(57)【要約】【課題】本発明は、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間のオーミックコンタクトを可能にしながら、優れた接触抵抗特性を有する、有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。また、前記有機薄膜トランジスタを含む平板表示装置を提供する。【解決手段】本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタは、基板上に形成されたソース電極及びドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を含み、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間に伝導性高分子物質を含むキャリア中継膜が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を含む有機薄膜トランジスタにおいて、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成されて、伝導性高分子物質を含むキャリア中継膜を含む、有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記キャリア中継膜は、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンを含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極と前記有機半導体層との間の仕事関数または前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間の仕事関数を有する、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記キャリア中継膜の厚さは、１０Å乃至１００Åである、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記キャリア中継膜の比抵抗は、１０５Ωｃｍ乃至１０１４Ωｃｍである、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つに対応して形成される、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つの上部面に形成される、請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つの露出された面全体を覆いながら形成される、請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極と前記有機半導体層との間に位置する第１キャリア中継膜及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に位置する第２キャリア中継膜を含み、
前記第１キャリア中継膜及び前記第２キャリア中継膜は、互いに離隔して形成される、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記ソース電極と前記有機半導体層との間及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成されるキャリア中継膜は、一体に形成される、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記キャリア中継膜は、一つの有機薄膜トランジスタに対応するようにパターニングされる、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記キャリア中継膜は、複数の有機薄膜トランジスタで一体に形成される、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記ソース電極または前記ドレイン電極は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏＷからなる群より選択されるいずれか一つを含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
前記有機半導体層は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、フラーレン、アルファ−６−チオフェン、アルファ−４−チオフェン、オリゴチオフェン、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キシリックジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニリンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニリン及びその誘導体、ポリフロー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、ポリチオフェン−ヘテロ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、金属を含むか含まないフタロシアニン及びこれらの誘導体、パイロメリティックジアンハイドライド及びその誘導体、パイロメリティックジイミド及びこれらの誘導体、ポリアルキルチオフェン、ポリティエニレンビニレン、アルキルフルオレンユニット、及びアルキルチオフェンの共重合体からなる群より選択される少なくともいずれか一つを含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１５】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成される疎水性膜をさらに含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
前記キャリア中継膜は、前記疎水性膜と同一な層で前記疎水性膜の未形成部を埋めながら形成される、請求項１５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１７】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極と前記有機半導体層との間に位置する第１キャリア中継膜及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に位置する第２キャリア中継膜を含み、
前記第１キャリア中継膜は、前記ソース電極の前記ドレイン電極側の周縁を覆って形成され、
前記第２キャリア中継膜は、前記ドレイン電極の前記ソース電極側の周縁を覆って形成される、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１８】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極または前記ドレイン電極の上部面の一部に形成される、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１９】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つの露出された面全体を覆いながら形成される、請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項２０】
前記疎水性膜は、シランモイアティ、一つ以上三つ以下の反応性があるハロゲン原子、またはアルコキシモイアティ、及び一つ以上三つ以下の疎水性モイアティを有する自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含む、請求項１５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項２１】
前記疎水性膜は、末端にトリクロロシランモイアティまたはトリアルコキシシランモイアティがついている疎水性自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含む、請求項２０に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項２２】
前記疎水性膜は、オクタデシルトリクロロシランを含む、請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項２３】
前記キャリア中継膜は、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンを含む、請求項１５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項２４】
有機薄膜トランジスタを製造する方法において、
ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間に高分子物質を含むキャリア中継膜を形成する段階を含み、前記キャリア中継膜を形成する段階は、
基板の全面上に伝導性高分子物質膜を形成する段階；及び
前記伝導性高分子物質膜をレーザー除去技術によってパターニングする段階；を含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２５】
有機薄膜トランジスタを製造する方法において、
ソース電極及びドレイン電極と半導体層との間に高分子物質を含むキャリア中継膜を形成する段階を含み、
前記キャリア中継膜を形成する段階は、
基板の全面上に疎水性物質膜を形成する段階；
