CN101154713B - 薄膜晶体管、电光装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可靠性优良的薄膜晶体管、具备该薄膜晶体管的电光装置及电子设备。本实施方式涉及的薄膜晶体管(1)具有：在平面上相对配置的源电极(3)及漏电极(4)；有机半导体层(5)，其至少设置于源电极(3)及漏电极(4)之间；多根栅极线(7)，其跨越源电极(3)、有机半导体层(5)及漏电极(4)而延伸；和栅极绝缘层，其存在于各栅极线(7)与源电极(3)、漏电极(4)、有机半导体层(5)之间。

Description

薄膜晶体管、电光装置及电子设备

技术领域

本发明尤其涉及采用有机半导体层的薄膜晶体管、具备该薄膜晶体管的电光装置及电子设备。 

背景技术

由于与现有的晶体管制造方法不同，可以通过混合于溶剂中进行印刷等简便工序来制造微细电路，故有机薄膜晶体管在大量生产、大面积化、低成本化等制造方面的优点比较大。进而，由于可以在柔性基板上制作，故可以期待用于电子纸等中(参照专利文献1)。 

若在有机薄膜晶体管上反复施加电压，则由于微量的残留氧的影响，整体的电阻下降，导通、截止的状态恶化，最后有可能在栅极上不会引起调制。 

也就是说，通过在有机薄膜晶体管上反复施加电压，而存在：晶体管特性变化，可靠性差，换言之寿命短的问题。 

专利文献1：特开2005-223286号公报 

发明内容

根据本发明达到的效果之一，可以提供一种可靠性优越的薄膜晶体管、具备该薄膜晶体管的电光装置以及电子设备。 

本发明涉及的薄膜晶体管具有：源电极及漏电极，在平面上相对配置；有机半导体层，其至少设置在所述源电极及所述漏电极之间；多根栅极线，跨越所述源电极、所述有机半导体层及所述漏电极而延伸；和栅极绝缘层，其介于各所述栅极线与所述源电极、所述漏电极、所述有机半导体层之间；与各所述栅极线重叠的部分中的、所述源电极与所述漏电极的间隔，按每根所述栅极线而不同。 

在本发明中，由于设有多根栅极线，故若在栅极线上施加规定的电压，则可以在与栅极线重叠的有机半导体层中分别独立地感应沟道。因此，即使在持续使用1根栅极线而导致1个晶体管的导通、截止特性降低的情况下，通过切换到其他栅极线，从而接近于初始特性的正常的晶体管的驱动再次成为可能。再有，通过向多根栅极线依次施加驱动脉冲，从而可以使每根栅极线的单位驱动时间减少，可以抑制有机半导体层的特性劣化。 

优选所述源电极及所述漏电极沿着所述栅极线的延伸方向交替配置；所述栅极线与多个所述源电极及所述漏电极交叉。由此，若在栅极线上施加规定电压，则沿着栅极线的延伸方向，可以感应多个短的沟道。通过将沟道长度分割得较短，从而可以使晶体管的驱动电流增大。 

例如，所述源电极及所述漏电极形成为梳齿状。由此，可以将沟道长度分割得较短，可以使晶体管的驱动电流增大。 

优选与各所述栅极线重叠的部分中的、所述源电极与所述漏电极的间隔，按每根所述栅极线而不同。在这种构成中，若向栅极线施加阈值以上的电压，则在与栅极线重叠的部分中的有机半导体层感应沟道，驱动电流在源电极与漏电极之间流动。驱动电流被沟道长度、即源电极与漏电极的间隔左右。具体是，随着源电极与漏电极的间隔减小，驱动电流增大。因此，在本发明中，通过选择栅极线，从而即使不使栅极电压变化，也可以调整驱动电流。 

该情况下，例如使所述源电极或所述漏电极的至少一方的平面形状形成为锥状或阶梯状。由此，可以使源电极与漏电极的间隔按每根栅极线而不同。 

优选所述栅极线的宽度按每根所述栅极线而不同。在这种构成中，若向栅极线施加阈值以上的电压，则在与栅极线重叠的部分中的有机半导体层感应沟道，驱动电流在源电极与漏电极之间流动。驱动电流被沟道宽度、即栅极线的宽度所左右。具体是，随着栅极线的宽度增大，驱动电流也增大。因此，在本发明中，通过选择栅极线，从而即使不使栅极电压变化，也可以调整驱动电流。 

再有，本发明涉及的电光装置，其具备上述的薄膜晶体管。由此，可以防止薄膜晶体管的特性劣化引起的电光装置整体的不良，可以实现可靠性优良的电光装置。 

进而，本发明涉及的电子设备具备上述电光装置。由此，可以防止薄 膜晶体管的特性劣化所引起的电子设备整体的不良，可以实现可靠性优良的电子设备。 

(发明效果) 

根据本发明实现的效果之一，可以提供一种可靠性优良的薄膜晶体管、具备该薄膜晶体管的电光装置及电子设备。 

附图说明

图1是第一实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图2是第一实施方式涉及的薄膜晶体管的剖视图。 

图3是第一实施方式涉及的薄膜晶体管的工序剖视图。 

图4是用于说明薄膜晶体管的驱动方法的一例的图。 

图5是第二实施方式涉及的薄膜晶体管的剖视图。 

图6是第三实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图7是第四实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图8是第五实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图9是第六实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图10是第七实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图11是第八实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

