(57)【要約】【課題】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。かつデバイスサイズの小型化が可能であり、材料の熱分解が問題とならないように低温での作製方法を提供することを目的とする。【解決手段】保護膜を有機半導体膜上に設け、その保護膜上を樹脂からなる封止材で封止することを特徴とする。その結果、有機半導体膜を水又は酸素及び樹脂を硬化させる際に発生する応力から保護することができる。【選択図】図１
2006156985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板と、
前記基板上に設けられた有機半導体膜を含む有機半導体素子と、
前記有機半導体膜を覆う保護膜と、
前記保護膜上に設けられた封止材と、
を含むことを特徴とする有機半導体装置。
【請求項２】
絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、
前記第一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二の導電膜及び第三の導電膜と、
前記絶縁膜の一部と前記第二の導電膜及び前記第三の導電膜の端部を覆うように設けられた有機半導体膜と、
前記有機半導体膜上に設けられた保護膜と、
前記保護膜上に設けられた封止材と、
を含むことを特徴とする有機半導体装置。
【請求項３】
絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、
前記第一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有機半導体膜と、
前記有機半導体膜の端部を覆うように設けられた第二の導電膜及び第三の導電膜と、
少なくとも前記有機半導体膜を覆うように設けられた保護膜と、
前記保護膜上に設けられた封止材と、
を含むことを特徴とする有機半導体装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記保護膜は、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、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルフォン、及びポリカーボネートのいずれかを有することを特徴とする有機半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記封止材は、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エマルジョン系樹脂、合成ゴム系樹脂、及び変性アクリレート系樹脂のいずれかを有することを特徴とする有機半導体装置。
【請求項６】
表面に有機半導体膜を有する有機半導体素子を形成し、
前記有機半導体膜上に保護膜を形成し、
前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項７】
絶縁表面を有する基板上に第一の導電膜を形成し、
前記第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に第二の導電膜及び第三の導電膜を形成し、
前記絶縁膜の一部と前記第二の導電膜及び前記第三の導電膜の端部を覆うように有機半導体膜を形成し、
前記有機半導体膜上に保護膜を形成し、
前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項８】
絶縁表面を有する基板上に第一の導電膜を形成し、
前記第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜上に有機半導体膜を形成し、
前記有機半導体膜の端部を覆うように第二の導電膜及び第三の導電膜を形成し、
前記有機半導体膜を覆うように保護膜を形成し、
前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
前記有機半導体膜を形成し、大気圧下又は減圧下において１００〜２００℃で加熱することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
前記有機半導体膜、前記保護膜、前記封止材を加熱圧着し、前記封止材を硬化させることを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記保護膜は、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、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルフォン、及びポリカーボネートのいずれかを有することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記封止材は、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エマルジョン系樹脂、合成ゴム系樹脂、及び変性アクリレート系樹脂のいずれかを有することを特徴とする有機半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂からなる封止材を硬化させる際に発生する応力を緩和するために、有機半導体膜上に保護膜を設けた有機半導体装置に関する。また、本発明の有機半導体装置を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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、プラスチック基板等の採用が制限されていた。
【０００４】
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、液滴吐出法、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。
【０００５】
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したりするので、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。そのため現在作製されている有機薄膜トランジスタは、作製直後は良好なＴＦＴ特性が得られても時間が経過するにつれてＴＦＴ特性が劣化する傾向がある。
【０００６】
これらの対応策として、有機層をガラスなどで封止する、窒素雰囲気下において特性を測定する、などが挙げられる。しかしながら、ガラスで封止する場合はデバイスサイズ（特に厚さ）が大きくなる問題点があり、窒素雰囲気下で特性を測定するにしても実際のデバイスへ応用する際の根本解決とはならない。
【０００７】
また、樹脂からなる封止材を有機層上に接して形成する方法も研究されている（例えば特許文献１）。この方法であれば樹脂が大気を通過させない限り有機層が大気に触れることは防げるが、樹脂を硬化させる際に発生する応力で有機層にダメージを与えてしまうため、元々の特性が悪化する。このことより、実用化には至っていない。
