(57)【要約】      （修正有）【課題】薄膜トランジスタ特性を安定的に確保することができ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の提供。【解決手段】まず、絶縁基板上に遮光膜を島形で形成し、その上部に層間絶縁膜を形成する。次に、ソース電極を有するデータ線及びドレイン電極を形成し、ソース電極とドレイン電極の一部及びソース電極とドレイン電極との間を露出する開口部とドレイン電極を露出する接触孔を有する隔壁を形成する。次に、インクジェット方式で開口部内に有機半導体を形成し、その上部にゲート絶縁膜を形成した後、隔壁の上部にゲート電極を有するゲート線を形成する。次いで、ゲート線を覆ってドレイン電極を露出する保護膜を形成し、保護膜の上部に画素電極を形成する。これにより、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。製造工程を単純化することができ、有機絶縁物質を利用して写真工程のみで隔壁と層間絶縁膜または保護膜を形成するため製造工程を単純化することができる。【選択図】図２
2006114862.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ソース電極を有するデータ線と、
前記データ線から分離されているドレイン電極と、
前記絶縁基板上に形成されて前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に位置しており、前記ソース電極とドレイン電極の一部とに接している島形の有機半導体と、
前記有機半導体の上部に形成されており、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位置しゲート電極を有するゲート線と、
前記ゲート線を覆っており、前記ドレイン電極を露出させる第１接触孔を有する保護膜と、
前記第１接触孔を通じて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】
前記有機半導体の前記島形の形状を定義する開口部を有し、前記第１接触孔と共に前記ドレイン電極を露出する第２接触孔を有する隔壁をさらに含むことを特徴とする、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】
前記ゲート絶縁膜は前記開口部内に形成されてい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】
前記有機半導体の下部に形成されており、不透明物質からなる遮光膜をさらに含むことを特徴とする、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】
前記有機半導体と前記遮光膜との間に形成されており、有機絶縁物質または窒化ケイ素または酸化ケイ素からなる層間絶縁膜をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記ゲート絶縁層はOTS（octadecyl-trichloro-silane）表面処理された酸化ケイ素、窒化ケイ素、マレイミドスチレン、ポリビニルフェノール（PVP）及び変性シアノエチルプルラン（m-CEP）のうちの少なくとも一つから形成されてい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７】
前記有機半導体は、テトラセン、ペンタセンの置換基を含む誘導体、チオフェン環の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、ペリレンテトラカルボン酸二無水物またはそのイミド誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物またはそのイミド誘導体、金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体、ペリレンまたはコロネンとその置換基を含む誘導体、チエニレン及びビニレンのコオリゴマーまたはコポリマー、チオフェン、ペリレンまたはコロエンとそれらの置換基を含む誘導体、前記物質の芳香族または芳香族複素環に炭素数１乃至３０個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体からなる群から選ばれるいずれか１つの化合物から形成されてい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８】
前記ゲート絶縁膜は前記ゲート電極に覆われてい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９】
前記データ線及びドレイン電極の下に形成されている層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の下に形成されているカラーフィルターと、
前記カラーフィルターの下に形成されている黒色層と、
をさらに含むことを特徴とする、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１０】
前記保護膜の下部に形成されているカラーフィルターをさらに含むことを特徴とする、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１１】
絶縁基板上に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、
前記ソース電極と前記ドレイン電極の一部及び前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を露出する開口部と、前記ドレイン電極を露出する接触孔を有する隔壁と、を形成する段階と、
前記開口部内に有機半導体を形成する段階と、
前記有機半導体の上部にゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記隔壁の上部にゲート電極を有するゲート線を形成する段階と、
