説明

表示装置とその製造方法

【課題】維持電極線に印加される電圧の漏れを最小化することができる表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による表示装置は、絶縁基板と;絶縁基板の上に形成されている第1金属配線層と;第1金属配線層と離隔して第1金属配線層に沿って形成されている維持電極線と;第1金属配線層と維持電極線を覆っている第1絶縁膜と;第1絶縁膜の上に形成されており、維持電極線に対応する維持容量形成層を有する第2金属配線層と;第2金属配線層を覆っており維持容量形成層の一部を露出させる画素接触孔を有する第2絶縁膜と;第2絶縁膜の上に形成されており、画素接触孔を通じて前記維持容量形成層と接続されている画素電極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】
本発明は表示装置とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
最近、表示装置のうちの小型、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には液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)と有機電界発光装置(OLED:Organic light-emitting diode)等がある。一例に、液晶表示装置は液晶パネルを含み、液晶パネル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と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、そしてこれらの間に位置する液晶層を含む。
【0003】
液晶パネルの各画素は薄膜トランジスタに接続されてデータ電圧の印加を受ける。しかし、各画素にデータ電圧が印加される時間は非常に短く、データ電圧が印加されるまでの時間の間隔、つまりデータ電圧が印加されていない時間は非常に長い。そのため、データ電圧が印加されない時間の間、つまり、薄膜トランジスタがオフ(OFF)された時間の間に電圧を維持するために各画素には維持容量(storage capacity)が設けられている。
【0004】
このような維持容量は一般にゲート配線と平行して設けられた維持電極線、維持電極線の上に設けられた絶縁物質のゲート絶縁膜と保護膜、および保護膜の上に形成された画素電極によって形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、保護膜は有機物質で、材料の特性上、維持電極線に印加されるデータ電圧の漏れを招く。これによって、液晶が非正常的に駆動されて画像の不良が発生されるという問題点がある。
従って、本発明の目的は、維持電極線に印加される電圧の漏れを最小化することができる表示装置とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的は、本発明1によって、絶縁基板と;絶縁基板の上に形成されている第1金属配線層と;第1金属配線層と離隔して第1金属配線層に沿って形成されている維持電極線と;第1金属配線層と維持電極線を覆っている第1絶縁膜と;第1絶縁膜の上に形成されており、維持電極線に対応する維持容量形成層を有する第2金属配線層と;第2金属配線層を覆っており維持容量形成層の一部を露出させる画素接触孔を有する第2絶縁膜と;第2絶縁膜の上に形成されており、画素接触孔を通じて前記維持容量形成層と接続されている画素電極とを含むことを特徴とする表示装置によって達成される。
【0007】
維持電極線上に第1絶縁膜を介して維持容量形成層を形成している。よって、維持容量は、維持電極線、第1絶縁膜及び維持容量形成層により形成され、第2絶縁膜は維持容量の形成に寄与しない。このような構造によって、電圧の漏れを招く第2絶縁膜が維持容量を形成しなくなるので、維持電極線に印加される電圧の漏れは最少になる。一方、維持容量はε(s/d)に比例し、厚い第2絶縁膜が除去されることによって両電極(維持電極線と維持容量形成層)の間の距離dが小さくなって維持容量値が大きくなる。これによって、維持容量がうまく形成されて画像の不良の発生が最少になる。
【0008】
画素接触孔を介して維持容量形成層と画素電極とが接続されており、形成された維持容量は画素電極を通じて液晶層に一定の電圧を印加する。
また、第1絶縁膜は第1金属配線層および維持電極線を覆うように形成されており、第1金属配線層および維持電極線の形成時に使用される化学物質または残存プラズマが、接触孔の隙間または界面の間に流入するのを阻止する。これにより、第1絶縁膜の形成後に形成される、耐化学性および耐プラズマ性にぜい弱な層の特性が損傷されることを最小にすることができる。
【0009】
発明2は、発明1において、第1金属配線層と維持電極線は同一の層に、同一の材質で形成されたことができる。
発明3は、発明1において、維持容量形成層は維持電極線と実質的に同一の形状に形成され、維持電極線、第1絶縁膜および維持容量形成層は維持容量(storage capacity)を形成することができる。
【0010】
このような、維持容量によって薄膜トランジスタがオフ(OFF)されても一定の時間の間に各画素に電圧が一定に維持されて画像が形成される。
発明4は、発明3において、第1金属配線層はデータ線と、データ線の端部に位置するデータパッドを有するデータ配線であり、第2金属配線層はデータ線と交差するゲート線と、ゲート線から分枝されているゲート電極と、ゲート線の端部に設けられているゲートパッドおよびデータ線とゲート電極の間に位置し第1絶縁膜に形成された第1絶縁膜接触孔を通じてデータ線と接続される連結部材をさらに含むゲート配線であることができる。
【0011】
