KR20040025093A - OELD(Organic Electroluminescence Display) using organic passivation - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 전계 발광 표시 장치(OELD; Organic Electroluminescence Display)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평탄화막을 얇게 형성하여 레이저 전사 불량을 방지하고 유기 보호막을 사용하여 단락 발생을 방지할 수 있는 유기 보호막을 사용한 유기 전계 발광 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescence display (OELD), and more particularly, to form a thin planarization film to prevent laser transfer defects and to use an organic protective film that can prevent a short circuit using an organic protective film. An organic electroluminescent display device.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 기술에 대하여 설명한다.Hereinafter, a conventional technology will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 유기 전계 발광 표시 장치의 단면도를 나타낸다. 도 2는 종래의 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서, 단락 발생을 보여주는 SEM 사진이다.1 is a cross-sectional view of a conventional organic light emitting display device. 2 is a SEM photograph showing occurrence of a short circuit in a conventional organic light emitting display device.
도 1을 참조하면, 완충층(110)이 형성된 절연 기판(100) 상에 폴리 실리콘막으로 된 활성층(120)을 형성한다. 기판 전면에 게이트 절연막(130)과 게이트 메탈을 증착하고, 게이트 메탈을 패터닝하여 게이트 전극(140)을 형성한다. 게이트 전극(140)을 마스크로 이용하여 불순물을 도핑하여, 소오스 영역(121)과 드레인 영역(125)을 형성한다. 그리고, 상기 활성층(120) 중 소오스 영역(121)과 드레인 영역(125) 사이의 영역은 채널 영역(123)으로 작용한다.Referring to FIG. 1, an active layer 120 made of a polysilicon film is formed on an insulating substrate 100 on which a buffer layer 110 is formed. The gate insulating layer 130 and the gate metal are deposited on the entire surface of the substrate, and the gate metal is patterned to form the gate electrode 140. The source region 121 and the drain region 125 are formed by doping impurities using the gate electrode 140 as a mask. In addition, a region between the source region 121 and the drain region 125 of the active layer 120 serves as the channel region 123.
그 후, 층간 절연막(150)을 증착하고, 패터닝하여 소오스 영역(121)과 드레인 영역(125)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(151, 155)을 형성한다. 기판(100)의 전면에 금속층을 5000Å 정도의 두께로 증착한 후, 사진 식각하여 소오스 전극(161), 드레인 전극(165)과 금속 배선(163)을 형성한다. 소오스 전극(161)과 드레인전극(165) 및 금속 배선(163)을 포함하는 절연 기판(100) 전면에 보호막(170)을 CVD를 이용하여 증착한다.Thereafter, the interlayer insulating layer 150 is deposited and patterned to form contact holes 151 and 155 exposing portions of the source region 121 and the drain region 125. A metal layer is deposited on the entire surface of the substrate 100 to a thickness of about 5000 Å, and then photo-etched to form the source electrode 161, the drain electrode 165, and the metal wiring 163. The protective film 170 is deposited on the entire surface of the insulating substrate 100 including the source electrode 161, the drain electrode 165, and the metal wiring 163 by CVD.
보호막(170)에 드레인 전극(165)의 일부를 노출시키는 비아 홀(175)을 형성한다. 상기 절연 기판(100)의 전면에 ITO를 증착한 후, 사진 식각하여 비어 홀(175)을 통해 드레인 전극(165)에 연결되는 애노드(anode) 전극(180)을 형성한다. 그리고, 상기 절연 기판(100) 전면에 평탄화막(190)을 1㎛ 이상의 두께로 증착한다. 그 후, 사진 식각을 통해 애노드 전극(180)의 일부를 노출시키는 개구부를 형성하고, 개구부의 상부에 EL 층(200)을 형성한다. 절연 기판(100) 전면에 걸쳐 캐소드(cathode) 전극(210)을 형성한다.A via hole 175 exposing a portion of the drain electrode 165 is formed in the passivation layer 170. After ITO is deposited on the entire surface of the insulating substrate 100, photo etching is performed to form an anode electrode 180 connected to the drain electrode 165 through the via hole 175. In addition, a planarization layer 190 is deposited on the entire surface of the insulating substrate 100 to a thickness of 1 μm or more. Thereafter, an opening for exposing a part of the anode electrode 180 is formed through photolithography, and the EL layer 200 is formed on the opening. Cathode electrodes 210 are formed over the entire surface of the insulating substrate 100.
