JP2008047725A - 半導体装置、電子装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】特性に優れる(特にオンオフ比が大きい)有機半導体装置、かかる有機半導体装置を備え信頼性の高い電子装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】薄膜トランジスタ(有機半導体装置)1は、ソース電極20aおよびドレイン電極20bと、有機半導体材料で構成された有機半導体層30と、有機半導体層30に電界をかけるゲート電極50と、ゲート電極50に対してソース電極20aおよびドレイン電極20bを絶縁するゲート絶縁層40と、有機半導体層30のゲート絶縁層40と反対側に接触して設けられ、ポリエステルを含む樹脂材料で構成された下地層(第2の絶縁層)60とを有する。
【選択図】図2

Description

本発明は、半導体装置、電子装置及び電子機器に関する。
近年、半導体的な電気伝導を示す有機材料(有機半導体材料)を使用した薄膜トランジスタ(有機半導体装置)の開発が進められている。
この薄膜トランジスタは、薄型軽量化に適すること、可撓性を有すること、材料コストが安価であること等の長所を有しており、フレキシブルディスプレイ等のスイッチング素子として期待されている。
このような薄膜トランジスタにおいて、キャリア移動度の向上を目的として、有機半導体層のゲート絶縁層と反対側に、芳香族化合物および/または芳香環含有ポリマーを含む絶縁層を設けた構成のものが開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、この薄膜トランジスタにおいて、他の特性、特にオンオフ比が十分に改善されているとは言い難く、更なる検討の余地が残る。
特開2005−101555号公報
本発明の一つの目的は、絶縁層がフォトリソ工程に耐え、かつ特性に優れる(オンオフ比が大きい、Vthシフトが小さい、かつオフ電流の小さい)有機半導体装置、かかる有機半導体装置を備え信頼性の高い電子装置および電子機器を提供することにある。
本発明に係る半導体装置は、有機半導体材料で構成された有機半導体層と、前記有機半導体層に電界を印加するためのゲート電極と、前記ゲート電極と前記有機半導体層とを絶縁する第1の絶縁層と、第2の絶縁層と、を含み、前記有機半導体層は、前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に配置され、前記第2の絶縁層は、フルオレン骨格を有する重合体により構成されていることを特徴とする。
これにより、絶縁層がフォトリソに耐え、特性に優れる(オンオフ比が大きい、Vthシフトが少ない、かつオフ電流の小さい)有機半導体装置が得られる。
上記の半導体装置において、前記重合体の主鎖は、酸素原子を含むようにしてもよい。
酸素原子を含む重合体として、例えば、ポリエステルあるいはポリエーテルが挙げられる。
上記の半導体装置において、前記重合体は、フルオレン骨格を含む第1の重合性モノマーとエポキシ基、オキセタン基、アクリル酸基、及びメタクリル酸基のうち少なくともいずれか一つを含む第2の重合性モノマーとを共重合することにより得られるようにしてもよい。
上記の半導体装置において、前記第1の重合性モノマーは、下記構造式1に示した構造を有し、前記第2の重合性モノマーは、下記構造式2または3に示した構造を有していてもよい。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
ここで、式中のR1、R2及びR3の各々は、それぞれ以下のものを示す。
1:R1は全て同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。
2:R2は少なくとも2つは同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。
3:R3は少なくとも3つは同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
上記の半導体装置において、前記重合体は、ポリエステル骨格を有していてもよい。
上記の半導体装置において、前記重合体は、前記第1の重合性モノマーに由来する第1の構造部分と、前記第2の重合性モノマーに由来する第2の構造部分と、を含み、前記第1の構造部分の25モル%〜75モル%であってもよい。
上記の半導体装置において、前記有機半導体材料は、前記有機半導体層において結晶性を有していてもよい。上記の半導体装置において、前記有機半導体層は、前記第2の絶縁層と前記ゲート電極との間に配置されていてもよい。
上記の半導体装置において、前記第2の絶縁層の平均厚さは、0.01μm〜10μmであってもよい。
第2の絶縁層の平均厚さを前記範囲とすることにより、基板と有機半導体層とが直接接触することや、有機半導体装置に可撓性を付与する場合には、その可撓性が低下すること等を防止することができる。
本発明に係る電子装置は、上記の半導体装置を備えている。
本発明に係る電子機器は、上記の電子装置を備える。
以下、本発明の有機半導体装置、電子装置および電子機器について、好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
なお、以下では、本発明の有機半導体装置をアクティブマトリクス装置に適用した場合を一例に説明する。
<アクティブマトリクス装置>
図1は、本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図、図2は、図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの構成を示す図(縦断面図および平面図)、図3および図4は、それぞれ、図2に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図(縦断面図)である。なお、以下の説明では、図2〜図4中上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図1に示すアクティブマトリクス装置300は、基板500と、いずれも基板500上に設けられ、互いに直交する複数のデータ線301と、複数の走査線302と、これらのデータ線301と走査線302との各交点付近に設けられた有機薄膜トランジスタ1(以下、「薄膜トランジスタ1」と言う。)および画素電極(個別電極)303とを有している。
そして、薄膜トランジスタ1が有するゲート電極50は走査線302に、ソース電極20aはデータ線301に、ドレイン電極20bは画素電極303に、それぞれ接続されている。
本実施形態の薄膜トランジスタ1は、ソース電極20aおよびドレイン電極20bがゲート電極50より基板500側に位置するトップゲート構造(トップゲート型)の薄膜トランジスタである。
