JP2003241689A - 有機半導体デバイス及びその製造方法 - Google Patents
有機半導体デバイス及びその製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
- H10K59/125—Active-matrix OLED [AMOLED] displays including organic TFTs [OTFT]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/40—Organic transistors
- H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
- H10K10/462—Insulated gate field-effect transistors [IGFETs]
- H10K10/466—Lateral bottom-gate IGFETs comprising only a single gate
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機半導体によるＴＦＴとＬＥＤを簡便なプ
ロセスで作成。 【解決手段】 共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子が形成されている有機半導体デ
バイスにおいて、薄膜トランジスタのゲート電極と発光
素子の一方の電極出る第一の電極、薄膜トランジスタの
主電極の少なくとも一方と発光素子のもう一方の電極で
ある第二の電極、発光素子の薄膜トランジスタの有機半
導体層と発光素子の少なくとも一層の有機半導体層が各
々共通であることを特徴とする有機半導体デバイス。
ロセスで作成。 【解決手段】 共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子が形成されている有機半導体デ
バイスにおいて、薄膜トランジスタのゲート電極と発光
素子の一方の電極出る第一の電極、薄膜トランジスタの
主電極の少なくとも一方と発光素子のもう一方の電極で
ある第二の電極、発光素子の薄膜トランジスタの有機半
導体層と発光素子の少なくとも一層の有機半導体層が各
々共通であることを特徴とする有機半導体デバイス。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機半導体層から
なる薄膜トランジスタと発光素子共通基板に一体で形成
された、有機半導体デバイス、及びその製造方法に関す
る。
なる薄膜トランジスタと発光素子共通基板に一体で形成
された、有機半導体デバイス、及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】薄膜トランジスタ（TFT）はアモルファ
スシリコン（a-Si）を用いたものがよく知られており、
既に、アクテクィブマトリクス液晶デバイスに実用化さ
れている。一方、発光素子として有機EL（LED）も発表
されている。しかし実際発表されている例では発光素子
は有機ELで駆動用デバイスとしてポリシリコン（poly-S
i）TFTが用いられている。
スシリコン（a-Si）を用いたものがよく知られており、
既に、アクテクィブマトリクス液晶デバイスに実用化さ
れている。一方、発光素子として有機EL（LED）も発表
されている。しかし実際発表されている例では発光素子
は有機ELで駆動用デバイスとしてポリシリコン（poly-S
i）TFTが用いられている。
【０００３】一方、駆動用デバイスにも発光素子と同じ
有機半導体を用いたTFTは特開2000-29403に開示されて
いる。
有機半導体を用いたTFTは特開2000-29403に開示されて
いる。
【０００４】図３と図４は特開2000-29403で説明されて
いる有機発光ダイオードとTFTである。TFTと発光ダイオ
ードの有機半導体は共通である。しかし、有機半導体層
が共通なこの例では、TFTの主電極であるソース電極と
ドレイン電極上に半導体層が形成されている。
いる有機発光ダイオードとTFTである。TFTと発光ダイオ
ードの有機半導体は共通である。しかし、有機半導体層
が共通なこの例では、TFTの主電極であるソース電極と
ドレイン電極上に半導体層が形成されている。
【０００５】図４は半導体形成後に主電極を形成してい
る。しかし、TFTとLEDの半導体層は共通でなく、別々に
形成し、パターニングしている。
る。しかし、TFTとLEDの半導体層は共通でなく、別々に
形成し、パターニングしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図３のようなTFTで
は、移動度の大きい半導体層でTFTを作成した場合、ゲ
ート電極と反対側の表面は空乏化しきらず、低抵抗領域
が残り、TFTのオフ抵抗が小さくリーク電流が大きいも
のになる。
は、移動度の大きい半導体層でTFTを作成した場合、ゲ
ート電極と反対側の表面は空乏化しきらず、低抵抗領域
が残り、TFTのオフ抵抗が小さくリーク電流が大きいも
のになる。
【０００７】図３では、TFTとLEDが別々に形成、パター
