KR20070104090A - 액상의 유기 반도체물질을 이용한 액정표시장치용 어레이기판의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 친수성을 갖는 절연물질로써 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층 위로 일방향으로 연장하는 데이터 배선과, 상기 데이트 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격하여 상기 버퍼층을 노출시키며 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극과 화소전극과 이들 전극 사이로 노출된 버퍼층 위로 전면에 액상의 유기 반도체 물질을 코팅하여 유기 반도체 물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기 반도체 물질층 위로 순차적으로 게이트 절연물질층과 제 1 금속층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 금속층과 게이트 절연물질층과 유기 반도체 물질층을 동시에 패터닝함으로써 상기 소스 및 드레인 전극과 동시에 접촉하는 유기 반도체층과, 그 상부로 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함하며 상기 친수성의 버퍼층에 의해 상기 코팅되는 액상의 유기 반도체 물질층이 상기 소스 및 드레인 전극의 이격영역에서 끊김없이 형성되는 것이 특징인 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법을 제공한다.
유기 박막트랜지스터, 액상 유기반도체물질, 코팅

Description

액상의 유기 반도체물질을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법{Method of fabricating the array substrate for liquid crystal display device using liquid type organic semiconductor material}
도 1은 일반적인 액정표시장치의 분해사시도.
도 2는 종래의 액상의 유기 반도체 물질을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판을 제조하는 과정 일부를 도시한 제조 공정 단면도.
도 3a 내지 3f는 본 발명의 실시예에 따른 액상의 유기 반도체물질을 이용하여 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판을 제조하는 방법을 도시한 제조 공정별 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 : 기판 103 : (친수성의)버퍼층
117 : 화소전극 124 : 유기 반도체 물질층
본 발명은 액정표시장치에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 유기 반도체 물질을 이용한 액정표시장치용 어레이 기판 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 박막트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)형 액정표시장치(TFT-LCD)가 개발되어 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.
액정표시장치의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로, 주지된 바와 같이 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 광학적 이방성과 전기장 내에 놓일 경우에 그 크기에 따라 분자배열 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 화소전극과 공통전극이 형성된 어레이 기판(array substrate)과 컬러필터 기판(color filter substrate)을 합착시켜 구성된 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 이들 전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러 가지 화상을 표시하는 비발광 소자이다.
최근에는 특히 화상표현의 기본단위인 화소(pixel)를 행렬 방식으로 배열하고 스위칭 소자를 각 화소에 배치시켜 독립적으로 제어하는 능동행렬방식(active matrix type)이 해상도 및 동영상 구현능력에서 뛰어나 주목받고 있는데, 이 같은 스위칭 소자로 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : TFT)를 사용한 것이 잘 알려진 TFT-LCD(Thin Firm Transistor Liquid Crystal Display device) 이다.
좀 더 자세히, 일반적인 액정표시장치의 분해사시도인 도 1에 나타낸 바와 같이 액정층(30)을 사이에 두고 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)이 대면 합착된 구성을 갖는데, 이중 하부의 어레이 기판(10)은 제 1 투명기판(12) 및 이의 상면으로 종횡 교차 배열되어 다수의 화소영역(P)을 정의하는 복수개의 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16)을 포함하며, 이들 두 배선(14, 16)의 교차지점에는 박막 트랜지스터(T)가 구비되어 각 화소영역(P)에 마련된 화소전극(18)과 일대일 대응 접속되어 있다.
또한 이와 마주보는 상부의 컬러필터 기판(20)은 제 2 투명기판(22) 및 이의 배면으로 상기 게이트 배선(14)과 데이터 배선(16) 그리고 박막 트랜지스터(T) 등의 비표시영역을 가리도록 각 화소영역(P)을 테두리하는 격자 형상의 블랙매트릭스(25)가 형성되어 있으며, 이들 격자 내부에서 각 화소영역(P)에 대응되게 순차적으로 반복 배열된 적, 녹, 청색 컬러필터층(26)이 형성되어 있으며, 상기 블랙매트릭스(25)와 적, 녹 ,청색 컬러필터층(26)의 전면에 걸쳐 투명한 공통전극(28)이 마련되어 있다.
