TWI446544B - Thin film transistor, electronic device and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

薄膜電晶體、電子機器及其製造方法

本發明係關於一種包括包含有機半導體材料之主動層之薄膜電晶體、使用該薄膜電晶體之電子機器及其製造方法。

近年來，於多種技術領域中使用場效應電晶體(FET: Field Effect Transistor)，其中，薄膜電晶體(TFT: Thin Film Transistor)廣泛普及。該TFT搭載於多個電子機器上，例如作為像素選擇用之裝置而用於主動矩陣方式之顯示器等中。

TFT係於經由閘極絕緣層而與閘極電極隔開之主動層(所謂通道層)上連接有源極電極及汲極電極者。該TFT中，根據施加至閘極電極之電壓控制流經源極電極與汲極電極之間之電流，該電流一邊蓄積或消耗主動層中之電荷載子一邊進行流動。

作為主動層之形成材料，使用矽(Si)或砷化鎵(GaAs)等無機半導體材料，包括此種主動層之TFT被稱作無機TFT。然而，於大畫面顯示器等大型用途中，因無機半導體材料價格高，並且為了遍及整個畫面使複數個無機TFT之性能均一化而需要嚴格的製造條件(高溫或真空等)，故製造難度及成本較高。

對此，最近正研究代替無機半導體材料而使用廉價之有機半導體材料，包括此種主動層之TFT被稱作有機TFT。作為該有機半導體材料，主要使用具有Π電子之共軛系材料(例如，參照非專利文獻1~4)。然而，關於上述共軛系材料，會擔心無法獲得充分之電性能，並且於大規模製造步驟中加工困難。此外，因容易與大氣中之氧及水分發生反應，故而亦存在無法獲得充分之牢固性之問題。關於此種牢固性之問題，有縮短搭載有機TFT之電子機器之壽命之虞。因此，先前之有機半導體材料於實際使用方面也可以說尚未達到能夠令人滿意之水平。

詳細而言，若使用稠五苯則雖獲得極高之遷移率，但限定為於高真空條件下下蒸鍍之情形(例如，參照非專利文獻5)。再者，關於稠五苯亦研究為了可進行液體加工而使用可溶性之前驅物，但於該情形時，為了形成主動層而必需於真空中以高溫(140℃~180℃)進行加熱(例如，參照非專利文獻6)。因該液體加工之製造製程中，最終所製造之有機TFT之性能非常容易受到基板及轉化條件之影響，故自實際使用上之有用性之觀點而言不得不說受到限定。

若使用α-六噻吩等共軛寡聚物則雖獲得較高之遷移率，但仍限定為於高真空條件下進行蒸鍍之情形(例如，參照非專利文獻7、8)。與此相對，關於聚(3-己基噻吩)等部分之半導體聚合物，發現雖可自溶液相蒸鍍，但於實際使用方面可以說仍不充分(例如，參照非專利文獻9)。

根據Borsenberger等人已報告有如下高遷移率摻雜聚合物，其係於熱可塑性聚合物中摻雜雙(二-甲苯基胺基苯基)環己烷而成(例如，參照非專利文獻10)。該高遷移率摻雜聚合物可作為靜電印刷之光受體中之輸送層而使用。

此外，為了製造電子裝置，討論使用有機材料之混合物(例如，參照專利文獻1)。該混合物為包含高分子材料(聚合物黏合劑)、電荷輸送分子及氧化劑之導電性塗敷用組成物，該氧化劑係為了提高載子濃度而使用。

作為主動層之形成材料，使用至少2種有機半導體材料之混合物(例如，參照專利文獻2)。於該情形時，其中一種有機半導體材料具有高於另一種有機半導體材料之導電性，該高導電性之有機半導體材料發揮於主動層中供給載子之作用，從而電流得以良好控制。再者，有機半導體材料之混合物中亦可進而混入有電性絕緣材料。

使用一併包含有機半導體材料與高分子材料(有機黏合劑)之主動層(例如，參照專利文獻3)。該高分子材料具有未達10^-6 Scm^-1 之固有導電率及1000 Hz時未達3.3之介電常數ε。該介電常數ε較佳為未達3.0，更佳為未達2.8，尤佳為2.0~2.8。