ニングされるため、プロセスが煩雑になる。
ニングされるため、プロセスが煩雑になる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題を
解決するため、共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子が形成されている有機半導体デ
バイスにおいて、薄膜トランジスタのゲート電極と発光
素子の一方の電極出る第一の電極、薄膜トランジスタの
主電極の少なくとも一方と発光素子のもう一方の電極で
ある第二の電極、発光素子の薄膜トランジスタの有機半
導体層と発光素子の少なくとも一層の有機半導体層が各
々共通であることを特徴とする。
解決するため、共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子が形成されている有機半導体デ
バイスにおいて、薄膜トランジスタのゲート電極と発光
素子の一方の電極出る第一の電極、薄膜トランジスタの
主電極の少なくとも一方と発光素子のもう一方の電極で
ある第二の電極、発光素子の薄膜トランジスタの有機半
導体層と発光素子の少なくとも一層の有機半導体層が各
々共通であることを特徴とする。
【０００９】さらに製造方法として、共通基板上に第一
の電極層を形成し、それをパターニングして薄膜トラン
ジスタのゲート電極と発光素子の一方の電極とする工
程、有機半導体層を形成して薄膜トランジスタの半導体
層と発光素子の半導体層とする工程、第二の電極層を形
成して薄膜トランジスタの主電極と発光素子のもう一方
の電極層とする工程、を含むことを特徴とする。
の電極層を形成し、それをパターニングして薄膜トラン
ジスタのゲート電極と発光素子の一方の電極とする工
程、有機半導体層を形成して薄膜トランジスタの半導体
層と発光素子の半導体層とする工程、第二の電極層を形
成して薄膜トランジスタの主電極と発光素子のもう一方
の電極層とする工程、を含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１に一実施例として、同一基板上に有機
半導体共有したＴＦＴとＬＥＤを形成した有機半導体素
子を示す。
半導体共有したＴＦＴとＬＥＤを形成した有機半導体素
子を示す。
【００１２】図２（Ａ）から図２（Ｅ）に、第１図の有
機半導体素子を形成するプロセスを示す。
機半導体素子を形成するプロセスを示す。
【００１３】図２（Ａ）に示したように、ガラス基板11
上にＴＦＴのゲート電極とＬＥＤの下電極となる導電体
12を堆積し、所望の形状にパターニングする。ＬＥＤか
らの光をガラス基板側から取り出す場合、下電極は、Ｉ
ＴＯ、ＺｎＯなどの透明導電体が必要である。このとき
基板は、透明な有機フィルムでもかまわない。基板と反
対側から光を取り出す場合は、下電極は、Ａｌ、Ｃｒ，
Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属でもかまわな
い。この場合、基板は不透明のセラミックス、有機のフ
ィルムでもかまわない。
上にＴＦＴのゲート電極とＬＥＤの下電極となる導電体
12を堆積し、所望の形状にパターニングする。ＬＥＤか
らの光をガラス基板側から取り出す場合、下電極は、Ｉ
ＴＯ、ＺｎＯなどの透明導電体が必要である。このとき
基板は、透明な有機フィルムでもかまわない。基板と反
対側から光を取り出す場合は、下電極は、Ａｌ、Ｃｒ，
Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属でもかまわな
い。この場合、基板は不透明のセラミックス、有機のフ
ィルムでもかまわない。
【００１４】さらに図２（Ｂ）に示したように、導電体
12上にＴＦＴのゲート絶縁層となる絶縁体13を形成し、
ＴＦＴ部分1のみゲート電極を覆うように残す。さら
に、絶縁体の上に有機半導体14を、ＴＦＴ部分1とＬＥ
Ｄ部分2の必要な半導体部分のみ残す様に形成する。こ
のとき、半導体は、所望の形状のみ開口されたマスクを
用いて、蒸着してもかまわないし、前面に堆積した後、
フォトリソによりパターニングしてもかまわない。さら
に、所望の部分のみ有機半導体を含むインクを印刷する
インクジェット法等による印刷でもかまわない。又、こ
の半導体は、正孔輸送体であっても電子輸送体であって
もよい。
12上にＴＦＴのゲート絶縁層となる絶縁体13を形成し、
ＴＦＴ部分1のみゲート電極を覆うように残す。さら
に、絶縁体の上に有機半導体14を、ＴＦＴ部分1とＬＥ
Ｄ部分2の必要な半導体部分のみ残す様に形成する。こ
のとき、半導体は、所望の形状のみ開口されたマスクを
用いて、蒸着してもかまわないし、前面に堆積した後、
フォトリソによりパターニングしてもかまわない。さら
に、所望の部分のみ有機半導体を含むインクを印刷する
インクジェット法等による印刷でもかまわない。又、こ
の半導体は、正孔輸送体であっても電子輸送体であって
もよい。
【００１５】さらに図２（Ｃ）で示したたように、ＬＥ
Ｄ部分2の共通半導体14上に共通半導体とは異なる型の
輸送体の有機半導体層15を形成する。共通半導体14が正
孔輸送体のときは15に電子輸送体、共通半導体14が電子
