特許 6578102 有機発光ディスプレイ装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6578102

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】有機発光ディスプレイ装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05B 33/02 20060101AFI20190909BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20190909BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 27/32 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 21/8234 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 27/06 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 27/088 20060101ALI20190909BHJP

   H01L 29/786 20060101ALI20190909BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H05B33/02

   H05B33/14 A

   H05B33/10

   H01L27/32

   H01L27/06 102A

   H01L27/088 B

   H01L29/78 618B

   H01L29/78 613Z

   H01L27/088 331E

   G09F9/30 338

   G09F9/30 365

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-22859(P2015-22859)

(22)【出願日】2015年2月9日

(65)【公開番号】特開2015-156486(P2015-156486A)

(43)【公開日】2015年8月27日

【審査請求日】2018年2月8日

(31)【優先権主張番号】10-2014-0019212

(32)【優先日】2014年2月19日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】512187343

【氏名又は名称】三星ディスプレイ株式會社

【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．

(74)【代理人】

【識別番号】100121382

【弁理士】

【氏名又は名称】山下 託嗣

(72)【発明者】

【氏名】崔 千 基

【審査官】 ▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５４９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／００１５４４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１１−１０００９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４８３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０３２９５９６２（ＣＮ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０４４６９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｂ ３３／００−３３／２８

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０１Ｌ ２７／３２

Ｈ０１Ｌ ２７／０６

Ｈ０１Ｌ ２７／０８８

Ｈ０１Ｌ ２９／７８６

Ｇ０９Ｆ ９／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に多結晶シリコン層を形成し、前記多結晶シリコン層をパターニングして第１ゲート電極の中間層及び活性層の中間層を形成するパターニング段階と、
前記第１ゲート電極の中間層及び前記活性層の中間層上に第１絶縁層を形成する段階と、
前記活性層の中間層上に位置するように、前記第１絶縁層上に第２ゲート電極を形成する段階と、
前記第１ゲート電極の中間層と前記活性層の中間層に不純物をドーピングし、第１ゲート電極と活性層を形成するドーピング段階と、
前記第１ゲート電極上に位置するように、前記第１絶縁層上に酸化物半導体層を形成する段階と、
前記第２ゲート電極と前記酸化物半導体層上に第２絶縁層を形成する段階と、
前記第２絶縁層を貫通して前記酸化物半導体層と接する第１ソース電極及び第１ドレイン電極を形成する段階と、を含み、
前記活性層は、前記第２ゲート電極と重畳する位置のチャネル領域、及び前記チャネル領域の両側にそれぞれ位置し、前記不純物がドーピングされて形成されたソース領域とドレイン領域とを含み、
前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通して、前記ソース領域及び前記ドレイン領域とそれぞれ接する第２ソース電極及び第２ドレイン電極を形成する段階をさらに含み、
前記第１ゲート電極は、スイッチングトランジスタのゲート電極であり、前記第２ゲート電極は、駆動トランジスタのゲート電極であり、
前記パターニング段階において、第１電極の中間層をさらに形成し、
前記ドーピング段階において、前記第１電極の中間層を前記不純物でドーピングし、前記キャパシタの第１電極を形成し、
前記酸化物半導体層の形成において、前記第１電極と重畳する位置に前記キャパシタの第２電極をさらに形成し、
前記第２絶縁層上に前記第２電極と重畳する前記キャパシタの第３電極をさらに形成するのであり、
第１ソース電極から第１ドレイン電極へと向かう方向の垂直断面で見た場合、スイッチングトランジスタ中、第１ゲート電極と、酸化物半導体層との間で、左右の縁の位置が一致し、
前記キャパシタの第１〜３電極は、一の垂直断面で見た場合、左右の両縁の位置が互いに一致し、
第２絶縁層は、少なくとも一つの有機絶縁物質の層を含み、平坦化膜をなすことを特徴とする有機発光ディスプレイ装置の製造方法。

【請求項2】

前記酸化物半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）及び錫（Ｓｎ）のうち一つ以上の元素と、酸素（Ｏ）を含んで形成されたことを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。

【請求項3】

前記多結晶シリコン層は、前記基板上に非晶質シリコン層を塗布した後、前記非晶質シリコン層を結晶化して形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。

