KR20210134177A - 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210134177A
KR20210134177A KR1020200052900A KR20200052900A KR20210134177A KR 20210134177 A KR20210134177 A KR 20210134177A KR 1020200052900 A KR1020200052900 A KR 1020200052900A KR 20200052900 A KR20200052900 A KR 20200052900A KR 20210134177 A KR20210134177 A KR 20210134177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
etchant composition
acid
metal
compound
Prior art date
Application number
KR1020200052900A
Other languages
English (en)
Inventor
박종희
김진석
권오병
남기용
윤영진
이석준
이원호
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성디스플레이 주식회사, 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020200052900A priority Critical patent/KR20210134177A/ko
Priority to US16/953,047 priority patent/US11683975B2/en
Priority to CN202110294896.9A priority patent/CN113981448A/zh
Priority to JP2021073101A priority patent/JP2021174994A/ja
Priority to EP21171001.7A priority patent/EP3904558A1/en
Publication of KR20210134177A publication Critical patent/KR20210134177A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/20—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning
    • H10K71/231—Changing the shape of the active layer in the devices, e.g. patterning by etching of existing layers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/30—Acidic compositions for etching other metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/02—Local etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/20—Acidic compositions for etching aluminium or alloys thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/26—Acidic compositions for etching refractory metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32134—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by liquid etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/34—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies not provided for in groups H01L21/0405, H01L21/0445, H01L21/06, H01L21/16 and H01L21/18 with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/46—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428
    • H01L21/461—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/428 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/465—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259—Multistep manufacturing methods
    • H01L51/0023—
    • H01L51/5215—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/805—Electrodes
    • H10K50/81—Anodes
    • H10K50/816—Multilayers, e.g. transparent multilayers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/621—Providing a shape to conductive layers, e.g. patterning or selective deposition
    • H01L2227/32—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2102/00—Constructional details relating to the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/1201—Manufacture or treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)

Abstract

본 발명은 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물, 2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물, 6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물, 40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물, 0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염, 및 잔량의 물을 포함하는, 식각액 조성물이 제공된다.

Description

식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{ETCHANT AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 식각액 조성물, 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제품의 신뢰성이 향상된 식각액 조성물, 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
각종 전기적 신호정보를 표현하는 디스플레이 분야가 발전함에 따라, 박형화, 경량화, 저소비 전력화 등의 우수한 특성을 지닌 다양한 평판 표시 장치들이 연구 및 개발되고 있다. 이중 유기발광 표시 장치는 경량화 및 박형화가 가능할 뿐만 아니라, 넓은 시야각, 빠른 응답속도 등의 장점으로 인하여 차세대 표시 장치로서 주목 받고 있다.
한편, 표시 장치의 표시 면적이 점점 대형화됨에 따라, 표시 장치에 포함되는 다양한 배선 및 전극은 최대한 낮은 비저항을 가지는 재료로 형성될 필요가 있다.
본 발명은 은을 포함하는 다층막을 식각할 수 있는 식각액 조성물, 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물; 2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물; 6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물; 40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물; 0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염; 및 잔량의 물을 포함하는 식각액 조성물이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기산 화합물은 질산을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 술폰산 화합물은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 및 프로판술폰산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 황산염 화합물은 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 및 황산수소암모늄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기산 화합물은 아세트산, 시트르산, 글리콜산, 말론산, 락트산, 및 타타르산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 금속 또는 금속염은 질산제이철, 황산제이철, 구리, 황산 구리, 철 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 황산염 화합물과 상기 유기산 화합물의 중량% 비는 1:4 내지 1:5일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 잔량의 물은 28 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 표시영역과 비표시영역을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서, 상기 표시영역의 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계; 상기 박막트랜지스터 상에 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 평탄화층 상에 전극층을 형성하는 단계; 및 상기 전극층을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 식각액 조성물은, 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물; 2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물; 6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물; 40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물; 0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염; 및 잔량의 물을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극층은 다층으로 구비될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 전극층은 제1 도전층, 제1 금속을 포함하는 제2 도전층, 및 제3 도전층을 포함하고, 상기 제1 도전층, 및 제3 도전층은 투명 또는 반투명 전극일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제1 금속은 은을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 식각액 조성물은 상기 제1 도전층, 상기 제2 도전층, 및 상기 제3 도전층을 식각할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 식각액 조성물은 상기 제1 도전층, 및, 상기 제2 도전층을 식각할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 비표시영역에 배선층을 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 전극층은 상기 배선층이 노출된 상태로 상기 식각액 조성물에 의해 식각될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 배선층은 제2 금속을 포함하는 제1 층, 제3 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 금속을 포함하는 제3 층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 제2 금속은 티타늄을 포함하고, 상기 제3 금속은 알루미늄을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 박막트랜지스터는 반도체층, 게이트전극, 소스전극, 및 드레인전극을 포함하고, 상기 배선층은 상기 소스전극 또는 상기 드레인전극과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 화소전극 상에 중간층, 및 상기 중간층 상에 대향전극을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 무기산 화합물은 질산을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 술폰산 화합물은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 및 프로판술폰산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 황산염 화합물은 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 및 황산수소암모늄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 유기산 화합물은 아세트산, 시트르산, 글리콜산, 말론산, 락트산, 및 타타르산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 금속 또는 금속염은 질산제이철, 황산제이철, 구리, 황산 구리, 철 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 황산염 화합물과 상기 유기산 화합물의 중량% 비는 1:4 내지 1:5일 수 있다.
본 실시예에 있어서, 상기 잔량의 물은 28 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 식각액이 인산을 포함하지 않으며, 은막을 포함하는 다층막의 식각 과정에서 은의 석출 현상을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정된 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 금속 패턴을 형성한 모습을 도시한 도면이다.
도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에 은(Ag) 1000 ppm을 첨가한 후 금속 패턴을 형성한 모습을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물과 비교예에 따른 식각액 조성물의 처리 매수에 따른 EPD, 및 스큐를 도시한 그래프이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
이하의 실시예에서, 배선이 "제1 방향 또는 제2 방향으로 연장된다"는 의미는 직선 형상으로 연장되는 것뿐 아니라, 제1 방향 또는 제2 방향을 따라 지그재그 또는 곡선으로 연장되는 것도 포함한다.
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA), 및 표시영역(DA)의 주변에 배치되는 비표시영역(NDA)을 포함할 수 있다. 비표시영역(NDA)은 표시영역(DA)을 둘러쌀 수 있다. 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들에서 방출되는 빛을 이용하여 이미지를 제공할 수 있으며, 비표시영역(NDA)은 이미지가 표시되지 않는 영역일 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(1)로서, 유기 발광 표시 장치를 예로 하여 설명하지만, 본 발명의 표시 장치는 이에 제한되지 않는다. 일 실시예로서, 본 발명의 표시 장치(1)는 무기 발광 표시 장치(Inorganic Light Emitting Display 또는 무기 EL Display)이거나, 양자점 발광 표시 장치(Quantum dot Light Emitting Display)와 같은 표시 장치일 수 있다. 예컨대, 표시 장치(1)에 구비된 표시요소의 발광층은 유기물을 포함하거나, 무기물을 포함하거나, 양자점을 포함하거나, 유기물과 양자점을 포함하거나, 무기물과 양자점을 포함할 수 있다.
도 1에서는 플랫한 표시면을 구비한 표시 장치(1)를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 실시예로, 표시 장치(1)는 입체형 표시면 또는 커브드 표시면을 포함할 수도 있다.
