JP2005210086A

JP2005210086A - Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number: JP2005210086A
Application number: JP2004359559A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Hirakata; 吉晴平形; Tetsuji Ishitani; 哲二石谷; Shuji Fukai; 修次深井; Ryota Imabayashi; 良太今林
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-12-26
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-12-13
Also published as: JP4836446B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a low-cost organic TFT which does not depend on a high-price exclusive apparatus and does not expose an organic semiconductor to the air, and a method of manufacturing an organic TFT at a low temperature enough to avoid causing thermal decomposition of the materials. <P>SOLUTION: A filmy protector functioning as a protective film is provided on an organic semiconductor film. This protector may be formed by fixing a filmy support with adhesives, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機半導体膜を有する半導体素子及びその作製方法に関する。また、本発明は有機半導体素子を備えた半導体装置及びその作製方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor element having an organic semiconductor film and a manufacturing method thereof. The present invention also relates to a semiconductor device including an organic semiconductor element and a manufacturing method thereof.

近年、薄膜半導体を有する薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴ）を備えた表示装置に関する研究が進み実用化されている。このＴＦＴを備えた表示装置は、多数の画素を構成することが可能となることから高精細な表示装置を実現できる。またＣＲＴと比べ低電圧で動作可能なことから低消費電力なことが知られている。さらにＣＲＴのように大きな表示管を用いずに画面を構成できることから省スペース化が図れ、パーソナルコンピュータやＰＤＡ、そしてＴＶ等の表示部として広く使用されている。今後の表示装置としての要求には、さらなる薄型化、軽量化、フレキシブル化が挙げられ、プラスチック等の樹脂基板の採用に期待が高まる。しかしこれまでのＴＦＴは、半導体膜として非晶質珪素や結晶質珪素などの無機半導体材料を用いて作製されるものがほとんどであった。このため無機半導体材料を用いてＴＦＴを形成する場合には、半導体膜の形成に３５０℃を超える処理温度が必要となりプラスチック等の樹脂基板等の採用が制限されていた。 In recent years, research on a display device provided with a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) having a thin film semiconductor has been advanced and put into practical use. Since a display device provided with this TFT can constitute a large number of pixels, a high-definition display device can be realized. Further, it is known that the power consumption is low because it can be operated at a lower voltage than the CRT. Further, since a screen can be configured without using a large display tube like a CRT, it can save space and is widely used as a display unit for personal computers, PDAs, TVs and the like. Future demands for display devices include further reductions in thickness, weight, and flexibility, and expectations are increasing for the use of resin substrates such as plastics. However, most conventional TFTs are manufactured using an inorganic semiconductor material such as amorphous silicon or crystalline silicon as a semiconductor film. For this reason, when a TFT is formed using an inorganic semiconductor material, a processing temperature exceeding 350 ° C. is required for forming the semiconductor film, and the use of a resin substrate such as plastic has been limited.

一方、半導体膜として有機半導体を用いた有機ＴＦＴの研究が進められている。有機ＴＦＴは、有機材料を使用しているので柔軟性に富んでいる。また無機半導体を用いたデバイスと比べると、より低温で形成することができるため、基板にプラスチック等の樹脂材料を使用できる。その結果、軽くて柔軟性があるデバイスを得ることができる。更に有機ＴＦＴは、印刷法、インクジェット法、蒸着法等によるプロセスの簡略化が期待できるだけでなく、安価な基板材料を用いる事ができるため、装置の製造価格を抑えることができ、コスト的に有利なことが見積もれる。 On the other hand, research on organic TFTs using organic semiconductors as semiconductor films is underway. Organic TFTs are rich in flexibility because they use organic materials. In addition, since it can be formed at a lower temperature than a device using an inorganic semiconductor, a resin material such as plastic can be used for the substrate. As a result, a light and flexible device can be obtained. Furthermore, organic TFTs can be expected not only to simplify the process by printing, ink jet, vapor deposition, etc., but also can use inexpensive substrate materials, which can reduce the manufacturing cost of the device and is advantageous in terms of cost. It can be estimated.

しかしながら、有機半導体は水、光又は酸素に触れることで酸化したり分解するので、有機半導体を大気中に放置しておくと電気特性の劣化を引き起こすというデメリットがある。 However, since an organic semiconductor is oxidized or decomposed by contact with water, light, or oxygen, there is a demerit that if the organic semiconductor is left in the atmosphere, the electrical characteristics are deteriorated.

そのため、有機半導体を有するデバイスの電気特性評価は、真空中もしくは嫌気下（減圧下とも表記する）において測定が行われている。上記真空もしくは嫌気下の状態を維持するには、専用の装置を必要とするほか、真空室やグローブボックスでの測定のため、測定装置種々の制約をうける。さらに、これらの環境の維持にコストがかかるなど、実用の面から見ても不便である。大気中で用いるためには、有機半導体を有する全てのデバイスは、有機半導体が大気に晒されないように保護することが不可欠である。そこで本発明は、高価な専用の装置に依存せず、有機半導体が大気に晒されないような、低コストの有機ＴＦＴの作製方法を提供することを課題とする。また、材料の熱分解が問題とならないように低温での有機ＴＦＴの作製方法を提供することを目的とする。 Therefore, the evaluation of the electrical characteristics of a device having an organic semiconductor is performed in a vacuum or under anaerobic conditions (also expressed under reduced pressure). In order to maintain the above-mentioned vacuum or anaerobic state, a dedicated device is required, and the measurement device is subject to various restrictions for measurement in a vacuum chamber or a glove box. Furthermore, it is inconvenient from a practical point of view, such as the cost of maintaining these environments. For use in the atmosphere, it is essential that all devices with organic semiconductors be protected from exposure to the organic semiconductor. Therefore, an object of the present invention is to provide a low-cost manufacturing method of an organic TFT which does not depend on an expensive dedicated device and does not expose an organic semiconductor to the atmosphere. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing an organic TFT at a low temperature so that thermal decomposition of the material does not become a problem.

上記問題を鑑み、本発明は保護膜として機能するフィルム状の保護体を有機半導体膜上に設けることを特徴とする。その結果、有機半導体膜を水、光又は酸素から保護することができる。 In view of the above problems, the present invention is characterized in that a film-shaped protective body functioning as a protective film is provided on the organic semiconductor film. As a result, the organic semiconductor film can be protected from water, light, or oxygen.

フィルム状の保護体は、フィルム状の支持体を接着剤等で固定して形成することができる。フィルム状の支持体は、０．０５ｍｍから０．５ｍｍの範囲であり、好ましくは可撓性を有する。フィルム状の支持体としては、密封性、耐湿性、絶縁性、及び耐薬品性を持ったものが好ましい。具体的にはポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、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）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。 The film-like protective body can be formed by fixing a film-like support with an adhesive or the like. The film-like support is in the range of 0.05 mm to 0.5 mm, and preferably has flexibility. As the film-like support, those having sealing properties, moisture resistance, insulation properties, and chemical resistance are preferable. Specific examples include polyimide, polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), and polycarbonate (PC).

本発明の有機半導体装置は、有機材料を有する半導体膜と、半導体膜を有する半導体素子と、半導体素子を含み構成される電気回路と、フィルム状の保護体とを有し、半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体（又は保護膜）が接着されていることを特徴とする。本発明の有機半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、第一の基板上に設けられた有機材料を有する半導体膜と、半導体膜を有する半導体素子と、半導体素子を含み構成される電気回路と、フィルム状の保護体とを有し、半導体膜を覆うように、保護体が接着されていることを特徴とする。 The organic semiconductor device of the present invention includes a semiconductor film having an organic material, a semiconductor element having the semiconductor film, an electric circuit including the semiconductor element, and a film-like protective body so as to cover the semiconductor film. Further, a film-like protective body (or protective film) is adhered to the film. An organic semiconductor device of the present invention includes a substrate having an insulating surface, a semiconductor film having an organic material provided on a first substrate, a semiconductor element having a semiconductor film, and an electric circuit including the semiconductor element. And a film-like protective body, and the protective body is bonded so as to cover the semiconductor film.

本発明の有機半導体装置は、絶縁表面を有する基板と、有機材料を有する半導体膜と、半導体膜を有する半導体素子と、半導体素子を含み構成される電気回路と、フィルム状の保護体群とを有し、フィルム状の半導体体を覆うように、保護体群が接着されていることを特徴とする。 An organic semiconductor device of the present invention includes a substrate having an insulating surface, a semiconductor film having an organic material, a semiconductor element having a semiconductor film, an electric circuit including the semiconductor element, and a film-like protective body group. And a protective group is bonded so as to cover the film-like semiconductor body.

本発明の有機薄膜トランジスタは、絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、第一の導電膜上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた第二の導電膜と、第二の導電膜上に設けられた有機半導体膜と、有機半導体膜上に設けられたフィルム状の保護体とを有することを特徴とする。 An organic thin film transistor of the present invention includes a first conductive film provided on an insulating surface, an insulating film provided on the first conductive film, a second conductive film provided on the insulating film, It has an organic semiconductor film provided on the second conductive film, and a film-like protector provided on the organic semiconductor film.

本発明の有機薄膜トランジスタは、絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、第一の導電膜上に設けられた絶縁膜と、絶縁膜上に設けられた有機半導体膜と、有機半導体膜上に設けられた第二の導電膜と、有機半導体膜上に設けられたフィルム状の保護体とを有することを特徴とする。 An organic thin film transistor of the present invention includes a first conductive film provided on an insulating surface, an insulating film provided on the first conductive film, an organic semiconductor film provided on the insulating film, and an organic semiconductor film It has the 2nd electrically conductive film provided on the top, and the film-form protective body provided on the organic-semiconductor film, It is characterized by the above-mentioned.

