KR20130050080A - Method of fabricating organic light emitting display - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기전계발광표시소자의 제조에 관한 것으로서, 특히 평탄화층 상에 실리콘 질화막으로 보호층을 형성하고, 그 보호층 내에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 레이저로 막 전체를 균일하게 열처리함으로써, 외부로부터 산소 및 수분 등의 침투를 효과적으로 억제할 수 있는 유기전계발광표시소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the manufacture of an organic light emitting display device. In particular, a protective layer is formed of a silicon nitride film on a planarization layer, and the entire film is uniformly heat treated with a laser so as not to form an unheated region in the protective layer. The present invention relates to a method of manufacturing an organic light emitting display device capable of effectively suppressing penetration of oxygen, moisture, and the like from the outside.
최근 정보통신 기술이 발달하면서 정보화 사회에 부응하기 위한 소비자의 요구도 다양해지고 있으며, 그에 따른 액정표시소자(Liquid Crystal Display: LCD)와 같은 평판 디스플레이(Flat Panel Display: FPD) 소자의 수요가 폭발적으로 증가하고 있다.Recently, with the development of information and communication technology, the demand of consumers to meet the information society has been diversified. Accordingly, the demand for flat panel display (FPD) devices such as liquid crystal display (LCD) has exploded. It is increasing.
따라서 평판 디스플레이 소자의 경우, 그 응용 분야에 알맞게 대형화, 소형화, 고정세화, 저가격화, 박형화 등의 다양한 특성을 가질 필요가 있으며, 이를 위해 기존의 액정표시소자 이외에 유기전계발광표시소자(Organic Light Emitting Display: OLED)와 같은 새로운 평판 디스플레이 소자의 개발 및 상용화가 진행되고 있다.Therefore, in the case of flat panel display devices, it is necessary to have various characteristics such as large size, small size, high resolution, low price, and thinness according to the application field. For this purpose, organic light emitting display devices in addition to the existing liquid crystal display devices The development and commercialization of new flat panel display devices such as Display (OLED) are underway.
이러한 유기전계발광표시소자는 수광 형태인 액정표시소자에 비해 자체발광 형태로 응답속도가 빠를 뿐만 아니라 휘도가 우수하며, 구조가 간단하고 경량박형 등의 많은 장점을 갖고 있어, 소비자들의 다양한 요구를 만족시킬 수 있는 차세대 평판디스플레이로서 주목을 받고 있다.The organic light emitting display device has not only a fast response time in its own light emitting form but also excellent brightness, simple structure, light weight and thinness, and satisfy various demands of consumers, compared to a light emitting display liquid crystal display device. It is attracting attention as the next generation flat panel display that can be made.
상술한 유기전계발광표시소자는 유리, 플라스틱 등의 투명기판 위에 투명 전도성 양극층, 호울주입층(Hole Injection Layer), 호울수송층(Hole Transport Layer), 유기발광층(Organic Light Emitting Layer), 전자수송층(Electron Transport Layer) 및 음극층을 순차적으로 적층하여 만들어진다.The above organic light emitting display device includes a transparent conductive anode layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron transport layer on a transparent substrate such as glass or plastic. Electron Transport Layer) and cathode layer are made by sequentially stacking.
상술한 유기발광표시소자에서 유기발광층으로 사용되는 유기물질은 불순물에 의한 오염, 산화 및 수분 등에 매우 민감하므로 소자의 보호를 위해 밀폐된 보호층이 필요하다.The organic material used as the organic light emitting layer in the aforementioned organic light emitting display device is very sensitive to contamination, oxidation, and moisture caused by impurities, so that a sealed protective layer is required to protect the device.
그리고 음극층의 경우 효과적인 전자주입과 구동전압을 낮추기 위해 낮은 일함수(Work Function)를 갖는 금속을 사용하는데, 이들 금속 역시 외부의 산소나 수분 등에 매우 민감한 특성을 가지고 있어, 음극층이 외부 공기에 노출될 경우, 음극층을 이루는 금속의 산화에 의해 소자의 발광 휘도 및 발광 균일성과 같은 발광 특성이 현저히 저하될 뿐만 아니라 유기전계발광표시소자의 수명도 단축된다.In the case of the cathode layer, a metal having a low work function is used to reduce the effective electron injection and driving voltage, and these metals are also very sensitive to external oxygen and moisture, so that the cathode layer is exposed to the outside air. When exposed, not only the light emission characteristics such as light emission luminance and light emission uniformity of the device are significantly reduced by oxidation of the metal constituting the cathode layer, but also the life of the organic light emitting display device is shortened.
또한, 유리기판과 금속캡의 접합면에 미세한 구멍(Pin Hole)이나 갈라짐(Crack) 등과 같은 결함이 존재하는 경우, 산소나 수분 등이 구멍이나 갈라진 틈을 통해 유기발광층으로 유입되어 유기발광층을 열화(Degradation)시켜 소자의 수명을 급격히 저하시킨다.In addition, when there are defects such as pin holes or cracks on the bonding surface of the glass substrate and the metal cap, oxygen or moisture is introduced into the organic light emitting layer through the holes or cracks to deteriorate the organic light emitting layer. Degradation can drastically reduce the lifetime of the device.
따라서 유기전계발광표시소자의 신뢰성 확보를 위해 유기발광층을 포함하는 소자부를 외부 공기와 완전히 차단시켜 산소나 수분 등의 침투에 의한 열화를 방지해야 한다.Therefore, in order to secure reliability of the organic light emitting display device, the device unit including the organic light emitting layer must be completely blocked from external air to prevent deterioration due to penetration of oxygen or moisture.
이하 첨부된 도면을 참고하여 종래 기술의 유기전계발광표시소자 제조 시 유기발광층을 외부와 차단하는 제조방법에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of blocking an organic light emitting layer from the outside when manufacturing an organic light emitting display device according to the related art will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 종래 제1 기술의 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.1 is a process cross-sectional view of an organic light emitting display device according to the prior art.
종래 제1 기술에서는 투명기판(11)에 ITO 등으로 구성되는 양전극층(12)을 스퍼터링(Sputtering) 방법을 이용하여 일정한 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피(Photolithography) 및 식각(Etching) 등의 기술을 이용하여 제1 전극(12)을 형성한다.In the conventional first technology, the
그리고 상기 제1 전극(12) 포함하는 상기 투명기판(11) 상에 포지티브 타입(Positive Type)의 유기감광성 물질로 유기 절연층을 일정한 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 유기절연층패턴(13)을 형성한다.The organic insulating layer is entirely stacked on the
그리고 상기 유기절연층패턴(13) 상에 네가티브 타입(Negative Type)의 유기감광성 물질을 전면 적층하고, 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 오버행(Overhang) 구조의 역경사(Negative Profile)를 가지는 격벽(14)을 형성한다.In addition, the organic photosensitive material having a negative type is entirely stacked on the organic
그리고 상기 제1 전극(12), 상기 유기절연층패턴(13) 및 상기 격벽(14)을 포함하는 상기 투명기판(11)을 진공증착 장치 내로 이동하고, 상기 제1 전극(12) 상에 호울주입층(15), 호울수송층(16), 유기발광층(17), 전자수송층(18)을 순차적으 로 형성한다.The
여기서 상기 유기발광층(17)의 재료로는 미국특허 U.S Patent No. 4,769,292호와 5,294,870호에 언급되어 있는 저분자 물질인 알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린)(Aluminium Tris(8-Hydroxyquinoline): Alq3), 페릴렌(Perylene) 등의 형광 발광물질(Fluorescent Emitting Material)과 미국특허 U.S Patent No. 6,097,147호에서 언급되어 있는 저분자 물질인 2, 3, 7, 8, 12, 17, 18 - 옥타메틸 - 21H, 23H - 포핀플라티늄(Platinum 2, 3, 7, 8, 12, 17, 18 - Octaethyl - 21H, 23H - Porphine Platinum: PtOEP), 이리디움 착물(Iridium Complex, Ex: Ir(PPy)3)과 같은 인광 발광물질(Phosphorescent Emitting material) 등이 사용된다. 또한 인광 유기전계발광표시소자의 경우 상기 호울수송층(16)과 상기 전자수송층(18) 사이에 바쏘큐프로인(Bathocuproine: BCP), 카바졸 비페닐(Carbazole Biphenyl: CBP), N, N'- 디페닐 - N, N' -비스 - 알파 - 나프틸벤질리덴(N, N' - Diphenyl - N, N' - Bis - Alpha - Napthylbenzidine: NPD)와 같은 유기물로 블러킹층(Blocking Layer)을 형성한다.Herein, as the material of the organic
여기서 상기 호울주입층(15), 상기 호울수송층(16) 및 상기 전자수송층(18)은 유기전계발광표시소자의 발광효율을 증가시키는 보조적인 기능을 한다.The
또한 고분자 유기물로 형성되는 유기전계발광표시소자의 경우에는 양극층과 음극층사이에 호울수송층과 유기발광층으로 구성되는 2층 구조를 가지며, 그 소자에 사용되는 물질은 U.S. Patent No. 5,399,502 호 및 5,807,627 호에서 사용한 컨쥬게이티드 폴리머(Conjugated Polymer)의 일종인 폴리페닐렌비닐렌 (Poly(Phenylvinylene) Derivative, PPV), 폴리싸이오핀(Poly(thiophene)), 폴리에틸헥실옥시비닐렌(Poly(2,5-dialkoxyphenylenevinylene), PDMeOPV) 등의 전도성 고분자를 사용한다.In addition, the organic light emitting display device formed of a polymer organic material has a two-layer structure consisting of a hole transport layer and an organic light emitting layer between the anode layer and the cathode layer, the material used in the device is U.S. Patent No. Poly (Phenylvinylene) Derivative (PPV), a polythiophene, polyethylhexyloxyvinylene Conductive polymers such as Poly (2,5-dialkoxyphenylenevinylene) and PDMeOPV) are used.
