有機薄膜トランジスタ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置
【課題】有機薄膜トランジスタ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置を提供する。
【解決手段】基板と、基板の上部に配置されたゲート電極と、ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタである。
【解決手段】基板と、基板の上部に配置されたゲート電極と、ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、を備えることを特徴とする有機薄膜トランジスタである。
【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（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、ソース電極またはドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の正孔移動がさらに円滑になった有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体特性を表す共役性有機高分子のポリアセチレンが開発されて以来、有機物の特徴、すなわち、合成方法が多様であり、ファイバやフィルム状に容易に成形できるという特徴と、柔軟性、伝導性及び低コスト生産費などの長所のために、有機物を利用したトランジスタについての研究が機能性電子素子及び光素子などの広範囲な分野で活発になされている。
【０００３】
従来のシリコンＴＦＴは、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、前記二つの領域の間に形成されたチャンネル領域とを有する半導体層を備え、前記半導体層と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接するソース電極及びドレイン電極と、を有する。
【０００４】
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴには、製造コストが多くかかり、外部の衝撃によって容易に割れ、３００℃以上の高温工程によって生産されるため、プラスチック基板を使用できないという問題点があった。
【０００５】
特に、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）や電界発光表示装置（ＥＬＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）などの平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるが、このような平板表示装置において、最近要求されている大型化及び薄型化と共にフレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材でないプラスチック材を用いた基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように、高温工程でない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題があった。
【０００６】
一方、ＴＦＴの半導体層として有機膜を使用する場合には、このような問題点を解決できるので、最近、有機膜を半導体層として使用する有機ＴＦＴについての研究が活発になされている。
【０００７】
しかし、有機ＴＦＴの場合、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きいという問題点があった。すなわち、従来のシリコンＴＦＴに備えられたシリコン半導体層と違って、有機ＴＦＴに備えられた有機半導体層には、高濃度のドーピングを実施できず、これにより、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きくなって、オーミックコンタクトを形成できないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を含む色々な問題点を解決するためのものであって、ソース電極またはドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の正孔移動がさらに円滑になった有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置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】
前記目的及びその他の色々な目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の上部に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、前記ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記ｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、を備えることを特徴とする有機ＴＦＴ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ｐ型有機半導体層は、正孔輸送層でありうる。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上部に配置され、前記ゲート電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられうる。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆うように前記基板の全面に配置されうる。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、前記ゲート電極の上部に配置され、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられうる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、前記ｐ型有機半導体層を覆うように配置されうる。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層のＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極または前記ドレイン電極のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層のＨＯＭＯレベルとの間に位置しうる。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層の正孔移動度は、前記正孔注入層の正孔移動度より大きい。
【００１７】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍでありうる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含みうる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備えうる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍでありうる。