상기 유기 전계 발광 표시 장치의 제조 공정 중 EL 층(200)을 형성하는 방법은, 저분자 EL 층은 진공에서 증발기(Evaporator)를 이용하여 증착하는데 반해, 고분자 EL 층은 대기 중에서 코닝이나 잉크젯 방식 또는 레이저 전사법(LITI)으로 증착한다. 평탄화막(190) 위에 레이저 전사법을 이용하여 고분자 EL 층을 증착시 평탄화막(190)이 1㎛ 이상으로 두꺼울 경우에는 에지 부분에서 발광 폴리머의 전사(LEP transfer) 상태가 나빠져 평탄화막(190)의 에지 부분에서 너덜너덜한 불량이 발생하는 문제점이 있었다.The method of forming the EL layer 200 during the manufacturing process of the organic light emitting display device, while the low molecular EL layer is deposited using an evaporator in a vacuum, the polymer EL layer is corning or inkjet method or laser in the air Deposition by transfer method (LITI). When depositing the polymer EL layer on the planarization film 190 by using a laser transfer method, when the planarization film 190 is thicker than 1 μm, the LEP transfer state of the light emitting polymer is worsened at the edge portion. There was a problem that a tattered defect occurred at the edge portion of the.
한편, 레이저 전사법에 의해 고분자 EL 층 형성시 두꺼운 평탄화막에 의한 전사 불량을 방지하기 위해서는, 평탄화막(190)을 통상 3000Å 이하의 두께로 형성하여야 한다. 이와 같이 3000Å 이하의 얇은 평탄화막(190)을 사용하는 경우에는, 고분자 EL 층의 레이저 전사 불량은 방지할 수 있지만, 금속 배선(163)의 에지 부분에서의 단차 발생에 따른 단선 문제가 발생하는 문제점이 있다.On the other hand, in order to prevent the transfer failure by the thick flattening film when forming the polymer EL layer by the laser transfer method, the flattening film 190 should be formed to a thickness of usually 3000 kPa or less. In the case where the thin planarization film 190 of 3000 m or less is used as described above, the laser transfer failure of the polymer EL layer can be prevented, but the problem of disconnection caused by the generation of a step in the edge portion of the metal wiring 163 occurs. There is this.
즉, 보호막(170)으로 SiN과 같은 무기막을 CVD 법으로 증착한 다음, 평탄화막(190)을 얇게 증착하게 되면, 무기 보호막이 등각(conformal)하게 증착되어 금속 배선(163)의 에지 부분의 단차(A)가 그대로 반영되기 때문에 후속의 평탄화막(190) 증착시 금속 배선(163)의 에지 부분의 단차부(A)에서 도 2에 도시된 바와 같이 평탄화막(190)이 상당히 얇게 증착되고 이에 따라 상기 애노드 전극(180)과 캐소드 전극(210) 사이에 단락이 발생하게 되는 문제점이 있다. 비록 단락이 발생하지 않더라도 디스플레이가 작동될 때, 단차부(A) 에지에 전기장이 강하게 걸려 애노드 전극(180)과 캐소드 전극(210)이 인접한 부분에서 단락이 발생하게 되어 불량을 초래하는 문제점이 있다.That is, when the inorganic film, such as SiN, is deposited by the CVD method with the passivation layer 170, and then the planarization layer 190 is thinly deposited, the inorganic passivation layer is conformally deposited to form a step difference in the edge portion of the metal wiring 163. Since (A) is reflected as it is, the planarization film 190 is deposited very thinly as shown in FIG. 2 in the stepped portion A of the edge portion of the metal wiring 163 during subsequent deposition of the planarization film 190. Accordingly, there is a problem in that a short circuit occurs between the anode electrode 180 and the cathode electrode 210. Although the short circuit does not occur, there is a problem in that when the display is operated, an electric field is strongly caught at the edge of the stepped portion A so that a short circuit occurs in an area where the anode electrode 180 and the cathode electrode 210 are adjacent to each other. .