그리고 전기전도도가 양호한 금속인 Al 등으로 상기 음전극층(19)을 열증착법(Thermal Evaporation) 등의 방법을 이용하여 일정한 두께로 연속 적층하여 상기 제2 전극(19)을 순차적으로 형성한다.The
그리고 상기 제2 전극(19)을 포함한 상기 투명기판(11) 상의 봉지 영역에 유기물 접합제(22)를 설치하고, 그 전면에 제습제(Desiccant)(20)를 포함하는 금속캡(Metal Cap)(21)을 접착하여 유기발광표시소자를 외부와 차단시킨다.In addition, an
상기의 유기전계발광표시소자는 상기 제1 전극(12)과 상기 제2 전극(19) 사이에 전압을 인가하면 상기 제1 전극(12)으로부터 상기 호울주입층(15)과 상기 호울수송층(16)을 통하여 상기 유기발광층(17) 안으로 호울이 주입되고, 상기 제2 전극(19)으로부터 상기 전자수송층(18)을 통하여 상기 유기발광층(17) 안으로 전자가 주입되어 전자와 호울이 재결합되면서 전자가 여기된 후에 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.In the organic light emitting display device, when the voltage is applied between the
상기의 종래 제1 기술을 이용한 유기전계발광표시소자의 제조방법은 상기 제습제(20)를 포함하는 상기 금속캡(21)이 상기 제2 전극(19) 표면에서 떨어져 있어 상기 금속캡(21)이 완전히 접착 봉지되지 못하면 상기 유기발광층(17) 및 상기 제2 전극(19)이 외부로부터 침투된 수분 및 산소 등에 접촉되어 열화되는 문제가 있다.In the method of manufacturing an organic light emitting display device using the first conventional technique, the
또한 상기 제습제(20) 및 상기 금속캡(21)을 유기전계발광표시소자 위에 접 착하는 공정이 복잡하고, 중대형 유기전계발광표시소자 제작 시에는 상기 금속캡(21) 접합부의 면가공 정밀도 저하 때문에 완전한 밀봉이 되지 않아 외부로부터 수분 및 산소 등이 쉽게 침투하여 유기전계발광표시소자를 열화시키는 문제가 있다.In addition, the process of adhering the
도2는 종래 제2 기술의 능동형 유기전계발광표시소자(Active Matrix Organic Light Emitting Display: AMOLED)의 공정 단면도이다.FIG. 2 is a process cross-sectional view of an active matrix organic light emitting display device (AMOLED) according to the related art.
유기전계발광표시소자는 구동방식에 따라서 능동형(Active Type)과 수동형(Passive Type)으로 구분되며, 수동형 유기전계발광표시소자(Passive Matrix Organic Light Emitting Display: PMOLED)는 패널의 크기가 증가함에 따라 소비전력 효율이 낮아지고, 소자의 신뢰성이 떨어지는 등의 문제가 있어 중대형 패널의 경우에는 다결정 실리콘 박막트랜지스터(Polycrystalline Silicon Thin Film Transistor: Poly-Si TFT) 혹은 단결정 실리콘 트랜지스터를 픽셀 구동소자로 사용하는 능동형 유기전계발광표시소자가 사용되고 있다.The organic light emitting display device is classified into an active type and a passive type according to a driving method, and passive matrix organic light emitting display (PMOLED) is consumed as the size of the panel increases. Due to problems such as low power efficiency and low device reliability, active organic materials using a polycrystalline silicon thin film transistor (poly-Si TFT) or a single crystal silicon transistor as a pixel driving device in the case of medium and large panels Electroluminescent display devices are used.
도2를 참고하여 능동형 유기전계발광표시소자(Active Matrix Organic Light Emitting Display: AMOLED)의 제조방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 2, a method of manufacturing an active matrix organic light emitting display device (AMMOLED) will be described in detail as follows.
종래 제2 기술에서는 투명기판(211) 상에 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 활성층으로 사용하는 복수의 트랜지스터와 한 개 이상의 커패시터로 구성되는 구동부(230)를 가지는 백플레인(240)을 형성한다.In the conventional second technology, the
상기 백플레인(240) 내에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등의 무기절연물질(231)을 적층하여 드라이빙 트랜지스터의 드레인 영역에 대응하는 부분에 콘택홀을 형성하고, 콘택홀 영역에 ITO 전극층(212)을 형성한다.An inorganic
그리고 상기 백플레인(240) 상에 폴리이미드(PI)와 같은 유기절연물질(232)을 전면 적층한 후, 상기 ITO 전극층(212)의 소정영역을 노출시켜 유기발광표시소자의 표시부를 형성한다.After stacking an organic
그리고 상기 ITO 전극층(212)의 소정영역이 노출된 상기 백플레인(240)을 진공증착 장치 내로 이동하고, 쉐도우 마스크(Shadow Mask)를 이용하여 유기전계발광표시소자의 표시부 상에 호울주입층(215), 호울수송층(216), 유기발광층(217), 전자수송층(218)을 순차적으로 형성한다. 여기서 사용되는 유기발광층(217)의 재료는 종래의 제1 기술에서 사용하는 물질 등을 사용한다.Then, the
그리고 열증착법, 전자빔법, 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 Al, Li/Al, MgAg, Ca 등의 전기전도도가 양호한 금속을 일정한 두께로 연속 적층하여 유기발광표시소자의 음전극층(219)을 형성한다.The
상기와 같은 유기전계발광표시소자는 상기 백플레인(240) 상에 형성되어 있는 상기 ITO 전극(212)을 통해 유기전계발광소자 내부로 전류가 주입된다. 상기 ITO 전극(212)과 상기 유기발광표시소자의 음전극층(219) 사이에 전압이 인가되면 TFT 소자로부터 상기 호울주입층(215)과 상기 호울수송층(216)을 통하여 호울이 주입되고, 상기 음전극층(219)으로부터 상기 전자수송층(218)을 통하여 전자가 주입되어 상기 유기발광층(217) 내에서 재결합되면서 전자가 여기된 후에 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.In the organic light emitting display device as described above, a current is injected into the organic light emitting display device through the
그리고 상기 유기발광층(217)은 수분과 산소 등에 취약하기 때문에, 상기 유기발광표시소자의 음전극층(219)을 포함한 전면에 실리콘 질화막이나 유기물 등을 일정한 두께로 적층하여 제1 보호층(249)을 형성하여 제1 기판(250)을 완성한다.Since the organic
그리고 상기 제1 기판(250) 상의 유기전계발광표시소자가 설치된 면이나 혹은 그 면과 마주하는 유리로 구성된 제2 기판(260)의 한 면 위의 소정의 봉지영역에 프릿그라스(Frit Glass)(251)를 설치한다.In addition, a frit glass may be formed in a predetermined encapsulation area on one surface of an organic light emitting display device on the
그리고 유기전계발광표시소자의 봉지를 위하여 상기 프릿그라스(251)가 설치된 상기 제1 기판(250)의 한 면과 상기 제2 기판(260)의 한 면을 마주하여 합착한 후, 외부로부터 상기 제1 기판(250)이나 상기 제2 기판(260)의 한 쪽 면을 통하여 봉지영역에 IR 레이저를 조사하여 봉지공정을 완료한다.In order to encapsulate the organic light emitting display device, one surface of the
종래 제2 기술의 유기전계발광표시소자 제조방법은 상기 제1 기판(250)과 상기 제2 기판(260)의 재료로 유리를 사용하기 때문에 접합부의 면가공 균일도가 양호하고, 접착재료로 유리를 사용하기 때문에 외부로부터 수분 및 산소의 침투를 효과적으로 방지할 수 있다.In the conventional method of manufacturing the organic light emitting display device according to the second technology, since the glass is used as the material of the
그러나 종래 제2 기술의 경우, 구조적으로 레이저를 사용하여 유리재료를 용융 접합할 때 발생하는 스트레스 및 외부 충격에 매우 약한 구조를 이루고 있어 유기전계발광표시소자 제조 시에 신뢰성 및 수율 등이 나빠지는 문제가 있다.However, in the case of the conventional second technology, the structure is very weak against stress and external impact generated when the glass material is melt-bonded by using a laser, so that the reliability and yield are deteriorated when the organic light emitting display device is manufactured. There is.
도3은 종래 제3 기술의 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a conventional organic light emitting display device according to a third technology.
종래 제3 기술에서는 투명기판(311) 상에 비정질 실리콘 또는 다결정 실리콘을 활성층으로 사용하는 복수의 트랜지스터와 한 개 이상의 커패시터로 구성되는 구동부(330)를 가지는 백플레인(340)을 형성한다.In the conventional third technology, a
상기 백플레인(340) 내에 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등의 무기절연 물질(331)을 적층하여 드라이빙 트랜지스터의 드레인 영역에 대응하는 부분에 콘택홀을 형성하고, 그 콘택홀 영역에 ITO 전극층(312)을 형성한다.An inorganic insulating
그리고 상기 백플레인(340) 상에 폴리이미드(PI)와 같은 유기절연물질(332)을 전면 적층한 후, 상기 ITO 전극층(312)의 소정영역을 노출시켜 유기발광표시소자의 표시부를 형성한다.After stacking an organic insulating
상기 유기발광표시소자의 표시부에 호울주입층(315), 호울수송층(316), 유기발광층(317), 전자수송층(318), 음전극층(319)을 순차적으로 형성한다.The
그리고 상기 유기발광층(317)을 외부의 수분과 산소 등의 침투로부터 보호하기 위하여, PECVD 등의 방법으로 일정한 두께를 가지는 실리콘 질화막을 전면 적층하여, 제1 보호층(349)을 형성함으로써 제1 기판(350)을 완성한다.In order to protect the organic
그리고 양면에 접착물질이 부착된 일정한 두께의 유기물 시트(Organic Sheet)(361)의 한 면을 라미네이팅(Laminating) 기술을 이용하여 별도의 제2 기판(360)에 부착한다. 여기서 상기 제2 기판(360)의 재료로는 유리, 플라스틱, 금속판 등이 사용된다.In addition, one surface of an
그리고 유기전계발광표시소자의 봉지를 위하여 상기 제1 기판(350)과 상기 제2 기판(360) 사이에 유기물 시트(361)가 설치되도록 상기 제1 기판(350)과 상기 제2 기판(360)을 합착하여 봉지공정을 완료한다.The
종래 제3 기술의 유기전계발광표시소자 제조방법은 외부 충격이나 스트레스 등에 강한 구조를 가지고 있지만, 봉지공정이 복잡해지는 문제가 있으며, 공정 중에 상기 제1 보호층(349)과 상기 유기물 시트(361) 사이에 먼지와 같은 이물질이나 공정 진행시 발생하는 결함이 개재될 경우, 외부로부터 수분 및 산소의 침투를 효과적으로 방지할 수 없는 문제가 있다.The conventional method of manufacturing the organic light emitting display device according to the third technology has a structure that is strong in external impact or stress, but there is a problem that the encapsulation process is complicated, and the first
또한 상기 제2 기판(360) 상에 상기 유기물 시트(361)를 설치할 때, 상기 제2 기판(360)과 상기 유기물 시트(361) 사이에 이물질이나 기포 등과 같은 결함들이 개재될 경우, 소자의 신뢰성 및 제조수율 등이 나빠지는 문제가 있다.In addition, when the
도4는 종래 제4 기술의 유기전계발광표시소자의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to a fourth technique.
