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KR20070063300A - 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법 - Google Patents

유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20070063300A
KR20070063300A KR1020050123385A KR20050123385A KR20070063300A KR 20070063300 A KR20070063300 A KR 20070063300A KR 1020050123385 A KR1020050123385 A KR 1020050123385A KR 20050123385 A KR20050123385 A KR 20050123385A KR 20070063300 A KR20070063300 A KR 20070063300A
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KR
South Korea
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electrode
thin film
film transistor
gate
organic semiconductor
Prior art date
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Application number
KR1020050123385A
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English (en)
Inventor
송근규
이용욱
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to CN2006101382935A priority patent/CN1983620B/zh
Priority to US11/639,202 priority patent/US20070152558A1/en
Priority to JP2006335538A priority patent/JP4999440B2/ja
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Abstract

본 발명은 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주하는 부분을 포함하는 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 개구부를 가지는 격벽, 상기 개구부에 형성되어 있는 유기 반도체, 상기 유기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연 부재 그리고 상기 데이터선과 교차하며 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
유기 박막 트랜지스터, 잉크젯 인쇄, 격벽, 보호막

Description

유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법{ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR ARRAY PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고,
도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 3, 도 5, 도 7, 도 9, 도 11 및 도 13은 도 1 및 도 2의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배치도이고,
도 4는 도 3의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 6은 도 5의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 8은 도 7의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 10은 도 9의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 12는 도 11의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고,
도 14는 도 13의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
<도면 부호의 설명>
110: 절연 기판 121: 게이트선
124: 게이트 전극 129: 게이트선의 끝 부분
133: 소스 전극 135: 드레인 전극
136: 전극부 137: 용량부
145, 162, 163, 185: 접촉 구멍
146: 게이트 절연 부재 147: 개구부
154: 유기 반도체 160: 층간 절연막
171: 데이터선 172: 유지 전극선
173: 데이터선의 돌출부 174: 광 차단막
177: 유지 전극 179: 데이터선의 끝 부분
81, 82: 접촉 보조 부재 191: 화소 전극
본 발명은 유기 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기 광학(electro-optical) 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.
한 쌍을 이루는 전기장 생성 전극 중 하나는 통상 스위칭 소자에 연결되어 전기 신호를 인가받고, 전기 광학 활성층은 이 전기 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.
평판 표시 장치에서는 스위칭 소자로서 삼단자 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 사용하며, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(data line)이 평판 표시 장치에 구비된다.
이러한 박막 트랜지스터 중에서, 규소(Si)와 같은 무기 반도체 대신 유기 반도체를 포함하는 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
유기 박막 트랜지스터는 저온에서 용액 공정(solution process)으로 제작할 수 있어서 증착 공정 만으로 한계가 있는 대면적 평판 표시 장치에도 쉽게 적용할 수 있다. 또한 유기 물질의 특성상 섬유(fiber) 또는 필름(film)과 같은 형태로 만들 수 있어서 가요성 표시 장치(flexible display device)의 핵심 소자로 주목받 고 있다.
이러한 유기 박막 트랜지스터가 매트릭스(matrix) 형태로 배열되어 있는 유기 박막 트랜지스터 표시판은 기존의 박막 트랜지스터와 비교하여 구조 및 제조 방법에 있어서 많은 차이가 있다.
특히, 공정 중 유기 반도체에 미치는 영향을 최소화하고 유기 박막 트랜지스터의 특성을 개선할 수 있는 새로운 방안이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공정 중 유기 반도체에 미치는 영향을 최소화하는 동시에 공정을 단순화하는 것이다
본 발명의 한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터 표시판은 기판, 상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선, 상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극, 상기 소스 전극과 마주하는 부분을 포함하는 드레인 전극, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 개구부를 가지는 격벽, 상기 개구부에 형성되어 있는 유기 반도체, 상기 유기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연 부재 그리고 상기 데이터선과 교차하며 게이트 전극을 포함하는 게이트선을 포함한다.
또한, 상기 유기 반도체 및 상기 게이트 절연 부재는 용해성 물질을 포함할수 있다.
또한, 상기 유기 반도체와 상기 게이트 절연 부재의 두께의 합은 상기 격벽보다 낮을 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극은 상기 유기 반도체 및 상기 게이트 절연 부재를 완전히 덮을 수 있다.
