(57)【要約】【課題】    この発明は、有機半導体に対するダメージが少なく、且つ、外部制御回路と良好な接続が可能なパッド部を提供する。【解決手段】  ゲート電極２、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、層間絶縁膜７、を備えた有機薄膜トランジスタが２次元的に多数配置され、前記有機薄膜トランジスタの動作により、有機薄膜トランジスタに近接して設けられた表示素子の光学特性を変化させて画像を表示する画像表示装置において、ゲート電極２に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触するパッド領域を備え、パッド領域のゲート電極材料２ａ上を除いて絶縁膜７を形成して開口部１０ａを設け、この開口部１０ａを介して接続電極８がパッド領域のゲート電極材料２ａと接続される。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、層間絶縁膜、を備えた有機薄膜トランジスタが２次元的に多数配置され、前記有機薄膜トランジスタの動作により、有機薄膜トランジスタに近接して設けられた表示素子の光学特性を変化させて画像を表示する画像表示装置において、前記ゲート電極に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第１のパッド領域を備え、前記第１のパッド領域のゲート電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第１の接続電極が前記第１のパッド領域と接続されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記パッド領域のゲート電極材料上及びその近傍を除いて前記ゲート絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記パッド領域のゲート電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記パッド領域のゲート電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第１の接続電極が前記パッド領域と接続されることを特徴とする請求項３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ドレイン電極又はソース電極のどちらか一方に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第２のパッド領域を備え、前記パッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第２の接続電極が前記第２のパッド領域と接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記層間絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項５に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第２の接続電極が前記第２のパッド領域と接続されることを特徴とする請求項７に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記ソース電極又はドレイン電極のどちらか一方に画素電極と電気的に接触する第３のパッド領域を備え、前記パッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上を除いて前記層間絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項９に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、層間絶縁膜、を備えた有機薄膜トランジスタが２次元的に多数配置され、前記有機薄膜トランジスタの動作により、有機薄膜トランジスタに近接して設けられた表示素子の光学特性を変化させて画像を表示する画像表示装置において、前記ゲート電極に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第１のパッド領域と、前記ドレイン電極又はソース電極のどちらか一方に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第２のパッド領域と、前記ソース電極又はドレイン電極のどちらか一方に画素電極と電気的に接触する第３のパッド領域と、を備え、前記第１、第２、第３のパッド領域のそれぞれの電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成してそれぞれ開口部を設け、これら開口部を介して、第１の接続電極が前記第１のパッド領域、第２の接続電極が前記第２のパッド領域、第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
前記第１、第２、第３のパッド領域にそれぞれ接続される各接続電極は表示素子の画素電極と同じ工程により形成されることを特徴とする請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３の接続電極は印刷法によって形成されていることを特徴とする請求項１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記印刷法はスクリーン印刷法であることを特徴とする請求項１５に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記ゲート絶縁膜は印刷法によって形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記印刷法は凸版印刷法であることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記層間絶縁膜は印刷法によって形成されていることを特徴とする請求項１又は１３に記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記印刷法はスクリーン印刷法であることを特徴とする請求項１７に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機薄膜トランジスタを用いた画像表示装置に関するものであり、詳しくは、ディスプレイ表示部を駆動させるための有機薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶を表示素子とした電子ブック、電気泳動を表示素子とした電子ブックなどが製品として発売され、紙に代わる表示媒体として話題を呼んでいる。また、オフィスにおいても紙の消費の増大にともない、紙に替わるメディアとして、電子ペーパーの実用化が期待されている。