종래 제4 기술에서는 유리, 석영 또는 투명 플라스틱과 같은 투명기판(411) 상에 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 화합물(IXO), 산화아연(TO), 주석, 금, 백금, 등과 같은 물질을 사용하여 양극층(412)을 형성한다.In the fourth technology, a material such as indium tin oxide (ITO), indium zinc compound (IXO), zinc oxide (TO), tin, gold, platinum, or the like is deposited on a
상기 양극층(312) 상에 호울주입층(415), 호울수송층(416), 유기발광층(417), 전자수송층(418), 음전극층(419)을 순차적으로 형성한다.The
그리고 상기 음전극층(419)을 포함하는 상기 투명기판(411) 상에 상기 유기발광층(417) 및 상기 음극층(419) 등이 외부의 산소 및 수분 등의 침투로 열화되는 것을 억제하기 위하여 100 Å ~ 50,000 Å 정도의 최초 박막 두께(d1)를 가지는 실리콘계열의 절연물질을 적층하여 보호층(470)을 형성한다.In order to prevent the organic
여기서 상기 보호층(470)은 화학기상증착, 스퍼터링, 진공증착 또는 전자빔 등의 방법으로실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질산화막(SiOxNy) 또는 실리콘 질화막(Si3N4 또는 SiNx) 중에서 선택된 단층 막 또는 두 개 이상의 복수의 박막으로 형성한다.The
여기서 화학 기상 증착 방법을 사용하여 실리콘 계열의 절연물질로 상기 보호층(470)을 형성하는 경우, 25 ℃ ~ 300 ℃의 온도 범위에서 SiNx는 불활성 기체와 함께 반응가스로 SiH4, NH3, N2, 가스를 사용하고, SiON은 불활성 기체와 함께 반응가스로 SiH4, N2O, NH3, N2 가스를 사용하며, SiO2는 불활성 기체와 함께 반응가스로 SiH4와 O2 가스를 각각 사용하여 공정을 실시한다.In this case, when the
여기서 스퍼터링 방법을 사용하여 상기 실리콘 계열의 절연 물질들로 상기 보호층(470)을 형성하는 경우에는 25 ℃ ~ 300 ℃의 온도 범위에서 SiNx, SiON, SiO2는 각각 SiNx, SiON, SiO2 타겟을 이용하여 공정을 실시한다.In this case, when the
그리고 상기 보호층(470) 내에 존재하는 결함을 제거하기 위하여 엑시머 레이저를 사용하여 최초의 박막 두께(d1)에서 표면층의 일부분(d2)만을 국부적으로 열처리한다.In addition, only a portion d 2 of the surface layer is locally heat-treated at an initial thin film thickness d 1 using an excimer laser to remove defects present in the
여기서 상기 보호층(470)의 열처리에 사용되는 엑시머 레이저는 Ar2(파장= 126 nm), Kr2(파장= 146 nm), F2(파장= 157 nm), Xe2(파장= 172 nm), ArF(파장= 193 nm), KrF(파장= 248 nm), XeCl(파장= 308 nm), XeF(파장= 351 nm) 엑시머 레이저 중의 하나를 사용하며, 상기의 국부적으로 열처리된 일부분의 두께(d2)가 10 ~ 10,000Å 정도 되도록 형성한다.The excimer laser used for the heat treatment of the
여기서 상기 보호층(470) 표면에 엑시머 레이저를 조사하면 상기 보호층 (470) 내부에 레이저 빛이 흡수되는 극히 얇은 표면층(d1)만 국부적 열처리가 이루어진다. 그 결과 상기 보호층(470)은 두께 d1의 열처리된 양질의 박막층 영역과 열처리가 되지 않아 막질 개선이 되지 않는 두께 d2의 최초 박막층 영역이 연속하는 2중층 구조로 형성된다.When the excimer laser is irradiated onto the surface of the
그리고 도4에서 도시는 생략하였으나 유기전계발광표시소자 내에서 발생하는 가스 방출 물질들에 의한 열화를 방지하기 위해, 상기 음극층(419)과 상기 보호층(470) 사이에 산화칼슘(CaO), 이트륨산화막(Y2O3), 산화마그네슘(MgO)과 같은 물질들을 사용하여 제습제층을 100 Å ~ 50,000 Å 정도의 두께로 형성할 수도 있다.Although not shown in FIG. 4, calcium oxide (CaO), between the
그리고 상기 투명기판(411) 상에 상술한 구조를 덮도록 유리, AS수지, ABS 수지, 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(HIPS), 폴리 메틸 메타크릴릭 에시드(PMMA), 폴리카보네이트 및 금속 등으로 이루어진 외부 보호캡을 접착 봉지하여 상기 보호층(470)의 기계적 강도를 보강할 수도 있다.The glass, AS resin, ABS resin, polypropylene (PP), polystyrene (HIPS), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, metal, etc. to cover the structure described above on the
상기와 같은 종래 제4 기술은 봉지 재료로 상술한 실리콘 계열의 절연물질들을 박막 형태로 사용하기 때문에 경량박형의 유기전계발광표시소자를 제작할 수 있으며, 상기 보호층(470)의 표면층(d2) 일부에 고온으로 열처리된 양질의 보호막을 형성할 수 있어 상기 유기발광층(417)을 효과적으로 보호할 수 있다.As described above, according to the fourth technology, since the silicon-based insulating materials are used as the encapsulating material in the form of a thin film, a light-weight thin organic light emitting display device may be manufactured, and the surface layer d 2 of the
그러나 상기와 같은 종래 제4 기술은 상기 보호층(470)을 형성할 때 국부적으로 표면층(d2)만을 열처리하기 때문에 두께 d1과 d2의 차이만큼 열처리가 되지 않 는 영역이 형성되므로 PECVD 또는 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 최초 실리콘 질화막을 적층할 때 공정 시간이 늘어나 생산성이 저하되는 문제가 있으며, 또한 열처리가 되지 않는 영역 내에 존재하는 다수의 내부 결함들에 의해 소자의 성능 및 신뢰성 등이 떨어지는 문제가 있다.However, since the conventional fourth technique as described above only heats the surface layer d 2 when forming the
그리고 엑시머 레이저 열처리 시, 상기 d1과 상기 d2 사이에서 발생하는 스트레스 등에 의해 상기 보호층(470)의 부착성 및 기계적 강도 등이 나빠지는 문제가 있다.In the excimer laser heat treatment, there is a problem in that adhesion and mechanical strength of the
그리고 상기와 같은 종래 제4 기술은 상술한 실리콘 산화막(SiO2, 에너지 갭= 9.0eV), 실리콘 질산화막(SiOxNy) 또는 실리콘 질화막(Si3N4 또는 SiNx, 에너지 갭= 5.0 eV ~ 6.0 eV) 중에서 선택된 단층막 또는 둘 이상의 복합층으로 상기 보호층(470)을 형성할 경우, 실리콘 산화막 및 실리콘 질산화막은 상술한 Ar2(파장= 126 nm, 포톤 에너지= 9.8 eV), Kr2(파장= 146 nm, 포톤 에너지= 8.5 eV), F2(파장= 157 nm, 포톤 에너지= 7.9 eV), Xe2(파장= 172 nm, 포톤 에너지= 7.2 eV), ArF(파장= 193 nm, 포톤 에너지= 6.4 eV), KrF(파장= 248 nm, 포톤 에너지= 5.0 eV), XeCl(파장= 308 nm, 포톤 에너지= 4.0 eV) 등의 엑시머 레이저 중의 하나를 사용하여 열처리 공정을 진행할 때, 레이저 빛이 막 내부에 충분히 흡수되지 않아 열처리가 충분히 되지 않기 때문에, 상기의 종래 제4 기술에서 얻고자하는 목적을 달성할 수 없는 문제가 있다. 여기서 실리콘 질산화막(SiOxNy)의 에너지 갭은 산소 함유량에 따 라 실리콘 질화막 과 실리콘 산화막의 중간 정도의 값을 갖는다.In addition, the above-described fourth conventional technology is a silicon oxide film (SiO 2 , energy gap = 9.0 eV), a silicon nitride oxide film (SiO x N y ) or a silicon nitride film (Si 3 N 4 or SiN x , energy gap = 5.0 eV. When the
또한 상기와 같은 종래 제4 기술은 상술한 KrF 및 XeCl 엑시머 레이저의 경우에는 포톤 에너지가 상기 실리콘 계열 절연물질들의 에너지 갭보다 작기 때문에 상기 레이저들을 조사하더라도 열처리가 충분히 되지 않아 종래 제4 기술에서 얻고자하는 목적을 달성할 수 없는 문제가 있다.In addition, in the case of the aforementioned KrF and XeCl excimer lasers, since the photon energy is smaller than the energy gap of the silicon-based insulating materials, the fourth fourth technique is not sufficiently heat treated even when irradiating the lasers. There is a problem that can not achieve the purpose.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술들의 유기전계발광표시소자의 제조방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 평탄화층 상에 적층된 실리콘 질화막으로 구성되는 유기전계발광표시소자의 보호층 전체를 엑시머 레이저를 사용하여 열처리하고, 그 보호층 내부에 열처리가 되지 않는 불필요한 영역이 형성되지 않도록 보호층 전체를 고밀도의 균질막으로 변형시킴으로써, 외부로부터 산소와 수분 등의 침투를 효과적으로 차단하여 유기전계발광표시 소자의 신뢰성 및 생산성을 향상시키는 유기전계발광표시소자의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problem of the manufacturing method of the organic light emitting display device of the prior art as described above, the excimer laser to the entire protective layer of the organic light emitting display device composed of a silicon nitride film laminated on the planarization layer. Heat-treatment, and the entire protective layer is transformed into a high-density homogeneous film so as not to form unnecessary regions inside the protective layer, thereby effectively blocking the penetration of oxygen and moisture from the outside, An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an organic light emitting display device that improves reliability and productivity.
상기와 같은 본 발명의 목적은 다음과 같은 구성에 의해 달성된다.The object of the present invention as described above is achieved by the following configuration.
