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Diese
Anmeldung nimmt die Priorität
der koreanischen Patentanmeldungen Nr. P2005-134406 und P2005-134410,
eingereicht am 29. Dezember 2005, in Anspruch, die hiermit durch
Bezugnahme so einbezogen werden, als wenn sie vollständig hierin dargelegt
wären.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Dünnfilmtransistor und ein Verfahren
zur dessen Herstellung, und insbesondere einen organischen Dünnfilmtransistor
und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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Diskussion
des Standes der Technik
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Im
Allgemeinen wird ein Dünnfilmtransistor als
Schaltelement für
eine Anzeigevorrichtung verwendet. Der Dünnfilmtransistor kann aus verschiedenartigen
Materialien, bspw. Silizium und organischen Materialien, gebildet
werden. Der organische Dünnfilmtransistor
wird aus einem organischen Halbleitermaterial gebildet. Außerdem verwendet
der organische Dünnfilmtransistor
ein flexibles Substrat anstelle eines Glassubstrats. Mit der Ausnahme,
dass der organische Dünnfilmtransistor
ein organisches Halbleitermaterial und ein flexibles Substrat verwendet,
besitzt der organische Dünnfilmtransistor
eine ähnliche
Struktur wie der Silizium-Dünnfilmtransistor.
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1 ist eine Querschnittsansicht,
die einen organischen Dünnfilmtransistor
des Standes der Technik zeigt. Wie in 1 gezeigt,
beinhaltet der organische Dünnfilmtransistor
des Standes der Technik eine Gate-Elektrode 52a aus einem
metallischen Material, die auf einem unteren Substrat 51 angeordnet ist;
eine auf dem unteren Substrat 51 einschließlich der
Gate-Elektrode 52a angeordnete Gate-Isolationsschicht 53;
Source- und Drain-Elektroden 55a und 55b, die
mit beiden Kanten der Gate-Elektrode 52a überlappen
und auf der Gate-Isolationsschicht 53 angeordnet sind;
und eine auf der Gate-Isolationsschicht 53 einschließlich der
Source- und Drain-Elektroden 55a und 55b angeordnete
organische Halbleiterschicht 54. In diesem Fall können die
Source- und Drain-Elektroden 55a und 55b aus einem
anorganischen Material aus Palladium (Pd) oder Silber (Ag) gebildet
sein.
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Bei
dem oben genannten organischen Dünnfilmtransistor
kann die Gate-Isolationsschicht 53 aus einem
organischen Material gebildet sein. Die Gate-Isolationsschicht 53 aus
dem organischem Material wird mit einem Plasma behandelt, um die
Haftung zwischen der Gate-Isolationsschicht 53 aus organischem
Material und den Source/Drain-Elektroden 55a und 55b aus
metallischem Material zu verbessern.
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Die
mit dem Plasma behandelte Gate-Isolationsschicht weist jedoch hydrophile
Eigenschaften auf. Wenn die organische Halbleiterschicht auf einer Gate-Isolationsschicht
mit hydrophilen Eigenschaften gebildet wird, wächst die organische Halbleiterschicht
mit kleiner Körnung.
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2A zeigt die Kornstruktur
der auf der nicht mit einem Plasma behandelten Gate-Isolationsschicht
mit hydrophoben Eigenschaften ausgebildeten organischen Halbleiterschicht. 2B zeigt die Kornstruktur
der auf der mit einem Plasma behandelten Gate-Isolationsschicht
mit hydrophilen Eigenschaften ausgebildeten organischen Halbleiterschicht.
Vergleicht man die 2A mit
der 2B, so ist die Korngröße der auf
der Gate-Isolationsschicht mit hydrophilen Eigenschaften ausgebildeten organischen
Halbleiterschicht kleiner als die Korngröße der auf der Gate-Isolationsschicht
mit hydrophoben Eigenschaften ausgebildeten organischen Halbleiterschicht.
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Wenn
die organische Halbleiterschicht mit der kleinen Korngröße auf der
Gate-Isolationsschicht mit hydrophilen Eigenschaften ausgebildet
wird, nimmt die Korngrenze aufgrund der kleinen Korngröße zahlenmäßig zu.
Da die Korngrenze als Ladungseinfangstelle fungiert, verschlechtern
sich die elektrischen Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Folglich
ist die vorliegende Erfindung auf einen organischen Dünnfilmtransistor
und ein Verfahren zu seiner Herstellung gerichtet, die ein oder
mehrere Probleme aufgrund von Beschränkungen und Nachteilen des
Standes der Technik im Wesentlichen vermeiden.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen organischen Dünnfilmtransistor
und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereit zu stellen, die die Eigenschaften
der Anordnung durch Verringerung des Kontaktwiderstandes verbessern,
der in einem Kontaktbereich zwischen einer organischen Hableiterschicht
und Source/Drain-Elektroden
auftritt.
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Zusätzliche
Vorteile, Ziele und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der
folgenden Beschreibung ausgeführt
und sind für
die Fachleute zum Teil aus der Auswertung des folgenden ersichtlich,
oder sind aus der Durchführung
der Erfindung zu erfahren. Die Ziele und anderen Vorteile der Erfindung
können durch
die spezielle in der schriftlichen Beschreibung und den Patentansprüchen hiervon,
als auch den anhängenden
Zeichnungen aufgezeigten Struktur realisiert und erreicht werden.
