JP2006005330A - 薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 薄膜トランジスタ特性を安定的に確保できる有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 本発明の一特徴による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にゲート線を形成する段階、前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁膜上にデータ線及びドレイン電極を形成する段階、有機半導体を形成する段階、前記有機半導体を完全に覆う保護部材を形成する段階、前記保護部材、前記データ線、及び前記ドレイン電極の上に、前記ドレイン電極を少なくとも一部露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、並びに前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続される画素電極を前記保護膜上に形成する段階を含む。
【選択図】 図２
【解決手段】 本発明の一特徴による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にゲート線を形成する段階、前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁膜上にデータ線及びドレイン電極を形成する段階、有機半導体を形成する段階、前記有機半導体を完全に覆う保護部材を形成する段階、前記保護部材、前記データ線、及び前記ドレイン電極の上に、前記ドレイン電極を少なくとも一部露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、並びに前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続される画素電極を前記保護膜上に形成する段階を含む。
【選択図】 図２
Description
本発明は、薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関し、特に、有機薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関する。
近来、次世代ディスプレーの駆動素子として有機半導体を利用する電界効果トランジスタに対する研究が盛んである。一般に、有機半導体は、その材料によって大きく、オリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、Ｃ６０等の低分子材料と、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）系、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）等の高分子材料とに分けられる。低分子有機半導体は、電荷移動度（ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が０．０５乃至１．５と優れており、点滅比などの特性も優れている。
しかし、従来の低分子有機半導体を含む有機薄膜トランジスタを製造する方法では、有機溶媒による面膨脹（ｓｏｌｖｅｎｔ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｉｎ−ｐｌａｎｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）を避けるために、シャドーマスク及び真空蒸着によって低分子有機半導体パターンを形成する必要があり、工程が複雑になっていた。更に、生産性が低下し、量産性にも問題があった。これに対し、高分子有機半導体は、電荷移動度が０．００１乃至０．１と多少低いが、溶媒に溶かして基板上にコーティング若しくはプリンティングが可能であって大面積の表示板に有利で、かつ量産性に優れているというメリットがある。前記したような有機半導体を利用した薄膜トランジスタは、軽薄で、かつ大面積及び大量の生産が可能な次世代表示装置の駆動素子として評価されている。
しかし、有機半導体は、膜質の特性が弱く、後続工程によって薄膜特性が変化し易かったり、薄膜が損傷する不具合がある。これは、薄膜トランジスタの特性を低下させる原因となる。
有機半導体を保護するために、感光膜を用いて有機半導体をパターニングする技術が開発されているが、有機半導体を完全に保護するには依然として不充分である。
有機半導体を保護するために、感光膜を用いて有機半導体をパターニングする技術が開発されているが、有機半導体を完全に保護するには依然として不充分である。
そこで、本発明が目的とする技術的課題は、薄膜トランジスタ特性を安定的に確保できる有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供することである。
本願第１発明の一つの特徴による薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にゲート線を形成する段階、前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁膜上にデータ線及びドレイン電極を形成する段階、有機半導体を形成する段階、前記有機半導体を完全に覆う保護部材を形成する段階、前記保護部材、前記データ線及び前記ドレイン電極上に、前記ドレイン電極を少なくとも一部露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、並びに前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続される画素電極を前記保護膜上に形成する段階を含む。
保護部材で有機半導体を完全に覆うことで、有機半導体が損傷しない。よって、有機薄膜トランジスタの特性を確保すると同時に、製造工程を簡便にすることができる。
本願第２発明は、第１発明において、前記保護部材形成段階は、常温以下の温度で絶縁層を積層する段階、及び前記絶縁層を乾式工程でパターニングして前記保護部材を形成する段階、を含むことができる。
本願第２発明は、第１発明において、前記保護部材形成段階は、常温以下の温度で絶縁層を積層する段階、及び前記絶縁層を乾式工程でパターニングして前記保護部材を形成する段階、を含むことができる。
本願第３発明は、第１発明において、前記保護部材は、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を含むことができる。
本願第４発明は、第１発明において、前記半導体は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）及びこれらの置換基を有する誘導体、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）環の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、またはこれらのイミド誘導体、金属化フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、またはそのハロゲン化誘導体、チエニレン（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ）及びビニレン（ｖｉｎｙｌｅｎｅ）のコオリゴマー（ｃｏ−ｏｌｉｇｏｍｅｒ）、またはコポリマー（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）、レジオレギュラーポリチオフェン（ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、またはコロエン（ｃｏｒｏｅｎｅ）とその置換基を有する誘導体、並びに前記物質の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）環に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｈａｉｎ）を１個以上有する誘導体からなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
