(57)【要約】【課題】有機半導体デバイスを構成する有機半導体材料の劣化を防止することができ、基板上の各構成要素に適した封止レベルを実現することができる有機半導体デバイスとその製造方法および電気光学装置を提供する。【解決手段】基板２の駆動素子形成面３側には、有機トランジスタ４のゲート電極７、ソース電極８、ドレイン電極９および半導体層１２が形成され、基板２の駆動素子形成面３の裏側の画素形成面５には、画素電極６が形成され、ドレイン電極９と画素電極６は基板２を貫通するコンタクトホール１０を介して接続され、駆動素子形成面３には、有機トランジスタ４を覆う封止層１４が形成されていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層が有機材料によって形成された有機トランジスタからなる駆動素子を備えた有機半導体デバイスであって、
基板の駆動素子形成面側には、前記有機トランジスタのゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および前記半導体層が形成され、
前記基板の前記駆動素子形成面の裏側の画素形成面には、画素電極が形成され、
前記ドレイン電極と前記画素電極は前記基板を貫通するコンタクトホールを介して接続され、
前記駆動素子形成面には、前記有機トランジスタを覆う封止層が形成されていることを特徴とする有機半導体デバイス。
【請求項２】
前記封止層が複数の異なる材料からなる層によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機半導体デバイス。
【請求項３】
前記封止層の少なくとも一部が紫外線遮断層であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機半導体デバイス。
【請求項４】
前記封止層と前記基板との間に、前記有機トランジスタを覆う保護層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項５】
前記ゲート電極は、前記有機トランジスタの前記半導体層と平面的に重なるように形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項６】
前記基板の内部で、前記ゲート電極よりも前記画素形成面側に金属層が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項７】
前記基板が電気絶縁材料によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項８】
前記基板が可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の有機半導体デバイス。
【請求項９】
有機トランジスタのゲート電極形成用に、複数の電極部がフレーム部によって連結されたゲート電極シートを形成する工程と、
前記ゲート電極シートを間に挟んで、基板シートとゲート絶縁用基板シートとを貼り合わせ、基板を形成する工程と、
前記基板の前記ゲート絶縁用基板シート側の駆動素子形成面に前記有機トランジスタのソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、
前記基板の前記基板シート側の画素形成面から、前記基板を貫通し前記ドレイン電極に達するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールに導電性材料を充填すると共に、前記基板の前記画素形成面に画素電極を形成する工程と、
前記基板と共に前記ゲート電極シートの前記フレーム部を切断し、前記電極部を分離して前記ゲート電極を形成する工程と、
前記有機トランジスタのチャネル領域に半導体層を形成する工程と、
前記基板の前記駆動素子形成面に前記有機トランジスタを覆う封止層を形成する工程と、
を有することを特徴とする有機半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記封止層を形成する工程の前に、前記有機トランジスタを覆う保護層を形成する工程を有することを特徴とする請求項９記載の有機半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記基板を形成する工程において、前記基板シートと前記ゲート絶縁用基板シートとを貼り合わせた後に、前記基板シート側に金属薄膜と基板シートを順次貼り合わせ、内部に金属層を備えた基板を形成することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の有機半導体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の有機半導体デバイスを備えた電気光学装置であって、
前記画素電極側に電気光学材料を備えたことを特徴とする電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機半導体デバイスおよびその製造方法、電気光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、有機エレクトロルミネッセンスや有機トランジスタ等の有機半導体デバイスが知られている。これらの有機半導体デバイスは、塗布法による大面積成膜の可能性、軽量化の可能性、および柔軟性等の点で次世代のデバイスへの応用が期待されている。
