KR20160061564A - 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 배치되어 있는 구동 반도체층, 상기 구동 반도체층을 덮고 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 배치되어 있으며, 구동 게이트 전극 및 식각 방지막, 상기 게이트 절연막, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있으며, 복수의 요철 패턴을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 배치되어 있는 구동 소스 전극 및 구동 드레인 전극, 상기 보호막 위에 배치되어 있으며, 요철 형상을 가지는 화소 전극, 상기 보호막, 상기 구동 소스 전극 및 상기 구동 드레인 전극 위에 배치되어 있으며, 상기 화소 전극을 노출하는 화소 개구부를 포함하는 화소 정의막, 노출된 상기 화소 전극 위에 배치되어 있는 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 및 상기 화소 정의막 위에 배치되어 있는 공통 전극을 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 식각 방지막의 일부를 노출하고, 상기 화소 전극은 상기 요철 패턴 및 노출된 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있다.

Description

유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법{ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DISPLAY DEVICE AND METHOD MANUFACTURING OF THE SAME}
본 발명은 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치는 두 개의 전극과 그 사이에 위치하는 유기 발광층을 포함하며, 하나의 전극으로부터 주입된 전자(electron)와 다른 전극으로부터 주입된 정공(hole)이 유기 발광층에서 결합하여 여기자(exciton)를 형성하고, 여기자가 에너지를 방출하면서 발광한다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 자발광 소자인 유기 발광 다이오드를 포함하는 복수의 화소를 포함하며, 각 화소에는 유기 발광 다이오드를 구동하기 위한 복수의 박막 트랜지스터 및 커패시터(Capacitor)가 형성되어 있다.
이러한 유기 발광 표시 장치는 시야각을 개선하기 위해 유기 발광 다이오드에 요철 형상을 형성할 수 있다. 이러한 요철 형상은 유기 발광 다이오드 아래에 형성된 요철 패턴의 의해 형성된다. 이 때, 요철 패턴의 두께의 의해 유기 발광 다이오드를 이루는 화소 전극과 공통 전극이 쇼트(short)될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시야각을 개선할 수 있는 유기 발광 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 배치되어 있는 구동 반도체층, 상기 구동 반도체층을 덮고 있는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 위에 배치되어 있으며, 구동 게이트 전극 및 식각 방지막, 상기 게이트 절연막, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있으며, 복수의 요철 패턴을 포함하는 보호막, 상기 보호막 위에 배치되어 있는 구동 소스 전극 및 구동 드레인 전극, 상기 보호막 위에 배치되어 있으며, 요철 형상을 가지는 화소 전극, 상기 보호막, 상기 구동 소스 전극 및 상기 구동 드레인 전극 위에 배치되어 있으며, 상기 화소 전극을 노출하는 화소 개구부를 포함하는 화소 정의막, 노출된 상기 화소 전극 위에 배치되어 있는 유기 발광층, 그리고 상기 유기 발광층 및 상기 화소 정의막 위에 배치되어 있는 공통 전극을 포함하고, 상기 요철 패턴은 상기 식각 방지막의 일부를 노출하고, 상기 화소 전극은 상기 요철 패턴 및 노출된 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있다.
상기 요철 패턴의 두께는 상기 식각 방지막을 제외한 부분에 배치된 상기 보호막의 두께보다 더 얇을 수 있다.
상기 화소 전극은 상기 구동 드레인 전극에서 연장되어 있을 수 있다.
상기 식각 방지막은 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어져 있을 수 있다.
상기 구동 소스 전극, 상기 구동 드레인 전극 및 상기 화소 전극은 각각 하부 금속막 및 상기 하부 금속막 위에 배치되어 있는 상부 금속막을 포함할 수 있다.
