(57)【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たデータ配線と；
前記データ配線上に形成され、前記データ配線の少なくとも一部を露出させる接触孔が形成された層間絶縁膜と；
前記層間絶縁膜上に形成されたゲート電極と；
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲート電極の少なくとも一部を露出させる開口部が備えられた第１ゲート絶縁膜と；
前記開口部によって露出した前記ゲート電極を覆い、前記第１ゲート絶縁膜より誘電率が大きく、かつ前記第１ゲート絶縁膜の高さより低い第２ゲート絶縁膜と；
前記第２ゲート絶縁膜を中心に互いに分離してチャネル領域を定義するソース電極及びドレイン電極と；
前記チャネル領域にインクジェット法によって形成され、前記第１ゲート絶縁膜より高さが低い有機半導体層とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ基板。
【請求項２】
前記第１ゲート絶縁膜は、１〜５の誘電率を有する請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項３】
前記第１ゲート絶縁膜は、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びベンゾシクロブテンのうちの少なくともいずれか一つを含む請求項２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項４】
前記第２ゲート絶縁膜は、４〜１５の誘電率を有する請求項１又は２に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項５】
前記第２ゲート絶縁膜は、アクリル系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、窒化ケイ素、酸化ケイ素及びフッ素系高分子のうちの少なくともいずれか一つを含む請求項４に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
前記接触孔には導電部材が形成されている請求項１に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項７】
前記導電部材は、前記ゲート電極と同一の物質からなる請求項６に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項８】
前記データ配線は、データ線とデータパッドとを含む請求項１，６，７のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
前記層間絶縁膜上には、前記ゲート電極と同一階層のゲートパッドがさらに形成されており、
前記第１ゲート絶縁膜には、前記ゲートパッドの少なくとも一部を露出させる開口部がさらに形成されている請求項１，６，７のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１０】
前記第１ゲート絶縁膜には、前記導電部材の少なくとも一部を露出させる開口部がさらに形成されている請求項６〜９のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１１】
前記データ配線はデータ線を含み、
前記ソース電極は、前記導電部材を通じて前記データ線と接続されており、前記有機半導体層と少なくとも一部が接している請求項６〜１０のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１２】
前記ゲート電極と同一階層で形成されていて、前記データ線と絶縁交差して画素領域を定義するゲート線をさらに含み、
前記ドレイン電極は、前記有機半導体層と少なくとも一部が接していて、前記画素領域に形成されている画素電極と接続されている請求項８〜１１のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１３】
前記層間絶縁膜上には、前記ゲート電極と同一階層のゲートパッドがさらに形成されており、
前記接触孔を通じて前記導電部材と連結されているデータパッド接触部材と、前記開口部を通じて前記ゲートパッドと連結されているゲートパッド接触部材とをさらに含む請求項６〜１２のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１４】
前記ソース電極、ドレイン電極、データパッド接触部材及びゲートパッド接触部材は、ＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかからなる請求項１３に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１５】
前記有機半導体層上の前記チャネル領域には第１保護層がさらに形成されている請求項１〜１４のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１６】
前記第１保護層上には第２保護層がさらに形成されている請求項１５に記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１７】
前記第１保護層の高さは、前記第１保護層を取り囲んでいる前記開口部の高さより低い請求項１５〜１６のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板。