前記疎水性物質膜に開口部を形成する段階；及び
前記開口部にキャリア中継膜を形成する段階；を含む、有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２６】
前記疎水性物質膜は、スピンコーティング法またはディッピング法で形成される、請求項２５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２７】
前記疎水性物質膜の開口部は、レーザービームの照射によって形成される、請求項２５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２８】
前記開口部にキャリア中継膜を形成する段階後に、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域に残存する伝導性高分子物質膜を除去する段階；をさらに含む、請求項２５に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２９】
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域に残存する高分子物質膜は、レーザービーム、紫外線、または電子ビームの照射によって除去される、請求項２８に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３０】
基板；及び
前記基板上に形成されて、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を含む有機薄膜トランジスタ；を含み、
前記有機薄膜トランジスタは、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成されて、高分子物質を含むキャリア中継膜をさらに含む、平板表示装置。
【請求項３１】
前記キャリア中継膜は、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンを含む、請求項３０に記載の平板表示装置。
【請求項３２】
前記キャリア中継膜の厚さは、１０Å乃至１００Åである、請求項３０に記載の平板表示装置。
【請求項３３】
前記キャリア中継膜の比抵抗は、１０５Ωcm乃至１０１４Ωcmである、請求項３０に記載の平板表示装置。
【請求項３４】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成される疎水性膜をさらに含む、請求項３０に記載の平板表示装置。
【請求項３５】
前記キャリア中継膜は、前記疎水性膜と同一な層で前記疎水性膜の未形成部を埋めながら形成される、請求項３４に記載の平板表示装置。
【請求項３６】
前記疎水性膜は、シランモイアティ、一つ以上三つ以下の反応性があるハロゲン原子、またはアルコキシモイアティ、及び一つ以上三つ以下の疎水性モイアティを有する自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含む、請求項３４に記載の平板表示装置。
【請求項３７】
前記疎水性膜は、末端にトリクロロシランモイアティまたはトリアルコキシシランモイアティがついている疎水性自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含む、請求項３６に記載の平板表示装置。
【請求項３８】
前記疎水性膜は、オクタデシルトリクロロシランを含む、請求項３７に記載の平板表示装置。
【請求項３９】
前記有機薄膜トランジスタと電気的に連結される有機発光素子をさらに含み、
前記有機発光素子は、第１電極、有機発光層、及び第２電極を含む、請求項３０に記載の平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ、その製造方法、及びその有機薄膜トランジスタを含む平板表示装置に関し、より詳しくは、構造が改善された有機薄膜トランジスタ、その製造方法、及びその有機薄膜トランジスタを含む平板表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシリコン薄膜トランジスタは、高濃度に不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域、この二つの領域の間に形成されたチャンネル領域を含む半導体層、ソース領域に連結されるソース電極、及びドレイン領域に連結されるドレイン電極を含む。
【０００３】
このようなシリコン薄膜トランジスタは、製造費用が高く、外部の衝撃によって容易に壊れ、３００℃以上の高温工程で製造されるため、フレキシブル（flexible）な特性のために使用されるプラスチック基板などに形成することができないという問題がある。
【０００４】
反面、有機半導体層を使用する有機薄膜トランジスタ（Organic thin film transistor、ＯＴＦＴ）は、従来のシリコン薄膜トランジスタとは異なり、常温工程で製造されるため、プラスチック基板などに形成することができる。このような有機薄膜トランジスタは、フレキシブルな表示装置、スマートカード、在庫物品や価格表示器のような応用分野へ適用することができるので、活発な研究が進められている。
【０００５】
しかし、従来の有機薄膜トランジスタでは、高濃度にドーピングされた領域を別途に形成することができないので、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きいという問題がある。
【０００６】
一方、オーミックコンタクト（ohmic contact）を可能にするために、従来の有機薄膜トランジスタでは、ソース電極及びドレイン電極が金、パラジウム、白金などの貴金属（noble metal）からなる。しかし、ソース電極及びドレイン電極に使用される貴金属は、高価で、有機半導体層との接着力が非常に劣悪であるため、不良が増加して、寿命が低下する問題がある。また、このような貴金属は、ゲート絶縁膜との接着力が非常に劣悪であるため、ソース電極及びドレイン電極がゲート絶縁膜に接触して形成される構造では、別途の接着層を形成しなければならない問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記のような従来の技術の問題を解決するためのものであって、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間のオーミックコンタクトを可能にしながら、優れた接着力及び優れた接触抵抗を有する、有機薄膜トランジスタ及びその製造方法を提供する。また、本発明は、前記有機薄膜トランジスタを含む平板表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施例による有機薄膜トランジスタは、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、ゲート絶縁膜、及びゲート電極を含み、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成されて、高分子物質を含むキャリア中継膜を含む。
【０００９】
前記キャリア中継膜は、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンを含むことができる。
【００１０】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極と前記有機半導体層との間の仕事関数または前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間の仕事関数を有することができる。
【００１１】
前記キャリア中継膜の厚さは、１０Å乃至１００Åでありうる。
【００１２】
前記キャリア中継膜の比抵抗は、１０５Ωcm乃至１０１４Ωcmでありうる。
【００１３】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つに対応して形成されることができる。前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つの上部面に形成されることができる。この時、前記キャリア中継膜は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極のうちの少なくともいずれか一つの露出された面全体を覆いながら形成されることができる。
【００１４】
前記キャリア中継膜は、前記ソース電極と前記有機半導体層との間に位置する第１キャリア中継膜及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に位置する第２キャリア中継膜を含み、前記第１キャリア中継膜及び前記第２キャリア中継膜は、互いに離隔して形成されることができる。
【００１５】
前記ソース電極と前記有機半導体層との間及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に形成されるキャリア中継膜は、一体に形成されることができる。
【００１６】
前記キャリア中継膜は、一つの有機薄膜トランジスタに対応するようにパターニングされたり、複数の有機薄膜トランジスタで一体に形成されることができる。
【００１７】
前記ソース電極または前記ドレイン電極は、前記有機半導体層と異なる仕事関数を有する金属を含むことができる。ここで、前記ソース電極または前記ドレイン電極は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏＷからなる群より選択されるいずれか一つを含むことができる。
【００１８】
