专利名称：有机半导体器件及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包含采用有机半导体膜的薄膜晶体管(TFT)的有机半导体器件及其制造工艺。在本说明书中，有机半导体器件表示基本上能利用有机半导体材料的特性工作的器件，即它是指在同一衬底上提供带有TFT的有源矩阵型半导体器件。具体地，使用在一对电极间具有包含有机化合物的膜(此后称为“有机化合物层”)的发光元件、通过在其上施加电场能够获得荧光或磷光的器件(此后称为“发光器件”)，电光器件如液晶显示器件，以电光器件作为其一部分安装的电器也都包括在范围内。
背景技术：
在存储一半导体元件的各种半导体器件如电视图像接收器件、个人计算机和便携式电话中，一个作为用户识别信息装置的用于显示符号和图像的显示器是必不可少的。尤其，最近，以利用液晶的电光特性的以液晶显示器件为代表的平板型显示器(平板显示器)已被积极应用。
作为平板显示器的一种形式，已知一种通过为每个象素提供一个TFT并连续写入一个数据信号来显示图像的有源矩阵的驱动方法。TFT作为用于实现有源矩阵驱动方法的必要元件。
虽然这样一种TFT迄今主要利用无机半导体材料如非晶硅和晶体硅来生产，由于在使用该种材料形成TFT的情况下，半导体层等的制造工艺中的处理温度超过350℃，所涉及的一个问题在于许多有用的衬底物质在其它情况下不能使用。
相反，一种使用有机半导体材料生产TFT的方法已被提出。在本说明书中，显示电阻率约为10-2～1016Ωcm的类似半导体电性能的有机化合物被称为有机半导体材料，而利用有机半导体材料形成的膜称为有机半导体膜。另外，利用有机半导体材料生产的TFT称为有机TFT。
由于可通过有机半导体材料的淀积法、旋涂法等形成有机TFT，故能够在低温下成膜。在有机半导体材料中，根据为能够溶于有机溶剂而合成的可溶有机半导体材料，可以采用通过将溶液在衬底上展开并干燥的涂层方法如浇注和旋涂的成膜方法，由此可望简化制造工艺。此外，它的优秀之处在于除干燥操作外不需要后处理就能够立即形成半导体膜。
然而，在形成多个通过可溶有机半导体材料形成的有机TFT的情况下，形成图案操作很困难，因此该方法受到限制。
发明内容
因此，本发明的一个目的在于，通过提供一种与印刷方法和喷墨方法相比较形成较精细结构的方法，提供一种更加复杂化的有源矩阵型有机半导体器件，在利用这样一种可溶性有机半导体材料形成有机TFT的情况下，印刷方法和喷墨方法曾被用作将液体材料形成图案的方法。此外，另一目的在于提供一种具有有机半导体器件的电器。
为了解决上述问题，本发明的结构包含与绝缘表面接触形成的第一电极，与第一电极接触形成的第一绝缘膜，与第一绝缘膜接触形成的第二绝缘膜，该第二绝缘膜在第一电极上有一开口部分，在此开口部分中与第一绝缘膜和第二绝缘膜接触形成的一个有机半导体薄膜，与有机半导体膜接触但二者彼此不接触的第二电极和第三电极。
在开口部分和第二绝缘膜上形成在开口部分内形成的有机半导体膜，然后去除形成在第二绝缘膜上的除开口部分以外部分中的有机半导体膜，这样它就具有和第二绝缘膜相同的表面。
此外，由于有机半导体膜在开口部分内形成，该开口部分通过完全去除安排在用作栅电极的第一电极上的第二绝缘膜得到，有机半导体膜与第一绝缘膜接触形成，而且具有一种结构，该结构在通过第一绝缘膜与第一电极叠加的位置处形成。
此处，通过形成带有45～60度锥度角的开口部分边缘，使有机半导体材料的膜形成简便易行。
此外，第二电极和第三电极分别作为有机TFT中的源电极和漏电极，它们由同种材料形成，彼此不接触。关于本发明中源电极和漏电极的材料，由于大多数半导体材料是用于输运作为载流子的空穴的p型半导体，为获得与半导体层的欧姆接触，优选使用功函数大的金属。
特别优选能利用现有的光刻法形成电极的金属，如金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍，及这些金属形成的合金等。
另外，作为本发明使用的有机半导体材料，优选具有共轭双键骨架的π电子共轭系统聚合物材料。特别是可使用可溶性聚合物材料，如聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)以及聚噻吩衍生物。
此外，作为可在本发明中使用的有机半导体材料，可提出能够通过在可溶性母体成膜后处理形成有机半导体膜的材料。作为这样一种可通过这样一种母体获得的有机半导体材料，聚亚噻吩基亚乙烯基、聚(2，5-亚噻吩亚乙烯基)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔亚乙烯基等可被提出。
