JPWO2014189125A1 - Thin film transistor and matrix circuit - Google Patents
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Abstract
薄膜トランジスタ10は、ゲート電極30、ゲート絶縁膜40、半導体層60、ソース電極70、及び、ドレイン電極80を備えたボトムゲート型の薄膜トランジスタであって、ソース電極70及びドレイン電極80からそれぞれ延在している電極配線71,81と、ゲート絶縁膜40上に設けられ、電極配線71,81とゲート絶縁膜40との間に介在している絶縁樹脂部50と、を備えており、絶縁樹脂部50は、少なくともゲート電極30の外縁部分と電極配線71,81との重複部分に設けられている。The thin film transistor 10 is a bottom-gate thin film transistor including a gate electrode 30, a gate insulating film 40, a semiconductor layer 60, a source electrode 70, and a drain electrode 80, and extends from the source electrode 70 and the drain electrode 80, respectively. Electrode wirings 71 and 81, and an insulating resin portion 50 provided on the gate insulating film 40 and interposed between the electrode wirings 71 and 81 and the gate insulating film 40. 50 is provided at least in an overlapping portion between the outer edge portion of the gate electrode 30 and the electrode wirings 71 and 81.
Description
本発明は、薄膜トランジスタ、及び、それを備えたマトリクス回路に関するものである。
文献の参照による組み込みが認められる指定国については、2013年5月24日に日本国に出願された特願2013−109614に記載された内容を参照により本明細書に組み込み、本明細書の記載の一部とする。The present invention relates to a thin film transistor and a matrix circuit including the same.
For the designated countries where incorporation by reference of documents is permitted, the contents described in Japanese Patent Application No. 2013-109614 filed in Japan on May 24, 2013 are incorporated herein by reference. As part of
絶縁性基材の上に、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極、及び、ドレイン電極を積層して構成されるボトムゲート型の薄膜トランジスタが知られている(例えば特許文献1参照)。 A bottom-gate thin film transistor is known in which a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode are stacked on an insulating substrate (see, for example, Patent Document 1).
上記の薄膜トランジスタでは、ゲート絶縁膜をインク塗工によって形成する場合、ゲート電極の端部での被膜が薄くなりやすい。このため、ゲート電極の先鋭部分で発生する電界集中によって、ゲート電極とソース/ドレイン電極配線とが短絡したり、大きな寄生容量の発生によって応答速度が低下してしまう場合がある。一方、ゲート絶縁膜を厚く形成すると、ゲート蓄積容量の低下によって薄膜トランジスタの出力特性が損なわれてしまうという問題がある。 In the above thin film transistor, when the gate insulating film is formed by ink coating, the film at the end of the gate electrode tends to be thin. For this reason, there is a case where the gate electrode and the source / drain electrode wiring are short-circuited due to electric field concentration generated at the sharp part of the gate electrode, or the response speed is lowered due to the generation of a large parasitic capacitance. On the other hand, when the gate insulating film is formed thick, there is a problem in that the output characteristics of the thin film transistor are impaired due to a decrease in the gate storage capacity.
本発明が解決しようとする課題は、出力特性を維持しつつ、短絡不良の抑制や寄生容量の低減を図ることが可能な薄膜トランジスタ、及び、その薄膜トランジスタを備えたマトリクス回路を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a thin film transistor capable of suppressing short circuit failure and reducing parasitic capacitance while maintaining output characteristics, and a matrix circuit including the thin film transistor.
[1]本発明に係る薄膜トランジスタは、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層、ソース電極、及び、ドレイン電極を備えたボトムゲート型の薄膜トランジスタであって、前記ソース電極及び前記ドレイン電極からそれぞれ延在している電極配線と、前記ゲート絶縁膜上に設けられ、前記電極配線と前記ゲート絶縁膜との間に介在している絶縁樹脂部と、を備えており、前記絶縁樹脂部は、少なくとも前記ゲート電極の外縁部分と前記電極配線との重複部分に設けられている。 [1] A thin film transistor according to the present invention is a bottom-gate thin film transistor including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode, and extends from the source electrode and the drain electrode, respectively. And an insulating resin portion provided on the gate insulating film and interposed between the electrode wiring and the gate insulating film, and the insulating resin portion includes at least the insulating resin portion It is provided at an overlapping portion between the outer edge portion of the gate electrode and the electrode wiring.
[2]上記発明において、前記絶縁樹脂部は、前記ゲート絶縁膜が有する形成面から凸状に突出しており、前記形成面は、少なくとも前記半導体層が形成されている面であってもよい。 [2] In the above invention, the insulating resin portion may protrude from a formation surface of the gate insulating film, and the formation surface may be a surface on which at least the semiconductor layer is formed.
[3]上記発明において、前記絶縁樹脂部の最頂部は、前記半導体層の最頂部に対して相対的に高くてもよい。 [3] In the above invention, the topmost portion of the insulating resin portion may be higher than the topmost portion of the semiconductor layer.