発明5は、発明4において、第1絶縁膜は無機物質を含み、第2絶縁膜は有機物質を含み、第2絶縁膜には連結部材の一部を露出させる連結部材接触孔と、ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔、およびデータパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔が形成されていることができる。
発明6は、発明5において、第2絶縁膜の上には連結部材接触孔を通じて連結部材と接続されておりゲート電極の一部と重なっているソース電極と、ゲート電極を介してソース電極と離隔してチャンネル領域を定義し画素電極と接続されているドレイン電極がさらに設けられており、ソース電極、ドレイン電極および画素電極はITO(indium tin oxide)およびIZO(indium zinc oxide)のうちのいずれか一つを含むことができる。
【0012】
発明7は、発明5において、チャンネル領域には有機半導体層が形成されていることができる。
発明8は、発明3において、第1金属配線層はデータ線と、データ線の端部に位置するデータパッドおよびデータ線の一側に位置する光遮断膜を有するデータ配線であり、第2金属配線層は第1絶縁膜の上で光遮断膜を介して相互分離され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をさらに含むことができる。
【0013】
発明9は、発明8において、ソース電極、ドレイン電極および維持容量形成層は同一の層に、同一の材質で形成されることができる。
発明10は、発明9において、第2絶縁膜にはチャンネル領域を露出させる開口と、ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔が形成されており、画素電極はドレイン接触孔を通じてドレイン電極と接続されていることができる。
【0014】
発明11は、発明9において、第1絶縁膜にはデータ線の一部を露出させる第1絶縁膜接触孔が形成されており、ソース電極は第1絶縁膜接触孔を通じてデータ線と接続されていることができる。
発明12は、発明1において、開口に形成されている有機半導体層と;有機半導体層を覆っている有機絶縁膜と;有機半導体層の上の前記有機絶縁膜の上に形成されているゲート電極を有するゲート配線をさらに含むことができる。
【0015】
本発明13の目的は、絶縁基板の上に第1金属配線層を形成する段階と;第1金属配線層と離隔して第1金属配線層に沿って延長されている維持電極線を形成する段階と;第1金属配線層と維持電極線を覆うように第1絶縁膜を形成する段階と;第1絶縁膜の上に維持電極線に対応する維持容量形成層を有する第2金属配線層を形成する段階と;第2金属配線層の上に維持容量形成層の一部を露出させる画素接触孔を有する第2絶縁膜を形成する段階と;第2絶縁膜の上に画素接触孔を通じて維持容量形成層と接触するように画素電極を形成する段階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。
【0016】
発明14は、発明13において、第1金属配線層と維持電極線は同時に形成されることができる。
発明15は、発明13において、維持容量形成層は維持電極線と実質的に同一の形状を有し、維持電極線、第1絶縁膜および維持容量形成層は維持容量(storage capacity)を形成することができる。
【0017】
発明16は、発明15において、第1金属配線層はデータ線とデータ線の端部に設けられたデータパッドを有するデータ配線を含み、第2金属配線層はデータ線と交差するゲート線と、ゲート線から分枝されているゲート電極と、ゲート線の端部に設けられているゲートパッドおよびデータ線とゲート電極の間に位置し第1絶縁膜に形成された第1絶縁膜接触孔を通じてデータ線と接続される連結部材をさらに含むゲート配線であることができる。
【0018】
発明17は、発明16において、第2絶縁膜は連結部材の一部を露出させる連結部材接触孔と、ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔およびデータパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔をさらに含み、画素接触孔、連結部材接触孔、ゲートパッド接触孔およびデータパッド接触孔は同時に形成されることができる。
発明18は、発明16において、第2絶縁膜の上には連結部材接触孔を通じて連結部材と接触しておりゲート電極の一部と重なっているソース電極と、ゲート電極を介してソース電極と離隔してチャンネル領域を定義するドレイン電極がさらに設けられており、画素電極はドレイン電極と接続され、ソース電極、ドレイン電極および画素電極は同時に形成されることができる。
【0019】
発明19は、発明18において、ソース電極、ドレイン電極および画素電極はITO(indium tin oxide)およびIZO(indium zinc oxide)のうちのいずれか一つを含むことができる。
発明20は、発明18において、チャンネル領域に有機半導体層を形成する段階をさらに含むことができる。
【0020】
発明21は、発明15において、第1金属配線層はデータ線と、データ線の端部に位置するデータパッドおよびデータ線の一側に位置する光遮断膜を含み、第2金属層は光遮断膜を中心に互いに分離され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をさらに含み、ソース電極、ドレイン電極および維持容量形成層は同時に形成されることができる。
【0021】
発明22は、発明21において、チャンネル領域に有機半導体層を形成する段階と;有機半導体層の上に有機絶縁膜を形成する段階と;有機絶縁膜の上に位置するゲート電極を有するゲート配線を形成する段階とをさらに含むことができる。