本発明の有機半導体装置の作製方法は、有機材料を有する半導体膜を形成し、半導体膜を有する半導体素子を形成し、半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体を固定することを特徴とする。 A method for manufacturing an organic semiconductor device of the present invention is characterized in that a semiconductor film having an organic material is formed, a semiconductor element having a semiconductor film is formed, and a film-like protective body is fixed so as to cover the semiconductor film. To do.

本発明の有機半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、有機材料を有する半導体膜を形成し、半導体膜を有する半導体素子を形成し、半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体を固定することを特徴とする。 In the manufacturing method of the organic semiconductor device of the present invention, a semiconductor film including an organic material is formed over a substrate having an insulating surface, a semiconductor element including the semiconductor film is formed, and a film-like protection is formed so as to cover the semiconductor film. It is characterized by fixing the body.

本発明の有機半導体装置の作製方法は、絶縁表面を有する基板上に、有機材料を有する半導体膜を形成し、半導体膜を有する半導体素子を形成し、半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体群を固定することを特徴とする。 In the manufacturing method of the organic semiconductor device of the present invention, a semiconductor film including an organic material is formed over a substrate having an insulating surface, a semiconductor element including the semiconductor film is formed, and a film-like protection is formed so as to cover the semiconductor film. The body group is fixed.

本発明の有機薄膜トランジスタの作製方法は、第一の導電膜を形成し、第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に第二の導電膜を形成し、第二の導電膜上に有機半導体膜を形成し、有機半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体を固定することを特徴とする。 In the method for manufacturing an organic thin film transistor of the present invention, a first conductive film is formed, an insulating film is formed on the first conductive film, a second conductive film is formed on the insulating film, and the second conductive film is formed. An organic semiconductor film is formed thereon, and a film-like protective body is fixed so as to cover the organic semiconductor film.

本発明の有機薄膜トランジスタの作製方法は、第一の導電膜を形成し、第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜上に有機半導体膜を形成し、有機半導体膜上に第二の導電膜を形成し、有機半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体を固定することを特徴とする。 In the method for manufacturing an organic thin film transistor of the present invention, a first conductive film is formed, an insulating film is formed on the first conductive film, an organic semiconductor film is formed on the insulating film, and a second film is formed on the organic semiconductor film. A film-shaped protective body is fixed so as to cover the organic semiconductor film.

本発明の有機半導体装置、及び有機薄膜トランジスタの作製方法において、有機半導体膜材料を蒸着又は塗布することにより有機半導体膜材料を形成する。 In the method for manufacturing an organic semiconductor device and an organic thin film transistor of the present invention, the organic semiconductor film material is formed by vapor deposition or coating.

本発明の有機半導体装置、及び有機薄膜トランジスタの作製方法において、第一の導電膜、又は第二の導電膜は導電性ペーストを用いて形成することができる。また第一の導電膜、又は第二の導電膜はスクリーン印刷法、ロールコーター法又はインクジェット法により形成することができる。 In the method for manufacturing an organic semiconductor device and an organic thin film transistor of the present invention, the first conductive film or the second conductive film can be formed using a conductive paste. The first conductive film or the second conductive film can be formed by a screen printing method, a roll coater method, or an ink jet method.

本発明の有機半導体装置、及び有機薄膜トランジスタの作製方法において、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、弾性接着剤又は変性アクリレート系接着剤を用いて、半導体膜を覆うように、フォルム状の支持体を接着することにより、保護体、又は保護体群を固定することができる。 In the method for producing an organic semiconductor device and an organic thin film transistor of the present invention, an epoxy adhesive, a urethane adhesive, an emulsion adhesive, a synthetic rubber adhesive, an elastic adhesive, or a modified acrylate adhesive is used as a semiconductor. A protective body or a group of protective bodies can be fixed by bonding a form-like support so as to cover the membrane.

本発明の有機半導体装置、及び有機薄膜トランジスタの作製方法において、保護体又は保護体群をフィルム状のテープロールとして供給し、フィルム状のテープロールから半導体膜を覆うために必要な寸法分引き出し、引き出す方向にテンションを与えた状態で、ローラーにより半導体膜上に直接貼りつけ、所定の寸法で切断することができる。 In the manufacturing method of the organic semiconductor device and the organic thin film transistor of the present invention, a protective body or a group of protective bodies is supplied as a film-like tape roll, and the dimensions necessary for covering the semiconductor film are drawn out and drawn out from the film-like tape roll. In a state where tension is applied in the direction, the film can be directly attached onto the semiconductor film by a roller and cut with a predetermined size.

以上のような本発明の有機半導体装置及び有機薄膜トランジスタは、低温で簡便に有機半導体膜の保護ができるため、高価な専用の装置を必要とせず、トータルコストを削減することができる。その結果、低価格な有機ＴＦＴを備えた半導体装置（デバイス）を提供することができる。 Since the organic semiconductor device and the organic thin film transistor of the present invention as described above can easily protect the organic semiconductor film at a low temperature, an expensive dedicated device is not required and the total cost can be reduced. As a result, a semiconductor device (device) including an inexpensive organic TFT can be provided.

このような本発明により、有機半導体が大気に晒されて、水や光及び酸素に触れることによる酸化や分解から保護することが可能である。 According to the present invention, it is possible to protect an organic semiconductor from oxidation and decomposition caused by exposure to water, light, and oxygen when exposed to the atmosphere.

また本発明は、少なくとも有機半導体膜上をフィルムで覆うだけのため、常圧・大気下で行なうことができる。そのため、試料の加熱・加圧は必要なく、有機材料の分解を防ぐことができる。また、低温で行なうことができるので、基板にプラスチック材料を使用でき、かつ、フィルム自体が軽く柔軟性富んでいるため、有機半導体の利点を損なうことなく、保護膜を作製できる。 In addition, the present invention can be carried out at normal pressure and in the atmosphere because at least the organic semiconductor film is covered with a film. Therefore, it is not necessary to heat or pressurize the sample, and the organic material can be prevented from being decomposed. In addition, since it can be performed at a low temperature, a plastic material can be used for the substrate, and the film itself is light and flexible, so that a protective film can be produced without impairing the advantages of the organic semiconductor.

さらに、有機半導体膜上にフィルムを接着する際に、減圧雰囲気下で処理してもよい。これにより空気等に触れる時間をより少なくするという利点があるだけでなく、フィルムを貼り付ける際の気泡を無くする事ができ、気泡混入による信頼性への悪影響も避けることができる。 Further, when the film is bonded onto the organic semiconductor film, the film may be treated under a reduced pressure atmosphere. This not only has the advantage of reducing the time of exposure to air and the like, but also eliminates bubbles when the film is attached, and avoids adverse effects on reliability due to the mixing of bubbles.

更に本発明は、少なくとも有機半導体膜上をフィルムで覆うだけのため、大掛かりな装置が不要であり、安価に保護膜を形成できるため、トータルコストを削減することが可能であり、デバイスの製造価格を低く設定できる。 Furthermore, since the present invention only covers at least the organic semiconductor film with a film, a large-scale apparatus is unnecessary, and a protective film can be formed at a low cost, so that the total cost can be reduced and the device manufacturing price can be reduced. Can be set low.

以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention can be implemented in many different modes, and those skilled in the art can easily understand that the modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Is done. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.

（実施の形態１）
本実施の形態では、有機半導体装置に半導体素子として用いられる有機薄膜トランジスタの形成方法について説明する。図１に示すように、絶縁表面上にゲート電極として機能する導電膜（以下、ゲート電極と表記する）１０１と、ゲート電極１０１を覆って設けられたゲート絶縁膜として機能する絶縁膜（以下、ゲート絶縁膜と表記する）１０２と、ゲート絶縁膜を介して設けられたソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜（以下、ソース電極及びドレイン電極と表記する）１０３とが形成された素子基板１１０を用意する。このとき好ましくは、ゲート電極の端部にかかるようにゲート絶縁膜を介してソース電極及びドレイン電極を設けるとよい。 (Embodiment 1)
In this embodiment mode, a method for forming an organic thin film transistor used as a semiconductor element in an organic semiconductor device will be described. As shown in FIG. 1, a conductive film (hereinafter referred to as a gate electrode) 101 functioning as a gate electrode on an insulating surface, and an insulating film (hereinafter referred to as a gate insulating film) provided so as to cover the gate electrode 101. An element substrate 110 on which a gate insulating film 102 and a conductive film 103 (hereinafter referred to as a source electrode and a drain electrode) 103 functioning as a source electrode and a drain electrode provided via the gate insulating film are formed. Prepare. At this time, it is preferable to provide a source electrode and a drain electrode through a gate insulating film so as to cover an end portion of the gate electrode.

絶縁表面を有する基板には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また好ましくは、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）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチックや、アクリル等の合成樹脂からなる基板を用いるとよい。このような合成樹脂から成る基板は、可撓性を有し、さらに軽量である。 As the substrate having an insulating surface, for example, a glass substrate such as barium borosilicate glass or alumino borosilicate glass, a quartz substrate, a stainless steel substrate, or the like can be used. Preferably, a substrate made of a plastic represented by polyethylene-terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or polyethersulfone (PES) or a synthetic resin such as acrylic is used. A substrate made of such a synthetic resin has flexibility and is lightweight.

また基板の平坦性を高めるため、化学的又は機械的ポリッシング法、いわゆるＣＭＰ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ−ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）により、表面研磨してから用いると好ましい。ＣＭＰの研磨剤（スラリー）には、例えば、塩化シリコンガスを熱分解して得られるフュームドシリカ粒子をＫＯＨ水溶液に分散した研磨剤を用いることができる。 In order to improve the flatness of the substrate, it is preferable to use after polishing the surface by a chemical or mechanical polishing method, so-called CMP method (Chemical-Mechanical Polishing). As the CMP abrasive (slurry), for example, an abrasive obtained by dispersing fumed silica particles obtained by thermally decomposing silicon chloride gas in a KOH aqueous solution can be used.