표시 장치(1)가 입체형 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 서로 다른 방향을 지시하는 복수 개의 표시영역들을 포함하고, 예컨대, 다각 기둥형 표시면을 포함할 수도 있다. 일 실시예로, 표시 장치(1)가 커브드 표시면을 포함하는 경우, 표시 장치(1)는 플렉서블, 폴더블, 롤러블 표시 장치 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1에서는 핸드폰 단말기에 적용될 수 있는 표시 장치(1)를 도시하였다. 도시하지는 않았으나, 메인보드에 실장된 전자모듈들, 카메라 모듈, 전원모듈 등이 표시 장치(1)와 함께 브라켓/케이스 등에 배치됨으로써 핸드폰 단말기를 구성할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 표시 장치(1)는 텔레비전, 모니터 등과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 태블릿, 자동차 네비게이션, 게임기, 스마트 와치 등과 같은 중소형 전자장치 등에 적용될 수 있다.
도 1에서는 표시 장치(1)의 표시영역(DA)이 사각형인 경우를 도시하였으나, 표시영역(DA)의 형상은 원형, 타원 또는 삼각형이나 오각형 등과 같은 다각형일 수 있다.
표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(1)는 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 포함한다. 복수의 화소(P)들 각각은 각각 유기발광다이오드(Organic Light-Emitting Diode, OLED)와 같은 표시요소를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P)들 각각은 유기발광다이오드(OLED)를 통해 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출할 수 있다. 본 명세서에서의 화소(P)라 함은 전술한 바와 같이 적색, 녹색, 청색, 백색 중 어느 하나의 색상의 빛을 방출하는 화소로 이해할 수 있다.
각 화소(P)는 비표시영역(NDA)에 배치된 외곽회로들과 전기적으로 연결될 수 있다. 비표시영역(NDA)에는 제1 스캔 구동회로(110), 제1 발광 구동회로(115), 제2 스캔 구동회로(120), 단자(140), 데이터 구동회로(150), 제1 전원공급배선(160), 및 제2 전원공급배선(170)이 배치될 수 있다.
제1 스캔 구동회로(110)는 스캔선(SL)을 통해 각 화소(P)에 스캔신호를 제공할 수 있다. 제1 발광 구동회로(115)는 발광제어선(EL)을 통해 각 화소(P)에 발광제어신호를 제공할 수 있다. 제2 스캔 구동회로(120)는 표시영역(DA)을 사이에 두고 제1 스캔 구동회로(110)와 나란하게 배치될 수 있다. 표시영역(DA)에 배치된 화소(P)들 중 일부는 제1 스캔 구동회로(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 나머지는 제2 스캔 구동회로(120)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예로, 제2 스캔 구동회로(120)는 생략될 수도 있다.
제1 발광 구동회로(115)는 제1 스캔 구동회로(110)와 x방향으로 이격되어 비표시영역(NDA) 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 발광 구동회로(115)는 제1 스캔 구동회로(110)와 y방향으로 교번하여 배치될 수도 있다.
단자(140)는 기판(100)의 일 측에 배치될 수 있다. 단자(140)는 절연층에 의해 덮이지 않고 노출되어 인쇄회로기판(PCB)과 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)의 단자(PCB-P)는 표시 장치(1)의 단자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 인쇄회로기판(PCB)은 제어부(미도시)의 신호 또는 전원을 표시 장치(1)로 전달한다. 제어부에서 생성된 제어신호는 인쇄회로기판(PCB)을 통해 제1 스캔 구동회로(110), 제1 발광 구동회로(115), 및 제2 스캔 구동회로(120)에 각각 전달될 수 있다. 제어부는 제1 연결배선(161), 및 제2 연결배선(171)을 통해 제1 전원공급배선(160), 및 제2 전원공급배선(170)에 각각 제1 전원전압(ELVDD), 및 제2 전원전압(ELVSS)을 제공할 수 있다. 제1 전원전압(ELVDD)은 제1 전원공급배선(160)과 연결된 구동전압선(PL)을 통해 화소(P)에 제공되고, 제2 전원전압(ELVSS)은 제2 전원공급배선(170)과 연결된 화소(P)의 대향전극에 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 전원전압(ELVDD)은 구동전압일 수 있고, 제2 전원전압(ELVSS)은 공통전압일 수 있다.
데이터 구동회로(150)는 데이터선(DL)에 전기적으로 연결될 수 있다. 데이터 구동회로(150)의 데이터신호는 단자(140)에 연결된 연결배선(151) 및 연결배선(151)과 연결된 데이터선(DL)을 통해 각 화소(P)에 제공될 수 있다.
도 2에서는 데이터 구동회로(150)가 인쇄회로기판(PCB)에 배치된 것을 도시하지만, 일 실시예로, 데이터 구동회로(150)는 기판(100) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 데이터 구동회로(150)는 단자(140)와 제1 전원공급배선(160) 사이에 배치될 수 있다.
제1 전원공급배선(160)은 표시영역(DA)을 사이에 두고 x방향을 따라 나란하게 연장된 제1 서브배선(162), 및 제2 서브배선(163)을 포함할 수 있다. 제2 전원공급배선(170)은 일측이 개방된 루프 형상으로 표시영역(DA)을 부분적으로 둘러쌀 수 있다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법을 개략적으로 나타낸 단면도들이다.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 표시 장치의 제조 방법을 순차적으로 설명한다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 표시영역(DA)의 기판(100) 상에 박막트랜지스터(TFT)를 형성하는 단계, 박막트랜지스터(TFT) 상에 평탄화층(113)을 형성하는 단계, 평탄화층(113) 상에 전극층(180)을 형성하는 단계, 및 전극층(180)을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극(210)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 도 3을 참조하면, 표시영역(DA)의 기판(100) 상에 박막트랜지스터(TFT)를 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 기판(100)은 글라스재, 세라믹재, 금속재, 또는 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 기판(100)이 플렉서블 또는 벤더블 특성을 갖는 경우, 기판(100)은 폴리에테르술폰(polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate)와 같은 고분자 수지를 포함할 수 있다. 기판(100)은 상기 물질의 단층 또는 다층구조를 가질 수 있으며, 다층구조의 경우 무기층을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(100)은 유기물/무기물/유기물의 구조를 가질 수 있다.
기판(100) 상에는 버퍼층(101)이 형성될 수 있다. 버퍼층(101)은 기판(100) 상에 위치하여 기판(100)의 하부로부터 이물, 습기 또는 외기의 침투를 감소 또는 차단할 수 있고, 기판(100) 상에 평탄면을 제공할 수 있다. 버퍼층(101)은 산화물 또는 질화물과 같은 무기물, 또는 유기물, 또는 유무기 복합물을 포함할 수 있으며, 무기물과 유기물의 단층 또는 다층 구조로 이루어질 수 있다.
버퍼층(101) 상에는 박막트랜지스터(TFT)가 형성될 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 반도체층(134), 게이트전극(136), 소스전극(137), 및 드레인전극(138)을 포함할 수 있다. 박막트랜지스터(TFT)는 후술할 유기발광다이오드(OLED)와 전기적으로 연결되어 유기발광다이오드(OLED)를 구동할 수 있다.
반도체층(134)은 버퍼층(101) 상에 형성되며, 게이트전극(136)과 중첩하는 채널영역(131), 및 채널영역(131)의 양측에 배치되되 채널영역(131)보다 고농도의 불순물을 포함하는 소스영역(132), 및 드레인영역(133)을 포함할 수 있다. 여기서, 불순물은 N형 불순물 또는 P형 불순물을 포함할 수 있다. 소스영역(132)과 드레인영역(133)은 후술할 소스전극(137), 또는 드레인전극(138)과 전기적으로 연결될 수 있다.
