FR2895836A1 - Transistor a couches minces organiques et procede pour sa fabrication. - Google Patents
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Abstract
Le transistor à couches minces organiques comprenant une électrode de grille (112) formée sur un substrat (110); une couche d'isolation (114) de grille; des électrodes de source et de drain (116A/116B) chevauchées par les deux bords de l'électrode de grille ; une couche semi-conductrice organique (120) formée sur la couche d'isolation de grille ; une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles (114a) formée entre la couche d'isolation (114) de grille et les électrodes de source/de drain ; et une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes (114b) formée entre la couche semi-conductrice organique et la couche d'isolation de grille.Transistor à couches minces organiques utilisé comme élément de commutation pour un dispositif d'affichage et son procédé de fabrication qui permettent de diminuer la résistance de contact dans une zone de contact entre la couche semi-conductrice organique et les électrodes de source/de drain.
Description
TRANSISTOR A COUCHES MINCES ORGANIQUES ET PROCEDE POUR SA FABRICATION
La présente invention concerne un transistor à couches minces et un procédé pour sa fabrication, et plus particulièrement, un transistor à couches minces organiques et un procédé pour sa fabrication. En général, un transistor à couches minces est utilisé comme élément de commutation pour un dispositif d'affichage. Le transistor à couches minces peut être formé à partir de divers matériaux, par exemple, du silicium et des matériaux organiques. Le transistor à couches minces est formé à partir d'un matériau semiûconducteur organique. De même, le transistor à couches minces organiques utilise un substrat souple à la place d'un substrat de verre. A l'exception du fait que le transistor à couches minces organiques utilise le matériau semiûconducteur organique et le substrat souple, le transistor à couches minces organiques est similaire du point de vue de sa structure au transistor à couches minces à base de silicium. La figure l est une vue en coupe transversale illustrant un transistor à couches minces organiques de la technique apparentée. Tel que représenté sur la figure 1, le transistor à couches minces organiques de la technique apparentée comprend une électrode de grille 52a d'un matériau métallique formé sur un substrat inférieur 51 ; une couche d'isolation 53 de grille formée sur le substrat inférieur 51 comprenant l'électrode de grille 52a ; des électrodes de source et de drain 55a et 55b chevauchées par les deux bords de l'électrode de grille 52a et formées sur la couche d'isolation 53 de grille ; et une couche semiûconductrice organique 54 formée sur la couche d'iso- lation 53 de grille comprenant les électrodes de source et de drain 55a et 55b. Dans ce cas, les électrodes de source et de drain 55a et 55b peuvent être formées à partir d'un matériau métallique inorganique à base de palladium (Pd) ou d'argent (Ag). Pour le transistor à couches minces organiques mentionné ciûdessus, la couche d'isolation 53 de grille peut être formée à partir d'un matériau organique. La couche d'isolation 53 de grille du matériau organique est traitée avec du plasma, pour améliorer une résistance d'adhérence entre la couche d'isolation 53 de grille du matériau organique et les électrodes de source/de drain 55a/55b du matériau métallique. Cependant, la couche d'isolation de grille traitée avec du plasma présente des propriétés hydrophiles. Si la couche semiûconductrice organique est formé e sur la couche d'isolation de grille présentant les propriétés hydrophiles, la couche semiûconductrice organique croît avec des grains de petite taille. La figure 2A représente la structure granulaire de la couche serniûconductrice organique formée sur la couche d'isolation de grille ayant les propriétés hydrophobes R ,Brevets ?6000`26060-06 1 1 23-tradTXT doc - 27 novembre 2006 1 27 qui n'est pas traitée avec du plasma. La figure 2B représente la structure granulaire de la couche semi-conductrice organique formée sur la couche d'isolation de grille ayant les propriétés hydrophiles qui est traitée avec du plasma. Lorsque l'on compare la figure 2A et la figure 2B, la granulométrie de la couche semi-conductrice organi- que formée sur la couche d'isolation de grille ayant les propriétés hydrophiles est inférieure à la granulométrie de la couche semi-conductrice organique formée sur la couche d'isolation de grille ayant les propriétés hydrophobes. Si la couche semi-conductrice organique ayant la faible granulométrie est formée sur la couche d'isolation de grille ayant les propriétés hydrophiles, un joint de lo grain augmente en nombre en raison de la faible granulométrie. Etant donné que le joint de grain fait office de site de piégeage de charge, les propriétés électriques de la couche semi-conductrice organique se détériorent. Par conséquent, la présente invention concerne un transistor à couches minces organiques et un procédé pour sa fabrication qui contourne sensiblement un ou 1.5 plusieurs problèmes dus aux limitations et inconvénients de la technique apparentée. Un objet de la présente invention consiste à mettre à disposition un transistor à couches minces organiques et un procédé pour sa fabrication, qui permettent d'améliorer les propriétés du dispositif par diminution d'une résistance de contact qui apparaît dans une zone de contact entre une couche semi-conductrice organique et les 20 électrodes de source/de drain. Pour parvenir à ces objectifs et autres avantages et conformé:ment au but de l'invention, un transistor à couches minces organiques comprend une électrode de grille formée sur un substrat ; une couche d'isolation de grille formée sur l'électrode de grille ; des électrodes de source et de drain chevauchées par les deux bords de 25 l'électrode de grille et formées sur la couche d'isolation de grille ; une couche semi-conductrice organique formée sur la couche d'isolation de grille comprenant les électrodes de source/de drain ; une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles formée entre la couche d'isolation de grille et les électrodes de source/de drain ; et une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes formée 30 entre la couche semi-conductrice organique et la couche d'isolation de grille. Selon un mode de réalisation, la couche d'isolation de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique. Selon un autre mode de réalisation, la couche semi-conductrice organique est formée à partir d'un quelconque parmi un copolymère bloc de polyfluorène cristallin 35 liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène. Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source/de drain sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique. R 'Brevets/26000A26060-061 I23-tradTXT doc. - 27 ne rnbre 2006 - 2/27 Selon un autre mode de réalisation, la première couche adhésive présente les propriétés hydrophiles grâce à un traitement au plasma. Selon un autre mode de réalisation, la seconde couche adhésive présente les propriétés hydrophobes grâce à un traitement au plasma.
