薄膜電晶體、電子設備及其製造方法

2023-04-24 13:11:56

專利名稱：薄膜電晶體、電子設備及其製造方法
技術領域：
本發明涉及具備包含有機半導體材料的活性層的薄膜電晶體、使用該薄膜電晶體的電子設備及其製造方法。
背景技術：
近年來在多種多樣的技術領域中使用場效應電晶體(FET =FieldEffect Transistor)，其中，廣泛普及了薄膜電晶體(TFT =Thin FilmTransistor)。該TFT裝在很多電子設備中，例如在有源矩陣方式的顯示器等中作為像素選擇用器件使用。TFT把源電極和漏電極與活性層(所謂的溝道層)連接，該活性層隔著柵絕緣層與柵電極隔開。在所述TFT中，根據施加在柵電極上的電壓控制在源電極和漏電極之間流過的電流，該電流邊累積或消耗活性層中的電荷載體邊流動。使用矽(Si)或砷化鎵(GaAs)等無機半導體材料作為形成活性層的材料，具有這樣的活性層的TFT被稱為無機TFT。但是，在用於大屏幕顯示器等形狀大的用途中，由於無機半導體材料價格貴，並且為了沿整個屏幕使多個無機TFT的性能均勻，需要嚴格的製造條件(高溫或真空等)，所以增加了製造的難度和成本。所以，最近使用廉價的有機半導體材料來代替無機半導體材料的技術得到研究， 具備包含有機半導體材料的活性層的TFT被稱為有機TFT。主要使用具有π電子的共軛材料作為所述有機半導體材料(例如參照非專利文獻1 4)。但是，對於所述的共軛材料，存在它們不能獲得足夠的電性能，並且在大規模的製造工程中加工困難的問題。除此以外，由於容易與大氣中的氧和水分反應，所以還存在不能獲得足夠的剛性(toughness)的問題。 對於這樣的剛性問題，存在使裝有有機TFT的電子設備壽命縮短的問題。因此，還不能說以往的有機半導體材料達到可以滿足在實際上使用的水平。詳細地說，使用並五苯雖然可以獲得非常高的遷移率，但限於在高真空條件下蒸鍍的情況(例如參照非專利文獻5)。此外，對於並五苯，為了可以進行液體加工，還研究了使用可溶性的前驅物，但是在這種情況下，為了形成活性層必須在真空中利用高溫 (140°C 180°C)加熱(例如參照非專利文獻6)。利用所述液體加工的製造工藝由於最終製造的有機TFT的性能非常容易受基板和轉化條件的影響，從在實際使用上有用的觀點來看，不得不說所述液體加工是有局限的。如果使用α-六噻吩等共軛低聚物，則可以獲得高的遷移率，但還是限於在高真空條件下蒸鍍的情況(例如參照非專利文獻7、8)。與此相對，對於聚(3-己基噻吩)等一部分半導體聚合物，可以從溶液相蒸鍍，但發現不能說在實際使用上已經足夠(例如參照非專利文獻9)。Borsenberger等報告了把二(二甲苯基氨基苯基)環己烷摻雜在熱可塑性聚合物中的高遷移率摻雜聚合物(例如參照非專利文獻10)。該高遷移率摻雜聚合物可以作為靜電印刷術的受光體中的輸送層使用。除此以外，為了製造電子器件，研究了使用有機材料的混合物(例如參照專利文獻1)。該混合物是含有高分子材料(聚合物粘合劑)、電荷輸送分子和氧化劑的導電性塗布用組合物，其中的氧化劑用於提高載體濃度。至少使用兩種有機半導體材料的混合物作為活性層的形成材料(例如參照專利文獻幻。在該情況下，一種有機半導體材料具有比另一種有機半導體材料高的導電性，高導電性的有機半導體材料在活性層中起到提供載體的作用，因此可以很好地控制電流。此外， 還可以在有機半導體材料的混合物中混入電絕緣材料。包含有機半導體材料和高分子材料(有機粘合劑)的活性層也得到利用(例如參照專利文獻3)。所述高分子材料具有小於10_%Cm 1的固有電導率和在1000Hz下小於3. 3 的介電常數ε。該介電常數ε優選的是小於3.0，更優選的是小於2. 8，特別優選的是為 2. 0 2. 8。非專利文獻1 J. Mater. Chem.，7 (3)，p369_p376，1997非專利文獻2 J. Mater. Chem.