(57)【要約】【課題】本発明は、基材の表面の凹凸の低減により有機半導体素子の特性ばらつきの低減を可能にする有機半導体素子モジュールを提供する事を目的とするものである。【解決手段】表面に凹凸がある基材１０の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その凹凸緩衝保護層２０の上に有機半導体素子３８構成部分を設置する。有機半導体素子３８構成部分を、凹凸緩衝保護層２０および基材１０とで挟みこむように、第２保護層２２を設置するものである。【選択図】図１
2007123377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸がある基材の上に二または三箇所の電極部を有した有機半導体素子を有し、この電極部から延長された配線電極パターンを有した有機半導体素子モジュールであって、前記有機半導体素子と前記基材との間に凹凸緩衝保護層を設け、前記有機半導体素子を形成する凹凸緩衝保護層の表面の凹凸を基材の表面の凹凸よりも小さくし、少なくとも有機半導体素子を形成する領域に形成した有機半導体素子モジュール。
【請求項２】
表面の凹凸の深さが１００ｎｍ以上の基材を用いた請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項３】
有機半導体素子が有機半導体トランジスタ、有機半導体ＥＬ、有機半導体太陽電池、有機半導体圧力センサ、有機半導体レーザのいずれか一つである請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項４】
凹凸緩衝保護層が、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化酸化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（Ａｌ3Ｎ4）、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の材料からなる請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項５】
凹凸緩衝保護層が、積層構造である請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項６】
凹凸緩衝保護層が、少なくとも二つ以上の材料を用いた積層構造である請求項５に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項７】
有機半導体素子を被覆する第２の保護層を設けた請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項８】
第２の保護層が、酸化シリコン（ＳｉＯ2）、窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化酸化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、窒化アルミニウム（Ａｌ3Ｎ4）、熱硬化性樹脂、紫外線硬化樹脂からなる群から選ばれる少なくとも一つ以上の材料からなる請求項７に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項９】
第２の保護層が、積層構造である請求項８に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１０】
第２の保護層が、少なくとも二つ以上の材料を用いた積層構造である請求項９に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１１】
凹凸緩衝保護層および第２の保護層が、有機半導体素子の形状よりも大きい請求項７に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１２】
基材と凹凸緩衝保護層との間に接着膜層を設けた請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１３】
接着膜層が、金属酸化物とした請求項１２に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１４】
接着膜層が、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる少なくとも１つの金属を含有する請求項１２に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１５】
有機半導体素子が基材の上に平面的に複数個配置された単層の回路基板とした請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１６】
回路基板の上に電子部品を実装した請求項１５に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１７】
