KR100483988B1 - 투명도전막의 투과도 변형방법 - Google Patents

투명도전막의 투과도 변형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표시소자의 화소전극 또는 공통전극 등으로 사용되는 투명도전막의 투과도 특성을 변형시킬 수 있는 투명도전막의 투과도 변형방법에 관한 것이다.
본 발명의 투명도전막의 투과도 변형방법은 기판상에 투명도전막을 형성하는 단계와; 가속된 이온을 투명도전막으로 주입하여 투명도전막의 투과도를 변형시키는 단계를 포함한다.
상기 가속된 이온은 H, P, B, As, Ar 으로서, 40 내지 100keV의 에너지로 주입되며, 가속된 이온은 서로 다른 주입에너지로 1회이상 주입된다.
상기 투명도전막은 ITO, IO, TO, IZO, ZnO 중 하나로 이루어진다.

Description

투명도전막의 투과도 변형방법{Method of Varying Transmittance in transparent conductive film}
본 발명은 표시장치에 사용되는 화소전극 또는 공통전극으로 사용되는 투명도전막(transparent conductive film)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 투명도전막으로 불순물을 고에너지로 이온주입하여 투과도를 변형시키는 방법에 관한 것이다.
투명도전막은 우수한 투과도(80% 이상)와 도전성을 지니고 있어 태양전지, PDP(plasma display panel), LCD(liquid crystal display), OLED(organic light emitting diode)와 같은 표시소자의 공통전극 또는 화소전극으로 사용되는 물질이다. 이와같이 표시소자의 공통전극 또는 화소전극으로 사용되는 투명도전막은 생성 또는 변조된 빛을 투과시킴으로써 색을 재현하는 아주 중요한 역할을 한다.
따라서, 본 발명은 불순물의 이온주입에 의한 투명도전막의 투과도를 변형시키는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 투명도전막을 블랙 매트릭스 또는 투명전극 등으로 이용가능 하도록 그의 투과도를 선택적으로 변형시킬 수 있는 방법을 제공하는 데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판상에 투명도전막을 형성하는 단계와; 가속된 이온을 투명도전막으로 주입하여 투명도전막의 투과도를 변형시키는 단계를 포함하는 투명도전막의 투과도 변형방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상기 가속된 이온은 H, P, B, As, Ar으로서, 40 내지 100keV의 에너지로 주입하며, 가속된 이온은 서로 다른 주입에너지로 1회이상 주입하고, 3x1015 ions/㎤ 내지 2x1016 ions/㎤의 도우즈량으로 주입하는 것을 특징으로 한다.
상기 투명도전막은 ITO, IO, TO, IZO, ZnO 중 하나로 이루어지며, 그의 두께가 400 내지 4000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 기판상에 투명도전막을 형성하는 단계와; 상기 투명도전막중 일부분만이 노출되도록 투명도전막상에 마스크를 형성하는 단계와; 상기 노출된 투명도전막으로 가속된 이온을 주입하여 투명도전막의 투과도를 선택적으로 변형시키는 단계를 포함하는 투명도전막의 투과도 변형방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명도전막의 투과도 변형방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
일 실시예에 따른 투명도전막의 투과도 변형방법은 투명도전막의 투과도를 전면적으로 변형시켜주는 방법이다.
도 1a와 같이 기판(10)상에 투명도전막(12)을 형성하고, 도 1b와 같이 기판 전면에 걸쳐 고에너지로 가속된 불순물(14)을 주입하면 투과도가 변형된, 즉 투과도가 저하된 투명도전막(15)이 얻어진다.
이때, 불순물은 이온주입기(ion implanter) 또는 이온 샤워기(ion shower) 등을 이용하여 H, P, B, As, Ar 등의 불순물을 고에너지로 주입하는데, 불순물 주입 에너지는 40 내지 100keV의 고에너지이고, 주입되는 불순물의 도우즈량은 3x1015 ions/㎠ 내지 2x1016 ions/㎠ 이다. 그리고, 상기 투명도전막은 400 내지 4000Å의 두께를 갖으며, ITO, IO, TO, IZO, ZnO 등이 사용된다.
