JP2007184610A - 表示基板、その製造方法及びそれを具備した表示パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】有機絶縁物の損傷を防止して表示品質を向上させるための表示基板と、それの製造方法及びそれを具備した表示パネルを提供する。
【解決手段】表示基板はデータ線、ゲート線、画素部及び有機スイッチング素子及び画素電極を含む。データ線は第１方向に延長されて形成される。ゲート線は第１方向と交差する第２方向に延長されて形成される。画素部はデータ線とゲート線によって定義される。有機スイッチング素子は各画素部に形成され、データ線と電気的に連結されたソース電極とゲート線、電気的に連結されたゲート電極、及びゲート電極上に形成された有機半導体層を含む。画素電極は透明な酸窒化物で前記画素部に形成され、前記有機スイッチング素子と電気的に連結される。それにより、透明電極層を酸窒化物で形成することで前記透明電極層の下部に形成される有機絶縁層の損傷を防止することができる。
【選択図】図１
【解決手段】表示基板はデータ線、ゲート線、画素部及び有機スイッチング素子及び画素電極を含む。データ線は第１方向に延長されて形成される。ゲート線は第１方向と交差する第２方向に延長されて形成される。画素部はデータ線とゲート線によって定義される。有機スイッチング素子は各画素部に形成され、データ線と電気的に連結されたソース電極とゲート線、電気的に連結されたゲート電極、及びゲート電極上に形成された有機半導体層を含む。画素電極は透明な酸窒化物で前記画素部に形成され、前記有機スイッチング素子と電気的に連結される。それにより、透明電極層を酸窒化物で形成することで前記透明電極層の下部に形成される有機絶縁層の損傷を防止することができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、表示基板、その製造方法及びそれを具備した表示パネルに係り、より詳細には有機絶縁物の損傷を防止して表示品質を向上させるための表示基板と、その製造方法及びそれを具備した表示パネルに関する。
一般的に、液晶表示パネルは、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）が配列されたアレイ基板と、それに対向する対向基板（カラーフィルタ基板）と、前記２つの基板の間に形成された液晶層と、で構成された画像を表示する。
前記アレイ基板は、複数のゲート線と、前記ゲート線と交差する複数のデータ線を含み、前記ゲート線とデータ線（ソース線）によって複数の画素部が定義される。各画素部には画素電極（液晶駆動電極）が形成され、前記画素電極にデータ電圧の印加可否を制御するスイッチング素子である薄膜トランジスタが形成される。より具体的に、前記薄膜トランジスタがオン状態である場合には電流が流れて画素部の液晶キャパシタ及びストレージキャパシタにデータ電圧が充電され、オフ状態の場合には前記ストレージキャパシタに充電されたデータ電圧を一定の時間保持させる。前記データ電圧のレベルに従って液晶分子の配列角（回転角度）が変化され透過される光量を制御して階調を表示する。
前記アレイ基板の製造工程は、大体２５０℃〜４００℃の間の工程処理温度が要求される。例えば、アレイ基板に形成されるゲート絶縁膜及び半導体層は、プラズマ化学気相蒸着（プラズマＣＶＤ）方式によって蒸着されるが、この場合蒸着温度が大体２５０℃を超過する。前記のような高温工程による工程上の問題点を改善するために低温工程が容易な有機物を用いて有機薄膜トランジスタ（ｏｒｇａｎｉｃ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＯＴＦＴ）のアレイ基板を製造する技術が開発されている。
前記有機薄膜トランジスタのアレイ基板は、有機絶縁物から形成された下部絶縁膜と有機半導体層で形成されたチャンネル層を有する。前記有機絶縁物は、上部に形成されるインジウム酸化物から形成される画素電極の製造工程によって前記有機絶縁物の界面が損傷されるという問題点を有する。
このような有機絶縁物の界面が損傷されることにより、前記有機絶縁物（下部絶縁膜）上に形成される有機半導体層が損傷され、それにより、有機薄膜トランジスタの特性が低下されるという問題点を有する。また、前記有機絶縁物（下部絶縁膜）上に形成される透明電極層（画素電極）の透過率を低下させるという問題点を有する。
そこで、本発明の技術的課題は、このような従来の問題点を解決するためのもので、本発明の目的は、有機絶縁物の損傷を防止するための表示基板を提供することにある。
本発明の他の目的は、前記表示基板の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前記表示基板を具備した表示パネルを提供することにある。
前記した本発明の目的を実現するための本発明による表示基板は、データ線、ゲート線、画素部、有機スイッチング素子、及び画素電極を含む。前記データ線は第１方向に延長され形成される。前記ゲート線は前記第１方向と交差する第２方向に延長され形成される。前記画素部は前記データ線とゲート線によって定義（画定）される。前記有機スイッチング素子は前記各画素部に形成され、データ線と電気的に連結されたソース電極、ゲート線と電気的に連結されたゲート電極、及び前記ゲート電極上に形成された有機半導体層を含む。前記画素電極は透明な酸窒化物で前記画素部に形成され、前記有機スイッチング素子と電気的に連結される。
前記した本発明の他の目的を実現するための実施形態による表示基板の製造方法は、
ベース基板上に第１方向に延長されたデータ線を含むデータ金属パターンを形成する段階と、
前記データ金属パターンが形成されたベース基板上に第１方向と交差する第２方向に延長されたゲート線及び有機スイッチング素子のゲート電極を含むゲート金属パターンを形成する段階と、
前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板上に有機絶縁層を形成する段階と、
前記有機絶縁層が形成されたベース基板上に透明な酸窒化物を蒸着して透明伝導層を形成する段階と、
前記透明伝導層をパターニングして前記データ線と電気的に連結されたソース電極及び前記有機スイッチング素子のドレイン電極と一体に形成された画素電極を形成する段階と、を含む。
ベース基板上に第１方向に延長されたデータ線を含むデータ金属パターンを形成する段階と、
前記データ金属パターンが形成されたベース基板上に第１方向と交差する第２方向に延長されたゲート線及び有機スイッチング素子のゲート電極を含むゲート金属パターンを形成する段階と、
前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板上に有機絶縁層を形成する段階と、
前記有機絶縁層が形成されたベース基板上に透明な酸窒化物を蒸着して透明伝導層を形成する段階と、
前記透明伝導層をパターニングして前記データ線と電気的に連結されたソース電極及び前記有機スイッチング素子のドレイン電極と一体に形成された画素電極を形成する段階と、を含む。
前記した本発明のさらに他の目的を実現するための実施形態による表示パネルは、アレイ基板及び対向基板を含む。前記アレイ基板はデータ線とゲート線によって複数の画素が画定され、各画素部に形成され有機半導体層を含む有機スイッチング素子と透明な酸窒化物から形成され前記有機スイッチング素子と電気的に連結された画素電極を含む。前記対向基板は前記アレイ基板と結合され液晶層を収容する。
このような表示基板、その製造方法及びそれを具備した表示パネルによると、透明電極層（詳しくは、画素電極、透明伝導層）を酸窒化物から形成することで前記透明電極層の下部に形成された有機絶縁層の損傷を防止することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
図１は本発明に係る表示基板の代表的な実施形態を模式的に表した平面図である。
