(57)【要約】【課題】バリア性の高い保護層を有する積層構造、有機半導体素子、配線および表示装置、並びに有機半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】導体または半導体を含む有機層と、絶縁材料により構成され、前記有機層を覆う保護層と、外周が前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、前記保護層に分散された複数の粒体とを備えた積層構造。【選択図】図１
2013089760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体または半導体を含む有機層と、
絶縁材料により構成され、前記有機層の上面または下面の少なくとも一部を覆う保護層と、
外周が前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、前記保護層に分散された複数の粒体と
を備えた積層構造。
【請求項２】
請求項１に記載の積層構造を有し、
前記有機層は半導体を含む
有機半導体素子。
【請求項３】
前記絶縁材料は樹脂材料である
請求項２に記載の有機半導体素子。
【請求項４】
前記絶縁材料は含フッ素樹脂を含み、前記親和層は前記粒体に化学結合したフッ素化官能基により構成されている
請求項３に記載の有機半導体素子。
【請求項５】
前記フッ素化官能基は、パーフルオロアルキル基を含む
請求項４に記載の有機半導体素子。
【請求項６】
前記絶縁材料は含フッ素樹脂を含み、
前記親和層は前記粒体を被覆する含フッ素樹脂である
請求項３に記載の有機半導体素子。
【請求項７】
前記粒体は、樹脂により構成されている
請求項２に記載の有機半導体素子。
【請求項８】
前記粒体は、ポリスチレンからなる
請求項２に記載の有機半導体素子。
【請求項９】
前記粒体は、無機物からなる
請求項２に記載の有機半導体素子。
【請求項１０】
前記有機層に対向するゲート電極と、
前記有機層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極とを有する
請求項２に記載の有機半導体素子。
【請求項１１】
請求項１に記載の積層構造を有し、
前記有機層は導体を含む
配線。
【請求項１２】
複数の画素と前記複数の画素を駆動するための有機半導体素子とを備え、
前記有機半導体素子は、
ゲート電極と、
前記ゲート電極に対向すると共に半導体を含む有機層と、
前記有機層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極と、
絶縁材料により構成され、前記有機層を覆う保護層と、
外周が前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、前記保護層に分散された複数の粒体とを有する
表示装置。
【請求項１３】
半導体を含む有機層を形成する工程と、
絶縁材料および粒体を溶媒に混合させてインキを調製する工程と、
前記インキにより前記有機層を覆い、保護層を形成する工程とを含み、
前記粒体の外周は、前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われている
有機半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、有機層上に保護層を備え、例えばトランジスタや配線等に適用可能な積層構造、この積層構造を有する有機半導体素子、配線、および表示装置、並びに有機半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機半導体材料を用いた有機トランジスタは低コストで製造可能であり、また、高い可撓性を有することから注目されている。例えば表示装置の駆動素子として有機トランジスタを用い、更に配線も有機導体により構成した場合、表示装置全体のフレキシブル性を一層高めることができる。
【０００３】
このような有機トランジスタの有機半導体層は、例えば塗布や印刷法により形成することができる。塗布や印刷法は、有機半導体材料を有機溶媒に溶解させたインキを用いて行う方法であり、低温で、かつ簡便に行うことができるため詳細な検討が進められている。
【０００４】
有機半導体材料はこのように容易に有機溶媒と混合して使用することができる一方、その耐薬品性の低さが問題となっている。例えば有機トランジスタを用いて表示装置を製造する際には、有機半導体層を設けた後に絶縁層や電極を形成していく。このため、絶縁層や電極の形成工程で使用する有機液体あるいはガスにより有機半導体層が劣化し、有機トランジスタの特性が低下する虞がある。このような製造工程での劣化を防止するため、有機半導体層上には保護層が設けられている。特許文献１では、この保護層に粒体を含有させることによりバリア性を向上させることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このように粒体を含む保護層では塗布や印刷法により保護層を形成する際に、粒体が絶縁材料および溶媒を含むインキ中に均一に混ざらず、粒体が低分散状態になってしまう。このような均一性の低い保護層ではバリア性が低下するという問題が生じていた。
