(57)【要約】【課題】有機薄膜トランジスタの活性層として使用される有機薄膜に有機溶媒の局所的な塗布やレーザーを用いた局所的な熱処理を行い、有機薄膜の結晶度を局所的に向上させる方法を提供する。【解決手段】本発明による有機薄膜の局所的結晶化方法は、（ａ）有機半導体物質を利用して有機薄膜を形成する段階と、（ｂ）前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布するか、レーザービームを照射し、前記所定領域の有機薄膜を軟質相に変化させる段階と、（ｃ）前記軟質相に変化した有機薄膜を所定時間乾燥し、前記所定領域の結晶度を向上させる段階と、を含む。【選択図】図１
2010045327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）有機半導体物質を利用して有機薄膜を形成する段階と、
（ｂ）前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布するか、レーザービームを照射し、前記所定領域の有機薄膜を軟質相に変化させる段階と、
（ｃ）前記軟質相に変化した有機薄膜を所定時間乾燥し、前記所定領域の結晶度を向上させる段階と、を含むことを特徴とする有機薄膜の局所的結晶化方法。
【請求項２】
前記（ａ）段階で、前記有機半導体物質を利用して有機半導体溶液を作った後、前記有機半導体溶液を基板上に蒸着し、前記有機薄膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の局所的結晶化方法。
【請求項３】
前記（ｂ）段階で、前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布する場合、
インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティング、オフセットプリンティング、フレキソグラフィのうちいずれか１つの直接印刷法を利用して有機溶媒を塗布することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の局所的結晶化方法。
【請求項４】
前記（ｂ）段階で、前記有機溶媒は、蒸発速度が低いジクロロベンゼン、卜リクロロベンゼンまたはブタノールであることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の局所的結晶化方法。
【請求項５】
前記（ｃ）段階で、前記軟質相に変化した有機薄膜の乾燥時に、前記所定領域の有機薄膜で有機分子が自己整列することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の局所的結晶化方法。
【請求項６】
（ａ）基板の上部にゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース／ドレイン電極及び有機薄膜を順次に形成する段階と、
（ｂ）前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布するか、レーザービームを照射し、前記所定領域の有機薄膜を軟質相に変化させる段階と、
（ｃ）前記軟質相に変化した有機薄膜を所定時間乾燥し、前記所定領域の結晶度を向上させる段階と、を含むことを特徴とする有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
前記（ｂ）段階で、前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布する場合、
インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティング、オフセットプリンティング、フレキソグラフィのうちいずれか１つの直接印刷法を利用して有機溶媒を塗布することを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記（ｂ）段階で、前記有機溶媒は、蒸発速度が低いジクロロベンゼン、卜リクロロベンゼンまたはブタノールであることを特徴とする 請求項６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項９】