상기 상부 금속막은 반사성 금속으로 이루어져 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치는 상기 구동 반도체층과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 반도체층과 분리되어 있는 스위칭 반도체층, 상기 구동 게이트 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있는 스위칭 게이트 전극, 그리고 상기 구동 소스 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 서로 분리되어 있는 스위칭 소스 전극 및 스위칭 드레인 전극을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치는 상기 구동 게이트 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 스위칭 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 스토리지 축전판 및 상기 구동 소스 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 제1 스토리지 축전판과 중첩되어 있는 제2 스토리지 축전판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 제조 방법은 절연 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계, 상기 버퍼층 위에 구동 반도체층을 형성하는 단계, 상기 구동 반도체층 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막 위에 구동 게이트 전극 및 식각 방지막을 형성하는 단계, 상기 게이트 절연막, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막 위에 보호막을 형성하는 단계, 상기 보호막 위에 상기 식각 방지막과 중첩하는 제1 부분을 포함하고, 상기 보호막의 일부분을 노출하는 감광막 패턴을 형성하는 단계, 상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 식각 방지막의 일부를 노출하는 복수의 요철 패턴과 상기 구동 반도체층을 노출하는 구동 소스 접촉 구멍 및 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계, 상기 감광막 패턴을 제거한 후, 상기 보호막 위에 구동 소스 전극, 구동 드레인 전극 및 요철 형상을 가지는 화소 전극을 형성하는 단계, 상기 보호막, 상기 구동 소스 전극 및 상기 구동 게이트 전극 위에 상기 화소 전극을 노출하는 화소 개구부를 포함하는 화소 정의막을 형성하는 단계, 상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계, 그리고 상기 유기 발광층 및 상기 화소 정의막 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 식각은 건식 식각을 실시할 수 있다.
상기 복수의 요철 패턴, 상기 구동 소스 접촉 구멍 및 상기 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계는 상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 건식 식각을 실시하여 상기 보호막의 일부를 식각하여 상기 식각 방지막에 대응하는 부분에 복수의 예비 요철 패턴을 형성하고, 상기 제1 부분을 제거하는 단계 및 연속적으로 상기 건식 식각을 실시하여 상기 복수의 예비 요철 패턴의 일부를 식각하여 상기 복수의 요철 패턴을 형성하고, 상기 복수의 요철 패턴 사이의 상기 보호막을 식각하여 상기 식각 방지막의 일부를 노출하고, 상기 구동 소스 접촉 구멍 및 상기 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 반도체층을 형성하는 단계는 상기 버퍼층 위에 상기 구동 반도체층과 분리되어 있는 스위칭 반도체층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막을 형성하는 단계는 상기 게이트 절연막 위에 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있는 스위칭 게이트 전극 및 상기 구동 게이트 전극과 연결되어 있는 제1 스토리지 축전판을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 구동 소스 전극, 상기 구동 드레인 전극 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계는 상기 보호막 위에 서로 분리되어 있는 스위칭 소스 전극, 스위칭 드레인 전극 및 제2 스토리지 축전판을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 보호막이 요철 패턴을 포함하고, 요철 패턴 위에 화소 전극을 형성함에 따라, 화소 전극이 요철 형상을 가지므로, 유기 발광 표시 장치의 시야각을 개선할 수 있다.
또한, 요철 패턴의 두께를 얇게 형성함에 따라, 화소 전극과 공통 전극의 쇼트를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 개략적인 배치도이다.
도 3는 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, "~상에"라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 등가 회로도이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171, 172)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 전달하는 복수의 게이트선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 데이터선(171) 및 구동 전압(ELVDD)을 전달하는 복수의 구동 전압선(172)을 포함한다. 이러한 게이트 신호 및 데이터 신호는 구동 드라이버(도시하지 않음)를 통하여 인가 받는다.
게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 데이터선(171) 및 구동 전압선(172)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(Qs), 구동 박막 트랜지스터(Qd), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 게이트선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 데이터선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)는 게이트선(121)에 인가되는 게이트 신호에 응답하여 데이터선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Qd)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(Qd) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(T1)에 연결되어 있고, 입력 단자는 구동 전압선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 다이오드(LD)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(Id)를 흘린다.
