KR20120039946A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에서, 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 기판과, 상기 기판 상에 반도체 물질로 형성된 액티브층과, 상기 반도체층 상에 형성된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 복수의 화소 금속막들과 복수의 화소 투명 도전막들이 교호적으로 적층되어 만들어진 화소 전극과, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 화소 전극과 상이한 구조로 형성된 게이트 전극과, 상기 화소 전극을 드러내는 절연층 개구부를 가지고 상기 게이트 전극을 덮도록 상기 제1 절연층 위에 형성된 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에 형성되며 각각 상기 액티브층과 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 화소 전극 상에 형성된 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
Description
본 발명의 실시예는 우수한 품질을 갖는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display)는 경량 박형이 가능할 뿐만 아니라, 광시야각, 빠른 응답 속도, 그리고 상대적으로 적은 소비 전력 등의 장점으로 인하여 차세대 디스플레이로서 주목받고 있다.
한편, 유기 발광 표시 장치가 효율적으로 풀 컬러(full color)를 구현하기 위해, 유기 발광층에서 사출되는 각 파장의 광학 길이를 변화시키는 공진 구조의 채용이 요구되고 있다.
본 발명의 실시예는 우수한 품질을 가지면서도 대면적 공정으로 제조가 용이한 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광 표시 장치는 기판과, 상기 기판 상에 반도체 물질로 형성된 액티브층과, 상기 반도체층 상에 형성된 제1 절연층과, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 복수의 화소 금속막들과 복수의 화소 투명 도전막들이 교호적으로 적층되어 만들어진 화소 전극과, 상기 제1 절연층 상에 형성되며 상기 화소 전극과 상이한 구조로 형성된 게이트 전극과, 상기 화소 전극을 드러내는 절연층 개구부를 가지고 상기 게이트 전극을 덮도록 상기 제1 절연층 위에 형성된 제2 절연층과, 상기 제2 절연층 상에 형성되며 각각 상기 액티브층과 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극과, 상기 화소 전극 상에 형성된 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 상에 형성된 공통 전극을 포함한다.
상기 화소 금속막은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 금속막들은 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막을 포함하며, 상기 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막은 각각 20Å 내지 130Å 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 화소 금속막과 제2 화소 금속막의 두께의 합은 100Å 내지 200Å 범위 내에 속할 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성될 수 있다.
상기 화소 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극의 상기 복수의 화소 금속막들과 상기 복수의 화소 투명 도전막들의 단부는 식각면이 동일할 수 있다.
상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 빛의 일부는 투과시키고 및 일부는 반사시킬 수 있다.
상기 공통 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 게이트 전극과 상기 제1 절연층 사이에 각각 형성된 보조 투명 도전막을 더 포함할 수 있다.
상기 보조 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기한 유기 발광 표시 장치는 상기 액티브층과 동일한 층에 반도체 물질로 형성된 제1 캐패시터 전극과, 상기 게이트 전극과 동일한 층에 동일한 소재로 상기 제1 캐패시터와 중첩되도록 형성된 제2 캐패시터 전극을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 캐패시터 전극에는 불순물이 도핑될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광 표시 장치 제조 방법은 기판 상에 반도체 물질로 만들어진 액티브층을 형성하는 단계와, 상기 액티브층을 덮는 제1 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제1 절연층 위에 게이트 전극을 형성하는 단계와, 상기 제1 절연층 위에 금속막과 투명 도전막을 교호적으로 적층한 후, 이를 패터닝하여 교호적으로 적층된 복수의 화소 금속막들 및 복수의 화소 투명 도전막들로 만들어진 화소 전극을 형성하는 단계와, 상기 게이트 전극은 덮고 상기 화소 전극은 드러내는 제2 절연층을 형성하는 단계와, 상기 제2 절연층 상에 상기 액티브층과 각각 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계와, 상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계, 그리고 상기 유기 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극을 형성하는 단계와 상기 유기 발광층을 형성하는 단계 사이에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 화소 전극과 상기 게이트 전극은 서로 상이한 구조를 가지며, 서로 다른 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성될 수 있다.