前記ゲート線を覆っており、前記ドレイン電極を露出する保護膜を形成する段階と、
前記保護膜の上部に画素電極を形成する段階と、
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の製造方法。
【請求項１２】
前記有機半導体はインクジェット方式で形成することを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１３】
前記ゲート絶縁膜はインクジェット方式で形成することを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１４】
前記隔壁は有機絶縁物質で形成することを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１５】
前記データ線形成段階の前に、
前記絶縁基板の上部に遮光膜を形成する段階と、
前記遮光膜を覆う層間絶縁膜を形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１６】
前記データ線及びドレイン電極の下部にカラーフィルターを形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１７】
前記保護膜の下部に色フィルターを形成する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の有機半導体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する。
【背景技術】
【０００２】
現在、次世代ディスプレイ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、主に以下の２つの系列に分けられる。１つには、材料的側面からオリゴチオフェン、ペンタセン、フタロシアニン、C６０などの低分子材料とポリチオフェン系列があり、もう一つには、ポリチエニレンビニレンなどの高分子材料がある。低分子有機半導体は電荷移動度が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、シャドーマスクを利用して真空蒸着によって有機半導体を積層及びパターニングしなければならないために、工程が複雑になってしまう。そのため、生産性が落ちて量産の面で問題が多い。これに対し、高分子有機半導体は電荷移動度が０．００１乃至０．１であり、低分子有機半導体に比べると多少低いが、溶媒に溶かして基板上にコーティングまたはプリンティングすることができる。そのため、大面積表示板に有利であり、量産性が高いという長所がある。このような高分子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、大面積と量産が可能な次世代表示装置の駆動素子として注目されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような有機半導体は、外部光に露出される場合、リーク電流が激しく生じるため薄膜トランジスタの特性が低下し、薄膜トランジスタの特性を安定的に確保することが難しい。
【０００４】
そこで、本発明は、薄膜トランジスタ特性を安定的に確保することができ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】
【０００５】
前記課題を解決するために、発明１は絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成されていてソース電極を有するデータ線と、前記データ線から分離されているドレイン電極と、前記絶縁基板上に形成されて前記ソース電極と前記ドレイン電極との間に位置しており、前記ソース電極とドレイン電極の一部とに接している島形の有機半導体と、前記有機半導体の上部に形成されており、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位置しゲート電極を有するゲート線と、前記ゲート線を覆っており、前記ドレイン電極を露出させる第１接触孔を有する保護膜と、前記第１接触孔を通じて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を提供する。
【０００６】
これにより、バックライトまたは外部から有機半導体に入射する光を完全に遮断して有機半導体で発生するリーク電流を遮断し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。
【０００７】
発明２は、前記発明１において、島形の前記有機半導体の前記島形の形状を定義する開口部を有し、前記第１接触孔と共に前記ドレイン電極を露出する第２接触孔を有する隔壁をさらに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を提供する。
【０００８】
発明３は、前記発明２において、前記ゲート絶縁膜は前記開口部内に形成されていることを特徴とする有機半導体薄膜トランジスタ表示板を提供する。
発明４は、前記発明１において、前記有機半導体の下部に形成されており、不透明物質からなる遮光膜をさらに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を提供する。
【０００９】
遮光膜は、絶縁基板の下方向でバックライトから発生する光が薄膜トランジスタの有機半導体に入射することを遮断する。
発明５は、前記発明４において、前記有機半導体と前記遮光膜との間に形成されており、有機絶縁物質または窒化ケイ素または酸化ケイ素からなる層間絶縁膜をさらに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を提供する。
【００１０】
層間絶縁膜は、遮光膜が流動電極として作用することを防止する。
発明６は、前記発明１において、前記ゲート絶縁層はOTS（octadecyl-trichloro-silane）表面処理された酸化ケイ素、窒化ケイ素、マレイミドスチレン、ポリビニルフェノール（PVP）及び変性シアノエチルプルラン（m-CEP）のうちの少なくとも一つから形成されていることを特徴とする有機半導体薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【００１１】
