KR101698543B1 - Organic Light Emitting Device and Method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기판 위에 형성되며, 제1 게이트 전극, 제1 반도체층, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하여 이루어진 스위칭 박막 트랜지스터와 스위칭 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제2 게이트 전극, 제2 반도체층, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하여 이루어진 구동 박막 트랜지스터 및 구동 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하여 이루어진 유기 발광 다이오드를 포함하여 이루어진다. 본 발명은 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극이 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극과 직접 연결된 것을 특징으로 하는 유기 발광소자, 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention provides a semiconductor device including a switching thin film transistor formed on a substrate and including a first gate electrode, a first semiconductor layer, a first source electrode, and a first drain electrode, a second gate electrode electrically connected to the switching thin film transistor, And an organic light emitting diode electrically connected to the driving thin film transistor and the driving thin film transistor including the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, the second source electrode, and the second drain electrode and including a first electrode, a light emitting layer, . The present invention relates to an organic light emitting device, and a method of manufacturing the same, wherein a first drain electrode of the switching thin film transistor is directly connected to a second gate electrode of the driving thin film transistor.
본 발명에 따르면, 복수 개의 콘택홀을 동시에 형성할 경우 식각되는 대상이 모두 동일한 층으로 이루어질 수 있도록 설계함으로써, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하는 것이 차단되고, 그에 따라 역 테이퍼진 형태로 콘택홀이 형성되거나 콘택홀 형성시 그 하부의 전극층까지 식각되는 문제가 해결된다. According to the present invention, when a plurality of contact holes are formed at the same time, it is designed that all objects to be etched can be formed of the same layer, thereby preventing the occurrence of an excessive angle in a specific contact hole region, The problem that the holes are formed or etched to the electrode layer under the contact holes is solved.
유기 발광소자, 콘택홀 Organic light emitting device, contact hole
Description
본 발명은 유기 발광소자에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 능동 매트릭스 방식 유기 발광소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting device, and more particularly, to an active matrix organic light emitting device.
평판표시소자로서 현재까지는 액정표시소자(Liquid Crystal Display Device)가 널리 이용되었지만, 액정표시소자는 별도의 광원으로 백라이트가 필요하고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 기술적 한계가 있다. 이에, 자체발광이 가능하여 별도의 광원이 필요하지 않고, 밝기, 명암비 및 시야각 등에서 상대적으로 우수한 유기 발광소자(Organic Light Emitting Device)에 대한 관심이 증대되고 있다. Liquid crystal display devices have been widely used as flat display devices up to now, but liquid crystal display devices require backlight as a separate light source and have technical limitations in terms of brightness, contrast ratio, and viewing angle. Accordingly, an organic light emitting device (organic light emitting device) which is relatively light in brightness, contrast ratio, viewing angle and the like is required to be self-emitting, thus requiring no additional light source.
유기 발광소자는, 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode)과 정공(hole)을 주입하는 양극(anode) 사이에 발광층이 형성된 구조로서, 음극에서 발생된 전자 및 양극에서 발생된 정공이 발광층 내부로 주입되면 주입된 전자 및 정공이 결합하여 액시톤(exciton)이 생성되고, 생성된 액시톤이 여기상태(excited state)에서 기저상태(ground state)로 떨어지면서 발광을 일으킴으로써 화상을 표시하는 표시소자이다. The organic light emitting device has a structure in which a light emitting layer is formed between a cathode for injecting electrons and an anode for injecting holes, and electrons generated in the cathode and holes generated in the anode are injected into the light emitting layer An exciton is generated by the injected electrons and holes, and the generated exciton drops from the excited state to the ground state to emit light, thereby displaying an image Device.
이와 같은 유기 발광소자는 구동방식에 따라 수동 매트릭스(Passive Matrix) 방식과 능동 매트릭스(Active Matrix) 방식으로 나눌 수 있다.The organic light emitting device may be classified into a passive matrix type and an active matrix type according to a driving method.
상기 수동 매트릭스 방식은 별도의 박막 트랜지스터를 구비하지 않으면서 매트릭스 형태로 화소가 배열된 구성으로서, 주사선의 순차적 구동에 의해 각각의 화소를 구동하기 때문에 라인이 많아질수록 더 높은 전압과 전류를 순간적으로 인가해주어야 하고, 따라서 소비전력이 높아지게 되고 해상도 면에서도 한계가 있다. In the passive matrix method, pixels are arranged in a matrix form without a separate thin film transistor, and each pixel is driven by sequential driving of the scanning lines. Therefore, as the number of lines increases, higher voltages and currents are instantaneously Therefore, the power consumption is increased and the resolution is also limited.
반면에, 상기 능동 매트릭스 방식은 매트릭스 형태로 배열된 화소 각각에 박막 트랜지스터가 형성된 구성으로서, 박막 트랜지스터의 스위칭과 스토리지 캐패시터의 전압 충전에 의해 각각의 화소를 구동하기 때문에, 소비전력이 낮고 해상도 면에서도 상대적으로 이점이 있다. 따라서, 고해상도 및 대면적을 요구하는 표시소자에는 상기 능동 매트릭스 방식의 유기 발광소자가 보다 적합하다. On the other hand, in the active matrix method, a thin film transistor is formed in each of the pixels arranged in a matrix form. Since each pixel is driven by switching of the thin film transistor and charging of the storage capacitor, power consumption is low and resolution There is a relative advantage. Therefore, the active matrix type organic light emitting element is more suitable for a display element requiring a high resolution and a large area.
이하에서는, 도면을 참조로 종래의 능동 매트릭스 방식의 유기 발광소자에 대해서 설명하기로 한다. 참고로, 이하 본 명세서에서는 '능동 매트릭스 방식의 유기 발광소자'를 간략하게 '유기 발광소자'로 칭하도록 한다. Hereinafter, a conventional active matrix type organic light emitting device will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the 'active matrix organic light emitting device' will be briefly referred to as an 'organic light emitting device' in the present specification.
도 1은 일반적인 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 나타내는 회로도이다. 1 is a circuit diagram showing one pixel structure of a general organic light emitting device.
도 1에서 알 수 있듯이, 제1 방향으로 배열된 게이트 라인(GL), 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 서로 이격 배열된 데이터 라인(DL)과 전원 라인(PL)에 의해 화소영역이 정의된다. 상기 화소영역 내에는 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR), 구동 박막 트랜지스터(D-TR), 스토리지 커패시터(Cs), 및 유기 발광 다이오드(OD)가 형성된다. 1, a gate line GL arranged in a first direction and a data line DL arranged in a second direction intersecting with the first direction and a power supply line PL, Is defined. In the pixel region, a switching thin film transistor (S-TR), a driving thin film transistor (D-TR), a storage capacitor (Cs), and an organic light emitting diode (OD) are formed.
상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR) 및 구동 박막 트랜지스터(D-TR) 각각은 게이트 전극(G), 반도체층, 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)으로 이루어지는데, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)의 드레인 전극(D)과 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 게이트 전극(G)이 전기적으로 연결됨으로써, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)와 구동 박막 트랜지스터(D-TR)가 전기적으로 연결된다. Each of the switching thin film transistor S-TR and the driving thin film transistor D-TR includes a gate electrode G, a semiconductor layer, a source electrode S and a drain electrode D, TR and the driving thin film transistor D-TR are electrically connected to each other by electrically connecting the drain electrode D of the driving thin film transistor TR to the gate electrode G of the driving thin film transistor D- And is electrically connected.