도 3은 이온주입되는 불순물의 도우즈량에 따른 투명도전막의 투과도 특성을 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 투명도전막은 불순물이 주입되면 그의 투과도가 변형되는 특성이 있는 물질로서, 일반적으로 사용되는 편광판(λ/4)이 50%의 투과도를 갖음에 비하여 1.5x1016 ions/㎠ 의 도우즈량으로 불순물이 이온주입된 투명도전막은 30% 정도의 투과도를 갖음을 알 수 있다.
이와같이, 불순물 즉, 가속화된 이온이 투명도전막으로 이온주입함에 따라 투명도전막의 투과도가 변형되는 이유는 투명도전막내에 포함되어 있는 산소가 가속화된 불순물의 이온주입에 의한 충격(bombardment)에 의해 빠져나가기 때문이다. 즉, 불순물의 이온주입에 의해 투명도전막의 산소가 빠져 나감으로써, 투명도전막의 금속성분비가 상대적으로 증가하여 투과도가 저하되는 것이다.
본 발명에서와 같이 투과도가 변형된 투명도전막을 표시소자의 블랙매트릭스 등에 적용할 수 있는데, 이는 투과도가 변형된 투명도전막은 투명도전막내의 산소의 함유량이 감소하게 되고, 이에 따라 굴절율이 변화하게 되어 금속배선 등에 의한 광반사를 방지하게 되는 것이다.
도 4는 불순물의 이온주입방식에 따른 투명도전막의 투과도특성을 도시한 것이다. 도 4를 참조하면, 투명도전막의 투과도특성은 가속화된 이온을 서로 다른 이온주입 에너지로 여러 번 주입하는 경우, 투과도를 보다 더 낮출 수 있음을 알 수 있다.
예를 들어, B2H6을 1.5x1016의 도우즈량, 70keV의 에너지로 2000Å의 두께를 갖는 ITO막으로 이온주입한 경우보다, 2000Å의 두께를 갖는 ITO막으로 B2H6을 1.0x1016의 도우즈량, 70keV의 에너지로 1차 이온주입하고, 이어서 B2H6을 0.5x1016의 도우즈량, 40keV의 에너지로 2차 이온주입한 경우에 보다 투과도를 낮출 수 있음을 알 수 있다.
이때, 가속화된 불순물의 이온주입공정을 여러 번 반복진행하는 경우, 서로 다른 가속전압으로 동일한 도우즈량으로 진행하거나 또는 서로 다른 가속전압으로 서로 다른 도우즈량으로 진행할 수 있다. 이때, 최종적으로 ITO막에 주입되는 도우즈량은 한번 이온주입하는 경우에 주입되는 도우즈량과 동일하다.
도 5는 동일한 도우즈량으로 불순물을 이온주입한 경우, 투명도전막의 두께에 따른 투명도전막의 투과도 특성을 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 투명도전막의 두께가 증가함에 따라 투명도전막의 투과도가 저하됨을 알 수 있다.
도 6은 불순물의 주입에너지에 따른 투명도전막의 투과도 특성을 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 주입에너지가 40keV 이상이 되면 투명도전막의 투과도가 편광판보다 낮아짐을 알 수 있다.
도 7은 주입되는 불순물의 도우즈량에 따른 투명도전막의 일함수 특성을 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 투명도전막의 일함수가 이온주입되는 불순물의 도우즈량에 따라 감소함을 알 수 있는데, 이는 투명도전막의 산소가 가속된 이온과 반응하여 투명도전막의 산소함유량이 감소하기 때문이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명도전막의 투과도를 변형시켜 주는 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투명도전막의 투과도 변형방법은 마스크를 이용하여 투명도전막의 투과도를 선택적으로 변형시켜주는 방법이다.
도 2a와 같이 기판(20)상에 투명도전막(22)을 형성하고, 투명도전막(22)상에 투과도를 변형시키고자 하는 부분만이 노출되도록 투명도전막(22)상에 마스크(23)를 형성한다.
이어서, 도 2b와 같이 상기 마스크(23)를 이용하여 투명도전막(22)중 노출된 부분으로 불순물(24)을 고에너지로 주입한다. 따라서, 투명도전막은 불순물이 주입되지 않은 부분, 즉 투과도가 변형되지 않은 부분(22)과 불순물 주입에 의해 투과도가 변형된 부분(25)으로 구분되어진다. 이때, 불순물이 주입된 부분(25)은 상대적으로 불순물이 주입되지 않은 부분(22)에 비하여 투과도가 저하되어진다.
이때, 불순물 주입공정은 이온주입기 또는 이온샤워기 등을 이용하여 H, P, B, As, Ar 등의 불순물을 40 내지 100keV의 고에너지로 3x1015 ions/㎠ 내지 2x1016 ions/㎠의 에너지로 이온주입한다. 상기 투명도전막으로는 ITO, IO, TO, IZO, ZnO 등이 사용되고, 그의 두께는 400 내지 4000Å의 두께를 갖는다. 또한, 상기 마스크(24)용 물질은 상기 이온주입시 투과도가 변형되지 않은 부분(22)으로의 불순물의 이온주입을 차단할 수 있는 물질이면 감광막, 절연막 및 도전막 등의 종류에 무관하게 모두 가능하다.
