KR101925540B1 - 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents
박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 일 측면에 의하면, 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터의 활성층 및 상기 활성층과 동일층에 배치된 커패시터의 하부 전극; 상기 활성층 및 하부 전극 상에 배치되되, 상기 하부 전극 외곽에는 제1갭을 가지며 배치되지 않은 제1절연층; 상기 제1절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 제1갭과 오프셋 된 제2갭을 가지며 상기 하부 전극 및 상기 제1절연층 상에 배치된 커패시터의 상부 전극; 상기 게이트 전극 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 상기 게이트 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치되고, 상기 상부 전극, 상기 제1갭이 형성된 제1절연층 및 상기 제2갭이 형성된 하부 전극 상에 배치되지 않은 제2절연층; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결된 화소 전극; 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮고, 상기 화소 전극을 노출시키는 제3절연층;을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.
Description
본 발명은 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시 장치, 액정 표시 장치 등과 같은 평판 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor: TFT), 커패시터, 및 이들을 연결하는 배선 등을 포함한다.
평판 표시 장치가 제작되는 기판은 TFT, 커패시터, 및 배선 등이 미세 패턴으로 이루어지고, 상기 기판의 미세 패턴을 형성하는 데 마스크를 이용하여 패턴을 전사하는 포토 리소그라피(photo-lithograpy) 공정이 주로 이용된다.
포토 리소그라피 공정에 의하면, 패턴을 형성할 기판 상에 포토레지스트(photoresist)를 균일하게 도포하고, 스테퍼(stepper)와 같은 노광 장비로 포토레지스트를 노광시킨 후, (포지티브(positive) 포토레지스트의 경우) 감광된 포토레지스트를 현상(developing)하는 과정을 거친다. 포토레지스트를 현상한 후에는, 잔존하는 포토레지스트를 이용하여 기판 상의 패턴을 식각(etching)하고, 패턴 형성 후 불필요한 포토레지스트를 제거하는 일련의 과정을 거친다.
이과 같이 마스크를 이용하여 패턴을 전사하는 공정에서는, 먼저 필요한 패턴을 구비한 마스크를 준비하여야 하기 때문에, 마스크를 이용하는 공정 단계가 늘어날수록 마스크 준비를 위한 제조 원가가 상승한다. 또한, 상술한 복잡한 단계들을 거쳐야 하기 때문에 제조 공정이 복잡하고, 제조 시간의 증가 및 이로 인한 제조 원가가 상승하는 문제점이 발생한다.
본 발명은 제조 공정이 단순하고, 신호 전달이 우수한 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터의 활성층 및 상기 활성층과 동일층에 배치된 커패시터의 하부 전극; 상기 활성층 및 하부 전극 상에 배치되되, 상기 하부 전극 외곽에는 제1갭을 가지며 배치되지 않은 제1절연층; 상기 제1절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 제1갭과 오프셋 된 제2갭을 가지며 상기 하부 전극 및 상기 제1절연층 상에 배치된 커패시터의 상부 전극; 상기 게이트 전극 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 상기 게이트 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치되고, 상기 상부 전극, 상기 제1갭이 형성된 제1절연층 및 상기 제2갭이 형성된 하부 전극 상에 배치되지 않은 제2절연층; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결된 화소 전극; 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮고, 상기 화소 전극을 노출시키는 제3절연층;을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판을 제공한다.
상기 활성층 및 상기 하부 전극은 이온 불순물이 도핑된 반도체 물질을 포함할 수 있다.
상기 상부 전극은 상기 화소 전극과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 상부 전극 및 화소 전극은 투명 도전물을 포함할 수 있다.
상기 투명도전물은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 화소 전극은 제2절연층 상에 배치될 수 있다.
상기 제2절연층은 화소 전극을 노출시키는 개구를 포함하고, 상기 화소 전극은 제1절연층 상의 상기 개구에 배치될 수 있다.
상기 소스 전극 및 드레인 전극의 식각률과, 상기 상부 전극 및 화소 전극의 식각률이 서로 다를 수 있다.
상기 제3절연층은 상기 상부 전극, 상기 제1갭이 형성된 제1절연층 및 상기 제2갭이 형성된 하부 전극 상에 배치될 수 있다.
상기 제1절연층 및 제2절연층은 무기 절연막일 수 있다.
상기 제3절연층은 유기 절연막일 수 있다.
상기 하부 전극 외곽에는, 상기 하부 전극과 동일층에 위치하고 상기 하부 전극에 연결되는 배선 및 배선 연결부가 위치할 수 있다.
상기 배선 및 배선 연결부는 이온 불순물이 도핑된 반도체 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터의 활성층 및 상기 활성층과 동일층에 배치된 커패시터의 하부 전극; 상기 활성층 및 하부 전극 상에 배치되되, 상기 하부 전극 외곽에는 제1갭을 가지며 배치되지 않은 제1절연층; 상기 제1절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 제1갭과 오프셋 된 제2갭을 가지며 상기 하부 전극 및 상기 제1절연층 상에 배치된 커패시터의 상부 전극; 상기 게이트 전극 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극; 상기 게이트 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치되고, 상기 상부 전극, 상기 제1갭이 형성된 제1절연층 및 상기 제2갭이 형성된 하부 전극 상에 배치되지 않은 제2절연층; 상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결된 화소 전극; 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮고, 상기 화소 전극을 노출시키는 제3절연층; 상기 화소 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및 상기 유기 발광층 상에 배치된 대향 전극;을 포함하는 유기 발광 표시 장치를 제공한다.
