(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されているデータ線と、
前記データ線と交差していて、ゲート電極を含むゲート線と、
前記ゲート線及び前記データ線上に形成されていて、前記ゲート電極を露出する第１開口部が形成されている第１層間絶縁膜と、
前記第１開口部に形成されているゲート絶縁体と、
前記ゲート絶縁体上に位置して、前記データ線に連結されているソース電極と、
前記ゲート絶縁体上に位置して、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と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成されていて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一部を露出する第２開口部を定義する隔壁と、
前記第２開口部に形成されている有機半導体と、
を含む、有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項２】
前記第２開口部は、前記第１開口部より小さい、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】
前記ゲート絶縁体は、前記第１層間絶縁膜より誘電定数が高く、
前記ゲート絶縁体は、ポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、及びポリフルオラン系化合物から選択される少なくとも１種の物質を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項４】
前記第１層間絶縁膜は、ポリアクリル系化合物、ポリスチレン系化合物、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ベンゾシクロブタン、パリレンから選択される少なくとも１種の物質を含む、請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項５】
前記有機半導体上に形成されている遮断部材をさらに含み、
前記遮断部材は、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコール系化合物を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項６】
前記データ線または前記ゲート線のうちのいずれか一つと平行で、前記画素電極と少なくとも一部が重畳する維持電極線をさらに含み、
前記第１層間絶縁膜は、前記維持電極線及び前記画素電極の間に位置する、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項７】
前記維持電極線及び前記画素電極の間であって前記第１層間絶縁膜よりも下に位置する第２層間絶縁膜をさらに含み、
前記第１層間絶縁膜は有機物質を含み、前記第２層間絶縁膜は無機物質を含む、請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項８】
前記画素電極に連結されていて、前記維持電極線のうちの一部と重畳する導電体をさらに含む、請求項６に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項９】
前記第１層間絶縁膜、前記ゲート絶縁体、前記隔壁、及び前記有機半導体のうちの少なくとも一つは、溶解性物質を含むか、または、前記第１層間絶縁膜及び前記隔壁のうちの少なくとも一つは、感光性有機物質を含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【請求項１０】
前記ソース電極及び前記画素電極は、ＩＴＯまたはＩＺＯを含む、請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ表示板。
【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】
一般に、液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、有機発光表示装置（ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ ｄｉｓｐｌａｙ、ＯＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ）、電気泳動表示装置（ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）などの平板表示装置は、複数対の電場生成電極及びその間に形成されている電気光学（ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ）活性層を含む。液晶表示装置の場合には、電気光学活性層として液晶層を含み、有機発光表示装置の場合には、電気光学活性層として有機発光層を含む。
【０００３】
通常、対をなす電場生成電極のうちの一つは、スイッチング素子に連結されて、電気信号の印加を受け、電気光学活性層は、この電気信号を光学信号に変換することによって、画像を表示する。
平板表示装置では、スイッチング素子として、三端子素子である薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）を使用して、この薄膜トランジスタを制御するための走査信号を伝達するゲート線（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）、及び画素電極に印加される信号を伝達するデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）が形成されている。
【０００４】
