JP2011165947A - Thin film transistor and electronic apparatus - Google Patents
Thin film transistor and electronic apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011165947A JP2011165947A JP2010027697A JP2010027697A JP2011165947A JP 2011165947 A JP2011165947 A JP 2011165947A JP 2010027697 A JP2010027697 A JP 2010027697A JP 2010027697 A JP2010027697 A JP 2010027697A JP 2011165947 A JP2011165947 A JP 2011165947A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic semiconductor
- semiconductor layer
- organic
- layer
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
本発明は、有機半導体層を備えた薄膜トランジスタおよびそれを用いた電子機器に関する。 The present invention relates to a thin film transistor including an organic semiconductor layer and an electronic device using the same.
近年、チャネル層として有機半導体層を用いた薄膜トランジスタ(TFT)が注目されており、有機TFTと呼ばれている。有機TFTでは、チャネル層を塗布形成できるため、低コスト化を図ることができる。また、蒸着法などよりも低い温度でチャネル層を形成できるため、低耐熱性かつフレキシブルなプラスチックフィルムなどに有機TFTを実装できる。 In recent years, a thin film transistor (TFT) using an organic semiconductor layer as a channel layer has attracted attention and is called an organic TFT. In the organic TFT, since the channel layer can be formed by coating, the cost can be reduced. In addition, since the channel layer can be formed at a temperature lower than that of vapor deposition or the like, the organic TFT can be mounted on a low heat-resistant and flexible plastic film or the like.
有機TFTは、従来のTFT(チャネル層として無機半導体層を用いた無機TFT)と同様に、スイッチング用の素子として表示装置などの電子機器に広く用いられており、有機半導体層と共に、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極などを備えている。この有機TFTにおいても、従来のTFTと同様に、トップコンタクト型、ボトムコンタクト型、トップゲート型またはボトムゲート型などの構造が用いられている。中でも、ソース電極およびドレイン電極が有機半導体層の上に重なるように配置されるトップコンタクト型が一般的である。 Similar to conventional TFTs (inorganic TFTs using an inorganic semiconductor layer as a channel layer), organic TFTs are widely used in electronic devices such as display devices as switching elements. Along with the organic semiconductor layer, a gate electrode, A source electrode and a drain electrode are provided. Also in this organic TFT, a structure such as a top contact type, a bottom contact type, a top gate type or a bottom gate type is used as in the conventional TFT. In particular, the top contact type in which the source electrode and the drain electrode are disposed so as to overlap the organic semiconductor layer is common.
有機TFTでは、ソース電極から有機半導体層を経由してドレイン電極へ電流が流れるため、その有機半導体層における電流の流れやすさは、性能に大きな影響を及ぼす。なぜなら、有機TFTの重要な特性(指標)である移動度およびオンオフ比は、有機半導体層の電気抵抗に応じて変化するからである。そこで、有機TFTの性能を向上させるために、さまざまな検討がなされている。 In an organic TFT, a current flows from a source electrode to a drain electrode via an organic semiconductor layer, and therefore the ease of current flow in the organic semiconductor layer has a great effect on performance. This is because the mobility and on / off ratio, which are important characteristics (index) of the organic TFT, change according to the electric resistance of the organic semiconductor layer. Therefore, various studies have been made to improve the performance of the organic TFT.
具体的には、ボトムコンタクト型の有機TFTにおいて、ソース電極およびドレイン電極と有機半導体層との間に有機分子薄膜(チオクレゾール)を挿入している(例えば、特許文献1参照。)。これにより、有機半導体層の結晶粒径が大きくなるため、ソース電極およびドレイン電極と有機半導体層との間の電気接触抵抗が低減する。 Specifically, in a bottom contact type organic TFT, an organic molecular thin film (thiocresol) is inserted between the source and drain electrodes and the organic semiconductor layer (see, for example, Patent Document 1). As a result, the crystal grain size of the organic semiconductor layer increases, so that the electrical contact resistance between the source and drain electrodes and the organic semiconductor layer is reduced.
また、ボトムコンタクト型の有機TFTにおいて、ソース電極とドレイン電極との間に平坦化層を形成したのち、それらの平坦面の上に有機半導体層を形成している(例えば、特許文献2参照。)。これにより、有機半導体結晶の分子配列の配向性が良好になるため、ソース電極およびドレイン電極と有機半導体層との間のコンタクト抵抗が低下する。 In a bottom contact type organic TFT, a planarization layer is formed between a source electrode and a drain electrode, and then an organic semiconductor layer is formed on the planar surface (see, for example, Patent Document 2). ). Thereby, since the orientation of the molecular arrangement of the organic semiconductor crystal is improved, the contact resistance between the source and drain electrodes and the organic semiconductor layer is reduced.
液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネセンス(EL)ディスプレイおよび電子ペーパーディプレイなどの表示装置に代表される多様な電子機器が開発されており、その性能改善を図るために有機TFTの性能向上が強く求められている。しかしながら、有機TFTの性能、特に移動度およびオンオフ比は未だ十分であるとは言えないため、改善の余地がある。 Various electronic devices typified by display devices such as liquid crystal displays, organic electroluminescence (EL) displays, and electronic paper displays have been developed, and there is a strong demand for improving the performance of organic TFTs in order to improve their performance. ing. However, the performance, particularly mobility and on / off ratio, of organic TFTs are still not sufficient, and there is room for improvement.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、性能向上を図ることが可能な薄膜トランジスタおよび電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a thin film transistor and an electronic device capable of improving performance.
本発明の薄膜トランジスタは、複数の有機半導体分子を含む有機半導体層と、互いに離間されたソース電極およびドレイン電極とを備えている。この有機半導体層は、ソース電極およびドレイン電極に重なる部分(重なり部分)と重ならない部分(非重なり部分)とを含んでおり、複数の有機半導体分子の配向状態は、重なり部分と非重なり部分との間において異なっている。また、本発明の電子機器は、上記した本発明の薄膜トランジスタを備えている。 The thin film transistor of the present invention includes an organic semiconductor layer including a plurality of organic semiconductor molecules, and a source electrode and a drain electrode that are separated from each other. The organic semiconductor layer includes a portion that overlaps the source electrode and the drain electrode (overlapping portion) and a portion that does not overlap (non-overlapping portion), and the alignment state of the plurality of organic semiconductor molecules includes an overlapping portion and a non-overlapping portion. Are different. The electronic device of the present invention includes the above-described thin film transistor of the present invention.
本発明の薄膜トランジスタおよび電子機器によれば、有機半導体層における複数の有機半導体分子の配向状態が重なり部分と非重なり部分との間において異なっている。この配向状態の違いにより、ソース電極から有機半導体層への電荷注入および有機半導体層からドレイン電極への電荷排出が促進される。よって、移動度およびオンオフ比が向上するため、性能向上を図ることができる。 According to the thin film transistor and the electronic device of the present invention, the alignment state of the plurality of organic semiconductor molecules in the organic semiconductor layer is different between the overlapping portion and the non-overlapping portion. This difference in orientation promotes charge injection from the source electrode to the organic semiconductor layer and charge discharge from the organic semiconductor layer to the drain electrode. Therefore, the mobility and the on / off ratio are improved, so that the performance can be improved.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
1.薄膜トランジスタ(有機TFT)およびその製造方法
2.薄膜トランジスタ(有機TFT)の適用例(電子機器)
2−1.液晶表示装置
2−2.有機EL表示装置
2−3.電子ペーパー表示装置
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The order of explanation is as follows.