【０００３】
上記した電子ブックにおいては、液晶や電気泳動素子を駆動するアクティブマトリックス型薄膜トランジスタとして、ガラス基板上に形成されたアモルファスシリコン半導体が半導体材料として使用されている。
【０００４】
しかしながら、電子ペーパーにおいては、基板としてフィルム基板を用いる必要があるため、高温プロセスが使えない。その観点から、フィルム基板上に低温プロセスで薄膜トランジスタが形成可能な有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタが電子ペーパーに用いるアクティブマトリックス型薄膜トランジスタとして注目されている。
【０００５】
図７は、上記したアクティブマトリックス型トランジスタとして用いられる有機薄膜トランジスタの一般的な構成を示す断面図である。この図７に従い有機薄膜トランジスタの構成について説明する。
【０００６】
有機薄膜トランジスタは、絶縁性基板１上にトランジスタ電流を制御する目的でゲート電極２が設けられ、このゲート電極２を被覆するようにゲート絶縁膜３が設けられる。そして、このゲート絶縁膜３上にチャネル部に流れる電流を与えるためのドレイン電極４、チャネル部に流れる電流を取り出するためのソース電極５が設けられている。ドレイン電極４及びソース電極５間及びこれらの上にトランジスタのチャネルを制御するための有機半導体層６が設けられる。
【０００７】
ドレイン電極４には、表示素子に電圧又は電流を印加するための接続電極（図示しない）が接続される。ソース電極４には、表示素子の画素電極に電圧又は電流を印加するための接続電極８が接続される。
【０００８】
そして、画素電極と連なる接続電極８と、接続電極、ドレイン電極４、ソース電極５、有機半導体層６を電気的に絶縁するために、層間絶縁膜７が設けられている。
【０００９】
アクティブマトリックス型トランジスタにおいては、ゲート電極２に印加する電圧でソース電極５とドレイン電極４の間の電流を制御しているが、一つのゲート電極２は一列に並んだ複数の薄膜トランジスタを制御しており、一列に並んだ複数の薄膜トランジスタのドレイン電極４に印加する画像信号を制御する役割を持つことから、ゲート電極２はセレクトラインと呼ばれている。
【００１０】
同様に、一つのドレイン電極４は一列に並んだ複数の薄膜トランジスタに電流を供給しており、一列に並んだ複数の薄膜トランジスタの画像信号を制御する役割を持つことから、ドレイン電極４は信号ラインと呼ばれている。
【００１１】
上記セレクトラインおよび信号ラインには、外部から制御信号を入力するために、それぞれの電極に連なるパッド部が設けられている。従来においては、パッド部の電極上にエッチング技術によって絶縁膜の開口部が形成したものが広く用いられている。
【００１２】
また、ボンディングパッドと外部接続用端子の密着性を向上させるために、半導体基板上のパッド形成領域にエッチングストッパ層を形成し、パッド形成領域に開口部をもつ第１の層間絶縁膜を形成し、開口部に起因する凹部をもつ下層パッドを形成し、パッド形成領域に開口部をもつ第２の層間絶縁膜を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
図８は、セレクトラインのパッド部の従来の構成を示す断面図、図９は、セレクトラインのパッド部の従来の形成工程を示す断面図、図１０は、信号ラインのパッド部の従来の構成を示す断面図、図１１は、信号ラインのパッド部の従来の形成工程を示す断面図である。
【００１４】
図８乃至図１１を参照して、セレクトライン及び信号ラインのパッド部につき説明する。
【００１５】
セレクトラインのパッド部は、図８に示すように、ゲート電極２に連なるゲート電極材料２ａ上の層間絶縁膜７に開口部１０を設けて形成されている。
【００１６】
図９に示すように、従来技術のセレクトラインの開口部（パッド部）１０は、ゲート電極２を含む電極材料２ａを基板１上に形成後（図９（ａ）参照）、ゲート絶縁膜３、層間絶縁膜７を基板１全面に順次形成する（図９（ａ）（ｂ）参照）。そして、その後に、フォトリソ工程を経てエッチングにより、ゲート絶縁膜３および層間絶縁膜１の一部を開口して開口部（パッド部）１０を形成していた（図９（ｄ）参照）。
【００１７】
図９においては、図示はしていないが、有機半導体層の形成は、層間絶縁膜形成の工程の前に行われる。
【００１８】
しかしながら、有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタにおいては、有機半導体層の形成後にフォトリソ工程、エッチング工程などを経ると、熱の影響、エッチングダメージの影響が大きく、トランジスタ特性の劣化を招くという欠点があった。
【００１９】
また、開口部のパッド部１０に直接ヒートシールコネクタを接続し、ヒートシールコネクタにより、画像信号を供給する回路と接続を行う場合、パッド部のゲート電極材料２ａの表面が層間絶縁膜材料表面よりも下に位置しているため良好な接続が行えないという欠点を有している。
【００２０】
信号ラインのパッド部は、図１０に示すように、ドレイン電極４に連なるドレン電極材料４ａ上の層間絶縁膜７に開口部１０を設けて形成されている。
【００２１】
図１１に示すように、この従来技術の信号ラインの開口部（パッド部）１０は、ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜３を基板１全面に形成後（図１１（ａ）参照）、ドレイン電極４となる電極材料４ａを形成し、その後、層間絶縁膜７を基板１全面に形成する（図１１（ｂ）（ｃ）参照）。そして、フォトリソ工程を経てエッチングにより、層間絶縁膜７の一部を開口して開口部（パッド部）１０を形成していた（図１１（ｄ）参照）。
【００２２】