【請求項4】

前記不純物は、Ｐ型不純物であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機発光ディスプレイ装置は、正孔注入電極、電子注入電極、及びそれらの間に形成されている有機発光層を具備した有機発光素子を含み、正孔注入電極から注入される正孔と、電子注入電極から注入される電子とが有機発光層で結合して生成された励起子（exciton）が、励起状態（exited state）から基底状態（ground state）に落ちながら光を発生させる自発光型表示装置である。

【0003】

自発光型表示装置である有機発光表示装置は、別途の光源が不要であるので、低電圧で駆動が可能であり、軽量かつ薄型に構成することができ、広い視野角、高いコントラスト（contrast）及び迅速な応答速度のような高品位特性によって、次世代表示装置として注目されている。かような有機発光ディスプレイ装置は、複数のトランジスタとキャパシタとを有する複数の画素を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／０１８２２２３号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、効率の良い有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供するところにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態は、基板、前記基板上に形成された有機発光素子、及び前記有機発光素子に電流を供給するための画素回路を含む有機発光ディスプレイ装置を開示する。前記画素回路は、前記基板上に形成されたスイッチングトランジスタと駆動トランジスタとを含む。前記スイッチングトランジスタは、前記基板上の第１ゲート電極と、第１絶縁層を挟んで、前記第１ゲート電極上に形成された酸化物半導体層と、を含む。一方、前記駆動トランジスタは、前記基板上の活性層と、前記第１絶縁層を挟んで、前記活性層上に形成された第２ゲート電極と、を含む。

【0007】

本実施形態において、前記酸化物半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びスズ（Ｓｎ）のうち一つ以上の元素と、酸素（Ｏ）とを含むことができる。

【0008】

本実施形態において、前記第１ゲート電極は、不純物がドーピングされた多結晶シリコン層であってもよい。

【0009】

本実施形態において、前記活性層は、チャネル領域、並びに前記チャネル領域の両側に、前記不純物がドーピングされたソース領域及びドレイン領域を含んでもよい。

【0010】

本実施形態において、前記酸化物半導体層と前記第２ゲート電極との上の第２絶縁層をさらに含み、前記スイッチングトランジスタは、前記第２絶縁層を貫通し、前記酸化物半導体層と接する、第１ソース電極及び第１ドレイン電極を含んでもよい。

【0011】

本実施形態において、前記駆動トランジスタは、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通し、前記ソース領域及び前記ドレイン領域とそれぞれ接する第２ソース電極と第２ドレイン電極とを含んでもよい。

【0012】

本実施形態において、前記画素回路は、キャパシタをさらに含み、前記キャパシタは、前記基板上の第１電極と、前記第１絶縁層を挟んで、前記第１電極上に形成された第２電極と、を含んでもよい。

【0013】

本実施形態において、前記第１電極は、前記不純物がドーピングされた前記多結晶シリコン層に形成され、前記第２電極は、前記酸化物半導体層に形成されてもよい。
本実施形態において、前記キャパシタは、前記第２絶縁層を挟んで、前記第２電極上に形成された第３電極をさらに含んでもよい。

【0014】

本実施形態において、前記有機発光素子は、アノード電極、カソード電極、及び前記アノード電極と前記カソード電極との間に位置する有機発光層を含んでもよい。
本発明の他の実施形態は、基板上に多結晶シリコン層を形成し、前記多結晶シリコン層をパターニングし、第１ゲート電極の中間層、及び活性層の中間層を形成するパターニング段階、前記第１ゲート電極の中間層上、及び前記活性層の中間層上に、第１絶縁層を形成する段階、前記活性層の中間層上に位置するように、前記第１絶縁層上に第２ゲート電極を形成する段階、前記第１ゲート電極の中間層と、前記活性層の中間層とに、不純物をドーピングし、第１ゲート電極と活性層とを形成するドーピング段階、前記第１ゲート電極上に位置するように、前記第１絶縁層上に酸化物半導体層を形成する段階、前記第２ゲート電極と、前記酸化物半導体層との上に、第２絶縁層を形成する段階、及び前記第２絶縁層を貫通し、前記酸化物半導体層と接する、第１ソース電極及び第１ドレイン電極を形成する段階を含む有機発光ディスプレイ装置の製造方法を開示する。

【0015】

本実施形態において、前記活性層は、前記第２ゲート電極と重畳する位置のチャネル領域、及び前記チャネル領域の両側にそれぞれ位置し、前記不純物がドーピングされて形成された、ソース領域とドレイン領域とを含んでもよい。