[4]上記発明において、前記絶縁樹脂部は、前記半導体層から離れるに従って高くなる第1の傾斜面と、前記第1の傾斜面よりも外側に位置して、前記半導体層から離れるに従って低くなる第2の傾斜面と、を有していてもよい。 [4] In the above invention, the insulating resin portion has a first inclined surface that increases as the distance from the semiconductor layer increases, and is positioned outside the first inclined surface and decreases as the distance from the semiconductor layer increases. A second inclined surface.
[5]上記発明において、前記第2の傾斜面の傾斜角度は、前記第1の傾斜面の傾斜角度に対して相対的に大きくてもよい。 [5] In the above invention, an inclination angle of the second inclined surface may be relatively large with respect to an inclination angle of the first inclined surface.
[6]上記発明において、前記ゲート絶縁膜は、前記形成面の外側に位置する傾斜面を有しており、前記第2の傾斜面の傾斜角度は、前記ゲート絶縁膜の前記傾斜面の傾斜角度に対して相対的に大きくてもよい。 [6] In the above invention, the gate insulating film has an inclined surface located outside the forming surface, and an inclination angle of the second inclined surface is an inclination of the inclined surface of the gate insulating film. It may be relatively large with respect to the angle.
[7]上記発明において、前記ゲート絶縁膜は、前記形成面の外側に位置する傾斜面と、前記傾斜面のさらに外側に位置する平坦面と、を有しており、前記第2の傾斜面の端部は、前記ゲート絶縁膜の前記平坦面に位置していてもよい。 [7] In the above invention, the gate insulating film has an inclined surface located outside the formation surface and a flat surface located further outside the inclined surface, and the second inclined surface. The end of the gate insulating film may be located on the flat surface of the gate insulating film.
[8]上記発明において、前記電極配線は、前記ソース電極から延在しているソース電極配線と、前記ドレイン電極から延在しているドレイン電極配線と、を含み、前記絶縁樹脂部は、前記ゲート電極の外縁部分と前記ソース電極配線との重複部分に設けられた第1の絶縁樹脂部と、前記ゲート電極の外縁部分と前記ドレイン電極配線との重複部分に設けられた第2の絶縁樹脂部と、を含んでもよい。 [8] In the above invention, the electrode wiring includes a source electrode wiring extending from the source electrode and a drain electrode wiring extending from the drain electrode, and the insulating resin portion includes: A first insulating resin portion provided at an overlapping portion between the outer edge portion of the gate electrode and the source electrode wiring; and a second insulating resin provided at an overlapping portion between the outer edge portion of the gate electrode and the drain electrode wiring. May be included.
[9]上記発明において、前記絶縁樹脂部は、平面視において矩形枠状を有しており、
前記半導体層は、前記絶縁樹脂部によって囲繞されていてもよい。[9] In the above invention, the insulating resin portion has a rectangular frame shape in plan view,
The semiconductor layer may be surrounded by the insulating resin portion.
[10]本発明に係るマトリクス回路は、上記の薄膜トランジスタをm×n個備え、m×n個の前記薄膜トランジスタは、第1及び第2の方向に沿ってm行n列で配列されており、前記絶縁樹脂部は、m×n個の前記薄膜トランジスタに個別に設けられていることを特徴とする。 [10] A matrix circuit according to the present invention includes m × n thin film transistors described above, and the m × n thin film transistors are arranged in m rows and n columns along the first and second directions. The insulating resin portion is individually provided in the m × n thin film transistors.
[11]上記発明において、前記マトリクス回路は、前記第1の方向に沿って配列されたm個の前記薄膜トランジスタの前記ソース電極又は前記ドレイン電極を相互に電気的に接続するn本の第1の接続配線と、前記第2の方向に沿って配列されたn個の前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極を相互に電気的に接続するm本の第2の接続配線と、をさらに備えており、前記絶縁樹脂部は、前記第1の接続配線と前記第2の接続配線との間に介在するように、前記第1の接続配線と前記第2の接続配線の交差部分にも設けられていてもよい。 [11] In the above invention, the matrix circuit includes n first electrodes electrically connecting the source electrodes or the drain electrodes of the m thin film transistors arranged along the first direction. A connection wiring; and m second connection wirings for electrically connecting the gate electrodes of the n thin film transistors arranged along the second direction to each other. The resin portion may be provided also at an intersection of the first connection wiring and the second connection wiring so as to be interposed between the first connection wiring and the second connection wiring. .