または、前記ソース電極または前記ドレイン電極は、伝導性透明物質を含むことができる。ここで、前記ソース電極または前記ドレイン電極は、酸化インジウムスズ、酸化インジウム亜鉛、ＺｎＯ、及びＩｎ２Ｏ３からなる群より選択される少なくともいずれか一つを含むことができる。
【００１９】
前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜を間に置いて前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上部または下部に位置することができる。
【００２０】
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記有機半導体層との間に位置する疎水性膜をさらに含むことができる。前記キャリア中継膜は、前記疎水性膜と同一な層で前記疎水性膜の未形成部分を埋めて形成されることができる。
【００２１】
前記疎水性膜は、シランモイアティ、一つ以上三つ以下の反応性があるハロゲン原子、またはアルコキシモイアティ、一つ以上三つ以下の疎水性モイアティを有する自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含むことができる。
【００２２】
前記疎水性膜は、末端にトリクロロシランモイアティまたはトリアルコキシシランモイアティがついている疎水性自己組織化分子組立体を含む表面処理剤を含むことができる。
【００２３】
前記疎水性膜は、オクタデシルトリクロロシランを含むことができる。
【００２４】
一方、本発明の実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法は、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間にキャリア中継膜を形成する段階を含む。
【００２５】
前記キャリア中継膜を形成する段階は、基板の全面上に伝導性高分子物質膜を形成する段階、及び前記伝導性高分子物質膜をパターニングしてキャリア中継膜を形成する段階を含むことができる。前記伝導性高分子物質膜は、レーザー除去技術によってパターニングすることができる。
【００２６】
前記キャリア中継膜は、スピンコーティング法、ディッピング法、及びインクジェットプリンティング法からなる群より選択される方法で形成されることができる。
【００２７】
または、前記キャリア中継膜を形成する段階は、基板の全面上に疎水性物質膜を形成する段階、前記疎水性物質膜に開口部を形成する段階、及び前記開口部にキャリア中継膜を形成する段階を含むことができる。前記疎水性物質膜は、スピンコーティング法またはディッピング法で形成されることができ、前記疎水性物質膜の開口部は、レーザービームの照査によって形成されることができる。そして、前記キャリア中継膜を形成する段階後に、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域に残存する伝導性高分子物質膜を除去する段階を含むことができる。
【００２８】
前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域に残存する高分子物質膜は、レーザービーム、紫外線または、電子ビームの照査によって除去されることができる。
【００２９】
また、本発明の一実施例による平板表示装置は、前記有機薄膜トランジスタを含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間にキャリア中継膜を形成して、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間のオーミックコンタクトを可能にするだけでなく、これらの間の接触抵抗を大幅に減少させることができる。そして、キャリア中継膜によって、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接着力を向上させることができる。したがって、有機薄膜トランジスタの電気的特性を向上させることができる。
【００３１】
この時、疎水性膜をキャリア中継膜と同一な層に共に形成することによって、低コストで所望の部分にキャリア中継膜を形成することができる。
【００３２】
前記のような優れた電気的特性を有する有機薄膜トランジスタを平板表示装置に適用すれば、画面の品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例をより詳細に説明する。
【００３４】
まず、本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタを説明する。図１は本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの断面図である。
【００３５】
図１に示したように、本実施例では、基板２０上にソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂが形成され、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂを覆いながらキャリア中継膜２３ａ、２３ｂ及び有機半導体層２６が順次に形成される。これによって、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間にはキャリア中継膜２３ａ、２３ｂが位置する。有機半導体層２６を覆いながらゲート絶縁膜２７が形成され、ソース電極２１ａとドレイン電極２１ｂとの間のゲート絶縁膜２７上にゲート電極２９が形成される。これについて、より詳細に説明する。
【００３６】
ここで、基板２０は、ガラス、シリコン、プラスチック、または金属からなることができる。適用することができるプラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（polyethylene naphthalate；ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（polyether sulfone；ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（polyether imide）、ポリフェニレンスルフィド（polyphenylene sulfide；ＰＰＳ）、ポリアリールレート（polyallyate）、ポリイミド（polyimide）、ポリカーボネート（polycarbonate；ＰＣ）、セルローストリアセテート（cellulose triacetate）、セルロースアセテートプロピオネート（cellulose acetate propionate；ＣＡＰ）などがある。
【００３７】
ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂは、有機半導体層２６を構成する物質と異なる仕事関数を有する金属からなることができる。例えば、有機半導体層２６がｐ型である場合には、ほぼ５．０ｅＶ以上の仕事関数を有する物質からなるので、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂは、５．０ｅＶ以下の仕事関数を有する金属、好ましくはＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏＷからなる群より選択されるいずれか一つからなることができる。
【００３８】
または、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂは、酸化インジウムスズ（indium tin oxide）、酸化インジウム亜鉛（indium zinc oxide；ＩＺＯ）、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などの透明な物質からなることができる。これは、このような有機薄膜トランジスタ及び後述する平板表示装置の透明な画素電極（図示せず）が電気的に連結される時に、前記画素電極とソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂとが一体の構造からなることができるためである。この時、前記画素電極が透明であるのは、発光した光を透過させるためである。
【００３９】
キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、有機半導体層２６とソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂとの間の仕事関数を有する物質からなる。
【００４０】
このようなキャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、有機半導体層２６とソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂとの間のエネルギー障壁を、より小さい値を有するエネルギー障壁に分離する。これによるカスケード効果（cascade effect）によって、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂから有機半導体層２６へのホール注入が容易であって、これらがオーミックコンタクトを可能にする。
【００４１】
一例として、ｐ型で５．３ｅＶ程度の仕事関数を有する有機半導体層と４．６ｅＶの仕事関数を有するソース電極及びドレイン電極（一例としてＭｏＷからなる場合）との間に５．０ｅＶ程度の仕事関数を有するキャリア中継膜が形成された有機薄膜トランジスタのエネルギー障壁を図２に示した。そして、このような有機薄膜トランジスタのエネルギーバンドダイヤグラムを図３に示した。一方、他の構造は前記有機薄膜トランジスタと同一でキャリア中継膜が形成されない有機薄膜トランジスタのエネルギー障壁を図４に示した。
