(57)【要約】【課題】有機半導体層の表面損傷を防止し、オフ電流を減少させうる有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】基板１１０と、基板１１０上に形成されたソース／ドレイン電極１２／１２５と、基板１１０上に形成され、ソース／ドレイン電極１２／１２５及びそれらの間にかけて形成されるチャンネル層１３５を含む半導体層１３０と、半導体層１３０上に形成されるゲート絶縁膜１４０と、半導体層１３０とゲート絶縁膜１４０とにかけて形成されて、チャンネル層１３５を分離させるための分離パターン１４５と、チャンネル層１３５の上部のゲート絶縁膜１４０上に形成されるゲート電極１５５とを含むＯＴＦＴ。【選択図】図３
2006140433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたソース／ドレイン電極と、
前記基板上に形成され、前記ソース／ドレイン電極及びそれらの間にかけて形成されるチャンネル層を含む半導体層と、
前記半導体層上に形成されるゲート絶縁膜と、
前記半導体層とゲート絶縁膜とにかけて形成され、前記チャンネル層を分離するための分離パターンと、
前記チャンネル層の上部のゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極と、を備えることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記ゲート絶縁膜は、第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜とを備え、
前記分離パターンは、前記半導体層と第１ゲート絶縁膜とにかけて形成されてい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。
【請求項３】
前記基板は、プラスチック基板を備え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。
【請求項４】
前記半導体層は、有機半導体層を含むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記分離パターンは、溝状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。
【請求項６】
前記分離パターンは、閉曲線状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。
【請求項７】
前記分離パターンは、少なくとも一対の平行線状であることを特徴とする請求項６に記載の薄膜トランジスタ。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に形成されたソース／ドレイン電極と、
前記基板上に形成され、前記ソース／ドレイン電極及びそれらの間にかけて形成されるチャンネル層と、を備える半導体層と、
前記半導体層上に形成されるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜と前記半導体層にかけて形成されて、前記チャンネル層を分離させるための分離パターンと、
前記チャンネル層の上部のゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極と、
前記ソース／ドレイン電極のうち、一つを露出させるビアホールを備える保護膜と、
前記保護膜上に前記ビアホールを通じてソース／ドレイン電極のうち、一つに連結される画素電極と、を備えることを特徴とする平板表示装置。
【請求項９】
前記ゲート絶縁膜は、第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜とを備え、
前記分離パターンは、前記半導体層と第１ゲート絶縁膜とにかけて形成されていることを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
【請求項１０】
前記平板表示装置は、前記基板としてプラスチック基板を含む有機電界発光表示装置を備えることを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
【請求項１１】
前記半導体層は、有機半導体層を含むことを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
【請求項１２】
前記分離パターンは、溝状を有することを特徴とする請求項８に記載の平板表示装置。
【請求項１３】
基板上にソース／ドレイン電極を形成するステップと、
前記基板及び前記ソース／ドレイン電極上にチャンネル層を含む半導体層を形成するステップと、
前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜と前記半導体層とをパターニングしてチャンネル層を分離させるための分離パターンを形成するステップと、
前記ゲート絶縁膜上で前記チャンネル層の上部にゲート電極を形成するステップと、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１４】