[先行技術文獻] [非專利文獻]

[非專利文獻1] J. Mater. Chem.,7(3),369頁-376頁，1997年(J. Mater. Chem,7(3),p369-p376,1997)

[非專利文獻2] J. Mater. Chem.,9,1895頁-1904頁，1999年(J. Mater. Chem.,9,p1895-p1904,1999)

[非專利文獻3]固態和材料科學的動態，2,455頁-561頁，1997年(Current Opinion in Solid State & Materials Science,2,p455-p561,1997)

[非專利文獻4]固態和材料科學的動態，227,253頁-262頁，1998年(Current Opinion in Solid State & Materials Science,227,p253-p262,1998)

[非專利文獻5] Synth. Metals,1127,41頁-43頁，1991年(Synth. Metals,1127,p41-p43,1991)

[非專利文獻6] Synth. Metals,88,37頁-55頁，1997年(Synth. Metals,88,p37-p55,1997)

[非專利文獻7] Synth. Metals,435,54頁，1993年(Synth. Metals,435,p54,1993)

[非專利文獻8] Synth. Metals,265,1684頁，1994年(Synth. Metals,265,p1684,1994)

[非專利文獻9]應用物理學快報，53,195頁，1988年(Applied Physics Letters,53,p195,1988)

[非專利文獻10] J. Appl. Phys.,34,Pt2,No12A,L1597頁-L1598頁，1995年(J. Appl. Phys.,34,Pt2,No12A,L1597-L1598,1995)

[專利文獻]

[專利文獻1]歐洲專利第0910100A2號說明書

[專利文獻2]美國專利第5500537號說明書

[專利文獻3]日本專利特表2004-525501號公報

於電子機器之製造步驟中，在形成有機TFT之後，該有機TFT與以保護用(或平坦化用)之絕緣層等為代表之各種封裝構件進行封裝。於該情形時，若於封裝步驟中有機TFT被過度加熱則主動層之特性容易發生劣化，因而該有機TFT中遷移率及開關比等性能出現差異之可能性增高。

本發明係鑒於上述問題而完成者，其目的在於提供一種可實現性能之穩定化之薄膜電晶體、使用該薄膜電晶體之電子機器及其製造方法。

本發明之電子機器包括薄膜電晶體及封裝構件。薄膜電晶體包括：閘極電極，隔著閘極絕緣層而與閘極電極對向配置並且包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層，以及彼此隔開並且連接於主動層之源極電極及汲極電極。封裝構件係與薄膜電晶體進行封裝者。可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於將薄膜電晶體與封裝構件進行封裝之步驟中之最高溫度。

本發明之電子機器之製造方法包括：形成上述薄膜電晶體之步驟，及將該薄膜電晶體與封裝構件進行封裝之步驟。使可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於將該薄膜電晶體與封裝構件進行封裝之步驟中之最高溫度。

本發明之薄膜電晶體包括：閘極電極，隔著閘極絕緣層而與閘極電極對向配置之主動層，以及彼此隔開並且連接於主動層之源極電極及汲極電極。主動層包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料，並且該可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度為150℃以上。

根據本發明之薄膜電晶體，主動層包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料，該可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於150℃。於該情形時，在使用薄膜電晶體之電子機器之製造步驟中，即便於包括伴隨加熱之步驟(最高溫度=150℃)之封裝步驟中投入薄膜電晶體，主動層之特性亦不易發生劣化。因此，於複數個薄膜電晶體之間，遷移率及開關比等性能不易出現差異。由此，可實現性能穩定化，並且有助於提高電子機器之性能。

根據本發明之電子機器或其製造方法，與封裝構件進行封裝之薄膜電晶體之主動層包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料。又，將可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度設為高於封裝構件之加工時之最高溫度。由此，即便於包含伴隨加熱之步驟(最高溫度=150℃)之封裝步驟中投入薄膜電晶體，主動層之特性亦不易發生劣化，因此於複數個薄膜電晶體之間性能不易出現差異。由此，可實現電子機器之性能提高。