このような薄膜トランジスタの中でも、ケイ素（Ｓｉ）のような無機半導体の代わりに有機半導体を使用する有機薄膜トランジスタ（ｏｒｇａｎｉｃ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＯＴＦＴ）に対する研究が活発に行われている。
有機薄膜トランジスタは、低温で溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）で製造することができるので、蒸着工程だけでは限界がある大面積の平板表示装置にも容易に適用することができる。また、有機物質の特性上、繊維（ｆｉｂｅｒ）またはフィルム（ｆｉｌｍ）のような形態に形成することができるので、可撓性表示装置（ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）の核心素子として注目されている。
【０００５】
しかし、有機半導体は、耐薬品性が弱く、工程の途中で容易に損傷されることがあるので、既存の薄膜トランジスタと異なる構造が要求される。
また、有機半導体は、無機半導体に比べて電流比（Ｉon／Ｉoff）が低いので、これを改善するための方案が要求される。
【特許文献１】特開平１１−０６５４８７号公報
【特許文献２】特開２０００−２６９５０４号公報
【特許文献３】特開２００１−２４４４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が目的とする技術的課題は、これを解決するためのものであって、工程の途中で有機半導体が損傷されるのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明１の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板は、基板、前記基板上に形成されているデータ線、前記データ線と交差していて、ゲート電極を含むゲート線、前記ゲート線及び前記データ線上に形成されていて、前記ゲート電極を露出する第１開口部が形成されている第１層間絶縁膜、前記第１開口部に形成されているゲート絶縁体、前記ゲート絶縁体上に位置して、前記データ線に連結されているソース電極、前記ゲート絶縁体上に位置して、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、前記ソース電極及び前記ドレイン電極上に形成されていて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の一部を露出する第２開口部を定義する隔壁、そして前記第２開口部に形成されている有機半導体を含む。
【０００８】
ゲート絶縁体の上部の一部にソース電極及びドレイン電極が形成されている。これにより、ゲート絶縁体は、ソース電極及びドレイン電極により堅固に固定され、浮び上がるのを防止される。ゲート絶縁体が浮かび上がりを防止することで、最終的にゲート絶縁体上部の有機半導体の浮かび上がりも防止し、ゲート絶縁体及び有機半導体が後続工程での化学溶液により損傷されるのを防止することができる。特に、有機半導体は耐薬品性が弱く工程途中で損傷を受ける可能性が高いが、本発明によれば有機半導体の損傷を阻止し、トランジスタの性能及び信頼性を向上することができる。
【０００９】
本発明２は、発明１において、前記第２開口部は、前記第１開口部より小さい。
隔壁の第２開口部は、ゲート絶縁体の第１開口部より小さい。それによって、第１開口部に形成されているゲート絶縁体を、ゲート絶縁体上部の隔壁が堅固に固定して、浮び上がる（ｌｉｆｔｉｎｇ）のを防止することができる。ゲート絶縁体が浮かび上がりを防止することで、最終的にゲート絶縁体上部の有機半導体の浮かび上がりも防止し、ゲート絶縁体及び有機半導体が後続工程での化学溶液により損傷されるのを防止することができる。
【００１０】
本発明３は、発明１において、前記ゲート絶縁体は、前記第１層間絶縁膜より誘電定数が高い。
本発明４は、発明３において、前記ゲート絶縁体は、ポリイミド系化合物、ポリビニルアルコール系化合物、及びポリフルオラン系化合物から選択される少なくとも１種の物質を含む。
【００１１】
本発明５は、発明３において、前記第１層間絶縁膜は、ポリアクリル系化合物、ポリスチレン系化合物、酸化ケイ素、窒化ケイ素、ベンゾシクロブタン、パリレンから選択される少なくとも１種の物質を含む。
本発明６は、発明１において、前記有機半導体上に形成されている遮断部材をさらに含む。
【００１２】
有機半導体上部に遮断部材を設けることにより、外部の熱、プラズマ、または化学物質から有機半導体を保護する。
本発明７は、発明６において、前記遮断部材は、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコール系化合物を含む。
本発明８は、発明１において、前記データ線または前記ゲート線のうちのいずれか一つと平行で、前記画素電極と少なくとも一部が重畳する維持電極線をさらに含む。
【００１３】
画素電極と重畳する維持電極線を形成することによって、液晶キャパシタを補完して、維持静電量を増加させることができる。それによって、有機半導体の材料的限界によってオン／オフ電流比（Ｉon／Ｉoff）が低くなるのを補完することができる。
本発明９は、発明８において、前記維持電極線及び前記画素電極の間に位置する前記第１層間絶縁膜を含む。
【００１４】
本発明１０は、発明９において、前記維持電極線及び前記画素電極の間に位置する第２層間絶縁膜をさらに含む。
本発明１１は、発明１０において、前記第１層間絶縁膜は有機物質を含み、前記第２層間絶縁膜は無機物質を含む。
本発明１２は、発明８において、前記画素電極に連結されていて、前記維持電極線のうちの一部と重畳する導電体をさらに含む。
【００１５】
