JP4999440B2 - 有機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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Description
本発明は、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。
一般に、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動表示装置（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）などの平板表示装置は、複数対の電場生成電極、及びその間に配置されている電気光学（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ）活性層を含む。液晶表示装置の場合、電気光学活性層として液晶層を含み、有機発光表示装置の場合、電気光学活性層として有機発光層を含む。
一対の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である薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を使用して、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（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）及び画素電極に印加される信号を伝達するデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）が平板表示装置に形成されている。
平板表示装置では、スイッチング素子として三端子素子である薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を使用して、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（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）及び画素電極に印加される信号を伝達するデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）が平板表示装置に形成されている。
このような薄膜トランジスタの中でも、ケイ素（Ｓｉ）などの無機半導体の代わりに、有機半導体を含む有機薄膜トランジスタ（ｏｒｇａｎｉｃ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＯＴＦＴ）に対する研究が活発に行われている。
有機薄膜トランジスタは、低温の溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）で製造されるので、蒸着工程だけでは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。また、有機物質の特性上、繊維（ｆｉｂｅｒ）またはフィルム（ｆｉｌｍ）などの形態に形成することができるので、可撓性表示装置（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）の核心素子として注目されている。
有機薄膜トランジスタは、低温の溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）で製造されるので、蒸着工程だけでは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。また、有機物質の特性上、繊維（ｆｉｂｅｒ）またはフィルム（ｆｉｌｍ）などの形態に形成することができるので、可撓性表示装置（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）の核心素子として注目されている。
このような有機薄膜トランジスタがマトリックス（ｍａｔｒｉｘ）形態に配列されている有機薄膜トランジスタ表示板は、既存の薄膜トランジスタと比較して、構造及び製造方法において多くの差異点がある。
特に、工程中に有機半導体に与える影響を最小化して、有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる、新たな方案が要求されている。
特に、工程中に有機半導体に与える影響を最小化して、有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる、新たな方案が要求されている。
本発明が目的とする技術的課題は、工程中に有機半導体に与える影響を最小化すると同時に、工程を単純化することにある。
本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板は、基板、前記基板上に形成されているデータ線、前記データ線に接続されているソース電極、前記ソース電極と対向する部分を含むドレイン電極、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上面を覆うとともに前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一部を露出する開口部が形成された隔壁、前記開口部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ているゲート絶縁部材、そして前記データ線と交差するとともにゲート電極を含むゲート線を含む。
前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材は、溶解性物質を含むことが好ましい。
前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材の厚さの合計は、前記隔壁の厚さより薄いことが好ましい。
前記ゲート電極は、前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材を完全に覆うことが好ましい。
前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材の厚さの合計は、前記隔壁の厚さより薄いことが好ましい。
前記ゲート電極は、前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材を完全に覆うことが好ましい。
前記ゲート電極は、前記開口部より大きいことが好ましい。
前記データ線及び前記ソース電極は、異なる物質を含むことが好ましい。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、導電性酸化物を含むことが好ましい。
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、ＩＴＯまたはＩＺＯを含むことが好ましい。
前記隔壁は、前記ドレイン電極の一部を露出する接触孔を含み、前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極をさらに含むことが好ましい。
前記データ線及び前記ソース電極は、異なる物質を含むことが好ましい。
