KR101397125B1

KR101397125B1 - 유기전기발광소자용 어레이 기판 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR101397125B1
Application number: KR1020120108875A
Authority: KR
Inventors: 이지흔; 김기홍
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2014-05-19
Also published as: KR20140042301A

Abstract

본 발명의 유기전기발광소자용 어레이 기판은 기판과; 상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터와; 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호막과; 상기 보호막 상부의 화소영역에 투명도전성물질로 형성된 제1 전극과; 상기 제1 전극의 가장자리를 덮으며 불투명한 금속 물질로 형성된 보조 전극과; 상기 보조 전극 상부에 형성되고 상기 화소영역의 제1 전극을 노출하는 뱅크층과; 상기 화소영역에 형성되고 상기 뱅크층에 의해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 발광층과; 상기 발광층 상부의 제2 전극을 포함한다.

Description

유기전기발광소자용 어레이 기판 및 그의 제조 방법{array substrate for organic electro luminescent device and method of fabricating the same}

본 발명은 유기전기발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기전기발광소자용 어레이 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치가 제안되고 있다.

이중, 유기발광다이오드(organic light emitting diode: OLED)라고도 불리는 유기전기발광소자 또는 유기전계발광소자(organic electroluminescent display)는, 전자(electron) 주입 전극인 음극(cathode)과 정공(hole) 주입 전극인 양극(anode) 사이에 형성된 발광층(emission layer)에 전하를 주입하여 전자와 정공이 쌍을 이룬 후 소멸하면서 빛을 내는 소자이다. 이러한 유기전기발광소자는 플라스틱과 같은 유연한 기판(flexible substrate) 위에도 형성할 수 있을 뿐 아니라, 자체 발광에 의해 색감이 뛰어나며, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel)이나 무기 전기발광(EL) 디스플레이에 비해 낮은 전압에서 (10V이하) 구동이 가능하고, 전력 소모가 비교적 적다는 장점이 있다.

유기 전기발광 표시장치는 수동형(passive matrix type)과 능동형(active matrix type)으로 나누어질 수 있는데, 저소비전력, 고정세, 대형화가 가능한 능동형 유기 전기발광 표시장치가 널리 이용되고 있다.

이하, 능동형 유기 전기발광 표시장치의 기본적인 구조 및 동작특성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 종래의 능동형 유기 전기발광 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 회로도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 유기 전기발광 표시장치는, 서로 교차하여 화소영역(P)을 정의하는 게이트 배선(GL)과 데이터 배선(DL) 및 파워배선(PL)을 포함하고, 각각의 화소영역(P)에는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 구동 박막트랜지스터(Td), 스토리지 커패시터(Cst), 그리고 발광 다이오드(De)가 형성된다.

스위칭 박막트랜지스터(Ts)는 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL)에 연결되고, 구동 박막트랜지스터(Td) 및 스토리지 커패시터(Cst)는 스위칭 박막트랜지스터(Ts)와 파워배선(PL) 사이에 연결되며, 발광 다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)와 접지 사이에 연결된다.

이러한 유기 전기발광 표시장치의 영상표시 동작을 살펴보면, 게이트 배선(GL)을 통해 인가된 게이트 신호에 따라 스위칭 박막트랜지스터(Ts)가 턴-온(turn-on) 되고, 이때, 데이터 배선(DL)으로 인가된 데이터 신호가 스위칭 박막트랜지스터(Ts)를 통해 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트 전극과 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극에 인가된다.

이어, 게이트 전극에 인가된 데이터 신호에 따라 구동 박막트랜지스터(Td)가 턴-온(turn-on) 되며, 이에 따라 데이터신호에 비례하는 전류가 파워배선(PL)으로부터 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 발광 다이오드(De)로 흐르게 되고, 발광 다이오드(De)는 구동 박막트랜지스터(Td)를 통하여 흐르는 전류에 비례하는 휘도로 발광한다.

이때, 스토리지 커패시터(Cst)는 데이터신호에 비례하는 전압으로 충전되어, 일 프레임(frame) 동안 구동 박막트랜지스터(Td)의 게이트전극의 전압이 일정하게 유지되도록 한다.

따라서, 유기 전기발광 표시장치는 게이트신호 및 데이터신호에 의하여 원하는 영상을 표시할 수 있다.