維持電極線と導電体との重畳により形成されるキャパシタにより、液晶キャパシタを補完して、維持静電量を増加させることができる。それによって、有機半導体の材料的限界によってオン／オフ電流比が低くなるのを補完することができる。
本発明１３は、発明１において、前記第１層間絶縁膜、前記ゲート絶縁体、前記隔壁、及び前記有機半導体のうちの少なくとも一つは、溶解性物質を含む。第１層間絶縁膜、前記ゲート絶縁体、前記隔壁、及び前記有機半導体が溶解性物質を含む場合、スピンコーティング、インクジェット印刷のような溶液工程を用いることができる。
【００１６】
本発明１４は、発明１において、前記第１層間絶縁膜及び前記隔壁のうちの少なくとも一つは、感光性有機物質を含む。
本発明１５は、発明１において、前記ソース電極及び前記画素電極は、ＩＴＯまたはＩＺＯを含む。
本発明１６は、本発明の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の製造方法は、基板上にデータ線を形成する段階、前記データ線上に第１絶縁膜を形成する段階、前記第１絶縁膜上にゲート電極を含むゲート線を形成する段階、前記ゲート線及び前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を形成する段階、前記第２絶縁膜に前記ゲート電極を露出する第１開口部を形成する段階、前記第１開口部にゲート絶縁体を形成する段階、前記ゲート絶縁体上に前記データ線と連結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段階、前記ソース電極及び前記画素電極上に第２開口部を定義する隔壁を形成する段階、そして前記第２開口部に有機半導体を形成する段階を含む。
【００１７】
本発明１７は、発明１６において、前記第２開口部は、前記第１開口部より小さい。
本発明１８は、発明１６において、前記有機半導体を形成する段階の後に、前記有機半導体を覆う遮断部材を形成する段階をさらに含む。
本発明１９は、発明１８において、前記第１絶縁膜を形成する段階、前記ゲート絶縁体を形成する段階、前記隔壁を形成する段階、前記有機半導体を形成する段階、及び前記遮断部材を形成する段階のうちの少なくとも一つは、溶液工程で行う。
【００１８】
本発明２０は、発明１９において、前記ゲート絶縁体を形成する段階及び前記有機半導体を形成する段階のうちの少なくとも一つは、インクジェット印刷方法で行う。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、工程の途中で有機半導体が損傷されるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、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、本発明は多様な相異した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
図面では、各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た。明細書全体を通して類似した部分については、同一な図面符号を付けた。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“真上”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意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上”にあるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
［実施例１］
それでは、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例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。
【００２１】
図１は本発明の一実施例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の薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
透明なガラス、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）、またはプラスチック（ｐｌａｓｔｉｃ）などからなる絶縁基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１１０上に、複数のデータ線（ｄａｔａ ｌｉｎｅ）１７１及び複数の維持電極線（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｌｉｎｅ）１３１が形成されている。
【００２２】
データ線１７１は、データ信号を伝達し、図１中、主に縦方向にのびている。各データ線１７１は、横に突出した複数の突出部（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）１７３、及び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を含む。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上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０上に集積される。データ駆動回路が基板１１０上に集積されている場合には、データ線１７１がのびて、データ駆動回路に直接連結される。
【００２３】
維持電極線１３１は、所定の電圧の印加を受け、データ線１７１とほぼ平行にのびている。各維持電極線１３１は、二つのデータ線１７１の間に位置して、図１に示すように、二つのデータ線１７１のうちの左側に近く形成されている。維持電極線１３１は、横に拡張された維持電極（ｓｔｏｒａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１３７を含む。しかし、維持電極線１３１の形態及び配置は、多様に変更することができる。