1. 1. Thin film transistor (organic TFT) and manufacturing method thereof Application example of thin film transistor (organic TFT) (electronic equipment)
2-1. Liquid crystal display device 2-2. Organic EL display device 2-3. Electronic paper display device
<1.有機TFTおよびその製造方法>
[有機TFTの全体構成]
図1は、本発明の一実施形態における薄膜トランジスタである有機TFTの断面構成を表している。
<1. Organic TFT and manufacturing method thereof>
[Overall structure of organic TFT]
FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of an organic TFT which is a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.
有機TFTは、有機半導体層3がゲート絶縁層2を介してゲート電極1に対向配置され、その有機半導体層3にソース電極4およびドレイン電極5が接続されたものである。ソース電極4およびドレイン電極5は、互いに離間(分離)されていると共に、それぞれ有機半導体層3に重なるように配置されている。
In the organic TFT, the
ここで説明する有機TFTは、ゲート電極1が有機半導体層3よりも下に位置すると共にソース電極4およびドレイン電極5が有機半導体層3の上に重なっているトップコンタクト・ボトムゲート型である。
The organic TFT described here is a top contact / bottom gate type in which the
ゲート電極1は、例えば、金属材料、無機導電性材料、有機導電性材料または炭素材料のいずれか1種類または2種類以上により形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、モリブデン(Mo)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、金(Au)、銀(Ag)、白金(Pt)またはそれらを含む合金などである。無機導電性材料は、例えば、酸化インジウム(In2 O3 )、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)または酸化亜鉛(ZnO)などである。有機導電性材料は、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)またはポリスチレンスルホン酸(PSS)などである。炭素材料は、例えば、グラファイトなどである。なお、ゲート電極1は、上記した各種材料の層が2層以上積層されたものでもよく、そのように積層されていてもよいことは、ゲート絶縁層2、有機半導体層3、ソース電極4およびドレイン電極5についても同様である。
The
ゲート絶縁層2は、例えば、無機絶縁性材料または有機絶縁性材料のいずれか1種類または2種類以上により形成されている。無機絶縁性材料は、例えば、酸化ケイ素(SiOx )、窒化ケイ素(SiNx )、酸化アルミニウム(AlOx )、酸化チタン(TiO2 )、酸化ハフニウム(HfOx )またはチタン酸バリウム(BaTiO3 )などである。有機絶縁性材料は、例えば、ポリビニルフェノール(PVP)、ポリイミド、ポリメタクリル酸アクリレート、感光性ポリイミド、感光性ノボラック樹脂またはポリパラキシリレンなどである。
The
有機半導体層3は、複数の有機半導体分子を含んでおり、例えば、以下で説明する低分子材料、溶解性低分子材料または高分子材料などの半導体材料のいずれか1種類または2種類以上により形成されている。低分子材料は、一般的に溶媒に溶解しにくい材料であり、例えば、ペンタセン、アントラジチオフェン、ジナフト[2,3−b:2’,3’−f]チエノ[3,2−b]チエノフェン、2,9−ジフェニル−ペリ−キサンテノキサンテンまたは2,9−ジナフチル−ペリ−キサンテノキサンテンなどのペリ−キサンテノキサンテン化合物、あるいは銅フタロシアニンなどである。溶解性低分子材料は、低分子材料を化学修飾などして溶解性を改善した材料であり、例えば、6,13−ビス(トリイソプロピルシリルエチニル)ペンタセン、2,7−ジドデシル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンまたは2,9−ビス(p−エチルフェニル)−ペリ−キサンテノキサンテンなどである。高分子材料は、例えば、α−クウォーターチオフェン、ポリ−(β−ヘキシルチオフェン)またはポリ(2,5−ビス(3−ドデシル−5−(3−ドデシルチオフェン−2−イル)チオフェン−2−イル)チアゾロ[5,4−d]チアソールなどである。
The
この他、半導体材料は、例えば、以下の材料でもよい。テトラセン、アントラセン、2,9−ジメチルペンタセン、ルブレンまたはパーフルオロペンタセンなどのアセン類化合物である。α,ω−ジアルキルアントラジチオフェンなどのアントラジチオフェン類化合物である。2,9−ビス(p−プロピルフェニル)−ペリ−キサンテノキサンテンなどのペリ−キサンテノキサンテン類化合物である。2,6−ジ(2−ナフチル)ナフト[1,8−bc:5,4−b’c’]ジチオフェンなどのナフト[1,8−bc:5,4−b’c’]ジチオフェン類化合物である。2,6−ジフェニルベンゾ[1,2−b:4,5−b’]ジチオフェンなどのベンゾジチオフェン類化合物である。2,7−ジフェニル[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェンなどの[1]ベンゾチエノ[3,2−b][1]ベンゾチオフェン類化合物である。α−クウォーターセレノフェンなどのオリゴチオフェンおよびオリゴセレノフェン類化合物である。ポリ−(3,3’”−ジドデシルクオーターチオフェン)などのβ置換チオフェンポリマーおよびオリゴマー類化合物である。α,ω−ジヘキシルクウォーターチオフェンなどのα,ω置換チオフェンオリゴマー類化合物である。ビス(ベンゾジチオフェン)などの縮環チオフェンオリゴマー類化合物である。2,5−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)チオフェンなどのチオフェン−フェニレンオリゴマー類化合物である。5,5’−ビス−(7−ヘキシル−9H−フルオレン−2−イル)−[2,2’]ビチオフェンなどのチオフェン−フルオレンオリゴマー類化合物である。6,6’−ジヘキシル−[2,2’]ビアントラセニルなどのチオフェン−アセンオリゴマー類化合物である。フタロシアニンまたは亜鉛フタロシアニンなどのフタロシアニン類化合物である。テトラベンゾポルフィリンなどのポルフィリン類化合物である。C60などのフラーレン類化合物である。 In addition, the semiconductor material may be, for example, the following material. Acene compounds such as tetracene, anthracene, 2,9-dimethylpentacene, rubrene or perfluoropentacene. Anthradithiophene compounds such as α, ω-dialkylanthradithiophene. Peri-xanthenoxanthene compounds such as 2,9-bis (p-propylphenyl) -peri-xanthenoxanthene. Naphtho [1,8-bc: 5,4-b′c ′] dithiophene compounds such as 2,6-di (2-naphthyl) naphtho [1,8-bc: 5,4-b′c ′] dithiophene It is. Benzodithiophene compounds such as 2,6-diphenylbenzo [1,2-b: 4,5-b ′] dithiophene. [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene compounds such as 2,7-diphenyl [1] benzothieno [3,2-b] [1] benzothiophene. Oligothiophene and oligoselenophene compounds such as α-quaterselenophene. Β-substituted thiophene polymers and oligomeric compounds such as poly- (3,3 ′ ″-didodecyl silk thiophene). Α, ω-substituted thiophene oligomeric compounds such as α, ω-dihexyl silk water thiophene. Dithiophene) and the like, and thiophene-phenylene oligomers such as 2,5-bis (4-n-hexylphenyl) thiophene, and 5,5′-bis- (7-hexyl). -9H-fluoren-2-yl)-[2,2 ′] bithiophene and other thiophene-fluorene oligomeric compounds such as 6,6′-dihexyl- [2,2 ′] bianthracenyl and other thiophene-acene oligomeric compounds Phthalocyanines such as phthalocyanine or zinc phthalocyanine A down-class compounds. A fullerene compound such as .C 60 is a porphyrin compound such as tetrabenzoporphyrin.