以下，參照圖式對本發明之實施形態進行詳細說明。再者，說明之順序為如下所示。

1.薄膜電晶體

2.薄膜電晶體之應用例(電子機器)

<1.薄膜電晶體> [薄膜電晶體之整體構成]

圖1及圖2分別表示本發明之一實施形態之薄膜電晶體即有機TFT之剖面構成及平面構成，圖1中表示沿著圖2所示之I-I線之剖面。

此處所說明之有機TFT，如以下詳細說明般，為構成液晶顯示裝置等電子機器之一部分之裝置，於該電子機器之製造步驟中與封裝構件進行封裝。該封裝構件為構成電子機器之複數個構件(有機TFT以外之零件)，例如為覆蓋有機TFT之絕緣層或連接於有機TFT之電極等。再者，所謂封裝係指為了完成電子機器，而經由成膜步驟、連接步驟或貼合步驟等各種步驟將有機TFT與封裝構件加以組合之含義。以下，將有機TFT與封裝構件進行組合步驟稱作封裝步驟。

該有機TFT係以隔著閘極絕緣層2而與閘極電極1對向的方式配置有主動層3，並且該主動層3連接於源極電極4及汲極電極5。

再者，圖1及圖2所示之有機TFT例如為底閘極‧頂部接觸型，即，閘極電極1位於較主動層3更下側處，並且源極電極4及汲極電極5重疊於主動層3之上側。

閘極電極1例如由鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鎳(Ni)或該等合金等之金屬材料而形成。

閘極絕緣層2例如由無機材料或有機高分子材料而形成。無機材料例如為氧化矽(SiO₂ )或氮化矽(Si₃ N₄ )等。有機高分子材料例如為聚乙烯基酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺或氟樹脂等。

主動層3包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料。主動層3包含有機半導體材料且包含高分子材料之原因在於，相比於不包含該高分子材料之情形，於複數個有機TFT之間性能(遷移率及開關比等)不易出現差異。又，有機半導體材料及高分子材料均為可溶性之原因在於，可藉由塗佈法形成主動層，因此相比於使用蒸鍍法等之情形，於複數個有機TFT之間性能不易出現差異，並且該形成步驟得以簡化。

再者，於主動層3中，可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料亦可為相分離。於該情形時，為了在源極電極4及汲極電極5與主動層3之間獲得充分之電傳導性，較佳為以如下方式進行相分離，即，相比於遠離源極電極4等之一側，於接近源極電極4等之一側更多地分佈可溶性有機半導體材料。進而，可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料亦可完全相分離而成為兩層。

此處，可溶性為有機半導體材料及高分子材料相對於溶劑而以分子級別分散(溶解及相溶)之性質，為了使該等分散亦可視需要而伴隨有攪拌或加熱等處理。於該情形時，較佳為有機半導體材料及高分子材料相對於共用之溶劑可溶解。又，兩者之溶解度較佳為相對於溶劑為0.5重量%以上，更佳為1重量%以上，進而更佳為5重量%以上。

可溶性有機半導體材料之種類只要為具有半導體特性及上述可溶性之有機材料中之任一種或兩種以上，則未作特別限定。

其中，作為可溶性有機半導體材料，較佳為具有至少3個芳香族環之共軛芳香族材料。芳香族環之種類較佳為5員環、6員環或7員環，更佳為5員環或6員環。該等芳香族環亦可具有硒(Se)、碲(Te)、磷(P)、矽(Si)、硼(B)、砷(As)、氮(N)、氧(O)及硫(S)中之至少一個雜原子作為構成元素。其中，更佳為氮、氧及硫中之至少一種。再者，芳香族環之至少一部分亦可藉由以下列舉之取代基中之任一種或兩種以上而置換。該取代基例如為烷基、烷氧基、聚烷氧基、硫代烷基、醯基、芳基、鹵素基、氰基、硝基、烷基胺基(二級或三級)或芳基胺基(二級或三級)等。鹵素基之種類未作特別限定，例如為氟基等。再者，取代基亦可為上述一系列之基之衍生物。

