KR20090105560A - Organic light emitting display device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor) 및 캐패시터(Capacitor)를 포함하는 유기전계발광 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산화물 반도체를 활성층으로 하는 박막 트랜지스터 및 병렬로 연결된 적층 구조의 캐패시터를 포함하는 유기전계발광 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting display device including a thin film transistor and a capacitor, and a method of manufacturing the same. More particularly, the present invention relates to a thin film transistor including an oxide semiconductor as an active layer and a stacked structure connected in parallel. The present invention relates to an organic light emitting display device including a capacitor and a method of manufacturing the same.
유기전계발광 표시 장치는 자체발광 특성을 갖는 차세대 표시 장치로서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device; LCD)에 비해 시야각, 콘트라스트(contrast), 응답속도, 소비전력 등의 측면에서 우수한 특성을 갖는다.The organic light emitting display device is a next generation display device having self-luminous characteristics, and has excellent characteristics in view angle, contrast, response speed, power consumption, and the like, compared to a liquid crystal display device (LCD).
유기전계발광 표시 장치는 애노드 전극, 유기 박막층 및 캐소드 전극으로 구성되는 유기전계발광 다이오드(diode)를 포함하며, 주사선(scan line)과 신호선(signal line) 사이에 유기전계발광 다이오드가 매트릭스 방식으로 연결되어 화소를 구성하는 패시브 매트릭스(passive matrix) 방식과, 각 화소의 동작이 스위치 역할을 하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)에 의해 제어되는 액티브 매트릭스(active matrix) 방식으로 구성될 수 있다.The organic light emitting display device includes an organic light emitting diode comprising an anode electrode, an organic thin film layer, and a cathode electrode, and the organic light emitting diode is connected in a matrix manner between a scan line and a signal line. And a passive matrix method for constituting pixels, and an active matrix method in which an operation of each pixel is controlled by a thin film transistor (TFT) serving as a switch.
액티브 매트릭스 방식의 유기전계발광 표시 장치에 적용되는 박막 트랜지스터는 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 제공하는 활성층이 대개 비정질 실리콘(amorphous silicon)이나 폴리 실리콘(poly-silicon)과 같은 반도체 물질로 형성되는데, 활성층이 비정실 실리콘으로 형성되면 이동도(mobility)가 낮아 고속으로 동작되는 구동 회로의 구현이 어려우며, 폴리 실리콘으로 형성되면 이동도는 높지만 문턱전압이 불균일하여 별도의 보상 회로가 부가되어야 하는 문제점이 있다. In the active matrix organic light emitting display device, a thin film transistor includes an active layer providing a channel region, a source region, and a drain region, usually formed of a semiconductor material such as amorphous silicon or poly-silicon. When the active layer is formed of amorphous silicon, it is difficult to implement a driving circuit that operates at high speed due to low mobility. When the active layer is formed of polysilicon, a separate compensation circuit must be added because of high mobility but nonuniform threshold voltage. There is this.
또한, 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 이용한 종래의 박막 트랜지스터 제조 방법은 레이저 열처리 등과 같은 고가의 공정이 포함되고 특성 제어가 어렵기 때문에 대면적의 기판에 적용이 어려운 문제점이 있다.In addition, the conventional thin film transistor manufacturing method using low temperature poly-silicon (LTPS) has a problem that it is difficult to apply to a large-area substrate because expensive processes such as laser heat treatment and the like is difficult to control characteristics. .
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 산화물 반도체를 활성층으로 이용하는 연구가 진행되고 있다.In order to solve this problem, researches using an oxide semiconductor as an active layer have recently been conducted.
일본공개특허 2004-273614호에는 산화아연(Zinc Oxide; ZnO) 또는 산화아연(ZnO)을 주성분으로 하는 산화물 반도체를 활성층으로 이용한 박막 트랜지스터가 개시되어 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-273614 discloses a thin film transistor using an oxide semiconductor containing zinc oxide (ZnO) or zinc oxide (ZnO) as a main component.
산화아연(ZnO)을 주성분으로 하는 산화물 반도체는 비정질 형태이면서 안정적인 재료로서 평가되고 있으며, 이러한 산화물 반도체를 활성층으로 이용하면 기존의 저온 폴리 실리콘(LTPS) 공정으로 박막 트랜지스터를 제조할 수 있고, 300℃ 이하의 저온에서도 공정이 가능해진다.An oxide semiconductor containing zinc oxide (ZnO) as a main component is evaluated as an amorphous and stable material. When the oxide semiconductor is used as an active layer, a thin film transistor can be manufactured by a conventional low temperature polysilicon (LTPS) process, and 300 ° C. The process becomes possible even at the following low temperatures.