前記（ｃ）段階で、前記軟質相に変化した有機薄膜の乾燥時に、前記所定領域の有機薄膜で有機分子が自己整列することを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜の局所的結晶化方法及びこれを利用した有機薄膜トランジスタの製造方法に関し、より詳細には、有機薄膜トランジスタの活性層として使用される有機薄膜に有機溶媒の局所的な塗布やレーザーを用いた局所的な熱処理を行い、有機薄膜の結晶度を局所的に向上させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタ（organic thin film transistor：ＯＴＦＴ）は、有機物を活性層として使用する素子であって、１９８０年代以後に研究が始まって、次世代ディスプレイの駆動素子、ＲＦＩＤ（Radio frequency identification）、スマートカードなどの多様な応用分野に適用可能であり、最近活発に研究されている。
【０００３】
有機薄膜トランジスタは、シリコン薄膜トランジスタと構造的にほぼ類似しているが、活性層としてシリコン薄膜の代わりに有機薄膜を使用する差異がある。
【０００４】
このような有機薄膜トランジスタにおいて、有機薄膜は、通常、真空下で有機半導体材料に熱を加えて昇華状態に蒸着させる真空蒸着法と、有機半導体材料を有機溶媒に溶解した後、プリンティングコーティングやスピンコーティングなどを用いて蒸着する溶液蒸着法によって形成される。
【０００５】
この溶液蒸着法は、真空蒸着法に比べて高価の真空製造施設を必要とせず、製造工程が単純であり、製造費用の側面で有利であるという長所がある。しかし、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜は、真空蒸着法によって形成された有機薄膜に比べて結晶度が低くて、電荷移動度が略１０倍程度低いという問題点がある。特に、溶液蒸着法が可能な有機半導体材料の大部分が分子量の大きい高分子であるから、溶液上で分子速い活動性を用いた結晶度の向上を期待することは難しい。
【０００６】
これにより、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜の結晶度を向上させて、電荷移動度を高めるための多様な方法が研究されている。
【０００７】
このような研究結果として、既存に使用された不規則的な構造の有機半導体物質（Regiorandom poly(3-alkylthiophene)）を一層規則的な分子配列を有する物質（Regioregular poly(3-alkylthiophene)）に代替して、有機薄膜の結晶度を向上させる方法が開示されている。しかし、この方法は、特定の分子構造に限定されていて、一層広範囲な応用に限界を示している。
【０００８】
他の研究結果として、有機薄膜を形成する前に、ゲート絶縁膜上に表面エネルギーが低い自己整列単層（self-assembled monolayer）を形成し、その上に形成される有機薄膜の結晶度を向上させる方法が開示されている。しかし、この方法は、自己整列単層が形成されることができる特定の基板の上だけで具現が可能であり、有機薄膜がゲート絶縁膜の上に形成される下部ゲート構造にのみ適用されることができるという限界点がある。
【０００９】
さらに他の研究結果として、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜を有機溶媒蒸気に露出させて有機薄膜を軟質相に作り、これにより、分子の活動性を増加させて有機薄膜の結晶度の向上を図る方法が開示されている。しかし、この方法の場合、工程速度が遅く、人体と環境に有害な有機溶媒蒸気を取り扱わなければならないし、素子性能の均一性が低下するなどの問題点がある。
【００１０】
さらに、前述のような方法によって有機薄膜全体の結晶度を向上させる場合、有機薄膜の電気伝導度が増加するので、有機薄膜の付随的なパターニング工程がない場合には、隣接する素子間にクロストークが発生し、オフ状態での漏洩電流が増加する問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第６３１２９７１Ｂ１号明細書
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Kimberly C. Dickey et al., “Improving Organic Thin-Film Transistor Performance through Solvent-Vaper Annealing of Solution-Processable Triethylsilylethynyl Anthradithiophene,” Advanced Materials, 2006, 18, pp. 1721-1726