유기 전기발광 표시장치는 이러한 구조의 화소를 다수 개 포함하며, 기판 상에 이들 배선과 박막트랜지스터 및 발광 다이오드를 박막의 형태로 형성한다.

이때, 각 화소영역별로 발광 다이오드를 구성하기 위해, 애노드 전극 위에 발광층의 형성 영역을 정의하는 뱅크층을 형성한다. 이러한 뱅크층 형성 공정에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 2a와 도 2b는 종래의 유기전기발광소자용 어레이 기판의 뱅크층 형성 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.

먼저, 도 2a에 도시한 바와 같이, 투명한 절연 기판(10) 상에 게이트 절연막(12)을 형성하고, 게이트 절연막(12) 상부에 데이터 배선(14)을 형성한다. 인접한 데이터 배선(14) 사이는 화소영역(P)으로 정의된다. 데이터 배선(14) 상부에 보호막(16)을 형성하고, 보호막(160) 상부의 화소영역(P)에 애노드 전극(18)을 형성한다. 여기서, 애노드 전극(18)은 투명도전성물질로 형성되며, 게이트 절연막(12)과 보호막(16) 또한 빛을 투과하는 물질로 형성된다.

이어, 애노드 전극(18)을 포함하는 기판(10) 전면에 뱅크물질층(20)을 형성한 후, 뱅크물질층(20) 상부에 광투과영역(TA)과 광차단영역(BA)을 포함하는 마스크(M)를 배치하고, 마스크(M)를 통해 뱅크물질층(20)을 노광한다. 뱅크물질층(20)은 빛을 받은 부분이 현상 후 남게 되는 음의 감광성(negative photosensitivity)을 가질 수 있으며, 마스크(M)의 광차단영역(BA)은 화소영역(P)에 대응하고, 광투과영역(TA)은 인접한 화소영역(P) 사이의 경계에 대응한다. 이때, 뱅크물질층(20)을 포함하는 기판(10)은 척(chuck, 50) 상부에 놓이게 되는데, 척(50)은 기판(10)을 흡착하여 고정하기 위한 것으로, 내부에 형성된 진공홀을 통해 기판을 흡착하는 진공척(vacuum chuck)이거나, 전원을 인가하여 발생되는 전기장의 힘으로 기판을 흡착하는 정전척(electrostatic chuck)일 수 있다.

다음, 도 2b에 도시한 바와 같이, 노광된 뱅크물질층(도 2a의 20)을 현상하여 빛에 노출되지 않은 뱅크물질층(도 2a의 20) 부분을 제거함으로써, 화소영역(P)의 애노드 전극(18)을 노출하는 뱅크층(22)을 형성한다.

그런데, 도 2a에서와 같이 뱅크물질층(20)을 노광할 때, 마스크(M)를 통과한 빛의 일부가 척(50)에 도달하게 되는데, 척(50)은 금속 합금으로 이루어져 빛을 반사한다. 따라서, 척(50)에 도달된 빛은 반사되어 화소영역(P)의 뱅크물질층(20)에 도달하게 되고, 화소영역(P)의 뱅크물질층(20)이 부분적으로 노광되므로, 도 2b에 도시한 바와 같이, 현상 후 화소영역(P)의 애노드 전극(18) 상에 잔여물(22a)이 남게 되어 얼룩이 발생하게 된다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 척에 의해 발생하는 얼룩을 방지할 수 있는 유기전기발광소자용 어레이 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 보조 전극은 몰리브덴-티타늄으로 이루어진다.

상기 보조 전극은 약 50 Å의 두께를 가진다.

상기 뱅크층은 음의 감광성을 가지는 물질로 이루어진다.

본 발명의 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법은 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터를 덮는 보호막을 형성하는 단계와; 상기 보호막 상부의 화소영역에 투명도전성물질로 제1 전극을 형성하는 단계와; 상기 제1 전극 상부에 불투명한 금속 물질로 보조 전극층을 형성하는 단계와; 상기 보조 전극층 상부에 상기 보조 전극층의 가장자리를 덮는 뱅크층을 형성하는 단계와; 상기 뱅크층을 식각 마스크로 상기 보조 전극층을 선택적으로 제거하여 상기 제1 전극을 노출하는 보조 전극을 형성하는 단계와; 상기 화소영역에 상기 노출된 제1 전극과 접촉하는 발광층을 형성하는 단계와; 상기 발광층 상부에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함한다.