この有機半導体層3は、ソース電極4に重なっている部分P1と、ドレイン電極5に重なっている部分P2と、ソース電極4およびドレイン電極5のいずれにも重なっていない(部分P1,P2の間に位置する)部分P3とを含んでいる。部分P1,P2(重なり部分)および部分P3(非重なり部分)は、一体化されていてもよいし、別体化されていてもよい。一体化とは、部分P1〜P3が一工程により形成されているため、分離不可になっている(隣り合う2つの部分の間に界面が存在しない)状態である。一方、別体化とは、部分P1〜P3が別工程により形成されているため、分離可能になっている(隣り合う2つの部分の間に界面が存在する)状態である。部分P1〜P3が一体化されるか否かは、後述する有機TFTの製造方法(有機半導体層3の形成手順)により決定される。
The
ソース電極4およびドレイン電極5は、例えば、上記したゲート電極1と同様の材料により形成されており、有機半導体層3にオーミック接触していることが好ましい。
The
この有機TFTでは、ソース電極4から有機半導体層3を経由してドレイン電極5へ電流Cが流れるため、その流路に沿って電荷が移動する。この電荷の移動経路に関する詳細は、以下の通りである。まず、ソース電極4から有機半導体層3(部分P1)へ注入された電荷は、その部分P1の内部を最上部から最下部まで下向きに移動する。この最下部とは、いわゆる有機半導体層3の活性領域である。続いて、部分P1の最下部に到達した電荷は、その最下部を横方向に移動する。この場合には、部分P1から部分P3を経由して部分P2まで電荷が移動する。最後に、部分P2の最下部に到達した電荷は、その部分P2の内部を最下部から最上部まで上向きに移動したのち、有機半導体層3からドレイン電極5へ排出される。
In this organic TFT, a current C flows from the
このように有機半導体層3の内部を電荷が移動する場合には、2種類の電気抵抗が生じる。部分P1,P2の内部を電荷が縦方向(上方向または下方向)に移動する際に生じる電気抵抗R1Y,R2Yと、部分P3の内部を電荷が横方向に移動する際に生じる電気抵抗R3Xとである。電気抵抗R1Y,R2Yは、有機半導体層3の厚さ方向における電気抵抗(いわゆるバルク抵抗)であり、電気抵抗R3Xは、有機半導体層3の厚さ方向と交差する方向における電気抵抗(いわゆるチャネル抵抗)である。
In this way, when electric charges move inside the
上記した電荷の移動経路に関する詳細は、T.Minari等によりApplied Physics Letters において報告されている(T.Minari et al.,Applied Physics Letters 91,p.053508,2007)。
Details regarding the above-described charge transfer path are reported in Applied Physics Letters by T. Minari et al. (T. Minari et al.,
なお、有機TFTは、上記以外の他の構成要素を備えていてもよい。このような他の構成要素としては、例えば、有機TFTを支持する基体などが挙げられる。この基体は、例えば、ガラス、プラスチック材料または金属材料などの基板でもよいし、プラスチック材料または金属材料などのフィルムでもよいし、紙(一般紙)でもよい。プラスチック材料は、例えば、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド(PI)、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)またはポリエチルエーテルケトン(PEEK)などである。金属材料は、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレスなどである。なお、基体の表面には、例えば、密着性を確保するためのバッファ層またはガス放出を防止するためのガスバリア層などの各種層が設けられていてもよい。 Note that the organic TFT may include other components other than those described above. Examples of such other components include a substrate that supports an organic TFT. The substrate may be, for example, a substrate such as glass, a plastic material, or a metal material, a film such as a plastic material or a metal material, or paper (general paper). Examples of the plastic material include polyethersulfone (PES), polycarbonate (PC), polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethyl ether ketone (PEEK). Examples of the metal material include aluminum, nickel, and stainless steel. The surface of the substrate may be provided with various layers such as a buffer layer for ensuring adhesion and a gas barrier layer for preventing gas release.
[有機半導体層の構成]
図2は有機半導体分子Mの配向状態を表しており、(A)は図1に示した有機半導体層3、(B)は比較例である有機半導体層103をそれぞれ示している。
[Configuration of organic semiconductor layer]
2 shows the orientation state of the organic semiconductor molecules M, (A) shows the
有機半導体層3では、部分P1,P2と部分P3との間において有機半導体分子Mの配向状態(結晶性)が異なっている。この場合には、例えば、図2(A)に示したように、部分P3では有機半導体分子Mの配向状態が規則的であり、その長軸方向が所定の方向に揃っているのに対して、部分P1,P2では有機半導体分子Mの配向状態が不規則であり、その長軸方向がばらついていてもよい。図1において有機半導体層3の一部(部分P1,P2)に施した網掛けは、その部分P1,P2において部分P3とは有機半導体分子Mの配向状態が異なっていることを表している。この他、例えば、部分P1〜P3において有機半導体分子Mの配向状態は規則的であるが、部分P1,P2と部分P3との間において有機半導体分子Mの並び方(配向(傾斜)角度など)が異なっていてもよい。
In the
有機半導体分子Mの配向状態を調べるためには、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)または原子間力顕微鏡(AFM)などの各種顕微鏡を用いて有機半導体層3を観察すればよい。また、例えば、X線回折法またはラマン分光法などを用いて有機半導体層3を分析してもよい。これらの観察または分析により、有機半導体分子Mの配向状態が部分P1,P2と部分P3との間において異なっているかどうかを確認できる。また、配向状態が規則的であるかどうかなども確認できる。
In order to examine the orientation state of the organic semiconductor molecule M, the
ここで、部分P3の厚さ方向における電気抵抗(バルク抵抗)R3Yを加味すると、上記した有機半導体分子Mの配向状態の違いにより、部分P1,P2の電気抵抗R1Y,R2Yは部分P3の電気抵抗R3Yよりも小さくなっている。部分P3では厚さ方向において電荷が移動しにくいのに対して、部分P1,P2では厚さ方向において部分P3よりも電荷が移動しやすいからである。 Here, when the electric resistance (bulk resistance) R3Y in the thickness direction of the portion P3 is taken into account, the electric resistances R1Y and R2Y of the portions P1 and P2 are the electric resistance of the portion P3 due to the difference in the orientation state of the organic semiconductor molecules M described above. It is smaller than R3Y. This is because charges are less likely to move in the thickness direction in the portion P3, whereas charges are more likely to move in the portions P1 and P2 than in the portion P3 in the thickness direction.
なお、有機半導体層103では、部分P1〜P3の間において有機半導体分子Mの配向状態が一致しており、例えば、図2(B)に示したように、その配向状態が規則的である。この場合には、図2(A)に示した有機半導体層3とは異なり、部分P1,P2の電気抵抗R1Y,R2Yが部分P3の電気抵抗R3Yに等しくなっている。
ている。
In the
ing.
[有機TFTの製造方法]
この有機TFTを製造するためには、いくつかの手順を用いることができる。図3〜図14は有機TFTの製造方法を説明するためのものであり、いずれも図1に対応する断面構成を示している。以下では、一連の構成要素の形成材料については既に説明したので、それらの説明を随時省略する。なお、以下で説明する有機TFTの製造方法はあくまで一例であり、各構成要素の形成材料および形成方法などは適宜変更可能である。
[Manufacturing method of organic TFT]
Several procedures can be used to produce this organic TFT. 3 to 14 are for explaining a method of manufacturing an organic TFT, and all show a cross-sectional configuration corresponding to FIG. Below, since the formation material of a series of component was already demonstrated, those description is abbreviate | omitted as needed. In addition, the manufacturing method of the organic TFT demonstrated below is an example to the last, and the formation material of each component, a formation method, etc. can be changed suitably.
