KR20040106814A - Organic electro luminescence display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 전계 발광 표시 장치에 관한 것으로, 무기 보호막 상에 유기 보호막을 형성한 이중 구조의 보호막을 구비하는 유기 전계 발광 표시 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescent display, and more particularly, to an organic electroluminescent display including a protective film having a dual structure in which an organic protective film is formed on an inorganic protective film.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 종래의 기술에 대하여 설명한다.Hereinafter, a conventional technology will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 무기 보호막을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device using a conventional inorganic protective film.
도 2는 종래의 유기 보호막을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device using a conventional organic protective film.
도 1을 참조하면, 버퍼층(110)이 형성된 절연 기판(100) 상에 폴리 실리콘막으로 된 활성층(120)을 형성한다. 상기 절연 기판(100) 전면에 게이트 절연막(130)과 게이트 메탈을 증착하고, 게이트 메탈을 패터닝하여 게이트 전극(140)을 형성한다.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 insulating substrate 100, and the gate metal is patterned to form the gate electrode 140.
그런 다음, 상기 게이트 전극(140)을 마스크로 이용하여 소정의 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.Then, the source region 121 and the drain region 125 are formed by doping predetermined 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/드레인 전극(161, 165)과 금속 배선(167)을 형성한다.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 / drain electrodes 161 and 165 and the metal wiring 167.
상기 소오스/드레인 전극(161, 65) 및 금속 배선(167)을 포함하는 절연 기판(100) 전면에 SiNx, SiO2를 CVD를 이용하여 6000Å 정도의 두께로 증착하여 무기 보호막(170)을 형성한다.An inorganic protective layer 170 is formed by depositing SiNx and SiO 2 on the entire surface of the insulating substrate 100 including the source / drain electrodes 161 and 65 and the metal wiring 167 to about 6000 mW using CVD.
상기 무기 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.A via hole 175 exposing a portion of the drain electrode 165 is formed in the inorganic 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.
이후에는, 도면상에는 도시하지 않았으나, 유기 발광층과 캐소드 전극을 형성한다.Thereafter, although not shown in the drawings, an organic light emitting layer and a cathode are formed.
상기한 바와 같이, 보호막(170)으로 무기 절연막을 사용하는 경우에, TFT 특성 개선을 위한 열처리 공정시 소오스/드레인 전극(161, 165) 및 금속 배선(167)의 산화를 방지할 수 있으며, 고온의 열처리가 가능하다.As described above, in the case where the inorganic insulating film is used as the protective film 170, oxidation of the source / drain electrodes 161 and 165 and the metal wiring 167 may be prevented at a high temperature during the heat treatment process for improving TFT characteristics. Heat treatment of is possible.
그러나, 상기 보호막(170)으로 사용되는 무기 절연막인 SiNx, SiO2는 하부 구조에 등각(conformal)하게 형성되므로, 평탄화를 위하여 두껍게 증착하기 어려울 뿐만 아니라, 상기 무기 절연막인 SiO2는 유전율이 3.9이며, SiNx는 유전율이 7정도로 높기 때문에 기생 캐패시턴스가 증가하는 문제점이 있다.However, since the inorganic insulating films SiNx and SiO2 used as the protective film 170 are formed conformally to the underlying structure, it is difficult to deposit thickly for planarization, and the inorganic insulating film SiO2 has a dielectric constant of 3.9 and SiNx. Since the dielectric constant of about 7 is high, there is a problem in that the parasitic capacitance increases.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 유기 보호막을 도입하였다.In order to solve the above problems, an organic protective film was introduced.
도 2를 참조하면, 버퍼층(210)을 구비한 절연 기판(200) 상에 소오스/드레인 영역(221, 225)과 채널 영역(223)을 구비한 활성층(220), 게이트 절연막(230), 게이트 전극(240), 층간 절연막(250), 소오스/드레인 전극(261, 265)을 순차적으로형성한다.2, an active layer 220 having a source / drain regions 221 and 225 and a channel region 223, a gate insulating layer 230, and a gate on an insulating substrate 200 having a buffer layer 210. The electrode 240, the interlayer insulating film 250, and the source / drain electrodes 261 and 265 are sequentially formed.
