KR20080057789A - 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20080057789A
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Abstract

본 발명은, 기판, 상기 기판 상에 위치하며, 반도체층, 상기 반도체층의 일정 영역에 대응하는 게이트 전극, 상기 반도체층과 게이트 전극 사이에 위치하는 제1절연층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 위치하며 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 상에 위치하며 상기 제2절연층을 관통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제1전극, 상기 제1전극을 포함한 제2절연층 상에 위치하며 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성되고 상기 제1전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 제3절연층, 상기 개구부 내에 위치하는 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.

Description

유기전계발광표시장치 및 그 제조방법{Organic Light emitting display and method for fabricating the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 단면도이다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100: 기판 105: 버퍼층
110: 반도체층 120: 게이트 절연층
125: 게이트 전극 130: 층간절연층
135a, 135b: 제1 및 제2콘택홀
140a, 140b: 소오스 및 드레인 전극
150: 패시베이션층 160: 제1전극
165: 개구부 170: 뱅크층
180: 유기발광층 190: 제2전극
본 발명은 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
평판표시장치(Flat Panel Displaye) 중에서 유기전계발광표시장치(Organic Light Emitting Display)는 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광하게 하는 자발광형 표시장치이다. 유기전계발광표시장치는 액정표시장치에서 사용되는 백라이트가 필요하지 않아 경량박형이 가능할 뿐만 아니라 공정을 단순화시킬 수 있다. 또한, 저온 제작이 가능하고, 응답속도가 1ms 이하로서 고속의 응답속도를 가지며, 낮은 소비 전력, 넓은 시야각 및 높은 콘트라스트(Contrast)비 등의 특성을 나타낸다.
유기전계발광표시장치는 애노드와 캐소드 사이에 유기발광층을 포함하고 있어 애노드로부터 공급받는 정공과 캐소드로부터 받은 전자가 유기발광층 내에서 결합하여 정공-전자쌍인 여기자(exciton)를 형성하고 다시 여기자가 바닥상태로 돌아오면서 발생하는 에너지에 의해 발광하게 된다.
여기서, 유기발광층으로부터 발생된 광이 방출되는 방향에 따라 배면발광형(bottom-emission type)과 전면발광형(top-emission type)으로 나눌 수 있는데, 화소 구동회로가 내장된 유기전계발광표시장치가 배면발광형인 경우는 화소 구동회로가 기판을 차지하는 넓은 면적으로 인하여 개구율에 심각한 제약을 받을 수 밖에 없다. 따라서, 개구율 향상을 위해 상부발광형 유기전계발광표시장치의 개념이 도입되게 되었다.
상기와 같은 평판표시장치는 외부에서 입사한 빛들이 반사되어 다시 외부로 방출될 때, 디스플레이시 방출되는 빛과 간섭을 일으킴으로써, 외광에 의하여 콘트 라스트비가 저하되는 문제가 있었다.
특히, 상기와 같은 유기전계발광표시장치는 액정표시장치 등과 같은 다른 평판표시장치와 달리, 서브픽셀 내에 하나 이상의 박막 트랜지스터 및 커패시터 등을 포함하고 있으며, 이들을 형성하기 위하여, 다층의 절연층 및 금속막들을 포함하고 있기 때문에, 상기와 같은 반사는 더욱 극심하다. 따라서, 다른 평판표시장치와 비교하여 콘트라스트의 비가 현저히 저하되는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 콘트라스트비의 저하를 방지하여 화면의 품질을 향상시킬 수 있는 유기전계발광표시장치 및 그 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기판, 상기 기판 상에 위치하며, 반도체층, 상기 반도체층의 일정 영역에 대응하는 게이트 전극, 상기 반도체층과 게이트 전극 사이에 위치하는 제1절연층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터 상에 위치하며, 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성된 제2절연층, 상기 제2절연층 상에 위치하며, 상기 제2절연층을 관통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제1전극, 상기 제1전극을 포함한 제2절연층 상에 위치하며 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성되고, 상기 제1전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 제3절연층, 상기 개구부 내에 위치하는 유기발광층 및 상기 유기발광층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기전계발광표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명은, 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 상에 반도체층, 상기 반도체층의 일정 영역에 대응하는 게이트 전극, 상기 반도체층과 게이트 전극 사이에 위치하는 제1절연층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 박막 트랜지스터 상에 제2절연층을 형성하는 단계, 상기 제2절연층 상에 상기 제2절연층을 관통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제1전극을 형성하는 단계, 상기 제2절연층의 일부를 노광시켜, 상기 제2절연층 상에 요철부를 형성하는 단계, 상기 요철부가 형성된 제2절연층 및 제1전극 상에 제3절연층을 형성하는 단계, 상기 제3절연층의 일부를 노광하여, 상기 제3절연층 상에 요철부를 형성함과 동시에, 상기 제1전극의 일부를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계, 상기 개구부 내에 유기발광층을 형성하는 단계 및 상기 유기발광층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법을 제공한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100)상에 버퍼층(105)이 위치하며, 버퍼층(105) 상에 반도체층(110)이 위치한다. 반도체층(110) 상에 게이트 절연층(120)이 위치하며, 반도체층(110)의 일정 영역과 대응하는 게이트 절연층(120) 상에 게이트 전극(125)이 위치한다.