(1) 본 발명에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법은 투명기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계; 상기 제1 전극 상에 유기전계발광층을 형성하는 단계; 상기 유기전계발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 전극 상에 상기 제2 전극을 덮고 그 상면을 평면화하는 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 제2전극 및 상기 평탄화층을 포함하는 상기 투명기판 상에 실리콘 질화막으로 구성되는 보호층을 형성하는 단계 및 상기 보호층을 엑시머 레이저를 사용하여 상기 보호층 내에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 상기 실리콘 질화막 전체를 열처리하여 고밀도 균질막으로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(1) A method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention includes forming a first electrode on a transparent substrate; Forming an organic light emitting layer on the first electrode; Forming a second electrode on the organic electroluminescent layer; Forming a planarization layer covering the second electrode and planarizing an upper surface thereof on the second electrode; Forming a protective layer composed of a silicon nitride film on the transparent substrate including the second electrode and the planarization layer, and using the excimer laser to prevent an unheated region from being formed in the protective layer. And heat-treating the entire silicon nitride film to form a high density homogeneous film.
(2) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 제1 전극을 양극층으로 사용하고 상기 제2 전극은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제1 전극을 음극층으로 사용하고 상기 제2 전극을 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 한다.(2) In the method of manufacturing an organic light emitting display device as in 1), the first electrode is used as the anode layer and the second electrode is used as the cathode layer, or the first electrode is used as the cathode layer. And using the second electrode as an anode layer.
(3) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 제1 전극으로 ITO층을 형성하는 단계; 상기 ITO층을 노출시키는 복수의 개구를 가지는 절연막을 형성하는 단계; 상기 ITO층과 직교하는 상기 절연막 상에 복수의 격벽을 형성하는 것을 특징으로 한다.(3) A method of manufacturing an organic light emitting display device as in 1), comprising: forming an ITO layer with the first electrode; Forming an insulating film having a plurality of openings exposing the ITO layer; A plurality of partitions are formed on the insulating film orthogonal to the ITO layer.
(4) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 제1 전극 위에 또는 상기 제1 전극 아래에 보조 전극층을 형성하는 것을 특징으로 한다.(4) A method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (1) above, wherein an auxiliary electrode layer is formed on the first electrode or below the first electrode.
(5) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 유기전계발광층은 호울주입층, 호울수송층, 유기발광층, 전자수송층, 그리고 전자주입층을 포함하는 것을 특징으로 한다.(5) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 1) above, wherein the organic light emitting layer comprises a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
(6) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 평탄화층은 유기물질 또는 무기물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.(6) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 1) above, wherein the planarization layer is formed of an organic material or an inorganic material.
(7) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 막 중에 수소를 함유하지 않는 것을 특징으로 한다.(7) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (1) above, wherein the silicon nitride film does not contain hydrogen in the film.
(8) 상기 1)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 1,500 Å 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.(8) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 1) above, wherein the silicon nitride film is formed to a thickness of 1,500 GPa or less.
(9) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 엑시머 레이저를 사용하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.(9) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 1) above, wherein the silicon nitride film is heat treated using an excimer laser.
(10) 상기 9)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 엑시머 레이저는 Ar2(파장= 126 nm), Kr2(파장= 146 nm), F2(파장= 157 nm), Xe2(파장= 172 nm), ArF(파장= 193 nm) 엑시머 레이저 중의 하나를 선택하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.(10) In the method of manufacturing an organic light emitting display device as in 9, wherein the excimer laser is Ar 2 (wavelength = 126 nm), Kr 2 (wavelength = 146 nm), F 2 (wavelength = 157 nm), Xe 2 (wavelength = 172 nm) and ArF (wavelength = 193 nm) excimer laser is selected and heat-treated.
(11) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층은 열처리된 상기 실리콘 질화막층을 둘 이상의 복합층으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(11) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 1) above, wherein the protective layer further comprises forming the heat treated silicon nitride film layer as two or more composite layers.
(12) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층은 실리콘 질화막 및 알루미늄 산화물을 둘 이상의 복합층으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(12) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (1), wherein the protective layer further comprises forming a silicon nitride film and an aluminum oxide as two or more composite layers.
(13) 상기 1)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층 상에 외부 보호캡을 접착 봉지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(13) The method of manufacturing an organic light emitting display device as in 1), further comprising the step of adhesively encapsulating an outer protective cap on the protective layer.
(14) 본 발명에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법은 투명기판 상에 복 수의 트랜지스터와 한 개 이상의 커패시터로 구성되고 제1 전극을 가지는 구동부를 형성하는 단계; 상기 구동부의 제1 전극 상에 유기발광층을 형성하는 단계; 상기 유기발광층 상에 제2 전극을 형성하는 단계; 상기 제2 전극 상에 상기 제2 전극을 덮고 그 상면을 평면화하는 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 제2전극 및 상기 평탄화층을 포함하는 상기 투명기판 상에 실리콘 질화막으로 구성되는 보호층을 형성하는 단계 및 상기 보호층을 엑시머 레이저를 사용하여 상기 보호층 내에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 상기 실리콘 질화막 전체를 열처리하여 고밀도 균질막으로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(14) A method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention comprises the steps of: forming a driving unit comprising a plurality of transistors and at least one capacitor and having a first electrode on a transparent substrate; Forming an organic light emitting layer on the first electrode of the driving unit; Forming a second electrode on the organic light emitting layer; Forming a planarization layer covering the second electrode and planarizing an upper surface thereof on the second electrode; Forming a protective layer composed of a silicon nitride film on the transparent substrate including the second electrode and the planarization layer, and using the excimer laser to prevent an unheated region from being formed in the protective layer. And heat-treating the entire silicon nitride film to form a high density homogeneous film.
(15) 상기 14)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 투명기판 상에 형성되는 상기 구동부는 드라이빙 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터 및 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 한다.(15) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14) above, wherein the driving part formed on the transparent substrate is composed of a driving transistor, a switching transistor, and a capacitor.
(16) 상기 14)과 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 구동부를 형성하는 단계는 투명기판 상에 절연막과 상기 절연막에 활성층 및 커패시턴스층을 형성하는 단계; 상기 절연막 및 상기 활성층 상에 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 활성층과 대응되는 상기 절연막 상에 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 활성층에 소오스 및 드레인 전극을 형성하는 단계; 상기 게이트 절연막 및 상기 게이트 전극을 포함하는 상기 투명기판 상에 제2 절연막을 형성하는 단계; 상기 소오스 및 상기 드레인에 대응하는 상기 제2 절연막과 상기 게이트 절연막을 선택적으로 식각하여 콘택홀(Contact Hole)을 형성하는 단계; 상기 드라이빙 트랜지스터의 소오스에 해당하는 콘택홀에 버스전극과 드레인에 대응하는 콘텍홀에 제1 전극층을 형성하는 단계; 상기 스위칭 트랜지스터 소오스의 버스전극 상에 시그널 라인과 상기 드라이빙 트랜지스터의 상기 게이트 전극 및 상기 스위칭 트랜지스터의 상기 드레인에 상기 커패시터와 연결되는 저장 전극을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.(16) The method of manufacturing the organic light emitting display device as described in (14), wherein the forming of the driving unit includes forming an insulating layer and a capacitance layer on the insulating layer on the transparent substrate; Forming a gate insulating film on the insulating film and the active layer; Forming a gate electrode on the insulating layer corresponding to the active layer; Forming a source and a drain electrode on the active layer; Forming a second insulating film on the transparent substrate including the gate insulating film and the gate electrode; Selectively etching the second insulating layer and the gate insulating layer corresponding to the source and the drain to form a contact hole; Forming a first electrode layer in a contact hole corresponding to a drain and a bus electrode in a contact hole corresponding to a source of the driving transistor; And forming a storage electrode connected to the capacitor on a signal line, the gate electrode of the driving transistor, and the drain of the switching transistor on a bus electrode of the switching transistor source.
(17) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 제1 전극을 양극층으로 사용하고 상기 제2 전극은 음극층으로 사용하거나, 또는 상기 제1 전극을 음극층으로 사용하고 상기 제2 전극을 양극층으로 사용하는 것을 특징으로 한다.(17) A method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 14), wherein the first electrode is used as the anode layer and the second electrode is used as the cathode layer, or the first electrode is used as the cathode layer. And using the second electrode as an anode layer.
(18) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 유기전계발광층은 호울주입층, 호울수송층, 유기발광층, 전자수송층, 그리고 전자주입층을 포함하는 것을 특징으로 한다.(18) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14) above, wherein the organic light emitting layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer.
(19) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 평탄화층은 유기물질 또는 무기물질로 형성되는 것을 특징으로 한다.(19) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14), wherein the planarization layer is formed of an organic material or an inorganic material.
(20) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 막 중에 수소를 함유하지 않는 것을 특징으로 한다.(20) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14) above, wherein the silicon nitride film does not contain hydrogen in the film.
(21) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 1,500 Å 이하의 두께로 형성하는 것을 특징으로 한다.(21) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14) above, wherein the silicon nitride film is formed to a thickness of 1,500 GPa or less.
(22) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 실리콘 질화막은 엑시머 레이저를 사용하여 열처리하는 것을 특징으로 한다.(22) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14) above, wherein the silicon nitride film is heat treated using an excimer laser.
(23) 상기 22)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 엑시머 레이저는 Ar2(파장= 126 nm), Kr2(파장= 146 nm), F2(파장= 157 nm), Xe2(파장= 172 nm), ArF(파장= 193 nm) 엑시머 레이저 중의 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.(23) In the method of manufacturing an organic light emitting display device as in (22), the excimer laser includes Ar 2 (wavelength = 126 nm), Kr 2 (wavelength = 146 nm), F 2 (wavelength = 157 nm), and Xe. 2 (wavelength = 172 nm) and ArF (wavelength = 193 nm) excimer laser is selected and used.
(24) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층은 열처리된 상기 실리콘 질화막층을 둘 이상의 복합층으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(24) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14), wherein the protective layer further comprises forming the heat treated silicon nitride film layer as two or more composite layers.
(25) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층은 실리콘 질화막 및 알루미늄 산화물을 둘 이상의 복합층으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(25) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in (14), wherein the protective layer further comprises forming a silicon nitride film and an aluminum oxide as two or more composite layers.
(26) 상기 14)와 같은 유기전계발광표시소자의 제조방법에 있어서, 상기 보호층 상에 외부 보호캡을 접착 봉지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.(26) The method of manufacturing an organic light emitting display device as described in 14), further comprising the step of adhesively encapsulating an outer protective cap on the protective layer.
