KR100752388B1 - 평판표시장치 및 그의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 평판표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다. 본 발명은 화소구동회로영역과 발광영역을 갖는 기판; 상기 화소구동회로영역에 형성되어 있는 반도체층, 게이트전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터; 상기 소오스/드레인 전극과 동일층에 형성되고, 상기 박막트랜지스터의 상기 반도체층의 일측 단부에 접하며, 상기 발광영역에 위치하는 화소전극; 상기 화소전극의 상부에 형성되고, 유기발광층을 포함하는 유기막층; 및 상기 유기막층의 상부에 형성되는 대향전극을 포함하며, 상기 소오스/드레인 전극 및 화소전극은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으로 하는 평판표시장치를 제공한다. 따라서, 본 발명은 마스크 수가 감소되고 공정프로세스가 단순화되며, 또한, 5매의 마스크에 의한 유기전계발광표시장치의 구조에 있어서, 소오스/드레인 전극 등의 배선전극 및 화소전극 모두에 적합한 물질을 이용한 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
평판표시장치, 5매 마스크, Al 합금, Al-Ni
Description
도 1은 종래의 능동 매트릭스 유기전계발광표시장치를 설명하기 위한 평면도;
도 2는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 취해진 종래기술에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 나타낸 평면도;
도 4a 및 도 4b는 도 3의 절단선 I-I'를 따라 취해진 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들;
도 5a 및 도 5b는 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 취해진 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들; 및
도 6은 화소 전극의 구조에 따른 반사율을 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명)
300 : 기판 305 : 버퍼층
310 : 반도체층 311 : 캐패시터 하부전극
315 : 게이트절연막 320 : 게이트 전극
321 : 캐패시터 상부전극 330 : 층간절연막
330a, 330b, 330c, 330d : 콘택홀
350 : 화소전극 345 : 소오스/드레인 전극
347 : 연결배선 350a, 345a, 347a : 제1금속막
350b, 345b, 347b : 제2금속막 350c, 345c, 347c : 투명도전막
375 : 화소정의막 400 : 유기막층
420 : 대향전극
본 발명은 평판표시장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 유기전계발광표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기전계발광표시장치(organic electroluminescence display)는 형광성 유기화합물을 전기적으로 여기시켜 발광하게 하는 자발광형 표시장치로서, 매트릭스 형태로 배치된 N×M 개의 화소들을 구동하는 방식에 따라 수동 매트릭스(passive matrix)방식과 능동 매트릭스(active matrix)방식으로 나뉘어지는데, 상기 능동 매트릭스 방식의 유기전계발광표시장치는 상기 수동 매트릭스 방식에 비해 전력소모가 적어 대면적 구현에 적합하며 고해상도를 갖는 장점이 있다.
도 1은 종래의 능동 매트릭스 유기전계발광표시장치를 설명하기 위한 평면도로서 단위화소영역에 한정하여 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 일방향으로 배열된 스캔 라인(125), 상기 스캔 라인(125) 과 서로 절연되면서 교차하는 데이터 라인(135) 및 상기 스캔 라인(125)과 서로 절연되면서 교차하고 상기 데이터 라인(135)에는 평행한 공통 전원라인(131)이 위치한다.
상기 각 단위화소영역에는 상기 스캔 라인(125)에 인가된 신호에 따라 상기 데이터 라인(135)에 인가된 데이터 신호를 스위칭하는 스위칭 박막트랜지스터(140), 상기 스위칭 박막트랜지스터(140)를 통해 인가되는 데이터 신호를 일정기간 유지하기 위한 캐패시터(145) 및 상기 스위칭 박막트랜지스터(140)를 통해 인가되는 데이터 신호에 의해 화소전극(170)으로 전류를 흘려주는 화소구동 박막트랜지스터(150)가 위치한다. 상기 화소전극(170) 상에는 발광층(미도시)이 위치하고, 상기 발광층 상에는 대향전극(미도시)이 위치한다. 상기 화소전극(370), 상기 발광층 및 상기 대향전극은 유기전계발광다이오드를 구성한다.
