KR102104358B1 - 박막 트랜지스터와 그 제조방법 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

투명도가 높은 박막 트랜지스터(TFT)와 이와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법 및 이와 같은 박막 트랜지스터를 이용한 표시장치를 얻는다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터는, 실세스퀴옥산으로 형성된 박막 트랜지스터 형성층과, 박막 트랜지스터 형성층상에 형성된 박막 트랜지스터 배선을 구비한다. 또한 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법은, 기판상에 희생층을 형성하는 단계와, 희생층상에 실세스퀴옥산에 의한 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계와, 박막 트랜지스터 형성층상에 박막 트랜지스터 배선을 형성하는 단계를 구비한다.

Description

박막 트랜지스터와 그 제조방법 및 표시장치 {Thin Film Transistor, Method Of Fabricating The Same And Display Device Including The Same}
본 발명은 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor)와 그 제조방법 및 TFT를 이용한 표시장치에 관한 것이다.
종래부터, 예를 들면 유리기판상에 TFT를 형성하고 유리기판으로부터 TFT를 박리시켜, 박리한 TFT를 타 기판에 전사함으로써 박막 디바이스를 제조하는 방법이 알려져 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조). 이하, 도면을 참조하여 박막 디바이스의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 2는 종래의 박막 디바이스의 제조방법을 도시한 설명도이다.
우선 유리기판(51)상에, 예를 들면 아몰퍼스 실리콘(a-Si: amorphous silicon)으로 희생층(52)을 형성하고, 희생층(52)상에 폴리이미드(polyimide, 이하 ‘PI’라고 칭한다)를 도포하고 경화시켜서 TFT 형성층(53)을 형성한다(도 2(a) 참조).
계속해서 PI로 형성된 TFT 형성층(53)상에 TFT 프로세스를 이용하여 TFT 배선(54)을 형성한다(도 2(b) 참조). TFT 프로세스는 일반적인 유리기판의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 이하, TFT 형성층(53)과 TFT 배선(54)을 합친 것을 단순히 ‘TFT’라고 칭하는 경우도 있다.
이어서 희생층(52)을, 예를 들면 레이저 어블레이션(laser ablation) 등으로 파괴하고, TFT 배선(54)이 형성된 TFT 형성층(53)을 유리기판(51)으로부터 박리시킨다(도 2(c) 참조). a-Si에 레이저를 조사함으로써 a-Si 중의 수소가 기체화되어 접촉 면적이 작아지고 이로써 박리가 가능해진다.
다음으로 박리한 TFT 형성층(53)을, 예를 들면 플렉서블(flexible)기판(55)에 전사하여(접착) 플렉서블한 박막 디바이스를 제조한다(도 2(d) 참조). 또한 희생층의 종류, 희생층의 파괴방법 및 TFT 형성층의 전사방법은 상술한 내용에 한정되지 않고 다종다양하다.
특허문헌 1: 일본공개특허공보 평10-125931 호
종래, TFT를 형성할 때에 TFT 형성층으로서 PI가 사용되고 있다. PI는 내열성(내열온도 500 ℃ 정도) 및 내약품성이 우수한 동시에 도포법으로 TFT 형성층을 형성할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다.
그러나, PI는 오렌지색(갈색)으로 착색되어 있기 때문에 PI를 TFT 형성층으로 하여 형성된 TFT를, 바텀 에미션(bottom emission) 타입의 유기EL 디스플레이(OLED: organic light emitting display)와 액정 디스플레이(LCD: liquid crystal display)에 적용할 수 없다는 문제가 있다.
또한, 투명 PI라고 불리는 것도 존재하지만 내열온도가 300 ℃ 정도 이하이기 때문에 일반적인 TFT 프로세스(저온 폴리실리콘(LTPS: low temperature poly silicon) 공정과 a-Si 공정)에 적용할 수 없다.
즉, PI의 내열성을 향상시키기 위해서는 분자 패킹(packing)을 강화할 필요가 있는데 패킹을 강화하면 전하 이동 상호작용이 향상되어 착색을 일으키게 된다.