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Um
diese Ziele und anderen Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck
der Erfindung, wie sie hierin verkörpert und breit beschrieben
ist, umfasst ein organischer Dünnfilmtransistor
eine auf einem Substrat angeordnete Gate-Elektrode; eine auf der Gate-Elektrode ausgebildete
Gate-Isolationsschicht; Source- und Drain-Elektroden, die mit beiden
Kanten der Gate-Elektrode überlappen
und auf der Gate-Isolationsschicht ausgebildet sind; eine auf der Gate-Isolationsschicht
einschließlich
der Source/Drain-Elektroden ausgebildete organische Halbleiterschicht;
eine zwischen der Gate-Isolationsschicht und den Source/Drain-Elektroden angeordnete
erste Haftschicht mit hydrophilen Eigenschaften; und eine zwischen
der organischen Halbleiterschicht und der Gate-Isolationsschicht
angeordnete zweite Haftschicht mit hydrophoben Eigenschaften.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein organischer
Dünnfilmtransistor eine
auf einem Substrat ausgebildete Pufferschicht; auf der Pufferschicht ausgebildete
inselförmige
Source- und Drain-Elektroden; eine auf den Source- und Drain-Elektroden ausgebildete
organische Halbleiterschicht; eine auf dem Substrat einschließlich der
organischen Halbleiterschicht ausgebildete Gate-Isolationsschicht;
eine Gate-Elektrode, die mit den Source- und Drain-Elektroden überlappt
und die auf der Gate-Isolationsschicht ausgebildet ist; eine zwischen der
Pufferschicht und den Source/Drain-Elektroden ausgebildete erste
Haftschicht mit hydrophilen Eigenschaften; und eine zwischen der
Pufferschicht und der organischen Halbleiterschicht ausgebildete zweite
Haftschicht mit hydrophoben Eigenschaften.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors das Ausbilden einer
Gate-Elektrode auf einem Substrat; das Ausbilden einer Gate-Isolationsschicht
auf der gesamten Oberfläche
des Substrats einschließlich
der Gate-Elektrode; das Durchführen
einer ersten Plasmabehandlung der Gate-Isolationsschicht, um eine erste
Haftschicht mit hydrophilen Eigenschaften auszubilden; das Ausbilden
von Source- und Drain-Elektroden auf der ersten Haftschicht; das
Durchführen einer
zweiten Plasmabehandlung der ersten Haftschicht zwischen den Source-
und Drain-Elektroden, um eine zweite Haftschicht mit hydrophoben
Eigenschaften auszubilden; und das Ausbilden einer organischen Halbleiterschicht
auf der Gate-Isolationsschicht einschließlich der zweiten Haftschicht.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors das Ausbilden einer
Pufferschicht auf einem Substrat; das Ausbilden einer ersten Haftschicht
mit hydrophilen Eigenschaften durch Durchführen einer ersten Plasmabehandlung
der Pufferschicht; das Ausbilden von Source- und Drain-Elektroden auf der ersten
Haftschicht; das Ausbilden einer zweiten Haftschicht mit hydrophoben
Eigenschaften durch Durchführen
einer zweiten Plasmabehandlung der ersten Haftschicht zwischen den
Source- und Drain-Elektroden; das aufeinanderfolgende Ausbilden
einer organischen Halbleiterschicht und einer Gate-Isolationsschicht auf
der Pufferschicht einschließlich
der zweiten Haftschicht; und das Ausbilden einer Gate-Elektrode
auf der Gate-Isolationsschicht.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors das Ausbilden einer
Gate-Elektrode auf einem Substrat; das Ausbilden einer Gate-Isolationsschicht
auf der gesamten Oberfläche
des Substrats einschließlich
der Gate-Elektrode; das Ausbilden einer ersten Haftschicht mit hydrophilen
Eigenschaften durch Durchführen
einer ersten Plasmabehandlung der Gate-Isolationsschicht; das Ausbilden einer
zweiten Haftschicht mit hydrophoben Eigenschaften durch Kontaktieren
einer Form mit einem vorbestimmten Bereich der ersten Haftschicht;
das Ausbilden von Source- und Drain-Elektroden auf der ersten Haftschicht; und
das Ausbilden einer organischen Halbleiterschicht auf der Gate-Isolationsschicht
einschließlich der
Source- und Drain-Elektroden
und der zweiten Haftschicht.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren
zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors das Ausbilden einer
Pufferschicht auf einem Substrat; das Ausbilden einer ersten Haftschicht
mit hydrophilen Eigenschaften durch Durchführen einer ersten Plasmabehandlung
der Pufferschicht; das Ausbilden einer zweiten Haftschicht mit hydrophoben
Eigenschaften durch Kontaktieren einer Form mit einem vorbestimmten
Bereich der ersten Haftschicht; das Ausbilden von Source- und Drain-Elektroden auf der
ersten Haftschicht; und das Ausbilden einer Gate-Isolationsschicht
und einer Gate-Elektrode auf der organischen Halbleiterschicht.
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Es
ist klar, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als
auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung
beispielhaft und erläuternd
und dazu gedacht sind, eine weitere Erläuterung der Erfindung, so wie
sie beansprucht wird, bereit zu stellen.
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KURZE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die aufgenommen werden, um ein weiteres Verständnis der Erfindung
zu ermöglichen
und in diese Anmeldung eingebunden wurden und einen Teil davon bilden, zeigen
(ein) Ausführungsbeispiel(e)
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, das
Prinzip der Erfindung zu erläutern.
In den Zeichnungen:
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ist 1 eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung eines organischen Dünnfilmtransistors
des Standes der Technik;
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sind
die 2A und 2B Fotografien,
die die Kristallstruktur einer organischen Halbleiterschicht des
Standes der Technik zeigen;
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sind
die 3A bis 3D Querschnittsansichten
zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines organischen
Dünnfilmtransistors gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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ist 4 eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung, die
einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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sind
die 5A bis 5D Querschnittsansichten
zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines organischen
Dünnfilmtransistors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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ist 6 eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung, die
einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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sind
die 7A bis 7D Querschnittsansichten
zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines organischen
Dünnfilmtransistors gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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ist 8 eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung, die
einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet;
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sind
die 9A bis 9D Querschnittsansichten
zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung eines organischen
Dünnfilmtransistors gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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ist
die 10 eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung
einer LCD-Vorrichtung,
die einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird nunmehr detailliert Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
gezeigt sind. Wo immer möglich
werden überall
in den Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen verwendet, um auf
gleiche oder ähnliche
Teile zu verweisen.