【請求項１８】
絶縁基板を備える工程と、
前記絶縁基板上にデータ配線を形成する工程と、
前記データ配線上に前記データ配線の少なくとも一部を露出させる接触孔が形成された層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に前記データ配線と重ならないゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上に前記ゲート電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成された第１ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記ゲート電極上に前記第１ゲート絶縁膜より誘電率が大きく、かつ前記第１ゲート絶縁膜の高さより低い第２ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２ゲート絶縁膜を中心に互いに分離してチャネル領域を定義するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記チャネル領域にインクジェット法によって、前記第１ゲート絶縁膜より高さが低い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薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項１９】
前記ゲート電極の形成時、前記接触孔に導電部材をさらに形成する請求項１８に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項２０】
前記第２ゲート絶縁膜を、インクジェット法によって形成する請求項１９に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項２１】
前記導電部材と同時にゲートパッドをさらに形成し、前記第１ゲート絶縁膜に前記ゲートパッドの少なくとも一部を露出させる開口部をさらに形成し、
前記ソース及びドレイン電極の形成時、前記接触孔を通じて前記導電部材と連結されるデータパッド接触部材と、前記開口部を通じて前記ゲートパッドと連結されるゲートパッド接触部材とをさらに形成する請求項１９又は２０に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項２２】
前記有機半導体層上の前記チャネル領域に第１保護層を形成する工程をさらに含む請求項１８、１９〜２１のいずれか１つに記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【請求項２３】
前記第１保護層を、インクジェット法によって形成する請求項２２に記載の薄膜トランジスタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ基板及び薄膜トランジスタ基板の製造方法に関し、より詳しくは、有機半導体層が備えられた薄膜トランジスタ基板及び薄膜トランジスタ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ基板は、各ピクセルの動作を制御及び駆動するスイッチング及び駆動素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を含む。ここで、薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート電極を中心に分離してチャネル領域を定義するソース電極とドレイン電極、及び半導体層を含む。半導体層は非晶質シリコンやポリシリコンが用いられるが、最近、有機半導体の適用が開発されている（例えば、特許文献１等）。
【０００３】
有機半導体（ＯＳＣ）は、常温、常圧で形成できるため、工程単価を低減することができ、熱に弱いプラスチック基板に適用できる長所がある。しかし、このような有機半導体は耐化学性及び耐プラズマ性に劣るという短所がある。
このような特性を有する有機半導体が適用された薄膜トランジスタは、チャネル領域に有機半導体を堆積した後、フォトエッチング工程を通じてパターニングして有機半導体層を形成することによって、有機薄膜トランジスタを製作する。
【０００４】
しかし、このような方法は工程数が多くて複雑であり、薄膜トランジスタをなすソース及びドレイン電極、データ配線、ゲート配線などの形成の際に用いられる化学物質などによって有機半導体層の特性が劣化することがあるため、有機薄膜トランジスタ特性の安全性及び信頼性を確保することが困難であるという問題点がある。特に、従来のように有機半導体を堆積した後、フォトエッチング工程を通じてパターニングする場合、フォトエッチング工程に用いられる化学物質などによって有機半導体層の特性が劣化して、有機薄膜トランジスタの特性にダメージを与えることがあるという問題点がある。
【特許文献１】特開２００４−１５２９５９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、薄膜トランジスタの特性を向上させた薄膜トランジスタ基板を提供することにある。
本発明の他の目的は、製造工程が簡単な薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的は、
絶縁基板と；
前記絶縁基板上に形成されたデータ配線と；