積層した回路基板とした請求項１５に記載の有機半導体モジュール。
【請求項１８】
有機半導体素子を基材の両面に配置し、前記有機半導体素子を接続するためのスルホール電極または端面に接続電極を有し、両面にある配線電極パターンとスルホール電極または接続電極によって両面の有機半導体素子を接続する回路基板とした請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項１９】
回路基板の上に電子部品を実装した請求項１８に記載の有機半導体素子モジュール。
【請求項２０】
積層した回路基板とした請求項１８に記載の有機半導体モジュール。
【請求項２１】
基材が、樹脂、紙、セラミック材料のいずれか一つを含んだ請求項１に記載の有機半導体素子モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材の上に有機半導体素子を有する有機半導体素子モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機半導体材料を用いた電子デバイスの開発が広く行われており、有機半導体素子とよばれる有機トランジスタ、有機ＥＬ、有機半導体太陽電池、有機半導体レーザ等が報告されている。このような有機半導体素子はローコストで、ガラスやプラスチック基板の上に集積回路を形成する技術として有望視されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は前記従来の有機半導体素子モジュールを示す断面図であり、有機電子素子１０１の保護層として、有機電子素子１０１を被覆するように第２保護層１９０を形成し、さらに有機電子素子１０１と基板１００との間に第１保護層１８０を形成する。そして、この第１および第２保護層１８０、１９０のいずれか又は両方を、少なくともプラズマ重合膜１０４によって、気相成長無機膜１０６をはさんだ積層構造とすることによって、長期間の高い防湿性に優れた有機半導体素子モジュールが可能となっている。
【特許文献１】特開２００４−８７２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、特にポリイミドあるいはガラス・エポキシのような有機高分子を含んだ基材あるいはセラミック基板などにおいては、シリコンウエハあるいはガラス基板などの無機材料からなる基材と比較すると、基材の表面の凹凸が大きくなっており、この凹凸の上に有機半導体素子を構成する横型有機トランジスタにおいてはゲート−ソース間の容量ばらつき、およびゲート−ドレイン間の容量ばらつき等が発生し、縦型有機半導体素子では有機半導体素子層の厚みがばらつくことによって電流密度のばらつきが生じる等の有機半導体素子の特性ばらつきの要因となる。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、表面に凹凸がある基材において、有機半導体素子の特性ばらつきの低減を実現した有機半導体素子モジュールを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、表面に凹凸がある基材の上に二または三箇所の電極部を有した有機半導体素子を有し、この電極部から延長された配線電極パターンを有した有機半導体素子モジュールであって、前記有機半導体素子と前記基材との間に凹凸緩衝保護層を設け、前記有機半導体素子を形成する凹凸緩衝保護層の表面の凹凸を基材の表面の凹凸よりも小さくし、少なくとも有機半導体素子を形成する領域に形成するという構成を有しており、これにより、凹凸緩衝保護層と有機半導体素子との境界面の凹凸を小さくすることができ、有機半導体素子の特性ばらつきを抑えた有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の有機半導体素子モジュールは、表面に凹凸がある基材を用いた場合でも有機半導体素子と凹凸緩衝保護層の接合面の凹凸を低減することによって、有機半導体素子の特性ばらつきの発生を低減できる有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図である。
【００１０】
図１において、表面に凹凸がある基材１０の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その凹凸緩衝保護層２０の上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４、有機半導体３５を設けて、有機半導体素子３８を構成している。そして、必要に応じて前記有機半導体３５、ソース電極３４、ドレイン電極３３およびゲート絶縁膜３２を被覆するように第２保護層２２を形成している。
【００１１】
