JP6432189B2

JP6432189B2 - 有機半導体装置およびその製造方法

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Publication number: JP6432189B2
Application number: JP2014148106A
Authority: JP
Inventors: 川内　正明; 正明川内; 加藤　哲弥; 哲弥加藤; 鋼次郎舘
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2018-12-05
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: JP2016024949A

Description

本発明は、電極に電圧が印加されると有機層が発光する有機半導体装置およびその製造方法に関する。

従来、電極に電圧が印加されると有機層が発光する有機半導体装置、すなわち有機ＥＬ（Electro-Luminescence：エレクトロルミネッセンス）を利用した発光素子が知られている。この種の有機半導体装置としては、例えば、特許文献１に記載のものが提案されている。この有機半導体装置は、一面を有する基板と、基板の一面側に形成された下部電極と、下部電極の所定領域上に形成された有機層と、有機層上に形成された上部電極と、下部電極、有機層、および上部電極を封止する絶縁膜とを備える。また、この有機半導体装置は、端子部を有し、下部電極もしくは上部電極に接続された複数の配線が、端子部における一面の上方にまで延設されている。そして、この有機半導体装置では、端子部における配線にコネクタが接触させられて、下部電極および上部電極に電圧が印加されると有機層が発光する。

このように、この有機半導体装置では、端子部における複数の配線は、コネクタとの接触のために、絶縁膜によって覆われずに外部に露出している。ここで、このような絶縁膜の厚さは、従来、一般には数十μｍとされ、薄くても数μｍ程度とされている。

特開平１０−１７７８９４号公報

上記したように、電極に電圧が印加されると有機層が発光する有機半導体装置では、絶縁膜の厚さが数μｍもしくは数十μｍ程度とされる。そして、特許文献１に記載の有機半導体装置では、端子部における複数の配線は、コネクタとの接触のために、絶縁膜によって覆われずに外部に露出している。このため、湿度の高い環境（水中や結露が生じる状態など）で下部電極および上部電極に電圧が印加された場合、複数の配線の各配線間で電気的に接続するいわゆるマイグレーションが発生し易い。すなわち、例えば、端子部における配線を構成する材料（Ａｇなど）の成分イオンが移行して、複数の配線の各配線間で電気的に接続してしまう、いわゆるイオンマイグレーションが発生することがある。また、電子が移行することによって、複数の配線の各配線間で電気的に接続してしまう、いわゆるエレクトロマイグレーションが生じることもある。

本発明は上記点に鑑みて、電極に電圧が印加されると有機層が発光する有機半導体装置において、マイグレーションが発生し難い構成を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、一面（２ａ）および一端（２ｂ）を有する基板（２）と、基板の一面側に形成された下部電極（５）と、下部電極の所定領域上に形成された有機層（６）と、有機層上に形成された上部電極（７）と、少なくとも上部電極の上方に配置されて、下部電極、有機層、および上部電極を封止する絶縁膜（８）と、ゲート電極（４ｄ）およびゲート電極を被覆するゲート絶縁膜（４ｅ）を有するトランジスタ部（４）と、を備えると共に、基板の一端側において、ターミナル（１０１）を有するコネクタ（１００）のターミナルに接触させられる部分として構成された端子部（２０）を有し、下部電極もしくは上部電極に接続された配線（１０）が、端子部における一面の上方にまで延設されており、端子部における配線がコネクタと電気的に接続させられて、下部電極または上部電極に電圧が印加されると、有機層が発光する有機半導体装置において、以下の特徴を有する。すなわち、絶縁膜は、端子部において配線を被覆しており、ゲート絶縁膜が、ゲート電極を封止しつつ、端子部における配線の上方にまで延設されて形成され、端子部において配線をすべて被覆しており、端子部において配線の上方に配置されて配線を被覆する絶縁膜およびゲート絶縁膜を含む膜の厚さ（ｔ１）が、ターミナルによって絶縁膜およびゲート絶縁膜を含む膜が所定方向（Ｄ）に貫通させられることで配線とコネクタとの電気的接続が行われる厚さに設定されていることを特徴とする。