그러나 산화물 반도체를 활성층으로 하는 박막 트랜지스터는 기존의 저온 폴 리 실리콘을 활성층으로 하는 박막 트랜지스터에 비해 오프 전류(off current)가 높기 때문에 소자의 전기적 특성을 만족시킬 수 있는 공정 개발 및 특성 개선이 요구되는 실정이다.However, thin film transistors using an oxide semiconductor as an active layer have higher off current than conventional thin film transistors using a low temperature polysilicon as an active layer, and thus process development and characteristic improvement are required to satisfy the electrical characteristics of the device. It is true.
높은 오프 전류로 인한 누설전류의 영향을 감소시키기 위한 하나의 방법으로 정전용량이 큰 캐패시터를 사용할 수 있는데, 큰 정전용량을 확보하기 위해서는 캐패시터의 면적을 증가시켜야 하는 문제점이 있다.As one method for reducing the influence of leakage current due to high off current, a capacitor having a large capacitance may be used. In order to secure a large capacitance, an area of the capacitor needs to be increased.
본 발명의 목적은 면적을 증가시키지 않고 캐패시터의 정전용량을 확보할 수 있는 유기전계발광 표시 장치 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic light emitting display device and a method of manufacturing the same, which can ensure the capacitance of a capacitor without increasing the area.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 유기전계발광 표시 장치는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 기판; 상기 제 1 영역의 상기 기판 상에 형성된 게이트 전극 및 상기 제 2 영역의 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극; 상기 게이트 전극 및 상기 제 1 전극을 포함하는 상부에 형성된 제 1 절연층; 상기 게이트 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 산화물 반도체로 형성되며 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층 및 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 산화물 반도체로 형성된 제 2 전극; 상기 활성층 및 상기 제 2 전극을 포함하는 상부에 형성되며, 상기 소스 영역 및 드레인 영역이 노출되도록 패터닝된 제 2 절연층; 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 제 2 전극 상부의 상기 제 2 절연층 상에 형성된 제 3 전극; 그리고 상기 소스 전극 또는 드레인 전극과 연결되는 유기전계발광 다이오드를 포함한다. According to an aspect of the present invention, an organic light emitting display device includes: a substrate including a first region and a second region; A gate electrode formed on the substrate in the first region and a first electrode formed on the substrate in the second region; A first insulating layer formed over the gate electrode and the first electrode; An active layer formed of an oxide semiconductor on the first insulating layer above the gate electrode and including a channel region, a source region, and a drain region; and a second electrode formed of an oxide semiconductor on the first insulating layer above the first electrode. ; A second insulating layer formed over the active layer and the second electrode and patterned to expose the source and drain regions; A source electrode and a drain electrode connected to the source and drain regions, and a third electrode formed on the second insulating layer on the second electrode; And an organic light emitting diode connected to the source electrode or the drain electrode.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 유기전계발광 표시 장치는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 기판, 상기 제 1 영역의 상기 기판 상에 형성된 게이트 전극 및 상기 제 2 영역의 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극; 상기 게이트 전극 및 상기 제 1 전극을 포함하는 상부에 형성된 제 1 절연층; 상기 게이트 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 산화물 반도체로 형성되며 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층; 상기 활성층을 포함하는 상부에 형성되며 상기 소스 및 드레인 영역과 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층이 노출되도록 패터닝된 제 2 절연층; 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 형성된 제 2 전극; 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 제 2 전극을 포함하는 상부에 형성되며, 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극이 노출되도록 패터닝된 제 3 절연층; 상기 제 3 절연층 상에 형성되며 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 연결되는 하부 전극 및 상기 제 2 전극 상부에 배치되는 제 3 전극; 상기 하부 전극 및 상기 제 3 전극을 포함하는 상부에 형성되며, 상기 하부 전극의 소정 부분이 노출되도록 패터닝된 화소 정의막; 노출된 상기 애노드 전극 상에 형성된 유기 박막층; 및 상기 유기 박막층 상에 형성된 상부 전극을 포함한다.According to another aspect of the present invention, an organic light emitting display device includes a substrate including a first region and a second region, a gate electrode formed on the substrate of the first region, and the second region. A first electrode formed on the substrate of; A first insulating layer formed over the gate electrode and the first electrode; An active layer formed of an oxide semiconductor on the first insulating layer on the gate electrode and including a channel region, a source region, and a drain region; A second insulating layer formed over the active layer and patterned to expose the source and drain regions and the first insulating layer on the first electrode; A source electrode and a drain electrode connected to the source and drain regions, and a second electrode formed on the first insulating layer on the first electrode; A third insulating layer formed on the source electrode, the drain electrode, and the second electrode and patterned to expose the source electrode or the drain electrode; A lower electrode formed on the third insulating layer and connected to the source electrode or the drain electrode, and a third electrode disposed on the second electrode; A pixel defining layer formed on an upper portion of the lower electrode and the third electrode and patterned to expose a predetermined portion of the lower electrode; An organic thin film layer formed on the exposed anode electrode; And an upper electrode formed on the organic thin film layer.