專利名稱：有機(jī)半導(dǎo)體器件及其制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包含采用有機(jī)半導(dǎo)體膜的薄膜晶體管(TFT)的有機(jī)半導(dǎo)體器件及其制造工藝。在本說明書中，有機(jī)半導(dǎo)體器件表示基本上能利用有機(jī)半導(dǎo)體材料的特性工作的器件，即它是指在同一襯底上提供帶有TFT的有源矩陣型半導(dǎo)體器件。具體地，使用在一對電極間具有包含有機(jī)化合物的膜(此后稱為“有機(jī)化合物層”)的發(fā)光元件、通過在其上施加電場能夠獲得熒光或磷光的器件(此后稱為“發(fā)光器件”)，電光器件如液晶顯示器件，以電光器件作為其一部分安裝的電器也都包括在范圍內(nèi)。
背景技術(shù)：
在存儲(chǔ)一半導(dǎo)體元件的各種半導(dǎo)體器件如電視圖像接收器件、個(gè)人計(jì)算機(jī)和便攜式電話中，一個(gè)作為用戶識(shí)別信息裝置的用于顯示符號(hào)和圖像的顯示器是必不可少的。尤其，最近，以利用液晶的電光特性的以液晶顯示器件為代表的平板型顯示器(平板顯示器)已被積極應(yīng)用。
作為平板顯示器的一種形式，已知一種通過為每個(gè)象素提供一個(gè)TFT并連續(xù)寫入一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)來顯示圖像的有源矩陣的驅(qū)動(dòng)方法。TFT作為用于實(shí)現(xiàn)有源矩陣驅(qū)動(dòng)方法的必要元件。
雖然這樣一種TFT迄今主要利用無機(jī)半導(dǎo)體材料如非晶硅和晶體硅來生產(chǎn)，由于在使用該種材料形成TFT的情況下，半導(dǎo)體層等的制造工藝中的處理溫度超過350℃，所涉及的一個(gè)問題在于許多有用的襯底物質(zhì)在其它情況下不能使用。
相反，一種使用有機(jī)半導(dǎo)體材料生產(chǎn)TFT的方法已被提出。在本說明書中，顯示電阻率約為10-2～1016Ωcm的類似半導(dǎo)體電性能的有機(jī)化合物被稱為有機(jī)半導(dǎo)體材料，而利用有機(jī)半導(dǎo)體材料形成的膜稱為有機(jī)半導(dǎo)體膜。另外，利用有機(jī)半導(dǎo)體材料生產(chǎn)的TFT稱為有機(jī)TFT。
由于可通過有機(jī)半導(dǎo)體材料的淀積法、旋涂法等形成有機(jī)TFT，故能夠在低溫下成膜。在有機(jī)半導(dǎo)體材料中，根據(jù)為能夠溶于有機(jī)溶劑而合成的可溶有機(jī)半導(dǎo)體材料，可以采用通過將溶液在襯底上展開并干燥的涂層方法如澆注和旋涂的成膜方法，由此可望簡化制造工藝。此外，它的優(yōu)秀之處在于除干燥操作外不需要后處理就能夠立即形成半導(dǎo)體膜。
然而，在形成多個(gè)通過可溶有機(jī)半導(dǎo)體材料形成的有機(jī)TFT的情況下，形成圖案操作很困難，因此該方法受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于，通過提供一種與印刷方法和噴墨方法相比較形成較精細(xì)結(jié)構(gòu)的方法，提供一種更加復(fù)雜化的有源矩陣型有機(jī)半導(dǎo)體器件，在利用這樣一種可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料形成有機(jī)TFT的情況下，印刷方法和噴墨方法曾被用作將液體材料形成圖案的方法。此外，另一目的在于提供一種具有有機(jī)半導(dǎo)體器件的電器。
為了解決上述問題，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)包含與絕緣表面接觸形成的第一電極，與第一電極接觸形成的第一絕緣膜，與第一絕緣膜接觸形成的第二絕緣膜，該第二絕緣膜在第一電極上有一開口部分，在此開口部分中與第一絕緣膜和第二絕緣膜接觸形成的一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體薄膜，與有機(jī)半導(dǎo)體膜接觸但二者彼此不接觸的第二電極和第三電極。
在開口部分和第二絕緣膜上形成在開口部分內(nèi)形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，然后去除形成在第二絕緣膜上的除開口部分以外部分中的有機(jī)半導(dǎo)體膜，這樣它就具有和第二絕緣膜相同的表面。
此外，由于有機(jī)半導(dǎo)體膜在開口部分內(nèi)形成，該開口部分通過完全去除安排在用作柵電極的第一電極上的第二絕緣膜得到，有機(jī)半導(dǎo)體膜與第一絕緣膜接觸形成，而且具有一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在通過第一絕緣膜與第一電極疊加的位置處形成。
此處，通過形成帶有45～60度錐度角的開口部分邊緣，使有機(jī)半導(dǎo)體材料的膜形成簡便易行。
此外，第二電極和第三電極分別作為有機(jī)TFT中的源電極和漏電極，它們由同種材料形成，彼此不接觸。關(guān)于本發(fā)明中源電極和漏電極的材料，由于大多數(shù)半導(dǎo)體材料是用于輸運(yùn)作為載流子的空穴的p型半導(dǎo)體，為獲得與半導(dǎo)體層的歐姆接觸，優(yōu)選使用功函數(shù)大的金屬。
特別優(yōu)選能利用現(xiàn)有的光刻法形成電極的金屬，如金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳，及這些金屬形成的合金等。