具体的には、図2(a)に示すように、この薄膜トランジスタ1は、基板500上に設けられた下地層(第2の絶縁層)60と、下地層60上に、互いに分離して設けられたソース電極20aおよびドレイン電極20bと、ソース電極20aおよびドレイン電極20bに接触して設けられた有機半導体層30と、有機半導体層30とゲート電極50との間に位置するゲート絶縁層40とを有している。
以下、各部の構成について、順次説明する。
基板500は、薄膜トランジスタ1(アクティブマトリクス装置300)を構成する各層(各部)を支持するものである。
基板500には、例えば、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)等で構成されるプラスチック基板(樹脂基板)、石英基板、シリコン基板、金属(鉄、ステンレス、アルミニウム、銅等)基板、ガリウム砒素基板等を用いることができる。
薄膜トランジスタ1に可撓性を付与する場合には、基板500には、プラスチック基板(高分子材料を主材料として構成された基板)、あるいは、薄い(比較的膜厚の小さい)金属基板が選択される。
基板500上には、後述する有機半導体層30に接触して、下地層(バッファ層)60が設けられている。
本発明の一態様では、この下地層60を、ポリエステルを含む樹脂材料で構成したことに特徴を有する。なお、この点(特徴)については、後に詳述する。
下地層60上には、所定の間隔離間して、ソース電極20aおよびドレイン電極20bが設けられている。
ソース電極20aおよびドレイン電極20bの構成材料としては、例えば、Au、Ag、Cu、Pt、Ni、Cr、Ti、Ta、Alまたはこれらを含む合金のような金属材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
これらの中でも、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの構成材料としては、それぞれ、Au、Ag、Cu、Ptまたはこれらを含む合金を主とするものが好ましい。これらのものは、比較的仕事関数が大きいため、有機半導体層30がp型である場合には、ソース電極20aをこれらの材料で構成することにより、有機半導体層30への正孔(キャリア)の注入効率を向上させることができる。
なお、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの平均厚さは、特に限定されないが、それぞれ、10nm〜2000nm程度であるのが好ましく、50nm〜1000nm程度であるのがより好ましい。
ソース電極20aとドレイン電極20bとの距離、すなわち、図2(a)、(b)に示すチャネル長Lは、2μm〜30μm程度であるのが好ましく、2μm〜20μm程度であるのがより好ましい。このような範囲にチャネル長Lの値を設定することにより、薄膜トランジスタ1の特性の向上(特に、ON電流値の上昇)を図ることができる。
また、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの長さ、すなわち、図2(b)に示すチャネル幅Wは、0.1mm〜5mm程度であるのが好ましく、0.3mm〜3mm程度であるのがより好ましい。このような範囲にチャネル幅Wの値を設定することにより、寄生容量を低減させることができ、薄膜トランジスタ1の特性の劣化を防止することができる。また、薄膜トランジスタ1の大型化を防止することもできる。
ソース電極20aおよびドレイン電極20bに接触するように、有機半導体層30が設けられている。
有機半導体層30の構成材料としては、例えば、ポリ(3−アルキルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)(PTV)、ポリ(パラ−フェニレンビニレン)(PPV)、ポリ(2−メトキシ−5−(2'−エチルヘキソキシ)−パラ−フェニレンビニレン)(MEH−PPV)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)(PFO)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−コ−ビス−N,N'−(4−メトキシフェニル)−ビス−N,N'−フェニル−1,4−フェニレンジアミン)(PFMO)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−コ−ベンゾチアジアゾール)(BT)、フルオレン−トリアリールアミン共重合体、トリアリールアミン系ポリマー、フルオレン−ビチオフェン共重合体(F8T2)のような高分子の有機半導体材料、フラーレン、銅フタロシアニンのような金属フタロシアニンまたはその誘導体、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン等のアセン分子材料、クォーターチオフェン(4T)、セキシチオフェン(6T)、オクチチオフェン(8T)、ジヘキシルクォーターチオフェン(DH4T)、ジヘキシルセキシチオフェン(DH6T)等のα−オリゴチオフェン類のような低分子の有機半導体材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、これらの有機半導体材料は、いずれも、結晶性を有するものであり、特に半導体特性に優れるものである。
これらの中でも、特に、一般に高いキャリア輸送能を有する高分子の有機半導体材料を主成分とするものを用いるのが好ましい。
また、高分子の有機半導体材料を主材料として構成される有機半導体層30は、薄型化・軽量化が可能であり、可撓性にも優れるため、フレキシブルディスプレイのスイッチング素子等として用いられる薄膜トランジスタ1への適用に適している。
この有機半導体層30の平均厚さは、特に限定されないが、0.1nm〜1000nm程度であるのが好ましく、1nm〜500nm程度であるのがより好ましく、1nm〜100nm程度であるのがさらに好ましい。
なお、有機半導体層30は、ソース電極20aとドレイン電極20bとの間の領域(チャネル領域)に選択的に設けられた構成のものであってもよく、ソース電極20aおよびドレイン電極20bのほぼ全体を覆うように設けられた構成のものであってもよい。
有機半導体層30と接触し、かつ、有機半導体層30、ソース電極20aおよびドレイン電極20bを覆うように、ゲート絶縁層40が設けられている。
このゲート絶縁層40は、ソース電極20aおよびドレイン電極20bに対して、後述するゲート電極50を絶縁するものである。
ゲート絶縁層40の平均厚さは、特に限定されないが、10nm〜5000nm程度であるのが好ましく、100nm〜2000nm程度であるのがより好ましい。ゲート絶縁層40の厚さを前記範囲とすることにより、ソース電極20aおよびドレイン電極20bとゲート電極50とを確実に絶縁しつつ、薄膜トランジスタ1の動作電圧を低くすることができる。
ゲート絶縁層40上の所定の位置、すなわち、ソース電極20aとドレイン電極20bとの間の領域に対応する位置には、有機半導体層30に電界を印加するゲート電極50が設けられている。