【０００７】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、保護層中に均一に粒体を分散させることによりバリア性を向上させた積層構造、この積層構造を備えた有機半導体素子、配線および表示装置、並びに有機半導体素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本技術の積層構造は、導体または半導体を含む有機層と、絶縁材料により構成され、有機層を覆う保護層と、外周が絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、保護層に分散された複数の粒体とを備えたものである。本技術の有機半導体素子および配線は本技術の積層構造を有するものであり、本技術の表示装置は本技術の有機半導体素子を備えている。
【０００９】
本技術の有機半導体素子の製造方法は、半導体を含む有機層を形成する工程と、絶縁材料および粒体を溶媒に混合させてインキを調製する工程と、インキにより有機層を覆い、保護層を形成する工程とを含み、粒体の外周は、前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われているものである。
【００１０】
本技術の積層構造、有機半導体素子、配線および表示装置、並びに有機半導体素子の製造方法では、粒体の外周に親和層が設けられているので、保護層を形成する際にインキ中での粒体と絶縁材料および溶媒との間の親和性が高まり、粒体が均一に分散される。
【発明の効果】
【００１１】
本技術の積層構造、有機半導体素子、配線および表示装置、並びに有機半導体素子の製造方法によれば、粒体の外周に親和層を設けるようにしたので、保護層において粒体を均一に分散させバリア性を向上させることが可能となる。よって、製造工程での有機層の劣化を防ぎ、信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の基本構造を表す断面図である。
【図２】本開示の第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した粒体の構成を表す断面図である。
【図４】図１に示した有機ＴＦＴの製造工程の流れを表す図である。
【図５】変形例１に係る有機ＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図６】変形例２に係る有機ＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図７】変形例３に係る有機ＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図８】本開示の第２の実施の形態に係る配線の構成を表す断面図である。
【図９】適用例１に係る表示装置の回路構成を表す図である。
【図１０】図９に示した画素駆動回路の一例を表す等価回路図である。
【図１１】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図１２】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図１３】（Ａ）は適用例４の表側から見た外観を表す斜視図、（Ｂ）は裏側から見た外観を表す斜視図である。
【図１４】適用例５の外観を表す斜視図である。
【図１５】適用例６の外観を表す斜視図である。
【図１６】（Ａ）は適用例７の開いた状態の正面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）は閉じた状態の正面図、（Ｄ）は左側面図、（Ｅ）は右側面図、（Ｆ）は上面図、（Ｇ）は下面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明
は以下の順序で行う。
１．基本構造
２．第１の実施の形態
ボトムコンタクト・ボトムゲート型の有機ＴＦＴに保護層が設けられた例
３．変形例１
トップコンタクト・ボトムゲート型の有機ＴＦＴに保護層が設けられた例
４．変形例２
トップゲート型の有機ＴＦＴに保護層が設けられた例
５．変形例３
保護層が平坦化層を兼ねる有機ＴＦＴの例
６．第２の実施の形態
配線に保護層が設けられた例
【００１４】
＜基本構造＞
本技術の積層構造は、図１に示したように導体または半導体を含む有機層Ａと、この有機層Ａを覆う保護層Ｂとを備えたものである。保護層Ｂは絶縁材料からなり、保護層Ｂには複数の粒体Ｃが分散されている。粒体Ｃの外周は、保護層Ｂの絶縁材料と親和性を有する親和層ＣＨにより覆われている。このような本技術の積層構造は、例えば、有機ＴＦＴ（後述の有機ＴＦＴ１）等の有機半導体素子または配線（後述の配線２）等に適用されるものである。
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
図２は本開示の第１の実施の形態に係る有機ＴＦＴ（有機ＴＦＴ１）の断面構成を
表すものである。有機ＴＦＴ１は、電界効果型のトランジスタであり、液晶，有機Ｅ
Ｌおよび電気泳動型の表示体を用いたディスプレイの駆動素子として用いられるもの
である。この有機ＴＦＴ１は、ボトムコンタクト・ボトムゲート型構造のＴＦＴであ