스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)가 턴 오프(turn off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(VSS)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 다이오드(LD)는 구동 박막 트랜지스터(Qd)의 출력 전류(Id)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Qs) 및 구동 박막 트랜지스터(Qd)는 n 채널 전계 효과 트랜지스터(FET) 또는 p 채널 전계 효과 트랜지스터일 수 있다. 그리고, 스위칭 및 구동 박막 트랜지스터(Qs, Qd), 스토리지 커패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)의 연결 관계는 바뀔 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 하나의 화소의 개략적인 배치도이다. 도 3는 도 2의 절단선 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 게이트선(121), 식각 방지막(125), 데이터선(171), 구동 전압선(172), 구동 박막 트랜지스터(Qs), 스위칭 박막 트랜지스터(Qd), 스토리지 캐패시터(Cst) 및 유기 발광 다이오드(LD)를 포함한다.
한편, 스위칭 트랜지스터(Qs)의 구조는 구동 트랜지스터(Qd)의 구조와 거의 동일하므로, 스위칭 트랜지스터(Qs)의 단면은 도시하지 않고, 구동 트랜지스터(Qd)의 구조의 설명 시, 같이 설명한다.
절연 기판(110) 위에 버퍼층(111)이 배치되어 있다. 절연 기판(110)은 유리, 석영, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어진 절연성 기판으로 형성될 수 있다. 버퍼층(111)은 질화 규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(111)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(111) 위에는 구동 반도체층(154b)이 배치되어 있다. 구동 반도체층(154b)은 다결정 실리콘으로 이루어져 있으며, 구동 채널 영역(1541b), 구동 소스 영역(1542b) 및 구동 드레인 영역(1543b)을 포함한다. 구동 소스 영역(1542b) 및 구동 드레인 영역(1543b)은 구동 채널 영역(1541b)의 양 옆에 배치되어 있다.
또한, 스위칭 반도체층(154a)은 구동 반도체층(154b)과 이격되어 버퍼층(111) 위에 배치되어 있다. 스위칭 반도체층(154a)은 다결정 실리콘으로 이루어져 있으며, 스위칭 채널 영역, 스위칭 소스 영역 및 스위칭 드레인 영역을 포함한다. 스위칭 소스 영역 및 스위칭 드레인 영역은 스위칭 채널 영역의 양 옆에 배치되어 있다.
구동 채널 영역(1541b) 및 스위칭 채널 영역은 불순물이 도핑되지 않은 폴리 실리콘, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이고, 구동 소스 영역(1542b), 구동 드레인 영역(1543b), 스위칭 소스 영역 및 스위칭 드레인 영역은 도전성 불순물이 도핑된 폴리 실리콘, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다.
버퍼층(111), 구동 반도체층(154b) 및 스위칭 반도체층(154a)위에는 게이트 절연막(140)이 배치되어 있다. 게이트 절연막(140)은 질화 규소 및 산화 규소 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125) 및 제1 스토리지 축전판(128)이 배치되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 위에는 스위칭 게이트 전극(124a)를 포함하는 게이트선(121)이 배치되어 있다. 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125), 제1 스토리지 축전판(128) 및 게이트선(121)은 동일한 물질로 이루어져 있다.
게이트선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며, 게이트 신호(또는 스캔 신호)를 전달한다. 스위칭 게이트 전극(124a)은 게이트선(121)으로부터 스위칭 반도체층(154a) 방향으로 돌출되어 있고, 스위칭 반도체층(154a)과 중첩되어 있다.
구동 게이트 전극(124b)은 제1 스토리지 축전판(128)으로부터 구동 반도체층(154b) 방향으로 돌출되어 있고, 구동 반도체층(154b)과 중첩되어 있다.
식각 방지막(125)은 게이트선(121) 및 구동 게이트 전극(124b)과 분리되어 있다.
게이트 절연막(140), 게이트선(121) 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125) 및 제1 스토리지 축전판(128) 위에는 보호막(180)이 배치되어 있다.
보호막(180)은 식각 방지막(125) 위에 배치되어 있으며, 식각 방지막(125)의 일부를 노출하는 복수 개의 요철 패턴(181)을 포함한다. 요철 패턴(181)은 식각 방지막(125)을 제외한 부분에 배치되어 있는 보호막(180)의 두께보다 더 얇다. 이러한 요철 패턴(181)의 테이퍼져 있고, 그 각도는 30도 이하이다. 또한, 요철 패턴(181)의 두께는 약 3000Å 일 수 있다.
