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KR20200102620A - 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Publication number
KR20200102620A
KR20200102620A KR1020190020762A KR20190020762A KR20200102620A KR 20200102620 A KR20200102620 A KR 20200102620A KR 1020190020762 A KR1020190020762 A KR 1020190020762A KR 20190020762 A KR20190020762 A KR 20190020762A KR 20200102620 A KR20200102620 A KR 20200102620A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
barrier layer
display device
barrier
oxide
Prior art date
Application number
KR1020190020762A
Other languages
English (en)
Inventor
강훈
양용훈
정양호
최선화
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190020762A priority Critical patent/KR20200102620A/ko
Priority to US16/742,342 priority patent/US11599024B2/en
Priority to CN202010106629.XA priority patent/CN111599666A/zh
Publication of KR20200102620A publication Critical patent/KR20200102620A/ko

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 제1층 및 제2층, 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함한다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법{Photopolymerizable resin composition, display device using same and manufacturing method therof}
본 개시는 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다층 구조를 가지며 배리어층을 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
표시 장치를 구성하는 패턴을 형성하기 위해서는 기판 상의 절연막 또는 도전성 금속막에　감광성　수지　조성물을 균일하게 코팅 또는 도포한다.
감광성　수지　조성물 코팅 후 건조한다. 이어서, 소정 형상의 마스크 존재 하에서 코팅된　감광성　수지　조성물 조성물을 노광하고 현상하여 목적하는 형상의 패턴을 만든다. 이후 마스크를 사용하여 금속막 또는 절연막을 에칭하고, 잔존하는　감광성　수지　조성물 막을 제거하여 기판 상에 목적하는 패턴을 형성한다.
실시예들은 패터닝 특성이 개선된 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 제1층 및 제2층, 상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 배리어층을 포함하고, 상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함한다.
상기 제1층과 상기 제2층은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1층과 상기 제2층은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å일 수 있다.
상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도와 상기 제2층의 식각 속도 사이일 수 있다.
상기 제1층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고, 상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제2층의 식각 속도보다 빠를 수 있다.
상기 제2층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고, 상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도보다 빠를 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 포토 레지스트의 제1층을 형성하는 단계, 상기 제1층 위에 배리어층을 형성하는 단계, 상기 배리어층 위에 제2층을 형성하는 단계, 상기 포토 레지스트를 마스크를 이용하여 노광하는 단계, 상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계를 포함하며, 상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함한다.
상기 제1층과 상기 제2층은 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1층과 상기 제2층은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.
상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å일 수 있다.
상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도와 상기 제2층의 식각 속도 사이일 수 있다.
상기 제2층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고, 상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도보다 빠를 수 있다.
상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계에서 형성된 포토 레지스트 패턴은 상기 제1층의 면적이 상기 제2층의 면적보다 넓을 수 있다.
상기 제1층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고, 상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제2층의 식각 속도보다 빠를 수 있다.
상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계에서 형성된 포토 레지스트 패턴은 상기 제1층의 면적이 상기 제2층의 면적보다 좁을 수 있다.
상기 배리어층의 면적은 상기 제1층의 면적 및 상기 제2층의 면적 사이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 기판, 상기 제1 기판 위에 위치하는 트랜지스터, 상기 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극에 위치하는 스페이서를 포함하고, 상기 스페이서는 제1층 및 제2층, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치하는 배리어층을 포함하고, 상기 제2층의 면적이 제1층의 면적보다 좁다.
상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고, 상기 스페이서는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며, 상기 스페이서의 제1층 및 제2층은 광차단 물질을 포함할 수 있다.
상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함하고, 상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å일 수 있다.
실시예들에 따르면, 패터닝 특성이 개선된 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 표시 장치, 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 레지스트를 도시한 것이다.
도 2는 본 실시예에 따른 포토 레지스트를 마스크를 이용하여 노광하는 공정을 도시한 것이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 포토 레지스트 패턴을 도시한 것이다.
도 6 내지 도 10은 본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 비교예에 따른 표시 장치의 식각 공정 도시한 것이다.