도 2는 도 1의 절단선 I-I'를 따라 취해진 종래기술에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 버퍼층(105)을 형성한다. 상기 버퍼층(105) 상에 제 1 마스크를 사용하여 반도체층(110)을 형성한다. 상기 반도체층(110)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(115)을 형성하고, 상기 게이트 절연막(115) 상에 제 2 마스크를 사용하여 게이트 전극(120)을 형성한다.
이어서, 상기 게이트 전극(120)를 포함한 기판 전면에 층간절연막(125)을 형성하고, 제 3 마스크를 사용하여 상기 층간절연막(125) 내에 상기 반도체층(110)의 양측 단부를 각각 노출시키는 소오스/드레인 콘택홀들(125a)을 형성한다. 그리고 나서, 제 4 마스크를 사용하여 상기 층간절연막(125) 상에 상기 소오스/드레인 콘택홀들(125a)을 통해 상기 반도체층(110)의 양측 단부에 각각 연결되는 소오스/드레인 전극들(130a)을 형성한다.
이때, 상기 소오스/드레인 전극용 금속층으로는 Mo, W, MoW, AlNd, Ti, Al 및 Al 합금 등으로 이루어진 단일층으로 형성하거나, 배선 저항을 줄이기 위해 저저항물질인 MoW, Al 또는 Al 합금 등으로 2층 또는 그 이상의 다중막 구조를 형성한다. 바람직하게는 3중막으로 형성되며, 상기 3중막은 Mo/Al/Mo, MoW/Al/Mo, MoW/Al-Nd/MoW 및 Ti/Al/Ti 등의 적층구조로 형성한다.
이어서, 상기 소오스/드레인 전극들(130a)을 포함하는 기판 전면에 비아홀 절연막(160)을 형성하고, 상기 비아홀 절연막(160) 내에 제 5 마스크를 사용하여 상기 소오스/드레인 전극들(130a) 중 어느 하나를 노출시키는 비아홀(160b)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 비아홀 절연막(160) 상에 상기 비아홀(160b)을 통해 노출된 상기 소오스/드레인 전극(130a)에 연결된 화소전극(170)을 제 6 마스크를 사용하여 형성한다. 그리고 나서, 상기 화소전극(170)을 덮는 화소정의막(175)을 형성하고, 제 7 마스크를 사용하여 상기 화소정의막(175) 내에 상기 화소전극(170)을 노출시키는 개구부(175a)를 형성한다.
이어서, 상기 개구부(175a)내에 노출된 화소전극(170)을 포함하는 기판 전면에 유기발광층(200)을 형성하고, 상기 유기발광층(200) 상에 대향전극(opposite electrode; 220)을 형성함으로써, 유기전계발광표시장치를 제조한다.
이와 같이, 종래기술에 따른 유기전계발광표시장치를 제조함에 있어서는 총 7 매의 마스크가 필요하며, 상기 화소전극(170)과 상기 소오스/드레인 전극(130a)를 연결시키기 위한 비아홀과 상기 비아홀이 위치한 비아홀 절연막의 형성단계가 필요하게 되어, 이는 마스크 제작비용 및 공정프로세스 복잡화에 따른 생산원가 상승을 초래하는 문제점이 있었는바, 소오스/드레인 전극과 화소전극을 동일면상에 형성하는 5 매의 마스크에 의한 유기전계발광표시장치의 구조가 제안되었다.
그러나, 상기한 바와 같은, 5매의 마스크에 의한 유기전계발광표시장치의 구조는 소오스/드레인 전극과 화소전극이 동일면상에 형성되게 되고, 따라서, 공정프로세스의 단순화를 위해서 소오스/드레인 전극과 화소전극이 동일물질인 것이 바람직하다.
그러나, 상기한 바와 같이, 종래의 7 매의 마스크에 의한 유기전계발광표시장치의 소오스/드레인 전극의 물질을 Mo/Al/Mo, MoW/Al/Mo, MoW/Al-Nd/MoW 및 Ti/Al/Ti 등의 적층구조로 형성하는 경우, 이를 화소전극의 물질로 사용하는 것은 바람직하지 않다. 또한, 현재 소오스/드레인 전극의 물질로 적용중인 Ti/Al/Ti의 적층구조로 형성하는 경우, 상기 소오스/드레인 전극의 물질을 화소전극으로 사용하는 것도 바람직하지 않다.
