(57)【要約】【課題】安定した接触特性及び電気的特性を有する信号線を含む有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法を提供する。【解決手段】まず、絶縁基板上にゲート線を形成し、ゲート線を覆う有機絶縁物質のゲート絶縁膜を形成する。次に、ゲート絶縁膜上に常温で非晶質状態のＩＴＯ膜を積層して感光膜パターンを利用した湿式エッチング工程でパターニングして、データ線及びドレイン電極を形成する。この時、エッチング液はクロムエッチング液を利用する。次に、感光膜パターンを除去した後でアニーリング工程を実施して、非晶質状態のＩＴＯ膜を準結晶化する。次に、有機半導体を形成した後、ドレイン電極を露出する接触孔を有する保護膜を形成し、接触孔を通じてドレイン電極と連結される画素電極を形成する。【選択図】図７
2006148114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成されていて、ゲート電極を有するゲート線と、
前記ゲート線を覆っていて、有機絶縁物質からなるゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上部に、ＩＴＯ膜からなっていて、前記ゲート線と交差するデータ線及び前記ゲート電極を中心に前記データ線と対向するドレイン電極と、
前記データ線の一部であるソース電極及び前記ドレイン電極の上部の前記ゲート絶縁膜を覆っている有機半導体と、
前記有機半導体の上部に形成されている保護膜と、
前記ドレイン電極と連結されている画素電極と、
を含むことを特徴とする、有機半導体薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記ＩＴＯ膜は準結晶状態であることを特徴とする、請求項１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記ＩＴＯ膜は、前記ゲート絶縁膜と接触する接触界面から上部表面までが均一に準結晶状態であることを特徴とする、請求項２に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記ＩＴＯ膜は側壁がテーパ構造からなることを特徴とする、請求項１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
絶縁基板上にゲート線を形成する段階と、
前記ゲート線を覆うゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に２０−３５℃の常温範囲でＩＴＯ膜を積層してパターニングして、ソース電極を有するデータ線及びドレイン電極を形成する段階と、
有機半導体層を形成した後でパターニングして、有機半導体を形成する段階と、
前記有機半導体、前記データ線、及び前記ドレイン電極上に保護膜を形成する段階と、
前記ドレイン電極と連結される画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする、薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項６】
前記ゲート絶縁膜は有機絶縁物質で形成す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表示板の製造方法。
【請求項７】
前記ＩＴＯ膜をパターニングした後に、前記ＩＴＯ膜をアニーリングする段階をさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項８】
前記アニーリング段階は１８０℃以上の温度で実施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表示板の製造方法。
【請求項９】
前記データ線及び前記ドレイン電極形成段階では、前記ＩＴＯ膜をクロムエッチング液で湿式エッチングすることを特徴とする、請求項８に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１０】
前記クロムエッチング液は（ＨＮＯ３／（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６／Ｈ２Ｏ）であることを特徴とする、請求項９に記載の薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関し、より詳しくは、薄膜トランジスタのチャンネルが形成される半導体層が有機物質からなる有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代表示装置の駆動素子として、有機半導体を利用した電界効果トランジスタに対する研究が活発に行われている。一般に、有機半導体は、材料的側面から見ると、ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ、ｐｅｎｔａｃｅｎｅ、ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｃ６０などの低分子材料と、ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ系列、ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅなどの高分子材料とに大きく分けられる。低分子有機半導体は、電荷移動度（Ｍｏｂｉｌｉｔｙ）が０．０５乃至１．５と優れており、点滅比などの特性も優れている。しかし、シャドーマスク（Ｓｈａｄｏｗ  ｍａｓｋ）を利用して真空蒸着によって有機半導体を積層してパターニングしなければならないので、工程が複雑で、生産性が低く、量産が難しい。反面、高分子有機半導体は、電荷移動度は０．００１乃至０．１と多少低いが、溶媒に溶解して基板上にコーティングまたは印刷が可能であるので、大面積表示板に有利で、量産が容易であるという長所がある。このような有機半導体を利用した薄膜トランジスタは、軽くて薄いので、大面積で大量生産可能な次世代表示装置の駆動素子として評価されている。