図１を参照すると、表示基板（アレイ基板）には第１方向に延長されて形成されたデータ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）と、前記第１方向と交差する第２方向に延長され形成されたゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）と、が形成される。
前記データ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）の端部にはデータ信号が印加されるデータパット（ソースパッド）部が形成され、前記ゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）の端部にはゲート信号が印加されるゲートパッド部が形成される。具体的に、前記ｍ番目のデータ線ＤＬｍの端部にはデータパッドＤＰｍが形成され、ｎ番目のゲート線ＧＬｎの端部にはゲートパッドＧＰｎが形成される。
前記データ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）及び前記ゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）は、銅Ｃｕまたは銅合金などの銅系列の金属、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金などアルミニウム系列の金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系列の金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などモリブデン系列の金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）またはチタン（Ｔｉ）を含む金属物質から形成される。
前記データパッドＤＰｍは、前記ｍ番目データ線ＤＬｍの端部１１３と、前記端部１１３と電気的に連結されたデータパッドパターン１５７と、を含む。前記ゲートパッドＧＰｎは、ｎ番目のゲート線ＧＬｎの端部１３３と、前記端部１３３と電気的に連結されたゲートパッドパターン１５９と、を含む。前記データパッドパターン１５７及びゲートパッドパターン１５９は、後述する画素電極１５５と同一の伝導性物質で前記アレイ基板の最上層に形成される。
前記表示基板は、前記データ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）とゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）によって複数の画素部Ｐが定義（画定）される。各画素部Ｐには、有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）、液晶キャパシタ画素電極１５５及びストレージキャパシタのストレージ共通電極１３５が形成される。
前記有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）は、ｍ番目データ線ＤＬｍと電気的に連結されたソース電極１５１と、ｎ番目ゲート線ＧＬｎと一体に形成されたゲート電極１３１と、前記画素電極１５５と一体に形成されたドレイン電極１５３と、を含む。前記ソース電極１５１及びドレイン電極１５３は、前記画素電極１５５と同一の伝導性物質から形成される。前記ソース電極１５１は、第１コンタクトホール１８１を通じて前記データ線ＤＬｍと電気的に連結される。前記ドレイン電極１５３は、前記画素電極１５５と単一パターンに形成され電気的に連結される。前記有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）は、有機半導体層に形成されたチャンネル部１６０を含む。前記有機半導体層は、例えば、ペンタセン、ポリチオフェン及び線形多環式芳香族炭化水素よりなる群から選ばれてなる少なくとも１種を含むものが好ましい。前記線形多環式芳香族炭化水素としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセンなどが挙げられる。ただし、有機半導体層および線形多環式芳香族炭化水素としては、いずれも上記に例示したものに何ら制限されるものではない。前記ゲート電極１３１上には有機絶縁層が形成される。
前記画素電極１５５は、前記有機絶縁層上に透明な伝導性物質から形成されたものである。前記透明な伝導性物質としては、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）およびガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有する酸化物に窒素が添加された酸窒化物が好ましいものである。前記透明な伝導性物質としては、例えば、ａ−ＩＴＯＮ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ；非晶質インジウム錫酸窒化物；単にａ−ＩＴＯＮともいう。）及びＩＺＯＮ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ；インジウム亜鉛酸窒化物；以下、単にＩＺＯＮともいう。）から選ばれてなる少なくとも１種を含むものなどが挙げられる。ただし、透明な伝導性物質としては、上記に例示するものに何ら制限されるものではなく、２族、３族及び４族元素からなる群より選ばれてなる少なくとも１種の元素の酸化物に窒素を添加したもので、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる酸窒化物などが例示できる。
前記ストレージ共通電極１３５は、ｎ−１番目ゲート線（ＧＬｎ−１）と一体に形成され前記ｎ−１番目ゲート線（ＧＬｎ−１）と電気的に連結される。前記ストレージ共通電極１３５は、前端ゲート方式で駆動されるのであり、具体的に、前記ストレージ共通電極１３５は、ｎ−１番目ゲート線（ＧＬｎ−１）に印加されたゲートオフ電圧をストレージキャパシタの共通電圧として用いる方式である。
ここでは、前端ゲート方式で駆動されるストレージキャパシタを例にして説明したが、ゲート線と別途のストレージ共通配線を形成し、前記ストレージ共通配線に別途の共通電圧を印加する独立配線方式で駆動されるストレージキャパシタを具現することもできる。
図２は、図１に係る表示基板を具備してなる本発明の表示パネルの代表的な実施形態を模式的に表した図面であって、図１に示されたＩ−Ｉ’線に沿って切断した表示パネルの断面図である。
図１及び図２を参照すると、表示パネルは、アレイ基板（表示基板）１００、前記アレイ基板１００に対向するカラーフィルタ基板（対向基板）２００、及び２つの基板の間に介在された液晶層３００を含む。
前記アレイ基板（表示基板）１００は、第１ベース基板１０１を含み、前記第１ベース基板１０１上に第１方向に延長されたデータ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）を形成する。前記データ線ＤＬｍはデータパッドＤＰｍが形成される端部１１３と、前記端部１１３と電気的に連結されたデータパッドパターン１５７を含む。
前記データ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）が形成された第１ベース基板１０１上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のような無機絶縁物または有機絶縁物で下部絶縁層１２０を形成する。
前記下部絶縁層１２０が形成された第１ベース基板１０１上にゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）、ゲート電極１３１及びストレージ共通電極１３５を形成する。