즉, 상기 화소전극이 애노드전극으로 사용되는 경우, 상부 Ti의 일함수가 낮아 애노드전극으로 역할을 하지 못하고, 또한, Ti의 경우, 발광층에서 발광된 빛의 반사율도 55%로 낮으므로 반사전극으로도 적합하지 않은 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기한 종래기술의 문제점을 해결하 기 위한 것으로 제조를 위해 필요한 마스크 수가 감소되고 공정프로세스가 단순화된 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
또한, 5매의 마스크에 의한 유기전계발광표시장치의 구조에 있어서, 소오스/드레인 전극 등의 배선전극 및 화소전극 모두에 적합한 물질을 이용한 유기전계발광표시장치 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 화소구동회로영역과 발광영역을 갖는 기판; 상기 화소구동회로영역에 형성되어 있는 반도체층, 게이트전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터; 상기 소오스/드레인 전극과 동일층에 형성되고, 상기 박막트랜지스터의 상기 반도체층의 일측 단부에 접하며, 상기 발광영역에 위치하는 화소전극; 상기 화소전극의 상부에 형성되고, 유기발광층을 포함하는 유기막층; 및 상기 유기막층의 상부에 형성되는 대향전극을 포함하며, 상기 소오스/드레인 전극 및 화소전극은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으로 하는 평판표시장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 화소구동회로영역과 발광영역을 갖는 기판을 제공하고, 상기 기판 상의 화소구동회로영역에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막을 형성하고, 상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극물질을 적층하고 이를 패터닝하여 상기 반도체층의 상부에 게이트 전극을 형성하고, 상기 게이트 전극을 덮는 층간절연막을 형성하고, 상기 층간절연막 및 상기 게이트 절연막 내에 상기 반도체층의 양측 단부를 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 소오스/드레인 콘택홀 들을 형성하고, 상기 콘택홀들을 포함한 기판 상에 화소전극물질을 형성하고, 상기 화소전극물질을 패터닝하여 상기 발광영역의 층간절연막 상에 위치하고, 상기 화소구동회로영역의 층간절연막 상으로 연장되어 상기 제 1 소오스/드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 일측 단부에 접하는 화소전극을 형성함과 동시에 상기 제 2 소오스/드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 타측 단부에 접하는 소오스/드레인 전극을 형성하고, 상기 소오스/드레인 전극 및 화소전극은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제1금속막은 Ti 또는 Al인 것을 특징으로 하는 평판표시장치 및 그의 제조방법을 제공하고, 상기 제2금속막은 Al-Ni 합금으로 이루어지고 상기 Ni의 함량이 3 내지 10%인 것을 특징으로 하는 평판표시장치 및 그의 제조방법을 제공하며, 또한, 본 발명은 상기 투명도전막은 ITO 또는 IZO로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치 및 그의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3 의 층이 개재될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치를 나타낸 평면도로서, 단위화소영역에 한정하여 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 기판 상에 매트릭스 형태로 배열된 신호선들에 의해 단위화소영역이 정의된다. 상기 신호선들은 일방향으로 배열된 데이터라인(325), 상기 데이터라인(325)에 소정간격 이격되어 위치하고 상기 데이터라인(325)과 평행한 공통전원라인(327) 및 상기 데이터라인(325)과 상기 공통전원라인(327)에 교차하는 스캔라인을 포함한다. 상기 스캔라인은 상기 데이터라인(325) 또는 상기 공통전원라인(327)과의 교차지점에 있어서, 상기 데이터라인(325) 또는 상기 공통전원라인(327) 양측에 위치하여 서로 분리된 스캔라인패턴들(329) 및 상기 스캔라인패턴들(329)에 배선콘택홀들(330d)을 통해 각각 접하면서 상기 데이터라인(325) 또는 상기 공통전원라인(327)과는 절연된 연결배선(347)을 포함한다. 상기 스캔라인은 구동할 단위화소를 선택하며, 상기 데이터 라인(325)은 상기 선택된 단위화소에 전압을 인가한다.