상기 유기 발광 다이오드(OD)는 전자(electron)를 주입하는 음극(cathode), 정공(hole)을 주입하는 양극(anode), 및 상기 음극과 양극 사이에 형성된 발광층을 포함하여 이루어지는데, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 드레인 전극(D)과 상기 유기 발광 다이오드(OD)의 양극(anode)이 전기적으로 연결됨으로써, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)와 유기 발광 다이오드(OD)가 전기적으로 연결된다. The organic light emitting diode (OD) includes a cathode for injecting electrons, an anode for injecting holes, and a light emitting layer formed between the cathode and the anode. The drain electrode D of the transistor D-TR and the anode of the organic light emitting diode OD are electrically connected to each other so that the driving thin film transistor D-TR and the organic light emitting diode OD are electrically .
도 2는 종래 유기 발광소자의 기본 화소 구조의 개략적인 단면도로서, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR), 구동 박막 트랜지스터(D-TR), 및 유기 발광 다이오드(OD) 사이의 전기적 연결 구조를 보여주는 단면도이다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a basic pixel structure of a conventional organic light emitting diode, showing an electrical connection structure between the switching thin film transistor S-TR, the driving thin film transistor D-TR, and the organic light emitting diode OD. Sectional view.
도 2에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 제1 게이트 전극(20a), 제1 반도체층(30a), 제1 소스 전극(40a), 및 제1 드레인 전극(45a)이 구비되어 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)가 형성되고, 유사하게 기판(10) 상에 제2 게이트 전극(20b), 제2 반도체층(30b), 제2 소스 전극(40b), 및 제2 드레인 전극(45b)이 구비되어 구동 박막 트랜지스터(D-TR)가 형성된다. 2, a
또한, 상기 제1 게이트 전극(20a)과 제1 반도체층(30a) 사이, 및 상기 제2 게이트 전극(20b)과 제2 반도체층(30b) 사이에는 게이트 절연막(25)이 형성되어 있 다. 또한, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR) 및 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 상부에는 보호막(50)이 형성되어 있다. A gate
상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)의 제1 드레인 전극(45a) 위의 보호막(50)에는 제1 콘택홀(51)이 형성되어 있고, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 제2 게이트 전극(20b) 위의 게이트 절연막(25) 및 보호막(50)에는 제2 콘택홀(53)이 형성되어 있으며, 상기 제1 콘택홀(51)을 통해 상기 제1 드레인 전극(45a)과 연결되며 상기 제2 콘택홀(53)을 통해 제2 게이트 전극(20b)과 연결되도록 콘택 전극(60a)이 형성되어 있다. 이와 같이, 별도의 콘택 전극(60a)을 통해 상기 제1 드레인 전극(45a)과 상기 제2 게이트 전극(20b)을 전기적으로 연결함으로써, 결국 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)와 구동 박막 트랜지스터(D-TR)가 전기적으로 연결되게 된다. A
한편, 상기 보호막(50) 상부에는 양극(60b), 발광층(미도시) 및 음극(미도시)으로 이루어진 유기 발광 다이오드(OD)가 형성되며, 이와 같은 유기 발광 다이오드(OD)는 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)와 전기적으로 연결되게 된다. 보다 구체적으로는, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 제2 드레인 전극(45b) 상부의 보호막(50)에는 제3 콘택홀(56)이 형성되어 있으며, 상기 제3 콘택홀(56)을 통해 상기 유기 발광 다이오드(OD)의 양극(60b)이 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 제2 드레인 전극(45b)과 연결되어 있다. An organic light emitting diode OD including an
이상과 같이, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)와 구동 박막 트랜지스터(D-TR) 사이는 별도의 콘택 전극(60a)을 통해 서로 전기적으로 연결되어 있고, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)와 유기 발광 다이오드(OD) 사이는 제2 드레인 전극(45b)과 양극(60b) 간의 직접 연결을 통해 서로 전기적으로 연결되어 있다. As described above, the switching thin film transistor (S-TR) and the driving thin film transistor (D-TR) are electrically connected to each other through a separate contact electrode (60a) The organic light emitting diodes (OD) are electrically connected to each other through a direct connection between the
이때, 상기 콘택 전극(60a)과 상기 양극(60b)은 동일한 공정을 통해 동시에 형성되며, 그를 위해서, 상기 제1 콘택홀(51), 제2 콘택홀(53), 및 제3 콘택홀(56) 또한 동일한 공정을 통해 동시에 형성되게 되는데, 이와 같이 상기 제1 콘택홀(51), 제2 콘택홀(53), 및 제3 콘택홀(56)을 동시에 형성할 경우, 제1 콘택홀(51)과 제3 콘택홀(56)의 영역에서 과식각이 발생되고 그 하부의 전극층까지 식각되는 문제가 발생하게 된다. 이에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다. At this time, the
도 3a 내지 도 3c는 종래의 유기 발광소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도로서, 이는 도 2에 도시한 종래의 유기 발광소자를 제조하기 위한 일 공정을 도시한 것이며, 따라서, 동일한 구성에 대해서 동일한 도면 부호를 부여하였고, 이하에서는, 전술한 문제점에 대해서만 구체적으로 설명하기로 한다. FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views schematically showing a manufacturing process of a conventional organic light emitting diode, and show a process for manufacturing the conventional organic light emitting diode shown in FIG. 2, The same reference numerals are given to the same elements. In the following, only the above-mentioned problems will be described in detail.