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Im
folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Dünnfilmtransistors
gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Die 3A bis 3D sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung
eines organischen Dünnfilmtransistors gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die 4A ist
eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung, die
einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Wie
in 3D gezeigt, beinhaltet der organische Dünnfilmtransistor
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Gate-Elektrode 112 aus
einem metallischen Material, die auf einem Substrat 110 angeordnet
ist; eine Gate-Isolationsschicht 114 aus einem organischen Isolationsmaterial,
die auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 110 einschließlich
der Gate-Elektrode 112 angeordnet ist; Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b aus
einem metallischen Material, die auf der Gate-Isolationsschicht 114 angeordnet
sind und mit beiden Kanten der Gate-Elektrode 112 überlappen;
eine auf der Gate-Isolationsschicht 114 einschließlich der
Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b angeordnete
und aus flüssigkristallinem Polyfluoren-Block-Copolymer
(LCPBC), Pentacen oder Polythiophen gestaltete organische Halbleiterschicht 120;
eine in einem Kontaktbereich zwischen der Gate-Isolationsschicht 114 und
den Source/Drain-Elektroden 116a/116b ausgebildete
hydrophile Haftschicht 114a; und eine hydrophobe Haftschicht 114b,
die in einem Kanalbereich ausgebildet ist, der einem Kontaktbereich
zwischen der organischen Halbleiterschicht 120 und der
Gate-Isolationsschicht 114 entspricht.
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Die
hydrophile Haftschicht 114a wird in dem Kontaktbereich
zwischen der Gate-Isolationsschicht 114 und den Source/Drain-Elektroden 116a/116b ausgebildet,
um dadurch die Hafteigenschaften darin zu verbessern. Außerdem wird
die organische Halbleiterschicht 120 auf der Gate-Isolationsschicht 114 einschließlich der
hydrophoben Haftschicht 114b ausgebildet. Demzufolge vergrößert sich
die Korngröße der organischen
Halbleiterschicht, und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle
fungiert, verringert sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften
der organischen Halbleiterschicht verbessert werden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des organischen Dünnfilmtransistors gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wie folgt beschrieben.
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Zunächst wird,
wie in 3A gezeigt, ein metallisches
Material auf dem Substrat 110 aus Glas oder durchsichtigem
Kunststoff abgeschieden, und wird dann durch Fotolithographie gemustert,
wodurch die Gate-Elektrode 112 ausgebildet wird. Die Gate-Elektrode 112 kann
aus irgendeinem beliebigen metallischen Material mit niedrigem Widerstand
gebildet werden, wie zum Beispiel Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo),
Aluminium (Al), Aluminium-Legierung (Al-Legierung), Wolfram (W),
oder kann aus einer Legierung davon gebildet werden.
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Danach
wird ein organisches Isolationsmaterial auf die gesamte Oberfläche des
Substrats 100 einschließlich der Gate-Elektrode 112 aufgetragen, wodurch
die Gate-Isolationsschicht 114 ausgebildet wird.
Die Gate-Isolationsschicht wird aus einem organischen Isolationsmaterial
gebildet, zum Beispiel Benzocyclobuten (BCB), einem Acrylbasierten
Material, oder Polyimid. Dann wird eine erste Plasmabehandlung der
Gate-Isolationsschicht 114 durchgeführt, wodurch
die hydrophile Haftschicht 114a auf der Oberfläche der
Gate-Isolationsschicht 114 ausgebildet wird. Die erste
Plasmabehandlung kann ein Gas ausgewählt aus O2,
H2, He, SF6 oder
CF4 oder ein Mischgas daraus verwenden.
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Wie
in 3B gezeigt, wird auf der hydrophilen Haftschicht 114a eine
Metallschicht ausgebildet, und es wird ein Fotoresist auf die Metallschicht
aufgetragen.
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Nachdem
eine Fotomaske mit einem vorbestimmten Muster über dem Fotoresist angeordnet wurde,
wird er mit Licht bestrahlt und wird belichtet und entwickelt, wobei
der Fotoresist 118 gemustert wird. Danach wird die Metallschicht
unter Verwendung des gemusterten Fotoresists als Maske selektiv geätzt, wodurch
die Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b ausgebildet
werden. Die Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b können aus
irgendeinem beliebigen metallischen Material mit niedrigem Widerstand
gebildet werden, wie zum Beispiel Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo),
Aluminium (Al), und Aluminium-Legierung
(Al-Legierung), oder können
aus einer Legierung davon gebildet werden.
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Die
durch die erste Plasmabehandlung gebildete hydrophile Haftschicht 114a verbessert
die Haftkraft zwischen der Gate-Isolationsschicht 114 aus dem
organischen Material und den Source/Drain-Elektroden 116a/116b aus
der Metallschicht des anorganischen Materials.
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Wie
in 3C gezeigt, wird eine zweite Plasmabehandlung
der gesamten Oberfläche
des Substrats 100 mit dem sich auf den Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b befindlichen
Fotoresist 118 durchgeführt.
Folglich wird die durch den gemusterten Fotoresist 118 belichtete
Haftschicht 114a in die hydrophobe Haftschicht 114b überführt, und die
hydrophile Haftschicht 114a verbleibt in dem Kontaktbereich
zwischen der Gate-Isolationsschicht 114 und
den Source/Drain-Elektroden 116a/116b. Die zweite
Plasmabehandlung verwendet ein Mischgas aus O2 und
CF2.
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Wie
in 3D gezeigt, wird nach der Entfernung des gemusterten
Fotoresists 118 ein organisches Material auf der gesamten
Oberfläche
des Substrats 110 einschließlich der Source- und Drain-Elektroden 116a und 116b abgeschieden,
und wird dann gemustert, um dadurch die organische Halbleiterschicht 120 auszubilden.
Auf diese Weise wird der organische Dünnfilmtransistor fertiggestellt. Das
organische Material für
die organische Halbleiterschicht kann aus flüssigkristallinem Polyfluoren-Block-Copolymer
(LCPBC), Pentacen oder Polythiophen bestehen.
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Bei
der Bildung der organischen Halbleiterschicht 120 auf der
Gate-Isolationsschicht 114 einschließlich der
hydrophoben Haftschicht 114b vergrößert sich die Korngröße der organischen
Halbleiterschicht, und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle
fungiert, verringert sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften
der organischen Halbleiterschicht verbessert werden.