【００４２】
図４に示された有機半導体層とソース電極及びドレイン電極との間の相対的に大きいエネルギー障壁（ＢＬ３）が、キャリア中継膜を形成した場合には、図２に示されているように、より小さいエネルギー障壁（ＢＬ１、ＢＬ２）に分離されることが分かる。これによって、図３に示されているように、キャリア中継膜が形成された有機薄膜トランジスタでは、カスケード効果（cascade effect）が誘導される。
【００４３】
ここで、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、ポリエチレンジオキシチオフェン（polyethylene dioxythiophene；ＰＥＤＯＴ）またはポリアニリン（polyaniline；ＰＡＮＩ）などの伝導性高分子物質からなることができる。しかし、本発明はこれに限定されず、キャリア中継膜は多様な物質からなることができ、これも本発明の範囲に属する。
【００４４】
本実施例では、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間に伝導性高分子物質を含むキャリア中継膜２３ａ、２３ｂが形成されて、接触抵抗を減少させることができる。
【００４５】
また、無機物であるソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機物である有機半導体層２６との間に伝導性高分子物質からなるキャリア中継膜２３ａ、２３ｂが位置することによって、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間の接着力を向上させることができる。
【００４６】
ここで、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、厚さが１０Å乃至１００Åで比抵抗（resistivity）が１０５Ωｃｍ乃至１０１４Ωｃｍであるのが好ましい。
【００４７】
キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間に位置して、これらの間の距離を決定する。キャリア中継膜２３ａ、２３ｂの厚さが１００Åを超える場合には、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間の距離が大きくなって、これらの間の電気伝導が円滑に行われない問題がある。キャリア中継膜２３ａ、２３ｂの厚さが１０Å未満である場合には、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂとして機能するのが難しくて、安定的に形成されない問題がある。
【００４８】
有機薄膜トランジスタは、スイッチング素子または駆動素子として機能して、ゲート電極２９に所定の電気的信号が印加される場合にだけ、有機半導体層２６内にチャンネルが形成されて、ソース電極２１ａとドレイン電極２１ｂとの間に電気的信号が疎通されなければならない。しかし、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂの比抵抗が１０５Ωｃｍ未満である場合には、キャリア中継膜が一つの有機薄膜トランジスタで一体に形成されると（本実施例の第１変形例参照）、有機半導体層にチャンネルが形成されなくても、ソース電極とドレイン電極との間で電気的信号が疎通される。つまり、本発明では、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂがいかなる形状であっても、ソース電極２１ａからドレイン電極２１ｂへ電気的信号が疎通されないようにするために、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂの比抵抗が１０５Ωｃｍ以上であるようにする。これについては、後述する本実施例の第１変形例の対する説明でより詳細に説明する。
【００４９】
キャリア中継膜２３ａ、２３ｂの比抵抗が１０１４Ωｃｍを超える場合には、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂから有機半導体層２６への電気伝導も難しくなる。
【００５０】
したがって、このようなキャリア中継膜２３ａ、２３ｂの比抵抗の範囲は、ソース電極２１ａからドレイン電極２１ｂへの方向には電気伝導が行われず、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂから有機半導体層２６への方向には電気伝導が円滑に行われる範囲に決定される。
【００５１】
本実施例で、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、一つの有機薄膜トランジスタに対応するようにパターニングされる。つまり、複数の有機薄膜トランジスタが形成される場合には、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、隣接する有機薄膜トランジスタと区別されるようにパターニングされる。
【００５２】
この時、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂは、ソース電極２１ａと有機半導体層２６との間に位置する第１キャリア中継膜２３ａ及びドレイン電極２１ｂと有機半導体層２６との間に位置する第２キャリア中継膜２３ｂを含む。第１キャリア中継膜２３ａは、ソース電極２１ａの露出された面全体を覆いながら形成され、第２キャリア中継膜２３ｂは、ドレイン電極２１ｂの露出された面全体を覆いながら形成される。このように、第１キャリア中継膜２３ａ及び第２キャリア中継膜２３ｂは、互いに離隔して形成される。
【００５３】
そして、有機半導体層２６は、トランジスタの動作時にチャンネルが形成される領域で、複数の有機薄膜トランジスタが位置する場合に、隣接する薄膜トランジスタの間のクロストルクなどが防止されるように、各有機薄膜トランジスタ単位でパターニングされる。つまり、有機半導体層２６は、隣接する有機半導体層（図示せず）と絶縁されている。
【００５４】
このような有機半導体層２６は、ペンタセン（pentacene）、テトラセン（tetracene）、アントラセン（anthracene）、ナフタレン（naphthalene）、フラーレン（flullerene）、アルファ−６−チオフェン（thiophene）、アルファ−４−チオフェン、オリゴチオフェン（oligo thiophene）、及びペリレン（perylene）及びその誘導体、ルブレン（rubrene）及びその誘導体、コロネン（coronene）及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシリックジイミド（perylene tetra carboxylic diimide）及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド（perylene tetra carboxylic dianhydride）及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニリンビニレン及びその誘導体、ポリパラフェニリン及びその誘導体、ポリフロー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、ポリチオフェン−ヘテロ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（naphthalene tetra carboxylic acid diimide）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、金属を含むか含まないフタロシアニン（phthalocyanines）及びこれらの誘導体、パイロメリティックジアンハイドライド及びその誘導体、パイロメリティックジイミド及びこれらの誘導体、ポリアルキルチオフェン（polyalkylthiophene）、ポリティエニレンビニレン（polythienylenevinylene）、アルキルフルオレンユニット（alkylfluorene unit）、アルキルチオフェン（alkylthiophene）の共重合体などからなることができる。本実施例で、有機半導体層２６は、ｐ型の有機半導体物質からなることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００５５】
ゲート絶縁膜２７は、ベンゾシクロブテン（benzocyclobutene；ＢＣＢ）、ポリイミド、ポリビニルフェノール（polyvinylphenol）、パリレン（parylene）、エポキシ（epoxy）、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride）、ＣＹＰＥのような有機物質からなることができる。そして、ゲート電極２９は、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｒのような伝導性金属や伝導性ポリマーからなることができる。
【００５６】
このような有機薄膜トランジスタの製造方法を、図５Ａ乃至図５Ｄを参照して説明する。各構成要素を構成する物質は前記で説明した通りなので、必要がない場合には重複して説明しない。
【００５７】
図５Ａ乃至図５Ｄは本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【００５８】