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前記隔壁は、前記ドレイン電極の一部を露出する接触孔を含み、前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極をさらに含むことが好ましい。
前記ゲート線上に形成されている保護膜をさらに含むことが好ましい。
前記画素電極は、前記保護膜上に形成されることが好ましい。
前記データ線と同一層に形成されている維持電極をさらに含むことが好ましい。
前記ドレイン電極は、前記維持電極と少なくとも一部が重畳する部分を含むことが好ましい。
前記画素電極は、前記保護膜上に形成されることが好ましい。
前記データ線と同一層に形成されている維持電極をさらに含むことが好ましい。
前記ドレイン電極は、前記維持電極と少なくとも一部が重畳する部分を含むことが好ましい。
前記ドレイン電極及び前記維持電極の間に形成されている層間絶縁膜をさらに含むことが好ましい。
前記有機半導体の下部に位置する光遮断膜をさらに含むことが好ましい。
前記ゲート絶縁部材は、有機物質を含むことが好ましい。
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製造方法は、基板上にデータ線を形成する段階、前記データ線上に層間絶縁膜を形成する段階、前記層間絶縁膜上に前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を形成する段階、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上面を覆うとともに前記ソース電極及びドレイン電極の一部を露出させる開口部及び接触孔を含む隔壁を形成する段階、前記開口部に有機半導体を滴下する段階、前記有機半導体上に有機絶縁物質を滴下して、ゲート絶縁部材を形成する段階、前記ゲート絶縁部材及び前記隔壁上にゲート線を形成する段階、そして前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極を形成する段階を含む。
前記有機半導体の下部に位置する光遮断膜をさらに含むことが好ましい。
前記ゲート絶縁部材は、有機物質を含むことが好ましい。
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製造方法は、基板上にデータ線を形成する段階、前記データ線上に層間絶縁膜を形成する段階、前記層間絶縁膜上に前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を形成する段階、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上面を覆うとともに前記ソース電極及びドレイン電極の一部を露出させる開口部及び接触孔を含む隔壁を形成する段階、前記開口部に有機半導体を滴下する段階、前記有機半導体上に有機絶縁物質を滴下して、ゲート絶縁部材を形成する段階、前記ゲート絶縁部材及び前記隔壁上にゲート線を形成する段階、そして前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極を形成する段階を含む。
前記有機半導体を滴下する段階及び前記ゲート絶縁部材を形成する段階は、インクジェット印刷方法で行うことが好ましい。
前記有機半導体を滴下する段階の後に、乾燥する段階をさらに含むことが好ましい。
前記ゲート線を形成する段階の後に、保護膜を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
前記有機半導体を滴下する段階の後に、乾燥する段階をさらに含むことが好ましい。
前記ゲート線を形成する段階の後に、保護膜を形成する段階をさらに含むことが好ましい。
本発明によれば、有機半導体及びゲート絶縁部材が隔壁に形成された開口部に設けられることから、後続工程で有機半導体に与える影響を最小化することができる。ここで、有機半導体及びゲート絶縁部材をインクジェット印刷方法で形成する場合、別途のマスクなしで容易に形成することができる。また、有機半導体との接触特性が優れている材料によってソース電極及びドレイン電極を形成する場合、有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる。
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例について、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、本発明は多様な相異した形態に実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
図面では、各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た。明細書全体を通して類似した部分については、同一の図面符号を付けた。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“真上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上”にあるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
図面では、各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た。明細書全体を通して類似した部分については、同一の図面符号を付けた。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“真上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上”にあるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
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の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、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、またはプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）などからなる絶縁基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０上に、複数のデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１７１、複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｌｉｎｅ）１７２及び光遮断膜１７４が形成されている。