このため、導通させる（コネクタを接触させる）前においては、端子部における配線が絶縁膜によって覆われているため、配線への水分の接触が抑制される。さらに、導通させた（コネクタを接触させた）後においても、端子部における配線がゲート絶縁膜によって覆われているため、配線への水分の接触が抑制される。また、導通させるときには、コネクタによってゲート絶縁膜が貫通させられることで配線とコネクタとの電気的接続が行われる。このように、配線とコネクタとの電気的接続が可能であると共に、端子部における配線への水分の接触を抑制でき、マイグレーションの発生を抑制することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態に係る有機半導体装置１の平面構成を模式的に示す図である。図１に示す有機半導体装置１について、端子部２０付近の部分における断面構成を模式的に示す図である。図１に示す有機半導体装置１に接触させられるコネクタ１００の一例についての全体構成を示す図である。図１に示す有機半導体装置１の端子部２０に図３に示すコネクタ１００のカンチレバー１０１が接触された状態を示す図２に対応する図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。図１に示す有機半導体装置１について、製造工程を示す図２に対応する別の図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る有機半導体装置１について図１〜図４を参照して説明する。図１、図２に示すように、本実施形態に係る有機半導体装置１は、基板２の一面２ａ上に、第１絶縁膜３、トランジスタ部４、下部電極５、有機層６、上部電極７、第２絶縁膜８、偏光板９が順次積層されて構成されている。この有機半導体装置１は、下部電極５もしくは上部電極７に接続された配線１０がコネクタ１００（図３、図４を参照）と電気的に接続させられて、電極（下部電極５または上部電極７）に電圧が印加されると有機層６が発光する発光素子である。すなわち、この有機半導体装置１では、下部電極５、有機層６、および上部電極７によって有機ＥＬ素子を構成している。また、有機半導体装置１は、コネクタ１００（図１、図２を参照）のターミナルとしてのカンチレバー１０１（図３、図４を参照）に接触させられる端子部（図１、図２中の一点鎖線２０で囲まれた部分）を有する。端子部２０は、少なくとも基板２を含む部分である。図２に示すように、この有機半導体装置１では、配線１０が、基板２の一面２ａのうち端子部２０にまで延設されている。

基板２は、ガラス、樹脂、金属等の可視光に対して透明な材料で構成されており、ここでは樹脂を用いて構成されている。図２に示すように、基板２は一面２ａおよび一端２ｂを有し、本実施形態に係る有機半導体装置１では、この基板２の一端２ｂ側において、端子部２０が形成されている。

図２に示すように、第１絶縁膜３は、外部の湿気が配線１０に接触することを抑制するために、基板２の一面２ａ側に設けられた絶縁膜である。第１絶縁膜３は、基板２の一面２ａと配線１０との間に設けられている。第１絶縁膜３は、は、ここでは一例として、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜と、が順に積層された構成とされている。第１絶縁膜３は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３で構成された無機膜とＡｌＣＨＯで構成された有機膜が順に積層された構成とされる。

図２に示すように、トランジスタ部４は、下部電極５、有機層６、および上部電極７で構成された有機ＥＬ素子を駆動するスイッチなどとして設けられたものであり、ソース電極４ａ、ドレイン電極４ｂ、チャンネル層４ｃ、ゲート絶縁膜４ｅを有する。チャンネル層４ｃは、ソース電極４ａとドレイン電極４ｂの間に形成され、ゲート絶縁膜４ｅは、ゲート電極４ｄ、チャンネル層４ｃとゲート電極４ｄの間に形成され、ゲート電極４ｄを被覆している。ソース電極４ａ、ドレイン電極４ｂは、例えば、Ａｇ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ａｕ等の金属で構成される。チャンネル層４ｃは、例えば、有機半導体で構成される。なお、ここでは、ゲート電極４ｄは、配線１０と同時に形成された膜である。また、図２に示すように、第１絶縁膜３上には、ソース電極４ａに接続された配線１３が形成されており、この配線１３も、ゲート電極４ｄや配線１０と同時に形成された膜である。また、ゲート絶縁膜４ｅは、ここでは一例として、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜と、が順に積層された構成とされている。ゲート絶縁膜４ｅは、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３で構成された無機膜とＡｌＣＨＯで構成された有機膜が順に積層された構成とされる。