또, PI에는 파장 400 nm 근처에 투과율이 낮은(90 % 정도) 영역(빛을 흡수하는 영역)이 존재하기 때문에, PI를 TFT 형성층으로 하여 형성된 TFT를 디스플레이에 적용한 경우에는 붉은색 경향이 된다는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 이뤄진 것으로, 투명도가 높은 박막 트랜지스터(TFT)와 이와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법 및 이와 같은 박막 트랜지스터를 이용한 표시장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터는, 실세스퀴옥산으로 형성된 박막 트랜지스터 형성층과, 박막 트랜지스터 형성층상에 형성된 박막 트랜지스터 배선을 구비한다.
또, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법은, 기판상에 희생층을 형성하는 단계와, 희생층상에 실세스퀴옥산에 의한 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계와, 박막 트랜지스터 형성층상에 박막 트랜지스터 배선을 형성하는 단계를 구비한다.
또한 본 발명에 따른 표시장치는, 상술한 박막 트랜지스터를 이용한다.
본 발명에 따른 박막 트랜지스터에 따르면, 실세스퀴옥산으로 형성된 박막 트랜지스터 형성층과, 박막 트랜지스터 형성층상에 형성된 박막 트랜지스터 배선을 구비하고 있다.
또, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법에 따르면, 기판상에 희생층을 형성하는 단계와, 희생층상에 실세스퀴옥산에 의한 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계와, 박막 트랜지스터 형성층상에 박막 트랜지스터 배선을 형성하는 단계를 구비하고 있다.
또한 본 발명에 따른 표시장치에 따르면, 상술한 박막 트랜지스터를 이용하고 있다.
실세스퀴옥산은, 내열성 및 내약품성이 우수한 동시에 투명성이 높은 재료이다.
따라서 투명도가 높은 박막 트랜지스터(TFT)와 이와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법 및 이와 같은 박막 트랜지스터를 이용한 표시장치를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 표시장치의 제조방법을 도시한 설명도이다.
도 2는 종래의 박막 디바이스의 제조방법을 도시한 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터(TFT)와 그 제조방법 및 표시장치의 바람직한 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 각 도면에 있어서 동일하거나 상당한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여서 설명한다.
<실시형태 1>
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 따른 표시장치의 제조방법을 도시한 설명도이다. 본 발명의 실시형태 1에서는 TFT 형성층으로서 상술한 PI를 대신하여 실세스퀴옥산(silsesquioxane, 이하 ‘SSQ'라고 칭한다)을 사용하고 있다.
우선 내열성이 우수한 기판(예를 들면 유리기판(1))상에, 예를 들면 a-Si로 희생층(2)을 형성하고, 희생층(2)상에 SSQ를 도포하고 경화시켜서 박막 트랜지스터 형성층(TFT 형성층, 3)을 형성한다(도 1(a) 참조). 또한 SSQ의 구조로서는 케이지(cage) 타입, 아몰퍼스(amorphous) 타입 또는 래더(ladder) 타입이 사용된다.
계속해서 SSQ로 형성된 TFT 형성층(3)상에 TFT 프로세스를 이용하여 박막 트랜지스터 배선(TFT 배선, 4)을 형성한다(도 1(b) 참조). TFT 프로세스는 일반적인 유리기판의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다. 또, 이하, TFT 형성층(3)과 TFT 배선(4)을 합친 것을 단순히 ‘TFT’라고 칭하는 경우도 있다.
여기에서 TFT는 a-Si을 이용한 TFT(a-Si TFT), LTPS를 이용한 TFT(LTPS TFT) 또는 투명 아몰퍼스 산화물 반도체(TAOS: transparent amorphous oxide semiconductor)를 이용한 TFT(TAOS-TFT) 등이다. 또, TFT는, 예를 들면 진공장치나 포토리소그래피법(photolithography)을 이용하여 형성된다.
다음으로 희생층(2)을, 예를 들면 레이저 어블레이션(laser ablation) 등으로 파괴하고, TFT 배선(4)이 형성된 TFT 형성층(3)을 유리기판(1)으로부터 박리시킨다(도 1(c) 참조).
