JP2006165559A - 薄膜トランジスタ、その製造方法及び薄膜トランジスタを備えた平板表示装置 - Google Patents
薄膜トランジスタ、その製造方法及び薄膜トランジスタを備えた平板表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】薄膜トランジスタ、その製造方法及び薄膜トランジスタを備えた平板表示装置を提供する。
【解決手段】ゲート電極と、ゲート電極と絶縁されたソース及びドレイン電極と、ゲート電極と絶縁され、ソース及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、ソース及びドレイン電極及び有機半導体層とゲート電極とを絶縁させる絶縁層と、ゲート電極と連結された第１配線と、ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線と、を備え、ゲート電極、第１配線、ソース及びドレイン電極、及び、第２配線のうち、少なくとも何れか一つが、導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含む薄膜トランジスタである。また、その製造方法及び薄膜トランジスタを備えた平板表示装置である。これにより、薄膜トランジスタのうち導電性膜は、精密なパターンを有し、低コストの低温工程で製造されうる。
【選択図】図２
【解決手段】ゲート電極と、ゲート電極と絶縁されたソース及びドレイン電極と、ゲート電極と絶縁され、ソース及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、ソース及びドレイン電極及び有機半導体層とゲート電極とを絶縁させる絶縁層と、ゲート電極と連結された第１配線と、ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線と、を備え、ゲート電極、第１配線、ソース及びドレイン電極、及び、第２配線のうち、少なくとも何れか一つが、導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含む薄膜トランジスタである。また、その製造方法及び薄膜トランジスタを備えた平板表示装置である。これにより、薄膜トランジスタのうち導電性膜は、精密なパターンを有し、低コストの低温工程で製造されうる。
【選択図】図２
Description
本発明は、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴ）、その製造方法及びＴＦＴを備えた平板表示装置に係り、より具体的には、精密パターンを有する導電性膜を有するＴＦＴ、低コストの低温連続工程を利用したＴＦＴの製造方法及びＴＦＴを備えた平板表示装置に関する。
一般的に、平板表示装置のうち発光素子は、視野角が広く、コントラストに優れているだけでなく、応答速度が速いという長所があり、次世代の表示素子として注目を浴びている。このような発光素子は、発光層を形成する物質によって無機発光素子と有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）とに区分される。
この中で、ＯＬＥＤは、蛍光性有機化合物を電気的に励起させて発光させる自発光型ディスプレイであり、低電圧で駆動が可能であり、薄型化が容易であり、広視野角、速い応答速度など、液晶ディスプレイにおいて問題点として指摘されることを解決できる次世代のディスプレイとして注目されている。ＯＬＥＤは、アノード電極とカソード電極との間に有機物からなる発光層を備えている。ＯＬＥＤは、それらの電極に正極及び負極電圧がそれぞれ印加されることにより、アノード電極から注入された正孔が正孔輸送層を経て発光層に移動し、電子は、カソード電極から電子輸送層を経て発光層に移動し、発光層で電子と正孔とが再結合して励起子を生成する。
この励起子が励起状態から基底状態に変化するにつれ、発光層の蛍光性分子が発光することにより画像を形成する。フルカラー型のＯＬＥＤの場合には、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の三色を発光する画素を備えることによりフルカラーを実現する。
一方、前記ＯＬＥＤまたは無機発光素子などの平板表示装置では、各ピクセルの動作を制御するスイッチ素子及びピクセルを駆動させる駆動素子として、ＴＦＴが使用される。前記ＴＦＴは、高濃度の不純物でドーピングされたソース／ドレイン領域と、前記ソース／ドレイン領域の間に形成されたチャンネル領域を有する半導体層と、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備えられたゲート電極と、前記ソース／ドレイン領域にそれぞれ接触するソース／ドレイン電極とを有する。
最近の平板ディスプレイ装置は、薄型化と共にフレキシブルな特性が要求されている。このようなフレキシブルな特性を達成するために、ディスプレイ装置の基板として、従来のガラス材基板ではないプラスチック基板を使用しようという多くの試みがなされているが、前記プラスチック基板の使用は、低温工程下で行わなければならない。したがって、従来のポリシリコン系のＴＦＴの代わりに、有機半導体層を備えた有機ＴＦＴが注目されている。有機半導体層は、低温工程で形成でき、低コスト型のＴＦＴを実現できるという長所がある。このような有機半導体層は、例えば、特許文献１に開示されている。
