(57)【要約】【課題】有機半導体層の表面損傷を防止できる有機薄膜をパターニングする方法、有機半導体層の表面損傷を防止し、オフ電流を減少させることができる有機薄膜トランジスタ及びその製造方法、有機薄膜トランジスタを備えた有機電界発光表示装置を提供する。【解決手段】基板上に有機薄膜を形成するステップ、有機薄膜の一部分上にマスク物質を選択的にプリンティングするステップ、有機薄膜のうち露出された部分をドライエッチングするステップ、及びマスク物質を除去するステップを含む有機薄膜のパターニング方法である。【選択図】図３Ｃ
2006270094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に有機薄膜を形成するステップと、
前記有機薄膜の一部分上にマスク物質を選択的にプリンティングするステップと、
前記マスク物質を利用して前記有機薄膜のうち露出された部分をドライエッチングするステップと、
前記マスク物質を除去するステップと、を含むことを特徴とする有機薄膜のパターニング方法。
【請求項２】
前記有機薄膜は、有機半導体層を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜のパターニング方法。
【請求項３】
前記有機薄膜は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機物質を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機薄膜のパターニング方法。
【請求項４】
前記有機薄膜は、Ｏ２アッシング工程を通じてドライエッチングすることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜のパターニング方法。
【請求項５】
前記マスク物質は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜のパターニング方法。
【請求項６】
前記マスク物質は、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜のパターニング方法。
【請求項７】
基板上にソース及びドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース及びドレイン電極と基板との上に有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層の一部分上にマスク物質を選択的にプリンティングする工程と、
前記マスク物質を利用して、前記有機半導体層をドライエッチングしてパターニングする工程と、
基板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ゲート電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項８】
前記基板は、プラスチック基板を備え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の製造方法。
【請求項９】
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、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機物質を含むことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１０】
前記有機半導体層は、Ｏ２アッシング工程を通じてドライエッチング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の製造方法。
【請求項１１】
前記マスク物質は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を含むことを特徴とする請求項７に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１２】
前記マスク物質は、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去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の製造方法。
【請求項１３】
請求項７ないし１２のうちいずれか一項に記載の製造方法により製造されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
基板上にゲート電極を形成する工程と、
前記基板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及びドレイン電極を形成する工程と、
前記基板上に有機半導体層を形成する工程と、
前記有機半導体層の一部分上にマスク物質を選択的に形成する工程と、
前記マスク物質を利用して、前記有機半導体層をドライエッチングしてパターニングする工程と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１５】
前記基板は、プラスチック基板を備えることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１６】