り、基板１１上にゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、ソース・ドレイン電極１４Ａ，
１４Ｂ、有機半導体層１５（有機層）および保護層１６をこの順に有している。
【００１６】
基板１１は、例えば厚さ２０ｎｍ〜１ｍｍ程度のガラス基板，石英基板またはプラスチックフィルムなどにより構成されている。プラスチックフィルムとしては、例えば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，ポリエーテルスルホン，ポリエーテルイミド，ポリエーテルエーテルケトン，ポリエーテルケトン，ポリフェニレンスルフィド，ポリアリレート，ポリイミド，ポリカーボネート，セルローストリアセテート，シクロオレフィンポリマー，ポリオレフィン，ポリ塩化ビニル，液晶ポリマー，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ユリア樹脂，メラミン樹脂あるいはシリコン樹脂等を用いることができる。これらの樹脂を混合して用いるようにしてもよい。基板１１をプラスチックフィルムにより構成すると、有機ＴＦＴ１の可撓性が向上する。ガラス基板や石英基板等の無機物により基板１１を構成する場合は、表面（ゲート電極１２側の面）を高分子材料からなる有機絶縁膜で覆っておく。有機絶縁膜は、例えば、ポリビニルフェノール，ポリメチルメタクリレート，あるいはポリビニルフェノールとオクタデシルトリクロロシランとの混合物等である。このような有機絶縁膜は、ガラス基板や石英基板に貼り合わせてもよく、あるいは塗布により成膜してもよい。
【００１７】
ゲート電極１２は、有機ＴＦＴ１にゲート電圧を印加して有機半導体層１５中のキャリア密度を制御する役割を有するものである。ゲート電極１２は有機半導体層１５に対向するよう設けられている。ゲート電極１２は基板１１上の選択的な領域に設けられ、例えば金（Ａｕ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），チタン（Ｔｉ），ルテニウム（Ｒｕ），モリブデン（Ｍｏ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ），クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ），アルミニウム（Ａｌ），パラジウム（Ｐｄ），鉄（Ｆｅ），マンガン（Ｍｎ）およびタンタル（Ｔａ）等の金属単体または合金により構成されている。ゲート電極１２には、この他の無機導電材料、またはポリアニリン等の有機導電材料、更には炭素材料を使用してもよい。ゲート電極１２の厚みは、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００１８】
ゲート絶縁膜１３は、ゲート電極１２とソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂとを絶縁するため、ゲート電極１１とソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂとの間に設けられている。ゲート絶縁膜１３は、例えば、ポリビニルフェノール，ポリメチルメタクリレート，ポリビニルアルコール，ポリイミド，ポリアミド，ポリエステル，ポリ酢酸ビニル，ポリウレタン，ポリスルホン，ポリフッ化ビニリデン，シアノエチルプルラン，エポキシ樹脂，フェノール樹脂，ベンゾシクロブテン樹脂あるいはアクリル樹脂などの有機材料により構成されている。ゲート絶縁膜１３に、酸化シリコン（ＳｉＯ2），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）あるいは酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）などの無機材料を用いることも可能である。ゲート絶縁膜１３の厚みは、例えば５０ｎｍ〜１０００ｎｍである。
【００１９】
ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂはゲート絶縁膜１３上に設けられ、ソース・ドレイン電極１４Ａとソース・ドレイン電極１４Ｂとの間の間隙がゲート電極１２に対向するよう配置されている。ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂは有機半導体層１５に電気的に接続されている。ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂは、上記ゲート電極１２と同様の材料により構成され、例えば５０ｎｍ〜２００ｎｍの厚みを有している。
【００２０】
