유기 전계발광 표시장치 및 그 제조방법 document_id A220623010872

본 발명은 유기 전계발광 표시장치에 관한 것으로, 특히 발광 어레이와 TFT 어레이 간에 발생하는 단선 문제를 해결할 수 있는 유기 전계발광 표시장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 최근, 음극선관(Cathode Ray Tube)의 단점인 무게와 부피를 줄일 수 있는 각종 평판표시장치들이 개발되고 있다. 평판표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : "LCD"), 전계방출표시장치(Field Emission Display : "FED"), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : "PDP") 및 전계발광(Electro-luminescence : "EL") 표시장치 등이 있다. PDP는 구조와 제조공정이 비교적 단순하기 때문에 대화면화에 가장 유리하지만 발광효율과 휘도가 낮고 소비전력이 큰 단점이 있다. LCD는 반도체공정을 이용하기 때문에 대화면화가 어렵고 백라이트 유닛으로 인하여 소비전력이 크다. 또한, LCD는 편광필터, 프리즘시트, 확산판 등의 광학소자들에 의해 광손실이 많고 시야각이 좁은 단점이 있다. 이에 비하여, EL 표시장치는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있다. EL 표시장치는 사용하는 재료에 따라 무기 EL 표시장치와 유기 EL 표시장치로 크게 나누어진다. 유기 EL 표시장치는 100~200V의 높은 전압을 필요로 하는 무기 EL 표시장치에 비해 5~20V 정도의 낮은 전압으로 구동됨으로써 직류 저전압 구동이 가능하다. 또한, 유기 EL 표시장치는 넓은 시야각, 고속 응답성, 고 콘트라스트비(Contrast Ratio) 등의 뛰어난 특성을 가지고 있으므로 그래픽 디스플레이의 픽셀(pixel), 텔레비전 영상 디스플레이나 표면 광원(Surface Light Source)의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 얇고 가벼울 뿐 아니라 색감이 좋아 차세대 평면 디스플레이에 적합한 소자이다. 이러한 유기 EL 표시장치를 구동하는 방식은 수동 매트릭스형(Passive Matrix type)과 능동 매트릭스형(Active Matrix type)으로 나눌 수 있다. 수동 매트릭스형 유기 EL 표시장치는 그 구성이 단순하여 제조방법 또한 단순하나 높은 소비전력과 표시소자의 대면적화에 어려움이 있으며, 배선의 수가 증가하면 할수록 개구율이 저하되는 단점이 있다. 반면 능동 매트릭스형 유기 EL 표시장치는 높은 발광효율과 고화질 구현의 장점이 있다. 또한, 유기 EL 표시장치는 그 발광 방향에 따라 상부 발광(Top Emission) 방식과 하부 발광(Bottom Emission) 방식으로 나눌 수 있다. 도 1은 종래의 상부 발광 방식 능동 매트릭스형 유기 EL 표시장치를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 상부 발광 방식 능동 매트릭스형 유기 EL 표시장치는 제1 기판(1) 상에 발광부가 형성된 발광 어레이(30)와, 제2 기판(2) 상에 발광부를 제어하는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : "TFT")가 형성된 TFT 어레이(40)와, 발광 어레이(30)와 TFT 어레이(40)를 전기적으로 접촉시키는 접촉부(50)를 구비하고, 실런트(Sealant)(60)를 통해 제1 및 제2 기판(1, 2)이 합착된다. 