この工程においても、前記セレクトラインの開口部（パッド部）１０の工程と同じく、有機半導体層の形成後にフォトリソ工程、エッチング工程などを経ると、熱の影響、エッチングダメージの影響が大きく、トランジスタ特性の劣化を招くという欠点があった。
【００２３】
また、パッド部に直接ヒートシールコネクタを接続し、ヒートシールコネクタを介して画像信号を供給する回路と接続を行う場合、パッド部のドレイン電極材料４ａ表面が層間絶縁膜材料表面よりも下に位置しているため良好な接続が行えないという欠点を有している。
【特許文献１】特開２００２−２４６４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
従来は、セレクトラインおよび信号ラインには外部から制御信号を入力するためのパッド部は、フォトリソ工程、エッチング工程などを経て形成されていた。しかしながら、エッチングの有機半導体材料を用いた薄膜トランジスタにおいては、有機半導体材料形成後にフォトリソ工程、エッチング工程などを経ると、熱の影響、エッチングダメージの影響が大きく、トランジスタ特性の劣化を招くという欠点があった。
【００２５】
さらに、パッド部に直接ヒートシールコネクタを接続し、ヒートシールコネクタにより画像信号を供給する回路と接続を行う場合、パッド部のゲート電極表面が層間絶縁膜材料表面よりも下に位置しているため良好な接続が行えないという欠点もあった。
【００２６】
この発明は、上述した問題点を解消するためになされたものにして、ゲート絶縁膜をエッチングすることなく、パッド部のゲート電極材料表面を開口することができ、有機半導体に対するダメージが少なく、且つ、外部制御回路と良好な接続が可能なパッド部の構造及び製法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
請求項１に記載の発明は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、層間絶縁膜、を備えた有機薄膜トランジスタが２次元的に多数配置され、前記有機薄膜トランジスタの動作により、有機薄膜トランジスタに近接して設けられた表示素子の光学特性を変化させて画像を表示する画像表示装置において、前記ゲート電極に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第１のパッド領域を備え、前記第１のパッド領域のゲート電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第１の接続電極が前記第１のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、請求項１の特徴に加え、更に、前記パッド領域のゲート電極材料上及びその近傍を除いて前記ゲート絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、請求項２の特徴に加え、更に、前記パッド領域のゲート電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、請求項３の特徴に加え、更に、前記パッド領域のゲート電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第１の接続電極が前記パッド領域と接続されることを特徴とする。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、請求項１の特徴に加え、更に、前記ドレイン電極又はソース電極のどちらか一方に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第２のパッド領域を備え、前記パッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第２の接続電極が前記第２のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、請求項５の特徴に加え、更に、前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記層間絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項６の特徴に加え、更に、前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００３４】
請求項８に記載の発明は、請求項７の特徴に加え、更に、前記第２のパッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第２の接続電極が前記第２のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００３５】
請求項９に記載の発明は、請求項１の特徴に加え、更に、前記ソース電極又はドレイン電極のどちらか一方に画素電極と電気的に接触する第３のパッド領域を備え、前記パッド領域のドレイン電極材料又はソース電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成して開口部を設け、この開口部を介して第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００３６】
請求項１０に記載の発明は、請求項９の特徴に加え、更に、前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上を除いて前記層間絶縁膜を形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００３７】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０の特徴に加え、更に、前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上には前記層間絶縁膜が部分的に延在される状態で形成して開口部を設けていることを特徴とする。
【００３８】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１の特徴に加え、更に、前記第３のパッド領域のソース電極材料又はドレイン電極材料上には前記層間絶縁膜の開口部を介して前記第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００３９】
