JP2006148054A - 有機薄膜トランジスタ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置 - Google Patents

有機薄膜トランジスタ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置 Download PDF

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Abstract

【課題】しきい値特性を均一化した有機薄膜トランジスタ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】基板１１０と、基板１１０の上部に備えられたゲート電極１２０と、ゲート電極１２０を覆うように備えられたゲート絶縁膜１６０と、ゲート絶縁膜１６０の上部に備えられた有機半導体層１３０と、有機半導体層１３０に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、ゲート電極上に設けられた突出部材１２０ａによりゲート絶縁膜には複数の突出部が形成され、スピンコーティングされた有機半導体層１３０は一定方向にアラインされる。突出部は、ソース電極からドレイン電極方向に延びる。
【選択図】 図４Ｄ

Description

本発明は、有機薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴ）及びそれを具備した平板ディスプレイ装置に係り、より詳細には、スピンコーティング法などを利用して、有機半導体層が形成された複数の有機ＴＦＴにおいて、各ＴＦＴの特性が同じ有機ＴＦＴ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置に関する。
半導体の特性を表す共役性有機高分子であるポリアセチレンが開発されて以来、有機物の特徴、すなわち、合成方法が多様であり、繊維やフィルム形態に容易に成形できるという特徴と、柔軟性、伝導性及び低コストなどの長所のために、有機物を利用したトランジスタについての研究が、機能性電子素子及び光素子などの広範囲な分野で活発に行われつつある。
シリコンで形成される半導体層を備える既存のシリコンＴＦＴの場合、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と前記二領域の間に形成されたチャンネル領域とを持つ半導体層を持ち、前記半導体層と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触するソース電極及びドレイン電極を持つ。
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴは、コストが多くかかり、外部の衝撃により容易に壊れ、３００℃以上の高温工程により生産されるために、プラスチック基板などを使用できないなどという問題点がある。
特に、液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）や電界発光ディスプレイ装置（ＥＬＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）などの平板ディスプレイ装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子、及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるところ、このような平板ディスプレイ装置において、最近要求されている大型化及び薄型化と共にフレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材ではないプラスチック材で備えられる基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように高温工程ではない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題があった。
一方、ＴＦＴの半導体層として有機膜を使用する場合には、このような問題点を解決できるようにするために、最近、有機膜を半導体層として使用する有機ＴＦＴについての研究が活発に行われている。
しかし、有機ＴＦＴの場合、複数の有機ＴＦＴを同時に製造するのにおいて、各有機ＴＦＴの特性が同一でないという問題点がある。
図１は、従来のインバートコプレーナ型の有機ＴＦＴを概略的に図示する断面図であり、図２Ａないし図２Ｃは、スピンコーティング法を利用して有機半導体層をコーティングする従来の過程を概略的に図示する概念図であり、図３Ａは、スピンコーティング法を利用して、有機半導体層がコーティングされた場合、各位置によって有機半導体層の特性が変わりうるということを示す平面図であり、図３Ｂ及び図３Ｃは、それぞれ図３ＡのＡ部分及びＢ部分の有機半導体層を概略的に図示する平面図である。
図１を参照すれば、ゲート電極２０、ゲート絶縁膜６０、ソース電極４０及びドレイン電極５０を覆うように、基板１０の全面に有機半導体層３０が備えられるところ、前記有機半導体層３０を前記基板１０の全面に形成する方法は、図２Ａないし図２Ｃに概略的に示すようなスピンコーティング法が主に利用される。すなわち、図２Ａに示すように、ノズル２を通じて基板１に有機半導体層の材料３ａを滴下し、図２Ｂに示すように、前記基板を回転させて遠心力を利用して、図２Ｃに示すように有機半導体層３を形成することである。
しかし、前記のようなスピンコーティング法を利用する場合、前記有機半導体層３が均一に形成されないという問題点があった。すなわち、スピンコーティング法を利用して有機半導体層３を形成することによって、図３Ａに示すように、前記有機半導体層３はうず巻き状にアラインされる傾向を持ち、その結果、図３ＡのＡ部分及びＢ部分の有機半導体層３は、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、それぞれそのアライン方向が異なる。
したがって、前記Ａ部分及び前記Ｂ部分にそれぞれ備えられる有機ＴＦＴの場合、各有機ＴＦＴの有機半導体層のアライン方向が異なり、その結果、各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性が変わる。その結果、前記のような方法で製造された有機ＴＦＴを利用して平板ディスプレイ装置などを製造した場合、入力された画像信号によって正確かつ鮮明な画像を作られなくなるなどという問題点があった。
本発明は、前記のような問題点を含んだいろいろな問題点を解決するためのものであり、スピンコーティング法などを利用して有機半導体層が形成された複数の有機ＴＦＴにおいて、各ＴＦＴの特性が同じ有機ＴＦＴ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
前記のような目的及びその他のいろいろな目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の上部に備えられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように備えられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられた有機半導体層と、前記有機半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、前記ゲート絶縁膜には複数の突出部が形成され、前記突出部は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイを提供する。
このような本発明の他の特徴によれば、前記突出部は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ゲート電極の前記ゲート絶縁膜方向の面上には、複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記ゲート電極と一体化している。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記基板と前記ゲート電極との間には、バッファ層がさらに備えられる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バッファ層の前記ゲート電極方向の面上には複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記バッファ層と一体化している。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バッファ層は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記基板の前記ゲート電極方向の面上には複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成されている。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質はフォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記基板と一体化している。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、基板と、前記基板の上部に備えられたゲート電極と、前記ゲート電極を覆うように備えられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられた有機半導体層と、前記有機半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、前記ゲート絶縁膜の前記ゲート電極とは逆方向の面上には複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機ＴＦＴを提供する。