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 레이저 전사에 의한 전사 불량을 방지하고, 금속 배선의 에지 부분에서의 단락 발생을 방지할 수 있는 보호막으로 유기막을 사용한 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.DISCLOSURE OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and is an organic electroluminescent display using an organic film as a protective film that can prevent transfer failure due to laser transfer and prevent occurrence of short circuit in the edge portion of the metal wiring. The object is to provide a device.
도 1은 종래의 유기 전계 발광 표시 장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a conventional organic light emitting display device.
도 2는 종래의 유기 전계 발광 표시 장치에 있어서, 단락 발생을 보여주는 SEM 사진2 is a SEM photograph showing occurrence of a short circuit in a conventional organic light emitting display device.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 보호막을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치를 나타낸 단면도3 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device using an organic protective film according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
300; 기판310; 완충층300; A substrate 310; Buffer layer
320; 활성층321; 소오스(Source) 영역320; Active layer 321; Source area
323; 채널(channel) 영역325; 드레인(drain) 영역323; Channel region 325; Drain area
330; 게이트 절연막340; 게이트 메탈330; A gate insulating film 340; Gate metal
350; 층간 절연막351, 355; 콘택 홀350; Interlayer insulating films 351 and 355; Contact hall
361; 소오스 전극365; 드레인 전극361; Source electrode 365; Drain electrode
370; 유기 보호막375; 비아 홀370; Organic protective film 375; Via Hall
380; 애노드(anode) 전극390; 평탄화막380; Anode electrode 390; Planarization film
400; EL 층410; 캐소드(cathode) 전극400; EL layer 410; Cathode electrode
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 금속 배선과 TFT가 형성된 절연 기판과; 상기 절연 기판 상부에 형성된 보호막과; 상기 TFT와 콘택된 애노드 전극과; 상기 절연 기판 전면에 걸쳐 상기 애노드 전극의 일부가 개구되도록 형성된 평탄화막과; 상기 애노드 전극의 개구부에 형성된 EL 층과; 상기 EL 층 상부에 형성된 캐소드 전극을 포함하며, 상기 평탄화막은 1000~5000Å의 두께로 하며, 상기 보호막은 유기 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기 보호막을 사용하는 유기 발광표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an insulating substrate formed with a metal wiring and a TFT; A protective film formed on the insulating substrate; An anode electrode in contact with the TFT; A planarization film formed such that a portion of the anode electrode is opened over the entire surface of the insulating substrate; An EL layer formed in the opening of the anode electrode; And a cathode electrode formed on the EL layer, wherein the planarization film has a thickness of 1000 to 5000 GPa, and the protective film is formed of an organic material. .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 보호막(organic passivation)을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치를 나타낸 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device using an organic passivation according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 절연 기판(300) 상에 완충층(310)을 형성한다. 상기 완충층(310)의 상부에 비정질 실리콘을 증착하고 결정화하여 폴리 실리콘막을 형성하고, 패터닝하여 활성층(320)을 형성한다. 상기 완충층(310) 상부에 게이트 절연막 (330)을 증착하고, 그 위에 게이트 메탈을 증착한 다음 게이트 메탈을 패터닝하여 게이트 전극(340)을 형성한다.Referring to FIG. 3, a buffer layer 310 is formed on an insulating substrate 300. Amorphous silicon is deposited and crystallized on the buffer layer 310 to form a polysilicon film, and patterned to form an active layer 320. A gate insulating layer 330 is deposited on the buffer layer 310, a gate metal is deposited thereon, and the gate metal is patterned to form a gate electrode 340.