도 12는 본 발명의 다른 비교예에 따른 표시 장치의 식각 공정을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 일 단면을 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 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. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다.
그러면 이하에서, 도면을 참고로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 레지스트, 표시 장치의 제조 방법 및 표시 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포토 레지스트를 도시한 것이다. 도 1을 참고로 하면, 본 실시예에 다른 포토 레지스트(400)는 제1층(410), 제2층(420) 및 제1층(410)과 제2층(420) 사이에 위치하는 배리어층(430)을 포함한다.
제1층(410) 및 제2층(420)은 서로 동일한 물질을 포함할 수도 있고, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다. 제1층(410)은 포토 레지스트가 도포되는 하부 기판(110)에 스핀 코팅이나 슬릿 코팅이 가능한 물질일 수 있다. 또한 제2층(420)은 제1층(410)과 서로 섞이지 않는 물질일 수 있다.
이렇게 포토 레지스트를 제1층(410) 및 제2층(420)의 이중 코팅 구조로 형성하는 경우, 하프톤 마스크 등을 이용하여 제1층(410)과 제2층(420)을 동시에 식각함으로써 전체 공정에서 사용되는 마스크 수를 감소시킬 수 있다. 이는 제1층(410)과 제2층(420)의 식각 속도 차이를 이용한 것이다.
그러나 이중층 구조의 포토 레지스트에서 제1층(410) 및 제2층(420) 사이의 표면 특성 차이가 큰 경우 제2층(420)이 제1층(410)상에 잘 코팅되지 않는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 제1층(410)과 제2층(420)의 특성이 상이한 경우 동일 현상액을 사용하지 못하고 각 층마다 다른 현상액을 사용하여야 하며, 제1층(410) 현상시 제2층(420)이 뜯기는 문제점이 있을 수 있다.
반면 제2층(420)과 제1층(410)의 특성이 유사한 경우 제2층(420)과 제1층(410)이 계면에서 서로 섞이면서 경계가 명확하지 않는 문제점이 있을 수 있다. 즉, 식각 특성이 서로 다른 제1층(410)과 제2층(420)을 이용하여 하나의 마스크로 하나 이상의 패턴을 형성하게 되는데, 제1층(410)과 제2층(420)의 경계가 명확하지 않은 경우에는 형성되는 패턴의 정확도가 감소하게 된다.
그러나, 본 실시예에 따른 포토 레지스는 제1층(410) 및 제2층(420) 사이에 위치하는 배리어층(430)을 포함한다. 배리어층(430)은 투명하며, 현상액이 현상이 가능한 특성을 갖는다.
배리어층(430)은 몰리브덴 산화물을 포함할 수 있다. 몰리브덴 산화물을 투명하며, 현상액에 의해 현상되는바 배리어층(430) 물질로 바람직하다. 그 외에도, 배리어층(430)은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 x는 1 내지 4일 수 있다. 이러한 물질들은 투명하며, 현상액에 의해 현상될 수 있는 물질이다.
배리어층(430)의 두께는 20Å 내지 1000Å 일 수 있다. 배리어층(430)의 두께가 20Å 미만이면 충분한 효과를 가지지 못할 수 있고, 배리어층(430)의 두께가 1000 Å 초과이면 배리어층(430)의 투명도가 감소하여 바람직하지 않다.
이렇게 제1층(410)과 제2층(420) 사이에 배리어층(430)이 위치하는 포토 레지스트는 제1층(410)과 제2층(420)을 동일한 물질로 형성하더라도 제1층(410)과 제2층(420)이 계면에서 섞이는 문제가 없는바 바람직하다. 또한 제1층(410)과 제2층(420)이 서로 다른 물질을 포함하는 경우에도 제1층(410)과 제2층(420) 사이에 배리어층이 위치하는바 제1층(410)과 제2층(420)이 서로 잘 코팅되지 않던 문제를 해결할 수 있다.
이러한 배리어층(430)은 하프톤 마스크 등을 이용한 식각 공정에서 식각 속도를 늦추는 배리어로 기능하여, 포토 레지스트(400)가 정확한 형상으로 형성될 수 있도록 한다.