[第1製造方法]
最初に、図3に示したように、ゲート電極1を形成する。この場合には、例えば、金属材料層を形成したのち、その金属材料層の上にレジストパターンなどのマスク(図示せず)を形成する。続いて、マスクを用いて金属材料層をエッチングしたのち、アッシング法またはエッチング法などを用いてマスクを除去する。金属材料層の形成方法は、例えば、真空成膜法、塗布法または鍍金法などである。真空成膜法は、例えば、真空蒸着法、フラッシュ蒸着法、スパッタリング法、物理的気相成長法(PVD)、化学的気相成長法(CVD)、パルスレーザ堆積法(PLD)またはアーク放電法などである。塗布法は、例えば、スピンコート法、スリットコート法、バーコート法またはスプレーコート法などである。鍍金法は、例えば、電解鍍金法または無電解鍍金法などである。レジストパターンを形成する場合には、例えば、フォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成したのち、フォトリソグラフィ法、レーザ描画法、電子線描画法またはX線描画法などを用いてフォトレジスト膜をパターニングする。ただし、レジスト転写法などを用いてレジストパターンを形成してもよい。金属材料層のエッチング方法は、例えば、ドライエッチング法、またはエッチャント溶液を用いたウェットエチング法であり、そのドライエッチング法は、例えば、イオンミリングまたは反応性イオンエッチング(RIE)などである。マスクを除去するためのエッチング方法も、同様である。なお、ゲート電極1の形成方法は、例えば、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法またはグラビアオフセット印刷法などの印刷法でもよい。また、レーザアブレーション法、マスク蒸着法またはレーザ転写法などを用いて、マスクとしてレジストパターンの代わりに金属パターンなどを形成してもよい。もちろん、ゲート電極1を形成するために、金属材料層の代わりに無機導電性材料層、有機導電性材料層または炭素材料層などを形成してもよい。
[First production method]
First, as shown in FIG. 3, the
続いて、ゲート電極1を覆うようにゲート絶縁層2を形成する。このゲート絶縁層2の形成手順は、例えば、その形成材料により異なる。無機絶縁性材料を用いる場合の形成手順は、例えば、塗布法がゾル・ゲル法などでもよいことを除き、ゲート電極1を形成した場合と同様である。有機絶縁性材料を用いる場合の形成手順は、例えば、フォトリソグラフィ法などを用いて感光性材料をパターニングしてもよいことを除き、ゲート電極1を形成した場合と同様である。
Subsequently, a
続いて、ゲート絶縁層2の上に有機半導体層6を形成する。この有機半導体層6は、有機半導体層3を形成するための準備層であり、その形成材料としては、有機半導体層3と同様の材料を用いる。この場合には、ゲート電極1を形成した場合と同様の手順を用いる。具体的には、ゲート絶縁層2を覆うように有機半導体層6を形成したのち、その有機半導体層6をエッチングする。有機半導体層6の形成方法は、例えば、その形成材料により異なる。低分子材料を用いる場合の形成方法は、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様の真空成膜法などである。溶解性低分子材料を用いる場合の形成方法は、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様の真空成膜法、塗布法または印刷法などである。高分子材料を用いる場合の形成方法は、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様の塗布法または印刷法などである。一般的に、溶解性が高い材料を用いる場合には塗布法または印刷法などを用いると共に、溶解性が低い材料または非溶解性の材料を用いる場合には真空成膜法などを用いることが好ましい。この有機半導体層6では、図2(B)に示した有機半導体層103と同様に、全体において有機半導体分子Mの配向状態が一致している。
Subsequently, the
続いて、有機半導体層6の上にマスク(ストッパ層)7を形成する。この場合には、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様の手順を用いる。具体的には、有機半導体層6の上にマスク7を形成するための層を形成したのち、その層をレジストパターンなどをマスクとしてエッチングする。また、有機半導体層6のうち、最終的に部分P3となる部分の上に配置されるようにマスク7を位置合わせする。このマスク7を形成するための層の形成材料としては、例えば、ポリパラキシリレン、ポリビニルアルコール(PVA)または酸化ケイ素などの絶縁性材料を用いる。
Subsequently, a mask (stopper layer) 7 is formed on the
続いて、有機半導体層6を有機溶媒などの溶剤に接触させて、図4に示したように、有機半導体層3(部分P1〜P3)を形成する。この場合には、有機半導体層6の一部(マスク7により覆われていない部分)だけが溶剤に暴露されるため、その部分における有機半導体分子の配向状態が変化する。詳細には、有機半導体層6の一部が溶剤により一部溶解または膨潤されるため、その部分において有機半導体分子Mの配向状態が乱れる。溶剤の種類は、有機半導体層6の形成材料に応じて任意に選択可能である。例えば、イソプロピルアルコールまたはエタノールなどのアルコールである。この他、アセトンまたはプロピレングリコールモノエーテルアセテート(PGMEA)などでもよい。有機半導体層6を溶剤に接触させるためには、溶剤中に有機半導体層6を浸漬させてもよいし、有機半導体層6に溶剤を滴下などしてもよい。
Subsequently, the
上記した溶剤による有機半導体分子の配向状態の変化に関する詳細は、D.J.Gundlach等によりApplied Physics Letters において報告されている(D.J.Gundlach et al.,Applied Physics Letters 74,p.3302,1999)。
Details regarding the change in the orientation state of the organic semiconductor molecules by the solvent described above are reported in Applied Physics Letters by D.J. Gundlach et al. (D.J. Gundlach et al.,
続いて、図5に示したように、有機半導体層3、マスク7およびその周辺のゲート絶縁層2を覆うように電極層8を形成する。この電極層8は、ソース電極4およびドレイン電極5を形成するための準備層であり、その形成材料としては、ソース電極4およびドレイン電極5と同様の材料を用いる。電極層8の形成方法は、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様であり、特に、有機半導体層3にダメージを与えにくい方法が好ましい。
Subsequently, as shown in FIG. 5, an
最後に、電極層8を選択的にエッチングして、図6に示したように、ソース電極4およびドレイン電極5を形成する。この場合には、ゲート電極1を形成した場合と同様の手順を用いる。具体的には、電極層8の上にレジストパターンなどを形成したのち、それをマスクとして電極層8をエッチングする。特に、電極層8のエッチング方法は、例えば、有機半導体層3にダメージを与えにくいウェットエッチング法などが好ましい。これにより、有機TFTが完成する。
Finally, the
なお、有機半導体層3を形成するために用いたマスク7を以降の工程まで残したが、有機半導体層3の形成後にRIEまたはウェットエッチング法などを用いてマスク7を除去してもよい。この場合には、図1に示した薄膜トランジスタが製造される。このようにマスク7を除去してもよいことは、後述する第2および第3製造方法においても同様である。
Although the
また、有機半導体分子の配向状態を変化させるために有機半導体層6を溶剤に接触させたが、他の方法を用いてもよい。このような他の方法としては、例えば、特定の材料を含む溶液またはガスに有機半導体層6を暴露したり、有機半導体層6に特定の光線を照射する方法などが挙げられ、両者を併用してもよい。特定の材料は、例えば、ヨウ素(I)または臭素(Br)などである。特定の光線は、例えば、レーザ、電子線、X線、紫外線、赤外線または可視光などである。両者を併用する方法は、例えば、紫外線オゾン処理などである。これらの場合には、有機半導体層6の一部が反応または変質するため、その部分において有機半導体分子の配向状態が変化する。
In addition, the
上記した特定の溶液またはガスによる有機半導体分子の配向状態の変化に関する詳細は、T.Minakata等によりJournal of Applied Physics Letters において報告されている(T.Minakata et al.,Journal of Applied Physics Letters 69,p.7354,1991)。 Details regarding the change in the orientation state of organic semiconductor molecules due to the specific solution or gas described above are reported in Journal of Applied Physics Letters by T. Minakata et al. (T. Minakata et al., Journal of Applied Physics Letters 69, p.7354, 1991).