このゲート電極50の構成材料としては、例えば、Pd、Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti、Cuまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素材料、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)のようなポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p−フェニレン)、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリフルオレン、ポリカルバゾール、ポリシランまたはこれらの誘導体、およびこれらを含む混合物等の導電性高分子材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。なお、混合物系の導電性高分子材料としては、例えば、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PSS)等が挙げられる。
ゲート電極50の平均厚さは、特に限定されないが、0.1nm〜2000nm程度であるのが好ましく、1nm〜1000nm程度であるのがより好ましい。
このような薄膜トランジスタ1では、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの間に電圧を印加した状態で、ゲート電極50にゲート電圧を印加すると、有機半導体層30のゲート絶縁層40との界面付近にチャネルが形成され、チャネル領域をキャリア(正孔)が移動することで、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの間に電流が流れる。
すなわち、ゲート電極50に電圧が印加されていないOFF状態では、ソース電極20aおよびドレイン電極20bとの間に電圧を印加しても、有機半導体層30中にほとんどキャリアが存在しないため、微少な電流しか流れない。
一方、ゲート電極50に電圧が印加されているON状態では、有機半導体層30のゲート絶縁層40に面した部分に電荷が誘起され、チャネル(キャリアの流路)が形成される。この状態でソース電極20aおよびドレイン電極20bの間に電圧を印加すると、チャネル領域を通って電流が流れる。
次に、下地層60について説明する。
下地層60は、ポリエステルを含む樹脂材料(好ましくはポリエステルを主成分とする樹脂材料)で構成され、有機半導体層30のゲート絶縁層40と反対側に接触して設けられている。
ここで、本発明者の得た知見によれば、有機半導体層30は、これに接触する層(部材)の構成材料に影響を受け、その特性が変化することが判った。
例えば、通常のポリエチレンやポリスチレン等の高分子材料より構成される、または金属材料(特に、ステンレス)で構成すると、オンオフ比等のトランジスタの特性の低下を生じることが判った。
これに対して、基板500と有機半導体層30との間に、有機半導体層30に接触する下地層60を設けることによりオンオフ比等のトランジスタの特性が向上した。
その結果、各種材料の中でもハードセグメント、かつ有機半導体層のキャリア輸送を円滑化させるためのフルオレン骨格を有し、かつ大気中からの不純物キャリアをトラップするエーテル(−O−)基を有する構造式Iのモノマーユニット、及びソフトセグメント、大気中からの不純物キャリアをトラップするエーテル(−O−)基を有し、かつ重合により立体架橋する事で耐溶剤性に優れる多官能(3ないし6官能のいずれか)モノマーである構造式IIのモノマーユニットを有するポリエーテルまたはポリエステル樹脂材料で下地層60を構成することにより、有機半導体層30(薄膜トランジスタ1)の特性(オンオフ比の上昇、Vthシフト低減、オフ電流値の抑制)を向上させ得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
換言すれば、本発明は、基板500が高分子材料が主材料、または金属材料であるトップゲート構造の薄膜トランジスタ1へ適用するのが好ましい。また、本発明者の検討によれば、有機半導体層30が、特に、結晶性を有する有機半導体材料で構成される場合に、前記効果がより顕著に発揮されることも判った。
また、下地層60を設けることにより、基板500の構成材料に如何なるものをも用いることができる。すなわち、高価な基板500を用いることを要さないため、薄膜トランジスタ1の製造コストの削減を図ることができる。
本発明において使用可能なポリエーテルまたはポリエステルとしては、各種のものが挙げられるが、分子末端に2個の重合性官能基を有し、かつ重合性官能基部位を除く分子内に−O−基と部分骨格としてフルオレン骨格を併せ持つ事を特徴とする第1の重合性モノマー構造、及び分子末端に少なくとも3個以上の重合性官能基を有し、かつ重合性官能基部位を除く分子内に−O−基を併せ持つ事を特徴とする第2の重合性モノマー構造を有するものであるのが好ましい。第1の重合性モノマー構造、及び第2の重合性モノマー構造の有する重合性官能基は、何れもエポキシ基、オキセタン基、アクリル酸基、またはメタクリル酸基の何れかである。
さらに下記構造式Iから選ばれる第1の重合性モノマー化合物群のうち少なくとも1種のモノマー構造と、下記構造式II−1またはII−2から選ばれる第2の重合性モノマー化合物群のうち少なくとも1種のモノマー構造とを有するものであるのがより好ましい。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
ここで、R1、R2、R3は各々III−1〜III−5のいずれかである。ただし、R1は異なる基であってはならない。0個または1個のR2は水素原子であって良いが、他のR2は同じ基である。また、0個、1個、または2個のR3は水素原子であって良いが、他のR3は同じ基である。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
また、下記構造式IVから選ばれる第1の重合性モノマー化合物群のうち少なくとも1種のモノマー構造と、下記構造式V−1またはV−2から選ばれる第2の重合性モノマー化合物群のうち少なくとも1種のモノマー構造とを有するものであるのが特に好ましい。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
Figure 2008047725
ここで、R1、R2、R3は各々VI−1またはVI−2のいずれかである。ただし、R1は異なる基であってはならない。0個または1個のR2は水素原子であって良いが、他のR2は同じ基である。また、0個、1個、または2個のR3は水素原子であって良いが、他のR3は同じ基である。
Figure 2008047725
Figure 2008047725
第1の重合性モノマーは20モル%から80モル%であり、第2の重合性モノマーは20モル%から80モル%であるのが好ましい。第1の重合性モノマーが25モル%より小さな場合には、重合して得られる下地層が柔らかくなり好ましくない。また75モル%より大きい場合には、重合して得られる下地層が脆くなり好ましくない。