作為可溶性有機半導體材料之具體例，列舉以下之材料等。為聚噻吩、聚-3-己基噻吩、稠五苯[2,3,6,7-二苯并蒽]、聚蒽、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔或聚苯。為聚呋喃、聚硒吩、聚異苯并噻吩、聚苯硫醚、聚苯乙炔、聚伸噻吩基乙烯、聚萘或聚芘。為聚薁、酞菁、部花青素或聚伸乙二氧基噻吩、聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸或二烷蒽嵌蒽。再者，亦可為上述材料之衍生物。

可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於使用有機TFT之電子機器之製造步驟(封裝步驟)中之最高溫度。其原因在於：防止於將有機TFT於封裝步驟中投入之情形時，因以玻璃轉移溫度以上之溫度加熱該有機TFT而引起主動層3之特性劣化。

更具體而言，可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度較佳為高於150℃。其原因在於：於設想液晶顯示裝置等作為電子機器之情形時，其製造步驟(封裝步驟)中之最高溫度約為150℃。然而，若考慮封裝步驟中之最高溫度之差異等，則為了有效防止主動層3之特性劣化，較佳為玻璃轉移溫度比封裝步驟中之最高溫度高30℃，更佳為高50℃。即，玻璃轉移溫度較佳為高於180℃，更佳為高於200℃。

又，可溶性高分子材料之分子量只要可確保上述可溶性則未作特別限定，其中，較佳為10000以上，更佳為15000以上，進而更佳為20000以上。其原因在於，雖根據高分子材料之種類而有所不同，但其溶解性大致會隨著分子量增大而變高。

就可溶性高分子材料之種類而言，只要為玻璃轉移溫度高於封裝步驟中之最高溫度之可溶性之高分子材料中之任一種或兩種以上，則未作特別限定。作為該可溶性高分子材料之具體例，列舉以下之材料等。玻璃轉移溫度為180℃以上之環狀烯烴共聚物。玻璃轉移溫度為200℃以上之聚苯醚、聚醚碸或聚碸。

可溶性有機半導體材料與可溶性高分子材料之混合比未作特別限定，其中，較佳為可溶性有機半導體材料：可溶性高分子材料=10:1~1:10，更佳為5:1~1:5，進而更佳為3:1~1:3，尤佳為1:1。

此處，主動層3係於使可溶性有機半導體材料與可溶性高分子材料溶解於溶劑而調製出溶液之後，使用該溶液而形成。該主動層3之形成方法只要為使用溶液之方法則未作特別限定，例如為浸漬法、噴霧法、塗佈法或印刷法等。該等形成方法中，藉由於塗佈溶液等之後使其乾燥(使溶劑揮發)而膜化，從而形成包含溶質(可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料)之主動層3。於該情形時，亦可視需要進而進行加熱(煅燒)處理。再者，溶液之黏度可根據可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之種類、以及固形物成分濃度等來進行調整。

再者，可溶性高分子材料可於上述溶液之調製時間點已成為高分子狀態(聚合物)，亦可於溶液之調製時間點仍為低分子狀態(單體)，而於塗佈該溶液等之後進行反應而成為高分子狀態。該反應例如為藉由加熱處理或光照射處理等之聚合反應。

就溶劑之種類而言，只要為能夠使可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料溶解之液體中之任一種或兩種以上，則未作特別限定。於該情形時，較佳為具有於乾燥時(溶劑之揮發時)不會於膜(主動層3)上產生缺陷之優異之揮發性的材料。作為溶劑之具體例，列舉氯系、芳香族系、酮類、含氮類、含硫類或脂肪族有機系等材料等。氯系例如為二氯甲烷、三氯甲烷、單氯苯、鄰二氯苯、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷或1,1,2,2-四氯乙烷。芳香族系例如為苯甲醚、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯或萘滿。酮類例如為1,4-二烷、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯或乙酸正丁酯。含氮類例如為二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、2-甲基吡咯啶酮或二甲基咪唑啉酮。含硫類例如為二甲基亞碸。脂肪族有機系例如為環戊烷、環己烷或十氫萘。其中，若考慮到溶液之調製時等之處理容易性及穩定性，則較佳為沸點高於100℃之溶劑(高沸點溶劑)。

