(57)【要約】【課題】容易に有機半導体層のパターニング効果を得つつ、オン／オフ比などの特性が向上した有機薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】基板１０と、基板１０上に配置されたゲート電極１１と、ゲート電極１１上に配置されたゲート絶縁膜１２と、ゲート絶縁膜１２上に互いに離れて配置されるソース電極１３及びドレイン電極１４と、ソース電極１３とドレイン電極１４にそれぞれ接し、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部を有する有機半導体層１５と、有機半導体層１５を覆うように配置され、有機半導体層１５と同じ層または当該有機半導体層１５の下部に配置されて有機半導体層１５の端部１５ａの外側に露出された部分に接するカンチレバー層１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とにそれぞれ接し、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部を有する有機半導体層と、
前記有機半導体層を覆うように配置され、当該有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分に接するカンチレバー層と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記有機半導体層の端部は、前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうち、少なくとも何れか一つの一部を、当該有機半導体層の端部の外側に露出させ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３】
前記カンチレバー層は、少なくとも一つの第１開口部を備え、前記有機半導体層の一部を露出す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４】
前記第１開口部は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応するように、前記カンチレバー層に備えられることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、閉曲線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６】
前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記閉曲線内に位置することを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、ほぼ直線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８】
前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、少なくとも一対の平行線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９】
前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記平行線内に位置することを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極を覆う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１１】
前記カンチレバー層は、導電性を有す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１２】
前記カンチレバー層には、バイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記カンチレバー層には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
前記有機半導体層にチャンネルが形成された場合、前記カンチレバー層には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されることを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１５】
前記有機半導体層は、ｐ型有機半導体層であって、
前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記カンチレバー層の電位は、前記ゲート電極の電位より低いことを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
前記有機半導体層は、ｎ型有機半導体層であって、
前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記カンチレバー層の電位は、前記ゲート電極の電位より高いことを特徴とする請求項１１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１７】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極と前記ドレイン電極とにそれぞれ接し、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部を有する有機半導体層と、
前記有機半導体層を覆い、当該有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分に接する絶縁性カンチレバー層と、
前記カンチレバー層と接し、前記ゲート電極に対応する補助電極と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項１８】
前記補助電極は、前記カンチレバー層の上面に配置さ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。
【請求項１９】
前記補助電極は、前記カンチレバー層の下面に配置さ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。
【請求項２０】
前記カンチレバー層の上面には溝が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の溝に配置さ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。
【請求項２１】
前記カンチレバー層の下面には溝が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の溝に配置さ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。
【請求項２２】
前記カンチレバー層には第２開口部が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の第２開口部内に配置さ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。
【請求項２３】
前記補助電極には、バイアス電圧が印加さ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。
【請求項２４】
前記補助電極には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加さ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。
【請求項２５】
前記有機半導体層にチャンネルが形成された場合、前記補助電極には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加さ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。
【請求項２６】
前記有機半導体層は、ｐ型有機半導体層であって、
前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記補助電極の電位は、前記ゲート電極の電位より低い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。
【請求項２７】
前記有機半導体層は、ｎ型有機半導体層であって、
前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記補助電極の電位は、前記ゲート電極の電位より高い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。
【請求項２８】
前記カンチレバー層は、前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうち、前記有機半導体層の端部の外側に露出された部分に接す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。
【請求項２９】