【００２１】
本発明はまた、前記目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴを備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置によれば、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間に正孔注入層を備えることによって、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の接触抵抗を大幅に減少し、それを通じてさらに鮮明かつ正確な画像を具現する平板ディスプレイ装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００２４】
図１は、本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【００２５】
前記図面を参照すれば、本実施形態による有機ＴＦＴは、ゲート電極１２４と、前記ゲート電極１２４と絶縁されたｐ型有機半導体層１２２と、前記ゲート電極１２４と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極１２６及びドレイン電極１２７と、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間に介在された正孔注入層１２２ａと、を備える。
【００２６】
特に、本実施形態による有機ＴＦＴは、スタガード型有機ＴＦＴであって、図１に示したように、前記ｐ型有機半導体層１２２が前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７の上部に配置され、前記ゲート電極１２４は、前記ｐ型有機半導体層１２２の上部に配置されている。このとき、前記ｐ型有機半導体層１２２と前記ゲート電極１２４との間には、ゲート絶縁膜１２３がさらに備えられている。
【００２７】
前記のような構造の有機ＴＦＴにおいて、前記ｐ型有機半導体層１２２で、キャリアは正孔である。したがって、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７のうち何れか一つの電極から前記ｐ型有機半導体層１２２に正孔が容易に移動されねばならない。このような正孔は、エネルギーバンドダイヤグラムにおいて、電極の場合には、フェルミレベルに沿って動き、半導体層においては、ＨＯＭＯ（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔ）レベルに沿って動く。このとき、前記二つのレベル間の差が大きいほどエネルギー差、すなわち、ポテンシャル障壁がさらに大きくなり、これにより、正孔が容易に移動できなくなる。すなわち、前記ポテンシャル障壁が大きくなるにつれて、これにより、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きくなる。
【００２８】
したがって、本実施形態による有機ＴＦＴには、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間に正孔注入層１２２ａが介在される。前記正孔注入層１２２ａは、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７から前記ｐ型有機半導体層１２２への正孔の移動を容易にする役割を行い、これを通じて前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７が前記有機半導体層１２２に直接接触した場合より接触抵抗を大幅に減少させうる。
【００２９】
このために、前記正孔注入層１２２ａのＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間に位置することが望ましい。すなわち、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間の差の大きさは変わらないが、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間に位置するＨＯＭＯレベルを有する正孔注入層１２２ａがその間に介在されることによって、正孔が前記正孔注入層１２２ａを通じて前記ｐ型有機半導体層１２２に移動できる確率をさらに高める。正孔は、電極のフェルミレベルと正孔注入層または有機半導体層のＨＯＭＯレベルとに沿って動くためである。このような正孔注入層１２２ａは、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含み、このような物質としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどがある。このような正孔注入層１２２ａは、蒸着などの方法で形成されうる。
【００３０】
また、一電極から前記ｐ型有機半導体層１２２に進入した正孔は、他の電極に移動されねばならないので、前記ｐ型有機半導体層１２２は、正孔輸送層の有機半導体層であることが望ましい。このような物質としては、例えば、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備えるものを挙げられる。
【００３１】
このとき、前記ソース電極１２６と前記ドレイン電極１２７との間で正孔が移動するチャンネルは、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるので、前記ｐ型有機半導体層１２２の正孔移動度は、前記正孔注入層１２２ａの正孔移動度より大きいことが望ましい。
【００３２】
前記のような正孔注入層及びｐ型有機半導体層の特性についての説明は、後述する変形例または実施形態においても同じである。
【００３３】
図２は、図１に示した有機ＴＦＴの変形例を概略的に示す断面図である。
【００３４】
図１に示した有機ＴＦＴの場合には、正孔注入層がソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間にのみ介在されているが、図２に示した有機ＴＦＴの場合には、正孔注入層１２２ａがソース電極１２６及びドレイン電極１２７を覆うように配置されている。
【００３５】
図１に示したように製造するためには、有機物である正孔注入層をソース電極及びドレイン電極のみを覆うようにマスクを使用して蒸着するか、または基板の全面に正孔注入層を形成した後にそれをパターニングするか、またはインクジェットプリンティング法でソース電極及びドレイン電極のみを覆うように形成せねばならないので、工程が複雑になる。したがって、図２に示したように、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７を覆うように基板１０２の全面に前記正孔注入層１２２ａを形成することによって、工程をさらに容易にできる。このような正孔注入層１２２ａは、全面蒸着またはスピンコーティング法を利用して形成できる。
【００３６】