在本发明中，这些可溶性有机半导体材料及母体统称为可溶性有机半导体材料。然而，在本发明中，不仅上述提到的材料，而且也能使用已知的有机半导体材料。
在将母体转化为有机半导体时，不仅要进行热处理而且要添加反应催化剂如氯化氢。在需要这样一种处理的情况下，涉及到电极腐蚀等问题，然而，根据本发明描述的有机TFT的结构，不必担心该问题。
此外，作为溶解这些可溶性有机半导体材料的代表性溶剂，可提出的有甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，茴香醚，三氯甲烷，二氯甲烷，γ-丁基内酯，丁基溶纤剂，环己烷，NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)，环己酮，2-丁酮，二氧己环，二甲替甲酰胺(DMF)，THF(四氢呋喃)等。
进一步，为实现这样一种构造的本发明的制造工艺包含以下步骤在绝缘表面上形成第一电极，在第一电极上形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在第二绝缘膜借助第一绝缘膜叠加在第一电极上的位置形成开口部分，在开口部分和第二绝缘膜上形成一个有机半导体薄膜，抛光该有机半导体薄膜直到第二绝缘膜暴露出来，在有机半导体膜上形成导电膜后，通过形成导电膜图案来形成彼此不接触的第二电极和第三电极。
按照上述提到的制造工艺，能够生产本发明的有机TFT。
本发明中在利用可溶性有机半导体材料形成有机半导体膜的情况下，优选旋涂方法。
另外在本发明中，作为去除在开口部分以外的部分中形成的有机半导体膜的方法，可有抛光法如机械法、化学法以及CMP(机械化学抛光法)。此外，在本发明中，也可使用用灰磨光法。
在本发明中使用CMP法的情况下，作为抛光剂(液)，可以使用那些包含磨粒如氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2粉体)和氧化铈(CeO2)的抛光剂。此外，作为分散这些磨粒的溶液，可使用酸性或碱性溶液如硫酸、硝酸以及铵溶液，但也可使用纯水。另外必要时可使用表面活化剂。在本发明的CMP工艺中，有机半导体膜被抛光直到暴露出第二绝缘膜的表面。
附图简述
图1是说明本发明有机TFT结构的示意图。
图2A到2E是说明本发明有机TFT制造工艺的示意图。
图3是说明发光器件象素部分结构的示意图。
图4A到4D为说明一种发光器件制造工艺的示意图。
图5A到5C为说明一种发光器件制造工艺的示意图。
图6A到6B是发光器件象素部分的俯视图和电路示意图。
图7是说明液晶显示器件象素部分结构的示意图。
图8A到8D是说明液晶显示器件制造工艺的示意9A和9B是液晶显示器件象素部分的俯视图和电路示意图。
图10A和10B是说明发光器件密封结构的的视图。
图11A到11H是示出电器实例的视图。
具体实施例方式
参考图2，鉴于图1所示结构的有机TFT制造工艺，将详细描述本发明的一个实施例。由于图1和图2所使用的数字相同，它们可在需要时被提及。
在图2A，通过将形成于衬底101上的导电膜形成图案来形成第一电极101。作为衬底101，可使用玻璃衬底，石英衬底，陶瓷衬底等。此外，也可使用在表面上形成绝缘膜的硅衬底，金属衬底或不锈钢衬底。此外，对该实施例的工艺温度有耐热性的塑料衬底也可使用。
此外，第一电极由导电材料构成，该材料包含一个或多个选自由W、Mo、Ti和Ta构成的组的元素。第一电极102作为有机TFT的栅电极。
在第一电极102形成之后，形成第一绝缘膜103。作为第一绝缘膜103，使用二氧化硅膜、硅氧氮膜，或包含硅的绝缘膜，膜是由等离子CVD方法或溅射方法形成，厚度为50～150nm。
其次，在第一绝缘膜103上形成一个绝缘膜。作为此处所用的绝缘材料，可使用包含硅的无机材料如二氧化硅、氮化硅、硅氧氮以及它们结合形成的叠层膜，以及有机材料如丙烯酸树脂，聚酰亚胺，聚酰胺，聚酰亚胺酰胺和BCB(苯并环丁烯)。
在使用无机材料的情况下，薄膜由等离子CVD法、溅射法或淀积法形成。在使用有机材料的情况下，通过旋涂法、印刷法或喷墨法形成薄膜，膜厚约10～500nm。
通过在形成绝缘膜并用光刻法刻蚀后，形成一个具有所期望图案的光刻胶掩模104，如图2B所示可在第一电极102上形成有开口部分的第二绝缘膜105。
其次，在第一电极102和第二绝缘膜105上形成一个有机半导体膜。此时，优选形成有机半导体膜106，其膜厚大于第二绝缘膜105的厚度，如图2C所示。
