(57)【要約】【課題】データ配線の構造の工夫により有機薄膜トランジスタの特性を向上させる表示装置、及びその簡単な製造方法を提供する。【解決手段】本発明による表示装置は、ＩＴＯまたはＩＺＯから成るソース電極とドレイン電極との対とは別に、金属から成る低抵抗のデータ配線が備えられている。本発明による表示装置の製造方法は、ゲート絶縁膜の上に透明電極物質層とデータ配線物質層とを順番に積層し、同じ感光膜を利用して透明電極物質層とデータ配線物質層とを続けてパターニングする。【選択図】図2
2007140527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板；
前記絶縁基板の上に形成され、ゲート電極を含むゲート配線；
前記ゲート電極を覆っているゲート絶縁膜；
前記ゲート電極の上方で所定の距離を隔てて配置され、チャネル領域を区切っているソース電極とドレイン電極との対、を含む、前記ゲート絶縁膜の上に形成された透明電極層；
前記透明電極層の一部を覆い、前記ゲート配線から絶縁された状態で前記ゲート配線と交差し、画素を区切っているデータ配線；及び、
前記チャネル領域に形成されている有機半導体層；
を有する表示装置。
【請求項２】
前記透明電極層と前記データ配線とが電気的に接続されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ゲート配線が、前記絶縁基板の上で一方向に延びているゲート線、及び、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッド、をさらに含み、
前記データ配線が、前記ゲート線から絶縁された状態で前記ゲート線と交差しているデータ線、及び、前記データ線の端部に形成されているデータパッド、を含む、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記透明電極層が、
前記ドレイン電極に少なくとも一部で接し、前記画素の少なくとも一部を覆っている画素電極、
前記ソース電極に少なくとも一部で接し、前記データ配線に沿って形成されている透明データ配線、及び、
前記ゲートパッドを覆っているゲートパッド接触部材、
をさらに含む、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記データ配線が、前記ゲートパッド接触部材の上に形成されている金属層を含む、請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記ソース電極の上では前記データ線が前記有機半導体層から離れている、請求項３に記載の表示装置。
【請求項７】
前記透明電極層がＩＴＯ又はＩＺＯのいずれかから成る、請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記チャネル領域では前記有機半導体層の上に第１保護層がさらに形成されている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１保護層の上には第２保護層がさらに形成されている、請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第１保護層がフッ素系高分子物質を含み、
前記第２保護層がＩＴＯとＩＺＯとのいずれかから成る、
請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記第１保護層が、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、及び、パーフルオロアルケニルビニルエーテルの環化重合体である透明な高分子、のいずれかから成る、請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記ゲート絶縁膜が、下部に第１ゲート絶縁膜を含み、上部に第２ゲート絶縁膜を含み、
前記第１ゲート絶縁膜が酸化ケイ素と窒化ケイ素との少なくともいずれかを含み、
前記第２ゲート絶縁膜が、シリコン系高分子、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、テトラブチルオルトチタネート（Ti(Obu)4）、及びブタノールの少なくともいずれかを含む、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記チャネル領域を囲み、かつ前記ソース電極と前記ドレイン電極との各々を少なくとも一部ずつ露出させている隔壁、を前記表示装置がさらに有し、
前記有機半導体層が前記隔壁の内側に形成されている、
請求項１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記有機半導体層が、
テトラセン若しくはペンタセンの置換基を含む誘導体；
チオフェン環の2、5位置で連結された4〜8個のオリゴチオフェン；
ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド若しくはそのイミド誘導体；
ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド若しくはそのイミド誘導体；
金属化フタロシアニン若しくはそのハロゲン化誘導体；
チエニレン及びビニレンのコオリマー若しくはコポリマー；
チオフェン；
ペリレン若しくはコロネンとそれらの置換基とを含む誘導体；または、
以上に列記された各物質に含まれる芳香環若しくはヘテロ芳香環に連結された炭素数1〜30個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体；
のいずれかを含む、請求項１に記載の表示装置。
