JP2010056060A

JP2010056060A - 有機発光ダイオード表示装置及び有機発光ダイオード表示装置の製造方法

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Publication number: JP2010056060A
Application number: JP2008321408A
Authority: JP
Inventors: Heedong Choi; ヒドン・チェ
Original assignee: LG Display Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-12-17
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2028-12-17
Also published as: CN101661948A; KR101482162B1; CN101661948B; JP4805337B2; KR20100024871A

Abstract

【課題】本発明は、トップエミッション方式で発光される有機発光ダイオード表示装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る有機発光ダイオード表示装置は、基板上に形成され、スイッチＴＦＴと駆動ＴＦＴとからなるＴＦＴと、ＴＦＴ上に形成されるオーバーコート層と、オーバーコート層を貫いて駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部を露出させるドレーン接触ホールと、露出した駆動ＴＦＴのドレーン電極に接触する第１電極と、第１電極が形成された基板上でパターニングされて単位画素の開口領域を区切るバンクパターンと、バンクパターンが形成された基板上に形成される有機化合物層と、有機化合物層上に形成される第２電極とを備え、バンクパターンは、前記ドレーン接触ホールが形成された領域近傍を遮蔽する。
【選択図】図５

Description

本発明は、トップエミッション方式に発光される有機発光ダイオード表示装置及び有機発光ダイオード表示装置の製造方法に関する。

最近、陰極線管（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）の短所である重さと体積を減らすことができる各種平板表示装置が開発されている。このような平板表示装置は、液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ：以下、ＬＣＤと称す）、電界放出表示装置（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙ：ＦＥＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌ：以下、ＰＤＰと称す）及び電界発光素子（ＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＤｅｖｉｃｅ）などがある。

電界発光素子は、発光層の材料によって無機発光ダイオード表示装置と有機発光ダイオード表示装置に大別され、自ら発光する自発光素子として、応答速度が早く、発光効率、輝度及び視野角の大きい長所がある。

アクティブマトリックスタイプの有機発光ダイオード表示装置（ＡｃｔｉｖｅＭａｔｒｉｘｔｙｐｅＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅｄｉｓｐｌａｙ、ＡＭＯＬＥＤ）は、薄膜トランジスター（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴと称す）を利用して有機発光ダイオード素子（以下、ＯＬＥＤと称す）に流れる電流を制御して画像を表示する。このような有機発光ダイオード表示装置は、アノード電極、カソード電極及び有機化合物層を含むＯＬＥＤの構造によってトップエミッション（Ｔｏｐｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式、またはボトムエミッション（ｂｏｔｔｏｍｅｍｉｓｓｉｏｎ）方式などの形態で画像を表示する。ボトムエミッション方式が有機化合物層から発生された可視光を、ＴＦＴが形成された基板下部へ表示するのに反して、トップエミッション方式は、有機化合物層で発生された可視光をＴＦＴが形成された基板上部へ表示する。

図１は、トップエミッション方式の有機発光ダイオード表示装置で、１画素の断面構造を示すものである。そして、図２は、図１のスイッチＴＦＴ部分を示す平面図である。

図１を参照すれば、従来の有機発光ダイオード表示装置は、基板１０上に形成されたデータラインとゲートライン、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）、ストレージキャパシター、オーバーコート層１８、バッファー層１９、カソード電極２０、バンクパターン２１、有機化合物層２２及びアノード電極２３を含む。

基板１０上にはゲートライン、そのゲートラインと接続されたスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）及び駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極（１１ａ、１１ｂ）などを含んだゲート金属パターンが形成される。ゲート絶縁膜１２は、ゲート金属パターンを覆うように、ゲート金属パターン上及び基板１０上に形成される。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）及び駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のアクティブ層（１３ａ、１３ｂ）は、ゲート絶縁膜１２上に、半導体パターンとして形成される。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）及び駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のソース電極（１４ａ、１４ｂ）とドレーン電極（１５ａ、１５ｂ）などを含むソース／ドレーン金属パターンは、半導体パターン上及びゲート絶縁膜１２上に形成される。パッシベーション層１６は、ソース／ドレーン金属パターン上及びゲート絶縁膜１２上に形成される。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１５の一部は、パッシベーション層１６を貫くコンタクトホールを通じて露出する。また、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１ｂの一部は、パッシベーション層１６及びゲート絶縁膜１２を貫くコンタクトホールを通じて露出する。パッシベーション層１６には、コンタクト電極パターン１７が透明電極として形成される。コンタクト電極パターン１７は、パッシベーション層１６を貫くコンタクトホールを通じてスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）に接触し、また、パッシベーション層１６及びゲート絶縁膜１２を貫くコンタクトホールを通じて駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１ｂに接触し、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）と駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）を電気的に接続する。オーバーコート層１８は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはフォトアクリル（Ｐｈｏｔｏａｃｒｙｌｉｃ）のような有機絶縁物質であり、パッシベーション層１６上及びコンタクト電極パターン１７上に形成される。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１５ｂの一部は、オーバーコート層１８を貫くドレーン接触ホール（ＤＨ）を通じて露出する。オーバーコート層１８上には、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）からなるバッファー層１９が形成されて、このバッファー層１９の一部と露出した駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１５ｂ上には、アルミニウム（Ａｌ）によりカソード電極２０が形成される。バンクパターン２１は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）のような無機絶縁物質であり、カソード電極２０の一部とバッファー層１９上に形成され、画素の開口領域（ＥＡ）を区切る。バンクパターン２１及びカソード電極２０上には、有機化合物層２２とＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなるアノード電極２３が、順に形成される。アノード電極２３には、高電位電源電圧が供給される。