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明は、前述のような問題点を解決するためになされたもので、その目的は、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜の結晶度を局所的に向上させることにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、局所的に結晶度が向上した有機薄膜を有機薄膜トランジスタの活性層として利用することによって、有機薄膜の付随的なパターニング工程がなくても、有機薄膜トランジスタの電荷移動度と素子間のクロストークを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の一態様による有機薄膜の局所的結晶化方法は、（ａ）有機半導体物質を利用して有機薄膜を形成する段階と、（ｂ）前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布するか、レーザービームを照射し、前記所定領域の有機薄膜を軟質相に変化させる段階と、（ｃ）前記軟質相に変化した有機薄膜を所定時間乾燥し、前記所定領域の結晶度を向上させる段階と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の態様による有機薄膜トランジスタ製造方法は、（ａ）基板の上部にゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース／ドレイン電極及び有機薄膜を順次に形成する段階と、（ｂ）前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布するか、レーザービームを照射し、前記所定領域の有機薄膜を軟質相に変化させる段階と、（ｃ）前記軟質相に変化した有機薄膜を所定時間乾燥し、前記所定領域の結晶度を向上させる段階と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
ここで、前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布する場合、前記有機溶媒によって前記所定領域の有機薄膜が溶解し、軟質相に変化すれば、前記軟質相に変化した有機薄膜の有機分子が活発に移動しつつ、前記有機分子相互間のフアンデルワールス力によって前記有機分子が自己整列し、前記所定領域の結晶度が局所的に向上する。
【００１８】
この時、前記有機溶媒は、有機溶媒が塗布された領域で有機薄膜の分子が活発に移動し、自己整列するための十分な時間を与えるために、低い蒸発速度を有する物質であることが好ましい。
【００１９】
また、前記有機薄膜の所定領域に有機溶媒を塗布する場合、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティング、オフセットプリンティング、フレキソグラフィのうちいずれか１つの直接印刷法を利用して有機溶媒を塗布する。
【００２０】
一方、前記有機薄膜の所定領域にレーザービームを照射する場合、前記有機薄膜の所定領域にレーザービームを照射し、前記所定領域の温度が前記有機薄膜を構成する物質の結晶温度まで上昇するようにすれば、前記レーザービームによって前記所定領域の有機薄膜が溶解して軟質相に変化し、これにより、前記軟質相に変化した有機薄膜の有機分子が移動しつつ、前記有機分子相互間のフアンデルワールス力によって前記有機分子が自己整列し、前記所定領域の結晶度が局所的に向上する。
【００２１】
この時、有機分子が自己整列するのに十分な時間を与えるために、ゆっくり常温まで冷却し、結晶度の向上を極大化させることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜に有機溶媒の局所的な塗布やレーザーを用いた局所的な熱処理を行い、有機薄膜の結晶度を局所的に向上させることができる。したがって、結晶度が局所的に向上した有機薄膜を有機薄膜トランジスタの活性層として利用することによって、別に有機薄膜をパターニングすることなく、有機薄膜トランジスタの電荷移動度を向上させることができると共に、素子間のクロストークを減少させることができる。
【００２３】
また、本発明によれば、有機溶媒の塗布を通じて常温で有機薄膜の結晶度を局所的に向上させることができるので、相対的に熱に弱い高分子基板を使用するフレキシブルディスプレイやＲＦＩＤなどの次世代電子素子に効果的に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による有機薄膜の局所的結晶化方法を説明するための図である。
【図２】本発明による有機薄膜の局所的結晶化方法を説明するための図である。
【図３】従来のＴＩＰＳ−ペンタセン有機薄膜と有機溶媒の局所的な塗布によって結晶度が局所的に向上した本発明による有機薄膜の光学顕微鏡写真である。
【図４】本発明による有機溶媒の局所的な塗布によって結晶度が局所的に向上した有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタを示す図である。
