KR20220161594A - 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 식각액 조성물은 무기산 화합물 9.0 중량% 내지 9.9 중량%, 무기염 화합물 5.0 중량% 내지 10.0중량%, 유기산 화합물 35 중량% 내지 45 중량%, 락테이트계 화합물 10 중량% 내지 20 중량%, 산소를 포함하는 질소고리형 화합물 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 전체 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하며, 상기 무기산 화합물은 산 해리상수(pKa) 값이 -1.0 내지 -3.0이다.

Description

식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법{ECHANT COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 개시는 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 및 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode Display, OLED) 등이 사용되고 있다.
이러한 표시 장치는 복수의 금속 패턴들을 포함한다. 이러한 금속 패턴들은 도전율 향상 또는 접촉 저항 감소와 같은 효과를 필요로 하며 이를 통해 안정적인 이미지 구현을 하고자 한다.
전술한 효과들을 달성하기 위해 금속 패턴은 서로 다른 물질로 이루어진 복수의 층이 적층된 구조를 포함할 수 있다.
실시예들은 서로 다른 물질을 포함하는 다층막 중 은(Ag)을 포함하는 금속층을 선택적으로 식각하기 위한 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 따른 식각액 조성물은 무기산 화합물 9.0 중량% 내지 9.9 중량%, 무기염 화합물 5.0 중량% 내지 10.0중량%, 유기산 화합물 35 중량% 내지 45 중량%, 락테이트계 화합물 10 중량% 내지 20 중량%, 산소를 포함하는 질소고리형 화합물 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 전체 식각액 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하며, 상기 무기산 화합물은 산 해리상수(pKa) 값이 -1.0 내지 -3.0이다.
상기 락테이트계 화합물은 만델산(Mandelic acid, C8H8O3), 페닐 아세트산(Phenylacetic acid, C8H8O2), 발레르 산(Valeric acid, C5H10O2), 라우르 산 (Lauric acid, C12H24O2), 프로피온산(Propionic acid, C3H6O2), 뷰티르산(butyric acid, C3H7COOH), 글리콜산(Glycolic acid, C2H4O3), 소듐 락테이트(C3H5NaO3), 3-하이드록시프로피온산(3-Hydroxypropionic acid, C3H6O3) 및 젖산(Lactic acid, C3H6O3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기염 화합물의 환원전위 값은 0.5 V 내지 1.0 V일 수 있다.
상기 산소를 포함한 질소고리형 화합물은 요산(Uric acid, C5H4N4O3), 이프로디온(Iprodione, C13H13Cl2N3O3), 사이토신(Cytosine, C4H5N3O), 구아닌(Guanine, C5H5N5O), 티민(Thymine, C5H6N2O2), 하이단토인(Hydantoin, C3H4N2O2), 옥사졸(Oxazole, C3H3NO), 1H-벤조트리아졸-1-메탄올(1H-Benzotriazole-1-methanol, C7H7N3O), 3-니트로-1H-1, 2, 4-트리아졸(3-Nitro-1h-1,2,4-triazole, C2H2N4O2), 벤즈옥사졸(Benzoxazole, C7H5NO), 아이소싸이졸리논 (Isothiazolinone, C3H3NOS), 석신이미드(Succinimide, C4H5NO2) 및 글루타리마이드(Glutarimide, C5H7NO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기산 화합물은 질산(HNO3), 황산(H2SO4), p-톨루엔설폰산(p-Toluenesulfonic acid, CH3C6H4SO3) 및 염소산(Chloric acid, HClO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 무기염 화합물은 질산암모늄(Ammonium Nitrate, NH4NO3), 질산나트륨(Sodium Nitrate, NaNO3), 질산칼륨(Potassium Nitrate, KNO3), 질산구리(Copper nitrate, Cu(NO3)2), 질산철(Ferric nitrate, Fe(NO3)3), 질산마그네슘(Magnesium nitrate, Mg(NO3)2) 및 질산아연(Zinc Nitrate, ZnNO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 무기염 화합물을 포함할 수 있다.
상기 유기산 화합물은 초산(CH3CO2H), 말산(Malic acid, C4H6O5), 시트르산(Citric acid, C6H8O7), 타타르산(Tartaric acid, C4H6O6), 포름산(Formic acid, CH2O2), 석신산(Succinic acid, C4H6O4), 푸마르산(Fumaric acid, C4H4O4), 설폰산(Sulfonic acid, CH4O3S), 메탄설폰산(Methane sulfonic acid, CH3SO3H), 아미노메틸설폰산(Amino methylsulfonic acid, CH5NO3S) 및 술팜산(Sulfamic acid, H3NSO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 식각액 조성물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 유기산 화합물을 포함할 수 있다.
상기 무기염 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1 : 0.02 내지 1 : 0.2일 수 있다.
상기 락테이트계 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1 : 0.005 내지 1 : 0.1일 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치의 제조 방법은 기판 상에 트랜지스터를 형성하는 단계, 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전극은 제1 도전층, 은(Ag)을 포함하는 제2 도전층 및 제3 도전층의 적층 구조를 가지고, 상기 제2 도전층은 식각액 조성물에 의해 식각되며, 상기 식각액 조성물은, 무기산 화합물 9.0 중량% 내지 9.9 중량% 및 무기염 화합물 5.0 중량% 내지 10.0 중량% 유기산 화합물 35 중량% 내지 45 중량%, 락테이트계 화합물 10 중량% 내지 20 중량%, 산소를 포함하는 질소고리형 화합물 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 그리고 전체 식각액 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하며, 상기 무기산 화합물은 산 해리상수(pKa) 값이 -1.0 내지 -3.0이다. 상기 기판은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하고, 상기 비표시 영역 상에 위치하는 신호 배선을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 신호 배선은 티타늄을 포함하는 제1층, 알루미늄을 포함하는 제2층, 그리고 티타늄을 포함하는 제3층을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전층 및 제3 도전층은 ITO를 포함하고, 상기 식각액 조성물에 의해 식각되지 않을 수 있다.
실시예들은 식각액이 인산을 포함하지 않으며, 서로 다른 물질을 포함하는 다층막 중 일부, 특히 은(Ag)을 포함하는 일 층을 선택적으로 식각하기 위한 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한 미세 배선을 형성하기 위한 식각액 조성물 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다. 또한 식각액 조성물을 이용한 제조 공정 중에 은의 석출을 방지할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 실시예 1 내지 15 의 식각액 조성물로 식각한 삼중막(ITO/Ag/ITO) 및 포토레지스트 패턴에 대한 Scope 및 SEM 사진이다.
