KR20060130434A - 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 유기전계발광표시소자는 게이트 라인과 상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인에 의해 정의되는 단위화소와; 상기 단위화소 내에 형성되는 스위칭 소자 및 구동 소자와; 상기 스위칭 소자의 채널을 구성하는 제 1 액티브 패턴과 및 상기 구동 소자의 채널을 구성하는 제 2 액티브 패턴과; 상기 제 1 액티브 패턴으로부터 연장되는 스토리지 제 1 전극과; 상기 스토리지 제 1 전극과 절연층을 사이에 두고 오버 랩 되며 상기 구동 소자에 구동 신호를 제공하는 제 1 전원선과; 상기 제 2 액티브 패턴과 연결되는 유기전계발광소자를 포함한다. 또한, 상기 유기전계발광표시소자의 제조 방법은 기판상에 버퍼층을 형성하는 것과; 상기 버퍼층상에 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 상기 제 1 액티브 패턴으로 연장되는 스토리지 제 1 전극을 형성하는 것과; 상기 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 스토리지 제 1 전극을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 1 절연층상에 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 형성하는 것과; 상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 2 절연층상에 유기전계발광소자의 제 1 전극을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극을 덮는 제 3 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 3 절연층상에 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 형성하는 것과; 상기 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 덮는 제 4 절연층을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극과 연결되는 유기전계 발광층을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광층과 연결되는 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 구조 및 제조 방법을 통해 마스크 수를 줄일 수 있다.
유기전계발광표시소자, O ELD, 마스크 수
Description
도 1은 일반적인 유기전계발광소자의 구조를 보이는 단면도.
도 2는 일반적인 유기전계발광표시소자의 단위화소의 회로도.
도 3은 일반적인 유기전계발광표시소자의 단위화소의 구조를 나타내는 평면도.
도 4a는 도 3의 절단선 I-I으로 본 유기전계발광표시소자의 단면도.
도 4b는 도 3의 절단선 II-II으로 본 유기전계발광표시소자의 단면도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 의한 유기전계발광표시소자의 평면도.
도 6은 도 5의 절단선 Ⅲ-Ⅲ으로 본 유기전계발광표시소자의 단면도.
도 7a~7f는 본 발명의 유기전계발광표시소자의 단면도에 의한 제조공정 수순도.
도 8a~8f는 본 발명의 유기전계발광표시소자의 평면도에 의한 제조공정 수순도.
*************도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**************
501:게이트 라인 502:데이터 라인
503:제 1전원선 504:제 1 액티브 패턴
505:제 2 액티브 패턴 506:게이트 전극
507,508,509:연결 패턴 510:스토리지 전극
511; 화소부 제 1 전극 512:유기전계발광층
602:버퍼층 603,604,605,606:절연층
607:유기전계발광층 608:제 2 전극
본 발명은 유기전계발광표시소자(Organic Electroluminescence Display Device, 유기ELD)의 구조 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 제조공정이 단축되는 유기ELD 및 그 제조방법에 관한 것이다.
21세기는 정보화 사회가 될 것으로 예상되는데, 이에 따라 어디에서나 손쉽게 정보를 얻을 필요가 있기 때문에 멀티미디어용 고성능 평판표시소자의 개발이 중요시되고 있다. 특히, 통신 및 컴퓨터에 관련하여 반도체와 표시장치의 소자개발에 관련한 기술개발이 중요시되고 있고 있다. 그 중 천연색표시소자로써 주목받는 소자가 유기ELD이다.
유기ELD은 구조에 따라 수동형유기전계발광소자(passive matrix organic light emitting device, PMOLED)과 능동형유기전계발광소자(active matrix organic light emitting device, AMOLED)로 구분될 수 있다. 대면적 및 고해상도의 표시장치가 요구됨에 따라 AMOLED의 개발이 필수적이다.
전계발광표시소자(Electro Luminescence Display Device, ELD)란 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광시키는 자 발광형 표시장치로, 낮은 구동전압에서 구동이 가능하며, 박형으로 제작할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 광시야각, 응답속도가 느린 것 등의 액정표시장치(LCD)에서의 문제점들을 해결할 수 있어 차세대 표시장치로 주목받고 있다.
이하 상기 유기전계발광소자의 동작원리를 살펴본다.
전원으로부터 공급받는 전자는 음극을 통해 전자수송층의 도움으로 발광층으로 이동하고, 반면 양극에서는 전공(hole)이 전공수송층의 도움을 받아 발광층으로 이동한다. 상기 전자와 전공이 유기물질인 발광층에서 서로 결합하여 여기자(exciton)를 형성하는데, 상기 여기자가 낮은 에너지상태로 떨어지면서 빛을 생성한다.
상기 발생하는 빛은 유기물질이 무엇이냐에 따라 그 색깔이 달라질 수 있는데, 적, 녹, 청색의 빛을 내는 유기물질을 이용하여 천연색을 구현할 수 있다.