このような有機ＴＦＴのうち、導電性膜、例えば、ゲート電極、前記ゲート電極と連結されたゲート配線、ソース及びドレイン電極、及び前記ソース及びドレイン電極のうち、何れか一つと連結されたソース及びドレイン電極配線などは、例えば、蒸着法などの方法を利用して形成された。しかし、前記方法によれば、有機ＴＦＴの製造には多くの費用がかかる。また、蒸着法などに伴う熱等は、基板または有機半導体層を損傷させる恐れがあるところ、それを改善する必要性が要求されている。
米国特許６,４３３,３５９号明細書
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、導電性のナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物からなる導電性膜を備えたＴＦＴ、その製造方法及びＴＦＴを備えた平板表示装置を提供することを目的とする。
前記本発明の課題を達成するために、本発明の第１態様は、ゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁されたソース及びドレイン電極と、前記ゲート電極と絶縁され、前記ソース及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、前記ソース及びドレイン電極及び前記有機半導体層と前記ゲート電極とを絶縁させる絶縁層と、前記ゲート電極と連結された第１配線と、前記ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線と、を備え、前記ゲート電極、前記第１配線、前記ソース及びドレイン電極、及び、前記第２配線のうち、少なくとも何れか一つが導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含むＴＦＴを提供する。
前記本発明の課題を達成するために、本発明の第２態様は、導電性ナノ粒子、硬化性樹脂及びビークルを含む硬化性ペースト組成物を提供する工程と、前記硬化性ペースト組成物を基板に塗布する工程と、ゲート電極、前記ゲート電極と連結された第１配線、ソース及びドレイン電極、及び、前記ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線のうち、少なくとも何れか一つのパターンに沿って前記硬化性ペースト組成物を硬化させる工程と、未硬化の硬化性ペースト組成物を除去し、前記ゲート電極、前記第１配線、前記ソース及びドレイン電極、及び、前記第２配線のうち、少なくとも何れか一つを形成する工程と、を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供する。
また、前記本発明の課題を達成するために、本発明の第３態様は、前記のようなＴＦＴまたは前記のようなＴＦＴの製造方法によって製造されたＴＦＴを各画素に備え、前記ＴＦＴのソース電極またはドレイン電極に画素電極が接続された平板表示装置を提供する。
本発明のＴＦＴのうち、導電性膜は精密なパターンを有しうる。このようなＴＦＴは、本発明の製造方法によって低コストの低温連続工程で製造できる。さらに、前記ＴＦＴの有機半導体層及び基板は、ＴＦＴ製造中に実質的に損傷しない。そのようなＴＦＴを利用すれば、信頼性の向上した平板表示装置が得られる。
本発明のＴＦＴのうち、導電性膜は、例えば、レーザーを利用した局部的な硬化方法を利用して形成されうる。それにより、精密なパターンを有する導電性膜を備えるＴＦＴを低コストの低温連続工程で生産でき、生産性が向上しうる。このような本発明のＴＦＴを利用すれば、信頼性が確保された平板表示装置を製造できる。
以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は、本発明の好ましい一実施例に係るＴＦＴを示す平面図であり、図２は、図１のＩ−Ｉの断面図である。
図１及び図２に示すように、本発明に係るＴＦＴは、基板１１上に備えられる。前記基板１１は、ガラス材基板またはアクリル類、エポキシ類、ポリアミド類、ポリカーボネートアミド類、ポリイミド類、ポリケトン類、ポリノルボネン類、ポリフェニレンオキシド類、ポリ（エチレンナフタレンジカルボン酸）、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリ（硫化フェニレン）（ＰＰＳ）のようなプラスチック材の基板が使用されうる。
前記基板１１上には、所定パターンのゲート電極１２が形成され、このゲート電極１２を覆うように絶縁層１３が形成される。そして、絶縁層１３の上部にはソース及びドレイン電極１４がそれぞれ形成される。このソース及びドレイン電極１４は、図１に示すように、一定部分をゲート電極１２と重ね得るが、必ずしもこれに限定されるものではない。図面符号１２ａは、ゲート電極１２にゲート信号を付与するゲート配線であって、ゲート電極１２と連結された第１配線であり、図面符号１４ａは、ソース及びドレイン電極１４のうち、何れか一つと連結された第２配線である。
