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KR101687777B1 - 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents

두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR101687777B1
KR101687777B1 KR1020140030036A KR20140030036A KR101687777B1 KR 101687777 B1 KR101687777 B1 KR 101687777B1 KR 1020140030036 A KR1020140030036 A KR 1020140030036A KR 20140030036 A KR20140030036 A KR 20140030036A KR 101687777 B1 KR101687777 B1 KR 101687777B1
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(주)알에프트론
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Abstract

본 발명은 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 갖는 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 유리 기판 상에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층을 형성하기 위한 것이다. 본 발명은 유리 기판 위에 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘(MgO)층을 형성하고, 산화마그네슘층 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 형성한 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.

Description

두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법{Substrate for electronic display device having biaxially textured SnO2-x semiconductor layer and manufacturing method thereof}
본 발명은 전자 표시 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리 기판 위에 주석산화물(SnO2)을 기반으로 하는 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층이 형성되는 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
현재 정보통신기술(information technology)의 추세 중에 하나는 전자 소자의 기능과 표시 소자의 기능을 융합하려는 것이다. 이러한 전자 소자와 기능과 표시 소자의 기능을 융합한 것이 전자 표시 장치이다.
더욱이 오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 표시 장치의 역할은 매우 중요해지고 있으며, 각종의 전자 표시 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 표시 장치 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능을 갖는 전자 표시 장치가 계속 개발되고 있다.
일반적으로 전자 표시 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉 전자 표시 장치란 각종의 전자 기기로부터 출력되는 전자적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식할 수 있는 광 정보 신호로 변화하는 전자 장치를 말하며, 인간과 전자 기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치라고 할 수 있다.
이러한 전자 표시 장치에 있어서, 광 정보 신호가 발광 현상에 의해서 표시되는 경우에는 발광형 표시 장치로 일컬어지며, 반사, 산란, 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시 장치로 일컬어진다.
이러한 전자 표시 장치로는 음극선관 표시 장치(Cathode Ray Tube; CRT), 플라즈마 표시 장치(Plasma Display Panel; PDP), 유기 이엘 표시 장치(Organic Electro Luminescence Display; OELD), 액정 표시 장치(LCD), 전자 영동 표시 장치(Electro Phoretic Image Display; EPID), 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED) 표시 장치, 유기 발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시 장치 등을 들 수 있다.
여기서 음극선관 표시 장치는 가장 오랜 역사를 갖는 표시 장치로서, 텔레비전이나 컴퓨터 모니터 등에 사용되고 있으며, 경제성 등의 면에서 가장 높은 시장 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 부피 및 높은 소비 전력 등과 같은 단점을 많이 가지고 있다.
최근에, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자 장치의 저전압화 및 저전력화와 함께 전자 기기의 소형화, 박형화 및 경량화의 추세에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 표시 장치로서 평판 패널형 표시 장치에 대한 요구가 급격히 증대되고 있다. 이에 따라 액정 표시 장치(LCD), 플라즈마 표시 장치(PDP), 유기 이엘 표시 장치(OELD), 유기 발광다이오드(OLED) 표시 장치 등과 같은 평판 패널형 표시 장치가 개발되고 있다.
액정 표시 장치(LCD)는 공통 전극, 컬러 필터, 블랙 매트릭스 등이 형성되어 있는 상부 투명 절연 기판과 스위칭 소자, 화소 전극 등이 형성되어 있는 하부 투명 절연 기판 사이에 이방성 유전율을 갖는 액정 물질을 주입해 놓고, 화소 전극과 공통 전극에 서로 다른 전위를 인가함으로써 액정 물질에 형성되는 전계의 세기를 조정하여 액정 물질의 분자 배열을 변경시키고, 이를 통하여 투명 절연 기판에 투과되는 빛의 양을 조절함으로써 원하는 화상을 표현하는 표시 장치이다. 이러한 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT) 소자를 스위칭 소자로 이용하는 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(TFT LCD)가 주로 사용되고 있다.
특히 유기 발광다이오드(OLED) 표시 장치는 OLED 소자가 자체 발광형이기 때문에, 액정 표시 장치(LCD)에 비해 시야각, 대조비 등이 우수하며, 백라이트가 필요하지 않기 때문에 경량 박형이 가능하고, 소비 전력 측면에서도 유리하다.
또한 OLED 소자는 직류 저전압 구동이 가능하고 응답속도가 빠르며 외부 충격에 강하고 사용온도 범위도 넓으며 특히 제조비용 측면에서도 저렴한 장점을 가지고 있다.