상기 단위화소영역은 발광영역(a) 및 화소구동회로영역(b)으로 구분되며, 상기 발광영역(a)에는 유기전계발광다이오드(447)가 위치한다. 또한, 상기 화소구동회로영역(b)에는 상기 스캔라인에 인가된 신호에 따라 상기 데이터라인(325)에 인가된 데이터신호를 스위칭하는 스위칭 박막트랜지스터(445), 상기 스위칭 박막트랜지스터(445)를 통해 인가되는 데이터 신호를 일정기간 유지하기 위한 캐패시 터(443) 및 상기 스위칭 박막트랜지스터(445)를 통해 인가되는 데이터 신호에 의해 상기 유기전계발광다이오드(447)에 전류를 인가하는 화소구동 박막트랜지스터(441)가 위치한다.
상기 유기전계발광다이오드(447)는 화소전극(350), 상기 화소전극(350) 상에 위치한 유기발광층을 포함한 유기기능막(미도시) 및 대향전극(미도시)을 포함한다. 상기 화소구동 박막트랜지스터(441)는 반도체층(310), 게이트 전극(320) 및 소오스/드레인 전극(345)을 포함하고, 상기 화소전극(350)은 상기 화소구동회로영역으로 연장되어 제 1 소오스/드레인 콘택홀(330a)을 통해 상기 반도체층(310)의 일측 단부에 접한다. 또한, 상기 소오스/드레인 전극(345)은 연결콘택홀(330c)을 통해 상기 공통전원라인(327)에 접함과 동시에 제 2 소오스/드레인 콘택홀(330b)을 통해 상기 반도체층(310)의 타측 단부에 접한다.
상기 캐패시터(443)는 상기 화소구동 박막트랜지스터(441)의 게이트 전극(320)에 연결된 상부전극(321) 및 하부전극(311)을 구비한다. 상기 하부전극(311)은 콘택홀들 및 캐패시터 연결배선(341)에 의해 상기 공통전원라인(327)과 전기적으로 연결된다. 상기 스위칭 박막트랜지스터(445)는 상기 스캔라인과 연결된 게이트 전극(323), 반도체층(313), 상기 캐패시터(443)의 상부전극(321)과 상기 반도체층(313)의 일측 단부에 콘택홀들을 통해 각각 접하는 소오스/드레인 전극(349) 및 상기 데이터라인(325)과 상기 반도체층(313)의 타측 단부에 콘택홀들을 통해 각각 접하는 소오스/드레인 전극(348)을 포함한다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 절단선 I-I'를 따라 취해지고, 도 5a 및 도 5b는 도 3의 절단선 Ⅱ-Ⅱ'를 따라 취해진 본 발명의 실시예에 따른 유기전계발광표시장치의 제조방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4a 및 도 5a를 참조하면, 발광영역(a), 화소구동회로영역(b) 및 이들을 제외한 배선영역을 갖는 기판(300)을 제공한다. 상기 기판(300)은 유리 또는 플라스틱 기판 일 수 있다. 상기 기판(300) 상에 버퍼층(305)을 형성한다. 상기 버퍼층(305)은 상기 기판(300)으로부터 유출되는 알칼리 이온과 같은 불순물로부터 후속하는 공정에서 형성되는 박막트랜지스터를 보호하기 위한 층으로, 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막으로 형성할 수 있다.
상기 화소구동회로영역(b)의 버퍼층(305)상에 비정질 실리콘막을 적층하고, 이를 결정화하여 다결정 실리콘막을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 다결정 실리콘막을 제 1 마스크를 사용하여 패터닝함으로써, 양측 단부(310a, 310b)를 갖는 반도체층(310) 및 하부전극(311)을 형성한다. 그리고 나서, 상기 반도체층(310) 및 상기 하부전극(311)을 포함한 기판 전면에 게이트 절연막(315)을 형성한다. 상기 비정질 실리콘 막을 결정화하는 것은 ELA(Excimer Laser Annealing), SLS(Sequential Lateral Solidification), MIC(Metal Induced Crystallization) 또는 MILC(Matal Induced Lateral Crystallization)법을 사용하여 수행할 수 있다.