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법은 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 영역의 상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하고, 상기 제 2 영역의 상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 및 상기 제 1 전극을 포함하는 상부에 제 1 절연층을 형성하는 단계; 상기 제 1 절연층 상에 산화물 반도체층을 형성한 후 패터닝하여 상기 게이트 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에는 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층이 형성되고, 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에는 제 2 전극이 형성되도록 하는 단계; 상 기 활성층 및 상기 제 2 전극을 포함하는 상부에 제 2 절연층을 형성한 후 패터닝하여 상기 소스 영역 및 드레인 영역을 노출시키는 단계; 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 제 2 전극 상부의 상기 제 2 절연층 상에 배치되는 제 3 전극을 형성하는 단계; 및 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 연결되는 유기전계발광 다이오드를 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting display device, the method including: preparing a substrate including a first region and a second region; Forming a gate electrode on the substrate in the first region, and forming a first electrode on the substrate in the second region; Forming a first insulating layer on the top including the gate electrode and the first electrode; After forming an oxide semiconductor layer on the first insulating layer and patterning, an active layer including a channel region, a source region and a drain region is formed on the first insulating layer on the gate electrode, the active layer on the first electrode Allowing a second electrode to be formed on the first insulating layer; Forming a second insulating layer over the active layer and the second electrode, and patterning the second insulating layer to expose the source region and the drain region; Forming a source electrode and a drain electrode connected to the source and drain regions, and a third electrode disposed on the second insulating layer on the second electrode; And forming an organic light emitting diode connected to the source electrode or the drain electrode.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법은 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계; 상기 제 1 영역의 상기 기판 상에 게이트 전극을 형성하고, 상기 제 2 영역의 상기 기판 상에 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 및 상기 제 1 전극을 포함하는 상부에 제 1 절연층을 형성하는 단계; 상기 게이트 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 산화물 반도체로 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층을 형성하는 단계; 상기 활성층을 포함하는 상부에 제 2 절연층을 형성한 후 패터닝하여 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층을 노출시키는 단계; 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 제 1 전극 상부의 상기 제 1 절연층 상에 배치되는 제 2 전극을 형성하는 단계; 상기 소스 전극 및 드레인 전극과 상기 제 2 전극을 포함하는 상부에 제 3 절연층을 형성한 후 패터닝하여 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극을 노출시키는 단계; 상기 소스 전극 또는 상기 드레인 전극과 연결되는 하부 전극 및 상기 제 2 전극 상부의 상기 제 3 절연층 상에 배치되는 제 3 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 및 상기 제 3 전극을 포함하는 상부에 화소 정의막을 형성한 후 패터닝하여 상기 하부 전극의 소정 부분을 노출시키는 단계; 상기 하부 전극 상에 유기 박막층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 박막층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic light emitting display device, the method including: preparing a substrate including a first region and a second region; Forming a gate electrode on the substrate in the first region, and forming a first electrode on the substrate in the second region; Forming a first insulating layer on the top including the gate electrode and the first electrode; Forming an active layer including a channel region, a source region, and a drain region on an oxide semiconductor on the first insulating layer on the gate electrode; Forming a second insulating layer on the active layer, and patterning the second insulating layer to expose the source and drain regions and the first insulating layer on the first electrode; Forming a source electrode and a drain electrode connected to the source and drain regions, and a second electrode disposed on the first insulating layer on the first electrode; Forming a third insulating layer over the source and drain electrodes and the second electrode and patterning the third insulating layer to expose the source electrode or the drain electrode; Forming a lower electrode connected to the source electrode or the drain electrode and a third electrode disposed on the third insulating layer on the second electrode; Forming a pixel defining layer on the lower electrode and the third electrode and patterning the pixel defining layer to expose a predetermined portion of the lower electrode; Forming an organic thin film layer on the lower electrode; And forming an upper electrode on the organic thin film layer.
