(57)【要約】【課題】  有機薄膜トランジスタ及びこれを備えた平板表示装置を提供する。【解決手段】  基板の一面上に形成されるソース／ドレイン電極及び有機半導体層と、ソース／ドレイン電極及び有機半導体層と絶縁されるゲート電極と、ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との間に一層以上のゲート絶縁層と、を備え、ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、有機半導体層のチャンネル領域とゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さ以上とした。【選択図】            図２Ｆ
2006093652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面上に形成されるソース／ドレイン電極及び有機半導体層と、
前記ソース／ドレイン電極及び有機半導体層と絶縁されるゲート電極と、
前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との間に一層以上のゲート絶縁層と、
を備え、
前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、前記有機半導体層のチャンネル領域と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さ以上であることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記ソース／ドレイン電極は、前記有機半導体層とオーミック接触をなすことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記ソース／ドレイン電極は、Ａｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｎｉのうち一つ以上を備えたことを特徴とする請求項２に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ゲート絶縁層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴ、ＰＭＭＡ、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、フッ素系高分子、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、及びこれらの一つ以上を備える化合物のうち一つ以上の材料を備える一層以上の層を備えることを特徴とする請求項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、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二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレ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、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、含金属または非含金属のフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリト酸ジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体及びペリレンテトラカルボン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ン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ン酸二無水物及びこれらの誘導体のうち、少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ゲート絶縁層の相異なる厚さを持つ領域間の少なくとも一部は、テーパ構造をとることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
基板の一面上に、一つ以上の画素を備えるディスプレイ領域に形成される有機薄膜トランジスタ層と、画素層とを備える平板ディスプレイ装置において、
前記有機薄膜トランジスタ層は、
基板の一面上に形成されるソース／ドレイン電極及び有機半導体層と、
前記ソース／ドレイン電極及び有機半導体層と絶縁されるゲート電極と、前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との間には一層以上のゲート絶縁層と、を備え、
前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、前記有機半導体層のチャンネル領域と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さ以上であることを特徴とする
【請求項８】
前記ソース／ドレイン電極は、前記有機半導体層とオーミック接触をなすことを特徴とする請求項７に記載の平板ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記ソース／ドレイン電極は、Ａｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｎｉのうち一つ以上を備えることを特徴とする請求項８に記載の平板ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記ゲート絶縁層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴ、ＰＭＭＡ、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、フッ素系高分子、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、及びこれらの一つ以上を備える化合物のうち一つ以上の材料を備えた一層以上の層を備えることを特徴とする請求項７に記載の平板ディスプレイ装置。