【0016】

本実施形態において、前記第１絶縁層及び前記第２絶縁層を貫通し、前記ソース領域及び前記ドレイン領域とそれぞれ接する第２ソース電極及び第２ドレイン電極を形成する段階をさらに含んでもよい。

【0017】

本実施形態において、前記第１ゲート電極は、スイッチングトランジスタのゲート電極であり、前記第２ゲート電極は、駆動トランジスタのゲート電極であってもよい。
本実施形態において、前記酸化物半導体層は、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びスズ（Ｓｎ）のうち一つ以上の元素と、酸素（Ｏ）とを含んで形成されてもよい。

【0018】

本実施形態において、前記多結晶シリコン層は、前記基板上に非晶質シリコン層を塗布した後、前記非晶質シリコン層を結晶化させて形成されてもよい。

【0019】

本実施形態において、前記不純物は、Ｐ型不純物であってもよい。

【0020】

本実施形態において、前記パターニング段階において、第１電極の中間層をさらに形成し、前記ドーピング段階において、前記第１電極の中間層を前記不純物でドーピングし、前記キャパシタの第１電極を形成することができる。

【0021】

本実施形態において、前記酸化物半導体層を形成する段階において、前記第１電極と重畳する位置に、前記キャパシタの第２電極をさらに形成することができる。

【0022】

本実施形態において、前記第２絶縁層上に、前記第２電極と重畳する前記キャパシタの第３電極をさらに形成することができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、効率の良い有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に図示した平面図である。

【図2】図１の有機発光ディスプレイ装置に含まれた画素に係わる回路図である。

【図3】図２の画素回路に含まれた薄膜トランジスタ及びキャパシタを概略的に図示した部分断面図である。

【図4】図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【図5】図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【図6】図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【図7】図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【図8】図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明は多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。しかし、それらは、本発明を特定の実施形態について限定するものではなくて、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。

【0026】

本発明の説明において関連公知技術に係わる具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。

【0027】

第１、第２のような用語は、多様な構成要素の説明に使用されるが、構成要素は、用語によって限定されるものではない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。

【0028】

本明細書で使用した用語は、ただ特定の実施形態について説明するために使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。また各図面で、構成要素は、説明の便宜及び明確性のために誇張されていたり、あるいは省略されていたりし、または概略的に図示されており、各構成要素の大きさは、実際サイズを全面的に反映するものではない。

【0029】

各構成要素の説明において、「上（on）」にまたは「下（under）」に形成されると記載する場合において、上（on）と下（under）は、直接または他の構成要素を介在して形成されることをいずれも含み、上（on）及び下（under）に係わる基準は、図面を基準にして説明する。

【0030】

以下、本発明の実施例について、添付図面を参照して詳細に説明するが、添付図面を参照して説明するにあたり、同一であるか、あるいは対応する構成要素は、同一の図面番号を付し、それに係わる重複説明は省略する。

【0031】

図１は、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置を概略的に図示した平面図であり、図２は、図１の有機発光ディスプレイ装置に含まれた画素に係わる回路図であり、図３は、図２の画素回路に含まれた薄膜トランジスタ及びキャパシタを概略的に図示した部分断面図である。

【0032】

図１ないし図３を参照すれば、本発明の一実施形態による有機発光ディスプレイ装置１００は、基板１０１、基板１０１上に形成された有機発光素子ＯＬＥＤ（organic light emitting device）、及び有機発光素子ＯＬＥＤに電流を供給するための画素回路Ｃを含んでもよい。

【0033】

基板１０１は、ＳｉＯ_２を主成分にする透明材質のガラス材から形成されてもよい。ただし、本発明はそれに限られるものではなく、基板１０１は、セラミックス、プラスチックまたはステンレス鋼などからもなる。基板１０１上には、基板１０１の平滑性と、不純元素の浸透遮断とのために、ＳｉＯ_２及び／またはＳｉＮ_ｘなどから形成されるバッファ層（図示せず）がさらに具備されてもよい。

