JP2009231325A - 薄膜トランジスタアレイ、その製造方法およびそれを用いたアクティブマトリクス型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】薄膜トランジスタアレイにおいて、ゲート絶縁膜におけるピンホールなどの欠陥を減少させ、高い信頼性を有する薄膜トランジスタアレイを提供し、且つゲート絶縁膜を簡便な方法で形成する方法を提供する。
【解決手段】ゲート絶縁膜１１，１２を２層以上の構造とし、且つそのうちの１層以上に樹脂フィルムを用い、該樹脂フィルムをラミネート法で形成することで、高い絶縁特性をもったゲート絶縁膜を有する薄膜トランジスタアレイを容易に形成することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は薄膜トランジスタアレイ、薄膜トランジスタアレイの製造方法、および薄膜トランジスタアレイを用いたアクティブマトリクス型ディスプレイに関する。

情報技術の目覚しい発展により、現在ではノート型パソコンや携帯情報端末などでの情報の送受信が頻繁に行われている。近い将来、場所を選ばずに情報をやり取りできるユビキタス社会が来るであろうことは周知の事実である。そのような社会においては、より軽量、薄型の情報端末が望まれる。

現在半導体材料の主流はシリコン系（Ｓｉ系）であるが、フレキシブル化、軽量化、低コスト化などの観点から有機半導体を用いたトランジスタ（有機トランジスタ）の研究が盛んになっている。一般に有機半導体を用いる場合、液体でのプロセスが可能となるため、大面積化、印刷法の適用、プラスチック基板の利用などといった利点が挙げられる（非特許文献１参照）。

またその応用分野は広く、上記のような薄型、軽量のフレキシブルディスプレイに限らず、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグやセンサーなどへの応用も見込まれている。このように、ユビキタス社会に向けて有機トランジスタの研究は必要不可欠である。

このような理由により、現在では印刷法を用いた有機半導体の研究が注目されている。

半導体として有機物を用いた薄膜トランジスタの製法として、ゲート絶縁膜については、基板としてシリコンを用い、その熱酸化膜をゲート絶縁膜として用いた報告が多い。溶液プロセスによりゲート絶縁膜を形成した少数の例でもその方法はスピンコートについてのものが多い。その理由は、スピンコートでは、ゲート絶縁膜として必要な１マイクロメートル程度あるいはそれ以下の厚さの薄膜を容易に得ることが可能だからである。

しかしながら、溶液から形成したゲート絶縁膜では環境や溶液起因の異物による欠陥が発生しやすく、リークやショートの原因となる。

これを回避する手段のひとつとして、ゲート絶縁膜としてあらかじめ製膜された樹脂フィルムを用いることが考えられる。実際にその手段で有機トランジスタを作製した研究報告として、非特許文献１、２、特許文献１などが挙げられる。

以下に特許文献を示す。
特開２００６−２６１４９３ 以下に非特許文献を示す。 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｖｏｌ．２６５、１６８４（１９９４） Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．８２、２０、３５５０（２００３）

しかし、非特許文献２における研究においては、半導体や電極については真空プロセス
やフォトプロセスを用いており、結果的には高コストのトランジスタ作製プロセスとなっている。

一方、非特許文献１や特許文献１においては、非特許文献１ではゲート電極を、特許文献１では半導体膜や電極を印刷法で作製しているため、低コストなプロセスであるが、ゲート絶縁膜となる薄膜樹脂フィルムを一部、若しくは全プロセスにおいて基板として用いているため、ハンドリングが難しいという問題があった。

本発明はこれらの事情に鑑み、絶縁性の基板上に形成された薄膜トランジスタアレイにおいて、ゲート絶縁膜が２層以上の層からなり、且つそのうちの１層以上を樹脂フィルムとし、且つ印刷法で半導体膜や電極を形成することで、低コストで絶縁欠陥の少ない、信頼性の高い薄膜トランジスタアレイを、簡便な製造方法で提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、絶縁性の基板上にゲート電極を有し、前記ゲート電極がゲート絶縁膜をはさんでソース・ドレイン電極と重なり、ソース・ドレイン間に半導体膜を少なくとも有し、ドレイン電極は画素電極に接続され、画素電極は絶縁膜をはさんでキャパシタ電極と重なっており、複数のゲート電極に接続された複数のゲート配線と、複数のソース電極に接続された複数のソース配線を用いてマトリクス状に配置した薄膜トランジスタアレイであって、該ゲート絶縁膜が２層以上の層からなり、且つそのうちの１層以上が樹脂フィルムからなることを特徴とする薄膜トランジスタアレイである。