【請求項１１】
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、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二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレ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、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、含金属または非含金属のフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリト酸ジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体及びペリレンテトラカルボン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ン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ン酸二無水物及びこれらの誘導体のうち少なくともいずれか一つを備えたことを特徴とする請求項７に記載の平板ディスプレイ装置。
【請求項１２】
前記ゲート絶縁層の相異なる厚さを持つ領域間の少なくとも一部は、テーパ構造をとることを特徴とする請求項７に記載の平板ディスプレイ装置。
【請求項１３】
基板の一面上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース／ドレイン電極上に、ソース／ドレイン領域及びチャンネル領域を持つ活性領域を備えた有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層の一面上に第１ゲート絶縁層を形成する工程と、
前記第１ゲート絶縁層一面上に第２ゲート絶縁層を形成するが、前記ソース／ドレイン電極と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さが、前記チャンネル領域と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さ以上になるように、第２ゲート絶縁層を形成する工程と、
少なくとも前記チャンネル領域に対応するようにゲート電極を形成する工程と、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１４】
前記第２ゲート絶縁層の形成工程は、
前記第２ゲート絶縁層をなす材料層を第１ゲート絶縁層の一面上に全面形成する工程と、
前記第２ゲート絶縁層のうち、少なくとも前記有機半導体層のチャンネル領域に対応する領域を除去する工程と、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記除去する工程は、レーザー光線を使用して行われることを特徴とする請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
基板の一面上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、
記ソース／ドレイン電極上に、ソース／ドレイン領域及びチャンネル領域を持つ活性領域を備えた有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層の一面上にゲート絶縁層を形成するが、前記ソース／ドレイン電極と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さが、前記チャンネル領域と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さ以上になるように、ゲート絶縁層を形成する工程と、
少なくとも前記チャンネル領域に対応するようにゲート電極を形成する工程と、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１７】
前記ゲート絶縁層の形成工程は、
前記ゲート絶縁層をなす材料層を前記有機半導体層の上部に全面形成する工程と、
前記ゲート絶縁層のうち、少なくとも前記有機半導体層のチャンネル領域に対応する領域を除去する工程と、を含むことを特徴とする特徴とする請求項１６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記除去する工程は、レーザー光線を使用して行われることを特徴とする請求項１７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】
本発明は有機薄膜トランジスタ及びこれを備えた平板表示装置に係り、より詳細には、正確な信号伝達及び作動を可能にする構造の有機薄膜トランジスタ及びこれを備える平板ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ素子や有機電界発光ディスプレイ素子または無機電界発光ディスプレイ素子など、平板表示装置に使われる薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下、ＴＦＴ）は、各ピクセルの動作を制御するスイッチング素子及びピクセルを駆動させる駆動素子として使われる。
【０００３】
このようなＴＦＴは、半導体層が高濃度の不純物でドーピングされたソース／ドレイン領域と、このソース／ドレイン領域の間に形成されたチャンネル領域とを持つ半導体層を持ち、この半導体層と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極と、前記ソース／ドレイン領域にそれぞれ接触されるソース／ドレイン電極と、を持つ。
【０００４】
一方、最近の平板ディスプレイ装置は、薄型化と共にフレキシブルな特性が要求されている。
【０００５】