第1の重合性モノマーは25モル%から80モル%が重合して得られた下地層の耐溶剤性、硬さ、および特性(オンオフ比の向上、Vthシフト低下および、オフ電流値抑制)の点で、より好ましい。さらに第1の重合性モノマーは35モル%から80モル%が重合して得られた下地層の耐溶剤性、硬さ、および特性(オンオフ比の向上、Vthシフト低下および、オフ電流値抑制)の点で、特に好ましい。
これらのポリエーテルまたはポリエステルは、薄膜トランジスタ1の特性を向上させる効果が特に高いことから好ましい。
構造式Iの化合物は、例えば、大阪ガスケミカル株式会社から入手可能である。
また、構造式IIの化合物は、例えば新中村化学工業株式会社、または東亜合成株式会社から入手可能である。
また、構造式I、及び構造式IIの化合物は、例えば、Houben-Wyle,Methods of Organic Chemistry,Georg Thieme Verlag,Stuttgart、Organic Synthesis,John Wiley & Sons Inc.、Organic Reactions,John Wiley & Sons Inc.、Comprehensive Organic Synthesis,Pergamon Press、新実験化学講座;丸善、等に記載されている一般的な有機化学的手法を適宜組み合わせることにより、容易に製造(合成)することができる。
この下地層(第2の絶縁層)60の平均厚さは、0.01μm〜10μm程度であるのが好ましく、0.1μm〜5μm程度であるのがより好ましい。下地層60の平均厚さを前記範囲とすることにより、基板500と有機半導体層30とが直接接触することや、アクティブマトリクス装置300に可撓性を付与する場合には、その可撓性が低下すること等を防止することができる。
次に、アクティブマトリクス装置300の製造方法について説明する。
なお、以下では、薄膜トランジスタ1の製造方法を中心に説明する。
[1]下地層形成工程(図3(a)参照)
まず、基板500を用意し、基板500上に下地層60を形成する。
下地層60は、例えば、前述した構造式I及び構造式IIのモノマー、並びに適当量の光ラジカル重合開始剤、または光カチオン重合開始剤を溶媒に溶解した溶液を、基板500上に供給した後、UV照射により仮重合を行なった後、加熱により本重合、並びに脱溶媒する事により重合を終結させることにより形成することができる。
これらモノマー並びに光ラジカル重合開始剤、または光カチオン重合開始剤は溶媒に溶解しても良いし、溶媒に溶解しなくても良い。
溶液の調製に用いる溶媒としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)等のエーテル系溶媒、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、あるいはこれらの混合溶媒等が挙げられる。
また、溶液を基板500上に供給する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[2]ソース電極およびドレイン電極形成工程(図3(b)参照)
次に、下地層60上に、ソース電極20aおよびドレイン電極20bを所定距離離間して形成する。
まず、下地層60上に金属膜(金属層)を形成する。これは、例えば、プラズマCVD、熱CVD、レーザーCVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着、スパッタリング(低温スパッタリング)、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、金属箔の接合等により形成することができる。
この金属膜上に、レジスト材料を塗布した後に硬化させ、ソース電極20aおよびドレイン電極20bの形状に対応する形状のレジスト層を形成する。このレジスト層をマスクとして用いて、金属膜の不要部分を除去する。この金属膜の除去には、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
その後、レジスト層を除去することにより、ソース電極20aおよびドレイン電極20bが得られる。
なお、ソース電極20aおよびドレイン電極20bは、例えば、導電性粒子を含む導電性材料を下地層60上に供給して液状被膜を形成した後、必要に応じて、この液状被膜に対して後処理(例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等)を施すことにより形成することもできる。
なお、この導電性材料を供給する方法には、前記工程[1]で挙げた方法を用いることができる。
また、このとき、データ線301および画素電極303も形成する。
[3]有機半導体層形成工程(図3(c)参照)
次に、ソース電極20aおよびドレイン電極20bとに接触するように、有機半導体層30を形成する。
有機半導体層30は、例えば、有機半導体材料またはその前駆体を含む溶液を、下地層60上の、ソース電極20aとドレイン電極20bとの間の領域を含む所定の領域に供給して液状被膜を形成した後、必要に応じて、この液状被膜に対して後処理(例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等)を施すことにより形成することができる。
なお、この溶液を供給する方法には、前記工程[1]で挙げた方法を用いることができる。
[4]ゲート絶縁層形成工程(図3(d)参照)
次に、ソース電極20a、ドレイン電極20bおよび有機半導体層30を覆うように、ゲート絶縁層40を形成する。
ゲート絶縁層40は、前記下地層60と同様にして、液相プロセスにより形成することができる。
液相プロセスを用いることにより、有機半導体層30に不要な熱が加わるのを防止して、有機半導体層30の特性、ひいては、薄膜トランジスタ1の特性の低下を好適に防止することができる。
この場合、溶液の調製に用いる溶媒には、有機半導体層30に溶解や膨潤を生じさせないものが選択される。かかる溶媒としては、前記工程[1]で挙げたものの中でも、特に、ケトン系溶媒、エステル系溶媒およびエーテル系溶媒のうちの少なくとも一方を主成分とするものが好適である。
[5]ゲート電極形成工程(図3(e)参照)
次に、ゲート絶縁層40上に、ソース電極20aとドレイン電極20bとの間の領域に対応するように、ゲート電極50を形成する。
ゲート電極50は、前記ソース電極20aおよびドレイン電極20bと同様にして形成することができる。
中でも、ゲート電極50は、電極形成用材料(導電性材料)として、例えば、PEDOT/PSS(導電性高分子)の分散液や、銀コロイド、銅コロイドのような金属粒子を含む分散液等を用いた液相プロセスにより形成するのが好ましい。
かかる液相プロセスにおいて、例えば、電極形成用材料を、ゲート絶縁層40上にインクジェト法により供給することにより、寸法精度の高いゲート電極50を簡便に形成することができる。