상기 화소 금속막은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있다.
상기 복수의 화소 금속막들은 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막을 포함하며, 상기 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막은 각각 20Å 내지 130Å 범위 내의 두께를 가질 수 있다.
상기 제1 화소 금속막과 제2 화소 금속막의 두께의 합은 100Å 내지 200Å 범위 내에 속할 수 있다.
상기 화소 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 및 상기 게이트 전극과 상기 제1 절연층 사이에 보조 투명 도전막을 각각 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보조 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 게이트 전극을 형성한 후 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 상기 액티브층의 일부 영역에 이온 불순물을 도핑하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 유기 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 유기 발광 표시 장치 제조 방법에서는 상기 액티브층을 형성하는 단계에서 제1 캐패시터 전극을 상기 액티브층과 함께 형성되며, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계에서 상기 제1 캐패시터와 중첩되도록 제2 캐패시터 전극을 상기 게이트 전극과 함께 형성할 수 있다.
상기 제1 캐패시터 전극에는 불순물이 도핑될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 유기 발광 표시 장치는 우수한 품질을 가지면서도 대면적 공정으로 제조하기 용이하다.
도 1 내지 도 5, 도 7, 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 과정을 순차적으로 나타낸 단면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 전극을 확대 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 화소 전극을 확대 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101) 및 그 제조 방법을 설명한다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)의 제조 방법을 적층 순서에 따라 박막 트랜지스터(10), 유기 발광 소자(70), 및 캐패시터(90)를 중심으로 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(111) 상에 버퍼층(120)이 형성된다. 그리고 버퍼층(120) 상에는 액티브층(133)과 제1 캐패시터 전극(139)이 형성된다.
기판(111)은 유리, 석영, 세라믹, 및 플라스틱 등으로 이루어진 투명한 절연성 기판으로 형성된다. 그러나 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(111)이 스테인리스 강 등으로 이루어진 금속성 기판으로 형성될 수도 있다. 또한, 기판(111)이 플라스틱 등으로 만들어질 경우 플렉서블(flexible)한 기판으로 형성될 수도 있다.
버퍼층(120)은 화학적 기상 증착(chemical vapor deposition)법 또는 물리적 기상 증착(physical vapor deposition)법과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법들을 이용하여 산화규소막 및 질화규소막 등과 같은 절연막들을 하나 이상 포함하는 단층 또는 복층 구조로 형성된다.
버퍼층(120)은 기판(111)에서 발생하는 수분 또는 불순물의 확산 및 침투를 방지하고, 표면을 평탄화하며, 반도체층을 형성하기 위한 결정화 공정에서 열의 전달 속도를 조절하여 결정화가 잘 이루어질 수 있도록 돕는 역할을 한다.
한편, 버퍼층(120)은 기판(111)의 종류 및 공정 조건에 따라 생략될 수도 있다.
버퍼층(120) 위에는 액티브층(133) 및 제1 캐패시터 전극(139)이 형성된다. 액티브층(133) 및 제1 캐패시터 전극(139)은 비정질 규소(amorphous silicon)막, 다결정 규소(polysilicon)막, 또는 산화물 반도체막 등과 같은 반도체 물질로 만들어진 박막을 패터닝하여 형성된다. 즉, 액티브층(133) 및 제1 캐패시터 전극(139)은 제1 사진 식각 공정을 통해 패터닝된다.
다결정 규소막은 먼저 비정질 규소막을 형성하고 이를 결정화하는 방법으로 형성될 수 있다. 이때, 비정질 규소막은 고상 결정화법(solid phase crystallization), 엑시머 레이저 결정화법(excimer laser crystallization), 금속 유도 결정화(metal induced crystallization, MIC) 방법, 금속 유도 측면 결정화(metal induced lateral crystallization, MILC) 방법, SLS(sequential lateral solidification)법, 및 SGS 결정화(super grain silicon crystallization) 방법 등 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 방법으로 결정화될 수 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 캐패시터 전극(139)이 액티브층(133)과 함께 패터닝되어 형성되지 않고, 액티브층(133)과 다른 층에 또는 다른 소재로 형성될 수도 있다.