另外，作為本發(fā)明使用的有機(jī)半導(dǎo)體材料，優(yōu)選具有共軛雙鍵骨架的π電子共軛系統(tǒng)聚合物材料。特別是可使用可溶性聚合物材料，如聚噻吩、聚(3-烷基噻吩)以及聚噻吩衍生物。
此外，作為可在本發(fā)明中使用的有機(jī)半導(dǎo)體材料，可提出能夠通過在可溶性母體成膜后處理形成有機(jī)半導(dǎo)體膜的材料。作為這樣一種可通過這樣一種母體獲得的有機(jī)半導(dǎo)體材料，聚亞噻吩基亞乙烯基、聚(2，5-亞噻吩亞乙烯基)、聚乙炔、聚乙炔衍生物、聚丙炔亞乙烯基等可被提出。
在本發(fā)明中，這些可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料及母體統(tǒng)稱為可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料。然而，在本發(fā)明中，不僅上述提到的材料，而且也能使用已知的有機(jī)半導(dǎo)體材料。
在將母體轉(zhuǎn)化為有機(jī)半導(dǎo)體時(shí)，不僅要進(jìn)行熱處理而且要添加反應(yīng)催化劑如氯化氫。在需要這樣一種處理的情況下，涉及到電極腐蝕等問題，然而，根據(jù)本發(fā)明描述的有機(jī)TFT的結(jié)構(gòu)，不必?fù)?dān)心該問題。
此外，作為溶解這些可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料的代表性溶劑，可提出的有甲苯，二甲苯，氯苯，二氯苯，茴香醚，三氯甲烷，二氯甲烷，γ-丁基內(nèi)酯，丁基溶纖劑，環(huán)己烷，NMP(N-甲基-2-吡咯烷酮)，環(huán)己酮，2-丁酮，二氧己環(huán)，二甲替甲酰胺(DMF)，THF(四氫呋喃)等。
進(jìn)一步，為實(shí)現(xiàn)這樣一種構(gòu)造的本發(fā)明的制造工藝包含以下步驟在絕緣表面上形成第一電極，在第一電極上形成第一絕緣膜，在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜，在第二絕緣膜借助第一絕緣膜疊加在第一電極上的位置形成開口部分，在開口部分和第二絕緣膜上形成一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體薄膜，拋光該有機(jī)半導(dǎo)體薄膜直到第二絕緣膜暴露出來，在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成導(dǎo)電膜后，通過形成導(dǎo)電膜圖案來形成彼此不接觸的第二電極和第三電極。
按照上述提到的制造工藝，能夠生產(chǎn)本發(fā)明的有機(jī)TFT。
本發(fā)明中在利用可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料形成有機(jī)半導(dǎo)體膜的情況下，優(yōu)選旋涂方法。
另外在本發(fā)明中，作為去除在開口部分以外的部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜的方法，可有拋光法如機(jī)械法、化學(xué)法以及CMP(機(jī)械化學(xué)拋光法)。此外，在本發(fā)明中，也可使用用灰磨光法。
在本發(fā)明中使用CMP法的情況下，作為拋光劑(液)，可以使用那些包含磨粒如氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2粉體)和氧化鈰(CeO2)的拋光劑。此外，作為分散這些磨粒的溶液，可使用酸性或堿性溶液如硫酸、硝酸以及銨溶液，但也可使用純水。另外必要時(shí)可使用表面活化劑。在本發(fā)明的CMP工藝中，有機(jī)半導(dǎo)體膜被拋光直到暴露出第二絕緣膜的表面。
附圖簡述

圖1是說明本發(fā)明有機(jī)TFT結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖2A到2E是說明本發(fā)明有機(jī)TFT制造工藝的示意圖。
圖3是說明發(fā)光器件象素部分結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖4A到4D為說明一種發(fā)光器件制造工藝的示意圖。
圖5A到5C為說明一種發(fā)光器件制造工藝的示意圖。
圖6A到6B是發(fā)光器件象素部分的俯視圖和電路示意圖。
圖7是說明液晶顯示器件象素部分結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖8A到8D是說明液晶顯示器件制造工藝的示意9A和9B是液晶顯示器件象素部分的俯視圖和電路示意圖。
圖10A和10B是說明發(fā)光器件密封結(jié)構(gòu)的的視圖。
圖11A到11H是示出電器實(shí)例的視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖2，鑒于圖1所示結(jié)構(gòu)的有機(jī)TFT制造工藝，將詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。由于圖1和圖2所使用的數(shù)字相同，它們可在需要時(shí)被提及。
在圖2A，通過將形成于襯底101上的導(dǎo)電膜形成圖案來形成第一電極101。作為襯底101，可使用玻璃襯底，石英襯底，陶瓷襯底等。此外，也可使用在表面上形成絕緣膜的硅襯底，金屬襯底或不銹鋼襯底。此外，對該實(shí)施例的工藝溫度有耐熱性的塑料襯底也可使用。
此外，第一電極由導(dǎo)電材料構(gòu)成，該材料包含一個(gè)或多個(gè)選自由W、Mo、Ti和Ta構(gòu)成的組的元素。第一電極102作為有機(jī)TFT的柵電極。