図１のような有機発光ダイオード表示装置では、一定厚さを持つオーバーコート層１８を貫いて、開口領域（ＥＡ）内にドレーン接触ホール（ＤＨ）が形成される。したがって、開口領域（ＥＡ）内の有機化合物層２２の厚さは、ドレーン接触ホール（ＤＨ）近傍での段差によって、ドレーン接触ホール（ＤＨ）が形成されない領域に比べてドレーン接触ホール（ＤＨ）が形成された領域（Ａ）でさらに薄くなる。一般的に、画素の輝度は、単位面積当たりの有機化合物層の厚さに反比例するので、同一な画素での表示輝度が位置によって変わる。すなわち、表示輝度は、他の発光領域に比べてドレーン接触ホール（ＤＨ）が形成された領域（Ａ）で高くなる。同一な画素で特定部分（Ａ）の表示輝度が高くなれば、その特定部分（Ａ）に対する有機化合物層が他の部分のそれに比べて過重されるストレスによって、さらに容易に劣化される。開口領域（ＥＡ）内で特定部分の有機化合物層が劣化されれば、その部分は、輝点に見られる。従来有機発光ダイオード表示装置は、このようなドレーン接触ホール（ＤＨ）近傍での有機化合物層の劣化による表示品位低下現象が発生しやすく、表示パネルの寿命が短い。

また、図１のような有機発光ダイオード表示装置で、ＴＦＴがｎタイプに具現される場合、ＴＦＴの半導体層は、シリコン層とこのシリコン層上に蒸着されるｎ⁺イオン層を含む。ｎ⁺イオン層は、シリコン層を通じる電子の流れが円滑になるようにオーミックコンタクト（Ｏｈｍｉｃｃｏｎｔａｃｔ）の役目を遂行することとして、実際にチャンネルが形成される部分では、ドライエッチング工程を通じて除去されなければならない。ところが、ＴＦＴを設計するにあたって、チャンネルの開始部分または終了部分を基準に、半導体層１３ａが図２の「Ｂ」だけゲート電極１１ａを脱するように形成されれば、この脱した部分「Ｂ」での半導体層１３ａは、図１のように段差を持つようになる。半導体層１３ａの段差になった部分でのｎ⁺イオン層は、ドライエッチング工程を経っても他の平坦な部分に比べて、容易には除去されない。このように、ＴＦＴのチャンネルが形成される部分でのｎ⁺イオン層が正常に除去されない場合、ＴＦＴのオフレベルで所望しない漏洩電流の発生を誘発させることとなる。

図３は、チャンネルが形成される部分でのｎ⁺イオン層残留によるオフレベルでのＴＦＴ漏洩電流量を測定したグラフを示している。図３で分かるように、多数の実験結果から、チャンネルが形成される部分でのｎ⁺イオン層残留によるオフレベルでの最大ＴＦＴ漏洩電流量は、おおよそ１×１０^-9Ａとなり、かなり高い値となった。このＴＦＴ漏洩電流量が所望する範囲より高ければ、ストレージキャパシターの電圧維持能力を低下させ、フリッカーのような画質不良を引き起こすことと共に、ブラック階調の特性を低下させてコントラスト比を落とすこととなる。

したがって、本発明の目的は、ドレーン接触ホールが形成される近傍領域を遮蔽して、表示パネルの寿命を向上させるようにした有機発光ダイオード表示装置とその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ＴＦＴのチャンネルが形成される領域での漏洩電流を減らし、表示品位を高めるようにした有機発光ダイオード表示装置とその製造方法を提供することにある。