다음, 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체층(133) 및 제1 캐패시터 전극(139) 위에 제1 절연층(140)을 형성한다. 구체적으로, 제1 절연층(140)은 버퍼층(120) 위에서 반도체층(133) 및 제1 캐패시터 전극(139)을 덮도록 형성된다. 제1 절연층(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화규소(SiNx), 및 산화규소(SiO2) 등과 같이 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 절연 물질 중 하나 이상을 포함하여 형성된다. 제1 절연층(140)은 액티브층(133)과 게이트 전극(153)을 서로 절연시키며, 캐패시터(90)의 유전층 역할을 한다. 그리고 제1 절연층(140) 위에는 보조 투명 도전막(1502)과 게이트 배선용 금속막(1501)을 차례로 적층한다.
보조 투명 도전막(1502)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
게이트 배선용 금속막(1501)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 및 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
다음, 도 3에 도시한 바와 같이, 보조 투명 도전막(1502) 및 게이트 배선용 금속막(1501)을 제2 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여, 게이트 전극(153), 제2 캐패시터 전극(159), 및 화소 전극 중간체(7100)를 형성한다. 여기서, 화소 전극 중간체(7100)는 반드시 필요한 구성은 아니며, 생략될 수도 있다. 또한, 게이트 배선용 금속막(1501)은 서로 다른 금속들로 형성된 다층막일 수 있다.
게이트 전극(153)은 게이트 금속막(1531)과 게이트 보조 투명 도전막(1532)을 포함하고, 제2 캐패시터 전극(159)은 캐패시터 금속막(1591)과 캐패시터 보조 투명 도전막(1592)을 포함한다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 게이트 전극(153) 및 제2 캐패시터 전극(159)은 게이트 보조 투명 도전막(1532) 및 캐패시터 보조 투명 도전막(1592)을 제외하고 게이트 금속막(1531) 및 캐패시터 금속막(1591)으로 형성될 수 있다.
제1 캐패시터 전극(139), 제2 캐패시터 전극(159), 그리고 제1 캐패시터 전극(139)과 제2 캐패시터 전극(159) 사이의 제1 절연층(140)은 캐패시터(capacitor)(90)가 된다.
또한, 제2 캐패시터 전극(159)은 게이트 전극(153)과 함께 패터닝되어 형성되지 않고, 게이트 전극(153)과 다른 층에 형성될 수도 있다.
그리고 게이트 전극(153)을 셀프 얼라인(self align) 마스크로 하여 액티브층(133)의 일부 영역에 이온 불순물을 도핑한다. 불순물이 도핑된 액티브층(133)의 일부 영역은 소스 영역(1334) 및 드레인 영역(1335)이 된다. 그리고 게이트 전극(153)과 중첩되어 불순물이 도핑되지 않은 영역은 채널 영역(1333)이 된다. 소스 영역(1334)과 드레인 영역(1335)은 채널 영역(1333)의 양 측에 각각 배치된다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 따라 별도의 마스크를 추가하지 않고 액티브층(133)의 일부 영역에 이온 불순물을 도핑하여 소스 영역(1334) 및 드레인 영역(1335)을 형성할 수 있다.
다음, 도 4에 도시한 바와 같이, 화소 전극 중간체(7100)를 드러내는 절연층 개구부(607)를 가지고 게이트 전극(153) 및 제2 캐패시터 전극(159)을 덮는 제2 절연층(160)을 형성한다.
또한, 제2 절연층(160)과 제1 절연층(140)은 함께 액티브층(133)의 소스 영역(1334) 및 드레인 영역(1335)의 일부를 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍들(644, 645)을 갖는다.