상기 유기전계발광소자(유기 EL 소자)의 구조를 살펴본다. 유기 EL 소자는 크게 싱글 레이어(single-layer)와 멀티레이어(multi-layer)로 나눌 수 있다. 싱글 레이어는 양전극과 음전극 사이에 유기층으로 하나의 발광층이 형성된 구조이며, 멀티레이어는 양전극과 음전극 사이에 발광층을 포함한 복수의 유기층이 형성되는 구조이다.
유기EL 소자 중 캐리어들이 직접 발광층에 주입되지 않아 구동전압을 낮출 수 있는 멀티레이어의 유기EL 소자가 널리 사용된다.
이하 도 1을 참조하여 멀티레이어를 가지는 유기EL소자의 구조를 살펴본다.
유기EL 소자는 두개의 전극과 그 사이에 유기EL층이 형성된다. 상기 두 전극은 양전극(102)과 음전극(101)이며, 상기 두 전극 사이에 유기EL층(110)이 형성된다.
상기 양전극(102)은 주로 IT0(Indium Tin Oxide)등의 투명전극으로 구성되며, 상기 음전극(101)은 알루미늄 등의 금속박막으로 구성되어 발광층에서 생성되는 빛이 한 방향으로 모일 수 있게 반사시켜 준다.
한편, 상기 양전극(102)을 통해서는 전공이 발광층(104)으로 공급되고, 상기 음전극(101)을 통해서는 전자가 상기 발광층(104)으로 공급된다.
상기 유기EL층(110)은 상기 발광층(104)과, 전자수송층(103)과, 전공수송층(105)를 구비한다. 상기 전자수송층(electron transfer layer)(103)은 상기 발광층(104)과 음전극(101) 사이에 형성되고, 상기 전공수송층(hole transfer layer)(105)은 상기 발광층(104)과 양전극(102)사이에 형성된다.
상기 유기EL층(110)은 투명한 유리등의 기판(107) 상에 형성된다. 기판(107)상에는 매트릭스 배열을 하는 단위화소가 형성되고 각 단위화소마다 상기 구조를 가지는 유기EL소자가 각각 형성되어 있다.
상기 멀티레이어 유기EL소자에서 상기 유기EL층은 더 많은 유기막층으로 구성될 수 있으며 전자주입층과 전공주입층이 더 포함되어 구동전압을 낮출 수 있다.
이하 도 2를 참조하여 상기 원리에 의해 구성되는 유기정계발광표시소자의 단위화소의 기본적 회로도를 살펴본다.
어레이기판에는 M × N개의 단위화소가 정의되고 상기 단위화소는 매트릭스 배열을 한다.
각각의 단위화소(210)는 스위칭 트랜지스터(220), 구동 트랜지스터(230), 커패시터(240) 및 상기 구동 트랜지스터(230)로부터 신호를 인가받는 유기전계발광소자(250)를 구비한다.
상기 스위칭 트랜지스터(220)에 의해 상기 구동 트랜지스터(230)의 게이트전극이 온/오프되며 이에 따라 구동 트랜지스터(230)가 동작한다. 그러므로 상기 구동 트랜지스터(230)의 게이트전극은 스위칭 트랜지스터(220)의 드레인전극에 연결되어 있다.
또한, 구동 트랜지스터(230)는 그 소오스전극이 제 1 전원선(216)의 제 1 전원공급단자(Vdd)와 연결되고 드레인전극이 상기 유기전계발광소자(250)의 양전극(anode)과 연결되며 상기 유기전계발광소자(250)의 음전극(cathode)은 제 2 전원공급단자(Vss)와 연결된다.
상기 유기전계발광소자(250)는 유기전계발광층을 포함하는 적어도 하나 이상의 유기층을 구비한다.
이하, 도 3을 참조하여 실질적인 유기EL표시소자의 단위화소의 구성을 더 자세히 살펴본다.
도 3을 참조하면, 유기EL표시소자의 단위화소는 게이트라인(301)과 상기 게이트라인(301)과 수직 교차하는 하나의 데이터라인(302)에 의해 정의된다. 또한, 상기 단위화소 내에는 적어도 하나의 구동 트랜지스터(360)와 적어도 하나의 스위 칭 트랜지스터(350)가 형성되어 있다. 상기 구동 트랜지스터(360)는 상기 스위칭 트랜지스터(350)에 의해 제어된다.
또한, 상기 단위화소에는 상기 데이터라인(302)과 평행하며 상기 구동 트랜지스터(360)에 구동 신호를 인가하는 제 1 전원선(303)이 형성되어 있다.
또한, 상기 스위칭 트랜지스터(350)는 상기 트랜지스터의 채널을 구성하는 제 1 액티브층(304a)과, 소오스전극(302a)과, 드레인전극(310)과, 게이트전극(301a)을 구비한다.
상기 제 1 액티브층(304a)은 더 연장되어 상기 제 1 전원선(303)과 서로 오버-랩되어 스토리지 커패시터를 형성한다. 상기 소오스 전극(302a)은 상기 데이터라인(302)으로부터 분기한 전극으로서 컨택홀을 통해 상기 제 1 액티브 패턴(304a)과 연결된다. 상기 드레인전극(310)은 컨택홀을 통해 상기 제 1 액티브 패턴(304a)과 연결되며 다른 일 단은 컨택홀을 통해 상기 구동 트랜지스터(360)의 게이트전극(306)과 연결되어 있다. 상기 게이트전극(301a)은 상기 게이트라인(301)로부터 분기한 전극으로서 상기 스위칭 소자에 주사신호를 제공한다.