前記カンチレバー層は、少なくとも一つの第１開口部を備え、前記有機半導体層の一部を露出す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。
【請求項３０】
前記第１開口部は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応するように、前記カンチレバー層に備えられることを特徴とする請求項２９に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３１】
前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置され、前記有機半導体層の端部の外側に露出されて前記カンチレバー層と接する部分は、閉曲線をなす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。
【請求項３２】
前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記閉曲線内に位置することを特徴とする請求項３１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３３】
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極を覆う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。
【請求項３４】
請求項１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ディスプレイ装置。
【請求項３５】
請求項１７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ディスプレイ装置。
【請求項３６】
基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜を覆うように犠牲層を形成する工程と、
前記犠牲層の下部の前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜のうち、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応する部分の少なくとも一部が露出されるように、前記犠牲層をパターニングする工程と、
前記犠牲層の下部の前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜のうちの露出された部分と前記犠牲層とを覆うようにカンチレバー層を形成する工程と、
前記犠牲層を除去する工程と、
前記犠牲層が除去された部分に有機半導体層を形成する工程と、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３７】
前記犠牲層は、フォトレジストであることを特徴とする請求項３６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３８】
前記犠牲層を除去する工程は、湿式エッチング法を利用して前記犠牲層を除去することを特徴とする請求項３６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３９】
前記有機半導体層を形成する工程は、スピンコーティング法またはディッピング法を利用して前記有機半導体層を形成することを特徴とする請求項３６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４０】
前記有機半導体層を形成する工程の後に、前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去する工程を更に含むことを特徴とする請求項３６に記載の有機薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４１】
前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去する工程は、紫外線照射処理、オゾン処理、またはプラズマ処理を利用して、前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去することを特徴とする請求項４０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、それを備えた平板ディスプレイ装置、及び有機薄膜トランジスタの製造方法に係り、より詳細には、容易に有機半導体層のパターニング効果を得つつ、オン／オフ比（点滅比）などの特性が向上した有機薄膜トランジスタ、それを備えた平板ディスプレイ装置、及びそのような有機薄膜トランジスタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）及び電界発光ディスプレイ装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＥＬＤ）などの平板ディスプレイ装置に使用される薄膜トランジスタは、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などとして使用される。
【０００３】
このような薄膜トランジスタは、互いに対向したソース電極及びドレイン電極と、ソース電極とドレイン電極との間に形成されたチャンネル領域を備える半導体層と、を備え、このソース電極、ドレイン電極、及び半導体層と絶縁されるゲート電極が備えられる。
【０００４】
上記のような構造の薄膜トランジスタがアレイ形態で具現される場合、各薄膜トランジスタは、独立したスイッチング素子で作動せねばならない。したがって、隣接した薄膜トランジスタの間のクロストークを防止するために、半導体層をパターニングさせることが好ましい。したがって、一般的なシリコン薄膜トランジスタなどの場合には、フォトリソグラフィ法などを利用してシリコンから形成された半導体層をパターニングしている。
【０００５】
一方、近年、フレキシブルディスプレイ装置についての研究が活発になるにつれ、一般的なガラス材の基板ではなく、プラスチック材の基板を利用しようという試みが続いている。この場合、プラスチック材の基板は、高温工程を行えないという問題点があるため、一般的なシリコン薄膜トランジスタを利用するのは難しいという問題点がある。
【０００６】
したがって、低温で薄膜トランジスタをプラスチック材の基板に形成するための方法が提案されている。特に、低温製造の可能な有機薄膜トランジスタ、すなわち、有機物で半導体層が形成された薄膜トランジスタについての研究が活発になっている。しかし、このような有機薄膜トランジスタの場合には、一般的なフォトリソグラフィ法を利用して有機半導体層をパターニングできないという問題点がある。すなわち、一般的な湿式または乾式エッチング工程が混入された方法を使用すれば、有機半導体層に損傷を与えて、使用できなくなるという問題点がある。
【０００７】
また、一般的に有機半導体物質は、抵抗が非常に高いため、移動度及びオン／オフ比が低く、ゲート電極によりチャンネルが十分に形成されなければ、ソース電極とドレイン電極との間に電流が流れないという問題点などがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点を含んで、多様な問題点を解決するためになされたものであって、容易に有機半導体層のパターニング効果を得つつ、オン／オフ比などの特性が向上した有機薄膜トランジスタ、それを備えた平板ディスプレイ装置、及びそのような有機薄膜トランジスタ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】
【０００９】
上記目的及びその他の多様な目的を達成するために、本発明は、（ｉ）基板と、（ｉｉ）前記基板上に配置されたゲート電極と、（ｉｉｉ）前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁膜と、（ｉｖ）前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極と、（ｖ）前記ソース電極と前記ドレイン電極にそれぞれ接し、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部を有する有機半導体層と、（ｖｉ）前記有機半導体層を覆うように配置され、当該有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分に接するカンチレバー層と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタを提供する。
【００１０】
このような本発明の他の特徴によれば、前記有機半導体層の端部は、前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうち、少なくとも何れか一つの一部を、当該有機半導体層の端部の外側に露出させうる。
【００１１】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層は、少なくとも一つの第１開口部を備え、前記有機半導体層の一部を露出しうる。