第1製造方法では、溶剤などによる付加的処理が施された有機半導体層6が有機半導体層3になるため、その有機半導体層3では部分P1〜P3が一体化される。
In the first manufacturing method, the
[第2製造方法]
最初に、第1製造方法と同様の手順(図3参照)によりゲート電極1からマスク7まで形成したのち、図7に示したように、マスク7を用いて有機半導体層6を選択的に途中までエッチングする。有機半導体層6のエッチング方法は、例えば、ゲート電極1を形成した場合と同様の方法であり、エッチングガス(反応性ガス)を用いるRIEまたはエッチャント溶液を用いるウェットエッチング法などである。この他、有機物を低速でエッチングできる紫外線(UV)オゾン法などでもよい。この場合には、エッチング時において有機半導体層6の一部(マスク7により覆われていない部分)だけがエッチングガスまたはエッチャント溶液と反応するため、その部分において有機半導体分子の配向状態が変化する。エッチングガスまたはエッチャント溶液の種類は、有機半導体層6の形成材料に応じて任意に選択可能である。エッチングガスは、例えば、酸素(O2 )、オゾン(O3 )または四フッ化炭素(CF4 )などであり、エッチャント溶液は、例えば、トルエンまたはキシレンなどである。
[Second production method]
First, after forming from the
続いて、図8に示したように、有機半導体層6のうちのエッチングされた部分を補うために追加有機半導体層9を形成する。この追加有機半導体層9は、有機半導体層3の一部になるものである。この追加有機半導体層9の形成材料は、有機半導体層6と同様の材料でもよいし、違う材料でもよい。追加有機半導体層9の形成方法は、例えば、有機半導体層6の形成方法と同様である。この場合には、成膜温度または基板温度などの条件を制御して、有機半導体分子の配向状態が追加有機半導体層9において有機半導体層6とは異なるようにする。これにより、追加有機半導体層9を含む有機半導体層3(部分P1〜P3)が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 8, an additional
なお、追加有機半導体層9を形成する場合には、その形成材料を他の材料と一緒に共蒸着してもよい。このような他の材料は、例えば、テトラシアノキノジメタン(TCNQ)などである。この場合には、TCNQなどの他の材料がアクセプタとして働くため、追加有機半導体層9では、有機半導体分子の配向状態が有機半導体層6とは異なるだけでなく、電気抵抗が有機半導体層6よりも大幅に低下する。
In addition, when forming the additional organic-
最後に、第1製造方法と同様の手順(図5および図6参照)により、図9に示したように、ソース電極4およびドレイン電極5を形成する。これにより、有機TFTが完成する。
Finally, as shown in FIG. 9, the
なお、有機半導体層6の一部を途中までエッチングしたのち、そのエッチングされた部分を補うために追加有機半導体層9を形成したが、これに限られない。例えば、有機半導体層6の一部を全てエッチングしたのち、そのエッチングされた部分を補うために追加有機半導体層9を形成してもよい。この場合には、図10に示した有機TFTが製造される。
In addition, after etching a part of the
また、有機半導体層6の一部を途中までエッチングしたのちに追加有機半導体層9を形成したが、その追加有機半導体層9を形成しなくてもよい。エッチングされずに残った部分P1,P2があれば、必ずしも追加有機半導体層9を形成する必要はないからである。この場合には、図11に示した有機TFTが形成される。
In addition, although the additional
第2製造方法では、有機半導体層6とは別工程により追加有機半導体層9が形成されるため、有機半導体層3では部分P1,P2の一部または全部が部分P3とは別体化される。
In the second manufacturing method, since the additional
[第3製造方法]
最初に、第2製造方法と同様の手順(図3および図7参照)により、ゲート電極1からマスク7まで形成したのち、図12に示したように、マスク7を用いて有機半導体層6を選択的にエッチングする。この場合には、有機半導体層6の一部(マスク7により覆われていない部分)を全て除去する。
[Third production method]
First, after forming from the
続いて、マスク7を用いてゲート絶縁層2の一部(マスク7により覆われていない表面)に表面処理TRを施す。この表面処理TRは、シランカップリング剤などの溶液を用いた塗布処理でもよいし、その加熱気化物などを用いた暴露処理でもよい。いずれの場合においても、表面処理TRが施されたゲート絶縁層2の表面物性は改質される。
Subsequently, a surface treatment TR is performed on a part of the gate insulating layer 2 (a surface not covered with the mask 7) using the
続いて、図13に示したように、有機半導体層6のうちのエッチングされた部分を補うために、追加有機半導体層10を形成する。この追加有機半導体層10は、有機半導体層3の一部になるものであり、その形成材料としては、有機半導体層3と同様の材料を用いる。この追加有機半導体層10の形成材料は、有機半導体層6と同様の材料でもよいし、違う材料でもよい。追加有機半導体層10の形成方法は、例えば、有機半導体層6の形成方法と同様である。この場合には、表面処理TRが施されているゲート絶縁層2の表面に追加有機半導体層10が成膜されるため、その追加有機半導体層10では有機半導体分子の配向状態が有機半導体層6とは変化する。これにより、追加有機半導体層10を部分P1,P2として含む有機半導体層3が形成される。
Subsequently, as shown in FIG. 13, an additional
最後に、第1製造方法と同様の手順(図5および図6参照)により、図14に示したように、ソース電極4およびドレイン電極5を形成する。これにより、有機TFTが完成する。
Finally, as shown in FIG. 14, the
第3製造方法では、有機半導体層6とは別工程により追加有機半導体層10が形成されるため、有機半導体層3では部分P1,P2が部分P3とは別体化される。
In the third manufacturing method, since the additional
[有機TFTおよびその製造方法に関する作用および効果]
上記した有機TFTおよびその製造方法によれば、図1および図2(A)に示したように、有機半導体層3における有機半導体分子Mの配向状態が部分P1,P2と部分P3との間において異なる。このため、部分P1,P2の電気抵抗R1Y,R2Yは、部分P3の電気抵抗R3Yよりも小さくなる。この場合には、有機半導体分子Mの配向状態が部分P1,P2と部分P3との間において一致しているため、電気抵抗R1Y,R2Yが電気抵抗R3Yに等しい有機半導体層103(図2(B))と比較して、有機半導体層3を電流Cが流れやすくなる。詳細には、電気抵抗R1Yが電気抵抗R3Yよりも低くなるため、ソース電極4から有機半導体層3へ電荷が注入されやすくなる。また、電気抵抗R2Yが電気抵抗R3Yよりも低くなるため、有機半導体層3からドレイン電極5へ電荷が排出されやすくなる。これにより、有機半導体層3における電荷の注入および排出が促進される。よって、移動度およびオンオフ比が向上するため、性能向上を図ることができる。
[Operations and effects of organic TFT and its manufacturing method]
According to the above-described organic TFT and its manufacturing method, as shown in FIGS. 1 and 2A, the orientation state of the organic semiconductor molecules M in the
<2.有機TFTの適用例(電子機器)>
次に、上記した有機TFTの適用例について説明する。この有機TFTは、例えば、以下で順に説明するように、いくつかの電子機器に適用可能である。
<2. Application example of organic TFT (electronic equipment)>
Next, application examples of the organic TFT described above will be described. This organic TFT can be applied to several electronic devices, for example, as will be described in order below.