상기 대향 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 광을 반사하는 반사 전극일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 기판 상에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 활성층 및 커패시터의 하부 전극을 형성하는 제1마스크 공정; 제1절연층을 형성하고, 상기 제1절연층 상에 제1금속을 적층하고, 상기 제1금속을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 하부 전극 외곽과 제1갭을 가지도록 커패시터의 식각 저지층을 형성하는 제2마스크 공정; 제2절연층을 형성하고, 상기 제2절연층이 상기 활성층의 소스 영역 및 드레인 영역을 개구시키고, 상기 식각 저지층 및 상기 제1갭을 노출시키는 개구를 갖는 콘택홀을 형성하는 제3마스크 공정; 상기 제3마스크 공정의 결과물 상에 제2금속을 형성하고, 상기 제2금속을 패터닝하여 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 제외한 상기 제1금속 및 상기 제1상부전극을 제거하는 제4마스크 공정; 상기 제4마스크 공정 결과물 상에 제3금속을 형성하고, 상기 제3금속을 패터닝하여 화소 전극, 및 상기 제1절연층 상에 상기 제1갭과 오프셋된 제2갭을 가지도록 상부 전극을 형성하는 제5마스크 공정; 및 제3절연층을 형성하고, 상기 화소 전극이 노출되도록 상기 제3절연층을 제거하는 제6마스크 공정;을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법을 제공한다.
상기 제1마스크 공정에서, 상기 반도체층을 패터닝하여 상기 하부 전극 외곽에 상기 하부 전극과 동일층에 상기 하부 전극에 연결되는 배선을 동시에 형성할 수 있다.
상기 제2마스크 공정 후, 상기 소스 및 드레인 영역, 상기 배선에 이온 불순물을 도핑할 수 있다.
상기 제3마스크 공정에서, 상기 제2절연층 식각 시, 상기 제1절연층이 제1갭을 갖도록 상기 제1절연층과 제2절연층이 동시에 식각될 수 있다.
상기 제4마스크 공정은 상기 제2금속을 식각하는 제1식각 공정, 상기 식각 저지층을 식각하는 제2식각 공정을 포함할 수 있다.
상기 제4마스크 공정에서, 상기 제2금속은 상기 식각 저지층과 동일 재료로 형성되고, 상기 제2금속 및 식각 저지층을 동시에 식각할 수 있다.
상기 제4마스크 공정 후, 상기 하부 전극에 이온 불순물을 도핑할 수 있다.
상기 제5마스크 공정에서, 상기 상부 전극과 동시에 상기 제2절연층 상에 상기 화소 전극을 형성할 수 있다.
상기 제3마스크 공정에서, 상기 박막 트랜지스터 외곽의 제1절연층 상에 개구를 형성하고, 상기 제5마스크 공정에서, 상기 제1절연층 상의 개구에 상기 상부 전극과 동시에 상기 화소 전극을 형성할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따른 박막 트랜지스터 어레이 기판, 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 커패시터 하부전극 및 배선 영역에 이온불순물이 도핑되지 않는 현상이 제거되어, 정전 용량이 증가하고, 커패시터 배선의 신호 전달 품질이 향상된다.
둘째, 상부 전극이 하부 전극 상의 절연층이 형성되지 않는 영역에서 소정 간격 이격되어 배치되기 때문에, 실리콘-금속 혼합물에 의한 상부 전극과 하부 전극 사이에 누설 전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 정전용량이 우수한 MIM CAP 구조를 제공한다.
넷째, 6마스크 공정으로 상기와 같은 유기 발광 표시 장치를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6 내지 8은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제4마스크 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다
도 9는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제4마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 16은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6 내지 8은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제4마스크 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다
도 9는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제4마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 16은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 기판(10) 상에는 발광층(119)이 구비된 픽셀 영역(PXL1), 박막 트랜지스터가 구비된 트랜지스터 영역(TFT1), 및 커패시터가 구비된 커패시터 영역(CAP1)이 형성된다.
트랜지스터 영역(TFT1)에는 기판(10) 및 버퍼층(11) 상에 박막 트랜지스터의 활성층(212)이 구비된다. 활성층(212)은 비정질 실리콘 또는 결정질 실리콘을 포함하는 반도체로 형성될 수 있으며, 채널 영역(212c)과, 채널 영역(212c) 외측에 이온 불순물이 도핑된 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)을 포함한다.
활성층(212) 상에는 게이트 절연막인 제1절연층(13)을 사이에 두고 활성층(212)의 채널 영역(212c)에 대응되는 위치에 게이트 전극(214)이 구비된다.
게이트 전극(214) 상에는 층간 절연막인 제2절연층(15)을 사이에 두고 활성층(212)의 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)에 각각 접속하는 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 구비된다.
제2절연층(15) 상에는 상기 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)을 덮도록 제3절연층(18)이 구비된다.
제1절연층(13) 및 제2절연층(15)은 무기 절연막으로 구비되고, 제3절연층(18)은 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 제3절연층(18)은 일반 범용고분자(PMMA, PS), phenol그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 픽셀 영역(PXL1)에는 기판(10), 버퍼층(11), 제1절연층(13), 및 제2절연층(15) 상에 후술할 커패시터의 상부 전극(317)과 동일 재료로 형성된 화소 전극(117)이 구비된다.
화소 전극(117)은 투명도전물로 형성되어 화소 전극(117) 측으로 광이 방출될 수 있다. 이와 같은 투명도전물로는 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
화소 전극(117) 상에 유기 발광층(119)이 형성되고, 유기 발광층(119)에서 방출된 광은 투명도전물로 형성된 화소 전극(117)을 통하여 기판(10) 측으로 방출된다.
