KR20110077838A

KR20110077838A - Method of manufacturing organic light emitting diode device

Info

Publication number: KR20110077838A
Application number: KR1020090134504A
Authority: KR
Inventors: 신창엽
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2009-12-30
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2011-07-07

Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing an organic light emitting diode device is provided to minimize a flicker due to light exposure and increase picture quality. CONSTITUTION: An inorganic film layer(205) is formed on a substrate on which an electrode layer is formed. A trench is formed on the inorganic film layer and the electrode layer. The trench is filled with tungsten. Chemical mechanical polishing is performed in the trench. The inorganic film layer is formed again after the chemical mechanical polishing. Photoresist is formed on the inorganic film layer. A pattern is formed by a lithographic process. An electrode layer is etched by an etching mask to form a pixel definition layer.

Description

Manufacturing method of organic light emitting diode device {METHOD OF MANUFACTURING ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICE}

본 발명은 유기발광다이오드 소자의 제조 기술에 관한 것으로서, 특히 능동형 유기 발광다이오드(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, 이하 AMOLED라 한다)의 제조 시 PDL을 통해 화소 정의 및 블랙 매트릭스 역할을 수행하는데 적합한 유기발광다이오드 소자의 제조 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for manufacturing an organic light emitting diode device, and in particular, an organic organic light emitting diode (hereinafter referred to as AMOLED) in the manufacture of an active organic light emitting diode (hereinafter referred to as AMOLED) suitable for performing a pixel definition and a black matrix through a PDL A method for manufacturing a light emitting diode device.

AMOLED는 백라이트에 의해 빛을 발하는 액정 표시 장치(LCD)와 달리 자체에서 빛을 발하는 것으로 LCD에 비해 동영상 응답 속도가 빠르고 색 재현율과 명암비가 높다.Unlike liquid crystal display (LCD), which emits light by backlight, AMOLED emits light by itself and has faster video response speed and higher color reproducibility and contrast ratio than LCD.

도 1은 종래 기술에 따른 능동형 유기 발광다이오드 소자의 구조를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of an active organic light emitting diode device according to the prior art.

도 1을 참조하면, AMOLED 소자는 반도체 기판에서 발광 다이오드에 의한 빛을 각각 적색, 녹색 및 청색으로 색을 변환시키는 칼라필터를 포함하며, 반도체 기판 상에 높은 투과율을 가진 패시베이션층(oxide passivation)을 형성하고, 패시베이션층 상에 Anode로 사용되는 Al층과 ITO(indium tin oxide)를 순차적으로 형성한 다.Referring to FIG. 1, an AMOLED device includes a color filter for converting light from a light emitting diode into red, green, and blue colors on a semiconductor substrate, and includes a passivation layer having a high transmittance on the semiconductor substrate. The Al layer and ITO (indium tin oxide) used as an anode are sequentially formed on the passivation layer.

이후, Al층과 ITO 에 트랜치를 형성한 후, 화소 정의층(Pixel Definition Layer, 이하 PDL이라 한다)(100)을 형성하고, PDL(100)을 포함하는 반도체 기판 전면에 유기 발광 다이오드를 형성하게 된다.Then, after forming trenches in the Al layer and the ITO, a pixel definition layer (hereinafter referred to as PDL) 100 is formed, and an organic light emitting diode is formed on the entire surface of the semiconductor substrate including the PDL 100. do.

이와 같이 형성되는 AMOLED소자의 PDL(100)은 무기막질(예컨대, SiO2 또는 SiN 등)로 구현하여 화소를 정의 한다.The PDL 100 of the AMOLED device formed as described above is implemented with an inorganic film (eg, SiO 2 or SiN) to define a pixel.

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 유기발광 다이오드 소자의 PDL에 있어서는, 무기막질을 사용하며, Anode 층 위에 형성되어 화소 정의를 수행하는 역할 이외에 수행할 수 있는 다른 기능에 대해서는 연구된 바가 없었다. In the PDL of the organic light emitting diode device according to the related art operating as described above, there has been no research on other functions that can be performed in addition to the role of forming an inorganic layer and forming a pixel on the Anode layer.

이에 본 발명은, 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현할 수 있는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법을 제공한다. Accordingly, the present invention provides a method of manufacturing an organic light emitting diode device that can be implemented to perform a black matrix of TiN in addition to a simple role of defining a pixel as a PDL formed of an inorganic film in the organic light emitting diode device.

