JP2007149740A - 有機半導体装置及びその製造方法並びに表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機半導体装置については、絶縁層3は、高分子粒子を含有する。有機半導体装置の製造方法は、高分子粒子が分散されている分散液又は無機粒子及び高分子粒子が分散されている分散液を用いて、絶縁層3を形成する工程を有する。
【選択図】図1
Description
S=4πr2×n・・・(2)
式(1)及び式(2)からnを消去してSについて整理すると、
S=3N/r・・・(3)
となる。式(3)から、単位体積の絶縁層に占める高分子粒子の総表面積Sは、高分子粒子の充填率Nに比例し、高分子粒子の半径の平均値rに反比例することがわかる。したがって、有機半導体層及び絶縁層の界面における接触面積を大きくするためには、高分子粒子の充填率Nを大きくして、高分子粒子の半径の平均値rを小さくすればよいことがわかる。
N/r≧0.02[nm−1]・・・(4)
を満たした時に、Ion/Ioffは、高分子粒子からなる絶縁層を有さない有機半導体装置の約100倍以上になることがわかった(図8参照)。同一の粒子径を有する球形の高分子粒子を最密充填した場合、充填率は74%であることから、絶縁層における空孔の占める体積の比率は、通常、20%以上である。このため、高分子粒子の平均粒子径は、100nm以下であることが好ましく、50nm以下がさらに好ましい。
可溶性ポリイミドCT4112(京セラケミカル社製)をアセトンに溶解させ、1重量%のポリイミド溶液を調製した。サンプル管に10mlの純水を入れ、攪拌子を用いて攪拌しながら、ポリイミド溶液を徐々に滴下し、ポリイミド粒子の分散液を得た。なお、ポリイミド粒子の作製は、室温、大気中で行った。動的光散乱法により得られたポリイミド粒子の平均粒子径は、100nmであった。
(抵抗率の評価2)
平均粒子径が112nm、301nm及び843nmのポリスチレン粒子の分散液(セラダイン社製)をそれぞれガラス基板にキャストし、ポリスチレン粒子からなる絶縁膜を作製した。この際、膜厚が1μmになるように、分散液の濃度を純水で希釈することにより、調製した。
(比較例1)
絶縁層3の代わりに、上記と同様に、スピンコート法により、ポリイミド連続膜を形成した以外は、実施例1と同様に、有機半導体装置を作製した。
(実施例2)
以下のようにして、図5に示すような有機半導体装置を作製した。
(実施例3)
以下のようにして、図4に示すような有機半導体装置を作製した。
(比較例2)
キャスト法により、ポリイミド粒子からなる粒子層を形成した後、40重量%ポリスチレン溶液(溶媒:トルエン)をスピンコート成膜し、50℃のホットプレート上で2時間キュアーし、絶縁層3を得たこと以外は、実施例3と同様にして、有機半導体装置を作製した。
(実施例4)
以下のようにして、図2に示すような有機半導体装置を作製した。
(実施例5)
絶縁層3において、ポリスチレンの導入率を変えて種々のものとし、実施例4と同様に成膜した。実施例4と同様にキュアーし、絶縁層3の断面を観察したところ、全画像面積中の空孔の割合が12%、48%及び63%のものが得られた。実施例4と同様にして、有機半導体装置を作製した。この電気特性を実施例4と同様に測定した。
2 ゲート電極
3 絶縁層
4 ソース電極
5 ドレイン電極
6 有機半導体層
7 下地層
8 透明導電膜
9 基板
10 表示素子
Claims (16)
- 絶縁層及び有機半導体層を有する有機半導体装置において、
該絶縁層は、高分子粒子を含有することを特徴とする有機半導体装置。 - 前記絶縁層は、無機粒子をさらに含有することを特徴とする請求項1に記載の有機半導体装置。
- 前記高分子粒子は、1種類以上の高分子化合物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機半導体装置。
- 前記高分子粒子は、ポリイミドを含有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機半導体装置。
- 前記高分子粒子の平均粒子径は、10nm以上100nm以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の有機半導体装置。
- 前記絶縁層は、空孔を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機半導体装置。
- 前記絶縁層に対する前記空孔の体積比は、20%以上50%未満であることを特徴とする請求項6に記載の有機半導体装置。
- 前記絶縁層は、空孔を有さないことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機半導体装置。
- 高分子粒子が分散されている分散液又は無機粒子及び高分子粒子が分散されている分散液を用いて、絶縁層を形成する工程を有することを特徴とする有機半導体装置の製造方法。
- 前記絶縁層のガラス転移点以上の温度で前記絶縁層を加熱する工程をさらに有することを特徴とする請求項9に記載の有機半導体装置の製造方法。
- 絶縁性の基板上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極が形成された基板上に前記絶縁層を形成する工程、
該絶縁層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程並びに
該ソース電極及びドレイン電極が形成された絶縁層上に有機半導体層を形成する工程を有することを特徴とする請求項9又は10に記載の有機半導体装置の製造方法。 - 絶縁性の基板上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
該ソース電極及びドレイン電極が形成された基板上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上に前記絶縁層を形成する工程並びに
該絶縁層上にゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項9又は10に記載の有機半導体装置の製造方法。 - 絶縁性の基板上に有機半導体層を形成する工程、
該有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程、
該ソース電極及びドレイン電極が形成された有機半導体層上に前記絶縁層を形成する工程並びに
該絶縁層上にゲート電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項9又は10に記載の有機半導体装置の製造方法。 - 絶縁性の基板上にゲート電極を形成する工程、
該ゲート電極が形成された基板上に前記絶縁層を形成する工程、
該絶縁層上に有機半導体層を形成する工程並びに
該有機半導体層上にソース電極及びドレイン電極を形成する工程を有することを特徴とする請求項9又は10に記載の有機半導体装置の製造方法。 - 請求項9乃至14のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法を用いて製造されていることを特徴とする有機半導体装置。
- 請求項1乃至8及び15のいずれか一項に記載の有機半導体装置を有することを特徴とする表示装置。
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