또한, 상기 게이트 전극은 상기 개구부보다 클 수 있다.
또한, 상기 데이터선과 상기 소스 전극은 다른 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 ITO 또는 IZO를 포함할 수 있다.
또한, 상기 격벽은 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 가지고,상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 게이트선 위에 형성되어 있는 보호막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 화소 전극은 상기 보호막 위에 형성될 수 있다.
또한, 상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있는 유지 전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 드레인 전극은 상기 유지 전극과 적어도 일부 중첩하는 부분을 포함할 수 있다.
또한, 상기 드레인 전극과 상기 유지 전극 사이에 층간 절연막이 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 유기 반도체 하부에 위치하는 광 차단막을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 게이트 절연 부재는 유기 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법은 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계, 상기 데이터선 위에 층간 절연막을 형성하는 단계, 상기 층간 절연막 위에 상기 데이터선과 연결되는 소스 전극 및 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 형성하는 단계, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에 개구부 및 접촉 구멍을 가지는 격벽을 형성하는 단계, 상기 개구부에 유기 반도체를 적하하는 단계, 상기 유기 반도체 위에 유기 절연 물질을 적하하여 게이트 절연 부재를 형성하는 단계, 상기 게이트 절연 부재 및 상기 격벽 위에 게이트선을 형성하는 단계 그리고 상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 유기 반도체를 적하하는 단계 및 상기 게이트 절연 부재를 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행할 수 있다.
또한, 상기 유기 반도체를 적하하는 단계 후에 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 게이트선을 형성하는 단계 후에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
그러면 도 1 및 도 2를 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터 표시판에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 박막 트랜지스터 표시판의 배치도이고, 도 2는 도 1의 박막 트랜지스터 표시판을 II-II 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
투명한 유리, 실리콘(silicone) 또는 플라스틱(plastic) 따위로 만들어진 절연 기판(substrate)(110) 위에 복수의 데이터선(data line)(171), 복수의 유지 전극선(storage electrode line)(172) 및 광 차단막(174)이 형성되어 있다.
데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 있다. 각 데이터선(171)은 옆으로 돌출한 복수의 돌출부(projection)(173)와 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(179)을 포함한다. 데이터 신호를 생성하는 데이터 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 데이터 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우, 데이터선(171)이 연장되어 이와 직접 연결될 수 있다.
유지 전극선(172)은 소정의 전압을 인가 받으며 데이터선(171)과 거의 나란하게 뻗는다. 각 유지 전극선(172)은 두 데이터선(171) 사이에 위치하며 두 데이터선(171) 중 오른쪽에 가깝다. 유지 전극선(172)은 옆으로 갈라져서 원형을 이루는 유지 전극(storage electrode)(177)을 포함한다. 그러나 유지 전극선(172)의 모양 및 배치는 여러 가지로 변형될 수 있다.
광 차단막(174)은 데이터선(171) 및 유지 전극선(172)과 분리되어 있다.
데이터선(171), 유지 전극선(172) 및 광 차단막(174)은 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 금(Ag)이나 금 합금 등 금 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다. 그러나 이들은 물리적 성질이 다른 두 개의 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수도 있다. 이 중 한 도전막은 신호 지연이나 전압 강하를 줄일 수 있도록 비저항(resistivity)이 낮은 금속, 예를 들면 알루미늄 계열 금속, 은 계열 금속, 구리 계열 금속 등으로 만들어진다. 이와는 달리, 다른 도전막은 기판(110)과의 접착성이 우수하거나, 다른 물질, 특히 ITO(indium tin oxide) 및 IZO(indium zinc oxide)와의 물리적, 화학적, 전기적 접촉 특성이나 이를테면 몰리브덴 계열 금속, 크롬, 탄탈륨, 티타늄 등으로 만들어진다. 이러한 조합의 예로는 크롬 하부막과 알루미늄 (합금) 상부막 및 알루미늄 (합금) 하부막과 몰리브덴 (합금) 상부막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171) 및 유지 전극선(172)은 이외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터선(171), 유지 전극선(172) 및 광 차단막(174)은 그 측면이 기판(110) 면에 대하여 30 내지 80도 정도의 경사각으로 기울어진 것이 바람직하다.