在第一電極102形成之后，形成第一絕緣膜103。作為第一絕緣膜103，使用二氧化硅膜、硅氧氮膜，或包含硅的絕緣膜，膜是由等離子CVD方法或?yàn)R射方法形成，厚度為50～150nm。
其次，在第一絕緣膜103上形成一個(gè)絕緣膜。作為此處所用的絕緣材料，可使用包含硅的無機(jī)材料如二氧化硅、氮化硅、硅氧氮以及它們結(jié)合形成的疊層膜，以及有機(jī)材料如丙烯酸樹脂，聚酰亞胺，聚酰胺，聚酰亞胺酰胺和BCB(苯并環(huán)丁烯)。
在使用無機(jī)材料的情況下，薄膜由等離子CVD法、濺射法或淀積法形成。在使用有機(jī)材料的情況下，通過旋涂法、印刷法或噴墨法形成薄膜，膜厚約10～500nm。
通過在形成絕緣膜并用光刻法刻蝕后，形成一個(gè)具有所期望圖案的光刻膠掩模104，如圖2B所示可在第一電極102上形成有開口部分的第二絕緣膜105。
其次，在第一電極102和第二絕緣膜105上形成一個(gè)有機(jī)半導(dǎo)體膜。此時(shí)，優(yōu)選形成有機(jī)半導(dǎo)體膜106，其膜厚大于第二絕緣膜105的厚度，如圖2C所示。
其次，去除在第二絕緣膜105上形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜106。作為部分去除有機(jī)半導(dǎo)體膜106的方法，不僅可用拋光法(化學(xué)法、機(jī)械法、CMP法)，也可用用灰磨光法。該實(shí)施例中，采用CMP法進(jìn)行去除。
作為CMP法中使用的拋光劑(液)，可以使用通過將氧化鋁(Al2O3)或二氧化硅(SiO2粉體)磨粒分散于添有表面活化劑(Triton X)的硝酸或銨溶液中得到拋光劑。此時(shí)，從拋光墊施加300g/cm2的壓力進(jìn)行拋光操作。拋光時(shí)的壓力可在100～500g/cm2范圍內(nèi)選擇。
關(guān)于用CMP法去除有機(jī)半導(dǎo)體膜，實(shí)行去除操作直到第二絕緣膜105的表面暴露出來，以便只剩下在第一電極上的開口部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜。
因此，在位于與第二絕緣膜105接觸位置的第一電極上形成由有機(jī)半導(dǎo)體膜構(gòu)成的溝道區(qū)107，如圖2D所示。
此外如圖2E所示，利用淀積法在第二絕緣膜105和溝道區(qū)107上形成第二導(dǎo)電膜。通過采用光刻法形成第二導(dǎo)電膜圖案，形成源電極108和漏電極109。形成的第二導(dǎo)電膜厚度為10～200nm。
源電極108和漏電極109的尺寸為(500×30μm2)。在這種情況下，溝道寬度W為500μm。源電極/漏電極間的間隙即溝道長度L為30μm。
如上面所提及的，如圖1所示可以形成具有單獨(dú)提供溝道區(qū)107的結(jié)構(gòu)的有機(jī)TFT。因此，能夠使用盡管有高的載流子移動(dòng)程度但幾乎不能形成圖案的聚合物材料形成精細(xì)結(jié)構(gòu)圖案。結(jié)果，由于有機(jī)半導(dǎo)體TFT的尺寸(特別是溝道寬度)可做的更小，集成度可得到提高。
實(shí)例實(shí)例1本實(shí)例中，使用實(shí)施例中闡述的有機(jī)TFT的有源矩陣驅(qū)動(dòng)法的發(fā)光器件將被闡述。圖3示出發(fā)光器件象素部分的結(jié)構(gòu)。此外，將參考圖4和5闡述發(fā)光器件的制造工藝。
圖3中，在通過柵絕緣膜303提供在襯底301上的柵電極302上，形成溝道區(qū)305，并且與溝道區(qū)305接觸形成源電極306和漏電極307。溝道區(qū)305在第一層間絕緣膜304中提供的開口部分中形成。另外，在本實(shí)例中，有機(jī)TFT被稱為電流控制TFT308。由于在實(shí)施例中已闡述了有機(jī)TFT迄今的制造工藝，此處不再詳述。
源電極306和漏電極307形成后，形成第二層間絕緣膜309。第二層間絕緣膜309由有機(jī)樹脂材料制成，如聚酰亞胺，丙烯酸樹脂和聚酰亞胺酰胺。通過使用旋轉(zhuǎn)器涂敷這些材料，加熱及烘烤，或使其聚合，可使其表面平坦化。另外，由于有機(jī)樹脂材料通常具有低介電常數(shù)，可使寄生容量減少。
其次，為阻止從發(fā)光元件上的第二層間絕緣膜309放氣的副作用，在第二層間絕緣膜309上形成第三層間絕緣膜310。第三層間絕緣膜310包含一層無機(jī)絕緣膜。其代表性實(shí)例包括一層二氧化硅膜、一層硅氧氮膜、一層氮化硅膜，或這些膜結(jié)合形成的疊層膜。它們是利用等離子CVD法，在20～200Pa反應(yīng)壓力，300～400℃襯底溫度，高頻(13.56MHz)和0.1～1.0W/cm2電功率密度下，通過放電形成的。或者可通過對層間絕緣膜表面施行等離子處理形成硬化膜的方法提供，硬化膜包含一個(gè)或多個(gè)選自由氫、氮、鹵化物碳、氟化氫和稀有氣體組成的組。
此后，通過形成具有所期望圖案的光刻膠掩模及形成到達(dá)電流控制TFT308的漏電極307的接觸孔，來形成導(dǎo)線311。關(guān)于此處所用電極材料，薄膜可通過真空淀積法中的濺射法使用Al、Ti或合金材料形成用作導(dǎo)電金屬膜，并形成所期望的形狀。
其次，形成用作發(fā)光元件陽極的導(dǎo)電膜。作為陽極材料，使用透明導(dǎo)電膜。作為透明導(dǎo)電膜，可使用氧化銦和氧化錫的化合物(稱為ITO)、氧化銦和氧化鋅的化合物、氧化錫、氧化鋅等。此時(shí)優(yōu)選導(dǎo)電膜厚度0.1～1μm。
其后，如圖4D所示，通過刻蝕透明導(dǎo)電膜形成陽極312。
