상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 유기 전계 발광 표시장치는 기판 상부에 게이트전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터와, 상기 기판 상부의 절연막 내에 형성된 비아홀을 통해 상기 소오스/드레인 전극 중 어느 하나에 접속되며, 하부화소전극, 반사 전극 및 상부화소전극으로 이루어지는 3중구조의 화소전극과, 상기 상부화소전극 상부에 구비되며 최소한 발광층을 구비하는 유기막층과, 상기 유기막층 상부에 구비되는 대향전극을 포함하는 것과, 상기 절연막은 보호막과 평탄화막의 적층 구조인 것과, 상기 절연막은 무기 절연막과 유기 절연막의 적층 구조인 것과, 상기 하부화소전극의 두께는 10 내지 300Å인 것과, 상기 반사 전극이 Ag합금 재료을 이용한 것과, 상기 반사 전극의 두께는 600 내지 1200Å인 것과, 상기 상부화소전극의 두께는 10 내지 300Å 인 것과, 상기 대향전극은 투명전극인 것을 특징으로 한다.
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이 때, 상기 Ag합금 재료의 조성이 0.1 내지 0.3원자%인 Sm과, 0.1 내지 0.5원자%인 Tb와, 0.1 내지 0.4원자%인 Au 및 0.4 내지 1.0원자%인 Cu로 구성되어 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 유기 전계 발광 표시장치의 제조방법은, 기판 상부에 게이트전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터를 형성하는 공정과, 전체표면 상부에 절연막을 형성하는 공정과, 상기 절연막을 식각하여 상기 소오스/드레인 전극 중 어느 하나의 전극을 노출시키는 비아홀을 형성하는 공정과, 전체표면 상부에 하부화소전극용 박막, 반사 막 및 상부화소전극용 박막의 적층 구조를 형성하는 공정과, 상기 적층 구조를 식각하여 상기 비아홀을 통하여 상기 소오스/드레인 전극 중 어느 하나에 접속되며 하부화소전극, 반사 전극 및 상부화소전극으로 이루어지는 3중 구조의 화소전극을 형성하는 공정과, 상기 상부화소전극 상부에 최소한 발광층을 포함하는 유기막을 형성하는 공정과, 상기 유기막 상부에 대향전극을 형성하는 공정을 포함하고 것과, 상기 절연막은 보호막과 평탄화막의 적층 구조로 형성되는 것과, 상기 절연막은 무기절연막과 유기절연막의 적층 구조로 형성되는 것과, 상기 비아홀은 2차례에 걸친 포토리소그래피 공정으로 형성되는 것과, 상기 하부화소전극은 10 내지 300Å 두께로 형성되는 것과, 상기 반사 전극이 Ag합금 재료로 형성되는 것과, 상기 반사 전극의 두께는 600 내지 1200Å으로 형성되는 것과, 상기 상부화소전극의 두께는 10 내지 300Å으로 형성되는 것과, 상기 대향전극은 투명전극으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
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이 때, 상기 Ag합금 재료의 조성이 0.1 내지 0.3원자%인 Sm과, 0.1 내지 0.5원자%인 Tb와, 0.1 내지 0.4원자%인 Au 및 0.4 내지 1.0원자%인 Cu로 구성되어 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시장치의 단면도로서, 기판(200) 상부에 하부화소전극(280a), Ag합금 재료로 형성한 반사 전극(282) 및 상부화소전극(280b)으로 이루어지는 3중 구조의 화소전극이 구비되는 것을 도시한다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 표시장치는 다음과 같은 방법으로 형성된다.
먼저, 유리, 석영, 플라스틱 및 금속으로 이루어진 기판(200)의 전면에 실리콘산화물을 플라즈마-강화 화학 기상 증착(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD)방법으로 소정 두께의 완충막(210)을 형성한다. 이때, 상기 완충막(210)은 후속 공정으로 형성되는 비정질 실리콘층의 결정화 공정 시 상기 기판(200) 내의 불순물이 확산되는 것을 방지하기 위한 것이나 형성되지 않을 수도 있다.