前記基板は、プラスチック基板を備えることを特徴とする請求項１３に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記半導体層は、有機半導体層を含むことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
前記分離パターンは、溝状を有することを特徴とする請求項１３に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記分離パターンは、閉曲線状であることを特徴とする請求項１６に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記分離パターンは、少なくとも一対の平行線状であることを特徴とする請求項１６に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記ゲート絶縁膜は、第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜とを備え、
前記分離パターンは、前記半導体層と第１ゲート絶縁膜とにかけて形成されることを特徴とする請求項１３に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
前記分離パターンは、レーザーアブレーションを利用して形成することを含むことを特徴とする請求項１３に記載の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、平板表示装置用の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴ）に係り、より具体的には、有機半導体層の表面損傷を防止できる有機薄膜トランジスタ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＯＴＦＴ）、及びその製造方法、並びにＯＴＦＴを備える平板表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＴＦＴは、次世代ディスプレイ装置の駆動素子であって、活発な研究が進められている。ＯＴＦＴは、半導体層としてシリコン膜の代わりに有機膜を使用するものであって、有機膜の材料によってオリゴチオフェン、ペンタセンのような低分子ＯＴＦＴとポリチオフェン系のような高分子ＯＴＦＴとに分類される。
【０００３】
そのようなＯＴＦＴをスイッチング素子として使用する有機電界発光表示装置は、少なくとも２つのＯＴＦＴ、たとえば、一つのスイッチングＯＴＦＴ、一つの駆動ＯＴＦＴ、一つのキャパシタ及び上下部電極の間に有機膜層が介された有機電界発光素子を備える。
【０００４】
通常的に、フレキシブル有機電界発光表示装置は、基板としてフレキシブル基板を使用し、前記フレキシブル基板は、プラスチック基板を備える。プラスチック基板は、熱安定性に非常に劣り、低温工程を利用して有機電界発光表示装置を製造することが要求されている。
【０００５】
それにより、半導体層として有機膜を使用するＯＴＦＴは、低温工程が可能であるため、フレキシブル有機電界発光表示装置のスイッチング素子として脚光を浴びている。
【０００６】
特許文献１には、薄膜蒸着時間を短縮させることができ、正孔移動度を向上させうるペンタセンＴＦＴが開示されている。特許文献２には、トランジスタの電気的な性能を向上させうるＯＴＦＴの素子構造及びその製造方法に関する技術が開示されている。また、特許文献３には、チャンネル領域がラジカルを有する有機化合物から構成され、キャリア移動度とオン／オフ電流比とを向上させうるＴＦＴが開示されている。
【０００７】
図１は、従来のＯＴＦＴの断面図である。
【０００８】
図１を参照すれば、従来のＯＴＦＴは、基板１１上に形成されたゲート電極１２と、前記ゲート電極１２を備える基板上に形成されたゲート絶縁膜１３と、前記ゲート絶縁膜１３上に形成されたソース／ドレイン電極１４、１５と、前記ソース／ドレイン電極１４、１５及びゲート絶縁膜１３上に形成された有機半導体層１６と、を備える。
【０００９】
前記したような構造を有する従来のＯＴＦＴは、半導体１６が有機半導体層を含み、前記半導体層１６がパターニングされずに基板上に全面的に形成される。したがって、有機薄膜層との間にキャリア、たとえば、正孔が蓄積されて所望しない漏れ電流が流れるという問題点があった。
【００１０】
それを解決するために、半導体層をレーザーアブレーションでパターニングする場合には、図２に示されたように、パターニングされた半導体層２０のエッジ部分２１でレーザーによる熱変性やリキャスティングされるという問題点があった。
【特許文献１】韓国特許公開公報２００４−００２８０１０号明細書
【特許文献２】韓国特許公報２００４−００８４４２７号明細書
【特許文献３】特開２００３−９２４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、前記問題点を解決するためのものであって、有機半導体層の表面損傷なしに有機半導体層をパターニングできるＯＴＦＴ及びその製造方法、並びにＯＴＦＴを備える平板表示装置を提供するところにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するための本発明は、基板と、前記基板上に形成されたソース／ドレイン電極と、前記基板上に形成され、前記ソース／ドレイン電極及びそれらの間にかけて形成されるチャンネル層を含む半導体層と、前記半導体層上に形成されるゲート絶縁膜と、前記半導体層とゲート絶縁膜とにかけて形成され、前記チャンネル層を分離させるための分離パターンと、前記チャンネル層の上部のゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタである。