본 발명은 박막 트랜지스터의 활성층을 산화물 반도체층으로 형성하고, 채널 영역의 산화물 반도체층이 절연층에 의해 보호되도록 한다. 절연층이 식각 방지층 역할을 하도록 함으로써 후속 공정에서 발생되는 피해로 인한 활성층의 전기적 특성 저하가 방지된다.The present invention forms the active layer of the thin film transistor as an oxide semiconductor layer and allows the oxide semiconductor layer in the channel region to be protected by the insulating layer. By allowing the insulating layer to serve as an etch stop layer, the degradation of the electrical properties of the active layer due to damage occurring in subsequent processes is prevented.
또한, 본 발명은 박막 트랜지스터를 형성하는 과정에서 병렬로 연결된 구조의 캐패시터가 형성되도록 한다. 병렬로 연결된 적층 구조의 캐패시터에 의해 캐패시터의 면적을 증가시키지 않고 원하는 수준의 정전용량을 확보할 수 있다. 따라서 캐패시터가 차지하는 면적을 최소화하여 개구율을 증가시킴으로써 해상도를 높일 수 있다.In addition, the present invention allows a capacitor having a structure connected in parallel to be formed in the process of forming a thin film transistor. Capacitors having a stacked structure connected in parallel can secure a desired level of capacitance without increasing the area of the capacitor. Therefore, the resolution can be increased by minimizing the area occupied by the capacitor and increasing the aperture ratio.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서, 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided to those skilled in the art to fully understand the present invention, and may be modified in various forms, and the scope of the present invention is limited to the embodiments described below. no.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
절연물로 이루어진 기판(100)은 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)을 포함하며, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 기판(100) 상에는 버퍼층(102)이 형성된다.The
박막 트랜지스터 형성영역(T)의 버퍼층(102) 상에는 게이트 전극(104a)이 형성되고, 캐패시터 형성영역(C)의 버퍼층(102) 상에는 제 1 전극(104b)이 형성되며, 게이트 전극(104a) 및 제 1 전극(104b)을 포함하는 상부면에는 제 1 절연층(106)이 형성된다. 제 1 절연층(106)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연층 및 캐패시터의 제 1 유전체로 이용된다. A
게이트 전극(104a) 상부의 제 1 절연층(106) 상에는 산화물 반도체로 이루어지며 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층(108a)이 형성되고, 제 1 전극(104b) 상부의 제 1 절연층(106) 상에는 산화물 반도체로 이루어진 제 2 전극(108b)이 형성된다. An
활성층(108a) 및 제 2 전극(108b)을 포함하는 상부면에는 제 2 절연층(110)이 형성되고, 제 2 절연층(110)에는 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(108a)이 노출되도록 콘택홀이 형성된다. 제 2 절연층(110)은 채널영역의 활성층(108a)을 보호하기 위한 식각 방지층(etch stop layer) 및 캐패시터의 제 2 유전체로 이용된다. A second
제 2 절연층(110) 상에는 콘택홀을 통해 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(108a)과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극(112a 및 112b)과, 제 2 전극(108b) 상부에 배치되는 제 3 전극(112c)이 형성된다. 이 때 제 3 전극(112c)은 제 1 전 극(104b)과 연결되도록 형성된다. 따라서 제 1 전극(104b), 제 1 절연층(106) 및 제 2 전극(108b)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(108b), 제 2 절연층(110) 및 제 3 전극(112c)으로 이루어진 캐패시터가 병렬로 연결된다. On the second
소스 전극 또는 드레인 전극(112a 또는 112b)에는 유기전계발광 다이오드가 연결된다. 유기전계발광 다이오드는 애노드 전극, 유기 박막층 및 캐소드 전극을 포함하며, 애노드 전극이 소스 전극 또는 드레인 전극(112a 및 112b)과 연결된다. 유기 박막층은 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층이 적층된 구조로 형성되며, 정공 주입층과 전자 주입층이 더 포함될 수 있다. An organic light emitting diode is connected to the source electrode or the
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view for describing an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention.