輸送体のときは15に正孔輸送体をもちいる。
Ｄ部分2の共通半導体14上に共通半導体とは異なる型の
輸送体の有機半導体層15を形成する。共通半導体14が正
孔輸送体のときは15に電子輸送体、共通半導体14が電子
輸送体のときは15に正孔輸送体をもちいる。
【００１６】さらに図２（Ｄ）で示したように、ＴＦＴ
部1の主電極であるソース電極とドレイン電極16、そし
てＬＥＤ部2の上部電極16を堆積し、所望の形状にパタ
ーニングする。この上部電極16は、上部電極側からＬＥ
Ｄからの光を照射する場合は、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの透
明電極にする。下部電極12側から光が照射される場合
は、上部電極は透明電極以外に、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属でもかまわない。
部1の主電極であるソース電極とドレイン電極16、そし
てＬＥＤ部2の上部電極16を堆積し、所望の形状にパタ
ーニングする。この上部電極16は、上部電極側からＬＥ
Ｄからの光を照射する場合は、ＩＴＯ、ＺｎＯなどの透
明電極にする。下部電極12側から光が照射される場合
は、上部電極は透明電極以外に、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｔａ等の金属でもかまわない。
【００１７】さらに図２（Ｅ）で示すように絶縁膜の保
護層17を形成する。保護層17には耐湿性から、プラズマ
ＣＶＤによるＳｉＮ膜などが用いられるが、工程が簡便
なスピンナー塗布によるポリイミド膜、あるいは、エポ
キシ樹脂等の有機系膜でもかまわない。
護層17を形成する。保護層17には耐湿性から、プラズマ
ＣＶＤによるＳｉＮ膜などが用いられるが、工程が簡便
なスピンナー塗布によるポリイミド膜、あるいは、エポ
キシ樹脂等の有機系膜でもかまわない。
【００１８】さらに、ＬＥＤからの光の出射側とは反対
側の面の電極に金属を用い、その表面を鏡面とすること
は、出射側とは反対側の面に到達した光を反射するの
で、ＬＥＤ発光効率が改善されるので尚よい。
側の面の電極に金属を用い、その表面を鏡面とすること
は、出射側とは反対側の面に到達した光を反射するの
で、ＬＥＤ発光効率が改善されるので尚よい。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、同一基板上にＴＦＴと
ＬＥＤを形成する際、有機半導体、電極を共通に形成す
るので、極めて簡便なプロセスで、有機半導体デバイス
を提供できる。
ＬＥＤを形成する際、有機半導体、電極を共通に形成す
るので、極めて簡便なプロセスで、有機半導体デバイス
を提供できる。
【図１】 同一基板上にＴＦＴとＥＬの有機半導体層を
共通にした有機半導体デバイスの断面図である。
共通にした有機半導体デバイスの断面図である。
【図２】 （Ａ）から（Ｅ）有機半導体デバイスの製造
工程を示すプロセス図。
工程を示すプロセス図。
【図３】 有機発光ダイオードとＴＦＴの図
【図４】 有機発光ダイオードとＴＦＴの図
１ ＴＦＴ部
２ ＬＥＤ部
１１ ガラス基板
１２ 下電極
１３ ゲート絶縁層
１４ 有機半導体層
１５ 14と異なる型の有機半導体層
１６ 上部電極
１７ パッシベーション
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年３月２５日（２００２．３．２
５）
５）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 同一基板上にＴＦＴとＥＬの有機半導体層を
共通にした有機半導体デバイスの断面図である。
共通にした有機半導体デバイスの断面図である。
【図２Ａ】 有機半導体デバイスの製造工程を示すプロ
セス図（その１）
セス図（その１）
【図２Ｂ】 有機半導体デバイスの製造工程を示すプロ
セス図（その２）
セス図（その２）
【図２Ｃ】 有機半導体デバイスの製造工程を示すプロ
セス図（その３）
セス図（その３）
【図２Ｄ】 有機半導体デバイスの製造工程を示すプロ
セス図（その４）
セス図（その４）
【図２Ｅ】 有機半導体デバイスの製造工程を示すプロ
セス図（その５）
セス図（その５）
【図３】 有機発光ダイオードとＴＦＴの図
【図４】 有機発光ダイオードとＴＦＴの図
【符号の説明】
１ ＴＦＴ部
２ ＬＥＤ部
１１ ガラス基板
１２ 下電極
１３ ゲート絶縁層
１４ 有機半導体層
１５ １４と異なる型の有機半導体層
１６ 上部電極
１７ パッシベーション
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１８Ｂ
33/26 ６１２Ｚ
Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB18 DB03 FA01
5C094 AA43 AA45 BA03 BA27 CA19
EA04 EA07 FB01 FB14
5F110 AA16 BB01 CC07 DD01 DD02
EE02 EE03 EE04 EE07 GG05
GG41 GG42 HK02 HK03 HK04
