KR20140016111A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 순차적으로 게이트하부전극 및 게이트상부전극을 포함하는 게이트전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 상 층간 절연막 상에 구비되고 상기 소스전극 및 드레인전극과 동일층에 형성된 패드하부전극 및 상기 패드하부전극 상에 구비된 패드상부전극을 포함하는 패드전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링되는 유기 발광 소자; 를 포함하며 상기 유기발광소자는 제1 내지 제3 서브 화소에 각각 구비된 제1 내지 제3 유기 발광 소자를 포함하며, 상기 제1유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 제1화소전극, 단파장의 광을 발광하는 제1중간층, 및 대향 전극이 순차적으로 구비되며, 상기 제2유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 하부화소전극 및 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 상부화소전극을 포함하는 제2화소전극, 중파장의 광을 발광하는 제2중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비되며, 상기 제3유기 발광 소자는 상기 층간 절연막 상에 구비되며 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 제3화소전극, 장파장의 광을 발광하는 제3중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
Description
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 제조 공정이 단순화되고, 발광 효율이 개선된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치, 액정 디스플레이 장치 등과 같은 평판 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT) 및 커패시터 등과 이들을 연결하는 배선을 포함하는 패턴이 형성된 기판상에 제작된다. 일반적으로, 평판 표시 장치가 제작되는 기판은 TFT 등을 포함하는 미세 구조의 패턴을 형성하기 위하여, 이와 같은 미세 패턴이 그려진 마스크를 이용하여 패턴을 상기 어레이 기판에 전사한다.
그러나, 마스크를 이용하여 패턴을 전사하는 공정에서는, 먼저 필요한 패턴을 구비한 마스크를 준비하여야 하기 때문에, 마스크를 이용하는 공정 단계가 늘어날수록 마스크 준비를 위한 제조 원가가 상승한다. 또한, 상술한 복잡한 단계들을 거쳐야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 제조 시간의 증가 및 이로 인한 제조 원가가 상승하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 제조 공정이 단순화되고, 발광 효율이 개선된 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 배치된 활성층, 상기 활성층과 절연되며, 순차적으로 게이트하부전극 및 게이트상부전극을 포함하는 게이트전극, 상기 게이트전극 상에 구비된 층간 절연막에 의해 절연되어 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극을 포함하는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링되며, 상기 층간 절연막 상에 구비되고 상기 소스전극 및 드레인전극과 동일층에 형성된 패드하부전극 및 상기 패드하부전극 상에 구비된 패드상부전극을 포함하는 패드전극; 및 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링되는 유기 발광 소자; 를 포함하며 상기 유기발광소자는 제1 내지 제3 서브 화소에 각각 구비된 제1 내지 제3 유기 발광 소자를 포함하며, 상기 제1유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 제1화소전극, 단파장의 광을 발광하는 제1중간층, 및 대향 전극이 순차적으로 구비되며, 상기 제2유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 하부화소전극 및 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 상부화소전극을 포함하는 제2화소전극, 중파장의 광을 발광하는 제2중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비되며, 상기 제3유기 발광 소자는 상기 층간 절연막 상에 구비되며 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 제3화소전극, 장파장의 광을 발광하는 제3중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
상기 게이트하부전극, 상기 제1화소전극 및 상기 하부화소전극은 투명 도전성 산화물을 포함한다.
상기 패드상부전극, 상기 상부화소전극 및 상기 제3화소전극은 투명 도전성 산화물을 포함한다.
상기 제1중간층은 청색 광을 발광하고, 상기 제2중간층은 녹색 광을 발광하고, 상기 제3중간층은 적색 광을 발광한다.
상기 기판으로부터 상기 제3중간층까지의 거리는 상기 기판으로부터 상기 제1중간층까지의 거리 및 상기 기판으로부터 상기 제2중간층까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 한다.
상기 층간 절연막은 무기 절연 물질을 포함한다.
상기 소스전극, 드레인전극 및 패드하부전극은 저저항 금속 물질을 포함한다.
상기 활성층과 상기 게이트전극 사이에 게이트 절연막을 더 포함하며,
상기 제1 내지 제3유기발광소자는 상기 게이트 절연막 상에 구비된 것을 특징으로 한다.
상기 박막 트랜지스터 및 상기 패드전극을 덮는 화소 정의막을 더 포함하며,
상기 화소 정의막은 상기 패드전극의 가장자리를 덮고 적어도 중앙부를 노출하는 개구부를 포함한다.
상기 활성층과 동일층에 형성된 커패시터하부전극 및 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 커패시터상부전극을 포함하여, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링된 커패시터; 를 더 구비한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판 상에 박막 트랜지스터의 활성층을 형성하는 제1마스크 공정 단계; 상기 활성층 상부에, 게이트하부전극 및 게이트상부전극을 포함하는 게이트전극, 제1화소전극을 형성하기 위한 제1전극패턴 및 제2화소전극을 형성하기 위한 제2전극패턴을 형성하는 제2마스크 공정 단계; 상기 활성층의 일부를 노출하는 컨택홀들 및 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴의 적어도 일부를 노출하는 개구들을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 제3마스크 공정 단계; 상기 컨택홀들을 통해 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극과, 상기 제1화소전극, 하부화소전극 및 패드하부전극을 형성하는 제4마스크 공정 단계; 상기 하부화소전극 상에 상부화소전극을 형성하고, 상기 패드하부전극 상에 패드상부전극을 형성하고, 제3화소전극을 형성하는 제5마스크 공정 단계; 및 상기 제1화소전극, 상기 상부화소전극 및 제3화소전극의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막을 형성하는 제6마스크 공정 단계; 를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 제2마스크 공정 단계는, 상기 활성층 상부에 제1절연막, 제1도전층 및 제2도전층을 순차 적층하는 단계; 및 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 패터닝하여 상기 제1도전층을 게이트하부전극으로 하고, 상기 제2도전층을 게이트상부전극으로 하는 게이트전극을 형성하고, 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 패터닝하여 제1전극패턴 및 제2전극패턴을 형성하는 단계; 를 포함한다.