【特許文献１】特開２００３−３３８６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。そこで本発明は有機半導体が大気に晒されることがなく、特性の劣化のない有機ＴＦＴの作製方法を提供することを課題とする。また高価な専用の装置に依存しない低コストの有機ＴＦＴの作製方法を提供することを課題とする。かつデバイスサイズの小型化が可能であり、材料の熱分解が問題とならないように低温での作製方法を提供することを目的とする。また、本発明は、軽くて柔軟性があり、良好な動作特性を示す半導体装置について提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、基板上にゲート電極を設け、ゲート電極上にゲート絶縁膜を設け、ゲート絶縁膜上にソース電極及びドレイン電極を設け、ソース電極及びドレイン電極の端部を覆うように有機半導体膜を設け、有機半導体膜上に保護膜を設け、保護膜上に封止材を設ける構造とすることにより、上記課題が解決できることを見いだした。また、ゲート絶縁膜上に有機半導体膜を設け、有機半導体膜の端部を覆うようにソース電極及びドレイン電極を設け、有機半導体膜上に保護膜を設け、保護膜上に封止材を設ける構造としても上記課題が解決できることを見いだした。その結果、有機半導体膜上に設けられた保護膜によって、樹脂からなる封止材を硬化させる際に発生する応力を緩和することができる。かつ封止材によって、有機半導体膜を水及び酸素から保護することができる。
【００１０】
本発明の有機半導体装置の一は、絶縁表面を有する基板と、前記基板上に設けられた有機半導体膜を含む有機半導体素子と、前記有機半導体膜を覆う保護膜と、前記保護膜上に設けられた封止材と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の有機半導体装置の一は、絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、前記第一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二の導電膜及び第三の導電膜と、前記絶縁膜の一部と前記第二の導電膜及び前記第三の導電膜の端部を覆うように設けられた有機半導体膜と、前記有機半導体膜上に設けられた保護膜と、前記保護膜上に設けられた封止材とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の有機半導体装置の一は、絶縁表面上に設けられた第一の導電膜と、前記第一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有機半導体膜と、前記有機半導体膜の端部を覆うように設けられた第二の導電膜及び第三の導電膜と、少なくとも前記有機半導体膜を覆うように設けられた保護膜と、前記保護膜上に設けられた封止材とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の有機半導体装置の作製方法の一は、表面に有機半導体膜を有する有機半導体素子を形成し、前記有機半導体膜上に保護膜を形成し、前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする。
【００１４】
本発明の有機半導体装置の作製方法の一は、絶縁表面を有する基板上に第一の導電膜を形成し、前記第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に第二の導電膜及び第三の導電膜を形成し、前記絶縁膜の一部と前記第二の導電膜及び前記第三の導電膜の端部を覆うように有機半導体膜を形成し、前記有機半導体膜上に保護膜を形成し、前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明の有機半導体装置の作製方法の一は、絶縁表面を有する基板上に第一の導電膜を形成し、前記第一の導電膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に有機半導体膜を形成し、前記有機半導体膜の端部を覆うように第二の導電膜及び第三の導電膜を形成し、前記有機半導体膜を覆うように保護膜を形成し、前記保護膜上に封止材を形成することを特徴とする。
【００１６】
また、上記作製方法において、前記有機半導体を形成し、大気圧下又は減圧下において１００〜２００℃で加熱することを特徴とする。
【００１７】
また、上記作製方法において、前記有機半導体膜上に保護膜を形成し、前記保護膜上に封止材を形成し、前記有機半導体膜、前記保護膜、前記封止材を加熱圧着し、前記封止材を硬化させることを特徴とする。
【００１８】
また、上記有機半導体装置及び有機半導体装置の作製方法において、前記保護膜は０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲（１０μｍ〜５００μｍの範囲）であり、好ましくは可撓性を有する。またフィルムやシート状のものでもよい。さらに保護膜は密封性、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。
【００１９】
保護膜の形成には塗布法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いることができる。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。またフィルムやシート状のものを用いる場合は貼り合わせて形成することができる。貼り合わせる際には加熱してもよい。
【００２０】
また、上記有機半導体装置及び有機半導体装置の作製方法において、樹脂からなる封止材は密着性、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、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エマルジョン系樹脂、合成ゴム系樹脂又は変性アクリレート系樹脂などが挙げられる。
【００２１】
封止材を形成する方法としては、塗布法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いて形成することが挙げられる。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こともできる。
【００２２】
また、樹脂を硬化させる方法の種類としては、熱を加えることで硬化する樹脂を用いる方法、ＵＶ光を照射することで硬化する樹脂を用いる方法、可視光で硬化する樹脂を用いる方法等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明を行うことにより、上述のとおり有機半導体膜上に設けられた保護膜によって、樹脂からなる封止材を硬化させる際に発生する応力を緩和することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また、封止材によって、有機半導体膜を水及び酸素から保護することができ、その初期特性が劣化することがないので、封止による信頼性向上が期待される。そして有機材料を使用しているため、軽くて柔軟性があるデバイスの提供、及び手軽かつ安価にデバイスサイズの薄型化が可能となる。また、保護膜と封止材は塗布法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法、液滴吐出法、加熱圧着法などを用いることで、大気圧下において作製ができるため、真空状態を作る装置を必要せず、コスト的な有利さは計り知れない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の一態様について説明する。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、本形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２５】
（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図を参照しながら説明する。図１に示すように、基板１０１上にゲート電極１０２を成膜し、基板１０１とゲート電極１０２上にゲート絶縁膜１０３を成膜する。次にゲート絶縁膜１０３を介してソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ｂを設ける。
