포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 제조 방법 및 이에 의한 양자점 박막 패터닝 구조물
Quantum dot thin film patterning method through photolithography, display device manufacturing method including the same, and quantum dot thin film patterning structure thereby
특허 요약
본 기술은 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법, 이를 포함하는 디스플레이 장치 및 이에 의한 양자점 박막 패터닝 구조물에 관한 것이다. 본 기술의 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법은, 기판상에 양자점 박막을 형성하는 단계; 상기 양자점 박막상에 표면 패시베이션 레이어로서 원자층 증착법(ALD 공정)을 통해 금속 산화물을 형성하는 단계; 포토레지스트를 상기 양자점 박막상에 도포하는 단계-상기 포토레지스트는 노광 공정에서 산을 발생시키는 물질로 PAG(photo-acid generator) 방식의 포토레지스트임-; 및 상기 포토레지스트가 도포된 양자점 박막에 대해 노광 및 현상을 진행하여 픽셀을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다. 본 기술은 양자점 박막 위 포토리소그래피를 통한 패터닝 공정을 진행할 시 양자점 박막에 발광 강도나 수명과 같은 발광 특성의 손실을 최소화할 수 있다.
청구항
번호청구항
7

제6항에 있어서, 상기 소프트 베이킹은 95120℃의 온도범위에서 13 분간 수행되는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

6

제2항에 있어서, 상기 도포하는 단계는,상기 ALD 공정 후, 상기 ZnO가 포함된 양자점 박막상에 포지티브 타입의 상기 포토레지스트를 코팅하는 단계; 및 상기 코팅 후, 소프트 베이킹을 수행하는 단계;를 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

1

기판상에 양자점 박막을 형성하는 단계; 상기 양자점 박막상에 표면 패시베이션 레이어로서 원자층 증착법(ALD 공정)을 통해 금속 산화물을 형성하는 단계; 포토레지스트를 상기 양자점 박막상에 도포하는 단계-상기 포토레지스트는 노광 공정에서 산을 발생시키는 물질로 PAG(photo-acid generator) 방식의 포토레지스트임-; 및상기 포토레지스트가 도포된 양자점 박막에 대해 노광 및 현상을 진행하여 픽셀을 형성하는 단계;를 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

2

제1항에 있어서, 상기 금속 산화물은 ZnO를 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

3

제2항에 있어서, 상기 금속 산화물을 형성하는 단계는, 상기 양자점 박막상에 상기 ZnO를 증착하기 위해 DEZ 및 H2O를 각각 전구체와 반응물로 사용하여 상기 ALD 공정을 수행하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

4

제3항에 있어서, 상기 ALD 공정은 최소 1 주기 이상의 ZnO에 대해 수행되는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

5

제3항에 있어서,상기 ALD 공정은 적어도 1 회의 ZnO 주기로 수행되고, DEZ 및 H2O의 펄스 시간은 각각 0.1초 내지 1초이며, 퍼지 시간은 DEZ의 경우 10초 내지 30초이고 H2O의 경우 10초 내지 180초인, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

8

제1항에 있어서, 상기 픽셀을 형성하는 단계는, 포토마스크를 사용하여 소정의 노출 에너지로 정렬한 후 상기 양자점 필름을 UV 광에 노출시키는 단계; 및 상기 노출 후, 노출 후 베이킹을 수행하는 단계;를 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

9

제8항에 있어서, 상기 노출은 50 ~ 500 mJ/cm2의 노출 에너지로 수행되는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

10

제8항에 있어서, 상기 노출 후 베이킹은 90~110℃의 온도범위에서 30초 내지 2 분간 수행되는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

11

제1항에 있어서, 상기 픽셀을 형성하는 단계는 상기 기판을 현상액, 아세톤 및 PR 리무버에 담가서 현상 및 식각 공정을 동시에 구현하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

12

제1항에 있어서, 상기 PAG는 아이오듐 PAG(iodium PAG)로서, 아이오딘 트리플레이트(iodine triflate), 아이오딘 노나플레이트(iodine nonaflate) 중 어느 하나 또는 2 이상을 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

13

제1항에 있어서, 상기 PAG는 술포늄 PAG(sulfonium PAG)로서, 트리페닐 술포늄 트리플레이트 염Triphenyl sulfonium triflate salt; TPS-Tf), 트리페닐 술포늄 노나플레이트(Triphenyl sulfonium nonaflate; TPS-Nf), 디메틸 페닐 술포늄 트리플레이트(dimethyl phenyl sulfonium triflate; DMPS-Tf) 중 어느 하나 또는 2 이상을 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

14

제1항에 있어서, 상기 포토레지스트는 포토레지스트 폴리머로서, 폴리하이드록시스티렌(Polyhydroxystryene; PHOST), 터트부톡시카르보닐스티렌(tert-butoxycarbonylstyrene; t-BOC), 터트부틸 아크릴레이트(tert-butyl acrylate), 메톡시프로필옥시스티렌(methoxypropyloxystyrene) 중 어느 하나 또는 2 이상을 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막 패터닝 방법.

15

패턴화된 ITO/유리 기판을 준비하는 단계; 상기 기판상에 정공 주입층(HIL) 형성 공정 및 정공 수송층(HTL) 형성 공정을 순차적으로 수행하는 단계; InP 기반 QD를 상기 기판상에 증착하여 QD 필름을 형성하는 단계; 상기 기판에 대해 ALD 공정 및 포토리소그래피 공정을 수행하여 QD 패턴을 얻는 단계; 상기 기판상에 전자 수송층(ETL) 형성 공정을 수행하는 단계; 상기 기판상에 전극 재료를 증착하여 전극을 제조하는 단계; 및상기 기판을 캡슐화하는 단계;를 포함하되, 상기 ALD 공정은 상기 QD 필름상에 표면 패시베이션 레이어로서 금속 산화물을 형성하는 과정을 포함하고, 상기 포토리소그래피 공정은 상기 금속 산화물이 포함된 QD 필름상에 노광 공정에서 산을 발생시키는 물질로 PAG(photo-acid generator) 방식의 포토레지스트를 도포하는 과정을 포함하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막을 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.

16

제15항에 있어서, 상기 금속 산화물을 형성하는 과정은, 상기 양자점 박막상에 ZnO를 증착하기 위해 DEZ 및 H2O를 각각 전구체와 반응물로 사용하여 상기 ALD 공정을 수행하는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막을 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.

17

제15항에 있어서, 상기 ALD 공정은 최소 1 주기 이상의 ZnO에 대해 수행되는, 포토리소그래피를 통한 양자점 박막을 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.

18

기판; 상기 기판상에 적어도 부분적으로 형성된, 표면 패시베이션 레이어로서 금속 산화물을 포함하는 양자점 박막; 상기 기판상에 적어도 부분적으로 형성된, 노광 공정에서 산을 발생시키는 물질로 PAG(photo-acid generator) 방식의 포토레지스트; 및 상기 포토레지스트가 도포된 양자점 박막의 노광 및 현상에 의해 형성된 패턴을 포함하는, 양자점 박막 패터닝 구조물.

19

제18항에 있어서, 상기 양자점 박막은 InP 계열이고, 상기 포토레지스트는 포지티브 타입인, 양자점 박막 패터닝 구조물.

20

제18항에 있어서, 상기 금속 산화물은 2 nm 이하의 초박막 ZnO 층인, 양자점 박막 패터닝 구조물.