前記データ配線上に形成され、前記データ配線の少なくとも一部を露出させる接触孔が形成された層間絶縁膜と；
前記層間絶縁膜上に形成されたゲート電極と；
前記ゲート電極上に形成され、前記ゲート電極の少なくとも一部を露出させる開口部が備えられた第１ゲート絶縁膜と；
前記開口部によって露出した前記ゲート電極を覆い、前記第１ゲート絶縁膜より誘電率が大きく、かつ前記第１ゲート絶縁膜の高さより低い第２ゲート絶縁膜と；
前記第２ゲート絶縁膜を中心に互いに分離してチャネル領域を定義するソース電極及びドレイン電極と；
前記チャネル領域にインクジェット法によって形成され、前記第１ゲート絶縁膜より高さが低い有機半導体層とを含むことを特徴とする薄膜トランジスタ基板によって達成される。
【０００７】
ここで、第１ゲート絶縁膜は、１〜５の誘電率を有することができる。
そして、第１ゲート絶縁膜は、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びベンゾシクロブテンのうちの少なくともいずれか一つを含んでなることができる。
ここで、第２ゲート絶縁膜は、４〜１５の誘電率を有することができる。
そして、第２ゲート絶縁膜は、アクリル系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、窒化ケイ素、酸化ケイ素及びフッ素系高分子のうちの少なくともいずれか一つを含んでなることができる。
【０００８】
そして、接触孔には導電部材が形成されていてもよい。
また、導電部材は、ゲート電極と同一の物質からなることが好ましい。
【０００９】
ここで、データ配線は、データ線とデータパッドとを含んでいたもよい。
そして、層間絶縁膜上にはゲート電極と同一階層のゲートパッドがさらに形成されており、第１ゲート絶縁膜にはゲートパッドの少なくとも一部を露出させる開口部がさらに形成されていてもよい。
また、第１ゲート絶縁膜には、導電部材の少なくとも一部を露出させる開口部がさらに形成されていてもよい。
【００１０】
ここで、データ配線はデータ線を含み、ソース電極は導電部材を通じてデータ線と連結されており、有機半導体層と少なくとも一部が接していることが好ましい。
そして、ゲート電極と同一階層に形成されていて、データ線と絶縁交差して画素領域を定義するゲート線をさらに含み、ドレイン電極は有機半導体層と少なくとも一部が接しており、画素領域に形成されている画素電極と接続されていることが好ましい。
【００１１】
また、層間絶縁膜上にはゲート電極と同一階層のゲートパッドがさらに形成されており、接触孔を通じて導電部材と連結されているデータパッド接触部材と、開口部を通じてゲートパッドと接続されているゲートパッド接触部材とをさらに含むことができる。
そして、ソース電極、ドレイン電極、データパッド接触部材及びゲートパッド抵触部材は、ＩＴＯ及びＩＺＯ）のいすれかからなることができる。
【００１２】
ここで、有機半導体層上のチャネル領域には第１保護層がさらに形成されていてもよい。
そして、第１保護層上には第２保護層がさらに形成されていてもよい。
【００１３】
本発明の他の目的は、
絶縁基板を備える工程と、
前記絶縁基板上にデータ配線を形成する工程と、
前記データ配線上に前記データ配線の少なくとも一部を露出させる接触孔が形成された層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜上に前記データ配線と重ならないゲート電極を形成する工程と、
前記ゲート電極上に前記ゲート電極の少なくとも一部を露出させる開口部が形成された第１ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記開口部内の前記ゲート電極上に前記第１ゲート絶縁膜より誘電率が大きく、かつ前記第１ゲート絶縁膜の高さより低い第２ゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第２ゲート絶縁膜を中心に互いに分離してチャネル領域を定義するソース電極及びドレイン電極を形成する工程と、
前記チャネル領域にインクジェット法によって、前記第１ゲート絶縁膜より高さが低い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薄膜トランジスタ基板の製造方法によって達成される。
【００１４】
また、ゲート電極の形成時、前記接触孔に導電部材をさらに形成することができる。
【００１５】
そして、第２ゲート絶縁膜は、インクジェット方法によって形成することができる。
ここで、導電部材と同時にゲートパッドをさらに形成し、第１ゲート絶縁膜にゲートパッドの少なくとも一部を露出させる開口部をさらに形成し、ソース及びドレイン電極の形成時、接触孔を通じて導電部材と連結されるデータパッド接触部材と、開口部を通じてゲートパッドと連結されるゲートパッド接触部材とをさらに形成することができる。
【００１６】
そして、有機半導体層上のチャネル領域に第１保護層を形成する工程をさらに含むことができる。
また、第１保護層は、インクジェット方法によって形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、有機薄膜トランジスタの特性が向上した薄膜トランジスタ基板を提供することができる。
また、製造工程が簡単な薄膜トランジスタ基板の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照して、本発明についてさらに詳細に説明する。以下において、ある膜（階層）が他の膜（階層）の「上に」形成されて（位置して）いるとは、二つの膜（階層）が接している場合だけでなく、二つの膜（階層）の間に他の膜（階層）が存在する場合も含む。