【図５】本発明によるレーザービームを利用した局所的な熱処理を通じて結晶度が局所的に向上したＦ８Ｔ２有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタを示す図である。
【図６】図５に示された有機薄膜トランジスタのゲート電圧−ドレイン電流特性及びゲート電圧によるドレイン電圧−ドレイン電流特性を示す図である。
【図７】本発明によって製造された有機薄膜トランジスタを利用したＣＭＯＳインバータを示す図である。
【図８】本発明によって製造された有機薄膜トランジスタを有機電界発光装置のスイッチングトランジスタと駆動トランジスタとして利用した場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明による有機薄膜の局所的結晶化方法を説明するための図である。
【００２６】
まず、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜の結晶度を局所的に向上させる第１方法として、本発明では、図１のように、基板１１０上に形成された有機薄膜１５０において結晶度を向上させようとする特定領域１５０ａにのみ有機溶媒Ｓを塗布した後（図１（ａ））、これを徐々に蒸発させる。これにより、有機溶媒Ｓが塗布された領域１５０ａだけで有機薄膜の分子移動が活発になりつつ、自己整列を通じて結晶度が局所的に向上する（図１（ｂ））。
【００２７】
ここで、有機薄膜１５０の上部に有機溶媒Ｓを塗布する時、インクジェットプリンティング、スクリーンプリンティング、グラビアプリンティング、オフセットプリンティング、フレキソグラフィなどの直接印刷法を利用し、利用する直接印刷法の解像度によって結晶度が向上する領域が変わることができる。
【００２８】
次に、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜の結晶度を局所的に向上させる第２方法として、本発明では、図２のように、有機薄膜１５０において結晶度を向上させようとする特定領域１５０ｂの下部にのみレーザー装置２００を用いてレーザービームＬを照射する（図２（ａ））。これにより、レーザービームＬが照射された領域１５０ｂだけで温度が上昇し、有機分子の活動性が増加しつつ、自己整列を通じて結晶度が局所的に向上する（図２（ｂ））。
【００２９】
本実施例において、基板１１０としては、ｎ−型またはｐ−型でドーピングされたシリコンウェーハ、ガラス基板、ポリエーテルスルホン／ポリアクリレート／ポリエーテルイミド／ポリイミド／ポリエチレンテレフタレートなどのプラスチックフィルムがコーティングされた有機基板を使用することができる。
【００３０】
また、有機薄膜１５０は、溶液蒸着法が可能なすべての有機半導体物質からなることができ、例えばポリチオフェンとその誘導体、チエノチオフェンとその誘導体、ＴＩＰＳペンタセン（triisopropylsilyl pentacene）とその誘導体、ペンタセンプリカーサーとその誘導体、アルファ−６−チオフェンとその誘導体、ポリフルオレンとその誘導体、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネンとその誘導体、フェニレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、アルファ−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、金属を含有するか含有しないフタロシアニン及びこれらの誘導体、ナフタレンテトラカルボキシ酸ジイミド及びこれらの誘導体、ナフタレンテトラカルボキシジアンヒドライド及びこれらの誘導体物質からなることができる。
【００３１】
すなわち、本発明では、溶液蒸着法によって形成された有機薄膜１５０に有機溶媒Ｓの局所的な塗布やレーザービームＬを用いた局所的な熱処理を行い、有機薄膜１５０の結晶度を局所的に向上させ、有機薄膜１５０の結晶度が局所的に向上する。この過程についてさらに詳しく説明すれば、次の通りである。
【００３２】
すべての有機半導体材料は、ベンゼン環が複数個で連結された拡張πオービタルを有し、これにより、強いファンデルワールス相互引力を有する。このようなファンデルワールス相互引力は、分子が互いに近く接近する時に発生するπオービタル内の分子間斥力より一般的に大きい。したがって、すべての有機半導体材料は、このような強いファンデルワールス相互引力と分子間斥力の適切な相互作用を通じて分子間距離を最大限短く維持しようとする自己整列特性を保有するようになる。
【００３３】