그러므로, 불순물이 도핑되지 않은 투명도전막(22)은 예를 들면, 표시장치의 화소전극 또는 공통전극으로 작용하고, 불순물이 이온주입되어 그의 투과도가 저하된 투명도전막(25)은 블랙매트릭스 등의 역할을 수행할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에서와 같이 고에너지원으로 소정의 불순물을 투명도전막으로 이온주입하면 그의 투과도를 변형시키는 것이 가능하며, 이에 따라 표시장치의 화소전극, 공통전극, 또는 블랙 매트릭스 외에도 소정의 투과도로 변형시켜 다양하게 적용할 수 있다.
상기한 바와같은 본 발명에 따르면, 투명도전막에 전면적으로 또는 선택적으로 불순물을 이온주입하여 그의 투과도를 변형시켜 줌으로써, 공통전극, 화소전극 또는 블랙매트릭스 뿐만 아니라 소정의 투과도를 요구하는 부분에 다양하게 적용가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 투과도 변형방법을 이용하여 블랙매트릭스를 형성하게 되면 고가의 편광판을 사용하지 않고도 외부광에 의한 반사를 방지하여 투과도를 향상시켜 휘도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 투명도전막의 투과도 변형방법을 설명하기 위한 공정 단면도,
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명도전막의 투과도 변형방법을 설명하기 위한 공정 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 투과도가 변형된 투명도전막에 있어서, 도우즈량에 따른 투과도를 보여주는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 투과도가 변형된 투명도전막에 있어서, 이온주입방법에 따른 투과도를 보여주는 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 투과도가 변형된 투명도전막에 있어서, 투명도전막의 두께에 따른 투과도를 보여주는 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 투과도가 변형된 투명도전막에 있어서, 주입에너지에 따른 투과도를 보여주는 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 투과도가 변형된 투명도전막에 있어서, 도우즈량에 따른 일함수를 보여주는 도면,
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10, 20 : 기판 12, 22: 투명도전막
14, 24 : 불순물 23 : 마스크
15, 25 : 투과도가 변형된 투명도전막

Claims (10)

  1. 기판상에 투명도전막을 형성하는 단계와;
    가속된 이온을 투명도전막으로 주입하여 투명도전막의 투과도를 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 가속된 이온은 H, P, B, As, Ar 중 하나인 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가속된 이온은 40 내지 100keV의 에너지로 주입되는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가속된 이온은 서로 다른 주입에너지로 1회이상 주입되는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 가속된 이온은 3x1015 ions/㎠ 내지 2x1016 ions/㎠의 도우즈량으로 주입되는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 투명도전막은 ITO, IO, TO, IZO, ZnO 중 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 투명도전막은 400 내지 4000Å의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  8. 기판상에 투명도전막을 형성하는 단계와;
    상기 투명도전막중 일부분만이 노출되도록 투명도전막상에 마스크를 형성하는 단계와;
    상기 노출된 투명도전막으로 가속된 이온을 주입하여 투명도전막의 투과도를 선택적으로 변형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 마스크는 감광막, 절연막, 도전막중 하나인 것을 특징으로 하는 투명도전막의 투과도 변형방법.
  10. 삭제
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