KR20110077838A - 유기발광다이오드 소자의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유기발광다이오드 소자의 제조 기술에 관한 것으로, 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현하기 위한 것으로, 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 W로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 기존의 무기막질에 의한 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스의 역할을 수행함으로써, 빛 노출에 의한 플릭커를 최소화할 수 있으며, 브라이트시 최대 밝기를 높혀 높은 명암비를 통해 화질을 개선할 수 있다.

아몰레드(AMOLED), 화소 정의층(PDL), 블랙 메트릭스

Description

유기발광다이오드 소자의 제조 방법{METHOD OF MANUFACTURING ORGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICE}

본 발명은 유기발광다이오드 소자의 제조 기술에 관한 것으로서, 특히 능동형 유기 발광다이오드(Active Matrix Organic Light-Emitting Diode, 이하 AMOLED라 한다)의 제조 시 PDL을 통해 화소 정의 및 블랙 매트릭스 역할을 수행하는데 적합한 유기발광다이오드 소자의 제조 방법에 관한 것이다.

AMOLED는 백라이트에 의해 빛을 발하는 액정 표시 장치(LCD)와 달리 자체에서 빛을 발하는 것으로 LCD에 비해 동영상 응답 속도가 빠르고 색 재현율과 명암비가 높다.

도 1은 종래 기술에 따른 능동형 유기 발광다이오드 소자의 구조를 도시한 단면도이다.

도 1을 참조하면, AMOLED 소자는 반도체 기판에서 발광 다이오드에 의한 빛을 각각 적색, 녹색 및 청색으로 색을 변환시키는 칼라필터를 포함하며, 반도체 기판 상에 높은 투과율을 가진 패시베이션층(oxide passivation)을 형성하고, 패시베이션층 상에 Anode로 사용되는 Al층과 ITO(indium tin oxide)를 순차적으로 형성한 다.

이후, Al층과 ITO 에 트랜치를 형성한 후, 화소 정의층(Pixel Definition Layer, 이하 PDL이라 한다)(100)을 형성하고, PDL(100)을 포함하는 반도체 기판 전면에 유기 발광 다이오드를 형성하게 된다.

이와 같이 형성되는 AMOLED소자의 PDL(100)은 무기막질(예컨대, SiO2 또는 SiN 등)로 구현하여 화소를 정의 한다.

상기한 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 유기발광 다이오드 소자의 PDL에 있어서는, 무기막질을 사용하며, Anode 층 위에 형성되어 화소 정의를 수행하는 역할 이외에 수행할 수 있는 다른 기능에 대해서는 연구된 바가 없었다.

이에 본 발명은, 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현할 수 있는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법을 제공한다.

또한 본 발명은, 유기발광 다이오드 소자의 형성을 위한 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 텅스텐(W)으로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현할 수 있는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예 방법은, 전극층이 형성된 기판 상에 무기막질층을 형성하는 단계와, 상기 무기막질층 및 전극층에 트렌치를 형성한 후, 상기 트렌치에 텅스텐(W)을 채우고, 화학적기계적 연마(CMP)를 수행하는 단계와, 상기 CMP 후 무기막질층을 다시 형성하는 단계와, 상기 무기막질층 상에 포토레지스트를 형성 및 리소그래피 공정을 통해 패턴을 형성하는 단계와, 상기 전극층을 식각 마스크로 식각하여 화소 정의층(PDL)을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 기존의 무기막질에 의한 디멘션(Dimension)(예컨대, 화소)을 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스의 역할을 수행함으로써, 빛 노출(light leakage) 에 의한 flicker를 최소화할 수 있으며, 브라이트(Bright)시 최대 밝기를 높혀 높은 명암비를 통해 화질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현하기 위한 것으로, 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 W로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현하는 것이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따라 능동형 유기 발광다이오드 소자의 제조 공정을 도시한 공정 순서도이다.