図１は本発明による薄膜トランジスタ基板の配置図を概略的に示したものであり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【００１９】
本発明による薄膜トランジスタ基板１００は、絶縁基板１１０と、絶縁基板１１０上に形成されているデータ配線１２０と、データ配線１２０上に形成されている層間絶縁膜１３０と、層間絶縁膜１３０上に形成されているゲート配線１４０と、ゲート配線１４０ 上に形成されていてゲート配線１４０の少なくとも一部を露出させる開口部１５１が備えられた第１ゲート絶縁膜１５０と、前記開口部１５１に形成された第２ゲート絶縁膜１５５と、第１ゲート絶縁膜１５０上に形成された透明電極層１６０と、透明電極層１６０の少なくとも一部と接しながら第１ゲート絶縁膜１５０上に形成された有機半導体層１７０とを含む。
【００２０】
絶縁基板１１０は、ガラスまたはプラスチックで形成することができる。絶縁基板１１０がプラスチックからなる場合、薄膜トランジスタ基板１００に柔軟性を付与できる長所があるが、絶縁基板１１０が熱に弱い短所がある。本発明のように、有機半導体層１７０を用いれば、半導体層の形成を常温、常圧で行うことができるので、プラスチック素材の絶縁基板１１０を用いることが容易であるという長所がある。ここで、プラスチックとしては、ポリカーボン（polycarbon）、ポリイミド（polyimide）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、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）などが使用可能である。
【００２１】
データ配線１２０は前記絶縁基板１１０上に形成されている。データ配線１２０は、絶縁基板１１０上に一方向に延長されているデータ線１２１と、前記データ線１２１の端部に備えられ外部から駆動または制御信号の伝達を受けるデータパッド１２３とを含む。データパッド１２３は外部から駆動及び制御信号の伝達を受けてデータ線１２１に駆動及び制御信号を印加する。データ配線１２０の材料としては、安価で導電度の良いＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏや、相対的に高価であるＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄのうちの少なくともいずれか一つを含むことができる。そして、データ配線１２０は前記材料のうちの少なくともいずれか一つを含む単一層または積層構造で形成することができる。
【００２２】
本発明においては、データ配線１２０の形成過程で用いられる化学物質から第１ゲート絶縁膜１５０を保護して、有機半導体層１７０の特性が劣化することを防止するために、データ配線１２０を先に形成し、データ配線１２０上に層間絶縁膜１３０を形成する構造を採用している。
絶縁基板１１０上では、層間絶縁膜１３０がデータ配線１２０を覆っている。層間絶縁膜１３０は、データ配線１２０とゲート配線１４０との間の電気的絶縁のための層であって、製造が簡便な窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などのような無機物質からなる無機膜により形成することができる。一方、他の実施形態として、層間絶縁膜１３０は、無機物質からなる無機膜と有機物質からなる有機膜とで構成された積層構造によって形成されていてもよい。酸化ケイ素または窒化ケイ素を利用して後述する層間絶縁膜１３０を形成するので、ゲートパッド１４３及びデータパッド１２３のＯＬＢ（outer lead bonding）の修正作業（rework）が可能である。
【００２３】
層間絶縁膜１３０は、データ配線１２０の形成の際に用いられる化学物質またはプラズマが残存して、このプラズマが、後述する接触孔１３１、１３２と開口部１５１、１５２、１５３、１５４の隙間または界面に進入することによって、耐化学性及び耐プラズマ性を低下させ、後述する有機半導体層１７０の特性を損傷することを、減少させるためのものである。そして、層間絶縁膜１３０には、データ線１２１とデータパッド１２３とをそれぞれ露出させる第１接触孔１３１と第２接触孔１３２が形成されている。
【００２４】
前記層間絶縁膜１３０上にはゲート配線１４０が形成されている。ゲート配線１４０は、上述したデータ線１２１と絶縁交差して画素領域を定義するゲート線１４１と、前記ゲート線１４１の端部に備えられ、外部から駆動または制御信号の印加を受けるゲートパッド１４５と、ゲート線１４１の支線であり、後述する有機半導体層１７０と対応する所に形成されているゲート電極１４３と、接触孔１３１、１３２内に充填された導電部材１４７、１４９とを含む。
【００２５】
ゲートパッド１４５は、外部から薄膜トランジスタをオン／オフさせるための駆動及び制御信号の印加を受け、ゲート線１４１を通じてゲート電極１４３に伝達する。そして、導電部材１４７、１４９は、第１ゲート絶縁膜１５０が厚く形成されることによって、データ配線１２０を露出させる開口部１５２、１５３の段差が大きくことに起因する透明電極層１６１、１６７とデータ配線１２０との間の接触不良を減少させるためのものである。つまり、データ線１２１とソース電極１６１との間及びデータパッド１２３とデータパッド接触部材１６７との間に導電部材１４７、１４９を介在して段差を減らすことによって、ソース電極１６１とデータパッド接触部材１６７とをデータ配線１２０に確実に接触させることができる。