有機半導体層１５は、ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂ上およびこれらの間の間隙に設けられている。有機半導体層１５の構成材料は、例えば、ポリチオフェン、ポリチオフェンにヘキシル基を導入したポリ−３−ヘキシルチオフェン［Ｐ３ＨＴ］、ペンタセン［２，３，６，７−ジベンゾアントラセン］、ポリアントラセン、ナフタセン、ヘキサセン、ヘプタセン、ジベンゾペンタセン、テトラベンゾペンタセン、クリセン、ペリレン、コロネン、テリレン、オバレン、クオテリレン、サーカムアントラセン、ベンゾピレン、ジベンゾピレン、トリフェニレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリフェニレン、ポリフラン、ポリインドール、ポリビニルカルバゾール、ポリセレノフェン、ポリテルロフェン、ポリイソチアナフテン、ポリカルバゾール、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリビニレンスルフィド、ポリチエニレンビニレン、ポリナフタレン、ポリピレン、ポリアズレン、銅フタロシアニンで代表されるフタロシアニン、メロシアニン、ヘミシアニン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ピリダジン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］、
４，４’−ビフェニルジチオール（ＢＰＤＴ）、４，４’−ジイソシアノビフェニル、４，４’−ジイソシアノ−ｐ−テルフェニル、２，５−ビス（５’−チオアセチル−２’−チオフェニル）チオフェン、２，５−ビス（５’−チオアセトキシル−２’−チオフェニル）チオフェン、４，４’−ジイソシアノフェニル、ベンジジン（ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＣＮＱ（テトラシアノキノジメタン）、テトラチアフルバレン（ＴＴＦ）−ＴＣＮＱ錯体、ビスエチレンテトラチアフルバレン（ＢＥＤＴＴＴＦ）−過塩素酸錯体、ＢＥＤＴＴＴＦ−ヨウ素錯体、ＴＣＮＱ−ヨウ素錯体に代表される電荷移動錯体、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−ジ（４−チオフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、１，４−ジ（４−イソシアノフェニルアセチリニル）−２−エチルベンゼン、デンドリマー、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、Ｃ８４等のフラーレン、１，４−ジ（４−チオフェニルエチニル）−２−エチルベンゼン、２，２”−ジヒドロキシ−１，１’：４’，１”−テルフェニル、４，４’−ビフェニルジエタナール、４，４’−ビフェニルジオール、４，４’−ビフェニルジイソシアネート、１，４−ジアセチニルベンゼン、ジエチルビフェニル−４，４’−ジカルボキシレート、ベンゾ［１，２−ｃ；３，４−ｃ’；５，６−ｃ”］トリス［１，２］ジチオール−１，４，７−トリチオン、アルファ−セキシチオフェン、テトラチオテトラセン、テトラセレノテトラセン、テトラテルルテトラセン、ポリ（３−アルキルチオフェン）、ポリ（３−チオフェン−β−エタンスルホン酸）、ポリ（Ｎ−アルキルピロール）ポリ（３−アルキルピロール）、ポリ（３，４−ジアルキルピロール）、ポリ（２，２’−チエニルピロール）、ポリ（ジベンゾチオフェンスルフィド）またはキナクリドン等である。この他、縮合多環芳香族化合物、ポルフィリン系誘導体、フェニルビニリデン系の共役系オリゴマーまたはチオフェン系の共役系オリゴマー等を用いてもよい。有機半導体層１５の厚みは例えば１０ｎｍ〜１００ｎｍである。
【００２１】
保護層１６は、製造工程および動作時の化学的あるいは物理的衝撃から有機半導体層１５を保護するものであり、有機半導体層１５の上面を覆っている。保護層１６は有機半導体層１５の下面を覆っていてもよく、あるいは有機半導体層１５の上面あるいは下面の少なくとも一部を覆うものであってもよい。有機半導体層１５の上面および側面を保護層１６により覆うようにしてもよい。保護層１６は形状を維持できる絶縁材料、例えば樹脂により構成されている。製造工程で使用する薬品（例えば、有機液体等）やガスにより有機半導体層１５が劣化することを防ぐため、保護層１６には耐薬品性の高い含フッ素樹脂を用いることが好ましい。例えば保護層１６は、含フッ素ポリイミドなどの縮合系含フッ素ポリマー、含フッ素アクリル樹脂、含フッ素エーテルポリマーあるいは含フッ素環状エーテルポリマーからなる。これらの樹脂は全フッ素置換されたパーフルオロ樹脂であってもよい。あるいは、含フッ素樹脂のフッ素置換残部（フッ素未置換部）を塩素で置換するようにしてもよい。保護層１６の厚みは５００ｎｍ以上であることが好ましく、例えば５００ｎｍ〜１μｍである。保護層１６のバリア性を向上させるためである。
【００２２】
この保護層１６には、粒体１７が例えば１〜５０重量％程度含まれている。粒体１７は球状の微粒子であり、その粒径は例えば１０〜１０００ｎｍであることが好ましい。粒体１７の粒径が１０００ｎｍを超えると、塗布や印刷法による保護層１６の形成に悪影響を及ぼし、また保護層１６における粒体１７の分散性も低下する虞がある。粒体１７は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリメタクリレートあるいはラテックス等の樹脂微粒子、または、ガラス，石英およびシリカ（ＳｉＯ2）等のケイ素化合物、マグネシア、チタニア、ジルコニア、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）あるいはアパタイト等の無機微粒子により構成されている。粒体１７には、例えばポリスチレンまたはポリエチレン等の誘電率の低い材料を用いることが好ましい。有機ＴＦＴ１のバックチャネル効果に起因する閾値電圧の変動を抑えることができるからである。本実施の形態では図３に示したように、この粒体１７の外周（表面）は親和層１７Ｈにより覆われている。