，9，pl895_pl904，1999非專利文獻 3 :Current Opinion in Solid State & Materials Science, 2, p455-p561,1997非專利文獻 4 :Current Opinion in Solid State & Materials Science, 227, p253-p262,1998非專利文5 Synth. Metals, 1127，p41_p43，1991非專利文獻6 :Synth. Metals，88，p37_p55，1997非專利文獻7 :Synth. Metals, 435, p54,1993非專利文獻8 :Synth. Metals, 265, pl684,1994非專利文獻 9 :Applied Physics Letters, 53, pl95,1988非專利文獻10 J. Appl. Phys.，34，Pt2，Nol2A，L1597-L1598，1995專利文獻1 歐洲專利公報第0910100A2號專利文獻2 美國專利公報第5500537號專利文獻3 日本專利公開公報特表2004-525501號在電子設備的製造工程中，在形成有機TFT後，與以保護用(或平坦化用)的絕緣層等為代表的各種各樣的封裝部件一起被封裝。在該情況下，如果在封裝工序中有機TFT 被過度加熱，則活性層的特性容易惡化，因此，在所述有機TFT中遷移率和開關比等性能產生波動的可能性變大。

發明內容
鑑於所述問題，本發明的目的是提供一種可以實現性能穩定化的薄膜電晶體、使用該薄膜電晶體的電子設備及其製造方法。本發明的電子設備包括薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括柵電極；活性層，隔著柵絕緣層與所述柵電極相對配置，並且含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料； 以及源電極和漏電極，所述源電極和漏電極相互分開，並且與所述活性層連接；以及封裝部件，與所述薄膜電晶體一起被封裝，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於在所述薄膜電晶體與所述封裝部件一起被封裝的工序中的最高溫度。本發明的電子設備的製造方法包括形成所述薄膜電晶體的工序；以及將所述薄膜電晶體與封裝部件一起封裝的工序，其中，使所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於在將所述薄膜電晶體與所述封裝部件一起封裝的工序中的最高溫度。本發明的薄膜電晶體包括柵電極；活性層，隔著柵絕緣層與所述柵電極相對配置，並且含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料；以及源電極和漏電極，所述源電極和漏電極相互分開，並且與所述活性層連接，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度在150°C以上。按照本發明的薄膜電晶體，活性層含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料，該可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於150°C。在這種情況下，在製造使用薄膜電晶體的電子設備的工序中，即使在包括伴隨加熱的工序(最高溫度=150°C)的封裝工序中投入薄膜電晶體，活性層的特性也不易惡化。因此，在多個薄膜電晶體之間，遷移率和開關比等性能不容易產生波動。因此，可以使薄膜電晶體的性能穩定，並且有助於提高電子設備的性能。按照本發明的電子設備或其製造方法，使與封裝部件一起被封裝的薄膜電晶體的活性層含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料。此外，使可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於封裝部件的加工時的最高溫度。因此，即使在包括伴隨加熱的工序(最高溫度=150°C )的封裝工序中投入薄膜電晶體，薄膜電晶體的活性層的特性也不容易惡化，因此在多個薄膜電晶體之間不容易產生性能波動。由此，可以實現提高電子設備的性能。


