JP2007164188A - インクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた薄膜トランジスタ表示板の製造方法 - Google Patents
インクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた薄膜トランジスタ表示板の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】有機半導体の結晶性を向上し得るインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた薄膜トランジスタ表示板の製造方法を提供する。
【解決手段】インクジェットプリンティングシステムは、基板上にインキを滴下するインクジェットプリンティングチャンバーと、インクジェットプリンティングチャンバーと所定間隔離間しており、基板に滴下されたインキの溶媒の蒸気圧を調節してインキを乾燥させる乾燥チャンバーとを有する。
【選択図】図１
【解決手段】インクジェットプリンティングシステムは、基板上にインキを滴下するインクジェットプリンティングチャンバーと、インクジェットプリンティングチャンバーと所定間隔離間しており、基板に滴下されたインキの溶媒の蒸気圧を調節してインキを乾燥させる乾燥チャンバーとを有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、インクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた薄膜トランジスタ表示板の製造方法に関する。
一般的に液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機発光表示装置（ＯＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動表示装置等の平板表示装置は、複数対の電場生成電極と、その間に設けられる電気光学活性層とを有する。液晶表示装置の場合には、電気光学活性層として液晶層を有し、有機発光表示装置の場合には、電気光学活性層として有機発光層を有している。
１対をなす電場生成電極のうちの１つは、通常、スイッチング素子に接続されて電気信号の印加を受け、電気光学活性層は、この電気信号を光学信号に変換することによって画像を表示する。
１対をなす電場生成電極のうちの１つは、通常、スイッチング素子に接続されて電気信号の印加を受け、電気光学活性層は、この電気信号を光学信号に変換することによって画像を表示する。
平板表示装置では、スイッチング素子として三端子素子の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用し、この薄膜トランジスタを制御するための走査信号を伝達するゲート線と、画素電極に印加される信号を伝達するデータ線とが平板表示装置に設けられている。このような薄膜トランジスタの中でケイ素（Ｓｉ）のような無機半導体の代わりに有機半導体を用いる有機薄膜トランジスタ（ＯＴＦＴ）に対する研究が進められている。
有機薄膜トランジスタは、低温で溶液工程、特にインクジェットプリンティング方法で作製することができ、蒸着工程のみで限界のある大面積の平板表示装置にも容易に適用することができる。
有機半導体はほとんどが結晶性物質であり、結晶性または分子配向性に優れている有機半導体の場合には、薄膜トランジスタの特性が向上する。
有機半導体はほとんどが結晶性物質であり、結晶性または分子配向性に優れている有機半導体の場合には、薄膜トランジスタの特性が向上する。
しかしながら、インクジェットプリンティング方法で形成された有機半導体は、結晶の成長が遅く、薄膜トランジスタ特性が不良になる。そこで、本発明の目的は、有機半導体の結晶性を向上し得るインクジェットプリンティングシステム及びこれを用いた薄膜トランジスタ表示板の製造方法を提供することにある。
本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムは、基板上にインキを滴下するインクジェットプリンティングチャンバーと、前記インクジェットプリンティングチャンバーと所定間隔離間しており、前記基板に滴下されたインキの溶媒の蒸気圧を調節して、前記インキを乾燥させる乾燥チャンバーとを有することを特徴とする。
また、前記乾燥チャンバーには、前記溶媒の蒸気圧を調節する蒸気圧調節装置と、前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定器とが設けられることが望ましい。また、前記インクジェットプリンティングチャンバーには、基板が搭載されるステージと、前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、そして、前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることが望ましい。また、前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することが好ましい。また、前記溶媒は有機溶媒であり、前記有機溶媒はメシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つとすることができる。
また、前記乾燥チャンバーには、前記溶媒の蒸気圧を調節する蒸気圧調節装置と、前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定器とが設けられることが望ましい。また、前記インクジェットプリンティングチャンバーには、基板が搭載されるステージと、前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、そして、前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることが望ましい。また、前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することが好ましい。また、前記溶媒は有機溶媒であり、前記有機溶媒はメシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つとすることができる。