このようなフレキシブルな特性のために、ディスプレイ装置の基板を、従来のガラス材基板ではなくプラスチック基板を使用しようとする試みが多くなされているが、このようにプラスチック基板を使用する場合には、高温工程を使用せず、低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のポリシリコン系ＴＦＴを使用し難いという問題があった。
【０００６】
これを解決するために、最近に有機半導体が注目されている。有機半導体は、低温工程で形成できて、低コスト型ＴＦＴを実現できるという長所を持つ。
【０００７】
図１には、従来技術による有機ＴＦＴの概略的な構造が図示されている。基板１０の一面上には、ソース／ドレイン電極１１、有機半導体層１２、ゲート電極１４などが形成されるが、ソース／ドレイン電極１１とゲート電極１４との間には、ゲート絶縁層１３が介在される。しかし、このようなゲート絶縁層１３の厚さには、一定の制約が伴う。すなわち、ゲート絶縁層１３が厚すぎる場合、有機半導体層１２のチャンネル領域とゲート電極１４との相互作用が円滑に行われず、作動性能が低下する恐れがある。一方、ゲート絶縁層１３が薄すぎる場合、図面符号Ａｃで表示された領域のソース／ドレイン電極１１とゲート電極１４との間の寄生キャパシタンスが問題になる。絶縁層で分離された２層の導電層、すなわち、ソース／ドレイン電極１１とゲート電極１４との間のキャパシタンスは、次のような一般式を満足する。
【０００８】
Ｃ＝Ｋ・Ａｒ／ｄ
ここで、ｋは、２層の絶縁層間の誘電定数を、Ａｒは、対向する導電層の面積を、ｄは、導電層達間の距離を意味する。したがって、ゲート絶縁層１３が薄くなる場合、Ｃは増加して、ソース／ドレイン電極１１とゲート電極１４との間には望ましくない寄生キャパシタンスが存在する。これは、電気的信号の伝達時に信号遅延を誘発することによって、素子の迅速な作動を妨害するが、このような信号遅延は、特に迅速かつ正確な階調表現が要求される平板ディスプレイ装置で、大きな問題を引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、前記のような問題点を鑑みてなされたものであり、ＴＦＴの望ましくないキャパシタンスを除去すると同時に、正確な作動性能を維持できる構造の有機ＴＦＴ及びこれを備える平板ディスプレイ装置、ならびにこれら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】
【００１０】
前記のような目的を達成するために、本発明の一面によれば、基板の一面上に形成されるソース／ドレイン電極及び有機半導体層と、前記ソース／ドレイン電極及び有機半導体層と絶縁されるゲート電極と、前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との間に一層以上のゲート絶縁層と、を備え、前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、前記有機半導体層のチャンネル領域と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さ以上であることを特徴とする有機ＴＦＴを提供する。
【００１１】
前記本発明の有機ＴＦＴによれば、前記ソース／ドレイン電極は、前記有機半導体層とオーミック接触をなすこともある。
【００１２】
前記本発明の有機ＴＦＴによれば、前記ソース／ドレイン電極は、Ａｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｎｉのうち一つ以上を備える。
【００１３】
前記本発明の有機ＴＦＴによれば、前記ゲート絶縁層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、チタン酸バリウムストロンチウム（ＢＳＴ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ ｍｅｔｈｙｌＭｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＳ（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、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、フッ素系高分子、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、及びこれらの一つ以上を備える化合物のうち一つ以上の材料を備える一層以上の層を備える。
【００１４】
前記本発明の有機ＴＦＴによれば、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、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二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレ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、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、含金属または非含金属のフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリト酸ジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体及びペリレンテトラカルボン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ン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ン酸二無水物及びこれらの誘導体のうち少なくともいずれか一つを備える。
【００１５】
前記本発明の有機ＴＦＴによれば、前記ゲート絶縁層の相異なる厚さを持つ領域間の少なくとも一部は、テーパ構造をとることができる。
【００１６】