【0034】

基板１０１は、表示領域ＤＡと、非表示領域ＮＡとに区画される。表示領域ＤＡには、有機発光素子ＯＬＥＤなどを含む複数の画素が形成されて画像を表示する。一方、非表示領域ＮＡには、パッド部（図示せず）などが配置され、電源供給装置（図示せず）または信号生成装置（図示せず）からの電気的信号を、表示領域ＤＡに伝達することができる。
複数の画素それぞれは、図２に図示されているように、有機発光素子ＯＬＥＤと、有機発光素子ＯＬＥＤに電流を供給するための画素回路Ｃと、を具備することができる。

【0035】

有機発光素子ＯＬＥＤは、正孔注入電極であるアノード（anode）電極、及び電子注入電極であるカソード（cathode）電極、並びにアノード電極とカソード電極との間に配置された有機発光層を含む。アノード電極は、画素回路Ｃに接続され、カソード電極は、第２電源ＥＬＶＳＳ（ｔ）に接続される。有機発光素子ＯＬＥＤは、画素回路Ｃから供給される電流に対応して、所定輝度の光を生成する。

【0036】

画素回路Ｃは、少なくとも、第１トランジスタＴＲ１、第２トランジスタＴＲ２及びキャパシタＣ１を含む。

【0037】

第１トランジスタＴＲ１は、基板１０１上の第１ゲート電極３１０、第１絶縁層１０２を挟んで、第１ゲート電極３１０上に形成された酸化物半導体層３２０、酸化物半導体層３２０と接続した、第１ソース電極３３２及び第１ドレイン電極３３４を含んでもよい。

【0038】

第１ソース電極３３２及び第１ドレイン電極３３４は、酸化物半導体層３２０上に形成された第２絶縁層１０３を貫通し、酸化物半導体層３２０と接続することができる。

【0039】

第１ゲート電極３１０は、不純物がドーピングされた多結晶シリコン層から形成されてもよい。一例として、該不純物は、ホウ素（Ｂ）のようなＰ型不純物であってもよい。しかし、本発明は、それに限られるものではなく、不純物は、リン（Ｐ）のようなＮ型不純物でもある。

【0040】

酸化物半導体層３２０は、前記不純物がドーピングされず、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びスズ（Ｓｎ）のうちから選択された一つ以上の元素と、酸素（Ｏ）とを含んで形成されてもよい。

【0041】

そのような、第１トランジスタＴＲ１の第１ゲート電極３１０は、スキャンライン（Ｓ）に接続され、第１ソース電極３３２は、データライン（Ｄ）に接続され、第１ドレイン電極３３４は、第１ノードＮ１に接続される。従って、第１ゲート電極３１０には、スキャン信号Ｓｃａｎ（ｎ）が入力され、第１ソース電極３３２には、データ信号Ｄａｔａ（ｔ）が入力されることにより、第１トランジスタＴＲ１は、データ信号を伝達するスイッチングトランジスタとしての役割を行う。

【0042】

一方、第１トランジスタＴＲ１は、データ電圧をキャパシタＣ１に伝達し、キャパシタＣ１は、伝達された電圧を保存する。このとき、第１トランジスタＴＲ１は、前述のように、酸化物半導体層３２０を活性層として使用するので、第１トランジスタＴＲ１の漏れ電流は、多結晶シリコン層を活性層として使用する場合より減少する。従って、キャパシタＣ１に保存される電圧の低下を最小化させることができるので、キャパシタＣ１の大きさをさらに小さく形成することができる。

【0043】

第２トランジスタＴＲ２は、基板１０１上の活性層２１０、第１絶縁層１０２を挟んで活性層２１０上に形成された第２ゲート電極２２０、並びに活性層２１０に接続された第２ソース電極２３２及び第２ドレイン電極２３４を含んでもよい。第２ソース電極２３２及び第２ドレイン電極２３４は、第１絶縁層１０２及び第２ゲート電極２２０の上に形成された第２絶縁層１０３を貫通し、活性層２１０と接続される。

【0044】

活性層２１０は、多結晶シリコン層から形成され、不純物がドーピングされていない中央のチャネル領域２１２と、チャネル領域２１２の両側に、不純物がドーピングされて形成された、ソース領域２１４及びドレイン領域２１６を含む。

【0045】

第２ソース電極２３２と第２ドレイン電極２３４は、それぞれソース領域２１４及びドレイン領域２１６と接続する。このとき、不純物は、前記第１ゲート電極３１０にドーピングされた不純物と同一でもある。