さらに、本発明の一実施形態に係る薄膜トランジスタ表示板の製造方法において、インクジェットプリンティングチャンバー内で基板上にインキを滴下して有機半導体を形成し、前記有機半導体が形成された基板を前記インクジェットプリンティングチャンバーから取り出して乾燥チャンバー内部に搬入し、前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧調節装置を利用して有機半導体を乾燥させることを特徴とする。
なお、前記有機半導体の乾燥において、前記蒸気圧調節装置を利用して前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧を調節することによって、前記有機半導体の乾燥速度を調節することが望ましい。
また、前記インクジェットプリンティングチャンバーには、基板が搭載されるステージと、前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、そして、前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることが望ましい。また、前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することが望ましい。また、前記溶媒は有機溶媒であることが望ましい。また、前記有機溶媒は、メシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つとすることができる。
また、前記インクジェットプリンティングチャンバーには、基板が搭載されるステージと、前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、そして、前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることが望ましい。また、前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することが望ましい。また、前記溶媒は有機溶媒であることが望ましい。また、前記有機溶媒は、メシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つとすることができる。
本発明によれば、別途の乾燥チャンバーを設置し、乾燥チャンバー内部の溶媒蒸気圧を調節することによって、インキの乾燥速度を調節して有機半導体の結晶性を向上させる。
添付した図面を用いながら、本発明の実施形態を、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。しかしながら、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形態に限定されない。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の参照符号を付けている。層、膜、領域、板等の部分が、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。
まず、図１〜図３を用いて本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムについて説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムのヘッドユニットの底面図であり、図３は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムのインクジェットヘッドを用いて有機半導体を形成する方法を概略的に示した図面である。
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムの斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムのヘッドユニットの底面図であり、図３は本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムのインクジェットヘッドを用いて有機半導体を形成する方法を概略的に示した図面である。
図１〜図３に示すように、インクジェットプリンティングシステムは、インクジェットプリンティング工程が行われるインクジェットプリンティングチャンバー５１と、インクジェットプリンティングチャンバー５１と所定間隔離間しており蒸気圧を調節する乾燥チャンバー５２とを有する。
インクジェットプリンティングチャンバー５１の内部には、基板１１０を搭載するステージ５１０と、ステージ５００上に所定間隔離間して配置されるヘッドユニット７００と、ヘッドユニット７００を所定位置に移動させる移送装置３００とが設けられている。ヘッドユニット７００は、インクジェットヘッド４００と、インクジェットヘッド４００の位置を整列するための整列センサー６００とを有する。インクジェットヘッド４００は長い棒状を有しており、その底面に配置された複数のノズル４１０を有し、このノズル４１０を通じて有機半導体を形成するための有機半導体用インキ５が基板１１０上に滴下される。有機半導体用インキ５の溶媒として、メシチレン、テトラリン、シクロヘキサノン等の有機溶媒を使用することができ。また、有機半導体用のインキに影響を及ぼし得る様々な溶媒を使用することが可能である。