この様な有機半導体デバイスとして、製造が容易で、デジタルペーパーに用いるのに有利な電界駆動有機トランジスタ素子を有するアクティブ駆動素子が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、基板の一方側の面に、一部が有機材料で構成された薄膜トランジスタを形成し、その反対側の面に画素電極を形成したものが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−２１８３６１号公報
【特許文献２】特開２００４−４７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の有機半導体デバイスを構成する有機半導体材料は、酸素、水、光等により劣化しやすいという課題がある。有機半導体デバイスに求められるフレキシブル化や大型化は、有機半導体材料の劣化を防止し、信頼性を確保することをより困難なものにしている。例えば、基板がフレキシブルであるためには基板材料として柔軟性を有するプラスティック等が用いられる。しかし、このような柔軟性を有する基板材料は、通常、ガラス等の一般的な基板材料と比較して桁違いに封止能力が低い。また、基板が柔軟性を有するため、大面積を封止することは容易ではない。
【０００４】
また、従来のボトムアップ型の製造プロセスを用いた場合、図１７に示すように、有機半導体デバイス５００は、基板２の一方の面に、有機トランジスタ４、画素電極６等の各構成要素が積層した構造となる。この場合、製造工程の初期段階で形成された構成要素は、後の製造工程によって形成された構成要素により応力を受けるため、実施できる製造プロセスが制限されてしまうという課題がある。
【０００５】
また、図１７に示す従来の有機半導体デバイス５００は、基板２の一方の面に各構成要素が全て積層しているので、周囲の環境（雰囲気）および封止の度合いである封止レベルは、各構成要素の全てで略同様となる。したがって、基板上に形成された構成要素の中で最も雰囲気に影響を受けやすいものに合わせて、高い封止レベルを維持しなければならないという課題がある。
【０００６】
一方、基板の一方側の面に薄膜トランジスタを形成し、その反対側の面に画素電極を形成した場合、薄膜トランジスタが外部の環境に晒された状態となってしまう。したがって、薄膜トランジスタの一部を構成する有機材料が、外部の酸素、水、光等により劣化しやすいという課題がある。また、柔軟性を有する基板を用いた場合、上述のように基板の封止能力が低いため、薄膜トランジスタの一部を構成する有機材料が、基板を透過した酸素、水、光等によっても劣化してしまうという課題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、有機半導体デバイスを構成する有機半導体材料の劣化を防止することができ、基板上の各構成要素に適した封止レベルを実現することができる有機半導体デバイスとその製造方法および電気光学装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の有機半導体デバイスは、半導体層が有機材料によって形成された有機トランジスタからなる駆動素子を備えた有機半導体デバイスであって、基板の駆動素子形成面側には、前記有機トランジスタのゲート電極、ソース電極、ドレイン電極および前記半導体層が形成され、前記基板の前記駆動素子形成面の裏側の画素形成面には、画素電極が形成され、前記ドレイン電極と前記画素電極は前記基板を貫通するコンタクトホールを介して接続され、前記駆動素子形成面には、前記有機トランジスタを覆う封止層が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、基板の一方の面が駆動素子形成面となり、その裏面が画素形成面となる。これにより、有機トランジスタ上に画素電極を形成する場合と比較して、有機半導体材料の劣化を防止することができる。
また、一方の面に封止層を形成することで、他方の面の封止レベルは影響を受けず、一方の面のみ封止レベルを高くすることができる。これにより、封止層が形成された駆動素子形成面の封止レベルのみが有機半導体材料の保護に適した高い封止レベルとなり、画素形成面の封止レベルは必要以上に高くなることがない。
したがって、有機トランジスタの有機半導体材料の劣化を防止することができ、画素形成面の製造工程を簡略化して生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
【０００９】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記封止層が複数の異なる材料からなる層によって形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、封止層の各層にそれぞれ異なる封止機能を持たせ、封止層の封止能力を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記封止層の少なくとも一部が紫外線遮断層であることを特徴とする。
このように構成することで、封止層によって紫外線を遮断し、有機半導体材料の紫外線による劣化を防止することができる。