이때, 제1층(410), 제2층(420) 및 배리어층(430)의 식각 특성에 따라 마스크를 이용한 노광 및 현상 후의 형상이 상이할 수 있다.
도 2는 본 실시예에 따른 포토 레지스트(400)를 마스크(700)를 이용하여 노광하는 공정을 도시한 것이다. 도 2를 참고로 하면, 마스크(700)는 광차단부(710), 하프톤부(720) 및 노광부(730)를 포함하는 하프톤 마스크일 수 있다.
이 때, 포토 레지스트(400)를 구성하는 각 층의 식각 특성에 따라 마스크(700)를 이용한 노광 및 현상 후의 형상이 상이할 수 있다.
일례로, 제2층(420), 배리어층(430) 및 제1층(410)의 순서로 식각속도가 빠른 경우, 도 3과 같은 형상으로 식각될 수 있다. 즉, 식각이 잘 이루어지는 제2층(420) 및 배리어층(430)은 식각되고, 제1층(410)은 식각되지 않고 남아있을 수 있다. 도 3과 같은 형상으로 식각되는 포토 레지스트(400)는 표시 장치의 소스 전극, 드레인 전극 및 반도체층을 하나의 마스크로 제조하는 공정에서 사용될 수 있다.
또는 식각 속도가 제2층(420), 배리어층(430) 및 제1층(410)의 순서인 경우, 사용되는 마스크의 형상에 따라 포토 레지스트(400)는 도 4와 같은 형상으로 식각될 수도 있다. 도 4와 같은 형상으로 식각된 포토 레지스트(400)의 패턴은 패턴 그 자체가 표시 장치의 스페이서 등으로 사용될 수 있다.
도 3 및 도 4의 포토 레지스트(400)에서 제1층(410)과 제2층(420)은 동일한 물질일 수 있다. 포토 레지스트(400) 증착 과정에서 제1층(410)을 도포하고 베이크 하고, 배리어층(430)을 형성하고, 제2층(420)을 도포하고 베이크 한다. 따라서 제1층(410)은 두번의 베이크 공정을 거치기 때문에, 제1층(410)이 제2층(420)과 동일 물질이라도 하더라도 더욱 경화되며, 따라서 제1층(410)의 식각 속도가 제2층(420)에 비하여 느려진다. 따라서 동일 물질로도 제1층(410)과 제2층(420)의 식각 속도를 다르게 형성할 수 있다.
또는, 식각 속도가 제1층(410), 배리어층(430) 및 제2층(420) 순서인 경우 도 5에 도시된 바와 같이 역테이퍼 구조의 포토 레지스트 패턴이 형성될 수 있다. 도 5에 도시된 패턴은 일례로, 유기 발광 표시 장치의 발광층을 형성하기 위한 마스크 공정에서 대형의 마스크를 고정할 수 있는 지지대가 될 수 있다. 또는 도 5에 도시된 포토 레지스트(400) 패턴 자체가 발광층을 형성하기 위한 마스크로 사용될 수 있다.
이와 같이 제1층(410) 및 제2층(420) 사이에 배리어층(430)이 포함된 구조를 갖는 포토 레지스트(400)는 배리어층(430)이 제1층(410)과 제2층(420)을 분리하기 때문에 계면에서 제1층(410) 및 제2층(420)이 서로 섞이거나 서로 잘 코팅되지 않아 분리되던 문제점을 해결할 수 있다. 또한 배리어층(430)은 제1층(410)과 제2층(420) 사이의 식각 속도를 가지면서 식각 공정에서 배리어로 기능하고, 따라서 하프톤 마스크 등을 사용하는 경우 최종 포토 레지스트(400)을 균일하게 고른 단면을 갖도록 식각할 수 있다.
그러면 이하에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 포토 레지스트의 제1층을 형성하는 단계, 상기 제1층 위에 배리어층을 형성하는 단계, 상기 배리어층 위에 제2층을 형성하는 단계, 상기 포토 레지스트를 마스크를 이용하여 노광하는 단계, 상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계를 포함한다.
