(57)【要約】【課題】有機薄膜トランジスタの製造工程を減らすと共に、高解像度有機半導体層を実現することができる有機薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、基板と、ある一方向に延びた複数のゲート線と、前記ゲート線と絶縁されて交差する複数のデータ線と、前記データ線に接続されているソース電極と、前記ソース電極と対向するドレイン電極と、前記ドレイン電極に接続されている画素電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極に接続されており、感光性を有する有機物質からなる有機半導体層とを備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供する。【選択図】図２
2006313913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
第１方向に延びた複数のゲート線と、
前記ゲート線と絶縁されて交差し、第２方向に延びた複数のデータ線と、
前記データ線に接続されているソース電極と、
前記ソース電極と対向するドレイン電極と、
前記ドレイン電極に接続されている画素電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とに接続されており、感光性を有する有機物質からなる有機半導体層とを備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記有機物質は可溶性有機物質である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項３】
前記有機物質は共役構造を有する請求項１または２に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記有機物質は酸分解基を含有する請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記有機物質は酸分解基を含有する可溶性ペンタセン誘導体である請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記酸分解基はｔ−ブチルオキシカルボニル基である請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記有機半導体層上に絶縁パターンをさらに含む請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
前記絶縁パターンは、パリレン、フッ素系炭化水素化合物及びポリビニルアルコールからなる群から選択される１種以上を含む請求項７に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記画素電極は同一材料からなる請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１０】
前記ソース電極、前記ドレイン電極及び前記画素電極は同一層で形成されている請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１１】
前記ソース電極と前記データ線との間に導電性接触パターンをさらに含む請求項９に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１２】
前記有機半導体層下部に光遮断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表示板。
【請求項１３】
基板上にゲート線を形成する工程と、
前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜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工程と、
前記データ線及び前記ドレイン電極上に感光性有機物質を形成する工程と、
前記感光性有機物質を露光して有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層を覆う絶縁パターンを形成する工程と、
前記ドレイン電極に接続される画素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表示板の製造方法。
【請求項１４】
前記感光性有機物質は可溶性有機物質である請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１５】
前記感光性有機物質を形成する工程は、印刷、スピンコーティング及びインクジェットのうちのいずれか一つの方式で行う請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１６】
前記感光性有機物質を露光する工程は、水素触媒の存在下で行なう請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１７】
前記感光性有機物質は、ペンタセンとｔ−ブチルオキシカルボニル基とを含有する化合物を反応させて形成する請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１８】
前記有機半導体層を形成する工程は、前記感光性有機物質を露光した後、熱処理する工程を含む請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項１９】
前記絶縁パターンを形成する工程は、乾式常温又は低温工程で行なう請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２０】
前記絶縁パターンを形成する工程は、
前記有機半導体層上に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層をフォトエッチングでパターニングする工程とを含む請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２１】
基板上に複数のデータ線を形成する工程と、
前記データ線上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上にゲート線を形成する工程と、
前記ゲート線上に、前記データ線を露出させるコンタクトホールを含むゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に、前記コンタクトホールを介して前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を含む画素電極を形成する工程と、
