KR101294844B1

KR101294844B1 - 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기전계 발광 표시소자

Info

Publication number: KR101294844B1
Application number: KR1020050133559A
Authority: KR
Inventors: 정영섭
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2005-12-29
Publication date: 2013-08-08
Also published as: US7575494B2; US20070152570A1; JP4558690B2; KR20070070730A; JP2007184229A

Abstract

본 발명은 새로운 물질을 이용하여 격벽을 형성함으로써 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것이다.

본 발명의 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 상부 기판 위에 애노드 전극을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 절연막을 형성하는 단계와; 150℃ 이상의 온도에서 상기 절연막 위에 ZnO를 전면 증착하는 단계와; 상기 증착된 ZnO를 성장시켜 ZnO막을 형성하는 단계와; 상기 ZnO막을 패터닝하여 상기 절연막 위에 유기 발광층이 형성될 셀 영역을 분리시키는 역 테퍼 형상의 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽에 의하여 분리된 상기 셀 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위에 캐소드 전극을 형성하는 단계와; 상기 상부 기판과 대면하는 하부 기판 위에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계와; 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계를 포함한다.

Description

유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광 표시소자{FABRICATING METHOD FOR ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE AND ORGANIC ELECTRO-LUMINESCENCE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}

도 1은 일반적인 유기 전계 발광 표시소자를 등가적으로 나타내는 회로도.

도 2는 도 1에 도시된 유기 전계 발광 표시소자를 자세히 나타내는 단면도.

도 3a 내지 도 3c는 종래 유기 전계 발광 표시소자의 격벽의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.

도 4는 종래의 역 테퍼 형상의 격벽을 자세히 나타내는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시소자를 나타내는 단면도.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 상부 어레이 기판의 제조방법을 단계적으로 나타내는 단면도.

도 7은 고온에서 증착한 ZnO의 결정구조를 자세히 나타내는 도면.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 역 테퍼 형상의 격벽을 자세히 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 101 : 상부 어레이 기판 2, 102 : 상부 기판

4, 104 : 애노드 전극 5, 105 : 버스 전극

6, 106 : 절연막 8, 108 : 격벽

10, 110 : 유기 발광층 12, 112 : 캐소드 전극

21, 121 : 하부 어레이 기판 22, 122 : 하부 기판

24, 124 : 게이트 전극 26, 126 : 소스 전극

28, 128 : 드레인 전극 30, 130 : 보호막

32, 132 : 접촉 전극 34, 134 : 드레인 접촉홀

36, 136 : 게이트 절연막 50, 150 : 스페이서

60 : 서브 화소 62 : 셀 구동부

본 발명은 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것으로 특히, 새로운 물질을 이용하여 격벽을 형성함으로써 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광 표시소자에 관한 것이다.

최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각 종 평판표시소자들이 개발되고 있다. 이러한 평판표시소자는 액정표시소자(Liquid Crystal Display : 이하, “LCD”라 함), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하, “PDP”라 함) 및 유기 전계 발광(Electro-luminescence:이하, “EL”이라 함) 표시소자 등이 있다.

이들 중 PDP는 구조와 제조공정이 단순하기 때문에 경박 단소하면서도 대화면화에 가장 유리한 표시장치로 주목받고 있지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. 이에 비하여, 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, “TFT”라 함)가 적용된 액티브 매트릭스 LCD는 반도체 공정을 이용하기 때문에 대화면화에 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 큰 단점이 있다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학 소자들에 의해 광 손실이 많고 시야각이 좁은 특성이 있다.

이에 비하여, EL 표시소자는 발광층의 재료에 따라 무기 EL 표시소자와 유기 EL 표시소자로 대별되며 스스로 발광하는 자발광소자로서 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. 무기 EL 표시소자는 유기 EL 표시소자에 비하여 전력소모가 크고 고휘도를 얻을 수 없으며 R(Red), G(Green), B(Blue)의 다양한 색을 발광시킬 수 없다. 반면에, 유기 EL 표시소자는 수십 볼트의 낮은 직류 전압에서 구동됨과 아울러, 빠른 응답속도를 가지고, 고휘도를 얻을 수 있으며 R, G, B의 다양한 색을 발광시킬 수 있어 차세대 평판 디스플레이소자에 적합하다.