도 2a를 참조하면, 발광 다이오드에 의한 빛을 각각 적색, 녹색 및 청색으로 색을 변환시키는 칼라필터를 포함하는 반도체 기판(200) 상에 각 칼라필터에 빛을 투과시키기 위해 높은 투과율을 갖는 패시베이션층(202)을 형성한다.

이후, 도 2b에 도시한 바와 같이 형성된 패시베이션층(202) 상에 Anode로 사용되는 Al층(204)을 형성하고, 형성된 Al층(204) 상에 무기막질층(205)(예컨대, SiO2 혹은 SiN 등)을 형성한다. 한편, Al층(204) 상에 ITO(206)를 형성한 후, ITO(206) 상에 무기막질층(205)을 형성할 수도 있으며, Al층(204) 및 ITO(206)를 전극층으로 통칭할 수 있다.

이에 도 2c에 도시한 바와 같이 Al층(204) 및 무기막질층(205)에서 PDL 보다 per side 50nm작게(예컨대, 약 1.5um) 트렌치를 식각하여 트렌치를 형성한 후, 형성된 트렌치 내에 W를 채우게 된다. 그리고 화학적 기계적 연마 (Chemical Mechanical Polishing, 이하 CMP라 한다) 공정(예컨대, 다마신 공정)을 수행한 후, 트렌치를 포함하는 Al층(204) 상에 무기막질층(205)을 대략 900Å~1100Å(바람직하게는 1000 Å)의 두께로 형성한 후, 포토레지스트를 대략 7500Å~8500Å(바림직하게는 8000Å)의 두께로 코팅하고, 리소그래피 공정으로 패턴을 형성한다.

이후, 도 2d에 도시한 바와 같이 AL층(204)을 식각 장벽층으로 이용하는 식각 공정(EPD:end point detector))을 통하여 PDL(212)을 형성하게 된다. 이와 같이 형성되는 PDL(212)은 무기막질(205)을 형성하고, 패터닝 후 식각하여 다시 포토레지스트를 제거하지 않으므로 공정을 단순화할 수 있다.

이러한 PDL(212)은 기존의 무기막질에 의해 화소를 정의하는 단순 역할 외에 블랙 매트릭스의 역할을 수행함으로써, 빛 노출에 의한 플릭커를 최소화할 수 있으며, 브라이트(Bright)시 최대 밝기를 높혀, 높은 명암비를 통해 화질을 개선하는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 유기발광 다이오드 소자에 무기막질로 형성되는 PDL로 화소를 정의하는 단순 역할 외에 TiN의 블랙 매트릭스 역할도 수행하도록 구현하기 위한 것으로, 반도체 기판 상에 순차적으로 형성된 AL 및 ITO상에 무기막질을 증착한 후, 트렌치를 형성하여 W로 갭필한 후, 다시 무기막질로 증착하 는 다마신 공정을 거쳐 포토 패턴을 구현한 후, 식각을 통해 PDL을 구현한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 능동형 유기 발광다이오드 소자의 구조를 도시한 단면도,

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예에 따라 능동형 유기 발광다이오드 소자의 제조 공정을 도시한 공정 순서도.

Claims (4)

1. 전극층이 형성된 기판 상에 무기막질층을 형성하는 단계와,

   상기 무기막질층 및 전극층에 트렌치를 형성한 후, 상기 트렌치에 텅스텐(W)을 채우고, 화학적기계적 연마(CMP)를 수행하는 단계와,

   상기 CMP 후 무기막질층을 다시 형성하는 단계와,

   상기 무기막질층 상에 포토레지스트를 형성 및 리소그래피 공정을 통해 패턴을 형성하는 단계와,

   상기 전극층을 식각 마스크로 식각하여 화소 정의층(PDL)을 형성하는 단계

   를 포함하는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 CMP는,

   다마신 공정인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 트렌치는,

   상기 화소 정의층 사이즈보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 유기발광다 이오드 소자의 제조 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 전극층은,

   AL층과 ITO 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유기발광다이오드 소자의 제조 방법.

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