前記ゲート電極１３１及び前記下部絶縁層１２０上に有機絶縁層１４０を形成する。前記有機絶縁層１４０は、高誘電率を有する誘電物質、および高分子（ｐｏｌｙｍｅｒ）（例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、有機−無機混合体（例えば、有機シラン）、有機金属化合物（例えば、ｏｒｇａｎｉｃ ｔｉｔａｎａｔｅ；有機チタン酸塩）などの開始剤（ｉｎｉｔｉａｔｏｒ）を含むものが望ましい。この開始剤には、単位体（化学結合をすることができる単一分子）と反応して中間体を作る化学物質などを用いることができる。この中間体は、継続して他の多くの単位体と結合して重合体を作る。ここでは、自由ラジカル（奇数個の電子を有している反応性の大きい原子や原子端）を作り出す開始剤を幅広く利用することができる。前記高誘電率の誘電物質としては、例えば、ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（Ｂａｒｉｕｍ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ Ｔｉｔａｎａｔｅ；ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）を代表にして、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２のような強誘電性系列の絶縁体、ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３（ＰＺＴ；ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢａＭｇＦ４、ＳｒＢｉ２（Ｔａ１−ｘＮＢｘ）２Ｏ９（ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、Ｂａ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３（ＢＺＴ；ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などを使用することができる。
前記有機絶縁層１４０が形成された第１ベース基板１０１上に透明伝導層を蒸着及びパターニングして透明電極パターンを形成する。
前記透明電極パターンは、第１コンタクトホール１８１を通じてデータ線ＤＬｍと電気的に連結されたソース電極１５１と、ドレイン電極１５３と、ドレイン電極１５３と同一パターンに形成された画素電極１５５とを含む。前記透明電極パターンは、データ線ＤＬｍの端部１１３と第２コンタクトホール１８３を通じて電気的に連結されたデータパッドパターン１５７及びゲート線ＧＬｎの端部１３３と第３コンタクトホール１８５を通じて電気的に連結されたゲートパッドパターン１５９を含む。
前記透明伝導層に用いられる透明な伝導性物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有する酸化物に窒素が添加された酸窒化物が好ましいものである。前記透明伝導層に用いられる透明な伝導性物質としては、例えば、ａ−ＩＴＯＮ及びＩＺＯＮから選ばれてなる少なくとも１種の酸窒化物を含むものなどが挙げられる。ただし、前記透明伝導層に用いられる透明な伝導性物質としては、上記に例示する酸窒化物に何ら制限されるものではなく、２族、３族及び４族元素からなる群より選ばれてなる少なくとも１種の元素の酸化物に窒素を添加したもので、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる酸窒化物などが例示できる。
前記窒素が添加された酸窒化物を透明伝導層に使用することで前記透明電極パターンを形成する工程、即ち、蒸着工程及び湿式エッチング工程を通じて前記有機絶縁層１４０の表面に突起が発生する不良を防ぐことができる。
一般的に、非晶質インジウム錫酸化物（単にａ−ＩＴＯともいう）及びインジウム亜鉛酸化物（単にＩＺＯともいう）を使用して透明電極パターンを形成する場合、蒸着工程及び湿式エッチング工程の後、下部絶縁膜である有機絶縁層１４０の表面に突起が形成される不良が発生する。前記のような不良は有機絶縁層１４０上に蒸着される有機半導体層１６１に不良を惹起しそれにより有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）の特性を低下させる。また、画素部Ｐの有機絶縁層１４０上に蒸着される画素電極１５５の透過率を低下させるという問題点を有する。
従って、前記有機絶縁層１４０の表面不良を防ぐために前記透明伝導層を窒素が添加された酸窒化物として使用する。前記酸窒化物を使用することによる有機絶縁層１４０の表面不良が改善される効果は、実験条件を通じて詳細に後述される。
前記透明電極パターンが形成された第１ベース基板１０１上に有機半導体層１６１及びストッパ層１６３を順次に蒸着及びパターニングして前記有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）のチャンネル部１６０を形成する。
前記有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）上には前記有機スイッチング素子（ＯＴＦＴ）を保護及び絶縁するための保護絶縁層１７０が形成される。
前記カラーフィルタ基板２００は第２ベース基板２０１、遮光パターン２１０、カラーフィルタ層２２０及び共通電極層２３０を含む。前記第２ベース基板２０１上には前記画素部Ｐに対応して内部空間を定義（画定）し漏洩光を遮断する前記遮光パターン２１０が形成される。
前記カラーフィルタ層２２０は、複数のカラーフィルタパターンを含み、各カラーフィルタパターンは前記内部空間に充填される。前記カラーフィルタパターンは、入射される光に応答して固有の色光を発現する。望ましくは、前記カラーフィルタパターンは、レッド、グリーン及びブルーフィルタパターンを含む。図示してはいないが、前記カラーフィルタ層２２０上には前記第２ベース基板２０１の平坦化を図るためのオーバーコーティング層を形成することができる。
前記共通電極層２３０は、前記カラーフィルタ層２２０上に形成され、前記アレイ基板１００の画素電極１５５に対向する電極に共通電圧が印加される。それにより、前記画素部Ｐには前記画素電極１５５を第１電極とし前記共通電極層２３０を第２電極とする液晶キャパシタＣＬＣが定義される。
前記液晶層３００は、前記アレイ基板１００の画素電極１５５と、前記カラーフィルタ基板２００の共通電極層２３０によって印加される電界の強度に対応して液晶分子の配列角を変化させる。
図３乃至図７は、図１、２に示されたアレイ基板（表示基板）による製造工程を説明するための工程図である。
図１、２及び図３を参照すると、前記第１ベース基板１０１上にデータ（ソース）金属層を蒸着及びパターニングして第１方向に延長され形成されたデータ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）を含むデータ（ソース）金属パターンを形成する。前記データ金属パターンは、前記データ線ＤＬｍの端部１１３を含む。
前記データ金属パターンが形成された第１ベース基板１０１上に窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）のような無機絶縁物または有機絶縁物で下部絶縁層１２０を形成する。
図１、２及び図４を参照すると、前記下部絶縁層１２０が形成された第１ベース基板１０１上にゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）、ゲート電極１３１及びストレージ共通電極１３５を含むゲート金属パターンを形成する。前記ゲート金属パターンは、前記ゲート線ＧＬｎの端部１３３を含む。前記ゲート金属パターンが形成された第１ベース基板１０１上に有機絶縁層１４０を蒸着する。
