有机晶体管、有机晶体管阵列和显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有机晶体管，包括：衬底；以栅电极和栅极绝缘膜的顺序顺次形成在衬底上的栅电极和栅极绝缘膜；形成在至少栅极绝缘膜上的源电极、漏电极和有机半导体层。紫外线从没有栅电极的一侧照射到衬底，透过衬底和栅极绝缘膜，在栅电极上被反射，并在有机半导体层被吸收。已经吸收紫外线的有机半导体层的导电率低于没有吸收紫外线的有机半导体层的导电率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机晶体管、有机晶体管阵列和显示装置。
技术介绍
对有机薄膜晶体管(TFT)进行了积极的研究，它们具有以下优点。 1.在材料种类、制造方法和产品形式方面具有高度灵活性。 2.面积能够容易地增大。 3.层结构可以简化，制造工艺可以简化。 4.低成本制造装置可以用于制造工艺。 有机半导体层的膜形成方法的实施例是印刷方法、旋涂法和浸渍法。与利用硅半 导体材料的传统TFT相比，有机TFT能够以低很多的成本进行制造。 当集成有机TFT时，必须形成电极图案。专利文献1公开一种制造层叠结构的方法，包括形成包括一种其临界表面张力通过接收能量而变化的材料的润湿性改变层的步骤；形成一图案的步骤，该图案具有包括具有由施加能量到润湿性改变层的一部分而形成的低临界表面张力的低表面能部分和具有更高临界表面张力的高表面能部分的不同临界表面张力的部分；通过施加包括导电材料的液体到形成图案的润湿性改变层的表面上而在高表面能部分中形成导电层的步骤；以及在润湿性改变层上形成半导体层的步骤。 而且，当制造有机TFT时，必须形成有机半导体层的图案。如果有机TFT集成而不形成有机半导体层图案，会发生以下问题。也就是，由于形成在除了沟道区域之外的部分上的有机半导体层的影响，在晶体管操作时会产生截止电流(off current)，在该情况下电能消耗将增大。而且，这会导致在显示像素时产生串扰。当通过利用硅半导体材料制造TFT时，通过照相平版蚀刻，图案形成为具有硅半导体材料。 当仅考虑形成有机半导体层的图案时，施加光致抗蚀剂，通过曝光处理和显影处 理形成期望的图案，从而形成抗蚀图案。这用作蚀刻掩模以执行蚀刻。然后，抗蚀剂被剥离， 从而形成图案。但是，当高聚合物材料用作有机半导体材料时，通过在高聚合物材料上施加 光致抗蚀剂而形成图案，晶体管特性会退化。光致抗蚀剂通过利用萘醌二叠氮化物作为感 光基团将酚醛清漆树脂溶解在有机溶剂例如二甲苯溶剂和纤维素溶剂中而获得。高聚合物 材料通常溶解在包括在光致抗蚀剂中的有机溶剂中。当晶状分子例如并五苯用作有机半导 体材料时，晶体管属性会类似地降级到某种程度。而且，当剥离抗蚀剂时，使用剥离剂例如 乙二醇一丁醚和单乙醇胺会导致损坏。在剥离抗蚀剂之后，用纯水冲洗有机半导体层会导 致损坏。由于上面的原因，难以通过传统的照相平版蚀刻法形成有机半导体层图案。 专利文献2公开一种制造晶体管的方法，包括在衬底上设置导电层的步骤；在导 电层上设置具有至少一个窗的掩膜；并通过该窗蚀刻导电层以在导电层中形成开口 ，并设 定导电层部分以形成晶体管的源极和漏极的步骤；通过该窗沉淀导电材料并在开口中形成 金属晶体管栅极的步骤；在栅极上形成由金属氧化物形成的介电层的步骤；以及将半导体 材料布置在源极和漏极之间，在栅极上，并在源极或者漏极与栅极之间的空间中，从而形成晶体管的半导体主体。以这样的方式执行蚀刻以在窗的周边产生底切，使得开口在平行于 衬底表面的方向上比窗更宽。导电材料通过金属蒸发沉淀以使得栅极的周边与源极和漏极 间隔开，并且晶体管的栅极的周边完美地与开口的周边重叠。 专利文献3公开一种通过适当结合以下方法制造有机晶体管的方法。 一个方法是 用于施加电荷到待涂覆表面的预定位置以及施加与上述电荷极性相反的电荷到涂覆材料 以通过库仑力吸引施加有电荷的材料到预定位置。另一方法是用于在待涂覆的表面的预定 位置形成凹陷部分以沉淀涂覆材料在该凹陷部分上。又另一方法是在施加涂覆材料后蒸发 溶剂以形成图案，然后将激光束照射到该图案。 但是，这些工艺的问题是随着工艺步骤数目的增加，产出将减小，制造成本将增 大。 