請求項１３に記載の発明は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、有機半導体層、層間絶縁膜、を備えた有機薄膜トランジスタが２次元的に多数配置され、前記有機薄膜トランジスタの動作により、有機薄膜トランジスタに近接して設けられた表示素子の光学特性を変化させて画像を表示する画像表示装置において、前記ゲート電極に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第１のパッド領域と、前記ドレイン電極又はソース電極のどちらか一方に画像情報の信号を入力するために外部電気回路と電気的に接触する第２のパッド領域と、前記ソース電極又はドレイン電極のどちらか一方に画素電極と電気的に接触する第３のパッド領域と、を備え、前記第１、第２、第３のパッド領域のそれぞれの電極材料上を除いて前記絶縁膜を形成してそれぞれ開口部を設け、これら開口部を介して、第１の接続電極が前記第１のパッド領域、第２の接続電極が前記第２のパッド領域、第３の接続電極が前記第３のパッド領域と接続されることを特徴とする。
【００４０】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３の特徴に加え、更に、前記第１、第２、第３のパッド領域にそれぞれ接続される各接続電極は表示素子の画素電極と同じ工程により形成されることを特徴とする。
【００４１】
請求項１５に記載の発明は、請求項１４の特徴に加え、更に、前記第１、第２、第３の接続電極は印刷法によって形成されていることを特徴とする。
【００４２】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５の特徴に加え、更に、前記印刷法はスクリーン印刷法であることを特徴とする。
【００４３】
請求項１７に記載の発明は、請求項１の特徴に加え、更に、前記ゲート絶縁膜は印刷法によって形成されていることを特徴とする。
【００４４】
請求項１８に記載の発明は、請求項１７の特徴に加え、更に、前記印刷法は凸版印刷法であることを特徴とする。
【００４５】
請求項１９に記載の発明は、請求項１の特徴に加え、更に、前記層間絶縁膜は印刷法によって形成されていることを特徴とする。
【００４６】
請求項２０に記載の発明は、請求項１９の特徴に加え、更に、前記印刷法はスクリーン印刷法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４７】
請求項１及び２の発明においては、絶縁膜（ゲート絶縁膜）をエッチングすることなく、第１のパッド領域のゲート電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【００４８】
請求項３の発明においては、第１のパッド領域のゲート電極材料上には前記層間絶縁膜材料が部分的に存在しているため、外部電気回路とパッド部を接続する際に、ゲート電極の剥離などを防止でき、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００４９】
請求項４の発明においては、第１のパッド領域のゲート電極材料上には層間絶縁膜の開口部を介して画素電極材料がゲート電極材料と電気的に接触した状態で存在しているため、層間絶縁膜より上部で第１のパッド領域と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００５０】
請求項５及び６の発明においては、絶縁膜（層間絶縁膜）をエッチングすることなく、第２のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【００５１】
請求項７の発明においては、第２のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜材料が部分的に存在しているため、外部電気回路とパッド部を接続する際に、ドレイン電極又はソース電極材料の剥離などを防止でき、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００５２】
請求項８の発明においては、第２のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料上には層間絶縁膜の開口部を介して画素電極材料がドレイン電極又はソース電極材料と電気的に接触した状態で存在しているため、層間絶縁膜より上部で第２のパッド部と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００５３】
請求項９及び１０の発明においては、絶縁膜（層間絶縁膜）をエッチングすることなく、第３のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【００５４】
請求項１１の発明においては、第２のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料上には前記層間絶縁膜材料が部分的に存在しているため、ドレイン電極又はソース電極材料の剥離などを防止でき、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００５５】
請求項１２の発明においては、第３のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料上には層間絶縁膜の開口部を介して第３の接続電極がドレイン電極又はソース電極材料と電気的に接触した状態で存在しているため、層間絶縁膜より上部で第２のパッド部と画素電極との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００５６】
請求項１３の発明においては、絶縁膜（層間絶縁膜）をエッチングすることなく、第１のパッド領域のゲート電極材料表面、第２のパッド領域のドレイン電極又はソース電極材料表面、第３のパッド領域のソース電極又はドレイン電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【００５７】
請求項１４の発明においては、第１、第２、第３のパッド領域にそれぞれ接続される各接続電極は表示素子の画素電極と同じ工程により一括して形成されるので、プロセス工数を低減できる。