源極電極4及汲極電極5例如由金(Au)、鉑(Pt)、銀(Ag)、銅、鋁、鉬或該等合金等金屬材料而形成，亦可由該等氧化物而形成。尤其源極電極4及汲極電極5，較佳為與主動層3歐姆接觸。

再者，有機TFT亦可包括上述以外之其他構成要件。作為此種其他構成要件，例如可列舉支持有機TFT之基體等。該基體例如可為鋁、鎳或不鏽鋼等金屬材料之基板(晶圓)，亦可為聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等塑膠材料之薄膜。

[薄膜電晶體之製造方法]

該有機TFT例如按照以下之順序製造。再者，以下因已對有機TFT之一系列構成要件之形成材料進行說明，因而隨時省略其說明。又，此處所說明之有機TFT之製造方法僅為一例，各構成要件之形成材料及形成方法等可適當進行變更。

首先，形成閘極電極1。於該情形時，例如，將金屬層成膜，藉由光微影法於金屬層之上形成抗蝕圖案等遮罩之後，使用該遮罩對金屬層進行蝕刻。然後，藉由灰化法等將使用完之抗蝕圖案除去。金屬層之成膜方法例如為濺鍍法、真空蒸鍍法或電解電鍍法等。金屬層之蝕刻方法例如為離子研磨、反應性離子蝕刻(RIE，reactive ion etching)或濕式蝕刻等。然而，閘極電極1之形成方法亦可為印刷法等其他方法。又，亦可代替抗蝕圖案而將金屬圖案用作遮罩。

繼而，以覆蓋閘極電極1之方式形成閘極絕緣層2。該閘極絕緣層2之形成方法例如根據其形成材料而不同。於使用無機材料之情形時，為濺鍍法或化學氣相沈積(CVD，chemical vapor deposition)法等。於使用有機高分子材料之情形時，為塗佈法或印刷法等。

繼而，按照以下之順序於閘極絕緣層2之上形成主動層3。首先，使可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料溶解於溶劑中而調製出溶液。於該情形時，如上述般，作為可溶性高分子材料，使用玻璃轉移溫度高於電子機器之製造步驟(封裝步驟)中之最高溫度之材料。繼而，藉由浸漬法、噴霧法、塗佈法或印刷法等，使用溶液而於閘極絕緣層2之表面形成主動層3。塗佈法或印刷法例如為鑄塗法、噴塗法、噴墨印刷法、凸版印刷法、軟版印刷法、網版印刷法、凹版印刷法或凹版套版印刷法等。繼而，將抗蝕圖案作為遮罩對主動層3進行蝕刻。於該情形時，例如使用光微影法或電子束微影法等作為圖案化方法，並且例如使用濕式蝕刻等作為蝕刻方法。

最後，於閘極絕緣層2之上，以連接於主動層3之方式形成源極電極4及汲極電極5。於該情形時，首先，使用與源極電極4及汲極電極5相同之形成材料，以覆蓋閘極絕緣層2及主動層3之方式形成金屬層(未圖示)。該金屬層之形成方法較佳為於成膜時不會對主動層3造成損傷之方法。繼而，於金屬層之上形成抗蝕圖案等遮罩。最後，使用遮罩選擇性地對金屬層進行蝕刻，從而形成源極電極4及汲極電極5。金屬層之蝕刻方法例如與形成閘極電極1之情形同樣，其中，較佳為於蝕刻時不會對主動層3造成損傷之方法。藉此，完成有機TFT。

[關於薄膜電晶體之作用及效果]

根據該有機TFT，主動層3包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料，並且該可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於封裝步驟中之最高溫度。該可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度具體而言為150℃以上。於該情形時，在電子機器之製造步驟中，即便於包含伴隨加熱之步驟(最高溫度=150℃)之封裝步驟中投入有機TFT，主動層3之特性亦不易發生劣化。因此，於複數個有機TFT之間，遷移率及開關比等性能不易出現差異。由此，可實現性能穩定化，並且可有助於提高電子機器之性能。