반도체층(134)은 산화물반도체 및/또는 실리콘반도체를 포함할 수 있다. 반도체층(134)이 산화물반도체로 형성되는 경우, 예컨대 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 하프늄(Hf), 카드뮴(Cd), 게르마늄(Ge), 크로뮴(Cr), 티타늄(Ti) 및 아연(Zn)을 포함하는 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 물질의 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체층(134)은 ITZO(InSnZnO), IGZO(InGaZnO) 등일 수 있다. 반도체층(134)이 실리콘반도체로 형성되는 경우, 예컨대 비정질 실리콘(a-Si) 또는 비정질 실리콘(a-Si)을 결정화한 저온 폴리 실리콘(Low Temperature Poly-Silicon; LTPS)을 포함할 수 있다.
반도체층(134) 상에는 제1 절연층(103)이 형성될 수 있다. 제1 절연층(103)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제1 절연층(103)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1 절연층(103) 상에는 게이트전극(136)이 형성될 수 있다. 게이트전극(136)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 가운데 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 게이트전극(136)은 게이트전극(136)에 전기적 신호를 인가하는 게이트라인과 연결될 수 있다.
게이트전극(136) 상에는 제2 절연층(105)이 형성될 수 있다. 제2 절연층(105)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제2 절연층(105)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제1 절연층(103) 상에는 스토리지 커패시터(Cst)가 형성될 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)는 하부전극(144), 및 하부전극(144)과 중첩되는 상부전극(146)을 포함할 수 있다. 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)과 상부전극(146)은 제2 절연층(105)을 사이에 두고 중첩될 수 있다.
도면에 도시되지는 않았으나, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)은 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(136)과 중첩되며, 스토리지 커패시터(Cst)의 하부전극(144)이 박막트랜지스터(TFT)의 게이트전극(136)과 일체(一體)로서 구비될 수도 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극(146)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 및/또는 구리(Cu)를 포함할 수 있으며, 전술한 물질의 단일층 또는 다층일 수 있다.
스토리지 커패시터(Cst)의 상부전극(146) 상에는 제3 절연층(107)이 형성될 수 있다. 제3 절연층(107)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 무기 절연물을 포함할 수 있다. 제3 절연층(107)은 전술한 무기 절연물을 포함하는 단일층 또는 다층일 수 있다.
제3 절연층(107) 상에는 소스전극(137), 및 드레인전극(138)이 형성될 수 있다. 소스전극(137), 및 드레인전극(138)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 소스전극(137), 및 드레인전극(138)은 Ti/Al/Ti의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
표시영역(DA)의 제3 절연층(107) 상에 소스전극(137), 및 드레인전극(138)이 형성될 때, 동일 공정에 의해 비표시영역(NDA)의 제3 절연층(107) 상에 배선층(139)이 형성될 수 있다. 배선층(139)은 소스전극(137), 또는 드레인전극(138)과 동일 물질을 포함할 수 있다. 배선층(139)은 제2 금속을 포함하는 제1 배선층(139a), 제3 금속을 포함하는 제2 배선층(139b), 및 제2 금속을 포함하는 제3 배선층(139c)을 포함할 수 있다. 제2 금속, 및 제3 금속은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 금속은 티타늄(Ti)을 포함할 수 있고, 제3 금속은 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 따라서, 배선층(139)은 티타늄(Ti) / 알루미늄(Al) / 티타늄(Ti) 다층 구조로 형성될 수 있다.
배선층(139)의 하부에는 표시영역(DA)의 반도체층(134), 게이트전극(136), 상부전극(146)과 동일층에 배치된 배선들이 배치될 수 있으나, 설명의 편의를 위해 생략하였다. 배선층(139)은 상면이 노출된 상태로 후술할 전극층(180)이 식각액 조성물에 의해 식각될 수 있다.
도 4를 참조하면, 표시영역(DA)의 기판(100) 상에 박막트랜지스터(TFT)를 형성하는 단계 이후에, 박막트랜지스터(TFT) 상에 평탄화층(113)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
소스전극(137), 및 드레인전극(138) 상에는 평탄화층(113)이 형성될 수 있다. 평탄화층(113)은 유기 물질 또는 무기 물질로 이루어진 막이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 평탄화층(113)은 벤조시클로부텐(Benzocyclobutene, BCB), 폴리이미드(polyimide, PI), 헥사메틸디실록산(Hexamethyldisiloxane, HMDSO), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethylmethacrylate PMMA)나, 폴리스타이렌(Polystyrene, PS)과 같은 일반 범용고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계고분자, p-자일렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자 및 이들의 블렌드 등을 포함할 수 있다. 한편, 평탄화층(113)은 실리콘산화물(SiO2), 실리콘질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄산화물(Al2O3), 티타늄산화물(TiO2), 탄탈산화물(Ta2O5), 하프늄산화물(HfO2) 또는 아연산화물(ZnO2)등을 포함할 수 있다. 평탄화층(113)을 형성한 후, 평탄한 상면을 제공하기 위해서 화학적 기계적 폴리싱이 수행될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 평탄화층(113) 상에 컨택메탈층이 형성되고, 컨택메탈층 상에 평탄화층이 추가적으로 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 박막트랜지스터(TFT) 상에 평탄화층(113)을 형성하는 단계 이후에, 평탄화층(113) 상에 전극층(180)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 전극층(180)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 이들의 화합물 등으로 형성된 반사막과, 반사막 상에 형성된 투명 또는 반투명 전도막을 구비할 수 있다. 투명 또는 반투명 전극은 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide), 인듐아연산화물(IZO; indium zinc oxide), 아연산화물(ZnO; zinc oxide), 인듐산화물(In2O3; indium oxide), 인듐갈륨산화물(IGO; indium gallium oxide), 및 알루미늄아연산화물(AZO; aluminum zinc oxide)을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상으로 구비될 수 있다. 일 실시예로, 전극층(180)은 제1 도전층(180a), 상기 제1 도전층(180a) 상에 배치되되, 제1 금속을 포함하는 제2 도전층(180b), 및 상기 제2 도전층(180b) 상에 배치되는 제3 도전층(180c)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전층(180a), 및 상기 제3 도전층(180c)은 투명 또는 반투명 전도막인 인듐틴산화물(ITO; indium tin oxide)을 포함할 수 있고, 상기 제1 금속은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 따라서, 전극층(180)은 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)이 적층된 구조로 구비될 수 있다.
도 6, 및 도 7을 참조하면, 평탄화층(113) 상에 전극층(180)을 형성하는 단계 이후에, 전극층(180)을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극(210)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다.
일 실시예로, 전극층(180)을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극(210)을 형성하는 단계에 있어서, 전극층(180) 상에 포토레지스트 패턴(PR)을 패터닝한 후 전술한 식각액 조성물을 이용하여 전극층(180)을 식각하여 화소전극(210)을 형성할 수 있다.
화소전극(210)은 제1 층(210a), 제2 층(210b), 및 제3 층(210c)을 포함할 수 있다. 화소전극(210)의 제1 층(210a), 제2 층(210b), 및 제3 층(210c)은 각각 전극층(180)의 제1 도전층(180a), 제2 도전층(180b), 및 제3 도전층(180c)에 대응될 수 있다. 화소전극(210)의 제1 층(210a), 및 제3 층(210c)은 인듐틴산화물(ITO)을 포함할 수 있고, 제2 층(210b)은 은(Ag)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)과 같이 다층으로 구비된 전극층(180)을 식각하여 화소전극(210)을 형성할 수 있다.