本発明の他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記ゲート絶縁膜と一体化している。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ゲート絶縁膜は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、基板と、前記基板の上部に備えられた有機半導体層と、前記有機半導体層の上部に備えられ、前記有機半導体層と絶縁されたゲート電極と、前記有機半導体層に接し、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、を備え、前記基板の前記有機半導体層方向の面上には、複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機ＴＦＴを提供する。
本発明の他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記基板と一体化している。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記基板と前記有機半導体層との間には、バッファ層がさらに備えられる。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記有機半導体層の上部に備えられ、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を前記ゲート電極から絶縁させるゲート絶縁膜がさらに備えられる。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、基板と、前記基板の上部に備えられたバッファ層と、前記バッファ層の上部に備えられた有機半導体層と、前記有機半導体層の上部に備えられ、前記有機半導体層と絶縁されたゲート電極と、前記有機半導体層に接し、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、を備え、前記バッファ層の前記有機半導体層方向の面上には複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機ＴＦＴを提供する。
本発明の他の特徴によれば、前記突出部材は、互いに平行な軸を持つ。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記突出部材は、前記バッファ層と一体化している。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記バッファ層は、感光性物質で形成される。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜である。
本発明のさらに他の特徴によれば、前記有機半導体層の上部に備えられ、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を前記ゲート電極から絶縁させるゲート絶縁膜がさらに備えられる。
本発明はまた、前記のような目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
本発明の有機ＴＦＴ及びそれを具備した平板ディスプレイ装置によれば、次のような効果を得ることができる。
第１に、有機半導体層の下部に一定の方向に延びつつ、互いに平行な軸を持つ複数の突出部を形成させることによって、前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成できる。
第２に、有機半導体層のアライン方向を同一に形成することによって、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
第３に、特性の均一な複数の有機ＴＦＴを製造することによって、前記有機ＴＦＴにより駆動される平板ディスプレイ装置を製造して、前記平板ディスプレイ装置に入力される画像信号によって、正確かつ鮮明な像を具現できる。
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
図４Ａないし図４Ｅは、本発明の望ましい第１実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図であり、図５は、前記実施形態による有機ＴＦＴの有機半導体層の特性の均一性を確保する原理を概略的に示す平面図である。
前記図面を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板１１０の上部にゲート電極１２０が備えられており、前記ゲート電極１２０を覆うようにゲート絶縁膜１６０が備えられており、前記ゲート絶縁膜１６０の上部に有機半導体層１３０が備えられており、前記有機半導体層１３０に接するソース電極１４０及びドレイン電極１５０が備えられている。もちろん、前記基板１１０の上面には、有機半導体層１３０への不純物侵入などを防止するためのバッファ層（図示せず）がさらに備えられることもできる。これは、後述する実施形態において同一である。
この時、前記ゲート絶縁膜１６０には、複数の突出部が形成されている。前記突出部は、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びる。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。例えば、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に、扇状に前記突出部材が集中する形態を持つこともできる。以下、後述する実施形態においては、便宜上前記突出部が互いに平行な中心軸を持つ場合について説明する。
そして、前記有機半導体層１３０は、図４Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成された前記ゲート絶縁膜１６０を覆うように備えられることもあり、図４Ｅに示すように、前記ゲート絶縁膜１６０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部の間に備えられることもある。
前記突出部を形成する方法には、色々な方法があるが、本実施形態による有機ＴＦＴにおいては、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、まず、前記ゲート電極１２０の前記ゲート絶縁膜１６０方向の面上に、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａを備える。そして、前記のような突出部材１２０ａが備えられたゲート電極１２０の上部にゲート絶縁膜１６０を形成させて、前記ゲート絶縁膜１６０に、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させる。前記ゲート電極１２０の前記ゲート絶縁膜１６０方向の面上に、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａを備える方法は、後述する。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記有機半導体層１３０の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜１６０に、図４Ｄ及び図４Ｅに示すように、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜１６０の上部に備えられる前記有機半導体層１３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一にすることができる。
図５を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの有機半導体層の特性の均一性確保原理を説明する。