本願第４発明は、第１発明において、前記半導体は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）及びこれらの置換基を有する誘導体、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）環の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、またはこれらのイミド誘導体、金属化フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、またはそのハロゲン化誘導体、チエニレン（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ）及びビニレン（ｖｉｎｙｌｅｎｅ）のコオリゴマー（ｃｏ−ｏｌｉｇｏｍｅｒ）、またはコポリマー（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）、レジオレギュラーポリチオフェン（ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）、またはコロエン（ｃｏｒｏｅｎｅ）とその置換基を有する誘導体、並びに前記物質の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）環に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｈａｉｎ）を１個以上有する誘導体からなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
本願第５発明は、第１発明において、前記ゲート絶縁膜は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素、またはマレイミドスチレン（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）及びｍ−ＣＥＰ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）からなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
本願第６発明は、第５発明において、前記ゲート絶縁膜は、オクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）で表面処理を行うことができる。
本願第７発明の一実施例による薄膜トランジスタ表示板は、基板上に形成されているゲート線、前記ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上に形成されているデータ線及びドレイン電極、少なくとも一部が前記データ線及び前記ドレイン電極の上に形成されている有機半導体、前記有機半導体上に形成され前記有機半導体を実質的に完全に覆う保護部材、前記データ線、前記ドレイン電極及び前記保護部材の上に形成され前記ドレイン電極を露出する接触孔を有する保護膜、並びに前記保護膜上に形成されている前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続されている画素電極を含む。
本願第７発明の一実施例による薄膜トランジスタ表示板は、基板上に形成されているゲート線、前記ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、前記ゲート絶縁膜上に形成されているデータ線及びドレイン電極、少なくとも一部が前記データ線及び前記ドレイン電極の上に形成されている有機半導体、前記有機半導体上に形成され前記有機半導体を実質的に完全に覆う保護部材、前記データ線、前記ドレイン電極及び前記保護部材の上に形成され前記ドレイン電極を露出する接触孔を有する保護膜、並びに前記保護膜上に形成されている前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続されている画素電極を含む。
本願第８発明は、第７発明において、前記保護部材は、常温以下の温度で積層できる物質を含有することができる。本願第９発明は、第８発明において、前記保護部材は、乾式処理できる物質を含有することができる。
本願第１０発明は、第７発明において、前記保護部材は、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を含むことができる。
本願第１０発明は、第７発明において、前記保護部材は、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を含むことができる。
本願第１１発明は、第７発明において、前記半導体は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）及びこれらの置換基を有する誘導体、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）環の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ）またはこれらのイミド誘導体、金属化フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）またはそのハロゲン化誘導体、チエニレン（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ）及びビニレン（ｖｉｎｙｌｅｎｅ）のコオリゴマー（ｃｏ−ｏｌｉｇｏｍｅｒ）またはコポリマー（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）、レジオレギュラーポリチオフェン（ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはコロエン（ｃｏｒｏｅｎｅ）とその置換基を有する誘導体、並びに前記物質の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）環に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｈａｉｎ）を１個以上有する誘導体からなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
本願第１２発明は、第７発明において、前記ゲート絶縁膜は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素またはマレイミド−スチレン（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ）及びｍ−ＣＥＰ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）からなる群から選択された少なくとも一つを含むことができる。
本願第１３発明は、第１２発明において、前記ゲート絶縁膜は、オクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）で表面処理を行うことがことができる。
本願第１４発明は、第７発明において、前記ゲート線は、その分枝であり、前記有機半導体に実質的に完全に覆われているゲート電極を含むことができる。
本願第１４発明は、第７発明において、前記ゲート線は、その分枝であり、前記有機半導体に実質的に完全に覆われているゲート電極を含むことができる。
本発明によれば、薄膜トランジスタ特性を安定的に確保できる有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例に対して、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。しかし、本発明は、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