発明23は、発明22において、第2絶縁膜にはチャンネル領域を露出させる開口、ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔、ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔およびデータパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔がさらに形成されており、画素電極はドレイン接触孔を通じてドレイン電極と接続されており、画素接触孔、開口、ドレイン接触孔、ゲートパッド接触孔およびデータパッド接触孔は同時に形成されることができる。
【0022】
発明24は、発明22において、第1絶縁膜にはデータ線の一部を露出させる第1絶縁膜接触孔が設けられており、ソース電極は第1絶縁膜接触孔を通じてデータ線と接続されることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、維持電極線に印加される電圧の漏れを最小化することができる表示装置とその製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下、添付図面を参照して本発明について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。
そして、本発明の第1実施形態では有機半導体層が適用された場合の薄膜トランジスタ基板について説明するが、本発明は薄膜トランジスタ基板を含む液晶表示装置とOLEDなどの表示装置にも適用され得るのはもちろんである。
【0025】
図1は本発明の第1実施形態による薄膜トランジスタ基板の配置図を概略的に示したものであり、図2は図1のII−II線による断面図である。
本発明による薄膜トランジスタ基板100は絶縁基板110と、絶縁基板110の上に形成されている第1金属配線層121、123と、第1金属配線層121、123と離隔して第1金属配線層121、123に沿って形成されている維持電極線125と、第1金属配線層121、123の上に形成されている第1絶縁膜130と、第1絶縁膜130の上に形成されている第2金属配線層141、143、145、147、149と、第2金属配線層141、143、145、147、149の上に順次に形成されている第2絶縁膜150と、第2絶縁膜150の上に形成されている透明電極層161、163、165、167、169と、透明電極層161、163、165、167、169の少なくとも一部分と接しながら第2絶縁膜150の上に形成されている有機半導体層170および有機半導体層170の上に順次に形成されている第1および第2保護層181、182を含む。
【0026】
絶縁基板110はガラスまたはプラスチックで形成されることができる。絶縁基板110がプラスチックで形成される場合、薄膜トランジスタ基板100に柔軟性を付与することができるという長所がある。本発明のように有機半導体層170を用いると、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110を使用するのに容易であるという長所がある。
【0027】
第1金属配線層121、123は前記絶縁基板110の上に形成されている。第1金属配線層121、123は絶縁基板110の上に一方向に延長されているデータ線121と前記データ線121の端部に設けられ外部から駆動信号または制御信号の伝達を受けるデータパッド123を有するデータ配線を含む。第1金属配線層121、123の材料としてはAl、Cr、Mo、Nd、Au、Pt、Pd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設けられることができる。
【0028】
前記絶縁基板110の上の前記第1金属配線層121、123と同一の層には維持電極線125が設けられている。維持電極線125はデータ線121と離隔して前記データ線121に沿って形成されている。そして、維持電極線125は第1金属配線層121、123と同一の材質で、同時に形成される。維持電極線125は後述する第1絶縁膜130および維持容量形成層149と共に維持容量(storage capacity)を形成する。このような、維持容量によって薄膜トランジスタがオフ(OFF)されても一定の時間の間に各画素に電圧が一定に維持されて画像が形成される。
【0029】
絶縁基板110の上には第1絶縁膜130が第1金属配線層121、123および維持電極線125を覆っている。第1絶縁膜130は、第1金属配線層121、123および維持電極線125と、第2金属配線層141、143、145、147、149との間の電気的絶縁のための層であり、段差被覆性に優れた窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)等のような無機物質からなる無機膜であり得る。第1絶縁膜130はデータ線121を露出させる第1絶縁膜接触孔131を含む。一方、図示されていないが、第1絶縁膜130は無機膜と有機膜を含む2重膜であることもできる。そして、第1絶縁膜130は第1金属配線層121、123および維持電極線125を覆うように形成されており、第1金属配線層121、123および維持電極線125の形成時に使用される化学物質または残存プラズマが、後述する第1絶縁膜接触孔131の隙間または界面の間に流入するのを阻止する。これにより、耐化学性および耐プラズマ性にぜい弱な後述する有機半導体層170の特性が損傷することを最小にすることができる。
【0030】
