KR20070081569A - Display device and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따라 제조된 유기전계발광장치의 단면도이고,1 is a cross-sectional view of an organic light emitting device manufactured according to the present invention,
도 2a 내지 도 2e는 본 발명에 따른 유기전계발광장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이고,2A through 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention.
도 3는 본 발명에 따라 제조된 박막트랜지스터 기판의 단면도이고,3 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate manufactured according to the present invention,
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이고,4A to 4D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention.
도 5은 본 발명에 따라 제조된 액정표시장치의 단면도이고,5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention;
도 6은 본 발명에 따라 제조된 액정표시장치에서 블랙매트릭스를 설명하기 위한 도면이고,6 is a view for explaining a black matrix in the liquid crystal display device manufactured according to the present invention,
도 7a 내지 도7c는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.7A to 7C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.
* 도면의 주요부분의 부호에 대한 설명 *Explanation of Signs of Major Parts of Drawings
110 : 절연기판 120 : 박막트랜지스터110: insulating substrate 120: thin film transistor
131 : 보호막 132 : 화소전극131: protective film 132: pixel electrode
141 : 격벽 151 : 정공주입층141: partition 151: hole injection layer
152 : 유기 발광층 152: organic light emitting layer
본 발명은 표시 장치와 그 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는, 격벽과 격벽 내에 형성된 박막을 포함하는 표시장치와 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a display device including a partition and a thin film formed in the partition and a method of manufacturing the same.
최근 기존의 브라운관을 대체하여 액정표시장치와 유기전계발광장치(OLED)와 같은 평판표시장치(flat panel display)가 많이 사용되고 있다.Recently, flat panel displays such as liquid crystal displays and organic light emitting diodes (OLEDs) have been used in place of existing CRTs.
이들 표시장치에는 컬러필터, 유기반도체층, 발광층 등 여러 박막이 존재하는데 최근 이들 박막을 잉크 젯 방식으로 많이 형성하고 있다. 잉크 젯 방식은 노광, 현상, 식각 등의 공정 없이도 박막을 형성할 수 있으며, 재료 사용량도 절감할 수 있는 장점이 있다.There exist various thin films such as a color filter, an organic semiconductor layer, and a light emitting layer in these display devices. Recently, many of these thin films are formed by an ink jet method. The ink jet method can form a thin film without a process such as exposure, development, and etching, and has the advantage of reducing the amount of material used.
잉크 젯 방식에서는 격벽으로 둘러싸인 영역에 잉크를 드로핑한 후, 잉크를 건조하여 유기층을 형성한다. 격벽 내에 잉크가 균일한 높이로 형성되기 위해서는 격벽의 상면은 소수성을 가져야 하며 격벽의 측면은 친수성을 가져야 한다.In the ink jet method, after the ink is dropped into the area surrounded by the partition wall, the ink is dried to form an organic layer. In order for the ink to be formed at a uniform height in the barrier rib, the upper surface of the barrier rib must have hydrophobicity and the side surfaces of the barrier rib must be hydrophilic.
그런데 격벽의 상면과 측면의 성질을 다르게 하기 위해서는 추가 공정이 필요한 문제가 있다.However, in order to change the properties of the top and side of the partition wall there is a problem that requires an additional process.
따라서 본 발명의 목적은 상면과 측면의 성질이 다른 격벽을 추가 공정없이 형성할 수 있는 표시장치의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a display device capable of forming barrier ribs having different top and side properties without additional processes.
본 발명의 다른 목적은 상면과 측면의 성질이 다른 격벽을 추가 공정없이 형성한 표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display device in which barrier ribs having different top and side properties are formed without additional processes.
상기 본발명의 목적은 절연기판 상에 산화티타늄(TiO2) 및 실리콘(Si)을 포함하는 감광층을 형성하는 단계와; 상기 감광층을 노광하여 소정 영역을 둘러싸는 격벽을 형성하는 단계와; 상기 격벽 내에 잉크를 드로핑하는 단계와; 상기 잉크를 건조하여 박막을 형성하는 단계를 포함하는 표시장치의 제조방법에 의하여 달성된다.The object of the present invention is to form a photosensitive layer comprising titanium oxide (TiO 2) and silicon (Si) on an insulating substrate; Exposing the photosensitive layer to form a partition wall surrounding a predetermined region; Dropping ink into the partition wall; It is achieved by a method of manufacturing a display device comprising the step of drying the ink to form a thin film.
상기 감광층은 불소계 첨가물을 더 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the said photosensitive layer further contains a fluorine-type additive.
상기 감광층은 실리콘-탄소 결합을 갖는 불소알킬실란을 더 포함하는 것이 바람직하다. The photosensitive layer preferably further includes a fluoroalkylsilane having a silicon-carbon bond.
상기 감광층은 포지티브 타입인 것이 바람직하다.It is preferable that the said photosensitive layer is a positive type.
상기 격벽의 상면은 소수성(hydrophobic)을 가지며, 상기 격벽의 측면은 친수성(hydrophilic)을 가지는 것이 바람직하다. The upper surface of the partition wall is hydrophobic (hydrophobic), the side surface of the partition is preferably hydrophilic (hydrophilic).