発明７は、前記発明１において、前記有機半導体は、テトラセン、ペンタセンの置換基を含む誘導体、チオフェン環の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、ペリレンテトラカルボン酸二無水物またはそのイミド誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物またはそのイミド誘導体、金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体、ペリレンまたはコロネンとその置換基を含む誘導体、チエニレン及びビニレンのコオリゴマーまたはコポリマー、チオフェン、ペリレンまたはコロエンとそれらの置換基を含む誘導体、前記物質の芳香族または芳香族複素環に炭素数１乃至３０個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体からなる群から選ばれるいずれか１つの化合物から形成されていることを特徴とする有機半導体薄膜トランジスタ表示板を提供する。
【００１２】
発明８は、前記発明１において、前記ゲート絶縁膜は前記ゲート電極に覆われていることを特徴とする有機半導体薄膜トランジスタ表示板を提供する。
発明９は、前記発明１において、前記データ線及びドレイン電極の下に形成されている層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の下に形成されているカラーフィルターと、前記カラーフィルターの下に形成されている黒色層と、をさらに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を提供する。
【００１３】
発明１０は、前記発明１において、前記保護膜の下部に形成されているカラーフィルターをさらに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を提供する。
また、前記課題を解決するために、発明１１は、絶縁基板上に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、前記ソース電極と前記ドレイン電極の一部及び前記ソース電極と前記ドレイン電極との間を露出する開口部と、前記ドレイン電極を露出する接触孔を有する隔壁と、を形成する段階と、前記開口部内に有機半導体を形成する段階と、前記有機半導体の上部にゲート絶縁膜を形成する段階と、前記隔壁の上部にゲート電極を有するゲート線を形成する段階と、前記ゲート線を覆っており、前記ドレイン電極を露出する保護膜を形成する段階と、前記保護膜の上部に画素電極を形成する段階と、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の製造方法を提供する。
【００１４】
この方法により、バックライトまたは外部から有機半導体に入射する光を完全に遮断して有機半導体で発生するリーク電流を遮断し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。
【００１５】
発明１２は、前記発明１１において、前記有機半導体はインクジェット方式で形成することを特徴とする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。
発明１３は、前記発明１１において、前記ゲート絶縁膜はインクジェット方式で形成することを特徴とする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。
【００１６】
発明１４は、前記発明１１において、前記隔壁は有機絶縁物質で形成することを特徴とする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。
発明１５は、前記発明１１において、前記データ線形成段階の前に、前記絶縁基板の上部に遮光膜を形成する段階と、前記遮光膜を覆う層間絶縁膜を形成する段階と、をさらに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の製造方法を提供する。
【００１７】
これは、その後の製造工程において層間絶縁膜の不純物が有機半導体に移動して有機半導体が汚染されることを防止するために行う。これによっ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。
【００１８】
発明１６は、前記発明１１において、前記データ線及びドレイン電極の下部にカラーフィルターを形成する段階をさらに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の製造方法を提供する。
【００１９】
発明１７は、前記発明１１において、前記保護膜の下部に色フィルターを形成する段階をさらに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の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、有機半導体の上部にゲート電極を配置し下部に遮光膜を配置して、外部から有機半導体に入射する光を完全に遮断するため、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。また、隔壁を利用して有機半導体を定義することによって製造工程を単純化することができ、有機絶縁物質を利用して写真工程のみで隔壁と層間絶縁膜または保護膜を形成するため製造工程を単純化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
添付した図面を参照して本発明の実施例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、本発明は多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限定されない。