また、図２に示すように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅと下部電極５の間に配置されて、ソース電極４ａ、ドレイン電極４ｂ、チャンネル層４ｃ、ゲート絶縁膜４ｅを被覆して保護する保護膜１１が形成されている。保護膜１１は、ポリマー等で構成される。

図２に示すように、ゲート絶縁膜４ｅは、ゲート電極４ｄを封止しつつ、端子部２０における配線１０の上方にまで延設されるように一体に成形されている。これにより、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０が、ゲート絶縁膜４ｅによって被覆されている。

下部電極５は、有機ＥＬ素子に用いられる電極として設けられたものであり、図２に示すように、ここでは、発光素子における陽極として用いられる電極として保護膜１１上に設けられている。下部電極５は、例えば、インジウム−スズの酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛の酸化物等の透明導電膜を用いて構成される。図２に示すように、下部電極５は、所定方向（本実施形態では、図２における紙面左右方向）に延びるストライプ状となるように形成されている。また、下部電極５は、ソース電極４ａと電気的に接続されている。

有機層６は、通常の有機ＥＬ素子における有機層の構成と同様な周知なものであり、例えば、下部電極５側から正孔注入層、正孔輸送性層、発光層、電子輸送層等が順次積層されて構成される。また、図２に示すように、有機層６は、下部電極５の所定領域上に形成されている。具体的には、本実施形態に係る有機半導体装置１では、図示しないが、複数の有機層６がバンク１２によって互いに区画されている。バンク１２は、例えば、ポリイミド等で構成される。

上部電極７は、発光素子における陰極として用いられる電極であって、図２に示すように、ここでは、発光素子における陰極として用いられる電極として有機層６やバンク１２の上方に設けられている。上部電極７は、例えば、ＭｇＡｇ、Ａｌ等の金属膜等を用いて構成されている。図２に示すように、上部電極７は、各有機層６を跨ぐように下部電極５の延設方向と垂直方向に延びるストライプ状となるように形成されている。これにより、下部電極５と上部電極７との交差部において、下部電極５、有機層６、上部電極７が積層されて有機ＥＬ素子が形成されている。また、上部電極７は、配線１０と電気的に接続されており、図２とは別断面においてドレイン電極４ｂと電気的に接続されている。

第２絶縁膜８は、下部電極５、有機層６、上部電極７などを封止するために設けられた絶縁膜である。第２絶縁膜８は、ここでは一例として、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜と、が順に積層された構成とされている。第２絶縁膜８は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３で構成された無機膜とＡｌＣＨＯで構成された有機膜が順に積層された構成とされる。図２に示すように、第２絶縁膜８は、少なくとも上部電極７の上方に配置され、下部電極５、有機層６、および上部電極７を封止している。なお、ここでは特に、図２に示すように、第２絶縁膜８は、下部電極５、有機層６、および上部電極７で構成された有機ＥＬ素子を基板２との間に挟み込んでおり、この有機ＥＬ素子の全面が外部に露出しないように構成されている。

なお、上記したように、本実施形態では、第１絶縁膜３、ゲート絶縁膜４ｅ、第２絶縁膜８は、それぞれ、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜とが順に積層された構成とされている。ここで、これらの膜３、４ｅ、８を有機膜のみによって構成した場合には、有機材料が水分を吸収し易いことにより、有機半導体装置１の周囲の水分が膜３、４ｅ、８に吸収されて配線１０にまで到達し易くなってしまう。しかしながら、本実施形態に係る有機半導体装置１では、膜３、４ｅ、８が、水分を透過し難い無機膜によって有機膜が被覆された構成とされているため、有機半導体装置１の周囲の水分が配線１０に到達し難くなる。さらに、無機膜は有機膜と比較して硬いことから、本実施形態に係る有機半導体装置１では、有機膜への応力緩和も図ることができる。このように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、これらの膜３、４ｅ、８が有機膜を含む構成とされつつ、無機膜も備えられることにより、水分が配線１０に到達し難くなり、かつ、有機膜への応力緩和も図ることができる。