前記第1絶縁膜130の上には第2金属配線層141、143、145、147、149が形成されている。第2金属配線層141、143、145、147、149は前述したデータ線121と絶縁交差して画素領域を定義するゲート線141と、前記ゲート線141の端部に設けられ外部から駆動信号または制御信号の印加を受けるゲートパッド145と、ゲート線141の分枝であり後述する有機半導体層170と対応する所に形成されているゲート電極143と、第1絶縁膜接触孔131を通じてデータ線121と接続されている連結部材147および前記維持電極線125に対応して前記第1絶縁膜130の上に形成されている維持容量形成層149からなるゲート配線を含む。ゲートパッド145は外部から薄膜トランジスタをオン/オフ(ON/OFF)させるための駆動信号および制御信号の印加を受けてゲート線141を通じてゲート電極143に伝達する。そして、連結部材147はデータ線121とソース電極161の間を連結する。第2金属配線層141、143、145、147、149も第1金属配線層121、123のようにAl、Cr、Mo、Nd、Au、Pt、Pd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設けられることができる。ここで、維持容量形成層149は前述した維持電極線125および第1絶縁膜130と共に維持容量を形成する。一方、図1で、維持容量形成層149が維持電極線125より広い面積を有するように示されているが、これは説明の便宜および図面の図示のために多少誇張されて示されたものである。つまり、維持容量形成層149は維持電極線125に対応する大きさで設けられ、必要によって前者が後者より多少大きくまたは小さく形成されることができるのはもちろんである。
【0031】
しかし、従来は維持容量形成層149がなかったため、維持容量は維持電極線125、第1絶縁膜130、第2絶縁膜150および画素電極165によって形成された。しかし、第2絶縁膜150は有機物質を含む厚い有機膜であって、その材料の特性上維持電極線125に印加される電圧の漏れを招くという問題点がある。このような第2絶縁膜150による電圧の漏れによって維持容量がうまく形成されず、そのために液晶層が非正常的に駆動されて画像の不良が発生するという問題点がある。
【0032】
このような問題点を解決するために、本発明では、前述のように維持電極線125の上の第1絶縁膜130に維持容量形成層149を形成して第2絶縁膜150が除去された状態で維持容量を形成するように構造を改善した。このような構造によって、電圧の漏れを招く第2絶縁膜150が維持容量を形成しなくなるので、維持電極線125に印加される電圧の漏れは最少になる。一方、維持容量はε(s/d)に比例し、厚い第2絶縁膜150が除去されることによって両電極(維持電極線125と維持容量形成層149)の間の距離dが小さくなって維持容量値が大きくなる。これによって、維持容量がうまく形成されて画像の不良の発生が最少になる。
【0033】
第2金属配線層141、143、145、147、149の上には第2絶縁膜150が形成されている。第2絶縁膜150は有機物質を含む有機膜であって、第1金属配線層および維持電極線121、123、125と第2金属配線層141、143、145、147、149を保護すると同時に、耐化学性および耐プラズマ性がぜい弱な有機半導体層170に不純物が流入することを防止する。第2絶縁膜150には連結部材147の一部を露出させる連結部材接触孔151、維持容量形成層149の一部を露出させる画素接触孔153、データパッド123の一部を露出させるデータパッド接触孔155およびゲートパッド145の一部を露出させるゲートパッド接触孔157が形成されている。ここで、画素接触孔153は維持容量形成層149と画素電極165を接続するための通路であって、形成された維持容量は画素電極165を通じて液晶層に一定の電圧を印加する。
【0034】
第2絶縁膜150の上には透明電極層161、163、165、167、169が形成されている。透明電極層161、163、165、167、169は連結部材接触孔151を通じてデータ線121と接続されており有機半導体層170と少なくとも一部が接するソース電極161、有機半導体層170を介してソース電極161と分離されているドレイン電極163、およびドレイン電極163と接続されて画素領域に形成されている画素電極165を含む。そして、データパッド接触孔155とゲートパッド接触孔157をそれぞれ覆っているデータパッド接触部材167とゲートパッド接触部材169をさらに含む。透明電極層161、163、165、167、169はITO(indium tin oxide)またはIZO(indium zinc oxide)などの透明な導電物質で形成される。ソース電極161は連結部材接触孔151を通じてデータ線121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143を介してソース電極161と離隔しているドレイン電極163はソース電極161と共に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT)を形成し各画素電極165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。画素電極165は画素接触孔153を通じて維持容量形成層149と接続されている。維持容量形成層149、第1絶縁膜130および維持電極線125によって形成された維持容量は画素電極165を通じて液晶層に一定の電圧を印加する。
【0035】
チャンネル領域には有機半導体層(organic semiconductor layer)170が形成されている。有機半導体層170はチャンネル領域を覆っており、ソース電極161およびドレイン電極163と少なくとも一部が接している。このような有機半導体層170にはペンタセンなどの公知の有機半導体物質が使用されることができる。
【0036】