专利文献4公开一种薄膜晶体管，包括形成在衬底上的栅电极；形成在栅电极上的栅极绝缘膜；形成在栅极绝缘膜上的源电极；形成在栅极绝缘膜上的漏电极；通过有机半导体分子聚集形成的半导体膜，由此半导体膜形成在栅极绝缘膜、源电极和漏电极上；形成在栅电极突起区域内部并且在栅极绝缘膜和半导体薄膜之间的分界面上的自组装的单层。而且，光从衬底后侧照射到形成在绝缘膜表面上的自组装单层上，其中栅电极用作光掩模，以从栅电极突起区域之外的半导体膜要形成在其中的区域移除自组装单层。 但是，通过该方法，有机半导体材料受到限制，因此选择材料的自由度低。 同时，当可溶于有机溶剂的高聚合物材料用作有机半导体材料时，可以通过喷墨方法形成图案。对于喷墨方法，图案可以直接呈现，因此材料使用率可以明显提高。而且，通过执行喷墨方法以形成图案，制造工艺可以简化，产率可以提高，成本可以降低。 但是，当在大的区域上形成图案时，难以对所有晶体管完美地形成图案，这是在冲击点处的精度等因素所致。特别地，有机半导体墨水的物理属性，例如粘性、表面张力和干燥条件由于高聚合物材料的纯度、分子量、分子量分布以及溶剂原因而明显改变。这样，难以调节物理属性到适当水平。由于该原因，墨水不能总是从所有喷嘴正确喷射。在一些情形中，从其中一个喷嘴喷射的墨水可能偏斜，或者，喷射的墨水的量会改变。喷头属性也是如此，喷嘴不会总是具有相同的属性。当从其中一个喷嘴喷射的墨水即使仅稍微偏斜时，图案就会低分辨率地而非高分辨率地适当形成。结果，有机半导体层会是部分地不完全的图案。这样的问题在当在大的区域上形成图案时特别明显。 专利文献1 :日本专利申请公开说明书第2005-310962号 专利文献2 :日本专利申请公开说明书第2003-536260号 专利文献3 :日本专利申请公开说明书第2004-297011号 专利文献4 :日本专利申请公开说明书第2005-79560号 相应地，对能够降低晶体管操作时的截止电流(off current)的有机晶体管、包括 多个这样的有机晶体管的有机晶体管阵列以及包括有机晶体管阵列的显示装置存在需求。
技术实现思路
本专利技术可解决现有技术的一个或多个问题。 根据本专利技术的一方面，提供一种有机晶体管，包括衬底；以栅电极和栅极绝缘膜 的顺序顺次形成在衬底上的栅电极和栅极绝缘膜；以及形成在至少栅极绝缘膜上的源电4极、漏电极和有机半导体层。紫外线从没有栅电极的一侧照射到衬底上，透射过衬底和栅极绝缘膜，在栅电极上被反射，并在有机半导体层上被吸收。已经吸收紫外线的有机半导体层的导电率小于没吸收紫外线的有机半导体层的导电率。 根据本专利技术的一个实施方式，提供一种能够减小晶体管操作时的截止电流的有机晶体管、包括多个这样的有机晶体管的有机晶体管阵列以及包括有机晶体管阵列的显示装置。附图说明 图1是根据本专利技术的实施方式的有机晶体管的实施例的截面视图； 图2是根据本专利技术的实施方式的有机晶体管阵列的第一实施例的俯视图； 图3是根据本专利技术的实施方式的有机晶体管阵列的第二实施例的俯视图； 图4是根据本专利技术的实施方式的有机晶体管阵列的第三实施例的俯视图； 图5是在形成有机半导体层以前的有机晶体管阵列的实施例的俯视图； 图6是通过喷墨方法形成在最优区域中的有机半导体层的俯视图； 图7是通过喷墨方法形成在最优区域之外的有机半导体层的一部分的俯视图； 图8是通过喷墨方法形成在最优区域之外的有机半导体层的一部分的俯视图； 图9是通过喷墨方法形成在最优区域之外的有机半导体层的一部分的俯视图； 图10A和10B是从衬底本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机晶体管，包括：衬底；以栅电极和栅极绝缘膜的顺序顺次形成在所述衬底上的栅电极和栅极绝缘膜；以及形成在至少所述栅极绝缘膜上的源电极、漏电极和有机半导体层，其中：紫外线从没有栅电极的一侧照射到所述衬底，透过所述衬底和栅极绝缘膜，在所述栅电极上被反射，并在所述有机半导体层上被吸收；以及已经吸收紫外线的有机半导体层的导电率低于没有吸收紫外线的有机半导体层的导电率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：油谷圭一郎，友野英纪，山贺匠，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：JP[日本]