ここで、凹凸のある基材１０としては、有機高分子としてポリイミド材料、ポリエステル材料、ポリエチレン材料、ポリエチレンテレフタレート材料、アラミド・エポキシ材料、ガラス・エポキシ材料、ポリカーボネート材料、または紙等の材料を用いることにより弾性を有した有機半導体素子モジュールを実現することができる。さらに、石英ガラス、合成ガラスなどのガラス基板、あるいはアルミナ、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等のセラミック基板なども用いることができ、耐熱性に優れた有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【００１２】
通常、このような基材１０の表面には１００ｎｍ以上の凹凸の深さがあるが、凹凸緩衝保護層２０を設けることによって表面を研磨したりする必要がなくなり、生産性に優れた有機半導体素子モジュールを提供することができる。
【００１３】
本実施の形態１では、ポリイミドフィルム基材を用いた有機半導体素子モジュールを例として説明する。
【００１４】
ここで、凹凸緩衝保護層２０は基材１０の凹凸に沿って凹凸形状が埋まるような形状を有し、その厚みは基材１０の表面凹凸の深さよりも大きく、特に２倍程度以上の膜厚が好ましい。そして、凹凸緩衝保護層２０の基材１０側と反対の面、すなわち有機半導体素子３８に面した側は、基材１０の凹凸の深さが低減された形状を有するように形成しておくことが好ましい。特に、基材１０の凹凸の深さの１／１０００程度以上に小さくすることがより好ましい。
【００１５】
このような構造を実現するために凹凸緩衝保護層２０を積層構造とすることによって異なったプロセスを用いて凹凸緩衝保護層２０の表層の平滑性を高めることができる。また、凹凸緩衝保護層２０を紫外線硬化樹脂などの樹脂と酸化シリコン等の金属酸化物との二つ以上の材料を用いて積層構造とすることによって前記作用に加えて機械的強度を制御することができる。
【００１６】
さらに、凹凸緩衝保護層２０の材料は、水分およびガスの浸透することを防止することも信頼性の観点から好ましい。特に、酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化サンタル、アルミナ、窒化アルミニウム、熱硬化性樹脂および紫外線硬化樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の材料を用いて形成することが好ましく、紫外線硬化樹脂などの樹脂と酸化シリコン等の金属酸化物との二つ以上の材料を用いて積層構造とすることがより好ましい。
【００１７】
また、前記凹凸緩衝保護層２０の形状は、使用する材料により異なるが、紫外線硬化樹脂と酸化シリコンを複合した材料構成とする場合、紫外線硬化樹脂のペースト液状材料である場合、ペーストもしくは溶液状のものを印刷等により塗布して、基材１０の表面の凹凸を埋めた後に、紫外線を比較的長い時間照射して硬化状態とし、その後、酸化シリコン膜をつけ、さらにその上に紫外線硬化樹脂を塗布した後に紫外線を短い時間照射して半硬化状態とし、この半硬化状態は比較的柔らかい状態であるので、平面度がでた離型しやすい金型等で押えて基材１０と反対側の面の前記凹凸緩衝保護層２０の表面の凹凸を低減し、再度紫外線を当てて完全に硬化させ、その上に再度酸化シリコン膜をつけることで凹凸緩衝保護層２０の基材１０と反対側すなわち有機半導体素子３８の側の凹凸を大幅に低減した凹凸緩衝保護層２０を形成することができる。
【００１８】
また、凹凸緩衝保護層２０を塗布、真空蒸着またはスパッタ法等を用いて、同じ材料で積層したり、または異なる材料、異なる工法を用いて積層したりすることによって凹凸をより低減したり、信頼性に優れた有機半導体素子モジュールを可能にすることもできる。このような基材１０の表面の凹凸よりも低減された凹凸緩衝保護層２０を設けることによって、ゲート絶縁膜３２の膜厚を寸法精度良く形成することができることから、ソース電極３４−ゲート電極３１間またはドレイン電極３３−ゲート電極３１間の絶縁膜の距離のばらつきが減少し、ソース電極３４−ゲート電極３１間、またはドレイン電極３３−ゲート電極３１間の容量ばらつき（特性ばらつき）を減少することができる。加えて、ドレイン電極３３−ソース電極３４間の有機半導体３５がキャリア移動状態になるために与えるゲート電極３１−ソース電極３４間の開始電圧の変動ばらつきを減少することができる。
【００１９】
さらに、できた有機半導体素子３８の曲げに対する剛性を大きくすることができるとともに、水分、ガス等の基材１０側からの侵入を防止する効果も合わせて得られる。
【００２０】
また、第２保護層２２は必ずしも必要ではないが、この第２保護層２２を設けることによって、露出した有機半導体素子３８の表面から侵入してくる水分、ガス等を防止するという効果を有するとともに、有機半導体素子３８の曲げに対する剛性を大きくすることも可能である。この第２保護層２２の材質としては、好ましくは酸化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化サンタル、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、熱硬化性樹脂および紫外線硬化樹脂からなる群から選ばれる少なくとも１つ以上の材料を用いて形成することが好ましい。さらに、厚み寸法に制約が少なければ、積層構造としたり、紫外線硬化樹脂などと酸化シリコン等の無機物との複合膜がより好ましい。