표시 장치에 포함되는 다양한 배선 및 전극은 은(Ag)을 포함할 수 있다. 그러나, 은(Ag)을 포함하는 배선 또는 전극은, 배선 또는 전극의 상부 또는 하부에 위치하는 층 또는 막과의 접합력이 약하므로, 이를 보완하기 위해 배선 또는 전극은 은(Ag)을 포함하는 막과, 다른 전도막이 적층된 다층막으로 구성될 수 있다.
또한, 표시 장치에 포함되는 다양한 배선 및 전극은 식각 공정을 포함하는 포토리소그래피법과 같은 패터닝 공정을 이용하여 형성될 수 있는데, 배선 또는 전극이 서로 성질이 상이한 다층막으로 구성된 경우, 동시 식각 공정에 의해 원하는 특성을 갖는 배선 또는 전극을 형성하는데 한계가 있다. 뿐만 아니라, 종래 배선을 식각하는데 사용되는 식각액은 인산을 포함하므로, 식각 과정 중 인산에 의해 표시 장치 내의 다른 배선에 손상이 발생하며, 이와 같은 과정을 통해 은 이온이 환원되어 석출됨으로써, 은의 파티클에 의한 불량이 발생할 수 있다. 또한, 은의 파티클의 발생을 방지하기 위하여, 은(Ag)을 포함하는 막과 다른 전도막을 각각 순차적으로 식각할 수 있으나, 상기와 같은 방법은 제조 공정의 효율이 현저히 떨어지게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)과 같이 다층으로 구비된 전극층을 일괄 식각하면서도 은(Ag) 이온이 환원되어 석출되는 것을 방지할 수 있다. 이를 통해 표시 장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물, 2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물, 6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물, 40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물, 0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염, 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
무기산 화합물은 질산을 포함할 수 있다. 질산은 산화제로 사용되는 성분으로서, 은(Ag)과 전도막을 식각하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 질산은 은(Ag)과 전도막을 산화시켜 습식 식각하는 역할을 수행할 수 있다. 질산의 함량은 식각액 조성물의 총 중량에 8 중량% 내지 15 중량% 포함될 수 있다. 질산의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우, 투명 또는 반투명 전도막의 식각 속도가 가속화되어 은(Ag)의 상하부에 위치하는 전도막에 언더컷이 발생하여 후속 공정에 문제가 발생할 수 있다. 질산의 함량이 8 중량% 미만인 경우에는 은(Ag)과 전도막의 식각 속도 저하가 발생하여 기판의 위치에 따라 식각 균일성(Uniformity)이 저하되어 얼룩이 발생할 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 질산이 8 중량% 내지 15 중량% 포함되는 경우, 식각 속도의 제어가 용이하고, 은(Ag)과 전도막을 균일하게 식각할 수 있다.
술폰산 화합물은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 및 프로판술폰산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
술폰산 화합물은 전술한 질산으로 산화된 은(Ag)과 전도막을 식각하는 식각제로 사용될 수 있다. 술폰산 화합물은 질산의 분해 속도를 늦춰줌으로써 식각 속도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 술폰산 화합물의 함량은 식각액 조성물의 총 중량에 2.5 중량% 내지 8 중량% 포함될 수 있다. 술폰산 화합물의 함량이 높은 경우, 은(Ag)의 식각 속도가 너무 빨라져 은(Ag)의 상부 또는/및 하부에 위치하는 전도막에 팁(Tip)이 발생하거나 은(Ag)의 과식각으로 배선 불량이 발생할 수 있다. 술폰산 화합물의 함량이 적은 경우, 질산에 대한 분해 억제 효과가 감소하여 안정성이 저하될 수 있고, 은(Ag) 잔사가 발생할 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 술폰산 화합물이 2.5 중량% 내지 8 중량% 포함되는 경우, 은(Ag), 및 전도막의 식각 속도의 제어가 용이하며, 은(Ag) 잔사, 및 은(Ag) 재흡착 발생에 따른 불량을 방지할 수 있다.
황산염 화합물은 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 및 황산수소암모늄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
황산염 화합물은 전도막을 식각하는 식각제로 사용될 수 있다. 황산염 화합물은 은(Ag)의 Etch stop 현상을 발생시킬 수 있다. 이때, Etch stop은 시간이 경과하여도 포토레지스트 패턴 말단과 은(Ag) 말단 사이의 거리인 스큐(Skew)가 증가하지 않다는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 식각 공정 상에서 식각 시간(Etching time)이 증가하더라도 은(Ag)의 편측 식각(Side etch)이 증가하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 황산염 화합물을 포함함으로써, Etch stop 특성을 구현시킬 수 있고 식각 속도를 제어할 수 있으며 이를 통해 편측 식각(Side etch)이 조절될 수 있다.
황산염 화합물의 함량은 식각액 조성물의 총 중량에 6 중량% 내지 14 중량% 포함될 수 있다. 황산염 화합물의 함량이 14 중량%보다 높으면, 전도막의 식각 속도가 지나치게 빨라 침식 불량이 유발될 수 있다. 황산염 화합물의 함량이 6 중량% 보다 낮으면, 전도막의 식각 속도가 감소하여 은(Ag), 및 전도막의 잔사가 발생할 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 황산염 화합물이 6 중량% 내지 14 중량% 포함되는 경우, 식각 속도의 제어가 용이할 수 있고, Etch stop 특성이 구현되어 은(Ag), 및 전도막이 균일하게 식각될 수 있다.
유기산 화합물은 아세트산, 시트르산, 글리콜산, 말론산, 락트산, 및 타타르산 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 유기산 화합물은 아세트산, 및 구연산을 포함할 수 있다.
유기산 화합물은 은(Ag)을 식각하는 식각제로 사용될 수 있다. 유기산 화합물은 전술한 질산에 의해 산화된 은(Ag)을 식각하는데 사용될 수 있다.
유기산 화합물의 함량은 식각액 조성물의 총 중량에 40 중량% 내지 55 중량% 포함될 수 있다. 유기산 화합물의 함량이 40 중량% 미만인 경우, 기판의 위치에 따른 식각 속도 불균일로 얼룩이 발생할 수 있다. 유기산 화합물의 함량이 55% 초과인 경우, 과식각 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 유기산 화합물이 40 중량% 내지 55 중량% 포함되는 경우, 은(Ag)의 식각 속도의 제어가 용이하며, 은(Ag) 잔사, 및 재흡착 발생에 따른 불량을 방지할 수 있다.
금속 또는 금속염은 철(Fe), 구리(Cu) 등의 금속 또는 철(Fe), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 망가니즈(Mn), 등의 금속염 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 금속 또는 금속염은 질산제이철, 황산제이철, 구리, 황산 구리, 철 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
금속 또는 금속염은 은(Ag)의 산화제로 사용될 수 있다. 금속 또는 금속염은 전술한 질산의 보조 산화제로 사용될 수 있다.