그리고 도면상에 명확하게 도시되지는 않았지만, 이들 두 기판(10, 20)은 그 사이로 개재된 액정층(30)의 누설을 방지하기 위하여 가장자리 따라 실링제 등으로 봉함(封函)된 상태에서 각 기판(10, 20)과 액정층(30)의 경계부분에는 액정의 분자배열 방향에 신뢰성을 부여하는 상, 하부 배향막이 개재되며, 각 기판(10, 20)의 적어도 하나의 외측면에는 편광판이 부착된다.
더불어 액정패널 배면으로는 백라이트(back-light)가 구비되어 빛을 공급하는 바, 게이트배선(14)으로 박막트랜지스터(T)의 온(on)/오프(off) 신호가 순차적으로 스캔 인가되어 선택된 화소영역(P)의 화소전극(18)에 데이터배선(16)의 화상신호가 전달되면 이들 사이의 수직전계에 의해 그 사이의 액정분자가 구동되고, 이에 따른 빛의 투과율 변화로 여러 가지 화상을 표시할 수 있다.
한편, 이 같은 액정표시장치에 있어 어레이 기판(10)과 컬러필터 기판(20)의 모체가 되는 제 1 및 제 2 절연기판(12, 22)은 전통적으로 유리 기판이 사용되었지만, 최근 들어 노트북이나 PDA(personal digital assistant)와 같은 소형의 휴대용 단말기가 널리 보급됨에 따라 이들에 적용 가능하도록 유리보다 가볍고 경량임과 동시에 유연한 특성을 지니고 있어 파손위험이 적은 플라스틱 기판을 이용한 액정패널이 소개된 바 있다.
하지만, 플라스틱 기판을 이용한 액정패널은 액정표시장치의 제조 특성상 특히 스위칭 소자인 박막 트랜지스터가 형성되는 어레이 기판의 제조에는 200℃ 이상의 고온을 필요로 하는 고온 공정이 많아 내열성 및 내화학성이 유리기판 보다 떨어지는 플라스틱 기판으로 상기 어레이 기판을 제조하는 데에는 어려움이 있어, 상부기판을 이루는 컬러필터 기판만을 플라스틱 기판으로 제조하고 하부기판인 어레이 기판은 통상적인 유리 기판을 이용하여 액정표시장치를 제조하고 있는 실정이다.
이러한 문제를 해결하고자 최근에는 유기 반도체 물질 등을 이용하여 200℃ 이하의 저온 공정을 진행하여 박막트랜지스터를 형성하는 것을 특징으로 하는 어레이 기판을 제조 하는 기술이 제안되었다. 이러한 저온 공정에 의한 어레이 기판의 제조는 값비싼 진공 증착 장비를 이용하여 제조하는 것보다 코팅 장치를 이용하게 됨으로 초기 설비 비용이 매우 저렴하여 결과적으로 제조 비용의 절감을 달성할 수 있는 바, 플라스틱 기판을 이용한 제조에만 한정되는 것이 아니라 유기 기판을 이용하여 제작할 수 있음은 당연하다.
이후에는 200℃이하의 저온 공정을 진행되는 유기 반도체 물질을 이용한 어레이 기판의 제조 방법에 대해 설명한다.
200℃ 이하의 저온 공정으로 박막트랜지스터를 포함하는 화소를 형성함에 있어서, 전극과 배선을 이루는 금속물질과 절연막과 보호층등의 형성은 저온 증착 또는 코팅의 방법 등을 통해 형성하여도 박막트랜지스터의 특성에 별 영향을 주지 않지만, 채널을 이루는 반도체층을 일반적으로 이용되는 반도체 물질인 비정질 실리콘을 사용하여 저온 공정에서 증착 형성하게 되면, 상기 반도체층 내부 구조가 치밀하지 못하여 전도도 등의 중요 특성이 저하되는 문제가 발생한다.