第２絶縁膜８は、上部電極５、有機層６、および上部電極７を封止しつつ、端子部２０における配線１０の上方にまで延設されて形成されている。具体的には、本実施形態では、第２絶縁膜８は、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅの上方に形成されて、端子部２０における配線１０を被覆している。

ここで、上記したように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８が、端子部２０における配線１０の上方にまで延設されるように一体に成形されている。すなわち、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方にゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が形成されている。そして、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が、カンチレバー１０１によって所定方向（図４中の矢印Ｄを参照）に貫通させられることで配線１０とコネクタ１００との電気的接続が行われる厚さに設定されている。具体的には、ここでは、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜の厚さが、１〜９９９ｎｍとされている。

このため、本実施形態に係る有機半導体装置１では、導通させる（コネクタ１００を接触させる）前においては、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。さらに、導通させた（コネクタ１００を接触させた）後においても、図４に示すように、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。また、導通させるときには、コネクタ１００によって第２絶縁膜８が貫通させられることで配線１０とコネクタ１００との電気的接続が行われる。このように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、配線１０とコネクタ１００との電気的接続が可能であると共に、端子部２０における配線１０への水分の接触を抑制でき、マイグレーションの発生を抑制することができる。なお、本実施形態に係る有機半導体装置１では、基板２の一面２ａと配線１０との間に、外部の湿気が配線１０に接触することを抑制する第１絶縁膜３が設けられているため、マイグレーションの発生をさらに抑制できる。

また、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜（ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜）の厚さが１〜９９９ｎｍと薄いため、コネクタ１００のうち配線１０に接触させられる部分（接触凸部１０１ａ）が該膜を十分に貫通して配線１０に到達させ易い。さらに、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜が薄いことにより、熱応力が発生し難いという利点もある。すなわち、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜における経時的なクラックが生じ難く、また、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜に発生する熱応力によって基板２等が反ってしまう等の不具合が生じ難い。

偏光板９は、外光反射を防ぐために設けられたものであって、外部から有機半導体装置１の内部に進入して有機半導体装置１の内部（例えば、下部電極５や上部電極７）で反射した光を吸収するものである。なお、ここでは、具体的には、偏光板９は円偏光板である。

図３に示すように、本実施形態に係る有機半導体装置１に電気的に接続されるコネクタ１００は、ここでは、ターミナルとしてのカンチレバー１０１を有する。また、コネクタ１００は、カンチレバー１０１において、配線１０に接触させられる部分である接触凸部１０１ａを有する構成のものである。

そして、図４に示すように、本有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に配置されたゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜の所定方向Ｄにおける厚さ（図４中の符号ｔ１を参照）が、コネクタ１００の接触凸部１０１ａの所定方向Ｄにおける厚さ（図４中の符号ｔ２を参照）よりも薄くされている。言い換えると、端子部２０における配線１０にコネクタ１００の接触凸部１０１ａを接触させたときに、この膜とコネクタ１００（カンチレバー１０１）との間に隙間（図４中の符号ｗ１を参照）ができる構成とされている。このため、コネクタ１００の接触凸部１０１ａを配線１０に接触させるときに、配線１０の上方に配置された膜（ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜）が高温となって熱膨張していても、接触凸部１０１ａが下部電極５に届かないという事態が生じ難い。よって、本実施形態では、有機半導体装置１とコネクタ１００とを確実に導通させることができる。