【００５８】
請求項１５の発明においては、接続電極材料は印刷技術によって形成されていることにより、安価な有機薄膜トランジスタが実現できる。
【００５９】
請求項１６の発明においては、接続電極材料の印刷技術がスクリーン印刷技術であることにより、バッド部電極の最表面に外部電気回路との接続の金属層が形成でき、層間絶縁膜より上部でパッド部と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００６０】
請求項１７の発明においては、ゲート絶縁膜材料は印刷技術によって形成されていることにより、安価な有機薄膜トランジスタが実現できる。
【００６１】
請求項１８の発明においては、ゲート絶縁膜材料の印刷技術が凸版印刷技術であることにより、パッド領域近傍のゲート電極材料上にはゲート絶縁膜を形成しないことが可能になり、ゲート絶縁膜をエッチングすることなく、パッド領域のゲート電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【００６２】
請求項１９の発明においては、層間絶縁膜材料は印刷技術によって形成されていることにより、安価な有機薄膜トランジスタが実現できる。
【００６３】
請求項２０の発明においては、層間絶縁膜材料の印刷技術がスクリーン印刷技術であることにより、層間絶縁膜をエッチングすることなく、パッド領域のドレイン電極又はソース電極材料表面を開口できるため、信頼性の高い有機薄膜トランジスタが形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００６５】
図１は、この発明の実施形態にかかるセレクトラインのパッド部の構成を示す断面図、図２は、この発明の実施形態にかかるセレクトラインのパッド部の形成工程を示す断面図、図３は、この発明の実施形態にかかる信号ラインのパッド部の構成を示す断面図、図４は、この発明の実施形態にかかる信号ラインのパッド部の形成工程を示す断面図である。
【００６６】
図１及び図２に従いこの発明の実施形態にかかるセレクトラインのパッド部につき説明する。
【００６７】
ポリカーボネイト基板などからなる絶縁性基板１上にトランジスタ電流を制御する目的でゲート電極２及びゲート電極と連なるゲート電極材料２ａで構成されるパッド部が設けられ（図２(ａ）参照）、このゲート電極２を被覆するようにゲート絶縁膜が設けられる。この実施形態では、ゲート絶縁膜の形成時に、パッド部領域に相当するゲート電極材料２ａ部分上およびそのゲート電極材料２ａ近傍にはゲート絶縁膜が存在しないように、これら領域を除いてゲート絶縁膜が形成される。この発明で用いるゲート絶縁膜材料としては、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリイミド膜、などがあげられる。これら材料を用いて、例えば、印刷により、パッド部領域に相当するゲート電極材料２部分上およびそのゲート電極材料２近傍を除いてゲート絶縁膜が形成される。この形成においては、パッド部のゲート電極材料２ａ上にはゲート絶縁膜が存在しないように開口部が形成される。
【００６８】
そして、このゲート絶縁膜上にチャネル部に流れる電流を与えるためのドレイン電極、チャネル部に流れる電流を取り出するためのソース電極が設けられている。ドレイン電極４及びソース電極５間及びこれらの上にトランジスタのチャネルを制御するための有機半導体層が設けられる。この実施形態においては、有機半導体材料としては、テトラセン、ペンタセン、ルブレンなどのアセン系結晶性材料、ポリアルキルチオフェンなどの配向性材料、フルオレン・チオフェン共重合体やその誘導体からなる液晶性材料、トリアリールアミン骨格を持つ高分子材料などが上げられる。
【００６９】
そして、ドレイン電極４、ソース電極５及び有機半導体層を覆うように層間絶縁膜７が設けられる（図１（ｂ）参照）。この実施形態では、層間絶縁膜の形成時に、パッド部領域に相当するゲート電極材料２ａ部分には、層間絶縁膜７が端部から少し延在する状態で且つその他の領域には層間絶縁膜７が存在しないように、これら領域を除いて層間絶縁膜７が形成される。このようにして、セレクトライン（ゲート電極２）のパッド部には絶縁膜のない開口部１０ａが形成される。このように形成すると、図１及び図２（ｂ）に示すように、パッド部領域に相当するゲート電極材料２ａ部分には、層間絶縁膜７が端部から少し延在した状態（図中ａ部分）で形成された開口部１０ａがパッド部となる。ゲート電極２上に形成された層間絶縁膜７はエッチング工程を経ることなくパッド部分となる箇所に開口部１０ａが形成される。
【００７０】
この発明で用いる層間絶縁膜７の絶縁材料としては、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル樹脂などの絶縁性樹脂および、上記樹脂と絶縁性フィラーから構成される絶縁ペーストなどがあげられる。
【００７１】
セレクトライン（ゲート電極２）の開口部（パッド部）１０ａのゲート電極材料２ａに画像情報の信号を入力する外部電気回路と電気的に接触する第１の接続電極８０ａが形成される（図２（ｃ）参照）。この第１の接続電極８０ａは、隣接して形成される表示素子の画素電極を形成する工程と同じ工程により形成される。画素電極と同じ工程で第１の接続電極８０ａを形成することでプロセス工程を低減できる。
【００７２】
この第１の接続電極８０ａは、パッド領域１０ａの層間絶縁膜７の上部まで形成している。このため、ヒートシールコネクタなどを用いて外部電気回路との接続を行う場合、層間絶縁膜７より上部でパッド部と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。また、層間絶縁膜７がパッド部のゲート電極材料２ａ上の端部から少し延在した（図中ａ部分）状態で存在しているので、ゲート電極材料２ａが基板１との接着強度が弱い状態で設けられていた場合においても、ゲート電極材料２ａが基板１から剥離することが抑制できる。勿論、ゲート電極材料２ａと基板１との接着強度が強い状態の製造、例えばスパッタリング法などにより、ゲート電極材料２ａを設ける場合には、層間絶縁膜７をパッド部のゲート電極材料２ａ上の端部から延在して設けなくても剥離の虞はない。
【００７３】