데이터선(171), 유지 전극선(172) 및 광 차단막(174) 위에는 층간 절연막(160)이 형성되어 있다. 층간 절연막(160)은 질화규소(SiNx) 또는 산화규소(SiO2) 따위의 무기 절연물로 만들어질 수 있으며, 그 두께는 약 2,000 내지 5,000Å일 수 있다.
층간 절연막(160)은 데이터선(171)의 돌출부(173) 및 끝 부분(179)을 각각 드러내는 복수의 접촉 구멍(163, 162)을 가진다.
층간 절연막(160) 위에는 복수의 소스 전극(source electrode)(133), 복수의 드레인 전극(drain electrode)(135) 및 복수의 접촉 보조 부재(contact assistant)(82)가 형성되어 있다.
소스 전극(133)은 섬(island)형일 수 있으며, 접촉 구멍(163)을 통하여 데이터선(171)과 연결되어 있다.
드레인 전극(135)은 광 차단막(174) 위에서 소스 전극(133)과 마주하는 부분(이하 '전극부'라고 함)(136) 및 유지 전극선(172)과 적어도 일부 중첩하는 부분(이하 '용량부'라고 함)(137)을 포함한다. 전극부(136)는 소스 전극(133)과 마주하여 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)의 일부를 이루며, 용량부(137)는 유지 전극선(172)과 중첩하여 전압 유지 능력을 강화하기 위한 유지 축전기(storage capacitor)를 형성한다.
접촉 보조 부재(82)는 접촉 구멍(162)을 통하여 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 연결되어 있으며, 데이터선(171)의 끝 부분(179)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)은 유기 반도체와 직접 접촉하기 때문에 유기 반도체와 일 함수(work function) 차이가 크지 않은 도전 물질로 만들어지며, 이에 따라 유기 반도체와 전극 사이에 쇼트키 장벽(schottky barrier)을 낮추어 캐리어 주입 및 이동을 용이하게 할 수 있다. 이러한 물질로는 ITO 또는 IZO와 같은 도전성 산화물을 들 수 있다. 이들의 두께는 약 300 내지 1,000Å일 수 있다.
소스 전극(133), 드레인 전극(135) 및 층간 절연막(160)을 포함한 기판 전면에는 격벽(140)이 형성되어 있다. 격벽(140)은 용액 공정이 가능한 감광성 유기 물질로 만들어질 수 있으며, 그 두께는 약 5,000Å 내지 4㎛일 수 있다.
격벽(140)은 복수의 개구부(147) 및 복수의 접촉 구멍(145)을 가진다. 개구부(147)는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)과 이들 사이의 층간 절연막(160)을 노출하며, 접촉 구멍(145)은 드레인 전극(135)을 노출한다.
격벽(140)의 개구부(147)에는 복수의 섬형 유기 반도체(organic semiconductor island)(154)가 형성되어 있다.
유기 반도체(154)는 소스 전극(133) 및 드레인 전극(135)과 접하며, 그 높이가 격벽(140)보다 낮아서 격벽(140)으로 완전히 갇혀 있다. 이와 같이 유기 반도 체(154)가 격벽(140)에 의해 완전히 갇혀 측면이 노출되지 않으므로 후속 공정에서 유기 반도체(154)의 측면으로 화학액 따위가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
유기 반도체(154)는 광 차단막(174) 상부에 형성되어 있다. 광 차단막(174)은 백라이트(backlight)로부터 공급되는 광이 유기 반도체(154)로 직접 유입되는 것을 차단하여 유기 반도체(154)에서 광 누설 전류(photoleakage current)가 급격히 증가하는 것을 방지한다.
유기 반도체(154)는 수용액이나 유기 용매에 용해되는 고분자 화합물이나 저분자 화합물을 포함할 수 있다.
유기 반도체(154)는 테트라센(tetracene) 또는 펜타센(pentacene)의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154, 154a)는 또한 티오펜 링(thiophene ring)의 2, 5 위치에서 연결된 4 내지 8개의 티오펜을 포함하는 올리고티오펜(oligothiophene)을 포함할 수 있다.