【００２３】
親和層１７Ｈは保護層１６の絶縁材料と高い親和性を有し、粒体１７を保護層１６中に均一に分散させるものである。例えば保護層１６が上述のような含フッ素樹脂からなる場合、親和層１７Ｈは粒体１７に化学的に結合したフッ素化官能基により構成されている。このフッ素化官能基は、例えばフッ素化アルキル基、フッ素化アルキル基を有するエーテル，エステルおよびアミド基あるいはフッ素化アリール基などである。親和層１７Ｈとして上述の含フッ素樹脂を用い、この含フッ素樹脂で粒体１７を被覆するようにしてもよい。粒体１７の保護層１６における分散性を向上させるため、親和層１７Ｈはフッ素置換率の高い官能基または樹脂であることが好ましく、フッ化率６０％以上であることが好ましい。
【００２４】
この有機ＴＦＴ１は例えば次のようにして製造することができる（図４）。
【００２５】
まず、基板１１上にゲート電極１２を形成する（Ｓ１０１）。ゲート電極１２は例えば基板１１の全面に真空蒸着法により金を成膜した後、これをフォトリソグラフィを用いてパターニングすることにより形成する。ゲート電極１２は、塗布法，印刷法または鍍金法を用いて形成するようにしてもよい。
【００２６】
次いで、ゲート電極１２を覆うようにゲート絶縁層１３を形成する（Ｓ１０２）。ゲート絶縁層１３は、例えばポリビニルフェノールのＰＧＭＥＡ（Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate）溶液をスピンコート法によりゲート電極１２上および基板１１上に塗布した後、１５０度の熱処理を行うことにより形成する。続いて、このゲート絶縁膜１３上に、例えばゲート電極１２と同様の方法により金からなるソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂを形成する（Ｓ１０３）。
【００２７】
ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂを形成した後、ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂ上およびソース・ドレイン電極１４Ａとソース・ドレイン電極１４Ｂとの間の間隙に有機半導体層１５を形成する（Ｓ１０４）。有機半導体層１５は、例えばＴＩＰＳペンタセン（6,13-Bis(triisopropylsilylethynyl)pentacene）のキシレン溶液を用いてインクジェット印刷法により形成する。
【００２８】
続いて、保護層１６を形成するためのインキ１６Ｉを調製する（Ｓ１０５）。まず、保護層１６の絶縁材料として例えばアモルファスフッ素樹脂ＣＹＴＯＰ（登録商標）（旭硝子株式会社製）を用い、これを溶媒に８ｗｔ％の割合で溶解（混合）させる。このときの溶媒としては含フッ素樹脂が可溶であると共に、有機半導体層１５を溶解させず、かつ有機半導体層１５と反応しない溶媒、例えばＣＴ１８０やＣＴ１００（旭硝子株式会社製）等の含フッ素系溶媒を使用する。この他、含フッ素脂肪族炭化水素類、含フッ素エーテル類または含フッ素アルキルアミン類などの有機溶媒を使用することができる。フッ素置換残部を一部塩素などで置換したものを用いてもよく、２種以上を混合して使用してもよい。また、絶縁材料を溶解させる溶媒として水またはアルコール類を使用することも可能であるが、このときの絶縁材料には極性の高いものを選択する。
【００２９】
一方、粒体１７の外周には親和層１７Ｈを形成する。例えば、粒体１７には直径５０ｎｍのアミノ基修飾されたポリスチレンビーズを用い、この粒体１７の表面にパーフルオロオクチル基からなる親和層１７Ｈを化学結合させる。パーフルオロオクチル基の導入は、例えば、ポリスチレンビーズに１０ｗｔ％のパーフルオロオクタン酸のハイドロフルオロエーテル溶液を加えて脱水縮合し、ポリスチレンビーズのアミノ基とパーフルオロオクタン酸との間にアミド結合を生成させることにより行う。この他、例えば粒体１７が水酸基により表面修飾された上記樹脂微粒子あるいは上記無機微粒子である場合には、フッ素アルキル基、フッ素化アルキルエーテル基あるいはフッ素化アリール基などの含フッ素官能基を有するシランカップリング剤（クロロシランまたはアルコシシラン等）を用いることにより親和層１７Ｈが導入される。粒体１７が例えば、カルボキシル基あるいはスルホン基により表面修飾された上記樹脂微粒子である場合には、上記含フッ素官能基を有するアミンを用いることにより親和層１７Ｈが導入される。粒体１７が例えば、アミノ基により表面修飾された上記樹脂微粒子である場合には、上記含フッ素官能基を有するカルボン酸あるいはスルホン酸を用いることにより親和層１７Ｈが導入される。親和層１７Ｈが含フッ素樹脂である場合にも同様に導入することが可能である。この親和層１７Ｈが形成された粒体１７を含む溶液を抽出した後、減圧乾燥させる。この減圧乾燥により得られた粉体を、例えば２ｗｔ％の割合で上述の保護層１６の絶縁材料を含む溶液に添加してインキ１６Ｉを調製する。このとき、本実施の形態では粒体１７の外周に親和層１７Ｈが設けられているため、インキ１６Ｉ中で粒体１７がより均一に分散される。