インクジェットプリンティングチャンバー５１の内部には、基板１１０を搭載するステージ５１０と、ステージ５００上に所定間隔離間して配置されるヘッドユニット７００と、ヘッドユニット７００を所定位置に移動させる移送装置３００とが設けられている。ヘッドユニット７００は、インクジェットヘッド４００と、インクジェットヘッド４００の位置を整列するための整列センサー６００とを有する。インクジェットヘッド４００は長い棒状を有しており、その底面に配置された複数のノズル４１０を有し、このノズル４１０を通じて有機半導体を形成するための有機半導体用インキ５が基板１１０上に滴下される。有機半導体用インキ５の溶媒として、メシチレン、テトラリン、シクロヘキサノン等の有機溶媒を使用することができ。また、有機半導体用のインキに影響を及ぼし得る様々な溶媒を使用することが可能である。
インクジェットヘッド４００は、所定角度（θ）Ｙ方向に傾斜している。つまり、インクジェットヘッド４００に形成されている各ノズル４１０間の距離であるノズルピッチ（Ｄ）と、プリンティングされる各有機半導体１５４間の距離（Ｐ）とにおいて差があることから、インクジェットヘッド４００を所定角度（θ）回転し、ノズル４１０から滴下されるインキ５間の間隔を隣接する有機半導体１５４間の距離（Ｐ）と一致させる。なお、図２では、インクジェットヘッドユニット７００を１つのみ示したが、複数設けてもよい。
移送装置３００は、ヘッドユニット７００を基板１１０の上方に所定間隔離間して位置させ、ヘッドユニット７００をＹ方向に移送させるＹ方向移送部３１０と、ヘッドユニット７００をＸ方向に移送させるＸ方向移送部３３０と、ヘッドユニット７００を昇降する昇降部３４０とを有する。乾燥チャンバー５２の内部には、基板１１０が搭載されるステージ５２０と、蒸気圧調節装置８００及び蒸気圧測定機９００が設けられている。
蒸気圧調節装置８００は、有機半導体用のインキ５の溶媒を加熱して蒸気８０１にし、蒸気８０１状態で乾燥チャンバー５２内部に噴射する。蒸気圧測定器９００は、乾燥チャンバー５２内部の有機半導体用のインキ５の溶媒蒸気圧を測定する。
次に、このような構造を有するインクジェットプリンティングシステムを利用して基板１１０上に有機半導体を形成する動作について説明する。
次に、このような構造を有するインクジェットプリンティングシステムを利用して基板１１０上に有機半導体を形成する動作について説明する。
まず、インクジェットプリンティングチャンバー５１において、移送装置３００のＸ方向移動部３１０またはＹ方向移送部３３０と昇降部３４０の動作により、ヘッドユニット７００は当該基板１１０上に位置する。次に、移送装置３００のＸ方向移送部３３０とインクジェットヘッド４００のノズル４１０を駆動してヘッドユニット７００をＸ方向に移動させ、図３に示すように、インキ５を滴下して画素のそれぞれに有機半導体１５４を形成する。次に、インクジェットプリンティングチャンバー５１から基板１１０を取り出して乾燥チャンバー５２に基板１１０を搬入する。なお、乾燥チャンバー５２に基板１１０を搬入する前において、基板１１０に形成された有機半導体の結晶１５４ａの大きさは非常に小さい。
次に、乾燥チャンバー５２で蒸気圧調節装置８００を利用して、乾燥チャンバー５２内部の溶媒蒸気圧を調節することによってインキ５の乾燥速度を調節し、有機半導体１５４の結晶性を向上させる。溶媒蒸気圧が増加するほど有機半導体１５４の結晶成長が促進されて、結晶１５４ｂの大きさが大きくなり結晶性が向上することから、溶媒蒸気圧は、有機半導体１５４が再び溶解しない程度までに増加することが好ましい。この際、蒸気圧測定器９００を用いてチャンバー５２内部の溶媒蒸気圧を確認し、溶媒蒸気圧が所定値を超えて増加しないようにする。このように、別途、乾燥チャンバー５２を設けることにより、有機半導体の結晶性を向上させることができ、同時に複数の基板を処理することができる。
次に、図１〜図３に示したインクジェットプリンティングシステムを利用して有機薄膜トランジスタ表示板を製造する方法について図４〜図１５を用いて説明する。
図４は、本発明の一実施形態に係る有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する方法の第１の工程を示した配置図であり、図５は図４に示す有機薄膜トランジスタ表示板のV-V線に沿った断面図であり、図６は図４に続く工程を示した配置図であり、図７は図６に示す有機薄膜トランジスタ表示板のVII-VII線に沿った断面図であり、図８は図６に続く工程を示す配置図であり、図９は図８に示す有機薄膜トランジスタ表示板のIX-IX線に沿った断面図であり、図１０は図８に続く工程を示した配置図であり、図１１は図１０に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXI-XI線に沿った断面図であり、図１２は図１０に続く工程を示した配置図であり、図１３は図１２に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXIII-XIII線に沿った断面図であり、図１４は図１２に続く工程を示した配置図であり、図１５は図１４に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXIV-XIV線に沿った断面図である。
図４は、本発明の一実施形態に係る有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する方法の第１の工程を示した配置図であり、図５は図４に示す有機薄膜トランジスタ表示板のV-V線に沿った断面図であり、図６は図４に続く工程を示した配置図であり、図７は図６に示す有機薄膜トランジスタ表示板のVII-VII線に沿った断面図であり、図８は図６に続く工程を示す配置図であり、図９は図８に示す有機薄膜トランジスタ表示板のIX-IX線に沿った断面図であり、図１０は図８に続く工程を示した配置図であり、図１１は図１０に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXI-XI線に沿った断面図であり、図１２は図１０に続く工程を示した配置図であり、図１３は図１２に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXIII-XIII線に沿った断面図であり、図１４は図１２に続く工程を示した配置図であり、図１５は図１４に示す有機薄膜トランジスタ表示板のXIV-XIV線に沿った断面図である。