도 2는 비교예 1 내지 13의 식각액 조성물로 식각한 삼중막(ITO/Ag/ITO) 및 포토레지스트 패턴에 대한 Scope 및 SEM 사진이다.
도 3은 실시예 및 비교예에 대한 패드부의 이미지이다.
도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 5는 도 4의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
도 6 내지 도 9는 일 실시예에 따른 식각 공정을 나타낸 단면도이다.
도 10 및 도 11은 비교예에 따른 식각 공정을 나타낸 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향 쪽으로 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, "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.
본 발명에 따른 식각액 조성물은 은(Ag) 또는 은합금으로 이루어진 단일막을 식각하는데 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 식각액 조성물은 무기산 화합물, 무기염 화합물, 유기산 화합물, 락테이트(Lactate)계 화합물, 산소를 포함하는 질소고리형 화합물 및 잔량의 물을 포함할 수 있다.
무기산 화합물은 은(Ag)의 주산화제일 수 있다. 무기산 화합물은 일 예로 질산(HNO3), 황산(H2SO4), p-톨루엔설폰산(p-Toluenesulfonic acid, CH3C6H4SO3) 및 염소산(Chloric acid, HClO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
무기산 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 9.0 내지 9.9 중량%, 일 예로 9.5 내지 9.8 중량% 포함될 수 있다. 무기산 화합물의 함량이 9.9 중량%보다 높으면 식각률이 지나치게 높아 식각 정도를 제어하기 어려워, 이에 따라 은을 포함하는 금속층이 과식각될 수 있다. 무기산 화합물의 함량이 9.0 중량%보다 낮으면 식각률이 감소하여 충분한 식각이 되지 않을 수 있다.
무기산 화합물의 산 해리상수(pKa)는 -1.0 내지 -3.0일 수 있다. 이 때 본 명세서에서의 산 해리상수 값은 섭씨 25도를 기준으로 한 수치이다. 산 해리상수란, 산의 이온화 평형의 평형상수이며, 산의 세기를 나타내는 척도로서 값이 클수록 이온화 경향이 큰 것을 의미한다. 무기산 화합물의 산 해리상수가 -1.0 이상의 무기산 화합물을 사용하는 경우 은의 잔사가 발생할 수 있으며, 무기산 화합물의 산 해리상수 -3.0 이하의 무기산 화합물을 사용하는 경우 은의 과식각이 발생할 수 있다.
무기염 화합물은 은의 식각 속도를 상승시킬 수 있으며, 은의 보조 산화제일 수 있다. 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 무기염 화합물을 포함할 수 있다. 일 예로 무기염 화합물은 질산염을 포함할 수 있다. 무기염 화합물은 질산암모늄(Ammonium Nitrate, NH4NO3), 질산나트륨(Sodium Nitrate, NaNO3), 질산칼륨(Potassium Nitrate, KNO3), 질산구리(Copper nitrate, Cu(NO3)2), 질산철(Ferric nitrate, Fe(NO3)3), 질산마그네슘(Magnesium nitrate, Mg(NO3)2) 및 질산아연(Zinc Nitrate, ZnNO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상이 혼합하여 사용될 수 있다.
무기염 화합물은 식각액 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 10 중량%, 일 예로 7 내지 8 중량% 포함될 수 있다. 무기염 화합물의 함량이 10 중량%보다 높으면, 은의 식각 속도가 과도하게 빨라지게 되어, 편측 CD 스큐( CD-SKEW)가 스펙 범위인 0.25 마이크로미터 내지 0.35 마이크로미터를 넘어 과도하게 형성될 수 있다. 무기염 화합물의 함량이 5 중량%보다 낮으면 은의 식각 속도가 과도하게 저하되어 잔사가 발생할 수 있다.
무기염 화합물의 환원전위 값은 수소의 환원 전위 0V를 기준으로 한 수치이며, 분자가 전자를 받아 환원되려고 하는 성질을 전압이라는 수치로 표현한 값을 의미한다. 상기 무기염 화합물은 환원전위 값은 0.5V 내지 1.0V일 수 있고, 0.6V 내지 0.9V, 보다 구체적으로 0.7V 내지 0.8V일 수 있다. 상기 환원전위 값보다 낮으면 Ag 잔사가 발생하기 쉬우며, 상기 환원전위 값보다 높으면 Ag의 과식각이 발생할 수 있다.
유기산 화합물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 유기산 화합물을 포함할 수 있다. 유기산 화합물은 식각제로, 무기산 화합물에 의해 산화된 은을 식각하는데 사용될 수 있다.
유기산 화합물은 일 예로 초산(CH3CO2H), 말산(Malic acid, C4H6O5), 시트르산(Citric acid, C6H8O7), 타타르산(Tartaric acid, C4H6O6), 포름산(Formic acid, CH2O2), 석신산(Succinic acid, C4H6O4), 푸마르산(Fumaric acid, C4H4O4), 설폰산(Sulfonic acid, CH4O3S), 메탄설폰산(Methane sulfonic acid, CH3SO3H), 아미노메틸설폰산(Amino methylsulfonic acid, CH5NO3S) 및 술팜산(Sulfamic acid, H3NSO3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
유기산 화합물은 식각액 조성물의 총 중량에 대하여 35 내지 45 중량%, 일 예로 38 내지 43 중량%로 포함될 수 있다. 유기산 화합물의 중량이 45 중량%보다 높으면, 은막의 식각 속도가 지나치게 빨라 CD 스큐(CD-SKEW)가 스펙 범위인 0.25 마이크로미터 내지 0.35 마이크로미터를 넘어 침식불량을 유발할 수 있다. 유기산 화합물의 중량이 35 중량%보다 낮으면 식각 속도가 느려 잔사가 발생될 수 있으며, 식각액 조성물의 안정성이 저해될 수 있다.
락테이트계 화합물은 보조 식각제로서, 은의 식각 속도를 올려주고, 은막 잔사가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 무기산 화합물을 이용하여 은을 포함하는 금속층을 식각하는 경우, 무기산 화합물이 분해되어 식각 성능이 저해될 수 있는데, 락테이트계 화합물은 무기산 화합물의 분해 속도를 늦추어 은을 포함하는 금속층의 식각 속도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
락테이트계 화합물은 일 예로 만델산(Mandelic acid, C8H8O3), 페닐 아세트산(Phenylacetic acid, C8H8O2), 발레르 산(Valeric acid, C5H10O2), 라우르 산 (Lauric acid, C12H24O2), 프로피온산(Propionic acid, C3H6O2), 뷰티르산(butyric acid, C3H7COOH), 글리콜산(Glycolic acid, C2H4O3), 소듐 락테이트(C3H5NaO3), 3-하이드록시프로피온산(3-Hydroxypropionic acid, C3H6O3) 및 젖산(Lactic acid, C3H6O3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.