이와 같은 본 발명에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.Such a method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention has the following effects.
본 발명은 평탄화 층 상에 실리콘 질화막(Si3N4 또는 SiNx)으로 이루어지는 보호층을 소자의 다른 요소에 영향을 주지 않고 보호층 내부에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않는 두께로 적층하고, 보호층 두께 전체를 엑시머 레이저로 열처리하여, 보호층 내에 존재하는 실리콘과 질소의 불완전한 결합으로 발생하는 다수의 미결합수(Dangling Bond)와 다공성(Porosity) 등에 의한 내부 결함을 최소화시 킨 균질막을 형성함으로써, 외부로부터 산소 및 수분 등의 침투를 억제하여 유기발광층 및 음극층 등이 열화되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.According to the present invention, a protective layer made of a silicon nitride film (Si 3 N 4 or SiN x ) is laminated on the planarization layer to a thickness such that an area not subjected to heat treatment is not formed inside the protective layer without affecting other elements of the device, Heat treatment the entire thickness of the protective layer with an excimer laser to form a homogeneous film that minimizes internal defects caused by dangling bonds and porosity caused by incomplete bonding of silicon and nitrogen in the protective layer. In addition, the organic light emitting layer, the cathode layer, and the like can be effectively prevented from being deteriorated by suppressing penetration of oxygen and moisture from the outside.
또한 상기의 종래 기술은 국부적인 열처리에 의해 극히 짧은 순간에 보호층 내부에 극히 얇은 양질의 박막층 영역 아래에 두꺼운 초기 박막층 영역이 인접하여 동시에 형성되기 때문에 초기 박막층 영역에 포함된 다수의 내부 결함들에 의해 소자의 신뢰성이 떨어지고, 또한 열처리 시 발생하는 스트레스 때문에 보호층의 부착성 및 기계적 강도 등이 나빠지는 문제가 있지만, 본 발명에서는 평탄화층 상에 양질의 박막층만으로 보호층을 형성하기 때문에 소자의 신뢰성 및 기계적 강도 등을 향상시킬 수 있다.In addition, the above-described prior art has a large number of internal defects included in the initial thin film layer region because a thick initial thin film layer region is formed at the same time adjacent to the inner layer of the protective layer at a very short time by a local heat treatment. As a result, the reliability of the device is deteriorated and the adhesion and mechanical strength of the protective layer are deteriorated due to the stress generated during the heat treatment. However, in the present invention, the reliability of the device is formed because only a high quality thin film layer is formed on the planarization layer. And mechanical strength can be improved.
또한 종래 기술은 실리콘 질화막으로 구성된 보호층의 극히 얇은 표면층만을 국부적으로 열처리하는데 최대 50,000 Å 정도의 두꺼운 막을 적층하기 때문에 최대 1 ~ 2 시간 이상의 상당히 긴 성막 시간을 필요로 하지만, 본 발명에서는 열처리 시 광흡수가 일어나는 거의 최대 두께인 1,500 Å 이하로 박막을 적층하기 때문에, 성막에 불과 수 분 정도의 시간밖에 소요되지 않아 유기전계발광표시소자의 제조를 위한 공정시간 및 제조비용 등을 획기적으로 줄일 수 있으며, 또한 종래 기술에서 두꺼운 보호층을 통해 디스플레이를 표시할 때 발생하는 투과도가 떨어지는 문제도 효과적으로 해결할 수 있다.In addition, the prior art requires a considerably long film forming time of up to 1 to 2 hours because of the deposition of a thick film of up to 50,000 kW to locally heat only an extremely thin surface layer of a protective layer composed of a silicon nitride film. Since the thin film is laminated to the maximum thickness of 1,500 Å or less, which is the maximum absorption, it takes only a few minutes to form the film, which can drastically reduce the process time and manufacturing cost for manufacturing the organic light emitting display device. In addition, in the prior art, it is also possible to effectively solve the problem of poor transmittance generated when displaying a display through a thick protective layer.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도5 내지 도6은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.5 to 6 are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동형 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a passive organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에서는 투명유리, 플라스틱 기판 등과 같은 투명기판(511) 상에 ITO 등으로 구성되는 양전극층(512)을 스퍼터링 방법을 이용하여 50 Å ~ 3,000 Å의 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 제1 전극(512)을 형성한다.In the first embodiment of the present invention, the
여기서 상기 양전극층(512)의 면저항은 15 Ω/□ 이하가 되도록 하고, 가시광 투과율이 100 %에 근접한 것이 바람직하나 10 % 이상이면 사용이 가능하다.Herein, the sheet resistance of the
여기서 상기 양전극층(512)은 일함수가 4.0 eV 이상인 금속, 합금, 전기전도성을 가지는 화합물 또는 그 혼합물을 사용하며, 주석산화물(ITO), 인듐 아연 화합물(IXO), 산화아연(TO), 주석, 금, 백금, 팔라듐 등을 단층 또는 복수층, 또는 이들의 혼합물로 형성한다.Herein, the
또한 상기 ITO 양전극층(512)의 저항을 낮추기 위하여 상기 양전극층(512)을 적층하기 전에 스퍼터링 방법으로 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 텅스텐(MoW), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금 등의 금속 중 하나를 전면 증착하고, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 표시부 외곽에 있는 패드 부분의 상기 양전극층(512)의 아래 부분에 보조전극(도면에 도시하지 않음)을 형성할 수도 있다. 또는 상기 투명기판(511) 상에 상기 양전극층(512)을 먼저 형성하고, 표시부 외곽의 패드 부분의 상기 양전극층(512) 상에 상기 보조전극(도면에 도시하지 않음)을 형성하기도 한다.In addition, chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), molybdenum tungsten (MoW), aluminum (Al) by sputtering before the
그리고 상기 제1 전극(512)을 포함하는 상기 투명기판(511) 상에 전기적으로 절연시킬 수 있는 폴리이미디(Polyimide)계, 아크릴(Acrylic)계, 노볼락(Novolak)계, 에폭시(Epoxy)계 등으로 구성되는 포지티브 타입(Positive Type)의 유기 감광성 물질로 유기절연층을 500 Å ~ 10,000 Å의 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 유기절연층패턴(513)을 형성한다.In addition, a polyimide, acrylic, novolak, and epoxy system may be electrically insulated on the
여기서 상기 유기절연층패턴(513)을 대신하여 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 등의 무기절연층을 일정한 두께로 전면 적층한 후, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 무기절연층패턴을 형성하여 사용할 수도 있다.Here, instead of the organic insulating
그리고 상기 유기절연층패턴(513) 상에 전기적으로 절연성을 지닌 네가티브 타입의 유기감광성 물질을 전면 적층하고, 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 상기 제1 전극층(512)과 직교하는 절연층 상에 오버행 구조의 역경사를 가지는 복수의 격벽(514)을 형성한다.Then, an electrically insulating negative type organic photosensitive material is entirely stacked on the organic insulating
그리고 상기 제1 전극(512), 상기 유기절연층패턴(513) 및 상기 격벽(514)을 포함하는 상기 투명기판(511)을 진공증착 장치 내로 이동하고, 쉐도우 마스크를 이용하여 상기 제1 전극(512) 상에 호울주입층(515), 호울수송층(516), 유기발광층(517), 전자수송층(518)을 순차적으로 적층하여 유기전계발광층(525)을 형성한다.The
여기서 상기 유기전계발광층(525)을 저분자 형태의 유기물질을 사용하여 적층하는 경우, 상기 호울주입층(515)은 재료에 따라 10 Å ~ 1,000 Å 정도, 상기 호울수송층(516)은 재료에 따라 10 Å ~ 1,000 Å 정도, 상기 유기발광층(517)은 재료에 따라 5 Å ~ 800 Å 정도, 상기 전자수송층(518)은 재료에 따라 2 Å ~ 500 Å 정도의 두께로 적층한다.Here, when the organic
여기서 상기 저분자 형태의 유기물 대신 고분자 형태의 유기물로 형성되는 유기전계발광표시소자의 경우에는 피닷(PEDOT)과 피에스에스(PSS) 등과 같은 버퍼층 및 폴리페닐비닐렌 유도체(Poly(Phenylvinylene) Derivative, PPV) 등과 같은 유기발광층으로 구성된 유기적층 구조로 하여, 스핀코팅(Spin Coating), 딥핑(Dipping), 열진공증착법(Thermal Vacuum Evaporation) 등과 같은 방법을 이용하여 형성한다. 이 때 버퍼층은 50 Å~1,500 Å 정도, 유기발광층은 100 Å~1,000 Å 정도의 두께로 형성한다.Here, in the case of the organic light emitting display device formed of the organic material of the polymer form, instead of the low molecular organic material, a buffer layer such as PEDOT and PSS and polyphenylvinylene derivative (PPV) The organic laminated structure composed of an organic light emitting layer, such as, etc., is formed using a method such as spin coating, dipping, thermal vacuum evaporation. At this time, the buffer layer is formed to a thickness of 50 ~ 1,500 Å, the organic light emitting layer of about 100 Å ~ 1,000 Å.