【0046】

このような第２トランジスタＴＲ２のゲート電極２２０は、第１ノードＮ１に接続され、第２ソース電極２３２は、第１電源ＥＬＶＤＤ（ｔ）に接続され、第２ドレイン電極２３４は、有機発光素子ＯＬＥＤの画素電極に接続される。従って、第２トランジスタＴＲ２は、データ信号によって、有機発光素子ＯＬＥＤを駆動させるための駆動トランジスタとしての役割を行う。具体的には、第２トランジスタＴＲ２は、キャパシタＣ１に保存された電圧と、スレショルド電圧との差の二乗に比例する出力電流を有機発光素子ＯＬＥＤに供給する。

【0047】

一方、第２トランジスタＴＲ２は、活性層２１０が多結晶シリコン層から形成され、優秀な電子移動度を有するので、第２トランジスタＴＲ２は、さらに小サイズをもって形成される。

【0048】

キャパシタＣ１は、基板１０１上の第１電極４１０、及び第１絶縁層１０２を挟んで、第１電極４１０上に形成された第２電極４２０を含んでもよい。また、キャパシタＣ１は、第２絶縁層１０３を挟んで、第２電極４２０上に形成された第３電極４３０をさらに含んでもよい。従って、第１絶縁層１０２と第２絶縁層１０３は、キャパシタＣ１の誘電層として機能することができる。

【0049】

第１電極４１０は、第１ゲート電極３１０と同一の材質、すなわち、不純物がドーピングされた多結晶シリコン層から形成され、第２電極４２０は、酸化物半導体層３２０と同一の材質から形成されてもよい。

【0050】

第３電極４３０は、第１ソース電極３３２、第１ドレイン電極３３４、第２ソース電極２３２及び第２ドレイン電極２３４と同一の材質から形成されてもよい。
キャパシタＣ１は、第１電極４１０と第２電極４２０との間、及び第２電極４２０と第３電極４３０との間の２つのキャパシタが並列に連結されて密度が増大するので、キャパシタＣ１の大きさを縮小させることができる。

【0051】

このようなキャパシタＣ１は、第１ノードＮ１と、第２トランジスタＴＲ２の第１電極、すなわち、第１電源ＥＬＶＤＤ（ｔ）との間に接続される。キャパシタＣ１は、第１トランジスタＴＲ１から伝送された電圧と、第１電源ＥＬＶＤＤ（ｔ）から供給される電圧との差に該当する電圧を保存する。

【0052】

一方、図２及び図３では、１つの画素に、２つのトランジスタＴＲ１，ＴＲ２と、１つのキャパシタＣ１とが含まれた構成を図示して説明しているが、本発明は、それに限定されるものではない。すなわち、１つの画素には、３以上の薄膜トランジスタと、２以上のキャパシタとを具備することができ、別途の配線がさらに形成され、多様な構造を有するように形成されもする。

【0053】

図４ないし図８は、図３の薄膜トランジスタ及びキャパシタの製造過程を順次に図示した断面図である。

【0054】

まず、図４のように、基板１０１上に多結晶シリコン層を形成し、多結晶シリコン層をパターニングし、第１ゲート電極の中間層２０２、及び活性層の中間層２０１を形成した後、第１ゲート電極の中間層２０２上、及び活性層の中間層２０１上に、第１絶縁層１０２を形成する。一方、多結晶シリコン層をパターニングするときは、キャパシタの第１電極の中間層２０３をさらに形成することができる。中間層２０１、２０２、２０３は、不純物がドーピングされていない多結晶シリコン層である。

【0055】

また、多結晶シリコン層を形成する前に、基板１０１上に、バッファ層（図示せず）をまず形成することができる。バッファ層（図示せず）は、ＳｉＯ_２及び／またはＳｉＮ_ｘなどからなり、ＰＥＣＶＤ（plasma enhanced chemical vapor deposition）法、ＡＰＣＶＤ（atmospheric pressure chemical vapor deposition）法、ＬＰＣＶＤ（lowpressure chemical vapor deposition）法など多様な蒸着方法によって蒸着されてもよい。

【0056】

多結晶シリコン層は、一例として、非晶質シリコンを結晶化させて形成される。非晶質シリコンを結晶化する方法は、ＲＴＡ（rapid thermal annealing）法、ＳＰＣ（solid phase crystallization）法、ＥＬＡ（excimer laser annealing）法、ＭＩＣ（metal induced crystallization）法、ＭＩＬＣ（metal induced lateral crystallization）法、ＳＬＳ（sequential lateral solidification）法など多様な方法によって結晶化されてもよい。