한편, 화소 전극(117) 하부에 위치하는 버퍼층(11), 제1절연층(13), 및 제2절연층(15)은 굴절률이 서로 다른 물질이 교대로 구비되어, DBR(Distributed Brag Reflector)로 기능함으로써 발광층(119)에서 방출되는 빛의 광효율을 높일 수 있다. 이와 같은 버퍼층(11), 제1절연층(13), 및 제2절연층(15)으로는 SiO2, SiNx 등이 사용될 수 있다. 한편, 상기 도면에는 버퍼층(11), 제1절연층(13) 및 제2절연층(15)이 각각 하나의 층으로 형성된 것으로 도시되어 있으나 본 발명은 이에 한정되는 아니며, 상기 층들은 각각 복수의 층으로 형성될 수 있다.
화소 전극(117) 외곽에는 제3절연층(18)이 형성되고, 제2절연층(15)에는 화소 전극(117)을 노출시키는 제1개구(C1)가 형성된다. 상기 제1개구(C1)에 발광층(119)이 구비된다.
유기 발광층(119)은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물일 수 있다. 유기 발광층(119)이 저분자 유기물일 경우, 발광층(119)을 중심으로 홀 수송층(hole transport layer: HTL), 홀 주입층(hole injection layer: HIL), 전자 수송층(electron transport layer: ETL) 및 전자 주입층(electron injection layer: EIL) 등이 적층될 수 있다. 이외에도 필요에 따라 다양한 층들이 적층 될 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N'-디(나프탈렌-1-일)-N(N'-Di(naphthalene-1-yl)-N), N'-디페닐-벤지딘(N'-diphenyl-benzidine: NPB), 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄(tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3) 등을 비롯하여 다양하게 적용 가능하다.
한편, 유기 발광층(119)이 고분자 유기물일 경우, 유기 발광층(119) 외에 홀 수송층(HTL)이 포함될 수 있다. 홀 수송층은 폴리에틸렌 디히드록시티오펜 (PEDOT: poly-(2,4)-ethylene-dihydroxy thiophene)이나, 폴리아닐린(PANI: polyaniline) 등을 사용할 수 있다. 이때, 사용 가능한 유기 재료로 PPV(Poly-Phenylenevinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등의 고분자 유기물을 사용할 수 있다.
유기 발광층(119) 상에는 공통 전극으로 대향 전극(120)이 증착된다. 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 경우, 화소 전극(117)은 애노드로 사용되고, 대향 전극(120)은 캐소드로 사용된다. 물론 전극의 극성은 반대로 적용될 수 있음은 물론이다.
대향 전극(120)은 반사 물질을 포함하는 반사 전극으로 구성될 수 있다. 이때 상기 대향 전극(120)은 Al, Mg, Li, Ca, LiF/Ca, 및 LiF/Al에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
대향 전극(120)이 반사 전극으로 구비됨으로써, 유기 발광층(119)에서 방출된 빛은 대향 전극(120)에 반사되어 투명도전물로 구성된 화소 전극(117)을 투과하여 기판(10) 측으로 방출된다.
커패시터 영역(CAP1)에는 기판(10) 및 버퍼층(11) 상에, 박막 트랜지스터의 활성층(212)과 동일 재료로 형성된 커패시터의 하부 전극(312a)과 하부 전극에 연결된 배선 영역(W1), 화소 전극(117)과 동일 재료로 형성된 커패시터의 상부 전극(317), 및 상기 하부 전극(312a)과 상부 전극(317) 사이에 유전막으로 제1절연층(13)이 구비된다.
커패시터의 하부 전극(312a)은 박막 트랜지스터의 활성층(212)의 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(121b)과 동일 재료로서, 이온 불순물이 도핑된 반도체를 포함할 수 있다. 만약, 하부 전극을 이온 불순물 도핑이 안된 진성 반도체로 형성할 경우, 커패시터는 상부 전극(317)과 함께 MOS(Metal Oxide Semiconductor) CAP 구조가 된다. 그러나, 하부 전극(312a)을 본 실시예와 같이 이온 불순물이 도핑된 반도체로 형성할 경우, MIM(Metal-Insulator-Metal) CAP 구조를 형성하므로 정전용량을 극대화 시킬 수 있다. 따라서, MIM CAP 구조는 MOS CAP 구조보다 작은 면적으로도 동일한 정전용량을 구현할 수 있으므로, 커패시터의 면적을 줄일 수 있는 마진이 높아지는 만큼, 화소 전극(117)을 크게 형성하여 개구율을 높일 수 있다.
하부 전극(312a) 외곽에는 하부 전극(312a)과 동일층에 배치되고 하부 전극(312a)에 연결되어 신호(전류/전압)를 전달하는 배선 영역(W1)이 위치한다. 배선 영역(W1)은 하부 전극(312a)과 마찬가지로 이온 불순물이 도핑된 반도체를 포함할 수 있다.
제1절연층(13)은 하부 전극(312a) 상부에는 위치하지만, 하부 전극(312a)의 외곽에는 일부 형성되지 않는 영역이 존재한다. 상기 영역은 하부 전극(312a)에 연결되는 배선 영역(W1)의 일부일 수 도 있다. 구체적으로 하부 전극(312a)과 배선 영역(W1)을 연결하는 연결부 일 수 있다. 본 실시예에서 제1절연층(13)이 형성되지 않는 영역을 배선 영역(W1)의 일부를 예로 설명하겠지만, 제1절연층(13)이 형성되지 않는 영역이 배선 영역(W1)의 일부에 한정되는 것은 아니다. 배선 영역(W1)이 아닌 하부 전극(312a) 자체의 가장자리 일 수도 있다. 이는 커패시터 영역에서 전극과 배선의 경계가 분명하게 설계되지 않을 수도 있기 때문이다.