【０００３】
しかし、有機半導体は、膜質の特性が良くないため、後続工程の蒸着条件またはエッチング条件によって薄膜特性が容易に変化したり、薄膜が損傷されたりするといった問題が生じ、これは薄膜トランジスタの特性を低下させる原因として作用する。このような問題を解決するために、有機半導体と連結される信号線を先に積層してパターニングした後で、有機半導体をその上部に形成するのが好ましい。
【０００４】
この時、信号線を構成する導電物質は、有機半導体との電気的特性及びその下部のゲート絶縁膜との接触特性を考慮して選定されなければならない。この条件を満たす導電物質として、金（Ａｕ）または金合金（Ａｕ  Ａｌｌｏｙ）、モリブデン（Ｍｏ）またはモリブデン合金（Ｍｏ  Ａｌｌｏｙ）、及びニッケル（Ｎｉ）などが挙げられる。金は、低抵抗を有すると共に有機半導体と接触して薄膜トランジスタの特性を安定的に確保することができるという長所を有する。しかし、金または金合金は、有機絶縁物質または無機物質からなるゲート絶縁膜との接触特性が弱いという短所を有している。また、金と共に大きな仕事関数（ｗｏｒｋ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を有するモリブデン及びニッケルは、製造工程時に表面酸化膜が形成されて薄膜トランジスタの電気的特性を低下させるという短所を有している。
【０００５】
最近、薄膜トランジスタの電気的特性及び有機半導体の接触特性を安定的に確保することができる導電物質のうち、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）を利用して信号線を形成する技術が、“ＳＩＤ  ２００４  ＤＩＧＥＳＴ，ｐｐ１２９８−１３０１”に発表された。
【０００６】
しかし、ＩＴＯ膜は、有機絶縁物質のゲート絶縁膜との接触特性が特に悪いという短所を有しており、これによって、ＩＴＯの信号線は大型表示装置に適用するのが難しいという問題を抱えている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、安定した接触特性及び電気的特性を有する信号線を含む有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明では、ＩＴＯ膜を２０−３５℃の常温範囲で低温蒸着によって積層して、クロムエッチング液（ＨＮＯ３／（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６／Ｈ２Ｏ）を利用してパターニングする。この時、ＨＮＯ３：（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６：Ｈ２Ｏの成分比は３−６ｗ％：８−１４ｗ％：８０−９０ｗ％であるのが好ましい。
【０００９】
本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板は、絶縁基板上にゲート電極を有するゲート線が形成されており、その上部には、ゲート線が覆っていて、有機絶縁物質からなるゲート絶縁膜が形成されている。ゲート絶縁膜の上部に、ＩＴＯ膜からなっていて、ゲート線と交差するデータ線及びゲート電極を中心にデータ線の一部と対向するドレイン電極が形成されている。ゲート絶縁膜の上部には、ゲート電極と重畳していて、データ線の一部であるソース電極及びドレイン電極の一部を覆う有機半導体が形成されている。有機半導体の上部には、保護膜が形成されており、ドレイン電極と連結されている画素電極が形成されている。
【００１０】
ＩＴＯ膜は準結晶状態であり、ゲート絶縁膜と接触する接触界面から上部表面までが均一に準結晶状態であるのが好ましい。
【００１１】
ＩＴＯ膜は側壁がテーパ構造からなるのが好ましい。
【００１２】
本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法では、絶縁基板上にゲート線を形成し、ゲート線を覆うゲート絶縁膜を形成する。次に、ゲート絶縁膜上に２０−３５℃の常温範囲でＩＴＯ膜を積層してパターニングして、ソース電極を有するデータ線及びドレイン電極を形成する。次に、有機半導体層を形成した後でパターニングして、有機半導体を形成し、有機半導体、データ線、及びドレイン電極上に保護膜を形成して、ドレイン電極と連結される画素電極を形成する。
【００１３】
ゲート絶縁膜は有機絶縁物質で形成するのが好ましい。
【００１４】
ＩＴＯ膜をパターニングした後に、ＩＴＯ膜をアニーリングする段階をさらに含むのが好ましく、アニーリング段階は１８０℃以上の温度で１−３時間実施するのが好ましい。
【００１５】
データ線及びドレイン電極形成段階では、前記ＩＴＯ膜をクロムエッチング液で湿式エッチングし、クロムエッチング液は（ＨＮＯ３／（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６／Ｈ２Ｏ）であり、ＨＮＯ３：（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６：Ｈ２Ｏの成分比は３−６ｗ％：８−１４ｗ％：８０−９０ｗ％が好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、信号線をパターニングする際に、非晶質状態のＩＴＯ膜をパターニングすることにより、エッチングを均一に進めてＩＴＯ膜が流失されるのを防止することができる。また、非晶質状態のＩＴＯ膜をクロムエッチング液でパターニングすることにより、有機ゲート絶縁膜が損傷されるのを防止することができる。これにより、信号線と有機ゲート絶縁膜との接触特性を安定的に確保することができ、薄膜トランジスタの特性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】