발광 어레이(30)는 제1 기판(1)에 순차적으로 적층된 컬러필터 어레이, 제1 전극(11), 유기 발광층(15) 및 제2 전극(17)을 구비하며, 유기 발광층(15)과 제2 전극(17)을 분리시키는 격벽(13)을 더 구비한다. 컬러필터 어레이는 빛샘을 방지함과 아울러 외부광을 흡수함으로써 콘트라스트를 높여주는 블랙 매트릭스(3), 색상 구현을 위한 컬러필터(5), 컬러필터(5)의 색재현 효과를 높이기 위한 보조 컬러층(CCM(Color Change Method)층 이라고도 한다.)(7) 및 컬러필터 어레이의 평탄화를 위한 오버코트층(9)을 포함한다. 유기 발광층(15)은 정공 주입 및 수송층(15a), 발광층(15b), 전자 주입 및 수송층(15c)를 포함한다. 제1 전극(11)과 제2 전극(17) 사이에 전압이 인가되면, 제1 전극(11)으로부터 발생된 정공은 정공 주입 및 수송층(15a)을 통해 발광층(15b) 쪽으로 이동된다. 또한, 제2 전극(17)으로부터 발생된 전자는 전자 주입 및 전자 수송층(15c)을 통해 발광층(15b) 쪽으로 이동된다. 이에 따라, 발광층(15b)에서는 정공과 전자가 충돌하여 재결합함으로써 빛이 발생하게 되고, 이 빛은 컬러필터 어레이를 통해 외부로 방출되어 화상이 표시되게 된다. TFT 어레이(40)는 제2 기판(2)에 순차적으로 적층된 반도체층(4), 게이트 절연막(6), 게이트 전극(8), 층간 절연막(10), 소스 및 드레인 전극(12, 16), 보호막(20), 화소 전극(22)을 구비한다. 반도체층(4)은 n+ 불순물이 주입된 소스 영역, 드레인 영역, 소스 영역과 드레인 영역 사이에 형성된 채널 영역을 포함하고, 오프 전류를 감소시키기 위해 채널 영역과 소스 및 드레인 영역 사이에 n- 불순물이 주입된 LDD(Lightly Doped Drain) 영역을 더 구비하기도 한다. 게이트 전극(8)은 반도체층(4)의 채널 영역과 게이트 절연막(6)을 사이에 두고 중첩되게 형성된다. 소스 및 드레인 전극(12, 16)은 게이트 전극(6)과 층간 절연막(10)을 사이에 두고 절연되게 형성된다. 이때, 소스 및 드레인 전극(12, 16)은 게이트 절연막(6) 및 층간 절연막(10)을 관통하는 소스 컨택홀(14) 및 드레인 컨택홀(18)을 통해 반도체층(4)의 소스 및 드레인 영역과 각각 접속된다. 화소 전극(22)은 보호막(20)을 관통하는 화소 컨택홀(24)을 통해 드레인 전극(16)과 접속된다. 이러한 발광 어레이(30)와 TFT 어레이(40)는 접촉부(50)를 통해 전기적으로 접촉된다. 접촉부(50)는 접촉 지지부(52)와 접촉 전극(54)으로 구성된다. 접촉 지지부(52)는 포토 레지스트 패턴으로 형성된다. 접촉 전극(54)은 화소 전극(22)과 접촉 지지부(52)를 덮도록 마스크 공정을 통해 형성되고, 제1 및 제2 기판(1, 2)의 합착시 발광 어레이(30)의 제2 전극(17)과 접촉되어, 발광 어레이(30)와 TFT 어레이(40)를 전기적으로 연결한다. 이와 같은 접촉 전극(54)은 알루미늄(Al), 몰리(Mo), 크롬(Cr) 등의 금속 물질로 형성됨으로써, 마찬가지로 금속 물질인 발광 어레이(30)의 제2 전극(17)과 접촉시 접촉력이 약해 TFT 어레이(40)로부터의 신호를 제2 전극(17)으로 공급하지 못하는 단선 문제가 발생한다. 또한, 접촉 지지부(52) 형성시 포토 레지스터 패턴이 균일한 두께로 형성되지 않을 경우 얇은 두께로 형성된 접촉 지지부(52) 상에 형성되는 접촉 전극(54)이 발광 어레이(30)의 제2 전극(17)과 접촉되지 않음으로써 단선 문제가 발생할 수 있다.