前記ソース電極及び前記画素電極上に感光性有機物質を形成する工程と、
前記感光性有機物質を露光して有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層を覆う絶縁パターンを形成する工程とを含む有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２２】
前記感光性有機物質は可溶性有機物質である請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２３】
前記感光性有機物質を形成する工程は、印刷、スピンコーティング及びインクジェットのうちのいずれか一つの方式で行なう請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２４】
前記感光性有機物質を露光する工程は、水素触媒の存在下で行なう請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２５】
前記感光性有機物質は、ペンタセンとｔ-ブチルオキシカルボニル基とを含有する化合物を反応させて形成する請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２６】
前記有機半導体層を形成する工程は、前記感光性有機物質を露光した後、熱処理する工程を含む請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２７】
前記絶縁パターンを形成する工程は、乾式常温又は低温工程で行なう請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２８】
前記絶縁パターンを形成する工程は、前記有機半導体層上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層をフォトエッチングでパターニングする工程とを含む請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項２９】
前記ソース電極及び前記画素電極を形成する工程は、ＩＴＯを常温で形成する工程及び前記ＩＴＯをフォトエッチングする工程を含む請求項２１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法。
【請求項３０】
前記ＩＴＯをフォトエッチングする工程は、塩基性成分を含有するエッチング液でエッチングする工程を含む請求項２６に記載の有機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薄膜トランジスタ（Ｏ-ＴＦＴ）に対する研究が盛んに行なわれている。
有機薄膜トランジスタは、薄膜トランジスタを構成する半導体を従来のケイ素（Ｓｉ）のような無機物質の代わりに有機物質を用いて形成したもので、低温で単一工程で製造できるので、工程上の利点が大きく、繊維またはフィルムのような形態に製造できるので、フレキシブル表示装置の核心素子として注目されている。
【０００３】
有機薄膜トランジスタを構成する有機半導体層は、蒸着、スピンコーティング、スリットコーティングまたは印刷などの方式で形成することができる。
しかし、これらの方法を行う場合には、有機半導体層パターンを形成するために、さらに、感光性樹脂膜を用いたフォトエッチング工程または隔壁形成工程が要求される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、有機薄膜トランジスタの製造工程を低減させると共に、高解像度の有機半導体層を実現することができる有機薄膜トランジスタ表示板及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による有機薄膜トランジスタ表示板は、基板、ある一方向に延びた複数のゲート線、前記ゲート線と絶縁されて交差する複数のデータ線、前記データ線に接続されているソース電極、前記ソース電極と対向するドレイン電極、前記ドレイン電極に接続されている画素電極、並びに前記ソース電極と前記ドレイン電極に接続されており、感光性を有する有機物質からなる有機半導体層を備える。
【０００６】
また、本発明による有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にゲート線を形成し、前記ゲート線上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜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し、前記データ線及び前記ドレイン電極上に感光性有機物質を形成し、前記感光性有機物質を露光して有機半導体層を形成し、前記有機半導体層を覆う絶縁パターンを形成し、そして前記ドレイン電極に接続される画素電極を形成することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明による有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上に複数のデータ線を形成し、前記データ線上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にゲート線を形成し、前記ゲート線上に前記データ線を露出させるコンタクトホールを含むゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に前記コンタクトホールを介して前記データ線に接続されるソース電極及び前記ソース電極と対向するドレイン電極を含む画素電極を形成し、前記ソース電極及び前記画素電極上に感光性有機物質を形成し、前記感光性有機物質を露光して有機半導体層を形成し、そして前記有機半導体層を覆う絶縁パターンを形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
感光性を有する有機物質を利用して半導体を形成することにより、半導体パターンを形成するための感光膜または隔壁を別途形成する必要をなくすことができる。その結果、製造工程を低減させることができるとともに、比較的に解像度が低い溶液工程後に、フォト工程を利用して半導体パターニングを行うことにより、高解像度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態を、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、多様な形態で実現することができ、ここで説明する実施形態に限定されない。