本発明の実施例による有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法について添付した図面を参照して説明する。
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２は、図１に示す薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ´線による断面図である。
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２は、図１に示す薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ´線による断面図である。
透明なガラスなどの絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１が形成されている。
ゲート線１２１は主に横方向に延びてゲート信号を伝達する。各ゲート線１２１は、上側に突出した複数のゲート電極１２４と駆動回路または他の層との連結のために面積の広い端部１２９を含む。駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延びて駆動回路と連結され得る。
ゲート線１２１は主に横方向に延びてゲート信号を伝達する。各ゲート線１２１は、上側に突出した複数のゲート電極１２４と駆動回路または他の層との連結のために面積の広い端部１２９を含む。駆動回路が基板１１０上に集積されている場合、ゲート線１２１が延びて駆動回路と連結され得る。
ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金等のアルミニウム系の金属、銀（Ａｇ）と銀合金等の銀系の金属、銅（Ｃｕ）と銅合金等の銅系の金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金等のモリブデン系の金属、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等からなるのが好ましい。ところが、ゲート電極１２４は、物理的な性質の異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造であることができる。このうち、一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らせるように低い比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）の金属、例えばアルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属等からなる。これとは異なって、その他の導電膜は、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的な接触特性が優れた物質、例えばモリブデン系金属、クロム、チタニウム、タンタル等からなる。前記のような組み合わせの好適な例として、クロム下部膜とアルミニウム（合金）上部膜、及びアルミニウム（合金）下部膜とモリブデン（合金）上部膜がある。しかし、ゲート電極１２４は、種々の金属と導電体で形成することができる。
ゲート線１２１の側面は、基板１１０の表面に対して傾斜されており、その傾斜角は約３０乃至８０度である。
ゲート線１２１上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０は、ＯＴＳ（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）で表面処理されたＳｉＯ2膜からなることができる。更に、ゲート絶縁膜１４０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）またはマレイミド−スチレン（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ：ＰＶＰ）及びｍ−ＣＥＰ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）等の有機膜からなることもできる。
ゲート線１２１上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０は、ＯＴＳ（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）で表面処理されたＳｉＯ2膜からなることができる。更に、ゲート絶縁膜１４０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）またはマレイミド−スチレン（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ：ＰＶＰ）及びｍ−ＣＥＰ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）等の有機膜からなることもできる。
ゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５が形成されている。
データ線１７１は主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差し、データ電圧を伝達する。各データ線１７１は、外部回路または他の層との接触のために面積の広い端部１７９と、ゲート電極１２４に向けて延びた複数のソース電極１７３とを含む。一対のソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、互いに分離されており、ゲート電極１２４に対し互いに反対側に位置する。
データ線１７１は主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差し、データ電圧を伝達する。各データ線１７１は、外部回路または他の層との接触のために面積の広い端部１７９と、ゲート電極１２４に向けて延びた複数のソース電極１７３とを含む。一対のソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、互いに分離されており、ゲート電極１２４に対し互いに反対側に位置する。
データ線１７１及びドレイン電極１７５もゲート線１２１等と同様に、その側面が基板１１０面に対して約３０乃至８０度の傾斜角を有する。
次に、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数の島状有機半導体１５４が形成されている。有機半導体１５４は、ゲート電極１２４を完全に覆い、ゲート電極１２４の境界が有機半導体１５４と重畳している。
次に、ソース電極１７３、ドレイン電極１７５及びゲート絶縁膜１４０の上には、複数の島状有機半導体１５４が形成されている。有機半導体１５４は、ゲート電極１２４を完全に覆い、ゲート電極１２４の境界が有機半導体１５４と重畳している。
有機半導体１５４は、水溶液や有機溶媒に溶解される高分子物質や低分子物質を含有することができる。高分子有機半導体は一般に、溶媒に溶解され易く、印刷工程に適している。更に、低分子有機半導体のうち有機溶媒に溶解され易い物質もまた有機半導体１５４の材料として適している。
有機半導体１５４は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）またはペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）の置換基を含有する誘導体を含むことができる。更に、有機半導体１５４は、チオフェン環（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ ｒｉｎｇ）の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含有するオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むことができる。