【００１３】
前記ゲート絶縁膜は、第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜とを備え、前記分離パターンは、前記半導体層と第１ゲート絶縁膜とにかけて形成される。
【００１４】
前記基板はプラスチック基板を備え、前記半導体層は有機半導体層を含む。前記分離パターンは溝状を有する。前記分離パターンは閉曲線状であるか、または少なくとも一対の平行線状である。
【００１５】
また、本発明は、基板と、前記基板上に形成されたソース／ドレイン電極と、前記基板上に形成され、前記ソース／ドレイン電極及びそれらの間にかけて形成されるチャンネル層を含む半導体層と、前記半導体層上に形成されるゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜と前記半導体層とにかけて形成されて、前記チャンネル層を分離させるための分離パターンと、前記チャンネル層の上部のゲート絶縁膜上に形成されるゲート電極と、前記ソース／ドレイン電極のうち、一つを露出させるビアホールを備える保護膜と、前記保護膜上に前記ビアホールを通じてソース／ドレイン電極のうち、一つに連結される画素電極と、を備えることを特徴とする平板表示装置である。
【００１６】
前記平板表示装置は、前記基板としてプラスチック基板を備える有機電界発光表示装置を備える。
【００１７】
また、上記目的を達成するための本発明は、基板上にソース／ドレイン電極を形成するステップと、前記基板及び前記ソース／ドレイン電極上にチャンネル層を含む半導体層を形成するステップと、前記半導体層上にゲート絶縁膜を形成するステップと、前記ゲート絶縁膜と前記半導体層とをパターニングしてチャンネル層を分離させるための分離パターンを形成するステップと、前記ゲート絶縁膜上で前記チャンネル層の上部にゲート電極を形成するステップと、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法である。前記分離パターンは、レーザーアブレーションを利用して形成することを含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の実施形態に係るＯＴＦＴ及びその製造方法は、次のような効果が得られる。
【００１９】
まず、半導体層をパターニングして分離パターンを形成する時、半導体層上にゲート絶縁膜を形成した後、パターニング工程により分離パターンを形成することで半導体層の表面損傷を防止でき、さらにキャリア蓄積による漏れ電流を防止してＴＦＴのオフ電流を減少させうる。
【００２０】
また、本発明によれば、複雑なフォト工程を排除することができ、チャンネル層を除いた半導体層を全部除去する必要がないため、工程を単純化して工程時間を短縮させうる。
【００２１】
また、本発明によれば、ゲート絶縁膜を積層構造で形成して、そのうち一部のみに半導体層を分離させるための分離パターンを形成することにより、有機絶縁膜からなるゲート絶縁膜に発生するピンホール不良を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照して説明すれば、次の通りである。
【００２３】
図３は、本発明の一実施形態に係るフレキシブル有機電界発光表示装置に使用されるＯＴＦＴの断面図を示したものである。
【００２４】
図３を参照すれば、本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴ１００は、基板１１０上に形成されたソース／ドレイン電極１２１、１２５を備える。前記基板１００上に半導体層１３０とゲート絶縁膜１４０とが順次に形成される。前記ソース／ドレイン電極１２１、１２５の間に位置した半導体層１３０のチャンネル層１３５に対応するゲート絶縁膜１４０上にゲート電極１５５が形成される。
【００２５】
前記基板１１０は、プラスチック基板であって、たとえば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）からなるグループから選択されるプラスチックフィルムを備える。
【００２６】
前記ゲート絶縁膜１４０は、有機絶縁膜または無機絶縁膜の単一膜または多層膜から構成されるか、または有無機ハイブリッド膜から構成される。このような絶縁膜としては、たとえば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴからなるグループから選択される一つ以上の無機絶縁膜を含む。
【００２７】
また、前記絶縁膜１４０は、たとえば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン（ＰＳ）、フェノール系高分子、アクリル系高分子、ポリイミドのようなイミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、ふっ素系高分子、ｐ−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子及びパリレンを含むグループから選択される一つ以上の有機絶縁膜を含む。