한편, 상기 단위화소는 화소를 구성하는 유기EL층을 구동시키는 구동 트랜지스터(360)를 더 구비한다. 상기 구동 트랜지스터(360)는 상기 제 1 전원선(303)으로부터 분기하는 소스 전극(303a)과, 제 2 액티브 패턴(305)과, 화소부의 제 1 전극(307)의 연장일 수 있는 드레인 전극과, 게이트전극(306)을 구비한다.
상기 소스 전극(303a)은 연결 패턴(309)과 컨택홀을 통해 상기 제 2 액티브 패턴(305)과 연결된다. 상기 화소부의 제 1 전극(307)은 상기 구동 트랜지스터의 드레인 전극 역할을 하는 것으로 컨택홀을 통해 상기 제 2 액티브 패턴(305)과 연결된다. 또한, 상기 게이트 전극(306)은 상기 스위칭 트랜지스터(350)의 드레인전극(310)과 연결되어 상기 스위칭 트랜지스터(350)에 의해 제어된다.
그러므로 상기 단위화소는 상기 스위칭 트랜지스터에 의해 상기 게이트전극(306)에 주사신호가 인가되면, 제 2 액티브 패턴(305)의 채널이 열리고, 상기 제 1 전원선(303)을 통해 구동 신호가 유입되어 화소부의 유기EL층을 구동시킨다.
한편, 상기 제 1 액티브 패턴(304a) 및 제 2 액티브 패턴(305)은 기판 위의 동일 층상에 형성되고, 상기 게이트라인(301)과 구동 트랜지스터의 게이트전극(306)은 동일 층상에 형성되며, 상기 제 1 전원선(303)은 절연층에 의해 상기 액티브 패턴들 및 게이트라인(301)과 절연되면서 별도의 층에 형성되며, 상기 데이터라인(302), 드레인전극(310) 및 연결 패턴(309)은 서로 동일층 상에 형성된다. 또한, 유기EL층을 구비하는 화소부는 절연층에 의해 상기 데이터라인(302)과 절연되는 제 1 전극(307)과, 상기 제 1 전극(307)상에 형성되는 유기EL층(308)과, 상기 유기EL층상에 형성되는 제 2 전극(미도시)을 구비한다.
도 4a 및 4b를 참조하여 상기 유기EL소자의 단면구조를 살펴본다. 도 4a는 상기 도 3의 절단선 I-I를 통해 본 유기EL표시소자의 단위화소의 단면도이며, 도 4b는 도 3의 절단선 II-II를 통해 본 단위화소의 단면도이다.
도 4a를 참조하면, 기판(401)상에 버퍼층(402)이 형성되어 있으며, 상기 버퍼층(402)상에 제 1 액티브 패턴(304a)과 제 2 액티브 패턴(305)이 형성되어 있다. 상기 제 1 액티브 패턴(304a)은 더 연장되어 제 1 전원선(303)과 서로 오버-랩되는 스토리지 커패시터의 일 전극을 구성할 수 있다.
상기 액티브 패턴들(304a, 305)은 제 1 절연층(403)에 의해 절연되고, 상기 제 1 절연층(403)상에 스위칭 트랜지스터(350)의 게이트전극(301a)과 구동 트랜지스터(360)의 게이트전극(306)이 형성되어 있다.
또한, 상기 게이트전극들(301a, 306)은 제 2 절연층(404)에 의해 덮혀지고, 상기 제 2 절연층(404)상에 상기 제 1 전원선(303)이 형성되어 있다.
또한, 상기 제 1 전원선(303)은 제 3 절연층(405)에 의해 덮혀지고, 상기 제 3 절연층(405)상에 데이트라인(302), 소오스 전극(302a), 드레인 전극(310) 및 연결패턴(309)이 형성되어 있다.
또한, 상기 데이트 라인(302), 소오스 전극(302a), 드레인 전극(310) 및 연결 패턴(309)은 제 4 절연층(406)에 의해 절연되며 외부로부터 보호된다.
한편, 도 4b는 상기 단위화소의 구동 트랜지스터의 일부와 화소부의 절단면도이다.
도 4b를 참조하면, 화소부는 유기EL층이 형성되는 영역으로서 제 2 액티브 패턴(305)과 연결되는 제 1 전극(307)과, 상기 제 4 절연층(406)상에 형성되는 제 5 절연층(407)의 패턴닝에 의해 정해지는 뱅크(bank)에 형성되는 유기전계발광층(409)와 상기 유기전계발광층(409)상에 형성되는 제 2 전극(408)을 구비한다.
상기에서 살핀 바와 같이, 상기 유기EL소자는 다수의 박막 패턴을 구비하기 때문에 상기 박막패턴을 형성하기 위해 다수의 포토공정과 사진식각 공정을 필요로 하여 공정이 지연되는 문제를 발생시킨다.