그래서 OLED 소자는 그래픽 디스플레이의 픽셀, 텔레비젼 영상 디스플레이나 표면광원의 픽셀로서 사용될 수 있으며, 플라스틱과 같이 휠 수 있는 투명 기판 위에도 형성할 수 있고, 색감이 좋기 때문에, 유기 발광다이오드(OLED) 표시 장치는 차세대 평면 디스플레이에 적합하다.
이러한 유기 발광다이오드(OLED) 표시 장치와 같은 전자 표시 장치는 투명성과 높은 전하이동도 그리고 안정성을 요구한다. 따라서 투명성을 만족하면서 전자 소자로서의 기능을 수행할 수 있는 투명 반도체와 투명 전도체, 그 들의 제조 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 예컨대 이러한 투명 전도체로서 ITO(Indium Tin Oxide)가 개발되어 사용되고 있고, ZnO 등이 투명 반도체로 개발되어 있으나 안정성이 떨어져 투명 반도체로서의 응용 가능성이 극히 제한되어 있다.
한국등록특허 제10-0719535호(2007.05.11.)
이러한 문제점을 해소하기 위해서, SnO2를 기반으로 하는 화합물반도체(이하 '주석화합물반도체(SnO2-x, 0<x<1)'라 함)를 전자 표시 장치용 전자 소자로 활용하는 방안이 연구되고 있다. 이러한 주석산화물반도체는 비정질(Amorphous) 다결정(Polycrystalline) 그리고 두 방향으로 정렬된 결정질의 다양한 형태가 존재한다.
하지만 SnO2를 기반으로 하는 주석산화물반도체는 특정 기판, 예컨대 결정 방향성을 갖는 사파이어 기판에는 두 방향으로 정렬된 결정질을 형성할 수 있으나, 비정질의 유리 기판에는 주석산화물반도체가 비정질 또는 다결정질만 형성할 수 있는 문제점을 안고 있다.
이로 인해 유리 기판을 모기판으로 사용하는 전자 표시 장치에는 SnO2를 사용할 때 두 방향으로 정렬된 결정질을 기반으로 하는 주석산화물반도체를 적용하는 데는 한계가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 전하밀도가 적당하고 전하이동도가 높은 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층이 유리 기판 위에 형성된 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 산화마그네슘층을 매개로 유리 기판 위에 형성되는 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층이 유리 기판 위에 형성된 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 산화마그네슘층과 버퍼층을 매개로 유리 기판 위에 형성되는 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층이 유리 기판 위에 형성된 전자 표시 장치용 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유리 기판, 상기 유리 기판 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된 산화마그네슘(MgO)층, 및 상기 산화마그네슘층 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 포함하는 전자 표시 장치용 기판을 제공한다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판에 있어서, 상기 산화마그네슘층은 상기 유리 기판 위에 (100) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 형성될 수 있다. 상기 주석산화물반도체층은 상기 산화마그네슘층 위에 (110) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판은, 상기 산화마그네슘층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 주석산화물(SnO2)버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판은, 상기 산화마그네슘층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 Al2O3 소재의 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판은, 상기 산화마그네슘층 위에 형성된 Al2O3 소재의 버퍼층, 및 상기 버퍼층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 주석산화물(SnO2)버퍼층 등 여러 개의 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판에 있어서, 산화마그네슘층, 주석산화물버퍼층 및 주석산화물반도체층은 IBAD(ion beam-assisted deposition) 방법을 이용하여 두 방향으로 정렬되게 형성할 수 있다.
본 발명은 또한, 유리 기판 위에 (100) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘(MgO)층을 형성하는 단계, 및 상기 산화마그네슘층 위에 (110) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 형성하는 단계를 포함하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법은, 상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는, 상기 산화마그네슘층 위에 주석산화물(SnO2)버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 주석산화물버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법에 있어서, 상기 주석산화물버퍼층을 형성하는 단계와 상기 주석산화물반도체층을 형성하는 단계가 연속적으로 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법은, 상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는, 상기 산화마그네슘층 위에 Al2O3 소재의 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법은, 상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는, 상기 산화마그네슘층 위에 Al2O3 소재의 버퍼층을 형성하는 단계, 및 상기 버퍼층 위에 주석산화물(SnO2)버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 주석산화물버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 유리 기판 위에 두 방향으로 정렬된 산화마그네슘(MgO)층을 매개로 IBAD(ion beam-assisted deposition) 방법으로 주석산화물(SnO2)을 기반으로 하는 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체(SnO2-x)층을 형성함으로써, 유리 기판 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
특히 산화마그네슘층 위에 주석산화물반도체층을 형성할 때, 산화마그네슘층 위에는 일정 높이로 주석산화물버퍼층을 형성한 이후에, 주석산화물버퍼층 상부에 주석산화물반도체층을 형성함으로써, 유리 기판 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
또한 본 발명은 유리 기판 위에 형성되는 산화마그네슘층 위에 결정 방향성을 갖는 Al2O3와 같은 버퍼층을 형성한 이후에 주석산화물반도체층을 형성함으로써, 유리 기판 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판을 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 3 내지 도 5는 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판을 보여주는 단면도이다.