또한 본 발명은, 유기발광 다이오드 소자의 형성을 위한 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 텅스텐(W)으로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현할 수 있는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법을 제공한다. In addition, the present invention, after depositing an inorganic film on AL and ITO sequentially formed on a semiconductor substrate for forming an organic light emitting diode device, and then formed a trench, gapfilled with tungsten (W), and then again deposited as an inorganic film The present invention provides a method of manufacturing an organic light emitting diode device capable of realizing a PDL through etching after a photo pattern through a damascene process.

본 발명의 일 실시예 방법은, 전극층이 형성된 기판 상에 무기막질층을 형성하는 단계와, 상기 무기막질층 및 전극층에 트렌치를 형성한 후, 상기 트렌치에 텅스텐(W)을 채우고, 화학적기계적 연마(CMP)를 수행하는 단계와, 상기 CMP 후 무기막질층을 다시 형성하는 단계와, 상기 무기막질층 상에 포토레지스트를 형성 및 리소그래피 공정을 통해 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극층을 식각 마스크로 식각하여 화소 정의층(PDL)을 형성하는 단계를 포함한다. According to one embodiment of the present invention, after forming an inorganic film layer on a substrate on which an electrode layer is formed, and forming a trench in the inorganic film layer and the electrode layer, tungsten (W) is filled in the trench, and chemical mechanical polishing (CMP), forming an inorganic film layer after the CMP, forming a pattern through a photoresist and lithography process on the inorganic film layer, and using the electrode layer as an etching mask. Etching to form the pixel defining layer PDL.

본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다. In the present invention, the effects obtained by the representative ones of the disclosed inventions will be briefly described as follows.

본 발명은, 기존의 무기막질에 의한 디멘션(Dimension)(예컨대, 화소)을 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스의 역할을 수행함으로써, 빛 노출(light leakage) 에 의한 flicker를 최소화할 수 있으며, 브라이트(Bright)시 최대 밝기를 높혀 높은 명암비를 통해 화질을 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention can minimize flicker due to light leakage by performing the role of the black matrix of TiN in addition to the simple role of defining dimensions (eg, pixels) by conventional inorganic films. By raising the maximum brightness at the time of bright, the image quality can be improved through high contrast ratio.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, the operating principle of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명은 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현하기 위한 것으로, 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 W로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현하는 것이다. The present invention is to implement the role of the black matrix of TiN in addition to the simple role of defining the pixel as a PDL formed of an inorganic film in the organic light emitting diode device, the inorganic film on the AL and ITO sequentially formed on the semiconductor substrate After deposition, a trench is formed, a gap fill is made of W, and then a photo pattern is implemented through a damascene process of depositing an inorganic film, and then PDL is implemented through etching.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따라 능동형 유기 발광다이오드 소자의 제조 공정을 도시한 공정 순서도이다.2A to 2D are process flowcharts illustrating a manufacturing process of an active organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.

도 2a를 참조하면, 발광 다이오드에 의한 빛을 각각 적색, 녹색 및 청색으로 색을 변환시키는 칼라필터를 포함하는 반도체 기판(200) 상에 각 칼라필터에 빛을 투과시키기 위해 높은 투과율을 갖는 패시베이션층(202)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, a passivation layer having a high transmittance for transmitting light to each color filter on a semiconductor substrate 200 including a color filter converting light of the light emitting diodes into red, green, and blue colors, respectively. 202 is formed.

이후, 도 2b에 도시한 바와 같이 형성된 패시베이션층(202) 상에 Anode로 사용되는 Al층(204)을 형성하고, 형성된 Al층(204) 상에 무기막질층(205)(예컨대, SiO2 혹은 SiN 등)을 형성한다. 한편, Al층(204) 상에 ITO(206)를 형성한 후, ITO(206) 상에 무기막질층(205)을 형성할 수도 있으며, Al층(204) 및 ITO(206)를 전극층으로 통칭할 수 있다.Subsequently, an Al layer 204 used as an anode is formed on the passivation layer 202 formed as shown in FIG. 2B, and the inorganic film layer 205 (eg, SiO 2 or SiN) is formed on the formed Al layer 204. And the like). On the other hand, after the ITO 206 is formed on the Al layer 204, an inorganic film layer 205 may be formed on the ITO 206, and the Al layer 204 and the ITO 206 are collectively referred to as electrode layers. can do.