【００２８】
前記半導体層１３０は有機半導体層を含む。前記半導体層１３０は、たとえば、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、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ジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラペリレンビ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、ポリパラフェ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、金属を含有するか、または含有しないフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリットジアンヒドリド及びその誘導体、ピロメリットジイミド及びそれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びそれらの誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つの有機膜を含む。
【００２９】
一実施形態に係るＯＴＦＴ１００は、前記半導体層１３０とゲート絶縁膜１４０とにかけて形成される分離パターン１４５を備える。前記半導体層１３０のうち、ソース／ドレイン電極１２１、１２５（すなわちソース電極１２１とドレイン電極１２５）の間にかけて形成される。前記分離パターン１４５により分離される部分１３５は、ＴＦＴのチャンネル層として作用する。前記分離パターン１４５は、前記チャンネル層１３５に隣接したＴＦＴのチャンネル層と分離させるためのものであって、溝状を有する。
【００３０】
図５Ａないし図５Ｄは、本発明の実施形態に係る有機電界発光表示装置用のＯＴＦＴにおいて、チャンネル層１３５を分離させるための分離パターン１４５の一例を示す平面図である。
【００３１】
図５Ａないし図５Ｄは、有機電界発光表示装置の一つの画素を構成するＴＦＴのうち、ゲートライン２５０及びデータライン２２０に連結されるＴＦＴに限定して示したものである。本発明の実施形態は、画素のＴＦＴに適用されると例示したが、それに必ず限定されるものではなく、有機電界発光表示装置に使用されるＴＦＴには何れも適用できる。
【００３２】
図５Ａを参照すれば、前記分離パターン１４５は、前記チャンネル層１３５を取り囲む閉曲線状に形成される。前記分離パターン１４５は、閉曲線状の溝を備え、ゲートライン２５０とデータライン２２０とにより限定される画素領域２３０内に配列される。前記分離パターン１４５は、前記チャンネル層１３５に隣接する画素領域２３０ａに配列されるＴＦＴ（図示せず）と分離させる。
【００３３】
他の例として、前記分離パターン１４５は、該当する画素領域２３０を離脱して、前記ゲートライン２５０またはデータライン２２０に重畳して形成されるか、または隣接する画素領域２３０ａにかけて形成されることも可能である。図面で、図面符号１３５ａ及び１３５ｂは、前記半導体層１３０のうち、前記ソース／ドレイン電極１２１、１２５とオーバーラップされる部分を意味する。
【００３４】
図５Ｂを参照すれば、前記分離パターン１４５は一対の平行線状としてゲートライン２５０に沿って延設される。前記分離パターン１４５は、一対の平行線状の溝を備え、画素領域２３０内で前記チャンネル層１３５が一対の平行線状の溝１４５の間に位置して、隣接する画素領域２３０ａに配列されたＴＦＴ（図示せず）と分離されるように形成される。
【００３５】
他の例として、前記分離パターン１４５は、一対の平行線縦状の溝が該当する画素領域２３０を離脱して、隣接する画素領域２３０ａにかけてゲートライン２５０に沿って延設されて、前記チャンネル層１３５を前記画素領域２３０ａに配列されるＴＦＴと分離させることもできる。
【００３６】
図５Ｃを参照すれば、前記分離パターン１４５は、一対の平行線状としてデータライン２２０に沿って延設される。前記分離パターン１４５は、一対の平行線状の溝を備え、画素領域２３０内で前記チャンネル層１３５が一対の平行線状の溝の間に位置して、隣接する画素領域２３０ａに配列されたＴＦＴ（図示せず）と分離されるように形成される。
【００３７】
他の例として、前記分離パターン１４５は、一対の平行線状の溝が該当する画素領域２３０を離脱して、隣接する画素領域２３０ａにかけてデータライン２２０に沿って延設されて、前記チャンネル層１３５を前記画素領域２３０ａに配列されるＴＦＴと分離させることもできる。
【００３８】
図５Ｄを参照すれば、前記分離パターン１４５は、２対の平行線状としてゲートライン２５０及びデータライン２２０に沿って延設される。前記分離パターン１４５は、互いに交差する２対の平行線状の溝を備え、画素領域２３０内で前記チャンネル層１３５が２対の平行線状の溝の間に位置して、隣接する画素領域２３０ａに配列されたＴＦＴ（図示せず）と分離されるように形成される。
【００３９】
他の例として、前記分離パターン１４５は、２対の平行線状の溝が該当する画素領域２３０を離脱して、隣接する画素領域２３０ａにかけてゲートライン２５０及びデータライン２２０に沿って延設され、前記チャンネル層１３５を前記画素領域２３０ａに配列されるＴＦＴと分離させることもできる。