前記有機絶縁層１４０は、高誘電率を有する誘電物質、および高分子（例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、有機−無機混合体（例えば、有機シラン）、有機金属化合物（例えば、ｏｒｇａｎｉｃ ｔｉｔａｎａｔｅ；有機チタン酸塩）などの開始剤を含むものが望ましい。この開始剤には、単位体（化学結合をすることができる単一分子）と反応して中間体を作る化学物質などを用いることができる。この中間体は、継続して他の多くの単位体と結合して重合体を作る。ここでは、自由ラジカル（奇数個の電子を有している反応性の大きい原子や原子端）を作り出す開始剤を幅広く利用することができる。前記高誘電率の誘電物質としては、例えば、ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（Ｂａｒｉｕｍ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ Ｔｉｔａｎａｔｅここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）を代表にして、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２のような強誘電性系列の絶縁体、ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３（ＰＺＴ；ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢａＭｇＦ４、ＳｒＢｉ２（Ｔａ１−ｘＮＢｘ）２Ｏ９（ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、Ｂａ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３（ＢＺＴ；ここで、ｘは０≦ｘ≦１、特に０＜ｘ＜１である。）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などを使用することができる。
図１、２及び図５を参照すると、前記有機絶縁層１４０が形成された第１ベース基板１０１をフォトリソグラフィ工程を通じてコンタクトホール１８１、１８３、１８５を形成する。
第１コンタクトホール１８１は、前記データ線ＤＬｍと有機スイッチング素子ＯＴＦＴのソース電極１５１を電気的に連結させるために前記データ線ＤＬｍの一部分を露出させる。第２コンタクトホール１８３は、前記データパッドＤＰｍを形成するために前記データ線ＤＬｍの端部１１３を露出させる。第３コンタクトホール１８５は、前記ゲートパッドＧＰｎを形成するために前記ゲート線ＧＬｎの端部１３３を露出させる。
前記第１乃至第３コンタクトホール１８１、１８３、１８５が形成された第１ベース基板上に透明伝導層１５０を蒸着する。
前記透明伝導層１５０は、２族、３族及び４族元素からなる群より選ばれてなる少なくとも１種の元素の酸化物に窒素を添加したもので、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有する酸化物に窒素が添加された酸窒化物、例えば、ａ−ＩＴＯＮ、ＩＺＯＮなどをスパッタリング方式で前記有機絶縁層１４０上に蒸着する。
前記透明伝導層１５０の望ましい蒸着条件は、入力パワーは１．０〜２０ｋＷが適当であり、特に好ましくは３．７ｋＷであり、流入されるガスはアルゴン（Ａｒ）ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、酸素（Ｏ２）ガス及び窒素（Ｎ２）ガスを含むものである。入力パワーが上記範囲を外れる場合には、蒸着の際にアークなどの放電発生のおそれがある。前記アルゴン（Ａｒ）ガスは、プラズマ放電のためのものであり、前記アルゴン（Ａｒ）ガスの流量は、好ましくは大体７０ｓｃｃｍ程度であり、前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量は、好ましくは２０〜４０ｓｃｃｍ、特に好ましくは３０ｓｃｃｍ程度であり、前記水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は、好ましくは１．５ｓｃｃｍ程度であり、前記酸素（Ｏ２）ガスの添加量は、好ましくは０ｓｃｃｍ程度である。
前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量が多いほど前記有機絶縁層１４０の界面不良率は減少するが相対的に比抵抗が大きくなる。従って、前記透明伝導層を形成する段階において、前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量は、有機絶縁層１４０の界面不良を防ぐと同時に比抵抗性を考慮する場合、大体２０ｓｃｃｍ乃至４０ｓｃｃｍ程度の雰囲気で前記有機絶縁層１４０上に蒸着されることが望ましい。窒素ガスの添加量が２０ｓｃｃｍ未満の場合には、比抵抗は小さくなるが、界面不良率の減少率が相対的に小さくなるおそれがあり、４０ｓｃｃｍを超える場合には、界面不良率は減少するが相対的に比抵抗が大きくなり、またＩＺＯＮの透過率が減少してＬＣＤ用として不利となる。
図１、２及び図６を参照すると、前記透明伝導層１５０をフォトリソグラフィ工程を通じて透明電極パターンを形成する。前記透明電極パターンは、第１コンタクトホール１８１を通じてデータ線ＤＬｍと電気的に連結されたソース電極１５１、ドレイン電極１５３、及びドレイン電極１５３と同一パターンから形成された画素電極１５５を含む。
また、前記透明電極パターンは、データ線の端部１１３と第２コンタクトホール１８３を通じて電気的に連結されたデータパッドパターン１５７及びゲート線ＧＬｎの端部１３３と第３コンタクトホール１８５を通じて電気的に連結されたゲートパッドパターン１５９を含む。
図１、２及び図７を参照すると、前記透明電極パターンが形成された第１ベース基板１０１上に有機半導体層１６１及びストッパ層１６３を順次に蒸着する。
前記有機半導体層１６１は、例えば、ペンタセン、ポリチオフェン及び線形多環式芳香族炭化水素よりなる群から選ばれてなる少なくとも１種を含むものが好ましい。前記線形多環式芳香族炭化水素としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセンなどが挙げられる。ただし、前記有機半導体層１６１および前記線形多環式芳香族炭化水素としては、いずれも上記に例示したものに何ら制限されるものではない。
前記ストッパ層１６３は、前記有機半導体層１６１を後続工程から保護するための保護層である。ストッパ層１６３としては、有機絶縁層に利用し得るものなどを使用することができる。ただし、前記ストッパ層１６３としては、上記に例示したものに何ら制限されるものではない。
前記有機半導体層１６１及びストッパ層１６３をフォトリソグラフィ工程を通じてパターニングして一定間隔離隔されて形成されたソース電極１５１及びドレイン電極１５３上に形成され、前記有機スイッチング素子ＯＴＦＴのチャンネル部１６０が形成される。
前記チャンネル部１６０が形成された第１ベース基板１０１上に保護絶縁層１７０を蒸着する。前記保護絶縁層１７０をパターニングしてパターニングされた保護絶縁層１７０が前記有機スイッチング素子ＯＴＦＴをカバーするようにする。
図８及び図９は、本発明の他の実施形態によるアレイ基板（表示基板）の製造工程を説明するための工程図である。
図１及び図８を参照すると、前記第１ベース基板４０１上にデータ線（ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１）を含むデータ金属パターンを形成する。前記データ金属パターンは、前記データ線ＤＬｍの端部４１３を含む。前記データ金属パターンが形成された第１ベース基板４０１上に窒化シリコン及び酸化シリコンのような有機絶縁物または無機絶縁物で下部絶縁層４２０を形成する。
前記下部絶縁層４２０が形成された第１ベース基板４０１上にゲート線（ＧＬｎ−１、ＧＬｎ）、ゲート電極４３１及びストレージ共通電極を含むゲート金属パターンを形成する。前記ゲート金属パターンは、前記ゲート線ＧＬｎの端部４３３を含む。前記ゲート金属パターンが形成された第１ベース基板４０１上に有機絶縁層４４０を蒸着する。