【００１１】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記封止層と前記基板との間に、前記有機トランジスタを覆う保護層が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、封止層形成時の熱や応力等によって有機トランジスタが劣化することを防止できる。また、封止層にピンホール等の欠陥が生じた場合であっても、有機トランジスタを保護層によって保護することができる。
【００１２】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記ゲート電極は、前記有機トランジスタの前記半導体層と平面的に重なるように形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、基板を透過する物質や光等をゲート電極によって遮蔽することができる。したがって、半導体層の劣化を防止することができる。
【００１３】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記基板の内部で、前記ゲート電極よりも前記画素形成面側に金属層が形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、基板を透過する物質や光等を金属層によって遮断することができる。したがって、基板の封止能力を著しく向上させることができる。
【００１４】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記基板が電気絶縁材料によって形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、基板の一部をゲート絶縁層として利用することができる。
【００１５】
また、本発明の有機半導体デバイスは、前記基板が可撓性を有する材料によって形成されていることを特徴とする。
このように構成することで、有機半導体デバイスを電子ペーパー等の次世代デバイスに利用することができる。
【００１６】
また、本発明の有機半導体デバイスの製造方法は、有機トランジスタのゲート電極形成用に、複数の電極部がフレーム部によって連結されたゲート電極シートを形成する工程と、前記ゲート電極シートを間に挟んで、基板シートとゲート絶縁用基板シートとを貼り合わせ、基板を形成する工程と、前記基板の前記ゲート絶縁用基板シート側の駆動素子形成面に前記有機トランジスタのソース電極およびドレイン電極を形成する工程と、前記基板の前記基板シート側の画素形成面から、前記基板を貫通し前記ドレイン電極に達するコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホールに導電性材料を充填すると共に、前記基板の前記画素形成面に画素電極を形成する工程と、前記基板と共に前記ゲート電極シートの前記フレーム部を切断し、前記電極部を分離して前記ゲート電極を形成する工程と、前記有機トランジスタのチャネル領域に半導体層を形成する工程と、前記基板の前記駆動素子形成面に前記有機トランジスタを覆う封止層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
このように製造することで、基板の一方の面を駆動素子形成面とし、裏側の他方の面を画素形成面とすることができる。
これにより、有機トランジスタと画素電極が別の面に形成されるので、画素電極の形成工程において有機トランジスタが劣化することを防止できる。
また、基板の駆動素子形成面に封止層を形成することで、裏側の画素形成面の封止レベルを必要以上に高くすることなく、基板の駆動素子形成面の高い封止レベルを実現することができる。
したがって、有機半導体デバイスの有機トランジスタの劣化を防止し、有機半導体デバイスの製造を容易にし、生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
【００１７】
また、本発明の有機半導体デバイスの製造方法は、前記封止層を形成する工程の前に、前記有機トランジスタを覆う保護層を形成する工程を有することを特徴とする。
このように製造することで、封止層を形成する工程において、保護層によって有機トランジスタを保護することができる。したがって、封止層形成時の熱や応力等により半導体層の有機半導体材料が劣化することを防止できる。
【００１８】
また、本発明の本発明の有機半導体デバイスの製造方法は、前記基板を形成する工程において、前記基板シートと前記ゲート絶縁用基板シートとを貼り合わせた後に、前記基板シート側に金属薄膜と基板シートを順次貼り合わせ、内部に金属層を備えた基板を形成することを特徴とする。
このように製造することで、内部に金属層を備えた基板を形成することができる。
【００１９】
また、本発明の電気光学装置は、上記の有機半導体デバイスを備えた電気光学装置であって、前記画素電極側に電気光学材料を備えたことを特徴とする。
このように構成することで、基板の駆動素子形成面の封止レベルを高く維持したまま、画素形成面の製造工程を簡略化することができる。また、有機トランジスタの劣化を防止することができる。したがって、電気光学装置を高性能化しつつ、製造コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図面では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材ごとに縮尺を適宜変更している。
（有機半導体デバイス）
