(57)【要約】【課題】有機ＴＦＴの電極と有機半導体層との接触抵抗を低減させる有機ＴＦＴを提供する。【解決手段】ゲート電極と、ゲート電極と絶縁されたソース電極１１０及びドレイン電極３１０と、ゲート電極と絶縁され、ソース電極１１０及びドレイン電極３１０にそれぞれ接する有機半導体層２００とを備え、ソース電極１１０の端部のうち有機半導体層２００と接しつつドレイン電極３１０に対向する部分の長さＬＳ１が、ドレイン電極３１０の端部のうち有機半導体層２００と接しつつソース電極１１０に向かう部分の長さＬＤ１より長いことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。【選択図】図９
2005354053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置されたゲート電極と、
前記基板上に配置され、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、
前記基板上に配置され、前記ゲート電極と絶縁され、前記ソース電極及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、を備え、
前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の長さの和が、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分の長さの和より大きいことを特徴とする有機薄膜トランジスタ。
【請求項２】
前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分、及び前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、それぞれ直線形状であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項３】
前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分を覆い包む構造であることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項４】
前記ソース電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の幅と、前記ドレイン電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ソース電極に対向する部分の幅とは、同一であることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項５】
前記ソース電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の幅は、前記ドレイン電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ソース電極に対向する部分の幅より広いことを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項６】
前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する各端部と、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する各端部とは、互いに平行していることを特徴とする請求項５に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項７】
前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、二つであることを特徴とする請求項３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項８】
前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、少なくとも二つ以上の第１突出部を形成し、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、前記ソース電極の第１突出部の間に介在される少なくとも一つ以上の第２突出部を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項９】
前記第１突出部のそれぞれの幅と前記第２突出部のそれぞれの幅とは、同じであることを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
前記第１突出部のそれぞれの幅は、前記第２突出部のそれぞれの幅より広いことを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接する部分は、二つの平行した線分を形成することを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１２】
前記有機半導体層に接する前記ドレイン電極の部分は、前記ドレイン電極の第２突出部のみであることを特徴とする請求項８に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１３】
前記ソース電極と前記ドレイン電極とは、異なる材料で備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１４】
前記ソース電極の仕事関数は、前記ドレイン電極の仕事関数より大きいことを特徴とする請求項１３に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１５】
ソース電極は、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄまたはＮｉで備えられ、前記ドレイン電極は、ＭｏＷ、ＡｌまたはＩＴＯで備えられることを特徴とする請求項１４に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１６】
前記有機半導体層は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネン及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、パラフェニレン及びその誘導体、ポリフロレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−複素環式芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びこれらの誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、金属を含有するかまたは含有していないフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリトジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、及びペリレンテトラカルボキシジイミド及びこれらの誘導体のうち、少なくとも何れか一つを備えることを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜トランジスタ。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のうち何れか１項に記載の有機薄膜トランジスタを備えることを特徴とする平板表示装置。
【請求項１８】