따라서, 이를 극복하고자 비정질 실리콘 등의 종래의 반도체 물질 대신 반도체 특성을 갖는 유기 물질을 이용하여 유기 반도체층을 형성하는 것이 제안되고 있다.
이러한 유기 반도체 물질은 크게 분말 타입의 유기 반도체 물질(대부분이 저분자 유기 반도체 물질)과 액상 타입의 유기 반도체 물질(대부분 고분자 유기 반도체 물질)로 나뉘어지며, 통상적으로 분말 타입은 저분자형 유기 반도체 물질이며 이러한 분말 형태를 갖는 유기 반도체 물질은 상온에서 이베퍼레이션을 통해 기판 상에 유기 반도체층을 형성하고, 액상 타입은 통상적으로 고분자 유기 반도체 물질이며 상온에서 코팅을 통해 기판 상에 유기 반도체층을 형성하고 있다.
통상적으로 분말 타입의 저분자 유기 반도체 물질의 반도체 특성이 액상 타입의 고분자 유기 반도체 물질 대비 우수하므로 저분자 유기 반도체 물질을 유기 반도체층으로 하여 형성한 박막트랜지스터를 구비한 액정표시장치가 주를 이루고 있다.
하지만, 상기 분말 타입의 반도체 물질을 이용하여 유기 반도체층을 형성할 경우, 코팅 장비보다 몇 배는 비싼 고가의 진공장비를 이용한 이베퍼레이션을 진행하여야 하므로 초기 설비 비용이 증가하며, 이로 인해 최종 생산물인 액정표시장치의 단가를 상승시키는 단점을 갖는 바, 가격 경쟁력이 저하되는 문제가 있다.
또한, 분말 타입 특성상 마스크 공정을 통한 패터닝 등이 용이하지 않으므로 쉐도우 마스크 등을 이용하여 패터닝하고 있는데, 이는 쉐도우 마스크 공정 특성상 세밀한 패턴 형성이 불가능하므로 고정세의 고해상도 제품을 제조하는 데에는 문제가 있다.
최근에는 저분자 유기 반도체물질 또한 고분자 유기 반도체 물질과 같이 코팅 등의 방법에 의해 기판 상에 형성될 수 있도록 액상 타입의 저분자 유기 반도체물질이 개발되었으며 이를 이용한 액정표시장치가 제안되고 있다.
하지만, 액상의 고분자 또는 저분자 유기 반도체 물질을 기판 상에 코팅할 경우, 액상의 유기 반도체물질을 데이터 배선과 소스 및 드레인 전극이 형성된 기 판상에 코팅하는 단계를 도시한 단면도인 도 2를 참조하면, 기판(51)과 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(55, 58) 등에서의 계면 특성이 서로 달라 유기 반도체층을 형성하기 위해 기판(51) 전면에 코팅하여 형성한 유기 반도체 물질층(70)에 있어 특히 상기 데이터 배선(미도시)이나 소스 및 드레인 전극(55, 58) 주변에 형성된 부분이 상기 배선(미도시) 또는 전극(55, 58) 위로 말려 올라감으로써 상기 데이터 배선(미도시)이나 소스 및 드레인 전극(55, 58) 주변의 기판(51) 상부에는 형성되지 않는 부분이 발생하는 현상이 나타나고 있다.
이러한 현상에 의해 소스 및 드레인 전극(55, 58)과 접촉함과 동시에 이둘 두 전극(55, 58)이 이격한 영역(A) 전체에 끊김없이 형성되어야 할 유기 반도체 물질층이 분리되어 박막트랜지스터를 완성 시 채널이 형성되지 않고, 이에따라 박막트랜지스터 구동이 되지 않는 구동 불량의 문제가 빈번히 발생함으로써 생산 수율이 저하되고 있는 실정이다.