図面は、各種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。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。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”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００１０】
実施例１
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薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図２は、図１の有機薄膜トランジスタ表示板のＩＩ-ＩＩ線に沿った断面図である。
【００１１】
図示するように、透明なガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０上に、複数のゲート線１２１が形成されている。
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、第１の方向、主に横方向に延びている。各ゲート線は、上に突出した複数のゲート電極１２４と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１２９を有する。ゲート信号を生成するゲート駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着されるフレキシブル印刷回路板（図示せず）上に装着したり、基板１１０上に直接装着したり、基板１１０に集積することができる。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積される場合には、ゲート線１２１が延びてこれと直接接続することができる。
【００１２】
ゲート線１２１は、アルミニウム（Ａｌ）とアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）と銀合金などの銀系金属、金（Ａｕ）と金合金などの金系金属、銅（Ｃｕ）と銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）とモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）などからなることが好ましい。しかし、ゲート線１２１は、物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することができる。このうちの一つの導電膜は、信号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。これと異なり、もう一つ導電膜は他の物質、特にＩＴＯ及びＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性が優れた物質からなる。ゲート線１２１は様々の金属及び導電体から形成することができる。
【００１３】
ゲート線１２１の側面は基板１１０面に対して傾斜しており、その傾斜角は約３０°〜８０゜であることが好ましい。
ゲート線１２１上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。ゲート絶縁膜１４０は、無機絶縁物または有機絶縁物によって形成することができる。無機絶縁物の例としては、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2）があり、酸化ケイ素の場合、ＯＴＳ（octadecyl-trichlorosilane）で表面処理してもよい。有機絶縁物の例としては、マレイミドスチレン、ポリビニルフェノール及びｍ-ＣＥＰ（Modified Cyanoethylpullulan）がある。
【００１４】
ゲート絶縁膜１４０上には、複数のデータ線１７１と複数のドレイン電極１７５が形成されている。
データ線１７１はデータ信号を伝達し、第２方向、主に縦方向に延びてゲート線１２１と交差する。各データ線１７１は、ゲート電極１２４に向かって延びた複数のソース電極１７３と他の層または外部駆動回路との接続のために面積が広い端部１７９を有する。データ信号を生成するデータ駆動回路（図示せず）は、基板１１０上に付着されるフレキシブル印刷回路板（図示せず）上に装着したり、基板１１０上に直接装着したり、基板１１０に集積することができる。データ駆動回路が基板１１０上に集積される場合、データ線１７１が延びてこれと直接接続してもよい。
【００１５】
ドレイン電極１７５は、データ線１７１と分離されており、ゲート電極１２４を中心にソース電極１７３と対向する。
データ線１７１及びドレイン電極１７５は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金など銀系金属、金（Ａｕ）や金合金など金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金など銅系金属、モリブデンやモリブデン合金などモリブデン系金属、ニッケル（Ｎｉ）、クロム、タンタル（Ｔａ）、チタニウム（Ｔｉ）及びＩＴＯなどからなることが好ましい。しかし、これらは物理的性質が異なる二つの導電膜（図示せず）を含む多重膜構造を有することも可能である。このうちの一つの導電膜は、信号遅延や電圧降下を減らすために比抵抗が低い金属からなる。これと異なり、もう一つの導電膜は、他の物質、特に有機半導体層、ＩＴＯ及びＩＺＯとの物理的、化学的、電気的接触特性に優れた物質からなる。データ線１７１及びドレイン電極１７５は、これ以外にも様々な金属または導電体によって形成することができる。
【００１６】
データ線１７１及びドレイン電極１７５は、その側面が基板１１０面に対して３０゜〜８０゜程度の角度で傾斜していることが好ましい。
ソース電極１７３、ドレイン電極１７５及びゲート絶縁膜１４０上には、複数の島状有機半導体層１５４が形成されている。有機半導体層１５４は、ゲート電極１２４上に位置し、ソース電極１７３及びドレイン電極１７５と接続されている。
【００１７】
有機半導体層１５４は、電子を容易に移動させることができる共役構造を有するオリゴマーまたは重合体からなることが好ましい。有機半導体層１５４は、水溶液及び／又は有機溶媒等に溶解する、つまり、可溶性の化合物であることが好ましい。可溶性の化合物は、低分子化合物又は高分子化合物のいずれでもよく、溶液工程に適用するために、溶解性が低い低分子化合物に親水性または疎水性官能基を結合させた誘導体であってもよい。ここで、溶解する又は可溶性とは、溶液工程で有機半導体層を形成することができる程度に溶解性を有することを意味する。
【００１８】