상기 게이트 전극(340)을 마스크로 이용하여 소정의 도전형을 갖는 불순물을 도핑하여, 소오스 영역(321)과 드레인 영역(325)을 형성한다. 상기 활성층(320) 중 소오스 영역(321)과 드레인 영역(325) 사이의 영역은 채널 영역(323)으로 작용한다.The source region 321 and the drain region 325 are formed by doping an impurity having a predetermined conductivity using the gate electrode 340 as a mask. The region between the source region 321 and the drain region 325 of the active layer 320 serves as the channel region 323.
그 후, 절연 기판(300) 전면에 걸쳐 층간 절연막(350)을 증착하고, 패터닝하여 소오스 영역(321)과 드레인 영역(325)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(351, 355)을 형성한다. 상기 절연 기판(300)의 전면에 금속층을 5000Å 정도의 두께로 증착한 후, 사진 식각하여 소오스 전극(361)과 드레인 전극(365), 그리고 금속 배선(363)을 형성한다.Thereafter, the interlayer insulating film 350 is deposited and patterned over the entire surface of the insulating substrate 300 to form contact holes 351 and 355 exposing portions of the source region 321 and the drain region 325. A metal layer is deposited on the entire surface of the insulating substrate 300 to a thickness of about 5000 Å, and then photo-etched to form a source electrode 361, a drain electrode 365, and a metal wiring 363.
그리고, 소오스 전극(361)과 드레인 전극(365) 및 금속 배선(363)을 포함하는 절연 기판(300) 전면에 CVD 방법을 이용하여 통하여 유기 보호막(370, organic passivation)을 증착한다. 이 때, 유기 보호막(370)은 무기 보호막(inorganic passivation)과는 달리 하부 구조에 비등각(nonconformal)하게 증착되어 금속 배선(363)의 에지 부분에서의 단차를 감소시켜 준다.The organic passivation layer 370 is deposited on the entire surface of the insulating substrate 300 including the source electrode 361, the drain electrode 365, and the metal wiring 363 by using a CVD method. In this case, unlike the inorganic passivation, the organic passivation layer 370 is deposited non-conformally on the lower structure to reduce the step difference at the edge portion of the metal wiring 363.
상기 유기 보호막(370)으로는 아크릴(Acryl), PI(Polyimide), BCB(Benzocyclobutene) 등과 같이 유동성이 있어 TFT와 금속 배선(363)의 굴곡을 완화 시켜 단차(B)를 줄일 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 이 때, 유기 보호막(370)으로 사용되는 물질 중 아크릴은 물질 고유의 유전상수가 낮으므로, 상대적으로 다른 유기 물질에 비하여 기생 캐패시턴스가 작아 좀 더 두껍게 증착 할 수 있다.As the organic passivation layer 370, a material such as acryl, PI, benzocyclobutene, BCB, etc., which has fluidity, may reduce the bending of the TFT and the metal wiring 363 to reduce the step B. It is desirable to. At this time, the acrylic of the material used as the organic passivation layer 370 has a low dielectric constant inherent in the material, it can be deposited a little thicker than the parasitic capacitance relatively compared to other organic materials.
본 발명의 실시예에서, TFT와 금속 배선(363)의 굴곡을 완화시키기 위한 유기 보호막(370)은 금속 배선의 1.5~6 배가 바람직하며, 이 때, 금속 배선(363)의 두께는 5000Å이고, 유기 보호막(370)의 두께는 7500~30000Å으로 하는 것이 바람직하다.In the embodiment of the present invention, the organic protective film 370 for alleviating the bending of the TFT and the metal wiring 363 is preferably 1.5 to 6 times the metal wiring, wherein the thickness of the metal wiring 363 is 5000 kPa, It is preferable that the thickness of the organic protective film 370 be 7500-30000 kPa.