【００２６】
基板１０１にはＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、アクリルなどのフィルムやシート状のプラスチック基板、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、Ｓｉウエハー等を用いることができる。ガラス基板などを用いた場合には、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ため、基板上には必要に応じて窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜の単層膜や積層膜を下地膜として形成してもよい。
【００２７】
ゲート電極１０２は、Ａｌ、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｇなどの元素、または前記元素を主成分とする合金材料、若しくはこれらの材料を積層したものを用いることができる。また、リン（Ｐ）等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。その他導電性ペースト等を用いることもできる。またゲート電極１０２は、スパッタリング法、スピンコーティング法、蒸着法などにより形成することができる。パターン形成は、公知のフォトリソグラフィー工程や、所望の場所にマスクを設けて導電膜を成膜する方法を用いることができる。その他に導電性ペースト等を用いる場合にはスクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法によりマスクを用いることなく形成することもできる。
【００２８】
またソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ｂの形成に用いる導電材料としては、用いた有機半導体材料が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該半導体膜よりも仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。具体的には、金、タングステン、インジウム錫酸化物などが挙げられる。また、用いた有機半導体がｎ型の半導体の場合、該半導体膜よりも仕事関数の小さい材料を用いることが望ましい。具体的には、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、リチウムなどが挙げられる。ソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ｂは、スパッタリング法、スピンコーティング法、蒸着法などにより形成することができる。パターン形成は所望の場所にマスクを設けて導電膜を成膜する方法を用いることができる。その他に導電性ペースト等を用いる場合にはスクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法によりマスクを用いることなく形成することもできる。
【００２９】
ゲート絶縁膜１０３は、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコーティング法、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、ポリビニルフェノール、ポリイミド、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。また、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。またこれらの多層膜であってもよい。
【００３０】
そして、素子基板に有機半導体膜１０５を成膜する。有機半導体材料としては、有機分子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材料は、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。
【００３１】
また、有機半導体膜１０５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。膜厚は１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が望ましい。具体的な方法としては、蒸着法、塗布法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いることができる。
【００３２】
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絶縁膜を形成してもよい。例えばフッ素系シランカップリング剤（フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ））を用いたり、フッ化炭素鎖を有する材料（フッ素系樹脂）、有機シランとしてオクタデシルトリメトキシシラン、ポリイミド膜などを形成することができる。
【００３３】
また有機半導体膜の形成後、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。これにより有機半導体膜に含まれる水及び酸素などの不純物を除去が可能であり、また、ソース電極１０４ａ、ドレイン電極１０４ｂ及びゲート絶縁膜１０３それぞれと、有機半導体膜１０５との密着性を向上させることができる。また作製されるＴＦＴのオフ時のリーク電流を低減させることができる。
【００３４】
パターン形成は所望の場所に予め金属などのマスクを設けて有機半導体膜１０５を成膜する方法を用いることができる。有機半導体膜１０５にダメージを与えないのであれば公知のフォトリソグラフィー工程を用いてもよい。その他にはスクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いることによりマスクを用いることなく形成することもできる。
【００３５】
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、有機半導体膜１０５を形成する。またパターン形成は金属マスクを設けた後、蒸着することによって行う。もちろん例えば有機高分子化合物材料の一例であるポリ（３アルキルチオフェン）のクロロホルム溶液を液滴吐出法やスピンコーティング法で塗布してもよい。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、少なくとも有機半導体膜１０５上を保護膜１０６で覆う。保護膜１０６は０．０１ｍｍから０．５ｍｍの範囲であり、好ましくは可撓性を有する。また、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。
【００３８】
本実施の形態では、保護膜１０６は、ＰＥＴフィルムを加熱し、貼り合わせて形成する。その他、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してもよい。
【００３９】
そして保護膜１０６上を樹脂からなる封止材１０７で覆う。封止材１０７は密着性、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、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、エマルジョン系樹脂、合成ゴム系樹脂又は変性アクリレート系樹脂などが挙げられる。また樹脂を硬化させる方法の種類としては、熱を加えることで硬化する樹脂を用いる方法、ＵＶ光を照射することで硬化する樹脂を用いる方法、可視光で硬化する樹脂を用いる方法等が挙げられる。形成する方法としては、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挙げられる。