有機半導体１５４は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）またはペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）の置換基を含有する誘導体を含むことができる。更に、有機半導体１５４は、チオフェン環（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ ｒｉｎｇ）の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含有するオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むことができる。
有機半導体１５４は、ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ＰＴＣＤＡ）、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド（ＮＴＣＤＡ）、またはこれらのイミド（ｉｍｉｄｅ）誘導体を含むことができる。
また、有機半導体１５４は、金属化フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）またはそのハロゲン化誘導体を含むことができる。フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）に添加される金属には、銅、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）等が好ましい。
また、有機半導体１５４は、金属化フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）またはそのハロゲン化誘導体を含むことができる。フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）に添加される金属には、銅、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）等が好ましい。
また、有機半導体１５４は、チエニレン（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ）及びビニレン（ｖｉｎｙｌｅｎｅ）のコオリゴマー（ｃｏ−ｏｌｉｇｏｍｅｒ）またはコポリマー（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）を含むことができる。更に、有機半導体１５４は、レジオレギュラーポリチオフェン（ｒｅｇｉｏｒｅｇｕｌａｒ ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むことができる。
有機半導体１５４は、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはコロエン（ｃｏｒｏｅｎｅ）及びこれらの置換基を有する誘導体を含むことができる。
また、有機半導体１５４は、かかる誘導体等の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族環（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ ｒｉｎｇ）に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｈａｉｎ）を１個以上有する誘導体を含むことができる。
また、有機半導体１５４は、かかる誘導体等の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族環（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ ｒｉｎｇ）に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ ｃｈａｉｎ）を１個以上有する誘導体を含むことができる。
ゲート電極１２４、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、有機半導体１５４と共に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をなし、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の有機半導体１５４に形成される。
有機半導体１５４上には、複数の保護部材１６４が形成されている。有機半導体１５４は、乾式及び低温の成膜工程が可能な絶縁物質からなることができるが、その例として、常温或いは低温で形成可能なパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）がある。保護部材１６４は、製造過程で有機半導体１５４が損傷されるのを防ぐ。保護部材１６４は、半導体１５４を略完全に覆っている。
有機半導体１５４上には、複数の保護部材１６４が形成されている。有機半導体１５４は、乾式及び低温の成膜工程が可能な絶縁物質からなることができるが、その例として、常温或いは低温で形成可能なパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）がある。保護部材１６４は、製造過程で有機半導体１５４が損傷されるのを防ぐ。保護部材１６４は、半導体１５４を略完全に覆っている。
データ線１７１、ドレイン電極１７５及び保護部材１６４の上には、保護膜（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機絶縁物、有機絶縁物、低誘電率絶縁物などによって形成される。低誘電率絶縁物の誘電定数は４．０以下であるのが好ましく、プラズマ化学気相蒸着（ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆ等がその例である。有機絶縁物のうち感光性を有するもので保護膜１８０を形成することもでき、保護膜１８０の表面は平坦であり得る。また、保護膜１８０は、半導体１５４の露出された部分を保護すると同時に有機膜の長所も活かせるように、下部無機膜及び上部有機膜の二重膜構造を有することもできる。
保護膜１８０には、データ線１７１の端部１７９及びドレイン電極１７５をそれぞれ露出する複数の接触孔（ｃｏｎｔａｃｔ ｈｏｌｅ）１８２、１８５が形成され、保護膜１８０及びゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１８１が形成されている。
保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０が形成され、接触孔１８１、１８２の内部には、複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。画素電極１９０及び接触補助部材８１、８２は、ＩＺＯまたはＩＴＯのような透明な導電体、または銀やアルミニウムのような反射性金属で形成されることができる。
保護膜１８０上には、複数の画素電極１９０が形成され、接触孔１８１、１８２の内部には、複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。画素電極１９０及び接触補助部材８１、８２は、ＩＺＯまたはＩＴＯのような透明な導電体、または銀やアルミニウムのような反射性金属で形成されることができる。
画素電極１９０は、接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続されドレイン電極１７５からデータ信号が印加される。データ電圧が印加された画素電極１９０は、画素電極１９０と対向し共通電圧が印加される共通電極と共に電場を生成することにより、二つの電極間の液晶層（図示せず）の液晶分子の方向を決定したり、発光層（図示せず）に電流を送って発光させる。