상기 보조 전극층은 몰리브덴-티타늄으로 이루어진다.

상기 보조 전극층은 약 50 Å의 두께를 가진다.

상기 보조 전극층은 구리 식각액을 이용한 습식 식각에 의해 선택적으로 제거된다.

상기 제1 전극을 형성하는 단계와 상기 보조 전극층을 형성하는 단계는 동일 마스크 공정을 통해 수행된다.

상기 뱅크층을 형성하는 단계는 음의 감광성을 가지는 물질을 도포하여 뱅크물질층을 형성하는 단계와, 상기 뱅크물질층을 노광 및 현상하는 단계를 포함한다.

본 발명에서는, 투명도전성물질로 이루어지는 제1 전극 상부에 불투명한 보조 전극층을 형성하고 뱅크층을 형성한 다음, 뱅크층을 마스크로 보조 전극층을 선택적으로 제거하여 제1 전극을 노출한다. 따라서, 뱅크층을 형성할 때 척에서 반사되는 빛을 보조 전극층이 차단하여 화소영역에 잔여물이 발생하지 않으므로, 얼룩을 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 능동형 유기 전기발광 표시장치의 하나의 화소영역에 대한 회로도이다.
도 2a와 도 2b는 종래의 유기전기발광소자용 어레이 기판의 뱅크층 형성 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판을 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 실시예에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 과정에서 각 단계별 어레이 기판을 도시한 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판 및 그의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판을 도시한 단면도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 절연기판(110) 상에 무기절연물질의 버퍼층(112)이 형성된다. 버퍼층(112) 상부에는 폴리실리콘으로 이루어지는 반도체층(122)과 제1 커패시터 전극(124)이 형성된다. 여기서, 제1 커패시터 전극(124)에는 고농도의 불순물이 도핑되어 있고, 반도체층(122)은 채널을 이루며 불순물이 도핑되지 않은 액티브 영역(122a)과 액티브 영역(122a) 양측에 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)을 포함한다.

반도체층(122)과 제1 커패시터 전극(124) 상부에는 게이트 절연막(130)이 형성되어 이들을 덮고 있으며, 게이트 절연막(130) 상부에는 게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134)이 형성된다. 게이트 전극(132)은 액티브 영역(122a)에 대응하여 위치하고, 제2 커패시터 전극(134)은 제1 커패시터 전극(124)에 대응하여 위치한다.

게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134) 상부에는 층간절연막(140)이 형성되어 게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134)을 덮고 있다. 층간절연막(140)은 게이트 절연막(130)과 함께 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)을 각각 노출하는 제1 및 제2 콘택홀(140a, 140b)을 가진다.

다음, 층간절연막(140) 상부에는 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제3 커패시터 전극(146)이 형성된다. 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 제1 및 제2 콘택홀(140a, 140b)을 통해 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)과 각각 접촉하고, 제3 커패시터 전극(146)은 제2 커패시터 전극(134) 상부에 위치한다.

여기서, 반도체층(122)과 게이트 전극(132) 그리고 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 박막트랜지스터를 형성한다.

소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제3 커패시터 전극(146) 상부에는 제1 보호층(150)과 제2 보호층(160)이 순차적으로 형성된다. 제1 및 제2 보호층(150, 160)은 드레인 전극(144)을 노출하는 드레인 콘택홀(160a)을 가진다.

제2 보호층(160) 상부에는 각 화소영역에 대응하여 투명도전성물질로 이루어진 제1 전극(162)이 형성되고, 제1 전극(162)은 드레인 콘택홀(160a)을 통해 드레인 전극(144)과 접촉한다. 제1 전극(162) 상부에는 제1 전극(162)의 가장자리에 대응하여 불투명한 금속 물질로 이루어진 보조 전극(164)이 형성된다. 여기서, 제1 전극(162)은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 인듐-틴-징크-옥사이드(indium tin zinc oxide: ITZO), 또는 인듐-갈륨-징크-옥사이드(indium gallium zinc oxide: IGZO)로 이루어질 수 있으며, 보조 전극(164)은 몰리브덴-티타늄(molybdenum titanium: MoTi)으로 이루어질 수 있다.