금속 또는 금속염의 함량은 식각액 조성물의 0.01 중량% 내지 0.06 중량% 포함될 수 있다. 금속 또는 금속염의 함량이 0.01% 미안인 경우, 식각 균일성(Uniformity)이 저하될 수 있다. 금속 또는 금속염의 함량이 0.06 중량% 초과인 경우, Etch stop 특성이 저하될 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 금속 또는 금속염이 0.01 중량% 내지 0.06 중량% 포함되는 경우, 은(Ag)의 식각 속도의 제어가 용이할 수 있고, 은(Ag) 잔사, 및 은(Ag) 재흡착에 따른 불량을 방지할 수 있으며, Etch stop 특성이 향상될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에는 물이 포함될 수 있다. 물은 식각액 조성물에서 물을 제외한 나머지 성분의 중량%의 합과 물의 중량%의 합이 100 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 식각액 조성물에 사용되는 물로는 초순수가 사용될 수 있다. 식각액 조성물에 포함되는 물은 황산염 화합물을 활성화시키는 역할을 할 수 있다.
일 실시예로, 물의 함량은 식각액 조성물의 28 중량% 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 물의 함량이 28 중량% 미만인 경우, Etch stop 특성이 저하될 수 있다. 물의 함량이 30 중량% 초과인 경우, 은 잔사가 발생하는 등의 문제점이 존재할 수 있다. 따라서, 식각액 조성물에 물이 28 중량% 내지 30 중량% 포함되는 경우, 은 잔사에 따른 불량을 방지할 수 있으며, Etch stop 특성이 구현될 수 있다.
일 실시예로, 황산염 화합물과 유기산 화합물의 중량% 비는 1:4 내지 1:5일 수 있다. 황산염 화합물과 유기산 화합물의 중량% 비가 상기 1:4 내지 1:5를 만족하는 경우, 식각 초기 뿐만 아니라 처리 매수가 누적되더라도 Etch stop 특성이 유지되어 편측 식각(Side etch)의 조절이 가능할 수 있다.
금속 또는 금속염의 함량이 600ppm 이하로 유지되고, 물이 식각액 조성물의 총 중량에 28 중량% 내지 30 중량% 포함되는 경우, 보다 효과적으로 편측 식각(Side etch)이 조절될 수 있다.
이하에서는 표 1, 및 표 2를 참조하여 일 실시예에 따른 식각액 조성물에 대해 살펴본다.
실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 7에 따른 식각액 조성물을 하기 표 1과 같이 제조하였다. 하기 표 1의 %는 중량%이다.
Figure pat00001
비교예 1, 및 비교예 2는 각각 황산염 화합물과 유기산 화합물의 비가 1:3.9, 및 1:5.2로, 1:4 내지 1:5의 중량 비를 벗어나는 경우에 해당하고, 비교예 3은 유기산 화합물의 함량이 40 중량% 미만이고, 황산염 화합물의 함량이 6 중량% 미만인 경우에 해당하며, 비교예 4는 유기산 화합물의 함량이 55 중량% 초과인 경우에 해당한다. 또한, 비교예 5는 금속 또는 금속염이 첨가되지 않은 경우에 해당하고, 비교예 6은 금속 또는 금속염의 함량이 0.06 중량% 초과인 경우에 해당하며, 비교예 7은 물의 함량이 28 중량% 미만인 경우에 해당한다.
기판 상에 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO) 삼중막을 형성하고, 상기 삼중막 상에 포토레지스트를 패터닝하여 시편을 제작한 뒤, 제1 식각액, 및 제2 식각액으로 식각 공정을 수행하였다. 이때, 제1 식각액은 상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물에 해당하고, 제2 식각액은 장시간 식각 공정을 수행했다는 가정으로 상기 실시예 1 내지 4, 및 비교예 1 내지 7의 식각액 조성물에 은(Ag) 파우더 1000 ppm을 녹인 식각액에 해당한다.
1) 편측 식각, 및 Etch stop의 측정, 및 평가 기준
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 제1 식각액, 및 상기 제2 식각액을 각각 넣고 온도를 40℃로 설정하여 승온한 후, 온도가 40℃ ± 0.1℃에 도달하였을 때, 시편의 식각 공정을 수행하였다. 시편의 식각이 끝난 시점으로부터 추가적으로 상기 시편을 50%, 및 100% 과식각하고, 전자주사현미경(모델명: SU-8010, HITACHI사)을 이용하여 편측 식각을 측정하였다. 이때, 편측 식각은 패터닝된 포토레지스트의 끝단으로부터 식각된 은(Ag)까지 거리에 해당한다.
편측 식각의 적절한 범위는 0.3 ㎛ 이하이며, 편측 식각이 0.3 ㎛를 초과하는 경우 불량으로 간주될 수 있다. 또한, Etch stop은 50% 과식각 대비 100% 과식각의 편측 식각 변화가 0.05 ㎛ 이하인 경우 양호한 것으로 판단되며, 50% 과식각 대비 100% 과식각의 편측 식각 변화가 0.05 ㎛를 초과하는 경우 불량인 것으로 간주될 수 있다.
2) 은(Ag), 인듐틴산화물(ITO) 잔사 측정, 및 평가 기준
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 제1 식각액, 및 상기 제2 식각액을 각각 넣고 온도를 40℃ 로 설정하여 승온한 후, 온도가 40℃ ± 0.1℃에 도달하였을 때, 시편의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 85초로 실시하였고, 시편을 넣고 분사를 시작하여 85초의 식각 시간이 경과하면 상기 시편을 꺼내 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하고, 포토레지스트 박리기(PR stripper)를 이용하여 포토레지스트를 제거하였다. 세정, 및 건조 후 전자주사현미경(모델명: SU-8010, HITACHI사)을 이용하여 포토레지스트가 덮여 있지 않은 부분에 은(Ag), 및 인듐틴산화물(ITO)이 식각 되지 않고 남아 있는 현상인 잔사를 측정하였다. 잔사가 미측정되는 경우 양호한 것으로 평가하였고, 잔사가 측정되는 경우 불량으로 평가하였다.
3) 은(Ag) 재흡착 측정, 및 평가 기준
분사식 식각 방식의 실험장비(모델명: ETCHER(TFT), SEMES사) 내에 상기 제1 식각액, 및 상기 제2 식각액을 각각 넣고 온도를 40℃ 로 설정하여 승온한 후, 온도가 40℃ ± 0.1℃에 도달하였을 때, 시편의 식각 공정을 수행하였다. 총 식각 시간은 85초로 실시하였고, 시편을 넣고 분사를 시작하여 85초의 식각 시간이 경과하면 상기 시편을 꺼내 탈이온수로 세정한 후, 열풍건조장치를 이용하여 건조하였다. 세정, 및 건조 후 전자주사현미경(모델명: SU-8010, HITACHI사)을 이용하여 시편 내 노출된 티타늄(Ti) / 알루미늄(Al) / 티타늄(Ti) 삼중막의 상부 티타늄(Ti)에 흡착된 은(Ag) 입자의 개수를 측정하였다. 이때, 측정된 은(Ag) 입자의 개수가 10개 이하인 경우 양호한 것으로 평가하였고, 측정된 은(Ag) 입자의 개수가 10개 초과인 경우 불량한 것으로 평가하였다.
Figure pat00002
상기 표 2에서 O은 양호, X는 불량을 타나낸다. 상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 4와 같이 식각액 조성물 내에 황산염 화합물과 유기산 화합물의 비가 1:4 내지 1:5를 이루는 경우 식각액(제1 식각액, 및 제2 식각액)의 편측 식각, 은(Ag)과 인듐틴산화물(ITO) 잔사, 및 은(Ag) 재흡착 특성은 평가 기준을 만족하였다. 비교예 1, 및 2와 같이 식각액 조성물 내에 황산염 화합물과 유기산 화합물의 비가 1:4 내지 1:5를 벗어나는 경우, 식각 성능이 저하되어 제1 식각액, 및 제2 식각액에서 은(Ag)과 인듐틴산화물(ITO) 잔사, 및 은(Ag) 재흡착 불량이 발생하거나 식각 속도의 제어가 불가능하여 제1 식각액에서도 편측 식각, 또는 Etch stop 특성이 불량인 경우가 존재하였다.