有機半導体層170の上には第1保護層181が形成されている。第1保護層181は有機半導体層170を覆っており、フッ素系高分子からなる厚い有機膜であり得る。第1保護層181は有機半導体層170の特性が劣化することを防止するための層である。そして、第1保護層181の上に第2保護層182をさらに形成することもできる。前記第2保護層182は有機半導体層170と第1保護層181のパターン形成のためのマスクとして使用されることもあり、有機半導体層170を保護して有機薄膜トランジスタ(O−TFT)の特性を向上させる。第2保護層182はITO(indium tin oxide)およびIZO(indium zinc oxide)のうちのいずれか一つからなることができる。
【0037】
そして、連結部材接触孔151から有機半導体層170まで覆う追加の低温有機膜190をさらに含むことができる。
以下、図3a乃至図6bを参照して本発明の第1実施形態による有機薄膜トランジスタ(O−TFT)を含む表示装置の製造方法について説明する。
まず、図3aおよび図3bに示されているように、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110を設ける。可撓性(flexible)表示装置を製作することにおいてはプラスチック基板を使用するのが好ましい。その後、絶縁基板110の上に第1金属配線物質をスパッタリング(sputtering)等の方法で蒸着した後、写真エッチング(photolithography)工程によって第1金属配線層121、123と維持電極線125を同時に形成する。第1金属配線層121、123は一方向に延長されたデータ線121、前記データ線121の端部に設けられたデータパッド123を有するデータ配線を含む。維持電極線125はデータ線121と離隔してデータ線121に沿って形成されている。
【0038】
その後、図4aおよび図4bに示されているように、窒化ケイ素(SiNx)または酸化ケイ素(SiOx)等の無機物質からなる第1絶縁物質を絶縁基板110と第1金属配線層および維持電極線121、123、125の上に加えて第1絶縁膜130を形成する。そして、データ線121を露出させる第1絶縁膜接触孔131を形成する。その次に、第1絶縁膜130の上に第2金属配線物質をスパッタリング(sputtering)等の方法で蒸着した後、写真エッチング(photolithography)工程によってゲート線141、ゲート電極143、ゲートパッド145、連結部材147および維持容量形成層149を形成する。一方、図1で、維持容量形成層149が維持電極線125より広い面積を有するように示されているが、これは説明の便宜および図面の図示のために多少誇張して示したものである。つまり、維持容量形成層149は維持電極線125に対応する大きさで設けられ、必要によって前者が後者より多少大きくまたは小さく設けられることができるのはもちろんである。
【0039】
これによって、維持電極線125、第1絶縁膜130および維持容量形成層149は維持容量を形成する。特に、本発明の第1実施形態による構造によれば、材料の特性上電圧の漏れを招く第2絶縁膜150が維持容量を形成しなくなるので液晶容量の電圧の漏れが最少になる。
その次に、図5aおよび図5bに示されているように、第2金属配線層141、143、145、147、149と第1絶縁膜130の上に厚い有機膜の第2絶縁膜150を形成する。第2絶縁膜150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によって形成されることができる。そして、エッチング工程によって連結部材接触孔151、画素接触孔153、データパッド接触孔155およびゲートパッド接触孔157を形成する。ここで画素接触孔153は維持容量形成層149と画素電極165を接続するためのものであって、形成された液晶容量は画素電極165を通じて一定の電圧を液晶層に印加する。その次に、ITO(indium tin oxide)またはIZO(indium zinc oxide)のような透明の導電性金属酸化物(透明導電物質)を第2絶縁膜150の上にスパッタリング(sputtering)によって形成した後、写真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161、163、165、167、169を形成する。透明電極層161、163、165、167、169は連結部材接触孔151を通じてデータ線121と接続され有機半導体層170と少なくとも一部が接するソース電極161と、有機半導体層170を介してソース電極161と分離されてチャンネル領域を定義するドレイン電極163、およびドレイン電極163と接続されて画素領域を満たしている画素電極165を含む。そして、データパッド接触部材167とゲートパッド接触部材169をさらに含む。ここで、画素電極165は画素接触孔153を通じて維持容量形成層149と接続される。
【0040】
その後、図6aおよび図6bに示されているように、チャンネル領域に有機半導体溶液を加えて有機半導体層170を形成する。有機半導体層170は蒸発法(Evaporation)またはコーティングによって形成されることができる。図示されていないが、他の実施形態として、隔壁を利用したインクジェット法を利用して有機半導体層170を形成することもできる。
【0041】
その後、フッ素系高分子からなる第1保護層181をスピンコーティングまたはスリットコーティングによって有機半導体層170の上に形成する。続いて、第1保護層181の上にスパッタリング法によってITOおよびIZOのうちの少なくともいずれか一つを含む第2保護層182を形成する。そして、写真エッチング工程を利用してチャンネル領域に対応するように第2保護層182をパターニングした後、前記パターニングされた第2保護層182を利用したエッチング工程によって有機半導体層170と第1保護層180を同時にパターニングする。そして、連結部材接触孔151から有機半導体層170まで覆う低温有機膜190をさらに形成して図2に示されているように有機薄膜トランジスタ(O−TFT)を完成する。