なお、上記したこの発明の実施形態で用いるゲート電極２、ソース電極５、ドレイン電極４、接続電極、画素電極の電極材料としては、真空蒸着法やスパッタリング法で作成するＡｕ膜、Ａｌ膜、Ｃｒ膜、タンタル膜やスクリーン印刷法で形成される銀膜、インクジェット法やディスペンサーを用いて形成される銀、金、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｎｉ、Ｃｏなどのナノメタル膜などが上げられる。特に、ソース電極材料、ドレイン電極材料としては導電性高分子であるＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン）やＰＡＮＩ（ポリアニリン）や、カーボンペーストなどが上げられる。
【００７４】
図３及び図４に従いこの発明の実施形態にかかる信号ライン（ドレイン電極）のパッド部につき説明する。
【００７５】
ポリカーボネイト基板などからなる絶縁性基板１上にトランジスタ電流を制御する目的でゲート電極が設けられ、このゲート電極２を被覆するようにゲート絶縁膜が設けられる（図４(ａ）参照）。この実施形態では、ゲート絶縁膜の形成時に、パッド部領域に相当するゲート電極部分上およびそのゲート電極近傍を除いてゲート絶縁膜が形成される。
【００７６】
そして、このゲート絶縁膜上にチャネル部に流れる電流を与えるためのドレイン電極４及びドレイン電極と連なるドレイン電極材料４ａで構成されるパッド部が設けられ、チャネル部に流れる電流を取り出するためのソース電極が設けられている（図４（ｂ）参照）。ドレイン電極４及びソース電極間及びこれらの上にトランジスタのチャネルを制御するための有機半導体層が設けられる。
【００７７】
そして、ドレイン電極４、ドレイン電極材料４ａ、ソース電極及び有機半導体層を覆うように層間絶縁膜７が設けられる（図４（ｃ）参照）。この実施形態では、層間絶縁膜７の形成時に、信号ライン（ドレイン電極４）のパッド部領域に相当するドレイン電極４部分上には層間絶縁膜７が端部から少し延在する状態で且つその他の領域には層間絶縁膜７が存在しないように、これら領域を除いて層間絶縁膜７が形成される。このようにして、信号ライン（ドレイン電極２）のパッド部には絶縁膜のない開口部１０ａが形成される。このように形成すると、図３及び図４（ｃ）に示すように、パッド部領域に相当するドレイン電極材料４ａ部分には、層間絶縁膜７が端部から少し延在した状態（図中ａ部分）で形成された開口部１０ａがパッド部となる。この開口部１０ａの下方部がパッド部となる。
【００７８】
信号ライン（ドレイン電極）の開口部（パッド部）１０ａに画像情報の信号を入力する外部電気回路と電気的に接触する第２の接続電極８０ｂが形成される（図４（ｄ）参照）。この第２の接続電極８０ｂは、隣接して形成される表示素子の画素電極を形成する工程と同じ工程により形成される。画素電極と同じ工程で第２の接続電極８０ｂを形成することでプロセス工程を低減できる。
【００７９】
この第２の接続電極８０ｂは、パッド領域１０ａの層間絶縁膜７の上部まで形成している。このため、ヒートシールコネクタなどを用いて外部電気回路との接続を行う場合、層間絶縁膜７より上部でパッド部と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。また、層間絶縁膜７がパッド部のドレイン電極材料４ａ上の端部から少し延在した（図中ａ部分）状態で存在しているので、ドレイン電極材料４ａが基板１との接着強度が弱い状態で設けられていた場合においても、ドレイン電極材料４ａが基板１から剥離することが抑制できる。勿論、ドレイン電極材料４ａと基板１との接着強度が強い状態の製造、例えばスパッタリング法などにより、ドレイン電極材料４ａを設ける場合には、層間絶縁膜７をパッド部のドレイン電極材料４ａ上の端部から延在して設けなくても剥離の虞はない。
【００８０】
図５及び図６に従いこの発明の実施形態にかかる画素電極と接続されるパッド部につき説明する。
【００８１】
ポリカーボネイト基板などからなる絶縁性基板１上にトランジスタ電流を制御する目的でゲート電極が設けられ、このゲート電極２を被覆するようにゲート絶縁膜が設けられる（図６(ａ）参照）。この実施形態では、ゲート絶縁膜の形成時に、パッド部領域に相当するゲート電極部分上およびそのゲート電極近傍を除いてゲート絶縁膜が形成される。
【００８２】
そして、チャネル部に流れる電流を取り出するためのソース電極及びソース電極と連なるソース電極材料５ａで構成されるパッド部が設けられ、そして、ゲート絶縁膜上にチャネル部に流れる電流を与えるためのドレイン電極が設けられている（図５（ｂ）参照）。ドレイン電極及びソース電極５間及びこれらの上にトランジスタのチャネルを制御するための有機半導体層が設けられる。
【００８３】
そして、ドレイン電極、ドレイン電極材料、ソース電極５、ソース電極材料５ａ及び有機半導体層を覆うように層間絶縁膜７が設けられる（図５（ｃ）参照）。この実施形態では、層間絶縁膜７の形成時に、ソース電極５のパッド部領域に相当するソース電極５部分上には層間絶縁膜７が端部から少し延在する状態で且つその他の領域には層間絶縁膜７が存在しないように、これら領域を除いて層間絶縁膜７が形成される。このようにして、ソース電極５のパッド部には絶縁膜のない開口部１０ａが形成される。このように形成すると、図５及び図６（ｃ）に示すように、パッド部領域に相当するソース電極材料５ａ部分には、層間絶縁膜７が端部から少し延在した状態（図中ａ部分）で形成された開口部１０ａがパッド部となる。この開口部１０ａの下方部がパッド部となる。
【００８４】
ソース電極５の開口部（パッド部）１０ａに画素電極と連なる第３の接続電極８が形成される（図６（ｄ）参照）。この第３の接続電極８は、隣接して形成される表示素子の画素電極を形成する工程と同じ工程により形成される。画素電極と同じ工程で第３の接続電極８を形成することでプロセス工程を低減できる。
【００８５】
上記した構成および製造方法によれば、有機半導体層を形成後に、エッチング工程を行わずにパッド部を形成することができるため、エッチング工程などを経ることによる有機半導体層に対する熱の影響、エッチングダメージが無く、トランジスタ特性の劣化を防ぐことが可能になる。
【００８６】
また、接続電極材料をパッド領域の層間絶縁膜材料の上部に形成しているため、ヒートシールコネクタなどを用いて外部電気回路との接続を行う場合、層間絶縁膜より上部でパッド部と外部電気回路との接続が可能になり、信頼性の高い電気的な接続が可能になる。