前記目的を果たすために、本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、基板上に形成され、スイッチＴＦＴ及び駆動ＴＦＴからなるＴＦＴと、前記ＴＦＴによる段差をとり除くために前記ＴＦＴ上に形成されるオーバーコート層と、前記オーバーコート層を貫いて前記駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部を露出させるドレーン接触ホールと、前記オーバーコート層が形成された前記基板上でパターニングされて前記露出した駆動ＴＦＴのドレーン電極に接触する第１電極と、前記第１電極が形成された前記基板上でパターニングされて単位画素の開口領域を区切るバンクパターンと、前記バンクパターンが形成された基板上に形成される有機化合物層と、前記有機化合物層上に形成される第２電極とを備え、前記バンクパターンは、前記ドレーン接触ホールが形成された領域近傍を遮蔽する。

前記スイッチＴＦＴは、ゲートラインに接続されたゲート電極と、互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第１チャンネルを形成するための第１アクティブパターンとを備え、前記第１アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極のエッジ内側に位置し、前記駆動ＴＦＴは、前記スイッチＴＦＴのドレーン電極に接続されたゲート電極と、互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第２チャンネルを形成するための第２アクティブパターンとを備え、前記第２アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極の最外郭エッジ内側に位置する。

前記第１電極は、不透明カソード電極であり、前記第２電極は、透明アノード電極である。

前記第１電極は、反射電極を持つアノード電極であり、前記第２電極は、透明カソード電極である。

前記第１電極は、透明金属材質の間に反射金属材質が含まれた３重構造、または透明金属材質と反射金属材質からなる２重構造を持つ。

本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置の製造方法は、基板上にスイッチＴＦＴと駆動ＴＦＴを含むＴＦＴを形成する段階と、前記ＴＦＴによる段差をとり除くために前記ＴＦＴ上にオーバーコート層を形成する段階と、前記オーバーコート層を貫いて前記駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部を露出させるドレーン接触ホールを形成する段階と、前記オーバーコート層が形成された前記基板上で前記露出した駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部に接触するように第１電極をパターニングする段階と、前記第１電極が形成された前記基板上で単位画素の開口領域を区切るようにバンクパターンをパターニングする段階と、前記バンクパターンが形成された基板上に有機化合物層を形成する段階と、前記有機化合物層上に第２電極を形成する段階とを含み、前記バンクパターンパターニングする段階は、前記ドレーン接触ホールが形成された領域近傍を遮蔽するように前記バンクパターンをパターニングする。

本発明に係る有機発光ダイオード表示装置とその製造方法は、画素で開口領域（ＥＡ）と非開口領域（ＳＡ）を区切るためのバンクパターンを、画素の上部側面で従来よりも広く形成して、ドレーン接触ホールによる段差領域まで遮蔽する。これにより、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置とその製造方法は、ドレーン接触ホールによる段差領域を開口領域から除くことで、段差領域での有機化合物層の劣化による表示品位低下現象をなくすことで、表示装置の寿命延長に大きく寄与することができる。

さらに、本発明に係る有機発光ダイオード表示装置とその製造方法は、ＴＦＴでそれぞれアクティブパターンのエッジを、ゲート電極を含むゲート金属パターンのエッジ内側に位置するように形成することで、チャンネルが形成される領域での漏洩電流を減らし、表示品位を向上させることと共に、ブラック階調のコントラスト比を向上させることができる。

以下では、本発明に係る望ましい実施の形態を、添付された図４及び図２１を参照して説明する。

図４〜図１９Ｂは、アノード電極を上部電極にすることと共に、不透明カソード電極を下部電極にするインバーテッド（ｉｎｖｅｒｔｅｄ）ＯＬＥＤ方式に関する。

図４は、本発明の１つの実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置における１画素の平面構造を示す図である。図５は、図４をＩ−Ｉ’及びＩＩ−ＩＩ’によって切り取って示した断面構造を示す図である。そして、図６は、図４及び図５のような有機発光ダイオード表示装置における１画素の等価回路を示す。なお、図４及び図５で、ゲートパッド、データパッド、ＶＤＤ供給パッド及びＶＳＳ供給パッドは、省略されている。

図４〜図６を参照すれば、本発明の１つの実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、基板１１０上に形成されたゲートライン（ＧＬ）、データライン（ＤＬ）、ＶＳＳ供給ライン１１１ｂ、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）、ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）、オーバーコート層１１８、バッファー層１１９、バンクパターン１２１、及び有機発光ダイオード素子（以下、ＯＬＥＤと称す）を含む。ＯＬＥＤは、カソード電極１２０、有機化合物層１２２及びアノード電極１２３を含む。