まず、基板１１０上にスパッタリング等の方法で金属層を積層し、これをフォトエッチングして、図４及び図５に示されるように、突出部１７３及び端部１７９を有するデータ線１７１及び維持電極１３７を有する維持電極線１３１を形成する。
次に、無機物質を化学気相蒸着（ＣＶＤ）したり、有機物質をスピンコーティングしたりして、コンタクトホール１６３、１６２を有する下部層間絶縁膜１６０を形成する。コンタクトホール１６３、１６２は、無機物質である場合には感光膜を用いたフォトエッチング工程により形成し、有機物質である場合にはフォト工程のみで形成できる。
次に、無機物質を化学気相蒸着（ＣＶＤ）したり、有機物質をスピンコーティングしたりして、コンタクトホール１６３、１６２を有する下部層間絶縁膜１６０を形成する。コンタクトホール１６３、１６２は、無機物質である場合には感光膜を用いたフォトエッチング工程により形成し、有機物質である場合にはフォト工程のみで形成できる。
図６及び図７に示すように、下部層間絶縁膜１６０上に金属層を積層し、フォトエッチングして、ゲート電極１２４及び端部１２９を有するゲート線１２１、及びストレージキャパシタ用導電体１２７を形成する。
次に、図８及び図９に示すように、感光性有機物等をスピンコーティングしパターニングして、開口部１４４及びコンタクトホール１４１、１４３、１４７の上部側壁を有する上部層間絶縁膜１４０を形成する。このとき、データ線１７１の端部１７９近傍から有機物が全て除去されるようにする。
次に、図８及び図９に示すように、感光性有機物等をスピンコーティングしパターニングして、開口部１４４及びコンタクトホール１４１、１４３、１４７の上部側壁を有する上部層間絶縁膜１４０を形成する。このとき、データ線１７１の端部１７９近傍から有機物が全て除去されるようにする。
次に、上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４にインクジェット印刷方法等によりゲート絶縁体１４６を形成する。インクジェット印刷方法でゲート絶縁体１４６を形成する場合、開口部１４４に溶液を滴下した後、乾燥する。しかし、このような方法に限定されるものではなく、スピンコーティング、スリットコーティング等様々な溶液工程により形成することもできる。
図１０及び図１１に示すように、非晶質ＩＴＯ等をスパッタリングした後にフォトエッチングして、データ電極１９５を有する画素電極１９１、ソース電極１９３及び接触補助部材８１、８２を形成する。スパッタリングの温度は２５℃〜１３０℃の低温、特に好ましくは常温であり、非晶質ＩＴＯは弱塩基性エッチング液でエッチングすることが好ましい。このようにＩＴＯを低温で形成し、弱塩基性エッチング液でエッチングすることによって、有機物からなる下部のゲート絶縁体１４６及び上部層間絶縁膜１４０が、熱や化学液によって損傷されることを防止できる。
次に、図１２及び図１３に示すように、感光性有機膜を塗布し現像して、開口部１８４を有する堤防１８０を形成する。そして、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンティングシステムを利用してインクジェットヘッド４００のノズル４１０でインキ５を開口部１８４に滴下して有機半導体１５４を形成する。
次に、乾燥チャンバー５２に基板１１０を移送する。そして、蒸気圧調節装置８００を利用して乾燥チャンバー５２内部の溶媒蒸気圧を調節してインキ５の乾燥速度を調節することにより、有機半導体１５４の結晶性を向上させる。次に、図１４及び図１５に示すように、有機半導体１５４上に、遮断部材１８６を形成して有機薄膜トランジスタ表示板を完成する。
次に、乾燥チャンバー５２に基板１１０を移送する。そして、蒸気圧調節装置８００を利用して乾燥チャンバー５２内部の溶媒蒸気圧を調節してインキ５の乾燥速度を調節することにより、有機半導体１５４の結晶性を向上させる。次に、図１４及び図１５に示すように、有機半導体１５４上に、遮断部材１８６を形成して有機薄膜トランジスタ表示板を完成する。
以下、本発明の一実施形態に係る有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法により製造された有機薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
透明なガラス、シリコン、またはプラスチック等からなる絶縁基板１１０上に、複数のデータ線１７１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に図１４の縦方向に延びている。各データ線１７１は、側方に突出した複数の突出部１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために幅が拡張された端部１７９を有する。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に取り付けられるフレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０に集積することも可能である。データ駆動回路を基板１１０上に集積する場合には、データ線１７１を延長してこれと直接接続することができる。