前記ゲート電極１２、第１配線１２ａ、ソース及びドレイン電極１４及び第２配線１４ａのうち、少なくとも何れか一つ以上は、導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含む。
導電性ナノ粒子の非制限的な例としては、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、ＰｄまたはＡｌのナノ粒子が含まれうる。それらのうち、２つ以上の組み合わせを使用することも可能である。
前記導電性ナノ粒子は、２.０ｍ２／ｇないし１０.０ｍ２／ｇ、好ましくは３.０ｍ２／ｇないし９.０ｍ２／ｇの比表面積を有しうる。一方、前記導電性ナノ粒子は、１０ｎｍないし１００ｎｍ、好ましくは、２０ｎｍないし９０ｎｍの平均粒径を有しうる。前記導電性ナノ粒子の比表面積が２.０ｍ２／ｇ未満であり、または平均粒径が１００ｎｍを超える場合、前記ゲート電極、前記第１配線、ソース及びドレイン電極または前記第２配線の直線性が不良となり、抵抗が大きくなりうる。逆に、前記導電性ナノ粒子の比表面積が１０.０ｍ２／ｇを超えるか、または平均粒径が１０ｎｍ未満である場合、それを含む導電性膜に十分な導電性を付与できないこともある。
前記導電性ナノ粒子の外形は、板状、無定形または球形等でありうるが、導電性ナノ粒子の比表面積及び充填率などを考慮して球形でありうる。
前記硬化性樹脂の硬化物は、熱または光線によって硬化された樹脂であって、前記硬化性樹脂の硬化物は、ゲート電極、第１配線、ソース及びドレイン電極、第２配線のような導電性膜に導電性を付与するか、または前記導電性ナノ粒子の導電性を低下させてはならない。
前記硬化性樹脂の硬化物は、熱または光線によって硬化されたものである。熱によって硬化された場合、前記硬化性樹脂の硬化物は、例えば、１００℃ないし２０００℃の温度、好ましくは、１００℃ないし１０００℃の温度で硬化されうることが好ましい。前記硬化性樹脂の硬化物の硬化温度が１００℃以下である場合には、熱供給源による選択的な硬化に対する感度が低下しうるという問題点があり、前記硬化性樹脂の硬化物の硬化温度が２０００℃を超える場合には、有機半導体層または基板を損傷させる恐れがあり、好ましくないためである。その外にも、前記硬化性樹脂の硬化物は、レーザーを利用して硬化されうる。特に、レーザーを利用した場合、前記硬化性樹脂の硬化物は、極微細なパターンを有しうる。
前記硬化性樹脂の硬化物の非制限的な例は、フタレート系樹脂、エポキシ樹脂、ウレア系樹脂、メラミン系樹脂、アセチレン系樹脂、ピロール系樹脂、チオフェン系樹脂、オレフィン系樹脂及びアルコール系樹脂からなる群から選択された一つ以上の樹脂の硬化物でありうる。より具体的には、前記硬化性樹脂の硬化物の例は、ポリエチレンフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリジヒドロキシメチルシクロヘキシルテレフタレート、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン（２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ウレア樹脂、メラミン−フェノル樹脂、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリフェニレンビ二リデン、ポリエチレンビ二リデン及びポリビニルアルコールからなる群から選択された一つ以上の樹脂の硬化物でありうる。
前記ゲート電極１２、第１配線１２ａ、ソース及びドレイン電極１４及び第２配線１４ａのうち、少なくとも何れか一つ以上は、５Åないし５００Åであり、好ましくは、１０Åないし３００Åの表面粗度を有しうる。前記ゲート電極１２、第１配線１２ａ、ソース及びドレイン電極１４及び第２配線１４ａのような導電性領域の表面粗度が前記範囲を逸脱する場合、その上部に形成される層、例えば、有機半導体層との接触不良が発生するなどの問題点が発生しうるためである。
前記ソース及びドレイン電極１４の上部には有機半導体層１５が形成される。前記有機半導体層１５を形成する有機半導体物質としては、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネン及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸イミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ニ無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフロレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−複素環芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びそれらの誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びそれらの誘導体、金属を含有／非含有のフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びそれらの誘導体などが使用されうる。そのうち、２つ以上の組み合わせを利用できる。