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、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１７】
前記有機半導体層は、Ｏ２アッシング工程を通じてドライエッチングすることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１８】
前記マスク物質は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を含むことを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１９】
前記マスク物質は、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去することを特徴とする請求項１４に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２０】
請求項１４ないし請求項１９のうちいずれか一項に記載の製造方法により製造されることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２１】
請求項１３または請求項２０のうちいずれか一項に記載の有機薄膜トランジスタを備えることを特徴とする平板表示装置。
【請求項２２】
前記平板表示装置は、列及び行のマトリックス形態に配列され、それぞれ少なくとも一つの有機薄膜トランジスタを備える複数の画素を備え、
前記有機薄膜トランジスタは、ゲート、ソース及びドレイン電極、及び半導体層を備え、
前記半導体層は、ソース及びドレイン電極、及びそれらの間の部分に少なくとも対応するボックス形態、列または行方向に延びるライン形態、及び列及び行方向に延びるメッシュ形態のうち一つのパターンを有することを特徴とする請求項２１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に係り、特に、有機半導体層の表面損傷を防止できる有機薄膜パターニング方法に関する。また、本発明は、有機半導体層の表面損傷を防止し、オフ電流を減少させることができる有機薄膜トランジスタ及びその製造方法、有機薄膜トランジスタを備えた有機電界発光表示装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
有機薄膜トランジスタ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＯＴＦＴ）は、次世代のディスプレイ装置の駆動素子であって、活発な研究が進められている。ＯＴＦＴは、半導体層としてシリコン膜の代わりに有機膜を使用するものであって、有機膜の材料によって、オリゴチオフェン、ペンタセンのような低分子の有機物薄膜トランジスタと、ポリチオフェンのような高分子の有機物薄膜トランジスタとに分類される。
【０００３】
このようなＯＴＦＴをスイッチング素子として使用する有機電界発光表示装置は、少なくとも二つのＯＴＦＴ、例えば一つのスイッチングＯＴＦＴ、一つの駆動ＯＴＦＴ、一つのキャパシタ、及び上部電極と下部電極との間に有機膜層が介在された有機電界発光素子を備える。
【０００４】
通常、フレキシブル有機電界発光表示装置は、基板としてフレキシブル基板を使用し、前記フレキシブル基板は、プラスチック基板などを備える。プラスチック基板は、熱安定性が非常に脆弱であって低温工程を利用して有機電界発光表示装置を製造することが要求されている。
【０００５】
これにより、半導体層として有機膜を使用するＯＴＦＴは、低温工程が可能であるので、フレキシブル有機電界発光表示装置のスイッチング素子として注目されている。
【０００６】
特許文献１には、薄膜蒸着時間を短縮させ、正孔移動度を向上させるペンタセン薄膜トランジスタを開示した。特許文献２には、トランジスタの電気的性能を向上させるＯＴＦＴの素子構造及びその製造方法を開示した。また、特許文献３には、チャンネル領域がラジカルを有する有機化合物で構成されて、キャリア移動度及びオン／オフ電流比を向上させる薄膜トランジスタを開示した。
【０００７】
図１は、従来のトップゲート構造を有するＯＴＦＴの断面図である。
【０００８】
図１に示すように、従来のＯＴＦＴ １０は、基板１１上に形成されたゲート電極１２と、前記ゲート電極１２を備えた基板上に形成されたゲート絶縁膜１３と、前記ゲート絶縁膜１３上に形成されたソース及びドレイン電極１４，１５と、前記ソース及びドレイン電極１４，１５及びゲート絶縁膜１３上に形成された有機半導体層１６とを備える。
【０００９】
前記したような構造を有する従来のＯＴＦＴは、半導体層１６が有機半導体層を備え、前記半導体層１６がパターニングされずに基板上に全面的に形成される。したがって、前記有機薄膜層１６と前記ゲート絶縁膜１３との間にキャリア、例えば正孔が蓄積されて所望しない漏れ電流が流れるという問題点があった。
【００１０】
それを解決するために、有機半導体層をレーザーアブレーション法でパターニングする場合には、図２に示したようにパターニングされた半導体層のエッジ部分でレーザーによる熱変性やリキャスティングされるという問題点があった。
【特許文献１】韓国公開特許２００４−００２８０１０号公報
【特許文献２】韓国公開特許２００４−００８４４２７号公報