<2−1.液晶表示装置>
有機TFTは、例えば、液晶表示装置に適用される。図15および図16は、それぞれ液晶表示装置の主要部の断面構成および回路構成を表している。なお、以下で説明する装置構成(図15)および回路構成(図16)はあくまで一例であり、それらの構成は適宜変更可能である。
<2-1. Liquid crystal display>
The organic TFT is applied to, for example, a liquid crystal display device. 15 and 16 show a cross-sectional configuration and a circuit configuration of the main part of the liquid crystal display device, respectively. Note that the device configuration (FIG. 15) and circuit configuration (FIG. 16) described below are merely examples, and the configurations can be changed as appropriate.
ここで説明する液晶表示装置は、例えば、有機TFTを用いたアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶ディスプレイであり、その有機TFTは、スイッチング(画素選択)用の素子として用いられる。この液晶表示装置は、図15に示したように、駆動基板20と対向基板30との間に液晶層41が封入されたものである。
The liquid crystal display device described here is, for example, an active matrix driving type transmissive liquid crystal display using organic TFTs, and the organic TFTs are used as elements for switching (pixel selection). In this liquid crystal display device, as shown in FIG. 15, a
駆動基板20は、例えば、支持基板21の一面に有機TFT22、平坦化絶縁層23および画素電極24がこの順に形成されていると共に、複数の有機TFT22および画素電極24がマトリクス状に配置されたものである。ただし、1画素内に含まれる有機TFT22の数は、1つでもよいし、2つ以上でもよい。図15および図16では、例えば、1画素内に1つの有機TFT22が含まれる場合を示している。
The
支持基板21は、例えば、ガラスまたはプラスチック材料などの透過性材料により形成されており、有機TFT22は、上記した有機TFTと同様の構成を有している。プラスチック材料の種類は、例えば、有機TFTについて説明した場合と同様であり、そのことは、以降で説明する場合においても同様である。平坦化絶縁層23は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されており、画素電極24は、例えば、ITOなどの透過性導電性材料により形成されている。なお、画素電極24は、平坦化絶縁層23に設けられたコンタクトホール(図示せず)を通じて有機TFT22に接続されている。
The
対向基板30は、例えば、支持基板31の一面に対向電極32が全面形成されたものである。支持基板31は、例えば、ガラスまたはプラスチック材料などの透過性材料により形成されており、対向電極32は、例えば、ITOなどの透過性導電性材料により形成されている。
The
駆動基板20および対向基板30は、液晶層41を挟んで画素電極24と対向電極32とが対向するように配置されていると共に、シール材40により貼り合わされている。液晶層41に含まれる液晶分子の種類は、任意に選択可能である。
The
この他、液晶表示装置は、例えば、位相差板、偏光板、配向膜およびバックライトユニットなどの他の構成要素(いずれも図示せず)を備えていてもよい。 In addition, the liquid crystal display device may include other components (all not shown) such as a retardation plate, a polarizing plate, an alignment film, and a backlight unit.
液晶表示装置を駆動させるための回路は、例えば、図16に示したように、有機TFT22および液晶表示素子44(画素電極24、対向電極32および液晶層41を含む素子部)と共に、キャパシタ45を含んでいる。この回路では、行方向に複数の信号線42が配列されていると共に列方向に複数の走査線43が配列されており、それらが交差する位置に有機TFT22、液晶表示素子44およびキャパシタ45が配置されている。有機TFT22におけるソース電極、ゲート電極およびドレイン電極の接続先は、図16に示した態様に限らず、任意に変更可能である。信号線42および走査線43は、それぞれ図示しない信号線駆動回路(データドライバ)および走査線駆動回路(走査ドライバ)に接続されている。
For example, as shown in FIG. 16, the circuit for driving the liquid crystal display device includes a
この液晶表示装置では、有機TFT22により液晶表示素子44が選択され、その画素電極24と対向電極32との間に電界が印加されると、その電界強度に応じて液晶層41における液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶分子の配向状態に応じて光の透過量(透過率)が制御されるため、階調画像が表示される。
In this liquid crystal display device, when the liquid
この液晶表示装置によれば、有機TFT22が上記した有機TFTと同様の構成を有しているので、その移動度およびオンオフ比が向上する。よって、表示性能を向上させることができる。なお、液晶表示装置は、透過型に限らずに反射型でもよい。
According to this liquid crystal display device, since the
<2−2.有機EL表示装置>
有機TFTは、例えば、有機EL表示装置に適用される。図17および図18は、それぞれ有機EL表示装置の主要部の断面構成および回路構成を表している。なお、以下で説明する装置構成(図17)および回路構成(図18)はあくまで一例であり、それらの構成は適宜変更可能である。
<2-2. Organic EL display>
The organic TFT is applied to, for example, an organic EL display device. 17 and 18 show a cross-sectional configuration and a circuit configuration of the main part of the organic EL display device, respectively. Note that the device configuration (FIG. 17) and circuit configuration (FIG. 18) described below are merely examples, and the configurations can be changed as appropriate.
ここで説明する有機EL表示装置は、例えば、有機TFTをスイッチング用の素子として用いたアクティブマトリクス駆動方式の有機ELディスプレイである。この有機EL表示装置は、駆動基板50と対向基板60とが接着層70を介して貼り合わされたものであり、例えば、対向基板60を経由して光を放出するトップエミッション型である。
The organic EL display device described here is, for example, an active matrix driving type organic EL display using organic TFTs as switching elements. This organic EL display device has a
駆動基板50は、例えば、支持基板51の一面に有機TFT52、保護層53、平坦化絶縁層54、画素分離絶縁層55、画素電極56、有機層57、対向電極58および保護層59がこの順に形成されたものである。複数の有機TFT52、画素電極56および有機層57は、マトリクス状に配置されている。ただし、1画素内に含まれる有機TFT52の数は、1つでもよいし、2つ以上でもよい。図17および図18では、例えば、1画素内に2つの有機TFT52(選択用TFT52Aおよび駆動用TFT52B)が含まれる場合を示している。
The
支持基板51は、例えば、ガラスまたはプラスチック材料などにより形成されている。トップエミッション型では対向基板60から光が取り出されるため、支持基板51は、透過性材料または非透過性材料のいずれにより形成されていてもよい。有機TFT52は、上記した有機TFTと同様の構成を有しており、保護層53は、例えば、PVAまたはポリパラキシリレンなどの高分子材料により形成されている。平坦化絶縁層54および画素分離絶縁層55は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されている。この画素分離絶縁層55は、例えば、形成工程を簡略化すると共に所望の形状に形成可能にするために、光パターニングまたはリフローなどにより成形可能な感光性樹脂材料により形成されていることが好ましい。なお、保護層53により十分な平坦性が得られていれば、平坦化絶縁層54は省略されてもよい。
The
画素電極56は、例えば、アルミニウム、銀、チタンまたはクロムなどの反射性材料により形成されており、対向電極58は、例えば、ITOまたはIZOなどの透過性導電性材料により形成されている。ただし、カルシウム(Ca)などの透過性の金属材料またはその合金や、PEDOTなどの透過性の有機導電性材料により形成されていてもよい。有機層57は、赤色、緑色または青色などの光を発生させる発光層を含んでおり、必要に応じて正孔輸送層および電子輸送層などを含む積層構造を有していてもよい。発光層の形成材料は、発生させる光の色に応じて任意に選択可能である。画素電極56および有機層57は、画素分離絶縁層55により分離されながらマトリクス状に配置されているのに対して、対向電極58は、有機層57を介して画素電極56に対向しながら連続的に延在している。保護層59は、例えば、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、ポリパラキシリレンまたはウレタンなどの光透過性誘電材料により形成されている。なお、画素電極56は、保護層53および平坦化絶縁層54に設けられたコンタクトホール(図示せず)を通じて有機TFT52に接続されている。
The
対向基板60は、例えば、支持基板61の一面にカラーフィルタ62が設けられたものである。支持基板61は、例えば、ガラスまたはブラスチック材料などの透過性材料により形成されており、カラーフィルタ62は、有機層57において発生した光の色に対応する複数の色領域を有している。ただし、カラーフィルタ62はなくてもよい。
The
接着層70は、例えば、熱硬化型樹脂などの接着剤である。 The adhesive layer 70 is an adhesive such as a thermosetting resin, for example.