상기 제2마스크 공정 단계 이후에, 상기 활성층을 불순물로 도핑하여 소스영역 및 드레인영역을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 제3마스크 공정 단계는, 상기 게이트전극, 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴 상부에 제2절연막을 형성하는 단계; 및 상기 제1절연막 및 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 활성층의 일부를 노출하는 상기 컨택홀들과, 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴의 적어도 일부를 노출하는 개구들을 형성하는 단계; 를 포함한다.
제4마스크 공정 단계는, 상기 층간 절연막 상에 제3도전층을 형성하는 단계; 상기 제3도전층을 패터닝하여 상기 컨택홀들을 통해 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극과 패드하부전극을 형성하는 단계; 및 상기 제1전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 상기 제1화소전극을 형성하고, 상기 제2전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 상기 하부화소전극을 형성하는 단계; 를 포함한다.
상기 제1마스크 공정 단계는, 기판 상에 상기 활성층과 동일층에 커패시터하부전극을 형성하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 제2마스크 공정 단계는, 상기 커패시터하부전극의 상부에, 커패시터상부전극을 형성하기 위한 제3전극패턴을 형성하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 제4마스크 공정 단계는, 상기 제3전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 커패시터상부전극을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 기판 전면에 제4도전층을 형성하는 단계; 및 상기 제4도전층을 패터닝하여 상기 하부화소전극 상에 상부화소전극을 형성하고, 상기 패드하부전극 상에 패드상부전극을 형성하고, 제3화소전극을 형성하는 단계; 를 포함한다.
상기 제5마스크 공정 단계는, 상기 기판 전면에 제3절연층을 형성하는 단계; 및 상기 제3절연층을 패터닝하여 상기 제1화소전극, 상기 상부화소전극 및 제3화소전극의 가장자리를 덮고 적어도 일부를 노출하는 화소정의막을 형성하는 단계; 를 포함한다.
노출된 상기 제1화소전극 상에 청색 광을 발광하는 제1중간층을 형성하는 단계; 노출된 상기 제2화소전극 상에 녹색 광을 발광하는 제2중간층을 형성하는 단계; 및 노출된 상기 제1화소전극 상에 적색 광을 발광하는 제3중간층을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.
상기 제1 내지 제3중간층을 덮도록 기판 전면에 대향 전극을 형성하는 단계; 를 더 포함한다.
이상과 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유기 발광 표시 장치의 제조공정이 단순화되어 장치의 신뢰성이 향상된다. 또한, 각 서브 화소의 발광 색에 맞는 화소전극을 구비하여 발광 효율이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3 내지 도 15는 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 3 내지 도 15는 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치의 제조 공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의하여 한정되어서는 안된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함한다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
하나의 소자(elements)가 다른 소자와 "접속된(connected to)" 또는 "커플링된(coupled to)" 이라고 지칭되는 것은, 다른 소자와 직접 연결 또는 커플링된 경우 또는 중간에 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
반면, 하나의 소자가 다른 소자와 "직접 접속된(directly connected to)" 또는 "직접 커플링된(directly coupled to)"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 구조를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 유기 발광 표시 장치(1)는 복수개의 발광 화소(P)를 포함하는 제1기판(10), 제1기판(10)과 실링을 통해 합착되는 밀봉 기판(20)을 포함한다.
제1기판(10)에는 박막 트랜지스터, 유기발광소자, 커패시터 등이 형성될 수 있다. 또한, 제1기판(10)은 LTPS(crystalline silicon) 기판, 유리 기판 또는 플라스틱 기판 등일 수 있다.
밀봉 기판(20)은 제1기판(10)에 구비된 발광 화소(P) 등을 외부 수분, 공기 등으로부터 차단하도록 제1기판(10) 상에 배치된다. 밀봉 기판(20)은 제1기판(10)과 대향되도록 위치한다. 밀봉 기판(20)은 유리 기판 또는 플라스틱 기판 또는 스테인리스 스틸(Stainless Using Steel; SUS) 기판일 수 있으며, 제1기판(10)과 밀봉 기판(20)은 그 가장자리를 따라 배치되는 실링부재(미도시)에 의해 서로 접합될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 밀봉 기판(20) 대신에 박막 밀봉 필름을 제1기판(10) 상에 형성함으로써, 발광 화소를 보호할 수 있다. 밀봉 필름은 실리콘옥사이드 또는 실리콘나이트라이드와 같은 무기물로 이루어진 막과 에폭시, 폴리이미드와 같은 유기물로 이루어진 막이 교대로 성막된 구조를 취할 수 있는 데, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1기판(10)은 빛이 출사되는 표시 영역(DA)과 이 표시 영역(DA)의 외곽에 위치한 비표시 영역(NDA)을 포함한다.
상술한 바와 같이, 제1기판(10)의 표시 영역(DA)에는 복수개의 발광 화소(P)가 배치된다. 발광 화소(P)는 서로 다른 색의 빛을 발광하는 복수개의 서브 화소(Pr, Pg, Pb)를 포함하는 단위 화소 일 수 있다. 예를 들어, 발광 화소(P)는 적색 서브 화소(Pr), 녹색 서브 화소(Pg) 및 청색 서브 화소(Pb)를 포함하는 단위 화소일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 발광 화소는 백색 서브 화소를 더 포함할 수도 있다. 또한, 서브 화소의 배치, 구조 및 넓이는 도 1에 도시된 바에 한정되지 않고 다양하게 구현될 수 있다.
하나의 서브 화소에는, 광을 발광하는 발광 영역(110, 120, 130)과 회로 영역(PC)이 구비된다. 발광 영역(110, 120, 130)에는 유기발광소자가 구비된다. 회로 영역(PC)에는 유기발광소자와 접속되거나 커플링되어 이를 구동하는 박막 트랜지스터들 및 박막 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 커패시터가 구비된다. 도 1에 도시된 바와 같이 발광 영역(110, 120, 130)과 회로 영역(PC)은 평면 상에 나란히 배치될 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 서로 중첩되어 배치될 수도 있다.
