(57)【要約】【課題】薄膜トランジスタ基板、これの製造方法及びこれを含む表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板は基板、基板上に位置する半導体層、半導体層上に位置するゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極、ゲート電極上に位置し、半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを含む層間絶縁膜と、ソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールにそれぞれ挿入されたソース電極及びドレイン電極を含み、層間絶縁膜はソースコンタクトホールの入口及びドレインコンタクトホールの入口に形成された第１凸部を含む。【選択図】図１
2015026810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に位置する半導体層と、
前記半導体層上に位置するゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極上に位置して前記半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを含む層間絶縁膜と、
前記ソースコンタクトホール及び前記ドレインコンタクトホールにそれぞれ挿入されたソース電極及びドレイン電極を含み、
前記層間絶縁膜は、前記ソースコンタクトホールの入口及び前記ドレインコンタクトホールの入口に形成された第１凸部を含む薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成され、前記ドレイン電極の一部を露出させる画素コンタクトホールを含む平坦化層と、
前記画素コンタクトホールに挿入された画素電極をさらに含み、
前記平坦化層は、前記画素コンタクトホールの入口に形成された第２凸部を含む請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記画素電極は、
前記画素コンタクトホール内部に位置する第１画素電極と、
前記画素コンタクトホール上に位置する第２画素電極と、を含み、
前記第１画素電極及び前記第２画素電極は、互いに異なる物質からなる請求項２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
前記ソース電極は、
前記ソースコンタクトホール内部に位置する第１ソース電極と、
前記ソースコンタクトホール上に位置する第２ソース電極と、を含み、
前記第１ソース電極及び前記第２ソース電極は互いに異なる物質からなり、
前記ドレイン電極は、
前記ドレインコンタクトホールの内部に位置する第１ドレイン電極と、
前記ドレインコンタクトホール上に位置する第２ドレイン電極と、を含み、
前記第１ドレイン電極及び前記第２ドレイン電極は互いに異なる物質からなる請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
基板上に半導体層を形成する段階と、
前記半導体層上に予備ゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記予備ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する段階と、
前記ゲート電極上に予備層間絶縁膜を形成する段階と、
前記予備層間絶縁膜上に第１エッチング溶液を吐出して前記半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを形成することによって、前記予備ゲート絶縁膜及び前記予備層間絶縁膜をそれぞれゲート絶縁膜及び層間絶縁膜に変換する段階と、
前記ソースコンタクトホール及び前記ドレインコンタクトホールにそれぞれソース電極及びドレイン電極を形成する段階と、を含み、
前記第１エッチング溶液は、電気水力学的なインクジェット工程により吐出される薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項６】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極を形成する段階は、
前記ソースコンタクトホール及び前記ドレインコンタクトホール上に第１電極溶液を電気水力学的なインクジェット工程により吐出する段階と、
前記吐出された第１電極溶液を焼結する段階と、
前記ソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホール上に電極物質を蒸着する段階と、を含む請求項５に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１エッチング溶液を吐出する段階及び前記第１電極溶液を吐出する段階は、
第１吐出装置によって連続して行われる請求項６に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項８】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に予備平坦化層を形成する段階と、
前記予備平坦化層上に第２エッチング溶液を吐出して前記ドレイン電極の一部を露出させる画素コンタクトホールを形成することによって、前記予備平坦化層を平坦化層に変換する段階と、
前記画素コンタクトホールに画素電極を形成する段階と、をさらに含み、
前記第２エッチング溶液は電気水力学的なインクジェット工程により吐出される請求項５に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項９】
前記画素電極を形成する段階は、
前記画素コンタクトホール上に第２電極溶液を電気水力学的なインクジェット工程により吐出する段階と、
前記吐出された第２電極溶液を焼結する段階と、
前記画素コンタクトホール上に電極物質を蒸着する段階と、を含む請求項８に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２エッチング溶液を吐出する段階及び前記第２電極溶液を吐出する段階は、
第２吐出装置によって連続して行われる請求項９に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜トランジスタ基板、これの製造方法及びこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ基板は、マトリックス配列の各画素別に能動的に画像を表示する能動型液晶表示装置または能動型有機発光表示装置などの基板として使用される。
【０００３】
薄膜トランジスタ基板は縦横に配列されて複数個の画素領域を定義する複数個のゲートラインとデータライン、上記ゲートラインとデータラインの交差領域に形成されたスイッチング素子の薄膜トランジスタ及び上記画素領域の上に形成された画素電極を含む。
【０００４】
このような薄膜トランジスタ基板は多様な構造物を含み、上記構造物のサイズ及び位置によって薄膜トランジスタの性能が決定される。例えば、薄膜トランジスタ基板は多様なコンタクトホールを含み、上記コンタクトホールのサイズ及び位置は薄膜トランジスタ基板の性能を決定する重要な要素になる。
【０００５】
また、このような薄膜トランジスタ基板に含まれる多様な構造物を形成する場合、一般的に構成物質を積層して、マスク工程により、パターニングするフォトエッチング方法を使用する。しかし、フォトエッチング方法は、薄膜蒸着、フォトレジスト塗布、マスク整列、露光、現象、エッチング、ストリップなどの工程などの多数の工程を伴うため、工程時間の増加と製品原価の上昇の原因になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１０−００６６０５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、本発明が解決しようとする課題は、一定の領域に微細なコンタクトホールが重複して形成され、素子集積化及び開口率が向上した薄膜トランジスタ基板を提供しようとするものである。
【０００８】
また、本発明が解決しようとする他の課題は、電気水力学的なインクジェット工程を利用してコンタクトホール及び電極を形成することによって、精密度、信頼性、及び効率性を向上させる薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供しようとするものである。
【０００９】
