有机半导体器件和其制造方法技术

本发明专利技术的一个目的在于提供用于制造便宜有机ＴＦＴ的一种方法，而不依赖昂贵专用设备，也不使有机半导体暴露于大气中。此外，本发明专利技术另一目的在于提供一种在低温下制造有机ＴＦＴ的方法，而不引起材料热分解的问题。鉴于上述问题，本发明专利技术的一个特征在于在有机半导体薄膜形成一层起保护膜作用的薄膜状保护层。该薄膜状保护层可通过用粘接剂等将其固定在薄膜状支撑体上的方法形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有机半导体薄膜的有机半导体元件和其制造方法。此外，本专利技术涉 及一种装备有机半导体元件的半导体器件和其制造方法。
技术介绍
近年来，已对装背带薄膜半导体的薄膜晶体管(此后写为TFT)的显示器进行了研 究，并使之投入了实际应用。由于在装备有TFT的显示器中可形成许多象素，故可获得一种 高分辨率显示器器件。此外，也已知装备有TFT的显示器可以低电耗运转，因为与CRT(示 波管)相比它可以运转在低电压下。此外，该装备有TFT的显示器占据空间小，因为它可不 用如CRT的大规模显像管形成显示。因此，这种装备有TFT的显示设备被广泛用于个人电 脑、PDA、TV等的显示器部分。今后需要的是制造成更薄、更轻又更灵活的显示器件，而且更 期望使用诸如塑料的树脂基片。但是，大部分常规TFT是利用无机半导体材料诸如无定形 硅或晶体硅作为半导体薄膜制造的。因此，用树脂基片等诸如塑料是受限制的，因为用无机 半导体材料制造TFT时，形成半导体薄膜需要进行温度在350°C以上的处理。另一方面，已对用有机半导体作为半导体薄膜的有机TFT进行了研究。有机TFT 因用有机材料而具有高的柔性。此外，可以采用诸如塑料的树脂材料作为有机TFT的基片 材料，因为可以在比使用无机半导体器件更低的温度下形成有机TFT。因此，可以获得轻而 柔性的器件。此外，对于有机TFT，人们期望的是，不仅可以简化工艺诸如印模(printing) 法、喷墨法和汽相沉积法，而且也可因采用便宜的基片材料而缩减器件制造费用，而从成本 观点来看是有利的。但是，有机半导体因暴露于水、光或氧中会被氧化或分解。因此，有机半导体存在 其电性能因放置于大气中而被劣化的缺点。
技术实现思路
因此，对于带有有机半导体的器件，其电性能评价是在真空下或在缺氧状态下 (也称为负压下)完成的。为维持以上真空或缺氧的条件，对测量器件等提出了各种限制， 因为需要有专用器件，而且评价要在真空室或干燥箱中完成。此外，维持这种环境是昂贵 的，而且也不便于实际应用。为了在大气中使用带有机半导体的器件，最基本的是要防止所 有器件中的有机半导体暴露于大气中。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种制造便宜有 机TFT的方法，而不依赖于昂贵的专用器件，也不使有机半导体暴露于大气中。此外，本发 明另一目的在于提供一种在低温下制造有机TFT的方法，而不引起材料热分解的问题。鉴于上述问题，本专利技术的一个特征是，在有机半导体薄膜上形成一层薄膜状保护 层，起保护膜的作用。这样，就可保护有机半导体薄膜免受水、光或氧的影响。可以用粘接剂等通过将其固定至薄膜状支撑体上的方法，形成这种薄膜状保护 层。该薄膜状支撑体厚度为0.05-0. 5毫米，而且优选具有柔性。该薄膜状支撑体优选具有 密封性能、耐湿性、绝缘性能和耐化学腐蚀性。具体地说，可以列举出聚酰亚胺、聚酯、聚乙 烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚乙烯萘酸酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚碳酸酯(PC)等。本专利技术的一个特征在于有机半导体器件包括一层具有有机材料的半导体薄膜、一 种具有该半导体薄膜的半导体元件、一种包括该半导体元件的电路、和一层薄膜状保护层， 其中粘合该薄膜状保护层以使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于有机半导体器 件包括一层有绝缘表面的基片、一层具有有机材料且在第一基片上形成的半导体薄膜、一 种具有该半导体薄膜的半导体元件、一种包括该半导体元件的电路、和一种薄膜状的保护 层，其中粘合该薄膜状保护层以使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于有机半导体器件包括一个带有绝缘表面的基片、一层具有 有机材料的半导体薄膜、一种具有该半导体薄膜的半导体元件、一种包括该半导体元件的 电路、和一组薄膜状的保护层，其中粘合该组薄膜状保护层以使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于有机薄膜晶体管包括在绝缘表面上形成的第一导电薄膜、 在第一导电薄膜上形成的绝缘膜、在该绝缘膜上形成的第二导电薄膜、在第二导电薄膜上 形成的有机半导体薄膜、和在该有机半导体薄膜上形成的薄膜状保护层。