유기 반도체(154)는 폴리티닐렌비닐렌(polythienylenevinylene), 폴리-3-헥실티오펜(poly 3-hexylthiophene), 폴리티오펜(polythiophene), 프탈로시아닌(phthalocyanine), 금속화 프탈로시아닌(metallized phthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 또한 페릴렌테트라카르복실산 이무수물(perylenetetracarboxylic dianhydride, PTCDA), 나프탈렌테트라카르복실산 이무수물(naphthalenetetracarboxylic dianhydride, NTCDA) 또는 이들의 이미드(imide) 유도체를 포함할 수 있다. 유기 반도체(154)는 페릴렌(perylene) 또는 코로넨(coronene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체를 포함할 수도 있다.
유기 반도체(154)의 두께는 약 300 내지 3,000Å일 수 있다.
유기 반도체(154) 위에는 게이트 절연 부재(146)가 형성되어 있다. 게이트 절연 부재(146)는 격벽(140)의 개구부(147)에 형성되어 있으며 유기 반도체(154)와 게이트 절연 부재(146)의 두께의 합은 격벽(140)보다 낮다.
게이트 절연 부재(146)는 비교적 높은 유전 상수를 가지는 유기 물질 또는 무기 물질로 만들어진다. 이러한 유기 물질의 예로는 폴리이미드(polyimide)계 화합물, 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)계 화합물, 폴리플루오란(polyfluorane)계 화합물, 파릴렌(parylene) 등의 용해성 고분자 화합물을 들 수 있으며, 무기 물질의 예로는 옥타데실트리클로로실란(octadecyl trichloro silane, OTS)으로 표면처리된 산화규소 따위를 들 수 있다.
게이트 절연 부재(146) 및 격벽(140) 위에는 복수의 게이트선(gate line)(121)이 형성되어 있다.
게이트선(121)은 게이트 신호를 전달하며 주로 가로 방향으로 뻗어 데이터선(171) 및 유지 전극선(172)과 교차한다. 각 게이트선(121)은 위로 돌출한 복수의 게이트 전극(gate electrode)(124)과 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(129)을 포함한다. 게이트 신호를 생성하는 게이트 구동 회로(도시하지 않음)는 기판(110) 위에 부착되는 가요성 인쇄 회로막(도시하지 않음) 위에 장착되거나, 기판(110) 위에 직접 장착되거나, 기판(110)에 집적될 수 있다. 게이트 구동 회로가 기판(110) 위에 집적되어 있는 경우 게이트선(121)이 연장되어 게이트 구동 회로와 직접 연결될 수 있다.
게이트 전극(124)은 게이트 절연 부재(146)를 사이에 두고 유기 반도체(154)와 중첩되어 있으며, 유기 반도체(154) 및 게이트 절연 부재(146)를 완전히 덮는 크기, 즉 개구부(147)보다 크게 형성되어 있다.
게이트선(121)은 데이터선(171) 및 유지 전극선(172)과 동일한 재료로 만들어질 수 있다.
게이트선(121)의 측면 또한 기판(110) 면에 대하여 경사져 있으며 그 경사각은 약 30 내지 약 80도인 것이 바람직하다.
게이트선(121) 위에는 보호막(180)이 형성되어 있다. 보호막(180)은 게이트선(121)의 끝 부분(129) 위에도 형성되어 있어서 게이트선(121)의 끝 부분(129)이 인접한 게이트선의 끝 부분과 단락되는 것을 방지할 수 있다.
보호막(180)은 접촉 구멍(185, 181)을 가진다.
접촉 구멍(185)은 격벽(140)에 형성되어 있는 접촉 구멍(145) 상부에 위치하여 드레인 전극(137)을 드러내고, 접촉 구멍(181)은 게이트선(121)의 끝 부분(129)을 드러낸다.
보호막(180)은 유기 박막 트랜지스터 및 게이트선(121)을 보호하기 위한 것으로, 기판의 일부분 또는 전면에 형성될 수 있으며 경우에 따라 생략할 수도 있다.
보호막(180) 위에는 화소 전극(191) 및 접촉 보조 부재(81)가 형성되어 있다.
화소 전극(191)은 접촉 구멍(185, 145)을 통하여 드레인 전극(135)과 연결되 어 있다.
화소 전극(191)은 게이트선(121) 및/또는 데이터선(171)과 중첩하여 개구율(aperture ratio)을 높일 수 있다.