本発明の一面によれば、基板の一面上に、一つ以上の画素を備えるディスプレイ領域に形成される有機ＴＦＴ層と、画素層とを備える平板ディスプレイ装置において、前記有機ＴＦＴ層は、基板の一面上に形成されるソース／ドレイン電極及び有機半導体層と、前記ソース／ドレイン電極及び有機半導体層と絶縁されるゲート電極と、前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との間には一層以上のゲート絶縁層と、を備え、前記ソース／ドレイン電極と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、前記有機半導体層のチャンネル領域と前記ゲート電極との交差領域のうち少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さ以上であることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
【００１７】
前記本発明の平板ディスプレイ装置によれば、前記ソース／ドレイン電極は、前記有機半導体層とオーミック接触をなすこともある。
【００１８】
前記本発明の平板ディスプレイ装置によれば、前記ソース／ドレイン電極は、Ａｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｎｉのうち一つ以上を備える。
【００１９】
前記本発明の平板ディスプレイ装置によれば、前記ゲート絶縁層は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴ、ＰＭＭＡ、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、フッ素系高分子、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、及びこれらの一つ以上を備える化合物のうち一つ以上の材料を備えた一層以上の層を備える。
【００２０】
前記本発明の平板ディスプレイ装置によれば、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、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二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレ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、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、含金属または非含金属のフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリト酸ジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体及びペリレンテトラカルボン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ン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ン酸二無水物及びこれらの誘導体のうち少なくともいずれか一つを備える。
【００２１】
前記本発明の平板ディスプレイ装置によれば、前記ゲート絶縁層の相異なる厚さを持つ領域間の少なくとも一部は、テーパ構造をとることもある。
【００２２】
本発明のさらに他の一面によれば、基板の一面上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース／ドレイン電極上に、ソース／ドレイン領域及びチャンネル領域を持つ活性領域を備えた有機半導体層を形成する工程と、前記有機半導体層の一面上に第１ゲート絶縁層を形成する工程と、前記第１ゲート絶縁層一面上に第２ゲート絶縁層を形成するが、前記ソース／ドレイン電極と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さが、前記チャンネル領域と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さ以上になるように、第２ゲート絶縁層を形成する工程と、少なくとも前記チャンネル領域に対応するようにゲート電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴの製造方法を提供する。
【００２３】
前記本発明の有機ＴＦＴの製造方法によれば、前記第２ゲート絶縁層の形成工程は、前記第２ゲート絶縁層をなす材料層を第１ゲート絶縁層の一面上に全面形成する工程と、前記第２ゲート絶縁層のうち、少なくとも前記有機半導体層のチャンネル領域に対応する領域を除去する工程と、を含む。
【００２４】
前記本発明の有機ＴＦＴの製造方法によれば、前記除去する工程は、レーザー光線を使用して行われる。
【００２５】
本発明のさらに他の一面によれば、基板の一面上にソース／ドレイン電極を形成する工程と、前記ソース／ドレイン電極上に、ソース／ドレイン領域及びチャンネル領域を持つ活性領域を備えた有機半導体層を形成する工程と、前記有機半導体層の一面上にゲート絶縁層を形成するが、前記ソース／ドレイン電極と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さが、前記チャンネル領域と交差する領域のうち少なくとも一部の厚さ以上になるように、ゲート絶縁層を形成する工程と、少なくとも前記チャンネル領域に対応するようにゲート電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする有機ＴＦＴの製造方法を提供する。
【００２６】
前記本発明の有機ＴＦＴの製造方法によれば、前記ゲート絶縁層の形成工程は、前記ゲート絶縁層をなす材料層を前記有機半導体層の上部に全面形成する工程と、前記ゲート絶縁層のうち、少なくとも前記有機半導体層のチャンネル領域に対応する領域を除去する工程と、を含む。
【００２７】