【００２１】
また、図１に示すように有機半導体素子３８が凹凸緩衝保護層２０、および第２保護層２２の面積よりも小さく形成して構成されている。このような構成とすることにより、より信頼性の高い有機半導体素子モジュールを実現することができる。また、各電極から引き出されている配線層４０と有機半導体素子以外の部分３９を設けている。このことで、有機半導体素子３８が形成された領域は曲げに対する剛性が大きくなり、基材１０もしくは基材１０と配線層４０のみで構成された領域は曲げに対する剛性を小さくできる。この有機半導体素子３８は基材１０の縦方向、横方向に設けられることが可能であるので、そのような配置にすれば、有機半導体素子モジュールを折り曲げる力が作用した場合、曲げに対する剛性の小さい基材１０の所定の領域が曲がり、有機半導体素子３８を形成した領域の曲げを抑制することができ、有機半導体素子３８のクラック等の損傷の発生を低減することができる。
【００２２】
また、同時に第２保護層２２を形成していることによって、水分およびガスの侵入による絶縁劣化等の信頼性低下の低減を実現することもできる。
【００２３】
次に、図２は本発明の実施の形態１における他の例の有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図である。
【００２４】
図２において、表面に凹凸のある基材１０の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その凹凸緩衝保護層２０の上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２およびソース電極３４を設け、ソース電極３４の上に有機半導体３５を設け、その上にドレイン電極３３を設けている。また、ゲート絶縁膜３２はゲート電極３１とドレイン電極３３、有機半導体３５、ソース電極３４とによって挟み込まれる構造に配置されている。そして、ゲート電極３１を凹凸緩衝保護層２０と第２保護層２２とで覆うように構成している。それぞれの構成材料については、図１の構成と同じであるため、ここでの説明は省略する。このような立型有機半導体素子トランジスタの構成をとることにより、有機半導体３５の層厚みを薄くすることにより電流密度を大きくとり、大きな電流で周辺素子を駆動できることが大きな利点とされており、凹凸緩衝保護層２０を設けた構成とすることによって、ソース電極３４が基材１０の凹凸に左右されにくくなり、有機半導体３５の層厚みを薄くすることが可能になる。また、ドレイン電極３３とソース電極３４との間の寸法ばらつきを低減させることができ、電流密度のばらつきを低減できることが可能である。
【００２５】
さらに、有機半導体素子モジュール全体に折り曲げする力が働いた場合にも、剛性の強い有機半導体素子３８と屈曲性がある有機半導体素子以外の部分３９とで構成することによって、曲げに対して有機半導体素子３８をクラック等の損傷から防ぐことができる。
【００２６】
次に、図３は二つの電極を有した有機半導体素子モジュールの構成を示す断面図である。
【００２７】
図３において、凹凸がある基材１０の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その凹凸緩衝保護層２０の上に電極３７、有機半導体３５および電極３６を設ける。このとき、有機半導体３５は少なくとも１層以上であれば良い。この電極３７、有機半導体３５−１、３５−２、３５−３と電極３６を有機半導体素子３８とする。その有機半導体素子３８を凹凸緩衝保護層２０と第２保護層２２により被覆するように構成されている。このような有機半導体素子３８が有機半導体ＥＬである場合には、凹凸のある基材１０が透明基材、例えばガラス、透明樹脂などがある。また、電極３７はＩＴＯなどの透明正極電極であり、有機半導体３５−１が正孔輸送層有機半導体であり、有機半導体３５−２が発光層有機半導体であり、有機半導体３５−３が電子輸送層であり、電極３６は陰極金属電極である。また、逆の構成にしてもよい。すなわち基材１０および凹凸緩衝保護層２０は透明材料でなくてもよく、図１にて説明した基材１０および凹凸緩衝保護層２０でよい。
【００２８】
以上のような構成により、有機半導体３５−１、３５−２、３５−３の厚みばらつきを抑制することができることから有機半導体素子３８の厚みを薄くすることができ、正孔の移動もしくは電子の移動量を増加させることができる。その結果、発光するエネルギを増加させることができるとともに、信頼性に優れた、より明るい有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【００２９】