절연물로 이루어진 기판(200)은 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)을 포함하며, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 기판(200) 상에는 버퍼층(202)이 형성된다.The
박막 트랜지스터 형성영역(T)의 버퍼층(202) 상에는 게이트 전극(204a)이 형성되고, 캐패시터 형성영역(C)의 버퍼층(202) 상에는 제 1 전극(204b)이 형성되며, 게이트 전극(204a) 및 제 1 전극(204b)을 포함하는 상부면에는 제 1 절연층(206)이 형성된다. 제 1 절연층(206)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연층 및 캐패시터의 제 1 유전체로 이용된다. The
게이트 전극(204a) 상부의 제 1 절연층(206) 상에는 산화물 반도체로 이루어지며 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층(208)이 형성된다. 활성층(208)을 포함하는 상부면에는 제 2 절연층(210)이 형성되며, 제 2 절연층(210)은 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(208)과 제 1 전극(204b) 상부의 제 1 절연층(206)이 노출되도록 패터닝된다. 제 2 절연층(210)은 채널영역의 활성층(208)을 보호하기 위한 식각 방지층으로 이용된다. An
제 2 절연층(210) 상에는 노출된 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(208)과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극(212a 및 212b)이 형성되고, 제 1 전극(204b) 상부의 제 1 절연층(206) 상에는 제 2 전극(212c)이 형성된다. 소스 전극 및 드레인 전극(212a 및 212b)과 제 2 전극(212c)을 포함하는 상부면에는 제 3 절연층(316)이 형성되고, 제 3 절연층(316)에는 소스 전극 또는 드레인 전극(212a 또는 212b)이 노출되도록 비아홀이 형성된다. 제 3 절연층(316)은 표면을 평탄화시키는 동시에 캐패시터의 제 2 유전체로 이용된다.On the second
제 3 절연층(316) 상에는 비아홀을 통해 소스 전극 또는 드레인 전극(212a 또는 212b)과 연결되는 애노드 전극(317a) 및 제 2 전극(212c) 상부에 배치되는 제 3 전극(317b)이 형성된다. 이 때 제 3 전극(317b)은 제 1 전극(204b)과 연결되도록 형성된다. 따라서 제 1 전극(204b), 제 1 절연층(206) 및 제 2 전극(212c)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(212c), 제 2 절연층(316) 및 제 3 전극(317b)으로 이루어진 캐패시터가 병렬로 연결된다. An
애노드 전극(317a) 및 제 3 전극(317b)을 포함하는 상부면에는 화소 정의막(318)이 형성되고, 화소 정의막(318)은 애노드 전극(317a)의 소정 부분(발광영역)이 노출되도록 패터닝된다. 노출된 애노드 전극(317a) 상에는 유기 박막층(319) 이 형성되며, 유기 박막층(319)을 포함하는 상부면에는 캐소드 전극(320)이 형성된다. 유기 박막층은 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층이 적층된 구조로 형성되며, 정공 주입층과 전자 주입층이 더 포함될 수 있다. The
상기와 같이 구성된 유기전계발광 표시 장치에서 박막 트랜지스터는 유기전계발광 다이오드의 동작을 위해 제공되는 신호의 전달을 제어하며, 병렬로 연결된 적층 구조의 캐패시터는 신호를 유지시키기 위한 정전용량을 제공한다.In the organic light emitting display device configured as described above, the thin film transistor controls transmission of a signal provided for the operation of the organic light emitting diode, and a capacitor having a parallel structure connected in parallel provides a capacitance for maintaining the signal.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도로서, 제조 공정을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention. The present invention will be described in more detail through a manufacturing process.
