(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された遮光膜と、
前記遮光膜を覆うように前記基板の全面に形成されたバッファー層と、
前記バッファー層上に形成され、ソース領域、ドレイン領域および前記ソース領域と前記ドレイン領域の間にあるチャンネル領域を有する酸化物半導体層と、
前記バッファー層上に形成された第１の電極と、
前記酸化物半導体層の前記チャンネル領域上に形成されたゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート絶縁層と前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、
前記酸化物半導体層の前記ソース領域と接続されたソース電極と、
前記酸化物半導体層の前記ドレイン領域と接続され、前記第１の電極と接続されたドレイン電極と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆うように形成され、前記第１の電極の一部領域を露出させるように形成された保護膜と、を含むことを特徴とする有機発光表示装置。
【請求項２】
前記酸化物半導体層は前記遮光膜と重畳され、前記遮光膜の幅が前記酸化物半導体層の幅より大きいことを特徴とする、請求項１に記載の有機発光表示装置。
【請求項３】
前記保護膜を通して露出した前記第１の電極の仕事関数は前記酸化物半導体層の仕事関数より大きいことを特徴とする、請求項１または２に記載の有機発光表示装置。
【請求項４】
前記第１の電極と重畳されるように前記基板と前記バッファー層との間に形成された反射層をさらに含むことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の有機発光表示装置。
【請求項５】
基板を準備するステップと、
前記基板上に遮光膜を形成するステップと、
前記遮光膜を覆うように前記基板の全面にバッファー層を形成するステップと、
ソース領域、ドレイン領域および前記ソース領域と前記ドレイン領域の間にあるチャンネル領域を有するように酸化物半導体層を前記バッファー層上に形成するステップと、
前記バッファー層上に第１の電極を形成するステップと、
前記酸化物半導体層の前記チャンネル領域上にゲート絶縁層を、前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成するステップと、
前記ゲート絶縁層と前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜を形成するステップと、
前記酸化物半導体層の前記ソース領域と接続されたソース電極を形成するステップと、
前記酸化物半導体層の前記ドレイン領域と接続され、前記第１の電極と接続されたドレイン電極を形成するステップと、
前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆い、かつ、前記第１の電極の一部領域を露出させるように保護膜を形成するステップと、を含むことを特徴とする有機発光表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を形成するステップは、
前記基板の前記全面にゲート絶縁物質とゲート電極物質を順次形成するステップと、
前記チャンネル領域上に第１のフォトレジストパターンを形成し、前記第１の電極上に第２のフォトレジストパターンを形成し、前記第１のフォトレジストパターンを前記第２のフォトレジストパターンより高くするステップと、
前記第１および第２のフォトレジストパターンをマスクとして用いたエッチング工程で前記ゲート電極物質および前記ゲート絶縁物質をパターニングし、前記チャンネル領域および前記第１の電極上にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し、かつ、前記ソース領域および前記ドレイン領域を露出するステップと、
前記ソース領域および前記ドレイン領域をヘリウム（Ｈｅ）プラズマ、水素（Ｈ２）プラズマ及び窒素（Ｎ２）プラズマのうち少なくともいずれか１つでプラズマ処理するステップと、
前記第１のフォトレジストパターンを低くし、前記第２のフォトレジストパターンを除去するように、前記第１および第２のフォトレジストパターンをアッシングするステップと、
前記第１の電極上のゲート電極及びゲート絶縁膜を除去し、前記第１の電極を露出させるステップと、
前記チャンネル領域上の前記第１のフォトレジストパターンを除去するステップと、を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極を形成するステップは、
前記基板の前記全面にゲート絶縁物質とゲート電極物質を順次形成するステップと、
前記チャンネル領域上にフォトレジストパターンを形成するステップと、
前記フォトレジストパターンをマスクとして用いたエッチング工程で前記ゲート電極物質およびゲート絶縁物質をパターニングし、前記チャンネル領域上にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し、かつ、前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記第１の電極を露出するステップと、
前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記第１の電極をヘリウム（Ｈｅ）プラズマ、水素（Ｈ２）プラズマ及び窒素（Ｎ２）プラズマのうち少なくともいずれか１つでプラズマ処理するステップと、