화소 전극(191)은 박막 트랜지스터에서 데이터 전압을 인가 받아 공통 전압(common voltage)을 인가 받는 다른 표시판(도시하지 않음)의 공통 전극(common electrode)(도시하지 않음)과 함께 전기장을 생성함으로써 두 전극 사이의 액정층(도시하지 않음)의 액정 분자의 방향을 결정한다. 화소 전극(191)과 공통 전극은 축전기[이하 “액정 축전기(liquid crystal capacitor)”라 함]를 이루어 박막 트랜지스터가 턴 오프된 후에도 인가된 전압을 유지한다.
접촉 보조 부재(81)는 접촉 구멍(181)을 통하여 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 연결되어 있으며, 게이트선(121)의 끝 부분(129)과 외부 장치와의 접착성을 보완하고 이들을 보호한다.
하나의 게이트 전극(124), 하나의 소스 전극(133) 및 하나의 드레인 전극(135)은 유기 반도체(154)와 함께 하나의 박막 트랜지스터를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(133)과 드레인 전극(135) 사이의 유기 반도체(154)에 형성된다.
그러면 도 1 및 도 2에 도시한 유기 박막 트랜지스터 표시판을 제조하는 방법에 대하여 도 3 내지 도 14를 참고하여 상세히 설명한다.
도 3, 도 5, 도 7, 도 9, 도 11 및 도 13은 도 1 및 도 2의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 본 발명의 한 실시예에 따라 제조하는 방법의 중간 단계에서의 배 치도이고, 도 4는 도 3의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 IV-IV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 VI-VI 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 8은 도 7의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 VIII-VIII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 10은 도 9의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 X-X 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 12는 도 11의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 XII-XII 선을 따라 잘라 도시한 단면도이고, 도 14는 도 13의 유기 박막 트랜지스터 표시판을 XIV-XIV 선을 따라 잘라 도시한 단면도이다.
먼저, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 기판(110) 위에 스퍼터링(sputtering) 따위의 방법으로 금속층을 적층하고 이를 사진 식각하여 돌출부(173) 및 끝 부분(179)을 포함하는 데이터선(171), 유지 전극(177)을 포함하는 유지 전극선(172) 및 광 차단막(174)을 형성한다.
다음, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 질화규소를 화학 기상 증착(chemical vapor deposition, CVD)하여 층간 절연막(160)을 형성하고, 그 위에 감광막을 도포하고 사진 식각하여 접촉 구멍(162, 163)을 형성한다.
다음, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, ITO 또는 IZO를 스퍼터링한 후 사진 식각하여 소스 전극(133), 드레인 전극(135) 및 접촉 보조 부재(82)를 형성한다.
다음, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 기판 전면에 감광성 유기막을 도포하고 현상하여 복수의 개구부(147) 및 복수의 접촉 구멍(145)을 가지는 격벽(140)을 형성한다.
이어서 개구부(147) 내에 유기 반도체(154)를 형성한다.
유기 반도체(154)는 잉크젯 인쇄(inkjet printing) 방법에 따라 개구부(147)에 유기 반도체 용액을 적하한다. 이 후 유기 반도체 용액 중 용매를 건조시킨다.
이어서 개구부(147) 내에 게이트 절연 부재(146)를 형성한다. 게이트 절연 부재(146) 또한 잉크젯 인쇄 방법에 따라 개구부(147) 내의 유기 반도체(154) 위에 유기 절연 용액을 적하한다. 이 후 유기 절연 용액 중 용매를 건조시킨다.
이와 같이 유기 반도체(154) 및 게이트 절연 부재(146)를 잉크젯 인쇄 방법으로 연속적으로 형성함으로써 사진 식각 공정이 필요하지 않다. 따라서 별도의 마스크가 필요하지 않고 공정을 줄일 수 있어서 제조 시간 및 비용을 현저하게 줄일 수 있다. 또한 유기 반도체(154)가 격벽(140)에 의해 완전히 둘러싸여 있으므로 후속 공정에서 화학적, 물리적 손상을 줄일 수 있다.
다음, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 스퍼터링 따위의 방법으로 금속층을 적층하고 이를 사진 식각하여 게이트 전극(124) 및 끝 부분(129)을 포함하는 게이트선(121)을 형성한다. 이 때 게이트 전극(124)은 개구부(147)를 완전히 덮을 수 있는 크기로 형성한다.