しかし、このような有機半導体材料の自己整列特性を利用するためには、まず、有機分子が自由に移動することができるようにしなければならないが、有機薄膜に有機溶媒を局所的に塗布するか、レーザービームを用いた局所的な熱処理を行い、有機薄膜が軟質相になるようにすれば、有機薄膜内で有機半導体分子の自由な移動が可能になり、分子移動が活発になるので、これにより、自己整列を通じて有機薄膜の結晶度が局所的に向上する。
【００３４】
（実施例１）  
本実施例では、ＴＩＰＳペンタセン（triisopropylsilyl pentacene）を利用して有機薄膜を形成し、ＴＩＰＳペンタセン有機薄膜において結晶度を向上させようとする特定領域にのみインクジェットプリンティングを用いて有機溶媒であるジクロロベンゼン、卜リクロロベンゼンまたはブタノールを塗布し、結晶度を局所的に向上させた。
【００３５】
以下、本実施例による有機薄膜の局所的結晶化方法を図１を参照して具体的に説明する。まず、有機半導体物質であるＴＩＰＳペンタセンをアニソール、クロロベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ジクロロベンゼン、ドデケインのうち１つの有機溶媒に１ｗｔ％の濃度で完全に溶解させてＴＩＰＳペンタセン溶液を作った後、前記ＴＩＰＳペンタセン溶液をスピンコーティング、ドロップキャスティング、インクジェットプリンティングなどを用いて基板１１０上に塗布し、ＴＩＰＳペンタセン有機薄膜１５０を形成する。
【００３６】
ここで、ＴＩＰＳペンタセン有機薄膜１５０の均一度を向上させるために、ＴＩＰＳペンタセン溶液にポリスチレンを５０ｖｏｌ％程度の濃度で混合することも可能である。
【００３７】
次に、結晶度を向上させようとする特定領域１５０ａにのみインクジェットプリンティングを用いて有機溶媒Ｓであるジクロロベンゼン、卜リクロロベンゼンまたはブタノールを塗布する。
【００３８】
ここで、有機溶媒Ｓの選定においては、次の２つの事項を考慮しなければならない。
【００３９】
第一に、有機薄膜１５０を溶解させることができ、且つインクジェットプリンティングなどの溶液工程で塗布が可能な物質でなければならない。
【００４０】
第二に、蒸発速度が低い物質、言い替えれば高い沸騰点と低い蒸気圧を有する物質でなければならない。なぜなら、有機溶媒が塗布された領域で有機薄膜の分子が活発に移動し、自己整列するための十分な時間を与えるためには、低い蒸発速度を有しなければならないからである。したがって、略１００℃以上の沸騰点を有する有機溶媒の中で完全に蒸発するのに３０秒から数分程度の時間が所要される有機溶媒を選択することが好ましい。
【００４１】
一方、塗布される有機溶媒の量は、蒸発速度と関連があるので、あまり少ない量を塗布すれば、いくら高い沸騰点を有する有機溶媒を使用するとしても、蒸発速度を遅く調節しにくいので、通常的な産業用インクジェットプリンター（Ｍｉｃｒｏｄｆａｂ  ｊｅｔ  ｄｒｉｖｅ  ＩＩ、５０ｕｍ直径のノズル）を利用して略１０乃至１００ｐｌ程度で塗布することが好ましい。
【００４２】
このように固体状態である有機薄膜１５０の特定領域１５０ａにのみ有機溶媒Ｓが塗布されれば、有機溶媒Ｓが塗布された領域１５０ａだけで有機薄膜１５０が溶解し、軟質相に変化する。これにより、軟質相に変化した領域１５０ａでは、有機分子の移動が活発になりつつ、有機分子相互間のフアンデルワールス力によって自己整列が強くなり、その結果として、結晶度が局所的に向上する。
【００４３】
この時、基板１１０の上部に自己整列単層を形成し、有機分子と基板の間の相互引力を低減し、有機分子間の相互引力だけが作用するようにして、有機分子の自己整列をさらに容易にすることも可能である。
【００４４】
このように有機溶媒の塗布によって有機薄膜の結晶度が局所的に向上した結果が図３に示されている。図３は、ジクロロベンゼン溶媒を用いた溶液工程で形成された従来のＴＩＰＳペンタセン有機薄膜と有機溶媒の局所的塗布によって結晶度が局所的に向上した本発明による有機薄膜の光学顕微鏡写真である。
【００４５】
図３に示されたように、本発明による有機薄膜は、スピンコーティングで形成された従来のＴＩＰＳペンタセン有機薄膜に比べて有機溶媒が塗布された部分の結晶度が局所的に向上したことが分かる。
【００４６】
一方、有機溶媒の塗布によって結晶度が局所的に向上した有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタの一例が図４に示されている。
【００４７】
図４は、本発明による有機溶媒の局所的な塗布によって結晶度が局所的に向上した有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタを示す図である。
【００４８】