前記チャンネル領域上の前記フォトレジストパターンを除去するステップと、を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記保護膜を形成した後に、前記第１の電極を２００℃〜３００℃の温度で３０分〜２時間熱処理し、前記第１の電極の仕事関数を前記酸化物半導体層の仕事関数より大きくするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記酸化物半導体層は前記バッファー層を挟んで前記遮光膜と重畳され、前記遮光膜の幅が前記酸化物半導体層の幅より大きいことを特徴とする、請求項５ないし８のいずれか１項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の電極と重畳されるように前記基板とバッファー層との間に反射層を形成することをさらに含むことを特徴とする、請求項５ないし９のいずれか１項に記載の有機発光表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光表示装置に関し、特に、製造工程を単純化できる有機発光表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多様な情報を画面上に具現する映像表示装置は、情報通信時代の核心技術であって、より薄く、より軽く、携帯が可能であるとともに、高性能の方向に発展している。空間性、便利性の追求で曲げられるフレキシブルディスプレイが要求されるなか、最近では、平板表示装置として有機発光層の発光量を制御する有機発光表示装置が脚光を浴びている。
【０００３】
有機発光表示装置は、基板上に形成された薄膜トランジスタアレイ部と、薄膜トランジスタアレイ部上に位置する有機発光セルと、有機発光セルを外部から隔離させるためのガラスキャップとを含む。有機発光表示装置は、有機発光層の両端に形成された陰極及び陽極に電界を加えて有機発光層内に電子と正孔を注入及び伝達し、これらを互いに結合するときの結合エネルギーによって発光される電界発光現象を用いるもので、有機発光層で対をなす電子と正孔は、励起状態から基底状態に落ちながら発光する。
【０００４】
具体的には、有機発光表示装置は、ゲート配線とデータ配線との交差によって定義された画素領域に配列された複数のサブピクセルを備える。それぞれのサブピクセルは、ゲート配線にゲートパルスが供給されるとき、データ配線からデータ信号を受けて、データ信号に相応する光を発生させる。このとき、各サブピクセルは、基板上に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続された有機発光セルとを含む。
【０００５】
図１は、一般的な有機発光表示装置の断面図で、以下では、図１を参照して一般的な有機発光表示装置の製造方法を説明する。
【０００６】
図１に示すように、一般的な有機発光表示装置は、基板１０上に形成された薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続され、第１の電極１８、有機発光層（図示せず）及び有機発光層（図示せず）上に形成された第２の電極（図示せず）を含む有機発光セルとを含む。
【０００７】
具体的には、基板１０上には、第１のマスクを用いて遮光膜１１が形成され、遮光膜１１を覆うようにバッファー層１２が形成される。そして、バッファー層１２上に第２のマスクを用いて酸化物半導体層１３が形成され、酸化物半導体層１３上に第３のマスクを用いてゲート絶縁膜１４とゲート電極１４ａが順次積層される。
【０００８】
そして、第４のマスクを用いてゲート電極１４ａを覆うように形成された層間絶縁膜１５は、酸化物半導体層１３の両側縁部を露出させ、第５のマスクを用いて露出した酸化物半導体層１３の両側縁部と接続されるようにソース、ドレイン電極１６ａ、１６ｂが形成される。第６のマスクを用いて層間絶縁膜１５上に形成される保護膜１７はドレイン電極１６ｂを露出させる。
【０００９】
第７のマスクを用いて保護膜１７上に形成された第１の電極１８は露出したドレイン電極１６ｂと接続され、第１の電極１８上には第８のマスクを用いてバンク絶縁膜１９が形成され、このバンク絶縁膜１９は、サブピクセルの発光領域と非発光領域を定義する。また、図示していないが、露出した第１の電極１８上に有機発光層が形成され、有機発光層を覆うように第２の電極がさらに形成される。
【００１０】
すなわち、前記のような一般的な有機発光表示装置は、バンク絶縁膜１９まで８個のマスクを用いて製造されるので、製造費用及び工程時間が増加してしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記のような問題を解決するためになされたもので、酸化物半導体層と第１の電極を同時に形成し、バンク絶縁膜を除去することによってマスクの数を減少させ、第１の電極の仕事関数を調節することによって製造工程を単純化し、製造費用を節減できる有機発光表示装置及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記のような目的を達成するための本発明の有機発光表示装置は、基板と、前記基板上に形成された遮光膜と、前記遮光膜を覆うように前記基板の全面に形成されたバッファー層と、前記バッファー層上に形成され、ソース領域、ドレイン領域および前記ソース領域と前記ドレイン領域の間にあるチャンネル領域を有する酸化物半導体層と、前記バッファー層上に形成された第１の電極と、前記酸化物半導体層の前記チャンネル領域上に形成されたゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に形成されたゲート電極と、前記ゲート絶縁層と前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、前記酸化物半導体層の前記ソース領域と接続されたソース電極と、前記酸化物半導体層の前記ドレイン領域と接続され、前記第１の電極と接続されたドレイン電極と、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆うように形成され、前記第１の電極の一部領域を露出させるように形成された保護膜と、を含む。