【００１７】
添付した図面を参考にして、本発明の実施形態について、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で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
【００１８】
図面においては、各層及び領域を明確に表現するために厚さを誇張して示した。明細書全体を通じて類似した部分については同一な図面符号を付けた。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“すぐ上に”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“すぐ上に”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。
【００１９】
つぎに、本発明の実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法について、図面を参考にして詳細に説明する。
【００２０】
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の構造を説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図であり、図２は本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の構造を示した断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ’線による断面図である。
【００２２】
本発明の実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板は、透明な絶縁基板１１０上に、ゲート信号を伝達する複数のゲート線１２１が形成されている。
【００２３】
ゲート線１２１は、主に横方向にのびていて、各ゲート線１２１の一部は突出して複数のゲート電極１２４を構成する。この時、ゲート線１２１の一端１２９は、外部回路または他の層との連結のために幅が拡張されている。
【００２４】
ゲート線１２１は、ゲート信号の遅延や電圧の降下を減らすことができるように、低い比抵抗の金属、例えば金、銀、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム合金などのアルミニウム系列金属からなる導電膜を含むのが好ましい。また、物理的性質が異なる二つ以上の導電膜を含むこともでき、この時には、一つの導電膜は低抵抗の導電物質からなり、他の導電膜は他の物質、特にＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）またはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）との物理的、化学的、電気的接触特性の優れた物質、例えばモリブデン（Ｍｏ）、モリブデン合金（例：モリブデン−タングステン（ＭｏＷ）合金）、クロム（Ｃｒ）などの導電物質からなるのが好ましい。
【００２５】
ゲート線１２１の側面は各々傾いており、その傾斜角は基板１１０の表面に対して約３０−８０゜である。
【００２６】
ゲート線１２１上には、ＰＶＰ（ｐｏｌｙ  ｖｉｎｙｌ  ｐｈｅｎｏｌ）などのような有機絶縁物質、または窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの無機絶縁物質からなるゲート絶縁膜１４０が形成されている。ここで、ゲート絶縁膜１４０は、ＯＴＳ（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ−ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ−ｓｉｌａｎｅ：オクタデシルトリクロロシラン）で表面処理されたＳｉＯ２膜でありえる。ゲート絶縁膜１４０は、後に形成される有機半導体との接触特性が優れていて、粗度（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）が良好でなければならず、薄膜トランジスタの漏洩電流を誘導してはならない。
【００２７】
ゲート絶縁膜１４０上には、各々複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５が形成されている。
【００２８】
データ線１７１は、主に縦方向にのびてゲート線１２１と交差して、データ電圧を伝達する。各データ線１７１からドレイン電極１７５に向かってのびた複数の分枝がソース電極１７３を構成する。一対のソース電極１７３及びドレイン電極１７５は、互いに分離されていて、ゲート電極１２４に対して互いに反対側に位置する。各データ線１７１は、外部回路または他の層との連結のために幅が拡張されている拡張部１７９を含む。
【００２９】