【００８７】
（実施例１）
ポリカーボネイト基板１上に厚さ１００ｎｍのＣｒ膜をスパッタリング法によりマスク蒸着法を用いてゲート電極２を形成した。
【００８８】
続いて、ゲート電極２を形成後、ゲート絶縁膜３としてポリイミド絶縁膜を凸版印刷法を用いてゲート電極２のパッド部領域を除く基板全面に印刷した。その後、２００℃、６０分焼成し、ゲート絶縁膜３とした。膜厚は２００ｎｍとした。
【００８９】
次に、５０ｎｍのＡｕ膜を、シャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、ソース電極５およびドレイン電極４を形成した。
【００９０】
その後、有機半導体材料としてペンタセンをシャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、有機半導体層６とした。有機半導体層６の膜厚は５０ｎｍとした。
【００９１】
次に、層間絶縁膜としてアクリル樹脂とフィラーを含む絶縁材料のペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、層間絶縁膜７とした。このとき、ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部１０ａが存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。尚、層間絶縁膜７は、各パッド部の電極材料上の端部から少し延在した（図中ａ部分）状態で存在して形成されている。
【００９２】
最後に、画素電極材料として銀ペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、画素電極８とした。ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部１０ａ上に画素電極材料が存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。
【００９３】
（比較例１）
ポリカーボネイト基板１上に厚さ１００ｎｍのＣｒ膜をスパッタリング法によりマスク蒸着法を用いてゲート電極２を形成した。
【００９４】
次に、ゲート電極２を形成後、ゲート絶縁膜３としてポリイミド絶縁膜をスピンコート法を用いて基板全面に形成した。その後、２００℃、６０分焼成しゲート絶縁膜とした。膜厚は２００ｎｍとした。
【００９５】
続いて、５０ｎｍのＡｕ膜を、シャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、ソース電極５およびドレイン電極４を形成した。
【００９６】
次に、有機半導体材料としてペンタセンをシャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、有機半導体層４とした。有機半導体層の膜厚は５０ｎｍとした。
【００９７】
そして、層間絶縁膜７としてアクリル樹脂とフィラーを含む絶縁材料のペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、層間絶縁膜７とした。ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部が存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。
【００９８】
その後、フォトリソグラフィーとドライエッチング法を用いてパッド部のゲート電極２上のゲート絶縁膜材料の一部を除去し、パッド上にゲート電極材料の開口部を形成した。
【００９９】
最後に、画素電極材料として銀ペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、画素電極８とした。ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部上に画素電極材料が存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。
【０１００】
（比較例２）
ポリカーボネイト基板１上に厚さ１００ｎｍのＣｒ膜をスパッタリング法によりマスク蒸着法を用いてゲート電極２を形成した。
【０１０１】
ゲート電極２を形成後、ゲート絶縁膜３としてポリイミド絶縁膜を凸版印刷法を用いて、ゲート電極２のパッド部領域を除く基板全面に印刷した。その後、２００℃、６０分焼成しゲート絶縁膜とした。膜厚は２００ｎｍとした。
【０１０２】
次に、５０ｎｍのＡｕ膜を、シャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、ソース電極５およびドレイン電極４を形成した。
【０１０３】
次に、有機半導体材料としてペンタセンをシャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、有機半導体層４とした。有機半導体層４の膜厚は５０ｎｍとした。  続いて、層間絶縁膜７としてアクリル樹脂とフィラーを含む絶縁材料をコントロールコーターを用いて基板全面に形成し、１２０℃、３０分焼成し、層間絶縁膜７とした。膜厚は１０μｍとした。
【０１０４】
その後、フォトリソグラフィーとドライエッチング法を用いてパッド部のゲート電極２上の層間絶縁膜材料の一部およびドレイン電極４上の層間絶縁膜材料の一部を除去し、ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部を設けた。
【０１０５】
最後に、画素電極材料として銀ペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、画素電極８とした。ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部上に画素電極材料が存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。
【０１０６】
（比較例３）
ポリカーボネイト基板上に厚さ１００ｎｍのＣｒ膜をスパッタリング法によりマスク蒸着法を用いてゲート電極を形成した。
【０１０７】
ゲート電極２を形成後、ゲート絶縁膜３としてポリイミド絶縁膜を凸版印刷法を用いてゲート電極２のパッド部領域を除く基板全面に印刷した。その後、２００℃、６０分焼成しゲート絶縁膜３とした。膜厚は２００ｎｍとした。