【0057】

第１絶縁層１０２は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘなどの単層または複層含み、ＰＥＣＶＤ法、ＡＰＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法などによって形成される。
次に、図５のように、活性層の中間層２０１上に位置するように、第１絶縁層１０２上に、第２ゲート電極２２０を形成する。ゲート電極２２０は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｍｏを含み、Ａｌ：Ｎｄ合金、Ｍｏ：Ｗ合金のような合金を含んでもよいが、本発明は、それに限定されるものではない。

【0058】

次に、図６に図示されているように、活性層の中間層２０１、第１ゲート電極の中間層２０２、及び第１電極の中間層２０３に不純物をドーピングし、それぞれ活性層２１０、第１ゲート電極３１０及び第１電極４１０を形成する。

【0059】

不純物は、一例として、ホウ素（Ｂ）のようなＰ型不純物であってもよい。または、不純物は、イン（Ｐ）のようなＮ型不純物でもある。

【0060】

前記不純物のドーピング時、活性層２１０は、第２ゲート電極２２０をセルフアライン（self align）マスクで使用することにより、第２ゲート電極２２０と重畳する位置のチャネル領域２１２、及びチャネル領域２１２の両側にそれぞれ位置し、不純物がドーピングされて形成されたソース領域２１４とドレイン領域２１６とを含んでもよい。

【0061】

また、第１ゲート電極３１０と第１電極４１０は、前記不純物がドーピングされた多結晶シリコン層から形成される。従って、第１ゲート電極３１０と第１電極４１０とが活性層２１０と同時に形成されるので、第１ゲート電極３１０と第１電極４１０とを金属などの材質で形成する場合に比べ、使用されるマスク数が減り、製造工程が単純化されるのである。

【0062】

次に、図７のように、第１絶縁層１０２上に、酸化物半導体層３２０を形成し、酸化物半導体層３２０上及び第２ゲート電極２２０上に、第２絶縁層１０３を形成する。このとき、酸化物半導体層３２０の形成時、酸化物半導体層３２０と同一の材質によって、第１電極４１０上に第２電極４２０を共に形成することができる。

【0063】

酸化物半導体層３２０は、第１ゲート電極３１０上に位置し、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びスズ（Ｓｎ）のうち一つ以上の元素と、酸素（Ｏ）とを含んで形成されてもよい。また、酸化物半導体層３２０は、図６で図示した不純物のドーピング段階後に形成されるので、酸化物半導体層３２０には、不純物がドーピングされない。その結果、酸化物半導体層３２０に不純物がドーピングされることによって第１トランジスタＴＲ１（図２）の特性が変化し、それによる第１トランジスタＴＲ１（図２）の信頼性の低下を防止することができる。

【0064】

また、前述のように、スイッチングトランジスタとして機能する第１トランジスタＴＲ１（図２）の活性層が、酸化物半導体層３２０に形成されるので、第１トランジスタＴＲ１（図２）の漏れ電流が減るので、キャパシタＣ１（図２）のサイズを小さくすることができる。つまり、第１トランジスタＴＲ１は、前述のように、酸化物半導体層３２０を活性層として使用するので、第１トランジスタＴＲ１の漏れ電流は、多結晶シリコン層を活性層として使用する場合より減少する。従って、キャパシタＣ１に保存される電圧の低下を最小化させることができるので、キャパシタＣ１の大きさをさらに小さく形成することができる。

【0065】

第２絶縁層１０３は、ポリイミド、ポリアミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン及びフェノール樹脂からなる群のうちから選択される一つ以上の有機絶縁物質によって、スピンコーティングなどの方法でもって形成される。また、第２絶縁層１０３は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ_ｘ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｕＯ_ｘ、Ｔｂ_４Ｏ_７、Ｙ_２Ｏ_３、Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｐｒ_２Ｏ_３などから選択された無機絶縁物質からも形成される。あるいは、第２絶縁層１０３は、有機絶縁物質と無機絶縁物質とが交互に多層構造に形成されてもよい。第２絶縁層１０３は、有機発光素子ＯＬＥＤ（図２）のカソード電極が形成される上面を平坦にさせる平坦化膜、または酸化物半導体層３２０及び第２ゲート電極２２０を保護するパッシベーション膜（passivation layer）の機能を行うことができる。