有機半導体層１５４は、例えば、テトラセンまたはペンタセン等の置換基を含む誘導体、あるいはチオフェン環の２位及び５位を通じて４〜８個が連結されたオリゴチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ-３-ヘキシルチオフェン、フタロシアニンまたはチオフェン等から選択して形成することができる。
また、有機半導体層１５４は感光性を有する有機物質からなる。感光性有機物質は露光により所定のパターンに形成することができ、露光後の生成物は半導体特性を有することが要求される。このような有機物質として、分子構造内に半導体特性を示すことができる部分と、一定の条件下で露光により分解する酸分解基（acid-labile group）とを同時に含有する化合物が挙げられる。このような有機物質が光酸発生剤の存在下で露光される場合、光酸発生剤から放出した酸触媒、例えば、水素触媒（Ｈ+）によって酸分解基が分解され、半導体特性を示す有機物質を生成することができる。
【００１９】
このような感光性有機物質は、蒸着、スピンコーティング、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷またはインクジェット印刷などの方式で全面または部分的に成膜した後、露光して有機半導体層に変換することができる。この場合、比較的低い解像度を示す印刷またはスピンコーティングなどの簡便な方法で形成した有機半導体層を、追加工程なしでフォトエッチングでパターニングすることによって、高解像度の有機半導体層を実現することができる。
【００２０】
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１７３及び一つのドレイン電極１７５は、有機半導体層１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（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層１５４に形成される。
有機半導体層１５４上には絶縁パターン１６４が形成されている。
【００２１】
絶縁パターン１６４は、有機半導体層１５４が外部の熱、プラズマまたは化学物質の影響を受けることを防止するためのもので、パリレン、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコールなどからなることが好ましい。
データ線１７１、ドレイン電極１７５及び絶縁パターン１６４の上には、保護膜１８０が形成されている。保護膜１８０は、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの無機絶縁物、ポリイミドまたはポリアクリールなどの有機絶縁物、低誘電率絶縁物などからなる。低誘電率絶縁物の誘電定数は４．０以下であることが好ましく、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などがその例である。しかし、保護膜１８０は、有機膜の優れた絶縁特性を生かしつつ露出した有機半導体層１５４部分にダメージを与えないように下部無機膜と上部有機膜の二重膜構造を有することができる。ただし、保護膜１８０を省略することも可能である。
【００２２】
保護膜１８０にはデータ線１７１の端部１７９及びドレイン電極１７５をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１８２、１８５が形成されており、保護膜１８０とゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９を露出させる複数のコンタクトホール１８１が形成されている。
保護膜１８０上には、複数の画素電極１９１及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。これらはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質やアルミニウム、銀またはその合金などの反射性金属からなることが好ましい。
【００２３】
画素電極１９１は、コンタクトホール１８５を介してドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続されており、ドレイン電極１７５からデータ電圧の印加を受ける。データ電圧が印加された画素電極１９１は、共通電圧の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（図示せず）と共に電場を生成することで二つの電極間の液晶層（図示せず）の液晶分子の方向を決定する。画素電極１９１と共通電極は、キャパシタ（以下、液晶キャパシタという。）を構成して薄膜トランジスタが遮断（ターンオフ）された後にも印加された電圧を維持する。
【００２４】
画素電極１９１はゲート線１２１及びデータ線１７１と重なって開口率を高める。
接触補助部材８１、８２はそれぞれコンタクトホール１８１、１８２を介してゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９に接続されている。接触補助部材８１、８２は、データ線１７１及びゲート線１２１の端部１７９、１２９と外部装置との接着性を補完し、これらを保護する。
【００２５】
次に、図１及び図２に示した有機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〜図１３、図１及び図２を参照して説明する。
図３、図５、図８、図１０及び図１２は、図１及び図２に示した有機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の中間工程を示す配置図であり、図４は、図３に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＩＶ-ＩＶ線に沿った断面図であり、図６は、図５に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩ-ＶＩ線に沿った断面図であり、図７は、図５及び図６に続く工程を示す断面図であり、図９は、図８に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＩＸ-ＩＸ線に沿った断面図であり、図１１は、図１０に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩ-ＸＩ線に沿った断面図であり、図１３は、図１２に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＩ-ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
【００２６】