【００１２】
本発明の更に他の特徴によれば、前記第１開口部は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応するように、前記カンチレバー層に備えられうる。
【００１３】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、閉曲線を成し得る。
【００１４】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記閉曲線内に位置しうる。
【００１５】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、ほぼ直線を成し得る。
【００１６】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層と接する部分であって、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分は、少なくとも一対の平行線を成し得る。
【００１７】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記平行線内に位置しうる。
【００１８】
本発明の更に他の特徴によれば、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極を覆い得る。
【００１９】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層は、導電性を有しうる。
【００２０】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層には、バイアス電圧が印加されうる。
【００２１】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されうる。
【００２２】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層にチャンネルが形成された場合、前記カンチレバー層には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されうる。
【００２３】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層は、ｐ型有機半導体層であって、前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記カンチレバー層の電位は、前記ゲート電極の電位より低くても良い。
【００２４】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層は、ｎ型有機半導体層であって、前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記カンチレバー層の電位は、前記ゲート電極の電位より高くても良い。
【００２５】
また、本発明は、上記目的を達成するために、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極上に配置されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極と前記ドレイン電極とにそれぞれ接し、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部を有する有機半導体層と、前記有機半導体層を覆い、当該有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置されて前記有機半導体層の端部の外側に露出される部分に接する絶縁性カンチレバー層と、前記カンチレバー層と接し、前記ゲート電極に対応する補助電極と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタを提供する。
【００２６】
このような本発明の他の特徴によれば、前記補助電極は、前記カンチレバー層の上面に配置されうる。
【００２７】
本発明の更に他の特徴によれば、前記補助電極は、前記カンチレバー層の下面に配置されうる。
【００２８】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層の上面には溝が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の溝に配置されうる。
【００２９】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層の下面には溝が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の溝に配置されうる。
【００３０】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層には第２開口部が形成され、前記補助電極は、当該カンチレバー層の第２開口部内に配置されうる。
【００３１】
本発明の更に他の特徴によれば、前記補助電極には、バイアス電圧が印加されうる。
【００３２】
本発明の更に他の特徴によれば、前記補助電極には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されうる。
【００３３】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層にチャンネルが形成された場合、前記補助電極には、前記ゲート電極に印加される電圧と反対極性の電圧が印加されうる。
【００３４】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層は、ｐ型有機半導体層であって、前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記補助電極の電位は、前記ゲート電極の電位より低くても良い。
【００３５】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層は、ｎ型有機半導体層であって、前記有機半導体層にチャンネルが形成されていない場合、前記補助電極の電位は、前記ゲート電極の電位より高くても良い。
【００３６】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層は、前記ゲート絶縁膜、前記ソース電極、及び前記ドレイン電極のうち、前記有機半導体層の端部の外側に露出された部分に接し得る。
【００３７】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層は、少なくとも一つの第１開口部を備え、前記有機半導体層の一部を露出しうる。
【００３８】
本発明の更に他の特徴によれば、前記第１開口部は、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応するように、前記カンチレバー層に備えられうる。
【００３９】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層と同じ層または当該有機半導体層の下部に配置され、前記有機半導体層の端部の外側に露出されて前記カンチレバー層と接する部分は、閉曲線を成し得る。
【００４０】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層の前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域は、前記閉曲線内に位置しうる。
【００４１】
本発明の更に他の特徴によれば、前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極を覆い得る。
【００４２】
また、本発明は、上記目的を達成するために、上記のような有機薄膜トランジスタを備えた平板ディスプレイ装置を提供する。
【００４３】
また、本発明は、上記目的を達成するために、（ｉ）基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に互いに離れて配置されるソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、（ｉｉ）前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜を覆うように犠牲層を形成する工程と、（ｉｉｉ）前記犠牲層の下部の前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜のうち、前記ソース電極と前記ドレイン電極との間の領域以外の領域に対応する部分の少なくとも一部が露出されるように、前記犠牲層をパターニングする工程と、（ｉｖ）前記犠牲層の下部の前記ソース電極、前記ドレイン電極、及び前記ゲート絶縁膜のうちの露出された部分と前記犠牲層とを覆うようにカンチレバー層を形成する工程と、
（ｖ）前記犠牲層を除去する工程と、（ｖｉ）前記犠牲層が除去された部分に有機半導体層を形成する工程と、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を提供する。
