[发明专利]有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置

说明书

本发明提供一种有机薄膜晶体管及图像显示装置，在通过印刷法制造的有机薄膜晶体管中，成品率良好，特别消除了栅电极与电容器电极的短路不良，能够得到充分的电容器电极面积。有机薄膜晶体管在绝缘性的基板上至少具有栅电极、电容器电极、至少2层以上的绝缘层、以及位于绝缘层上的源电极、漏电极及含有有机半导体材料的半导体层，其中，以至少覆盖电容器电极的方式形成有第一绝缘层，在第一绝缘层上形成有栅电极，以覆盖栅电极的方式形成有第二绝缘层。

技术领域

本发明涉及有机薄膜晶体管及其制造方法以及图像显示装置。

背景技术

薄膜晶体管广泛用于液晶显示装置(LCD)、有机电致发光(EL)显示装置、电子纸显示装置等有源矩阵方式的显示装置或传感器等。

作为用于薄膜晶体管的半导体材料，使用非晶硅、多晶硅、或者氧化物半导体等成为主流，使用了这些半导体材料的薄膜晶体管一般使用真空成膜法和光刻等干式涂层法来制造。

另一方面，近年来，使用有机材料作为半导体材料的有机薄膜晶体管受到关注(参照专利文献1)。对于有机薄膜晶体管，进行了不仅对半导体材料还对导电性材料和绝缘性材料等使用涂布或印刷等的湿式涂层法而进行制造的各种尝试。由此来期待使用了塑料基板的柔性设备形成及低成本化等的可能性。

另外，由于印刷法同时进行成膜和图案化的工序，因此与使用以往的光刻工艺的真空成膜工艺相比，材料利用效率高，不需要显影、蚀刻工序，因此还可期待环境负荷少这一点(非专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-142091号公报

非专利文献

非专利文献1：T.Minari，M.Kano.T.Miyadera，S.D.Wang，Y.Aoyagi，andK.Tsukagoshi，“Surface scontive depositionof mol of organicfield-effecttransistors”and AppliedPhysics Letters，94，093307(2009)

发明内容

发明所要解决的课题

在利用印刷法形成有机薄膜晶体管时，配合薄膜晶体管的各层的特征而使用各种印刷方法。但是，利用湿式涂层法的成膜与以往的光刻工艺相比，图案化精度差，容易产生由此导致的成品率降低等。成品率降低会导致成本上升，因此在原本应该有利的成本方面也难以发挥优越性。

为了避免这种情况，也可以考虑使薄膜晶体管的各层的尺寸留有富余地进行设计，但若使尺寸留有富余地进行设计，则薄膜晶体管部的面积变大，因此难以制作高精细的薄膜晶体管图案。另外，由于薄膜晶体管部的面积变大，所以使用了薄膜晶体管的有源矩阵方式的图像显示装置等的作为驱动的辅助电容发挥功能的电容器电极的面积受到限制。特别是在顶栅构造的薄膜晶体管构造中，在栅电极和电容器电极设置在同一层的情况下，电容器电极面积难以较大地形成，难以获得充分的电容。

另一方面，有机薄膜晶体管与利用干式涂层法制作的薄膜晶体管相比，多数情况下特性方面较差。为了弥补特性方面的不利，需要精度高的构造。例如，在电极中，需要将晶体管电极和布线分别配置在基板整个面上，对于晶体管电极，希望尽量大的图案化，对于布线，希望尽量细微的图案化。

特别是对于电容器电极，需要尽可能大的构造。在有源矩阵方式的图像显示装置中，设置于薄膜晶体管的电容器在各像素的写入时承担着辅助电压保持的作用，若电容不足则选择时间中的电压保持率降低，因此，需要采取提高写入电压或增加写入次数等对策，结果导致图像显示装置的写入时间的增加或消耗电力的增加。

但是，如图4所示，由于一般的电容器电极和栅电极形成在同一层上，因此，轻易扩大电容器电极会导致栅电极与电容器电极的短路的增加。