【特許文献３】特開２００３−９２４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、前記したような従来技術の問題点を解決するためのものであって、有機半導体層の表面損傷なしに有機半導体層をパターニングできる有機薄膜のパターニング方法を提供するところにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、オフ電流を減少させ、有機半導体層の表面損傷を防止できるＯＴＦＴ及びその製造方法を提供するところにある。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、オフ電流が減少し、有機半導体層の表面特性が改善されたＯＴＦＴを備えた有機電界発光表示装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成するために、本発明は、基板上に有機薄膜を形成するステップ、前記有機薄膜の一部分上にマスク物質を選択的にプリンティングするステップ、前記マスク物質を利用して、前記有機薄膜のうち露出された部分をドライエッチングするステップ、及び前記マスク物質を除去するステップを含む有機薄膜のパターニング方法を提供することを特徴とする。
【００１５】
前記有機薄膜は、有機半導体層を備え、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機物質を含む。
【００１６】
前記有機薄膜は、Ｏ２アッシング工程を通じてドライエッチングする。前記マスク物質は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を含む。前記マスク物質は、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去する。
【００１７】
前記の他の目的を達成するために、本発明は、基板上にソース及びドレイン電極を形成する工程、前記ソース及びドレイン電極と基板上に有機半導体層を形成する工程、前記有機半導体層の一部分上にマスク物質を選択的にプリンティングする工程、前記マスク物質を利用して、前記有機半導体層をドライエッチングしてパターニングする工程、基板上にゲート絶縁膜を形成する工程、及び前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、基板上にゲート電極を形成する工程、前記基板上にゲート絶縁膜を形成する工程、前記ゲート絶縁膜上にソース及びドレイン電極を形成する工程、前記基板上に有機半導体層を形成する工程、前記有機半導体層の一部分上にマスク物質を選択的に形成する工程、及び前記マスク物質を利用して、前記有機半導体層をドライエッチングしてパターニングする工程を含む薄膜トランジスタの製造方法を提供することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、前記製造方法により製造されるＯＴＦＴ及びそれを備えた平板表示装置を提供することを特徴とする。
【００２０】
本発明の平板表示装置は、列及び行のマトリックス形態に配列され、それぞれ少なくとも一つのＯＴＦＴを備える複数の画素を備え、前記ＯＴＦＴは、ゲート、ソース及びドレイン電極、及び半導体層を備え、前記半導体層は、ソース及びドレイン電極、及びそれらの間の部分に少なくとも対応するボックス形態、列または行方向に延びるライン形態、及び列及び行方向に延びるメッシュ形態のうち一つのパターンを有する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の実施形態によるＯＴＦＴ及びその製造方法によれば、ワックスをマスク物質として半導体層を、Ｏ２アッシングを利用したドライエッチング工程を通じて形成することによって、半導体層の表面損傷を防止できるだけでなく、キャリアの蓄積による漏れ電流を防止して薄膜トランジスタのオフ電流を減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を添付された図面を参照して説明すれば、次の通りである。
【００２３】
図３Ａないし図３Ｄは、本発明の実施形態による有機薄膜をパターニングする方法を説明するための断面図である。
【００２４】
図３Ａに示すように、基板３１上に有機薄膜３３を形成する。前記基板３１は、望ましくは、プラスチック基板を備え、前記有機薄膜３３は、望ましくは、有機半導体層を備える。
【００２５】
前記基板３１は、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフェニレンサルファイド（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）からなるグループから選択されるプラスチックフィルムを備える。
【００２６】
前記有機半導体層３３は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機膜を備える。
【００２７】
図３Ｂに示すように、前記有機薄膜３３上にマスク物質３５を選択的にプリンティングする。前記マスク物質３５は、後続の有機膜をパターニングするためのドライエッチング工程時の有機膜の厚さ及びエッチング率を考慮した厚さを有することが望ましい。前記マスク物質３５としては、例えば低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を使用し、有機薄膜３３のうち所望の部分にのみ選択的に形成する。