さらにまた、有機半導体素子モジュール全体に折り曲げの力が働いた場合でも、剛性の強い有機半導体素子３８と屈曲性がある有機半導体素子以外の部分３９とで構成することで、曲げに対して有機半導体素子３８をクラック等の損傷から防ぐことができる有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【００３０】
次に、有機半導体素子３８が有機半導体太陽電池の場合、例えば、凹凸のある基材１０が透明材料であり、その上に透明材料の凹凸緩衝保護層２０を設ける。この場合、材料は透明ガラス、透明樹脂がより好ましい。また透明材料に１００〜１０００オングストロームの酸化シリコン等の金属酸化膜を設置することが好ましい。その上に有機半導体３５−１がＺｎＰｃなどの材料より構成されるｐ型有機半導体膜を形成し、有機半導体３５−２がＺｎＰｃとフラーレンＣ−６０などの材料で構成されるｉ（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ）層有機半導体膜であり、有機半導体３５−３がフラーレンＣ−６０などの材料で構成されるｎ型有機半導体膜である。その上に金属電極３６を構成する。また、有機ＥＬの説明と同じように逆構成にしてもよい。以上のような構成とすることによって、有機半導体３５−１、３５−２、３５−３の厚みばらつきを抑制することができ、特に有機半導体３５−２のｉ層有機半導体膜の膜厚のばらつきを抑えることにより、エネルギ変換効率が極大となる膜厚を実現することができる。
【００３１】
図４は、本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図である。
【００３２】
図４において、凹凸がある基材１０の上に接着膜層２３を設け、その上に凹凸緩衝保護層２０を設けているところが大きく異なっているところである。そして、その凹凸緩衝保護層２０の上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４からなる有機半導体３５を形成し、この有機半導体３５の全体を被覆するように第２保護層２２を形成している。このように接着膜層２３を設けた構成とすることによって、特に基材１０と凹凸緩衝保護層２０との密着性を向上させることができ、この接着膜層２３は金属酸化物を用いることが好ましく、この接着膜層２３は凹凸緩衝保護層２０と基材１０の間だけでなく、配線層４０、第２保護層２２および第３保護層２４との接着力を高める必要がある場合、その中間に設けても構わない。
【００３３】
また、前記接着膜層２３はＣｒ、ＮｉＣｒ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｇｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、ＭｏおよびＷからなる群から選ばれる少なくとも１つの金属から構成されることによっても同様の効果を発揮することができる。
【００３４】
さらに、前記第２保護層２２を覆い囲うように第３保護層２４を設置し、この第３保護層２４は有機半導体素子３８だけでなく、有機半導体素子以外の部分３９の上にも被覆しており、この第３保護層２４は、特に樹脂材料による保護膜が好ましく、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが好ましく、この第３保護層を設けることによって、外部からのこすれなどの機械的ストレスに対して、有機半導体素子３８および配線パターンなどの機械的損傷を防止することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態２における有機半導体素子モジュールである単層の回路基板の断面図である。
【００３７】
図５において、凹凸のある基材１０の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その上に複数の有機半導体素子３８を構成するゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４、有機半導体３５を有する有機半導体トランジスタを形成している。さらに、有機半導体素子３８の上に第２保護層２２を形成し、有機半導体素子以外の部分３９にある配線層４０の上には必要に応じて配線層４１を積層して配置している。そして、有機半導体素子３８、有機半導体素子以外の部分３９のすべての上から第３保護層を設けた単層の回路基板からなる有機半導体素子モジュール７１を構成している。このとき、配線層４１は金属薄膜、Ｃｕ、Ａｇ等の金属ペースト、Ｃｕめっき、Ｎｉめっき、Ａｇめっき等の金属めっきで構成されることが好ましい。このような構成とすることによって、特性ばらつきが低減され、かつ第２保護層２２を設けることによって、水分、ガス侵入の影響が低減された有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【００３８】