前記平板表示装置は、電界発光表示装置であることを特徴とする請求項１７に記載の平板表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）及びそれを備える平板表示装置に関わり、さらに詳細には、有機ＴＦＴの電極と有機半導体層との接触抵抗を低減させる有機ＴＦＴ及びそれを備える平板表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体特性を表す共役性有機高分子であるポリアセチレンの開発以後、有機物の特徴、すなわち、合成方法が多様であり、ファイバやフィルム状に容易に成形できるという特徴と、柔軟性、伝導性及び低い生産費などの長所のため、有機物を利用したトランジスタについての研究が機能性電子素子及び光素子などの広範囲な分野で活発になされている。
【０００３】
シリコンで形成される半導体層を備える既存のシリコンＴＦＴの場合、高濃度の不純物でドーピングされたソース領域及びドレイン領域と、前記二つの領域の間に形成されたチャンネル領域とを有する半導体層を有し、前記半導体層と絶縁されて前記チャンネル領域に対応する領域に位置するゲート電極と、前記ソース領域及びドレイン領域にそれぞれ接触するソース電極及びドレイン電極と、を有する。
【０００４】
しかし、前記のような構造の既存のシリコンＴＦＴには、製造コストが増加し、外部の衝撃によって容易に砕け、３００℃以上の高温工程によって生産されるため、プラスチック基板を使用できないという問題点がある。
【０００５】
特に、液晶表示装置（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）や電界発光表示装置（ＥＬＤ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ）のような平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子としてＴＦＴが使われるところ、このような平板表示装置において、最近要求されている大型化及び薄形化と共に、フレキシブル特性を満足させるために、既存のガラス材ではないプラスチック材で備えられる基板を使用しようとする試みが続いている。しかし、プラスチック基板を使用する場合には、前述したように、高温工程ではない低温工程を使用せねばならない。したがって、従来のシリコンＴＦＴを使用し難いという問題があった。
【０００６】
一方、ＴＦＴの半導体層として有機膜を使用する場合には、このような問題点を解決できるため、最近、半導体層として有機膜を使用する有機ＴＦＴについての研究が活発になされている。
【０００７】
しかし、有機ＴＦＴの場合、ソース電極及びドレイン電極と有機膜との接触抵抗が大きいという問題点がある。前記ソース電極及びドレイン電極は、通常、電荷のフローを円滑にするために仕事関数が低い金属で備えられるが、このような金属は、半導体層と接触するときに接触抵抗が発生して、素子の特性を低下させ、また消費電力の増加をもたらすという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記問題点を含んで色々な問題点を解決するためのものであって、有機ＴＦＴの電極と有機半導体層との接触抵抗を低減させる有機ＴＦＴ及びそれを備える平板表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するための本発明は、基板と、前記基板上に配置されたゲート電極と、前記基板上に配置され、前記ゲート電極と絶縁されたソース電極及びドレイン電極と、前記基板上に配置され、前記ゲート電極と絶縁されて前記ソース電極及びドレイン電極にそれぞれ接する有機半導体層と、を備え、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の長さの和が、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分の長さの和より大きいことを特徴とする有機ＴＦＴである。
【００１０】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分、及び前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、それぞれ直線でありうる。
【００１１】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分を覆い包む構造でありうる。
【００１２】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の幅と、前記ドレイン電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ソース電極に対向する部分の幅とは、同じでありうる。
【００１３】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分の幅は、前記ドレイン電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ソース電極に対向する部分の幅より大きいものでありうる。
【００１４】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する各端部と、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する各端部とは、互いに平行したものでありうる。
【００１５】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、二つでありうる。
【００１６】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、少なくとも二つ以上の第１突出部を形成し、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、前記ソース電極の第１突出部の間に介在される少なくとも一つ以上の第２突出部を形成するものでありうる。
【００１７】
このような本発明の他の特徴によれば、前記第１突出部のそれぞれの幅は、前記第２突出部のそれぞれの幅より広いものでありうる。
【００１８】
このような本発明の他の特徴によれば、前記第１突出部のそれぞれの幅と、前記第２突出部のそれぞれの幅とは、同じものでありうる。
【００１９】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接する部分は、二つの平行した線分を形成するものでありうる。
【００２０】
このような本発明の他の特徴によれば、前記有機半導体層に接する前記ドレイン電極の部分は、前記ドレイン電極の第２突出部のみでありうる。
【００２１】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極と前記ドレイン電極とは、異なる材料で備えられうる。
【００２２】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極の仕事関数は、前記ドレイン電極の仕事関数より大きいものでありうる。
【００２３】
このような本発明の他の特徴によれば、前記ソース電極は、Ａｕ、Ｐｔ、ＰｄまたはＮｉで備えられ、前記ドレイン電極は、ＭｏＷ、ＡｌまたはＩＴＯで備えられうる。
【００２４】
このような本発明の他の特徴によれば、前記有機半導体層は、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネン及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、パラフェニレン及びその誘導体、ポリフロレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−複素環式芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びこれらの誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、金属を含有するか、または含有していないフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリトジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、及びペリレンテトラカルボキシジイミド及びこれらの誘導体のうち、少なくとも何れか一つを備えることとできる。