전술한 문제를 해결하기 위해서 본 발명은 안출된 것으로 액상의 유기 반도체 물질이 전극 상부 및 기판 상에 표면 에너지 차이에 의한 끊김없이 코팅되도록 하는 것을 특징으로 하는 유기 반도체층을 구비한 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 액상의 유기 반도체물질의 코팅성을 높임으로써 박막트랜지스터의 구동불량을 저감함으로써 생산 수율을 향상시키는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 따른 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법은 기판 상에 친수성을 갖는 절연물질로써 버퍼층을 형성하는 단계와; 상기 버퍼층 위로 일방향으로 연장하는 데이터 배선과, 상기 데이트 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격하여 상기 버퍼층을 노출시키며 드레인 전극을 형성하는 단계와; 상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계와; 상기 소스 및 드레인 전극과 화소전극과 이들 전극 사이로 노출된 버퍼층 위로 전면에 액상의 유기 반도체 물질을 코팅하여 유기 반도체 물질층을 형성하는 단계와; 상기 유기 반도체 물질층 위로 순차적으로 게이트 절연물질층과 제 1 금속층을 형성하는 단계와; 상기 제 1 금속층과 게이트 절연물질층과 유기 반도체 물질층을 동시에 패터닝함으로써 상기 소스 및 드레인 전극과 동시에 접촉하는 유기 반도체층과, 그 상부로 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 친수성을 갖는 버퍼층은 절연성 및 유기물질 또는 금속물질과의 접착력이 우수한 물질로 형성되며, 상기 우수한 친수성과 절연성 및 접착력을 갖는 물질은 산화실리콘(SiO2)인 것이 특징이다.
또한, 상기 소스 및 드레인 전극은 금(Au)으로 이루어지는 것이 특징이다.
상기 액상의 유기 반도체 물질은 펜타신(pentacene), 폴리사이오펜(polythiophene)인 것이 바람직하며, 이때, 상기 액상의 유기 반도체 물질의 코 팅은 잉크젯(ink jet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅장치, 바(bar) 코팅장치, 슬릿(slit) 코팅장치, 스핀(spin) 코팅장치 중 하나의 장치로써 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계는, 상기 게이트 전극과 연결되며 상기 데이터 배선과 교차하는 게이트 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 상기 게이트 전극과 게이트 배선 위로 상기 화소전극을 노출시키는 오픈부를 갖는 보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이후에는, 상기 게이트 전극 위로 상기 게이트 전극을 노출시키는 게이트 콘택홀과 상기 화소전극을 노출시키는 오픈부를 갖는 보호층을 형성하는 단계와; 상기 보호층 위로 상기 게이트 콘택홀을 통해 상기 게이트 전극과 연결되며 상기 데이터 배선과 교차하는 게이트 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
또한, 상기 친수성의 버퍼층에 의해 상기 코팅되는 액상의 유기 반도체 물질층이 상기 소스 및 드레인 전극의 이격영역에서 끊김없이 형성되는 것이 특징이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 3a 내지 3f는 본 발명의 실시예에 따른 액상의 유기 반도체 물질을 이용한 유기 반도체층을 구비한 어레이 기판의 스위칭 소자를 포함하는 하나의 화소영역에 대한 제조 단계별 공정 단면도이다.
우선, 도 3a에 도시한 바와 같이, 투명한 유리 또는 플라스틱 기판(101) 위 로 전면에 친수성을 가지며 기판과의 접착력이 우수한 물질 예를들면 산화실리콘(SiO2)을 전면에 증착함으로써 버퍼층(103)을 형성한다.
이때, 상기 산화실리콘(SiO2)은 비교적 우수한 친수성 특성을 갖는 물질로 절연성이 우수하고 또한 유기물질 또는 금속물질과의 접착력 또한 우수한 것이 특징이다.