우선, 도 3a에서 알 수 있듯이, 기판(10) 상에 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)와 구동 박막 트랜지스터(D-TR)를 형성하고, 그 위에 보호막(50)을 형성한다. 3A, a switching thin film transistor S-TR and a driving thin film transistor D-TR are formed on a
다음, 도 3b에서 알 수 있듯이, 상기 스위칭 박막 트랜지스터(S-TR)의 제1 드레인 전극(45a) 위의 보호막(50)에 제1 콘택홀(51)을 형성하고, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 제2 게이트 전극(20b) 위의 게이트 절연막(25) 및 보호막(50)에 제2 콘택홀(53)을 형성하고, 아울러, 상기 구동 박막 트랜지스터(D-TR)의 제2 드레인 전극(45b) 위의 보호막(50)에 제3 콘택홀(56)을 형성한다. 3B, a
다음, 도 3c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 콘택홀(51)을 통해 상기 제1 드레 인 전극(45a)과 연결되며 상기 제2 콘택홀(53)을 통해 상기 제2 게이트 전극(20b)과 연결되는 콘택 전극(60a)을 형성하고, 아울러, 상기 제3 콘택홀(56)을 통해 제2 드레인 전극(45b)과 연결되는 양극(60b)을 형성한다. 3C, the
전술한 종래의 유기 발광소자의 문제점은 상기 도 3b의 공정 중에 발생하게 된다. 구체적으로 설명하면, 도 3b 공정에서는, 일반적으로 건식 식각 공정을 통해 제1 콘택홀(51), 제2 콘택홀(53), 및 제3 콘택홀(56)을 동시에 형성하게 된다. 이때, 상기 제1 콘택홀(51) 및 제3 콘택홀(56)는 보호막(50)의 소정 영역을 식각함으로써 형성되지만, 상기 제2 콘택홀(53)은 보호막(50)과 더불어 그 하부의 게이트 절연막(25)까지 식각해야만 형성된다. The problem of the conventional organic light emitting device described above occurs during the process of FIG. 3B. Specifically, in the step of FIG. 3B, the
따라서, 상기 제1 콘택홀(51), 제2 콘택홀(53), 및 제3 콘택홀(56)을 동시에 형성하기 위해서는, 상기 제2 콘택홀(53)을 형성하기 위한 식각 조건(예로서, 식각가스의 유량, 파워 등)하에서 식각 공정을 수행해야 하며, 이 경우 상기 제1 콘택홀(51) 및 제3 콘택홀(56)의 형성을 위한 식각이 지나치게 된다. Therefore, in order to simultaneously form the
결국, 상기 제1 콘택홀(51) 및 제3 콘택홀(56)의 형성 영역이 과도하게 식각되어 역 테이퍼진 형태로 콘택홀이 형성될 수 있고, 이 경우 콘택홀을 통한 전기적 연결에 오류가 발생할 수 있다. 또한, 상기 제1 콘택홀(51) 및 제3 콘택홀(56)의 형성을 위한 식각이 지나치게 됨에 따라, 제1 콘택홀(51)에 의해 노출되는 제1 드레인 전극(45a) 및 제3 콘택홀(56)에 의해 노출되는 제2 드레인 전극(45b) 까지 식각되어 전기저항이 증가될 수 있다.As a result, the
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터를 전기적으로 연결하고 구동 박막 트랜지스터와 유기 발광 다이오드를 전기적으로 연결함에 있어서, 콘택홀 형성시 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하는 것을 차단함으로써, 역 테이퍼진 형태로 콘택홀이 형성되는 것을 방지함과 더불어 콘택홀 형성시 전극층까지 식각되는 것을 방지할 수 있는 유기 발광소자 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an organic light emitting diode in which a switching thin film transistor and a driving thin film transistor are electrically connected and a driving thin film transistor and an organic light emitting diode are electrically connected, The present invention also provides an organic light emitting device capable of preventing the formation of contact holes in an inversely tapered shape and preventing etching to an electrode layer in the formation of a contact hole, The purpose.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 기판; 상기 기판 위에 형성되며, 제1 게이트 전극, 제1 반도체층, 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 포함하여 이루어진 스위칭 박막 트랜지스터; 상기 스위칭 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제2 게이트 전극, 제2 반도체층, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하여 이루어진 구동 박막 트랜지스터; 및 상기 구동 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결되며, 제1 전극, 발광층 및 제2 전극을 포함하여 이루어진 유기 발광 다이오드를 포함하여 이루어지며, 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극은 상기 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극과 직접 연결된 것을 특징으로 하는 유기 발광소자를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device comprising: a substrate; A switching thin film transistor formed on the substrate and including a first gate electrode, a first semiconductor layer, a first source electrode, and a first drain electrode; A driving thin film transistor electrically connected to the switching thin film transistor and including a second gate electrode, a second semiconductor layer, a second source electrode, and a second drain electrode; And an organic light emitting diode including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode electrically connected to the driving thin film transistor, wherein a first drain electrode of the switching thin film transistor is connected to a second electrode of the driving thin film transistor And the organic semiconductor layer is directly connected to the gate electrode.
본 발명은 또한, 기판 위에서 제1 방향으로 배열된 게이트 라인 및 상기 게이트 라인의 일단에 형성된 게이트 패드; 상기 기판 위에서 상기 제1 방향과 교차 된 제2 방향으로 배열된 데이터 라인 및 상기 데이터 라인의 일단에 형성된 데이터 패드; 상기 기판 위에서 상기 데이터 라인과 소정 간격으로 이격된 전원 라인; 상기 게이트 라인과 연결된 제1 게이트 전극, 제1 반도체층, 상기 데이터 라인과 연결된 제1 소스 전극, 및 상기 제1 소소 전극과 이격된 제1 드레인 전극을 포함하여 이루어진 스위칭 박막 트랜지스터; 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극과 직접 연결된 제2 게이트 전극, 제2 반도체층, 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 포함하여 이루어진 구동 박막 트랜지스터; 및 상기 구동 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극과 연결된 제1 전극, 발광층, 및 제2 전극을 포함하여 이루어진 유기 발광 다이오드를 포함하여 이루어진 유기 발광소자를 제공한다.The present invention also provides a semiconductor device comprising: a gate pad formed on a substrate and arranged at a first end of the gate line; A data line arranged on the substrate in a second direction intersecting with the first direction, and a data pad formed on one end of the data line; A power supply line spaced apart from the data line at a predetermined interval on the substrate; A switching thin film transistor including a first gate electrode connected to the gate line, a first semiconductor layer, a first source electrode connected to the data line, and a first drain electrode spaced from the first source electrode; A driving thin film transistor including a second gate electrode, a second semiconductor layer, a second source electrode, and a second drain electrode directly connected to the first drain electrode of the switching thin film transistor; And an organic light emitting diode including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode connected to a second drain electrode of the driving thin film transistor.
본 발명은 또한, 기판 위에 제1 게이트 전극 및 제2 게이트 전극을 형성하고, 그 위에 제1 절연막을 형성한 후, 그 위에 제1 반도체층 및 제2 반도체층을 형성하는 공정; 상기 제2 게이트 전극의 소정 영역이 노출되도록 상기 제1 절연막의 소정영역에 제1 콘택홀을 형성하는 공정; 상기 제1 반도체층 상에 제1 소스 전극 및 제1 드레인 전극을 형성함과 더불어 상기 제2 반도체층 상에 제2 소스 전극 및 제2 드레인 전극을 형성하되, 상기 제1 드레인 전극을 상기 제1 콘택홀까지 연장하여 상기 제1 콘택홀을 통해 상기 제2 게이트 전극과 직접 연결되도록 형성하는 공정; 및 상기 제2 드레인 전극과 연결되는 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 차례로 형성되는 발광층 및 제2 전극을 포함하는 유기 발광 다이오드를 형성하는 공정을 포함하는 유기 발광소자의 제조방법을 제공한다. The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first gate electrode and a second gate electrode on a substrate, forming a first insulating film thereon, and then forming a first semiconductor layer and a second semiconductor layer thereon; Forming a first contact hole in a predetermined region of the first insulating film so that a predetermined region of the second gate electrode is exposed; Wherein a first source electrode and a first drain electrode are formed on the first semiconductor layer and a second source electrode and a second drain electrode are formed on the second semiconductor layer, Forming the gate electrode to extend to the contact hole and directly connect to the second gate electrode through the first contact hole; And forming an organic light emitting diode including a first electrode connected to the second drain electrode, a light emitting layer sequentially formed on the first electrode, and a second electrode.
2층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정과 1층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정을 동시에 수행할 경우, 기본적으로 2층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정 시의 식각조건(예로서, 식각가스의 유량, 파워 등) 하에서 동시 식각 공정을 수행해야 하고, 그 경우 1층을 식각하여 형성되는 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하여 콘택홀이 테이퍼진 형태로 형성되고 그 콘택홀 하부의 전극층까지 식각되는 문제가 발생하게 된다. When the step of forming the contact hole by etching the two layers and the step of forming the contact hole by etching the first layer are performed at the same time, the etching conditions (for example, A flow rate of the etching gas, a power, etc.), and in this case, an excessive angle is generated in the contact hole region formed by etching the first layer, so that the contact hole is formed in a tapered shape, A problem arises in that the etching is carried out to a certain extent.