도면의 참조 부호 251, 255는 콘택 홀이며, 267은 금속 배선이다.Reference numerals 251 and 255 in the drawings denote contact holes, and 267 denotes metal wirings.
그런 다음, 소오스/드레인 전극(261, 265)을 포함하는 절연 기판 전면(200)에 아크릴 등의 유기 물질을 CVD를 이용하여 7500~30000Å의 두께로 증착하여 유기 보호막(270)을 형성한다.Then, an organic material such as acryl is deposited on the entire surface of the insulating substrate 200 including the source / drain electrodes 261 and 265 to a thickness of 7500 to 30000 mm by CVD to form an organic passivation layer 270.
상기 유기 보호막(270)을 형성한 후, 유기 보호막(270)에 드레인 전극(265)의 일부를 노출시키는 비아 홀(275)을 형성하고, 상기 비아 홀(275)을 통하여 드레인 전극(265)과 전기적으로 연결되는 애노드 전극(280)을 형성한다.After forming the organic passivation layer 270, a via hole 275 exposing a portion of the drain electrode 265 is formed in the organic passivation layer 270, and the drain electrode 265 is formed through the via hole 275. An anode electrode 280 is electrically connected.
이후에는, 도면상에는 도시하지 않았으나, 애노드 전극(280) 상에 유기 발광층을 형성하고 기판 전면에 캐소드 전극을 형성한다.Thereafter, although not shown in the drawing, an organic emission layer is formed on the anode electrode 280 and a cathode electrode is formed on the entire surface of the substrate.
그러나, 상기 보호막으로 유기 보호막(270)을 사용하는 경우에는 유기 보호막(270)에 사용되는 유기 물질이 하부 구조에 비등각(nonconformal)하게 형성되므로 평탄화를 위하여 두껍게 증착하는 것이 가능하다. 그러나, 무기 보호막과는 달리 고온 열처리가 불가능한 문제점이 있다. 이는 유기 보호막(270)이 열에 약하며, 고온에서 아웃 개싱(outgasing)의 문제가 발생하기 때문이다.However, in the case of using the organic passivation layer 270 as the passivation layer, since the organic material used for the organic passivation layer 270 is formed non-conformally on the lower structure, it is possible to deposit thickly for planarization. However, unlike the inorganic protective film, there is a problem that high temperature heat treatment is impossible. This is because the organic passivation layer 270 is weak in heat, and a problem of outgasing occurs at a high temperature.
본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 이중 구조의 보호막을 형성하여 하부 구조 TFT의 특성 개선을 위한 고온 열처리가 가능한 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to solve the above problems of the prior art, the present invention is to provide an organic electroluminescent display device capable of high-temperature heat treatment to improve the characteristics of the underlying TFT by forming a protective film of a double structure. There is a purpose.
도 1 및 도 2는 종래의 유기 전계 발광 표시 장치를 나타내는 단면도.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a conventional organic light emitting display device.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유기 전계 발광 표시 장치를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a preferred embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for main parts of drawing)
300; 절연 기판 310; 버퍼층300; Insulating substrate 310; Buffer layer
320; 활성층 321; 소오스 영역320; Active layer 321; Source area
323; 채널 영역 325; 드레인 영역323; Channel region 325; Drain area
330; 게이트 절연막 340; 게이트 전극330; A gate insulating film 340; Gate electrode
350; 층간 절연막 351, 355; 콘택 홀350; Interlayer insulating films 351 and 355; Contact hall
361; 소오스 전극 365; 드레인 전극361; Source electrode 365; Drain electrode
370; 보호막 371; 무기 보호막370; Protective film 371; Weapon shield
373; 유기 보호막 375; 비아 홀373; Organic protective film 375; Via Hall
380; 애노드 전극380; Anode electrode
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 TFT가 형성된 절연 기판과; 상기 절연 기판 상에 형성된 보호막과; 상기 TFT와 콘택된 애노드 전극을 포함하며, 상기 보호막은 제 1 보호막과 제 2 보호막으로 이루어지는 이중막 구조를 갖는 유기 전계 발광 표시 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is an insulating substrate with a TFT; A protective film formed on the insulating substrate; And an anode electrode in contact with the TFT, wherein the passivation layer has a double layer structure consisting of a first passivation layer and a second passivation layer.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 보호막은 무기 보호막과 유기 보호막으로 이루어지는 이중막 구조의 보호막으로, 상기 제 1 보호막은 무기 보호막이며, 상기 제 2 보호막은 유기 보호막인 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the protective film is a protective film having a double film structure composed of an inorganic protective film and an organic protective film, wherein the first protective film is an inorganic protective film, and the second protective film is an organic protective film.