本発明によれば、少なくともゲート電極の外縁部分と電極配線との重複部分に絶縁樹脂部が設けられているので、ゲート絶縁膜を厚くしなくても、ゲート電極の外縁部分と電極配線との間の間隔を広げることができる。このため、薄膜トランジスタの出力特性を維持しつつ短絡不良の抑制や寄生容量の低減を図ることができる。 According to the present invention, since the insulating resin portion is provided at least in the overlapping portion between the outer edge portion of the gate electrode and the electrode wiring, the outer edge portion of the gate electrode and the electrode wiring can be formed without increasing the thickness of the gate insulating film. The interval between them can be widened. For this reason, it is possible to suppress short circuit failure and reduce parasitic capacitance while maintaining the output characteristics of the thin film transistor.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1及び図2は本実施形態における薄膜トランジスタを示す断面図及び平面図、図3は本実施形態における薄膜トランジスタの第1変形例を示す平面図、図4は本実施形態における薄膜トランジスタの第2変形例を示す断面図である。 1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view showing the thin film transistor in the present embodiment, FIG. 3 is a plan view showing a first modification of the thin film transistor in the present embodiment, and FIG. 4 is a second modification of the thin film transistor in the present embodiment. FIG.
本実施形態における薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)10は、図1及び図2に示すように、ゲート電極30、ゲート絶縁膜40、絶縁樹脂部50、半導体層60、ソース電極70、及び、ドレイン電極80を備えており、これらが順に絶縁性基板20上に積層されて構成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the thin film transistor (TFT) 10 in this embodiment includes a
絶縁性基板20は、ポリエチレンナフタレート(PEN)から構成された基板であり、100μm程度の厚さを有している。なお、この絶縁性基板20を構成する材料としては、電気絶縁性を有していれば上記に特に限定されず、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリイミド(PI)等の樹脂材料、ガラス、セラミックス等で構成してもよい。また、絶縁性基板20の厚さも、特に上記に限定されず、任意に設定することができる。
The
ゲート電極30は、この絶縁性基板20の上に設けられている。このゲート電極30は、例えば、グラビア印刷法によって導電性インクを印刷して硬化させることで形成されている。このゲート電極30を構成する導電性インクとしては、例えば、銀(Ag)や金(Au)等のナノ金属粒子を含有したものを例示することができる。また、ゲート電極30の印刷方法は、上記に特に限定されず、例えば、スクリーン印刷やグラビアオフセット印刷等であってもよい。
The
なお、導電性インクに代えて、金(Au)、銀(Ag)、カーボン(C)等を含有した導電性ペースト、有機金属化合物をペースト化した有機レジネート、或いは、PEDOT(3,4-ethylenedioxythiophene)等の有機導電材料等を用いて、このゲート電極30を形成してもよい。
In place of the conductive ink, a conductive paste containing gold (Au), silver (Ag), carbon (C), etc., an organic resinate obtained by pasting an organometallic compound, or PEDOT (3,4-ethylenedioxythiophene) The
また、ゲート電極30の製法は、特に印刷法に限定されず、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法(CVD法)、無電解めっき法、電解めっき法、或いはそれらを組み合わせた方法等によって、ゲート電極30を形成してもよい。この場合には、ゲート電極30を構成する材料としては、例えば、クロム(Cr)、チタン(Ti)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、金(Au)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、錫(Sn)、タンタル(Ta)、又は、これらを少なくとも一つ含む合金等を例示することができる。
In addition, the manufacturing method of the
図2に示すように、このゲート電極30にはゲート電極配線31が連結されており、このゲート電極配線31はゲート電極30から薄膜トランジスタ10の外側に向かってが延在している。このゲート電極配線31は、ゲート電極30と同時に且つ一体的に形成されている。
As shown in FIG. 2, a