基板上には、必要に応じて下地膜を形成してもよい。下地膜は、基板中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐ機能を有する。そのため、アルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素、酸化チタン、窒化チタンなどの絶縁膜を用いて下地膜を形成することができる。 A base film may be formed on the substrate as necessary. The base film has a function of preventing alkali metal such as Na or alkaline earth metal contained in the substrate from diffusing into the semiconductor film and adversely affecting the characteristics of the semiconductor element. Therefore, the base film can be formed using an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, titanium oxide, or titanium nitride that can suppress diffusion of alkali metal or alkaline earth metal into the semiconductor film. .

また導電膜は、導電性ペースト等を用い、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法により形成することができる。液滴吐出法は、選択的にパターンを形成可能な方法であり、導電膜や絶縁膜などの材料が混入された組成物の液滴（ドットとも表記する）を選択的に吐出（噴出）して導電膜を形成する方法である。液滴吐出法は、その方式によっては、インクジェット法とも呼ばれる。 The conductive film can be formed using a conductive paste or the like by a screen printing method, a roll coater method, or a droplet discharge method. The droplet discharge method is a method capable of selectively forming a pattern, and selectively discharges (spouts) a droplet (also referred to as a dot) of a composition mixed with a material such as a conductive film or an insulating film. This is a method for forming a conductive film. The droplet discharge method is also called an ink jet method depending on the method.

液滴吐出法により導電膜を形成する場合、溶媒に混在される導電体として、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、タングステン（Ｗ）、ニッケル（Ｎｉ）、タンタル（Ｔａ）、ビスマス（Ｂｉ）、鉛（Ｐｂ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、若しくはアルミニウム（Ａｌ）、これらからなる合金、これらの分散性ナノ粒子、又はハロゲン化銀の微粒子を用いることができる。 When a conductive film is formed by a droplet discharge method, gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), palladium (Pd), tungsten (W) are used as conductors mixed in a solvent. , Nickel (Ni), tantalum (Ta), bismuth (Bi), lead (Pb), indium (In), tin (Sn), zinc (Zn), titanium (Ti), or aluminum (Al). Alloys, these dispersible nanoparticles, or silver halide particles can be used.

また導電性ペーストとしては、導電性カーボンペースト、導電性銀ペースト、導電性銅ペースト、導電性ニッケルなどを用いることができる。導電性ペーストで所定のパターンに形成した後は、レベリング、乾燥後、１００〜２００℃で硬化させるとよい。 As the conductive paste, conductive carbon paste, conductive silver paste, conductive copper paste, conductive nickel, or the like can be used. After the conductive paste is formed into a predetermined pattern, it may be cured at 100 to 200 ° C. after leveling and drying.

また導電膜は、スパッタリング法、スピンコート法、蒸着法などにより形成することもできる。また導電膜は、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、又は前記元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。 The conductive film can also be formed by a sputtering method, a spin coating method, an evaporation method, or the like. The conductive film may be formed of an element selected from Ta, W, Ti, Mo, Al, and Cu, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component.

また絶縁膜は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート法、又は蒸着法により形成することができる。絶縁膜の材料は、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）、酸化ケイ素膜（ＳｉＯ₂）、窒化ケイ素膜（ＳｉＮ）、ポリビニルアルコール、シロキサン、ポリシラザン等の有機化合物などを使用しても良い。シロキサンとは、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む、又は置換基にフッ素、アルキル基、又は芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有するポリマー材料、を出発原料として形成される。またポリシラザンとは、珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）の結合を有するポリマー材料、いわゆるポリシラザンを含む液体材料を出発原料として形成される。無機材料としては、酸化珪素、又は窒化珪素を用いることができる。 The insulating film can be formed by a CVD method, a sputtering method, a spin coating method, or an evaporation method. As a material for the insulating film, silicon nitride oxide (SiON), silicon oxide film (SiO ₂ ), silicon nitride film (SiN), organic compounds such as polyvinyl alcohol, siloxane, and polysilazane may be used. Siloxane has a skeletal structure composed of a bond of silicon (Si) and oxygen (O), and the substituent contains at least hydrogen, or the substituent has at least one of fluorine, an alkyl group, and an aromatic hydrocarbon. A polymeric material having a starting material. Polysilazane is formed using a polymer material having a bond of silicon (Si) and nitrogen (N), that is, a liquid material containing so-called polysilazane as a starting material. As the inorganic material, silicon oxide or silicon nitride can be used.

またゲート絶縁膜として用いる絶縁膜には、ゲート電極を陽極酸化して得られる絶縁膜を用いてもよい。 As the insulating film used as the gate insulating film, an insulating film obtained by anodizing the gate electrode may be used.

そして、素子基板に有機半導体膜１０４を成膜する。有機材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯体（ＣＴ錯体）等が挙げられる。例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、６Ｔ（ヘキサチオフェン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）：ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）錯体、ＤＤＰＨ（ジフェニルピクリルヒドラジル）、色素、タンパク、ＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、ＮＴＣＤＡ（１，４，５，８―ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのナフタレンテトラカルボン酸誘導体などを用いることができる。また、具体的な有機高分子化合物は、π共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体、ヨウ素金属錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。 Then, an organic semiconductor film 104 is formed on the element substrate. As the organic material, an organic molecular crystal or an organic polymer compound material may be used. Specific organic molecular crystals include polycyclic aromatic compounds, conjugated double bond compounds, carotenes, macrocyclic compounds or complexes thereof, phthalocyanines, charge transfer complexes (CT complexes), and the like. For example, anthracene, tetracene, pentacene, 6T (hexathiophene), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), TTF (tetrathiafulvalene): TCNQ (tetracyanoquinodimethane) complex, DDPH (diphenylpicrylhydrazyl), dye , Proteins, perylenetetracarboxylic acid derivatives such as PTCDA (3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride), naphthalenetetracarboxylic acids such as NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride) Acid derivatives and the like can be used. Specific organic polymer compounds include polymers such as π-conjugated polymers, carbon nanotubes, polyvinyl pyridine, phthalocyanine metal complexes, and iodine metal complexes. In particular, when polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythienylene, polythiophene derivative, poly (3-alkylthiophene), polyparaphenylene derivative or polyparaphenylene vinylene derivative is used, which is a π-conjugated polymer whose skeleton is composed of conjugated double bonds preferable.

また、有機半導体膜の成膜方法としては、素子基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。具体的な方法としては、蒸着法、塗布法、スピンコート法、バーコート法、溶液キャスト法、又はディッピング法を用いることができる。また有機半導体膜形成前処理として、被形成面に対してプラズマ処理を行ったり、密着性又は界面状態を向上させるための膜、例えば自己組織化単分子膜（ＳＡＭ）や配向膜を形成してもよい。有機半導体膜形成後、加熱処理を施してもよい。例えば、大気圧下又は減圧下において、１００〜２００℃で加熱することができる。 As a method for forming the organic semiconductor film, a method that can form a film with a uniform thickness on the element substrate may be used. As a specific method, a vapor deposition method, a coating method, a spin coating method, a bar coating method, a solution casting method, or a dipping method can be used. In addition, as a pretreatment for forming an organic semiconductor film, a plasma treatment is performed on a surface to be formed, or a film for improving adhesion or an interface state, for example, a self-assembled monolayer (SAM) or an alignment film is formed. Also good. Heat treatment may be performed after the formation of the organic semiconductor film. For example, it can heat at 100-200 degreeC under atmospheric pressure or pressure reduction.

また有機半導体膜形成後、高周波を印加してもよい。加えて加熱処理を施してもよい。なお本実施の形態では、有機材料であるペンタセンを真空蒸着法によって成膜することにより、ゲート絶縁膜１０２、並びにソース電極及びドレイン電極１０３上に有機半導体膜１０４を形成する。 Further, a high frequency may be applied after the organic semiconductor film is formed. In addition, heat treatment may be performed. Note that in this embodiment mode, an organic semiconductor film 104 is formed over the gate insulating film 102 and the source and drain electrodes 103 by forming a film of pentacene that is an organic material by a vacuum evaporation method.

以上のように有機半導体膜を有する半導体素子を形成することができる。特に本実施の形態のようにソース電極及びドレイン電極上に有機半導体膜が設けられた構造を、ボトムコンタクト型構造と表記する。 As described above, a semiconductor element having an organic semiconductor film can be formed. In particular, a structure in which an organic semiconductor film is provided over a source electrode and a drain electrode as in this embodiment is referred to as a bottom contact structure.

そして、少なくとも有機半導体膜上を、フィルム状の保護体１０５で覆う。フィルム状の保護体は、フィルム状の支持体を接着剤等で固定して形成することができる。 Then, at least the organic semiconductor film is covered with a film-like protective body 105. The film-like protective body can be formed by fixing a film-like support with an adhesive or the like.

フィルム状の支持体は、０．０５ｍｍから０．５ｍｍの範囲であり、好ましくは可撓性を有する。フィルム状の支持体としては、密封性、耐湿性、絶縁性、及び耐薬品性を持ったものが好ましい。具体的にはポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、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）、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）などが挙げられる。 The film-like support is in the range of 0.05 mm to 0.5 mm, and preferably has flexibility. As the film-like support, those having sealing properties, moisture resistance, insulation properties, and chemical resistance are preferable. Specific examples include polyimide, polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), and polycarbonate (PC).

また、密封性、耐湿性、絶縁性、及び耐薬品性を高めるため、フィルム状の支持体の表面及び裏面の少なくとも一方に、酸化ケイ素、窒素ケイ素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、又は窒化アルミ等の無機材料を有する膜を成膜するとよい。またさらに、アクリル、ポリイミド、シロキサン、ポリシラザン、又は窒化カーボン系の有機材料を有する膜と、上記無機材料を有する膜とを積層して形成しても良い。 In addition, in order to improve sealing performance, moisture resistance, insulation, and chemical resistance, silicon oxide, silicon nitrogen, diamond-like carbon (DLC), aluminum nitride, etc. are provided on at least one of the front and back surfaces of the film-like support. A film containing any inorganic material may be formed. Furthermore, a film including an acrylic, polyimide, siloxane, polysilazane, or carbon nitride organic material and a film including the above inorganic material may be stacked.