락테이트계 화합물은 식각액 조성물의 총 중량에 대하여 10 내지 20 중량%, 일 예로 14 내지 18 중량%로 포함될 수 있다. 락테이트계 화합물의 중량이 20 중량%보다 높으면, 은막의 식각 속도가 지나치게 빨라 CD 스큐(CD-SKEW)가 스펙 범위인 0.25 마이크로미터 내지 0.35 마이크로미터를 넘어 침식불량을 유발할 수 있으며, 10 중량%보다 낮으면 무기산 화합물에 대한 분해 억제 효과가 감소하여 안정성이 저해될 수 있으며, 잔사가 발생할 수 있다.
산소를 포함하는 질소고리형 화합물은 은에 대한 식각 조절제로, 배선 형성시 과도한 편측(CD-Skew) 형성을 방지하며, 은 농도에 따른 편측 변화가 발생하지 않도록 제어할 수 있다.
산소를 포함한 질소고리형 화합물은 일 예로 요산(Uric acid, C5H4N4O3), 이프로디온(Iprodione, C13H13Cl2N3O3), 사이토신(Cytosine, C4H5N3O), 구아닌(Guanine, C5H5N5O), 티민(Thymine, C5H6N2O2), 하이단토인(Hydantoin, C3H4N2O2), 옥사졸(Oxazole, C3H3NO), 1H-벤조트리아졸-1-메탄올(1H-Benzotriazole-1-methanol, C7H7N3O), 3-니트로-1H-1, 2, 4-트리아졸(3-Nitro-1h-1,2,4-triazole, C2H2N4O2), 벤즈옥사졸(Benzoxazole, C7H5NO), 아이소싸이졸리논 (Isothiazolinone, C3H3NOS), 석신이미드(Succinimide, C4H5NO2) 및 글루타리마이드(Glutarimide, C5H7NO2) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단독 혹은 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
산소를 포함한 질소고리형 화합물은 식각액 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 1.0 중량%, 일 예로 0.3 내지 0.8 중량% 포함될 수 있다. 산소를 포함한 질소고리형 화합물의 함량이 1.0 중량%보다 높으면, 은(Ag)의 식각 속도가 느려져 잔사가 발생하고, 0.1 중량%보다 낮으면 편측 CD 스큐(CD-SKEW)가 스펙 범위인 0.25 마이크로미터 내지 0.35 마이크로미터를 넘어 과도하게 형성이 되며, 은의 과식각 문제가 발생할 수 있다.
상기 무기염 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1: 0.02 내지 1: 0.2일 수 있다. 상기 범위를 초과하게 되면 잔사가 발생할 수 있으며, 상기 범위보다 미만일 경우 과식각이 발생할 수 있다.
상기 락테이트계 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1: 0.005 내지 1: 0.1일 수 있다. 상기 범위를 초과하게 되면 잔사가 발생할 수 있으며, 상기 범위보다 미만일 경우 과식각이 발생할 수 있다.
식각액 조성물에서 물을 제외한 다른 구성요소의 중량%의 합과 물의 중량%의 합이 100 중량%가 되도록 물을 포함할 수 있다. 식각액 조성물에 사용되는 물로는 반도체용 등급의 물 또는 초순수를 사용할 수 있다.
일 실시예에 따른 식각액 조성물은 인산계 화합물을 포함하지 않으면서, 은(Ag)을 식각하기 위해 락테이트계 화합물을 포함하며, 은(Ag)만을 선택적으로 식각하기 위해 설페이트계 화합물을 포함하지 않을 수 있다. 이러한 식각액 조성물을 사용하여 다중막 중 은(Ag)을 포함하는 금속층만을 선택적으로 식각할 수 있다.
이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
<식각액 조성물의 제조>
상기와 같은 식각액 조성물에 따른 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 11의 식각액을 아래 표 1과 같이 제조하였다. 하기 표 1의 %는 중량%이다.
유기산 화합물(%) 락테이트계
화합물(%)		 무기산
화합물(%)		 무기염 화합물(%) 산소포함 질소고리형 화합물(%) 인산계 화합물(%) 산 해리
상수
(pKa)		 무기염 화합물 환원전위(V)
실시예1 40 15 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.8
실시예2 35 15 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.5
실시예3 45 15 9.5 7.5 0.5 0 -2 1.0
실시예4 40 10 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.8
실시예5 40 20 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.8
실시예6 40 15 9.0 7.5 0.5 0 -1.5 0.8
실시예7 40 15 9.9 7.5 0.5 0 -2.5 0.8
실시예8 40 15 9.5 5.0 0.5 0 -2 0.8
실시예9 40 15 9.5 10.0 0.5 0 -2 0.8
실시예10 40 15 9.5 7.5 0.1 0 -2 0.8
실시예11 40 15 9.5 7.5 1.0 0 -2 0.8
실시예12 40 15 9.5 5.0 0.1 0 -2 0.8
실시예13 40 15 9.5 5.0 1.0 0 -2 0.8
실시예14 40 15 9.5 5.0 0.05 0 -2 0.8
실시예15 40 15 9.5 5.0 1.5 0 -2 0.8
비교예1 34 15 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.8
비교예2 46 15 9.5 7.5 0.5 0 -2 1.3
비교예3 40 9 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.3
비교예4 40 21 9.5 7.5 0.5 0 -2 0.8
비교예5 40 15 8.5 7.5 0.5 0 0 0.8
비교예6 40 15 10.5 7.5 0.5 0 -3.5 0.8
비교예7 40 15 9.5 4.5 0.5 0 -2 0.8
비교예8 40 15 9.5 10.5 0.5 0 -2 0.8
비교예9 40 15 9.5 7.5 0 0 -2 0.8
비교예10 40 15 9.5 7.5 1.5 0 -2 0.8
비교예 11 40 15 9.5 7.5 0.5 1 -2 0.8
비교예 12 40 15 9.5 7.5 1.5 0 -4 0.8
비교예 13 40 15 9.5 7.5 1.5 0 1 0.8
실시예 1 내지 15와 비교예 1 내지 10, 12, 13 모두 인산계 화합물이 없는 식각액 조성물로 석출 발생 관점에서 우수한 효과를 보이고 있다. 비교예 11과 같이 인산계 화합물이 함유되게 되면 은(Ag)의 석출이 발생하는 문제점이 있다. 실시예 12 내지 13의 경우 무기염 화합물과 산소를 포함하는 질소 고리형 화합물의 최적 비율인 1:0.02 및 1:0.2 의 경우 식각 성능이 굉장히 우수한 특성을 보이고 있다. 반면 무기염 화합물과 산소를 포함하는 질소 고리형 화합물의 최적 비율인 1:0.02 내지 1:0.2 를 벗어나 1:0.01 및 1:0.3의 경우 식각 특성이 최적 비율 대비 감소하는 현상이 발생하였다.