なお、ゲート電極30とゲート電極配線31を個別に形成してもよい。ゲート電極30及びゲート電極配線31のいずれも上述の材料で構成することができるが、ゲート電極30を構成する材料とゲート電極配線31を構成する材料を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。また、ゲート電極30及びゲート電極配線31のいずれも上述の製法で形成することができるが、ゲート電極30の製法とゲート電極配線31の製法を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。
Note that the
ゲート絶縁膜40は、図1に示すように、ゲート電極30を覆うように絶縁性基板20に積層されている。このゲート絶縁膜40は、半導体層60が形成されている形成面41と、当該形成面41の外側に位置する傾斜面42と、当該傾斜面42のさらに外側に位置する平坦面43と、を有している。なお、本実施形態において、ゲート絶縁膜40の形成面41がとり得る最大の範囲は、ゲート電極30の上面と同じ大きさである。このゲート絶縁膜40は、例えば、バーコート法によってポリビニルフェノール(PVP)インクを塗布して硬化させることで形成されている。なお、ゲート絶縁膜40を構成する樹脂材料は、上記に特に限定されない。また、ゲート絶縁膜40を構成する材料は、樹脂材料に限定されず、例えば、ゲート電極41にAlを用いた場合、この表面を酸化させた酸化アルミニウム(AlOx)被膜等であってもよい。また、ゲート絶縁膜40の塗布方法は、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、或いは、グラビアオフセット印刷等であってもよい。
As shown in FIG. 1, the
絶縁樹脂部50は、ゲート絶縁膜40上に設けられた2つの絶縁樹脂部51,52から構成されている。この絶縁樹脂部50は、例えば、グラビアオフセット印刷法によってフェノール樹脂インクを印刷して硬化させることで形成されている。なお、絶縁樹脂部50を構成する樹脂材料は、上記に特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリイミド、ポリアミド、セルロース、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂等を用いてもよい。また、この絶縁樹脂部50の印刷方法は、特に限定されず、例えば、スクリーン印刷やグラビア印刷等であってもよい。また、本実施形態の絶縁樹脂部50は、作製のしやすさから、ゲート絶縁膜40と略同等の硬さを有しているが、これに限定されず、絶縁樹脂部50がゲート絶縁膜40よりも硬くてもよく、ゲート絶縁膜40が絶縁樹脂部50よりも硬くてもよい。
The insulating
本実施形態では、図2に示すように、第1及び第2の絶縁樹脂部51,52は、平面視において、ゲート電極30の外縁部分と電極配線71,81(後述)とが重複する部分にそれぞれ設けられている。具体的には、第1の絶縁樹脂部50Aは、平面視において、ゲート電極30の外縁部分とソース電極配線71との重複部分(交差部分)に設けられている。一方、第2の絶縁樹脂部50Bは、平面視において、ゲート電極30の外縁部分とドレイン電極配線81との重複部分(交差部分)に設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the first and second insulating
このように、本実施形態では、ゲート電極30の外縁部分と電極配線71,81との重複部分に第1及び第2の絶縁樹脂部51,52が設けられているので、ゲート絶縁膜40を厚くしなくても、ゲート電極30の外縁部分と電極配線71,81との間の間隔を広げることができる。このため、薄膜トランジスタ10の出力特性を維持しつつ短絡不良の抑制や寄生容量の低減を図ることができる。
Thus, in this embodiment, since the 1st and 2nd insulating
また、絶縁樹脂部を薄膜トランジスタの全面に形成してしまうと、樹脂材料の硬化収縮によってチャネルに反りや収縮が発生し、チャネル電極間距離が変化して薄膜トランジスタの特性を変化させてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、絶縁樹脂部50を必要な部分のみに設けることで、チャネルへの反りや収縮の発生を抑制することができるので、薄膜トランジスタの特性を維持することが可能となっている。なお、ゲート電極30の端部から絶縁樹脂部51,52の端部までの距離は、平面視において、100μm〜500μm程度であることが好ましい。
In addition, if the insulating resin portion is formed on the entire surface of the thin film transistor, warping or shrinkage of the channel may occur due to curing shrinkage of the resin material, and the distance between the channel electrodes may change to change the characteristics of the thin film transistor. . On the other hand, in the present embodiment, by providing the insulating
図1に示すように、第1の絶縁樹脂部51は、ゲート絶縁膜40の形成面41から上方に向かって突出した凸状形状を備えている。
As shown in FIG. 1, the first insulating
本実施形態では、第1の絶縁樹脂部51の最頂部513の高さh1(図1中の上下方向に沿った絶縁性基板20の上面から当該最頂部513までの距離)は、半導体層60の最頂部61の高さh2(図1中の上下方向に沿った絶縁性基板20の上面から当該最頂部61までの距離)に対して相対的に高くなっている(h1>h2)。これにより、ゲート電極30とソース電極配線71との間の間隔を一層広げることができ、ゲート電極30とソース電極配線71との短絡不良の抑制を更に図ることができる。なお、第1の絶縁樹脂部51の最頂部513は、当該第1の絶縁樹脂部51の中で最も高い部分であり、半導体層60の最頂部61も、当該半導体層60の中で最も高い部分である。In the present embodiment, the height h 1 of the
また、この第1の絶縁樹脂部51は、2つの傾斜面511,512を有している。
In addition, the first insulating