Dans un autre aspect de la présente invention, un transistor à couches minces organiques comprend une couche tampon formée sur un substrat ; des électrodes de source et de drain en forme d'îlots formées sur la couche tampon ; une couche semiùconductrice organique formée sur les électrodes de source et de drain ; une couche d'isolation de grille formée sur le substrat comprenant la couche semiùconductrice organique ; une électrode de grille chevauchée par les électrodes de source et de drain, et formée sur la couche d'isolation de grille ; une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles formée entre la couche tampon et les électrodes de source/de drain ; et une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes formée entre la couche tampon et la couche semiùconductrice organique.
Selon un mode de réalisation, la couche tampon est formée à partir d'un maté- riau d'isolation organique. Selon un autre mode de réalisation, la couche semiùconductrice organique est formée à partir d'un quelconque parmi un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène.
Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source/de drain sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique. Selon un autre mode de réalisation, la première couche adhésive présente les propriétés hydrophiles grâce à un traitement au plasma. Selon un autre mode de réalisation, la seconde couche adhésive présente les 25 propriétés hydrophobes grâce à un traitement au plasma. Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprend les étapes consistant à former une électrode de grille sur un substrat ; former une couche d'isolation de grille sur une surface entière du substrat comprenant l'électrode de grille ; accomplir un premier 30 traitement au plasma sur la couche d'isolation de grille, pour former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles ; former des électrodes de source et de drain sur la première couche adhésive ; accomplir un second traitement au plasma sur la première couche adhésive entre les électrodes de source et de drain, pour former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes ; et 35 former une couche semiùconductrice organique sur la couche d'isolation de grille comprenant la seconde couche adhésive. R'.Breveis,26000'_'6060-061 I23-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 3127 Selon un mode de réalisation de ce procédé, le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments. Selon un autre mode de réalisation, le second traitement au plasma destiné à former la seconde couche adhésive utilise un gaz de mélange à base d'02 et de CF2. Selon un autre mode de réalisation, la couche d'isolation de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique. Selon un autre mode de réalisation, la couche semiûconductrice organique est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de l0 pentacène ou de polythiophène. Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source/de drain sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique. Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprend les étapes consistant à former une l5 couche tampon sur un substrat ; former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la couche tampon ; former des électrodes de source et de drain sur la première couche adhésive ; former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par accomplissement d'un second traitement au plasma sur la première couche 20 adhésive entre les électrodes de source et de drain ; former séquentiellement une couche semiùconductrice organique et une couche d'isolation de grille sur la couche tampon comprenant la seconde couche adhésive ; et former une électrode de grille sur la couche d'isolation de grille. Selon un mode de réalisation de ce procédé, le premier traitement au plasma 25 destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments. Selon un autre mode de réalisation, le second traitement au plasma destiné à former la seconde couche adhésive utilise un gaz de mélange à base de 02 et de CF2. Selon un autre mode de réalisation, la couche tampon est formée à partir d'un 30 matériau d'isolation organique. Selon un autre mode de réalisation, la couche semi-conductrice organique est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène. Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source et de drain sont 35 formées à partir d'un matériau métallique inorganique. Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprend les étapes consistant à former une électrode de grille sur un substrat ; former une couche d'isolation de grille sur une R.`.Brecets'26000`,26060-061123-trajTXT doc 77 novembre 2006 - -1'27 surface entière du substrat comprenant l'électrode de grille ; former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la couche d'isolation de grille ; former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par mise en contact d'un moule avec une portion prédéterminée de la première couche adhésive ; former des électrodes de source et de drain sur la première couche adhésive ; et former une couche semiùconductrice organique sur la couche d'isolation de grille comprenant les électrodes de source et de drain et la seconde couche adhésive. Selon un mode de réalisation de ce procédé, le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments. Selon un autre mode de réalisation, le moule est formé à partir d'un matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS). Selon un autre mode de réalisation, la couche d'isolation de grille est formée à 15 partir d'un matériau d'isolation organique. Selon un autre mode de réalisation, la couche semiùconductrice organique est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène. Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source et de drain sont 20 formées à partir d'un matériau métallique inorganique. Dans un autre aspect de la présente invention, un procédé de Fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprend les étapes consistant à former une couche tampon sur un substrat ; former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la 25 couche tampon ; former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par mise en contact d'un moule avec une portion prédéterminée de la première couche adhésive ; former des électrodes de source et de drain sur la première couche adhésive ; former une couche semiùconductrice organique sur la couche tampon comprenant les électrodes de source et de drain et la seconde couche 30 adhésive ; et former une couche d'isolation de grille et une électrode de grille sur la couche semiùconductrice organique. Selon un mode de réalisation de ce procédé, le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments. 35 Selon un autre mode de réalisation, le moule est formé à partir d'un matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS). Selon un autre mode de réalisation, la couche tampon est formée à partir d'un matériau d'isolation organique. R 'Bresets,26000'"2 6060-06 1 I2?-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 5/27 Selon un autre mode de réalisation, la couche semiùconductrice organique est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène. Selon un autre mode de réalisation, les électrodes de source et de drain sont 5 formées à partir d'un matériau métallique inorganique. On comprendra que la description générale précédente et la description détaillée suivante de la présente invention sont toutes deux exemplaires et explicatives et sont destinées à fournir une explication supplémentaire de l'invention selon les revendications. 