【００４０】
本実施の形態ではエポキシ系樹脂をディップ法で形成し、その後加熱して硬化させる。
【００４１】
最後に、封止材１０７を硬化させることで、所謂封止工程により、有機半導体膜１０５を保護することができる。また、保護膜１０６は封止材１０７が硬化する際に発生する応力を緩和する働きを持つ。
【００４２】
このとき保護膜１０６で覆う範囲は、少なくとも有機半導体膜１０５上だけであればよいが、ゲート電極１０２、ソース電極１０４ａ及びドレイン電極１０４ｂ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、パッドを完全に覆い隠さないよう注意する必要がある。
【００４３】
また保護膜１０６として有機材料からな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。絶縁膜は、塗布法、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法、液滴吐出法、加熱圧着法など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。
【００４４】
本実施の形態により、上述のとおり有機半導体膜１０５上に設けられた保護膜１０６によって、樹脂からなる封止材を硬化させる際に発生する応力を緩和することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また、封止材１０７によって、有機半導体１０５膜を水及び酸素から保護することができ、その初期特性が劣化することがないので、封止による信頼性向上が期待される。さらに保護膜１０６、封止材１０７は大気圧下において作製ができるため、真空状態を作る装置は不要である。
【００４５】
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、例えば、液晶素子のスイッチング用回路の他、論理回路、ＤＲＡＭ等のメモリ回路等の回路素子として用いることができる。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。
【００４６】
（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に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２を用いて説明する。まず実施の形態１と同様に、基板２０１上にゲート電極２０２を成膜し、基板２０１とゲート電極２０２上にゲート絶縁膜２０３を成膜する。次にゲート絶縁膜２０３を介して有機半導体膜２０４を成膜する。ゲート電極２０２及びゲート絶縁膜２０３の材料や作製方法は、実施の形態１を参照すればよい。
【００４７】
有機半導体膜２０４の形成に用いる有機半導体材料としては、有機分子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、電気移動型錯体（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材料は、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。
【００４８】
また、有機半導体膜２０４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、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出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絶縁膜を形成してもよい。また、有機半導体膜の形成後、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。これにより実施の形態１において記載したように有機半導体膜２０４に含まれる水及び酸素などの不純物を除去ができ、ソース電極２０５ａ、ドレイン電極２０５ｂ及びゲート絶縁膜２０３それぞれと、有機半導体膜２０４との密着性を向上させることができ、作製されるＴＦＴのオフ時のリーク電流を低減させることができる。
【００４９】
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飛ばすことにより、有機半導体膜２０４を形成する。またパターン形成は金属マスクを設けた後、蒸着することによって行う。もちろん例えば有機高分子化合物材料の一例であるポリ（３アルキルチオフェン）のクロロホルム溶液を液滴吐出法やスピンコーティング法で塗布してもよい。
【００５０】
その後更に、ソース電極２０５ａ及びドレイン電極２０５ｂを形成する。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。電極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。ここでは導電性高分子であるポリ・（エチレンジオキシテオフェン）とポリスチレンスルホン酸の錯体の１ｗｔ％水分散物を液滴吐出法にて吐出して形成する。
【００５１】
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有機半導体膜上にソース電極及びドレイン電極が設けられた構造を、トップコンタクト型構造と表記する。
【００５２】
次に、有機半導体膜２０４上を保護膜２０６で覆う。保護膜２０６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。
【００５３】
そして、少なくとも保護膜２０６上を樹脂からなる封止材２０７で覆い、硬化させる。樹脂の種類や作製手段は、実施の形態１を参照することができる。
【００５４】
本実施の形態により、上述のとおり有機半導体膜２０４上に設けられた保護膜２０６によって、樹脂からなる封止材２０７を硬化させる際に発生する応力を緩和することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また、封止材２０７によって、有機半導体膜２０４を水及び酸素から保護することができ、その初期特性が劣化することがないので、封止による信頼性向上が期待される。さらに保護膜２０６、封止材２０７は大気圧下において作製ができるため、真空状態を作る装置を必要がない。
【００５５】
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、例えば、液晶素子のスイッチング用回路の他、論理回路、ＤＲＡＭ等のメモリ回路等の回路素子として用いることができる。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。
【００５６】
（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として発光装置を用いて説明する。
【００５７】
図３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３０１を有し、その画素領域３０１の一部の等価回路図を図４に示す。画素領域は、スイッチング用トランジスタ４０２、駆動用トランジスタ４０３、駆動用トランジスタに接続される発光素子４０４、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４０５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。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。