然后，如圖5A所示，在整個(gè)表面上形成包含聚酰亞胺，丙烯酸樹脂和聚酰亞胺酰胺的有機(jī)樹脂膜。關(guān)于這些材料，可采用通過加熱硬化的熱固性材料，或通過紫外線照射硬化的光敏材料。在使用熱固性材料的情況下，通過形成光刻膠掩模和干刻形成在陽極312上有開口部分的絕緣層313。在使用光敏材料的情況下，通過使用光掩模進(jìn)行曝光和顯影處理在陽極312上形成有一開口部分的絕緣膜。在本說明書中，它被稱為堤壩313。在任一情況下，形成堤壩313是為了用其錐型邊緣覆蓋陽極312的端部。通過提供錐形邊緣，可改善隨后形成的有機(jī)化合物層的覆蓋性能。
下一步，在陽極312上形成有機(jī)化合物層314。有機(jī)化合物層314可通過除發(fā)光層外層疊多個(gè)層如空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、空穴抑制層、電子輸運(yùn)層、電子注入層和緩沖層形成。另外有機(jī)化合物層314形成厚度約為10～150nm(圖5B)。為形成有機(jī)化合物層，在使用基于低分子的材料情況下，優(yōu)選淀積法，在使用基于聚合物的材料的情況下，可使用旋涂法、印刷法、噴墨法等。
在本實(shí)例中，通過淀積法在陽極312上形成有機(jī)化合物層314。有機(jī)化合物層314由顯示包括紅、綠和藍(lán)的三種光發(fā)射的有機(jī)化合物制成。此處，只示出其中一種化合物的形成過程。另外，形成三種有機(jī)化合物層的有機(jī)化合物的組合將在下面詳細(xì)闡述。
本實(shí)例中發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層可由電子輸運(yùn)有機(jī)化合物、阻擋有機(jī)化合物、發(fā)光有機(jī)化合物、基質(zhì)材料、空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物和空穴注入有機(jī)化合物制成。
特別地，作為電子輸運(yùn)有機(jī)化合物的三(8-羥基喹啉基)鋁(此后稱為Alq3)形成為膜厚25nm。作為阻擋有機(jī)化合物的堿式亞銅試劑(basocuproin)(此后稱為BCP)形成為膜厚8nm。2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉鉑(此后稱為PtOEP)作為發(fā)光有機(jī)化合物與4，4’-二咔唑-聯(lián)苯(此后稱為CBP)共淀積形成膜厚25～40nm的基質(zhì)。4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(此后稱為α-NPD)作為空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物形成為膜厚40nm。銅酞菁(此后稱為Cu-Pc)作為空穴注入有機(jī)化合物形成為膜厚15nm。由此可形成一個(gè)紅色發(fā)光有機(jī)化合物層。
雖然此處說明了使用不同功能的6種有機(jī)化合物形成發(fā)紅光的有機(jī)化合物層的情況，但本發(fā)明不限于此，已知的材料也可被用作顯示發(fā)射紅光的有機(jī)化合物。
本實(shí)例中，一種發(fā)綠光的有機(jī)化合物層可由電子輸運(yùn)有機(jī)化合物、阻擋有機(jī)化合物、發(fā)光有機(jī)化合物、基質(zhì)材料、空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物和空穴注入有機(jī)化合物形成。
特別地，作為電子輸運(yùn)有機(jī)化合物的Alq3形成為40nm厚的膜。作為阻擋有機(jī)化合物的BCP形成膜厚10nm的膜。用作空穴輸運(yùn)基質(zhì)材料的CBP與三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)共淀積形成5～40nm厚的膜。作為空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物的α-NPD形成10nm厚的膜。作為空穴注入有機(jī)化合物的MTDATA形成膜厚20nm的膜。作為空穴注入有機(jī)化合物的Cu-Pc形成膜厚10nm的膜。由此可形成發(fā)綠光的有機(jī)化合物層。
雖然此處說明了使用不同功能的7種有機(jī)化合物形成發(fā)綠光的有機(jī)化合物層的情況，但本發(fā)明不限于此，并且已知的材料也可被用作顯示發(fā)射綠光的有機(jī)化合物。
本實(shí)例中，一種發(fā)藍(lán)光的有機(jī)化合物層可由電子輸運(yùn)有機(jī)化合物、阻擋有機(jī)化合物、發(fā)光有機(jī)化合物和空穴注入有機(jī)化合物形成。
特別地，作為電子輸運(yùn)有機(jī)化合物的Alq3形成為40nm厚的膜。作為阻擋有機(jī)化合物的BCP形成為膜厚10nm的膜。作為發(fā)光有機(jī)化合物的α-NPD形成為40nm厚的膜。作為空穴注入有機(jī)化合物的Cu-Pc形成為膜厚20nm的膜。由此可形成發(fā)藍(lán)光的有機(jī)化合物層。
雖然此處說明了使用不同功能的4種有機(jī)化合物形成發(fā)綠光的有機(jī)化合物層的情況，但本發(fā)明不限于此，并且已知的材料也可被用作顯示發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物。
通過在陽極312上形成上述有機(jī)化合物，可在象素部分中形成顯示發(fā)射紅光、發(fā)射綠光和發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物層。
此外，作為形成有機(jī)化合物層的有機(jī)化合物，可使用基于聚合物的材料。作為代表性基于聚合物的材料，可提出的有基于聚對亞苯基亞乙烯基(PPV)的材料，基于聚乙烯咔唑材料(PVK)的材料，基于聚氟烯的材料等。
