상기 제1 스토리지 전극(131)과 중첩되는 게이트 절연막(102) 상에는 제2 스토리지 전극(132)이 형성되며, 상기 패드부(170)에 형성된 콘택홀 영역에는 제1 패드 콘택층(171)이 형성된다.
도면에는 도시하지 않았지만, 데이터 배선 또는 전원 배선이 함께 형성될 수 있다.
상기 소스/드레인 금속막은 알루미늄, 알루미늄 합금, 텅스텐, 구리,니켈, 크롬, 몰리브덴, 티타늄, 백금, 탄탈 등과 같은 저저항 불투명 도전물질을 사용할 수 있다. 또한, 인듐-틴-옥사이드(Indium Tin Oxide; ITO), 인듐-징크-옥사이드(Indium Zinc Oxide; IZO)와 같은 투명한 도전물질과 불투명 도전물질이 적층된 다층 구조로 형성할 수 있다.
상기와 같이, 소스 전극 및 드레인 전극(107a, 107b)들이 기판(100) 상에 형성되면, 도 2e에 도시한 바와 같이, 기판(100) 전면에 보호막(112)을 형성하고, 마스크 공정에 의해 상기 게이트 전극(101)과 콘택된 제1 연결부(201), 상기 제1 스토리지 전극(131)과 콘택되는 드레인 전극(107b) 및 패드부(170) 상에 형성된 제1 패드 콘택층(171)들을 노출하는 콘택홀들을 형성한다.
그런 다음, 상기 기판(100) 상에 금속막을 형성하고, 마스크 공정에 따라 상기 제1 연결부(201) 상에 제2 연결부(203)를 적층 형성하고, 상기 제2 스토리지 전극(132)과 중첩되도록 상기 보호막(112) 상에 제3 스토리지 전극(133)을 형성하고, 상기 제1 패드 콘택층 상에 제2 패드 콘택층(172)을 각각 형성한다.
상기 제2 연결부(203)는 도면에는 도시하지 않았지만, 화소 영역에 형성되는 다른 트랜지스터의 게이트 단자와 연결될 수 있다. 연결되는 트랜지스터는 스위칭 트랜지스터 또는 구동 트랜지스터일 수 있다.
또한, 상기 제3 스토리지 전극(133)은 상기 제1 및 제2 스토리지 전극(131, 132)들과 중첩되면서, 상기 드레인 전극(107b)과 전기적으로 연결된다.
그런 다음, 기판(100) 상에 적색(R) 컬러레진을 도포하고, 노광 및 현상 공정을 진행하여 화소 영역에 적색(R) 컬러필터(238)를 형성한다. 비표시 영역인 박막 트랜지스터 영역에는 적색(R) 컬러필터패턴(239)을 형성한다.
동일한 방식으로 녹색(G) 및 청색(B) 컬러레진을 이용하여 순차적으로 화소 영역에 녹색(G) 컬러필터와 청색(B) 컬러필터들을 형성한다.
상기와 같이, 기판(100) 상에 컬러필터들이 형성되면, 기판(100) 전면에 표면 평탄화를 위한 오버코트층(212)을 형성한다.
그런 다음, 상기 기판(100) 전면에 투명성 도전물질을 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 상기 적색(R) 컬러필터(238)와 대응되는 오버코트층(212) 상에 제1 전극(129)을 형성하고, 상기 제2 패드 콘택층(172) 상에는 제3 패드 콘택층(173)을 형성한다.
하부발광 방식 유기발광표시장치의 경우에는 상기 제1 전극(129)은 유기발광다이오드의 캐소드 전극(Cathode)일 수 있다.
상기와 같이, 제 1 전극(129)이 화소 영역에 형성되면, 절연층을 기판(100) 전면에 형성하고, 마스크 공정에 따라 각각의 서브 화소 영역이 노출되도록 뱅크층(260)을 형성한다.
따라서, 서브 화소 영역에서는 제1 전극(129)이 노출되어 있고, 상기 제1 전극(129) 상에는 유기발광층(221)이 형성된다. 상기와 같이, 제1 전극(129) 상에 유기발광층(221)이 형성되면, 기판(100)의 전면에 제2 전극(223)을 형성하여, 제1, 2 전극들(129, 223) 및 유기발광층(221)으로 구성된 유기발광다이오드(OLED)를 완성한다.