また、フィルム状の保護体を固定する場合には、密着性、密封性、耐湿性、絶縁性、及び耐薬品性を持った接着剤を用いると好ましい。具体的には、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、弾性接着剤又は変性アクリレート系接着剤などが挙げられる。このような接着剤を、フィルム状の支持体の一部に塗布した後、少なくとも有機半導体膜上に接着したり、少なくとも有機半導体膜上に接着剤を塗布した後にフィルム状の支持体を接着しても良い。また半導体素子全体に接着剤を塗布し、フィルム状の支持体を接着することもできる。所謂封止工程により、フィルム状の保護体
を形成することが出来る。また、フィルム状保護膜形成後に、接着剤および有機半導体膜の融点以下で基板に加熱処理を施してもよい。 Moreover, when fixing a film-form protective body, it is preferable to use the adhesive agent which has adhesiveness, sealing performance, moisture resistance, insulation, and chemical resistance. Specific examples include epoxy adhesives, urethane adhesives, emulsion adhesives, synthetic rubber adhesives, elastic adhesives, and modified acrylate adhesives. After such an adhesive is applied to a part of a film-like support, it is adhered to at least the organic semiconductor film, or at least an adhesive is applied to the organic semiconductor film, and then the film-like support is adhered. May be. It is also possible to apply an adhesive to the entire semiconductor element and adhere a film-like support. A film-like protective body can be formed by a so-called sealing process. Moreover, you may heat-process a board | substrate below melting | fusing point of an adhesive agent and an organic-semiconductor film after film-form protective film formation.

このようなフィルム状の支持体を有するフィルム状の保護体としては、具体的に、ポリイミド製のフィルムにシリコンポリマーの接着剤が塗布されたテープ状またはシート状の支持体を用いることができる。このようなフィルム状の保護体は、密封性、耐湿性、絶縁性、及び耐薬品性に優れている。 As the film-like protective body having such a film-like support, specifically, a tape-like or sheet-like support obtained by applying a silicone polymer adhesive to a polyimide film can be used. Such a film-shaped protective body is excellent in sealing performance, moisture resistance, insulation, and chemical resistance.

このときフィルム状の保護体で覆う範囲は、少なくとも有機半導体膜上だけであればよいが、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極まで範囲を広げてもよい。但し、これら電極には電圧を印加したり、電流を検出したりするためのパッドが設けられているため、該パッドを完全に覆い隠さないよう注意する必要がある。 At this time, the range covered with the film-like protector may be at least on the organic semiconductor film, but the range may be extended to the gate electrode, the source electrode, and the drain electrode. However, since these electrodes are provided with pads for applying a voltage or detecting a current, care must be taken not to completely cover the pads.

また複数の有機半導体膜に対して、フィルム状の保護体を固定してもよい。すなわち、素子基板上にある有機半導体膜を覆うように、フィルム状の保護体群を固定してもよい。具体的には、素子基板上に設けられた複数の有機半導体膜を覆うように、複数箇所に接着剤が塗布されたテープを張り合わせることができる。 Moreover, you may fix a film-form protector with respect to a some organic-semiconductor film. That is, the film-shaped protective body group may be fixed so as to cover the organic semiconductor film on the element substrate. Specifically, a tape coated with an adhesive can be attached to a plurality of locations so as to cover a plurality of organic semiconductor films provided on the element substrate.

また、フィルム状の保護体として有機材料又は無機材料を有する絶縁膜を形成しても良い。絶縁膜に用いる有機材料としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ポリビニルアルコール、レジスト又はベンゾシクロブテン、シロキサン、ポリシラザンを用いることができる。無機材料としては、酸化珪素、又は窒化珪素を用いることができる。絶縁膜は、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、液滴吐出法、スピンコーティング法又はディップ法を用いて形成することができる。粘性の高い原料を用いて形成する場合、液滴吐出法、スピンコーティング法、又はディップ法を用いると好ましい。 Further, an insulating film containing an organic material or an inorganic material may be formed as a film-shaped protective body. As an organic material used for the insulating film, polyimide, acrylic, polyamide, polyimide amide, polyvinyl alcohol, resist, benzocyclobutene, siloxane, or polysilazane can be used. As the inorganic material, silicon oxide or silicon nitride can be used. The insulating film can be formed by a plasma CVD method, a low pressure CVD method, a droplet discharge method, a spin coating method, or a dip method. In the case of using a highly viscous raw material, it is preferable to use a droplet discharge method, a spin coating method, or a dip method.

図２には、フィルム状の保護体として接着剤を塗布したテープで、有機半導体膜上を覆う方法を示す。テープロール２０１からテープ２０２を引き出し、テープロール方向とテープ端方向にテンション（張力）を与えた状態で、ローラー２０３により有機半導体膜２０４上をテープで覆う。 FIG. 2 shows a method of covering the organic semiconductor film with a tape coated with an adhesive as a film-like protective body. The tape 202 is pulled out from the tape roll 201, and the organic semiconductor film 204 is covered with the tape by the roller 203 in a state where tension is applied in the tape roll direction and the tape end direction.

また、有機半導体膜をフィルム状保護体で覆う方法は図２の形態に限定されず、異なる様々な形態で実施しても良い。図１０に、図２とは異なる形態の保護膜の形成方法を示す。 Moreover, the method of covering an organic-semiconductor film with a film-form protective body is not limited to the form of FIG. 2, You may implement with a different various form. FIG. 10 shows a method for forming a protective film in a form different from that in FIG.

図１０には、フィルム状の保護体として接着剤を塗布したシート１００２で、有機半導体膜上をラミネート式に覆う方法を示す。基板１００１に接着剤を塗布したシート１００２を乗せ、貼り合わせ用のローラー１００３を持つ装置を用いて、基板１００１とシート１００２をローラー１００３で貼り合わせる。 FIG. 10 shows a method of covering the organic semiconductor film in a laminate manner with a sheet 1002 coated with an adhesive as a film-like protective body. A sheet 1002 coated with an adhesive is placed on the substrate 1001, and the substrate 1001 and the sheet 1002 are bonded by the roller 1003 using an apparatus having a bonding roller 1003.

図１０の装置は、ローラー１００３を回転させることで、図１０の矢印の方向に基板が進み、基板１００１とシート１００２を密着させながら基板の端から端まで貼り合わせることが可能である。また上記ローラー１００３は、内部に熱源を持ち、基板１００１とシート１００２に対して熱を加えながら貼り合わせることが可能である。 10 can rotate the roller 1003 to advance the substrate in the direction of the arrow in FIG. 10, so that the substrate 1001 and the sheet 1002 can be bonded together from end to end. The roller 1003 has a heat source inside and can be bonded to the substrate 1001 and the sheet 1002 while applying heat.

このとき、上記フィルム状の保護体として接着剤を塗布したシート１００２の形状は有機半導体層のみを覆う形でも、基板全体を覆う形でもよい。 At this time, the shape of the sheet 1002 coated with an adhesive as the film-shaped protective body may be a shape covering only the organic semiconductor layer or a shape covering the entire substrate.

また、基板１００１とシート１００２を貼り合わせる工程は減圧下で行なってもよい。減圧下で貼り合わせることにより、貼り合わせの際に気泡が発生するのを防ぐことができる。またシートをローラーで貼り合わせる際は、圧力を加えながら貼り合わせてもよい。圧力を加えることにより、基板と保護膜の密着性をより向上させることができる。 Further, the step of bonding the substrate 1001 and the sheet 1002 may be performed under reduced pressure. By bonding under reduced pressure, it is possible to prevent bubbles from being generated during bonding. Further, when the sheets are bonded together with a roller, the sheets may be bonded together while applying pressure. By applying pressure, the adhesion between the substrate and the protective film can be further improved.

以上のようなボトムコンタクト型構造を有する半導体素子を用いて、スイッチング素子又は電気回路を形成することができる。例えば、スイッチング素子としては、液晶表示装置又は発光素子を有する表示装置（発光装置）の画素部に設けることができる。また電気回路としては該スイッチング素子を制御する回路等が挙げられる。また有機半導体素子を有する液晶表示装置又は発光装置を有機半導体装置と表記する。 A switching element or an electric circuit can be formed using the semiconductor element having the bottom contact structure as described above. For example, the switching element can be provided in a pixel portion of a liquid crystal display device or a display device (light emitting device) having a light emitting element. Examples of the electric circuit include a circuit for controlling the switching element. A liquid crystal display device or a light-emitting device having an organic semiconductor element is referred to as an organic semiconductor device.

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、有機半導体膜形成後、ソース電極及びドレイン電極を形成する、トップコンタクト型構造の有機薄膜トランジスタを、図３を用いて説明する。 (Embodiment 2)
In this embodiment mode, an organic thin film transistor having a top contact structure in which a source electrode and a drain electrode are formed after an organic semiconductor film is formed will be described with reference to FIGS.

まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面上にゲート電極３０１と、ゲート電極を覆って設けられたゲート絶縁膜３０２が形成された素子基板３１０を用意する。ゲート電極及びゲート絶縁膜の材料や作製方法は、実施の形態１を参照すればよい。 First, as in the first embodiment, an element substrate 310 is prepared in which a gate electrode 301 and a gate insulating film 302 provided to cover the gate electrode are formed on an insulating surface. Embodiment 1 may be referred to for materials and manufacturing methods of the gate electrode and the gate insulating film.