복수의 접촉 구멍들(644, 645)과 절연층 개구부(607)는 제3 사진 식각 공정을 통해 형성한다. 그리고 화소 전극 중간체(7100)의 경우, 화소 보조 투명 도전막(718)을 남기고 나머지는 제거된다.
여기서, 화소 보조 투명 도전막(718) 위에 형성되었던 게이트 배선용 금속막(1502)은 게이트 전극(153) 및 제1 캐패시터 전극(159)을 패터닝하는 제2 사진 식각 공정을 통해 제거할 수도 있다. 이 경우, 제2 사진 식각 공정은 하프톤(halftone) 노광 공정 또는 이중 노광 공정을 포함할 수 있다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 화소 보조 투명 도전막(718) 위에 복수의 화소 금속막들(712, 714)과 복수의 화소 투명 도전막들(711, 173, 715)을 교호적으로 적층하여 화소 전극(710)을 완성한다. 이와 같이, 화소 전극(710)은 절연층 개구부(607) 내에서 제1 절연층(140) 상에 형성된다. 즉, 화소 전극(710)은 게이트 전극(153)과 서로 상이한 구조를 가지나, 게이트 전극(153)과 동일한 층에 형성된다. 또한, 화소 전극(710)과 게이트 전극(153)은 서로 다른 식각 공정을 통해 형성된다.
복수의 화소 금속막들(712, 714)과 복수의 화소 투명 도전막들(711, 713, 715)은 금속막과 투명 도전막을 교호적으로 적층한 후, 제4 사진 식각 공정을 통해 패터닝하여 만들어진다.
복수의 화소 금속막들(712, 714) 중 하나 이상의 화소 금속막은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함한다. 일례로, 복수의 화소 금속막들(712, 714) 중 일부는 은 또는 은 합금을 포함하고, 다른 일부는 알루미늄 합금을 포함할 수 있다. 하지만, 화소 전극(710)의 광투과 특성과 광반사 특성을 극대화 시키기 위해서는 복수의 화소 금속막들(712, 714)이 모두 반투과 및 반사의 효율이 높은 은 또는 은 합금을 포함하는 것이 효과적이다.
또한, 화소 투명 도전막(711, 713, 715)은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 화소 전극(710)은 제1 화소 투명 도전막(711), 제1 화소 금속막(712), 제2 화소 투명 도전막(713), 제2 화소 금속막(714), 및 제3 화소 투명 도전막(715)이 차례로 적층된 구조를 포함한다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 구조에 한정되는 것은 아니다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제1 화소 금속막(712)은 제1 두께(t1)로 형성되며, 제2 화소 금속막(714)은 제2 두께(t2)로 형성된다. 제1두께(t1) 및 제2 두께(t2)는 각각 20Å 내지 130Å 범위 내의 두께를 갖는다. 제1 두께(t1) 및 제2 두께(t2)가 20Å보다 두꺼우면 화소 전극(710)이 효율적인 반사 기능을 할 수 있게 되고, 제1 두께(t1) 및 제2 두께(t2)가 각각 130Å보다 얇으면 제1 화소 금속막(712) 및 제2 화소 금속막(714)의 에칭 특성이 확보되어 한번의 에칭 공정으로 복수의 화소 투명 도전막들(711, 713, 715)과 함께 제1 화소 금속막(712) 및 제2 화소 금속막(714)을 형성할 수 있다. 이에, 제1 화소 투명 도전막(711), 제1 화소 금속막(712), 제2 화소 투명 도전막(713), 제2 화소 금속막(714), 및 제3 화소 투명 도전막(715)의 단부는 모두 동일한 식각면을 가질 수 있다.