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の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、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、またはプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）などからなる絶縁基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０上に、複数のデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１７１、複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｌｉｎｅ）１７２及び光遮断膜１７４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１の縦方向に延びている。各データ線１７１は、横に突出した複数の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）１７３、及び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を含む。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可撓性印刷回路膜（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、または基板１１０上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、データ線１７１を延長してこれに直接接続することができる。
維持電極線１７２は、所定の電圧の印加を受け、データ線１７１とほぼ平行に延びている。各維持電極線１７２は、２つのデータ線１７１の間に位置し、２つのデータ線１７１のうちの右側に近く形成されている。維持電極線１７２は、横に分岐して画素上で環状に形成される維持電極（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１７７を含む。この維持電極線１７２の形状及び配置は、多様に変形することができる。
光遮断膜１７４は、データ線１７１及び維持電極線１７２と分離されている。
データ線１７１、維持電極線１７２及び光遮断膜１７４は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、金（Ａｇ）や金合金などの金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金など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）などで形成することができる。しかし、これらは、物理的特性が異なる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。これらのうちの１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減少させる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、銅系金属などで形成できる。これとは異なって、他の導電膜は、基板１１０との接着性が優れており、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性が優れている物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどで形成することができ。これらの組合わせの例としては、クロムの下部膜及びアルミニウム（合金）の上部膜とする構成や、アルミニウム（合金）の下部膜及びモリブデン（合金）の上部膜とする構成などがある。しかし、データ線１７１及び維持電極線１７２は、その他にも多様な金属または導電物質で形成することができる。
データ線１７１、維持電極線１７２及び光遮断膜１７４は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、金（Ａｇ）や金合金などの金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金など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）などで形成することができる。しかし、これらは、物理的特性が異なる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。これらのうちの１つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減少させる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、銅系金属などで形成できる。これとは異なって、他の導電膜は、基板１１０との接着性が優れており、他の物質、特にＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）及びＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性が優れている物質、例えばモリブデン系金属、クロム、タンタル、チタニウムなどで形成することができ。これらの組合わせの例としては、クロムの下部膜及びアルミニウム（合金）の上部膜とする構成や、アルミニウム（合金）の下部膜及びモリブデン（合金）の上部膜とする構成などがある。しかし、データ線１７１及び維持電極線１７２は、その他にも多様な金属または導電物質で形成することができる。
データ線１７１、維持電極線１７２及び光遮断膜１７４は、その側面が基板１１０の面に対して傾いていて、その傾斜角は約３０〜８０度程度であることが好ましい。
データ線１７１、維持電極線１７２及び光遮断膜１７４上には、層間絶縁膜１６０が形成されている。層間絶縁膜１６０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機絶縁物で形成することができ、その厚さは、約２０００〜５０００Åであることが好ましい。
データ線１７１、維持電極線１７２及び光遮断膜１７４上には、層間絶縁膜１６０が形成されている。層間絶縁膜１６０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの無機絶縁物で形成することができ、その厚さは、約２０００〜５０００Åであることが好ましい。
層間絶縁膜１６０は、データ線１７１の突出部１７３及び端部１７９を各々露出する複数の接触孔１６３、１６２を含む。
層間絶縁膜１６０上には、複数のソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１３３、複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１３５及び複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８２が形成されている。
層間絶縁膜１６０上には、複数のソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１３３、複数のドレイン電極（ｄｒａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１３５及び複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８２が形成されている。
ソース電極１３３は、島（ｉｓｌａｎｄ）型であって、接触孔１６３を通じてデータ線１７１に接続されている。
