説明

パターン形成方法及びこれを利用した表示装置の製造方法

【課題】製造工程が簡単な表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による表示装置の製造方法は、ベースフィルム上に感光性表面活性剤をコーティングする工程と;表面活性剤上に有機層を形成する工程と;有機層上に所定のパターンの開口部が形成されたマスクを整列配置した後に露光して、表面活性剤と有機層の間の界面粘着力を減少させる工程と;ベースフィルム上の有機層を絶縁基板に付着させる工程と;熱を加えて有機層と絶縁基板の間の粘着力を増加させる工程と;ベースフィルムを絶縁基板から分離し、露光された表面活性剤に対応する有機層を絶縁基板に転写する工程とを含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はパターン形成方法及びこれを利用した表示装置の製造方法に関し、より詳しくは、絶縁基板上に有機層のパターンを容易に形成することができるパターン形成方法及びこれを利用した表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、表示装置のうち、小型化、軽量化の長所を有する平板表示装置(flat display device)が脚光を浴びている。このような平板表示装置は液晶表示装置(LCD)と有機電界発光装置(OLED)等を含み、これら表示装置は共通的に所定のパターンに形成された有機層を含む。
【0003】
例えば、液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成されている薄膜トランジスタ基板、カラーフィルターが形成されているカラーフィルター基板、および両基板の間に液晶層が位置している液晶表示パネルを含む。そして、薄膜トランジスタ基板は有機物質からなる有機半導体層を含むことができ、カラーフィルター基板は有機物質からなるブラックマトリックスとカラーフィルター層を含むことができる。
【0004】
有機半導体層は蒸着法またはインクジェット法によって所定のパターンに形成され、ブラックマトリックスとカラーフィルター層を、感光性有機膜を絶縁基板上に均一にコーティングした後、露光および現像工程によって所定のパターンに形成される。
しかし、このような有機層を形成する方法は別途の装備または工程が要求され、工程が複雑であるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従って、本発明の目的は、製造工程が簡単なパターン形成方法及びこれを利用した表示装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的は、本発明によって、ベースフィルム上に感光性表面活性剤をコーティングする工程と;表面活性剤上に有機層を形成する工程と;有機層上に所定のパターンの開口部が形成されたマスクで露光して、表面活性剤と有機層の間の界面粘着力を減少させる工程と;ベースフィルム上の前記有機層を絶縁基板に付着させる工程と;ベースフィルムを絶縁基板から分離して、露光された表面活性剤に対応する有機層を絶縁基板に転写する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法によって達成される。
【0007】
ここで、ベースフィルム上の有機層と絶縁基板との付着後、熱を加えて有機層と絶縁基板の間の粘着力を増加させる工程をさらに含むことができる。
表面活性剤と有機層とは疎水性を示し、表面活性剤は露光によって親水性に変化し、表面活性剤と有機層の間の界面粘着力を減少することができる。
また、開口部を、有機層の絶縁基板に転写される領域に対応して設けることができる。
表面活性剤は、t−Boc基(tertiary-butoxy carbonyl group)を含むことができる。
【0008】
また、表面活性剤は、光酸発生剤をさらに含むことができる。
本発明の他の目的は、本発明によって、ベースフィルム上に感光性表面活性剤をコーティングする工程と;表面活性剤上に有機層を形成する工程と;有機層上に所定のパターンの開口部が形成されたマスクで露光して、表面活性剤と有機層の間の界面粘着力を減少させる工程と;ベースフィルム上の有機層を絶縁基板に付着させる工程と;熱を加えて有機層と絶縁基板の間の粘着力を増加させる工程と;ベースフィルムを絶縁基板から分離して、露光された表面活性剤に対応する有機層を絶縁基板に転写させる工程とを含むことを特徴とする表示装置の製造方法によって達成される。
【0009】
ここで、有機層は有機半導体層を含み、絶縁基板上には互いに離隔してチャンネル領域を定義するソース電極およびドレイン電極が設けられており、開口部をチャンネル領域に対応するように設けることができる。
そして、ベースフィルム上の有機層と絶縁基板との付着工程は、露光された表面活性剤に対応する有機層がチャンネル領域に対応するようにベースフィルム上の有機層を絶縁基板に付着させることができる。
【0010】
また、有機層はチャンネル領域に転写されてソース電極およびドレイン電極の一部と接触させることができる。
そして、ドレイン電極と一部接している画素電極をさらに含み、ソース電極、ドレイン電極および画素電極を、同一のマスクを用いて形成することができる。
また、ソース電極、ドレイン電極および画素電極を、ITO又はIZOによって形勢することができる。
【0011】
ここで、絶縁基板上にはマトリックス形状のブラックマトリックスが設けられており、有機層はカラーフィルター層を含み、有機層はブラックマトリックスの間の領域に転写させることができる。
そして、開口部はブラックマトリックスの間の領域に対応するように設けることができる。