【００２２】
図面では、多様な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示している。明細書全体にかけて類似な部分については同一な図面符号を付けている。層、膜、領域、基板、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含む。反対に、ある部分が他の部分の“すぐ上”にあるとする時には中間に他の部分がないことを意味する。
【００２３】
以下より、本発明の実施例に係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照して詳細に説明する。
＜有機半導体薄膜トランジスタ表示板の構造＞
まず、図１及び図２を参照して、本発明の一つの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。
【００２４】
図１は、本発明の一つの実施例に係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は、本発明の一つの実施例に係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´線に沿って切断して示した断面図である。
【００２５】
本発明の実施例に係る有機半導体薄膜トランジスタ表示板には、透明な絶縁基板１１０上に遮光幕２０が形成されている。遮光膜１２０は、絶縁基板１１０の下方向でバックライトから発生する光が薄膜トランジスタの有機半導体に入射することを遮断する。遮光膜１２０は、クロムまたはモリブデンまたはこれらを含む合金などのような不透明な物質で形成されており、単一膜または多層膜構造を有する。
【００２６】
遮光膜１２０が形成されている基板１１０の上部には、アクリル系の有機絶縁物質または酸化ケイ素または窒化ケイ素のような無機絶縁物質からなる層間絶縁膜１１１が形成されている。この時、層間絶縁膜１１１は遮光膜１２０による段差を最少化するために平坦化特性を有するのが好ましい。また、層間絶縁膜１１１は、遮光膜１２０が流動電極として作用することを防止するために、低い誘電率を有する有機絶縁物質からなるのが好ましい。有機絶縁物質では、アクリル系またはBCB（Benzocyclobutene）を使用することができる。即ち、有機絶縁物質は、製造工程において有機半導体と接する時、有機半導体の特性を低下させずに安定的に確保しなければならないため、高い光透過率を有する物質が良い。
【００２７】
本発明の他の実施例では、有機絶縁物質からなる層間絶縁膜１１１が有機半導体と接触する時、層間絶縁膜１１１の有機不純物が有機半導体に流入されることを防止するために、層間絶縁膜１１１の上部には部分的にまたは全面的に絶縁膜を形成することができる。この絶縁膜は窒化ケイ素からなるのが好ましい。
【００２８】
層間絶縁膜１１１上には、データ線１７１とデータ線１７１から分離されたドレイン電極１７５とが形成されている。
データ線１７１は主に縦方向に伸びており、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に向かって伸びた複数の分枝はソース電極１７３を構成する。一対のソース電極１７３とドレイン電極１７５とは互いに分離されており、データ線１７１は、外部回路または他の層との接触するように、幅が拡張されている端部１７９を含む。
【００２９】
データ線１７１は、データ信号の遅延や電圧降下を減らすことができるように、抵抗率の低い金属、例えば、金、銀、銅、アルミニウムやこれらを含む合金などの金属からなる導電膜を含む。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る。この場合、一つの導電膜は低い抵抗成分を有する導電物質からなり、他の導電膜は他の物質、特にIZOまたはITOとの物理的、化学的及び電気的接触特性に優れた物質からなるのが好ましい。例えば、他の導電膜は、モリブデン、モリブデン合金[例:モリブデン-タングステン（MoW）合金]、クロムなどの導電物質から形成される。
【００３０】
データ線１７１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。
次に、データ線１７１及びドレイン電極１７５が形成されている層間絶縁膜１１１上部には、隔壁１６０が形成されている。隔壁１６０は、ソース電極１７３とドレイン電極１７５の一部及びこれらの間の層間絶縁膜１１１を露出する開口部１６４を有する。この時、隔壁１６０はその後に形成される有機半導体１５４の位置を定義する。そして、隔壁１６０は、アクリル系の感光性有機絶縁物質からなるのが好ましい。また、隔壁１６０は２〜５μm範囲の厚さを有し、ドレイン電極１７５及びデータ線１７１の端部１７９を露出する。そして、テーパ構造の側壁を有する接触孔１６５、１６２を含んでいる。
【００３１】
隔壁１６０の開口部１６４内には有機半導体１５４が形成されている。この時、有機半導体１５４は開口部１６４の形状に沿って島形をしており、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５の一部と接している。
【００３２】
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。高分子の有機半導体１５４は一般に溶媒によく溶解されるので、インクジェットなどのプリンティング工程に適している。そして、低分子の有機半導体では、低分子の有機物質の中でも有機溶媒によく溶解する物質があるので、これを利用する。また、これらの有機半導体１５４は、スピンコーティング法で積層し、感光膜を利用したパターニング工程で形成しても良い。
【００３３】