図１に示すように、有機半導体デバイス１は、例えば、液晶表示装置や電気泳動表示装置等の電気光学装置に用いられるものである。有機半導体デバイス１は、電気絶縁性および可撓性を有する材料によって形成された基板２を備えている。
【００２１】
基板２は、例えば、ポリイミド、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）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリスチレン、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）等によって形成されている。
【００２２】
基板２の図示下側の駆動素子形成面３には、有機半導体デバイス１の駆動素子を構成する有機トランジスタ４が形成されている。また、基板２の駆動素子形成面３の裏側の画素形成面５には、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、導電性複合材料等の導電性を有する材料によって画素電極６が形成されている。
【００２３】
画素電極６の材料として金属を用いる場合には、例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｎｄ、またはそれらの金属の合金を用いることができる。導電性酸化物を用いる場合には、ＩｎＯ２、ＳｎＯ２、ＩＴＯ等を用いることができる。導電性高分子を用いる場合には、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びそれに塩酸、硫酸、スルホン酸等の酸、ＰＦ６、ＡｓＦ５、ＦｅＣｌ３等のルイス酸、ヨウ素等のハロゲン原子、ナトリウムカリウム等の金属原子等のドーパントを添加したものを用いることができる。また、導電性複合材料を用いる場合には、カーボンブラックや金属粒子を分散した導電性の複合材料が用いることができる。
【００２４】
基板２の内部の駆動素子形成面３側には、有機トランジスタ４のゲート電極７が埋設されている。ゲート電極７は、例えば、金、白金、クロム、アルミ、ニッケル等の金属材料によって形成されている。
基板２の駆動素子形成面３には、有機トランジスタ４のソース電極８およびドレイン電極９が形成されている。ソース電極８およびドレイン電極９は、画素電極６と同様に、例えば、金属、導電性酸化物、導電性高分子、導電性複合材料等の導電性を有する材料によって形成されている。
【００２５】
基板２のドレイン電極９に対応する位置には、基板２を貫通し、駆動素子形成面３から画素形成面５に達するコンタクトホール１０が形成されている。ドレイン電極９と画素電極６はコンタクトホール１０を介して接続されている。
有機トランジスタ４のチャネル領域１１には、例えば、共役系高分子材料によって半導体層１２が形成されている。半導体層１２はゲート電極７と平面的に重なる位置に形成されている。
【００２６】
共役系高分子材料は高分子の有機半導体材料であり、例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体等を用いることができる。また、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２７】
基板２の駆動素子形成面３には、有機トランジスタ４を覆うように保護層１３が形成されている。保護層１３は、例えば、ポリイミド、パリレン、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、セルロース、ポリエチレン、ポリビニリデンクロライド、ポリスチレンなどのポリマー材料によって形成されている。
【００２８】
基板２の駆動素子形成面３の保護層１３上には、有機トランジスタ４を覆う封止層１４が形成されている。封止層１４は、紫外線遮断層１４ａ、水蒸気遮断層１４ｂ、および酸素遮断層１４ｃによって構成されている。
紫外線遮断層１４ａは、例えば、金属等の紫外線を透過しない材料や、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾフェノン誘導体、シアノアクリル酸エステル誘導体、サルチル酸エステル誘導体等の紫外線吸収剤を含む材料によって形成されている。
【００２９】
水蒸気遮断層１４ｂは、例えば、ポリビニリデンクロライド、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンやフッ素系ポリマー等の水蒸気を透過させない材料によって形成されている。
酸素遮断層は１４ｃ、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、セルロース、ポリビニリデンクロライド、ポリアミド、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の酸素を透過させない材料によって形成されている。
【００３０】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、有機半導体デバイス１においては、基板２の一方の面が駆動素子形成面３となり、その裏面が画素形成面５となり、有機トランジスタ４と画素電極６が基板２の異なる面に形成される。そのため、画素電極６の形成時に発生する熱や応力が有機トランジスタ４に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、図１７に示すように、基板２の一方の面に有機トランジスタ４および画素電極６が積層されている場合と比較して、有機半導体材料の劣化を防止することができる。