また、有機層はブラックマトリックスを含むことができる。
【0012】
ここで、絶縁基板上には、薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタと接続されている画素電極が設けられており、有機層は有機発光層を含み、有機層は画素電極上に転写させることができる。
そして、開口部を、画素電極に対応するように形成することができる。
ここで、表面活性剤と有機層は疎水性を示し、表面活性剤は露光によって親水性に変化し、表面活性剤と有機半導体層の間の界面粘着力を減少させることができる。
表面活性剤はt−Boc基を含むことができる。
また、表面活性剤は光酸発生剤をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【0013】
製造工程が簡単なパターン形成方法及びこれを利用した表示装置の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。以下で、ある膜(層)が他の膜(層)の「上に」形成されて(位置して)いるということは、二つの膜(層)が接している場合だけでなく、二つの膜(層)の間に他の膜(層)が存在する場合も含む。
図1a〜図1gは本発明による有機層のパターン形成方法を順次に説明するための図面である。図2a〜2cは表面活性剤に光が照射された時に現れる反応を説明するための図面である。
【0015】
まず、図1aに示されているように、ベースフィルム100上に感光性の表面活性剤110をコーティングする。ベースフィルム100は通常のガラス基板またはプラスチック基板を使用することができ、親水性を有することができる。表面活性剤110は疎水性を有するt−Boc基と反応開始剤としてPAG(光酸発生剤;photo acid generator)を含むことができる。PAGは感光性物質に光が照射されると酸(H)を発生し、発生された酸はt−Boc基と反応して表面活性剤100を疎水性から親水性に変化させる。PAGの例としてはNQD(naphoquinone diazide)を使用することができる。そして、疎水性を有するt−Boc基の構造式は次の通りである。
【0016】
【化1】


(式中、n=1〜20である。)
【0017】
表面活性剤100は後述の有機層120との粘着力に優れた材料を選択するのが好ましい。一般に、図2aに示されているように、ベース基板110の表面は親水性を有しており、ベース基板110に疎水性を有する表面活性剤110をコーティングすると、図2bに示された結合される。図2bにおいてBはt−Boc基である。
【0018】
次に、図1bに示されているように、有機層120を形成する。有機層120は疎水性を有することができ、この場合、表面活性剤110との粘着力が良い。有機層120はスリットコーティングまたはスピンコーティングなどの方法によって形成することができる。
【0019】
その後、図1cに示されているように、所定のパターンの開口部12が形成されたマスク10を有機層120上に整列配置させる。マスク10は、図1cに示されているように、所定のパターンに開口部12が形成された板状とすることができる。開口部12は絶縁基板200に形成しようとする有機層120のパターンに対応するように設けられている。そして、マスク10上に光を照射して、開口部12に対応する表面活性剤110の一領域aのみを露光させる。ここで、光は紫外線、可視光線および赤外線を含む。一方、他の実施形態として、図示されていないが、マスク10は有機層120上に所定のパターンの開口部12が設けられたマスク層であってもよい。この場合、マスク層は光を遮断する物質を含む感光物質とすることができ、露光後にマスク層を除去するのが好ましい。
【0020】
露光処理によって、図1dに示されているように、露光された一領域aの表面活性剤110は以下に示す反応メカニズムによって疎水性から親水性に性質が変わる。
【0021】
【化2】

(式中、「P」は疎水性を示す基であり、「F」は親水性を示す基である。)
【0022】
この反応メカニズムに示されているように、光が表面活性剤110に照射されると、光によってPAGから酸(H)が発生し、発生した酸(H)はt−Boc基と反応しながら、CH=C−(CHとCOとが引き抜かれて、ベース基板100には、図2cに示されているように、親水性基(HO)を有する表面活性剤110が形成される。このような反応によって、露光された領域aの表面活性剤110は親水性を有し、有機層120は疎水性を有するので、露光された領域aの表面活性剤110と有機層120との間の界面粘着力は減少する。
【0023】
次に、図1eに示されているように、所定のパターンに薄膜210が形成された絶縁基板200上にベース基板100上の有機層120を整列配置し、ベース基板100上の有機層120を絶縁基板200に付着させる。この場合、露光された領域aが絶縁基板200上の所望の位置に正確に転写されるようにベース基板100を整列して付着させることが重要である。このためにベース基板100と絶縁基板200には別途の整列キー(図示せず)を設けることができる。
【0024】
次いで、図1fに示されているように、相互に付着されたベースフィルム100上の有機層120と絶縁基板200に熱を加えて、有機層120と絶縁基板200の間の接着力を増加させる。この場合、ベースフィルム100と絶縁基板200を相互加圧しながら熱を加えることもできる。
【0025】