이어서 박리한 TFT 형성층(3)을, 예를 들면 플렉서블(Flexible)기판(5)에 전사하여(접착) 플렉서블한 표시장치를 제조한다(도 1(d) 참조). 또한 희생층의 종류, 희생층의 파괴방법 및 TFT 형성층의 전사방법은 상술한 내용에 한정되지 않고 다종다양하다.
여기에서 SSQ는 내열성 및 내약품성이 우수한 동시에 투명성이 높은 재료이다. 일반적으로 SSQ의 내열온도는 500 ℃ 정도이고, 투과율은 모든 가시광역에서 거의 100 %이다.
따라서 종래 사용되었던 PI 대신에 SSQ를 사용함으로써 착색 문제를 해결할 수 있고, SSQ를 TFT 형성층(3)으로 하여 형성된 TFT를 플렉서블기판(5)에 전사하여, 바텀 에미션 타입의 유기EL 디스플레이나 액정 디스플레이를 작성할 수 있다.
또, 상술한 것과 같이 SSQ는 모든 가시광역에서 투과율이 거의 100 %이므로, 종래 사용되었던 PI에 있어서 붉은색 경향이 된다는 문제를 해결할 수 있다.
더욱이 SSQ는 도포법으로 TFT 형성층을 형성할 수 있으므로, PI와 동등한 비용으로 상기 문제를 해결할 수 있다.
이상과 같이, 실시형태 1에 따르면, 실세스퀴옥산으로 형성된 박막 트랜지스터 형성층과, 박막 트랜지스터 형성층상에 형성된 박막 트랜지스터 배선을 구비하고 있다.
또, 본 발명에 따른 박막 트랜지스터의 제조방법에 따르면, 기판상에 희생층을 형성하는 단계와, 희생층상에 실세스퀴옥산에 의한 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계와, 박막 트랜지스터 형성층상에 박막 트랜지스터 배선을 형성하는 단계를 구비하고 있다.
또한 본 발명에 따른 표시장치에 따르면, 상술한 박막 트랜지스터를 이용하고 있다.
실세스퀴옥산은, 내열성 및 내약품성이 우수한 동시에 투명성이 높은 재료이다.
따라서 투명도가 높은 박막 트랜지스터(TFT)와 이와 같은 박막 트랜지스터의 제조방법 및 이와 같은 박막 트랜지스터를 이용한 표시장치를 얻을 수 있다.
또, 이와 같은 박막 트랜지스터를 플렉서블기판에 전사하여, 바텀 에미션 타입의 유기EL 디스플레이나 액정 디스플레이를 작성할 수 있다.
1: 유리기판
2: 희생층
3: TFT 형성층(박막 트랜지스터 형성층)
4: TFT 배선(박막 트랜지스터 배선)
5: 플렉서블기판

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 기판 상에 희생층을 형성하는 단계와;
    상기 희생층상에 실세스퀴옥산에 의한 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계와;
    상기 박막 트랜지스터 형성층 상에 박막 트랜지스터 배선을 형성하는 단계와;
    상기 희생층에 빛을 조사하여 상기 희생층을 파괴함으로써, 상기 박막 트랜지스터 배선이 형성된 상기 박막 트랜지스터 형성층을 상기 기판으로부터 박리하고 상기 박막트랜지스터 형성층의 배면을 노출시키는 단계와;
    상기 박막 트랜지스터 형성층의 노출된 상기 배면을 플렉서블기판에 전사하는 단계
    를 포함하고,
    상기 실세스퀴옥산은 500℃의 내열온도를 갖고,
    상기 실세스퀴옥산은 모든 가시광역에서 100%의 투과율을 갖고,
    상기 박막트랜지스터 형성층이 전사된 상기 플렉서블기판은 바텀 에미션 타입의 유기 EL 디스플레이인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조방법.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 형성층을 형성하는 단계는,
    상기 실세스퀴옥산을 상기 희생층상에 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 실세스퀴옥산은 케이지 타입 또는 아몰퍼스 타입인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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