【0066】

第２絶縁層１０３を形成した後には、第１絶縁層１０２及び第２絶縁層１０３を共にパターニングし、ソース領域２１４とドレイン領域２１６とをそれぞれ露出させる第１ビアホールｈ_１と第２ビアホールｈ_２とを形成する。また、第２絶縁層１０３をパターニングし、酸化物半導体層３２０を露出させる第３ビアホールｈ_３及び第４ビアホールｈ_４を形成する。

【0067】

次に、図８のように、第２絶縁層１０３を貫通し、酸化物半導体層３２０と接する、第１ソース電極３３２及び第１ドレイン電極３３４を形成する。第１ソース電極３３２及び第１ドレイン電極３３４は、それぞれ第３ビアホールｈ_３と第４ビアホールｈ_４とに充填されることにより、酸化物半導体層３２０と接続される。

【0068】

また、第１絶縁層１０２及び第２絶縁層１０３を貫通し、ソース領域２１４及びドレイン領域２１６とそれぞれ接する、第２ソース電極２３２及び第２ドレイン電極２３４を形成する。第２ソース電極２３２及び第２ドレイン電極２３４は、それぞれ第１ビアホールｈ_１と第２ビアホールｈ_２とに充填されることにより、ソース領域２１４及びドレイン領域２１６にそれぞれ接することができる。

【0069】

また、第２絶縁層１０３上に、第２電極４２０と重畳する位置に、第３電極４３０を形成することができる。

【0070】

以上での説明のように、本発明による有機発光ディスプレイ装置１００は、スイッチングトランジスタである第１トランジスタＴＲ１が酸化物半導体層３２０を含んで形成されることにより、漏れ電流を最小化させ、キャパシタＣ１の大きさを小さくすることができる。また、酸化物半導体層３２０には、不純物がドーピングされていないので、不純物のドーピングによって、第１トランジスタＴＲ１の特性及び信頼性が低下されることを防止することができる。

【0071】

また、駆動トランジスタである第２トランジスタＴＲ２は、不純物がドーピングされた多結晶シリコン層を含んで形成されることにより、優秀な電子移動度を有するので、第２トランジスタＴＲ１の大きさを縮小させることができる。

【0072】

上述の通り、本実施形態による有機発光ディスプレイ装置は、電子移動度（mobility）にすぐれる多結晶シリコンと、漏れ電流が少ない酸化物半導体と、をトランジスタの活性層として同時に使用することができる。

【0073】

以上、図面に図示された実施形態を参照に説明したが、それらは例示的なものに過ぎず、当該技術分野で当業者であるならば、それらから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解するであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まらなければならないのである。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明の有機発光ディスプレイ装置及びその製造方法は、例えば、効率的なディスプレイ関連の技術分野に効果的に適用可能である。

【符号の説明】

【0075】

１００ 有機発光ディスプレイ装置
１０１ 基板
１０２ 第１絶縁層
１０３ 第２絶縁層
２０１ 活性層の中間層
２０２ 第１ゲート電極の中間層
２０３ 第１電極の中間層
２１０ 活性層
２１２ チャネル領域
２１４ ソース領域
２１６ ドレイン領域
２２０ 第２ゲート電極
２３２ 第２ソース電極
２３４ 第２ドレイン電極
３１０ 第１ゲート電極
３２０ 酸化物半導体層
３３２ 第１ソース電極
３３４ 第１ドレイン
４１０ 第１電極
４２０ 第２電極
４３０ 第３電極
Ｃ 画素回路
Ｃ１ キャパシタ
Ｎ１ 第１ノード
ＤＡ 表示領域
ＮＤ 非表示領域
ＴＲ１ 第１トランジスタ
ＴＲ２ 第２トランジスタ
ＯＬＥＤ 有機発光素子
ＥＬＶＤＤ（ｔ） 第１電源
ＥＬＶＳＳ（ｔ） 第２電源
Ｄａｔａ（ｔ） データ信号
Ｓｃａｎ（ｎ） スキャン信号
ｈ_１ 第１ビアホール
ｈ_２ 第２ビアホール
ｈ_３ 第３ビアホール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】