한편, 표시 영역(DA)에는 박막 트랜지스터들 및 커패시터와 전기적으로 접속 또는 커플링된 배선이 형성된다. 그리고, 비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DA)의 배선으로부터 연장 형성된 패드전극이 위치하는 패드영역(400)이 포함될 수 있다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절개한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 유기 발광 표시 장치(1)는, 적색, 녹색 및 청색 발광 영역(100), 박막 트랜지스터 영역(200), 저장 영역(300), 및 패드 영역(400)을 포함한다. 한편, 각 서브 화소(Pr, Pg, Pb)는 발광 영역(100)과 관련된 구성에만 차이가 있고 박막 트랜지스터 영역(200) 및 저장 영역(300)은 동일한 구성을 가지고 있다. 따라서, 이하에서는 청색 서브 화소(Pb)에 포함된 박막 트랜지스터 영역(200) 및 저장 영역(300)에 대해서만 구체적으로 기술하기로 하며, 적색 서브 화소(Pr) 및 녹색 서브 화소(Pg)에 포함된 박막 트랜지스터 영역(200) 및 저장 영역(300)에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다.
박막 트랜지스터 영역(200)에는 구동 소자로서 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된다. 박막 트랜지스터(TFT)는, 활성층(212), 게이트전극(210) 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)으로 구성된다. 게이트전극(210)은 게이트하부전극(214)과 게이트하부전극(214) 상부에 있는 게이트상부전극(215)으로 구성되고, 이 때 게이트하부전극(214)은 투명한 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide: TCO)로 형성될 수 있다. 한편, 게이트상부전극(215)는 저저항 금속 물질로 형성될 수 있다. 게이트전극(210)과 활성층(212) 사이에는 이들 간의 절연을 위한 게이트 절연막인 제1절연막(13)이 개재되어 있다. 또한, 활성층(212)의 양쪽 가장자리에는 고농도의 불순물이 도핑된 소스영역(212s) 및 드레인영역(212d)이 형성되어 있으며, 이들은 소스전극(217s) 및 드레인 전극(217d)에 각각 연결되어 있다.
저장 영역(300)에는 커패시터(Cst)가 구비된다. 커패시터(Cst)는 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결되며, 구동 박막 트랜지스터(TFT)로 인가되는 신호를 저장한다. 커패시터(Cst)는 커패시터하부전극(312) 및 커패시터상부전극(314)으로 이루어지며, 이들 사이에 유전체층으로써 제1절연막(13)이 개재된다. 여기서, 커패시터하부전극(312)은 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(212)과 동일한 층에 형성될 수 있다. 커패시터하부전극(312)은 반도체 물질로 이루어지며, 불순물이 도핑되어 있어 전기전도성이 향상된다. 한편, 커패시터상부전극(314)은 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트하부전극(214)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성된다.
발광 영역(100)에는 유기발광소자(OLED)가 구비된다. 유기발광소자(OLED)는 화소 전극에 인가되는 전류에 의해 발광한다. 유기발광소자(OLED)는 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 커플링된 화소전극, 화소전극과 마주보도록 형성된 대향 전극(150) 및 그 사이에 개재되어 빛을 발광하는 중간층으로 구성된다.
유기발광소자(OLED)는 다른 색의 빛을 발광하는 서브 화소(Pr, Pg, Pb 도 1 참조)마다 두께를 상이하게 구현한다. 예를 들어, 적색 서브 화소(Pr 도 1 참조)의 적색 발광 영역(130)에 포함된 제3유기발광소자(OLED3)가 가장 두껍고, 청색 서브 화소(Pb 도 1 참조)의 청색 발광 영역(110)에 포함된 제1유기발광소자(OLED1)가 가장 얇게 구현될 수 있다. 한편, 녹색 서브 화소(Pg 도 1 참조)의 녹색 발광 영역(120)에 포함된 제2유기발광소자(OLED2)는 중간 두께로 구현될 수 있다. 적색의 빛은 파장이 가장 길기 때문에 파장의 길이에 맞추어 제3유기발광소자(OLED3)를 두껍게 구현함으로써 공진(resonance) 효과에 의해 광 효율이 향상될 수 있다. 같은 방식으로 청색의 빛은 파장이 가장 짧기 때문에 파장의 길이에 맞추어 제1유기발광소자(OLED1)를 얇게 구현함으로써 공진 효과에 의해 광 효율이 향상될 수 있다. 여기서 파장의 길이나, 유기발광소자의 두께는 상대적인 개념으로써, 녹색 및 청색 서브화소에 비해 적색 서브화소에서 방출되는 파장의 길이가 상대적으로 길며, 유기발광소자의 두께도 상대적으로 두꺼운 것을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 청색 서브 화소(Pb 도 1 참조)에 포함된 제1유기발광소자(OLED1)의 제1화소전극(114)은 게이트 절연막(13) 상에 구비되며, 게이트하부전극(214)과 동일한 층에 동일한 물질로 형성된다. 녹색 서브 화소(Pg 도 1 참조)에 포함된 제2유기발광소자(OLED2)의 제2화소전극(126)은 제1화소전극(114)과 동일한 층에 동일한 물질로 이루어진 하부화소전극(124)과, 하부화소전극(124) 상에 형성된 상부화소전극(128)을 포함한다. 따라서, 제2유기발광소자(OLED2)는 제1유기발광소자(OLED1)보다 두께가 두껍다. 적색 서브 화소(Pr 도 1 참조)에 포함된 제3유기발광소자(OLED3)의 제3화소전극(138)은 게이트 절연층(13) 상에 형성된 층간 절연막(16) 상에 구비되며, 상부화소전극(128)과 동일층에 동일한 물질로 이루어진다. 따라서 제3유기발광소자(OLED3)는 제3화소전극(138) 하부의 층간 절연막(16)의 두께로 인하여 제2유기발광소자(OLED2)보다 두껍게 구현된다. 이와 같이, 본 발명은 화소전극 및 화소전극 하부의 절연막에 의해 유기발광소자의 두께를 서브화소 별로 차등적으로 구현한다. 이로부터, 유기 발광 표시 장치(1)의 전반적인 제조 공정 단계가 줄어드는 특징이 있다.