まず、図３及び図４に示すように、透明ガラスまたはプラスチックなどの絶縁基板１１０上に、ゲート電極１２４と端部１２９を有する複数のゲート線１２１を形成する。
次に、図５及び図６に示すように、化学気相蒸着法でゲート絶縁膜１４０を形成する。ゲート絶縁膜１４０は約５００〜３０００Åの厚さを有することが好ましく、ＯＴＳ溶液に浸して表面処理を施すこともできる。
【００２７】
ゲート絶縁膜１４０上に金（Ａｕ）などの低抵抗導電層を形成した後、フォトエッチング法でパターニングして、ソース電極１７３及び端部１７９を有する複数のデータ線１７１及び複数のドレイン電極１７５を形成する。
次いで、図７に示すように、データ線１７１及びドレイン電極１７５上の全面または部分に、感光性有機物質からなる有機膜１５０を形成する。ここで、感光性有機物質は、分子構造内に半導体特性を示す部分と露光により分解する酸分解基とを同時に含有するもので、例えば、分子構造内にｔ−ブチルオキシカルボニル基を含有するペンタセン誘導体が挙げられる。
【００２８】
前記ペンタセン誘導体は、ペンタセンとＮ-スルフィニル-ｔ-ブチルカーバメートとをパラジウム触媒の存在下で反応させることにより形成することができる。この反応は、Diels-Alder反応を行なってペンタセン構造内にｔ−ブチルオキシカルボニル基を結合させるものである。
前記ペンタセン誘導体は、蒸着、スピンコーティング、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷またはインクジェット印刷などの方式で形成する。
【００２９】
具体的には、ペンタセン誘導体と水素（Ｈ+）触媒を供給するための光酸発生剤として、例えば、ジ−ｔ−ブチル−フェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネートとを、溶媒中に混合し、スピンコーティングで膜状に形成し、これをＵＶで露光して約１１０〜１５０℃で約５分間熱処理する。この場合、光酸発生剤で生成された水素（Ｈ+）触媒によって、ペンタセン誘導体内のｔ−ブチルオキシカルボニル基が分解されて、図８及び図９に示すように、ペンタセンからなる所定パターンの有機半導体層１５４が形成される。
【００３０】
続いて、図１０及び図１１に示すように、常温またはそれよりも低温の乾式工程を用いてパリレン、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコールなどからなる絶縁層を形成する。次いで、絶縁層をフォトエッチング工程でパターニングして有機半導体層１５４を十分に覆う絶縁パターン１６４を形成する。
その後、図１２及び図１３に示すように、データ線１７１、ドレイン電極１７５及び絶縁パターン１６４を覆う保護膜１８０を積層してパターニングし、ゲート線１２１の端部１２９、データ線１７１の端部１７９及びドレイン電極１７５をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１８１、１８２、１８５を形成する。
【００３１】
最後に、図１及び図２に示すように、保護膜１８０上に複数の画素電極１９１と複数の接触部材８１、８２を形成する。
実施例２
以下、本発明の他の一実施形態による有機薄膜トランジスタ表示板について詳細に説明する。
【００３２】
図１４は、本発明の他の一実施形態による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図１５は、図１４に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶ−ＸＶ’線及びＸＶ’−ＸＶ”線に沿った断面図である。
透明ガラスまたはプラスチックなどからなる絶縁基板１１０上に、複数のデータ線１７１及び光遮断膜１７４が形成されている。
【００３３】
データ線１７１はデータ信号を伝達し、主に縦方向に延びており、各データ線１７１は横に突出した複数の突出部１７２と、他の層または外部駆動回路との接続のための広い端部１７９とを有している。
データ線１７１及び光遮断膜１７４は、信号遅延や電圧降下を減らすために低い比抵抗の金属、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、またはこれらの合金からなる導電膜からなることが好ましい。また、物理的性質が異なる二つ以上の導電膜を含むことができ、この場合には、一つの導電膜は低抵抗の導電物質からなり、もう一つ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、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）またはクロム（Ｃｒ）などの導電物質からなることが好ましい。
【００３４】
データ線１７１及び光遮断膜１７４は、約１０００〜３０００Åの厚さに形成されている。
データ線１７１及び光遮断膜１７４の側面はそれぞれ傾斜しており、その傾斜角は基板１１０面に対して約３０〜８０゜であることが好ましい。
データ線１７１及び光遮断膜１７４の上には、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯ2）などの無機絶縁物質からなる下部層間絶縁膜１６０ｐと、耐久性に優れたポリアクリル、ポリイミド及び/またはベンゾシクロブテン（Ｃ10Ｈ8）などを含む有機絶縁物質からなる上部層間絶縁膜１６０ｑが順次に形成されている。場合によって、下部層間絶縁膜１６０ｐ及び上部層間絶縁膜１６０ｑのうちいずれか一つを省略することも可能である。
【００３５】
下部層間絶縁膜１６０ｐ及び上部層間絶縁膜１６０ｑには、データ線１７１の突出部１７２及び端部１７９をそれぞれ露出させる複数のコンタクトホール１６３、１６２が形成されている。
上部層間絶縁膜１６０ｑ上に、ゲート信号を伝達する複数のゲート線１２１、データ線１７１上部に形成されている接触パターン１２８及び複数の維持電極線１３１が形成されている。
【００３６】
ゲート線１２１はゲート信号を伝達し、主に縦方向に延びたデータ線１７１と交差する。また、ゲート線１２１の一部は上に突出して複数のゲート電極１２４を構成し、ゲート線１２１の一端部１２９は、外部回路または他の層との接続のために幅が拡張されている。
接触パターン１２８は、下部で層間絶縁膜１６０に形成されたコンタクトホール１６３を介してデータ線１７１に接続されており、上部でゲート絶縁膜１４０に形成されたコンタクトホール１４３を介してソース電極１９３に接続されている。データ線１７１とソース電極１９３との間には、上部層間絶縁膜１６０ｑ及びゲート絶縁膜１４０を有する複数の有機膜が設けられているので、有機膜によってデータ線１７１とソース電極１９３との間に接触不良が生じるおそれがある。よって、データ線１７１とソース電極１９３との間に接触パターン１２８を介在させることで、データ線１７１とソース電極１９３との間の接触不良を防止することができる。