그러므로 본 발명은 유기EL표시소자의 제조공정에 있어, 포토공정과 사진식각공정을 줄일 수 있는 새로운 구조의 유지EL표시소자를 제공하고, 상기 유기EL표시소자의 제조공정을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 새로운 구조의 유기EL표시소자를 제공함에 의해 제조공정을 줄이고 생산성을 향상시키는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 게이트 라인과 상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인에 의해 정의되는 단위화소와; 상기 단위화소 내에 형성되는 스위칭 소자 및 구동 소자와; 상기 스위칭 소자의 채널을 구성하는 제 1 액티브 패턴과 및 상기 구동 소자의 채널을 구성하는 제 2 액티브 패턴과; 상기 제 1 액티브 패턴으로 부터 연장되는 스토리지 제 1 전극과; 상기 스토리지 제 1 전극과 절연층을 사이에 두고 오버 랩 되며 상기 구동 소자에 구동 신호를 제공하는 제 1 전원선과; 상기 제 2 액티브 패턴과 연결되는 유기전계발광소자를 포함하는 유기전계발광 표시소자를 제공한다.
상기 게이트 라인과 상기 구동 소자의 게이트 전극과 상기 제 1 전원선은 동일층상에 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 전원선은 상기 게이트 라인과 교차 영역에서 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명은 제 1 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 게이트 전극을 연결 하는 제 1 연결 패턴과, 상기 제 1 전원선과 상기 제 2 액티브 패턴의 소스 영역을 연결하는 제 2 연결 패턴과, 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 유기전계발광소자를 연결하는 제 3 연결 패턴과, 상기 게이트 라인과 교차 영역에서 서로 분리되는 상기 제 1 전원선을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1,2,3 및 4 연결 패턴과 상기 데이터 라인은 동일 층상에 동일 물질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유기전계발광소자는 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 연결되는 제 1 전극과; 상기 제 1 전극상에 형성되는 유기전계발광층과; 상기 유기전계발광층상에 형성되는 제 2 전극을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 전극은 상기 게이트 라인과 상기 구동 소자의 게이트 전극과 상기 제 1 전원선을 덮는 절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기판 상에 버퍼층을 형성하는 것과; 상기 버퍼층상에 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 상기 제 1 액티브 패턴으로 연장되는 스토리지 제 1 전극을 형성하는 것과; 상기 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 스토리지 제 1 전극을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 1 절연층상에 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 형성하는 것과; 상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 2 절연층상에 유기전계발광소자의 제 1 전극을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극을 덮는 제 3 절연층을 형성하는 것과; 상기 제 3 절연층상에 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 형성하는 것과; 상기 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 덮는 제 4 절연층을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극과 연결되는 유기전계발광층을 형성하는 것과; 상기 유기전계발광층과 연결되는 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하는 유기전계발광표시소자 제조방법을 제공한다.
상기 제 1 절연층상에 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 형성하는 단계에서 상기 제 1 전원선은 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 연결 패턴이 형성되는 단계에서 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리된 상기 제 1 전원선이 서로 연결되는 것을 특징을 한다.
상기 복수의 연결 패턴은 상기 제 1 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 게이트 전극을 연결하는 제 1 연결 패턴과, 상기 제 1 전원선과 상기 제 2 액티브 패턴의 소스 영역을 연결하는 제 2 연결 패턴과, 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극을 연결하는 제 3 연결 패턴과, 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 상기 제 1 전원선을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1,2,3 및 4 연결 패턴은 상기 데이터 라인과 동일층상에 동시에 동일 물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 마스크로 사용하여 상기 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 스토리지 제 1 전극에 불순물 이온을 도핑하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스토리지 제 1 전극은 상기 제 1, 2 액티브 패턴과 동일한 폴리실리콘인 것을 특징으로 한다.
상기 유기전계발광소자의 제 1 전극과 연결되는 유기전계발광층을 형성하는 것은 상기 제 1 전극상의 제 2,3 및 4 절연층을 제거하여 상기 제 1 전극을 노출시키는 것과; 상기 제 1전극상에 유기전계발광층을 형성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기 특징들을 가지는 본 발명의 유기전계발광표시소자를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 유기전계발광표시소자의 단위화소의 평명구조를 나타내는 평면도이다. 또한, 도 6은 도 5의 절단선 Ⅲ-Ⅲ을 통해 본 단위화소의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 게이트 라인(501)과 상기 게이트 라인(501)과 수직한 데이터 라인(502)에 의해 단위화소가 정의되며, 상기 단위화소내에는 유기전계발광층을 구비하는 유기전계발광소자(550)가 형성되어 있다. 또한 상기 단위화소 내에는 상기 게이트 라인(501) 및 데이터 라인(502)과 각각 연결되는 스위칭 소자(530)와 상기 스위칭 소자에 의해 제어되는 구동 소자(540)가 형성되어 있다. 상기 스위칭 소자(530) 및 구동 소자(540)는 박막 트랜지스터 일 수 있다.