この時、データ線１７１及びドレイン電極１７５は、他の物質、特にゲート絶縁膜１４０及び後に形成される有機半導体との物理的、化学的、電気的接触特性の優れた物質、例えばＩＴＯ、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、またはモリブデンなどを含む。本実施形態で、データ線１７１及びドレイン電極１７５は、下部のゲート絶縁膜１４０及び後に形成される有機半導体１５４との接触特性が優れていると同時に高い仕事関数を有するＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）からなる。特に、データ線１７１及びドレイン電極１７５を構成するＩＴＯ膜は、準結晶（ｑｕａｓｉ−ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）状態であって、特にゲート絶縁膜１４０と接触する接触界面も準結晶状態であるので、ゲート絶縁膜１４０が有機絶縁物質からなっていても優れた接触特性を確保することができる。
【００３０】
次に、データ線１７１及びドレイン電極１７５が形成されているゲート絶縁膜１４０の上部には、有機半導体１５４が形成されている。この時、有機半導体１５４は、島型であり、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間のゲート絶縁膜１４０を完全に覆っていて、周縁の一部はソース電極１７３及びドレイン電極１７５の一部を覆っている。
【００３１】
有機半導体１５４には、水溶液や有機溶媒に溶解される高分子物質や低分子物質が利用される。高分子有機半導体は、一般に、溶媒によく溶解されるので、印刷工程に適している。そして、低分子有機半導体の中にも有機溶媒によく溶解される物質があるので、これを利用する。
【００３２】
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であったり、チオフェン環（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ  ｒｉｎｇ）の２、５位置を通じて４乃至８個が連結されたオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）であったりすることができる。
【００３３】
また、有機半導体１５４は、ペリレンテトラカルボシリックジアンハイドライド（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＰＴＣＤＡ）またはそのイミド（ｉｍｉｄｅ）誘導体であったり、ナフタレンテトラカルボシリックジアンハイドライド（ｎａｐｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ  ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）またはそのイミド（ｉｍｉｄｅ）誘導体であったりすることができる。
【００３４】
また、有機半導体１５４は、金属化フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ  ｐｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）またはそのハロゲン化誘導体であったり、ペリレンまたはコロエン及びその置換基を含む誘導体であったりすることができる。ここで、フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ  ｐｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）に添加される金属としては、銅、コバルト、亜鉛などが好ましい。
【００３５】
また、有機半導体１５４は、チエニレン（ｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅ）及びビニレン（ｖｉｎｙｌｅｎｅ）のコオリマー（ｃｏ−ｏｌｉｇｏｍｅｒ）またはコポリマー（ｃｏ−ｐｏｌｙｍｅｒ）でありえる。また、有機半導体１５４は、チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）でありえる。
【００３６】
また、有機半導体１５４は、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはコロエン（ｃｏｒｏｅｎｅ）及びその置換基を含む誘導体でありえる。
【００３７】
また、有機半導体１５４は、このような誘導体のアロマティック（ａｒｏｍａｔｉｃ）またはヘテロアロマティック環（ｈｅｔｅｒｏａｒｏｍａｔｉｃ  ｒｉｎｇ）に炭素数１乃至３０個のハイドロカーボンチェイン（ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｃｈａｉｎ）を１個以上含む誘導体でありえる。
【００３８】
ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５は、有機半導体１５４と共に薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネルは、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間の有機半導体１５４に形成される。
【００３９】
有機半導体１５４の上部には、乾式低温成膜工程が可能な絶縁物質からなる絶縁体１６４が形成されていて、このような絶縁体１６４は、有機半導体１５４を完全に覆っている。このような絶縁体１６４は、常温または低温の乾式成膜工程（ｄｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓ）で形成が可能なパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などのような絶縁物質からなり、これにより、以後の成膜工程、つまり絶縁体１６４または保護膜１９０を形成する工程で有機半導体１５４が損傷されるのを防止する。したがって、有機半導体薄膜トランジスタの特性を安定的に確保することができる。