第1の傾斜面511は、第1の絶縁樹脂部51の内側面を構成しており、半導体層60から離れるに従って高くなるように傾斜している。これに対し、第2の傾斜面512は、第1の絶縁樹脂部51の外側面を構成しており、半導体層60から離れるに従って低くなるように傾斜している。
The first
本実施形態では、図1に示すように、第2の傾斜面512の傾斜角度αが、第1の傾斜面511の傾斜角度βに対して相対的に大きくなっており(α>β)、第2の傾斜面512の勾配が第1の傾斜面511の勾配と比較して急になっている。これにより、第1の絶縁樹脂部51のサイズを小さくすることができ、薄膜トランジスタ10の微細化を図ることができる。なお、第2の傾斜面512の傾斜角度αとは、絶縁性基板20の上面に対して実質的に平行な平面を基準として、当該第2の傾斜面512が成す角度である。また、第1の傾斜面511の傾斜角度βとは、絶縁性基板20の上面に対して実質的に変更な平面を基準として、当該第1の傾斜面511が成す角度である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inclination angle α of the second
また、本実施形態では、図1に示すように、第2の傾斜面512がゲート絶縁膜40の平坦面43まで延在しており、当該第2の傾斜面512の外側の端部が、ゲート絶縁膜40の平坦面43に位置している。これにより、ゲート電極30とソース電極配線71との間の間隔を一層広げることができ、ゲート電極30とソース電極配線71との短絡不良の抑制を更に図ることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the second
さらに、本実施形態では、図1に示すように、第2の傾斜面512の傾斜角度αが、ゲート絶縁膜40の傾斜面42の傾斜角度γに対して相対的に大きくなっており(α>γ)、第2の傾斜面512の勾配がゲート絶縁膜40の傾斜面42の勾配と比較して急になっている。これにより、第1の絶縁樹脂部51のサイズを小さくすることができ、薄膜トランジスタ10の微細化を図ることができる。なお、ゲート絶縁膜40の傾斜面42の傾斜角度γとは、絶縁性基板20の上面に対して実質的に変更な平面を基準として、当該傾斜面42が成す角度である。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the inclination angle α of the second
同様に、第2の絶縁樹脂部52も、ゲート絶縁膜40の形成面41から上方に向かって突出した凸状形状を備えている。
Similarly, the second insulating
本実施形態では、第2の絶縁樹脂部52の最頂部523の高さが、半導体層60の最頂部61の高さに対して相対的に高くなっている。これにより、ゲート電極30とドレイン電極配線81との間の間隔を一層広げることができ、ゲート電極30とドレイン電極配線81との短絡不良の抑制を更に図ることができる。なお、第2の絶縁樹脂部52の最頂部523は、当該第2の絶縁樹脂部52の中で最も高い部分である。
In the present embodiment, the height of the
また、この第2の絶縁樹脂部52は、2つの傾斜面521,522を有している。
The second insulating
第1の傾斜面521は、第2の絶縁樹脂部52の内側面を構成しており、半導体層60の形成面41から離れるに従って高くなるように傾斜している。これに対し、第2の傾斜面522は、第2の絶縁樹脂部52の外側面を構成しており、半導体層60から離れるに従って低くなるように傾斜している。
The first
上述の第1の絶縁樹脂部51と同様に、この第2の絶縁樹脂部52の第2の傾斜面522の傾斜角度は、第1の傾斜面521の傾斜角度に対して相対的に大きくなっており、第2の傾斜面522の勾配が第1の傾斜面521の勾配と比較して急になっている。これにより、第2の絶縁樹脂部52のサイズを小さくすることができ、薄膜トランジスタ10の微細化を図ることができる。
Similar to the first insulating
また、本実施形態では、図1に示すように、第2の傾斜面522がゲート絶縁膜40の平坦面43まで延在しており、当該第2の傾斜面522の外側の端部が、ゲート絶縁膜40の平坦面43に位置している。これにより、ゲート電極30とドレイン電極配線81との間の間隔を一層広げることができ、ゲート電極30とドレイン電極配線81との短絡不良の抑制を更に図ることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the second
さらに、上述の第1の絶縁樹脂部51と同様に、第2の傾斜面522の傾斜角度が、ゲート絶縁膜40の傾斜面42の傾斜角度に対して相対的に大きくなっており、第2の傾斜面522の勾配がゲート絶縁膜40の傾斜面42の勾配と比較して急になっている。これにより、第2の絶縁樹脂部52のサイズを小さくすることができ、薄膜トランジスタ10の微細化を図ることができる。
Further, similarly to the first insulating
こうした傾斜面511,512,521,522を絶縁樹脂部51,52に設けることで、当該絶縁樹脂部51,52への電極配線71,81の形成が容易になる。なお、電極配線71,81の断線を抑制するために、この絶縁樹脂部51,52の厚さは5μm以下であることが好ましい。
By providing such
なお、図3に示すように、絶縁樹脂部50Bが平面視において矩形枠形状を有してもよい。この場合には、同図に示すように、絶縁樹脂部50Bの開口501に半導体層60を形成して、当該絶縁樹脂部50Bによって半導体層60を囲繞する。これにより、半導体層60の濡れ広がりを抑制することができ、チャネル寸法を精度良く規定することができる。なお、特に図示しないが、この絶縁樹脂部50Bの内側面及び外側面も、上述した第1及び第2の傾斜面と同様の傾斜面でそれぞれ構成されている。
As shown in FIG. 3, the insulating
図1及び図2に戻り、半導体層60は、ゲート絶縁膜40の形成面41上に設けられている。この半導体層60は、例えば、TIPSペンタセンクロロホルム溶液をインクジェット印刷法により印刷して硬化させることで形成されている。
Returning to FIGS. 1 and 2, the