例如，對于發(fā)射紅光的有機(jī)化合物層，可使用氰基聚亞苯基亞乙烯基，對于發(fā)射綠光的有機(jī)化合物層，可使用聚亞苯基亞乙烯基，對于發(fā)射藍(lán)光的有機(jī)化合物，可使用聚亞苯基亞乙烯基或聚烷基苯撐。
其次，通過淀積法(見圖5C)，在有機(jī)化合物層314上形成陰極315。作為陰極315的材料，除MgAg合金和AlLi合金外，也可使用由屬于元素周期表中I族或II族的元素通過共淀積法形成的薄膜。陰極315的膜厚優(yōu)選約為80-200nm。
由此，可形成如圖3所示的一個(gè)具有有機(jī)TFT，以及一個(gè)包含本發(fā)明的陽極312、有機(jī)化合物層314和陰極315的發(fā)光元件316的元件襯底。
實(shí)例2圖6A是更詳細(xì)的俯視結(jié)構(gòu)，而圖6B是利用本發(fā)明提供的實(shí)例1中說明的發(fā)光器件的象素部分的電路示意圖。由于圖6A和圖6B中使用相同的數(shù)字，可認(rèn)為它們是彼此一致的。
本實(shí)例中，如區(qū)602所示的TFT被稱為開關(guān)TFT，而如區(qū)606所示的TFT被稱為電流控制TFT。二者都包含一個(gè)本發(fā)明的有機(jī)TFT。開關(guān)TFT602的源與源信號(hào)線615連接，而漏與漏導(dǎo)線605相連接。此外，漏導(dǎo)線605與電流控制TFT606的柵電極607電連接。
此外，開關(guān)TFT602的溝道區(qū)604與源和漏接觸形成，并且它與和柵信號(hào)線603電連接的柵電極相疊加。
另外，電流控制TFT606的源與供電線616電連接，而漏與漏導(dǎo)線617電連接。此外，漏導(dǎo)線617與由虛線所表示的陽極(象素電極)618電連接。
本實(shí)例的構(gòu)造可結(jié)合實(shí)例1的構(gòu)造自由實(shí)施。
實(shí)例3本實(shí)例中，將參考圖10說明一種作為發(fā)光器件的實(shí)例1中所示的元件襯底的完成方法。
圖10A是一個(gè)發(fā)光器件的俯視圖，而圖10B是圖10A的沿A-A’線橫截面視圖。虛線表示的數(shù)字1001是一個(gè)源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，1002為象素部分及1003柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。另外，1004為覆蓋材料，1005為密封劑，由密封劑1005包圍的內(nèi)部形成一空間。
數(shù)字1008是用于傳輸輸入到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1001和柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1003的信號(hào)和用于接收來自FPC(柔性印刷電路)1009的視頻信號(hào)或時(shí)鐘信號(hào)的導(dǎo)線，用作外部輸入終端。雖然此處只示出FPC，但FPC可以附帶一個(gè)印刷線路板(PWB)。本說明書中的發(fā)光器件不僅包括發(fā)光器件的主體，也包括處于其上附帶FPC或PWB的狀態(tài)的主體。
其次參考圖10B說明的橫截面結(jié)構(gòu)。在襯底1010上形成象素部分1002和作為驅(qū)動(dòng)電路的源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路1001。象素部分1002包括多個(gè)象素，象素包括電流控制TFT1011和電連接于其漏的陽極1012。
此外，在陽極1012的兩端形成堤壩1013。在堤壩1013和陽極1012上形成有機(jī)化合物層1014，并且在堤壩1013和有機(jī)化合物層1014上形成發(fā)光元件1016的陰極1015。
陰極1015也用作通常為所有象素提供的導(dǎo)線，它通過導(dǎo)線1008電連接于FPC1009。
此外，借助密封劑1005附加覆蓋材料1004。可提供一個(gè)包含樹脂膜的襯墊以確保覆蓋材料1004與發(fā)光元件間的距離。密封劑1005內(nèi)的空間1007用惰性氣體如氮?dú)馓畛洹Ｗ鳛槊芊鈩?005，優(yōu)選可使用環(huán)氧基樹脂。另外，密封劑1005優(yōu)選是透水分和透氧盡可能少的材料。在空間1007中可包含具有吸濕效應(yīng)的物質(zhì)或具有防氧化效應(yīng)的物質(zhì)。
再者，本實(shí)例中，作為包括覆蓋材料1004的材料，除玻璃襯底和石英襯底外，還可使用由FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料)，PVF(聚氟乙烯)，聚酯薄膜，聚酯，丙烯酸樹脂等制成的塑料襯底。
此外，在使用密封劑1005結(jié)合覆蓋材料1004后，也可能用密封劑密封以便覆蓋側(cè)表面(被暴露的表面)。
通過如上所述將發(fā)光元件密封于空間1007內(nèi)，發(fā)光元件可與外界完全隔絕，就可以阻止導(dǎo)致有機(jī)化合物層退化的物質(zhì)例水分和氧從外部的侵入。因此，可獲得高可靠性的發(fā)光元件。
本實(shí)例的構(gòu)造可結(jié)合實(shí)例1的實(shí)例2的構(gòu)造自由實(shí)行。
實(shí)例4本實(shí)例中，使用在本發(fā)明實(shí)施例中說明的有機(jī)TFT的有源矩陣驅(qū)動(dòng)法的液晶顯示器件將被說明。適用于液晶顯示器件的象素結(jié)構(gòu)的實(shí)例如圖7所示，而且將參考圖8橫截面圖說明制造工藝。另外，參考俯視圖9說明本實(shí)例的液晶顯示器件。