图12是表示本实施方式涉及的电光装置的一例的俯视图。 

图13是表示本实施方式涉及的电光装置的一例的剖视图。 

图14是表示本实施方式涉及的电子设备的一例的立体图。 

图中：1—薄膜晶体管，2—基板，3—源电极，3a—源电极部，3b—连接部，4—漏电极，4a—漏电极部，4b—连接部，5—有机半导体层，6—栅绝缘层，7、7a、7b、7c—栅极线，8—连接端子，10—布线基板，13—源极线，20—电泳显示装置，25—电泳显示部，41—像素电极，81—第一端子，82—第二端子，251—对置基板，252—对置电极，30—保护膜，40—微胶囊(microcapsule)，400—电泳分散液，401、402—电泳粒子，45—粘合剂材料，600—电子纸，601—主体，602—显示单元。 

具体实施方式

(第一实施方式) 

首先，对本实施方式涉及的薄膜晶体管的构成进行说明。 

图1是本实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。图2是图1的A-A’线的剖视图。 

如图2所示，薄膜晶体管1具有：设置在基板2上的源电极3以及漏电极4、至少设置在源电极3与漏电极4之间的有机半导体层5、设置在有机半导体层5上的绝缘层6、和设置在栅极绝缘层6上的栅极线7。 

如图1所示，薄膜晶体管1具有多根栅极线7。在本实施方式中，在这一点上具有特征。在图1中图示了配置有3根栅极线7a、7b、7c的例子。另外，在没有必要区别栅极线7a、7b、7c的情况下，简称为栅极线7。再有，源电极3及漏电极4双方形成为梳齿状。 

源电极3及漏电极4的各自的电极部3a、4a沿沟道长度L方向以间隔规定距离的状态交替排列。在该薄膜晶体管1中，有机半导体层5中的源电极3的电极部3a与漏电极4的电极部4a之间的区域成为载流子移动的沟道区域。再有，按照各栅极线7a、7b、7c，沟道区域各设置7个，也就是说每条栅极线的沟道数为7条。另外，沟道数并未限定于7条，只要是多条即可。还有，源电极3的电极部3a与漏电极4的电极部4a之间的区域中的载流子的移动方向的长度、即电极部3a、4a间的距离相当于沟道长度L。进而，栅极线7的宽度大致相当于沟道宽度W。电极部3a、4a彼此之间通过连接部3b、4b而连接。 

上述的薄膜晶体管1是有机半导体层5设置得比栅极线7更靠基板2侧的薄膜晶体管，即顶栅结构的薄膜晶体管。 

以下依次说明构成薄膜晶体管1的各部分。 

基板2是支撑构成薄膜晶体管1的各层(各部分)的部件。基板2例如可以采用玻璃基板、由聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚醚砜(PES)、芳香族聚酯(液晶聚合物)等构成的塑料基板(树脂基板)、石英基板、硅基板、砷化镓基板等。在向薄膜晶体管1赋予可挠性的情况下，基板2可以选择树脂基板。 

在该基板2上可以设置基底层。作为基底层，例如基于防止离子从基板 2表面开始扩散的目的、提高源电极3及漏电极4和基板2的密接性(接合性)的目的等而设置。作为基底层的构成材料，虽然并未特别限定，但优选采用氧化硅(SiO₂)、氮化硅(SiN)、聚酰亚胺、聚酰胺或者被交联而不溶化的高分子等。 

作为源电极3及漏电极4的构成材料，只要具有导电性就可以，并没有特别限定，例如可以列举：Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu或包含这些的合金等导电性材料、ITO、FTO、ATO、SnO₂等导电性氧化物、炭黑、碳纳米级管、富勒烯等碳系材料、聚乙炔、聚吡咯、PEDOT(聚亚乙基二氧基噻吩)之类的聚噻吩、聚苯胺、聚(对亚苯基)、聚芴、聚咔唑、聚硅烷或它们的衍生物等导电性高分子材料等，可以将这些材料中的一种或两种以上组合使用。另外，上述导电性高分子材料通常在用氧化铁、碘、无机酸、有机酸、聚苯乙烯磺酸等高分子掺杂而赋予导电性的状态下使用。在这些材料中，作为源电极3及漏电极4的构成材料，优选采用以Ni、Cu、Co、Au、Pd或包含这些的合金为主的材料。 

源电极3及漏电极4的厚度(平均)虽然未被特别限定，但均优选为30～300nm左右，更优选为50～150nm左右。各电极部3a、4a的宽度H分别优选为20μm以下，更优选为几μm以上10μm以下。再有，各电极部3a、4a的长度例如为几十μm以上。 

再有，源电极部3a与漏电极部4a之间的距离(间隔距离)、即沟道长度L优选为2～20μm左右，更优选为3～10μm左右。沟道长度L越小，越可以控制更大的驱动电流(漏极电流)，进而可以进一步缩小栅极线的电容。然而，若使沟道长度L小于上述下限值，则在电极的图案化过程中需要更高精度的光刻技术，导致成本上升。再有，即使实现小的沟道长度L，也会因为源电极与有机半导体层的接触电阻的影响而无法得到所期待的效果。另一方面，若使沟道长度L大于上限值，则驱动电流的值减小，薄膜晶体管1的特性有可能不充分。 