そして、素子基板に有機半導体膜３０３を成膜する。有機材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯体（ＣＴ錯体）等が挙げられる。例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、６Ｔ（ヘキサチオフェン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）：ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）錯体、ＤＤＰＨ（ジフェニルピクリルヒドラジル）、色素、タンパク、ＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、ＮＴＣＤＡ（１，４，５，８―ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのナフタレンテトラカルボン酸誘導体などを用いることができる。また、具体的な有機高分子化合物は、π共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体、ヨウ素錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。 Then, an organic semiconductor film 303 is formed on the element substrate. As the organic material, an organic molecular crystal or an organic polymer compound material may be used. Specific organic molecular crystals include polycyclic aromatic compounds, conjugated double bond compounds, carotenes, macrocyclic compounds or complexes thereof, phthalocyanines, charge transfer complexes (CT complexes), and the like. For example, anthracene, tetracene, pentacene, 6T (hexathiophene), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), TTF (tetrathiafulvalene): TCNQ (tetracyanoquinodimethane) complex, DDPH (diphenylpicrylhydrazyl), dye , Proteins, perylenetetracarboxylic acid derivatives such as PTCDA (3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride), naphthalenetetracarboxylic acids such as NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride) Acid derivatives and the like can be used. Specific examples of the organic polymer compound include polymers such as a π-conjugated polymer, carbon nanotube, polyvinyl pyridine, phthalocyanine metal complex, and iodine complex. In particular, when polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythienylene, polythiophene derivative, poly (3-alkylthiophene), polyparaphenylene derivative or polyparaphenylene vinylene derivative is used, which is a π-conjugated polymer whose skeleton is composed of conjugated double bonds preferable.

また、成膜方法としては、素子基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。具体的な方法としては、蒸着法、塗布法、スピンコート法、バーコート法、溶液キャスト法、又はディッピング法を用いればよい。 As a film forming method, a method capable of forming a film having a uniform thickness on the element substrate may be used. As a specific method, a vapor deposition method, a coating method, a spin coating method, a bar coating method, a solution casting method, or a dipping method may be used.

その後更に、ソース電極及びドレイン電極として機能する導電膜３０４を形成する。この導電膜の材料としては、用いた有機半導体がｐ型の半導体の場合、その半導体膜とのオーミック接触を取るために仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。また、用いた有機半導体がｎ型の半導体の場合、仕事関数の小さい材料を用いることが望ましい。また、成膜方法としては、素子基板に膜厚の均一な膜が形成できる方法を用いればよい。導電膜の材料や作製方法は、実施の形態１を参照することができる。そして、有機半導体膜上を、フィルム状の保護体３０５で覆う。フィルム状の保護体の構成や作製手段は、実施の形態１を参照することができる。 After that, a conductive film 304 that functions as a source electrode and a drain electrode is formed. As the material of the conductive film, when the organic semiconductor used is a p-type semiconductor, it is desirable to use a material having a high work function in order to make ohmic contact with the semiconductor film. Further, when the organic semiconductor used is an n-type semiconductor, it is desirable to use a material having a low work function. As a film forming method, a method capable of forming a film having a uniform thickness on the element substrate may be used. Embodiment 1 can be referred to for a material and a manufacturing method of the conductive film. Then, the organic semiconductor film is covered with a film-like protective body 305. Embodiment 1 can be referred to for the structure and manufacturing means of the film-shaped protective body.

以上のようなトップコンタクト型構造を有する半導体素子を用いて、スイッチング素子又は電気回路を形成することができる。例えば、スイッチング素子としては、液晶表示装置又は発光素子を有する表示装置（発光装置）の画素部に設けることができる。また電気回路としては該スイッチング素子を制御する回路等が挙げられる。また有機半導体素子を有する液晶表示装置又は発光装置を有機半導体装置と表記する。 A switching element or an electric circuit can be formed using the semiconductor element having the top contact structure as described above. For example, the switching element can be provided in a pixel portion of a liquid crystal display device or a display device (light emitting device) having a light emitting element. Examples of the electric circuit include a circuit for controlling the switching element. A liquid crystal display device or a light-emitting device having an organic semiconductor element is referred to as an organic semiconductor device.

（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態１に示したボトムコンタクト型のトランジスタを用いて形成する有機半導体装置について説明する。なお、有機半導体装置として発光装置を用いて説明する。 (Embodiment 3)
In this embodiment, an organic semiconductor device formed using the bottom contact transistor described in Embodiment 1 will be described. Note that a light-emitting device is used as the organic semiconductor device.

図８は、発光装置が有するパネル全体を示している。パネルは画素部を有し、加えて周辺駆動回路、又はその一部を有していてもよい。画素部は、複数の画素領域８０１を有し、その画素領域の一部の等価回路図を図９に示す。画素領域は、スイッチング用トランジスタ９０２、駆動用トランジスタ９０３、駆動用トランジスタに接続される発光素子９０４を有する。また加えて、駆動用トランジスタのゲート・ソース間電圧を保持するための容量素子９０５を有する。容量素子は、駆動用トランジスタのゲート容量で補える場合は、特に設ける必要はない。また本実施の形態では、画素領域に２つのトランジスタを有する形態を説明するが、３つ以上のトランジスタを有する形態であってもよい。例えば、容量素子に蓄積された電圧を放電するために、消去用トランジスタを設けてもよい。 FIG. 8 shows the entire panel of the light emitting device. The panel includes a pixel portion and may further include a peripheral driver circuit or a part thereof. The pixel portion has a plurality of pixel regions 801, and FIG. 9 shows an equivalent circuit diagram of a part of the pixel regions. The pixel region includes a switching transistor 902, a driving transistor 903, and a light emitting element 904 connected to the driving transistor. In addition, a capacitor 905 for holding the gate-source voltage of the driving transistor is provided. There is no need to provide the capacitor when the gate capacitance of the driving transistor can compensate. In this embodiment mode, a mode having two transistors in the pixel region is described; however, a mode having three or more transistors may be used. For example, an erasing transistor may be provided in order to discharge the voltage accumulated in the capacitor.

消去用トランジスタにより、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができるため、デューティ比を向上することが可能となる。 Since the erasing transistor can start the lighting period at the same time as or immediately after the start of the writing period without waiting for signal writing to all pixels, the duty ratio can be improved.

さらにこの点線領域９０１、つまり駆動用トランジスタ、及び発光素子の断面図を図４に示す。 Further, FIG. 4 shows a cross-sectional view of the dotted line region 901, that is, a driving transistor and a light emitting element.

まず、絶縁表面上に下地層４１１と、ゲート電極４０１と、ゲート電極を覆って設けられたゲート絶縁膜４０２と、ゲート絶縁膜を介して設けられたソース電極及びドレイン電極４０３とが形成された素子基板４００を用意する。ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極及びドレイン電極の材料や作製方法は、実施の形態１を参照すればよい。上記ドレイン電極４０３と電気的に接続するように画素電極４０４を設ける。本実施の形態では、表示素子として発光素子を用い、発光素子からの光を画素電極側から取り出す構造とするため、画素電極は透光性を有する。例えば、画素電極は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ、ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍｚｉｎｃｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化珪素（ＳｉＯ₂）を混合したＩＴＯ−ＳｉＯｘ（便宜上ＩＴＳＯ又はＮＩＴＯと表記する）を用いて形成することができる。 First, a base layer 411, a gate electrode 401, a gate insulating film 402 provided so as to cover the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode 403 provided via the gate insulating film were formed on the insulating surface. An element substrate 400 is prepared. Embodiment 1 may be referred to for materials and manufacturing methods of the gate electrode, the gate insulating film, the source electrode, and the drain electrode. A pixel electrode 404 is provided so as to be electrically connected to the drain electrode 403. In this embodiment mode, a light-emitting element is used as a display element and light from the light-emitting element is extracted from the pixel electrode side; thus, the pixel electrode has a light-transmitting property. For example, the pixel electrode is indium tin oxide (ITO), indium oxide mixed with 2-20% zinc oxide (ZnO), indium oxide (IZO), and indium oxide is oxidized in 2-20%. It can be formed using ITO-SiOx mixed with silicon (SiO ₂ ) (referred to as ITSO or NITO for convenience).

次に、画素電極４０４の端部を覆う絶縁物（絶縁層）４０５（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を形成する。絶縁物４０５としては感光性の有機材料（アクリル、ポリイミドなど）、シロキサンなどを使用すれば良い。 Next, an insulator (insulating layer) 405 (referred to as a bank, a partition, a barrier, a bank, or the like) that covers an end portion of the pixel electrode 404 is formed. As the insulator 405, a photosensitive organic material (acrylic, polyimide, or the like), siloxane, or the like may be used.

そして画素電極４０４を覆うように電界発光層４０６が設けられ、電界発光層４０６の上に共通電極４０７が設けられる。共通電極は、透光性又は非透光性を有する電極材料から形成することができる。透光性を有する場合、電界発光層からの光が上方に出射する（共通電極側から発光する）上方出射型の発光装置、又は加えて下方に出射する（画素電極側から発光する）両面出射型の発光装置を形成することができる。 An electroluminescent layer 406 is provided so as to cover the pixel electrode 404, and a common electrode 407 is provided on the electroluminescent layer 406. The common electrode can be formed from an electrode material having translucency or non-translucency. In the case of translucency, the light from the electroluminescent layer is emitted upward (emits light from the common electrode side), or the upper emission type light emitting device, or additionally emitted downward (emits light from the pixel electrode side). Type light emitting device can be formed.