그리고 상기 전자수송층(518) 상에 전기전도도가 양호한 금속인 알루미늄, 인듐, 마그네슘, 리튬, 금, 나트륨 또는 은 등을 단층 또는 복수층, 또는 이들의 혼합물로 구성되는 음전극층(519)을 열진공증착법, 전자빔법, 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 10 Å ~ 10,000 Å 정도의 두께로 적층하여 제2 전극(519)을 형성한다.The
또한, 상기 음극층(519)과 상기 전자수송층(518) 사이에 전자주입효율을 증가시키기 위한 목적으로 불화리튬(LiF), 산화리튬(Li2O), 불화세슘(CsF), 리튬-알루미늄 합금(Li:Al Alloy) 중 하나를 1 Å ~ 150 Å 정도의 두께로 형성할 수도 있다.In addition, lithium fluoride (LiF), lithium oxide (Li 2 O), cesium fluoride (CsF), lithium-aluminum alloy for the purpose of increasing the electron injection efficiency between the
그리고 본 발명에서는 후술하는 보호층(590) 전체의 균일한 열처리 공정 진행을 위하여, 상기 제2 전극(519)을 덮고, 그 상면을 평면화하는 평탄화층(Planarization Layer)(580)을 형성한다.In the present invention, a
여기서 상기 평탄화층(580)은 Alq3와 같은 저분자형태의 유기물질을 열진공증착법을 이용하여 500 Å ~ 70,000 Å 정도의 두께로 증착하고, 증착시 쉐도우 마스크를 사용하여 외부 구동회로와 패널을 연결하기 위한 패드 부분에 유기물질이 적층되지 않도록 한다.Here, the
여기서 고분자형태의 유기물질을 스핀코팅, 딥핑(Dipping), 프린팅 등의 방법으로 적층하거나, 또는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막과 같은 무기물질을 CVD, 스퍼터링 등의 방법으로 적층하여 상기 평탄화층(580)을 형성할 수도 있다.Here, the
그리고 외부로부터 산소 및 수분 등의 침투로 상기 유기발광층(517) 및 상기 제2 전극(519)이 열화되는 것을 억제하기 위하여, 상기 제2 전극(519)과 상기 평탄화층(580)을 포함한 상기 투명기판(511) 상에, 후술하는 광흡수의 지수함수 법칙(Exponential Law of Absorption)에 따라 약 1,500 Å 이하의 두께로 실리콘 질화막(Si3N4 또는 SiNx)을 전면 적층하여 보호층(590)을 형성한다. 상기 실리콘 질화막의 적층에는 스퍼터링 방법 및 화학기상증착법 등이 사용된다.In addition, in order to suppress deterioration of the organic
여기서 스퍼터링 방법을 사용하여 상기 실리콘 질화막을 형성하는 경우에는 23 ℃ ~ 200 ℃ 정도의 막 형성 온도, 10 W ~ 3,000 W 정도의 RF Power, 5 sccm ~ 1,000 sccm 정도의 Ar 가스 유량, 0 sccm ~ 1,000 sccm 정도의 N2 가스 유량, 1 mTorr ~ 100 mTorr 정도의 압력에서 Si 타겟 또는 Si3N4 타겟 등을 이용하여 공정을 실시한다.In the case where the silicon nitride film is formed using the sputtering method, the film forming temperature of about 23 ° C. to 200 ° C., the RF power of about 10 W to 3,000 W, the Ar gas flow rate of about 5 sccm to 1,000 sccm, and the flow rate of 0 sccm to 1,000 The process is performed using a Si target or a Si 3 N 4 target at a sccm N2 gas flow rate and a pressure of 1 mTorr to 100 mTorr.
여기서 화학기상증착법을 사용하여 상기 실리콘 질화막을 형성하는 경우에는 23 ℃ ~ 200 ℃ 정도의 막 형성 온도에서 캐리어가스로 불활성 기체를 사용하고, 반응가스로 SiH4, NH3, N2 등을 사용하여 공정을 실시한다. 그러나 상기 화학기상증착법을 사용하여 적층된 실리콘 질화막은 막 중에 수소가 다량 포함되어 있어, 후술하는 엑시머 레이저 열처리 시, 수소 분출에 의한 막 파괴 현상이 발생한다. 따라서 본 발명에서는 이를 방지하기 위하여 엑시머 레이저로 30 mJ/㎠ ~ 500 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도에서 탈수소 공정을 실시하여 막 중의 수소를 제거한다.In this case, when the silicon nitride film is formed by chemical vapor deposition, an inert gas is used as a carrier gas at a film forming temperature of about 23 ° C. to 200 ° C., and SiH 4 , NH 3 , N 2, or the like is used as a reaction gas. Carry out the process. However, since the silicon nitride film laminated using the chemical vapor deposition method contains a large amount of hydrogen in the film, a film breakage phenomenon due to hydrogen ejection occurs during excimer laser heat treatment described later. Therefore, in the present invention, the hydrogen is removed from the film by performing a dehydrogenation process at an energy density of about 30 mJ / cm 2 to 500 mJ / cm 2 with an excimer laser.
상기 실리콘 질화막은 막 형성 조건에 따라 ArF 엑시머 레이저의 파장 193 nm에서 2×105 cm-1 ~ 5×105 cm-1 정도의 흡수계수(Absorption Coefficient)를 나타내므로, Iχ = Iο × e-αt (여기서 Iχ= 투과광 세기, Iο= 입사광 세기, α= 흡수계수, t= 박막두께)로 표시되는 광흡수의 지수함수 법칙(Exponential Law of Absorption)을 이용하여 광이 흡수되는 박막의 두께를 계산할 수 있다.The silicon nitride film exhibits an absorption coefficient of about 2 × 10 5 cm −1 to 5 × 10 5 cm −1 at an wavelength of 193 nm of the ArF excimer laser, depending on the film formation conditions, and thus I χ = I ο × Thin films that absorb light using the Exponential Law of Absorption, expressed as e -αt (where I χ = transmitted light intensity, I ο = incident light intensity, α = absorption coefficient, t = thin film thickness) The thickness of can be calculated.
상기 보호층(590)에 ArF 엑시머 레이저가 조사될 때, 상기 실리콘 질화막의 흡수계수가 2×105 cm-1이고 최대 95 % (Iχ/Iο = 0.05) 정도의 광흡수(Absorbance)가 일어난다면, 실리콘 질화막의 표면에서 약 1,500 Å 깊이까지 광이 흡수된다. 따라서 후술하는 엑시머 레이저 열처리 시, 상기 보호층(590) 내부에 열처리가 되 지 않는 영역이 형성되지 않도록 하기 위해서는 상기 실리콘 질화막을 약 1,500 Å 이하의 두께로 적층해야 한다.When the ArF excimer laser is irradiated onto the
상기 보호층(590)은 고온에서 열성장 방법에 의해 형성되지 않고 스퍼터링 방법으로 저온에서 형성되기 때문에 막 내부에 실리콘과 질소의 불완전한 결합으로 발생하는 다수의 미결합수(Dangling Bond)와 다공성(Porosity) 등에 의한 내부 결함들을 포함하고 있어 산소 및 수분 등이 쉽게 투과되므로 열처리를 통하여 그 막질을 개선해야 한다.Since the
상기 보호층(590) 내부의 결함들을 제거하기 위해서 실제 700 ℃ ~ 1,100 ℃ 정도의 열처리 온도가 요구되지만, 이러한 온도는 상기 유기전계발광표시소자의 상기 유기발광층(517)을 포함한 다른 구성요소에 치명적인 영향을 주므로, 본 발명에서는 후술하는 엑시머 레이저를 이용한 열처리 공정을 진행하여 상기의 문제를 해결한다.In order to remove defects in the
그리고 Ar2(파장= 126 nm), Kr2(파장= 146 nm), F2(파장= 157 nm), Xe2(파장= 172 nm), ArF(파장= 193 nm) 엑시머 레이저 중 하나를 선택하여, 상기 보호층(590) 내부에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 50 mJ/㎠ ~ 3,000 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도로 열처리를 실시하여, 상기 보호층(590) 전체를 양질의 박막으로 개질한다.And select one of Ar 2 (wavelength = 126 nm), Kr 2 (wavelength = 146 nm), F 2 (wavelength = 157 nm), Xe 2 (wavelength = 172 nm), ArF (wavelength = 193 nm) excimer laser. Thus, heat treatment is performed at an energy density of about 50 mJ / cm 2 to 3,000 mJ / cm 2 so that an area that is not subjected to heat treatment is not formed in the
여기서 상기의 엑시머 레이저들은 열, 빛 등에 의한 손상(Damage)을 상기 보호층(590)의 아래쪽으로 전달하지 않고, 고출력의 광 에너지로 극히 짧은 시간(대 략 5 × 10-8 초 정도) 안에 열처리 공정을 완료할 수 있기 때문에 저온에서도 1,000 ℃ 근처의 고온에서 상기 보호층(590) 전체를 균일하게 열처리할 수 있다.Here, the excimer lasers do not transmit damage due to heat, light, etc. to the lower portion of the
또한 단층막의 경우 박막 표면에 생기는 핀홀(Pin Hole), 미세 균열 등과 같은 결함들이 발생할 경우, 상기와 같은 방법으로 열처리된 실리콘 질화막 상에 수소가 포함되지 않은 실리콘 질화막을 순차적으로 더 적층하고, 상기와 같은 방법으로 레이저 열처리의 일괄 공정을 일회 이상 더 실시하여 둘 이상의 복합층의 실리콘 질화막으로 상기 보호층(690)을 형성할 수도 있다.In addition, in the case of a single layer film, when defects such as pinholes or fine cracks occurring on the surface of the thin film occur, a silicon nitride film containing no hydrogen is sequentially sequentially stacked on the silicon nitride film heat-treated in the same manner as above. In the same manner, the
또한, 상기 열처리된 실리콘 질화막 및 두께 30 Å ~ 1,500 Å 정도의 Al2O3와 같은 알루미늄 산화물을 둘 이상의 복합층으로 상기 보호층(690)을 형성할 수도 있다.In addition, the
또한 상기 투명기판(511) 상에 상술한 구조를 덮도록 유리, 플라스틱류, 메탈 등으로 이루어진 외부 보호캡을 접착 봉지하여 상기 보호층(590)의 기계적 강도를 보강할 수도 있다.In addition, an external protective cap made of glass, plastics, metal, or the like may be adhesively sealed to cover the above-described structure on the
본 발명의 제1 실시예에서 투명기판(511) 상에 상기 양극층(512) 대신 상기 음극층(519)을 형성하고 나중에 상기 양극층(512)을 형성할 수도 있다.In the first exemplary embodiment of the present invention, the
본 발명의 제1 실시예에 의한 수동형 유기전계발광표시소자는 상기 제1 전극(512) 및 상기 제2 전극(519)에 전압이 인가되면 두 전극 사이에 존재하는 상기 호울수송층(516)을 통하여 주입된 호울과 상기 전자수송층(518)을 통해 주입된 전자가 상기 유기발광층(517)에서 만나 재결합되면서 전자가 여기된 후에 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.In the passive organic light emitting display device according to the first exemplary embodiment of the present invention, when a voltage is applied to the
본 발명의 제2 실시예에 따른 능동형 유기전계발광표시소자의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing an active organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention will be described.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 드라이빙 트랜지스터, 스위칭 트랜지스터 및 커패시터로 구성되는 능동형 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an active organic light emitting display device including a driving transistor, a switching transistor, and a capacitor according to a second embodiment of the present invention.