【００３１】
また、基板２の一方の面の封止レベルを変化させても、他方の面の封止レベルは影響を受けず、互いに独立した封止レベルとすることができる。そのため、駆動素子形成面３に封止層１４を形成することで、駆動素子形成面３の封止レベルのみを有機半導体材料の保護に適した高い封止レベルとすることができる。また、画素形成面５の封止レベルは、必要以上に高くしなくて済む。したがって、有機半導体デバイス１の製造工程を容易にして生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
【００３２】
また、封止層１４は、紫外線遮断層１４ａ、水蒸気遮断層１４ｂおよび酸素遮断層１４ｃによって形成されている。紫外線遮断層１４ａは、紫外線を遮蔽あるいは吸収することができる材料によって形成されている。したがって、封止層１４により紫外線を遮断し、有機半導体材料の紫外線による劣化を防止することができる。
また、水蒸気遮断層１４ｂは、水蒸気を遮断することができる材料によって形成され、酸素遮断層１４ｃは、酸素を遮断することができる材料によって形成されている。したがって、封止層１４により、水蒸気（水）および酸素を遮断し、有機半導体材料の劣化を防止することができる。
【００３３】
このように、封止層１４を複数の異なる材料からなる層によって形成することで、封止層１４の各層１４ａ，１４ｂ，１４ｃにそれぞれ異なる封止機能を持たせることができ、封止層１４の封止能力を向上させることができる。
したがって、封止層１４により、紫外線、水蒸気（水）、酸素等を遮断することで、有機トランジスタに適した高い封止レベルを実現し、有機トランジスタの有機半導体材料の劣化を防止することができる。
【００３４】
さらに、ゲート電極７が有機トランジスタ４の半導体層１２と平面的に重なるように形成されているので、画素形成面５側から基板２を透過する物質や光等を、ゲート電極７によって遮蔽することができる。したがって、ゲート電極７によって半導体層１２の劣化を防止することができる。
また、基板２が電気絶縁材料によって形成されているので、ソース電極８およびドレイン電極９と、ゲート電極７との間の基板２の一部をゲート絶縁層として利用することができる。
【００３５】
また、有機トランジスタ４の半導体層１２を構成する有機半導体材料は共役系高分子材料によって形成されている。共役系高分子材料は、その特有な電子雲の広がりにより、キャリアの移動能が特に高い。したがって、キャリアの移動能が低い材料を使用する場合と比較して、有機トランジスタの半導体層１２をより簡易な方法で形成することができる。
【００３６】
また、封止層１４と基板２との間に、有機トランジスタ４を覆う保護層１３が形成されているので、封止層１４形成時に発生する熱や応力等を保護層１３によって遮断し、有機トランジスタ４が劣化することを防止できる。
また、封止層１４にピンホール等の欠陥が生じた場合であっても、封止層１４と有機トランジスタ４との間に形成された保護層１３によって、有機トランジスタ４を保護することができる。したがって、有機トランジスタ４の劣化を防止することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態によれば、有機半導体デバイス１の有機トランジスタの半導体層１２を構成する有機半導体材料の劣化を防止することができ、基板２上の各構成要素に適した封止レベルを実現することができる。
【００３８】
（有機半導体デバイスの製造方法）
次に、有機半導体デバイス１の製造方法について説明する。
まず、図２に示すように、有機トランジスタ４（図１参照）のゲート電極７を形成するためのゲート電極シート１５を形成する。ゲート電極シート１５は、例えば、電気鋳造、あるいは金属薄膜をプレス加工することにより、複数の電極部１６がフレーム部１７によって連結された一枚のシート状に形成する。
【００３９】
次に、図３に示すように、ゲート電極シート１５を間に挟んで、基板シート１８とゲート絶縁用基板シート１９とを貼り合わせ、基板２を形成する。このとき、基板シート１８、ゲート電極シート１５およびゲート絶縁用基板シート１９の三層を同時に接合する。接合方法としては、例えば、加熱溶着、加圧接着、あるいは接着剤による接着等を用いることができる。
【００４０】
次に、図４に示すように、基板２のゲート絶縁用基板シート１９側の駆動素子形成面３に有機トランジスタ４（図１参照）のソース電極８およびドレイン電極９を形成する。ソース電極８およびドレイン電極９は、例えば、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法等により形成する。基板２にソース電極８およびドレイン電極９を形成した後、図５に示すように、基板２を裏返して基板シート１８側の画素形成面５を露出させる。
【００４１】
次に、図６に示すように、基板２の画素形成面５から、基板２を貫通し、ドレイン電極９に達するコンタクトホール１０を形成する。コンタクトホール１０の形成は、例えば、レーザー加工、あるいはプレス加工によって行うことができる。このとき、コンタクトホール１０は、基板２を貫通してドレイン電極９に達した後、ドレイン電極９を貫通するように形成してもよい。
【００４２】