비교예 5, 6, 12 및 13의 경우 pKA값이 -1에서 -3의 범위를 만족하지 못하는 경우 식각 특성에 문제가 발생하였다. pKA값이 -3 이하의 경우 은(Ag)의 과식각이 발생하였으며, pKA값이 -1 이상일 경우 은(Ag)의 식각 능력이 저하되는 현상이 발생 하였다.
비교예 1, 비교예 3, 비교예 5, 비교예 7과 같이 각 화합물들의 함량이 실시예 대비 낮은 경우, 은에 대한 식각 능력이 저하되어 잔사가 발생하게 된다. 또한 비교예 2, 비교예 4, 비교예 6, 비교예 8과 같이 각 화합물들의 함량이 실시예 대비 높은 경우, 은에 대한 식각 능력이 향상되어 편측이 과도하게 형성이 된다. 비교예 9의 경우, 실시예 대비 산소를 포함한 질소고리형 화합물의 함량이 감소한 경우이며, 은에 대한 식각 능력이 향상되어 편측이 과도하게 형성이 되고, 식각액의 안정성이 낮아져, 편측 제어, 누적 매수, 경시성에서 매우 취약한 결과를 보인다. 비교예 10의 경우 산소를 포함하는 질소고리형 화합물의 함량이 실시예 대비 증가한 경우이며, 은에 대한 식각 능력을 저지하여 잔사가 발생하게 된다.　
<실험예 1: 식각액의 식각 속도, CD Skew(편측), 잔사와 석출 측정>
하기 표 2는 ITO/Ag/ITO의 적층 구조를 가지는 다층 금속층 상에 포토레지스트 패턴을 형성한 상태에서, 실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 11의 식각액 조성물로 식각한 경우의 결과를 나타낸다. 도 1은 상기 실시예들에 대한 이미지이고, 도 2는 상기 비교예들에 대한 이미지이다.
하기 표 2에서 은 식각 속도(Ag E/R)는 400
Figure pat00001
/sec 내지 450
Figure pat00002
/sec인 경우가 적절한 식각 속도이다. 편측(CD skew, Cut dimension skew)은 포토레지스트 패턴의 끝단과 은 끝단 사이의 거리를 의미하는 것으로, 적절한 범위는 0.25 ㎛ 내지 0.35 ㎛이다. 잔사 및 석출은 미량이라도 존재해서는 안된다.
식각특성
Ag E/R
(Å/sec)		 CD-Skew
(편측, ㎛)		 잔사 석출
실시예1 431 0.28 무 무
실시예2 419 0.33 무 무
실시예3 447 0.29 무 무
실시예4 421 0.30 무 무
실시예5 439 0.33 무 무
실시예6 411 0.28 무 무
실시예7 450 0.29 무 무
실시예8 425 0.30 무 무
실시예9 438 0.31 무 무
실시예10 440 0.27 무 무
실시예11 408 0.28 무 무
실시예12 435 0.30 무 무
실시예13 432 0.28 무 무
실시예14 400 0.35 무 무
실시예15 450 0.25 무 무
비교예1 350 0.17 유 무
비교예2 530 0.50 무 무
비교예3 385 0.20 유 무
비교예4 491 0.49 무 무
비교예5 381 0.17 유 무
비교예6 488 0.50 무 무
비교예7 379 0.14 유 무
비교예8 491 0.51 무 무
비교예9 534 0.49 무 무
비교예10 323 0.11 유 무
비교예11 445 0.30 무 유
비교예12 500 0.51 무 유
비교예13 330 015 유 유
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 11 및 비교예 11에 따른 식각액은 은 식각 속도(Ag E/R)가 400 ~ 450 Å/sec로 상기 기준 범위를 만족하였다. 또한 편측 0.25 ㎛ 내지 0.35 ㎛를 만족하였고, 잔사도 만족하였으나, 비교예 11은 인산염 계열 화합물을 포함하므로 은 석출이 발생하였다.실시예 12 내지 13의 경우 무기염 화합물과 산소를 포함하는 질소 고리형 화합물의 최적 비율인 1:0.02 및 1:0.2 의 경우 식각 속도(Ag E/R)가 400 ~ 450 Å/sec로 상기 기준 범위를 만족하였고, 편측 0.25 ㎛ 내지 0.35 ㎛를 만족하였으며, 잔사도 만족하였다. 반면 실시예 14 내지 15의 경우 무기염 화합물과 산소를 포함하는 질소 고리형 화합물의 최적 비율인 1:0.02 내지 1:0.2 를 벗어나 1:0.01 및 1:0.3의 경우 식각 특성이 최적 비율 대비 감소하는 현상이 발생하였다.
비교예 1, 3, 5, 7 및 10은 석출을 제외한 모든 특성에서 적절한 범위를 만족하지 못하였고, 비교예 11은 잔사를 제외한 모든 특성에서 적절한 범위를 만족하지 못하였다. 비교예 2, 4, 6, 8, 9는 잔사 및 석출에서는 특성을 만족하였으나, 은 식각 속도와 편측이 기준 범위를 만족하지 못하였다.
실시예 1 내지 15 와 비교예 2, 4, 6, 8, 9에 따른 식각액의 경우 표 2에 나타낸 바와 같이 은 식각 조성들이 충분한 범위일 경우, 잔사는 발생하지 않으나, 일정 범위 이상의 은 식각 조성을 함유할 경우 과도한 식각에 의해 편측 기준을 만족하지 못하는 것을 알 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이 패드부에서 실시예들은 은(Ag) 파티클이 석출되지 않았으며, 비교예는 은(Ag) 파티클이 석출됨을 확인하였다.