또한, 제1 두께(t1)와 제2 두께(t2)의 합은 100Å 내지 200Å 범위 내의 두께를 갖는다. 제1 두께(t1)와 제2 두께(t2)의 합이 100Å 내지 200Å이어야 제1 화소 금속막(712)과 제2 화소 금속막(714)이 반사 기능을 가짐과 동시에 적절한 광투과도를 확보할 수 있게 된다. 이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소 전극(710)을 구비한 유기 발광 소자(70)는 효과적으로 광학적 공진을 구현할 수 있다.
이와 같이, 복수의 화소 투명 도전막들(711, 713, 715)이 일함수 절대값이 높은 물질로 형성되므로, 화소 전극(710)은 애노드 전극으로서 효율적으로 기능할 수 있다. 또한, 화소 전극(710)은 일부 투과 및 일부 반사가 가능하므로, 유기 발광 표시 장치(101)는 효과적으로 광학적 공진 구조를 구비할 수 있다.
또한, 복수의 화소 투명 도전막들(711, 713, 715)과 복수의 화소 금속막들(712, 714)을 한번의 에칭 공정을 통해 형성할 수 있으므로, 유기 발광 표시 장치(101)의 전체적인 제조 공정을 간소화할 수 있다.
다음, 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 절연층(160) 상에 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)을 형성한다. 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)은 제5 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)은 제2 절연층(160)에 형성된 복수의 접촉 구멍들(644, 645)을 통해 각각 액티브층(133)의 소스 영역(1334) 및 드레인 영역(1335)과 접속된다. 이에, 게이트 전극(153), 액티브층(1333), 소스 전극(174), 및 드레인 전극(175)을 포함하는 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)(10)가 완성된다.
소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)은 해당 기술 분야의 종사자에 공지된 다양한 금속 또는 합금을 사용하여 단일막 또는 다중막으로 형성될 수 있다.
한편, 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)을 형성한 후, 제1 캐패시터 전극(139)에 이온 불순물을 도핑할 수 있다. 구체적으로, B 또는 P 이온을 반도체 물질로 만들어진 제1 캐패시터 전극(139)을 타켓으로 하여 1ㅧ1015 atoms/㎠ 이상의 농도로 도핑한다. 이에, 제1 캐패시터 전극(139)은 도전성이 향상되어 캐패시터(90)의 용량을 증가시킬 수 있다. 제1 캐패시터 전극(139)에 이온 불순물을 도핑하는 공정은 경우에 따라 생략될 수도 있으며, 다른 단계에서 진행될 수도 있다.
다음, 도 8에 도시한 바와 같이, 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)을 덮는 화소 정의막(190)을 형성한다. 화소 정의막(190)은 화소 전극(710)의 적어도 일부를 드러내는 화소 개구부(195)를 갖는다. 본 명세서에서, 적어도 일부라 함은 일부 또는 전부를 말한다. 화소 정의막(190)은 해당 기술 분야의 종사자에게 공지된 다양한 유기물 또는 무기물로 만들어질 수 있다.
다음, 도 9에 도시한 바와 같이, 화소 개구부(195) 내에서 화소 전극(710) 상에 유기 발광층(720)을 형성한다. 유기 발광층(720)은 저분자 또는 고분자 유기물이 사용될 수 있다.
유기 발광층(720)은 발광층을 중심으로 화소 전극(710)의 방향으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL) 및 홀 주입층(hole injection layer: HIL) 등이 적층되고, 공통 전극(730) 방향으로 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 적층된다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)는 각 화소별로 유기 발광층(720)의 전체적인 두께를 다르게 형성한 광학적 공진 구조를 채용한다.
유기 발광층(720) 상에는 공통 전극(730)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)는 화소 전극(710)을 애노드 전극으로 사용하고, 공통 전극(730)을 캐소드 전극으로 사용한다. 하지만, 본 발명의 일 실시예가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 화소 전극(710)과 공통 전극(730)의 극성은 반대로 적용될 수도 있다.
그리고, 공통 전극(730)은 광학적 공진 구조를 구현하기 위해, 반사 물질을 포함하는 소재로 만들어진다. 구체적으로, 공통 전극(730)은 Al, Ag, Mg, Li, Ca, LiF/Ca, 또는 LiF/Al으로 구비될 수 있다.