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Wie
in 4 gezeigt, beinhaltet eine mit dem organischen
Dünnfilmtransistor
gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehene LCD-Vorrichtung eine Passivierungsschicht 122 und
eine Pixelelektrode 124. In diesem Fall wird die Passivierungsschicht 122 auf
dem Substrat 110 einschließlich des oben genannten organischen Dünnfilmtransistors
ausgebildet, wobei die Passivierungsschicht 122 aus dem
organischen Isolationsmaterial aus BCB, dem Acryl-basierten Material
oder Polyimid gebildet wird. Außerdem
wird die Pixelelektrode 124 mit der Drain-Elektrode 116b durch
ein Kontaktloch 119 verbunden. Die Pixelelektrode 124 wird
in einem Pixelbereich der Passivierungsschicht 122 ausgebildet,
wobei die Pixelelektrode 124 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO)
oder Indium-Zink-Oxid (IZO) gebildet wird.
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Ferner
wird ein oberes Substrat 132 gegenüber dem unteren Substrat 110 bereitgestellt
und mit dem unteren Substrat 110 verbunden. Das obere Substrat 132 beinhaltet
eine schwarze Matrix 130, um zu verhindern, dass Licht
auf Bereiche außerhalb des
Pixelbereichs streut; eine Farbfilterschicht 128, um Farben
darzustellen; und eine gemeinsame Elektrode 126, um die
Pixel anzusteuern. Die unteren und oberen Substrate werden mit einem
vorbestimmten Abstand dazwischen verbunden, und es wird eine Flüssigkristallschicht 131 in
dem vorbestimmten Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
ausgebildet.
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Der
organische Dünnfilmtransistor
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit einer Bottom-Gatestruktur verbunden. Der
organische Dünnfilmtransistor
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit einer Top-Gatestruktur verbunden.
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Die 5A bis 5D sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung
eines organischen Dünnfilmtransistors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die 6 ist eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung, die
einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Wie
in 5D gezeigt, beinhaltet der organische Dünnfilmtransistor
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine auf einem unteren Substrat 210 ausgebildete
Pufferschicht 212 aus einem organischen Material; auf der
Pufferschicht 212 ausgebildete inselförmige Source/Drain-Elektroden 214a/214b aus
einem metallischen Material; eine auf den Source/Drain-Elektroden 214a/214b und
der Pufferschicht 212 ausgebildete und aus flüssigkristallinem
Polyfluoren-Block-Copolymer (LCPBC), Pentacen oder Polythiophen
bestehende organische Halbleiterschicht 216; eine auf der
organischen Halbleiterschicht 216 ausgebildete Gate-Isolationsschicht 218;
eine auf der Gate-Isolationsschicht 218 und überlappend
mit den Source/Drain-Elektroden 214a/214b ausgebildete Gate-Elektrode 220;
eine in einem Kontaktbereich zwischen der Pufferschicht 212 und
den Source/Drain-Elektroden 214a/214b ausgebildete
hydrophile Haftschicht 212a; und eine in einem Kontaktbereich
zwischen der Pufferschicht 212 und der organischen Halbleiterschicht 216 entsprechenden
Kanalbereich ausgebildete hydrophobe Haftschicht 212b.
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Die
hydrophile Haftschicht 212a wird in dem Kontaktbereich
zwischen der Pufferschicht 212 und den Source/Drain-Elektroden 214a/214b ausgebildet,
um dadurch die Hafteigenschaften darin zu verbessern. Außerdem wird
die organische Halbleiterschicht 216 auf der Pufferschicht 212 einschließlich der
hydrophoben Haftschicht 212b ausgebildet. Folglich vergrößert sich
die Korngröße der organischen Halbleiterschicht,
und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle fungiert, verringert
sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht
verbessert werden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des organischen Dünnfilmtransistors gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben.
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Zunächst wird,
wie in 5A gezeigt, die Pufferschicht 212 auf
dem Substrat 210 aus Glas oder transparentem Kunststoff
ausgebildet. Die Pufferschicht 212 wird abgeschieden, um
das Kristallwachstum der organischen Halbleiterschicht zu verbessern.
Die Pufferschicht 212 kann aus einem organischen Isolationsmaterial
gebildet werden, wie zum Beispiel Benzocyclobuten (BCB), einem Acryl-basierten
Material, oder Polyimid. Dann wird eine erste Plasmabehandlung der
Pufferschicht 212 durchgeführt, wobei die hydrophile Haftschicht 212a auf
der Oberfläche
der Pufferschicht 212 ausgebildet wird. Die erste Plasmabehandlung
kann ein Gas ausgewählt
aus O2, H2, He,
SF6 oder CF4 oder
ein Mischgas daraus verwenden.
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Wie
in 5B gezeigt, wird eine Metallschicht auf der hydrophilen
Haftschicht 114a ausgebildet, und es wird ein Fotoresist
auf der Metallschicht abgeschieden. Dann wird, nachdem eine mit
einem vorbestimmten Muster versehene Fotomaske über dem Fotoresist positioniert
wurde, dieser mit Licht bestrahlt, und wird belichtet und entwickelt,
um dabei den Fotoresist 216 zu mustern. Danach wird die
Metallschicht durch Verwendung des gemusterten Fotoresists als Maske
selektiv geätzt,
wodurch die Source- und Drain-Elektroden 214a und 214b ausgebildet werden.
Die Source- und Drain-Elektroden 214a und 214b können aus
irgendeinem beliebigen metallischen Material mit niedrigem Widerstand
gebildet werden, wie zum Beispiel Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo),
Aluminium (Al), und Aluminium-Legierung (Al-Legierung), oder können aus
einer Legierung davon gebildet werden. Die durch die erste Plasmabehandlung
gebildete hydrophile Haftschicht 212a verbessert die Haftkraft
zwischen der Pufferschicht 212 aus organischem Material
und den Source/Drain-Elektroden 214a/214b der
Metallschicht aus anorganischem Material.