【００４４】
このような本発明の他の特徴によれば、前記犠牲層は、フォトレジストでありうる。
【００４５】
本発明の更に他の特徴によれば、前記犠牲層を除去する工程は、湿式エッチング法を利用して前記犠牲層を除去しうる。
【００４６】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層を形成する工程は、スピンコーティング法またはディッピング法を利用して前記有機半導体層を形成しうる。
【００４７】
本発明の更に他の特徴によれば、前記有機半導体層を形成する工程の後に、前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去する工程を更に含みうる。
【００４８】
本発明の更に他の特徴によれば、前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去する工程は、紫外線照射処理、オゾン処理、またはプラズマ処理を利用して、前記カンチレバー層上に残存する有機半導体物質を除去しうる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の有機薄膜トランジスタ、それを備えた平板ディスプレイ装置、及び有機薄膜トランジスタの製造方法によれば、次のような効果が得られる。
【００５０】
第一に、別途の有機半導体層のパターニング工程を経ずとも、カンチレバー層を利用して有機半導体層を自動的にパターニングさせうる。
【００５１】
第二に、有機半導体層が形成された後、乾式または湿式エッチング工程が排除されることにより、有機半導体層の特性の低下を最小化できる。
【００５２】
第三に、有機半導体層を自動的にパターニングさせるために備えられたカンチレバー層が、有機薄膜トランジスタを外部の水分及び他の不純物などから保護する保護膜の役割を果たすことにより、以後、保護膜を形成する工程を別途に経る必要がない。
【００５３】
第四に、カンチレバー層にバイアス電圧を印加して、有機薄膜トランジスタの臨界電圧を下げ、オン／オフ比を上げるなど、有機薄膜トランジスタの特性を大幅向上させうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００５５】
図１は、本発明の好ましい第１の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【００５６】
図１に示すように、基板１０上に有機薄膜トランジスタが備えられる。基板１０としては、ガラス材、プラスチック材、または金属からなる基板が使用されうる。金属からなる基板の場合には、有機薄膜トランジスタと基板との間に絶縁膜などが更に介在されうる。
【００５７】
有機薄膜トランジスタの構造を更に詳細に説明すれば、上記のような基板１０上にゲート電極１１が備えられており、このゲート電極１１上にゲート絶縁膜１２が備えられている。図１では、ゲート絶縁膜１２がゲート電極１１を覆うように基板１０の全面にかけて備えられているが、これとは違って、パターニングされて備えられてもよく、あるいは、ゲート電極１１上のみに備えられてもよいなど、多様な変形が可能であるということは言うまでもない。そして、基板１０上に基板１０の平滑性を維持し、薄膜トランジスタへの不純物の侵入を防止するために、必要に応じてバッファ層（図示せず）が更に備えられてもよい。これは、後述する実施の形態においても同じである。
【００５８】
ゲート絶縁膜１２上には、互いに離れて配置されるソース電極１３及びドレイン電極１４が備えられ、このソース電極１３及びドレイン電極１４にそれぞれ接する有機半導体層１５が備えられる。ゲート電極１１、ソース電極１３、及びドレイン電極１４は、導電性を有する物質から形成されうる。
【００５９】
有機半導体層１５は、半導体性の有機物質から備えられうる。高分子から備えられる場合、有機半導体層１５は、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、ポリフルオ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、ならびにポリチオフェン−複素環芳香族共重合体及びその誘導体などを含み得る。一方、低分子から備えられる場合、有機半導体層１５は、ペンタセン、テトラセン、ナフタレンのオリゴアセン、及びそれらの誘導体、α−６−チオフェン及びその誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びその誘導体、金属を含むまたは金属を含まないフタロシアニン及びそれらの誘導体、ピロメリット酸二無水物またはピロメリット酸ジイミド及びそれらの誘導体、ならびにペリレンテトラカルボン酸二無水物またはペリレンテトラカルボン酸ジイミド及びそれらの誘導体を含み得る。もちろん、有機半導体層１５は、その他の多様な有機半導体物質から備えられてもよい。
【００６０】
この時、有機半導体層１５は、隣接した有機薄膜トランジスタと区別されるための端部１５ａを有する。有機半導体層１５が端部１５ａを有するということは、パターニングされているということを意味する。これは、有機半導体層１５が隣接した有機薄膜トランジスタにおいて一体に形成される場合、一体に形成された有機半導体層を通じて、その隣接した有機薄膜トランジスタの間で漏れ電流により、いわゆるクロストークが発生しうるためである。
【００６１】
この場合、有機半導体層１５は、一般的に抵抗が非常に大きいため、互いに十分に離れている有機薄膜トランジスタにおいては、有機半導体層が一体に形成されていてもクロストークが発生しない。したがって、隣接した有機薄膜トランジスタにおいて、有機半導体層がパターニングされるように、すなわち、端部１５ａを有することで十分である。もちろん、後述する実施の形態で説明するように、あらゆる有機薄膜トランジスタにおいて、有機半導体層をそれぞれパターニングさせてもよい。
【００６２】
そして、図１に示すように、本実施の形態に係る有機薄膜トランジスタは、カンチレバー層１６を備える。このカンチレバー層１６は、その下部の有機半導体層１５を覆うように配置される。そして、カンチレバー層１６は、この有機半導体層１５と同じ層またはその下部に配置された部分に接する。より正確に説明すれば、カンチレバー層１６は、有機半導体層１５と同じ層に、または、有機半導体層１５の下部に配置されて有機半導体層１５の端部１５ａの外側に露出される部分に接する。図１では、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部１５ａの外側に露出され、カンチレバー層１６と接している。図１では、カンチレバー層１６が基板１０の全領域に対応するように備えられていると図示されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、パターニングされても良いなど、その多様な変形が可能であるということは言うまでもない。これは、後述する実施の形態においても同じである。
【００６３】
図１に示すような本実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの製造工程を、図２ないし図９を参照して説明する。
【００６４】
まず、図２に示すように、基板１０上にゲート電極１１を形成し、このゲート電極１１を覆うようにゲート絶縁膜１２を形成する。そして、ゲート絶縁膜１２上に互いに離れて配置されるソース電極１３及びドレイン電極１４を形成する。
【００６５】
その後、図３に示すように、ソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２を覆うように犠牲層１７を形成する。そして、この犠牲層１７をパターニングして端部１７ａを形成させる。この時、図４に示すように、パターニングにより犠牲層１７の下部のソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２のうち、ソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域以外の領域に対応する部分の少なくとも一部を露出させる。言い換えれば、端部１７ａは、ソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域を取り囲む領域に形成される。図４では、ゲート絶縁膜１２の一部が露出された場合を図示している。この端部１７ａが形成される位置は、図１に示す有機半導体層の端部１５ａが形成される位置である。
【００６６】
このような犠牲層１７としては、フォトレジストを使用できる。すなわち、フォトレジストを塗布した後、これを露光及び現像などにより、図４に示すようなパターニングを行える。
【００６７】
犠牲層１７をパターニングした後、図５に示すように、犠牲層１７の下部のソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２のうちの露出された部分と、犠牲層１７とを覆うようにカンチレバー層１６を形成する。上記のように、図４では、ゲート絶縁膜１２の一部が露出された場合を示しているため、カンチレバー層１６が、図５に示すように、犠牲層１７の下部のゲート絶縁膜１２の露出された部分に接するように形成されている。このカンチレバー層１６は、多様な物質から形成されうるが、例えば、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａ  ｅｔｈｙｌ  ｏｒｔｈｏ  ｓｉｌｉｃａｔｅ）または窒化ケイ素のような物質から形成できる。もちろん、その他の多様な物質からも形成されうるが、十分な機械的な強度を有するように形成されることが好ましい。