この場合、前記ソース電極１２６と前記ドレイン電極１２７との間に形成されるチャンネルは、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるので、前記正孔注入層１２２ａの厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍにすることが望ましい。前記正孔注入層１２２ａの厚さが１００ｎｍより大きくなる場合には、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されたチャンネルが前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７に連結されないこともあるためであり、前記正孔注入層１２２ａの厚さが１０ｎｍより小さい場合には、正孔注入層としての役割を行えないこともあるためである。このとき、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍにすることが望ましい。
【００３７】
図１及び図２に示した実施形態及びその変形例による有機ＴＦＴは、スタガード型有機ＴＦＴであるが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３８】
すなわち、図３に示したように、ソース電極１２６及びドレイン電極１２７がゲート電極１２４の上部に配置され、ｐ型有機半導体層１２２は、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７の上部に配置され、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ゲート電極１２４との間にはゲート絶縁膜１２３がさらに備えられる、いわば、インバーテッドコプラナー型有機ＴＦＴにも適用されうる。この場合、正孔注入層１２２ａが前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間にのみ備えられるようにできる。
【００３９】
また、図４に示したように、ｐ型有機半導体層１２２がゲート電極１２４の上部に配置され、ソース電極１２６及びドレイン電極１２７は、前記ｐ型有機半導体層１２２の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層１２２と前記ゲート電極１２４との間には、ゲート絶縁膜１２３がさらに備えられる、いわば、逆スタガード型有機ＴＦＴにも適用されうる。この場合、図４に示したように、前記正孔注入層１２２ａが前記ｐ型有機半導体層１２２を覆うように備えられてもよく、これと違って、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間にのみ備えられてもよいなど、その多様な変形が可能である。
【００４０】
もちろん、前記のような構造の有機ＴＦＴ以外の多様な変形例にも本発明が適用されうる。
【００４１】
図５は、本発明の望ましいさらに他の一実施形態による電界発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【００４２】
前述したような有機ＴＦＴは、フレキシブル特性が良く、したがって、ＴＦＴ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が、以下では、有機電界発光ディスプレイ装置に前述したような有機ＴＦＴが備えられた場合について簡略に説明する。
【００４３】
前述した実施形態による有機ＴＦＴを備える電界発光ディスプレイ装置の場合、有機ＴＦＴ及び電界発光素子は、基板２０２上に備えられ、前記基板２０２は、透明なガラス材が使われうるが、これ以外にも、アクリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、マイラー、その他のプラスチック材料が使われうる。
【００４４】
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、本実施形態による電界発光ディスプレイ装置は、有機ＴＦＴを備えた能動駆動型（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ：ＡＭ）電界発光ディスプレイ装置である。
【００４５】
各副画素は、図５に示したような少なくとも一つのＴＦＴを備える。図５を参照すれば、基板２０２上にＳｉＯ２でバッファ層（図示せず）が形成され、その上部に前述したような有機ＴＦＴが備えられる。もちろん、図５は、前述した実施形態及びその変形例のうち何れか一つの場合の有機ＴＦＴが示された図面であり、これに、本発明が限定されるものではない。
【００４６】
前記ＴＦＴの上部には、ＳｉＯ２からなるパシベーション膜２２８が形成され、前記パシベーション膜２２８の上部には、アクリル、ポリイミドによる画素定義膜２２９が形成されている。前記パシベーション膜２２８は、前記ＴＦＴを保護する保護膜の役割を行ってもよく、その上面を平坦化させる平坦化膜の役割を行ってもよい。
【００４７】
そして、たとえ図面に示されていないとしても、前記ＴＦＴには、少なくとも一つのキャパシタが連結されうる。そして、このようなＴＦＴを含む回路は、必ずしも図５に示した例に限定されず、多様に変形可能である。
【００４８】
一方、前記ドレイン電極２２７に電界発光素子が連結される。前記電界発光素子の第１電極２３１は、パシベーション膜２２８の上部に形成されており、その上部には、絶縁性画素定義膜２２９が形成されており、前記画素定義膜２２９に備えられた所定の開口部に少なくとも発光層を備える中間層２３３が形成される。そして、その上部に第２電極２３４が形成されるが、これは、複数個の画素において、共通に形成されうるなど多様な変形が可能である。一方、図５には、前記中間層２３３が前記副画素にのみ対応するようにパターニングされているものと示されているが、これは、各副画素の構成を説明するために、便宜上それと共に示したものであり、前記中間層２３３は、隣接した副画素の中間層と一体に形成されうる。また、前記中間層２３３のうち一部の層は、各副画素別に形成され、他の層は、隣接した副画素の中間層と一体に形成されてもよいなどその多様な変形が可能である。
【００４９】
前記第１電極２３１は、アノード電極の機能を行い、前記第２電極２３４は、カソード電極の機能を行う。もちろん、これら第１電極２３１及び第２電極２３４の極性は、逆になってもよい。
【００５０】
前記第１電極２３１は、透明電極または反射型電極で備えられうる。透明電極として使われるときには、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で備えられ、反射型電極として使われるときには、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ及びこれらの化合物などで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。
【００５１】
第２電極２３４も透明電極または反射型電極で備えられうるが、透明電極として使われるときには、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの化合物が有機膜２３３の方向に向かうように蒸着した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３などの透明電極形成用物質として補助電極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われるときには、前記のＬｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの化合物を全面蒸着して形成する。
【００５２】