ゲートライン（ＧＬ）は、ゲートパッドを通じてゲートドライバーに接続されており、ゲートドライバーからのスキャンパルス（Ｓｃａｎ）をスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）の一側電極に供給する。データライン（ＤＬ）は、データパッドを通じてデータドライバーに接続されており、データドライバーからのデータ（Ｄａｔａ）をスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）に供給する。ＶＳＳ供給ライン１１１ｂは、ＶＳＳ供給パッドに接続されており、ＶＳＳ供給源からの低電位電源電圧（ＶＳＳ）を駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）の一側電極に供給する。

スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のソース電極１１４ａは、データライン（ＤＬ）と接続されており、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａは、第１コンタクト電極パターン１１７を通じて駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃに接触する。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のゲート電極１１１ａは、スキャンパルス（Ｓｃａｎ）が順に供給されるゲートライン（ＧＬ）に接続される。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）は、ゲートライン（ＧＬ）からのスキャンパルス（Ｓｃａｎ）に応答してターンオンされることで、データライン（ＤＬ）からのデータ（Ｄａｔａ）を駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃに供給する。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）は、Ｎタイプ電子金属酸化膜半導体電界効果トランジスター（Ｍｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＭＯＳＦＥＴと称す）に具現される。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）におけるアクティブパターンのエッジは、ゲート電極１１１ａを含むゲート金属パターンのエッジ内側に位置してチャンネルが形成される領域での漏洩電流を減らす。

駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のソース電極１１４ｂは、第２コンタクト電極パターン１１７’を通じてＶＳＳ供給ライン１１１ｂに接続されており、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂは、カソード電極１２０に接触する。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃの一側エッジは、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａに接触する。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）は、自分のゲート電極１１１ｃに印加されるデータ（Ｄａｔａ）を基準に、ＯＬＥＤに流れる電流量を調節する。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）は、ＮタイプＭＯＳＦＥＴに具現される。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のアクティブパターンのエッジは、ゲート電極１１１ｃを含むゲート金属パターンのエッジ内側に位置し、チャンネルが形成される領域での漏洩電流を減らす。

ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）は、誘電体であるゲート絶縁膜１１２を間に置いて、ＶＳＳ供給ライン１１１ｂを一側電極とし、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａを他側電極として構成される。ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）は、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃとソース電極１１４ｂの間の電圧の差を１つのフレーム間、一定に維持させる。

オーバーコート層１１８は、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはフォトアクリル（Ｐｈｏｔｏａｃｒｙｌｉｃ）のような有機絶縁物質であり、ＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ、ＤＲＴＦＴ）上に位置して、ＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ、ＤＲＴＦＴ）による段差をなくす。駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）におけるドレーン電極１１５ｂの一部は、オーバーコート層１１８を貫くドレーン接触ホール（ＤＨ）を通じて露出する。ＯＬＥＤの下部電極の役目をするカソード電極１２０は、この露出した駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂに接触する。オーバーコート層１１８とカソード電極１２０との間には、バッファー層１１９が位置しており、有機膜であるオーバーコート層１１８からのガス放出を遮蔽する。

バンクパターン１２１は、カソード電極１２０上の一部とバッファー層１１９上に位置し、画素の開口領域（ＥＡ）と非開口領域（ＳＡ）とを区切る。バンクパターン１２１は、開口領域（ＥＡ）を除いた画素の上下左右側面を遮蔽する。特に、画素の上部側面で、バンクパターン１２１は、従来よりも広く形成されてドレーン接触ホール（ＤＨ）による段差領域（Ａ）まで遮蔽する。したがって、ドレーン接触ホール（ＤＨ）による段差領域（Ａ）が開口領域（ＥＡ）から除かれるため、段差領域（Ａ）での有機化合物層１２２の劣化による表示品位低下の現象は見られない。

有機化合物層１２２は、正孔注入層（Ｈｏｌｅｉｎｊｅｃｔｉｏｎｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅｔｒａｎｓｐｏｒｔｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）、発光層（Ｅｍｉｓｓｉｏｎｌａｙｅｒ、ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｔｒａｎｓｐｏｒｔｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）及び電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）を含み、バンクパターン１２１上及びカソード電極１２０上に位置する。有機化合物層１２２上には、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）からなるアノード電極１２３が位置する。ＯＬＥＤの上部電極の役目をするアノード電極１２３には、ＶＤＤ供給パッドから高電位電源電圧（ＶＤＤ）が供給される。アノード電極１２３とカソード電極１２０に駆動電圧が印加されれば、正孔輸送層（ＨＴＬ）をパスした正孔と、電子輸送層（ＥＴＬ）をパスした電子とが発光層（ＥＭＬ）に移動して励起子を形成し、その結果、発光層（ＥＭＬ）が可視光を発生することで階調を具現する。