また、このとき、走査線302を形成する。
なお、本実施形態では、走査線302は、ゲート電極50とは別途形成されるが、隣接する薄膜トランジスタ1のゲート電極50を連続して形成することにより走査線302としてもよい。
次に、薄膜トランジスタ1の他の構成例について説明する。
図4〜図6は、それぞれ、図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す図(縦断面図および平面図)である。
以下、図4〜図6に示す薄膜トランジスタ1について、図2に示す薄膜トランジスタ1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
図4に示す薄膜トランジスタ1は、有機半導体層30の位置が異なり、それ以外は、図2に示す薄膜トランジスタ1と同様である。
すなわち、図4に示す薄膜トランジスタ1は、有機半導体層30がソース電極20aおよびドレイン電極20bより下側(基板500側)に、下地層60を覆うように設けられている。
このような図4に示す薄膜トランジスタ1によっても、図2に示す薄膜トランジスタ1と同様の作用・効果が得られる。
図5に示す薄膜トランジスタ1は、全体構成が異なり、それ以外は、図2に示す薄膜トランジスタ1と同様である。
すなわち、図5に示す薄膜トランジスタ1は、ゲート電極50がゲート絶縁層40を介して、ソース電極20aおよびドレイン電極20bより下側(基板500側)に位置するボトムゲート型の薄膜トランジスタである。
そして、有機半導体層30を覆い、かつ有機半導体層30に接触するように、保護層(第2の絶縁層)70が設けられ、この保護層70が、図2および図4に示す下地層60と同様の構成とされている。
このような図5に示す薄膜トランジスタ1によっても、図2および図4に示す薄膜トランジスタ1と同様の作用・効果が得られる。
図6に示す薄膜トランジスタ1は、有機半導体層30の位置が異なり、それ以外は、図5に示す薄膜トランジスタ1と同様である。
すなわち、図6に示す薄膜トランジスタ1は、有機半導体層30がソース電極20aおよびドレイン電極20bより下側(基板500側)に、ゲート絶縁層40を覆うように設けられている。
このような図6に示す薄膜トランジスタ1によっても、図2、図4および図5に示す薄膜トランジスタ1と同様の作用・効果が得られる。
また、図4〜図6に示す薄膜トランジスタ1も、図2に示す薄膜トランジスタ1と同様にして、製造することができる。
<電子装置>
次に、本発明の電子装置として、前述したようなアクティブマトリクス装置が組み込まれた電気泳動表示装置を一例に説明する。
図7は、電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図7中上側を「上」、下側を「下」として説明する。
図7に示す電気泳動表示装置200は、前述したアクティブマトリクス装置(バックプレーン)300と、このアクティブマトリクス装置300上に設けられた電気泳動表示部(フロントプレーン)400とで構成されている。
この電気泳動表示部(電気泳動表示シート)400は、透明電極(共通電極)403を備える透明基板404と、バインダ材405により透明電極403に固定されたマイクロカプセル402とで構成されている。
そして、マイクロカプセル402が画素電極303に接触するようにして、アクティブマトリクス装置300と電気泳動表示部400とが接合されている。
各カプセル402内には、それぞれ、特性の異なる複数種の電気泳動粒子、本実施形態では、電荷および色(色相)の異なる2種の電気泳動粒子421、422を含む電気泳動分散液420が封入されている。
このような電気泳動表示装置200では、1本あるいは複数本の走査線302に選択信号(選択電圧)を供給すると、この選択信号(選択電圧)が供給された走査線302に接続されている薄膜トランジスタ1がONとなる。
これにより、かかる薄膜トランジスタ1に接続されているデータ線301と画素電極303とは、実質的に導通する。このとき、データ線301に所望のデータ(電圧)を供給した状態であれば、このデータ(電圧)は画素電極303に供給される。
これにより、画素電極303と透明電極403との間に電界が生じ、この電界の方向、強さ、電気泳動粒子421、422の特性等に応じて、電気泳動粒子421、422は、いずれかの電極に向かって電気泳動する。
一方、この状態から、走査線302への選択信号(選択電圧)の供給を停止すると、薄膜トランジスタ1はOFFとなり、かかる薄膜トランジスタ1に接続されているデータ線301と画素電極303とは非導通状態となる。
したがって、走査線302への選択信号の供給および停止、あるいは、データ線301へのデータの供給および停止を適宜組み合わせて行うことにより、電気泳動表示装置200の表示面側(透明基板404側)に、所望の画像(情報)を表示させることができる。
特に、本実施形態の電気泳動表示装置200では、電気泳動粒子421、422の色を異ならせていることにより、多階調の画像を表示することが可能となっている。
また、本実施形態の電気泳動表示装置200は、アクティブマトリクス装置300を有することにより、特定の走査線302に接続された薄膜トランジスタ1を選択的にON/OFFすることができるので、クロストークの問題が生じにくく、また、回路動作の高速化が可能であることから、高い品質の画像(情報)を得ることができる。
また、本実施形態の電気泳動表示装置200は、低い駆動電圧で作動するため、省電力化が可能である。
なお、前述したような薄膜トランジスタ1を備えるアクティブマトリクス装置が組み込まれた表示装置は、このような電気泳動表示装置200への適用に限定されるものではなく、例えば、液晶表示装置等に適用することもできる。
<電子機器>
このような電気泳動表示装置200は、各種電子機器に組み込むことができる。以下、電気泳動表示装置200を備える本発明の電子機器について説明する。
<<電子ペーパー>>
まず、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態について説明する。
図8は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
この図に示す電子ペーパー600は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体601と、表示ユニット602とを備えている。
このような電子ペーパー600では、表示ユニット602が、前述したような電気泳動表示装置200で構成されている。
<<ディスプレイ>>
次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図9は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図であり、(a)は断面図、(b)は平面図である。