透明なガラス、シリコン、またはプラスチック等からなる絶縁基板１１０上に、複数のデータ線１７１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に図１４の縦方向に延びている。各データ線１７１は、側方に突出した複数の突出部１７３と、他の層または外部駆動回路との接続のために幅が拡張された端部１７９を有する。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に取り付けられるフレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０に集積することも可能である。データ駆動回路を基板１１０上に集積する場合には、データ線１７１を延長してこれと直接接続することができる。
維持電極線１３１は、所定電圧の印加を受けてデータ線１７１とほぼ平行に延びている。各維持電極線１３１は、２つのデータ線１７１の間に位置しており、２つのデータ線１７１のうちの左側に近い。維持電極線１３１は側方に拡張された維持電極１３７を有する。しかし、維持電極線１３１の形状及び配置は様々に変形することができる。
データ線１７１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金等のアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金等の銀系金属、金（Ａｇ）や金合金等の金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金等の銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金等のモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）等で形成することができる。また、これらは物理的性質が異なる２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることもできる。このうちの１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属等で構成できる。また、もう１つの導電膜は、基板１１０との接着性が優れており、他の物質、特にＩＴＯ及びＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れている、例えば、モリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウム等で構成できる。このような組み合わせの例としては、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、データ線１７１及び維持電極線１３１は、これ以外にも様々な金属または導電体で構成することができる。
データ線１７１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金等のアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金等の銀系金属、金（Ａｇ）や金合金等の金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金等の銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金等のモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）等で形成することができる。また、これらは物理的性質が異なる２つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造とすることもできる。このうちの１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすことができるように比抵抗（ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）が低い金属、例えば、アルミニウム系金属、銀系金属、銅系金属等で構成できる。また、もう１つの導電膜は、基板１１０との接着性が優れており、他の物質、特にＩＴＯ及びＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れている、例えば、モリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウム等で構成できる。このような組み合わせの例としては、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、データ線１７１及び維持電極線１３１は、これ以外にも様々な金属または導電体で構成することができる。
データ線１７１及び維持電極線１３１は、その側面が基板１１０面に対して３０°〜８０°程度の角度で傾斜していることが好ましい。
データ線１７１及び維持電極線１３１上には、下部層間絶縁膜１６０が形成されている。下部層間絶縁膜１６０は、無機絶縁物または有機絶縁物で形成されるものであって、無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）がある。下部層間絶縁膜１６０の厚さは、約０．２〜４μmとすることができる。
データ線１７１及び維持電極線１３１上には、下部層間絶縁膜１６０が形成されている。下部層間絶縁膜１６０は、無機絶縁物または有機絶縁物で形成されるものであって、無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）がある。下部層間絶縁膜１６０の厚さは、約０．２〜４μmとすることができる。