また、本発明が解決しようとするまた他の課題は、一定の領域に微細なコンタクトホールが重畳して形成され、素子集積化及び開口率が向上した表示装置を提供しようとするものである。
【００１０】
本発明の課題は、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は、次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を達成するための本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板は、基板、基板上に位置する半導体層、半導体層上に位置するゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極、ゲート電極上に位置し、半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを含む層間絶縁膜、並びにソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールにそれぞれ挿入されたソース電極及びドレイン電極を含み、層間絶縁膜はソースコンタクトホールの入口及びドレインコンタクトホールの入口に形成された第１凸部を含む。
【００１２】
上記他の課題を達成するための本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法は、基板上に半導体層を形成する段階、半導体層上に予備ゲート絶縁膜を形成する段階、予備ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する段階、ゲート電極上に予備層間絶縁膜を形成する段階、予備層間絶縁膜上に第１エッチング溶液を吐出して半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを形成することによって、予備ゲート絶縁膜及び予備層間絶縁膜をそれぞれゲート絶縁膜及び層間絶縁膜に変換する段階、並びにソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールにそれぞれソース電極及びドレイン電極を形成する段階を含む。
【００１３】
上記また他の課題を達成するための本発明の一実施形態による表示装置は、基板、基板上に位置する半導体層、半導体層上に位置するゲート絶縁膜、ゲート絶縁膜上に位置するゲート電極、ゲート電極上に位置し、半導体層の一部を露出させるソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを含む層間絶縁膜、ソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールにそれぞれ挿入されたソース電極及びドレイン電極、ソース電極及びドレイン電極上に形成され、ドレイン電極の一部を露出させる画素コンタクトホールを含む平坦化層、並びに画素コンタクトホールに挿入された画素電極を含む薄膜トランジスタ基板、画素電極と対向する共通電極、及び画素電極と共通電極とのあいだに形成された有機発光層または液晶層を含み、層間絶縁膜及び平坦化層はソースコンタクトホールの入口、ドレインコンタクトホールの入口、及び画素コンタクトホールの入口に形成された凸部を含む。
【００１４】
その他実施形態の具体的な内容は詳細な説明及び図面に含まれている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の実施形態によれば、少なくとも次のような効果がある。
【００１６】
すなわち、薄膜トランジスタが微細なコンタクトホールを含むため、薄膜トランジスタ基板の素子集積度を向上させることができる。
【００１７】
また、半導体層、ドレインコンタクトホール、及び画素コンタクトホールを互いに重複させることによって、基板上で薄膜トランジスタが位置する領域を減少させ、画素が位置する領域を増加させることができる。
【００１８】
また、半導体層とドレイン電極との間の接続不良及び画素電極とドレイン電極とのあいだの接続不良を防止することができる。
【００１９】
また、画素電極を画素コンタクトホール内部の第１画素電極及び画素コンタクトホール外部の第２画素電極に区分し、各位置に適合した物質及び工程を適用することによって、工程の最適化を図ることができる。
【００２０】
また、電気水力学的なインクジェット工程を利用することによって、多様な形態の微細なコンタクトホールを容易に形成することができる。
【００２１】
また、既存の半導体工程の様々でかつ複雑な過程を画期的に減らすことができ、エッチング工程から発生する環境汚染物質の排出を防ぐことができ、無理に電圧を印加することによる電力損失を防止することができる。
【００２２】
また、エッチング溶液を吐出する段階及び電極溶液を吐出する段階を単一の吐出装置を利用して連続して行うことによって工程の最適化を図ることができる。
【００２３】
本発明による効果は、以上で例示した内容によって制限されず、より多様な効果が本明細書内に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板を図示する断面図である。
【図２】図１の薄膜トランジスタ基板のドレインコンタクトホール及び画素コンタクトホールを拡大して図示する断面図である。
【図３】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、基板、バッファ層、半導体層、予備ゲート絶縁膜、ゲート電極、及び予備層間絶縁膜の積層体を準備する段階を図示する断面図である。
【図４】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、ソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールを形成する段階を図示する断面図である。
【図５】図４のソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールの形成過程を説明するための断面図である。
【図６】図４のソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールの形成過程を説明するための断面図である。
【図７】図４のソースコンタクトホール及びドレインコンタクトホールの形成過程を説明するための断面図である。
【図８】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、ソース電極及びドレイン電極を形成する段階を図示する断面図である。
【図９】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、予備保護膜及び予備平坦化層を形成する段階を図示する断面図である。
【図１０】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、画素コンタクトホールを形成する段階を図示する断面図である。
【図１１】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、第１画素電極を形成する段階を図示する断面図である。
【図１２】図１の薄膜トランジスタ基板の製造方法のうち、第２画素電極を形成する段階を図示する断面図である。
【図１３】本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ基板を図示する断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態による表示装置を図示する断面図である。
【図１５】本発明の他の実施形態による表示装置を図示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の利点及び特徴、並びにこれらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。
【００２６】
素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が他の素子または層の「上（ｏｎ）」と指称された場合、他の素子の真上にまたは中間に他の層または他の素子を介在する場合のすべてを含む。明細書全体において、同一の参照符号は同一の構成要素を指称する。
【００２７】
第１、第２などが多様な素子、構成要素を叙述するために使用されるが、これら素子、構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つ構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要であり得ることは勿論である。