その後、図1gに示されているように、ベースフィルム100を絶縁基板200から分離させると、表面活性剤110の露光された領域aに対応する有機層120の一領域bは絶縁基板200に転写される。有機層120の一領域bが絶縁基板200上に転写される原理は次の通りである。表面活性剤110の露光された領域aと有機層120の間の界面には疎水性と親水性の互いに異なる性質によって反発力が発生する。反発力が発生した状態でベースフィルム100を絶縁基板200方向に加圧しながら熱を加えると、有機層120と絶縁基板200の間の界面粘着力が増加して、ベースフィルム100の分離時に有機層120の一領域bは有機層120から分離されて絶縁基板200に付着された状態で維持される。これによって、絶縁基板200上に有機層120のパターンを簡単に形成することができる。
【0026】
以下では、前述の有機層のパターン形成方法を利用した表示装置の製造方法について図面を参照して説明する。説明に先立ち、本発明の説明ではいろいろな種類の表示装置のうちの液晶表示装置を実施形態に挙げて説明する。
【0027】
図3aは本発明による薄膜トランジスタ基板の配置図であり、図3bは図3aのIIIb−IIIb線による断面図である。
液晶表示装置は、薄膜トランジスタが形成されている薄膜トランジスタ基板300、カラーフィルターが形成されているカラーフィルター基板400、および両基板300、400の間に液晶層(図示せず)が位置している液晶表示パネル250を含む。
【0028】
まず、薄膜トランジスタ基板300は、絶縁基板310、絶縁基板310上に形成されているデータ配線321、323、データ配線321、323上に形成されている層間絶縁膜330、層間絶縁膜330上に形成されているゲート配線341、343、345、ゲート配線341、343、345上に形成されているゲート絶縁膜350、ゲート絶縁膜350上に形成されている透明電極層361、363、365、367、369、および透明電極層361、363、365、367、369の少なくとも一部分と接しながらゲート絶縁膜350上に形成されている有機半導体層370を含む。
【0029】
絶縁基板310はガラスまたはプラスチックで形成される。絶縁基板310がプラスチックで形成される場合、表示装置に柔軟性を付与することができるという長所があるが、絶縁基板310が熱に弱いという短所がある。本発明のように有機半導体層370を使用すれば半導体層形成を常温、常圧で行うことができるためプラスチック素材の絶縁基板310を使用するに容易であるという長所がある。ここで、プラスチックとして、ポリカーボン、ポリイミド、PES、PAR、PEN、PETなどを用いることができる。
【0030】
データ配線321、323は前記絶縁基板310上に形成されている。データ配線321、323は、絶縁基板310上に一方向に延長されているデータ線321と、前記データ線321の端部に設けられ外部から駆動または制御信号の伝達を受けるデータパッド323とを含む。データ配線321、323の材料としては安価で伝導度の良いAl、Cr、Mo、Au、Pt、Pd、ITO、IZOのうちの少なくともいずれか一つを含むことができる。そして、データ配線321、323は前記材料のうちの少なくともいずれか一つを含む単一層または複数の層で設ることができる。
【0031】
絶縁基板310上には層間絶縁膜330がデータ配線321、323を覆っている。層間絶縁膜330はデータ配線321、323上に位置するゲート配線341、343、345との電気的絶縁のための層であって、ベンゾシクロブテン(BCB)のような有機膜、アクリル系の感光膜または有機膜と無機膜の二重層とすることができる。有機膜と無機膜の二重層の場合、無機膜には数百Å厚さの窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)を使用することができ、有機膜から有機半導体層370への不純物の流入を防止する。そして、層間絶縁膜330にはデータ配線321、323の一部を露出させる第1接触孔331、332が形成されている。
【0032】
層間絶縁膜330上にはゲート配線341、343、345が形成されている。ゲート配線341、343、345は、前述のデータ線321と絶縁交差して画素領域を定義するゲート線341と、前記ゲート線341の端部に設けられ、外部から駆動または制御信号の印加を受けるゲートパッド343と、ゲート線341の分枝であり後述の有機半導体層370と対応する位置に形成されているゲート電極345を含む。ゲート配線341、343、345もデータ配線321、323、325のようにAl、Cr、Mo、Au、Pt、Pdらのうちの少なくともいずれか一つを含むことができ、単一層または複数の層で形成することができる。
【0033】
ゲート配線341、343、345上にはゲート絶縁膜350が形成されている。ゲート絶縁膜350は耐化学性および耐プラズマ性のぜい弱な有機半導体層370に不純物が流入することを防止するためにBCB(ベンゾシクロブテン)等のような厚い有機膜で形成される。他の実施形態として、ゲート絶縁膜350が有機膜と無機膜の二重層で形成されている場合、無機膜にはシリコン窒化物層を使用することができる。そして、ゲート絶縁膜350には前記第1接触孔331、332に対応する第2接触孔351、352と、ゲートパッド343を露出させる第3接触孔353とが形成されている。
【0034】