栅极宽度W优选为几μm～几十μm左右。若使沟道宽度W低于下限值，则漏极电流的值减小，薄膜晶体管1的特性有可能不充分。另一方面，沟道宽度W的上限值依赖于栅极的根数。 

有机半导体层5以有机半导体材料(表现半导体性的电传导的有机材 料)为主材料构成。该有机半导体层5优选至少在沟道区域(与栅极重合的区域)中与沟道方向C几乎平行地取向。由此，沟道区域中的载流子移动度变高，结果薄膜晶体管1的动作速度更快。 

作为有机半导体材料，例如可以举出萘、蒽、丁省、戊省、己省、酞菁、二萘嵌苯、腙、三苯基甲烷、二苯基甲烷、芪、芳基乙烯基、吡唑啉、三苯基胺、三芳基胺、低聚噻吩、酞菁或它们的衍生物之类的低分子有机半导体材料；或者聚—N—乙烯基咔唑、聚乙烯基芘、聚乙烯基蒽、聚噻吩、聚己基噻吩、聚(对亚苯基亚乙烯基)、聚亚噻吩基亚乙烯基、聚芳基胺、芘甲醛树脂、乙基咔唑甲醛树脂、芴—联二噻吩共聚物、芴—芳基胺共聚物或它们的衍生物之类的高分子有机半导体材料(共轭系高分子材料)，可以将这些材料中的一种或两种以上组合使用，但尤其优选采用以高分子有机半导体材料(共轭系高分子材料)为主的材料。共轭系高分子材料由于其特有的电子云的晕染，载流子的移动能特别高。这种高分子有机半导体材料可以通过简单的方法成膜，并且可以比较容易地取向。 

再有，在这些材料中，更优选以芴—联二噻吩共聚物之类的含有芴和联二噻吩的共聚物、聚芳基胺、芴—芳基胺共聚物之类的含有芳基胺的共聚物或它们的衍生物中的至少一种为主成分的材料；优选以聚芳基胺、芴—芳基胺共聚物或它们的衍生物中的至少一种为主成分的材料。由这种有机半导体材料构成的有机半导体层5即使暂时曝晒于高温多湿的环境下，也因为其耐水性及耐氧化性高，从而可以防止品质劣化，特别是可以成为化学性质上稳定的结构。 

还有，将高分子的有机半导体材料作为主材料而构成的有机半导体层5能薄质化、轻量化，在可挠性方面优越，因此适于应用到用作挠性显示器的开关元件等的薄膜晶体管中。有机半导体层5的厚度(平均)优选为0.1～1000nm左右，更优选为1～500nm左右，进一步优选为10～100nm左右。 

栅绝缘层6是相对于源电极3及漏电极4而对栅极线7进行绝缘的部分，优选主要由有机材料(尤其是有机高分子材料)构成。以有机高分子材料为主要材料的栅绝缘层6的形成比较容易，并且可以提高与有机半导体层5的密接性。作为这样的有机高分子材料，例如可以举出聚苯乙烯、 聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯基亚苯基、聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸酯之类的丙烯酸系树脂、聚四氟乙烯(PTFE)之类的氟系树脂、聚乙烯基酚或酚醛清漆树脂之类的酚醛系树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚丁烯等烯烃系树脂等，可以将这些材料中的一种或两种以上组合使用。 

栅极绝缘层6的厚度(平均)并未特别限定，但优选为10～5000nm左右，更优选为100～1000nm左右。通过将栅极绝缘层6的厚度设为上述范围，从而可以将源电极3及漏电极4与栅极线7可靠地绝缘，可以防止薄膜晶体管1大型化(特别是厚度增大)。 

另外，栅极绝缘层6并未限于单层结构，也可以是多层的层叠结构。再有，栅极绝缘层6的构成材料可以采用SiO₂等无机绝缘材料。该情况下，栅极绝缘层6涂敷聚硅酸酯、聚硅氧烷、聚硅氮烷等溶液，通过在氧气或水蒸气的存在下加热涂敷膜，从而可以从溶液材料中得到SiO₂。还有，涂敷金属醇盐溶液后在氧气环境中加热，从而可以得到无机绝缘材料(公知溶胶—凝胶法)。 

栅极线7只要是金属材料或金属氧化物材料等导电性材料即可，例如可以举出：Ag、Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cu及Ni或包含这些的合金、铟锡氧化物(ITO)、铟氧化物(IO)、铟锌氧化物(IZO)、锑锡氧化物(ATO)以及氧化锡(SnO₂)等，可以将这些材料中的一种或两种以上组合使用。除此以外，作为导电性材料，例如也可以采用源电极3及漏电极4中举出的导电性高分子材料。 

在这些材料中，优选以Au、Ag、Cu、Pt、Pd、Ni或包含这些的合金中的至少一种为主成分的材料。这些材料优选具有高导电性的材料。 

上述的薄膜晶体管1通过使施加在栅极线7上的电压变化，从而可以控制流经源电极3与漏电极4之间的电流量。即，在未向栅极线7上施加电压的截止状态下，即使在源电极3(源电极部3a)与漏电极4(漏电极部4a)之间施加电压，有机半导体层5中也几乎不存在载流子，因此仅流过微小的电流。另一方面，在栅极线7上施加有电压的导通状态下，在有机半导体层5的朝向栅极绝缘层6的部分，载流子被感应，形成沟道。在该状态下，若在源电极3与漏电极4之间施加电压，则电流在沟道内流动。 