보조 전극(164) 상부에는 뱅크층(172)이 형성된다. 뱅크층(172)은 인접한 화소영역 사이에 위치하고 제1 전극(162)의 가장자리를 덮으며, 화소영역의 제1 전극(162)을 노출한다.

뱅크층(172) 상부에는 노출된 제1 전극(162)과 접촉하는 발광층(182)이 각 화소영역마다 형성되고, 발광층(182) 상부의 기판(110) 전면에는 제2 전극(184)이 형성된다. 제2 전극(184)은 제1 전극(162)보다 작은 일함수를 가지는 금속 물질로 형성되는 것이 바람직하다.

제1 전극(162)과 발광층(182) 및 제2 전극(184)은 발광다이오드를 형성하며, 제1 전극(162)은 발광다이오드의 애노드 전극의 역할을 하고, 제2 전극(184)은 발광다이오드의 캐소드 전극의 역할을 한다.

도시하지 않았지만, 발광층(182)과 제2 전극(184) 사이에는 전자를 효율적으로 주입하기 위해, 전자수송층과 전자주입층이 순차적으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(162)과 발광층(182) 사이에는 정공주입층과 정공수송층이 순차적으로 형성될 수 있다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 과정을 도 4a 내지 도 4k를 참조하여 상세히 설명한다.

도 4a 내지 도 4k는 본 발명의 실시예에 따른 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 과정에서 각 단계별 어레이 기판을 도시한 단면도이다.

먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, 절연기판(110) 상에 무기절연물질인 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO₂)을 증착하여 버퍼층(112)을 형성한다. 버퍼층(112)은, 이후 공정에서 비정질 실리콘층을 다결정 실리콘층으로 결정화할 때, 레이저 조사 또는 열처리 시에 발생하는 열로 인해, 기판(110) 내부에 존재하는 알칼리 이온, 예를 들면, 칼륨 이온(K+)이나 나트륨 이온(Na+)이 다결정 실리콘층으로 유입됨으로써 막 특성이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 버퍼층(112)은 기판(110)의 재질에 따라 생략할 수도 있다.

이어, 버퍼층(112) 위로 비정질 실리콘을 증착하여 비정질 실리콘층(도시하지 않음)을 전면에 형성하고, 결정화 공정을 진행하여 비정질 실리콘층을 결정화함으로써 다결정 실리콘층(도시하지 않음)을 형성한다.

이때, 결정화 공정은 고상 결정화(solid phase crystallization: SPC) 공정 또는 레이저를 이용한 결정화 공정일 수 있다.

여기서, 고상 결정화(SPC) 공정은 일례로 섭씨 600도 내지 800도의 분위기에서 열처리를 통한 열적 결정화(Thermal Crystallization) 또는 교번자장 결정화 장치를 이용한 섭씨 600도 내지 700도의 온도 분위기에서의 교번자장 결정화(Alternating Magnetic Field Crystallization) 공정인 것이 바람직하며, 레이저를 이용하는 결정화는 엑시머 레이저를 이용한 ELA(Excimer Laser Annealing)법이나 SLS(Sequential lateral Solidification)법인 것이 바람직하다.

다음, 포토레지스트의 도포와, 광마스크를 이용한 노광, 노광된 포토레지스트의 현상, 박막의 식각 및 포토레지스트의 스트립 등의 단계를 포함하는 마스크 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 패터닝함으로써, 버퍼층(112) 상부에 제1 반도체패턴(120a)과 제2 반도체패턴(120b)을 형성한다.

다음, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 반도체패턴(120a)과 제2 반도체패턴(도 4a의 120b) 위로 전면에 무기절연물질, 예를 들면, 질화실리콘(SiNx) 또는 산화실리콘(SiO₂)을 증착하여 게이트 절연막(130)을 형성하고, 마스크 공정을 통해 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상하여, 게이트 절연막(130) 상부에 제1 반도체패턴(120a)을 덮는 포토레지스트 패턴(192)을 형성한다. 이어, 도핑 공정을 실시하여 제2 반도체패턴(도 4a의 120b)에 고농도의 불순물을 주입함으로써, 제1 커패시터 전극(124)을 형성한다.