【００１３】
前記酸化物半導体層は前記遮光膜と重畳され、前記遮光膜の幅が前記酸化物半導体層の幅より大きくてもよい。
【００１４】
前記保護膜を通して露出した前記第１の電極の仕事関数は、前記酸化物半導体層の仕事関数より大きくてもよい。
【００１５】
前記第１の電極と重畳されるように前記基板とバッファー層との間に形成された反射層をさらに含んでもよい。
【００１６】
また、同一の目的を達成するための本発明の有機発光装置の製造方法は、前記基板上に遮光膜を形成するステップと、前記遮光膜を覆うように前記基板の全面にバッファー層を形成するステップと、ソース領域、ドレイン領域および前記ソース領域と前記ドレイン領域の間にあるチャンネル領域を有するように酸化物半導体層を前記バッファー層上に形成するステップと、前記バッファー層上に第１の電極を形成するステップと、前記酸化物半導体層の前記チャンネル領域上にゲート絶縁層を、前記ゲート絶縁層上にゲート電極を形成するステップと、前記ゲート絶縁層と前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜を形成するステップと、前記酸化物半導体層の前記ソース領域と接続されたソース電極を形成するステップと、前記酸化物半導体層の前記ドレイン領域と接続され、前記第１の電極と接続されたドレイン電極を形成するステップと、前記ソース電極および前記ドレイン電極を覆い、かつ、前記第１の電極の一部領域を露出させるように保護膜を形成するステップと、を含む。
【００１７】
前記ゲート絶縁膜とゲート電極を形成するための第１の実施例では、前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を形成するステップは、前記基板の前記全面にゲート絶縁物質とゲート電極物質を順次形成するステップと、前記チャンネル領域上に第１のフォトレジストパターンを形成し、前記第１の電極上に第２のフォトレジストパターンを形成し、前記第１のフォトレジストパターンを前記第２のフォトレジストパターンより高くするステップと、前記第１および第２のフォトレジストパターンをマスクとして用いたエッチング工程で前記ゲート電極物質および前記ゲート絶縁物質をパターニングし、前記チャンネル領域および前記第１の電極上にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し、かつ、前記ソース領域および前記ドレイン領域を露出するステップと、前記ソース領域および前記ドレイン領域をヘリウム（Ｈｅ）プラズマ、水素（Ｈ２）プラズマ及び窒素（Ｎ２）プラズマのうち少なくともいずれか１つでプラズマ処理するステップと、前記第１のフォトレジストパターンを低くし、前記第２のフォトレジストパターンを除去するように、前記第１および第２のフォトレジストパターンをアッシングするステップと、前記第１の電極上のゲート電極及びゲート絶縁膜を除去し、前記第１の電極を露出させるステップと、前記チャンネル領域上の前記第１のフォトレジストパターンを除去するステップと、を含んでもよい。
【００１８】
前記ゲート絶縁膜とゲート電極を形成するための第２の実施例では、前記ゲート絶縁膜と前記ゲート電極を形成するステップは、前記基板の前記全面にゲート絶縁物質とゲート電極物質を順次形成するステップと、前記チャンネル領域上にフォトレジストパターンを形成するステップと、前記フォトレジストパターンをマスクとして用いたエッチング工程で前記ゲート電極物質およびゲート絶縁物質をパターニングし、前記チャンネル領域上にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成し、かつ、前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記第１の電極を露出するステップと、前記ソース領域、前記ドレイン領域および前記第１の電極をヘリウム（Ｈｅ）プラズマ、水素（Ｈ２）プラズマ及び窒素（Ｎ２）プラズマのうち少なくともいずれか１つでプラズマ処理するステップと、前記チャンネル領域上の前記フォトレジストパターンを除去するステップと、を含んでもよい。
【００１９】
前記保護膜を形成した後に、前記第１の電極を２００℃〜３００℃の温度で３０分〜２時間熱処理し、前記第１の電極の仕事関数を前記酸化物半導体層の仕事関数より大きくするステップをさらに含んでもよい。
【００２０】
前記酸化物半導体層は前記バッファー層を挟んで前記遮光膜と重畳され、前記遮光膜の幅が前記酸化物半導体層の幅より大きくてもよい。
【００２１】
前記第１の電極と重畳されるように前記基板とバッファー層との間に反射層を形成することをさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
前記のような本発明の有機発光表示装置及びその製造方法は、次のような効果を有する。
【００２３】