另外，在本实施方式中，对源电极3及漏电极4均构成为梳齿状，其 齿形成为互相啮合的构成进行了说明，但这些电极3、4的形状不限于此。 

<薄膜晶体管的制造方法> 

图3是用于说明薄膜晶体管1的制造方法的工序剖视图。 

如图3(a)所示，在基板2上形成了导电膜后，通过对导电膜进行图案化，从而形成源电极3及漏电极4。 

导电膜例如可以通过以下方法形成：等离子体CVD、热CVD、激光CVD等化学蒸镀法(CVD)、真空蒸镀、溅射、离子镀等干式电镀法、电解电镀、浸渍电镀、无电解电镀等湿式电镀法、喷镀法、溶胶—凝胶法及MOD法。特别是，导电膜优选通过无电解电镀法形成。通过采用电解电镀法，从而无需真空装置等大型的装置，可以容易且廉价地以高成膜精度形成源电极3及漏电极4。另外，在作为基板2而采用聚酰亚胺等树脂基板的情况下，为了提高导电膜针对基板2的密接性，优选在形成导电膜之前形成密接层。 

图案化是通过导电膜上利用光刻技术形成抗蚀剂掩模后，利用该抗蚀剂掩模对导电膜进行蚀刻而进行。该蚀刻可以组合等离子体蚀刻、反应性蚀刻、光束蚀刻、光辅助蚀刻等物理性蚀刻法、湿式蚀刻等化学性蚀刻法等中的一种或两种以上的方法进行。其中，优选采用湿式蚀刻。由此，无需采用真空装置等大型装置，以简易的装置及工序即可进行蚀刻。作为实施蚀刻中采用的蚀刻溶液，例如可以举出包含氯化铁的溶液、硫酸或硝酸、包含醋酸的溶液等。然后，除去抗蚀剂掩模。抗蚀剂掩模的除去过程中优选采用抗蚀剂剥离液，除此以外例如也可以采用上述的物理性蚀刻法。 

如上所述，通过组合采用光刻法与蚀刻法，从而可以容易且可靠地形成尺寸精度高的源电极3及漏电极4。因此，能够将源电极部3a及漏电极部4a的宽度H、及源电极部3a与漏电极部4a之间的距离(沟道长度L)设定得比较短，由此可以得到阈值电压的绝对值低且驱动电流大的、即作为开关元件的特性优越的薄膜晶体管1。 

另外，可以通过提离(lift off)法形成源电极3及漏电极4。即，在基板2上形成具有与源电极3及漏电极4的形状对应的开口部的抗蚀剂掩模，将形成了该抗蚀剂掩模的基板2浸渍在电镀液中。由此，形成与源电极3及漏电极4的形状对应的电镀膜。然后，通过剥离抗蚀剂掩模，从而可以 得到源电极3及漏电极4。 

接着，如图3(b)所示，在形成了源电极3及漏电极4的基板2上形成有机半导体层5。 

有机半导体层5例如可以通过采用涂敷法将包含有机高分子材料或其的溶液以覆盖源电极3及漏电极4的方式涂敷(供给)到基板2上后，根据需要对该涂敷膜实施后处理(例如加热、红外线的照射、超声波的赋予等)而形成。在此，作为涂敷法，例如可以举出旋涂法、浇铸(casting)法、微凹版印刷涂敷(micro-gravure coat)法、凹版印刷涂敷法、条形涂敷(bar coat)法、辊涂敷(roll coat)法、拉丝锭涂敷(wire bar coat)法、浸渍涂敷(dip coat)法、喷涂(spray coat)法、网板印刷法、快速印刷法、偏置印刷法、喷墨法、微接触印刷法等，可以组合采用这些方法中的一种或两种以上。 

在这些方法中，优选采用喷墨法来形成有机半导体层5。根据喷墨法，无需形成抗蚀剂掩模，可以仅在沟道区域形成有机半导体层5。由此可以削减有机半导体材料的使用量，可以实现制造成本的削减。再有，通过采用喷墨法，从而不使用光致抗蚀剂或显影液体、剥离液体等化学药品、氧气等离子体、CF₄等离子体等的等离子处理即可完成。因此，没有有机半导体材料的特性变化(例如被掺杂)或劣化的可能性。再有，有机半导体层5的形成区域不限于图示的构成，有机半导体层5可以形成为覆盖源电极部3a与漏电极部4a。 