電界発光層の材料は、有機材料（低分子材料又は高分子材料を含む）、又は有機材料と無機材料の複合材料として用いることができる。また電界発光層は、液滴吐出法、塗布法又は蒸着法により形成することができる。高分子材料は、液滴吐出法又は塗布法が好ましく、低分子材料は蒸着法、特に真空蒸着法が好ましい。本実施の形態では、電界発光層として、低分子材料を真空蒸着法により形成する。 The material of the electroluminescent layer can be used as an organic material (including a low molecular material or a high molecular material) or a composite material of an organic material and an inorganic material. The electroluminescent layer can be formed by a droplet discharge method, a coating method, or a vapor deposition method. The polymer material is preferably a droplet discharge method or a coating method, and the low molecular material is preferably an evaporation method, particularly a vacuum evaporation method. In this embodiment mode, a low molecular material is formed by a vacuum evaporation method as the electroluminescent layer.

なお電界発光層が形成する分子励起子の種類としては一重項励起状態と三重項励起状態が可能である。基底状態は通常一重項状態であり、一重項励起状態からの発光は蛍光と呼ばれる。また、三重項励起状態からの発光は燐光と呼ばれる。電界発光層からの発光とは、どちらの励起状態が寄与する場合も含まれる。さらに、蛍光と燐光を組み合わせて用いてもよく、各ＲＧＢの発光特性（発光輝度や寿命等）により蛍光及び燐光のいずれかを選択することができる。 Note that the type of molecular excitons formed by the electroluminescent layer can be a singlet excited state or a triplet excited state. The ground state is usually a singlet state, and light emission from the singlet excited state is called fluorescence. In addition, light emission from the triplet excited state is called phosphorescence. The light emission from the electroluminescent layer includes the case where either excited state contributes. Furthermore, fluorescence and phosphorescence may be used in combination, and either fluorescence or phosphorescence can be selected according to the emission characteristics of each RGB (emission luminance, lifetime, etc.).

詳細な電界発光層は、画素電極４０４側から順に、ＨＩＬ（ホール注入層）、ＨＴＬ（ホール輸送層）、ＥＭＬ（発光層）、ＥＴＬ（電子輸送層）、ＥＩＬ（電子注入層）の順に積層されている。なお電界発光層は、積層構造以外に単層構造、又は混合構造をとることができる。 The detailed electroluminescent layer is laminated in the order of HIL (hole injection layer), HTL (hole transport layer), EML (light emitting layer), ETL (electron transport layer), and EIL (electron injection layer) in this order from the pixel electrode 404 side. Has been. Note that the electroluminescent layer can have a single-layer structure or a mixed structure in addition to the stacked structure.

具体的には、ＨＩＬとしてＣｕＰｃやＰＥＤＯＴ、ＨＴＬとしてα−ＮＰＤ、ＥＴＬとしてＢＣＰやＡｌｑ₃、ＥＩＬとしてＢＣＰ：ＬｉやＣａＦ₂をそれぞれ用いる。また例えばＥＭＬは、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの発光色に対応したドーパント（Ｒの場合ＤＣＭ等、Ｇの場合ＤＭＱＤ等）をドープしたＡｌｑ₃を用いればよい。 Specifically, CuPc or PEDOT is used as HIL, α-NPD is used as HTL, BCP or Alq _{3 is used} as ETL, and BCP: Li or CaF ₂ is used as EIL. Further, for example, EML may be Alq ₃ doped with a dopant corresponding to each emission color of R, G, and B (DCM in the case of R, DMQD in the case of G).

なお、電界発光層は上記材料に限定されない。例えば、ＣｕＰｃやＰＥＤＯＴの代わりに酸化モリブデン（ＭｏＯｘ：ｘ＝２〜３）等の酸化物とα−ＮＰＤやルブレンを共蒸着して形成し、ホール注入性を向上させることもできる。また電子注入層にベンゾオキサゾール誘導体（ＢｚＯＳと示す）を用いてもよい。 Note that the electroluminescent layer is not limited to the above materials. For example, instead of CuPc or PEDOT, an oxide such as molybdenum oxide (MoOx: x = 2 to 3) and α-NPD or rubrene can be co-evaporated to improve the hole injection property. A benzoxazole derivative (shown as BzOS) may be used for the electron injection layer.

その後、素子基板に有機半導体膜４０８を成膜する。有機材料としては、有機分子性結晶や有機高分子化合物材料を用いればよい。具体的な有機分子結晶は、多環芳香族化合物、共役二重結合系化合物、カロテン、マクロ環化合物又はその錯体、フタロシアニン、電荷移動型錯体（ＣＴ錯体）等が挙げられる。例えば、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、６Ｔ（ヘキサチオフェン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）：ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）錯体、ＤＤＰＨ（ジフェニルピクリルヒドラジル）、色素、タンパク、ＰＴＣＤＡ（３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、ＮＴＣＤＡ（１，４，５，８―ナフタレンテトラカルボキシリックジアンハイドライド）などのナフタレンテトラカルボン酸誘導体などを用いることができる。また、具体的な有機高分子化合物は、π共役系高分子、カーボンナノチューブ、ポリビニルピリジン、フタロシアニン金属錯体、ヨウ素錯体などの高分子が挙げられる。特に骨格が共役二重結合から構成されるπ共役系高分子である、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチエニレン、ポリチオフェン誘導体、ポリ（３アルキルチオフェン）、ポリパラフェニレン誘導体又はポリパラフェニレンビニレン誘導体を用いると好ましい。 Thereafter, an organic semiconductor film 408 is formed on the element substrate. As the organic material, an organic molecular crystal or an organic polymer compound material may be used. Specific organic molecular crystals include polycyclic aromatic compounds, conjugated double bond compounds, carotenes, macrocyclic compounds or complexes thereof, phthalocyanines, charge transfer complexes (CT complexes), and the like. For example, anthracene, tetracene, pentacene, 6T (hexathiophene), TCNQ (tetracyanoquinodimethane), TTF (tetrathiafulvalene): TCNQ (tetracyanoquinodimethane) complex, DDPH (diphenylpicrylhydrazyl), dye , Proteins, perylenetetracarboxylic acid derivatives such as PTCDA (3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride), naphthalenetetracarboxylic acids such as NTCDA (1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride) Acid derivatives and the like can be used. Specific examples of the organic polymer compound include polymers such as a π-conjugated polymer, carbon nanotube, polyvinyl pyridine, phthalocyanine metal complex, and iodine complex. In particular, when polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythienylene, polythiophene derivative, poly (3-alkylthiophene), polyparaphenylene derivative or polyparaphenylene vinylene derivative is used, which is a π-conjugated polymer whose skeleton is composed of conjugated double bonds preferable.

このとき、電界発光層、共通電極、及び有機半導体膜を蒸着法により形成する場合、各メタルマスクを用いて形成することができる。そのため、電界発光層、及び共通電極と、有機半導体膜は、どちらを先に作製してもよい。 At this time, when the electroluminescent layer, the common electrode, and the organic semiconductor film are formed by vapor deposition, they can be formed using each metal mask. Therefore, any of the electroluminescent layer, the common electrode, and the organic semiconductor film may be formed first.

そして、少なくとも有機半導体膜上をフィルム状の支持体４０９と接着剤４１０で構成されるフィルム状の保護体で覆う。フィルム状の保護体は少なくとも有機半導体膜を覆うように設ければよく、発光に影響しない範囲であればどのように設けても良い。例えば、画素領域全面を覆うように設けても良いし、画素部全面を覆うように設けても良い。フィルム状の保護体の構成や作製手段は、実施の形態１を参照することができる。 Then, at least the organic semiconductor film is covered with a film-like protective body composed of a film-like support 409 and an adhesive 410. The film-like protective body may be provided so as to cover at least the organic semiconductor film, and may be provided in any manner as long as it does not affect light emission. For example, it may be provided so as to cover the entire pixel region, or may be provided so as to cover the entire pixel portion. Embodiment 1 can be referred to for the structure and manufacturing means of the film-shaped protective body.

一般に電界発光層からなる発光素子は０．５〜２μｍ程度の段差が生じるが、フィルム状の支持体４０９は５０μｍから５００μｍ、接着剤４１０は２μｍから１００μｍの範囲の厚さを持ち、該発光素子の段差よりも大きく、接着剤が緩衝材の役割を果たすため、フィルム状の保護体は発光素子を均一に覆うことが可能である。 In general, a light emitting element composed of an electroluminescent layer has a step of about 0.5 to 2 μm. The film-like support 409 has a thickness in the range of 50 μm to 500 μm, and the adhesive 410 has a thickness in the range of 2 μm to 100 μm. Since the adhesive acts as a cushioning material, the film-shaped protective body can cover the light emitting element uniformly.

基板端面部の接着剤露出面積の総和は耐湿性の面から小さいことが望ましく、接着剤の厚さは薄いほうが有利となる。このため接着剤の厚さを見積もる場合は該発光素子の段差と緩衝性能とを合わせて考慮する必要がある。ここでは２０μｍ厚の接着剤を用いている。上記のような半導体素子を用いて、発光装置を形成することができる。特に、画素電極側から発光する下方出射型の発光装置を形成することができる。 The total of the exposed area of the adhesive at the end face of the substrate is desirably small in terms of moisture resistance, and it is advantageous that the thickness of the adhesive is thin. For this reason, when estimating the thickness of the adhesive, it is necessary to consider both the level difference of the light emitting element and the buffer performance. Here, an adhesive having a thickness of 20 μm is used. A light-emitting device can be formed using the semiconductor element as described above. In particular, a bottom emission type light emitting device that emits light from the pixel electrode side can be formed.