このような有機発光ダイオード表示装置は、図７Ａ〜図１６のように、多数の工程によって製作される。

図７Ａ〜図１５Ａは、図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を示す平面図である。図７Ｂ〜図１６は、図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を示す断面図である。

図７Ａ及び図７Ｂを参照すれば、透明なガラスまたはプラスチック材質で製作される基板１１０上に、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムネオディユム（ＡｌＮｄ）、モリブデン（Ｍｏ）の中のいずれかの１つの金属、または２以上の金属や合金として選択されるゲート金属が、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程によって蒸着される。ゲート金属は、フォトリソグラフィ（Ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈ）工程とウェットエッチング工程を通じてパターニングされる。その結果、基板１１０上には、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）及び駆動ＴＦＴ（ＤＴＦＴ）のゲート電極（１１１ａ、１１１ｃ）、ゲート電極１１１ａに接続されたゲートライン（ＧＬ）、ＶＳＳ供給ライン１１１ｂなどを含むゲート金属パターンが形成される。

図８Ａ及び図８Ｂを参照すれば、ゲート金属パターンが形成された基板１１０上には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）または窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁材料と、ｎ⁺イオン層を含む非晶質シリコンまたはポーリシリコンなどの半導体材料が、ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐｏｒｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）工程などによって連続蒸着される。引き続き、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を通じてスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）の「Ｕ」字形チャンネル領域と駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）の「Ｏ」字形チャンネル領域でｎ⁺イオン層をとり除いた後、残留する半導体層をマスクにして、またドライエッチングを実施して、露出した無機絶縁材料をとり除く。その結果、ゲート金属パターン（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、ＧＬ）を覆うゲート絶縁膜１１２と、ゲート絶縁膜１１２上に位置する第１アクティブパターン１１３ａ及び第２アクティブパターン１１３ｂが基板１１０上に形成される。ここで、第１アクティブパターン１１３ａは、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）を構成するゲート電極１１１ａのエッジ内側に位置し、「Ｕ」字形チャンネル領域で段差にならないように形成されることで、チャンネル領域に対応するｎ⁺イオン層は、前記ドライエッチング工程の際に、完全に除去される。そして、第２アクティブパターン１１３ｂは、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）を構成するゲート電極１１１ｃの最外郭エッジ内側に位置し、「Ｏ」字形チャンネル領域で段差にならないように形成されることで、チャンネル領域に対応するｎ⁺イオン層は、前記ドライエッチング工程の際に、完全に除去される。これによって、ＴＦＴのオフレベルの最大漏洩電流は、図１７のように、おおよそ５×１０^-12Ａの値を持つ。図１７で横軸は、ＴＦＴのゲート電極に印加される電圧（ＶＧ）を示し、縦軸は、漏洩電流値（１Ｄ）を示す。この漏洩電流値は、従来、チャンネル領域でのｎ⁺イオン層の残留によって発生される漏洩電流値である１×１０^-9Ａに比べて、非常に小さい。スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）でオフレベルの漏洩電流値が減れば、ストレージキャパシターの電圧維持能力が向上し、フリッカーのような画質不良問題が改善する。また、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）でオフレベルの漏洩電流値が減れば、ブラック階調の特性がよくなり、コントラスト比が向上する。

一方、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）は、前述した「Ｕ」字形チャンネルの外に図１８Ａ及び図１８Ｂのような「Ｉ」字形チャンネル、または図１９Ａ及び図１９Ｂのような「Ｌ」字形チャンネルを持つこともできる。図１８Ａ及び図１８Ｂで、アクティブパターン（ＡＣＴ）は、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）を構成するゲート電極（Ｇ）のエッジ内側に位置し、「Ｉ」字形チャンネル領域で段差にならないように形成されることで、チャンネル領域に対応するｎ⁺イオン層は、ドライエッチング工程の際に、完全に除去される。
そして、図１９Ａ及び図１９Ｂで、アクティブパターン〈ＡＣＴ〉は、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）を構成するゲート電極（Ｇ）のエッジ内側に位置し、「Ｌ」字形チャンネル領域で段差にならないように形成されることで、チャンネル領域に対応するｎ⁺イオン層は、ドライエッチング工程の際に、完全に除去される。