【請求項１５】
絶縁基板を準備する段階；
前記絶縁基板の上に、ゲート電極を含むゲート配線を形成する段階；
前記絶縁基板の上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート電極を覆う段階；
前記ゲート絶縁膜の上に透明電極物質とデータ配線物質とを加え、透明電極物質層とデータ配線物質層とを順番に形成する段階；
前記データ配線物質層をパターニングすることにより、前記ゲート配線から絶縁された状態で前記ゲート配線と交差して画素を区切るデータ配線、を形成すると共に、前記透明電極物質層をパターニングすることにより、前記ゲート電極の上方で所定の距離を隔てて配置されてチャネル領域を区切るソース電極とドレイン電極との対、及び、前記ソース電極に少なくとも一部で接し、かつ前記データ配線に沿った透明データ配線、を含む透明電極層を形成する段階；並びに、
前記チャネル領域に有機半導体層を形成する段階；
を有する表示装置の製造方法。
【請求項１６】
前記有機半導体層が蒸着及びコーティングのいずれかによって形成される、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１７】
前記データ配線が、前記絶縁基板の上に一方向に延びているデータ線と、前記データ線の端部に備えられたデータパッドと、を含み、
前記データ配線と前記透明データ配線とが電気的に接続される、
請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１８】
前記ゲート配線が、前記データ線から絶縁された状態で前記データ線と交差しているゲート線、及び、前記ゲート線の端部に形成されているゲートパッド、を含み、
前記ドレイン電極と少なくとも一部で接し、前記画素の少なくとも一部を覆う画素電極、及び、前記ゲートパッドの上に備えられているゲートパッド接触部材、が前記透明電極物質層のパターニングの際にさらに形成される、
請求項１７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項１９】
前記データ配線物質層のパターニングの際、前記ゲートパッド接触部材の上に金属層をさらに形成する、請求項１８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２０】
前記透明電極層がＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記透明電極物質層と前記データ配線物質層とを形成する前に、ゲートパッド接触孔を前記ゲート絶縁膜の上に形成し、前記ゲートパッド接触孔から前記ゲートパッドを露出させる、請求項１８に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２２】
前記透明電極物質層と前記データ配線物質層とを形成した後に、前記データ配線物質層の上で、かつ前記透明電極層が形成されるべき領域に感光膜を形成する段階、をさらに有する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２３】
前記感光膜を形成した後に、前記感光膜の間から露出している前記データ配線物質層と前記透明電極物質層との各部分を除去して透明電極層を形成する段階、をさらに有する、請求項２２に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２４】
前記データ配線物質層と前記透明電極物質層とを除去した後に、前記データ配線が形成されるべき領域以外の領域で前記感光膜を薄くする段階、をさらに有する、請求項２３に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２５】
前記感光膜を薄くした後に、前記データ配線が形成されるべき領域にのみ前記感光膜を残す段階、をさらに有する、請求項２４に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２６】
前記感光膜の残存部分を利用して前記データ配線物質層をパターニングし、前記データ配線を形成する段階、をさらに有する、請求項２５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２７】
前記有機半導体層を形成する前に、前記チャネル領域を隔壁で囲み、前記隔壁から前記ソース電極及び前記ドレイン電極の各々を少なくとも一部ずつ露出させる段階、を前記製造方法がさらに有し、
前記有機半導体層を前記隔壁の内側に形成する、
請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２８】
前記有機半導体層がインクジェットによって形成される、請求項２７に記載の表示装置の製造方法。
【請求項２９】
フッ素系高分子を含む第１保護層、を前記有機半導体層の上に形成する段階、をさらに有する、請求項１５に記載の表示装置の製造方法。
【請求項３０】
ＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る第２保護層、を前記第１保護層の上に形成する段階、をさらに有する、請求項２９に記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置とその製造方法とに関し、より詳しくは、有機薄膜トランジスタを含む表示装置とその製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、表示装置の中でも、小型軽量化の容易な平板表示装置が脚光を浴びている。代表的な平板表示装置としては液晶表示装置（ＬＣＤ）と有機ＥＬ表示装置（ＯＬＥＤ）とが知られている。いずれの表示装置も、画素ごとに薄膜トランジスタが備えられている点で共通する。薄膜トランジスタは、外部から各画素に伝達される信号をオンオフして各画素の動作を制御するスイッチング素子として利用される。有機ＥＬ表示装置ではさらに、薄膜トランジスタが、各画素の発光素子に駆動電流を供給する駆動素子としても利用される。
