JP2007235124A - 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 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図１ｇ

Description

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（式中、ｎ＝１〜２０である。）

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。

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。

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。

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。

（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。）

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_２＝Ｃ−（ＣＨ_３）_２とＣＯ_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明による薄膜トランジスタ基板の配置図である。 図３ａのＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ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の製造方法を説明するための図面である。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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

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

Claims (20)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。