패드영역(400)은 패드전극(PAD)을 포함한다. 여기서 도시되지 않았지만, 패드전극(PAD)은 박막 트랜지스터(TFT), 커패시터(Cst) 또는 유기발광소자와 배선(미도시)을 통해 전기적으로 커플링될 수 있다. 또한, 패드전극(PAD)은 유기 발광 표시 장치(1)의 구동을 위해 전류를 공급하는 드라이버IC(미도시)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 패드전극(PAD)은 드라이버IC(미도시)로부터 전류, 전압 또는 신호를 인가받아 배선(미도시)을 통해 표시영역(도 1의 DA)에 위치한 박막 트랜지스터(TFT) 커패시터(Cst) 또는 유기발광소자로 전달하게 된다. 패드전극(PAD)은 외부의 드라인버IC(미도시)와 전기적으로 연결되기 위하여 화소 정의막(19)의 개구부를 통해 적어도 일부가 노출된다.
패드전극(PAD)은 층간 절연막(16) 상에 구비된 패드하부전극(417), 패드하부전극(417) 상부에 형성된 패드상부전극(418)을 포함한다. 여기서 패드하부전극(417)은 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)과 동일층에 동일한 물질로 형성된다. 따라서 패드하부전극(417)은 저저항 금속 물질을 포함한다. 패드상부전극(418)은 상부화소전극(128) 및 제3화소전극(138)과 동일층에 동일한 물질로 형성된다. 따라서 패드상부전극(418)은 투명 도전성 산화물(Transparent Conductive Oxide: TCO)을 포함한다.
본 발명의 일실시예에 의하면, 패드상부전극(418)을 형성할 때, 제3화소전극(138)과 제2화소전극(126)의 상부화소전극(128)을 동시에 형성한다. 이로써 광 효율이 향상된 유기발광소자를 형성함과 동시에 공정 단계를 줄일 수 있는 효과가 있다. 이러한 효과는 이하 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 공정을 살펴보면서 구체적으로 알아보기로 한다.
도 3 내지 도 14는 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치(1)의 제조공정을 개략적으로 나타내는 단면도이다. 이하에서는 도 2에 도시된 유기 발광 표시 장치(1)의 제조공정을 개략적으로 설명한다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(10) 상부에 보조층(11)을 형성한다. 상세히, 제1기판(10)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 형성될 수 있다. 제1기판(10)은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 투명한 플라스틱 재 또는 금속 재 등, 다양한 재질의 기판을 이용할 수 있다.
한편, 제1기판(10) 상면에 불순물 이온이 확산되는 것을 방지하고, 수분이나 외기의 침투를 방지하며, 표면을 평탄화하기 위한 베리어층, 블록킹층, 및/또는 버퍼층과 같은 보조층(11)이 구비될 수 있다. 보조층(11)은 SiO2 및/또는 SiNx 등을 사용하여, PECVD(plasma enhanced chemical vapor deosition)법, APCVD(atmospheric pressure CVD)법, LPCVD(low pressure CVD)법 등 다양한 증착 방법에 의해 형성될 수 있다.
다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 보조층(11) 상부에 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(212)과 커패시터하부전극(312)을 형성한다. 상세히, 보조층(11) 상부에 비정질실리콘층(미도시)을 먼저 증착한 후 이를 결정화함으로써 다결정실리콘층(미도시)을 형성한다. 비정질 실리콘은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallzation)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallzation)법, MILC(metal induced lateral crystallzation)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법에 의해 결정화될 수 있다. 그리고, 이와 같이 다결정실리콘층은 제1마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해, 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(212) 및 커패시터하부전극(312)으로 패터닝된다.
본 실시예에서는, 활성층(212)과 커패시터하부전극(312)이 분리 형성되었으나, 활성층(212)과 커패시터하부전극(312)을 일체로 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 활성층(212)과 커패시터하부전극(312)이 형성된 제1기판(10)의 전면에 제1절연막(13), 제1도전층(14) 및 제2도전층(15)을 순차로 형성한다.
제1절연막(13)은 SiNx 또는 SiOx 등과 같은 무기 절연막을 PECVD법, APCVD법, LPCVD법 등의 방법으로 증착할 수 있다. 제1절연막(13)은, 박막 트랜지스터(TFT)의 활성층(212)과 게이트전극(210 도 2 참조) 사이에 개재되어 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 절연막 역할을 하며, 커패시터상부전극(314 도 2 참조)과 커패시터하부전극(312) 사이에 개재되어 커패시터(Cst)의 유전체층 역할을 하게 된다.
제1도전층(14)은 ITO, IZO, ZnO, AZO, GIZO 또는 In2O3와 같은 투명 물질 가운데 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 추후 상기 제1도전층(14)은 제1화소전극(114), 하부화소전극(124), 게이트하부전극(214) 및 커패시터상부전극(314), 으로 패터닝 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 발광 표시 장치(1)가 기판의 방향으로 발광하는 배면발광형(bottom emission type)이면 화소전극은 투명전극을 형성될 필요가 있다. 따라서, 화소전극을 형성하기 위한 제1도전층(14)은 투명 도전성 산화물(TCO)로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 제2도전층(15)은 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, Mo, Ti, W, MoW, Cu 가운데 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 제2도전층(15)은 Mo - Al - Mo의 3층 구조로 형성될 수도 있다. 추후 제2도전층(15)은 게이트상부전극(215)으로 패터닝 될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의하면, 게이트전극(210) 은 전류를 잘 통해야 하므로 다소 저항이 큰 제1도전층(14)으로만 형성하는 것은 문제가 있다. 따라서 박막 트랜지스터(TFT)가 적합한 기능을 수행하기 위해 제1도전층(14)에 비해 저항이 작은 저저항 금속 물질로 이루어진 제2도전층(15)을 형성해야 한다.