第一に、酸化物半導体層と第１の電極を同時に形成することによって、第１の電極を形成するためのマスクの数を１個だけ節減することができる。特に、第１の電極を熱処理することによって、第１の電極の仕事関数を調節することができる。したがって、第１の電極と有機発光層との間の各機能層を除去する場合にも第１の電極から正孔が有機発光層に円滑に注入され、有機発光表示装置の発光効率を向上させると同時に工程を単純化し、製造費用を節減することができる。
【００２４】
第二に、ソース、ドレイン電極上に形成される保護膜がサブピクセルの発光領域と非発光領域を定義するバンク絶縁膜としての機能を行うことによって、バンク絶縁膜を形成するためのマスクの数を１個だけ節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一般的な有機発光表示装置の断面図である。
【図２】本発明の有機発光表示装置の断面図である。
【図３】図２の有機発光表示装置が上部発光方式である場合を示した断面図である。
【図４】本発明の有機発光表示装置の工程段階を示したフローチャートである。
【図５Ａ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図５Ｂ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図５Ｃ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図５Ｄ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図５Ｅ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図５Ｆ】本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【図６Ａ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図６Ｂ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図６Ｃ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図６Ｄ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図６Ｅ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図７Ａ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第２の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図７Ｂ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第２の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図７Ｃ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第２の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図７Ｄ】図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第２の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【図８】ＩＴＺＯの表面処理方式による仕事関数の変化を示した表である。
【図９Ａ】熱処理前の有機発光表示装置のエネルギー準位を示した断面図である。
【図９Ｂ】熱処理後の有機発光表示装置のエネルギー準位を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、添付の図面を参照して、本発明の有機発光表示装置及びその製造方法を詳細に説明する。
【００２７】
図２は、本発明の有機発光表示装置の断面図で、図３は、図２の有機発光表示装置が上部発光方式である場合を示した断面図である。
【００２８】
図２に示したように、基板１００上には遮光膜１１０が形成される。遮光膜１１０は、光を吸収し、後述する酸化物半導体層に外部光が入射されることを防止するためのもので、モリブデン（Ｍｏ）などの金属物質で形成されたり、ブラック系列の有機物質で形成される。そして、遮光膜１１０を覆うように基板１００の全面にバッファー層１２０が形成される。
【００２９】
バッファー層１２０上には酸化物半導体層１３０と第１の電極１８０が形成され、酸化物半導体層１３０と第１の電極１８０はＩＧＺＯ、ＩＴＺＯ、ＩＡＺＯなどの酸化物で形成される。このとき、酸化物半導体層１３０は、遮光膜１１０と重畳されるように形成され、外部光が酸化物半導体層１３０に入射されることを防止することができ、酸化物半導体層１３０に外部光が入射されることを完全に遮断するために、遮光膜１１０の幅が酸化物半導体層１３０の幅より大きいことが望ましい。このような酸化物半導体層１３０は、ソース電極１６０ａと接続されるソース領域１３０ａと、ドレイン電極１６０ｂと接続されるドレイン領域１３０ｂと、ゲート絶縁膜１４０を挟んでゲート電極１４０ａと重畳されるチャンネル領域１３０ｃとを備える。
【００３０】
ゲート絶縁膜１４０とゲート電極１４０ａは、酸化物半導体層１３０の両側縁部に位置するソース領域１３０ａ及びドレイン領域１３０ｂを露出させるように酸化物半導体層１３０上に順次積層される。特に、露出した酸化物半導体層１３０の両側縁部は、プラズマ処理されて導体化される。したがって、後述するソース、ドレイン電極と酸化物半導体層１３０の縁部が接続されるとき、酸化物半導体層１３０の抵抗が減少し、接触特性が向上する。