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Dann
wird, wie in 5C gezeigt, eine zweite Plasmabehandlung
der gesamten Oberfläche
des Substrats mit dem gemusterten Fotoresist durchgeführt. Auf
diese Weise wird die durch den gemusterten Fotoresist 216 belichtete
hydrophile Haftschicht 212a in die hydrophobe Haftschicht 212b umgewandelt
und die hydrophile Haftschicht 212a in dem Kontaktbereich
zwischen der Pufferschicht 212 und den Source/Drain-Elektroden 214a/214b zurückgelassen.
Die zweite Plasmabehandlung verwendet ein Mischgas aus O2 und CF2.
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Wie
in 5D gezeigt, wird, nachdem der gemusterte Fotoresist 216 entfernt
wurde, ein organisches Material auf der gesamten Oberfläche des Substrats
einschließlich
der Source- und Drain-Elektroden 214a und 214b abgeschieden
und dann gemustert, wodurch die organische Halbleiterschicht 217 ausgebildet
wird. Das organische Material für
die organische Halbleiterschicht 217 kann aus flüssigkristallinem
Polyfluoren-Block-Copolymer (LCPBC), Pentacen oder Polythiophen
bestehen. Bei der Ausbildung der organischen Halbleiterschicht 217 auf
der Pufferschicht 212 einschließlich der hydrophoben Haftschicht 212b ist
es möglich,
die Korngröße der als
Kanalbereich definierten organischen Halbleiterschicht zu erhöhen und
die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle fungiert, zu verringern,
wodurch die elektrischen Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht
verbessert werden.
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Anschließend wird
die Gate-Isolationsschicht 218 durch Abscheiden eines anorganischen Isolationsmaterials
auf der organischen Halbleiterschicht 217 oder durch Abscheiden
eines organischen Isolationsmaterials auf der organischen Halbleiterschicht 217 gebildet.
Die Gate-Isolationsschicht 218 kann aus einem anorganischen
Isolationsmaterial wie Siliziumdioxid (SiOx) oder Siliziumnitrid
(SiNx) oder aus einem organischen Isolationsmaterial wie BCB, einem
Acryl-basierten Material, oder Polyimid gebildet werden. Um eine
gute Haftkraft zwischen der Gate-Isolationsschicht 218 und
der organischen Halbleiterschicht zu erhalten, ist es vorzuziehen,
die Gate-Isolationsschicht 218 aus dem organischem Isolationsmaterial
zu bilden.
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Anschließend wird
ein metallisches Material auf der Gate-Isolationsschicht 218 abgeschieden, und
dann durch Fotolithografie gemustert, wodurch die mit den Source-
und Drain-Elektroden 214a und 214b überlappende
Gate-Elektrode 220 gebildet wird. Auf diese Weise wird
der organische Dünnfilmtransistor
fertiggestellt. Die Gate-Elektrode 220 kann aus einem metallischen
Material wie Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Aluminium-Legierung
(Al-Legierung) oder Wolfram (W), oder aus einer Legierung davon
gebildet werden.
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Wie
in 6 gezeigt, umfasst eine mit dem organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehene LCD-Vorrichtung eine Passivierungsschicht 222 und
eine Pixelelektrode 224. In diesem Fall ist die Passivierungsschicht 222 auf
dem Substrat 210 einschließlich des oben erwähnten organischen Dünnfilmtransistors
ausgebildet, wobei die Passivierungsschicht 222 aus einem
organischen Isolationsmaterial wie BCB, einem Acryl-basierten Material, oder
Polyimid gebildet ist. Außerdem
ist die Pixelelektrode 224 mit der Drain-Elektrode 214b durch
ein Kontaktloch 219 verbunden. Die Pixelelektrode 224 wird
in einem Pixelbereich der Passivierungsschicht 222 ausgebildet,
wobei die Pixelelektrode 224 aus ITO oder IZO besteht.
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Ferner
wird ein oberes Substrat 232 gegenüber dem unteren Substrat 210 bereitgestellt
und mit dem unteren Substrat 210 verbunden. Das obere Substrat 232 beinhaltet
eine schwarze Matrix 230, um zu verhindern, dass Licht
auf Bereiche außerhalb des
Pixelbereichs streut; eine Farbfilterschicht 228, um Farben
darzustellen; und eine gemeinsame Elektrode 226, um die
Pixel anzusteuern. Die unteren und oberen Substrate werden mit einem
vorbestimmten Abstand dazwischen verbunden, und es wird eine Flüssigkristallschicht 231 in
dem vorbestimmten Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
ausgebildet.
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Die 7A bis 7D sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung
eines organischen Dünnfilmtransistors gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 8 ist eine
Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung,
die einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Wie
in 7D gezeigt, umfasst der organische Dünnfilmtransistor
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine auf dem Substrat 410 ausgebildete
Gate-Elektrode 412 aus einem metallischen Material; eine
auf der gesamten Oberfläche
des Substrates 410 einschließlich der Gate-Elektrode 412 ausgebildete
Gate-Isolationsschicht 414; auf der Gate-Isolationsschicht 414 ausgebildete
und mit beiden Kanten der Gate-Elektrode 412 überlappende
Source- und Drain-Elektroden 416a und 416b aus
einem metallischen Material; eine organische Halbleiterschicht 420,
die auf der Gate-Isolationsschicht 414 einschließlich der
Source- und Drain-Elektroden 416a und 416b ausgebildet ist
und aus flüssigkristallinem
Polyfluoren-Block-Copolymer (LCPBC), Pentacen oder Polythiophen
besteht; eine in einem Kontaktbereich zwischen der Gate-Isolationsschicht 414 und
den Source/Drain-Elektroden 416a/416b ausgebildete
hydrophile Haftschicht 414a; und eine in einem Kontaktbereich
zwischen der organischen Halbleiterschicht 420 und der
Gate-Isolationsschicht 414 ausgebildete
hydrophobe Haftschicht 414b.