도 3a를 참조하면, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)이 정의된 절연 기판(100)을 준비한다. 먼저, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 기판(100) 상에 버퍼층(102)을 형성한다. 버퍼층(102) 상에 Mo, MoW, Al 등으로 금속층을 형성한 후 패터닝하여 박막 트랜지스터 형성영역(T)의 버퍼층(102) 상에는 게이트 전극(104a)이 형성되고, 캐패시터 형성영역(C)의 버퍼층(102) 상에는 제 1 전극(104b)이 형성되도록 한다. 이 후 게이트 전극(104a) 및 제 1 전극(104b)을 포함하는 상부면에 제 1 절연층(106)을 형성한다. 박막 트랜지스터의 게이트 절연층 및 캐패시터의 제 1 유전체로 이용되는 제 1 절연층(106)은 실리콘 산화막(SiOx)이나 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성하거나, 실리콘 산화막(SiOx) 및 실리콘 질화막(SiNx)의 이중 구조로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3A, an insulating
도 3b를 참조하면, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 제 1 절연층(106) 상에 산화물 반도체층을 형성한 후 패터닝하여 게이트 전극(104a) 상부의 제 1 절연층(106) 상에는 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층(108a)이 형성되고, 제 1 전극(104a) 상부의 제 1 절연층(106) 상에는 제 2 전극(108b)이 형성되도록 한다. 산화물 반도체층은 산화아연(ZnO)을 주성분으로 하는 반도체 물질로 형성하거나, 산화아연(ZnO)에 인듐(In), 갈륨(Ga), 스태늄(Sn) 등이 도핑된 반도체 물질 예를 들어, InZnO(IZO), GaOnZnO(GIZO) 등으로 형성한다. Referring to FIG. 3B, an oxide semiconductor layer is formed on the first insulating
도 3c를 참조하면, 활성층(108a) 및 제 2 전극(108b)을 포함하는 상부면에 제 2 절연층(110)을 형성한 후 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(108a)이 노출되도록 제 2 절연층(110)을 패터닝한다.Referring to FIG. 3C, after the second insulating
도 3d를 참조하면, 제 2 절연층(110) 상에 Mo, MoW, Al, AlAd, AlLiLa 등으로 금속층을 형성한 후 패터닝하여 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(108a)과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극(112a 및 112b)과, 제 2 전극(108b) 상부의 제 2 절연층(110) 상에 배치되는 제 3 전극(112c)을 형성한다. 이 때 제 3 전극(112c)은 제 1 전극(104b)과 연결되도록 형성하여 제 1 전극(104b), 제 1 절연층(106) 및 제 2 전극(108b)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(108b), 제 2 절연층(110) 및 제 3 전극(112c)으로 이루어진 캐패시터가 병렬로 연결되도록 한다. Referring to FIG. 3D, a metal layer is formed of Mo, MoW, Al, AlAd, AlLiLa, etc. on the second insulating
도 3e를 참조하면, 소스 전극 및 드레인 전극(112a 및 112b)과 제 3 전극(112c)을 포함하는 상부면에 제 3 절연층(316)을 형성한 후 소스 전극 또는 드레인 전극(112a 또는 112b)이 노출되도록 제 3 절연층(316)을 패터닝하고, 소스 전극 또는 드레인 전극(112a 또는 112b)과 연결되는 유기전계발광 소자를 형성한다. 즉, 소스 전극 또는 드레인 전극(112a 또는 112b)과 연결되는 애노드 전극(317)을 형성한 후 애노드 전극(317)을 포함하는 상부에 화소 정의막(318)을 형성한다. 그리고 화소 정의막(318)을 패터닝하여 애노드 전극(317)의 소정 부분(발광영역)을 노출시킨 후 노출된 애노드 전극(317) 상에 유기 박막층(319)을 형성하고, 유기 박막층(319) 상에 캐소드 전극(320)을 형성한다. 유기 박막층(319)은 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층이 적층된 구조로 형성하며, 정공 주입층과 전자 주입층이 더 포함될 수 있다.Referring to FIG. 3E, after the third insulating
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도로서, 제조 공정을 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention, and the present invention will be described in more detail through a manufacturing process.