前記本発明の有機ＴＦＴの製造方法によれば、前記除去する工程は、レーザー光線を使用して行われることも可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、次のような効果を得られる。
【００２９】
第１に、有機半導体層の形成過程を単純に維持しつつも、追加的な簡単な工程を通じて近隣トランジスタと隔離させることによって、トランジスタ間のクロストークによる干渉を防止して誤作動を防止できる。
【００３０】
第２に、絶縁貫通部の形成時、有機半導体層の一面上に形成された絶縁層をフォトレジスタ、特に、ネガティブフォトレジストを使用することによって、工程の迅速性及び高解像度を維持すると同時に、下部有機半導体層との密着性を向上ないし維持することによって、工程コスト及び製品性能を向上できる。
【００３１】
第３に、有機ＴＦＴを備える平板ディスプレイ装置を通じて、画素間の誤作動を防止して、画面品質が改善された構造の平板ディスプレイ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００３３】
図２Ａないし図２Ｇは、本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示した断面図である。まず図２Ａに示すように、基板１１０の一面上には導電層が形成された後、適切なパターン化過程を経てソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂを形成する。
【００３４】
ここで、基板１１０はガラス材でもあれば、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、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）などのようなプラスチック材でもある。
【００３５】
ソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂは、多様な導電性材料で形成できるが、有機半導体とオーミック接触される材料、例えば、Ａｕ、Ａｕ／Ｔｉ、Ａｕ／Ｃｒ、Ｐｔ、Ｐｔ／Ｐｄ、Ｎｉのような材料を使用することが望ましい。場合によっては、ソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂを形成する過程で発生可能な下部基板１１０の損傷を防止するために、バッファ層（図示せず）がさらに備えられることもある。
【００３６】
ソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂが形成された後、図２Ｂに示すように、ソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂの一面上には、有機半導体層１３０が全面形成される。有機半導体層１３０は、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二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレ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、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、含金属または非含金属のフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリト酸ジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体及びペリレンテトラカルボン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ン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ン酸二無水物及びこれらの誘導体のうち、少なくともいずれか一つを備えることが望ましい。
【００３７】
有機半導体層１３０は、下部に配置されたソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂとの交差如何によるソース領域１３０ａ、ドレイン領域１３０ｂ及びチャンネル領域１３０ｃを備える活性領域１３０’と、活性領域１３０’の外側に沿って配置される外郭部、すなわち、非活性領域１３０”とを備える。
【００３８】
有機半導体層１３０が形成された後、有機半導体層１３０の一面上には複数の絶縁層が形成される。まず、図２Ｃに示すように、有機半導体層１３０の一面上には、第１ゲート絶縁層１４０ａが形成される。第１ゲート絶縁層１４０ａは、多様な材料で構成できるが、下部の有機半導体層１３０との密着性及び工程容易性を考慮して、第１ゲート絶縁層１４０ａは、スパッタリングなどの蒸着工程を通じたＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＢＳＴ、ＰＺＴのうち一つ以上を備える無機絶縁層で構成されることもあり、スピンコーティング工程などを通じたＰＭＭＡ、ＰＳ、フェノール系高分子、アクリル系高分子、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、フッ素系高分子、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、及びこれらの一つ以上を備える高分子系有機絶縁層で構成されることもある。
【００３９】
図２Ｄに示すように、第１ゲート絶縁層１４０ａが形成された後には、その一面上に第２ゲート絶縁層１４０ｂが形成されるが、第２ゲート絶縁層１４０ｂを構成する材料は、前記第１ゲート絶縁層１４０ａについて記述された材料とほぼ同じ材料が選択されることができる。但し、それぞれの絶縁層が形成する過程で発生可能な絶縁層でのピンホール及び／またはビアホールが均一かつ持続的に成長することによって、絶縁層の絶縁性を弱化させ、かつ絶縁破壊現象の発生を防止するために、例えば、第１ゲート絶縁層１４０ａが有機高分子絶縁材料で構成される場合、第２ゲート絶縁層１４０ｂは、無機絶縁材料で構成するか、または互いに逆の場合で構成するなど、第１ゲート絶縁層１４０ａと第２ゲート絶縁層１４０ｂとの構成を異ならせることが望ましい。