도 7은 도 6의 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법에 따른 흐름도이다.
도 8 내지 도 11은 도 7의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층을 갖는 전자 표시 장치용 기판을 보여주는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(100)은 유리 기판(10), 산화마그네슘(MgO)층 및 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 포함하며, 산화마그네슘층(20)과 주석산화물반도체층(50) 사이에 형성된 주석산화물(SnO2)버퍼층(40)을 더 포함할 수 있다.
여기서 주석산화물반도체층(50)은 반도체층으로 사용되며, 주석산화물반도체층(50)과 유리 기판(10) 사이의 산화마그네슘층(20)과 주석산화물버퍼층(40)은 절연층으로 사용된다.
유리 기판(10)은 비정질의 유리 소재의 기판이다.
산화마그네슘층(20)은 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된다. 산화마그네슘층(20)은 5 내지 20 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘층(20)을 형성하는 방법으로는 IBAD(ion beam-assisted deposition) 방법이 사용될 수 있다. 여기서 두 방향은 (100) 및 (001) 방향일 수 있다.
주석산화물반도체층(50)은 산화마그네슘층(20) 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된다. 주석산화물반도체층(50)은 70 내지 150 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 산화마그네슘층(20) 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체층(50)을 형성하는 방법으로는 IBAD 방법이 사용될 수 있다. 여기서 두 방향은 (110) 및 (001) 방향일 수 있다.
그리고 주석산화물버퍼층(40)은 산화마그네슘층(20)과 주석산화물반도체층(50) 사이에 형성된다. 주석산화물버퍼층(40)은 주석산화물반도체층(50)의 두께 이상으로 형성될 수 있다. 즉 주석산화물버퍼층(40)은 70 내지 1000 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 주석산화물버퍼층(40)은 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘층(20) 위에 IBAD 방법으로 형성할 수 있다. 여기서 두 방향은 주석산화물반도체층(50)의 두 방향과 동일할 수 있다.
이와 같이 산화마그네슘층(20)과 주석산화물반도체층(50) 사이에 주석산화물버퍼층(40)을 형성하는 이유는, 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층(50)을 형성하기 위해서이다. 즉 산화마그네슘층(20) 위에 바로 주석산화물반도체층(50)을 형성할 경우, 안정성과 전하이동도가 조금은 떨어질 수 있다. 하지만 산화마그네슘층(20) 위에 주석산화물버퍼층(40)을 매개로 주석산화물반도체층(50)을 형성할 때, 보다 안정적이면서 전하이동도가 높은 주석산화물버퍼층(40)을 형성할 수 있다.
이와 같이 제1 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(100)은 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬된 산화마그네슘층(20)을 매개로 IBAD 방법으로 주석산화물을 기반으로 하는 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 유리 기판(10) 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다. 예컨대 유리 기판(10) 위에 전하이동도가 50 이상인 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다.
특히 산화마그네슘층(20) 위에 주석산화물반도체층(50)을 형성할 때, 산화마그네슘층(20) 위에는 일정 높이로 주석산화물버퍼층(40)을 형성한 이후에, 주석산화물버퍼층(40) 상부에 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 유리 기판(10) 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(100)의 제조 방법에 대해서 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 전자 표시 장치용 기판(100)의 제조 방법에 따른 흐름도이다. 그리고 도 3 내지 도 5는 도 2의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
먼저 도 3에 도시된 바와 같이, S61단계에서 유리 기판(10)을 준비한다.
다음으로 도 4에 도시된 바와 같이, S63단계에서 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘층(20)을 형성한다. 즉 유리 기판(10) 위에 산화마그네슘층(20)을 IBAD 방법으로 (100) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다. 즉 유리 기판(10)에 대해서 비스듬한 방향으로 이온빔을 주사하면서, Mg 소재의 타깃으로부터 발생한 입자를 레이저 증착법으로 퇴적시켜 산화마그네슘층(20)을 형성할 수 있다. 이때 이온빔으로는 Ar 또는 O2 이온빔이 사용될 수 있다. 이온빔의 주사 각도는 유리 기판(10)의 상부면에 대해서 45도일 수 있다.