도 6 내지 도 10은 본 실시예에 따른 표시 장치의 제조 과정을 도시한 것이다. 도 6을 참고로 하면, 먼저 기판(110) 위에 포토 레지스트의 제1층(410)을 형성한다. 이때 제1층(410)은 포토 레지스트 물질을 도포 또는 코팅하고 베이크 하여 형성할 수 있다.
다음, 도 7을 참고로 하면, 제1층(410) 위에 배리어층(430)을 형성한다. 배리어층(430)은 몰리브덴 산화물을 포함할 수 있다. 또는, 배리어층(430)은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배리어층(430)의 두께는 20Å 내지 1000Å 일 수 있다.
다음, 도 8을 참고로 하면 제2층(420)을 형성한다. 제2층(420)은 포토 레지스트 물질을 도포 또는 코팅하고 베이크 하여 형성할 수 있다.
이때 제1층(410)과 제2층(420)은 서로 동일한 물질일 수도 있고, 서로 상이한 물질일 수 있다.
다음, 도 9를 참고로 하면 하프톤 마스크(700)를 포토 레지스트(400)위에 위치시키고 노광한다. 도 9를 참고로 하면 하프톤 마스크(700)는 광차단부(710), 하프톤부(720) 및 노광부(730)를 포함할 수 있다. 도 9에서 점선은 하프톤 마스크(700)를 통해 입사되는 광량을 도시한 것이다. 즉, 점선이 기판(110)에서 멀리 위치할수록 광에 많이 노출되었음을 나타낸다.
다음, 도 10을 참고로 하면 포토 레지스트(400)를 식각한다. 이때, 제1층(410), 배리어층(430) 및 제2층(420)의 식각 특성에 따라 식각되는 포토 레지스트의 형상이 상이할 수 있다.
식각 속도가 제2층(420), 배리어층(430) 및 제1층(410)의 순서인 경우 도 10(a) 또는 도 10(c)와 같은 형태로 식각될 수 있다. 또한, 식각 속도가 제1층(410), 배리어층(430) 및 제2층(420)의 순서인 경우 도 10(b)와 같은 형태로 식각될 수 있다.
이렇게 식각된 패턴은 표시 장치의 다양한 제조 공정에서 사용될 수 있다. 일례로, 도 10의 (a)와 같은 패턴은 표시 장치에서 반도체층과 소스/드레인 전극을 하나의 마스크로 형성하는 공정에서 사용될 수 있다. 즉, 도 10의 (a)와 같은 패턴으로 소스, 드레인 전극을 식각한 후, 도 10의 (a) 패턴을 더욱 식각하여 제1층(410) 사이를 노출시키고 이러한 패턴을 이용하여 반도체층을 형성하는 식이다.
또한, 도 10의 (b)와 같은 패턴은 표시 장치의 발광층을 형성하는 공정에서 사용될 수 있다. 즉, 도 10의 (b)는 역테이터 구조를 가지며, 이러한 역 테이퍼 구조를 이용하여 발광층을 형성하고, 도 10의 (b)의 패턴을 제거할 수 있다. 또는, 도 10의 (b)의 패턴을 지지대로 사용하여 대형 패널에서 마스크를 안정적으로 위치시킬 수 있다.
또한, 도 10의 (c)와 같은 패턴은 그 패턴 자체가 표시 장치의 스페이서로 사용될 수 있다. 즉, 도 10의 (c) 패턴은 그 자체가 액정 표시 장치의 광차단 스페이서 또는 표시 장치의 격벽에 위치하는 스페이서로 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 비교예에 따른 표시 장치의 식각 공정을 도시한 것이다. 도 11을 참고로 하면 포토 레지스트(400)가 단일층인 경우, 하프톤 마스크(700)를 이용하여 식각하더라도 평평한 패턴이 아니라 곡선의 패턴이 형성되게 된다. 이는 하프톤 마스크(700)를 이용한 노광 공정에서, 일부 빛은 마스크(700)와 수직하게 들어오지 않고 측면에서 입사되기 때문이다. 이렇게 측면으로 입사되는 빛(700)에 의해 노광되지 않아야 하는 영역 또한 노광되고, 따라서 도 11의 (c)에 도시된 바와 같이 곡선의 패턴이 얻어진다. 도 11(b)에서 점선은 하프톤 마스크(700)를 통해 입사되는 광량을 도시한 것이다. 즉, 점선이 기판(110)에서 멀리 위치할수록 많이 노광되었음을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 비교예에 따른 표시 장치의 식각 공정을 도시한 것이다. 도 12를 참고로 하면, 비교예에 따른 표시 장치의 식각 공정은 배리어층을 포함하지 않는 제1층(430) 및 제2층(440)을 포함한다. 도 12(c)에서 점선은 하프톤 마스크(700)를 통해 입사되는 광량을 도시한 것이다. 즉, 점선이 기판(110)에서 멀리 위치할수록 많이 노광되었음을 나타낸다.