【００２４】
データ線１７１及び維持電極線１３１は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金などのアルミニウム系金属、銀（Ａｇ）や銀合金などの銀系金属、金（Ａｇ）や金合金などの金系金属、銅（Ｃｕ）や銅合金などの銅系金属、モリブデン（Ｍｏ）やモリブデン合金などのモリブデン系金属、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、及びチタニウム（Ｔｉ）などからなることができる。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）を含む多重膜構造からなることもできる。データ線１７１及び維持電極線１３１の側面は、基板１１０の面に対して傾いていて、その傾斜角は約３０°乃至８０゜であるのが好ましい。このように側面が傾斜しているとその上部の膜を平坦化し易く、また上部の配線の断線を防止することができる。
【００２５】
データ線１７１及び維持電極線１３１上には、下部層間絶縁膜（ｌｏｗｅｒ ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ）１６０が形成されている。下部層間絶縁膜１６０は、無機絶縁物からなることができ、その例としては、窒化ケイ素（ＳｉＮx）または酸化ケイ素（ＳｉＯ2）がある。下部層間絶縁膜１６０の厚さは、約２，０００Å乃至４μｍである。
【００２６】
下部層間絶縁膜１６０には、データ線１７１の突出部１７３及び端部１７９を各々露出する複数の接触孔１６３、１６２が形成されている。
下部層間絶縁膜１６０上には、複数のゲート線（ｇａｔｅ ｌｉｎｅ）１２１及び複数のストレージキャパシタ用導電体（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１２７が形成されている。
【００２７】
ゲート線１２１は、ゲート信号を伝達し、主に横方向にのびてデータ線１７１及び維持電極線１３１と交差している。各ゲート線１２１は、上に突出した複数のゲート電極（ｇａｔｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１２４、及び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を含む。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上に付着される可撓性印刷回路膜（図示せず）上に装着されたり、基板１１０上に直接装着されたり、基板１１０上に集積される。ゲート駆動回路が基板１１０上に集積されている場合には、ゲート線１２１がのびて、ゲート駆動回路に直接連結される。
【００２８】
ストレージキャパシタ用導電体１２７は、ゲート線１２１と分離されていて、維持電極１３７と重畳している。
ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７は、データ線１７１及び維持電極線１３１と同一な系列の物質からなることができる。ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７の側面も、基板１１０の面に対して傾いていて、その傾斜角は約３０゜乃至約８０゜であるのが好ましい。
【００２９】
ゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７上には、上部層間絶縁膜１４０が形成されている。上部層間絶縁膜１４０は、約２．５乃至４．０の比較的低い誘電定数（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｏｎｓｔａｎｔ）を有する有機物質からなる。有機物質の例としては、ポリアクリル（ｐｏｌｙａｃｒｙｌ）系化合物、ポリスチレン（ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）系化合物、ベンゾシクロブタン（ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔａｎｅ、ＢＣＢ）などの溶解性高分子化合物がある。上部層間絶縁膜１４０の厚さは、約５，０００Å乃至４μｍである。
【００３０】
このように、誘電定数が低い上部層間絶縁膜１４０を形成することによって、データ線１７１及びゲート線１２１とその上の上部導電層との寄生容量（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）を減少させることができる。
上部層間絶縁膜１４０は、データ線１７１の端部１７９付近には形成しない。これは、データ線１７１の端部１７９上に形成された下部層間絶縁膜１６０及び上部層間絶縁膜１４０が接着性（ａｄｈｅｓｉｏｎ）不良で分離されるのを防止する一方で、データ線１７１の端部１７９及び外部回路が効果的に連結されるように、層間絶縁膜の厚さを減少させるためである。
【００３１】
上部層間絶縁膜１４０には、ゲート電極１２４を露出する複数の開口部１４４、ゲート線１２１の端部１２９を露出する複数の接触孔１４１、データ線１７１の突出部１７３を露出する複数の接触孔１４３、そしてストレージキャパシタ用導電体１２７を露出する複数の接触孔１４７が形成されている。
上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４内には、ゲート絶縁体（ｇａｔｅ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）１４６が形成されている。ゲート絶縁体１４６は、ゲート電極１２４を覆っていて、その厚さは、約１，０００乃至１０，０００Åである。開口部１４４の側壁は、上部層間絶縁膜１４０により形成されており、上部層間絶縁膜１４０が堤防（ｂａｎｋ）の役割を果たし、開口部１４４は、ゲート絶縁体１４６の表面が平坦になるように十分な大きさに形成される。