前記第１電極２３１と前記第２電極２３４との間に備えられる前記中間層２３３は、有機物または無機物で備えられ、有機物の場合には、低分子または高分子有機物で備えられうる。低分子有機物を使用する場合、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、有機発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が単一あるいは複合の構造に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）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）をはじめとして多様に適用可能である。これら低分子有機物は、前述したようなパターンで備えられ、前述したようなマスクを利用して真空蒸着の方法で形成される。
【００５３】
高分子有機物の場合には、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられた構造を有し、このとき、前記ホール輸送層としてＰＥＤＯＴ（Ｐｏｌｙ（３,４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を使用し、発光層としてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系など高分子有機物質を使用する。
【００５４】
基板２０２上に形成された電界発光素子は、対向部材（図示せず）によって密封される。対向部材は、前記基板２０２と同一に、ガラスまたはプラスチック材で備えられうるが、これ以外にも、メタルキャップで形成されてもよい。
【００５５】
前記のような電界発光ディスプレイ装置において、前述した実施形態による有機ＴＦＴを備えることによって、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。
【００５６】
また、前記実施形態において、電界発光ディスプレイ装置の構造を基準として本発明を説明したが、有機ＴＦＴが備えられるディスプレイ装置ならば、いかなるディスプレイ装置にも本発明が適用されうる。
【００５７】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、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形態が可能であるということが分かる。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定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイパネル関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示した有機ＴＦＴの変形例を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の望ましい他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による電界発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０２ 基板
１２２ ｐ型有機半導体層
１２２ａ 正孔注入層
１２３ ゲート絶縁膜
１２４ ゲート電極
１２６ ソース電極
１２７ ドレイン電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に係り、さらに詳細には、ソース電極またはドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の正孔移動がさらに円滑になった有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体特性を表す共役性有機高分子のポリアセチレンが開発されて以来、有機物の特徴、すなわち、合成方法が多様であり、ファイバやフィルム状に容易に成形できるという特徴と、柔軟性、伝導性及び低コスト生産費などの長所のために、有機物を利用したトランジスタについての研究が機能性電子素子及び光素子などの広範囲な分野で活発になされている。
【０００３】
従来のシリコンＴＦＴは、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、前記二つの領域の間に形成されたチャンネル領域とを有する半導体層を備え、前記半導体層と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接するソース電極及びドレイン電極と、を有する。
【０００４】
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴには、製造コストが多くかかり、外部の衝撃によって容易に割れ、３００℃以上の高温工程によって生産されるため、プラスチック基板を使用できないという問題点があった。
【０００５】
特に、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｄｅｖｉｃｅ）や電界発光表示装置（ＥＬＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ）などの平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるが、このような平板表示装置において、最近要求されている大型化及び薄型化と共にフレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材でないプラスチック材を用いた基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように、高温工程でない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題があった。
【０００６】
一方、ＴＦＴの半導体層として有機膜を使用する場合には、このような問題点を解決できるので、最近、有機膜を半導体層として使用する有機ＴＦＴについての研究が活発になされている。
【０００７】
しかし、有機ＴＦＴの場合、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きいという問題点があった。すなわち、従来のシリコンＴＦＴに備えられたシリコン半導体層と違って、有機ＴＦＴに備えられた有機半導体層には、高濃度のドーピングを実施できず、これにより、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きくなって、オーミックコンタクトを形成できないという問題点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を含む色々な問題点を解決するためのものであって、ソース電極またはドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の正孔移動がさらに円滑になった有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置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】