【００３０】
特許文献１では、バリア性を向上させるために保護層に粒体を混合させている。しかしながら、粒体の外周には親和層がないため粒体はインキ中に均一に分散されずに、沈殿したりあるいは表面に浮いたりする。これは、粒体の比重がインキに含まれる溶媒の比重と異なっており、また、粒体自体はこの溶媒に不溶であり親和性も低いことに起因する。このインキを用いて保護層を形成すると、保護層中での粒体の分散性も低くなり、期待される十分なバリア効果が得られない。特に、保護層の絶縁材料に含フッ素樹脂を使用し、これを含フッ素系溶媒に溶解させた場合には、含フッ素系溶媒の表面張力の低さにより保護層の厚みを大きくすることができず、バリア性が低下する。
【００３１】
また、粒体として誘電率の高い酸化ケイ素（ＳｉＯ2）を用いているため、有機ＴＦＴを動作させた際にバックチャネル効果に起因する閾値電圧の変動が生じ、信頼性が低下する虞がある。
【００３２】
これに対し、有機ＴＦＴ１では保護層１６に分散された粒体１７の外周が親和層１７Ｈにより覆われている。このため、インキ１６Ｉ中での粒体１７と絶縁材料および溶媒との間の親和性が高まり、粒体１７が均一に分散される。即ち、保護層１６においても粒体１７が均一に分散され、十分なガスバリア効果が発揮される。また、インキ１６Ｉのチキソ性が向上するため、含フッ素樹脂および含フッ素系溶媒を使用してインキ１６Ｉを調製した場合にも、保護層１６の厚みを大きくすることができる。
【００３３】
更に、粒体１７自体と絶縁材料および溶媒との親和性に制限を受けることなく、粒体１７の材料を選択することが可能なため、粒体１７に誘電率の低い材料、例えばポリスチレンやポリエチレンを用いることができる。
【００３４】
インキ１６Ｉを調製した後、このインキ１６Ｉを塗布法または印刷法により有機半導体層１５上に成膜して乾燥させることにより、保護層１６を形成する（Ｓ１０６）。塗布法としては、例えば、スピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法およびスリット＆スピンコート法が挙げられる。印刷法としては、インクジェット印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法および反転オフセット印刷法が挙げられる。印刷法では、上記のようにインキ１６Ｉのチキソ性が向上することにより、膜厚を大きくできることに加え、高精細な印刷が可能となる。例えば、インキ１６Ｉを反転オフセット印刷法により有機半導体層１５上に印刷した後、１２０℃で１０分間乾燥させることにより保護層１６を形成することができる。以上の工程により図２に示した有機ＴＦＴ１が完成する。
【００３５】
有機ＴＦＴ１では、ゲート電極１２に所定の閾値電圧以上のゲート電圧が印加されると、有機半導体層１５にチャネルが形成され、ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂ間に電流（ドレイン電流）が流れ、トランジスタとして機能する。ここでは、粒体１７の外周に親和層１７Ｈが設けられているので、粒体１７が保護層１６中に均一に分散される。これにより、保護層１６のバリア性が高まり、製造工程および動作時の有機半導体層１５の劣化を防止することができる。よって、有機ＴＦＴ１の信頼性が向上する。
【００３６】
また、粒体１７に誘電率の低い材料を用いることも可能となるため、バックチャネル効果に起因する閾値電圧の変動を抑えることができる。
【００３７】
以上のように本実施の形態の表示装置１では、粒体１７の外周に親和層１７Ｈを設けるようにしたので、保護層１６中での粒体１７の分散性を高めることができる。よって、保護層１６のバリア性を向上させることが可能となる。
【００３８】
以下、本技術の変形例および他の実施の形態について説明するが、上記実施の形態と共通の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
【００３９】
＜変形例１＞
図５は、上記実施の形態の変形例１に係る有機ＴＦＴ（有機ＴＦＴ１Ａ）の断面構成を表すものである。この有機ＴＦＴ１Ａは、基板１１上にゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、有機半導体層１５、ソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂおよび保護層１６をこの順に有している。即ち、有機ＴＦＴ１Ａはトップコンタクト・ボトムゲート型構造である。この点を除き、有機ＴＦＴ１Ａは有機ＴＦＴ１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４０】
＜変形例２＞
図６は、上記実施の形態の変形例２に係る有機ＴＦＴ（有機ＴＦＴ１Ｂ）の断面構成を表すものである。この有機ＴＦＴ１Ｂは、基板１１上にソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂ、有機半導体層１５、保護層１６、ゲート絶縁膜１３およびゲート電極１２をこの順に有している。即ち、有機ＴＦＴ１Ｂはトップゲート型構造である。この点を除き、有機ＴＦＴ１Ｂは有機ＴＦＴ１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４１】