게이트 절연막(140) 및 보호막(180)에는 구동 소스 영역(1542b)과 구동 드레인 영역(1543b)을 각각 노출하는 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)이 형성되어 있다. 또한, 게이트 절연막(140) 및 보호막(180)에는 스위칭 소스 영역과 스위칭 드레인 영역을 각각 노출하는 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)이 형성되어 있다.
보호막(180) 위에는 데이터선(171), 구동 전압선(172), 구동 드레인 전극(175b) 및 화소 전극(191)이 배치되어 있다. 또한, 보호막(180) 위에는 스위칭 드레인 전극(175a)이 배치되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하고, 게이트선(121)과 교차하는 방향으로 뻗어 있다. 또한, 데이터선(171)은 스위칭 반도체층(154a) 방향으로 돌출되어 있는 스위칭 소스 전극(173a)을 포함한다.
구동 전압선(172)은 데이터선(171)과 분리되어 있으며, 데이터선(171)과 동일한 방향으로 뻗어 있다. 구동 전압선(172)은 구동 전압선(172)으로부터 구동 반도체층(154b) 방향으로 돌출되어 있는 구동 소스 전극(173b) 및 구동 전압선(172)에서 돌출하여 제1 스토리지 축전판(128)과 중첩하고 있는 제2 스토리지 축전판(178)을 포함한다. 여기서, 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)은 보호막(180)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
스위칭 드레인 전극(175a)은 제1 접촉 구멍(63)을 통하여 제1 스토리지 축전판(128)에 연결되어 있다. 이에, 스위칭 드레인 전극(175a)은 제1 스토리지 축전판(128) 및 구동 게이트 전극(124b)과 전기적으로 연결되어 있다. 제1 접촉 구멍(63)은 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에 형성되어 있다(도시하지 않음).
구동 소스 전극(173b)과 구동 드레인 전극(175b)은 각각 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)을 통하여, 구동 소스 영역(1542b)과 구동 드레인 영역(1543b)에 연결되어 있다.
스위칭 소스 전극(173a)과 스위칭 드레인 전극(175a)은 각각 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)을 통하여, 스위칭 소스 영역과 스위칭 드레인 영역에 연결되어 있다.
스위칭 반도체층(154a), 스위칭 게이트 전극(124a), 스위칭 소스 전극(173a) 및 스위칭 드레인 전극(175a)은 스위칭 박막 트랜지스터(Qs)를 이루고, 구동 반도체층(154b), 구동 게이트 전극(124b), 구동 소스 전극(173b) 및 구동 드레인 전극(175b)은 구동 박막 트랜지스터(Qd)를 이룬다.
화소 전극(191)은 구동 드레인 전극(175b)으로부터 연장되어 보호막(180)의 요철 패턴(181) 및 노출된 식각 방지막(125) 위에 배치되어 있다. 이에, 화소 전극(191)은 요철 형상을 가지게 된다. 또한, 화소 전극(191)은 식각 방지막(125)과 접촉하고 있다.
여기서, 데이터선(171), 구동 소스 전극(173b), 구동 드레인 전극(175b), 제2 스토리지 축전판(178) 및 화소 전극(191)은 각각 하부 금속막(171p, 1731b, 1751b, 178p, 191p) 및 하부 금속막(171p, 1731b, 1751b, 178p, 191p) 위에 배치되어 있는 상부 금속막(171q, 1732b, 1752b, 178q, 191q)을 포함한다.
상부 금속막(171q, 1732b, 1752b, 178q, 191q)은 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다.
한편, 구동 전압선(172), 스위칭 소스 전극(173a) 및 스위칭 드레인 전극(175a) 또한, 각각 하부 금속막 및 하부 금속막 위에 배치된 상부 금속막을 포함한다.