상기 감광층 형성 전에, 상기 절연기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계와; 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 격벽은 상기 화소 전극을 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다. Forming a thin film transistor on the insulating substrate before forming the photosensitive layer; The method may further include forming a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor, wherein the partition wall is formed to surround the pixel electrode.
상기 박막은 정공주입층과 유기발광층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film preferably includes at least one of a hole injection layer and an organic light emitting layer.
상기 감광층 형성 전에, 상기 절연 기판 상에 채널영역을 사이에 두고 이격배치되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 격벽은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각을 적어도 일부분 노출시키면서 상기 채널영역을 둘러싸도록 형성되는 것이 바람직하다. Before forming the photosensitive layer, forming a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other with a channel region interposed therebetween, wherein the partition wall exposes the source electrode and the drain electrode at least partially. It is preferably formed so as to surround the channel region.
상기 잉크는 테트라센 또는 펜타센의 치환기를 포함하는 유도체;티오펜 링의 2, 5위치를 통하여 4 내지 8개가 연결된 올리고티오펜; 페릴렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드 또는 그의 이미드 유도체; 나프탈렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드 또는 그의 이미드 유도체; 금속화 프타로시아닌 또는 그의 할로겐화 유도체, 페릴렌 또는 코로렌과 그의 치환기를 포함하는 유도체; 티에닐렌 및 비닐렌의 코올리머 또는 코폴리머; 티오펜;페릴렌 또는 코로렌과 그들의 치환기를 포함하는 유도체; 또는 상기 물질의 아로마틱 또는 헤테로아로마틱 링에 탄소수 1 내지 30개의 하이드로 카본 체인을 한 개 이상 포함하는 유도체; 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. The ink may include a derivative including a substituent of tetracene or pentacene; oligothiophene having 4 to 8 linked through 2, 5 positions of the thiophene ring; Perylenetetra carbocyclic dianhydride or imide derivative thereof; Naphthalenetetra carbocyclic dianhydride or imide derivative thereof; Metalized phthalocyanine or halogenated derivatives thereof, derivatives containing perylene or corylene and substituents thereof; Copolymers or copolymers of thienylene and vinylene; Thiophene; derivatives containing perylene or corylene and their substituents; Or derivatives comprising at least one hydrocarbon chain having 1 to 30 carbon atoms in the aromatic or heteroaromatic ring of the material; It is preferable to include any one selected from among.
상기 격벽은 상기 절연기판 상에 격자상으로 형성되는 블랙매트릭스이며, 상기 박막은 컬러필터인 것이 바람직하다. The partition wall is a black matrix formed in a lattice shape on the insulating substrate, and the thin film is preferably a color filter.
상기 본 발명의 다른 목적은 절연기판과; 상기 절연기판 상의 소정영역을 둘러싸도록 형성되어 있으며, 산화티타늄(TiO2) 및 실리콘(Si)을 포함하는 격벽과; 상기 격벽 내에 형성되어 있는 박막을 포함하는 것이 바람직하다.Another object of the present invention is an insulating substrate; A partition wall formed to surround a predetermined area on the insulating substrate and including titanium oxide (TiO 2 ) and silicon (Si); It is preferable to include the thin film formed in the said partition.
상기 감광층은 불소계 첨가물을 더 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the said photosensitive layer further contains a fluorine-type additive.
상기 감광층은 실리콘-탄소 결합을 갖는 불소알킬실란을 더 포함하는 것이 바람직하다.The photosensitive layer preferably further includes a fluoroalkylsilane having a silicon-carbon bond.
상기 격벽은 포지티브 감광층을 노광 및 현상하여 형성되었으며, 상기 박막은 잉크젯 방법으로 형성된 것이 바람직하다. The partition wall is formed by exposing and developing a positive photosensitive layer, and the thin film is preferably formed by an inkjet method.
상기 격벽의 상면은 소수성(hydrophobic)을 가지며, 상기 격벽의 측면은 친수성(hydrophilic)을 가지는 것이 바람직하다. The upper surface of the partition wall is hydrophobic (hydrophobic), the side surface of the partition is preferably hydrophilic (hydrophilic).
상기 절연기판과 상기 격벽 사이에 형성되어 있는 박막트랜지스터 및 상기 박막트랜지스터에 전기적으로 연결되어 있는 화소 전극을 더 포함하며, 상기 격벽은 상기 화소 전극을 둘러싸도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. The thin film transistor may further include a thin film transistor formed between the insulating substrate and the partition wall and a pixel electrode electrically connected to the thin film transistor, and the partition wall may be formed to surround the pixel electrode.
상기 박막은 정공주입층과 유기발광층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film preferably includes at least one of a hole injection layer and an organic light emitting layer.