상기 유기 보호막(370)에 드레인 전극(365)의 일부분을 노출시키는 비어 홀(375)을 형성한다. 상기 절연 기판(300)의 전면에 걸쳐 유기 보호막(370)의 상부에 ITO를 스퍼터링(sputtering)으로 증착한 후, 사진 식각하여 비어 홀(375)을 통해 드레인 전극(365)에 연결되는 애노드 전극(380)을 형성한다. 이 때, 유기 보호막(370)과 ITO 사이의 접착성을 향상시키기 위하여, ITO 증착 전에 유기보호막(370)의 표면을 O2나 Ar 플라즈마로 표면 처리를 할 수도 있다.The via hole 375 exposing a portion of the drain electrode 365 is formed in the organic passivation layer 370. After depositing ITO on the organic passivation layer 370 over the entire surface of the insulating substrate 300 by sputtering, the anode is connected to the drain electrode 365 through the via hole 375. 380). At this time, in order to improve the adhesion between the organic protective film 370 and ITO, the surface of the organic protective film 370 may be surface treated with O 2 or Ar plasma before ITO deposition.
그리고, 상기 절연 기판(300) 전면에 평탄화막(390)을 증착한다. 본 발명의 실시예에서는 유기 보호막(370)의 증착에 따라 금속 배선(363)의 에지 부분에서의 단차(B)를 완화시켜 줄 수 있으므로, 평탄화막(390)의 두께를 얇게 하는 것이 가능하다. 이 때, 상기 평탄화막(390)은 후속 EL 층의 레이저 전사 시 패턴 불량을 방지하기 위하여 1000~5000Å의 두께로 증착하는 것이 바람직하다.The planarization layer 390 is deposited on the entire surface of the insulating substrate 300. According to the exemplary embodiment of the present invention, the step B at the edge portion of the metal wiring 363 may be alleviated by the deposition of the organic protective film 370, so that the thickness of the planarization film 390 can be reduced. At this time, the planarization film 390 is preferably deposited to a thickness of 1000 ~ 5000Å in order to prevent the pattern defect during the laser transfer of the subsequent EL layer.
그 후, 사진 식각을 통해 애노드 전극(380)의 일부를 개구시키고, 개구부의 상부에 레이저 전사법을 통해 EL(400) 층을 형성한다. 그리고, 절연 기판(300) 전면에 걸쳐 상기 EL(400)층의 상부에 캐소드 전극(410)을 형성한다.Thereafter, a part of the anode electrode 380 is opened through photolithography etching, and an EL 400 layer is formed on the upper portion of the opening by laser transfer. The cathode electrode 410 is formed on the EL 400 layer over the entire surface of the insulating substrate 300.
또한, 본 발명의 실시예에서는 보호막으로 단일의 유기막을 사용하였으나, SiNx, SiO2와 같은 CVD 무기막 상부에 유기막을 코팅한 이중 보호막을 사용할 수 있다. 이때, 하부의 CVD 무기막은 0.1~0.5㎛의 두께로 증착하며, 상부 유기막은 상기 금속 배선의 1.5~6 배 이상으로 하는 것이 바람직하다.In addition, in the embodiment of the present invention, a single organic film is used as the protective film, but a double protective film coated with an organic film on the CVD inorganic film such as SiNx and SiO 2 may be used. At this time, the lower CVD inorganic film is deposited to a thickness of 0.1 ~ 0.5㎛, the upper organic film is preferably 1.5 to 6 times or more of the metal wiring.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 유기 보호막을 사용함으로써 단차부의 굴곡을 완화시켜 평탄화막을 얇게 형성하는 것이 가능하며, 레이저 전사법 전사 상태를 좋게 할 수 있고, 또한 단차부에서 발생하는 단락을 방지할 수 있다.As described above, according to the present invention, by using the organic protective film, it is possible to reduce the curvature of the stepped portion to form a flattened film, to improve the laser transfer method transfer state, and to prevent the short circuit occurring in the stepped portion. Can be.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
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2002
- 2002-09-18 KR KR1020020056912A patent/KR100611217B1/en active IP Right Grant
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Also Published As
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|---|---|
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