보호막(180), 구동 소스 전극(173b), 구동 드레인 전극(175b) 및 제2 스토리지 축전판(178) 위에는 화소 전극(191)을 노출하는 화소 개구부(351)를 가지는 화소 정의막(350)이 배치되어 있다. 화소 개구부(351)를 통해 노출된 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(370)이 배치되어 있고, 유기 발광층(370) 및 화소 정의막(350) 위에는 공통 전극(270)이 배치되어 있다. 따라서, 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(LD)가 형성된다.
공통 전극(270)은 전면 발광을 위해 ITO 또는 IZO 따위의 투명 도전체로 만들어질 수 있다. 화소 전극(191)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 공통 전극(270)은 전자 주입 전극인 캐소드가 된다. 그러나 본 발명에 따른 일 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 화소 전극(191)이 캐소드가 되고, 공통 전극(270)이 애노드가 될 수도 있다. 화소 전극(191) 및 공통 전극(270)으로부터 각각 정공과 전자가 유기 발광층(370) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exiton)이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
이와 같이, 화소 전극(191)을 보호막(180)의 요철 패턴(181) 위에 배치됨에 따라, 화소 전극(191)이 요철 형상을 가짐으로써, 발광된 빛이 화소 전극(191)의 요철에서 난반사를 일으키게 하여 시야각을 개선할 수 있다.
또한, 보호막(180)의 요철 패턴(181)의 두께가 식각 방지막(125)을 제외한 부분에 배치되어 있는 보호막(180)의 두께보다 더 얇기 때문에, 화소 전극(191)의 요철 형상이 단차를 줄일 수 있다. 이에, 화소 전극(191)과 공통 전극(270) 사이의 쇼트(short)를 방지할 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 9 및 도 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
한편, 앞서 설명하였듯이, 스위칭 트랜지스터(Qs)의 구조는 구동 트랜지스터(Qd)의 구조와 거의 동일하므로, 스위칭 트랜지스터(Qs)는 구동 트랜지스터(Qd)를 형성할 때 같이 형성된다. 이에, 스위칭 트랜지스터(Qs)의 제조 방법은 도시하지 않고, 구동 트랜지스터(Qd)의 제조 방법의 설명 시, 같이 설명한다. 또한, 구동 트랜지스터(Qd)의 구성 요소와 동일한 층에 배치된 구성 요소 역시, 구동 트랜지스터(Qd)의 각 구성 요소 형성 시, 같이 형성된다.
도 4를 참고하면, 절연 기판(110) 위에 버퍼층(111), 구동 반도체층(154b) 및 게이트 절연막(140)을 차례로 형성한 다음, 게이트 절연막(140) 위에 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125) 및 제1 스토리지 축전판(128)을 형성한다.
구동 반도체층(154b)은 구동 채널 영역(1541b)과 구동 채널 영역(1541b)의 양 옆에 배치되어 있는 구동 소스 영역(1542b) 및 구동 드레인 영역(1543b)을 포함한다.
스위칭 반도체층(154a)은 버퍼층(111) 위에 구동 반도체층(154b)과 이격되어 형성된다. 스위칭 반도체층(154a) 스위칭 채널 영역과 스위칭 채널 영역의 양 옆에 배치되어 있는 스위칭 소스 영역 및 스위칭 드레인 영역을 포함한다.
구동 게이트 전극(124b)은 제1 스토리지 축전판(128)으로부터 구동 반도체층(154b) 방향으로 돌출되어(도 2 참조) 구동 반도체층(154b)과 중첩된다.
식각 방지막(125)은 구동 게이트 전극(124b)과 이격되어 있다.
또한, 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125) 및 제1 스토리지 축전판(128)의 형성 시, 스위칭 게이트 전극(124a)를 포함하는 게이트선(121)을 같이 형성한다.
도 5를 참고하면, 게이트 절연막(140), 구동 게이트 전극(124b), 식각 방지막(125) 및 제1 스토리지 축전판(128) 위에 보호막(180)을 형성한 다음, 보호막(180) 위에 보호막(180)을 일부분을 노출하는 제1 감광막 패턴(50)을 형성한다.
제1 감광막 패턴(50)은 식각 방지막(125)과 중첩하는 제1 부분(A)을 포함한다. 제1 부분(A)은 복수 개의 패턴으로 이루어지며, 제1 부분(A)을 제외한 나머지 감광막 패턴(50)에 비해 두께가 얇다.