다음, 상기 완충막(210) 상부에 소정 두께의 비정질 실리콘층(도시안됨)을 증착하고, 상기 비정질 실리콘층을 ELA(Excimer Laser Annealing), SLS(Sequential Lateral Solidification), MIC(Metal Induced Crystallization) 또는 MILC(Metal Induced Lateral Crystallization)법을 사용하여 결정화하고, 패터닝하여 단위 화소 내의 박막 트랜지스터 영역에 다결정 실리콘패턴(222)을 형성한다. 상기 다결정 실리콘패턴(222)의 영역은 후속공정으로 형성되는 소오스/드레인 영역(220)까지 포함한다.
그 다음, 전체표면 상부에 소정 두께의 게이트 절연막(230)을 형성한다. 상기 게이트 절연막(230)은 실리콘산화물, 실리콘 질화물 또는 그 적층 구조로 형성될 수 있다.
상기 게이트절연막(230) 상부에 게이트전극물질로 사용되는 금속막(도시안됨)을 형성한다. 이어서, 상기 금속막을 식각하여 게이트전극(232)을 형성한다. 그 후, 상기 게이트전극(232) 양측 하부의 다결정실리콘패턴(222)에 불순물을 이온 주입하여 소오스/드레인 영역(220)을 형성한다.
다음, 전체표면 상부에 소정 두께의 층간 절연막(240)을 형성한다. 일반적으로 상기 층간 절연막(240)은 실리콘 질화막이 사용된다.
그 다음, 상기 층간 절연막(240) 및 게이트절연막(230)을 식각하여 상기 소오스/드레인영역(220)을 노출시키는 콘택홀(도시안됨)을 형성한다. 상기 콘택홀을 포함한 전체표면 상부에 전극물질을 형성하고, 포토리소그래피 공정으로 상기 전극물질을 식각하여 상기 소오스/드레인영역(220)에 접속되는 소오스/드레인전극(250, 252)을 형성한다. 이때, 상기 전극물질로는 몰리텅스텐(MoW), 알루미늄-네오디뮴(Al-Nd) 또는 Ti 및 Ag합금이 사용될 수 있고, 여러 층으로 이루어진 다층 구조가 사용될 수도 있다.
그런 다음, 전체표면 상부에 실리콘질화막, 실리콘산화막 또는 그 적층 구조를 소정 두께 증착하여 보호막(260)을 형성한다.
이어서, 상기 보호막(260)을 식각하여 상기 소오스/드레인전극(250, 252) 중 어느 하나, 예를 들어 드레인 전극(252)을 노출시키는 제1비아홀(도시 안됨)을 형성한다.
전체표면 상부에 제1절연막(270)을 형성한다. 상기 제1절연막(270)은 박막트랜지스터 영역이 완전히 평탄화 될 수 있을 정도의 두께로 형성되며, 폴리이마이드(polyimide), 벤조사이클로부틴계 수지(benzocyclobutene series resin), SOG(spin on glass) 및 아크릴레이트(acrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 물질로 형성될 수 있다.
다음, 상기 제1절연막(270)을 식각하여 상기 제1비아홀을 통하여 소오스/드레인전극(250, 252) 중 어느 하나를 노출시키는 제2비아홀(도시 안됨)을 형성한다.
그 다음, 전체표면 상부에 하부화소전극용 박막(도시 안됨)을 형성한다. 상기 하부화소전극용 박막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO, In2O3 또는 Sn2O
3와 같이 투과 특성을 지니는 금속전극을 사용하여 10 내지 300Å의 두께로 형성되며, 바람직하게는 30 내지 130Å의 두께로 형성한다. 상기 하부화소전극용 박막은 후속 공정으로 형성되는 반사 전극과 제1절연막(270) 간의 계면 특성, 즉 접착성을 향상시키기 위하여 형성된다.