【００３２】
ゲート絶縁体１４６は、約３．５乃至１０の比較的高い誘電定数を有する有機物質または無機物質からなる。このような有機物質の例としては、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系化合物、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）系化合物、ポリフルオラン（ｐｏｌｙｆｌｕｏｒａｎｅ）系化合物、パリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）などの溶解性高分子化合物があり、無機物質の例としては、オクタデシルトリクロロシラン（ｏｃｔａｄｅｃｙｌ ｔｒｉｃｈｌｏｒｏ ｓｉｌａｎｅ、ＯＴＳ）で表面処理された酸化ケイ素などがある。特に、ゲート絶縁体１４６の誘電定数は、上部層間絶縁膜１４０より高いのが好ましい。
【００３３】
このように誘電定数が高いゲート絶縁体１４６を形成することによって、有機薄膜トランジスタのしきい電圧（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｖｏｌｔａｇｅ）を低くし、電流量（Ｉon）を増加させて、有機薄膜トランジスタの効率を向上させることができる。
上部層間絶縁膜１４０及びゲート絶縁体１４６上には、複数のソース電極（ｓｏｕｒｃｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）１９３、複数の画素電極（ｐｉｘｅｌｅｌ ｅｃｔｒｏｄｅ）１９１、及び複数の接触補助部材（ｃｏｎｔａｃｔ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）８１、８２が形成されている。これらは、ＩＺＯまたはＩＴＯなどの透明な導電物質からなることができ、その厚さは、約３００Å乃至約８００Åである。
【００３４】
ソース電極１９３は、接触孔１４３を通じてデータ線１７１に連結されていて、ゲート電極１２４上にのびている。
画素電極１９１は、ゲート電極１２４を中心にソース電極１９３と対向する部分（以下、ドレイン電極とする）１９５を含み、接触孔１４７を通じてストレージキャパシタ用導電体１２７に連結されている。ドレイン電極１９５及びソース電極１９３の対向する二つの辺は互いに平行となるように蛇行しており、互いに櫛歯状に組み合うように配置されている。画素電極１９１は、ゲート線１２１及びデータ線１７１と重畳して、開口率（ａｐｅｒｔｕｒｅ ｒａｔｉｏ）を高めている。
【００３５】
接触補助部材８１、８２は、各々接触孔１４１、１６２を通じてゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９に各々連結されている。接触補助部材８１、８２は、ゲート線１２１の端部１２９及びデータ線１７１の端部１７９と外部装置との接続性を補完して、これらを保護する。
ソース電極１９３、画素電極１９１、及び上部層間絶縁膜１４０上には、複数の隔壁（ｐａｒｔｉｔｉｏｎ）１８０が形成されている。隔壁１８０は、後述する有機半導体１５４を閉じ込める堤防の役割を果たす。
【００３６】
隔壁１８０には、複数の開口部１８４が形成されている。開口部１８４は、ゲート電極１２４及び上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４上に位置して、ソース電極１９３及びドレイン電極１９５の一部、そしてその間のゲート絶縁体１４６を露出する。
隔壁１８０は、溶液工程が可能な感光性有機物質からなり、その厚さは、約５，０００Å乃至４μｍである。隔壁１８０の開口部１８４は、上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４より小さい。それによって、その下部に形成されているゲート絶縁体１４６を隔壁１８０が堅固に固定して、浮び上がる（ｌｉｆｔｉｎｇ）のを防止することができ、後続の製造工程で化学溶液が浸透するのを防止することができる。ゲート絶縁体１４６が浮かび上がりを防止することで、その上部の有機半導体１５４の浮かび上がりも防止し、ゲート絶縁体１４６及び有機半導体１５４が後続工程での化学溶液により損傷されるのを防止することができる。特に、有機半導体１５４は耐薬品性が弱く工程途中で損傷を受ける可能性が高いが、本発明によれば有機半導体１５４の損傷を阻止し、トランジスタの性能及び信頼性を向上することができる。
【００３７】
隔壁１８０の開口部１８４内には、複数の島型有機半導体（ｏｒｇａｎｉｃ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｉｓｌａｎｄ）１５４が形成されている。有機半導体１５４は、ゲート電極１２４の上部でソース電極１９３及びドレイン電極１９５と接触し、その高さが隔壁１８０より低いので、隔壁１８０で完全に閉じ込められている。このように、有機半導体１５４が隔壁１８０によって完全に閉じ込められて、側面が露出されていないので、後続の工程で有機半導体１５４の側面から化学溶液などが浸透するのを防止することができる。
【００３８】