前記目的及びその他の色々な目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板の上部に配置されたゲート電極と、前記ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、前記ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記ｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、を備えることを特徴とする有機ＴＦＴ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ｐ型有機半導体層は、正孔輸送層でありうる。
【００１１】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上部に配置され、前記ゲート電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられうる。
【００１２】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆うように前記基板の全面に配置されうる。
【００１３】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、前記ゲート電極の上部に配置され、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられうる。
【００１４】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、前記ｐ型有機半導体層を覆うように配置されうる。
【００１５】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層のＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極または前記ドレイン電極のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層のＨＯＭＯレベルとの間に位置しうる。
【００１６】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層の正孔移動度は、前記正孔注入層の正孔移動度より大きい。
【００１７】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍでありうる。
【００１８】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記正孔注入層は、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含みうる。
【００１９】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層は、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備えうる。
【００２０】
本発明のさらに他の特徴によれば、前記ｐ型有機半導体層に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍでありうる。
【００２１】
本発明はまた、前記目的を達成するために、前記のような有機ＴＦＴを備えることを特徴とする平板ディスプレイ装置を提供する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイ装置によれば、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間に正孔注入層を備えることによって、ソース電極及びドレイン電極とｐ型有機半導体層との間の接触抵抗を大幅に減少し、それを通じてさらに鮮明かつ正確な画像を具現する平板ディスプレイ装置を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００２４】
図１は、本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【００２５】
前記図面を参照すれば、本実施形態による有機ＴＦＴは、ゲート電極１２４と、前記ゲート電極１２４と絶縁されたｐ型有機半導体層１２２と、前記ゲート電極１２４と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極１２６及びドレイン電極１２７と、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間に介在された正孔注入層１２２ａと、を備える。
【００２６】
特に、本実施形態による有機ＴＦＴは、スタガード型有機ＴＦＴであって、図１に示したように、前記ｐ型有機半導体層１２２が前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７の上部に配置され、前記ゲート電極１２４は、前記ｐ型有機半導体層１２２の上部に配置されている。このとき、前記ｐ型有機半導体層１２２と前記ゲート電極１２４との間には、ゲート絶縁膜１２３がさらに備えられている。
【００２７】
前記のような構造の有機ＴＦＴにおいて、前記ｐ型有機半導体層１２２で、キャリアは正孔である。したがって、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７のうち何れか一つの電極から前記ｐ型有機半導体層１２２に正孔が容易に移動されねばならない。このような正孔は、エネルギーバンドダイヤグラムにおいて、電極の場合には、フェルミレベルに沿って動き、半導体層においては、ＨＯＭＯ（ＨＯＭＯ：Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔ）レベルに沿って動く。このとき、前記二つのレベル間の差が大きいほどエネルギー差、すなわち、ポテンシャル障壁がさらに大きくなり、これにより、正孔が容易に移動できなくなる。すなわち、前記ポテンシャル障壁が大きくなるにつれて、これにより、ソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間の接触抵抗が大きくなる。
【００２８】
したがって、本実施形態による有機ＴＦＴには、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間に正孔注入層１２２ａが介在される。前記正孔注入層１２２ａは、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７から前記ｐ型有機半導体層１２２への正孔の移動を容易にする役割を行い、これを通じて前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７が前記有機半導体層１２２に直接接触した場合より接触抵抗を大幅に減少させうる。
【００２９】
このために、前記正孔注入層１２２ａのＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間に位置することが望ましい。すなわち、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間の差の大きさは変わらないが、前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層１２２のＨＯＭＯレベルとの間に位置するＨＯＭＯレベルを有する正孔注入層１２２ａがその間に介在されることによって、正孔が前記正孔注入層１２２ａを通じて前記ｐ型有機半導体層１２２に移動できる確率をさらに高める。正孔は、電極のフェルミレベルと正孔注入層または有機半導体層のＨＯＭＯレベルとに沿って動くためである。このような正孔注入層１２２ａは、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含み、このような物質としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどがある。このような正孔注入層１２２ａは、蒸着などの方法で形成されうる。
