[发明专利]有机半导体元件及其制造方法、有机晶体管阵列及显示器

说明书

技术领域

本发明涉及使用有机半导体晶体管的有机半导体元件及其制造方法、有机晶体管阵列及显示器。

背景技术

TFT为代表的半导体晶体管近年来伴随显示装置的发展其用途在逐渐扩大。这样的半导体晶体管经由半导体材料将电极连接，从而起到作为开关元件的作用。

在此，上述采用半导体材料的晶体管通常具有：图5所示的栅极101、将上述栅极101绝缘的栅极绝缘层102、由上述半导体材料构成的半导体层103、与上述半导体层103接触而形成的源极104以及漏极105，已知有图5(a)所示上述栅极101配置在上述半导体层103的下面侧的底部栅极结构和图5(b)所示上述栅极101配置在上述半导体层103的上面侧的顶部栅极结构。

以往，作为用于上述半导体晶体管的半导体材料，采用硅(Si)、镓砷化合物(GaAs)、铟镓砷化合物(InGaAs)等无机半导体材料，近年来，普及率扩大的液晶显示元件的显示用TFT矩阵基板也采用这样的无机半导体材料的半导体晶体管在被采用。另一方面，作为上述半导体材料也已知有机化合物构成的有机半导体材料。

采用这样的有机半导体材料的晶体管比采用上述无机半导体材料的，要更加经济且能够实现大面积化，可以在柔性的塑料基板上形成，进一步提高抗机械冲击的稳定性，由于具有这些优点，电子书为代表的柔性显示器等新一代显示器的应用等研究正积极进展。

在此，采用上述半导体材料的半导体晶体管如上所述通常由栅极、栅极绝缘层、半导体材料构成的半导体层、源极和漏极所构成，通过利用栅极电压使上述半导体界面的电荷量变化，控制漏极电流而发挥开关功能，但是为了充分发挥开关功能，需要使开关时的作为漏极电流的比的开关比(on off ratio)形成得比较大。开关比大的情况下，微小的栅极电压的变化能够得到大的漏极电流变化，所以能够发挥充分的开关功能。而开关比小的情况下，漏极电流变化量相对于栅极电压变化小，所以为了发挥开关功能，需要对栅极电压施加大的电压。

这样，作为对用于发挥晶体管重要的功能——开关功能而有较大影响的开关比，有机半导体晶体管与无机半导体晶体管相比，存在开关比小的问题。

作为开关比小的原因，例如接通电流低的情况和关闭电流高的情况，其中也存在有机半导体晶体管中关闭电流高的问题。构成有机半导体晶体管的有机半导体层，将由有机半导体材料构成的有机半导体层形成图案形状等微细加工是困难的，与栅极比面积大，结果，在关闭的时候也产生电流的转向(電流の回り込み)，关闭电流变高。

相对于此，专利文献1中，公开源极漏极上设置绝缘层后，采用有机半导体材料与漏极连接而形成有机半导体层的方法。但是，该方法与将形成涂工液状的有机半导体材料涂工的网印法、喷射法等印刷法相比，存在生产性低的问题。

例外，以往，为了构图有机半导体层，通过树脂等形成隔离壁，其隔离壁内部使用喷射法等进行，形成这样的隔离壁的隔离壁形成工序需以独立的工序进行，因此存在生产性低下的问题。

专利文献1：(日本)特开2000-269504号公报(JP200-269504)

发明内容

本发明是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种具有关闭电流低的半导体晶体管的有机半导体元件。

为了解决上述问题，本发明提供一种有机半导体元件，其具有有机半导体晶体管，该有机半导体晶体管包括：基板和形成在基板上的栅极；形成在该栅极上的栅极绝缘层；形成在该栅极绝缘层上的作为多孔质体的源极和漏极；仅形成在该源极和漏极之间的由有机半导体材料构成的有机半导体层。

另外，本发明还提供一种有机半导体元件，其具有有机半导体晶体管，该有机半导体晶体管包括：基板和形成在基板上的作为多孔质体的源极和漏极；仅形成在该源极和漏极之间的由有机半导体材料构成的有机半导体层；形成在该有机半导体层上的栅极绝缘层；形成在该栅极绝缘层上的栅极。

根据本发明，通过使上述有机半导体层仅形成在上述源极和连接之间，从而能够使关闭时的漏极电流量，即关闭电流低。另外，根据本发明，通过使上述源极和漏极采用多孔质体，例如制造本发明有机半导体元件时用添加法(アデイテイブ)形成有机半导体层的情况下，上述源极和漏极能够吸收添加法添加的有机半导体材料，稳定保持在上述源极漏极之间，所以能够稳定形成有机半导体层变得容易。