유기 EL 표시소자는 도 1에 도시된 바와 같이 게이트 라인(GL)과 데이터 라 인(DL)의 교차로 정의된 영역에 각각 배열된 서브 화소(60)를 구비한다. 서브 화소(60)는 게이트 라인(GL)에 게이트 펄스가 공급될 때 데이터 라인(DL)으로부터의 데이터 신호를 공급받아 그 데이터 신호에 상응하는 빛으로 발광함으로써 화상을 표시한다.

이를 위하여, 서브 화소(60)는 공급 전압원(VDD)에 애노드 전극이 접속된 EL 셀(OEL)과, 게이트 라인(GL) 및 데이터 라인(DL)과 기저 전압원(GND)에 접속되고 EL 셀(OEL)의 캐소드 전극에 접속된 셀 구동부(62)를 구비한다. 셀 구동부(62)는 스위칭용 TFT(T1)와, 구동용 TFT(T2) 및 커패시터(C)를 구비한다.

스위칭용 TFT(T1)는 게이트 라인(GL)에 게이트 펄스가 공급되면 턴-온(Turn-On)되어 데이터 라인(DL)에 공급된 데이터 신호를 노드(N)에 공급한다. 노드(N)에 공급된 데이터 신호는 커패시터(C)에 충전됨과 아울러 구동용 TFT(T2)의 게이트 단자로 공급된다. 구동용 TFT(T2)는 게이트 단자로 공급되는 데이터 신호에 응답하여 공급 전압원(VDD)으로부터 EL 셀(OEL)에 공급되는 전류량(I)을 제어함으로써 EL 셀(OEL)의 발광량을 조절하게 된다. 그리고, 스위칭용 TFT(T1)가 턴-오프(Turn-Off)되더라도 커패시터(C)에 충전된 데이터 신호가 방전되므로 구동용 TFT(T1)는 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 공급 전압원(VDD)으로부터의 전류(I)를 EL 셀(OEL)에 공급하여 EL 셀(OEL)이 발광을 유지하게 한다.

도 2는 도 1에 도시된 서브 화소를 자세히 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 유기 EL 표시소자는 EL 셀이 형성되는 상부 어레이 기판(1)과, EL 셀을 구동시키기 위한 구동용 TFT(T2)가 형성되는 하부 어레이 기판(21) 과, EL 셀의 캐소드 전극(12)과 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)을 접속시키는 스페이서(50)를 구비한다.

상부 어레이 기판(1)은 상부 기판(2) 위에 유기 발광층(10)이 그 사이에 형성되며 절연막(6)에 의하여 절연되는 애노드 전극(4) 및 캐소드 전극(12)을 포함하는 EL 셀과, EL 셀의 분리를 위한 격벽(8)과, 애노드 전극(4)의 높은 저항을 보상하기 위하여 애노드 전극(4) 아래에 형성된 버스 전극(5)을 구비한다. 그리고, 유기 EL 표시소자는 상부 어레이 기판(1)의 캐소드 전극(12)과 하부 어레이 기판(21)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)을 접속시키기 위한 스페이서(50)를 구비한다.

상부 어레이 기판(1)에 있어서, 애노드 전극(4)은 상부 기판(2) 위에 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질이 전면 증착되어 형성된다. 이 애노드 전극(4)에는 전압 공급원(VDD, 도 1 참조)으로부터 정공을 방출시키기 위한 구동 신호가 공급된다.

버스 전극(5)은 유기 발광층(10)이 형성될 영역을 노출시키도록 형성되며 애노드 전극(4)과 접속되어 애노드 전극(4)의 높은 저항을 보상한다.

캐소드 전극(12)은 격벽(8)의 의하여 분리된 EL 셀 영역에 형성된다. 이 캐소드 전극(12)에는 구동용 TFT(T2)를 통해 전자를 방출시키기 위한 구동 신호가 공급된다. 이때, 캐소드 전극(12)은 스페이스(50)를 감싸도록 형성되어 하부 어레이 기판(21)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)과 접속된다.

격벽(8)은 인접한 EL 셀을 구분하게 형성되어 유기 발광층(10) 및 캐소드 전 극(12)을 분리한다.