이후, 포토레지스트 패턴(192)을 제거한다.

다음, 도 4c에 도시한 바와 같이, 게이트 절연막(130) 상에 비교적 낮은 비저항을 가지는 금속 물질을 증착하고 마스크 공정을 통해 패터닝하여 게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134)을 형성한다. 게이트 전극(132)은 제1 반도체패턴(도 4b의 120a)의 중앙에 대응하여 위치한다. 제2 커패시터 전극(134)은 제1 커패시터 전극(124) 상부에 위치한다. 여기서, 금속 물질은 알루미늄(Al), 알루미늄-네오듐과 같은 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상의 물질을 증착하여 형성될 수 있다.

한편, 도면에 나타나지 않았지만, 게이트 전극(132)과 연결되고 일 방향으로 연장되는 게이트 배선도 게이트 절연막(130) 상에 형성된다.

이어, 게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134)을 도핑 마스크로 하여 도핑 공정을 실시함으로써, 게이트 전극(132)으로 덮이지 않은 제1 반도체패턴(도 4b의 120a)의 양측에 고농도의 불순물을 주입하여 반도체층(122)을 형성한다. 따라서, 반도체층(122)은 중앙의 불순물이 도핑되지 않은 액티브영역(122a)과 액티브영역(122a) 양측의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)을 포함한다. 여기서, 불순물은 붕소(B)나 인듐(In), 갈륨(Ga)의 p형 불순물 또는 인(P)이나 비소(As), 안티몬(Sb)의 n형 불순물일 수 있다.

한편, 반도체층(122)의 액티브 영역(122a)과 소스 영역(122b) 및 액티브 영역(122a)과 드레인 영역(122c) 사이에는 오프 전류(off-current)를 줄이기 위해 저농도의 불순물이 도핑된 영역(lightly-doped drain: LDD)이 더 형성될 수 있다.

다음, 도 4d에 도시한 바와 같이, 게이트 전극(132)과 제2 커패시터 전극(134) 상부에 산화실리콘(SiO₂)이나 질화실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질을 증착하여 층간절연막(140)을 형성하고, 마스크 공정을 통해 패터닝하여 제1 및 제2 콘택홀(140a, 140b)을 형성한다. 이때, 제1 및 제2 콘택홀(140a, 140b)은 게이트 절연막(130) 내에까지 형성되어 하부의 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)을 각각 노출한다.

다음, 도 4e에 도시한 바와 같이, 층간절연막(140) 상부에 비교적 작은 비저항을 갖는 금속 물질, 예를 들면 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd), 구리(Cu), 구리합금, 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴-티타늄(MoTi) 중 어느 하나 또는 둘 이상을 증착하고 마스크 공정을 통해 패터닝하여 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제3 커패시터 전극(146)을 형성한다. 소스 및 드레인 전극(142, 144)은 제1 및 제2 콘택홀(140a, 140b)을 통해 소스 및 드레인 영역(122b, 122c)과 각각 접촉하며, 제3 커패시터 전극(146)은 제2 커패시터 전극(134) 상부에 위치한다.

제1커패시터 전극(124)과 제2커패시터 전극(134) 및 제3커패시터 전극(147)은 사이의 게이트 절연막(130) 및 층간절연막(140)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(storage capacitor)를 형성한다.

한편, 도시하지 않았지만, 소스 전극(142)과 연결되고 일 방향으로 연장되어 게이트 배선(도시하지 않음)과 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터 배선도 층간절연막(140) 상에 형성된다.

다음, 도 4f에 도시한 바와 같이, 소스 및 드레인 전극(142, 144)과 제3 커패시터 전극(146) 상부에 산화실리콘(SiO₂)이나 질화실리콘(SiNx)과 같은 무기절연물질을 증착하여 제1 보호층(150)을 형성하고, 마스크 공정을 통해 패터닝하여 드레인 전극(144)을 노출하는 제1 드레인 콘택홀(150a)을 형성한다.