또한, 상기 보호막은 두께가 1.5㎛ 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 상기 보호막의 두께는 1.5㎛ 내지 1.8㎛이다.In addition, the protective film preferably has a thickness of 1.5 μm or more, and more preferably, the protective film has a thickness of 1.5 μm to 1.8 μm.
상기 제 1 보호막은 SiNx 또는 SiO2로 이루어진 무기 보호막이며, 3000Å 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.The first protective film is an inorganic protective film made of SiNx or SiO2, and preferably has a thickness of 3000 kPa or less.
상기 제 2 보호막은 아크릴, PI, PA 또는 BCB로 이루어지는 유기 보호막인 것이 바람직하다.It is preferable that a said 2nd protective film is an organic protective film which consists of acryl, PI, PA, or BCB.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이중 구조의 보호막을 사용하는 유기 전계 발광 표시 장치를 설명하는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device using a dual layer protective film according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 절연 기판(300)으로 사용되는 유리 기판 상에 상기 유리 기판으로부터 금속 이온 등의 불순물이 확산되어 활성층(다결정 실리콘)에 침투하는 것을 막기 위한 버퍼층(310, buffer layer; diffusion barrier)을 PECVD, LPCVD, 스퍼터링(sputtering) 등의 방법을 통해 증착한다.Referring to FIG. 3, a buffer layer 310 may be formed to prevent impurities such as metal ions from diffusing from the glass substrate and penetrating into the active layer (polycrystalline silicon) on the glass substrate used as the insulating substrate 300. ) Is deposited by a method such as PECVD, LPCVD, sputtering.
그런 다음, 상기 버퍼층(310) 상에 PECVD, LPCVD, 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 비정질 실리콘막(amorphous Si)을 증착한다. 그리고, 진공 로(furnace)에서 탈수소 공정을 실시한다. 상기 비정질 실리콘막을 LPCVD나 스퍼터링으로 증착한 경우 탈수소하지 않을 수도 있다.Next, an amorphous Si film is deposited on the buffer layer 310 using PECVD, LPCVD, sputtering, or the like. And a dehydrogenation process is performed in a vacuum furnace. When the amorphous silicon film is deposited by LPCVD or sputtering, it may not be dehydrogenated.
상기 비정질 실리콘막에 고에너지를 조사하는 비정질 실리콘의 결정화 공정을 통해 비정질 실리콘을 결정화하여 다결정 실리콘막(poly-Si)을 형성한다. 바람직하게는 상기 결정화 공정으로 ELA, MIC, MILC, SLS, SPC 등의 결정화 공정이 사용된다.Polycrystalline silicon is formed by crystallizing amorphous silicon through a crystallization process of amorphous silicon for irradiating high energy to the amorphous silicon film. Preferably, a crystallization process such as ELA, MIC, MILC, SLS, SPC is used as the crystallization process.
상기 다결정 실리콘막을 형성한 후, 상기 다결정 실리콘막 상에 활성층을 형성하기 위한 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트를 마스크로 하여 상기 다결정 실리콘막을 패터닝하여 활성층(320, active layer)을 형성한다.After the polycrystalline silicon film is formed, a photoresist for forming an active layer is formed on the polycrystalline silicon film, and the polycrystalline silicon film is patterned using the photoresist as a mask to form an active layer 320.