在溶解有机半导体材料的溶剂中，例如可以使用硝酸、硫酸、氨水、过氧化氢、水、二硫化碳、四氯化碳、碳酸亚乙酯等无机溶剂，或甲基乙基甲酮(MEK)、丙酮、二乙酮、甲基异丁基酮(MIBK)、甲基异丙基酮(MIPK)、环己酮等酮系溶剂，甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、二甘醇(DEG)、甘油等醇系溶剂，二乙醚、二异丙醚、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、1，4-二噁烷、四氢呋喃(THF)、四氢吡喃(THP)、茴香醚、二甘醇二甲醚(diglyme)、二甘醇乙醚(咔唑)等醚系溶剂，甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、苯基溶纤剂等溶纤剂，己烷、戊烷、庚烷、环己烷等脂肪族烃系溶剂，甲苯、二甲苯、苯等芳香族烃系溶剂，吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯烷酮等芳香族杂环化合物系溶剂，N，N-二 甲基甲酰胺(DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(DMA)等酰胺系溶剂，二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷等卤素化合物系溶剂，醋酸乙酯、醋酸甲酯、甲酸乙酯等酯系溶剂，二甲亚砜(DMSO)、环丁砜等硫化合物系溶剂，乙腈、丙腈、丙烯腈等腈系溶剂，甲酸、乙酸、三氯乙酸、三氟乙酸等有机酸系溶剂之类的各种有机溶剂，或者含有这些的混合溶剂等。 

有机半导体材料含有芳香族烃基、杂环基等共轭系，所以通常容易溶于芳香族烃系溶剂。甲苯、二甲苯、三甲基苯、四甲基苯、环己基苯等是特别适合的溶剂。 

接着，如图3(c)所示，以至少覆盖有机半导体层5的方式形成栅极绝缘层6。栅极绝缘层6例如可以通过采用涂敷法将包含绝缘材料或其前驱体的溶液涂敷(供给)到有机半导体层5上后，根据需要对该涂敷膜实施后处理(例如加热、红外线的照射、超声波的赋予等)而形成。其中，也可以利用喷墨法来形成栅极绝缘层6。 

在涂敷法中可以采用与上述同样的方法。如前所述，有机半导体材料易溶于芳香族烃系溶剂中，因此在涂敷绝缘材料之际，希望控制有机半导体材料的溶解。为此，优选使用水系溶剂、醇系溶剂、酮系溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂、脂肪族烃系溶剂、氟系溶剂。 

接着，如图3(d)所示，在栅极绝缘层6上形成栅极线7。作为栅极线7的形成方法，可以采用喷出包含导电性粒子的液态材料的喷墨法、或上述的提离法。再有，也可以在形成了导电膜之后，通过光刻技术形成抗蚀剂掩模，利用该抗蚀剂掩模对导电膜进行蚀刻，以形成栅极线7。 

通过以上工序，可以得到图2所示的薄膜晶体管1。 

对上述本实施方式涉及的薄膜晶体管的效果进行说明。在本实施方式中，通过配置多根栅极线7，从而可以在位于源电极3与漏电极4之间的有机半导体层5上感应分别独立的多条沟道。 

结果，例如通过向图1所示的栅极线7a反复施加电压，从而在栅极线7a下的有机半导体层5劣化或变质的情况下，通过利用其他的栅极线7b、7c，从而可以在有机半导体层5中的不同区域感应沟道。由此，接近于初始特性的正常的晶体管的驱动再次变为可能，可以实现薄膜晶体管1的长寿化和可靠性的提高。 

再有，由于有机半导体层5因反复施加电压而劣化，故通过交替使用多根栅极线7，从而既能维持同等的开关动作，又能使驱动所引起的劣化延迟。例如，假定将图4(a)所示的驱动脉冲施加在栅极线7上，可以得到所需的开关特性。在该情况下，在本实施方式中，通过向栅极线7a、7b、7c分别施加图4(b)所示频率的驱动脉冲，从而可以得到相同的开关特  性。即，例如，通过使n根栅极线7交替地接通/断开，从而可以使每根栅极线7的单位驱动时间为1/n。若可以减少单位驱动时间，则能够抑制驱动所引起的有机半导体层5的劣化，可以实现薄膜晶体管1的长寿命化即可靠性的提高。 

进而，例如即使制作时在有机半导体层5中的一部分区域中产生不良的情况下，只要使用在不良区域以外的区域中感应沟道的栅极线7即可。因此，可以防止因为有机半导体层5的一部分区域的不良所导致的整个薄膜晶体管1不良的情况。 

晶体管的驱动电流与沟道长度的二次方成反比，与移动度成正比。因此，为了使薄膜晶体管1的驱动电流增大，缩短沟道长度L是有效的。在本实施方式中，因为利用多个源电极3(电极部3a)及漏电极4(电极部4a)来分割有机半导体层5，以缩短每条沟道的沟道长度L，所以可以使薄膜晶体管1的驱动电流增大。 

再有，薄膜晶体管的驱动电流与沟道宽度成正比。在本实施方式中，在1根栅极线7上施加了栅极电压的情况下，沿栅极线7的延伸方向感应出多条沟道。结果，作为晶体管整体的沟道宽度，为栅极宽度w×电极部3a与电极部4a的间隔(间距)的个数N，实质上得到与增宽沟道宽度相等的效果。结果，可以使薄膜晶体管1的驱动电流增大。 

(第二实施方式) 

图5是第二实施方式涉及的薄膜晶体管1的剖视图。 

图5所示的薄膜晶体管1具有：设在基板2上的栅极线7、设在栅极线7上的栅极绝缘层6、设在栅极绝缘层6上的源电极3及漏电极4、设于源电极3及漏电极4之间的有机半导体层5。 