상기 절연기판과 상기 격벽 사이에 형성되어 있으며, 채널영역을 사이에 두고 이격배치되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 더 포함하며, 상기 격벽은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각을 적어도 일부분 노출시키면서 상기 채널영역을 둘러싸도록 형성되어 있는 것이 바람직하다. A source electrode and a drain electrode formed between the insulating substrate and the partition wall and spaced apart from each other with a channel region interposed therebetween, wherein the partition wall exposes the channel and the drain electrode at least partially. It is preferable that it is formed so as to surround the area.
상기 박막은 테트라센 또는 펜타센의 치환기를 포함하는 유도체;티오펜 링의 2, 5위치를 통하여 4 내지 8개가 연결된 올리고티오펜; 페릴렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드 또는 그의 이미드 유도체; 나프탈렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드 또는 그의 이미드 유도체; 금속화 프타로시아닌 또는 그의 할로겐화 유도체, 페릴렌 또는 코로렌과 그의 치환기를 포함하는 유도체; 티에닐렌 및 비닐렌의 코올 리머 또는 코폴리머; 티오펜;페릴렌 또는 코로렌과 그들의 치환기를 포함하는 유도체; 또는 상기 물질의 아로마틱 또는 헤테로아로마틱 링에 탄소수 1 내지 30개의 하이드로 카본 체인을 한 개 이상 포함하는 유도체; 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. The thin film may include a derivative including a substituent of tetracene or pentacene; oligothiophene having 4 to 8 linked via 2, 5 positions of the thiophene ring; Perylenetetra carbocyclic dianhydride or imide derivative thereof; Naphthalenetetra carbocyclic dianhydride or imide derivative thereof; Metalized phthalocyanine or halogenated derivatives thereof, derivatives containing perylene or corylene and substituents thereof; Oligomers or copolymers of thienylene and vinylene; Thiophene; derivatives containing perylene or corylene and their substituents; Or derivatives comprising at least one hydrocarbon chain having 1 to 30 carbon atoms in the aromatic or heteroaromatic ring of the material; It is preferable to include any one selected from among.
상기 격벽은 상기 절연기판 상에 격자상으로 형성되는 블랙매트릭스이며, 상기 박막은 컬러필터인 것이 바람직하다. The partition wall is a black matrix formed in a lattice shape on the insulating substrate, and the thin film is preferably a color filter.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
설명에서‘상에’또는‘위에’는 두 층(막) 간에 다른 층(막)이 개재되거나 개재되지 않는 것을 의미하며,‘바로 위에’는 두 층(막)이 서로 접촉하고 있음을 나타낸다.In the description, 'on' or 'on' means that another layer (membrane) is interposed or not interposed between the two layers (membrane).
본 발명에 따라 제조된 유기전계발광장치를 도 1을 참조하여 설명한다. An organic light emitting display device manufactured according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
유기전계발광장치(100)는 절연기판(110) 상에 형성되어 있는 박막트랜지스터(120), 박막트랜지스터(120)에 전기적으로 연결되어 있는 화소전극(132), 화소전극(132) 상에 형성되어 있는 유기층(박막, 150)을 포함한다.The organic
도면에서는 비정질 실리콘을 사용한 박막트랜지스터(120)를 예시하였으나 폴리실리콘을 사용하는 박막트랜지스터를 사용할 수 있음은 물론이다.In the figure, although the
본 발명에 따라 제조된 유기전계발광장치(100)를 자세히 살펴보면 다음과 같다. Looking at the organic
유리, 석영, 세라믹 또는 플라스틱 등의 절연성 재질을 포함하여 만들어진 절연기판(110) 상에 게이트 전극(121)이 형성되어 있다. The
절연기판(110)과 게이트 전극(121) 위에는 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어진 게이트 절연막(122)이 형성되어 있다. 게이트 전극(121)이 위치한 게이트 절연막(122) 상에는 비정질 실리콘으로 이루어진 반도체층(123)과 n형 불순물이 고농도 도핑된 n+ 수소화 비정질 실리콘으로 이루어진 저항성 접촉층(124)이 순차적으로 형성되어 있다. 여기서, 저항성 접촉층(124)은 게이트 전극(121)을 중심으로 양쪽으로 분리되어 있다.A
저항 접촉층(124) 및 게이트 절연막(122) 위에는 소스 전극(125)과 드레인 전극(126)이 형성되어 있다. 소스 전극(125)과 드레인 전극(126)은 게이트 전극(121)을 중심으로 분리되어 있다.The
소스 전극(125)과 드레인 전극(126) 및 이들이 가리지 않는 반도체층(123)의 상부에는 보호막(131)이 형성되어 있다. 보호막(131)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는/그리고 유기막으로 이루어질 수 있다. 보호막(131)에는 드레인 전극(126)을 드러내는 접촉구(127)가 형성되어 있다.A