又，因藉由使用溶液之塗佈法等形成主動層3，故而與藉由需要嚴格之製造條件(高溫或真空等)之蒸鍍法等形成之情形相比，可簡單高效地形成主動層3。藉此，可削減製造成本。

[變形例]

再者，有機TFT並不限於底閘極‧頂部接觸型，亦可如圖3所示般為底閘極‧底部接觸型。於該情形時，主動層3重疊於源極電極4及汲極電極5之上側。此外，此處雖未具體圖式，但亦可為閘極電極1位於主動層3之上側之頂閘極‧頂部接觸型或頂閘極‧底部接觸型。於該等情形時，亦可獲得相同之效果。

<2.薄膜電晶體之應用例(電子機器)>

其次，對上述薄膜電晶體(有機TFT)之應用例進行說明。該有機TFT可應用於各種電子機器中。

例如，有機TFT可應用於作為電子機器之液晶顯示裝置中。圖4及圖5分別表示液晶顯示裝置之主要部分之剖面構成及電路構成。再者，以下所說明之裝置構成(圖4)及電路構成(圖5)僅為一例，該等構成可進行適當變更。

[電子機器之構成]

此處所說明之液晶顯示裝置例如為使用有機TFT之主動矩陣驅動方式之透過型液晶顯示器，該有機TFT被用作開關(像素選擇)用之組件。該液晶顯示裝置如圖4所示，係於驅動基板10與對向基板20之間封入有液晶層31者。

驅動基板10係例如於支持基板11之一面依順而形成有機TFT 12、平坦化絕緣層13及像素電極14，並且複數個有機TFT 12及像素電極14配置成矩陣狀。其中，一像素內所包含之有機TFT 12之數量可為一個，亦可為兩個以上。於圖4及圖5中表示例如於一像素內包含一個有機TFT 12之情形。支持基板11例如由玻璃或塑膠材料等透過性材料而形成，有機TFT 12具有與上述有機TFT相同之構成。塑膠材料之種類例如與針對有機TFT進行說明之情形相同。平坦化絕緣層13例如由聚醯亞胺等絕緣性樹脂材料而形成，像素電極14例如由氧化銦錫(ITO)等透過性導電性材料而形成。再者，像素電極14例如通過設置於平坦化絕緣層13之接觸孔(未圖示)而連接於有機TFT 12。

對向基板20係例如於支持基板21之整個一面形成有對向電極22者。支持基板21例如由玻璃或塑膠材料等透過性材料而形成，對向電極22例如由ITO等導電性材料而形成。塑膠材料之種類例如與針對有機TFT進行說明之情形相同。

驅動基板10及對向基板20係以夾著液晶層31而使像素電極14與對向電極22相對向之方式配置，由此藉由密封材30進行貼合。液晶層31中所包含之液晶分子之種類可任意選擇。

此外，液晶顯示裝置例如可包含相位差板、偏光板、配向膜及背光單元等其他構成要件(均未圖示)。

用以驅動液晶顯示裝置之電路例如如圖5所示，包含上述有機TFT 12、像素電極14、對向電極22及液晶層31，並且包含電容器15。該電路中，於列方向上排列有複數條信號線32並且於行方向上排列有複數條掃描線33，於該些線交叉之位置處配置有機TFT 12、像素電極14及電容器15。然而，有機TFT 12中源極電極、閘極電極及汲極電極之連接目的地並不限定於圖5所示之情形。信號線32及掃描線33分別連接於未圖示之信號線驅動電路(資料驅動器)及掃描線驅動電路(掃描驅動器)。

[電子機器之動作]

於該液晶顯示裝置中，藉由有機TFT 12選擇像素電極14，若對該像素電極14與對向電極22之間施加電場，則根據該電場強度，液晶層31中之液晶分子之配向狀態發生變化。藉此，根據液晶分子之配向狀態控制光之透過量(透過率)，因此顯示灰階圖像。

[電子機器之製造方法]