유기 발광층(10)은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층이 적층되어 형성된다. 이 유기 발광층(10)은 애노드 전극(4)과 캐소드 전극(12)에 구동 신호가 공급되면 애노드 전극(4) 및 캐소드 전극(12)에서 방출된 정공과 전자가 발광층 내에서 재결합함으로써 가시광을 발생한다. 이때, 발생된 가시광이 투명전극인 애노드 전극(4)을 통하여 외부로 나오게 됨으로써 유기 EL 표시소자는 소정의 화상 또는 영상을 표시한다.

스페이서(50)는 하부 어레이 기판(21)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)과 중첩되는 상부 기판(2) 위에 형성되어 하부 어레이 기판(21)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)과 EL 셀의 캐소드 전극(12)을 접속시킨다.

하부 어레이 기판(21)은 스위칭용 TFT(T1, 도 1 참조)와, 스위칭용 TFT의 드레인 전극에 게이트 전극(24)이 접속되는 구동용 TFT(T2)를 구비한다.

하부 어레이 기판(21)에 있어서, 스위칭용 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인과 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인에 접속되며 드레인 전극은 구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(24)과 접속된다.

구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(24)은 게이트 라인과 함께 하부 기판(22) 위에 형성되며, 구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(24)과 게이트 절연막(36)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(38)과, 반도체층(38)을 사이에 두고 데이터 라인과 함께 형성되는 구동용 TFT(T2)의 소스 전극(26) 및 드레인 전극(28)을 구비한다. 구동용 TFT(T2)의 소스 전극(26)은 기저 전압원(GND, 도 1 참조)과 접속되며 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)은 상부 어레이 기판(1)의 캐소드 전극(12)과 접속된다. 이때, 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(28)은 보호막(30)을 관통하는 드레인 접촉홀(34)을 통하여 보호막(30) 위에 노출된 접촉 전극(32)을 통하여 상부 어레이 기판(1)의 캐소드 전극(12)과 접속된다.

이러한 유기 EL 표시소자는 상부 어레이 기판(1)에 EL 셀의 분리를 위한 격벽(8)을 역 테퍼(Taper) 형상으로 형성한다. 이 역 테퍼 형상의 격벽(8)은 유기 발광층(10)을 효과적으로 분리할 뿐만 아니라, 캐소드 전극(12)을 패터닝없이 전극 물질의 증착만으로 분리할 수 있도록 한다. 따라서, 유기 EL 표시소자는 역 테퍼 형상의 격벽(8)에 의하여 유기 발광층(10)의 효과적으로 분리함에 따라 그 수율이 향상되며, 캐소드 전극(12)을 패터닝없이 형성함에 따라 그 제조 비용이 절감된다.

이하, 유기 EL 표시소자의 역 테퍼 형상의 격벽(8)을 형성하는 방법에 대하여 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3a를 참조하면, 종래의 유기 EL 표시소자의 역 테퍼 형상의 격벽(8)의 제조방법은 버스 전극(5), 애노드 전극(4) 및 절연막(6)이 형성된 상부 기판(2) 위에 280℃ 이하의 온도에서 질화 실리콘(SiNx)(8a)을 전면 증착한다.

이어서, 280℃ 이하의 온도에서 전면 증착된 질화 실리콘(8a) 위에 350℃ 이상의 온도에서 질화 실리콘(8b)을 도 3b와 같이 전면 증착한다. 그런 다음, 포토리쏘그래피 공정과 건식 식각 공정으로 질화 실리콘(8a, 8b)을 패터닝함으로써 도 3c와 같이 그 하단에는 정 테퍼를 가지며 그 상단에는 역 테퍼를 가지는 격벽(8)을 형성한다.