종래의 경우, 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극을 전기적으로 연결하기 위해서, 상기 제1 드레인 전극과 상기 제2 게이트 전극 각각에 연결되는 별도의 콘택 전극을 이용하였고, 이를 위해서 상기 제1 드레인 전극 상부의 보호막에 제1 콘택홀을 형성하고 상기 제2 게이트 전극 상부의 게이트 절연막 및 보호막에 제2 콘택홀을 형성해야 했다. 따라서, 종래의 경우는, 제1 콘택홀과 제2 콘택홀을 동시에 형성할 경우, 양자 사이에 식각되는 층수가 서로 상이하였고, 그로 인해서 상대적으로 층수가 적은 제1 콘택홀 영역에서 전술한 바와 같은 문제가 발생하게 된 것이다. Conventionally, in order to electrically connect the first drain electrode of the switching thin film transistor and the second gate electrode of the driving thin film transistor, a separate contact electrode connected to the first drain electrode and the second gate electrode is used For this purpose, a first contact hole is formed in the protective film above the first drain electrode, and a second contact hole is formed in the gate insulating film and the protective film above the second gate electrode. Therefore, in the conventional case, when the first contact holes and the second contact holes are formed at the same time, the number of layers to be etched between the first and second contact holes is different from each other. Thus, in the first contact hole region having a relatively small number of layers, There is a problem.
그에 반하여, 본 발명은 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극을 전기적으로 연결하기 위해서, 종래와 같이 상기 제1 드레인 전극과 상기 제2 게이트 전극 각각에 연결되는 별도의 콘택 전극을 이용하지 않고, 상기 제2 게이트 전극 상부의 절연막에 제1 콘택홀을 형성한 후 상기 제1 드레인 전극을 상기 제1 콘택홀을 통해 상기 제2 게이트 전극과 직접 연결하는 방법을 채택하였다. 따라서, 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극을 전기적으로 연결하기 위해서 하나의 콘택홀 만을 형성하기 때문에 콘택홀 영역에서 과식각이 발생할 여지가 차단된다. On the contrary, in order to electrically connect the first drain electrode of the switching thin film transistor and the second gate electrode of the driving thin film transistor, a separate drain electrode connected to the first drain electrode and the second gate electrode, A method has been adopted in which a first contact hole is formed in an insulating film over the second gate electrode without using a contact electrode and the first drain electrode is directly connected to the second gate electrode through the first contact hole . Therefore, since only one contact hole is formed in order to electrically connect the first drain electrode of the switching thin film transistor and the second gate electrode of the driving thin film transistor, there is no room for the overgrowth in the contact hole region.
또한, 본 발명은 상기 제2 게이트 전극을 노출하기 위해서 제1 콘택홀을 형성하는 공정과 게이트 패드를 노출하기 위해서 제2 콘택홀을 형성하는 공정을 동시에 수행함과 같이 복수 개의 콘택홀을 동시에 형성한다 하더라도, 양자 사이에 식각되는 대상이 모두 제1 절연막으로 동일하기 때문에, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생할 여지가 차단된다. Also, the present invention forms a plurality of contact holes at the same time as the step of forming the first contact hole to expose the second gate electrode and the step of forming the second contact hole to expose the gate pad , All the objects to be etched between the first insulating film and the second insulating film are the same as one another.
결국, 본 발명에 따르면, 복수 개의 콘택홀을 동시에 형성할 경우 식각되는 대상이 모두 동일한 층으로 이루어질 수 있도록 설계함으로써, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하는 것이 차단되고, 그에 따라 역 테이퍼진 형태로 콘택홀이 형성되는 문제 및 콘택홀 형성시 전극층까지 식각되는 문제가 해결된다. As a result, according to the present invention, when a plurality of contact holes are formed at the same time, the objects to be etched are designed to be all formed of the same layer, thereby preventing the occurrence of an excessive angle in a specific contact hole region, A problem that the contact hole is formed in the contact hole and a problem in which the contact hole is etched to the electrode layer is solved.
이하, 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
유기 발광소자Organic light emitting device
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 보여주는 평면도이다. 4 is a plan view showing one pixel structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 4에서 알 수 있듯이, 제1 방향으로 게이트 라인(201)이 배열되어 있고, 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 데이터 라인(401) 및 전원 라인(405)이 서로 이격되도록 배열되어 있다. 또한, 상기 게이트 라인(201)의 일단에는 게이트 패 드(203)가 형성되어 있고, 상기 데이터 라인(401)의 일단에는 데이터 패드(403)가 형성되어 있다. 4, the
상기 게이트 라인(201)과 데이터 라인(401)이 교차하는 영역에는 스위칭 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 상기 스위칭 박막 트랜지스터는 제1 게이트 전극(200a), 제1 반도체층(미도시), 제1 소스 전극(400a), 및 제1 드레인 전극(450a)을 포함하여 이루어진다. A switching thin film transistor is formed in a region where the
상기 제1 게이트 전극(200a)은 상기 게이트 라인(201)에서 분지되어 돌출 형성되어 있다. 상기 제1 소스 전극(400a)은 상기 데이터 라인(401)에서 분지되어 돌출 형성되어 있다. 상기 제1 드레인 전극(450a)은 상기 제1 소스 전극(400a)과 소정 간격으로 이격 형성되어 있으며, 후술하는 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(200b)과 연결되어 있다. The
상기 전원 라인(405)이 형성된 영역에는 구동 박막 트랜지스터가 형성되어 있다. 상기 구동 박막 트랜지스터는 제2 게이트 전극(200b), 제2 반도체층(미도시), 제2 소스 전극(400b), 및 제2 드레인 전극(450b)을 포함하여 이루어진다. A driving thin film transistor is formed in a region where the
상기 제2 게이트 전극(200b)은 상기 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(450)과 연결되어 있는데, 상기 제1 드레인 전극(450)이 상기 제2 게이트 전극(200b)의 상부까지 연장되어 별도의 접속 전극 없이 상기 제1 드레인 전극(450)과 상기 제2 게이트 전극(200b)이 직접 연결되어 있다. 상기 제2 소스 전극(400b)은 별도로 형성되지 않고 상기 전원 라인(405)이 상기 제2 소스 전극(400b)으로 기능하게 된다. 상기 제2 드레인 전극(450b)은 상기 제2 소스 전극(400b)과 소정 간 격으로 이격 형성되어 있으며, 후술하는 유기 발광 다이오드의 제1 전극(600)과 연결되어 있다. The
상기 게이트 라인(201)의 일단에 형성된 게이트 패드(203)는 게이트 패드 전극(630)과 연결되어 있고, 상기 데이터 라인(401)의 일단에 형성된 데이터 패드(403)는 데이터 패드 전극(650)과 연결되어 있다. 이때, 상기 게이트 패드 전극(630)은 소정의 접속 전극(미도시)을 매개로 하여 상기 게이트 패드(203)와 연결되어 있고, 상기 데이터 패드 전극(650)은 직접 상기 데이터 라인(401)과 연결되어 있다. A
상기 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(200b)과 상기 전원 라인(405) 사이에 스토리지 커패시터가 형성되게 된다. A storage capacitor is formed between the
상기 게이트 라인(201), 데이터 라인(401) 및 전원 라인(405)에 의해서 정의된 화소 영역 내에는 유기 발광 다이오드가 형성되어 있다. 상기 유기 발광 다이오드는 제1 전극(600), 발광층(미도시), 및 제2 전극(미도시)이 차례로 형성되어 이루어지며, 이때, 상기 제1 전극(600)은 상기 구동 박막 트랜지스터의 제2 드레인 전극(450b)과 연결되어 있다.An organic light emitting diode is formed in a pixel region defined by the
이상과 같은 도 4에 도시한 유기 발광소자의 하나의 화소 구조는 본 발명의 일 실시예에 따른 것으로서, 도시한 상기 제1 및 제2 게이트 전극(200a, 200b), 제1 및 제2 소스 전극(400a, 400b) 및 제1 및 제2 드레인 전극(450a, 450b) 등의 구체적인 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 4 is one example of the pixel structure of the organic light emitting device shown in FIG. 4 according to an embodiment of the present invention. The first and
이하에서는 게이트 패드부, 데이터 패드부, 스위칭 박막 트랜지스터부, 구동 박막 트랜지스터부, 및 유기 발광 다이오드부의 단면 구조를 통해 본 발명에 따른 유기 발광소자의 특징에 대해서 보다 상세히 설명하기로 하며, 이를 통해서 스위칭 박막 트랜지스터와 구동 박막 트랜지스터 간의 전기적 연결 구조 및 구동 박막 트랜지스터와 유기 발광 다이오드 간의 전기적 연결 구조에 대해서 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다. Hereinafter, the characteristics of the organic light emitting diode according to the present invention will be described in detail through a cross-sectional structure of a gate pad portion, a data pad portion, a switching thin film transistor portion, a driving thin film transistor portion, and an organic light emitting diode portion. The electrical connection structure between the thin film transistor and the driving thin film transistor and the electrical connection structure between the driving thin film transistor and the organic light emitting diode will be more easily understood.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 보여주는 단면도로서, 이는 도 4의 부분적인 단면을 보여주는 것이다. 5 is a cross-sectional view showing one pixel structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention, which is a partial cross-sectional view of FIG.