10 Les dessins annexés, qui sont inclus pour fournir une meilleure compréhension de l'invention et sont incorporés dans cette demande et constituent une partie de celleùci, illustrent un ou des mode(s) de réalisation de l'invention et conjointement avec la description servent à expliquer le principe de l'invention. Sur les dessins : La figure 1 est une vue en coupe transversale illustrant un transistor à couches 15 minces organiques de la technique apparentée ; Les figures 2A et 2B sont des photographies représentant une structure cristalline d'une couche semiùconductrice organique de la technique apparentée ; Les figures 3A à 3D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le premier mode de 20 réalisation de la présente invention ; La figure 4 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif d'affichage à cristaux liquides (LCD) qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention ; Les figures 5A à 5D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé 25 de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention ; La figure 6 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention ; 30 Les figures 7A à 7D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention ; La figure 8 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisa-35 tion de la présente invention ; Les figures 9A à 9D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention ; et R'. Brevet s .2600026060-06t I23-iradTXT doc - 27 novembre 2006 6/27 La figure 10 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention. Référence sera maintenant faite en détail aux modes de réalisation préférés de la présente invention, dont des exemples sont illustrés sur les dessins annexés. Lorsque cela est possible, les mêmes numéros de référence seront utilisés sur l'ensemble des dessins pour se référer aux parties identiques ou analogues. Ciûaprès, on décrira un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le mode de réalisation préféré de la présente invention en se réfé- rant aux dessins annexés. Les figures 3A à 3D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 4A est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la figure 3D, le transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention comprend une électrode de grille 112 fabriquée à partir d'un matériau métallique et formée sur un substrat 110 ; une couche d'isolation 114 de grille fabriquée à partir d'un matériau d'isolation organique et formée sur une surface entière du substrat 110 comprenant l'électrode de grille 112 ; des électrodes de source et de drain 116a et 116b fabriquées à partir d'un matériau métallique formées sur la couche d'isolation 114 de grille et chevauchées par les deux bords de l'électrode de grille 112 ; une couche semi-conductrice organique 120 formée sur la couche d'isolation 114 de grille comprenant les électrodes de source et de drain 116a et 116b et formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou polythiophène ; une couche adhésive hydrophile 114a formée dans une zone de contact située entre la couche d'isolation 114 de grille et les électrodes de source/de drain 116a/116b ; et une couche adhésive hydrophobe 114b formée dans une région de canal qui correspond à une zone de contact située entre la couche semiûconductrice organique 120 et la couche d'isolation 114 de grille. La couche adhésive hydrophile 114a est formée dans la zone de contact située entre la couche d'isolation 114 de grille et les électrodes de source/de drain I16a/116b, pour améliorer de ce fait les propriétés adhésives dans celleûci. De même, la couche semiûconductrice organique 120 est formée sur la couche d'isolation 114 de grille comprenant la couche adhésive hydrophobe 114b. A cause de cela, une granulométrie de la couche semiûconductrice organique augmente, et un joint de R VBrevets`, 26000A26060-061123-IradTYT doc - 27 novembre 2006. 7'27 grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiûconductrice organique. Un procédé de fabrication du transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention sera expliqué de la façon suivante. Tout d'abord, tel que représenté sur la figure 3A, un matériau métallique est déposé sur le substrat 110 de verre ou de plastique transparent, puis est modelé par photolithographie, ce qui forme de ce fait l'électrode de grille 112. L'électrode de grille 112 peut être formée à partir de l'un quelconque parmi des matériaux métalli- ques à faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), un alliage d'aluminium (alliage Al), le tungstène (W), ou peut être formé à partir d'un de leurs alliage. Par la suite, un matériau d'isolation organique est appliqué en revêtement sur une surface entière du substrat 100 comprenant l'électrode de grille 112, ce qui forme de ce fait la couche d'isolation 114 de grille. La couche d'isolation 114 de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique, par exemple, du benzocyclobutène (BCB), un matériau à base d'acrylique, ou du polyimide. Puis, un premier traitement au plasma est accompli sur la couche d'isolation 114 de grille, moyennant quoi la couche adhésive hydrophile 114a est formée sur la surface de la couche d'isolation 114 de grille. Le premier traitement au plasma peut utiliser un gaz 02, H2, He, SF5 ou CF4, ou peut utiliser un gaz de mélange de ces éléments. Tel que représenté sur la figure 3B, une couche métallique est formée sur la couche adhésive hydrophile 114a, et une résine photosensible est appliquée en revêtement sur la couche métallique. Après qu'un masque photographique ayant un modèle prédéterminé a été positionné sur la résine photosensible, il est irradié avec la lumière, et est exposé et développé, ce qui modèle de ce fait la résine photosensible 118. Par la suite, la couche métallique est gravée sélectivement au moyen de la résine photosensible modelée comme un masque, ce qui forme de ce fait les électrodes de source et de drain 116a et 116b. Les électrodes de source et de drain 116a et 116b peuvent être formées à partir d'un quelconque parmi des matériaux métalliques à faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), et un alliage d'aluminium (Alliage Al), ou peut être formé à partir d'un de leurs alliages. La couche adhésive hydrophile 114a formée au moyen du premier traitement au plasma améliore la résistance d'adhérence entre la couche d'isolation 114 de grille du matériau organique et les électrodes de source/de drain 116a/116b de la couche métallique du matériau inorganique. R A13revea,26000A26060-06I 123-i radTXT der - 27 novembre 2006 - 8/27 Tel que représenté sur la figure 3C, un second traitement au plasma est accompli sur la surface entière du substrat 100 ayant la résine photosensible 118 sur les électrodes de source et de drain 116a et 116b. Par conséquent, la couche adhésive hydrophile 114a exposée par la résine photosensible modelée 118 est transformée en la couche adhésive hydrophobe 114b, et la couche adhésive hydrophile 114a est laissée dans la portion de contact située entre la couche d'isolation 114 de grille et les électrodes de source/de drain 116a/116b. Le second traitement au plasma utilise le gaz de mélange à base de gaz 02 et CF2. Tel que représenté sur la figure 3D, après avoir enlevé la résine photosensible modelée 118, on dépose un matériau organique sur la surface entière du substrat 110 comprenant les électrodes de source et de drain 116a et 116b, puis on le modèle pour former de ce fait la couche semiûconductrice organique 120. Ainsi, le transistor à couches minces organiques est achevé. On peut utiliser comme matériau organique pour la couche semiûconductrice organique un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène. Pendant la formation de la couche semiùconductrice organique 120 sur la couche d'isolation 114 de grille comprenant la couche adhésive hydrophobe 114b, la granulométrie de la