スピンコーティング法を利用して有機物１８０を塗布する時、遠心力により前記有機物が塗布され、この場合、前記有機物が塗布される対象に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部１９０を備えることによって、前記有機物を一定の方向にアラインできる。すなわち、図５に示すように、有機物１８０が遠心力により塗布されつつ、前記有機物が塗布される対象に備えられた一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部１９０に沿って前記有機物１８０が塗布され、したがって、前記突出部１９０により、前記有機物１８０がアラインされる方向が一定になる。
結局、基板上に有機ＴＦＴの有機半導体層を塗布するに当って、前記有機半導体層が塗布される面に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が一定の方向に備えられるようにすることによって、前記有機半導体層を一定の方向にアラインでき、これを通じて、各有機ＴＦＴの特性を均一化できる。
前記のような構造において、前記突出部材１２０ａは感光性物質で形成でき、前記感光性物質としては、フォトレジストまたは光配向膜を使用できる。前記ゲート電極１２０の前記ゲート絶縁膜１６０方向の面上に備えられた、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａは、次のような方法で形成される。
まず、ゲート電極１２０の上面にフォトレジストを塗布する。前記フォトレジストとしては、ポジティブフォトレジストだけでなくネガティブフォトレジストも使用できる。フォトレジストを塗布した後、前記フォトレジストにレーザーを照射するが、この時、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数のレーザービームを照射する。
一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数のレーザービームを照射することは、レーザーホログラム法を利用して行える。すなわち、相異なる経路のレーザービームを照射して、前記レーザービームの経路差による前記レーザービーム間の干渉現象を利用することによって、一定の方向に延びつつ、互いに平行でありながらも、非常に稠密な中心軸を持つ複数のレーザービームを照射できる。この時、前記レーザービーム間の間隔は、前記レーザービームの経路差を調節することによって調節できるが、約１００ｎｍないし６００ｎｍの間隔のレーザービームを照射できる。
前記のように互いに平行な中心軸を持つ複数のレーザービームを照射して、ポジティブフォトレジストの場合には、前記レーザービームが照射された部分の結合を弱くし、ネガティブフォトレジストの場合には、前記レーザービームの照射された部分の結合を強くする。その後、前記過程を通じて、前記フォトレジストの相対的に結合の弱い部分を、溶剤を使用して溶かす現像工程を経る。
前記のような過程を経ることによって、前記ゲート電極１２０上に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａを備えることができる。もちろん、現像後、前記互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａの組織を強固にするために焼成工程をさらに経ることもできる。図６は、前記のような方法で製造された、有機ＴＦＴのゲート電極１２０上に備えられた、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａを示す写真である。
前述したように、レーザーホログラム法で、ゲート電極１２０上に備えられた、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１２０ａを形成すること以外にも、光配向膜などの高分子膜を、繊維質材料で一方向に擦る力学的ラビング処理法または光学的ラビング処理法などを利用して、一定の方向に延びつつ平行な中心軸を持つグルーブを形成させて、前記突出部材１２０ａを形成することもできる。もちろん、それ以外の多様な方法を利用して、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を形成することもできる。これは、後述する実施形態においても同一である。
図７は、前記実施形態による有機ＴＦＴの変形例を概略的に図示する断面図である。前述した有機ＴＦＴは、図４Ａに示すように、有機半導体層１３０がソース電極１４０及びドレイン電極１５０を覆うように備えられた、いわゆるインバートコプレーナ型有機ＴＦＴであるが、本変形例は、図７に示すように、ソース電極１４０及びドレイン電極１５０がゲート絶縁膜１６０上の有機半導体層１３０の上部に備えられた、いわゆるインバートスタッガ型有機ＴＦＴである。
ソース電極１４０及びドレイン電極１５０がゲート絶縁膜１６０上の有機半導体層１３０の上部に備えられたインバートスタッガ型有機ＴＦＴにおいても、前述したように、前記有機半導体層１３０の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜１６０に、複数の突出部を形成する。この時、前記突出部は、前記ソース電極１４０から前記ドレイン電極１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つようにすることによって、前記ゲート絶縁膜１６０の上部に備えられる前記有機半導体層１３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
この他にも、ゲート電極の上部に有機半導体層が備えられる有機ＴＦＴならば、いかなる構造の有機ＴＦＴにも本発明が適用できるということは言うまでもない。これは、ゲート電極の上部に有機半導体層が備えられる有機ＴＦＴについての後述する実施形態においても、同一に適用できる。
図８は、本発明の望ましい第２実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、ゲート電極２２０の上部に複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上前記突出部が平行な場合について説明する。本実施形態による有機ＴＦＴと前述した実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいては、前記ゲート電極２２０上に別途の突出部材が備えられらずに、一体に、すなわち、前記ゲート電極２２０の上面に互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記のように、ゲート電極２２０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部を形成させて、前記ゲート電極２２０の上部に備えられるゲート絶縁膜に、ソース電極からドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させる。前記ゲート電極２２０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部を形成する方法は後述する。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、有機半導体層の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜に、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されるので、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記ゲート電極２２０の上面に形成された、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、レーザーアブレーション法を利用して簡単に形成できる。すなわち、図８から見る時、基板２１０上にゲート電極２２０を形成した後に、前記ゲート電極２２０の所定部位に所定強度のレーザーを照射して、該当部位のゲート電極２２０のみをエッチングする。前記突出部の形成方法は、必ずしも前記レーザーアブレーション法に限定されるものではなく、その他にも、前記ゲート電極２２０の上面に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成できるならば、いかなる方法も適用できることは言うまでもない。
図９Ａないし図９Ｅは、本発明の望ましい第３実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照して本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板３１０の上部にゲート電極３２０が備えられており、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜３６０が備えられており、前記ゲート絶縁膜３６０の上部に有機半導体層３３０が備えられており、前記有機半導体層３３０に接するソース電極３４０及びドレイン電極３５０が備えられている。また、前記基板３１０の上面には、バッファ層３７０がさらに備えられている。