본 실시예에서, 제1절연층(13)은 하부 전극(312a)의 외곽에서 배선 영역(W1) 사이에 제1갭(G1)을 형성하며 절연층이 형성되지 않는 부분이 존재한다. 이는 후술할 제2절연층(15)의 식각 시, 배선 영역(W1)에서 제1 절연층(13)이 함께 식각되기 때문이다.
제1절연층(13) 상부에 상부 전극(317)이 구비된다. 상부 전극(317)은 화소 전극(117)과 동일 물질로 형성된다. 만약 화소 전극(117)이 투명 도전물을 포함한다면, 상부 전극(317)도 투명 도전물을 포함할 수 있다.
이와 같은 상부 전극(317)은, 제1갭(G1)을 가지는 제1절연층(13)에서 다시 제2갭(G2) 만큼 이격되어 배치된다.
제1절연층(13) 상부에 제2절연층(15)이 구비되고, 제2절연층(15)은 상부 전극(317), 제1갭(G1)이 형성된 제1절연층(13), 및 제2갭(G2)이 형성된 제2절연층(15)을 노출시키는 제2개구(C2)을 구비한다.
제2절연층(15) 상에 제3절연층(18)이 구비된다. 제3절연층은 유기 절연막으로 구비될 수 있다. 대향 전극(120)과 상부 전극(317) 사이에 유전율이 작은 유기 절연물을 포함하는 제3절연층(18)이 개재됨으로써, 대향 전극(120)과 상부 전극(317) 사이에 형성될 수 있는 기생 용량을 줄여, 기생 용량에 의한 신호 방해를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2를 참조하면, 제2절연층(15)에 상부 전극(317), 제1갭(G1)이 형성된 제1절연층(13), 및 제2갭(G2)이 형성된 제2절연층(15)을 노출시키는 제2개구(C2)가 형성된다. 물론 배선 영역(W1)의 일부뿐만 아니라, 상부 전극(317) 외곽을 노출시키도록 제2개구(C2)가 구비될 수 있다.
하부 전극(312a)과, 하부 전극(312a)과 동일층에서 연결되는 배선 영역(W1)은 제2절연층(15)에 형성된 제2개구(C2)가 형성하는 영역의 크기에 따라 이온 불순물이 도핑되는 영역이 달라지게 된다. 이 때, 하부 전극(312a)과 배선 영역(W1) 사이의 연결부의 반도체물질에 이온 도핑이 안 되는 영역이 발생할 수 있다. 이 경우, 이온 도핑이 안 된 영역에서 높은 저항 값을 가지기 때문에, 커패시터 용량이 감소하거나 신호 전달 품질이 나빠질 수 있다. 그러나, 본 실시예에서 제2개구(C2)는 상부 전극(317) 보다 큰 개구를 가지기 때문에, 하부 전극(312a)과 배선 영역(W1)은 모두 이온 불순물로 도핑된다. 따라서, 하부전극(312a)과 배선 영역(W1) 사이에 이온 도핑이 안 되는 영역이 발생하지 않기 때문에, 정전 용량을 크게 하고 신호 전달 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 상부 전극(317)은 제1갭(G1)을 가진 제1절연층(13)에서 제2갭(G2)을 가지도록 오프셋(off-set)되어 위치한다. 이는 후술할 하부 전극(312a) 외곽에 형성되는 실리콘-금속 혼합물(silicon-metal compound)에 의해 하부 전극(312a)과 상부 전극(312) 사이에 누설전류(leakage current)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)에 따르면, 커패시터의 제1절연층(13)이 하부 전극(312a)의 외곽에 제1갭(G1)만큼 절연층이 형성되지 않는 영역을 가짐으로써, 하부 전극과 배선 영역 사이에 이온 불순물이 도핑 되지 않는 영역이 발생하지 않아 커패시터의 신호 전달 품질을 향상시킬 수 있다. 또한, 상부 전극(317)이 제1갭(G1)을 가지는 제1절연층(13)에서 다시 제2갭(G2) 만큼 이격되어 배치됨으로써, 실리콘-금속 혼합물(silicon-metal compound)에 의해 하부 전극(312a)과 상부 전극(317) 사이에 누설전류(leakage current)가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 3 내지 10을 참조하여 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제조 방법을 설명한다.
도 3은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제1마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 버퍼층(11)이 적층된 기판(10)에 박막 트랜지스터의 활성층(212), 및 커패시터 하부 전극(312c)이 형성된다. 제1 마스크 공정 시, 하부 전극(312c)에 연결되는 커패시터 배선 영역(W1)도 하부 전극(312c)과 같이 형성된다.
기판(10)은 SiO2를 주성분으로 하는 투명 재질의 글라스재로 구비될 수 있다. 물론 글라스재뿐만 아니라 PET(Polyethylen terephthalate), PEN(Polyethylen naphthalate), 폴리이미드(Polyimide) 등을 포함하는 플라스틱 기판으로 구비될 수 있다.
기판(10) 상에는 기판(10)의 평활성과 불순 원소의 침투를 차단하기 위하여 SiO2 및/또는 SiNx 등을 포함하는 버퍼층(11)이 더 구비될 수 있다.