본 발명에 있어서는 기판(101)상에 친수성을 가짐과 동시에 절연성이 우수한 물질 예를들면 산화실리콘(SiO2)을 증착하여 전면에 친수성을 갖는 버퍼층(103)을 형성함으로써 이후 공정에서 형성되는 액상의 유기 반도체 물질이 상기 친수성을 갖는 버퍼층(103) 상부에서 충분히 잘 끊김없이 고른 두께를 가지며 형성될 수 있도록 한 것이 가장 특징적인 것이 된다.
다음, 도 3b에 도시한 바와 같이, 그 표면이 친수성을 갖는 상기 버퍼층(103) 상부로 저저항 금속물질 예를들면 금(Au), 구리(Cu), 구리합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(AlNd) 중 선택되는 금속물질을 증착함으로서 금속층(미도시)을 형성한다. 이때, 상기 버퍼층(103)의 경우 금속물질과도 우수한 접착특성을 갖는 바, 종래와 같이 기판 표면에 직접 증착하여 형성한 금속층과 접착 특성을 비교하여도 동일한 수준 또는 그 이상이 됨을 알 수 있었다.
이렇게 버퍼층(103) 상부에 형성된 금속층(미도시)을, 포토레지스트의 도포, 마스크를 이용한 노광, 포토레지스트의 현상, 상기 금속층(미도시)의 식각 및 포토레지스트의 스트립(strip) 등 소정의 단계를 포함하는 마스크 공정을 실시하여 상 기 금속층(미도시)을 패터닝함으로써 일방향으로 연장하는 다수의 데이터 배선(미도시)과, 각 화소영역(추후 형성되는 다수의 게이트 배선과 다수의 상기 데이터 배선이 교차하여 이들 두 배선에 의해 둘러싸인 부분이라 정의되는 영역)마다 상기 데이터 배선(미도시)과 연결된 소스 전극(110)과, 상기 소스 전극(110)에서 소정간격 이격하여 서로 마주하는 형태의 드레인 전극(113)을 형성한다.
다음, 도 3c에 도시한 바와 같이, 상기 소스 및 드레인 전극(110, 113)이 형성된 기판(101)에 투명 도전성 물질 예를들면 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)를 전면에 증착하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로써 각 화소영역별로 상기 드레인 전극(113)과 접촉하는 화소전극(117)을 형성한다.
다음, 상기 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(110, 113)과 상기 화소전극(117) 위로 액상의 유기 반도체 물질 즉, 고분자 유기 반도체물질을 포함하여 특히 이동도(mobility) 등이 비교적 우수한 저분자 유기 반도체물질 예를들면 액상의 펜타신(pentacene) 또는 폴리사이오펜(polythiophene)을 잉크젯 장치, 노즐(nozzle) 코팅 장치, 바(bar) 코팅 장치, 슬릿(slit) 코팅장치, 스핀(spin) 코팅장치 또는 프린팅 장치 등을 이용하여 전면에 코팅함으로써 유기 반도체 물질층(124)을 형성한다.
이때, 상기 액상의 유기 반도체 물질은 상기 소스 및 드레인 전극(110, 113)과 데이터 배선(미도시)과 화소전극(117) 외부로 노출된 부분 특히 상기 소스 및 드레인 전극(110, 113)의 이격영역(chA)으로는 친수성을 갖는 버퍼층(103) 표면이 되므로 상기 금속물질로 이루어진 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전 극(110, 113)과 그 표면에서의 표면 에너지가 비슷한 수준이 됨으로써 상기 소스 및 드레인 전극(110, 113) 표면 위로 이들 두 전극(110, 113) 사이의 이격 영역(chA)에 코팅된 액상의 유기 반도체 물질이 표면 에너지 차이에 의해 말려 올라감으로써 발생하는 상기 유기 반도체 물질층(124)의 끊김은 발생하지 않게 된다.