couche semi-conductrice organique augmenteä et le joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semi-conductrice organique. Tel que représenté sur la figure 4, un dispositif LCD prévu avec le transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention comprend une couche de passivation 122 et une électrode de pixel 124. Dans ce cas, la couche de passivation 122 est formée sur le substrat 1.10 comprenant le transistor à couches minces organiques mentionné ciûdessus, où la couche de passivation 122 est formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, d'un matériau à base d'acrylique ou de polyimide. De même, l'électrode de pixel 124 est connectée à l'électrode drain 116b par l'intermédiaire d'un trou de contact 119. L'électrode de pixel 124 est formée dans une région de pixel de la couche de passi- vation 122, où l'électrode de pixel 124 est formée à partir d'un oxyde d'indiumûétain (ITO) ou d'un oxyde d'indiumûzinc (IZO). De surcroît, un substrat supérieur 132 est prévu à l'opposé du substrat inférieur 110, et est lié au substrat inférieur 110. Le substrat supérieur 132 comprend une matrice à fond noir 130 pour empêcher la lumière de s'échapper sur des portions à l'exception de la région de pixel ; une couche de filtre coloré 128 pour représenter des couleurs ; et une électrode de référence 126 pour exciter le pixel. Les substrats inférieur et supérieur sont liés I'un à l'autre avec un espace prédéterminé entre eux, et R \Brevets`.2 600 012 60 60-06 1 I23-tradTXT. don - 27 novembre 2006 - 9/27 une couche de cristaux liquides 131 est formée dans l'espace prédéterminé entre les substrats inférieur et supérieur. Le transistor à couches minces organiques selon le premier mode de réalisation de la présente invention est associé à une structure de grille auûdessous. Un transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention est associé à une structure de grille auûdessus. Les figures 5A à 5D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention. La figure 6 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la figure 5D, le transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention comprend une couche tampon 212 fabriquée à partir d'un matériau organique formée sur un substrat infé- rieur 210 ; des électrodes de source/de drain 214a/214b en forme d'îlots fabriquées à partir d'un matériaux métallique formées sur la couche tampon 212 ; une couche semiûconductrice organique 216 formée sur les électrodes de source/de drain 214a/214b et la couche tampon 212 et formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène ; une couche d'isolation de grille 218 formée sur la couche semiûconductrice organique 216 ; une électrode de grille 220 formée sur la couche d'isolation de grille 218 et chevauchée par les électrodes de source/de drain 214a/214b ; une couche adhésive hydrophile 212a formée dans une zone de contact situéeentre la couche tampon 212 et les électrodes de source/de drain 214a/214b ; et une couche adhésive hydrophobe 212b formée dans une région de canal correspondant à une zone de contact entre la couche tampon 212 et la couche semiûconductrice organique 216. La couche adhésive hydrophile 212a est formée dans la zone de contact située entre la couche tampon 212 et les électrodes de source/de drain 214a/214b, pour améliorer de ce fait les propriétés adhésives dans celleûci. De même, la couche semi conductrice organique 216 est formée sur la couche tampon 212 comprenant la couche adhésive hydrophobe 212b. A cause de cela, une granulométrie de la couche semiûconductrice organique augmente, et un joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiûconductrice organique.
Un procédé de fabrication du transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué de la façon suivante. R Brevetsl26000A26060-061 I23- radFXT.doc - 27 novembre 2006 - 10127 Tout d'abord, telle que représentée sur la figure 5A, la couche tampon 212 est formée sur le substrat 210 de verre ou de plastique transparent. La couche tampon 212 est déposée pour améliorer la croissance des cristaux de la couche semiûconductrice organique. La couche tampon 212 peut être formée à partir d'un matériau d'isolation organique, par exemple, du benzocyclobutène (BCB), un matériau à base d'acrylique, ou du polyimide. Puis, un premier traitement au plasma est accompli sur la couche tampon 212, moyennant quoi la couche adhésive hydrophile 212a est formée sur la surface de la couche tampon 212. Le premier traitement. au plasma peut utiliser tout gaz quelconque parmi un gaz 02, H2, He, SF(6 ou CF4, ou peut utiliser un gaz de mélange à base de ces éléments. Telle que représentée sur la figure 5B, une couche métallique est formée sur la couche adhésive hydrophile 114a, et une résine photosensible est appliquée en revêtement sur la couche métallique. Puis, après qu'un masque photographique ayant un modèle prédéterminé a été positionné auûdessus de la résine photosensible, il est irradié avec les lumières, et est exposé et développé pour modeler de ce fait la résine photosensible 216. Par la suite, la couche métallique est gravée de manière sélective au moyen de la résine photosensible modelée comme un masque, ce qui forme de ce fait les électrodes de source et de drain 214a et 214b. Les électrodes de source et de drain 214a et 214b peuvent être formées à partir d'un quelconque parmi des maté- riaux métalliques à faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), et un alliage d'aluminium (Alliage Al), ou peut être formé à partir d'un de leurs alliages. La couche adhésive hydrophile 212a formée par le premier traitement au plasma améliore la résistance d'adhérence entre la couche tampon 212 du matériau organique et les électrodes de source/de drain 214a/214b de la couche métallique du matériau inorganique. Puis, tel que représenté sur la figure 5C, un second traitement au plasma est accompli sur la surface entière du substrat ayant la résine photosensible modelée. Ainsi, la couche adhésive hydrophile 212a exposée par la résine photosensible modelée 216 est transformée en couche adhésive hydrophobe 212b, et la couche adhésive hydrophile 212a est laissée dans la portion de contact entre la couche tampon 212 et les électrodes de source/de drain 214a/214b. Le second traitement au plasma utilise le gaz de mélange d'02 et de CF2. Tel que représenté sur la figure 5D, après enlèvement de la résine photosensible modelée 216, un matériau organique est déposé sur la surface entière du substrat comprenant les électrodes de source et de drain 214a et 214b, puis est modelé, ce qui forme de ce fait la couche semiûconductrice organique 217. Le matériau organique pour la couche semiûconductrice organique 217 peut être un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène. Lors de RVBrevets\26000A26060-061123-IradTXT don - 27 novembre 2006 - 1 1/27 la formation de la couche semiûconductrice organique 217 sur la couche tampon 212 comprenant la couche adhésive hydrophobe 212b, il est possible d'accroître la granulométrie de la couche semi-conductrice organique définie comme la région de canal, et de diminuer le joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiûconductrice organique. Puis, la couche d'isolation de grille 218 est formée par dépôt d'un matériau d'isolation inorganique sur la couche semiûconductrice organique 217, ou par application en revêtement d'un matériau d'isolation organique sur la couche semi conductrice organique 217. La couche d'isolation 218 de grille peut être formée à partir du matériau d'isolation organique à base d'oxyde de silicium (SiOx) ou de nitrure de silicium (SiNx), ou peut être formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. Pour obtenir la bonne résistance