＜変形例３＞
図７は、上記実施の形態の変形例３に係る有機ＴＦＴ（有機ＴＦＴ１Ｃ）の断面構成を表すものである。この有機ＴＦＴ１Ｃでは、保護層１６が有機半導体層１５上およびソース・ドレイン電極１４Ａ，１４Ｂ上に加え、ゲート絶縁膜１３上にも設けられている。つまり、ここでは保護層１６が平坦化層の役割を担っている。この点を除き、有機ＴＦＴ１Ｃは有機ＴＦＴ１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
図８に、本技術の第２の実施の形態に係る配線（配線２）の断面構成を有機ＴＦＴ１と共に表す。この配線２を介して有機ＴＦＴ１に電気信号が伝送される。
【００４３】
配線２は、基板１１側から有機導体層２１（有機層）および保護層１６がこの順に積層されたものである。有機導体層２１は、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳや不純物をドーピングしたポリアニリン等により構成されている。
【００４４】
保護層１６は、上記第１の実施の形態と同様に、有機導体層２１を物理的および化学的衝撃から保護するものであり、有機導体層２１の一方の面（上面）を覆っている。保護層１６には、粒体１７が分散されており、粒体１７の外周に親和層１７Ｈが設けられている。保護層１６の構成、作用および効果は、上記第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
＜適用例１＞
図９は、上記有機ＴＦＴ１（有機ＴＦＴ１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）を駆動素子として備えた表示装置（表示装置９０）の回路構成を表すものである。表示装置９０は、例えば液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイまたは電子ペーパーなどであり、基板１１上の表示領域１１０に、マトリクス状に配設された複数の画素１０と、画素１０を駆動するための各種駆動回路とが形成されたものである。基板１１上には、駆動回路として、例えば映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０と、画素駆動回路１４０とが配設されている。この基板１１には、図示しない封止パネルが貼り合わせられ、この封止パネルにより画素１０および上記駆動回路が封止されている。
【００４６】
図１０は、画素駆動回路１４０の等価回路図である。画素駆動回路１４０は、上記有機ＴＦＴ１として、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が配設されたアクティブ型の駆動回路である。トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の間にはキャパシタＣｓが設けられ、第１の電源ライン（Ｖcc）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において、画素１０がトランジスタＴｒ１に直列に接続されている。このような画素駆動回路１４０では、列方向に信号線１２０Ａが複数配置され、行方向に走査線１３０Ａが複数配置されている。この信号線１２０Ａまたは走査線１３０Ａを配線２により構成するようにしてもよい。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介してトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介してトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。この表示装置では、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２が、上記実施の形態の有機ＴＦＴ１により構成されているので、このトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の良好なＴＦＴ特性により、高品質な表示が可能となる。このような表示装置９０は、例えば次の適用例２〜７に示した電子機器に搭載することができる。
【００４７】
＜適用例２＞
図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、電子ブックの外観を表したものである。この電子ブックは、例えば、表示部２１０、非表示部２２０および操作部２３０を有している。操作部２３０は、図１１（Ａ）に示したように表示部２１０と同じ面（前面）に形成されていても、図１１（Ｂ）に示したように表示部２１０とは異なる面（上面）に形成されていてもよい。
【００４８】
＜適用例３＞
図１２は、テレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有している。
【００４９】
＜適用例４＞