게이트 전극(125)을 포함한 기판 상에 층간절연층(130)이 위치한다. 그리고, 층간절연층(130) 상에 게이트 절연층(120) 및 층간절연층(130)을 관통하여 각각 반도체층(110)의 일정 영역과 전기적으로 연결되는 소오스 전극(140a) 및 드레인 전극(140b)이 위치한다.
소오스 전극(140a) 및 드레인 전극(140b)을 포함한 기판 상에 패시베이션층(150)이 위치한다. 패시베이션층(150)은 하부 소자의 보호 및 평탄화를 위한 절연층일 수 있으며, 패시베이션층(150)의 일부 이상은 요철부(150a,150b)를 포함한다.
패시베이션층(150) 상에 패시베이션층(150)을 관통하여 드레인 전극(140b)과 전기적으로 연결되는 제1전극(160)이 위치한다. 그리고, 제1전극(160)을 포함한 패시베이션층(150) 상에는 제1전극(160)의 일부를 노출시키는 개구부(165)를 포함하는 발광 영역을 정의하는 뱅크층(170)이 위치한다.
그리고, 개구부(165) 내에는 유기발광층(180)이 위치하며, 유기발광층(180) 상에 제2전극(190)이 위치한다.
여기서, 뱅크층(170)의 일부 이상은 요철부(170a, 170b)를 포함하며, 뱅크층(170)의 요부(170a)는 패시베이션층(150)의 철부(150a)와 대응하며, 뱅크층(170)의 철부(170b)는 패시베이션층(150)의 요부(150a)와 대응된다. 이로써, 입사된 외광을 소멸시켜 유기전계발광표시장치의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 도 2a 내지 도 2g를 참조하여, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2g는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
도 2a를 참조하면, 유리, 플라스틱 또는 금속으로 이루어진 기판(100) 상에 버퍼층(105)을 형성한다. 버퍼층(105)은 기판(100)에서 유출되는 알칼리 이온 등과 같은 불순물로부터 후속 공정에서 형성되는 박막 트랜지스터를 보호하기 위해 형성하는 것으로, 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx) 등을 사용하여 선택적으로 형성한다.
이어서, 버퍼층(105) 상에 비정질 실리콘층을 적층한 다음, ELA(Excimer Laser Annealing), SLS(Sequential Lateral Solidification), MIC(Metal Induced Crystallization), MILC(Matal Induced Lateral Crystallization)법 등을 사용하여 결정화한다. 그런 다음, 이를 패터닝하여, 반도체층(110)을 형성한다.
반도체층(110)을 포함한 기판 상에 게이트 절연층(120)을 형성한다. 게이트 절연층(120)은 실리콘 산화막, 실리콘 질화막 또는 이들의 이중층으로 형성할 수 있다.
이어서, 반도체층(110)을 포함한 게이트 절연층(120) 상에 게이트 전극용 금속층을 적층한 다음, 이를 패터닝함으로써, 반도체층(110)의 소정 영역과 대응되도록 게이트 전극(125)을 형성한다.
게이트 전극(125)은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy) 및 텅스텐으로 이루어진 군에서 선택되는 하나로 형성할 수 있다.
다음으로, 게이트 전극(125)을 마스크로 이용해서, 반도체층(110)에 불순물 이온을 주입하여 소오스/드레인 영역 및 채널 영역을 정의한다. 불순물 이온은 p형 또는 n형 불순물일 수 있으며, p형 불순물은 붕소(B), 알루미늄(Al), 칼륨(Ga) 및 인듐(In)으로 이루어진 군에서 선택할 수 있다. n형 불순물 이온은 인(P), 비소(As), 안티몬(Sb) 및 비스무스(Bi)로 이루어진 군에서 선택할 수 있다.