なお、半導体層60を構成する材料としては、上記に特に限定されず、例えば、P3HT(poly-(3-hexylthiophene))やF8T2(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bithiophene))等の高分子材料、或いは、半導体特性を有するカーボンナノチューブやフラーレン等の炭素化合物等を用いてもよい。また、半導体層60の製法は、特に印刷法に限定されず、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着法、或いは、スピン塗布法を用いて、半導体層60を形成してもよい。
Note that the material constituting the
ソース電極70とドレイン電極80は、半導体層60の上に設けられている。このソース電極70とドレイン電極80との間には、所定の間隔が形成されている。
The
ソース電極70にはソース電極配線71が連結されている。このソース電極配線71は、当該ソース電極70から第1の絶縁樹脂部51を乗り越えて薄膜トランジスタ10の外側に向かって延在している。このソース電極70とソース電極配線71は、例えば、グラビア印刷法により銀(Ag)インクを印刷して硬化させることで一体的に形成されている。なお、ソース電極70及びソース電極配線71を構成する材料や製法は特に上記に限定されず、上述のゲート電極50で例示したような材料や製法によって構成してもよい。
A
なお、ソース電極70とソース電極配線71を個別に形成してもよい。ソース電極70及びソース電極配線71のいずれも上述の材料で構成することができるが、ソース電極70を構成する材料とソース電極配線71を構成する材料を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。また、ソース電極70及びソース電極配線71のいずれも上述の製法で形成することができるが、ソース電極70の製法とソース電極配線71の製法を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。
Note that the
同様に、ドレイン電極80にはドレイン電極配線81が連結されている。このドレイン電極配線81は、第2の絶縁樹脂部52を乗り越えて薄膜トランジスタ10の外側に向かって延在している。このドレイン電極80とドレイン電極配線81も、例えば、グラビア印刷法により銀(Ag)インクを印刷して硬化させることで一体的に形成されている。なお、ドレイン電極80及びドレイン電極配線81を構成する材料や製法は特に上記に限定されず、上述のゲート電極50で例示したような材料や製法によって構成してもよい。
Similarly, the
なお、ドレイン電極80とドレイン電極配線81を個別に形成してもよい。この際、ドレイン電極80及びドレイン電極配線81のいずれも上述の材料で構成することができるが、ドレイン電極80を構成する材料とドレイン電極配線81を構成する材料を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。また、ドレイン電極80及びドレイン電極配線81のいずれも上述の製法で形成することができるが、ドレイン電極80の製法とドレイン電極配線81の製法を同じにしてもよいし相互に異ならせてもよい。
Note that the
なお、図1に示す薄膜トランジスタ10は、いわゆるボトムゲート/スタガ型の構造を有しているが、ボトムゲート型であれば、薄膜トランジスタの構造は特にこれに限定されない。具体的には、薄膜トランジスタが、図4に示すようなボトムゲート/プラナ型の構造を有してもよい。この場合には、同図に示すように、先ず、ゲート絶縁膜40の形成面41にソース電極70及びドレイン電極80を形成し、次いで、このソース電極70及びドレイン電極80を覆うように当該形成面41に半導体層60を形成する。
Note that the
以上に説明した薄膜トランジスタ10は、図5に示すようなマトリクス回路100に組み込まれて使用される。図5は本実施形態におけるマトリクス回路を示す平面図である。なお、こうしたマトリクス回路100は、液晶ディスプレイや圧力センサ等に利用することができる。
The
このマトリクス回路100は、m×n個(m,nはいずれも自然数である。)の薄膜トランジスタ10を備えている。このm×n個の薄膜トランジスタ10は、一枚の絶縁基板20上においてY方向及びX方向沿ってm行n列のマトリクス状に配列されている。なお、本実施形態におけるY方向が本発明における第1の方向の一例に相当し、本実施形態におけるX方向が本発明における第2の方向の一例に相当する。
The
本実施形態では、上述した絶縁樹脂部50が、m×n個の薄膜トランジスタ10に個別に設けられており、隣り合う薄膜トランジスタ10同士の間では絶縁樹脂部50が相互に断絶されている。このため、樹脂材料の硬化収縮に伴う絶縁性基板20の反りの発生が抑制されている。
In the present embodiment, the above-described insulating
さらに、このマトリクス回路100は、同図に示すように、n本の第1の走査配線110と、n本の第2の走査配線120と、m本の第3の走査配線130と、を備えている。本実施形態における第1の走査配線110又は第2の走査配線120が本発明の第1の接続配線の一例に相当し、本実施形態における第3の走査配線130が本発明の第2の接続配線の一例に相当する。
Further, the
それぞれの第1の走査配線110はY方向に沿って延在しており、薄膜トランジスタ10のソース電極配線71がこの第1の走査配線110に接続されている。こうしたn本の第1の走査配線110が、X方向に向かって実質的に等間隔で配列されており、Y方向に沿って並んでいるm個の薄膜トランジスタ10のソース電極70同士が、1本の第1の走査配線110を介して相互に接続されている。
Each
同様に、それぞれの第2の走査配線120もY方向に沿って延在しており、薄膜トランジスタ10のドレイン電極配線81がこの第2の走査配線120に接続されている。こうしたn本の第2の走査配線120が、X方向に向かって実質的に等間隔で配列されており、Y方向に沿って並んでいるm個の薄膜トランジスタ10のドレイン電極70同士が、1本の第2の走査配線120を介して相互に接続されている。
Similarly, each of the
一方、それぞれの第3の走査配線130はX方向に沿って延在しており、薄膜トランジスタ10のゲート電極配線31がこの第3の走査配線130に接続されている。こうしたm本の第3の走査配線130が、Y方向に向かって実質的に等間隔で配列されており、X方向に沿って並んでいるn個の薄膜トランジスタ10のゲート電極30同士が、1本の第3の走査配線130を介して相互に接続されている。