【０００３】
薄膜トランジスタは一般に、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、 及び半導体層を含む。ソース電極とドレイン電極とのそれぞれは半導体層を隔ててゲート電極と対向している。ソース電極とドレイン電極との間では、ゲート電極と対向する部分が所定の距離を隔てて互いに対向し、チャネル領域を区切っている。
【０００４】
薄膜トランジスタの半導体層の材質としては通常、非晶質シリコンやポリシリコンが用いられている。近年、それらの材質に代え、有機半導体を利用した薄膜トランジスタ（有機薄膜トランジスタ）の開発が進められている。従来の非晶質シリコンやポリシリコンによる半導体が高温高圧下で形成されねばならないのに対し、有機半導体は常温常圧下で形成可能である。従って、有機薄膜トランジスタの利用は表示装置の製造コストの更なる低減を可能にする。さらに、表示装置の基板を、熱に強い従来のガラス基板から、熱に弱いプラスチック基板に変更可能にする。それ故、有機薄膜トランジスタの利用は表示装置の更なる小型軽量化や薄型化にも有利である。
【特許文献１】韓国特許出願公開第2000−045306号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
有機半導体の仕事関数は一般に、ソース電極及びドレイン電極として用いられる金属（アルミニウム、クロム、モリブデンなど）の仕事関数より大きい。従って、従来の有機薄膜トランジスタでは特性の更なる向上が困難である。そのような仕事関数に関する弱点を補う方法としては例えば、ソース電極及びドレイン電極を、金属に代え、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）またはＩＺＯ（Indium  Zinc Oxide）で形成する方法が知られている。ＩＴＯまたはＩＺＯは透明な導電物質であり、有機半導体の仕事関数と同程度、またはそれより若干大きい仕事関数を持つ。しかし、ＩＴＯ及びＩＺＯはいずれも抵抗が高いので、データ配線としての利用にはあまり適していない。
【０００６】
本発明の目的は、データ配線の構造を新たに工夫することにより有機薄膜トランジスタの特性をさらに向上させる表示装置、を提供することである。本発明はさらに、その構造上の新たな工夫を含む表示装置の製造工程を簡単化できる製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による表示装置は、
絶縁基板；
その絶縁基板の上に形成され、ゲート電極を含むゲート配線；
ゲート電極を覆っているゲート絶縁膜；
ゲート電極の上方で所定の距離を隔てて配置され、チャネル領域を区切っているソース電極とドレイン電極との対、を含む、ゲート絶縁膜の上に形成された透明電極層；
その透明電極層の一部を覆い、ゲート配線から絶縁された状態でゲート配線と交差し、画素を区切っているデータ配線；及び、
チャネル領域に形成されている有機半導体層；を有する。
【０００８】
好ましくは、透明電極層とデータ配線とが電気的に接続されている。ゲート配線は好ましくは、絶縁基板の上で一方向に延びているゲート線、及び、そのゲート線の端部に形成されているゲートパッド、をさらに含む。データ配線は好ましくは、ゲート線から絶縁された状態でゲート線と交差するデータ線、及び、そのデータ線の端部に形成されているデータパッド、を含む。データ線は好ましくは、ソース電極の上では有機半導体層から離れている。
【０００９】
透明電極層は好ましくは、
ドレイン電極と少なくとも一部で接し、画素の少なくとも一部を覆っている画素電極、
ソース電極と少なくとも一部で接し、データ配線に沿って形成されている透明データ配線、及び、
ゲートパッドを覆っているゲートパッド接触部材、をさらに含む。その場合、データ配線が好ましくは、ゲートパッド接触部材の上に形成されている金属層をさらに含む。透明電極層はさらに好ましくは、ＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る。
【００１０】
好ましくは、チャネル領域では有機半導体層の上に第１保護層がさらに形成されている。さらに好ましくは、第１保護層の上に第２保護層が形成されている。第１保護層は好ましくはフッ素系高分子物質を含み、第２保護層はＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る。第１保護層は特に、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、及び、パーフルオロアルケニルビニルエーテルの環化重合体である透明な高分子、のいずれかから成る。
【００１１】
好ましくは、ゲート絶縁膜が、下部に第１ゲート絶縁膜を含み、上部に第２ゲート絶縁膜を含む。第１ゲート絶縁膜は好ましくは、酸化ケイ素（SiOx）及び窒化ケイ素（SiNx）の少なくともいずれかを含む。第２ゲート絶縁膜は好ましくは、シリコン系高分子、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、テトラブチルオルトチタネート（Ti(Obu)4）、及びブタノールの少なくともいずれかを含む。
【００１２】
本発明による上記の表示装置は好ましくは、チャネル領域を囲み、ソース電極とドレイン電極との各々を少なくとも一部ずつ露出させている隔壁、をさらに有する。その場合、有機半導体層が好ましくは隔壁の内側に形成されている。