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, S65단계에서 산화마그네슘층(20) 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물버퍼층(40)을 형성한다. 즉 산화마그네슘층(20) 위에 주석산화물버퍼층(40)을 IBAD 방법으로 (110) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다.
그리고 도 1에 도시된 바와 같이, S65단계에서 주석산화물버퍼층(40) 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 제1 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(100)을 획득할 수 있다. 즉 주석산화물버퍼층(40) 위에 주석산화물반도체층(50)을 IBAD 방법으로 (110) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다.
이때 S65단계와 S67단계는 별개의 공정으로 단계적으로 형성할 수도 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 S65단계와 S67단계는 주석산화물과 주석산화물반도체를 형성하는 주석과 산소의 조성비를 변경하면서 한번에 연속적으로 형성할 수 있다.
제2 실시예
한편 제1 실시예에서는 산화마그네슘층(20) 위에 주석산화물반도체층(50)을 형성하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, 주석산화물반도체층(50)을 보다 안정적으로 형성하기 위해서 산화마그네슘층(20)과 주석산화물반도체층(50) 사이에 버퍼층(30)을 개재할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 두 방향으로 정렬된 주석산화물반도체층(50)을 갖는 전자 표시 장치용 기판(200)을 보여주는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(200)은 유리 기판(10), 산화마그네슘(MgO)층, 버퍼층(30) 및 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 포함하며, 버퍼층(30)과 주석산화물반도체층(50) 사이에 개재된 주석산화물(SnO2)버퍼층(40)을 더 포함할 수 있다.
여기서 주석산화물반도체층(50)은 반도체층으로 사용되며, 주석산화물반도체층(50)과 유리 기판(10) 사이의 산화마그네슘층(20), 버퍼층(30) 및 주석산화물버퍼층(40)은 절연층으로 사용된다.
유리 기판(10)은 비정질의 유리 소재의 기판이다.
산화마그네슘층(20)은 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된다. 산화마그네슘층(20)은 5 내지 20 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘층(20)을 형성하는 방법으로는 IBAD 방법이 사용될 수 있다. 여기서 두 방향은 (100) 및 (001) 방향일 수 있다.
버퍼층(30)은 Al2O3 소재로 산화마그네슘층(20) 위에 형성된다. 버퍼층(30)은 5 내지 20 nm의 두께로 형성될 수 있다. 여기서 버퍼층(30)은 산화마그네슘층(20)과, 주석산화물버퍼층(40)(또는 주석산화물반도체층(50)) 간의 결정상수 차이로 인한 서로 간의 물리적 결합력이 떨어지는 것을 보완하고, 주석산화물버퍼층(40)의 결정화를 용이하게 하는 용도로 사용된다. 특히 버퍼층(30)을 Al2O3 소재로 형성함으로써, 주석산화물버퍼층(40)을 안정적으로 형성할 수 있다. 이러한 버퍼층(30)을 형성하는 방법으로는 물리적 또는 화학적 증착법이 사용될 수 있다.
주석산화물버퍼층(40)은 버퍼층(30) 위에 형성된다. 주석산화물버퍼층(40)은 상부에 형성될 주석산화물반도체층(50)의 두께 이상으로 형성될 수 있다. 즉 주석산화물버퍼층(40)은 70 내지 1000 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 주석산화물버퍼층(40)은 두 방향으로 정렬되게 버퍼층(30) 위에 IBAD 방법으로 형성할 수 있다. 여기서 두 방향은 (110) 및 (001) 방향일 수 있다.
그리고 주석산화물반도체층(50)은 주석산화물버퍼층(40) 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된다. 주석산화물반도체층(50)은 70 내지 150 nm의 두께로 형성될 수 있다. 예컨대 주석산화물반도체층(50)은 주석산화물버퍼층(40) 위에 IBAD 방법으로 형성할 수 있다. 여기서 두 방향은 주석산화물버퍼층(40)의 두 방향과 동일할 수 있다.
이와 같이 제2 실시예에 전자 표시 장치용 기판(200) 또한 산화마그네슘층(20) 위에 주석산화물반도체층(50)을 형성할 때, 산화마그네슘층(20) 위에는 일정 높이로 주석산화물버퍼층(40)을 형성한 이후에, 주석산화물버퍼층(40) 상부에 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 유리 기판(10) 위에 적당한 전하밀도와 높은 전하이동도를 갖고 안정성이 우수한 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다. 예컨대 유리 기판(10) 위에 전하이동도가 50 이상인 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다.
그리고 유리 기판(10) 위에 형성되는 산화마그네슘층(20) 위에 결정 방향성을 갖는 Al2O3와 같은 버퍼층(30)을 형성한 이후에 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 유리 기판(10) 위에 안정적으로 주석산화물버퍼층(40) 및 주석산화물반도체층(50)을 형성할 수 있다.
