薄膜晶體管陣列及其制造方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及薄膜晶體管陣列及其制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著信息技術日新月異的發(fā)展，目前利用筆記本電腦或者便攜信息終端等的信息的收發(fā)頻繁地進行。眾所周知的事實是在不久的將來，可以不選擇場所地獲取信息的無處不在的社會即將到來。在這樣的社會中，期待更為輕量、薄型的信息終端。
[0003]目前半導體材料的主流是硅系，作為制造方法通常使用光刻法。
[0004]近年來，使用印刷技術制造電子部件的可印刷電子設備受到關注?？膳e出以下優(yōu)點:通過使用印刷技術，相比較于光刻法、裝置或制造的成本下降，由于不需要真空或高溫，因此可利用塑料基板等。另外，印刷法具有材料利用效率高、因不使用顯影或刻蝕工序而廢液少等特長，可以說是環(huán)境負荷少的工藝。
[0005]另一方面，印刷法與光刻法相比、圖案精細度或對準精度低的情況較多。特別是在需要數(shù)微米以上的厚膜時，多使用絲網(wǎng)印刷，但從糊劑的流動性等觀點出發(fā)，難以形成高精細圖案。
[0006]作為比絲網(wǎng)印刷的分辨率更高的印刷方法，可舉出凹版膠印(例如專利文獻I)。為凹版膠印時，介由硅酮橡皮布進行圖案形成，在糊劑從凹版轉移至硅酮橡皮布上時，由于溶劑被橡皮布吸收，因此流動性變差，因而分辨率提高。
[0007]但是，層間絕緣膜圖案那樣的圖案形成區(qū)域比非形成區(qū)域寬時，被硅酮橡皮布吸收的溶劑量也增加，至流動性降低的時間會發(fā)生變化或者因橡皮布的溶脹會導致對準精度下降。另外，形成上述層間絕緣膜圖案那樣的開孔圖案時，由于要用刀片對形成有與孔相對應的柱的凹版進行刮除，因此有版與刀片的接觸點少而刀片彎曲、或者刀片接觸于不連續(xù)的柱時柱發(fā)生缺失等顧慮。
[0008]現(xiàn)有技術文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開2011-37999號公報

【發(fā)明內容】

[0011]發(fā)明要解決的技術問題
[0012]鑒于上述事實，本發(fā)明對圖案形狀或版形狀進行了深入研究，結果發(fā)現(xiàn)了即便是在使用凹版膠印形成層間絕緣膜圖案那樣的開孔圖案時也可以在不發(fā)生刀片的彎曲或版的缺失的情況下進行圖案形成的手法。
[0013]用于解決技術問題的方法
[0014]用于解決上述技術問題的第I發(fā)明為一種薄膜晶體管陣列，其是將下述薄膜晶體管配置為矩陣狀、并且使下述柵電極連接于柵極配線、使下述源電極連接于源極配線而成的薄膜晶體管陣列，所述薄膜晶體管具有形成在基板上的柵電極、形成在所述柵電極上的柵極絕緣層、形成在所述柵極絕緣層上的源電極及像素電極及漏電極、形成在所述源電極及所述漏電極之間的半導體層、按照將源電極、漏電極、半導體層及像素電極的一部分覆蓋的方式形成的層間絕緣膜、以及形成在層間絕緣膜上并連接于像素電極的上部像素電極，所述漏電極連接于所述像素電極，其中，所述層間絕緣膜具有凹部。
[0015]另外，第2發(fā)明中，所述凹部貫穿至下層。
[0016]另外，第3發(fā)明中，所述凹部為條紋狀。
[0017]另外，第4發(fā)明中，條紋狀的所述凹部與源極配線平行。
[0018]另外，第5發(fā)明中，所述凹部為格子狀。
[0019]另外，第6發(fā)明中，所述上部像素電極形成在所述層間絕緣膜的條紋狀的所述凹部的內偵U。
[0020]另外，第7發(fā)明中，所述上部像素電極形成在所述層間絕緣膜的格子狀的所述凹部的內偵U。
[0021]另外，第8發(fā)明中，所述半導體層為平行于所述源極配線的條紋形狀。
[0022]另外，第9發(fā)明為所述薄膜晶體管陣列的制造方法，其中，所述層間絕緣膜利用凹版膠印法形成。