【００４０】
図２Ｄに示すように、第１ゲート絶縁層１４０ａの一面上に第２ゲート絶縁層１４０ｂを形成し、第２ゲート絶縁層の厚さは、領域によって異なるが、ソース／ドレイン電極とゲート電極との交差領域の少なくとも一部でのゲート絶縁層の厚さは、前記有機半導体層のチャンネル領域と前記ゲート電極との交差領域のうち、少なくとも一部での前記ゲート絶縁層の厚さ以上であることが望ましい。すなわち、図２Ｅに示すように、第２ゲート絶縁層１４０ｂは、一定のパターン化工程を経て、図面符号”Ａ”及び”Ｂ”で表示されるソース／ドレイン電極１２０ａ、１２０ｂとゲート電極１５０（図２Ｆ）との交差領域Ａ、Ｂのうち、少なくとも一部でのゲート絶縁層１４０ａ、１４０ｂの厚さｔａ、ｔｂは、図面符号”Ｃ”で表示される有機半導体層１３０のチャンネル領域とゲート電極１５０との交差領域Ｃのうち、少なくとも一部でのゲート絶縁層１４０ａ、１４０ｂの厚さｔｃ以上の値を持つ。
【００４１】
一定領域Ａ、Ｂでの第２ゲート絶縁層１４０ｂの厚さと、他の領域Ｃでの第２ゲート絶縁層１４０ｂの厚さとを差別化させる第２ゲート絶縁層１４０ｂのパターン化工程は、多様な方法が使われうる。工程上の便利性及び製造コストの低減側面で、第２ゲート絶縁層１４０ｂのパターン化工程は、エッチング工程を通じて行われることもあり、レーザー光線を通じたレーザーアブレーションを利用することもある。
【００４２】
但し、今後、第２ゲート絶縁層１４０ｂ及び第１ゲート絶縁層１４０ａの一面上に形成される他の層の形成過程時、第１及び第２ゲート絶縁層１４０ａ、ｂの段差による形成過程の難点を解消するために、所望のパターンに対するレーザー光線の強度を調節して、第２ゲート絶縁層１４０ｂの厚さを適切に選択的に除去することによって、少なくとも第２ゲート絶縁層１４０ｂの除去された部分と除去されていない部分との間の領域がテーパ形状をなすように、テーパ加工処理しつつ第２ゲート絶縁層１４０ｂをパターン化させることが望ましい。図２Ｅに示すように、第２ゲート絶縁層１４０ｂに加えられるレーザー光線の強度を適切に調節することによって、テーパ部１４、１４２を形成できる。
【００４３】
前記本発明の実施形態で、第２ゲート絶縁層１４０ｂは、全面形成された後にパターン化過程のような除去工程を伴う場合について述べたが、本発明がこれに限定されるものではない。すなわち、適切なマスキング工程を通じて第２ゲート絶縁層１４０ｂの形成過程で、ゲート電極とソース／ドレイン領域との交差領域Ａ、Ｂでのゲート絶縁層の厚さｔａ、ｔｂが、チャンネル領域とゲート電極との交差領域Ｃでのゲート絶縁層の厚さｔｃ以上になるように構成することもあるなど、多様な変形が可能である。また、図２Ｇに示すように、複数のゲート絶縁層ではない単一のゲート絶縁層１４０を使用することもできるが、単一のゲート絶縁層を形成する場合には、適切なマスキング工程を通じて、ゲート電極とソース／ドレイン領域との交差領域でのゲート絶縁層の厚さを、チャンネル領域とゲート電極との交差領域でのゲート絶縁層の厚さ以上にすることもでき、または、単一のゲート絶縁層を有機半導体層の上部に全面形成した後、前記ゲート絶縁層のうち、少なくとも有機半導体層のチャンネル領域に対応する部分を除去する工程を通じて形成することもある。
【００４４】
第２ゲート絶縁層１４０ｂのパターン化工程が行われた後、図２Ｆに示すように、少なくとも有機半導体層１３０のチャンネル領域に対応するように、ゲート電極１５０を形成する。ゲート電極１５０には、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｕ、Ｃｒのような金属性材料だけでなく、導電性高分子物質のような多様な導電性材料が使われることもある。
【００４５】
一方、前記のような構造の有機ＴＦＴは、多様な具現例をなしうる。図３には、本発明の一実施形態による平板ディスプレイ装置、特に、有機電界発光ディスプレイ装置が図示されている。ここで、一つの有機ＴＦＴと一つのディスプレイ画素とが図示されているが、これは本発明を説明するための一例であり、本発明がこれに限定されるものではない。
【００４６】
電界発光ディスプレイ装置２００のディスプレイ領域は、画素部２００ａ及び有機ＴＦＴ層２００ｂで構成される。有機ＴＦＴ層２００ｂは、前記有機ＴＦＴの構造と同一である。基板２１０の一面には、ソース／ドレイン電極２２０ａ、２２０ｂが形成され、ソース／ドレイン電極２２０ａ、２２０ｂを覆うように、有機半導体層２３０が形成される。有機半導体層２３０の上部には、第１ゲート絶縁層２４０ａ及び第２ゲート絶縁層２４０ｂが形成され、第２ゲート絶縁層２４０ｂの上部には、ゲート電極２５０が配置され、これら有機ＴＦＴ層を覆うように、絶縁層としての平坦化層２６０が配置される。図３で、ゲート電極２５０は、平坦化層２６０によって覆われると図示されたが、ゲート電極２５０と平坦化層２６０との間には無機絶縁層（図示せず）が追加的に形成されるなど多様な変形が可能である。
【００４７】
図面中、２２０ｃは、ソース電極２２０ａに連結されるキャパシタの下部電極を表し、２５０ｃは、キャパシタの上部電極を表す。
【００４８】
平坦化層２６０の一面上には、第１電極層２７０が形成されるが、第１ゲート絶縁層２４０ａ、第２ゲート絶縁層２４０ｂ及び平坦化層２６０に形成されたビアホール２６１を通じて、第１電極層２７０は、有機ＴＦＴ層のドレイン電極２２０ｂと電気的に接続される。
【００４９】
第１電極層２７０は、多様な構成が可能であるが、第１電極層２７０がアノード電極として作動し、かつ前面発光型である場合には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ及びこれらの化合物を備える反射電極と、その上に形成される透明電極とで構成されることもあり、背面発光型である場合、第１電極層２７０は、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３のような透明導電性物質から形成された透明電極でもあり、第１電極層２７０は、単一層、二重層に限定されず、多重層で構成されることもあるなど、多様な変形が可能である。