【００３１】
ゲート電極１４０ａ上には、第１の電極１８０の一部領域を露出させる層間絶縁膜１５０が形成される。そして、層間絶縁膜１５０は、プラズマ処理された酸化物半導体層１３０の両側縁部を露出させ、露出した酸化物半導体層１３０の両側縁部は、それぞれソース、ドレイン電極１６０ａ、１６０ｂと接続される。特に、ドレイン電極１６０ｂは、露出した第１の電極１８０上にも延長形成され、ドレイン電極１６０ｂと第１の電極１８０が直接接続される。
【００３２】
前記のように、酸化物半導体層１３０、ゲート絶縁膜１４０、ゲート電極１４０ａ、ソース、ドレイン電極１６０ａ、１６０ｂを含む酸化物薄膜トランジスタ（Ｏｘｉｄｅ  ＴＦＴ）は、シリコン薄膜トランジスタ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ＴＦＴ）より高い移動度及び低い漏れ電流特性の長所を有する。さらに、シリコン薄膜トランジスタなどのように結晶化工程を有する薄膜トランジスタは、大面積化に伴って結晶化工程時の均一度が低下し、大面積化に不利であるが、酸化物薄膜トランジスタは大面積化に有利である。
【００３３】
そして、ソース、ドレイン電極１６０ａ、１６０ｂを覆うように保護膜１７０が形成される。このとき、保護膜１７０は、サブピクセルの発光領域と非発光領域を定義するために第１の電極１８０の一部領域を露出させるように形成される。したがって、保護膜１７０がバンク絶縁膜として機能するので、本発明の有機発光表示装置は、バンク絶縁膜を形成する工程を除去することができる。そして、露出した第１の電極１８０の熱処理（Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）を通して仕事関数が調節される。
【００３４】
一般的な有機発光表示装置は、第１の電極から有機発光層に正孔が注入されるとき、第１の電極の仕事関数と有機発光層のＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ）レベルとの差が大きいので、正孔が円滑に有機発光層に注入されない。したがって、一般的な有機発光表示装置は、第１の電極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層などの機能層をさらに形成するので、製造費用が増加し、工程が複雑になる。
【００３５】
しかし、本発明の有機発光表示装置は、第１の電極１８０を熱処理する。熱処理を通して、第１の電極１８０の仕事関数が酸化物半導体層１３０の仕事関数より大きくなる。すなわち、熱処理を通して第１の電極１８０の仕事関数が大きくなり、第１の電極１８０の仕事関数と有機発光層のＨＯＭＯレベルとの差を減少させ、正孔注入層と正孔輸送層を除去する場合にも有機発光層に正孔を円滑に注入することができる。
【００３６】
そして、図示していないが、露出した第１の電極１８０上に有機発光層が形成され、有機発光層を覆うようにＡｌ、Ａｇなどの物質で第２の電極が形成される。特に、本発明の有機発光表示装置が下部発光方式である場合、第２の電極の厚さを調節することによって、有機発光層で発生した光は、第２の電極から反射されて第１の電極１８０の方向に進行する。
【００３７】
一方、本発明の有機発光表示装置が上部発光方式である場合、図３に示したように、第１の電極１８０と重畳されるように基板１００とバッファー層１２０との間に反射層１１０ａがさらに形成される。反射層１１０ａは、アルミニウム―ネオジム（ＡｌＮｄ）などの物質で形成され、有機発光層（図示せず）で発生して第１の電極１８０の方向に進行する光は、反射層１１０ａから反射されて第２の電極（図示せず）の方向に進行する。特に、上部発光方式の場合は、第２の電極を通して光が外部に放出されるように、第２の電極の厚さが下部発光方式の第２の電極の厚さより薄いことが望ましい。
【００３８】
一方、図面では、薄膜トランジスタと重畳される遮光膜１１０上に反射層１１０ａが形成された場合を示したが、反射層１１０ａは、第１の電極１８０のみと重畳されるように形成することもでき、遮光膜なしに、第１の電極１８０及び薄膜トランジスタの酸化物半導体層１３０と重畳することもできる。
【００３９】
以下、添付の図面を参照して、本発明の有機発光表示装置の製造方法を具体的に説明する。
【００４０】
図４は、本発明の有機発光表示装置の工程段階を示したフローチャートで、図５Ａ〜図５Ｆは、本発明の有機発光表示装置の工程断面図である。
【００４１】
図４及び図５Ａに示したように、第１のマスクを用いて基板１００上に遮光膜１１０を形成（Ｓ５）する。遮光膜１１０は、酸化物半導体層に外部光が入射されることを防止するためのものである。そして、遮光膜１１０を覆うように基板１００の全面にバッファー層１２０を形成する。
【００４２】
特に、図３に示したように、本発明の有機発光表示装置が上部発光方式である場合、基板１００上に遮光物質と反射物質を順次積層した後、第１のマスクを用いて遮光物質と反射物質を同時にエッチングする。したがって、薄膜トランジスタ及び第１の電極に重畳される領域に遮光膜１１０と反射層１１０ａが順次積層され、有機発光層から放出される光のうち第１の電極の方向に進行する光は、反射層１１０ａから反射されて上部に進行するようになる。
【００４３】