この時、前記ゲート絶縁膜３６０に、図９Ａ及び図９Ｅに示すように、複数の突出部が形成されているところ、前記複数の突出部は、前記ソース電極３４０から前記ドレイン電極３５０方向に延びるように備えられている。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
そして、前記有機半導体層３３０は、図９Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成された、前記ゲート絶縁膜３６０を覆うように備えられることもあり、図９Ｅに示すように、前記ゲート絶縁膜３６０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部間に備えられることもある。
前記のような構造において、本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、前記ゲート絶縁膜３６０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成する方法が異なるということである。
前述した第１実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート絶縁膜の下部に備えられたゲート電極上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を備えることによって、前記ゲート電極を覆うように備えられるゲート絶縁膜に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させることであった。しかし、本実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート電極３２０の下部に備えられたバッファ層３７０上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材３７０ａを備えることによって、その上部に備えられるゲート電極３２０に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を備え、その結果、前記ゲート電極３２０の上部に備えられるゲート絶縁膜３６０に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を備える。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記半導体層３３０の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜３６０に、前記ソース電極３４０から前記ドレイン電極３５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜３６０の上部に備えられる前記有機半導体層３３０のアライン方向を同一に形成でき、それを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記バッファ層３７０上に備えられた、前記ソース電極３４０から前記ドレイン電極３５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部材３７０ａは、前述したように、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜で備えることができ、形成方法は、前述したように、レーザーホログラム法などを利用できる。
図１０は、本発明の望ましい第４実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、バッファ層４７０の上部に複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した第３実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいて、前記バッファ層４７０上に別途の突出部材が備えられらずに一体に、すなわち、前記バッファ層４７０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記のように、バッファ層４７０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部を形成して、前記バッファ層４７０の上部に備えられるゲート電極及び前記ゲート電極の上部に備えられるゲート絶縁膜に、ソース電極からドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成する。
前記バッファ層４７０の上面に形成された、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、前述したように、レーザーアブレーション法などを利用して簡単に形成できる。また、前記バッファ層を、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜のような感光性物質で形成した後、前述したレーザーホログラム法を利用して形成することもできる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、有機半導体層の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜には、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
図１１Ａないし図１１Ｅは、本発明の望ましい第５実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板５１０の上部にゲート電極５２０が備えられており、前記ゲート電極５２０を覆うようにゲート絶縁膜５６０が備えられており、前記ゲート絶縁膜５６０の上部に有機半導体層５３０が備えられており、前記有機半導体層５３０に接するソース電極５４０及びドレイン電極５５０が備えられている。前記基板５１０の上面には、必要に応じてバッファ層（図示せず）がさらに備えられることもある。
この時、前記ゲート絶縁膜５６０には、図１１Ｄ及び図１１Ｅに示すように、複数の突出部が形成される。前記突出部は、前記ソース電極５４０から前記ドレイン電極５５０方向に延びる。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
そして、前記有機半導体層５３０は、図１１Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成された前記ゲート絶縁膜５６０を覆うように備えられることもでき、図１１Ｅに示すように、前記ゲート絶縁膜５６０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部の間に備えられることもできる。
前記のような構造において、本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、前記ゲート絶縁膜５６０に形成された互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成する方法が異なるということである。
前述した第１実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート絶縁膜の下部に備えられたゲート電極上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を備えることによって、前記ゲート電極を覆うように備えられるゲート絶縁膜に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させることであった。また、前述した第３実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート絶縁膜の下部に備えられたゲート電極の下部に備えられたバッファ層上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を備えることによって、前記バッファ層を覆うように備えられるゲート電極、及び前記ゲート電極を覆うように備えられるゲート絶縁膜に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させることであった。