ドレイン電極１３５は、光遮断膜１７４上でソース電極１３３と対向する部分（以下、電極部とする）１３６及び維持電極線１７２と少なくとも一部が重畳する部分（以下、容量部とする）１３７を含む。電極部１３６は、ソース電極１３３と対向して、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）の一部を構成し、容量部１３７は、維持電極線１７２と重畳して、電圧維持能力を強化するためのストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を形成する。
ドレイン電極１３５は、光遮断膜１７４上でソース電極１３３と対向する部分（以下、電極部とする）１３６及び維持電極線１７２と少なくとも一部が重畳する部分（以下、容量部とする）１３７を含む。電極部１３６は、ソース電極１３３と対向して、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）の一部を構成し、容量部１３７は、維持電極線１７２と重畳して、電圧維持能力を強化するためのストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を形成する。
接触補助部材８２は、接触孔１６２を通じてデータ線１７１の端部１７９に接続されていて、データ線１７１の端部１７９及び外部装置の接着性を補完して、これらを保護する。
ソース電極１３３及びドレイン電極１３５は、有機半導体と直接接触するため、有機半導体と仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の差が大きくない導電物質で形成され、それによって、有機半導体及び電極の間のショットキー障壁（ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ）を低くして、キャリアの注入及び移動を容易にすることができる。このような物質としては、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの導電性酸化物がある。これらの厚さは、約３００〜１０００Åであることが好ましい。
ソース電極１３３及びドレイン電極１３５は、有機半導体と直接接触するため、有機半導体と仕事関数（ｗｏｒｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の差が大きくない導電物質で形成され、それによって、有機半導体及び電極の間のショットキー障壁（ｓｃｈｏｔｔｋｙ ｂａｒｒｉｅｒ）を低くして、キャリアの注入及び移動を容易にすることができる。このような物質としては、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの導電性酸化物がある。これらの厚さは、約３００〜１０００Åであることが好ましい。
ソース電極１３３、ドレイン電極１３５及び層間絶縁膜１６０を含む基板の全面には、隔壁１４０が形成されている。隔壁１４０は、溶液工程が可能な感光性有機物質で構成することができ、その厚さは、約０．５〜４μｍであることが好ましい。
隔壁１４０は、複数の開口部１４７及び複数の接触孔１４５を含む。開口部１４７は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５の電極部１３６の一部及びこれらの間の層間絶縁膜１６０を露出し、接触孔１４５は、ドレイン電極１３５の容量部１３７の一部を露出する。
隔壁１４０は、複数の開口部１４７及び複数の接触孔１４５を含む。開口部１４７は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５の電極部１３６の一部及びこれらの間の層間絶縁膜１６０を露出し、接触孔１４５は、ドレイン電極１３５の容量部１３７の一部を露出する。
隔壁１４０の開口部１４７には、複数の島型有機半導体（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｉｓｌａｎｄ）１５４が形成されている。
有機半導体１５４は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５と接触し、その高さが隔壁１４０より低く形成されていることから、隔壁１４０で完全に囲まれる。このように有機半導体１５４が隔壁１４０によって完全に囲まれて側面が露出しないので、後続工程で有機半導体１５４の側面に化学液などが浸透するのを防止することができる。
有機半導体１５４は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５と接触し、その高さが隔壁１４０より低く形成されていることから、隔壁１４０で完全に囲まれる。このように有機半導体１５４が隔壁１４０によって完全に囲まれて側面が露出しないので、後続工程で有機半導体１５４の側面に化学液などが浸透するのを防止することができる。
有機半導体１５４は、光遮断膜１７４の上部に形成されている。光遮断膜１７４は、バックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）から供給される光が、有機半導体１５４に直接入射することを遮断し、有機半導体１５４における光漏洩電流（ｐｈｏｔｏｌｅａｋａｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）が急激に増加するのを防止する。
有機半導体１５４は、水溶液や有機溶媒に溶解される高分子化合物や低分子化合物を含むことができる。
有機半導体１５４は、水溶液や有機溶媒に溶解される高分子化合物や低分子化合物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）の置換基を含む誘導体を含むように構成できる。有機半導体１５４は、また、チオフェン環（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ ｒｉｎｇ）の２、５位置で連結された４〜８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むことができる。
有機半導体１５４は、ポリチニレンビニレン（ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（ｐｏｌｙ３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、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。有機半導体１５４は、また、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＰＴＣＤＡ）、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）、またはこれらのイミド（ｉｍｉｄｅ）誘導体を含むことができる。有機半導体１５４は、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはコロネン（ｃｏｒｏｎｅｎｅ）、及びこれらの置換基を含む誘導体を含むこともできる。
有機半導体１５４の厚さは、約３００〜３０００Åであることが好ましい。
有機半導体１５４上には、ゲート絶縁部材１４６が形成されている。ゲート絶縁部材１４６は、隔壁１４０の開口部１４７に形成されていて、有機半導体１５４及びゲート絶縁部材１４６の厚さの合計は、隔壁１４０の厚さよりも薄い。