<실험예 3: 식각액의 처리매수 증가에 따른 신뢰성 평가>
하기 표 3은 실시예 1에 따른 식각액에 대하여 은 이온 농도를 증가시켜 아래와 같이 기판의 처리 매수 평가를 진행하였다. 구체적으로 실시예 1의 식각액을 이용하여 레퍼런스 식각(reference etch)을 진행한 이후, 은 파우더를 400ppm씩 첨가하여 식각 특성 평가를 진행하였다. 하기 표에서 ◎는 레퍼런스 대비 변화량이 10% 이내인 경우를 의미한다.
Ref 400ppm 800ppm 1200ppm 1600ppm 2000ppm
Ag EPD ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
CD-Skew
(편측)		 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
잔사 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
석출 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
상기 표 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 은 이온 농도가 증가하더라도, 식각 속도, CD-skew, 잔사 및 석출의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있다. 식각 횟수가 증가하더라도 식각액 조성물의 신뢰성이 우수함을 확인하였다. <실험예 4: 식각액의 시간 경시 증가에 따른 신뢰성 평가>
하기 표 4는 실시예 1에 따른 식각액에 대하여 시간 경시를 증가시키면서 식각 테스트를 진행한 결과이다. 구체적으로 실시예 1의 식각액을 이용하여 레퍼런스 식각(reference etch)을 진행하고 시간 경시를 4시간 단위로 하여 식각 테스트를 진행하였다. 하기 표에서 ◎는 레퍼런스 대비 변화량이 10% 이내인 경우를 의미한다.
　 Ref 4시간 8시간 12시간 16시간 20시간 24시간
Ag EPD ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
CD-Skew
(편측)		 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
잔사 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
석출 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
상기 표 4를 참조하면, 시간 경시가 증가하더라도, 일 실시예에 따른 식각액 조성물은 식각 속도, CD skew, 잔사 및 석출의 변화가 크지 않음을 확인할 수 있다. 식각액 조성물이 우수한 식각 신뢰성을 가짐을 알 수 있다. 이하에서는 도 4 및 도 5를 참조하여 일 실시예에 따른 표시 장치에 대해 설명한다. 도 4는 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이고, 도 5는 도 4의 A-A'를 따라 자른 단면도이다.
우선 도 4에 도시된 바와 같이 표시 장치(DP)는 전면에 영상을 표시한다. 표시 장치(DP)의 전면은 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)을 포함한다. 영상은 표시 영역(DA)에 표시된다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)을 둘러쌀 수 있다.
표시 장치(DP)는 표시 영역(DA)에 위치하는 복수의 화소(PX)들을 포함할 수 있다. 화소(PX)들은 전기적 신호에 응답하여 광을 표시할 수 있다. 화소(PX)들이 표시하는 광들은 영상을 구현할 수 있다. 일 화소(PX)가 포함하는 트랜지스터의 수와 커패시터의 수 및 연결 관계는 다양하게 변형 가능하다.
표시 장치(DP)는 복수의 화소(PX)를 포함한다. 복수의 화소(PX)들은 기판(SUB) 상의 표시 영역(DA) 내에 배치될 수 있다. 화소(PX) 각각은 발광 소자와 그에 연결된 구동 회로부를 포함한다. 각 화소(PX)는 예컨대, 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 빛을 방출하며, 일 예로 유기 발광 소자(organic light emitting diode)를 포함할 수 있다.
표시 장치(DP)는 복수의 신호선과 패드부를 포함할 수 있다. 복수의 신호선은 제1 방향(일 예로 가로 방향)으로 연장된 스캔선(SL), 제2 방향(일 예로 세로 방향)으로 연장된 데이터선(DL) 등을 포함할 수 있다.
표시 장치(DP)는 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA)을 포함하는 기판(SUB)을 포함한다. 비표시 영역(PA)은 표시 영역(DA)의 테두리를 따라 정의될 수 있다.
패드부(PAD)는 비표시 영역(PA)의 일 단부에 배치될 수 있으며, 전원 공급 장치 또는 신호 생성 장치로부터 전기적 신호를 표시 영역(DA)으로 전달할 수 있다. 비표시 영역(PA)에는 화소(PX)에 전원을 공급하는 신호 배선(VL) 등이 배치될 수 있다.
도 5를 참조하여 표시 영역(DA)의 단면부터 살펴보면, 기판(SUB)은 다양한 정도의 유연성(flexibility)을 가질 수 있다. 기판(SUB)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
기판(SUB)은 글래스재 또는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 고분자 수지는 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르 이미드, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리아릴레이트, 폴리이미드, 폴리카보네이트 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등을 포함할 수 있다. 기판(SUB)은 전술한 고분자 수지를 포함하는 층 및 무기층(미도시)을 포함하는 다층 구조일 수 있다.
기판(SUB) 위에는 버퍼층(BF)이 위치할 수 있다. 버퍼층(BF)은 기판(SUB)으로부터 버퍼층(BF)의 상부층, 특히 반도체층(ACT)으로 불순물이 전달되는 것을 차단하여 반도체층(ACT)의 특성 열화를 막고 스트레스를 완화시킬 수 있다. 버퍼층(BF)은 실리콘산화물(SiOx), 실리콘질화물(SiNx) 및 실리콘질산화물(SiOxNy) 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 다층일 수 있다. 버퍼층(BF)의 일부 또는 전체는 생략될 수도 있다.
버퍼층(BF) 상에 반도체층(ACT)이 위치한다. 반도체층(ACT)은 다결정 규소 및 산화물 반도체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 반도체층(ACT)은 채널 영역(C), 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)을 포함한다. 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)은 각각 채널 영역(C)의 양 옆에 배치되어 있다. 채널 영역(C)은 소량의 불순물이 도핑되어 있거나, 불순물이 도핑되지 않은 반도체를 포함하고, 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)은 채널 영역(C) 대비 다량의 불순물이 도핑되어 있는 반도체를 포함할 수 있다. 반도체층(ACT)은 산화물 반도체로 이루어질 수도 있으며, 이 경우에는 고온 등의 외부 환경에 취약한 산화물 반도체 물질을 보호하기 위해 별도의 보호층(미도시)이 추가될 수 있다.
반도체층(ACT) 위에는 제1 절연층(IL1)이 위치한다. 제1 절연층(IL1) 위에는 게이트 전극(GE)이 위치한다.
게이트 전극(GE)은 구리(Cu), 구리 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 몰리브데넘(Mo), 몰리브데넘 합금, 티타늄(Ti) 및 티타늄 합금 중 어느 하나를 포함하는 금속층이 적층된 단층 또는 다층막일 수 있다. 게이트 전극(GE)은 반도체층(ACT)의 채널 영역(C)과 중첩할 수 있다.