其次，去除在第二绝缘膜105上形成的有机半导体膜106。作为部分去除有机半导体膜106的方法，不仅可用抛光法(化学法、机械法、CMP法)，也可用用灰磨光法。该实施例中，采用CMP法进行去除。
作为CMP法中使用的抛光剂(液)，可以使用通过将氧化铝(Al2O3)或二氧化硅(SiO2粉体)磨粒分散于添有表面活化剂(Triton X)的硝酸或铵溶液中得到抛光剂。此时，从抛光垫施加300g/cm2的压力进行抛光操作。抛光时的压力可在100～500g/cm2范围内选择。
关于用CMP法去除有机半导体膜，实行去除操作直到第二绝缘膜105的表面暴露出来，以便只剩下在第一电极上的开口部分中形成的有机半导体膜。
因此，在位于与第二绝缘膜105接触位置的第一电极上形成由有机半导体膜构成的沟道区107，如图2D所示。
此外如图2E所示，利用淀积法在第二绝缘膜105和沟道区107上形成第二导电膜。通过采用光刻法形成第二导电膜图案，形成源电极108和漏电极109。形成的第二导电膜厚度为10～200nm。
源电极108和漏电极109的尺寸为(500×30μm2)。在这种情况下，沟道宽度W为500μm。源电极/漏电极间的间隙即沟道长度L为30μm。
如上面所提及的，如图1所示可以形成具有单独提供沟道区107的结构的有机TFT。因此，能够使用尽管有高的载流子移动程度但几乎不能形成图案的聚合物材料形成精细结构图案。结果，由于有机半导体TFT的尺寸(特别是沟道宽度)可做的更小，集成度可得到提高。
实例实例1本实例中，使用实施例中阐述的有机TFT的有源矩阵驱动法的发光器件将被阐述。图3示出发光器件象素部分的结构。此外，将参考图4和5阐述发光器件的制造工艺。
图3中，在通过栅绝缘膜303提供在衬底301上的栅电极302上，形成沟道区305，并且与沟道区305接触形成源电极306和漏电极307。沟道区305在第一层间绝缘膜304中提供的开口部分中形成。另外，在本实例中，有机TFT被称为电流控制TFT308。由于在实施例中已阐述了有机TFT迄今的制造工艺，此处不再详述。
源电极306和漏电极307形成后，形成第二层间绝缘膜309。第二层间绝缘膜309由有机树脂材料制成，如聚酰亚胺，丙烯酸树脂和聚酰亚胺酰胺。通过使用旋转器涂敷这些材料，加热及烘烤，或使其聚合，可使其表面平坦化。另外，由于有机树脂材料通常具有低介电常数，可使寄生容量减少。
其次，为阻止从发光元件上的第二层间绝缘膜309放气的副作用，在第二层间绝缘膜309上形成第三层间绝缘膜310。第三层间绝缘膜310包含一层无机绝缘膜。其代表性实例包括一层二氧化硅膜、一层硅氧氮膜、一层氮化硅膜，或这些膜结合形成的叠层膜。它们是利用等离子CVD法，在20～200Pa反应压力，300～400℃衬底温度，高频(13.56MHz)和0.1～1.0W/cm2电功率密度下，通过放电形成的。或者可通过对层间绝缘膜表面施行等离子处理形成硬化膜的方法提供，硬化膜包含一个或多个选自由氢、氮、卤化物碳、氟化氢和稀有气体组成的组。
此后，通过形成具有所期望图案的光刻胶掩模及形成到达电流控制TFT308的漏电极307的接触孔，来形成导线311。关于此处所用电极材料，薄膜可通过真空淀积法中的溅射法使用Al、Ti或合金材料形成用作导电金属膜，并形成所期望的形状。
其次，形成用作发光元件阳极的导电膜。作为阳极材料，使用透明导电膜。作为透明导电膜，可使用氧化铟和氧化锡的化合物(称为ITO)、氧化铟和氧化锌的化合物、氧化锡、氧化锌等。此时优选导电膜厚度0.1～1μm。
其后，如图4D所示，通过刻蚀透明导电膜形成阳极312。
然后，如图5A所示，在整个表面上形成包含聚酰亚胺，丙烯酸树脂和聚酰亚胺酰胺的有机树脂膜。关于这些材料，可采用通过加热硬化的热固性材料，或通过紫外线照射硬化的光敏材料。在使用热固性材料的情况下，通过形成光刻胶掩模和干刻形成在阳极312上有开口部分的绝缘层313。在使用光敏材料的情况下，通过使用光掩模进行曝光和显影处理在阳极312上形成有一开口部分的绝缘膜。在本说明书中，它被称为堤坝313。在任一情况下，形成堤坝313是为了用其锥型边缘覆盖阳极312的端部。通过提供锥形边缘，可改善随后形成的有机化合物层的覆盖性能。
下一步，在阳极312上形成有机化合物层314。有机化合物层314可通过除发光层外层叠多个层如空穴注入层、空穴输运层、空穴抑制层、电子输运层、电子注入层和缓冲层形成。另外有机化合物层314形成厚度约为10～150nm(图5B)。为形成有机化合物层，在使用基于低分子的材料情况下，优选淀积法，在使用基于聚合物的材料的情况下，可使用旋涂法、印刷法、喷墨法等。