【００６８】
上記のような工程を経た後、図６に示すように、犠牲層１７を除去する。犠牲層１７を除去すれば、ソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２とカンチレバー層１６との間に空間が形成される。したがって、カンチレバー層１６が、その空間の形成により受けるストレス（応力）などを耐えうるほどの十分な機械的な強度を有するように形成されることが好ましい。
【００６９】
犠牲層１７を除去する方法としては、多様な方法を利用できるが、例えば、ＨＦ、ＢＨＦ、またはＣｌＦ３のようなエッチング液を使用する湿式エッチング法を利用できる。この場合には、カンチレバー層１６が、そのようなエッチングが行なわれる間に変形されることのない、または、犠牲層１７と共にエッチングされることのない物質から形成されることが好ましい。
【００７０】
犠牲層１７を除去した後、ソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２とカンチレバー層１６との間の空間、すなわち、犠牲層が除去された部分に有機半導体層１５を形成して、図７に示すように、有機薄膜トランジスタを完成する。有機半導体層１５を形成する方法としては、多様な方法を利用できるが、スピンコーティング法及びディッピング法などを利用できる。
【００７１】
スピンコーティング法及びディッピング法などを利用して有機半導体層１５を形成する場合、犠牲層が除去された部分であるソース電極１３、ドレイン電極１４、またはゲート絶縁膜１２とカンチレバー層１６との間の空間のみに有機半導体層１５が形成されずに、図８に示すように、カンチレバー層１６上にも有機半導体物質１５ｃが残存しうる。したがって、そのような場合には、有機半導体層１５を形成する工程を経た後、カンチレバー層１６上に残存する有機半導体物質１５ｃを除去する工程を更に経ることが好ましい。
【００７２】
カンチレバー層１６上に残存する有機半導体物質１５ｃを除去する工程は、図９に示すように、紫外線を残存有機半導体物質１５ｃに照射したり（紫外線照射処理）、オゾン（Ｏ３）処理またはプラズマ処理を利用したりすることにより行える。
【００７３】
上記のような工程により、図１に示すような有機薄膜トランジスタを製造することにより、有機半導体層１５を自動的にパターニングさせることができる。また、有機半導体層１５を自動的にパターニングさせるために備えられたカンチレバー層１６は、有機薄膜トランジスタを外部の水分及び他の不純物などから保護する保護膜の役割を果たすことにより、以後の保護膜を形成する工程を別途に経る必要がない。
【００７４】
図１０は、本発明の好ましい第２の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【００７５】
上記の第１の実施の形態で説明したように、犠牲層を除去した後、その空間に有機半導体層１５が形成されるように有機半導体物質を介在させるが、この有機半導体層１５は、ソース電極１３及びドレイン電極１４とそれぞれ接せねばならない。この時、カンチレバー層１６のため有機半導体物質が十分に介在されずに、有機半導体層１５がソース電極１３及びドレイン電極１４にそれぞれ接しないこともありえる。したがって、図１０に示すように、カンチレバー層１６に少なくとも一つの開口部（第１開口部）１６ａを備えることにより、有機半導体物質を、犠牲層が除去された空間に十分に介在させうる。この場合、最終的な有機薄膜トランジスタにおいて、カンチレバー層１６には、その下部の有機半導体層１５の一部が露出されるように、少なくとも一つの開口部１６ａが備えられた有機薄膜トランジスタとなる。
【００７６】
上記の第１の実施の形態で説明したように、スピンコーティング法及びディッピング法などを利用して有機半導体層１５を形成する場合、犠牲層が除去された部分であるソース電極１３、ドレイン電極１４、及びゲート絶縁膜１２とカンチレバー層１６との間の空間のみに有機半導体層１５が形成されずに、図８に示すように、カンチレバー層１６上にも有機半導体物質１５ｃ（図８参照）が残存しうる。したがって、そのような場合には、上記のように有機半導体層１５を形成する工程を経た後、カンチレバー層１６上に残存する有機半導体物質１５ｃを除去する段階を更に経ることが好ましい。
【００７７】
その方法は、上記の第１の実施の形態での説明と同じであるが、この過程でカンチレバー層１６に形成された開口部１６ａ（図１０参照）により、露出された有機半導体層１５も損傷しうる。有機半導体層１５には、ゲート電極１１に印加された信号によってチャンネルが形成され、このチャンネルによりソース電極１３とドレイン電極１４との間に電流が流れる。したがって、このようにチャンネルが形成される領域であるソース電極１３とドレイン電極１４との間の有機半導体層の損傷を防止する必要がある。このために、カンチレバー層１６に備えられた開口部１６ａは、図１０に示すように、ソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域以外の領域に対応させることが好ましい。言い換えれば、ソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域を取り囲む領域に、開口部１６ａが形成されることが好ましい。
【００７８】
図１１は、本発明の好ましい第３の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【００７９】
図１１に示すように、有機半導体層１５は、ある一方向のみに端部を備えるのでなく、多様な方向に端部１５ａ，１５ｂを備えてもよい。すなわち、隣接した薄膜トランジスタが複数である場合、その隣接した薄膜トランジスタとの間に端部を備えうる。
【００８０】
図１２は、本発明の好ましい第４の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図であり、図１３は、図１２のＸIII−ＸIII線に沿って切り取った断面図である。
【００８１】
図面に示すように、本実施の形態では、カンチレバー層１６と接する部分として、有機半導体層１５と同じ層またはその下部に配置されて有機半導体層１５の端部の外側に露出される部分は、閉曲線を成している。図１２及び図１３では、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部の外側に露出されており、その露出される部分とカンチレバー層１６とが接する部分が閉曲線を成している。すなわち、有機半導体層１５が各有機薄膜トランジスタ別にパターニングされている。これにより、隣接した有機薄膜トランジスタにおいて、漏れ電流によるクロストークの発生を基本的に防止できる。
【００８２】
この時、隣接した有機薄膜トランジスタにおいて、漏れ電流によるクロストークの発生を防止するためには、各有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域が、隣接した薄膜トランジスタの有機半導体層と区別されれば良い。したがって、有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域が、上記の閉曲線内に位置されることにより、隣接した有機薄膜トランジスタ間のクロストークを防止できる。図１２及び図１３では、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接する部分が閉曲線をなす。この時、有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域が、この閉曲線内に位置する。この場合、上記のように、カンチレバー層１６には少なくとも一つの開口部１６ａが備えられて、有機半導体層１５の形成時に、開口部１６ａを介して有機半導体物質を注入させうる。
【００８３】
図１４は、本発明の好ましい第５の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図であり、図１５は、図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿って切り取った断面図である。
【００８４】
有機薄膜トランジスタアレイの場合、有機薄膜トランジスタは、一定のパターンで配置される傾向がある。この場合、一方向、例えば、図１４のｘ方向に隣接した二つの有機薄膜トランジスタが、その一方向と垂直である他方向、例えば、図１４のｙ方向に配置された有機薄膜トランジスタと十分に離れていてもよい。この場合、そのｘ方向に隣接した有機薄膜トランジスタの有機半導体層がパターニングされれば良い。有機半導体層は、一般的に抵抗が非常に大きいため、十分に離れた有機薄膜トランジスタの間ではクロストークが発生しない。