請求項２に記載の発明は、前記樹脂フィルムの厚さが０．３μｍ以上２μｍ以下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アレイである。

請求項３に記載の発明は、前記半導体膜が有機半導体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタアレイである。

請求項４に記載の発明は、前記絶縁性の基板が可撓性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイである。

請求項５に記載の発明は、前記ゲート絶縁膜となる樹脂フィルムをラミネート法によって形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記ラミネート法が減圧下において行われる真空ラミネート法であることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法である。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法であって、ゲート電極の形成工程、ソース・ドレイン電極の形成工程、画素電極の形成工程、半導体膜の形成工程のうち少なくとも１つの工程に印刷法が使用されることを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法である。

請求項８に記載の発明は、前記半導体膜の形成工程に凸版印刷を使用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アレイの製造方法である。

請求項９に記載の発明は、前記ゲート電極の形成工程、ソース・ドレイン電極の形成工程、画素電極の形成工程のうち少なくとも１つの工程にスクリーン印刷、凸版印刷、インクジェット印刷のいずれかを使用することを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜ト
ランジスタアレイの製造方法である。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイと画像表示手段とからなることを特徴とするアクティブマトリクス型ディスプレイである。

請求項１１に記載の発明は、前記画像表示手段が電気泳動方式によるものであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイである。

請求項１２に記載の発明は、前記画像表示手段が有機ＥＬであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイである。

請求項１３に記載の発明は、前記画像表示手段が液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイである。

以上説明したように、本発明によればゲート絶縁膜を２層以上とし、且つそのうちの１層以上に樹脂フィルムを用いることで、高い絶縁性を有するゲート絶縁膜をラミネート法で容易に形成することができる。

請求項１に記載の発明の効果は、薄膜トランジスタアレイにおいて、ゲート絶縁膜を２層以上とし、且つそのうちの１層以上に樹脂フィルムを用いることで、絶縁性が高いゲート絶縁膜を有する薄膜トランジスタアレイとすることができる点である。

請求項２に記載の発明の効果は、前記樹脂フィルムの厚さを０．３μｍから２μｍの範囲とすることで、製造に適した、また性能が十分な薄膜トランジスタアレイを得ることができる点である
請求項３に記載の発明の効果は、有機半導体を使用することによって、印刷法によって低コストで所望の形状を得ることができ、低コストの薄膜トランジスタアレイを製造することができる点である。

請求項４に記載の発明の効果は、可撓性の薄膜トランジスタアレイを得ることが出来る点である。

請求項５に記載の発明の効果は、ラミネート法を使用することによって、樹脂フィルムのゲート絶縁膜を薄膜トランジスタアレイの所定の位置に高スループットで連続して形成でき、その樹脂フィルムが薄くて通常のハンドリングが難しい場合にも、使用することができる点である。

請求項６に記載の発明の効果は、減圧下で前記ラミネートを行うことで、気泡等の混入による不良の発生を少なくすることができる点である。

請求項７に記載の発明の効果は、薄膜トランジスタアレイを低コストで製造することができる点である。

請求項８に記載の発明の効果は有機半導体膜の形成に、凸版印刷を使用することにより、粘度の低い有機半導体膜形成用のインク（液）を所定の位置に高精度の膜厚で形成することができる点である。

請求項９に記載の発明の効果は、ゲート電極形成工程、ソース・ドレイン電極形成工程
、画素電極形成工程に、スクリーン印刷、凸版印刷、インクジェット印刷のいずれかを使用することにより、低コストで薄膜トランジスタアレイを製造することができる点である。

請求項１０に記載の発明の効果は、本発明の欠陥の少ない、低コストの薄膜トランジスタアレイを使用することにより、欠陥の少ない低コストのアクティブマトリクス型ディスプレイを得ることができる点である。

請求項１１に記載の発明の効果は、本発明の欠陥の少ない、低コストの薄膜トランジスタアレイを使用することにより、欠陥の少ない低コストのアクティブマトリクス型電気泳動ディスプレイを得ることができる点である。