【００５８】
さらにこの点線領域４０１、つまり駆動用トランジスタ、及び発光素子の断面図を図５に示す。まず、実施の形態１と同様に、絶縁表面上に下地層５１１と、ゲート電極５０１と、ゲート電極５０１を覆って設けられたゲート絶縁膜５０２と、ゲート絶縁膜５０２を介して設けられたソース電極５０３ａ及びドレイン電極５０３ｂとが形成された素子基板５００を用意する。ゲート電極５０１、ゲート絶縁膜５０２、ソース電極５０３ａ及びドレイン電極５０３ｂ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５０３ｂと電気的に接続するように画素電極５０４を設ける。
【００５９】
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５０４側から取り出す構造とするため、画素電極５０４は透光性を有する。例えば、画素電極５０４は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したターゲットを用いて形成されたＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合したＩＴＯ−ＳｉＯｘ（便宜上、ＩＴＳＯと表記する）を用いて形成することができる。
【００６０】
次に、画素電極５０４の端部を覆う絶縁層５０５を形成する。絶縁層５０５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。
【００６１】
そして画素電極５０４を覆うように電界発光層５０６を設け、電界発光層５０６の上に共通電極５０７を設ける。共通電極５０７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５０６からの光が上方に射出する上方射出型の発光装置、又は加えて下方に射出する両面射出型の発光装置を形成することができる。
【００６２】
電界発光層５０６の材料は、有機材料（低分子又は高分子を含む）、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５０６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が好ましい。本実施の形態では電界発光層５０６として低分子材料を真空蒸着法により形成する。
【００６３】
なお電界発光層５０６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５０６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。
【００６４】
詳細な電界発光層５０６は、画素電極５０４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５０６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。
【００６５】
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。
【００６６】
なお、電界発光層５０６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。
【００６７】
その後、素子基板に有機半導体膜５０８を成膜する。有機半導体材料としては、有機分子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、電気移動型錯体（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材料は、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。
【００６８】
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、スピンコーティング法、バーコート法、溶液キャスト法、ディップ法、スクリーン印刷法、ロールコーター法又は液滴吐出法を用いればよい。
【００６９】
このとき、電界発光層５０６、共通電極５０７、及び有機半導体膜５０８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５０６、及び共通電極５０７と、有機半導体膜５０８は、どちらを先に作製してもよい。
【００７０】
次に、有機半導体膜５０８上を保護膜５０９で覆う。保護膜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。
【００７１】
そして、少なくとも保護膜５０９上を樹脂からなる封止材５１０で覆い、硬化させる。樹脂の種類や作製手段は、実施の形態１を参照することができる。
【００７２】
一般にＥＬ層からなる発光素子は０．５〜２μｍ程度の段差が生じるが、保護膜５０９及び樹脂からなる封止材５１０はそれぞれ１０μｍから５００μｍの範囲の厚さを持ち、発光素子の段差よりも大きく、保護膜５０９及び樹脂からなる封止材５１０が緩衝剤の役割を果たすため、均一に覆うことが可能である。
【００７３】
上記のような半導体素子を用いて、画素電極５０４側から発光する下方射出型の発光装置を形成することができる。
【実施例１】
【００７４】
本実施例では、本発明の保護方法を用いたボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子の作製方法について記す。
【００７５】
実施の形態１に基づいて、石英基板上にスパッタ法によりタングステン膜を形成し、所望の形状に加工してゲート電極を設けた。このゲート電極上にプラズマＣＶＤ法により窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）からなるゲート絶縁膜を設けた。次にゲート絶縁膜上にスパッタ法にてタングステンからなるソース電極とドレイン電極を形成した。
【００７６】
その後、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体膜を設け、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。有機半導体は、ペンタセンを用い、真空蒸着法で５０ｎｍ成膜した。このとき、金属マスクを用いて蒸着させることによってパターンを形成した。また、有機ＴＦＴのチャネル長は１００μｍであり、チャネル幅は８０００μｍであった。
【００７７】
次に、３０μｍ程度の厚さを持つＰＥＴ製のフィルムを保護膜として用い、有機半導体膜を覆った。そして、加熱することで硬化するエポキシ樹脂を封止材として用い、保護膜上の封止を行った。封止材は、２０μｍ程度の厚さを持つシート状のエポキシ樹脂を用い、基板と重ね合わせて９０℃で加熱圧着することで、基板、保護膜と封止材を密着させた。
【００７８】
最後に、基板をホットプレート上に置き、１００℃で６０分加熱を行い、樹脂を硬化させることで封止を完了させた。
【００７９】
［比較例１］
本実施例１との比較として、有機半導体膜上の保護膜の有無による有機ＴＦＴ素子の特性変化を調べるために、本比較例１を設けた。
【００８０】
実施の形態１に基づいて、石英基板上にスパッタ法によりタングステン膜を形成し、所望の形状に加工してゲート電極を設けた。このゲート電極上にプラズマＣＶＤ法により窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）からなるゲート絶縁膜を設けた。次にゲート絶縁膜上にスパッタ法にてタングステンからなるソース電極とドレイン電極を形成した。
【００８１】