또한, 단위화소 내에는 상기 데이터 라인(502)과 평행한 제 1 전원선(503)이 형성되며 상기 구동 소자(540)와 연결되어 있다. 상기 제 1 전원선(503)은 게이트 라인(501)과 동일 층상에 형성되기 때문에 단락(short)를 방지하기 위해 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 것이 특징이다.
한편, 상기 단위화소 내에는 상기 스위칭 소자(530) 및 구동 소자의 채널을 구성하는 제 1 액티브 패턴(504)과 제 2 액티브 패턴(505)이 각각 형성되어 있다. 또한, 상기 제 1 액티브 패턴(504)은 더 연장되어 절연층을 사이에 두고 상기 제 1 전원선(503)과 오버 랩되는 스토리지 제 1 전극(504a)를 형성한다. 그러므로 상기 스토리지 제 1 전극(504a)와 절연층과 상기 제 1 전원선(503)은 하나의 커패시터를 구성한다.
상기 액티브 패턴들(504,505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)은 폴리실리콘으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 액티브 패턴들(504,505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)은 불순물 이온이 도핑되어 메탈화될 수 있다. 상기 이온 도핑 영역은 소스 및 드레인 영역을 포함한다.
상기 단위 화소 내에는 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 드레인 영역과 구동 소자의 게이트 전극(506)을 연결하는 제 1 연결 패턴(507)과, 상기 제 2 액티브 패턴(505)의 소스 영역과 상기 제 1 전원선(503)을 연결하는 제 2 연결 패턴(509)과, 상기 제 2 액티브 패턴(505)의 드레인 영역과 상기 유기전계표시소자(550)를 연결하는 제 3 연결 패턴(508)과 상기 게이트 라인(501)에 의해 분리되는 상기 제 1 전원선(503)을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴(510)이 더 형성되어 있다.
한편, 상기 유기전계발광소자(550)는 상기 구동 소자(540)의 드레인 영역과 연결되는 제 1 전극(511)과 상기 제 1 전극(511)상에 형성되는 유기전계발광층(512)과 상기 유기전계발광층상에 형성되는 제 2 전극(미도시)을 구비한다.
상기 전극중 제 1 전극(511)은 상기 제 3 연결 패턴(508)에 의해 상기 구동 소자(540)와 연결된다. 상기 제 1 전극(511)은 ITO등의 투명전극으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 전극(511)은 양 전극일 수 있으며, 제 2 전극은 음 전극일 수 있다. 구동 소자의 종류, 즉, 상기 구동 소자가 P형의 TFT 인지 또는 N형의 TFT인지에 따라 상기 전극의 극성은 상기와 반대 일 수 있다.
상기 제 1 액티브 패턴(504) 및 상기 제 1 액티브 패턴(504)로부터 연장되는 스토리지 제 1 전극(504a) 및 제 2 액티브 패턴(505)은 동일층상에 형성되어 있다.
또한, 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)은 동일 층상에 형성된다.
또한 상기 제 1 연결패턴(507), 제 2 연결패턴(509), 제 3 연결패턴(508), 제 4 연결 패턴(510) 및 데이터 라인(502)은 동일 층 상에 동일 물질로 구성된다.
한편, 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극(511)은 상기 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)을 덮는 절연층상에 단독으로 형성되어 있다.
도 6A를 참조하여 상기 단위화소의 단면 구조를 더 살펴본다.
상기 제 1 액티브 패턴(504) 및 제 2 액티브 패턴(505)과 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 연장인 스토리지 제 1 전극(504a)는 기판(601)상에 형성된다. 상기 기판(601)상에는 폴리실리콘일 수 있는 액티브 패턴들(504, 505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)을 보호하기 위해 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막으로 구성될 수 있는 버퍼층(602)을 더 구비하고, 그 위에 상기 액티브 패턴들(504,505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)이 형성된다.
상기 액티브 패턴들(50,505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)은 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막등일 수 있는 제 1 절연층(603)에 의해 덮혀져 있다.
상기 제 1 절연층(603)상에는 게이트 라인(501)과, 게이트 전극(506) 및 상기 게이트 라인(506)과 수직하는 제 1 전원선(503)이 형성되어 있다. 상기 게이트 라인(501)과, 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)은 구리 합금 또는 알루미늄 합금등의 금속층일 수 있다. 상기 제 1 전원선(503)은 상기 게이트 라인(501)과 교차되기 때문에 쇼트가 발생할 수 있어 상기 게이트 라인과 교차영역에서 상기 제 1 전원선(503)은 서로 분리되어 있는 것이 특징이다.
상기 게이트 라인(501)과, 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)은 실리콘 질화층 또는 실리콘 산화층의 제 2 절연층(604)에 의해 덮혀져 있다.
또한, 상기 제 2 절연층(604)상에는 유기전계발광소자의 제 1 전극(511)이 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(511)은 ITO(Iidium Tin Oxide)등의 투명전극물질로 구성될 수 있다.
상기 제 1 전극(511)은 제 3 절연층(605)에 의해 덮혀져 있다.