【００１３】
有機半導体層は好ましくは次のいずれかを含む：テトラセンまたはペンタセンの置換基を含む誘導体；チオフェン環の2、5位置で連結された4〜8個のオリゴチオフェン；ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライドまたはそのイミド誘導体；ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライドまたはそのイミド誘導体；金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体；チエニレン及びビニレンのコオリマーまたはコポリマー；チオフェン；ペリレンまたはコロネンとそれらの置換基とを含む誘導体；以上に列記された各物質に含まれる芳香環またはヘテロ芳香環に連結された炭素数1〜30個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体。
【００１４】
本発明による表示装置の製造方法は、
絶縁基板を準備する段階；
その絶縁基板の上に、ゲート電極を含むゲート配線を形成する段階；
その絶縁基板の上にゲート絶縁膜を形成し、ゲート電極を覆う段階；
そのゲート絶縁膜の上に透明電極物質とデータ配線物質とを加えて透明電極物質層とデータ配線物質層とを順番に形成する段階；
データ配線物質層をパターニングすることにより、ゲート配線から絶縁された状態でゲート配線と交差して画素を区切るデータ配線、を形成すると共に、透明電極物質層をパターニングすることにより、ゲート電極の上方で所定の距離を隔てて配置されてチャネル領域を区切るソース電極とドレイン電極との対、及び、そのソース電極に少なくとも一部で接し、かつデータ配線に沿った透明データ配線、を含む透明電極層を形成する段階；並びに、
チャネル領域に有機半導体層を形成する段階；を有する。
【００１５】
好ましくは、有機半導体層が蒸着及びコーティングのいずれかによって形成される。
データ配線は好ましくは、絶縁基板の上に一方向に延びているデータ線と、そのデータ線の端部に備えられたデータパッドとを含む。好ましくは、データ配線が透明データ配線に電気的に接続される。ゲート配線は好ましくは、データ線から絶縁された状態でデータ線と交差しているゲート線、及び、そのゲート線の端部に形成されているゲートパッドを含む。さらに好ましくは、ドレイン電極と少なくとも一部で接し、画素の少なくとも一部を覆う画素電極、及び、ゲートパッドの上に備えられているゲートパッド接触部材、が透明電極物質層のパターニングの際にさらに形成される。一方、データ配線物質層のパターニングの際には好ましくは、ゲートパッド接触部材の上に金属層がさらに形成される。
【００１６】
透明電極層は好ましくはＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る。好ましくは、透明電極物質層とデータ配線物質層とを形成する前に、ゲートパッド接触孔をゲート絶縁膜の上に形成し、そのゲートパッド接触孔からゲートパッドを露出させる。一方、透明電極物質層とデータ配線物質層とを形成した後では好ましくは、データ配線物質層の上で、かつ透明電極層が形成されるべき領域に感光膜を形成する。さらに、その感光膜を形成した後に、その感光膜の間から露出しているデータ配線物質層と透明電極物質層との各部分を除去して透明電極層を形成する。好ましくは、データ配線物質層と透明電極物質層とを除去した後に、データ配線が形成されるべき領域以外の領域で感光膜を薄くする。さらに、感光膜を薄くした後に、データ配線が形成されるべき領域にのみ感光膜を残す。続いて、残存する感光膜を利用してデータ配線物質層をパターニングしてデータ配線を形成する。
【００１７】
本発明による上記の製造方法が好ましくは、有機半導体層を形成する前に、チャネル領域を隔壁で囲み、その隔壁からソース電極及びドレイン電極の各々を少なくとも一部ずつ露出させる段階、をさらに有する。その場合、有機半導体層が好ましくは隔壁の内側に形成される。さらに好ましくは、有機半導体層がインクジェットによって形成される。
【００１８】
本発明による上記の製造方法が好ましくは、フッ素系高分子を含む第１保護層、を有機半導体層の上に形成する段階をさらに有する。さらに好ましくは、第１保護層の上にＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る第２保護層、を形成する段階をさらに有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明による表示装置では上記の通り、透明電極（好ましくはＩＴＯまたはＩＺＯ）から成るソース電極とドレイン電極との対とは別に、（好ましくは金属から成り、低抵抗の）データ配線が備えられている。それにより、ソース電極とドレイン電極との各仕事関数を有機半導体の仕事関数と同程度以上に設定することと、データ配線の抵抗を十分に低減させることとを両立できる。この新たな構造により、有機薄膜トランジスタの特性の更なる向上が可能である。
さらに、本発明による表示装置の製造方法は上記の通り、ゲート絶縁膜の上に透明電極物質層とデータ配線物質層とを順番に積層し、（好ましくは同じ感光膜を利用して）透明電極物質層とデータ配線物質層とを続けてパターニングする。それにより、表示装置の製造に必要なマスクの総数が低減し、表示装置の製造工程が簡単化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付された図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明の実施形態による表示装置は好ましくは液晶表示装置であり、図1、2に示されているような薄膜トランジスタ基板100を含む。その薄膜トランジスタ基板100は、絶縁基板110、ゲート配線120、121、123、ゲート絶縁膜130、透明電極層141、142、143、144、145、データ配線151、152、153、及び、有機半導体層160を含む。