이어서, 상기 게이트 절연막(315) 상에 게이트 전극물질을 적층하고 이를 제 2 마스크를 사용하여 패터닝함으로써, 상기 반도체층(310)의 소정부분에 대응하는 게이트 전극(320)을 형성한다. 상기 게이트 전극(320)을 형성함과 동시에 상기 하부전극(311)에 대응되는 상부전극(321)을 형성하고, 상기 배선영역 상에 데이터라 인(325), 공통전원라인(327) 및 스캔라인패턴(329)을 형성한다. 상기 게이트 전극물질은 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo alloy)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 게이트 전극물질은 몰리브덴-텅스텐 합금이다.
이어서, 상기 게이트 전극(320), 상부전극(321), 데이터라인(325), 공통전원라인(327) 및 스캔라인패턴(329)을 덮는 층간절연막(330)을 형성한다. 상기 층간절연막(330)은 유기막, 무기막 또는 유·무기복합막으로 형성할 수 있다. 상기 층간절연막(330)을 유기막 및 무기막의 복합막으로 형성하는 것은 무기막 상에 유기막을 적층함으로써 수행하는 것이 바람직하다. 상기 유기막은 BCB(benzocyclobutene) 막인 것이 바람직하고, 상기 무기막은 실리콘 산화막 또는 실리콘 질화막인 것이 바람직하다.
이어서, 제 3 마스크를 사용하여 상기 층간절연막(330) 및 상기 게이트 절연막(315) 내에 상기 반도체층(310)의 양측 단부(310a, 310b)를 각각 노출시키는 제 1 소오스/드레인 콘택홀(330a) 및 제 2 소오스/드레인 콘택홀(330b)을 형성한다. 이와 동시에 상기 층간절연막(330) 내에 상기 배선영역의 공통전원라인(327)을 노출시키는 연결콘택홀(330c) 및 상기 데이터라인(325)의 양측에 위치한 상기 스캔라인패턴들(329)을 각각 노출시키는 배선콘택홀들(330d)을 형성한다.
이어서, 상기 콘택홀들(330a, 330b, 330c, 330d)들이 형성된 기판 상에 화소전극물질을 적층하고 이를 제 4 마스크를 사용하여 패터닝함으로써, 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)을 형성한다. 상기 화소전 극(350)은 상기 발광영역(a)의 층간절연막(330) 상에 위치하고 상기 화소구동회로영역(b)으로 연장되어 상기 제 1 소오스/드레인 콘택홀(330a)을 통해 상기 반도체층(310)의 일측 단부(310a)에 접하도록 형성된다. 상기 소오스/드레인 전극(345)은 상기 화소구동회로영역(b)의 층간절연막(330) 상에 위치하여 상기 제 2 소오스/드레인 콘택홀(330b)을 통해 상기 반도체층(310)의 타측 단부(310b)에 접함과 동시에 상기 배선영역으로 연장되어 상기 연결콘택홀(330c)을 통해 상기 공통전원라인(327)에 접하도록 형성된다. 이로써, 상기 반도체층(310), 상기 게이트 전극(320), 상기 화소구동회로영역(b)의 화소전극(330) 및 소오스/드레인 전극(335)을 구비하는 화소구동 박막트랜지스터를 형성한다.
한편, 상기 연결배선(347)은 상기 배선영역 상의 층간절연막(330) 상에 상기 데이터라인(325)에 절연되면서 위치하고, 상기 배선콘택홀들(330c)을 통해 상기 스캔라인패턴들(329)에 각각 접한다.
이때, 상기 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)은 제1금속막(350a, 345a, 347a), 제2금속막(350b, 345b, 347b) 및 투명도전막(350c, 345c, 347c)의 적층구조로 형성된다. 상기 제1금속막, 제2금속막 및 투명도전막은 스퍼터링 등의 방법에 의하여 순차적으로 형성한다.