그러나 이 경우에도 도 11에서와 동일하게, 측면으로 입사되는 빛의 영향을 받아 최종 패턴은 곡면의 형상을 가지게 된다. 이는 도 11의 (d)에 도시되어 있다.
그러나 도 10을 다시 참고로 하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 제1층(410)과 제2층(420) 사이의 식각 속도를 갖는 배리어층(430)에 의해 식각이 한번 저지되는바, 곡면이 아닌 직선의 패턴을 형성할 수 있다. 따라서 이러한 포토 레지스트 패턴을 이용한 후속 공정에서 공정의 정확성을 높일 수 있다.
그러면 이하에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 표시 장치의 일 단면을 도시한 것이다. 도 13을 참고로 하면 기판(110)에 버퍼층(120)이 위치한다. 버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiOx)의 단일막 또는 복수의 다층막을 포함할 수 있고, 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지한다.
버퍼층(120) 위에는 제1 반도체층(135)이 위치한다. 제1 반도체층(135)은 폴리 실리콘 또는 산화물 반도체를 포함할 수 있다.
제1 반도체층(135)은 제1 채널 영역(1355)과 제1 채널 영역(1355)의 양측에 각각 위치하는 제1 소스 영역(1356) 및 제1 드레인 영역(1357)을 포함한다. 제1 반도체층(135)의 제1 채널 영역(1355)은 불순물이 도핑되지 않은 영역이고, 제1 반도체층(135)의 제1 소스 영역(1356) 및 제1 드레인 영역(1357)은 도전성 불순물이 도핑된 영역일 수 있다.
제1 반도체층(135) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx)을 포함하는 단일막 또는 이들이 적층된 다층막일 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 제1 게이트 전극(155)이 위치한다. 제1 게이트 전극(155)은 제1 채널 영역(1355)과 중첩한다.
제1 게이트 전극(155)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금과 같은 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 포함하는 단층 또는 복수층일 수 있다.
제1 게이트 전극(155) 위에는 제1 층간 절연막(160)이 위치한다. 제1 층간 절연막(160)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx)을 포함하는 단일막 또는 이들이 적층된 다층막일 수 있다.
제1 층간 절연막(160) 및 게이트 절연막(140)은 제1 소스 영역(1356) 및 제1 드레인 영역(1357)과 중첩하는 제1 소스 접촉 구멍(166) 및 제1 드레인 접촉 구멍(167)을 가진다.
제1 층간 절연막(160) 위에는 제1 소스 전극(173) 및 제1 드레인 전극(175)이 위치한다.
제1 소스 전극(173) 및 제1 드레인 전극(175)은 제1 소스 접촉 구멍(166) 및 제1 드레인 접촉 구멍(167)을 통해서, 제1 반도체층(135)의 제1 소스 영역(1356) 및 제1 드레인 영역(1357)에 연결된다.
제1 소스 전극(173) 및 제1 드레인 전극(175)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 이들의 합금과 같은 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 포함하는 단층 또는 복수층일 수 있다.
제1 반도체층(135), 제1 게이트 전극(155), 제1 소스 전극(173) 및 제1 드레인 전극(175)은 구동 박막 트랜지스터를 이룬다.