有機半導体１５４は、水溶液や有機溶媒に溶解される高分子化合物や低分子化合物を含むことができ、インクジェット印刷方法（ｉｎｋｊｅｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）で形成されることができる。しかし、有機半導体１５４は、スピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）、スリットコーティング（ｓｌｉｔ ｃｏａｔｉｎｇ）などの他の溶液工程（ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）、または蒸着（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの方法で形成されることもできる。この場合、隔壁１８０は省略することができる。
【００３９】
有機半導体１５４は、テトラセン（ｔｅｔｒａｃｅｎｅ）またはペンタセン（ｐｅｎｔａｃｅｎｅ）の置換基を含む誘導体を含むことができる。有機半導体１５４は、また、チオフェン環（ｔｈｉｏｐｈｅｎｅ ｒｉｎｇ）の２、５位置で連結された４乃至８個のチオフェンを含むオリゴチオフェン（ｏｌｉｇｏｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）を含むことができる。
【００４０】
有機半導体１５４は、ポリチエニレンビニレン（ｐｏｌｙｔｈｉｅｎｙｌｅｎｅｖｉｎｙｌｅｎｅ）、ポリ−３−ヘキシルチオフェン（ｐｏｌｙ３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、フタロシアニン（ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、金属化フタロシアニン（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、またはそのハロゲン化誘導体を含むことができる。有機半導体１５４は、また、ペリレンテトラカルボン酸二無水物（ｐｅｒｙｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ、ＰＴＣＤＡ）、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｔｅｔｒａｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ、ＮＴＣＤＡ）、またはこれらのイミド（ｉｍｉｄｅ）誘導体を含むことができる。有機半導体１５４は、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）またはコロネン（ｃｏｒｏｎｅｎｅ）及びこれらの置換基を含む誘導体を含むこともできる。
【００４１】
有機半導体の厚さは、約３００Å乃至３，０００Åである。
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１５４と共に一つの薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）（Ｑ）を構成し、薄膜トランジスタ（Ｑ）のチャンネル（ｃｈａｎｎｅｌ）は、ソース電極１９３及びドレイン電極１９５の間の有機半導体１５４に形成される。
【００４２】
画素電極１９１は、薄膜トランジスタ（Ｑ）からデータ電圧の印加を受けて、共通電圧（ｃｏｍｍｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ）の印加を受ける他の表示板（図示せず）の共通電極（ｃｏｍｍｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）（図示せず）と共に電場を生成することによって、二つの電極の間の液晶層（図示せず）の液晶分子の配向方向を決定する。画素電極１９１及び共通電極は、キャパシタ（以下、液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）とする）を構成して、薄膜トランジスタがターンオフされた後にも、印加された電圧を維持する。
【００４３】
有機半導体１５４上には、遮断部材１８６が形成されている。遮断部材１８６は、フッ素系炭化水素化合物またはポリビニルアルコール系化合物などからなり、外部の熱、プラズマ、または化学物質から有機半導体１５４を保護する。
遮断部材１８６上には、有機半導体１５４を保護する機能を強化するための他の保護膜（図示せず）が形成されることもできる。
【００４４】
それでは、図１及び図２に示した有機薄膜トランジスタを製造する方法について、図３乃至図１２を参照して詳細に説明する。
図３、図５、図７、図９、及び図１１は図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図であり、図４は図３の有機薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ線による断面図であり、図６は図５の有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ線による断面図であり、図８は図７の有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図であり、図１０は図９の有機薄膜トランジスタ表示板のＸ−Ｘ線による断面図であり、図１２は図１１の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩ−ＸＩＩ線による断面図である。
【００４５】
まず、基板１１０上に、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などの方法で金属層を積層した後、これを写真エッチングして、図３及び図４に示したように、突出部１７３及び端部１７９を含むデータ線１７１及び維持電極１３７を含む維持電極線１３１を形成する。
次に、無機物質を化学気相蒸着（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＣＶＤ）したり、有機物質をスピンコーティング（ｓｐｉｎ ｃｏａｔｉｎｇ）して、接触孔１６３、１６２が形成されている下部層間絶縁膜１６０を形成する。接触孔１６３、１６２は、無機物質の場合には感光膜を使用した写真エッチング工程で形成し、有機物質の場合には写真エッチング工程だけで形成することができる。