상기 제1금속막은 상기 층간절연막(330)과 접착력이 좋은 Ti 또는 Al을 사용하여 형성한다. 또한, 상기 제2금속막은 광을 반사시키는 금속막으로 반사특성이 우수한 Al-Ni 합금인 ACX로 이루어는 것이 바람직하다. 이때, 제2금속막으로 사용되는 상기 Al-Ni 합금은 Ni의 함량이 3 내지 10%인 것이 바람직하다. 또한, 상기 투명도전막은 ITO 또는 IZO가 사용될 수 있으며, 일반적으로 ITO를 사용하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조로 된 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)을 형성함에 있어서, 다음과 같은 문제점이 발생한다.
상기 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)의 패터닝은 통상적으로 포토리소그래피 공정 및 식각 공정을 연속적으로 수행함으로써 이루어는데, 구체적으로, 상기 투명도전막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하고, 통상의 노광 및 현상 공정을 거친 후 이를 마스크로 하여 상기 제1금속막/제2금속막/투명도전막을 차례로 식각한다.
이때, 식각 공정은 일반적으로 사용되는 습식 식각 또는 건식 식각 방법이 가능하다. 습식 식각의 경우 식각 하고자 하는 영역을 HF, HNO3, H2SO4 등의 강산 용액을 도포 또는 분사하여 원하는 패턴을 얻고, 상기 식각 이후 세정 과정 및 스트립 공정에서도 상기한 강산 및 HNO3, HCl, H3PO4, H2O2, 및 NH4OH 등의 강산 및 강염기성 화학 물질이 사용된다.
상기 식각, 세정 및 스트립 공정에서 사용되는 강산 및 강염기성 화학 물질로 인하여, 상호간에 일함수의 차이가 큰 제2금속막과 투명도전막에 직접적으로 콘택되어, 상기 제2금속막과 투명도전막간의 계면에서 갈바닉 부식 현상이 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 갈바닉 부식의 억제를 위하여, 제2금속막으 로 Al-Ni 합금인 ACX를 사용하고, 이때, Ni의 함량을 3 내지 10%로 하는 것을 특징으로 한다.
즉, 순수 Al인 경우 산화-환원 포텐셜(Redox Potential)이 -1.64이나, 주로 화소 전극 물질로 사용되는 ITO의 산화-환원 포텐셜이 -0.82이므로, 상기 Al과의 산화 환원 포텐셜의 차이가 매우 크기 때문에, 제2금속막의 물질로 Al-Ni합금인 ACX를 이용한다. 이 때, Al-Ni 합금에서 Ni의 함량이 3%인 경우, 산화-환원 포텐셜이 -1.02로서, 투명도전막과의 산화-환원 포텐셜 차이가 0.2정도이므로 갈바닉 부식을 억제할 수 있으나, 3%미만인 경우는 투명도전막과의 산화-환원 포텐셜의 차이가 0.2를 초과하게 되어 갈바닉 부식을 효과적으로 억제할 수 없다. 또한, Ni의 함량이 증가할수록, 투명도전막과의 산화-환원 포텐셜 차이를 줄일 수 있으나, 비저항 값이 약 2.74μΩ-cm 인 순수 Al에 Ni의 함량을 10%초과하여 합금을 형성하는 경우, 제2금속막의 비저항의 값이 4.0μΩ-cm를 초과하게 되어 배선전극의 물질로는 바람직하지 않게 되므로 본 발명의 Al-Ni 합금에서의 Ni의 함량의 범위는 3 내지 10%가 바람직하다.
또한, 제2금속막인 Al-Ni 합금의 경우, 반사율이 매우 우수하여 애노드전극의 반사전극으로 적합하며, 제2금속막의 상부에 형성된 투명도전막은 일함수가 높고, 광의 투과성이 좋기 때문에, 화소전극으로 적합한 물질에 해당한다.