이와 같이, 화소 전극(710), 유기 발광층(720), 및 공통 전극(730)을 포함하는 유기 발광 소자(70)가 완성된다.
다음, 공통 전극(730) 상에는 외부의 수분이나 산소 등으로부터 유기 발광층(720)을 보호하기위한 밀봉 부재(211)가 배치된다.
또한, 본 발명의 일 실시예서, 화소 전극(710)을 형성하는 제4 사진 식각 공정은 반드시 제3 사진 식각 공정과 제5 사진 식각 공정 사이에서 진행되어야 하는 것은 아니다. 즉, 화소 전극(710)을 형성하는 제4 사진 식각 공정은 게이트 전극(153)을 형성하는 단계와 유기 발광층(720)을 형성하는 단계 사이에서 선택적으로 진행될 수 있다. 구체적으로, 화소 전극(710)은 제2 절연층(160)을 형성하기 전에 형성될 수도 있으며, 소스 전극(174) 및 드레인 전극(175)을 형성한 이후에 형성되거나 화소 정의막(190)을 형성한 이후 형성될 수도 있다.
상기한 바와 같은 제조 방법에 의해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(101)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 기판(111)의 방향으로 화상이 구현되는 배면 발광형의 구조에서도 광학적 공진 구조를 통해 광효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 박막 트랜지스터 70: 유기 발광 소자
90: 캐패시터 101: 유기 발광 표시 장치
111: 기판 120: 버퍼층
133: 반도체층 139: 제1 캐패시터 전극
140: 제1 절연층 153: 게이트 전극
159: 제2 캐패시터 전극 160: 제2 절연층
174: 소스 전극 175: 드레인 전극
190: 화소 정의막 195: 화소 개구부
211: 밀봉 부재 607: 절연층 개구부
644, 645: 접촉 구멍 710: 화소 전
711: 제1 화소 투명 도전막 712: 제1 화소 금속막
713: 제2 화소 투명 도전막 714: 제2 화소 금속막
715: 제3 화소 투명 도전막 718: 화소 보조 투명 도전막
720: 유기 발광층 730: 공통 전극
90: 캐패시터 101: 유기 발광 표시 장치
111: 기판 120: 버퍼층
133: 반도체층 139: 제1 캐패시터 전극
140: 제1 절연층 153: 게이트 전극
159: 제2 캐패시터 전극 160: 제2 절연층
174: 소스 전극 175: 드레인 전극
190: 화소 정의막 195: 화소 개구부
211: 밀봉 부재 607: 절연층 개구부
644, 645: 접촉 구멍 710: 화소 전
711: 제1 화소 투명 도전막 712: 제1 화소 금속막
713: 제2 화소 투명 도전막 714: 제2 화소 금속막
715: 제3 화소 투명 도전막 718: 화소 보조 투명 도전막
720: 유기 발광층 730: 공통 전극
Claims (29)
- 기판;
상기 기판 상에 반도체 물질로 형성된 액티브층;
상기 반도체층 상에 형성된 제1 절연층;
상기 제1 절연층 상에 형성되며, 복수의 화소 금속막들과 복수의 화소 투명 도전막들이 교호적으로 적층되어 만들어진 화소 전극;
상기 제1 절연층 상에 형성되며, 상기 화소 전극과 상이한 구조로 형성된 게이트 전극;
상기 화소 전극을 드러내는 절연층 개구부를 가지고 상기 게이트 전극을 덮도록 상기 제1 절연층 위에 형성된 제2 절연층;
상기 제2 절연층 상에 형성되며 각각 상기 액티브층과 전기적으로 연결된 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 화소 전극 상에 형성된 유기 발광층; 및
상기 유기 발광층 상에 형성된 공통 전극
을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에서,
상기 화소 금속막은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 복수의 화소 금속막들은 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막을 포함하며,
상기 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막은 각각 20Å 내지 130Å 범위 내의 두께를 갖는 유기 발광 표시 장치. - 제3항에서,
상기 제1 화소 금속막과 제2 화소 금속막의 두께의 합은 100Å 내지 200Å 범위 내에 속하는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성된 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 화소 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 화소 전극의 상기 복수의 화소 금속막들과 상기 복수의 화소 투명 도전막들의 단부는 식각면이 동일한 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 화소 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 빛의 일부는 투과시키고 및 일부는 반사시키는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 공통 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 빛을 반사시키는 유기 발광 표시 장치. - 제2항에서,