【００４６】
図５及び図６を参照すれば、下部層間絶縁膜１６０上に、金属層を積層した後、写真エッチングして、ゲート電極１２４及び端部１２９を含むゲート線１２１及びストレージキャパシタ用導電体１２７を形成する。
次に、図７及び図８を参照すれば、感光性有機物質などをスピンコーティングし、パターニングして、開口部１４４及び接触孔１４１、１４３、１４７が形成されている上部層間絶縁膜１４０を形成する。この時、データ線１７１の端部１７９付近は有機物質が全て除去されるようにする。
【００４７】
次に、上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４に、インクジェット印刷方法などでゲート絶縁体１４６を形成する。インクジェット印刷方法でゲート絶縁体１４６を形成する場合、開口部１４４に溶液を滴下した後で乾燥する。しかし、これに限定されず、スピンコーティング、スリットコーティングなどの多様な溶液工程で形成することができる。
図９及び図１０を参照すれば、非晶質ＩＴＯなどをスパッタリングした後、写真エッチングして、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。スパッタリングの温度は、２５℃乃至１３０℃の低温、特に常温であるのが好ましく、非晶質ＩＴＯは、弱塩基性エッチング液を使用してエッチングするのが好ましい。このように、ＩＴＯを低温でスパッタリングし、弱塩基性エッチング液でエッチングすることによって、その下部の有機物質からなるゲート絶縁体１４６及び上部層間絶縁膜１４０が熱及び化学溶液によって損傷されるのを防止することができる。
【００４８】
次に、図１１及び図１２に示したように、感光性有機膜を塗布して現像して、開口部１８４が形成されている隔壁１８０を形成する。
次に、図１及び図２に示したように、開口部１８４にインクジェット印刷方法などで有機半導体１５４及び遮断部材１８６を連続して形成する。
本発明の実施例によれば、上部層間絶縁膜１４０及びゲート絶縁体１４６を各々の用途に合う物質で、それに適当な方法で形成することができる。例えば、上部層間絶縁膜１４０は、寄生容量を減少させるために誘電定数が低い物質で形成する。また、ゲート絶縁体１４６は、有機薄膜トランジスタの特性を向上することができる物質で形成するが、寄生容量を考慮して、ゲート電極１２４とソース電極１９３及びドレイン電極１９５との間にだけ局部的に形成することができる。
【００４９】
前記のように、導電膜及び絶縁膜の形成後に有機半導体１５４を形成することによって、有機半導体１５４が工程の途中で熱または化学溶液に露出されるのを防止する。さらにで、有機半導体１５４が形成される領域を限定する隔壁及び遮断部材を含むことによって、工程によって有機半導体１５４に与える影響を最少化することができる。また、同一層に形成されるゲート絶縁膜及び層間絶縁膜を誘電定数が異なる物質で形成することによって、寄生容量を減少させる一方で、しきい値電圧を低くして電流量を増加させるなど有機薄膜トランジスタの特性を改善することができる。
［実施例２］
以下、本発明の他の実施例による有機薄膜トランジスタ表示板について、図１３及び図１４を参照して説明する。前記の実施例と重複する説明は省略する。
【００５０】
図１３は本発明の他の実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図１４は図１３の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＶ−ＸＩＶ線による断面図である。
絶縁基板１１０上に、複数の突出部１７３及び端部１７９を含む複数のデータ線１７１が形成されている。
データ線１７１上には、データ線１７１の突出部１７３及び端部１７９を各々露出する複数の接触孔１６３、１６２が形成されている下部層間絶縁膜１６０が形成されている。
【００５１】
下部層間絶縁膜１６０上には、複数のゲート線１２１及び複数の維持電極線１３１が形成されている。
維持電極線１３１は、所定の電圧の印加を受け、ゲート線１２１とほぼ平行にのびている。各維持電極線１３１は、二つのゲート線１２１の間に位置して、図１３に示すように、二つのゲート線１２１のうちの上側に近く形成されている。維持電極線１３１は、上及び／または下に拡張された維持電極１３７を含む。しかし、維持電極線１３１及び維持電極１３７の形状及び配置は、多様に変更することができる。
【００５２】
ゲート線１２１及び維持電極線１３１上には、有機物質からなって、複数の開口部１４４及び複数の接触孔１４１、１４３が形成されている上部層間絶縁膜１４０が形成されている。
上部層間絶縁膜１４０の開口部１４４内には、ゲート絶縁体１４６が形成されていて、上部層間絶縁膜１４０及びゲート絶縁体１４６上には、複数のソース電極１９３、ドレイン電極１９５を含む複数の画素電極１９１、及び複数の接触補助部材８１、８２が形成されている。
【００５３】
このように、本実施例による有機薄膜トランジスタ表示板は、前記の実施例とは異なって、維持電極線１３１が、ゲート線１２１と平行に形成されていて、維持電極線１３１及び画素電極１９１の間に位置する上部層間絶縁膜１４０でストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ ｃａｐａｃｉｔｏｒ）を構成する。
このように、画素電極１９１と重畳する維持電極線１３１を形成することによって、液晶キャパシタを補完して、維持静電量を増加させることができる。それによって、有機半導体の材料的限界によってオン／オフ電流比（Ｉon／Ｉoff）が低くなるのを補完することができる。
【００５４】