【００２６】
ゲート配線１４０は、データ配線１２０のようにＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのうちの少なくともいずれか一つを含むことができ、単一層または積層構造で形成することができる。
ゲート配線１４０上には第１ゲート絶縁膜１５０が形成されている。第１ゲート絶縁膜１５０はデータ配線１２０とゲート配線１４０とを相互絶縁させる役割を果たすと同時に、耐化学性及び耐プラズマ性に劣る有機半導体層１７０に不純物が混入することを防止する。第１ゲート絶縁膜１５０は低誘電率のアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びベンゾシクロブテンのうちの少なくともいずれか一つを含んでなる厚い膜とすることができる。
【００２７】
そして、第１ゲート絶縁膜１５０には、ゲートパッド１４７を露出させる開口部１５４と、導電部材１４７、１４９を露出させる開口部１５２、１５３及びゲート電極１４３を露出させる開口部１５１が形成されている。
本発明による第１ゲート絶縁膜１５０は、耐久性に優れていて、誘電率が低い物質を用いることが好ましい。これは、後述するソース及びドレイン電極１６１、１６３とゲート電極１４３との間の容量ＣｇｄまたはＣｇｓの容量を減少させて有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）の特性を向上させるためであり、１〜５の誘電率を有することが好ましい。
【００２８】
ゲート電極１４３を露出させる開口部１５１には、第２ゲート絶縁膜１５５が形成されている。第２ゲート絶縁膜１５５は前記第１ゲート絶縁膜１５０に比べて相対的に高誘電率を有し、４〜１５の誘電率を有することが好ましい。第２ゲート絶縁膜１５５は、高誘電率のアクリル系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、酸化ケイ素、窒素ケイ素及びフッ素系高分子のうちの少なくともいずれか一つを含んで形成することができる。ここで、フッ素系高分子としては、限定されないが、ＰＴＦＥ（Poly Tetra Fluoro Ethylene）、ＦＥＰ（Fluorinated Ethylene Propylene）、ＰＦＡ（Poly Fluoro Alkoxy）、ＥＴＦＥ（Ethylene Tetra Fluoro Ethylene）、ＰＶＤＦ（polyvinylidene fluoride）などが使用可能である。このように第１ゲート絶縁膜１５０と第２ゲート絶縁膜１５５とに区分して形成する理由は、チャネル領域Ａに対応する所の絶縁膜を高誘電率の絶縁物質で形成することによって、有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）の特性を極大化するためである。そして、第２ゲート絶縁膜１５５の高さは、第２ゲート絶縁膜１５５を取り囲んでいる第１ゲート絶縁膜１５０の高さより低く形成されている。これは、後述するように、インクジェット方式によって形成するためである。
【００２９】
このように、第１ゲート絶縁膜１５０と第２ゲート絶縁膜１５５とを別途に形成することによって、目的に合う材料を選択的に形成して有機薄膜トランジスタの特性を向上させることができる。
前記第１ゲート絶縁膜１５０上には透明電極層１６０が形成されている。透明電極層１６０は接触孔１３１を通じて導電部材１４７によってデータ線１２１と接続されており、有機半導体層１７０と少なくとも一部が接するソース電極１６１と、第２ゲート絶縁膜１５５を介在してソース電極１６１と分離されるドレイン電極１６３と、ドレイン電極１６３と接続されて画素領域に形成される画素電極１６５とを含む。
【００３０】
そして、導電部材１４９を通じてデータパッド１２３と接続されるデータパッド接触部材１６７と、開口部１５４を通じてゲートパッド１４５と接続されるゲートパッド接触部材１６９とをさらに含む。
透明電極層１６０はＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で形成することができる。ソース電極１６１は開口部１５２を通じデータ線１２１と物理的・電気的に接続されて画像信号の伝達を受ける。そして、ゲート電極１４３を介在してソース電極１６１と離隔してチャネル領域Ａを定義するドレイン電極１６３は、ソース電極１６１と共に薄膜トランジスタを形成し、各画素電極１６５の動作を制御及び駆動するスイッチング及び駆動素子として作動する。そして、ソース及びドレイン電極１６１、１６３は第２ゲート絶縁膜１５５の界面特性に影響が少ないため、有機薄膜トランジスタの特性が向上する。また、画素電極１６５とデータ配線１２０が同一階層にないので、画素電極１６５とデータ配線１２０との間の短絡（ｓｈｏｒｔ）性の不良を避けることができる。
【００３１】
チャネル領域Ａには有機半導体層１７０が形成されている。有機半導体層１７０はチャネル領域Ａを覆い、ソース電極１６１及びドレイン電極１６３と少なくとも一部が接している。そして、有機半導体層１７０は当該有機半導体層１７０を取り囲む前記第１ゲート絶縁膜１５０より高さが低い。これは、後述するように、インクジェット方式によって形成するためである。
【００３２】