【００３７】
維持電極線１３１のそれぞれは主に横方向に延びており、ゲート線１２１とデータ線１７１で囲まれた領域の周縁に配置されている維持電極１３３を含む。
ゲート線１２１、接触パターン１２８及び維持電極線１３１は、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、例えば金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）またはこれらの合金などからなる導電膜を含むことが望ましい。または、物理的性質が異なる二つ以上の導電膜を含むことができ、この場合、一つの導電膜は低抵抗の導電物質からなり、もう一つ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、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）またはクロム（Ｃｒ）などの導電物質からなることが好ましい。
【００３８】
ゲート線１２１、接触パターン１２８及び維持電極線１３１の側面はそれぞれ傾斜しており、その傾斜角は基板１１０面に対して約３０〜８０°であることが好ましい。
ゲート線１２１、接触パターン１２８及び維持電極線１３１を含んだ全面に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などの無機絶縁物質または有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は有機物質からなることが好ましく、例えば、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）で表面処理された酸化ケイ素（ＳｉＯ2）または真空中に化学気相蒸着（ＣＶＤ）工程によって形成されるパリレンまたはフッ素（Ｆ）含有の炭化水素系の高分子化合物から形成することができる。
【００３９】
特に、パリレンは塗布均一性が非常に優れており、１０００Åから数μｍまで塗布厚さを容易に調節でき、誘電率が非常に低くて絶縁膜としての特性が優れている。また、パリレンが高分子化される場合、現存する全ての有機溶媒にほとんど溶解されず、常温で蒸着可能であるため、熱ストレスがないという利点がある。さらに、乾式工程で形成されて別途の溶剤が不要で、環境親和的である。
【００４０】
ゲート絶縁膜１４０は、約６０００Å〜１．２μｍの厚さに形成されている。
ゲート絶縁膜１４０には、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９をそれぞれ露出させるコンタクトホール１４１、１４２と、層間絶縁膜１６０のコンタクトホール１６３と共にゲート電極１２４に隣接したデータ線１７１を露出させる複数のコンタクトホール１４３が形成されている。
【００４１】
ゲート絶縁膜１４０にゲート線１２１及びデータ線１７１の端部１２９、１７９を露出させるコンタクトホール１４１、１４２が形成されている場合には、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に接続するためゲート線１２１及びデータ線１７１が接触部を有する構造である。また、基板１１０上部に直接ゲート駆動回路を、有機薄膜トランジスタと同一層で形成することができる。この場合、ゲート線１２１及びデータ線１７１の端部１２９、１７９は駆動回路の出力端に電気的に接続される。
【００４２】
ゲート絶縁膜１４０上には、複数のソース電極１９３及び複数の画素電極１９１と、複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
ソース電極１９３、画素電極１９１及び接触補助部材８１、８２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が高い導電物質から、約３００〜８００Åの厚さに形成することができる。
【００４３】
画素電極１９１のうちゲート電極１２４上部に位置する一部はドレイン電極１９５を構成し、データ信号の印加を受ける。
ソース電極１９３は、ゲート電極１２４を中心にドレイン電極１９５と対向し、コンタクトホール１４３、１６３を介してデータ線１７１に接続されている。
ソース電極１９３とドレイン電極１９５は、互いに平行に対向する境界線を有するが、単位面積で長さを極大化するために屈曲されている。
【００４４】
また、画素電極１９１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。
接触補助部材８１、８２は、コンタクトホール１４１、１４２を介してゲート線１２１及びデータ線１７１の端部１２９、１７９にそれぞれ接続される。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もので必須ではなく、これらの適用は選択的である。
【００４５】
画素電極１９１及びソース電極１９３上には、複数の島状有機半導体層１５４が形成されている。有機半導体層１５４はゲート電極１２４上に位置し、ソース電極１９３及びドレイン電極１９５と接続されている。有機半導体層１５４の下部には光遮断膜１７４が形成されている。光遮断膜１７４は、有機半導体層１５４で光による漏洩電流が急激に増加することを防止する役割を果たす。
【００４６】
有機半導体層１５４は、電子を容易に移動させることができる共役構造を有するオリゴマーまたは重合体からなることが好ましい。有機半導体層１５４は、低分子化合物または水溶液や有機溶媒に溶解される高分子化合物からなることが好ましく、溶解性が低い低分子化合物を、溶液工程に適用するために、低分子共役化合物に親水性または疎水性官能基を結合させた誘導体を用いて形成してもよい。
【００４７】
有機半導体層１５４としては、例えば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４〜８個が連結されたオリゴチオフェン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−ヘキシルチオフェン、フタロシアニンまたはチオフェン等から選択することができる。
また、有機半導体層１５４は感光性を有する有機物質からなる。感光性有機物質は露光により所定のパターンに形成することができ、露光後の生成物は半導体特性を有する必要がある。このような有機物質として、分子構造内に半導体特性を示すことができる部分と、一定の条件下で露光により分解する酸分解基とを同時に含有する化合物がある。このような有機物質は、光酸発生剤の存在下で露光される場合、光酸発生剤から放出された酸触媒（例えば、Ｈ+）により酸分解基が分解して半導体特性を示す有機物質が生成され得る。