다음, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 기판 전면에 보호막(180)을 형성하고 사진 식각하여 접촉 구멍(181, 185)을 형성한다.
마지막으로, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 접촉 구멍(145, 185)을 통하여 드레인 전극(135)과 연결되는 화소 전극(191) 및 접촉 보조 부재(81)를 형성한다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
유기 반도체 및 게이트 절연 부재를 잉크젯 인쇄 방법으로 형성함으로써 별도의 마스크없이 용이하게 형성할 수 있으며 격벽에 의해 둘러싸여 후속 공정 중 유기 반도체에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. 또한 유기 반도체와 접촉 특성이 양호한 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하여 유기 박막 트랜지스터의 특성을 개선할 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판,
    상기 기판 위에 형성되어 있는 데이터선,
    상기 데이터선과 연결되어 있는 소스 전극,
    상기 소스 전극과 마주하는 부분을 포함하는 드레인 전극,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 개구부를 가지는 격벽,
    상기 개구부에 형성되어 있는 유기 반도체,
    상기 유기 반도체 위에 형성되어 있는 게이트 절연 부재, 그리고
    상기 데이터선과 교차하며 게이트 전극을 포함하는 게이트선
    을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  2. 제1항에서,
    상기 유기 반도체 및 상기 게이트 절연 부재는 용해성 물질을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  3. 제1항에서,
    상기 유기 반도체와 상기 게이트 절연 부재의 두께의 합은 상기 격벽보다 낮은 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  4. 제1항에서,
    상기 게이트 전극은 상기 유기 반도체 및 상기 게이트 절연 부재를 완전히 덮는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  5. 제1항에서,
    상기 게이트 전극은 상기 개구부보다 큰 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  6. 제1항에서,
    상기 데이터선과 상기 소스 전극은 다른 물질을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  7. 제1항에서,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 도전성 산화물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  8. 제7항에서,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극은 ITO 또는 IZO를 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  9. 제1항에서,
    상기 격벽은 상기 드레인 전극의 일부를 드러내는 접촉 구멍을 가지고,
    상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  10. 제9항에서,
    상기 게이트선 위에 형성되어 있는 보호막을 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  11. 제10항에서,
    상기 화소 전극은 상기 보호막 위에 형성되어 있는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  12. 제1항에서,
    상기 데이터선과 동일한 층에 형성되어 있는 유지 전극을 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  13. 제12항에서,
    상기 드레인 전극은 상기 유지 전극과 적어도 일부 중첩하는 부분을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  14. 제13항에서,
    상기 드레인 전극과 상기 유지 전극 사이에 층간 절연막이 형성되어 있는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  15. 제1항에서,
    상기 유기 반도체 하부에 위치하는 광 차단막을 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  16. 제1항에서,
    상기 게이트 절연 부재는 유기 물질을 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판.
  17. 기판 위에 데이터선을 형성하는 단계,
    상기 데이터선 위에 층간 절연막을 형성하는 단계,
    상기 층간 절연막 위에 상기 데이터선과 연결되는 소스 전극 및 상기 소스 전극과 마주하는 드레인 전극을 형성하는 단계,
    상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 위에 개구부 및 접촉 구멍을 가지는 격벽을 형성하는 단계,
    상기 개구부에 유기 반도체를 적하하는 단계,
    상기 유기 반도체 위에 유기 절연 물질을 적하하여 게이트 절연 부재를 형성하는 단계,
    상기 게이트 절연 부재 및 상기 격벽 위에 게이트선을 형성하는 단계, 그리고
    상기 접촉 구멍을 통하여 상기 드레인 전극과 연결되어 있는 화소 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  18. 제17항에서,
    상기 유기 반도체를 적하하는 단계 및 상기 게이트 절연 부재를 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄 방법으로 수행하는 유기 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  19. 제18항에서,
    상기 유기 반도체를 적하하는 단계 후에 건조하는 단계를 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
  20. 제17항에서,
    상기 게이트선을 형성하는 단계 후에 보호막을 형성하는 단계를 더 포함하는 유기 박막 트랜지스터 표시판의 제조 방법.
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E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20120521

Patent event code: PE09021S01D

E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20121121

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20120521

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I