本発明のＴＦＴは、以上説明したような積層構造を有する形態だけでなく、多様な積層構造を有するように形成されてもよい。例えば、基板、ゲート電極、絶縁層、有機半導体層及びソース及びドレイン電極が順次に積層された構造または基板、ソース及びドレイン電極、有機半導体層、絶縁層及びゲート電極が順次に積層された構造など、多様に変形された構造を有しうるということは言うまでもない。
本発明のＴＦＴの製造方法は、導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂を含む硬化性ペースト組成物の提供ステップと、前記硬化性ペースト組成物の工程と、前記硬化性ペースト組成物の硬化工程と、未硬化の硬化性ペースト組成物を除去して、ゲート電極、前記ゲート電極と連結された第１配線、ソース及びドレイン電極及び前記ソース及びドレイン電極のうち、何れか一つと連結された第２配線のうち、少なくとも何れか一つを形成するステップからなりうる。
前記硬化性ペースト組成物は、導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂を含む。前記導電性ナノ粒子は、前記の通りであり、前記硬化性樹脂は、前記のような硬化性樹脂の硬化物が得られる硬化性樹脂であって、熱及び光線によって硬化可能な樹脂を含む。
前記硬化性ペースト組成物は、選択的にビークルをさらに含みうる。前記ビークルは、前記硬化性ペースト組成物の粘度及び印刷性などを調節する役割を行う。前記硬化性ペースト組成物にビークルが含まれる場合、硬化性ペースト組成物の硬化工程時に、少なくとも一部以上のビークルが揮発されることが好ましい。ビークルの具体的な例としては、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、テルピネオール、ブチルカルビトール（ＢＣ）、ブチルカルビトールアセテート（ＢＣＡ）、トルエン及びテキサノールなどが含まれうるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。その中で、２つ以上の組み合わせを使用できる。
本発明の硬化性ペースト組成物は、１０ｃｐｓないし１００ｃｐｓであり、好ましくは、２０ｃｐｓないし９０ｃｐｓの粘度を有しうる。前記粘度範囲を逸脱する場合、フロー性及び印刷性が低下して、精密なパターンの形成が困難になるためである。
前記のように製造された硬化性ペースト組成物を基板上に塗布する。この時、前記“基板”とは、ゲート電極、前記ゲート電極と連結された第１配線、ソース及びドレイン電極または前記ソース及びドレイン電極のうち、何れか一つと連結された第２配線のうち、少なくとも何れか一つが形成される領域を有する支持体を表すものであって、これは、製造しようとするＴＦＴの構造によって当業者に容易に認識されうる。例えば、ゲート電極、有機半導体層及びソース及びドレイン電極を順次に備えるＴＦＴを形成しようとする場合、ゲート電極の形成時には、ガラス材またはプラスチック材の基板上に前記硬化性ペースト組成物を塗布し、その後、ソース及びドレイン電極の形成時には、ゲート電極及び有機半導体層を備えた基板上に硬化性ペースト組成物を塗布する。
硬化性ペースト組成物の塗布後、形成しようとする対象、例えば、ゲート電極、前記ゲート電極と連結された第１配線、ソース及びドレイン電極及び前記ソース及びドレイン電極のうち、少なくとも何れか一つと連結された第２配線のうち、少なくとも何れか一つのパターンによって硬化性ペースト組成物を硬化させる。
本発明の硬化性ペースト組成物の硬化工程は、多様な方法を利用して行われうる。例えば、レーザーを利用して局部的な硬化工程を行える。レーザーは、高いエネルギー密度を提供できる光線であって、超微細パターンに沿って局部的に熱または光を供給できる。
本発明に使用可能なレーザーは、ＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）レーザー、ＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｌａｓｅｒ）レーザーなどであり、例えば、６３５ｎｍ波長の半導体レーザーまたは５１４ｎｍ波長のアルゴンレーザーなどが含まれるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
前記のように硬化工程を経た後、未硬化の硬化性ペースト組成物を除去する。前記未硬化の硬化性ペースト組成物は、前記のような硬化性樹脂を溶解させうる各種溶剤、例えば、アセトンなどを利用できる。一方、前記硬化性樹脂がカルボン酸基のように、親水性基を有する樹脂である場合には、水溶性アルカリ化合物、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、トリメチル２−ヒドロキシドエチルアンモニウムヒドロキシドなどの有機アルカリ化合物なども使用できるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
このように、本発明の硬化性ペースト組成物のパターニングは、局部的な硬化によって行われる。したがって、ＴＦＴの基板及び／または有機半導体層は、ＴＦＴの製造時に高温に曝されない。それにより、本発明のＴＦＴの基板及び有機半導体層は、熱による損傷が実質的に防止される。さらに、局部的な硬化工程を利用するため、例えば、複雑なフォトレジスト工程が排除され、連続工程への適用も可能であるため、生産性も向上させうる。