【００４０】
ゲート絶縁膜１４０、有機半導体１５４、及び絶縁体１６４上には、平坦化特性が優れていて感光性（ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を有する有機物質、またはプラズマ化学気相蒸着（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＰＥＣＶＤ）で形成されるａ−Ｓｉ：Ｃ：Ｏ、ａ−Ｓｉ：Ｏ：Ｆなどの低誘電率絶縁物質、または窒化ケイ素または酸化ケイ素などからなる保護膜１８０が形成されている。
【００４１】
保護膜１８０には、ドレイン電極１７５及びデータ線１７１の端部１７９を各々露出する複数の接触孔１８５、１８２、及びゲート絶縁膜１４０と共にゲート線１２１の端部１２９を露出する接触孔１８１が形成されている。このように、保護膜１８０がゲート線１２１及びデータ線１７１の端部１２９、１７９を露出する接触孔１８１、１８２を有する実施形態は、外部の駆動回路を、異方性導電膜を利用してゲート線１２１及びデータ線１７１と連結するために、ゲート線１２１及びデータ線１７１が接触部を有する構造である。本実施形態とは異なり、ゲート線１２１またはデータ線１７１は、端部に接触部を有しないこともあり、このような構造では、基板１１０の上部に直接ゲート駆動回路が有機半導体薄膜トランジスタと同一層に形成されていて、ゲート線１２１及びデータ線１７１の端部は駆動回路の出力端に電気的に直接連結される。
【００４２】
接触孔１８５、１８１、１８２は、ドレイン電極１７５、ゲート線の端部１２９、及びデータ線の端部１７９を露出するが、接触孔１８５、１８１、１８２が後に形成されるＩＴＯまたはＩＺＯ導電膜との接触特性を確保することができる導電膜を露出するのが好ましく、接触孔１８５、１８１、１８２からは、ドレイン電極１７５、ゲート線１２１、及びデータ線１７１の端部１７９の境界線が露出される。
【００４３】
保護膜１８０上には、ＩＺＯまたはＩＴＯなどのような透明な導電物質または反射度を有する導電物質からなる複数の画素電極１９０及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
【００４４】
画素電極１９０は、接触孔１８５を通じてドレイン電極１７５と各々物理的・電気的に連結されていて、ドレイン電極１７５からデータ信号の印加を受ける。
【００４５】
また、画素電極１９０は、隣接するゲート線１２１及びデータ線１７１と重畳して開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅｒａｔｉｏ）を高めているが、重畳しないこともある。
【００４６】
接触補助部材８１、８２は、接触孔１８１、１８２を通じてゲート線及びデータ線の端部１２９、１７９と各々連結される。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１及びデータ線１７１の各端部１２９、１７９と駆動回路のような外部装置との接触特性を補完し、これらを保護する役割を果たすもので、必須ではなく、これらの適用有無は選択的である。
【００４７】
前記のように構成された本発明による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の動作作用を説明する。
【００４８】
例えば、Ｐ型半導体の場合には、ゲート電極１２４、ソース電極１７３、及びドレイン電極１７５に電圧が印加されていない時には、有機半導体層１５４内の電荷は全て有機半導体層１５４内に均等に広がっている。ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に電圧が印加されると、低い電圧下では電圧に比例して電流が流れる。この時、ゲート電極１２４に正の電圧を印加すれば、この印加された電圧による電界によって正孔は全て上に押されて上がるようになる。したがって、ゲート絶縁膜１４０に近い部分には電荷がない層が生じ、この層を空乏層（ｄｅｐｌｅｔｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）という。この場合に、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５に電圧を印加すれば、電導可能な電荷運搬子が減っているため、ゲート電極１２４に電圧を印加しない場合より少ない電流が流れるようになる。反対に、ゲート電極１２４に負の電極を印加すれば、この印加された電圧による電界によって有機半導体層１５４とゲート絶縁膜１４０との間に正負の電荷が誘導される。したがって、ゲート絶縁膜１４０に近い部分に電荷の量が多い層が生じ、この層を蓄積層（ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｌａｙｅｒ）という。この場合に、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５に電圧を印加すれば、さらに多くの電流が流れるようになる。したがって、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に電圧を印加した状態で、ゲート電極１２４に正の電圧及び負の電圧を交互に印加することによって、ソース電極１７３とドレイン電極１７５との間に流れる電流の量を制御することができる。このような電流の量の比を点滅比（ｏｎ／ｏｆｆ  ｒａｔｉｏ）という。点滅比が大きいほど優れたトランジスタである。