【００４８】
このような感光性有機物質は、蒸着、スピンコーティング、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷またはインクジェット印刷などの方式で全面または部分的に形成された後、露光して有機半導体層に形成されることが好ましい。この場合、比較的低い解像度を示す印刷またはスピンコーティングなどの簡単な方法で形成した有機半導体層を、別途の追加工程なしでフォトエッチングでパターニングすることにより、高解像度の有機半導体層を実現することができる。
【００４９】
有機半導体層１５４は、約３００〜１０００Åの厚さに形成されることが好ましい。
一つのゲート電極１２４、一つのソース電極１９３及び一つのドレイン電極１９５は、有機半導体層１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成し、薄膜トランジスタのチャンネル（Ｑ）はソース電極１９３とドレイン電極１９５との間の有機半導体層１５４に形成される。
【００５０】
有機半導体層１５４上には絶縁パターン１８３が形成されている。
絶縁パターン１８３は、有機半導体層１５４が外部熱、プラズマまたは化学物質の影響を受けることを防止するためのもので、パリレン、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコールなどで形成されることが好ましい。
以下、図１４及び図１５に示した有機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１６〜図２４を参照して詳細に説明する。
【００５１】
図１６、図１８、図２０及び図２３は、図１４及び図１５に示した有機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の中間工程の配置図であり、図１７は、図１６に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ’−ＸＶＩＩ線に沿った断面図であり、図１９は、図１８に示したＸＩＸ−ＸＩＸ’−ＸＩＸ線に沿った断面図であり、図２１は、図２０に示したＸＸＩ−ＸＸＩ’−ＸＸＩ線に沿った断面図であり、図２２は、図２１に続く工程を示す断面図であり、図２４は、図２３に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ’−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。
【００５２】
まず、図１６及び図１７に示すように、透明ガラスまたはプラスチックなどの絶縁基板１１０上に、スパッタリングで金属層を形成する。
ここで、金属層は、低い比抵抗の金属、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）またはこれらの合金からなる導電体からなることが好ましく、低抵抗特性及び接着性などを考慮して多層に形成することも可能である。
【００５３】
その後、金属層をフォトエッチングして、突出部１７２及び端部１７９を含むデータ線１７１と光遮断膜１７４を形成する。
次に、図１８及び図１９に示すように、データ線１７１及び光遮断膜１７４を含む基板全面に窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）などの無機物質からなる下部層間絶縁膜１６０ｐと感光性有機物質からなる上部層間絶縁膜１６０ｑを順次に形成する。ここで、下部層間絶縁膜１６０ｐは、約２５０〜４００℃の温度で化学気相蒸着（ＣＶＤ）法で形成し、上部層間絶縁膜１６０ｑはスピンコーティングのような溶液工程で形成することが好ましい。場合によって、下部層間絶縁膜１６０ｐ及び上部層間絶縁膜１６０ｑのうちのいずれか一つを省略することも可能である。
【００５４】
その後、感光性有機物質からなる上部層間絶縁膜１６０ｑを露光してデータ線１７１の突出部１７２及び端部１７９をそれぞれ露出させるコンタクトホール１６２、１６３を形成した後、上部層間絶縁膜１６０ｑをマスクとして下部層間絶縁膜１６０ｐを乾式エッチングする。
次いで、上部層間絶縁膜１６０ｑ上に金属層を形成する。金属層は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）またはこれらの合金からなる導電体からなることが好ましく、低抵抗特性及び接着性などを考慮して多層に形成することも可能である。
【００５５】
次に、金属層をフォトエッチングして、ゲート電極１２４を含むゲート線１２１、接触パターン１２８及び維持電極１３３を含む維持電極線１３１を形成する。
図２０及び図２１に示すように、ゲート線１２１、接触パターン１２８及び維持電極線１３１を含む全面に無機物質または感光性有機物質からなるゲート絶縁膜１４０を形成する。
【００５６】
その後、ゲート絶縁膜１４０を露光してゲート線１２１の端部１２９、データ線１７１の端部１７９及びデータ線１７１の突出部１７２をそれぞれ露出させるコンタクトホール１４１、１４２、１４３を形成する。
次いで、ゲート絶縁膜１４０の全面にＩＴＯをスパッタリングする。この時、スパッタリングは常温で行い非晶質ＩＴＯ膜を形成する。その後、前記非晶質ＩＴＯ膜をアミン（ＮＨ2）成分が含まれている弱塩基性エッチング液を利用してパターニングして、ドレイン電極１９５を含む画素電極１９１、ソース電極１９３及び接触補助部材８１、８２を形成する。このように、非晶質ＩＴＯで形成する場合、弱塩基性エッチング液で容易にエッチングすることができるため、他の導電体または結晶質ＩＴＯのように強酸エッチング液が不要である。強酸エッチング液を利用してパターニングする場合、エッチング液が下部のゲート絶縁膜１４０と接触して不良を起こすおそれもあり、ゲート絶縁膜１４０に発生したクラックに浸透して下部導電層を侵食する可能性もある。
【００５７】
非晶質ＩＴＯをそのまま利用してもよく、非晶質ＩＴＯを結晶化して結晶質ＩＴＯを形成することも可能である。
前記実施形態ではＩＴＯについてのみ説明したが、ＩＺＯのような他の透明電極または金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）のような反射性電極で形成することもできる。
次に、図２２に示すように、ソース電極１９３及び画素電極１９１を含んだ全面に感光性有機物質からなる有機膜１５０を形成する。ここで、感光性有機物質は、分子構造内に半導体特性を示す部分と露光により分解する酸分解基とを同時に含有するもので、例えば、分子構造内にｔ−ブチルオキシカルボニル基を含有するペンタセン誘導体がある。