上記したように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８が、端子部２０における配線１０の上方にまで延設されるように一体に成形されている。すなわち、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方にゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が形成されている。そして、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が、カンチレバー１０１によって所定方向Ｄに貫通させられることで配線１０とコネクタ１００との電気的接続が行われる厚さに設定されている。

このため、本実施形態に係る有機半導体装置１では、導通させる（コネクタ１００を接触させる）前においては、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。さらに、導通させた（コネクタ１００を接触させた）後においても、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。また、導通させるときには、コネクタ１００によって第２絶縁膜８が貫通させられることで配線１０とコネクタ１００との電気的接続が行われる。このように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、配線１０とコネクタ１００との電気的接続が可能であると共に、端子部２０における配線１０への水分の接触を抑制でき、マイグレーションの発生を抑制することができる。

また、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜（ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜）の厚さが１〜９９９ｎｍとされている。

このように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜の厚さが薄いため、コネクタ１００のうち配線１０に接触させられる部分（接触凸部１０１ａ）が該膜を十分に貫通して配線１０に到達させ易い。さらに、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜が薄いことにより、熱応力が発生し難いという利点もある。すなわち、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜における経時的なクラックが生じ難く、また、端子部２０における配線１０の上方に形成された膜に発生する熱応力によって基板２等が反ってしまう等の不具合が生じ難い。

以上、本実施形態に係る有機半導体装置１の構成および作用効果について説明した。次に、本実施形態に係る有機半導体装置１の製造方法について図５を参照しつつ説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、基板２の一面２ａ側に、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition：原子層堆積）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法等により、第１絶縁膜３を形成する。ここでは、ＡＬＤ法によって、第１絶縁膜３を形成している。

次に、図５（ｂ）に示すように、第１絶縁膜３の上面に、印刷等によって、ゲート電極４ｄ、配線１０、および配線１３を同時に形成する。これが、特許請求の範囲に記載のゲート電極形成工程に相当する。

次に、図５（ｃ）に示すように、第１絶縁膜３、ゲート電極４ｄ、配線１０、および配線１３を被覆するように、ＡＬＤ法、ＣＶＤ法等により、ゲート絶縁膜４ｅを形成する。ここでは、ＡＬＤ法によって、ゲート絶縁膜４ｅを形成している。ここで、本製造方法では、端子部２０における配線１０の上方に、端子部２０（図２中の一点鎖線２０で囲まれた部分を参照）における配線１０を被覆する一体成形されたゲート絶縁膜４ｅを形成している。これが、特許請求の範囲に記載のゲート絶縁膜形成工程に相当する。

次に、図５（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ等を用いて、ゲート絶縁膜４ｅにおいて、配線１０と後述する配線（図５（ｆ）〜（ｌ）中の符号１０ｂを参照）とを電気的に接続するための第１ビア（図５（ｄ）中の符号１０ａを参照）、配線１３とソース電極４ａとを電気的に接続するための第２ビア（図５（ｄ）中の符号１３ａを参照）を形成する。

次に、図５（ｅ）に示すように、ゲート絶縁膜４ｅの上面に、印刷等によって、チャンネル層４ｃを形成する。

次に、図５（ｆ）に示すように、印刷等によって、ソース電極４ａ、ドレイン電極４ｂ、上部電極７と配線１０とを電気的に接続するための配線（図５（ｆ）中の符号１０ｂを参照）を同時に形成する。

次に、図５（ｇ）に示すように、第１絶縁膜３、ソース電極４ａ、ドレイン電極４ｂ、チャンネル層４ｃ、ゲート電極４ｄ、および配線１０ｂを被覆もしくは封止するように、印刷等により、保護膜１１を形成する。ここでは、ＡＬＤ法によって、保護膜１１を形成している。

次に、図５（ｈ）に示すように、フォトリソグラフィ等を用いて、ゲート絶縁膜４ｅにおいて、ソース電極４ａと下部電極５とを電気的に接続するための第３ビア（図５（ｈ）中の符号１３ｂを参照）を形成する。