図９Ａ及び図９Ｂを参照すれば、アクティブパターン（１１３ａ、１１３ｂ）が形成された基板１１０上には、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、Ａｌ合金、Ｍｏ合金、Ｃｕ合金など、金属の単一層または二重層構造を持つデータ金属が、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）工程で全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とウェットエッチング工程を通じてパターニングされる。その結果、基板１１０上には、それぞれスイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のソース電極１１４ａ及びドレーン電極１１５ａ、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のソース電極１１４ｂ及びドレーン電極１１５ｂなどを含むデータ金属パターンが形成される。

図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すれば、データ金属パターンが形成された基板１１０上には、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁材料がＣＶＤ工程を通じて全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を通じて、その無機絶縁材料が部分的に除去される。その結果、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａの一部を露出する第１パッシホール（ＰＨ１）、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃの一部を露出する第２パッシホール（ＰＨ２）、ＶＳＳ供給ライン１１１ｂの一部を露出する第３パッシホール（ＰＨ３）及び駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のソース電極１１４ｂの一部を露出する第４パッシホール（ＰＨ４）を持つパッシベーション層１１６が形成される。

図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すれば、パッシベーション層１１６が形成された基板１１０上に、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）などの透明伝導性金属がスパッタリング工程で全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を通じて、その透明伝導性金属が部分的に除去される。その結果、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａと駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のゲート電極１１１ｃとを電気的に接続する第１コンタクト電極パターン１１７と、ＶＳＳ供給ライン１１１ｂと駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のソース電極１１４ｂを電気的に接続する第２コンタクト電極パターン１１７’が形成される。

図１２Ａ及び図１２Ｂを参照すれば、コンタクト電極パターン（１１７、１１７‘）が形成された基板１１０上に、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）またはフォトアクリル（Ｐｈｏｔｏａｃｒｙｌｉｃ）のような有機絶縁物質がＣＶＤ工程を通じて全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を通じてその有機絶縁材料が部分的に除去される。その結果、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂの一部と駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂ上に形成されたパッシベーション層１１６の一部を露出するドレーン接触ホール（ＤＨ）を持つオーバーコート層１１８が形成される。

図１３Ａ及び図１３Ｂを参照すれば、オーバーコート層１１８が形成された基板１１０上にＣＶＤ工程で酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁材料がＣＶＤ工程を通じて全面蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程を通じてその無機絶縁材料が部分的に除去される。その結果、オーバーコート層１１８と露出したパッシベーション層１１６の一部の上にバッファー層１１９が形成される。

図１４Ａ及び図１４Ｂを参照すれば、バッファー層１１９が形成された基板１１０上に、スパッタリング方法でアルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ合金、銀（Ａｇ）、銀係合金、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）など、反射率が高い不透明金属が蒸着された後、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程を通じてその不透明金属がパターニングされてカソード電極１２０が形成される。不透明カソード電極１２０は、ドレーン接触ホール（ＤＨ）を通じて駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂに接触する。

図１５Ａ及び図１５Ｂを参照すれば、不透明カソード電極１２０が形成された基板１１０上に、ＣＶＤ工程で酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁材料が蒸着された後に、フォトリソグラフィ工程とエッチング工程を通じてその無機絶縁材料がパターニングされて、画素の開口領域（ＥＡ）と非開口領域（ＳＡ）を区切るバンクパターン１２１が形成される。バンクパターン１２１は、開口領域（ＥＡ）を除いた画素の上下左右側面を遮蔽する。特に、画素の上部側面で、バンクパターン１２１は、従来よりも広く形成され、ドレーン接触ホール（ＤＨ）による段差領域（Ａ）まで遮蔽する。
したがって、ドレーン接触ホール（ＤＨ）による段差領域（Ａ）が開口領域（ＥＡ）から除かれるため、段差領域（Ａ）での有機化合物層１２２の劣化による表示品位低下現象は、見られない。一方、バンクパターン１２１は、フォトアクリルまたはポリイミドのような有機絶縁材料を通じて形成される。

図１６を参照すれば、バンクパターン１２１が形成された基板１１０上に、熱蒸着（ｔｈｅｒｍａｌｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）工程で電子注入層材料、電子輸送層材料、発光層材料、正孔輸送層材料、及び正孔注入層材料が連続的に全面蒸着されて、有機化合物層１２２が形成される。引き続き、有機化合物層１２２が形成された基板１１０上に、スパッタリング工程でＩＺＯ、ＩＴＯ、及び酸化タングステン（ＷＯ３）などのような酸化物の中で、何れか１つが全面蒸着され、アノード電極１２３が形成される。