【００５８】
前記ペンタセン誘導体は、ペンタセンとＮ−スルフィニル−ｔ−ブチルカーバメートをパラジウム触媒の存在下で反応させることが望ましい。前記反応は、Diels-Alder反応によってペンタセン構造内にｔ−ブチルオキシカルボニル基を結合させるものである。
前記ペンタセン誘導体を蒸着、スピンコーティング、オフセット印刷、スクリーン印刷、マイクロコンタクト印刷またはインクジェット印刷などの方法で形成する。
【００５９】
その後、水素（Ｈ+)触媒を供給するための光酸発生剤として、例えば、ジ−ｔ−ブチル−フェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネートの存在下、前記ペンタセン誘導体をＵＶで露光して約１１０〜１５０℃で約５分間熱処理する。この場合、光酸発生剤で生成された水素（Ｈ＋）触媒によってペンタセン誘導体内のｔ−ブチルオキシカルボニル基が分解されて、図２３及び図２４に示すように、ペンタセンからなる所定のパターンの有機半導体層１５４が形成される。
【００６０】
最後に、図１４及び図１５のように、常温またはそれよりも低温の乾式工程でパリレン、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコールなどの絶縁層を形成する。次いで、絶縁層をフォトエッチング工程でパターニングして有機半導体層１５４を十分に覆う絶縁パターン１８３を形成する。
以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、液晶表示装置用薄膜トランジスタ表示板のみならず、例えば、有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）及び電子紙（ｅ−ｐａｐｅｒ）のように、薄膜トランジスタにより駆動できる他の表示装置にも同様に適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薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図２】図１に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図４】図３に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図６】図５に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図５及び図６に続く工程を示す断面図である。
【図８】図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図９】図８に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図１１】図１０に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【図１２】図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図１３】図１２に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図１４】本発明の他の一実施形態による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図１５】図１４に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。
【図１６】図１４及び図１５に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図１７】図１６に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図１８】図１４及び図１５に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図１９】図１８に示したＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った断面図である。
【図２０】図１４及び図１５に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図２１】図２０に示したＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を示す断面図である。
【図２３】図１４及び図１５に示した有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施形態により製造する中間工程の配置図である。
【図２４】図２３に示した有機薄膜トランジスタ表示板のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１１０  絶縁基板
１２１  ゲート線
１２４  ゲート電極
１４０  ゲート絶縁膜
１７１  データ線
１７５  ドレイン電極
１７３  ソース電極
１５４  有機半導体層
１６４  絶縁パターン
１８０  保護膜
１８１、１８２、１８５  コンタクトホール
１９１  画素電極
８１、８２  接触補助部材
１７４  光遮断膜
１６３、１６２  コンタクトホール
１２８  接触パターン
１３１  維持電極線
１６０  層間絶縁膜
１４１、１４２、１４３  コンタクトホール
１９３  ソース電極
１９５  ドレイン電極
１８３  絶縁パターン
１５０  有機膜
【図１】
2006313913.tif 000003
【図２】
2006313913.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006313913.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006313913.tif 000009
【図８】
2006313913.tif 000010
【図９】
2006313913.tif 000011
【図１０】
2006313913.tif 000012
【図１１】
2006313913.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2006313913.tif 000015
【図１４】
2006313913.tif 000016
【図１５】
2006313913.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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