図５Ａに示したように、基板２０上にソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂを形成する。
【００５９】
このようなソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂは、基板２０の全面に蒸着によって伝導性膜を形成した後、この伝導性膜をパターニングして形成することができる。または、マスクを利用して基板２０の所定の領域にだけ伝導性膜を形成して、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂを形成することもできる。この他にも、インクジェットプリンティング法などの多様な方法を適用することができる。
【００６０】
図５Ｂに示したように、ソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂの露出された面全体を覆うように第１キャリア中継膜２３ａ及び第２キャリア中継膜２３ｂを形成する。
【００６１】
このような第１キャリア中継膜２３ａ及び第２キャリア中継膜２３ｂは、インクジェットプリンティング法、ディッピング法、スピンコーティング法を利用して、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリアニリンなどの伝導性高分子物質膜を基板２０の全面に形成した後、レーザー除去技術（Laser Ablation Technology；ＬＡＴ）によってパターニングして形成することができる。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００６２】
図５Ｃに示したように、有機半導体層２６は、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂを覆うように基板２０の全面上に有機半導体物質膜を蒸着して、有機薄膜トランジスタ単位でパターニングして形成する。基板２０の全面上に形成された有機半導体物質膜は、レーザー除去技術によってパターニングすることができる。しかし、本発明はこれに限定されない。
【００６３】
図５Ｄに示したように、基板２０の全面上に有機絶縁物質をコーティングしてゲート絶縁膜２７を形成して、ゲート絶縁膜２７上にゲート電極２９を形成する。このようなゲート電極２９は、基板２０の全面に蒸着によって伝導性膜を形成した後、この伝導性膜をパターニングして形成することができる。または、マスクを利用して基板２０の所定の領域にだけ伝導性膜を形成して、ゲート電極２９を形成することもできる。この他にも、インクジェットプリンティング法などの多様な方法を適用することができる。
【００６４】
前記では、キャリア中継膜２３ａ、２３ｂがソース電極２１ａ及びドレイン電極２１ｂの露出された面全体を覆いながら形成される場合についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されず、多様に変更することができる。このような変形例を、図６乃至図９を参照してより詳細に説明する。
【００６５】
このような変形例は、第１実施例による有機薄膜トランジスタと基本的な構成は同一なので、同一またはきわめて類似した部分に対する詳細な説明は省略する。つまり、各構成要素を構成する物質及びその特性などについては前記第１実施例で説明したため、これに対する説明は省略する。
【００６６】
図６は本発明の第１実施例に対する第１変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【００６７】
図６を参照すれば、本変形例では、基板３０上にソース電極３１ａと有機半導体層３６との間及びドレイン電極３１ｂと前記有機半導体層３６との間でキャリア中継膜３３が一体に形成される。このような有機半導体層３６を覆いながらゲート絶縁膜３７が形成されて、その上にゲート電極３９が形成される。
【００６８】
ここで、キャリア中継膜３３が一体に形成されても、キャリア中継膜３３の比抵抗（resistivity）が１０５Ωｃｍ以上であるので、ソース電極３１ａからドレイン電極３１ｂへの方向には電気伝導が行われる問題が発生しない。
【００６９】
つまり、キャリア中継膜３３の厚さが１００Å以下であるので、ソース電極３１ａ及びドレイン電極３１ａと有機半導体層３６との間の距離が短くて、その方向への電気伝導は容易に行われる。反面、ソース電極３１ａとドレイン電極３１ｂとの間の距離が前記ソース電極３１ａ及びドレイン電極３１ｂと有機半導体層３６との間の距離より相対的に長くて、比抵抗が１０５Ωｃｍ以上であるので、ソース電極３１ａからドレイン電極３１への電気伝導は行われない。
【００７０】
このような場合には、複数の有機薄膜トランジスタで各々別途にパターニングされることもでき、複数の有機薄膜トランジスタで一体に形成されることもできる。後者の場合には、パターニング工程が省略されて、製造工程が単純になる長所がある。
【００７１】
図７は本発明の第１実施例に対する第２変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【００７２】
図７を参照すれば、本変形例では、基板４０上に形成されたソース電極４１ａ及びドレイン電極４１ｂの上部面にだけ第１キャリア中継膜４３ａ及び第２キャリア中継膜４３ｂが各々形成される。これを覆いながら有機半導体層４６及びゲート絶縁膜４７が順次に形成されて、このゲート絶縁膜４７上にゲート電極４９が形成される。
【００７３】
図８は本発明の第１実施例に対する第３変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【００７４】
図８を参照すれば、本変形例では、基板５０上で、ゲート電極５９が、ゲート絶縁膜５７を間に置いてソース電極５１ａ及びドレイン電極５１ｂ、キャリア中継膜５３、及び有機半導体層５６下に形成される。この時、ソース電極５１ａ及びドレイン電極５１ｂは、有機半導体層５６の下部に形成される。そして、キャリア中継膜５３は、ソース電極５１ａ及びドレイン電極５１ｂと有機半導体層５６との間に形成される。
【００７５】
本変形例では、ソース電極５１ａ及びドレイン電極５１ｂとゲート絶縁膜５７とが互いに接触して形成され、ソース電極５１ａ及びドレイン電極５１ｂは、ゲート絶縁膜５７との接着力が優れているＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏＷ、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、及びＩｎ２Ｏ３などからなる。したがって、これらの間に別途の接着層を形成する必要がないので、工程をより単純化することができ、接着層によって引き起こされる接触抵抗特性の低下も防止することができる。
【００７６】
図９は本発明の第１実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【００７７】
図９を参照すれば、本変形例では、基板６０上で、ゲート電極６９が、ゲート絶縁膜６７を間に置いて有機半導体層６６、キャリア中継膜６３、ソース電極６１ａ及びドレイン電極６１ｂ下に形成される。この時、ソース電極６１ａ及びドレイン電極６１ｂは、有機半導体層６６の上部に形成される。そして、キャリア中継膜６３は、ソース電極６１ａ及びドレイン電極６１ｂと有機半導体層６６との間に形成される。
【００７８】
このような変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法は、第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法と実質的に同一で、その順序またはパターニングの有無だけが異なるので、これに対する説明は省略する。
【００７９】
一方、前記本発明の有機薄膜トランジスタは、有機発光表示装置などの平板表示装置に適用することができ、これを図１０を参照して以下で説明する。
【００８０】
図１０は本発明の第１実施例による平板表示装置を概略的に示した断面図である。
【００８１】
図１０に示されているように、基板７０に有機薄膜トランジスタＴＦＴ１が形成される。図１０には、一例として、第１実施例及びその変形例のうちの第４変形例による有機薄膜トランジスタＴＦＴ１を示したが、本発明はこれに限定されない。
【００８２】
有機薄膜トランジスタＴＦＴ１の上部にはＳｉＯ２などからなる保護膜７３が形成され、保護膜７３の上部にはアクリル、ポリイミドなどからなる画素定義膜７５が形成されている。保護膜７３は、有機薄膜トランジスタＴＦＴ１を保護する保護膜の役割を果たすこともでき、その上面を平坦化させる平坦化膜の役割を果たすこともできる。
【００８３】
そして、図面には示していないが、有機薄膜トランジスタＴＦＴ１には少なくとも一つのキャパシタが連結される。そして、このような有機薄膜トランジスタＴＦＴ１を含む回路は、必ずしも図１０に示された例に限定されず、多様に変形することができる。
【００８４】
一方、保護膜７３に形成されたビアホール７３ａを通じてドレイン電極６１ｂが発光素子８０と連結される。発光素子８０は、互いに対向する画素電極８１及び対向電極８５、及びこの電極の間に位置して、少なくとも発光層を含む中間層８３を含む。対向電極８５は、複数の副画素において共通に形成されることができ、この他にも多様に変形することができる。
【００８５】
一方、図１０には中間層８３が副画素にだけ対応するようにパターニングされたことを示したが、これは副画素の構成を説明するために便宜上示したものであって、中間層８３は、隣接する副画素の中間層と一体に形成されることができる。また、中間層８３のうちの一部の層は各副画素別に形成され、他の層は隣接する副画素の中間層と一体に形成されることもでき、この他にも多様に変形することができる。