この図に示すディスプレイ800は、本体部801と、この本体部801に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー600とを備えている。なお、この電子ペーパー600は、前述したような構成、すなわち、図8に示す構成と同様のものである。
本体部801は、その側部(図中、右側)に電子ペーパー600を挿入可能な挿入口805が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対802a、802bが設けられている。電子ペーパー600を、挿入口805を介して本体部801内に挿入すると、電子ペーパー600は、搬送ローラ対802a、802bにより挟持された状態で本体部801に設置される。
また、本体部801の表示面側(下図(b)中、紙面手前側)には、矩形状の孔部803が形成され、この孔部803には、透明ガラス板804が嵌め込まれている。これにより、本体部801の外部から、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を視認することができる。すなわち、このディスプレイ800では、本体部801に設置された状態の電子ペーパー600を、透明ガラス板804において視認させることで表示面を構成している。
また、電子ペーパー600の挿入方向先端部(図中、左側)には、端子部806が設けられており、本体部801の内部には、電子ペーパー600を本体部801に設置した状態で端子部806が接続されるソケット807が設けられている。このソケット807には、コントローラー808と操作部809とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600は、本体部801に着脱自在に設置されており、本体部801から取り外した状態で携帯して使用することもできる。
また、このようなディスプレイ800では、電子ペーパー600が、前述したような電気泳動表示装置200で構成されている。
なお、本発明の電子機器は、以上のようなものへの適用に限定されず、例えば、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができ、これらの各種電子機器の表示部に、電気泳動表示装置200を適用することが可能である。
以上、本発明の有機半導体装置、電子装置および電子機器について、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
まず、以下に示すモノマー組成A〜Cを用意した。
モノマー組成A;第1の重合性モノマー:4,4'−(9−フルオレニリデン)ビス( 2−フェノキシエチルアクリレート)
(大阪ガスケミカル社製)
第2の重合性モノマー:ペンタエリスリトールトリアクリレート
(東亜合成社製、製品名:M−305)
構造式I/構造式II=20モル%/80モル%
光重合開始剤:イルガキュア907
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
(構造式I+構造式II)/光重合開始剤=100wt%/4wt%
モノマー組成B;構造式I:ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル
(大阪ガスケミカル社製)
構造式II:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学 工業社製、製品名:NKエステルA−DPH)
構造式I/構造式II=50モル%/50モル%
光重合開始剤:イルガキュア184
(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
(構造式I+構造式II)/光重合開始剤=100wt%/4wt%
モノマー組成C;構造式I:4,4'−(9−フルオレニリデン)ビス(2−フェノキシ エチルアクリレート)(大阪ガスケミカル社製)
構造式II:ジペンタエリスリトールペンタアクリレート及びヘキサア クリレート(東亜合成社製、製品名:M−402)
構造式I/構造式II=80モル%/20モル%
光重合開始剤:イルガキュア907(チバ・スペシャルティ・ケミカ ルズ社製)/イルガキュア184(チバ・スペシャル ティ・ケミカルズ社製)=50wt%:50wt%
(構造式I+構造式II)/光重合開始剤=100wt%/5wt%
2.薄膜トランジスタの製造
以下に示すようにして、実施例11〜13、比較例11、実施例21、比較例21、実施例31、比較例31および比較例32の薄膜トランジスタを、それぞれ、200個ずつ製造した。
(実施例11)
<1>まず、150μm厚のSUS304基板を用意し、水を用いて洗浄した後、乾燥した。
<2>次に、基板上に、カルビトールアセテートを溶媒とした固形分10wt/vol%となるように調製したモノマー組成Aの溶液を、スピンコート法(1500rpm)により塗布した後、強度7mW/cm2の紫外線を、基板面に垂直な方向から120秒間照射した。その後、100℃×10分間加熱する事により本重合を行ない反応を完結させた。これにより、平均厚さ3μmの下地層(第2の絶縁層)を得た。
<3>次に、下地層上に、蒸着法により金の薄膜を形成した後、フォトリソグラフィー法によりレジスト層を形成し、このレジスト層をマスクとして金の薄膜をエッチングした。
これにより、平均厚さ100nmのソース電極およびドレイン電極を得た。また、チャネル長Lを20μm、チャネル幅Wを1mmとした。
<4>次に、ソース電極およびドレイン電極を形成した下地層上に、1%wt/volとなるように調製したポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−コ−ビチオフェン)(F8T2)のトルエン溶液を、インクジェト法により塗布した後、60℃×10分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ50nmの有機半導体層を得た。
<5>次に、有機半導体層、ソース電極およびドレイン電極を覆うように、5%wt/volとなるように調製したポリメチルメタクリレート(PMMA)の酢酸ブチル溶液を、スピンコート法(2400rpm)により塗布した後、60℃×10分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ500nmのゲート絶縁層を得た。
<6>次に、ゲート絶縁層上の、ソース電極とドレイン電極との間の領域に対応する領域に、Ag粒子の水分散液を、インクジェット法により塗布した後、80℃×10分間で乾燥した。
これにより、平均厚さ100nm、平均幅30μmのゲート電極を得た。
以上のようにして、図2に示す薄膜トランジスタを得た。
オフ電流値は1.0×10-13Aであった。
(実施例12)
モノマー組成Aに代えてモノマー組成Bを用いた以外は、前記実施例11と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(実施例13)
モノマー組成Aに代えてモノマー組成Cを用いた以外は、前記実施例11と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(実施例21)