제1 소스 전극(173) 및 제1 드레인 전극(175) 위에는 제2 층간 절연막(180)이 위치한다. 제2 층간 절연막(180)은 제1 층간 절연막(160)과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 산화 규소(SiOx), 질화 규소(SiNx)을 포함하는 단일막 또는 이들이 적층된 다층막일 수 있다.
제2 층간 절연막(180)은 제1 드레인 전극(175)과 중첩하는 접촉 구멍(82)을 가진다. 제2 층간 절연막(180) 위에는 화소 전극(191)이 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(82)을 통해 제1 드레인 전극(175)과 연결되어 있다. 화소 전극(191)은 유기 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다.
화소 전극(710) 위에는 격벽(190)이 위치한다. 격벽(190)은 화소 전극(710)과 중첩하는 개구부(197)를 가진다.
격벽(190)의 일부는 위로 돌출되어 격벽 스페이서(420)를 구성한다. 즉 격벽(190)은 제1층(410) 및 제2층(420)을 포함하고, 제1층(410)과 제2층(420) 사이에 위치하는 배리어층(430)을 포함할 수 있다. 배리어층(430)은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배리어층(430)의 두께는 20Å 내지 1000Å 일 수 있다.
제1층(410) 보다 제2층(420)의 면적이 작을 수 있다. 제2층(420)은 제1층(410)으로부터 돌출되어 격벽 스페이서를 구성할 수 있다. 즉, 본 명세서의 도 4에 해당하는 포토 레지스트 패턴(400)이 표시 장치의 격벽 및 격벽 스페이서로 사용될 수 있다.
격벽(190)의 개구부(197)에는 발광층(360)이 위치한다.
발광층(360)은 발광층과 정공 주입층(holeinjection layer, HIL), 정공 수송층(holetransporting layer, HTL), 전자 수송층(electrontransporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electroninjection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 복수층일 수 있다. 발광층(360)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 화소 전극(191) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
발광층(360)은 유기물질 또는 무기물을 포함할 수 있다. 일례로 발광층(360)은 양자점(Quantum Dot)을 포함할 수 있다. 이때 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaAlNP, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
격벽(190) 및 발광층(360) 위에는 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 유기 발광 소자의 캐소드 전극이 된다. 따라서 화소 전극(191), 발광층(360) 및 공통 전극(270)은 유기 발광 소자(70)를 이룬다.
그러면 도 14를 참고로 하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 14를 참고로 하면 본 실시예에 따른 표시 장치는 제1 표시판(100), 제2 표시판(200) 및 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 위치하는 액정층(3)을 포함한다.
먼저 제1 표시판(100)에 대하여 설명한다. 제1 절연 기판(110)위에 복수의 게이트선(미도시)이 위치한다. 게이트선의 일부는 돌출되어 게이트 전극(124)을 구성한다.
게이트 전극(124)위에는 산화 규소 또는 질화 규소 따위의 절연 물질로 만들어진 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 복수의 반도체층(154)이 위치한다. 반도체층(154)은 게이트 전극(124)과 중첩하여 위치할 수 있다.
다음, 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 복수의 데이터선(미도시), 데이터선(미도시)에 연결된 복수의 소스 전극(173) 및 복수의 드레인 전극(175)이 위치한다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 분리되어 있다.
다음, 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에 복수의 컬러 필터(230)가 위치한다. 컬러 필터는 적색 컬러 필터(230R), 녹색 컬러 필터(230G) 및 청색 컬러 필터(미도시)를 포함할 수 있다.
다음, 절연막(180)이 위치한다. 절연막(180)은 질화 규소나 산화 규소 따위의 무기 절연물, 유기 절연물, 저유전율 절연물 따위로 만들어질 수 있다.
절연막(180) 및 컬러 필터(230)은 드레인 전극(175)과 중첩하는 접촉 구멍(181)을 포함한다. 접촉 구멍(181)을 통해 화소 전극(191)이 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되며 드레인 전극(175)으로부터 데이터 전압을 인가 받는다.
그러면 제2 표시판(200)에 대하여 설명한다. 제2 절연 기판(210)에 공통 전극(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 공통 전압을 인가받아, 화소 전극(191)과 함께 액정층(3)의 액정 분자를 배향시킨다.