請求項１２に記載の発明の効果は、本発明の欠陥の少ない、低コストの薄膜トランジスタアレイを使用することにより、欠陥の少ない低コストのアクティブマトリクス型有機ＥＬディスプレイを得ることができる点である。

請求項１３に記載の発明の効果は、本発明の欠陥の少ない、低コストの薄膜トランジスタアレイを使用することにより、欠陥の少ない低コストのアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを得ることができる点である。

本発明の実施形態において、ゲート絶縁膜は２層以上とし、且つそのうちの１層以上を樹脂フィルムとすることが好ましい。

ゲート絶縁膜として使用できる樹脂フィルムの材料は特に限定されるものではないが、一般に用いられる材料として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどを使用することができる。なかでもコストや熱安定性を考慮すると、ＰＥＴやＰＥＮなどのポリエステルが好ましい。

また、ゲート絶縁膜として使用する材料のうち、樹脂フィルム以外の材料としては特に限定されるものではないが、絶縁性を有する接着剤や密着剤などが好ましい。これらの材料としては、エポキシ樹脂やポリイミド、酢酸ビニル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などがあるが、これらに限定されるものではない。また、接着剤層や樹脂フィルム以外に、半導体膜との界面の影響を考慮して、例えば平坦化層や自己組織化単分子層、およびこれらを形成させるための下地となる層を形成してもよい。

本発明の実施形態において、樹脂フィルムの厚さが０．３μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。０．３μｍ以下になると、樹脂フィルムを形成するのが困難となり、またそのハンドリングも困難となる。一方で、２μｍ以上になるとトランジスタを動作させる場合のゲート電圧が高くなるという問題が生じるからである。

本発明の実施形態において、半導体膜は有機半導体であることが好ましい。有機半導体は一部の有機溶媒に可溶であるため、半導体膜を印刷法により形成することが可能である。但し、半導体材料を溶媒に溶解させず粒子の状態で分散し、その分散液を印刷した後乾燥や焼成することにより半導体膜を形成してもよい。

本発明の実施形態において、絶縁性の基板は可撓性を有することが好ましい。一般的に用いられる材料として、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネー
トなどのプラスチック材料が挙げられる。石英などのガラス基板やシリコンウェハなども絶縁性の基板として用いることは可能であるが、薄型化、軽量化、フレキシブル化を考慮するとプラスチック基板が好ましい。また、各製造プロセスに用いられる温度などを考慮すると、基板としてＰＥＮやポリイミドなどを用いることが好ましい。

本発明の実施形態において、樹脂フィルムはラミネート法で形成されることが好ましい。ゲート絶縁膜となる樹脂フィルム自体を基板として用いることも可能であるが、ハンドリングの難しさを回避する方法として、基板としては別の絶縁性基板を用い、樹脂フィルムはラミネート法で粘着層や密着層の上に積層させる方法が好ましい。この方法によって高スループットでゲート絶縁膜を形成することができる。

本発明の実施形態において、ラミネート法は減圧下で行う真空ラミネート法であることが、さらに好ましい。粘着層や密着層上に樹脂フィルムを形成する場合に、気泡などが入ると不良の原因となるからである。

本発明の実施形態において、ゲート電極、ソース・ドレイン電極、画素電極、半導体膜の形成工程のうち、少なくとも１つの工程が印刷法を含む工程であることが好ましい。薄膜トランジスタアレイを低コストで形成するためには、印刷法が有用であるからである。例えば、電極を蒸着やスパッタ法、フォトリソグラフィー法、エッチング法を用いて形成する場合に比べ、工程数を削減することが出来、且つ真空プロセスを用いないことでコストを下げることができる。印刷法は特に限定されるものではないが、一般的に用いられる方法として、凸版印刷、スクリーン印刷、反転オフセット印刷、インクジェット印刷などがあり、本発明において使用することができる。