【００２８】
図３Ｃに示すように、前記マスク物質３５を利用して、前記有機薄膜３３のうち露出された部分をエッチングして有機薄膜３３をパターニングする。このとき、前記有機薄膜３３は、Ｏ２アッシング工程を利用したドライエッチング法でエッチングする。図３Ｄに示すように、前記マスク物質３５を、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去すれば、有機薄膜パターン３７が形成される。
【００２９】
本発明の実施形態は、マスク物質としてワックスまたはグリース系統の物質を利用して、ドライエッチング方法で有機半導体層をパターニングする方法だけでなく、多様な有機物質をワックスまたはグリース系統の物質を利用して、ドライエッチング方法でパターニングするのにも適用可能である。
【００３０】
図４は、本発明の一実施形態によるフレキシブル有機電界発光表示装置に使われるＯＴＦＴの断面図である。一実施形態によるＯＴＦＴ １００は、トップゲート構造を有する。
【００３１】
図４に示すように、本発明の一実施形態によるＯＴＦＴ １００は、基板１１０上に形成されたソース及びドレイン電極１２１，１２５を備える。前記基板１１０上に半導体層１３５が形成される。前記半導体層１３５のうち前記ソース及びドレイン電極１２１，１２５の間の部分は、チャンネル層として作用する。望ましくは、前記基板１１０は、プラスチック基板を備え、前記半導体層１３５は、有機半導体層を備える。
【００３２】
前記基板１１０及び前記半導体層１３５上にゲート絶縁膜１４０が形成される。前記ソース及びドレイン電極１２１，１２５の間に位置した半導体層１３５のチャンネル層に対応するゲート絶縁膜１４０上に、ゲート電極１５５が形成される。
【００３３】
前記基板１１０は、ＰＥＳ、ＰＡＲ、ＰＥＩ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリアリレート、ポリイミド、ＰＣ、ＴＡＣ、ＣＡＰからなるグループから選択されるプラスチックフィルムを備える。
【００３４】
前記ゲート絶縁膜１４０は、有機絶縁膜または無機絶縁膜の単一膜または多層膜で構成されるか、または有機−無機ハイブリッド膜で構成される。前記ゲート絶縁膜１４０は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＢＳＴ（チタン酸バリウムストロンチウム：（Ｂａ，Ｓｒ）ＴｉＯ３），ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）のような無機絶縁膜を備えるか、またはＢＣＢ（ベンゾシクロブテン：ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ），ポリイミド、パリレン及びポリビニルフェノール（ＰＶＰ）のような有機絶縁膜を備える。
【００３５】
前記半導体層１３５は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機膜を備える。
【００３６】
このとき、前記半導体層１３５は、少なくともソース及びドレイン電極１２１，１２５と基板１１０のうち、ソース及びドレイン電極１２１，１２５の間の部分に対応するようにパターニングされる。図６Ａないし図６Ｄは、本発明の実施形態による有機電界発光表示装置用のＯＴＦＴにおいて、半導体層１３５のパターンの一例を示す平面図である。
【００３７】
図６Ａないし図６Ｄは、有機電界発光表示装置の一つの画素を構成する薄膜トランジスタのうち、ゲートライン１０１及びデータライン１０３に連結される薄膜トランジスタに限定して示す。本発明の実施形態は、画素の薄膜トランジスタに適用されると例示したが、これに必ずしも限定されるものではなく、有機電界発光表示装置に使われる薄膜トランジスタにはいずれも適用可能である。
【００３８】
図６Ａに示すように、前記半導体層１３５は、ゲートライン１０１、データライン１０３及び電源供給ライン（図示せず）により限定される画素領域１０５ごとに個別的に配列され、ソース及びドレイン電極１２１，１２５及びそれらの間に少なくとも対応するボックス形態のパターンを有する。
【００３９】
このとき、前記半導体層１３５は、各画素領域ごとに配列されるが、各画素領域ごとに配列される複数の薄膜トランジスタにそれぞれ対応して分離されるパターンを有するか、または各画素領域に配列される複数の薄膜トランジスタに対応して分離されるパターンを有することができる。
【００４０】
他の例として、前記半導体層１３５は、該当する画素領域１０５を外れて前記ゲートライン１０１またはデータライン１０３に重なってボックス形態に形成されるか、または隣りの画素領域１０５ａに配列される薄膜トランジスタとは分離されるように、隣りの画素領域１０５ａにわたって形成されることも可能である。
【００４１】
図６Ｂに示すように、前記半導体層１３５は、ゲートライン１０１及びデータライン１０３により限定される複数の画素領域のうち、列方向に配列される画素領域に対応して延びるライン形態を有する。このとき、前記半導体層１３５は、複数の画素領域のうち、隣りの列に配列される画素領域１０５ａに配列される薄膜トランジスタとは分離されるように形成される。