이어, 도 4g에 도시한 바와 같이, 제1 보호층(150) 상부에 포토아크릴(photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)과 같은 유기절연물질을 도포하여 평탄한 표면을 가지는 제2 보호층(160)을 형성하고, 마스크 공정을 통해 패터닝하여 제2 드레인 콘택홀(160a)을 형성한다. 제2 드레인 콘택홀(160a)은 제1 드레인 콘택홀(도 4f의 150a)과 함께 드레인 전극(144)을 노출한다.

본 발명에서는, 2회의 마스크 공정을 통해 제1 보호층(150)과 제2 보호층(160)에 각각 제1 및 제2 드레인 콘택홀(150a, 160a)을 형성한 경우에 대해 설명하였으나, 제1 및 제2 보호층(150, 160)을 순차적으로 증착하고, 제1 및 제2 보호층(150, 160)을 1회의 마스크 공정을 통해 패터닝함으로써, 드레인 전극(144)을 노출하는 드레인 콘택홀을 형성할 수도 있다.

한편, 여기서는 제1 및 제2 보호층(150, 160)을 형성한 경우에 대하여 설명하였으나, 제1 및 제2 보호층(150, 160) 중의 어느 하나는 생략될 수도 있다.

다음, 도 4h에 도시한 바와 같이, 제2 보호층(150) 상부에 투명도전성물질과 불투명한 금속 물질을 차례로 증착하고 마스크 공정을 통해 패터닝하여 제1 전극(162)과 보조 전극층(164a)을 각 화소영역에 형성한다. 제1 전극(162)은 제2 및 제1 드레인 콘택홀(160a, 도 4f의 150a)를 통해 드레인 전극(144)과 접촉한다.

여기서, 투명도전성물질은 인듐-틴-옥사이드(indium tin oxide: ITO)나 인듐-징크-옥사이드(indium zinc oxide: IZO), 인듐-틴-징크-옥사이드(indium tin zinc oxide: ITZO), 또는 인듐-갈륨-징크-옥사이드(indium gallium zinc oxide: IGZO)일 수 있으며, 불투명한 금속 물질은 몰리브덴-티타늄(molybdenum titanium: MoTi)으로 이루어질 수 있다.

보조 전극층(164a)은 빛을 차단하면서 제1 전극(162)의 특성에 영향을 미치지 않도록 약 50Å의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

다음, 도 4i에 도시한 바와 같이, 보조 전극층(164a) 상부에 절연물질을 도포하여 뱅크물질층(도시하지 않음)을 형성하고, 마스크를 이용하여 뱅크물질층을 노광 및 현상함으로써 제1 전극(162) 및 보조 전극층(164a)의 가장자리를 덮는 뱅크층(172)을 형성한다. 뱅크층(172)은 감광성 유기절연물질로 이루어질 수 있는데, 일례로, 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있으며, 음의 감광성을 가질 수 있다.

한편, 앞서 언급한 바와 같이, 뱅크물질층을 포함하는 기판(110)을 척(도시하지 않음) 상부에 놓고 뱅크물질층을 노광한다. 이때, 마스크를 통과한 빛의 일부가 척에 도달하여 반사되더라도, 반사된 빛은 보조 전극층(164a)에 의해 차단되어 화소영역의 뱅크물질층에 도달하지 못한다. 따라서, 뱅크물질층의 현상 후 화소영역에 잔여물이 남지 않으므로, 얼룩을 방지할 수 있다.

여기서, 절연물질의 도포 후 소프트 베이크(soft bake) 공정이 수행되고, 뱅크물질층의 현상 후 큐어링(curing) 공정이 수행될 수 있다.

도시하지 않았지만, 뱅크층(172) 상부에는 스페이서가 더 형성될 수도 있다. 스페이서는 뱅크층(172)과 동일 물질로 동일 공정에서 형성될 수도 있다.

다음, 도 4j에 도시한 바와 같이, 뱅크층(172)을 식각 마스크로 하여 보조 전극층(도 4i의 164a)을 선택적으로 제거함으로써, 제1 전극(162) 가장자리에 대응하여 보조 전극(164)을 형성하고 화소영역의 제1 전극(162)을 노출한다.

이때, 보조 전극층(도 4i의 164a)은 식각액(etchant)을 이용한 습식 식각(wet-etching)을 통해 제거될 수 있으며, 식각액은 구리 식각액이 사용될 수 있다.