しかし、本実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート電極５２０の下部に備えられた基板５１０上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材５１０ａを備えることによって、その上部に備えられるゲート電極５２０に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させ、その結果、前記ゲート電極５２０の上部に備えられるゲート絶縁膜５６０に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記有機半導体層５３０の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜５６０には、前記ソース電極５４０から前記ドレイン電極５５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜５６０の上部に備えられる前記有機半導体層５３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記基板５１０上に備えられた、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部材５１０ａは、前述したように、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜で備えることができ、形成方法は、前述したようにレーザーホログラム法などを利用できる。
図１２は、本発明の望ましい第６実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、基板６１０の上部に複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した第５実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいて、前記基板６１０上に別途の突出部材が備えられたものではなく、一体に、すなわち、前記基板６１０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記のように、前記基板６１０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部を形成して、前記基板６１０の上部に備えられるゲート電極、及び前記ゲート電極の上部に備えられるゲート絶縁膜に、ソース電極からドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させる。
前記基板６１０の上面に形成された、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、前述したように、レーザーアブレーション法などを利用して簡単に形成できる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、有機半導体層の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜には、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
図１３Ａないし１３Ｅは、本発明の望ましい第７実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板７１０の上部にゲート電極７２０が備えられ、前記ゲート電極７２０を覆うようにゲート絶縁膜７６０が備えられ、前記ゲート絶縁膜７６０の上部に有機半導体層７３０が備えられ、前記有機半導体層７３０に接するソース電極７４０及びドレイン電極７５０が備えられる。
この時、前記ゲート絶縁膜７６０の前記ゲート電極７２０の逆方向の面上には、図１３Ｂ及び図１３Ｃに示すように、複数の突出部材７６０ａが備えられている。前記突出部材は、前記ソース電極７４０から前記ドレイン電極７５０方向に延びる。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
そして、前記有機半導体層７３０は、図１３Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材７６０ａが形成された前記ゲート絶縁膜７６０を覆うように備えることもでき、図１３Ｅに示すように、前記ゲート絶縁膜７６０に備えられた、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材７６０ａの間に備えられることもできる。
前記のような構造において、本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、前記ゲート絶縁膜７６０に互いに平行な中心軸を持つ、複数の突出部材７６０ａが備えられているということである。
前述した実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート絶縁膜の下部に備えられたゲート電極、バッファ層または基板上に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を備えることによって、前記ゲート電極、バッファ層または基板を覆うように、その上部に備えられるゲート絶縁膜に互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部を形成させることであった。
しかし、本実施形態による有機ＴＦＴの場合には、前記ゲート絶縁膜７６０の前記ゲート電極７２０の逆方向の面上に、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材７６０ａを直接備えている。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記有機半導体層７３０の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜７６０には、前記ソース電極７４０から前記ドレイン電極７５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材７６０ａが形成されているので、前記ゲート絶縁膜７６０の上部に備えられる前記有機半導体層７３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記ゲート絶縁膜７６０上に備えられた、前記ソース電極７４０から前記ドレイン電極７５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部材７６０ａは、前述したように、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜で備えることができ、形成方法は、前述したようにレーザーホログラム法などを利用できる。
図１４は、本発明の望ましい第８実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、ゲート絶縁膜８６０の上部に複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した第７実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいて、前記ゲート絶縁膜８６０上に別途の突出部材が備えられたものではなく、一体に、すなわち、前記ゲート絶縁膜８６０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記ゲート絶縁膜８６０の上面に形成された、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、前述したように、レーザーアブレーション法などを利用して簡単に形成できる。また、前記ゲート絶縁膜を、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜のような感光性物質で形成した後、前述したレーザーホログラム法を利用して、形成することもできる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、半導体層の下部に備えられた前記ゲート絶縁膜には、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記ゲート絶縁膜の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
図１５Ａないし図１５Ｅは、本発明の望ましい第９実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板９１０の上部に有機半導体層９３０が備えられ、前記有機半導体層９３０の上部に、前記有機半導体層９３０と絶縁されたゲート電極９２０が備えられ、前記有機半導体層９３０に接して、前記ゲート電極９２０と絶縁されたソース電極９４０及びドレイン電極９５０が備えられる。
もちろん、前記有機半導体層９３０の上部に備えられ、前記ソース電極９４０、前記ドレイン電極９５０及び前記有機半導体層９３０を前記ゲート電極９２０から絶縁させるゲート絶縁膜９６０がさらに備えられ、必要に応じて、前記基板９１０と前記有機半導体層９３０との間には、バッファ層（図示せず）がさらに備えられることもできる。これは、後述する実施形態においても同一である。