이와 같은 제2 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(200)의 제조 방법에 대해서 도 6 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 7은 도 6의 전자 표시 장치용 기판(200)의 제조 방법에 따른 흐름도이다. 그리고 도 8 내지 도 11은 도 7의 제조 방법에 따른 각 단계를 보여주는 도면들이다.
먼저 도 8에 도시된 바와 같이, S61단계에서 유리 기판(10)을 준비한다.
다음으로 도 9에 도시된 바와 같이, S63단계에서 유리 기판(10) 위에 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘층(20)을 형성한다. 즉 유리 기판(10) 위에 산화마그네슘층(20)을 IBAD 방법으로 (100) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다. 예컨대 유리 기판(10)에 대해서 비스듬한 방향으로 이온빔을 주사하면서, Mg 소재의 타깃으로부터 발생한 입자를 레이저 증착법으로 퇴적시켜 산화마그네슘층(20)을 형성할 수 있다. 이때 이온빔으로는 Ar 또는 O2 이온빔이 사용될 수 있다. 이온빔의 주사 각도는 유리 기판(10)의 상부면에 대해서 45도일 수 있다.
다음으로 도 10에 도시된 바와 같이, S64단계에서 산화마그네슘층(20) 위에 Al2O3 소재의 버퍼층(30)을 형성한다. 여기서 버퍼층(30)은 물리적 또는 화학적 증착법으로 형성할 수 있다.
다음으로 도 11에 도시된 바와 같이, S66단계에서 버퍼층(30) 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물버퍼층(40)을 형성한다. 즉 버퍼층(30) 위에 주석산화물버퍼층(40)을 IBAD 방법으로 (110) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, S68단계에서 주석산화물버퍼층(40) 위에 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체층(50)을 형성함으로써, 제2 실시예에 따른 전자 표시 장치용 기판(200)을 획득할 수 있다. 즉 주석산화물버퍼층(40) 위에 주석산화물반도체층(50)을 IBAD 방법으로 (110) 및 (001) 방향으로 정렬되게 형성한다.
이때 S66단계와 S68단계는 별개의 공정으로 단계적으로 형성할 수도 있지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 S66단계와 S68단계는 주석산화물과 주석산화물반도체를 형성하는 주석과 산소의 조성비를 변경하면서 한번에 연속적으로 형성할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10 : 유리 기판
20 : 산화마그네슘층
30 : 버퍼층
40 : 주석산화물버퍼층
50 : 주석산화물반도체층
100, 200 : 전자 표시 장치용 기판

Claims (12)

  1. 유리 기판;
    상기 유리 기판 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된 산화마그네슘(MgO)층;
    상기 산화마그네슘층 위에 두 방향으로 정렬되게 형성된 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층;
    을 포함하는 전자 표시 장치용 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층은 상기 유리 기판 위에 (100) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 형성되고,
    상기 주석산화물반도체층은 상기 산화마그네슘층 위에 (110) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 주석산화물(SnO2)버퍼층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 Al2O3 소재의 버퍼층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층 위에 형성된 Al2O3 소재의 버퍼층;
    상기 버퍼층과 상기 주석산화물반도체층 사이에 형성된 주석산화물(SnO2)버퍼층;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화마그네슘층, 주석산화물버퍼층 및 주석산화물반도체층은 IBAD(ion beam-assisted deposition) 방법을 이용하여 두 방향으로 정렬되게 형성한 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판.
  7. 유리 기판 위에 (100) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 산화마그네슘(MgO)층을 형성하는 단계;
    상기 산화마그네슘층 위에 (110) 및 (001)의 두 방향으로 정렬되게 주석산화물반도체(SnO2-x, 0<x<1)층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는,
    상기 산화마그네슘층 위에 주석산화물(SnO2)버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 주석산화물버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주석산화물버퍼층을 형성하는 단계와 상기 주석산화물반도체층을 형성하는 단계가 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는,
    상기 산화마그네슘층 위에 Al2O3 소재의 버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 산화마그네슘층을 형성하는 단계 이후에 수행되는,
    상기 산화마그네슘층 위에 Al2O3 소재의 버퍼층을 형성하는 단계;
    상기 버퍼층 위에 주석산화물(SnO2)버퍼층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 주석산화물버퍼층 위에 주석산화물반도체층을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    산화마그네슘층, 주석산화물버퍼층 및 주석산화물반도체층은 IBAD(ion beam-assisted deposition) 방법을 이용하여 두 방향으로 정렬되게 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 표시 장치용 기판의 제조 방법.
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