圖1是表示本發明一個實施方式的薄膜電晶體的結構的剖視圖。圖2是表示本發明一個實施方式的薄膜電晶體的另外的結構的剖視圖。圖3是表示有關薄膜電晶體結構的變形例的剖視圖。圖4是表示使用薄膜電晶體的例子的液晶顯示裝置主要部分的結構的剖視圖。圖5是表示圖4所示的液晶顯示裝置的電路結構的圖。附圖標記說明1…柵電極，2…柵絕緣層，3…活性層，4…源電極，5…漏電極，10…驅動基板，11、 21…支承基板，12…有機TFT，13…平坦化絕緣層，14…像素電極，15...電容器，20…對向基板，22…對向電極，30…密封材料，31…液晶層，32···信號線，33···掃描線。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。說明的順序如下1.薄膜電晶體、2.使用薄膜電晶體的例子(電子設備)。1.薄膜電晶體[薄膜電晶體的整體結構]圖1和圖2分別表示作為本發明一個實施方式的薄膜電晶體的有機TFT剖面的剖面結構和平面結構，在圖1中表示沿圖2所示的I-I線的剖面。如在後面詳細說明的那樣，在此要說明的有機TFT是構成液晶顯示裝置等電子設備的一部分的器件，在製造所述電子設備的工程中，與封裝部件一起被封裝。所謂的封裝部件是構成電子設備的多個部件(除了有機TFT以外的部件)，例如覆蓋有機TFT的絕緣層或與有機TFT連接的電極等。此外，所謂封裝是指為了製造電子設備，經過成膜工序、連接工序或貼合工序等各種工序，把有機TFT與封裝部件結合在一起。下面把將有機TFT與封裝部件結合的工序稱為封裝工序。以隔著柵絕緣層2與柵電極1相對的方式配置有機TFT的活性層3，並且在所述活性層3上連接源電極4和漏電極5。此外，圖1和圖2所示的有機TFT例如是柵電極1位於活性層3的下側，並且源電極4和漏電極5重疊在活性層3的上側的底柵頂接觸型。柵電極1例如由鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鎳 (Ni)或它們的合金等金屬材料製成。柵絕緣層2例如由無機材料或有機高分子材料製成。無機材料例如是氧化矽 (SiO2)或氮化矽(Si3 N4)等。有機高分子材料例如是聚乙烯基苯酚(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醯亞胺或氟樹脂等。活性層3含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料。活性層3與有機半導體材料一起還含有高分子材料，是由於與不含有高分子材料的情況相比，在多個有機TFT 之間不容易產生性能(遷移率和開關比等)的波動。此外，有機半導體材料和高分子材料都是可溶性的，是由於利用塗布法可以形成活性層，與使用蒸鍍法等情況相比，在多個有機 TFT之間不容易產生性能波動，並且可以簡化形成工序。此外，在活性層3中，可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料也可以相分離。 在這種情況下，為了在源電極4及漏電極5與活性層3之間得到足夠的導電性，優選的是以與距源電極4等遠的一側相比，在距源電極4等近的一側更多地分布可溶性有機半導體材料的方式相分離。此外，也可以使可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料完全相分離， 從而成為兩層。其中，所謂的可溶性是指有機半導體材料和高分子材料相對於溶劑以分子水平分散(溶解和相溶)的性質，為了使它們分散，可以根據需要伴隨攪拌或加熱等處理。在這種情況下，優選的是有機半導體材料和高分子材料相對於共同的溶劑可以溶解。此外，兩者的溶解度相對於溶劑優選的是0. 5重量％以上，更優選的是1重量％以上，進一步優選的是5