画素電極１９０は、ゲート線１２１及びデータ線１７１と重なって開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）を向上させる。
接触補助部材８１、８２は、接触孔１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と各々接続される。接触補助部材８１、８２は、各端部１２９、１７９と駆動集積回路のような外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
接触補助部材８１、８２は、接触孔１８１、１８２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と各々接続される。接触補助部材８１、８２は、各端部１２９、１７９と駆動集積回路のような外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
以下、図１及び図２に示した液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法について、図３乃至図１２、図１及び図２を参照して詳細に説明する。
図３、図５、図７、図９及び図１１は、図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階における配置図であり、図４は、図３の半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ´線による断面図であり、図６は、図５の半導体薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ´線による断面図であり、図８は、図７の半導体薄膜トランジスタ表示板のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´線による断面図であり、図１０は、図９の半導体薄膜トランジスタ表示板のＸ−Ｘ´線による断面図であり、図１２は、図１１の半導体薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩ−ＸＩＩ´線による断面図である。
図３、図５、図７、図９及び図１１は、図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階における配置図であり、図４は、図３の半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ´線による断面図であり、図６は、図５の半導体薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ´線による断面図であり、図８は、図７の半導体薄膜トランジスタ表示板のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´線による断面図であり、図１０は、図９の半導体薄膜トランジスタ表示板のＸ−Ｘ´線による断面図であり、図１２は、図１１の半導体薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩ−ＸＩＩ´線による断面図である。
まず、図３及び図４を参照すれば、透明なガラス、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）またはプラスチック等の絶縁基板１１０上に、ゲート電極１２４及び端部１２９を備える複数のゲート線１２１を形成する。
図５及び図６を参照すれば、化学気相蒸着などでゲート絶縁膜１４０を積層する。ゲート絶縁膜１４０は、約５００〜３，０００Åの膜厚を有することができ、ＯＴＳオクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）に浸漬して表面処理を行うことができる。
図５及び図６を参照すれば、化学気相蒸着などでゲート絶縁膜１４０を積層する。ゲート絶縁膜１４０は、約５００〜３，０００Åの膜厚を有することができ、ＯＴＳオクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）に浸漬して表面処理を行うことができる。
次に、ゲート絶縁膜１４０上に、金などの低抵抗導電層を真空熱蒸着などで積層した後、フォトエッチング法でパターニングして、ソース電極１７３及び端部１７９を備える複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５を形成する。
次に、図７及び図８のように、分子ビーム蒸着（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、気相蒸着（ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、真空昇華（ｖａｃｕｕｍ ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ）、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、反応性蒸着（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）等の方法で有機半導体層を形成した後、フォトエッチング工程でパターニングして複数の島状有機半導体１５４を形成する。
次に、図７及び図８のように、分子ビーム蒸着（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、気相蒸着（ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、真空昇華（ｖａｃｕｕｍ ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ）、ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、反応性蒸着（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）等の方法で有機半導体層を形成した後、フォトエッチング工程でパターニングして複数の島状有機半導体１５４を形成する。
図９及び図１０のように、常温または低温で乾式工程によりパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）のような絶縁層を積層する。このように、絶縁層を低温で乾式法によって積層する場合、半導体１５４が損傷するのを防ぐことができる。次いで、絶縁層をフォト工程及び乾式エッチング工程でパターニングして複数の保護部材１６４を形成する。保護部材１６４は、有機半導体１５４を完全に覆う。
次に、図１１及び図１２に示したように、保護膜１８０を積層し、ゲート絶縁膜１４０と共にパターニングして、ゲート線１２１の端部１２９、データ線１７１の端部１７９及びドレイン電極１７５をそれぞれ露出する複数の接触孔１８１、１８２、１８５を形成する。有機半導体１５４が保護部材１６４に完全に覆われており、保護膜１８０の形成工程において有機半導体１５４が損傷することが生じない。
最後に、図１及び図２のように、保護膜１８０上に、複数の画素電極１９０及び複数の接触部材８１、８２を形成する。この際にも、有機半導体１５４は露出されず、画素電極１９０及び接触部材８１、８２の形成による影響を受けない。
前記のように、本発明の実施例では、有機半導体１５４を損傷しない保護部材１６４によって有機半導体１５４を完全に覆い、有機薄膜トランジスタの特性を確保すると同時に、製造工程を簡便にすることができる。
前記のように、本発明の実施例では、有機半導体１５４を損傷しない保護部材１６４によって有機半導体１５４を完全に覆い、有機薄膜トランジスタの特性を確保すると同時に、製造工程を簡便にすることができる。
本発明は、液晶表示装置及び有機発光表示装置の他にいかなる表示装置にも適用することができる。