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００を図示する断面図である。図２は、図１の薄膜トランジスタ基板１００のドレインコンタクトホール２５０及び画素コンタクトホール３５０を拡大して図示する断面図である。図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００は基板１１０、バッファ層１３０、半導体層１５０、ゲート絶縁膜１７０、ゲート電極１９０、層間絶縁膜２１０、ソース電極２７０、ドレイン電極２９０、保護膜３１０、平坦化層３３０、及び画素電極３７０を含む。
【００３０】
本明細書で叙述する薄膜トランジスタ基板１００は薄膜トランジスタを含む基板を意味する。
【００３１】
基板１１０は透明絶縁基板を含む。例えば、基板１１０はガラス基板、石英基板、透明樹脂基板などからなる。基板１１０として使用される透明樹脂基板は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ポリアクリル酸塩樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、スルホン酸樹脂などを含む。
【００３２】
バッファ層１３０は基板１１０上に形成される。バッファ層１３０は基板１１０から金属原子、不純物などが拡散する現象を防止する機能を行う。また、バッファ層１３０は基板１１０の表面が均一ではない場合、基板１１０の表面の平坦度を向上させる役割も果たす。バッファ層１３０はシリコン化合物からなる。例えば、バッファ層１３０はシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、シリコン酸炭化物、シリコン炭窒化物などを含む。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。他の例示的な実施形態において、バッファ層１３０はシリコン化合物を含む単層構造または多層構造を有する。例えば、バッファ層１３０はシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、シリコン酸炭化膜及び／またはシリコン炭窒化膜を含む。このようなバッファ層１３０は基板１１０の表面平坦度、構成物質などに応じて省略される。
【００３３】
半導体層１５０はバッファ層１３０上に形成される。半導体層１５０は非晶質半導体、微結晶半導体、または多結晶半導体からなり、好ましくは多結晶半導体からなる。また、半導体層１５０は酸化物半導体からなってもよい。また、半導体層１５０は不純物がドーピングされないチャネル部１５０ｃと、チャネル部１５０ｃの両側でｐ＋ドーピングされて形成されたソース部１５０ａ及びドレイン部１５０ｂを含む。この際、ドーピングされるイオン物質はホウ素（Ｂ）のようなＰ型不純物であって、例えばＢ２Ｈ６などが使用される。ここで、このような不純物は薄膜トランジスタの種類によって変わってもよい。
【００３４】
ゲート絶縁膜１７０は、バッファ層１３０上に半導体層１５０を覆うように形成される。ゲート絶縁膜１７０はシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、または金属酸化物などからなる。ゲート絶縁膜１７０に使用される金属酸化物は、ハフニウム酸化物（ＨｆＯｘ）、アルミニウム酸化物（ＡｌＯｘ）、ジルコニウム酸化物（ＺｒＯｘ）、チタン酸化物（ＴｉＯｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）などを含む。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。ゲート絶縁膜１７０は半導体層１５０のプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）に従いバッファ層１３０上に実質的に均一に形成される。ゲート絶縁膜１７０は相対的に薄い厚さを有し、ゲート絶縁膜１７０には半導体層１５０に隣接する段差部が生成される。他の例示的な実施形態によれば、ゲート絶縁膜１７０は半導体層１５０を充分にカバーし、実質的に平坦な上面を有する。この場合、ゲート絶縁膜１７０は相対的に厚い厚さを有する。
【００３５】
ゲート電極１９０はゲート絶縁膜１７０上に形成される。ゲート電極１９０はゲート絶縁膜１７０のうち、下に半導体層１５０が位置する部分上に形成される。ゲート電極１９０は金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物、透明導電性物質などを含む。例えば、ゲート電極１９０はアルミニウム（Ａｌ）、アルミニウムを含有する合金、アルミニウム窒化物（ＡｌＮｘ）、銀（Ａｇ）、銀を含有する合金、タングステン（Ｗ）、タングステン窒化物（ＷＮｘ）、銅（Ｃｕ）、銅を含有する合金、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、クロム窒化物（ＣｒＯｘ）、モリブデン（Ｍｏ）、モリブデンを含有する合金、チタン（Ｔｉ）、チタン窒化物（ＴｉＮｘ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、タンタル窒化物（ＴａＮｘ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）、ストロンチウムルテニウム酸化物（ＳｒＲｕｘＯｙ）、亜鉛酸化物（ＺｎＯｘ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、スズ酸化物（ＳｎＯｘ）、インジウム酸化物（ＩｎＯｘ）、ガリウム酸化物（ＧａＯｘ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などを含む。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。例示的な実施形態によれば、ゲート電極１９０は前述した金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物または透明導電性物質からなる単層構造を有する。これとは異なって、ゲート電極１９０は前述した金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物及び／または透明導電性物質で構成された多層構造で形成されてもよい。例示的な実施形態において、ゲート電極１９０は半導体層１５０に比べて実質的に小さい幅を有する。例えば、ゲート電極１９０はチャネル部１５０ｃと実質的に同一であるか、または実質的に類似の幅を有する。また、ゲート電極１９０とチャネル部１５０ｃは互いに重畳する。しかし、ゲート電極１９０のサイズ及び／またはチャネル部１５０ｃのサイズはこれらを含むスイッチング素子に要求される電気的な特性によって変化する。
【００３６】
層間絶縁膜２１０は、ゲート絶縁膜１７０上にゲート電極１９０を覆うように形成される。層間絶縁膜２１０はゲート電極１９０のプロファイルに従いゲート絶縁膜１７０上に実質的に均一な厚さで形成される。したがって、層間絶縁膜２１０にはゲート電極１９０に隣接する段差部が生成される。層間絶縁膜２１０はシリコン化合物からなる。例えば、層間絶縁膜２１０はシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、シリコン炭窒化物、シリコン酸炭化物などを含む。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。また、層間絶縁膜２１０は前述したシリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、シリコン炭窒化物、シリコン酸炭化物などを含む単層構造または多層構造を有する。また、層間絶縁膜２１０は前述したゲート絶縁膜１７０と実質的に同じ物質からなる。このような層間絶縁膜２１０は後続して形成されるソース電極２７０とドレイン電極２９０からゲート電極１９０を絶縁させる役割を果たす。
【００３７】