특히, 버퍼층(103)을 산화실리콘(SiO2)으로 형성하고, 상기 데이터 배선(미도시)과 소스 및 드레인 전극(110, 113)을 금(Au)으로 형성한 경우, 이들 두 물질의 표면 에너지는 서로 매우 비슷한 수준이 되며, 이로인해 표면의 친수성 특성 또한 매우 유사한 수준이 되므로 코팅되어지는 상기 액상의 유기 반도체 물질은 상기 두 물질(산화실리콘(SiO2)과 금(Au))의 표면이 거의 동일한 상태의 하나의 물질로 이루어진 동일한 물질층에 코팅이 되는 것 같은 상태가 됨으로써 종래와는 달리 표면 상태 차이에 의한 끊김 등은 발생하지 않게 된다.
다음, 도 3d에 도시한 바와 같이, 상기 유기 반도체 물질층(124) 위로 연속하여 유기 절연물질 예를들면 포토아크릴(photo acryl) 또는 PVA(poly vinyl alcohol)를 도포함으로써 전면에 게이트 절연물질층(129)을 형성한다.
다음, 상기 유기 반도체 물질층(124) 위로 전면에 형성된 게이트 절연물질층(129) 위로 건식식각이 용이한 금속물질 예를들면 몰리브덴(Mo) 또는 크롬(Cr)을 증착함으로써 제 2 금속층(134)을 형성한다.
다음, 도 3e에 도시한 바와 같이, 상기 제 2 금속층(도 3d의 134) 위로 포토레지스트를 도포하고 노광, 현상함으로써 포토레지스트 패턴(미도시)을 형성하고, 상기 포토레지스트 패턴(미도시)을 식각 마스크로하여 건식식각을 진행함으로써 상기 포토레지스트 패턴(미도시) 외부로 노출된 상기 제 2 금속층(도 3d의 134)과 그 하부의 게이트 절연물질층(도 3d의 129)과 유기 반도체 물질층(도 3d의 124)을 동시에 제거함으로써 상기 데이터 배선(미도시)과 교차하여 화소영역을 정의하는 게이트 배선(미도시)과, 상기 게이트 배선(미도시)에서 분기한 형태의 게이트 전극(135)을 형성함과 동시에 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(135) 하부로 각각 게이트 절연막(130)과 유기 반도체층(125)을 형성한다.
이때, 도면에는 나타나지 않았지만 상기 게이트 배선(미도시)은 그 일부가 상기 화소전극(117)과 중첩하도록 형성함으로써 상기 중첩된 부분이 스토리지 커패시터를 이루도록 형성한다.
한편, 변형예로서 상기 게이트 배선은 전술한 단계 즉 게이트 전극을 형성하는 단계에서 형성하지 않고 상기 게이트 전극만 형성할 수도 있으며, 이 경우 게이트 배선은 추후 공정을 통해 형성하게 된다.
다음, 도 3f에 도시한 바와 같이, 상기 게이트 배선(미도시) 및 게이트 전극(135) 위로 전면에 상기 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(135)을 보호하기 위한 보호층(140)을 더욱 형성함으로써 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판(101)을 완성한다. 이때, 상기 보호층(140)은 상기 화소전극에 대응해서는 오픈부(op)를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
상기 변형예의 경우, 상기 보호층을 형성 시 상기 게이트 전극을 일부 노출시키는 게이트 콘택홀을 갖도록 형성하며, 이렇게 게이트 콘택홀 및 오픈부를 가지 며 형성된 보호층 위로 제 3 금속층을 형성하고 이를 마스크 공정을 진행하여 패터닝함으로서 상기 게이트 콘택홀을 통해 상기 게이트 전극과 접촉하며 상기 데이터 배선과 교차하는 게이트 배선을 형성할 수도 있다.