また、第１のマスクとしてハーフトーンマスクを用いて薄膜トランジスタに重畳される領域に遮光膜１１０のみを形成し、第１の電極に重畳される領域に順次積層された構造の遮光膜１１０と反射層１１０ａを形成してもよい。そして、薄膜トランジスタと重畳される基板１００上には遮光膜１１０のみを形成し、第１の電極１８０と重畳される基板１００上には反射層１１０ａのみを形成してもよいが、この場合、遮光膜１１０と反射層１１０ａを互いに異なるマスク工程で形成しなければならないので、マスク工程が追加される。
【００４４】
続いて、図５Ｂに示したように、第２のマスクを用いてバッファー層１２０上に酸化物半導体層１３０と第１の電極１８０を形成（Ｓ１０）する。すなわち、酸化物半導体層１３０と第１の電極１８０を同時に形成することによって、第１の電極１８０を形成する工程を除去することができる。このとき、酸化物半導体層１３０と第１の電極１８０はＩＧＺＯ、ＩＴＺＯ、ＩＡＺＯなどの物質で形成される。
【００４５】
そして、図５Ｃに示したように、第３のマスクを用いて酸化物半導体層１３０上にゲート絶縁膜１４０とゲート電極１４０ａを順次形成（Ｓ１５）する。
【００４６】
具体的に、酸化物半導体層１３０を含むバッファー層１２０の全面にゲート絶縁物質とゲート電極物質を順次蒸着する。そして、ゲート絶縁物質とゲート電極物質をパターニングし、酸化物半導体層１３０の両側縁部を露出させるゲート絶縁膜１４０とゲート電極１４０ａを形成する。
【００４７】
このとき、Ｈｅ、Ｈ２、Ｎ２などのプラズマは、露出した酸化物半導体層１３０の両側縁部を導体化させてソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂを 形成して、ソース、ドレイン電極のそれぞれと酸化物半導体層１３０のソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂが接続されるとき、酸化物半導体層１３０の抵抗を低下させ、接触特性を向上させる。特に、ゲート絶縁膜１４０とゲート電極１４０ａをパターニングする第３のマスク工程とプラズマ処理工程については、後で図６及び図７を参考にして説明する。
【００４８】
続いて、図５Ｄに示したように、第４のマスクを用いてゲート電極１４０ａ上に第１の電極１８０の一部領域を露出させる層間絶縁膜１５０を形成（Ｓ２０）する。このとき、層間絶縁膜１５０は、プラズマ処理された酸化物半導体層１３０の両側縁部を露出させるように形成される。
【００４９】
図５Ｅに示したように、第５のマスクを用いて露出した酸化物半導体層１３０の一側縁部と接続されるソース電極１６０ａと、他側縁部と接続されるドレイン電極１６０ｂを形成（Ｓ２５）する。このとき、ドレイン電極１６０ｂは、露出した第１の電極１８０まで延長形成され、ドレイン電極１６０ｂと第１の電極１８０が直接接続される。
【００５０】
続いて、図５Ｆに示したように、第６のマスクを用いてソース、ドレイン電極１６０ａ、１６０ｂを覆うように保護膜１７０を形成（Ｓ３０）する。このとき、保護膜１７０は、発光領域と非発光領域を定義するために第１の電極１８０の一部領域を露出させるように形成され、バンク絶縁膜として機能する。したがって、バンク絶縁膜を形成する工程を除去することができる。
【００５１】
そして、露出した第１の電極１８０を熱処理し、第１の電極１８０の仕事関数が酸化物半導体層１３０の仕事関数より大きくなり、第１の電極１８０の仕事関数と有機発光層のＨＯＭＯレベルとの差を減少させることができる。このとき、熱処理は、２００℃〜３００℃の温度で３０分〜２時間実施されることが望ましい。
【００５２】
一方、熱処理工程時、酸化物半導体層１３０上に形成されたゲート絶縁膜１４０、層間絶縁膜１５０及び保護膜１７０によって酸化物半導体層１３０に熱が伝達されることを防止することができ、酸化物半導体層１３０の仕事関数及び面抵抗の変化を防止することができる。
【００５３】
一般的な有機発光表示装置は、陽極である第１の電極から正孔が円滑に注入されるように第１の電極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層などの各機能層をさらに形成する。しかし、本発明の有機発光表示装置は、熱処理を通して第１の電極１８０の仕事関数を増加させ、第１の電極１８０と有機発光層との間の各機能層を除去することができる。したがって、第１の電極１８０上に直ちに有機発光層を形成し、正孔が円滑に有機発光層に注入されることによって発光効率が増加するだけでなく、上述した各機能層を除去することによって製造工程を単純化し、製造費用を節減することができる。
【００５４】
図６Ａ〜図６Ｅは、図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第１の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【００５５】
図６Ａに示したように、酸化物半導体層１３０が形成された基板１００の全面にゲート絶縁物質２２０ａとゲート電極物質２２０ｂが順次蒸着される。その次に、ゲート電極物質２２０ｂ上にハーフトーンマスク及びスリットマスクのうちいずれか一つのフォトマスク（図示せず）を用いたフォトリソグラフィ工程を通してフォトレジストパターン２３０が形成される。第１の高さのフォトレジストパターン２３０はフォトマスクの半透過領域Ｐ３に形成され、第１の高さより高い第２の高さのフォトレジストパターン２３０は、フォトマスクの遮断領域Ｐ１に形成され、フォトマスクの透過領域Ｐ２は、ゲート電極物質２２０ｂを露出させるように形成される。
【００５６】