도 5를 참조하면, 제1기판(10) 상에 제1화소전극(114)을 형성하기 위한 제1전극패턴(1100), 제2화소전극(126)을 형성하기 위한 제2전극패턴(1120), 및 게이트전극(210)을 각각 형성한다.
상세히, 제1기판(10) 전면에 차례로 적층된, 제1도전층(14) 및 제2도전층(15) 은 제2 마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해 패터닝된다. 이로부터, 박막 트랜지스터 영역(200)에는 제1도전층(14)을 게이트하부전극(214)으로 하고, 제2도전층(15)을 게이트상부전극(215)으로 하는 게이트전극(210)이 형성된다. 또한, 청색 발광 영역(110)에는 제1도전층(14)을 제1화소전극(114)으로 하는 제1전극패턴(1100)이 형성되고, 녹색 발광 영역(120)에는 제1도전층(14)을 제2화소전극(126)의 하부화소전극(124)으로 하는 제2전극패턴(1120)이 형성된다. 저장 영역(300)에는 제1도전층(14)을 커패시터상부전극(314)으로 하는 제3전극패턴(1300)이 형성된다. 한편, 도 5에서 도면부호 115, 125, 315 는 제2도전층이 각 전극패턴으로 패터닝 된 것이며 추후 제거될 부분이다.
여기서, 게이트전극(210)은 활성층(212)의 중앙에 대응하도록 형성되며, 게이트전극(210)을 셀프 얼라인(self align) 마스크로 하여 활성층(212)으로 n형 또는 p형의 불순물을 도핑하여 게이트전극(210)의 양측에 대응하는 활성층(212)의 가장자리에 소스영역(212s), 드레인영역(212d)과 이들 사이의 채널영역(212c)을 형성한다. 여기서 불순물은 보론(B) 이온 또는 인(P) 이온일 수 있다.
다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 게이트전극(210)이 형성된 제1기판(10)의 전면에 제2절연막(16)을 증착한다.
제2절연막(16)은 SiNx 또는 SiOx 등과 같은 무기 절연막을 PECVD법, APCVD법, LPCVD법 등의 방법으로 증착할 수 있다. 제2절연막(16)은 충분한 두께로 형성되어, 예컨대 전술한 제1절연막(13)보다 두껍게 형성되어, 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트전극(210)과, 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d) 사이의 층간 절연막(16) 역할을 수행한다. 한편, 제2절연막(16)은 상기와 같은 무기 절연 물질뿐만 아니라, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질과 무기절연 물질을 교번하여 형성할 수도 있다.
다음으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 제2절연막(16)을 패터닝하여 제1전극패턴(1100), 제2전극패턴(1120) 및 제3전극패턴(1300)을 노출하는 개구들(H1, H2, H3)과, 활성층(212)의 소스영역(212s) 및 드레인영역(212d)의 일부를 노출하는 컨택홀들(CT)을 갖는 층간 절연막(17)을 형성한다.
상세히, 상기 제2절연막(16)은 제3마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해 패터닝됨으로써 개구들(H1, H2, H3) 및 컨택홀들(CT) 를 형성한다. 여기서, 컨택홀들(CT)은 소스영역(212s) 및 드레인영역(212d)의 일부를 각각 노출시키고, 개구들(H1, H2, H3)은 전극패턴들(1100, 1120, 1300)의 상부를 구성하는 제2도전층(15)의 적어도 일부를 노출시킨다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이 커패시터상부전극(314)을 노출하는 제3개구(H3)는 커패시터상부전극(314)의 가장자리를 제외한 일부를 노출시킬수도 있으나, 이에 한정되지 않고 커패시터상부전극(314)을 전체를 노출시킬 수도 있다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 않고 제3개구(H3)를 형성하지 않아 커패시터상부전극(314)이 제2절연막(16)에 덮여 노출되지 않을 수도 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 층간 절연막(17)을 덮도록 제1기판(10) 전면에 제3도전층(17)을 증착한다.
상기 제3도전층(17)은 전술한 제2도전층(15)과 동일한 저저항 도전 물질 가운데 선택할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 도전 물질들로 형성될 수 있다. 또한, 상기 도전 물질은 전술한 개구들(H1, H2, H3) 및 컨택홀(CT)을 충진할 수 있을 정도로 충분한 두께로 증착된다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제3도전층(도 8의 17 참조)을 패터닝하여, 소스전극(217s) 및 드레인전극(21d), 패드하부전극(417)과, 제1화소전극(114) 및 하부화소전극(124)을 각각 형성한다.
상세히, 제3도전층(도 8의 17 참조)을 제4마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해 패터닝하여 박막 트랜지스터 영역(200)에 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)을 형성한다. 여기서, 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)은 컨택홀(CT)을 통해 활성층(212)의 소스영역(212s) 및 드레인영역(212d)과 각각 접속한다.
한편, 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)을 형성함과 동시에 패드영역(400)에 패드하부전극(417)을 형성한다. 패드하부전극(417)은 층간 절연막(16) 상에 형성된다.
한편, 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)과 패드하부전극(417)을 형성함과 동시에, 제1화소전극(114) 및 하부화소전극(124)을 형성한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 소스전극(217s) 및 드레인전극(217d)과 패드하부전극(417)을 형성한 후 추가 식각에 의해 제1화소전극(114) 및 하부화소전극(124)을 형성할 수도 있다. 상세히, 제1전극패턴(도 8의 1100 참조)은 제1개구(H1)에 의해 노출된 상부 제2도전층(15)을 제거하여 제1화소전극(114)을 형성한다. 같은 방식으로 제2전극패턴(도 8의 1120)을 제2개구(H2)에 의해 노출된 상부 제2도전층(15)을 제거하여 하부화소전극(124)을 형성한다. 따라서 게이트하부전극(214), 및 화소전극들은 동일층에서 동일 물질로 형성된다.