【００８５】
このような場合、カンチレバー層１６と接する部分として有機半導体層１５と同じ層またはその下部に配置されて有機半導体層１５の端部の外側に露出される部分を、ほぼ直線にすることができる。図１４及び図１５では、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部１５ａの外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接する部分が、ほぼ直線をなす場合が図示されている。
【００８６】
もちろん、図１５のｘ方向に二つ以上の有機薄膜トランジスタが隣接していても良いが、そのような場合には、図１６及び図１７に示す第６の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの場合のように、カンチレバー層１６と接する部分として、有機半導体層１５と同じ層またはその下部に配置されて有機半導体層１５の端部１５ａの外側に露出される部分が、少なくとも一対の平行線をなす。ソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域は、この平行線内に位置される。
【００８７】
図１８は、本発明の好ましい第７の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図であり、図１９は、本発明の好ましい第８の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【００８８】
上記の実施の形態は、有機半導体層の下部に配置されたゲート絶縁膜が有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより、有機半導体層がパターニングされた有機薄膜トランジスタについてのものであった。
【００８９】
しかし、有機半導体層の端部の外側に露出された部分が、必ずしもゲート絶縁膜である必要はなく、有機半導体層と同じ層またはその下部に配置された部分が有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより有機半導体層がパターニングされれば良い。すなわち、図１８に示すように、ソース電極１３が有機半導体層の端部１５ａの外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接することにより有機半導体層をパターニングさせても良い。そして、図１９に示すように、ソース電極１３とゲート絶縁膜１２とが同時に有機半導体層の端部１５ａの外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接することにより有機半導体層をパターニングさせることも可能である。もちろん、その他の多様な変形も可能であるということは言うまでもない。
【００９０】
一方、上記のような実施の形態及びその変形例による有機薄膜トランジスタにおいて、カンチレバー層１６は、導電性物質から形成された導電性のカンチレバー層でありうるが、これにより、そのカンチレバー層１６にはバイアス電圧が印加されて、有機薄膜トランジスタの特性を向上させうる。
【００９１】
すなわち、有機半導体層１５が、ｐ型有機半導体物質から形成される場合、有機薄膜トランジスタにチャンネルが形成される時に、キャリアは正孔となる。したがって、この場合、ゲート電極１１に負電圧が印加されれば、それによる電場により有機半導体層１５内の正孔が有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２に向かう面上に蓄積される。その結果、有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺には、正孔からなるチャンネルが形成され、この状況で、ソース電極１３とドレイン電極１４との間に電位差が発生すれば、それにより、ソース電極１３とドレイン電極１４との間に電流が流れる。
【００９２】
この時、有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に正孔からなるチャンネルを容易に形成させるために、ゲート電極１１に負電圧を印加すると共に、カンチレバー層１６にゲート電極に印加される電圧と逆極性を有する電圧、すなわち、正電圧を印加する。カンチレバー層１６に正電圧を印加することにより、有機半導体層１５内の正孔が有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に更に多く蓄積されて、チャンネルを更に容易に形成させうる。これにより、有機薄膜トランジスタの臨界電圧Ｖｔｈを下げ得る。
【００９３】
一方、このようなｐ型有機薄膜トランジスタのゲート電極１１に負電圧が印加されず、チャンネルを形成させない場合にも、カンチレバー層１６にバイアス電圧を印加して、有機薄膜トランジスタの特性を向上させうる。すなわち、有機半導体層にチャンネルを形成させないためには、キャリアである正孔を有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に蓄積させてはならないが、このために、ゲート電極１１に正電圧を印加し、カンチレバー層１６に、ゲート電極１１に印加される電圧と逆極性の電圧である負電圧を印加するか、または、ゲート電極１１には電圧を印加せずに、カンチレバー層１６のみに負電圧を印加できる。ここで、カンチレバー層１６に負電圧が印加されるとしたが、より一般的には、カンチレバー層１６の電位をゲート電極１１の電位よりも相対的に低くすれば良い。このような場合、その電場により有機半導体層１５内の正孔が、有機半導体層１５のゲート絶縁膜に向かう面ではない、その反対面に集まり、これにより、チャンネルが形成されないため、ソース電極１３とドレイン電極１４との間に電流が流れない。
【００９４】
このように、カンチレバー層１６にバイアス電圧を印加することにより、臨界電圧を下げると共にオン／オフ比を更に向上させうるなど、有機薄膜トランジスタの特性を大幅に改善できる。
【００９５】
もちろん、これは、有機半導体層１５がｎ型有機半導体物質から形成される場合にも適用できる。この場合には、有機薄膜トランジスタにチャンネルが形成される場合、キャリアが電子となる。したがって、この場合、ゲート電極１１に正電圧が印加されれば、それによる電場により、有機半導体層１５内の電子が有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２に向かう面上に蓄積される。その結果、有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺には、電子からなるチャンネルが形成され、この状況で、ソース電極１３とドレイン電極１４との間に電位差が発生すれば、それによりソース電極１３とドレイン電極１４との間に電流が流れる。
【００９６】
この時、有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に電子からなるチャンネルを容易に形成させるために、ゲート電極１１に正電圧を印加すると共に、カンチレバー層１６に、ゲート電極に印加される電圧と反対極性を有する電圧、すなわち、負電圧を印加する。カンチレバー層１６に負電圧を印加することにより、有機半導体層１５内の電子が、有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に更に多く蓄積されて、チャンネルを更に容易に形成させうる。
【００９７】
また、このようなｎ型有機薄膜トランジスタのゲート電極１１に正電圧が印加されないため、チャンネルを形成させない場合にも、カンチレバー層１６にバイアス電圧が印加されて有機薄膜トランジスタの特性を向上させうる。すなわち、有機半導体層にチャンネルを形成させないためには、キャリアである電子を有機半導体層１５のゲート絶縁膜１２の近辺に蓄積させてはならないが、このためにゲート電極１１に負電圧を印加し、カンチレバー層１６に、ゲート電極１１に印加される電圧と反対極性の電圧である正電圧を印加するか、またはゲート電極１１には電圧を印加せずに、カンチレバー層１６のみに正電圧を印加できる。ここで、カンチレバー層１６に正電圧が印加されるとしたが、より一般的には、カンチレバー層１６の電位をゲート電極１１の電位より相対的に高くすれば良い。このような場合、その電場により、有機半導体層１５内の電子が有機半導体層１５のゲート絶縁膜に向かう面ではない、その反対面に集まり、それによりチャンネルが形成されず、ソース電極１３とドレイン電極１４との間に電流が流れなくなる。
【００９８】
図２０は、本発明の好ましい第９の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【００９９】
図２０に示すように、上記の実施の形態と違って、本実施の形態に係る有機薄膜トランジスタのカンチレバー層１６は、絶縁性物質から形成され、このカンチレバー層１６に接しつつゲート電極１１に対応する補助電極１８が備えられている。
【０１００】