ソース電極１９３、画素電極１９１、及び上部層間絶縁膜１４０上には、複数の開口部１８４が形成されている複数の隔壁１８０が形成されている。
隔壁１８０の開口部１８４には、複数の島型有機半導体１５４が形成されていて、有機半導体１５４上には、遮断部材１８６が形成されている。これらの構成は、実施例１と同様である。このような実施例２は、実施例１と同様の作用効果を奏する。
［実施例３］
本実施例による有機薄膜トランジスタ表示板は、図１５及び図１６に示されている。
【００５５】
図１５は本発明の他の実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図であり、図１６は図１５の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶＩ−ＸＶＩ線による断面図である。
図１５及び図１６に示したように、維持電極線１３１を除いては、前記実施例１と同一な構造である。
本実施例によれば、維持電極線１３１は、データ線１７１と平行に形成されていて、両側に拡張された維持電極１３７を含む。維持電極線１３１は、画素電極１９１と重畳していて、維持電極線１３１及び画素電極１９１の間に位置する下部層間絶縁膜１６０及び上部層間絶縁膜１４０でストレージキャパシタを構成する。この時、下部層間絶縁膜１６０は、窒化ケイ素または酸化ケイ素などの無機物質からなり、上部層間絶縁膜１４０は、前記有機物質からなることができる。
【００５６】
このように、本実施例では、ストレージキャパシタが、無機物質からなる下部層間絶縁膜１６０及び有機物質からなる上部層間絶縁膜１４０で形成されることができる。
その他の構成は実施例１と同様であり、このような実施例３は、実施例１と同様の作用効果を奏する。
以上で、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。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施例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の薄膜トランジスタ表示板のＩＩ−ＩＩ線による断面図である。
【図３】図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図である。
【図４】図３の有機薄膜トランジスタ表示板のＩＶ−ＩＶ線による断面図である。
【図５】図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図である。
【図６】図５の有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩ−ＶＩ線による断面図である。
【図７】図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図である。
【図８】図７の有機薄膜トランジスタ表示板のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線による断面図である。
【図９】図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図である。
【図１０】図９の有機薄膜トランジスタ表示板のＸ−Ｘ線による断面図である。
【図１１】図１及び図２の有機薄膜トランジスタ表示板を本発明の一実施例によって製造する方法の中間段階での配置図である。
【図１２】図１１の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＩ−ＸＩＩ線による断面図である。
【図１３】本発明の他の一実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図１４】図１３の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＩＶ−ＸＩＶ線による断面図である。
【図１５】本発明の他の実施例による有機薄膜トランジスタ表示板の配置図である。
【図１６】図１５の有機薄膜トランジスタ表示板のＸＶＩ−ＸＶＩ線による断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１０  絶縁基板
１２１  ゲート線
１２４  ゲート電極
１２７  ストレージキャパシタ用導電体
１２９  ゲート線の端部
１３１  維持電極線
１３７  維持電極
１４０、１６０  層間絶縁膜
１４６  ゲート絶縁体
１５４  有機半導体
１７１  データ線
１７９  データ線の端部
１８０  隔壁
８１、８２  接触補助部材
１４１、１４３、１４７、１６２、１６３  接触孔
１４４、１８４  開口部
１８６  遮断部材
１９１  画素電極
１９３  ソース電極
１９５  ドレイン電極
Ｑ  有機薄膜トランジスタ
【図１】
0005148086.tif 000002
【図２】
0005148086.tif 000003
【図３】
0005148086.tif 000004
【図４】
0005148086.tif 000005
【図５】
0005148086.tif 000006
【図６】
0005148086.tif 000007
【図７】
0005148086.tif 000008
【図８】
0005148086.tif 000009
【図９】
0005148086.tif 000010
【図１０】
0005148086.tif 000011
【図１１】
0005148086.tif 000012
【図１２】
0005148086.tif 000013
【図１３】
0005148086.tif 000014
【図１４】
0005148086.tif 000015
【図１５】
0005148086.tif 000016
【図１６】
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