次に、図５（ｉ）に示すように、保護膜１１の上面に、スパッタやフォトリソグラフィ等により、下部電極５を形成する。これが、特許請求の範囲に記載の第１工程に相当する。また、スパッタやフォトリソグラフィ等により、バンク１２を形成する。また、フォトリソグラフィ等を用いて、バンク１２および保護膜１１において、上部電極７と配線１０ｂとを電気的に接続するための第４ビア（図５（ｉ）中の符号１０ｃを参照）を形成する。

次に、図５（ｊ）に示すように、印刷、真空蒸着法等により、有機層６を形成する。これが、特許請求の範囲に記載の第２工程に相当する。

次に、図５（ｋ）に示すように、有機層６およびバンク１２の上面に、蒸着等により、上部電極７を形成する。これが、特許請求の範囲に記載の第３工程に相当する。

次に、図５（ｌ）に示すように、有機層６、保護膜１１、バンク１２、ゲート絶縁膜４ｅ等の上面に、ＡＬＤ法、ＣＶＤ法等により、下部電極５、有機層６、および上部電極７を封止する第２絶縁膜８を形成する。ここでは、ＡＬＤ法によって、第２絶縁膜８を形成している。ここで、本製造方法では、端子部２０における配線１０の上方に、端子部２０における配線１０を封止する一体成形された第２絶縁膜８を形成している。厳密には、本製造方法では、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅの上方に、第２絶縁膜８を形成している。これが、特許請求の範囲に記載の第４工程に相当する。

ここで、上記したように、本製造方法では、端子部２０における配線１０の上方に、端子部２０における配線１０を被覆する一体成形されたゲート絶縁膜４ｅを形成している。また、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅの上方に、第２絶縁膜８を形成している。そして、本製造方法では、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜の厚さがカンチレバー１０１によって所定方向Ｄに貫通させられる厚さとなるように、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を形成している。具体的には、ここでは、端子部２０における配線１０の上方に形成されたゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜の厚さが１〜９９９ｎｍとなるように、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を形成している。

また、上記したように、本製造方法では、ＡＬＤ法によって、端子部２０における配線１０を被覆する膜（ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜）を形成している。ＡＬＤ法によれば、成膜対象の形状、位置によらず均一な膜厚が得られるため、ゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８が形成される。すなわち、ＡＬＤ法を用いた場合には、ゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８においてピンホールなどの欠陥が形成され難く、これにより、本製造方法で製造される有機半導体装置１では、特に、配線１０への水分の接触が抑制され、マイグレーションの発生を抑制できる。

その後、図２に示すように、第２絶縁膜８の上面に偏光板９を備え付ける。

以上の工程を経て、本実施形態に係る有機半導体装置１は完成する。このように、本製造方法では、一体成形により、容易に、マイグレーションの発生を抑制する第２絶縁膜８を備える有機半導体装置１を製造することができる。

上記で説明したように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８が、端子部２０における配線１０の上方にまで延設されるように一体に成形されている。すなわち、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方にゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が形成されている。そして、本実施形態に係る有機半導体装置１では、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が、カンチレバー１０１によって所定方向に貫通させられることで配線１０とコネクタ１００との電気的接続が行われる厚さに設定されている。

このため、本実施形態に係る有機半導体装置１では、導通させる前においては、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。さらに、導通させた後においても、端子部２０における配線１０がゲート絶縁膜４ｅや第２絶縁膜８によって覆われているため、配線１０への水分の接触が抑制される。また、導通させるときには、コネクタ１００によって第２絶縁膜８が貫通させられるが、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が薄いため、コネクタ１００のうち配線１０に接触させられる部分が該膜を十分に貫通して配線１０に到達し易い。このように、本実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０への水分の接触が抑制されるため、マイグレーションの発生を抑制できる。また、ゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜が薄いことから、配線１０とコネクタ１００とを十分に接触させられ、確実に電気的接続を実現することができる。

また、本実施形態に係る有機半導体装置１では、第１絶縁膜３、ゲート絶縁膜４ｅ、第２絶縁膜８は、それぞれ、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜とが順に積層された構成とされている。