비교예 3과 같이 황산염 화합물과 유기산 화합물의 함량 비는 만족하지만, 식각액 조성물에 포함된 황산염 화합물과 유기산 화합물의 함량이 적은 경우, 편측 식각, Etch stop, 은(Ag)과 인듐틴산화물(ITO) 잔사, 및 은(Ag) 재흡착에 대한 특성을 만족시키지 못하였다.
또한, 비교예 4와 같이 황산염 화합물과 유기산 화합물의 함량 비는 만족하지만, 식각액 조성물에 포함된 유기산 화합물의 함량이 많고, 물의 함량이 적은 경우, 고체 상태의 물질이 용해되지 않은 문제점이 존재하였다.
비교예 5와 같이 식각액 조성물에 금속 또는 금속염이 포함되지 않는 경우 제1 식각액 또는 제2 식각액에서 은(Ag)과 인듐틴산화물(ITO) 잔사 또는 은(Ag) 재흡착 불량이 발생할 수 있다.
비교예 6과 같이 식각액 조성물에 포함된 금속 또는 금속염의 함량이 0.06 중량%를 초과하는 경우, 편측 식각, 및 Etch stop 불량이 발생할 수 있다.
또한, 비교예 7과 같이 다른 물질들의 함량은 충족하지만, 물의 함량이 28 중량% 미만인 경우, Etch stop 면에서 다소 불량인 결과가 초래될 수 있다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 금속 패턴을 형성한 모습을 도시한 도면이고, 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물에 은(Ag) 1000 ppm을 첨가한 후 금속 패턴을 형성한 모습을 도시한 도면이다. 도 9b의 도면은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물의 처리 매수에 따른 식각 특성을 확인하기 위해 식각액 조성물에 은(Ag) 1000 ppm을 첨가한 후 금속 패턴을 형성한 모습을 도시한 도면이다.
도 9a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO) 다층 구조로 구비된 박막을 식각하여 금속 패턴을 형성하는 경우, 은(Ag) 입자가 거의 석출되지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 도 9b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물의 처리 매수가 증가한 경우에도 은(Ag) 입자가 거의 석출되지 않음을 확인할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물과 비교예에 따른 식각액 조성물의 처리 매수에 따른 EPD(End Point Detection), 및 스큐(Skew)를 도시한 그래프이다. 보다 구체적으로, 도 10은 종래의 식각액 조성물(비교예 8)과 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)의 처리 매수에 따른 EPD(End Point Detection), 및 스큐(Skew)를 도시한 그래프이다. 종래의 식각액 조성물(비교예 8)은 인산계 조성물을 포함하는 식각액 조성물이고, 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)은 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물, 2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물, 6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물, 40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물, 0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염, 및 잔량의 물을 포함하는 식각액 조성물이다. 이때, 처리 매수에 따른 EPD(End Point Detection), 및 스큐(Skew)를 측정하기 위해 종래의 식각액 조성물(비교예 8)과 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)에 은(Ag)을 0 ppm, 200 ppm, 400 ppm, 및 600 ppm 을 첨가하였다.
도 10을 참조하면, 종래의 식각액 조성물(비교예 8)은 첨가된 은(Ag)이 0 ppm에서 600 ppm으로 증가하여도 EPD(End Point Detection)가 27 내지 28 범위를 만족하고, 스큐(Skew)가 0.18 내지 0.20을 만족하는 것을 확인할 수 있다. 다만, 종래의 식각액 조성물(비교예 8)은 처리 매수가 증가하는 경우, 은(Ag) 파티클에 의한 불량으로 인해 종래의 식각액 조성물(비교예 8)의 실제 처리 매수는 300매 정도에 불과하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)은 첨가된 은(Ag)이 0 ppm에서 600 ppm으로 증가하여도 EPD(End Point Detection)가 24 내지 25 범위를 만족하고, 스큐(Skew)가 0.17 내지 0.20을 만족하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)을 복수회 이용함에 따라 은(Ag) 이온의 농도가 높아지더라도 식각액 조성물에 요구되는 물성이 일정하게 유지됨을 확인할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)은 처리 매수가 증가하더라고 은(Ag) 파티클에 의한 불량이 발생하지 않으므로, 종래의 식각액 조성물에 비해 처리매수가 약 3배 향상될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)은 종래의 식각액 조성물(비교예 8)에 비해 EPD(End Point Detection)가 작으므로, 일 실시예에 따른 식각액 조성물(실시예 5)을 사용하는 경우 식각 공정에 소요되는 시간을 줄여 표시 장치의 제조 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)으로 구비된 삼중막을 식각하는 경우, 상부 인듐틴산화물(ITO)의 불균일 성막, 및 먼지와 같은 불순물로 인해 상부 인듐틴산화물(ITO)의 일부분에 마우스 바이트(Mouse Bite) 현상이 발생하며, 상기 마우스 바이트(Mouse Bite) 현상에 의해 형성된 핀 홀(Pin Hole)로 식각액 조성물이 스며들어 부분적으로 은(Ag)의 식각이 발생하는 경우가 존재할 수도 있다.
따라서, 본 발명은 식각액 조성물을 이용하여 인듐틴산화물(ITO) / 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)으로 구비된 삼중막을 식각하되, 상부 인듐틴산화물(ITO)을 별도의 식각액으로 식각한 뒤, 은(Ag) / 인듐틴산화물(ITO)을 일 실시예에 따른 식각액 조성물로 식각함으로써, 마우스 바이트(Mouse Bite) 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
종래에는 18 중량% 내지 25 중량%의 제1 유기산 화합물, 15 중량% 내지 20 중량%의 제2 유기산 화합물, 8.1 중량% 내지 9.9 중량%의 무기산 화합물, 1 중량% 내지 4.9 중량%의 술폰산 화합물, 10 중량% 내지 20 중량%의 황산수소염 화합물, 1 중량% 내지 5 중량%의 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 1 중량% 내지 5 중량%의 아미노산 유도체 화합물, 0.1 중량% 내지 2 중량%의 철 함유 산화제 화합물, 및 잔량을 물을 포함하는 식각액 조성물을 이용하여 식각 공정을 수행하였다. 종래의 식각액 조성물은 은(Ag) 잔사가 발생하는 것을 방지하기 위해 0.1 중량% 내지 2 중량%의 철 함유 산화제 화합물을 포함할 수 있다. 다만, 종래의 식각액 조성물에 포함된 철 함유 산화제 화합물로 인해 Etch stop 불량이 발생하는 경우가 존재하였다. 이를 위해, 종래의 식각액 조성물은 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 및 아미노산 유도체 화합물을 포함할 수 있다.