ゲート絶縁部材１４６は、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（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系化合物、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）系化合物、ポリフルオラン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒａｎｅ）系化合物、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）など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（ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＯＴＳ）で表面処理された酸化ケイ素などがある。
有機半導体１５４上には、ゲート絶縁部材１４６が形成されている。ゲート絶縁部材１４６は、隔壁１４０の開口部１４７に形成されていて、有機半導体１５４及びゲート絶縁部材１４６の厚さの合計は、隔壁１４０の厚さよりも薄い。
ゲート絶縁部材１４６は、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（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系化合物、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）系化合物、ポリフルオラン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒａｎｅ）系化合物、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）など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（ｏｃｔａｄｅｃｙｌｔｒｉｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ、ＯＴＳ）で表面処理された酸化ケイ素などがある。
ゲート絶縁部材１４６及び隔壁１４０上には、複数のゲート線（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）１２１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１の横方向に延びて、データ線１７１及び維持電極線１７２と交差している。各ゲート線１２１は、図１の上方に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４、及び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を含む。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可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着することができる、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０上に集積することもできる。ゲート駆動回路を基板１１０上に集積する場合、ゲート線１２１を延長してゲート駆動回路に直接接続することができる。
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、主に図１の横方向に延びて、データ線１７１及び維持電極線１７２と交差している。各ゲート線１２１は、図１の上方に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４、及び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を含む。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可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着することができる、基板１１０上に直接装着することもでき、基板１１０上に集積することもできる。ゲート駆動回路を基板１１０上に集積する場合、ゲート線１２１を延長してゲート駆動回路に直接接続することができる。
ゲート電極１２４は、ゲート絶縁部材１４６を間に挟んで有機半導体１５４と重畳しており、有機半導体１５４及びゲート絶縁部材１４６を完全に覆う大きさ、つまり開口部１４７より大きく形成される。
ゲート線１２１は、データ線１７１及び維持電極線１７２と同一の物質で形成することができる。
ゲート線１２１は、データ線１７１及び維持電極線１７２と同一の物質で形成することができる。
ゲート線１２１の側面も、基板１１０の面に対して傾いており、その傾斜角は約３０〜約８０度であることが好ましい。
ゲート線１２１上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、ゲート線１２１の端部１２９上にも形成されていて、ゲート線１２１の端部１２９が隣接するゲート線の端部と短絡するのを防止することができる。
ゲート線１２１上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、ゲート線１２１の端部１２９上にも形成されていて、ゲート線１２１の端部１２９が隣接するゲート線の端部と短絡するのを防止することができる。
保護膜１８０は、接触孔１８５、１８１を含む。
接触孔１８５は、隔壁１４０に形成されている接触孔１４５の上部に位置してドレイン電極１３７の容量部１３７の一部を露出し、接触孔１８１は、ゲート線１２１の端部１２９を露出する。
保護膜１８０は、有機薄膜トランジスタ及びゲート線１２１を保護するためのものであって、基板の一部または全面に形成されるが、場合によっては省略することもできる。
接触孔１８５は、隔壁１４０に形成されている接触孔１４５の上部に位置してドレイン電極１３７の容量部１３７の一部を露出し、接触孔１８１は、ゲート線１２１の端部１２９を露出する。
保護膜１８０は、有機薄膜トランジスタ及びゲート線１２１を保護するためのものであって、基板の一部または全面に形成されるが、場合によっては省略することもできる。
保護膜１８０上には、画素電極１９１及び接触補助部材８１が形成されている。
画素電極１９１は、接触孔１８５、１４５を通じてドレイン電極１３５に接続されている。
画素電極１９１は、ゲート線１２１及び／またはデータ線１７１と重畳することにより、開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）を高めることができる。
画素電極１９１は、接触孔１８５、１４５を通じてドレイン電極１３５に接続されている。
画素電極１９１は、ゲート線１２１及び／またはデータ線１７１と重畳することにより、開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）を高めることができる。