게이트 전극(GE) 및 제1 절연층(IL1) 위에는 제2 절연층(IL2)이 위치한다. 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2)은 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드, 실리콘옥시나이트라이드, 알루미늄옥사이드, 티타늄옥사이드, 탄탈륨옥사이드, 및 하프늄옥사이드 등과 같은 무기 절연물 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 다층일 수 있다.
제2 절연층(IL2) 상에는 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)이 위치한다. 소스 전극(SE)과 드레인 전극(DE)은 제1 절연층(IL1) 및 제2 절연층(IL2)에 형성된 접촉 구멍을 통해 반도체층(ACT)의 제1 영역(P) 및 제2 영역(Q)과 각각 연결된다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 몰리브데넘(Mo), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 티타늄(Ti) 등을 포함하는 도전 물질을 포함할 수 있고, 상기의 재료를 포함하는 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 일 실시예로, 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)은 티타늄층, 알루미늄층, 및 티타늄층(Ti/Al/Ti)의 다층 구조로 형성될 수 있다.
소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE) 위에는 제3 절연층(IL3)이 위치한다. 제3 절연층(IL3) 위에는 제1 전극(E1)이 위치한다.
제1 전극(E1)은 은(Ag), 리튬(Li), 칼슘(Ca), 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 금(Au) 같은 금속을 포함할 수 있고, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전성 산화물(TCO)을 포함할 수도 있다.
제1 전극(E1)은 금속 물질 또는 투명 도전성 산화물을 포함하는 단일층 또는 이들을 포함하는 다중층으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(E1)은 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 제1층, 은(Ag)을 포함하는 제2층, 및 인듐 주석 산화물(ITO)을 포함하는 제3층의 삼중막 구조를 가질 수 있다.
제1 전극(E1)의 위에는 제4 절연층(IL4)이 위치한다. 제4 절연층(IL4)은 제1 전극(E1)의 적어도 일부와 중첩한다. 제4 절연층(IL4)은 발광 영역을 정의하는 개구를 가진다. 예컨대, 제1 전극(E1)의 상면을 노출하는 개구의 폭은 빛이 방출되는 발광 영역의 폭, 또는 화소의 폭에 해당할 수 있다. 개구는 평면상 마름모 또는 마름모와 유사한 팔각 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 사각형, 다각형, 원형, 타원형 등 어떠한 모양도 가질 수 있다.
제3 절연층(IL3) 및 제4 절연층(IL4)은 Polymethylmethacrylate(PMMA)나 Polystyrene(PS)과 같은 일반 범용 고분자, 페놀계 그룹을 갖는 고분자 유도체, 아크릴계 고분자, 이미드계 고분자, 폴리이미드, 아크릴계 폴리머, 실록산계 폴리머 등의 유기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1) 위에는 발광층(EL)이 위치한다. 발광층(EL)은 유기 물질 및/또는 무기 물질을 포함할 수 있다. 발광층(EL)은 소정의 유색 컬러광을 생성할 수 있다.
발광층(EL) 위에는 제2 전극(E2)이 위치한다. 제2 전극(E2)은 칼슘(Ca), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 니켈(Ni), 크로뮴(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 등을 포함하는 반사성 금속 또는 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO) 같은 투명 도전성 산화물(TCO)을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1), 발광층(EL)과 제2 전극(E2)은 발광 소자(ED)를 구성할 수 있다. 여기서, 제1 전극(E1)은 정공 주입 전극인 애노드이며, 제2 전극(E2)은 전자 주입 전극인 캐소드 일 수 있다. 그러나 실시예는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 표시 장치의 구동 방법에 따라 제1 전극(E1)이 캐소드가 되고, 제2 전극(E2)이 애노드가 될 수도 있다.
제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)으로부터 각각 정공과 전자가 발광층(EL) 내부로 주입되고, 주입된 정공과 전자가 결합한 엑시톤(exciton)이 여기 상태로부터 기저상태로 떨어질 때 발광이 이루어진다.
제2 전극(E2) 위에 봉지층(ENC)이 위치한다. 봉지층(ENC)은 발광 소자의 상부면뿐만 아니라 측면까지 덮어 밀봉할 수 있다. 발광 소자는 수분과 산소에 매우 취약하므로, 봉지층(ENC)이 발광 소자를 밀봉하여 외부의 수분 및 산소의 유입을 차단한다.
봉지층(ENC)은 복수의 층을 포함할 수 있고, 그 중 무기층과 유기층을 모두 포함하는 복합막으로 형성될 수 있으며, 일 예로 제1 봉지 무기층(EIL1), 봉지 유기층(EOL), 제2 봉지 무기층(EIL2)이 순차적으로 형성된 3중층으로 형성될 수 있다.
한편 비표시 영역(PA)에서 제2 절연층(IL2) 상에 신호 배선(VL)이 위치할 수 있다. 신호 배선(VL)의 일부는 제3 절연층(IL3)에 의해 노출될 수 있다. 일 예에 따라 신호 배선(VL)은 보조 패턴(AP)을 통해 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 명세서는 신호 배선(VL)이 보조 패턴(AP)을 통해 제2 전극(E2)과 연결되는 실시예를 도시하였으나 이에 제한되지 않고 신호 배선(VL)은 제2 전극(E2)과 직접 접촉할 수도 있다.
일 실시예에 따르면 신호 배선(VL)은 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 동일한 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 신호 배선(VL)은 티타늄(Ti)을 포함하는 제1층, 알루미늄(Al)을 포함하는 제2층, 및 티타늄(Ti)을 포함하는 제3층의 적층 구조를 가질 수 있다. 또한 보조 패턴(AP)은 제1 전극(E1)과 동일한 물질을 이용하여 동일한 공성에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 보조 패턴(AP)은 ITO를 포함하는 제1층, Ag를 포함하는 제2층, 및 ITO를 포함하는 제3층의 적층 구조를 가질 수 있다.
이하에서는 도 6 내지 도 9를 참조하여 표시 영역(DA)에 위치하는 제1 전극과 비표시 영역(PA)에 위치하는 신호 배선(VL)의 제조 방법에 대해 살펴본다. 도 6 내지 도 9는 기판(SUB) 상에 위치하는 일부 구성요소만을 도시한다.
우선 도 6을 참조하면 비표시 영역(PA)에 위치하는 신호 배선(VL)은 제1층(VLa), 제2층(VLb) 및 제3층(VLc)을 포함할 수 있다. 신호 배선(VL)은 도 5에 도시된 바와 같이 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)과 동일한 층상에 위치하며 동일한 물질을 포함할 수 있다. 일예로 제1층(VLa)은 티타늄을 포함하고, 제2층(VLb)은 알루미늄을 포함하고, 제3층(VLc)은 티타늄을 포함할 수 있다.