下部層間絶縁膜１６０には、データ線１７１の突出部１７３及び端部１７９をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１６３、１６２を有するように構成できる。下部層間絶縁膜１６０上には、複数のゲート線１２１及び複数のストレージキャパシタ用導電体１２７が形成されている。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主に図１４の横方向に延びてデータ線１７１及び維持電極線１３１と交差している。各ゲート線１２１は、上方に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために幅が拡張された端部１２９を有する。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に取り付けられるフレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０に集積することも可能である。ゲート駆動回路を基板１１０上に集積する場合には、ゲート線１２１を延長してゲート駆動回路と直接接続するように構成できる。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主に図１４の横方向に延びてデータ線１７１及び維持電極線１３１と交差している。各ゲート線１２１は、上方に突出した複数のゲート電極１２４と、他の層または外部駆動回路との接続のために幅が拡張された端部１２９を有する。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に取り付けられるフレキシブル印刷回路膜（図示せず）上に装着することができ、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０に集積することも可能である。ゲート駆動回路を基板１１０上に集積する場合には、ゲート線１２１を延長してゲート駆動回路と直接接続するように構成できる。
ストレージキャパシタ用導電体１２７はゲート線１２１と分離され、維持電極１３７と重畳されている。ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７は、データ線１７１及び維持電極線１３１と同一材料で構成することができる。ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７の側面も基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０°〜約８０゜であることが好ましい。
ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７上には、上部層間絶縁膜１４０が形成されている。上部層間絶縁膜１４０は約２．５〜４．０程度の比較的低い誘電定数を有する有機物質または無機物質からなる。有機物質の例としては、ポリアクリール系化合物、ポリスチレン系化合物、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）等の溶解性高分子化合物が挙げられ、無機物質の例としては、窒化ケイ素及び酸化ケイ素が挙げられる。上部層間絶縁膜１４０の厚さは０．５〜４μm程度とすることができる。
このように誘電定数の低い上部層間絶縁膜１４０を設けることにより、データ線１７１及びゲート線１２１と上部導電層との寄生容量を減らすことができる。
上部層間絶縁膜１４０は、データ線１７１の端部１７９の近傍には存在しない。これは、データ線１７１の端部１７９上に形成された下部層間絶縁膜１６０と上部層間絶縁膜１４０とが接着性不良によって分離されるのを防止する一方、データ線１７１の端部１７９と外部回路とが効果的に接続されるように、層間絶縁膜の厚さを減らすためである。
上部層間絶縁膜１４０は、データ線１７１の端部１７９の近傍には存在しない。これは、データ線１７１の端部１７９上に形成された下部層間絶縁膜１６０と上部層間絶縁膜１４０とが接着性不良によって分離されるのを防止する一方、データ線１７１の端部１７９と外部回路とが効果的に接続されるように、層間絶縁膜の厚さを減らすためである。
上部層間絶縁膜１４０には、ゲート電極１２４を露出させる複数の開口部１４４、ゲート線１２１の端部１２９を露出させる複数のコンタクトホール１４１、データ線１７１の突出部１７３を露出させる複数のコンタクトホール１４３、そして、ストレージキャパシタ用導電体１２７を露出させる複数のコンタクトホール１４７が形成されている。
上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４の中には、ゲート絶縁体１４６が形成されている。ゲート絶縁体１４６はゲート電極１２４を覆い、その厚さは１０００〜１００００Å程度である。開口部１４４の側壁は、その高さが上部層間絶縁膜１４０より高くて上部層間絶縁膜１４０が堤防（ｂａｎｋ）の役割をし、開口部１４４は、ゲート絶縁体１４６の表面が平坦になるように充分な大きさを有する。
上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４の中には、ゲート絶縁体１４６が形成されている。ゲート絶縁体１４６はゲート電極１２４を覆い、その厚さは１０００〜１００００Å程度である。開口部１４４の側壁は、その高さが上部層間絶縁膜１４０より高くて上部層間絶縁膜１４０が堤防（ｂａｎｋ）の役割をし、開口部１４４は、ゲート絶縁体１４６の表面が平坦になるように充分な大きさを有する。
ゲート絶縁体１４６は、約３．５〜１０程度の比較的高い誘電定数を有する有機物質または無機物質からなる。このような有機物質の例としては、ポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、ポリフローレン系化合物、パリレン等の溶解性高分子化合物があり、無機物質の例としては、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）で表面処理された酸化ケイ素等がある。特に、ゲート絶縁体１４６の誘電定数が上部層間絶縁膜１４０より高いことが好ましい。このように誘電定数の高いゲート絶縁体１４６を設けることにより、有機薄膜トランジスタのしきい電圧を低くし、電流量（Ｉｏｎ）を増加させることで、有機薄膜トランジスタの効率を向上することができる。