画素電極１９１は、薄膜トランジスタからデータ電圧の印加を受けて、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ）の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（ｃｏｍｍｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）（図示せず）と共に電場を生成することによって、２つの電極の間の液晶層（図示せず）の液晶分子の配向方向を決定する。画素電極１９１及び共通電極は、キャパシタ（以下、液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）とする）を構成して、薄膜トランジスタがターンオフした後にも印加された電圧を維持する。
接触補助部材８１は、接触孔１８１を通じてゲート線１２１の端部１２９に接続されていて、ゲート線１２１の端部１２９及び外部装置の接着性を補完して、これらを保護する。
１つのゲート電極１２４、１つのソース電極１３３及び１つのドレイン電極１３５は、有機半導体１５４と共に１つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５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１３３及び１つのドレイン電極１３５は、有機半導体１５４と共に１つの薄膜トランジスタを構成し、薄膜トランジスタのチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１３３及びドレイン電極１３５の間の有機半導体１５４に形成される。
次に、図１及び図２に示した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３〜図１４を参照して詳細に説明する。
図３、図５、図７、図９、図１１及び図１３は図１及び図２の有機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での配置図であり、図４は図３の有機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の有機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の有機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の有機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の有機薄膜トランジスタ表示板のXII-XII線による断面図であり、図１４は図１３の有機薄膜トランジスタ表示板のXIV-XIV線による断面図である。
図３、図５、図７、図９、図１１及び図１３は図１及び図２の有機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での配置図であり、図４は図３の有機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の有機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の有機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の有機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の有機薄膜トランジスタ表示板のXII-XII線による断面図であり、図１４は図１３の有機薄膜トランジスタ表示板のXIV-XIV線による断面図である。
まず、図３及び図４に示したように、基板１１０上にスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法で金属層を積層して写真エッチングし、突出部１７３及び端部１７９を含むデータ線１７１、維持電極１７７を含む維持電極線１７２及び光遮断膜１７４を形成する。
次に、図５及び図６に示したように、窒化ケイ素を化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）して層間絶縁膜１６０を形成し、その上に感光膜を塗布して写真エッチングして、接触孔１６２、１６３を形成する。
次に、図５及び図６に示したように、窒化ケイ素を化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）して層間絶縁膜１６０を形成し、その上に感光膜を塗布して写真エッチングして、接触孔１６２、１６３を形成する。
次に、図７及び図８に示したように、ＩＴＯまたはＩＺＯをスパッタリングした後で写真エッチングして、ソース電極１３３、ドレイン電極１３５及び接触補助部材８２を形成する。
次に、図９及び図１０に示したように、基板の全面に感光性有機膜を塗布して現像し、複数の開口部１４７及び複数の接触孔１４５を含む隔壁１４０を形成する。
次に、図９及び図１０に示したように、基板の全面に感光性有機膜を塗布して現像し、複数の開口部１４７及び複数の接触孔１４５を含む隔壁１４０を形成する。
次に、開口部１４７内に有機半導体１５４を形成する。
有機半導体１５４は、インクジェット印刷（ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法によって開口部１４７に有機半導体溶液を滴下した後、有機半導体溶液中の溶媒を乾燥させて形成する。
次に、開口部１４７内にゲート絶縁部材１４６を形成する。ゲート絶縁部材１４６も、インクジェット印刷方法によって開口部１４７内の有機半導体１５４上に有機絶縁溶液を滴下した後、有機絶縁溶液中の溶媒を乾燥させて形成する。
有機半導体１５４は、インクジェット印刷（ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方法によって開口部１４７に有機半導体溶液を滴下した後、有機半導体溶液中の溶媒を乾燥させて形成する。
次に、開口部１４７内にゲート絶縁部材１４６を形成する。ゲート絶縁部材１４６も、インクジェット印刷方法によって開口部１４７内の有機半導体１５４上に有機絶縁溶液を滴下した後、有機絶縁溶液中の溶媒を乾燥させて形成する。
このように、有機半導体１５４及びゲート絶縁部材１４６をインクジェット印刷方法で連続的に形成するので、写真エッチング工程が必要でない。したがって、別途のマスクが必要なく、工程数を減少することができて、製造時間及び費用を顕著に減少させることができる。また、有機半導体１５４が隔壁１４０によって完全に囲まれているので、後続工程で化学的、物理的な損傷を減少させることができる。
次に、図１１及び図１２に示したように、スパッタリングなどの方法で金属層を積層して写真エッチングし、ゲート電極１２４及び端部１２９を含むゲート線１２１を形成する。この時、ゲート電極１２４は、開口部１４７を完全に覆うことができる大きさに形成する。
次に、図１３及び図１４に示したように、基板の全面に保護膜１８０を形成して写真エッチングして、接触孔１８１、１８５を形成する。
次に、図１３及び図１４に示したように、基板の全面に保護膜１８０を形成して写真エッチングして、接触孔１８１、１８５を形成する。
最後に、図１及び図２に示したように、接触孔１４５、１８５を通じてドレイン電極１３５に接続されている画素電極１９１及び接触補助部材８１を形成する。
有機半導体及びゲート絶縁部材をインクジェット印刷方法で形成するので、別途のマスクなしで容易に形成することができ、隔壁によって囲まれるので、後続工程で有機半導体に与える影響を最小化することができる。また、有機半導体との接触特性が優れているソース電極及びドレイン電極を含むので、有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる。