その後、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体膜を設け、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。有機半導体は、ペンタセンを用い、真空蒸着法で５０ｎｍ成膜した。このとき、金属マスクを用いて蒸着させることによってパターンを形成した。また、有機ＴＦＴのチャネル長は１００μｍであり、チャネル幅は８０００μｍであった。
【００８２】
次に、実施例１との比較のために、実施例１で用いた保護膜を有機半導体膜上に設けずに、加熱することで硬化するエポキシ樹脂を封止材として用い、有機半導体膜を覆って封止を行った。封止材は、２０μｍ程度の厚さを持つシート状のエポキシ樹脂を用い、基板と重ね合わせて９０℃で加熱圧着することで、基板と封止材を密着させた。
【００８３】
最後に、基板をホットプレート上に置き、１００℃で６０分加熱を行い、樹脂を硬化させることで封止を完了させた。
【実施例２】
【００８４】
本実施例では、実施例１と比較例１の方法で作製された有機ＴＦＴ素子のＶｇ−Ｉｄ特性を測定した。
【００８５】
図６に、
条件（１）実施例１の方法で作製された有機ＴＦＴ素子
条件（２）比較例１の方法で作製された有機ＴＦＴ素子
におけるＶｄ＝−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、（１）、（２）を比較すると、有機半導体膜上を封止材のみで覆うと、封止材を硬化させた際に発生する応力によって、有機半導体膜にダメージを与え、ＯＮ電流が減少してしまうことが分かる。すなわち、保護膜を有機半導体膜と封止材の間に挿入することによって、応力が緩和されて、有機半導体膜へのダメージが防げることが分かる。
【００８６】
［比較例２］
また本実施例１との比較として、本発明の保護方法を用いた場合と用いなかった場合の有機ＴＦＴ素子の時間による特性の劣化を調べた。
【００８７】
実施の形態１に基づいて、石英基板上にスパッタ法によりタングステン膜を形成し、所望の形状に加工してゲート電極を設けた。このゲート電極上にプラズマＣＶＤ法により窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）からなるゲート絶縁膜を設けた。次にゲート絶縁膜上にスパッタ法にてタングステンからなるソース電極とドレイン電極を形成した。
【００８８】
その後、ソース電極とドレイン電極との間に有機半導体膜を設け、ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。有機半導体は、ペンタセンを用い、真空蒸着法で５０ｎｍ成膜した。このとき、金属マスクを用いて蒸着させることによってパターンを形成した。また、有機ＴＦＴのチャネル長は１００μｍであり、チャネル幅は８０００μｍであった。
【００８９】
最後に、実施例１との比較のために、実施例１で用いた保護膜及び封止材を有機半導体膜上に設けずに、９０℃の加熱圧着及びホットプレート上での１００℃で６０分加熱を行った。
【実施例３】
【００９０】
本実施例では、実施例１の方法を用いて有機半導体膜が保護された有機ＴＦＴ素子と、比較例２の方法で作製された有機ＴＦＴ素子の時間によるＶｇ−Ｉｄ特性の劣化を測定した。
【００９１】
図７に、
条件（１）実施例１の方法で作製し、その後３００時間大気中で放置した後の有機ＴＦＴ素子
条件（２）比較例２の方法で作製し、その後３００時間大気中で放置した後の有機ＴＦＴ素子
におけるＶｄ＝−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７より、（１）、（２）を比較すると、有機半導体膜上を保護膜及び封止材で覆うことで、Ｖｇ−Ｉｄ特性のＯＮ電流の減少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膜及び封止材で覆うことにより、有機半導体が大気に晒されて、水及び酸素に触れることによる劣化から保護することが可能であることが分かる。
【実施例４】
【００９２】
本実施例では、本発明の保護方法を用いたトップコンタクト型の有機ＴＦＴ素子の作製方法について記す。
【００９３】
実施の形態２に基づいて、石英基板上にスパッタ法によりタングステン膜を形成し、所望の形状に加工してゲート電極を設けた。このゲート電極上にプラズマＣＶＤ法により窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）からなるゲート絶縁膜を設けた。ゲート絶縁膜上に有機半導体膜を設け、有機半導体膜上にスパッタ法にてタングステンからなるソース電極とドレイン電極を設け、トップコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。有機半導体は、ペンタセンを用い、真空蒸着法で５０ｎｍ成膜した。また、有機ＴＦＴのチャネル長は１００μｍであり、チャネル幅は８０００μｍであった。
【００９４】
次に、３０μｍ程度の厚さを持つＰＥＴ製のフィルムを保護膜として用い、有機半導体膜を覆った。そして、加熱することで硬化するエポキシ樹脂を封止材として用い、保護膜上の封止を行った。封止材は、２０μｍ程度の厚さを持つシート状のエポキシ樹脂を用い、基板と重ね合わせて９０℃で加熱圧着することで、基板と封止材を密着させた。
【００９５】
最後に、基板をホットプレート上に置き、１００℃で６０分加熱を行い、樹脂を硬化させることで封止を完了させた。
【００９６】
［比較例３］
本実施例４との比較として、本発明の保護方法を用いた場合と用いなかった場合の有機ＴＦＴ素子の時間による特性の劣化を調べた。
【００９７】
実施の形態２に基づいて、石英基板上にスパッタ法によりタングステン膜を形成し、所望の形状に加工してゲート電極を設けた。このゲート電極上にプラズマＣＶＤ法により窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）からなるゲート絶縁膜を設けた。ゲート絶縁膜上に有機半導体膜を設け、有機半導体膜上にスパッタ法にてタングステンからなるソース電極とドレイン電極を設け、トップコンタクト型の有機ＴＦＴ素子を得た。有機半導体は、ペンタセンを用い、真空蒸着法で５０ｎｍ成膜した。また、有機ＴＦＴのチャネル長は１００μｍであり、チャネル幅は８０００μｍであった。
【００９８】
最後に、実施例４との比較のために、実施例４で用いた保護膜及び封止材を有機半導体膜上に設けずに、９０℃の加熱圧着及びホットプレート上での１００℃で６０分加熱を行った。
【実施例５】
【００９９】
本実施例では、実施例４の方法を用いて有機半導体膜が保護された有機ＴＦＴ素子と、比較例３の方法で作製された有機ＴＦＴ素子の時間によるＶｇ−Ｉｄ特性の劣化を測定した。
【０１００】
図８に、
条件（１）実施例４の方法で作製された直後の有機ＴＦＴ素子
条件（２）実施例４の方法で作製し、その後１２０時間大気中で放置した後の有機ＴＦＴ素子
条件（３）比較例３の方法で作製し、その後１２０時間大気中で放置した後の有機ＴＦＴ素子
におけるＶｄ＝−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８より、（１）、（２）、（３）を比較すると、有機半導体膜上を保護膜及び封止材で覆うことで、Ｖｇ−Ｉｄ特性のＯＮ電流の減少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膜及び封止材で覆うことにより、有機半導体が大気に晒されて、水及び酸素に触れることによる劣化から保護することが可能であることが分かる。
【実施例６】
【０１０１】