【００２５】
また、前記目的を達成するために、本発明は、前記のような有機ＴＦＴを備えることを特徴とする平板表示装置を提供する。
【００２６】
このような本発明の他の特徴によれば、前記平板表示装置は、ＥＬＤでありうる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の有機ＴＦＴ及びそれを備える平板表示装置によれば、次のような効果が得られる。
【００２８】
第一に、ソース電極と有機半導体層との接触抵抗を低減させることによって、有機ＴＦＴの素子特性を改善できる。
【００２９】
第二に、ソース電極と有機半導体層との接触抵抗を低減させることによって、消費電力の浪費を防止できる。
【００３０】
第三に、ＴＦＴを備える平板表示装置において、前記ＴＦＴとして有機ＴＦＴを備えることによって、低温工程を通じてＴＦＴが備えられた平板表示装置を製作できて、耐熱性の弱いプラスチック材で備えられるフレキシブル基板を使用して、フレキシブル平板表示装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明すれば、次の通りである。
【００３２】
図１は、ソース電極１００、Ｐ型有機半導体層２００及びドレイン電極３００が互いに接合される前のそれぞれのエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。以下、本発明では、Ｐ型有機半導体層２００を備える有機ＴＦＴについて説明するが、必ずしもこれに限定されず、その外の他の類型の有機半導体層を備える有機ＴＦＴにも適用されうる。
【００３３】
図１を参照すれば、真空エネルギー準位９９と、金属で備えられるソース電極１００及びドレイン電極３００のフェルミエネルギー準位１０５，３０５との差が、それぞれ前記ソース電極１００及びドレイン電極３００の仕事関数φＭＳ，φＭＤとなり、前記真空エネルギー準位９９と有機半導体層２００のフェルミエネルギー準位２０５との差が、前記有機半導体層２００の仕事関数φＳとなる。
【００３４】
図２は、前記ソース電極１００、Ｐ型有機半導体層２００及びドレイン電極３００がオーミックコンタクトされた後のそれぞれのエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【００３５】
図２に示されたように、前記ソース電極１００、有機半導体層２００及びドレイン電極３００が互いに接合されれば、それぞれのフェルミエネルギー準位１０５，２０５，３０５が同じレベルに変わるので、前記有機半導体層２００のフェルミエネルギー準位２０５が低くなる。このとき、前記有機半導体層２００のフェルミエネルギー準位２０５と前記有機半導体層２００のＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔ）レベル２０１との間隔と、前記有機半導体層２００のフェルミエネルギー準位２０５と前記有機半導体層２００のＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔ）レベル２０３との間隔とは、前記ソース電極１００、有機半導体層２００及びドレイン電極３００を接触させる前と同一に維持されるため、図２に示されたように、前記有機半導体層２００のエネルギーバンドが曲がる。
【００３６】
図３は、前記有機ＴＦＴのゲート電極に正の電極が印加されたときのソース電極１００、有機半導体層２００及びドレイン電極３００のエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図であり、図４は、有機ＴＦＴのゲート電極に負の電圧が印加されたときのソース電極１００、有機半導体層２００及びドレイン電極３００のエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【００３７】
図３及び図４を参照すれば、前記有機ＴＦＴのゲート電極に正の電極が印加されたときには、前記有機半導体層２００にチャンネルが形成されないが、前記有機ＴＦＴのゲート電極に負の電圧が印加されたときには、前記有機半導体層２００にチャンネルが形成されることが分かる。チャンネルの形成有無についてのさらに詳細な説明は後述する。
【００３８】
図５ないし図７は、Ｐ型有機半導体層を備える有機ＴＦＴの概略的な構造と、前記有機半導体層におけるチャンネルの形成有無のような動作原理とを説明するための断面図である。
【００３９】
前記図面を参照して、有機ＴＦＴの概略的な構造を簡略に説明すれば、基板１０上に、必要に応じて、バッファ層１２が備えられ、前記バッファ層１２の上部にゲート電極１４が備えられ、前記ゲート電極１４の上部にゲート絶縁膜１６が備えられ、前記ゲート絶縁膜１６によって、前記ゲート電極１４と絶縁されるソース電極１００及びドレイン電極３００が備えられ、前記ソース電極１００とドレイン電極３００と接触する有機半導体層２００が備えられる。
【００４０】
図５は、前記ゲート電極１４に電圧を印加しなかったときの有機ＴＦＴを概略的に示す断面図であって、前記有機半導体層２００内の電荷、すなわち、正孔は、前記有機半導体層２００内に均一に分布している。この時のエネルギーバンドダイヤグラムが前述した図２の場合である。
【００４１】
前述したような構造において、前記有機ＴＦＴは、前記ゲート電極１４に電圧を印加するとき、前記有機半導体層２００に電場がかかる電界効果トランジスタの原理と同じである。素子に流れる電流は、前記ソース電極１００と前記ドレイン電極３００との間に電位差を発生させて得、このとき、前記ソース電極１００は接地されており、電子や正孔の供給源の役割を行う。
【００４２】
図６は、前記のような有機ＴＦＴの前記ゲート電極１４に正の電極を印加した場合の有機ＴＦＴを概略的に示す断面図であって、この時のエネルギーバンドダイヤグラムが前述した図３の場合である。
【００４３】
図６を参照すれば、前記ゲート電極１４に正の電極が印加されて発生する電場によって、前記有機半導体層２００内の正孔が前記有機半導体層２００の前記ゲート絶縁膜１６に対向する面の逆方向の面上に集められている。その結果、前記有機半導体層２００の前記ゲート絶縁膜１６の周辺には、運搬子（Ｐ型の場合には、正孔）が存在しない空乏層が生じる。したがって、前記のような場合に、前記ソース電極１００と前記ドレイン電極３００との間に所定の電圧を印加しても、非常に小さな電流のみが流れる。
【００４４】
図７は、前記のような有機ＴＦＴの前記ゲート電極１４に負の電圧を印加した場合の有機ＴＦＴを概略的に示す断面図であって、この時のエネルギーバンドダイヤグラムが前述した図４の場合である。
【００４５】
図７を参照すれば、前記ゲート電極１４に負の電圧が印加されて発生する電場によって、前記有機半導体層２００内の正孔が前記有機半導体層２００の前記ゲート絶縁膜１６に対向する面上に蓄積される。その結果、前記有機半導体層２００の前記ゲート絶縁膜１６の周辺には、運搬子（Ｐ型の場合には、正孔）が蓄積された蓄積層が生じる。したがって、前記のような場合に、前記ソース電極１００と前記ドレイン電極３００との間に所定の電位差を印加すれば、前記蓄積層に蓄積されている複数の正孔によって電流が流れる。
【００４６】
前述したような原理により、前記ソース電極１００と前記ドレイン電極３００との間に所定の電圧を印加した状態で、前記ゲート電極１４に印加される電圧の極性を調節することによって、前記ソース電極１００と前記ドレイン電極３００との間に流れる電流の量を制御できる。このような電流量の比を点滅比（オン／オフ比）とし、前記点滅比が大きいほど良い有機ＴＦＴとなる。