重量％以上。可溶性有機半導體材料的種類只要是具有半導體特性和所述的可溶性的有機材料中的任意一種或兩種以上，就沒有特別的限定。其中，作為可溶性有機半導體材料，優選的是至少具有三個芳環的共軛芳香族材料。芳環的種類優選的是5環、6環或7環，更優選的是5環或6環。這些芳香族環也可以把硒(Se),if (Te)、磷(P)、矽(Si)、硼(B)、砷(As)、氮(N)、氧(0)和硫(S)中的至少一個雜原子作為構成元素。其中，更優選的是，所述芳環具有氮、氧和硫中的至少一種。此外，芳環的至少一部分可以由以下列舉的取代基中的任意一種或兩種以上取代。所述取代基例如是烷基、烷氧基、聚烷氧基、硫代烷基(thioalkyl)、醯基、芳基、滷素基、氰基、硝基、烷氨基 (二級或三級)或芳氨基(二級或三級)等。滷素基的種類沒有特別的限定，例如是氟基等。此外，取代基也可以是所述一系列基的衍生物。作為可溶性有機半導體材料的具體例子，可以例舉聚噻吩、聚-3-己基噻吩、並五苯[2，3，6，7_ 二苯並蒽]、聚蒽、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔或聚苯撐、聚呋喃、聚硒吩、聚二苯並噻吩(Poly (isothianaphthene))、聚苯硫醚、聚苯亞乙烯、聚噻吩乙炔 (polythienylene vinylene)、聚萘或聚芘、聚奧、酞菁、份菁或聚乙撐二氧噻吩、聚(3，4_乙撐二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸或二噁烷蒽嵌蒽(Dioxaneanthanthrene)，等材料。此外也可以是所述材料的衍生物。可溶性高分子材料的玻璃化溫度比在使用有機TFT的電子設備的製造工序(封裝工序)中的最高溫度高。這是由於在把有機TFT投入封裝工序中的情況下，可以防止因有機TFT在玻璃化溫度以上的溫度下被加熱而造成活性層3的特性惡化。更具體地說，優選的是可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於150°C。因為在設想電子設備是液晶顯示裝置等情況下，其製造工序(封裝工序)中的最高溫度大約為150°C。 但是，如果考慮到封裝工序中的最高溫度波動等，則為了有效地防止活性層3的特性惡化， 優選的是玻璃化溫度比封裝工序中的最高溫度高30°C，更優選的是高50°C。即，優選的是玻璃化溫度高於180°C，更優選的是高於200°C。此外，可溶性高分子材料的分子量只要是可以確保所述的可溶性就沒有特別的限定，其中優選的是高分子材料的分子量在10000以上，更優選的是在15000以上，進一步優選的是在20000以上。這是由於雖然也與高分子材料的種類有關，但高分子材料的溶解性大體隨分子量的增大而增大。可溶性高分子材料的種類只要是玻璃化溫度高於封裝工序中最高溫度的可溶性的高分子材料中的任意一種或兩種以上，就沒有特別的限定。作為該可溶性高分子材料的具體例子可以例舉以下的材料等。即玻璃化溫度在180°C以上的環狀烯烴共聚物、玻璃化溫度在200°C以上的聚苯醚、聚醚碸或聚碸。可溶性有機半導體材料與可溶性高分子材料的混合比沒有特別的限定，其中，優選的是可溶性有機半導體材料可溶性高分子材料=10 1 1 10，更優選的是可溶性有機半導體材料可溶性高分子材料=5 1 1 5，進一步優選的是可溶性有機半導體材料可溶性高分子材料=3 1 1 3，特別優選的是可溶性有機半導體材料可溶性高分子材料=1:1。在此，把可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料溶解在溶劑中，配置成溶液後，用該溶液形成活性層3。該活性層3的形成方法只要是使用溶液的方法就沒有特別的限定，例如可以是浸漬法、噴霧法、塗布法或印刷法等。在這些形成方法中，通過塗布溶液等後使其乾燥(使溶劑揮發)形成膜，從而形成含有溶質(可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料)的活性層3。在這種情況下，根據需要也可以再進行加熱(烘烤)處理。