따라서, 본 발명은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조로 된 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)을 형성하고, 상기 제1금속막을 Ti 또는 Al으로, 상기 제2금속막을 Ni의 함량이 3 내지 10%인 Al-Ni 합금으로, 상기 투명도전막을 ITO 또는 IZO로 형성함으로써, 제1금속막에 의하여 층간절연막(330)과의 접착력이 우수하게 되고, 제2금속막에 의하여 배선전극에 요구되는 특성인 저항이 낮으므로 저저항 전극으로서의 활용이 가능한 5매의 마스크 구조의 유기전계 발광표시장치를 제공할 수 있다.
또한, 제1금속막에 의하여 층간절연막(330)과의 접착력이 우수하게 되고, 제2금속막 및 투명도전막에 의하여 화소전극으로 요구되는 특성인 반사도가 우수하고 투명도전막과의 갈바닉 부식을 억제할 수 있는 5매의 마스크 구조의 유기전계 발광표시장치를 제공할 수 있어, 소오스/드레인 전극 등의 배선전극 및 화소전극 모두에 적합한 물질을 이용한 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있는 것이다.
도 6은 화소 전극의 구조에 따른 반사율을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 유기전계발광표시장치의 상기 화소 전극으로 AlNd/ITO를 적용한 경우의 반사율과 Al-Ni/ITO를 적용한 경우의 반사율이 유사함을 알 수 있다. 즉, 전면 발광 유기 전계 발광 표시 장치의 상기 화소 전극의 반사막으로 Al-Ni를 사용하더라도 화소 전극의 반사율에는 영향이 없음을 알 수 있다.
계속해서, 도 4b 및 도 5b를 참조하면, 상기 화소전극(350), 상기 소오스/드레인 전극(345) 및 상기 연결배선(347)을 덮는 화소정의막(375)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 화소정의막(375)은 BCB(benzocyclobutene), 아크릴계 고분자 및 폴리이미드(polyimide)로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 사용하여 형성할 수 있다.
이어서, 제 5 마스크를 사용하여 상기 화소정의막(375)내에 상기 발광영 역(a)의 화소전극(350)을 노출시키는 개구부(375a)를 형성한다. 그리고 나서, 상기 개구부(375a)내에 노출된 화소전극(350) 상에 유기발광층을 구비하는 유기막층(400)을 형성한다. 상기 유기막층(400)은 정공주입층(HIL), 정공수송층(HTL), 정공저지층(HBL), 전자수송층(ETL) 및 전자주입층(EIL)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더욱 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 나서, 상기 유기막층(400) 상에 대향전극(420)을 형성한다. 이로써, 상기 화소전극(330), 상기 대향전극(420) 및 그 사이에 개재된 유기막층(400)으로 이루어진 유기전계발광다이오드를 형성한다.
본 실시예에 있어서는 총 5매의 마스크를 사용하여 유기전계발광표시장치를 제조하였다. 또한, 상기 화소전극(350)을 상기 제 1 소오스/드레인 콘택홀(330a)을 통해 화소구동 박막트랜지스터의 반도체층(310)에 직접 접하도록 형성함으로써, 비아홀(도 2의 160a)의 형성공정 및 상기 비아홀(도 2의 160a)이 위치한 비아홀 절연막(160)의 형성공정을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제조에 필요한 마스크 개수가 감소되고, 화소전극과 화소구동 박막트랜지스터를 전기적으로 연결하기 위한 비아홀의 형성공정 및 상기 비아홀이 위치한 비아홀 절연막의 형성공정이 줄어든 평판표시장치를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조로 된 화소전극(350), 소오스/드레인 전극(345) 및 연결배선(347)을 형성하고, 상기 제1금속막 을 Ti 또는 Al으로, 상기 제2금속막을 Ni의 함량이 3 내지 10%인 Al-Ni 합금으로, 상기 투명도전막을 ITO 또는 IZO로 형성함으로써, 소오스/드레인 전극 등의 배선전극 및 화소전극 모두에 적합한 물질을 이용한 유기전계발광표시장치를 제공할 수 있다.