【０１０８】
次に、５０ｎｍのＡｕ膜を、シャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、ソース電極５およびドレイン電極４を形成した。
【０１０９】
次に、有機半導体材料としてペンタセンをシャドウマスクを用いて真空蒸着法により成膜し、有機半導体層４とした。有機半導体層４の膜厚は５０ｎｍとした。  続いて、層間絶縁膜７としてアクリル樹脂とフィラーを含む絶縁材料のペーストをスクリーン印刷法を用いて形成し、１２０℃、３０分焼成し、層間絶縁膜７とした。ゲート電極２のパッド部、およびドレイン電極４のバット部には層間絶縁膜７の開口部が存在する形状で印刷を行った。膜厚は１０μｍとした。そして、画素電極は設けていない。
【０１１０】
上記した実施例と比較例１乃至３を形成し、それぞれの電気特性を測定した結果を以下、に示す。
【０１１１】
上記の実施例１および、比較例１乃至３で形成した有機薄膜トランジスタの特性を測定したところ、実施例１および比較例３では良好なトランジスタ特性が得られたが、比較例１、２においてはトランジスタのＯＦＦ電流が実施例１および比較例３に比べて約２桁大きくなり、良好なトランジスタ特性を示さなかった。この結果は、有機半導体層を形成後に、フォトリソグラフィーおよびエッチング工程を経たため、トランジスタ特性が劣化したためと思われる。
【０１１２】
また、上記の実施例１および、比較例１乃至３で形成した有機薄膜トランジスタにおいて、パッド部をヒートシールコネクタで接続したところ、実施例１および比較例１、２では良好な接続が得られたが、比較例３では、セレクトライン、信号ラインともに断線が生じてしまった。これは比較例３では、パッド部の上部電極として画素電極材料が形成されていないため、パッド部に直接ヒートシールコネクタで接続することで、良好な接続ができなかったためと思われる。
【０１１３】
この発明は、図５に示した有機半薄トランジスタの素子構造、いわゆる「ボトムゲート・ボトムコンタクト型」に限らず、他の構造の素子に適用することができる。例えば、図１０に示す、いわゆる「ボトムゲート・ボトムコンタクト型」の素子構造や、図１１に示す、いわゆる「トップゲート・ボトムコンタクト型」の素子構造にも適用できる。
【０１１４】
図１０に示すにものは、有機半導体層６上に所定の間隔でドレイン電極４及びソース電極５が形成されている。その他は、図５に示したものと同様である。図１０に示す構造においては、図５と同様に、パッド部領域に相当するゲート電極材料２ａ部分上およびそのゲート電極材料２ａ近傍には、ゲート絶縁膜３および層間絶縁膜が存在しないように、これら領域を除いてそれぞれの絶縁膜を形成すればよい。また、パッド部領域に相当するドレイン電極材料４ａ部分上には、層間絶縁膜が存在しないように、これら領域を除いて層間絶縁膜を形成すればよい。
【０１１５】
図１１に示すものは、基板１上に、所定の間隔でドレイン電極４及びソース電極５が形成され、その上に有機半導体層６が設けられる。そして、この有機半導体層４上にゲート絶縁膜３が設けられ、この上にゲート電極２を設けたものである。図１１に示す構造においては、パッド部領域に相当するドレイン電極材料４ａ部分には、ゲート絶縁膜３および層間絶縁膜７が存在しないように、これら領域を除いてそれぞれの絶縁膜を形成すればよい。また、パッド部領域に相当するゲート電極材料２ａ部分上には、層間絶縁膜が存在しないように、これら領域を除いて層間絶縁膜を形成すればよい。
【０１１６】
また、上記した実施形態においては、信号ラインをドレイン電極で構成したが、ソース電極で構成したものにもこの発明は適用できることはいうまでもない。
【０１１７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
この発明は、液晶ディスプレイ、電気泳動ディスプレイ、電子ペーパーなどのアクティブ型薄膜トランジスタとして、有機薄膜トランジスタを用いたものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】この発明の実施形態にかかるセレクトラインのパッド部の構成を示す断面図である。
【図２】この発明の実施形態にかかるセレクトラインのパッド部の形成工程を示す断面図である。
【図３】この発明の実施形態にかかる信号ラインのパッド部の構成を示す断面図である。
【図４】この発明の実施形態にかかる信号ラインのパッド部の形成工程を示す断面図である。
【図５】この発明の実施形態にかかるソース電極のパッド部の構成を示す断面図である。
【図６】この発明の実施形態にかかるソースのパッド部の形成工程を示す断面図である。
【図７】一般的な有機薄膜トランジスタ構成を示す断面図である。
【図８】セレクトラインのパッド部の従来の構成を示す断面図である。
【図９】セレクトラインのパッド部の従来の形成工程を示す断面図である。
【図１０】信号ラインのパッド部の従来の構成を示す断面図である。
【図１１】信号ラインのパッド部の従来の形成工程を示す断面図である。
【図１２】他の有機薄膜トランジスタ構成を示す断面図である。
【図１３】更に異なる有機薄膜トランジスタ構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  基板、２  ゲート電極、２ａ  ゲート電極材料、３  ゲート絶縁膜、４  ドレイン電極、  ４ａドレン電極材料、５  ソース電極、６  有機半導体層、７層間絶縁膜、第３の接続電極、１０、１０ａ  開口部（パッド領域）、８０ａ  第１の接続電極、８０ｂ  第２の接続電極。
【図１】
2007079359.tif 000003
【図２】
2007079359.tif 000004
【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】
2007079359.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007079359.tif 000011
【図１０】
2007079359.tif 000012
【図１１】
2007079359.tif 000013
【図１２】
2007079359.tif 000014
【図１３】
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