【００２１】
図2に示されている絶縁基板110は好ましくはガラスまたはプラスチックから成る。絶縁基板110がプラスチックから作られている場合、薄膜トランジスタ基板100に柔軟性を与えることができる反面、絶縁基板110が熱に弱い。本発明による表示装置では後述のように有機半導体層160が薄膜トランジスタに利用される。有機半導体層は常温常圧下で形成可能であるので、プラスチック製の絶縁基板110の使用が容易である。絶縁基板110として利用可能なプラスチックの種類には好ましくは、ポリカーボン、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン（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）などが含まれる。
【００２２】
絶縁基板110の上にはゲート配線120、121、123が形成されている（図1、2参照）。ゲート配線は、ゲート線120、ゲート電極121、及びゲートパッド123を含む。ゲート線120は、データ線151からは絶縁され、その状態でデータ線151と交差して画素を区切っている。ゲート電極121は画素ごとに設けられたゲート線120の分岐であり、各画素で、後述する有機半導体層160と対向している。ゲートパッド123はゲート線120の端部に備えられている。ゲートパッド123は、薄膜トランジスタをオン／オフするための駆動信号及び制御信号を外部から受ける。それらの信号はゲート線120を通じてゲート電極121に伝達される。ゲート配線120、121、123は好ましくは金属（好ましくは、Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pdの少なくともいずれか）を含む。ゲート配線120、121、123は単層構造でも多層構造でも良い。
【００２３】
絶縁基板110の上にはゲート絶縁膜130が形成され、ゲート配線120、121、123を覆っている（図2参照）。ゲート絶縁膜130は、ゲート配線120、121、123と透明電極層141、142、143、144、145との間を電気的に絶縁する。好ましくは、ゲート絶縁膜130にはさらに、ゲートパッド接触孔131が形成されている。ゲートパッド接触孔131からはゲートパッド123が露出している。
【００２４】
ゲート絶縁膜130は好ましくは、無機物または有機物から成る単層である。その他に、ゲート絶縁膜130が、下部に第１ゲート絶縁膜を含み、上部に第２ゲート絶縁膜を含む二層構造であっても良い。第１ゲート絶縁膜は好ましくは、窒化ケイ素（SiNx）または酸化ケイ素（SiOx）などの無機物から成り、工程性に優れている。第２ゲート絶縁膜は好ましくは、シリコン系高分子、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、テトラブチルオルトチタネート（Ti(Obu)4）、及びブタノールの少なくともいずれかを含む。このような二層構造のゲート絶縁膜130は特に、ゲート配線120、121、123の形成の際に用いられた化学物質またはプラズマの残存物がゲートパッド接触孔131の隙間または界面の間に流入するのを防ぎ、化学物質やプラズマに脆弱な有機半導体層160の損傷を防止する。
【００２５】
ゲート絶縁膜130の上には透明電極層141、142、143、144、145が形成されている（図1、2参照）。透明電極層は、ソース電極141、ドレイン電極142、画素電極143、透明データ配線144、及びゲートパッド接触部材145を含む。ソース電極141とドレイン電極142との対は各画素でゲート絶縁膜130の上に設けられ、ゲート電極121の上方で所定の距離を隔てて配置されている。ソース電極141とドレイン電極142との対が有機薄膜トランジスタのチャネル領域を区切っている。画素電極143は各画素に設けられ、ドレイン電極142と少なくとも一部で接し、各画素の少なくとも一部を覆っている。透明データ配線144は各画素のソース電極141と少なくとも一部で接し、後述するデータ配線151、152、153に沿って形成されている。ゲートパッド接触部材145は、ゲートパッド接触孔131を通して露出しているゲートパッド123を覆っている。
【００２６】
透明電極層141、142、143、144、145は好ましくはＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で作られている。ソース電極141はデータ線151と物理的・電気的に接続され、データ線を通して外部から伝達される信号を受ける。各画素に設けられた、ゲート電極121、ソース電極141、及びドレイン電極142が、後述の有機半導体層160と共に有機薄膜トランジスタを形成する。この有機薄膜トランジスタが、スイッチング素子として各画素電極143の動作を制御する。尚、有機ＥＬ表示装置では、各画素に含まれる発光素子に駆動電流を供給する駆動素子が同様な有機薄膜トランジスタから構成されていても良い。この有機薄膜トランジスタでは特に、ソース電極141とドレイン電極142とがいずれもＩＴＯまたはＩＺＯから成るので、各電極が金属で形成された場合より各電極とゲート絶縁膜130との間の界面特性が良い。従って、有機薄膜トランジスタの特性が優れている。さらに、ＩＴＯまたはＩＺＯの仕事関数が有機半導体層160の仕事関数と同程度であり、またはそれより若干大きい。従って、その点でも有機薄膜トランジスタの特性が優れている。この場合はさらに、ＳＡＭ（Self  assembly  monolayer）処理を通じてＩＴＯまたはＩＺＯの仕事関数を最適化できる。その他に、画素電極143とデータ配線151、152、153とが異なる層に形成されているので、画素電極143とデータ配線151、152、153との間に短絡等の不良が生じない。