前記ゲート絶縁膜350上には透明電極層361、363、365、367、369が形成されている。透明電極層361、363、365、367、369は、第1および第2接触孔331、351を通じて有機半導体層370と一部分接するソース電極361、有機半導体層370を介してソース電極361と分離されているドレイン電極363、およびドレイン電極363と接続されて画素領域の一部を満たしている画素電極365を含む。そして、第1および第2接触孔332、352を通じてデータパッド323と接続されているデータパッド接触部材367と、第3接触孔353を通じてゲートパッド343と接続されているゲートパッド接触部材369とをさらに含む。透明電極層361、363、365、367、369はITOまたはIZOなどの透明な導電物質で形成される。ソース電極361は第2接触孔351を通じてデータ線321と物理的・電気的に接続されて画像信号の伝達を受ける。そして、ゲート電極345を介してソース電極361と離隔してチャンネル領域Cを定義するドレイン電極363はソース電極361と共に薄膜トランジスタを形成し、各画素電極365の動作を制御および駆動するスイッチングおよび駆動素子として作動する。
【0035】
ゲート絶縁膜350のゲート電極345上には有機半導体層370が位置している。有機半導体層370はチャンネル領域Cを覆っており、露出されているソース電極361とドレイン電極363の一部を覆っている。有機半導体層370はインクジェット法または蒸着法によって製造することができ、本発明による有機層のパターン形成方法によって製造することもできる。このような有機半導体層370は、テトラセン(tetracene)またはペンタセン(pentacene)の置換基を含む誘導体であるか、チオフェン環(thiophene ring)の2,5位置を通して4〜8個が連結されたオリゴチオフェン(oligothiophene)とすることができる。そして、有機半導体層370はペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(perylenetetracarboxlic dianhidride、PTCDA)またはそのイミド(imide)誘導体であるかナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド(naphthalenetetracarboxlic dianhydride、NTCDA)またはそのイミド誘導体とすることができる。また、有機半導体層370は金属化フタロシアニン(metallized pthalocyanine)またはそのハロゲン化誘導体であるかペリレンまたはコロネンとその置換基を含む誘導体とすることができる。ここで、金属化フタロシアニンに添加される金属としては銅、コバルト、亜鉛などが好ましい。そして、有機半導体層370はチエニレン(thienylene)およびビニレンのコオリゴマーまたはコポリマーとすることができ、チエニレンまたはコロネン(coronene)とこれらの置換基を含む誘導体とすることもでき、このような誘導体の芳香族またはヘテロ芳香族環に炭素数1〜30個のハイドロカーボン鎖を1つ以上含む誘導体とすることもできる。
【0036】
有機半導体層370の上部には保護層380が形成されている。保護層380は有機半導体層370の特性が劣化することを防止するための層であって、ポリビニルアルコール(PVA)、ベンゾシクロブテン(BCB)等の物質からなる有機膜とすることができ、アクリル系感光性有機膜とすることができる。前記保護層380は第1接触孔351からチャンネル領域Cまで覆うように形成することができる。
【0037】
次に、カラーフィルター基板400について説明する。カラーフィルター基板400はガラス、石英、セラミックまたはプラスチックなどの絶縁性材質で形成された絶縁基板410と、絶縁基板410の周縁に沿って形成されているブラックマトリックス420と、赤色、緑色および青色または青緑色、紫紅色および黄色の三原色を有するカラーフィルター層430、カラーフィルター層430上に形成されたオーバーコート層440と、オーバーコート層440上に形成された共通電極450を含む。
【0038】
ブラックマトリックス420は絶縁基板410上にほぼマトリックス形状または格子形状に設けられている。ブラックマトリックス420は一般に赤色、緑色および青色フィルターの間を区分し、薄膜トランジスタ基板300に位置する薄膜トランジスタTへの直接的な光照射を遮断する役割を果たす。ブラックマトリックス420は通常、黒色顔料が添加された有機物質で露光および現像工程によって製造することができ、本発明による有機層のパターン形成方法によって製造することもできる。前記黒色顔料としてはカーボンブラックやチタニウムオキシドなどを使用する。
【0039】
カラーフィルター層430はそれぞれ赤色、緑色および青色または青緑色、紫紅色および黄色が繰り返されて形成され、液晶層(図示せず)を通過した光に色を付与する役割を果たす。このようなカラーフィルター層430は着色有機物質で公知の顔料分散法を利用して形成することができ、本発明による有機層のパターン形成法によって製造することができる。
【0040】
オーバーコート層440はカラーフィルター層430を保護する役割を果たし、材質としてはアクリル系エポキシ材料が多く使用される。
共通電極450はITOまたはIZO等の透明な導電物質からなる。このような共通電極450は薄膜トランジスタ基板300の画素電極365と共に液晶層(図示せず)に直接信号電圧を印加する。
【0041】
以下、図4a〜図4fを参照して本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明する。以下の説明ではいろいろな有機層のうちの有機半導体層370を一例に挙げて有機層のパターン形成方法を利用した表示装置の製造方法について説明するが、有機層は前記有機半導体層370だけでなく他の有機物質からなる層も含まれる。そして、一部説明が省略されたり簡略に説明された部分は図1a〜図1gを参考にして説明した有機層のパターン形成方法に従う。
【0042】