在本实例中，通过淀积法在阳极312上形成有机化合物层314。有机化合物层314由显示包括红、绿和蓝的三种光发射的有机化合物制成。此处，只示出其中一种化合物的形成过程。另外，形成三种有机化合物层的有机化合物的组合将在下面详细阐述。
本实例中发射红光的有机化合物层可由电子输运有机化合物、阻挡有机化合物、发光有机化合物、基质材料、空穴输运有机化合物和空穴注入有机化合物制成。
特别地，作为电子输运有机化合物的三(8-羟基喹啉基)铝(此后称为Alq3)形成为膜厚25nm。作为阻挡有机化合物的碱式亚铜试剂(basocuproin)(此后称为BCP)形成为膜厚8nm。2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(此后称为PtOEP)作为发光有机化合物与4，4’-二咔唑-联苯(此后称为CBP)共淀积形成膜厚25～40nm的基质。4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(此后称为α-NPD)作为空穴输运有机化合物形成为膜厚40nm。铜酞菁(此后称为Cu-Pc)作为空穴注入有机化合物形成为膜厚15nm。由此可形成一个红色发光有机化合物层。
虽然此处说明了使用不同功能的6种有机化合物形成发红光的有机化合物层的情况，但本发明不限于此，已知的材料也可被用作显示发射红光的有机化合物。
本实例中，一种发绿光的有机化合物层可由电子输运有机化合物、阻挡有机化合物、发光有机化合物、基质材料、空穴输运有机化合物和空穴注入有机化合物形成。
特别地，作为电子输运有机化合物的Alq3形成为40nm厚的膜。作为阻挡有机化合物的BCP形成膜厚10nm的膜。用作空穴输运基质材料的CBP与三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)共淀积形成5～40nm厚的膜。作为空穴输运有机化合物的α-NPD形成10nm厚的膜。作为空穴注入有机化合物的MTDATA形成膜厚20nm的膜。作为空穴注入有机化合物的Cu-Pc形成膜厚10nm的膜。由此可形成发绿光的有机化合物层。
虽然此处说明了使用不同功能的7种有机化合物形成发绿光的有机化合物层的情况，但本发明不限于此，并且已知的材料也可被用作显示发射绿光的有机化合物。
本实例中，一种发蓝光的有机化合物层可由电子输运有机化合物、阻挡有机化合物、发光有机化合物和空穴注入有机化合物形成。
特别地，作为电子输运有机化合物的Alq3形成为40nm厚的膜。作为阻挡有机化合物的BCP形成为膜厚10nm的膜。作为发光有机化合物的α-NPD形成为40nm厚的膜。作为空穴注入有机化合物的Cu-Pc形成为膜厚20nm的膜。由此可形成发蓝光的有机化合物层。
虽然此处说明了使用不同功能的4种有机化合物形成发绿光的有机化合物层的情况，但本发明不限于此，并且已知的材料也可被用作显示发射蓝光的有机化合物。
通过在阳极312上形成上述有机化合物，可在象素部分中形成显示发射红光、发射绿光和发射蓝光的有机化合物层。
此外，作为形成有机化合物层的有机化合物，可使用基于聚合物的材料。作为代表性基于聚合物的材料，可提出的有基于聚对亚苯基亚乙烯基(PPV)的材料，基于聚乙烯咔唑材料(PVK)的材料，基于聚氟烯的材料等。
例如，对于发射红光的有机化合物层，可使用氰基聚亚苯基亚乙烯基，对于发射绿光的有机化合物层，可使用聚亚苯基亚乙烯基，对于发射蓝光的有机化合物，可使用聚亚苯基亚乙烯基或聚烷基苯撑。
其次，通过淀积法(见图5C)，在有机化合物层314上形成阴极315。作为阴极315的材料，除MgAg合金和AlLi合金外，也可使用由属于元素周期表中I族或II族的元素通过共淀积法形成的薄膜。阴极315的膜厚优选约为80-200nm。
由此，可形成如图3所示的一个具有有机TFT，以及一个包含本发明的阳极312、有机化合物层314和阴极315的发光元件316的元件衬底。
实例2图6A是更详细的俯视结构，而图6B是利用本发明提供的实例1中说明的发光器件的象素部分的电路示意图。由于图6A和图6B中使用相同的数字，可认为它们是彼此一致的。
本实例中，如区602所示的TFT被称为开关TFT，而如区606所示的TFT被称为电流控制TFT。二者都包含一个本发明的有机TFT。开关TFT602的源与源信号线615连接，而漏与漏导线605相连接。此外，漏导线605与电流控制TFT606的栅电极607电连接。
此外，开关TFT602的沟道区604与源和漏接触形成，并且它与和栅信号线603电连接的栅电极相叠加。
另外，电流控制TFT606的源与供电线616电连接，而漏与漏导线617电连接。此外，漏导线617与由虚线所表示的阳极(象素电极)618电连接。