この時、前記基板９１０の前記有機半導体層９３０方向の面上には、複数の突出部材９１０ａが備えられる。前記突出部材は、前記ソース電極９４０から前記ドレイン電極９５０方向に延びる。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
そして、前記有機半導体層９３０は、図１５Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材９１０ａが形成された前記基板９１０を覆うように備えられることもあり、図１５Ｅに示すように、前記基板９１０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材９１０ａの間に備えられることもある。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記有機半導体層９３０が備えられた前記基板９１０に、図１５Ｄ及び図１５Ｅに示すように、前記ソース電極９４０から前記ドレイン電極９５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材９１０ａが形成されているので、前記基板９１０の上部に備えられる前記有機半導体層９３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記基板９１０上に備えられた、前記ソース電極９４０から前記ドレイン電極９５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部材９１０ａは、前述したように、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜で備えることができ、形成方法は、前述したようにレーザーホログラム法などを利用できる。
本実施形態では、図１５Ａに示すように、いわゆるスタッガ型有機ＴＦＴについて説明したが、ゲート電極が、有機半導体層の上部に備えられるいわゆるトップゲート型有機ＴＦＴならば、いかなる構造の有機ＴＦＴにも本発明が適用できるということは言うまでもない。これは、後述する実施形態においても同一である。
図１６は、本発明の望ましい第１０実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、基板１０１０の上部に複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は、互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した第９実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいて、前記基板１０１０上に別途の突出部材が備えられたものではなく、一体に、すなわち、前記基板１０１０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記基板１０１０の上面に形成された、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、前述したように、レーザーアブレーション法などを利用して簡単に形成できる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、有機半導体層が備えられる基板には、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記基板の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
図１７Ａないし図１７Ｅは、本発明の望ましい第１１実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照して、本実施形態による有機ＴＦＴの構造を説明すれば、基板１１１０の上部にバッファ層１１７０が備えられ、前記バッファ層１１７０の上部に有機半導体層１１３０が備えられ、前記有機半導体層１１３０の上部に、前記有機半導体層１１３０と絶縁されたゲート電極１１２０が備えられ、前記有機半導体層１１３０に接し、かつ前記ゲート電極１１２０と絶縁されたソース電極１１４０及びドレイン電極１１５０が備えられる。
この時、前記バッファ層１１７０の前記有機半導体層１１３０方向の面上には、複数の突出部材１１７０ａが備えられる。前記突出部材１１７０ａは、前記ソース電極１１４０から前記ドレイン電極１１５０方向に延びる。この時、前記突出部材は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部材は、互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部材が平行な場合について説明する。
そして、前記有機半導体層１１３０は、図１７Ｄに示すように、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１１７０ａが形成された前記バッファ層１１７０を覆うように備えられることもでき、図１７Ｅに示すように、前記バッファ層１１７０に備えられた互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１１７０ａの間に備えられることもできる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、前記有機半導体層１１３０が備えられた前記バッファ層１１７０に、図１７Ｄ及び図１７Ｅに示すように、前記ソース電極１１４０から前記ドレイン電極１１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材１１７０ａが形成されているので、前記バッファ層１１７０の上部に備えられる前記有機半導体層１１３０のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前記バッファ層１１７０上に備えられた、前記ソース電極１１４０から前記ドレイン電極１１５０方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部材１１７０ａは、前述したように、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜で備えることができ、形成方法は、前述したように、レーザーホログラム法などを利用できる。
図１８は、本発明の望ましい第１２実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
前記図面を参照すれば、基板１２１０の上部に備えられたバッファ層１２７０上に、複数の突出部が備えられている。この時、前記突出部は、互いに平行な中心軸を持つことができる。もちろん、前記突出部は互いに平行でないこともある。以下では、便宜上、前記突出部が平行な場合について説明する。
本実施形態による有機ＴＦＴと、前述した第１１実施形態による有機ＴＦＴとの相違点は、本実施形態による有機ＴＦＴにおいて、前記バッファ層１２７０上に別途の突出部材が備えられたものではなく、一体に、すなわち、前記バッファ層１２７０の上面に、互いに平行な中心軸を持つ突出部が形成されているということである。
前記バッファ層１２７０の上面に形成された、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ突出部は、前述したように、レーザーアブレーション法などを利用して、簡単に形成できる。また、前記バッファ層を、フォトレジストまたは光配向膜などの高分子膜のような感光性物質で形成した後、前述したレーザーホログラム法を利用して、形成することもできる。
前記のような構造の有機ＴＦＴの場合、有機半導体層が備えられるバッファ層には、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部が形成されているので、前記バッファ層の上部に備えられる前記有機半導体層のアライン方向を同一に形成でき、これを通じて、同時に製造される各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性を均一化できる。
前述した実施形態による有機ＴＦＴは、同一基板上に複数の有機ＴＦＴを同時に製造する時、各有機ＴＦＴのしきい電圧などの特性が均一であるので、同じ特性を持つ複数の有機ＴＦＴを必要とする装置、特に、平板ディスプレイ装置に使用できる。すなわち、各画素別に少なくとも一つの有機ＴＦＴが備えられて、各画素の動作を制御する場合、各画素別に備えられた有機ＴＦＴの特性が異なれば、入力された映像信号によるイメージを正確に具現できず、その結果、鮮明な像を得られなくなるためである。したがって、複数の有機ＴＦＴが備えられた平板ディスプレイ装置において、前述した実施形態による有機ＴＦＴを利用することによって、正確かつ鮮明な像を具現できる。
特に、前記のような有機ＴＦＴを備える平板ディスプレイ装置としては、ＥＬＤまたはＬＣＤなどを挙げられるところ、前記ＥＬＤの構造を簡略に説明すれば、次の通りである。