상기 유기발광층(221)은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 발광층(EML), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL)을 포함할 수 있다. 상기 정공수송층에는 전자차단층(EBL)을 더 포함할 수 있고, 상기 전자수송층(ETL)은 PBD, TAZ, Alq3, BAlq, TPBI, Bepp2와 같은 저분자재료를 사용하여 형성할 수 있다.
상기 유기 발광층(221)의 발광층은 유기물에 따라 발광하는 색이 달라지므로, 각각의 화소 영역별로 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광층을 형성하여, 풀컬러(Full color)를 구현하거나, 상기 발광층을 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 유기물질들이 적층된 백색 발광층으로 구현할 수 있다.
본 발명에서는 기판(100)의 화소 영역에 컬러필터들이 형성되기 때문에 발광층(EML)은 백색광을 발생하는 것이 바람직하다.
그런 다음, 상기 기판(100) 상에 접착층(320)을 이용하여 캐핑층(350)을 형성한다.
본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법은, 기판 상에 형성되는 게이트 금속막 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 공정 중 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 손상을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법은, 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 마스크 공정 수를 줄이고, 소자 신뢰성을 개선한 효과가 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 제조 공정을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 기판(100) 상에 제1 금속막(ML1)과 제2 금속막(ML2)을 연속하여 형성한 다음, 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)를 형성한다.
상기 제1 금속막(ML1)은 도 2a 내지 도 2k에서 설명한 바와 같이, 단일 금속층 또는 이중 금속층으로 형성될 수 있다. 상기 제2 금속막(ML2)은 도전성질을 갖는 산화물반도체로 형성될 수 있다. 상기 산화물반도체는 산소(O) 분압이 0%인 물질이 바람직하다.
따라서, 도 3b를 참조하면, 게이트 전극(101)은 게이트 전극패턴(101a)과 게이트 베리어층(101b)으로 구성되고, 상기 제1 스토리지 전극(131)은 스토리지 전극패턴(131a)과 스토리지 베리어층(131b)으로 구성되며, 상기 패드부(170)는 패드부 패턴(170a)과 패드부 베리어층(170b)으로 구성된다.
상기 게이트 전극패턴(101a), 스토리지 전극패턴(131a) 및 패드부 패턴(170a)은 단일 금속층 또는 이중 금속층으로 형성될 수 있고, 도 2a 내지 도 2k에서 설명한 바와 같이, 두 개의 금속막이 적층된 구조로 형성될 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 상면은 산화물반도체로 형성된 베리어층들이 형성된다.
상기와 같이, 기판(100) 상에 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)가 형성되면, 상기 기판(100)의 전면에 게이트 절연막(102)을 형성하고, 상기 게이트 전극(101)과 대응되는 게이트 절연막(102) 상에 채널층(104)을 형성한다.
상기와 같이, 게이트 절연막(102) 상에 채널층(104)이 형성되면, 도 3c에 도시한 바와 같이, 기판(100)의 전면에 절연층을 형성한 다음, 마스크 공정을 진행하여 상기 채널층(104) 상에 에치스톱퍼(106)를 형성한다.
이때, 본 발명에서는 마스크 공정 수를 줄이기 위해 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 일부를 노출시키는 제1 내지 제 3 콘택홀들(C1, C2, C3)이 에치스톱퍼(106)와 동시에 형성한다.
또한, 상기 에치스톱퍼(106)가 완성되면, 열처리 공정을 진행하여 에치스톱퍼(106)를 경화시킨다. 이와 같이, 상기 에치스톱퍼(106)를 형성할 때, 상기 제1 내지 제3 콘택홀(C1, C2, C3)들에 의해 상기 게이트 전극(101)과 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)는 외부에 노출되어 있다.
하지만, 본 발명에서는 상기 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)의 상면에 도전성질을 갖는 산화물반도체로 이루어진 베리어층들(101b, 131b, 170b)이 각각 형성되어 있어, 식각 공정 및 열처리 공정에 의해 게이트 전극(101), 제1 스토리지 전극(131) 및 패드부(170)가 손상되지 않는다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 유기전계발광표시장치에서 형성되는 에치스톱퍼에 대한 열처리 시기에 따른 소자 특성을 비교한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d에서 설명한 바와 같이, 에치스톱퍼 형성 공정에는 열처리 공정을 수반하는데, 절연층을 형성한 다음, 절연층에 대해 열처리를 하고 에치스톱퍼를 완성하는 방법과, 식각 공정에 의해 에치스톱퍼를 형성한 후, 열처리를 하는 방법이 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 도 4a는 에치스톱퍼를 형성하기 위한 절연층을 기판 상에 증착한 다음, 열처리를 진행하고 식각 공정을 진행하여 에치스톱퍼를 완성하는 경우로서, 트레쉬홀드 전압(Vth)의 편차가 0.1[V](Δ2.01V)로 트랜지스터의 신뢰도가 요구 수준에 맞지 않는 것을 볼 수 있다.