圖7中，經(jīng)過柵絕緣膜704在形成于襯底701上的柵電極702和第一電容電極703上形成第一層間絕緣膜705。第一層間絕緣膜705在柵電極702上有一開口部分，在此開口部分中形成溝道區(qū)706。進(jìn)一步，與第一層間絕緣膜705和溝道區(qū)706接觸形成源電極707和漏電極708。本實(shí)例中，源電極707和漏電極708被形成，同時(shí)形成了第二電容電極709。本實(shí)施例中，形成于象素部分中的有機(jī)TFT被稱為象素TFT710。
源電極707和漏電極708形成之后，包含氮化硅膜的鈍化膜711，以及包含有機(jī)樹脂材料的第二層間絕緣膜712被形成，樹脂材料選自由丙烯酸樹脂，聚酰亞胺，聚酰胺以及聚酰亞胺酰胺組成的組。然后，通過提供孔來形成導(dǎo)線713和象素電極714。
雖然此處只示出了象素部分，但形成了形成在同一襯底上的驅(qū)動(dòng)電路和具有有機(jī)TFT的象素部分。在驅(qū)動(dòng)電路中，根據(jù)有機(jī)TFT，可形成移位寄存器電路、緩沖電路、電平移動(dòng)電路、閂鎖電路等。
在象素部分中，與象素TFT710連接的電容部分包含第一電容電極703、第一層間絕緣膜705和第二電容電極709。第一電容電極703與柵線電連接以提供電容部分715及第二電容電極709。
圖9是這種狀態(tài)下象素部分的俯視圖，其中線A-A’對應(yīng)于圖8C。象素TFT710的源電極707與源信號(hào)線901連接，而柵電極702與柵信號(hào)線902連接。
形成至圖8C所示步驟后，如圖8D所示，在反襯底716上形成反電極717。在其上形成定向膜718并對其實(shí)行摩擦處理。反電極717由ITO制成。另外，雖然未示出，在形成定向膜718之前，通過將有機(jī)樹脂膜如丙烯酸樹脂膜形成圖案，可在所期望的位置形成一個(gè)圓柱狀襯墊來保持襯底距離。此外，球形襯墊而非圓柱狀襯墊可分散在襯底整個(gè)表面上。
然后，將反襯底716固定在襯底上。此后，在襯底之間注射液晶材料719，并將其用密封劑(未示出)完全密封。作為液晶材料，可使用已知的液晶材料。由此，如圖7所示的借助有源矩陣驅(qū)動(dòng)方法的顯示器件可被完成。
實(shí)例5本發(fā)明的半導(dǎo)體器件能用于各種電子器件。
使用本發(fā)明的這些電子器件包括攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、風(fēng)鏡式顯示器(頭戴顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音重放器件(汽車聲頻裝置和音頻接收機(jī))、膝上型計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、便攜式電話、便攜式游戲機(jī)、電子書等)、包括一種記錄媒介的圖像再現(xiàn)裝置(更為特別地，一種能再現(xiàn)一種記錄媒介如數(shù)字萬能磁盤(DVD)等，并包含一個(gè)用于顯示再現(xiàn)圖像的顯示器的裝置)等。圖11A到圖11H分別示出這種電子器件的各種特例。
圖11A說明一種有機(jī)發(fā)光顯示器件，該器件包括殼體2001、支撐臺(tái)2002、顯示部分2003、揚(yáng)聲器部分2004、視頻輸入端2005等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分2003。顯示器件包含用于顯示信息的所有顯示器件，如個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視廣播接收機(jī)和廣告顯示器。
圖11B說明一種數(shù)碼相機(jī)，它包括主體2101、顯示部分2102、圖像接收部分2103、操作鍵2104、外部連接端口2105、快門2106等。本發(fā)明可用作顯示部分2102和其它電路。
圖11C說明一種膝上型計(jì)算機(jī)，它包括主體2201、殼體2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外部連接端口2205、指示鼠標(biāo)2206等。本發(fā)明可用作顯示部分2203和其它電路。
圖11D說明一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，它包括主體2301、顯示部分2302、開關(guān)2303、操作鍵2304、紅外端口2305等。本發(fā)明可用作顯示部分2302和其它電路。
圖11E說明一種包含記錄媒介的圖像再現(xiàn)裝置(更特別地，一種DVD再現(xiàn)裝置)，它包括主體2401、殼體2402、顯示部分A2403、另一顯示部分B2404、記錄媒介(DVD等)讀出部分2405、操作鍵2406、揚(yáng)聲器部分2407等。顯示部分A2403主要用于顯示圖像信息，而顯示部分B2404主要用于顯示字符信息。本發(fā)明可被用作這些顯示部分A2403、B2404以及其它電路。包含記錄媒介的圖像再現(xiàn)裝置還包括游戲機(jī)等。
圖11F圖解示出一種風(fēng)鏡式顯示器(頭戴式顯示器)，它包括主體2501、顯示部分2502、支架部分2503。本發(fā)明可被用作顯示部分2502和其它電路。
圖11G說明一種攝像機(jī)，它包括主體2601、顯示部分2602、殼體2603、外部連接端口2604、遠(yuǎn)程控制接收部分2605、圖像接收部分2606、電池2607、聲音輸入部分2608、操作鍵2609等。本發(fā)明可被用作顯示部分2602和其它電路。
圖11H說明一種移動(dòng)電話，它包括主體2701、殼體2702、顯示部分2703、聲音輸入部分2704、聲音輸出部分2705、操作鍵2706、外部連接端口2707、天線2708等。本發(fā)明可用作顯示部件2703和其它電路。