상기 제 3 절연층(604)에는 다수의 컨택홀이 형성되어 있다. 상기 컨택홀(710)들은 상기 제 1 액티브 패턴(504)및 제 2 액티브 패턴(505)의 소스 및 드레인 영역과, 상기 게이트 전극(506)과, 상기 제 1 전원선(503)과, 상기 제 1 전극(511)과, 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 제 1 전원선의 일단을 노출시키는 컨택홀들을 포함한다.
상기 컨택홀들을 포함하는 상기 제 3 절연층(604)상에는 다수의 연결 패턴들 이 형성되어 있다.
즉, 상기 연결 패턴들은 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 드레인 영역과 상기 구동 소자의 게이트 전극(506)을 연결시키는 제 1 연결 패턴(507)과, 상기 제 2 액티브 패턴(505)의 소스 영역과 상기 제 1 전원선(503)을 연결하는 제 2 연결 패턴(509)과, 상기 제 2 액티브 패턴(505)의 드레인 영역과 유기전계발광소자의 제 1 전극(511)을 연결하는 제 3 연결 패턴(508)과 상기 게이트 라인과 교차영역에서 분리되는 상기 제 1 전원선(510)을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴(510)을 포함한다.
한편, 상기 제 3 절연층(604)상에는 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 소스 영역과 연결되는 데이터 라인(502)이 더 형성되어 있다.
그러므로 상기 데이터 라인(502)와 연결 패턴들(507,508,509,510)은 동일 층상에 동일 물질로 형성되어 있다.
상기 데이터 라인(502) 및 연결 패턴들(507,508,509)상에는 제 4 절연층(606)이 형성되어 있다.
상기 제 4 절연층(606) 및 제 3 절연층(605)은 상기 제 1 전극(511)이 노출되도록 일부가 절개되어 있다.
그러므로 노출되는 상기 제 1 전극(511) 위에 유기전계발광층(512)이 형성되어 있으며, 상기 유기전계발광층(512)상에 제 2 전극(608)이 형성되어 있다. 상기 제 2전극(608)은 기판의 전면에 형성되어 있다. 상기 제 2 전극(608)은 알루미늄등의 반사특성이 우수한 금속층일 수 있다.
그러므로 상기 게이트 라인(501)과 상기 데이터 라인(502)에 의해 스위칭 소 자가 구동되고, 상기 스위칭 소자의 구동에 의해 구동 소자의 게이트 전극(506)이 동작되어 상기 제 1 전원선(503)으로 부터 구동 신호가 상기 유기전계발광층에 제공된다.
상기 유기전계발광층(607)은 유기전계발광층과 전자수송층,전공수송층, 전자전달층 및 전공전달층의 복수의 층으로 구성될 수도 있다.
이하, 상기 구조를 가지는 본 발명의 육기전계발광소자의 제조 방법을 도 7a~7f 및 도8a~8f를 참조하여 본 발명의 상기 실시 예에 의한 유기전계발광소자의 제조공정을 살펴본다.
도 7a~7f는 도 6의 단면도를 중심으로 그 제조공정을 도시한 것이며, 도 8A~8F는 평면도를 중심으로 제조공정을 설명한 것이다.
도 7a를 참조하면, 투명한 기판(601)상에 실리콘 산화층 또는 실리콘 질화층의 버퍼층(602)를 형성한다. 상기 버퍼층(602)은 상기 버퍼층(602)상에 형성되는 실리콘층의 결정화시 기판의 불순물이 상기 실리콘층 내로 확산되는 것을 방지하기 위한 것이다.
이어서, 상기 버퍼층(602)상에 스위칭 소자의 제 1 액티브 패턴(504), 구동 소자의 제 2 액티브 패턴(505) 및 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 연장인 스토리지 제 1 전극(504a)을 형성한다.
상기 액티브 패턴들(504,505) 및 상기 제 1 액티브 패턴(504)의 연장인 스토리지 제 1 전극(504a)의 형성 공정은 상기 버퍼층 상에 비정질실리콘층을 형성하는 것, 상기 비정질실리콘층을 결정화하는 것, 상기 결정화된 실리콘층을 사진식각하 여 패턴닝하는 것을 포함하여 이루어질 수 있다.
도 8a는 상기 버퍼층(602)상에 형성되는 제 1,2 액티브 패턴(504,505) 및 제 1 액티브 패턴의 연장인 스토리지 제 1 전극(504a)가 형성된 평면도를 도시하고 있다.
이어서, 도 7b 및 도 8b를 참조하면, 상기 액티브 패턴들(504,505) 및 스토리지 제 1 전극(504a)을 덮는 제 1 절연층(603)을 형성한다. 상기 제 1 절연층(603)은 실리콘 질화물 또는 실리콘 산화물을 PECVD방법등에 의하여 형성할 수 있다.
이어서, 상기 제 1 절연층(603)상에 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)을 형성한다. 상기 제 1 전원선(503)은 상기 게이트 라인(501)과 수직하므로 게이트 라인(501)과의 교차영역에서 단락이 발생할 수 있다. 그러므로 상기 제 1 전원선(503)은 게이트 라인(501)과 교차 영역에서 서로 분리되어 있다.