능동형 유기전계발광표시소자는 각각의 픽셀을 독립적으로 구동하기 위해서 개개의 픽셀 내에 스위칭 박막 트랜지스터(Switching Thin Film Transistor)와 드라이빙 박막 트랜지스터(Driving Thin Film Transistor) 및 데이터 저장 커패시턴스(Data Storage Capacitance)를 기본으로 회로를 형성하며, 그 구성 방법에 따라 트랜지스터와 커패시턴스의 수와 배열이 달라진다. 여기서 스위칭 박막 트랜지스터는 데이터 라인을 통해 인가된 구동전압을 드라이빙 박막 트랜지스터의 게이트 단자로 기입하기 위한 스위치 역할을 하며, 드라이빙 박막 트랜지스터는 유기전계발광표시소자에 전류를 주입하여 OLED를 구동하는 역할을 한다. 또한 저장 커패시턴스는 드라이빙 박막 트랜지스터 게이트 단의 전압을 1 프래임(Frame) 동안 유지하는 역할을 한다.The active organic light emitting display device is based on a switching thin film transistor, a driving thin film transistor, and a data storage capacitance in each pixel to independently drive each pixel. Circuits are formed, and the number and arrangement of transistors and capacitances vary depending on the construction method. The switching thin film transistor serves as a switch for writing the driving voltage applied through the data line to the gate terminal of the driving thin film transistor, and the driving thin film transistor injects current into the organic light emitting display device to drive the OLED. . In addition, the storage capacitance maintains the voltage of the driving thin film transistor gate terminal for one frame.
이러한 능동형 유기전계발광표시소자의 제작에는 투명 유리기판(611) 상에 후술하는 Poly-Si TFT를 탑재한 백플레인(640)을 제조하는 과정 및 그 위에 유기전계발광표시소자를 탑재하는 과정이 포함된다. 또한 후술하는 백플레인(640)의 기판으로는 플렉서블 기판, 금속기판, 석영기판 및 실리콘기판 등을 사용할 수도 있으며, Poly-Si 외에 비정질 실리콘, IGZO(InGaZnO)와 같은 Zn-0 계열의 산화물 반도 체 등을 활성층으로 사용하는 TFT를 탑재하여 후술하는 백플레인(640)을 제작할 수도 있다.Fabrication of such an active organic light emitting display device includes manufacturing a
본 발명의 제2 실시예에서는 능동형 유기전계발광표시소자의 제작을 위하여 투명기판(611) 상에 스퍼터링 방법과 열 CVD, PECVD, APCVD와 같은 CVD 방법 등을 이용하여 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막 등의 무기절연층을 1,000 Å ~ 5,000 Å 정도의 두께로 전면 적층하여 버퍼층(Buffer Layer)(641)을 형성한다.In the second embodiment of the present invention, an inorganic material such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or the like is fabricated by using a sputtering method and a CVD method such as thermal CVD, PECVD, and APCVD on the
그리고 상기 버퍼층(641) 상에 PECVD 또는 스퍼터링 등의 방법을 이용하여 두께 100 Å ~ 1,500 Å 정도의 비정질 실리콘을 적층한 후, 레이저 열처리 방법으로 Poly-Si 박막을 형성하고, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 섬(Island) 모양의 활성층(642)을 형성한다.After laminating amorphous silicon having a thickness of about 100 to about 1,500 mm by PECVD or sputtering on the
여기서 레이저 열처리 시 발생하는 수소 분출에 의한 상기 활성층(642)의 막 손상을 방지하기 위해, 비정질 실리콘 막 중 수소 함량이 5% 이하가 되도록 엑시머 레이저 열처리 공정 진행 전에 200 ℃ ~ 450 ℃ 정도의 온도에서 30분 ~ 1시간 정도 탈수소화 공정을 실시한다.In order to prevent film damage of the
여기서 Poly-Si 박막 형성을 위해 KrF(파장= 248 nm), ArF(파장= 193 nm), XeCl(파장= 308 nm) 등의 엑시머 레이저를 사용하여 23 ℃ ~ 400 ℃ 정도의 온도에서 50 mJ/㎠ ~ 1,500 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도로 열처리 공정을 실시한다.Here, excimer lasers such as KrF (wavelength = 248 nm), ArF (wavelength = 193 nm), and XeCl (wavelength = 308 nm) were used to form the Poly-Si thin film, and 50 mJ / The heat treatment step is performed at an energy density of about 2 cm 2 to 1,500 mJ / cm 2.
그리고 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 저장 커패시턴스층(도면에 도시하지 않음)을 형성하고자 하는 부분에 보론 내지는 인과 같은 이온들을 이온 주입기를 사용하여 일정량을 주입한다.A predetermined amount of ions, such as boron or phosphorus, are implanted into a portion to form a storage capacitance layer (not shown) by using a photolithography technique using an ion implanter.
여기서 주입된 이온들의 활성화를 위해 상기 KrF, ArF, XeCl 등의 엑시머 레이저를 사용하여 23 ℃ ~ 400 ℃의 온도에서 50 mJ/㎠ ~ 500 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도로 열처리 공정을 실시한다.In order to activate the implanted ions, a heat treatment process is performed at an energy density of 50 mJ / cm 2 to 500 mJ / cm 2 at a temperature of 23 ° C. to 400 ° C. using an excimer laser such as KrF, ArF, and XeCl.
그리고 상기 버퍼층(641)과 상기 활성층(642) 상에 PECVD 등의 방법을 이용하여 두께 1,000 Å ~ 5,000 Å 정도의 실리콘 산화막이나 실리콘 질화막을 적층하여 게이트 절연막층(643)을 형성한다.The gate insulating
그리고 상기 활성층(642)과 대응되는 상기 게이트 절연막층(643) 상에 스퍼터링 방법 또는 화학기상 증착법으로 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브텐(Mo), 몰리브텐 텅스텐(Mo-W), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, Cu, Ag, Au 등과 같은 금속들 중 하나를 1,000 Å ~ 5,000 Å 정도의 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 상기 활성층(642)과 대응되는 상기 게이트 절연막층(643) 상에 게이트 전극(644)을 형성한다.The chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), and molybdenum tungsten (Mo-W) are formed on the
그리고 N 채널 트랜지스터를 사용하여 후술하는 백플레인(640)을 구성하는 경우에는 상기 활성층(642) 상의 후술하는 제1 콘택홀(Contact Hole)(6451) 형성 영역에 이온 주입기를 이용하여 소정의 인 이온을 주입하여 N+ 영역(6421)을 형성한다.In the case of configuring the
또한 도5에는 도시하지 않았으나 P 채널 트랜지스터를 사용하여 후술하는 백플레인(640)을 구성하는 경우에는 상기 활성층(642) 상에 이온 주입기를 이용하여 소정의 보론 이온을 주입하여 P+ 영역을 형성한다.Although not illustrated in FIG. 5, when a
그리고 핫 캐리어(Hot Carrier)에 의한 TFT의 단 채널 효과(Short Channel Effect)를 개선하기 위하여, N 채널의 경우에는 상기 N+ 영역(6421)의 채널 안쪽으로 인접하여 N-영역(6422)을 설치함으로써 LDD(Lightly Doped Drain Layer) 구조를 형성할 수도 있다. 또한 P 채널의 경우에는 P+ 영역의 채널 안쪽으로 인접하여 P- 영역을 설치하여 LDD 구조를 형성할 수도 있다.In order to improve the short channel effect of the TFT due to the hot carrier, in the case of the N channel, an N − region 6422 is provided adjacent to the channel of the N + region 6421. By doing so, it is possible to form a lightly doped drain layer (LDD) structure. In the case of the P channel, an LDD structure may be formed by providing a P − region adjacent to a channel of the P + region.
여기서 상기 N- 영역(6422)은 상기 N+(6421) 영역 형성시보다 적은양의 이온을 주입하여 형성하고, 엑시머 레이저로 열처리하여 주입된 이온들을 활성화시킨다. 또한 P 채널의 경우에도 상기 P+ 영역 형성시보다 적은양의 이온을 주입하여 상기 P- 영역을 형성하고, 엑시머 레이저로 열처리하여 주입된 이온들을 활성화시킨다.Here, the N − region 6422 is formed by implanting a smaller amount of ions than when forming the
그리고 상기 게이트 절연막(643) 및 상기 게이트 전극(644)을 포함하는 상기 투명기판(611) 상에 PECVD 등의 방법으로 두께 3,000 Å ~ 10,000 Å 정도의 실리콘 산화막 혹은 실리콘 질화막 등을 사용하여 제2 절연막(645)을 적층한 후, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 제1 콘택홀(6451)을 형성한다.The second insulating film is formed on the
그리고 스퍼터링 방법을 사용하여 소오스-드레인 금속(Source-Drain Metal)을 500 Å ~ 5,000 Å 정도의 두께로 전면 적층하고, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 상기 제1 콘택홀(6451)을 매립하여 소오스 전극(646)과 드레인 전 극(647)을 형성한다.The source-drain metal is entirely stacked to a thickness of about 500 to 5,000 mm using a sputtering method, and the first contact hole 6645 is buried using a technique such as photolithography and etching. Thus, the
여기서 소오스-드레인 금속으로는 크롬(Cr), 텅스텐(W), 몰리브텐(Mo), 몰리브텐 텅스텐(Mo-W), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, Cu, Ag, Au 등과 같은 금속들이 제작 사양에 맞추어 사용된다.The source-drain metal may be chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), molybdenum tungsten (Mo-W), aluminum (Al), aluminum alloy, Cu, Ag, Au, etc. Are used according to manufacturing specifications.