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Die
hydrophile Haftschicht 414a wird in dem Kontaktbereich
zwischen der Gate-Isolationsschicht 414 und den Source/Drain-Elektroden 416a/416b ausgebildet,
um dadurch die Hafteigenschaften darin zu verbessern. Außerdem wird
die organische Halbleiterschicht 420 auf der Gate-Isolationsschicht 414 einbschließlich der
hydrophoben Haftschicht 414b ausgebildet. Folglich vergrößert sich
die Korngröße der organischen Halbleiterschicht,
und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle fungiert, verringert sich,
wodurch die elektrischen Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht
verbessert werden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des organischen Dünnfilmtransistors gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben.
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Zunächst wird,
wie in 7A gezeigt, ein metallisches
Material auf dem Substrat 410 aus Glas oder transparentem
Kunststoff abgeschieden, und wird dann durch Fotolithografie gemustert,
wodurch die Gate-Elektrode 412 gebildet wird. Die Gate-Elektrode 412 kann
aus irgendeinem beliebigen metallischen Material wie bspw. Chrom
(Cr), Kupfer (Cu), Molybdän
(Mo), Aluminium (Al), Aluminium-Legierung (Al-Legierung), Wolfram
(W), oder aus einer Legierung davon gebildet werden. Anschließend wird ein
organisches Isolationsmaterial auf der gesamten Oberfläche des
Substrats 400 einschließlich der Gate-Elektrode 412 abgeschieden,
wodurch die Gate-Isolationsschicht 414 gebildet wird. Die Gate-Isolationsschicht 414 wird
aus einem organischen Isolationsmaterial gebildet, wie bspw. BCB,
einem Acryl-basierten Material oder Polyimid. Anschließend wird
eine erste Plasmabehandlung der Gate-Isolationsschicht 414 durchgeführt, wodurch die
hydrophile Haftschicht 414a auf der Oberfläche der
Gate-Isolationsschicht 414 gebildet wird. Die erste Plasmabehandlung
kann ein Gas ausgewählt
aus O2, H2, He,
SF6 oder CF4 oder
ein Mischgas daraus verwenden.
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Wie
in 7B gezeigt, befindet sich eine Form 415 in
Kontakt mit einem vorbestimmten Bereich der hydrophilen Haftschicht 414a,
wodurch der Kontaktbereich in die hydrophobe Haftschicht 414b umgewandelt
wird. In diesem Fall kann die Form 415 durch einen zusätzlichen
Schritt aus einem thermisch aushärtenden
Material einschließlich
Polydimethylsiloxan (PDMS) gebildet werden. Im Einzelnen wird ein
Druck aufgebracht, wenn die PDMS beinhaltende Form 415 in
Kontakt mit der hydrophilen Haftschicht 414a steht. Auf
diese Weise wird der Kontaktbereich zwischen der Form 415 und
der hydrophilen Haftschicht 414a durch Abspaltung von „-OH-Gruppen" aus der Endgruppe
des Oberflächenbereichs
in einen hydrophoben Bereich umgewandelt. Folglich wird die mit
der Form 415 in Kontakt stehende hydrophile Haftschicht 414a in
die hydrophobe Haftschicht 414b umgewandelt. Demgemäß setzt
sich die Haftschicht aus der hydrophilen Haftschicht 414a und
der hydrophoben Haftschicht 414b zusammen.
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Wie
in 7C gezeigt, wird, nach Entfernung der Form 415,
eine Metallschicht auf der Gate-Isolationsschicht 414,
die die hydrophile Haftschicht 414a und die hydrophobe
Haftschicht 414b umfasst, ausgebildet. Anschließend wird
die Metallschicht mit Fotoresist (nicht gezeigt) beschichtet. Danach
wird eine Fotomaske mit einem vorbestimmten Muster über dem
Fotoresist positioniert, wird dann mit Licht bestrahlt und wird
belichtet und entwickelt, wodurch der Fotoresist gemustert wird.
Unter Verwendung des gemusterten Fotoresists als Maske wird die
Metallschicht selektiv geätzt,
so dass die Source- und Drain-Elektroden 416a und 416b auf
der hydrophilen Haftschicht 414a ausgebildet werden.
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Die
Source- und Drain-Elektroden 416a und 416b können aus
anorganischen Materialien mit niedrigem Widerstand gebildet werden,
wie zum Beispiel Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), und
Aluminium-Legierung (Al-Legierung), oder können aus einer Legierung davon
gebildet werden. Die durch die erste Plasmabehandlung gebildete
hydrophile Haftschicht 414a verbessert die Haftkraft zwischen
der Gate-Isolationsschicht 414 aus organischem Material
und den Source/Drain-Elektroden 416a/416b.
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Wie
in 7D gezeigt, wird ein organisches Material auf
der gesamten Oberfläche
der Gate-Isolationsschicht 414 einschließlich der
Source/Drain-Elektroden 416a/416b und der hydrophoben
Haftschicht 414b abgeschieden, und wird anschließend gemustert,
um die organische Halbleiterschicht 420 auszubilden, wodurch
der organische Dünnfilmtransistor
fertiggestellt wird. Das organische Material für die organische Halbleiterschicht
kann aus flüssigkristallinem
Polyfluoren-Block-Copolymer (LCPBC), Pentacen oder Polythiophen
bestehen.
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In
diesem Fall wird die organische Halbleiterschicht 420 auf
der Gate-Isolationsschicht 414 einschließlich der
durch Kontakt mit der Form 415 gebildeten hydrophoben Haftschicht 414b ausgebildet. Folglich
vergrößert sich
die Korngröße der organischen
Halbleiterschicht, und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle
fungiert, verringert sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften
der organischen Halbleiterschicht verbessert werden.
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Wie
in 8 gezeigt, umfasst eine mit dem organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehene LCD-Vorrichtung eine Passivierungsschicht 422 und
eine Pixelelektrode 424. In diesem Fall ist die Passivierungsschicht 422 auf
dem Substrat 410 einschließlich des oben erwähnten organischen Dünnfilmtransistors
ausgebildet, wobei die Passivierungsschicht 422 aus einem
organischen Isolationsmaterial wie BCB, einem Acryl-basierten Material, oder
Polyimid gebildet ist. Außerdem
ist die Pixelelektrode 424 mit der Drain-Elektrode 416b durch
ein Kontaktloch 419 verbunden. Die Pixelelektrode 424 wird
in einem Pixelbereich der Passivierungsschicht 422 ausgebildet,
wobei die Pixelelektrode 424 aus ITO oder IZO besteht.