상기 도면에는 도시되어 있지 않지만, 버퍼층(11) 상에는 반도체층(미도시)이 증착되고, 반도체층(미도시) 상에 포토레지스터(미도시)가 도포된 후, 제1포토마스크(미도시)를 이용한 포토리소그라피 공정에 의해 반도체층(미도시)이 패터닝되어, 박막 트랜지스터의 활성층(212), 커패시터 하부 전극(312c), 및 커패시터 배선(미도시)이 동시에 형성된다.
포토리소그라피에 의한 제1마스크 공정은 제1포토마스크(미도시)에 노광장치(미도시)로 노광 후, 현상(developing), 식각(etching), 및 스트립핑(stripping) 또는 에싱(ashing) 등과 같은 일련의 공정을 거쳐 진행된다.
반도체층(미도시)은 비정질 실리콘(amorphous silicon) 또는 결정질 실리콘(poly silicon)으로 구비될 수 있다. 이때, 결정질 실리콘은 비정질 실리콘을 결정화하여 형성될 수도 있다. 비정질 실리콘을 결정화하는 방법은 RTA(rapid thermal annealing)법, SPC(solid phase crystallzation)법, ELA(excimer laser annealing)법, MIC(metal induced crystallzation)법, MILC(metal induced lateral crystallzation)법, SLS(sequential lateral solidification)법 등 다양한 방법에 의해 결정화될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제2마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 도 3의 제1마스크 공정의 결과물 상에 제1절연층(13)이 적층되고, 제1절연층(13) 상에 제1금속을 포함하는 층(미도시)이 적층된 후, 패터닝된다.
패터닝 결과, 제1절연층(13) 상의 트랜지스터 영역(TFT1)에는 제1금속을 포함하는 게이트 전극(214)이, 커패시터 영역(CAP1)에는 제1금속을 포함하는 커패시터의 식각 저지층(314)이 동시에 형성된다.
제1절연층(13)은 SiO2, SiNx 등을 단층 또는 복수층 포함할 수 있으며, 제1절연층(13)은 박막 트랜지스터의 게이트 절연막, 및 커패시터의 유전막 역할을 한다.
게이트 전극(214) 및 식각 저지층(314)은 저저항 금속으로서, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 구조물 위에 이온 불순물이 도핑된다. 이온 불순물은 B 또는 P 이온을 도핑할 수 있는데, 1×1015 atoms/㎠ 이상의 농도로 박막 트랜지스터의 활성층(212) 및 커패시터의 배선 영역(W)을 타겟으로 하여 도핑(D1)한다.
게이트 전극(214)을 셀프-얼라인(self-align) 마스크로 사용하여 활성층(212)에 이온 불순물을 도핑함으로서 활성층(212)은 이온 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(212a, 212b)과, 그 사이에 채널 영역(212c)을 구비하게 된다.
한편, 활성층(212)과 동일 재료로 형성된 하부 전극(312c)은 식각 저지층 (314)이 차단 마스크 기능을 하기 때문에, 채널 영역(212c)과 마찬가지로 도핑되지 않는다. 그러나, 식각 저지층(314)이 위치하지 않는 배선 영역(W1)에는 이온 불순물이 도핑된다. 따라서, 식각 저지층(314)은 하부 전극(312c)과 거의 유사한 크기로 형성되며 배선 영역(W1) 상에는 위치하지 않는 것이 좋다.
도 5는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 도 4의 제2마스크 공정의 결과물 상에 제2절연층(15)이 적층되고, 제2절연층(15)을 패터닝하여 식각 저지층(314) 전체를 노출시키는 제2개구(C2), 및 활성층(212)의 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)의 일부를 노출시키는 제3개구(C3)가 형성된다.
제2개구(C2)는 식각 저지층(314) 및 제1갭(G1)을 갖는 제1절연층(13)을 노출시킨다. 제2절연층(15) 식각 시 제1절연층(13)이 함께 식각된다. 따라서, 식각 저지층(314) 하부의 제1절연층(13)은 식각되지 않고, 식각 저지층(314)이 배치되지 않은 영역의 제1절연층(13), 또는 배선 영역(W1) 상의 제1절연층(13)은 식각된다. 즉, 식각 저지층(314)은 제2절연층(15)에 대한 제1절연층(13)의 식각을 저지하는 층(etch stop layer)으로서 기능한다.
제3개구(C3)는 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)의 일부를 노출시킨다.
도 6 내지 8은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제4마스크 공정을 개략적으로 도시한 단면도이다
도 6은 도 5의 제3마스크 공정의 결과물 상에 제2금속(216)이 구비된 상황를 도시한 것이다. 제2금속(216)은 제1개구(C1) 및 제2개구(C2)를 메우며, 식각 저지층(314) 상에 적층된다.
제2금속(216)으로는 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
이때, 제2금속(216)은 제1절연층(13)이 형성되지 않은 제1갭(G)에 대응되는 배선 영역(W1)에 직접 접촉하게 되는데, 이 과정에서 실리사이드와 같은 실리콘-금속의 혼합물(silicon-metal compound)이 생성될 수 있다.
한편 상기 도면에는 상세히 도시되어 있지 않으나, 제2금속(216) 상에 포토레지스터(미도시)가 구비되며, 소정의 포토 마스크(미도시)를 이용하여 제4포토마스크 공정을 진행하다.
도 7은 제4마스크 공정 결과를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 제2금속(216)이 패터닝되어 제2절연층(15) 상에 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성되고, 식각 저지층(314)이 제거된다.