以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者による種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
以上で、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者による種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
８１、８２ 接触補助部材
１１０ 絶縁基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ 有機半導体
１６４ 保護部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ 接触孔
１９０ 画素電極
１１０ 絶縁基板
１２１、１２９ ゲート線
１２４ ゲート電極
１４０ ゲート絶縁膜
１５４ 有機半導体
１６４ 保護部材
１７１、１７９ データ線
１７３ ソース電極
１７５ ドレイン電極
１８０ 保護膜
１８１、１８２、１８５ 接触孔
１９０ 画素電極
Claims (14)
- 基板上にゲート線を形成する段階、
前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する段階、
前記ゲート絶縁膜上にデータ線及びドレイン電極を形成する段階、
有機半導体を形成する段階、
前記有機半導体を完全に覆う保護部材を形成する段階、
前記保護部材、前記データ線、及び前記ドレイン電極の上に、前記ドレイン電極を少なくとも一部露出する接触孔を有する保護膜を形成する段階、及び
前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続される画素電極を前記保護膜上に形成する段階、
を含む薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記保護部材形成段階は、
常温以下の温度で絶縁層を積層する段階、及び
前記絶縁層を乾式工程でパターニングして前記保護部材を形成する段階、
を含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記保護部材はパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）を含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記半導体は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）、ペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）、及びこれらの置換基を含む誘導体、
チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）環の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、
ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライドまたはこれらのイミド誘導体、
金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体、
チエニレン及びビニレンのコオリゴマーまたはコポリマー、
レジオレギュラーポリチオフェン、
ペリレンまたはコロエン及びその置換基を有する誘導体、並びに
前記物質の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）環に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖を１個以上有する誘導体、
からなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素またはマレイミド−スチレン、ポリビニルフェノール、及びｍ−ＣＥＰ（ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）からなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項１に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記ゲート絶縁膜は、オクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ）で表面処理された、請求項５に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 基板上に形成されているゲート線、
前記ゲート線上に形成されているゲート絶縁膜、
前記ゲート絶縁膜上に形成されているデータ線及びドレイン電極、
少なくとも一部が前記データ線及び前記ドレイン電極の上に形成されている有機半導体、
前記有機半導体上に形成され前記有機半導体を実質的に完全に覆う保護部材、
前記データ線、前記ドレイン電極、及び前記保護部材の上に形成され前記ドレイン電極を露出する接触孔を有する保護膜、並びに
前記保護膜上に形成されている前記接触孔を通じて前記ドレイン電極と接続されている画素電極、
を含む薄膜トランジスタ表示板。 - 前記保護部材は常温以下の温度で積層できる物質を含有する、請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記保護部材は乾式処理できる物質を含有する、請求項８に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記保護部材はパリレンを含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記半導体は、
テトラセン、ペンタセン、及びこれらの置換基を有する誘導体、
チオフェン環の２、５位で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン、
ペリレンテトラカルボン酸ジアンハイドライド、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンハイドライドまたはこれらのイミド誘導体、
金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体、
チエニレン及びビニレンのコオリゴマーまたはコポリマー、
レジオレギュラーポリチオフェン、
ペリレンまたはコロエン及びその置換基を有する誘導体、並びに
前記物質の芳香族（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロ芳香族（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ）環に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボン鎖を１個以上有する誘導体、
からなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜は、酸化ケイ素及び窒化ケイ素、またはマレイミド−スチレン、ポリビニルフェノール、及びｍ−ＣＥＰからなる群から選択された少なくとも一つを含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ゲート絶縁膜は、オクタデシルトリクロロシランで表面処理された、請求項１２に記載の薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ゲート線は、その分枝であり、前記有機半導体で実質的に完全に覆われているゲート電極を含む、請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板。
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