제3전극패턴(도 8의 1300)의 경우, 제3개구(H3)에 의해 노출된 상부 제2도전층(15)을 제거하여 커패시터상부전극(314)을 형성한다. 또한, 커패시터상부전극(314)을 구성하는 제2도전층(15)을 제거한 후, 커패시터하부전극(312)에 불순물을 도핑하는 공정을 추가하여 커패시터하부전극(312)의 전기전도도를 더욱 향상시킬수도 있다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1기판(10) 전면에 제4도전층(18)을 형성한다.
제4도전층(18)은 ITO, IZO, ZnO, AZO, GIZO 또는 In2O3와 같은 투명 물질 가운데 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 추후 제4도전층(18)은 제3화소전극(138), 상부화소전극(128) 및 패드상부전극(418), 으로 패터닝 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의한 유기 발광 표시 장치(1)가 제1기판(10)의 방향으로 발광하는 배면발광형(bottom emission type)이라면 화소전극(114)은 투명전극을 형성될 필요가 있다. 따라서, 화소전극(114)을 형성하기 위한 제4도전층(18)은 투명 도전성 산화물(TCO)로 형성하는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 상부화소전극(128), 패드상부전극(418)을 형성하고, 제3화소전극(138)을 형성한다.
상세히, 제1기판(10) 전면에 적층된 제4도전층(18)은 제5 마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해 패터닝된다. 이로부터, 적색 발광 영역(130)에는 층간 절연막(16) 상에 제3화소전극(138)이 형성되고, 녹색 발광 영역(120)에는 하부화소전극(124) 상에 상부화소전극(128)이 형성된다. 이와 같이, 광 파장이 긴 적색 발광 영역(130)에는 무기물질을 포함하는 층간 절연막(16) 상에 제3화소전극(138)이 형성되어 광 경로가 길게 형성된다. 반면에, 광 파장이 짧은 청색 발광 영역(110)에는 제1화소전극(114)만 형성되어 광 경로가 짧게 형성된다. 광 파장이 적색과 청색의 중간인 녹색 발광 영역(120)에는 제1화소전극(114)과 동일층에 동일한 두께로 형성된 하부화소전극(124)과 제3화소전극(138)과 동일층에 동일한 두께로 형성된 상부화소전극(128)이 적층된 제2화소전극(126)이 구비된다. 따라서, 녹색 발광 영역(120)에는 광 경로가 적색과 청색의 중간 길이로 형성된다. 결국, 본 발명에 의한 유기 발광 표시 장치(1)는 색 파장에 따라 서브 화소 별로 다른 길이의 광 경로가 형성되어 광 효율을 극대화 할 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1기판(10) 상에 화소정의막(pixel define layer: PDL)(19)을 형성한다.
상세히, 도 11의 제1기판(10) 전면에 제3절연막(19)을 증착한다. 이때 상기 제3절연막(19)은 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐 및 페놀 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 유기 절연 물질로 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제3절연막(19)은 상기와 같은 유기 절연 물질뿐만 아니라, SiO2, SiNx, Al2O3, CuOx, Tb4O7, Y2O3, Nb2O5, Pr2O3 등에서 선택된 무기 절연 물질로 형성될 수 있음은 물론이다. 또한 상기 제3절연막(19)은 유기 절연 물질과 무기 절연 물질이 교번하는 다층 구조로 형성될 수도 있다.
제3절연막(19)은 제6마스크(미도시)를 사용한 마스크 공정에 의해 패터닝하여 화소전극들(114, 126, 138)의 중앙부가 노출되도록 개구들(H4, H5, H6)을 형성함으로써, 발광 영역을 정의한다. 또한 패드상부전극(418)을 노출하는 개구(H7)도 함께 형성한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고 선택에 따라 제3절연막(19)이 패드영역(400)에는 증착되지 않을 수도 있다.
이와 같은 본 발명은 제1기판(10) 상에 순차적으로 화소전극을 형성하기까지 총 6번의 마스크 공정을 거친다. 이후에는 각 서브 화소의 발광 영역(100)에 적색, 녹색 및 청색의 중간층을 형성하는 공정을 기술한다.
중간층은 공통층 및 발광층을 포함한다. 공통층은 각 서브 화소에 공통으로 증착되는 층으로 정공 수송층(hole transport layer: HTL), 정공 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL), 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등의 기능층 중 어느 하나 이상의 층이 단일 혹은 복합의 구조로 적층되어 형성될 수 있다. 공통층은 서브 화소에 관계없이 공통으로 형성되므로 FMM(fine metal mask), 슬릿 등 같은 마스크을 사용하지 않고 증착할 수 있다.
발광층은 적색, 녹색 또는 청색을 빛을 발광하는 층이다. 발광층은 저분자 또는 고분자 유기물로 구비될 수 있다. 유기 발광층이 저분자 유기물로 형성되는 경우, 중간층(118)은 유기 발광층을 중심으로 화소전극의 방향으로 정공 수송층 및 정공 주입층 등이 적층되고, 대향 전극(도 2의 150) 방향으로 전자 수송층 및 전자 주입층 등이 적층된다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층될 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료도 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
한편, 발광층이 고분자 유기물로 형성되는 경우에는, 중간층(118)은 유기 발광층을 중심으로 화소전극방향으로 정공 수송층만이 포함될 수 있다. 정공 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜(PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용하여 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅의 방법에 의해 화소전극(114) 상부에 형성할 수 있다. 이때 사용 가능한 유기 재료로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있으며, 잉크젯 프린팅이나 스핀 코팅 또는 레이저를 이용한 열전사 방식 등의 통상의 방법으로 컬러 패턴을 형성할 수 있다.