層間絶縁膜２１０は半導体層１５０の一部を露出させるソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を含む。例示的な実施形態で、ソースコンタクトホール２３０は半導体層１５０のソース部１５０ａを露出させ、ドレインコンタクトホール２５０は半導体層１５０のドレイン部１５０ｂを露出させる。図１に図示する例示的な実施形態のように、半導体層１５０のソース部１５０ａ及びドレイン部１５０ｂ上にゲート絶縁膜１７０が位置する場合、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０はゲート絶縁膜１７０を貫通するように形成される。ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０は基板１１０の一面に垂直の方向に延長して形成される。また、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０は互いに平行するように並列に配置される。また、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０はゲート電極１９０を中心に対称して形成される。図面に図示していないが、平面図上でソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の形状は円形であるが、これに限定されるものではなく、多様な形状を有する。また、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の直径は５μｍより小さくてもよい。具体的には、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の直径は０．０１μｍないし１μｍである。
【００３８】
ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０は多様な方法により形成される。例示的な実施形態で、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０は電気水力学的（Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ、ＥＨＤ）なインクジェット工程により形成される。ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０が電気水力学的なインクジェット工程により形成される具体的な工程については後述する。他の例示的な実施形態で、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０はレーザーを利用して層間絶縁膜２１０を加工することによって形成される場合もある。
【００３９】
層間絶縁膜２１０はソースコンタクトホール２３０の入口及びドレインコンタクトホール２５０の入口に形成された第１凸部Ｃ１を含む。具体的には、層間絶縁膜２１０の表面は層間絶縁膜２１０の下部に積層された構造物、すなわち、ゲート電極１９０及びゲート絶縁膜１７０のプロファイルに従い形成され、ソースコンタクトホール２３０の入口及びドレインコンタクトホール２５０の入口で凸に突出する。ここで、凸に突出した方向は後述する保護膜３１０または平坦化層３３０が形成される方向である。図面に図示していないが、平面図上で第１凸部Ｃ１の形状は円形であるが、これに限定されるものではなく、ソースコンタクトホール２３０の入口及びドレインコンタクトホール２５０の入口の形状に対応する形状である。
【００４０】
ソース電極２７０とドレイン電極２９０は層間絶縁膜２１０上に形成される。具体的には、ソース電極２７０とドレイン電極２９０はそれぞれソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０に挿入される。ソース電極２７０及びドレイン電極２９０はゲート電極１９０を中心に所定の間隔で離隔し、ゲート電極１９０に隣接して配置される。例えば、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は層間絶縁膜２１０及びゲート絶縁膜１７０を貫通して半導体層１５０のソース部１５０ａ及びドレイン部１５０ｂにそれぞれ接触する。ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は、それぞれ金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物、透明導電性物質などを含む。例えば、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は、それぞれアルミニウム、アルミニウムを含有する合金、アルミニウム窒化物、銀、銀を含有する合金、タングステン、タングステン窒化物、銅、銅を含有する合金、ニッケル、クロム、クロム窒化物、モリブデン、モリブデンを含有する合金、チタン、チタン窒化物、白金、タンタル、タンタル窒化物、ネオジム、スカンジウム、ストロンチウムルテニウム酸化物、亜鉛酸化物、インジウムスズ酸化物、スズ酸化物、インジウム酸化物、ガリウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などからなる。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。一方、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は、それぞれ前述した金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物、透明導電性物質などからなる単層構造または多層構造を有する。層間絶縁膜２１０上にソース電極２７０及びドレイン電極２９０が形成されることによって、基板１１０上には表示装置のスイッチング素子として半導体層１５０、ゲート絶縁膜１７０、ゲート電極１９０、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０を含む薄膜トランジスタが提供される。
【００４１】
ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は多様な方法により形成される。例示的な実施形態で、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０は電気水力学的なインクジェット工程により形成される。ソース電極２７０及びドレイン電極２９０が電気水力学的なインクジェット工程により形成される具体的な工程については後述する。
【００４２】
保護膜３１０はソース電極２７０及びドレイン電極２９０上に形成される。すなわち、保護膜３１０は層間絶縁膜２１０上にソース電極２７０及びドレイン電極２９０を覆うように形成される。保護膜３１０はソース電極２７０及びドレイン電極２９０を完全に覆う十分な厚さを有する。保護膜３１０は有機物質または無機物質などを使用して形成される。例えば、保護膜３１０はフォトレジスト、アクリル系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、シロキサン系ポリマー、感光性アクリルカルボキシル基を含むポリマー、ノボラック樹脂、アルカリ可溶性樹脂、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、シリコン酸炭化物、シリコン炭窒化物、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ハフニウム、ジルコニウム、チタン、タンタル、アルミニウム酸化物、チタン酸化物、タンタル酸化物、マグネシウム酸化物、亜鉛酸化物、ハフニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、チタン酸化物などを含む。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。他の例示的な実施形態によれば、後続して形成される平坦化層３３０の構成物質、サイズなどによって薄膜トランジスタを覆う保護膜３１０が提供されない場合もある。
【００４３】
平坦化層３３０は保護膜３１０上に形成される。平坦化層３３０の表面は平たい。すなわち、平坦化層３３０は十分に厚く形成され、画素が位置する一面を平坦にする。平坦化層３３０は絶縁性物質からなる。また、平坦化層３３０は有機物質、例えば、ポリイミドからなる。また、平坦化層３３０は単層構造で形成されるが、少なくとも２つ以上の絶縁膜を含む多層構造で形成される場合もある。
【００４４】
平坦化層３３０はドレイン電極２９０の一部を露出させる画素コンタクトホール３５０を含む。例示的な実施形態で、画素コンタクトホール３５０はドレイン電極２９０の中心部を露出させる。画素コンタクトホール３５０は基板１１０の一面に垂直の方向に延長して形成される。また、画素コンタクトホール３５０はドレインコンタクトホール２５０上に形成される。また、画素コンタクトホール３５０はドレインコンタクトホール２５０と重畳する。また、画素コンタクトホール３５０及びドレインコンタクトホール２５０は半導体層１５０のドレイン部１５０ｂと重畳する。