図４を参照すれば、基板１１０上にゲート電極１２０とゲート絶縁膜１３０を形成した後、ソース電極及びドレイン電極１４０ａ、１４０ｂを形成し、有機薄膜１５０を形成する。また、前記有機薄膜１５０の特定領域１５０ａにのみ有機溶媒Ｓを塗布し、局所的に結晶度を向上させて、下部コンタクト型下部ゲート構造の有機薄膜トランジスタを製造する。
【００４９】
本実施例では、有機半導体物質としてＴＩＰＳペンタセンを使用し、局所的な結晶度向上のための有機溶媒としてジクロロベンゼン、卜リクロロベンゼンまたはブタノールを使用したが、有機薄膜を構成する有機半導体物質及び前記有機半導体物質を溶解させるための有機溶媒として他の物質を使用することも可能であることはもちろんである。
【００５０】
（実施例２）
本実施例では、ネマチック液晶相を示す物質、例えばポリチオフェン誘導体、ｐＢＴＴＴ（poly(2、5-bis(3-alkylthiophen-2yl)thieno[3、2-b]thiophene）、Ｆ８Ｔ２（poly9、9-dioctylfuorene-co-bithiophene）などを利用して有機薄膜を形成し、有機薄膜において結晶度を向上させようとする特定領域にのみレーザービームを照射し、局所的に結晶度を向上させた。
【００５１】
以下、本実施例による有機薄膜の局所的結晶化方法を図２を参照して具体的に説明する。まず、実施例１と同様の方法で基板１１０上に有機薄膜１５０を形成する。
【００５２】
次に、結晶度を向上させようとする特定領域１５０ｂの下部にのみレーザービームＬを照射し、特定領域１５０ｂの温度が有機薄膜１５０を構成するネマチック液晶相の物質が結晶化される温度まで上昇されるようにする。
【００５３】
この時、レーザービームの強さは、調節が可能であるが、レーザービームの強さが極めて強い場合、有機薄膜１５０に突然の劣化が発生し得るので、レーザービームが照射される部分の基板１１０の温度が１０乃至２０分間の照射によって１００℃に到逹し得る程度の強さにするものの、有機薄膜１５０の温度を赤外線方法などを用いて測定しつつ、レーザービームの強さを調節することが好ましい。
【００５４】
このように特定領域１５０ｂの温度が有機薄膜１５０を構成するネマチック液晶相の物質が結晶化される温度まで上昇されれば、有機薄膜１５０の特定領域１５０ｂが固体状態から軟質相に変化する。これにより、軟質相に変化した特定領域１５０ｂで有機分子の移動が活発になりつつ、有機分子相互間のフアンデルワールス力によって自己整列が強くなり、結晶度が局所的に向上する。
【００５５】
次に、自然乾燥を通じて局所的に温度が上昇した有機薄膜１５０の温度を常温まで低める。
【００５６】
この時、有機分子が自己整列するのに十分な時間を与えるために、０．０１℃／秒の速度でゆっくり常温まで冷却し、結晶度の向上を極大化させることが好ましい。
【００５７】
このようにレーザービームを利用した局所的な熱処理を通じて結晶度が局所的に向上したＦ８Ｔ２有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタの構造及び特性が図５及び図６に示されている。
【００５８】
図５は、本発明によるレーザービームを利用した局所的な熱処理を通じて結晶度が局所的に向上した有機薄膜を活性層として利用した有機薄膜トランジスタを示す図であり、図６は、図５に示された有機薄膜トランジスタのゲート電圧−ドレイン電流特性（図６（ａ））及びゲート電圧によるドレイン電圧−ドレイン電流特性（図６（ｂ））を示す図である。
【００５９】
図５を参照すれば、まず、基板１１０上にゲート電極１２０とゲート絶縁膜１３０を形成した後、有機薄膜１５０を形成する。また、結晶度を向上させようとする特定領域１５０ｂの下部にのみレーザービームＬを照射する。
【００６０】
この時、レーザービームＬの照射領域は、ビームのサイズによって調節可能であり、トランジスタのチャネル部分にレーザービームＬが均一に照射されるようにすることが好ましい。
【００６１】
最後に、有機薄膜１５０の上部にソース電極１４０ａ及びドレイン電極１４０ｂを形成し、上部コンタクト型下部ゲート構造の有機薄膜トランジスタを製造する。
【００６２】
このようにレーザービームを利用した局所的な熱処理を通じて有機薄膜１５０の結晶度を局所的に向上させることによって、図６に示されたように、有機薄膜トランジスタの電荷移動度及び漏洩電流特性が向上することが分かる。
【００６３】
すなわち、前述したように、従来の溶液蒸着法によって形成された有機薄膜は、全体領域にわたって同一に低い結晶度を有するので、有機薄膜トランジスタの活性層として利用する場合、電荷移動度が低いだけでなく、漏洩電流と隣接したピクセル間にクロストークが発生し、これを解決するためには、有機薄膜のパターニング工程が必ず要求される問題点があった。
【００６４】