이러한 감광막 패턴(50)은 차광부, 투과부 및 반투과부를 포함하는 하나의 하프톤(half-tone) 마스크를 사용하여 형성할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 감광막 패턴(50)을 마스크로 하여 보호막(180)을 식각한다. 여기서, 식각은 건식 식각 공정을 실시한다.
건식 식각 공정으로 인하여 감광막 패턴(50)의 의해 노출된 보호막(180)의 일부가 식각되고, 감광막 패턴(50)의 일부가 제거된다. 이 때, 제1 부분(A)을 제거되고, 감광막 패턴(50)의 두께가 얇아진다. 또한, 보호막(180)의 일부가 식각되어 식각 방지막(125)에 대응하는 부분에 복수의 예비 요철 패턴(181a)이 형성된다(도 6 참조).
계속해서 건식 식각 공정을 진행하여 보호막(180) 및 게이트 절연막(140)에 구동 소스 영역(1542b)과 구동 드레인 영역(1543b)을 각각 노출하는 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)이 형성된다. 또한, 복수의 예비 요철 패턴(181a)의 일부가 식각되어, 복수의 요철 패턴(181)을 형성하고, 복수의 요철 패턴(181) 사이의 보호막(180)이 식각되어 식각 방지막(125)이 노출된다. 또한, 남아 있는 감광막 패턴(50)의 일부가 제거되어 감광막 패턴(50)의 두께가 얇아진다(도 7 참조). 여기서, 식각 방지막(125)은 게이트 절연막(140)이 식각되는 것을 방지하고, 요철 패턴(181)의 하부가 균일하게 형성하는 역할을 한다.
이 때, 게이트 절연막(140) 및 보호막(180)에는 스위칭 소스 영역과 스위칭 드레인 영역을 각각 노출하는 스위칭 소스 접촉 구멍(61a)와 스위칭 드레인 접촉 구멍(62a)도 형성된다.
이와 같이, 요철 패턴(181)의 형성 시, 별도의 마스크를 사용하지 않고, 보호막(180)과 동시에 형성하므로, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 8을 참고하면, 남아 있는 감광막 패턴(50)을 제거한 후, 보호막(180) 위에 데이터선(171), 구동 소스 전극(173b), 구동 드레인 전극(175b), 제2 스토리지 축전판(178) 및 화소 전극(191)을 형성한다. 이 때, 구동 전압선(172) 및 스위칭 드레인 전극(175a)도 같이 형성된다.
구동 소스 전극(173b)과 구동 드레인 전극(175b)은 각각 구동 소스 접촉 구멍(61b)와 구동 드레인 접촉 구멍(62b)을 통하여, 구동 소스 영역(1542b)과 구동 드레인 영역(1543b)에 연결된다.
데이터선(171)은 스위칭 반도체층(154a) 방향으로 돌출되어 있는 스위칭 소스 전극(173a)을 포함한다(도 1 참조).
제2 스토리지 축전판(178)은 제1 스토리지 축전판(128)과 중첩한다. 여기서, 제1 스토리지 축전판(128)과 제2 스토리지 축전판(178)은 보호막(180)을 유전체로 하여 스토리지 커패시터(Cst)를 이룬다.
화소 전극(191)은 구동 드레인 전극(175b)으로부터 연장되어 보호막(180)의 요철 패턴(181) 및 식각 방지막(125) 위에 형성된다. 이에, 화소 전극(191)은 요철 형상을 가지게 된다.
여기서, 데이터선(171), 구동 소스 전극(173b), 구동 드레인 전극(175b), 제2 스토리지 축전판(178) 및 화소 전극(191)은 각각 하부 금속막(171p, 1731b, 1751b, 178p, 191p) 및 하부 금속막(171p, 1731b, 1751b, 178p, 191p) 위에 배치되어 있는 상부 금속막(171q, 1732b, 1752b, 178q, 191q)을 포함한다.