【0042】
以下、図7を参照して本発明の第2実施形態による表示装置とその製造方法について説明する。そして、第2実施形態の説明では前述した第1実施形態と区別される特徴的な部分のみを抜粋して説明し、説明が省略されたり要約された部分は第1実施形態または公知の技術による。
図7は本発明の第2実施形態による薄膜トランジスタ基板の断面図を示したものであって、第1実施形態とは異なりトップゲート(top gate)構造の有機薄膜トランジスタを示したものである。
【0043】
第2実施形態で第1金属配線層221、227は一方向に延長されたデータ線221、前記データ線221の端部に設けられたデータパッド(図示せず)および前記データ線221の一側に前述した有機半導体層270に対応して位置する光遮断膜227を含む。つまり、第1実施形態とは異なり、有機半導体層270に光が照射されることを遮断する光遮断膜227がさらに設けられている。データ線221と同一の層には前記データ線221と離隔して平行して設けられた維持電極線225が形成されている。
【0044】
そして、第2金属配線層241、243、245は第1実施形態とは異なり、ソース電極241、ドレイン電極243および維持容量形成層245を含む。ソース電極241の一端は第1絶縁膜230に形成された第1絶縁膜接触孔231を通じてデータ線221と接続されており、他端は光遮断膜227の上に延長されている。ドレイン電極243は光遮断膜227を介して前記ソース電極241と分離されてチャンネル領域を定義し、画素電極260と接続されている。維持容量形成層245は維持電極線225の上の第1絶縁膜230に維持電極線225と対応するように形成されている。これによって、維持電極線225、第1絶縁膜230および維持容量形成層245は液晶容量を形成する。ここで、ソース電極241、ドレイン電極243および維持容量形成層245は同一の層に、同一の材質で、同時に形成される。
【0045】
第2金属配線層241、243、245の上には有機物質を含む第2絶縁膜250が形成されている。第2絶縁膜250にはチャンネル領域を露出させる開口257と、ドレイン電極243の一部を露出させるドレイン接触孔251および維持容量形成層245の一部を露出させる画素接触孔253が形成されており、前記開口257、ドレイン接触孔251および画素接触孔253は同時に形成される。
【0046】
第2絶縁膜250の上には画素電極260が形成されており、画素電極260はドレイン接触孔251を通じてドレイン電極243と接続され、画素接触孔253を通じて維持容量形成層245と接続されている。
開口257には有機半導体層270と有機絶縁膜275が順次に積層されている。有機絶縁膜275の上にはゲート電極280が形成されており、有機絶縁膜275は有機半導体層270とゲート電極280の間を絶縁させ、有機半導体層270を保護する。そして、ゲート電極280の上にはゲート電極280を保護する保護層290が形成されている。
【0047】
このような構造によって、電圧の漏れを招く第2絶縁膜250が維持容量を形成しなくなるので、維持電極線225に印加される電圧の漏れは最少になる。
本発明のいくつかの実施形態が図示され説明されたが、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外れずに本実施形態を変形できるのが分かる。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。
【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明は、有機半導体層が適用された場合の液晶表示装置、通常の液晶表示装置、及びOLEDなどの表示装置など各種表示装置に適用可能である。
に好適である。
【図面の簡単な説明】
【0049】
【図1】本発明の第1実施形態による薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図2】図1のII−II線による断面図である。
【図3a】本発明の第1実施形態による表示装置の製造方法を順次に示した平面図である。
【図3b】図3aのIIIb−IIIbにおける断面図である。
【図4a】本発明の第1実施形態による表示装置の製造方法を順次に示した平面図である。
【図4b】図4aのIVb−IVbにおける断面図である。
【図5a】本発明の第1実施形態による表示装置の製造方法を順次に示した平面図である。
【図5b】図5aのVb−Vbにおける断面図である。
【図6a】本発明の第1実施形態による表示装置の製造方法を順次に示した平面図である。
【図6b】図6aのVb−Vbにおける断面図である。
【図7】本発明の第2実施形態による薄膜トランジスタ基板の断面図である。
【符号の説明】
【0050】
100 薄膜トランジスタ基板
110 絶縁基板
121 データ線
123 データパッド
125 維持電極線
130 第1絶縁膜
131 第1絶縁膜接触孔
141 ゲート線
143 ゲート電極
145 ゲートパッド
147 連結部材
149 維持容量形成層
150 第2絶縁膜
151 連結部材接触孔
153 画素接触孔
155 データパッド接触孔
157 ゲートパッド接触孔
161 ソース電極
163 ドレイン電極
165 画素電極
170 有機半導体層
181 第1保護層
182 第2保護層
190 低温有機膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
絶縁基板と;