【００４７】
図８は、前述したような有機ＴＦＴの動作原理において、前記図７に示したように、ゲート電極１４に負の電圧が印加されており、前記ソース電極１００とドレイン電極３００との間に所定の電圧が印加されているときの前記有機ＴＦＴのエネルギーバンドダイヤグラムを概略的に示す概念図である。
【００４８】
図８を参照すれば、前述したように、Ｐ型有機ＴＦＴの場合、ゲート電極に負の電圧が印加されて前記有機半導体層２００との間にチャンネルが形成されている。そして、前述したように、前記ソース電極１００は接地されており、正孔の供給源の役割を行い、したがって、ドレイン電極３００に負の電圧が印加されている。したがって、前記有機半導体層２００と前記ドレイン電極３００との間のエネルギー障壁、すなわち、接触抵抗は、前記ドレイン電極３００に印加される負の電圧を調節することによって制御できるので、問題にならない。
【００４９】
しかし、前述したように、ソース電極１００は、接地されているので、前記ソース電極１００と前記有機半導体層２００のエネルギー障壁、すなわち、接触抵抗は、前記ソース電極１００を構成する金属の仕事関数と前記有機半導体層のＨＯＭＯレベルとによって決定されるので、一旦、有機ＴＦＴが製造された以後には制御し難い。したがって、前記ソース電極１００と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３００と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことが重要である。
【００５０】
図９は、本発明の望ましい第１実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図であり、図１０は、前記図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００５１】
前記図面を参照すれば、ガラス材またはプラスチック材よりなる基板１０上に所定のパターンでゲート電極１４が備えられている。前記基板１０と前記ゲート電極１４との間には、前記基板１０の平滑性のためのバッファ層１２がＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＡＰＣＶＤ（Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）法を利用して介在されることもある。
【００５２】
前記ゲート電極１４としては、たとえば、ＭｏＷ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｌ／Ｃｕのような導電性金属または導電性ポリマーのような多様な導電性物質をスパッタリング及びフォトリソグラフィ工程またはインクジェット蒸着を利用して形成できる。
【００５３】
前記ゲート電極１４の上部には、前記ゲート電極１４を覆うゲート絶縁膜１６が備えられ、前記ゲート絶縁膜１６によって前記ゲート電極１４と絶縁されるソース電極１００及びドレイン電極３００がスパッタリングまたは蒸着などの成膜工程とフォトリソグラフィ工程を利用して、前記ゲート絶縁膜１６の上部に備えられる。
【００５４】
前記ソース電極１００及びドレイン電極３００は、図１０に示されたように、一定部分を前記ゲート電極１４と重畳させることができるが、必ずしもこれに限定されない。そして、前記ソース電極１００及びドレイン電極３００と接触するＰ型有機半導体層２００は、真空蒸着法または熱蒸発法を利用して備えられる。
【００５５】
一般的に、有機半導体層２００の場合、ホモレベルが約５ｅＶであるので、Ｐ型有機半導体層２００と金属で備えられるソース電極１００及びドレイン電極３００がオーミックコンタクトされるためには、前記ソース電極１００及びドレイン電極３００の仕事関数が前記有機半導体層２００のＨＯＭＯレベル２０１より大きくなければならない。したがって、有機ＴＦＴのソース電極１００及びドレイン電極３００の場合、仕事関数が大きいＡｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｒｈ、ＩｒまたはＯｓを使用することが良い。
【００５６】
一方、前記有機半導体層２００を形成する有機半導体物質としては、たとえば、ペンタセン、テトラセン、アントラセン、ナフタレン、α−６−チオフェン、α−４−チオフェン、ペリレン及びその誘導体、ルブレン及びその誘導体、コロネン及びその誘導体、ペリレンテトラカルボキシジイミド及びその誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体、パラフェニレン及びその誘導体、ポリフロレン及びその誘導体、ポリチオフェンビニレン及びその誘導体、ポリチオフェン−複素環式芳香族共重合体及びその誘導体、ナフタレンのオリゴアセン及びこれらの誘導体、α−５−チオフェンのオリゴチオフェン及びこれらの誘導体、金属を含有するかまたは含有しないフタロシアニン及びこれらの誘導体、ピロメリト酸二無水物及びその誘導体、ピロメリトジイミド及びこれらの誘導体、ペリレンテトラカルボン酸二無水物及びその誘導体、及びペリレンテトラカルボキシジイミド及びこれらの誘導体が使用されうる。
【００５７】
前記のような構造は、本実施形態だけでなく、後述する実施形態においても、同一に適用されうる。
【００５８】
前記のような構造において、有機ＴＦＴの前記ソース電極１１０の端部のうち、前記基板１０と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ドレイン電極３１０に対向する部分の長さの和２ＬＳ１が、前記ドレイン電極３１０の端部のうち、前記基板１０と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ソース電極１１０に対向する部分の長さの和２ＬＤ１より大きくなっている。
【００５９】
このとき、図９及び図１０を参照すれば、有機ＴＦＴの前記ソース電極１１０の端部のうち、前記基板１０と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ドレイン電極３１０に対向する部分は、一つではなく、前記ソース電極１１０と前記有機半導体層２００とが接触するところの端部と、前記ソース電極１１０と前記有機半導体層２００及び前記ゲート絶縁膜１６が何れも接するところの端部の二つであるため、前記部分の長さの和がＬＳ１ではなく、２ＬＳ１となり、これは、ドレイン電極３１０においても同じである。
【００６０】
前記のように、前記ソース電極１１０と前記ドレイン電極３１０とが前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ１，ＬＤ１を非対称に、正確には、前記ソース電極１１０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さを、前記ドレイン電極３１０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さより相対的に長く備えることによって、前記ソース電極１１０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３１０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００６１】
特に、前記図９及び図１０に示された有機ＴＦＴの場合、前記ソース電極１１０の端部のうち、前記基板１０と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ドレイン電極３１０に対向する部分、及び前記ドレイン電極３１０の端部のうち、前記基板１０と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ソース電極１１０に対向する部分は、それぞれ直線形状である。このような形状は、いわば長方形のソース電極１１０及びドレイン電極３１０が備えられている有機ＴＦＴである。