d'adhérence entre la couche d'isolation 218 de grille et la couche semiûconductrice organique, il est préférable de former la couche d'isolation 218 de grille à partir du matériau d'isolation organique. Puis, un matériau métallique est déposé sur la couche d'isolation 218 de grille, puis est modelé par photolithographie, ce qui forme de ce fait l'électrode de grille 220 chevauchée par les électrodes de source et de drain 214a et 214b. Ainsi, le transistor à couches minces organiques est achevé. L'électrode de grille 220 peut être formée à partir d'un matériau métallique à base de chrome (Cr), cuivre (Cu), molybdène (Mo), aluminium (Al), alliage d'aluminium (Alliage Al), ou tungstène (W), ou peut être formé à partir d'un de leurs alliages. Tel que représenté sur la figure 6, un dispositif LCD prévu avec le transistor à couches minces organiques selon le deuxième mode de réalisation de la présente invention comprend une couche de passivation 222 et une électrode 224 de pixel. Dans ce cas, la couche de passivation 222 est formée sur le substrat 210 comprenant le transistor à couches minces organiques susmentionné, où la couche de passivation 222 est formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. De même, l'électrode 224 de pixel est connectée à l'électrode drain 214b par l'intermédiaire d'un trou de contact 219. L'électrode 224 de pixel est formée dans une région de pixel de la couche de passivation 222, où l'électrode 224 de pixel est formée à partir d'ITO ou d'IZO. De surcroît, un substrat supérieur 232 est prévu à l'opposé du substrat inférieur 210, et est lié au substrat inférieur 210. Le substrat supérieur 232 comprend une matrice à fond noir 230 pour empêcher la lumière de s'échapper sur des portions à l'exception de la région de pixel ; une couche de filtre coloré 228 pour représenter des couleurs ; et une électrode de référence 226 pour exciter le pixel. Les substrats R \Brevets,2600026060-061123-tradPXT don - 27 novembre 2606 - 12.27 inférieur et supérieur sont liés l'un à l'autre avec un espace prédéterminé entre eux, et une couche de cristaux liquides 231 est formée dans l'espace prédéterminé entre les substrats inférieur et supérieur. Les figures 7A à 7D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la figure 7D, le transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention comprend une électrode de grille 412 d'un matériau métallique formée sur un substrat 410 ; une couche d'isolation 414 de grille d'un matériau organique formée sur une surface entière du substrat 410 comprenant l'électrode de grille 412 ; des électrodes de source et de drain 416a et 416b d'un matériau métallique formées sur la couche d'isolation 414 de grille et chevauchées par les deux bords de l'électrode de grille 412 ; une couche semiûconductrice organique 420 formée sur la couche d'isolation 414 de grille comprenant les électrodes de source et de drain 416a et 416b et formée à partir de copolymère bloc d'un polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène ; une couche adhésive hydrophile 414a formée dans une zone de contact entre la couche d'isolation 414 de grille et les électrodes de source/de drain 416a/416b; et une couche adhésive hydrophobe 414b formée dans une zone de contact entre la couche semi-conductrice organique 420 et la couche d'isolation 414 de grille. La couche adhésive hydrophile 414a est formée dans la zone de contact entre la couche d'isolation 414 de grille et les électrodes de source/de drain 416a/416b, pour améliorer de ce fait les propriétés adhésives dans celleûci. De même, la couche semiûconductrice organique 420 est formée sur la couche d'isolation 414 de grille comprenant la couche adhésive hydrophobe 414b. En conséquence, une granulométrie de la couche semiûconductrice organique augmente, et un joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiûconductrice organique. Un procédé de fabrication du transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué de la façon suivante.
Tout d'abord, tel que représenté sur la figure 7A, un matériau métallique est déposé sur le substrat 410 de verre ou de plastique transparent, puis est modelé par photolithographie, ce qui forme de ce fait l'électrode de grille 412. L'électrode de grille 412 peut être formée à partir d'un quelconque parmi des matériaux métalliques R'Brevets\26000126060.061123-tradlXT doc - 27 novembre 2006 - 13/27 à faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le cuivre (Cu), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), un alliage d'aluminium (Alliage Al), le tungstène (W), ou peut être formé à partir d'un de leurs alliages. Puis, un matériau d'isolation organique est formé sur une surface entière du substrat 400 comprenant l'électrode de grille 412, ce qui forme de ce fait la couche d'isolation 414 de grille. La couche d'isolation 414 de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique, par exemple, du benzocyclobutène (BCB), un matériau à base d'acrylique, ou du polyimide. Puis, un premier traitement au plasma est accompli sur la couche d'isolation 414 de grille, moyennant quoi la couche adhésive hydrophile 414a est formée sur la surface de la couche d'isolation 414 de grille. Le premier traitement au plasma peut utiliser tout gaz quelconque parmi du 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou peut utiliser un gaz de mélange de ces éléments. Tel que représenté sur la figure 7B, un moule 415 est en contact avec une portion prédéterminée de la couche adhésive hydrophile 414a, moyennant quoi la portion de contact est transformée en couche adhésive hydrophobe 414b. Dans ce cas, le moule 415 peut être formé à partir d'un matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS) au moyen d'une étape additionnelle. De façon détaillée, une pression est appliquée dans une situation où le moule 415 comprenant du PDMS est en contact avec la couche adhésive hydrophile 414a. Ainsi, la portion de contact entre le moule 415 et la couche adhésive hydrophile 414a est transformée en zone hydrophobe par séparation du groupe ù OH d'avec le groupe terminal de la zone de surface. En conséquence, la couche adhésive hydrophile 414a qui est en contact avec le moule 415 est transformée en couche adhésive hydrophobe 414b. Par conséquent, la couche adhésive est constituée de la couche adhésive hydrophile 414a et de la couche adhésive hydrophobe 414b. Telle que représentée sur la figure 7C, après enlèvement du moule 415, une couche métallique est formée sur la couche d'isolation 414 de grille comprenant la couche adhésive hydrophile 414a et la couche adhésive hydrophobe 414b. Puis, la couche métallique est revêtue avec une résine photosensible (non représentée). Par la suite, un masque photographique ayant un modèle prédéterminé est positionné auùdessus de la résine photosensible, puis est irradié avec la lumière, et est exposé et développé, ce qui modèle de ce fait la résine photosensible. En utilisant la résine photosensible modelée comme un masque, on grave sélectivement la couche métallique de sorte que les électrodes de source et de drain 416a et 416b soient formées sur la couche adhésive hydrophile 414a. Les électrodes de source et de drain 416a et 416b peuvent être formées à partir des matériaux métalliques inorganiques de faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), et un alliage d'aluminium (Alliage Al), R 113recets126000126060-061 I234radTXT doc - 27 novembre 2006 - 14/27 ou peuvent être formées à partir d'un de leurs alliages. La couche adhésive hydrophile 414a formée par le premier traitement au plasma améliore la résistance d'adhérence entre la couche d'isolation 414 de grille du matériau organique et les électrodes de source/de drain 416a/4I6b.