本発明の実施形態において、半導体膜の形成方法は凸版印刷であることが特に好ましい。前述のように、有機半導体を用いる場合、溶解させた溶液や分散させた溶液を用いることによって印刷法を適用することが可能であるが、一般的にこれらの有機半導体溶液は、その溶解度の低さなどから粘度が低い場合が多い。そのため、用いることができる印刷法としては、凸版印刷やインクジェット印刷に限られる。しかし、インクジェット印刷の場合、細かいパターンを形成しようとすると、溶液が広がらないように工夫する必要があり、一般的にフォトリソグラフィー法やスクリーン印刷法などによって予めバンクを設ける必要があるため、凸版印刷がより好ましい。

本発明の実施形態において、ゲート電極、ソース・ドレイン電極、画素電極を形成する工程のうち少なくとも１つの工程に印刷法、なかでもスクリーン印刷、凸版印刷、インクジェット印刷のいずれか一つ、を使用することが好ましい。前述のように、蒸着やスパッタで形成した薄膜をフォトリソグラフィー、エッチングなどを用いて電極を形成することも可能であるが、工程数やコストの観点から、印刷法を用いることが好ましい。印刷法としては、これら以外にも反転オフセット印刷なども好適に用いることができる。

本発明の薄膜トランジスタアレイを使用することができるアクティブマトリクス型のディスプレイの種類は特に限定されるものではないが、例えば、電気泳動型ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイなどがある。

本発明の実施形態において、電極材料として用いられる材料は特に限定されるものではないが、一般的に用いられる材料には金、白金、ニッケル、インジウム錫酸化物などの金属あるいは酸化物の薄膜若しくはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）やポリアニリンなどの導電性高分子や金や銀、ニッケルなどの金属コロイド粒子を分散させた溶液若しくは銀などの金属粒子を導電材料として用いた厚膜ペーストなどがあり、本発明においても使用することができる。

本発明の実施形態において、半導体膜として用いられる材料は特に限定されるものではないが、一般に用いられる材料にはポリチオフェン、ポリアリルアミン、フルオレンビチオフェン共重合体、およびそれらの誘導体のような高分子系有機半導体材料、およびペンタセン、テトラセン、銅フタロシアニン、ペリレン、およびそれらの誘導体のような低分子系有機半導体材料を用いてもよい。しかし、低コスト化、フレキシブル化、大面積化を考慮すると印刷法が適用できる有機半導体材料を用いることが好ましい。また、カーボンナノチューブあるいはフラーレンなどの炭素化合物や半導体ナノ粒子分散液などを半導体材料として用いてもよい。

尚、本発明の薄膜トランジスタアレイには、必要に応じて封止層や層間絶縁膜、上部画素電極、ガスバリア層、平坦化膜などを形成してもよい。

以下、実施例について説明する。

＜実施例１＞
本実施例では本発明によるボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイの製造方法を、図１、２（拡大図）、３（断面図）、４（断面図）に基づいて以下に説明する。

基板１０としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポン製、厚さ１００μｍ）を用いた。ＰＥＮ基板上に反転オフセット印刷によりナノ銀インキ（住友電工製ナノ銀：Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール＃２００＝８：１（質量比））を印刷し、１８０℃で１時間ベークしてゲート電極２１、ゲート配線２２、キャパシタ電極２３、キャパシタ配線２４を形成した。

第１のゲート絶縁膜１１を、エポキシ樹脂（ＪＳＲ製）膜をスピンコート法により形成し、９０℃で３分乾燥させて、厚さ０．３μｍで形成した。その上にポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポン製、厚さ１．２μｍ）の膜を、ラミネート法で形成し、１８０℃で１時間ベークして第２のゲート絶縁膜１２を形成した。

ソース・ドレイン電極およびソース配線、画素電極の材料としてナノ銀インキ（住友電工製ナノ銀：Ａｌｄｒｉｃｈ製ポリエチレングリコール＃２００＝８：１（質量比）を用いて反転オフセット印刷により印刷し、１８０℃で１時間乾燥させてソース電極２７、ドレイン電極２６およびソース配線２８、画素電極２５を形成した。