발광층은 서브 화소 별로 서로 다른 층이 증착되어야 한다. 따라서, 적색 발광층(139)은 적색 발광 영역(130)에 형성되고, 녹색 발광층(129)은 녹색 발광 영역(120)에 형성되고, 청색 발광층(119)은 청색 발광 영역(110)에 형성된다. 따라서, 발광층은 3번의 증착 공정을 통해 형성된다. 예를 들어, 첫번째 증착 공정에서는 적색 및 녹색 발광 영역(130, 120)을 가리고 청색 발광 영역(110)에 청색 발광층(119)을 형성한다. 두번째 증착 공정에서는 적색 및 청색 발광 영역(130, 110)을 가리고 녹색 발광 영역(120)에 녹색 발광층(129)을 형성한다. 마지막 세번째 증착 공정에서는 녹색 및 청색 발광 영역(120, 110)을 가리고 적색 발광 영역(130)에 적색 발광층(139)을 형성한다. 물론 서로 다른 색의 발광층을 형성하는 순서는 상술한 바에 한정되지 않는다.
도 13을 참조하면, 화소 정의막(19)의 제4개구부(H4)를 통해 노출된 제1화소전극(114)의 상면에 청색 발광층(119)이 증착된다. 이 때 청색 발광층(119)은 FMM(M1)의 관통 슬릿을 통해 유기물이 증착되어 형성되며, 청색 발광 영역(110)을 제외한 부분은 가려진다.
같은 방식으로 도 14를 참조하면, 화소 정의막(19)의 제5개구부(H5)를 통해 노출된 제2화소전극(126)의 상면에 녹색 발광층(129)이 증착된다. 이 때 녹색 발광층(129)은 FMM(M2)의 관통 슬릿을 통해 유기물이 증착되어 형성되며, 녹색 발광 영역(120)을 제외한 부분은 가려진다.
마지막으로 도 15를 참조하면, 화소 정의막(19)의 제6개구부(H6)를 통해 노출된 제3화소전극(138)의 상면에 적색 발광층(139)이 증착된다. 이 때 적색 발광층(139)은 FMM(M3)의 관통 슬릿을 통해 유기물이 증착되어 형성되며, 적색 발광 영역(130)을 제외한 부분은 가려진다.
마지막으로 중간층이 형성된 제1기판(10) 전면에 대향 전극(도 2의 150)이 공통적으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 경우, 화소전극은 애노드 전극으로 사용되고, 대향 전극(도 2의 150)은 캐소드 전극으로 사용된다. 물론 전극의 극성은 반대로 적용될 수 있음은 물론이다.
유기 발광 표시 장치(1)가 제1기판(10)의 방향으로 화상이 구현되는 배면 발광형(bottom emission type)의 경우, 화소전극은 투명전극이 되고 대향 전극(도 2의 150)은 반사 전극이 된다. 이때 반사 전극은 일함수가 적은 금속, 예를 들자면, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Ca, LiF/Ca, LiF/Al, 또는 이들의 화합물을 얇게 증착하여 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고, 밀봉 기판의 방향으로 화상이 구현되는 전면 발광형(top emission)의 경우 화소전극은 반사전극이 되고, 대향 전극(도 2의 150)은 투명 또는 반투과 전극이 된다.
전술된 유기 발광 표시 장치를 형성하기 위한 각 마스크 공정시 적층막의 제거는 건식 식각 또는 습식 식각으로 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치에 의하면, 총 6번의 마스크 공정과 FMM을 사용한 3번의 증착 공정에 의하여 유기 발광 표시 장치(1)를 제조함으로써, 공정의 증감없이 서브 화소 별 유기발광소자의 차등적 구조를 형성하여 광 효율을 극대화할 수 있는 특징이 있다. 종래의 유기 발광 표시 장치(1)는 광 효율 향상을 위해 별도의 마스크 공정 또는 증착 공정을 추가하였다. 상세히, 기판에서부터 화소전극을 형성하기 까기 총 5 내지 6 번의 마스크 공정이 필요하며, 유기발광소자를 차등적으로 형성하는데 5번의 FMM을 사용한 증착 공정을 추가하였다. 따라서 총 10 내지 11번의 공정 단계를 통해 광 효율을 향상시키는 유기발광소자의 서브 화소 별 차등적 구조를 구현하였다. 그러나, 본 발명의 경우 패드상부전극(418)을 형성하는 공정과 동시에 제3화소전극(138) 및 상부화소전극(128)을 형성함으로써, 발광층을 포함하는 중간층을 형성하기 이전에 이미 광 효율 향상을 위한 유기발광소자를 구현할 수 있어 추가으로 FMM을 사용한 증착 공정 없이 적색, 녹색 및 청색을 증착하기 위한 최소한의 FMM을 사용한 증착 공정만 필요한 장점이 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 유기 발광 표시 장치를 예로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 액정 표시 장치를 비롯한 다양한 표시 소자를 사용할 수 있음은 물론이다.
또한, 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 도면에는 하나의 TFT와 하나의 커패시터만 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 마스크 공정을 늘리지 않는 한, 복수 개의 TFT와 복수 개의 커패시터가 포함될 수 있음은 물론이다.