여기서, 질화 실리콘은 증착되는 온도에 따라 건식 식각 공정에서 식각되는 형상이 달라지는 특성이 있다. 이를 상세히 하면, 280℃ 이하의 온도에서 증착된 질화 실리콘은 건식 식각 공정에 의하여 정 테퍼 형상으로 식각되며, 350℃ 이상의 온도에서 증착된 질화 실리콘은 건식 식각 공정에 의하여 역 테퍼 형상으로 식각된다. 따라서, 종래의 유기 EL 표시소자의 역 테퍼 형상의 격벽(8)은 이러한 질화 실리콘의 성질을 이용하여 질화 실리콘을 각각 다른 온도에서 증착하여 그 하단에는 정 테퍼의 형상을 가지며 그 상단에 역 테퍼를 가지는 격벽(8)을 형성할 수 있다.

그러나, 종래의 유기 EL 표시소자의 제조방법은 350℃ 이상의 온도에서 증착된 질화 실리콘이 건식 식각 공정에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 큰 역 테퍼를 가지도록 식각되는 특성을 가진다. 이로 인하여, 종래의 유기 EL 표시소자의 제조방법은 큰 역 테퍼에 의하여 유기 발광층(10)이 형성될 수 있는 영역이 가려지는 현상은 줄이면서 유기 발광층(10)이 채워지는 높이보다 높은 높이를 가지는 격벽(8)을 형성하여야만 한다.

따라서, 종래의 유기 EL 표시소자의 제조방법은 역 테퍼 형상의 격벽(8b)의 높이를 낮추기 위하여 350℃ 이상의 온도에서 증착하는 질화 실리콘의 두께를 낮춤으로써 역 테퍼 형상의 격벽(8b)에 의하여 유기 발광층(10)이 형성될 수 있는 영역이 가려지는 현상은 줄이고, 역 테퍼의 격벽(8b) 하단에 280℃ 이하의 온도에서 질화 실리콘을 증착하여 정 테퍼를 가지는 격벽(8a)을 형성함으로써 격벽(8)을 유기 발광층(10)을 채울 수 있는 높이로 형성하고 있다.

이에 따라, 종래의 유기 EL 표시소자의 제조방법은 질화 실리콘을 서로 다른 증착 온도에서 증착하여 그 하단에는 정 테퍼 형상의 격벽(8a)을 형성하고 그 상단에는 역 테퍼 형상의 격벽(8b)을 형성함에 따라 역 테퍼 형상의 격벽(8)의 형성하기 위하여 그 공정 수를 증가하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 새로운 물질을 이용하여 격벽을 형성함으로써 공정을 단순화할 수 있는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법 및 이를 이용한 유기 전계 발광 표시소자를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 상부 기판 위에 애노드 전극을 형성하는 단계와; 상기 애노드 전극 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 절연막을 형성하는 단계와; 상기 절연막 위에 ZnO를 전면 증착하는 단계와; 상기 증착된 ZnO를 성장시켜 ZnO막을 형성하는 단계와; 상기 ZnO막을 패터닝하여 상기 절연막 위에 유기 발광층이 형성될 셀 영역을 분리시키는 역 테퍼 형상의 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽에 의하여 분리된 상기 셀 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와; 상기 유기 발광층 위에 캐소드 전극을 형성하는 단계와; 상기 상부 기판과 대면하는 하부 기판 위에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계와; 상기 상부 기판과 상기 하부 기 판을 합착하는 단계를 포함한다.

상기 ZnO는 150℃ 이상의 온도에서 증착되고 성장된다.

상기 ZnO막은 하부에 비결정질의 분포가 높으며 상부에 결정질의 분포가 높다.

상기 ZnO막은 포토리쏘그래피 공정과 습식 식각 공정으로 패터닝된다.

상기 캐소드 전극을 형성하는 단계는, 상기 역 테퍼 형상의 격벽 및 상기 유기 발광층이 형성된 상기 상부 기판 위에 전극 물질을 전면 도포하는 단계를 포함한다.

상기 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계는, 상기 캐소드 전극과 접속된 드레인 전극을 포함하는 구동용 박막 트랜지스터 및 상기 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 드레인 전극을 포함하는 스위칭용 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 상기 캐소드 전극과 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 접속시키기 위한 스페이서를 상기 절연막 위에 형성하는 단계를 더 포함한다.

상기 캐소드 전극은 상기 스페이서를 둘러싸도록 형성되어 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속된다.