【００８６】
画素電極８１はアノード電極の機能をし、対向電極８５はカソード電極の機能をする。もちろん、この画素電極８１及び対向電極８５の極性は反対になっても構わない。また、画素電極８１及びドレイン電極６１ｂは電気的に連結されるが、これらが一体に形成されることもできる。
【００８７】
画素電極８１は、透明電極または反射型電極に形成されることができる。画素電極８１が透明電極として使用される場合には、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などを含むことができる。画素電極８１が反射型電極として使用される場合には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びこれらの化合物などからなる第１層、及びこのような第１層上に形成されて、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などを含む第２層を含むことができる。
【００８８】
対向電極８５も、透明電極または反射型電極に形成されることができる。対向電極８５が透明電極として使用される場合には、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、及びこれらの化合物などからなる第１層、及びこのような第１層上に形成されて、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３などを含む第２層を含むことができる。この時、第２層は、補助電極に形成されたりバス電極のラインに形成されることができる。そして、対向電極８５が反射型電極として使用される場合には、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ、またはこれらの化合物などが全面に蒸着されて形成される。
【００８９】
画素電極８１と対向電極８５との間に形成される中間層８３は、低分子有機物または高分子有機物を含むことができる。
【００９０】
中間層８１が低分子有機物を含む場合には、ホール注入層（ＨＩＬ：hole injection layer）、ホール輸送層（ＨＴＬ：hole transport layer）、有機発光層（ＥＭＬ：emission layer）、電子輸送層（ＥＴＬ：electron transport layer）、電子注入層（ＥＩＬ：electron injection layer）などが単一あるいは複合構造に積層されて形成されることができる。使用することができる有機物としては、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ：copper phthalocyanine）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ´−ジフェニル-ベンジディン（N,N´-Di（naphthalene-１-yl）-N,N´-diphenyl-benzidine：ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（tris-８-hydroxyquinoline aluminum：Ａｌｑ３）などがある。これら低分子有機物は、マスクを利用した真空蒸着方法で形成されることができる。
【００９１】
中間層８１が高分子有機物を含む場合には、大部分がホール輸送層（ＨＴＬ）及び発光層（ＥＭＬ）からなる構造に形成されることができ、この時、前記ホール輸送層はポリエチレンジオキシチオフェンを含み、発光層はポリ−フェニレンビニレン（Poly-Phenylenevinylene；ＰＰＶ）系またはポリフルオレン（Polyfluorene）系物質を含むことができる。
【００９２】
前記では、有機発光表示装置についてのみ説明したが、本発明はこれに限定されず、液晶表示装置などの他の平板表示装置にも適用することができる。前記有機薄膜トランジスタは、フレキシブルに製造することができるので、多様な平板表示装置に適用されて、平板表示装置がフレキシブルな特性を有することができるようにする。特に、平板表示装置を構成する物質が有機物からなる場合にその効用が大きい。
【００９３】
以下、本発明の第２実施例及びその変形例による有機薄膜トランジスタ、そしてこれらの製造方法を各々説明する。
【００９４】
図１１は本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【００９５】
図１１に示したように、基板１２０上にソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂが形成され、このソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂを覆いながら疎水性膜１２４及びキャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂが形成されて、その上に有機半導体層１２６が形成される。有機半導体層１２６を覆いながらゲート絶縁膜１２７が形成され、ソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間のゲート絶縁膜１２７上にゲート電極１２９が形成される。
【００９６】
ここで、キャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂは、疎水性膜１２４と同一な層で疎水性膜１２４の未形成部を埋めながら形成される。本実施例では、第１キャリア中継膜１２３ａがソース電極１２１ａと有機半導体層１２６との間でソース電極１２１ａの上部面の一部に形成され、第２キャリア中継膜１２３ｂがドレイン電極１２１ｂと有機半導体層１２６との間でドレイン電極１２１ｂの上部面の一部に形成される。
【００９７】
より正確には、疎水性膜１２４にはソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂの各々の上部中央部に対応するように開口部１２４ａ、１２４ｂが形成されて、この開口部１２４ａ、１２４ｂの各々に第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂが形成される。つまり、第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂは、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂの上部中央部に形成される。
【００９８】
この時、ソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間に形成されるチャンネルを考慮すれば、キャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂを構成する伝導性高分子物質がソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間に残存しないのが好ましい。このために、本実施例では、第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂをソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂの上部面の一部に各々形成するのである。
【００９９】
このような疎水性膜１２４は、シランモイアティ（silane moiety）、一つ以上三つ以下の反応性があるハロゲン原子、またはアルコキシモイアティ（alkoxy moiety）、及び一つ以上三つ以下の疎水性モイアティ（moiety）を有する自己組織化分子組立体（self-assembled monolayer）を含む表面処理剤からなることができる。特に、末端にトリクロロシランモイアティ（trichlorosilanyl moiety）またはトリアルコキシシランモイアティ（trialkoxysilanyl moiety）がついている疎水性自己組織化分子組立体（self-assembled monolayer）を含む表面処理剤からなるのが好ましい。このような物質としては、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＣ：octadecyltrichlorosilane）などがある。
【０１００】
基板１２０、ソース電極１２１ａ、ドレイン電極１２１ｂ、第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂ、有機半導体層１２６、ゲート絶縁膜１２７、及びゲート電極１２９を構成する物質は、第１実施例の対応する構成要素と同一なので、これに対する詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施例では、第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂが形成されることによって、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂと有機半導体層１２６との間のオーミックコンタクトが可能になり、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂと有機半導体層１２６との間の接触抵抗を減少させることができる。キャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂによって、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂと有機半導体層１２６との間の接着力を向上させることができる。