さらに、折り曲げ、こすれ等の機械的ストレスに対して優れた特性を有する有機半導体素子モジュール７１を提供することができる。
【００３９】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【００４０】
図６は、本発明の実施の形態３における有機半導体素子モジュールの断面図である。
【００４１】
図６において、凹凸のある基材１０の両面に凹凸緩衝保護層２０を設け、その上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４を形成した有機半導体素子３５を有する有機半導体トランジスタを形成している。さらに、この有機トランジスタの上に第２保護層２２を設置する。有機半導体素子以外の部分３９にある配線層４０の上には配線層４１を形成したものである。
【００４２】
そして、両面にある配線層４０、４１間の貫通孔４２にスルホール電極４３を形成することにより、両面にある配線層４０、４１および有機半導体素子３８と電気的に接続して両面基板としての有機半導体素子モジュール７２を構成している。この構造を構成することで、高密度実装に優れた有機半導体素子モジュールを実現することができる。
【００４３】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【００４４】
図７は本発明の実施の形態４における有機半導体素子モジュールである回路基板を多層にした構造を説明するための断面図である。
【００４５】
図７において、凹凸のある基材１０の各層に凹凸緩衝保護層２０を設け、その上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４および有機半導体３５からなる有機半導体素子３８（有機半導体トランジスタ）を形成している。そして、絶縁保護の観点から有機半導体素子３８の上に第２保護層２２を形成している。また、有機半導体素子以外の部分３９にある配線層４０の上には強度の観点から配線層４１、４５を設け、この配線層４４の間の貫通孔４２の内部に形成したスルホール電極４６を形成することにより、各層にある有機半導体素子３８と電気的に接続を可能にしている。このような構成とすることによって、特性ばらつきが低減された有機半導体素子３８を形成した多層構造の有機半導体素子モジュールを実現することができる。さらに、第２保護層２２を設けることによって、水分、ガス侵入の影響が低減された高信頼性を有する有機半導体素子モジュール７３を実現することができる。
【００４６】
なお、有機半導体素子３８の下面部のみに凹凸緩衝保護層２０を設けることによって曲げなどのフレキシビリティに富んだ有機半導体素子モジュールを提供することも可能であり、さらに最外層部のみに第３保護層２４を設けることによって、こすれ等の機械的ストレスに対して強くすることができる。
【００４７】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【００４８】
図８は、本発明の実施の形態５における多層基板の上に回路部品、実装部品を実装した有機半導体素子モジュールの断面図である。
【００４９】
図８において、凹凸のある基材１０の各層に凹凸緩衝保護層２０を設け、その上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３、ソース電極３４、有機半導体３５を有する有機半導体素子（有機半導体トランジスタ）３８を形成している。その有機半導体素子３８の上に第２保護層２２を形成している。
【００５０】
ここで、特に前記有機半導体素子３８、有機半導体素子以外の部分３９の他に、配線層４０、４１と電気的に接続された配線層５２と抵抗６１が電気的に接続され、さらに抵抗５１と配線層５２とが電気的に接続され、その上に配線層４４が接続されている。また他の層には、配線層５２、誘電体層６２および配線層５３によってコンデンサを形成している。
【００５１】
また、最外層には、チップ部品６３は配線層４４、４７に接続されている。さらに、最外層の基材１０の上に穴を配置し、その穴の中に、ＩＣ６７を配置している。
【００５２】
また、下面の最外層には、有機半導体素子３８、有機半導体ＥＬ６４および有機半導体太陽電池６５が配線層４０により接続されている。この有機半導体ＥＬ６４と有機半導体太陽電池６５は、好ましくは透明なガラス材料もしくは透明樹脂材料によって構成された第２保護層２２を配置し、さらに、有機半導体素子圧力センサスイッチ６６を配置している。
【００５３】
このような構成とすることによって、特性ばらつきが低減された多層基板の上に電子部品、半導体部品などを実装した回路モジュール７４からなる有機半導体素子モジュールを提供することができる。そして、この回路モジュール７４を携帯機器等に用いることによって、組み立て工数の少ない電子機器を提供することができる。
【００５４】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６における有機半導体素子モジュールについて、図面を参照しながら説明する。