게이트 전극(125)을 포함한 게이트 절연층(120) 상에 층간절연층(130)을 적층한다. 그런 다음, 제1 및 층간절연층(120,130)의 일부를 식각하여 반도체층(110)의 일부 영역들을 노출시키는 제1 및 제2비어홀(135a,135b)을 형성한다.
도 2b를 참조하면, 제1 및 제2비어홀들(135a,135b)을 포함하는 기판 상에 배선 저항 및 일함수가 낮은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 사용하여 금속층을 적층한다. 그런 다음, 이를 패터닝하여, 제1 및 제2비어홀(135a,135b)을 통하여 반도체층(110)의 일정 영역들과 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극(140a, 140b)을 형성한다.
도 2c를 참조하면, 소오스 전극 및 드레인 전극(140a, 140b)을 포함하는 층간절연층(130) 상에 패시베이션층(150)을 형성한다. 여기서, 패시베이션층(150)은 패시베이션 또는 평탄화를 위한 절연층일 수 있으며, 폴리이미드(polyimide), 폴리아크릴(polyacryl) 및 벤조사이클로부틴(benzocyclobutene)계 수지 등을 사용하여 형성할 수 있다. 그리고, 패시베이션층(150)의 두께는 1 내지 1.5㎛ 정도로 형성할 수 있다.
다음으로, 패시베이션층(150)의 일부를 식각하여 드레인 전극(140b)의 일부를 노출시키는 제3비어홀(155)을 형성한다. 그리고, 제3비어홀(155)을 포함한 패시베이션층(150) 상에 도전층을 적층하고 이를 식각하여, 제3비어홀(155)을 통하여 드레인 전극(140b)과 전기적으로 연결되는 제1전극(160)을 형성한다.
제1전극은 애노드일 수 있으며, 상부발광형(top-emission type)인 경우, 반사금속막 및 투명도전막을 포함할 수 있다. 여기서, 반사금속막은 알루미늄, 은, 알루미늄 합금, 은 합금과 같은 반사율이 높은 금속으로 이루어질 수 있으며, 투명도전막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ICO(Indium Cerium Oxide) 또는 ZnO(Zinc Oxide) 등을 포함할 수 있다.
도 2d를 참조하면, 제1전극(160)이 형성된 기판과 제1마스크(310)을 얼라인한 다음, 패시베이션층(150)을 노광하여 요철부(150a,150b)를 형성한다. 패시베이션층(150)은 감광 특성이 있는 고분자 수지로 형성하였기 때문에, 노광에 의하여 패터닝될 수 있다.
따라서, 투과부(310a)와 차단부(310b)를 포함하는 마스크(310)를 사용하여 패시베이션층(150)를 노광시키면, 투과부(310a)에 대응되는 영역에는 철부(150b)가 형성되며, 차단부(310b)에 대응하는 영역에는 요부(150a)가 형성될 수 있다.
도 2e를 참조하면, 요철부(150a,150b)를 포함하는 패시베이션층(150) 및 제1전극(160)을 포함하는 기판(100) 상에 뱅크층(170)을 형성한다. 뱅크층(170)은 폴 리이미드(polyimide), 폴리아크릴(polyacryl) 및 벤조사이클로부틴(benzocyclobutene)계 수지로 형성할 수 있으며, 약 2 내지 3㎛의 두께로 형성할 수 있다.
도 2f를 참조하면, 뱅크층(170)이 형성된 기판(100)과 제2마스크(320)를 얼라인한 다음, 이를 노광시킨다.
여기서 제2마스크(320)는 차단부(320a), 반투과부(320b) 및 투과부(320c)를 포함할 수 있으며, 상기 노광에 의하여, 차단부(320a)에 해당하는 뱅크층(170) 영역에는 요부(170a)가 형성될 수 있으며, 반투과부(320b)에 대응하는 뱅크층(170) 영역에는 철부(170b)가 형성될 수 있다. 그리고, 투과부(320c)에 해당하는 뱅크층(170) 영역에는 제1전극(160)을 노출시키는 개구부(165)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 공정에 의하여 뱅크층(170)은 요부(170a), 철부(170b) 및 개구부(165)를 포함할 수 있다.
여기서, 뱅크층(170)의 요부(170a)는 패시베이션층(150)의 철부(150b)와 대응하며, 뱅크층(170)의 철부(170b)는 패시베이션층(170)의 요부(150a)와 대응될 수 있다.