보호막(131)의 상부에는 화소전극(132)이 형성되어 있다. 화소전극(132)은 유기 발광층(152)에 정공을 공급한다. 화소전극(132)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있으며 스퍼터링 방법에 의하여 형성된다. 화소전극(132)은 평면에서 보아 대략 사각형으로 패터닝되어 있을 수 있다.The
각 화소전극(132) 간에는 격벽(141)이 형성되어 있다. 격벽(141)은 화소전극(132) 간을 구분하여 화소영역을 정의하며 박막트랜지스터(120)와 접촉구(127) 상 에 형성되어 있다. 격벽(141)은 박막트랜지스터(120)의 소스 전극(125) 및 드레인 전극(126)이 공통전극(161)과 단락되는 것을 방지하는 역할도 한다. 격벽(141)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 포지티브 감광물질로 이루어져 있으며, 산화티타늄(TiO2)과 실리콘을 포함하고 있다. 격벽(141)은 불소계 첨가물 또는 불소알킬실란을 포함할 수 있다. 불소알킬실란은 비교적 결합력이 약한 실리콘-탄소 결합을 가지고 있다. 격벽(141) 중 상면(141a)은 소수성을 측면(141b)은 친수성을 가지고 있는데, 소수성 및 친수성 부여 방법은 뒤에 자세히 설명한다.A
화소전극(132) 상부에는 정공주입층(151, hole injecting layer)과 유기 발광층(152)이 위치하고 있다. The
정공주입층(151)으로는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체와 폴리스틸렌 술폰산(PSS) 등의 혼합물을 사용할 수 있다.As the
유기 발광층(152)은 적색을 발광하는 적색 발광층(152a), 녹색을 발광하는 녹색 발광층(152b), 청색을 발광하는 청색 발광층(152c)으로 이루어져 있다. The organic
유기 발광층(152)은 폴리플루오렌 유도체, (폴리)파라페닐렌비닐렌 유도체, 폴리페닐렌 유도체, 폴리비닐카바졸, 폴리티오펜 유도체, 또는 이들의 고분자 재료에 페릴렌계 색소, 로더민계 색소, 루브렌, 페릴렌, 9,10-디페닐안트라센, 테트라페닐부타디엔, 나일 레드, 쿠마린 6, 퀴나크리돈 등을 도핑하여 사용할 수 있다. The organic
화소전극(132)에서 전달된 정공과 공통전극(161)에서 전달된 전자는 유기 발광층(152)에서 결합하여 여기자(exciton)가 된 후, 여기자의 비활성화 과정에서 빛 을 발생시킨다. The holes transferred from the
격벽(141) 및 유기 발광층(152)의 상부에는 공통전극(161)이 위치한다. 공통전극(161)은 유기 발광층(152)에 전자를 공급한다. 공통전극(161)은 칼슘층과 알루미늄층으로 적층되어 구성될 수 있다. 이 때 유기 발광층(152)에 가까운 측에는 일함수가 낮은 칼슘층이 배치되는 것이 바람직하다. The
불화 리튬은 유기 발광층(152)의 재료에 따라서는 발광효율을 증가시키기 때문에, 유기 발광층(152)과 공통전극(161) 사이에 불화리튬층을 형성할 수도 있다. 공통전극(161)을 알루미늄, 은과 같은 불투명한 재질로 만들 경우 유기 발광층(152)에서 발광된 빛은 절연기판(110) 방향으로 출사되며 이를 바텀 에미션(bottom emission) 방식이라 한다.Since lithium fluoride increases the luminous efficiency depending on the material of the organic
도시하지는 않았지만 유기전계발광장치(100)는 유기 발광층(152)과 공통전극(161) 사이에 전자수송층(electron transfer layer)과 전자주입층(electron injection layer)을 더 포함할 수 있다. 또한 공통전극(161)의 보호를 위한 보호막, 유기층(150)으로의 수분 및 공기 침투를 방지하기 위한 봉지부재를 더 포함할 수 있다. 봉지부재는 밀봉수지와 밀봉캔으로 이루어질 수 있다.Although not illustrated, the organic light emitting
이하 도 2a 내지 도 2e를 참조하여 본발명의 따른 유기전계발광장치의 제조방법을 설명한다. 이하의 도 2d 및 도 2e 에서는 설명의 편의를 위해 도 2a의 절연기판(110)과 격벽(141) 만을 도시하였다.Hereinafter, a method of manufacturing an organic light emitting display device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2E. 2D and 2E, only the insulating
먼저 도 2a와 같이 절연기판(110) 상에 박막트랜지스터(120), 화소전극(132) 및 감광층(142)을 형성하고, 감광층(142)을 노광한다. 화소전극(132)까지의 형성의 공지의 방법으로 수행될 수 있으며 설명은 생략한다.First, as shown in FIG. 2A, the
감광층(142)은 포지티브 타입으로서 빛이 조사되는 부분은 분해된다. 감광층(142)은 스핀 코팅, 슬릿 코팅 또는 스크린 프린팅 방법으로 형성될 수 있다. The
노광에 사용되는 마스크(10)는 쿼츠 등으로 이루어진 마스크 기판(11)과 크롬 등으로 이루어진 광차단부(12)를 포함하다. 마스크(10)는 광차단부(12)가 격벽(141)이 형성될 위치에 대응하도록 정렬되어 있다.The
노광 시 감광층(142)의 변화를 도 3b를 참조하여 설명한다. 감광층(142)은 산화 티타늄(TiO2)과 불소알킬실란을 포함하고 있다.The change of the
노광 시 광차단부(12) 하부에 위치하는 감광층(142)은 빛이 조사되지 않으며, 광차단부(12)에 의해 가려지지 않은 감광층(142)은 분해된다. 여기서, 빛은 광차단부(12) 주변에서 회절되어 광차단부(12) 가장자리의 하부에 위치하는 감광층(142)에 조사되며, 이러한 빛은 감광층(142)의 깊이에 따라 약해진다. 따라서 광차단부(12) 하부의 노광경계와 감광층(142) 상부면은 도시한 바와 같이 사다리꼴을 이루게 된다.During exposure, the
산화 티타늄은 노광에 의해 다음 식과 같이 수퍼 옥사이드 음이온(O2 -·)과 하이드록실 라디칼(OH·)을 형성한다.Titanium oxide superoxide anion (O 2 - ·) by the following equation by the exposure forms the as hydroxyl radicals (OH ·).