종래의 식각액 조성물에 포함된 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 및 아미노산 유도체 화합물은 부식억제제(inhibitor)로 기능할 수 있다. 종래의 식각액 조성물에 포함된 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 및 아미노산 유도체 화합물은 금속과 착화합물을 형성하여 은(Ag), 인듐틴산화물(ITO), 및 알루미늄(Al)에 대한 식각 조절제로 기능할 수 있다. 다만, 종래의 식각액 조성물에 포함된 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 및 아미노산 유도체 화합물로 인해 식각 속도가 저하되어, 은(Ag) 잔사가 발생되는 문제점이 존재하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 질소를 포함하는 디카보닐(Dicarbonyl) 화합물, 및 아미노산 유도체 화합물을 포함하지 않고도 황산염 화합물과 물의 함량을 조절하여 Etch stop을 구현함으로써, 과도한 식각을 방지하여 낮은 스큐(Skew)를 구현할 수 있고, 동시에 고해상도 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 8을 참조하면, 전극층(180)을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극(210)을 형성하는 단계 이후에, 화소전극(210) 상에 중간층(220), 및 중간층(220) 상에 대향전극(230)을 형성하는 단계가 더 수행될 수 있다. 화소전극(210), 중간층(220), 및 대향전극(230)은 유기발광다이오드(OLED)를 형성할 수 있다.
평탄화층(130) 상에는 화소정의막(190)이 형성될 수 있으며, 화소정의막(190)은 화소전극(210)의 적어도 일부를 노출하는 개구를 가질 수 있다. 화소정의막(190)의 개구에 의해 노출된 영역을 발광영역으로 정의할 수 있다. 발광영역들의 주변은 비발광영역으로서, 비발광영역은 발광영역들을 둘러쌀 수 있다. 즉, 표시영역(DA)은 복수의 발광영역들 및 이들을 둘러싸는 비발광영역을 포함할 수 있다. 화소정의막(190)은 화소전극(210) 상부의 대향전극(230) 사이의 거리를 증가시킴으로써, 화소전극(210)의 가장자리에서 아크 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 화소정의막(190)은 예컨대, 폴리이미드, 폴리아마이드, 아크릴 수지, 벤조사이클로부텐, HMDSO(hexamethyldisiloxane) 및 페놀 수지 등과 같은 유기 절연 물질로, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다.
화소정의막(190)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에는 중간층(220)이 배치될 수 있다. 중간층(220)은 발광층을 포함할 수 있으며, 발광층의 아래 및 위에는, 제1 기능층, 및 제2 기능층이 선택적으로 배치될 수 있다.
일 실시예로, 중간층(220)은 화소정의막(190)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 중간층(220)의 발광층은 화소정의막(190)에 의해 적어도 일부가 노출된 화소전극(210) 상에 형성될 수 있다.
발광층의 아래에는 제1 기능층이 형성될 수 있고, 발광층의 위에는 제2 기능층이 형성될 수 있다. 발광층의 아래 및 위에 배치된, 제1 기능층, 및 제2 기능층을 통틀어 유기 기능층들이라 할 수 있다.
제1 기능층은 정공 주입층(HIL: hole injection layer) 및/또는 정공 수송층(HTL: hole transport layer)을 포함할 수 있으며, 제2 기능층은 전자 수송층(ETL: electron transport layer) 및/또는 전자 주입층(EIL: electron injection layer)을 포함할 수 있다.
발광층은 적색, 녹색, 청색, 또는 백색의 빛을 방출하는 형광 또는 인광 물질을 포함하는 유기물을 포함할 수 있다. 발광층은 저분자 유기물 또는 고분자 유기물을 포함할 수 있다.
발광층이 저분자 유기물을 포함할 경우, 중간층(220)은 홀 주입층, 홀 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등이 단일 혹은 복합의 구조로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 저분자 유기물로 구리 프탈로시아닌(CuPc: copper phthalocyanine), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(N,N'-Di(napthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine: NPB) , 트리스-8-하이드록시퀴놀린 알루미늄((tris-8-hydroxyquinoline aluminum)(Alq3)) 등을 비롯해 다양한 유기물질을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 진공증착의 방법으로 형성될 수 있다.
발광층이 고분자 유기물을 포함할 경우에는 중간층(220)은 대개 홀 수송층 및 발광층을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 이 때, 홀 수송층은 PEDOT를 포함하고, 발광층은 PPV(Poly-Phenylene vinylene)계 및 폴리플루오렌(Polyfluorene)계 등 고분자 물질을 포함할 수 있다. 이러한 발광층은 스크린 인쇄나 잉크젯 인쇄방법, 레이저열전사방법(LITI; Laser induced thermal imaging) 등으로 형성할 수 있다.
중간층(220) 상에는 대향전극(230)이 형성될 수 있다. 대향전극(230)은 중간층(220) 상에 형성되되, 중간층(220)의 전부를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 대향전극(230)은 표시영역(DA) 상부에 형성되되, 표시영역(DA)의 전부를 덮는 형태로 형성될 수 있다. 즉, 대향전극(230)은 오픈 마스크를 이용하여 표시영역(DA)에 배치된 복수의 화소(P)들을 커버하도록 표시영역 전체에 일체(一體)로 형성될 수 있다.
대향전극(230)은 일함수가 낮은 도전성 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 대향전극(230)은 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금 등을 포함하는 (반)투명층을 포함할 수 있다. 또는, 대향전극(230)은 전술한 물질을 포함하는 (반)투명층 상에 ITO, IZO, ZnO 또는 In2O3과 같은 층을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 기판
180: 전극층
210: 화소전극

Claims (26)

  1. 8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물;
    2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물;
    6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물;
    40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물;
    0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염; 및
    잔량의 물을 포함하는, 식각액 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기산 화합물은 질산을 포함하는, 식각액 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 술폰산 화합물은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 및 프로판술폰산 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 식각액 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 황산염 화합물은 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 및 황산수소암모늄 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 식각액 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유기산 화합물은 아세트산, 시트르산, 글리콜산, 말론산, 락트산, 및 타타르산 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 식각액 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속염은 질산제이철, 황산제이철, 구리, 황산 구리, 철 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 식각액 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 황산염 화합물과 상기 유기산 화합물의 중량% 비는 1:4 내지 1:5인, 식각액 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 잔량의 물은 28 중량% 내지 30 중량%인, 식각액 조성물.
  9. 표시영역과 비표시영역을 포함하는 표시 장치의 제조 방법에 있어서,
    상기 표시영역의 기판 상에 박막트랜지스터를 형성하는 단계;
    상기 박막트랜지스터 상에 평탄화층을 형성하는 단계;
    상기 평탄화층 상에 전극층을 형성하는 단계; 및
    상기 전극층을 식각액 조성물로 식각하여 화소전극을 형성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 식각액 조성물은,
    8 중량% 내지 15 중량%의 무기산 화합물;
    2.5 중량% 내지 8 중량%의 술폰산 화합물;
    6 중량% 내지 14 중량%의 황산염 화합물;
    40 중량% 내지 55 중량%의 유기산 화합물;
    0.01 중량% 내지 0.06 중량%의 금속 또는 금속염; 및
    잔량의 물을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전극층은 다층으로 구비되는, 표시 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전극층은 제1 도전층, 제1 금속을 포함하는 제2 도전층, 및 제3 도전층을 포함하고, 상기 제1 도전층, 및 제3 도전층은 투명 또는 반투명 전극인, 표시 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 금속은 은을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 식각액 조성물은 상기 제1 도전층, 상기 제2 도전층, 및 상기 제3 도전층을 식각하는, 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 식각액 조성물은 상기 제1 도전층, 및, 상기 제2 도전층을 식각하는, 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 비표시영역에 배선층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전극층은 상기 배선층이 노출된 상태로 상기 식각액 조성물에 의해 식각되는, 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 배선층은 제2 금속을 포함하는 제1 층, 제3 금속을 포함하는 제2 층, 및 상기 제2 금속을 포함하는 제3 층을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제2 금속은 티타늄을 포함하고, 상기 제3 금속은 알루미늄을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 박막트랜지스터는 반도체층, 게이트전극, 소스전극, 및 드레인전극을 포함하고,
    상기 배선층은 상기 소스전극 또는 상기 드레인전극과 동일한 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 화소전극 상에 중간층, 및 상기 중간층 상에 대향전극을 형성하는 단계를 더 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 무기산 화합물은 질산을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  21. 제9항에 있어서,
    상기 술폰산 화합물은 메탄술폰산, 에탄술폰산, 및 프로판술폰산 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  22. 제9항에 있어서,
    상기 황산염 화합물은 황산수소칼륨, 황산수소나트륨, 및 황산수소암모늄 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  23. 제9항에 있어서,
    상기 유기산 화합물은 아세트산, 시트르산, 글리콜산, 말론산, 락트산, 및 타타르산 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  24. 제9항에 있어서,
    상기 금속 또는 금속염은 질산제이철, 황산제이철, 구리, 황산 구리, 철 중 적어도 하나의 물질을 포함하는, 표시 장치의 제조 방법.