まず、図4aに示されているように、絶縁基板310上にデータ配線321、323を形成する。絶縁基板310はガラス、石英、セラミックまたはプラスチックなどの絶縁性材質を含むことができ、フレキシブル平板表示装置を製作する場合にはプラスチック基板を使用するのが好ましい。その後、設けられた絶縁基板310上にデータ配線物質をスパッタリング等の方法で蒸着した後、フォトエッチング工程によってデータ線321とデータパッド323を形成する。
【0043】
その後、図4bに示されているように、絶縁基板310上に層間絶縁膜330を形成した後、層間絶縁膜330上にゲート配線341、343、345を形成する。
層間絶縁膜330は窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)等の無機物質、またはBCB(ベンゾシクロブテン)等の有機物質からなる層間絶縁物質を絶縁基板310とデータ配線321、323上に塗布して形成する。層間絶縁物質が有機物質である場合にはスピンコーティングまたはスリットコーティングなどの方法で形成することができ、無機物質である場合には化学気相蒸着、プラズマ強化化学気相蒸着法で形成されることができる。有機層及び無機層を積層することもできる。
【0044】
次に、層間絶縁膜330上にAl、Cr、Mo、Au、Pt、Pdのうちの少なくともいずれか一つを含むゲート配線物質をスパッタリング等の方法で蒸着した後、フォトエッチング工程によってゲート線341、ゲートパッド343およびゲート電極345を形成する。
【0045】
次に、図4cに示されているように、層間絶縁膜330とゲート配線341、343、345上にBCB(ベンゾシクロブテン)等のような厚い有機膜のゲート絶縁膜350を形成する。他の実施形態として、ゲート絶縁膜350は有機膜と無機膜の二重層とすることができ、無機膜としてはシリコン窒化物層を使用することができる。ゲート絶縁膜350はスピンコーティングまたはスリットコーティングなどの方法で形成することができる。ゲート絶縁膜350が形成されると、ゲート絶縁膜350上に所定のパターンに設けられた感光膜(図示せず)を形成した後、前記感光膜(図示せず)を遮断壁として利用したエッチング工程によって第1接触孔331、332、第2接触孔351、352および第3接触孔353を同時に形成する。一方、他の方法として、第1接触孔331、332と第2および第3接触孔351、352、353は各工程で別途に形成することもできる。
【0046】
その後、図4dに示されているように、ITOまたはIZOのような透明の導電性金属酸化物(透明導電物質)をゲート絶縁膜350上にスパッタリングまたは蒸着法によって形成した後、フォトエッチング工程またはエッチング工程を利用して透明電極層361、363、365、367、369を形成する。透明電極層361、363、365、367、369は、第1および第2接触孔331、351を通じて有機半導体層370と一部分接するソース電極361、有機半導体層370を介してソース電極361と分離されているドレイン電極363、およびドレイン電極363と接続され画素領域の一部を満たしている画素電極365を含む。そして、第1および第2接触孔332、352を通じてデータパッド323と接続されているデータパッド接触部材367と、第3接触孔353を通じてゲートパッド343と接続されているゲートパッド接触部材369とをさらに含む。
【0047】
その後、4eに示されているように、透明電極層361、363、365、367、369上に表面活性剤510と有機半導体層370が順次に積層されているベースフィルム500を整列配置させる。ここで、前述の有機層のパターン形成方法により、チャンネル領域Cに転写される有機半導体層370に対応する表面活性剤510の少なくとも一領域dは露光処理によって疎水性から親水性に性質が変化されている。これによって、露光された領域dの表面活性剤510は親水性を有して有機半導体層370は疎水性を有するので、表面活性剤510の露光された領域dと有機半導体層370との間の界面粘着力は減少する。
【0048】
次いで、図4fに示されているように、露光された領域dがチャンネル領域Cに対応するようにベース基板500上の有機半導体層370を絶縁基板310に付着させる。ここで、露光時には所定のパターンの開口部が形成されたマスクが用いられ、開口部はチャンネル領域Cに対応するように設けられている。そして、相互付着されたベースフィルム500上の有機半導体層370と絶縁基板310に熱を加えて、有機半導体層370と絶縁基板310との間の界面粘着力を増加させる。その後、ベースフィルム500を絶縁基板310から分離させると、表面活性剤510の露光された領域dに対応する有機半導体層370はチャンネル領域Cに転写される。有機半導体層370がチャンネル領域Cに転写される原理は次の通りである。表面活性剤510の露光された領域dと有機半導体層370との間の界面には疎水性と親水性の互いに異なる性質によって反発力が発生する。反発力が発生した状態でベースフィルム500を絶縁基板310方向に加圧しながら熱を加えると、有機半導体層370とゲート絶縁膜350、ソース電極361およびドレイン電極363の一部領域の間の界面粘着力が増加し、ベースフィルム500の分離時に表面活性剤510の露光された領域dに対応する有機半導体層120の一領域は有機半導体層370から分離されてチャンネル領域Cに付着された状態で維持される。これによって、チャンネル領域Cに有機半導体層370のパターンを簡単に形成することができる。
【0049】
その後、有機半導体層370上に保護層380を形成する。保護層380が感光性有機膜からなる場合には保護層380はコーティング、露光および現像によって形成することができ、シリコン窒化物のような無機膜からなる場合には蒸着とフォトエッチング工程によって形成することができる。
【0050】