【００６２】
図１１は、本発明の望ましい第２実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。断面図は、前述したように、図１０を参照できる。
【００６３】
図１１を参照すれば、ソース電極１２０の端部のうち、基板と平行しており、かつ有機半導体層２００に接しつつドレイン電極３２０に対向する部分は、前記ドレイン電極３２０の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ソース電極１２０に対向する部分を覆い包む構造である。
【００６４】
特に、図１１の場合には、前記ソース電極１２０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ドレイン電極３２０に対向する部分の幅ＷＳ２と、前記ドレイン電極３２０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ソース電極１２０に対向する部分の幅ＷＤ２とは、同じであるが、前記ソース電極１２０が有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分を屈曲させることによって、前記ソース電極１２０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ２１＋ＬＳ２２＋ＬＳ２３＋ＬＳ２４＋ＬＳ２５が、前記ドレイン電極３２０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ２より長くして、前記ソース電極１２０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３２０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００６５】
図１２は、本発明の望ましい第３実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００６６】
図１２を参照すれば、ソース電極１３０の端部のうち、有機半導体層２００と接しつつドレイン電極３３０に対向する部分の幅ＷＳ３は、前記ドレイン電極３３０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ソース電極１３０に対向する部分の幅ＷＤ３より大きくすると同時に、前記ソース電極１３０が、有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分を前記ドレイン電極３３０の端部を覆い包む形状に屈曲させることによって、前記ソース電極１３０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ３１＋ＬＳ３２＋ＬＳ３３＋ＬＳ３４＋ＬＳ３５は、前記ドレイン電極３３０を前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ３より長くして、前記ソース電極１３０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３３０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００６７】
このとき、前記実施形態において、前記ソース電極１３０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分を、前記ドレイン電極３３０の端部を覆い包む形状に屈曲させるにおいて、前記ソース電極１３０は、前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分を、図１２に示されたように、複数の直線が互いに角度を有して連結させることによって、前記のような構造を有させることもあるが、図１３に示されたように、前記ソース電極１３０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分を曲線にすることによって、前記のような構造を有させることもある。
【００６８】
図１４は、本発明の望ましい第４実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００６９】
図１４を参照すれば、ソース電極１４０の端部のうち、有機半導体層２００と接しつつドレイン電極３４０に対向する部分の幅は、前記ドレイン電極３４０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ソース電極１４０に対向する部分の幅より大きくすると同時に、前記ソース電極１４０が有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分は、前記ドレイン電極３４０の端部を覆い包む形状に屈曲させ、これに加えて、前記ソース電極１４０の端部のうち、基板と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ドレイン電極３４０に対向する各端部と、前記ドレイン電極３４０の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ソース電極１４０に対向する各端部とは、互いに平行になっている。
【００７０】
前記のような構造にすることによって、前記ソース電極１４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さを、前記ドレイン電極３４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さより長くして、前記ソース電極１４０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３４０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らしつつ、前記ソース電極１４０と前記ドレイン電極３４０の相互対向する辺を平行にして、前記有機半導体層２００にチャンネルが形成された場合、前記ソース電極１４０と前記ドレイン電極３４０の電流のフローを円滑にできる。
【００７１】
もちろん、前記実施形態においても、前記ソース電極１４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分と、前記ドレイン電極３４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分とを屈曲させるにおいて、前記ソース電極１４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分と、前記ドレイン電極３４０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分とを、図１４に示されたように、複数の直線が互いに角度を有して連結させることによって、前記のような構造を有させることができるが、図１５に示されたように、曲線にすることによって、前記のような構造を有させることもある。
【００７２】
前記第４実施形態においては、前記ドレイン電極３４０，３４２が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分が屈曲されているが、前記ドレイン電極の端部のうち、基板と平行しており、かつ有機半導体層に接しつつソース電極に対向する部分は、二つであること、すなわち、前記ドレイン電極が前記有機半導体層のチャンネル領域と接する部分が、図１２及び図１３に示されたように、直線になることもある。