【００２７】
透明電極層141、144、145の上にはデータ配線151、152、153が形成されている（図1、2参照）。データ配線は、データ線151、データパッド152、及び金属層153を含む。データ線151はゲート線120から絶縁され、その状態でゲート線120と交差して画素を区切っている。好ましくは、ソース電極141の上では、データ線151が有機半導体層160から離れている。それにより、データ配線151、152、153として用いられる金属の仕事関数が有機半導体層160の仕事関数より小さくても、それに起因する有機薄膜トランジスタの特性の劣化が回避される。データパッド152には外部から駆動信号及び制御信号が伝達される。それらの信号はデータ線151を通して各画素に対して印加される。金属層153はゲートパッド接触部材145の上に形成されている。
【００２８】
データ配線151、152、153は好ましくは、伝導度の高い金属（好ましくは、比較的廉価なAl、Cr、Mo、若しくは比較的高価なAu、Pt、Pdの少なくともいずれか、又はそれらの合金）から成る。データ配線151、152、153はさらに、それらの材料から成る単層構造または多層構造のいずれであっても良い。尚、図1、2とは異なり、金属層153がフォトエッチングによって除去され、ゲートパッド123の上にはゲートパッド接触部材145だけが残されていても良い。データ配線151、152、153は好ましくは、それぞれの下地にある透明データ配線144と電気的に接続されている。このようなデータ線151と透明データ配線144との二層構造では、外部からデータパッド152に対して印加された制御信号及び駆動信号が主に、透明データ配線144より抵抗の低いデータ線151を通じて各画素に伝達される。それにより、それらの信号の遅延が最小化され、それらの信号の伝達がさらに円滑化される。
【００２９】
各画素のチャネル領域には有機半導体層160が形成されている（図1、2参照）。有機半導体層160はチャネル領域を覆い、ソース電極141及びドレイン電極142のそれぞれに少なくとも一部で接している。有機半導体層160は好ましくは、以下に列挙される有機物のいずれかから成る：テトラセンまたはペンタセンの置換基を含む誘導体；チオフェン環の2、5位置で連結された4〜8個のオリゴチオフェン；ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライドまたはそのイミド誘導体；ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライドまたはそのイミド誘導体；金属化フタロシアニンまたはそのハロゲン化誘導体；チエニレン及びビニレンのコオリマーまたはコポリマー；チオフェン；ペリレンまたはコロネンとそれらの置換基とを含む誘導体；以上に列記された各物質に含まれる芳香環またはヘテロ芳香環に連結された炭素数1〜30個の炭化水素鎖を一つ以上含む誘導体。尚、それらの有機物以外にも、一般的に使用される公知の有機半導体物質が使用されても良い。
【００３０】
尚、図1、2には示されていないが、チャネル領域の周りに隔壁が備えられていても良い。その隔壁からはソース電極141とドレイン電極142とのそれぞれが少なくとも一部ずつ露出し、その隔壁の内側に有機半導体層160が形成される。隔壁は特に、インクジェットによって有機半導体層160を形成する場合に適用される。
【００３１】
有機半導体層160の上には第１保護層170が形成されている（図2参照）。第１保護層170は有機半導体層160を覆い、有機半導体層160の特性の劣化を防止する。第１保護層170は好ましくはフッ素系高分子を含む。フッ素系高分子は好ましくは、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＥＴＦＥ（エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、及び、パーフルオロアルケニルビニルエーテルの環化重合体である透明な高分子、のいずれかである。その他に、第１保護層170が、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、アクリル系樹脂、又はシリコン高分子の少なくともいずれかから成る有機膜であっても良い。
【００３２】
好ましくは、第１保護層170の上には第２保護層180がさらに形成されている（図2参照）。第２保護層180は第１保護層170を覆い、第１保護層170と共に有機半導体層160の特性の劣化を防止する。第２保護層180は好ましくは、ＩＴＯ及びＩＺＯのいずれかから成る。その他に、第２保護層180が第１保護層180と同じ物質、または他の公知の物質から形成されていても良い。尚、第２保護層180はオプションであり、省略されても良い。
【００３３】
以下、図3A〜図3Iを参照しながら、本発明の実施形態による上記の表示装置の製造方法について説明する。
第一の工程では、図3Aに示されているような絶縁基板110を準備する。絶縁基板110は好ましくは、ガラス、石英、セラミックス、またはプラスチックなどの絶縁性材質から作られている。上記の表示装置がフレキシブル液晶表示装置である場合には好ましくは、絶縁基板110としてプラスチック基板が使用される。絶縁基板110の上には、化学気相蒸着（ＣＶＤ）またはスパッタリングなどの方法によってデータ配線物質を蒸着する。その後、フォトエッチングによりデータ配線物質の蒸着膜をパターニングし、ゲート線120、ゲート電極121、及びゲートパッド123を形成する。