有機半導体及びゲート絶縁部材をインクジェット印刷方法で形成するので、別途のマスクなしで容易に形成することができ、隔壁によって囲まれるので、後続工程で有機半導体に与える影響を最小化することができる。また、有機半導体との接触特性が優れているソース電極及びドレイン電極を含むので、有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる。
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、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の多様な変形及び改良形態も、本発明の権利範囲に属する。
１１０ 絶縁基板
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１２９ ゲート線の端部
１３３ ソース電極
１３５ ドレイン電極
１３６ 電極部
１３７ 容量部
１４０ 隔壁
１４５、１６２、１６３、１８５ 接触孔
１４６ ゲート絶縁部材
１４７ 開口部
１５４ 有機半導体
１６０ 層間絶縁膜
１７１ データ線
１７２ 維持電極線
１７３ データ線の突出部
１７４ 光遮断膜
１７７ 維持電極
１７９ データ線の端部
１８０ 保護膜
８１、８２ 接触補助部材
１９１ 画素電極
１２１ ゲート線
１２４ ゲート電極
１２９ ゲート線の端部
１３３ ソース電極
１３５ ドレイン電極
１３６ 電極部
１３７ 容量部
１４０ 隔壁
１４５、１６２、１６３、１８５ 接触孔
１４６ ゲート絶縁部材
１４７ 開口部
１５４ 有機半導体
１６０ 層間絶縁膜
１７１ データ線
１７２ 維持電極線
１７３ データ線の突出部
１７４ 光遮断膜
１７７ 維持電極
１７９ データ線の端部
１８０ 保護膜
８１、８２ 接触補助部材
１９１ 画素電極
Claims (19)
- 基板と、
前記基板上に形成されているデータ線と、
前記データ線に接続されているソース電極と、
前記ソース電極と対向する部分を含むドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上面を覆うように設けられ、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一部を露出する開口部が形成された隔壁と、
前記開口部に形成されている有機半導体と、
前記有機半導体上に形成されているゲート絶縁部材と、
前記データ線と交差するとともに、ゲート電極を含むゲート線と、
を含み、
前記ゲート電極は前記開口部より大きい、有機薄膜トランジスタ表示板。 - 前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材は、溶解性物質を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材の厚さの合計は、前記隔壁の厚さよりも薄い、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ゲート電極は、前記有機半導体及び前記ゲート絶縁部材を完全に覆う、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記データ線及び前記ソース電極は、それぞれ異なる物質で形成されている、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、導電性酸化物を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、ＩＴＯまたはＩＺＯを含む、請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記隔壁は、前記ドレイン電極の一部を露出する接触孔を含み、
前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極をさらに含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。 - 前記ゲート線上に形成されている保護膜をさらに含む、請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記画素電極は、前記保護膜上に形成される、請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記データ線と同一層に形成されている維持電極をさらに含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ドレイン電極は、前記維持電極と少なくとも一部が重畳する部分を含む、請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ドレイン電極及び前記維持電極の間に形成されている層間絶縁膜をさらに含む、請求項１２に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記有機半導体の下部に位置する光遮断膜をさらに含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 前記ゲート絶縁部材は、有機物質を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
- 基板上にデータ線を形成する段階と、
前記データ線上に層間絶縁膜を形成する段階と、
前記層間絶縁膜上に前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を形成する段階と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上面を覆うとともに、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一部を露出する開口部及び接触孔を備える隔壁を形成する段階と、
前記開口部に有機半導体を滴下する段階と、
前記有機半導体上に有機絶縁物質を滴下して、ゲート絶縁部材を形成する段階と、
前記ゲート絶縁部材及び前記隔壁上にゲート電極を含むゲート線を形成する段階と、
前記接触孔を通じて前記ドレイン電極に接続されている画素電極を形成する段階と、
を含み、
前記ゲート電極は前記開口部より大きい、有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。 - 前記有機半導体を滴下する段階及び前記ゲート絶縁部材を形成する段階は、インクジェット印刷方法で行う、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記有機半導体を滴下する段階の後に、乾燥する段階をさらに含む、請求項１７に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
- 前記ゲート線を形成する段階の後に、保護膜を形成する段階をさらに含む、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
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