前記工程<4>において、ペンタセンを使用し、1.33×10-4Pa以下の真空度で上記基板上に50nmの厚さに真空蒸着して有機半導体層を形成した以外は、前記実施例11と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(実施例31)
前記工程<4>において、銅フタロシアニンを使用し、1.33×10-4Pa以下の真空度で上記基板上に50nmの厚さに真空蒸着して半導体層を形成した以外は、前記実施例11と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(比較例11)
下地層を省略した以外は、前記実施例11と同様にして薄膜トランジスタを製造した。オフ電流値は5.0×10-12Aであった。
(比較例21)
下地層を省略した以外は、前記実施例21と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(比較例31)
下地層を省略した以外は、前記実施例31と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
(比較例32)
前記工程<2>において、基板上に、10wt/vol%となるように調製したポリスチレンのクロロホルム溶液を、スピンコート法(2000rpm)により塗布した後、120℃×10分間で乾燥して、下地層を形成した以外は、前記実施例31と同様にして薄膜トランジスタを製造した。
3.評価
各実施例および各比較例で製造した薄膜トランジスタについて、それぞれ、窒素(N2)中において伝達特性を測定した。
そして、得られた結果から、それぞれキャリア移動度、オン電流とオフ電流との比率であるオンオフ比、しきい電圧(Vth)を算出した。
その結果を、表1に示す。
なお、表1には、それぞれ、キャリア移動度、オンオフ比、およびしきい電圧(Vth)を示した。
また、表1中の各数値は、いずれも、200個の薄膜トランジスタで得られたデータの平均値である。
Figure 2008047725
表1に示すように、各実施例の薄膜トランジスタは、いずれも、対応する比較例の薄膜トランジスタに対して、キャリア移動度およびオンオフ比の向上(特に、オンオフ比において著しい向上)が認められ、またしきい電圧が大きくシフトするのを防止し得ることも確認された。
本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス装置の構成を示すブロック図。 図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの構成を示す図(縦断面図および平面図)。 図2に示す有機薄膜トランジスタの製造方法を説明するための図(縦断面図)。 図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す図(縦断面図)。 図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す図(縦断面図)。 図1に示すアクティブマトリクス装置が備える有機薄膜トランジスタの他の構成例を示す図(縦断面図)。 電気泳動表示装置の実施形態を示す縦断面図。 本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図。 本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図。
符号の説明
1…薄膜トランジスタ、20a…ソース電極、20b…ドレイン電極、30…有機半導体層、40…ゲート絶縁層、50…ゲート電極、60…下地層、70…保護層、200…電気泳動表示装置、300…アクティブマトリクス装置、301…データ線、302…走査線、303…画素電極、400…電気泳動表示部、402…マイクロカプセル、420…電気泳動分散液、421,422…電気泳動粒子、403…透明電極、404…透明基板、405…バインダ材、500…基板、600…電子ペーパー、601…本体、602…表示ユニット、800…ディスプレイ、801…本体部、802a,802b…搬送ローラ対、803…孔部、804…透明ガラス板、805…挿入口、806…端子部、807…ソケット、808…コントローラー、809…操作部。

Claims (11)

  1. 有機半導体材料で構成された有機半導体層と、
    前記有機半導体層に電界を印加するためのゲート電極と、
    前記ゲート電極と前記有機半導体層とを絶縁する第1の絶縁層と、
    第2の絶縁層と、を含み、
    前記有機半導体層は、前記第1の絶縁層と前記第2の絶縁層との間に配置され、
    前記第2の絶縁層は、フルオレン骨格を有する重合体により構成されていること、
    を特徴とする半導体装置。
  2. 請求項1に記載の半導体装置において、
    前記重合体の主鎖は、酸素原子を含むこと、
    を特徴とする半導体装置。
  3. 請求項1又は2に記載の半導体装置において、
    前記重合体は、フルオレン骨格を含む第1の重合性モノマーとエポキシ基、オキセタン基、アクリル酸基、及びメタクリル酸基のうち少なくともいずれか一つを含む第2の重合性モノマーとを共重合することにより得られること、
    を特徴とする半導体装置。
  4. 請求項3に記載の半導体装置において、
    前記第1の重合性モノマーは、下記構造式1に示した構造を有し、
    前記第2の重合性モノマーは、下記構造式2または3に示した構造を有していること、
    を特徴とする半導体装置。
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
    (但し、式中のR1、R2及びR3の各々は、それぞれ以下のものを示す。R1:R1は全て同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。R2:R2は少なくとも2つは同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。R3:R3は少なくとも3つは同一の置換基であり、水素原子あるいは下記式(4)〜(8)のいずれかに示した構造を有している。)
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
    Figure 2008047725
  5. 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記重合体は、ポリエステル骨格を有していること、
    を特徴とする半導体装置。
  6. 請求項4に記載の半導体装置において、
    前記重合体は、前記第1の重合性モノマーに由来する第1の構造部分と、
    前記第2の重合性モノマーに由来する第2の構造部分と、を含み、
    前記第1の構造部分の25モル%〜75モル%であること、