제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이에 광차단 스페이서(500)가 위치한다. 광차단 스페이서(500)는 제1층(410) 및 제2층(420)을 포함하고, 제1층(410)과 제2층(420) 사이에 배리어층(430)이 위치할 수 있다. 배리어층(430)은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배리어층(430)의 두께는 20Å 내지 1000Å 일 수 있다.
제1층(410) 및 제2층(420)은 광을 투과하지 않는 물질을 포함할 수 있다. 따라서 광차단 스페이서(500)는 차광 부재와 같이 기능한다. 또한 제1층(410)에 비하여 제2층(420)의 면적이 더 좁고, 제2층(420)은 제1층(410)으로부터 돌출되어 있다. 이러한 제2층(420)은 스페이서와 같이 기능하여 제1 표시판(100)과 제2 표시판(200) 사이의 셀갭을 유지시킬 수 있다.
이때 본 액정 표시 장치에서 광차단 스페이서(500)는 본 명세서의 도 4에 해당하는 포토 레지스트 패턴(400)일 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 포토 레지스트 패턴(400)이 그대로 액정 표시 장치의 광차단 스페이서(500)로 사용될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
400: 포토 레지스트 410: 제1층
420: 제2층 430: 배리어층

Claims (20)

  1. 제1층 및 제2층;
    상기 제1층 및 상기 제2층 사이에 위치하는 배리어층을 포함하고,
    상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 제1층과 상기 제2층은 서로 동일한 물질을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 제1층과 상기 제2층은 서로 다른 물질을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å 인 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도와 상기 제2층의 식각 속도 사이인 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 제1층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제2층의 식각 속도보다 빠른 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 제2층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도보다 빠른 감광성 수지 조성물.
  8. 포토 레지스트의 제1층을 형성하는 단계;
    상기 제1층 위에 배리어층을 형성하는 단계;
    상기 배리어층 위에 제2층을 형성하는 단계;
    상기 포토 레지스트를 마스크를 이용하여 노광하는 단계;
    상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계를 포함하며
    상기 제1층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제2층의 식각 속도보다 빠른 표시 장치의 제조 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 제1층과 상기 제2층은 서로 동일한 물질을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제8항에서,
    상기 제1층과 상기 제2층은 서로 다른 물질을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제8항에서,
    상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å 인 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제8항에서,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도와 상기 제2층의 식각 속도 사이인 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제8항에서,
    상기 제2층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고,
    상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제1층의 식각 속도보다 빠른 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계에서 형성된 포토 레지스트 패턴은
    상기 제1층의 면적이 상기 제2층의 면적보다 넓은 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제8항에서,
    상기 제1층의 식각 속도는 상기 배리어층의 식각 속도보다 빠르고, 상기 배리어층의 식각 속도는 상기 제2층의 식각 속도보다 빠른 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에서,
    상기 노광된 포토 레지스트의 제1층 및 제2층을 동시에 식각하는 단계에서 형성된 포토 레지스트 패턴은
    상기 제1층의 면적이 상기 제2층의 면적보다 좁은 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 배리어층의 면적은 제1층의 면적 및 제2층의 면적 사이인 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제1 기판;
    상기 상기 제1 기판 위에 위치하는 트랜지스터,
    상기 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
    상기 화소 전극에 위치하는 스페이서를 포함하고,
    상기 스페이서는
    제1층 및 제2층,
    상기 제1층과 상기 제2층 사이에 위치하는 배리어층을 포함하고,
    상기 제2층의 면적이 제1층의 면적보다 좁은 표시 장치.
  19. 제18항에서,
    상기 제1 기판과 중첩하는 제2 기판;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하는 액정층을 더 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며,
    상기 스페이서의 제1층 및 제2층은 광차단 물질을 포함하는 표시 장치.
  20. 제18항에서,
    상기 배리어층은 SiNx, SiOx, SiON, Mo, Mo Oxide, Cu, Cu Oxide, Al, Al Oxide, Ag 및 Ag Oxide 중 하나 이상을 포함하고,
    상기 배리어층의 두께는 20Å 내지 1000Å 인 표시 장치.
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