本实例的构造可结合实例1的构造自由实施。
实例3本实例中，将参考图10说明一种作为发光器件的实例1中所示的元件衬底的完成方法。
图10A是一个发光器件的俯视图，而图10B是图10A的沿A-A’线横截面视图。虚线表示的数字1001是一个源信号线驱动电路，1002为象素部分及1003栅信号线驱动电路。另外，1004为覆盖材料，1005为密封剂，由密封剂1005包围的内部形成一空间。
数字1008是用于传输输入到源信号线驱动电路1001和栅信号线驱动电路1003的信号和用于接收来自FPC(柔性印刷电路)1009的视频信号或时钟信号的导线，用作外部输入终端。虽然此处只示出FPC，但FPC可以附带一个印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光器件不仅包括发光器件的主体，也包括处于其上附带FPC或PWB的状态的主体。
其次参考图10B说明的横截面结构。在衬底1010上形成象素部分1002和作为驱动电路的源信号线驱动电路1001。象素部分1002包括多个象素，象素包括电流控制TFT1011和电连接于其漏的阳极1012。
此外，在阳极1012的两端形成堤坝1013。在堤坝1013和阳极1012上形成有机化合物层1014，并且在堤坝1013和有机化合物层1014上形成发光元件1016的阴极1015。
阴极1015也用作通常为所有象素提供的导线，它通过导线1008电连接于FPC1009。
此外，借助密封剂1005附加覆盖材料1004。可提供一个包含树脂膜的衬垫以确保覆盖材料1004与发光元件间的距离。密封剂1005内的空间1007用惰性气体如氮气填充。作为密封剂1005，优选可使用环氧基树脂。另外，密封剂1005优选是透水分和透氧尽可能少的材料。在空间1007中可包含具有吸湿效应的物质或具有防氧化效应的物质。
再者，本实例中，作为包括覆盖材料1004的材料，除玻璃衬底和石英衬底外，还可使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)，PVF(聚氟乙烯)，聚酯薄膜，聚酯，丙烯酸树脂等制成的塑料衬底。
此外，在使用密封剂1005结合覆盖材料1004后，也可能用密封剂密封以便覆盖侧表面(被暴露的表面)。
通过如上所述将发光元件密封于空间1007内，发光元件可与外界完全隔绝，就可以阻止导致有机化合物层退化的物质例水分和氧从外部的侵入。因此，可获得高可靠性的发光元件。
本实例的构造可结合实例1的实例2的构造自由实行。
实例4本实例中，使用在本发明实施例中说明的有机TFT的有源矩阵驱动法的液晶显示器件将被说明。适用于液晶显示器件的象素结构的实例如图7所示，而且将参考图8横截面图说明制造工艺。另外，参考俯视图9说明本实例的液晶显示器件。
图7中，经过栅绝缘膜704在形成于衬底701上的栅电极702和第一电容电极703上形成第一层间绝缘膜705。第一层间绝缘膜705在栅电极702上有一开口部分，在此开口部分中形成沟道区706。进一步，与第一层间绝缘膜705和沟道区706接触形成源电极707和漏电极708。本实例中，源电极707和漏电极708被形成，同时形成了第二电容电极709。本实施例中，形成于象素部分中的有机TFT被称为象素TFT710。
源电极707和漏电极708形成之后，包含氮化硅膜的钝化膜711，以及包含有机树脂材料的第二层间绝缘膜712被形成，树脂材料选自由丙烯酸树脂，聚酰亚胺，聚酰胺以及聚酰亚胺酰胺组成的组。然后，通过提供孔来形成导线713和象素电极714。
虽然此处只示出了象素部分，但形成了形成在同一衬底上的驱动电路和具有有机TFT的象素部分。在驱动电路中，根据有机TFT，可形成移位寄存器电路、缓冲电路、电平移动电路、闩锁电路等。
在象素部分中，与象素TFT710连接的电容部分包含第一电容电极703、第一层间绝缘膜705和第二电容电极709。第一电容电极703与栅线电连接以提供电容部分715及第二电容电极709。
图9是这种状态下象素部分的俯视图，其中线A-A’对应于图8C。象素TFT710的源电极707与源信号线901连接，而栅电极702与栅信号线902连接。
形成至图8C所示步骤后，如图8D所示，在反衬底716上形成反电极717。在其上形成定向膜718并对其实行摩擦处理。反电极717由ITO制成。另外，虽然未示出，在形成定向膜718之前，通过将有机树脂膜如丙烯酸树脂膜形成图案，可在所期望的位置形成一个圆柱状衬垫来保持衬底距离。此外，球形衬垫而非圆柱状衬垫可分散在衬底整个表面上。