これによって、有機薄膜トランジスタが設けられている薄膜トランジスタ基板300が製作される。
以下、図5を参照して本発明による有機層のパターン形成方法を利用したカラーフィルター基板の製造方法について説明する。以下の説明では前述の説明および公知の技術と区別される特徴的な部分のみを抜粋して簡略に説明する。さらに具体的に、有機物質からなるカラーフィルター層630を形成する方法について説明する。
【0051】
絶縁基板610上にはマトリックスまたは格子形状のブラックマトリックス620が設けられている。表面活性剤710とカラーフィルター層630が順次に積層されているベースフィルム700をブラックマトリックス620上に整列配置させる。カラーフィルター層630は赤色、緑色および青色のうちのいずれか一つである。ここで、前述の有機層のパターン形成方法により、ブラックマトリックス620の間の領域に転写されるカラーフィルター層630に対応する表面活性剤710の少なくとも一領域eは露光処理によって疎水性から親水性に性質が変化する。ここで、露光時には所定のパターンの開口部が形成されたマスクが用いられ、開口部はブラックマトリックス620の間の領域に対応するように設けられている。これによって、露光された領域eの表面活性剤710は親水性を有してカラーフィルター層630は疎水性を有するので、表面活性剤710の露光された領域eとカラーフィルター層630との間の界面粘着力は減少する。
【0052】
次いで、露光された領域eがブラックマトリックス620の間の領域に対応するようにベース基板700上のカラーフィルター層630を絶縁基板610に付着させる。そして、相互付着したベースフィルム700上のカラーフィルター層630と絶縁基板610に熱を加えて、カラーフィルター層630と絶縁基板610との間の界面粘着力を増加させる。その後、ベースフィルム700を絶縁基板610から分離させると、表面活性剤710の露光された領域eに対応するカラーフィルター層630はブラックマトリックス620の間の領域に転写される。このような工程によって赤色、緑色および青色のうちのいずれか一つのカラーフィルター層630が形成され、他の色のカラーフィルター層630に対して前述の工程を繰り返すことによって赤色、緑色および青色が繰り返されているカラーフィルター層630が完成される。これによって、ブラックマトリックス620の間の領域にカラーフィルター層630を簡単に形成することができる。
【0053】
このような方法は有機物質からなるブラックマトリックス620を絶縁基板610上に所定のパターンに形成する場合にも適用される。
以下では、図6を参照して本発明による有機層のパターン形成方法を利用したOLEDの製造方法について説明する。以下の説明では前述の説明および公知の技術と区別される特徴的な部分のみを抜粋して簡略に説明する。さらに具体的に、有機物質からなる有機発光層840を形成する方法について説明する。
【0054】
OLEDは電気的な信号を受けて発光する有機物(有機発光層)を利用した自発光型素子である。OLEDは、絶縁基板810上に形成されている薄膜トランジスタT、薄膜トランジスタTに電気的に接続されている画素電極820、画素電極820上に形成されている正孔注入層830を含む。正孔注入層830は画素電極820に均一に塗布されている。正孔注入層830は低分子物質を含むことができ、熱蒸着法によって形成することができる。また、図示されたものとは異なり、画素電極820に対応するようにパターニングすることもできる。
【0055】
正孔注入層830上に各画素電極820に対応するように赤色、緑色または青色の有機発光層840を形成するために、表面活性剤910と有機発光層840が順次に積層されているベースフィルム900を正孔注入層830上に整列配置させる。ここで、前述の有機層のパターン形成方法により、画素電極820に転写される有機発光層840に対応する表面活性剤910の少なくとも一領域gは露光処理によって疎水性から親水性に性質が変化している。ここで、露光時には所定のパターンの開口部が形成されたマスクが用いられ、開口部は画素電極820に対応するように設けられている。これによって、露光された領域gの表面活性剤910は親水性を有して有機発光層840は疎水性を有するので、表面活性剤910の露光された領域gと有機発光層840との間の界面粘着力は減少する。
【0056】
次いで、露光された領域gが画素電極820に対応するようにベース基板900上の有機発光層840を絶縁基板810に付着させる。そして、相互付着したベースフィルム900と絶縁基板810に熱を加えて、有機発光層840と正孔注入層830との間の界面粘着力を増加させる。その後、ベースフィルム900を絶縁基板810から分離させると、表面活性剤910の露光された領域gに対応する有機発光層840は正孔注入層830上に転写される。赤色、緑色および青色のうちのいずれか一つの有機発光層840が形成されると、前述の工程を繰り返して他の色の有機発光層840をそれぞれ形成することによって簡単にOLEDを製造することができる。
【0057】
従来は、有機発光層840を画素電極820に対応するようにパターニングするために各画素電極820間を区分する隔壁(図示せず)が必要であった。形成された隔壁(図示せず)を利用してインクジェット法または熱蒸着法によって赤色、緑色または青色の有機発光層840を各画素電極820に対応するようにパターニングした。
【0058】
しかし、本発明では、赤色、緑色および青色のうちのいずれか一つの有機発光層840が設けられたベースフィルム900を露光した後に、画素電極820と正孔注入層830が設けられた絶縁基板810に接合および加熱させることによって、容易に正孔注入層830上に画素電極820に対応するように有機発光層840をパターニングすることができる。また、隔壁形成工程などを除去することができるので工程が簡単になる。