Tel que représenté sur la figure 7D, un matériau organique est appliqué en revêtement sur la surface entière de la couche d'isolation 414 de grille comprenant les électrodes de source/de drain 416a/416b et la couche adhésive hydrophobe 414b, puis est modelé pour former la couche semiùconductrice organique 420, moyennant quoi le transistor à couches minces organiques est achevé. Le matériau organique utilisé pour la couche semiùconductrice organique peut être un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène. Dans ce cas, la couche semiùconductrice organique 420 est formée sur la couche d'isolation 414 de grille comprenant la couche adhésive hydrophobe 414b formée par contact avec le moule 415. En conséquence, une granulométrie de la couche semiùconductrice organique augmente, et un joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiùconductrice organique. Tel que représenté sur la figure 8, un dispositif LCD prévu avec le transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention comprend une couche de passivation 422 et une électrode 424 de pixel. Dans ce cas, la couche de passivation 422 est formée sur le substrat 410 comprenant le transistor à couches minces organiques mentionné ciùdessus, où la couche de passivation 422 est formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. De même, l'électrode 424 de pixel est connectée à l'électrode drain 416b par l'intermédiaire d'un trou de contact 419. L'électrode 424 de pixel est formée dans une région de pixel de la couche de passivation 422, où l'électrode 424 de pixel est formée à partir d'ITO ou d'IZO. De surcroît, un substrat supérieur 432 est prévu à l'opposé du substrat inférieur 410, et est lié au substrat inférieur 410. Le substrat supérieur 432 comprend une matrice à fond noir 430 pour empêcher une lumière de s'échapper sur- des portions à l'exception de la région de pixel ; une couche de filtre coloré 428 pour représenter des couleurs ; et une électrode de référence 426 pour exciter le pixel. Les substrats inférieur et supérieur sont liés l'un à l'autre avec un espace prédéterminé entre eux, et une couche de cristaux liquides 431 est formée dans l'espace prédéterminé entre les substrats inférieur et supérieur. Le transistor à couches minces organiques selon le troisième mode de réalisation de la présente invention concerne une structure de grille auùdessous. Un R `Brevets\26000A26060-061123-IradTXT doc - 27 novernbre 2006 - 15/27 transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention concerne une structure de grille au-dessus. Les figures 9A à 9D sont des vues en coupe transversale illustrant un procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention. La figure 10 est une vue en coupe transversale illustrant un dispositif LCD qui utilise un transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention. Tel que représenté sur la figure 9D, le transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention comprend une couche tampon 512 d'un matériau organique formée sur un substrat inférieur 510 ; les électrodes de source/de drain 514a/514b en forme d'îlots d'un matériau métallique formées sur la couche tampon 512 ; une couche semi-conductrice organique 516 formée sur les électrodes de source/de drain 514a/514b et la couche tampon 512 et formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène, ou de polythiophène ; une couche d'isolation 518 de grille formée sur la couche semi-conductrice organique 516 ; une électrode de grille 520 formée sur la couche d'isolation 518 de grille et chevauchée par les électrodes de source/de drain 514a/514b ; une couche adhésive hydrophile 512a formée dans une zone de contact située entre la couche tampon 512 et les électrodes de source/de drain 514a/514b ; et une couche adhésive hydrophobe 512b formée dans une zone de contact située entre la couche tampon 512 et la couche semi-conductrice organique 516. La couche adhésive hydrophile 512a est formée dans la zone de contact située entre la couche tampon 512 et les électrodes de source/de drain 514a/514b, pour améliorer de ce fait les propriétés adhésives dans celle-ci. De même, la couche semi- conductrice organique 516 est formée sur la couche tampon 512 comprenant la couche adhésive hydrophobe 512b. En conséquence, une granulométrie de la couche semiùconductrice organique augmente, et un joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semi-conductrice organique.
Un procédé de fabrication du transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention sera expliqué de la façon suivante. Tout d'abord, tel que représenté sur la figure 9A, la couche tampon 512 est formée sur le substrat 510 de verre ou de plastique transparent. La couche tampon 512 est déposée pour améliorer la croissance des cristaux de la couche semi-conductrice organique. La couche tampon 512 peut être formée à partir d'un matériau d'isolation organique. Par exemple, la couche tampon 512 est formée à partir de benzocyclobutène (BCB), de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. Puis, un R Brevets\26000\26060-061123-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 16/27 premier traitement au plasma est accompli sur la couche tampon :512, moyennant quoi la couche adhésive hydrophile 512a est formée sur la surface de la couche tampon 512. Le premier traitement au plasma peut utiliser tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou peut utiliser un gaz de mélange de ces éléments.
Tel que représenté sur la figure 9B, un moule 513 est en contact avec une portion prédéterminée de la couche adhésive hydrophile 512a, moyennant quoi la portion de contact est transformée en couche adhésive hydrophobe 512b. Dans ce cas, le moule 513 peut être formé à partir d'u matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS) au moyen d'une étape additionnelle. De façon lo détaillée, une pression est appliquée dans un état où le moule 513 comprenant du PDMS est en contact avec la couche adhésive hydrophile 512a. Ainsi, la portion de contact située entre le moule 513 et la couche adhésive hydrophile 512a est transformée en zone hydrophobe par séparation du groupe ûOH d'avec le groupe terminal de la zone de surface. En conséquence, la couche adhésive hydrophile 512a qui est en 15 contact avec le moule 513 est transformée en couche adhésive hydrophobe 512b. Par conséquent, la couche adhésive est constituée de la couche adhésive hydrophile 512a et de la couche adhésive hydrophobe 512b. Telle que représentée sur la figure 9C, après enlèvement du moule 513, une couche métallique est formée sur la couche tampon 512 comprenant fa couche adhé- 20 sive hydrophile 512a et la couche adhésive hydrophobe 512b. Puis, la couche métallique est revêtue d'une résine photosensible (non représentée). Par la suite, un masque photographique ayant un modèle prédéterminé est positionné auûdessus de la résine photosensible, puis est irradié avec la lumière, et est exposé et développé, ce qui modèle de ce fait la résine photosensible. En utilisant la résine photosensible 25 modelée comme un masque, on grave sélectivement la couche métallique de sorte que les électrodes de source et de drain 514a et 514b soient formées sur la couche adhésive hydrophile 512a. Puis, la résine photosensible modelée (non représentée) est enlevée. Dans ce cas, les électrodes de source/de drain peuvent être formées à partir de 30 matériaux métalliques inorganiques de faible résistance, par exemple, le chrome (Cr), le molybdène (Mo), l'aluminium (Al), et un alliage d'aluminium (Alliage Al), ou peuvent être formés à partir d'un de leurs alliages. La couche adhésive hydrophile 512a formée par le premier traitement au plasma améliore la résistance d'adhérence entre la couche tampon 512 du matériau organique et les électrodes de source/de 35 drain 514a/514b. Tel que représenté sur la figure 9D, un matériau organique est appliqué en revêtement sur la surface entière de la couche tampon 512 comprenant les électrodes de source/de drain 514a/514b et la couche adhésive hydrophobe 512b, puis est R \Brevets\26000\26060-061123-trad(XT doc - 27 novembre 2006 - 1727 modelé, ce qui forme de ce fait la couche semi-conductrice organique 516. Le matériau organique utilisé pour la couche semi-conductrice organique peut être un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène.