有機EL表示装置を駆動させるための回路は、例えば、図18に示したように、有機TFT52(選択用TFT52Aおよび駆動用TFT52B)および有機EL表示素子73(画素電極56、有機層57および対向電極58を含む素子部)と共に、キャパシタ74を含んでいる。この回路では、複数の信号線71および走査線72が交差する位置に、有機TFT52、有機EL表示素子73およびキャパシタ74が配置されている。選択用TFT52Aおよび駆動用TFT52Bにおけるソース電極、ゲート電極およびドレイン電極の接続先は、図18に示した態様に限らず、任意に変更可能である。
A circuit for driving the organic EL display device includes, for example, an organic TFT 52 (
この有機EL表示装置では、例えば、選択用TFT52Aにより有機EL表示素子73が選択されると、その有機EL表示素子73が駆動用TFT52Bにより駆動される。これにより、画素電極56と対向電極58との間に電界が印加されると、有機層57において光が発生する。この場合には、例えば、隣り合う3つの有機EL表示素子73において、それぞれ赤色、緑色または青色の光が発生する。これらの光の合成光が対向基板60を経由して外部へ放出されるため、階調画像が表示される。
In this organic EL display device, for example, when the organic
この有機EL表示装置によれば、有機TFT52が上記した有機TFTと同様の構成を有しているので、液晶表示装置と同様に表示性能を向上させることができる。
According to this organic EL display device, since the
なお、有機EL表示装置は、トップエミッション型に限らず、駆動基板50を経由して光を放出するボトムエミッション型でもよいし、駆動基板50および対向基板60の双方を経由して光を放出するデュアルエミッション型でもよい。この場合には、画素電極56および対向電極58のうち、光が放出される側の電極が透過性材料により形成され、光が放出されない側の電極が反射性材料により形成されることになる。
The organic EL display device is not limited to the top emission type, but may be a bottom emission type that emits light via the driving
<2−3.電子ペーパー表示装置>
有機TFTは、例えば、電子ペーパー表示装置に適用される。図19は、電子ペーパー表示装置の断面構成を表している。なお、以下で説明する装置構成(図19)および図16を参照して説明する回路構成はあくまで一例であり、それらの構成は適宜変更可能である。
<2-3. Electronic paper display>
The organic TFT is applied to, for example, an electronic paper display device. FIG. 19 illustrates a cross-sectional configuration of the electronic paper display device. The device configuration described below (FIG. 19) and the circuit configuration described with reference to FIG. 16 are merely examples, and the configurations can be changed as appropriate.
ここで説明する電子ペーパー表示装置は、例えば、有機TFTをスイッチング用の素子として用いたアクティブマトリクス駆動方式の電子ペーパーディスプレイである。この電子ペーパー表示装置は、例えば、駆動基板80と複数の電気泳動素子93を含む対向基板90とが接着層100を介して貼り合わされたものである。
The electronic paper display device described here is, for example, an active matrix drive type electronic paper display using organic TFTs as switching elements. In this electronic paper display device, for example, a driving
駆動基板80は、例えば、支持基板81の一面に有機TFT82、保護層83、平坦化絶縁層84および画素電極85がこの順に形成されていると共に、複数の有機TFT82および画素電極85がマトリクス状に配置されたものである。支持基板81は、例えば、ガラスまたはプラスチック材料などにより形成されており、有機TFT82は、上記した有機TFTと同様の構成を有している。保護層83および平坦化絶縁層84は、例えば、ポリイミドなどの絶縁性樹脂材料により形成されており、画素電極85は、例えば、銀(Ag)などの金属材料により形成されている。なお、画素電極85は、保護層83および平坦化絶縁層84に設けられたコンタクトホール(図示せず)を通じて有機TFT82に接続されている。また、保護層83により十分な平坦性が得られていれば、平坦化絶縁層84は省略されてもよい。
In the
対向基板90は、例えば、支持基板91の一面に対向電極92、および複数の電気泳動素子93を含む層がこの順に積層されていると共に、その対向電極92が全面形成されたものである。支持基板91は、例えば、ガラスまたはプラスチック材料などの透過性材料により形成されており、対向電極92は、例えば、ITOなどの透過性導電性材料により形成されている。電気泳動素子93は、例えば、絶縁性液体中に荷電粒子が分散され、それらがマイクロカプセル中に封入されたものである。荷電粒子は、例えば、グラファイト微粒子などである黒粒子と、酸化チタン微粒子などである白粒子とを含んでいる。
In the
この他、電子ペーパー表示装置は、例えば、カラーフィルタなどの他の構成要素(図示せず)を備えていてもよい。 In addition, the electronic paper display device may include other components (not shown) such as a color filter, for example.