구체적으로, 도 5는 기판(100) 상에 형성되는 게이트 패드부, 데이터 패드부, 스위칭 박막 트랜지스터부, 구동 박막 트랜지스터부, 및 유기 발광 다이오드부를 각각 도시한 것으로서, 상기 게이트 패드부는 전술한 도 4의 a-a라인의 단면에 해당하고, 상기 데이터 패드부는 전술한 도 4의 b-b라인의 단면에 해당하고, 상기 스위칭 박막 트랜지스터부는 전술한 도 4의 c-c라인의 단면에 해당하고, 상기 구동 박막 트랜지스터부는 전술한 도 4의 d-d라인의 단면에 해당하고, 상기 유기 발광 다이오드부는 전술한 도 4의 e-e라인의 단면에 해당한다. 5 shows a gate pad portion, a data pad portion, a switching thin film transistor portion, a driving thin film transistor portion, and an organic light emitting diode portion formed on the
도 5에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에는 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)이 형성되어 있다. 상기 게이트 패드(203)는 게이트 패드부에 형성되고, 상기 제1 게이트 전극(200a)은 스위칭 박막 트랜지스터부에 형성되고, 상기 제2 게이트 전극(200b)은 구동 박막 트랜지스터부에 형성된다. 도시하지는 않았지만, 상기 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a) 및 제2 게이트 전극(200b)이 형성되기 전에, 상기 기판(100) 상에 버퍼층이 형성될 수도 있다. 5, the
상기 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)을 포함한 기판(100) 전면에는 제1 절연막(250)이 형성되어 있다. 상기 제1 절연막(250)은 제1 콘택홀(253) 및 제2 콘택홀(256)을 구비한다. 상기 제1 콘택홀(253)은 상기 스위칭 박막 트랜지스터부와 상기 구동 박막 트랜지스터부의 경계부 영역에 형성되어 상기 제2 게이트 전극(200b)이 노출되도록 한다. 상기 제2 콘택홀(256)은 상기 게이트 패드부에 형성되어 상기 게이트 패드(203)가 노출되도록 한다. A first insulating
상기 제1 절연막(250) 상에는 제1 반도체층(300a) 및 제2 반도체층(300b)이 형성되어 있다. 상기 제1 반도체층(300a)은 상기 스위칭 박막 트랜지스터부의 상기 제1 게이트 전극(200a) 위에 형성된다. 상기 제2 반도체층(300b)은 상기 구동 박막 트랜지스터부의 상기 제2 게이트 전극(200b) 위에 형성된다.A
또한, 상기 제1 절연막(250) 상에는 접속 전극(410) 및 데이터 패드(403)가 형성되어 있고, 상기 제1 반도체층(300a) 상에는 제1 소스 전극(400a) 및 제1 드레인 전극(450a)이 형성되어 있고, 그리고, 상기 제2 반도체층(300b) 상에는 제2 소스 전극(400b) 및 제2 드레인 전극(450b)이 형성되어 있다. 상기 접속 전극(410)은 상기 게이트 패드부에서 상기 제2 콘택홀(256)을 통해 상기 게이트 패드(203)와 연결된다. 상기 데이터 패드(403)는 데이터 패드부에서 상기 제1 절연막(250) 상에 형성된다. 상기 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a)은 상기 스위칭 박막 트랜지스터부에서 상기 제1 반도체층(300a) 상에 소정 간격으로 이격 형성된다. 상 기 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)은 상기 구동 박막 트랜지스터부에서 상기 제2 반도체층(300b) 상에 소정 간격으로 이격 형성된다.A
이때, 상기 스위칭 박막 트랜지스터부의 제1 드레인 전극(450a)은 상기 제1 콘택홀(253)을 통해서 상기 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(200b)과 직접 연결되어 있다. At this time, the
상기 접속 전극(410), 데이터 패드(403), 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a), 및 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)을 포함한 기판(100)의 전면에는 제2 절연막(500)이 형성되어 있다. 상기 제2 절연막(500)은 보호막(501) 및 평탄화막(503)으로 이루어지는데, 경우에 따라서, 상기 평탄화막(503)이 생략될 수도 있다. 예로서, 광을 상부로 방출하는 방식(Top emission)에서는 상기 평탄화막(503)을 적용하지만, 광을 하부로 방출하는 방식(Botton emission)에서는 상기 평탄화막(503)을 생략할 수 있다. The
상기 제2 절연막(500)은 제3 콘택홀(510), 제4 콘택홀(530), 및 제5 콘택홀(550)을 구비한다. 상기 제3 콘택홀(510)은 상기 게이트 패드부에 형성되어 상기 접속 전극(410)이 노출되도록 한다. 상기 제4 콘택홀(530)은 상기 데이터 패드부에 형성되어 상기 데이터 패드(403)가 노출되도록 한다. 상기 제5 콘택홀(550)은 상기 구동 박막 트랜지스터부와 상기 유기 발광 다이오드부의 경계부 영역에 형성되어 상기 제2 드레인 전극(450b)이 노출되도록 한다. The second
상기 제2 절연막(500) 상에는 게이트 패드 전극(630), 데이터 패드 전극(650), 및 제1 전극(600)이 형성되어 있다. 상기 게이트 패드 전극(630)은 상기 게이트 패드부에서 상기 제3 콘택홀(510)을 통해 상기 접속 전극(410)과 연결되어, 결국 상기 게이트 패드 전극(630)은 상기 접속 전극(410)을 매개로 하여 상기 게이트 패드(203)와 전기적으로 연결된다. 상기 데이터 패드 전극(650)은 상기 데이터 패드부에서 상기 제4 콘택홀(530)을 통해 상기 데이터 패드(403)와 직접 연결된다. 상기 제1 전극(600)은 상기 유기 발광 다이오드부에서 상기 제5 콘택홀(550)을 통해 상기 구동 박막 트랜지스터부의 제2 드레인 전극(450b)과 연결된다. A
또한, 상기 제2 절연막(500) 상에는 뱅크층(700)이 형성되어 있다. 상기 뱅크층(700)은 게이트 패드 전극(630) 및 데이터 패드 전극(650)이 외부로 노출될 수 있도록 게이트 패드부 및 데이터 패드부에는 형성되지 않고, 또한 상기 제1 전극(600)이 노출될 수 있도록 유기 발광 다이오드부의 소정 영역에 개구부를 구비하여 형성된다. A
상기 뱅크층(700)의 개구부 내의 상기 제1 전극(600) 상에는 발광층(800) 및 제2 전극(900)이 차례로 형성되어 있다. 상기 발광층(800)은 정공주입층, 정공수송층, 발광부, 전자수송층, 전자주입층이 차례로 적층된 구조로 형성될 수 있으며, 다만, 상기 정공주입층, 정공수송층, 전자수송층 및 전자주입층 중 하나 이상의 층은 생략이 가능하다. A
상기 스위칭/구동 박막 트랜지스터가 P형 반도체층을 포함할 경우에는 상기 제1 전극(600)이 양극(anode)으로 기능하게 되고, 이 경우 상기 발광층(800)은 상기 제1 전극(600) 상에서 정공주입층, 정공수송층, 발광부, 전자수송층, 전자주입층 순으로 적층된다. 다만, 상기 스위칭/구동 박막 트랜지스터가 N형 반도체층을 포함할 경우에는 상기 제1 전극(600)이 음극(cathode)으로 기능하게 되고, 이 경우 상기 발광층(800)은 상기 제1 전극(600) 상에서 전자주입층, 전자수송층, 발광부, 정공수송층, 및 정공주입층 순으로 적층된다. When the switching / driving thin film transistor includes a P-type semiconductor layer, the
상기 제2 전극(900)은 도시한 바와 같이 유기 발광 다이오드부의 발광층(800) 상에 형성되는데, 경우에 따라 스위칭/구동 박막 트랜지스터부까지 연장되어 형성될 수도 있다. The
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제2 전극(900) 상에는 유기 발광소자 내에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 수분 침투 방지막이 추가로 형성되고, 최종적으로 밀봉재를 통해 밀봉될 수 있다. On the other hand, although not shown, a moisture permeation preventive film for preventing water from penetrating into the organic light emitting device may be additionally formed on the
이상 설명한 각각의 구성들에 대해서 그 이용가능한 재료 등에 대해서 설명하면 하기와 같다. 다만, 하기의 재료 등은 각각의 구성의 일 예에 해당하는 것으로서, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. Materials available for each of the above-described structures will be described below. However, the following materials and the like are examples of the respective constitution, and the present invention is not limited thereto.
상기 기판(100)은 유리 또는 투명한 플라스틱과 같은 투명 재료로 이루어질 수도 있고, 경우에 따라서 스틸 또는 불투명 플라스틱과 같은 불투명 재료로 이루어질 수 있다. 다만, 광이 하부로 방출되는 방식(Bottom emission)에서는 상기 기판(100)으로 투명 재료가 이용된다. The