상기 활성층(320) 상에 게이트 절연막(330)을 증착하고, 상기 게이트 절연막(330) 상에 게이트 메탈을 증착한 후, 상기 게이트 메탈을 패터닝하여 게이트 전극(340)을 형성한다.A gate insulating layer 330 is deposited on the active layer 320, a gate metal is deposited on the gate insulating layer 330, and the gate metal is patterned to form a gate electrode 340.
상기 게이트 전극(340)을 형성한 후, 게이트 전극(340)을 마스크로 이용하여 상기 활성층(320)에 소정의 도전형을 갖는 불순물을 도핑하여 소오스/드레인 영역(321, 325)을 형성한다. 상기 활성층 중 소오스/드레인 영역(321, 325) 사이의 영역은 TFT의 채널 영역(323)으로 작용한다.After the gate electrode 340 is formed, source / drain regions 321 and 325 are formed by doping an impurity having a predetermined conductivity in the active layer 320 using the gate electrode 340 as a mask. The region between the source / drain regions 321 and 325 of the active layer serves as the channel region 323 of the TFT.
상기 활성층(320)에 불순물을 도핑하여 소오스/드레인 영역(321, 325)을 형성한 후, 상기 절연 기판(300) 전면에 걸쳐 층간 절연막(350)을 형성하고, 패터닝하여 소오스 영역(321)과 드레인 영역(325)의 일부를 노출시키는 콘택 홀(351, 355)을 형성한다.After the source / drain regions 321 and 325 are formed by doping impurities into the active layer 320, an interlayer insulating layer 350 is formed over the entire surface of the insulating substrate 300, and patterned to form a source / drain region 321. Contact holes 351 and 355 are formed to expose a portion of the drain region 325.
그런 다음, 상기 절연 기판(300)의 전면에 소정의 도전막을 증착하고, 사진 식각하여 상기 소오스/드레인 영역(321, 325)과 콘택 홀(351, 355)을 통하여 전기적으로 연결되는 소오스/드레인 전극(361, 365)과 금속 배선(367)을 형성한다.Then, a predetermined conductive film is deposited on the entire surface of the insulating substrate 300, and photo-etched to form a source / drain electrode electrically connected to the source / drain regions 321 and 325 and the contact holes 351 and 355. 361 and 365 and metal wiring 367 are formed.
상기 소오스/드레인 전극(361, 365)을 형성한 후, 상기 절연 기판(300) 전체에 CVD 방법을 이용하여 무기 보호막(371)을 형성한다. 이 때, 상기 무기 보호막(371)은 하부 구조에 등각(conformal)하게 형성되며, 상기 금속 배선(367)과 이후에 형성되는 유기 보호막과의 접합력을 강화시켜준다. 상기 무기 보호막(371)으로는 SiNx, SiO2 등과 같은 물질을 증착하여 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 무기 보호막(371)은 3000Å 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.After forming the source / drain electrodes 361 and 365, an inorganic protective film 371 is formed on the entire insulating substrate 300 by using a CVD method. In this case, the inorganic protective film 371 is formed conformally to an underlying structure, and strengthens the bonding force between the metal wiring 367 and the organic protective film formed thereafter. The inorganic protective layer 371 is preferably formed by depositing a material such as SiNx, SiO2, or the like. In addition, the inorganic protective film 371 is preferably formed to a thickness of 3000 kPa or less.
상기 무기 보호막(371)을 형성한 후, 열처리를 실시한다. 상기 열처리는 TFT 제조 공정에서 발생하는 손상을 큐어링(curing)하여 TFT의 특성을 개선하기 위한 것이다.After the inorganic protective film 371 is formed, heat treatment is performed. The heat treatment is to cure damage generated in the TFT manufacturing process to improve the characteristics of the TFT.
상기 열처리 공정을 수행한 다음, 상기 무기 보호막(371) 상에 유기 보호막(373)을 증착하여, 무기 보호막(371)과 유기 보호막(373)으로 이루어지는 이중막 구조의 보호막(370)을 형성한다.After performing the heat treatment process, an organic passivation layer 373 is deposited on the inorganic passivation layer 371 to form a passivation layer 370 having a double layer structure including an inorganic passivation layer 371 and an organic passivation layer 373.