前記のような本発明のＴＦＴ及び前記のような本発明のＴＦＴの製造方法によって製造されたＴＦＴは、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）または有機発光表示装置のような平板表示装置に備えられうる。
図３は、その一例である有機発光表示装置に前記ＴＦＴを適用したところを示す図面である。
図３は、有機発光表示装置のうち、一つの副画素を示したものであり、そのような各副画素には、自発光素子としてＯＬＥＤを備えており、少なくとも一つ以上のＴＦＴが備えられている。そして、別途のキャパシタ（図示せず）がさらに備えられている。
そのような有機発光表示装置は、ＯＬＥＤの発光色によって多様な画素パターンを有するが、好ましくは、赤色、緑色、青色の画素パターンを備える。
そのような赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）色の各副画素は、図３に示すようなＴＦＴ構造と、自発光素子であるＯＬＥＤとを有する。そして、ＴＦＴを備えるが、このＴＦＴは、前記の実施例に係るＴＦＴでありうる。しかし、必ずしもこれに限定されるのではなく、多様な構造のＴＦＴを備え得る。
図３に示すように、基板２１上に前記のＴＦＴ２０が備えられる。前記ＴＦＴ２０のうち、ゲート電極２２、ソース及びドレイン電極２４は、前記のように導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含み、図３には、図示されていないが、前記ゲート電極２２と連結された第１配線及び／または前記ソース及びドレイン電極２４のうち、何れか一つと連結された第２配線、また導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含みうる。本発明に係るＴＦＴ２０のうち、ゲート電極２２、絶縁層２３、有機半導体層２５については、前記の通りであるため、その詳細な説明を省略する。
ＴＦＴ２０のうち、有機半導体層２５を形成した後には、前記ＴＦＴ２０を覆うようにパッシベーション膜２７が形成されるが、このパッシベーション膜２７は、単層または複数層の構造に形成されており、有機物、無機物、または有機／無機の複合物で形成されうる。
前記パッシベーション膜２７の上部には、ＯＬＥＤ３０の一電極である第１電極３１が形成され、その上部に画素分離膜２８が形成され、その画素分離膜２８に、所定の開口部２８ａを形成した後、ＯＬＥＤ３０の有機発光膜３２を形成する。
前記ＯＬＥＤ３０は、電流の流れによって赤色、緑色、青色の光を発光して、所定の画像情報を表示するものであって、ＴＦＴ２０のソース／ドレイン電極２４のうち、何れか一電極と連結された第１電極３１と、全体画素を覆うように備えられた第２電極３３、及びそれらの第１電極３１と第２電極３３との間に配置されて発光する有機発光膜３２とから構成される。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、多様な有機発光表示装置の構造がそのまま適用されうるということは言うまでもない。この時、ソース／ドレイン電極２４の一電極と連結された第１電極３１を画素電極とも言う。
前記有機発光膜３２は、低分子または高分子有機膜が使用されうるが、低分子有機膜を使用する場合、ホール注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）、ホール輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、発光層（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）などが単一、あるいは複合の構造に積層されて形成されうるが、使用可能な有機材料として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。それらの低分子有機膜は、真空蒸着の方法で形成される。
高分子有機膜の場合には、大体ＨＴＬ及びＥＭＬが備えられた構造を有し、この時、前記ＨＴＬとしてＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を使用し、ＥＭＬとしてＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）系及びポリフルオレン系等の高分子有機物質を使用し、それをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法等で形成できる。
前記のような有機膜は、必ずしもそれらに限定されるものではなく、多様な実施例が適用されうるということは言うまでもない。
前記第１電極３１は、アノード電極の機能を行い、前記第２電極３３は、カソード電極の機能を行うが、もちろん、それらの第１電極３１と第２電極３３との極性は逆であってもよい。
このように本発明に係るＴＦＴは、図３のように各副画素に搭載されてもよく、画像が具現されないドライバ回路（図示せず）にも搭載可能である。
（実施例）
実施例１