화학식 1
이렇게 형성된 수퍼 옥사이드 음이온(O2 -·)과 하이드록실 라디칼(OH·)은 상대적으로 결합력이 약한 실리콘-탄소 결합을 결합하여 친수성인 SiOH를 형성한다. 그런데, 산화 티타늄의 노광은 광차단부(12) 하부에서는 발생하지 않고, 노광영역 및 노광경계에서만 이루어진다. 따라서 친수성인 SiOH는 광차단부(12) 하부에서는 생성되지 않는다.The superoxide anion (O 2- · ) and the hydroxyl radical (OH · ) thus formed combine with a relatively weak silicon-carbon bond to form a hydrophilic SiOH. By the way, the exposure of the titanium oxide does not occur under the
도 2c는 감광층(142)을 노광 및 현상하여 격벽(141)이 형성된 것을 나타낸다. 격벽(141)의 상면(141a)은 불소 성분으로 인해 소수성을 가지며, 격벽(141)의 측면(141b)은 SiOH에 의해 친수성을 가진다.2C illustrates that the
그 후 도 2d와 같이 정공주입층(151)을 형성하기 위해 유기물인 정공주입물질과 용매를 포함하는 정공주입잉크(155)를 화소전극(132) 상에 잉크젯 방법을 사용하여 드로핑한다. 정공주입잉크(155)의 용매는 통상 극성을 가지고 있다. 따라서 격벽(141)의 상면(141a)에 드로핑되는 정공주입잉크(155)는 반발력에 의해 격벽(141) 내로 이동한다. 한편 격벽(141) 내부로 드로핑된 정공주입잉크(155)는 친수성인 격벽(141)의 측면(141b)에 접하면서 실질적으로 평탄하게 형성된다. Thereafter, as shown in FIG. 2D, the
측면(141b)이 소수성인 경우 정공주입잉크(155)는 측면(141b)에 인접한 부분 에서 두께가 얇게 형성된다. 이 경우 형성되는 박막은 위치에 따라 두께가 달라져 표시장치의 품질이 저하된다. 본 발명에 따르면 격벽(141)의 측면(141b)이 친수성으로 형성되기 때문에 이러한 문제는 발생되지 않는다.When the
한편, 본 실시예에서는 격벽(141)의 친수성 및 소수성을 별도의 공정추가 없이 부여한다.On the other hand, in the present embodiment, the hydrophilicity and hydrophobicity of the
이후 정공주입잉크(155)를 건조시키면 정공주입층(151)이 형성된다.Then, when the
도 2e 는 정공주입층(151) 상에 유기 발광층(152) 형성을 위해 적색발광잉크(156a), 녹색발광잉크(156b) 및 청색발광잉크(156c)를 드로핑한 것을 나타낸다.2E shows that the red
발광잉크(156a, 156b, 156c) 역시 격벽(141) 내에서 비교적 균일한 두께로 형성된다.The
이 후, 발광잉크(156a, 156b, 156c)를 건조하여 유기 발광층(152)을 형성하고, 격벽(141)과 유기 발광층(152) 상에 공통전극(161)을 형성하면 도 1과 같은 유기전계발광장치(100)가 완성된다.Thereafter, the
도 3은 본 발명에 따라 제조된 박막트랜지스터 기판의 단면도이다. 3 is a cross-sectional view of a thin film transistor substrate manufactured according to the present invention.