상기 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 상기 상부 기판 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 버스 전극을 형성하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 상부 기판 위에 애노드 전극과; 상기 애노드 전극 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 절연막과; 상기 절연막 위에 유기 발광층이 형성될 셀 영역을 분리시키며 ZnO로 형성된 역 테퍼 형상의 격벽과; 상기 격벽에 의하여 분리된 상기 셀 영역에 유기 발광층과; 상기 유기 발광층 위에 캐소드 전극과; 상기 상부 기판과 대면하도록 합착된 하부 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이를 포함한다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자를 나타내는 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자는 EL 셀이 형성되는 상부 어레이 기판(101)과, EL 셀을 구동시키기 위한 구동용 TFT(T2)가 형성되는 하부 어레이 기판(121)과, EL 셀의 캐소드 전극(112)과 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)을 접속시키는 스페이서(150)를 구비한다.

상부 어레이 기판(101)은 상부 기판(102) 위에 유기 발광층(110)이 그 사이에 형성되며 절연막(106)에 의하여 절연되는 애노드 전극(104) 및 캐소드 전극(112)을 포함하는 EL 셀과, EL 셀의 분리를 위한 격벽(108)과, 애노드 전극(104)의 높은 저항을 보상하기 위하여 애노드 전극(104) 아래에 형성된 버스 전극(105)을 구비한다. 그리고, 유기 EL 표시소자는 상부 어레이 기판(101)의 캐소드 전극(112)과 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)을 접속시키 기 위한 스페이서(150)를 구비한다.

상부 어레이 기판(101)에 있어서, 애노드 전극(104)은 상부 기판(102) 위에 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 투명 도전성 물질이 전면 증착되어 형성된다. 이 애노드 전극(104)에는 전압 공급원(VDD, 도 1 참조)으로부터 정공을 방출시키기 위한 구동 신호가 공급된다.

버스 전극(105)은 유기 발광층(110)이 형성될 영역을 노출시키도록 형성되며 애노드 전극(104)과 접속되어 애노드 전극(104)의 높은 저항을 보상한다.

캐소드 전극(112)은 격벽(108)의 의하여 분리된 EL 셀 영역에 형성된다. 이 캐소드 전극(112)에는 구동용 TFT(T2)를 통해 전자를 방출시키기 위한 구동 신호가 공급된다. 이때, 캐소드 전극(112)은 스페이스(150)를 감싸도록 형성되어 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)과 접속된다.

격벽(108)은 상부 기판(102) 위에 ZnO를 고온에서 증착한 후 습식 식각 공정으로 패터닝됨으로써 역 테퍼 형상으로 형성된다. 이 격벽(108)은 유기 발광층(110)이 형성될 영역을 노출시키도록 형성되어 EL 셀 영역을 구분하며 역 테퍼 형상으로 형성되어 캐소드 전극(112)의 형성시에 패터닝없이 캐소드 전극(112)을 분리되도록 한다.

유기 발광층(110)은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층이 적층되어 형성된다. 이 유기 발광층(110)은 애노드 전극(104)과 캐소드 전극(112)에 구동 신호가 공급되면 애노드 전극(104) 및 캐소드 전극(112)에서 방출된 정공과 전자가 발광층 내에서 재결합함으로써 가시광을 발생한다. 이때, 발생된 가시광이 투명전극인 애노드 전극(104)을 통하여 외부로 나오게 됨으로써 유기 EL 표시소자는 소정의 화상 또는 영상을 표시한다.

스페이서(150)는 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)과 중첩되는 상부 기판(102) 위에 형성되어 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)과 EL 셀의 캐소드 전극(112)을 접속시킨다.

하부 어레이 기판(121)은 스위칭용 TFT(T1, 도 1 참조)와, 스위칭용 TFT의 드레인 전극에 게이트 전극(124)이 접속되는 구동용 TFT(T2)를 구비한다.

하부 어레이 기판(121)에 있어서, 스위칭용 TFT의 게이트 전극은 게이트 라인과 접속되고, 소스 전극은 데이터 라인에 접속되며 드레인 전극은 구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(124)과 접속된다.