電子ペーパー表示装置を駆動させるための回路は、例えば、図16に示した液晶表示装置の回路と同様の構成を有している。電子ペーパー表示装置の回路は、有機TFT22および液晶表示素子44の代わりに、それぞれ有機TFT82および電子ペーパー表示素子(画素電極85、対向電極92および電気泳動素子93を含む素子部)を含んでいる。
A circuit for driving the electronic paper display device has the same configuration as the circuit of the liquid crystal display device shown in FIG. 16, for example. The circuit of the electronic paper display device includes an
この電子ペーパー表示装置では、有機TFT82により電子ペーパー表示素子が選択され、その画素電極85と対向電極92との間に電界が印加されると、その電界に応じて電気泳動素子93中の黒粒子または白粒子が対向電極92に引き寄せられる。これにより、黒粒子および白粒子によりコントラストが表現されるため、階調画像が表示される。
In this electronic paper display device, when an electronic paper display element is selected by the
この電子ペーパー表示装置によれば、有機TFT82が上記した有機TFTと同様の構成を有しているので、液晶表示装置と同様に表示性能を向上させることができる。
According to this electronic paper display device, since the
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施形態で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本発明の薄膜トランジスタの構造は、トップコンタクト・ボトムゲート型に限らず、ボトムコンタクト・ボトムゲート型、トップコンタクト・トップゲート型またはボトムコンタクト・トップゲート型でもよい。ボトムコンタクト・トップゲート型を例に挙げると、この場合には、ソース電極4およびドレイン電極5、ならびに有機半導体層3(部分P1〜P3)をこの順に形成したのち、ゲート絶縁層2およびゲート電極1をこの順に形成すればよい。これらの場合においても、ソース電極およびドレイン電極が有機半導体層に重なっているため、ソース電極から有機半導体層への電荷注入および有機半導体層からドレイン電極への電荷排出が促進される。よって、トップコンタクト・ボトムゲート型と同様の効果を得ることができる。
The present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the aspect described in the embodiment, and various modifications can be made. For example, the structure of the thin film transistor of the present invention is not limited to the top contact / bottom gate type, but may be a bottom contact / bottom gate type, a top contact / top gate type, or a bottom contact / top gate type. Taking the bottom contact / top gate type as an example, in this case, after forming the
また、例えば、本発明の薄膜トランジスタが適用される電子機器は、液晶表示装置、有機EL表示装置または電子ペーパー表示装置に限らず、他の表示装置でもよい。このような他の表示装置としては、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)表示部(MEMS型ディスプレイ)などが挙げられる。この場合においても、表示性能を向上させることができる。 In addition, for example, an electronic device to which the thin film transistor of the present invention is applied is not limited to a liquid crystal display device, an organic EL display device, or an electronic paper display device, and may be another display device. Examples of such other display devices include a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) display unit (MEMS type display). Even in this case, the display performance can be improved.
さらに、例えば、本発明の薄膜トランジスタは、表示装置以外の他の電子機器に適用されてもよい。このような電子機器としては、例えば、センサマトリクス、メモリセンサ、RFIDタグ(Radio Frequency Identification)またはセンサアレイなどが挙げられる。この場合においても、よって、薄膜トランジスタの移動度およびオンオフ比が向上するため、性能向上を図ることができる。 Furthermore, for example, the thin film transistor of the present invention may be applied to electronic devices other than display devices. Examples of such an electronic device include a sensor matrix, a memory sensor, an RFID tag (Radio Frequency Identification), or a sensor array. Even in this case, the mobility and on / off ratio of the thin film transistor are improved, so that the performance can be improved.
1…ゲート電極、2…ゲート絶縁層、3,6…有機半導体層、4…ソース電極、5…ドレイン電極、7…マスク、8…電極層、9,10…追加有機半導体層、M…有機半導体分子、P1〜P3…部分、R1Y,R2Y,R3X,R3Y…電気抵抗。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記有機半導体層は、前記ソース電極および前記ドレイン電極に重なる部分(重なり部分)と重ならない部分(非重なり部分)とを含み、
前記複数の有機半導体分子の配向状態は、前記重なり部分と前記非重なり部分との間において異なる、
薄膜トランジスタ。 An organic semiconductor layer including a plurality of organic semiconductor molecules, and a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other,
The organic semiconductor layer includes a portion that overlaps the source electrode and the drain electrode (overlapping portion) and a portion that does not overlap (non-overlapping portion),
The orientation state of the plurality of organic semiconductor molecules is different between the overlapping portion and the non-overlapping portion.
Thin film transistor.
前記有機半導体層は、前記ソース電極および前記ドレイン電極に重なる部分(重なり部分)と重ならない部分(非重なり部分)とを含み、
前記複数の有機半導体分子の配向状態は、前記重なり部分と前記非重なり部分との間において異なる、
電子機器。 A thin film transistor including an organic semiconductor layer including a plurality of organic semiconductor molecules, and a source electrode and a drain electrode spaced apart from each other;
The organic semiconductor layer includes a portion that overlaps the source electrode and the drain electrode (overlapping portion) and a portion that does not overlap (non-overlapping portion),
The orientation state of the plurality of organic semiconductor molecules is different between the overlapping portion and the non-overlapping portion.
Electronics.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010027697A JP2011165947A (en) | 2010-02-10 | 2010-02-10 | Thin film transistor and electronic apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010027697A JP2011165947A (en) | 2010-02-10 | 2010-02-10 | Thin film transistor and electronic apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011165947A true JP2011165947A (en) | 2011-08-25 |
Family
ID=44596265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010027697A Pending JP2011165947A (en) | 2010-02-10 | 2010-02-10 | Thin film transistor and electronic apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011165947A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014147992A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 凸版印刷株式会社 | Thin film transistor array |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003158134A (en) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2005079560A (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-24 | Hitachi Ltd | Thin film transistor, display device, and method of fabricating same |
JP2006147843A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing field effect transistor and field effect transistor manufactured thereby |
JP2006186290A (en) * | 2004-11-30 | 2006-07-13 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
JP2009224714A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Univ Of Tokyo | Manufacturing method of organic thin film transistor |
-
2010
- 2010-02-10 JP JP2010027697A patent/JP2011165947A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003158134A (en) * | 2001-11-22 | 2003-05-30 | Toshiba Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP2005079560A (en) * | 2003-09-04 | 2005-03-24 | Hitachi Ltd | Thin film transistor, display device, and method of fabricating same |
JP2006147843A (en) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | Method of manufacturing field effect transistor and field effect transistor manufactured thereby |
JP2006186290A (en) * | 2004-11-30 | 2006-07-13 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Thin film transistor and manufacturing method thereof |
JP2009224714A (en) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Univ Of Tokyo | Manufacturing method of organic thin film transistor |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014147992A1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-25 | 凸版印刷株式会社 | Thin film transistor array |
JP2014183265A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Toppan Printing Co Ltd | Thin film transistor array, manufacturing method thereof and image display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5066347B2 (en) | Thin film transistor substrate and manufacturing method thereof | |
JP4988322B2 (en) | Display device and manufacturing method thereof | |
US8405073B2 (en) | Organic thin film transistor with a protective layer between source and drain electrodes and electronic device | |
US20070166855A1 (en) | Display device and method of manufacturing the same | |
JP5268290B2 (en) | Thin film transistor array panel and manufacturing method thereof | |
US8963141B2 (en) | Thin-film transistor, fabrication method thereof, and image display device | |
JP2007140520A (en) | Organic thin film transistor display plate and its manufacturing method | |
US20080023695A1 (en) | Organic thin film transistor substrate and method of manufacturing the same | |
JP4928926B2 (en) | Inkjet printing system and method for manufacturing thin film transistor array panel using the same | |
TW201312760A (en) | Thin-film transistor and electronic unit | |
JP2007300116A (en) | Display, and manufacturing method thereof | |
JP2007164191A (en) | Organic thin film transistor display panel and method for manufacturing the same | |
US8642364B2 (en) | Thin film transistor structure, method of manufacturing the same, and electronic device | |
JP6040518B2 (en) | Electronic equipment and semiconductor substrate | |
JP5651961B2 (en) | THIN FILM TRANSISTOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE | |
US20130049118A1 (en) | Thin-film transistor and method of manufacturing the same, and electronic unit | |
JP2011165947A (en) | Thin film transistor and electronic apparatus | |
JP5884306B2 (en) | THIN FILM TRANSISTOR, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ELECTRONIC DEVICE | |
JP2013033886A (en) | Thin-film transistor, method for manufacturing the same, and electronic device | |
JP2015177099A (en) | Transistor and display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130115 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140226 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140924 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150210 |