이에 도 2c에 도시한 바와 같이 Al층(204) 및 무기막질층(205)에서 PDL 보다 per side 50nm작게(예컨대, 약 1.5um) 트렌치를 식각하여 트렌치를 형성한 후, 형성된 트렌치 내에 W를 채우게 된다. 그리고 화학적 기계적 연마 (Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 한다) 공정(예컨대, 다마신 공정)을 수행한 후, 트렌치를 포함하는 Al층(204) 상에 무기막질층(205)을 대략 900Å~1100Å(바람직하게는 1000 Å)의 두께로 형성한 후, 포토레지스트를 대략 7500Å~8500Å(바림직하게는 8000Å)의 두께로 코팅하고, 리소그래피 공정으로 패턴을 형성한다.As shown in FIG. 2C, in the Al layer 204 and the inorganic film layer 205, trenches are formed by etching trenches 50 nm smaller (eg, about 1.5 μm) per side than the PDL, and then W is filled in the formed trenches. do. After performing a chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) process (eg, a damascene process), the inorganic film layer 205 on the Al layer 204 including the trench is approximately 900 kPa to 1100 kPa ( Preferably, the film is formed to a thickness of 1000 GPa), and then the photoresist is coated to a thickness of approximately 7500 GPa to 8500 GPa (preferably 8000 GPa), and a pattern is formed by a lithography process.

이후, 도 2d에 도시한 바와 같이 AL층(204)을 식각 장벽층으로 이용하는 식각 공정(EPD:end point detector))을 통하여 PDL(212)을 형성하게 된다. 이와 같이 형성되는 PDL(212)은 무기막질(205)을 형성하고, 패터닝 후 식각하여 다시 포토레지스트를 제거하지 않으므로 공정을 단순화할 수 있다.Thereafter, as shown in FIG. 2D, the PDL 212 is formed through an end point detector (EPD) using the AL layer 204 as an etch barrier layer. The PDL 212 formed as described above may form the inorganic film 205 and may be etched after patterning so as not to remove the photoresist again, thereby simplifying the process.

이러한 PDL(212)은 기존의 무기막질에 의해 화소를 정의하는 단순 역할 외에 블랙 매트릭스의 역할을 수행함으로써, 빛 노출에 의한 플릭커를 최소화할 수 있으며, 브라이트(Bright)시 최대 밝기를 높혀, 높은 명암비를 통해 화질을 개선하는 것이 가능하다.The PDL 212 plays a role of a black matrix in addition to the simple role of defining pixels by the conventional inorganic film, thereby minimizing the flicker due to light exposure, increasing the maximum brightness at the time of bright, and high contrast ratio. Through it is possible to improve the picture quality.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현하기 위한 것으로, 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 W로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하 는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현한다. As described above, the present invention is to implement the role of the black matrix of TiN in addition to the simple role of defining the pixel as a PDL formed of an organic film in the organic light emitting diode device, AL and ITO sequentially formed on a semiconductor substrate After depositing an inorganic film on the gap, a trench is formed, a gap fill is made of W, and then a damascene process of depositing an inorganic film is performed again to implement a photo pattern, followed by etching to implement PDL.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of various modifications within the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the scope of the following claims, but also by those equivalent to the scope of the claims.

도 1은 종래 기술에 따른 능동형 유기 발광다이오드 소자의 구조를 도시한 단면도, 1 is a cross-sectional view showing the structure of an active organic light emitting diode device according to the prior art;

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따라 능동형 유기 발광다이오드 소자의 제조 공정을 도시한 공정 순서도.2A to 2D are process flowcharts illustrating a manufacturing process of an active organic light emitting diode device according to an embodiment of the present invention.

Claims

Forming an inorganic film layer on the substrate on which the electrode layer is formed;

Forming a trench in the inorganic layer and the electrode layer, filling tungsten (W) in the trench, and performing chemical mechanical polishing (CMP);

Forming an inorganic membrane layer after the CMP;

Forming a photoresist on the inorganic film layer and forming a pattern through a lithography process;

Etching the electrode layer with an etching mask to form a pixel defining layer PDL

Method for manufacturing an organic light emitting diode device comprising a.

The method of claim 1,

The CMP is,

It is a damascene process, The manufacturing method of the organic light emitting diode device characterized by the above-mentioned.

The method of claim 1,

The trench,

The method of manufacturing an organic light emitting diode device, characterized in that formed smaller than the pixel defining layer size.

The method of claim 1,

The electrode layer,

At least one of an AL layer and ITO.