On the other hand, each
さらに、本実施形態では、第3の絶縁樹脂部53が、第1の走査配線110と第3の走査配線130の交差点(重複部分)に設けられている。この第3の絶縁樹脂部53は、第1の走査配線110と第3の走査配線130との間に介在している。
Further, in the present embodiment, the third insulating
この第3の絶縁樹脂部53は、上述した薄膜トランジスタ10の第1及び第2の絶縁樹脂部51,52と同じ材料から構成されており、当該第1及び第2の絶縁樹脂部51,52と同一の工程で実質的に同時に形成されている。
The third
こうした交差点では、上述した薄膜トランジスタと同様に、第3の走査配線の端部で絶縁膜が薄くなりやすく、第1の走査配線と第3の走査配線とが短絡したり、第1の走査配線と第3の走査配線との間に大きな寄生容量が発生してしまう場合がある。 At such an intersection, like the above-described thin film transistor, the insulating film tends to be thin at the end of the third scanning wiring, and the first scanning wiring and the third scanning wiring are short-circuited, or the first scanning wiring and A large parasitic capacitance may occur between the third scanning wiring and the third scanning wiring.
これに対し、本実施形態では、第1の走査配線110と第3の走査配線130との間に第3の絶縁樹脂部53が介在しているので、第1の走査配線110と第3の走査配線130との間で短絡不良が発生するのを抑制すると共に、第1の走査配線110と第3の走査配線130との間の寄生容量を低減することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the third insulating
同様に、第2の走査配線120と第3の走査配線130の交差点(重複部分)にも第4の絶縁樹脂部54が設けられており、この第4の絶縁樹脂部54は、第2の走査配線120と第3の走査配線130との間に介在している。
Similarly, a fourth insulating
この第4の絶縁樹脂部54も、上述した薄膜トランジスタ10の第1及び第2の絶縁樹脂部51,52と同じ材料から構成されており、当該第1及び第2の絶縁樹脂部51,52と同一の工程で実質的に同時に形成されている。
The fourth insulating
本実施形態では、こうした第4の絶縁樹脂部54によって、第2の走査配線120と第3の走査配線130の間で短絡不良が発生するのを抑制すると共に、第2の走査配線120と第3の走査配線130の間の寄生容量を低減することができる。
In the present embodiment, such a fourth insulating
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
10…薄膜トランジスタ
20…絶縁性基板
30…ゲート電極
40…ゲート絶縁膜
41…形成面
42…傾斜面
43…平坦面
50,50B…絶縁樹脂部
501…開口
51…第1の絶縁樹脂部
511…第1の傾斜面
512…第2の傾斜面
513…最頂部
52…第2の絶縁樹脂部
521…第1の傾斜面
522…第2の傾斜面
523…最頂部
53…第3の絶縁樹脂部
54…第4の絶縁樹脂部
60…半導体層
61…最頂部
70…ソース電極
71…ソース電極配線
80…ドレイン電極
81…ドレイン電極配線
100…マトリクス回路
110〜130…第1〜第3の走査配線DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記ソース電極及び前記ドレイン電極からそれぞれ延在している電極配線と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられ、前記電極配線と前記ゲート絶縁膜との間に介在している絶縁樹脂部と、を備えており、
前記絶縁樹脂部は、少なくとも前記ゲート電極の外縁部分と前記電極配線との重複部分に設けられていることを特徴とする薄膜トランジスタ。A bottom-gate thin film transistor including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode,
Electrode wirings extending from the source electrode and the drain electrode, respectively
An insulating resin portion provided on the gate insulating film and interposed between the electrode wiring and the gate insulating film, and
The thin film transistor according to claim 1, wherein the insulating resin portion is provided at least in an overlapping portion between an outer edge portion of the gate electrode and the electrode wiring.
前記絶縁樹脂部は、前記ゲート絶縁膜が有する形成面から凸状に突出しており、
前記形成面は、少なくとも前記半導体層が形成されている面であることを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to claim 1,
The insulating resin portion protrudes in a convex shape from the formation surface of the gate insulating film,
The thin film transistor, wherein the formation surface is a surface on which at least the semiconductor layer is formed.