본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판(200)은 절연 기판(210), 절연 기판(210) 상에 형성되어 있으며 서로 이격되어 있는 소스 전극(231) 및 드레인 전극(232), 소스 전극(231) 및 드레인 전극(232) 각각의 일부를 드러내고 있는 격벽(241) 그리고 격벽(241) 내에 위치하는 유기 반도체층(251)을 포함한다.The thin
절연 기판(210)은 유리 또는 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 절연 기판(210)이 플라스틱으로 만들어질 경우 박막트랜지스터 기판(200)에 유연성을 부여할 수 있는 장점이 있으나 열에 약한 단점이 있다. 유기 반도체층(251)은 상온, 상압에서 형성할 수 있기 때문에 플라스틱 소재의 절연 기판(210)을 사용하기 용이하다. 플라스틱 종류로는 폴리카본(polycarbon), 폴리 이미드(polyimide) , 폴리이서설폰(PES), 폴리아릴레이트(PAR), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트( PET) 등이 가능하다.The insulating
절연 기판(210) 상에는 광차단막(221)이 형성되어 있으며 광차단막(221) 상에는 절연막(222)이 형성되어 있다. 도시한 박막트랜지스터는 게이트 전극(262)이 유기 반도체층(251)의 상부에 위치하는 탑-게이트(top-gate) 방식이다. 따라서 게이트 전극(262)은 절연 기판(210) 하부로부터 입사되는 빛이 유기 반도체층(251)에 입사하는 것을 방지하지 못한다. The
유기 반도체층(251)은 빛을 받으면 특성이 변화하여 박막트랜지스터의 성능을 불균일하게 하는데 광차단막(221)은 이를 방지한다. 광차단막(221)은 Cr이나 MoW와 같은 불투명재질로 이루어질 수 있다. 박막트랜지스터 기판(200)이 액정표시장치에 사용될 경우 절연 기판(210) 하부로부터 입사되는 빛은 백라이트 유닛으로부터 빛일 수 있다. 실시예에서 광차단막(221)은 박막트랜지스터의 특성에 크게 영향으로 주는 채널영역(A)을 중심으로 유기 반도체층(251)의 일부만을 가리고 있으나 광차단막(221)은 모든 유기 반도체층(251)을 가리도록 형성될 수도 있다. When the
광차단막(221) 상에 위치하는 절연막(222)은 광차단막(221)이 플로팅 전극으로 작용하는 것을 방지하며 광차단막(221)을 평탄화시켜 준다. 절연막(222)은 광투과율이 좋아야 하며 이후의 공정에서 안정적이어야 한다. 절연막(222)은 벤조시클 로부텐(BCB)과 같은 유기막, 아크릴계의 감광막 또는 유기막과 무기막의 이중층일 수 있다. 유기막과 무기막의 이중층의 경우 무기막으로는 수백 Å두께의 질화 규소층이 사용될 수 있으며, 유기막에서 유기 반도체층(251)으로의 불순물 유입을 방지한다.The insulating
절연막(222) 상에는 소스 전극(231)과 드레인 전극(232)이 형성되어 있다. 소스 전극(231)과 드레인 전극(232)은 소정 간격으로 이격되어 있으며, 이격된 부분은 채널영역(A)을 형성한다. 소스 전극(231)과 드레인 전극(232)은 증착과 사진 식각 공정을 통해 형성될 수 있다.The
소스 전극(231), 드레인 전극(232) 그리고 이들이 덮지 않은 절연막(222) 상에는 격벽(241)이 형성되어 있다. 격벽(241) 중 일부는 채널 영역(A)을 둘러싸고 있으면서 소스 전극(231) 및 드레인 전극(232) 각각의 일부분을 노출시키고 있다. 격벽(241)은 유기 반도체층(251)의 틀 역할을 한다. 격벽(241)은 유기 반도체가 드로핑되는 경우 유기 반도체 잉크의 적하 크기(drop size)가 크거나 정확한 위치에 떨어지지 않는 경우, 그리고 적하 크기가 서로 다른 경우 등에 있어서 유기 반도체가 주위로 퍼지는 정도가 달라 유기 반도체층(251)이 균일하게 형성되지 않는 것을 방지하기 위해 형성한다. 즉 잉크젯 방식에서 잉크를 떨어뜨릴 위치를 미리 정하여 잉크젯 공정이 정확하게 진행되도록 하는 것이다. The
격벽(241)은 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 포지티브 감광물질로 이루어져 있으며, 산화티타늄(TiO2)과 실리콘을 포함하고 있다. 격벽(241)은 불소계 첨 가물 또는 불소알킬실란을 포함할 수 있다. 불소알킬실란은 실리콘-탄소 결합을 갖는데, 실리콘-탄소 결합은 결합력이 비교적 약하다. 격벽(241) 중 상면(241a)은 소수성을 측면(241b)은 친수성을 가지고 있다. The
채널영역(A)을 둘러싸고 있는 격벽(241)은 상부로 갈수록 좁아지는 형태이며 높이는 약 1 ㎛ 내지 4㎛정도일 수 있다. 격벽(241)의 일부에는 드레인 전극(232)을 드러내는 드레인 접촉구(291)가 마련되어 있다.The
격벽(241) 내에는 유기 반도체층(organic semiconductor layer, 251)이 위치하고 있다. 유기 반도체층(251)은 채널영역(A)을 덮고 있으며, 노출되어 있는 소스 전극(231)과 드레인 전극(232)도 덮고 있다.An
유기 반도체층(251)은 테트라센(tetracene) 또는 펜타센(pentacene)의 치환기를 포함하는 유도체이거나, 티오펜링(thiopene ring)의 2, 5위치를 통하여 4 내지 8개가 연결된 올리고티오펜(oligothiopene)일 수 있다. The
유기 반도체층(251)은 페릴렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드(perylenetetracarboxlic dianhidride, PTCDA) 또는 그의 이미드(imide) 유도체이거나 나프탈렌테트라 카보실릭 디안하이드라이드(naphthalenetetracarboxlic dianhydride, NTCDA) 또는 그의 이미드(imide) 유도체일 수 있다.The