上部層間絶縁膜１４０及びゲート絶縁体１４６上には、複数のソース電極１９３、複数の画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらはＩＺＯまたはＩＴＯ等のような透明な導電物質で構成することができ、その厚さは約３００Å〜約８００Åとすることができる。
ソース電極１９３は、コンタクトホール１４３を介してデータ線１７１と接続されてゲート電極１２４上に延長されている。画素電極１９１は、ゲート電極１２４を中心としてソース電極１９３と対向する部分（以下、ドレイン電極という。）１９５を有し、コンタクトホール１４７を介してストレージキャパシタ用導電体１２７と接続されている。ドレイン電極１９５とソース電極１９３の対向する２辺は、互いに平行に蛇行している。画素電極１９１は、ゲート線１２１及びデータ線１７１と重畳されて開口率を高める。
ソース電極１９３は、コンタクトホール１４３を介してデータ線１７１と接続されてゲート電極１２４上に延長されている。画素電極１９１は、ゲート電極１２４を中心としてソース電極１９３と対向する部分（以下、ドレイン電極という。）１９５を有し、コンタクトホール１４７を介してストレージキャパシタ用導電体１２７と接続されている。ドレイン電極１９５とソース電極１９３の対向する２辺は、互いに平行に蛇行している。画素電極１９１は、ゲート線１２１及びデータ線１７１と重畳されて開口率を高める。
接触補助部材８１、８２はそれぞれコンタクトホール１４１、１６２を介してゲート線１２１の端部１２９とデータ線１７１の端部１７９とそれぞれ接続される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。ソース電極１９３、画素電極１９１及び上部層間絶縁膜１４０上には、複数の堤防（ｂａｎｋ）１８０が形成されている。
堤防１８０には、複数の開口部１８４が形成されている。開口部１８４は、ゲート電極１２４及び上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４上に位置し、ソース電極１９３とドレイン電極１９５の一部と、その間のゲート絶縁体１４５を露出させる。堤防１８０は、溶液工程の可能な感光性有機物質からなり、その厚さは約０．５〜４μmとすることができる。堤防１８０の開口部１８４は、上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４より小さい。したがって、下部に形成されているゲート絶縁体１４６を堤防１８０がしっかり固定して浮き（ｌｉｆｔｉｎｇ）を防止することができ、後の製造工程において化学溶液が浸透するのを減少することができる。
堤防１８０の開口部１８４内には、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上部でソース電極１９３及びドレイン電極１９５と接し、その高さが堤防１８０より低くて堤防１８０で完全に閉じ込められている。このように有機半導体１５４が堤防１８０によって完全に閉じ込められて側面が露出していないので、後の工程において有機半導体１５４の側面に化学液等が浸透することを防止できる。
有機半導体１５４は、有機溶媒に溶解される高分子化合物や低分子化合物を含むことができ、インクジェット印刷方法で形成することができる。
有機半導体１５４は、テトラセンまたはペンタセン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、チオフェン環の２,５位置によって連結された４〜８個のチオフェンを有するオリゴチオフェンを含むことができる。
有機半導体１５４は、テトラセンまたはペンタセン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、チオフェン環の２,５位置によって連結された４〜８個のチオフェンを有するオリゴチオフェンを含むことができる。
有機半導体１５４は、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン、ポリチオフェン、フタロシアニン、金属化フタロシアニン、またはそのハロゲン化誘導体を含むことができる。また、有機半導体１５４は、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ＰＴＣＤＡ）、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ＮＴＣＤＡ）、またはこれらのイミド誘導体を含むことができる。有機半導体１５４は、ペリレンまたはコロネンと、これらの置換基を有する誘導体を含むこともできる。
有機半導体の厚さは約３００Å〜３０００Åとすることができる。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１９３及び１つのドレイン電極１９５は、有機半導体１５４とともに１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（Ｑ）をなし、薄膜トランジスタ（Ｑ）のチャネルは、ソース電極１９３とドレイン電極１９５との間の有機半導体１５４に形成される。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１９３及び１つのドレイン電極１９５は、有機半導体１５４とともに１つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）（Ｑ）をなし、薄膜トランジスタ（Ｑ）のチャネルは、ソース電極１９３とドレイン電極１９５との間の有機半導体１５４に形成される。