【００４５】
図２を参照すると、画素コンタクトホール３５０、ドレインコンタクトホール２５０、及び半導体層１５０のドレイン部１５０ｂは同じ線Ｌ上に形成される。ここで同じ線Ｌは、基板１１０の一面に垂直な線である。図面に図示していないが、平面図上で画素コンタクトホール３５０の形状は円形であるが、これに限定されるものではなく、多様な形状を有する。また、画素コンタクトホール３５０の形状はソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の形状と実質的に同一である。また、画素コンタクトホール３５０の直径は５μｍより小さくてもよい。具体的には、画素コンタクトホール３５０の直径は０．０１μｍないし１μｍである。また、画素コンタクトホール３５０の直径はソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の直径と実質的に同一である。
【００４６】
画素コンタクトホール３５０は多様な方法で形成される。例示的な実施形態で、画素コンタクトホール３５０は、前述したソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０のように、電気水力学的（Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ、ＥＨＤ）なインクジェット工程により形成される。画素コンタクトホール３５０が電気水力学的なインクジェット工程により形成される具体的な工程については後述する。他の例示的な実施形態で、画素コンタクトホール３５０はレーザーを利用して平坦化層３３０を加工することによって形成されることもある。
【００４７】
平坦化層３３０は画素コンタクトホール３５０の入口に形成された第２凸部Ｃ２を含む。具体的には、平坦化層３３０の表面は平坦化層３３０の下部に積層された構造物、例えば、保護膜３１０のプロファイルにより形成され、画素コンタクトホール３５０の入口で凸に突出する。ここで、凸に突出した方向は後述する第１凸部Ｃ１が突出する方向と同一である。図面に図示していないが、平面図上で第２凸部Ｃ２の形状は円形であるが、これに限定されるものではなく、画素コンタクトホール３５０の入口の形状に対応する形状である。また、第２凸部Ｃ２の形状は第１凸部Ｃ１の形状と実質的に同一である。
【００４８】
画素電極３７０は平坦化層３３０上に形成される。具体的には、画素電極３７０は画素コンタクトホール３５０に挿入される。画素電極３７０は平坦化層３３０を貫通してドレイン電極２９０に接触する。画素電極３７０は金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物、透明導電性物質などを含む。例えば、画素電極３７０はアルミニウム、アルミニウムを含有する合金、アルミニウム窒化物、銀、銀を含有する合金、タングステン、タングステン窒化物、銅、銅を含有する合金、ニッケル、クロム、クロム窒化物、モリブデン、モリブデンを含有する合金、チタン、チタン窒化物、白金、タンタル、タンタル窒化物、ネオジム、スカンジウム、ストロンチウムルテニウム酸化物、亜鉛酸化物、インジウムスズ酸化物、スズ酸化物、インジウム酸化物、ガリウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などからなる。これらは単独でまたは互いに組合わせて使用される。また、画素電極３７０はソース電極２７０及び／またはドレイン電極２９０と同じ物質からなる。一方、画素電極３７０はそれぞれ前述した金属、合金、金属窒化物、導電性金属酸化物、透明導電性物質などからなる単層構造または多層構造を有する。
【００４９】
画素電極３７０は第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂを含む。
【００５０】
第１画素電極３７０ａは画素コンタクトホール３５０の内部に位置する。第１画素電極３７０ａは画素コンタクトホール３５０を満す。図１及び図２に図示するように、第１画素電極３７０ａの一部は画素コンタクトホール３５０上で突出するが、これに限定されるものではなく、第１画素電極３７０ａは画素コンタクトホール３５０の内部に完全に含まれる。また、第１画素電極３７０ａは第２凸部Ｃ２を覆うが、これに限定されるものではなく、第１画素電極３７０ａは第２凸部Ｃ２をカバーしない場合もある。また、第１画素電極３７０ａの形状は断面図上でＴ字形状であるが、これに限定されるものではなく、Ｉ字形状でもよい。第１画素電極３７０ａの一端部はドレイン電極２９０の上部と接触し、上記一端部と対向する第１画素電極３７０ａの他端部は第２画素電極３７０ｂの下部と接触する。
【００５１】
第１画素電極３７０ａは多様な方法で形成される。例示的な実施形態で、第１画素電極３７０ａは電気水力学的（Ｅｌｅｃｔｒｏｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ、ＥＨＤ）なインクジェット工程により形成される。第１画素電極３７０ａが電気水力学的なインクジェット工程により形成される具体的な工程については後述する。
【００５２】
第２画素電極３７０ｂは画素コンタクトホール３５０上に位置する。第２画素電極３７０ｂは画素コンタクトホール３５０の入口を覆う。また、第２画素電極３７０ｂは表示装置などで画素が位置する領域を覆うように形成される。第２画素電極３７０ｂの表面は画素コンタクトホール３５０上部を除いて実質的に平たい。
【００５３】
第２画素電極３７０ｂは多様な方法で形成される。例示的な実施形態で、第２画素電極３７０ｂはフォトレジスト及びマスクを利用した一般的な蒸着工程、例えば、スパッタリング工程により形成される。他の例示的な実施形態で、第２画素電極３７０ｂは電気水力学的なインクジェット工程により形成される。
【００５４】
第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂの組成及び／またはプロパティは異なってもよい。例示的な実施形態で、第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂは異なる物質からなる。例えば、第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂに含まれるメイン物質、例えば、金属物質は同一であるが、第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂに含まれるサブ物質、例えば、有機物質などは異なる。具体的には、第１画素電極３７０ａは少量の有機物質を含むが、第２画素電極３７０ｂは上記有機物質を含まなくてもよい。他の例示的な実施形態で、第１画素電極３７０ａの孔隙率は第２画素電極３７０ｂの孔隙率より大きくてもよい。すなわち、第１画素電極３７０ａは第２画素電極３７０ｂより気孔をさらに多く含む。また他の例示的な実施形態で、第１画素電極３７０ａの接着力は第２画素電極３７０ｂの接着力より弱い。具体的には、第１画素電極３７０ａと平坦化層３３０とのあいだの接着力は第２画素電極３７０ｂと平坦化層３３０とのあいだの接着力より弱い場合もある。また他の例示的な実施形態で、第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂは異なる工程により形成される。例えば、第１画素電極３７０ａは電気水力学的なインクジェット工程により形成され、第２画素電極３７０ｂは一般的な蒸着工程により形成される。
【００５５】
このように、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００によれば、薄膜トランジスタが微細なコンタクトホール（２３０、２５０、３５０）を含むため、薄膜トランジスタ基板１００の素子集積度を向上させる。また、半導体層１５０、ドレインコンタクトホール２５０、及び画素コンタクトホール３５０を互いに重複させることによって、基板１１０上で薄膜トランジスタが位置する領域を減少させ、画素が位置する領域を増加させる。すなわち、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００を使用して表示装置を製造すると、上記表示装置の開口率を向上させる。また、半導体層１５０とドレイン電極２９０とのあいだの接続不良及び画素電極３７０とドレイン電極２９０とのあいだの接続不良を防止する。また、画素電極３７０を画素コンタクトホール３５０の内部の第１画素電極３７０ａ及び画素コンタクトホール３５０の外部の第２画素電極３７０ｂに区分し、各位置に適合した物質及び工程を適用することによって、工程最適化を図ることができる。