此外， 根據可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料的種類以及固形物的濃度等，可以調整溶液的粘度。此外，可溶性高分子材料可以在配製所述溶液時已經成為高分子狀態(聚合物)， 也可以在配製溶液時還是低分子狀態(單體)，所述溶液在經過塗布等後進行反應而成為高分子狀態。該反應例如是利用加熱處理或光照處理等的聚合反應。溶劑的種類只要是可以使可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料溶解的液體中的任意一種或兩種以上，就沒有特別的限定。在這種情況下，優選的是在乾燥時(溶劑揮發時)在膜(活性層幻上不產生缺陷那樣的、具有優良的揮發性的材料。作為溶劑的具體例子，可以例舉；氯類、芳香族類、酮類、含氮類、含硫類或脂肪族有機類等材料。氯類例如是二氯甲烷、三氯甲烷、一氯甲烷、鄰二氯苯、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷或1，1，2， 2-四氯乙烷。芳香族類例如是苯甲醚、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯或四氫化萘。酮類例如是1，4_ 二噁烷、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯或乙酸正丁酯。含氮類例如是二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、2-甲基吡咯烷酮或二甲基咪唑啉。含硫類例如是二甲亞碸。脂肪族有機類例如是環戊烷、環己烷或十氫萘。其中，如果考慮配製溶液時等中的容易操作性和穩定性，優選的是沸點高於100°C的溶劑(高沸點溶劑)。源電極4和漏電極5例如用金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、銅、鋁、鉬或它們的合金等金屬材料形成，也可以用它們的氧化物形成。特別優選的是源電極4和漏電極5與活性層 3歐姆接觸。此外，有機TFT也可以具有所述以外的其他的構成要素。作為這樣的其他構成要素可以例舉支承有機TFT的基體等。該基體例如可以是鋁、鎳或不鏽鋼等金屬材料的基板 (圓片)，也可以是聚碳酸酯(PC)或聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)等塑料材料的薄片。[薄膜電晶體的製造方法]例如通過以下步驟製造所述有機TFT。此外，對有機TFT的一系列的構成要素的形成材料已經進行了說明，所以在下面根據需要省略對它們的說明。此外，在此說明的有機 TFT的製造方法只不過是一個例子，可以適當改變各構成要素的形成材料和形成方法等。首先，形成柵電極1。在這種情況下，例如使金屬層成膜，用光刻法在金屬層上形成抗蝕劑圖案等的掩膜後，利用該掩膜對金屬層進行蝕刻。此後，利用灰化處理法等去除使用後的抗蝕劑圖案。金屬層的成膜方法例如是濺射法、真空蒸鍍法或電鍍金屬法等。金屬層的蝕刻方法例如是離子銑、反應性離子蝕刻(RIE)或溼法蝕刻等。但是，柵電極1的形成方法也可以用印刷法等其他方法。此外，也可以使用金屬圖案作為掩膜來代替抗蝕劑圖案。接著，以覆蓋柵電極1的方式形成柵絕緣層2。例如因該柵絕緣層2的形成材料的不同，該柵絕緣層2的形成方法也不同。在使用無機材料的情況下，柵絕緣層2的形成方法可以是濺射法或化學氣相沉積(CVD)法等。在使用有機高分子材料的情況下，柵絕緣層 2的形成方法可以是塗布法或印刷法等。接著，按以下步驟在柵絕緣層2上形成活性層3。首先，把可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料溶解在溶劑中，配製成溶液。如上所述，在這種情況下作為可溶性高分子材料使用玻璃化溫度高於電子設備的製造工序(封裝工序)中的最高溫度的材料。隨後用浸漬法、噴霧法、塗布法或印刷法等，使用溶液在柵絕緣層2的表面上形成活性層3。塗布法或印刷法例如是鑄型塗布法、噴塗法、噴墨印刷法、凸版印刷法、柔性版印刷法、絲網印刷法、凹版印刷法或凹版膠印法等。