상부 금속막(171q, 1732b, 1752b, 178q, 191q)은 리튬(Li), 칼슘(Ca), 플루오르화리튬/칼슘(LiF/Ca), 플루오르화리튬/알루미늄(LiF/Al), 알루미늄(Al), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 또는 금(Au) 등의 반사성 금속으로 이루어질 수 있다.
한편, 구동 전압선(172), 스위칭 소스 전극(173a) 및 스위칭 드레인 전극(175a) 또한, 각각 하부 금속막 및 하부 금속막 위에 배치된 상부 금속막을 포함한다.
이와 같이, 화소 전극(191) 형성 시, 별도의 마스크를 사용하지 않고, 데이터선(171)과 동시에 형성하므로, 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
도 9를 참고하면, 보호막(180), 구동 소스 전극(173b), 구동 드레인 전극(175b) 및 제2 스토리지 축전판(178) 위에 화소 전극(191)을 노출하는 화소 개구부(351)를 가지는 화소 정의막(350)을 형성한다.
도 1을 참고하면, 화소 개구부(351)를 통해 노출된 화소 전극(191) 위에는 유기 발광층(370)을 형성한 후, 유기 발광층(370) 및 화소 정의막(350) 위에 공통 전극(270)을 형성한다. 이에, 화소 전극(191), 유기 발광층(370) 및 공통 전극(270)을 포함하는 유기 발광 다이오드(LD)가 형성된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
121: 게이트선 124a: 스위칭 게이트 전극
124b: 구동 게이트 전극 125: 식각 방지막
128: 제1 스토리지 축전판 154a: 스위칭 반도체층
154b: 구동 반도체층 171: 데이터선
172: 구동 전압선 173a: 스위칭 소스 전극
173b: 구동 소스 전극 175a: 스위칭 드레인 전극
175b: 구동 드레인 전극 178: 제2 스토리지 축전판
180: 보호막 181: 요철 패턴
191: 화소 전극 270: 공통 전극
350: 화소 정의막 370: 유기 발광층

Claims (20)

  1. 절연 기판,
    상기 절연 기판 위에 배치되어 있는 구동 반도체층,
    상기 구동 반도체층을 덮고 있는 게이트 절연막,
    상기 게이트 절연막 위에 배치되어 있으며, 구동 게이트 전극 및 식각 방지막,
    상기 게이트 절연막, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있으며, 복수의 요철 패턴을 포함하는 보호막,
    상기 보호막 위에 배치되어 있는 구동 소스 전극 및 구동 드레인 전극,
    상기 보호막 위에 배치되어 있으며, 요철 형상을 가지는 화소 전극,
    상기 보호막, 상기 구동 소스 전극 및 상기 구동 드레인 전극 위에 배치되어 있으며, 상기 화소 전극을 노출하는 화소 개구부를 포함하는 화소 정의막,
    노출된 상기 화소 전극 위에 배치되어 있는 유기 발광층, 그리고
    상기 유기 발광층 및 상기 화소 정의막 위에 배치되어 있는 공통 전극을 포함하고,
    상기 요철 패턴은 상기 식각 방지막의 일부를 노출하고,
    상기 화소 전극은 상기 요철 패턴 및 노출된 상기 식각 방지막 위에 배치되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 요철 패턴의 두께는 상기 식각 방지막을 제외한 부분에 배치된 상기 보호막의 두께보다 더 얇은 유기 발광 표시 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 화소 전극은 상기 구동 드레인 전극에서 연장되어 있는 유기 발광 표시 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 식각 방지막은 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극과 동일한 물질로 이루어져 있는 유기 발광 표시 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 구동 소스 전극, 상기 구동 드레인 전극 및 상기 화소 전극은 각각 하부 금속막 및 상기 하부 금속막 위에 배치되어 있는 상부 금속막을 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  6. 제5항에서,
    상기 상부 금속막은 반사성 금속으로 이루어져 있는 유기 발광 표시 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 구동 반도체층과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 반도체층과 분리되어 있는 스위칭 반도체층,
    상기 구동 게이트 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있는 스위칭 게이트 전극, 그리고
    상기 구동 소스 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 서로 분리되어 있는 스위칭 소스 전극 및 스위칭 드레인 전극을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 구동 게이트 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 스위칭 드레인 전극과 연결되어 있는 제1 스토리지 축전판 및