本実施例では、本発明の保護方法を用いて有機半導体膜が保護された有機ＴＦＴのＶｇ−Ｉｄ特性を測定した。本実施例では実施の形態１に基づいて、接着剤を塗布したテープで有機半導体膜を覆う方法でフィルム状保護体を有機半導体膜上に形成した。なお図５に示すように測定試料の有機ＴＦＴは、大気中において、石英基板上にタングステンからなるゲート電極５０１を設け、ゲート電極上にゲート絶縁膜を設け、ゲート絶縁膜上にタングステンからなるソース電極５０２とドレイン電極５０３を設け、ソース電極５０２とドレイン電極５０３との間に有機半導体膜が設けられている構造である。そして、各ソース電極５０２、ドレイン電極５０３、ゲート電極５０１には測定電圧を印加したり、電流を検出したりするための測定用パッド（ソース電極用パッド５０４、ドレイン電極用パッド５０５、ゲート電極用パッド５０６）が設けられている。 In this example, the Vg-Id characteristics of the organic TFT in which the organic semiconductor film was protected using the protection method of the present invention were measured. In this example, based on Embodiment 1, the film-shaped protective body was formed on the organic semiconductor film by a method of covering the organic semiconductor film with a tape coated with an adhesive. As shown in FIG. 5, the organic TFT of the measurement sample has a gate electrode 501 made of tungsten on a quartz substrate, a gate insulating film on the gate electrode, and a source made of tungsten on the gate insulating film in the atmosphere. An electrode 502 and a drain electrode 503 are provided, and an organic semiconductor film is provided between the source electrode 502 and the drain electrode 503. Then, a measurement pad (source electrode pad 504, drain electrode pad 505, gate electrode) for applying a measurement voltage or detecting a current to each source electrode 502, drain electrode 503, and gate electrode 501 is used. A pad 506) is provided.

また、有機ＴＦＴのチャネル長はソース電極とドレイン電極との間（図５においてＬで示す）の長さで与えられ、Ｌは１００μｍであり、チャネル幅はソース電極とドレイン電極とが重なる領域の長さ（図５においてＷで示す）で与えられ、Ｗは８０００μｍである。また有機半導体の材料はペンタセンを用い、膜厚は５０ｎｍで成膜した。成膜方法としては蒸着法を用いた。蒸着後の条件は、以下のとおりである。
（１）フィルム状の保護体で覆う前の有機ＴＦＴの電気特性
（２）フィルム状の保護体で覆った後の有機ＴＦＴの電気特性
図６には条件（１），（２）におけるＶｄとして−１０Ｖの電圧を印加したときの、ドレイン電極の電流とゲート電圧とを測定したＶｇ−Ｉｄ特性の結果を示す。図６より、蒸着後に有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆う前後で、Ｖｇ−Ｉｄ特性の変化がないことが分かる。以上から、有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆うことによる有機ＴＦＴの特性の劣化はないことが分かる。 The channel length of the organic TFT is given by the length between the source electrode and the drain electrode (indicated by L in FIG. 5), L is 100 μm, and the channel width is a region where the source electrode and the drain electrode overlap. It is given by the length (indicated by W in FIG. 5), and W is 8000 μm. The organic semiconductor material was pentacene and the film thickness was 50 nm. A vapor deposition method was used as a film forming method. The conditions after vapor deposition are as follows.
(1) Electrical characteristics of organic TFT before covering with film-shaped protective body (2) Electrical characteristics of organic TFT after covering with film-shaped protective body FIG. 6 shows Vd in conditions (1) and (2). The result of the Vg-Id characteristic which measured the electric current and gate voltage of the drain electrode when the voltage of -10V is applied is shown. FIG. 6 shows that there is no change in the Vg-Id characteristics before and after the organic semiconductor film is covered with a film-like protective body after vapor deposition. From the above, it can be seen that there is no deterioration of the characteristics of the organic TFT by covering the organic semiconductor film with a film-like protective body.

本実施例では、上記実施の形態１に基づき有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆った有機ＴＦＴの時間による電気特性の劣化を測定した。本実施例では実施の形態１に基づいて、接着剤を塗布したテープで有機半導体膜を覆う方法でフィルム状保護体を有機半導体膜上に形成した。以下に結果を示す。なお測定試料である有機ＴＦＴをフィルム状の保護体で覆う以外の作製条件は、実施例１と同様である。蒸着後の条件は、以下のとおりである。
（１）有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆い１６８時間大気中で放置した後の電気特性
（２）蒸着後そのまま１６８時間大気中で放置した後の有機ＴＦＴの電気特性
図７には条件（１），（２）におけるＶｄとして−１０Ｖの電圧を印加したときの、ドレイン電極の電流とゲート電極の電圧とを測定したＶｇ−Ｉｄ特性の結果を示す。図７より、（１），（２）を比較すると、有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆うことで、Ｖｇ−Ｉｄ特性のＯＮ電流の減少や閾値のプラス方向へのシフトを防げることが分かる。以上から、有機半導体膜上をフィルム状の保護体で覆うことにより、有機半導体を大気に晒されて、水や光及び酸素に触れることによる酸化や分解から保護することが可能であることが分かる。 In this example, the deterioration of the electrical characteristics with time of the organic TFT in which the organic semiconductor film was covered with a film-like protective body based on the first embodiment was measured. In this example, based on Embodiment 1, the film-shaped protective body was formed on the organic semiconductor film by a method of covering the organic semiconductor film with a tape coated with an adhesive. The results are shown below. The production conditions other than covering the organic TFT, which is a measurement sample, with a film-like protective body are the same as in Example 1. The conditions after vapor deposition are as follows.
(1) Electrical characteristics after covering the organic semiconductor film with a film-shaped protective body and leaving it in the atmosphere for 168 hours (2) Electrical characteristics of the organic TFT after leaving it in the atmosphere for 168 hours after deposition The result of the Vg-Id characteristic which measured the electric current of the drain electrode when the voltage of -10V is applied as Vd in conditions (1) and (2) and the voltage of the gate electrode is shown. From FIG. 7, comparing (1) and (2), it is possible to prevent the ON current of the Vg-Id characteristic from decreasing and the threshold value to shift in the positive direction by covering the organic semiconductor film with a film-shaped protective body. I understand. From the above, it can be seen that by covering the organic semiconductor film with a film-like protector, the organic semiconductor can be exposed to the atmosphere and protected from oxidation and decomposition due to contact with water, light, and oxygen. .

本発明の有機半導体装置は、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、電話機（携帯電話機も含む）や、テレビ受像機等に実装される表示装置として用いることができる。また、ＩＤカードの様な個人情報を管理する機能を有するカード等に実装してもよい。 As shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, the organic semiconductor device of the present invention can be used as a display device mounted on a telephone (including a mobile phone), a television receiver, or the like. . Moreover, you may mount in the card etc. which have a function which manages personal information like an ID card.

図１１（Ａ）は携帯電話機の図であり、本体１１０２には表示部１１０１と、音声出力部１１０４、音声入力部１１０５、操作スイッチ１１０６、１１０７、アンテナ１１０３等によって構成されている。この携帯電話機は、動作特性が良く、信頼性の高いものである。本発明の有機半導体装置を表示部１１０１に組み込むことでこのような携帯電話機を完成できる。 FIG. 11A is a diagram of a cellular phone. A main body 1102 includes a display portion 1101, an audio output portion 1104, an audio input portion 1105, operation switches 1106 and 1107, an antenna 1103, and the like. This mobile phone has good operation characteristics and high reliability. Such a cellular phone can be completed by incorporating the organic semiconductor device of the present invention into the display portion 1101.

図１１（Ｂ）は、本発明を適用して作製したテレビ受像機であり、表示部１１１１、筐体１１１２、スピーカー１１１３などによって構成されている。このテレビ受像機は、動作特性が良く、信頼性の高いものである。本発明の有機半導体装置を表示部１１１１に組み込むことでこのようなテレビ受像機を完成できる。 FIG. 11B illustrates a television set manufactured by applying the present invention, which includes a display portion 1111, a housing 1112, speakers 1113, and the like. This television receiver has good operation characteristics and high reliability. Such a television receiver can be completed by incorporating the organic semiconductor device of the present invention into the display portion 1111.

図１１（Ｃ）は、本発明を適用して作製したＩＤカードであり、支持体１１２１、表示部１１２２、支持体１１２１内に組み込まれた集積回路チップ１１２３等によって構成されている。なお、表示部１１２２を駆動するための集積回路１１２４、１１２５についても支持体１１２１内に組み込まれている。このＩＤカードは、信頼性の高いものである。また、例えば、表示部１１２２において、集積回路チップ１１２３において入出力された情報を表示し、どのような情報が入出力されたかを確認することができる。本発明の有機半導体装置を表示部１１２２に組み込むことでこのようなＩＤカードを完成できる。 FIG. 11C illustrates an ID card manufactured by applying the present invention, which includes a support body 1121, a display portion 1122, an integrated circuit chip 1123 incorporated in the support body 1121, and the like. Note that integrated circuits 1124 and 1125 for driving the display portion 1122 are also incorporated in the support body 1121. This ID card is highly reliable. Further, for example, information input / output in the integrated circuit chip 1123 can be displayed on the display unit 1122 to confirm what information is input / output. Such an ID card can be completed by incorporating the organic semiconductor device of the present invention into the display portion 1122.