然后，将反衬底716固定在衬底上。此后，在衬底之间注射液晶材料719，并将其用密封剂(未示出)完全密封。作为液晶材料，可使用已知的液晶材料。由此，如图7所示的借助有源矩阵驱动方法的显示器件可被完成。
实例5本发明的半导体器件能用于各种电子器件。
使用本发明的这些电子器件包括摄像机、数码相机、风镜式显示器(头戴显示器)、导航系统、声音重放器件(汽车声频装置和音频接收机)、膝上型计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、便携式电话、便携式游戏机、电子书等)、包括一种记录媒介的图像再现装置(更为特别地，一种能再现一种记录媒介如数字万能磁盘(DVD)等，并包含一个用于显示再现图像的显示器的装置)等。图11A到图11H分别示出这种电子器件的各种特例。
图11A说明一种有机发光显示器件，该器件包括壳体2001、支撑台2002、显示部分2003、扬声器部分2004、视频输入端2005等。本发明可应用于显示部分2003。显示器件包含用于显示信息的所有显示器件，如个人计算机、电视广播接收机和广告显示器。
图11B说明一种数码相机，它包括主体2101、显示部分2102、图像接收部分2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106等。本发明可用作显示部分2102和其它电路。
图11C说明一种膝上型计算机，它包括主体2201、壳体2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、指示鼠标2206等。本发明可用作显示部分2203和其它电路。
图11D说明一种移动计算机，它包括主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。本发明可用作显示部分2302和其它电路。
图11E说明一种包含记录媒介的图像再现装置(更特别地，一种DVD再现装置)，它包括主体2401、壳体2402、显示部分A2403、另一显示部分B2404、记录媒介(DVD等)读出部分2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示部分A2403主要用于显示图像信息，而显示部分B2404主要用于显示字符信息。本发明可被用作这些显示部分A2403、B2404以及其它电路。包含记录媒介的图像再现装置还包括游戏机等。
图11F图解示出一种风镜式显示器(头戴式显示器)，它包括主体2501、显示部分2502、支架部分2503。本发明可被用作显示部分2502和其它电路。
图11G说明一种摄像机，它包括主体2601、显示部分2602、壳体2603、外部连接端口2604、远程控制接收部分2605、图像接收部分2606、电池2607、声音输入部分2608、操作键2609等。本发明可被用作显示部分2602和其它电路。
图11H说明一种移动电话，它包括主体2701、壳体2702、显示部分2703、声音输入部分2704、声音输出部分2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。本发明可用作显示部件2703和其它电路。
此外，使用是本发明的有机半导体器件之一的液晶显示器件的前向型放映机和后向型放映机也可包含在本发明的电子器件中。将来当能够得到从有机发光材料发出的更亮的亮度时，本发明将可应用于前向型和后向型放映机，其中，包含输出图像信息的光借助透镜等被放大放映。
本发明的应用范围相当宽广，使得本发明可被用于不同种类的电子器件中。另外，本实施例可通过与实施例1～4的结构自由组合实施。
因为通过实施本发明可形成一种使用有机半导体材料的有机TFT，通过低温工艺制造能够使用于制造的材料选择范围加宽。此外，由于能够使可溶性有机半导体材料形成图案，有机TFT的尺寸可做得更小。由此，与常规使用喷墨法或印刷法的情形相比，可形成一种高度复杂的有机半导体器件。
权利要求
1.一种使用有机薄膜晶体管的有机半导体器件，包含与绝缘表面接触形成的第一电极，与第一电极接触形成的第一绝缘膜，与第一绝缘膜接触形成的第二绝缘膜，在其叠加于第一电极上的位置处有一开口部分，在开口部分中形成的有机半导体膜，以及与有机半导体膜接触形成的第二电极和第三电极，其中有机半导体膜和第二绝缘膜形成同一表面。
2.根据权利要求1的器件，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
3.根据权利要求1的器件，其中有机半导体膜的厚度大于第二绝缘膜的厚度。