【0059】
たとえ本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原則や精神から逸脱せずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1a】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1b】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1c】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1d】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1e】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1f】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図1g】本発明によるパターン形成方法を順次に説明するための図面である。
【図2a】表面活性剤に光が照射された時に起こる反応を説明するための図面である。
【図2b】表面活性剤に光が照射された時に起こる反応を説明するための図面である。
【図2c】表面活性剤に光が照射された時に起こる反応を説明するための図面である。
【図3a】本発明による薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図3b】図3aのIIIb−IIIb線による断面図である。
【図4a】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図4b】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図4c】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図4d】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図4e】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図4f】本発明による薄膜トランジスタ基板の製造方法を説明するための図面である。
【図5】本発明によるカラーフィルター基板の製造方法を説明するための図面である。
【図6】本発明によるOLEDの製造方法を説明するための図面である。
【符号の説明】
【0061】
10 マスク
12 開口部
100 ベースフィルム
110 表面活性剤
120 有機層
200 絶縁基板
210 薄膜
300 薄膜トランジスタ基板
310 絶縁基板
321 データ線
323 データパッド
330 層間絶縁膜
331、332 第1接触孔
341 ゲート線
343 ゲートパッド
345 ゲート電極
350 ゲート絶縁膜
351、352 第2接触孔
353 第3接触孔
361 ソース電極
363 ドレイン電極
365 画素電極
367 データパッド接触部材
369 ゲートパッド接触部材
370 有機半導体層
380 保護層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ベースフィルム上に感光性表面活性剤をコーティングする工程と;
前記表面活性剤上に有機層を形成する工程と;
前記有機層上に所定のパターンの開口部が形成されたマスクで露光して、前記表面活性剤と前記有機層の間の界面粘着力を減少させる工程と;
前記ベースフィルム上の前記有機層を絶縁基板に付着させる工程と;
前記ベースフィルムを前記絶縁基板から分離し、露光された前記表面活性剤に対応する前記有機層を前記絶縁基板に転写する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項2】
前記ベースフィルム上の前記有機層と前記絶縁基板との付着後、熱を加えて前記有機層と前記絶縁基板の間の粘着力を増加させる工程をさらに含む請求項1に記載のパターン形成方法。
【請求項3】
前記表面活性剤と前記有機層とは疎水性を示し、
前記表面活性剤は露光によって親水性に変化し、前記表面活性剤と前記有機層の間の界面粘着力を減少させる請求項1または請求項2に記載のパターン形成方法。
【請求項4】
前記開口部は、前記有機層の前記絶縁基板に転写される領域に対応して設けられている請求項3に記載のパターン形成方法。
【請求項5】
前記表面活性剤は、t−Boc基を含む請求項3に記載のパターン形成方法。
【請求項6】
前記表面活性剤は、光酸発生剤をさらに含む請求項5に記載のパターン形成方法。
【請求項7】
ベースフィルム上に感光性表面活性剤をコーティングする工程と;
前記表面活性剤上に有機層を形成する工程と;
前記有機層上に所定のパターンの開口部が形成されたマスクで露光して、前記表面活性剤と前記有機層の間の界面粘着力を減少させる工程と;
前記ベースフィルム上の前記有機層を絶縁基板に付着させる工程と;
熱を加えて前記有機層と前記絶縁基板の間の粘着力を増加させる工程と;
前記ベースフィルムを前記絶縁基板から分離して、露光された前記表面活性剤に対応する前記有機層を前記絶縁基板に転写する工程と
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項8】
前記有機層は有機半導体層を含み、前記絶縁基板上には互いに離隔してチャンネル領域を定義するソース電極およびドレイン電極が設けられており、