구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(124)은 게이트 라인과 함께 하부 기판(122) 위에 형성되며, 구동용 TFT(T2)의 게이트 전극(124)과 게이트 절연막(136)을 사이에 두고 중첩되는 반도체층(138)과, 반도체층(138)을 사이에 두고 데이터 라인과 함께 형성되는 구동용 TFT(T2)의 소스 전극(126) 및 드레인 전극(128)을 구비한다. 구동용 TFT(T2)의 소스 전극(126)은 기저 전압원(GND, 도 1 참조)과 접속되며 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)은 상부 어레이 기판(101)의 캐소드 전극(112)과 접속된다. 이때, 구동용 TFT(T2)의 드레인 전극(128)은 보호막(130)을 관통하는 드레인 접촉홀(134)을 통하여 보호막(130) 위에 노출된 접촉 전극(132)을 통하여 상부 어레이 기판(101)의 캐소드 전극(112)과 접속된다.

이하, 도 6a 내지 도 6f를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시 소자의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6a를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 상부 기판(102) 위에 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr) 중 어느 하나의 금속 물질을 전면 증착한 후 패터닝함으로써 버스 전극(105)을 형성한다.

이어서, 상부 기판(102) 위에 ITO 등의 투명 도전성 물질을 전면 증착한 후 패터닝함으로써 도 6b와 같이 애노드 전극(104)을 형성한다.

그런 다음, 상부 기판(102) 위에 절연 물질을 전면 도포한 후 패터닝함으로써 도 6c와 같이 애노드 전극(104) 위에 유기 발광층(110)이 형성될 영역을 노출시키는 절연막(106)을 형성한다.

이후, 절연막(106)이 형성된 상부 기판(102) 위에 ZnO를 150℃ 이상의 고온에서 전면 증착한 후 이를 성장시켜 습식 식각 공정으로 패터닝함으로써 도 6d에 도시된 바와 같이 역 테퍼 형상의 격벽(108)을 형성한다.

여기서, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 ZnO이 증착되는 온도에 따른 ZnO막의 성장 특성을 이용하여 격벽(108)을 역 테퍼 형상으로 형성할 수 있다.

이를 상세히 하면, ZnO막은 150℃ 이상의 고온에서 증착되는 경우 도 7과 같은 형상으로 성장하여 결정화된다. 즉, 150℃ 이상의 온도에서 증착된 ZnO막은 상부에는 결정질 ZnO막의 분포가 높고 중앙에는 결정질 ZnO막과 비결정질 ZnO막이 섞여 있으며, 하부에는 비결정질 ZnO막의 분포가 높은 형상으로 결정화된다.

따라서, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 ZnO를 150℃ 이상의 고온에서 증착하고 이를 성장시킨 후에 비결정질막이 결정질막과 비교하여 습식 식각 공정에서 과식각되는 물리적인 특성을 이용하여 ZnO막을 습식 식각 공정으로 패터닝함으로써 도 8과 같은 역 테퍼 형상의 격벽(108)을 형성한다.

이어서, 역 테퍼 형상의 격벽(108)이 형성된 상부 기판(102) 위에 절연 물질을 전면 도포한 후 패터닝함으로써 도 6e와 같이 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT의 드레인 전극(128)과 중첩되는 영역에 스페이서(150)를 형성한다.

그리고, 유기 발광 물질이 마스크를 이용하여 EL 셀 영역에 증착되어 유기 발광층(110)이 형성되며 연이어, 캐소드 전극(112)이 전극 물질의 전면 증착과 역 테퍼 형상의 격벽(108)에 의하여 분리되어 도 6f와 같이 EL 셀 영역에 형성된다. 이때, 캐소드 전극(112)은 스페이스(150)를 감싸도록 형성되어 상부 어레이 기판(101)과 하부 어레이 기판(121)의 합착 공정 후에 하부 어레이 기판(121)의 구동용 TFT의 드레인 전극(128)과 접속된다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 ZnO가 150℃ 이상의 온도에서 증착되는 경우 증착된 ZnO막의 상부에는 결정질막의 분포가 높으며 하부에는 비결정질막의 분포가 높은 형상으로 결정화되는 ZnO막의 특성과 비결정질막이 결정질막과 비교하여 습식 식각 공정에서 과식각되는 물리적인 특성을 이용하여 ZnO막을 패터닝함으로써 역 테퍼 형상의 격벽(108)을 형성한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 종래 역 테퍼 형상의 격벽을 형성하기 위하여 질화 실리콘을 서로 다른 온도에서 증착하던 공정을 줄임으로써 공정 수를 감소시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법은 ZnO가 150℃ 이상의 온도에서 증착하고 습식 식각 공정으로 식각하여 ZnO를 이용하여 역 테퍼 형상의 격벽을 형성한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 유기 EL 표시소자의 제조방법은 종래 역 테퍼 형상의 격벽을 형성하기 위하여 질화 실리콘을 서로 다른 온도에서 증착하던 공정을 줄임으로써 그 공정 수를 감소시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