該液晶顯示裝置係例如按照以下之順序製造。

首先，製作驅動基板10。於該情形時，於支持基板11之一面以與上述有機TFT相同之順序，以配置成矩陣狀之方式形成複數個有機TFT 12。該有機TFT 12如上述般，包括包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層。尤其可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於以下所說明之使用有機TFT之製造步驟(封裝步驟)中之最高溫度，具體而言高於150℃。

繼而，以覆蓋有機TFT 12及其周邊之支持基板11之方式形成平坦化絕緣層13。於該情形時，例如藉由旋塗法等塗佈聚醯亞胺之前驅物溶液(聚醯胺酸)之後，以100℃~150℃加熱(烘烤)數分鐘而形成平坦化絕緣層13。繼而，藉由光微影法將平坦化絕緣層13圖案化(曝光及顯影)。最後，將平坦化絕緣層13以150℃加熱(硬烤)數分鐘。

繼而，於平坦化絕緣層13之上，以配置成矩陣狀之方式形成複數個像素電極14。於該情形時，首先例如藉由蒸鍍法等，以覆蓋平坦化絕緣層13之表面之方式形成ITO層(未圖示)。繼而，於藉由旋塗法等於ITO層之表面塗佈抗蝕劑之後，以100℃以下加熱(烘烤)數分鐘而形成抗蝕膜(未圖示)。繼而，藉由光微影法，將抗蝕膜圖案化(曝光、顯影及整面曝光)而形成抗蝕圖案。最後，於將抗蝕圖案作為遮罩而對ITO層進行濕式蝕刻之後，進行顯影並且以100℃加熱2分鐘。

其次，以覆蓋支持基板21之一面之方式形成對向電極22，從而製作對向基板20。

最後，於以像素電極14與對向電極22相對向之方式隔著密封材30而將驅動基板10與對向基板20貼合之後，對設置於兩基板之間之空間注入液晶而形成液晶層31。藉此，液晶顯示裝置完成。

[關於電子機器及其製造方法之作用及效果]

根據該液晶顯示裝置及其製造方法，於形成包括包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層之有機TFT 12之後，於封裝步驟中投入該有機TFT 12。於該情形時，因使可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於封裝步驟中之最高溫度，故而於該封裝步驟中主動層之特性不易發生劣化，並且複數個有機TFT 12之間性能不易出現差異。由此，可實現電子機器之性能提高。除此以外之效果與上述有機TFT相同。再者，液晶顯示裝置並不限於透過型亦可為反射型。

[實施例]

其次，對本發明之實施例進行詳細說明。

(實驗例1~4)

製作底閘極‧底接觸型之試驗用有機TFT，並對其性能進行調查。於製作有機TFT之情形時，首先，作為擔任閘極電極之功能之基體，準備摻雜有硼(B)、磷(P)、銻(Sb)或砷(As)之矽晶圓。繼而，於矽晶圓之一面，形成包含二氧化矽(SiO₂ )之閘極絕緣層(厚度=150 nm)。繼而，於閘極絕緣層之上形成包含金之源極電極及汲極電極。於該情形時，將圖2所示之尺寸(L、W)設為L=50 μm，W=30 mm。繼而，使表1所示之可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料(玻璃轉移溫度Tg:℃)溶解於甲苯中而調製出溶液。於該情形時，可溶性有機半導體材料與可溶性高分子材料之混合比(重量比)=1:1，總固形物成分=1重量%。作為可溶性有機半導體材料，使用式(1)所表示之二烷蒽嵌蒽系化合物(peri-xanthenoxanthene(迫呫噸并呫噸)之衍生物)。關於可溶性高分子材料，使用聚苯乙烯、分子量不同之Polyplastics股份有限公司製造之環狀聚烯烴(環烯烴-共聚物：TOPAS6015，TOPAS6017：均為商品名)、或聚苯醚(PPE:polyphenylether)。繼而，於藉由旋塗法塗佈溶液之後，於烘箱內以100℃使其乾燥而形成主動層(厚度=50 nm~100 nm)。

[化1]