HK07 NN02 NN24 NN27 NN35
NN36 NN71 QQ06
Claims (7)
- 【請求項１】 共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子が形成されている有機半導体デ
バイスにおいて、薄膜トランジスタのゲート電極と発光
素子の一方の電極出る第一の電極、薄膜トランジスタの
主電極の少なくとも一方と発光素子のもう一方の電極で
ある第二の電極、発光素子の薄膜トランジスタの有機半
導体層と発光素子の少なくとも一層の有機半導体層が各
々共通であることを特徴とする有機半導体デバイス。 - 【請求項２】 前記共通の有機半導体層はP型あるいはN
型の導電方を示す半導体であることを特徴とする請求項
１に記載の有機半導体デバイス。 - 【請求項３】 前記第一の電極若しくは第二の電極の少
なくとも一方が透明電極であることを特徴とする請求項
１に記載の有機半導体デバイス。 - 【請求項４】 前記第一の電極若しくは第二の電極の金
属電極表面が鏡面であることを特徴とする請求項１に記
載の有機半導体デバイス。 - 【請求項５】 前記発光素子は薄膜トランジスタと共通
の第一の半導体層とは異なる第二の導電形の半導体層を
さらに含み、第一の半導体層と第二の半導体層との間
で、接合を形成していることを特徴とする請求項１に記
載の有機半導体デバイス。 - 【請求項６】 共通の基板上に、有機半導体による薄膜
トランジスタと発光素子を形成する有機半導体デバイス
の製造方法において、共通基板上に第一の電極層を形成
し、それをパターニングして薄膜トランジスタのゲート
電極と発光素子の一方の電極とする工程、有機半導体層
を形成して薄膜トランジスタの半導体層と発光素子の半
導体層とする工程、第二の電極層を形成して薄膜トラン
ジスタの主電極と発光素子のもう一方の電極層とする工
程、を含むことを特徴とする有機半導体デバイスの製造
方法。 - 【請求項７】 前記有機半導体デバイスの製造方法にお
いて、ゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、主電
極の順に形成することを特徴とする請求項６に記載の有
機半導体デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041535A JP2003241689A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 有機半導体デバイス及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002041535A JP2003241689A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 有機半導体デバイス及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003241689A true JP2003241689A (ja) | 2003-08-29 |
Family
ID=27781919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002041535A Withdrawn JP2003241689A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 有機半導体デバイス及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003241689A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005093974A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Ind Technol Res Inst | 薄膜トランジスタ素子活性層の半導体材料とその製造方法 |
| JP2005268607A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Ricoh Co Ltd | 能動素子、これを用いたｃｍｏｓ回路及びこれを用いた表示装置 |
| JP2005268618A (ja) * | 2004-03-19 | 2005-09-29 | Ricoh Co Ltd | 能動素子、これを用いたｃｍｏｓ回路及びこれを用いた表示装置 |
| JP2006080494A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-03-23 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置及びその作製方法、並びにテレビジョン装置 |
| JP2007184437A (ja) * | 2006-01-10 | 2007-07-19 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
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