図９は表示パネル１００１と、回路基板１００２を組み合わせたＥＬモジュールを示している。回路基板１００２には、例えば、コントロール回路１００３や信号分割回路１００４などが形成されている。
【０１０２】
発光素子が各画素に設けられた画素部１００５と、走査線駆動回路１００６、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路１００７を備えている。この画素部のＴＦＴ構成は実施例１〜３と同様である。走査線駆動回路１００６や信号線駆動回路１００７はＳｉ系ＴＦＴを用いたり、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法等を用いて形成できる。
【０１０３】
このＥＬモジュールによりＥＬテレビ受像機を完成させることができる。図１０は、ＥＬテレビ受像機の主要な構成を示すブロック図である。チューナ１１０１は映像信号と音声信号を受信する。映像信号は、映像信号増幅回路１１０２と、そこから出力される信号を赤、緑、青の各色に対応した色信号に変換する映像信号処理回路１１０３と、その映像信号をドライバＩＣの入力仕様に変換するためのコントロール回路１１０４により処理される。コントロール回路１１０４は、走査線側と信号線側にそれぞれ信号を出力する。デジタル駆動する場合には、信号線側に信号分割回路１１０５を設け、入力デジタル信号をｍ個に分割して供給する構成としても良い。
【０１０４】
チューナ１１０１で受信した信号のうち、音声信号は音声信号増幅回路１１０６に送られ、その出力は音声信号処理回路１１０７を経てスピーカー１１０８に供給される。制御回路１１０９は受信局（受信周波数）や音量の制御情報を入力部１１１０から受け、チューナ１１０１や音声信号処理回路１１０７に信号を送出する。
【０１０５】
図１１に示すように、ＥＬモジュールを筐体１２０１に組みこんで、テレビ受像機を完成させることができる。ＥＬモジュールにより、表示画面１２０２が形成される。また、スピーカー１２０３、操作スイッチ１２０４などが適宜備えられている。
【０１０６】
このテレビ受像機は、上述したＴＦＴを表示パネル１００１を含んで構成されている。本願発明では有機半導体膜を水又は酸素及び樹脂を硬化させる際に発生する応力から保護することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また封止材によってその特性が劣化することがない。そして手軽かつ安価にデバイスサイズの薄型化、及び封止による信頼性が向上する。
【０１０７】
勿論、本発明はテレビ受像機に限定されず、パーソナルコンピュータのモニタをはじめ、鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。
【実施例７】
【０１０８】
図１２（Ａ）は表示パネル１３０１とプリント基板１３０２を組み合わせたモジュールを示している。表示パネル１３０１は、画素部１３０３の各画素には実施例１〜３に示したＴＦＴが形成されている。また各画素には発光素子が設けられ、第１の走査線駆動回路１３０４、第２の走査線駆動回路１３０５と、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路１３０６を備えている。
【０１０９】
プリント基板１３０２には、コントローラ１３０７、中央処理装置（ＣＰＵ）１３０８、メモリ１３０９、電源回路１３１０、音声処理回路１３１１及び送受信回路１３１２などが備えられている。プリント基板１３０２と表示パネル１３０１は、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）１３１３により接続されている。プリント配線基板１３１３には、容量素子、バッファ回路などを設け、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上がりが鈍ったりすることを防ぐ構成としても良い。また、走査線駆動回路１３０４、１３０５、信号線駆動回路１３０６は、ＣＯＧ方式を用いて表示パネル１３０１に実装することもできる。またコントローラ１３０７、音声処理回路１３１１、メモリ１３０９、ＣＰＵ１３０８、電源回路１３１０などもＣＯＧ方式を用いて表示パネル１３０１に実装することもできる。ＣＯＧ方式により、プリント基板１３０２の規模を縮小することができる。
【０１１０】
プリント基板１３０２に備えられたインターフェース（Ｉ／Ｆ）部１３１４を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行なうためのアンテナ用ポート１３１５が、プリント基板１３０２に設けられている。
【０１１１】
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示したモジュールのブロック図を示す。このモジュールは、メモリ１３０９としてＶＲＡＭ１３１６、ＤＲＡＭ１３１７、フラッシュメモリ１３１８などが含まれている。ＶＲＡＭ１３１６にはパネルに表示する画像のデータが、ＤＲＡＭ１３１７には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリには各種プログラムが記憶されている。
【０１１２】
電源回路１３１０は、表示パネル１３０１、コントローラ１３０７、ＣＰＵ１３０８、音声処理回路１３１１、メモリ１３０９、送受信回路１３１２を動作させる電力を供給する。またパネルの仕様によっては、電源回路１３１０に電流源が備えられている場合もある。
【０１１３】
ＣＰＵ１３０８は、制御信号生成回路１３２０、デコーダ１３２１、レジスタ１３２２、演算回路１３２３、ＲＡＭ１３２４、ＣＰＵ１３０８用のインターフェース１３１９などを有している。インターフェース１３１９を介してＣＰＵ１３０８に入力された各種信号は、一旦レジスタ１３２２に保持された後、演算回路１３２３、デコーダ１３２１などに入力される。演算回路１３２３では、入力された信号に基づき演算を行ない、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ１３２１に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路１３２０に入力される。制御信号生成回路１３２０は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路１３２３において指定された場所、具体的にはメモリ１３０９、送受信回路１３１２、音声処理回路１３１１、コントローラ１３０７などに送る。
【０１１４】
メモリ１３０９、送受信回路１３１２、音声処理回路１３１１、コントローラ１３０７は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。
【０１１５】
入力手段１３２５から入力された信号は、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１３１４を介してプリント基板１３０２に実装されたＣＰＵ１３０８に送られる。制御信号生成回路１３２０は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段１３２５から送られてきた信号に従い、ＶＲＡＭ１３１６に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ１３０７に送付する。
【０１１６】
コントローラ１３０７は、パネルの仕様に合わせてＣＰＵ１３０８から送られてきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、表示パネル１３０１に供給する。またコントローラ１３０７は、電源回路１３１０から入力された電源電圧やＣＰＵ１３０８から入力された各種信号をもとに、Ｈｓｙｎｃ信号、Ｖｓｙｎｃ信号、クロック信号ＣＬＫ、交流電圧（ＡＣＣｏｎｔ）、切り替え信号Ｌ／Ｒを生成し、表示パネル１３０１に供給する。