図１３は、デジタルスチルカメラの外観を表したものである。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有している。
【００５０】
＜適用例５＞
図１４は、ノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有している。
【００５１】
＜適用例６＞
図１５は、ビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有している。
【００５２】
＜適用例７＞
図１６は、携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。
【００５３】
以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等では、粒体１７として球状（図３）のものを例示したが、粒体１７は他の形状であってもよく、例えば葉状あるいは鱗片状であってもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態等において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件等は限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態等では保護層１６が含フッ素樹脂からなる場合について説明したが、保護層１６に他の樹脂材料を用いるようにしてもよい。
【００５５】
更に、上記実施の形態等では、有機ＴＦＴ１の構成を具体的に挙げて説明したが、他の層を更に備えていてもよい。
【００５６】
加えて、上記第２の実施の形態では、配線２を有機ＴＦＴ１と共に用いる場合について説明したが、配線２は他のトランジスタと共に用いるようにしてもよい。
【００５７】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）導体または半導体を含む有機層と、絶縁材料により構成され、前記有機層の上面または下面の少なくとも一部を覆う保護層と、外周が前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、前記保護層に分散された複数の粒体とを備えた積層構造。
（２）前記（１）に記載の積層構造を有し、前記有機層は半導体を含む有機半導体素子。
（３）前記絶縁材料は樹脂材料である請求項２に記載の有機半導体素子。
（４）前記絶縁材料は含フッ素樹脂を含み、前記親和層は前記粒体に化学結合したフッ素化官能基により構成されている前記（２）または（３）に記載の有機半導体素子。
（５）前記フッ素化官能基は、パーフルオロアルキル基を含む前記（４）に記載の有機半導体素子。
（６）前記絶縁材料は含フッ素樹脂を含み、前記親和層は前記粒体を被覆する含フッ素樹脂である前記（２）または（３）に記載の有機半導体素子。
（７）前記粒体は、樹脂により構成されている前記（２）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の有機半導体素子。
（８）前記粒体は、ポリスチレンからなる前記（２）乃至（７）のうちいずれか１つに記載の有機半導体素子。
（９）前記粒体は、無機物からなる前記（２）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の有機半導体素子。
（１０）前記有機層に対向するゲート電極と、前記有機層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極とを有する前記（２）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の有機半導体素子。
（１１）前記（１）に記載の積層構造を有し、前記有機層は導体を含む配線。
（１２）複数の画素と前記複数の画素を駆動するための有機半導体素子とを備え、前記有機半導体素子は、ゲート電極と、前記ゲート電極に対向すると共に半導体を含む有機層と、前記有機層に電気的に接続されたソース・ドレイン電極と、絶縁材料により構成され、前記有機層を覆う保護層と、外周が前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われ、前記保護層に分散された複数の粒体とを有する表示装置。
（１３）半導体を含む有機層を形成する工程と、絶縁材料および粒体を溶媒に混合させてインキを調製する工程と、前記インキにより前記有機層を覆い、保護層を形成する工程とを含み、前記粒体の外周は、前記絶縁材料と親和性を有する親和層に覆われている有機半導体素子の製造方法。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ・・・有機ＴＦＴ、２・・・配線、１１・・・基板、１２・・・ゲート電極、１３・・・ゲート絶縁膜、１４Ａ，１４Ｂ・・・ソース・ドレイン電極、１５・・・有機半導体層、１６・・・保護層、１７・・・粒体、１７Ｈ・・・親和層。
【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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