    상기 구동 소스 전극과 동일한 층에 배치되어 있으며, 상기 제1 스토리지 축전판과 중첩되어 있는 제2 스토리지 축전판을 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  9. 절연 기판 위에 버퍼층을 형성하는 단계,
    상기 버퍼층 위에 구동 반도체층을 형성하는 단계,
    상기 구동 반도체층 위에 게이트 절연막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막 위에 구동 게이트 전극 및 식각 방지막을 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연막, 상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막 위에 보호막을 형성하는 단계,
    상기 보호막 위에 상기 식각 방지막과 중첩하는 제1 부분을 포함하고, 상기 보호막의 일부분을 노출하는 감광막 패턴을 형성하는 단계,
    상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 보호막 및 상기 게이트 절연막을 식각하여 상기 식각 방지막의 일부를 노출하는 복수의 요철 패턴과 상기 구동 반도체층을 노출하는 구동 소스 접촉 구멍 및 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계,
    상기 감광막 패턴을 제거한 후, 상기 보호막 위에 구동 소스 전극, 구동 드레인 전극 및 요철 형상을 가지는 화소 전극을 형성하는 단계,
    상기 보호막, 상기 구동 소스 전극 및 상기 구동 게이트 전극 위에 상기 화소 전극을 노출하는 화소 개구부를 포함하는 화소 정의막을 형성하는 단계,
    상기 화소 전극 위에 유기 발광층을 형성하는 단계, 그리고
    상기 유기 발광층 및 상기 화소 정의막 위에 공통 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 식각은 건식 식각을 실시하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 복수의 요철 패턴, 상기 구동 소스 접촉 구멍 및 상기 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계는
    상기 감광막 패턴을 마스크로 하여 상기 건식 식각을 실시하여 상기 보호막의 일부를 식각하여 상기 식각 방지막에 대응하는 부분에 복수의 예비 요철 패턴을 형성하고, 상기 제1 부분을 제거하는 단계 및
    연속적으로 상기 건식 식각을 실시하여 상기 복수의 예비 요철 패턴의 일부를 식각하여 상기 복수의 요철 패턴을 형성하고, 상기 복수의 요철 패턴 사이의 상기 보호막을 식각하여 상기 식각 방지막의 일부를 노출하고, 상기 구동 소스 접촉 구멍 및 상기 구동 드레인 접촉 구멍을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에서,
    상기 요철 패턴의 두께는 상기 식각 방지막을 제외한 부분에 배치된 상기 보호막의 두께보다 더 얇은 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 화소 전극은 상기 구동 드레인 전극에서 연장되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 식각 방지막은 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있으며, 상기 구동 게이트 전극과 동일한 물질로 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제9항에서,
    상기 구동 소스 전극, 상기 구동 드레인 전극 및 상기 화소 전극은 각각 하부 금속막 및 상기 하부 금속막 위에 형성되는 상부 금속막을 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 상부 금속막은 반사성 금속으로 형성되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제9항에서,
    상기 구동 반도체층을 형성하는 단계는 상기 버퍼층 위에 상기 구동 반도체층과 분리되어 있는 스위칭 반도체층을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 구동 게이트 전극 및 상기 식각 방지막을 형성하는 단계는 상기 게이트 절연막 위에 상기 구동 게이트 전극과 분리되어 있는 스위칭 게이트 전극 및 상기 구동 게이트 전극과 연결되어 있는 제1 스토리지 축전판을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 구동 소스 전극, 상기 구동 드레인 전극 및 상기 화소 전극을 형성하는 단계는 상기 보호막 위에 서로 분리되어 있는 스위칭 소스 전극, 스위칭 드레인 전극 및 제2 스토리지 축전판을 형성하는 단계를 포함하는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제19항에서,
    상기 스위칭 드레인 전극은 상기 제1 스토리지 축전판과 연결되고,
    상기 제2 스토리지 축전판은 상기 제1 스토리지 축전판과 중첩되는 유기 발광 표시 장치의 제조 방법.
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