電界発光表示装置は、発光層での発光色相によって多様な画素パターンを備えるが、例えば、赤色、緑色及び青色の画素を備える。前記赤色、緑色及び青色で形成される各副画素は、自発光素子である電界発光素子、及び前記電界発光素子に連結される少なくとも一つ以上のＴＦＴを備えるが、前記ＴＦＴは、前述した実施形態による有機ＴＦＴとなる。もちろん、それ以外にも、キャパシタなどが備えられることもある。
前記電界発光素子は、電流駆動方式の発光素子であり、前記素子を構成する両電極間の電流フローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して所定の画像を具現する。前記電界発光素子の構成を簡略に説明すれば、前記電界発光素子は、前述したＴＦＴを構成するＴＦＴのソース電極、及びドレイン電極のうちいずれか一つの電極に連結された画素電極と、全体画素を覆うように、または各画素に対応するように備えられた対向電極、及びそれら画素電極と対向電極との間に配置される少なくとも発光層を含む中間層で構成される。本発明は、必ずしも前記のような構造に限定されるものではなく、多様なＥＬＤの構造がそのまま適用できることは、言うまでもない。
前記画素電極は、アノード電極の機能を遂行し、前記対向電極は、カソード電極の機能を遂行するが、もちろん、それら画素電極と対向電極との極性は、逆になっても関係ない。
前記画素電極は、透明電極または反射型電極で備えることができるが、透明電極として使われる時には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３を備えられる。前記画素電極が反射型電極として使われる時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒまたはそれらの化合物で反射膜を形成した後、その上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３が備えられる。
前記対向電極も、透明電極または反射型電極で備えられるが、透明電極として使われる時には、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはそれらの化合物が前記中間層に向かうように蒸着した後、その上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３などの透明電極形成用物質として、補助電極層やバス電極ラインが備えられる。そして、反射型電極として使われる時には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇまたはそれらの化合物を全面蒸着して形成する。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、画素電極及び対向電極として、伝導性ポリマーなどの有機物を使用することもできる。
一方、前記中間層は、有機膜で備えることができ、有機膜で備えられた中間層は、低分子有機膜または高分子有機膜で備えられうる。
低分子有機膜を使用する場合、前記中間層は、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、発光層（ＥＭＬ：Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）及び電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）などが、単一あるいは複合の構造で積層されて形成でき、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などをはじめとして、多様に適用可能である。このような低分子有機膜は、真空中で有機物を加熱して蒸着する方式で形成できる。もちろん、前記中間層の構造は、必ずしも前記に限定されるものではなく、必要に応じて、多様な層で構成できる。
高分子有機膜を使用する場合には、前記中間層は、大体ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられる。前記高分子ＨＴＬは、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）などを使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティングの方法により形成できる。前記高分子有機ＥＭＬは、ＰＰＶ、溶解性ＰＰＶ、Ｃｙａｎｏ−ＰＰＶ、ポリフルオレンで備えることができ、インクジェットプリンティングやスピンコーティング、または、レーザーを利用した熱転写方式などの通常の方法でカラーパターンを形成できる。もちろん、このような高分子有機層の場合にも、前記中間層の構造は必ずしも前記に限定されるものではなく、必要に応じて多様な層で構成できる。
前述したような構造からなるＥＬＤでは、前記電界発光素子の画素電極に、前述したように一定の方向に有機半導体層がアラインされて、しきい電圧などの特性の同じ有機ＴＦＴが少なくとも一つ以上連結されて、前記画素電極に流入される電流フローを制御することによって、各画素の発光如何が制御される。
本発明は、図面に図示された実施形態を参考として説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これより多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって定められねばならない。
本発明による有機ＴＦＴは、前記ＥＬＤやＬＣＤ以外の多様な平板ディスプレイ装置にも備えられることはもとより、平板ディスプレイ装置外の電子紙、スマートカード、商品タグまたはＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用プラスチックチップなど、有機ＴＦＴを備えるあらゆる装置に備えられる。
従来の有機ＴＦＴを概略的に図示する断面図である。 スピンコーティング法を利用して有機半導体層をコーティングする、従来の過程を概略的に図示する概念図である。 スピンコーティング法を利用して有機半導体層をコーティングする、従来の過程を概略的に図示する概念図である。 スピンコーティング法を利用して有機半導体層をコーティングする、従来の過程を概略的に図示する概念図である。 スピンコーティング法を利用して有機半導体層がコーティングされた場合、各位置によって有機半導体層の特性が変わりうることを示す平面図である。 図３ＡのＡ部分の有機半導体層を概略的に図示する平面図である。 図３ＡのＢ部分の有機半導体層を概略的に図示する平面図である。 本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 前記実施形態による有機ＴＦＴの有機半導体層の特性の均一性確保原理を概略的に示す平面図である。 前記実施形態による有機ＴＦＴのゲート電極上に備えられた、一定の方向に延びつつ、互いに平行な中心軸を持つ複数の突出部材を示す写真である。 前記実施形態による有機ＴＦＴの変形例を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましい他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴ、またはその一部分を概略的に図示する断面図である。 本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴの一部分を概略的に図示する断面図である。
符号の説明
１１０ 基板
１２０ ゲート電極
１２０ａ 突出部
１３０ 有機半導体層
１４０ ソース電極
１５０ ドレイン電極
１６０ ゲート絶縁膜

Claims (46)

  1. 基板と、
    前記基板の上部に備えられたゲート電極と、
    前記ゲート電極を覆うように備えられたゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の上部に備えられた有機半導体層と、
    前記有機半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、
    前記ゲート絶縁膜には複数の突出部が形成され、前記突出部は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
  2. 前記突出部は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
  3. 前記ゲート電極の前記ゲート絶縁膜方向の面上には複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
  4. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
  5. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