【０１０２】
また、本実施例では、疎水性膜１２４が形成されることによって、ソース電極１２１ａと有機半導体層１２６との間及びドレイン電極１２１ｂと有機半導体層１２６との間にだけキャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂが形成されるようにすることができる。したがって、ソース電極２１ａとドレイン電極２２ａとの間で電気的信号が疎通されるのを基本的に防止することができる。
【０１０３】
このような有機薄膜トランジスタを製造する方法を、図１２Ａ乃至図１２Ｄを参照して説明する。各構成要素を構成する物質は重複して説明しない。
【０１０４】
図１２Ａ乃至図１２Ｄは本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【０１０５】
まず、図１２Ａ示したように、基板１２０上にソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂを形成し、このソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂを覆うように基板１２０の全面に疎水性物質膜１２４ｃを形成する。
【０１０６】
このようなソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂは、基板１２０の全面に蒸着によって伝導性膜を形成した後、この伝導性膜をパターニングして形成することができる。または、マスクを利用して基板１２０の所定の領域にだけ伝導性膜を形成して、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂを形成することもできる。この他にも、インクジェットプリンティング法などの多様な方法を適用することができる。
【０１０７】
そして、疎水性物質をスピンコーティング（spin coating）法またはディッピング（dipping）法などによって基板１２０の全面に形成して、疎水性物質膜１２４ｃを形成することができる。
【０１０８】
次に、図１２Ｂに示したように、ソース電極１２１ａの上部面の一部及びドレイン電極１２１ｂの上部面の一部を露出させるように疎水性物質膜（図１２Ａの図面符号１２４ｃ参照、以下同一）の一部を除去して、疎水性膜１２４を形成する。図１２Ｂでは、一例として疎水性物質膜１２４ｃの一部にマスク２２０を利用してレーザービームを照射してこれを除去することを示したが、本発明はこれに限定されない。前記マスク２２０は、一例として、透明プレート２２１上にレーザービームが透過できない遮蔽物２２３で所定のパターンを形成する。
【０１０９】
次に、図１２Ｃに示したように、前記疎水性膜１２４の開口部１２４ａ、１２４ｂを埋めるように伝導性高分子物質膜を形成して、第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂを形成する。疎水性膜１２４の特性上、疎水性膜１２４上には伝導性高分子物質膜のキャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂが形成されないので、容易に疎水性膜１２４の開口部１２４ａ、１２４ｂ部分にだけ第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂを形成することができる。
【０１１０】
このような第１キャリア中継膜１２３ａ及び第２キャリア中継膜１２３ｂを形成する方法としては、インクジェットプリンティング法などの多様な方法を適用することができる。特に、ディッピング法やスピンコーティング法などが工程の単純化及び所要時間の短縮などの面で好ましい。
【０１１１】
この時、有機薄膜トランジスタが完成した後には、所定の条件によってソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間にチャンネルが形成されるが、このために、伝導性高分子物質膜のキャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂを形成する時にソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間に伝導性高分子物質が残存しないのが好ましい。もちろん、ソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間には疎水性膜１２４が形成されるので、キャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂは形成されないが、場合によっては伝導性高分子物質が少量残存することがある。これを防止するために、ソース電極１２１ａ及びドレイン電極１２１ｂの間の領域に残存する伝導性高分子物質を除去する段階をさらに行うこともできる。これは、例えば、ソース電極１２１ａとドレイン電極１２１ｂとの間の領域にレーザービーム、紫外線、または電子ビームを照射することによって行われることができる。
【０１１２】
その後、図１２Ｄに示したように、有機半導体層１２６を形成し、有機半導体層１２６を覆うようにゲート絶縁膜１２７を形成して、このゲート絶縁膜１２７上にゲート電極１２９を形成することによって、有機薄膜トランジスタを完成させる。前記で、有機半導体層１２６は、インクジェットプリンティング法、ディッピング法、またはスピンコーティング法などの多様な方法で形成されることができる。
【０１１３】
本実施例の有機薄膜トランジスタを製造する方法によれば、キャリア中継膜１２３ａ、１２３ｂをより容易に形成することができ、より優れた性能の有機薄膜トランジスタを低コストで製造することができる長所がある。
【０１１４】
図１３は本発明の第２実施例に対する第１変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【０１１５】
図１３を参照すれば、本変形例では、基板１３０上に形成されたソース電極１３１ａの上部に位置する第１キャリア中継膜１３３ａがドレイン電極１３１ｂ側に偏って形成され、ドレイン電極１３１ｂの上部に位置する第２キャリア中継膜１３３ｂがソース電極１３１ａ側に偏って形成される。
【０１１６】
つまり、ソース電極１３１ａ上に形成された疎水性膜１３４の開口部１３４ａがドレイン電極１３１ｂ方向の周縁に形成され、ドレイン電極１３１ｂ上に形成された疎水性膜１３４の開口部１３４ｂがソース電極１３１ａ方向の周縁に形成され、このような開口部１３４ａ、１３４ｂを埋めるように第１キャリア中継膜１３３ａ及び第２キャリア中継膜１３３ｂが形成される。
【０１１７】
ソース電極１３１ａとドレイン電極１３１ｂとの間では、ゲート電極１３９に印加される所定の電気的信号によって、有機半導体層１３６に形成されたチャンネルを通じて電気的信号が疎通される。本実施例では、これを考慮して、第１キャリア中継膜１３３ａ及び第２キャリア中継膜１３３ｂを形成することによって、電気的信号がよりよく伝達される。
【０１１８】
この時、ソース電極１３１ａ及びドレイン電極１３１ｂ上の第１キャリア中継膜１３３ａ及び第２キャリア中継膜１３３ｂを通過してソース電極１３１ａ及びドレイン電極１３１ｂが互いに電気的に疎通されるのが好ましい。
【０１１９】
説明されていない参照符号１３７はゲート絶縁膜を示す。
【０１２０】
図１４は本発明の第２実施例に対する第２変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【０１２１】
図１４を参照すれば、本変形例では、基板１４０上に形成されたソース電極１４１ａのドレイン電極１４１ｂ方向の端部を覆うように第１キャリア中継膜１４３ａが形成され、ドレイン電極１４１ｂのソース電極１４１ａ方向の端部を覆うように第２キャリア中継膜１４３ｂが形成される。これによって、ソース電極１４１ａとドレイン電極１４１ｂとの間の電気的信号は第１キャリア中継膜１４３ａ及び第２キャリア中継膜１４３ｂを通過して疎通される。
【０１２２】
キャリア中継膜１４３ａ、１４３ｂ上には有機半導体層１４６、ゲート絶縁膜１４７、及びゲート電極１４９が順次に形成される。
【０１２３】
図１５は本発明の第２実施例に対する第３変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【０１２４】
図１５を参照すれば、本変形例では、第１キャリア中継膜１５３ａ及び第２キャリア中継膜１５３ｂが基板１５０上に形成されたソース電極１５１ａ及びドレイン電極１５１ｂの露出された上面全体を覆うように形成される。このような第１キャリア中継膜１５３ａ及び第２キャリア中継膜１５３ｂは、疎水性膜１５４の未形成部に形成される。
【０１２５】
キャリア中継膜１５３ａ、１５３ｂ上には有機半導体層１５６、ゲート絶縁膜１５７、及びゲート電極１５９が順次に形成される。
【０１２６】
このような第２実施例による変形例１乃至変形例３による有機薄膜トランジスタの製造方法は、第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法と実質的に同一で、開口部の形成位置だけが異なるので、これに対する説明は省略する。
【０１２７】
図１６は本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【０１２８】