한편 제1 전극을 형성하기 위해 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(PA) 상에 삼중층으로 형성된 도전층(Ea, Eb, Ec) 및 마스크 패턴(PR)을 형성할 수 있다. 도전층(Ea, Eb, Ec)은 신호 배선(VL)과 중첩할 수 있다. 이때 제1 도전층(Ea) 및 제3 도전층(Ec)은 ITO를 포함하고, 제2 도전층(Eb)은 Ag를 포함할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 마스크 패턴(PR)을 이용하여 제3 도전층(Ec)을 제3 도전 패턴(E1c)으로 식각할 수 있다. 이후 도 8에 도시된 바와 같이 전술한 식각액 조성물을 사용하여 제2 도전층(Eb)을 제2 도전 패턴(E1b)으로 식각할 수 있다. 다시 ITO 금속층 식각액을 이용하여 도 9에 도시된 바와 같이 제1 도전층(Ea)을 제1 도전 패턴(E1a)으로 식각할 수 있다. 제1 내지 제3 도전 패턴(E1a, E1b, E1c)은 앞서 도 5에서 설명한 제1 전극(E1)을 이룰 수 있다.
다음 도 10 및 도 11을 참조하여 비교예에 따른 식각액 조성물을 이용하여 제1 전극을 형성하는 공정에 대해 살펴본다. 도 10 및 도 11 역시 기판(SUB) 상에 위치하는 일부 구성요소만을 도시하며, 전술한 구성요소와 동일 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
비교예에 따라 인산계 화합물을 포함하는 식각액 조성물을 이용하거나 또는 다층막을 일괄적으로 식각하는 경우, 도 10에 도시된 바와 같이 ITO/Ag/ITO를 포함하는 도전 패턴(E1a, E1b, E1c)을 패터닝하는 공정에서 Ag 이온이 발생될 수 있다. 비교예에 따른 식각액 조성물은 노출된 신호 배선(VL)과 접촉하는 과정에서 알루미늄을 포함하는 제2층(VLb)으로부터 발생하는 전자를 전달받아 Ag 이온을 Ag 파티클 형태로 환원시킬 수 있다.
이와 같이 환원된 은(Ag) 입자는 도 11에 도시된 바와 같이 마스크 패턴을 제거하는 공정부터 다른 구성요소의 증착 공정에 이르기까지 물리적 또는 화학적 세정 공정에 의해 비표시 영역(PA)에서 표시 영역(DA)으로 이동할 수 있다. 표시 영역(DA)으로 이동한 은(Ag) 입자는 발광 다이오드에 침투하거나 박막 트랜지스터에 침투할 수 있다. 은(Ag) 입자에 의해 표시 영역(DA)에 암부가 발생되는 문제가 있을 수 있다.
이러한 은의 환원성 입자 석출 현상을 방지하기 위해 일 실시예에 따른 식각액 조성물과 같이 비인산계 화합물을 사용할 수 있다. 또한 다층막을 일괄 식각하지 않고 각각의 막을 식각함으로써 Ag를 포함하는 막이 식각되는 공정에서 Al을 포함하는 막이 식각액 조성물에 노출됨을 방지할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 식각액 조성물은 인산을 포함하지 않으므로 비표시 영역에서 노출된 신호 배선과 같은 신호선의 데미지를 방지할 수 있다. 또한 인산계 화합물을 포함하지 않음에도 불구하고 락테이트계 화합물을 포함함으로써 적절한 식각 능력을 가질 수 있다. 또한 은(Ag)을 포함하는 금속층만을 선택적으로 식각하기 위해 ITO 식각에 일반적으로 사용되는 설페이트계 화합물을 포함하지 않을 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
DA: 표시 영역 PA: 비표시 영역
PX: 화소 SL: 스캔선
DL: 데이터선 VL: 신호 배선
PAD: 패드부 PR: 마스크 패턴

Claims (20)

  1. 무기산 화합물 9.0 중량% 내지 9.9 중량%,
    무기염 화합물 5.0중량% 내지 10.0중량%,
    유기산 화합물 35 중량% 내지 45 중량%,
    락테이트계 화합물 10 중량% 내지 20 중량%,
    산소를 포함하는 질소고리형 화합물 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 그리고
    전체 식각액 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하고,
    상기 무기산 화합물은 산 해리상수(pKa) 값이 -1.0 내지 -3.0 인 식각액 조성물.
  2. 제1항에서,
    상기 락테이트계 화합물은 만델산(Mandelic acid, C8H8O3), 페닐 아세트산(Phenylacetic acid, C8H8O2), 발레르 산(Valeric acid, C5H10O2), 라우르 산 (Lauric acid, C12H24O2), 프로피온산(Propionic acid, C3H6O2), 뷰티르산(butyric acid, C3H7COOH), 글리콜산(Glycolic acid, C2H4O3), 소듐 락테이트(C3H5NaO3), 3-하이드록시프로피온산 (3-Hydroxypropionic acid, C3H6O3) 및 젖산(Lactic acid, C3H6O3) 중 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  3. 제1항에서,
    상기 무기염 화합물의 환원전위 값이 0.5 V 내지 1.0 V인 식각액 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 산소를 포함한 질소고리형 화합물은 요산(Uric acid, C5H4N4O3), 이프로디온(Iprodione, C13H13Cl2N3O3), 사이토신(Cytosine, C4H5N3O), 구아닌(Guanine, C5H5N5O), 티민(Thymine, C5H6N2O2), 하이단토인(Hydantoin, C3H4N2O2), 옥사졸(Oxazole, C3H3NO), 1H-벤조트리아졸-1-메탄올(1H-Benzotriazole-1-methanol, C7H7N3O), 3-니트로-1H-1, 2, 4-트리아졸(3-Nitro-1h-1,2,4-triazole, C2H2N4O2), 벤즈옥사졸(Benzoxazole, C7H5NO), 아이소싸이졸리논 (Isothiazolinone, C3H3NOS), 석신이미드(Succinimide, C4H5NO2) 및 글루타리마이드(Glutarimide, C5H7NO2) 중 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 무기산 화합물은 질산(HNO3), 황산(H2SO4), p-톨루엔설폰산(p-Toluenesulfonic acid, CH3C6H4SO3) 및 염소산(Chloric acid, HClO3) 중 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 무기염 화합물은 질산암모늄(Ammonium Nitrate, NH4NO3), 질산나트륨(Sodium Nitrate, NaNO3), 질산칼륨(Potassium Nitrate, KNO3), 질산구리(Copper nitrate, Cu(NO3)2), 질산철(Ferric nitrate, Fe(NO3)3), 질산마그네슘(Magnesium nitrate, Mg(NO3)2) 및 질산아연(Zinc Nitrate, ZnNO3) 중 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  7. 제1항에서,
    상기 식각액 조성물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 무기염 화합물을 포함하는 식각액 조성물.