상기 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)은 도전성의 금속층일 수 있으며, 상기 금속층을 상기 제 1 절연층(603)상에 스퍼터링한 다음, 사진식각공정을 통해 패터닝함으로써 형성할 수 있다. 상기 게이트 전극은 스위칭 소자의 게이트 전극 및 구동 소자의 게이트 전극(506)을 포함한다.
이어서, 상기 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)을 이온 주입 마스크로 사용하여 제 1 액티브 패턴 및 제 2 액티브 패턴에 불순물 이온을 주입하여 소스 및 드레인 영역을 형성한다. 상기 이온 주입과정에서 상기 실리콘층들은 메탈화된다.
이어서, 상기 게이트 라인(501), 게이트 전극(506) 및 제 1 전원선(503)를 덮는 제 2 절연층(604)을 형성한다.
이어서, 도 7c 및 8c를 참조하면, 상기 제 2 절연층(604)상에 유기전계발광소자의 제 1 전극(511)을 형성한다. 상기 제 1 전극(511)은 양전극 또는 음전극일 수 있다. 상기 제 1 전극(511)이 양전극일 때, 상기 제 1전극(511)은 ITO등의 투명전극을 증착하고 사진 식각하여 이루질 수 있다.
이어서, 상기 제 1 전극(511)을 덮는 제 3 절연층(605)를 PECVD방법 등에 의해 형성한다.
상기 제 3 절연층(605)상에 다수의 컨택홀(710)을 형성한다. 상기 컨택홀들(710)은 상기 제 1 액티브 패턴(504) 및 제 2 액티브 패턴(505)의 소스 및 드레인 영역과, 상기 게이트 전극(506)과, 상기 제 1 전원선(503)과 상기 제 1 전극(511)과 상게이트 라인과 교차 영역에서 분리되는 제 1 전원선의 일단을 노출시키는 컨택홀들을 포함한다. 상기 컨택홀의 형성은 감광막을 이용한 사진식각 공정을 통해 이루어진다.
이어서, 도 7e 및 도 8e를 참조하면, 상기 컨택홀들을 포함하는 제3 절연층(605)상에 데이터 라인(502)과 다수의 연결패턴을 형성한다.
상기 연결 패턴들은 제 1 액티브 패턴(504)의 드레인 영역과 구동소자의 게이트전극(506)을 연결하는 제 1 연결 패턴(507)과, 상기 제 1 전원선(503)과 제 2 액티브 패턴(505)의 소스 영역을 연결하는 제 2 연결 패턴(509)과, 상기 제 2 액티브 패턴(505)의 드레인 영역과 유기전계발광소자(550)의 제 1 전극(511)을 연결하 는 제 3 연결 패턴(508)과 서로 분리되는 제 1 전원선(503)을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴(510)을 포함한다. 상기 연결 패턴들(507,508,509,510)과 데이터 라인(502)은 동일 층상에 도전성을 가지는 동일 물질로 형성된다.
이어서, 도 7f 및 8f를 참조하면, 상기 연결 패턴들(507,508,509,510) 및 데이터 라인(502)을 덮는 제 4 절연층(606)를 형성한다.
이어서, 상기 제 1 전극(511)상의 제 3 및 제 4 절연층을 제거하여 상기 제 1 전극(511)을 노출시킨다. 상기 제 1 전극(511)의 노출은 사진식각 공정에 의해 이루어 질 수 있다.
이어서, 상기 노출된 제 1 전극(511)상에 유기전계발광층(512)을 형성한다. 상기 유기전계발광층(512)상에 제 2 전극(608)을 더 형성한다. 상기 제 2 전극(608)은 반사특성이 우수한 불투명의 금속층일 수 있다. 예를 들어 상기 제 2 전극은 알루미늄 합금일 수 있다.
그러므로 투명전극인 제 1 전극(511)과 상기 유기전계발광층(512)와 제 2 전극(608)은 하나의 유기전계발광소자를 형성하게 된다.
상기에서 살핀 바와 같이, 본 발명의 유기전계발광소자는 스토리지 제 1 전극을 액티브 패턴을 형성하는 공정에서 동시에 형성함으로써 스토리지 전극을 형성하는 마스크 공정을 줄일 수 있으며, 제 1 전원선을 게이트 라인이 형성되는 단계에서 동시에 형성함으로써 제 1 전원선을 형성하기 위한 마스크 공정을 줄일 수 있다. 그러므로 전체적으로 본 발명은 사용되는 마스크 수를 줄이므로서 생산 비용을 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있다.