【００３４】
第二の工程では、図3Bに示したように、有機物質または無機物質から成るゲート絶縁物質を絶縁基板110に加えてゲート絶縁膜130を形成し、ゲート配線120、121、123を覆う。ゲート絶縁物質が有機物質である場合、ゲート絶縁膜130は好ましくはコーティングを利用して形成される。ゲート絶縁物質が無機物質である場合、ゲート絶縁膜130は好ましくはＣＶＤ（特にプラズマＣＶＤ）を利用して形成される。尚、上記のように、ゲート絶縁膜130が第１ゲート絶縁膜と第２ゲート絶縁膜との二層構造であっても良い。さらに、感光性有機膜などをマスクとして利用してゲート絶縁膜130に対してエッチングを行うことにより、ゲート絶縁膜130にゲートパッド接触孔131を形成する。
【００３５】
第三の工程では、図3Cに示したように、まず、ＩＴＯまたはＩＺＯから成る透明電極物質をゲート絶縁膜130の上に加えて透明電極物質層140を形成する。次に、Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pdの少なくともいずれかを含むデータ配線物質を透明電極物質層140の上に加えてデータ配線物質層150を形成する。透明電極物質層140とデータ配線物質層150とは好ましくはスパッタリングなどによって蒸着される。
【００３６】
第四の工程では、図3Dに示したように、感光膜200（好ましくは感光性有機膜）をデータ配線物質層150の上に、好ましくはコーティングによって形成する。その後、マスクを利用した露光工程及び現像工程により、ソース電極141、ドレイン電極142、画素電極143、透明データ配線144、及びゲートパッド接触部材145を形成すべき領域にだけ感光膜200を残す。それら以外の領域からは感光膜200を除去する。
【００３７】
第五の工程では、図3Eに示したように、残存する感光膜200をマスクとして使用してそれらの下地に対してエッチングを行い、感光膜200の間から露出している（つまり、感光膜200で覆われていない）データ配線物質層150と透明電極物質層140との各部分を除去する。それにより、透明電極物質層140がパターニングされ、ソース電極141、ドレイン電極142、画素電極143、透明データ配線144、及びゲートパッド接触部材145を含む透明電極層が形成される。
【００３８】
第六の工程では、図3Fに示したように、スリットマスクを利用した露光工程及び現像工程により、データ配線151、152、153を形成すべき領域以外の領域Aに含まれる感光膜200の各部分を薄くする。
第七の工程では、図3Gに示したように、感光膜200の全体の厚みを、図3Fに示されている領域A（図3F参照）での厚みだけ一様に減らす。それにより、データ配線151、152、153を形成すべき領域には感光膜200を残し、それ以外の領域Aからは感光膜200を除去する。
第八の工程では、図3Hに示したように、残存する感光膜200をマスクとして利用してその下地に対してエッチングを行う。それにより、データ配線物質層150がパターニングされ、データ線151、データパッド152、及び金属層153から成るデータ配線が形成される。さらに、画素電極143が外部に露出する。ここで、データ線151は好ましくは、有機半導体層160から離れた位置に形成される。それにより、有機半導体層160の仕事関数の大きさに関わらず、有機薄膜トランジスタの特性が劣化しない。
尚、図3F、3G、3Hとは異なり、第六の工程ではゲートパッド123の上でも感光膜200を薄くし、第七の工程ではゲートパッド123の上からも感光膜200を完全に除去し、第八の工程では金属層153を除去するようにしても良い。
【００３９】
第九の工程では、まず、有機半導体物質で、透明電極層141、142、143、144、145、及びデータ配線151、152、153を覆う。有機半導体物質は好ましくは蒸着またはコーティングによって形成される。次に、有機半導体物質を好ましくはフォトエッチングでパターニングし、図3Iに示したように、ゲート電極121の上方に位置した、ソース電極141とドレイン電極142との間に挟まれたチャネル領域にだけ有機半導体層160を残す。尚、上記の隔壁を形成し、その隔壁の内側に有機半導体層160をインクジェットによって形成しても良い。続いて、フッ素系高分子から成る第１保護層170を好ましくはスピンコーティングまたはスリットコーティングによって有機半導体層170の上に形成する。さらに、第１保護層170の上に好ましくはスパッタリングにより、ＩＴＯ及びＩＺＯの少なくともいずれかを含む第２保護層180を形成する。ここで、第１保護層170と第２保護層180とは好ましくはフォトエッチングにより同時にパターニングされる。その他に、第１保護層170をその形成直後にパターニングし、その後に、第２保護層180の形成とそのパターニングとを行っても良い。
【００４０】
本発明の上記の実施形態による表示装置の製造方法では、マスクが、第一の工程でのゲート配線120、121、123の形成、第二の工程でのゲート絶縁膜130のパターニング（ゲートパッド接触孔131の形成）、第四の工程での感光膜200のパターニング、第六の工程での感光膜200のパターニング、及び第九の工程での有機半導体層160の形成に用いられている。従って、従来の製造方法と比べてマスクの使用回数が少ない。それ故、本発明の上記の実施形態による製造方法では従来のものより、製造工程が簡単化され、かつ製造コストが節減される。
【００４１】