【００４０】
本発明の実施形態では、前記分離パターン１４５は、前記ソース／ドレイン電極１２１、１２５の一部を露出させるように、半導体層１３０及びゲート絶縁膜１４０が何れもエッチングされた溝状を有すると例示したが、それに必ずしも限定されるものではなく、半導体層１３０が一定の厚さほどエッチングされる溝状を有することが可能である。
【００４１】
図５Ａないし図５Ｄに示された分離パターン１４５は、隣接する画素領域２３０、２３０ａにそれぞれ配列されるＴＦＴのチャンネル層を互いに分離させると例示したが、それに必ずしも限定されるものではなく、前記分離パターン１４５は、一つの画素領域に配列される多数のＴＦＴのチャンネル層を互いに分離させる構造にも適用できる。
【００４２】
図４は、本発明の他の実施形態に係るフレキシブル有機電界発光表示装置に使用されるＯＴＦＴの断面図を示したものである。
【００４３】
図４を参照すれば、本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴ２００は、基板２１０上に形成されたソース／ドレイン電極２２１、２２５と、前記基板２１０と前記ソース／ドレイン電極２２１、２２５上に形成された半導体層２３１と、を備える。前記半導体層２３１上にゲート絶縁膜２４０が形成され、前記ソース／ドレイン電極２２１、２２５の間に位置したチャンネル層２３５に対応するゲート絶縁膜２４０上にゲート電極２５５が形成される。
【００４４】
前記基板２１０はプラスチック基板であって、たとえば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）からなるグループから選択されるプラスチックフィルムを含む。
【００４５】
前記ゲート絶縁膜２４０は、第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３を備える。前記ゲート絶縁膜２４０を構成する第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、それぞれ有機絶縁膜または無機絶縁膜の単一膜または多層膜から構成されるか、または有無機ハイブリッド膜から構成される。また、前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、相等しい物質により構成してもよいし、または相異なる物質により構成することもできる。また、相等しい厚さに形成してもよいし、相異なる厚さに形成することも可能である。
【００４６】
前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、たとえば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴからなるグループから選択される一つ以上の無機絶縁膜を含む。
【００４７】
また、前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、それぞれたとえば、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＳ（ポリスチレン）、フェノール系高分子、アクリル系高分子、ポリイミドのようなイミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、ふっ素系高分子、ｐ−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子、パリレンを含むグループから選択される一つ以上の有機絶縁膜を含む。
【００４８】
前記半導体層２３１は有機半導体層を含む。前記半導体層２３１は、たとえば、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、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ジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラペリレンビ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、ポリパラフェ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、金属を含有するか、または含有しないフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリットジアンヒドリド及びその誘導体、ピロメリットジイミド及びそれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びそれらの誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンヒドリド及びそれらの誘導体から選択される少なくとも一つの有機膜を含む。
【００４９】
他の実施形態に係るＴＦＴは、前記半導体層２３１とゲート絶縁膜２４０のうち、第１ゲート絶縁膜２４１にかけて形成される分離パターン２４５を備える。前記半導体層２３１のうち、ソース／ドレイン電極２２１、２２５の間にかけて形成される部分２３５は、ＴＦＴのチャンネル層として作用する。前記分離パターン２４５は、前記チャンネル層２３５を隣接したＴＦＴのチャンネル層と分離させるためのものであって、図５Ａないし図５Ｄに示されたような多様な形状の溝状を有する。