有機半導体１５４は、テトラセンまたはペンタセンの置換基を含む誘導体であるか、チオフェン環の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であっても良い。また、有機半導体１５４は、ペリレンテトラカルボン酸二無水物またはそのイミド誘導体であるか、ナフタレンテトラカルボン酸ジアンヒドリドまたはそのイミド誘導体であっても良いまた、有機半導体１５４は、金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体であるか、ペリレンまたはコロネンとその置換基を含む誘導体であっても良い。ここでフタロシアニン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。
【００３４】
また、有機半導体１５４は、チエニレン及びビニレンのコオリゴマーまたはコポリマーであっても良い。また、有機半導体層１５４はチオフェンであっても良い。また、有機半導体１５４は、ペリレンまたはコロネンとそれらの置換基を含む誘導体であっても良い。また、有機半導体１５４は、このような誘導体の芳香族または芳香族複素環に炭素数１乃至３０個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体であっても良い。
【００３５】
隔壁１６０の開口部１６４内に位置する有機半導体１５４の上部には、島形のゲート絶縁膜１４０が形成されている。
ゲート絶縁膜１４０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。高分子のゲート絶縁膜１４０は一般に溶媒によく溶解されるので、インクジェットなどのプリンティング工程に適している。そして、低分子物質には有機溶媒によく溶解する物質があるので、低分子のゲート絶縁膜１４０にはこれを利用する。これらのゲート絶縁膜１４０は、スピンコーティングで形成し、感光膜パターンを利用したパターニングで形成することもできる。この時、ゲート絶縁膜１４０を構成する物質は有機半導体１５４に影響を与えてはならない。つまり、有機半導体１５４はゲート絶縁膜１４０を形成する時に有機溶媒に対して溶解性を有してはならず、ゲート絶縁膜１４０を構成する物質もやはり溶解性を有してはならない。
【００３６】
ここで、ゲート絶縁層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SiO、窒化ケイ素、マレイミドスチレン、ポリビニルフェノール及び変性シアノエチルプルラン（m-CEP）のうちの少なくとも一つからなっても良い。
【００３７】
有機半導体１５４及びゲート絶縁膜１４０を定義する隔壁１６０の上部には、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。ゲート線１２１は主に横方向に伸びており、各ゲート線１２１の一部はゲート電極１２４を構成する。ゲート電極１２４はゲート絶縁膜１４０を完全に覆った形で形成されている。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。
【００３８】
ゲート線１２１は、ゲート信号の遅延や電圧降下を減らすために、低い比抵抗の金属からなる導電膜を含む。導電膜は、例えば、金、銀、銅、アルミニウムやこれらの合金で形成される。また、導電膜は、物理的性質が異なる二つ以上の膜を含むことができる。この場合は、一つの導電膜は低い抵抗を有する導電物質からなり、他の導電膜は他の物質で形成される。他の物質とは、特にIZOまたはITOとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質であって、例えば、モリブデン、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）などの導電物質であるのが好ましい。
【００３９】
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。
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。
【００４０】
ゲート線１２１が形成されている隔壁１６０の上部には、ゲート線を覆うように保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、平坦化特性が優れており、感光性を有する有機物質、またはプラズマ化学気相蒸着で形成される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形成される。
【００４１】
保護膜１８０には、隔壁１６０の接触孔１６２、１６５と共にドレイン電極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と、ゲート線１２１の端部１２９を露出する接触孔１８１と、が形成されている。このように、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を保護膜１８０が有する実施例は、に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。即ち、ゲート線１２１及びデータ線１７１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に連結するための接触部を有する。
【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、その後に形成されるITOまたはIZOの導電膜と接触特性を確保するために、接触孔１８５、１８１、１８２ではアルミニウム系列などのように脆弱な接触特性を有する導電物質は露出されないのが好ましい。また、接触孔１８５、１８１、１８２では、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てもよい。
【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画素電極１９０と、複数の接触補助部材８１、８２と、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おり、ドレイン電極１７５からデータ信号の印加を受ける。また、画素電極１９０は、隣接するゲート線１２１及びデータ線１７１と重なって開口率を高めているが、重ならないこともある。