【００４９】
以下、図１及び図２に示した液晶表示装置用有機半導体薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態によって製造する方法について、図３から図１２及び図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。
【００５０】
図３、図５、図８、図１０、及び図１２は本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序ごとに示した配置図であり、図４は図３の有機半導体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の有機半導体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７はクロムエッチング液でＩＴＯ膜をエッチングした後の、ＩＴＯ膜の断面及び側壁を示した写真を示す図であり、図９は図８の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＸ−ＩＸ’線による断面図であり、図１１は図１０の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＸＩ−ＸＩ’線による断面図であり、図１３は図１２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線による断面図である。
【００５１】
まず、図３及び図４に示されているように、透明な絶縁基板１１０上に、ゲート電極１２４を含むゲート線１２１を形成する。この時に使用される透明な絶縁基板１１０としては、ガラス、シリコン、またはプラスチックがある。そして、ゲート線１２１は、絶縁基板１１０上に、金、アルミニウム、またはこれらを含む合金などの導電膜を蒸着してこれを写真エッチング方法でパターニングして、ゲート電極１２４を含むゲート線１２１を形成する。
【００５２】
次に、図５及び図６に示されているように、絶縁基板１１０上にゲート線１２１を覆うゲート絶縁膜１４０を形成する。ゲート絶縁膜１４０は、化学気相蒸着方法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）で窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ２）などの絶縁物質を５００〜３０００ｎｍの厚さに蒸着して形成し、ＯＴＳに浸漬して表面処理することができる。また、ゲート絶縁膜１４０は、マレイミドスタレン（ｍａｌｅｉｍｉｄｅ−ｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリビニルフェノール（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｐｈｅｎｏｌ、ＰＶＰ）、及びモジファイドシアノエチルフラン（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ、ｍ−ＣＥＰ）のうちの一つで形成することができる。
【００５３】
次に、ゲート絶縁膜１４０上に、ＩＴＯをスパッタリング方式で積層して、ＩＴＯ膜を形成する。この時、スパッタリング工程は２０−３５℃の常温範囲で実施し、ＩＴＯ膜は均一に非晶質状態である。次に、マスクを利用した写真エッチング工程で非晶質状態のＩＴＯ膜の上部に感光膜パターンを形成した後、感光膜パターンをエッチングマスクとしてパターニングして、データ線１７１及びドレイン電極１７５を形成する。この時、エッチング工程はエッチング液を利用する湿式エッチングで実施し、エッチング液はクロムをエッチングするのに使用するクロムエッチング液（ＨＮＯ３／（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６／Ｈ２Ｏ）を利用する。この時、ＨＮＯ３：（ＮＨ４）２Ｃｅ（ＮＯ３）６：Ｈ２Ｏの成分比は３−６ｗ％：８−１４ｗ％：８０−９０ｗ％であるのが好ましい。
【００５４】
ここで、ＩＴＯ膜は、ゲート絶縁膜１４０と接触する下部界面から上部表面までが非晶質状態であるので、エッチング工程でもエッチングが一定に進められてＩＴＯ膜が流失されない。１００℃以上の常温で蒸着する時には、ＩＴＯ膜の下部界面は非晶質状態であり、残りは準結晶状態であるので、エッチング工程時に非晶質状態である部分にはエッチングが急速に進められてＩＴＯ膜が流失されるという問題が発生するが、本発明ではこのような問題を解決することができる。また、非晶質状態であるので、塩酸を含まないクロムエッチング液でパターニングすることによって、下部のゲート絶縁膜１４０が損傷されるのを最少化することができる。準結晶状態のＩＴＯ膜をエッチングするためには塩酸を含むエッチング液を使用するためにゲート絶縁膜１４０が損傷されるが、本発明ではこのような問題を解決することができる。図７はクロムエッチング液でＩＴＯ膜をエッチングした後の、ＩＴＯ膜の断面及び側壁を示した写真示す図面であって、図７のようにＩＴＯ膜はゲート絶縁膜の上部で流失されず、良好にパターニングされて、ＩＴＯ膜の側壁は緩やかな傾斜角を有するテーパ構造を構成することが分かる。
【００５５】
次に、エッチングマスクとして使用した感光膜パターンを除去した後で、アニーリング工程を実施して、非晶質状態のＩＴＯ膜を準結晶化して、データ線１７１及びドレイン電極１７５を完成する。アニーリング工程は１８０℃以上の温度で実施するのが好ましく、１−３時間実施するのが好ましい。