【００４２】
また、列方向に配列される画素領域に複数の薄膜トランジスタが配列される場合、複数の薄膜トランジスタにそれぞれ対応して分離されるライン形態のパターンを有するか、または複数の薄膜トランジスタに対応するライン形態のパターンを有することができる。
【００４３】
他の例として、前記半導体層１３５は、ゲートライン１０１に重なってライン形態に形成されるか、または画素領域１０５を外れて隣りの画素領域１０５ａにわたってゲートライン１０１に沿って延設されるラインパターンを有する。
【００４４】
図６Ｃに示すように、前記半導体層１３５は、ゲートライン１０１及びデータライン１０３により限定される複数の画素領域のうち、行方向に配列される画素領域に対応して延びるライン形態を有する。このとき、前記半導体層１３５は、複数の画素領域のうち、隣りの行に配列される画素領域１０５ａに配列される薄膜トランジスタとは分離されるように形成される。
【００４５】
また、行方向に配列される画素領域に複数の薄膜トランジスタが配列される場合、複数の薄膜トランジスタにそれぞれ対応して分離されるライン形態のパターンを有するか、または複数の薄膜トランジスタに対応するライン形態のパターンを有することができる。
【００４６】
他の例として、前記半導体層１３５は、画素領域１０５を外れてデータライン１０３と重なるように形成されるか、または隣りの画素領域１０５ａにわたってデータライン１０３に沿って延設されるラインパターンを有する。
【００４７】
図６Ｄに示すように、前記半導体層１３５は、ゲートライン１０１及びデータライン１０３により限定される複数の画素領域のうち、列及び行方向に配列される画素領域に対応して延びるメッシュ形態を有する。このとき、前記半導体層１３５は、複数の画素領域に対応する部分にデータライン及びゲートラインに沿って形成される。
【００４８】
また、列方向に配列される画素領域に複数の薄膜トランジスタが配列される場合、複数の薄膜トランジスタにそれぞれ対応して分離されるパターンを有するか、または複数の薄膜トランジスタに対応するパターンを有することができる。
【００４９】
他の例として、前記半導体層１３５は、画素領域１０５を外れてゲートライン１０１及び／またはデータライン１０３と重なるように形成されるか、または隣りの画素領域１０５ａにわたってゲートライン１０１及びデータライン１０３に沿って延設されるメッシュ形態のパターンを有する。
【００５０】
図５Ａないし図５Ｄは、本発明の一実施形態によるトップゲート構造を有するＯＴＦＴの製造方法を説明するための工程断面図である。
【００５１】
図５Ａに示すように、プラスチック基板１１０上にソース及びドレイン電極１２１，１２５を形成し、基板の全面に有機半導体層１３０を形成する。図５Ｂに示すように、前記半導体層１３０のうち、ソース及びドレイン電極１２１，１２５、及びそれらの間に対応する部分にのみ選択的にマスク物質１６０をプリンティングして形成する。前記マスク物質１６０は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を含む。
【００５２】
図５Ｃに示すように、前記マスク物質１６０を利用して、半導体層１３０の露出された部分をＯ２アッシング工程を利用したドライエッチング工程でエッチングする。このとき、前記半導体層１３０のうち、マスク物質１６０の下部の部分１３５を除いた部分がエッチングされねばならないので、前記マスク物質１６０は、半導体層１３０のエッチング率及び厚さを考慮した厚さを有する。
【００５３】
図５Ｄに示すように、前記マスク物質１６０を、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去する。これにより、パターニングされた有機半導体層１３５が得られる。このとき、前記パターニングされた有機半導体層１３５は、図６Ａないし図６Ｄに示したようなパターン形態を有する。
【００５４】
本発明の一実施形態によれば、半導体層をレーザーアブレーション法（ＬａｓｅｒＡｂｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ：ＬＡＴ）ではないドライエッチング工程を通じてパターニングすることによって、レーザーによる有機半導体層の表面損傷を防止できるだけでなく、キャリアの蓄積を防止してトランジスタのオフ電流を減少させることができる。
【００５５】
図７は、本発明の他の実施形態によるフレキシブル有機電界発光表示装置に使われるＯＴＦＴの断面図である。他の実施形態によるＯＴＦＴ ２００は、ボトムゲート構造を有する。
【００５６】
図７に示すように、基板２１０上にゲート電極２２５が形成され、前記ゲート電極２２５及び基板２１０上にゲート絶縁膜２３０が形成される。前記ゲート絶縁膜２３０上にソース及びドレイン電極２４１，２４５が形成され、前記ソース及びドレイン電極２４１，２４５、及びそれらの間のゲート絶縁膜２３０上に半導体層２５５が形成される。このとき、前記半導体層２５５は、図６Ａないし図６Ｄに示したような多様な形状のパターンを有する。
【００５７】