前記絶縁基板の上に形成されている第1金属配線層と;
前記第1金属配線層と離隔して前記第1金属配線層に沿って形成されている維持電極線と;
前記第1金属配線層と前記維持電極線を覆っている第1絶縁膜と;
前記第1絶縁膜の上に形成されており、前記維持電極線に対応する維持容量形成層を有する第2金属配線層と;
前記第2金属配線層を覆っており前記維持容量形成層の一部を露出させる画素接触孔を有する第2絶縁膜と;
前記第2絶縁膜の上に形成されており、前記画素接触孔を通じて前記維持容量形成層と接続されている画素電極と
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項2】
前記第1金属配線層と前記維持電極線は同一の層に、同一の材質で形成されたことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記維持容量形成層は前記維持電極線と実質的に同一の形状に形成され、
前記維持電極線、前記第1絶縁膜および前記維持容量形成層は維持容量(storage capacity)を形成することを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記第1金属配線層はデータ線と、前記データ線の端部に位置するデータパッドを有するデータ配線であり、
前記第2金属配線層は前記データ線と交差するゲート線と、前記ゲート線から分枝されているゲート電極と、前記ゲート線の端部に設けられているゲートパッドおよび前記データ線と前記ゲート電極の間に位置し前記第1絶縁膜に形成された第1絶縁膜接触孔を通じて前記データ線と接続される連結部材をさらに含むゲート配線であることを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1絶縁膜は無機物質を含み、前記第2絶縁膜は有機物質を含み、
前記第2絶縁膜には前記連結部材の一部を露出させる連結部材接触孔と、前記ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔、および前記データパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔が形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第2絶縁膜の上には前記連結部材接触孔を通じて前記連結部材と接続されており前記ゲート電極の一部と重なっているソース電極と、前記ゲート電極を介して前記ソース電極と離隔してチャンネル領域を定義し前記画素電極と接続されているドレイン電極がさらに設けられており、
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(indium tin oxide)およびIZO(indium zinc oxide)のうちのいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
【請求項7】
前記チャンネル領域には有機半導体層が形成されていることを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
【請求項8】
前記第1金属配線層はデータ線と、前記データ線の端部に位置するデータパッドおよび前記データ線の一側に位置する光遮断膜を有するデータ配線であり、
前記第2金属配線層は前記第1絶縁膜の上で前記光遮断膜を介して相互分離され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をさらに含むことを特徴とする、請求項3に記載の表示装置。
【請求項9】
前記ソース電極、前記ドレイン電極および前記維持容量形成層は同一の層に、同一の材質で形成されたことを特徴とする、請求項8に記載の表示装置。
【請求項10】
前記第2絶縁膜には前記チャンネル領域を露出させる開口と、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔が形成されており、
前記画素電極は前記ドレイン接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続されていることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
【請求項11】
前記第1絶縁膜には前記データ線の一部を露出させる第1絶縁膜接触孔が形成されており、
前記ソース電極は前記第1絶縁膜接触孔を通じて前記データ線と接続されていることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
【請求項12】
前記開口に形成されている有機半導体層と;
前記有機半導体層を覆っている有機絶縁膜と;
前記有機半導体層の上の前記有機絶縁膜の上に形成されているゲート電極を有するゲート配線をさらに含むことを特徴とする、請求項10に記載の表示装置。
【請求項13】
絶縁基板の上に第1金属配線層を形成する段階と;
前記第1金属配線層と離隔して前記第1金属配線層に沿って延長されている維持電極線を形成する段階と;
前記第1金属配線層と前記維持電極線を覆うように第1絶縁膜を形成する段階と;
前記第1絶縁膜の上に前記維持電極線に対応する維持容量形成層を有する第2金属配線層を形成する段階と;
前記第2金属配線層の上に前記維持容量形成層の一部を露出させる画素接触孔を有する第2絶縁膜を形成する段階と;
前記第2絶縁膜の上に前記画素接触孔を通じて前記維持容量形成層と接触するように画素電極を形成する段階と
を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項14】
前記第1金属配線層と前記維持電極線は同時に形成されることを特徴とする、請求項13に記載の表示装置の製造方法。