【００５０】
図６Ａないし図６Ｃは、本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための工程断面図である。
【００５１】
図６Ａを参照すれば、プラスチック基板１１０上にソース／ドレイン電極１２１、１２５を形成する。図６Ｂを参照すれば、前記ソース／ドレイン電極１２１、１２５と基板１１０上に半導体層１３０を形成する。前記半導体層１３０は有機半導体層を含む。前記半導体層１３０上にゲート絶縁膜１４０を形成する。
【００５２】
図６Ｃを参照すれば、前記ゲート絶縁膜１４０と半導体層１３０とをレーザーアブレーションを利用してパターニングして分離パターン１４５を形成する。
【００５３】
レーザーアブレーションは、レーザーを固体に照射することで、その固体が中性原子や分子、イオン、電子等に分解されて表面から放出されてエッチングされる現象である。ここでは、半導体層１３０上からレーザーを照射することにより、分離パターン１４５が形成されるように半導体層１３０とゲート絶縁膜１４０をエッチングしている。
【００５４】
前記レーザーアブレーションのためのレーザーとしては、エキシマーレーザーまたはヤグレーザーを使用する。
【００５５】
次いで、前記チャンネル層１３５の上部のゲート絶縁膜１４０上にゲート電極１５５を形成すれば、図３に示されたような一実施形態に係るＯＴＦＴが製造される。
【００５６】
前記分離パターン１４５により前記半導体層１３０から分離された部分１３５は、ＴＦＴのチャンネル層として作用する。前記分離パターン１４５は、図５Ａないし図５Ｄに示されたような溝状を有する。前記分離パターン１４５は、チャンネル層１３５を隣接するＴＦＴと分離させる役割を行う。
【００５７】
本発明の一実施形態によれば、半導体層１３０上にゲート絶縁膜１４０を形成した後、レーザーアブレーションを通じて前記半導体層１３０をパターニングすることにより、有機半導体層の表面損傷を最小化でき、さらにキャリアの蓄積を防止してトランジスタのオフ電流を減少させうる。
【００５８】
図７Ａないし図７Ｄは、本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための工程断面図である。
【００５９】
図７Ａを参照すれば、プラスチック基板２１０上にソース／ドレイン電極２２１、２２５を形成する。
【００６０】
次に、図７Ｂを参照すれば、前記ソース／ドレイン電極２２１、２２５と基板２１０上に半導体層２３１を形成する。前記半導体層２３１は有機半導体層を含む。前記半導体層２３１上に第１ゲート絶縁膜２４１を形成する。
【００６１】
次に、図７Ｃを参照すれば、前記第１ゲート絶縁膜２４１と半導体層２３１とをレーザーアブレーションを利用してパターニングして分離パターン２４５を形成する。前記レーザーアブレーションのためのレーザーとしては、エキシマーレーザーまたはヤグレーザーを使用する。
【００６２】
前記半導体層２３１のうち、前記分離パターン２４５により分離された部分２３５は、ＴＦＴのチャンネル層として作用する。前記分離パターン２４５は、図５Ａないし図５Ｄに示されたような溝状を有する。前記分離パターン２４５は、チャンネル層２３５を隣接するＴＦＴと分離させる役割を行う。
【００６３】
図７Ｄを参照すれば、第１ゲート絶縁膜２４１と前記分離パターン２４５上に第２ゲート絶縁膜２４３を形成する。それにより、第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３とを含むゲート絶縁膜２４０が形成される。次いで、チャンネル層２３５の上部の第２ゲート絶縁膜２４３上にゲート電極２５５を形成すれば、図４に示されたような他の実施形態に係るＯＴＦＴが製造される。
【００６４】
その時、前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３との厚さは、本発明の他の実施形態に係るＴＦＴで要求されるゲート絶縁膜２４０の厚さによって設定される。その時、前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、相異なる物質から形成されるか、または相等しい物質から形成されうる。また、前記第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３は、相等しい厚さに形成されるか、または相異なる厚さに形成されうる。
【００６５】
本発明の他の実施形態によれば、半導体層２３１上に第１ゲート絶縁膜２４１を形成した後、レーザーアブレーションを通じて前記半導体層２３１をパターニングすることにより、有機半導体層の表面損傷を最小化でき、さらにキャリアの蓄積を防止してトランジスタのオフ電流を減少させうる。
【００６６】
また、ゲート絶縁膜２４０として有機絶縁膜を使用する場合、前記ゲート絶縁膜２４０が第１ゲート絶縁膜２４１と第２ゲート絶縁膜２４３との積層膜を含むため、有機絶縁膜の第１ゲート絶縁膜２４１にピンホールが発生しても、有機絶縁膜の第２ゲート絶縁膜２４３が第１ゲート絶縁膜２４３上にコーティングされるため、ピンホール不良を防止できる。
【００６７】