  8. 제1항에서,
    상기 유기산 화합물은 초산(CH3CO2H), 말산(Malic acid, C4H6O5), 시트르산(Citric acid, C6H8O7), 타타르산(Tartaric acid, C4H6O6), 포름산(Formic acid, CH2O2), 석신산(Succinic acid, C4H6O4), 푸마르산(Fumaric acid, C4H4O4), 설폰산(Sulfonic acid, CH4O3S), 메탄설폰산(Methane sulfonic acid, CH3SO3H), 아미노메틸설폰산(Amino methylsulfonic acid, CH5NO3S) 및 술팜산(Sulfamic acid, H3NSO3) 중 적어도 하나를 포함하는 식각액 조성물.
  9. 제1항에서,
    상기 식각액 조성물은 서로 다른 적어도 2종 이상의 유기산 화합물을 포함하는 식각액 조성물.
  10. 제1항에서,
    상기 무기염 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1:0.02 내지 1: 0.2인 식각액 조성물.
  11. 제1항에서,
    상기 락테이트계 화합물과 상기 산소를 포함하는 질소고리형 화합물과의 중량비는 1:0.005 내지 1:0.1 인 식각액 조성물.
  12. 기판 상에 트랜지스터를 형성하는 단계, 및
    상기 트랜지스터와 전기적으로 연결되는 제1 전극을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 전극은 제1 도전층, 은(Ag)을 포함하는 제2 도전층 및 제3 도전층의 적층 구조를 가지고
    상기 제2 도전층은 식각액 조성물에 의해 식각되며,
    상기 식각액 조성물은, 무기산 화합물 9.0 중량% 내지 9.9 중량%,
    무기염 화합물 5.0 중량% 내지 10.0 중량%, 유기산 화합물 35 중량% 내지 45 중량%, 락테이트계 화합물 10 중량% 내지 20 중량%, 산소를 포함하는 질소고리형 화합물 0.1 중량% 내지 1.0 중량%, 및 전체 식각액 조성물의 총 중량이 100 중량%가 되도록 잔량의 물을 포함하고,
    상기 무기산 화합물은 산 해리상수(pKa) 값이 -1.0 내지 -3.0인 표시 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 기판은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함하고,
    상기 표시 장치의 제조 방법은 상기 비표시 영역 상에 위치하는 신호 배선을 형성하는 단계를 더 포함하며,
    상기 신호 배선은,
    티타늄을 포함하는 제1층,
    알루미늄을 포함하는 제2층, 그리고
    티타늄을 포함하는 제3층을 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 제1 도전층 및 제3 도전층은 ITO를 포함하고,
    상기 식각액 조성물에 의해 식각되지 않는 표시 장치의 제조 방법.
  15. 제12항에서,
    상기 락테이트계 화합물은 만델산(Mandelic acid, C8H8O3), 페닐 아세트산(Phenylacetic acid, C8H8O2), 발레르 산(Valeric acid, C5H10O2), 라우르 산 (Lauric acid, C12H24O2), 프로피온산(Propionic acid, C3H6O2), 뷰티르산(butyric acid, C3H7COOH), 글리콜산(Glycolic acid, C2H4O3), 소듐 락테이트(C3H5NaO3), 3-하이드록시프로피온산(3-Hydroxypropionic acid, C3H6O3) 및 젖산(Lactic acid, C3H6O3) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 락테이트계 화합물은 상기 식각액 조성물의 총 중량에 대하여 10 중량% 내지 20 중량%로 포함되는 표시 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에서,
    상기 산소를 포함한 질소고리형 화합물은 요산(Uric acid, C5H4N4O3), 이프로디온(Iprodione, C13H13Cl2N3O3), 사이토신(Cytosine, C4H5N3O), 구아닌(Guanine, C5H5N5O), 티민(Thymine, C5H6N2O2), 하이단토인(Hydantoin, C3H4N2O2), 옥사졸(Oxazole, C3H3NO), 1H-벤조트리아졸-1-메탄올(1H-Benzotriazole-1-methanol, C7H7N3O), 3-니트로-1H-1, 2, 4-트리아졸(3-Nitro-1h-1,2,4-triazole, C2H2N4O2), 벤즈옥사졸(Benzoxazole, C7H5NO), 아이소싸이졸리논 (Isothiazolinone, C3H3NOS), 석신이미드(Succinimide, C4H5NO2) 및 글루타리마이드(Glutarimide, C5H7NO2) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  17. 제12항에서,
    상기 무기산 화합물은 질산(HNO3), 황산(H2SO4), p-톨루엔설폰산(p-Toluenesulfonic acid, CH3C6H4SO3) 및 염소산(Chloric acid, HClO3) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  18. 제12항에서,
    상기 무기염 화합물은 질산암모늄(Ammonium Nitrate, NH4NO3), 질산나트륨(Sodium Nitrate, NaNO3), 질산칼륨(Potassium Nitrate, KNO3), 질산구리(Copper nitrate, Cu(NO3)2), 질산철(Ferric nitrate, Fe(NO3)3), 질산마그네슘(Magnesium nitrate, Mg(NO3)2) 및 질산아연(Zinc Nitrate, ZnNO3) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  19. 제12항에서,
    상기 유기산 화합물은 초산(CH3CO2H), 말산(Malic acid, C4H6O5), 시트르산(Citric acid, C6H8O7), 타타르산(Tartaric acid, C4H6O6), 포름산(Formic acid, CH2O2), 석신산(Succinic acid, C4H6O4), 푸마르산(Fumaric acid, C4H4O4), 설폰산(Sulfonic acid, CH4O3S), 메탄설설폰산(Methane sulfonic acid, CH3SO3H), 아미노메틸설폰산(Amino methylsulfonic acid, CH5NO3S) 및 술팜산(Sulfamic acid, H3NSO3) 중 적어도 하나를 포함하는 표시 장치의 제조 방법.
  20. 제12항에서,
    상기 무기염 화합물의 환원전위 값이 0.5 V 내지 1.0 V인 표시 장치의 제조 방법.
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