소스 및 드레인 전극(216a, 216b)을 형성하는 금속과, 식각 저지층(314)을 형성하는 금속이 동일 재료일 경우에는, 동일한 식각액을 이용하여 한번의 식각 공정으로 식각 저지층(314)을 제거하고, 소스 및 드레인 전극(216a, 216b)을 패터닝할 수 있다. 만약, 제2금속(216)과, 식각 저지층(314)을 형성하는 금속이 서로 다른 재료일 경우에는, 1차 식각액으로 제2금속(216)을 식각하여 소스 및 드레인 전극(216a, 216b) 패턴을 형성하고, 2차 식각액으로 식각 저지층(314)을 제거한다. 이때, 제1절연층(13)이 형성되지 않은 제1갭(G1)에 대응되는 배선 영역(W1)에 형성된 실리콘-금속의 혼합물(silicon-metal compound)이 제거되지 않고 계속 잔류할 수 있다.
도 8은 제4마스크 공정 후 제2도핑 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 식각 저지층(314) 제거 후, 이온 불순물은 B 또는 P 이온을 적절한 농도로 커패시터 하부 전극(312c)을 타겟으로 하여 도핑(D2)한다.
1차 도핑시 도핑되지 않았던 하부 전극(312c)이, 2차 도핑 후 이온 불순물이 도핑된 하부 전극(312a)으로 바뀜으로써, 하부 전극(312a)의 도전성이 증가하여 커패시터의 정전용량을 증가시킬 수 있다.
한편, 제2절연층(15)에 형성된 제2개구(C2)가 식각 저지층(314)보다 크게 형성되기 때문에, 하부 전극(312a)과 배선부(W) 모두 이온 불순물로 도핑된다. 따라서, 정전 용량이 감소하거나 신호 전달 품질이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
도 9는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 제4마스크 공정의 결과물 상에, 화소 전극(117) 및 상부 전극(317)이 동일 재료로 동일 마스크 공정으로 동시에 형성된다.
화소 전극(117)은 제2절연층(15) 상에 형성되고, 상부 전극(317)은 커패시터 영역의 제2개구(C2) 내부의 제1절연층(13) 상에 형성된다.
상부 전극(317)은 제1갭(G1)을 갖는 제1절연층(13)과 제2갭(G2) 만큼 이격되어 배치된다. 이는 전술한 제1절연층(13)이 형성되지 않은 제1갭(G1)에 대응되는 배선 영역(W1)에 형성된 실리콘-금속의 혼합물과, 상부 전극(317) 사이의 단락에 의한 누설 전류를 방지하기 위함이다.
도 10은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제3절연층(18)을 패터닝하여 화소 전극(117)의 상부를 노출시키는 제1개구(C1)가 형성된다.
제1개구(C1)는 발광 영역을 정의해주는 역할 외에, 화소 전극(117) 의 가장자리와 대향 전극(120, 도 1 참조) 사이의 간격을 넓혀, 화소 전극(117)의 가장자리에서 전계가 집중되는 현상을 방지함으로써 화소 전극(117)과 대향 전극(120)의 단락을 방지하는 역할을 한다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 제1비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 11a 및 11b를 참조하면, 커패시터 영역에는 커패시터의 하부 전극(312a)과 상부 전극(314-1)이 배치되고, 그 사이에 유전막으로 제1절연층(13)이 형성된다. 제1절연층(13) 상에 하부 전극(312a)에 대응되는 위치에 상부 전극(314-1)이 형성되고, 상부 전극(314-1) 상에 제2절연층(15)이 형성된다.
본 비교예에서, 제2절연층(15)이 상부 전극(314-1)을 전부 노출시키지 않고, 상부 전극(314-1)의 외곽을 일부 덮도록 형성된다. 따라서, 상부 전극(314-1)을 덮는 제2절연층(15)에 의해, 하부 전극(312a)과 배선 영역(W2) 사이에 이온 불순물이 도핑되지 않는 영역(312c)이 발생할 수 있다. 이 경우, 이온 도핑이 안 된 영역에서 높은 저항 값을 가지기 때문에, 커패시터 용량이 감소하거나 신호 전달 품질이 나빠질 수 있다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2비교예에 따른 유기 발광 표시 장치의 커패시터 영역을 개략적으로 도시한 평면도 및 단면도이다.
도 12a 및 12b를 참조하면, 커패시터 영역에는 커패시터의 하부 전극(312a)과 상부 전극(314-2)이 배치되고, 그 사이에 유전막으로 제1절연층(13)이 형성된다. 제1절연층(13) 상에 하부 전극(312a)에 대응되는 위치에 상부 전극(314-2)이 형성되고, 상부 전극(314-2) 상에 제2절연층(15)이 형성된다.
본 비교예에서, 제1절연층(13)은 하부 전극(312a)과 배선 영역(W3)상에 절연층이 형성되지 않는 제1갭(G1)을 가지지만, 상부 전극(314-2)이 제1갭(G1)을 가지는 제1절연층(13)과 이격되지 않고 제1절연층(13)의 식각면 상에 연속되어 형성된다. 따라서, 제1갭(G1)에 형성된 실리콘-금속 혼합물에 의해, 상부 전극(314-2)과 하부 전극(312a) 사이에 누설전류가 발생할 수 있다.
이하, 도 13 내지 도 17을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 설명한다. 이하, 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 기판(10) 상에는 유기 발광층(119)이 구비된 픽셀 영역(PXL2), 박막 트랜지스터가 구비된 트랜지스터 영역(TFT2), 및 커패시터가 구비된 커패시터 영역(CAP2)이 형성된다. 트랜지스터 영역(TFT2) 및 커패시터 영역(CAP2)는 전술한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(1)와 동일하다.
픽셀영역(PXL2)에는 기판(10), 버퍼층(11), 및 제1절연층(13) 상에 커패시터의 상부 전극(317)과 동일 재료로 형성된 화소 전극(117-2)이 구비된다.