さらに、第１ゲート絶縁膜２４１と半導体層２３１とのエッチングにより分離パターン２４５の形成時に、分離パターン２４５のテーパー角が非常に激しい場合には、後続の工程で不良を発生しうるが、第１ゲート絶縁膜２４１上に第２ゲート絶縁膜２４３をコーティングしてテーパー角を緩和させることで不良発生を防止できる。
【００６８】
本発明の実施形態に係るＯＴＦＴにおいて、半導体層として高分子有機半導体層及び低分子有機半導体層を含み、前記ゲート絶縁膜は、高分子有機絶縁膜及び低分子有機絶縁膜または無機絶縁膜を含み、前記半導体層とゲート絶縁膜は、蒸着法またはコーティング法から形成される。
【００６９】
図８は、本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴを適用した有機電界発光表示装置の断面構造を示したものである。図８は、有機電界発光表示装置の一つの画素についての断面図を示したものであって、一つの画素のうち、有機電界発光素子及びそれを駆動させるための駆動ＴＦＴに限定して示したものである。
【００７０】
図８を参照すれば、一実施形態に係る有機電界発光表示装置３００は、プラスチック基板３１０上に形成されたソース／ドレイン電極３２１、３２５を備える。前記ソース／ドレイン電極３２１、３２５及び基板３１０上に半導体層３３０が形成される。前記半導体層３３０上にゲート絶縁膜３４０が形成される。
【００７１】
前記ゲート絶縁膜３４０と半導体層３３０とに前記チャンネル層３３５と隣接するＴＦＴとを分離させるための分離パターン３４５が備えられる。前記分離パターン３４５は、図５Ａないし図５Ｄに示されたように溝状を有する。
【００７２】
前記チャンネル層３３５の上部のゲート絶縁膜３４０上にゲート電極３５０が形成され、前記ゲート絶縁膜３４０と分離パターン３４５上に形成され、前記ソース／ドレイン電極２２１、２２５のうち、一つ、たとえば、ドレイン電極３２５の一部を露出させるビアホール３６５を備える保護膜３６０が形成される。
【００７３】
前記保護膜３６０上に前記ＴＦＴのドレイン電極３２５とビアホール３６５とを通じて連結される下部電極３７０が形成される、前記下部電極３７０はアノード電極であって画素電極として作用する。前記下部電極３７０の一部を露出させる開口部３８５を備える画素分離膜３８０が形成される。
【００７４】
前記画素分離膜３８０の開口部３８５により露出される下部電極３７０上に有機膜層３９０が形成され、基板上にカソード電極３９５として上部電極が形成される。前記有機膜層３９０は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層及び正孔抑制層から選択される一つ以上の有機膜層を含む。
【００７５】
図９は、本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴを備える有機電界発光表示装置の断面構造を示したものである。本発明の他の実施形態に係る有機電界発光表示装置の断面構造は、本発明の一実施形態に係る有機電界発光表示装置の断面構造と同じである。但し、ゲート絶縁膜４４０が第１ゲート絶縁膜４４１と第２ゲート絶縁膜４４３との２層膜から構成され、分離パターン４４５が半導体層４３０と第１ゲート絶縁膜４３１上にかけて形成されることのみが異なる。
【００７６】
図９を参照すれば、他の実施形態に係る有機電界発光表示装置４００は、プラスチック基板４１０上に形成されたソース／ドレイン電極４２１、４２５を備える。前記ソース／ドレイン電極４２１、４２５及び基板４１０上に半導体層４３０が形成される。前記半導体層４３０上にゲート絶縁膜４４０が形成される。前記ゲート絶縁膜４４０は、第１ゲート絶縁膜４４１と第２ゲート絶縁膜４４３とを備える。
【００７７】
前記ゲート絶縁膜４４０のうち、第１ゲート絶縁膜４４１と半導体層４４３に、前記チャンネル層４３５と隣接するＴＦＴとを分離させるための分離パターン４４５が備えられる。前記分離パターン４４５は、図５Ａないし図５Ｄに示されたように溝状を有する。
【００７８】
前記チャンネル層４３５の上部のゲート絶縁膜４４０上にゲート電極４５０が形成され、基板上に前記ソース／ドレイン電極４２１、４２５のうち、一つ、たとえば、ドレイン電極４２５の一部を露出させるビアホール４６５を備える保護膜４６０が形成される。
【００７９】
前記保護膜４６０上に前記ＴＦＴのドレイン電極４２５とビアホール４６５とを通じて連結される下部電極４７０が形成される。前記下部電極４７０は、アノード電極であって画素電極として作用する。前記下部電極４７０の一部を露出させる開口部４８５を備える画素分離膜４８０が形成される。
【００８０】
前記画素分離膜４８０の開口部４８５により露出される下部電極４７０上に有機膜層４９０が形成され、基板上にカソード電極４９５として上部電極が形成される。前記有機膜層４９０は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層及び正孔抑制層から選択される一つ以上の有機膜層を含む。
【００８１】
以上本発明を適用した実施形態として、平板表示装置の一形態である、スイッチング素子としてＯＴＦＴを備える有機電界発光表示装置について説明したが、ＯＴＦＴをスイッチング素子として使用する液晶表示装置のような平板表示装置に適用して、ＴＦＴのオフ電流を減少させると同時に有機半導体層の表面損傷を防止することも可能である。