상기 게이트 라인(201), 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)은 모두 동일한 층에 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예로서, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합 금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The
상기 제1 절연막(250)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화막 또는 질화막의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The first insulating
상기 제1 반도체층(300a) 및 제2 반도체층(300b)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하여 이루어질 수 있으며, p형 또는 n형 불순물을 포함하는 소스/ 드레인 영역과 상기 불순물을 포함하는 않는 채널 영역을 포함하여 형성될 수 있다. The
상기 접속 전극(410), 데이터 패드(403), 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a), 및 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)은 모두 동일한 층에 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예로서, 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The
상기 제2 절연막(500)을 구성하는 보호막(501)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있으며, 상기 산화막 또는 질화막의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다. The
상기 제2 절연막(500)을 구성하는 평탄화막(503)은 폴리 이미드 또는 폴리 아미드와 같은 유기계 물질로 이루어질 수 있다. The
상기 제1 전극(600), 게이트 패드 전극(630), 데이터 패드 전극(650)은 모두 동일한 층에 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 예로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명물질, 또는 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 불투명물질로 형성될 수 있다. 다만, 광이 하부로 방출되는 방식(Bottom emission)에서는 상기 제1전극(600)으로 투명물질이 이용된다. The
상기 뱅크층(700)은 실리콘 산화막(SiOx) 또는 실리콘 질화막(SiNx)으로 이루어질 수 있다. The
상기 발광층(800)은 전술한 바와 같이 정공주입층, 정공수송층, 발광부, 전자수송층, 전자주입층을 포함하여 형성될 수 있다. The
상기 정공주입층은 CuPc(cupper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline), 또는 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine)로 이루어질 수 있다. 상기 정공수송층은 NPD(N,N-dinaphthyl-N,N'-diphenyl benzidine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 또는 MTDATA(4,4',4"-Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어질 수 있다. The hole injection layer may be formed of cupper phthalocyanine, poly (3,4) -ethylenedioxythiophene (PAN), polyaniline (PANI), or N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine. The hole-transporting layer may be formed of at least one selected from the group consisting of NPD (N, N-dinaphthyl-N, N'-diphenyl benzidine), TPD (N, N'- s-TAD or MTDATA (4,4 ', 4 "-Tris (N-3-methylphenyl-N-phenylamino) -triphenylamine).
상기 발광부는 적색의 경우, CBP(carbazole biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium) 또는 PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 도펀트를 포함하는 인광물질로 이루어질 수 있고, PBD:Eu(DBM)3(Phen) 또는 Perylene을 포함하는 형광물질로 이루어질 수도 있다. 상기 발광부는 녹색의 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수도 있고, Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum)을 포함하는 형광물질로 이루어질 수도 있다. 상기 발광부는 청색의 경우, CBP 또는 mCP를 포함하는 호스트 물질을 포함하며, (4,6-F2ppy)2Irpic을 포함하는 도펀트 물질을 포함하는 인광물질로 이루어질 수도 있고, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자 및 PPV계 고분자와 같은 형광물질로 이루어질 수도 있다. In the case of red light, the light emitting part includes a host material including carbazole biphenyl (CBP) or mCP (1,3-bis (carbazol-9-yl)), bis (1-phenylisoquinoline) acetylacetonate iridium , Phosphorescent materials such as PQIr (acac) bis (1-phenylquinoline) acetylacetonate iridium, PQIr (tris (1-phenylquinoline) iridium) or PtOEP (octaethylporphyrin platinum), PBD: Eu ) 3 (Phen) or perylene. The light emitting portion includes a host material including CBP or mCP in the case of green, and Ir (ppy) 3 (fac tris (2-phenylpyridine) iridium ), Or a fluorescent material containing Alq3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum). In the case of blue, the light emitting portion may include a CBP or a host containing mCP Material comprising (4,6-F2ppy) 2Irpic, Or a fluorescent material such as spiro-DPVBi, spiro-6P, distyrylbenzene (DSB), distyrylarylene (DSA), PFO-based polymer and PPV-based polymer .
상기 전자수송층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq로 이루어질 수 있다. 상기 전자주입층은 Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq 또는 SAlq로 이루어질 수 있다. The electron transport layer may be composed of Alq3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq or SAlq. The electron injecting layer may be composed of Alq3 (tris (8-hydroxyquinolino) aluminum), PBD, TAZ, spiro-PBD, BAlq or SAlq.
상기 제2 전극(900)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide)와 같은 투명물질, 또는 알루미늄(Al), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)과 같은 불투명물질로 형성될 수 있다. 다만, 광이 하부로 방출되는 방식(Bottom emission)에서는 상기 제2전극(900)으로 반사율이 좋은 불투명물질이 이용되고, 광이 상부로 방출되는 방식(Top emission)에서는 상기 제2전극(900)으로 투명물질이 이용된다. The
이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자는 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그에 대해서 설명하면 하기와 같다. The organic light emitting device according to one embodiment of the present invention described above solves the problems of the related art, and will be described below.