半導体材料としてＬｉｓｉｃｏｎ ＳＰ２００（Ｍｅｒｃｋ製）をテトラリン（関東化学製）で１．０質量％になるように溶解した溶液、また、凸版として感光性樹脂凸版を用いて、１５０線のアニロックスロールを用いて凸版印刷によりストライプ形状の半導体溶液を印刷し、１００℃で６０分乾燥させて半導体膜１２を形成した。封止材料としてフッ素系樹脂（旭硝子製サイトップ）を用いて、スクリーン印刷により印刷し、９０℃で２時間真空乾燥して、封止層１３を形成し、薄膜トランジスタアレイを形成した。この、薄膜トランジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例２＞
実施例２について説明する。第２のゲート絶縁膜としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ製、厚さ１μｍ）を用い、ラミネート後のベーク温度を１５０℃とした以外は実施例１と同様にして薄膜トランジスタアレイを形成した。この薄膜トラン
ジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例３＞
実施例３について説明する。第１のゲート絶縁膜としてポリイミドフィルム（三菱ガス化学製、厚さ０．３μｍ）を用いた以外は、実施例１と同様にして薄膜トランジスタアレイを形成した。この薄膜トランジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例４＞
本発明によるボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイの別の製造方法を図５、６（拡大図）、７（断面図）に基づいて以下に説明する。封止層１３の形成までは実施例１と同様の方法で行った。層間絶縁材料としてエポキシ樹脂（味の素ファインテクノ製）を用いてスクリーン印刷により印刷し、９０℃で１時間乾燥させて、厚さ５μｍの層間絶縁膜１４を形成した。上部画素電極材料として銀ペースト（味の素ファインテクノ製）を用いてスクリーン印刷により印刷し、９０℃で１時間乾燥させて上部画素電極２９を形成し、ボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイを得た。このボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例５＞
実施例５について説明する。第２のゲート絶縁膜を真空ラミネート法で形成した以外は、実施例１と同様の方法でボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイを作製した。真空ラミネートは、０．５ｈＰａ、１５０℃で行った。このボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイと対抗電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例６＞
実施例６について説明する。本発明によるボトムゲート・ボトムコンタクト型薄膜トランジスタアレイを用いた液晶表示装置の製造方法を図８（断面図）に基づいて以下に説明する。ガラス基板３１としてコーニング社製無アルカリガラス１７３７（０．７ｍｍ厚）を用いた。ガラス基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、黒（ＢＭ）の顔料を分散したレジストを用いてフォトリソグラフィー法によりカラーフィルター層３６を形成した。透明樹脂を用いて全面に保護層３８を形成した。スパッタ法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を成膜し、共通電極３５とした。その後、透明感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィー法によりスペーサー３４を形成した。次いで配向膜３２をスピンコートにより形成し、カラーフィルター付基板を作製した。

一方で、別のガラス基材上に実施例４と同様の方法で上部画素電極まで形成した。次いで上記の方法で配向膜３２’を形成し、ＴＦＴ基板を作製した。

以上のようにして作製したカラーフィルター付基板とＴＦＴ基板を位置合わせして貼り合わせ、液晶３３を封入した。次いでカラーフィルター付基板とＴＦＴ基板のカラーフィルターとＴＦＴの形成されていない面に偏光板３０、３０’を配置して、液晶表示装置とした。この液晶表示装置を駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜実施例７＞
本発明による薄膜トランジスタアレイを用いたカラー有機ＥＬディスプレイ表示装置の製造方法を図９、１０（拡大図）、１１（断面図）、１２（断面図）、１３（回路図）に基づいて以下に説明する。ガラス基板３１としてコーニング社製無アルカリガラス１７３
７（０．７ｍｍ厚）を用いた。ゲート電極（Ｇ１）、キャパシタ電極（Ｃ）を、ＩＴＯをスパッタによって成膜し、フォトレジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト剥離することによってパターニングして形成した。

第１のゲート絶縁膜（Ｇ１２１）を、エポキシ樹脂（ＪＳＲ製）をスピンコート法により成膜し、９０℃で３分乾燥させて、厚さ０．３μｍの膜として形成した。第２のゲート絶縁膜材としてポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポン製、厚さ１．２μｍ）を用い、ラミネート法で形成し、１８０℃で１時間ベークしてゲート絶縁膜（Ｇ１２２）を形成した。ソース電極（Ｓ１）、ドレイン電極（Ｄ１）兼ゲート電極（Ｇ２）を、ＩＴＯをスパッタによって成膜し、フォトレジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト剥離することによってパターニングして形成した。