Claims (15)
- 게이트 라인과 상기 게이트 라인과 수직 교차하는 데이터 라인에 의해 정의되는 단위화소와;상기 단위화소 내에 형성되는 스위칭 소자 및 구동 소자와;상기 스위칭 소자의 채널을 구성하는 제 1 액티브 패턴과 및 상기 구동 소자의 채널을 구성하는 제 2 액티브 패턴과;상기 제 1 액티브 패턴으로 부터 연장되는 스토리지 제 1 전극과;상기 스토리지 제 1 전극과 절연층을 사이에 두고 오버 랩 되며 상기 구동 소자에 구동 신호를 제공하는 제 1 전원선과;상기 제 2 액티브 패턴과 연결되는 유기전계발광소자를 포함하는 유기전계발광표시소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 라인과 상기 구동 소자의 게이트 전극과 상기 제 1 전원선은 동일층상에 동일 물질로 형성되는 유기전계발광표시소자.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 전원선은 상기 게이트 라인과 교차 영역에서 서로 분리되는 유기전계발광표시소자.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 게이트 전 극을 연결하는 제 1 연결 패턴과, 상기 제 1 전원선과 상기 제 2 액티브 패턴의 소스 영역을 연결하는 제 2 연결 패턴과, 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 유기전계발광소자를 연결하는 제 3 연결 패턴과, 상기 게이트 라인과 교차 영역에서 서로 분리되는 상기 제 1 전원선을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴을 더 포함하는 유기전계발광표시소자.
- 제 4 항에 있어서, 상기 제 1,2,3 및 4 연결 패턴과 상기 데이터 라인은 동일 층상에 동일 물질로 구성되는 유기전계발광표시소자.
- 제 2 항에 있어서, 상기 유기전계발광소자는 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 연결되는 제 1 전극과;상기 제 1 전극상에 형성되는 유기전계발광층과;상기 유기전계발광층상에 형성되는 제 2 전극을 구비하는 유기전계발광표시소자.
- 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 전극은 상기 게이트 라인과 상기 구동 소자의 게이트 전극과 상기 제 1 전원선을 덮는 절연층 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기전계발광표시소자.
- 기판 상에 버퍼층을 형성하는 것과;상기 버퍼층상에 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 상기 제 1 액티브 패턴으로 연장되는 스토리지 제 1 전극을 형성하는 것과;상기 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 스토리지 제 1 전극을 덮는 제 1 절연층을 형성하는 것과;상기 제 1 절연층상에 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 형성하는 것과;상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 덮는 제 2 절연층을 형성하는 것과;상기 제 2 절연층상에 유기전계발광소자의 제 1 전극을 형성하는 것과;상기 유기전계발광소자의 제 1 전극을 덮는 제 3 절연층을 형성하는 것과;상기 제 3 절연층상에 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 형성하는 것과;상기 복수의 연결 패턴 및 데이터 라인을 덮는 제 4 절연층을 형성하는 것과;상기 유기전계발광소자의 제 1 전극과 연결되는 유기전계발광층을 형성하는 것과;상기 유기전계발광층과 연결되는 제 2 전극을 형성하는 것을 포함하는 유기전계발광표시소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 제 1 절연층상에 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 형성하는 단계에서 상기 제 1 전원선은 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 유기전계발광표시소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 복수의 연결 패턴이 형성되는 단계에서 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리된 상기 제 1 전원선이 서로 연결되는 유기전계발광표시소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 복수의 연결 패턴은 상기 제 1 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 게이트 전극을 연결하는 제 1 연결 패턴과, 상기 제 1 전원선과 상기 제 2 액티브 패턴의 소스 영역을 연결하는 제 2 연결 패턴과, 상기 제 2 액티브 패턴의 드레인 영역과 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극을 연결하는 제 3 연결 패턴과, 상기 게이트 라인과 교차영역에서 서로 분리되는 상기 제 1 전원선을 서로 연결하는 제 4 연결 패턴을 포함하는 유기전계발광소자 제조방법.
- 제 11 항에 있어서, 상기 제 1,2,3 및 4 연결 패턴은 상기 데이터 라인과 동일층상에 동시에 동일 물질로 형성되는 유기전계발광소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 게이트 라인, 게이트 전극 및 제 1 전원선을 마스크로 사용하여 상기 제 1 액티브 패턴, 제 2 액티브 패턴 및 스토리지 제 1 전극에 불순물 이온을 도핑하는 것을 더 포함하는 유기전계발광소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 스토리지 제 1 전극은 상기 제 1, 2 액티브 패턴과 동일한 폴리실리콘인 유기전계발광소자 제조방법.
- 제 8항에 있어서, 상기 유기전계발광소자의 제 1 전극과 연결되는 유기전계발광층을 형성하는 것은상기 제 1 전극상의 제 2,3 및 4 절연층을 제거하여 상기 제 1 전극을 노출시키는 것과;상기 제 1전극상에 유기전계발광층을 형성하는 것을 포함하는 유기전계발광표시소자 제조방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020050051110A KR20060130434A (ko) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020050051110A KR20060130434A (ko) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20060130434A true KR20060130434A (ko) | 2006-12-19 |
Family
ID=37810866
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Country Status (1)
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| KR (1) | KR20060130434A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10038048B2 (en) | 2016-05-16 | 2018-07-31 | Samsung Display Co., Ltd. | Display apparatus |
-
2005
- 2005-06-14 KR KR1020050051110A patent/KR20060130434A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10038048B2 (en) | 2016-05-16 | 2018-07-31 | Samsung Display Co., Ltd. | Display apparatus |
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