4.根据权利要求1的器件，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
5.根据权利要求4的器件，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
6.根据权利要求1的器件，其中有机半导体器件组合成一个器件，该器件选自由显示器件、数码相机、膝上型个人计算机、移动计算机、包含记录媒介的便携式图像再现装置、风镜式显示器、摄像机和手提电话组成的组。
7.一种使用有机薄膜晶体管的有机半导体器件，包含与绝缘表面接触形成的第一电极，与第一电极接触形成的第一绝缘膜，与第一绝缘膜接触形成的第二绝缘膜，在其叠加于第一电极上的位置处有一开口部分，在开口部分中形成的有机半导体膜，以及与有机半导体膜接触形成的第二电极和第三电极，其中第二电极和第三电极彼此不接触地形成。
8.根据权利要求7的器件，其中的有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
9.根据权利要求7的器件，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
10.根据权利要求7的器件，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
11.根据权利要求10的器件，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
12.根据权利要求7的器件，其中有机半导体器件组合成一个器件，该器件选自由显示器件、数码相机、膝上型个人计算机、移动计算机、包含记录媒介的便携式图像再现装置、风镜式显示器、摄像机和手提电话组成的组。
13.一种使用有机薄膜晶体管的有机半导体器件，包含与绝缘表面接触形成的第一电极，与第一电极接触形成的第一绝缘膜，与第一绝缘膜接触形成的第二绝缘膜，在其叠加于第一电极上的位置处有一开口部分，在开口部分中形成的有机半导体膜，以及与有机半导体膜接触形成的第二电极和第三电极，其中第二绝缘膜有一锥形边缘。
14.根据权利要求13的器件，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
15.根据权利要求13的器件，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
16.根据权利要求13的器件，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
17.根据权利要求15的器件，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
18.根据权利要求13的器件，其中有机半导体器件组合成一个器件，该器件选自由显示器件、数码相机、膝上型个人计算机、移动计算机、包含记录媒介的便携式图像再现装置、风镜式显示器、摄像机和手提电话组成的组。
19.一种使用有机薄膜晶体管的有机半导体器件，包含与绝缘表面接触形成的第一电极，与第一电极接触形成的第一绝缘膜，与第一绝缘膜接触形成的第二绝缘膜，在其叠加于第一电极上的位置处有一开口部分，在开口部分中形成的有机半导体膜，以及与有机半导体膜接触形成的第二电极和第三电极，其中有机半导体膜与第一绝缘膜接触形成。
20.根据权利要求19的器件，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
21.根据权利要求19的器件，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
22.根据权利要求19的器件，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
23.根据权利要求22的器件，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
24.根据权利要求19的器件，其中有机半导体器件组合形成一种器件，该器件选自由显示器件、数码相机、膝上型个人计算机、移动计算机、包含记录媒介的便携式图像再现装置、风镜式显示器、摄像机和手提电话组成的组。
25.一种制造有机半导体器件的工艺，包含在绝缘表面上形成第一电极，在第一电极上形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在第二绝缘膜借助第一绝缘膜叠加在第一电极上的位置形成开口部分，在开口部分和第二绝缘膜上形成有机半导体膜，抛光有机半导体膜直到暴露出第二绝缘膜，以及在有机半导体膜上形成彼此不接触的第二电极和第三电极。