상부 기판 위에 애노드 전극을 형성하는 단계와;

상기 애노드 전극 위에 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 절연막을 형성하는 단계와;

상기 절연막 위에 ZnO를 전면 증착하는 단계와;

상기 증착된 ZnO를 성장시켜 ZnO막을 형성하는 단계와;

상기 ZnO막을 패터닝하여 상기 절연막 위에 유기 발광층이 형성될 셀 영역을 분리시키는 역 테퍼 형상의 격벽을 형성하는 단계와;

상기 격벽에 의하여 분리된 상기 셀 영역에 유기 발광층을 형성하는 단계와;

상기 유기 발광층 위에 캐소드 전극을 형성하는 단계와;

상기 상부 기판과 대면하는 하부 기판 위에 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계와;

상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 합착하는 단계를 포함하고,

상기 ZnO막은 하부쪽으로 갈수록 비결정질의 분포가 결정질의 분포보다 높으며 상부쪽으로 갈수록 결정질의 분포가 비결정질의 분포보다 높은 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 ZnO는 150℃ 이상의 온도에서 증착되고 성장되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 ZnO막은 포토리쏘그래피 공정과 습식 식각 공정으로 패터닝되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 캐소드 전극을 형성하는 단계는,

상기 역 테퍼 형상의 격벽 및 상기 유기 발광층이 형성된 상기 상부 기판 위에 전극 물질을 전면 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 박막 트랜지스터 어레이를 형성하는 단계는,

상기 캐소드 전극과 접속된 드레인 전극을 포함하는 구동용 박막 트랜지스터 및 상기 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 드레인 전극을 포함하는 스위칭용 박막 트랜지스터를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 캐소드 전극과 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 접속시키기 위한 스페이서를 상기 절연막 위에 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 캐소드 전극은 상기 스페이서를 둘러싸도록 형성되어 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
제 1 항에 있어서,

상기 상부 기판 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 버스 전극을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자의 제조방법.
상부 기판 위에 형성된 애노드 전극과;

상기 애노드 전극 위에 형성되며, 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 절연막과;

상기 절연막 위에 유기 발광층이 형성될 셀 영역을 분리시키며 ZnO로 형성된 역 테퍼 형상의 격벽과;

상기 격벽에 의하여 분리된 상기 셀 영역에 형성된 유기 발광층과;

상기 유기 발광층 위에 형성된 캐소드 전극과;

상기 상부 기판과 대면하도록 합착된 하부 기판 위에 형성된 박막 트랜지스터 어레이를 포함하고,

상기 역 테퍼 형상의 격벽은 하부쪽으로 갈수록 비결정질의 분포가 결정질의 분포보다 높으며 상부쪽으로 갈수록 결정질의 분포가 비결정질의 분포보다 높은 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
삭제
제 10 항에 있어서,

상기 박막 트랜지스터 어레이는,

상기 캐소드 전극과 접속된 드레인 전극을 포함하는 구동용 박막 트랜지스터 및 상기 구동용 트랜지스터의 게이트 전극에 접속된 드레인 전극을 포함하는 스위칭용 박막 트랜지스터를 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
제 12 항에 있어서,

상기 절연막 위에 상기 캐소드 전극과 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극을 접속시키는 스페이서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
제 13 항에 있어서,

상기 캐소드 전극은 상기 스페이서를 둘러싸도록 형성되어 상기 구동용 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 접속되는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.
제 10 항에 있어서,

상기 상부 기판 위에 상기 유기 발광층이 형성될 영역을 노출시키는 버스 전극을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 표시소자.