【００３０】
また、一電極から前記ｐ型有機半導体層１２２に進入した正孔は、他の電極に移動されねばならないので、前記ｐ型有機半導体層１２２は、正孔輸送層の有機半導体層であることが望ましい。このような物質としては、例えば、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備えるものを挙げられる。
【００３１】
このとき、前記ソース電極１２６と前記ドレイン電極１２７との間で正孔が移動するチャンネルは、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるので、前記ｐ型有機半導体層１２２の正孔移動度は、前記正孔注入層１２２ａの正孔移動度より大きいことが望ましい。
【００３２】
前記のような正孔注入層及びｐ型有機半導体層の特性についての説明は、後述する変形例または実施形態においても同じである。
【００３３】
図２は、図１に示した有機ＴＦＴの変形例を概略的に示す断面図である。
【００３４】
図１に示した有機ＴＦＴの場合には、正孔注入層がソース電極及びドレイン電極と有機半導体層との間にのみ介在されているが、図２に示した有機ＴＦＴの場合には、正孔注入層１２２ａがソース電極１２６及びドレイン電極１２７を覆うように配置されている。
【００３５】
図１に示したように製造するためには、有機物である正孔注入層をソース電極及びドレイン電極のみを覆うようにマスクを使用して蒸着するか、または基板の全面に正孔注入層を形成した後にそれをパターニングするか、またはインクジェットプリンティング法でソース電極及びドレイン電極のみを覆うように形成せねばならないので、工程が複雑になる。したがって、図２に示したように、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７を覆うように基板１０２の全面に前記正孔注入層１２２ａを形成することによって、工程をさらに容易にできる。このような正孔注入層１２２ａは、全面蒸着またはスピンコーティング法を利用して形成できる。
【００３６】
この場合、前記ソース電極１２６と前記ドレイン電極１２７との間に形成されるチャンネルは、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるので、前記正孔注入層１２２ａの厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍにすることが望ましい。前記正孔注入層１２２ａの厚さが１００ｎｍより大きくなる場合には、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されたチャンネルが前記ソース電極１２６または前記ドレイン電極１２７に連結されないこともあるためであり、前記正孔注入層１２２ａの厚さが１０ｎｍより小さい場合には、正孔注入層としての役割を行えないこともあるためである。このとき、前記ｐ型有機半導体層１２２に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍにすることが望ましい。
【００３７】
図１及び図２に示した実施形態及びその変形例による有機ＴＦＴは、スタガード型有機ＴＦＴであるが、本発明は、これに限定されるものではない。
【００３８】
すなわち、図３に示したように、ソース電極１２６及びドレイン電極１２７がゲート電極１２４の上部に配置され、ｐ型有機半導体層１２２は、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７の上部に配置され、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ゲート電極１２４との間にはゲート絶縁膜１２３がさらに備えられる、いわば、インバーテッドコプラナー型有機ＴＦＴにも適用されうる。この場合、正孔注入層１２２ａが前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間にのみ備えられるようにできる。
【００３９】
また、図４に示したように、ｐ型有機半導体層１２２がゲート電極１２４の上部に配置され、ソース電極１２６及びドレイン電極１２７は、前記ｐ型有機半導体層１２２の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層１２２と前記ゲート電極１２４との間には、ゲート絶縁膜１２３がさらに備えられる、いわば、逆スタガード型有機ＴＦＴにも適用されうる。この場合、図４に示したように、前記正孔注入層１２２ａが前記ｐ型有機半導体層１２２を覆うように備えられてもよく、これと違って、前記ソース電極１２６及び前記ドレイン電極１２７と前記ｐ型有機半導体層１２２との間にのみ備えられてもよいなど、その多様な変形が可能である。
【００４０】
もちろん、前記のような構造の有機ＴＦＴ以外の多様な変形例にも本発明が適用されうる。
【００４１】
図５は、本発明の望ましいさらに他の一実施形態による電界発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【００４２】
前述したような有機ＴＦＴは、フレキシブル特性が良く、したがって、ＴＦＴ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が、以下では、有機電界発光ディスプレイ装置に前述したような有機ＴＦＴが備えられた場合について簡略に説明する。
【００４３】
前述した実施形態による有機ＴＦＴを備える電界発光ディスプレイ装置の場合、有機ＴＦＴ及び電界発光素子は、基板２０２上に備えられ、前記基板２０２は、透明なガラス材が使われうるが、これ以外にも、アクリル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエステル、マイラー、その他のプラスチック材料が使われうる。
【００４４】
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、本実施形態による電界発光ディスプレイ装置は、有機ＴＦＴを備えた能動駆動型（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ：ＡＭ）電界発光ディスプレイ装置である。
【００４５】
各副画素は、図５に示したような少なくとも一つのＴＦＴを備える。図５を参照すれば、基板２０２上にＳｉＯ２でバッファ層（図示せず）が形成され、その上部に前述したような有機ＴＦＴが備えられる。もちろん、図５は、前述した実施形態及びその変形例のうち何れか一つの場合の有機ＴＦＴが示された図面であり、これに、本発明が限定されるものではない。
【００４６】
前記ＴＦＴの上部には、ＳｉＯ２からなるパシベーション膜２２８が形成され、前記パシベーション膜２２８の上部には、アクリル、ポリイミドによる画素定義膜２２９が形成されている。前記パシベーション膜２２８は、前記ＴＦＴを保護する保護膜の役割を行ってもよく、その上面を平坦化させる平坦化膜の役割を行ってもよい。
【００４７】