【００５６】
次に、図８及び図９のように、有機半導体層を形成した後でマスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして、ゲート電極１２４の上部に有機半導体１５４を形成する。
【００５７】
次に、図１０及び図１１のように、有機半導体１５４が形成されている基板１１０の上部に、常温または低温の乾式成膜工程（ｄｒｙ  ｐｒｏｃｅｓｓ）でパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などのような絶縁物質を積層して写真エッチング工程でパターニングして、有機半導体１５４を完全に覆う絶縁体１６４を形成する。このような常温の乾式成膜工程によって、有機半導体１５４が損傷されるのを防止することができ、これにより、有機半導体薄膜トランジスタの特性を安定的に確保することができる。
【００５８】
次に、図１２及び図１３に示されているように、データ線１７１及びドレイン電極１７５が形成されている基板１１０の上部に、有機半導体１５４及び絶縁体１６４を覆う保護膜１８０を積層してマスクを利用した写真エッチング工程でパターニングして、ドレイン電極１７５、ゲート線の端部１２９、及びデータ線の端部１７９が露出されるように接触孔１８５、１８１、１８２を形成する。この時にも、絶縁体１６４で有機半導体１６４を完全に覆った後で保護膜１８０を積層することによって、保護膜１８０の成膜工程で有機半導体１５４が損傷されるのを防止することができる。
【００５９】
次に、図１及び図２のように、透明な導電物質または反射度を有する導電物質を積層してパターニングして、ドレイン電極１７５と接触孔１８５を通じて連結される画素電極１９０及び接触部材８１、８２などを保護膜１８０上に形成する。
【００６０】
本発明は添付した図面に示された一実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当該技術分野における通常の知識を有する者は、これに基づいて様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解することができる。したがって、本発明の真の保護範囲は添付された請求の範囲によって決められるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造分野において利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の一実施形態による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の構造を示した配置図である。
【図２】図１の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ’線による断面図である。
【図３】本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序によって示した配置図である。
【図４】図３の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ’線による断面図である。
【図５】本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序によって示した配置図である。
【図６】図５の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ’線による断面図である。
【図７】クロムエッチング液でＩＴＯ膜をエッチングした後の、ＩＴＯ膜の断面及び側壁を示した写真である。
【図８】本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序によって示した配置図である。
【図９】図８の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＩＸ−ＩＸ’線による断面図である。
【図１０】本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序によって示した配置図である。
【図１１】図１０の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＸ−Ｘ’線による断面図である。
【図１２】本発明の図１及び図２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板を製造する段階をその工程順序によって示した配置図である。
【図１３】図１２の有機半導体薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ’線による断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１２１    ゲート線、
１２４    ゲート電極、
１４０    ゲート絶縁膜、
１５４    有機半導体層、
１６４    絶縁膜、
１７３    ソース電極、
１７１    データ線、
１７５    ドレイン電極、
１８０    保護膜、
１８１、１８２、１８５    接触孔、
１９０    画素電極、
８１、８２    接触補助部材。
【図１】
2006148114.tif 000003
【図２】
2006148114.tif 000004
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図７】
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