このような有機半導体層１７０としては、ベンゼン環が五つ連結されているペンタセン（pentacene）、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（perylenetetracarboxylic dianhydride、ＰＴＣＤＡ）、オリゴチオペン（oligothiopene）、ポリチオフェン（polythiophene）、ポリチエニレンビニレン（polythienylenevinylene）などを用いることができる。その外にも一般的に用いられる公知の有機半導体物質を用いてもよい。
【００３３】
有機半導体層１７０上には第１保護層１８０が形成されている。第１保護層１８０は、有機半導体層１７０を覆うものであり、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、アクリル系樹脂、シリコン高分子（Ｓｉ polymer）などの物質のうちの少なくともいずれか一つからなる有機膜とすることができる。第１保護層１８０は、有機半導体層１７０の特性が劣化することを防止するための層である。そして、第１保護層１８０の高さは開口部１５１の高さより低い。これは、後述するように、インクジェット方式によって形成するためである。
【００３４】
そして、第１保護層１８０上に第２保護層１９０をさらに形成することもできる。前記第２保護層１９０は選択的なものであって、第１保護層１８０を覆い、かつ第１保護層１８０と共に有機半導体層１７０の特性が劣化することを防止するための層であり、第１保護層１８０と同一の物質または異なる物質から形成することができる。
以下、図３ａ〜３ｈを参照して、有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）を具備した薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明する。
【００３５】
図３ａに示したように、ガラス、石英、セラミックまたはプラスチックなどの絶縁性材質を含んで形成された絶縁基板１１０を準備する。可撓性薄膜トランジスタ基板を製作するには、プラスチック基板を用いることが好ましい。
次に、図３ｂに示したように、絶縁基板１１０上にデータ配線物質をスパッタリングなどの方法によって蒸着した後、フォトエッチング工程を通じてデータ線１２１とデータパッド１２３とを形成する。
【００３６】
そして、図３ｃに示したように、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）または酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの無機物質からなる層間絶縁物質を絶縁基板１１０とデータ配線１２０上にコーティングして、層間絶縁膜１３０を形成する。層間絶縁物質が無機物質である場合には化学気相蒸着、プラズマ強化化学気相蒸着法によって形成することができる。有機膜層と無機膜層とを適用することもでき、感光性有機膜などを遮断壁として利用して、エッチング工程を通じデータ配線１２０を露出させる接触孔１３１、１３２を形成する。
【００３７】
次に、図３ｄに示したように、層間絶縁膜１３０上にＡｌ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄのうちの少なくともいずれか一つを含むゲート配線物質をスパッタリングなどの方法によって蒸着した後、フォトエッチング工程を通じてゲート線１４１、ゲート電極１４３、ゲートパッド１４５及び導電部材１４７、１４９を形成する。
その後、図３ｅに示したように、ゲート配線１４０と層間絶縁膜１３０との上に低誘電率のアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂及びベンゾシクロブテンのうちの少なくともいずれか一つを含む厚い第１ゲート絶縁膜１５０を形成する。第１ゲート絶縁膜１５０は、スピンコーティングまたはスリットコーティングなどの方法によって形成し、感光性有機膜などを遮断壁として利用してエッチング工程を通じ開口部１５１、１５２、１５３、１５４を形成する。
【００３８】
そして、図３ｆに示したように、開口部１５１によって露出したゲート電極１４３上にインクジェット方式を通じて第２ゲート絶縁物質を加え、第２ゲート絶縁膜１５５を形成する。第２ゲート絶縁膜１５５は、高誘電率のアクリル系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、酸化ケイ素、窒素ケイ素及びフッ素系高分子のうちの少なくともいずれか一つを含んで形成することができる。
【００３９】
次に、図３ｇに示したように、ＩＴＯまたはＩＺＯのような透明な導電性金属酸化物（透明導電物質）を第１ゲート絶縁膜１５０上にスパッタリングを通じて形成した後、フォトエッチング工程またはエッチング工程を利用して透明電極層１６０を形成する。透明電極層１６０は、開口部１５２を通じてデータ線１２１と接続され、有機半導体層１７０と少なくとも一部が接するソース電極１６１と、有機半導体層１７０を介在してソース電極１６１と分離されてチャネル領域Ａを定義するドレイン電極１６３と、ドレイン電極１６３と連結されて画素領域を満たしている画素電極１６５とを含む。そして、開口部１５３を通じてデータパッド１２３と接続されているデータパッド接触部材１６７と、開口部１５４を通じてゲートパッド１４５と接続されているゲートパッド接触部材１６９とをさらに含む。
【００４０】