【００５６】
以下、図３ないし図１２を参照して本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００の製造方法について説明する。図３は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、基板１１０、バッファ層１３０、半導体層１５０、予備ゲート絶縁膜１７０ａ、ゲート電極１９０、及び予備層間絶縁膜２１０ａの積層体を準備する段階を図示する断面図である。図４は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を形成する段階を図示する断面図である。図５ないし図７は、図４のソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の形成過程を説明するための断面図である。図８は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０を形成する段階を図示する断面図である。図９は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、予備保護膜３１０ａ及び予備平坦化層３３０ａを形成する段階を図示する断面図である。図１０は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、画素コンタクトホール３５０を形成する段階を図示する断面図である。図１１は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、第１画素電極３７０ａを形成する段階を図示する断面図である。図１２は、図１の薄膜トランジスタ基板１００の製造方法のうち、第２画素電極３７０ｂを形成する段階を図示する断面図である。説明の便宜上、図１及び図２に図示する図面に示す各構成要素と実質的に同一の構成要素は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００５７】
先ず、図３を参照すると、基板１１０、バッファ層１３０、半導体層１５０、予備ゲート絶縁膜１７０ａ、ゲート電極１９０、及び予備層間絶縁膜２１０ａ順で積層した積層体を用意する。ここで、予備ゲート絶縁膜１７０ａはソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０が形成される前のゲート絶縁膜である。また、予備層間絶縁膜２１０ａはソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０が形成される前の層間絶縁膜である。基板１１０上に積層したバッファ層１３０、半導体層１５０、予備ゲート絶縁膜１７０ａ、ゲート電極１９０、及び予備層間絶縁膜２１０ａは一般的な蒸着工程などにより形成される。
【００５８】
次に、図４を参照すると、上記積層体を準備した後、上記積層体上に第１吐出装置５００を位置させる。ここで、第１吐出装置５００は電気水力学的なインクジェット工程を利用する電気水力学的なインクジェットプリンタである。
【００５９】
電気水力学的なインクジェット工程は、溶液に高電圧を印加して電荷を付与した後、電荷を有する溶液に電圧を印加し、上記溶液を吐出する工程である。電気水力学的なインクジェット工程は電圧を制御し、多様な形態、例えば、微細な円錐型液封モードなどの吐出形態などが得られる。すなわち、電気水力学的なインクジェット工程は所望する位置に微細なパターンを形成できる工程である。
【００６０】
第１吐出装置５００は第１本体５１０、第１エッチング溶液吐出ノズル５３０、及び第１電極溶液吐出ノズル５５０を含む。
【００６１】
第１本体５１０は第１エッチング溶液吐出ノズル５３０及び第１電極溶液吐出ノズル５５０を支持し、第１エッチング溶液吐出ノズル５３０及び第１電極溶液吐出ノズル５５０にそれぞれ第１エッチング溶液５３０ａ及び第１電極溶液５５０ａを供給する。また、第１本体５１０は第１エッチング溶液吐出ノズル５３０及び第１電極溶液吐出ノズル５５０を基板１１０と平行な一方向に移動させる。図４には、第１本体５１０が一方向に移動することが図示されているが、これに限定されるものではなく、基板１１０を支持する支持台（図示せず）が一方向に移動する場合もある。
【００６２】
第１エッチング溶液吐出ノズル５３０は、第１エッチング溶液５３０ａを電気水力学的なインクジェット方式により吐出する。ここで、第１エッチング溶液５３０ａはフッ酸（ＨＦ）を１０％で希釈したバッファ酸化エッチング溶液（Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｏｘｉｄｅ  Ｅｔｃｈ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ、ＢＯＥ溶液）であるが、これに限定されるものではなく、公知された多様なエッチング溶液のうち一つである。
【００６３】
第１電極溶液吐出ノズル５５０は第１電極溶液５５０ａを電気水力学的なインクジェット方式で吐出する。ここで、第１電極溶液５５０ａは、銀、金、または銅などの金属粒子の表面に有機物質が付着している溶液である。すなわち、第１電極溶液５５０ａは一般的な電極物質を有機溶媒に分散させた溶液である。
【００６４】
図面に図示していないが、第１吐出装置５００は第１エッチング溶液吐出ノズル５３０及び第１電極溶液吐出ノズル５５０と離隔して設置された外部電極をさらに含む。また、第１吐出装置５００は第１エッチング溶液吐出ノズル５３０、第１電極溶液吐出ノズル５５０、及び上記外部電極に電圧を印加する電源供給装置をさらに含む。電源供給装置は第１エッチング溶液吐出ノズル５３０、第１電極溶液吐出ノズル５５０、及び上記外部電極に電圧を印加することによって、第１エッチング溶液５３０ａ及び第１電極溶液５５０ａの吐出形態及び吐出量などを調節する。
【００６５】
前述した第１吐出装置５００の第１エッチング溶液吐出ノズル５３０を半導体層１５０のソース部１５０ａ及びドレイン部１５０ｂ上に位置させた後、電気水力学的なインクジェット方式により第１エッチング溶液５３０ａを吐出する。第１エッチング溶液５３０ａは液滴形態で予備層間絶縁膜２１０ａ上に吐出する。吐出された第１エッチング溶液５３０ａは予備層間絶縁膜２１０ａ及び予備ゲート絶縁膜１７０ａをエッチングし、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を形成する。
【００６６】
図５ないし図７を参照してソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の形成過程について詳細に説明する。先に、図５を参照すると、第１エッチング溶液吐出ノズル５３０から吐出された液滴形態の第１エッチング溶液５３０ａが予備層間絶縁膜２１０ａ上に落ちる。次に、図６を参照すると、液滴形態の第１エッチング溶液５３０ａが予備層間絶縁膜２１０ａの表面と接すると、第１エッチング溶液５３０ａの形態が平たくなり、予備層間絶縁膜２１０ａをエッチングする。次に図７を参照すると、吐出された第１エッチング溶液５３０ａと予備層間絶縁膜２１０ａが接触する中心部はエッチングして凹むようになる。また、吐出された第１エッチング溶液５３０ａと予備層間絶縁膜２１０ａが接触した外周部には第１エッチング溶液５３０ａに溶解した予備層間絶縁膜２１０ａの構成物質がマイクロ流体フローによって運搬されて堆積する。
【００６７】
前述した図５ないし図７の過程を繰り返すと、半導体層１５０のソース部１５０ａ及びドレイン部１５０ｂが露出し、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０が形成されることによって、予備層間絶縁膜２１０ａ及び予備ゲート絶縁膜１７０ａがそれぞれ層間絶縁膜２１０及びゲート絶縁膜１７０に変換される。また、ソースコンタクトホール２３０の入口及びドレインコンタクトホール２５０の入口には第１凸部Ｃ１が形成される。
【００６８】