上述的薄膜晶体管1是栅极线7设置得比有机半导体层5更靠基板2侧的结构的薄膜晶体管，即是底栅结构的薄膜晶体管。这样，薄膜晶体管 1可以是底栅型。 

(第三实施方式) 

图6是第三实施方式涉及的薄膜晶体管1的俯视图。 

如图6所示，源电极3及漏电极4均形成为大致长方形状，沿沟道方向C并排配置。再有，沿沟道方向C延伸的栅极线7在与沟道方向C交叉的方向上排列有3根。 

如上所述，也可以不是梳齿状的源电极3及漏电极4，而是通常的最普通的源电极3及漏电极4的构成。即使在该情况下，也由于可以在源电极3及漏电极4之间独立地感应多条沟道，故以第一实施方式同样的理由，可以实现谋求了长寿命化及可靠性的提高的薄膜晶体管1。 

(第四实施方式) 

图7是第四实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

如图7所示，互相对置的源电极3及漏电极4与栅极线7多次交叉。具体是，源电极3及漏电极4形成为螺旋状。 

由此，相对于1根栅极线7，可以感应沟道长度短的多条沟道，可以使晶体管的驱动电流增大。 

另外，源电极3及漏电极4的形状不限于梳齿状或螺旋状，只要沿栅极线可以分割沟道即可。具体是，只要互相对置的源电极3及漏电极4的对(pair)沿栅极线7的延伸方向设置有多个即可。 

(第五实施方式) 

图8是第五实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。在图8中，示出1个薄膜晶体管中的栅极线7、源电极3及漏电极4的位置关系。 

如图8所示，本实施方式涉及的薄膜晶体管1具有多根栅极线7。在图8中，虽然图示了配置有4根栅极线7-1、7-2、7-3、7-4的例子，但不限于4根。另外，在没有区别栅极线7-1、7-2、7-3、7-4的必要的情况下，仅称为栅极线7。各栅极线7跨越源电极3及漏电极4而延伸存在。再有，在源电极3与漏电极4之间的各栅极线7的下层，隔着栅极绝缘层6(图2)设有有机半导体层5。 

源电极3及漏电极4以相对于栅极线7而被绝缘的状态配置。在本实施方式中，源电极3的平面形状(图案形状)形成为锥状。因此，与栅极 线7重叠的部分的源电极3与漏电极4的间隔L按每根栅极线7而不同。具体是，源电极3与漏电极4的间隔在栅极线7-1侧最小，在栅极线7-4侧最大。另外，可以使漏电极4为锥状，也可以使源电极3及漏电极4双方均为锥状。 

还有，在图8中，构成为锥状的作为突起部的源电极3设有2个，但不限于此，只要是多个即可。进而，漏电极的根数也只要是和源电极3的根数对应的数即可。 

源电极3与漏电极4的间隔L受到在栅极线7上施加栅极电压之际感应出的沟道长度的影响。即，若源电极3与漏电极4的间隔大，则相应地沟道长度也增大。晶体管的驱动电流与沟道长度的二次方成反比。因此在栅极电压相同的情况下，在栅极线7-1上施加了栅极电压的情况下可以得到最大的驱动电流，在栅极线7-4上施加了栅极电压的情况下可以得到最小的驱动电流。 

在本实施方式中，在栅极线7的延伸方向上源电极3及漏电极4交替配置，电极的整体形状为梳齿状。因此，1个晶体管整体的沟道宽度为栅极线7的根数n与栅极宽度W的乘积。因此，可以得到与增宽栅极宽度同样的效果，可以使晶体管的驱动电流增大。 

再有，源电极3与漏电极4的间隔L优选为2～20μm左右，更优选为3～10μm左右。间隔L越小，越可以控制更大的驱动电流(漏极电流)。然而，若间隔L小于上述下限值，则电极的图案化过程中需要更高精度的光刻技术，导致成本上升。再有，即使实现小的间隔L，也由于源电极与有机半导体层的接触电阻的影响而导致无法得到所期待的效果。另一方面，若间隔L大于上限值，驱动电流的值减小，有可能使薄膜晶体管1的特性不充分。 

在上述薄膜晶体管1中，在未向栅极线7上施加电压的截止状态下，即使向源电极3与漏电极4之间施加电压，有机半导体层5中也几乎不存在载流子，因此电流几乎不流动。另一方面，在栅极线7上施加有超过阈值的电压的导通状态下，在有机半导体层5的面向栅极绝缘层6的部分中载流子被感应，形成沟道。在该状态下，若在源电极3与漏电极4之间施加电压，则通过沟道，电流流动。驱动电流与沟道长度二次方成反比。因 此，在栅极电压相同的情况下，在栅极线7-1上施加了栅极电压的情况下可以得到最大的驱动电流，在栅极线7-4上施加了栅极电压的情况下可以得到最小的驱动电流。 

对上述的本实施方式涉及的薄膜晶体管的效果进行说明。 

在本实施方式涉及的薄膜晶体管中，通过栅极线7-1～7-4的选择，即使在施加了相同的栅极电压的情况下，也可以得到多种(本例中为4种)驱动电流。 

换言之，通过配置多根栅极线7，并使源电极3与漏电极4的间隔按照每根栅极线7变化，从而即使在施加了相同的栅极电压的情况下，通过栅极线7的选择，也可以调节驱动电流。结果，即使不使栅极电压变化，也可以通过栅极线7的选择来控制驱动电流。 