図２０及び図２１は、透明カソード電極を上部電極にすることと共に、反射電極と透明アノード電極を下部電極にするノーマルＯＬＥＤ方式に関するものである。

図２０は、本発明の他の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置において１画素の断面構造を示す図である。そして、図２１は、図２０のような有機発光ダイオード表示装置における１画素の等価回路を示す。

図２０及び図２１を参照すれば、本発明の他の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、基板１１０上に形成されたゲートライン（ＧＬ）、データライン（ＤＬ）、ＶＤＤ供給ライン２１１ｂ、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）、駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）、ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）、オーバーコート層１１８、バッファー層１１９、バンクパターン１２１、及びＯＬＥＤを備える。ＯＬＥＤは、反射電極２２０、アノード電極２２１、有機化合物層２２２及び有機化合物層２２３を含む。

本発明の他の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置は、ＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ、ＤＲＴＦＴ）がＰタイプＭＯＳＦＥＴに具現されるという点、ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）の一側電極がＶＤＤ供給ライン２１１ｂからなるという点、反射電極２２０を持つアノード電極２２１がドレーン接触ホール（ＤＨ）を通じて露出する駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂに接触するという点、ＯＬＥＤの積層構造の点などを除き、本発明の１つの実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置と実質的に同一であるので、重複される部分の説明は、省略する。

ストレージキャパシター（Ｃｓｔ）は、誘電体であるゲート絶縁膜１１２を間に置いてＶＤＤ供給ライン２１１ｂを一側電極とし、スイッチＴＦＴ（ＳＷＴＦＴ）のドレーン電極１１５ａを他側電極として構成される。

ＯＬＥＤの下部電極の役目をする反射電極２２０を持つアノード電極２２１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの酸化物と、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムネオジム（ＡｌＮｄ）などの金属を含み、ドレーン接触ホール（ＤＨ）を通じて露出する駆動ＴＦＴ（ＤＲＴＦＴ）のドレーン電極１１５ｂに接触する。例えば、反射電極２２０を持つアノード電極２２１は、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯなどの３重構造、またはＡｇ／ＩＴＯなどの２重構造を持つことができる。

有機化合物層２２２は、正孔注入層材料、正孔輸送層材料、発光層材料、電子輸送層材料及び電子注入層材料が連続的に全面蒸着されて形成される。
有機化合物層２２２上には、ＯＬＥＤの上部電極の役目をする透明カソード電極２２３が断層、または多層構造に形成される。このカソード電極２２３には、ＶＳＳ供給パッドから低電位電源電圧（ＶＳＳ）が供給される。反射電極を持つアノード電極２２１とカソード電極２２３に駆動電圧が印加されれば、正孔輸送層をパスした正孔と電子輸送層をパスした電子が発光層に移動して励起子を形成して、その結果、発光層が可視光を発生することで階調を具現する。

一方、本発明の他の実施の形態に係る有機発光ダイオード表示装置でも、同様に、バンクパターン１２１が画素の上部側面で、従来よりも広く形成され、ドレーン接触ホール（ＤＨ）における段差領域（Ａ）まで遮蔽する。したがって、ドレーン接触ホール（ＤＨ）による段差領域（Ａ）が開口領域（ＥＡ）から除かれるため、段差領域（Ａ）での有機化合物層２２２の劣化による表示品位低下現象は、見られない。

従来有機発光ダイオード表示装置で一画素の断面構造を見せてくれる図である。図１のスイッチＴＦＴ部分を見せてくれる平面図である。チャンネルが形成される部分でのｎ⁺イオン層残留によるオフレベルでのＴＦＴ漏洩電流量を測定したグラフを見せてくれる図である。本発明の一つの実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置で一画素の平面構造を見せてくれる図である。図４をＩ−Ｉ’及びＩＩ−ＩＩ’によって切り取って示した断面構造を見せてくれる図である。図４及び図５のような有機発光ダイオード表示装置で一画素の等価回路を示す図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる平面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。図４〜図６に示された有機発光ダイオード表示装置の製造方法を段階的に見せてくれる断面図である。本発明に係るオフレベルでのＴＦＴ漏洩電流量を測定したグラフを見せてくれる図である。「Ｉ」字形チャンネルを持つスイッチＴＦＴを見せてくれる平面図である。図１８ＡをＩＩＩ−ＩＩＩ’によって切り取って示した断面構造を見せてくれる断面図である。「Ｌ」字形チャンネルを持つスイッチＴＦＴを見せてくれる平面図である。図１９ＡをＩＶ−ＩＶ’によって切り取って示し断面構造を見せてくれる断面図である。本発明の他の実施形態に係る有機発光ダイオード表示装置で１画素の断面構造を見せてくれる図である。図２０のような有機発光ダイオード表示装置で１画素の等価回路を示す図である。