  25. 제9항에 있어서,
    상기 황산염 화합물과 상기 유기산 화합물의 중량% 비는 1:4 내지 1:5인, 표시 장치의 제조 방법.
  26. 제9항에 있어서,
    상기 잔량의 물은 28 중량% 내지 30 중량%인, 표시 장치의 제조 방법.
KR1020200052900A 2020-04-29 2020-04-29 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 KR20210134177A (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200052900A KR20210134177A (ko) 2020-04-29 2020-04-29 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법
US16/953,047 US11683975B2 (en) 2020-04-29 2020-11-19 Etchant composition and method of manufacturing display apparatus by using the same
CN202110294896.9A CN113981448A (zh) 2020-04-29 2021-03-19 蚀刻剂组合物和使用该蚀刻剂组合物制造显示设备的方法
JP2021073101A JP2021174994A (ja) 2020-04-29 2021-04-23 エッチング液組成物、及びそれを利用した表示装置の製造方法
EP21171001.7A EP3904558A1 (en) 2020-04-29 2021-04-28 Etchant composition and method of manufacturing display apparatus by using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200052900A KR20210134177A (ko) 2020-04-29 2020-04-29 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210134177A true KR20210134177A (ko) 2021-11-09

Family

ID=75977574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200052900A KR20210134177A (ko) 2020-04-29 2020-04-29 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11683975B2 (ko)
EP (1) EP3904558A1 (ko)
JP (1) JP2021174994A (ko)
KR (1) KR20210134177A (ko)
CN (1) CN113981448A (ko)

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100853216B1 (ko) 2002-06-25 2008-08-20 삼성전자주식회사 배선용 식각액, 이를 이용한 배선의 제조 방법, 그 배선을포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판 및 그의 제조 방법
KR100712879B1 (ko) 2005-04-06 2007-04-30 주식회사 잉크테크 에칭액 조성물
KR101124569B1 (ko) 2005-06-09 2012-03-15 삼성전자주식회사 식각액, 이를 이용하는 배선 형성 방법 및 박막 트랜지스터기판의 제조 방법
JP5158339B2 (ja) 2007-12-11 2013-03-06 東ソー株式会社 エッチング用組成物及びエッチング方法
KR100993775B1 (ko) 2008-04-01 2010-11-12 한국전자통신연구원 다층 전도성 박막의 식각용 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR101518055B1 (ko) 2008-10-30 2015-05-06 동우 화인켐 주식회사 금속막 에칭액 조성물
KR101692409B1 (ko) 2010-03-29 2017-01-04 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
CN103608925B (zh) 2011-07-13 2017-06-13 应用材料公司 制造薄膜晶体管器件的方法
KR101391603B1 (ko) 2012-05-22 2014-05-07 솔브레인 주식회사 은함유 패턴의 식각액
KR101537207B1 (ko) 2012-10-15 2015-07-16 피에스테크놀러지(주) 은 또는 마그네슘용 식각 조성물
KR20140063283A (ko) 2012-11-16 2014-05-27 동우 화인켐 주식회사 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
KR20140063284A (ko) 2012-11-16 2014-05-27 동우 화인켐 주식회사 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
KR101905195B1 (ko) 2012-12-24 2018-10-05 동우 화인켐 주식회사 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
WO2015122250A1 (ja) 2014-02-17 2015-08-20 三菱瓦斯化学株式会社 インジウムと亜鉛とスズおよび酸素からなる酸化物のエッチング用液体組成物およびエッチング方法
KR101670421B1 (ko) * 2015-02-13 2016-10-28 한국항공대학교산학협력단 다중금속막 식각 방법 및 식각액
KR102121805B1 (ko) 2015-02-16 2020-06-11 동우 화인켐 주식회사 은 박막의 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 형성방법
KR102503788B1 (ko) 2017-11-21 2023-02-27 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
KR20190058758A (ko) 2017-11-21 2019-05-30 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
KR102558691B1 (ko) 2018-03-23 2023-07-25 주식회사 동진쎄미켐 인산염을 포함하지 않는 ITO / Ag 다중막 식각액 조성물
KR102554816B1 (ko) 2018-04-23 2023-07-12 삼성디스플레이 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 금속 패턴의 제조 방법
CN110644003B (zh) 2018-06-26 2022-06-21 东友精细化工有限公司 银薄膜蚀刻液组合物及利用其的蚀刻方法和金属图案的形成方法
KR102661845B1 (ko) * 2018-10-11 2024-04-30 삼성디스플레이 주식회사 식각액 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021174994A (ja) 2021-11-01
EP3904558A1 (en) 2021-11-03
CN113981448A (zh) 2022-01-28
US20210343944A1 (en) 2021-11-04
US11683975B2 (en) 2023-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9406736B2 (en) Organic light-emitting display apparatus
US9640598B2 (en) Pad electrode structure and organic light-emitting display apparatus including the pad electrode structure
US9178003B2 (en) Organic light-emitting diode (OLED) display
KR102655376B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
KR20150049639A (ko) 유기 발광 표시 장치
TWI629767B (zh) 有機發光顯示設備
US9029850B2 (en) Organic light-emitting display apparatus
TW201637195A (zh) 有機發光顯示裝置及其製造方法
TW201503360A (zh) 有機發光顯示設備
US20230167538A1 (en) Method of manufacturing mask, mask manufactured by the same, and method of manufacturing display apparatus by using the same
CN109994518B (zh) 有机发光显示设备
US10636666B1 (en) Etchant and method for manufacturing display device using the same
KR20180049844A (ko) 식각액 조성물, 이를 이용한 배선 패턴 형성 방법 및 유기발광 표시장치의 제조방법
KR20160044171A (ko) 유기 발광 표시 장치 및 그 제조 방법
KR102503788B1 (ko) 식각액 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
KR20210062780A (ko) 디스플레이 장치 및 그 제조방법
US11683975B2 (en) Etchant composition and method of manufacturing display apparatus by using the same
KR20200100890A (ko) 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN114497145A (zh) 显示设备和制造其的方法
KR20210088800A (ko) 디스플레이 장치의 제조 방법
KR20220117414A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20210094193A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20210102526A (ko) 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR20160009772A (ko) 유기 발광 표시 장치 및 유기 발광 표시 장치의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right