画素電極１９１は、薄膜トランジスタ（Ｑ）からデータ電圧の印加を受けて共通電圧の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（図示せず）とともに電場を生成することによって２つの電極間の液晶層（図示せず）の液晶分子の方向を決定する。画素電極１９１と共通電極は、キャパシタ（以下、液晶キャパシタという）を構成し、薄膜トランジスタがオフした後にも印加された電圧を維持する。
有機半導体１５４上には遮断部材１８６が形成されている。遮断部材１８６は、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコール系化合物等からなり、外部熱、プラズマ、または化学物質から有機半導体１５４を保護する。遮断部材１８６上には、有機半導体１５４の保護機能を強化するための他の保護膜（図示せず）を設けてもよい。
尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
５１ インクジェットプリンティングチャンバー
５２ 乾燥チャンバー
１１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１２７ ストレージキャパシタ用導電体
１２９ ゲート線の端部
１３１ 維持電極線
１３７ 維持電極
１４０、１６０、１８０ 層間絶縁膜
１４６ ゲート絶縁体
１５４ 有機半導体
１７１ データ線
１７９ データ線の端部
８１、８２ 接触補助部材
１４１、１４３、１４７、１６２、１６３ コンタクトホール
１４４、１８４ 開口部
１８６ 遮断部材
１９１ 画素電極
１９３ ソース電極
１９５ ドレイン電極
Ｑ 有機薄膜トランジスタ
５２ 乾燥チャンバー
１１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１２７ ストレージキャパシタ用導電体
１２９ ゲート線の端部
１３１ 維持電極線
１３７ 維持電極
１４０、１６０、１８０ 層間絶縁膜
１４６ ゲート絶縁体
１５４ 有機半導体
１７１ データ線
１７９ データ線の端部
８１、８２ 接触補助部材
１４１、１４３、１４７、１６２、１６３ コンタクトホール
１４４、１８４ 開口部
１８６ 遮断部材
１９１ 画素電極
１９３ ソース電極
１９５ ドレイン電極
Ｑ 有機薄膜トランジスタ
Claims (12)
- 基板上にインキを滴下するインクジェットプリンティングチャンバーと、
前記インクジェットプリンティングチャンバーと所定間隔離間しており、前記基板に滴下されたインキの溶媒の蒸気圧を調節して前記インキを乾燥させる乾燥チャンバーと、
を有することを特徴とするインクジェットプリンティングシステム。 - 前記乾燥チャンバーには、前記溶媒の蒸気圧を調節する蒸気圧調節装置と、
前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧を測定する蒸気圧測定器と、
が設けられることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティングシステム。 - 前記インクジェットプリンティングチャンバーには、基板が搭載されるステージと、前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンティングシステム。
- 前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンティングシステム。
- 前記溶媒は有機溶媒であることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンティングシステム。
- 前記有機溶媒は、メシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンティングシステム。
- インクジェットプリンティングチャンバー内で基板上にインキを滴下して有機半導体を形成し、
前記有機半導体が形成された基板を前記インクジェットプリンティングチャンバーから取り出して乾燥チャンバー内部に搬入し、
前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧調節装置を利用して有機半導体を乾燥させることを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記有機半導体の乾燥は、前記蒸気圧調節装置を利用して前記乾燥チャンバー内部の蒸気圧を調節して前記有機半導体の乾燥速度を調節することを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記インクジェットプリンティングチャンバーには基板が搭載されるステージと、
前記基板上にインキを滴下するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを所定位置に移動させる移送装置とが設けられることを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記蒸気圧調節装置は、前記インキの溶媒を蒸気で噴射して蒸気圧を調節することを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記溶媒は有機溶媒であることを特徴とする請求項１０に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記有機溶媒は、メシチレンまたはテトラリンの中から選択されたいずれか１つであることを特徴とする請求項１１に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
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