【００５５】
図９は、本発明の実施の形態６における変形加工された基材１０の上に有機半導体素子３８を配置した有機半導体素子モジュールの断面図である。
【００５６】
図９において、基材１０に金属を用いているが、加工された基材１０は、樹脂材料、セラミック材料でもよい。変形加工された基材１０は放熱フィンとして加工したものであり、金属からなる基材１０の上に絶縁層１１が形成されている。この絶縁層１１も基材１０の一部とみなして絶縁層付き金属基材１２とする。その絶縁層付き金属基材１２の上に凹凸緩衝保護層２０を設け、その凹凸緩衝保護層２０の上にゲート電極３１、ゲート絶縁膜３２、ドレイン電極３３およびソース電極３４を形成する。そのドレイン電極３３、ソース電極３４およびゲート絶縁膜３２の上に有機半導体３５を形成し、その表層に第２保護層２２を設置する。
【００５７】
さらに、第３保護層２４を形成する。この第３保護層２４は、樹脂材料による保護膜であり、好ましくは曲げやすいポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂等が好ましく、外部からのこすれなどの機械的ストレスに対して、有機半導体素子３８および配線層４０の機械的損傷を防止できる。
【００５８】
この構成をとることで、金属の放熱性を利用することが可能になり、有機半導体トランジスタなどからの発熱をすばやく冷却フィン構造を有する金属からなる基材１０へ逃がすことができる有機半導体素子モジュールを提供することができる。
【００５９】
なお、基材１０は通貨と同等の扱いができる紙などを用いた各種カードなどにも用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明にかかる有機半導体素子モジュールは、基材側の凹凸緩衝保護層の有機半導体素子との接合面の凹凸の低減と水分、酸素などのガス侵入による絶縁劣化等の信頼性低下防止と凹凸緩衝保護層との接着性向上という効果を有し、基材の上に有機半導体素子を有する有機半導体素子モジュールなどの用途として有用であり、および有機半導体素子モジュールを有する回路基板等などの用途等としても有用であり、および有機半導体素子モジュールを有する回路モジュールなどの用途として有用であり、特にその有機半導体素子と基材とを接着するための接着層などの用途等として有用であり、また、その有機半導体素子を保護するための保護層などの用途等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図
【図２】本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図
【図３】電極が２電極の有機半導体素子モジュールの実施形態の構成を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１における有機半導体素子モジュールである横型有機半導体トランジスタの断面図
【図５】本発明の実施の形態２における有機半導体素子モジュールである単層基板の断面図
【図６】本発明の実施の形態３における有機半導体素子モジュールである両面基板の断面図
【図７】本発明の実施の形態４における有機半導体素子モジュールである多層基板の断面図
【図８】本発明の実施の形態５における有機半導体素子モジュール付き多層基板上に回路部品、実装部品を実装した有機半導体素子モジュール付き回路モジュールの断面図
【図９】本発明の実施の形態６における変形加工された基材の上に有機半導体素子を配置したことを特徴とする有機半導体素子モジュールの断面図
【図１０】従来の有機半導体素子モジュールを示す断面図
【符号の説明】
【００６２】
１０  基材
１８  第１保護層
１９  第２保護層
２０  凹凸緩衝保護層
２２  第２保護層
２３  接着膜層
２４  第３保護層
３１  ゲート電極
３２  ゲート絶縁膜
３３  ドレイン電極
３４  ソース電極
３５、３５−１、３５−２、３５−３  有機半導体
３６  電極
３７  電極
３８  有機半導体素子
３９  有機半導体素子以外の部分
４０  配線層
４１  配線層
４２  貫通孔
４３  スルホール電極
４４  配線層
４５  配線層
４６  スルホール電極
４７  配線層
４８  配線層
４９  保護材
５０  配線材
５１  はんだ
５２  配線層
６１  抵抗
６２  誘電体材料
６３  表面実装部品
６４  有機半導体ＥＬ
６５  有機半導体太陽電池
６６  有機半導体圧力センサスイッチ
６７  シリコンＩＣ
６７−１  シリコンＩＣパッド
７１  有機半導体素子モジュール
７２  有機半導体素子モジュール
７３  有機半導体素子モジュール
７４  回路モジュール
【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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