예를 들어, 2층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정과 1층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정을 동시에 수행할 경우, 기본적으로 2층을 식각하여 콘택홀을 형성하는 공정 시의 식각조건(예로서, 식각가스의 유량, 파워 등) 하에서 동시 식각 공정을 수행해야 하고, 그 경우 1층을 식각하여 형성되는 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하여 콘택홀이 테이퍼진 형태로 형성되고 그 콘택홀 하부의 전극층까지 식각되는 문제가 발생하게 된다. For example, when the process of forming the contact hole by etching the two layers and the process of forming the contact hole by etching the one layer are performed at the same time, the etching conditions for the etching process for forming the contact hole by basically etching the two layers (For example, a flow rate of an etching gas, a power, and the like). In this case, an excessive angle is generated in the contact hole region formed by etching the first layer, so that the contact hole is formed in a tapered shape, There arises a problem of etching to the electrode layer under the hole.
종래의 경우, 도 3a 내지 도 3c에서 알 수 있듯이, 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(45a)과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(20b)을 전기적으로 연결하기 위해서, 상기 제1 드레인 전극(45a)과 상기 제2 게이트 전극(20b) 각각에 연결되는 별도의 콘택 전극(60a)을 이용하였고, 이를 위해서 상기 제1 드레인 전극(45a) 상부의 보호막(50)에 제1 콘택홀(51)을 형성하고 상기 제2 게이트 전극(20b) 상부의 게이트 절연막(25) 및 보호막(50)에 제2 콘택홀(53)을 형성해야 했다. 따라서, 종래의 경우는, 제1 콘택홀(51)과 제2 콘택홀(53)을 동시에 형성할 경우, 양자 사이에 식각되는 층수가 서로 상이하였고, 그로 인해서 상대적으로 층수가 적은 제1 콘택홀(51) 영역에서 전술한 바와 같은 문제가 발생하게 된 것이다. 3A to 3C, in order to electrically connect the
그에 반하여, 본 발명은 도 4 및 도 5에서 알 수 있듯이, 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(450a)과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(200b)을 전기적으로 연결하기 위해서, 종래와 같이 상기 제1 드레인 전극(450a)과 상기 제2 게이트 전극(200b) 각각에 연결되는 별도의 콘택 전극을 이용하지 않고, 상기 제2 게이트 전극(200b) 상부의 절연막(250)에 제1 콘택홀(253)을 형성한 후 상기 제1 드레인 전극(450a)을 상기 제1 콘택홀(253)을 통해 상기 제2 게이트 전극(200b)과 직접 연결하는 방법을 채택하였다. 따라서, 스위칭 박막 트랜지스터의 제1 드레인 전극(450a)과 구동 박막 트랜지스터의 제2 게이트 전극(200b)을 전기적으로 연결하기 위해서 하나의 콘택홀 만을 형성하기 때문에 콘택홀 영역에서 과식각이 발생할 여지가 차단된다. 4 and 5, in order to electrically connect the
또한, 본 발명은 상기 제2 게이트 전극(200b)을 노출하기 위해서 제1 콘택홀(253)을 형성하는 공정과 게이트 패드(203)를 노출하기 위해서 제2 콘택홀(256)을 형성하는 공정을 동시에 수행함과 같이 복수 개의 콘택홀을 동시에 형성한다 하더라도, 양자 사이에 식각되는 대상이 모두 제1 절연막(250)으로 동일하기 때문에, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생할 여지가 차단된다. The present invention also includes a process of forming the
또한, 본 발명은 상기 제1 콘택홀(253) 및 제2 콘택홀(256)을 동시에 형성하하는 것과 별개로, 제3 콘택홀(510), 제4 콘택홀(530) 및 제5 콘택홀(550)을 동시에 형성하게 되는데, 이 경우에도 식각되는 대상이 모두 제2 절연막(500)으로 동일하기 때문에, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생할 여지가 차단된다. In addition, the
이와 같이 본 발명은 동시에 형성하는 콘택홀들이 모두 동일한 층을 식각하여 형성될 수 있도록 설계함으로써, 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하는 것이 근본적으로 차단되고, 그에 따라 종래와 같은 역 테이퍼진 형태로 콘택홀이 형성되는 문제 및 콘택홀 형성시 전극층까지 식각되는 문제가 해결된다. 이와 같은 본 발명의 특징은 후술하는 유기 발광소자의 제조방법을 참고하면 보다 용이하게 이해할 수 있을 것이다. As described above, according to the present invention, since the contact holes formed at the same time can be formed by etching the same layer, it is basically prevented that the over-etching angle is generated in the specific contact hole region, A problem that the contact hole is formed and a problem that the contact hole is etched to the electrode layer is solved. The characteristics of the present invention can be more easily understood by referring to a method of manufacturing an organic light emitting device described later.
유기 발광소자의 제조방법Method for manufacturing organic light emitting device
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 제조공정을 보여주는 공정 단면도로서, 이는 도 4 및 도 5에 도시한 하나의 화소를 제조하는 공정을 보여주는 단면도이다. 따라서, 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하였고, 각각의 구성들의 재료 등에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다. FIGS. 6A to 6G are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing an organic light emitting diode according to an exemplary embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing one pixel shown in FIGS. Therefore, the same reference numerals are assigned to the same components, and a detailed description of the materials and the like of the respective components will be omitted.
우선, 도 6a에서 알 수 있듯이, 기판(100) 상에 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)을 형성한다. 6A, a
상기 게이트 패드(203)는 게이트 패드부에 형성하고, 상기 제1 게이트 전극(200a)은 스위칭 박막 트랜지스터부에 형성하고, 상기 제2 게이트 전극(200b)은 구동 박막 트랜지스터부에 형성한다.The
다만, 상기 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a) 및 제2 게이트 전극(200b)이 형성하기 전에, 상기 기판(100) 상에 버퍼층을 추가로 형성할 수도 있다. However, a buffer layer may be further formed on the
상기 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)은 상기 기판(100) 상에 소정 금속물질을 적층하고, 포토 레지스트(PR)를 도포하고 노광 및 현상하여 마스크 패턴을 형성하고, 상기 마스크 패턴을 이용하여 상기 금속물질의 소정 영역을 식각한 후, 상기 마스크 패턴을 제거하는 소위 포토리소그라피(Photolithography) 공정을 통해 패턴 형성할 수 있다. The
다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 금속물질의 페이스트를 이용하여 스크린 프린팅(screen printing), 잉크젯 프린팅(inkjet printing), 그라비아 프린팅(gravure printing), 그라비아 오프셋 프린팅(gravure offset printing), 리버스 오프셋 프린팅(reverse offset printing, 플렉소 프린팅(flexo printing), 또는 마이크로 콘택 프린팅(microcontact printing)과 같은 인쇄 공정으로 상기 게이트 패드(203), 제1 게이트 전극(200a), 및 제2 게이트 전극(200b)을 직접 패턴 형성할 수도 있다. However, the present invention is not limited thereto. It is also possible to use a paste of a metal material, such as screen printing, inkjet printing, gravure printing, gravure offset printing, reverse offset printing the
이하에서 설명하는 각각의 구성에 대한 패턴 형성 공정도 구성 재료에 따라 포토리소그라피 공정을 이용하거나 또는 인쇄 공정을 이용하여 수행할 수 있으며, 그에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다. The pattern forming process for each of the constitutions described below can also be performed by using a photolithography process or a printing process depending on the constituent material, and a repeated description thereof will be omitted.