以下、図4A〜図4Cを参照しながら、本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下では、上述の実施形態とは異なる特徴を中心に説明する。それ以外の部分については、上述の実施形態についての説明、または公知の技術を援用する。さらに、以下の説明では便宜上、上述の実施形態の構成要素と同様な構成要素に対し、上述の実施形態の構成要素に対する参照符号と同じ参照符号を付す。
【００４２】
第四の工程（図3D参照）により、データ配線物質層150の上で、かつ、ソース電極141、ドレイン電極142、画素電極143、透明データ配線144、及びゲートパッド接触部材145のそれぞれが形成されるべき領域に残された感光膜200に対し、図4Aに示したように、アニーリングを行う。ここで、アニーリングは材料を安定化させるための処理であり、材料を一旦十分に加熱した後、ゆっくりと冷却する。アニーリングにより、透明電極物質層140では無定形の材料が変質して安定化し、または結晶化する。
【００４３】
次の工程では、クロムエッチング溶液を用い、感光膜200の間から露出するデータ配線物質層150の各部分を除去し、図4Bに示したようにパターニングする。ここで、透明電極物質層140は上記のアニーリングによって予め安定化され、または結晶化されているので、クロムエッチング溶液からは何らの影響も受けない。
【００４４】
さらに次の工程では、図4Cに示したように、残存する感光膜200をマスクとして使用しながら、ＩＴＯエッチング溶液又はＩＺＯエッチング溶液を用い、感光膜200の間から露出している透明電極物質層140の各部分を除去する。それにより、透明電極物質層140がパターニングされ、ソース電極141、ドレイン電極142、画素電極143、透明データ配線144、及びゲートパッド接触部材145を含む透明電極層141、142、143、144、145が形成される。
【００４５】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、当業者であれば、本発明の原理や精神から逸脱することなく、上記の実施形態を変形できるであろう。従って、それらの変形も当然に、本発明の技術的範囲に属すると解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【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拡大平面図である。
【図２】図1に示されている折線II−IIに沿った断面の展開図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第一の工程を示した断面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第二の工程を示した断面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第三の工程を示した断面図である。
【図３Ｄ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第四の工程を示した断面図である。
【図３Ｅ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第五の工程を示した断面図である。
【図３Ｆ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第六の工程を示した断面図である。
【図３Ｇ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第七の工程を示した断面図である。
【図３Ｈ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第八の工程を示した断面図である。
【図３Ｉ】本発明の一実施形態による表示装置の製造方法について、第九の工程を示した断面図である。
【図４Ａ】本発明の他の実施形態による表示装置の製造方法について、第四の工程に続く工程を示した断面図である。
【図４Ｂ】本発明の他の実施形態による表示装置の製造方法について、図4Aに示した工程に続く工程を示した断面図である。
【図４Ｃ】本発明の他の実施形態による表示装置の製造方法について、図4Bに示した工程に続く工程を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
100  薄膜トランジスタ基板
120  ゲート線
121  ゲート電極
123  ゲートパッド
130  ゲート絶縁膜
141  ソース電極
142  ドレイン電極
143  画素電極
144  透明データ配線
145  ゲートパッド接触部材
151  データ線
152  データパッド
153  金属層
160  有機半導体層
170  第１保護膜
180  第２保護膜
【図１】
2007140527.tif 000003
【図２】
2007140527.tif 000004
【図３Ａ】
2007140527.tif 000005
【図３Ｂ】
2007140527.tif 000006
【図３Ｃ】
2007140527.tif 000007
【図３Ｄ】
2007140527.tif 000008
【図３Ｅ】
2007140527.tif 000009
【図３Ｆ】
2007140527.tif 000010
【図３Ｇ】
2007140527.tif 000011
【図３Ｈ】
2007140527.tif 000012
【図３Ｉ】
2007140527.tif 000013
【図４Ａ】
2007140527.tif 000014
【図４Ｂ】
2007140527.tif 000015
【図４Ｃ】
2007140527.tif 000016