【０１１７】
送受信回路１３１２では、アンテナ１３２８において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいる。送受信回路１３１２において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、ＣＰＵ１３０８からの命令に従って、音声処理回路１３１１に送られる。
【０１１８】
ＣＰＵ１３０８の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路１３１１において音声信号に復調され、スピーカー１３２７に送られる。またマイク１３２６から送られてきた音声信号は、音声処理回路１３１１において変調され、ＣＰＵ１３０８からの命令に従って、送受信回路１３１２に送られる。
【０１１９】
コントローラ１３０７、ＣＰＵ１３２１、電源回路１３１０、音声処理回路１３１１、メモリ１３０９を、本実施例のパッケージとして実装することができる。本実施例は、アイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ、ＬＰＦ、カプラ、バランなどの高周波回路以外であれば、どのような回路にも応用することができる。
【０１２０】
表示パネル１３０１は、実施例１〜３で示すＴＦＴを各画素に有している。本願発明では有機半導体膜を水又は酸素及び樹脂を硬化させる際に発生する応力から保護することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また封止材によってその特性が劣化することがない。そして手軽かつ安価にデバイスサイズの薄型化、及び封止による信頼性が向上する。
【実施例８】
【０１２１】
図１３は、実施例７のモジュールを含む携帯電話機の一態様を示している。表示パネル１４０１はハウジング１４３０に脱着自在に組み込まれる。ハウジング１４３０は表示パネル１４０１のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。表示パネル１４０１を固定したハウジング１４３０はプリント基板１４３１に嵌着されモジュールとして組み立てられる。
【０１２２】
表示パネル１４０１はＦＰＣ１４１３を介してプリント基板１４３１に接続される。プリント基板１４３１には、スピーカ１４３２、マイクロフォン１４３３、送受信回路１４３４、ＣＰＵ及びコントローラなどを含む信号処理回路１４３５が形成されている。このようなモジュールと、入力手段１４３６、バッテリ１４３７を組み合わせ、筐体１４３９に収納する。表示パネル１４０１の画素部は筐体１４３９に形成された開口窓から視認できように配置する。
【０１２３】
表示パネル１４０１は、実施例１〜６で示すＴＦＴを各画素に有している。本願発明では有機半導体膜を水又は酸素及び樹脂を硬化させる際に発生する応力から保護することができるので、ＴＦＴなどのデバイスにおいて、高い初期特性を得ることができる。また封止材によってその特性が劣化することがない。そして手軽かつ安価にデバイスサイズの薄型化、及び封止による信頼性が向上する。
【０１２４】
本実施例に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。例えば、表示パネルを複数備えたり、筐体を適宜複数に分割して蝶番により開閉式とした構成としても、上記した作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】本発明の有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図２】本発明の有機薄膜トランジスタを示した断面図である。
【図３】本発明の発光装置のパネル全体図である。
【図４】本発明の発光装置が有する画素の等価回路図である。
【図５】本発明の発光装置を示した断面図である。
【図６】本発明に関する実験結果を示すグラフである。
【図７】本発明に関する実験結果を示すグラフである。
【図８】本発明に関する実験結果を示すグラフである。
【図９】本発明のＴＦＴを画素に有するＴＶの例である。
【図１０】本発明のＴＦＴを画素に有するＴＶの例である。
【図１１】本発明のＴＦＴを画素に有するＴＶの例である。
【図１２】本発明のＴＦＴを画素に有する携帯電話機の例である。
【図１３】本発明のＴＦＴを画素に有する携帯電話機の例である。
【符号の説明】
【０１２６】
１０１    基板
１０２    ゲート電極
１０３    ゲート絶縁膜
１０４    ソース電極及びドレイン電極
１０５    有機半導体膜
１０６    保護膜
１０７    封止材
２０１    基板
２０２    ゲート電極
２０３    ゲート絶縁膜
２０４    有機半導体膜
２０５    電極
２０６    保護膜
２０７    封止材
３０１    画素領域
４０１    点線領域
４０２    スイッチング用トランジスタ
４０３    駆動用トランジスタ
４０４    発光素子
４０５    容量素子
５００    素子基板
５０１    ゲート電極
５０２    ゲート絶縁膜
５０３    ソース電極及びドレイン電極
５０４    画素電極
５０５    絶縁層
５０６    電界発光層
５０７    共通電極
５０８    有機半導体膜
５０９    保護膜
５１０    封止材
５１１    下地層
１００１    表示パネル
１００２    回路基板
１００３    コントロール回路
１００４    信号分割回路
１００５    画素部
１００６    走査線駆動回路
１００７    信号線駆動回路
１００８    接続配線
１１０１    チューナ
１１０２    映像信号増幅回路
１１０３    映像信号処理回路
１１０４    コントロール回路
１１０５    信号分割回路
１１０６    音声信号増幅回路
１１０７    音声信号処理回路
１１０８    スピーカー
１１０９    制御回路
１１１０    入力部
１１１１    信号線駆動回路
１１１２    走査線駆動回路
１２０１    筐体
１２０２    表示画面
１２０３    スピーカー
１２０４    操作スイッチ
１３０１    表示パネル
１３０２    プリント基板
１３０３    画素部
１３０４    第１の走査線駆動回路
１３０５    第２の走査線駆動回路
１３０６    信号線駆動回路
１３０７    コントローラ
１３０８    ＣＰＵ
１３０９    メモリ
１３１０    電源回路
１３１１    音声処理回路
１３１２    送受信回路
１３１３    ＦＰＣ
１３１４    Ｉ／Ｆ部
１３１５    アンテナ用ポート
１３１６    ＶＲＡＭ
１３１７    ＤＲＡＭ
１３１８    フラッシュメモリ
１３１９    インターフェース
１３２０    制御信号生成回路
１３２１    デコーダ
１３２２    レジスタ
１３２３    演算回路
１３２４    ＲＡＭ
１３２５    入力手段
１３２６    マイク
１３２７    スピーカー
１３２８    アンテナ
１４０１    表示パネル
１４１３    ＦＰＣ
１４３０    ハウジング
１４３１    プリント基板
１４３２    スピーカ−
１４３３    マイクロフォン
１４３４    送受信回路
１４３５    信号処理回路
１４３６    入力手段
１４３７    バッテリ
１４３９    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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