유기 반도체층(251)은 금속화 프타로시아닌(metallized pthalocyanine) 또는 그의 할로겐화 유도체이거나 페릴렌 또는 코로렌과 그의 치환기를 포함하는 유도체일 수 있다. 여기서 금속화 프타로시아닌(metallized pthalocyanine)에 첨가되는 금속으로는 구리, 코발트, 아연 등이 바람직하다.The
유기 반도체층(251)은 티에닐렌(thienylene) 및 비닐렌(vinylene)의 코-올리고머(co-oligomer) 또는 코-폴리머(co-polymer)일 수 있다.The
유기 반도체층(251)은 티에닐렌(thienylene) 또는 코로렌(coroene)과 그들의 치환기를 포함하는 유도체일 수 있다. The
유기 반도체층(251)은 이러한 유도체들의 아로마틱(aromatic) 또는 헤테로아로마틱 링(heteroaromatic ring)에 탄소수 1 내지 30개의 하이드로 카본 체인(hydrocarbon chain)을 한 개 이상 포함하는 유도체일 수 있다.The
유기 반도체층(251)의 상부에는 유기절연막(261)이 형성되어 있다. 유기 반도체층(251)과 게이트 전극(262)이 직접 접촉하거나 무기절연막을 사이에 두고 위치하면 유기 반도체층(251)의 특성이 열화될 수 있다. 유기절연막(261)은 유기 반도체층(251)과 게이트 전극(262)의 직접 접촉을 방지하면서 유기 반도체층(251)의 특성이 유지될 수 있도록 한다. An organic insulating
채널영역(A)상의 유기절연막(261) 상에는 게이트 전극(262)이 위치하고 있다. 게이트 전극(262)은 금속 단일층이거나 금속 다중층일 수 있다.The
게이트 전극(262)의 상부에는 보호막(271)이 형성되어 있다. 보호막(271)은 아크릴계의 감광성 유기막이나 실리콘 질화물막으로 이루어질 수 있으며 드레인 전극(232)을 노출시키는 드레인 접촉구(291)에서는 제거되어 있다. The
보호막(271) 상에는 화소전극(281)이 형성되어 있다. 화소전극(281)은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)등의 투명한 도전물질로 이루어져 있으며 드레인 접촉구(291)을 통해 드레인 전극(232)과 접하고 있다.The
이상에서 설명한 박막트랜지스터 기판(200)은 액정표시장치, 유기전계발광장치와 같은 표시장치에 사용될 수 있다.The thin
이하 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 본 발명에 따른 박막트랜지스터 기판의 제조방법을 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film transistor substrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.
먼저 도 4a와 같이 절연기판(210) 상에 광차단막(221), 절연막(222), 소스 전극(231) 그리고 드레인 전극(232)을 형성한다. 절연기판(210)으로는 유리, 실리콘 또는 플라스틱이 가능하다.First, as shown in FIG. 4A, the
광차단막(221)은 Cr, MoW와 같은 금속막을 스퍼터링 등의 방법으로 절연기판(210) 상에 증착한 후 사진식각 공정을 통해 형성될 수 있다.The
절연막(222)은 유기막인 경우에는 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 방법으로 형성될 수 있으며, 무기막인 경우에는 화학기상증착(CVD), 플라즈마 강화 화학기상증착 (PECVD)방법으로 형성될 수 있다.In the case of the organic layer, the insulating
소스 전극(231)과 드레인 전극(232)은 금속막을 스퍼터링 등의 방법으로 절연기판(210) 상에 증착한 후 사진식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 형성되는 소스 전극(231)과 드레인 전극(232)은 이격분리되어 채널영역을 정의한다.The
이 후 도 4b와 같이 격벽(241)을 형성한다. 격벽(241)은 유기전계발광장치(100)의 격벽(141) 형성에서 설명한 바와 같이 감광층을 노광 및 현상하여 형성한다. 격벽(241)의 상면(241a)은 불소로 인해 소수성을 가지며, 측면(241b)은 SiOH에 의해 친수성을 가진다.Thereafter, the
다음 도 4c와 같이 격벽(241) 사이에 유기반도체 잉크(252)를 드로핑한다. 유기반도체 잉크(252)는 격벽(241) 상에서 균일한 두께로 형성된다.Next, as shown in FIG. 4C, the
다음 도 4d와 같이 유기반도체잉크(252)를 건조하여 유기반도체층(251)을 형성하고 그 상부에 유기절연막(261)과 게이트 전극(262)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 4D, the
이후 게이트 전극(262) 및 격벽(241) 상에 보호막(271)을 형성하고 드레인 접촉구(291)를 통해 드레인 전극(231)과 접하는 화소전극(281)을 형성하면 도 3의 박막트랜지스터 기판(200)이 완성된다.Subsequently, when the
이하 본 발명에 따라 제조된 액정표시장치(300)를 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a liquid
도 5는 본 발명에 따라 제조된 액정표시장치의 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따라 제조된 액정표시장치에서 블랙매트릭스를 설명하기 위한 도면이다.5 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device manufactured according to the present invention, and FIG. 6 is a view for explaining a black matrix in the liquid crystal display device manufactured according to the present invention.