【００７３】
図１６は、本発明の望ましい第５実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００７４】
図１６を参照すれば、ソース電極１５０の端部のうち、基板と平行しており、かつ有機半導体層２００に接しつつドレイン電極３５０に対向する部分は、二つの第１突出部を形成し、前記ドレイン電極３５０の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接しつつ前記ソース電極１５０に対向する部分は、前記ソース電極１５０の第１突出部の間に介在される一つの第２突出部を形成させることによって、前記ソース電極１５０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ５１＋ＬＳ５２＋ＬＳ５３を、前記ドレイン電極３５０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ５１＋ＬＤ５２＋ＬＤ５３より長くして、前記ソース電極１５０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３５０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００７５】
前記図１６において、前記第１突出部の数は二つであり、前記第１突出部の間に介在される第２突出部の数は一つであるところ、それ以上の数の第１突出部及び第２突出部を備えることもある。
【００７６】
すなわち、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、少なくとも二つ以上の第１突出部を形成し、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、前記ソース電極の第１突出部の間に介在される少なくとも一つ以上の第２突出部を形成するという条件を満足させれば、前記第１突出部の数と前記第２突出部の数は、幾つになっても問題にならない。たとえば、第１突出部の数が３つであり、第２突出部が前記第１突出部の間に介在される場合、すなわち、第２突出部の数が二つである場合を挙げられる。
【００７７】
図１７は、本発明の望ましい第６実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００７８】
図１７を参照すれば、ソース電極１６０の端部のうち、有機半導体層２００と接しつつドレイン電極３６０に向かう部分は、３つの第１突出部を備え、前記ドレイン電極３６０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ソース電極１６０に向かう部分は、前記ソース電極１６０の第１突出部の間に介在される二つの第２突出部を備えることによって、前記ソース電極１６０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ６１＋ＬＳ６２＋ＬＳ６３＋ＬＳ６４＋ＬＳ６５＋ＬＳ６６を、前記ドレイン電極３６０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ６１＋ＬＤ６２＋ＬＤ６３＋ＬＤ６４＋ＬＤ６５＋ＬＤ６６より長くして、前記ソース電極１６０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３６０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。本実施形態では、前記第１突出部のそれぞれの幅と前記第２突出部のそれぞれの幅とは、同一になっている。
【００７９】
もちろん、前記実施形態において、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、少なくとも二つ以上の第１突出部を形成し、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、前記ソース電極の第１突出部の間に介在される少なくとも一つ以上の第２突出部を形成するという条件を満足させれば、前記第１突出部の数と前記第２突出部の数とは、幾つになっても問題にならない。
【００８０】
図１８は、本発明の望ましい第７実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００８１】
図１８を参照すれば、ソース電極１７０の端部のうち、有機半導体層２００と接しつつドレイン電極３７０に向かう部分は、３つの第１突出部を備え、前記ドレイン電極３７０の端部のうち、前記有機半導体層２００と接しつつ前記ソース電極１７０に向かう部分は、前記ソース電極１７０の第１突出部の間に介在される二つの第２突出部を備えることによって、前記ソース電極１７０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ７１＋ＬＳ７２＋ＬＳ７３＋ＬＳ７４＋ＬＳ７５＋ＬＳ７６を、前記ドレイン電極３７０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ７１＋ＬＤ７２＋ＬＤ７３＋ＬＤ７４＋ＬＤ７５＋ＬＤ７６より長くして、前記ソース電極１７０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３７０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００８２】
また、前記のような場合において、前記第１突出部のそれぞれの幅は、前記第２突出部のそれぞれの幅より広くすることによって、前記ソース電極１７０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３７０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らす効果を極大化させることもある。
【００８３】
もちろん、前記実施形態においても、前記ソース電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ドレイン電極に対向する部分は、少なくとも二つ以上の第１突出部を形成し、前記ドレイン電極の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層に接しつつ前記ソース電極に対向する部分は、前記ソース電極の第１突出部の間に介在される少なくとも一つ以上の第２突出部を形成するという条件を満足させれば、前記第１突出部の数と前記第２突出部の数は、幾つになっても問題にならない。
【００８４】
図１９は、本発明の望ましい第８実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【００８５】
本実施形態と前記第７実施形態が異なる点は、ドレイン電極３８０の端部のうち、基板と平行しており、かつ有機半導体層２００に接する部分は、二つの平行した線分を形成するという点である。すなわち、前記ドレイン電極３８０の端部のうち、前記基板と平行しており、かつ前記有機半導体層２００に接する部分は、互いに切れずに連結される二つの平行した線分を形成するということを意味する。
【００８６】
図１９を参照すれば、前記ドレイン電極３８０の部分のうち、ＬＤ８４の長さで表示された部分も、前記有機半導体層２００に接しているということを意味し、これは、前記ソース電極１８０及びドレイン電極３８０が前記有機半導体層２００のチャンネル領域に接する長さが、長くなるということを意味する。この場合においても、前記ソース電極１８０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＳ８１＋ＬＳ８２＋ＬＳ８３＋ＬＳ８４＋ＬＳ８５＋ＬＳ８６＋ＬＳ８７を、前記ドレイン電極３８０及び前記有機半導体層２００のチャンネル領域と接する部分の長さＬＤ８１＋ＬＤ８２＋ＬＤ８３＋ＬＤ８４＋ＬＤ８５＋ＬＤ８６＋ＬＤ８７より長くして、前記ソース電極１８０と前記有機半導体層２００との接触抵抗を、前記ドレイン電極３８０と前記有機半導体層２００との接触抵抗より相対的に減らすことができる。