このようなフォトレジストパターン２３０をマスクとして用いたエッチング工程を通して、図６Ｂに示したように、ゲート電極物質２２０ｂ及びゲート絶縁物質２２０ａがエッチングされることによって、同一パターンのゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａが形成される。このとき、酸化物半導体層１３０上のゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａは、酸化物半導体層の両側縁部を露出させるように形成され、第１の電極１８０上のゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａは、第１の電極１８０と同一パターン又は第１の電極１８０より広い線幅で第１の電極１８０を覆うように形成され、第１の電極１８０を保護する。
【００５７】
続いて、フォトレジストパターン２３０をマスクとして、図６Ｃに示すように、露出した酸化物半導体層１３０の両側縁部をＨｅ、Ｈ２、Ｎ２などのプラズマによって処理する。これによって、酸化物半導体層１３０の両側縁部のみが選択的に導体化されることによって酸化物半導体層１３０のソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂが形成され、ソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂ間には、半導体状態を維持するチャンネル領域１３０ｃが形成される。
【００５８】
続いて、図６Ｄに示したように、酸素（Ｏ２）プラズマを用いたアッシング工程で第２の高さのフォトレジストパターン２３０の厚さは薄くなり、第１の高さのフォトレジストパターン２３０は除去され、第１の電極１８０上のゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａが露出される。第１の電極１８０上の露出したゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａは、アッシングされたフォトレジストパターン２３０をマスクとして用いたエッチング工程を通して除去される。
【００５９】
続いて、図６Ｅに示したように、酸化物半導体層のチャンネル領域１３０ｃの上部に残存するフォトレジストパターン２３０は、ストリップ工程を通して除去される。
【００６０】
図７Ａ〜図７Ｄは、図５Ｃに示した第３のマスク工程及びプラズマ処理工程の第２の実施例を具体的に説明するための断面図である。
【００６１】
図７Ａに示したように、酸化物半導体層１３０が形成された基板１００の全面にゲート絶縁物質２２０ａとゲート電極物質２２０ｂが順次蒸着される。その次に、ゲート電極物質２２０ｂ上にフォトマスク（図示せず）を用いたフォトリソグラフィ工程を通してフォトレジストパターン２３０が形成される。フォトレジストパターン２３０はフォトマスクの遮断領域Ｐ１に形成され、フォトマスクの透過領域Ｐ２は、ゲート電極物質２２０ｂを露出させるように形成される。
【００６２】
このようなフォトレジストパターン２３０をマスクとして用いたエッチング工程を通して、図７Ｂに示したように、ゲート電極物質２２０ｂ及びゲート絶縁物質２２０ａがエッチングされる。これによって、酸化物半導体層１３０上に同一パターンのゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａが形成され、第１の電極１８０上のゲート電極物質２２０ｂ及びゲート絶縁物質２２０ａが除去されることによって第１の電極１８０が露出される。このとき、酸化物半導体層１３０上のゲート絶縁膜１４０及びゲート電極１４０ａは、酸化物半導体層の両側縁部を露出させるように形成される。
【００６３】
続いて、フォトレジストパターン２３０をマスクとして、図７Ｃに示すように、露出した酸化物半導体層１３０の両側縁部をＨｅ、Ｈ２及びＮ２のうち少なくとも何れか一つでプラズマ処理する。これによって、酸化物半導体層１３０の両側縁部が導体化されることによって酸化物半導体層１３０のソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂが形成され、ソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂ間には、半導体状態を維持するチャンネル領域１３０ｃが形成される。一方、酸化物半導体層１３０の両側縁部のプラズマ処理時に露出した第１の電極１８０もプラズマ処理される。この場合、プラズマ処理された第１の電極１８０は、図５Ｆに示したように、熱処理工程を通して所望の面抵抗と仕事関数を有するようになる。
【００６４】
続いて、図７Ｄに示したように、酸化物半導体層のチャンネル領域１３０ｃの上部に残存するフォトレジストパターン２３０は、ストリップ工程を通して除去される。
【００６５】
一方、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程を通して形成されたフォトレジストパターンをマスクとしてプラズマ処理し、酸化物半導体層のソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂを形成することを例に挙げて説明したが、これ以外にも、フォトマスクなしに、ゲート電極１４０ａをマスクとして酸化物半導体層のみにＵＶを照射し、ソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂを形成することもできる。
【００６６】
また、ゲート電極１４０ａ及びゲート絶縁膜１４０がプラズマを用いた乾式エッチング方法でパターニングされる場合、乾式エッチング時に用いられるプラズマによって酸化物半導体層１３０の両側縁部が導体化され、ソース及びドレイン領域１３０ａ、１３０ｂが形成されることもある。