[0023]發(fā)明效果
[0024]如以上說明的那樣，根據(jù)本發(fā)明，通過將層間絕緣膜的圖案形狀或凹版膠印中使用的版形狀最優(yōu)化，可以減少因刀片彎曲或版缺失所導致的圖案形成不良。
[0025]第I發(fā)明的效果為例如利用凹版膠印形成層間絕緣膜時，所使用的凹版除了孔部以外也可設置凸部，進而能夠減少刀片的彎曲或版的缺失。
[0026]第2發(fā)明的效果為例如利用凹版膠印形成層間絕緣膜時，能夠設置與所用凹版的孔部相同高度的凸部，進而能夠減少刀片的彎曲或版的缺失。
[0027]第3發(fā)明的效果為例如利用凹版膠印形成層間絕緣膜時，通過對應于凹部的凹版的凸部在刮除方向上連續(xù)，能夠減少刀片的彎曲或版的缺失。
[0028]第4發(fā)明的效果是通過凹部平行于源極配線，由于凹部與源極配線沒有相交，因此源極配線全部被層間絕緣膜覆蓋，例如在驅動顯示器時能夠緩和源極配線對顯示所造成的影響。
[0029]第5發(fā)明的效果是通過凹部為格子狀，對應于凹部的凹版的凸部也為格子狀，不管印刷方向如何，凸部在刮除方向上都是連續(xù)的，可以減少刀片的彎曲或版的缺失。
[0030]第6發(fā)明的效果是通過將上部像素電極形成在條紋狀凹部的內側，可以防止源極配線與上部像素電極的短路。另外，當凹部平行于源極配線時，即便在凹部上形成上部像素電極也不會與源極配線發(fā)生短路，但考慮到特別利用印刷法形成上部像素電極的情況，在不同膜厚的表面上形成上部像素電極時認為會因糊劑的流動等而使圖案精度變差等，因此上部像素電極優(yōu)選與凹部不重疊。
[0031]第7發(fā)明的效果是通過將上部像素電極形成在格子狀凹部的內側，可以防止源極配線與上部像素電極的短路。另外，例如當源極配線被密封層等覆蓋時不會與源極配線發(fā)生短路，但考慮到特別利用印刷法形成上部像素電極的情況，在不同膜厚的表面上形成上部像素電極時認為會因糊劑的流動等而使圖案精度變差等，因此上部像素電極優(yōu)選與凹部不重疊。
[0032]第8發(fā)明的效果是通過半導體層是平行于源極配線的條紋形狀，在特別利用印刷法形成半導體層時，能夠以高生產(chǎn)量、對準精度也高地制造薄膜晶體管，且可制造晶體管元件間的不均小、開關比高的薄膜晶體管。另外，當為垂直于源極配線的條紋形狀時，相鄰的源極配線通過半導體層而連接，因此例如驅動顯示器時，當對相鄰的源極配線施加不同的電位時會流過電流，因而不優(yōu)選。
[0033]第9發(fā)明的效果是通過利用凹版膠印形成層間絕緣膜，可以以高生產(chǎn)量、廉價地制造膜較厚且微細的孔部。
【附圖說明】
[0034]圖1為表示示出本發(fā)明實施方式之一例的第I薄膜晶體管陣列的概略構成的俯視圖。
[0035]圖2為對于圖1的I個像素份顯示詳細構成的俯視圖。
[0036]圖3為圖2的a-b間的截面示意圖。
[0037]圖4為凹版膠印用版的概略示意圖。
[0038]圖5為圖4的c-d間的截面示意圖。
[0039]圖6表示示出本發(fā)明實施方式之一例的第2薄膜晶體管陣列的概略構成的俯視圖。
[0040]圖7為對于圖6的I個像素份顯示詳細構成的俯視圖。
[0041]圖8為圖7的e-f間的截面示意圖。
【具體實施方式】
[0042]本實施方式的薄膜晶體管陣列是將下述薄膜晶體管配置為矩陣狀、并且使下述柵電極連接于柵極配線、使下述源電極連接于源極配線而成的薄膜晶體管陣列，所述薄膜晶體管具有形成在基板上的柵電極、形成在所述柵電極上的柵極絕緣層、形成在所述柵極絕緣層上的源電極及像素電極及漏電極、在所述源電極及所述漏電極之間例如按照平行于源極配線伸長的方式形成的半導體層、按照將源電極、漏電極、半導體層及像素電極的一部分覆蓋的方式形成的層間絕緣膜、以及形成在層間絕緣膜上并連接于像素電極的上部像素電極，所述漏電極連接于所述像素電極。另外，所述層間絕緣膜在薄膜晶體管間的邊界區(qū)域的至少一部分上具有減厚成薄膜狀的部分、或者具有貫穿至下層的開口部。該減厚成薄膜狀的部分和該開口部分別構成層間絕緣膜的凹部。上部像素電極在薄膜晶體管陣列的俯視圖中如后述相鄰的條紋狀凹部之間的區(qū)域或者后述格子狀的凹部所包圍的區(qū)域那樣，可以形成在凹部的內側。