【００８７】
一方、前述したように、有機ＴＦＴにおいては、ソース電極は接地されているので、前記ソース電極と前記有機半導体層のエネルギー障壁、すなわち、接触抵抗は、前記ソース電極を構成する金属の仕事関数と前記有機半導体層のＨＯＭＯレベルとによって決定されるので、一旦、有機ＴＦＴが製造された以後には、前記接触抵抗を制御し難い。したがって、前記ソース電極と前記有機半導体層との接触抵抗を、前記ドレイン電極と前記有機半導体層との接触抵抗より相対的に減らすことが重要である。
【００８８】
したがって、前述した実施形態のように、前記ソース電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ドレイン電極に向かう部分の長さを、前記ドレイン電極の端部のうち、前記有機半導体層と接しつつ前記ソース電極に向かう部分の長さより長くすると同時に、前記ソース電極及び前記ドレイン電極の材料を異ならせて、前記ソース電極の接触抵抗をさらに減らすこともある。
【００８９】
すなわち、前記ドレイン電極を構成する材料の仕事関数よりさらに大きい仕事関数を有する材料で前記ソース電極を形成することによって、前記ソース電極と前記有機半導体層との接触抵抗を、前記ドレイン電極と前記有機半導体層との接触抵抗より相対的に下げることができる。
【００９０】
一般的に、ドレイン電極の材料として使われる物質は、ＭｏＷ、ＡｌまたはＩＴＯのようなものがあり、これら仕事関数は、約５．０ｅＶ以下の値を有しているので、前記ソース電極を約５．０ｅＶないしそれ以上の仕事関数を有するＡｕ、Ｐｔ、ＰｄまたはＮｉで備えることによって、前記ソース電極と前記有機半導体層との接触抵抗を、前記ドレイン電極と前記有機半導体層との接触抵抗より相対的に下げることができる。
【００９１】
本発明の有機ＴＦＴは、前述したような基板、バッファ層、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極及びドレイン電極、及び有機半導体層の順序でなされる積層構造以外に、多様な積層構造の有機ＴＦＴに適用されうる。たとえば、前記実施形態において、有機半導体層の位置は、ソース電極及びドレイン電極の上部に備えられると表現されたが、本発明の範囲は、コプラナー型、インバースコプラナー型、スタガード型、インバーススタガード型を問わずに適用されうる。
【００９２】
前述したように、ＬＣＤやＥＬＤのような平板表示装置には、各画素の動作を制御するスイッチング素子及び各画素の駆動素子、そしてその外の各種ドライバーとしてＴＦＴが使われるところ、前記のような構造の有機ＴＦＴを、そのような平板表示装置の各画素の動作を制御するスイッチング素子及び駆動素子、そしてその外の各種ドライバーのＴＦＴとして備えることができる。駆動ＴＦＴとして使われる場合、ソース電極及びドレイン電極のうち何れか一つの電極に平板表示装置の第１電極が連結されうる。
【００９３】
本発明による有機ＴＦＴは、特に、有機ＥＬＤ（ＯＥＬＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ  ＥＬＤ）に有用に使用されうるところ、そのような構造の平板表示装置を説明すれば、次の通りである。
【００９４】
ＯＥＬＤは、発光層での発光色相によって、多様な画素パターンを備えるが、たとえば、赤色、緑色及び青色の画素を備える。前記赤色、緑色及び青色で形成される各副画素は、自発光素子である有機電界発光素子及び前記有機電界発光素子に連結される少なくとも一つ以上のＴＦＴを備えるが、前記ＴＦＴは、前述した実施形態によるＴＦＴとなりうる。もちろん、これ以外にも、キャパシタが備えられることもある。
【００９５】
前記有機電界発光素子は、電流駆動方式の発光素子であって、前記素子を構成する両電極間の電流のフローによって、赤色、緑色または青色の光を発光して、所定の画像を具現する。前記有機電界発光素子の構成を簡略に説明すれば、前述した有機ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極のうち、何れか一つの電極に連結された第１電極と、全体画素を覆うようにまたは各画素に対応するように備えられた第２電極、及びこれら第１電極と第２電極との間に配置される少なくとも発光層を含む有機膜で備えられた中間層で構成される。本発明は、必ずしも前記のような構造に限定されず、多様なＯＥＬＤの構造がそのまま適用されうる。
【００９６】
前記第１電極は、アノード電極の機能を行い、前記第２電極は、カソード電極の機能を行うが、もちろん、これら第１電極と第２電極の極性は、逆になってもよい。
【００９７】
前記第１電極は、透明電極または反射型電極が備えられるが、透明電極として使われるときには、たとえば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３が使用される。一方、反射型電極として使われるときには、たとえば、Ａｇ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｎｄ、Ｉｒ、Ｃｒ、またはこれらの化合物で反射膜を形成した後、その上に、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３が備えられる。
【００９８】
前記第２電極も、透明電極または反射型電極が備えられるが、透明電極として使われるときには、前記第２電極がカソード電極として使われるので、仕事関数が小さな金属、たとえば、Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、またはこれらの化合物が前記有機膜で備えられた中間層に向かうように蒸着した後、その上に、たとえば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、またはＩｎ２Ｏ３のような透明電極形成用物質で補助電極層やバス電極ラインを備えることができる。そして、反射型電極として使われるときには、前記Ｌｉ、Ｃａ、ＬｉＦ／Ｃａ、ＬｉＦ／Ａｌ、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｇ、またはこれらの化合物を全面蒸着して形成する。しかし、必ずしもこれらに限定されず、第１電極及び第２電極として導電性ポリマーのような有機物を使用することもある。
【００９９】
一方、前記有機膜で備えられた中間層としては、低分子有機膜または高分子有機膜で備えられうる。
【０１００】
低分子有機膜を使用する場合、前記中間層は、ホール注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、ホール輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ）、発光層（ＥＭＬ：ＥＭｉｓｓｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）、電子輸送層（ＥＴＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｌａｙｅｒ）及び電子注入層（ＥＩＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｙｅｒ）が、単一あるいは複合の構造で積層されて形成され、使用可能な有機材料も、たとえば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス−８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）をはじめとして、多様に適用可能である。このような低分子有機膜は、真空中で有機物を加熱して蒸着する方式で形成されうる。もちろん、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて多様な層として構成できる。