26.根据权利要求25的工艺，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
27.根据权利要求25的工艺，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
28.根据权利要求25的工艺，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
29.根据权利要求28的工艺，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
30.一种制造有机半导体器件的工艺，包含在绝缘表面上形成第一电极，在第一电极上形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在第二绝缘膜借助第一绝缘膜叠加在第一电极上的位置形成开口部分，通过旋涂法在开口部分和第二绝缘膜上形成有机半导体膜，去除第二绝缘膜上形成的有机半导体膜，以及在形成于开口部分上的有机半导体膜上形成彼此不接触的第二电极和第三电极。
31.根据权利要求30的工艺，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
32.根据权利要求30的工艺，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
33.根据权利要求30的工艺，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
34.根据权利要求33的工艺，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
35.一种制造有机半导体器件的工艺，包含在绝缘表面上形成第一电极，在第一电极上形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在第二绝缘膜借助第一绝缘膜叠加在第一电极上的位置形成开口部分，通过旋涂法在开口部分和第二绝缘膜上形成有机半导体膜，对有机半导体膜实施用灰磨光处理，直到第二绝缘膜暴露出来，以及在有机半导体膜上形成彼此不接触的第二电极和第三电极。
36.根据权利要求35的工艺，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
37.根据权利要求35的工艺，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
38.根据权利要求35的工艺，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
39.根据权利要求38的工艺，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
40.一种制造有机半导体器件的工艺，包含在绝缘表面上形成第一电极，在第一电极上形成第一绝缘膜，在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，在第二绝缘膜借助第一绝缘膜叠加在第一电极上的位置形成开口部分，通过旋涂法在开口部分和第二绝缘膜上形成有机半导体膜，通过机械化学抛光法抛光有机半导体膜直到第二绝缘膜暴露出来，以及在有机半导体膜上形成第二电极和第三电极。
41.根据权利要求40的工艺，其中有机半导体膜由可溶性有机半导体材料制成。
42.根据权利要求40的工艺，其中有机半导体膜的膜厚大于第二绝缘膜的膜厚。
43.根据权利要求40的工艺，其中第二电极和第三电极由功函数大的同种金属制成。
44.根据权利要求43获得的工艺，其中第二电极和第三电极包含一种金属，该金属选自由金、铂、铬、钯、铝、铟、钼和镍组成的组。
全文摘要
本发明在于提供一种复杂的有源矩阵型有机半导体器件。在绝缘表面上形成第一电极102。借助第一绝缘膜103在第一电极102上形成第二绝缘膜104。在第二绝缘膜104上形成的开口部分和第二绝缘膜104上形成有机半导体膜。通过抛光有机半导体膜直到暴露出第二绝缘膜104来获得有机半导体膜105。此外，通过在有机半导体膜105上形成第二电极106和第三电极107，可获得本发明的一种有机半导体器件。
文档编号H01L29/76GK1398007SQ0212221
公开日2003年2月19日 申请日期2002年5月31日 优先权日2001年6月1日
发明者荒井康行, 柴田典子 申请人:株式会社半导体能源研究所