도 4a를 참조하면, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)이 정의된 절연 기판(200)을 준비한다. 먼저, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 기판(200) 상에 버퍼층(202)을 형성한다. 버퍼층(202) 상에 Mo, MoW, Al 등으로 금속층을 형성한 후 패터닝하여 박막 트랜지스터 형성영역(T)의 버퍼층(202) 상에는 게이트 전극(204a)이 형성되고, 캐패시터 형성영역(C)의 버퍼층(202) 상에는 제 1 전극(204b)이 형성되도록 한다. 이 후 게이트 전극(204a) 및 제 1 전극(204b)을 포함하는 상부면에 제 1 절연층(206)을 형성한다. 박막 트랜지스터의 게이트 절연층 및 캐패시터의 제 1 유전체로 이용되는 제 1 절연층(206)은 실리콘 산화막(SiOx)이나 실리콘 질화막(SiNx)으로 형성하거나, 실리콘 산화 막(SiOx) 및 실리콘 질화막(SiNx)의 이중 구조로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4A, an insulating
도 4b를 참조하면, 박막 트랜지스터 형성영역(T) 및 캐패시터 형성영역(C)의 제 1 절연층(206) 상에 산화물 반도체층을 형성한 후 패터닝하여 게이트 전극(204a) 상부의 제 1 절연층(206) 상에 채널 영역, 소스 영역 및 드레인 영역을 포함하는 활성층(208)이 형성되도록 한다. 산화물 반도체층은 산화아연(ZnO)을 주성분으로 하는 반도체 물질로 형성하거나, 산화아연(ZnO)에 인듐(In), 갈륨(Ga), 스태늄(Sn) 등이 도핑된 반도체 물질 예를 들어, InZnO(IZO), GaOnZnO(GIZO) 등으로 형성한다. Referring to FIG. 4B, an oxide semiconductor layer is formed on the first insulating
도 4c를 참조하면, 활성층(208)을 포함하는 상부면에 제 2 절연층(210)을 형성한 후 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(208)과 제 1 전극(204b) 상부의 제 1 절연층(206)이 노출되도록 제 2 절연층(210)을 패터닝한다.Referring to FIG. 4C, after the second insulating
도 4d를 참조하면, 제 2 절연층(210) 상에 Mo, MoW, Al, AlAd, AlLiLa 등으로 금속층을 형성한 후 패터닝하여 소스 영역 및 드레인 영역의 활성층(208)과 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극(212a 및 212b)과, 제 1 전극(204b) 상부의 제 1 절연층(206) 상에 배치되는 제 2 전극(212c)을 형성한다. Referring to FIG. 4D, a metal layer is formed of Mo, MoW, Al, AlAd, AlLiLa, etc. on the second insulating
도 4e를 참조하면, 소스 전극 및 드레인 전극(212a 및 212b)과 제 2 전극(212c)을 포함하는 상부면에 제 3 절연층(316)을 형성한 후 소스 전극 또는 드레인 전극(212a 또는 212b)이 노출되도록 제 3 절연층(316)을 패터닝한다. 제 3 절연층(316)은 표면을 평탄화시키는 동시에 캐패시터의 제 2 유전체로 이용된다.Referring to FIG. 4E, after forming the third insulating
제 3 절연층(316) 상에 ITO 등으로 도전층을 형성한 후 패터닝하여 소스 전 극 또는 드레인 전극(212a 또는 212b)과 연결되는 애노드 전극(317a) 및 제 2 전극(212c) 상부에 배치되는 제 3 전극(317b)를 형성한다. 이 때 제 3 전극(317b)은 제 1 전극(204b)과 연결되도록 형성하여 제 1 전극(204b), 제 1 절연층(206) 및 제 2 전극(212c)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(212c), 제 2 절연층(316) 및 제 3 전극(317b)으로 이루어진 캐패시터가 병렬로 연결되도록 한다. After the conductive layer is formed on the third insulating
애노드 전극(317) 및 제 3 전극(317b)을 포함하는 상부에 화소 정의막(318)을 형성한 후 패터닝하여 애노드 전극(317)의 소정 부분(발광영역)을 노출시킨다. 노출된 애노드 전극(317) 상에 유기 박막층(319)을 형성하고, 유기 박막층(319) 상에 캐소드 전극(320)을 형성한다. 유기 박막층(319)은 정공 수송층, 유기발광층 및 전자 수송층이 적층된 구조로 형성하며, 정공 주입층과 전자 주입층이 더 포함될 수 있다.The
상기와 같이 유기전계발광 표시 장치가 형성된 기판(100 및 200) 상부에는 화소 영역을 밀봉시키기 위한 봉지 기판(도시안됨)이 배치되며, 밀봉재에 의해 봉지 기판이 기판(100 및 200)에 합착된다.An encapsulation substrate (not shown) for encapsulating the pixel area is disposed on the