Dans ce cas, la couche semi-conductrice organique 516 est prévue sur la couche adhésive hydrophobe 512b formée par contact avec le moule 513. En conséquence, une granulométrie de la couche semi-conductrice organique augmente, et un joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semi-conductrice organique.
Puis, la couche d'isolation 518 de grille est formée sur la couche semi-conductrice organique 516, où la couche d'isolation 518 de grille peut être formée à partir du matériau d'isolation inorganique ou organique. La couche d'isolation 518 de grille peut être formée à partir du matériau d'isolation inorganique à base d'oxyde de silicium (SiOx) ou de nitrure de silicium (SiNx), ou peut être formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. Pour obtenir la bonne résistance d'adhérence entre la couche d'isolation 518 de grille et la couche semi-conductrice organique, il est préférable de former la couche d'isolation 518 de grille à partir du matériau d'isolation organique. Puis, un matériau métallique est déposé sur la couche d'isolation 518 de grille, puis est modelé par photolithographie, ce qui forme de ce fait l'électrode de grille 520 chevauchée par les électrodes de source/de drain 514a/514b. Ainsi, le transistor à couches minces organiques est achevé. L'électrode de grille 520 peut être formée d'un matériau métallique à base de chrome (Cr), cuivre (Cu), molybdène (Mo), aluminium (Al), alliage d'aluminium (Alliage Al), ou tungstène (W), ou peut être formée à partir d'un de leurs alliages. Tel que représenté sur la figure 10, un dispositif LCD prévu avec le transistor à couches minces organiques selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention comprend une couche de passivation 522 et une électrode 524 de pixel. Dans ce cas, la couche de passivation 522 est formée sur le substrat 510 comprenant le transistor à couches minces organiques mentionné ci-dessus, où la couche de passivation 522 est formée à partir du matériau d'isolation organique à base de BCB, de matériau à base d'acrylique, ou de polyimide. De même, l'électrode 524 de pixel est connectée à l'électrode drain 514b par l'intermédiaire d'un trou de contact 519. L'électrode 524 de pixel est formée dans une région de pixel de la couche de passi- vation 522, où l'électrode 524 de pixel est formée à partir d'ITO ou d'ITO. De surcroît, un substrat supérieur 532 est prévu à l'opposé du substrat inférieur 510, et est lié au substrat inférieur 510. Le substrat supérieur 532 comprend une matrice à fond noir 530 pour empêcher une lumière de s'échapper sur des portions à R.l Brevets\26000\26060-06 I123-tradTXT. doc - 27 novembre 2006 - 18/27 l'exception de la région de pixel ; une couche de filtre coloré 528 pour représenter des couleurs ; et une électrode de référence 526 pour exciter le pixel. Les substrats inférieur et supérieur sont liés l'un à l'autre avec un espace prédéterminé entre eux, et une couche de cristaux liquides 531 est formée dans l'espace prédéterminé situé entre les substrats inférieur et supérieur. Dans le transistor à couches minces organiques et son procédé de fabrication selon la présente invention, la couche semiûconductrice organique est formée sur la couche d'isolation du matériau organique transformé de façon à présenter les propriétés hydrophobes. En conséquence, la granulométrie de la couche semi conductrice organique augmente, et le joint de grain qui fait office de site de piégeage de charge diminue, ce qui améliore de ce fait les propriétés électriques de la couche semiûconductrice organique. Pour le transistor à couches minces organiques selon la présente invention, la couche adhésive hydrophile formée grâce au traitement au plasma améliore la résis- tance d'adhérence entre la couche tampon du matériau organique et les électrodes de source/de drain. Il apparaîtra aux hommes du métier que diverses modifications et variantes peuvent être apportées à la présente invention sans s'éloigner de l'esprit ou de la portée de l'invention. Ainsi, il est prévu que la présente invention couvre les modifi- cations et variantes de cette invention à condition qu'elle s'inscrive dans la portée selon les revendications annexées et leurs équivalents. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ciûdessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention.
R`E3revets\26000A26060-061123-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 19/27
Claims (36)
1. Transistor à couches minces organiques comprenant : - une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) formée sur un substrat (110) ; 5 - un couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille formée sur l'électrode de grille (112;220;520); - des électrodes de source et de drain (116A, 116B ; 416A, 416E ; 514A, 514B) chevauchées par les deux bords de l'électrode de grille (112 ; 220 ; 520) et formées sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille ; 10 - une couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) formée sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille comprenant les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) ; -une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles (114a ; 212a ; 414a ; 512a) formée entre la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille et 15 les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) ; et - une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes (114b ; 212b ; 414b ; 512b) formée entre la couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) et la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille. 20
2. Transistor à couches minces organiques selon la revendication 1, dans lequel la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique.
3. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des 25 revendications 1 ou 2, dans lequel la couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un quelconque parmi un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène.
4. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des 30 revendications 1 à 3, dans lequel les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorgani- que.
5. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des 35 revendications l à 4, dans lequel la première couche adhésive présente les propriétés hydrophiles grâce à un traitement au plasma. R '.Brevets \26000\26060-061 1 23-tradTXT doc - 27 nos ombre 2006 - 20/27
6. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans Iequel la seconde couche adhésive présente les propriétés hydrophobes grâce à un traitement au plasma.