【０１０１】
高分子有機膜を使用する場合には、前記中間層は、大体、ＨＴＬ及びＥＭＬで備えられうる。前記高分子ＨＴＬは、たとえば、ポリエチレンジヒドロキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）や、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）を使用して、インクジェットプリンティングやスピンコーティング法によって形成されうる。
【０１０２】
前記高分子有機ＥＭＬは、ＰＰＶ、溶解性ＰＰＶ、Ｃｙａｎｏ−ＰＰＶ、ポリフロレンで備えられ、インクジェットプリンティングやスピンコーティングまたはレーザを利用した熱転写方式などの通常の方法でカラーパターンを形成できる。もちろん、このような高分子有機層の場合にも、前記中間層の構造は、必ずしもこれに限定されず、必要に応じて多様な層として構成できる。
【０１０３】
前述したような構造で形成されたＯＥＬＤは、前記有機電界発光素子の第１電極に前述した有機ＴＦＴが少なくても一つ以上連結されて、前記第１電極に流入される電流のフローを制御することによって、各画素の発光如何を制御する。この場合、基板としてフレキシブルなプラスチック基板を使用して、フレキシブルＯＥＬＤを構成することもある。
【０１０４】
一方、前述したように、液晶表示パネルにも前記有機ＴＦＴが備えられるところ、前記液晶表示パネルの構造を簡略に説明すれば、次の通りである。
【０１０５】
相互対向した第１基板と第２基板との間に液晶層に配向する培養層が備えられ、前記培養層と前記第１基板との間には、第１電極が、前記培養層と第２基板との間には、第２電極が備えられ、前記第２基板と前記第２電極との間には、カラーフィルタ層が備えられる。
【０１０６】
前記第１基板の前記第２基板方向の面反対側面には、第１偏光層が、前記第２基板の前記第１基板方向の面反対側面には、第２偏光層が備えられ、前記第２偏光層の上面には、保護フィルムが備えられる。
【０１０７】
前記のような構造の液晶パネルにおいて、前記第１電極が前述したような有機ＴＦＴに連結されることによって、前記有機ＴＦＴによって制御された外部信号によって、前記第１電極と第２電極とに電位差が形成され、前記電位差によって、前記液晶層の配列が決定され、前記液晶層の配列によって、前記液晶パネルの第１基板の下部に備えられるバックライトユニット（ＢＬＵ：Ｂａｃｋ  Ｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ）から供給される可視光線が遮蔽または通過し、通過した光が前記カラーフィルタ層を通過しつつ、色を帯びて画像を具現する。
【０１０８】
前述したような本発明による有機ＴＦＴは、各副画素に搭載されることもあり、画像が具現されないドライバー回路にも搭載可能である。そして、平板表示装置以外の電子シート、スマートカード、商品タグまたはＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用プラスチックチップ（スマートタグ、ＲＦＩＤ）などのＴＦＴを備える全ての装置に備えられうる。
【０１０９】
本発明は、図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが分かる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、ソース電極の有機半導体層に接する部分の長さを、ドレイン電極の有機半導体層に接する部分の長さより長くして、ソース電極と有機半導体層との接触抵抗を低減することによって、有機ＴＦＴの素子特性が改善され、消費電力の浪費が防止された有機ＴＦＴ及び平板ディスプレイ装置分野に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ソース電極、Ｐ型有機半導体層及びドレイン電極が互いに接合される前のそれぞれのエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【図２】ソース電極、Ｐ型有機半導体層及びドレイン電極がオーミックコンタクトされた後のそれぞれのエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【図３】有機ＴＦＴのゲート電極に正の電圧が印加されたときのソース電極、有機半導体層及びドレイン電極のエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【図４】有機ＴＦＴのゲート電極に負の電圧が印加されたときのソース電極、有機半導体層及びドレイン電極のエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【図５】有機ＴＦＴの概略的な構造及び動作原理を説明するための有機ＴＦＴの概略的な断面図である。
【図６】有機ＴＦＴの概略的な構造及び動作原理を説明するための有機ＴＦＴの概略的な断面図である。
【図７】有機ＴＦＴの概略的な構造及び動作原理を説明するための有機ＴＦＴの概略的な断面図である。
【図８】有機ＴＦＴのゲート電極とドレイン電極とに負の電圧が印加されたときのソース電極、有機半導体層及びドレイン電極のエネルギーバンドダイヤグラムを示す概念図である。
【図９】本発明の望ましい一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１０】前記図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】本発明の望ましい他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１２】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１３】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１４】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１５】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１６】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１７】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１８】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【図１９】本発明の望ましいさらに他の一実施形態による有機ＴＦＴを概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１４…ゲート電極、
１６…ゲート絶縁膜、
１１０…ソース電極、
２００…有機半導体層、
３１０…ドレイン電極、
ＬＤ１，ＬＳ１…ソース電極とドレイン電極が有機半導体層のチャンネル領域と接する部分の長さ。
【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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【図１８】
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【図１９】
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