【００４５】
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と駆動集積回路のような外部装置との接着性を補完し、これらを保護する役割を果たす。従って必須でなく、これらの適用有無は選択的である。
【００４６】
＜有機薄膜トランジスタ表示板の動作と作用＞
次に、上述のように構成された本発明に係る有機薄膜トランジスタ表示板の動作及び作用について説明する。
【００４７】
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に電圧が印加されなければ、有機半導体１５４内の電荷は全て有機半導体１５４内に均等に分布されている。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れば、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が移動する。したがって、ゲート絶縁層１４０に近い有機半導体１５４には電導電荷がない層、即ち、空乏層が生じる。この場合、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５に電圧を印加すれば、電導可能な電荷キャリアが減って、ゲート電極１２４に電圧を印加しなかった時より少ない電流が流れる。これに対し、ゲート電極１２４に負の電極を印加すると、ゲート電極に印加された電圧により電界が生じ、有機半導体１５４とゲート絶縁層１４０との間に正負の電荷が誘導され、ゲート絶縁層１４０と近い有機半導体１５４には電荷の量が多い層、即ち、蓄積層が生じる。この場合、ソース電極１７３とドレイン電極１７５に電圧を印加すると多くの電流が流れる。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に正の電圧と負の電圧を交互に印加すると、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。このような電流量の比を点滅比と言う。点滅比が大きいほど優れたトランジスタの特性を有する。
【００４８】
＜薄膜トランジスタ表示板の製造方法＞
以下より、図１及び図２に示した液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の製造方法における本発明の一つの実施例を、図３乃至図１４及び図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００４９】
図３、図５、図７、図９、図１１及び図１３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によって示した配置図である。図４は、図３の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をIV-IV´線に沿って切断して示した断面図である。図６は、図５の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をVI-VI´線に沿って切断して示した断面図である。図８は、図７の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をVIII-VIII´線に沿って切断して示した断面図である。図１０は、図９の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をX-X´線に沿って切断して示した断面図である。図１２は、図１１の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXII-XII´線に沿って切断して示した断面図である。図１４は、図１３の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXIV-XIV´線に沿って切断して示した断面図である。
【００５０】
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、クロムまたはモリブデンなどのような不透明な物質を積層し、感光膜パターンを利用した写真エッチング工程でパターニングして島形の遮光膜１２０を形成する。この時、絶縁基板１１０はガラスまたはプラスチックまたはケイ素などで形成されている。
【００５１】
次に、遮光膜１２０が形成されている基板１１０の上部に、平坦化特性が優れていて低い誘電率を有するアクリル系の有機絶縁物質を塗布し、層間絶縁膜１１１を形成する。層間絶縁膜１１１は、遮光膜１２０を覆うように形成される。この時、層間絶縁膜１１１は、表面に窒化ケイ素または酸化ケイ素などからなる絶縁膜を追加的に形成するのが好ましい。これは、その後の製造工程において層間絶縁膜１１１の不純物が有機半導体に移動して有機半導体が汚染されることを防止するためである。これによって、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。この時、層間絶縁膜１１１は表示特性が低下しないように高い光透過率を有するのが好ましい。
【００５２】
次に、図５及び図６のように、低抵抗を有する導電物質をスパッタリング方法で積層して導電膜を形成し、感光膜パターンをエッチングマスクとして利用する写真エッチング工程でパターニングして層間絶縁膜１１１の上部にデータ線１７１とデータ線１７１から分離されたドレイン電極１７５とを形成する。
【００５３】
次に、図７及び図８のように、感光性を有する有機物質を層間絶縁膜１１１の上部に、スピンコーティングなどの方法で塗布して絶縁膜を形成し、マスクを利用した写真工程で露光及び現像し、その後に形成する有機半導体の位置を定義する開口部１６４と、ドレイン電極１７５と、データ線１７１端部１７９の一部を露出する接触孔１６５、１６２と、を有する隔壁１６０を形成する。
【００５４】