상기 화소 전극 및 상기 게이트 전극과 상기 제1 절연층 사이에 각각 형성된 보조 투명 도전막을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제11항에서,
상기 보조 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 중 하나 이상을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에서,
상기 액티브층과 동일한 층에 반도체 물질로 형성된 제1 캐패시터 전극과, 상기 게이트 전극과 동일한 층에 동일한 소재로 상기 제1 캐패시터와 중첩되도록 형성된 제2 캐패시터 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제13항에서,
상기 제1 캐패시터 전극에는 불순물이 도핑된 유기 발광 표시 장치. - 기판 상에 반도체 물질로 만들어진 액티브층을 형성하는 단계;
상기 액티브층을 덮는 제1 절연층을 형성하는 단계;
상기 제1 절연층 위에 게이트 전극을 형성하는 단계;
상기 제1 절연층 위에 금속막과 투명 도전막을 교호적으로 적층한 후, 이를 패터닝하여 교호적으로 적층된 복수의 화소 금속막들 및 복수의 화소 투명 도전막들로 만들어진 화소 전극을 형성하는 단계;
상기 게이트 전극은 덮고 상기 화소 전극은 드러내는 제2 절연층을 형성하는 단계;
상기 제2 절연층 상에 상기 액티브층과 각각 전기적으로 연결되는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계;
상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계; 및
상기 유기 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극을 형성하는 단계와 상기 유기 발광층을 형성하는 단계 사이에서 선택적으로 형성되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제16항에서,
상기 화소 전극과 상기 게이트 전극은 서로 상이한 구조를 가지며, 서로 다른 사진 식각 공정을 통해 형성되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제17항에서,
상기 화소 전극은 상기 게이트 전극과 동일한 층에 형성되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 화소 금속막은 은(Ag) 또는 은 합금을 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제19항에서,
상기 복수의 화소 금속막들은 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막을 포함하며,
상기 제1 화소 금속막 및 제2 화소 금속막은 각각 20Å 내지 130Å 범위 내의 두께를 가지는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제20항에서,
상기 제1 화소 금속막과 제2 화소 금속막의 두께의 합은 100Å 내지 200Å 범위 내에 속하는 유기 발광 디스플레이 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 화소 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO) 중 하나 이상을 포함하는 유기 발광 표시 장치 방법. - 제15항에서,
상기 게이트 전극은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중 하나 이상의 금속을 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 화소 전극 및 상기 게이트 전극과 상기 제1 절연층 사이에 보조 투명 도전막을 각각 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제24항에서,
상기 보조 투명 도전막은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 중 하나 이상을 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 게이트 전극을 형성한 후 상기 게이트 전극을 마스크로 하여 상기 액티브층의 일부 영역에 이온 불순물을 도핑하는 공정을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항에서,
상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계와, 상기 유기 발광층 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제15항 내지 제 27항 중 어느 한 항에서,
상기 액티브층을 형성하는 단계에서 제1 캐패시터 전극을 상기 액티브층과 함께 형성되며, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계에서 상기 제1 캐패시터와 중첩되도록 제2 캐패시터 전극을 상기 게이트 전극과 함께 형성하는 유기 발광 표시 장치 제조 방법. - 제28항에서,
상기 제1 캐패시터 전극에는 불순물이 도핑되는 유기 발광 표시 장치 제조 방법.
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