そして、たとえ図面に示されていないとしても、前記ＴＦＴには、少なくとも一つのキャパシタが連結されうる。そして、このようなＴＦＴを含む回路は、必ずしも図５に示した例に限定されず、多様に変形可能である。
【００４８】
一方、前記ドレイン電極２２７に電界発光素子が連結される。前記電界発光素子の第１電極２３１は、パシベーション膜２２８の上部に形成されており、その上部には、絶縁性画素定義膜２２９が形成されており、前記画素定義膜２２９に備えられた所定の開口部に少なくとも発光層を備える中間層２３３が形成される。そして、その上部に第２電極２３４が形成されるが、これは、複数個の画素において、共通に形成されうるなど多様な変形が可能である。一方、図５には、前記中間層２３３が前記副画素にのみ対応するようにパターニングされているものと示されているが、これは、各副画素の構成を説明するために、便宜上それと共に示したものであり、前記中間層２３３は、隣接した副画素の中間層と一体に形成されうる。また、前記中間層２３３のうち一部の層は、各副画素別に形成され、他の層は、隣接した副画素の中間層と一体に形成されてもよいなどその多様な変形が可能である。
【００４９】
前記第１電極２３１は、アノード電極の機能を行い、前記第２電極２３４は、カソード電極の機能を行う。もちろん、これら第１電極２３１及び第２電極２３４の極性は、逆になってもよい。
【００５０】
前記第１電極２３１は、透明電極または反射型電極で備えられうる。透明電極として使われるときには、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３で備えられ、反射型電極として使われるときには、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ及びこれらの化合物などで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。
【００５１】
第２電極２３４も透明電極または反射型電極で備えられうるが、透明電極として使われるときには、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの化合物が有機膜２３３の方向に向かうように蒸着した後、その上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯまたはＩｎ２Ｏ３などの透明電極形成用物質として補助電極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われるときには、前記のＬｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ｍｇ及びこれらの化合物を全面蒸着して形成する。
【００５２】
前記第１電極２３１と前記第２電極２３４との間に備えられる前記中間層２３３は、有機物または無機物で備えられ、有機物の場合には、低分子または高分子有機物で備えられうる。低分子有機物を使用する場合、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、有機発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ）、電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）が単一あるいは複合の構造に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）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）をはじめとして多様に適用可能である。これら低分子有機物は、前述したようなパターンで備えられ、前述したようなマスクを利用して真空蒸着の方法で形成される。
【００５３】
高分子有機物の場合には、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられた構造を有し、このとき、前記ホール輸送層としてＰＥＤＯＴ（Ｐｏｌｙ（３,４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ））を使用し、発光層としてＰＰＶ（Ｐｏｌｙ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌｅｎｅ）系及びポリフルオレン系など高分子有機物質を使用する。
【００５４】
基板２０２上に形成された電界発光素子は、対向部材（図示せず）によって密封される。対向部材は、前記基板２０２と同一に、ガラスまたはプラスチック材で備えられうるが、これ以外にも、メタルキャップで形成されてもよい。
【００５５】
前記のような電界発光ディスプレイ装置において、前述した実施形態による有機ＴＦＴを備えることによって、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。
【００５６】
また、前記実施形態において、電界発光ディスプレイ装置の構造を基準として本発明を説明したが、有機ＴＦＴが備えられるディスプレイ装置ならば、いかなるディスプレイ装置にも本発明が適用されうる。
【００５７】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、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形態が可能であるということが分かる。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定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、有機ＴＦＴ及びそれを備えた平板ディスプレイパネル関連の技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示した有機ＴＦＴの変形例を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の望ましい他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図４】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す断面図である。
【図５】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による電界発光ディスプレイ装置を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０２ 基板
１２２ ｐ型有機半導体層
１２２ａ 正孔注入層
１２３ ゲート絶縁膜
１２４ ゲート電極
１２６ ソース電極
１２７ ドレイン電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上部に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、
前記ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記ｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、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ｐ型有機半導体層は、正孔輸送層であ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ｐ型有機半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上部に配置され、前記ゲート電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられ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】