然後把抗蝕劑圖案作為掩膜對活性層3進行蝕刻。在這種情況下，作為形成圖案的方法，例如使用光刻法或電子束光刻法等，並且作為蝕刻方法例如使用溼法蝕刻等。最後，在柵絕緣層2上以與活性層3連接的方式形成源電極4和漏電極5。在這種情況下，首先，用與源電極4和漏電極5相同的形成材料以覆蓋柵絕緣層2和活性層3的方式形成金屬層(圖中沒有表示)。該金屬層的形成方法優選的是在成膜時不損傷活性層 3的方法。然後在金屬層之上形成抗蝕劑圖案等的掩膜。最後利用掩膜對金屬層進行選擇性蝕刻，形成源電極4和漏電極5。金屬層的蝕刻方法例如與形成柵電極1的情況相同，其中優選的是在蝕刻時不損傷活性層3的方法。由此完成了有機TFT的製造。
[有關薄膜電晶體的作用和效果]按照所述的有機TFT，活性層3含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料， 並且所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於封裝工序中的最高溫度。具體地說，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度在150°C以上。在這種情況下，在製造電子設備的工序中，即使把有機TFT投入包含伴隨加熱的工序(最高溫度=150°C )的封裝工序中，活性層3的特性也不容易惡化。因此，在多個有機TFT之間不容易產生遷移率和開關比等性能的波動。 因此可以使性能穩定，並且有助於提高電子設備的性能。此外，由於利用使用溶液的塗布法等形成活性層3，所以與利用要求嚴格的製造條件(高溫或真空等)的蒸鍍法等形成活性層3的情況相比，可以簡單而有效地形成活性層 3。由此，可以降低製造成本。[變形例]此外，有機TFT不限於底柵頂接觸型，如圖3所示，也可以是底柵底接觸型。在這種情況下，活性層3重疊在源電極4和漏電極5的上側。除此以外，雖然在此沒有具體的圖示，但也可以是柵電極1位於活性層3上側的頂柵頂接觸型或頂柵底接觸型。在這些情況下也可以得到同樣的效果。2.薄膜電晶體的使用例子(電子設備)下面對所述的薄膜電晶體(有機TFT)的使用例子進行說明。所述有機TFT可以用於各種各樣的電子設備中。例如有機TFT可以應用於作為電子設備的液晶顯示裝置中。圖4和圖5分別表示液晶顯示裝置主要部分的剖面結構和電路結構。此外，在下面說明的裝置結構(圖4)和電路結構(圖5)只不過是一個例子，可以適當改變它們的結構。[電子設備的結構]在此說明的液晶顯示裝置例如是使用有機TFT的有源矩陣驅動方式的透射型液晶顯示器，所述有機TFT作為開關(像素選擇)用的元件使用。如圖4所示，所述液晶顯示裝置是將液晶層31封入驅動基板10和對向基板20之間的裝置。例如在支承基板11的一個面上順序形成有機TFT12、平坦化絕緣層13和像素電極14，並且多個有機TFT12和像素電極14配置成矩陣形，由此構成驅動基板10。但是，在一個像素內含有的有機TFT12的數量可以是一個，也可以是兩個以上。在圖4和圖5中表示的是例如在一個像素內含有一個有機TFT12的情況。例如用玻璃或塑料材料等透射性材料形成支承基板11，有機TFT12具有與所述的有機TFT相同的結構。塑料材料的種類例如與對有機TFT說明過的情況相同。平坦化絕緣層13例如由聚醯亞胺等絕緣性樹脂材料形成，像素電極14例如由氧化銦錫(ITO)等透射性導電性材料形成。此外，像素電極14例如通過設置在平坦化絕緣層13上的接觸孔(圖中沒有表示)與有機TFT12連接。對向基板20例如在支承基板21的一個面的整個面上形成對向電極22。支承基板 21例如由玻璃或塑料材料等透射性材料形成，對向電極22例如由ITO等導電性材料形成。 塑料材料的種類例如與對有機TFT說明過的情況相同。以配置成隔著液晶層31使像素電極14與對向電極22相對的方式，利用密封材料 30粘貼驅動基板10和對向基板20。液晶層31中含有的液晶分子的種類可以任意選擇。除此以外，液晶顯示裝置例如也可以具有相位差板、偏光板、取向膜和背光單元等其他構成要素(在圖中都沒有表示)。