이 경우 실시예와 마찬가지로 상기 게이트 배선을 상기 화소전극과 일부가 중첩하도록 형성함으로써 이들 중첩하는 부분이 스토리지 커패시터를 이루도록 하는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 액상의 유기 반도체 물질을 이용한 코팅을 실시함으로써 액정표시장치용 어레이 기판을 제조하는데 있어 소스 및 드레인 전극과 동시에 접촉하며 이들 두 전극의 이격영역까지 형성되는 유기 반도체층이 상기 소스 및 드레인 전극과 기판의 표면 에너지 차이에 의해 상기 이격영역에 코팅된 부분이 상기 소스 및 드레인 전극의 상부로 말려 올라감으로써 발생하는 채널 형성 불량을 상기 소스 및 드레인 전극 형성 전 기판 전면에 친수성의 버퍼층을 형성함으로서 방지하는 효과가 있으며, 나아가 채널 불량을 방지함으로써 생산 수율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 고가의 진공장비를 이용하지 않고 액상의 반도체 유기물질을 이용하여 유기 반도체층을 형성함으로써 초기 설비 비용을 절감하여 제품의 가격 경쟁력을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 기판 상에 친수성을 갖는 절연물질로써 버퍼층을 형성하는 단계와;
    상기 버퍼층 위로 일방향으로 연장하는 데이터 배선과, 상기 데이트 배선과 연결된 소스 전극과, 상기 소스 전극과 이격하여 상기 버퍼층을 노출시키며 드레인 전극을 형성하는 단계와;
    상기 드레인 전극과 접촉하는 화소전극을 형성하는 단계와;
    상기 소스 및 드레인 전극과 화소전극과 이들 전극 사이로 노출된 버퍼층 위로 전면에 액상의 유기 반도체 물질을 코팅하여 유기 반도체 물질층을 형성하는 단계와;
    상기 유기 반도체 물질층 위로 순차적으로 게이트 절연물질층과 제 1 금속층을 형성하는 단계와;
    상기 제 1 금속층과 게이트 절연물질층과 유기 반도체 물질층을 동시에 패터닝함으로써 상기 소스 및 드레인 전극과 동시에 접촉하는 유기 반도체층과, 그 상부로 게이트 절연막 및 게이트 전극을 형성하는 단계
    를 포함하는 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 친수성을 갖는 버퍼층은 절연성 및 유기물질 또는 금속물질과의 접착력 이 우수한 물질로 형성되는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 우수한 친수성과 절연성 및 접착력을 갖는 물질은 산화실리콘(SiO2)인 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 소스 및 드레인 전극은 금(Au)으로 이루어지는 것이 특징인 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상의 유기 반도체 물질은 펜타신(pentacene), 폴리사이오펜(polythiophene)인 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 액상의 유기 반도체 물질의 코팅은 잉크젯(ink jet) 장치, 노즐(nozzle) 코팅장치, 바(bar) 코팅장치, 슬릿(slit) 코팅장치, 스핀(spin) 코팅장치 중 하나의 장치로써 이루어지는 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극을 형성하는 단계는,
    상기 게이트 전극과 연결되며 상기 데이터 배선과 교차하는 게이트 배선을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 게이트 전극과 게이트 배선 위로 상기 화소전극을 노출시키는 오픈부를 갖는 보호층을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 게이트 전극을 형성하는 단계 이후에는,
    상기 게이트 전극 위로 상기 게이트 전극을 노출시키는 게이트 콘택홀과 상기 화소전극을 노출시키는 오픈부를 갖는 보호층을 형성하는 단계와;
    상기 보호층 위로 상기 게이트 콘택홀을 통해 상기 게이트 전극과 연결되며 상기 데이터 배선과 교차하는 게이트 배선을 형성하는 단계
    를 더욱 포함하는 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 친수성의 버퍼층에 의해 상기 코팅되는 액상의 유기 반도체 물질층이 상기 소스 및 드레인 전극의 이격영역에서 끊김없이 형성되는 것이 특징인 유기 반도체층을 갖는 액정표시장치용 어레이 기판의 제조방법.
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