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Ferner
wird ein oberes Substrat 432 gegenüber dem unteren Substrat 410 bereitgestellt
und mit dem unteren Substrat 410 verbunden. Das obere Substrat 432 beinhaltet
eine schwarze Matrix 430, um zu verhindern, dass Licht
auf Bereiche außerhalb des
Pixelbereichs streut; eine Farbfilterschicht 428, um Farben
darzustellen; und eine gemeinsame Elektrode 426, um die
Pixel anzusteuern. Die unteren und oberen Substrate werden mit einem
vorbestimmten Abstand dazwischen verbunden, und es wird eine Flüssigkristallschicht 431 in
dem vorbestimmten Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
ausgebildet.
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Der
organische Dünnfilmtransistor
gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist einer Bottom-Gatestruktur zugeordnet.
Der organische Dünnfilmtransistor
gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist einer Top-Gatestruktur zugeordnet.
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Die 9A bis 9D sind
Querschnittsansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung
eines organischen Dünnfilmtransistors gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 10 ist
eine Querschnittsansicht zur Veranschaulichung einer LCD-Vorrichtung,
die einen organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet.
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Wie
in 9D gezeigt, beinhaltet der organische Dünnfilmtransistor
gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine auf einem unteren Substrat 510 ausgebildete
Pufferschicht 512 aus einem organischen Material; auf der
Pufferschicht 512 ausgebildete inselförmige Source/Drain-Elektroden 514a/514b aus
einem metallischen Material; eine auf den Source/Drain-Elektroden 514a/514b und
der Pufferschicht 512 ausgebildete und aus flüssigkristallinem
Polyfluoren-Block-Copolymer (LCPBC), Pentacen oder Polythiophen
bestehende organische Halbleiterschicht 516; eine auf der
organischen Halbleiterschicht 516 ausgebildete Gate-Isolationsschicht 518;
eine auf der Gate-Isolationsschicht 518 und überlappend
mit den Source/Drain-Elektroden 514a/514b ausgebildete Gate-Elektrode 520;
eine in einem Kontaktbereich zwischen der Pufferschicht 512 und
den Source/Drain-Elektroden 514a/514b ausgebildete
hydrophile Haftschicht 512a; und eine in einem Kortaktbereich
zwischen der Pufferschicht 512 und der organischen Halbleiterschicht 516 ausgebildete
hydrophobe Haftschicht 512b.
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Die
hydrophile Haftschicht 512a wird in dem Kontaktbereich
zwischen der Pufferschicht 512 und den Source/Drain-Elektroden 514a/514b ausgebildet,
um dadurch die Hafteigenschaften darin zu verbessern. Außerdem wird
die organische Halbleiterschicht 516 auf der Pufferschicht 512 einschließlich der
hydrophoben Haftschicht 512b ausgebildet. Folglich vergrößert sich
die Korngröße der organischen Halbleiterschicht,
und die Korngrenze, die als Ladungseinfallstelle fungiert, verringert
sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften der organischen Halbleiterschicht
verbessert werden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung des organischen Dünnfilmtransistors gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird wie folgt beschrieben.
-
Zunächst wird,
wie in 9A gezeigt, die Pufferschicht 512 auf
dem Substrat510 aus Glas oder transparentem Kunststoff
ausgebildet. Die Pufferschicht 512 wird abgeschieden, um
das Kristallwachstum der organischen Halbleiterschicht zu verbessern.
Die Pufferschicht 512 kann aus einem organischen Isolationsmaterial
gebildet werden. Beispielsweise wird die Pufferschicht 512 aus
Benzocyclobuten (BCB), einem Acrylbasierten Material, oder Polyimid
gebildet. Dann wird eine erste Plasmabehandlung der Pufferschicht 512 durchgeführt, wobei die
hydrophile Haftschicht 512a auf der Oberfläche der
Pufferschicht 512 ausgebildet wird. Die erste Plasmabehandlung
kann ein Gas ausgewählt
aus O2, H2, He,
SF6 oder CF4 oder
ein Mischgas daraus verwenden.
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Wie
in 9B gezeigt, befindet sich eine Form 513 in
Kontakt mit einem vorbestimmten Bereich der hydrophilen Haftschicht 512a,
wodurch der Kontaktbereich in die hydrophobe Haftschicht 512b umgewandelt
wird. In diesem Fall kann die Form 513 durch einen zusätzlichen
Schritt aus einem thermisch aushärtenden
Material einschließlich
Polydimethylsiloxan (PDMS) gebildet werden. Im Einzelnen wird ein
Druck aufgebracht, wenn die PDMS beinhaltende Form 513 in
Kontakt mit der hydrophilen Haftschicht 512a steht. Auf
diese Weise wird der Kontaktbereich zwischen der Form 513 und
der hydrophilen Haftschicht 512a durch Abspaltung von „-OH-Gruppen" aus der Endgruppe
des Oberflächenbereichs
in einen hydrophoben Bereich umgewandelt. Folglich wird die mit
der Form 513 in Kontakt stehende hydrophile Haftschicht 512a in
die hydrophobe Haftschicht 512b umgewandelt. Demgemäss setzt
sich die Haftschicht aus der hydrophilen Haftschicht 512a und
der hydrophoben Haftschicht 512b zusammen.
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Wie
in 9C gezeigt, wird, nach Entfernung der Form 513,
eine Metallschicht auf der Pufferschicht 512 einschließlich der
hydrophilen Haftschicht 512a und der hydrophoben Haftschicht 512b ausgebildet.
Anschließend
wird die Metallschicht mit Fotoresist (nicht gezeigt) beschichtet.
Danach wird eine Fotomaske mit einem vorbestimmten Muster über dem
Fotoresist positioniert, wird dann mit Licht bestrahlt und wird
belichtet und entwickelt, wodurch der Fotoresist gemustert wird.