次に、図９及び図１０のように、隔壁１６０に形成されている開口部１６４の内部の有機半導体物質を、インクジェット工程で落として有機半導体１５４を形成する。この時、スピンコーティングで有機半導体物質を塗布する実施例では、感光膜パターンをエッチングマスクとして用いる写真エッチング工程でパターニングし有機半導体１５４を形成することができる。
【００５５】
次に、隔壁１６０に形成されている開口部１６４内の有機半導体１５４上部に、液状の有機絶縁物質をインクジェット方式で落としてゲート絶縁膜１４０を形成する。この時、スピンコーティングで有機絶縁物質を塗布する実施例では、感光膜パターンをエッチングマスクとして用いる写真エッチング工程でパターニングしてゲート絶縁膜１４０を形成することができる。
【００５６】
次に、図１１及び図１２のように、有機半導体１５４及びゲート絶縁膜１４０を定義する隔壁１６０の上部に低抵抗の導電物質を積層して導電膜を形成した後、感光膜パターンをエッチングマスクとして用いる写真エッチング工程で導電膜をパターニングし、ゲート線１２１をテーパ構造で形成する。
【００５７】
次に、図１３及び図１４のように、ゲート線１２１が形成されている隔壁１６０の上部には、感光性を有する有機物質、または低誘電率絶縁物質、または窒化ケイ素、または酸化ケイ素などを積層して、保護膜１８０を形成する。ここで用いる有機物質は、平坦化特性が優れていて感光性を有する物質である。また、低誘電率絶縁物質は、プラズマ化学気相蒸着（PECVD）で形成されるa-Si:C:O、a-Si:O:Fなどである。次に、マスクを用い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とゲート線の端部１２９とデータ線の端部１７９とが露出されるように、接触孔１８５、１８１、１８２を形成する。
【００５８】
また、図１及び図２のように、ドレイン電極１７５と接触孔１８５と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。
このような本発明の実施例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では、有機半導体１５４の下部に遮光膜１２０を配置し、有機半導体１５４の上部にゲート電極１２４を配置する。したがって、バックライトまたは外部から有機半導体１５４に入射する光を完全に遮断して有機半導体で発生するリーク電流を遮断し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。
【００５９】
＜黒色層とカラーフィルターの配置＞
一方、薄膜トランジスタ表示板と対向する対向表示板には、黒色層と、画素に順次に配置されている赤色、緑色、青色のカラーフィルターと、対向電極とが配置されている。黒色層は、画素の間で漏洩される光を遮断する。対向電極は、画素電極と対向して電場を形成する。また、黒色層とカラーフィルターとは薄膜トランジスタ表示板に配置しても良い。以下より、これについて図面を参照して具体的に説明する。
【００６０】
図１５は本発明の他の実施例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１６は図１５の薄膜トランジスタ表示板をXVI-XVI´線に沿って切断して示した断面図である。
【００６１】
図１５及び図１６のように、本実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の層状構造は、ほとんど図１乃至図２に示した有機半導体薄膜トランジスタ表示板の層状構造と同一である。つまり、層間絶縁膜１１１の上部には、縦方向に伸びたデータ線１７１と、ソース電極１７３と対向するドレイン電極１７５とが形成されている。そしてその上部には、開口部１６４及び接触孔１６２を有する隔壁１６０が形成されている。隔壁１６０の開口部１６４には有機半導体１５４及びゲート絶縁膜１４０が順次に形成されており、ゲート絶縁膜１４０の上部にはゲート電極１２４を含む複数のゲート線１２１が形成されている。ゲート電極１２４はゲート絶縁膜１４０を完全に覆っている。また、その上部には保護膜１８０が形成されている。そして、保護膜１８０には隔壁１６０の接触孔１６５、１６２と共に複数の接触孔１８２、１８５が形成されており、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。保護膜１８０上には複数の画素電極１９０と複数の接触補助部材８１、８２とが形成されている。
【００６２】
本実施例では、前記実施例と以下の点で異なっている。層間絶縁膜１１１の上部には窒化ケイ素からなる絶縁膜１１２が追加的に形成されており、基板１１０と層間絶縁膜１１１との間には、ゲート線１２１及びデータ線１７１で覆われた画素に開口部を有する黒色層２２０が形成されている。本実施例では遮光膜１２０を有していないため、基板１１０の下部から有機半導体１５４に入射する光は黒色層２２０によって遮断される。
【００６３】
黒色層２２０の上部及び層内絶縁膜１１１の下には、各々の画素に順次に配置されている赤色、緑色及び青色のカラーフィルター２３０が形成されている。即ち、保護膜１８０の下部にカラーフィルター２３０が形成されている。
【００６４】
また、層間絶縁膜１１１は感光性有機絶縁物質からなっており、その上部には窒化ケイ素からなる絶縁膜１１２が形成されて上部の有機半導体１５４と下部の層間絶縁膜１１１とが互いに直接接触することを防止する。
【００６５】
このような本実施例による有機半導体薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、前記製造工程とほとんど類似している。
但し、層間絶縁膜１１１を形成する前に、絶縁基板１１０の上部にクロム（Cr）などの不透明な物質を積層及びパターニングして黒色層２２０を形成し、次に赤色、緑色、青色の顔料を含む絶縁物質を順次に積層及びパターニングして、赤色、緑色、青色のカラーフィルター２３０を形成する工程を追加する。
【００６６】
一方、前記実施例では薄膜トランジスタの下部にカラーフィルターを配置したが、薄膜トランジスタの上部にカラーフィルターを配置してもよい。これについて、図面を参照して具体的に説明する。