前記有機絶縁層４４０は、高誘電率を有する誘電物質、および高分子（例えば、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ））、有機−無機混合体（例えば、有機シラン）、有機金属化合物（例えば、ｏｒｇａｎｉｃ ｔｉｔａｎａｔｅ；有機チタン酸塩）などの開始剤を含むものが望ましい。この開始剤には、単位体（化学結合をすることができる単一分子）と反応して中間体を作る化学物質などを用いることができる。この中間体は、継続して他の多くの単位体と結合して重合体を作る。ここでは、自由ラジカル（奇数個の電子を有している反応性の大きい原子や原子端）を作り出す開始剤を幅広く利用することができる。前記高誘電率の誘電物質としては、例えば、ＢａｘＳｒ１−ｘＴｉＯ３（Ｂａｒｉｕｍ Ｓｔｒｏｎｔｉｕｍ Ｔｉｔａｎａｔｅ）を代表にして、Ｔａ２Ｏ５、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２のような強誘電性系列の絶縁体、ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３（ＰＺＴ）、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２、ＢａＭｇＦ４、ＳｒＢｉ２（Ｔａ１−ｘＮＢｘ）２Ｏ９、Ｂａ（Ｚｒ１−ｘＴｉｘ）Ｏ３（ＢＺＴ）、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２などを使用することができる。
前記第１乃至第３コンタクトホール４８１、４８３、４８５が形成された第１ベース基板４０１、即ち、有機絶縁層４４０上にスパッタリング方式で透明伝導層４５０を蒸着する。前記透明伝導層４５０は、第１透明伝導性物質から形成された下部伝導層４５０ａと第２透明伝導性物質から形成された上部伝導層４５０ｂを含む。
前記第１透明伝導性物質としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有する酸化物に窒素が添加された酸窒化物が好ましいものである。前記下部伝導層４５０ａとしては、例えば、ａ−ＩＴＯＮ及びＩＺＯＮから選ばれてなる少なくとも１種を含む第１透明伝導性物質から形成されてなるものなどが挙げられる。ただし、前記第１透明伝導性物質および前記下部伝導層としては、上記に例示するものに何ら制限されるものではなく、２族、３族及び４族元素からなる群より選ばれてなる少なくとも１種の元素の酸化物に窒素を添加したもので、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる酸窒化物などが例示できる。
前記下部伝導層４５０ａの望ましい蒸着条件は、入力パワーは１．０〜２０ｋＷが適当であり、特に好ましくは３．７ｋＷであり、流入されるガスは、アルゴン（Ａｒ）、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、酸素（Ｏ２）ガス及び窒素（Ｎ２）ガスを含むものである。入力パワーが上記範囲を外れる場合には、蒸着の際にアークなどの放電発生のおそれがある。前記アルゴン（Ａｒ）ガスは、プラズマ放電のためのものであり、前記アルゴン（Ａｒ）ガスの流量は、好ましくは大体７０ｓｃｃｍ程度であり、前記水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は、好ましくは１．５ｓｃｃｍ程度であり、前記酸素（Ｏ２）ガスの添加量は、好ましくは０ｓｃｃｍ程度であり、前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量は、好ましくは２０〜４０ｓｃｃｍ、特に好ましくは大体３０ｓｃｃｍ程度である。
前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量が多いほど前記有機絶縁層４４０の界面不良率は減少するが相対的に比抵抗が大きくなる。従って、前記透明伝導層の下部伝導層４５０ａを形成する段階において、前記窒素（Ｎ２）ガスの添加量は、有機絶縁層４４０の界面不良を防ぐと同時に比抵抗性を考慮する場合、大体２０ｓｃｃｍ乃至４０ｓｃｃｍ程度が望ましく、より好ましくは２５〜３５ｓｃｃｍ、特に好ましくは３０ｓｃｃｍ程度である雰囲気で前記有機絶縁層４４０上に蒸着されることが望ましい。窒素ガスの添加量が２０ｓｃｃｍ未満の場合には、比抵抗は小さくなるが、界面不良率の減少率が相対的に小さくなるおそれがあり、４０ｓｃｃｍを超える場合には、界面不良率は減少するが相対的に比抵抗が大きくなり、またＩＺＯＮの透過率が減少してＬＣＤ用として不利となる。
前記第２透明伝導性物質としては、特に制限されるものではないが、例えば、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有する酸化物が好ましいものである。前記上部伝導層４５０ｂとしては、例えば、ａ−ＩＴＯ及びＩＺＯから選ばれてなる少なくとも１種を含む第２透明伝導性物質から形成されてなるものなどが挙げられる。ただし、前記第２透明伝導性物質および前記上部伝導層としては、上記に例示するものに何ら制限されるものではなく、２族、３族及び４族元素からなる群より選ばれてなる少なくとも１種の元素の酸化物に窒素を添加したもので、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ａｌ及びこれらの組み合わせからなる酸窒化物などが例示できる。
前記上部伝導層４５０ｂの望ましい蒸着条件は、入力パワーは１．０〜２０ｋＷが適当であり、特に好ましくは３．７ｋＷであり、流入されるガスはアルゴン（Ａｒ）ガス、水蒸気（Ｈ２Ｏ）、酸素（Ｏ２）ガス及び窒素（Ｎ２）ガスを含むものである。入力パワーが上記範囲を外れる場合には、蒸着の際にアークなどの放電発生のおそれがある。前記アルゴン（Ａｒ）ガスは、プラズマ放電のためのものであり、前記アルゴン（Ａｒ）ガスの流量は、好ましくは大体１００ｓｃｃｍ程度であり、前記水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は、好ましくは１．５ｓｃｃｍ程度であり、前記酸素（Ｏ２）ガスの添加量は、好ましくは０．５ｓｃｃｍ程度である。
前記有機絶縁層４４０上に直接形成される前記下部伝導層４５０ａに酸窒化物を使用することで後続される蒸着工程及び湿式エッチング工程を通じて前記有機絶縁層４４０の界面不良を防ぐことができる。前記下部伝導層４５０ａ上に酸化物を使用して上部伝導層４５０ｂを形成することで前記透明伝導層４５０の透明度を増加させ、前記画素部Ｐの透過率を向上させることができる。
図１及び図９を参照すると、前記透明伝導層４５０をフォトリソグラフィ工程を通じて透明電極パターンを形成する。前記透明電極パターンは、第１コンタクトホール４８１を通じてデータ線ＤＬｍと電気的に連結されたソース電極４５１、ドレイン電極４５３、及びドレイン電極４５３と同一パターンに形成された画素電極４５５を含む。
また、前記透明電極パターンは、データ線ＤＬｍの端部４１３と第２コンタクトホール４８３を通じて電気的に連結されたデータパッドパターン４５７及びゲート線ＧＬｎの端部４３３と第３コンタクトホール４８５を通じて電気的に連結されたゲートパッドパターン４５９を含む。
前記透明電極パターンが形成された第１ベース基板４０１上に有機半導体層４６１及びストッパ層４６３を順次に蒸着する。前記有機半導体層４６１は、例えば、ペンタセン、ポリチオフェン及び線形多環式芳香族炭化水素よりなる群から選ばれてなる少なくとも１種を含むものにより形成されてなるものが好ましい。前記線形多環式芳香族炭化水素としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセンなどが挙げられる。ただし、有機半導体層４６１および線形多環式芳香族炭化水素としては、いずれも上記に例示したものに何ら制限されるものではない。