【００８２】
また、本発明の実施形態では、保護膜が単一層から構成されることを例示したが、それに必ずしも限定されるものではなく、多層から構成され、有機絶縁膜または無機絶縁膜から構成されるか、または有機絶縁膜と無機絶縁膜とのハイブリッド積層膜から構成されてもよい。
【００８３】
さらに、本発明は、基板としてプラスチック基板を備えるフレキシブル有機電界発光表示装置において、レーザーアブレーションを利用して半導体層に分離パターンを形成すると例示したが、それに必ずしも限定されるものではなく、金属基板またはガラス基板のような基板上に配線またはＯＴＦＴを形成する場合にも適用できる。
【００８４】
前記では、本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、当業者ならば、下記の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離脱しない範囲内で、多様な修正及び変更が可能であることが理解できる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
表示素子として有機電界発光素子（ＥＬ）を備え、前記表示素子を駆動するための駆動素子としてＴＦＴを備えるアクティブマトリックス型の有機電界発光表示装置だけでなく、表示素子として液晶表示素子（ＬＣＤ）を備え、前記液晶表示素子を駆動するための駆動素子としてＴＦＴを備えるアクティブマトリックス型の液晶表示装置において、特性の優れた薄膜トランジスタを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来のＯＴＦＴの断面図である。
【図２】従来のＴＦＴにおいて、レーザーアブレーションで有機半導体層をパターニングした場合、有機半導体層の表面損傷を示す図面である。
【図３】本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴの断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの断面図である。
【図５Ａ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層の分離パターンの平面図である。
【図５Ｂ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層の分離パターンの平面図である。
【図５Ｃ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層の分離パターンの平面図である。
【図５Ｄ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層の分離パターンの平面図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ａ】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ｂ】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ｃ】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図７Ｄ】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るＯＴＦＴを備える有機電界発光表示装置の断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るＯＴＦＴを備える有機電界発光表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１００…ＯＴＦＴ
１１０…基板
１２１…ソース電極
１２５…ドレイン電極
１３０…半導体層
１３５…チャンネル層
１４０…ゲート絶縁膜
１４５…分離パターン
１５５…ゲート電極
【図３】
2006140433.tif 000003
【図４】
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【図５Ａ】
2006140433.tif 000005
【図５Ｂ】
2006140433.tif 000006
【図５Ｃ】
2006140433.tif 000007
【図５Ｄ】
2006140433.tif 000008
【図６Ａ】
2006140433.tif 000009
【図６Ｂ】
2006140433.tif 000010
【図６Ｃ】
2006140433.tif 000011
【図７Ａ】
2006140433.tif 000012
【図７Ｂ】
2006140433.tif 000013
【図７Ｃ】
2006140433.tif 000014
【図７Ｄ】
2006140433.tif 000015
【図８】
2006140433.tif 000016
【図９】
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【図１】
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【図２】
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