배면 발광형일 경우, 화소 전극(117-2)은 투명전극으로 구비되고, 대향 전극(120)은 반사전극으로 구비될 수 있다. 화소 전극(117-2) 상에 유기 발광층(119)이 형성되고, 유기 발광층(119)에서 방출된 광은 투명도전물로 형성된 화소 전극(117-2)을 통하여 기판(10) 측으로 방출된다.
전술한 실시예와 비교하여 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)는 화소 전극(117-2) 하부에 제3절연층(15)이 위치하지 않고, 버퍼층(11)과 제1절연층(13)만 구비된다. 버퍼층(11)과 제1절연층(13)은 굴절률이 서로 다른 물질이 교대로 구비되어, DBR(Distributed Brag Reflector)로 기능함으로써 발광층(119)에서 방출되는 빛의 광효율을 높일 수 있다. 그런데, DBR에 의해 광효율은 증가하지만, WAD(white angle dependency) 특성이 저하되는 문제가 있다. 그러나, 본 실시예는 전술한 실시예와 비교할 때 화소 전극(117-2)에서 기판(10) 사이에 제2절연층이 존재하지 않기 때문에 WAD특성 저하를 방지할 수 있다.
이하, 도 14 내지 17을 참조하여 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제조 방법을 설명한다. 본 실시예의 제1 마스크 공정 및 제2 마스크 공정은 전술한 실시예와 동일하다. 이하 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 기술한다.
도 14는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제3마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 14 참조하면, 도 4의 제2마스크 공정의 결과물 상에 제2절연층(15)이 적층되고, 제2절연층(15)을 패터닝하여 제1개구(C11), 식각 저지층(314) 전체를 노출시키는 제2개구(C2), 및 활성층(212)의 소스 영역(212a) 및 드레인 영역(212b)의 일부를 노출시키는 제3개구(C3)가 형성된다.
도 15는 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제4마스크 공정의 결과를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15를 참조하면, 제2절연층(15) 상에 소스 전극(216a) 및 드레인 전극(216b)이 형성되고, 식각 저지층(314)이 제거된다. 식각 저지층(314) 제거 후, 이온 불순물은 B 또는 P 이온을 적절한 농도로 커패시터 하부 전극(312c)을 타겟으로 하여 도핑(D2)한다.
도 16은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제5마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 16을 참조하면, 제4마스크 공정의 결과물 상에, 화소 전극(117-2) 및 상부 전극(317)이 동일 재료로 동일 마스크 공정으로 동시에 형성된다. 화소 전극(117-2)은 제1개구(C11) 내부의 제1절연층(13) 상에 형성되고, 상부 전극(317)은 커패시터 영역의 제2개구(C2) 내부의 제1절연층(13) 상에 형성된다.
도 17은 본 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치(2)의 제6마스크 공정 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17을 참조하면, 제3절연층(18)을 패터닝하여 화소 전극(117-2)의 상부를 노출시키는 제4개구(C4)가 형성된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1, 2: 유기 발광 표시 장치
10: 기판 11: 버퍼층
13: 제1절연층 15: 제2절연층
18: 제3절연층 117: 화소 전극
119: 유기 발광층 120: 대향 전극
212: 활성층 212a: 소스 영역
212b: 드레인 영역 212c: 채널 영역
214: 게이트 전극 216a: 소스 전극
216b: 드레인 전극 312: 하부 전극
317: 상부 전극 C1, C2, C3, C4: 개구
G1, G2: 갭
10: 기판 11: 버퍼층
13: 제1절연층 15: 제2절연층
18: 제3절연층 117: 화소 전극
119: 유기 발광층 120: 대향 전극
212: 활성층 212a: 소스 영역
212b: 드레인 영역 212c: 채널 영역
214: 게이트 전극 216a: 소스 전극
216b: 드레인 전극 312: 하부 전극
317: 상부 전극 C1, C2, C3, C4: 개구
G1, G2: 갭
Claims (24)
- 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터의 활성층 및 상기 활성층과 동일층에 배치된 커패시터의 하부 전극;
상기 활성층 및 하부 전극 상에 배치되되, 상기 하부 전극 외곽에는 배치되지 않은 제1절연층;
상기 제1절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 제1절연층 상에 배치된 커패시터의 상부 전극;
상기 게이트 전극 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 게이트 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치된 제2절연층;
상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결된 화소 전극;
상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮고, 상기 화소 전극을 노출시키는 제3절연층;을 포함하고,
상기 제1절연층이 배치되지 않은 상기 하부 전극 외곽에는 상기 상부 전극 및 상기 제2절연층이 배치되지 않고,
상기 제2절연층은 상기 상부 전극 전체를 노출하는 개구를 포함하고,
상기 상부 전극의 상면과, 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층이 배치되지 않은 상기 하부 전극의 상면은 상기 제3절연층이 직접 접촉하는, 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 활성층 및 상기 하부 전극은 이온 불순물이 도핑된 반도체 물질을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 상부 전극은 상기 화소 전극과 동일한 물질을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 3 항에 있어서,
상기 상부 전극 및 화소 전극은 투명 도전물을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 4 항에 있어서,