如圖5所示，用於驅動液晶顯示裝置的電路包括所述的有機TFT12、像素電極14、 對向電極22、液晶層31和電容器15。在該電路中，在行方向上排列多個信號線32，並且在列方向上排列多個掃描線33，在它們相互交叉的位置上配置有機TFT12、像素電極14和電容器15。但是，有機TFT12的源電極、柵電極和漏電極的連接端不限於圖5所示的情況。信號線32和掃描線33分別與圖中沒有表示的信號線驅動電路(數據驅動器)和掃描線驅動電路(掃描驅動器)連接。[電子設備的動作]在該液晶顯示裝置中，如果通過有機TFT12選擇像素電極14，在該像素電極14與對向電極22之間施加電場，則根據該電場強度，液晶層31中的液晶分子的取向狀態發生變化。由此，由於根據液晶分子的取向狀態，光透射量(透射率)得到控制，所以顯示灰度圖像。[電子設備的製造方法]例如按照以下步驟製造所述液晶顯示裝置。首先，製作驅動基板10。在這種情況下，通過與所述有機TFT相同的步驟，在支承基板11的一個面上以配置成矩陣形的方式形成多個有機TFT12。如上所述，該有機TFT12 具備含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料的活性層。特別是可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於在以下說明的使用有機TFT的製造工序(封裝工序)中的最高溫度，具體地說高於150°C。接著，形成平坦化絕緣層13，使該平坦化絕緣層13覆蓋有機TFT12和其周圍的支承基板11。在這種情況下，例如用旋轉塗布法等塗布聚醯亞胺的前驅物溶液(聚醯胺酸) 後，在10(TC 150°C下加熱(烘乾)數分鐘，形成平坦化絕緣層13。接著，利用光刻法使平坦化絕緣層13形成圖案(曝光和顯影)。最後把平坦化絕緣層13在150°C下加熱(後烘)數分鐘。接著，在平坦化絕緣層13上以配置成矩陣形的方式形成多個像素電極14。在這種情況下，首先，例如利用蒸鍍法等形成ITO層(圖中沒有表示)，使得該ITO層覆蓋平坦化絕緣層13的表面。隨後用旋轉塗布法等，在ITO層的表面上塗布光致抗蝕劑後，在100°C以下加熱(烘乾)數分鐘，從而形成光致抗蝕劑膜(圖中沒有表示)。接著，利用光刻法使光致抗蝕劑膜形成圖案(曝光、顯影和全面曝光)，從而形成光致抗蝕劑圖案。最後把光致抗蝕劑圖案作為掩膜對ITO層進行溼法蝕刻後顯影，並且在100°C下加熱2分鐘。接著，形成對向電極22，使得該對向電極22覆蓋支承基板21的一個面，製作對向基板20。最後，通過密封材料30以使像素電極14和對向電極22相對的方式粘貼驅動基板10和對向基板20，然後在設置在兩基板之間的空間中注入液晶，形成液晶層31。由此， 完成製作液晶顯示裝置。[有關電子設備及其製造方法的作用和效果]按照所述液晶顯示裝置及其製造方法，在形成具備含可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料的活性層的有機TFT12後，把該有機TFT12投入到封裝工序中。在這種情況下，由於使可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於封裝工序中的最高溫度，所以在該封裝工序中活性層的特性不易惡化，並且在多個有機TFT12之間不容易產生性能波動。因此，可以實現提高電子設備的性能。除此以外的效果與所述的有機TFT相同。此外，液晶顯示裝置不限於透射型，也可以是反射型。實施例下面對本發明的實施例進行詳細說明。實施例1 4製作底柵底接觸型的試驗用有機TFT，研究了其性能。在製作有機TFT的情況下， 先準備摻雜了硼(B)、磷(P)、銻(Sb)或砷(As)的矽晶片，作為承擔柵電極功能的基體。 接著，在矽晶片的一個面上形成由二氧化矽(SiO2)構成的柵絕緣層(厚度=150nm)。接著，在柵絕緣層上形成由金構成的源電極和漏電極。在這種情況下，使圖2所示的尺寸(L、 W)為L = 50μπκ W = 30mm。