【００６７】
図８は、ＩＴＺＯの表面処理方式による仕事関数の変化を示した表である。そして、図９Ａは、熱処理前の有機発光表示装置のエネルギー準位を示した断面図で、第１の電極、機能層及び有機発光層のみを示した。また、図９Ｂは、熱処理後の有機発光表示装置のエネルギー準位を示した断面図で、第１の電極と有機発光層のみを示した。
【００６８】
図８に示したように、Ｈ２プラズマ処理又は熱処理を行うことによって、ＩＴＺＯの仕事関数を調節することができる。まず、ＩＴＺＯに何ら処理もしない場合、ＩＴＺＯの仕事関数は５.０５ｅＶである。ところが、この場合、図９Ａに示したように、ＨＯＭＯレベルが約５.９ｅＶ〜６.０ｅＶである有機発光層２９０に正孔が円滑に注入されにくい。したがって、第１の電極２８０と有機発光層２９０との間に正孔注入層２１０ａ、正孔輸送層２１０ｂなどの各機能層２１０を形成する。すなわち、第１の電極２８０の仕事関数と有機発光層２９０のＨＯＭＯレベルとの差が大きくなり、正孔が各機能層２１０を通して第１の電極２８０から段階的に有機発光層２９０に注入される。
【００６９】
そして、ＩＴＺＯを２３０℃の温度で１時間熱処理した場合、ＩＴＺＯの仕事関数が５.６３ｅＶと大きくなる。すなわち、図９Ｂに示したように、第１の電極３８０と有機発光層３９０との間に正孔注入層、正孔輸送層などの各機能層を形成しない場合にも、正孔が第１の電極３８０から円滑に有機発光層３９０に注入される。
【００７０】
また、Ｈ２を１００ｓｃｃｍ注入し、１００ｍＴｏｒｒの圧力と５００Ｗの電力で６０秒間ＩＴＺＯをＨ２プラズマ処理した場合、熱処理した場合とは反対にＩＴＺＯの仕事関数が４.７１ｅＶと小さくなり、ＩＴＺＯが導体化される。
【００７１】
すなわち、ＩＴＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｇａｌｌｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）などのＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）を含む酸化物は、Ｈ２プラズマ処理又は熱処理を通して仕事関数の調節が可能である。したがって、酸化物薄膜トランジスタを有する本発明の有機発光表示装置は、酸化物半導体層１３０と同一の物質で形成された第１の電極１８０を熱処理することによって、第１の電極１８０の仕事関数を増加させることができる。その結果、第１の電極１８０と有機発光層との間の各機能層を除去することによって工程を単純化し、製造費用を節減することができる。
【００７２】
したがって、前記のような本発明の有機発光表示装置及びその製造方法は、酸化物半導体層と第１の電極を同時に形成することによって、第１の電極を形成するためのマスクの数を１個だけ節減することができる。また、ソース、ドレイン電極上に形成される保護膜１７０が発光領域と非発光領域を定義するバンク絶縁膜としての機能を行うので、バンク絶縁膜を形成するためのマスクの数を１個だけ節減することができる。これによって、本発明に係る有機発光表示装置は、従来に比べて合計２個のマスク数を節減できるので、製造工程を単純化することができ、費用を節減することができる。
【００７３】
一方、以上説明した本発明は、上述した実施例及び添付の図面に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であることが本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
【符号の説明】
【００７４】
１００    基板
１１０    遮光膜
１１０ａ    反射層
１２０    バッファー層
１３０    酸化物半導体層
１４０    ゲート絶縁膜
１４０ａ    ゲート電極
１５０    層間絶縁膜
１６０ａ    ソース電極
１６０ｂ    ドレイン電極
１７０    保護膜
１８０、２８０、３８０    第１の電極
２００    第２の電極
２１０    機能層
２１０ａ    正孔注入層
２１０ｂ    正孔輸送層
２９０、３９０    有機発光層
【図１】
0005465311.tif 000002
【図２】
0005465311.tif 000003
【図３】
0005465311.tif 000004
【図４】
0005465311.tif 000005
【図５Ａ】
0005465311.tif 000006
【図５Ｂ】
0005465311.tif 000007
【図５Ｃ】
0005465311.tif 000008
【図５Ｄ】
0005465311.tif 000009
【図５Ｅ】
0005465311.tif 000010
【図５Ｆ】
0005465311.tif 000011
【図６Ａ】
0005465311.tif 000012
【図６Ｂ】
0005465311.tif 000013
【図６Ｃ】
0005465311.tif 000014
【図６Ｄ】
0005465311.tif 000015
【図６Ｅ】
0005465311.tif 000016
【図７Ａ】
0005465311.tif 000017
【図７Ｂ】
0005465311.tif 000018
【図７Ｃ】
0005465311.tif 000019
【図７Ｄ】
0005465311.tif 000020
【図８】
0005465311.tif 000021
【図９Ａ】
0005465311.tif 000022
【図９Ｂ】
0005465311.tif 000023