本発明の有機薄膜トランジスタを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the organic thin-film transistor of this invention. 本発明のフィルム状の保護体の形成工程を示した図である。It is the figure which showed the formation process of the film-form protector of this invention. 本発明の有機薄膜トランジスタを示した断面図である。It is sectional drawing which showed the organic thin-film transistor of this invention. 本発明の発光装置を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the light-emitting device of this invention. 本発明の有機薄膜トランジスタを示した上面図である。It is the top view which showed the organic thin-film transistor of this invention. 本発明に関する実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result regarding this invention. 本発明に関する実験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the experimental result regarding this invention. 本発明の発光装置のパネル全体図である。It is a panel whole view of the light-emitting device of this invention. 本発明の発光装置が有する画素の等価回路図である。3 is an equivalent circuit diagram of a pixel included in the light emitting device of the present invention. FIG. 本発明のフィルム状の保護体の形成工程を示した図である。It is the figure which showed the formation process of the film-form protector of this invention. 本発明を適用した電子機器等の図である。It is a figure of the electronic device etc. to which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

１０１ゲート電極
１０２ゲート絶縁膜
１０３ドレイン電極
１０４有機半導体膜
１０５保護体
１１０素子基板
２０１テープロール
２０２テープ
２０３ローラー
２０４有機半導体膜
３０１ゲート電極
３０２ゲート絶縁膜
３０３有機半導体膜
３０４導電膜
３１０素子基板
３０５保護体
４００素子基板
４０１ゲート電極
４０２ゲート絶縁膜
４０３ドレイン電極
４０４画素電極
４０５絶縁物
４０６電界発光層
４０７共通電極
４０８有機半導体膜
４０９支持体
４１０接着剤
４１１下地層
８０１画素領域
９０１点線領域
９０２スイッチング用トランジスタ
９０３駆動用トランジスタ
９０４発光素子
９０５容量素子
１００１基板
１００２シート
１００３ローラー
１１０１表示部
１１０２本体
１１０３アンテナ
１１０４音声出力部
１１０５音声入力部
１１０６操作スイッチ
１１１１表示部
１１１２筐体
１１１３スピーカー
１１２１支持体
１１２２表示部
１１２３集積回路チップ
１１２４集積回路

101 gate electrode 102 gate insulating film 103 drain electrode 104 organic semiconductor film 105 protector 110 element substrate 201 tape roll 202 tape 203 roller 204 organic semiconductor film 301 gate electrode 302 gate insulating film 303 organic semiconductor film 304 conductive film 310 element substrate 305 protection Body 400 Element substrate 401 Gate electrode 402 Gate insulating film 403 Drain electrode 404 Pixel electrode 405 Insulator 406 Electroluminescent layer 407 Common electrode 408 Organic semiconductor film 409 Support 410 Adhesive 411 Base layer 801 Pixel region 901 Dotted region 902 Switching transistor 903 Driving transistor 904 Light emitting element 905 Capacitance element 1001 Substrate 1002 Sheet 1003 Roller 1101 Display unit 1102 Main body 1103 Antenna 1104 Audio output unit 105 an audio input portion 1106 operation switches 1111 display unit 1112 housing 1113 speaker 1121 support 1122 display unit 1123 integrated circuit chip 1124 integrated circuit

Claims

半導体膜の一方の面に、絶縁膜を有し、
前記半導体膜の他方の面に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 Having an insulating film on one surface of the semiconductor film;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the other surface of the semiconductor film via an adhesive layer.

絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられたソース電極およびドレイン電極と、
前記ソース電極およびドレイン電極上に設けられた半導体膜と、
前記半導体膜上に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A substrate having an insulating surface;
A gate electrode provided on the substrate;
A gate insulating film provided on the gate electrode;
A source electrode and a drain electrode provided on the gate insulating film;
A semiconductor film provided on the source electrode and the drain electrode;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the semiconductor film via an adhesive layer.

絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に設けられた半導体膜と、
前記半導体膜の一部を覆うように設けられたソース電極およびドレイン電極と、
前記半導体膜および前記ソース電極およびドレイン電極上に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A substrate having an insulating surface;
A gate electrode provided on the substrate;
A gate insulating film provided on the gate electrode;
A semiconductor film provided on the gate insulating film;
A source electrode and a drain electrode provided to cover a part of the semiconductor film;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the semiconductor film and the source and drain electrodes with an adhesive layer interposed therebetween.

絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に設けられたスイッチング用トランジスタ、駆動用トランジスタ、および発光素子と、
前記スイッチング用トランジスタ、前記駆動用トランジスタ、および前記発光素子上に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A substrate having an insulating surface;
A switching transistor, a driving transistor, and a light emitting element provided on the substrate;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the switching transistor, the driving transistor, and the light-emitting element with an adhesive layer interposed therebetween.

絶縁表面上に設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた第２の導電膜と、
前記第２の導電膜上に設けられた半導体膜と、
前記半導体膜上に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A first conductive film provided on the insulating surface;
An insulating film provided on the first conductive film;
A second conductive film provided on the insulating film;
A semiconductor film provided on the second conductive film;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the semiconductor film via an adhesive layer.

絶縁表面上に設けられた第１の導電膜と、
前記第１の導電膜上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられた半導体膜と、
前記半導体膜上の一部に設けられた第２の導電膜と、
前記半導体膜および前記第2の導電膜上に、接着層を介してフィルム状の支持体が設けられていることを特徴とする半導体装置。 A first conductive film provided on the insulating surface;
An insulating film provided on the first conductive film;
A semiconductor film provided on the insulating film;
A second conductive film provided on a part of the semiconductor film;
A semiconductor device, wherein a film-like support is provided on the semiconductor film and the second conductive film with an adhesive layer interposed therebetween.

請求項５または請求項６において、
前記第１の導電膜は、ゲート電極として機能することを特徴とする半導体装置。 In claim 5 or claim 6,
The semiconductor device, wherein the first conductive film functions as a gate electrode.

請求項５または請求項６において、
前記第２の導電膜は、ソース電極及びドレイン電極として機能することを特徴とする半導体装置。 In claim 5 or claim 6,
The semiconductor device, wherein the second conductive film functions as a source electrode and a drain electrode.

請求項５または請求項６において、
前記絶縁膜は、ゲート絶縁膜として機能することを特徴とする半導体装置。 In claim 5 or claim 6,
The semiconductor device, wherein the insulating film functions as a gate insulating film.

請求項２乃至請求項９のいずれか一において、
前記基板は、ホウケイ酸ガラス又は石英ガラスであることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 2 thru | or 9,
The semiconductor device, wherein the substrate is borosilicate glass or quartz glass.

請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記支持体は、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、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)、ポリエーテルスルフォン(PES)、またはポリカーボネート(PC)であることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 to 10,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the support is polyimide, polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), or polycarbonate (PC).

請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記接着層は、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、弾性接着剤、または変性アクリレート系接着剤を含むことを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 to 10,
The adhesive layer includes an epoxy adhesive, a urethane adhesive, an emulsion adhesive, a synthetic rubber adhesive, an elastic adhesive, or a modified acrylate adhesive.

請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記支持体は、厚さ０．０５ｍｍから０．５ｍｍの支持体であることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 to 12,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the support is a support having a thickness of 0.05 mm to 0.5 mm.

請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記半導体膜は、有機材料からなる有機半導体膜であることを特徴とする半導体装置。 In any one of Claims 1 thru / or Claim 13,
The semiconductor device is an organic semiconductor film made of an organic material.

半導体膜の一方の面に絶縁層を形成し、
前記半導体膜の他方の面の少なくとも一部を覆うように、接着層を介してフィルム状の支持体を固定することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming an insulating layer on one surface of the semiconductor film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising fixing a film-like support through an adhesive layer so as to cover at least a part of the other surface of the semiconductor film.

絶縁表面を有する基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上にソース電極およびドレイン電極を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部および前記ソース電極およびドレイン電極の少なくとも一部に接するように半導体膜を形成し、
少なくとも前記半導体膜を覆うように、接着層を介してフィルム状の支持体を固定することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode over a substrate having an insulating surface;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a source electrode and a drain electrode on the gate insulating film;
Forming a semiconductor film in contact with a part of the gate insulating film and at least a part of the source electrode and the drain electrode;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising fixing a film-like support through an adhesive layer so as to cover at least the semiconductor film.

絶縁表面を有する基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に半導体膜を形成し、
前記半導体膜上の一部を覆うようにソース電極またはドレイン電極を形成し、
少なくとも前記半導体膜を覆うように、接着層を介してフィルム状の支持体を固定することを特徴とする半導体装置の作製方法。 Forming a gate electrode over a substrate having an insulating surface;
Forming a gate insulating film on the gate electrode;
Forming a semiconductor film on the gate insulating film;
Forming a source electrode or a drain electrode so as to cover a part of the semiconductor film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising fixing a film-like support through an adhesive layer so as to cover at least the semiconductor film.

請求項１６または請求項１７において、
前記ゲート電極、又は前記ソース電極およびドレイン電極は導電性ペーストを用いて形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 16 or claim 17,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the gate electrode or the source electrode and the drain electrode are formed using a conductive paste.

請求項１６または請求項１７において、
前記ゲート電極、又は前記ソース電極およびドレイン電極はスクリーン印刷法、ロールコーター法又はインクジェット法により形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claim 16 or claim 17,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the gate electrode or the source electrode and the drain electrode are formed by a screen printing method, a roll coater method, or an inkjet method.

請求項１乃至請求項１９のいずれか一項において、
前記支持体は、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレン、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)、ポリエーテルスルフォン(PES)、またはポリカーボネート(PC)であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of claims 1 to 19,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the support is polyimide, polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), or polycarbonate (PC).

請求項１５乃至請求項１９のいずれか一項において、
前記接着層は、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、エマルジョン系接着剤、合成ゴム系接着剤、弾性接着剤又は変性アクリレート系接着剤を含むことを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of claims 15 to 19,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the adhesive layer includes an epoxy adhesive, a urethane adhesive, an emulsion adhesive, a synthetic rubber adhesive, an elastic adhesive, or a modified acrylate adhesive.

請求項１５乃至請求項２１のいずれか一項において、
前記支持体は、減圧下で半導体膜上に固定することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In any one of Claims 15 to 21,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the support is fixed on a semiconductor film under reduced pressure.

請求項１５乃至請求項２２において、
半導体膜材料を蒸着又は塗布することにより前記半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 In claims 15 to 22,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor film is formed by vapor deposition or coating of a semiconductor film material.

請求項１５乃至請求項２３のいずれか一項において、
前記半導体膜は、有機材料からなる有機半導体膜であることを特徴する半導体装置の作製方法。
24. In any one of claims 15 to 23,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor film is an organic semiconductor film made of an organic material.