前記開口部は前記チャンネル領域に対応するように設けられている請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項9】
前記ベースフィルム上の前記有機層と前記絶縁基板の付着工程は、
露光された前記表面活性剤に対応する有機層が前記チャンネル領域に対応するように前記ベースフィルムの前記有機層を前記絶縁基板に付着する請求項8に記載の表示装置の製造方法。
【請求項10】
前記有機層は、前記チャンネル領域に転写され、前記ソース電極および前記ドレイン電極の一部と接触している請求項8に記載の表示装置の製造方法。
【請求項11】
前記ドレイン電極と一部接している画素電極をさらに含み、
前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記画素電極を同一のマスクを用いて形成する請求項8に記載の表示装置の製造方法。
【請求項12】
前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記画素電極は、ITO又はIZOからなる請求項11に記載の表示装置の製造方法。
【請求項13】
前記絶縁基板上にはマトリックス形状のブラックマトリックスが設けられており、前記有機層はカラーフィルター層を含み、
前記有機層を前記ブラックマトリックスの間の領域に転写する請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項14】
前記開口部は、前記ブラックマトリックスの間の領域に対応するように設けられている請求項13に記載の表示装置の製造方法。
【請求項15】
前記有機層はブラックマトリックスを含む請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項16】
前記絶縁基板上には、薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと接続されている画素電極が設けられており、前記有機層は有機発光層を含み、
前記有機層を前記画素電極上に転写する請求項7に記載の表示装置の製造方法。
【請求項17】
前記開口部は、前記画素電極に対応するように形成されている請求項16に記載の表示装置の製造方法。
【請求項18】
前記表面活性剤と前記有機層は疎水性を示し、
前記表面活性剤は露光によって親水性に変化し、前記表面活性剤と前記有機半導体層の間の界面粘着力を減少する請求項8、13、15及び16のうちのいずれか一項に記載の表示装置の製造方法。
【請求項19】
前記表面活性剤は、t−Boc基を含む請求項18に記載の表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記表面活性剤は、光酸発生剤をさらに含む請求項19に記載の表示装置の製造方法。

【図1a】
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【図1b】
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【図1c】
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【図1d】
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【図1e】
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【図1f】
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【図1g】
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【図2a】
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【図2b】
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【図2c】
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【図3a】
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【図3b】
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【図4a】
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【図4b】
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【図4c】
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【図4d】
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【図4e】
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【図4f】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−235124(P2007−235124A)
【公開日】平成19年9月13日(2007.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−25078(P2007−25078)
【出願日】平成19年2月5日(2007.2.5)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【Fターム(参考)】