본 명세서에서는 본 발명을 한정된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 제1기판 11: 보조층
13: 제1절연막 16: 층간 절연막
20: 밀봉 기판 100: 발광 영역
110: 청색 발광 영역 120: 녹색 발광 영역
130: 적색 발광 영역
13: 제1절연막 16: 층간 절연막
20: 밀봉 기판 100: 발광 영역
110: 청색 발광 영역 120: 녹색 발광 영역
130: 적색 발광 영역
Claims (20)
- 기판 상에 배치된 활성층, 상기 활성층과 절연되며, 순차적으로 게이트하부전극 및 게이트상부전극을 포함하는 게이트전극, 상기 게이트전극 상에 구비된 층간 절연막에 의해 절연되어 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링되며, 상기 층간 절연막 상에 구비되고 상기 소스전극 및 드레인전극과 동일층에 형성된 패드하부전극 및 상기 패드하부전극 상에 구비된 패드상부전극을 포함하는 패드전극; 및
상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링되는 유기 발광 소자;
를 포함하며 상기 유기발광소자는 제1 내지 제3 서브 화소에 각각 구비된 제1 내지 제3 유기 발광 소자를 포함하며,
상기 제1유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 제1화소전극, 단파장의 광을 발광하는 제1중간층, 및 대향 전극이 순차적으로 구비되며,
상기 제2유기 발광 소자는 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 하부화소전극 및 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 상부화소전극을 포함하는 제2화소전극, 중파장의 광을 발광하는 제2중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비되며,
상기 제3유기 발광 소자는 상기 층간 절연막 상에 구비되며 상기 패드하부전극과 동일층에 형성된 제3화소전극, 장파장의 광을 발광하는 제3중간층, 및 상기 대향 전극이 순차적으로 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 게이트하부전극, 상기 제1화소전극 및 상기 하부화소전극은 투명 도전성 산화물을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 패드상부전극, 상기 상부화소전극 및 상기 제3화소전극은 투명 도전성 산화물을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 제1중간층은 청색 광을 발광하고, 상기 제2중간층은 녹색 광을 발광하고, 상기 제3중간층은 적색 광을 발광하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 기판으로부터 상기 제3중간층까지의 거리는 상기 기판으로부터 상기 제1중간층까지의 거리 및 상기 기판으로부터 상기 제2중간층까지의 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 층간 절연막은 무기 절연 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 소스전극, 드레인전극 및 패드하부전극은 저저항 금속 물질을 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 활성층과 상기 게이트전극 사이에 게이트 절연막을 더 포함하며,
상기 제1 내지 제3유기발광소자는 상기 게이트 절연막 상에 구비된 것을 특징으로 하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 박막 트랜지스터 및 상기 패드전극을 덮는 화소 정의막을 더 포함하며,
상기 화소 정의막은 상기 패드전극의 가장자리를 덮고 적어도 중앙부를 노출하는 개구부를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1항에 있어서,
상기 활성층과 동일층에 형성된 커패시터하부전극 및 상기 게이트하부전극과 동일층에 형성된 커패시터상부전극을 포함하여, 상기 박막 트랜지스터와 전기적으로 커플링된 커패시터; 를 더 구비하는 유기 발광 표시 장치. - 기판 상에 박막 트랜지스터의 활성층을 형성하는 제1마스크 공정 단계;
상기 활성층 상부에, 게이트하부전극 및 게이트상부전극을 포함하는 게이트전극, 제1화소전극을 형성하기 위한 제1전극패턴 및 제2화소전극을 형성하기 위한 제2전극패턴을 형성하는 제2마스크 공정 단계;
상기 활성층의 일부를 노출하는 컨택홀들 및 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴의 적어도 일부를 노출하는 개구들을 포함하는 층간 절연막을 형성하는 제3마스크 공정 단계;
상기 컨택홀들을 통해 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극과, 상기 제1화소전극, 하부화소전극 및 패드하부전극을 형성하는 제4마스크 공정 단계;
상기 하부화소전극 상에 상부화소전극을 형성하고, 상기 패드하부전극 상에 패드상부전극을 형성하고, 제3화소전극을 형성하는 제5마스크 공정 단계; 및
상기 제1화소전극, 상기 상부화소전극 및 제3화소전극의 적어도 일부를 노출하는 화소 정의막을 형성하는 제6마스크 공정 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제2마스크 공정 단계는,
상기 활성층 상부에 제1절연막, 제1도전층 및 제2도전층을 순차 적층하는 단계; 및
상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 패터닝하여 상기 제1도전층을 게이트하부전극으로 하고, 상기 제2도전층을 게이트상부전극으로 하는 게이트전극을 형성하고, 상기 제1도전층 및 상기 제2도전층을 패터닝하여 제1전극패턴 및 제2전극패턴을 형성하는 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제2마스크 공정 단계 이후에,
상기 활성층을 불순물로 도핑하여 소스영역 및 드레인영역을 형성하는 단계; 를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 제3마스크 공정 단계는,
상기 게이트전극, 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴 상부에 제2절연막을 형성하는 단계; 및
상기 제1절연막 및 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 활성층의 일부를 노출하는 상기 컨택홀들과, 상기 제2절연막을 패터닝하여 상기 제1전극패턴 및 상기 제2전극패턴의 적어도 일부를 노출하는 개구들을 형성하는 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
제4마스크 공정 단계는,
상기 층간 절연막 상에 제3도전층을 형성하는 단계;
상기 제3도전층을 패터닝하여 상기 컨택홀들을 통해 상기 활성층과 접촉하는 소스전극 및 드레인전극과 패드하부전극을 형성하는 단계; 및
상기 제1전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 상기 제1화소전극을 형성하고, 상기 제2전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 상기 하부화소전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법. - 제15항에 있어서,
상기 제1마스크 공정 단계는, 기판 상에 상기 활성층과 동일층에 커패시터하부전극을 형성하는 단계; 를 더 포함하고,
상기 제2마스크 공정 단계는, 상기 커패시터하부전극의 상부에, 커패시터상부전극을 형성하기 위한 제3전극패턴을 형성하는 단계; 를 더 포함하고
상기 제4마스크 공정 단계는, 상기 제3전극패턴에 포함된 제2도전층을 제거하여 커패시터상부전극을 형성하는 단계; 를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 기판 전면에 제4도전층을 형성하는 단계; 및
상기 제4도전층을 패터닝하여 상기 하부화소전극 상에 상부화소전극을 형성하고, 상기 패드하부전극 상에 패드상부전극을 형성하고, 제3화소전극을 형성하는 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 제5마스크 공정 단계는,
상기 기판 전면에 제3절연층을 형성하는 단계; 및
상기 제3절연층을 패터닝하여 상기 제1화소전극, 상기 상부화소전극 및 제3화소전극의 가장자리를 덮고 적어도 일부를 노출하는 화소정의막을 형성하는 단계;
를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제11항에 있어서,
노출된 상기 제1화소전극 상에 청색 광을 발광하는 제1중간층을 형성하는 단계;
노출된 상기 제2화소전극 상에 녹색 광을 발광하는 제2중간층을 형성하는 단계; 및
노출된 상기 제1화소전극 상에 적색 광을 발광하는 제3중간층을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법. - 제19항에 있어서,
상기 제1 내지 제3중간층을 덮도록 기판 전면에 대향 전극을 형성하는 단계;
를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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