此外，使用是本發(fā)明的有機(jī)半導(dǎo)體器件之一的液晶顯示器件的前向型放映機(jī)和后向型放映機(jī)也可包含在本發(fā)明的電子器件中。將來當(dāng)能夠得到從有機(jī)發(fā)光材料發(fā)出的更亮的亮度時(shí)，本發(fā)明將可應(yīng)用于前向型和后向型放映機(jī)，其中，包含輸出圖像信息的光借助透鏡等被放大放映。
本發(fā)明的應(yīng)用范圍相當(dāng)寬廣，使得本發(fā)明可被用于不同種類的電子器件中。另外，本實(shí)施例可通過與實(shí)施例1～4的結(jié)構(gòu)自由組合實(shí)施。
因?yàn)橥ㄟ^實(shí)施本發(fā)明可形成一種使用有機(jī)半導(dǎo)體材料的有機(jī)TFT，通過低溫工藝制造能夠使用于制造的材料選擇范圍加寬。此外，由于能夠使可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料形成圖案，有機(jī)TFT的尺寸可做得更小。由此，與常規(guī)使用噴墨法或印刷法的情形相比，可形成一種高度復(fù)雜的有機(jī)半導(dǎo)體器件。
權(quán)利要求
1.一種使用有機(jī)薄膜晶體管的有機(jī)半導(dǎo)體器件，包含與絕緣表面接觸形成的第一電極，與第一電極接觸形成的第一絕緣膜，與第一絕緣膜接觸形成的第二絕緣膜，在其疊加于第一電極上的位置處有一開口部分，在開口部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，以及與有機(jī)半導(dǎo)體膜接觸形成的第二電極和第三電極，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜和第二絕緣膜形成同一表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的厚度大于第二絕緣膜的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的器件，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體器件組合成一個(gè)器件，該器件選自由顯示器件、數(shù)碼相機(jī)、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、包含記錄媒介的便攜式圖像再現(xiàn)裝置、風(fēng)鏡式顯示器、攝像機(jī)和手提電話組成的組。
7.一種使用有機(jī)薄膜晶體管的有機(jī)半導(dǎo)體器件，包含與絕緣表面接觸形成的第一電極，與第一電極接觸形成的第一絕緣膜，與第一絕緣膜接觸形成的第二絕緣膜，在其疊加于第一電極上的位置處有一開口部分，在開口部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，以及與有機(jī)半導(dǎo)體膜接觸形成的第二電極和第三電極，其中第二電極和第三電極彼此不接觸地形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中的有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的器件，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體器件組合成一個(gè)器件，該器件選自由顯示器件、數(shù)碼相機(jī)、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、包含記錄媒介的便攜式圖像再現(xiàn)裝置、風(fēng)鏡式顯示器、攝像機(jī)和手提電話組成的組。
13.一種使用有機(jī)薄膜晶體管的有機(jī)半導(dǎo)體器件，包含與絕緣表面接觸形成的第一電極，與第一電極接觸形成的第一絕緣膜，與第一絕緣膜接觸形成的第二絕緣膜，在其疊加于第一電極上的位置處有一開口部分，在開口部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，以及與有機(jī)半導(dǎo)體膜接觸形成的第二電極和第三電極，其中第二絕緣膜有一錐形邊緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的器件，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體器件組合成一個(gè)器件，該器件選自由顯示器件、數(shù)碼相機(jī)、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、包含記錄媒介的便攜式圖像再現(xiàn)裝置、風(fēng)鏡式顯示器、攝像機(jī)和手提電話組成的組。
19.一種使用有機(jī)薄膜晶體管的有機(jī)半導(dǎo)體器件，包含與絕緣表面接觸形成的第一電極，與第一電極接觸形成的第一絕緣膜，與第一絕緣膜接觸形成的第二絕緣膜，在其疊加于第一電極上的位置處有一開口部分，在開口部分中形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，以及與有機(jī)半導(dǎo)體膜接觸形成的第二電極和第三電極，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜與第一絕緣膜接觸形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的器件，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的器件，其中有機(jī)半導(dǎo)體器件組合形成一種器件，該器件選自由顯示器件、數(shù)碼相機(jī)、膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)、包含記錄媒介的便攜式圖像再現(xiàn)裝置、風(fēng)鏡式顯示器、攝像機(jī)和手提電話組成的組。