前記基板２１０は、プラスチック基板であって、 ＰＥＳ、ＰＡＲ、ＰＥＩ、ＰＥＮ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリアリレート、ポリイミド、ＰＣ、ＴＡＣ、ＣＡＰからなるグループから選択されるプラスチックフィルムを備える。
【００５８】
前記ゲート絶縁膜２３０は、有機絶縁膜または無機絶縁膜の単一膜または多層膜で構成されるか、または有機−無機ハイブリッド膜で構成される。前記ゲート絶縁膜１４０は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ，Ａｌ２Ｏ３，Ｔａ２Ｏ５，ＢＳＴ，ＰＺＴのような無機絶縁膜を備えるか、またはＢＣＢ、ポリイミド、パリレン及びＰＶＰのような有機絶縁膜を備える。
【００５９】
前記半導体層２５５は、有機半導体層を備え、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、アルファ−６−チオフェン、ぺ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、ぺリレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ぺ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、ポリプ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、ポリパラフェ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その誘導体、金属を含有または非含有のフタロシアニン及びその誘導体、ピロメリット酸二無水物及びその誘導体、ピロメリット酸ジイミド及びその誘導体、ぺリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド及びその誘導体、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体から選択される少なくとも一つの有機膜を備える。
【００６０】
図８Ａないし図８Ｄは、本発明の他の実施形態によるボトムゲート構造のＯＴＦＴの製造方法を説明するための工程断面図である。
【００６１】
図８Ａに示すように、プラスチック基板２１０上にゲート電極２２５を形成し、基板上にゲート絶縁膜２３０を形成する。図８Ｂに示すように、前記ゲート絶縁膜２３０上にソース及びドレイン電極２４１，２４５を形成する。基板上に有機半導体層２５０を形成する。
【００６２】
図８Ｃに示すように、前記有機半導体層２５０上にマスク物質２６０を選択的にプリンティングする。前記マスク物質２６０は、低粘度のパラフィンワックスまたはグリース系統の物質を使用し、パターニング後半導体層が残る部分にのみ選択的に形成される。
【００６３】
図８Ｄに示すように、前記マスク物質２６０を利用して、前記半導体層２５０の露出された部分をＯ２アッシングを利用してドライエッチングして、パターニングされた半導体層２５５を形成する。このとき、前記パターニングされた半導体層２５５は、図６Ａないし図６Ｄに示したような形態を有するようにパターニングされる。次いで、残っているマスク物質２６０を、ｎ−へキサンを利用した洗浄工程を通じて除去して、図７に示したような薄膜トランジスタ２００を製造する。
【００６４】
図９は、本発明の一実施形態によるトップゲート構造を有するＯＴＦＴを適用した有機電界発光表示装置の断面構造を示す図面である。図９は、有機電界発光表示装置の一つの画素についての断面図であって、一つの画素のうち有機電界発光素子及びそれを駆動させるための薄膜トランジスタに限定して示す。
【００６５】
図９に示すように、本発明の有機電界発光表示装置３００は、プラスチック基板３１０上に形成されたソース及びドレイン電極３２１，３２５を備える。前記ソース及びドレイン電極３２１，３２５及び基板３１０上に半導体層３３０が形成される。前記半導体層３３０上にゲート絶縁膜３４０が形成される。このとき、前記半導体層３３５は、図６Ａないし図６Ｄに示したようなパターンを有する。
【００６６】
前記ゲート絶縁膜３４０上にゲート電極３５０が形成され、基板上に前記ソース及びドレイン電極３２１，３２５のうち一つ、例えばドレイン電極３２５の一部分を露出させるビアホ―ル３６５を備える保護膜３６０が形成される。
【００６７】
前記保護膜３６０上に、前記薄膜トランジスタのドレイン電極３２５とビアホ―ル３６５を通じて連結される下部電極３７０が形成される。前記下部電極３７０は、アノード電極であって、画素電極として作用する。前記下部電極３７０の一部分を露出させる開口部３８５を備える画素分離膜３８０が形成される。
【００６８】
前記画素分離膜３８０の開口部３８５により露出される下部電極３７０上に有機膜層３９０が形成され、基板上にカソード電極３９５が形成される。前記有機膜層３９０は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層及び正孔抑制層から選択される一つ以上の有機膜層を備える。
【００６９】
図示していないが、図７に示したボトムゲート構造のＯＴＦＴを有機電界発光表示装置に適用することも可能である。
【００７０】
本発明は、スイッチング素子としてＯＴＦＴを備える有機電界発光表示装置について説明したが、ＯＴＦＴをスイッチング素子として使用する液晶表示装置のような平板表示装置に適用して、薄膜トランジスタのオフ電流を減少させると共に有機半導体層の表面損傷を防止できる。