[0043]本發(fā)明的實施方式中，作為絕緣性的基板優(yōu)選使用撓性的基板。作為通常使用的材料，例如可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚酰亞胺、聚醚砜(PES )、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯等塑料材料。石英等玻璃基板或硅晶片等也可作為絕緣性的基板使用，但考慮到薄型化、輕量化、撓性化時，優(yōu)選塑料基板。另外，考慮到各制造工藝中使用的溫度等時，作為基板優(yōu)選使用PEN或聚酰亞胺等。
[0044]本發(fā)明的實施方式中，作為電極材料使用的材料并無特別限定，通常使用的材料有金、鉑、鎳、銦錫氧化物等金屬或氧化物的薄膜、或者分散有聚(乙撐二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸鹽(PED0T/PSS)或聚苯胺等導電性高分子或者金、銀、鎳等金屬膠體粒子的溶液、或者使用銀等金屬粒子作為導電材料的厚膜糊劑等。另外，作為電極的形成方法并無特別限定，可以是蒸鍍或濺射等干式成膜法。但是，考慮到撓性化、低成本化等時，優(yōu)選利用絲網(wǎng)印刷、反式膠版印刷、凸版印刷、噴墨法等濕式成膜法形成。
[0045]本發(fā)明的實施方式中，作為柵極絕緣膜使用的材料并無特別限定，通常使用的材料有聚乙烯基苯酚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亞胺、聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂等的高分子溶液、分散有氧化鋁或氧化硅凝膠等粒子的溶液等。另外，還可使用PET或PEN、PES等薄膜作為柵極絕緣膜。
[0046]本發(fā)明的實施方式中，作為半導體層使用的材料并無特別限定，通常使用的材料可以使用聚噻吩、聚烯丙基胺、芴聯(lián)二噻吩共聚物和它們的衍生物等高分子系有機半導體材料、以及并五苯、并四苯、銅酞菁、茈和它們的衍生物等低分子系有機半導體材料。但是，考慮到低成本化、撓性化、大面積化時，優(yōu)選使用可應用印刷法的有機半導體材料。另外，碳納米管或富勒烯等碳化合物或者半導體納米粒子分散液等也可作為半導體材料使用。作為形成有機半導體層的印刷方法，可以使用凹版印刷、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷和噴墨法等公知的方法。一般來說，上述有機半導體材料由于在溶劑中的溶解度低，因此優(yōu)選使用適于低粘度溶液印刷的凸版印刷、反式膠版印刷、噴墨法、分配器。特別是凸版印刷由于印刷時間短、油墨使用量少，因此最為優(yōu)選，且適于條紋形狀的印刷。通過使半導體層形成條紋形狀，由網(wǎng)紋的凹凸導致的膜厚不均的分布在條紋形狀內被平均化、半導體層的膜厚變?yōu)楹愣?，可以使TFT特性均勻化。
[0047]本發(fā)明的實施方式中，作為層間絕緣膜材料使用的材料并無特別限定，通常使用的材料可舉出丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、有機-無機混合樹脂等。另外，作為形成方法，除了絲網(wǎng)印刷或凹版印刷、凹版膠印等各種印刷方法之外，還可舉出利用光刻法的形成方法，但從低成本化或大面積化的觀點出發(fā)，優(yōu)選印刷方法，最優(yōu)選是能夠形成膜較厚且微細的圖案的凹版