硬化性樹脂としてフォトレジストインク（Ｃｌｒｉａｎｔ社製）及び導電性ナノ粒子としてＡｇ粒子が含まれたＡｇインク（Ｃａｂｏｔ社製、Ａｇ粒子の平均粒径は３０ｎｍである）を準備し、９：１の重量比で混合した。前記混合物をガラス基板上に９００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で２分３０秒間ソフトベーキングさせた。この後、第１配線パターンに沿って２５ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーに５秒間露光させた後、現像液に６０秒間浸漬させて現像した。それを１３０℃で３分間ハードベーキングさせ、幅が１５μｍであり、高さが１μｍであるパターンを形成した。
実施例１
硬化性樹脂としてフォトレジストインク（Ｃｌｒｉａｎｔ社製）及び導電性ナノ粒子としてＡｇ粒子が含まれたＡｇインク（Ｃａｂｏｔ社製、Ａｇ粒子の平均粒径は３０ｎｍである）を準備し、９：１の重量比で混合した。前記混合物をガラス基板上に９００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした後、１１０℃で２分３０秒間ソフトベーキングさせた。この後、第１配線パターンに沿って２５ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーに５秒間露光させた後、現像液に６０秒間浸漬させて現像した。それを１３０℃で３分間ハードベーキングさせ、幅が１５μｍであり、高さが１μｍであるパターンを形成した。
それから得た第１配線のＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ）写真は、図４に示す。図４から本発明に係る第１配線が形成されたことが分かる。
実施例２
硬化性樹脂として５ｗｔ％のＰＶＡ溶液及び導電性ナノ粒子としてＡｇ粒子が含まれたＡｇインク（Ｃａｂｏｔ社製、Ａｇ粒子の平均粒径は３０ｎｍである）を準備し、９：１の重量比で混合した。前記混合物をガラス基板上に１０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした後、常温で１０分間乾燥させた。この後、第１配線パターンに沿って６００ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーに１２０秒間露光させた後、現像液に６０秒間浸漬させて現像した。それを１００℃で２０分間ハードベーキングさせ、幅が１５μｍであり、高さが１μｍであるパターンを形成した。
硬化性樹脂として５ｗｔ％のＰＶＡ溶液及び導電性ナノ粒子としてＡｇ粒子が含まれたＡｇインク（Ｃａｂｏｔ社製、Ａｇ粒子の平均粒径は３０ｎｍである）を準備し、９：１の重量比で混合した。前記混合物をガラス基板上に１０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングした後、常温で１０分間乾燥させた。この後、第１配線パターンに沿って６００ｍＪ／ｃｍ２の露光エネルギーに１２０秒間露光させた後、現像液に６０秒間浸漬させて現像した。それを１００℃で２０分間ハードベーキングさせ、幅が１５μｍであり、高さが１μｍであるパターンを形成した。
前記では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当業者ならば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更させうるということを理解できるであろう。
本発明は、平板表示装置に関連した技術分野に好適に適用され得る。
１１、２１ 基板
１２、２２ ゲート電極
１２ａ 第１配線
１３、２３ 絶縁層
１４、２４ ソース及びドレイン電極
１４ａ 第２配線
１５、２５ 有機半導体層
２７ パッシベーション膜
２８ 画素分離膜
３０ ＯＬＥＤ
３１ 第１電極
３３ 第２電極
１２、２２ ゲート電極
１２ａ 第１配線
１３、２３ 絶縁層
１４、２４ ソース及びドレイン電極
１４ａ 第２配線
１５、２５ 有機半導体層
２７ パッシベーション膜
２８ 画素分離膜
３０ ＯＬＥＤ
３１ 第１電極
３３ 第２電極
Claims (13)
- ゲート電極と、
前記ゲート電極と絶縁されたソース及びドレイン電極と、
前記ゲート電極と絶縁され、前記ソース及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、
前記ソース及びドレイン電極及び前記有機半導体層と前記ゲート電極とを絶縁させる絶縁層と、
前記ゲート電極と連結された第１配線と、
前記ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線と、を備え、