前記正孔注入層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆うように前記基板の全面に配置さ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ｐ型有機半導体層は、前記ゲート電極の上部に配置され、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられ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６】
前記正孔注入層は、前記ｐ型有機半導体層を覆うように配置され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】
前記正孔注入層のＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極または前記ドレイン電極のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層のＨＯＭＯレベルとの間に位置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８】
前記ｐ型有機半導体層の正孔移動度は、前記正孔注入層の正孔移動度より大きい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】
前記正孔注入層の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍであ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１０】
前記正孔注入層は、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含む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ｐ型有機半導体層は、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備え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ｐ型有機半導体層に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍであ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１３】
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１】
基板と、
前記基板の上部に配置されたゲート電極と、
前記ゲート電極と絶縁されたｐ型有機半導体層と、
前記ゲート電極と絶縁されて相互離隔されて配置されたソース電極及びドレイン電極と、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極と前記ｐ型有機半導体層との間に介在された正孔注入層と、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ｐ型有機半導体層は、正孔輸送層であ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ｐ型有機半導体層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の上部に配置され、前記ゲート電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられ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】
前記正孔注入層は、前記ソース電極及び前記ドレイン電極を覆うように前記基板の全面に配置さ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ｐ型有機半導体層は、前記ゲート電極の上部に配置され、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、前記ｐ型有機半導体層の上部に配置され、前記ｐ型有機半導体層と前記ゲート電極との間には、ゲート絶縁膜がさらに備えられ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６】
前記正孔注入層は、前記ｐ型有機半導体層を覆うように配置され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】
前記正孔注入層のＨＯＭＯレベルは、前記ソース電極または前記ドレイン電極のフェルミレベルと前記ｐ型有機半導体層のＨＯＭＯレベルとの間に位置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８】
前記ｐ型有機半導体層の正孔移動度は、前記正孔注入層の正孔移動度より大きい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】
前記正孔注入層の厚さは、１０ｎｍないし１００ｎｍであ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１０】
前記正孔注入層は、トリアリールアミン系化合物、ジアリールアミン系化合物、アリールアミン系化合物及びメタルを含有するフタロシアニン系化合物からなる群から選択された一つ以上を含む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ｐ型有機半導体層は、ペンタセン、ポリチエニレンビニレン、ポリ−３−へキシルチオフェン、α−へキサチエニレン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン、ルブレン、コロネン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリパラフェニレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンビニレン、ポリチオフェン−ヘテロ環芳香族共重合体及びそれらの誘導体のうち少なくとも何れか一つを備え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ｐ型有機半導体層に形成されるチャンネル領域の厚さは、５０ｎｍないし２００ｎｍであ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１３】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２５３６７５（Ｐ２００６−２５３６７５Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５６４７６（Ｐ２００６−５６４７６）
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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