  6. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ。
  7. 前記突出部材は、前記ゲート電極と一体化したことを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
  8. 前記基板と前記ゲート電極との間には、バッファ層がさらに備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
  9. 前記バッファ層の前記ゲート電極方向の面上には複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  10. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ。
  11. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ。
  12. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
  13. 前記突出部材は、前記バッファ層と一体化したことを特徴とする請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ。
  14. 前記バッファ層は、感光性物質で形成されることを特徴とする請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ。
  15. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタ。
  16. 前記基板の前記ゲート電極方向の面上には複数の突出部材がさらに備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
  17. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
  18. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
  19. 前記感光性物質はフォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項１８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  20. 前記突出部材は、前記基板と一体化したことを特徴とする請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
  21. 請求項１に記載の有機薄膜トランジスタに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置。
  22. 基板と、
    前記基板の上部に備えられたゲート電極と、
    前記ゲート電極を覆うように備えられたゲート絶縁膜と、
    前記ゲート絶縁膜の上部に備えられた有機半導体層と、
    前記有機半導体層に接するソース電極及びドレイン電極と、を備え、
    前記ゲート絶縁膜の前記ゲート電極とは逆方向の面上には複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
  23. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項２２に記載の有機薄膜トランジスタ。
  24. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項２２に記載の有機薄膜トランジスタ。
  25. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項２４に記載の有機薄膜トランジスタ。
  26. 前記突出部材は、前記ゲート絶縁膜と一体化したことを特徴とする請求項２２に記載の有機薄膜トランジスタ。
  27. 前記ゲート絶縁膜は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の有機薄膜トランジスタ。
  28. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項２７に記載の有機薄膜トランジスタ。
  29. 請求項２２に記載の有機薄膜トランジスタに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする請求項２２に記載の平板ディスプレイ装置。
  30. 基板と、
    前記基板の上部に備えられた有機半導体層と、
    前記有機半導体層の上部に備えられ、前記有機半導体層と絶縁されたゲート電極と、
    前記有機半導体層に接し、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、を備え、
    前記基板の前記有機半導体層方向の面上には複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
  31. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  32. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  33. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項３２に記載の有機薄膜トランジスタ。
  34. 前記突出部材は、前記基板と一体化したことを特徴とする請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  35. 前記基板と前記有機半導体層との間には、バッファ層がさらに備えられることを特徴とする請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  36. 前記有機半導体層の上部に備えられ、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を前記ゲート電極から絶縁させるゲート絶縁膜がさらに備えられることを特徴とする請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  37. 請求項３０に記載の有機薄膜トランジスタに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする請求項３０に記載の平板ディスプレイ装置。
  38. 基板と、
    前記基板の上部に備えられたバッファ層と、
    前記バッファ層の上部に備えられた有機半導体層と、
    前記有機半導体層の上部に備えられ、前記有機半導体層と絶縁されたゲート電極と、
    前記有機半導体層に接し、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、を備え、
    前記バッファ層の前記有機半導体層方向の面上には複数の突出部材が備えられ、前記突出部材は、前記ソース電極から前記ドレイン電極方向に延びることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
  39. 前記突出部材は、互いに平行な軸を持つことを特徴とする請求項３８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  40. 前記突出部材は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項３８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  41. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項４０に記載の有機薄膜トランジスタ。
  42. 前記突出部材は、前記バッファ層と一体化したことを特徴とする請求項３８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  43. 前記バッファ層は、感光性物質で形成されたことを特徴とする請求項４２に記載の有機薄膜トランジスタ。
  44. 前記感光性物質は、フォトレジストまたは光配向膜であることを特徴とする請求項４３に記載の有機薄膜トランジスタ。
  45. 前記有機半導体層の上部に備えられ、前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記有機半導体層を前記ゲート電極から絶縁させるゲート絶縁膜がさらに備えられることを特徴とする請求項３８に記載の有機薄膜トランジスタ。
  46. 請求項３８に記載の有機薄膜トランジスタに電気的に連結されたディスプレイ素子を備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置。
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