Claims (13)
- 화소구동회로영역과 발광영역을 갖는 기판;상기 화소구동회로영역에 형성되어 있는 반도체층, 게이트전극 및 소오스/드레인 전극을 포함하는 박막트랜지스터;상기 소오스/드레인 전극과 동일층에 형성되고, 상기 박막트랜지스터의 상기 반도체층의 일측 단부에 접하며, 상기 발광영역에 위치하는 화소전극;상기 화소전극의 상부에 형성되고, 유기발광층을 포함하는 유기막층; 및상기 유기막층의 상부에 형성되는 대향전극을 포함하며,상기 소오스/드레인 전극 및 화소전극은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 교차 형태로 배열되어, 단위화소영역을 정의하는 신호선들을 더 포함하고,상기 게이트전극은 상기 신호선들과 동일층에 형성된 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 교차 형태로 배열되어, 단위화소영역을 정의하는 신호선들을 더 포함하고,상기 소오스/드레인 전극은 상기 반도체층의 타측 단부 및 상기 신호선들 중 어느 하나에 동시에 접하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1금속막은 Ti 또는 Al인 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제2금속막은 Al-Ni 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 Al-Ni 합금은 Ni의 함량이 3 내지 10%인 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하여 상기 게이트 전극을 덮는 층간절연막 및 상기 게이트 절연막과 상기 층간절연막 내에 위치하여 상기 반도체층의 일측 단부를 노출시키는 제 1 소오스/드레인 콘택홀을 더 포함하고,상기 화소전극은 상기 발광영역의 층간절연막 상에 위치하고, 상기 화소구동회로영역으로 연장되어 상기 반도체층의 일측 단부에 상기 제 1 소오스/드레인 콘택홀을 통해 접하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막, 상기 게이트 절연막 상에 위치하여 상기 게이트 전극을 덮는 층간절연막 및 상기 게이트 절연막과 상기 층간절연막 내에 위치하여 상기 반도체층의 타측 단부를 노출시키는 제 2 소오스/드레인 콘택홀을 더 포함하고,상기 소오스/드레인 전극은 상기 화소구동회로영역의 층간절연막 상에 위치하고, 상기 반도체층의 타측단부에 상기 제 2 소오스/드레인 콘택홀을 통해 접하는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판 상에 교차 형태로 배열되어, 단위화소영역을 정의하는 신호선들을 더 포함하고,상기 신호선들의 교차지점에 있어서, 어느 한 신호선은 다른 신호선 양측에 위치하여 서로 분리된 신호선 패턴들로 형성되고, 상기 신호선 패턴들에 각각 접하면서 상기 다른 신호선과는 절연된 연결배선을 포함하고,상기 연결배선은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으 로 하는 평판표시장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 제1금속막은 Ti 또는 Al인 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 9 항에 있어서,상기 제2금속막은 Al-Ni 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 제 11 항에 있어서,상기 Al-Ni 합금은 Ni의 함량이 3 내지 10%인 것을 특징으로 하는 평판표시장치.
- 화소구동회로영역과 발광영역을 갖는 기판을 제공하고,상기 기판 상의 화소구동회로영역에 반도체층을 형성하고,상기 반도체층을 덮는 게이트 절연막을 형성하고,상기 게이트 절연막 상에 게이트 전극물질을 적층하고 이를 패터닝하여 상기 반도체층의 상부에 게이트 전극을 형성하고,상기 게이트 전극을 덮는 층간절연막을 형성하고,상기 층간절연막 및 상기 게이트 절연막 내에 상기 반도체층의 양측 단부를 각각 노출시키는 제 1 및 제 2 소오스/드레인 콘택홀들을 형성하고,상기 콘택홀들을 포함한 기판 상에 화소전극물질을 형성하고,상기 화소전극물질을 패터닝하여 상기 발광영역의 층간절연막 상에 위치하고, 상기 화소구동회로영역의 층간절연막 상으로 연장되어 상기 제 1 소오스/드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 일측 단부에 접하는 화소전극을 형성함과 동시에 상기 제 2 소오스/드레인 콘택홀을 통해 상기 반도체층의 타측 단부에 접하는 소오스/드레인 전극을 형성하고,상기 소오스/드레인 전극 및 화소전극은 제1금속막/제2금속막/투명도전막의 적층구조인 것을 특징으로 하는 평판표시장치의 제조방법.
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