前記ストッパ層４６３は、前記有機半導体層４６１を後続工程から保護するための保護層である。ストッパ層４６３としては、有機絶縁層に利用し得るものなどを使用することができる。ただし、前記ストッパ層４６３としては、上記に例示したものに何ら制限されるものではない。
前記有機半導体層４６１及びストッパ層４６３をフォトリソグラフィ工程を通じてパターニングして前記ソース電極４５１及びドレイン電極４５３上に形成される。それによって、前記スイッチング素子ＯＴＦＴのチャンネル部４６０が形成される。
前記チャンネル部４６０が形成された第１ベース基板４０１上に保護絶縁層４７０を蒸着する。前記保護絶縁層４７０をパターニングして前記有機スイッチング素子ＯＴＦＴをカバーするようにする。
以下では、酸窒化物で透明伝導層を形成することで下部絶縁層である有機絶縁層の表面不良率が改善される効果を、実施例を用いて詳しく説明する。
次の表１は、多様な実験条件による非晶質インジウム錫酸化物（ａ−ＩＴＯ）の蒸着条件である。図１０乃至図１５は、表１の実験条件による有機絶縁層の界面状態図である。図１６は、表１の実験条件による実験結果を示すグラフである。なお、図１６（及び図２３）の縦軸のＲｍｓは、Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅの略字である。
表１を参照する時、アルゴン（Ａｒ）ガスを放電ガスにして、入力パワー、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量及び酸素（Ｏ２）ガスの添加量を調節して多様な蒸着条件でａ−ＩＴＯ層を蒸着及び除去した後、それぞれに対して有機絶縁層の表面を分析した。
まず、第１実験条件（＃１）は、入力パワーは３．７（ｋｗ）、スキャン（以下、スキャニングともいう）回数は４回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は１．５ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０．５ｓｃｃｍであるノーマルな蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。当該有機絶縁層の表面の分析には、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）表面ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ（粗さ乃至粗度）計測器を用いた。
図１０及び図１６に示されたように、前記第１実験条件（＃１）による有機絶縁層の界面には突起ａ１が形成されることが確認できる。前記突起ａ１の高さは大体１．９ｎｍ〜２．７ｎｍ程度を有する。
前記第２実験条件（＃２）は、ノーマルな前記第１実験条件（＃１）に比べて入力パワーを相対的に減少させた後、有機絶縁層の界面に形成された突起ａ２を分析した。具体的に、第２実験条件（＃２）は、入力パワーは１．８５（ｋＷ）、スキャン回数は８回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は１．５ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０．５ｓｃｃｍの蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図１１及び図１６に示されたように、第２実験条件（＃２）による有機絶縁層の界面には大体１．６ｎｍ〜１．７ｎｍ程度の高さを有する突起ａ２が形成される。即ち、ノーマルな蒸着条件で入力パワーを３．７ｋＷから１．８５ｋＷに減少させた場合、有機絶縁層の界面に形成された突起の高さが小さくなることが確認できた。
第３実験条件（＃３）〜第５実験条件（＃５）は、酸素（Ｏ２）の添加量を変化させた後、有機絶縁層の界面に形成された突起を分析した。具体的に、第３実験条件（＃３）は酸素（Ｏ２）ガスの添加量を０ｓｃｃｍにし、第４実験条件（＃４）は酸素（Ｏ２）ガスの添加量を１．５ｓｃｃｍにし、第５実験条件（＃５）は酸素（Ｏ２）ガスの添加量２．５ｓｃｃｍにした。前記酸素（Ｏ２）ガスの添加量以外の他の蒸着条件は、ノーマルな第１実験条件（＃１）と同一の条件にして有機絶縁層上にａ−ＩＴＯ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図１２、図１３、図１４及び図１６を参照すると、酸素（Ｏ２）ガスの添加量が多いほど有機絶縁層の界面に形成された突起の高さが高いことを確認できる（ａ３＜ａ４＜ａ５）。前記酸素（Ｏ２）ガスの添加量が最も多い第５実験条件（＃５）に突起ａ５の高さは大体３．４ｎｍ〜３．５ｎｍ程度が最も高い。以上の第３〜第５実験条件（＃３、＃４、＃５）を通じて有機絶縁層の突起は酸素（Ｏ２）ガスの添加量が０ｓｃｃｍでも発生し、酸素（Ｏ２）ガスの添加量が増加するほど突起の高さは益々増加することがわかる。
一方、実験条件（＃６）は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量をノーマルな第１実験条件（＃１）に比べて相対的に増加させた後、有機絶縁層の界面を分析した。
具体的に、第６実験条件（＃６）は、入力パワーは３．７（ｋｗ）、スキャン回数は４回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は３ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０．５ｓｃｃｍの蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図１５及び図１６に示されたように、前記第６実験条件（＃６）による有機絶縁層の界面には大体１．６５ｎｍ〜１．７５ｎｍ程度の高かさを有する突起ａ６が形成された。即ち、ノーマルな蒸着条件で水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量（投入量）を１．５ｓｃｃｍから３ｓｃｃｍに増加させた場合、有機絶縁層の界面に形成されて突起の高さが小さいことが確認できた。
以上の第１乃至第６実験条件の結果によると、有機絶縁層の界面に発生される突起の粗さ程度は入力パワーを減少させるか、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量を増加させるほど減少することが確認できた。しかし、前記のように入力パワーと水蒸気の添加量を調節することは工程上複雑さ及び製品の量産性低下のような短所を有する。
次の表２は、本発明に従って透明伝導層として酸窒化物ａ−ＩＴＯＮを蒸着する場合に対する多様な実験条件の蒸着条件を示すものである。図１７乃至図２２は、表２の実験条件による有機絶縁層の界面状態図である。図２３は、表２の実験条件による実験結果を示すグラフである。
表２を参照すると、入力パワー及び窒素（Ｎ２）ガスの添加量を調節して多様な蒸着条件でａ−ＩＴＯＮ層を蒸着し、蒸着されたａ−ＩＴＯＮ層を除去した後、有機絶縁層の界面を分析した。
まず、第７実験条件（＃７）〜第９実験条件（＃９）は、窒素（Ｎ２）ガスの添加量を変化させた後、有機絶縁層の界面に形成された突起を分析した。具体的に、第７実験条件（＃７）は、入力パワーは３．７（ｋＷ）、スキャン（スキャニング）回数は４回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は１．５ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量は９０ｓｃｃｍ及び窒素（Ｎ２）ガスの添加量は１０ｓｃｃｍの蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯＮ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯＮ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図１７及び図２３に示されたように、前記第７実験条件（＃７）による有機絶縁層の界面には大体１．５ｎｍ〜２．５ｎｍ程度の高さを有する突起ｂ１が形成された。即ち、前記ノーマルなａ−ＩＴＯ層の蒸着条件である第１実験条件（＃１）による突起ａ１の高さよりは顕著に減少されたことが確認できた。