上記の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの場合には、カンチレバー層１６が導電性物質から形成され、そのカンチレバー層１６にバイアス電圧が印加された。しかし、カンチレバー層１６が各有機薄膜トランジスタ別にパターニングされていれば問題ないが、隣接した有機薄膜トランジスタと一体に形成される場合には、各有機薄膜トランジスタに相異なるバイアス電圧を印加できない。
【０１０１】
したがって、本実施の形態に係る有機薄膜トランジスタの場合には、カンチレバー層１６が絶縁性物質から形成され、各有機薄膜トランジスタにバイアス電圧を印加するための補助電極１８が、ゲート電極１１に対応するように備えられる。この補助電極１８に印加される電圧は、上記の実施の形態でカンチレバー層１６に印加される電圧と同じである。
【０１０２】
このような場合、カンチレバー層１６は、多様な絶縁性物質から形成されうるが、例えば、ＴＥＯＳまたは窒化ケイ素のような物質から形成されうる。もちろん、その他の多様な物質からも形成されうるが、十分な機械的な強度を有するように形成されることが好ましい。そして、補助電極１８は、ＭｏＷ及びＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの伝導性物質から形成されれば良い。
【０１０３】
一方、このような補助電極１８は、多様な位置に配置されうるが、図２０に示すように、カンチレバー層１６の上面に配置されてもよく、図２１に示す第１０の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタのように、カンチレバー層１６の下面、すなわち、カンチレバー層１６と有機半導体層１５との間に配置されても良い。また、図２２及び図２３に示す第１１の実施の形態及び第１２の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタのように、カンチレバー層１６に溝が形成され、その溝に補助電極１８が配置されても良い。この場合、カンチレバー層１６に形成された溝は、図２２に示すように、カンチレバー層１６の上面に形成されてもよく、図２３に示すように、カンチレバー層１６の下面に形成されても良い。また、図２４に示す第１３の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタのように、カンチレバー層１６には第２開口部が形成され、補助電極１８は、カンチレバー層１６の第２開口部内に配置させても良い。もちろん、その他の多様な変形も可能であるということは言うまでもない。
【０１０４】
図２５は、本発明の好ましい第１４の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【０１０５】
図２５に示すように、有機半導体層１５がある一方向のみに端部を備えるものではなく、多様な方向に端部１５ａ，１５ｂを備えても良い。すなわち、隣接した薄膜トランジスタが複数である場合、その隣接した薄膜トランジスタとの間に端部を備えうる。
【０１０６】
図２６は、本発明の好ましい第１５の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図であり、図２７は、図２６のＸＸＶII−ＸＸＶII線に沿って切り取った断面図である。
【０１０７】
上記図面に示すように、本実施の形態では、有機半導体層１５と同じ層またはその下部に配置され、有機半導体層１５の端部の外側に露出されてカンチレバー層１６と接する部分が閉曲線をなす。図２６及び図２７では、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接する部分が閉曲線を成している。このような場合、有機半導体層１５が各有機薄膜トランジスタ別にパターニングされる。これにより、隣接した有機薄膜トランジスタにおいて、漏れ電流によるクロストークが発生することを基本的に防止できる。
【０１０８】
この時、隣接した有機薄膜トランジスタにおいて、漏れ電流によるクロストークの発生を防止するためには、各有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域が、隣接した薄膜トランジスタの有機半導体層と区別されれば良い。したがって、有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域を、上記の閉曲線内に位置させることにより、隣接した有機薄膜トランジスタ間のクロストークを防止できる。図２６及び図２７のような場合には、有機半導体層１５の下部に配置されたゲート絶縁膜１２が、有機半導体層１５の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層１６とが接する部分が閉曲線をなし、この時、有機半導体層１５のソース電極１３とドレイン電極１４との間の領域をこの閉曲線内に位置させている。この場合、上記のようにカンチレバー層１６には、少なくとも一つの第１開口部１６ａが備えられ、有機半導体層１５の形成時に、有機半導体物質を第１開口部１６ａを介して注入させうる。
【０１０９】
上記の実施の形態は、有機半導体層の下部に配置されたゲート絶縁膜が、有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより、有機半導体層のパターニングされた有機薄膜トランジスタについてのものであった。
【０１１０】
しかし、有機半導体層の端部の外側に露出された部分が、必ずしもゲート絶縁膜である必要はなく、有機半導体層と同じ層またはその下部に配置された部分が有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより有機半導体層がパターニングされれば良い。すなわち、ソース電極またはドレイン電極が有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより有機半導体層をパターニングさせても良い。そして、ソース電極またはドレイン電極とゲート絶縁膜とが同時に有機半導体層の端部の外側に露出されており、その露出された部分とカンチレバー層とが接することにより有機半導体層をパターニングさせても良い。もちろん、その他の多様な変形も可能であるということは言うまでもない。
【０１１１】
上記のような有機薄膜トランジスタは、フレキシブル特性が良いため、薄膜トランジスタを備える多様なフレキシブル平板ディスプレイ装置に利用されうる。このような平板ディスプレイ装置としては、液晶ディスプレイ装置及び有機電界発光ディスプレイ装置など、多様なディスプレイ装置がある。
【０１１２】
すなわち、上記のような有機薄膜トランジスタは、平板ディスプレイ装置のスイッチング薄膜トランジスタまたは駆動薄膜トランジスタとして使用され、各種ドライバの薄膜トランジスタにも使用されうる。
【０１１３】
駆動薄膜トランジスタとして使用される場合、ソース電極及びドレイン電極のうち、何れか一つの電極にディスプレイ素子の画素電極が連結されうる。
【０１１４】
本発明の有機薄膜トランジスタは、特に、電界発光ディスプレイ装置に有効に使用されうるが、以下では、有機電界発光ディスプレイ装置に、上記のような有機薄膜トランジスタが備えられた場合について簡略に説明する。
【０１１５】
電界発光ディスプレイ装置は、電界発光素子の発光色によって多様な画素パターンを有するが、好ましくは、赤色、緑色、及び青色の副画素を備える。このような赤色、緑色、及び青色の各副画素は、自発光自発光素子の電界発光素子を有する。
【０１１６】
電界発光ディスプレイ装置は、多様な形態のものが適用されうるが、本実施の形態に係る電界発光ディスプレイ装置は、上記の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを備えた能動駆動型（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ：ＡＭ）の電界発光ディスプレイ装置である。
【０１１７】
電界発光素子は、電流の流れによって赤色、緑色、または青色の光を発光して画像情報を表示するものであって、上記の薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極のうち、何れか一つの電極に連結された画素電極と、全体画素を覆うように備えられた対向電極と、それらの画素電極と対向電極との間に配置された少なくとも発光層を有する中間層と、を備える。本発明は、必ずしも上記のような構造に限定されるものではなく、多様な電界発光ディスプレイ装置の構造がそのまま適用されうるということは言うまでもない。
【０１１８】
画素電極は、アノード電極として機能し、対向電極は、カソード電極として機能するが、もちろん、それらの画素電極及び対向電極の極性は逆であっても良い。
【０１１９】
画素電極は、透明電極または反射型電極から備えられうるが、透明電極として使用される時には、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ（Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、またはＩｎ２Ｏ３から備えられうる。反射型電極として使用される時には、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、及びそれらの化合物などから反射膜を形成した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３を形成できる。