再有，与通常的晶体管同样，通过使施加在栅极线7上的电压变化，从而可以调整流经源电极3与漏电极4之间的电流量。 

还有，特别是在有机薄膜晶体管的情况下也可以达到以下效果。在本实施方式涉及的薄膜晶体管中，通过选择最接近目标驱动电流的栅极线7并根据需要来调整栅极电压，从而可以得到所希望的驱动电流。因此，在准备了n根栅极线7的情况下，若单纯地进行平均，则可以将每根栅极线7的单位驱动时间减少到1/n。结果，可以抑制栅极线7正下方的有机半导体层5的劣化，可以实现薄膜晶体管1的长寿命化及可靠性的提高。 

(第六实施方式) 

图9是第六实施方式涉及的薄膜晶体管1的俯视图。 

如图9所示，在第六实施方式涉及的薄膜晶体管1中，在本实施方式中，源电极3的平面形状形成为阶梯状。因此，与栅极线7重叠的部分中的源电极3与漏电极4的间隔L按每根栅极线7而不同。具体是，源电极3与漏电极4的间隔在栅极线7-1侧最小，在栅极线7-4侧最大。另外，可以使漏电极4为阶梯状，也可以使源电极3与漏电极4双方都为阶梯状。 

因此，根据第六实施方式涉及的薄膜晶体管1，通过栅极线7的选择，可以调节驱动电流。 

再有，在本实施方式中，源电极3形成为阶梯状，与栅极线7交叉的阶梯状的边，和源电极3的边平行。因此，即使在因为制造上的偏差等而 导致栅极线7在左右方向上偏离少许的情况下，也因为对源电极3与漏电极4的间隔没有影响，所以可以抑制栅极线7的位置偏离所引起的驱动电流的变动。 

也就是说，根据第二实施方式涉及的薄膜晶体管1，在第一实施方式中的作用效果的基础上，还可以提供一种能够吸收制造偏差、制造容易的薄膜晶体管1。再有，由于可以吸收制造偏差，故制造成品率也提高，可以廉价地制造薄膜晶体管1。 

(第七实施方式) 

图10是第七实施方式涉及的薄膜晶体管的俯视图。 

如图10所示，在本实施方式涉及的薄膜晶体管1中，栅极线7的宽度(栅极宽度)按每根栅极线7而不同。具体是，若将栅极线7-1、7-2、7-3的栅极宽度分别设为W1、W2、W3，则W1＞W2＞W3。再有，在栅极线7的延伸方向上，矩形的源电极3与漏电极4交替排列。 

还有，各电极3、4的宽度H分别优选为20μm以下，更优选为几μm以上10μm以下。 

晶体管的驱动电流与栅极宽度成正比，因此若使栅极电压相同，则在选择了栅极线7-1的情况下可以得到最大的驱动电流，在选择了栅极线7-3的情况下可以得到最小的驱动电流。这样，根据第七实施方式涉及的薄膜晶体管1，通过选择栅极线7，从而可以调节驱动电流。再有，由于源电极3及漏电极4是平行的，故可以抑制栅极线7的位置偏离引起的驱动电流的变动。 

因此，根据第七实施方式涉及的薄膜晶体管1，可以得到与第六实施方式同样的作用效果。 

(第八实施方式) 

图11是第八实施方式涉及的薄膜晶体管1的俯视图。 

如图11所示，不是形成梳齿状的源电极3及漏电极4，而是沿栅极线7的延伸方向形成有一对源电极3与漏电极4。在本实施方式中，源电极3的外缘中、与漏电极4对置的一侧形成为阶梯状。因此，源电极3与漏电极4的间隔L按每根栅极线7而不同。另外，也可以将漏电极4构成为阶梯状。 

根据该构成，即使栅极线7在左右方向上偏离少许的情况下，也对源电极3与漏电极4的间隔没有影响。 

因此，根据第四实施方式涉及的薄膜晶体管1，可以得到与第二实施方式同样的作用效果。 

如上所述，不是梳齿状的源电极3及漏电极4，可以是通常的最普通的源电极3及漏电极4的构成。即使在该情况下，通过选择栅极线7，也可以控制驱动电流。 

(电光装置) 

图12是表示本实施方式涉及的电光装置的布线基板的图。电光装置的布线基板具备多个上述薄膜晶体管1。 

图12所示的布线基板10由基板2、设于基板2上的薄膜晶体管1、像素电极41、连接端子8、源极线13、栅极线7等构成。 

像素电极41在利用布线基板10构筑电光装置之际，构成施加用于使各像素驱动的电压的一方电极，排列为矩阵状。 

各像素电极41分别连接有排列为矩阵状的各薄膜晶体管1的漏电极4。因此，通过控制薄膜晶体管1的动作，从而可以在电光装置中控制各像素的驱动。 

连接端子8由多个第一端子81及多个第二端子82构成。各第一端子81及各第二端子82分别构成与驱动用IC连接用的端子。 

栅极线7与沿行方向排列的薄膜晶体管1共同连接。在本例中，示出按每个薄膜晶体管1配置有2根栅极线7的例子。栅极线7的一端部连接有第一端子81。 

源极线13与沿列方向排列的薄膜晶体管1的源电极3共同连接。源极线13与源电极3同时形成。源极线13的一端部与第二端子82连接。 

作为像素电极41、连接端子8(第一端子81及第二端子82)以及源极线13的构成材料，虽然只要具有导电性即可，但例如可以采用上述列举出的源电极3及漏电极4的构成材料相同的材料。由此，可以同时形成源电极3、漏电极4、像素电极41、连接端子8以及源极线13。 