図面には図示していないが、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を形成した後、層間絶縁膜２１０を洗浄してもよい。層間絶縁膜２１０を洗浄することによって、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の内部に残留する第１エッチング溶液５３０ａを洗浄するだけでなく、パーティクルを除去することもできる。ここで、層間絶縁膜２１０の洗浄は、Ｄ１ウォーター（Ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ  ｗａｔｅｒ）を利用する。また、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の内部に残留する第１エッチング溶液５３０ａを除去する場合は吸引（ｓｕｃｔｉｏｎ）ノズルを使用する。例示的な実施形態で、上記吸引ノズルは前述した第１吐出装置５００に設置される。
【００６９】
次に、図８を参照すると、ソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を形成した後、直ちにソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の内部に第１電極溶液５５０ａを吐出する。具体的には、前述した第１吐出装置５００の第１電極溶液吐出ノズル５５０をソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０上に位置させた後、電気水力学的なインクジェット方式により第１電極溶液５５０ａを吐出する。第１電極溶液５５０ａは、液滴形態でソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０の内部に吐出される。
【００７０】
第１電極溶液５５０ａがソースコンタクトホール２３０及びドレインコンタクトホール２５０を十分に満すと、第１電極溶液５５０ａを焼結させる。第１電極溶液５５０ａを焼結させると、第１電極溶液５５０ａ内の有機物質が蒸発し、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０が形成される。第１電極溶液５５０ａを焼結させる工程は２００℃ないし４００℃の低温工程により行われる。
【００７１】
次に、図９を参照すると、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０を形成した後、ソース電極２７０及びドレイン電極２９０上に予備保護膜３１０ａ及び予備平坦化層３３０ａを形成する。予備保護膜３１０ａ及び予備平坦化層３３０ａは一般的な蒸着工程などにより形成される。
【００７２】
次に、図１０を参照すると、予備保護膜（図９の３１０ａ）及び予備平坦化層（図９の３３０ａ）を形成した後、予備平坦化層（図９の３３０ａ）上に第２吐出装置６００を位置させる。ここで、第２吐出装置６００は電気水力学的なインクジェット工程を利用する電気水力学的なインクジェットプリンタであって、第１吐出装置５００と実質的に同一の構成を有する。
【００７３】
第２吐出装置６００は第２本体６１０、第２エッチング溶液６３０ａを吐出する第２エッチング溶液吐出ノズル６３０、及び第２電極溶液６５０ａを吐出する第２電極溶液吐出ノズル６５０を含む。第２吐出装置６００の各構成要素は第１吐出装置５００の各構成要素と実質的に同一である。ここで、第２エッチング溶液６３０ａはＮＭＰ（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ−ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、ＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  Ｇｌｙｃｏｌ  Ｍｏｎｏｍｅｔｈｙｌ  Ｅｔｈｅｒ  Ａｃｅｔａｔｅ）などであるが、これに限定されるものではなく、公知の多様なエッチング溶液中の一つであり、第１エッチング溶液５３０ａと同一な場合もある。また、第２電極溶液６５０ａは一般的な電極物質を有機溶媒に分散させた溶液であり、第１電極溶液５５０ａと同一である場合もある。
【００７４】
前述した第２吐出装置６００の第２エッチング溶液吐出ノズル６３０をドレイン電極２９０上に位置させた後、電気水力学的なインクジェット方式により第２エッチング溶液６３０ａを吐出する。第２エッチング溶液６３０ａは液滴形態で予備層間絶縁膜２１０ａ上に吐出される。吐出された第２エッチング溶液６３０ａは予備平坦化層３３０ａ及び予備保護膜３１０ａをエッチングし、画素コンタクトホール３５０を形成する。このように、ドレイン電極２９０が露出され、画素コンタクトホール３５０が形成されることによって、予備平坦化層３３０ａ及び予備保護膜３１０ａがそれぞれ平坦化層３３０及び保護膜３１０に変換される。また、画素コンタクトホール３５０の入口には第２凸部Ｃ２が形成される。
【００７５】
図面には図示してないが、画素コンタクトホール３５０を形成した後、平坦化層３３０を洗浄する。平坦化層３３０を洗浄することによって、画素コンタクトホール３５０の内部に残留する第２エッチング溶液６３０ａを洗浄するだけでなく、パーティクルを除去することもできる。
【００７６】
次に、図１１を参照すると、画素コンタクトホール３５０を形成した後、直ちに画素コンタクトホール３５０の内部に第２電極溶液６５０ａを吐出する。また、第２電極溶液６５０ａが画素コンタクトホール３５０を十分に満たすと、第２電極溶液６５０ａを焼結させる。第２電極溶液６５０ａを焼結させると、第２電極溶液６５０ａ内の有機物質が蒸発し、第１画素電極３７０ａが形成される。
【００７７】
次に、図１２を参照すると、第１画素電極３７０ａを形成した後、第２画素電極３７０ｂを形成する。第２画素電極３７０ｂは画素コンタクトホール３５０上に電極物質を蒸着して形成する。すなわち、第２画素電極３７０ｂは一般的な蒸着工程により形成される。このように、第１画素電極３７０ａを電気水力学的なインクジェット工程により形成し、第２画素電極３７０ｂを一般的な蒸着工程により形成することによって、前述したように第１画素電極３７０ａ及び第２画素電極３７０ｂの組成及び／またはプロパティを異なるようにできる。
【００７８】
このように、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００の製造方法によれば、電気水力学的なインクジェット工程により形成されたコンタクトホール（２３０、２５０、３５０）は直径が０．０１μｍないし１μｍであるため、一般的な蒸着工程により電極物質が満たされにくい場合もある。ここに、電気水力学的なインクジェット工程によりコンタクトホール（２３０、２５０、３５０）の内部に電極物質を満たす。また、広い範囲に電極、例えば、第２画素電極３７０ｂを形成する場合、一般的な蒸着工程により形成することによって工程効率性を図ることができる。
【００７９】
また、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００の製造方法によれば、電気水力学的なインクジェット工程を利用することによって、既存半導体工程の様々でかつ複雑な過程を画期的に減らすことができる。また、エッチング工程により発生する環境汚染物質の排出を防ぐことができる。また、低い印加電圧でも同じ噴射流量を実現することができ、電圧の無理な印加に伴う電力損失を防止することができる。また、電圧や電位差を調節することによって、エッチング溶液及び／または電極溶液の噴射形態を調節することができ、多様な形態のコンタクトホールを容易に形成することができる。また、コンタクトホールをマイクロ単位以下で精密に実現することができる。これによって、パターニング工程の精密度、信頼性、及び効率性を向上させる。また、工程単純化により製造原価を減少させる。また、ノズルサイズの１／２０サイズのエッチング溶液５３０ａ、６３０ａまたは電極溶液５５０ａ、６５０ａを吐出するため、ノズルサイズの制限を緩和することができる。また、エッチング溶液５３０ａ、６３０ａまたは電極溶液５５０ａ、６５０ａの種類及び粘度特性から受ける影響が少ないため、１０ＣＰないし１００００ＣＰ（Ｃｅｎｔｉｐｏｉｓｅ）範囲の粘度を有するエッチング溶液５３０ａ、６３０ａまたは電極溶液５５０ａ、６５０ａを使用することができ、エッチング溶液５３０ａ、６３０ａまたは電極溶液５５０ａ、６５０ａの吐出量をフェムト（Ｆｅｍｔｏ）リットル単位で制御することが可能である。また、エッチング溶液５３０ａ、６３０ａ及び電極溶液５５０ａ、６５０ａを所望する位置に正確に吐出することができ、素子の断線と短絡を防止することができる。
【００８０】
また、本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板１００の製造方法によれば、エッチング溶液５３０ａ、６３０ａを吐出する段階及び電極溶液５５０ａ、６５０ａを吐出する段階を単一の吐出装置５００、６００を利用し、連続して行うことによって、工程最適化を図ることができる。