다음, 도 4k에 도시한 바와 같이, 뱅크층(172)을 포함하는 기판(110) 상부의 각 화소영역에 발광층(182)을 형성한다. 발광층(182)은 노출된 제1 전극(162)과 접촉한다. 이어, 발광층(182)을 포함하는 기판(110) 전면에 제2 전극(184)을 형성한다. 제2 전극(184)은 제1 전극(162)보다 낮은 일함수를 가지는 금속 물질로 이루어진다.

도시하지 않았지만, 발광층(182)과 제2 전극(184) 사이에는 전자를 효율적으로 주입하기 위해, 전자수송층과 전자주입층이 순차적으로 형성될 수 있으며, 제1 전극(162)과 발광층(182) 사이에는 정공주입층과 정공수송층이 순차적으로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 제1 전극(162) 상부에 불투명한 보조 전극층(164a)을 형성하고 뱅크층(172)을 형성한 다음, 뱅크층(172)을 마스크로 보조 전극층(164a)을 선택적으로 제거한다. 따라서, 뱅크층(172)을 형성할 때 척에서 반사되는 빛을 차단하여 화소영역에 잔여물이 발생하지 않으므로, 얼룩을 방지할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 이상 다양한 변화와 변형이 가능하다.

110: 기판 112: 버퍼층
122: 반도체층 122a: 액티브 영역
122b: 소스 영역 122c: 드레인 영역
124: 제1 커패시터 전극 130: 게이트 절연막
132: 게이트 전극 134: 제2 커패시터 전극
140: 층간절연막 140a, 140b: 제1 및 제2 콘택홀
142: 소스 전극 144: 드레인 전극
146: 제3 커패시터 전극 150: 제1 보호층
160: 제2 보호층 160a: 드레인 콘택홀
162: 제1 전극 164: 보조 전극
172: 뱅크층 182: 발광층
184: 제2 전극

Claims

기판과;
상기 기판 상에 형성된 박막트랜지스터와;
상기 박막트랜지스터를 덮는 보호막과;
상기 보호막 상부의 화소영역에 투명도전성물질로 형성된 제1 전극과;
상기 제1 전극의 가장자리를 덮으며 불투명한 금속 물질로 형성된 보조 전극과;
상기 보조 전극 상부에 형성되고 상기 화소영역의 제1 전극을 노출하는 뱅크층과;
상기 화소영역에 형성되고 상기 뱅크층에 의해 노출된 상기 제1 전극과 접촉하는 발광층과;
상기 발광층 상부의 제2 전극
을 포함하는 유기전기발광소자용 어레이 기판.
제1항에 있어서,
상기 보조 전극은 몰리브덴-티타늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판.
제2항에 있어서,
상기 보조 전극은 50 Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판.
제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서,
상기 뱅크층은 음의 감광성을 가지는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판.
기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와;
상기 박막트랜지스터를 덮는 보호막을 형성하는 단계와;
상기 보호막 상부의 화소영역에 투명도전성물질로 제1 전극을 형성하는 단계와;
상기 제1 전극 상부에 불투명한 금속 물질로 보조 전극층을 형성하는 단계와;
상기 보조 전극층 상부에 상기 보조 전극층의 가장자리를 덮는 뱅크층을 형성하는 단계와;
상기 뱅크층을 식각 마스크로 상기 보조 전극층을 선택적으로 제거하여 상기 제1 전극을 노출하는 보조 전극을 형성하는 단계와;
상기 화소영역에 상기 노출된 제1 전극과 접촉하는 발광층을 형성하는 단계와;
상기 발광층 상부에 제2 전극을 형성하는 단계
를 포함하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 보조 전극층은 몰리브덴-티타늄으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 보조 전극층은 50 Å의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 보조 전극층은 구리 식각액을 이용한 습식 식각에 의해 선택적으로 제거되는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 제1 전극을 형성하는 단계와 상기 보조 전극층을 형성하는 단계는 동일 마스크 공정을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.
제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 뱅크층을 형성하는 단계는 음의 감광성을 가지는 물질을 도포하여 뱅크물질층을 형성하는 단계와, 상기 뱅크물질층을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전기발광소자용 어레이 기판의 제조 방법.