25.一種制造有機(jī)半導(dǎo)體器件的工藝，包含在絕緣表面上形成第一電極，在第一電極上形成第一絕緣膜，在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜，在第二絕緣膜借助第一絕緣膜疊加在第一電極上的位置形成開口部分，在開口部分和第二絕緣膜上形成有機(jī)半導(dǎo)體膜，拋光有機(jī)半導(dǎo)體膜直到暴露出第二絕緣膜，以及在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成彼此不接觸的第二電極和第三電極。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的工藝，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的工藝，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
30.一種制造有機(jī)半導(dǎo)體器件的工藝，包含在絕緣表面上形成第一電極，在第一電極上形成第一絕緣膜，在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜，在第二絕緣膜借助第一絕緣膜疊加在第一電極上的位置形成開口部分，通過旋涂法在開口部分和第二絕緣膜上形成有機(jī)半導(dǎo)體膜，去除第二絕緣膜上形成的有機(jī)半導(dǎo)體膜，以及在形成于開口部分上的有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成彼此不接觸的第二電極和第三電極。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的工藝，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的工藝，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
35.一種制造有機(jī)半導(dǎo)體器件的工藝，包含在絕緣表面上形成第一電極，在第一電極上形成第一絕緣膜，在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜，在第二絕緣膜借助第一絕緣膜疊加在第一電極上的位置形成開口部分，通過旋涂法在開口部分和第二絕緣膜上形成有機(jī)半導(dǎo)體膜，對有機(jī)半導(dǎo)體膜實(shí)施用灰磨光處理，直到第二絕緣膜暴露出來，以及在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成彼此不接觸的第二電極和第三電極。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的工藝，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的工藝，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
40.一種制造有機(jī)半導(dǎo)體器件的工藝，包含在絕緣表面上形成第一電極，在第一電極上形成第一絕緣膜，在第一絕緣膜上形成第二絕緣膜，在第二絕緣膜借助第一絕緣膜疊加在第一電極上的位置形成開口部分，通過旋涂法在開口部分和第二絕緣膜上形成有機(jī)半導(dǎo)體膜，通過機(jī)械化學(xué)拋光法拋光有機(jī)半導(dǎo)體膜直到第二絕緣膜暴露出來，以及在有機(jī)半導(dǎo)體膜上形成第二電極和第三電極。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜由可溶性有機(jī)半導(dǎo)體材料制成。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的工藝，其中有機(jī)半導(dǎo)體膜的膜厚大于第二絕緣膜的膜厚。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的工藝，其中第二電極和第三電極由功函數(shù)大的同種金屬制成。
44.根據(jù)權(quán)利要求43獲得的工藝，其中第二電極和第三電極包含一種金屬，該金屬選自由金、鉑、鉻、鈀、鋁、銦、鉬和鎳組成的組。
全文摘要
本發(fā)明在于提供一種復(fù)雜的有源矩陣型有機(jī)半導(dǎo)體器件。在絕緣表面上形成第一電極102。借助第一絕緣膜103在第一電極102上形成第二絕緣膜104。在第二絕緣膜104上形成的開口部分和第二絕緣膜104上形成有機(jī)半導(dǎo)體膜。通過拋光有機(jī)半導(dǎo)體膜直到暴露出第二絕緣膜104來獲得有機(jī)半導(dǎo)體膜105。此外，通過在有機(jī)半導(dǎo)體膜105上形成第二電極106和第三電極107，可獲得本發(fā)明的一種有機(jī)半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L29/76GK1398007SQ0212221
公開日2003年2月19日 申請日期2002年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月1日
發(fā)明者荒井康行, 柴田典子 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所