接著，把表1所示的可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料(玻璃化溫度Tg: °C)溶解在甲苯中，配製成溶液。在這種情況下，使可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料的混合比(重量比)=1 1，總固形物=1重量％。作為可溶性有機半導體材料使用了化學式(1)表示的二噁烷蒽嵌蒽類化合物(迫咕噸並咕噸 (peri-xanthenoxanthene)的衍生物)。作為可溶性高分子材料使用了聚苯乙烯、分子量不同的寶理塑料株式會社(# 'J 7 ^ ^ 7株式會社)制的環狀聚烯烴(環烯烴共聚物T0PAS6015、T0PAS6017，它們都是商品名稱)、或聚苯醚(PPE，polyphenylether)。接著，利用旋轉塗布法塗布溶液後，在烤箱中在100°C下乾燥，形成活性層(厚度=50nm IOOnm)。[化學式1]
權利要求
1.一種電子設備，該電子設備包括薄膜電晶體，該薄膜電晶體包括柵電極；活性層，隔著柵絕緣層與所述柵電極相對配置，並且含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料；以及源電極和漏電極，所述源電極和漏電極相互分開，並且與所述活性層連接；以及封裝部件，與所述薄膜電晶體一起被封裝，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於在所述薄膜電晶體與所述封裝部件一起被封裝的工序中的最高溫度。
2.根據權利要求1所述的電子設備，其特徵在於，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度為150°C以上。
3.根據權利要求1所述的電子設備，其特徵在於，所述可溶性高分子材料含有聚苯醚。
4.根據權利要求1所述的電子設備，其特徵在於，所述可溶性有機半導體材料和所述可溶性高分子材料的溶解度相對於共同的溶劑為0. 5重量％以上。
5.根據權利要求1所述的電子設備，其特徵在於，所述封裝部件包括覆蓋所述薄膜電晶體的絕緣層或與所述薄膜電晶體連接的電極。
6.一種電子設備的製造方法，包括形成薄膜電晶體的工序，該薄膜電晶體包括柵電極；活性層，隔著柵絕緣層與所述柵電極相對配置，並且含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料；以及源電極和漏電極，所述源電極和漏電極相互分開，並且與所述活性層連接；以及將所述薄膜電晶體與封裝部件一起封裝的工序，其中，使所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度高於在將所述薄膜電晶體與所述封裝部件一起封裝的工序中的最高溫度。
7.根據權利要求6所述的電子設備的製造方法，其特徵在於，所述封裝工序包括光刻工序和溼法蝕刻工序。
8.一種薄膜電晶體，包括柵電極；活性層，隔著柵絕緣層與所述柵電極相對配置，並且含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料；以及源電極和漏電極，所述源電極和漏電極相互分開，並且與所述活性層連接，其中，所述可溶性高分子材料的玻璃化溫度在150°C以上。
全文摘要
本發明提供一種薄膜電晶體、電子設備及其製造方法。所述薄膜電晶體可以實現性能穩定。有機TFT包括柵電極(1)；活性層(3)，隔著柵絕緣層(2)與所述柵電極(1)相對配置；源電極(4)和漏電極(5)，它們相互分開，並且與所述活性層(3)連接。活性層(3)含有可溶性有機半導體材料和可溶性高分子材料，該可溶性高分子材料的玻璃化溫度比封裝工序中的最高溫度高。
文檔編號H01L51/40GK102163692SQ201110041020
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月17日 優先權日2010年2月18日
發明者大江貴裕, 福田敏生 申請人:索尼公司