於常溫環境中(23℃)調查有機TFT之性能(遷移率及開關比)之後，於烘箱內對其以150℃進行加熱後再次調查性能，從而獲得表1所示之結果。於該情形時，電壓Vd=-30 V，開關比則表示為階數(僅為10之幾次方)。

遷移率及開關比並不依存於可溶性高分子材料之Tg，相比於加熱前，於加熱後降低。然而，於Tg高於加熱溫度(=150℃)之情形時，與低於加熱溫度之情形相比，遷移率及開關比之降低比例(=[加熱後之值/加熱前之值]×100:%)明顯減小。因此，確認為若將Tg設為高於加熱溫度，則可抑制有機TFT之性能之降低及差異。

以上，列舉實施形態對本發明進行了說明，但本發明並不限定於實施形態中所說明之態樣，可進行各種變形。例如，應用有本發明之薄膜電晶體之電子機器亦可為液晶顯示裝置以外之其他顯示裝置。關於此種其他顯示裝置，例如列舉有機電致發光(EL)顯示裝置或電子紙顯示裝置等。於該情形時，亦可提高顯示性能。又，本發明之薄膜電晶體亦可應用於顯示裝置以外之其他電子機器。

1．．．閘極電極

2．．．閘極絕緣層

3．．．主動層

4．．．源極電極

5．．．汲極電極

10．．．驅動基板

11、21．．．支持基板

12．．．有機TFT

13．．．平坦化絕緣層

14．．．像素電極

15．．．電容器

20．．．對向基板

22．．．對向電極

30．．．密封材

31．．．液晶層

32．．．信號線

33．．．掃描線

L、W．．．尺寸

圖1係表示本發明之一實施形態之薄膜電晶體之構成之剖面圖。

圖2係表示本發明之一實施形態之薄膜電晶體之其他構成之剖面圖。

圖3係表示關於薄膜電晶體之構成之變形例之剖面圖。

圖4係表示作為薄膜電晶體之應用例之液晶顯示裝置之主要部分之構成之剖面圖。

圖5係表示圖4所示之液晶顯示裝置之電路構成之圖。

1．．．閘極電極

2．．．閘極絕緣層

3．．．主動層

4．．．源極電極

5．．．汲極電極

Claims (8)

1. 一種電子機器，其包括：薄膜電晶體，其包括：閘極電極、隔著閘極絕緣層而與上述閘極電極對向配置並且包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層、以及彼此隔開並且連接於上述主動層之源極電極及汲極電極；以及封裝構件，其係與上述薄膜電晶體進行封裝；且上述可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於將上述薄膜電晶體與上述封裝構件進行封裝之步驟中之最高溫度。
2. 如請求項1之電子機器，其中上述可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度為150℃以上。
3. 如請求項1之電子機器，其中上述可溶性高分子材料包含聚苯醚。
4. 如請求項1之電子機器，其中上述可溶性有機半導體材料及上述可溶性高分子材料之溶解度相對於共用之溶劑為0.5重量%以上。
5. 如請求項1之電子機器，其中上述封裝構件包括覆蓋上述薄膜電晶體之絕緣層或連接於上述薄膜電晶體之電極。
6. 一種電子機器之製造方法，其包括：形成薄膜電晶體之步驟，該薄膜電晶體包括：閘極電極、隔著閘極絕緣層而與上述閘極電極對向配置並且包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層、及彼此隔開並且連接於上述主動層之源極電極及汲極電極；以及將上述薄膜電晶體與封裝構件進行封裝之步驟；且使上述可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度高於將上述薄膜電晶體與上述封裝構件進行封裝之步驟中之最高溫度。
7. 如請求項6之電子機器之製造方法，其中上述封裝步驟包括光微影步驟及濕式蝕刻步驟。
8. 一種薄膜電晶體，其包括：閘極電極、隔著閘極絕緣層而與上述閘極電極對向配置並且包含可溶性有機半導體材料及可溶性高分子材料之主動層、及彼此隔開並且連接於上述主動層之源極電極及汲極電極；且上述可溶性高分子材料之玻璃轉移溫度為150℃以上。