このため、本実施形態に係る有機半導体装置１では、これらの膜３、４ｅ、８が有機膜を含む構成とされつつ、無機膜も備えられることにより、水分が配線１０に到達し難くなり、かつ、有機膜への応力緩和も図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、第１実施形態に係る有機半導体装置１では、第１絶縁膜３を設けていたが、例えば基板２の水分不透過性が十分である場合等には、第１絶縁膜３を省略してもよい。

また、第１実施形態に係る有機半導体装置１では、端子部２０における配線１０の上方にゲート絶縁膜４ｅおよび第２絶縁膜８を含む膜を形成して、端子部２０における配線１０を被覆していた。しかし、端子部２０における配線１０の上方に形成されて端子部２０における配線１０を被覆する膜は、この構成に限られるものではない。すなわち、例えば、第１実施形態に係る有機半導体装置１において、ゲート絶縁膜４ｅを端子部２０における配線１０の上方にまで延設しないようにして、端子部２０における配線１０の上方に、ゲート絶縁膜４ｅを含まず第２絶縁膜８を含み、カンチレバー１０１によって所定方向Ｄに貫通させられる厚さ（例えば、１〜９９９ｎｍ）の膜を形成してもよい。この場合においても、第２絶縁膜８を含む膜によって、端子部２０における配線１０への水分の接触が抑制されるため、マイグレーションの発生を抑制でき、膜が薄いことから、配線１０とコネクタ１００とを十分に接触させられ易い。また、第１実施形態に係る有機半導体装置１において、第２絶縁膜８を端子部２０における配線１０の上方にまで延設しないようにして、端子部２０における配線１０の上方に、第２絶縁膜８を含まずゲート絶縁膜４ｅを含み、カンチレバー１０１によって所定方向Ｄに貫通させられる厚さ（例えば、１〜９９９ｎｍ）の膜を形成してもよい。この場合においても、ゲート絶縁膜４ｅを含む膜によって、端子部２０における配線１０への水分の接触が抑制されるため、マイグレーションの発生を抑制でき、膜が薄いことから、配線１０とコネクタ１００とを十分に接触させられ易い。

また、第１実施形態において、第１絶縁膜３、ゲート絶縁膜４ｅ、第２絶縁膜８のうち、いずれかのみを、有機材料を主成分とする有機膜と、該有機膜を挟んで配線１０の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜とが順に積層された構成としてもよい。