作为栅极线7的构成材料，除了上述的材料以外，还可以采用与列举出的源电极3及漏电极4的构成材料相同的材料。 

接着，针对组入了上述布线基板10的电光装置，以电泳显示装置为例进行说明。 

图13是表示将本发明的布线基板10用于电泳显示装置时的实施方式的纵剖视图。 

图13所示的电泳显示装置20由布线基板10、设于该布线基板10上的电泳显示部25构成。如图13所示，电泳显示部25具有对置基板251、对置电极252、微胶囊40和粘合剂材料45。在对置基板251上层叠对置电极252，微胶囊40(显示媒体)通过粘合剂材料45而被固定在对置电极252上。 

像素电极41配置为矩阵状，并与薄膜晶体管1的漏电极4连接，且被栅极绝缘层6覆盖。进而，该电泳显示部25和布线基板10通过保护膜30接合。 

该保护膜30机械地保护薄膜晶体管1，并且如后所述，具有防止亲油性液体向布线基板10侧扩散的功能。再有，在各胶囊40内，分别密封有包含特性不同的多种电泳粒子、在本实施方式中为电荷及颜色(色调)不同的两种电泳粒子401、402的电泳分散液400。 

进而，在布线基板10所具有的连接端子8(端子81～82)上连接驱动用IC的端子，由此，能够进行布线基板10所具备的薄膜晶体管1(开关元件)的导通/截止的切换。即，在电泳显示装置20中，若向1根或多根栅极线7提供选择信号(选择电压)，则与被提供了该选择信号(选择电压)的栅极线7连接的薄膜晶体管1为导通状态。 

由此，与该薄膜晶体管1连接着的源极线13和像素电极41实质上导通。此时，若为向源极线13提供了所希望的数据(电压)的状态，则该数据(电压)被提供给像素电极41。而且，在像素电极41与对置电极252之间产生电场，根据该电场的方向、强度、电泳粒子401、402的特性等，电泳粒子401、402向任一电极的方向电泳。 

另一方面，若由该状态开始停止向栅极线7提供选择信号(选择电压)，则薄膜晶体管1截止，与薄膜晶体管1连接着的源极线13和像素电极41成为非导通状态。因此，通过适当地组合进行向栅极线7提供选择信号及停止提供选择信号、或者向源极线13提供数据及停止提供数据，从而可 以使所希望的图像(信息)显示在电泳显示装置20的显示面侧(对置基板)。 

本实施方式的电泳显示装置20通过采用具备本实施方式涉及的薄膜晶体管1的布线基板10，从而可以实现电泳显示装置的长寿命化及可靠性的提高。 

另外，本发明的电光装置并未限于电泳显示装置20，也可以是液晶显示装置、有机或无机EL显示装置。 

(电子设备) 

上述电泳显示装置20等电光装置可以组装到各种电子设备中。作为电子设备的一例，对电子纸进行说明。 

图14是电子纸的立体图。 

图14所示的电子纸600具备：由具有与纸同样质感及柔软性的可改写(rewritable)片构成的主体601、和显示单元602。在这种电子纸600中，显示单元602由上述的电泳显示装置20构成。 

另外，本发明的电子设备不限于以上所述的应用，例如也可以列举出电视机、取景器型或监视器直视型的磁带录像机、汽车导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、电子新闻、文字处理器、个人计算机、工作站、电视电话、POS终端、具备触摸面板的设备等，这些电子设备的显示部均能采用具备本实施方式涉及的薄膜晶体管1的电光装置。 

如上所述，虽然对本发明的薄膜晶体管、电光装置及电子设备进行了说明，但本发明不限于此。 

除此以外，在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。 

Claims (7)

1.一种薄膜晶体管，其中包括：

源电极及漏电极，在平面上相对配置；

有机半导体层，其至少设置在所述源电极和所述漏电极之间；

多根栅极线，跨越所述源电极、所述有机半导体层及所述漏电极而延伸；和

栅极绝缘层，其介于各所述栅极线与所述源电极、所述漏电极、所述有机半导体层之间；

与各所述栅极线重叠的部分中的、所述源电极与所述漏电极的间隔，按每根所述栅极线而不同。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述源电极及所述漏电极沿着所述栅极线的延伸方向交替配置，

所述栅极线与多个所述源电极及所述漏电极交叉。

3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述源电极及所述漏电极形成为梳齿状。

4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述源电极或所述漏电极的至少一方的平面形状形成为锥状或阶梯状。

5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其中，

所述栅极线的宽度按每根所述栅极线而不同。

6.一种电光装置，其具备权利要求1～5中任一项所述的薄膜晶体管。

7.一种电子设备，其具备权利要求6所述的电光装置。

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