半導体材料としてフルオレンビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）をテトラリン（関東化学製）で１．０質量％になるように溶解した溶液を、凸版として感光性樹脂凸版を用い、１５０線のアニロックスロールを用いて凸版印刷により印刷して、ストライプ状の半導体をパターンを形成し、１００℃で６０分乾燥させて半導体膜（ＯＳＣ１）を形成した。封止層の材料としてフッ素系樹脂（旭硝子製サイトップ）を用い、スクリーン印刷により印刷し、９０℃で２時間真空乾燥し、封止層（Ｆ１）を形成した。

再度、第１のゲート絶縁膜（Ｇ１２１）を、エポキシ樹脂（ＪＳＲ製）をスピンコート法により成膜し、９０℃で３分乾燥させて、厚さ０．３μｍの膜として形成した。第２のゲート絶縁膜（Ｇ１２２）を、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルム（帝人デュポン製、厚さ１．２μｍ）を用い、ラミネート法で形成し、１８０℃で１時間ベークしてゲート絶縁膜（Ｇ１２２）を形成した。ソース電極（Ｓ２）、ドレイン電極（Ｄ２）を、ＩＴＯをスパッタによって成膜し、フォトレジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト剥離することによってパターニングして形成した。

再度、半導体材料としてフルオレンビチオフェン共重合体（Ｆ８Ｔ２）をテトラリン（関東化学製）で１．０質量％になるように溶解した溶液と、また凸版として感光性樹脂凸版を用い、１５０線のアニロックスロールを用いて凸版印刷によりストライプ状の半導体を印刷し、１００℃で６０分乾燥させて半導体膜（ＯＳＣ２）を形成した。再度封止層の材料としてフッ素系樹脂（旭硝子製サイトップ）を用い、スクリーン印刷により印刷し、９０℃で２時間真空乾燥し、封止層（Ｆ２）を形成した。

層間絶縁材料として感光性透明アクリル樹脂を用い、塗布、露光・現像し、さらに１８０℃で３０分ベークして厚さ０．３μｍの層間絶縁膜１５を形成した。上部画素電極材料としてＩＴＯをスパッタによって成膜し、フォトレジスト塗布・露光・現像・エッチング・レジスト剥離によってパターニングし、上部画素電極２９を形成した。

しかる後、正孔輸送層４１を、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホネート（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）をスピンコート法によって全面に塗布し、１００℃で１時間乾燥して形成した。続いて赤色発光層、緑色発光層、青色発光層の材料として、いずれもポリフルオレン系物質を使用して、凸版印刷にて発光層４２を順次形成した。

さらに、蒸着によって共通電極４３としてカルシウムを１０ｎｍ、銀を３００ｎｍ、順次全面に成膜した。最後に全体を封止ガラス（図示せず）で覆った。このカラー有機ＥＬディスプレイを駆動したところ、良好に画像を表示することができた。

＜比較例１＞
図）、１６（断面図）に基づいて以下に説明する。ゲート絶縁膜として、樹脂フィルムを
用いずにエポキシ樹脂（ＪＳＲ製）をスピンコート法により成膜し、１８０℃で１時間ベークしたものを用いた以外は、実施例１と同様にして薄膜トランジスタアレイを形成した。この薄膜トランジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、ゲートリークによる欠陥が確認された。

＜比較例２＞
ゲート絶縁膜として、樹脂フィルムを用いずにポリイミド（三菱ガス化学製、ネオプリム）をスピンコート法により乾燥厚さ１．５μｍで成膜し、１８０℃で１時間ベークした以外は、比較例１と同様にして薄膜トランジスタアレイを形成した。この薄膜トランジスタアレイと対向電極との間に電気泳動媒体を挟んで駆動したところ、ゲートリークによる欠陥が確認された。

本発明の実施形態の一例を示す薄膜トランジスタアレイの模式図である。 図１の１画素分の拡大図である。 図２のａ−ｂ間の断面を示す説明図である。 図２のｃ−ｄ間の断面を示す説明図である。 本発明の実施形態の別の一例を示す薄膜トランジスタアレイの模式図である。 図５の１画素分の拡大図である。 図６のｅ−ｆ間の断面を示す説明図である。 本発明の実施形態の一例を示す液晶表示装置の断面模式図である。 本発明の実施形態の一例を示すＥＬ表示装置用薄膜トランジスタアレイの模式図である。 図９の１画素分の拡大図である。 図１０のｇ−ｈ間の断面を示す説明図である。 図１１に示す薄膜トランジスタに有機ＥＬ層を積層させた図である。 有機ＥＬディスプレイの駆動回路の一例を示す図である。 比較例１、２の実施形態の一例を示す薄膜トランジスタアレイの模式図である。 図１４の１画素分の拡大図である。 図１５のｉ−ｊ間の断面を示す説明図である。