次に、図７に示すように、コンタクトホール１０に導電性材料２０を充填する。コンタクトホール１０に充填する導電性材料２０としては、例えば、金、銀、カーボンをペースト状にした導電性ペースト、あるいはインク状に加工した導電性インク等を用いる。
次いで、図８に示すように、基板２の画素形成面５に画素電極６を形成する。画素電極６は、例えば、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法等により形成する。
【００４３】
次に、図９に示すように、基板２の二点鎖線Ａ−Ａ，Ｂ−Ｂによって示す箇所を切断し、基板２と共にゲート電極シート１５のフレーム部１７を切断する。基板２の切断は、例えば、ダイシング装置等により行うことができる。このように、基板２を切断することによって、電極部１６が分離され、図１０に示すようにゲート電極７が形成される。
【００４４】
次に、図１１に示すように、再び基板２を裏返して駆動素子形成面３を露出させ、有機トランジスタ４のチャネル領域１１に半導体層１２を形成する。半導体層は、例えば、インク状に加工した有機半導体材料を用い、インクジェット装置によって形成する。また、半導体層１２はゲート電極７と平面的に重なる位置に形成される。
【００４５】
次に、図１２に示すように、駆動素子形成面３の全面に、有機トランジスタ４を覆う保護層１３を形成する。保護層１３は、例えば、蒸着法、スパッタリング法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、スピンコート法等によって形成する。さらに、保護層１３上の全面に、保護層１３の形成と同様の方法を用い、有機トランジスタ４を覆う封止層１４を形成する。
また、封止層１４は異なる材料により複数の層を形成してもよい。これにより、図１に示す有機半導体デバイス１を製造することができる。
【００４６】
このように製造することで、基板２の一方の面を駆動素子形成面３とし、裏側の他方の面を画素形成面５とすることができる。
これにより、有機トランジスタ４と画素電極６が別の面に形成されるので、画素電極６の形成工程において有機トランジスタ４が劣化することを防止できる。
【００４７】
また、基板２の駆動素子形成面３に封止層１４を形成することで、裏側の画素形成面５の封止レベルを必要以上に高くすることなく、基板２の駆動素子形成面３の高い封止レベルを実現することができる。また、基板２を形成する工程において、基板シート１８、ゲート電極シート１５およびゲート絶縁用基板シート１９の三層を同時に接合することで、フォトリソグラフィ、真空プロセスを省略できる。
したがって、製造工程を簡略化し、生産性を向上させ、コストを削減することができる。
【００４８】
また、封止層１４は、分子レベルの遮断能力を備えた非常に緻密な層が必要とされ、成膜には高いエネルギーが必要となるが、封止層１４の形成工程前に有機トランジスタ４を覆う保護層１３を形成する工程を有している。したがって、保護層１３によって封止層１４の形成時に発生する熱、光、粒子衝突等から有機トランジスタ４を保護し、有機半導体材料の劣化を防止することができる。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の製造方法によれば、有機トランジスタ４の半導体層１２の劣化を防止すると共に、製造工程を簡略化し、生産性を向上させ、製造コストを削減することができる。
【００５０】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図２〜図１２を援用し、図１３を用いて説明する。本実施形態では上述の第一実施形態で説明した有機半導体デバイス１と、主に基板２１に金属層２２が形成されている点で異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。
【００５１】
（有機半導体デバイス）
図１３に示すように、有機半導体デバイス１０１は、基板２１の内部で、ゲート電極７よりも画素形成面５側に金属層２２が形成されている。金属層２２は、例えば、ゲート電極７と同様の金属材料によって形成されている。
また、封止層２３は、酸化ケイ素、酸化アルミなどの無機酸化膜、あるいはアルミニウムなどの金属によって形成されている。
【００５２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
基板２１の内部に金属層２２を形成することで、画素形成面５側から基板２１を透過する物質や光等を金属層２２によって遮断することができる。したがって、基板２の封止能力を著しく向上させることができる。
また、封止層２３は、酸化ケイ素、酸化アルミなどの無機酸化膜、あるいはアルミニウムなどの金属によって形成されているので、紫外線等の光、酸素、水蒸気等に高い遮断性を示す。
したがって、本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、有機半導体デバイス１０１の駆動素子形成面３の封止レベルをより高くすることができる。
【００５３】
次に、本実施形態の半導体デバイス１０１の製造方法について説明する。
（有機半導体デバイスの製造方法）
基板２１を形成する工程において、図３に示すように、基板シート１８とゲート絶縁用基板シート１９とを貼り合わせた後に、基板シート１８側に金属薄膜と、基板シート１８と同様の基板シートを順次貼り合わせる。
これにより、内部に金属層２２を備えた基板２１を形成することができる。また、この工程を繰り返すことにより、内部に複数の金属層２２を備えた基板２１を形成することができる。