Unter Verwendung des gemusterten Fotoresists als Maske wird die
Metallschicht selektiv geätzt,
so dass die Source- und Drain-Elektroden 514a und 514b auf
der hydrophilen Haftschicht 512a ausgebildet werden. Anschließend wird
der gemusterte Fotoresist (nicht gezeigt) entfernt.
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In
diesem Fall können
die Source- und Drain-Elektroden aus anorganischen Materialien mit niedrigem
Widerstand gebildet werden, wie zum Beispiel Chrom (Cr), Molybdän (Mo),
Aluminium (Al), und Aluminium-Legierung (Al-Legierung), oder können aus
einer Legierung davon gebildet werden. Die durch die erste Plasmabehandlung
gebildete hydrophile Haftschicht 512a verbessert die Haftkraft
zwischen der Pufferschicht 512 aus organischem Material
und den Source/Drain-Elektroden 514a/514b.
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Wie
in 9D gezeigt, wird ein organisches Material auf
der gesamten Oberfläche
der Pufferschicht 512 einschließlich der Source/Drain-Elektroden 514a/514b und
der hydrophoben Haftschicht 512b abgeschieden, und wird
anschließend
gemustert, um die organische Halbleiterschicht 516 auszubilden.
Das organische Material für
die organische Halbleiterschicht kann aus flüssigkristallinem Polyfluoren-Block-Copolymer
(LCPBC), Pentacen oder Polythiophen bestehen.
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In
diesem Fall wird die organische Halbleiterschicht 512 auf
der durch Kontakt mit der Form 513 gebildeten hydrophoben
Haftschicht 512b vorgesehen. Folglich vergrößert sich
die Korngröße der organischen
Halbleiterschicht, und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle
fungiert, verringert sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften
der organischen Halbleiterschicht verbessert werden.
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Anschließend wird
die Gate-Isolationsschicht 518 auf der organischen Halbleiterschicht 516 ausgebildet,
wobei die Gate-Isolationsschicht 518 aus einem anorganischen
oder einem organischen Isolationsmaterial bestehen kann. Die Gate-Isolationsschicht 518 kann
aus einem anorganischen Isolationsmaterial wie Siliziumdioxid (SiOx) oder
Siliziumnitrid (SiNx) oder aus einem organischen Isolationsmaterial
wie BCB, einem Acryl-basierten Material, oder Polyimid gebildet
werden. Um eine gute Haftkraft zwischen der Gate-Isolationsschicht 518 und
der organischen Halbleiterschicht zu erhalten, ist es vorzuziehen,
die Gate-Isolationsschicht 518 aus dem organischem Isolationsmaterial zu
bilden.
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Anschließend wird
ein metallisches Material auf der Gate-Isolationsschicht 518 abgeschieden, und
dann durch Fotolithografie gemustert, wodurch die mit den Source-
und Drain-Elektroden 514a und 514b überlappende
Gate-Elektrode 520 gebildet wird. Auf diese Weise wird
der organische Dünnfilmtransistor
fertiggestellt.
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Die
Gate-Elektrode 520 kann aus einem metallischen Material
wie Chrom (Cr), Kupfer (Cu), Molybdän (Mo), Aluminium (Al), Aluminium-Legierung (Al-Legierung)
oder Wolfram (W), oder aus einer Legierung davon gebildet werden.
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Wie
in 10 gezeigt, umfasst eine mit dem organischen Dünnfilmtransistor
gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehene LCD-Vorrichtung eine Passivierungsschicht 522 und
eine Pixelelektrode 524. In diesem Fall wird die Passivierungsschicht 522 auf
dem Substrat 510 einschließlich des oben erwähnten organischen Dünnfilmtransistors
ausgebildet, wobei die Passivierungsschicht 522 aus einem
organischen Isolationsmaterial wie BCB, einem Acryl-basierten Material, oder
Polyimid gebildet ist. Außerdem
ist die Pixelelektrode 524 mit der Drain-Elektrode 514b durch
ein Kontaktloch 519 verbunden. Die Pixelelektrode 524 wird
in einem Pixelbereich der Passivierungsschicht 522 ausgebildet,
wobei die Pixelelektrode 524 aus ITO oder IZO besteht.
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Ferner
wird ein oberes Substrat 532 gegenüber dem unteren Substrat 510 bereitgestellt
und mit dem unteren Substrat 510 verbunden. Das obere Substrat 532 beinhaltet
eine schwarze Matrix 530, um zu verhindern, dass Licht
auf Bereiche außerhalb des
Pixelbereichs streut; eine Farbfilterschicht 528, um Farben
darzustellen; und eine gemeinsame Elektrode 526, um die
Pixel anzusteuern. Die unteren und oberen Substrate werden mit einem
vorbestimmten Abstand dazwischen verbunden, und es wird eine Flüssigkristallschicht 531 in
dem vorbestimmten Abstand zwischen dem unteren und dem oberen Substrat
ausgebildet.
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In
dem organischen Dünnfilmtransistor
und dem Verfahren zu dessen Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die organische Halbleiterschicht auf der Isolationsschicht
aus organischem Material ausgebildet, die in hydrophobe Eigenschaften
umgewandelt wurde. Demzufolge vergrößert sich die Korngröße der organischen
Halbleiterschicht, und die Korngrenze, die als Ladungseinfangstelle fungiert,
verringert sich, wodurch die elektrischen Eigenschaften der organischen
Halbleiterschicht verbessert werden.
-
Für den organischen
Dünnfilmtransistor
der vorliegenden Erfindung verbessert die durch die Plasmabehandlung
gebildete hydrophile Haftschicht die Haftkraft zwischen der Pufferschicht
aus organischem Material und den Source/Drain-Elektroden.
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Es
ist für
die Fachleute klar, dass verschiedene Modifikationen und Variationen
bei der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne sich
vom Geist oder Umfang der Erfindungen zu entfernen. Es ist daher
beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Modifikationen und
Variationen dieser Erfindung abdeckt, vorausgesetzt, sie liegen
innerhalb des Umfangs der anhängenden
Patentansprüche
und ihrer Äquivalente.