이는 외광의 입사시, 뱅크층(170)에 의해 반사된 광과, 패시베이션층(150)에 의해 반사된 광이 소멸 간섭을 일으키게 하기 위한 것이다. 따라서, 상기와 같은 구조는 입사된 외광을 소멸시킴으로써, 유기전계발광표시장치의 콘트라스트비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 2g를 참조하면, 개구부(165) 내에 유기발광층(180)을 형성한다. 도시하지 는 않았지만, 애노드인 제1전극(160)과 유기발광층(180) 사이에는 정공주입층, 정공수송층이 개재될 수 있으며, 유기발광층(180) 상에는 전자수송층 및 전자주입층이 위치할 수 있다.
유기발광층(180)을 포함한 기판 상에 제2전극(190)을 형성한다. 여기서 제2전극(190)은 캐소드일 수 있으며, 마그네슘, 은, 알루미늄 또는 이들의 합금을 사용하여 얇은 투과전극으로 형성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 서로의 요부와 철부가 대응되도록 패시베이션층 및 뱅크층을 형성하였다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기전계발광표시장치는 외부로부터 입사한 빛이 반사되어 외부로 다시 방출될 때, 상쇄 간섭을 일으키면서 소멸하게 되어, 유기전계발광표시장치의 콘트라스트비를 높을 수 있는 효과가 있다.
본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것이 아니고, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 콘트라스트비가 감소하는 것을 방지하여, 유기전계발광표시장치의 화면의 품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 위치하며, 반도체층, 상기 반도체층의 일정 영역에 대응하는 게이트 전극, 상기 반도체층과 게이트 전극 사이에 위치하는 제1절연층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터 상에 위치하며, 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성된 제2절연층;
    상기 제2절연층 상에 위치하며, 상기 제2절연층을 관통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제1전극;
    상기 제1전극을 포함한 제2절연층 상에 위치하며, 적어도 일정 영역 상에 요철부가 형성되고, 상기 제1전극의 일부를 노출시키는 개구부를 포함하는 제3절연층;
    상기 개구부 내에 위치하는 유기발광층; 및
    상기 유기발광층 상에 위치하는 제2전극을 포함하는 유기전계발광표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2절연층의 요부는 상기 제3절연층의 철부와 대응되며, 상기 제2절연 층의 철부는 상기 제3절연층의 요부와 대응되는 유기전계발광표시장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 및 제3절연층은 감광성 유기막인 유기전계발광표시장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3절연층은 폴리이미드, 폴리아크릴 및 벤조사이클로부틴계 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기전계발광표시장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극은 ITO, IZO, ICO 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 유기전계발광표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2전극은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 유기전계발광표시장 치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1전극과 제2전극 사이에 정공주입층, 정공수송층, 전하주입층 및 전하수송층으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상이 더 형성된 유기전계발광표시장치.
  8. 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판 상에 반도체층, 상기 반도체층의 일정 영역에 대응하는 게이트 전극, 상기 반도체층과 게이트 전극 사이에 위치하는 제1절연층, 상기 반도체층과 전기적으로 연결되는 소오스 전극 및 드레인 전극을 포함하는 박막 트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막 트랜지스터 상에 제2절연층을 형성하는 단계;
    상기 제2절연층 상에 상기제2절연층을 관통하여 상기 드레인 전극과 전기적으로 연결되는 제1전극을 형성하는 단계;
    상기 제2절연층의 일부를 노광시켜, 상기 제2절연층 상에 요철부를 형성하는 단계;
    상기 요철부가 형성된 제2절연층 및 제1전극 상에 제3절연층을 형성하는 단 계;
    상기 제3절연층의 일부를 노광하여, 상기 제3절연층 상에 요철부를 형성함과 동시에, 상기 제1전극의 일부를 노출시키는 개구부를 형성하는 단계;
    상기 개구부 내에 유기발광층을 형성하는 단계; 및
    상기 유기발광층 상에 제2전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3절연층의 요부는 상기 제2절연층의 철부와 대응되도록 형성하며, 상기 제3절연층의 철부는 상기 제2절연층의 요부와 대응되도록 형성하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 및 제3절연층은 감광성 유기막인 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제2 및 제3절연층은 폴리이미드, 폴리아크릴 및 벤조사이클로부틴계 수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1전극은 ITO, IZO, ICO 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 제2전극은 마그네슘(Mg), 은(Ag), 알루미늄(Al), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 유기전계발광표시장치의 제조방법.
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