２基板
３第１絶縁膜３
４トランジスタ部
４ｅゲート絶縁膜
５下部電極
６有機層
７上部電極
８第２絶縁膜
２０端子部
１００コネクタ

Claims

一面（２ａ）および一端（２ｂ）を有する基板（２）と、
前記基板の一面側に形成された下部電極（５）と、
前記下部電極の所定領域上に形成された有機層（６）と、
前記有機層上に形成された上部電極（７）と、
少なくとも前記上部電極の上方に配置されて、前記下部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止する絶縁膜（８）と、
ゲート電極（４ｄ）および前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜（４ｅ）を有するトランジスタ部（４）と、を備えると共に、
前記基板の一端側において、ターミナル（１０１）を有するコネクタ（１００）の前記ターミナルに接触させられる部分として構成された端子部（２０）を有し、
前記下部電極もしくは前記上部電極に接続された配線（１０）が、前記端子部における前記一面の上方にまで延設されており、
前記端子部における前記配線が前記コネクタと電気的に接続させられて、前記下部電極または前記上部電極に電圧が印加されると、前記有機層が発光する有機半導体装置であって、
前記絶縁膜は、前記端子部において前記配線を被覆しており、
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極を封止しつつ、前記端子部における前記配線の上方にまで延設されて形成され、前記端子部において前記配線をすべて被覆しており、
前記端子部において前記配線の上方に配置されて前記配線を被覆する前記絶縁膜および前記ゲート絶縁膜を含む膜の厚さ（ｔ１）が、前記ターミナルによって前記絶縁膜および前記ゲート絶縁膜を含む膜が所定方向（Ｄ）に貫通させられることで前記配線と前記コネクタとの電気的接続が行われる厚さに設定されていることを特徴とする有機半導体装置。
前記ゲート絶縁膜が、有機材料を主成分とする有機膜と、前記有機膜を挟んで前記配線の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜と、が順に積層された構成とされていることを特徴とする請求項１に記載の有機半導体装置。
前記端子部において前記配線の上方に配置されて前記配線を被覆する前記ゲート絶縁膜を含む膜の厚さが、１〜９９９ｎｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の有機半導体装置。
前記基板と前記配線の間に下側絶縁膜（３）が配置され、
前記下側絶縁膜が、有機材料を主成分とする有機膜と、前記有機膜を挟んで前記配線の反対側に配置された無機材料を主成分とする無機膜と、が順に積層された構成とされていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体装置。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体装置の前記端子部において前記配線の上方に配置されて前記配線を被覆する前記ゲート絶縁膜を含む膜が前記ターミナルによって前記所定方向に貫通させられて、前記配線と前記コネクタとが電気的に接続されていることを特徴とする有機半導体装置と前記コネクタとの接続構造。
請求項５に記載の有機半導体装置と前記コネクタとの接続構造であって、
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体装置の前記ターミナルが、前記配線に接触させられる接触凸部（１０１ａ）を有し、
前記端子部において前記配線の上方に配置されて前記配線を被覆する前記ゲート絶縁膜を含む膜の前記所定方向における厚さ（ｔ１）が、前記接触凸部の前記所定方向における厚さ（ｔ２）よりも薄いことを特徴とする有機半導体装置と前記コネクタとの接続構造。
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の有機半導体装置の製造方法であって、
前記基板の一面側に前記下部電極を形成する第１工程と、
前記下部電極の所定領域上に前記有機層を形成する第２工程と、
前記有機層上に前記上部電極を形成する第３工程と、
前記下部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止する前記絶縁膜を形成する第４工程と、を有し、
前記第４工程において、前記上部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止しつつ前記端子部における前記配線の上方にまで延設されて前記端子部における前記配線を被覆する前記絶縁膜を含むと共に前記ターミナルによって前記所定方向に貫通させられる厚さとされた膜を形成することを特徴とする有機半導体装置の製造方法。
請求項１ないし３のいずれか１つに記載の有機半導体装置の製造方法であって、
前記基板の一面側にゲート電極（４ａ）を形成するゲート電極形成工程と、
前記基板の一面側において前記ゲート電極を被覆するゲート絶縁膜（４ｅ）を形成するゲート絶縁膜形成工程と、
前記ゲート絶縁膜上に前記下部電極を形成する第１工程と、
前記下部電極の所定領域上に前記有機層を形成する第２工程と、
前記有機層上に前記上部電極を形成する第３工程と、
前記下部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止する前記絶縁膜を形成する第４工程と、を有し、
前記ゲート絶縁膜形成工程において、前記上部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止しつつ前記端子部における前記配線の上方にまで延設されて前記端子部における前記配線を被覆する前記ゲート絶縁膜を含むと共に前記ターミナルによって前記所定方向に貫通させられる厚さとされた膜を形成する工程、および、前記第４工程において、前記上部電極、前記有機層、および前記上部電極を封止しつつ前記端子部における前記配線の上方にまで延設されて前記端子部における前記配線を被覆する前記絶縁膜を含むと共に前記ターミナルによって前記所定方向に貫通させられる厚さとされた膜を形成する工程のうち少なくとも一方を行うことを特徴とする有機半導体装置の製造方法。
前記ゲート絶縁膜形成工程において、前記ゲート絶縁膜を原子層堆積法によって形成することを特徴とする請求項８に記載の有機半導体装置の製造方法。
前記第４工程において、前記絶縁膜を原子層堆積法によって形成することを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１つに記載の有機半導体装置の製造方法。