여기서 드라이빙 박막 트랜지스터의 소오스 영역에 대응하는 콘택홀에는 버스 전극(646)을 설치하고, 스위칭 박막 트랜지스터의 소오스 영역의 버스 전극(646) 상에는 시그날 라인(Signal Line)을 설치하며, 드라이빙 박막 트랜지스터의 게이트 전극 및 스위칭 박막 트랜지스터의 드레인 영역에는 커패시터와 연결되는 저장전극(Storage Electrode)을 형성한다.Here, a
그리고 제작된 TFT 소자의 보호를 위하여 두께 3,000 Å ~ 10,000 Å 정도의 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막을 PECVD 방법 등을 이용하여 전면 적층하여 제3 절연막(648)을 형성한다.In order to protect the fabricated TFT device, a third
그리고 상기 제3 절연막(648) 상에 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 드라이빙 박막 트랜지스터의 드레인 영역에 제2 콘택홀(6481)을 형성한다. 이어서 스퍼터링 방법을 사용하여 두께 300 Å ~ 1,000 Å 정도의 ITO 전극을 적층하고, 상기 제2 콘택홀(6481)을 포함하는 표시부를 형성할 영역에 ITO 양전극층(612)으로 이루어지는 제1 전극(612)을 형성한다. 여기서 상기 ITO 양전극층(612)은 유기전계발광표시소자의 발광을 위한 양극층으로 사용한다.A second contact hole 6651 is formed on the third insulating
그리고 유기발광표시소자의 표시부를 정의하기 위해 두께 500 Å ~ 10,000 Å 정도의 포지티브 타입의 유기감광성 폴리이미드를 전면 도포하고, 광리소그라피 등의 기술을 이용하여 상기 ITO 전극(612)의 소정영역을 노출시켜 유기절연층패턴(613)을 형성한다.In order to define the display unit of the organic light emitting display device, a positive type organic photosensitive polyimide having a thickness of about 500 to 10,000 mm is coated on the entire surface, and a predetermined region of the
여기서 상기 유기절연층패턴(613)을 대신하여 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막 등의 무기절연층을 일정한 두께로 전면 적층한 후, 광리소그라피 및 식각 등의 기술을 이용하여 무기절연층패턴을 형성할 수도 있다.Here, instead of the organic insulating
그리고 상기의 유기절연층패턴(613)을 포함하는 Poly-Si TFT 백플레인(640)을 진공증착 장치 내로 이동하고, 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 소정영역이 노출된 상기 ITO 전극(612) 상에 두께 10 Å ~ 1,000 Å 정도의 호울주입층(615), 두께 10 Å ~ 1,000 Å 정도의 호울수송층(616), 두께 5 Å ~ 800 Å 정도의 유기발광층(617), 두께 2 Å ~ 50 Å 정도의 전자수송층(618) 등을 저분자 형태의 유기물을 사용하여 순차적으로 적층하여 유기전계발광층(625)을 형성한다.In addition, the poly-
그리고 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 고분자 형태의 유기물로 유기전계발광층(625) 부분을 형성할 수도 있다.In the same manner as in the first embodiment of the present invention, the organic
그리고 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 음극층(619)으로 이루어지는 제2 전극(619)을 형성한다. 또한 상기 제2 전극(619)과 상기 전자수송층(618) 사이에 전자 주입 효율을 증가시키기 위해 두께 1 Å ~ 150 Å 정도의 불화리튬(LiF), 산화리튬(Li2O), 불화세슘(CsF), 리튬-알루미늄 합금(Li:Al Alloy) 중 하나를 개재하기도 한다.In the same manner as in the first embodiment of the present invention, the
그리고 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 후술하는 보호층(690) 전체 의 균일한 열처리 공정 진행을 위하여, 상기 제2 전극(619)을 덮고, 그 상면을 평면화하는 평탄화층(680)을 형성한다.In the same manner as in the first embodiment of the present invention, the
여기서 평탄화층(680)은 Alq3와 같은 저분자 유기물질을 열진공증착법으로 외부 구동회로와 패널을 연결하기 위한 패드 부분에 유기물질이 적층되지 않도록 진공증착기 내부에 패드 부분이 가려진 쉐도우 마스크를 사용하여 500 Å ~ 30,000 Å 정도의 두께로 적층한다.Here, the
여기서 고분자 유기물질을 스핀코팅, 딥핑(Dipping), 프린팅 등의 방법으로 적층하거나, 또는 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막과 같은 무기물질을 CVD, 스퍼터링 등의 방법으로 적층하여 상기 평탄화층(680)을 형성할 수도 있다.The
그리고 본 발명의 제1 실시예와 같은 스퍼터링 및 화학기상증착법으로 상기 제2 전극(619)과 상기 평탄화층(680)을 포함한 상기 투명기판(611) 상에 약 1,500 Å 이하의 두께로 실리콘 질화막을 전면 적층하여 보호층(690)을 형성한다.The silicon nitride film is formed on the
여기서 상기 실리콘 질화막의 두께는 후술하는 엑시머 레이저 열처리 시, 레이저 빛이 실리콘 질화막 내로 흡수되는 영역에 해당하는 두께이며, 상기 보호층(690) 내에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 하는 두께이다.Here, the thickness of the silicon nitride film is a thickness corresponding to a region where laser light is absorbed into the silicon nitride film during excimer laser heat treatment, which will be described later, and a thickness such that a region not subjected to heat treatment is not formed in the
여기서 본 발명의 제1 실시예와 같이 스퍼터링 방법을 사용하여 상기 실리콘 질화막을 형성하는 경우에는 막 중에 수소가 포함되지 않지만, 화학기상증착법을 사용하는 경우에는 막 중에 수소가 포함되어 있어 엑시머 레이저로 탈수소공정을 실시하여 막 중의 수소를 제거한다. 엑시머 레이저를 사용한 탈수소 공정은 30 mJ/ ㎠ ~ 500 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도에서 실시한다.Here, when the silicon nitride film is formed using the sputtering method as in the first embodiment of the present invention, hydrogen is not included in the film. However, when the chemical vapor deposition method is used, hydrogen is included in the film. The process is carried out to remove hydrogen in the film. The dehydrogenation process using an excimer laser is performed at an energy density of about 30 mJ / cm <2> -500 mJ / cm <2>.
그리고 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 상기 보호층(690)의 막질 개선을 위해, 엑시머 레이저를 사용하여 상기 보호층(690) 내부에 열처리가 되지 않는 영역이 형성되지 않도록 50 mJ/㎠ ~ 1,500 mJ/㎠ 정도의 에너지 밀도에서 열처리를 실시한다.In the same manner as in the first embodiment of the present invention, in order to improve the film quality of the
또한, 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 상기와 같은 방법으로 열처리된 실리콘 질화막 상에 수소가 포함되지 않은 실리콘 질화막을 순차적으로 더 적층하고, 상기와 같은 방법으로 레이저 열처리의 일괄 공정을 일회 이상 더 실시하여 둘 이상의 복합층의 실리콘 질화막으로 상기 보호층(690)을 형성할 수도 있다.Further, in the same manner as in the first embodiment of the present invention, a silicon nitride film containing no hydrogen is sequentially laminated on the silicon nitride film heat treated in the same manner as described above, and the batch process of laser heat treatment is performed in the same manner as described above. The
또한, 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로 상기 열처리된 실리콘 질화막 및 두께 30 Å ~ 1,500 Å 정도의 Al2O3와 같은 알루미늄 산화물을 둘 이상의 복합층으로 상기 보호층(690)을 형성할 수도 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 제1 실시예와 같은 방법으로, 상기 투명기판(611) 상에 상술한 구조를 덮도록 유리, 플라스틱류, 메탈 등으로 이루어진 외부 보호캡을 접착 봉지하여 상기 보호층(690)의 기계적 강도를 보강할 수도 있다.In addition, in the same manner as in the first embodiment of the present invention, the
본 발명의 제2 실시예에서 상기 투명기판(611) 상에 상기 양극층(612) 대신 상기 음극층(619)을 형성하고 나중에 상기 양극층(612)을 형성할 수도 있다.In the second exemplary embodiment of the present invention, the
본 발명의 제2 실시예에 의한 능동형 유기전계발광표시소자는 상기 백플레인(640) 상의 트랜지스터를 이용하여 선택적인 위치의 한 픽셀의 상기 양전극층(612) 과 상기 음전극층(619) 사이에 전압이 인가되면, 두 전극 사이에 존재하는 상기 호울수송층(616)을 통하여 주입된 호울과 상기 전자수송층(618)을 통해 주입된 전자가 상기 유기발광층(617)에서 만나 재결합되면서 전자가 여기된 후에 바닥 상태로 떨어지면서 빛을 방출한다.In an active organic light emitting display device according to a second embodiment of the present invention, a voltage is applied between the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention are described above for the purpose of illustration, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, additions, etc. within the spirit and scope of the present invention, such modifications and changes belong to the following claims Should be seen.
도1은 종래 제1 기술의 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.1 is a process cross-sectional view of an organic light emitting display device according to the prior art.
도2는 종래 제2 기술의 능동형 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.2 is a process cross-sectional view of an active organic light emitting display device according to a conventional second technology.
도3은 종래 제3 기술의 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.3 is a cross-sectional view of a conventional organic light emitting display device according to a third technology.
도4는 종래 제4 기술의 유기전계발광표시소자의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of an organic light emitting display device according to a fourth technique.
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동형 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a passive organic light emitting display device according to a first embodiment of the present invention.
도6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 능동형 유기전계발광표시소자의 공정 단면도이다.6 is a process cross-sectional view of an active organic light emitting display device according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS
11, 211, 311, 411, 511, 611: 투명기판 12, 212, 312, 412, 512, 612: 양전극층(제1 전극)11, 211, 311, 411, 511, 611:
13, 513, 613: 유기절연층패턴 14, 514: 격벽13, 513, and 613: organic insulating
15, 215, 315, 415, 515, 615: 호울주입층 16, 216, 316, 416, 516, 616: 호울수송층15, 215, 315, 415, 515, 615:
17, 217, 317, 417, 517, 617: 유기발광층 18, 218, 318, 418, 518, 618: 전자수송층17, 217, 317, 417, 517, 617: organic
525, 625: 유기전계발광층 19, 219, 319, 419, 519, 619: 음전극층(제2 전극)525, 625:
20: 제습제 21: 금속캡 22: 유기물 접착제20: dehumidifier 21: metal cap 22: organic adhesive
230, 330: 구동부 240, 340, 640: 백플레인 250, 350: 제1 기판 260, 360: 제2 기판230, 330:
231, 331: 무기절연물질 232, 332: 유기절연물질231, 331: inorganic insulating
249, 349: 제1 보호층 251: 플릿 글라스249 and 349: first protective layer 251: flit glass
361: 유기물 시트 470, 590, 690: 보호층361:
580, 680: 평탄화층 641: 버퍼층580, 680: planarization layer 641: buffer layer
642: 활성층 643: 게이트 절연막642: active layer 643: gate insulating film
644: 게이트 전극 645: 제2 절연막644: gate electrode 645: second insulating film
646: 소오스 전극 647: 드레인 전극646 a source electrode 647 a drain electrode
648: 제3 절연막 6421: N+ 영역 6422: N- 영역648: Third insulating film 6421: N + region 6422: N - region
6451: 제1 콘택 6481: 제2 콘택6451: first contact 6481: second contact
Claims (26)
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---|---|---|---|
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-
2011
- 2011-11-07 KR KR1020110115231A patent/KR20130050080A/en not_active Application Discontinuation
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