前記ゲート電極、前記第１配線、前記ソース及びドレイン電極、及び、前記第２配線のうち、少なくとも何れか一つが導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂の硬化物を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。 - 前記導電性ナノ粒子は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ及びＡｌのナノ粒子からなる群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記導電性ナノ粒子は、２.０ｍ２／ｇないし１０.０ｍ２／ｇの比表面積を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記導電性ナノ粒子は、１０ｎｍないし１００ｎｍの平均粒径を有することを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記硬化性樹脂の硬化物は、フタレート系樹脂、エポキシ樹脂、ウレア系樹脂、メラミン系樹脂、アセチレン系樹脂、ピロール系樹脂、チオフェン系樹脂、オレフィン系樹脂及びアルコール系樹脂からなる群から選択された一つ以上の硬化物であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記硬化性樹脂の硬化物は、ポリエチレンフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリジヒドロキシメチルシクロヘキシルテレフタレート、ウレア−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン（２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジン−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ウレア樹脂、メラミン−フェノル樹脂、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリフェニレンビ二リデン、ポリエチレンビ二リデン及びポリビニルアルコールからなる群から選択された一つ以上の硬化物であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記ゲート電極、前記第１配線、前記ソース及びドレイン電極、及び、前記第２配線のうち、少なくとも何れか一つの表面粗度が５Åないし５００Åであることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 前記有機半導体層は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネン及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸イミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ニ無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニレン及びその誘導体、ポリフロレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−複素環芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びそれらの誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びそれらの誘導体、金属含有／非含有のフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びそれらの誘導体からなる群から選択された一つ以上の物質であることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
- 導電性ナノ粒子及び硬化性樹脂を含む硬化性ペースト組成物を提供する工程と、
前記硬化性ペースト組成物を基板に塗布する工程と、
ゲート電極、前記ゲート電極と連結された第１配線、ソース及びドレイン電極、及び、前記ソース及びドレイン電極の何れか一つと連結された第２配線のうち、少なくとも何れか一つのパターンに沿って前記硬化性ペースト組成物を硬化させる工程と、
未硬化の硬化性ペースト組成物を除去し、前記ゲート電極、前記第１配線、前記ソース及びドレイン電極、及び、前記第２配線のうち、少なくとも何れか一つを形成する工程と、を含む薄膜トランジスタの製造方法。 - 前記硬化性ペースト組成物は、ＴＥＯＳ、テルピネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、トルエン及びテキサノールからなる群から選択された一つ以上のビークルをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記硬化性ペースト組成物の粘度は、１０ｃｐｓないし１００ｃｐｓであることを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 前記硬化工程をＵＶレーザーまたはＩＲレーザーを利用して行うことを特徴とする請求項９に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
- 請求項１ないし請求項８の何れか１項に記載の薄膜トランジスタを各副画素に備え、前記薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極に画素電極が接続されたことを特徴とする平板表示装置。
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