7. Transistor à couches minces organiques comprenant : - une couche tampon (212 ; 512) formée sur un substrat (110) ; - des électrodes de source et de drain en forme d'îlots (214A ; 214B) formées sur la couche tampon (212 ; 512) ; - une couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516) formée sur les 10 électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) ; - une couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille formée sur le substrat (110) comprenant la couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516) ; - une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) chevauchée par les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B), et formée sur la couche 15 d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille ; - une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles (114a ; 212a ; 414a ; 512a) formée entre la couche tampon (212 ; 512) et les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) ; et -une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes (114b ; 20 212b ; 414b ; 512b) formée entre la couche tampon (212 ; 512) et la couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516).
8. Transistor à couches minces organiques selon la revendication 7, dans lequel la couche tampon (212 ; 512) est formée à partir d'un matériau d'isolation 25 organique.
9. Transistor à couches minces organiques selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un quelconque parmi un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide 30 (LCPBC), du pentacène, ou du polythiophène.
10. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorgani- 35 que. R:ABrevets\26000',26060-061123-IradTXT doc -27 novembre 2006 - 21127
11. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel la première couche adhésive présente les propriétés hydrophiles grâce à un traitement au plasma.
12. Transistor à couches minces organiques selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel la seconde couche adhésive présente les propriétés hydrophobes grâce à un traitement au plasma.
13. Procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprenant les étapes consistant à : - former une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) sur un substrat (110) ; - former un couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille sur une surface entière du substrat (110) comprenant l'électrode de grille (112 ; 220 ; 520) ; - accomplir un premier traitement au plasma sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille, pour former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles ; - former des électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) sur la première couche adhésive ; - accomplir un second traitement au plasma sur la première couche adhésive entre les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B), pour former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes ; et - former une couche semi-conductrice organique (120 ; 216 ; 516) sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille comprenant la seconde couche adhésive.
14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments.
15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, dans lequel le second traite-ment au plasma destiné à former la seconde couche adhésive utilise un gaz de mélange à base d'02 et de CF2.
16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15, dans lequel la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique. RVBrevetsV26000A26060-061 I23-tradTXT dx 27 no.embre 2006 - 22/27
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 16, dans lequel la couche semiûconductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène.
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 17, dans lequel les électrodes de source/de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique. 10
19. Procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprenant les étapes consistant à : - former une couche tampon (212 ; 512) sur un substrat (110) ; - former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la couche tampon (212 15 512) ; - former des électrodes de source et de drain (116A/l 16B ; 416A/416B 514A/514B) sur la première couche adhésive ; - former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par accomplissement d'un second traitement au plasma sur la première couche adhé- 20 sive entre les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B 514A/514B) ; - former séquentiellement une couche semiûconductrice organique (120 ; 216 516) et une couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille sur la couche tampon (212 ; 512) comprenant la seconde couche adhésive ; et 25 - former une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille.
20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque 30 parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CE', ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments.
21. Procédé selon la revendication 19 ou 20, dans lequel le second traite-ment au plasma destiné à former la seconde couche adhésive utilise un gaz de 35 mélange à base de 02 et de CF2. R 'Brevets\26000A26060-061 I23-tradTXT. do, - 27 novembre 2006 - 23/27 35
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 21, dans lequel la couche tampon (212 ; 512) est formée à partir d'un matériau d'isolation organique.
23. Procédé selon I'une quelconque des revendications 19 à 22, dans lequel la couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, dans lequel les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/41613 ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique.
25. Procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprenant les étapes consistant à : - former une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) sur un substrat (110) ; - former une couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille sur une surface entière du substrat (110) comprenant l'électrode de grille (112 ; 220 ; 520) ; - former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la couche d'isolation (114; 218; 518) de grille; - former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par mise en contact d'un moule (415 ; 513) avec une portion prédéterminée de la première couche adhésive ; - former des électrodes de source et de drain (116A/116B 416A/416B ; 514A/514B) sur la première couche adhésive ; et - former une couche semiûconductrice organique (120 ; 216 ; 516) sur la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille comprenant les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A1416B ; 514A/514B) et la seconde couche adhésive.
26. Procédé selon la revendication 25, dans lequel le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi les gaz 02, H2, He, SF6 ou CF4, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments.
27. Procédé selon la revendication 25 ou 26, dans lequel le moule (415 ; 513) est formé à partir d'un matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS). R \Brevets \26000\26060-06I 123-tradTXT doc -27 novembre 2006 - 24/2735
28. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 27, dans lequel la couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille est formée à partir d'un matériau d'isolation organique.
29. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 28, dans lequel la couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène.
30. Procédé selon l'une quelconque des revendications 25 à 29, dans lequel les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A1416B ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique.
31 Procédé de fabrication d'un transistor à couches minces organiques comprenant les étapes consistant à : - former une couche tampon (212 ; 512) sur un substrat (110) ; - former une première couche adhésive présentant les propriétés hydrophiles par accomplissement d'un premier traitement au plasma sur la couche tampon (212 ; 512) ; - former une seconde couche adhésive présentant les propriétés hydrophobes par mise en contact d'un moule (415 ; 513) avec une portion prédéterminée de la première couche adhésive ; - former des électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) sur la première couche adhésive ; - former une couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) sur la couche tampon (212 ; 512) comprenant les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/416B ; 514A/514B) et la seconde couche adhésive ; et - former une couche d'isolation (114 ; 218 ; 518) de grille et une électrode de grille (112 ; 220 ; 520) sur la couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516).
32. Procédé selon la revendication 31, dans lequel le premier traitement au plasma destiné à former la première couche adhésive utilise tout gaz quelconque parmi Ies gaz 02, H2, He, SF6 ou CF,i, ou utilise un gaz de mélange à base de ces éléments.
33. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 ou 32, dans lequel le moule (415 ; 513) est formé à partir d'un matériau thermodurcissable comprenant du polydiméthylsiloxane (PDMS). R Brevets\26000A26060-061123-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 2527
34. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 33, dans lequel la couche tampon (212 ; 512) est formée à partir d'un matériau d'isolation organique.
35. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 34, dans lequel la couche semiùconductrice organique (120 ; 216 ; 516) est formée à partir d'un copolymère bloc de polyfluorène cristallin liquide (LCPBC), de pentacène ou de polythiophène.
36. Procédé selon l'une quelconque des revendications 31 à 35, dans lequel les électrodes de source et de drain (116A/116B ; 416A/41613 ; 514A/514B) sont formées à partir d'un matériau métallique inorganique. R \Brevets '.26000\26060-061123-tradTXT doc - 27 novembre 2006 - 26/27
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