    を特徴とする半導体装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記有機半導体材料は、前記有機半導体層において結晶性を有するものであること、
    を特徴とする半導体装置。
  8. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記有機半導体層は、前記第2の絶縁層と前記ゲート電極との間に配置されていること、
    を特徴とする半導体装置。
  9. 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記第2の絶縁層の平均厚さは、0.01μm〜10μmであること、
    を特徴とする半導体装置。
  10. 請求項1乃至9のいずれか一項に記載の半導体装置を備えることを特徴とする電子装置。
  11. 請求項10に記載の電子装置を備えることを特徴とする電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074683A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜トランジスタ絶縁層用組成物及び有機薄膜トランジスタ
JP2013102116A (ja) * 2011-05-24 2013-05-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜トランジスタ絶縁層材料

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI408840B (zh) * 2009-09-16 2013-09-11 Nat Univ Tsing Hua 有機薄膜電晶體之製備方法及修復方法
TWI423492B (zh) * 2010-12-03 2014-01-11 Univ Nat Taiwan Science Tech 有機薄膜電晶體及其製造方法
US20150123105A1 (en) * 2013-11-01 2015-05-07 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Off-center spin-coating and spin-coated apparatuses

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09202823A (ja) * 1995-07-13 1997-08-05 Air Prod And Chem Inc 非機能化したポリ(アリーレンエーテル)誘電材料
JP2001091722A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Toray Ind Inc カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP2004085637A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Kyocera Chemical Corp 感光性樹脂組成物およびその製造方法
JP2005101555A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界効果トランジスタ
JP2005325331A (ja) * 2004-04-14 2005-11-24 Osaka Gas Co Ltd 新規なフルオレン含有樹脂
JP2007321152A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Air Products & Chemicals Inc ゲート誘電体層及びパッシベーション層としてポリ(アリーレンエーテル)ポリマーを有する薄膜トランジスタ

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100483774C (zh) * 1999-12-21 2009-04-29 造型逻辑有限公司 半导体器件及其形成方法
JP2004083855A (ja) * 2002-06-28 2004-03-18 Osaka Gas Co Ltd フルオレン含有樹脂
JP2005053958A (ja) * 2003-08-05 2005-03-03 Fuji Xerox Co Ltd 縮合芳香族基を有するジアミン化合物重合体
JP4100351B2 (ja) * 2004-02-09 2008-06-11 セイコーエプソン株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
JP5055719B2 (ja) * 2005-06-27 2012-10-24 ソニー株式会社 絶縁層及び有機半導体層から成る積層構造の形成方法、並びに、有機電界効果型トランジスタ及びその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09202823A (ja) * 1995-07-13 1997-08-05 Air Prod And Chem Inc 非機能化したポリ(アリーレンエーテル)誘電材料
JP2001091722A (ja) * 1999-09-20 2001-04-06 Toray Ind Inc カラーフィルター用熱硬化性樹脂溶液組成物、カラーフィルターおよび液晶表示装置
JP2004085637A (ja) * 2002-08-23 2004-03-18 Kyocera Chemical Corp 感光性樹脂組成物およびその製造方法
JP2005101555A (ja) * 2003-08-28 2005-04-14 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界効果トランジスタ
JP2005325331A (ja) * 2004-04-14 2005-11-24 Osaka Gas Co Ltd 新規なフルオレン含有樹脂
JP2007321152A (ja) * 2006-06-02 2007-12-13 Air Products & Chemicals Inc ゲート誘電体層及びパッシベーション層としてポリ(アリーレンエーテル)ポリマーを有する薄膜トランジスタ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012074683A (ja) * 2010-08-30 2012-04-12 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜トランジスタ絶縁層用組成物及び有機薄膜トランジスタ
JP2013102116A (ja) * 2011-05-24 2013-05-23 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機薄膜トランジスタ絶縁層材料

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