【００５４】
＜電気泳動装置＞
次に、上述の実施形態において説明した有機半導体デバイス１を備えた電気泳動装置２０１について説明する。
図１４に示すように、電気泳動装置２０１は有機半導体デバイス１の画素電極６側に、電気光学材料としてマイクロカプセル３１を備えている。マイクロカプセルは、分散媒３２に分散された電気泳動粒子３３を含有している。電気泳動粒子３３の図示上側には、透明基板３４が設けられている。透明基板３４の有機半導体デバイス１と対向する面には、透明電極３５が形成されている。
【００５５】
このように構成することで、基板２の駆動素子形成面３の封止レベルを高く維持し、画素形成面５の封止レベルは、比較低くしておくことができる。これにより、電気泳動装置２０１の製造工程を簡略化することができる。また、有機半導体デバイス１の封止性能を向上させ、有機トランジスタ４の劣化を防止することができる。したがって、電気泳動装置２０１を高性能化しつつ、製造コストを低減させることができる。
【００５６】
尚、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、半導体層を形成する有機半導体材料としては、上述の実施形態で説明した共役系高分子材料を主とするものだけでなく、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニン、またはこれらの誘導体等の低分子の有機半導体材料を用いることができる。
【００５７】
また、基板を切断してゲート電極を分離する工程は、最終工程で行ってもよい。
また、上述の実施形態で説明した製造方法の基板を形成する工程において、基板シート、ゲート電極シートおよびゲート絶縁用基板シートの三層を同時に貼り合せるのではなく、基板シートとゲート電極シートを貼り合せた後、ゲート絶縁用基板を成膜するようにしてもよい。この場合、成膜方法としては、スピンコート法や、印刷法等を用いることができる。
【００５８】
また、図１５に示すように、基板シート１８上に、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、印刷法等より、予め分割されたゲート電極７，７を形成し、ゲート絶縁用基板シート１９（図３参照）を貼り合わせることができる。この場合、上述の実施形態と比較して、図１６に示すように、ゲート電極７，７のパターニングをより高精細に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図５】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図６】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図７】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図８】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図９】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図１１】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図１２】本発明の第一実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図１３】本発明の第二実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程説明図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る電気泳動装置の断面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程の変形例の説明図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る有機半導体デバイスの製造工程の変形例の説明図である。
【図１７】従来の有機半導体デバイスの断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  有機半導体デバイス、２  基板、３  駆動素子形成面、４  有機トランジスタ、５  画素形成面、６  画素電極、７  ゲート電極、８  ソース電極、９  ドレイン電極、１０  コンタクトホール、１１  チャネル領域、１２  半導体層、１３  保護層、１４  封止層、１４ａ  紫外線遮断層（異なる材料からなる層）、１４ｂ  水蒸気遮断層（異なる材料からなる層）、１４ｃ  酸素遮断層（異なる材料からなる層）、１５  ゲート電極シート、１６  電極部、１７  フレーム部、１８  基板シート、１９  ゲート絶縁用基板シート、２０  導電性材料、２１  基板、２２  金属層、２３  封止層、３１  マイクロカプセル（電気光学材料）、３２  分散媒（電気光学材料）、３３  電気泳動粒子（電気光学材料）、１０１  有機半導体デバイス、２０１  電気泳動装置（電気光学装置）
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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