【請求項15】
前記維持容量形成層は前記維持電極線と実質的に同一の形状を有し、
前記維持電極線、前記第1絶縁膜および前記維持容量形成層は維持容量(storage capacity)を形成することを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の表示装置。
【請求項16】
前記第1金属配線層はデータ線と前記データ線の端部に設けられたデータパッドを有するデータ配線を含み、
前記第2金属配線層は前記データ線と交差するゲート線と、前記ゲート線から分枝されているゲート電極と、前記ゲート線の端部に設けられているゲートパッドおよび前記データ線と前記ゲート電極の間に位置し前記第1絶縁膜に形成された第1絶縁膜接触孔を通じて前記データ線と接続される連結部材をさらに含むゲート配線であることを特徴とする、請求項15に記載の表示装置の製造方法。
【請求項17】
前記第2絶縁膜は前記連結部材の一部を露出させる連結部材接触孔と、前記ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔および前記データパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔をさらに含み、
前記画素接触孔、前記連結部材接触孔、前記ゲートパッド接触孔および前記データパッド接触孔は同時に形成されることを特徴とする、請求項16に記載の表示装置の製造方法。
【請求項18】
前記第2絶縁膜の上には前記連結部材接触孔を通じて前記連結部材と接触しており前記ゲート電極の一部と重なっているソース電極と、前記ゲート電極を介して前記ソース電極と離隔してチャンネル領域を定義するドレイン電極がさらに設けられており、
前記画素電極は前記ドレイン電極と接続され、
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同時に形成されることを特徴とする、請求項16に記載の表示装置の製造方法。
【請求項19】
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(indium tin oxide)およびIZO(indium zinc oxide)のうちのいずれか一つを含むことを特徴とする、請求項18に記載の表示装置の製造方法。
【請求項20】
前記チャンネル領域に有機半導体層を形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項18に記載の表示装置の製造方法。
【請求項21】
前記第1金属配線層はデータ線と、前記データ線の端部に位置するデータパッドおよび前記データ線の一側に位置する光遮断膜を含み、
前記第2金属層は前記光遮断膜を中心に互いに分離され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維持容量形成層は同時に形成されることを特徴とする、請求項15に記載の表示装置の製造方法。
【請求項22】
前記チャンネル領域に有機半導体層を形成する段階と;
前記有機半導体層の上に有機絶縁膜を形成する段階と;
前記有機絶縁膜の上に位置するゲート電極を有するゲート配線を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項21に記載の表示装置の製造方法。
【請求項23】
前記第2絶縁膜には前記チャンネル領域を露出させる開口、前記ドレイン電極の一部を露出させるドレイン接触孔、前記ゲートパッドの一部を露出させるゲートパッド接触孔および前記データパッドの一部を露出させるデータパッド接触孔がさらに形成されており、
前記画素電極は前記ドレイン接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続されており、
前記画素接触孔、前記開口、前記ドレイン接触孔、前記ゲートパッド接触孔および前記データパッド接触孔は同時に形成されることを特徴とする、請求項22に記載の表示装置の製造方法。
【請求項24】
前記第1絶縁膜には前記データ線の一部を露出させる第1絶縁膜接触孔が設けられており、
前記ソース電極は前記第1絶縁膜接触孔を通じて前記データ線と接続されることを特徴とする、請求項22に記載の表示装置の製造方法。

【図1】
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【図2】
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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5a】
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【図5b】
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【図6a】
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【図6b】
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【図7】
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【公開番号】特開2007−249211(P2007−249211A)
【公開日】平成19年9月27日(2007.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−66275(P2007−66275)
【出願日】平成19年3月15日(2007.3.15)
【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)】