【０１２０】
一方、対向電極も透明電極または反射型電極から備えられうるが、透明電極として使用される時には、仕事関数の小さな金属、すなわち、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びそれらの化合物を、有機発光膜の方向に向かうように薄く蒸着した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、及びＩｎ２Ｏ３などの透明電極形成用の物質から補助電極層やバス電極ラインを形成できる。そして、反射型電極として使用される時には、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、及びそれらの化合物を全面蒸着して形成する。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、画素電極及び対向電極として伝導性ポリマーなどの有機物を使用しても良い。
【０１２１】
中間層は、有機物または無機物から備えられ、有機物の場合には、低分子または高分子有機物から備えられうる。低分子有機物から形成される場合、ホール注入層（Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）、ホール輸送層（Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、発光層（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＭＬ）、電子輸送層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）、及び電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）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）、及びトリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）などをはじめとし、多様な物質が使用されうる。それらの低分子有機膜は、真空蒸着法で形成されうる。
【０１２２】
高分子有機物から形成される場合には、ほぼＨＴＬ及びＥＭＬから備えられた構造を有し、この時、ＨＴＬとしてＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）を使用し、ＥＭＬとしてＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）系及びポリフルオレン系などの高分子有機物質を使用し、それをスクリーン印刷方法及びインクジェット印刷方法などで形成できる。
【０１２３】
上記のような中間層は、必ずしもこれに限定されるものではなく、多様な実施の形態が適用されうるということは言うまでもない。
【０１２４】
上記のような電界発光ディスプレイ装置において、上記の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを備えることにより、クロストークの発生を防止することにより、入力された映像信号によって正確にイメージを具現する電界発光ディスプレイ装置を製造できる。
【０１２５】
また、本発明の実施の形態において、電界発光ディスプレイ装置の構造を基準に本発明を説明したが、有機薄膜トランジスタが備えられるディスプレイ装置であれば、いかなるディスプレイ装置にも本発明が適用されうるということは言うまでもない。そして、このように本発明に係る有機薄膜トランジスタは、各副画素に搭載されても良く、画像が具現されないドライバ回路にも搭載可能である。
【０１２６】
本発明は、図面に示す実施の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、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施の形態が可能であるということを理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、有機薄膜トランジスタに関連した技術分野に好適に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の好ましい一実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図３】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図４】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図５】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図６】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図７】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図８】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図９】図１に示す有機薄膜トランジスタの製造工程を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の好ましい他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図１１】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図１２】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図１３】図１２のＸIII−ＸIII線に沿って切り取った断面図である。
【図１４】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿って切り取った断面図である。
【図１６】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図１７】図１６のＸＶII−ＸＶII線に沿って切り取った断面図である。
【図１８】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図１９】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図２０】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２１】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２２】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２３】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２４】は本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２５】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す断面図である。
【図２６】本発明の好ましい更に他の実施の形態に係る有機薄膜トランジスタを概略的に示す平面図である。
【図２７】図２６のＸＸＶII−ＸＸＶII線に沿って切り取った断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０    基板、
１１    ゲート電極、
１２    ゲート絶縁膜、
１３    ソース電極、
１４    ドレイン電極、
１５    有機半導体層、
１６    カンチレバー層。
【図１】
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【図２】
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【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７】
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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１４】
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【図１５】
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【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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