상기 투명도전물은 인듐틴옥사이드(indium tin oxide: ITO), 인듐징크옥사이드(indium zink oxide: IZO), 징크옥사이드(zink oxide: ZnO), 인듐옥사이드(indium oxide: In2O3), 인듐갈륨옥사이드(indium galium oxide: IGO), 및 알루미늄징크옥사이드(aluminium zink oxide: AZO)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 화소 전극은 제2절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2절연층은 화소 전극을 노출시키는 개구를 포함하고, 상기 화소 전극은 제1절연층 상의 상기 개구에 배치된 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 소스 전극 및 드레인 전극의 식각률과, 상기 상부 전극 및 화소 전극의 식각률이 서로 다른 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1절연층 및 제2절연층은 무기 절연막인 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
상기 제3절연층은 유기 절연막이 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 1 항에 있어서,
하부 전극 외곽에는, 상기 하부 전극과 동일층에 위치하고 상기 하부 전극에 연결되는 배선 및 배선 연결부가 위치하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 제 12 항에 있어서,
상기 배선 및 배선 연결부는 이온 불순물이 도핑된 반도체 물질을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판. - 기판 상에 배치된 박막 트랜지스터의 활성층 및 상기 활성층과 동일층에 배치된 커패시터의 하부 전극;
상기 활성층 및 하부 전극 상에 배치되되, 상기 하부 전극 외곽에는 배치되지 않은 제1절연층;
상기 제1절연층 상에 배치된 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 제1절연층 상에 배치된 커패시터의 상부 전극;
상기 게이트 전극 상에 배치된 소스 전극 및 드레인 전극;
상기 게이트 전극과, 상기 소스 전극 및 드레인 전극 사이에 배치된 제2절연층;
상기 소스 전극 및 드레인 전극 중 하나와 연결된 화소 전극;
상기 소스 전극 및 드레인 전극을 덮고, 상기 화소 전극을 노출시키는 제3절연층;
상기 화소 전극 상에 배치된 유기 발광층; 및
상기 유기 발광층 상에 배치된 대향 전극;을 포함하고,
상기 제1절연층이 배치되지 않은 상기 하부 전극 외곽에는 상기 상부 전극 및 상기 제2절연층이 배치되지 않고,
상기 제2절연층은 상기 상부 전극 전체를 노출하는 개구를 포함하고,
상기 상부 전극의 상면과, 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층이 배치되지 않은 상기 하부 전극의 상면은 상기 제3절연층이 직접 접촉하는, 유기 발광 표시 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 대향 전극은 상기 유기 발광층에서 방출된 광을 반사하는 반사 전극인 유기 발광 표시 장치. - 기판 상에 반도체층을 형성하고, 상기 반도체층을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 활성층 및 커패시터의 하부 전극을 형성하는 제1마스크 공정;
제1절연층을 형성하고, 상기 제1절연층 상에 제1금속을 적층하고, 상기 제1금속을 패터닝하여 박막 트랜지스터의 게이트 전극, 및 상기 하부 전극보다 작은 크기의 커패시터의 식각 저지층을 형성하는 제2마스크 공정;
제2절연층을 형성하고, 상기 제2절연층이 상기 활성층의 소스 영역 및 드레인 영역을 개구시키고, 상기 식각 저지층 전체 및 상기 하부 전극의 일부를 노출시키는 개구를 갖는 콘택홀을 형성하는 제3마스크 공정;
상기 제3마스크 공정의 결과물 상에 제2금속을 형성하고, 상기 제2금속을 패터닝하여 상기 소스 영역 및 드레인 영역과 접속하는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하고, 상기 소스 전극 및 드레인 전극을 제외한 상기 제2금속 및 상기 식각 저지층을 제거하는 제4마스크 공정;
상기 제4마스크 공정 결과물 상에 제3금속을 형성하고, 상기 제3금속을 패터닝하여 상기 제2절연층 상에 화소 전극을 형성하고, 상기 제1절연층 상에 상부 전극을 형성하는 제5마스크 공정; 및
상기 제5마스크 공정의 결과물 상에 제3절연층을 형성하고, 상기 화소 전극이 노출되도록 상기 제3절연층을 제거하고, 상기 상부 전극 상면과, 상기 하부 전극의 일부를 노출시키는 개구를 통하여 상기 제1절연층 및 상기 제2절연층이 배치되지 않은 상기 하부 전극의 일부의 상면에 상기 제3 절연층이 직접 접촉하도록 형성하는 제6마스크 공정;을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제1마스크 공정에서, 상기 반도체층을 패터닝하여 상기 하부 전극 외곽에 상기 하부 전극과 동일층에 상기 하부 전극에 연결되는 배선을 동시에 형성하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 17 항에 있어서,
상기 제2마스크 공정 후, 상기 소스 및 드레인 영역, 상기 배선에 이온 불순물을 도핑하는 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제3마스크 공정에서, 상기 제2절연층을 식각 시, 상기 제1절연층이 상기 하부 전극의 일부를 노출시키는 개구를 갖도록 상기 제1절연층과 제2절연층이 동시에 식각되는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제4마스크 공정은 상기 제2금속을 식각하는 제1식각 공정, 상기 식각 저지층을 식각하는 제2식각 공정을 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제4마스크 공정에서, 상기 제2금속은 상기 식각 저지층과 동일 재료로 형성되고, 상기 제2금속 및 식각 저지층을 동시에 식각하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제4마스크 공정 후, 상기 하부 전극에 이온 불순물을 도핑하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제5마스크 공정에서, 상기 상부 전극과 동시에 상기 제2절연층 상에 상기 화소 전극을 형성하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 제3마스크 공정에서, 상기 박막 트랜지스터 외곽의 제1절연층 상에 개구를 형성하고,
상기 제5마스크 공정에서, 상기 제1절연층 상의 개구에 상기 상부 전극과 동시에 상기 화소 전극을 형성하는 박막 트랜지스터 어레이 기판의 제조 방법.
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