【００７１】
また、本発明は、基板としてプラスチック基板を備えるフレキシブル有機電界発光表示装置において、ワックスのようなマスク物質を利用したドライエッチング法を通じて半導体層をパターニングすることを例示したが、これに必ずしも限定されるものではなく、金属基板またはガラス基板のような基板上に有機半導体層をパターニングする場合、またはＯＴＦＴを形成する場合にも適用可能である。
【００７２】
以上、本発明の望ましい実施形態を参照して説明したが、当業者は、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可能であ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】
【００７３】
本発明は、有機電界発光表示装置だけでなく、有機膜を使用する液晶表示素子のような平板表示装置の製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来のＯＴＦＴの断面図である。
【図２】従来の薄膜トランジスタにおいて、レーザーアブレーション法で有機半導体層をパターニングした場合、有機半導体層の表面損傷を示す図面である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による有機半導体層をパターニングする方法を説明するための断面図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による有機半導体層をパターニングする方法を説明するための断面図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による有機半導体層をパターニングする方法を説明するための断面図である。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による有機半導体層をパターニングする方法を説明するための断面図である。
【図４】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴの断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図６Ａ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層のパターンを示す平面図である。
【図６Ｂ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層のパターンを示す平面図である。
【図６Ｃ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層のパターンを示す平面図である。
【図６Ｄ】本発明のＯＴＦＴにおいて、有機半導体層のパターンを示す平面図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるＯＴＦＴの断面図である。
【図８Ａ】本発明の他の実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図８Ｂ】本発明の他の実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図８Ｃ】本発明の他の実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図８Ｄ】本発明の他の実施形態によるＯＴＦＴの製造方法を説明するための断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるＯＴＦＴを備えた有機電界発光表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
３１  基板
３３  有機薄膜
３５  マスク物質
３７  有機薄膜パターン
【図１】
2006270094.tif 000003
【図３Ａ】
2006270094.tif 000004
【図３Ｂ】
2006270094.tif 000005
【図３Ｃ】
2006270094.tif 000006
【図３Ｄ】
2006270094.tif 000007
【図４】
2006270094.tif 000008
【図５Ａ】
2006270094.tif 000009
【図５Ｂ】
2006270094.tif 000010
【図５Ｃ】
2006270094.tif 000011
【図５Ｄ】
2006270094.tif 000012
【図６Ａ】
2006270094.tif 000013
【図６Ｂ】
2006270094.tif 000014
【図６Ｃ】
2006270094.tif 000015
【図６Ｄ】
2006270094.tif 000016
【図７】
2006270094.tif 000017
【図８Ａ】
2006270094.tif 000018
【図８Ｂ】
2006270094.tif 000019
【図８Ｃ】
2006270094.tif 000020
【図８Ｄ】
2006270094.tif 000021
【図９】
2006270094.tif 000022
【図２】
2006270094.tif 000023