前記絶縁樹脂部の最頂部は、前記半導体層の最頂部に対して相対的に高いことを特徴とする薄膜トランジスタ。A thin film transistor according to claim 2,
The topmost part of the insulating resin part is relatively high with respect to the topmost part of the semiconductor layer.
前記絶縁樹脂部は、
前記半導体層から離れるに従って高くなる第1の傾斜面と、
前記第1の傾斜面よりも外側に位置して、前記半導体層から離れるに従って低くなる第2の傾斜面と、を有していることを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to claim 2 or 3,
The insulating resin portion is
A first inclined surface that increases as the distance from the semiconductor layer increases;
A thin film transistor, comprising: a second inclined surface which is located outside the first inclined surface and becomes lower as the distance from the semiconductor layer increases.
前記第2の傾斜面の傾斜角度は、前記第1の傾斜面の傾斜角度に対して相対的に大きいことを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to claim 4,
A thin film transistor, wherein an inclination angle of the second inclined surface is relatively large with respect to an inclination angle of the first inclined surface.
前記ゲート絶縁膜は、前記形成面の外側に位置する傾斜面を有しており、
前記第2の傾斜面の傾斜角度は、前記ゲート絶縁膜の前記傾斜面の傾斜角度に対して相対的に大きいことを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to claim 4 or 5,
The gate insulating film has an inclined surface located outside the formation surface;
The thin film transistor according to claim 1, wherein an inclination angle of the second inclined surface is relatively larger than an inclination angle of the inclined surface of the gate insulating film.
前記ゲート絶縁膜は、
前記形成面の外側に位置する傾斜面と、
前記傾斜面のさらに外側に位置する平坦面と、を有しており、
前記第2の傾斜面の端部は、前記ゲート絶縁膜の前記平坦面に位置していることを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to claim 4 or 5,
The gate insulating film is
An inclined surface located outside the forming surface;
A flat surface located further outside of the inclined surface,
An end portion of the second inclined surface is located on the flat surface of the gate insulating film.
前記電極配線は、
前記ソース電極から延在しているソース電極配線と、
前記ドレイン電極から延在しているドレイン電極配線と、を含み、
前記絶縁樹脂部は、
前記ゲート電極の外縁部分と前記ソース電極配線との重複部分に設けられた第1の絶縁樹脂部と、
前記ゲート電極の外縁部分と前記ドレイン電極配線との重複部分に設けられた第2の絶縁樹脂部と、を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to any one of claims 1 to 7,
The electrode wiring is
A source electrode wiring extending from the source electrode;
Drain electrode wiring extending from the drain electrode, and
The insulating resin portion is
A first insulating resin portion provided in an overlapping portion between an outer edge portion of the gate electrode and the source electrode wiring;
A thin film transistor comprising: a second insulating resin portion provided at an overlapping portion between an outer edge portion of the gate electrode and the drain electrode wiring.
前記絶縁樹脂部は、平面視において矩形枠状を有しており、
前記半導体層は、前記絶縁樹脂部によって囲繞されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。The thin film transistor according to any one of claims 1 to 7,
The insulating resin portion has a rectangular frame shape in plan view,
The thin film transistor, wherein the semiconductor layer is surrounded by the insulating resin portion.
m×n個の前記薄膜トランジスタは、第1及び第2の方向に沿ってm行n列で配列されており、
前記絶縁樹脂部は、m×n個の前記薄膜トランジスタに個別に設けられていることを特徴とするマトリクス回路。M × n thin film transistors according to claim 1,
The m × n thin film transistors are arranged in m rows and n columns along the first and second directions,
The matrix circuit, wherein the insulating resin portion is individually provided in the m × n thin film transistors.
前記マトリクス回路は、
前記第1の方向に沿って配列されたm個の前記薄膜トランジスタの前記ソース電極又は前記ドレイン電極を相互に電気的に接続するn本の第1の接続配線と、
前記第2の方向に沿って配列されたn個の前記薄膜トランジスタの前記ゲート電極を相互に電気的に接続するm本の第2の接続配線と、をさらに備えており、
前記絶縁樹脂部は、前記第1の接続配線と前記第2の接続配線との間に介在するように、前記第1の接続配線と前記第2の接続配線の交差部分にも設けられていることを特徴とするマトリクス回路。The matrix circuit according to claim 10, wherein
The matrix circuit is
N first connection wirings that electrically connect the source electrodes or the drain electrodes of the m thin film transistors arranged along the first direction;
And m second connection wirings that electrically connect the gate electrodes of the n thin film transistors arranged along the second direction,
The insulating resin portion is also provided at an intersection of the first connection wiring and the second connection wiring so as to be interposed between the first connection wiring and the second connection wiring. A matrix circuit characterized by that.
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