다음, 상기 하부화소전극용 박막 상부에 반사 전극용 박막(도시 안됨)을 형성한다. 이때, 상기 반사 전극은 광 반사 역할을 하여 휘도와 광 효율을 증가시키기 위해 형성된다. 상기 반사 전극용 박막은 Ag 또는 Ag에 Sm, Tb, Au 및 Cu를 함유한 Ag합금 재료로서 Ag와 0.1 내지 0.3원자%의 Sm의 합금이거나, Ag와 0.1 내지 0.5원자%의 Tb의 합금이거나, Ag와 0.1 내지 0.4원자%의 Au 및 0.4 내지 1.0원자%인 Cu로 구성된 Ag합금 재료를 이용하여 형성된다.
그 다음, 상기 반사전극용 박막 상부에 상부화소전극용 박막(도시 안됨)을 형성한다. 상기 상부화소전극용 박막은 10 내지 300Å의 두께로 형성되며, 바람직하게는 30 내지 130Å의 두께로 형성하여 색좌표 조절을 용이하게 한다.
다음, 상기 상부화소전극용 박막, 반사 전극용 박막 및 하부화소전극용 박막의 적층 구조를 식각하여 상부화소전극(280b), 반사 전극(282) 및 하부화소전극(280a)로 이루어진 3중 구조의 화소전극을 형성한다. 이때, 상기 하부화소전극(280a)의 일부는 제2비아홀을 통하여 상기 소오스/드레인 전극(250, 252) 중에 어느 하나, 예를 들어 드레인 전극(252)에 접속된다. 상기 식각 공정 시 사용되는 전해질 용액에 상기 화소전극용 박막과 반사 전극이 동시에 노출되어도 갈바닉 현상이 발생하지 않는다.
그 다음, 전체표면 상부에 제2절연막(도시 안됨)을 형성한다.
그 후, 상기 제2절연막을 식각하여 발광영역을 정의하는 제2절연막패턴(290)을 형성한다.
이어서, 상기 제2절연막패턴(290)에 의해 노출된 발광영역에 발광층(292)을 형성한다. 상기 유기막층(292)은 저분자 증착법 또는 레이저 열전사법에 의해 형성된다. 상기 유기막층(292)은 최소한 하나의 발광층을 포함하고 전자주입층, 전자수송층, 정공주입층, 정공수송층, 정공억제층 등을 하나이상 포함하는 박막으로 형성될 수 있다.
도시되어 있지는 않지만 상기 유기막층 상부에 대향전극을 형성하여 유기전계 발광장치를 완성한다. 이때, 상기 대향전극은 투명전극으로 형성된다.
도 3 은 반사 전극의 종류에 따른 반사도를 도시한 그래프도 이고, 반사 전극 재료로는 1000Å의 AlNd만 사용한 경우(X), 반사 전극 재료로 AlNd 상부에 ITO를 형성한 적층 구조를 사용한 경우(Y) 그리고 반사 전극재료로 Ag와 0.1 내지 0.3원자%의 Sm의 합금이거나, Ag와 0.1 내지 0.5원자%의 Tb의 합금이거나, Ag와 0.1 내지 0.4원자%의 Au 및 0.4 내지 1.0원자%인 Cu로 구성된 Ag합금을 사용한 경우(Z) 빛의 파장에 따른 반사도를 나타낸다. 여기서, 상기 반사 전극 재료로는 0.1 내지 0.3원자%인 Sm과, 0.1 내지 0.5원자%인 Tb와, 0.1 내지 0.4원자%인 Au 및 0.4 내지 1.0원자%인 Cu로 구성된 Ag합금이 사용된 경우(Z)에서 그래프에 도시된 바와 같이 반사 재료로 AlNd를 사용한 경우(X)와 반사 재료로 AlNd와 상부에 ITO를 형성한 경우(Y)에 비하여 반사율이 10% 정도 높아진 것을 알 수 있다.