その後、図３ｈに示したように、チャネル領域Ａにノズル２００を通じて有機半導体物質１７５を噴射する。有機半導体物質は、溶剤によって水性または油性とすることができ、有機半導体物質は溶剤除去過程を経て有機半導体層１７０が形成される。インクジェット方式は、従来のフォトエッチング工程を通じるパターニング工程がなく、有機半導体物質のパターン形成が可能であるため、フォトエッチング工程に用いられる化学物質から有機半導体層１７０を保護することができ、有機薄膜トランジスタの特性の損傷を減少させることができる。
【００４１】
そして、図示されていないが、有機半導体層１７０の形成方法と同様に、第１保護層溶液を、完成された有機半導体層１７０上に噴射して第１保護層１８０を形成する。保護層溶液も溶剤によって水性または油性とすることができ、保護層溶液は溶剤除去過程を経て表面が平坦な第１保護層１８０を形成することができる。
次に、ポリビニールアルコール（ＰＶＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、アクリル系の感光性有機物質などからなる第２保護層物質を第１保護層１８０ 上にコーティングし、第２保護層１９０を形成する。第２保護層１９０はスピンコーティングまたはスリットコーティング法を通じて形成される。図示したものとは異なり、第２保護層１９０は開口部１５２からチャネル領域Ａまで覆うように形成することもできる。この工程は選択的なものである。
【００４２】
これによって、図２に示したように、有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）を製作することができ、公知の方法によって前記有機薄膜トランジスタ（Ｏ−ＴＦＴ）を含む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の薄膜トランジスタ基板を製造することができる。
本発明による薄膜トランジスタ基板１００の製造方法は、従来と異なりインクジェット法によって第２ゲート絶縁膜１５５、有機半導体層１７０及び第１保護膜１８０を形成することによって、５〜６回程度のマスク工程だけが要求される簡単な製造工程である。そして、有機半導体層１７０を形成した後のプラズマまたは化学物質を利用した工程が省略されるので、有機半導体層１７０の特性の劣化を減少させることができる。
【００４３】
本発明のいくつかの実施形態が図示され説明されたが、本発明が属する技術分野の通常の知識を有する当業者であれば、本発明の原理や精神から逸脱せずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば、平板テレビ、ラップトップコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ等の表示装置、特に液晶表示装置を備える種々の装置において広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の配置図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３ａ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｂ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｃ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｄ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｅ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｆ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｇ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【図３ｈ】本発明の一実施形態による薄膜トランジスタ基板の製造方法を順次に示した断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００  基板
１１０  絶縁基板
１２０  データ配線
１２１  データ線
１３０  層間絶縁膜
１３１、１３２  接触孔
１４０  ゲート配線
１４７  導電部材
１５０、１５５  ゲート絶縁膜
１５１、１５２、１５３、１５４  開口部
１６０  透明電極層
１６１  ソース電極
１６３  ドレイン電極
１６５  画素電極
１７０  有機半導体層
１８０、１９０  保護層
２００  ノズル
【図１】
0004638840.tif 000002
【図２】
0004638840.tif 000003
【図３ａ】
0004638840.tif 000004
【図３ｂ】
0004638840.tif 000005
【図３ｃ】
0004638840.tif 000006
【図３ｄ】
0004638840.tif 000007
【図３ｅ】
0004638840.tif 000008
【図３ｆ】
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【図３ｇ】
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【図３ｈ】
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