상기와 같이 본 발명은 박막 트랜지스터의 활성층(104a 및 204a)을 산화물 반도체층으로 형성한다. 산화물 반도체층을 활성층(104a 및 204a)으로 이용하는 경우 소스 전극(112a 및 212a) 및 드레인 전극(112b 및 212b)을 형성하기 위한 식각 과정에서 채널 영역의 활성층(104a 및 204a)이 플라즈마에 의해 피해를 입을 수 있다. 산화물 반도체층이 플라즈마에 의해 피해를 입게 되면 표면 격자가 파괴되어 산소 결함이 발생되기 때문에 케리어의 농도 증가에 따른 비저항 감소에 의해 전기 적 특성이 저하된다. 따라서 본 발명은 채널 영역의 활성층(104a 및 204a)이 제 2 절연층(110 및 210)에 의해 보호되도록 함으로써 즉, 제 2 절연층(110 및 210)이 식각 방지층(etch stop layer) 역할을 하도록 함으로써 활성층(104a 및 204a)의 피해로 인한 전기적 특성 저하가 방지되도록 한다.As described above, the present invention forms the
또한, 본 발명은 캐패시터를 제 1 전극(104b), 제 1 절연층(106) 및 제 2 전극(108b)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(108b), 제 2 절연층(110) 및 제 3 전극(112c)으로 이루어진 캐패시터의 병렬 구조, 또는 제 1 전극(204b), 제 1 절연층(206) 및 제 2 전극(212c)으로 이루어진 캐패시터와, 제 2 전극(212c), 제 2 절연층(316) 및 제 3 전극(317b)으로 이루어진 캐패시터의 병렬 구조로 형성한다.In addition, the present invention is a capacitor comprising a capacitor consisting of a
캐패시터를 제 1 전극(104b), 제 1 절연층(106) 및 제 2 전극(108b)으로 이루어진 구조 또는 제 1 전극(204b), 제 1 절연층(206) 및 제 2 전극(212c)으로 이루어진 구조만으로 형성한 경우를 예로 들면, 유전체로서, 제 1 절연층(106 및 206)을 400Å 두께의 실리콘 산화막과 800Å 두께의 실리콘 질화막으로 형성한 경우에는 1㎛2 당 0.392fF 정도의 정전용량을 얻을 수 있고, 제 1 절연층(106 및 206)을 1200Å 두께의 실리콘 질화막으로 형성한 경우에는 1㎛2 당 0.0473fF 정도의 정전용량을 얻을 수 있으며, 정전용량을 증가시키기 위해서는 캐패시터의 면적을 증가시켜야 한다. The capacitor is composed of a
그러나 본 발명은 상기와 같이 캐패시터를 병렬 구조로 형성함으로써 캐패시터의 면적을 증가시키지 않고도 일정 수준 이상의 정정용량을 확보할 수 있다. 즉, 유전체로서, 제 2 절연층(110)을 5000Å 두께의 PA(poly amide)로 형성한 경우 1㎛2 당 0.0566fF 정도의 정전용량을 얻을 수 있으며, 제 2 절연층(316)을 10000Å 두께의 PA로 형성한 경우 1㎛2 당 0.0283fF 정도의 정전용량을 얻을 수 있다. 그러므로 하나의 캐패시터를 구비하는 경우에 비해 7 내지 14% 정도의 면적을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다. However, in the present invention, by forming the capacitors in a parallel structure as described above, it is possible to secure a predetermined capacitance or more without increasing the area of the capacitor. That is, as the dielectric, when the second insulating
이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the preferred embodiment of the present invention has been disclosed through the detailed description and the drawings. The terms are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치를 설명하기 위한 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치를 설명하기 위한 단면도.2 is a cross-sectional view illustrating an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.3A to 3E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 유기전계발광 표시 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도.4A to 4E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100, 200: 기판 102, 202: 버퍼층100, 200:
104a, 204a: 게이트 전극 104b, 204b: 제 1 전극104a, 204a:
106, 206: 제 1 절연층 108a, 208: 활성층106, 206:
108b: 제 2 전극 110, 210: 제 2 절연층108b:
112a, 212a: 소스 전극 112b, 212b: 드레인 전극112a and 212a:
112c, 317b: 제 3 전극 316: 제3 절연층112c and 317b: third electrode 316: third insulating layer
317, 317a: 애노드 전극 318: 화소 정의막317 and 317a: anode electrode 318: pixel defining layer
319: 유기 박막층 320: 캐소드 전극319: organic thin film layer 320: cathode electrode
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