図１６を参照すれば、本変形例では、基板１６０上に形成されたゲート電極１６９がゲート絶縁膜１６７を間に置いてソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂ、キャリア中継膜１６３ａ、１６３ｂ、疎水性膜１６４、及び有機半導体層１６６下に形成される。この時、ソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂは、有機半導体層１６６の下部に形成される。そして、キャリア中継膜１６３ａ、１６３ｂは、ソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂと有機半導体層１６６との間に形成される。
【０１２９】
本変形例では、ソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂとゲート絶縁膜１６７とが互いに接触して形成され、ソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂは、ゲート絶縁膜１６７との接着力が優れているＴｉ、Ｃｒ、Ａｌ、ＭｏＷ、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、及びＩｎ２Ｏ３などからなる。したがって、これらの間に別途の接着層を形成する必要がないので、工程をより単純化することができ、接着層によって引き起こされる接触抵抗特性の低下なども防止することができる。
【０１３０】
本変形例による有機薄膜トランジスタを製造する方法を、図１７Ａ乃至図１７Ｄを参照して説明する。各構成要素を構成する物質は重複して説明しない。
【０１３１】
図１７Ａ乃至図１７Ｄは本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【０１３２】
まず、図１７Ａ示したように、基板１６０上にゲート電極１６９、ゲート絶縁膜１６７、ソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂを順次に形成し、このソース電極１６１ａ及びドレイン電極１６１ｂを覆うように基板１６０の全面に疎水性物質膜１６４ｃを形成する。
【０１３３】
次に、図１７Ｂに示したように、フォトマスク２４０を利用してレーザービームを照射するなどの多様な方法で、ソース電極１６１ａの上部面の一部及びドレイン電極１６１ｂの上部面の一部を露出させるように疎水性物質膜（図１７Ａの図面符号１６４ｃ参照、以下同一）の一部を除去する。これによって、ソース電極１６１ａの上部面の一部及びドレイン電極１６１ｂの上部面の一部を各々露出させる開口部１６４ａ、１６４ｂが形成された疎水性膜１６４が形成される。
【０１３４】
次に、図１７Ｃに示したように、前記疎水性膜１６４の開口部１６４ａ、１６４ｂを埋めるように第１キャリア中継膜１６３ａ及び第２キャリア中継膜１６３ｂを形成する。
【０１３５】
次に、図１７Ｄに示したように、有機半導体層１６６を形成することによって、有機薄膜トランジスタを完成させる。
【０１３６】
本実施例の有機薄膜トランジスタを製造する方法によれば、キャリア中継膜１６３ａ、１６３ｂをより容易に形成することができ、より優れた性能の有機薄膜トランジスタを低コストで製造することができる長所がある。
【０１３７】
図１８は本発明の第２実施例による平板表示装置を概略的に示した断面図である。
【０１３８】
図１８を参照すれば、基板１７０上に必要に応じてＳｉＯ２などでバッファー層（図示せず）が形成され、その上部に前記のような有機薄膜トランジスタＴＦＴ２が形成される。図１８には、一例として、第２実施例及びその変形例のうちの第４変形例による有機薄膜トランジスタＴＦＴ２を示したが、本発明はこれに限定されない。
【０１３９】
有機薄膜トランジスタの上部には保護膜１７３が形成され、この保護膜１７３の上部にはアクリル、ポリイミドなどからなる画素定義膜１７５が形成されている。そして、保護膜１７３に形成されたビアホール１７３ａを通じてドレイン電極１６１ｂが発光素子１８０と連結される。発光素子１８０は、画素電極１８１及び対向電極１８５、及びこの電極の間に位置して、少なくとも発光層を含む中間層１８３を含む。これに対する詳細な説明は、第１実施例による平板表示装置と同一なので省略する。
【０１４０】
前記では、本発明の好ましい実施例及び変形例について説明したが、本発明はこれに限定されず、特許請求の範囲、発明の詳細な説明、及び添付した図面の範囲内で多様に変形して実施することができ、これも当然本発明の範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１】本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの断面図である。
【図２】キャリア中継膜が形成された有機薄膜トランジスタのエネルギー障壁を示した図面である。
【図３】キャリア中継膜が形成された有機薄膜トランジスタのエネルギーバンドダイヤグラムを示した図面である。
【図４】キャリア中継膜が形成されない有機薄膜トランジスタのエネルギー障壁を示した図面である。
【図５Ａ】本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図５Ｃ】本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図５Ｄ】本発明の第１実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図６】本発明の第１実施例に対する第１変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図７】本発明の第１実施例に対する第２変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図８】本発明の第１実施例に対する第３変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図９】本発明の第１実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１０】本発明の第１実施例による平板表示装置を概略的に示した断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１２Ａ】本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１２Ｃ】本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１２Ｄ】本発明の第２実施例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１３】本発明の第２実施例に対する第１変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１４】本発明の第２実施例に対する第２変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施例に対する第３変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１６】本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図１７Ａ】本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１７Ｂ】本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１７Ｃ】本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１７Ｄ】本発明の第２実施例に対する第４変形例による有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための順次的な工程断面図である。
【図１８】本発明の第２実施例による平板表示装置を概略的に示した断面図である。
【符号の説明】
【０１４２】
ＴＦＴ１、 ＴＦＴ２  有機薄膜トランジスタ
２０、３０、４０、５０、６０、７０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０  基板
２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、１２１ａ、１３１ａ、１４１ａ、１５１ａ、１６１ａ  ソース電極
２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ、１２１ｂ、１３１ｂ、１４１ｂ、１５１ｂ、１６１ｂ  ドレイン電極
２３ａ、２３ｂ、３３、４３ａ、４３ｂ、５３、６３、１２３ａ、１２３ｂ、１３３ａ、１３３ｂ、１４３ａ、１４３ｂ、１５３ａ、１５３ｂ、１６３ａ、１６３ｂ  キャリア中継膜
２６、３６、４６、５６、６６、１２６、１３６、１４６、１５６、１６６  有機半導体層
２７、３７、４７、５７、６７、１２７、１３７、１４７、１５７、１６７  ゲート絶縁膜
２９、３９、４９、５９、６９、１２９、１３９、１４９、１５９、１６９  ゲート電極
７３、１７３  保護膜
７３ａ、１７３ａ  ビアホール
７５、１７５  画素定義膜
８０、１８０  発光素子
８１  画素電極（アノード）
８３  中間層
８５  対向電極（カソード）
１２４、１３４、１４４、１５４、１６４  疎水性膜
１２４ａ、１２４ｂ、１３４ａ、１３４ｂ、１６４ａ、１６４ｂ  開口部
１２４ｃ、１６４ｃ  疎水性物質膜
２２０、２４０  マスク
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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