【００８１】
以下、図１３を参照して本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ基板１０２について説明する。図１３は、本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ基板１０２を図示する断面図である。説明の便宜上、図１に図示する図面に示す各構成要素と実質的に同一の構成要素は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００８２】
本発明の他の実施形態による薄膜トランジスタ基板１０２によれば、ソース電極２７２及びドレイン電極２９２も前述した画素電極３７０のように二重層からなる。
【００８３】
具体的には、ソース電極２７２はソースコンタクトホール２３０の内部に位置する第１ソース電極２７２ａ及びソースコンタクトホール２３０上に位置する第２ソース電極２７２ｂを含む。例示的な実施形態で、ソースコンタクトホール２３０の内部に電気水力学的なインクジェット工程により第１ソース電極２７２ａを形成した後、ソースコンタクトホール２３０上に電極物質を蒸着し、第２ソース電極２７２ｂを形成する。ここで、第１ソース電極２７２ａ及び第２ソース電極２７２ｂの組成及び／またはプロパティは異なる。具体的には、第１ソース電極２７２ａの組成及び／またはプロパティは前述した第１画素電極３７０ａの組成及び／またはプロパティに対応し、第２ソース電極２７２ｂの組成及び／またはプロパティは前述した第２画素電極３７０ｂの組成及び／またはプロパティに対応する。
【００８４】
ドレイン電極２９２はドレインコンタクトホール２５０の内部に位置する第１ドレイン電極２９２ａ及びドレインコンタクトホール２５０上に位置する第２ドレイン電極２９２ｂを含む。例示的な実施形態で、ドレインコンタクトホール２５０の内部に電気水力学的なインクジェット工程により第１ドレイン電極２９２ａを形成した後、ドレインコンタクトホール２５０上に電極物質を蒸着し、第２ドレイン電極２９２ｂを形成する。ここで、第１ドレイン電極２９２ａ及び第２ドレイン電極２９２ｂの組成及び／またはプロパティは異なってもよい。ここで、第１ドレイン電極２９２ａの組成及び／またはプロパティは前述した第１画素電極３７０ａの組成及び／またはプロパティに対応し、第２ドレイン電極２９２ｂの組成及び／またはプロパティは前述した第２画素電極３７０ｂの組成及び／またはプロパティに対応する。
【００８５】
以下、図１４を参照して本発明の一実施形態による表示装置を説明する。図１４は、本発明の一実施形態による表示装置を図示する断面図である。説明の便宜上、図１に図示する図面に示す各構成要素と実質的に同一の構成要素は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００８６】
本発明の一実施形態による表示装置は有機発光表示装置７００である。例示的な実施形態で、有機発光表示装置７００は図１の薄膜トランジスタ基板１００、薄膜トランジスタ基板１００の画素電極３７０上に形成されて開口部を含む画素定義膜７１０、上記開口部に位置する有機発光層７２０、及び画素電極３７０と対向する共通電極７３０を含む。
【００８７】
有機発光層７２０は画素電極３７０と共通電極７３０とのあいだに形成される。有機発光層７２０に電流が印加されると、有機発光層７２０内の電子と正孔が再結合（ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、形成された励起子からのエネルギーによって特定の波長の光が発生する。
【００８８】
一方、有機発光層７２０は低分子有機物または高分子有機物からなる。このような有機発光層７２０は正孔注入層（ｈｏｌｅ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ、ＨＩＬ）、正孔輸送層（ｈｏｌｅ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＨＴＬ）、正孔阻止層（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＨＢＬ）、電子輸送層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＥＴＬ）、電子注入層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ、ＥＩＬ）及び電子阻止層（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ、ＥＢＬ）などを含む。
【００８９】
以下、図１５を参照して本発明の他の実施形態による表示装置を説明する。図１５は、本発明の他の実施形態による表示装置を図示する断面図である。説明の便宜上、図１に図示する図面に示す各構成要素と実質的に同一な構成要素は同一符号で示し、重複する説明を省略する。
【００９０】
本発明の他の実施形態による表示装置は液晶表示装置８００である。例示的な実施形態で、液晶表示装置８００は図１の薄膜トランジスタ基板１００、対向基板、及び液晶層８６０を含む。対向基板は、絶縁基板８１０、光漏れ防止のためのブラックマトリックス８２０、色実現のためのカラーフィルタ８３０、ブラックマトリックス８２０とカラーフィルタ８３０とのあいだの段差を緩和するためのオーバーコート層８４０及びオーバーコート層８４０上に形成された共通電極８５０を含む。対向基板は薄膜トランジスタ基板１００と対向する。また、薄膜トランジスタ基板１００と対向基板とのあいだには液晶層８６０が介在する。液晶層８６０は画素電極３７０と共通電極８５０とのあいだの電圧差によってバックライト（図示せず）から出射される光の透過率を調節する。
【００９１】
以上で本発明の実施形態を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野の通常の知識を有する者は、本発明の実施形態の本質的な特性から外れない範囲で、上記に例示していない多様な変更と応用が可能であることを理解することができる。例えば、本発明の実施形態に具体的に示す各構成要素を変更して実施することができる。また、このような変形と応用に関係した差異点は添付する請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈しなければならない。
【符号の説明】
【００９２】
１００、１０２    薄膜トランジスタ基板
１１０    基板
１３０    バッファ層
１５０    半導体層
１５０ａ    ソース部
１５０ｂ    ドレイン部
１５０ｃ    チャネル部
１７０    ゲート絶縁膜
１７０ａ    予備ゲート絶縁膜
１９０    ゲート電極
２１０    層間絶縁膜
２１０ａ    予備層間絶縁膜
２３０    ソースコンタクトホール
２５０    ドレインコンタクトホール
２７０、２７２    ソース電極
２７２ａ    第１ソース電極
２７２ｂ    第２ソース電極
２９０、２９２    ドレイン電極
２９２ａ    第１ドレイン電極
２９２ｂ    第２ドレイン電極
３１０    保護膜
３１０ａ    予備保護膜
３３０    平坦化層
３３０ａ    予備平坦化層
３５０    画素コンタクトホール
３７０    画素電極
３７０ａ    第１画素電極
３７０ｂ    第２画素電極
５００    第１吐出装置
５１０    第１本体
５３０    第１エッチング溶液吐出ノズル
５３０ａ    第１エッチング溶液
５５０    第１電極溶液吐出ノズル
５５０ａ    第１電極溶液
６００    第２吐出装置
６１０    第２本体
６３０    第２エッチング溶液吐出ノズル
６３０ａ    第２エッチング溶液
６５０    第２電極溶液吐出ノズル
６５０ａ    第２電極溶液
７００    有機発光表示装置
７１０    画素定義膜
７２０    有機発光層
７３０    共通電極
８００    液晶表示装置
８１０    絶縁基板
８２０    ブラックマトリックス
８３０    カラーフィルタ
８４０    オーバーコート層
８５０    共通電極
８６０    液晶層
Ｃ１    第１凸部
Ｃ２    第２凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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