符号の説明

１１０基板、１１１ａ〜１１１ｃゲート電極、１１２ゲート絶縁膜、１１３ａ、１１３ｂアクティブパターン、１１４ａ、１１４ｂソース電極、１１５ａ、１１５ｂドレーン電極、１１６パッシベーション層、１１７コンタクト電極パターン、１１８オーバーコート層、１１９バッファー層、１２０カソード電極、１２１バンクパターン、１２２有機化合物層、１２３アノード電極、２１１ｂ供給ライン、２２０反射電極、２２１アノード電極、２２２有機化合物層、２２３カソード電極。

Claims

基板上に形成され、スイッチＴＦＴ及び駆動ＴＦＴからなるＴＦＴと、
前記ＴＦＴによる段差をとり除くために前記ＴＦＴ上に形成されるオーバーコート層と、
前記オーバーコート層を貫いて前記駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部を露出させるドレーン接触ホールと、
前記オーバーコート層が形成された前記基板上でパターニングされて前記露出した駆動ＴＦＴのドレーン電極に接触する第１電極と、
前記第１電極が形成された前記基板上でパターニングされて単位画素の開口領域を区切るバンクパターンと、
前記バンクパターンが形成された基板上に形成される有機化合物層と、
前記有機化合物層上に形成される第２電極と
を備え、
前記バンクパターンは、前記ドレーン接触ホールが形成された領域近傍を遮蔽する
ことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置。
前記スイッチＴＦＴは、
ゲートラインに接続されたゲート電極と、
互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第１チャンネルを形成するための第１アクティブパターンと
を備え、
前記第１アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極のエッジ内側に位置し、
前記駆動ＴＦＴは、
前記スイッチＴＦＴのドレーン電極に接続されたゲート電極と、
互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第２チャンネルを形成するための第２アクティブパターンと
を備え、
前記第２アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極の最外郭エッジ内側に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
前記第１電極は、不透明カソード電極であり、
前記第２電極は、透明アノード電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
前記第１電極は、反射電極を持つアノード電極であり、
前記第２電極は、透明カソード電極である
ことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオード表示装置。
前記第１電極は、透明金属材質の間に反射金属材質が含まれた３重構造、または透明金属材質と反射金属材質からなる２重構造を持つ
ことを特徴とする請求項４に記載の有機発光ダイオード表示装置。
基板上にスイッチＴＦＴおよび駆動ＴＦＴからなるＴＦＴを形成する段階と、
前記ＴＦＴによる段差をとり除くために前記ＴＦＴ上にオーバーコート層を形成する段階と、
前記オーバーコート層を貫いて前記駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部を露出させるドレーン接触ホールを形成する段階と、
前記オーバーコート層が形成された前記基板上で前記露出した駆動ＴＦＴのドレーン電極の一部に接触するように第１電極をパターニングする段階と、
前記第１電極が形成された前記基板上で単位画素の開口領域を区切るようにバンクパターンをパターニングする段階と、
前記バンクパターンが形成された基板上に有機化合物層を形成する段階と、
前記有機化合物層上に第２電極を形成する段階と
を含み、
前記バンクパターンをパターニングする段階は、前記ドレーン接触ホールが形成された領域近傍を遮蔽するように前記バンクパターンをパターニングする
ことを特徴とする有機発光ダイオード表示装置の製造方法。
前記スイッチＴＦＴは、
ゲートラインに接続されたゲート電極と、
互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第１チャンネルを形成するための第１アクティブパターンと
を備え、
前記第１アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極のエッジ内側に位置し、
前記駆動ＴＦＴは、
前記スイッチＴＦＴのドレーン電極に接続されたゲート電極と、
互いに離隔されたソース電極とドレーン電極との間で第２チャンネルを形成するための第２アクティブパターンと
を備え、
前記第２アクティブパターンのエッジは、前記ゲート電極の最外郭エッジ内側に位置する
ことを特徴とする請求項６に記載の有機発光ダイオード表示装置の製造方法。
前記第１電極は、不透明カソード電極であり、
前記第２電極は、透明アノード電極である
ことを特徴とする請求項６に記載の有機発光ダイオード表示装置の製造方法。
前記第１電極は、反射電極を持つアノード電極であり、
前記第２電極は、透明カソード電極である
ことを特徴とする請求項６に記載の有機発光ダイオード表示装置の製造方法。
前記第１電極は、透明金属材質の間に反射金属材質が含まれた３重構造、または透明金属材質と反射金属材質からなる２重構造を持つ
ことを特徴とする請求項９に記載の有機発光ダイオード表示装置の製造方法。