다음, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100) 전면에 제1 절연막(250)을 형성하고, 이어서, 상기 제1 절연막(250) 상에 제1 반도체층(300a) 및 제2 반도체층(300b)을 형성한다. 6B, a first insulating
상기 제1 반도체층(300a)은 상기 제1 게이트 전극(200a) 위에서 패턴 형성하고, 상기 제2 반도체층(300b)은 상기 제2 게이트 전극(200b) 위에서 패턴 형성한다. The
다음, 도 6c에서 알 수 있듯이, 상기 제1 절연막(250)에 제1 콘택홀(253) 및 제2 콘택홀(256)을 형성한다.6C, a
상기 제1 콘택홀(253)은 상기 제2 게이트 전극(200b)이 노출되도록 상기 제1 절연막(250)의 소정 영역을 식각하여 형성하고, 상기 제2 콘택홀(256)은 상기 게이트 패드(203)가 노출되도록 상기 제1 절연막(250)의 소정 영역을 식각하여 형성한 다. The
여기서, 상기 제1 콘택홀(253) 및 제2 콘택홀(256)은 모두 동일한 제1 절연막(250)의 구성물질을 제거하여 형성하기 때문에, 식각공정 시 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하지 않게 되어, 특정 콘택홀이 테이퍼진 형태로 형성되거나 그 하부에서 노출되는 상기 제2 게이트 전극(200b) 및 게이트 패드(203)가 함께 식각되지 않도록 조절할 수 있다. Since the
다음, 도 6d에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100) 상에 접속 전극(410), 데이터 패드(403), 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a), 및 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)을 형성한다. 6D, a
상기 접속 전극(410)은 상기 제2 콘택홀(256)을 통해 상기 게이트 패드(203)와 연결되도록 패턴 형성한다. The
상기 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a)은 상기 제1 반도체층(300a) 상에 소정 간격으로 이격되도록 패턴 형성하고, 상기 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)은 상기 제2 반도체층(300b) 상에 소정 간격으로 이격되도록 패턴 형성한다. 특히, 상기 제1 드레인 전극(450a)은 상기 제1 콘택홀(253)을 통해서 상기 제2 게이트 전극(200b)과 직접 연결되도록 패턴 형성한다. The
이와 같은, 상기 접속 전극(410), 데이터 패드(403), 제1 소스 전극(400a)과 제1 드레인 전극(450a), 및 제2 소스 전극(400b)과 제2 드레인 전극(450b)은 동일한 재료를 이용하여 동일한 패턴 공정을 통해 동시에 형성할 수 있다. The
다음, 도 6e에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100)의 전면에 제2 절연막(500)을 형성한다. Next, as shown in FIG. 6E, a second insulating
상기 제2 절연막(500)을 형성하는 공정은 보호막(501)을 먼저 형성하고, 상기 보호막(501) 상에 평탄화막(503)을 형성하는 공정으로 이루어질 수 있으나, 상기 평탄화막(503)을 생략할 수도 있음은 전술한 바와 같다. The step of forming the second insulating
상기 제2 절연막(500)은 상기 기판(100) 전면에 소정 물질을 적층한 후 적층된 물질의 소정 영역을 식각공정을 통해 제거함으로써 제3 콘택홀(510), 제4 콘택홀(530) 및 제5 콘택홀(550)을 구비하도록 형성한다. 따라서, 상기 제3 콘택홀(510)을 통해 상기 접속 전극(410)이 노출되고, 상기 제4 콘택홀(530)을 통해 상기 데이터 패드(403)가 노출되고, 상기 제5 콘택홀(530)을 통해 상기 제2 드레인 전극(450b)이 노출되게 된다.The second
여기서, 상기 제3 콘택홀(510), 제4 콘택홀(530) 및 제5 콘택홀(550)은 모두 동일한 제2 절연막(500)의 구성물질을 제거하여 형성하기 때문에 특정 콘택홀 영역에서 과식각이 발생하지 않게 되어, 특정 콘택홀이 테이퍼진 형태로 형성되거나 그 하부에서 노출되는 상기 접속 전극(410), 데이터 패드(403) 및 제2 드레인 전극(450b)이 함께 식각되지 않도록 조절할 수 있다. Since the
다음, 도 6f에서 알 수 있듯이, 상기 기판(100) 상에, 게이트 패드 전극(630), 데이터 패드 전극(650), 및 제1 전극(600)을 형성한다. 6F, a
상기 게이트 패드 전극(630)은 상기 제3 콘택홀(510)을 통해 상기 접속 전극(410)과 연결되도록 형성하는데, 이에 의해, 상기 게이트 패드 전극(630)은 상기 접속 전극(410)을 매개로 하여 상기 게이트 패드(203)와 전기적으로 연결된다. The
상기 데이터 패드 전극(650)은 상기 제4 콘택홀(530)을 통해 상기 데이터 패드(403)와 직접 연결되도록 형성한다. The
상기 제1 전극(600)은 상기 제5 콘택홀(550)을 통해 상기 구동 박막 트랜지스터부의 제2 드레인 전극(450b)과 연결되도록 형성한다. The
이와 같은, 상기 게이트 패드 전극(630), 데이터 패드 전극(650), 및 제1 전극(600)은 동일한 재료를 이용하여 동일한 패턴 공정을 통해 동시에 형성할 수 있다. The
다음, 도 6g에서 알 수 있듯이, 상기 제1 전극(600) 상에 개구부를 구비한 소정 패턴의 뱅크층(700)을 형성하고, 상기 뱅크층(700)의 개구부 내에 발광층(800)을 형성하고, 상기 발광층(800) 위에 제2 전극(900)을 형성한다. 6G, a
한편, 도시하지는 않았지만, 상기 제2 전극(900) 상에 유기 발광소자 내에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위한 수분 침투 방지막을 추가로 형성하고, 밀봉재를 통해 밀봉하는 공정을 추가로 수행할 수 있다. Although not shown, a moisture permeation preventive layer may be additionally formed on the
도 1은 일반적인 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 나타내는 회로도.1 is a circuit diagram showing one pixel structure of a general organic light emitting device.
도 2는 종래의 유기 발광소자의 기본 화소 구조의 개략적인 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of a basic pixel structure of a conventional organic light emitting device.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 유기 발광소자의 제조공정을 도시한 개략적인 공정 단면도.FIGS. 3A to 3C are schematic cross-sectional views illustrating a conventional manufacturing process of an organic light emitting diode.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 보여주는 평면도.4 is a plan view showing one pixel structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 하나의 화소 구조를 보여주는 단면도.5 is a cross-sectional view illustrating one pixel structure of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
도 6a 내지 도 6g는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광소자의 제조공정을 보여주는 공정 단면도.6A to 6G are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부 구성에 대한 부호의 설명>DESCRIPTION OF THE REFERENCE SYMBOLS
100: 기판 200a, 200b: 제1, 제2 게이트 전극100:
250: 제1 절연막 253, 256: 제1, 제2 콘택홀 250: first insulating
300a, 300b: 제1, 제2 반도체층 400a, 400b: 제1, 제2 소스 전극300a, 300b: first and
450a, 450b: 제1, 제2 드레인 전극 500: 제2 절연막450a, 450b: first and second drain electrodes 500: second insulating film
510, 530, 550: 제3, 제4, 제5 콘택홀 600: 제1 전극510, 530, 550: third, fourth, fifth contact holes 600: first electrode
630: 게이트 패드 전극 650: 데이터 패드 전극630: gate pad electrode 650: data pad electrode
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