【００５０】
平坦化層２６０の一面上には、画素定義層２８０が形成されるが、画素定義層２８０は、第１電極層２７０の一面に光を取出させるための画素開口部２７１を定義する。第１電極層２７０の一面上には、有機電界発光部２９０が形成される。
【００５１】
有機電界発光部２９０としては、低分子または高分子有機膜が使われるが、低分子有機膜を使用する場合、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、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の構造で積層されて形成され、使用可能な有機材料も、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（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）などをはじめとして多様に適用可能である。これら低分子有機膜は、真空蒸着の方法で形成される。
【００５２】
高分子有機膜の場合には、大体ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられた構造を持つことができ、この時、前記ＨＴＬとして、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を使用し、ＥＭＬとしてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系など、高分子有機物質を使用し、これをスクリーン印刷やインクジェット印刷方法で形成できる。前記のような有機電界発光部を構成する有機膜は、必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な実施形態が適用できるということは言うまでもない。
【００５３】
第２電極層３００も、第１電極層２７０の場合と同じく電極層の極性及び発光類型によって多様な構成が可能である。すなわち、第２電極層３００がカソード電極として作動し、かつ発光類型が前面発光型である場合、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物で、有機電界発光部２９０の一面上に仕事関数を合わせるための電極を形成した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３などの透明電極を形成することもあり、背面発光型の場合、第２電極層３００は、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びこれらの化合物のように、仕事関数の小さな材料から形成された一層以上の層で構成されることもあり、第２電極層３００は、全面形成されることもあるが、これに限定されず、多様な構成にすることもできる。一方、前記実施形態では、第１電極層２７０がアノード電極として、そして第２電極層３００がカソード電極として作動する場合について記述されたが、互いに逆の極性を備えることもあるなど、多様な構成が可能である。
【００５４】
さらに一方、図面には図示されていないが、基板２１０上に形成された有機ＴＦＴ層及び画素部で構成されるディスプレイ領域は、密封部材によって密封される。すなわち、第２電極層３００の上部に密封基板が介在され、少なくともディスプレイ領域を密封でき、第２電極層の一面上に、一層以上の層を備える薄膜状の密封層が形成されることもあるなど、密封構造は、ある特定形態に限定されるものではない。
【００５５】
前記実施形態は、本発明を説明するための一例であり、本発明はこれに限定されず、本発明による有機ＴＦＴが、隣接する有機ＴＦＴとの関係において、有機半導体層の少なくとも一部に有機半導体層の貫通部を備える範囲内で、多様な変形が可能である。すなわち、前記有機ＴＦＴは、有機電界発光ディスプレイ装置以外にも液晶ディスプレイ装置にも適用でき、平板ディスプレイ装置以外にも画像が具現されないドライバ回路にも装着できるなど、多様な変形例を考慮できる。
【００５６】
以上、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、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逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正及び変更できるということを理解できるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、有機ＴＦＴを駆動素子として利用する有機電界発光表示装置だけでなく、液晶表示素子（ＬＣＤ）のような平板表示装置に適用して画面品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来技術による有機ＴＦＴの概略的な断面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態による有機ＴＦＴの製造過程を示す部分断面図である。
【図２Ｇ】本発明の他の実施形態による有機ＴＦＴの概略的な断面図である。
【図３】本発明の他の一実施形態による有機電界発光ディスプレイ装置を示す。
【符号の説明】
【００５９】
１１０    基板
１２０ａ、１２０ｂ    ソース／ドレイン電極
１３    有機半導体層
１４０ａ、１４０    ゲート絶縁層
１５０    ゲート電極
【図１】
2006093652.tif 000003
【図２Ａ】
2006093652.tif 000004
【図２Ｂ】
2006093652.tif 000005
【図２Ｃ】
2006093652.tif 000006
【図２Ｄ】
2006093652.tif 000007
【図２Ｅ】
2006093652.tif 000008
【図２Ｆ】
2006093652.tif 000009
【図２Ｇ】
2006093652.tif 000010
【図３】
2006093652.tif 000011