しかし、本発明によれば、有機薄膜をパターニングすることなく、有機薄膜の結晶度を局所的に向上させることができ、これにより、局所的に結晶度が向上した有機薄膜を有機薄膜トランジスタの活性層として利用する場合、有機薄膜トランジスタの電荷移動度を向上させることができると共に、素子間のクロストークを最小化することができる。
【００６５】
一方、本発明による有機薄膜の局所的結晶化方法は、多様な構造の有機薄膜トランジスタとこれを利用したインバータ、ディスプレイ装置のスイッチング及び駆動素子、ＲＦＩＤ、スマートカードなどに適用されることができる。これについてさらに詳しく説明すれば、次の通りである。
【００６６】
図７は、本発明によって製造された有機薄膜トランジスタを利用したＣＭＯＳインバータを示す図である。
【００６７】
図７を参照すれば、ＣＭＯＳインバータを製作するためにスピンコーティングなどの溶液蒸着法によってｐ−型有機薄膜１５０ｐとｎ−型有機薄膜１５０ｎをそれぞれ形成した後、ｐ−型有機薄膜１５０ｐとｎ−型有機薄膜１５０ｎ上にこれに対する有機溶媒Ｓｐ、Ｓｎをインクジェットプリンティングによって局所的にそれぞれ塗布し、ｐ−型有機薄膜１５０ｐとｎ−型有機薄膜１５０ｎの結晶度が同時に局所的に向上するようにした。
【００６８】
すなわち、有機薄膜１５０ｐ、１５０ｎの結晶度を局所的に向上させて、これを有機薄膜トランジスタの活性層として利用し、このような有機薄膜トランジスタを利用してＣＭＯＳインバータを製作した。
【００６９】
図８は、本発明によって製造された有機薄膜トランジスタを有機電界発光装置のスイッチングトランジスタと駆動トランジスタとして利用した場合を示す図である。
【００７０】
図８を参照すれば、本発明による有機電界発光装置のスイッチングトランジスタＴＲＳ及び駆動トランジスタＴＲＤは、ゲート電極１２０、ゲート絶縁膜１３０、ソース電極１４０ａ及びドレイン電極１４０ｂ、局所的に結晶度が向上した領域１５０ａを有する有機薄膜１５０で構成される。
【００７１】
すなわち、局所的に結晶度が向上した有機薄膜１５０を有機電界発光装置のスイッチングトランジスタＴＲＳ及び駆動トランジスタＴＲＤの活性層として利用したもので、これにより、スイッチングトランジスタ及び駆動トランジスタの電荷移動度が向上し、素子間のクロストークが最小化される。
【００７２】
ここで、前記有機薄膜１５０は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、アルファ−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフロレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体、ナフタレンのオリゴアセン、アルファ−５−チオフェンのオリゴチオフェン、金属を含有するフタロシアニン及び金属を含有しないフタロシアニン、及びこれらの誘導体からなることができる。
【００７３】
また、前記有機薄膜１５０の上部には、ペッシベイション絶縁膜１６０、アノード電極１７０及びバンク層１８０が順次に形成され、前記アノード電極１７０は、コンタクトホールを介して駆動トランジスタＴＲＤのソース電極１４０ａに連結される。
【００７４】
一方、上記では、局所的に結晶度が向上した有機薄膜を有機電界発光装置のスイッチングトランジスタ及び駆動トランジスタの活性層として利用することについて説明したが、液晶表示装置（ＬＣＤ）、無機電界発光表示装置及び電気泳動表示装置など有機薄膜トランジスタがピクセル駆動素子として使用されることができる他のディスプレイ装置にも適用可能であることはもちろんである。
【００７５】
以上より、本発明について好ましい実施例を中心にして説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明が本発明の本質的な特性から脱しない範囲内で変形された形態に具現されることができることを理解することができるだろう。したがって、開示された実施例は、限定的な観点でなく、説明的な観点で考慮されなければならない。
【符号の説明】
【００７６】
１１０  基板
１２０  ゲート電極
１３０  ゲート絶縁膜
１４０ａ、１４０ｂ  ソース電極、ドレイン電極
１５０  有機薄膜
１５０ａ、１５０ｂ  局所的に結晶度が向上した有機薄膜
Ｓ  有機溶媒
２００  レーザー装置
Ｌ  レーザービーム
１６０  ペッシベイション絶縁膜
ＴＲＳ  スイッチングトランジスタ
ＴＲＤ  駆動トランジスタ
１７０  アノード電極
１８０  バンク層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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