符号の説明

１０・・・基板
１１・・・第１のゲート絶縁膜
１２・・・第２のゲート絶縁膜（樹脂フィルム）
１３・・・半導体膜
１４・・・封止層
１５・・・層間絶縁膜
２１・・・ゲート電極
２２・・・ゲート配線
２３・・・キャパシタ電極
２４・・・キャパシタ配線
２５・・・画素電極
２６・・・ドレイン電極
２７・・・ソース電極
２８・・・ソース配線
２９・・・上部画素電極
３０、３０’・・・偏光板
３１・・・ガラス基板
３２、３２’・・・配向膜
３３・・・液晶
３４・・・スペーサー
３５・・・共通電極
３６・・・カラーフィルター（カラー部）
３７・・・カラーフィルター（ブラックマトリクス）
３８・・・保護層
Ｇ１・・・第１のゲート電極
Ｇ２・・・第２のゲート電極
Ｃ・・・キャパシタ電極
ＧＩ１１・・・１層目の第１のゲート絶縁膜
ＧＩ１２・・・１層目の第２のゲート絶縁膜
ＧＩ２１・・・２層目の第１のゲート絶縁膜
ＧＩ２２・・・２層目の第２のゲート絶縁膜
Ｓ１・・・第１のソース電極
Ｓ２・・・第２のソース電極
Ｄ１・・・第１のドレイン電極
Ｄ２・・・第２のドレイン電極
ＯＳＣ１・・・第１の有機半導体膜
ＯＳＣ２・・・第２の有機半導体膜
Ｆ１・・・第１の封止層
Ｆ２・・・第２の封止層
４１・・・正孔輸送層
４２・・・発光層
４３・・・共通電極

Claims (13)

1. 絶縁性の基板上にゲート電極を有し、前記ゲート電極がゲート絶縁膜をはさんでソース・ドレイン電極と重なり、ソース・ドレイン間に半導体膜を少なくとも有し、ドレイン電極は画素電極に接続され、画素電極は絶縁膜をはさんでキャパシタ電極と重なっており、複数のゲート電極に接続された複数のゲート配線と、複数のソース電極に接続された複数のソース配線を用いてマトリクス状に配置した薄膜トランジスタアレイであって、該ゲート絶縁膜が２層以上の層からなり、且つそのうちの１層以上が樹脂フィルムからなることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
2. 前記樹脂フィルムの厚さが０．３μｍ以上２μｍ以下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アレイ。
3. 前記半導体膜が有機半導体からなることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタアレイ。
4. 前記絶縁性の基板が可撓性を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法であって、ゲート絶縁膜となる樹脂フィルムをラミネート法によって形成することを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法。
6. 前記ラミネート法が減圧下において行われる真空ラミネート法であることを特徴とする請求項５に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法であって、ゲート電極の形成工程、ソース・ドレイン電極の形成工程、画素電極の形成工程、半導体膜の形成工程のうち少なくとも１つの工程に印刷法が使用されることを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法。
8. 前記半導体膜の形成工程に凸版印刷を使用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アレイの製造方法。
9. 前記ゲート電極の形成工程、ソース・ドレイン電極の形成工程、画素電極の形成工程のうち少なくとも１つの工程にスクリーン印刷、凸版印刷、インクジェット印刷のいずれかを使用することを特徴とする請求項７または８に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法。
10. すくなくとも、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄膜トランジスタアレイと画像表示手段とからなることを特徴とするアクティブマトリクス型ディスプレイ。
11. 前記画像表示手段が電気泳動方式によるものであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ。
12. 前記画像表示手段が有機ＥＬであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ。
13. 前記画像表示手段が液晶ディスプレイであることを特徴とする請求項１０に記載のアクティブマトリクス型ディスプレイ。