本专利技术的一个特征在于有机薄膜晶体管包括在绝缘表面上形成的第一导电薄膜、 在第一导电薄膜上形成的绝缘膜、在该绝缘膜上形成的有机半导体薄膜、在该有机半导体 薄膜上形成的第二导电薄膜、和在该有机半导体薄膜上形成的薄膜状保护层。本专利技术的一个特征在于一种用于制造有机半导体器件的方法，包括步骤形成具 有有机材料的半导体薄膜、形成具有该半导体薄膜的半导体元件、和固定一层薄膜状保护 层，使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于一种用于制造有机半导体器件的方法，包括步骤在带有 绝缘表面的基片上形成具有有机材料的半导体薄膜、形成具有该半导体薄膜的半导体元 件、和固定一层薄膜状保护层使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于一种用于制造有机半导体器件的方法，包括步骤在带有 绝缘表面的基片上形成具有有机材料的半导体薄膜、形成具有该半导体薄膜的半导体元 件、和固定一组薄膜状保护层使之覆盖该半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于一种用于制造有机薄膜晶体管的方法，包括步骤形成第 一导电薄膜、在第一导电薄膜上形成绝缘膜、在该绝缘膜上形成第二导电薄膜、在第二导电 薄膜上形成一层有机半导体薄膜、和固定一层薄膜状保护层使之覆盖有机半导体薄膜。本专利技术的一个特征在于一种用于制造有机薄膜晶体管的方法，包括步骤形成第 一导电薄膜、在第一导电薄膜上形成绝缘膜、在该绝缘膜上形成有机半导体薄膜、在该有机 半导体薄膜上形成第二导电薄膜、和固定一层薄膜状保护层使之覆盖该有机半导体薄膜。根据用于制造按照本专利技术的有机半导体器件和有机薄膜晶体管的方法，通过沉积 或涂布有机半导体薄膜材料的方法，形成一种有机半导体薄膜材料。根据用于制造按照本专利技术的有机半导体器件和有机薄膜晶体管的方法，可以由一 种导电浆料形成第一导电薄膜或第二导电薄膜。此外，可以通过丝网印刷法、卷筒式涂布机 法或喷墨法形成第一导电薄膜或第二导电薄膜。根据用于制造按照本专利技术的有机半导体器件和有机薄膜晶体管的方法，可以用环 氧为基础的粘接剂、氨基甲酸乙酯为基础的粘接剂、乳剂为基础的粘接剂、合成橡胶为基础 的粘接剂，弹性粘接剂或变性丙烯酸酯为基础的粘接剂，通过粘合薄膜状支撑体使覆盖半 导体薄膜的方法，固定保护层或保护层组。根据用于制造按照本专利技术的有机半导体器件和有机薄膜晶体管的方法，可以薄膜 状带卷提供保护层或保护层组，可以从该薄膜状带卷牵拉出需要覆盖半导体薄膜的带子， 可通过处于拉伸方向张力状态下的卷筒，直接将该带子粘合(bonded)至半导体薄膜上，并 可将此带子切成预定尺寸。可容易地和在低温下保护按照本专利技术上述有机半导体器件和有机薄膜晶体管中 的有机半导体薄膜。因此，可降低总成本，因为不需要昂贵的专用器件。从而可提供装备有 便宜有机TFT的半导体器件。按照上述本专利技术，可以防止有机半导体受到因暴露于大气中的水、光和氧而造成 的氧化或分解。此外，本专利技术可在大气中和常压下实施，因为它必须用一层薄膜至少覆盖该有机 半导体薄膜。因此，不必加热或增压样品，为此也可防止有机材料的分解。另外，由于它可 以在低温进行，对基片可以采用塑料材料，而且，由于该薄膜本身重量轻和是柔性的，可以 制造保护膜而不会失去有机半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，所述半导体器件包括：在绝缘膜上形成的有机半导体薄膜；和在所述有机半导体薄膜上形成的保护膜，其中所述保护膜具有绝缘性质。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平形吉晴，石谷哲二，深井修次，今林良太，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]