하지만, 도 4b와 같이, 에치스톱퍼를 식각 공정으로 패터닝한 후, 열처리를 진행하면 트레쉬홀드 전압(Vth)의 편차가 -0.72[V](Δ1.52V)로 트랜지스터의 소자 신뢰성이 우수한 것을 볼 수 있다.
따라서, 본 발명은 에치스톱퍼를 형성한 후, 열처리를 진행하면서 에치스톱퍼와 콘택홀 공정을 하나의 마스크 공정으로 진행하여 소자 신뢰성을 개선하면서, 마스크 공정 수를 저감한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법은, 기판 상에 형성되는 게이트 금속막 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 공정 중 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부의 손상을 방지한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법은, 유기전계발광표시장치의 게이트 전극, 스토리지 전극 및 패드부 상에 도전성 산화물반도체로 형성된 베리어층을 형성하여, 마스크 공정 수를 줄이고, 소자 신뢰성을 개선한 효과가 있다.
100: 기판 101: 게이트 전극
131: 제1 스토리지 전극 170: 패드부
104: 채널층 102: 게이트 절연막
101b: 게이트 베리어층 131b: 스토리지 베리어층
170b: 패드부 베리어층 106: 에치스톱퍼
107a: 소스전극 107b: 드레인 전극
212: 오버코트층 129: 제1 전극
221: 유기발광층 223: 제2 전극
131: 제1 스토리지 전극 170: 패드부
104: 채널층 102: 게이트 절연막
101b: 게이트 베리어층 131b: 스토리지 베리어층
170b: 패드부 베리어층 106: 에치스톱퍼
107a: 소스전극 107b: 드레인 전극
212: 오버코트층 129: 제1 전극
221: 유기발광층 223: 제2 전극
Claims (7)
- 기판 상에 제1 금속막과 제2 금속막을 연속으로 형성하고, 마스크 공정을 진행하여 박막 트랜지스터 영역에 게이트 전극, 스토리지 커패시터 영역에 제1 스토리지 전극 및 패드 영역에 패드부를 형성하는 단계;
상기 게이트 전극이 형성된 기판 상에 게이트 절연막을 형성하고, 계속해서 채널층을 형성하는 단계;
상기 채널층이 형성된 기판 상에 절연층을 형성한 다음, 마스크 공정에 따라 상기 채널층 상에 에치스톱퍼를 형성하고, 동시에 상기 게이트 전극, 제1 스토리지 전극 및 패드부를 노출하는 제1 내지 제3 콘택홀을 형성하는 단계;
상기 에치스톱퍼가 형성된 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 스토리지 영역의 제1 스토리지 전극과 중첩되도록 게이트 절연막 상에 제2 스토리지 전극을 형성하는 단계;
상기 제2 스토리지 전극과 보호막을 사이에 두고 중첩되도록 제3 스토리지 전극을 형성하는 단계;
상기 기판의 다수의 화소 영역들에 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 컬러필터들을 형성하는 단계; 및
상기 컬러필터 상에 형성되고, 상기 제3 스토리지 전극과 전기적으로 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 형성된 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 형성된 제2 전극을 구비한 유기발광다이오드를 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 금속막은 도전성 산화물반도체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 도전성 산화물반도체는 IGZO(Indume Galium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide), TiO(Titanum Oxide) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 금속막은 적어도 2개 이상의 금속층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 금속막은 몰리티타늄(MoTi), 알루미늄(aluminium; Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 텅스텐(tungsten; W), 구리(copper; Cu), 니켈(nickel; Ni), 크롬(chromium; Cr), 몰리브덴(molybdenum; Mo), 티타늄(titanium; Ti), 백금(platinum; Pt), 탄탈(tantalum; Ta) 중 선택된 단일층 또는 이중층 구조인 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 에치스톱퍼를 형성한 후, 열처리 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 게이트 전극, 제1 스토리지 전극 및 패드부는 각각 상부에 도전성 산화물로 형성된 베리어층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시장치 제조방법.
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