이 때, 상기 유기 보호막(373)은 상기 무기 보호막(371)과는 달리 하부 구조에 비등각(nonconformal)하게 형성되며, 평탄화를 위하여 두껍게 증착하여도 유전율이 낮으므로 기생 캐패시턴스가 크게 증가하지 않는다. 상기 유기 보호막(373)으로는 아크릴(Acryl), PI(Polyimide), PA(Polyamide) 또는 BCB(Benzocyclobutene) 등과 같이 유동성이 있어 TFT의 굴곡을 완화시켜 평탄화시킬 수 있는 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 유기 보호막(373)으로 사용되는 물질 중 아크릴은 다른 물질에 비하여 유전율이 낮으므로, 상대적으로 다른 유기 물질에 비하여 기생 캐패시턴스가 작아 좀 더 두껍게 증착할 수 있다.In this case, unlike the inorganic passivation layer 371, the organic passivation layer 373 is formed non-conformally on the lower structure, and even when deposited thickly for planarization, the parasitic capacitance does not increase significantly. As the organic passivation layer 373, a material such as acryl, PI (Polyimide), PA (Polyamide), or BCB (Benzocyclobutene), which has fluidity, can be used to reduce the bending of the TFT to planarize it. Among the materials used as the organic passivation layer 373, acrylic has a lower dielectric constant than other materials, and thus, parasitic capacitance is smaller than that of other organic materials, so that it may be deposited thicker.
상기 무기 보호막(371)과 유기 보호막(373)으로 이루어지는 이중막 구조의 보호막(370)은 1.5㎛이상의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 상기 이중막 구조의 보호막(370)은 1.5㎛ 내지 1.8㎛의 두께로 형성한다.The protective film 370 having a double film structure composed of the inorganic protective film 371 and the organic protective film 373 is preferably formed to a thickness of 1.5 μm or more. More preferably, the protective film 370 of the double layer structure is formed to a thickness of 1.5㎛ to 1.8㎛.
상기 유기 보호막(373)을 형성한 후, 상기 무기 보호막(371)과 유기 보호막(373)으로 이루어지는 이중막 구조의 보호막(370)에 드레인 전극(365)의 일부를 노출시키는 비아 홀(375)을 형성한다. 상기 절연 기판(300)의 전면에 걸쳐 상기 보호막(370)의 상부에 ITO와 같은 전도성 물질을 증착한 후, 사진 식각하여 비아 홀(375)을 통해 드레인 전극(365)에 전기적으로 연결되는 애노드 전극(380)을 형성한다.After the organic passivation layer 373 is formed, the via hole 375 exposing a part of the drain electrode 365 to the passivation layer 370 having a double layer structure including the inorganic passivation layer 371 and the organic passivation layer 373. Form. After depositing a conductive material such as ITO on the passivation layer 370 over the entire surface of the insulating substrate 300, the anode is electrically connected to the drain electrode 365 through the via hole 375 by photolithography 380 is formed.
이후에는, 도면상에 도시하지 않았으나, 애노드 전극(380) 상에 유기 발광층을 형성하고, 기판 전면에 캐소드 전극을 형성한다.Thereafter, although not shown in the drawing, an organic light emitting layer is formed on the anode electrode 380, and a cathode electrode is formed on the entire surface of the substrate.
상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, 이중 구조의 보호막을 형성함으로써, 보다 평탄화된 유기 전계 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, a flattened organic light emitting display device can be provided by forming a protective film having a double structure.
또한, 유기 절연막을 형성하기 전, TFT 특성을 개선시켜주기 위한 열처리 공정을 수행함으로써, 고온 열처리가 가능하다.In addition, before forming the organic insulating layer, a high temperature heat treatment is possible by performing a heat treatment process to improve the TFT characteristics.
또한, 금속 배선과 유기막 사이의 접착력이 우수한 유기 전계 발광 표시 장치를 제공할 수 있다.In addition, an organic light emitting display device having excellent adhesion between a metal wiring and an organic layer can be provided.
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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