본 발명에 따라 제조된 액정표시장치(300)는 박막트랜지스터 기판(310), 컬러필터 기판(320) 그리고 양 기판(310, 320)에 위치한 액정층(320)을 포함한다.The
박막트랜지스터 기판(310)을 보면, 절연기판(311) 상에 복수의 박막트랜지스터(312)가 형성되어 있다. 박막트랜지스터(312)는 보호층(313)이 덮고 있으며, 보호층(313)의 일부는 제거되어 박막트랜지스터(312)를 노출시키는 접촉구(315)를 형성한다. 투명한 도전물질로 이루어진 화소전극(315)은 접촉구(315)를 통해 박막트랜지스터(312)와 연결되어 있다.Referring to the thin
컬러필터 기판(320)을 보면, 절연기판(321) 상에 격자 형상의 블랙매트릭스(322)가 형성되어 있다. 블랙매트릭스(322)는 블랙안료를 포함한 감광물질로 만들어 질 수 있으며, 박막트랜지스터 기판(310)의 박막트랜지스터(312)와 배선(도시하 지 않음)과 대응하도록 형성되어 있다. Referring to the
블랙매트릭스(322)는 아크릴 수지, 폴리이미드 수지 등의 포지티브 감광물질로 이루어져 있으며, 산화티타늄(TiO2)와 실리콘을 포함하고 있다. 블랙매트릭스(322)은 불소계 첨가물 또는 불소알킬실란을 포함할 수 있다. 블랙매트릭스(322) 중 상면(322a)은 소수성을 측면(322b)은 친수성을 가지고 있다.The
블랙매트릭스(322)의 개구부(322c)에는 컬러필터(323)가 형성되어 있다. 컬러필터(323)는 유기물로 이루어져 있으며 서로 다른 색상을 가진 3개의 서브층(323a, 323b, 323c)을 포함한다. 블랙매트릭스(322)와 컬러필터(323) 상부에는 투명한 도전물질로 이루어진 공통전극(324)이 형성되어 있다.The
양 기판(310, 320) 사이에 위치한 액정층(330)은 화소전극(315)과 공통전극(324)이 형성하는 전계에 의해 그 배열상태가 결정된다. 박막트랜지스터 기판(310)의 하부에서 공급된 빛은 액정층(330)에서 투과율이 조정된 후 컬러필터(323)를 지나면서 색상이 부여된다.The arrangement state of the
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법을 순차적으로 도시한 단면도로서, 컬러필터(323)의 형성을 나타내고 있다.7A to 7C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, illustrating the formation of a
먼저 도 7a와 같이 절연기판(321) 상에 격자형상의 블랙매트릭스(322)를 형성한다. 블랙매트릭스(322)는 유기전계발광장치(100)의 격벽(141) 형성에서 설명한 바와 같이 감광층을 노광 및 현상하여 형성한다. 블랙매트릭스(322)의 상면(322a)은 불소로 인해 소수성을 가지며, 측면(322b)은 SiOH에 의해 친수성을 가진다.First, as shown in FIG. 7A, a
다음 도 7b와 같이 컬러필터 잉크(325a, 325b, 325c)를 블랙매트릭스(322)의 개구부(322c)에 드로핑한다. 컬러필터 잉크(325a, 325b, 325c)는 블랙매트릭스(322) 내에서 균일한 두께로 형성된다.Next, as shown in FIG. 7B, the
도 7c는 컬러필터 잉크(325a, 325b, 325c)를 건조하여 컬러필터층(323)을 형성한 상태를 나타낸다.7C illustrates a state in which the
이후 블랙매트릭스(222)와 컬러필터(323) 상에 공통전극(324)을 형성하면 도 5의 컬러필터 기판(320)이 완성된다. 완성된 컬러필터 기판(320)은 컬러필터(323)의 높이가 균일하여, 대비비(contrast ratio) 저하나 얼룩 발생이 감소된다.Thereafter, when the
비록 본발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.Although some embodiments of the invention have been shown and described, those skilled in the art will recognize that modifications can be made to the embodiments without departing from the spirit or principles of the invention. . It is intended that the scope of the invention be defined by the claims appended hereto and their equivalents.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 상면과 측면의 성질이 다른 격벽을 추가 공정없이 형성할 수 있는 표시장치의 제조방법이 제공된다.As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a display device capable of forming a partition wall having different characteristics of an upper surface and a side surface without an additional process.
또한 상면과 측면의 성질이 다른 격벽을 추가 공정없이 형성한 표시장치가 제공된다.In addition, a display device is provided in which barrier ribs having different top and side properties are formed without additional processes.
Claims (20)
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