【００６７】
図１７は、本発明の他の実施例による薄膜トランジスタ表示板の配置図である。図１８は、図１７の薄膜トランジスタ表示板をXVIII-XVIII´線に沿って切断した断面図である。
【００６８】
図１７及び図１８のように、本実施例による液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板の層状構造及び配置構造は、ほとんど図１乃至図２に示した有機半導体薄膜トランジスタ表示板の層状構造と類似している。
【００６９】
しかし、以下の点で前記実施例と異なっている。前記実施例ではデータ線及びドレイン電極の下部にカラーフィルターを形成していたが、本実施例では、保護膜１８０の下部にドレイン電極１７５を露出する開口部を有する赤色、緑色、青色のカラーフィルター２３０が画素領域に順次に配置されている。この時、薄膜トランジスタ及びデータ線１７１の上部では、赤色、緑色、青色のカラーフィルター２３０は互いに重なるように配置して、外部から入射する光を遮断する機能を付与することもできる。
【００７０】
本発明は添付した図面に示された一実施例を参照して説明されたが、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であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるという点が分かる。したがって、本発明の真の保護範囲は添付された請求範囲によってのみ決められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一つの実施例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。
【図２】図１の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をII-II´線に沿って切断して示した断面図。
【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によって示した配置図。
【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によって示した配置図。
【図７】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によって示した配置図。
【図９】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によって示した配置図。
【図１１】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によって示した配置図。
【図１３】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によって示した配置図。
【図４】図３の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をIV-IV´線に沿って切断して示した断面図。
【図６】図５の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をVI-VI´線に沿って切断して示した断面図。
【図８】図７の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をVIII-VIII´線に沿って切断して示した断面図。
【図１０】図９の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をX-X´線に沿って切断して示した断面図。
【図１２】図１１の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXII-XII´線に沿って切断して示した断面図。
【図１４】図１３の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXIV-XIV´線に沿って切断して示した断面図。
【図１５】本発明の他の実施例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。
【図１６】図１５の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXVI-XVI´線に沿って切断して示した断面図。
【図１７】本発明の一つの実施例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。
【図１８】図１７の有機半導体薄膜トランジスタ表示板をXVIII-XVIII´線に沿って切断して示した断面図。
【符号の説明】
【００７２】
１２１  ゲート線
１２４  ゲート電極
１４０  ゲート絶縁層
１５４  有機半導体層
１６４  絶縁層
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】
2006114862.tif 000003
【図２】
2006114862.tif 000004
【図３】
2006114862.tif 000005
【図４】
2006114862.tif 000006
【図５】
2006114862.tif 000007
【図６】
2006114862.tif 000008
【図７】
2006114862.tif 000009
【図８】
2006114862.tif 000010
【図９】
2006114862.tif 000011
【図１０】
2006114862.tif 000012
【図１１】
2006114862.tif 000013
【図１２】
2006114862.tif 000014
【図１３】
2006114862.tif 000015
【図１４】
2006114862.tif 000016
【図１５】
2006114862.tif 000017
【図１６】
2006114862.tif 000018
【図１７】
2006114862.tif 000019
【図１８】
2006114862.tif 000020