第８実験条件（＃８）は窒素（Ｎ２）ガスの添加量を２０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量を８０ｓｃｃｍにし、第９実験条件（＃９）は窒素（Ｎ２）ガスの添加量を３０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量を７０ｓｃｃｍにした。勿論、窒素（Ｎ２）ガス及びアルゴン（Ａｒ）ガスの添加量以外の他の蒸着条件は第７実験条件（＃７）と同一の条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯＮ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯＮ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面をそれぞれ分析した。
図１８、図１９、及び図２３に示されたように、前記第８実験条件（＃８）による有機絶縁層の突起ｂ２は大体１．５ｎｍ〜１．８ｎｍ程度の高さに形成されており、前記第９実験条件（＃９）による有機絶縁層の突起ｂ３は大体１ｎｍ未満の高さに形成された。
前記第７乃至第９実験条件（＃７、＃８、＃９）の結果によると、窒素（Ｎ２）ガスの添加量が増加するほど有機絶縁層界面の粗さ程度は減少することが確認できた。
次に、第１０実験条件（＃１０）及び第１１実験条件（＃１１）は、入力パワー、窒素（Ｎ２）ガスの添加量及びアルゴン（Ａｒ）ガスの添加量を変化させた後、有機絶縁層の界面を分析した。具体的に、第１０実験条件（＃１０）は、入力パワーを３．７（ｋＷ）から１．８５（ｋＷ）に減少させ、スキャニング回数は８回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は１．５ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量は９０ｓｃｃｍ及び窒素（Ｎ２）ガスの添加量は１０ｓｃｃｍにする蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯＮ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯＮ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図２０及び図２３に示されたように、第１０実験条件（＃１０）による有機絶縁層の界面には大体２ｎｍ程度の高さを有する突起ｂ４が形成された。
一方、第１１実験条件（＃１１）は、入力パワーを１．８５ｋＷに減少させ、スキャニング回数は８回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は１．５ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量は８０ｓｃｃｍ及び窒素（Ｎ２）ガスの添加量は２０ｓｃｃｍの蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯＮ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯＮ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図２１及び図２３に示されたように、第１１実験条件（＃１１）による有機絶縁層の界面には大体１．５ｎｍ程度の高さを有する突起ｂ５が形成された。
即ち、前記第７実験条件（＃７）と第１０実験条件（＃１０）を比較して見るとき、第１０実験条件（＃１０）は、第７実験条件（＃７）に比べて入力パワーを減少させａ−ＩＴＯＮを蒸着した。しかし、前記入力パワーを減少させたにも関わらず、突起ｂ１の高さに比して、突起ｂ４の高さは減少されなかった（ｂ１＜ｂ４）。また、第８実験条件（＃８）及び第１１実験条件（＃１１）を比較してみるとき、突起ｂ２の高さに比して、突起ｂ５の高さは減少されなかった（ｂ２≒ｂ５）。
結果的に、入力パワーを減少させるよりは窒素（Ｎ２）ガスの添加量によって有機絶縁層の界面粗さ程度が改善されることが確認できた。即ち、窒素（Ｎ２）ガスの添加量が３０ｓｃｃｍである第９実験条件（＃９）の場合に、有機絶縁層の界面粗さ程度が最も顕著に改善されたことが確認できた。
第１２実験条件（＃１２）は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量を増加させ、窒素（Ｎ２）ガスを添加しない条件で蒸着を行った後、有機絶縁層の界面を分析した。具体的に、第１２実験条件（＃１２）は、入力パワーは１．８５ｋＷ、スキャニング回数は８回、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量は３ｓｃｃｍ、酸素（Ｏ２）ガスの添加量は０ｓｃｃｍ、アルゴン（Ａｒ）ガスの添加量は１００ｓｃｃｍの蒸着条件下で有機絶縁層上にａ−ＩＴＯ層を蒸着した。その後、湿式エッチング工程を通じて前記ａ−ＩＴＯ層を除去した後、露出された有機絶縁層の界面を分析した。
図２２及び図２３に示されたように、第１２実験条件（＃１２）による有機絶縁層の界面には大体１．５ｎｍ〜２ｎｍ程度の高さを有する突起ｂ６が形成された。
結果的に、窒素（Ｎ２）ガスを添加（投入）しないで、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の添加量のみを増加させた場合にも窒素（Ｎ２）ガスの添加量を３０ｓｃｃｍとする第９実験条件（＃９）に比べて有機絶縁層の界面粗さ程度が改善されなかったことが確認できた。
以上の実験を通じて窒素（Ｎ２）ガスの添加量が増加するほど有機絶縁層の界面粗さ程度が改善されることが確認できた。有機絶縁層上に蒸着される透明伝導層は、好ましくは２０〜４０ｓｃｃｍの範囲、特に好ましくは大体３０ｓｃｃｍ程度の窒素（Ｎ２）ガスの雰囲気で形成された酸窒化物に形成されることが有機絶縁層の界面不良を改善するために望ましい。
以上、説明したように、本発明によると有機絶縁層上に蒸着される透明伝導層を窒素が添加された酸窒化物で蒸着することで、有機絶縁層の界面損傷を最小化することができる。
前記有機絶縁層の界面損傷を最小化することで前記有機絶縁層上に形成される有機半導体層の不良を防止して有機スイッチング素子の特性を改善することができる。また、有機絶縁層の界面に形成される突起の高さを顕著に減少させることにより有機絶縁層上に形成された透明伝導層の透過率を向上させることができる。
以上、本発明の実施形態及び実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
１００ アレイ基板（表示基板）、
１０１、４０１ 第１ベース基板、
１１３、４１３ データ線の端部、
１２０、４２０ 下部絶縁層、
１３１、４３１ ゲート電極、
１３３、４３３ ゲート線の端部、
１３５ ストレージ共通電極、
１４０、４４０ 有機絶縁層、
１５０、４５０ 透明伝導層、
１５１、４５１ ソース電極、
１５３、４５３ ドレイン電極、
１５５、４５５ 画素電極、
１５７、４５７ データパッドパターン、
１５９、４５９ ゲートパッドパターン、
１６０、４６０ チャンネル部、
１６１、４６１ 有機半導体層、
１６３、４６３ ストッパ層、
１７０、４７０ 保護絶縁層、
１８１、４８１ 第１コンタクトホール、
１８３、４８３ 第２コンタクトホール、
１８５、４８５ 第３コンタクトホール、
２００ カラーフィルタ基板（対向基板）、
２０１ 第２ベース基板、
２１０ 遮光パターン、
２２０ カラーフィルタ層、
２３０ 共通電極層、
３００ 液晶層、
４５０ａ 下部伝導層、
４５０ｂ 上部伝導層、
Ｐ 画素部、
ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１ データ線、
ＤＰｍ データパッド、
ＧＬｎ−１、ＧＬｎ ゲート線、
ＧＰｎ ゲートパッド、
ＯＴＦＴ 有機スイッチング素子。
１０１、４０１ 第１ベース基板、
１１３、４１３ データ線の端部、
１２０、４２０ 下部絶縁層、
１３１、４３１ ゲート電極、
１３３、４３３ ゲート線の端部、
１３５ ストレージ共通電極、
１４０、４４０ 有機絶縁層、
１５０、４５０ 透明伝導層、
１５１、４５１ ソース電極、
１５３、４５３ ドレイン電極、
１５５、４５５ 画素電極、
１５７、４５７ データパッドパターン、
１５９、４５９ ゲートパッドパターン、
１６０、４６０ チャンネル部、
１６１、４６１ 有機半導体層、
１６３、４６３ ストッパ層、
１７０、４７０ 保護絶縁層、
１８１、４８１ 第１コンタクトホール、
１８３、４８３ 第２コンタクトホール、
１８５、４８５ 第３コンタクトホール、
２００ カラーフィルタ基板（対向基板）、
２０１ 第２ベース基板、
２１０ 遮光パターン、
２２０ カラーフィルタ層、
２３０ 共通電極層、
３００ 液晶層、
４５０ａ 下部伝導層、
４５０ｂ 上部伝導層、
Ｐ 画素部、
ＤＬｍ、ＤＬｍ＋１ データ線、
ＤＰｍ データパッド、
ＧＬｎ−１、ＧＬｎ ゲート線、
ＧＰｎ ゲートパッド、
ＯＴＦＴ 有機スイッチング素子。
Claims (21)
- 第１方向に延長されて形成されたデータ線と、
前記第１方向と交差する第２方向に延長され形成されたゲート線と、
前記データ線とゲート線によって定義された画素部と、
前記各画素部に形成され、データ線と電気的に連結されたソース電極、ゲート線と電気的に連結されたゲート電極、及び前記ゲート電極上に形成された有機半導体層を含む有機スイッチング素子と、
透明な酸窒化物で前記画素部に形成され、前記有機スイッチング素子と電気的に連結された画素電極と、
を含むことを特徴とする表示基板。 - 前記透明な酸窒化物は、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有した酸窒化物であることを特徴とする請求項１に記載の表示基板。
- 前記画素電極の下に形成された有機絶縁層をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の表示基板。
- 前記画素電極は、
透明な酸窒化物で前記有機絶縁層上に形成された下部伝導層と、
透明な酸化物で前記下部伝導層上に形成された上部伝導層と、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の表示基板。 - 前記透明な酸化物は、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有した酸化物であることを特徴とする請求項４に記載の表示基板。
- 前記ソース電極は、前記画素電極と同一層で形成され、前記データ線とコンタクトホールを通じて電気的に連結されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示基板。
- 前記有機スイッチング素子は、ドレイン電極を含み、
前記有機スイッチング素子のドレイン電極が、前記画素電極と一体形に形成され、電気的に連結されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示基板。 - 前記有機半導体層上に形成されたストッパ層をさらに含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示基板。
- ベース基板上に第１方向に延長されたデータ線を含むデータ金属パターンを形成する段階と、
前記データ金属パターンが形成されたベース基板上に第１方向と交差する第２方向に延長されたゲート線及び有機スイッチング素子のゲート電極を含むゲート金属パターンを形成する段階と、
前記ゲート金属パターンが形成されたベース基板上に有機絶縁層を形成する段階と、
前記有機絶縁層が形成されたベース基板上に透明な酸窒化物を蒸着して透明伝導層を形成する段階と、
前記透明伝導層をパターニングして前記データ線と電気的に連結されたソース電極及び前記有機スイッチング素子のドレイン電極と一体に形成された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基板の製造方法。 - 前記データ金属パターンが形成されたベース基板上に下部絶縁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９に記載の表示基板の製造方法。
- 前記有機絶縁層を形成する段階は、
前記データ線の一部分を露出させるコンタクトホールを形成する段階を含むことを特徴とする請求項９または１０に記載の表示基板の製造方法。 - 前記ソース電極及びドレイン電極が形成されたベース基板上に前記ゲート電極に対応して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９〜１１のいずれか１項に記載の表示基板の製造方法。
- 前記有機半導体層が形成されたベース基板上に前記有機スイッチング素子に対応して保護絶縁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９〜１２のいずれか１項に記載の表示基板の製造方法。
- 前記透明伝導層を形成する段階は、
窒素ガスの添加量が２０〜４０ｓｃｃｍである雰囲気で前記有機絶縁層上に蒸着されることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の表示基板の製造方法。 - 前記透明な酸窒化物は、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有した酸窒化物であることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の表示基板の製造方法。
- 前記透明伝導層を形成する段階は、
前記有機絶縁層上に前記透明な酸窒化物を蒸着して下部伝導層を形成する段階と、
前記下部伝導層上に透明な酸化物を蒸着して上部伝導層を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の表示基板の製造方法。 - 前記透明な酸化物は、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有した酸化物であることを特徴とする請求項１６記載の表示基板の製造方法。
- データ線とゲート線によって複数の画素部が定義され、各画素部に形成され有機半導体層を含む有機スイッチング素子、及び透明な酸窒化物から形成され前記有機スイッチング素子と電気的に連結された画素電極を含むアレイ基板と、
前記アレイ基板と向き合うように結合される対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に介在された液晶層と、
を含むことを特徴とする表示パネル。 - 前記透明な酸窒化物は、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）及びガリウム（Ｇａ）よりなる群から選択された一つ以上を含有した酸窒化物であることを特徴とする請求項１８に記載の表示パネル。
- 前記画素電極は、
前記透明な酸窒化物から形成された下部伝導層と、
前記下部伝導層上に透明な酸化物から形成された上部伝導層と、
を含むことを特徴とする請求項１８または１９に記載の表示パネル。 - 前記有機スイッチング素子は、ソース電極及びドレイン電極を含み、
前記有機スイッチング素子のソース電極及びドレイン電極は、前記透明な酸窒化物から形成されていることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載の表示パネル。
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